技術 通信機能を備えた電子カード

0001

本発明は、電子機器筐体に装着されて使用される通信機能を備えた電子カードに関する。

0002

従来、パソコン（パーソナルコンピュータ）やＰＤＡ（携帯情報端末）等の電子機器に通信機能を備えた電子カード例えばＣＦカード（compact flash card）あるいはＰＣＭＣＩＡ（Personal Computer Memory Card International Association）カード（以下、ＰＣカードと略称する）などを装着し、無線ＬＡＮ等の近距離通信を行なう場合がある（例えば、特許文献１参照。）。

0003

上記通信機能を備えたＣＦカードやＰＣカードでは、回路部とアンテナ部を同一基板上に構成するような場合、アンテナ部を基板の一端側に設け、パソコンやＰＤＡ本体に装着した際に、アンテナ部がパソコン等の金属筐体から外部に突出するように設定して外部と通信できるようにしている。
特開平８−２７９０２７号公報

0004

上記のように通信機能を備えたＣＦカードやＰＣカードは、回路部とアンテナ部が同一基板上に構成されるような場合、パソコンやＰＤＡ本体に装着して使用すると、アンテナ部を金属筐体から外部に突出させていても、金属筐体の影響を受け、アンテナの放射特性が劣化するという問題があった。

0005

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、電子カードを金属筐体に装着して使用する場合でも、金属筐体による影響をなくし、アンテナの放射特性の劣化を防止でき、良好な通信状態を保持できる通信機能を備えた電子カードを提供することを目的とする。

0006

本発明は、電子機器筐体に装着されて使用される通信機能を備えた電子カードにおいて、カード基板と、前記カード基板の先端部近傍に設けられるアンテナ放射素子と、前記カード基板に装着されるグランド面を備えた回路部とを具備し、前記アンテナ放射素子に対して前記回路部のグランド面を使用周波数の約０．１λの間隔で設け、前記グランド面を反射器として作用させることを特徴とする。

0007

本発明によれば、カード基板の先端側の縁に平行にアンテナ放射部を設けると共に、その下方に使用周波数の約０．１λの間隔でグランド面を設け、このグランド面をアンテナ放射部の反射器として作用させることにより、電子機器筐体に設けられているカードスロットに電子カードを挿入して使用する場合においても、アンテナ放射部に対する電子機器筐体の影響を除去でき、放射特性の劣化を防止して所期の放射特性とすることができる。

0008

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る通信機能を備えた電子カードのアンテナ構成を示す図、図２は同実施形態におけるケーブル配線状態を示す図、図３は上記電子カードを電子機器の金属筐体に装着した状態を示す図である。

0009

図１において、１は例えばＣＦカードやＰＣＡカード等の電子カードで、通信機能を備えている。また、２は上記電子カード１を構成する絶縁体によるカード基板で、上端側の一方の面には、先端部近傍にアンテナ放射素子、例えばダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂが水平方向、すなわち先端側の縁に平行に設けられる。上記ダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂは、カード基板２上に金属箔を蒸着する等の手段により形成される。

0010

また、上記カード基板２には、回路部として例えば高周波回路４及びグランド面５が設けられる。この場合、グランド面５は、ダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂの下方に所定の間隔ｄ、すなわち使用周波数の約０．１λ（λ：波長）の間隔ｄを保って設けられる。上記のように上記ダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂの下側とグランド面５の上側との間隔ｄを約０．１λに設定することにより、グランド面５がダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂの反射器として作用する。

0011

更に、上記カード基板２の下端部、すなわち、ダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂと反対側の端部には、外部回路に接続するためのコネクタ（図示せず）が設けられる。

0012

そして、図２に示すように上記ダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂと高周波回路４との接続に例えば同軸ケーブル等の伝送線路６を使用する場合、伝送線路６はダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂに対して略垂直に引き出すようにする。すなわち、伝送線路６がダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂと平行になると、アンテナ・ケーブル間で不要な放射が生じるので、上記したようにダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂに対して伝送線路６を略垂直に引き出すことにより不要な放射を防止する。この場合、上記ダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂと伝送線路６との間には、平衡−不平衡変換回路としてバラン７を使用する。

