(57)【要約】【課題】  パソコンあるいはＰＤＡ等の情報端末機器等の内部に組込むアンテナにおいて、指向特性を変更することで最適感度で送受信の通信ができるアンテナを提供することにある。【解決手段】給電点（Ｓ１）が付与されるエレメント（２）とアースポイント（Ｓ２）が付与されるグランド板（３）とが短絡部（４）を介して接続された平面アンテナ（１）において、エレメント（２）の開始部（Ｂ）から該エレメントの長手方向とは反対方向に延出部（２ｂ）を形成させる。【選択図】  図１              
2005159908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電点が付与される細幅状エレメント部とアースポイントが付与されるグランド板とが短絡部を介して接続されたアンテナにおいて、該エレメント部の開始部から、その長手方向とは反対方向に延出部が形成されていることを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
該エレメント部が、短絡部に接続された第１の細幅状エレメントと、その電極端から折り返し状に延出し且つその電極端が第１の細幅状エレメントの電極端とは逆方向に指向するような第２の細幅状エレメントとからなり、その際、第１の細幅状エレメントの開始端および／または第２の細幅状エレメントの電極端から、該エレメントの長手方向とは反対方向に延出部が形成されている請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
該延出部の長さが０．１ｍｍ〜３０ｍｍである請求項１または２に記載のアンテナ。
【請求項４】
該延出部の幅が０．５ｍｍ〜３．０ｍｍである請求項１〜３のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項５】
該延出部、該短絡部および該グランド板とで囲まれた空間の面積が１ｍｍ２〜６０ｍｍ２である請求項１〜４のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項６】
該エレメント部、該グランド板、該短絡部が同一平面上に配設された請求項１〜５のいずれかに記載の平面アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パソコン、ＰＤＡ（携帯型情報機器）、携帯電話、あるいはＶＩＣＳなどの情報端末機器等に内蔵させる小型アンテナ、さらには該アンテナの指向特性の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線ＬＡＮあるいはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（近距離無線データ通信システム）搭載のＰＤＡ等においては、アンテナの小型化のため、エレメント部、短絡部、グランド部を一枚の基板上に配設したアンテナ、特に平面アンテナが盛んに使用されてきている。
このアンテナの例は図３に示されている。同図において、（１）は平面アンテナ、（２）は放射電極である細幅状のエレメント部（以下、“エレメント部”と略記する）、（３）はエレメント部（２）と並列状態にあるグランド板、（４）はエレメント部（２）とグランド板（３）とを電気的に接続する短絡部、（５）は平面アンテナ（１）を配置・固定するための平板状絶縁性基材、（６）はエレメント部（２）に給電するための同軸ケーブル、（Ｓ１）は同軸ケーブル（６）の内部導体を接続する給電点、そして、（Ｓ２）は該ケーブルの外部導体を接続するアースポイントである。
ところが、この平面アンテナにおいては、そこそこの通信品質は確保されるものの、指向特性について配慮されていないため、用途あるいは設置環境によっては通信に支障が生じる場合がある。さらに、固定された設置環境においては、通信に影響しない方向の感度を犠牲にしても最適感度で通信したいという要求が有る。この指向特性を得る例として、アンテナの背面に反射板を設けてアンテナ前面の指向特性を強くしているアンテナが知られているが、この方式では、付属部材として別体の反射板が必要になるので、構成が複雑となる、小型化できない、さらにはコストアップになる等の問題がある。
それゆえ、小型で構造がシンプルで尚且つ指向特性が変更できる平面アンテナが待ち望まれている。      
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、本発明の課題は、パソコン、あるいはＰＤＡ等の情報端末機器等の内部に組込むアンテナにおいて、指向特性が随意に変更でき、しかも最適感度で受信できるアンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者等は、放射電極となる細幅状エレメント部の開始部から、その長手方向とは反対方向に延出部を形成することに着目した結果、所望の指向特性を実現するに至った。
【発明の効果】
【０００５】
