JP4266300B2 - アンテナアダプタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナアダプタに関し、特に、パソコンに装着して使用される無線ＬＡＮカードの良好な通信状態を実現するために前記無線ＬＡＮカードに簡単に付加して使用することができるアンテナアダプタに関するものであり、更に、外部アンテナ端子のない無線ＬＡＮカ−ドの検査冶具として使用するアンテナアダプタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、無線ＬＡＮシステムの普及により、多くのパ−ソナルコンピュ−タ（以後、パソコンと呼ぶ）に無線ＬＡＮの機能を付加する装置が製造、販売されている。特に、持ち運びに便利なノ−ト型のパソコン（以後、ノ−トパソコンと呼ぶ）においては、図２９にその概観を示すような無線ＬＡＮカード７１と称するカード状のアダプタを接続することにより、無線ＬＡＮの機能を持たせることが可能になる。
この種のカード型のアダプタである無線ＬＡＮカード７１は、先端部にアンテナを具備した無線ＬＡＮカードの内蔵アンテナ実装部７３と、その反対側に多極のコネクタであるコネクタ３００とを具備している。図３０に示すように、その無線ＬＡＮカード７１をノ−トパソコン７０の側面に差し込んでも、無線ＬＡＮカードの内蔵アンテナ実装部７３は、ノ−トパソコン７０の内部に入りこまないようになっていて、その先端部のアンテナから電波を送信したり受信したりし易い様になっている。
しかしながら、この構造では、図３０に示すように、アンテナ部分（内蔵アンテナ実装部７３）はノ−トパソコン７０の側面に出ているだけで、決して電波の送信及び受信に良い環境とはいえない。例えば、パソコン７０のディスプレイ３０１の方向には、そのディスプレイ３０１が邪魔になって電波が減衰したり散乱してしまうものであった。また、パソコン７０を操作している人間の方向には、当然ながら電波が遮られてしまう。さらに、一般的なオフィスでありがちな状況、即ちパ−テションで各人の机が仕切られている場合は、そのパ−テションにより電波が遮られてしまう可能性が高かった。
【０００３】
また、図３１に示す様な状況、即ち、無線ＬＡＮのアクセスポイント８０及びそのアンテナ８１が壁面近傍に設置され、かつ、パ−テション９０によって机９１上のパソコン７０に差し込まれている無線ＬＡＮカード７１への見通しが遮断されている状況では、アンテナ８０からの電波３５０は、パ−テション９０によって反射され、反射波３５１となって、無線ＬＡＮカード７１に到達しない可能性があった。特に、パ−テション９０が、金属などの導体でできているか、或いは、内部に金属格子や炭素成分が混入されている場合、かなりの確率で反射され、また、電波が透過したとしても、大きな減衰を受けてしまう可能性があった。このような場合、無線ＬＡＮによる通信は成立しないものであった。
このような問題を解決するために、図３２に示すように、無線ＬＡＮカードに外部アンテナを接続するための端子が設けられた外部アンテナ端子付無線ＬＡＮカード４００も出回っている。この外部アンテナ端子付無線ＬＡＮカード４００も、無線ＬＡＮカード７１同様、無線ＬＡＮカードの内蔵アンテナ実装部４０２と、その反対側に多極のコネクタであるコネクタ４０１を具備している。この外部アンテナ端子付無線ＬＡＮカード４００は、通常、無線ＬＡＮの通信に支障のない場合は、無線ＬＡＮカードの内蔵アンテナ実装部４０２に配置される内蔵アンテナで通信を行なうが、パ−テションなどの障害物の影響で通信が困難な場合は、外部アンテナ端子４０３に外部アンテナを接続して用いる。
図３３は、パ−テションにより通信が困難な場合に、外部アンテナ端子４０３に、同軸ケ−ブル４４１を介して外部アンテナ４４０を接続して用いる例を示している。図３３に示すように、外部アンテナ４４０を見通しの良いところに設置して使用すれば、電波４５０、４５１は何の障害なく伝搬し、通信が良好となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように外部アンテナ端子付の無線ＬＡＮカード４００と外部アンテナ４４０と組み合わせて用いる場合、以下のような問題点があった。第１の問題点は、図３１に示す様な状況においては、外部アンテナ端子付きの無線ＬＡＮカード４００が必要となるが（外部アンテナ端子付でない無線ＬＡＮカードしか所持していない場合は接続が不可能となってしまう）、現在、日本国内で販売されている無線ＬＡＮカードは、外部アンテナ端子のついているものは少なく、希望の通信仕様を満たす無線ＬＡＮカードで、外部アンテナ端子付きのものが販売されていない可能性もあった。また、外部アンテナ端子のついている無線ＬＡＮカードでも、同一の製造メ−カの外部アンテナを用いないとコネクタの形状が適合しないという場合もあった。
第２の問題点は、外部アンテナ端子付きの無線ＬＡＮカードを用いる方法は、高価になってしまうという点である。外部アンテナ端子を設ける場合、無線ＬＡＮカードのどこかに設けるため、汎用のコネクタは使用不可能で、コンパクトなコネクタを用いる必要があり価格も高価になってしまうものであった。
