(57)【要約】本発明は、ネットワークノートブックのためのアンテナ装置および送受信機に関する。本発明のアンテナ装置は、少なくとも二枚の扇状に配向した指向性平面アンテナを有する平面基板（２）と、該アンテナ装置の指向性図（directive diagram）を制御するための切り替えスイッチ（６）とを含んでなる。該切り替えスイッチは、同時に二以上の該アンテナを接続することができるように具体化されている。本発明の送受信機は、アンテナ装置（１）、アンテナ切り替えスイッチ（１２）、送信機（１４）、受信機（１６）、該アンテナ装置の動作を全指向性（omnidirectional）、指向性走査（directional scanning）、あるいは固定指向性（stationary directional）モードで制御するためのユニット（１８）、および制御装置（１７）を含む。該送受信機には信号の品質を評価するためのユニット（２０）とそれを同定するためのユニット（２１）を追加することができる。本発明のネットワークノートブックは、該送受信機と、該ノートブックの本体に回転軸を用いて（pivotally）固定されたアンテナ装置とを含む。
2005521314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御された指向性パターンを有するアンテナシステムであって、少なくとも二枚の扇状に配向した指向性平面アンテナを有する平面基板と、該アンテナシステムの指向性パターンを制御するための切り替えスイッチとを含んでなるアンテナシステムにおいて、該アンテナのいずれかで、または同時に二以上の該アンテナで切り替えが可能なように、該切り替えスイッチが作製されているアンテナシステム。
【請求項２】
請求項１のアンテナシステムであって、反射器が設置された該アンテナが使われる場合に、該切り替えスイッチが該アンテナの間に置かれ、接地されたケースが該切り替えスイッチに取り付けられ、該切り替えスイッチのケースの側面が該アンテナの反射器として使用されるアンテナシステム。
【請求項３】
請求項１のアンテナシステムであって、該アンテナは進行波アンテナとして作製され、その数が３以上であり、該基板の両面に位置し、該基板の一方の面に位置する該アンテナの方向が、該基板の他方の面に位置する該アンテナの方向と異なるアンテナシステム。
【請求項４】
請求項１のアンテナシステムであって、それは能動素子と反射器とを含む追加アンテナを含み、それらの両方が該基板に対して実質的に垂直な直線に沿って置かれているアンテナシステム。
【請求項５】
請求項４のアンテナシステムであって、該切り替えスイッチが該追加アンテナの裏側に置かれ、接地されたケースが該切り替えスイッチに取り付けられ、該切り替えスイッチの該接地されたケースの側面が、該追加アンテナの能動素子に面し、該追加アンテナの反射器として使用されるアンテナシステム。
【請求項６】
請求項１のアンテナシステムであって、それは、該基板の異なる面上に位置し、相対する方向に配向した２つの追加アンテナを含み、該追加アンテナは能動素子と反射器とを含み、該能動素子と該反射器は該基板に対して実質的に垂直な直線に沿って置かれているアンテナシステム。
【請求項７】
請求項６のアンテナシステムであって、該切り替えスイッチが該追加アンテナの間に置かれ、接地されたケースが該切り替えスイッチに取り付けられ、該切り替えスイッチの該ケースの側面が、該追加アンテナの該能動素子に面し、少なくとも一つの該追加アンテナの該反射器として使用されるアンテナシステム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかのアンテナシステム、受信/送信スイッチ、受信機、送信機、該アンテナシステムの動作を全指向性モード（omnidirectional mode）、指向性走査モード（directional scanning mode）、あるいは固定指向性モード（stationary directional mode）で制御するための該アンテナシステム用制御ユニット、および制御装置を含む送受信装置（transceiving device）であって、該アンテナシステムの切り替えスイッチが該受信/送信スイッチの第一の入力/出力に接続され、該受信/送信スイッチの出力が該受信機の入力に接続され、該受信/送信スイッチの第二の入力が該送信機の出力に接続され、該受信機の出力が該制御装置の第一の入力に接続され、該制御装置の第一の出力が該制御ユニットに接続され、該制御ユニットの出力が該アンテナシステムの該切り替えスイッチのそれぞれの入力に接続され、該制御装置の第二の出力が該送信機の入力に接続され、該制御装置の第三の出力が、データの受信および／または送信を行うユーザー装置に接続されるよう設計されている送受信装置。
【請求項９】
