(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナモジュールであって、
ＲＦ信号処理ユニットに接続される第１スロットアンテナユニット、及び
ＲＦ信号処理ユニットに接続される第２スロットアンテナユニットを含み、
前記第１及び第２スロットアンテナユニットは、無線通信ドングルに組み込まれ、前記無線通信ドングルは、前記無線通信ドングルがコンピュータに接続する時、前記第１及び第２スロットアンテナユニットを介して、コンピュータの無線電話通信ネットワークに無線信号を送信、またはコンピュータの無線電話通信ネットワークから無線信号を受信し、
基板及び接地層を更に含み、前記ＲＦ信号処理ユニット、前記接地層、前記第１スロットアンテナユニット、及び前記第２スロットアンテナユニットは、前記基板に配置されており、
前記基板は、第１面及び第２面を含み、前記第１面は、前記第２面に対向し、前記接地層は、第２面に配置され、前記第１スロットアンテナユニットは、第１給電導体及び第１スロットを含み、前記第２スロットアンテナユニットは、第２給電導体及び第２スロットを含み、前記第１スロット及び前記第２スロットは、接地素子に形成され、前記第１給電導体は、第１面上に配置され、前記第１スロットに対応し、前記第２給電導体は、前記第１面上に配置され、前記第２スロットに対応し、
前記第１または第２スロットは、第１部及び第２部を含み、前記第１部は、U形状であり、前記第２部は、U形状であり、前記第１部の一端は、前記接地素子の側面で開口され、前記第２部の一端は、前記第２部のもう一端に接続されるアンテナモジュール。
【請求項２】
アンテナモジュールであって、
ＲＦ信号処理ユニットに接続される第１スロットアンテナユニット、及び
ＲＦ信号処理ユニットに接続される第２スロットアンテナユニットを含み、
前記第１及び第２スロットアンテナユニットは、無線通信ドングルに組み込まれ、前記無線通信ドングルは、前記無線通信ドングルがコンピュータに接続する時、前記第１及び第２スロットアンテナユニットを介して、コンピュータの無線電話通信ネットワークに無線信号を送信、またはコンピュータの無線電話通信ネットワークから無線信号を受信し、
基板及び接地層を更に含み、前記ＲＦ信号処理ユニット、前記接地層、前記第１スロットアンテナユニット、及び前記第２スロットアンテナユニットは、前記基板に配置されており、
前記基板は、第１面及び第２面を含み、前記第１面は、前記第２面に対向し、前記接地層は、第２面に配置され、前記第１スロットアンテナユニットは、第１給電導体及び第１スロットを含み、前記第２スロットアンテナユニットは、第２給電導体及び第２スロットを含み、前記第１スロット及び前記第２スロットは、接地素子に形成され、前記第１給電導体は、第１面上に配置され、前記第１スロットに対応し、前記第２給電導体は、前記第１面上に配置され、前記第２スロットに対応し、
前記第１または第２スロットは、第１部及び第２部を含み、前記第１部は、稲妻形状であり、前記第２部は、U形状であり、前記第１部は、接地素子の側面１７１で開口された一端を含み、前記第２部の一端は、前記第１部のもう一端に接続されるアンテナモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単入力／多出力（ＳＩＭＯ）、多入力／単出力（ＭＩＳＯ）、または多入力／多出力（ＭＩＭＯ）のアンテナモジュールに関し、特に、改善されたＳＡＲ値を有するＳＩＭＯ、ＭＩＳＯ、またはＭＩＭＯのアンテナモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
比吸収率（ＳＡＲ）は、高周波（ＲＦ信号）電磁界に曝された時、人体に吸収される高周波（ＲＦ信号）エネルギーの量を測定したものである。これは、単位質量あたりの組織に単位時間に吸収されるエネルギー量により規定される。ＳＡＲは、一般的に、全身または局所サンプル量（一般的に１ｇまたは１０ｇの組織）で平均される。そして引用値（基準値、the value cited）は、その規定の体積または質量あたりの、これまで研究された人体部で測定された最大値である。これは、組織内の電界から計算され得る。
