(57)【要約】【課題】面状の放射電極を有するアンテナ装置において、広帯域化を図りつつ装置の小型化および実装面積の狭小化を達成する。【解決手段】面状の接地電極３１と、立体形状に形成され、所定周波数の信号が供給されて接地電極３１との間に生じる電界で電波を放射する面状の放射電極３２とを有するアンテナ装置である。放射電極３２は、屈折部を設けて立体的に形成されており、かつ当該放射電極３２内で短絡していない形状となっている。このような放射電極３２は、円、楕円または長円を立体的に形成した形状である。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
面状の接地電極と、
立体形状に形成され、所定周波数の信号が供給されて前記接地電極との間に生じる電界で電波を放射する面状の放射電極と、
を有することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記放射電極は、１または複数の屈折部および１または複数の湾曲部の少なくとも何れかを設けて立体的に形成され、かつ当該放射電極内で短絡していない形状であることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記放射電極は、円、楕円または長円を立体的に形成した形状であることを特徴とする請求項１または２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記放射電極に供給される信号の給電部は、前記放射電極における前記接地電極との最近接部に位置することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記放射電極は、前記接地電極の少なくとも一部と共通した平坦面を含む形状であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記放射電極は、前記接地電極と共通した平坦面を有しない形状であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記接地電極における放射電極側端部辺は直線状に形成されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記接地電極および前記放射電極は基体に形成されていることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項に記載のアンテナ装置が内蔵されていることを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
電子機器の拡張スロットに着脱可能に挿入されて前記電子機器に無線通信機能を付与する無線通信カードであって、
請求項１〜８の何れか一項に記載のアンテナ装置を備えるとともに前記拡張スロットに挿入された状態で前記アンテナ装置が当該拡張スロットの外部に位置するように配置されたことを特徴とする無線通信カード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアンテナ装置に関し、特に誘電体基板上に形成された面状の放射電極を有するアンテナ装置における広帯域化および小型化に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種電子機器の小形化が進み、利用者の携帯に適した可搬型の装置、つまり携帯型電子機器が急速に普及している。また、最近では、屋内で利用する電子機器である家電機器もＬＡＮ等を経由してサーバやコンピュータネットワークに接続されており、これらは情報家電製品とも呼ばれている。
【０００３】
このような電子機器の多くは映像・情報端末としての機能を有しており、コンピュータ・ネットワークに接続されることにより、あるいは放送を受信等することにより、情報の授受を行うネットワーククライアントとして利用される。
【０００４】
ここで、従来では、サーバ装置やネットワーク環境に接続するには、ケーブル等を用いる有線方式が主流であった。この有線方式では、機器間の接続を行うためのケーブルの増加に伴い、配線の処理が面倒になる。また、携帯型電子機器ではケーブルによる接続自体が煩雑であり、携帯の利便性が損なわれるという問題が生じる。
【０００５】
これに対して、無線方式は上記のような接続の煩雑さが無く、特に携帯型電子機器には適した方式である。このことから、最近では電子機器の接続手段として、無線アクセス方式の利用が一般的になっている。また、家電製品においても、機器配置の自由度が大きくなり、有線方式に比べて機器配置の変更等が容易であることから、無線アクセス方式の導入が進められている。
【０００６】
さて、テレビジョン受像機や映像機器等では主として映像（動画）を伝送するために、音声やデータ通信に比べて高速（広帯域）の伝送特性を有する方式を採用する必要がある。例えばＤＶＤやＨＤＴＶ等の高品位の映像を無線伝送するには数十メガビット毎秒以上のデータ伝送特性を必要とする。このための無線アクセス技術は、通信方式等のソフトウエアの他、アンテナ等のハードウエアも広帯域化に対応する必要がある。
【０００７】
アンテナに要求される電気特性としては、例えば広帯域無線伝送システムの代表であるＵＷＢ無線伝送システムでは、マイクロ波帯で数ギガヘルツ程度の周波数帯域幅の利用が想定されており、この周波数範囲で良好な電気特性を提供することが必要である。ここで、アンテナに対する広帯域特性とは、通常はアンテナの給電部における入力インピーダンスが周波数に対して広帯域であること、または周波数に依存せず定インピーダンスであることとされている。
