JPH07303052A - 無線通信のための装置および無線通信を改善する方法 - Google Patents

無線通信のための装置および無線通信を改善する方法

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JPH07303052A
JPH07303052A JP7101250A JP10125095A JPH07303052A JP H07303052 A JPH07303052 A JP H07303052A JP 7101250 A JP7101250 A JP 7101250A JP 10125095 A JP10125095 A JP 10125095A JP H07303052 A JPH07303052 A JP H07303052A
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antenna
gps
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radio
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JP7101250A
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Sr Edward J Vignone
エドワード・ジェイ・ビグナン・シニア
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 負荷の特性インピーダンスと信号源の特性イ
ンピーダンスとを良好に整合させてより低い反射損失お
よび分散損失を得ることが可能な、無線通信のための装
置および無線通信を改善する方法を提供する。 【構成】 衛星軌道データを受信してデジタルデータに
変換するためのＧＰＳ受信機１４がＰＣカード１６の第
２の端部に取付けられている。ＰＣカード１６は、ＧＰ
Ｓ受信機１４からのデジタルデータをＰＣカード１６の
第１の端部に伝えるための直列データインタフェースバ
スを含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、無線通信機およびア
ンテナ構造ならびにコネクタと、それらを実行する方法
とに関し、特定の実施例においては、本発明は、上記し
た無線通信機およびアンテナ構造ならびにコネクタと、
Global Positioning System （以下「ＧＰＳ」とい
う。）を利用するコンピュータをもとにした装置による
信号の受信および送信を改善する方法とに関する。
【０００２】
【発明の背景】今日のコンパクトな携帯用のコンピュー
タは即座に利用可能な計算能力を容易に使用者に提供す
る。しかしながら、この携帯用コンピュータの便利な機
動性は、その機動性とともに使用者の位置の変わりやす
さをもたらす。変わりやすい使用者の位置が素早く決定
されなければならない場合があるかもしれない。使用者
の位置を追跡することは、たとえば、慣れない地域にお
ける起こり得る危険を回避するために、特に、自動車の
位置や、航海、航空および産業的な使い方の場合に重要
であるかもしれない。したがって、ＧＰＳの宇宙的規模
のナビゲーション技術が、コンピュータ使用者の特定の
位置を決定するとともにその使用者を所望の目的地に向
かわせる際にその使用者を助けるために重要であるとい
うことがわかった。
【０００３】ＧＰＳは位置，高度，時間および速度の世
界的な全天候型の決定を行なう宇宙規模の無線ナビゲー
ションシステムである。ＧＰＳは受動の無線受信機を用
いて実行され、事実上無制限な数の使用者に利用され
る。ＧＰＳ無線受信機は、地球の周囲を軌道を描いて廻
る２４のＧＰＳ衛星の位置からの精密な参照信号を捕ら
えて受信する。低価格のＧＰＳ受信機は、特定のＧＰＳ
専用製品においてここ数年利用されてきた。典型的に
は、これらのＧＰＳ適用に限定された製品は、ディスプ
レイ，キーボード，電源，演算処理装置およびハウジン
グのような基本的なコンピュータの部品を含んでいた。
したがって、携帯用コンピュータなどはＧＰＳ技術を利
用するための優れた地上受信基地（platform）であると
いうことが認識されてきた。
【０００４】ＧＰＳ技術を支えるハードウェアおよびソ
フトウェアを携帯用コンピュータに備え付けて組込むい
くつかの方法が考案されてきた。１つは、Personal Com
