(57)【要約】【課題】本発明はグラントとエレメントとから構成されるアンテナ装置に関し、小型で、広帯域の通信が可能なアンテナ装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、エレメントは、一端が前記グランドに対向して設けられ、接続点とされており、グランドから離間する方向に延出している第１のエレメント構成部と、第１のエレメント構成部の他端に接続され、グランドの縁辺に略平行に延長されている第２のエレメント構成部とを有することを特徴とする。【選択図】図１
2008259102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グランドとエレメントとから構成されるアンテナ装置であって、
前記エレメントは、一端が前記グランドに対向して設けられ、接続点とされており、グランドから離間する方向に延出している第１のエレメント構成部と、
前記第１のエレメント構成部の他端に接続され、前記グランドの縁辺に略平行に延長されている第２のエレメント構成部とを有するアンテナ装置。
【請求項２】
前記第２のエレメント構成部は、両端が開放され、中間部分で前記第１のエレメント構成部の他端に接続されている請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記第２のエレメント構成部は、一端が前記第１のエレメント構成部に接続された、他端が開放されている請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記グランドは、実装部分の導電体に沿って配置されており、
前記エレメントは、前記導電体から延出して配置されている請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記実装部分は、ディスプレイのベゼルである請求項４記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記グランドは、誘電体基板上に形成される導電パターンにより形成されている請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記エレメントは、導電性線材から構成されている請求項６記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記エレメントは、前記グランドと同じ誘電体基板上に形成される導電パターンから構成されている請求項６記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記誘電体基板は、可撓性を有する請求項６記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
無線ＵＷＢ通信に用いられる請求項１乃至９のいずれか一項記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアンテナ装置に係り、特に、グラントとエレメントとから構成されるアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータ及びその周辺装置の発達に伴い、コンピュータと周辺装置とのケーブルレス化が望まれている。
【０００３】
このとき、コンピュータと周辺装置との通信を行う無線通信技術として、大伝送容量の通信が可能であるＵＷＢ（ultra-wide  band）が注目されている。ＵＷＢは、２００２年に米国ＦＣＣ（federal  communication  commission）により周波数帯域が３．１〜１０．６ＧＨｚでの使用が認可された。
【０００４】
ＵＷＢは、パルス信号を超広帯域で通信を行う通信方式である。このため、ＵＷＢに用いられるアンテナには超広帯域で送受信が可能な構造が求められている。
【０００５】
少なくともＦＣＣで認可された３．１〜１０．６ＧＨｚの周波数帯域での使用を目的としたアンテナとして、平板状の地板上に円錐形状又は涙滴形状の給電体を配置した構成のアンテナが提案されている（非特許文献１）。
【０００６】
しかし、従来のアンテナ装置は平板状の地板上に円錐形状又は涙滴形状の給電体を配置した構成であるので、大型であり、小型化、薄型化が望まれていた。
【０００７】
一方、低周波数帯域の通信におけるループアンテナでは、フレキシブル基板上に導電パターンによりエレメントを形成したアンテナ装置が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１９６３２７号公報
