JP6083141B2 - アンテナ装置 - Google Patents
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Description
導電性の材料によって構成された複数のエレメントと、
外部から入力される高周波信号を複数の前記エレメントに分配する電力分配回路と、
を備え、
前記エレメントは、前記基板の厚さ方向を前後方向としたときの当該前後方向と直交する方向に長手状に延びる本体部と、前記本体部と前記基板とを連結する接続部とを備え、前記電力分配回路から前記接続部を介して前記本体部に給電されるように構成されており、
各エレメントの前記本体部の長手方向が当該本体部に隣接する他のエレメントの前記本体部の長手方向と異なる方向となる構成で、複数の前記エレメントが前記基板の所定領域の周りに並んでそれぞれ前記基板の周縁部に沿うように配置され、
前記接続部は、前記電力分配回路に電気的に接続されると共に、前記本体部の長手方向一端側の部分と前記基板の第1板面との間で前後に立ち上がる第1連結部からなり、
更に、前記エレメントには、前記本体部の長手方向他端側の部分と前記基板とを連結すると共に、前記長手方向他端側の部分と前記第1板面との間で前後に立ち上がる第2連結部が設けられており、
前記本体部、前記第1連結部、及び前記第2連結部が同一の導電性材料によって一体的に形成され、且つ前記本体部が前記第1連結部及び前記第2連結部によって保持され、
前記基板には、各エレメントの各第2連結部に電気的に接続される構成で導電性材料からなる周波数調整部がそれぞれ設けられ、
前記周波数調整部は、前記第2連結部から前記第1板面に沿って折れ曲がるように当該第1板面側から露出する配線パターンとして構成され、先端側となるにつれて前記第1連結部側に近づくように直線状に配されるか又は複数の折り曲げ箇所を有するように配されることを特徴とする。
さらに、前記接続部は、前記電力分配回路に電気的に接続されると共に、前記本体部の長手方向一端側の部分と前記基板の第1板面との間で前後に立ち上がる第1連結部からなり、更に、前記エレメントには、前記本体部の長手方向他端側の部分と前記基板とを連結すると共に、前記長手方向他端側の部分と前記第1板面との間で前後に立ち上がる第2連結部が設けられており、前記本体部、前記第1連結部、及び前記第2連結部が同一の導電性材料によって一体的に形成され、且つ前記本体部が前記第1連結部及び前記第2連結部によって保持されている。
このように構成することで、各エレメント及びその付近をより小型に且つより軽量に構成することができる。特に、本体部の両端に第1連結部及び第2連結部がそれぞれ連結されているため、本体部を片持ち状に保持する構成と比較して長手方向のサイズを小さくすることができる。また、各エレメントを保持するための部材を省略ないし削減することができるため、アンテナ全体としても軽量になり、更には、このような省略ないし削減によって生じるスペースを他部品の配置に効率的に利用できるようになる。
特に、前記基板には、各エレメントの各第2連結部に電気的に接続される構成で導電性材料からなる周波数調整部がそれぞれ設けられている。
この構成では、導電路として構成される周波数調整部が第2連結部に電気的に接続されているため、エレメントの長さを抑えつつ、エレメントと周波数調整部を含めた導電部分の長さを確保することができ、所望の共振周波数で設定しようとする場合により軽量且つコンパクトな構成で実現できることとなる。
そして、前記周波数調整部は、前記基板の前記第1板面側から露出する配線パターンとして構成されている。
このように周波数調整部を配線パターンとして構成することで、周波数調整の役割を果たす部分を軽量且つ簡易に構成することができる。
このようにすると、各エレメントに位相の異なる高周波信号を常時出力することができ、円偏波又はそれに類する偏波方向の電磁波を放射し得る構成を小型化、軽量化を図りつつ実現できる。
このように構成することで、基板の第1板面側に配される回路とのカップリングを抑えることができる。
このように構成することで、基板の領域をより端部まで生かして効率的に各エレメントを配置することができる。
