(57)【要約】【課題】２つのアンテナを有する小型軽量で安価かつ破損しにくい無線通信装置を提供すること。【解決手段】無線通信装置１は、合成樹脂からなる直方体形状の外装ケース２と、外装ケース２の内壁面に貼着された第１および第２のフィルム３，４と、外装ケース２内に収納された回路基板５と、回路基板５に固設されて外装ケース２の外方へ突出するＵＳＢコネクタ６とを備えたＵＳＢドングルであり、各フィルム３，４にアンテナ電極７，８がパターニングされている。回路基板５の一方の主面５ａには高周波回路１１および結合電極１４が設けられ、他方の主面５ｂには高周波回路１２および結合電極１５が設けられている。結合電極１４はアンテナ電極７と対向して電磁結合し、結合電極１５はアンテナ電極８と対向して電磁結合するようになっている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の高周波回路および第２の高周波回路が設けられた回路基板と、外観が直方体形状で内部空間に前記回路基板を収納する合成樹脂製の外装ケースと、この外装ケースに一体化された第１のアンテナ電極および第２のアンテナ電極とを備え、
前記外装ケースの相対向する２つの壁部の一方に前記第１のアンテナ電極を配置させて他方に前記第２のアンテナ電極を配置させると共に、前記回路基板に、前記第１の高周波回路から導出されて前記第１のアンテナ電極と対向する第１の結合電極と、前記第２の高周波回路から導出されて前記第２のアンテナ電極と対向する第２の結合電極とを設け、前記第１のアンテナ電極と前記第１の結合電極とを電磁結合させ、かつ前記第２のアンテナ電極と前記第２の結合電極とを電磁結合させるように構成したことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
請求項１の記載において、片面に粘着層を有し他面に前記第１のアンテナ電極を設けた第１のフィルムと、片面に粘着層を有し他面に前記第２のアンテナ電極を設けた第２のフィルムとが、前記外装ケースの相対向する２つの壁部に分散して貼着されていることを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
請求項１または２の記載において、前記外装ケースの相対向する内壁部の一方に前記第１のアンテナ電極を配置させて他方に前記第２のアンテナ電極を配置させたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項の記載において、前記回路基板が内層にグランド電極層を有する多層基板であり、このグランド電極層が前記第１の結合電極と前記第２の結合電極との間に介在していることを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項の記載において、前記回路基板の一端部にＵＳＢコネクタが固設されており、このＵＳＢコネクタが前記外装ケースの開口部を貫通して外方へ突出していることを特徴とする無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パソコンなどの電子機器に装着して使用される小型の無線通信装置に係り、特に、２つのアンテナを有してＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）伝送などに好適な無線通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、パソコンに装着して無線ＬＡＮなどに使用される小型の無線通信装置として、外装ケース内に収納された回路基板の一端部にアンテナ電極を設けてなるＵＳＢタイプのものやカードタイプのものが広く知られている。しかし、回路基板には多くの電子部品を含む高周波回路が設けられており、回路基板にアンテナ電極形成用のスペースを確保すると該基板が大きくなってしまうため、ＭＩＭＯ伝送用の無線通信装置のように２つのアンテナが必要な構造のものに適用した場合、回路基板が不所望に大きくなって装置全体の大型化を余儀なくされてしまう。
【０００３】
これに対して、例えば特許文献１に開示されている無線ＬＡＮカードでは、金属板製の外装ケースの２箇所にスリットを形成して２つのスロットアンテナとなし、外装ケース内の回路基板に設けられたマイクロストリップ線路とこれら２つのスロットアンテナとを電磁結合（容量結合）させるという構成になっている。このように金属板からなる外装ケースにスロットアンテナを開設しておけば、外装ケース内の回路基板をさほど大きくしなくても２つのアンテナを同時に動作させることが可能な無線通信装置が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２３４６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている無線ＬＡＮカードのように、外装ケースに形成したスリットをスロットアンテナとして動作させるようにした従来の無線通信装置においては、比較的剛性の高い金属板にプレス抜きや曲げ加工を施して外装ケースを作製しなければならないため、外装ケースの部品コストや重量によって無線通信装置の低コスト化や軽量化が阻害されてしまうという問題があった。