【数１】
0005426705.tif 000002
上式の中のσは、サンプルの伝導率を表しており、| E | は、電界強度を表しており、ρは、サンプルの密度を表している。
【０００３】
従来のＭＩＭＯアンテナモジュールでは、ＳＩＭＯ、ＭＩＳＯ、またはＭＩＭＯアンテナモジュールのＳＡＲ値の低減は、寸法の制限及び限られたアンテナの選択により困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、改善されたＳＡＲ値を有するＳＩＭＯ、ＭＩＳＯ、またはＭＩＭＯアンテナモジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明においては、アンテナモジュールが提供される。アンテナモジュールは、第１スロットアンテナユニット及び第２スロットアンテナユニットを含む。第１スロットアンテナユニットは、ＲＦ信号処理ユニット（高周波ユニットあるいはＲＦユニットと称してもよい。）に接続される。第２スロットアンテナユニットは、ＲＦ信号処理ユニットに接続される。第１及び第２スロットアンテナユニットは、無線通信ドングルに組み込まれ、無線通信ドングルは、無線通信ドングルをコンピュータに接続する時、第１及び第２スロットアンテナユニットを介して、コンピュータの無線電話通信ネットワークに無線信号を送信する、またはコンピュータの無線電話通信ネットワークから無線信号を受信するモデムとして動作する。
【０００６】
スロットアンテナユニットを有する本実施形態のアンテナモジュールを用いると、アンテナモジュールのＳＡＲ値が改善される。平面型逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）のアンテナユニットを有する従来のアンテナモジュールに比べ、本実施形態のアンテナモジュールのＳＡＲ値は、約０．４低減される。
【０００７】
詳細な説明は、添付の図面と併せて以下の実施形態に説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明は、添付の図面と併せて後に続く詳細な説明と実施形態を解釈することによって、より完全に理解することができる。
【図１】図１は、ＭＩＳＯアンテナモジュールが受信モードの時の本発明の第１実施形態の多入力／単出力（ＭＩＳＯ）アンテナモジュールのブロック図である。
【図２】図２は、ＭＩＳＯアンテナモジュールが送信モードの時の本発明の第１実施形態の多入力／単出力（ＭＩＳＯ）アンテナモジュールのブロック図である。
【図３】図３は、単入力／多出力（ＳＩＭＯ）、ＭＩＳＯ、または多入力／多出力（ＭＩＭＯ）アンテナモジュールの第１スロットアンテナユニット及び第２スロットアンテナユニットの透視図である。
【図４】図４は、ＳＩＭＯ／ＭＩＳＯ／ＭＩＭＯアンテナモジュールの第１スロットアンテナユニット及び第２スロットアンテナユニットの上面図である。
【図５】図５は、スロットアンテナユニットのスロットの実施形態を表す第1の図である。。
【図６】図６は、スロットアンテナユニットのスロットの実施形態を表す第2の図である。
【図７】図７は、スロットアンテナユニットのスロットの実施形態を表す第３の図である。
【図８】図８は、スロットアンテナユニットのスロットの実施形態を表す第４の図である。
【図９】図９は、スロットアンテナユニットのスロットの実施形態を表す第５の図である。。
【図１０】図１０は、スロットアンテナユニットのスロットの実施形態を表す第６の図である。
【図１１】図１１は、スロットアンテナユニットのスロットの実施形態を表す第７の図である。
【図１２】図１２は、スロットアンテナユニットのスロットの実施形態を表す第８の図である。
【図１３】図１３は、ＭＩＳＯアンテナモジュールが受信モードの時の本発明の第２実施形態の多入力／単出力（ＭＩＳＯ）アンテナモジュールのブロック図である。
【図１４】図１４は、ＭＩＳＯアンテナモジュールが送信モードの時の本発明の第１実施形態の多入力／単出力（ＭＩＳＯ）アンテナモジュールのブロック図である。