このように構成すると、本体部或いは基板の一方に衝撃が加わった場合にその衝撃を屈曲部にて吸収することができ、他方への伝達を効果的に抑えることができる。また、接続部をすべて直線状に形成する場合と比較して線路長を確保することができるため、エレメントを小型化する上で一層有利になる。更に、エレメント等に熱による拡大や収縮が生じた場合には屈曲部によってその変動による影響を緩和させることができる。
以下、本発明を具現化した第1実施形態について、図面を参照して説明する。
(携帯端末の全体構成)
まず、本発明に係るアンテナ装置が搭載される携帯端末について概説する。
図1(A),(B)に示す携帯端末1は、長手状の外観をなしており、その一端側のほぼ半分の領域が把持領域とされ、ユーザによって把持されつつ使用される構成をなしている。この携帯端末1は、例えば、ユーザによって携帯されて様々な場所で用いられる携帯型の情報端末として構成されており、バーコードや二次元コードなどの情報コードを読み取る情報コードリーダとしての機能と、無線タグ等の非接触通信媒体と通信するリーダライタとしての機能とを備え、読み取りを二方式で行いうる構成となっている。
本発明に係るアンテナ装置100は、アンテナ3と分配部123(電力分配回路)とを備えた構成をなしており(図15等参照)、ここでは、まず図3〜図12等を参照し、アンテナ3について詳述する。アンテナ3は、例えば携帯端末1の長手方向一端寄りの位置(図1の例では表示部103側)に配置され、例えば後述する基板10の板面が携帯端末1の厚さ方向(ケース2の厚さ方向)と略直交する構成で、或いは基板10の板面がケース2の厚さ方向に対して所定角度で傾く構成で配されるようになっている。なお、基板10は、後述する第1板面11が携帯端末1の表面側(表示部103やキー操作部105などが配置される操作面側)に向くよう収容されていてもよく、第1板面11が携帯端末1の裏面(表示部103やキー操作部105などが配置される操作面側とは反対面側)に向くように収容されていてもよい。
このようにすることで、軽量且つコンパクトなアンテナ構造を実現しつつ、給電側連結部71或いは接地側連結部72の長さや形状などによってインピーダンス調整等を簡易に行うことができるようになる。
このように構成することで、周波数調整部60とグランド層15とによって容量成分を構成することができるため、必要なエレメントサイズ(必要な線路長)を小さくすることができ、アンテナ3の一層の小型化を図ることができる。
このように構成すると、本体部30或いは基板10の一方に衝撃が加わった場合にその衝撃を屈曲部74,75,77にて吸収することができ、他方への伝達を効果的に抑えることができる。また、第1連結部40及び第2連結部50をすべて直線状に形成する場合と比較して線路長を確保することができるため、エレメント20を小型化する上で一層有利になる。更に、エレメント20等に熱による拡大や収縮が生じた場合には屈曲部74,75,77によってその変動による影響を緩和させることができる。
次に、第2実施形態について、主に図16等を参照して説明する。
第2実施形態は、分配部123(電力分配回路)については第1実施形態と同一であるため、詳細な説明は省略する。図16のように本実施形態のアンテナ装置100でも、基板10と導電性の材料によって構成された複数のエレメント20と、外部から入力される高周波信号を複数のエレメント20に分配する分配部123(第1実施形態と同一の電力分配回路)とを備えている。そして、各エレメント20は、基板10の厚さ方向を前後方向としたときの当該前後方向と直交する方向に長手状に延びる本体部30と、本体部30と基板10とを連結する接続部240とを備え、分配部123(電力分配回路)から接続部240を介して本体部30に給電されるように構成されている。
更に第2実施形態の構成では、基板10と対向する位置に第2基板210が設けられ、第2基板210上に複数のエレメント20の本体部30がそれぞれ配置され、各エレメントの接続部240は、一端側が基板10に固定されると共に他端側が本体部30に接続されており、少なくとも基板10に固定される複数の接続部240によって第2基板210が保持されている。この構成では、複数の本体部30を第2基板210に安定的に固定することができるため、本体部30の向きがより正確に保たれることとなる。また、第2基板210によって本体部30を保持する構成を採用しているため、本体部30の剛性をそれほど高める必要がなく、本体部30の小型化、軽量化を図りやすくなる。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
