JPH08298411A - 標準的ｐｃカードに内蔵される小型二重ｃパッチ型アンテナ - Google Patents

標準的ｐｃカードに内蔵される小型二重ｃパッチ型アンテナ

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JPH08298411A
JPH08298411A JP8066853A JP6685396A JPH08298411A JP H08298411 A JPH08298411 A JP H08298411A JP 8066853 A JP8066853 A JP 8066853A JP 6685396 A JP6685396 A JP 6685396A JP H08298411 A JPH08298411 A JP H08298411A
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edge
conductive layer
length
aperture
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JP8066853A
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Mohamed Sanad
サナド モハメッド
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Nokia Mobile Phones Ltd
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    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はマイクロストリップアンテナ構造に
関し、人体に近い場所に存在しても影響がなく、多重反
射と偏向面の回転に問題をなくすることを課題とする。 【解決手段】 データ処理装置２に挿入されるモジュー
ル１′はインターフェース４０とモデム４２とＲＦエネ
ルギー送信機４４とＲＦエネルギー受信機４６と部分的
に短絡された二重Ｃパッチ型アンテナとを含む。このア
ンテナは、切頭形のグランド平面２２と、グランド平面
の上に存する第１面と反対側の第２面とを有する誘電体
材料の層２８と、誘電体層の反対側の第２面の上に存す
る電気伝導層３０とから成る。電気伝導層は、放射パッ
チを形成していて、電気伝導層の第１の縁に沿って延在
する長さと、反対側に位置する第２の縁に向かって延在
する幅とを有する長方形アパーチャを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロストリッ
プアンテナ構造に関し、特にＣパッチ型のアンテナ構造
に関する。
【０００２】
【従来の技術】１９８８年１２月１５日付の「小型マイ
クロストリップ素子、Ｃパッチ」という題名の論文に
Ｇ．コシアヴァス、Ａ．パピーニク、Ｊ．Ｐ．ボアセ、
Ｍ．ソーヴァンはＵＨＦ及びＬバンドで動作する放射素
子を解説している。Ｃパッチの寸法は、同じ周波数で動
作する割合にかさばる在来の四角形又は円形の素子の寸
法より小さい。一般に、放射素子の寸法は共振周波数に
反比例する。図６を参照すると、実質的に四角形の電気
伝導性放射素子即ちパッチ５は、該パッチを部分的に横
切って延在するアパーチャを有する。このアパーチャの
幅ｄ（１２．５ｍｍ）は、パッチの全幅（Ｌ＝Ｗ＝６
２．５ｍｍ）の２０％であるとして図示されており、
１．３８ＧＨｚ（Ｌバンド）で動作する場合にはアパー
チャの幅ｄ（５．５ｍｍ）はパッチの幅（Ｌ＝２２ｍ
ｍ、Ｗ＝３３ｍｍ）の約１６．７％である。このアンテ
ナの形状は、在来の四角形又は円形のアンテナと比べる
と面積で３倍〜４倍の利得を示すことが証明されている
けれども、帯域幅は幾分狭い。全方向指向性が直線偏光
と相性が良いのと同様に、同軸給電線とのインピーダン
ス整合が良好であることがＣパッチ型アンテナの特徴で
あることが分かっている。
【０００３】一般に、マイクロストリップアンテナは、
軽量で、平たい形態で、製造コストが少なく、集積回路
と相性が良いという利点を持つことで知られている。最
も広く使用されているマイクロストリップアンテナは、