請求項８の送受信装置であって、それは更に信号品質評価ユニットと信号同定ユニットとを含み、更に、該受信機の出力が該信号品質評価ユニットの入力と該信号同定ユニットの入力とに接続され、該信号品質評価ユニットの出力が該制御装置の第二の入力に接続され、該制御装置の第三の入力に該信号同定ユニットが接続されている送受信装置。
【請求項１０】
ちょうつがいによって連結されたディスプレイユニットとメインユニットとからなるケースと、請求項１〜７のいずれかに係るアンテナシステムが取り付けられ、ちょうつがいで該ケースに固定された送受信装置とを含むポータブルネットワークコンピュータ。
【請求項１１】
請求項１０のコンピュータであって、該アンテナシステムが該ディスプレイユニットの外表面に固定されているコンピュータ。
【請求項１２】
請求項１０のコンピュータであって、該アンテナシステムが該ディスプレイユニットの縁部に固定されているコンピュータ。
【請求項１３】
請求項１０のコンピュータであって、該アンテナシステムが該メインユニットの外表面に固定されているコンピュータ。
【請求項１４】
請求項１０のコンピュータであって、該アンテナシステムが取り外し可能に作製されているコンピュータ。
【請求項１５】
請求項１０のコンピュータであって、該送受信装置が請求項８〜９のいずれかに従って作成されているコンピュータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
特許請求の範囲に記載した本発明は、ポータブルネットワークコンピュータで使われる種々のタイプのデータを送信および受信するためのアンテナ装置と送受信装置（transceiving equipment）とに関する。
【０００２】
発明の背景
無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）は現在、多数のユーザーの間で、例えば、１つの建物内に位置するパーソナルコンピュータ（ＰＣ）およびラップトップコンピュータの間で、このような装置の移動性を損なうことなく、データおよび他の情報を送信および分配するためのITの応用において、さらにより広範囲に使用されるようになってきている。このようなネットワークで使われる場合、ポータブルコンピュータには種々のタイプのアンテナシステムとそれぞれに異なる送受信装置（transceiving devices）とが取り付けられる。このようなコンピュータのためのアンテナシステムは、サイズが小さく、軽量で、生産するのが容易で、同時に、広い機能範囲（functional range）を提供するものであるべきである。
【０００３】
ポータブルコンピュータのためのアンテナシステムであって、基板からなるアンテナシステムが公知であり、その基板の一方の面上には２つのスロットアンテナが伝導層中に形成されている。その基板の他方の面上には、スロットアンテナを適切な給電点（feeder points）と電気的に結ぶための、２本の導電線が位置している［１］。この公知のアンテナシステムでは、一方のアンテナが受信モードで動作し、他方が送信モードで動作する。これにより、受信/送信スイッチは取り除かれる。しかしながら、この公知のアンテナシステムの機能性は非常に限定されている。なぜなら、この装置は、その大きさに基づいて、ひとつのモード（全指向性または単一指向性）でしか動作できないからである。
【０００４】
全指向性アンテナがWLANユーザー用の公知の送受信装置で使われている［２］。この公知の送受信装置は、全指向性アンテナが設置された送受信機を含み、プロセッサ、記憶ユニットおよび待機モードタイマー（waiting mode timer）が接続されたバスに接続され、そしてそれらは次に（in their turn）、待機モードタイマーと電源制御回路とに接続されたスイッチを介して送受信機に結線された内蔵電源に接続される。この公知の送受信装置はネットワークユーザー用の内蔵電源の動作時間（service life）を延長させることができる。同時に、全指向性アンテナを使用することにより、一般に、送受信機の放射出力と受信機の感度とによって決定されるWLANの範囲は限定される。この範囲は、内蔵電源によって電力を供給されている移動（mobile）ネットワークユーザーによっては、通常、十分に拡大させることはできない。そのうえ、この公知の送受信装置では、信号受信点（point of signal reception）において起こりうる多経路干渉（multipath interference）およびフェージング効果（fading effect）のせいで、許容できる無線通信の信頼性が保証されない。
【０００５】