puter Memory Card International Association （以
下、ＰＣＭＣＩＡという）のスロットが備えられたホス
トコンピュータによるＰＣＭＣＩＡフォーマットを用い
る方法である。ＰＣＭＣＩＡスロット内におけるＰＣＭ
ＣＩＡ準拠データインタフェースカード（以下、「ＰＣ
カード」という）の脱着可能な特徴を利用することによ
って、ＧＰＳの機能が活性化され、ラップトップ型のコ
ンピュータかまたはPersonal Degital Assistant（ＰＤ
Ａ）にアクセスを有するほとんどの使用者によって利用
されることができる。しかしながら、ＰＣＭＣＩＡフォ
ーマットにおいてＧＰＳ受信機をパッケージ化する場合
にはＰＣＭＣＩＡ規格に準拠したフォーマットが必要で
ある。したがって、能率的な（Streamlined ）ＧＰＳ受
信機のラジオ周波数フロントエンドの構造ではＰＣＭＣ
ＩＡポート内にＧＰＳ製品を含んでいることが望まし
い。
【０００５】しかしながら、アンテナの配置に関して
は、ＧＰＳ衛星に対するアンテナの視界を最大にしなが
らさらに鈍重な外部部品およびケーブルを最小限にする
ためのアンテナの特定の配置形態に関する一定の問題が
提起されてきた。そのような考慮は種々の無線通信機器
において明らかであるけれども、信号の受信および性能
を最大にしながら、同時に簡単で容易な脱着を提供する
有効なアンテナ配置および搭載構造はまだ開発され続け
ている。
【０００６】さらに、信号受信レベルの最大化と、外部
ノイズおよび干渉の最小化とは、設計上の問題であるこ
とが見出された。無線通信機に対するアンテナのよう
に、多種多用の電気および電子素子を互いに連結するた
めに、ゲーブルまたは他の配線方式が素子間で典型的に
実行されている。たとえば、電波を受信または放射する
ための無線通信機へアンテナを接続する場合は、一般に
ラジオ周波数コネクタを有する同軸ケーブルの使用が必
要である。無線通信機およびアンテナを同軸ケーブルに
接続するために対応の同軸ケーブルが必要であるかもし
れない。
【０００７】しかしながら、同軸ケーブルは、不整合イ
ンピーダンスの原因となる反射損失とともに、ケーブル
を介しての信号の減衰の原因となる好ましくない信号の
低下およびさらなる受信機システムの雑音を導入する傾
向にある。反射損失は、たとえばアンテナなどの負荷イ
ンピーダンスが無線送信機のような発信機インピーダン
スと不整合であるときには、ケーブルを介して明らかな
伝達損失になる。したがって、回線上の伝達ロスは、伝
達回線における不整合インピーダンスの不連続に起因し
てエネルギの一部が反射されるときに結果として生じ
る。より特定的には、ＧＰＳの環境に言及すると、図１
に示されているように、従来のケーブル形態は、ケーブ
ル装置を介してＰＣＭＣＩＡインタフェース（ＰＣカー
ド）１０２に結合されたＧＰＳ無線受信機１００を含む
かもしれない。ＰＣＭＣＩＡインタフェース１０２は、
直列のインタフェースポートケーブル１０４によってＧ
ＰＳ受信機１００に接続されている。パッチタイプアン
テナ（パッチアンテナ）１０６は、同軸ケーブルおよび
コネクタ装置１０８を介してＧＰＳ受信機１００に接続
されている。このデバイスの仕様に従うと、この同軸ケ
ーブル装置１０８は、１５７５ＭＨｚで約２．５ｄＢか
ら最大５ｄＢの反射および伝達損失を導入する可能性が
ある。しかしながら、ＧＰＳ衛星信号は５０ｄＢから約
３０ｄＢの間のダイナミックレンジ内で伝達されるの
で、その本来有する５ｄＢのケーブル損失が１５７５Ｍ
ＨｚＧＰＳ受信周波数において信号レベルを重大に低下
させる。さらに、草木の葉や建物のような物理的な障害
物が存在する場合には、信号強度がさらに一層弱められ
る。
【０００８】これらの損失は、受信される信号の強度ま
たは振幅に重大にかつ深刻に影響を及ぼし、したがって
望ましい信号の最終的な取得に重大にかつ深刻に影響を
及ぼす。さらに、もし少ないインピーダンス整合または
他の要因が搬送波対雑音比を特に低くする場合には、無
線受信機は、望ましいダイナミックレンジ内に入る無線
信号を捕らえるのに十分な感度を有しないかもしれな
い。結果として、大きい信号増幅および他の電子的ハー
ドウェアが、搬送波対雑音比を増加させるのに必要であ
るかもしれない。しかしながら、信号の増幅は、必要な
電子的ハードウェアを収容する空間の制限された利用の
ために一定の機器に組込むのは難しいかもしれない。
