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JP2003008325A - アンテナ装置、送受信機、電気機器、及びコンピュータ端末 - Google Patents

アンテナ装置、送受信機、電気機器、及びコンピュータ端末

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JP2003008325A
JP2003008325A JP2001174763A JP2001174763A JP2003008325A JP 2003008325 A JP2003008325 A JP 2003008325A JP 2001174763 A JP2001174763 A JP 2001174763A JP 2001174763 A JP2001174763 A JP 2001174763A JP 2003008325 A JP2003008325 A JP 2003008325A
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antenna
radio wave
ground
antennas
wave resonance
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JP2001174763A
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Hideyuki Usui
英之 臼井
Takeshi Asano
武 浅野
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International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 異なる周波数の電波を送受するための2個の
逆F型アンテナ15,25を装備する逆F型アンテナ装
置10について、その小型化を図る。 【解決手段】 第1及び第2の逆F型アンテナ15,2
5は、それらのエレメントとしてグラウンド部分16,
26、及び電波共振部分18,28等をそれぞれもち、
それらエレメントを導体膜として絶縁性基板12の各面
に形成される。これにより、逆F型アンテナ装置10は
第1及び第2の面側11,21にそれぞれ第1及び第2
の逆F型アンテナ15,25を装備することになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アンテナ装置、送
受信機、電気機器、及びコンピュータ端末に関し、詳し
くは複数の周波数の電波の送受に対処できるアンテナ装
置、送受信機、電気機器、及びコンピュータ端末に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】特開平10−276033号公報及び特
開平11−168323号公報は、アンテナの導体部を
絶縁性基板の両面に導体膜として形成することにより小
型化を図るアンテナ装置を開示する。すなわち、特開平
10−276033号公報のディスクモノポールアンテ
ナでは、電波共振部分及びグラウンド部分の円形導体膜
が、絶縁性基板に対して直角方向から見て相互にずれる
ように、絶縁性基板の両面にそれぞれ形成されている。
また、特開平11−168323号公報の対数周期ダイ
ポールアンテナのダイポールエレメントは、相互に反対
方向へ平行2線から延び出すように、絶縁性基板の両面
にそれぞれ形成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】特開平10−2760
33号公報及び特開平11−168323号公報のアン
テナは、そのエレメントが絶縁性基板の両面に分布して
形成されており、これら両面に分布した複数個のエレメ
ントから1個のアンテナを構成することを開示するのみ
である。特開平10−276033号公報及び特開平1
1−168323号公報のアンテナ装置では、共通の絶
縁性基板に複数個のアンテナを形成する場合には、各ア
ンテナは、絶縁性基板において、絶縁性基板に対して直
角方向から見て、相互に重ならない範囲に配置しなけれ
ばならず、例えば2個のアンテナを共通の絶縁性基板に
設ける場合には、絶縁性基板の大きさは、1個のアンテ
ナを絶縁性基板に設ける場合の2倍となる。
【0004】本発明の目的は、小型化を図ったアンテナ
装置、送受信機、電気機器、及びコンピュータ端末を提
供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のアンテナ装置は
次のものを有している。 ・面に対する直角方向視で少なくとも部分的に重なる第
1及び第2のアンテナ占有領域を両側の面にそれぞれも
つ絶縁性基板 ・第1の周波数の電波を送信及び/又は受信するアンテ
ナとしてエレメントを絶縁性基板の第1のアンテナ占有
領域に導体膜により形成される第1のアンテナ ・第1の周波数より小さい第2の周波数の電波を送信及
び/又は受信するアンテナとしてエレメントを絶縁性基
板の第2のアンテナ占有領域に導体膜により形成される
第2のアンテナ
【0006】「アンテナ占有領域」とは、アンテナの全
部の素子を内に含む必要最小面積の凸型多角形の範囲を
定義している。アンテナの素子には、グラウンド部分や
x5等の導体膜で構成される素子の他に、グラウンド部
分とx5との間に形成される間隙も素子として含まれ
る。
【0007】第1及び第2のアンテナは、送受信両用の
アンテナに限定されず、共に送信専用アンテナであった
り、共に受信専用アンテナであったりしてもよい。ま
た、第1の及び第2のアンテナの一方及び他方をそれぞ
れ送信専用及び受信専用とする組み合わせも可能であ
る。無線LANに採用されている規格には、802.1
1b及び802.11aがあり、802.11b及び8
02.11aに使用される無線の周波数はそれぞれ2.
45GHz及び5.2GHzである。第1及び第2のア
ンテナを、無線LANの別々の周波数用に、すなわちそ
れぞれ802.11a及び802.11b用に使用して
もよいし、また、802.11bの周波数とブルートゥ
ースの周波数とはほぼ等しいので、第1及び第2のアン
テナの周波数をそれぞれブルートゥース用及び802.