【非特許文献１】２００３年  電子情報通信学会  B-1-133  FCC認可UWB周波数帯の水平面内無指向性・低VSWRアンテナ、谷口琢也・小林岳彦（東京電機大）（３月22日発表  B201教室）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかるに、ＵＷＢアンテナ装置は大型であり、狭い所に配置することは困難であった。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、小型で、広帯域の通信が可能なアンテナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、エレメントは、一端が前記グランドに対向して設けられ、接続点とされており、グランドから離間する方向に延出している第１のエレメント構成部と、第１のエレメント構成部の他端に接続され、グランドの縁辺に略平行に延長されている第２のエレメント構成部とを有することを特徴とする。
【００１１】
第２のエレメント構成部は、両端が開放され、中間部分で第１のエレメント構成部の他端に接続されていることを特徴とする。
【００１２】
第２のエレメント構成部は、一端が第１のエレメント構成部に接続された、他端が開放されていることを特徴とする。
【００１３】
グランドは、実装部分の導電体に沿って配置されており、エレメントは、導電体から延出して配置されていることを特徴とする。実装部分は、ディスプレイのベゼルであることを特徴とする。
【００１４】
グランドは、誘電体基板上に形成される導電パターンにより形成されていることを特徴とする。エレメントは、導電性線材から構成されていることを特徴とする。
【００１５】
エレメントは、グランドと同じ誘電体基板上に形成される導電パターンから構成されていることを特徴とする。
【００１６】
誘電体基板は、可撓性を有することを特徴とする。無線ＵＷＢ通信に用いられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、エレメントを、一端がグランドに対向して設けられ、接続点とされており、グランドから離間する方向に延出している第１のエレメント構成部と、第１のエレメント構成部の他端に接続されており、グランパターンに略平行に延長されている第２のエレメント構成部とから構成することにより、小型で、広帯域の通信が可能なアンテナ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
〔第１実施例〕
図１は本発明の第１実施例の斜視図、図２は本発明の第１実施例の分解斜視図、図３は本発明の第１実施例の構成図を示す。
【００１９】
本実施例のアンテナ装置１００は、周波数４．２〜４．８ＧＨｚ程度の広帯域の電波をＶＳＷＲ２．５以下で送受信できるアンテナであり、グランド部１１１、エレメント部１１２、コネクタ１１３から構成されている。
【００２０】
グランド部１１１は、プリント配線板１２１に形成された導電パターン１２２により構成されている。
【００２１】
プリント配線板１２１は、略３０ｍｍ四方の長方形状に形成されており、一面、略全面にわたって導電パターン１２２が形成されている。プリント配線板１２１は、ＦＲ４などの誘電体から構成されている。なお、フレキシブルプリント配線板などの可撓性を有するものであってもよい。
【００２２】
導電パターン１２２は、プリント配線板１２１の一辺の周縁部、中央部分には凹部１２３が形成されている。凹部１２３は、導電パターン１２２を、プリント配線板１２１の中心方向に向かって凹状に切り欠いたものであり、接続パッド１２４が形成されており、コネクタ１１３が半田付けされる。
【００２３】
接続パッド１２４には、エレメント部１１２及びコネクタ１１３が半田付けされる。
【００２４】
エレメント部１１２は、導電性線材を折曲することにより、第１のエレメント構成部１３１、第２のエレメント構成部１３２を有する構成とされている。
【００２５】
第１のエレメント構成部１３１は、直線状をなし、一端がプリント配線板１２１の凹部１２３の接続パッド１２４に半田付けされており、プリント配線板１２１に形成されたグランド部１１１の縁辺に対して直交し、かつ、グランド部１１１の縁辺から略４ｍｍ程度延出した構成とされる。
【００２６】
第２のエレメント構成部１３２は、第１のエレメント構成部１３１の他端からグランド部１１１の端部に平行となるように、略直角に折曲された構成とされている。第２のエレメント構成部１３２は、略１４ｍｍ程度にわたって延在しており、先端は開放されている。
【００２７】
コネクタ１１３は、同軸ソケットコネクタから構成されており、凹部１２３に半田付けされる。コネクタ１１３は、信号線が接続パッド１２４に半田付けされ、接地線が導電パターン１２２に半田付けされている。
【００２８】
コネクタ１１３には、同軸ケーブルの先端に接続されたプラグコネクタが接続される。
【００２９】
図４は本発明の第１実施例のアンテナ装置により得られる各種特性図を示す。図４（Ａ）はＶＳＷＲ特性、図４（Ｂ）は垂直（Ｘ−Ｙ面）偏波の角度−ゲイン特性、図４（Ｃ）は水平偏波（Ｙ−Ｚ面）の角度−ゲイン特性を示す。
【００３０】
本実施例のアンテナ装置１００によれば、図４（Ａ）に示すように周波数４．２〜４．８ＧＨｚでＶＳＷＲを２．５以下程度に抑えることができる。また、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）に示すように垂直偏波、水平偏波ともに十分なゲインが得られることがわかる。
