(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信を行う電子機器の筐体のいずれか一部に設けられ、周囲が導体で囲まれた実装用窪み部と、
前記実装用窪み部に嵌め込まれたアンテナ基板と、
前記アンテナ基板に実装された、基体と、前記基体に設けられた一対の端子部と、前記基体に設けられたヘリカル部を有するヘリカルアンテナと、
前記アンテナ基板に設けられるとともに、前記一対の端子部の一方に接続される給電部と、
前記アンテナ基板に設けられるとともに、前記一対の端子部の他方に接続される開放部と、前記給電部に近接した位置に前記ヘリカルアンテナの長手方向と略垂直に設けられる接地領域と、を備え、
前記実装用窪み部を囲む導体の周囲長が共振周波数の略四分の１波長の整数倍であり、
前記給電部が、前記実装用窪み部において前記接地領域が配置される方の端部に形成されていることを特徴とするアンテナモジュール。
【請求項２】
前記実装用窪み部を囲む導体の周囲長が、前記給電部を基点として共振周波数の略四分の１波長の整数倍であることを特徴とする請求項１記載のアンテナモジュール。
【請求項３】
前記アンテナ基板において、その周囲の短手方向の辺と前記ヘリカルアンテナの長手方向と略平行となる長手方向の辺の中で少なくとも一部に導体が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナモジュール。
【請求項４】
前記実装用窪み部であって、前記給電部と反対側となる端部に付加導体部が形成されたことを特徴とする請求項１〜３いずれか１記載のアンテナモジュール。
【請求項５】
前記付加導体部の長さ、もしくは面積が変更可能であることを特徴とする請求項１〜４いずれか１記載のアンテナモジュール。
【請求項６】
前記実装用窪み部における前記給電部を基点とした導体の周囲長を調整することを特徴とする請求項５記載のアンテナモジュール。
【請求項７】
前記ヘリカルアンテナと共通の給電部に接続されるパターンアンテナが付加されたことを特徴とする請求項１〜６いずれか１記載のアンテナモジュール。
【請求項８】
前記開放部に頂冠導体部が形成されていることを特徴とする請求項１〜７いずれか１記載のアンテナモジュール。
【請求項９】
前記開放部に接続されて前記アンテナ基板の前記ヘリカル部と対向する面に底面導体部が形成されていることを特徴とする請求項１〜８いずれか１記載のアンテナモジュール。
【請求項１０】
前記実装用窪み部が、前記筐体の端面のいずれかの位置に設けられた切欠き部であることを特徴とする請求項１〜９いずれか１記載のアンテナモジュール。
【請求項１１】
前記実装用窪み部が、保護材で覆われていることを特徴とする請求項１〜１０いずれか１記載のアンテナモジュール。
【請求項１２】
前記切欠き部が、コの字状を有していることを特徴とする請求項１０に記載のアンテナモジュール。
【請求項１３】
前記ヘリカルアンテナの長手方向が、前記実装用窪み部の長手方向と略平行に配置されていることを特徴とする請求項１〜１２いずれか１記載のアンテナモジュール。
【請求項１４】
前記接地領域が前記アンテナ基板に形成され、前記接地領域には前記筐体との接続部が設けられて、前記接続部において、誘電体を介して前記筐体と接続されることを特徴とする請求項１〜１３いずれか１記載のアンテナモジュール。
【請求項１５】
前記付加導体部が前記アンテナ基板に形成され、前記付加導体部には前記筐体との接続部が設けられて、前記接続部において、誘電体を介して前記筐体と接続されることを特徴とする請求項１〜１４いずれか１記載のアンテナモジュール。
【請求項１６】
請求項１〜１５いずれか１のアンテナモジュールと、
表示部を有する第一筐体と、
入力装置を有する第二筐体と、
中央演算処理装置と、
記憶装置を有し、
前記実装用窪み部が前記第一筐体又は前記第二筐体に設けられたことを特徴とするノートブックパソコン。
【請求項１７】
請求項１〜１５いずれか１のアンテナモジュールと、
送信処理部と、
受信処理部と、
制御部と、
電源と、
前記アンテナモジュールと、前記送信処理部、前記受信処理部、前記制御部、前記電源を格納する筐体を有し、
前記実装用窪み部が前記筐体に設けられたことを特徴とする携帯端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体通信やパーソナルコンピュータなどの無線通信を行う電子機器等に好適に用いられるアンテナモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯端末において、通話を行うためのホイップアンテナや内蔵アンテナを設け、各アンテナに加えて他の電子機器との間でデータの無線通信を行うためにアンテナを搭載するものが増えてきている。
【０００３】
また、ノートブックパソコンなどの携帯型モバイル電子機器においても、無線ＬＡＮなどを用いてデータ通信を無線で行うものが増えてきており、その電子機器内にアンテナを搭載するものも増えてきている。
【０００４】
更に、近年の携帯端末やノートブックパソコンなどの電子機器には、アンテナを内蔵して、無線通信を行うことが求められているが、このとき、アンテナ自体が内蔵されてしまうために、送受信での利得や指向性を、電子機器の構造や実装、あるいは外観に影響を与えることなく確保、あるいは向上させることが求められている。
【０００５】
また、これらの電子機器は年々薄型化や小型化、高密度実装化が進展し、内蔵するアンテナの小型化、また、この利得などを確保することにおける実装などでの小型かも求められていた。
【０００６】
このため、筐体の裏面などにパターンアンテナを形成し、あるいは筐体の外部の構造の一部形状を変形させて、アンテナとするなどが行われていた（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−２０７５３５号公報
【特許文献２】特開平１０−２９０７０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、筐体の裏面などにパターンアンテナを形成する場合には、非常に大型のアンテナとなり、これを実装するスペースを確保する必要があるなど、薄型化、小型化が必須である電子機器にとっては問題となっていた。
【０００８】
また、筐体の裏面や内部に存在する実装基板にパターンアンテナや、積層電子部品などで作られたアンテナを内蔵した場合には、外部の筐体により、その送受信利得が十分に取れないなどの問題もあった。特に、筐体の軽量化と強度の双方を確保するために、筐体外部にマグネシウム合金などが使われる場合があり、このような金属体により覆われている場合には、シールドとなって、内蔵されたアンテナが、外部と送受信することが困難となる。
【０００９】
また、筐体外部に突起物を設けたりするアンテナの場合では、外観上すっきりさせることができず、デザイン性に劣り、またそれ以上にユーザーにとって不快でかつ故障や損傷の原因となるものであるという問題もあった。また、この場合であっても、筐体やアンテナとの構造上の関係で、送受信利得や、指向性が十分に確保できない問題があった。
【００１０】
本発明は、これらの問題に鑑み、電子機器の外観や使用性を損なうことなく、更に小型
化、薄型化を実現したまま、送受信利得や指向性を向上させるアンテナモジュール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】
【００１１】