水平軸周りで回転するように連結して取り付けられたメインユニットとディスプレイユニットとからなるケースを含み、そのディスプレイユニットがフラットパネル全指向性アンテナ（flat panel omnidirectional antenna）を有する送受信装置を含むポータブルネットワークコンピュータが公知である［３］。この公知のポータブルネットワークコンピュータで全指向性アンテナを使用することにより、一般に、送受信機の放射出力と受信機の感度とによって決定される到達範囲またはネットワークにおけるコンピュータの動作範囲は限定される。この範囲は、内蔵電源によって電力を供給されている移動（mobile）ネットワークユーザーによっては、通常、十分に拡大させることはできない。そのうえ、特別に設計されたコンピュータケースが、ディスプレイユニット内部にアンテナを置くために必要である。
【０００６】
切り替えスイッチに接続されたアンテナが印刷によって形成されている２枚の分離した基板を含む、ポータブルコンピュータのためのアンテナシステムが公知である［４］。この公知のアンテナシステムはフェージング効果を軽減することができるが、これはアンテナシステムのサイズを大きくすることにより実現され、望ましくない。そのうえ、ここで、アンテナシステムの指向性パターンの形状は不変であり、その機能性は低下する。
【０００７】
よりよい動作特性を有するアンテナをデータパケットプリアンブル（data packet preamble）の送信中にオンにするために使われる切り替えスイッチに接続された数個のアンテナを含む、WLANで使用するための送受信装置が公知である［５］。この送受信装置はフェージングを最小化することができるが、データを送信および受信するために全指向性アンテナを使う装置に固有の範囲限界（range limitations）が同様にこの装置にも存在している。
【０００８】
水平軸周りで回転するように連結して取り付けられたメインユニットとアンテナシステム付きLCDディスプレイユニットとからなるケースを含むポータブルネットワークコンピュータが公知である［４］。このアンテナシステムは、アンテナがそれらの上に印刷された２枚の基板から作製され、切り替えスイッチと接続されている。これらの基板は、ディスプレイユニットに位置している電磁スクリーン（electromagnetic screen）上にディスプレイ裏側で直交して固定される。この公知のポータブルネットワークコンピュータは、２つのアンテナのうち、送信および受信の条件がより良い１つを使って無線通信に入ることができる。しかしながら、このような分離された全指向性のアンテナを使ってもなお、データを送信および受信するために１つの全指向性アンテナを使うネットワークコンピュータに特有な同様の範囲限界が生じやすい。
【０００９】
アンテナシステムに関して、特許請求の範囲に記載した本発明に最も近いのは、誘電体基板を含み、中空な円筒状要素（cylindrical element）がその中心に配置されその基板の一方の面に位置し、その外表面には多数の放射状フィンが取り付けられ、その間にはピンからなる多数の直線的な列が扇状に配置される、制御された指向性パターンを有するアンテナシステムである［６］。該誘電体基板、フィンを有する該円筒状要素および該ピンは、導電被膜を有し、それぞれ、接地された平面（grounded plane）、反射器および導波器の機能を果たす。能動素子が、導波器と同じ平面内の誘電体基板内の開口部に置かれる。能動素子と、円筒状要素のうち２つのフィンを有する部分と、ピンからなる直線的な列とがおのおの該アンテナシステムのそれぞれのアンテナを形成する。該アンテナに接続された切り替えスイッチは円筒状要素の空洞に設置される。
【００１０】
この原型（prototype）アンテナシステムは、指向性アンテナの使用を通して、無線通信に最も良好に利用できる条件を提供するであろうアンテナに送信/受信を切り替えることによって、到達範囲またはポータブルネットワークコンピュータの動作範囲を拡大することを可能にする。しかし、このアンテナシステムは複雑な設計からなり、設置するためのコンピュータケース内部にスペースをさらに必要とする。無線通信のために単一の指向性アンテナを使うことにより、アンテナシステムの機能性は低下することになる。なぜなら、このような場合、ユーザーがローカルエリアネットワーク上で数人のパートナーと同時に無線交信することは不可能となるからである。
【００１１】
送受信装置に関して、特許請求の範囲に記載した本発明に最も近いのは、指向性アンテナを有するアンテナシステムを有する送受信装置である［７］。このシステムは、切り替えスイッチを介して受信/送信モードスイッチの可動接触子に接続された少なくとも１つの指向性アンテナと１つの全指向性アンテナとを含み、該受信/送信モードスイッチの固定接触子はそれぞれ受信機の入力と送信機の出力とに接続されている。受信機の第一の出力は制御装置の第一の入力に接続され、受信機の第二の出力は信号品質測定ユニットの入力に接続され、その出力は制御装置の第二の入力に接続されている。制御装置の第一の出力はアンテナ切り替えスイッチユニットに接続され、制御装置の第二の出力は送信機の第一の入力に接続され、制御装置の第三の出力は送信機の第二の入力に接続されている。制御装置は記憶ユニットおよびユーザインタフェースとの双方向通信を行う。
