(57)【要約】  【課題】複数の共振周波数帯のパッチアンテナであって、しかも、通信可能な距離を拡大させたパッチアンテナを提供すること。  【解決手段】プリント基板２の一面側には各共振周波数に対応した反射器20が配設され、前記プリント基板２の他面側には各共振周波数に応じた第１の放射器と第２の放射器とが配設され、第１の導波器は、その共振周波数に応じた厚さのスペーサの表面に形成され、第２の導波器は、その共振周波数に応じた間隔を持たせて配設された筐体に形成されている。第１の複数素子パッチアンテナ11は、共通の反射器20と、第１の放射器21と、第１の導波器31とで構成され、第２の複数素子パッチアンテナ12は、共通の反射器20と、第２の放射器22と、第２の導波器42とで構成されており、前記第１の複数素子パッチアンテナ11と第２の複数素子パッチアンテナ12とで、本発明にかかる複数バンド複数素子パッチアンテナが構成されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの異なる共振周波数を持つ複数素子パッチアンテナにおいて、
プリント基板の一面側には各共振周波数に対応した反射器が配設され、
前記プリント基板の他面側には各共振周波数に応じた大きさの少なくとも２つの放射器が配設され、
前記各放射器の対向する位置にはそれぞれ導波器が設けられているとともに、
前記反射器もしくは導波器のうちの少なくとも１つは、その共振周波数に応じた間隔を放射器との間に形成する間隔形成手段によって所定の位置に位置決めされていることによって、複数素子のパッチアンテナが形成されていることを特徴とする複数バンド複数素子パッチアンテナ。
【請求項２】
前記間隔形成手段は、その共振周波数に応じた厚さのスペーサを前記プリント基板もしくはパッチアンテナに介在させることによって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の複数バンド複数素子パッチアンテナ。
【請求項３】
前記間隔形成手段は、その共振周波数に応じた間隔を持たせて配設されたパッチアンテナの筐体によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の複数バンド複数素子パッチアンテナ。
【請求項４】
前記プリント基板の所定の調整部品追加場所に所定の特性の調整用部品を配設することによって共振周波数を調整し得るように構成されているとともに、
前記プリント基板の所定の領域には、調整作業において使用可能な調整用部品が予め実装されていることによって、
当該複数バンド複数素子パッチアンテナの共振周波数の調整に当たっては、前記調整用部品を前記所定の領域から、所定の調整部品追加場所に移動して配設し得るように構成されていることを特徴とする請求項１、２、３の何れか１項に記載の複数バンド複数素子パッチアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノート型パソコン、無線ＬＡＮ機器等のネットワーク通信機器に用いられるパッチアンテナに関するものであり、特に、異なる複数の周波数帯に対応したパッチアンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノート型パソコン、無線ＬＡＮ機器等のネットワーク通信機器が急速に普及しており、これに伴って、異なる周波数帯を使用する複数の通信システム（例えば、IEEE802.00a/b/g等)が広く利用されるようになってきている。しかし、これらの異なる複数の通信システムには互換性がないことから、異なる通信システム関で情報の交換をおこなうためには、それらの通信システムの周波数帯（例えば、2.4ＧＨｚ，5.2ＧＨｚ等）に対応して送受信可能なアンテナが必要となる。
ところが、従来のパッチアンテナでは、１種類の周波数帯にしか対応していないため、使用者は限られた範囲の中でしか情報交換を行うことができず、移動帯通信機器の利便性に限界があった。
