(57)【要約】【課題】無線インターネット装置の基板に容易に装着でき、垂直方向の利得及び帯域幅を向上させるUWBモノポールアンテナ及びそれを備える無線インターネット装置を提供する。【解決手段】土台部51、接続部52、放射体53及び信号体54を備え、接続部は土台部の上表面511から垂直に上方に延伸し、放射体は接続部の土台部から離れた端部に接合し、接続部と垂直の位置関係にあり、信号体は放射体に接合し、放射体、接続部とそれぞれ垂直の位置関係で、信号体の放射体から離れた端部には送信端部541があり、接続部の土台部と接続する連接辺5113の幅は、接続部の放射体と接続するもう一つの連接辺521の幅より狭く、信号体の放射体と接続する連接辺542の幅は、信号体の放射体から離れた端部の幅より広い。アンテナ5は導電性の金属板からなり、一体成形のプレス工程により形成された単一で立体のUWBモノポールアンテナ及び無線インターネット装置。【選択図】図４
0003138893.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
土台部、接続部、放射体及び信号体を備え、無線インターネット装置に使用されるモノポールアンテナであって、
前記土台部は上表面を有し、
前記接続部は一方の端部が前記土台部の前記上表面に接合し、前記土台部の前記上表面からほぼ垂直に上方に延伸する所定の高さを有し、
前記放射体は一方の端部が前記接続部の土台部から離れた端部に接合し、前記放射体は前記接続部とほぼ垂直の位置関係にあり、前記土台部の前記上表面と平行の位置関係にあり、
前記信号体は前記放射体に接合し、前記信号体は前記放射体、前記接続部、前記土台部とそれぞれほぼ垂直の位置関係にあり、前記信号体の前記放射体から離れた端部には送信端部があることを特徴とするモノポールアンテナ。
【請求項２】
前記アンテナは導電性の金属板からなり、一体成形のプレス工程により形成された単一の立体デバイスであり、前記接続部の前記土台部と接続する連接辺の幅は前記接続部の前記放射体と接続するもう一つの連接辺の幅より狭く、前記接続部は上部が広く、下部が狭い構造を呈し、また前記信号体の前記放射体と接続する連接辺の幅は前記信号体の前記放射体から離れた端部の幅より広く、前記信号体は上部が広く、下部が狭い構造を呈することを特徴とする請求項１に記載のモノポールアンテナ。
【請求項３】
前記信号体の前記放射体と接続する前記連接辺と、前記接続部の前記放射体と接続する前記連接辺との間には、それぞれを相隔てるブリッジがあり、直接接触することがなく、前記ブリッジの長さをｄ、前記ブリッジと、前記信号体の前記放射体と接続する前記連接辺とを合わせた長さをＤとすると、Ｄ/１０＜ｄ＜Ｄ/５になり、また、接続部の土台部と接続する連接辺の幅をｔとし、接続部の放射体と接続する連接辺の幅をＴとすると、Ｔ/５＜ｔ＜Ｔとなり、接続部の前記高さをＨとすると、４mm＜Ｈ＜１２mm、１２mm＜Ｄ＜２４mmであり、且つ２mm＜Ｔ＜８mmであることを特徴とする請求項２に記載のモノポールアンテナ。
【請求項４】
基板、制御回路、接地部、少なくとも１つの送信線、及び少なくとも１つのアンテナを備える無線インターネット装置であって、
前記基板は誘電体材料からなり、前記基板は複数の溝を有し、前記基板には電気的接地を有する接地部を配置し、
前記制御回路は前記基板上に配置され、無線インターネット送信機能を提供し、
前記送信線は前記制御回路に接続し、