【０００８】
ところで、このような広帯域特性を有するアンテナを実現する手段としては、自己相似とよばれる原理的構造に基づくものが考えられる。このアンテナの基本形は、頂角の等しい２つの無限長円錐を回転対称軸が相互に同一の直線上になるように配置した双円錐構造で、無限長バイコニカル・アンテナとよばれるものである。このアンテナの入力インピーダンスは周波数に依存せず、定インピーダンス性を有することが知られている。
【０００９】
しかし、実際の使用においては、必然的に有限大の外観形状を有することになる。このため、前述の原理的なアンテナ構造を基に、これに適当な変形を施し、形状に適当な近似を加えることによって実用になるアンテナを構成することとなる。この代表例としては、バイコニカルアンテナ、ディスコーンアンテナ等を挙げることができる。
【００１０】
これらのアンテナは、外観はアンテナ給電部を含む回転軸について軸対称の立体構造を有している。そして、有限大の寸法であるため、利用可能な周波数には下限が存在し、下限周波数より高い周波数で所望のアンテナ特性が得られる。また、アンテナ寸法はこの下限周波数の波長の三分の一程度である。一例として、マイクロ波帯のＵＷＢシステムで使用する３ギガヘルツから１１ギガヘルツの周波数に対して、上記のアンテナ寸法は３０ミリメートル角程度の立体形状となる。
【００１１】
これらのアンテナに対して、平板構造を有する広帯域のアンテナ装置が提案されている。この例として、以下に示す非特許文献１、２、３に掲載のディスクモノポールアンテナを挙げることができる。このディスクモノポールアンテナ１２３は、図３７に示すように、円板形状のアンテナ素子である放射電極１３２が、誘電体からなる基体１３０に形成された導体平板である接地電極１３１上に、モノポール同様に立設されたものである。このアンテナ１２３は、前述のＵＷＢ無線伝送システム等で要求される広帯域な周波数特性を有することが知られている。
【００１２】
また、放射電極１３２の大きさは、前述の軸対称な立体形状のアンテナと同様、利用可能な下限周波数の波長の２、３割程度の寸法となる。例えば、マイクロ波帯のＵＷＢ無線伝送システムの場合では、放射電極は直径２０ミリメートル程度の円板となる。
【非特許文献１】本田、他：タイトル不詳、社団法人テレビジョン学会、技術研究報告、Ｖｏｌ．１５、Ｎｏ．５９、１９９１．
【非特許文献２】浅井久人、黒田慎一、山浦智也：小型・広帯域アンテナの一検討IV  −ディスクモノポールアンテナの小型低背化−、社団法人電子情報通信学会２００３年総合大会講演論文集、Ｂ−１−１２９、２００３年３月３日．
【非特許文献３】ＫＵＭＡＲ，  Ｇｉｒｉｓｈ：  Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ  ａｎｔｅｎｎａｓ，  Ｃｈ．９，  ｐｐ．３５７−３７８，  Ａｒｔｅｃｈ  Ｈｏｕｓｅ，  ２００３．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
携帯用の電子機器で無線アクセス技術を利用する場合、使用するアンテナは機器筐体に内蔵するか、または無線通信機能を有するＰＣＭＣＩＡ型などの無線通信カードに搭載されたものを拡張スロットに挿入することになる。
【００１４】
現在における電子機器の小形化は著しく、例えば携帯型電子機器で要求される機器寸法は手帳やノート程度の大きさで、鞄などに容易に収納可能な外観形状のものが想定されている。そこで、無線通信に必要なアンテナ装置においても、このような電子機器の筐体に内蔵可能で、できる限り筐体の形状に適合したものが必要となる。また、厚さの薄い無線通信カードの筐体に内蔵可能な形状のものが必要となる。
【００１５】
このことから、アンテナ装置に対する技術的要求としては、外観が電子機器や無線通信カードの筐体に内蔵可能な形状を有することおよび寸法が小形であることである。ただし、この場合においても所望の使用周波数範囲において実用上十分な電気特性を有することが必要である。
【００１６】
さて、従来の技術で作製された広帯域特性を有するアンテナ装置を実際の電子機器や無線通信カードに搭載する場合について考察する。
【００１７】
前述した広帯域のアンテナ装置を無線通信カードに搭載しようとしても、バイコニカルアンテナやディスコーンアンテナでも、あるいはディスクモノポールアンテナであっても、アンテナ高さが高いことから、電子機器に内蔵する場合、電子回路が配置されたプリント配線板の実装面からの部品高が嵩むという問題が生じる。また、無線通信カードに搭載するには、厚みに制約のあるカード筐体に収めることが困難である。
【００１８】
前述のように、アンテナ装置における放射電極の寸法は使用可能な周波数範囲の下限周波数の波長に応じて決まり、アンテナ装置の使用周波数範囲を広げることは使用可能な下限周波数を下げることであることから、広帯域化を図るために放射電極の寸法を延ばすとアンテナ高さはますます高くなってしまう。
【００１９】
ここで、例えばディスクモノポールアンテナの放射電極を接地電極と同一の平面上に形成するように、放射電極と接地電極とを相互に共通した平面上に配置するアンテナ構成が考えられる。このようにすれば、例えば直径２０ｍｍの放射電極を接地電極と共平面にすれば上下方向長が２０ｍｍ抑制されるように、アンテナ装置において広帯域な周波数特性を維持しつつ小型化を図ることが可能になる。
【００２０】
しかしながら、広帯域化るために放射電極の寸法を延ばすと、今度はアンテナ装置の投影面積が大きくなってアンテナ装置の実装面積が拡大してしまう。