0013

そして、上記のように構成された電子カード１は、図３に示すようにパソコンやＰＤＡ等の電子機器１１の金属筐体１２に設けられたカードスロット１３に挿入して使用する。上記電子カード１は、電子機器１１のカードスロット１３に装着した場合、その挿入先端部に設けられているコネクタがカードスロット１３内のコネクタに接続されると共に、ダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂとグランド面５の上端側の一部が金属筐体１２の外部に突出して位置し、外部の機器と相互に通信できるようになっている。

0014

上記電子カード１は、ダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂとグランド面５との間隔ｄを約０．１λに設定し、グランド面５がダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂの反射器として作用するようにしているので、ダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂに対する金属筐体１２の影響をグランド面５の反射器作用により軽減あるいは除去することができる。このためダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂは、金属筐体１２の影響による放射特性の劣化を防止して所期の放射特性とすることができる。

0015

図４は、上記ダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂとグランド面５との間隔ｄを変化させて金属筐体１２による影響をシミュレーションした場合の特性を示したものである。図４は横軸に周波数（ＧＨｚ）をとり、縦軸に反射損失（ｄＢ）をとって示した。また、ダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂの使用帯域２０を２．４４９ＧＨｚ〜２．４７８ＧＨｚとし、その使用帯域２０において、反射損失「−１２ｄＢ」以下を判断基準とした。また、図中に示した特性ａ〜ｅはダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂとグランド面５との間隔ｄを
ａ＝ ２ｍｍ
ｂ＝ ６ｍｍ
ｃ＝ ９ｍｍ
ｄ＝１１ｍｍ
ｅ＝１３ｍｍ
に設定した場合の「計算値」を示し、特性Ａは上記間隔ｄを
Ａ＝１１ｍｍ
に設定した場合の「実測値」を示している。

0016

上記図４に示した「計算値」では、間隔ｄを９ｍｍに設定した特性ｃ、間隔ｄを１１ｍｍに設定した特性ｄ及び間隔ｄを１３ｍｍに設定した特性ｅが上記判断基準を満たしている。しかし、「実測値」では、特性Ａに示したように「計算値」より特性が劣化するので、間隔ｄは１１ｍｍないし１３ｍｍに設定することが望ましい。また、間隔ｄを１３ｍｍより大きく設定しても、上記判断基準を満たすことができるが、カード基板２が大きくなるので、電子カード１の小型化を図る場合の障害となる。

0017

上記１１ｍｍないし１３ｍｍの間隔は、波長に換算すると、約０．１λ前後の値となる。従って、ダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂとグランド面５との間隔ｄを約０．１λに設定することにより、電子カード１を電子機器１１のカードスロット１３に装着して使用する場合に、ダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂに対する金属筐体１２の影響を少なくでき、かつ電子カード１の小型化が可能となる。

0018

なお、上記実施形態で示した通信機能を備えた電子カードは、無線ＬＡＮの他、例えば非接触ＩＤタグシステム等においても使用することができる。

0019

また、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。

0020

本発明の一実施形態に係る通信機能を備えた電子カードのアンテナ構成を示す図である。
同実施形態における電子カードのケーブル配線状態を示す図である。
同実施形態における電子カードを電子機器の金属筐体に装着した状態を示す図である。
同実施形態において、ダイポールアンテナ素子とグランド面との間隔を変化させて金属筐体による影響をシミュレーションした場合の特性図である。

0021

１…電子カード、２…カード基板、３ａ、３ｂ…ダイポールアンテナ素子、４…高周波回路、５…グランド面、６…伝送線路、７…バラン、１１…電子機器、１２…金属筐体、１３…カードスロット。