【００１２】
この原型送受信装置は、通信が確立されつつある間は、データの送信および受信に使われる指向性アンテナをその後に配向させるために、全指向性アンテナを使用する。このアプローチによって、多重ビーム干渉（multi-beam interference）およびフェージングの影響が減らされて、二者ユーザー間での無線通信の信頼性（品質）が改善されうる。しかしながら、これらの利点は、データ送信により長い時間がかかること、および、同時に数人のネットワークユーザーにデータを送信することができないこととによって相殺される。空間アンテナ（spaced antennas）が使われる装置と同様、この公知の原型装置はネットワークユーザーのための到達範囲または動作範囲を拡大することはできない。なぜなら、通信が確立される初期段階の間は、送信および受信の両方が全指向性アンテナで行なわれるからである。
【００１３】
パーソナルネットワークコンピュータに関して、特許請求の範囲に記載した本発明に最も近いのは、制御された指向性パターンを有するアンテナシステムが設置されたコンピュータである［８］。この公知のポータブルネットワークコンピュータは、水平軸周りで回転するように連結されたディスプレイユニットとメインユニットとからなるケースを含む。このアンテナシステムは、望ましい方向にアンテナを配向させるために使われるステップモータードライブ（step motor drive）を有する指向性うず巻アンテナからなる。このアンテナシステム自身はメインユニット内に置かれ、無線交信が行われる間、コンピュータケースから引き出すことができる。
【００１４】
制御された指向性パターンを有するアンテナシステムが設置されたこのポータブルネットワーク原型コンピュータは、ローカルエリアネットワーク内での動作範囲または到達範囲を拡大させるが、ステップ電気モーター（step electric motor）がアンテナの配向に使われるという事実は、ネットワークにおける無線通信の条件の変化をタイムリーに監視することを妨げる。このことは、無線通信の品質に負の影響を与えることがある。このようなコンピュータの機能性は、数人のネットワークユーザーとの同時無線通信が不可能であることから同じく限定される。コンピュータの内部にアンテナシステムを置くことにより、そのケースの設計を大きく変更させることが必要とされることになる。
【００１５】
発明の概要
一群の発明が本明細書で権利請求される。特許請求の範囲に記載した本発明が目的とする技術課題は、ポータブルコンピュータの設計を大きく変更することなくローカルエリアネットワークで動作させたとき、原型の利点を維持して、機能性を拡張するアンテナシステム、ならびにそれに用いる送受信装置およびポータブルコンピュータを開発することである。
【００１６】
アンテナシステムに関して、特許請求の範囲に記載した本発明の本質は、制御された指向性パターンを有するアンテナシステムが、少なくとも二枚の扇状に配向した指向性平面アンテナを有する平面基板を含んでなり、該アンテナシステムの指向性パターンを制御するための切り替えスイッチを含み、一または同時に二以上のアンテナに接続されるように該切り替えスイッチが作製されていることにある。
【００１７】
扇状に配向した指向性平面アンテナを有する基板の形で該アンテナシステムが作製され、指向性パターン制御切り替えスイッチがそれらに接続されているという事実により、この装置が異なるモード：全指向性モード、指向性走査モードおよび固定指向性モードで動作することが保証される。ここで、切り替えスイッチは、単一のまたは同時に二以上の受信/送信用アンテナを接続することができ、このことにより、アンテナシステムの指向性パターンの形状を全体として自在に変えることが可能となり、よって、指向性パターンが受信/送信の特定の条件と完全に合致することが確実となる。
【００１８】
いかなる公知のアンテナのタイプも前述のアンテナとして使用することができる。例えば、進行波アンテナ、スロットアンテナ、平面として作製された誘電体アンテナである。これらのアンテナは基板表面上に位置していても、基板本体内部に位置していてもよい。
【００１９】
もし、反射器を必要とする設計のアンテナを使う場合には、該切り替えスイッチを該アンテナの間に置き、接地されたケースを該切り替えスイッチに取り付け、該ケースの側面をこのようなアンテナの反射器として使用することができる。これにより、アンテナシステムのサイズをより小さくすることが可能となる。
【００２０】
特許請求の範囲に記載した本アンテナシステムでは、アンテナが進行波アンテナとして作製され、その数が少なくとも３とされ、該基板の両面に位置し、該基板の一方の面の上のアンテナの方向が、該基板の他方の面の上のそれと異なるように作製されていてもよい。
【００２１】