【００２１】
そこで、本発明は、面状の放射電極を有するアンテナ装置において、広帯域化を図りつつ装置の小型化および実装面積の狭小化を達成することのできる技術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】
【００２２】
上記課題を解決するため、本発明に係るアンテナ装置は、面状の接地電極と、立体形状に形成され、所定周波数の信号が供給されて前記接地電極との間に生じる電界で電波を放射する面状の放射電極と、を有することを特徴とする。
【００２３】
本発明の好ましい形態において、前記放射電極は、１または複数の屈折部および１または複数の湾曲部の少なくとも何れかを設けて立体的に形成され、かつ当該放射電極内で短絡していない形状であることを特徴とする。
【００２４】
本発明のさらに好ましい形態において、前記放射電極は、円、楕円または長円を立体的に形成した形状であることを特徴とする。
【００２５】
本発明のさらに好ましい形態において、前記放射電極に供給される信号の給電部は、前記放射電極における前記接地電極との最近接部に位置することを特徴とする。
【００２６】
本発明のさらに好ましい形態において、前記放射電極は、前記接地電極の少なくとも一部と共通した平坦面を含む形状であることを特徴とする。
【００２７】
本発明のさらに好ましい形態において、前記放射電極は、前記接地電極と共通した平坦面を有しない形状であることを特徴とする。
【００２８】
本発明のさらに好ましい形態において、前記接地電極における放射電極側端部辺は直線状に形成されていることを特徴とする。
【００２９】
本発明のさらに好ましい形態において、前記接地電極および前記放射電極は基体に形成されていることを特徴とする。
【００３０】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る電子機器は、前述のアンテナ装置が内蔵されていることを特徴とする。
【００３１】
さらに、上記課題を解決するため、本発明に係る無線通信カードは、電子機器の拡張スロットに着脱可能に挿入されて前記電子機器に無線通信機能を付与する無線通信カードであって、前述したアンテナ装置を備えるとともに前記拡張スロットに挿入された状態で前記アンテナ装置が当該拡張スロットの外部に位置するように配置されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば以下の効果を奏することができる。
【００３３】
すなわち、本発明によれば、面状の放射電極を立体形状に形成しているので、上下方向の寸法および投影面積が抑制されることから、広帯域な周波数特性を維持しつつ装置の小型化および実装面積の狭小化を図ることが可能になる。
【００３４】
これにより、アンテナ装置を実装効率よく無線通信カードの筐体やプリント配線板上に搭載することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される最良の形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。
【００３６】
図１は本発明のアンテナ装置が搭載された無線通信カードとこの無線通信カードが挿入される拡張スロットを備えたパーソナルコンピュータとを示す斜視図、図２は図１の無線通信カードについて一部を破断して示す斜視図、図３は図２の無線通信カードに搭載された本発明の一実施の形態であるアンテナ装置を示す斜視図、図４〜図１２は図２の無線通信カードに搭載された本発明の実施の形態における変形例としてのアンテナ装置の要部を示す斜視図、図１３は図１２のアンテナ装置の側面図、図１４〜図２７は図２の無線通信カードに搭載された本発明の実施の形態における変形例としてのアンテナ装置の要部を示す斜視図、図２８および図２９は比較例であるアンテナ装置を示す斜視図、図３０〜図３６は図３〜図１２および図１４〜図２９のアンテナ装置におけるＶＳＷＲ−周波数特性を比較例とともに示すグラフである。
【００３７】
図１に示すように、電子機器の一種である携帯型のパーソナルコンピュータ１１は、種々の電子部品（図示せず）が格納されるとともにキーボード１２ａなどの入力部を備えた本体部１２と、液晶パネルからなる表示部１３とからなる。本体部１２の側面には、無線通信用のＰＣカード（無線通信カード）２１が着脱可能に挿入されるＰＣカードスロット（拡張スロット）１４が設けられている。なお、本発明において、電子機器とは広く情報の授受を行うことができる機器を指すものであって、このようなパーソナルコンピュータに限定されるものではない。
【００３８】
パーソナルコンピュータ１１に無線通信機能を付与するＰＣカード２１は、図２に示すように、種々の電子部品（図示せず）が実装されるとともに先端部には動作状態等を示すＬＥＤ２２および信号の受発信手段であるアンテナ装置２３が搭載された実装基板２４を備えている。
【００３９】
実装基板２４の電子部品が実装された位置は、例えばＳＵＳなど金属製のシールドカバー２５ａ，２５ｂで両面が覆われてシールドされている。また、アンテナ装置２３が配置されている先端部は、電波の送受信を妨げない例えばＰＢＴ（ポリブチレン−テレフタレート）など樹脂製カバー２６で覆われ、ＰＣカード２１がＰＣカードスロット１４に挿入された状態でＰＣカードスロット１４から突出して外部に位置するエクステンデッド部を構成している。さらに、エクステンデッド部の対向側には、ＰＣカードスロット１４に挿入されたときにＰＣカード２１がパーソナルコンピュータ１１と電気的に接続されるための接続用コネクタ部２７が設けられている。そして、実装基板２４にＬＥＤ２２、アンテナ装置２３および接続用コネクタ部２７が実装された状態でシールドカバー２５ａ，２５ｂおよび樹脂製カバー２６が固着され、一体的にＰＣカード２１が形成されている。