特に、ＵＳＢタイプの無線通信装置の場合、その外装ケースを金属板で形成することは実用的でないため、このような無線通信装置に適用するのは不向きである。また、外装ケースの一部にスロットアンテナが開設されていると、目隠し用のラベルを貼り付けてスロットアンテナ（スリット）を塞いでも、該ラベルは裏側から支えられていないため外力に対して弱く、それゆえ該ラベルが破損してスロットアンテナが露出してしまう虞があった。その場合、無線通信装置の外観が損なわれるだけでなく、スロットアンテナを介して外装ケース内へ異物が侵入しやすくなるため、回路基板の短絡や導通不良に至る危険性が高まる。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、２つのアンテナを有する小型軽量で安価かつ破損しにくい無線通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の無線通信装置は、第１の高周波回路および第２の高周波回路が設けられた回路基板と、外観が直方体形状で内部空間に前記回路基板を収納する合成樹脂製の外装ケースと、この外装ケースに一体化された第１のアンテナ電極および第２のアンテナ電極とを備え、前記外装ケースの相対向する２つの壁部の一方に前記第１のアンテナ電極を配置させて他方に前記第２のアンテナ電極を配置させると共に、前記回路基板に、前記第１の高周波回路から導出されて前記第１のアンテナ電極と対向する第１の結合電極と、前記第２の高周波回路から導出されて前記第２のアンテナ電極と対向する第２の結合電極とを設け、前記第１のアンテナ電極と前記第１の結合電極とを電磁結合させ、かつ前記第２のアンテナ電極と前記第２の結合電極とを電磁結合させるように構成した。
【０００８】
このように構成された無線通信装置では、直方体形状の外装ケースの相対向する２つの壁部に第１のアンテナ電極と第２のアンテナ電極が分散して配置されており、第１のアンテナ電極は回路基板側の第１の結合電極と電磁結合するため第１の高周波回路との間で信号の授受が行え、かつ第２のアンテナ電極は回路基板側の第２の結合電極と電磁結合するため第２の高周波回路との間で信号の授受が行える。したがって、この無線通信装置は第１および第２のアンテナ電極を同時に動作させることができ、ＭＩＭＯ伝送などに好適である。また、外装ケースは合成樹脂製なので軽量化や低コスト化が図りやすい。また、第１および第２のアンテナ電極は外装ケースに一体化されているため外力に対して強く、両アンテナ電極を外装ケースで保護することも容易である。
【０００９】
上記の構成において、片面に粘着層を有し他面に第１のアンテナ電極を設けた第１のフィルムと、片面に粘着層を有し他面に第２のアンテナ電極を設けた第２のフィルムとが、外装ケースの相対向する２つの壁部に分散して貼着されていると、第１および第２のフィルムを外装ケースの表面に貼着するだけで各アンテナ電極を外装ケースに一体化させることができるため、組立性が良好となる。
【００１０】
また、上記の構成において、外装ケースの相対向する内壁部の一方に第１のアンテナ電極を配置させて他方に第２のアンテナ電極を配置させると、第１および第２のアンテナ電極が外装ケースに覆われて確実に保護されるため、外力が作用しても各アンテナ電極が破損する危険性はほとんどなくなる。
【００１１】
また、上記の構成において、回路基板が内層にグランド電極を有する多層基板であり、このグランド電極が第１の結合電極と第２の結合電極との間に介在していると、第１のアンテナ電極および第１の結合電極と、第２のアンテナ電極および第２の結合電極との間の電磁的なアイソレーションが容易に確保されて好ましい。
【００１２】
また、上記の構成において、回路基板の一端部にＵＳＢコネクタが固設されており、このＵＳＢコネクタが外装ケースの開口部を貫通して外方へ突出していると、２つのアンテナを有してＭＩＭＯ伝送などに好適な小型軽量かつ安価なＵＳＢドングルが得られる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の無線通信装置によれば、直方体形状の外装ケースの相対向する２つの壁部に第１のアンテナ電極と第２のアンテナ電極が分散して配置されており、第１のアンテナ電極は回路基板側の第１の結合電極と電磁結合するため第１の高周波回路との間で信号の授受が行え、かつ第２のアンテナ電極は回路基板側の第２の結合電極と電磁結合するため第２の高周波回路との間で信号の授受が行える。また、外装ケースは合成樹脂製なので軽量化や低コスト化が図りやすい。また、第１および第２のアンテナ電極は外装ケースに一体化されているため外力に対して強く、両アンテナ電極を外装ケースで保護することも容易である。したがって、２つのアンテナを有してＭＩＭＯ伝送などに好適な小型軽量かつ安価で破損しにくい無線通信装置が容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態例に係る無線通信装置の外観図である。