本発明のアンテナモジュールは、無線通信を行う電子機器の筐体のいずれか一部に設けられ、周囲が導体で囲まれた実装用窪み部と、前記実装用窪み部に嵌め込まれたアンテナ基板と、前記アンテナ基板に実装された、基体と、前記基体に設けられた一対の端子部と、前記基体に設けられたヘリカル部を有するヘリカルアンテナと、前記アンテナ基板に設けられるとともに、前記一対の端子部の一方に接続される給電部と、前記アンテナ基板に設けられるとともに、前記一対の端子部の他方に接続される開放部と、前記給電部に近接した位置に前記ヘリカルアンテナの長手方向と略垂直に設けられる接地領域と、を備え、前記実装用窪み部を囲む導体の周囲長が共振周波数の略四分の１波長の整数倍であり、前記給電部が、前記実装用窪み部において前記接地領域が配置される方の端部に形成されている構成とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の構成により、アンテナとしてヘリカルアンテナを用いることにより、電子機器に内蔵するのに最適となる小型のアンテナモジュールを実現でき、更に、筐体外部に余分な張り出しや突起物を作ることなくアンテナモジュールを電子機器内部に内蔵することができる。
【００１３】
このため、電子機器の外観を損なうことなく、更に使用上の不具合や故障の原因を生じさせることがなくなる効果がある。
【００１４】
また、ヘリカルアンテナの給電部側に接地領域を設けることで、ヘリカルアンテナを１／４λ型のアンテナとした場合であっても、グランド面で発生するイメージ電流を有効に活用できるため、ヘリカルアンテナの更なる小型化と高利得化が促進されるアンテナモジュールが実現される。
【００１５】
また、給電部をアンテナ基板の一端側に設置して、多端を開放部とし、さらにこの給電部を基準として導体部で囲まれる外周の長さを１／４λの整数倍とすることで、この周囲導体部が放射基板となって、更なる利得の向上と、高い指向性を確保することが可能となるメリットがある。
【００１６】
また、このようなアンテナ基板をベースとしたアンテナモジュールは電子機器の筐体の一部に容易に組み込むことが可能となり、電子機器への内臓を容易とし、小型化、薄型化を実現し、更に製造工程の容易化も実現されるものである。
【００１７】
更に、このアンテナ基板の周囲の導体部を、筐体の導体部と兼用するように設計することで、余分な設計工程や部材が不要となり、小型化が更に促進され、コストも低減されるものである。これらにより、電子機器の薄型化、小型化を阻害せず、アンテナモジュールの送受信利得を同時に向上させることができるものである。
【００１８】
また、筐体に設けられた切欠き部などのような実装用窪み部にアンテナ基板やヘリカルアンテナ実装、格納したアンテナモジュールにより、電子機器の外部に余分な突起物などを出すことなく内蔵できる上、その周囲は筐体に存在する導体部、あるいはアンテナ基板に形成された導体部などを用いて、ヘリカルアンテナの周囲を導体部で構成することができるようになり、小型化を阻害せず、容易に実装することができる。更に、周囲の導体長を送受信周波数の１／４λの整数倍とすることで、周囲導体部を放射基板として、更なる利得の向上と、高い指向性を確保することが可能となる。特に、筐体がマグネシウム合金などで覆われている場合であっても、実装用窪み部はこれらが剥き出されているので、ヘリカルアンテナによる送受信放射に影響を及ぼさない。
【００１９】
特に筐体の端面のいずれかの位置に、実装窪み部を設けることで、外観上もすっきりする上に、製造工程も容易となり、更に、外部への電波放射もより利得が高くなる効果がある。また、実装用窪み部の外周を保護材で覆うことで、耐久性も増すものである。
【００２０】
また、切欠きなどによる実装用窪み部の外周長は、電子機器側のニーズに応じて、必ずしも１／４λの整数倍とならない場合があるが、アンテナ基板の一端に、トリミングなどによる面積や長さの調整が可能な付加導体が設けられることで、ヘリカルアンテナの周囲の導体部の周囲長を変化させることが可能となって、利得放射が最も効率の高くなる１／４λの整数倍に調整することが可能となって、同様に電子機器の小型化や外観を阻害することなく、高い送受信利得などを確保したアンテナモジュールを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の請求項１に記載の発明は、無線通信を行う電子機器の筐体のいずれか一部に設けられ、周囲が導体で囲まれた実装用窪み部と、前記実装用窪み部に嵌め込まれたアンテナ基板と、前記アンテナ基板に実装された、基体と、前記基体に設けられた一対の端子部と、前記基体に設けられたヘリカル部を有するヘリカルアンテナと、前記アンテナ基板に設けられるとともに、前記一対の端子部の一方に接続される給電部と、前記アンテナ基板に設けられるとともに、前記一対の端子部の他方に接続される開放部と、前記給電部に近接した位置に前記ヘリカルアンテナの長手方向と略垂直に設けられる接地領域と、を備え、前記実装用窪み部を囲む導体の周囲長が共振周波数の略四分の１波長の整数倍であり、前記給電部が、前記実装用窪み部において前記接地領域が配置される方の端部に形成されているアンテナモジュールであって、電子機器の外観を損なわず、外部に余分な突起物を出さず、機器の小型化を維持したままアンテナを内蔵することを実現しつつ、アンテナの送受信利得や指向性を向上させることが可能となる。ヘリカルアンテナのイメージ電流を利得増加に用い、更に、給電部におけるインピーダンス整合を容易として、性能向上を実現できる。
【００３３】
本発明の請求項２に記載の発明は、実装用窪み部を囲む導体の周囲長が、給電部を基点として共振周波数の略四分の１波長の整数倍であることを特徴とする請求項１記載のアンテナモジュールであって、電子機器の外観を損なわず、外部に余分な突起物を出さず、機器の小型化を維持したままアンテナを内蔵することを実現しつつ、アンテナの送受信利得や指向性を向上させることが可能となる。
【００３４】
本発明の請求項３に記載の発明は、アンテナ基板において、その周囲の短手方向の辺とヘリカルアンテナの長手方向と略平行となる長手方向の辺の中で少なくとも一部に導体が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナモジュールであって、導体の周囲長を容易に確保することができる。
【００３５】
本発明の請求項４に記載の発明は、実装用窪み部であって、給電部と反対側となる端部に付加導体部が形成されたことを特徴とする請求項１〜３いずれか１記載のアンテナモジュールであって、広帯域化が実現されるものである。
【００３６】
本発明の請求項５に記載の発明は、付加導体部の長さ、もしくは面積が変更可能であることを特徴とする請求項１〜４いずれか１記載のアンテナモジュールであって、送受信利得向上のための、給電部を基点とした導体の周囲長の長さを変更して、最適な長さである送受信周波数の１／４λの略整数倍とすることができる。
【００３７】
本発明の請求項６に記載の発明は、実装用窪み部における給電部を基点とした導体の周囲長を調整することを特徴とする請求項５記載のアンテナモジュールであって、送受信利得向上のための、給電部を基点とした導体の周囲長の長さを変更して、最適な長さである送受信周波数の１／４λの略整数倍とすることができる。
【００３８】
本発明の請求項７に記載の発明は、ヘリカルアンテナと共通の給電部に接続されるパターンアンテナが付加されたことを特徴とする請求項１〜６いずれか１記載のアンテナモジュールであって、容易に多共振を実現できる。
【００３９】