【００４０】
図３に示すように、アンテナ装置２３は、高周波用誘電体材料、例えばポリエチレン、フッ素樹脂やガラス等を素材とする樹脂材料やフェライト等の磁性材料、あるいはアルミナ等のセラミックス材料、あるいはそれらの複合物で構成された電気的絶縁性を有する矩形板状の基体３０を有している。基体３０には平坦な主面３０ａが形成されており、この主面３０ａ上には面状の接地電極３１が形成されている。さらに、基体３０の主面３０ａ上には、同じく面状のアンテナ素子である放射電極３２が形成されている。
【００４１】
本実施の形態において、接地電極３１は矩形形状を有しており、放射電極３２側の端部に位置する辺つまり放射電極側端部辺３１ａは直線状に形成されている。
【００４２】
また、放射電極３２は長円（相互に平行な２辺を有する円）を立体的にした形状を有して接地電極３１と近接して形成されており、その長径が放射電極側端部辺３１ａに対して垂直となる方向にレイアウトされている。また、接地電極３１に対向する側は、接地電極３１との最近接部を含んだ弧状の形状を有している。
【００４３】
そして、図示する場合の立体形状では、放射電極３２は、接地電極３１と共通した平面上に位置する第１のアンテナ素子部３２ａと、第１のアンテナ素子部３２ａから屈折して垂直に立ち上がった第２のアンテナ素子部３２ｂと、第２のアンテナ素子部３２ｂから直角に屈折して第１のアンテナ素子部３２ａと対向する第３のアンテナ素子部３２ｃとからなる。また、第１のアンテナ素子部３２ａと第２のアンテナ素子部３２ｂとで形成される屈折部Ｌ１、および第２のアンテナ素子部３２ｂと第３のアンテナ素子部３２ｃとで形成される屈折部Ｌ２は何れも放射電極側端部辺３１ａと平行になっている。なお、具体的な寸法では、長径に沿った方向で、第１のアンテナ素子部３２ａは１４ｍｍ、第２のアンテナ素子部３２ｂは３ｍｍ、第３のアンテナ素子部３２ｃは４ｍｍ、短径は７ｍｍとなっている。但し、本発明はこれらの寸法に限定されるものではないことはもちろんである。
【００４４】
したがって、図３の二点鎖線で示すように平面形状を採用した場合に比べて、放射電極３２の長さが第２のアンテナ素子部３２ｂと第３のアンテナ素子部３２ｃの長さだけ短くなってアンテナ装置２３の投影面積が小さくなり、実装面積の狭小化が図れる。また、高さ方向には第２のアンテナ素子部３２ｂの立ち上がり寸法だけしか高くならないので、同時に装置の小型化も達成されている。
【００４５】
なお、接地電極３１は主面３０ａのみに形成されている必要はなく、主面３０ａの反対側に位置する裏面にまで形成されていてもよい。
【００４６】
接地電極３１と放射電極３２との最近接部には給電部３３が設けられており、例えば給電線路として同軸ケーブルが用いられた場合には、内部導体が放射電極３２と接続されて放射電極３２に所定周波数の信号が供給されるとともに、外部導体が接地電極３１と接続されて接地電位が供給される。これにより、放射電極３２は接地電極３１との間に生じる電界で電波を放射する。
【００４７】
但し、給電線路には同軸ケーブル以外、例えば平行線路、導波管、ストリップ線路などを適用することができる。また、給電部は接地電極３１と放射電極３２との最近接部以外に設けてもよい。さらに、給電線路にストリップ線路などを適用した場合には、接地電極３１の給電部と放射電極３２の給電部とは異なっていてもよく、放射電極３２に複数の給電部を設けてもよい。
【００４８】
なお、基体３０の形状は矩形板状に限定されるものではなく、例えば立方体など様々な形状とすることができる。
【００４９】
また、接地電極３１および放射電極３２の形状についても図３に示す形状に限定されるものではなく、曲げた部分が放射電極３２における他の部分に接触していない限り、つまり放射電極３２内で短絡していない限り、他の種々の形状とすることができる。
【００５０】
すなわち、例えば放射電極３２については、このように、長径が放射電極側端部辺３１ａに対して垂直となる方向にレイアウトされた長円を立体形状とする他、短径が放射電極側端部辺３１ａに対して垂直となり直線状の部分が放射電極側端部辺３１ａと近接したレイアウトの長円を立体形状としたもの、長径が放射電極側端部辺３１ａに対して垂直となる方向の楕円を立体形状としたもの、短径が放射電極側端部辺３１ａに対して垂直となる方向の楕円を立体形状としたもの、円形を立体形状としたもの、矩形を立体形状としたものなど、面状である限り、種々の形状が考えられる。
【００５１】
また、放射電極３２の立体形状には、長径が放射電極側端部辺３１ａに対して垂直となる方向にレイアウトされた長円を長径方向に短くなるようにする場合には、図３に示す以外にも、例えば図４〜図１２に示すものが考えられる。
【００５２】
つまり、図４は、接地電極３１と共通した平面上に位置する第１のアンテナ素子部３２ａと、第１のアンテナ素子部３２ａから屈折して立ち上がった第２のアンテナ素子部３２ｂとからなる構成の放射電極３２である。
【００５３】
図５は、接地電極３１と共通した平面上に位置する第１のアンテナ素子部３２ａと、第１のアンテナ素子部３２ａから屈折して立ち下がった第２のアンテナ素子部３２ｂとからなる構成の放射電極３２である。
【００５４】