【０００９】さらに、ＧＰＳ受信機をＰＣカードに接続
するための直列インタフェースケーブルと同様、同軸ケ
ーブルの些細な物理的な形態がもし非常に長いケーブル
を設置することを要求される場合には特に一定の機器に
おいて困難を伴うかもしれない。緩んだケーブルは物や
他の障害物に引っ掛かるかも知れず、潜在的な接続の切
断または他の機器との干渉に繋がる。したがって、ケー
ブルは信号の減衰および損失をもたらすだけでなく、緩
んだケーブルはまた危険な物理的障害物となったり、通
信回線の潜在的な破断を引起こす可能性もある。
【００１０】さらに、たとえば、ＰＣＭＣＩＡインタフ
ェースカード，中間直列ポートコネクタケーブル，受信
機，同軸ケーブルおよびコネクタアセンブリならびにア
ンテナなどの別々の部品によって引起こされる信号の低
下に加えて、これらの部品は適切な操作状況における個
々の保全を要求される。したがって、関連要素の１また
はそれ以上の破壊または損失が増加する可能性に加え
て、個々の部品の保全および修理または再配置のコスト
がかなり高価になり実用的ではない。
【００１１】
【発明の概要】したがって、この発明の１つの目的は、
システムの複雑性およびコストを低減しながら、実用的
目的のために、特に相対的に複雑でない配置が要求され
る態様において上記した制限を除去することが可能な無
線通信機およびアンテナの接続システムを提供すること
である。
【００１２】これらのおよび他の目的は、無線通信機お
よびアンテナ装置ならびに無線信号の受信および伝達を
改善するシステムによる本発明の一実施例によって達成
される。無線通信機はプラグイン接続またはＰＣＭＣＩ
Ａインタフェーススロットのような受入スロットを介し
てコンピュータに直接接続される。アンテナは第１およ
び第２の部分を有する同軸コネクタを介して無線通信機
の上部表面に取付けられる。アンテナは同軸コネクタの
第１の部分に結合される実質的に平坦な底面を有する。
同軸コネクタの第２の部分は無線通信機の上部表面に取
付けられる。したがって、同軸コネクタの第１および第
２の部分がアンテナおよび無線通信機の対応する表面に
取付けられたときに無線通信機の上面はアンテナの底面
に対して直接面して隣接している。
【００１３】好ましくは、アンテナは、無線通信機の大
きさおよび形状に順応して適合する大きさおよび形状を
有するパッチタイプアンテナ要素を含む。パッチタイプ
アンテナは特定の無線通信機使用状態によって固定的ま
たは適用性のあるものであってもよい。特定の実施例に
おいては、無線通信機の上面に接続される同軸コネクタ
の第２の部分は無線通信機の表面における凹み部に収容
されており、パッチアンテナの底面に接続される同軸コ
ネクタの第１の部分は同軸コネクタの第２の部分に直接
接続されている。したがって、外部および内部の同軸ケ
ーブルの必要性は除去され、そのようなケーブルを使用
したときに内在的に生じる信号減衰や信号損失を十分に
減少させることができる。
【００１４】
【好ましい実施例の説明】以下の詳細な説明は限定的な
意味に取られるものではなく、単に発明の実施例の一般
的な原理を説明する目的のためだけになされる。発明の
範囲は請求の範囲によって最もよく規定される。
【００１５】本発明の一実施例に従った無線通信機／ア
ンテナ直接接続構造は図２の参照番号１０として全体的
に示される。無線通信機およびアンテナの形態は、コン
ピュータに採用可能なプラグインモジュールまたはＰＣ
ＭＣＩＡインタフェースカード（ＰＣカード）のような
カード１６に接続される無線通信機と、直接接続可能な
アンテナ１２とを含んでいる。好ましい実施例では、無
線通信機部品１４はＧＰＳ無線受信機を含んでいる。そ
のＧＰＳ無線受信機１４はパッチアンテナ１２に直接接
続されている。以下に詳細に述べるように、本発明の実
施例はＰＣＭＣＩＡフォーマットに嵌め込まれたＧＰＳ
受信機機能を提供する。
【００１６】本発明のアンテナの実施例は、従来のアン
テナケーブル装置による分散ケーブル損失および減衰に
典型的に起因するラジオ周波数信号の減衰を実質的に減
少させるために設けられる。たとえば、同軸ケーブルは
ケーブル損失の典型的な原因である。したがって、本発
明の実施例は不必要なケーブル接続による同軸ケーブル
の反射損失および分散損失の量および影響を減少させる
ことに向けられる。したがって、互いに接続される部品
の特性インピーダンスを整合させる必要性が同様に除去
される。
【００１７】したがって、本発明の実施例は、アンテナ