第３の問題点は、外部アンテナ端子付きの無線ＬＡＮカードを用いる方法は、信頼性に欠け壊れ易いという欠点があった。すなわち、現状では存在する外部アンテナ用のコネクタの中には、コンパクトである反面、電気特性を保証する挿抜回数が極端に少なく制限されていたり、挿入損失やＶＳＷＲ特性が良好といえないものがある。さらに、コネクタがコンパクトで構造的に強くないなため、接続したコネクタを乱暴に引っ張ると破壊してしまう可能性も高かった。
【０００５】
第４の問題点は、外部アンテナ端子付きの無線ＬＡＮカードを用いる方法は、汎用性がないという欠点である。外部アンテナ端子付きの無線ＬＡＮカードの場合、同一の製造メ−カの指定するオプションの外部アンテナを用いないと、コネクタの形状が適合しないという場合が生じる。この場合、オプションのアンテナもメニュ−にあるものしか選べないため、ユ−ザは目的に応じたアンテナを選択できず汎用性に欠けることになる。
第５の問題点は、外部アンテナ端子の無い無線ＬＡＮカードの製造検査工程において、内蔵されているアンテナを含めて定量的な動作確認をする方法がないということである。考えられる動作確認方法としては、実際に、無線ＬＡＮ環境を構築して使用して確認することになるが、この方法ではスペ−スを取りすぎるし、精密な測定器を用いて送信電力のバラツキを精度よく測ることは難しいという欠点があった。
本発明は、上述した従来の問題点を解決するためのもので、外部アンテナ端子の有無にかかわらず外部アンテナとの接続を可能とする構造を有し、且つ、非接触にて無線ＬＡＮカードとの通信を可能とし、各種無線ＬＡＮカードとの互換性がとれるアンテナアダプタを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、パソコンに装着して使用される無線ＬＡＮカードの良好な通信状態を実現するために前記無線ＬＡＮカードに付加して使用されるアンテナアダプタであって、誘電体からなる少なくても一方向を開放にした箱型の筐体と、前記箱型の筐体の内部に実装されるアンテナと、前記アンテナに給電するように接続された同軸ケ−ブルと、を備え、前記箱型の筐体の開放部に前記無線ＬＡＮカードの内蔵アンテナ実装部が挿入され、前記同軸ケ−ブルの他端に外部アンテナの接続用の同軸コネクタを設け、該同軸ケ−ブルを箱型の筐体のいずれかの面に穴を空けて貫通して内部に引き込んで前記アンテナに給電するように接続し、前記箱型の筐体の内部に実装されるアンテナが、使用波長の約１／４波長の長さの２本の導体棒から構成され、第１の導体棒が垂直で、第２の導体棒が水平になるように、前記箱型筐体のいずれかの内壁面上またはその近傍に配置され、前記箱型の筐体の内面に、前記無線ＬＡＮカードの挿入を規制するストッパーが設けられ、前記筐体の外側を導体の材料、導体の塗料、または金属板で覆い、前記ストッパーにより、前記無線ＬＡＮカ−ドの挿入を規制し、かつ、アンテナが電波を放射するための空間が、前記ストッパーによって確保されていることを特徴とする。
請求項２の発明は、前記箱型の筐体の少なくても１面が、独立にしなって可動する構造を更に備えたことを特徴とする。
請求項３の発明は、前記同軸ケ−ブルの他端にコネクタに代えて外部アンテナが接続されていることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本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は、本発明によるアンテナアダプタの第１の実施形態を示す外観図であり、図２は、図１に示したアンテナアダプタの側断面図である。
図１および図２に示すように、このアンテナアダプタ１は、誘電体からなる少なくても一方向を開放にした箱型の筐体２と、前記箱型の筐体２の内部に実装されるアンテナ５と、同軸ケ−ブル３と、同軸コネクタ４とを有し、前記の箱型の筐体２の内部に前記アンテナ５を配置し、前記同軸ケ−ブル３を箱型の筐体の開放面２ａに穴２ｂを空けて貫通して内部に引き込み、前記アンテナ５に給電するように接続すると共に、前記同軸ケ−ブル３の他端に接続用の同軸コネクタ４を取り付けたものである。
前記箱型の筐体２は、通常、ＰＣ（ポリカ−ボネイト）、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、アクリル等のプラスチック類の誘電体で容易に構成することができる。
また、ここでは、開放部６の反対側の内壁面側にアンテナ５が設置されているが、アンテナを設置する面は、横の壁面、上側の壁面、下側の壁面でもよい。また、アンテナ５は、壁の内壁面が好ましいが、外壁面上に設置しても良い。
図３は、図１に示したアンテナアダプタの上断面図である。図示するように、筐体２の内部には、開放部６とアンテナ５の間に、ストッパ−７が配置されている。これは、後の図１６に示すように、無線ＬＡＮカード７１を開口部６より挿入した時、その無線ＬＡＮカード７１がアンテナ５にあたって、アンテナ５を破壊しないように規制するためである。
【０００８】
図４は、アンテナアダプタ１を開放部６の方向から観た正面図であり、図５は、図４に示したアンテナ５の詳細図である。