図６は、接地電極３１と共通した平面上に位置する第１のアンテナ素子部３２ａと、第１のアンテナ素子部３２ａから湾曲して立ち上がった第２のアンテナ素子部３２ｂとからなる構成の放射電極３２である。
【００５５】
図７は、接地電極３１と共通した平面上に位置する第１のアンテナ素子部３２ａと、第１のアンテナ素子部３２ａから屈折して立ち上がった第２のアンテナ素子部３２ｂと、第２のアンテナ素子部３２ｂからさらに接地電極３１と反対方向に屈折した第３のアンテナ素子部３２ｃとからなる構成の放射電極３２である。
【００５６】
図８は、接地電極３１と共通した平面上に位置する第１のアンテナ素子部３２ａと、第１のアンテナ素子部３２ａから湾曲して立ち上がった第２のアンテナ素子部３２ｂと、第２のアンテナ素子部３２ｂからさらに接地電極３１と反対方向に湾曲した第３のアンテナ素子部３２ｃとからなる構成の放射電極３２である。
【００５７】
図９は、接地電極３１の形成された平面に対して垂直に立ち上がった第１のアンテナ素子部３２ａと、第１のアンテナ素子部３２ａから接地電極３１と反対方向に屈折した第２のアンテナ素子部３２ｂとからなる構成の放射電極３２である。
【００５８】
図１０は、接地電極３１の形成された平面に対して垂直に立ち上がった第１のアンテナ素子部３２ａと、第１のアンテナ素子部３２ａから接地電極３１と反対方向に屈折した第２のアンテナ素子部３２ｂと、第２のアンテナ素子部３２ｂから立ち下がった第３のアンテナ素子部３２ｃとからなる構成の放射電極３２である。
【００５９】
図１１は、接地電極３１の形成された平面に対して垂直に立ち上がった第１のアンテナ素子部３２ａと、第１のアンテナ素子部３２ａから接地電極３１と反対方向に連続的に屈折して断面矩形波形状をなす第２、第３、第４、第５、第６、第７のアンテナ素子部３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ，３２ｆ，３２ｇとからなる構成の放射電極３２である。
【００６０】
そして、図１２は、接地電極３１と共通した平面上に位置する第１のアンテナ素子部３２ａと、第１のアンテナ素子部３２ａから接地電極３１と反対方向に連続的に屈折して断面鋸波形状（図１３参照）をなす第２、第３、第４、第５のアンテナ素子部３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅとからなる構成の放射電極３２である。
【００６１】
なお、このように、屈折部ではなく、図６および図８に示すように湾曲部を形成することにより立体形状としてもよい。また、屈折部や湾曲部は１カ所でもよいし、複数箇所でもよい。さらに、屈折部と湾曲部とを併用して立体形状としてもよい。そして、接地電極３１と共通した平坦面を有する形状でもよく（図３〜図８、図１１、図１２）、接地電極３１とは共通した平坦面を有しない形状でもよい（図９、図１０）。
【００６２】
また、放射電極３２の立体形状として、短径が放射電極側端部辺３１ａに対して垂直となる方向にレイアウトされた楕円を長径方向に短くなるようにする場合には、例えば図１４〜図２４に示すものが考えられる。
【００６３】
つまり、図１４は、接地電極３１と共通した平面上に位置する第１のアンテナ素子部３２ａと、長径方向の一方側が第１のアンテナ素子部３２ａから屈折して立ち上がった第２のアンテナ素子部３２ｂとからなる構成の放射電極３２である。
【００６４】
図１５は、接地電極３１と共通した平面上に位置する第１のアンテナ素子部３２ａと、長径方向の両側が第１のアンテナ素子部３２ａからそれぞれ屈折して立ち上がった第２のアンテナ素子部３２ｂおよび第３のアンテナ素子部３２ｃとからなる構成の放射電極３２である。
【００６５】
図１６は、接地電極３１と共通した平面上に位置する第１のアンテナ素子部３２ａと、長径方向の一方側が第１のアンテナ素子部３２ａから屈折して立ち上がった第２のアンテナ素子部３２ｂと、他方側が第１のアンテナ素子部３２ａから屈折して立ち下がった第３のアンテナ素子部３２ｃとからなる構成の放射電極３２である。
【００６６】
図１７は、接地電極３１と共通した平面上に位置する第１のアンテナ素子部３２ａと、長径方向の一方側が第１のアンテナ素子部３２ａから屈折して立ち上がった第２のアンテナ素子部３２ｂと、さらに第２のアンテナ素子部３２ｂから屈折して第１のアンテナ素子部３２ａと対向する第３のアンテナ素子部３２ｃとからなる構成の放射電極３２である。
【００６７】
図１８は、接地電極３１と共通した平面上に位置する第１のアンテナ素子部３２ａと、長径方向の一方側が第１のアンテナ素子部３２ａから屈折して立ち上がった第２のアンテナ素子部３２ｂと、さらに第２のアンテナ素子部３２ｂから屈折して第１のアンテナ素子部３２ａと反対側に位置する第３のアンテナ素子部３２ｃとからなる構成の放射電極３２である。
【００６８】
図１９は、接地電極３１と共通した平面上に位置する第１のアンテナ素子部３２ａと、長径方向の両側が第１のアンテナ素子部３２ａからそれぞれ屈折して立ち上がった第２のアンテナ素子部３２ｂおよび第３のアンテナ素子部３２ｃと、さらに第２のアンテナ素子部３２ｂおよび第３のアンテナ素子部３２ｃから屈折して第１のアンテナ素子部３２ａと対向する第４のアンテナ素子部３２ｄおよび第５のアンテナ素子部３２ｅとからなる構成の放射電極３２である。
【００６９】
図２０は、接地電極３１と共通した平面上に位置する第１のアンテナ素子部３２ａと、長径方向の一方側が第１のアンテナ素子部３２ａから屈折して立ち上がった第２のアンテナ素子部３２ｂと、長径方向の他方側が第１のアンテナ素子部３２ａから屈折して立ち下がった第３のアンテナ素子部３２ｃと、第２のアンテナ素子部３２ｂおよび第３のアンテナ素子部３２ｃから屈折して第１のアンテナ素子部３２ａと対向する第４のアンテナ素子部３２ｄおよび第５のアンテナ素子部３２ｅとからなる構成の放射電極３２である。