11a用に使用することもできる。
【0008】このように、第1及び第2のアンテナを絶
縁性基板の各面の第1及び第2のアンテナ占有領域にそ
れぞれ配置するとともに、これら第1及び第2のアンテ
ナ占有領域は、絶縁性基板の面に対する直角方向視で少
なくとも部分的に重っているので、複数個のアンテナを
もつアンテナ装置の小型化を図ることができる。
【0009】所定態様のアンテナ装置において、絶縁性
基板の面に対する直角方向視で第1のアンテナ占有領域
は第2のアンテナ占有領域の内側に含まれている。
【0010】所定態様のアンテナ装置では、第1及び第
2のアンテナの各々は、相互に平行に延びる電波共振部
分及びグラウンド部分を備え、第1及び第2のアンテナ
のグラウンド部分同士は、絶縁性基板の面に対する直角
方向視でほぼ重なって配置されている。所定態様のアン
テナ装置は、第1及び第2のアンテナのグラウンド部分
の範囲に分布して配置され両グラウンド部分を相互に電
気的に接続する複数個のグラウンド用ビアを有してい
る。
【0011】所定態様のアンテナ装置によれば、第1及
び第2のアンテナの各々は、相互に平行に延びる電波共
振部分及びグラウンド部分を備え、第1及び第2のアン
テナの電波共振部分同士は、絶縁性基板の面に対する直
角方向視で相互に重ならないように配置されている。所
定態様のアンテナ装置は、一方の端は該一方の端側のア
ンテナの電波共振部分の外に位置し他方の端は該他方の
端側のアンテナの電波共振部分の内に位置している給電
用ビア、及び給電用ビアの一方の端を一方の端側のアン
テナの電波共振部分の所定位置へ電気的に接続する導線
部、を有している。
【0012】所定態様のアンテナ装置によれば、第1及
び第2のアンテナは、スロットアンテナ又は逆F型アン
テナである。所定態様のアンテナ装置によれば、第1及
び第2のアンテナの電波共振部分は、相互に平行に延び
る電波共振部分及びグラウンド部分を備え、絶縁性基板
の面に対する直角方向視では、第1及び第2のアンテナ
のグラウンド部分同士はほほ相互に重なり、第1のアン
テナの電波共振部分は、第2のアンテナの電波共振部分
及びグラウンド部分との間に、第2のアンテナの電波共
振部分と重ならないように、配置されている。
【0013】本発明の送受信機は次のものを有してい
る。 ・面に対する直角方向視で少なくとも部分的に重なる第
1及び第2のアンテナ占有領域を両側の面にそれぞれも
つ絶縁性基板、 ・第1の周波数の電波を送信及び/又は受信するアンテ
ナとしてエレメントを絶縁性基板の第1のアンテナ占有
領域に導体膜により形成される第1のアンテナ ・第1の周波数より小さい第2の周波数の電波を送信及
び/又は受信するアンテナとしてエレメントを絶縁性基
板の第2のアンテナ占有領域に導体膜により形成される
第2のアンテナ ・第1及び第2のアンテナのグラウンド部分を相互に接
続するグラウンド用ビア ・第1及び第2のアンテナの電波共振部分における給電
点同士を相互に接続するための給電用ビア ・給電用ビア及び第1又は第2のアンテナのグラウンド
部分へグラウンド線及び給電線をそれぞれ接続されてい
る給電ケーブル ・第1又は第2のアンテナのグラウンド部分へ接続され
るフレームグラウンド部材
【0014】給電用ケーブルには、同軸ケーブルだけで
なく、他に、レッヘル線、マイクロストリップ、及び導
波管等が含まれる。フレームグラウンドは、各種電気機
器(電気器にはコンピュータ端末も含まれる。)におい
てグラウンド電圧の部位を指すものとして使用されてい
る用語である。
【0015】所定態様の送受信機は、第1のアンテナの
ための第1の信号処理手段、第2のアンテナのための第
2の信号処理手段、及び第1及び第2の信号処理手段の
中から1個を選択し該選択した信号処理手段を給電ケー
ブルへ接続する選択手段を有している。
【0016】本発明の電気機器は送受信機を装備する。
該装備される送受信機はすでに述べたものの他、次の送
受信機が含まれる。すなわち、該送受信機は、面に対す
る直角方向視で少なくとも部分的に重なる第1及び第2
のアンテナ占有領域を両側の面にそれぞれもつ絶縁性基
板、第1の周波数の電波を送信及び/又は受信するアン
テナとしてエレメントを絶縁性基板の第1のアンテナ占
有領域に導体膜により形成される第1のアンテナ、第1
の周波数より小さい第2の周波数の電波を送信及び/又
は受信するアンテナとしてエレメントを絶縁性基板の第
2のアンテナ占有領域に導体膜により形成される第2の
アンテナ、第1及び第2のアンテナのグラウンド部分を
相互に接続するグラウンド用ビア、第1及び第2のアン
テナの電波共振部分における給電点同士を相互に接続す
るための給電用ビア、給電用ビア及び第1又は第2のア
ンテナのグラウンド部分へグラウンド線及び給電線をそ
れぞれ接続されている給電ケーブル、第1のアンテナの
ための第1の信号処理手段、第2のアンテナのための第
2の信号処理手段、及び第1及び第2の信号処理手段の
中から1個を選択し該選択した信号処理手段を給電ケー
ブルへ接続する選択手段、を有している。
【0017】電気機器には、例えば、AV(Audio
& Visual)機器、及び電子レンジや全自動洗
濯機等の家電機器が含まれる。
【0018】本発明のコンピュータ端末は、操作部を装
備する本体部、ディスプレイを装備し閉位置では本体部
を覆うカバー部、及びカバー部がその閉位置と開位置と
の間で本体部に対して揺動するように本体部とカバー部
