(57)【要約】【課題】ラップトップ・コンピュータ等のコンピューティング・デバイスと共に用いるための、薄型でコンパクトな埋め込みアンテナ設計を提供する。【解決手段】このアンテナ２０は、所望の動作帯域幅に渡って適切なアンテナ特性（例えばインピーダンス整合および放射効率）を得ながら、スペースが限られたコンピューティング・デバイス内での一体化を容易に行うことができる。スロット付きの接地面設計あるいは二重アンテナ給電方式またはその双方を用いて、アンテナ・サイズの縮小（例えばアンテナ高）および動作帯域幅の拡大（例えば広帯域インピーダンス整合）が得られるコンパクトなアンテナ設計を達成する。【選択図】  図３
2006325178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナであって、
平面状放射素子と、
前記平面状放射素子と同一平面上にある平面状接地要素を含む接地要素と、
を含み、前記平面状放射素子が、前記平面状接地要素の第１の縁部から離間しこれに隣接する第１の縁部を含み、
前記平面状接地要素が、前記平面状放射要素の前記第１の縁部に隣接した前記平面状接地要素の前記第１の縁部の一部に沿って形成されたスロット付きの領域を含む、アンテナ。  
【請求項２】
前記平面状放射要素によって誘導される位相のずれた電流が前記放射要素に隣接した前記接地要素に対して及ぼす作用を最小限に抑えるように、前記スロット付きの領域がパターニングされている、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記平面状放射要素および平面状接地要素が平面状基板の一方側にパターニングされている、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記平面状放射要素の前記第１の縁部および前記平面状接地要素の前記第１の縁部がほぼ平行である、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記平面状接地要素の前記第１の縁部に沿って形成された前記スロット付きの領域が開放端スロットを含む、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項６】
前記開放端スロットが蛇行しているスロットを含む、請求項５に記載のアンテナ。
【請求項７】
前記開放端スロットが先細スロットを含む、請求項５に記載のアンテナ。
【請求項８】
前記開放端スロットがほぼ平行であり均一に離間している、請求項５に記載のアンテナ。
【請求項９】
前記平面状放射要素が、これに接続された１本以上の平面状信号給電線を含む、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１０】
前記１本以上の平面状信号給電線が前記平面状放射要素と同一平面上にある、請求項９に記載のアンテナ。
【請求項１１】
前記平面状放射要素が、前記平面状接地要素の第２の縁部から離間しこれに隣接する第２の縁部を含む、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１２】
前記平面状接地要素の前記第１および第２の縁部がほぼ垂直である、請求項１１に記載のアンテナ。
【請求項１３】
前記平面状放射要素の前記第１および第２の縁部がほぼ垂直である、請求項１１に記載のアンテナ。
【請求項１４】
前記平面状放射要素の前記第１の縁部の少なくとも一部が前記平面状接地要素の前記第１の縁部と平行である、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１５】
前記平面状放射要素の前記第１の縁部の少なくとも一部が湾曲している、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１６】
前記平面状放射要素の前記第１の縁部の少なくとも一部が、前記平面状接地要素の前記第１の縁部に対して傾斜している、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１７】
前記アンテナが逆Ｆアンテナである、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１８】
前記アンテナが超広帯域アンテナである、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１９】
前記接地要素が、前記平面状接地要素に対してある角度で延出する第２の平面状接地要素を更に含む、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項２０】
コンピューティング・デバイスであって、
フラット・パネル・ディスプレイと前記フラット・パネル・ディスプレイを収容するカバーとを含むディスプレイ・ユニットと、
前記ディスプレイ・ユニット内に埋め込まれたアンテナであって、
平面状放射素子と、
前記平面状放射素子と同一平面上にある平面状接地要素を含む接地要素と、
を含み、前記平面状放射素子が、前記平面状接地要素の第１の縁部から離間しこれに隣接する第１の縁部を含み、
前記平面状接地要素が、前記平面状放射要素の前記第１の縁部に隣接した前記平面状接地要素の前記第１の縁部の一部に沿って形成されたスロット付きの領域を含む、アンテナと、
を含む、コンピューティング・デバイス。
【請求項２１】
前記アンテナが、前記フラット・パネル・ディスプレイの側壁と前記ディスプレイ・カバーの側壁との間に配置され、前記平面状放射要素が前記フラット・パネル・ディスプレイの表面よりも上方に配置されるようになっている、請求項２０に記載のコンピューティング・デバイス。
【請求項２２】
前記アンテナに接続され、前記アンテナに給電するための同軸ケーブルを更に含む、請求項２１に記載のコンピューティング・デバイス。
【請求項２３】
前記アンテナが平面状基板を含み、前記平面状放射要素および平面状接地要素が前記平面状基板の一方側にパターニングされている、請求項２０に記載のコンピューティング・デバイス。
【請求項２４】
前記接地要素が、前記平面状接地要素に対してある角度で延出する第２の平面状接地要素を更に含む、請求項２０に記載のコンピューティング・デバイス。
【請求項２５】
前記アンテナがＩＮＦ（逆Ｆ）型アンテナであり、前記平面状放射要素が逆Ｆ要素を含み、前記逆Ｆ要素が、
前記平面状接地要素の前記第１の縁部の一部に沿って延出する平面状放射アームと、
前記平面状放射アームの一端を前記平面状接地要素に接続する平面状短絡要素と、
前記放射アームに接続され、前記短絡要素から離間した、前記アンテナの給電点における給電タブと、
を含む、請求項２０に記載のコンピューティング・デバイス。
【請求項２６】
前記ＩＮＦアンテナが２．４５ＧＨｚ  ＩＳＭ帯域で動作するように設計され、前記放射要素の高さが、前記平面状接地要素の前記第１の縁部よりも約２．５ｍｍ上方にある、請求項２５に記載のコンピューティング・デバイス。
【請求項２７】