【図２】図１に示す無線通信装置の分解斜視図である。
【図３】図１に示す無線通信装置の断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態例に係る無線通信装置の外観図である。
【図５】図４に示す無線通信装置の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態例を図面を参照しつつ説明する。まず、本発明の第１実施形態例に係る無線通信装置について図１〜図３を参照しつつ説明する。これらの図に示す無線通信装置１は、いわゆるＵＳＢドングルと称されるものであり、パソコンなどの電子機器に装着して使用される。この無線通信装置１は、外観が直方体形状の外装ケース２と、外装ケース２の内壁面に貼着された第１のフィルム３および第２のフィルム４と、外装ケース２の内部空間に収納された回路基板５と、回路基板５の一端部に固設されて外装ケース２の外方へ突出しているＵＳＢコネクタ６とによって主に構成されており、各フィルム３，４にアンテナ電極７，８がそれぞれ設けられている。
【００１６】
外装ケース２は合成樹脂製であり、第１ケース２１と第２ケース２２とを組み合わせることによって開口部２ａを有する箱状の外装ケース２が得られる。この外装ケース２の内壁部には回路基板５を保持するための図示せぬ係合部が形成されており、開口部２ａはＵＳＢコネクタ６を挿通させるためものである。第１ケース２１の天板部２１ａの内壁面には第１のフィルム３が貼着されており、第２ケース２２の底板部２２ａの内壁面には第２のフィルム４が貼着されている。第１および第２ケース２１，２２を組み合わせて外装ケース２が形成されると、天板部２１ａと底板部２２ａは相対向する平行な壁部となるため、第１のフィルム３と第２のフィルム４どうしも平行な位置関係に配置される。
【００１７】
第１のフィルム３の片面は粘着層を有する貼付け面となっており、この粘着層の粘着力によって第１のフィルム３が天板部２１ａの内壁面の所定位置に貼着されている。また、第１のフィルム３の他面には印刷等により第１のアンテナ電極７がパターニングされており、本実施形態例では、ループアンテナとして動作可能な略方形状の導体パターンを形成して第１のアンテナ電極７となしている。第２のフィルム４の構造も第１のフィルム３と同様である。すなわち、第２のフィルム４の片面は粘着層を有する貼付け面であり、その粘着力によって第２のフィルム４が底板部２２ａの内壁面の所定位置に貼着されると共に、第２のフィルム４の他面には第１のアンテナ電極７と同形状の第２のアンテナ電極８がパターニングされている。
【００１８】
回路基板５は多層基板であり、外装ケース２内に位置決め状態で保持されている。図３に示すように、この回路基板５には、天板部２１ａと対向する側の主面５ａに第１の高周波回路１１が設けられていると共に、底板部２２ａと対向する側の主面５ｂに第２の高周波回路１２が設けられている。これら第１および第２の高周波回路１１，１２は、各種の電子部品１３や図示せぬ配線パターンによって構成される送受信回路である。また、回路基板５の主面５ａの一端部には第１の高周波回路１１から導出された第１の結合電極１４が設けられており、この第１の結合電極１４は第１のアンテナ電極７と近接して対向する位置に配置されるため、第１のアンテナ電極７と第１の結合電極１４は電磁結合（容量結合）させることができる。同様に、回路基板５の主面５ｂの一端部には第２の高周波回路１２から導出された第２の結合電極１５が設けられており、この第２の結合電極１５は第２のアンテナ電極８と近接して対向する位置に配置されるため、第２のアンテナ電極８と第２の結合電極１５は電磁結合（容量結合）させることができる。さらに、回路基板５の内層にはグランド電極層１６が設けられており、このグランド電極層１６は、第１の高周波回路１１および第１の結合電極１４と、第２の高周波回路１２および第２の結合電極１５との間に介在している。そして、回路基板５の他端部に固設されたＵＳＢコネクタ６が第１および第２の高周波回路１１，１２と電気接続されており、このＵＳＢコネクタ６が開口部２ａを貫通して外装ケース２の外方へ突出している。
【００１９】
このように本実施形態例に係る無線通信装置（ＵＳＢドングル）１は、外装ケース２の相対向する２つの壁部（天板部２１ａと底板部２２ａ）に第１のアンテナ電極７と第２のアンテナ電極８が分散して配置されており、第１のアンテナ電極７が第１の結合電極１４と電磁結合し、かつ第２のアンテナ電極８が第２の結合電極１５と電磁結合するように構成されている。したがって、第１のアンテナ電極７で受信した信号を第１の結合電極１４を介して第１の高周波回路１１へ供給したり、第１の高周波回路１１から第１の結合電極１４を介して第１のアンテナ電極７へ送信信号を供給することができる。同様に、第２のアンテナ電極８で受信した信号を第２の結合電極１５を介して第２の高周波回路１２へ供給することができ、必要に応じて、第２の高周波回路１２から第２の結合電極１５を介して第２のアンテナ電極８へ送信信号を供給するように設計変更することも可能である。