とを相互に連結するヒンジ部材、を有している。カバー
部は、面に対する直角方向視で少なくとも部分的に重な
る第1及び第2のアンテナ占有領域を両側の面にそれぞ
れもつ絶縁性基板、第1の周波数の電波を送信及び/又
は受信するアンテナとしてエレメントを絶縁性基板の第
1のアンテナ占有領域に導体膜により形成される第1の
アンテナ、第1の周波数より小さい第2の周波数の電波
を送信及び/又は受信するアンテナとしてエレメントを
絶縁性基板の第2のアンテナ占有領域に導体膜により形
成される第2のアンテナ、第1及び第2のアンテナのグ
ラウンド部分を相互に接続するグラウンド用ビア、第1
及び第2のアンテナの電波共振部分における給電点同士
を相互に接続するための給電用ビア、給電用ビア及び第
1又は第2のアンテナのグラウンド部分へグラウンド線
及び給電線をそれぞれ接続されている給電ケーブル、を
内蔵している。
【0019】コンピュータ端末には、例えば、ノート型
PC(Personal Computor)、PDA
(Personal Digital Assista
nt:携帯型情報端末機)、及びゲーム端末機が含まれ
る。操作部とは例えばキー配列部である。
【0020】所定態様のコンピュータ端末は、第1のア
ンテナのための第1の信号処理手段、第2のアンテナの
ための第2の信号処理手段、及び第1及び第2の信号処
理手段の中から1個を選択し該選択した信号処理手段を
給電ケーブルへ接続する選択手段、を有している。好ま
しくは、これら第1及び第2の信号処理手段、及び選択
手段は、本体部に内蔵される。所定態様のコンピュータ
端末によれば、ヒンジ部材は、導電性の回転軸と、該回
転軸の軸線の周りに相互に回転自在になっているととも
に本体部及びカバー部にそれぞれ結合して一体的に回転
しかつ共に導電性の本体部側ヒンジ部分とカバー部側ヒ
ンジ部分を有し、カバー部側ヒンジ部分は、回転軸から
遠い方のカバー部の先端部近傍まで延び、アンテナ装置
は、絶縁性基板、並びに第1及び第2のアンテナを含
み、第1又は第2のアンテナのグラウンド部分ではカバ
ー部側ヒンジ部分の先端部近傍に面接触し、また、第1
及び第2のアンテナの電波共振部分ではカバー部側ヒン
ジ部分と非接触となるように、カバー部側ヒンジ部分に
取付けられている。所定態様のコンピュータ端末では、
ヒンジ部材の回転軸、並びに本体部側ヒンジ部分とカバ
ー部側ヒンジ部分はグラウンドフレームとしての役目を
もつ。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態について
図面を参照して説明する。図1及び図2は逆F型アンテ
ナ装置10の正面図及び背面図である。この逆F型アン
テナ装置10は、例えば、無線LANの規格である80
2.11b及び802.11aでそれぞれ使用される
2.45GHz及び5.2GHzの電波を送受するため
に使用される。後述の図9において説明するように、ノ
ート型PC80(図8)における逆F型アンテナ装置1
0の装備では、逆F型アンテナ装置10の正面側及び背
面側はそれぞれノート型PC80の外側及び内側に対応
させられる。逆F型アンテナ装置10の形状及び大きさ
は絶縁性基板12の形状及び大きさに一致する。説明の
便宜上、逆F型アンテナ装置10の長辺及び短辺の延び
方向をそれぞれ逆F型アンテナ装置10の「長手方向」
及び「幅方向」と呼ぶことにする。逆F型アンテナ装置
10は絶縁性基板12の2面に対応して第1の面側11
(図1)及び第2の面側21(図2)を有している。第
1及び第2の逆F型アンテナ15,25はそれぞれ第1
及び第2の面側11,21に各エレメントを絶縁性基板
12の上の導体膜として有している。これら導体膜のパ
ターンは、絶縁性基板12の両面に、面全体にわたり導
体層を蒸着等により形成してから、半導体製造技術で周
知のエッチングを行うことにより製造される。図1及び
図2には、逆F型アンテナ装置10における各部の寸法
がmm単位で例示されている。絶縁性基板12は、ほぼ
長方形であり、その厚さは例えば0.4mmである。
【0022】第1の面側11において、第1の逆F型ア
ンテナ15は、絶縁性基板12の両長辺に沿って延びる
グラウンド部分16及び電波共振部分18と、逆F型ア
ンテナ装置10の長手方向の一方の端部において絶縁性
基板12の短辺に沿って延びグラウンド部分16及び電
波共振部分18を相互に接続する接続導体膜部分17と
を有している。グラウンド部分16は、絶縁性基板12
の長辺全体にわたって延び、電波共振部分18は、接続
導体膜部分17からの延び出し寸法が2.45GHzの
電波の波長λに対して、λ/4の長さに設定されてい
る。絶縁面部分19は、第1の面側11の絶縁性基板1
2の部分としてグラウンド部分16と電波共振部分18
との間に露出する。1個の給電用ビア13は、逆F型ア
ンテナ装置10の幅方向へ電波共振部分18の側縁から
グラウンド部分16の方へ少し離れた位置において絶縁
性基板12を貫通しており、給電点接続用導体膜部分2
0は、逆F型アンテナ装置10の長手方向の、電波共振
部分18の所定位置へ給電用ビア13を電気的に接続す
る。電波共振部分18への給電点接続用導体膜部分20
の接続点は第1の逆F型アンテナ15における給電点と
なる。複数個のグラウンド用ビア22は、グラウンド部
分16の幅の中心線に沿って等間隔で配列され、絶縁性
基板12を貫通し、両端においてグラウンド部分16.
