(57)【要約】【課題】通信効率のよい通信機能を備えた無線通信装置を提供する。【解決手段】無線通信装置（７１）が有する導電性フレーム（７５）の角部にＧＮＤパターン（７）を接続し、当該ＧＮＤパターン（７）の横にチップアンテナ（１１）を併置し、当該チップアンテナ（１１）に通信回路（７９）を接続してある。ＧＮＤパターン（７）を導電性フレーム（７５）の角部に接続してあるため、ＧＮＤパターンを流れる電流は導電性フレーム（７５）の角部を構成する一方のフレーム（７５ａ）と他方のフレーム（７５ｂ）に流れ、その流れの方向が互に逆方向にならない。このため、電流が相殺されずに電波の輻射に寄与し得る。これにより通信効率のよい通信が可能になる。【選択図】  図２
2004241837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一の方向に延びる第１部分と、当該一の方向とは異なる他の方向に延びる第２部分と、当該第１部分と当該第２部分とが交差してなる角部と、を含む導電性フレームと、
当該角部に接続したＧＮＤパターンと、
当該ＧＮＤパターンに併置したチップアンテナと、
当該チップアンテナに接続した通信回路と、を備える
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記ＧＮＤパターンと前記チップアンテナとが、前記第１部分又は前記第２部分の長手方向に沿うように、かつ、当該ＧＮＤパターンが当該チップアンテナよりも前記角部側に位置するように、配してある
ことを特徴とする請求項１に記載した無線通信装置。
【請求項３】
前記チップアンテナの長さが、使用波長の略１／４の長さと等しい長さに形成してあり、
前記ＧＮＤパターンの長さが、当該チップアンテナの長さより短い長さに形成してある
ことを特徴とする請求項１又は２に記載した無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、無線通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年のノート型のパーソナルコンピューターやパーソナル・デジタル・エイド（ＰＤＡ）のような無線通信装置には、たとえば、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して他のパーソナルコンピューター等と無線通信できるように構成されているものが多い。この無線通信に欠かせないアンテナには、その小型化の要請等に応えるためアンテナ実装基板に接地電極とともに実装されたチップアンテナが採用されている。このチップアンテナの使用周波数を、たとえば２．５ＧＨｚ帯に設定したとすると、その４分の１波長である３２ｍｍ前後の長さが接地電極に要求される。アンテナは、周囲の影響を受けづらい箇所に設けるべきであることは言うまでもなく、このため、アンテナを実装したアンテナ実装基板は、ほとんどの場合、上記したパーソナルコンピューター等の液晶画面を包囲する金属製フレームの外周面上に設けられている。ところが、この金属製フレームの外周面上において許されるスペースは、パーソナルコンピューター自体の小型化の要請等により非常に限られている。そのような状況下では、上記した３２ｍｍ前後もある接地電極を設ける非現実的である。そこで、接地電極を小型化し、この接地電極を金属製フレームに接地することにより、小型化による通信効率の低下を補うことが行われている。
【０００３】
上記した方法で用いられるアンテナ実装基板として、図７に示すアンテナ実装基板１０１がある。アンテナ実装基板１０１は、基板表面に放射電極１０３を、基板裏面に接地電極１０５を、それぞれ有するパッチアンテナである。基板裏面のほぼ中央には、その中心導体１１０を放射電極１０３に、また、その外部導体１１１を接地電極１０５に、それぞれ接続した給電用コネクタ１０９を有している。さらに、接地電極１０５は、接地金具１０７を介して金属製フレーム１１５の角部に接続されている（たとえば、特許文献１参照）。前述したアンテナ実装基板１０１の接地電極１０５の下側には、放射電極１０３と同じ伝送線路（イメージ伝送線路）ができる。この放射電極１０３がマイクロストリップ線路であると仮定したときに、図７において符合Ａで示す電流が流れるが、イメージ伝送線路には、同図において符合Ｂで示す電流が流れる。電流Ａと電流Ｂとは、同じ大きさであって互いに反対方向に流れることになる。その結果、放射電極１０３と接地電極１０５とが作る電磁界が相殺され、全体として電波が放射されないことになる。