の無線通信機への複雑でない取付けと、ホストコンピュ
ータ内に一体化されたＰＣカードと無線通信機との直接
の設置とを可能にする一体化されたアンテナ配置を提供
する。図２を参照して、本発明の好ましい実施例では、
ＧＰＳ無線受信機１４に直接接続することが可能なパッ
チタイプのアンテナ１２を含む。ＧＰＳ無線受信機１４
は、ＰＣＭＣＩＡメモリインタフェースカード（ＰＣカ
ード）１６に接続され、かつそのＰＣカード１６から延
びている。電波の受信が望ましい場合には、アンテナ１
２は図２および図３に示したようにＧＰＳ受信機１４上
に設置されてＧＳＰ受信機１４によって支持される。
【００１８】図面に示すように、好ましい実施例では、
ＰＣカード１６は長く延びた形状のＰＣＭＣＩＡ準拠の
第２インタフェースであり、その厚みはＧＰＳ受信機１
４の厚みの約半分である。特定の適用およびホストコン
ピュータに設けられたスロットのタイプによっては、Ｐ
Ｃカード１６は図面に示されているより厚いかまたは薄
いものでもよい。好ましくは、ＰＣＭＣＩＡスロットを
有する今日の計算素子の大部分は第２型の規格寸法を利
用し、ＧＰＳ受信機に結合されるＰＣカードの実施例は
ここで述べるように第２型規格の条件を満たす。
【００１９】好ましい実施例においては、ＰＣカード１
６はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circ
uit ），ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver
Transmitter ）およびＲＯＭ（Read Only Memory）を含
む。ＡＳＩＣは、たとえば、ＰＣＭＣＩＡ規格とホスト
コンピュータとを仲介して特定の適用に必要なロジック
機能を果たす。ＰＣカードとＧＰＳ受信機とは直接出力
を行なうため、ＵＡＲＴはその直列データをＰＣＭＣＩ
Ａバス（図示せず）を横切るデジタル並列フォーマット
に変換する手段として用いられる。標準の通信ポートア
ドレスに従った形態である場合には、ＵＡＲＴは標準の
直列インタフェースとして働く。
【００２０】アンテナ１２は２部からなる同軸コネクタ
１８および２０を介してラジオ受信機１４に取付けられ
る。半分の同軸コネクタ１８はたとえば雄部品または雌
部品であり、アンテナ１２の一方の表面にある。同軸コ
ネクタ２０の相対する部分はＧＰＳ受信機１４の隣接す
る表面内に形成されている。２つの半分の同軸コネクタ
が嵌め合された場合、アンテナと無線受信機との対向す
る表面が直接互いに隣接し、その結果、アンテナと無線
受信機とが同軸ケーブルの使用をすることなしに電気的
に結合される。結果として、信号の減衰および信号損失
が不必要なケーブルを除去することによって減少される
ので、搬送波対雑音比の上昇に起因して受信機性能が改
善されるとともに、装置コストおよび装置の複雑性も低
減される。
【００２１】図２および図３に示されるように、同軸コ
ネクタの雄部品および雌部品１８および２０は、アンテ
ナ１２およびＧＰＳ受信機１４にそれぞれ取付けられて
いる。雌部品１８はアンテナ１２の下側２４に取付けら
れている。図３に示された実施例では、雌部品１８は、
ＧＰＳ受信機１４の上部表面２２に形成される雄部品２
０と結合されるためにアンテナ１２の下側表面２４から
突出している。好ましくは、雄コネクタ２０はＧＰＳ受
信機１４の上部表面に凹みのように形成されている。こ
の場合、突出している雌コネクタ１８は、アンテナ１２
の下部表面２４と無線受信機１４の上部表面２２との間
にほとんどまたは全く空間を残さずにしっかりしたスナ
ップフィット（snap-fit）を与えるように雄部品２０に
素早く簡単に挿入されることができる。そのような構造
はＧＰＳ受信機１４に対するアンテナの移動またはずれ
を最小限にすることができ、その結果、受信されたラジ
オ周波数信号の破壊または損失を起こす潜在性を実質上
低減する。さらに、特別のコネクタ形状はアンテナのた
めの繰返し可能なグランド面を提供する。
【００２２】別の実施例では、雄および雌の同軸コネク
タ部品はたとえば、雄部品がアンテナ１２に取付けら
れ、雌部品がＧＰＳ受信機１４に取付けられるように逆
であってもよい。同様に、アンテナ１２とＧＰＳ受信機
１４との間でぴったりと合うスナップフィットを行なう
ために、雄または雌の同軸コネクタ部品のどちらかを対
応する取付け面から突出させるかその取付け面内に収納