在来型の半波長及び四分の一波長の長方形パッチアンテ
ナである。円形パッチ、三角形パッチ、リング型マイク
ロストリップアンテナ、及び上記のＣパッチ型アンテナ
などの、他のマイクロストリップアンテナ構造も研究さ
れ、上記の文献で報告されている。
【０００４】英国ロンドン市のＰ．ペレグリナス社の、
Ｊ．Ｒ．ジェームズ及びＰ．Ｓ．ホール編集による１９
８９年「マイクロストリップアンテナ・ハンドブック」
第２巻第１９章１０９２〜１１０４頁（the "Handbook
of Microstrip Antennas", Volume 2, Ch. 19, Ed. by
J.R. James and P.S. Hall, P. Peregrinus Ltd., Lond
on, U.K. (1989), pgs. 1092-1104)において、手持ちの
携帯用装置へのマイクロストリップアンテナの使用につ
いて検討が行われている。ウィンドウ・リアクタンス・
付加型マイクロストリップアンテナ（a window-reactan
ce-loaded microstrip antenna (WMSA))の説明が１０９
９頁でなされていて、図１９．３３−１９．３６にその
図が示されている。四分の一波長板マイクロストリップ
アンテナ（QMSA) に比べてパッチの長さを小さくするた
めに細長いリアクタンスウィンドウ又はスリットがパッ
チに配置されている。リアクタンス成分の値は、そのス
リットの幅（長軸に沿っての）を変えることによって変
更される。図１９．３６ａは、アンテナ構造のリアクタ
ンス成分を形成する２本の共線的な細長いスリットを示
しており、これにより放射パッチの長さを縮めることが
できる。
【０００５】細長いスリットは放射素子としては機能し
ないので、その機能は、上記Ｃパッチ型アンテナの実質
的にもっと大きなアパーチャの機能と同等ではない。
【０００６】いわゆるＰＣカードは、パソコン、個人用
通信装置、又はその他の電子装置のための小型の形状因
子アダプターである。図７に示されているように、ＰＣ
カード１の寸法と形状は在来のクレジットカードのそれ
と同じくらいである。パーソナルコンピューターメモリ
ーカード・インターナショナルアソシエーション（the
Personal Computer Memory Card International Associ
ation (PCMCIA)) が公表した標準と物理的に且つ電気的
に両立するインターフェース３を備えた可搬式のコンピ
ュータシステム２にこのＰＣカードを使用することがで
きる。これに関して、次の文献を参照することができ
る：Greenup, J. 1992, "PCMCIA 2.0 Contains Support
for I/O Cards, Peripheral Expansion", Computer Te
chnology Review, USA, 43 - 48.
【０００７】ＰＣカードは、基本のコンピュータシステ
ムが購入された後に機能を付加する柔軟性を提供するも
のである。システムの電源をオフにしたりパソコンのカ
バーを開けたりしなくてもＰＣＭＳＩＡ準拠のＰＣカー
ドを組み込んだり外したりすることが可能である。
【０００８】ＰＣカード１は８．５６ｃｍ×５．４ｃｍ
の標準ＰＣＭＣＩＡ寸法を有する。ＰＣＭＣＩＡカード
１の厚みはタイプにより異なる。タイプＩＩのＰＣＭＣ
ＩＡのＰＣカードは０．５ｃｍの厚みを持つものと定義
されている。タイプＩＩのＰＣＭＣＩＡのＰＣカード
は、メモリー強化及び／又は、例えば無線モデム、ペー
ジャー（pagers) 、ＬＡＮ、及びホスト通信装置などの
入出力機構用に使用され得る。
【０００９】このようなＰＣカードは、ラップトップ
型、ノートブック型、パームトップ型、及びその他のＰ
ＣＭＣＩＡ準拠のインターフェースを有するコンピュー
タシステムに無線通信能力を提供することもできる。Ｐ
Ｃカードは、コンピュータに接続されていないときに
は、独立した無線通信カードとして機能することもでき
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このような用途のため
には、等方性の指向性を有する小型のアンテナをＰＣカ