そこで、放射電極１０３の横幅をマイクロストリップ線路のそれより広く形成してループアンテナと同じ性質を持たせ、貫通して流れる磁流を波源（放射源）としているものと考えられる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２２３５０９公報（段落番号０００９〜００１１、図１及び２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したアンテナ実装基板１０１の接地電極１０５は、接地金具１０７を介して金属製フレーム１１５の角部に接続されているが、前述したように接地電極１０５は電波の輻射に寄与する部分ではないため、角部への接続は何ら意味を有するものではない。本発明が解決しようとする課題は、導電性フレームの角部を積極的に活用することにより、チップアンテナからだけではなく導電性フレームからも電波を輻射させ、これにより効率のよい通信を可能とする無線通信装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために本発明は、次項以下で説明する構成を備えている。なお、何れかの請求項に係る発明の説明に当たって行う用語の定義等は、その性質上可能な範囲において他の請求項に係る発明にも適用されるものとする。
【０００７】
（請求項１に記載した発明の特徴）
請求項１に記載した発明に係る無線通信装置（以下、「請求項１の無線通信装置」という）は、一の方向に延びる第１部分と、当該一の方向とは異なる他の方向に延びる第２部分と、当該第１部分と当該第２部分とが交差してなる角部と、を含む導電性フレーム（たとえば、金属製フレーム）と、当該角部に接続したＧＮＤパターンと、当該ＧＮＤパターンを通る中心線の延長線に沿って併置したチップアンテナと、当該チップアンテナに接続した通信回路と、を備える。「第１」部分と「第２」部分と記載したのは、両者を単に表現上区別するためだけであり、何れか一方を特定する趣旨ではない。第１部分が延びる方向と第２部分が延びる方向とには何ら制限はないが、両者は互いに平行ではない。第１部分が、たとえば、水平方向に延び、第２部分が垂直方向に延びるものとすれば、両者は角部で直交することになる。
【０００８】
請求項１の無線通信装置によれば、ＧＮＤパターンに流れる高周波電流が、導電性フレームの角部へ抜け、そこから、導電性フレームの第１部分と第２部分に分岐して流れるものと推測される。とすれば、異なる方向に流れ逆方向に流れることがないため流れた電流が相殺されない。すなわち、導電性フレームが電波の輻射に寄与することになる。このように、チップアンテナを一方のエレメントとし、ＧＮＤパターンを他方のエレメントとする非対称ダイポール（一方と他方とが形状的に非対称のダイポール）を採用することにより、導電性フレームの角部を接触的に利用した効率的なアンテナが実現できる。
【０００９】
（請求項２に記載した発明の特徴）
請求項２に記載した発明に係る無線通信装置（以下、「請求項２の無線通信装置」という）は、請求項１の無線通信装置であって、前記ＧＮＤパターンと前記チップアンテナとが、前記第１部分又は前記第２部分の長手方向に沿うように、かつ、当該ＧＮＤパターンが当該チップアンテナよりも前記角部側に位置するように、配してある。
【００１０】
請求項２の無線通信装置によれば、請求項１の無線通信装置の作用効果に加え、ＧＮＤパターンがチップアンテナよりも角部側に位置しているので、これとは逆の側に位置している場合に比べて角部までの距離が短くて済む。短くて済む分だけ、角部までの配線を短くできるので効率的である。
【００１１】
（請求項３に記載した発明の特徴）
請求項３に記載した発明に係る無線通信装置（以下、「請求項３の無線通信装置」という）は、請求項１又は２の無線通信装置であって、前記チップアンテナの長さが、使用波長（共振周波数の波長）の略１／４の長さと等しい長さに形成してあり、ＧＮＤパターンの長さが、当該チップアンテナの長さより短い長さに形成してある。
【００１２】
請求項３の無線通信装置によれば、請求項１又は２の無線通信装置の作用効果に加え、ＧＮＤパターンの長さが短い分だけ、短くしない場合に比べてアンテナ自体を小型化することができる。小型化できれば、同じ無線通信装置であれば狭い場所に設置可能となり、また、無線通信装置自体の小型化に貢献可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、各図を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。図１は、アンテナ実装基板を搭載したパーソナルコンピューターの正面図である。図２は、図１に記載したアンテナ実装基板の拡大図である。図３は、図２に記載したアンテナ実装基板の斜視図である。図４及び５は、図３に示すアンテナ実装基板の変形例である。図６は、図２に示すアンテナ実装基板を、同図に示す取付方向とは異なる方向に取り付けた状態を示す正面図である。