【００７０】
図２１は、接地電極３１と共通した平面上に位置する第１のアンテナ素子部３２ａと、長径方向の両側が第１のアンテナ素子部３２ａからそれぞれ屈折して立ち上がった第２のアンテナ素子部３２ｂおよび第３のアンテナ素子部３２ｃと、第２のアンテナ素子部３２ｂから屈折して第１のアンテナ素子部３２ａと対向する第４のアンテナ素子部３２ｄと、第３のアンテナ素子部３２ｃから屈折して第１のアンテナ素子部３２ａの反対側に位置する第５のアンテナ素子部３２ｅとからなる構成の放射電極３２である。
【００７１】
図２２は、接地電極３１と共通した平面上に位置する第１のアンテナ素子部３２ａと、長径方向の両側が第１のアンテナ素子部３２ａからそれぞれ屈折して立ち上がった第２のアンテナ素子部３２ｂおよび第３のアンテナ素子部３２ｃと、第２のアンテナ素子部３２ｂおよび第３のアンテナ素子部３２ｃからそれぞれ屈折して第１のアンテナ素子部３２ａと反対側に位置する第４のアンテナ素子部３２ｄおよび第５のアンテナ素子部３２ｅとからなる構成の放射電極３２である。
【００７２】
図２３は、接地電極３１と共通した平面上に位置する第１のアンテナ素子部３２ａと、長径方向の一方側が第１のアンテナ素子部３２ａから屈折して立ち上がった第２のアンテナ素子部３２ｂと、長径方向の他方側が第１のアンテナ素子部３２ａから屈折して立ち下がった第３のアンテナ素子部３２ｃと、第２のアンテナ素子部３２ｂおよび第３のアンテナ素子部３２ｃからそれぞれ屈折して第１のアンテナ素子部３２ａと反対側に位置する第４のアンテナ素子部３２ｄおよび第５のアンテナ素子部３２ｅとからなる構成の放射電極３２である。
【００７３】
図２４は、接地電極３１と共通した平面上に位置する第１のアンテナ素子部３２ａと、長径方向の一方側が第１のアンテナ素子部３２ａから屈折して立ち上がった第２のアンテナ素子部３２ｂと、長径方向の他方側が第１のアンテナ素子部３２ａから屈折して立ち下がった第３のアンテナ素子部３２ｃと、第２のアンテナ素子部３２ｂから屈折して第１のアンテナ素子部３２ａと対向する第４のアンテナ素子部３２ｄと、第３のアンテナ素子部３２ｃから屈折して第１のアンテナ素子部３２ａの反対側に位置する第５のアンテナ素子部３２ｅとからなる構成の放射電極３２である。
【００７４】
さらに、放射電極３２の立体形状として、短径が放射電極側端部辺３１ａに対して垂直となる方向にレイアウトされた楕円を短径方向に短くなるようにする場合には、例えば図２５に示すように、接地電極３１と共通した平面上に位置する第１のアンテナ素子部３２ａと、長径方向に沿った屈折部を形成して第１のアンテナ素子部３２ａから立ち上がった第２のアンテナ素子部３２ｂとから構成されるようにする。
【００７５】
さらに、放射電極３２の立体形状には、短径が放射電極側端部辺３１ａに対して垂直となる方向にレイアウトされた長円を長径および短径の２方向に短くなるようにしてもよく、この場合には、例えば図２６および図２７に示すものが考えられる。
【００７６】
つまり、図２６は、接地電極３１と共通した平面上に位置する第１のアンテナ素子部３２ａと、長径方向の両側が第１のアンテナ素子部３２ａからそれぞれ屈折して立ち下がった第２のアンテナ素子部３２ｂおよび第３のアンテナ素子部３２ｃと、短径方向における接地電極３１と反対側が第１のアンテナ素子部３２ａから屈折して立ち下がった第４のアンテナ素子部３２ｄとからなる構成の放射電極３２である。
【００７７】
また、図２７は、接地電極３１の形成された平面に対して垂直に立ち上がった第１のアンテナ素子部３２ａと、第１のアンテナ素子部３２ａから接地電極３１と反対方向に屈折した第２のアンテナ素子部３２ｂと、長径方向の両側が第２のアンテナ素子部３２ｂからそれぞれ屈折して立ち下がった第３のアンテナ素子部３２ｃおよび第４のアンテナ素子部３２ｄと、短径方向における接地電極３１と反対側が第２のアンテナ素子部３２ｂから屈折して立ち下がった第５のアンテナ素子部３２ｅとからなる構成の放射電極３２である。
【００７８】
なお、本実施の形態においては、接地電極３１および放射電極３２は基体３０上に形成されているが、必ずしも基体３０上に形成されている必要はなく、例えば保持部材にされるようにしたり、所定の部材上に載置するようにしてもよい。また、放射電極３２の立体形状についても、それ自体に強度を持たせて所定形状が保持されるようにしてもよく、基体３０を放射電極３２の立体的な形状に合わせて形成することにより基体３０に保持されるようにしてもよい。さらに、接地電極３１および放射電極３２は基体３０の表面のみならず、内層に形成されていてもよい。
【００７９】
ここで、接地電極３１および放射電極３２は、銅や銀、アルミニウムなどの金属導体層をパターニングして形成されている。具体的には、たとえば銀等の金属ペーストをパターン印刷して焼き付ける方法、金属パターン層をメッキで形成する方法、薄い金属膜をエッチングによりパターニングする方法などにより形成されている。
【００８０】
次に、このような構成のアンテナ装置における電気特性について説明する。ここでは、図２８に示すように、長径が放射電極側端部辺３１ａに対して垂直となる方向にレイアウトされた長円の放射電極３２、および図２９に示すように、短径が放射電極側端部辺３１ａに対して垂直となる方向の楕円の放射電極３２と対比しつつ説明する。
【００８１】