【図１５】図１５は、携帯電子機器に組み込まれた実施形態のＳＩＭＯ／ＭＩＳＯ／ＭＩＭＯアンテナモジュールを表している。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の説明は、本発明を実施するベストモードが開示されている。この説明は、本発明の一般原理を例示する目的のためのもので本発明を限定するものではない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を参考にして決定される。
【００１０】
図１及び図２は、本発明の第１実施形態の多入力／単出力（ＭＩＳＯ）アンテナモジュールを含む電子装置１００のブロック図である。ＭＩＳＯアンテナモジュールは、ＲＦ信号処理ユニット（ＲＦユニットあるいは高周波ユニットと称してもよい）１３０、第１スロットアンテナユニット１１０、第２スロットアンテナユニット１２０、第１スイッチ装置１４１、及び第１パワーアンプ（ＰＡ）１４２を含む。
【００１１】
ＲＦ信号処理ユニット１３０は、ＲＦ無線信号（高周波無線信号）を受信することができ、受信した信号をベースバンドユニットによって処理されたベースバンド信号に変換するか、またはベースバンドユニットからのベースバンド信号を受信し、受信した信号を後に送信されるＲＦ無線信号に変換する。ＲＦ信号処理ユニット１３０は、無線周波数の変換あるいはＲＦ信号（高周波信号）の変換を実行する複数のハードウェアデバイスを含んでもよい。例えば、ＲＦ信号処理ユニット１３０は、無線通信システムの無線周波数で発振される搬送波にベースバンド信号を多重化するミキサを含むことができる。無線周波数は、広帯域符号分割多重アクセス（ＷＣＤＭＡ）システムで用いられる９００ＭＨｚ、１９００ＭＨｚ、または２１００ＭＨｚ、または、用いられる無線アクセス技術（RAT）によって決まる他の周波数である。ＲＦ信号処理ユニット１３０は、第１受信ポートＲＸ１、第２受信ポートＲＸ２、及び送信ポートＴＸ１を含む。
【００１２】
第１スロットアンテナユニット１１０は、第１スイッチ装置１４１に接続され、第１スイッチ装置１４１は、第１受信ポートＲＸ１及び送信ポートＴＸ１にそれぞれ接続され、且つパワーアンプ１４２は、第１送信ポートＴＸ１と第１スイッチ装置１４１との間に接続される。
【００１３】
第２スロットアンテナユニット１２０は、第２受信ポートＲＸ２に接続される。
【００１４】
図１に示された受信モードでは、第１スイッチ装置１４１は、第１アンテナユニット１１０を切り替え、第１受信ポートＲＸ１に接続する。次いで、第１スロットアンテナユニット１１０は、第１受信信号を受信し、第１受信信号は、第１受信ポートＲＸ１に送信される。また、第２スロットアンテナユニット１２０は、第２受信信号を受信し、第２受信信号は、第２受信ポートＲＸ２に送信される。
【００１５】
図２に示された送信モードでは、第１スイッチ装置１４１は、第１アンテナユニット１１０を切り替え、送信ポートＴＸ１に接続する。次いで、送信信号は、送信ポートＴＸ１から送信され、パワーアンプ１４２によって増幅され、第１スロットアンテナユニット１１０を介して発される。
【００１６】
図３及び図４は、電子装置１００の第１スロットアンテナユニット１１０及び第２スロットアンテナユニット１２０を表しており、電子装置１００は、基板１６０及び接地層１７０を更に含み、ＲＦ信号処理ユニット（図示されていない）、接地層１７０、第１スロットアンテナユニット１１０、及び第２スロットアンテナユニット１２０は、基板１６０上に配置される。基板１６０は、第１面１６１及び第２面１６２を含み、第１面１６１は、第２面に対向し、接地層１７０は、第２面１６２に配置される。
【００１７】
電子装置１００は、単入力／多出力（ＳＩＭＯ）、多入力／単出力（ＭＩＳＯ）、または多入力／多出力（ＭＩＭＯ）アンテナモジュールが搭載され、性能を改善している。２つの送信器及び２つ以上の受信器が用いられる時、２つのデータストリームを同時にアンテナモジュールを介して伝送することができ、データ転送速度を倍にする。アンテナモジュールを伴った複数の受信器は、装置間の距離をより大きくする。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ（Ｗｉ−Ｆｉ）ワイヤレス標準は、ＭＩＭＯを用いて速度を１００Ｍｂｐｓまたはそれ以上に上げ、少なくとも８０２．１１ａと１１ｇの速度を倍にする。アンテナモジュールは、ワイマックス（ＷｉＭＡＸ）及びロングタームエボリューション（ＬＴＥ）通信装置に用いられてもよい。