ードに組み込んでおく必要がある。ＰＣＭＣＩＡ無線通
信カードは使用者のポケットの中に入れたり手で持った
りして使用することができるので、アンテナは人体に非
常に近い場所に存在することに起因する効果に対して実
質的に不感でなければならない。更に、携帯用のＰＣＭ
ＣＩＡ通信カードは一般的に使用中はランダムな方向に
向けられるので、多重反射と偏光面の回転という問題が
ある。
【００１１】従って、アンテナは、垂直に偏った波及び
水平に偏った波の両方に対して敏感でなければならな
い。更に、アンテナは、自由空間で使用されるときと在
来の携帯用コンピュータのＰＣＭＣＩＡタイプＩＩスロ
ットの中で使用されるときとの両方において同じ共振周
波数、入力インピーダンス、及び指向性を示すのが好ま
しい。
【００１２】このような種々の条件を満たすアンテナの
デザインは素晴らしいものであることが分かる。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明に従って構成され
たアンテナ構造は上記課題及びその他の課題を解決する
ものである。詳しく述べると、本発明は、第１の実施例
において二重Ｃパッチ型アンテナを提供し、第２の実施
例において非常に小さな（切頭形の）グランド平面上に
完全に又は部分的に短絡される非常に小型の二重Ｃパッ
チ型アンテナを設ける。
【００１４】本発明は、更に、データ処理装置に挿入さ
れるようになっているモジュールを提供する。このモジ
ュールは、該モジュールをデータ処理装置に電気的に結
合させるためのインターフェースと、該インターフェー
スに双方向結合されたモデムと、該モデムの出力に結合
された入力を有するＲＦエネルギー送信機と、該モデム
の入力に結合された出力を有するＲＦエネルギー受信機
と、該ＲＦエネルギー送信機の出力及び該ＲＦエネルギ
ー受信機の入力に電気的に結合された短絡した二重Ｃパ
ッチ型アンテナとを含む。
【００１５】この短絡二重Ｃパッチ型アンテナは、グラ
ンド平面と、このグランド平面の上に存する第１面及び
反対側の第２面を有する誘電体材料の層と、該誘電体層
の前記の反対側の第２面の上に存する電気伝導層とから
成る。この電気伝導層は平行四辺形の形状であると共
に、長方形のアパーチャを有しており、このアパーチャ
は、該電気伝導層の第１の縁に沿って延在する長さと、
反対側に位置する第２の縁に向かって延在する幅とを有
する。その長さは、前記の第１の縁の長さの約２０％〜
約３５％に等しい。現在好ましい部分的に短絡される実
施例では、該アンテナは、該電気伝導層の第３の縁に隣
接する領域で該電気伝導層を該グランド平面に短絡させ
る電気伝導性の管（via)又はフィードスルーを更に有す
る。該アンテナは、該電気伝導層を該送信機の出力と該
受信機の入力とに結合させるためのカップラも有する。
【００１６】該アパーチャの幅は、該電気伝導層の幅よ
り約１５％〜約４０％小さい値を有し、該アパーチャの
長さにほぼ等しい距離だけ該第３の縁から離れて位置す
る。
【００１７】該グランド平面は、切頭形で、該電気伝導
層の寸法とほぼ等しい寸法を有する。
【００１８】本発明の目下好ましい実施例では該モジュ
ールは、８．５ｃｍ×５．４ｃｍ×０．５ｃｍの寸法を
有する無線通信ＰＣカードであり、従ってＰＣＭＣＩＡ
タイプＩＩＰＣカードと形状及び適合に関して両立す
る。
【００１９】下記の本発明に関する詳細な説明を添付図
面と関連させて読めば、本発明の上記の特徴及びその他
の特徴がより明確となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】長方形のアパーチャ１２ａ及び１
２ｂを有する二重Ｃパッチ型アンテナ１０の形状が図１
に示されている。このアンテナ構造は、コシアヴァス等
の上記論文に開示されている単一のアパーチャの代わり
に２個の放射アパーチャ１２ａ及び１２ｂを設けた点に
おいて、コシアヴァス等の上記のＣパッチ型アンテナと
顕著に異なる。アンテナ１０は、２個のアパーチャ１２
ａ及び１２ｂの間に非対称的に位置する点１４（即ち、
点１４は一方のアパーチャより他方のアパーチャの方に
近く配置されている）から同軸給電される。２個のアン
テナ１２ａ及び１２ｂの間の領域はアンテナ１０のゼロ