前記アンテナは土台部、接続部、放射体及び信号体をさらに備え、前記土台部は前記接続部と電気的に接続し、前記接続部は前記土台部の前記上表面から上方に延伸する所定の高さを有し、前記放射体は前記接続部の前記土台部から離れた端部に接合し、前記接続部とほぼ垂直の位置関係にあり、前記信号体は前記放射体に接合し、前記放射体、前記接続部とそれぞれほぼ垂直の位置関係にあり、前記信号体の前記放射体から離れた端部には送信端部があり、前記送信端部は送信線に電気的に接続し、前記接続部の前記土台部と接続する連接辺の幅は前記接続部の前記放射体と接続するもう一つの連接辺の幅より狭く、前記信号体の前記放射体と接続する連接辺の幅は前記信号体の前記放射体から離れた端部の幅より広いことを特徴とする無線インターネット装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、モノポールアンテナに関し、特に、無線インターネット装置に用いられる一体形成されたＵＷＢ（Ultra Wideband）モノポールアンテナ、及びそれを備える無線インターネット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来の無線インターネット装置を示す斜視図である。
図１に示すように、無線インターネット装置１０は、本体１１、本体１１内部の内部回路装置１２、本体１１の端部に配置され、外部のパソコン本体（図示せず）に接続するためのコネクタ１３、及び本体１１上でコネクタ１３に対応するもう一方の端部に配置されるアンテナ信号送受信部１４を有している。アンテナ信号送受信部１４のカバーは、金属以外の材料からなり、無線インターネット装置１０が外部のパソコン本体に接続されたとき、効果的に無線信号を受信したり、送信したりするため、アンテナ信号送受信部１４は外部パソコン本体の外側に配置される。
【０００３】
図２は、従来の無線インターネット装置の内部の内部回路装置を示す平面図である。
図２に示すように、内部回路装置２０は、基板２１、基板２１上に配置される制御回路２２、基板２１の一部を覆う接地部２３、及び電気的に制御回路２２に接続されるアンテナユニット２４を有している。アンテナユニット２４は、基板２１の両方の端部にそれぞれ配置される第１のアンテナ２４１及び第２のアンテナ２４２を設けている。内部回路装置２０のアンテナの構成は、プリントモノポールアンテナ（Print Monopole Antenna）方式で基板２１上に配置される。プリントモノポールアンテナ方式は、垂直方向の高さにおいて限定を受けるため、形状の異なる第１のアンテナ２４１及び第２のアンテナ２４２を設けることにより、ＸＹ平面（水平面）上でさらに好適な放射場及び高い利得が得られたが、垂直Ｚ方向の利得はほとんど改善が見られなかった。しかしながら、現時点での無線インターネット装置は、「直立式（Vertical Stand）」が主流になりつつある。この直立式は、使用する空間を減少させると同時に、無線インターネット装置の外観において現在的感覚及びテクノロジー感を強調することができる。従来のプリントモノポールアンテナの垂直Ｚ方向の望ましくない利得が、直立式無線インターネット装置の需要を満たすことができないことは明らかである。
【０００４】
図３は、図２に示す従来のプリントモノポールアンテナユニット２４の第１のアンテナのＸＹ平面において測定された放射特性を示す図である。図３に示すように、第１のアンテナ２４１が垂直Ｚ方向における最大の利得は、−15.89dBiに過ぎない。この数値は、ユーザが受け入れられる最低ラインを明らかに下回っている（一般的に最低でも−10dBi以上）。垂直Ｚ方向における利得は、ユーザの高効率アンテナの機能に対する需要において、改良すべき課題である。
【特許文献１】特開２００５−５３９４５８号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
本考案の第１の目的は、プレス工程により一枚板の金属板からなる立体アンテナ構造を一体形成し、製作が容易で低コストのＵＷＢモノポールアンテナを提供することにある。