前記平面状接地要素の前記スロット付きの領域が、前記給電タブと前記平面状放射アームの非接地端部との間の前記平面状放射アームの部分に隣接している、請求項２５に記載のコンピューティング・デバイス。
【請求項２８】
前記スロット付きの領域が開放端スロットを含む、請求項２７に記載のコンピューティング・デバイス。
【請求項２９】
前記開放端スロットが蛇行しているスロットを含む、請求項２８に記載のコンピューティング・デバイス。
【請求項３０】
前記開放端スロットが先細スロットを含む、請求項２８に記載のコンピューティング・デバイス。
【請求項３１】
前記開放端スロットがほぼ平行であり均一に離間している、請求項２８に記載のコンピューティング・デバイス。
【請求項３２】
同軸線を更に含み、前記同軸線の内側導体が前記給電タブに接続され、前記同軸船の外側接地遮蔽が前記平面状接地要素に接続されている、請求項２５に記載のコンピューティング・デバイス。
【請求項３３】
前記アンテナがＵＷＢ（広帯域）アンテナである、請求項２０に記載のコンピューティング・デバイス。
【請求項３４】
前記ＵＷＢアンテナが、約３．１ＧＨｚから約１０．６ＧＨｚの広いインピーダンス帯域幅を提供するように設計され、前記放射要素の高さが、前記平面状接地要素の前記第１の縁部よりも約６ｍｍ以下だけ上方にある、請求項３３に記載のコンピューティング・デバイス。
【請求項３５】
前記平面状放射要素が平面状単極要素からなり、前記平面状接地要素が前記平面状接地要素の前記第１の縁部にほぼ垂直である第２の縁部を含み、前記平面状単極要素が前記平面状接地要素の前記第２の縁部から離間しこれに隣接している、請求項３３に記載のコンピューティング・デバイス。
【請求項３６】
前記平面状単極要素が矩形である、請求項３５に記載のコンピューティング・デバイス。
【請求項３７】
前記平面状単極要素が楕円形である、請求項３５に記載のコンピューティング・デバイス。
【請求項３８】
前記ＵＷＢアンテナが２本の給電線を更に含み、前記給電線が、各々、それらの異なる箇所で前記平面状単極放射要素に接続された第１の端部と、共に接続された第２の端部とを有する、請求項３５に記載のコンピューティング・デバイス。
【請求項３９】
同軸線を更に含み、前記同軸線の内側導体が前記２本の給電線の前記共に接続された第２の端部に接続され、前記同軸線の外側接地遮蔽が前記平面状接地要素に接続されている、請求項３８に記載のコンピューティング・デバイス。
【請求項４０】
前記平面状接地要素が、前記平面状接地要素の前記第１の縁部とほぼ平行であるが前記平面状単極放射要素から前記第１の縁部より大きい距離に離間している第３の縁部を含み、前記第３の縁部が前記平面状接地要素の前記第２の縁部と交差し、
前記平面状接地要素の前記第２の縁部と前記平面状単極放射要素との間の間隙に一方の給電線が配置され、前記平面状接地要素の前記第３の縁部と前記平面状単極要素との間の間隙に他方の給電線が配置される、請求項３８に記載のコンピューティング・デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ラップトップ・コンピュータ等のコンピューティング・デバイスと共に用いてワイヤレス接続および通信を可能とするための埋め込みアンテナ設計に関する。更に具体的には、本発明は、限られたスペースを有するワイヤレス・デバイス内での一体化を容易にすることができると同時に、広い動作帯域幅に渡ってインピーダンス整合および放射効率等の適切なアンテナ特性および性能を提供する、薄型（low-profile）のコンパクトな埋め込みアンテナ設計に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＷＰＡＮ（Wireless Personal Area Network：ワイヤレス・パーソナル・エリア・ネットワーク）、ＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network：ワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク）、ＷＷＡＮ（Wireless Wide Area Network：ワイヤレス・ワイド・エリア・ネットワーク）、およびセルラー式ネットワーク等の・ネットワーク／システムにおいて、デバイス間のワイヤレス接続および通信は、ワイヤレス・デバイスにアンテナを搭載することによって達成可能である。例えば、ＷＬＡＮは、既知の「Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ」規格のもとで動作して、携帯型ラップトップ・コンピュータ、サーバ、プリンタ、キーボード、モデム等のデバイス間で、ワイヤレス・ネットワーク接続を提供する。デバイスは、無線周波数（ＲＦ）通信によってデータを送信および受信するためのアンテナを含む。
【０００３】
一般に、ワイヤレス・デバイスは、その筐体の外部に配置されるか、または内部に埋め込まれたアンテナを有するように設計することができる。例えば、携帯型ラップトップ・コンピュータの中には、かかるコンピュータのディスプレイ・ユニットの上部に位置する外部アンテナ、またはＰＣカード上に位置する外部アンテナを有するように設計されているものがある。しかしながら、例えば、製造コストおよびアンテナの壊れやすさ、更には外部アンテナによってデバイスの外観が損なわれることを含めて、外部アンテナ設計には欠点がある。他の携帯型ラップトップ・コンピュータ設計では、かかるコンピュータのディスプレイ・ユニット内にアンテナが埋め込まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、ワイヤレス・デバイスのための埋め込みアンテナ設計では、例えば、かかるデバイスの外観が優れていること、およびアンテナの偶発的な破損の可能性が低いことを含めて、外部アンテナ設計よりも優れた利点が得られる。しかしながら、スペースが限られ、損失が多い環境のコンピューティング・デバイスの筐体内にアンテナが埋め込まれている場合、アンテナ性能に悪影響を与える恐れがある。例えば、ラップトップ・コンピュータのディスプレイ・ユニットに埋め込まれたアンテナは、金属製ディスプレイ・カバー、ディスプレイ・パネル・フレーム、または他の損失が多い材料等、周囲の金属性構成要素から干渉を受ける場合があるが、かかる干渉は、ディスプレイ・ユニットにおいて、そのような金属／損失が多い構成要素から離して埋め込みアンテナを配置する／方向付けることによって回避することができる。しかしながら、コンピューティング・デバイスがいっそう小型化し、ますますスペースが限られてくるにつれて、埋め込みアンテナを、よりコンパクトな構造および高さ（profile）で設計しなければならない。これは問題である。実際、所与の動作帯域およびアンテナ設計では、アンテナが小さくなるにつれて、帯域内でのアンテナ性能が低下する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書中で説明する本発明の例示的な実施形態は、ラップトップ・コンピュータ等のコンピューティング・デバイスと共に用いてワイヤレス接続および通信を可能とするための埋め込みアンテナ設計を含む。更に具体的には、本発明の例示的な実施形態は、薄型でコンパクトな埋め込みアンテナ設計を含み、これは、所望の動作帯域幅に渡って適切なアンテナ性能（例えばインピーダンス整合および放射効率）を得ながら、限られたスペースを有するコンピューティング・デバイス内での一体化を容易にすることができる。概して、本発明の例示的な実施形態は、スロット付きの接地面設計あるいは二重アンテナ給電方式またはその双方を用いて、コンパクトなアンテナのアンテナ・サイズ（例えばアンテナ高）を縮小し、動作帯域幅（例えば広帯域インピーダンス整合）を拡大するための方法を含む。