図示のように、アンテナ５は、垂直な導体の棒よりなる第１の導体８と、水平な導体の棒よりなる第２の導体９から構成され、それぞれが、同軸ケ−ブルの中心導体と外部導体に接続された構造となっている。そして、上記の第１の導体８と第２の導体９が接続された同軸ケ−ブル３は、筐体の内壁１０の穴２ｂを貫通し、図２に示すごとく筐体２の外部に引き出され、その先端に同軸コネクタ４が取り付けられている。
第１の導体８と第２の導体９の長さは、使用波長の約１／４波長とするのが理想的である。しかし、物理的に、その長さを用いることが難しい場合は、使用波長の１／４波長の長さに比べて短くても使用可能である。ただし、この場合、長さが極端に短くなると、感度が大きく劣化することもある。
図６は、アンテナ５の代わりにダイポ−ル２１を用いた本発明によるアンテナアダプタの第２の実施形態を示す測断面図であり、図７は、図６に示したダイポ−ル２１の詳細図である。
このダイポ−ル２１は、図７に示すように、共に垂直な第１および第２の導体の棒２１ａ、２１ｂより構成され、同軸ケ−ブル３の中心導体と外部導体に接続して用いられる。この場合は、ダイポ−ルの長さは、使用波長の約１／２波長で用いられるようになっているが、前記同様に、物理的に、その長さを用いることが難しい場合は、使用波長の１／２波長の長さに比べて短くても使用可能である。前記同様、長さが極端に短くなると、感度が大きく劣化することもある。また、図６では、ダイポ−ルは垂直に配置しているが、水平または、斜めに配置して用いても良い。
【０００９】
図８〜図１２は、本アンテナアダプタに用いることが可能ないろいろなアンテナの変形例を示す外観図である。図８（ａ）は、図５のアンテナ５の第１、第２の導体８、９を、板状に変形した金属板３０が用いられている。このように板状にすることによって、帯域を広くできる場合がある。ここでは、長方形の図となっているが、三角形や楕円の導体の板でも使用可能である。図８（ｂ）は、アンテナとして折り返しダイポ−ル２２を用いた場合である。図８（ｃ）は、さらに、折り返しダイポ−ル２２を不平衡な形に変形した折り返しダイポ−ル２３となっている。
図９（ｄ）〜（ｉ）は、本アンテナアダプタに用いることが可能なさらに別のアンテナの変形例を示す外観図である。
図９（ｄ）は、図５の第２の導体９を導体板２４にした変形例である。この導体板２４は、金属板などで形成され、その形状、面積は自由（任意）で良い。よって、楕円や多角形でも可能である。また、この導体板２４の最大寸法は、例えば横か縦の長さが使用波長の１／４波長前後か、それ以上であることが望ましい。なお、この導体板２４は、３次元的（立体的）でも問題ない。原理的には、この導体板２４をア−ス電位と考えれば、これはモノポ−ルアンテナと理解できる。
図９（ｅ）は、図９（ｄ）の同軸中心導体に接続されている第１の導体８を、左方向にＬ字状に変形してＬ字導体２５としたものである。同様に、図９（ｆ）も、第１の導体８を、紙面奥方向にＬ字状に変形してＬ字導体２６としたものである。基本的に、Ｌ字に変形する方向は、物理的に可能であればどの方向でも問題ない。
図９（ｇ）は、図９（ｄ）の導体板２４を、下方向に向けて変形した導体板２７としたものである。図９（ｄ）同様、導体板２７の形状、大きさは自由で良い。
図９（ｈ）は、図９（ｄ）の導体板２４の代わりに、導体棒２８を接続した変形例である。導体棒２８は、金属等の導体よりなり、その長さは自由である。しかし、電気的な特性を考えると、全長が使用波長の１／２波長前後か、それ以上で、かつその長さの中心において同軸ケ−ブルの外部導体と接続されることが望ましい。
図９（ｉ）は、図９（ｄ）の第１の導体８の代わりに、Ｔ字の導体であるＴ字導体２９を接続したものである。Ｔ字導体２９は、金属の棒などの導体からなる。その寸法については、垂直部分の長さと水平部分の長さの１／２を加えた長さを、概ね使用波長の１／４波長にするのが良い。水平部分と垂直部分の接合点は、水平部分の中心が一般的であるが、ややずらせて接合する方が、電気的整合がよくなる場合もある。
【００１０】
図１０（ｊ）〜（ｎ）は、本アンテナアダプタに用いることが可能なさらに別のアンテナの変形例を示す外観図である。
図１０（ｊ）は、図５の第１および第２の導体８、９の代わりにＦ字状の導体であるＦ字導体３０を接続したものである。同様に、図１０（ｋ）は、図１０（ｊ）のＦ字導体３０の背中（垂直）部分を板状にして、導体板３１としたものである。図１０（ｊ）、（ｋ）では、背中部分の長さは概ね使用波長の１／４波長であることが望ましい。
図１０（ｌ）は、図１０（ｊ）の近傍に金属などの導体からなる導体板３２を配置したものである。このように、導体板３２を近傍に配置することによって、広い帯域で、電気的な整合状態を良好に保てる場合がある。
図１０（ｍ）は、図７のダイポ−ル２１を円弧状に成形した、円弧状ダイポ−ル３３を接続したものである。この場合、円弧状以外に、Ｌ字状にしたり、コの字状にしたりすることも可能である。
図１０（ｎ）は、図５の第１および第２の導体８、９の代わりにル−プ状の導体のル−プ３４を接続したものである。ル−プ３４の長さは、使用波長程度が望ましいが、物理的に不可能な場合は、それ以下でも使用可能な場合がある。図１０（ｎ）は、原理的にはル−プアンテナとしての動作となる。