本発明の請求項８に記載の発明は、開放部に頂冠導体部が形成されていることを特徴とする請求項１〜７いずれか１記載のアンテナモジュールであって、簡単な構成かつ、余分な実装領域を必要としないで広帯域化を実現することができるものである。
【００４０】
本発明の請求項９に記載の発明は、開放部に接続されて記アンテナ基板のヘリカル部と対向する面に底面導体部が形成されていることを特徴とする請求項１〜８いずれか１記載のアンテナモジュールであって、簡単な構成かつ、余分な実装領域を必要としないで広帯域化を実現することができるものである。
【００４１】
本発明の請求項１０に記載の発明は、実装用窪み部が、筐体の端面のいずれかの位置に設けられた切欠き部であることを特徴とする請求項１〜９いずれか１記載のアンテナモジュールであって、実装用窪み部を簡単に形成することができるものである。
【００４２】
本発明の請求項１１に記載の発明は、実装用窪み部が、保護材で覆われていることを特徴とする請求項１〜１０いずれか１記載のアンテナモジュールであって、耐久性や使用感を向上させ、デザイン性も上げるものである。
【００４３】
本発明の請求項１２に記載の発明は、切欠き部が、コの字状を有していることを特徴とする請求項１０に記載のアンテナモジュールであって、ヘリカルアンテナの周囲の導体による電磁波放射をより効果的に生じさせることができるものである上、電子機器の筐体において、容易に実装窪み部を作ることとのバランスがよいものである。
【００４４】
本発明の請求項１３に記載の発明は、ヘリカルアンテナの長手方向が、実装用窪み部の長手方向と略平行に配置されていることを特徴とする請求項１〜１２いずれか１記載のアンテナモジュールであって、実装領域を少なくし、周囲の導体部における電界分布を、最適なものにして、送受信利得の向上を実現できるものである。
【００４５】
本発明の請求項１４に記載の発明は、接地領域がアンテナ基板に形成され、接地領域には筐体との接続部が設けられて、接続部において、誘電体を介して筐体と接続されることを特徴とする請求項１〜１３いずれか１記載のアンテナモジュールであって、インピーダンス整合を容易に取ることができるものである。
【００４６】
本発明の請求項１５に記載の発明は、付加導体部がアンテナ基板に形成され、付加導体部には筐体との接続部が設けられて、接続部において、誘電体を介して筐体と接続されることを特徴とする請求項１〜１４いずれか１記載のアンテナモジュールであって、インピーダンス整合を容易に取ることができるものである。
【００４７】
本発明の請求項１６に記載の発明は、請求項１〜１５いずれか１のアンテナモジュールと、表示部を有する第一筐体と、入力装置を有する第二筐体と、中央演算処理装置と、記憶装置を有し、実装用窪み部が第一筐体又は第二筐体に設けられたことを特徴とするノートブックパソコンであって、ノートブックパソコンの小型化、外観維持と、無線通信の送受信利得の向上を実現するものである。
【００４８】
本発明の請求項１７に記載の発明は、請求項１〜１５いずれか１のアンテナモジュールと、送信処理部と、受信処理部と、制御部と、電源と、アンテナモジュールと、送信処理部、受信処理部、制御部、電源を格納する筐体を有し、実装用窪み部が筐体に設けられたことを特徴とする携帯端末であって、携帯端末の小型化、外観維持と、無線通信の送受信利得の向上を実現するものである。
【００４９】
以下、図面を用いて説明する。
【００５０】
なお、本明細書中でλは波長を表す記号として使われている。
【００５１】
（実施の形態１）
まず、アンテナモジュールの形状、構造などについて説明し、その後に動作とそのメリットについて図１〜図１０を用いて説明する。
【００５２】
図１は、本発明の実施の形態１におけるヘリカルアンテナの構成図、図２〜図１０は本発明の実施の形態１におけるアンテナモジュールの構成図である。
【００５３】
１はヘリカルアンテナ、２は基体、３はヘリカル部、４、５は端子部、６はアンテナモジュール、７は給電部、８は開放部、９はアンテナ基板、１０は接地領域、１１は接合穴、１２はパターンアンテナ、１３は頂冠導体部、１４は付加導体部、１５は底面導体部、１６は周辺導体部、１７が周囲長、１８、１９は調整用付加導体部である。
【００５４】
まず、各部の詳細について説明し、それぞれの変形などの内容やその効果などについて説明する。
【００５５】
まず、図１を用いてヘリカルアンテナ１について説明する。
【００５６】
ヘリカルアンテナ１は基体２に、一対の端子部４、５が形成され、更に基体２の一部にスパイラル部を持つヘリカル部３が形成されることで構成される。
【００５７】
基体２はヘリカルアンテナの素子を構成する形態を有するものであり、アルミナもしくはアルミナを主成分とするセラミック材料等の絶縁体もしくは誘電体などをプレス加工，押し出し法等を施して形成される。なお、基体２の構成材料としては、フォルステライト、チタン酸マグネシウム系、チタン酸カルシウム系、ジルコニア・スズ・チタン系、チタン酸バリウム系、鉛・カルシウム・チタン系などのセラミック材料を用いてもよく、エポキシ樹脂などの樹脂材料を用いても良い。実施の形態１では、強度や絶縁性或いは加工の容易性の面からアルミナもしくはアルミナを主成分としたセラミック材料が用いられている。更に基体には全体に銅，銀，金，ニッケル等の導電材料で構成された導電膜が単層乃至複数積層され、導電性を有する表面が形成される。導電膜はめっき、蒸着、スパッタ、ペーストなどが用いられる。
【００５８】
また、基体２は角柱であってもよく、円柱であってもよく、三角柱、多角形柱のいずれであってもよく、その角部に面取りが施されていることで、素子の欠けやスパイラル部を形成するときに、損傷を発生させることを防止することができるメリットがある。ここで、基体２が円柱状の場合には、角部が存在しなくなるので耐衝撃性が高まり、スパイラル部の形成が容易となるメリットがある。
【００５９】
なお、基体２の表面のポアは１〜３０％（好ましくは８〜２３％）程度が好ましく、この程度のポアにより、めっき後の表面腐食などを防止することが可能となる。
【００６０】
更にヘリカルアンテナのサイズとしては、ヘリカルアンテナの長さＬ、高さＨ、幅Ｗを、
４．０＝＜Ｌ＝＜５０．０ｍｍ
０．５＝＜Ｈ＝＜１０．０ｍｍ
０．５＝＜Ｗ＝＜１０．０ｍｍ
とすることが好ましいが、これ以外のサイズであっても特に問題の無いものである。
【００６１】
次に、端子部４、５について説明する。
【００６２】
端子部４、５は、基体２に一対に設けられ、図１などでは基体２の両端にそれぞれ設けられているが、両端ではなく、基体２の途中部分にそれぞれ設けられてもよいものである。また、端子部４，５は基体２と同じ材料や製造工法で形成されてもよく、材料を別途のものを採用してもよいものである。また、導電性のメッキ膜，蒸着膜，スパッタ膜等の薄膜や、銀ペーストなどを塗布して焼き付けなどを行ったものなどの少なくとも一つが用いられて、導電膜が施されて、アンテナ基板９に形成された給電部７、開放部８となる実装ランドなどとの接合がなされるものである。
【００６３】
なお、端子部４，５と基体２は一体で形成されてもよく、別体で形成されてもよい。
【００６４】
また、基体２は図１などに表されるように、その外周が端子部４，５よりも段落ちされていてもよいが、段落ちのないストレート構造であっても良いものである。
【００６５】
また、端子部４、５は、その形状が角形ではなくて、円柱などであってもよいものである。
【００６６】