【００１８】
第１スロットアンテナユニット１１０及び第２スロットアンテナユニット１２０は、同じ構造または異なる構造を有することができる。図３及び図４の実施形態では、第１スロットアンテナユニット１１０は、第１給電導体（feed conductor）１１１及び第１スロット１１２を含む。第１スロット１１２は、接地素子１７０に形成され、第１給電導体１１１は、第１面１６１上に配置され、第１スロット１１２に対応する。第２スロットアンテナユニット１２０は、第２給電導体（feed conductor）１２１及び第２スロット１２２を含む。第２スロット１２２は、接地素子１７０に形成され、第２給電導体１２１は、第１面１６１上に配置され、第２スロット１２２に対応する。
【００１９】
スロットアンテナユニットを有する本実施形態のアンテナモジュールを用いると、アンテナモジュールのＳＡＲ値が改善される。平面型逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）のアンテナユニットを有する従来のアンテナモジュールに比べ、本実施形態のアンテナモジュールのＳＡＲ値は、約０．４低減される。
【００２０】
スロットアンテナユニットのスロットパターンは、調整され得る。本発明のスロットの実施形態を、第１スロットアンテナユニットを例にとって説明する。図５は、第１スロット１１２の実施形態を表しており、第１スロットは、L形状である。図６は、第１スロット１１２の他の実施形態を表しており、第１スロットは、第１部１１３及び第２部１１４を含み、第１部１１３は、L形状であり、第２部１１４は、細長形状（longitudinal）であり、第２部１１４は、第１部１１３の一端に接続される。
【００２１】
図７は、第１スロット１１２のさらに他の実施形態を表しており、第１スロットは、第１部１１３（１）及び第２部１１４（１）を含み、第１部１１３（１）はL形状であり、第２部１１４（１）もL形状である。第１部１１３（１）は、第１段１１５（１）及び第２段１１６（１）を含み、第１段１１５（１）は、第２段１１６（１）に接続され、それに垂直する。第１段１１５（１）の一端は、接地素子の側面１７１で開口され、第２部１１４（１）の一端は、第２段１１６（１）の一端に接続される。第２部１１４（１）は、第２段１１６（１）と接地素子の側面１７１との間に位置される。
【００２２】
図８は、第１スロット１１２のさらに他の実施形態を表しており、第１スロットは、第１部１１３（２）及び第２部１１４（２）を含み、第１部１１３（２）はL形状であり、第２部１１４（２）もL形状である。第１部１１３（２）は、第１段１１５（２）及び第２段１１６（２）を含み、第１段１１５（２）は、第２段１１６（２）に接続され、それに垂直する。第１段１１５（２）の一端は、接地素子の側面１７１で開口され、第２部１１４（２）の一端は、第２段１１６（２）の一端に接続される。第２段１１６（２）は、第２部１１４（２）と接地素子の側面１７１との間に位置される。
【００２３】
図９は、第１スロット１１２のさらに他の実施形態を表しており、第１スロットは、第１部１１３（３）及び第２部１１４（３）を含み、第１部１１３（３）は、L形状であり、第２部１１４（３）は、U形状である。第１部１１３（３）は、第１段１１５（３）及び第２段１１６（３）を含み、第１段１１５（３）は、第２段１１６（３）に接続され、それに垂直する。第１段１１５（３）の一端は、接地素子の側面１７１で開口され、第２部１１４（３）の一端は、第２段１１６（３）の一端に接続される。第２部１１４（３）は、第２段１１６（３）と接地素子の側面１７１との間に位置される。
【００２４】
図１０は、第１スロット１１２のさらに他の実施形態を表しており、第１スロットは、第１部１１３（４）及び第２部１１４（４）を含み、第１部１１３（４）は、L形状であり、第２部１１４（４）は、U形状である。第１部１１３（４）は、第１段１１５（４）及び第２段１１６（４）を含み、第１段１１５（４）は、第２段１１６（４）に接続され、それに垂直する。第１段１１５（４）の一端は、接地素子の側面１７１で開口され、第２部１１４（４）の一端は、第２段１１６（４）の一端に接続される。第２段１１６（４）は、第２部１１４（４）と接地素子の側面１７１との間に位置される。