【０００６】
例えば、本発明の例示的な実施形態による薄型アンテナは、平面状放射素子と、この平面状放射素子と同一平面上にある平面状接地要素を含む接地要素と、を含む。平面状放射素子は、平面状接地要素の第１の縁部から離間しこれに隣接する第１の縁部を含む。平面状接地要素は、平面状放射要素の第１の縁部に隣接した平面状接地要素の第１の縁部の一部に沿って形成されたスロット付きの領域を含む。
【０００７】
スロット付きの領域は、放射要素に隣接した接地要素上で放射要素によって誘導される位相のずれた電流を最小限に抑えるかまたは排除するように、パターニングされている。これによって、所与の動作帯域幅について、平面状接地要素の上方の平面状放射部の高さを著しく縮小することができ、一方で、この所与の動作帯域幅内の放射効率およびインピーダンス整合は維持される。換言すると、接地面にスロットまたはノッチを設けることによって、放射部に近い接地面上に誘導される電流を制御して、高放射効率を得る。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の例示的な実施形態によれば、薄型ＩＮＦ（inverted-F：逆Ｆ）型およびＵＷＢ（ultra-wide band：超広帯域）型のアンテナを設計するために、高さ縮小方法およびインピーダンス整合技法を用いる。例えば、２．４５ＧＨｚ  ＩＳＭ帯域での動作のため、本発明の例示的な実施形態に従ったスロット付き接地面を有する薄型逆Ｆ（ＩＮＦ）アンテナを提供し、これによって、良好なアンテナ特性を維持しながら、スロットを設けない接地面を有する薄型ＩＮＦアンテナの高さの２分の１にアンテナ高を縮小することができる。
【０００９】
更に、ワイヤレス３．１ＧＨｚ〜１０．６ＧＨｚ  ＵＷＢ帯域での動作のため、本発明の例示的な実施形態に従ったスロット付き接地面を有する薄型ＵＷＢ平面状モノポール・アンテナを提供し、これによって、良好なアンテナ特性を維持しながら、アンテナ高を約６ｍｍ以下に、厚さを０．５ｍｍにすることができる。これは、スロットを設けない接地面を有する従来のＵＷＢ設計よりも著しく小型である。本発明の他の例示的な実施形態では、二重給電方式によって薄型ＵＷＢアンテナを設計して、広い動作帯域幅に渡ってインピーダンス整合を向上させる。
【００１０】
本発明のこれらおよび他の例示的な実施形態、特徴、および利点は、添付図面と関連付けて読まれる以下の例示的な実施形態の詳細な説明から、説明されまたは明らかになろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
概して、本発明の例示的な実施形態は、コンピューティング・デバイスと共に用いてワイヤレス接続および通信を可能とするためのコンパクトな埋め込みアンテナ設計を含む。例示的な目的のため、薄型埋め込みアンテナ設計およびこの薄型アンテナを携帯型ラップトップ・コンピュータ（例えばＩＢＭ社のＴｈｉｎｋＰａｄコンピュータ）のディスプレイ・ユニット内に埋め込むための方法に関連付けて、本発明の典型的な実施形態を以下で詳細に記載するが、ここでは、何ら本発明の範囲を限定するとは解釈しないものとする。
【００１２】
図１および２は、本発明の例示的な実施形態に従った、携帯型ラップトップ・コンピュータのディスプレイ・ユニット内にアンテナを埋め込むための方法を概略的に示す。具体的には、図１は、ディスプレイ・ユニット（１１）を有するラップトップ・コンピュータ（１０）の概略斜視図である。ディスプレイ・ユニット（１１）は、ディスプレイ・カバー（１１ａ）、ディスプレイ・パネル（１１ｂ）、および、ディスプレイ・パネル（１１ｂ）をカバー（１１ａ）に堅固に支持する金属ヒンジ・バー（図示せず）を含む。例えば、ＩＢＭ社のＴｈｉｎｋＰａｄラップトップ・コンピュータでは、ディスプレイ・パネルの左側および右側にヒンジ・バーが配置され、かかるバーの下端はベース・ユニットに固定されている。ディスプレイ・カバー（１１ａ）は、金属材料、複合材料、またはプラスチック材料で形成することができる。ラップトップの設計によっては、電磁遮蔽の目的で、ディスプレイ・パネル（１１ｂ）の背面に遮蔽板を配置することも可能である。
【００１３】
本発明の例示的な実施形態によれば、ディスプレイ・カバー（１１ａ）とディスプレイ・パネル（１１ｂ）との間の空間／間隙において、様々な概略的な位置（１２）、（１３）、（１４）、あるいは（１５）またはそれら全ての１つ以上で、ディスプレイ・ユニット（１１）内に薄型埋め込みアンテナを配置することができる。これについて以下で詳細に説明する。埋め込みアンテナを、ディスプレイ（１１）の左側および右側の縁部の位置（１２）および（１５）に配置して、ある方向においてディスプレイによって生じる遮断を低減し、ワイヤレス通信システムで空間ダイバーシチを得ることができる。または、１つのアンテナを側縁部の位置（１２）または（１５）に配置し、第２のアンテナをディスプレイ・ユニット（１１）の上縁部の位置（１３）または（１４）に配置して、アンテナ偏波ダイバーシチを得ることができる（用いるアンテナ設計に応じて異なる）。
【００１４】
図２は、本発明の例示的な実施形態による、ラップトップ・コンピュータのディスプレイ・ユニット内にアンテナを埋め込むための方法を概略的に示す。具体的には、図２は、図１に示したディスプレイ・ユニット（１１）の線１Ｂ−１Ｂに沿った概略側面図である。ディスプレイ・カバー（１１ａ）は、側壁の厚さＴCを有するものとして図示され、ディスプレイ・パネル（１１ｂ）は、側壁の厚さＴDを有するものとして図示されている。図２の例示的な実施形態は、更に、放射要素（Ｒ）および接地要素（Ｇ）を有する埋め込みアンテナ（１６）を示す。放射要素（Ｒ）および接地要素（Ｇ）は、同一平面上の金属細片（例えばスタンピングした要素）である。図１の例示的な実施形態では、アンテナ（１６）は、逆Ｆ（ＩＮＦ）放射要素（Ｒ）および給電タブ（Ｆ）を有するＩＮＦアンテナの形態の薄型接地モノポール・アンテナであるが、アンテナは、例えば本発明の教示に従って設計することができるいかなるタイプのアンテナとすることも可能である。アンテナ（１６）は、ディスプレイ・カバー（１１ａ）とディスプレイ・パネル（１１ｂ）との間に、いずれかの所望の位置／向きに搭載して、アンテナ（１６）の面をパネル（１１ｂ）の面に対してほぼ垂直（またはわずかに傾斜している）とすれば良い。
