專利名稱：無線通信裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種無線通信裝置。本申請針對2008年3月28日提出申請的日本國專利申請第2008-087981號主張 優先權，并在此處引用其內容。
背景技術：
在框體內內置天線，并裝在個人計算機等的擴展槽中使用的PC卡作為無線通信 裝置被實用化。該天線內置型的PC卡，以將具備可動式的外部天線的PC卡更加小型化為 目的而開發。該PC卡通過取代在框體外部配備外部天線，而在框體內安裝內置天線來實現 小型化。作為這樣的與天線內置型的PC卡相關的技術，在下述專利文獻1中公開了即使內 置于均勻厚度的PC卡等中，也可以得到希望的垂直偏振波分量，而且可以將VSWR頻段變寬 的小型天線(倒F天線)以及內置該小型天線的PC卡。小型天線是由基板和安裝于基板上的由樹脂構成的芯片部件構成。基板包括形 成于基板的背面的接地導體、形成于基板的主面上的第1短路用導體布線、以及將它們連 接的通孔(Through hole)。芯片部件包括第2短路用導體布線、輻射用導體、短路用導體、 和供電用導體布線。第2短路用導體布線形成于芯片部件的下表面上，并與基板上的第1 短路用導體布線相對。輻射用導體形成于芯片部件的上表面。短路用導體形成于芯片部件 的端面，并連接第2短路用導體布線與輻射用導體。供電用導體布線形成于芯片部件的側 面，并與輻射用導體連接。專利文獻1 JP特開2003-133874號公報在上述PC卡型無線通信裝置中，由與印刷基板水平地形成的接地圖案將輻射電 波在水平方向拉長，因此電波的水平偏振波分量一定變強。特別是，使用了內置天線的PC 卡型無線通信裝置與具備可動式的外部天線的裝置相比電波的垂直偏振波分量的強度變 弱。在上述專利文獻1中，公開了可以得到希望的垂直偏振波分量的天線內置型的PC卡。 然而，即使使用該PC卡，與具備可動式的外部天線的PC卡相比，垂直偏振波分量的強度也 相對變弱。因為PC卡型無線通信裝置主要收發垂直偏振波的電波，所以本來需要增強垂直 偏振波分量的強度。但是，在使用了上述內置天線的PC卡型無線通信裝置中，為了小型化， 垂直偏振波分量的強度有變弱的傾向。然而，作為PC卡型無線通信裝置，為了實現穩定的 無線品質，需要在使用內置天線的同時更增強垂直偏振波分量的強度。
發明內容
本發明鑒于上述情況而作，目的是提供一種無線通信裝置，是使用了內置天線的 PC卡型無線通信裝置，其可以比以往更增強電波的垂直偏振波分量的強度。為了達成上述目的，插入電子設備的擴展槽的本發明的無線通信裝置具備印刷 基板，其具有長方形的形狀，在一條短邊設有與所述擴展槽連接的連接端子；天線元件，其
3在所述印刷基板上在與所述印刷基板正交的方向上延伸出去，并且設置于所述印刷基板的 另一條短邊附近，具有大致1/4λ電長度；和輻射線，其以配設有所述天線元件的位置為端 點，延長設置于所述印刷基板上。在本發明的無線通信裝置中，也可以以配設有所述天線元件的位置為中心，將多 條輻射線放射狀地設置于所述印刷基板上。在本發明的無線通信裝置中，所述輻射線從所述端點開始到另一端點為止的長度 也可以為大致1/4 λ電長度。在本發明的無線通信裝置中，所述輻射線也可以與所述印刷基板所具有的接地電 連接。在本發明的無線通信裝置中，也可以在配設有所述天線元件的所述印刷基板的面 的相反側的面設置所述輻射線。在本發明的無線通信裝置中，所述天線元件也可以為螺旋狀天線(helical antenna)禾口一。插入電子設備的擴展槽的本發明的無線通信裝置具備印刷基板，其具有長方形 的形狀，在一條短邊設有與所述擴展槽連接的連接端子；天線元件，其在所述印刷基板上正 交的方向上延伸出去，同時設置于所述印刷基板的另一條短邊附近，具有1/4λ電長度；和 輻射線，其以配設有所述天線元件的位置為端點，延長設置于所述印刷基板上。因此，在印 刷基板上形成地面天線，利用該地面天線，可以對具有與印刷基板的正交方向同方向的電 場的電波，即主要包含垂直偏振波分量的電波進行輻射/接收。因此，根據本發明，可以比 以往更增強電波的垂直偏振波分量的強度。另外，因為通過天線元件和輻射線的協動動作， 可以防止電波終止于與印刷基板水平地形成的接地圖案，所以可以增強垂直偏振波分量的 強度。
