(57)【要約】【目的】複数アンテナを一つの基板に実装したアンテナユニットについて、各アンテナ間距離を短くしながら、各アンテナ間に相互結合が発生するのを避けて、個々のアンテナ特性を発揮可能にすること。【構成】アンテナユニットの中央にグランドを形成し、給電ラインの同軸ケープル端を基板中央に、アンテナ端を基板端に形成する。アンテナエレメントは実装基板端に、基板外形の辺に平行に、且つ端付近にアンテナエレメントを配置する。アンテナエレメントは互いに、距離を保てるよう放射状に配置する。給電ラインに対し、アンテナは垂直に配置する。【選択図】          図１
2005020465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上のアンテナエレメントと、前記アンテナエレメントの各々に接続された給電ラインと、接地導体とを有する実装基板を主体とするアンテナユニットであって、
前記接地導体は、前記実装基板の略中央に配置され、
各々のアンテナエレメントは、前記接地電極を中心に放射状になるように、前記実装基板の外周辺の近傍に配置されることを特徴とするアンテナユニット。
【請求項２】
前記アンテナエレメントは、その長手方向が前記実装基板の外周辺に対して略平行になるように配置されることを特徴とする請求項１記載のアンテナユニット。
【請求項３】
前記アンテナエレメントは、その長手方向が前記給電ラインに対して略垂直になるように配置されることを特徴とする請求項１又は２記載のアンテナユニット。
【請求項４】
前記接地電極は、その外周辺に、前記給電ラインにかかるように形成された、少なくとも一つの突出部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のアンテナユニット。
【請求項５】
前記突出部は、前記アンテナエレメントの開放端側には突出しないように形成されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のアンテナユニット。
【請求項６】
前記給電ラインのアンテナに接続されない側の端部は、同軸コネクタを介して同軸ケーブルに接続され、前記同軸ケープルを経てＲＦ回路に接続されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載のアンテナユニット。
【請求項７】
前記アンテナエレメントは、逆Ｆ型アンテナ又はモノポール型アンテナからなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載のアンテナユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、音声、画像等のデータを送受信するために、携帯電話、無線ＬＡＮ等の無線式送受信機に用いられるアンテナユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話、無線ＬＡＮ等の無線式送受信機に用いられる内蔵アンテナは、一つの周波数に対して、１つ又は２つのアンテナを使用する。このように、１つの周波数に対して、２つのアンテナを使用する手段は、アンテナ実装のために許容されたスペースが大きい場合（例えば、無線ＬＡＮ用のＰＣカード）には許容され、採用されてきた。
【０００３】
無線で送受信するデータには、ある程度データの誤りを含む可能性が有る。このデータの誤りの度合いは、ビットエラーレートとして評価される。通信データの種類によっては、データの誤りを極力避ける必要のある用途がある。例えば、大型テレビとチューナー間の動画データや音声データの送受信である。このよう場合、データの誤りを減らす手段として、２個以上のアンテナを採用する方法が採られる。
【０００４】
しかし、２つのアンテナを実装して近づけると、アンテナ間に発生する相互結合によりアンテナの特性が劣化する問題がある。この問題を解決するために、２つのアンテナ間に垂直な金属板を配置して、アンテナ間の結合を低減する方法（例えば、特開平９−９３０３１号公報）や、２つのアンテナ電極を互いに略９０度で交差させて配置する方法（例えば、特開平１１−３１２９２３号公報）などが検討されている。したがって、アンテナ単体の特性を充分発揮するには、送受信装置内の極力離れた箇所に各々のアンテナを配置することが望ましいが、設計上、アンテナは一箇所に配置せざるを得ないことが多い。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−９３０３１号公報
【特許文献２】
特開平１１−３１２９２３号公報
【０００６】
【発明が解決しょうとする課題】
複数のアンテナを一つの実装基板に実装する場合に、各々のアンテナ間に発生する相互結合による特性低下を避けるためには、アンテナ問の距離を半波長以上離す方法が考えられる。しかし、通信機器を小型化したいとの市場要求があり、現実的な解決方法とはいえない。アンテナ間距離を短くし、且つ個々のアンテナ特性を発揮する構造が望まれる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のアンテナユニットの特徴は、以下のようである。