【００１５】
本発明の例示的な実施形態に従って、ディスプレイ・ユニットにおけるスペースの制約および損失が多い環境を考慮して、ラップトップ・コンピュータのディスプレイ・ユニット内に一体化する薄型埋め込みアンテナを設計することによって、高性能でコンパクトなアンテナ設計を提供する。実際、例えば、ディスプレイ・パネル、金属製ディスプレイ・カバー、または金属製ディスプレイ・フレーム等の損失が多い半導体／導電性材料の近くに埋め込みアンテナがあると、アンテナの放射効率が大きく低下する恐れがある。本発明の例示的な実施形態によれば、図２に示すように、許容可能なアンテナ性能を達成するための１つの方法は、アンテナ（１６）を配置する際に、放射部（Ｒ）を、ディスプレイ・パネル（１１ｂ）の前面から高さＨRに位置する（またはこの前面を越えて延出する）ようにすることである。現在のラップトップ設計では、カバー（１１ａ）の側壁の厚さＴCは約１２ｍｍ以下であり、ディスプレイ・パネル（１１ｂ）の厚さＴDは約５ｍｍである。このため、アンテナ放射部の高さＨRは約７ｍｍ以下に限定される。
【００１６】
ラップトップ・コンピュータのディスプレイ・ユニットが、いっそう小さい厚みおよび少ないスペースで設計されるようになると、埋め込みアンテナは、例えば高さＨRを減らして、サイズを小さくしなければならない。しかしながら、所与の動作帯域幅のためのアンテナ設計が物理的に小さくなると、サイズ縮小の結果、所望の帯域幅内のインピーダンス整合が不良になり、放射効率が低くなる。原理的には、放射部（Ｒ）からの放射は、接地面（Ｇ）上で誘導された位相がずれた電流からの放射によって無効になる。例えば、図２に示すような薄型ＩＮＦアンテナでは、アンテナの高さが動作波長の約０．０４倍であると好ましい。例えば、２．４５ＧＨｚのＩＳＭ帯における動作では、アンテナの高さＨRは、好ましくは、５ｍｍ＝５／１２２＝動作波長の０．０４倍である。更に、アンテナ（１６）の高さが、例えば５ｍｍから半分すなわち２．５ｍｍ、つまり動作波長の０．０２倍まで小さくなると、結果として、アンテナの入力インピーダンスが高くなりすぎて整合しないか、または放射効が低くなりすぎて有効に放射しない。以下で述べる方法を用いて、図２に示す例示的な薄型ＩＮＦアンテナ（１６）の構造を変更して、所望のアンテナ性能を維持しながら放射部の高さＨRを小さくすることができる。
【００１７】
図３は、本発明の例示的な実施形態による薄型アンテナの概略斜視図である。更に具体的には、図３は、本発明の例示的な実施形態による、スロット付き接地面を有する薄型逆Ｆ（ＩＮＦ）アンテナ（２０）を概略的に示す。全体として、アンテナ（２０）は、接地要素（２１）（または接地）および放射要素（２２）（または放射部）を含む。接地要素（２１）は、第１（水平）の接地要素（２１ａ）および第２（垂直）の接地要素（２１ｂ）を含む。接地要素（２１）は、好ましくは、高導電性金属シートを用いて形成する。図３の例示的な実施形態では、放射部（２２）は、基板（２３）の一方の側に印刷または他の方法で形成された逆Ｆ（ＩＮＦ）要素を含む。放射部（２２）（ＩＮＦ要素）は、水平アーム（２２ａ）部、端（垂直）部（２２ｂ）、および給電タブ（２２ｃ）を含む。放射部（２２）は、垂直端部（２２ｂ）を介して第２の接地要素（２１ｂ）に接続されている。給電タブ（２２ｃ）は、図４を参照して以下に示し論じるように、同軸ケーブル等の外部給電線のための接続点を提供する。
【００１８】
図３の例示的な実施形態に更に示すように、放射要素（２２）の水平アーム（２２ａ）に隣接した第２の接地要素（２１ｂ）の一部に、複数の狭い開放端スロット（２４）（またはノッチ）がパターニングされている。以下で詳細に説明するように、スロット（２４）は、放射部（２２）の近くで接地（２１）上に誘導される電流を変化させ（または電流分布を変化させ）て、高い放射効率および広いインピーダンス帯域幅を維持しながらアンテナの高さ（Ｈ１）の著しい縮小を可能とするための機構を提供する。換言すると、放射機構に応じて、接地面（２１）にスロットまたはノッチを設けることによって、接地面上で誘導される電流を制御して、アンテナ放射効率および帯域幅を最適化することができる。
【００１９】
例示的なアンテナ（２０）は、図１および２に示すように、ラップトップ・コンピュータのディスプレイ・ユニット内に埋め込むことができ、その場合、放射部（２２）は、ディスプレイ・パネルの表面よりも上方に延出する。ディスプレイ（１１ｂ）は極めて損失が多いので、垂直接地要素（２１ｂ）は、好ましくは、ディスプレイ（１１ｂ）と同じ高さ（Ｖ１）を有し、このため、損失が多いディスプレイよりも上方に放射部（２２）を配置して、高い放射効率を達成する。しかしながら、垂直接地要素（２１ｂ）は、垂直接地要素（２１ｂ）に形成されたスロットの短絡を防ぐように、ディスプレイの金属製カバーの側壁またはヒンジ・バー等の金属製構成要素に直接接続しない。第１（水平）の接地要素（２１ａ）は、ディスプレイ・パネル（１１ｂ）の支持バー等の金属製構成要素または金属製ディスプレイ・カバー（１１ａ）に直接接続することができる。更に、別の例示的な実施形態では、第１（水平）の接地要素（２１ａ）は、ディスプレイ・パネル（１１ｂ）の背面のＲＦ遮蔽フォイルに接続することができる。
【００２０】
一実施形態では、第２の接地要素（２１ｂ）は、基板（２３）上で放射部（２２）と共に印刷／形成されて、垂直接地要素（２１ｂ）および放射部（２２）が同一平面上にあるようになっている。他のアンテナの実施形態では、放射要素（複数の要素）は、接地要素のノッチ／スロット部分と同一平面上にない。しかしながら、垂直接地面が放射部の水平方向の底部に近い場合、インピーダンス整合を容易に達成することができる。特に、主放射部の底部の近くで垂直接地面を用いることによって、インピーダンス整合がいっそう安定する。すなわち、アンテナを設置する環境による影響が少なくなる。放射部の下縁部に近い垂直接地面の縁部は、いかなる形状とすることも可能である。
【００２１】
図６および７は、スロットのない接地面を有する従来のＩＮＦアンテナおよび本発明の実施形態によるスロット付きの接地面を有する薄型ＩＮＦアンテナの電流分布をそれぞれ示す概略図であり、これらは、同一の共振周波数で動作する（例えば同一の周波数帯、２．４５ＧＨｚ  ＩＳＭ帯で動作する）ように設計されている。更に具体的には、図６は、スロットのない接地面を有する薄型ＩＮＦアンテナ（４０）を示し、放射要素の水平アーム（４０ａ）は、接地面（４１ｂ）から高さ（Ｈ）にある。図６からわかるように、接地面（４０ｂ）、特に垂直部上で誘導される電流は、ＩＮＦアンテナ（４０）の水平アーム（４０ａ）上の電流に対して位相がずれている。アンテナ（４０）の水平アーム（４０ａ）からの放射は、動作波長の約０．０４倍という短い距離のため、接地面（４０ｂ）の垂直部上の位相のずれた電流からの放射によって部分的に無効になる。水平アーム（４０ａ）と垂直部（４０ｂ）との間の間隙が更に小さくなると、位相のずれた電流の無効化が増大し、結果として放射効率が低下しインピーダンス整合が不良になる。