【００２０】
すなわち、この無線通信装置１は、２つのアンテナ（アンテナ電極７，８）を同時に動作させることができるため、ＭＩＭＯ伝送用あるいはダイバーシティ用などとして好適である。ただし、本実施形態例では、ＭＩＭＯ伝送に対応させたＵＳＢドングルとして設計されているため、第１のアンテナ電極７を送受信兼用アンテナとし第２のアンテナ電極８を受信専用アンテナとしている。
【００２１】
また、本実施形態例に係る無線通信装置１は、外装ケース２が合成樹脂製なので軽量化や低コスト化が図りやすい。また、この無線通信装置１を組み立てる際には、第１のフィルム３と第２のフィルム４を第１ケース２１の内壁面と第２ケース２２の内壁面にそれぞれ貼着するだけで、第１のアンテナ電極７と第２のアンテナ電極８を外装ケース２に一体化できるため、組立性が良好である。しかも、両フィルム３，４が外装ケース２に覆われて確実に保護されるため、外力が作用しても第１および第２のアンテナ電極７，８が破損する危険性はほとんどない。それゆえ、この無線通信装置１は、ＭＩＭＯ伝送などに好適な小型軽量かつ安価で破損しにくいＵＳＢドングルとなっており、高い実用性が期待できる。
【００２２】
なお、この無線通信装置１では、回路基板５の内層に設けたグランド電極層１６が第１の結合電極１４と第２の結合電極１５との間に介在しているため、第１のアンテナ電極７および第１の結合電極１４と、第２のアンテナ電極８および第２の結合電極１５との間の電磁的なアイソレーションは良好である。
【００２３】
次に、図４と図５を参照しつつ、本発明の第２実施形態例に係る無線通信装置について説明する。ただし、これらの図４，５において、前述した第１実施形態例と対応する部分には同一符号が付してあるため、重複する説明は省略する。
【００２４】
この第２実施形態例に係る無線通信装置１０では、各アンテナ電極７，８をメアンダ形状にパターニングしてなる各フィルム３，４が外装ケース２の相対向する側壁部に分散して貼着されており、それに伴って回路基板５にＬ字状の金属板を立設して第１および第２の結合電極１４，１５となしている点が第１実施形態例と大きく異なっている。すなわち、この無線通信装置１０では、第１ケース２１の相対向する２つの側板部の内壁面に第１のアンテナ電極７と第２のアンテナ電極８が分散して配置されていると共に、回路基板５の一方の主面５ａの一隅に第１の結合電極１４が立設されて第１のアンテナ電極７と近接して対向し、かつ回路基板５の他方の主面の一隅に第２の結合電極１５が立設されて第２のアンテナ電極８と近接して対向している。
【００２５】
このように第１および第２の結合電極１４，１５を回路基板５の主面に対して起立させておけば、第１および第２のアンテナ電極７，８を外装ケース２の相対向する側壁部に配設した場合でも、第１のアンテナ電極７と第１の結合電極１４とを電磁結合させ、かつ第２のアンテナ電極８と第２の結合電極１５とを電磁結合させることができる。また、この第２実施形態例では、各アンテナ電極７，８をメアンダ形状の導体パターンとすることで電気長を稼いでいるため、小型化に対応させやすい。ただし、第１および第２のアンテナ電極７，８のパターン形状はメアンダ意外にも適宜選択可能である。
【００２６】
なお、上記した第１および第２実施形態例では、いずれも両アンテナ電極７，８がパターニングされた各フィルム３，４を外装ケース２の内壁面に貼着しているが、各フィルム３，４を外装ケース２の外壁面に貼着してもよい。その場合、各アンテナ電極７，８をコーティング層やラベル等で覆っておけば、各アンテナ電極７，８が保護できると共に外部から目視されなくなるため好ましい。
【００２７】
また、第１および第２のフィルム３，４を省略し、第１および第２のアンテナ電極７，８を外装ケース２に直接一体化させることも可能である。例えば、金属板からなるアンテナ電極を外装ケース２（第１ケース２１や第２ケース２２）の成形時に金型内にインサートしておけば、外装ケース２の所定位置に埋設されたアンテナ電極が得られる。また、外装ケース２に形成した所定形状の凹所内に導電性ペーストを充填して硬化させることによっても、外装ケース２の所定位置に一体化されたアンテナ電極が得られる。
【符号の説明】
【００２８】
１，１０  無線通信装置（ＵＳＢドングル）
２  外装ケース
２ａ  開口部
３  第１のフィルム
４  第２のフィルム
５  回路基板
６  ＵＳＢコネクタ
７  第１のアンテナ電極
８  第２のアンテナ電極
１１  第１の高周波回路
１２  第２の高周波回路
１４  第１の結合電極
１５  第２の結合電極
１６  グランド電極層
２１ａ  天板部（壁部）
２２ａ  底板部（壁部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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