電位平面である。グランド平面（図示せず）は、アンテ
ナ１０の背面を覆っていて、間にある誘電体層１６によ
ってアンテナのメタライゼーション１８から隔てられて
いる。誘電体層１６はアパーチャ１２ａ及び１２ｂに対
応する領域で露出されている。アンテナ要素間の種々の
寸法関係は、部分的に短絡される実施例に関する以下の
説明から明らかとなる。図１の実施例は、本質的に図２
の実施例の鏡像であることが分かる。
【００２１】一般に、選択された共振周波数に合うよう
に、図１のアンテナ１０の寸法は在来の半波長長方形マ
イクロストリップアンテナより小さい。更に、選択され
た共振周波数に合うように、アンテナ１０の寸法は図６
に示されている在来のＣパッチ型アンテナ５より小さ
い。しかし、用途によっては（例えばＰＣＭＣＩＡ準拠
の用途）二重Ｃパッチ型アンテナ１０の全領域をもっと
大きくしても良い。
【００２２】図２及び３は、本発明の好ましい実施例で
ある部分的に短絡される二重Ｃパッチ型アンテナ２０を
示す。二重Ｃパッチ型アンテナ２０の全長を図１に示さ
れている長さの約半分まで短縮するために、２個のアパ
ーチャの間にあって主要モードで励起されるアンテナ１
０のゼロ電位平面は、複数の電気伝導性の管又はポスト
２４により短絡されている。部分的に短絡される二重Ｃ
パッチ型アンテナ２０の寸法を更に短縮するために、短
絡される縁２０ａの全長のうちの小さな部分だけが短絡
される（従って「部分的に短絡される」という用語が使
われる）。
【００２３】部分的に短絡される実施例が目下好ましい
けれども、縁２０ａに沿って連続的に短絡させることも
本発明の範囲内にある。例えば、或る長さの電気伝導性
の材料（例えば、図３に２１として示されている電気伝
導性のテープ）で縁２０ａをくるんでグランド平面２２
を放射パッチ・メタライゼーション３０に短絡させるこ
ともできる。
【００２４】部分的に短絡される縁２０ａの全長はアン
テナ２０の幅（Ｗ１）として定義され、アンテナの長さ
（Ｌ１）は、部分的に短絡された縁２０ａと、この縁２
０ａに平行な主放射縁２０ｂとの間の距離である。部分
的に短絡された縁に平行な長方形のアパーチャ２６の側
はアパーチャ２６の幅（Ｗ２）であると定義され、この
アパーチャの、幅Ｗ２に垂直な側はアパーチャの長さＬ
２であると定義される。部分的に短絡された二重Ｃパッ
チ型アンテナ２０の長さ（Ｌ１）は、同じ周波数で共振
すると共に同じ幅及び厚みを有する在来の四分の一波長
短絡長方形マイクロストリップアンテナの長さの半分よ
り小さい。図２の長さ及び幅に関する定義は、図６の在
来のＣパッチ型アンテナを説明するときに使用した定義
を逆転させたものであることに留意するべきである。
【００２５】更に、図１の二重Ｃパッチ型アンテナ実施
例の形態は、特にアパーチャ１２ａ及び１２ｂの間のゼ
ロ電位平面の存在は、図２の部分的に短絡された実施例
を形成することを可能にする。即ち、図６に示されてい
る在来のＣパッチ型アンテナは、このような対称性を持
っていないので、放射パッチをグランド平面に（全く不
可能ではないとしても）容易に短絡させることはできな
い。
【００２６】
【実施例】部分的に短絡された二重Ｃパッチ型アンテナ
２０の実施例は約９００ＭＨｚで共振するように設計さ
れている。この周波数は、米国で使用されるように指定
されているＩＳＭ、セルラー及びページング周波数帯域
に近い周波数である。アンテナ２４の全体の寸法（Ｌ１
×Ｗ１）は、２．７ｃｍ×２．７ｃｍである。アンテナ
２０は、例えば比誘電率２．９４、損失正接０．００１
２のデュロイド６００２（Duroid 6002)などから成る誘
電体層２８を採用している。この誘電体層の厚みは０．
１０１６ｃｍである。グランド平面２２とパッチアンテ
ナメタライゼーション３０とを形成する電着された銅被
覆の密度は１平方メートルあたり１５３グラム（１平方
フィートあたり０．５オンス）である。アパーチャ２６
の長さ（Ｌ２）は０．７ｃｍであり、アパーチャ２６の
幅（Ｗ２）は２ｃｍであり、アパーチャ２６の縁は、部
分的に短絡された縁２０ａから０．６ｃｍ（図３に距離
Ｄとして示されている）離れている。即ち、好ましい実
施例においてはＤはＬ２とほぼ等しい。アンテナ２０の