本発明のアンテナは従来と比較して、反射板のようなアンテナ付属部材を必要とすることなく指向特性が変更できるので、小型化され且つ最適送受信感度での通信が実現されるという格別顕著な効果が奏される。さらに、本発明のアンテナは多周波での指向特性に対しても対応でき、用途が拡大される。また、エレメント部、グランド板、短絡部を同一平面上に配設することにより、さらに省スペース化された平面アンテナが実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明のアンテナについて、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、単周波に対応した、本発明の平面アンテナの一例を示す斜視図である。
図２は、２周波に対応した、本発明の平面アンテナの好ましい例を示す斜視図である。
図３は、単周波に対応した、従来の平面アンテナの一例を示す斜視図である。
図１において、（１）、（３）〜（６）の符号は、冒頭で説明した図３の場合と同じである。他方、この図の平面アンテナにおいては、図３のエレメント部（２）が、放射電極エレメント（２ａ）と延出部（２ｂ）とからなるように変形されている。この延出部（２ｂ）はエレメント部（２ａ）の開始部（Ｂ）から、その長手方向とは反対方向に延出させたものである。（Ｌ１）は延出部（２ｂ）の長さ、（Ｌ２）は延出部（２ｂ）の幅である。
この延出部（２ｂ）を形成したことの意義は、以下のとおりである。
従来のアンテナでは指向特性の内、垂直偏波特性が前後で同一であった。これに対して、本発明にしたがって延出部（２ｂ）を設けることにより、例えば、電波の電界強度が強い方向すなわち前面方向に強く、後面方向を弱くすることができる。言い換えれば、アンテナ前面方向の感度を上げ、後面方向の感度を下げるよう指向特性を変更し最適送受信感度で通信することが可能となる。ここで、指向特性は延出部（２ｂ）の長さ（Ｌ１）、幅（Ｌ２）および延出部（２ｂ）とグランド板（３）と短絡板（４）とで形成される空間（Ａ）の面積により変化させることができる。延出部（２ｂ）の長さ（Ｌ１）は０．１ｍｍ〜３０ｍｍ、より好ましくは１ｍｍ〜３０ｍｍ、でエレメント部（２）の長さの０．４％〜１０５％程度に設定すればよい。また、延出部（２ｂ）の幅（Ｌ２）は０．５ｍｍ〜３ｍｍ、好ましくは１ｍｍ〜２ｍｍで通常は、エレメント部（２）の幅と同じでよい。さらに、空間（Ａ）の面積は１ｍｍ２〜６０ｍｍ２が好ましい範囲である。
【０００７】
次に、図２に示した本発明の好ましい態様について述べる。
本態様は、図１のアンテナを２周波対応としたもので、エレメント部（２）は、高周波用第１エレメント（２ａ）と低周波用第２エレメント（２ｃ）とからなる、いわゆるデュアルタイプとして図示されている。その際、高周波用エレメント（２ａ）は短絡部（４）を介してグランド板（３）と平行に形成され、該エレメントの終端部から低周波用第１エレメント（２ｃ）がＬ字状に折り返す形でグランド板（３）と平行に形成されている。
次に、本発明のその余の構成について説明する。
本発明においては、エレメント部（２）の各エレメント（２ａ）、（２ｃ）の長さは採択しようとする波長の概ね１／４の長さに設定し、他方その幅は１ｍｍ〜５ｍｍの範囲から適宜採択する。さらに、その厚さについては格段の制約はないが、０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度で十分である。また、高周波用第１エレメント（２ａ）とグランド板（３）との間隔および高周波用第１エレメント（２ａ）と低周波用の第２エレメント（２ｃ）との間隔は、安定した動作を確保するため、それぞれに１ｍｍ以上であることが好ましい。これらの間隔が０．１ｍｍ未満では干渉等の不安定現象が生じる懸念がある。
このエレメント部（２）の材質としては、洋白（白銅）、銅、鉄、黄銅等の導電性の金属が望ましい。エレメント部（２）の作成にあたっては、これら金属の一枚板を打ち抜いて、延出部（２ｂ）、グランド板（３）および短絡部（４）と一体打ち抜き体としてもよい。あるいは、後掲の実施例に示すように、平板状絶縁性基板上に銅箔のような金属薄膜を貼り付けた状態で、該金属膜をエッチングして所望のアンテナ形状を得るのも有用である。後者の場合、該絶縁性基板が、図１〜図３における平板状絶縁性基材（５）となる。
また、グランド板（３）については、安定したアンテナ動作を得るためには、グランド板（３）の必要最低面積（ｍｍ２）はλ／４＊λ／４（λは波長）以上を満足することが望ましい。したがって、より安定したアンテナ動作を望む場合には、スペースの許す限り、その面積を大きくすることが望ましい。短絡部（４）については、エレメント部（２）とグランド板（３）を接続する機能を呈する限り、その形状は任意である。
平板状絶縁性基材（５）の具体例としては、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネイト、ガラスエポキシ、ポリエチレン、あるいはポリイミド等の熱可塑性樹脂が挙げられ、そのなかでも取分け、強度に優れたポリイミドが好ましい。厚さは、加工性と強度を考慮し、０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍが望ましい。