26(図2)を相互に電気的に接続する。
【0023】第2の面側21において、第2の逆F型ア
ンテナ25は、絶縁性基板12の一方の長辺に沿って延
びるグラウンド部分26と、絶縁性基板12の幅の中間
位置においてグラウンド部分26に対して平行に逆F型
アンテナ装置10の長手方向へ延びる電波共振部分28
と、逆F型アンテナ装置10の幅方向へ延びグラウンド
部分26及び電波共振部分28を相互に接続する接続導
体膜部分27とを有している。グラウンド部分26は、
絶縁性基板12の長辺全体にわたって延び、電波共振部
分28は、5.2GHzの電波の波長λに対して、ほぼ
λ/4の長さに設定されている。絶縁面部分29は、第
2の面側21の絶縁性基板12の部分としてグラウンド
部分26と電波共振部分28との間に露出する。給電用
ビア13は、電波共振部分28の基端部(電波共振部分
28において接続導体膜部分27に近い方の端部を「基
端部」、接続導体膜部分27から遠い方の端部を「先端
部」と呼ぶことにする。)でかつ背面視では第1の面側
11の電波共振部分18に近づいた位置に存在する。
【0024】逆F型アンテナ装置10の正面視におい
て、グラウンド部分16,26は完全に重なっており、
接続導体膜部分17,27は、絶縁性基板12の同一の
短辺側の方に存在するものの、接続導体膜部分17は、
絶縁性基板12の短辺を含む領域内としているのに対
し、接続導体膜部分27は接続導体膜部分17より逆F
型アンテナ装置10の長手方向へ内側にずれた領域とな
っている。また、逆F型アンテナ装置10の正面視にお
いて、第2の面側21の接続導体膜部分27及び電波共
振部分28は、第1の面側11における絶縁面部分19
の領域内に配置され、ている。接続導体膜部分17,2
7同士、及び電波共振部分18,28同士は、逆F型ア
ンテナ装置10の正面視において相互の重なりを回避さ
れている。給電用ビア13は、電波共振部分28の延び
方向の所定位置で電波共振部分28の領域内に存在し、
電波共振部分28と電気的な接続状態になっている。
【0025】図3は逆F型アンテナ装置10への同軸ケ
ーブル33の接続状態を示している。同軸ケーブル33
は、同軸的に配置された芯線34、内側被覆材35、シ
ールド線36、外側被覆材37を内側から順番に有して
いる。芯線34は送受信信号を伝達し、シールド線36
はグラウンド電圧に維持される。同軸ケーブル33の逆
F型アンテナ装置10側の端部では、芯線34及びシー
ルド線36が露出するように、内側被覆材35及び外側
被覆材37が適当寸法で剥がされている。同軸ケーブル
33の逆F型アンテナ装置10側の端部は逆F型アンテ
ナ装置10の第1の面側11に配置される。芯線34
は、給電用ビア13に当てられて、はんだ付け40によ
り給電用ビア13に固着される。シールド線36は、グ
ラウンド部分16に当てられて、はんだ付け41により
グラウンド部分16に固着される。芯線34は、送受信
号を伝達するものであり、これにより、電波共振部分1
8への給電点接続用導体膜部分20の接続位置が電波共
振部分18における給電点となり、また、第2の逆F型
アンテナ25においては給電用ビア13の位置が電波共
振部分28における給電点となる。第1の逆F型アンテ
ナ15のグラウンド部分16及び第2の逆F型アンテナ
25のグラウンド部分26は、複数個のグラウンド用ビ
ア22(図1及び図2)を介して相互に接続されてお
り、これにより、同一のグラウンド電圧に維持される。
なお、後述されるように、ノート型PC80への逆F型
アンテナ装置10の装備では、グラウンド部分16,2
6は、同軸ケーブル33のシールド線36を介しての
外、例えばステンレス製のヒンジアーム91を介しても
グラウンドへ接続される。
【0026】逆F型アンテナ装置10の作用について述
べる。無線LANの802.11bの規格に対応する
2.45GHzの電波を使用する場合には、該電波は逆
F型アンテナ装置10の第1の面側11における第1の
逆F型アンテナ15により送受される。また、無線LA
Nの802.11aの規格に対応する5.2GHzの電
波を使用する場合には、該電波は逆F型アンテナ装置1
0の第2の面側21における第2の逆F型アンテナ25
により送受される。
【0027】家電製品や後述のノート型PC80への逆
F型アンテナ装置10の実際の適用では、逆F型アンテ
ナ装置10の装備される環境が家電製品やノート型PC
80の機種に応じて相違するので、送受信周波数が同一
であっても、逆F型アンテナ装置10の第1及び第2の
逆F型アンテナ15,25の給電位置が変化する。逆F
型アンテナ装置10の設計段階においては、逆F型アン
テナ装置10が装備される電気機器の機種に応じて、最
初は、第2の逆F型アンテナ25における電波の送受が
最適となる給電位置、すなわち給電位置から電波共振部
分18側を見たインビーダンスがインピーダンスマッチ
ングを考慮して約50Ωとなるような給電位置が調査さ
れ、最適な給電位置として判明した逆F型アンテナ装置
10の長手方向位置に給電用ビア13が決められる。次
に、第1の逆F型アンテナ15による電波の送受が最適
となる給電位置が調査され、最適な給電位置として判明
した逆F型アンテナ装置10の長手方向位置において、
給電点接続用導体膜部分20が電波共振部分18が接続
されるようにする。逆F型アンテナ装置10の正面視で
電波共振部分18,28が重複していないことにより、
第1及び第2の逆F型アンテナ15,25の相互容量が
低下し、第1及び第2の逆F型アンテナ15,25の相
互干渉は抑制される。
【0028】逆F型アンテナ装置10の正面視でグラウ
ンド部分16.26は重複しているので、両者をグラウ
ンド用ビア22により簡単に相互接続できる。グラウン