圖1是表示本發明的一個實施方式所涉及的天線內置PC卡的去掉框體后的內部 概略結構的立體圖。圖2Α是表示由本發明的一個實施方式所涉及的天線內置PC卡的螺旋狀天線以及 輻射線所構成的地面天線中的電波的輻射/接收原理的示意圖。圖2Β是表示由本發明的一個實施方式所涉及的天線內置PC卡的螺旋狀天線以及 輻射線所構成的地面天線中的電波的發射/接收原理的示意圖。圖2C是表示由本發明的一個實施方式所涉及的天線內置PC卡的螺旋狀天線以及 輻射線所構成的地面天線中的電波的輻射/接收原理的示意圖。符號說明
A天線內置PC卡
1印刷基板
Ia接地圖案
Ib連接器
Ic微帶傳輸線(micro strip line)
Id供電線
Ie輻射線(radial line)
If接地面
2螺旋狀天線
2a電介質
2b導電線
具體實施例方式以下，參照附圖，對本發明的實施方式進行說明。本實施方式依據 PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association)標準。本實施方 式涉及在框體內內置天線的天線內置PC (Personal Computer)卡。本實施方式中的天線內 置PC卡為本發明中的無線通信裝置。圖1是表示本發明的一個實施方式所涉及的天線內置PC卡A的去掉框體后的內 部概略結構的立體圖。本天線內置PC卡A如圖示那樣插入筆記本型個人計算機的擴展槽。 天線內置PC卡A在筆記本型個人計算機的指示下，利用電波的垂直偏振波分量與外部設備 進行無線通信。天線內置PC卡A由印刷基板1、螺旋狀天線2、以及作為外包裝部件的框體(圖示 略)構成。印刷基板1為長方形的2層基板，從背面層開始順次形成接地圖案Ia以及信號圖 案。印刷基板1在一條短邊上設有連接器lb。該連接器Ib連接于筆記本型個人計算機6的擴展槽7內的連接器。在以下說明 中，在印刷基板1上，將設有連接器Ib的短邊稱為印刷基板下邊4a，將與連接器Ib相反一 側的短邊稱為印刷基板上邊4b。另外，將面向印刷基板下邊4a時右側的邊稱為印刷基板右 邊4c，將與印刷基板右邊4c相反一側的邊稱為印刷基板左邊4d。在該印刷基板1的背面 層上的接地圖案Ia形成于從印刷基板1的長邊方向的中央附近到連接器Ib的附近的背面 3b。螺旋狀天線2捕捉接收電波，并以此作為接收信號向未作圖示的RF電路輸出。另 一方面，螺旋狀天線2將從RF電路輸入的發送信號作為發送電波輻射到空中。螺旋狀天 線2配設于從接地圖案Ia的印刷基板上邊4b側的一邊的中央向印刷基板上邊方向只離開 1/8 λ電長度(在圖1中，附加了符號I的箭頭的長度)的位置。該螺旋狀天線2由電介質 2a以及導電線2b構成，在作為芯材的電介質2a上呈線圈狀地纏繞具有1/4 λ電長度的導 電線2b而形成。另外，λ是指用于無線通信的電波的波長。在該螺旋狀天線2的印刷基板下邊4a側的印刷基板1上設有供電線Id。該供電 線Id由構成微帶傳輸線Ic的銅箔等構成。通過該微帶傳輸線Ic的供電線Id對螺旋狀天 線2進行供電。微帶傳輸線Ic由隔著作為印刷基板1的基底材料的具有絕緣性的玻璃環氧 樹脂等板材而形成于背面(下面)3b的接地面If和形成于表面(上面)3a的信號線(供 電線Id)構成。在印刷基板1的背面3b上，以設有螺旋狀天線2的位置為中心，放射狀地形成了 由銅箔等構成的3條輻射線le。