【００２２】
図７は、スロット付きの接地面を有するＩＮＦアンテナ（４１）を示す。放射要素の水平アーム（４１ａ）は、垂直接地面（４１ｂ）から高さ（０．５Ｈ）にある。接地面（４１ｂ）にスロット（４１ｃ）が形成されているため、アンテナ（４１）の水平アーム（４１ａ）上の電流とは位相がずれている垂直接地要素（４１ｂ）上の水平方向の電流成分は、図６の実施形態の電流分布と比べて、水平アーム（４１ａ）から更に離れた箇所に集中している（例えば、水平接地要素に近い垂直接地要素（４１ｂ）の底部に集中している）。換言すると、水平アーム（４１ａ）および垂直接地要素（４１ｂ）上の位相のずれた電流は、スロット（４１ｃ）のために分離され、結果として、放射効率が上昇し、共振周波数が低下し、インピーダンス整合が改善する。更に、所与の動作周波数について、薄型ＩＮＦアンテナ（４０）（図６）によって達成したものと同一または同様のアンテナ性能を維持しながら、アンテナ（４０）の高さ（Ｈ）の半分まで、アンテナ（４１）の高さ（０．５Ｈ）を縮小することができる。
【００２３】
図３は、所与の動作帯域幅についてアンテナ（２０）を構成／調整するために考慮されたアンテナ（２０）の様々な寸法を示す。アンテナ（２０）の共振周波数は、主に、ＩＮＦ要素（２２）の合計長（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｈ２）によって決定されるが、これは、およそ、共振周波数における４分の１波長である。また、共振周波数は、スロット深さ（ＳＤ）に依存する。ＩＮＦ要素（２２）を形成する金属細片部分の幅（Ｗ１）および（Ｗ２）は、共振周波数に与える影響はわずかであるが、インピーダンス整合には著しい影響を与える（例えば、幅（Ｗ１）および（Ｗ２）を大きくすると帯域幅が広くなる）。
【００２４】
アンテナ（２０）のインピーダンス整合は、水平放射アーム（２２ａ）の短絡端部と給電タブ（２２ｃ）との間の長さ（Ｌ３）を調節することによって調整することができる。具体的には、アンテナ（２０）のインピーダンスは、給電点（ＦＰ）を移動させることによって変化させることができる。ＦＰを左側（開放端）に移動させるとアンテナ・インピーダンスが増大し、ＦＰを右（短絡端部）（すなわち垂直要素（２２ｂ）へと）移動させるとアンテナ・インピータンスが減少する。ＦＰの位置は、共振周波数に多少の影響を与える。また、アンテナ（２０）のインピーダンスは、ある程度、給電タブ（２２ｃ）の下縁部と垂直接地要素（２１ｂ）の上縁部との間の給電間隙（Ｆ１）に依存する。給電間隙（Ｆ１）は、長さ（Ｌ３）よりもインピーダンス整合に与える影響が少ない。
【００２５】
距離（Ｖ１）は、アンテナ（２０）を設置するラップトップ・コンピュータのディスプレイ・ユニットの寸法に対応し、ディスプレイ・パネルの厚さとほぼ同じである。必要に応じて、スロットを水平接地要素まで延出させることができる（例えば、距離（Ｖ１）が、動作波長の０．０４倍等、ある値よりも小さい場合）。給電点（ＦＰ）と第１の隣接スロットとの間の分離距離（Ｖ３）は、インピーダンス整合および共振周波数に大きく影響する。距離（Ｖ３）を小さくして、給電点の周囲の電流の水平成分を抑制しなければならない。アンテナ・アームの下に位置するスロットは、給電点の右側に位置するよりもはるかに良い効果を与える。アンテナの水平アームからの放射の無効化は、主に、この領域（アンテナの長い方のアームの直下）に誘導される電流の水平成分によるものである。誘導された電流の水平成分は強力で、位相がずれている。水平方向の放射は、主に、アンテナの長い方のアームからのものである。（Ｖ３）が小さくなればなるほど、動作周波数が低くなる。
【００２６】
スロットの幅（ＳＷ）は、距離（Ｖ４）に比べて重要ではない。距離（Ｖ４）は、電流の水平方向の成分を抑制するために、充分に狭くしなければならない。１つの例示的な実施形態では、Ｖ４＝２ｍｍであり、ＳＷ＝０．２ｍｍである。開放端スロットの深さ（ＳＤ）は、共振周波数、インピーダンス帯域幅、および放射効率等のアンテナ性能に著しい影響を及ぼす。薄型設計では、深さ（ＳＤ）を大きくするとよい。なぜなら、アンテナの水平アーム上の放射電流に対して位相がずれている接地面の垂直部上の電流の水平成分は、アンテナの水平アーム上の放射電流から遠くなるためである。
【００２７】
アンテナの水平アームとスロット付きの領域の底部との間の合計距離（Ｈ２＋ＳＤ）は、有効な放射のため、動作波長の０．０４倍よりも大きくしなければならない。スロットの数は、アンテナの水平アームの大きさに依存する。スロットは、アンテナの水平アームの直下の領域のほとんどをカバーしなければならない。図３の例示的な実施形態では、スロットの数を更に増やすと（例えば５よりも多く）、アンテナの性能がわずかに影響を受ける。垂直接地面にスロットを設けると、電流経路の増大のため、共振周波数が低下する。
【００２８】
水平接地要素（２１ａ）の寸法Ｇ１およびＧ２は、利用の際には重要でない。なぜなら、水平接地要素（２１ａ）はシステム接地面に電気的に接続されるからである。１つの例示的な実施形態では、最小寸法を動作波長の約半分として、様々な設置環境において設計を安定して維持する。
【００２９】
本発明の実施形態による薄型ＩＮＦアンテナ設計の電気的特性および特徴を試験し判定する目的のため、ラップトップの適用について、具体的には金属製カバーを有するＩＢＭ  ＴｈｉｎｋＰａｄラップトップについて、図３に示したアンテナ・フレームワークを用いて、アンテナの試作品を構成した。図４および５は、図３に示すようなアンテナ・フレームワークを有する例示的な試作品のＩＮＦアンテナについて、約２．４０ＧＨｚから２．５０ＧＨｚ（２．４５ＧＨｚ  ＩＳＭ帯）の動作帯域幅を提供するための具体的な寸法（単位はｍｍ）を示す。図４は、試作品のアンテナの概略斜視図である。放射部（２２）は、同軸ケーブル（３０）によって給電される。同軸ケーブルの内側導体は、給電点（ＦＰ）に接続され、外側遮蔽は、垂直あるいは水平接地要素またはその両方に接続されている（しかしながら、向きは問わない）。放射部（２２）および垂直接地要素（２１ａ）は、薄い誘電性スラブＰＣＢ上に形成した。具体的には、１０ＧＨｚで誘電率が３．３８であり損失正接が０．００２５である７．５ｍｍｘ５０ｍｍｘ２０ミルの２５Ｎ  Ａｒｌｏｎ  ＰＣＢスラブ上に、アンテナをエッチングした。接地要素を、金属製カバーに電気的に結合し、ＲＦケーブル外側導体に接続した。図５は、７．５ｍｍｘ５０ｍｍの寸法を有する基板（２３）の背面図を示す。図示するように、アンテナ・パターンは、基板（２３）の一方の側に形成し、基板（２３）の背面側には金属パターンを形成していない。基板（２３）の背面側は、金属製カバーの側壁に接触する。
【００３０】