【００２５】
図１１は、第１スロット１１２のさらに他の実施形態を表しており、第１スロットは、第１部１１３（５）及び第２部１１４（５）を含み、第１部１１３（５）は、U形状であり、第２部１１４（５）は、U形状である。第１部１１３（５）の一端は、接地素子の側面１７１で開口され、第２部１１４（５）の一端は、第１部１１３（５）のもう一端に接続される。
【００２６】
図１２は、第１スロット１１２のさらに他の実施形態を表しており、第１スロットは、第１部１１３（６）及び第２部１１４（６）を含み、第１部１１３（６）は、稲妻形状であり、第２部１１４（６）は、U形状である。第１部１１３（６）の一端は、接地素子の側面１７１で開口され、第２部１１４（６）の一端は、第１部１１３（６）のもう一端に接続される。
【００２７】
図５〜図１２に示したスロットアンテナパターンのいずれも、左右を反対にひっくり返して第２スロット１２２を形成するようにしてよい。ただし、本発明はこれに制限されるものではない。また、当業者は、上述の実施形態のスロットパターンを類似であるが異なるパターンに変更してよい。しかし、本発明はこれに制限されるものでもない。
【００２８】
図１３及び図１４は、本発明の第２実施形態のＭＩＭＯアンテナモジュールを含む電子装置１００’のブロック図である。電子装置１００’は、ＲＦ信号処理ユニット１３０’、第１スロットアンテナユニット１１０、第２スロットアンテナユニット１２０、第１スイッチ装置１４１、第１パワーアンプ（PA）１４２、第２スイッチ装置１５１、及び第２パワーアンプ（PA）１５２を含む。ＲＦ信号処理ユニット１３０’は、第１受信ポートＲＸ１、第２受信ポートＲＸ２、及び第１送信ポートＴＸ１、及び第２送信ポートＴＸ２を含む。
【００２９】
ＲＦ信号処理ユニット１３０’は、ＲＦ信号処理ユニット１３０と同様に動作し、その詳細は、図１及び図２の説明を参照することができる。
【００３０】
第１スロットアンテナユニット１１０は、第１スイッチ装置１４１に接続され、第１スイッチ装置１４１は、第１受信ポートＲＸ１及び送信ポートＴＸ１にそれぞれ接続され、且つパワーアンプ１４２は、第１送信ポートＴＸ１と第１スイッチ装置１４１との間に接続される。
【００３１】
第２スロットアンテナユニット１２０は、第２スイッチ装置１５１に接続され、第２スイッチ装置１５１は、第２受信ポートＲＸ２及び第２送信ポートＴＸ２に選択的に接続され、第２パワーアンプ１５２は、第２送信ポートＴＸ２と第１スイッチ装置１４１との間に接続される。
【００３２】
図１３に示された受信モードでは、第１スイッチ装置１４１は、第１アンテナユニット１１０を切り替え、第１送信ポートＴＸ１に接続し、第２スイッチ装置１５１は、第２アンテナユニット１２０を切り替え、第２受信ポートＲＸ２に接続することで、第１スロットアンテナユニット１１０は、第１受信信号を受信し、第１受信信号は、第１受信ポートＲＸ１に送信され、第２スロットアンテナユニット１２０は、第２受信信号を受信し、第２受信信号は、第２受信ポートＲＸ２に送信される。
【００３３】
図１４に示された送信モードでは、第１スイッチ装置１４１は、第１アンテナユニット１１０を切り替え、第１送信ポートＴＸ１に接続し、第２スイッチ装置１５１は、第２アンテナユニット１２０を切り替え、第２送信ポートＴＸ２に接続することで、第１送信信号は、第１送信ポートＴＸ１から送信され、第１パワーアンプ１４２によって増幅され、第１スロットアンテナユニット１１０を介して発され、第２送信信号は、第２送信ポートＴＸ２から送信され、第２パワーアンプ１５２によって増幅され、第２スロットアンテナユニット１２０を介して発される。第１送信信号で送信されたデータは、第２送信信号で送信されたデータと同じまたは異なってもよい。第１送信信号で送信されたデータが第２送信信号で送信されたデータと同じ時、ＭＩＭＯアンテナモジュールは、出力電力を改善する。第１送信信号で送信されるデータが第２送信信号で伝送されるデータと異なる時、ＭＩＭＯアンテナモジュールは、データ伝送速度を上げる。
