(57)【要約】本発明は、少なくとも第１の主表面（１２０，６１０）を有し、さらに、自分自身と第２のパーティとの間で電磁波を介した通信のための少なくとも第１のアンテナ（１１０，６２０）を有した個人利用の電子機器（１００，６００）を開示する。そのアンテナは少なくとも第１のアンテナ要素（１１１）と第２のアンテナ要素（１１２）とを有するアレイアンテナであり、前記アレイアンテナが前記第１の主表面上に配置される。その電子機器（１００）は、開閉可能な蓋（１２０）を有した携帯型コンピュータであることが適切であり、前記第１の主表面が前記蓋であり、アンテナ（１１０）が前記携帯型コンピュータの蓋に配置される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１の主表面（１２０，６１０）を有し、さらに、コンピュータと第２のパーティとの間の電磁波を介した通信のための少なくとも第１のアンテナ（１１０，６２０）を有した個人利用の電子機器（１００，６００）であって、
前記電子機器は、
前記アンテナが少なくとも第１のアンテナ要素（１１１）と第２のアンテナ要素（１１２）とを有するアレイアンテナであり、
前記アレイアンテナが前記第１の主表面上に配置されることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記電子機器は、携帯型、或いは、設置型のコンピュータであることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記電子機器は、ＰＤＡ、即ち、携帯情報端末であることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項４】
前記アンテナ（１１０，６２０）は、第１の接続ポート（２２２）と第２の接続ポート（２２３）とを有し、
前記ポート夫々は、前記アンテナのビームの各１つ（２３２，２３３）と関係付けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子機器（１００，６００）。
【請求項５】
前記電子機器は、開閉可能な蓋（１２０）を有した携帯型コンピュータであり、
前記第１の主表面が前記蓋であり、前記アンテナ（１１０）が前記携帯型コンピュータの前記蓋に配置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電子機器（１００）。
【請求項６】
前記アンテナは進行波アンテナ（２００）であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項７】
前記アンテナはバトラマトリクスに構成された前記要素を有するアレイアンテナであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項８】
前記アンテナは、前記放射要素が形成される導電材の第１の層と、前記アンテナ要素に対して接地層を構成する導電材の第２の層とを含み、前記２つの層は誘電材の少なくとも１つの層により離間されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、個人使用のためのコンピュータのような電子機器を開示する。その機器は、少なくとも第１の主表面と、少なくともそのコンピュータと第２のパーティとの間で電磁波による通信のための第１のアンテナとを有する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータのような電子機器を、例えば、ネットワークに対して、互いに接続するために用いられる無線技術は数多くのものが知られている。そのようなシステムの公知の例は３Ｇ、ＷｉＭＡＸ、ＷＬＡＮである。たいていのそのような現存するシステムはビット転送速度をどんどん高速にする方向に推移しており、そのようにビット転送速度の高速化を達成する１つの方法は、所謂、ＭＩＭＯ技術（マルチアンテナ信号伝送法：Multiple Input Multiple Output）を用いることである。
【０００３】
ＭＩＭＯを達成する１つの方法は、互いに関して非相関の出力をもついくつかのアンテナ（非相関アンテナ）を用いることである。コンピュータ、特に、携帯型コンピュータ（“ラップトップ”コンピュータ）に、幾つかの直交する、従って、非相関のアンテナを装備することが知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、そのような既知のアンテナシステムはコンピュータ上で利用可能な表面を利用して、複数のアンテナをできる限り遠くに離間させることにより、それらアンテナ間のカップリングをできる限り小さくする。