這3條輻射線Ie分別以螺旋狀天線2的印刷基板右邊4c 側、印刷基板左邊4d側、以及印刷基板上邊4b側作為端點5a，一邊向著印刷基板右邊4c方向、印刷基板左邊4d方向、以及印刷基板上邊4b方向彎曲一邊延伸到另一個端點5b。因 此，向印刷基板右邊4c方向延伸的輻射線Ie和向印刷基板上邊4b方向延伸的輻射線Ie相 互具有90度的角度而形成在印刷基板1上。向印刷基板上邊4b方向延伸的輻射線Ie和 向印刷基板左邊4d延伸的輻射線Ie相互具有90度的角度而形成在印刷基板1上。向印 刷基板左邊4d延伸的輻射線Ie和向印刷基板右邊4c方向延伸的輻射線Ie相互具有180 度的角度而形成在印刷基板1上。這3條輻射線Ie從設有螺旋狀天線2的位置延伸出來，在印刷基板右邊4c、印刷 基板左邊4d以及印刷基板上邊4b的各自的方向上具有1/4 λ電長度(在圖1中，附加了 符號m的箭頭的長度)的長度。并且，這3條輻射線Ie與形成微帶傳輸線Ic的印刷基板 1的背面3b的接地面If電連接。在天線內置PC卡A中，由螺旋狀天線2和3條輻射線Ie 形成地面天線。接下來，參照圖2A 2C對在上述結構的天線內置PC卡A中由螺旋狀天線2和輻 射線Ie構成的地面天線中的電波的輻射/接收原理進行說明。圖2A 2C是表示由本實 施方式所涉及的天線內置PC卡的螺旋狀天線2以及輻射線Ie所構成的地面天線中的電波 的輻射/接收原理的示意圖。圖2A是表示由3條輻射線Ie形成的假想接地8的示意圖。圖2B是表示在螺旋 狀天線2中流通正的高頻電流C的情況下的電流的流動的示意圖。圖2c是表示在螺旋狀 天線2中流通負的高頻電流C的情況下的電流的流動的示意圖。如圖2A所示，在天線內置PC卡A中，通過以螺旋狀天線2的位置為中心在印刷基 板上放射狀地配設3條輻射線le，從而在印刷基板1上形成以螺旋狀天線2的位置為中心 的假想接地8。如圖2B所示，若從供電線Id向螺旋狀天線2流通正的高頻電流C，則由于 由假想接地8產生的鏡像效應，成為與電流隔著假想接地8從與螺旋狀天線2延伸出去的 方向相反的方向來向著供電線Id與螺旋狀天線2的接觸點流通過來的狀態等價的狀態。另外，如圖2C所示，若從供電線Id向螺旋狀天線2流通負的高頻電流C，則由于鏡 像效應，成為與電流隔著假想接地8從供電線Id與螺旋狀天線2的接觸點向與螺旋狀天線 2延伸出去的方向相反的方向流通過來的狀態等價的狀態。由此，在天線內置PC卡A中，成 為與存在1/2 λ電長度的偶極天線(dipole antenna)的狀態等價的狀態，可以產生具有與 螺旋狀天線2的延伸出去的方向同方向的電場的電波，即主要包含垂直偏振波分量的輻射 電波。另外，天線內置PC卡A通過成為與存在偶極天線等價的狀態，可以高效地接收電波 的垂直偏振波分量。接下來，對由3條輻射線Ie所產生的針對螺旋狀天線2的電波的電波保護效應進 行說明。在以往的天線內置PC卡中，由與印刷基板水平地形成的接地將天線元件的電波 拉長，所以該電波的水平偏振波分量變強。并且，由于從接地產生的噪聲電流而在天線元件 的電波上產生歪曲。在天線內置PC卡A中，配設于螺旋狀天線2的周邊的輻射線Ie與微帶傳輸線Ic 的接地面If電連接，并通過螺旋狀天線2和輻射線Ie的協動作業形成電場。由此，在天線 內置PC卡A中，防止螺旋狀天線2的電波終止于接地圖案la。由此，能夠盡可能地防止接 地圖案Ia的影響。