これらの問題点を解決するために、例えば、特許文献１において開示されたパッチアンテナは、誘電体基板の一面に放射導体を、その対向面に接地導体を配設したパッチアンテナにおいて、誘電体基板の一面に、相互に絶縁され、かつ互いに形態が異なる複数の放射導体を設け、その対向面に、接地導体と絶縁されてなる一個の給電部を設けると共に、誘電体基板に貫通して設けた導通孔により、各放射導体と給電部とを接続するようにしたことを特徴とするものである。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２９９９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような従来の技術では、複数の共振周波数のパッチアンテナの接地面（反射器）側に給電点を設けるという構成のアンテナ、いわゆる２素子で構成されたパッチアンテナを用いているため、アンテナゲインが低く、通信可能な距離が短くなるという問題があった。特に、無線ＬＡＮ機器等では、通信距離が短く、アンテナゲインが下がると通信精度の悪化にもなり、自由に移動可能である無線ＬＡＮ機器のメリットを阻害することになるという致命的な欠点となるという問題があった。
また、複数の共振周波数のパッチアンテナを、大量生産等する場合には、プリント基板の誘電率や使用する部品の特性のバラツキにより、個々のアンテナの特性、例えば共振周波数にバラツキが生じることがある。このような場合で個々のアンテナの共振周波数を調整する場合には、コンデンサやコイルを、プリント基板に予め形成された所定の保険ランドへ追加実装することが行われている。
例えば、アンテナの共振周波数が低すぎる場合にはコイルを追加実装し、高すぎる場合にはコンデンサを追加実装するのである。
しかし、これらの追加する部品をその都度用意することでは、生産効率を改善することが困難であった。
【０００５】
そこで、本発明は、これらの問題を可決するべく発明されたものであって、複数の周波数帯の信号を送受信可能なパッチアンテナであって、しかも、通信可能な距離を拡大させたパッチアンテナを提供することを目的としたものである。
また、パッチアンテナを大量生産する際の各部品のバラツキによる誤差を調整するにあたり、効率的に調整作業を行えるパッチアンテナを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる請求項１の複数バンド複数素子パッチアンテナにおいては、
少なくとも２つの異なる共振周波数を持つパッチアンテナにおいて、
プリント基板の一面側には各共振周波数に対応した反射器が配設され、
前記プリント基板の他面側には各共振周波数に応じた大きさの少なくとも２つの放射器が配設され、
前記各放射器の対向する位置にはそれぞれ導波器が設けられているとともに、
前記反射器もしくは導波器のうちの少なくとも１つは、その共振周波数に応じた間隔を放射器との間に形成する間隔形成手段によって所定の位置に位置決めされていることによって、複数素子のパッチアンテナが形成されていることを特徴としている。
請求項２の複数バンド複数素子パッチアンテナにおいては、
前記間隔形成手段は、その共振周波数に応じた厚さのスペーサを前記プリント基板もしくはパッチアンテナに介在させることによって形成されていることを特徴としている。
請求項３の複数バンド複数素子パッチアンテナにおいては、
前記間隔形成手段は、その共振周波数に応じた間隔を持たせて配設されたパッチアンテナの筐体によって形成されていることを特徴としている。
請求項４の複数バンド複数素子パッチアンテナは、
前記プリント基板の所定の調整部品追加場所に所定の特性の調整用部品を配設することによって共振周波数を調整し得るように構成されているとともに、
前記プリント基板の所定の領域には、調整作業において使用可能な調整用部品が予め実装されていることによって、
当該複数バンド複数素子パッチアンテナの共振周波数の調整に当たっては、前記調整用部品を前記所定の領域から、所定の調整部品追加場所に移動して配設し得るように構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、複数の共振周波数帯のパッチアンテナを構成したので、複数の異なる周波数帯での送受信が可能となるとともに、複数素子パッチアンテナを構成したので、十分なアンテナゲインが得られ、通信可能な距離を拡大させることができるという効果が得られる。
また、本発明の請求項４の複数バンド複数素子パッチアンテナによれば、プリント基板の所定の領域には調整用部品が予め実装されているので、各部品のバラツキによるアンテナの特性のバラツキの調整作業が効率的に行えるという効果も得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明にかかる複数バンド複数素子パッチアンテナを、その実施の形態を示した図面に基づいて詳細に説明する。
図１は前記複数バンド複数素子パッチアンテナの要部の斜視図、図２はその側面断面図を示したものである。
図１、２において、