図４および５の試作品のＩＮＦアンテナを、金属複合カバーを有するＩＢＭ  ＴｈｉｎｋＰａｄラップトップ・コンピュータに設置した。カバーの側壁に、高さ６ｍｍ長さ４５ｍｍの寸法のノッチを形成し、放射部がノッチの中央に位置するように試作品のアンテナをカバーの内側側壁に取り付けた。基板（２３）（ｙ−ｚ平面）を、ディスプレイ・パネルの面に対してほぼ垂直に配置し、放射部分はディスプレイ・パネルの面を越えて延出した。カバーの側壁は、高さが１１ｍｍ（内部）であった。ディスプレイのフレームに沿って、長さ１２ｃｍのＲＦ給電ケーブルが設置されている。支持ヒンジ・バー（ディスプレイ・パネルとアンテナとの間）とアンテナとの間の最小距離は、約１ｍｍであった。ディスプレイ・パネルの厚さは５ｍｍであった。アンテナの上部は、カバーの側壁の上部よりも３．５ｍｍ低かった（これは、もっと薄いディスプレイ・ユニットにおいて試作品のアンテナを使用可能であることを示す）。
【００３１】
図２９は、２．４５Ｇｈｚ  ＩＳＭ帯で動作する試作品のＩＮＦアンテナのＳＷＲ（定在波比）の測定値を示す。図２９に示すように、ラップトップにおいて実装した試作品のＩＮＦアンテナは、２．４５ＧＨｚ  ＩＳＮ帯を完全にカバーする（２．４〜２．５ＧＨｚ）ために充分な帯域幅（２：１ＳＷＲ）を提供する。
【００３２】
図３０は、ラップトップ・ディスプレイをベース・ユニットに対して９０度に開いた場合に、２．４５ＧＨｚで測定した放射パターンをグラフで示す。具体的には、図３０は、垂直偏波および水平偏波および水平面における全電界の放射パターンを示す。放射パターンは、全方向性放射パターンに近いものを示し、これはモバイルの用途に適用される。
【００３３】
更に、下の表１は、試作品のＩＮＦアンテナについて、帯域幅内の異なる周波数において測定した平均利得値およびピーク利得値を示す。
【表１】
2006325178.tif 000003
【００３４】
表１から明らかであるように、利得値は、帯域内で大きくは変動しない。実際、平均およびピーク利得は、−２０度＜θ＜２０度の仰角の範囲内で、−４ｄＢｉおよび０ｄＢｉよりも高い。θ＝ゼロは水平面上であり、負の角度は水平面よりも上方である。
【００３５】
図８〜１６は、本発明の例示的な実施形態による、アンテナの接地要素に形成可能な異なるスロット・パターンを示す概略図である。これらの例示的なパターンは、例えば、本明細書中に記載した例示的な薄型ＩＮＦおよびＵＷＢアンテナによって実施可能である。基本的に、接地面のスロット・パターンを変更して接地面上の電流分布を変えることで、高い放射効率を有しながらアンテナのサイズを縮小することができる。異なるスロット／ノッチ・パターンを選択して、接地面のスロット付きの領域における画像電流の方向を変更して、かかる画像電流成分を無効にするかまたは最小限に抑え、更にアンテナ放射を増大させることができる。これについては、当業者には理解されよう。
【００３６】
図１７は、本発明の別の例示的な実施形態による薄型アンテナの概略斜視図である。更に具体的には、図７は、本発明の例示的な実施形態による薄型ＵＷＢ（超広帯域）アンテナ（６０）を概略的に示す。これは、スロット付きの接地面および二重給電方式を有するように設計されて、アンテナ高の縮小を可能とし、広帯域インピーダンス整合を達成する。全体として、例示したＵＷＢアンテナ（６０）は、接地要素（６１）（または接地）、放射要素（６２）（または放射部）、ならびに、第１および第２の給電線（ＦＬ１）および（ＦＬ２）を含む。接地要素（６１）は、第１（水平）の接地要素（６１ａ）および第２（垂直）の接地要素（６１ｂ）を含む。放射部（６２）、給電線（ＦＬ１）および（ＦＬ２）、ならびに第２（垂直）の接地要素（６１ｂ）は、基板（６３）の一方側に、パターニング、印刷、またはその他の方法で形成される。これらの要素は、高導電性金属シートを用いて形成される。
【００３７】
図１７の例示的な実施形態では、放射部（６２）は、ＨｘＷの寸法を有する矩形である（しかしながら、例えば図２１〜２８に示すような他の形状も実施することができる）。垂直接地要素（６１ｂ）は、高さＶ１の第１の領域を含み、その縁部は、放射部（６２）の水平下縁部に隣接して間隙（ｇ１）だけ離れて配置されている。垂直接地要素（６１ｂ）は、Ｖ２ｘＶ３の寸法の第２の領域を含み、その縁部は、放射部（６２）の垂直側縁部に隣接して間隙（ｇ３）だけ離れて配置されている。
【００３８】
給電線（ＦＬ１）および（ＦＬ２）は、それぞれＬ１ｘＳ１およびＬ２ｘＳ２の寸法を有する。給電線（ＦＬ１）および（ＦＬ２）は、互いにほぼ垂直であり、給電点（ＦＰ）において接続されている。給電線（ＦＬ１）は、放射部（６２）の側縁部と垂直接地要素（６１ｂ）との間の間隙（ｇ３）において垂直に配置され、給電線（ＦＬ１）は、放射部（６２）から間隙（ｇ６）だけ離れ、垂直接地要素（６１ｂ）から間隙（ｇ７）だけ離れている。給電線（ＦＬ２）は、垂直接地要素（６１ｂ）と放射部（６２）の下縁部との間の間隙において水平に配置され、給電線（ＦＬ２）は、垂直接地要素（６１ｂ）の縁部から間隙（ｇ４）だけ離れている。給電線（ＦＬ２）に隣接した垂直接地要素の縁部は、水平接地要素（６１ａ）から高さ（Ｖ４）まで延出する。給電線（ＦＬ１）は、放射部（６２）の上縁部から距離（ｄ１）の箇所で放射部（６２）に接続し、給電線（ＦＬ２）は、放射部（６２）の側縁から距離（ｄ２）の箇所で放射部に接続する。
【００３９】
垂直接地要素（６１ｂ）は、放射部（６２）の下縁部の下に形成された複数の開放端スロットを含むスロット付き領域（６４）を含む。図１７の例示的な実施形態では、４つのスロットが図示され、これらは（Ｄ１ｘＷ１）の寸法を有し、均一な距離（Ｄ２）だけ離れている。スロット付き領域（６４）は、所望のアンテナ特性を維持しながら、高さ（Ｈ）を小さくすることができる。ノッチ（６４）によって、垂直接地要素（６１ｂ）上の位相のずれた電流は、放射部（６２）の下縁部からの距離が大きくなる（ｇ１＋Ｄ１）。距離（ｇ１＋Ｄ１）が増すと、電流からの放射の無効化が小さくなり、これによって放射効率が改善する。寸法Ｄ１、Ｄ２、およびＷ１の選択は、好ましくは、格子領域に存在する水平方向の位相のずれた誘導電流が最小であることを確実とするように行う。
【００４０】
図１７の例示的な実施形態では、所望のアンテナ特性を得るように、様々な寸法を選択することができる。例えば、動作帯域幅に関して、アンテナ（６０）の帯域幅の下限周波数（ＦL）は、主として放射部（６２）の寸法（Ｗ）によって決定し、ある程度は放射部（６２）の寸法（Ｈ）によって決定する。寸法（Ｗ）または（Ｈ）のいずれかが増大すると、下限周波数（ＦL）が低下する。矩形の平面状放射部（６２）の底部が広いため、広帯域インピーダンス変成器が有効に生成される。
【００４１】
アンテナ（６０）は、同軸ケーブルを用いて給電することができ、同軸ケーブルの中央導体は給電線（ＦＬ１）および（ＦＬ２）の共通の給電点（ＦＰ）に接続されている。給電点（ＦＰ）の位置は、インピーダンス整合に影響を与える。更に、間隙ｇ４、ｇ６、およびｇ７が、インピーダンスに影響を与え、これらの間隙のサイズが小さいほど、インピーダンス整合が増大する。寸法Ｖ２ｘＶ３を有する垂直接地要素（６１ｂ）の領域は、インピーダンス整合に大きな影響を及ぼし、かかる領域は、放射部（６２）の垂直縁部の近くに配置されている。寸法Ｇ１ｘＧ２の水平接地要素（６１ａ）は、インピーダンス整合に対する設置環境（例えば金属製カバーおよびディスプレイ）の影響を軽減し、カバーあるいはＬＣＤパネルまたはその両方に電気的に接続しなければならない。