【００３４】
図１５は、携帯電子機器１に組み込まれた実施形態のアンテナモジュールを表している。本実施形態のアンテナモジュールは、無線通信ドングル（dongle）、例えばＷｉ−Ｆｉ、ＷＣＤＭＡ、ＷｉＭＡＸ、またはＬＴＥドングル、または同様の、しかし異なる装置などに組み込まれてもよい。無線通信ドングルは、PC、ノートブック、または平面型（planar）コンピュータ、或いはその他に接続するユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インターフェースを更に提供する。無線通信ドングルは、ＵＳＢインターフェースを介して任意のコンピュータに接続する時のモデムとして動作し、基地局、ｎｏｄｅ−Ｂ、ａｄｖａｎｃｅｄ  ｎｏｄｅ−Ｂ、または他の無線電話通信ネットワークで無線通信サービスを提供する。    
【００３５】
明細書における「第１の」、「第２の」、「第３の」等の序数詞の使用は、それ自体が優先度、序列、又は順序を示唆するものではなく、むしろ、単に２つ以上の特徴、要素、項目等を区別するためのラベルとして使用している。クレーム要素を変えるための、請求項における「第１の」、「第２の」、「第３の」等の序数詞の使用は、それ自体が、１つのクレーム要素を他のクレーム要素と比較して優先度、序列、又は順序、もしくは方法を実施する行為の時間的順序を示唆するものではなく、むしろ、単にクレーム要素を区別するために、特定の名前を有する１つのクレーム要素を同じ名前を有する他の要素から区別するためのラベルとして（だが、序数詞を）使用している。
【００３６】
この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、逆に、当業者にとって明白な種々の変更や、同様のあるいは類似の配置や構成をカバーするものである。よって、添付の特許請求の範囲の解釈においては、最も広義な解釈が行われ、全てのこのような変更及び同様あるいは類似の配置や構成を含むものである。
【符号の説明】
【００３７】
１００、１００’  ＭＩＭＯアンテナモジュールを含む電子装置
１１０  第１スロットアンテナユニット
１１１  第１給電導体
１１２  第１スロット
１１３、１１３（１）、１１３（２）、１１３（３）、１１３（４）、１１３（５）、１１３（６）  第１部分
１１４、１１４（１）、１１４（２）、１１４（３）、１１４（４）、１１４（５）、１１４（６）  第１部分
１１５、１１５（１）、１１５（２）、１１５（３）、１１５（４）  第１段
１１６、１１６（１）、１１６（２）、１１６（３）、１１６（４）  第２段
１２０  第２スロットアンテナユニット
１２１  第２給電導体
１２２  第２スロット
１３０、１３０’  ＲＦ信号処理ユニット（ＲＦユニット、高周波ユニット）
１４１  第１スイッチ装置
１４２  第１パワーアンプ（PA）
１５１  第２スイッチ装置
１５２  第２パワーアンプ
１６０  基板
１６１  第１面
１６２  第２面
１７０  接地層
１７１  側面
ＲＸ１  第１受信ポート
ＲＸ２  第２受信ポート
ＴＸ１  第１送信ポート
ＴＸ２  第２送信ポート
【図１】
0005426705.tif 000003
【図２】
0005426705.tif 000004
【図３】
0005426705.tif 000005
【図４】
0005426705.tif 000006
【図５】
0005426705.tif 000007
【図６】
0005426705.tif 000008
【図７】
0005426705.tif 000009
【図８】
0005426705.tif 000010
【図９】
0005426705.tif 000011
【図１０】
0005426705.tif 000012
【図１１】
0005426705.tif 000013
【図１２】
0005426705.tif 000014
【図１３】
0005426705.tif 000015
【図１４】
0005426705.tif 000016
【図１５】
0005426705.tif 000017