されるようにしてもよい。たとえば、雄コネクタはアン
テナ１２の下部表面に取付けられ、ＧＰＳ受信機１４の
上部表面２２内に規定される対応する雌コネクタに挿入
されるためにアンテナ１２の下面から突出していてもよ
い。
【００２３】さらに他の実施例では、同軸コネクタに加
えて、他の接続構造が使用されることも考えられる。た
とえば、使用されるアンテナの型および複雑さによっ
て、無線通信機とアンテナとが１本の導電ケーブルを介
して直接接続されるようにしてもよい。そのような場合
には、無線通信機とアンテナとは単一の線接続方式によ
って直接接続される。
【００２４】アンテナ表面２４とＧＰＳ受信機表面２２
との間でほとんどまたは全く隙間が残らないような好ま
しい直接向かい合う構造を維持するために設けられる他
の形態も考えられる。たとえば、雄および雌型同軸コネ
クタは両方ともアンテナ１２の下部表面とＧＰＳ受信機
１４の上部表面とから少し突出するようにそれぞれ配置
されていてもよい。しかしながら、一定の実施例では、
アンテナ１２はＧＰＳ受信機１４よりも薄いかもしれな
いので、アンテナ１２によって支持されるコネクタ部品
は外部に取付けられるかまたは他の方法でアンテナ１２
の下部表面２４から突出させる。そのような構造は同軸
コネクタ部品と、アンテナ１２内に配置されたアンテナ
要素との干渉を防止するのに好ましい。
【００２５】図３に示されるように、アンテナ１２はた
とえば銅，アルミニウムまたは複合物質などの金属材料
１３が高誘電材料（図示せず）の対向する側に接着さ
れ、レーザ保護用ドーム構造２６内に納入されたような
パッチタイプアンテナである。誘電材料はセラミックま
たは繊維ガラスからなる基板であってもよい。金属材料
１３の外側の表面はラジオ周波数信号を受信するもので
あり、基板およびレーザ保護用ドームを形成するのに用
いられる材料の誘電定数と、パッチエレメント１３の大
きさと、受信周波数とに基づいて最適の受信特性を得る
ようにエッチングされる。このような構造によって温度
変化に伴なう共振周波数ドリフトを防止するのを促進す
ることができる。したがって、信号受信面積が最大にさ
れる一方で、アンテナサイズと不必要な突出とが減少さ
れ得る。
【００２６】上述したように、同軸コネクタ部品１８お
よび２０は好ましくはアンテナの下部表面およびＧＰＳ
受信機の上部表面にそれぞれ取付けられている。したが
って、雌コネクタ１８はアンテナ１２の内部導電材料と
接触する。雄コネクタ２０は、ＧＰＳ受信機１４の内部
のラジオ周波数インタフェース（図示せず）に結合さ
れ、アンテナ１２と無線受信機１４との対応する表面が
互いに面した状態で雌コネクタ１８に結合することがで
きる。
【００２７】アンテナ１２を無線受信機１４に取付ける
ための手段として補足的な固定装置および連結構造を用
いてもよい。たとえば、図２に示すように、多数の切込
み４０が、無線受信機１４の側面に沿って形成された受
入れ溝４２とスライドして位置決めするためにアンテナ
１２の周辺近傍に設けられている。その切込み４０／溝
４２の構造は、２つのコネクタ部１８および２０をとも
に整列して嵌め合せる簡易な手段を提供するガイドとし
ての役割を果たす。さらに、そのような整列はコネクタ
間の不整合と可能性のあるコネクタの損傷とを防止す
る。したがって、使用者はアンテナを無線受信機に容易
に取付けることができる。
【００２８】したがって、ガイドとなる切込み４０と対
応する溝４２とを整列し、アンテナに設けられた切込み
４０を無線受信機１４に設けられた溝４２を介してスラ
イドさせるだけで、同軸コネクタ１８および２０を正確
に嵌め合せることに特別の注意を払うことなくアンテナ
が受信機に取付け固定される。切込み４０と溝４２の配
置形態および構造について述べたが、種々のガイドまた
は整合形態を採用してもよいことが理解される。
【００２９】他の実施例では、たとえば、アンテナ１２
は、同軸コネクタによるスナップ連結を補足するねじま
たは半永久的器具によってＧＰＳ受信機１４に取付けら
れてもよい。一般にねじは適切な設計基準に従う限りア
ンテナを不調和にさせることはない。アンテナをＧＰＳ
受信機または他の物体に取付ける上記した手段は、永久
的なまたは固定的なアンテナ部品が望ましい場合には好
ましい。さらに他の実施例では、接着剤などのような異
なる手段がアンテナをＧＰＳ受信機に固定するのに用い
られてもよい。
【００３０】レーザ保護用ドーム２６の露出した上部表