【００４２】
上述のように、所与の動作帯域幅についてのアンテナ高（Ｈ）を、スロット付きの領域（６４）の形成により最適に縮小して、例えばラップトップ・コンピュータ用途のための薄型設計を提供することができる。スロット付きの接地面を設けなければ、高さ（Ｈ）を縮小した結果として、下限周波数（ＦL）が上昇する（すなわち帯域幅が小さくなる）。スロット（６４）の幅（Ｗ１）は、上限周波数（ＦH）によって決定される。例えば、スロットの幅（Ｗ１）は、帯域幅内の上限動作波長よりもはるかに小さくなければならない。寸法（Ｄ１）は、放射効率に著しい影響を与える。なぜなら、ノッチ（６４）によって、放射部（６２）上の電流に対して位相がずれている垂直接地要素（６１ｂ）上の電流分布が変化するからである。更に、接地要素（６１ｂ）上の強力な水平方向の位相ずれ電流を防ぐため、分離距離（Ｄ２）は、上限周波数（ＦH）の動作波長よりも小さくなければならない。
【００４３】
本発明による例示的なＵＷＢアンテナの電気的特性および特徴を試験し判定する目的のため、ラップトップの適用について、図１７に示したアンテナ・フレームワークを用いて、アンテナの試作品を構成した。具体的には、図１８〜１９は、図１７に示すようなアンテナ・フレームワークを有する例示的な試作品のＵＷＢアンテナについて、約３．１ＧＨｚから１０．６ＧＨｚの動作帯域幅を提供するための具体的な寸法（単位はｍｍ）を示す。図１８は、例示的な試作品のアンテナの前部の概略斜視図である。放射部（６２）は、同軸ケーブル（Ｃ）によって給電される。同軸ケーブルの内側導体は、給電点（ＦＰ）に接続され、外側遮蔽は、垂直あるいは水平接地要素またはその両方に接続されている（しかしながら、向きは問わない）。放射部（６２）および垂直接地要素（６１ｂ）は、薄い誘電性ＰＣＢ基板（６３）上に形成した。具体的には、１０ＧＨｚで誘電率が３．３８であり損失正接が０．００２５である１０ｍｍｘ５０ｍｍｘ２０ミルの２５Ｎ  Ａｒｌｏｎ  ＰＣＢ基板（６３）上に、アンテナをエッチングした。図１９は、１０ｍｍｘ５０ｍｍの寸法を有する基板（６３）の背面図を示す。
【００４４】
図１８から１９の試作品のＵＷＢを、金属複合カバーを有するＩＢＭ  ＴｈｉｎｋＰａｄラップトップ・コンピュータに、図２０に示すような位置および向きで設置した。放射部（６２）および垂直接地要素（６１ｂ）を有する基板（６３）を、ＴｈｉｎｋＰａｄのフレーム・カバー側壁（これは高さが１２ｍｍ（内側）であり、傾斜が１０度以下である）と平行に配置し（例えば、基板（６３）（ｙ−ｚ平面）を、ディスプレイ・パネルの面にほぼ垂直に配置した）、放射部分はディスプレイ・パネルの面を越えて延出した。ディスプレイのフレームに沿って、長さ１２ｃｍのＲＦ給電ケーブルを設置した。ディスプレイ・パネルのフレームとアンテナ（底部）の底部との間の最小距離は、約３ｍｍであった。ディスプレイ・パネルの厚さは５ｍｍであった。アンテナの上部は、カバー側壁の上部よりも約２ｍｍ低かった。
【００４５】
試作品のＵＷＢアンテナを用いて、自由空間において、および無響室内で試作品ラップトップに取り付けた場合の双方で、定在波比（ＳＷＲ）および放射測定を実行した。具体的には、図３１は、２ＧＨｚ〜１２ＧＨｚの周波数帯で、自由空間およびラップトップ・ディスプレイにおける試作品のＵＷＢアンテナのＳＷＲ測定値を比較する。自由空間では、試作品ＵＷＢアンテナは、ＵＷＢ帯（３．１ＧＨｚ〜１０．６ＧＨｚ）をカバーするのに充分な３：１ＳＷＲ帯域幅を提供することがわかった。更に、ラップトップに取り付けたＵＷＢアンテナの測定に関して、同様の反射減衰量の測定値が得られたが、下限周波数では設置環境がインピーダンス整合にある程度の影響を与えて帯域幅を小さくする。しかし、ＵＷＢ帯全体では許容可能であった。
【００４６】
更に、図３２は、３．０ＧＨｚ、７．０ＧＨｚ、および１０．５ＧＨｚの周波数において、ラップトップ・ディスプレイに取り付けた試作品のＵＷＢアンテナの水平面（（ｙ−ｚ）面）上の放射パターン測定値を示す（ラップトップ・ディスプレイをベース・ユニットに対して９０度で開いた場合）。図３２に示すように、放射パターンは実質的に同様であるが、帯域全体ではある程度変化し、特に、ディスプレイが放射を妨げる高い周波数においては変化が見られる。
【００４７】
図３３および３４は、ラップトップ・コンピュータに設置された例示的な試作品ＵＷＢアンテナについて、３〜１０．５Ｇｈｚまでの異なる周波数において測定した平均利得および最大（ピーク）利得をリスト化した表である。例示的なＵＷＢアンテナは、良好な電気的特性（例えば、許容可能な利得、＋／−３０度の仰角内で全方向性の方位面放射パターン）を提供する。更に、単一の給電点の実施によって、ほとんどのラップトップ・コンピュータ等で利用可能な小さいスペース内に、ＵＷＢアンテナを容易に一体化することができる。更に、例示的なＵＷＢ設計は、５．１５ＧＨｚ〜５．３５ＧＨｚおよび５．４７ＧＨｚ〜５．８２５ＧＨｚの他のＷＬＡＮ帯域を充分にカバーする。
【００４８】
他の薄型ＵＷＢアンテナ設計も実施可能であり、図１７の例示的なＵＷＢアンテナは単に１つの例示的な実施形態であることは認められよう。例えば、図２１〜２８は、本発明の例示的な実施形態によるＵＷＢアンテナを示す。放射部（Ｒ）および同一平面上の接地要素（Ｇ）を、様々な幾何学的寸法および形状で設計して、動作帯域幅の増大を可能とする。例えば、図２１、２３、２４、２６、２７、および２８に示す放射部（Ｒ）は、円滑または先細の構造を有し、これはアンテナ帯域幅を広げる傾向がある。更に、例えば図２１および２２に示す垂直接地要素（Ｇ）は、先細の縁部を有し、これはアンテナ帯域幅を改善するように調節可能である。更に、図２５の例示的なアンテナでは、放射部（Ｒ）のかどは、放射部に対する給電線接続点の近くで先細になり、これもアンテナ帯域幅を改善するように調節可能である。
【００４９】
本明細書において、添付図面を参照して例示的な実施形態を説明したが、本発明はこれらの明確な実施形態に限定されず、本発明の範囲から逸脱することなく当業者によって様々な他の変更および変形を実施可能であることは理解されよう。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
上述のように、本発明は、一般に、ラップトップ・コンピュータ等のコンピューティング・デバイスと共に用いてワイヤレス接続および通信を可能とするための埋め込みアンテナ設計に有用であり、特に薄型（low-profile）のコンパクトな埋め込みアンテナ設計に適している。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】ディスプレイ・ユニットを有するラップトップ・コンピュータの概略斜視図であり、本発明の例示的な実施形態による埋め込みアンテナと共に実施可能である。