入力インピーダンスは約５０オームであり、該アンテナ
は同軸ケーブル３２から好ましく同軸給電される。この
同軸ケーブル３２は、グランド平面２２の開口部及び誘
電体層２８を貫通して点３４でアンテナの放射パッチメ
タライゼーション３０にはんだ付けされた導体３２ａを
有する。ケーブルシールド３６が点３８でグランド平面
２２にはんだ付けされている。同軸給電点３４は、５０
オームの入力インピーダンスについては、部分的に短絡
された縁２０ａから約Ｄ／２の距離だけ離れ、長さ寸法
Ｌ１と平行な二つの相対する側から約Ｗ１／２の距離だ
け離れて位置する。与えられた実施例についての給電点
３４の正確な位置は、所望の入力インピーダンスの関数
である。アンテナの放射縁２０ｂと誘電体層２８の縁と
の間には約２ｍｍの隙間領域４０が残されている。
【００２７】アンテナ２０の動作に対する人体の影響は
無視し得るということが分かっている。その理由は、こ
のような二重Ｃパッチ型アンテナ構造は電流ではなくて
主として磁流により励起されることにある。更に、アン
テナ２０のグランド平面２２は、ＰＣＭＣＩＡ通信カー
ド１の回路素子及びＰＣＭＣＩＡスロット３内にあるそ
の他の金属材料などの、隣接する材料に対するシールド
としても作用する。
【００２８】アンテナ２０のグランド平面２２は好まし
く切頭形である。本発明の目下好ましい実施例において
はグランド平面２０の寸法は放射パッチ３０のそれとほ
ぼ同じである。この寸法と、部分的に短絡された二重Ｃ
パッチ型アンテナ２０の形態との故に、指向性は等方性
となる。更に、アンテナ２０は垂直に偏った波及び水平
に偏った波の両方に対して感度が良い。更に、アンテナ
２０の全体としての大きさは、普通は無限に大きなグラ
ンド平面寸法を有する在来の四分の一波長長方形マイク
ロストリップアンテナの大きさより遥かに小さい。
【００２９】しかし、部分的に短絡された二重Ｃパッチ
型アンテナ２０のグランド平面の先端を切り取って切頭
形としてもアンテナの効率に悪影響が及ぶことはない。
このことに関しては、放射縁に沿ってグランド平面の先
端を切り取ると利得が顕著に低下する在来の長方形マイ
クロストリップアンテナの場合とは明らかに異なってい
る。
【００３０】短絡二重Ｃパッチ型アンテナ２０の製造性
を高めるために、短絡された縁２０ａの電気短絡回路は
少数の（好ましくは少なくとも３個）割合に細い（例え
ば０．２５ｍｍ）短絡ポスト２４で作られる。しかし、
前述したように、縁２０ａの全体又はその殆どに沿って
走る連続的短絡回路を使用することも本発明の範囲内に
ある。
【００３１】部分的に短絡された二重Ｃパッチ型アンテ
ナ２０は長方形ではなく、ＰＣＭＣＩＡカード内の回路
素子及びＰＣＭＣＩＡスロット内の金属部材が該アンテ
ナの動作に及ぼす影響を理論的に検討するのは困難であ
る。従って、ＰＣＭＣＩＡタイプＩＩスロット３の内外
での部分的に短絡された二重Ｃパッチ型アンテナの性能
は実験的に判定されている。
【００３２】図４を参照する。測定を行うとき、アンテ
ナ２０はＰＣＭＣＩＡカード１’の外縁１’ａの近くに
おかれ、アンテナ２０の主放射縁２０ａは外方に向けら
れた（即ち、装着されるときスロットドアの方に向かっ
て）。この場合、ＰＣＭＣＩＡカード１’がＰＣＭＣＩ
Ａスロット３の中に完全に挿入されたとき、アンテナ２
０の主放射縁２０ａはスロット３の外側ドアとほぼ平行
で、且つその近くにある。図４を見るとき、実際にはア
ンテナ２０はＰＣＭＣＩＡカードの囲いの中に内蔵され
ていて普通はユーザーがそれを見ることはできない。
【００３３】図５は、本発明に従って構成された無線通
信ＰＣＭＣＩＡカード１’の略ブロック図である。図４
も参照すると、カード１’はＰＣＭＣＩＡカード１’を
ホストコンピュータ２に双方向接続するＰＣＭＣＩＡ電
気インターフェース４０を含んでいる。ＰＣＭＣＩＡカ
ード１’はデジタル変復調装置（モデム）４２と、ＲＦ
送信機４４と、ＲＦ受信機４６と、本発明の部分的に短
絡された二重Ｃパッチ型アンテナ２０（図２及び３）と
を含んでいる。アンテナ２０を送信機４４の出力と受信
機４６の入力とに結合させるためにダイプレクサ４８を
設けることができる。デジタル信号情報、デジタルペー
ジング情報、又はデジタル化された音声、等々の送信さ