ところで、図１に示したエレメント部（２）およびグランド板（３）および短絡板（４）は平板状絶縁性基材（５）からの剥離の問題さらには表面の損傷などの問題に曝されている。この問題を解消するには、必要に応じてエレメント部（２）の表面やグランド板（３）及び短絡板（４）の表面にシート状の保護膜（図示せず）を被覆すればなおよい。
この保護膜としては、平板状絶縁性基材（５）と同様、シート状の電気絶縁性部材であればよい。具体例としては、ＡＢＳ樹脂、フッ素樹脂、ポリエチレン、あるいはポリイミド等の熱可塑性樹脂が挙げられる。そのなかでも取分け、強度に優れたポリイミドが好ましい。その厚さは、加工性と強度を考慮し、０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍが望ましい。この保護膜によりエレメント部（２）は平板状絶縁性基材（５）との間でより一体的に保持されるので、外力による曲がりや剥離の懸念が解消される。同時に、エレメント部（２）の腐食防止効果も得られる。
給電用同軸ケーブル（６）としては、周知のフッ素樹脂被覆等の高周波同軸ケーブルが採用される。このケーブル（６）の内部導体の終端は給電点（Ｓ１）に接続し、外部導体はグランド板（３）上に設けられたアースポイント（Ｓ２）に接続すればよい。同軸ケーブル（６）を給電点（Ｓ１）およびアースポイント（Ｓ２）に接続するには、ハンダ付あるいは超音波接続等を利用すればよい。
以上の説明では、平面アンテナの例を説明したが、本発明は、これに限定されることなく、アンテナ取付け空間の状況に応じて逆Ｆ等の立体アンテナに展開できることは言うまでもない。
【実施例】
【０００８】
以下に、図1に示した平面アンテナを、パソコン内蔵用として適用する例について示す。
1.  エレメント部（２）、グランド板（３）、および短絡部（４）の作成
縦３０ｍｍ、横３１ｍｍ、厚さ０．０３ｍｍのフィルム状のポリイミド樹脂からなる平板状絶縁性基材（５）の片面に厚みが０．２ｍｍの銅箔を予め貼り付けた平面アンテナ用部材を用意した。
この部材の一方の面で銅箔部分をエッチングして、縦２５ｍｍ、横３０ｍｍの銅箔からなるグランド板（３）を形成した。さらにエッチングを続行して、２．４ＧＨｚの波長に対応する幅１．５ｍｍ、長さ２８ｍｍの銅箔からなるエレメント（２ａ）を、短絡部（４）を介してグランド板（３）と平行（間隔：３ｍｍ）に形成するとともに、エレメント（２ａ）開始部（Ｂ）から逆方向に、幅１．５ｍｍ、長さ２ｍｍの、銅箔からなる延出部（２ｂ）をグランド板（３）と並行に形成した。このときのグランド板（３）との間隔は、エレメント（２ａ）の場合と同様に３ｍｍとした。また、延出部（２ｂ）とグランド板（３）と短絡板（４）とで形成される空間（Ａ）の面積は６ｍｍ２であった。また、給電点（Ｓ１）はエレメント（２ａ）の終端部から４ｍｍの位置とし、アースポイント（Ｓ２）の位置は、図1に向かってグランド板（３）の上端から４ｍｍ、左端から８ｍｍの位置とした。
２．アンテナの完成
最後に、給電用同軸ケーブル（６）として、外径０．９３ｍｍ、内部導体径０．２４ｍｍのフッ素樹脂（ＰＦＡ）被覆の高周波同軸ケーブルを用意し、その先端部で内部導体および外部導体を露出させた。そして、該内部導体の終端部を給電点（Ｓ１）に、そして該外部導体をアースポイント（Ｓ２）にそれぞれハンダにより接続することにより、パソコン内蔵用平面アンテナ（１）を得た。
このアンテナの指向特性を測定したところ、前方：後方の比が８：２である指向特性が得られた。
以上、本発明をパソコンに内蔵するアンテナの例で説明したが、本発明の思想の範囲内であれば、種々更および応用が可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０００９】
本発明のアンテナはコンパクトで、しかも安定した通信特性を具備するので、パソコンの他に、ＰＤＡ、携帯電話、あるいはＶＩＣＳ等、各種情報端末機器のみならず、通信機能を有した情報家電、さらには自動車関連機器へも同様に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】単周波に対応した、本発明の平面アンテナの一例を示す斜視図である。
【図２】２周波に対応した本発明の平面アンテナを多周波化した別の態様を示す斜視図である。
【図３】単周波に対応した、従来の平面アンテナの一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００１１】
１      平面アンテナ
２      エレメント部
２ａ    第１エレメント（高周波用放射電極）
２ｂ    延出部
２ｃ    第２エレメント（低周波用放射電極）
３        グランド板
４      短絡部
５      平板状絶縁性基材
６      給電用同軸ケーブル
Ａ      延出部（２ｂ）とグランド板（３）との間に形成される空間
Ｂ      エレメント開始部
Ｌ１    延出部（２ｂ）の長さ
Ｌ２    延出部（２ｂ）の幅
Ｓ１    給電点
Ｓ２    アースポイント
【図１】
2005159908.tif 000003
【図２】
2005159908.tif 000004
【図３】
2005159908.tif 000005