本考案の第２の目的は、嵌合方式によるアンテナで、迅速に無線インターネット装置に装着でき、好適な電波の放射場が得られことにより、垂直方向における利得を向上させ、死角を減少させて、同時に帯域幅を広げる無線インターネット装置に用いられるＵＷＢモノポールアンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するため、本考案はＵＷＢモノポールアンテナを提供するもので、本考案のＵＷＢモノポールアンテナは、土台部、接続部、放射体及び信号体を備える。接続部は、一方の端部が土台部の上表面に接合し、土台部の上表面からほぼ垂直に上方に延伸する高さを有する。放射体は、一方の端部が接続部の土台部から離れた端部に接合し、接続部とほぼ垂直の位置関係にある。信号体は、放射体に接合し、放射体、接続部とそれぞれほぼ垂直の位置関係にあり、信号体の放射体から離れた端部には送信端部がある。接続部の土台部と接続する連接辺の幅は、接続部の放射体と接続するもう一つの連接辺の幅より狭く、信号体の放射体と接続する連接辺の幅は、信号体の放射体から離れた端部の幅より広い。アンテナは導電性の金属板からなり、一体成形のプレス工程により形成された単一の立体デバイスであり、生産が迅速に行なえるだけでなく、無線インターネット装置の基板に容易に装着でき、無線インターネット装置の垂直方向における利得及び帯域幅を向上させる。
【０００７】
本考案のＵＷＢモノポールアンテナが無線インターネット装置に用いられる時、無線インターネット装置は基板、制御回路、接地部及び少なくとも１つの送信線を備える。基板は誘電体材料からなり、基板は少なくとも１つの溝を有する。制御回路は基板上に配置され、無線インターネット送信機能を提供する。送信線は制御回路に接続する。アンテナが無線インターネット装置に装着されると、接地端点は、溝に対応するように接続され、土台部は基板の接地部に密着し、送信端部は送信線に接続される。このようにして、無線インターネット装置は、好適な放射場が得られた。また、垂直方向における利得を向上させ、大幅にアンテナの性能を高めることができる。
【０００８】
すなわち、請求項１の考案は、モノポールアンテナにおいて、土台部、接続部、放射体及び信号体を備え、無線インターネット装置に使用されるモノポールアンテナであって、前記土台部は上表面を有し、前記接続部は一方の端部が前記土台部の前記上表面に接合し、前記土台部の前記上表面からほぼ垂直に上方に延伸する所定の高さを有し、前記放射体は一方の端部が前記接続部の土台部から離れた端部に接合し、前記放射体は前記接続部とほぼ垂直の位置関係にあり、前記土台部の前記上表面と平行の位置関係にあり、前記信号体は前記放射体に接合し、前記信号体は前記放射体、前記接続部、前記土台部とそれぞれほぼ垂直の位置関係にあり、前記信号体の前記放射体から離れた端部には送信端部があることを特徴とする。
請求項２の考案は、請求項１のモノポールアンテナにおいて、前記アンテナは導電性の金属板からなり、一体成形のプレス工程により形成された単一の立体デバイスであり、前記接続部の前記土台部と接続する連接辺の幅は前記接続部の前記放射体と接続するもう一つの連接辺の幅より狭く、前記接続部は上部が広く、下部が狭い構造を呈し、また前記信号体の前記放射体と接続する連接辺の幅は前記信号体の前記放射体から離れた端部の幅より広く、前記信号体は上部が広く、下部が狭い構造を呈することを特徴とする。
請求項３の考案は、請求項２のモノポールアンテナにおいて、前記信号体の前記放射体と接続する前記連接辺と、前記接続部の前記放射体と接続する前記連接辺との間には、それぞれを相隔てるブリッジがあり、直接接触することがなく、前記ブリッジの長さをｄ、前記ブリッジと、前記信号体の前記放射体と接続する前記連接辺とを合わせた長さをＤとすると、Ｄ/１０＜ｄ＜Ｄ/５になり、また、接続部の土台部と接続する連接辺の幅をｔとし、接続部の放射体と接続する連接辺の幅をＴとすると、Ｔ/５＜ｔ＜Ｔとなり、接続部の前記高さをＨとすると、４mm＜Ｈ＜１２mm、１２mm＜Ｄ＜２４mmであり、且つ２mm＜Ｔ＜８mmであることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の考案は、基板、制御回路、接地部、少なくとも１つの送信線、及び少なくとも１つのアンテナを備える無線インターネット装置であって、前記基板は誘電体材料からなり、前記基板は複数の溝を有し、前記基板には電気的接地を有する接地部を配置し、前記制御回路は前記基板上に配置され、無線インターネット送信機能を提供し、前記送信線は前記制御回路に接続し、前記アンテナは土台部、接続部、放射体及び信号体をさらに備え、前記土台部は前記接続部と電気的に接続し、前記接続部は前記土台部の前記上表面から上方に延伸する所定の高さを有し、前記放射体は前記接続部の前記土台部から離れた端部に接合し、前記接続部とほぼ垂直の位置関係にあり、前記信号体は前記放射体に接合し、前記放射体、前記接続部とそれぞれほぼ垂直の位置関係にあり、前記信号体の前記放射体から離れた端部には送信端部があり、前記送信端部は送信線に電気的に接続し、前記接続部の前記土台部と接続する連接辺の幅は前記接続部の前記放射体と接続するもう一つの連接辺の幅より狭く、前記信号体の前記放射体と接続する連接辺の幅は前記信号体の前記放射体から離れた端部の幅より広いことを特徴とする。
【考案の効果】
【００１０】
本考案のＵＷＢモノポールアンテナ及びそれを備える無線インターネット装置は、プレスにより立体アンテナ構造が一体形成される。また、アンテナを迅速に無線インターネット装置の基板に装着できる。これにより、垂直方向における利得及び帯域幅を向上させ、大幅にアンテナの性能を高めた。また、製作及び装着においても、さらに便利になり、コスト削減も現実のものとした。結果として、生産も迅速に行うことができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本考案の実施形態を図面に基づいて説明する。
図４は、本考案の実施形態によるＵＷＢモノポールアンテナを示す斜視図である。図５は、本考案の実施形態によるＵＷＢモノポールアンテナを示す正面図である。図６は、本考案の実施形態によるＵＷＢモノポールアンテナを示す平面図である。図７は、本考案の実施形態によるＵＷＢモノポールアンテナを示す断面図である。
図４及び図５〜７に示すように、本考案の実施形態におけるＵＷＢモノポールアンテナ５は、導電性を有する銅、鉄、アルミニウム、錫、金または合金などの薄い金属板からなり、一体成形のプレス工程により折り曲げて形成された一枚板の金属板からなる単一のデバイスである。そのため、折り曲げられた部分以外は全て同じ厚さである。アンテナ５は、土台部５１、接続部５２、放射体５３及び信号体５４を有している。
【００１２】
土台部５１は、上表面５１１、土台部５１上の信号体５４から離れた三角形の２つの斜辺５１１１、５１１２の形状を呈する辺を有し、土台部５１の上表面は、図示されるようにほぼ五角形を呈する。土台部５１が接続部５２と接続する連接辺５１１３の近くに接点５１２（図６参照）があり、土台部５１の接続部５２から離れた他方の端部には接地端点５１３もあり、無線インターネット装置６の基板６１上の接地部６３（図８参照）のように、外部の接地部（ground）に電気的に接続する。また、土台部５１に対応する信号体５４の下端の送信端部５４１の位置には、内側に凹んだ凹部５１４があるが、これは送信端部５４１を土台部５１と接触させないように、土台部５１の下方に延伸するためである。
【００１３】
接続部５２は、その底部が土台部５１の上表面５１１に接合し、土台部５１の上表面５１１からほぼ垂直に上方に延伸する所定の高さＨを有する。接続部５２の土台部５１と接続する連接辺５１１３の幅ｔは、接続部５２の放射体５３と接続する連接辺５２１の幅Ｔより狭く、接続部５２は上部が広く下部が狭い構造を呈する。
本実施形態では、Ｔ/５＜ｔ＜Ｔ、２mm＜Ｔ＜８mmで、さらに４mm＜Ｈ＜１２mmである。高さＨの値を調節することにより、本考案の実施態様のアンテナ５の垂直方向における利得を向上させ、死角を減少させる。また、上部が広く下部が狭い接続部５２の構造により、本考案の実施態様のアンテナ５の帯域幅を広げることができる。