ここで、基体２の外周が段落ちされることで、実装時に基体がアンテナ実装基板の表面からの距離を持つことが可能となり、特性の劣化を防ぐことが可能になる。このとき段落ちを基体２の一部の面に対してのみおこなってもよく、全面に渡って段落ちさせてもよい。全面に渡って段落ちさせた場合には、実装時に電子基板との接する面を選択する留意が不要となり、実装時のコストを低下させることができる。
【００６７】
なお、ヘリカルアンテナ１はλ／４型アンテナであってもよく、λ／２型アンテナであってもよいが、小型化をより促進するためにλ／４型アンテナが用いられることが多く、この場合にはヘリカルアンテナ１の近辺に存在するグランド面に生じるイメージ電流を利用して、送受信利得が確保される。このイメージ電流の利用を促すために、ヘリカルアンテナ１の長手方向に垂直な端面を有するグランド面が存在することが好ましい。後で述べるが、このイメージ電流を発生させるのが、給電部７側に形成された接地領域１０である。
【００６８】
次にヘリカル部３について説明する。
【００６９】
ヘリカル部３は基体２上に形成されたスパイラル部により形成される。このスパイラル部がヘリカル巻きの導電部分となって、インダクタ成分が発生される。ヘリカル部３は、図１に示されるとおり、端子部４、および端子部５と電気的に導通しており、端子部４、５、あるいは基体２上でヘリカル部３が存在しない場所で生じる容量成分と、ヘリカル部３で発生するインダクタ成分とにより定まる共振周波数で、アンテナとしての送受信動作が実現されるものである。
【００７０】
なお、ヘリカル部３においても、導電部分は残っているため、インダクタ成分のみならず抵抗成分や容量成分も発生しうるものである。
【００７１】
また、ヘリカル部３は、基体２の表面に形成された導電膜をレーザーなどでトリミングしてスパイラル部が形成されて実現されてもよく、あるいは銅線やアルミ線などの導電線を基体２に巻きつけることで実現されても良い。
【００７２】
なお、ヘリカル部３はそのスパイラル部によりインダクタ成分が発生するものであるから、そのスパイラル部の巻き数に依存してインダクタ成分の大きさが決定される。巻き数が多ければインダクタ成分が大きくなり、巻き数が少なければインダクタ成分が小さくなる。後で説明する共振条件は、インダクタ成分の平方根に反比例して大きさが決まるので、より高周波を実現する場合には、巻き数を少なくし、低周波を実現する場合には、巻き数を多くすれば良い。これはスパイラル部がその巻き形状により電気長が決まることを考慮しても明らかである。
【００７３】
また、ヘリカル部３は基体２上に複数存在してもよい。この場合には、インダクタ成分を発生させる場所が２箇所となり、他の容量成分とあいまって、複数の共振周波数を有する多共振のヘリカルアンテナ１を実現することができるものである。
【００７４】
次に、図２〜図１０を用いて、アンテナモジュール６について説明する。
【００７５】
図２などにおいては、図１で説明したヘリカルアンテナ１がアンテナ基板９に実装されて、アンテナモジュール６として構成されている。このアンテナモジュール６は、ノートブックパソコンや携帯端末、その他の無線通信を必要とする家庭内ネットワーク機器、電話機などに組み込まれるのに最適なものである。
【００７６】
まず、各部の詳細について説明する。
【００７７】
まず、給電部７について説明する。
【００７８】
給電部７は、ヘリカルアンテナ１に信号電流を給電し、あるいはヘリカルアンテナ１で受信した受信信号電流を、図には示していない復調部に出力するための部分である。給電部７は基板パターンなどで形成されてもよく、リード線や銅線、あるいは同軸ケーブルなどで形成されてもよいものである。
【００７９】
給電部７はヘリカルアンテナ１の端子部４と接続されており、この給電部７を介して、ヘリカルアンテナ１への信号電流の供給などが実現される。実装ランドを用いた半田接合でもよく、その他の接続であっても良い。
【００８０】
また、給電部７はアンテナ基板９の一端に設けられることが好ましく、後で述べる接地領域１０に近接していることが好ましく、アンテナモジュール６を筐体に格納した場合には、後で述べる格納するスペースとなる切欠き部などの一端側に給電部７が位置するよう
になることが好ましい。
【００８１】
次に、開放部８について説明する。
【００８２】
開放部８は中空となって、電源にも、信号源にも、接地にもつながらない部分であり、独立した実装ランドなどが、アンテナ基板９上などで形成される。開放部８がヘリカルアンテナ１の端子部５が接続され、開放部８と接続されていることで、共振条件により定まる共振周波数による電波の放射、受信が実現されるものである。
【００８３】
アンテナ基板９は、ヘリカルアンテナ１などを実装する基板であり、図２のように基板のみであってもよく、図８に記載のように基板の周囲に周辺導体部１６が形成されていてもよいものである。また周辺導体部１６は、あらかじめ形成されていてもよく、後から形成されてもよく、アンテナ基板９と一体であってもよく、別体であってもよく、周辺導体部１６は、筐体にもともと存在する導体部を兼用したものであっても良い。
【００８４】
アンテナ基板９にヘリカルアンテナ１がその開放部８、給電部７との接合を介して実装され、更に、次に述べる接地領域１０も形成されている。なお、接地領域１０はアンテナ基板９上に形成されてもよく、あるいは別体で形成されてもよい。
【００８５】
また、アンテナモジュール６を筐体に格納するために、ねじ止めしたり、ビス止めしたり、ほぞなどでの嵌合を実現するためなどの、接続部１１が設けられていてもよいものである。
【００８６】
次に接地領域１０について説明する。
【００８７】
接地領域１０は、ヘリカルアンテナ１の給電部７側に近接した位置に形成され、例えばアンテナ基板９の表面に形成された金属膜などで実現されてもよく、金属などの導体部を張り合わせても良く、別体で形成された導体部を張り合わせたり、あるいは近接して配置したものであっても良い。
【００８８】
また、接地領域１０は後で述べる周辺導体部１６などと電気的に接続されていてもよいものであるが、あくまでも接地電位を保つ必要があるため、他の導体、特にグランド以外の電位を有する導体部と接続されることはできないものである。
【００８９】
また、接地領域１０の端面はヘリカルアンテナ１の長手方向と、略垂直となっていることが好ましい。これは、略垂直に接地領域１０が形成されていることで、接地領域１０に発生するイメージ電流が、ヘリカルアンテナ１の長手方向と同一向きとなって、ヘリカルアンテナ１が１／４λ型のモノポールアンテナとして動作し、これにより、十分な利得を確保することができるものである。
【００９０】
次に図３などで、種々の変形した形態について説明する。
【００９１】
パターンアンテナ１２は、ヘリカルアンテナ１と別途同一の給電部７から接続された、基板パターンなどにより形成されるアンテナであり、例えば、非常に高周波であって、送受信波長が非常に短い場合に適切なアンテナとすることで、多共振に容易に対応することができるものである。
【００９２】
例えば、アンテナモジュール６が対象としているのが、無線ＬＡＮであれば、ヘリカルアンテナ１において２．４ＧＨｚの送受信周波数に対応し、パターンアンテナ１２で５ＧＨｚに対応するなどの、デュアルモード対応が可能となる。もちろん、これ以外の周波数
を対象とする場合でも良く、２共振だけでなく、３以上の共振に対応するために、パターンアンテナ１２を複数形成したり、その形状などを工夫することも好適である。
【００９３】
また、同様に、ヘリカルアンテナ１において、あらかじめヘリカル部３を複数にして多共振化しておき、更にこれに加えてパターンアンテナ１２を追加することで、より多数の周波数に対応できる、適用範囲の広いアンテナモジュール６を実現することができる。