3…アンテナ
10…基板
10a,10b,10c,10d…端部
11…第1板面
12…第2板面
15…グランド層(グランド部)
20…エレメント
30…本体部
40…第1連結部(接続部)
50…第2連結部
60…周波数調整部
71…給電側連結部
72…接地側連結部
74,75,77…屈曲部
100…アンテナ装置
123…分配部(電力分配回路)
210…第2基板
210…貫通孔
240…接続部
260…周波数調整部
Claims (6)
- 基板と、
導電性の材料によって構成された複数のエレメントと、
外部から入力される高周波信号を複数の前記エレメントに分配する電力分配回路と、
を備え、
前記エレメントは、前記基板の厚さ方向を前後方向としたときの当該前後方向と直交する方向に長手状に延びる本体部と、前記本体部と前記基板とを連結する接続部とを備え、前記電力分配回路から前記接続部を介して前記本体部に給電されるように構成されており、
各エレメントの前記本体部の長手方向が当該本体部に隣接する他のエレメントの前記本体部の長手方向と異なる方向となる構成で、複数の前記エレメントが前記基板の所定領域の周りに並んでそれぞれ前記基板の周縁部に沿うように配置され、
前記接続部は、前記電力分配回路に電気的に接続されると共に、前記本体部の長手方向一端側の部分と前記基板の第1板面との間で前後に立ち上がる第1連結部からなり、
更に、前記エレメントには、前記本体部の長手方向他端側の部分と前記基板とを連結すると共に、前記長手方向他端側の部分と前記第1板面との間で前後に立ち上がる第2連結部が設けられており、
前記本体部、前記第1連結部、及び前記第2連結部が同一の導電性材料によって一体的に形成され、且つ前記本体部が前記第1連結部及び前記第2連結部によって保持され、
前記基板には、各エレメントの各第2連結部に電気的に接続される構成で導電性材料からなる周波数調整部がそれぞれ設けられ、
前記周波数調整部は、前記第2連結部から前記第1板面に沿って折れ曲がるように当該第1板面側から露出する配線パターンとして構成され、先端側となるにつれて前記第1連結部側に近づくように直線状に配されるか又は複数の折り曲げ箇所を有するように配されることを特徴とするアンテナ装置。 - 前記電力分配回路は、各エレメントに対しそれぞれ異なる位相で前記高周波信号を出力するように電力を分配することを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。
- 前記エレメントは4つ設けられ、
それら4つのエレメントは、各エレメントの前記本体部の長手方向と当該本体部に隣接する他のエレメントの前記本体部の長手方向とが直交する構成で、4つの前記エレメントが前記基板の前記所定領域を矩形状に囲んで配置されており、
前記電力分配回路は、各エレメントに対し90°ずつずれた位相で交流信号を出力するように電力を分配することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のアンテナ装置。 - 前記基板において複数の前記エレメントが突出する第1板面側とは反対の第2板面側には、それら複数の前記エレメントを、その突出側とは反対側から覆うようにグランド層が設けられていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
- 前記基板は矩形状に構成されており、
前記基板の周縁部を構成する各端部に隣接して沿うように各エレメントがそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のアンテナ装置。 - 前記接続部は、前記電力分配回路に電気的に接続されると共に前記基板と前記本体部との間で前後に立ち上がる構成をなしており、且つ当該接続部の前後方向所定位置には、前記前後方向と直交する方向に凹となる構成で屈曲する屈曲部が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
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