面は湾曲した形状を含み、レーザ保護用ドーム２６の下
側はＧＰＳ受信機１４の形状に適合するように比較的平
坦であるけれども、他のアンテナ形状、形態および配置
であってもよいことが認識される。たとえば、アンテナ
は、自動車内または自動車の上での使用のために、風の
抵抗を最小限にするよう完全に平坦な形状であってもよ
いし、制限された限定的空間内または周辺に適用性のあ
るものであってもよい。
【００３１】特定の適用においては、アンテナは受信機
構造および取付け配置に適合するようにさまざまな形状
または形態を有していてもよい。たとえば、図４を参照
して、アンテナ１２は受信機１４の上端部の１つに順応
するようにＬ字形状を有している。雄型および雌型同軸
コネクタ部品はアンテナ１２の下側２４か受信機１４の
上部表面２２のいずれに結合されてもよい。図４の種々
の要素に対する参照符号は図２および図３の参照符号と
一致し、好ましくは、アンテナ構造１２の形状はアンテ
ナの受信機に対する直接結合配置には影響を与えるべき
ではないということを示す。
【００３２】しかしながら、本発明の好ましい実施例に
おいては、アンテナおよびＧＰＳ受信機の構造とは無関
係に、パッチアンテナは、誘電材料，設置面および受信
機入力インピーダンスを含むアンテナ要素の順インピー
ダンスと整合するように調和され、その結果ＧＰＳ受信
機１４によって受信される信号を最大化する。好ましく
は、一定のインピーダンス値はアンテナとＧＰＳ受信機
との間で整合される。変動または好ましくなく変化する
インピーダンスを除去することによって、反射損失もま
た除去される。その結果、電圧定在波比がほぼ１に等し
くなり、これにより不利な状況下でよりよいシステム性
能を得ることができる。
【００３３】説明された実施例では標準の第２型のＰＣ
ＭＣＩＡインタフェースカードより厚いＧＰＳ受信機を
採用したが、さらなる実施例では実質的に薄いかまたは
小さいＧＰＳ受信機を採用し、それにより全体のユニッ
トが第２型スロットに挿入され得る。
【００３４】さらに他の実施例では、記憶カードおよび
ＧＰＳ受信機はホストコンピュータに永久的にハードワ
イヤ接続されていてもよい。パッチアンテナはホストコ
ンピュータ内に支持された受信機部品に直接接続されて
いてもよい。
【００３５】今回開示された実施例はすべての点で例示
であって制限的なものではないと考えられるべきであ
る。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の
範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味およ
び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のアンテナ配置を示した斜視図である。
【図２】本発明の好ましい実施例による直接接続アンテ
ナの斜視図である。
【図３】図２の実施例に示された３−３線に沿った直接
接続アンテナ構造の側断面図である。
【図４】本発明の他の実施例の斜視図である。
【符号の説明】
１２ パッチアンテナ １４ ＧＰＳ受信機 １６ ＰＣカード １８，２０ 同軸コネクタ

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ＰＣＭＣＩＡ準拠のデータインタフェー
    ススロットを有するコンピュータによって実行される装
    置であって、前記装置はＧＰＳ衛星の軌道データに従っ
    て使用者の位置座標を決定するためのものであり、前記
    装置は、 前記ＧＰＳ衛星の軌道データを受信するとともに前記軌
    道データをデジタルデータに変換するためのＧＰＳ受信
    機と、 第１の端部と第２の端部とを有しＰＣＭＣＩＡ準拠デー
    タインタフェースとして使用されるＰＣカードとを備
    え、 前記ＰＣカードの第１の端部は、前記ＰＣＭＣＩＡ準拠
    データインタフェーススロットへ挿入するように適合さ
    れ、 前記ＧＰＳ受信機は前記ＰＣカードの第２の端部に取付
    けられ、 前記ＰＣカードは、前記ＧＰＳ受信機からのデジタルデ
    ータを前記ＰＣカードの第１の端部に伝えるための直列
    データインタフェースバスを含む、装置。
  2. 【請求項２】 前記ＧＰＳ受信機は前記ＰＣカードと一
    体化されている、請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記ＰＣＭＣＩＡ準拠インタフェースス