れる情報は、増幅されてアンテナ２０から送信される前
に、ＲＦ搬送波を変調するモデム４２に入力される。デ
ジタル信号情報、デジタルページング情報、又はデジタ
ル化された音声、等々の受信情報はアンテナ２０で受信
され、受信機４６により増幅され、ベースバンド・デジ
タル通信情報及び信号情報を復元するためにモデム４２
で復調される。送信されるデジタル情報はホストコンピ
ュータ２からインターフェース４０を介して受信され、
受信されるデジタル情報はインターフェース４０を介し
てホストコンピュータ２へ出力される。
【００３４】アンテナ２０をＰＣＭＣＩＡタイプＩＩス
ロット３の中に挿入しても、アンテナの共振周波数と反
射減衰量とへの影響は無視できるということが分かって
いる。対応する指向性が主平面で測定された。その測定
では、入射する波の偏りへのアンテナ２０の動作の依存
性を判定するために垂直に偏った波及び水平に偏った波
の両方をアンテナ２０にあびせた。指向性は同大に近く
て偏りに依存しないことが分かった。更に、ＰＣＭＣＩ
ＡタイプＩＩスロット３の中でのアンテナ２０の性能は
優秀であり、該スロットの外での性能と実質的に同一で
ある。類似の結果が他の偏光面で得られた。しかし、特
にＰＣＭＣＩＡカード１’がパソコンの中のＰＣＭＣＩ
Ａスロット３の中で動作する場合には、パソコンは普通
は水平位置で動作するものであるから、この用途のため
には水平面が最も重要な平面であった。
【００３５】種々の携帯用コンピュータの幾つかのＰＣ
ＭＣＩＡスロット内で測定を繰り返し、類似の結果を得
た。更に、アンテナ２０をＰＣＭＣＩＡスロット３の中
に内蔵したパームトップコンピュータを手で持っている
とき、及び使用者のポケットの中に入れているときにも
測定を繰り返した。アンテナ２０の動作に対する人体の
影響は無視し得るということが分かった。
【００３６】先端が切られたグランド平面上の小型の、
（部分的に又は連続的に）短絡された、二重Ｃパッチ型
アンテナ２０が無線通信ＰＣＭＣＩＡカード１’と首尾
良く統合されていることが以上から分かる。短絡された
二重Ｃパッチ型アンテナ２０は、自由空間においてもパ
ソコンのＰＣＭＣＩＡスロット３の中にもおいても同じ
動作特性を有する。短絡された二重Ｃパッチ型アンテナ
２０は等方性の指向性を持っていて、垂直に偏った波及
び水平に偏った波の両方に対して敏感であるから、アン
テナ２０を内蔵するＰＣＭＣＩＡカード１’は、その向
きに関わらず、如何なる方向からの電波に対しも良好な
受信感度を有する。更に、短絡された二重Ｃパッチ型ア
ンテナ２０は、人体に密着しているときにも優秀な性能
を示す。その結果として、無線通信ＰＣＭＣＩＡカード
１’は、手で保持されているときにも使用者のポケット
の中で動作するときにも高い受信感度を示す。
【００３７】本発明を、好ましい実施例との関連で図示
し説明したが、本発明の範囲から逸脱することなくその
形状及び細部を変更し得ることを当該技術分野の専門家
は理解するであろう。例えば、種々の線の寸法、厚み、
共振周波数、及び材質を変更することができ、そのよう
に変更された構造も本発明の教示の範囲内に属するであ
ろう。更に、例えば、アパーチャの長さ（Ｌ２）は長さ
（Ｌ１）の約２０％から約３５％に等しい値を持つこと
が出来、幅（Ｗ２）は幅（Ｗ１）より約１５％〜約４０
％小さい値を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の二重Ｃパッチ型アンテナの平面図であ
る。
【図２】本発明の、部分的に短絡された二重Ｃパッチ型
アンテナの拡大平面図である。
【図３】図２の線３−３に沿って、異なるスケールで描
いた横断面図である。
【図４】ホストシステムに組み込まれている無線通信Ｐ
ＣＭＣＩＡ準拠ＰＣカードに内蔵された時の、部分的に
短絡された二重Ｃパッチ型アンテナの好ましい向きを示
す図である。
【図５】図４の無線通信ＰＣＭＣＩＡ準拠ＰＣカードの
略ブロック図である。
【図６】従来技術のＣパッチ型アンテナ構造の平面図で
ある。
【図７】従来技術の携帯用コンピュータとＰＣＭＣＩＡ
準拠ＰＣカードとの立面図である。
【符号の説明】
１０…アンテナ １２ａ、１２ｂ…アパーチャ １６、２８…誘電体層 ２２…グランド平面 ３０…電気伝導層 ４０…インターフェース