【００１４】
（アンテナ実装基板の概略構造）
図１乃至３に基づいて、アンテナ実装基板について説明する。図１に示すように、本実施形態におけるアンテナ実装基板１は、無線通信装置の一例であるパーソナルコンピューター７１に、具体的には、その矩形液晶画面７３を包囲する金属製フレーム７５に取り付けてある。アンテナ実装基板１は、矩形横長のセラミック又は合成樹脂製の基板３を備えている。基板３の一方の面（実装面５）上には、チップアンテナ１１を設けてあり、このチップアンテナ１１の横にＧＮＤパターン７を形成しておくのが好ましい。本実施形態では、ＧＮＤパターンの中心線Ｌ（図２参照）の延長線に沿って（金属製フレーム７５の長手方向に沿って）チップアンテナ１１を実装面５上に併置してある。
【００１５】
本実施形態におけるチップアンテナ１１は誘電体アンテナであって、その実装面５は長辺（底辺）６を備えている。誘電体アンテナを採用したのは、アンテナ自体を小型化するために比較的有利だからであるが、これ以外の形式のアンテナであってもよい。ＧＮＤパターン７は、実装面５上に導電ペーストを塗布することにより形成してあるが、この導電ペーストの塗布以外の方法、たとえば、エッチング等の化学的な方法により形成してもよい。符合８は、ＧＮＤパターン７を貫通して基板３に形成したネジ孔を、符合１７は、チップアンテナ１１に給電を行うための同軸ケーブルを、それぞれ示している。同軸ケーブル１７の他端は、通信回路７９（図１参照）に接続してある。図２に示すように、延長線に沿う方向のチップアンテナ１１の長さＬ１を使用波長の略１／４の長さと等しい長さに、また、中心線Ｌに沿う方向のＧＮＤパターン７の長さＬ２をＬ１より短い長さに形成してある。この結果、ＧＮＤパターン７の長さは、使用波長の１／４よりも短くなり、短くした分だけアンテナ実装基板１を小型化することができる。
【００１６】
（接地部材の構造）
図２に基づいて説明する。符合１３は、接地部材を示している。接地部材１３は、一端１３ａと他端１３ｂとを有する細長い金属製の板部材であって、一端１３ａにはネジ孔１４ａを、他端１３ｂにはネジ孔１４ｂをそれぞれ形成してある。ネジ孔１４ａに通したネジ１５ａは、これを基板３のネジ孔８にねじ込むことにより、接地部材１３を基板３に固定するとともに接地部材１３とＧＮＤパターン７とを電気的に接続してある。すなわち、接地部材１３は、一端１３ａを固定したときにＧＮＤパターン７から実装面５の長辺６をほぼ垂直に横切って伸びるように形成してある。また、その他端１３ｂ（基板３から見たときに先端に該当する）にあるネジ孔１４ｂは、金属製フレーム７５の角部７７に設けたネジ孔７９と一致する位置に形成してある。他端１３ｂの固定は、ネジ孔１４ｂを介したネジ孔７９に、ネジ１５ｂをはめ込むことにより行う。ここで「角部」とは、図２において金属製フレーム７５を構成する縦フレーム（第１部分）７５ａと横フレーム（第２部分）７５ｂとが交差する部分のことをいう（図２において想像線で示す）。縦方向（一の方向）に延びる縦フレーム（第１部分）７５ａと、横方向（他の方向）に延びる横フレーム（第２部分）７５ｂとは、ほぼ直交関係にあるが、鋭角関係にあったり鈍角関係にあったりしてもよい。以上の構成により、ＧＮＤパターン７がチップアンテナ１１よりも角部側に位置するようになり、かつ、中心線Ｌとその延長線が、横フレーム７５ｂの長手方向（図２の水平方向）に沿って位置するようになる。
【００１７】
（アンテナ実装基板の接続）
上記したアンテナ実装基板１を金属製フレーム７５の角部７７に取り付けることにより、アンテナ実装基板１のＧＮＤパターン７が角部７７を介してのみ金属製フレーム７５に接続されることになる。この結果、ＧＮＤパターン７から流れる高周波電流は、接地部材１３を介して角部７７へ抜け、そこから矢印Ｐで示す縦方向電流と、同じく矢印Ｑで示す横方向電流とに分岐する。縦方向電流Ｐと横方向電流Ｑとは、角部７７を起点としてほぼ９０度の角度を持っている。さらに、角部７７以外にＧＮＤパターン７と金属製フレーム７５との接点が存在しないため、一度、金属製フレーム７５に流れた高周波電流が再びＧＮＤパターン７に戻ることはない。このような理由から、互いに逆方向となる高周波電流が生じたなら起こったであろう打ち消し合いや相互干渉が起こらないため、指向性に対する悪影響を有効に抑えることができるものと考えられる。
【００１８】
なお、図２に示すアンテナ実装基板１と同じものを、図６に示すように、金属製フレーム７５の側面側に設けることもできる。このような取り付けは、たとえば、金属製フレーム７５の上部領域に十分なスペースがない場合に行うとよい。この場合も、図２に示す構造と同様に、ＧＮＤパターン７がチップアンテナ１１よりも角部側に位置するようになり、かつ、中心線Ｌとその延長線が、縦フレーム７５ａの長手方向（図６の垂直方向）に沿って位置するようになる。