【００３１】
なお、第１実施例では、エレメント１１２を導電性線材で構成したが、プリント配線板１２１上に導電パターンで構成してもよい。
【００３２】
なお、第２のエレメント構成部１３１の長さを短くすることにより、ＶＳＷＲの特性を高域側、図４（Ａ）の矢印Ａ方向に遷移させることができる。
【００３３】
本実施例によれば、グランド部１１１からエレメント部１１２が５ｍｍ程度突出するだけでよいので、小型のアンテナ装置を提供でき、また、４．２〜４．８ＧＨｚの広帯域の通信も可能となっている。
【００３４】
また、グランド部１１１としてアンテナ装置１００を実装装置の筐体、例えば、ノートパソコンなどのＬＣＤのベゼルを用いることにより、更に小型に構成することが可能となる。
【００３５】
〔第２実施例〕
図５は本発明の第２実施例の斜視図、図６は本発明の第２実施例の構成図を示す。
【００３６】
本変形例のアンテナ装置２００は、略３５ｍｍ×３０ｍｍの長方形状のプリント配線板２１１に導電パターン２１２によりグランド部２２１及びエレメントパターン２２２が形成されている。
【００３７】
グランド部２２１を構成する導電パターンは長手方向、矢印Ｙ方向に略３０ｍｍにわたって形成されている。エレメント部２２２は、プリント配線板２１１の周縁部に沿って線幅略０．５ｍｍの導電パターンにより形成されている。
【００３８】
エレメント部２２２は、第１のエレメント構成部２３１、及び、第２のエレメント構成部２３２から構成されている。第１のエレメント構成部２３１の一端は、給電点Ｐであり、グランド部２２１の短手方向、矢印Ｘ方向の端部のプリント配線板２１１の長手方向、矢印Ｙ１方向側にグランド部２２１に対向して配置されており、矢印Ｙ１方向に略５ｍｍ程度、延出して形成されている。なお、第１のエレメント構成部２３１とグランド部２２１とは、接続されていない。
【００３９】
第２のエレメント構成部２３２は、第１のエレメント構成部２３１の先端から、第１のエレメント構成部２３１に直角である短手方向、矢印Ｘ方向に延在している。すなわち、第２のエレメント構成部２３２は、グランド部２２１の矢印Ｙ方向の端部に平行に形成される。第２のエレメント構成部２３２の先端は、開放されている。すなわち、エレメント部２２２は、プリント配線板２１１の周縁部に沿って線幅略０．５ｍｍの導電パターンにより形成されている。
【００４０】
図７は本発明の第２実施例の周波数−ＶＳＲＷの特性図を示す。
【００４１】
本実施例のアンテナ装置２００によれば、図７に示すように３ＧＨｚ前後でＶＳＷＲを３以下とできる。また、第２のエレメント構成部２３２の長さを短くすることにより、ＶＳＷＲの特性を高域側、矢印Ａ方向に遷移させることができる。
【００４２】
〔第３実施例〕
図８は本発明の第３実施例の斜視図、図９は本発明の第３実施例の分解斜視図、図１０は本発明の第３実施例の構成図を示す。同図中、図１乃至図３と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００４３】
本実施例のアンテナ装置３００は、周波数４．２〜４．８ＧＨｚ程度の広帯域の電波をＶＳＷＲ２．５以下で送受信できるアンテナであり、エレメント部３１１の構成が第１実施例とは相違している。
【００４４】
本実施例のエレメント部３１１は、第１のエレメント構成部３２１と第２のエレメント構成部３２２から構成されている。第１のエレメント構成部３２１と第２のエレメント構成部３２２とは別の線材から構成されている。
【００４５】
第１のエレメント構成部３２１は、直線状をなし、一端がプリント配線板１２１の凹部１２３の接続パッド１２４に半田付けされ、プリント配線板１２１に形成されたグランド部１１１の端部から略４ｍｍ程度延出した構成とされる。
【００４６】
第２のエレメント構成部３２２は、長さが略２２ｍｍの線材から構成されており、中央部が第１のエレメント構成部３２１の他端に半田付けされ、グランド部１１１の端部に対して略平行となるように固定される。また、第２のエレメント構成部３２２は、両端が開放された構成とされている。
【００４７】
図１１は本発明の第３実施例のアンテナ装置により得られる各種特性図を示す。図１１（Ａ）はＶＳＷＲ特性、図１１（Ｂ）は垂直（Ｘ−Ｙ面）偏波の角度−ゲイン特性、図１１（Ｃ）は水平偏波（Ｙ−Ｚ面）の角度−ゲイン特性を示す。
【００４８】
本実施例のアンテナ装置３００によれば、図１１（Ａ）に示すように周波数４．２〜４．８ＧＨｚでＶＳＷＲを２．５以下程度に抑えることができる。また、図１１（Ｂ）、図１１（Ｃ）に示すように垂直偏波、水平偏波ともに十分なゲインが得られることがわかる。
【００４９】
なお、第１実施例では、エレメント１１２を導電性線材で構成したが、プリント配線板１２１上に導電パターンで構成してもよい。
【００５０】
〔第４実施例〕
図１２は本発明の第４実施例の斜視図、図１３は本発明の第４実施例の構成図を示す。
【００５１】
本実施例のアンテナ装置４００は、プリント配線板４１１に導電パターン４１２によりグランド部４２１及びエレメントパターン４２２が形成されている。