特許請求の範囲に記載した本アンテナシステムには、該基板に対して実質的に垂直な直線に沿って位置する能動素子と反射器とを含む追加アンテナが設置されていてもよい。この場合、該切り替えスイッチがこのアンテナの裏側に位置し、接地されたケースが該切り替えスイッチに取り付けられ、該切り替えスイッチの該接地されたケースの側面が、該アンテナの能動素子に面し、該アンテナの反射器として使用されてもよい。追加アンテナを設置することにより、基板平面に対して垂直な方向でアンテナシステムの指向性パターンを制御できる可能性が広がる。
【００２２】
特許請求の範囲に記載した本アンテナシステムには、該基板の異なる面上に置かれ、該基板に対して垂直な直線に実質的に沿って位置する能動素子と反射器とを含む、相対する方向に配向した二つの追加アンテナが取り付けられていてもよい。この場合、該切り替えスイッチをこれらのアンテナの間に置き、接地されたケースを該切り替えスイッチに取り付け、該切り替えスイッチの該ケースの側面であって該追加アンテナの該能動素子に面する側面を少なくとも一つの該追加アンテナの反射器として使用することができる。第二の追加アンテナの利用によっても、基板平面に対して垂直な方向でアンテナシステムの指向性パターンを制御できる可能性が広がる。
【００２３】
送受信装置に関して、特許請求の範囲に記載した本発明の本質は、送受信装置が、記載された実施形態（implementation）のどの特定の場合においても制御された指向性パターンを有する上記のアンテナシステム、ならびに受信/送信モードスイッチ、受信機、送信機、上記アンテナシステムの動作を全指向性モード（omnidirectional mode）、指向性走査モード（directional scanning mode）、あるいは固定指向性モード（stationary directional mode）で制御するための制御ユニット、および制御装置を含み、上記アンテナシステムの切り替えスイッチが該受信/送信スイッチの第一の入力/出力に接続され、該受信/送信スイッチの出力が該受信機の入力に接続され、該受信/送信スイッチの第二の入力が該送信機の出力に接続され、該受信機の出力が該制御装置の第一の入力に接続され、該制御装置の第一の出力が上記制御ユニットに接続され、該制御ユニットの出力が該アンテナシステム切り替えスイッチのそれぞれの入力に接続され、該制御装置の第二の出力が該送信機の入力に接続され、該制御装置の第三の出力が、データの受信および／または送信のために意図されたユーザー装置に接続されるよう設計されていることにある。
【００２４】
送受信装置のこのような設計は、その動作範囲または到達範囲を拡大するとともに、アンテナシステムが指向性モードで動作するときは特定のネットワークユーザーとの無線通信を、アンテナシステムが全指向性モードで動作するときは全てのネットワークユーザーとの同時の無線通信を維持する能力によりその機能性を拡張する。
【００２５】
該送受信装置は更に信号品質評価ユニットと信号同定ユニットとを含んでいてもよく、該受信機の出力は該信号品質評価ユニットの入力と該信号同定ユニットの入力とに接続され、該信号品質評価ユニットの出力は該制御装置の第二の入力に接続され、該制御装置の第三の入力は該信号同定ユニットに接続される。この場合、受信/送信のための最適な条件を考慮に入れて、アンテナシステムの指向性パターンを制御することが可能になる。
【００２６】
ポータブルネットワークコンピュータに関して、本特許請求の範囲に記載した本発明の本質は、ちょうつがいによって連結されたディスプレイユニットとメインユニットとからなるケースと、制御された指向性パターンを有する上記アンテナシステムが取り付けられ、ちょうつがいで該ケースに固定された送受信装置とを含むポータブルネットワークコンピュータにある。
【００２７】
特許請求の範囲に記載した本アンテナシステムを動作させるためにポータブルコンピュータ上に実装するためには、該ディスプレイユニットの外表面にちょうつがいを取り付け、それに該アンテナシステムを固定すれば十分である。平面形状のアンテナシステムは、ディスプレイあるいはメインユニットの外表面上にある底の浅い区画（shallow compartment）内に、あるいはコンピュータケースに付属させたプラスチックポケット内に置くことができる。同時に、ディスプレイユニットはユーザーをアンテナシステムの放射から守る電磁シールドとして働くことになる。
【００２８】
該アンテナシステムはちょうつがいで、コンピュータケースのディスプレイまたはメインユニットの外表面に、あるいはディスプレイユニットの縁部に固定できる。いかなる公知のタイプのちょうつがいもこの目的のために用いることができ、それには該アンテナシステムをディスプレイユニットに単一の点で固定することができるボールアンドソケット（ball-and-sock）ちょうつがいが含まれる。該アンテナシステムは取り外し可能とすることができる。このためには、アンテナシステムを取り付けるために使われる該ヒンジ継手（hinge joint）は取り外し可能に作成される。