如同上述說明，在天線內置PC卡A中，在與印刷基板1的接地圖案Ia只相距1/8 λ 電長度的位置上設有螺旋狀天線2，并以此螺旋狀天線2的位置為中心放射狀地設有輻射 線le。由此，可以在印刷基板1上形成地面天線，并發出具有與螺旋狀天線2的延伸出去的 方向同方向的電場的電波，即主要包含垂直偏振波分量的輻射電波。另外，配設于螺旋狀天線2的周邊的輻射線Ie與微帶傳輸線Ic的接地面If電連 接，通過螺旋狀天線2和輻射線Ie的協動作業形成電場。由此，防止螺旋狀天線2的電波 終止于接地圖案la。由此，因為保護了螺旋狀天線2的電波的垂直偏振波分量，所以可以減 弱電波的水平偏振波分量的強度，即增強垂直偏振波分量的強度。并且，在作為設有螺旋狀 天線2的表面的相反側的面的印刷基板1的背面3b上設有輻射線le。因此，在螺旋狀天線 2和輻射線Ie之間，成為隔著作為印刷基板1的基體材料的玻璃環氧樹脂等電介質。其結 果，介電常數變高，將螺旋狀天線2小型化，即將天線內置PC卡更加薄型化成為可能。以上，對本發明的一個實施方式進行了說明，但本發明不限定于上述實施方式，例 如可以考慮如下這種變形。(1)在上述實施方式中，將螺旋狀天線2作為天線元件設于印刷基板1上，但本發 明不限定于此。例如，也可以代替螺旋狀天線2將芯片天線作為天線元件搭載于印刷基板1上。在上述實施方式中，以螺旋狀天線2的位置為中心，設置了 3條輻射線le，但本發 明不限定于此。例如，3條以下的2條或者1條也可以，另外也可以設置4條以上輻射線。因為假 想接地8與半徑1/4λ電長度的圓越接近，地面天線的性能越高，所以輻射線Ie的條數越 增加作為地面天線的性能越高。(3)在上述實施方式中，在設有螺旋狀天線2的表面的相反側的面即印刷基板1的 背面3b上設置了輻射線le，但本發明不限于此。例如，也可以將輻射線Ie設置于與設有螺旋狀天線2的面相同的印刷基板1的表 面3a。(4)在上述實施方式中，螺旋狀天線2的以印刷基板右邊4c以及印刷基板左邊4d 為端點的2條輻射線Ie的端點5a，以連接于微帶傳輸線Ic的接地面If的方式形成在印刷 基板1上，但本發明不限定于此。例如，在螺旋狀天線2與接地圖案Ia的距離比1/8 λ電長度短，即螺旋狀天線2 與接地圖案Ia接近的情況下，也可以將2條輻射線Ie以接地圖案Ia上的印刷基板上邊4b 側的一邊的中央附近為端點向著螺旋狀天線2延伸，并在螺旋狀天線2的近前彎曲為直角， 來一邊向印刷基板右邊4c方向或者印刷基板左邊4d方向彎曲一邊延伸。本發明可以應用于無線通信裝置。根據該無線通信裝置，可以比以往更增強電波 的垂直偏振波分量的強度。
權利要求
一種無線通信裝置，被插入電子設備的擴展槽，其具備印刷基板，其具有長方形的形狀，在一條短邊設有與所述擴展槽連接的連接端子；天線元件，其在所述印刷基板上向與所述印刷基板正交的方向延伸出去，并且設置于所述印刷基板的另一條短邊附近，具有大致1/4λ電長度；和輻射線，其以配設有所述天線元件的位置為端點，延伸設置于所述印刷基板上。
2.根據權利要求1所述的無線通信裝置，其特征在于，以配設有所述天線元件的位置為中心，將多條輻射線放射狀地設置于所述印刷基板上。
3.根據權利要求1所述的無線通信裝置，其特征在于，所述輻射線從所述端點開始到另一端點為止的長度為大致1/4 λ電長度。
4.根據權利要求1所述的無線通信裝置，其特征在于， 所述輻射線與所述印刷基板所具有的接地電連接。
5.根據權利要求1所述的無線通信裝置，其特征在于，在配設有所述天線元件的所述印刷基板的面的相反側的面，設置所述輻射線。
6.根據權利要求1所述的無線通信裝置，其特征在于， 所述天線元件為螺旋狀天線和芯片天線之一。
全文摘要
本發明的無線通信裝置，其插入電子設備的擴展槽，具備印刷基板，其具有長方形的形狀，在一條短邊設有與所述擴展槽連接的連接端子；天線元件，其在與所述印刷基板上正交的方向上延伸出去，同時設置于所述印刷基板的另一條短邊附近，具有大致1/4λ電長度；和輻射線，其以配設有所述天線元件的位置為端點，延伸設置于所述印刷基板上。
文檔編號H01Q11/08GK101971419SQ20098010915
公開日2011年2月9日 申請日期2009年3月24日 優先權日2008年3月28日
發明者宮川哲 申請人:京瓷株式會社