    ロットは、ＰＣＭＣＩＡ第２型スロットであり、前記Ｐ
    Ｃカードは第２型の厚みを有しており、前記ＰＣカード
    が前記データインタフェーススロットに挿入されたとき
    に前記ＰＣカードに搭載されるＧＰＳ受信機が前記コン
    ピュータに隣接して外部に位置する、請求項１に記載の
    装置。
  4. 【請求項４】 前記データインタフェーススロットはＰ
    ＣＭＣＩＡ第３型スロットであり、 前記ＰＣカードは第２型の厚みを有しており、前記ＰＣ
    カードが前記データインタフェーススロットに挿入され
    るときに前記ＰＣカードに取付けられる前記ＧＰＳ受信
    機が前記データインタフェーススロット内にはまる、請
    求項１に記載の装置。
  5. 【請求項５】 無線通信信号を受信または送信するため
    の装置であって、 上面を有する無線通信機と、 上面および底面を有するアンテナと、 第１および第２の部分を有するコネクタとを備え、 前記第１の部分は前記アンテナの底面に取付けられてお
    り、前記第２の部分は前記無線通信機の上面に取付けら
    れており、前記第１の部分と前記第２の部分とが互いに
    結合されるときに前記アンテナの底面は前記無線通信機
    の上面に直接隣接している、装置。
  6. 【請求項６】 前記装置は、さらに、 データインタフェーススロットを有するコンピュータ
    と、 前記無線通信機を前記コンピュータにデジタル的に結合
    させるためのデジタルインタフェースカードとして使用
    されるＰＣカードとを備え、 前記無線通信機は、前記データインタフェーススロット
    にスライド可能に挿入できる前記ＰＣカードに取付けら
    れており、アンテナおよび無線通信機アッセンブリによ
    って受信または送信される無線通信信号が前記ＰＣカー
    ドおよび前記コンピュータによってデジタル化されて処
    理される、請求項５に記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記ＰＣカードと受信機アセンブリが前
    記コンピュータ内の前記データインタフェーススロット
    に挿入されるときに、前記アンテナの上部表面は前記コ
    ンピュータおよび前記無線通信機から外側に露出してお
    り、前記無線通信機へまたは前記無線通信機から前記無
    線通信信号を送信または受信する、請求項６に記載の装
    置。
  8. 【請求項８】 前記アンテナはパッチアンテナを含む、
    請求項５に記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記パッチアンテナな高誘電材料に結合
    される金属導電要素を含む、請求項８に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記パッチアンテナの底面の大きさと
    形は、前記無線通信機の大きさおよび形に順応しかつ適
    合する、請求項９に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記装置は、さらに、 前記無線通信機のほぼ外周部に形成された複数の細長い
    溝と、前記アンテナのほぼ内周部に設けられた対応する
    複数の細長い突出部とを備え、 前記スロットおよび対応の突出部は、前記無線通信機と
    前記アンテナとが容易に整列されて互いに結合されるよ
    うに互いにスライド可能に噛み合わせられるような形態
    に形成されている、請求項５に記載の装置。
  12. 【請求項１２】 前記コネクタの第２の部分は前記無線
    通信機の上部表面における凹みの中に配置され、前記コ
    ネクタの第１の部分は前記アンテナの底面から突出して
    いる、請求項５に記載の装置。
  13. 【請求項１３】 前記アンテナの底面と前記無線通信機
    の上面とは実質的に平坦であり、前記同軸コネクタの第
    １および第２の部分が互いに結合されるときに前記アン
    テナおよび無線通信機の実質的に平坦な表面が互いに寄
    り掛かっている、請求項１２に記載の装置。
  14. 【請求項１４】 前記無線通信機は実質的に平坦で、長
    方形形状を有し、前記アンテナは前記無線通信機の形状