【００２９】
図面の簡単な説明
特許請求の範囲に記載した一群の本発明を下記の画像資料および図面により例示し、それらは：
図１  相対する方向に配向した二枚の平面八木アンテナを有するアンテナシステムの実施形態の一例、
図２  八木アンテナが基板表面上に位置している同一物（側面図）、
図３  八木アンテナが基板本体内部に位置している同一物（側面図）、
図４  相対する方向に配向し、共通の反射器を共有する二枚の平面八木アンテナを有するアンテナシステムの実施形態の一例、
図５  四枚の平面誘電体アンテナとそれらの間に位置する切り替えスイッチとを有するアンテナシステムの実施形態の一例、
図６  四枚の平面八木アンテナを有し、切り替えスイッチの接地されたケースの側面が反射器として働くアンテナシステムの実施形態の一例、
図７  五枚の平面八木アンテナを有するアンテナシステムの実施形態の一例、
図８  基板の一方の面に位置する二枚の平面八木アンテナと基板の他方の面に位置する二枚の八木アンテナとを有するアンテナシステムの実施形態の一例（上面図）、
図９  図８と同一物（下面図）、
図１０  相対する方向に配向した二枚の平面八木アンテナと一つの追加アンテナとを有するアンテナシステムの実施形態の一例、
図１１  図１０と同一物（側面図）、
図１２  相対する方向に配向した二枚の平面八木アンテナと基板の異なる面上に位置する二つの追加アンテナとを有するアンテナシステムの実施形態の一例、
図１３  基板の同一の面上に位置する四枚の平面進行波アンテナと一つの追加アンテナとを有するアンテナシステムの実施形態の一例、
図１４  図１１に示したシステムのすべてのアンテナをオンにして、基板に対して垂直な平面内で生じた指向性パターン、
図１５  図１２に示したアンテナシステムの、基板に対して垂直な平面内での指向性パターン（点線  平面八木アンテナの指向性パターン、点鎖線  追加アンテナの指向性パターン、実線  １枚の八木アンテナと１つの追加アンテナとを同時にオンにして生じた指向性パターン）
図１６  図１２に示したシステムのすべてのアンテナをオンにして、基板に対して垂直な平面内で生じた指向性パターン、
図１７  特許請求の範囲に記載した本送受信装置の流れ図、
図１８  信号品質評価ユニットと信号評価ユニットとを更にオンにした状態での、特許請求の範囲に記載した本送受信装置の実施形態のバージョンの一つの流れ図、
図１９  特許請求の範囲に記載した本ポータブルネットワークコンピュータのバージョンの一つの側面図、
図２０  特許請求の範囲に記載した本ポータブルネットワークコンピュータの第二バージョンの側面図、
図２１  特許請求の範囲に記載した本ポータブルネットワークコンピュータの第三バージョンの側面図、
図２２  特許請求の範囲に記載した本ポータブルネットワークコンピュータの不等角投影図
を示す。
【００３０】
詳細な説明
特許請求の範囲に記載した本アンテナシステム１は最も単純な形状では基板２を含み、その表面上には、相対する方向に配向した２枚の平面アンテナ３が、例えば、印刷により形成され（２つの八木アンテナが例として示されている図１および図２を参照）、能動素子４と反射器５とで構成される。能動素子４は、切り替えスイッチ６と接続され、アンテナシステム１の指向性パターンを全体として制御する。アンテナ３の指向性パターンの形状を狭くするために、アンテナ３には導波器７を設置することができる。アンテナ３は基板２の表面上（図２参照）および基板２の本体内（図３参照）の両方に位置しうる。アンテナシステム１のサイズを小さくするために、アンテナ３は共通の反射器５を有してもよい（図４参照）。
【００３１】
アンテナシステム１は、例えば、扇状に配向し（図５参照）、それらの間に切り替えスイッチ６が配置された４つの誘電体アンテナ３として作製してもよい。切り替えスイッチ６には、その側面が八木アンテナ３の反射器５として働く接地されたケースを設置することができる（図６参照）。図７には、基板２上に５枚の平面八木アンテナ３を配置した実例が示されている。
【００３２】
アンテナ３を平面進行波アンテナとして作製し、基板２の両面で扇状に配置することができる。図８（上面図）および図９（下面図）には、この方法で４枚の八木アンテナ３を配置した実例が示されている。
【００３３】
動作空間（working space）の有効範囲（coverage）をより広くするため、能動素子９と反射器１０とで構成される一つの追加アンテナ８をアンテナシステム１に設置することができる（図１０、図１１および図１３参照）。図１１に示されたアンテナシステム１の指向性パターンを、そのすべてのアンテナ３および８を同時に作動させた状態で、図１４に示す。アンテナシステム１（図１２参照）には、２つの追加アンテナ８を基板２の片面に一つずつ設置することができる。このようなアンテナシステム１の指向性パターンを、そのすべてのアンテナ３および８を同時に作動させた状態で、図１６に示す。
