(57)【要約】      （修正有）【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という問題を解決することを課題とする。【解決手段】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２６を具備する。【選択図】図３
2006180543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【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。
【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。
【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４０％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。
【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。
【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３５％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。
【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。
【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。
【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。
【請求項９】
前記の第１の縁の前記長さは約８．５ｃｍ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。
【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２ｃｍ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。
【請求項１１】
前記グランド平面は前記第３の縁において切断され、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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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１３に記載のモジュール。
【請求項１８】
前記の第１の縁の前記長さは約８．５ｃｍ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。
【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２ｃｍ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。
【請求項２０】
前記グランド平面は前記第３の縁において切断され、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。
【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。
【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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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＝６２．５ｍｍ）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＝２２ｍｍ、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１９８９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., London, 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-reactance-loaded microstrip antenna (WMSA))の説明が１０９９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 Association (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 Technology 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ＰＣＭＣＩＡ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ＰＣＭＣＩＡ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。ＰＣ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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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ＰＣＭＣＩＡ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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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断する部分を有する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、前記第３の縁において切断され、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
長方形のアパーチャ１２ａ及び１２ｂ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１２ａ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１０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２０ａ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Ｌ２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】
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０．００１２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は好ましく前記第３の縁で切断される。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断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ＰＣＭＣＩＡスロット３の中に完全に挿入されたとき、アンテナ２０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、ＰＣＭＣＩＡ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ＰＣＭＣＩＡ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ＰＣＭＣＩＡ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】
【００３８】
【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ＰＣＭＣＩＡ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】
【００３９】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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