図１１（ｏ）、（ｐ）は、本アンテナアダプタに用いることが可能なさらに別のアンテナの変形例を示す外観図である。
図１１（ｏ）は、図５の第１および第２の導体８、９の代わりに方形パッチアンテナを用いた例である。ここでは、同軸ケ−ブル３の外部導体に導体よりなるグランド板４０をハンダなどで接続し、同軸ケ−ブル３の中心導体に方形パッチ素子４１を接続した構造となっている。同様に、図１１（ｐ）は、同軸ケ−ブル３の外部導体に導体よりなるグランド板４０を接続し、同軸ケ−ブル３の中心導体に円形パッチ素子４２を接続した構造となっている。いずれの場合も、電気的な動作原理は、一般のパッチアンテナと同等である。
【００１１】
図１２は、図１１（ｏ）の方形パッチ素子４１を円偏波で給電した変形例を示している。ここでは、導体よりなる方形パッチ素子４３の端部へ導体よりなる給電ライン４４を接続し、給電ライン４４の適当な場所に、同軸ケ−ブル３の中心導体を接続したものである。給電ライン４４は、方形パッチ素子４３と同一平面上に配置されている。また、給電ライン４４は、グランド板４０との間でマイクロストリップ給電線を形成しており、給電ライン４４の幅は、グランド板４０との距離により、適当なインピ−ダンスになるように調整される。給電ライン４４と同軸中心導体の接続点は、一般に、その接続点から給電ライン４４を通り、方形パッチ素子４３の上端部と横端部に接続されるが、この２つの経路の位相差が約９０度、すなわち、使用波長で約１／４波長異なるように調整されている。この場合、給電ライン４４は、マイクロストリップ給電線であるため、電気的位相長が空間波長より短くなる場合があり、注意を必要とする。
上記図８、図９、図１０、図１１、および図１２に示した変形例について、推奨すべき寸法を上述したが、実際の使用状態では、誘電体等が近傍に存在する場合が多く、このような状況では、電気的な整合が良好となる寸法がずれてくる場合がある。よって、実際の使用状態において、各部の導体の長さを調整し、電気的な整合、伝送特性の良好な長さに調整して用いると良い。
【００１２】
さらに、他に、ヘリカルアンテナやスパイラルアンテナを本実施形態のアンテナとして用いることもできる。
図１３は、上述したアンテナアダプタ１と、別に用意した外部アンテナ５０を組合せた実施形態を示した外観図である。外部アンテナ５０は、アンテナ放射素子を有するアンテナ５３、同軸ケ−ブル５１、及び同軸コネクタ５２より構成され、同軸コネクタ４と同軸コネクタ５２とが接続されることにより、本アンテナアダプタから得られた電気的な高周波信号は、アンテナ５３より放射される。
図１４は、アンテナ６１を含んでいる本発明によるアンテナアダプタの実施形態の外観図である。アンテナアダプタ６０は、図１に示すようなアンテナ５、開放部６を有する筐体２と同軸ケ−ブル３、アンテナ６１を接続したものである。この実施形態では、アンテナ６１が初めから接続されているので、筐体２部分から得られた電気的な高周波信号は、外部アンテナ６１により効率的に放射される。
なお、上記アンテナ５３、６１としては、モノポ−ルアンテナ、ダイポ−ルアンテナ、円形または方形のパッチアンテナ、ル−プアンテナ、ヘリカルアンテナ、スパイラルアンテナ、八木アンテナ、コ−ナ−リフレクタ、パラボラアンテナ、ホ−ンアンテナ、対数周期アンテナのいずれかを用いることが可能である。
【００１３】
図１５は、本発明によるアンテナアダプタの使用例を示す説明図である。図１５に示すように、ノ−トパソコン７０の側面に挿入して使用される無線ＬＡＮカード７１のノ−トパソコン７０の側面から露出している部分を、本アンテナアダプタ１の筐体２の開放部６へ挿入する。この挿入部分を拡大した部分を図１６の断面図に示す。
図１６に示すように、無線ＬＡＮカード７１（具体的には、図２９参照）は、通常、ノ−トパソコン７０のキ−ボ−ドを含む筐体７２の側面に挿入する構造になっている場合が多い。挿入された無線ＬＡＮカード７１は、通常、無線通信を行なうために電波を送信または受信するアンテナを内蔵している。そして、この無線ＬＡＮカードの内蔵アンテナ実装部７３は、電波の送受信がしやすいように、障害物のないノ−トパソコン７０の側面外側に露出するようになっている。本アンテナアダプタ１は、その開放部６に、無線ＬＡＮカード７１の内蔵アンテナ実装部７３を差込むように装着して用いる。このとき、無線ＬＡＮカード７１の先端部が、ストッパ−７にあたるまで筐体２に挿入するのが好ましい。
【００１４】
次に、本アンテナアダプタの動作原理について説明する。
図１６に示すようにアンテナアダプタ１が無線ＬＡＮカード７１に装着されている状態で、無線通信を行なうために、無線ＬＡＮカード７１から信号が送信されると、無線ＬＡＮカード７１の内蔵アンテナ実装部７３より電波として送信され、この電波は、アンテナアダプタ１のアンテナ５によって、受信され、同軸ケ−ブル３で伝送され、同軸コネクタ４に到達する。