ド用ビア22によるグラウンド部分16.26の相互接
続の結果、グラウンド線は、グラウンド部分16.26
の一方に接続すれば、他方は省略できる。逆F型アンテ
ナ装置10の第1及び第2の逆F型アンテナ15,25
に対して、同軸ケーブル33を個別に用意することな
く、共用できるので、逆F型アンテナ装置10の実装に
おける配線が簡単化される。また、同軸ケーブル33の
シールド線36とは別に逆F型アンテナ装置10へ後述
のヒンジアーム91(図9)のようなグラウンド接続体
を接続するときは、グラウンド部分16.26の一方の
みに、通常は同軸ケーブル33の配置側とは反対側の方
のグラウンド部分に接続すれば足りる。
【0029】図4は逆F型アンテナ装置10の性能を調
べたシミュレーショングラフである。逆F型アンテナ装
置10の給電用ビア13へ実効電力10mWのRF信号
を供給しつつ、該RF信号の周波数を所定の刻みで走査
する。そして、逆F型アンテナ装置10の指向方向へ逆
F型アンテナ装置10から約10m、遠ざかった位置に
おける受信電界を、シミュレーションで求めたのが図4
の特性線である。図4のグラフでは、周波数が2.45
GHz及び5.2GHzであるときに、十分に大きな電
場が出現し、逆F型アンテナ装置10は十分な性能を有
することが分かる。
【0030】図5及び図6は別のスロットアンテナ装置
50の正面図及び背面図である。このスロットアンテナ
装置50も、逆F型アンテナ装置10と同様に、例え
ば、無線LANの規格である802.11b及び80
2.11aでそれぞれ使用される2.45GHz及び
5.2GHzの電波を送受するために使用される。スロ
ットアンテナ装置50は、第1及び第2の面側51,6
1を備え、第1及び第2のスロットアンテナ53,63
はそれらのエレメントをそれぞれ第1及び第2の面側5
1,61に絶縁性基板52の上の導体膜として有してい
る。これら導体膜のパターンは、逆F型アンテナ装置1
0の場合と同様に、絶縁性基板52の両面に、面全体に
わたり導体層を例えば蒸着により形成してから、所定の
エッチングを行うことにより製造される。電波共振部分
55,65の長手方向の長さは2.45GHz及び5.
2GHzの電波の波長をλとしたときにλ/2とされ
る。
【0031】第1のスロットアンテナ53は、スロット
アンテナ装置50の各長辺に沿って相互に平行に延びる
グラウンド部分54及び電波共振部分55と、スロット
アンテナ装置50の各短辺に沿って延びてグラウンド部
分54及び電波共振部分55を相互に接続する接続導体
膜部分56とを有している。グラウンド部分54、電波
共振部分55、及び2個の接続導体膜部分56は長方形
の枠を構成し、該枠内には絶縁性基板52の露出面とし
ての絶縁面部分60が存在する。給電用ビア58は、ス
ロットアンテナ装置50の幅方向へ電波共振部分55か
らグラウンド部分54の方へ少し離れた位置でかつ一方
の接続導体膜部分56からスロットアンテナ装置50の
長手方向へ所定距離離れた位置において絶縁性基板52
を貫通している。給電点接続用導体59は、給電用ビア
58と逆F型アンテナ装置10の長手方向の電波共振部
分55の所定位置とを接続しており、スロットアンテナ
装置50の長手方向への電波共振部分55への給電点接
続用導体59の接続位置は、前述の逆F型アンテナ装置
10の給電点接続用導体膜部分20の場合と同様に、ス
ロットアンテナ装置50の実装される電気機器に応じて
第1のスロットアンテナ53の送受RF信号の周波数に
ついて最高の送受性能の得られる接続位置、すなわち給
電位置から電波共振部分55側を見たインビーダンスが
50Ωとなる位置がスロットアンテナ装置50の設計段
階において調査され、該判明した位置に設定される。複
数個のグラウンド用ビア62は、グラウンド部分54の
幅についての中心線に沿って等間隔で配置され、絶縁性
基板52を貫通し、グラウンド部分54と第2の面側6
1(図6)のグラウンド部分64とを相互に接続してい
る。
【0032】第2のスロットアンテナ63は、スロット
アンテナ装置50の一方の長辺に沿って延びるグラウン
ド部分64と、絶縁性基板52の幅の中間位置において
グラウンド部分64に対して平行に延びる電波共振部分
65と、スロットアンテナ装置50の長手方向へ延びて
電波共振部分65の長手方向両端部の部分をグラウンド
部分64へ電気的に接続する接続導体膜部分66とを有
している。グラウンド部分64、電波共振部分65、及
び2個の接続導体膜部分66は長方形の枠を構成し、該
枠内には絶縁性基板52の露出面としての絶縁面部分6
8が残る。スロットアンテナ装置50の正面視におい
て、電波共振部分65及び2個の接続導体膜部分66
は、スロットアンテナ装置50の一方の短辺に寄せられ
つつ、絶縁面部分60の内側に存在し、電波共振部分5
5と電波共振部分65とは重なりを排除されている。給
電用ビア58は、第2の面側61では、一方の接続導体
膜部分66からスロットアンテナ装置50の長手方向へ
他方の接続導体膜部分66の方へ所定距離離れた電波共
振部分65内の位置にある。スロットアンテナ装置50
の長手方向への電波共振部分65における給電用ビア5
8の位置は、前述の逆F型アンテナ装置10の給電用ビ
ア13の場合と同様に、スロットアンテナ装置50の実
装される電気機器に応じて第2のスロットアンテナ63
の送受RF信号の周波数について最高の送受性能の得ら
れる位置、すなわち電波共振部分65側を見たインピー
ダンスが50Ωとなる位置がスロットアンテナ装置50
の設計段階において調査され、該判明した位置に設定さ
れる。
【0033】図7は有効アンテナを切替えるPCカード
71のブロック図である。なお、ミニPCIやコンパク
トフラッシュ(登録商標)がPCカード71に代替可能