【００１９】
（本実施形態の変形例）
図４及び５に基づいて、本実施形態の変形例について説明する。この説明においては、本実施形態と異なる部分についてだけ行い、共通する部分についての説明は可能な限り省略する。まず、図４に示すアンテナ実装基板１´が前述のアンテナ実装基板１と異なるのは、前者のＧＮＤパターン７´が略Ｌ字状に形成してあるのに対し、後者のＧＮＤパターン７はそのように形成していない点である。アンテナ実装基板１´のＧＮＤパターン７´を略Ｌ字状に形成したのは、本実施形態で採用した接地部材１３を省略して、その分をＧＮＤパターンの変形により補うためである。すなわち、ＧＮＤパターン７´は、その一部である７´ａが、実装面５の長辺６に対してほぼ垂直方向に伸ばしてあり、この部分を使ってアンテナ実装基板１´自体を金属製フレーム（図４では図示を省略）の角部に取り付け可能に構成してある。このように接地部材に該当する部分をＧＮＤパターン７´と一体化させると、部品点数を少なくするとともに、接地部材を取り付ける手間を省くことができる。
【００２０】
図５に示すアンテナ実装基板１は、図２に示すものと同じものであるが、接地部材の形状が異なっている。すなわち、接地部材１３´が、前記した接地部材１３と異なるのは、後者が平坦な板材により構成してあるのに対し、図５から明らかなようにＬ字状に屈曲させてある。Ｌ字状に形成したのは、アンテナ実装基板１の実装面５を金属製フレーム７５の上面とほぼ平行に配するためである。すなわち、接地部材１３´の一端１３´ａを金属製フレーム７５の上面側に、また、他端１３´ｂを同じく正面側に位置させることにより、上記の配置を行うことができる。このように配するのは、金属フレーム７５の上面に対するアンテナ実装基板１の高さ寸法を、図２に示す場合に比べて低くするためである。接地部材１３´は、金属製フレーム７５の上部領域において奥行き寸法には比較的余裕があるが、高さ寸法に余裕がない場合に使用すると便利である。
【００２１】
なお、これまで説明したアンテナ実装基板１，１´は、パーソナルコンピューター７１だけでなく、ＰＤＡやその他の通信機能を有する無線通信装置にも適用可能であることは言うまでもない。何れの無線通信装置に適用した場合であっても、それらが備える金属製フレームの角部に取り付けてあることから、チップアンテナだけでなく金属製フレームからも電波を輻射させることができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、導電性フレームの角部を積極的に活用することにより、チップアンテナからだけではなく導電性フレームからも電波を輻射させることができる。この結果、そのようなチップアンテナを備える無線通信装置を用いれば、効率のよい通信が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】アンテナ実装基板を搭載したパーソナルコンピューターの正面図である。
【図２】図１に記載したアンテナ実装基板の拡大図である。
【図３】図２に記載したアンテナ実装基板の斜視図である。
【図４】図３に示すアンテナ実装基板の変形例である。
【図５】図３に示すアンテナ実装基板の変形例である。
【図６】図２に示すアンテナ実装基板を、同図に示す取付方向とは異なる方向に取り付けた状態を示す正面図である。
【図７】従来のアンテナ実装基板を示す正面図である。
【符号の説明】
１，１´            アンテナ実装基板
３                  基板
５                  実装面
７，７´            ＧＮＤパターン
８，７９            ネジ孔
１１                  チップアンテナ
１３，１３´          接地部材
１４ａ，１４ｂ，      ネジ孔
１５ａ，１５ｂ        ネジ
７１                  パーソナルコンピューター（無線通信装置）
７３                  液晶画面
７５                  金属製フレーム
７７                  角部
７９                  通信回路
【図１】
2004241837.tif 000003
【図２】
2004241837.tif 000004
【図３】
2004241837.tif 000005
【図４】
2004241837.tif 000006
【図５】
2004241837.tif 000007
【図６】
2004241837.tif 000008
【図７】
2004241837.tif 000009