（１）  本発明のアンテナユニットは、２以上のアンテナエレメントと、前記アンテナエレメントの各々に接続された給電ラインと、接地導体とを有する実装基板を主体とするアンテナユニットであって、
前記接地導体は、前記実装基板の略中央に配置され、
各々のアンテナエレメントは、前記接地電極を中心に放射状になるように、前記実装基板の外周辺の近傍に配置されたアンテナユニットである。
（２）  本発明のアンテナユニットの一態様は、前記アンテナエレメントは、その長手方向が前記実装基板の外周辺に対して略平行になるように配置されたアンテナユニットである。
（３）  本発明のアンテナユニットの別の一態様は、前記アンテナエレメントは、その長手方向が前記給電ラインに対して略垂直になるように配置されたアンテナユニットである。
（４）  本発明のアンテナユニットの別の一態様は、前記接地電極は、その外周辺に、前記給電ラインにかかるように形成された、少なくとも一つの突出部を有するアンテナユニットである。
（５）  本発明のアンテナユニットの別の一態様は、前記突出部は、前記アンテナエレメントの開放端側には突出しないように形成されたアンテナユニットである。
（６）  本発明のアンテナユニットの別の一態様は、前記給電ラインのアンテナに接続されない側の端部は、同軸コネクタを介して同軸ケーブルに接続され、前記同軸ケープルを経てＲＦ回路に接続されたアンテナユニットである。
（７）  本発明のアンテナユニットの別の一態様は、前記アンテナエレメントは、逆Ｆ型アンテナ又はモノポール型アンテナからなるアンテナユニットである。
【０００８】
本発明のアンテナユニットにおいては、接地導体は、実装基板の略中央に配置され、２以上のアンテナエレメントは、実装基板の外周辺の近傍（例えば、実装基板の外周端部付近）に配置される。この際に、各々のアンテナエレメントは、前記接地電極を中心に放射状になるように配置される。係る構成を採ることで、複数のアンテナエレメントを、相互結合による特性低下しないように配置できる利点がある。また、接地電極の外周３６０°の範囲にアンテナエレメントの配置の自由度があるため、各々のアンテナエレメントの距離を適切に保つ配置を採ることが容易になる。特には、一つの実装基板にアンテナエレメントを５個、６個あるいはそれ以上に多数個実装する場合に有利である。
【０００９】
本発明のアンテナユニットの一態様においては、前記アンテナエレメントは、その長手方向が前記実装基板の外周辺に対して略平行になるように配置される。そのため、実装基板の略中央に配置された接地電極の面積を大きくすることが容易になり、優れたアンテナ特性を得ることができる利点がある。
【００１０】
アンテナエレメントの長手方向について説明する。アンテナエレメントは通常その外形が長方形であることが多い。例えば、長方形に成形されたチップアンテナであったり、実装基板にその外形輪郭が長方形に当てはまるように一体的に形成された配線パターンとしてのアンテナエレメントである。通常は、アンテナエレメントの給電ラインとの接続部からアンテナエレメントの開放端へ結んだ仮想線に沿った方向が長手方向である。しかし、例外的に一見正方形として認識され得るアンテナエレメントが存在するかもしれない。その場合においては、給電ラインに対して略垂直な方向をその長手方向とする。
【００１１】
本発明のアンテナユニットの別の一態様においては、前記アンテナエレメントは、その長手方向が給電ラインに対して略垂直になるように配置される。実装基板の略中央に接地電極を形成し、実装基板の外周辺の近傍にアンテナエレメントを配置した場合において、アンテナエレメントの長手方向が給電ラインに対して略垂直になるように配置することで、各々のアンテナエレメントは互いに距離を保てるように放射状に配置されるため、アンテナエレメント間の相互結合の発生を効果的に抑制できる利点がある。
【００１２】
本発明のアンテナユニットの別の一態様においては、前記接地電極は、その外周辺に、前記給電ラインにかかるように形成された、少なくとも一つの突出部を有する。２以上のアンテナエレメントのうち、所望のアンテナエレメントについてのみインピーダンス整合を容易に調整することができる利点がある。特には、前記突出部は、前記アンテナエレメントの開放端側には突出しないように形成される。接地電極とアンテナエレメントの間に発生する相互結合の発生を効果的に抑制できるため、優れたアンテナ特性を発揮できる利点がある。
【００１３】
本発明のアンテナユニットの別の一態様においては、前記給電ラインのアンテナに接続されない側の端部は、同軸コネクタを介して同軸ケーブルに接続され、前記同軸ケープルを経てＲＦ回路に接続される。アンテナユニットは、２以上のアンテナエレメントと、アンテナエレメントの各々に接続された給電ラインと、接地導体とを有する実装基板を主体として構成される。アンテナユニットには、必要に応じて、同軸コネクタ等の接続手段等が適宜追加される。このように、アンテナユニット部とＲＦ回路部とを離間して形成し、それぞれを接続手段を用いて接続することで、ＲＦ回路との相互作用に起因するアンテナ特性の低下を抑制することができる。この際、給電ラインとＲＦ回路部との接続手段として、同軸コネクタを介して同軸ケープルを用いて接続するのがよい。