【００９４】
次に、図４には、頂冠導体部１３が表されており、頂冠導体部１３について説明する。
【００９５】
頂冠導体部１３は、開放部８に形成されている導体部であり、開放部８を形成する実装ランドをあらかじめ大きく形成してもよく、あるいは、別途金属膜や金属箔、めっき層、パターン層などを追加接続して、これにより頂冠導体部１３が実現されてもよいものである。
【００９６】
ヘリカルアンテナ１は、ヘリカル部３により生じるインダクタ成分と、それ以外の場所から生じる容量成分とで定まる共振周波数、ならびにＱ値により、そのアンテナ性能が決定されるものである。ここで、頂冠導体部１３により、全体の容量値が増加してＱ値を下げる働きを有する。特に、給電部７を基準として、負荷的な容量成分となっているため、この容量負荷により周波数特性における立ち上がり遅延と立下り遅延をなだらかにして、帯域を拡大する効果を発生させる。このため、頂冠導体部１３により、大量データ通信などで必要となる広帯域化が実現されるものである。
【００９７】
同様に、図７にあるように、底面導体部１５の存在により、更なる広帯域化が実現されるものである。底面導体部１５は、開放部８（もしくは開放部８と接続された頂冠導体部１３）を折り曲げて延伸し、ヘリカルアンテナ１のヘリカル部３と対向する面に（例えばアンテナ基板９上で）形成されることで、ヘリカル部３と容量結合し、ヘリカルアンテナ１において、他の容量成分と並列接続となる容量成分が発生することになる。しかも、本来他の部品が実装できないヘリカルアンテナ１の底面領域を効率的に活用したものでもある。
【００９８】
並列接続される容量成分の発生により、やはり同様に全体での容量成分が増加して、Ｑ値を低下させ、広帯域化が更に実現されるものである。
【００９９】
次に符号と前後するが、周辺導体部１６について説明する。周辺導体部１６は図５などに現されている。
【０１００】
周辺導体部１６は、アンテナ基板９の長手方向の端面に形成された導体部であり、その長手方向の全体、あるいは部分にわたって形成されている。また、周辺導体部１６としては、アンテナ基板９に、金属膜や金属箔、あるいは基板パターンなどで形成される。また、アンテナ基板９上に形成されてもよく、別途形成された導体を張り合わせたり接続したり、配置したりすることでも良い。また、アンテナモジュール６が嵌め込まれる筐体の一部の導体部分が兼用されてもよいものである。
【０１０１】
また、周辺導体部１６はアンテナ基板９の長手方向だけではなく、短手方向にも形成されてもよい。
【０１０２】
また、図８に示されるように、周辺導体部１６は接地領域１０、あるいは付加導体１１と、あるいはいずれか一方、もしくは全てと接続されていても良く、全体にわたって一体で形成された導体であってもよいものである。
【０１０３】
次に、付加導体部１４について説明する。図５などには付加導体部１４が表されている。付加導体１４は、アンテナ基板９上に形成された、金属膜、金属箔、導体パターンなどのいずれかであっても良く、アンテナ基板９と別体で形成されて貼り合せたり、接続されたり、近傍に配置されるなどしてもよい。
【０１０４】
また、付加導体１４は、後で述べるように、事後的にレーザートリミングや、剥ぎ取りなどにより、その面積、長さを適宜変更することができるものである。
【０１０５】
また、図１などにおいては、ヘリカルアンテナ１をアンテナ基板９の長手方向に略平行に実装しており、周辺導体部１６が、アンテナ基板９の長手方向に沿って形成されているように表されているが、アンテナ基板９が、例えば筐体に組み込む際の形状に合わせて、周辺導体部１６側が、アンテナ基板９の短手方向となるような形状となってもよいものである。
【０１０６】
また、付加導体部１４は給電部７とは反対側、すなわち接地領域１０と反対側に形成される。これにより、後で説明するように、ヘリカルアンテナ１の周囲の一部を囲む導体の周囲長を容易に変更、調整して、送受信利得が最適となる送受信周波数の１／４λの略整数倍とすることができるものである。
【０１０７】
例えば、図１０に示されるように、付加導体部１４に加えて、調整用付加導体部１８、１９を形成することで、これらを事後的に剥ぎ取ったりして、付加導体部１４の面積を容易に変更し、最終的に、ヘリカルアンテナ１を囲む導体の周囲長を変更することも好適である。
【０１０８】
次に、このようなアンテナモジュールの動作について説明する。
【０１０９】
図１１には、本発明の実施の形態１におけるヘリカルアンテナ１の等価回路図が示されている。なお、この等価回路図は、ヘリカル部３が一つのみの場合であり、複数ある場合には、等価回路図においてのインダクタ成分と容量成分の個数が増加する。
【０１１０】
Ｌはインダクタ成分で、Ｃは容量成分であり、共振周波数は（数１）で決定される。
【０１１１】
【数１】
0004631288.tif 000002
【０１１２】
このように定まった共振周波数により、ヘリカルアンテナ１は送受信動作する。
【０１１３】
次に、図４、図９を用いて、アンテナモジュール６の送受信利得が向上することについて説明する。
【０１１４】
まず、一つ目の要因として、ヘリカルアンテナ１の長手方向と、その端面が略垂直となる接地領域１０が存在することで、イメージ電流がヘリカルアンテナ１の電流の流れる方向と同一ベクトル方向に発生することになって、利得を向上させることが可能となる。
【０１１５】
次に、二つ目の要因として、給電部７がアンテナモジュールの一方の端部に位置することで、接地領域１０と近接している状態になり、接地領域１０のもつグランド面の効果が更に高まるものである。
【０１１６】
更に、３つ目の要因として、ヘリカルアンテナ１の周囲を囲む導体の周囲長（これは周辺導体部１６のみが存在する場合にはその長さが、あるいは付加導体１４が存在する場合には、これを含めた合計の周囲長が、さらには周辺導体部１６と接地領域１０が接続されている場合にはこれらの合計長が）送受信周波数の１／４波長の略整数倍であることにより、これらの導体部が一種の二次放射的な役割を果たして、その送受信利得が高まるものである。
【０１１７】
すなわち、ヘリカルアンテナ１のみでなく、その周囲に形成された周辺導体部１６などの導体部も、アンテナとしての動作を行い、これが、送受信周波数の１／４波長の略整数倍である場合には、電界分布が最適となり、この周波数においての放射（あるいは受信）の利得を加重するものである。
【０１１８】
これらすべての要因が合わさることで、例えば電子機器の筐体に組み込むことを前提としているアンテナモジュール６であっても、送受信利得を非常に高くすることができるものである。
【０１１９】
なお、ここで、アンテナ基板９の大きさにより、周辺導体部１６の長さが依存することになるため、（特に、周辺導体部１６が、アンテナ基板９に形成されるのではなく、筐体に存在する導体部を兼用する場合には、筐体に設けられるアンテナモジュール６の格納領域の長さに依存する）筐体や電子機器の都合、あるいは送受信周波数の変化により必ずしも、ヘリカルアンテナ１の周辺の導体の周囲長が１／４波長の略整数倍とできない場合が多く生じうる。
【０１２０】
この場合には、付加導体１４をあらかじめ設けておき、これをトリミングしたり剥ぎ取りしたり、あるいは、調整用付加導体１８、１９によりその長さを調整して、周辺導体部１６の周囲長を１／４波長にあわせることが可能となって、上記で述べたように、送受信利得を高めることが実現されるものである。
【０１２１】