図１７は、実際の無線ＬＡＮの使用状態を示した例である。ノ−トパソコン７０は、机９１の上で用いられ、机９１は、パ−テション９０によって仕切られている状況になっている。図１６のアンテナアダプタ１の同軸コネクタ４に、図１７に示すように、同軸コネクタ５２を接続し、同軸ケ−ブル５１を介して、外部アンテナ５０に接続されるようにしておけば、無線ＬＡＮアクセスポイント８０のアンテナ８１と障害物なく通信が可能となる。すなわち、無線ＬＡＮアクセスポイント８０のアンテナ８１から電波が送信された場合、その電波の通路８２は障害物がないので良好な通信が可能となる。
しかし、もし、本アンテナアダプタ１が無い場合は、無線ＬＡＮカード７１の内蔵アンテナと無線ＬＡＮアクセスポイント８０のアンテナ８１とが直接通信することとなり、通路８３で通信しなければならないこととなる。この場合、パ−テション９０が障害となり、パ−テション９０が金属などの導体で構成だれていたり、内部に導体が存在する場合、通路８３の実線のように電波の大部分が反射されて、無線ＬＡＮカード７１周辺に到達できず、通信が不可能となってしまう。また、パ−テション９０自身が使用波長に対して減衰が大きい場合にも、通路８３の点線のように、無線ＬＡＮカード７１周辺に到達する電波は微弱となってしまい、通信は可能でも、Ｓ／Ｎが劣化し、これに付随してＰＥＲ（パケットエラ−レイト）が劣化し、通信品質、通信速度が劣化してしまう。
図１８は、図１４に示すアンテナ６０の付いたアンテナアダプタ５０を用いた場合の使用例を示した図である。この場合、初めから設置する状況や同軸ケ−ブル３の必要長が判っていれば、同軸コネクタを接続しない分だけ、このアンテナアダプタ５０を用いる方が簡単となる。
【００１５】
上記図１７及び図１８の説明では、屋内の無線ＬＡＮの使用を想定した説明となっている。しかし、近年、無線ＬＡＮによるＦＷＡ（Fixed Wireless Access）という用途も増えてきている。即ち、無線ＬＡＮの基地局アンテナに相当するアンテナ８１が、屋外の近隣のビルや電信柱に取り付けられていて、外部のアンテナ５０または６０に相当するアンテナをオフィスのあるビルの窓際やマンションのベランダに設置する。そして、屋外の近隣のビルや電信柱に取り付けられた基地局アンテナと通信が可能な状態にし、それらと無線ＬＡＮ接続して使用する方法である。この方法のメリットは、基地局アンテナからの電波がマンションのベランダ全面に照射するように、あるいは、オフィスビルの窓のある一面の全面に照射するようにしておけば、端末側が、外部アンテナを基地局アンテナのある方向に向けて設置するだけで無線ＬＡＮが構築でき、即ち、手軽にインタ−ネットに接続可能なサ−ビスが受けられることである。通常は、ビルやマンションで個別の部屋ごとの電話線工事をしたり、有線のＬＡＮケ−ブルの敷設といった作業が必要であるが、この手間が省ける点がメリットである。このような場合でも、無線ＬＡＮカード内蔵のアンテナのみで無線ＬＡＮ通信を行なおうとすると、ノ−トパソコンをわざわざ窓際やベランダなど電波の入り易いところに移動して使用しないとならない。その上、風でゆれたカ−テンの影響や、行き来する人など周囲からの反射の影響を受け、電界強度が不安定となり、無線ＬＡＮ通信の品質が劣化したり、伝送速度が遅くなったりしてしまうことがある。このような場合でも、アンテナ５０や６０をベランダや窓際に置き、本アダプタによって無線ＬＡＮカードに接続してやれば、手軽に安定で高品質の無線ＬＡＮ通信を行なうことが可能となる。なお、上記のようなＦＷＡ用途の場合は、アンテナ５０または６０に相当するベランダに設置するアンテナは、単一指向性で利得の大きなアンテナを用いることが望ましい。
【００１６】
図１９は、図１のアンテナアダプタ１の筐体２の外側に、シ−ルド１０１を施したアンテナアダプタ１００の実施形態を示すものである。シ−ルド１０１は、導体の材料で出来ており、電波が周囲にもれないように覆うものであり、金属板や導体の含んだ塗料、金属メッキとなどの方法が用いられる。このシ−ルド１０１は、筐体２の外側に施されているが、機能上、内側でも問題ない。また、内側と外側の両方につけると効果が大きい。
シ−ルド１０１を内側に施す場合の問題点は、挿入する無線ＬＡＮカード７１の金属部分と接触し、予期しない電流が流れて漏電事故を生じることである。よって、挿入する無線ＬＡＮカード７１が決まっていない場合や挿入する無線ＬＡＮカード７１に電位を生じ得る導体部分が露出している場合は、シ−ルド１０１がふれないような部分のみに施すようにする必要がある。このことは、本アンテナアダプタ使用時に、図１９の筐体２の右端部がノ−トパソコン７０の筐体と接触する可能性があり、かつ、ノ−トパソコン７０の筐体が導体で構成され、特別な電位を生じている場合にも注意が必要である。図１９の例は、上記のことを配慮し、シ−ルド１０１のある部分を外側のみとし、かつ、右端から距離Ｍをおいた部分までとしている。ただし、本問題に関しては、積極的に導通させて、全体の電位を同一にした方がいい場合もあるため、使用状況により、シ−ルド部分の配置を決めることが望ましい。
なお、図１９において、シ−ルド１０１は、同軸ケ−ブル３の外部導体と電気的に接続されていることが望ましい。
【００１７】