である。PCカード71の装備される電気機器は、図1
及び図2の逆F型アンテナ装置10と同一構造の逆F型
アンテナ装置10a,10bを装備し、これら逆F型ア
ンテナ装置10a,10bは、それらが装備される電気
機器の異なる場所に配置される。逆F型アンテナ装置1
0a,10bは、同軸ケーブル33a,33b(これら
同軸ケーブル33a,33bは、図3の同軸ケーブル3
3と同一構造のものである。)を介してPCカード71
へ接続されている。同軸ケーブル33a,33bは、P
Cカード71側において芯線34をダイバーシティコン
トローラ76へ接続されているともに、シールド線36
をカード内グラウンド75へ接続されている。逆F型ア
ンテナ装置10a,10bのグラウンド部分16,26
は、典型的には、同軸ケーブル33a,33bのシール
ド線36を介してPCカード71等のカード内グラウン
ド75へ接続されている外、例えば後で説明する図9の
ヒンジアーム91を介して本体部81(図8)のグラウ
ンド部へ接続され、グラウンド容量を増大されている。
ダイバーシティコントローラ76は、2個の逆F型アン
テナ装置10a,10bの内、送受信感度の良い方がど
ちらであるかを定期的に検出し、送受信感度が良いと判
断された方の逆F型アンテナ装置を、使用する逆F型ア
ンテナ装置として選択し、該逆F型アンテナ装置とRF
信号を送受する。第1及び第2のRF信号処理部装置7
2a,72bは、それぞれ第1及び第2の逆F型アンテ
ナ15,25のRF信号の周波数に対応するものとして
PCカード71に設けられており、切替器77は、ダイ
バーシティコントローラ76を、第1及び第2のRF信
号処理部装置72a,72bの内、今回使用するRF信
号の周波数に対応する方へ接続する。第1及び第2のR
F信号処理部装置72a,72bは信号処理部73及び
アンプ74を有している。信号処理部73は、逆F型ア
ンテナ装置10a,10bにおいて電波で受信したRF
信号を所定の信号へ変換処理し、また、逆F型アンテナ
装置10a,10bにおいて電波で送信するRF信号を
生成する。アンプ74は、信号処理部73から出力され
るRF信号を増幅して切替器77へ送るとともに、切替
器77から送られて来たRF信号を増幅して信号処理部
73へ送る。こうして、PCカード71では、2個の逆
F型アンテナ装置10a,10bの中から、送受信感度
の良い方が選択されて使用されるとともに、さらに、第
1及び第2の逆F型アンテナ15,25の中から、今
回、使用する周波数に対応するものが選択されて、使用
される。
【0034】図8は逆F型アンテナ装置10a,10b
を装備するノート型PC(パーソナルコンピュータ)8
0をカバー部82の開位置で示す斜視図である。ノート
型PC80は、本体部81と、基端側の辺部を本体部8
1の奥側の辺部へ、ヒンジ部材83を介して揺動自在に
結合するカバー部82とを有している。カバー部82
は、ノート型PC80の不使用時及び使用時ではそれぞ
れ閉位置及び開位置とされ、閉位置では本体部81の上
面に覆い被さっているのに対し、開位置では本体部81
に対して90°に近付いた角度で起立している。本体部
81の上面には、奥側にキーボード部84が、また、手
元側にアームレスト部85がそれそれ配設されている。
カバー部82の本体部81側には、液晶ディスプレイ8
6、液晶ディスプレイ86の周囲に沿って装着されるフ
レーム87、及びフレーム87の装着済みの液晶ディス
プレイ86を内挿されて液晶ディスプレイ86及びフレ
ーム87の後面及び側面を覆うカバーハウジング88を
有している。カバーハウジング88には、カバー部82
の先端側の辺部(=カバー部82の開位置の上辺部)と
左右の側辺部の先端側端部分との範囲にわたってフレー
ム87から前方(ノート型PC80の操作者の方)へ所
定量突出する張出し板部89が形成されている。凹部9
0は、本体部81の手前側の側壁部と左右の側壁部の手
前側の端部との範囲にわたりこれら側壁部の上端部に形
成され、カバーハウジング88が閉位置になるときに、
張出し板部89を嵌挿される。逆F型アンテナ装置10
a,10bは張出し板部89の左右の範囲に内蔵され
る。カバー部82の開位置では、逆F型アンテナ装置1
0a,10bは、十分に高い位置に保持され、良好な送
受信感度を保証される。
【0035】図9は図8の逆F型アンテナ装置10aの
取付け状態を示している。逆F型アンテナ装置10bの
取付け状態は特に図示していないが、逆F型アンテナ装
置10aと同様である。所定の強度と導電性をもつステ
ンレス製のヒンジアーム91は、カバーハウジング88
の左側辺部に沿って該側辺部の内面側を延びており、基
端部においてヒンジ部材83の本体部81側の端部に、
それと一体的に揺動するように結合している。ヒンジ部
材83は、その詳細な構造についての図示を省略してい
るが、相互に揺動自在の本体部81側及びカバー部82
側の端部を有し、両端部は、導体であるとともに、導電
性回動軸を介して相互に電気接続されており、結果、ヒ
ンジアーム91は、ヒンジ部材83の本体部81側の端
部を介して本体部81内のグラウンドへ接続されてい
る。逆F型アンテナ装置10は第1の面側11側におい
てカバーハウジング88の張出し板部89により外側か
ら覆い隠される。電波共振部分18,28(図2)は、
張出し板部89の前方突出部分内に位置し、ヒンジアー
ム91等のカバー部82内におけるグラウンドに対して
適当に離されている。ヒンジアーム91及びヒンジ部材
83の導電部等はノート型PCのフレームグラウンド部
材としての役目をもつ。各ねじ92は、グラウンド部分
16の長手方向両端部に対応した位置において、逆F型
アンテナ装置10aの挿通孔(図示せず)及びヒンジア