以上のような構成により、電子機器に組み込むことを前提とされたアンテナモジュール６であっても、非常に小型となるヘリカルアンテナ１を用いて、接地領域１０との関係を適切なものとして、小型とし、電子機器の小型化を阻害することなく、アンテナモジュール６の高利得化を実現することができるようになるものである。
【０１２２】
（実施の形態２）
実施の形態２においては、アンテナモジュール６だけでなく、アンテナモジュール６を電子機器の筐体に設けられた実装用窪み部に形成することに関してこれを詳細に説明する。そしてその小型化と高性能化の両面を実現することについて説明する。更に、アンテナモジュールを組み込んだ電子機器について説明する。
【０１２３】
図１２〜図１４は本発明の実施の形態２におけるアンテナモジュールの構成図である。図１５は本発明の実施の形態２におけるアンテナモジュールの上面図である。図１６、図１７は本発明の実施の形態２におけるアンテナモジュールの実験結果図、図１８は本発明の実施の形態２におけるノートブックパソコンの斜視図、図１９は本発明の実施の形態２における携帯端末の構成図である。
【０１２４】
３０はアンテナモジュール、３１は筐体の一部、３２は導体、３３は実装用窪み部、３４はアンテナ基板、３５はヘリカルアンテナ、３６、３７は端子部、３８は給電部、３９は開放部、４０は接地領域、４１ｂは誘電体、４１は接続部、４２は導体部の周囲長、４３はパターンアンテナ、４４は頂冠導体部、４５は底面導体部、４６は付加導体部、４７、４８は調整用付加導体部、４９は保護材、５０はノートブックパソコン、５１は第一筐
体、５２は表示部、５３は第二筐体、５４は入力装置、６０は携帯端末、６１は筐体、６２は表示部、６３は送信処理部、６４は受信処理部、６５は制御部、６６は電源である。
【０１２５】
以下、まずアンテナモジュールについて、図１２〜図１５を用いて説明する。
【０１２６】
まず、各部の詳細について説明する。但し、実施の形態１で説明したものと同じものに関しては、詳細な説明は省略する。
【０１２７】
まず、筐体の一部３１について説明する。
【０１２８】
筐体の一部３１は、例えば図１６などに示されるノートブックパソコンなどの電子機器を形成する筐体の一部であり、その外縁部の一部であっても良く、中央部や裏面、表面、側面のいずれかの部分などに、次に述べる実装用窪み部３３が形成される。
【０１２９】
また、筐体の一部３１には、その表面あるいは内部が導体３２が形成されていることが多く、例えばノートブックパソコンなどであれば表面がマグネシウム合金などで処理されていることも多い。もちろん、銅や銀、金、合金などの他の金属による表面処理や、筐体内部に存在する構造体が金属などの導体で形成されている場合もあるものである。
【０１３０】
次に実装用窪み部３３について説明する。
【０１３１】
実装用窪み部３３は、筐体の一部３１に切欠き部などを形成することで構成される。例えば、筐体の外縁部を切り取った切欠き部などで形成すれば、コの字形状の実装用窪み部３３が形成され、あるいは、導体の中央部などに形成されれば、ロの字状の実装用窪み部３３が形成されることになる。実装用窪み部３３が形成されることで、この内部にヘリカルアンテナ３５を実装でき、筐体内部、すなわち電子機器内部に容易にアンテナを内蔵することができる。更に、その外観に突出部などを余分に作ることはなく、外観を損なうことも無く、また使用者に不快感を与えず、更に故障などの原因をあらかじめ排除することも可能である。
【０１３２】
また、実装用窪み部３３は図１２などでは図の水平方向が長辺となって、これに略垂直な方向が短辺となっているが、形態に応じて、逆であっても良く、正方形でもよく、角部に面取りが施されても良く、デザイン性などを考慮して楕円形や円形、半月形など、種々の形状であっても良い。
【０１３３】
実装窪み部３３にはアンテナ基板３４が格納、装着される。アンテナ基板３４は例えば実施の形態１で説明したように、エポキシ基板のようなものであっても良く、これ以外の樹脂製のものであってもよい。更に、このアンテナ基板３４にはヘリカルアンテナ３５が実装される。ヘリカルアンテナ３５は実施の形態１で説明したように、基体に一対の端子部３６、３７を設けて、基体上にヘリカル部を形成することで、ヘリカルアンテナ３５で定まる共振周波数により動作するアンテナモジュール３０が実現される。
【０１３４】
また、実装用窪み部３３において、給電部３８を基点としたヘリカルアンテナ３５の長手方向（すなわち、ヘリカルアンテナ３５の電流の流れる方向）における導体３２の長さである導体部の周囲長４２が、送受信周波数の１／４λの略整数倍となることが好ましい。これは、後で述べるように、ヘリカルアンテナ３５に加えて、あたかも実装用窪み部３３も電波放射するアンテナとして動作して、送受信利得が向上する。このため、実装用窪み部３３はこれを意識してその大きさを調整することが好ましい。
【０１３５】
次にヘリカルアンテナ３５について説明する。
【０１３６】
ヘリカルアンテナ３５は、端子部３６が給電部３８に接続されるが、この給電部３８は実装用窪み部３３の一方の端部に配置されることが好ましい。これにより、この給電部３８を基点とした電流分布（あるいは電圧分布）が実装用窪み部３３の下面を覆う筐体の一部３１の導体３２において、適切に分布し、後で述べるように実装用窪み部３３から、二次的な電波放射が起こって、利得が向上するものである。
【０１３７】
また、ヘリカルアンテナ３５には、図１２で示されるように、開放部３９に頂冠導体部が形成されてもよく、あるいは、底面導体部４５が形成されてもよく、これらにより、送受信帯域の広帯域化が実現されるものである。
【０１３８】
あるいは、図１３に表されるように給電部３８を共通にして、パターンアンテナ４３をアンテナ基板３４に形成してもよいものである。実施の形態１で説明したように、非常に高周波であれば波長も短く、このような簡単なパターンアンテナ４３で、容易に多共振化が図られるものである。
【０１３９】
次に、給電部３８について説明する。
【０１４０】
給電部３８は、実装用窪み部３３の一方の端部に位置することが好ましい。これにより、接地領域と、給電部３８とのインピーダンス整合がとりやすくなって、利得が向上するからである。
【０１４１】
また、後で述べるように、実装用窪み部３３の導体部の周囲長４２を、筐体を大型化させずに確保するためにも、この導体部の周囲長４２の基点となる給電部３８が、窪みとなる一方の端部に位置することが好ましいものである。
【０１４２】
次に、接地領域４０について説明する。
【０１４３】
接地領域４０は、アンテナ基板３４上に形成されてもよく、あるいは、筐体内部に形成されていてもよく、あるいは筐体内部に存在する別の電子基板上に形成されて、ヘリカルアンテナ３５の給電部３８の近傍であって、開放部３９と反対側となる位置に配置されるものである。なお、接地領域４０はその大きさにより、発生するイメージ電流にかかわってくるので、可能であれば十分な大きさを有していることが好ましい。また接地領域４０の端面がヘリカルアンテナ３５の長手方向と略垂直となることで、イメージ電流が、ヘリカルアンテナ３５を流れる電流と同等のベクトルを持ち、電流分布を最大にして、利得を向上させるものである。
【０１４４】
また、接地領域４０は実装用窪み部３３に存在しても良く、筐体内部に入り込んでいてもよいが、設計のし易さ、製造の容易性を考慮して、筐体内部に存在することが好ましい。
【０１４５】
次に、接続部４１について説明する。
【０１４６】
接続部４１は、アンテナ基板３４と筐体の一部３１とを接続する。接続にはねじ止めやビス止め、接着、ほぞなどによる嵌合、嵌め込みなど種々の手段が用いられる。