【０００５】
従って、コンピュータ上で利用可能な領域は、効率的に“リンクバジェット（link budget）”を増やすためには用いられていない。
【０００６】
従って、上述のように、コンピュータのためのアンテナシステムと、そのようなアンテナシステムを備えたコンピュータが必要とされる。そのコンピュータでは、アンテナシステムは、そのコンピュータと、別のコンピュータ或いはコンピュータが含まれるネットワークのような第２のパーティとの間の接続のために高性能の“リンクバジェット”を備えたＭＩＭＯ技術の利用を可能にする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この必要は本発明によって扱われるものであり、本発明では、少なくとも第１の主表面を有した個人利用の電子機器を提供する。さらに、本発明のコンピュータは、そのコンピュータと第２のパーティとの間の電磁波を介した通信のための少なくとも第１のアンテナを有する。そのアンテナは少なくとも第１のアンテナ要素と第２のアンテナ要素とを有するアレイアンテナである。前記アレイアンテナは前記第１の主表面上に配置され、もし、そのコンピュータが、開閉可能な蓋を有した携帯型コンピュータであるなら、前記第１の主表面が前記蓋であると良い。
【０００８】
本発明の１実施例では、そのアンテナは、第１の接続ポートと第２の接続ポートとを有し、それらポート夫々は、そのアンテナの１つのビームと関係付けられている。
【０００９】
また、そのアンテナは進行波アンテナであることが適切であるが、バトラマトリクスに構成された要素を有するアレイアンテナであっても良い。
【００１０】
本発明について、添付図面を参照し、次の記載から詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明に従う電子機器の第１の実施例を示しており、この例では、パーソナルコンピュータ１００として示されている。図１に示されたコンピュータ１００は、携帯型コンピュータ（“ラップトップ”）であるが、後述するように、本発明は他の種類のパーソナルコンピュータや電子機器にも同様に適用可能である。
【００１２】
コンピュータ１００は、第２のユーザ、つまり、別のコンピュータやそのコンピュータが一部を構成するネットワークと電磁波による無線通信を行なう。その通信に関し、コンピュータ１００は、コンピュータ１００の蓋１１０の上、或いは、その内部に設置されたアレイアンテナ１１０を用いる。当然のことであるが、そのアレイアンテナはコンピュータの本体部１３０の上、或いは、その内部に設置することもできる。
【００１３】
アレイアンテナ１１０は数多くのアンテナ要素を有し、その中に、少なくとも第１のアンテナ要素１１１と第２のアンテナ要素１１２がある。アレイアンテナはそれとして数多くのそのようなアンテナの公知の設計から選択されており、その全ては実質的にフラットなアンテナを提供し、そのアンテナはコンピュータの蓋や本体部上での外面“層”として収容されるか、代替的には、例えば、“レドーム”、即ち、実質的に電磁波に対しては透明であるカバーによって覆われてそのコンピュータの蓋や本体部に収容されても良い。
【００１４】
図２は本発明のコンピュータ１００で用いられるアンテナ２００の例を示している。アンテナ２００は、少なくとも第１の放射要素２１１と第２の放射要素２１２を備え、それらが互いから中心距離Ｄを保って直列に配列された、所謂“進行波”タイプのアレイアンテナである。その放射要素は互いに直列に接続されているので、第１の“終端”要素と第２の“終端”要素とがあり、それらはアンテナ２００の入出力ポート２２２、２２３に取り付けられる。
【００１５】
図２に示されているように、アンテナ２００は第１のアンテナビーム２３２と第２のアンテナビーム２３３とをもっており、それらは各々、アンテナポート２２２、２２３の１つと関係付けられる。このことは第１のビーム２３２が第１のポート２２２にアクセスすることにより用いられ、同様にして、第２のビーム２３３が第２のポート２２３と関係付けられる。そのビーム間の角度は、そのアンテナのアンテナ要素間の中心距離Ｄにより決定される。
【００１６】
また、図２から分かるように、進行波アンテナの２つのアンテナビームはアンテナに垂直な方向に伸びる仮想線２４０に関して、互いの“鏡像”となる。従って、これら２つのビームはしばしば“＋（プラス）”或いは“−（マイナス）”方向として言及される。