図２０は、図１のアンテナアダプタ１の筐体２に、スリット１１２やツメ１１４を形成したアンテナアダプタ１１０を示す図である。図２０において、筐体１１１は、上壁１１５、下壁１１６、２つの横壁１１３及びその先端のツメ１１４から構成される。上壁１１５及び下壁１１６と、2つの横壁の間には、スリット１１２が形成されており、両側のツメ１１４の間に、無線ＬＡＮカードが挿入される構造になっている。
無線ＬＡＮカード挿入時のツメ１１４によるロック機構の説明図を図２１（ａ）に示す。両側のツメ１１４の間の間隔が、挿入する無線ＬＡＮカードの内蔵アンテナ実装部７３の幅よりやや狭くなっていて、横壁１１３を外側にしならせて、無線ＬＡＮカードが挿入され、ツメ１１４により、無線ＬＡＮカードが抜けない様にはまり込む構造になっている。ツメ１１４の構造は、先端がひっかかる構造になっているので保持力はあるが、無線ＬＡＮカードを抜く時に、強く引くと、ツメ１１４が欠けてしまう可能性があるので、そのような場合は、図２１（ｂ）に示すように横壁１０２にツメ１０３のような曲面のツメをつけてやればよい。この場合は、引き抜くときも、横壁１０２が自然に外側にしなる構造になっているので、ツメ１０３が欠けるようなことは起きにくい。
【００１８】
図２２（ａ）、（ｂ）は、挿入する無線ＬＡＮカードの内蔵アンテナ実装部７３と無線ＬＡＮカード７１本体との境界に段差がない場合である。このような場合は、横壁１１３の平坦な接触面をもつツメ１１８を形成し、その表面に、滑り止めの効果を有する物質、例えば、平坦なゴム板を固定板１１９として接着しておく。無線ＬＡＮカード７１の挿入時に、横壁１１３が少し外側にしなる寸法にしておけば、無線ＬＡＮカード７１の挿入後、横壁１１３が戻ろうとする力で、固定板１１９が、無線ＬＡＮカード７１の側面を押して固定される。固定板１１９に用いる素材としては、ゴム板のように弾力があるものが望ましい。
図２３は、全体が洗濯挟みのような構造になっているアンテナアダプタ１２０の実施形態を示す図である。このアンテナアダプタ１２０は、主に、駆動部１２３を左下面に有する上板１２０と、駆動部１２４を左上面に有する下板１２２より構成される。駆動部１２３と１２４とは、お互いに頂つがいのような構造になっており、スプリングのようなバネが内蔵され、洗濯挟みのように、上板１２１の右先端部と下板１２２の右先端部が接触するように付勢された状態になっている。アンテナとしては、パッチアンテナ１２６が下板の右上側に配置され、同軸ケ−ブル３で給電するように接続されている。
上記構造で、無線ＬＡＮカードを右側からストッパ−１２５にあたるまで挿入すると、無線ＬＡＮカードの内蔵アンテナから放射される電波は、パッチアンテナ１２６によって受信され、同軸ケ−ブル３に伝送される。なお、ここで用いているパッチアンテナ１２６以外に、図７〜図１２に示した種々のアンテナを、駆動部１２３または１２４の近傍に配置した構成とすることも可能である。
図２４に示したアンテナアダプタ１３０は、図１のアンテナ５を横壁１３２に配置し、アンテナ１３３としてものであり、無線ＬＡＮカード７１は、筐体１３１の開放部６の右の横壁１３４とストッパ−１３５の間に挿入するようになっている。
図２５（ａ）のアンテナアダプタ１４０は、図２４のアンテナ１３３を円形パッチアンテナ１４３に代えたものである。円形パッチアンテナ１４３の場合は、突起がないので、多少のこすれを問題視しなければ、図２４のストッパ−１３５のようなものは不要である。しかし、こすれが問題となる場合は、図２５（ｂ）に示すようにストッパ−１４４のようなものを設けてもよい。
【００１９】
図２６のアンテナアダプタ１５０は、図６の筐体２の外側に、シ−ルド１５２を付加すると共に、仕切り板１５３を配置して、筐体１５１としたものである。シ−ルド１５２の効果については、図１９に示した実施形態と同様である。図６との比較では、シ−ルド１５２以外に、図６のストッパ−７の代わりに、仕切り板１５３としたことである。図６の構造では、重要なダイポ−ル２１周辺にほこりやゴミが入りこんで、ダイポ−ル２１の動作に悪影響を与えたり、誤挿入によってダイポ−ル２１が破壊される可能性があるが、本実施形態では、仕切り板１５３があるため、このような問題が生じないメリットがある。
図２７（ａ）のアンテナアダプタ１６０は、図２６のダイポ−ル２１の代わりに、パッチアンテナ１６５を用いた実施形態である。パッチアンテナ１６５は、構造上、図２７（ｂ）に示すように導体のグランド板１６７と円形パッチ素子１６６を誘電体で隔てて配置する必要があるため、仕切り板１６３を利用して構成したものである。無線ＬＡＮカードが右側の開放部６より挿入された場合に、パチアンテナ１６５を破壊しないように、ストッパ−１６４が設けられている。パッチアンテナ１６５は、筐体１６１の内部に左側から貫通した同軸ケ−ブル３より給電される。具体的には、同軸ケ−ブル３の中心導体は、円形パッチ素子１６６へ、同軸ケ−ブル３の外部導体は、グランド板１６７に接続される。