【０１４７】
また、このとき、図１５に表されるように、絶縁性のある誘電体４１ｂを介して、筐体の一部３１とアンテナ基板３４を接続することにより、容量成分が発生し、アンテナのインピーダンス整合を取りやすくなるメリットがある。特に、インピーダンス整合には容量成分が必要となるが、これを実現するには、アンテナ基板３４に余分な電子部品を実装す
る必要などもあり、手間、コスト、小型化、見栄えの点でデメリットが多い。このため、この接続部分に絶縁体である誘電体を介して接続することで、これらのデメリットを解消し、インピーダンス整合を確実に取ることができると言うメリットがあるものである。
【０１４８】
次に、図１３などを用いて、付加導体部４６について説明する。
【０１４９】
付加導体部４６は、導体部の周囲長４２を調整するために設けられるものである。
【０１５０】
すなわち、実装用窪み部３３において、給電部３８を基準とした導体部の周囲長４２が、送受信周波数の１／４λの略整数倍であることで、あたかも実装用窪み部３３もアンテナとして働き、その放射（受信）を拡張して、送受信利得を向上させることが可能となるものである。これにより、電子機器の外観などに悪影響を与えることなくアンテナを内蔵し、更に小型かも阻害せず送受信利得の向上と言う、アンテナ性能において非常に重要な性能向上を同時達成できるものである。もちろん、頂冠導体部４４や底面導体部４５などにより広帯域化も実現できる。
【０１５１】
しかしながら、電子機器上の都合や、外観デザイン上の都合、あるいは、強度とのバランスなどから、実装用窪み部３３の大きさが必ずしも、上記のように送受信周波数の１／４λの略整数倍とできない場合もある。
【０１５２】
このため、付加導体部４６を配置することで、導体部の周囲長４２を調整し、最適な送受信周波数の１／４λの略整数倍となるようにすることが可能となり、送受信利得向上を確実に実現できるようになる。このとき、付加導体部４６をレーザーなどでトリミングしたり、他の物理的手段で剥ぎ取りなどを行ったり、あるいは熱溶融で短縮化したりなどにより、その面積を事後的に調整することができる。これにより、例えば実装用窪み部３３の形状により、給電部３８を基準とする導体部の周囲長４２が、送受信周波数の１／４λの略整数倍よりも長い場合には、この付加導体部４６が存在することで、実装用窪み部３３における、ヘリカルアンテナ３５の長手方向の導体長が短くなって、全体として導体部の周囲長４２が短くなり、１／４λの略整数倍にあわせることが可能になって、送受信利得を向上させることが可能となる。
【０１５３】
あるいは、あらかじめ付加導体部４６を設けておき、実際にアンテナモジュール３０を装着する際に、微調整を必要としたり、ヘリカルアンテナ３５を変更して対象とする送受信周波数を変更する場合には、付加導体部４６をトリミングや溶融などでその面積を調整して、やはり送受信周波数の１／４λの略整数倍に調整して、送受信利得を向上させることが可能となる。
【０１５４】
また、実施の形態１で説明し、図１４に表されるように調整用付加導体部４７、４８を設けておくことで、これの一部を剥ぎ取ったり、トリミングしたりすることで、調整を容易として、給電部３８を基点とした導体部の周囲長４２を容易に送受信周波数の１／４λの略整数倍にあわせることが可能となって、送受信利得の向上が可能となる。
【０１５５】
なお、付加導体部４６はアンテナ基板３４に設けられても良く、筐体に設けられても良く、筐体内部の他の実装基板に設けられてもよいものである。
【０１５６】
次に、保護材４９について説明する。
【０１５７】
保護材４９は、筐体の一部３１に切り欠きなどで設けられた実装用窪み部３３においてこれを周囲の筐体の表面とその高さなどを合わせ、更に、内部のヘリカルアンテナ３５などを剥き出しにせず防御するものである。
【０１５８】
このとき保護材４９は樹脂などで形成され、電波放射の妨げとならないようにすることが好適である、また、透過性のある樹脂を保護財として用いることで、内部を透過して見ることができ、デザイン性も良く、更に内部状態が確認できるため、接続不良などの故障の確認も容易となるものである。更に、保護材４９を着脱可能としておき、更に、接続部４１で筐体とアンテナ基板３４とが接続されているものも着脱可能とすることで、故障などの時の部品交換を容易としたり、送受信周波数の変更などを行ったり、利得調整を事後的に行ったりすることが可能となる。
【０１５９】
以上説明したように、各種の電子機器の外観を損なわず、外部に余分な突起物などを出すことなくアンテナを内蔵しつつ、更に、電子機器の小型化、薄型化を阻害しないままに、内蔵されたアンテナの送受信利得を高めることが可能となる、筐体などに組み込むのに最適な、アンテナモジュールを実現することができる。
【０１６０】
これは、実施の形態１でも説明したのと同様に説明される。
【０１６１】
まず、一つ目の要因として、ヘリカルアンテナ３５の長手方向と、その端面が略垂直となる接地領域４０が存在することで、イメージ電流がヘリカルアンテナ３５の電流の流れる方向と同一ベクトル方向に発生することになって、利得を向上させることが可能となる。
【０１６２】
次に、二つ目の要因として、給電部３８が実装用窪み部３３の一方の端部に位置することで、接地領域４０と近接している状態になり、接地領域４０のもつグランド面の効果が更に高まり、インピーダンス整合のとりやすさも加重されるものである。
【０１６３】
更に、３つ目の要因として、ヘリカルアンテナ３５の周囲を囲む給電部３８を基点とする導体部の周囲長４２送受信周波数の１／４波長の略整数倍であることにより、これらの導体部が一種の二次放射的な役割を果たして、その送受信利得が高まるものである。
【０１６４】
すなわち、ヘリカルアンテナ３５のみでなく、その周囲に形成された周辺導体部などの導体部も、アンテナとしての動作を行い、これが、送受信周波数の１／４波長の略整数倍である場合には、電界分布が最適となり、この周波数においての放射（あるいは受信）の利得を加重するものである。
【０１６５】
これらすべての要因が合わさることで、例えば電子機器の筐体に組み込むことを前提としているアンテナモジュール３０であっても、送受信利得を非常に高くすることができるものである。
【０１６６】
次に、このようなアンテナモジュールの利得向上についての実験結果を説明する。
【０１６７】
図１６には、本発明に係るアンテナモジュールと比較例との指向性および利得数値が表されている。図１７には、本発明に係るアンテナモジュールと比較例とのＶＳＷＲの結果が示されている。
【０１６８】
例Ａが、本発明の構成要件を充足したアンテナモジュール、例Ｂは導体部の周囲長４２が１／４λよりも長く、これの略整数倍でもないアンテナモジュール、例Ｃは給電部３８が実装用窪み部３３の端部に存在せず、接地領域４０との関係が悪い場合のアンテナモジュールである。
【０１６９】
図１７から明らかな通り、指向性のパターンはいずれも似たものであるが、その広がり
や無指向性といった点で、例Ａである本発明のアンテナモジュールが最も優れている。送受信利得の値も同様である。
【０１７０】
また、図１７から明らかな通り、ＶＳＷＲ特性においても、例Ａである本発明のアンテナモジュールが最も優れていることが明らかである。
【０１７１】
以上のように、実際の実験結果からも、本発明の効果が明確なものである。
【０１７２】
最後に、これらのアンテナモジュール３０を実際の電子機器に応用した場合について図１８、図１９を用いて説明する。
【０１７３】