【００１４】
本発明のアンテナユニットの別の一態様においては、前記アンテナエレメントは、逆Ｆ型アンテナ又はモノポール型アンテナから形成される。逆Ｆ型アンテナ又はモノポール型アンテナは、前記接地電極を中心に放射状になるように、前記実装基板の外周辺の近傍に配置しやすい。そのため、各々のアンテナエレメント間の相互結合によりアンテナ特性の低下を効果的に抑制することができる利点がある。
【００１５】
【実施例】
以下に、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
（実施例１）
図１は、本発明の第一の実施形態に係るアンテナユニット（１）であり、モノポール型のアンテナエレメント（５）を４つ有する例である。
接地導体（３）は、アンテナユニット（１）を構成する実装基板（２）の一主面上に形成されている。前記一主面と対向する面上には、ランドパッド（７）が形成され、その下には実装基板（２）を貫通してビア導体（図示せず。）が形成されており、接地導体（３）へ接続されている。前記一主面と対向する面上には、給電ライン（４）が形成されている。アンテナエレメント（５）は、実装基板（２）の外周辺の近傍に、接地導体（３）を中心に放射状に配置されている。アンテナエレメント（５）は、実装基板（２）の各辺に一つずつ配置されており、合計４つのアンテナエレメントが配置されている。アンテナエレメント（５）は、その長手方向を給電ラインに垂直になる方向に配置される。この構成により、各アンテナエレメントは互いに距離を離せるため、アンテナエレメントの相互作用が低減できる。給電ライン（４）の一端はアンテナエレメント（５）に接続され、反対側の一端は同軸コネクタ（６）に接続されている。同軸コネクタ（６）には同軸ケーブル（図示せず。）が接続される。アンテナエレメント（５）は、この同軸ケーブルを経由してＲＦ回路（図示せず。）へ接続される。
【００１６】
ここでは、アンテナエレメントや給電ラインは実装基板の表面に形成されているが、積層して実装基板に内蔵してもよい。接地導体は、ここでは前記一主面と対向する面側に形成されているが、積層して実装基板に内蔵してもよい。
【００１７】
（実施例２）
図２は、本発明の第二の実施形態に係るアンテナユニット（１０）であり、モノポール型のアンテナエレメント（５０）を６つ有する例である。
接地導体（３０）は、アンテナユニット（１０）を構成する実装基板（２０）の一主面上に形成されている。前記一主面と対向する面上には、ランドパッド（７０）が形成され、その下には実装基板（２０）を貫通してビア導体（図示せず。）が形成されており、接地導体（３０）へ接続されている。前記一主面と対向する面上には、給電ライン（４０）が形成されている。アンテナエレメント（５０）は、実装基板（２０）の外周辺の近傍に、接地導体（３０）を中心に放射状に配置されている。アンテナエレメント（５０）は、実装基板（２０）の長辺に二つずつ、短辺に一つずつ配置されており、合計６つのアンテナエレメントが配置されている。アンテナエレメント（５０）は、その長手方向を給電ラインに垂直になる方向に配置される。この構成により、アンテナエレメントを６つも実装したにもかかわらず、各アンテナエレメントは互いに距離を離せるため、アンテナエレメントの相互作用が低減できる。給電ライン（４０）の一端はアンテナエレメント（５０）に接続され、反対側の一端は同軸コネクタ（６０）に接続されている。同軸コネクタ（６０）には同軸ケーブル（図示せず。）が接続される。アンテナエレメント（５０）は、この同軸ケーブルを経由してＲＦ回路（図示せず。）へ接続される。
【００１８】
（実施例３）
図３は、本発明の第三の実施形態に係るアンテナユニット（１００）であり、逆Ｆ型のアンテナエレメント（５００）を４つ有する例である。
接地導体（３００）は、アンテナユニット（１００）を構成する実装基板（２００）の一主面上に形成されている。前記一主面と対向する面上には、ランドパッド（９００）が形成され、その下には実装基板（２００）を貫通してビア導体（図示せず。）が形成されており、接地導体（３００）へ接続されている。ランドパッド（９００）とアンテナエレメント（５００）は、接地ライン（８００）によって接続されている。前記一主面と対向する面上には、給電ライン（４００）が形成されている。係る構成により、逆Ｆ型アンテナを形成している。アンテナエレメント（５００）は、実装基板（２００）の外周辺の近傍に、接地導体（３００）を中心に放射状に配置されている。アンテナエレメント（５００）は、実装基板（２００）の各辺に一つずつ配置されており、合計４つのアンテナエレメントが配置されている。アンテナエレメント（５００）は、その長手方向を給電ラインに垂直になる方向に配置される。この構成により、各アンテナエレメントは互いに距離を離せるため、アンテナエレメントの相互作用が低減できる。給電ライン（４００）の一端はアンテナエレメント（５００）に接続され、反対側の一端は同軸コネクタ（６００）に接続されている。同軸コネクタ（６００）には同軸ケーブル（図示せず。）が接続される。アンテナエレメント（５００）は、この同軸ケーブルを経由してＲＦ回路（図示せず。）へ接続される。