１は本発明にかかるデュアルバンド用複数素子パッチアンテナであり、第１の共振周波数を持つ第１の複数素子パッチアンテナ11と、第２の共振周波数を持つ第２の複数素子パッチアンテナ12とを備えている。
【０００９】
２はプリント基板であり、このプリント基板２の裏面２Ｂには導体によって共通の反射器20が形成され、表面２Ａには、第１の複数素子パッチアンテナを構成する第１の放射器21と、第２の複数素子パッチアンテナを構成する第２の放射器22とがそれぞれ所定寸法で形成されている。前記反射器20は一体に形成された共通の導体で構成したが、前記反射器20は、第１の複数素子パッチアンテナ11に対応する反射器を構成する部分と、第２の複数素子パッチアンテナ12に対応する反射器を構成する部分とを備えている。そして、それぞれの反射器は分離して構成してもよいが、図示したように一体に形成してもよい。
３は絶縁体によって形成された所定の厚さのスペーサであり、その裏面３Ｂは前記プリント基板２の表面２Ａに貼り付けられ、その表面３Ａには導体によって第１の導波器31が形成されている。
前記スペーサ３の厚さｄ１は、第１の複数素子パッチアンテナ11の共振周波数に対応した厚さに設定されている。
【００１０】
４は前記デュアルバンド用複数素子パッチアンテナ１の筐体であり、この筐体４の裏面４Ｂには、前記第２の複数素子パッチアンテナを構成する第２の導波器42が形成されている。
前記第２の導波器42が形成されている部分において、前記筐体４と前記プリント基板２との間隔ｄ２は、第２の複数素子パッチアンテナ12の共振周波数に対応した厚さに設定されている。
【００１１】
なお、前記共通の反射器20と第１，第２の放射器21，22は導体であるプリント基板のパターンで形成され、第１，及び第２の導波器31，42は導体である金属シートで形成されているが、これらは、導体であれば金属シートでもプリント基板のパターンでもよい。
以上の構成によって、第１の複数素子パッチアンテナ11は、共通の反射器20と、第１の放射器21と、第１の導波器31とで構成され、第２の複数素子パッチアンテナ12は、共通の反射器20と、第２の放射器22と、第２の導波器42とで構成されており、前記第１の複数素子パッチアンテナ11と第２の複数素子パッチアンテナ12とで、本発明にかかる複数バンド複数素子パッチアンテナが構成されている。
【００１２】
このようにして、第１の複数素子パッチアンテナ11における第１の放射器21と第１の導波器31との間隔ｄ１と、第２の複数素子パッチアンテナ12における第２の放射器22と第２の導波器42との間隔ｄ２とを、それぞれの共振周波数に応じて互いに異なる間隔とすることにより、１枚のプリント基板２を主要構成部品として２つの異なる周波数帯用、即ちデュアルバンド用の複数素子パッチアンテナを構成することができたのである。
【００１３】
なお、複数の複数素子パッチアンテナのうちの少なくとも何れかひとつは、以下のように配設してもよい。
例えば、図３に示したように、厚さの異なる２つのスペーサ71，72をプリント基板73に取り付けて、それぞれのスペーサ71，72の表面にそれぞれの導波器74，75を形成してもよい。
また、図４に示したように、プリント基板76の裏面にスペーサ77を取り付けて、前記スペーサ77の裏面に反射器78を形成してもよい。
また、図５に示したように、筐体79にスペーサ80を取り付け、このスペーサ80に導波器81を形成してもよい。
【００１４】
また、図６に示したように、プリント基板82の表面に導波器83を形成し、前記プリント基板82の裏面に放射器84を形成し、スペーサ85の裏面に反射器86を形成してもよい。
また、図７に示したように、プリント基板87の表面に導波器88を形成し、前記プリント基板87の裏面に放射器89を形成し、前記プリント基板87の裏面側の筐体90に反射器91を形成してもよい。
また、図８に示したように、プリント基板92の表面もしくは裏面に反射器93を形成し、スペーサ94の表面に放射器95を形成し、筐体96に導波器97を形成してもよい。
【００１５】
このように、反射器もしくは導波器は、プリント基板の表面に形成してもよいが、スペーサ等によって離間させてもよい。
なお、３つ以上の異なる共振周波数の複数素子パッチアンテナを構成する場合には、図１〜図８に示した構造を適宜組み合わせて実現することができる。