図１８には電子機器としてノートブックパソコンが表されている。図１９には電子機器の例として携帯端末が表されている。
【０１７４】
なお、アンテナモジュール３０を組み込む対象となる電子機器はこれらのノートブックパソコンや携帯端末に限られるものではなく、無線通信を行う家庭内電話、コードレス電話の子機、カードリーダー、無線ＬＡＮ端末、ターミナル、ゲートウェイ、ＰＢＸなど、いずれであってもよいものである。
【０１７５】
まず、図１８を用いてノートブックパソコンについて説明する。
【０１７６】
ノートブックパソコン５０は液晶などで構成された表示部５２を有した第一筐体５１と、これと回動可能に接続された第二筐体５３などから主に、その外形は形成される。近年は強度と軽量化のバランスを計るために、表面がマグネシウム合金などが用いられる場合もあり、アンテナを内蔵しても、このマグネシウム合金などの金属面がシールドとなって、外部通信ができない。
【０１７７】
第二筐体５３にはキーボードやタッチパネルなどの入力装置５４が形成されていることが多く、更に、その内部には図示されていないが、中央演算処理装置（ＣＰＵ）やハードディスクなどの記憶装置、あるいは、電源、各種の制御装置、無線処理装置、外部記憶装置などが格納されており、必要な集積回路や電子部品が、電子基板上に実装されているものである。
【０１７８】
このようなノートブックパソコン５０において、図１８においては第一筐体５１の上辺となる外縁部に切り欠きがされた実装用窪み部が設けられ、この位置にアンテナモジュールが実装される。
【０１７９】
このような位置に、アンテナモジュール３０が実装され、更にその外部を保護材４９で覆うことで、外観に影響を与えず、機器を大型化することも無く上記で説明したように、送受信利得の高い無線通信が可能となる。
【０１８０】
例えば、ノートブックパソコンで、無線ＬＡＮを行ったりする場合に最適である。
【０１８１】
なお、上方の外縁部ではなく、側面でも良く、第二筐体５３のいずれかの場所に配置してもよいものであり、第一筐体５１を閉じたときには隠れるようにする、あるいは逆に第一筐体５１と第二筐体５３の合わせ面と反対の面に形成してもよいものであり、これらは機器の都合や実装上の都合などで、適宜決められればよいものである。
【０１８２】
次に、図１９で携帯端末において実装した場合について説明する。
【０１８３】
筐体６１の表面には実際には入力キーなどが存在するが、透視した状態で、内部の送信処理部６３などが見えているものとして、図が表されている。
【０１８４】
電源６６はパック電池などで実現され、これから端末に電力が供給される。制御部６５は中央演算処理装置などが含まれ、これの周辺回路やプログラムなどで、同期処理や命令処理を実行する。
【０１８５】
送信処理部６３で処理された送信信号はアンテナモジュール３０を通じて放射され、逆にアンテナモジュール３０で受信された信号は受信処理部６４で復調されて、音声データなどに再生され、必要に応じて、処理内容などが表示部６２で表示される。
【０１８６】
この場合であっても、筐体外部に余分な突起物を出すことなく、更に外観のデザインを害さず、機器の小型化も実現した上で、送受信利得の高い無線通信が実現される。
【０１８７】
なお、この場合でもやはり筐体の上部にアンテナモジュール３０が設けられているが、側面や中央部などであっても良いものである。
【０１８８】
以上のように、実施の形態１、および２で説明したアンテナモジュール１、３０をそれぞれ、電子機器に組み込むことで、電子機器の外観に影響を与えず、使用者の操作性を害さず、機器の小型化、薄型化を維持した上で、送受信利得の向上を可能にするものである。
【０１８９】
更に、低コストにも資するものである。
【産業上の利用可能性】
【０１９０】
本発明は基体と、基体に設けられた一対の端子部と、基体に設けられたヘリカル部を有するヘリカルアンテナと、ヘリカルアンテナに設けられた一対の端子部の一方に給電する給電部と、ヘリカルアンテナに設けられた一対の端子部の他方に接続される開放部と、ヘリカルアンテナが実装されるアンテナ基板と、給電部に近接して設けられた接地領域と、アンテナ基板の周囲の少なくとも一部に形成された周辺導体部を有するアンテナモジュールであって、アンテナ基板の周囲に形成された周辺導体部の周囲長が共振周波数の略四分の１波長の整数倍である構成により、利得の向上と、高い指向性を確保することが可能となるメリットが必要な用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１９１】
【図１】本発明の実施の形態１におけるヘリカルアンテナの構成図
【図２】本発明の実施の形態１におけるアンテナモジュールの構成図
【図３】本発明の実施の形態１におけるアンテナモジュールの構成図
【図４】本発明の実施の形態１におけるアンテナモジュールの構成図
【図５】本発明の実施の形態１におけるアンテナモジュールの構成図
【図６】本発明の実施の形態１におけるアンテナモジュールの構成図
【図７】本発明の実施の形態１におけるアンテナモジュールの構成図
【図８】本発明の実施の形態１におけるアンテナモジュールの構成図
【図９】本発明の実施の形態１におけるアンテナモジュールの構成図
【図１０】本発明の実施の形態１におけるアンテナモジュールの構成図
【図１１】本発明の実施の形態１におけるヘリカルアンテナの等価回路図
【図１２】本発明の実施の形態２におけるアンテナモジュールの構成図
【図１３】本発明の実施の形態２におけるアンテナモジュールの構成図
【図１４】本発明の実施の形態２におけるアンテナモジュールの構成図
【図１５】本発明の実施の形態２におけるアンテナモジュールの上面図
【図１６】本発明の実施の形態２におけるアンテナモジュールの実験結果図
【図１７】本発明の実施の形態２におけるアンテナモジュールの実験結果図
【図１８】本発明の実施の形態２におけるノートブックパソコンの斜視図
【図１９】本発明の実施の形態２における携帯端末の構成図
【符号の説明】
【０１９２】
１    ヘリカルアンテナ
２    基体
３    ヘリカル部
４、５    端子部
６    アンテナモジュール
７    給電部
８    開放部
９    アンテナ基板
１０    接地領域
１１    接続部
１２    パターンアンテナ
１３    頂冠導体部
１４    付加導体部
１５    底面導体部
１６    周辺導体部
１７    周囲長
１８、１９    調整用付加導体部
３０    アンテナモジュール
３１    筐体の一部
３２    導体
３３    実装用窪み部
３４    アンテナ基板
３５    ヘリカルアンテナ
３６、３７    端子部
３８    給電部
３９    開放部
４０    接地領域
４１    接続部
４１ｂ    誘電体
４２    導体部の周囲長
４３    パターンアンテナ
４４    頂冠導体部
４５    底面導体部
４６    付加導体部
４７、４８    調整用付加導体部
４９    保護材
５０    ノートブックパソコン
５１    第一筐体
５２    表示部
５３    第二筐体
５４    入力装置
６０    携帯端末
６１    筐体
６２    表示部
６３    送信処理部
６４    受信処理部
６５    制御部
６６    電源
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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