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 グランド平面と、 前記グランド平面の上に存する第１面と、反対側の第２
    面とを有する誘電体材料の層と、 前記誘電体層の前記の反対側の第２面の上に存する電気
    伝導層とから成るアンテナ構造において、前記電気伝導
    層は、平行四辺形の形状であり、前記電気伝導層の第１
    の縁に沿って延在する長さと、反対側に位置する第２の
    縁に向かって延在する幅とを有する第１の長方形アパー
    チャを有し、前記電気伝導層は、更に、前記電気伝導層
    の前記の第１の縁に沿って延在する長さと前記の反対側
    に位置する第２の縁に向かって延在する幅とを有する第
    ２の長方形アパーチャを有し、前記の第１及び第２のア
    パーチャの間にゼロ電位平面が位置しており、更に、 無線周波数エネルギーを前記電気伝導層に出し入れする
    ための結合手段が設けられていることを特徴とするアン
    テナ構造。
  2. 【請求項２】 前記の長さは、前記の第１の縁の長さの
    約２０％から約３５％に等しい値を有することを特徴と
    する請求項１に記載のアンテナ構造。
  3. 【請求項３】 前記の第１及び第２のアパーチャの各々
    の前記の幅は前記電気伝導層の幅より約１５％から約４
    ０％小さい値を有することを特徴とする請求項１に記載
    のアンテナ構造。
  4. 【請求項４】 前記結合手段は、前記の第１及び第２の
    アパーチャの間の、一方の前記アパーチャよりは他方の
    前記アパーチャの方に近い点において同軸ケーブルを前
    記電気伝導層に結合させるための手段から成ることを特
    徴とする請求項１に記載のアンテナ構造。
  5. 【請求項５】 グランド平面と、 前記グランド平面の上に存する第１面と、反対側の第２
    面とを有する誘電体材料の層と、 前記誘電体層の前記の反対側の第２面の上に存する電気
    伝導層とから成るアンテナ構造において、前記電気伝導
    層は、平行四辺形の形状であり、前記電気伝導層の第１
    の縁に沿って延在する長さと、反対側に位置する第２の
    縁に向かって延在する幅とを有する長方形アパーチャを
    有し、前記長さは、前記の第１の縁の約２０％から約３
    ５％に等しい値を有し、更に、 前記電気伝導層を前記電気伝導層の第３の縁に隣接する
    領域において前記グランド平面に短絡させるための手段
    と、 無線周波数エネルギーを前記電気伝導層に出し入れする
    ための結合手段が設けられていることを特徴とするアン
    テナ構造。
  6. 【請求項６】 前記アパーチャの前記幅は前記電気伝導
    層の幅より約１５％から約４０％小さい値を有し、前記
    アパーチャは前記アパーチャの前記長さにほぼ等しい距
    離だけ前記の第３の縁から離れて位置することを特徴と
    する請求項５に記載のアンテナ構造。
  7. 【請求項７】 前記短絡手段は、連続的短絡回路手段
    と、前記グランド平面及び前記電気伝導層の間で前記誘
    電体層を貫通する複数の電気伝導性フィードスルーとの
    うちの一方から成ることを特徴とする請求項５に記載の
    アンテナ構造。
  8. 【請求項８】 前記結合手段は、前記アパーチャと前記
    第３の縁との間の点において同軸ケーブルを前記電気伝
    導層に結合させるための手段から成ることを特徴とする
    請求項５に記載のアンテナ構造。
  9. 【請求項９】 前記の第１の縁の前記長さは約８．５ｃ
    ｍより短く、前記の第３の縁の長さは約５．５ｃｍより
    短いことを特徴とする請求項５に記載のアンテナ構造。
  10. 【請求項１０】 前記の第１の縁の前記長さは前記の第
    ３の縁の長さとほぼ等しく、前記の第１の縁の前記長さ
    は約２．７ｃｍに等しく、前記アパーチャの前記長さは
    約０．７ｃｍに等しく、前記アパーチャの前記幅は約２
    ｃｍに等しいことを特徴とする請求項５に記載のアンテ