図２８は、図２３のアンテナアダプタ１２０の有効な使用例を示す図である。図２３に示すアンテナアダプタ１２０は、図１６に示す様な状況で使用可能であるが、図２８のような場合にも有効となる。図２８（ａ）は、無線ＬＡＮ内蔵のノ−トパソコンの例を示す。近年の無線ＬＡＮの普及から、無線ＬＡＮ機能は、無線ＬＡＮカードでなく、ノ−トパソコンの標準機能として内蔵される動向である。この場合、無線ＬＡＮ用のアンテナも内蔵される動向であるが、内蔵されるアンテナ位置は、ノ−トパソコンのディスプレイ部の上端や横端に実装される場合がある。このような場合、アンテナアダプタ１２０のような構造になっていれば、図２８（ｂ）に示すように内蔵アンテナ１７２の配置されている筐体の上に、アンテナアダプタ１２０を挟み込めば、外部のアンテナ１７４を接続することが可能になる。
なお、上述した実施形態では、アンテナアダプタのアンテナに接続されるケーブルを同軸ケーブルとしたが、前記同軸ケ−ブルの代わりに、マイクロストリップ線路や平行２線式の給電線路を用いることも可能である。
また、上記実施形態では、一般の無線ＬＡＮカードの使用時を想定していたが、これに限定されず、外部アンテナ端子の無い無線ＬＡＮカードの製造検査工程において、内蔵されているアンテナを含めて定量的な動作確認をする方法に本発明を適用することも可能である。
【００２０】
最後に、本アンテナアダプタの汎用性について、その優位性を示す。現在、販売されている無線ＬＡＮカードの大半は、ＰＣＭＣＩＡ／ＪＥＩＤＡの規定するPC CARD STANDARDという規格に則って作られているものが多い。この規格では、カードの横幅の寸法などが規定されており、本アンテナアダプタも、この規格に記されている寸法で、挿入が可能なよう設計、製造すれば、市場にあるほとんどの無線ＬＡＮカードに適合が可能となる。よって、本アンテナアダプタの汎用性も広いと言える。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のアンテナアダプタを用いることにより、以下のような６つの効果が得られる。
第１の効果は、外部アンテナ端子が付いていない無線ＬＡＮカードに、付加して用いることにより、外部アンテナを接続することが可能なり、接続した外部アンテナを見通しのよい場所に設置することにより、良好な通信状態を実現できる。
また、外部アンテナ端子付き無線ＬＡＮカードにも、本アンテナアダプタは使用可能である。さらに、外部アンテナ端子付き無線ＬＡＮカードは、外部アンテナ端子が壊れ易いが、外部アンテナ端子が壊れてしまったものでも、本アンテナアダプタは使用可能となる。
第２の効果は、本アンテナアダプタは、安価に構成でき、概ね、ほとんどの無線ＬＡＮカードについて適合が可能で汎用性あることである。
第３の効果は、外部アンテナ端子付きの無線ＬＡＮカードを用いる方法は、信頼性に欠け、壊れ易いのに対し、本アンテナアダプタは、電気的な接触やコネクタを用いないため、壊れにくいというメリットがある。
第４の効果は、本アンテナアダプタは、接続する外部アンテナが自由に選択できるというメリットがある。外部アンテナ端子付きの無線ＬＡＮカードの場合、同一の製造メ−カの指定するオプションの外部アンテナを用いないと、コネクタの形状が適合しないという場合がある。
第５の効果は、本アンテナアダプタは、無線ＬＡＮ機能を内蔵したパソコンに、外部アンテナを接続する手段も提供できるメリットがある。
第６の効果は、本アンテナアダプタを、無線ＬＡＮカードの製造、検査工程の動作確認のためのツ−ルとして使用できるというメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアンテナアダプタの一実施形態の外観図である。
【図２】本発明のアンテナアダプタの一実施形態の側面断面図である。
【図３】本発明のアンテナアダプタの一実施形態の平断面図である。
【図４】本発明のアンテナアダプタの一実施形態の開放部から観た図である。
【図５】図１に示すアンテナ５の詳細図である。
【図６】本発明のアンテナアダプタの他の実施形態の側面断面図である。
【図７】本発明のアンテナアダプタにダイポ−ルを用いた実施形態の詳細図である。
【図８】本発明のアンテナアダプタに用いるアンテナの種々の変形例の外観図である。
【図９】本発明のアンテナアダプタに用いるアンテナの種々の変形例の外観図である。
【図１０】本発明のアンテナアダプタに用いるアンテナの種々の変形例の外観図である。
【図１１】本発明のアンテナアダプタにパッチアンテナを用いた実施形態の外観図である。
【図１２】本発明のアンテナアダプタにパッチアンテナを用いた他の実施形態の外観図である。
【図１３】本発明のアンテナアダプタと外部アンテナを組合せた実施形態の外観図である。
【図１４】本発明のアンテナアダプタとアンテナを組合せた他の実施形態の外観図である。
【図１５】本発明のアンテナアダプタの使用例を示す図である。
【図１６】本発明のアンテナアダプタの接続方法の説明図である。
【図１７】本発明のアンテナアダプタの使用例を示す図である。
【図１８】本発明のアンテナアダプタの使用例を示す図である。
【図１９】本発明のアンテナアダプタをシ−ルド１０１で覆った実施形態の側面断面図である。
【図２０】本発明のアンテナアダプタの別の実施形態の外観図である。
【図２１】図２０に示したツメ１１４のロック機構の例の説明図である。