【００１４】
電波の放射体５３は、一方の端部が接続部５２の土台部５１から離れた連接辺５２１に接合し、接続部５２からほぼ水平に延伸する長さＤを有する。放射体５３は、接続部５２とほぼ垂直(９０°)の位置関係にあり、また、土台部５１の上表面５１１と平行の位置関係にある。放射体５３の垂直方向の投影は、土台部５１の上表面５１１にほぼ覆われ、放射体５３の信号体５４から離れた辺は、台形（trapezoide）５３１の形状を呈し、放射体５３は上部から見るとほぼ六角形を呈する。
【００１５】
信号体５４は、上端の連接辺５４２が放射体５３に接合し、放射体５３から下方に向って延伸し、信号体５４の下部の端部（信号体５４の放射体５３から離れた端部）にある送信端部５４１は、土台部５１よりやや低い位置にある。そのため、信号体５４は、放射体５３、接続部５２、土台部５１とそれぞれほぼ垂直の位置関係にある。信号体５４の放射体５３と接続する連接辺５４２の幅は、信号体５４の放射体５３から離れた端部（送信端部５４１）の幅より広く、信号体５４は、上部が広く、下部が狭い構造を呈する。この上部が広く、下部が狭い信号体５４の構造は、本考案のアンテナ５の帯域幅を広げることができる。また、信号体５４の放射体５３と接続する連接辺５４２と、接続部５２の放射体５３と接続する連接辺５２１と、の間には、それぞれを相隔てるブリッジ５３２があり、直接接触していない。ブリッジ５３２のサイズを調節することにより、本考案のアンテナ５の帯域幅の調節及び制御を行ない、ＵＷＢ通信協定の帯域幅の要求を満たすことができる。本実施形態では、ブリッジ５３２の長さをｄ、ブリッジ５３２と、信号体５４の放射体５３と接続する連接辺５４２と、を合わせた長さをＤとすると、Ｄ/１０＜ｄ＜Ｄ/５で、さらに１２mm＜Ｄ＜２４mmである。
【００１６】
図８は、本実施形態によるアンテナの無線インターネット装置の構造を示す斜視図である。図１１に示すように、無線インターネット装置６は、基板６１、制御回路６２、接地部６３、少なくとも１つの送信線６４、及び少なくとも１つの本考案の実施態様のアンテナ５、５ａを備えている。基板６１は、誘電体材料からなり、扁平な四角形の形状を呈する。基板６１は、複数の溝６１１を有する。接地部６３は、電気的接地（ＧＮＤ）機能を提供し、アンテナ５、５ａを配置する部分を広範囲にわたって覆う。制御回路６２は、基板６１上に配置され、回路配線、複数の集積回路及び複数の電子デバイスを有し、ＵＷＢ通信協定の帯域幅の要求を満たす無線インターネット送信機能を提供する。ここで言うところの制御回路６２は、従来技術を利用することが可能であり、本考案において主要な技術内容でないため、詳細な説明は割愛する。
【００１７】
本実施形態において、アンテナ５、５ａの大部分のデバイスは、実施形態と同じであったり、類似であったりするため、同じデバイスは同じ名称及び番号を使用する。アンテナ５、５ａは、２つのアンテナで、基板６１上で互いにほぼ垂直の位置に配置される。もちろん、アンテナ５は必要により、１つでも複数でもよく、決められた位置または配列方法により、基板６１上に配置される。この点は、本考案において主要な技術内容でないため、詳細な説明は割愛する。アンテナ５において、接点５１２、接地端点５１３及び送信端部５４１は、それぞれ溝６１１の位置に対応して配置されるため、アンテナ５の底部にある接点５１２、接地端点５１３、送信端部５４１の各点が溝６１１に嵌合されると、土台部５１は基板６１の上表面に密着し、送信端部５４１は送信線６４に接続される。送信線６４は制御回路６２に接続され、信号伝達機能を提供する。
【００１８】