    ナ構造。
  11. 【請求項１１】 前記グランド平面は切頭形であり、前
    記電気伝導層の寸法とほぼ等しい寸法を有することを特
    徴とする請求項５に記載のアンテナ構造。
  12. 【請求項１２】 データ処理装置に挿入されるようにな
    っているモジュールにおいて、 前記モジュールをデータ処理装置に電気的に結合させる
    ためのインターフェースと、 前記インターフェースに双方向結合されたモデムと、 前記モデムの出力に結合された入力を有するＲＦエネル
    ギー送信機と、 前記モデムの入力に結合された出力を有するＲＦエネル
    ギー受信機と、 前記ＲＦエネルギー送信機の出力と前記ＲＦエネルギー
    受信機の入力とに電気的に結合された短絡された二重Ｃ
    パッチ型アンテナとから成ることを特徴とするモジュー
    ル。
  13. 【請求項１３】 前記の短絡された二重Ｃパッチ型アン
    テナは、 グランド平面と、 前記グランド平面の上に存する第１面と、反対側の第２
    面とを有する誘電体材料の層と、 前記誘電体層の前記の反対側の第２面の上に存する電気
    伝導層とから成り、前記電気伝導層は、平行四辺形の形
    状であり、前記電気伝導層の第１の縁に沿って延在する
    長さと、反対側に位置する第２の縁に向かって延在する
    幅とを有する長方形アパーチャを有し、前記アンテナ
    は、更に、 前記電気伝導層を前記電気伝導層の第３の縁に隣接する
    領域において前記グランド平面に短絡させるための手段
    と、 前記電気伝導層を前記送信機の前記出力と前記受信機の
    前記入力とに結合させるための手段とから成ることを特
    徴とする請求項１２に記載のモジュール。
  14. 【請求項１４】 前記アパーチャの前記長さは前記の第
    １の縁の長さの約２０％から約３５％に等しく、前記ア
    パーチャの前記幅は前記電気伝導層の幅より約１５％か
    ら約４０％小さい値を有し、前記アパーチャは前記アパ
    ーチャの前記長さにほぼ等しい距離だけ前記の第３の縁
    から離れて位置することを特徴とする請求項１３に記載
    のモジュール。
  15. 【請求項１５】 前記短絡手段は、前記グランド平面及
    び前記電気伝導層の間で前記誘電体層を貫通する複数の
    電気伝導性フィードスルーから成ることを特徴とする請
    求項１３に記載のモジュール。
  16. 【請求項１６】 前記短絡手段は、前記グランド平面か
    ら前記電気伝導層まで延在する或る長さの電気伝導性材
    料から成ることを特徴とする請求項１３に記載のモジュ
    ール。
  17. 【請求項１７】 前記結合手段は、前記アパーチャと前
    記の第３の縁との間で同軸ケーブルを前記電気伝導層に
    接続するための手段から成ることを特徴とする請求項１
    ３に記載のモジュール。
  18. 【請求項１８】 前記の第１の縁の前記長さは約８．５
    ｃｍより短く、前記の第３の縁は約５．５ｃｍより短い
    長さを有することを特徴とする請求項１３に記載のモジ
    ュール。
  19. 【請求項１９】 前記の第１の縁の前記長さは前記の第
    ３の縁の長さとほぼ等しく、前記の第１の縁の前記長さ
    は約２．７ｃｍに等しく、前記アパーチャの前記長さは
    約０．７ｃｍに等しく、前記アパーチャの前記幅は約２
    ｃｍに等しいことを特徴とする請求項１３に記載のモジ
    ュール。
  20. 【請求項２０】 前記グランド平面は切頭形であって、
    前記電気伝導層の寸法にほぼ等しい寸法を有することを
    特徴とする請求項１３に記載のモジュール。
  21. 【請求項２１】 前記モジュールは約８．５ｃｍ×５．
    ４ｃｍ×０．５ｃｍの寸法を有することを特徴とする請
    求項１２に記載のモジュール。
  22. 【請求項２２】 前記の短絡された二重Ｃパッチ型アン
    テナは約９００ＭＨｚの共振周波数を有することを特徴
    とする請求項１２に記載のモジュール。
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