ーム91の挿通孔(図示せず)を順番に通過してから、
フレーム87のねじ孔(図示せず)に螺合される。
【図面の簡単な説明】
【図1】逆F型アンテナ装置の正面図である。
【図2】逆F型アンテナ装置の背面図である。
【図3】逆F型アンテナ装置への同軸ケーブル33の接
続状態を示す図である。
【図4】逆F型アンテナ装置の性能を調べたシミュレー
ショングラフである。
【図5】別のスロットアンテナ装置の正面図である。
【図6】別のスロットアンテナ装置の背面図である。
【図7】有効アンテナを切替えるPCカードのブロック
図である。
【図8】逆F型アンテナ装置を装備するノート型PCを
カバー部の開位置で示す斜視図である。
【図9】図8の逆F型アンテナ装置の取付け状態を示す
図である。
【符号の説明】
10,10a,10b 逆F型アンテナ装置 11,51 第1の面側 12,52 絶縁性基板 15 第1の逆F型アンテナ 16,26,54,64 グラウンド部分 17,27,66 接続導体膜部分 18,28,55,65 電波共振部分 20,59 給電点接続用導体膜部分 13,58 給電用ビア 21,61 第2の面側 25 第2の逆F型アンテナ 33 同軸ケーブル(給電ケーブル) 34 芯線 36 シールド線 50 スロットアンテナ装置 53 第1のスロットアンテナ 63 第2のスロットアンテナ 77 切替器(選択手段) 91 ヒンジアーム(フレームグラウンド部材)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01Q 13/10 H01Q 13/10 21/30 21/30 H04B 1/38 H04B 1/38 (72)発明者 臼井 英之 神奈川県大和市下鶴間1623番地14 日本ア イ・ビー・エム株式会社 大和事業所内 (72)発明者 浅野 武 神奈川県大和市下鶴間1623番地14 日本ア イ・ビー・エム株式会社 大和事業所内 Fターム(参考) 5J021 AA02 AA11 AB05 AB06 CA03 DB07 FA31 HA06 JA03 JA07 5J045 AA03 AB05 BA01 DA06 DA09 EA07 GA02 HA06 JA11 NA01 5J046 AA04 AA07 AB08 AB10 AB13 PA07 TA05 5J047 AA04 AA07 AB08 AB10 AB13 FD06 5K011 AA06 AA16

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 面に対する直角方向視で少なくとも部分
    的に重なる第1及び第2のアンテナ占有領域を両側の面
    にそれぞれもつ絶縁性基板、 第1の周波数の電波を送信及び/又は受信するアンテナ
    としてエレメントを前記絶縁性基板の前記第1のアンテ
    ナ占有領域に導体膜により形成される第1のアンテナ、
    及び第1の周波数より小さい第2の周波数の電波を送信
    及び/又は受信するアンテナとしてエレメントを前記絶
    縁性基板の前記第2のアンテナ占有領域に導体膜により
    形成される第2のアンテナ、を有していることを特徴と
    するアンテナ装置。
  2. 【請求項2】 前記絶縁性基板の面に対する直角方向視
    で前記第1のアンテナ占有領域は前記第2のアンテナ占
    有領域の内側に含まれていることを特徴とする請求項1
    記載のアンテナ装置。
  3. 【請求項3】 前記第1及び前記第2のアンテナの各々
    は、相互に平行に延びる電波共振部分及びグラウンド部
    分を備え、 前記第1及び前記第2のアンテナのグラウンド部分同士
    は、前記絶縁性基板の面に対する直角方向視でほぼ重な
    って配置されていることを特徴とする請求項1記載のア
    ンテナ装置。
  4. 【請求項4】 前記第1及び前記第2のアンテナのグラ
    ウンド部分の範囲に分布して配置され両グラウンド部分
    を相互に電気的に接続する複数個のグラウンド用ビアを
    有していることを特徴とする請求項3記載のアンテナ装
    置。
  5. 【請求項5】 前記第1及び前記第2のアンテナの各々
    は、相互に平行に延びる電波共振部分及びグラウンド部
    分を備え、 前記第1及び前記第2のアンテナの電波共振部分同士
    は、前記絶縁性基板の面に対する直角方向視で相互に重
    ならないように配置されていることを特徴とする請求項
    1記載のアンテナ装置。
  6. 【請求項6】 一方の端は該一方の端側のアンテナの電
    波共振部分の外に位置し他方の端は該他方の端側のアン
    テナの電波共振部分の内に位置している給電用ビア、及
    び前記給電用ビアの前記一方の端を前記一方の端側のア
    ンテナの電波共振部分の所定位置へ電気的に接続する導
    線部、を有していることを特徴とする請求項5記載のア
    ンテナ装置。
  7. 【請求項7】 前記第1及び前記第2のアンテナは、ス
    ロットアンテナ又は逆F型アンテナであることを特徴と
    する請求項1記載のアンテナ装置。
  8. 【請求項8】 前記第1及び前記第2のアンテナの電波
    共振部分は、相互に平行に延びる電波共振部分及びグラ
    ウンド部分を備え、 前記絶縁性基板の面に対する直角方向視では、前記第1
    及び前記第2のアンテナのグラウンド部分同士はほほ相
    互に重なり、前記第1のアンテナの電波共振部分は、前
    記第2のアンテナの電波共振部分及びグラウンド部分と
    の間に、第2のアンテナの電波共振部分と重ならないよ
    うに、配置されていることを特徴とする請求項7記載の
    アンテナ装置。