【００１７】
図示のように、所望のアンテナビーム間では非相関となるために多数のビームを提供するフラットアンテナが用いられ、アレイアンテナと同時に、実質的にフラットなアンテナは上述のように、コンピュータにすっきりした方法で収容される。
【００１８】
図３はアンテナの別のバージョン３００を示しており、それも本発明のコンピュータで用いられる。アンテナ３００は、図２に関連して示され、また説明した種類の進行波アンテナを複数有している。図３では、３つのアンテナ３１０、３１１、３１２が示されている。しかし、アンテナの数はもっと自由に変えられても良いことは当然である。
【００１９】
前に説明した原理に従って、３つの進行波アンテナを用いる結果、６つの異なるアンテナビーム３２１−３２７が生み出され、各ビームは６つの異なるアンテナポート３３１−３３７の１つに関係付けられる。
【００２０】
もしアンテナ３００がＭＩＭＯ受信に用いられるなら、これは次のような方法で実行されると良い。もし、Ｎ個のＭＩＭＯビームとＭ個のアンテナビームがあり、Ｍ＞Ｎであるなら、受信信号品質が常に或いはある間隔で、Ｍ個のアンテナポート各々で測定される。それから、それらのポートから最も高い信号品質をもつ信号がアンテナ３００が設置されたコンピュータで用いられる。信号品質は、信号対雑音比、ＳＮＲ、或いは、搬送波対干渉波比、Ｃ／Ｉのような公知の方法で測定される。
【００２１】
ＭＩＭＯシステムでは、通常１つの同じ周波数が用いられ異なる情報或いはデータストリームを異なるアンテナビームで送信する。このことは、本発明で用いられるアンテナのビームが互いに関して直交している必要を説明している。また、そのシステムは拡張可能であり、さらに、放射要素が垂直偏波と水平偏波の両方がある、即ち、二重偏波とすることにより非相関が得られる。
【００２２】
本発明のコンピュータは、例えば、オフィス環境のような反射の大きい環境にあると想定される。このことは、アンテナビームの出力が、そのコンピュータとそのコンピュータが通信を行なう第２のパーティ（ネットワークの基地局、第２のコンピュータなど）との間の非相関を保持することが期待できることを意味する。
【００２３】
図４には、本発明のコンピュータで用いられる別のアンテナ４００が示されている。アンテナ４００と図３に示されたアンテナ３００との間の主な相違点は、アンテナ３００が３つの一次元進行波アンテナを有しており、これにより、６つのビーム（各アンテナより２つ）が生成され、これら全てが同じ立面上に存在する点である。
【００２４】
アンテナ３００とは反対に、図４のアンテナ４００は、相互接続された１次元進行波アレイ（進行波アレイが適切）を複数有し、従って、２次元アレイアンテナを構成する。２次元アレイアンテナは当業者には公知の概念であり、従って、ここでは詳細には説明しない。しかしながら、２次元アレイアンテナにより提供される１つの利点とは、そのアンテナビームが立面において分離可能であり、２次元アレイアンテナ４００に含まれる１次元アレイアンテナ各々が４つの異なるビーム方向を生成できることである。
【００２５】
図５では、本発明で用いられる別のアンテナ５００が示されている。アンテナ５００は図４のそれとは類似している。しかしながら、アンテナ５００では、可変移相器５１０が放射要素間に配置されるとともに、可変移相器５２０が異なる１次元アレイを互いに接続する接続点に配置されている。移相器が用いられて公知の方法で適合的にアンテナビームの方向が変えられる。移相器５１０が用いられて第１の平面におけるアンテナビームの方向を変え（steer）、移相器５２０が用いられて第１の平面には直交する第２の平面におけるアンテナビームの方向を変える（steer）。
【００２６】
図６には本発明に従うコンピュータの別の実施例６００が示されている。これまで、本発明は携帯型コンピュータに実装されるものとして説明してきたが、図６に示されているように、常置タイプのパーソナルコンピュータにも同様に実装されても良い。
【００２７】
従って、コンピュータ６００は実質的には常置して用いることが意図されているが、依然として無線手段によりネットワークや他のコンピュータに接続することができる。そのようなコンピュータにおいて、本発明に従うアンテナを設置するのに適した第１の主表面とは、そのコンピュータの筐体の１側面であろう。当然のことであるが、携帯型コンピュータにも通用する代替案とは、そのアンテナを、別の基板に配置し、その基板をコンピュータ内部に、そのコンピュータの他のＰＣＢとともに配置することであろう。