【００３４】
送受信装置を、特許請求の範囲に記載した本アンテナシステムとともに図１７に示す。この送受信装置はアンテナシステム１と切り替えスイッチ６とを含む。切り替えスイッチ６は受信/送信モードスイッチ１２の第一の入力/出力１１に接続される。受信/送信モードスイッチ１２の第二の入力１３は受信機１６の入力に接続される。受信機１６の出力は制御装置１７の第一の入力に接続される。制御装置１７の第一の出力は、全指向性モード、指向性走査モードあるいは固定指向性モードでの動作を保証するアンテナシステム１の操作制御ユニット１８に接続される。制御装置１７の第二の出力は送信機１４の入力に接続される。制御装置１７の第三の出力は、データの受信および／または送信を目的とするユーザー装置１９（例えば、コンピュータ）に接続されるよう設計されている。
【００３５】
この送受信装置（図１７参照）には信号品質評価ユニット２０と信号同定ユニット２１とを補うことができる。送受信装置の実施形態のこのバージョンにおいては、受信機１６の出力はさらに信号品質評価ユニット２０の入力と信号同定ユニット２１の入力とに接続される。他方、信号品質評価ユニット２０の出力は制御装置１７の第二の入力に接続される。制御装置１７の第三の入力は信号同定ユニット２１の出力に接続される。送受信装置をこのように実施することでその機能性が拡張される。特に、受信されたシグナルを同定し、その受信されたシグナルの出力特性の評価に基づいて、このシグナルの受信が最も良くなる方向にアンテナシステム１を配向させることが可能となる。
【００３６】
特許請求の範囲に記載した本アンテナシステム（図１９、図２０、図２１および図２２参照）が使用されるポータブルネットワークコンピュータは、ちょうつがい２４によって連結されたメインユニット２２とディスプレイユニット２３とからなるケースを含む。制御された指向性パターンを有するアンテナシステム１はちょうつがい２５によってディスプレイユニット２３に固定される。送受信装置の他の構成要素は、メインユニット２２に位置し、図１９〜２２には示されていない。アンテナシステム１は、ユニット２３の外表面２６上に埋め込まれた区画（recessed compartment）２８内（図２２参照）、またはメインユニット２２の外底面３０上に埋め込まれた区画２９内（図２０参照）に位置することもできる。アンテナシステム１を取り外し可能に作製し、別のパッケージ内で保管することもできる。
【００３７】
該ポータブルコンピュータはネットワーク内で下記の方法で用いることができる。無線交信前にユーザー１９は、指向性モードで機能しているアンテナシステム１により無線空間を走査する。走査は、アンテナシステム１の現実の実施形態に基づいて、アジマス（azimuth）、エレベーション（elevation）方向およびアジマスとエレベーションの両方向で行われ、それにより、無線空間の半球（hemisphere）または全球（whole sphere）がカバーされる。図１５には、図１２に示されたアンテナシステム１の指向性パターンの可能な形状を、一つのアンテナ３、一つの追加アンテナ８、または同時にアンテナ３およびアンテナ８をオンにした状態で、例として示した。走査はさまざまな方法：ステップ走査（step scanning）（選択された角度または振り子方式（pendulum-type）で進行させる）―これには、信号受信のためのよりよい条件を有する所定の半無線空間（half of the radio space）において、４５°、６０°、９０°、１２０°、１８０°のピッチで、ということが含まれる―；指向性パターンの電子的切り替え；または他の公知の技術の使用、で行うことができる。このモードで、他のネットワークユーザーからの信号の源が探索される。有用な信号が信号同定ユニット２１により同定されると、すぐにこの信号の出力パラメータ（例えば、信号レベルまたは信号対雑音比）が、信号品質評価ユニット２０によりアンテナシステム１の指向性パターンの異なる位置で測定される。更に、出力パラメータの測定は信号のさまざまな分極（polarization）により行うことができる。測定の結果は制御装置１７に供給され、それはユニット１８のための制御信号を生成し、アンテナシステム１の指向性パターンを、受信信号の最良のまたはあらかじめ設定された品質に対応する方向に設定する。その後、ユーザー装置１９は受信モードに入り、受信機１６由来の受信データは制御装置１７に到達する（図１８）。データを送信するとの決定がなされた後、アンテナシステム１はコリジョン（collision）を避けるため無線空間を走査する。無線空間が空いている場合、アンテナシステム１は指向性パターン切り替えユニット１８により全指向性モードに切り替わり、受信／送信スイッチ１２の第一の入力／出力１１は送信機１４の出力に接続され、データが送信される。