    に適応するＬ字型の縦断面を有する、請求項５に記載の
    装置。
  15. 【請求項１５】 前記コネクタは同軸コネクタを含む、
    請求項５に記載の装置。
  16. 【請求項１６】 前記データインタフェーススロットは
    ＰＣＭＣＩＡ規格に適合し、前記ＰＣカードは前記ＰＣ
    ＭＣＩＡ準拠インタフェースカードである、請求項６に
    記載の装置。
  17. 【請求項１７】 ラジオ周波数信号の受信を改善すると
    ともに同軸ケーブル損失を減少させるためのラジオ周波
    数信号追跡システムであって、 ＧＰＳ無線受信機と、 衛星信号を受信するために前記ＧＰＳ無線受信機に接合
    されるパッチアンテナと、 前記ＧＰＳ無線受信機に取付けられるとともに前記ＧＰ
    Ｓ無線受信機から延びるＰＣＭＣＩＡインタフェースカ
    ードとして使用されるＰＣカードと、 前記ＧＰＳ無線受信機と前記ＰＣカードとの機能を駆動
    させるとともに、前記ＰＣカードをスライドして受入れ
    るためのＰＣＭＣＩＡ準拠インタフェーススロットを有
    するホストコンピュータと、 追加のケーブル接続なしに、前記ＧＰＳ無線受信機と前
    記パッチアンテナとを一緒に直接結合するために前記Ｇ
    ＰＳ無線受信機と前記パッチアンテナとに結合される同
    軸コネクタとを備え、 前記同軸コネクタによって、ケーブル損失とラジオ周波
    数信号の低下を最小限にし、 前記同軸コネクタは雄部と雌部とを含み、前記雄部およ
    び雌部のいずれかは前記ＧＰＳ無線受信機および前記パ
    ッチアンテナのいずれかに取付けられている、ラジオ周
    波数信号追跡システム。
  18. 【請求項１８】 前記ＧＰＳ無線受信機と前記パッチア
    ンテナとは、前記同軸コネクタの雄部および雌部が取付
    けられる実質的に平坦なコネクタ表面を有し、 前記雄部および雌部は、互いに結合されるときに、前記
    パッチアンテナのコネクタ表面が前記ＧＰＳ無線受信機
    の接続表面に隣接しかつ面している、請求項１７に記載
    のシステム。
  19. 【請求項１９】 前記パッチアンテナは前記ＧＰＳ無線
    受信機の表面面積と実質的に等しい表面面積を有する、
    請求項１８に記載のシステム。
  20. 【請求項２０】 前記システムは、さらに、 前記ＧＰＳ無線受信機と前記パッチアンテナとの間で前
    記同軸コネクタの雄部および雌部に結合されるケーブル
    延長アセンブリを含む、請求項１７に記載のシステム。
  21. 【請求項２１】 前記パッチアンテナは、金属導電材料
    に結合される高誘電材料を含む、請求項１７に記載のシ
    ステム。
  22. 【請求項２２】 前記高誘電材料はセラミック材料を含
    む、請求項２１に記載のシステム。
  23. 【請求項２３】 ＧＰＳ受信機およびパッチアンテナ装
    置によるラジオ周波数信号の受信および性能を改善する
    ための方法であって、前記ＧＰＳ受信機と前記パッチア
    ンテナとは結合表面を有し、 前記パッチアンテナの結合表面に同軸コネクタの第１の
    半分を取付けるステップと、 前記ＧＰＳ受信機の結合表面に前記同軸コネクタの第２
    の半分を取付けるステップと、 前記同軸コネクタの前記第１および第２の半分を互いに
    結合して、前記アンテナが前記ＧＰＳ受信機に直接結合
    されるようにし、前記ＧＰＳ受信機と前記アンテナとの
    結合表面は、互いに直接隣接して対向するようにするス
    テップとを備えた、方法。
  24. 【請求項２４】 前記方法は、使用者の位置、速度およ
    び時間座標が作り出されるときに、さらに、 前記ＧＰＳ受信機にＰＣＭＣＩＡインタフェースカード
    として使用されるＰＣカードを結合するステップと、 ホストコンピュータに設けられたスロットに前記ＰＣカ
    ードを挿入するステップと、 ラジオ周波数信号を受信するステップと、 前記ＰＣカードと前記ホストコンピュータとを介して前
    記ラジオ周波数信号を処理して前記使用者の位置、速度
    および時間座標を計算するステップと、 前記使用者に前記位置、前記速度および前記時間座標を
    表示するステップとを備えた、請求項２３に記載の方
    法。
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