【図２】図１のディスプレイ・ユニットの概略側面図であり、本発明の例示的な実施形態による、ディスプレイ・ユニット内の埋め込みアンテナの位置および向きを示す。
【図３】本発明の例示的な実施形態による薄型アンテナを示す概略図である。
【図４】本発明の例示的な実施形態による、２．４５ＧＨｚ  ＩＳＭ帯域で動作するための、図３のものと同様のフレームワークを有する薄型アンテナの寸法を概略的に示す図である。
【図５】本発明の例示的な実施形態による、２．４５ＧＨｚ  ＩＳＭ帯域で動作するための、図３のものと同様のフレームワークを有する薄型アンテナの寸法を概略的に示す図である。
【図６】図７のアンテナと同一の共振周波数で動作する（同一の周波数帯域すなわち２．４５ＧＨｚ  ＩＳＭ帯域で動作する）ように設計された、スロットを設けない接地面を有する薄型ＩＮＦアンテナの電流分布を示す概略図である。
【図７】図６のアンテナと同一の共振周波数で動作する（同一の周波数帯域すなわち２．４５ＧＨｚ  ＩＳＭ帯域で動作する）ように設計された、本発明の実施形態によるスロット付き接地面を有する薄型ＩＮＦアンテナの電流分布を示す概略図である。
【図８】本発明の例示的な実施形態による、アンテナ高の縮小を可能とするため接地面にスロット・パターンを形成するための方法を示す図である。
【図９】本発明の例示的な実施形態による、アンテナ高の縮小を可能とするため接地面にスロット・パターンを形成するための方法を示す図である。
【図１０】本発明の例示的な実施形態による、アンテナ高の縮小を可能とするため接地面にスロット・パターンを形成するための方法を示す図である。
【図１１】本発明の例示的な実施形態による、アンテナ高の縮小を可能とするため接地面にスロット・パターンを形成するための方法を示す図である。
【図１２】本発明の例示的な実施形態による、アンテナ高の縮小を可能とするため接地面にスロット・パターンを形成するための方法を示す図である。
【図１３】本発明の例示的な実施形態による、アンテナ高の縮小を可能とするため接地面にスロット・パターンを形成するための方法を示す図である。
【図１４】本発明の例示的な実施形態による、アンテナ高の縮小を可能とするため接地面にスロット・パターンを形成するための方法を示す図である。
【図１５】本発明の例示的な実施形態による、アンテナ高の縮小を可能とするため接地面にスロット・パターンを形成するための方法を示す図である。
【図１６】本発明の例示的な実施形態による、アンテナ高の縮小を可能とするため接地面にスロット・パターンを形成するための方法を示す図である。
【図１７】本発明の別の例示的な実施形態による薄型アンテナを示す概略図である。
【図１８】本発明の例示的な実施形態による、３．１ＧＨｚから１０．６ＧＨｚまでの広帯域動作のための、図１７のものと同様のフレームワークを有する薄型アンテナの寸法を概略的に示す図である。
【図１９】本発明の例示的な実施形態による、３．１ＧＨｚから１０．６ＧＨｚまでの広帯域動作のための、図１７のものと同様のフレームワークを有する薄型アンテナの寸法を概略的に示す図である。
【図２０】本発明の例示的な実施形態に従ってラップトップ・コンピュータに実装した薄型ＵＷＢアンテナの試作品の実装を概略的に示す図である。
【図２１】本発明の他の例示的な実施形態による薄型ＵＷＢアンテナを示す図である。
【図２２】本発明の他の例示的な実施形態による薄型ＵＷＢアンテナを示す図である。
【図２３】本発明の他の例示的な実施形態による薄型ＵＷＢアンテナを示す図である。
【図２４】本発明の他の例示的な実施形態による薄型ＵＷＢアンテナを示す図である。
【図２５】本発明の他の例示的な実施形態による薄型ＵＷＢアンテナを示す図である。
【図２６】本発明の他の例示的な実施形態による薄型ＵＷＢアンテナを示す図である。
【図２７】本発明の他の例示的な実施形態による薄型ＵＷＢアンテナを示す図である。
【図２８】本発明の他の例示的な実施形態による薄型ＵＷＢアンテナを示す図である。
【図２９】図４〜５のフレームワークを有する試作品の薄型アンテナのＳＷＲ測定値を示すグラフである。
【図３０】図４〜５のフレームワークを有する試作品の薄型アンテナの放射パターン測定値を示すグラフである。
【図３１】図１８〜１９のフレームワークを有する試作品の薄型アンテナについて、２〜１２ＧＨｚの帯域幅でのＳＷＲ測定値を示すグラフである。
【図３２】図１８〜１９のフレームワークを有する試作品の薄型アンテナについて、３、７、および１０．５ＧＨｚの周波数での放射パターン測定値を示すグラフである。
【図３３】図１８〜１９のフレームワークを有する試作品の薄型アンテナについて、３〜１０．５ＧＨｚの帯域幅での平均利得の測定値を示す図表である。
【図３４】図１８〜１９のフレームワークを有する試作品の薄型アンテナについて、３〜１０．５ＧＨｚの帯域幅でのピーク利得の測定値を示す図表である。
【符号の説明】
【００５２】
１０  ラップトップ・コンピュータ
１１  ディスプレイ・ユニット
１１ａ  ディスプレイ・カバー
１１ｂ  ディスプレイ・パネル
１２、１３、１４、１５  位置
１６、２０、  アンテナ
２１、２１ａ、２１ｂ  接地要素
２２  放射要素（放射部）
２２ａ  水平アーム
２２ｂ  端（垂直）部
２２ｃ  給電タブ
２３  基板
２４  開放端スロット
４０  薄型ＩＮＦアンテナ
４０ａ  水平アーム
４０ｂ、４１ｂ  接地面
４１ｃ  スロット
６０  アンテナ
６１ａ、６１ｂ  接地要素
６２  放射要素（放射部）
６３  基板
６４  ノッチ（スロット付き領域）
Ｃ  同軸ケーブル
ｄ１、Ｄ１、Ｄ２  距離
ＦH  上限周波数
ＦL 下限周波数
ＦＬ１、ＦＬ２
ＦＰ  給電点
Ｆ１  給電間隙
Ｇ  接地面
Ｈ、Ｈ１、ＨR  高さ
Ｌ３  長さ
Ｒ  放射部
ＳＤ  スロット深さ
ＳＷ  スロットの幅
ＳＷＲ  定在波比
Ｖ１  距離
Ｖ４  距離（高さ）
Ｗ１、Ｗ２  幅
ｇ１、ｇ３、ｇ６、ｇ７  間隙
【図１】
2006325178.tif 000004
【図２】
2006325178.tif 000005
【図３】
2006325178.tif 000006
【図４】
2006325178.tif 000007
【図５】
2006325178.tif 000008
【図６】
2006325178.tif 000009
【図７】
2006325178.tif 000010
【図８】
2006325178.tif 000011
【図９】
2006325178.tif 000012
【図１０】
2006325178.tif 000013
【図１１】
2006325178.tif 000014
【図１２】
2006325178.tif 000015
【図１３】
2006325178.tif 000016
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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