【００３８】
技術上の利用可能性
制御された指向性パターンを有するアンテナシステムの実例（図１、図６、図７、図１１および図１２に示した）が製造された。送受信機（その図を図１８に示した）がこれらの実例に装備された。アンテナシステムのこれらの実例は、図１９および図２１に示すとおり、コンピュータ上に設置された。アンテナシステムの動作モードに応じて、その指向性パターンは図１４、図１５および図１９に示すように表された。アンテナシステムはポータブルコンピュータの機能性を（それがローカルエリアネットワークで動作した場合に）拡張し、同時に、それらを適用するのにポータブルコンピュータの設計を変更する必要はない。
【００３９】
引用文献
1.  米国特許第6292153号, H01Q 13/08, 2001年。
2.  米国特許第5546397号, H04B 7/04, 1996年。
3.  米国特許第6249254号, H01Q 1/38, 2001年。
4.  米国特許第5138328号, H01Q 1/24, 1992年。
5.  米国特許第5748676号, H04K 1/10, 1998年。
6.  米国特許第6127987号, H01Q 19/00, 2000年。
7.  欧州特許第1063789号, H04B 7/04, 2000年。
8.  米国特許第5644320号, H01Q 1/24, 1997年。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】相対する方向に配向した二枚の平面八木アンテナを有するアンテナシステムの実施形態の一例を示す。
【図２】八木アンテナが基板表面上に位置している同一物（側面図）を示す。
【図３】八木アンテナが基板本体内部に位置している同一物（側面図）を示す。
【図４】相対する方向に配向し、共通の反射器を共有する二枚の平面八木アンテナを有するアンテナシステムの実施形態の一例を示す。
【図５】四枚の平面誘電体アンテナとそれらの間に位置する切り替えスイッチとを有するアンテナシステムの実施形態の一例を示す。
【図６】四枚の平面八木アンテナを有し、切り替えスイッチの接地されたケースの側面が反射器として働くアンテナシステムの実施形態の一例を示す。
【図７】五枚の平面八木アンテナを有するアンテナシステムの実施形態の一例を示す。
【図８】基板の一方の面に位置する二枚の平面八木アンテナと基板の他方の面に位置する二枚の八木アンテナとを有するアンテナシステムの実施形態の一例（上面図）を示す。
【図９】図８と同一物（下面図）を示す。
【図１０】相対する方向に配向した二枚の平面八木アンテナと一つの追加アンテナとを有するアンテナシステムの実施形態の一例を示す。
【図１１】図１０と同一物（側面図）を示す。
【図１２】相対する方向に配向した二枚の平面八木アンテナと基板の異なる面上に位置する二つの追加アンテナとを有するアンテナシステムの実施形態の一例を示す。
【図１３】基板の同一の面上に位置する四枚の平面進行波アンテナと一つの追加アンテナとを有するアンテナシステムの実施形態の一例を示す。
【図１４】図１１に示したシステムのすべてのアンテナをオンにして、基板に対して垂直な平面内で生じた指向性パターンを示す。
【図１５】図１２に示したアンテナシステムの、基板に対して垂直な平面内での指向性パターン（点線  平面八木アンテナの指向性パターン、点鎖線  追加アンテナの指向性パターン、実線  １枚の八木アンテナと１つの追加アンテナとを同時にオンにして生じた指向性パターン）を示す。
【図１６】図１２に示したシステムのすべてのアンテナをオンにして、基板に対して垂直な平面内で生じた指向性パターンを示す。
【図１７】特許請求の範囲に記載した本送受信装置の流れ図を示す。
【図１８】信号品質評価ユニットと信号評価ユニットとを更にオンにした状態での、特許請求の範囲に記載した本送受信装置の実施形態のバージョンの一つの流れ図を示す。
【図１９】特許請求の範囲に記載した本ポータブルネットワークコンピュータのバージョンの一つの側面図を示す。
【図２０】特許請求の範囲に記載した本ポータブルネットワークコンピュータの第二バージョンの側面図を示す。
【図２１】特許請求の範囲に記載した本ポータブルネットワークコンピュータの第三バージョンの側面図を示す。
【図２２】特許請求の範囲に記載した本ポータブルネットワークコンピュータの不等角投影図を示す。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【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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【国際調査報告】
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