【００１９】
（実施例４）
図４は、本発明の第四の実施形態に係るアンテナユニット（１０１）であり、モノポール型のアンテナエレメント（５０１）を６つ有する例である。
接地導体（３０１）は、アンテナユニット（１０１）を構成する実装基板（２０１）の一主面上に形成されている。前記一主面と対向する面上には、ランドパッド（７０１）が形成され、その下には実装基板（２０１）を貫通してビア導体（図示せず。）が形成されており、接地導体（３０１）へ接続されている。前記一主面と対向する面上には、給電ライン（４０１）が形成されている。アンテナエレメント（５０１）は、実装基板（２０１）の外周辺の近傍に、接地導体（３０１）を中心に放射状に配置されている。アンテナエレメント（５０１）は、実装基板（２０１）の長辺に一つずつ、短辺に二つずつ配置されており、合計６つのアンテナエレメントが配置されている。長辺に配置されたアンテナエレメントに対向する接地電極には、その外周辺に、前記給電ラインにかかるように形成された突出部がある。この突出部は、アンテナエレメントの開放端側には突出しないように形成される。係る構成により、アンテナ特性に悪影響を与えることなく、インピーダンス整合をとることができる。アンテナエレメント（５０１）は、その長手方向を給電ラインに垂直になる方向に配置される。この構成により、アンテナエレメントを６つも実装したにもかかわらず、各アンテナエレメントは互いに距離を離せるため、アンテナエレメントの相互作用が低減できる。給電ライン（４０１）の一端はアンテナエレメント（５０１）に接続され、反対側の一端は同軸コネクタ（６０１）に接続されている。同軸コネクタ（６０１）には同軸ケーブル（図示せず。）が接続される。アンテナエレメント（５０１）は、この同軸ケーブルを経由してＲＦ回路（図示せず。）へ接続される。
【００２０】
（比較例１）
図５は、実装基板の半面を接地電極（３０２）で占め、アンテナエレメント（５０２）を４つ並べて構成したアンテナユニット（１０２）を示す比較例である。
接地導体（３０２）は、アンテナユニット（１０２）を構成する実装基板（２０２）の一主面上に半面を占めるように形成されている。前記一主面と対向する面上には、ランドパッド（７０２）が形成され、その下には実装基板（２０２）を貫通してビア導体（図示せず。）が形成されており、接地導体（３０２）へ接続されている。前記一主面と対向する面上には、給電ライン（４０２）が並べて形成されている。アンテナエレメント（５０２）は、実装基板（２０２）の接地導体と重ならない位置に４本並べて配置されている。この構成では、各アンテナエレメント問の距離が離せないため、アンテナ間の相互作用を低減できない。また、中央の２つのアンテナエレメントをみると、給電ライン（４０２）に対してアンテナエレメントの長手方向が平行に配置しており、結果的に接地導体の面積が稼げないので、アンテナユニットの小型化が困難になる。給電ライン（４０２）の一端はアンテナエレメント（５０２）に接続され、反対側の一端は同軸コネクタ（６０２）に接続されている。同軸コネクタ（６０２）には同軸ケーブル（図示せず。）が接続される。アンテナエレメント（５０２）は、この同軸ケーブルを経由してＲＦ回路（図示せず。）へ接続される。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、複数のアンテナエレメントを一つの実装基板に実装したアンテナユニットにあっても、各アンテナ間距離を短くしながら、各アンテナ間に相互結合が発生するのを避けて、個々のアンテナ特性を発揮可能なアンテナユニットを得ることができる。また、アンテナユニット部とＲＦ回路部とを離間して形成し、それぞれを同軸ケーブル等の接続手段を用いて接続することで、ＲＦ回路との相互作用に起因するアンテナ特性の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態に係るアンテナユニットであり、モノポール型のアンテナエレメントを４つ有する例である。
【図２】本発明の第二の実施形態に係るアンテナユニットであり、モノポール型のアンテナエレメントを６つ有する例である。
【図３】本発明の第三の実施形態に係るアンテナユニットであり、逆Ｆ型のアンテナエレメントを４つ有する例である。
【図４】本発明の第四の実施形態に係るアンテナユニットであり、モノポール型のアンテナエレメントを６つ有する例である。
【図５】比較例に係るアンテナユニットであり、アンテナエレメントを４つ並べて構成したアンテナユニットを示す例である。
【符号の説明】
１    アンテナユニット
２    実装基板
３    接地導体
４    給電ライン
５    アンテナエレメント
６    同軸コネクタ
７    ランドパッド
【図１】
2005020465.tif 000003
【図２】
2005020465.tif 000004
【図３】
2005020465.tif 000005
【図４】
2005020465.tif 000006
【図５】
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