【００２８】
示された構成要素に加えて、図１〜図６に示したアンテナは機能するためには接地面が必要である。そのような接地面は銅のような電気的な反射材の薄い層として設計されるのが適切であり、それは誘電材により“アンテナ層”とは離間されて設けられ、アンテナ層の背後に置かれる。ここで、“背後に”という用語はアンテナ或いは複数のアンテナが放射することが意図された方向に関して用いられる。
【００２９】
また、ここで述べることができる点であるが、アンテナそれ自身は基板上の導電層に適切にエッチングされ、この記載で示したような電子機器に組込可能な薄い“アンテナシート”を残しても良い。従って、そのアンテナは、アンテナの放射要素が形成される導電材の第１の層と、そのアンテナ要素に対して接地層を構成する導電材の第２の層とを含み、これら２つの層は誘電材の少なくとも１つの層により離間される。
【００３０】
その誘電材は多かれ少なかれ、空気を含む何らかの公知の材料でよい。即ち、空気の場合、２つの層の間は空気だけで離間している。
【００３１】
本発明は上述したものによって限定されるものでなく、添付の請求の範囲に記載の範囲内で自由に変形することができる。例えば、進行波アンテナ以外のアレイアンテナ、例えば、バトラマトリクスアンテナなどが用いられても良い、加えて、そのアンテナは、各要素の個々の位相制御を行なうパッチのような放射要素を有していても良い。
【００３２】
また、アレイアンテナは、そのアンテナに対して十分に広い面積をもつ電子機器上のいずれかの表面、その機器の内部、或いは、その外部に設置されても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施例を示す図である。
【図２】、
【図３】、
【図４】、
【図５】本発明のコンピュータで用いられる種々のアンテナを示す図である。
【図６】本発明に従う別のコンピュータを示す図である。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成19年2月5日(2007.2.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１の主表面（１２０，６１０）を有し、さらに、コンピュータと第２のパーティとの間の電磁波を介した通信のための少なくとも第１のアンテナ（１１０，６２０）を有し、前記アンテナが少なくとも第１のアンテナ要素（１１１）と第２のアンテナ要素（１１２）とを有するアレイアンテナであり、前記アレイアンテナが前記第１の主表面上に配置される個人利用の電子機器（１００，６００）であって、
前記アンテナ（１１０，６２０）は、第１の接続ポート（２２２）と第２の接続ポート（２２３）とを有し、
前記ポート夫々は、前記アンテナのビームの各１つ（２３２，２３３）と関係付けられていることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記電子機器は、携帯型、或いは、設置型のコンピュータであることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記電子機器は、ＰＤＡ、即ち、携帯情報端末であることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項４】
前記電子機器は、開閉可能な蓋（１２０）を有した携帯型コンピュータであり、
前記第１の主表面が前記蓋であり、前記アンテナ（１１０）が前記携帯型コンピュータの前記蓋に配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子機器（１００）。
【請求項５】
前記アンテナは進行波アンテナ（２００）であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項６】
前記アンテナはバトラマトリクスに構成された前記要素を有するアレイアンテナであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項７】
前記アンテナは、前記放射要素が形成される導電材の第１の層と、前記アンテナ要素に対して接地層を構成する導電材の第２の層とを含み、前記２つの層は誘電材の少なくとも１つの層により離間されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電子機器。
【国際調査報告】
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