図３０〜図３６の入力インピーダンス特性を示すグラフにおいて、各線に付した符号は当該番号の図面に示す形状におけるアンテナ装置のＶＳＷＲ（Ｖｏｌｔａｇｅ／Ｓｔａｎｄｉｎｇ  Ｗａｖｅ  Ｒａｔｉｏ：電圧定在波比）−周波数特性をそれぞれ示している。
【００８２】
ここで、平面に展開した場合における放射電極３２の形状は、図３〜図１２および図２８で同等とし、図１４〜図２７および図２９で同等としている。また、これらの図面では、特性インピーダンスが５０オームである回路に対するアンテナ入力インピーダンス特性を示している。なお、図示する特性は一例であり、種々の条件差に起因する電気特性の変動が生ずることがある。
【００８３】
図３０〜図３６から分かるように、何れの入力インピーダンス特性においても、図示する周波数範囲における低い方の周波数でＶＳＷＲ特性が急峻に変化し、特性インピーダンス５０オームに対するアンテナ装置のインピーダンス整合がとれなくなっている。したがって、この帯域の周波数がアンテナ装置の使用可能な下限周波数と考えられ、ＶＳＷＲが約３以下となる周波数を使用周波数帯域とする。
【００８４】
ここで、図３０〜図３２において、符号２８で示す図２８の形状をしたアンテナ装置では、下限周波数は約２．１ギガヘルツ程度である。これに対して、本発明のように長径が放射電極側端部辺３１ａに対して垂直となる方向にレイアウトされた長円を立体形状とした放射電極３２を有するアンテナ装置については、使用下限周波数は２．２〜３．２ギガヘルツ程度と、若干の変動はあるものの、図２８に示す形状のアンテナ装置に近い広帯域特性を有していることが分かる。
【００８５】
また、図３３〜図３６において、符号２９で示す図２９の形状をしたアンテナ装置では、下限周波数は約２．７ギガヘルツ程度である。これに対して、本発明のように短径が放射電極側端部辺３１ａに対して垂直となる方向にレイアウトされた楕円を立体形状とした放射電極３２を有するアンテナ装置については、使用下限周波数は２．７〜３．０ギガヘルツ程度と、図２９に示す形状のアンテナ装置と同等か極めてこれに近い広帯域特性を有していることが分かる。
【００８６】
そして、このように面状の放射電極３２を立体形状に形成しているので、アンテナ装置２３の上下方向の寸法および投影面積が抑制されることから、広帯域な周波数特性を維持しつつ装置の小型化および実装面積の狭小化を図ることが可能になる。これにより、アンテナ装置２３を実装効率よくＰＣカード２１の筐体に収納することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
以上の説明においては、本発明のアンテナ装置を無線通信カードであるＰＣカードに搭載した場合について説明したが、例えばパーソナルコンピュータなどの電子機器に直接搭載する場合にも適用できる。そして、この場合には、アンテナ装置を実装効率よく電子機器のプリント配線板上に搭載することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明のアンテナ装置が搭載された無線通信カードとこの無線通信カードが挿入される拡張スロットを備えたパーソナルコンピュータとを示す斜視図である。
【図２】図１の無線通信カードについて一部を破断して示す斜視図である。
【図３】図２の無線通信カードに搭載された本発明の一実施の形態であるアンテナ装置を示す斜視図である。
【図４】図２の無線通信カードに搭載された本発明の実施の形態における変形例としてのアンテナ装置の要部を示す斜視図である。
【図５】図２の無線通信カードに搭載された本発明の実施の形態における変形例としてのアンテナ装置の要部を示す斜視図である。
【図６】図２の無線通信カードに搭載された本発明の実施の形態における変形例としてのアンテナ装置の要部を示す斜視図である。
【図７】図２の無線通信カードに搭載された本発明の実施の形態における変形例としてのアンテナ装置の要部を示す斜視図である。
【図８】図２の無線通信カードに搭載された本発明の実施の形態における変形例としてのアンテナ装置の要部を示す斜視図である。
【図９】図２の無線通信カードに搭載された本発明の実施の形態における変形例としてのアンテナ装置の要部を示す斜視図である。
【図１０】図２の無線通信カードに搭載された本発明の実施の形態における変形例としてのアンテナ装置の要部を示す斜視図である。
【図１１】図２の無線通信カードに搭載された本発明の実施の形態における変形例としてのアンテナ装置の要部を示す斜視図である。
【図１２】図２の無線通信カードに搭載された本発明の実施の形態における変形例としてのアンテナ装置の要部を示す斜視図である。
【図１３】図１２のアンテナ装置の側面図である。
【図１４】図２の無線通信カードに搭載された本発明の実施の形態における変形例としてのアンテナ装置の要部を示す斜視図である。
【図１５】図２の無線通信カードに搭載された本発明の実施の形態における変形例としてのアンテナ装置の要部を示す斜視図である。
【図１６】図２の無線通信カードに搭載された本発明の実施の形態における変形例としてのアンテナ装置の要部を示す斜視図である。
【図１７】図２の無線通信カードに搭載された本発明の実施の形態における変形例としてのアンテナ装置の要部を示す斜視図である。
【図１８】図２の無線通信カードに搭載された本発明の実施の形態における変形例としてのアンテナ装置の要部を示す斜視図である。
【図１９】図２の無線通信カードに搭載された本発明の実施の形態における変形例としてのアンテナ装置の要部を示す斜視図である。
【図２０】図２の無線通信カードに搭載された本発明の実施の形態における変形例としてのアンテナ装置の要部を示す斜視図である。