【００５２】
グランド部４２１を構成する導電パターンは略２００ｍｍ×１００ｍｍの長方形状に形成されている。
【００５３】
エレメント部４２２は、グランドパターン４２１の短手方向、矢印Ｙ１方向の端辺、長手方向、矢印Ｘ１方向側の端部に突出して形成されている。
【００５４】
エレメント部４２２は、第１のエレメント構成部４３１、及び、第２のエレメント構成部４３２から構成されている。第１のエレメント構成部４３１の一端がグランドパターン４２１の縁辺に対向し、一端からグランドパターン４２１から離間する方向に略５ｍｍ程度延長して配置されている。
【００５５】
第２のエレメント構成部４３２は、線幅０．５ｍｍ〜３ｍｍの直線パターンから構成されており、グランドパターン４２１の縁辺に並行に略３０ｍｍ〜２５ｍｍに渡って形成されている。
【００５６】
図１４は本発明の第４実施例の周波数−ＶＳＲＷの特性図を示す。
【００５７】
本実施例のアンテナ装置４００によれば、図１４に示すように２．９ＧＨｚ〜４．３ＧＨｚの広い周波数帯域にわたってＶＳＷＲを３以下にできる。
【００５８】
〔適用例〕
図１５は本発明の適用例の斜視図を示す。
【００５９】
本適用例は、ノートパソコン５００のＬＣＤ５１１のベゼル５２１をグランド部１１１とし、ベゼル５２１からエレメント部１１２を延出させることにより、第１実施例に示すようなアンテナ装置１００をノートパソコン５００に実装できる。
【００６０】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形例が考えられることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１実施例の斜視図である。
【図２】本発明の第１実施例の分解斜視図である。
【図３】本発明の第１実施例の構成図である。
【図４】本発明の第１実施例のアンテナ装置により得られる各種特性図である。
【図５】本発明の第２実施例の斜視図である。
【図６】本発明の第２実施例の構成図である。
【図７】本発明の第２実施例の周波数−ＶＳＲＷの特性図である。
【図８】本発明の第３実施例の斜視図である。
【図９】本発明の第３実施例の分解斜視図である。
【図１０】本発明の第３実施例の構成図である。
【図１１】本発明の第１実施例のアンテナ装置により得られる各種特性図である。
【図１２】本発明の第４実施例の斜視図である。
【図１３】本発明の第４実施例の構成図である。
【図１４】本発明の第４実施例の周波数−ＶＳＲＷの特性図である。
【図１５】本発明の適用例の斜視図である。
【符号の説明】
【００６２】
１００、２００、３００、４００  アンテナ装置、５００  ノートパソコン
１１１、２２１、４２１  グランド部、１１２、２２２、３１１、４２２  エレメント部
１１３  コネクタ
１２１、２１１、４１１  プリント配線板、１２２、２１２、４１２  導電パターン
１３１、３２１、４３１  第１のエレメント構成部
１３２、３２２、４３２  第２のエレメント構成部
５１１  ＬＣＤ、５２１  ベゼル
Ｐ  給電点
【図１】
2008259102.tif 000003
【図２】
2008259102.tif 000004
【図３】
2008259102.tif 000005
【図４】
2008259102.tif 000006
【図５】
2008259102.tif 000007
【図６】
2008259102.tif 000008
【図７】
2008259102.tif 000009
【図８】
2008259102.tif 000010
【図９】
2008259102.tif 000011
【図１０】
2008259102.tif 000012
【図１１】
2008259102.tif 000013
【図１２】
2008259102.tif 000014
【図１３】
2008259102.tif 000015
【図１４】
2008259102.tif 000016
【図１５】
2008259102.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成19年10月15日(2007.10.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
第２のエレメント構成部４３２は、線幅０．５ｍｍ〜３ｍｍの直線パターンから構成されており、グランドパターン４２１の縁辺に並行に略２５ｍｍ〜３０ｍｍに渡って形成されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2008259102.tif 000018
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2008259102.tif 000019
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2008259102.tif 000020