【図２２】図２０に示したツメの別の実施形態の説明図である。
【図２３】本発明のアンテナアダプタの別の実施形態の外観図である。
【図２４】本発明のアンテナアダプタの別の実施形態の外観図である。
【図２５】本発明のアンテナアダプタの別の実施形態の外観図である。
【図２６】本発明のアンテナアダプタの別の実施形態の断面図である。
【図２７】本発明のアンテナアダプタの別の実施形態の断面図である。
【図２８】本発明のアンテナアダプタの使用例を示す図である。
【図２９】従来技術の無線ＬＡＮカードの外観図である。
【図３０】従来技術の無線ＬＡＮカードをパソコンに実装した状態の外観図である。
【図３１】従来技術の無線ＬＡＮカードにおいて通信が難しい状態の説明図である。
【図３２】従来技術の外部アンテナ端子付無線ＬＡＮカードの外観図である。
【図３３】従来技術の外部アンテナ端子付無線ＬＡＮカードの通信良好な状態の説明図である。
【符号の説明】
１…アンテナアダプタ、２…筐体、３…同軸ケ−ブル、４…同軸コネクタ、５…アンテナ、６…開放部、７…ストッパ−、８…第１の導体、９…第２の導体、１０…筐体の内壁、２１…ダイポ−ル、２２…折り返しダイポ−ル、２３…折り返しダイポ−ル、２４…導体板、２５…Ｌ字導体、２６…Ｌ字導体、２７…導体板、２８…導体棒、２９…Ｔ字導体、３０…Ｆ字導体、３１…導体板、３２…導体板、３３…円弧状ダイポ−ル、３４…ル−プ、４０…グランド板、４１…方形パッチ素子、４２…円形パッチ素子、４３…方形パッチ素子、４４…給電ライン、５０…外部アンテナ、５１…同軸ケ−ブル、５２…同軸コネクタ、６０…アンテナアダプタ、６１…アンテナ、７０…ノ−トパソコン、７１…無線ＬＡＮカード、７２…ノ−トパソコンのキ−ボ−ドを含む筐体、７３…無線ＬＡＮカードの内蔵アンテナ実装部、８０…無線ＬＡＮアクセスポイント、８１…アンテナ、８２…通路、８３…通路、９０…パ−テション、９１…机、１００…アンテナアダプタ、１０１…シ−ルド、１０２…横壁、１０３…ツメ、１１０…アンテナアダプタ、１１１…筐体、１１２…スリット、１１３…横壁、１１４…ツメ、１１５…上壁、１１６…下壁、１１７…後壁、１１８…ツメ、１１９…固定板、１２０…アンテナアダプタ、１２１…上板、１２２…下板、１２３…駆動部、１２４…駆動部、１２５…ストッパ−、１２６…パッチアンテナ、１３０…アンテナアダプタ、１３１…筐体、１３２…横壁、１３３…アンテナ、１３４…横壁、１３５…ストッパ−、１４０…アンテナアダプタ、１４１…筐体、１４２…横壁、１４３…円形パッチアンテナ、１４４…ストッパ−、１５０…アンテナアダプタ、１５１…筐体、１５２…シ−ルド、１５３…仕切り板、１６０…アンテナアダプタ、１６１…筐体、１６２…シ−ルド、１６３…仕切り板、１６４…ストッパ−、１６５…パッチアンテナ、１６６…円形パッチ素子、１６７…グランド板、１７０…無線ＬＡＮ内蔵パソコン、１７１…ディスプレイ、１７２…内蔵アンテナ、１７３…アンテナアダプタ、１７４…アンテナ、３００…コネクタ、３０１…ディスプレイ、３５０…電波、３５１…反射波、４００…外部アンテナ端子付き無線ＬＡＮカード、４０１…コネクタ、４０２…無線ＬＡＮカードの内蔵アンテナ実装部、４０３…外部アンテナ端子、４４０…外部アンテナ、４４１…同軸ケ−ブル、４５０…電波、４５１…電波

Claims (3)

1. パソコンに装着して使用される無線ＬＡＮカードの良好な通信状態を実現するために前記無線ＬＡＮカードに付加して使用されるアンテナアダプタであって、 誘電体からなる少なくても一方向を開放にした箱型の筐体と、
   前記箱型の筐体の内部に実装されるアンテナと、
   前記アンテナに給電するように接続された同軸ケ−ブルと、を備え、
   前記箱型の筐体の開放部に前記無線ＬＡＮカードの内蔵アンテナ実装部が挿入され、
   前記同軸ケ−ブルの他端に外部アンテナの接続用の同軸コネクタを設け、
   該同軸ケ−ブルを箱型の筐体のいずれかの面に穴を空けて貫通して内部に引き込んで前記アンテナに給電するように接続し、
   前記箱型の筐体の内部に実装されるアンテナが、使用波長の約１／４波長の長さの２本の導体棒から構成され、第１の導体棒が垂直で、第２の導体棒が水平になるように、前記箱型筐体のいずれかの内壁面上またはその近傍に配置され、
   前記箱型の筐体の内面に、前記無線ＬＡＮカードの挿入を規制するストッパーが設けられ、
   前記筐体の外側を導体の材料、導体の塗料、または金属板で覆い、
   前記ストッパーにより、前記無線ＬＡＮカ−ドの挿入を規制し、かつ、アンテナが電波を放射するための空間が、前記ストッパーによって確保されていることを特徴とするアンテナアダプタ。
2. 前記箱型の筐体の少なくても１面が、独立にしなって可動する構造を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のアンテナアダプタ。
3. 前記同軸ケ−ブルの他端にコネクタに代えて外部アンテナが接続されていることを特徴とする請求項１乃至２の何れか一項に記載のアンテナアダプタ。

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