  9. 【請求項9】 面に対する直角方向視で少なくとも部分
    的に重なる第1及び第2のアンテナ占有領域を両側の面
    にそれぞれもつ絶縁性基板、 第1の周波数の電波を送信及び/又は受信するアンテナ
    としてエレメントを前記絶縁性基板の前記第1のアンテ
    ナ占有領域に導体膜により形成される第1のアンテナ、 第1の周波数より小さい第2の周波数の電波を送信及び
    /又は受信するアンテナとしてエレメントを前記絶縁性
    基板の前記第2のアンテナ占有領域に導体膜により形成
    される第2のアンテナ、 前記第1及び前記第2のアンテナのグラウンド部分を相
    互に接続するグラウンド用ビア、 前記第1及び前記第2のアンテナの電波共振部分におけ
    る給電点同士を相互に接続するための給電用ビア、 前記給電用ビア及び前記第1又は第2のアンテナのグラ
    ウンド部分へグラウンド線及び給電線をそれぞれ接続さ
    れている給電ケーブル、及び前記第1又は前記第2のア
    ンテナのグラウンド部分へ接続されるフレームグラウン
    ド部材、を有していることを特徴とする送受信機。
  10. 【請求項10】 前記第1のアンテナのための第1の信
    号処理手段、 前記第2のアンテナのための第2の信号処理手段、及び
    前記第1及び第2の信号処理手段の中から1個を選択し
    該選択した信号処理手段を前記給電ケーブルへ接続する
    選択手段、を有していることを特徴とする請求項9記載
    の送受信機。
  11. 【請求項11】 送受信機を装備し、 該送受信機が、 面に対する直角方向視で少なくとも部分的に重なる第1
    及び第2のアンテナ占有領域を両側の面にそれぞれもつ
    絶縁性基板、 第1の周波数の電波を送信及び/又は受信するアンテナ
    としてエレメントを前記絶縁性基板の前記第1のアンテ
    ナ占有領域に導体膜により形成される第1のアンテナ、 第1の周波数より小さい第2の周波数の電波を送信及び
    /又は受信するアンテナとしてエレメントを前記絶縁性
    基板の前記第2のアンテナ占有領域に導体膜により形成
    される第2のアンテナ、 前記第1及び前記第2のアンテナのグラウンド部分を相
    互に接続するグラウンド用ビア、 前記第1及び前記第2のアンテナの電波共振部分におけ
    る給電点同士を相互に接続するための給電用ビア、 前記給電用ビア及び前記第1又は第2のアンテナのグラ
    ウンド部分へグラウンド線及び給電線をそれぞれ接続さ
    れている給電ケーブル、 前記第1のアンテナのための第1の信号処理手段、 前記第2のアンテナのための第2の信号処理手段、及び
    前記第1及び第2の信号処理手段の中から1個を選択し
    該選択した信号処理手段を前記給電ケーブルへ接続する
    選択手段、を有していることを特徴とする電気機器。
  12. 【請求項12】 操作部を装備する本体部、 ディスプレイを装備し閉位置では前記本体部を覆うカバ
    ー部、及び前記カバー部がその閉位置と開位置との間で
    前記本体部に対して揺動するように前記本体部と前記カ
    バー部とを相互に連結するヒンジ部材、を有し、 前記カバー部は、 面に対する直角方向視で少なくとも部分的に重なる第1
    及び第2のアンテナ占有領域を両側の面にそれぞれもつ
    絶縁性基板、 第1の周波数の電波を送信及び/又は受信するアンテナ
    としてエレメントを前記絶縁性基板の前記第1のアンテ
    ナ占有領域に導体膜により形成される第1のアンテナ、 第1の周波数より小さい第2の周波数の電波を送信及び
    /又は受信するアンテナとしてエレメントを前記絶縁性
    基板の前記第2のアンテナ占有領域に導体膜により形成
    される第2のアンテナ、 前記第1及び前記第2のアンテナのグラウンド部分を相
    互に接続するグラウンド用ビア、 前記第1及び前記第2のアンテナの電波共振部分におけ
    る給電点同士を相互に接続するための給電用ビア、 前記給電用ビア及び前記第1又は第2のアンテナのグラ
    ウンド部分へグラウンド線及び給電線をそれぞれ接続さ
    れている給電ケーブル、を内蔵していることを特徴とす
    るコンピュータ端末。
  13. 【請求項13】 前記第1のアンテナのための第1の信
    号処理手段、 前記第2のアンテナのための第2の信号処理手段、及び
    前記第1及び第2の信号処理手段の中から1個を選択し
    該選択した信号処理手段を前記給電ケーブルへ接続する
    選択手段、を有していることを特徴とする請求項12記
    載のコンピュータ端末。
  14. 【請求項14】 前記ヒンジ部材は、導電性の回転軸
    と、該回転軸の軸線の周りに相互に回転自在になってい
    るとともに前記本体部及び前記カバー部にそれぞれ結合
    して一体的に回転しかつ共に導電性の本体部側ヒンジ部
    分とカバー部側ヒンジ部分を有し、 前記カバー部側ヒンジ部分は、前記回転軸から遠い方の
    前記カバー部の先端部近傍まで延び、 アンテナ装置は、前記絶縁性基板、並びに第1及び第2
    のアンテナを含み、前記第1又は第2のアンテナのグラ
    ウンド部分では前記カバー部側ヒンジ部分の先端部近傍
    に面接触し、また、前記第1及び第2のアンテナの電波
    共振部分では前記カバー部側ヒンジ部分と非接触となる
    ように、前記前記カバー部側ヒンジ部分に取付けられて
    いることを特徴とする請求項12記載のコンピュータ端
    末。
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