さらにまた、図９に示したように、プリント基板98の裏面に反射器99を形成し、表面には放射器100を形成し、スペーサ101の表面に形成した第１導波器102と、筐体103に形成した第２導波器104とを備えることによって、複数バンド４素子パッチアンテナを構成することもできる。このように、４素子以上のパッチアンテナを構成する場合には、図１〜図８に示した構造を適宜組み合わせて実現することができる。
【００１６】
図１０は、本発明にかかる複数バンド複数素子パッチアンテナが形成された前記プリント基板２の表面２Ａの一部の斜視図を示したものであり、例えば第１の放射器21が図示したように形成されている。
この第１の放射器21には調整用のコンデンサを追加するためのコンデンサ用保険ランド51，52と、調整用のコイルを追加するためのコイル用保険ランド61，62とが、調整部品追加場所として予め形成されている。
そして、前記プリント基板２の表面２Ａの所定の領域Ｒには予め調整用部品として調整用のコンデンサＣと調整用のコイルＬとが実装されている。
【００１７】
図１０に示した第１の放射器21の場合において、共振周波数が低すぎた場合の調整手順を説明する。
この場合には、所定の領域Ｒに実装されている調整用のコイルＬを取り外してコイル用保険ランド61，62にハンダ付けし直す。これによって、共振周波数が高くなって所定の特性が得られる。
【００１８】
次に、共振周波数が高すぎた場合の調整手順を説明する。
この場合には、所定の領域Ｒに実装されている調整用のコンデンサＣを取り外してコンデンサ用保険ランド51，52にハンダ付けし直す。これによって、共振周波数が低くなって所定の特性が得られる。
このようにして、調整用のコイルやコンデンサを探したりして用意する必要が無く、単にプリント基板の他の場所から移動するだけでよいので、アンテナの調整作業が極めて効率よくなる。従って、複数バンド複数素子パッチアンテナの生産効率が改善されるという効果が得られるのである。
【実施例１】
【００１９】
次に、各素子の具体的な寸法例を以下に例示した。
第１の共振周波数が5100MHz〜5300MHzで、第２の共振周波数が2400MHz〜2500MHzの場合には、第１の放射器21の寸法は16mm×16mm、第１の導波器31の寸法は17mm×17mm、間隔ｄ１は５mmとし、第２の放射器22の寸法は33mm×33mm、第２の導波器42の寸法は38mm×38mm、間隔ｄ２は11mmとした。なお、前記プリント基板２の厚さは1.6mmとした。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明にかかる複数バンド複数素子パッチアンテナの実施の形態の要部の斜視図である。
【図２】図２の側面断面図である。
【図３】本発明にかかる複数バンド複数素子パッチアンテナの実施形態の要部の側面断面図である。
【図４】本発明にかかる複数バンド複数素子パッチアンテナの別の実施形態の要部の側面断面図である。
【図５】本発明にかかる複数バンド複数素子パッチアンテナのさらに別の実施形態の要部の側面断面図である。
【図６】本発明にかかる複数バンド複数素子パッチアンテナのさらに別の実施形態の要部の側面断面図である。
【図７】本発明にかかる複数バンド複数素子パッチアンテナのさらに別の実施形態の要部の側面断面図である。
【図８】本発明にかかる複数バンド複数素子パッチアンテナのさらに別の実施形態の要部の側面断面図である。
【図９】本発明にかかる複数バンド複数素子パッチアンテナのさらに別の実施形態の要部の側面
【図１０】本発明の請求項４にかかる複数バンド複数素子パッチアンテナの実施形態の要部の平面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１    複数バンド複数素子パッチアンテナ
11    第１の複数素子パッチアンテナ
12    第２の複数素子パッチアンテナ
２    プリント基板
２Ｂ  プリント基板の一面側、裏面
20    反射器
２Ａ  プリント基板の他面側、表面
21    放射器、第１の放射器
22    放射器、第２の放射器
31    導波器、第１の導波器
42    導波器、第２の導波器
３    間隔形成手段、スペーサ
４    筐体
51，52，61，62  調整部品追加場所、保険ランド
Ｃ    調整用部品、調整用のコイル
Ｌ    調整用部品、調整用のコンデンサ
Ｒ    所定の領域
【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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