図９は、図８が示す本考案の実施形態による左側のアンテナが使用周波数3.432 GhzにおけるＸＹ平面で測定された電波の放射特性を示す図である。図１０は、図８が示す本考案の実施形態による左側のアンテナが使用周波数4.488 GhzにおけるＸＹ平面で測定された放射特性を示す図である。図９に示すように、本考案の左側のアンテナ５が使用周波数（3.432 Ghz）において、垂直方向の利得は−2.49dBiにもなる。また、図１０に示すように、本考案のアンテナ５が使用周波数（4.488 Ghz ）において、電波の垂直方向の利得は1.01dBiにもなる。これらの利得は図３に示した従来技術の−15.89dBiを大きく上回るものである。
【００１９】
図１１は、本考案の実施形態によるアンテナの反射損失を示す図である。図１１に示すように、本考案のアンテナが３Ghz〜５Ghzの周波数における反射損失は、−16.13dBi〜−11.37dBiで、全て−10dBi以下であり、ユーザが高性能アンテナに求める条件をクリアしている。本実施形態のアンテナ５は、垂直方向において、従来技術より更に優れた無線信号の通信環境及び送信効率を提供する。また、３Ghz〜５Ghzの操作周波数は、従来のものよりさらに広域である。
【００２０】
本考案では好適な実施形態を前述の通りに開示したが、これらは決して本考案を限定するものではなく、当該技術を熟知する者は誰でも、本考案の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本考案の保護の範囲は、実用新案請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来の無線インターネット装置を示す斜視図である。
【図２】従来の無線インターネット装置の内部回路装置を示す平面図である。
【図３】図２に示した従来のプリントモノポールアンテナユニットの第１のアンテナのＸＹ平面において測定された放射特性を示す図である。
【図４】本考案の実施形態によるＵＷＢモノポールアンテナを示す斜視図である。
【図５】本考案の実施形態によるＵＷＢモノポールアンテナを示す正面図である。
【図６】本考案の実施形態によるＵＷＢモノポールアンテナを示す平面図である。
【図７】本考案の実施形態によるＵＷＢモノポールアンテナを示す断面図である。
【図８】本考案の実施形態によるアンテナの無線インターネット装置の構造を示す斜視図である。
【図９】図８が示す本考案の実施形態による左側のアンテナが使用周波数3.432 GhzにおけるＸＹ平面で測定された放射特性を示す図である。
【図１０】図８が示す本考案の実施形態による左側のアンテナが使用周波数4.488 GhzにおけるＸＹ平面で測定された放射特性を示す図である。
【図１１】図８が示す本考案の実施形態によるアンテナの反射損失を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
５  アンテナ
５ａ  アンテナ
６  無線インターネット装置
５１  土台部
５１１  上表面
５１１１  斜辺
５１１２  斜辺
５１１３  連接辺
５１２  接点
５１３  接地端点
５１４  凹部
５２  接続部
５２１  連接辺
５３  放射体
５４  信号体
５３１  台形
５３２  ブリッジ
５４１  送信端部
５４２  連接辺
６１  基板
６１１  溝
６２  制御回路
６３  接地部
６４  送信線
Ｈ  高さ
Ｔ、ｔ  幅
Ｄ、ｄ  長さ
【図１】
0003138893.tif 000003
【図２】
0003138893.tif 000004
【図３】
0003138893.tif 000005
【図４】
0003138893.tif 000006
【図５】
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【図６】
0003138893.tif 000008
【図７】
0003138893.tif 000009
【図８】
0003138893.tif 000010
【図９】
0003138893.tif 000011
【図１０】
0003138893.tif 000012
【図１１】
0003138893.tif 000013