【図２１】図２の無線通信カードに搭載された本発明の実施の形態における変形例としてのアンテナ装置の要部を示す斜視図である。
【図２２】図２の無線通信カードに搭載された本発明の実施の形態における変形例としてのアンテナ装置の要部を示す斜視図である。
【図２３】図２の無線通信カードに搭載された本発明の実施の形態における変形例としてのアンテナ装置の要部を示す斜視図である。
【図２４】図２の無線通信カードに搭載された本発明の実施の形態における変形例としてのアンテナ装置の要部を示す斜視図である。
【図２５】図２の無線通信カードに搭載された本発明の実施の形態における変形例としてのアンテナ装置の要部を示す斜視図である。
【図２６】図２の無線通信カードに搭載された本発明の実施の形態における変形例としてのアンテナ装置の要部を示す斜視図である。
【図２７】図２の無線通信カードに搭載された本発明の実施の形態における変形例としてのアンテナ装置の要部を示す斜視図である。
【図２８】比較例であるアンテナ装置を示す斜視図である。
【図２９】図２８とは異なる比較例であるアンテナ装置を示す斜視図である。
【図３０】図３、図４、図６および図７のアンテナ装置におけるＶＳＷＲ−周波数特性を図２８の比較例とともに示すグラフである。
【図３１】図８および図９のアンテナ装置におけるＶＳＷＲ−周波数特性を図２８の比較例とともに示すグラフである。
【図３２】図１０、図１１および図１２のアンテナ装置におけるＶＳＷＲ−周波数特性を図２８の比較例とともに示すグラフである。
【図３３】図１４、図１５、図１６および図１７のアンテナ装置におけるＶＳＷＲ−周波数特性を図２９の比較例とともに示すグラフである。
【図３４】図１８、図１９、図２０および図２１のアンテナ装置におけるＶＳＷＲ−周波数特性を図２９の比較例とともに示すグラフである。
【図３５】図２２、図２３および図２４のアンテナ装置におけるＶＳＷＲ−周波数特性を図２９の比較例とともに示すグラフである。
【図３６】図２５、図２６および図２７のアンテナ装置におけるＶＳＷＲ−周波数特性を図２９の比較例とともに示すグラフである。
【図３７】従来のアンテナ装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００８９】
１１  パーソナルコンピュータ（電子機器）
１２  本体部
１２ａ  キーボード
１３  表示部
１４  ＰＣカードスロット（拡張スロット）
２１  ＰＣカード（無線通信カード）
２２  ＬＥＤ
２３  アンテナ装置
２４  実装基板
２５ａ，２５ｂ  シールドカバー
２６  樹脂製カバー
２７  接続用コネクタ部
３０  基体
３０ａ  主面
３１  接地電極
３１ａ  放射電極側端部辺
３２  放射電極
３２ａ  第１のアンテナ素子部
３２ｂ  第２のアンテナ素子部
３２ｃ  第３のアンテナ素子部
３２ｄ  第４のアンテナ素子部
３２ｅ  第５のアンテナ素子部
３２ｆ  第６のアンテナ素子部
３２ｇ  第７のアンテナ素子部
３３  給電部
１２３  ディスクモノポールアンテナ（アンテナ装置）
１３０  基体
１３１  接地電極
１３２  放射電極
【図１】
2005252526.tif 000003
【図２】
2005252526.tif 000004
【図３】
2005252526.tif 000005
【図４】
2005252526.tif 000006
【図５】
2005252526.tif 000007
【図６】
2005252526.tif 000008
【図７】
2005252526.tif 000009
【図８】
2005252526.tif 000010
【図９】
2005252526.tif 000011
【図１０】
2005252526.tif 000012
【図１１】
2005252526.tif 000013
【図１２】
2005252526.tif 000014
【図１３】
2005252526.tif 000015
【図１４】
2005252526.tif 000016
【図１５】
2005252526.tif 000017
【図１６】
2005252526.tif 000018
【図１７】
2005252526.tif 000019
【図１８】
2005252526.tif 000020
【図１９】
2005252526.tif 000021
【図２０】
2005252526.tif 000022
【図２１】
2005252526.tif 000023
【図２２】
2005252526.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
2005252526.tif 000026
【図２５】
2005252526.tif 000027
【図２６】
2005252526.tif 000028
【図２７】
2005252526.tif 000029
【図２８】
2005252526.tif 000030
【図２９】
2005252526.tif 000031
【図３０】
2005252526.tif 000032
【図３１】
2005252526.tif 000033
【図３２】
2005252526.tif 000034
【図３３】
2005252526.tif 000035
【図３４】
2005252526.tif 000036
【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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