(57)【要約】【課題】極めて効率よく円偏波の信号を受信することが可能でありながら、レイアウトの自由度を大幅に拡大して小型化を図る電子機器を提供する。【解決手段】ＰＤＡ１０は、直線偏波の信号を受信するチップ状の２つのプリントアンテナ１１が互いに直交する軸に沿って配置されてなる少なくとも１つのプリントアンテナ対が実装されたプリント配線基板１２を備える。各プリントアンテナ１１は、互いに離隔された少なくとも２つのアンテナ導体によって開放端が形成される。また、プリント配線基板１２には、各プリントアンテナ１１における矩形断面を形成する４辺のうち、少なくとも３辺の周囲領域を囲うように、１又は複数の他のモジュールに必要とされるグラウンドが配置されるとともに、残りの１辺が当該プリント配線基板１２のエッジ部分に臨むように各プリントアンテナ１１が配置されて実装される。【選択図】  図１
2004282109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも通信機能を有する電子機器であって、
直線偏波の信号をそれぞれ送信及び／又は受信するチップ状の２つのアンテナ素子が互いに直交する軸に沿って配置されてなる少なくとも１つのアンテナ素子対と、各種機能を実現するための各種モジュールとが実装されたプリント配線基板を備え、
上記アンテナ素子は、それぞれ、断面が矩形状を呈する薄板状であり、且つ互いに離隔された少なくとも２つのアンテナ導体によって開放端が形成されたものであり、
上記プリント配線基板には、上記アンテナ素子のそれぞれにおける矩形断面を形成する４辺のうち、少なくとも３辺の周囲領域を囲うように、１又は複数の他のモジュールに必要とされるグラウンドが配置されるとともに、上記アンテナ素子のそれぞれにおける矩形断面を形成する４辺のうち、残りの１辺が当該プリント配線基板のエッジ部分に臨むように上記アンテナ素子が配置されて実装されていること
を特徴とする電子機器。
【請求項２】
上記アンテナ素子対を構成する上記２つのアンテナ素子は、それぞれ、偏波面が異なる直線偏波の信号をそれぞれ送信及び／又は受信すること
を特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項３】
上記アンテナ素子対を構成する上記２つのアンテナ素子は、それぞれ、偏波面が互いに直交する直線偏波の信号をそれぞれ送信及び／又は受信すること
を特徴とする請求項２記載の電子機器。
【請求項４】
上記アンテナ素子対を構成する上記２つのアンテナ素子のうち、一方のアンテナ素子は、直線偏波の第１の信号を送信及び／又は受信し、
他方のアンテナ素子は、上記第１の信号と位相が９０°異なる直線偏波の第２の信号を送信及び／又は受信すること
を特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項５】
上記少なくとも２つのアンテナ導体は、互いに高さ方向に離隔されていること
を特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項６】
上記アンテナ素子対を構成する上記２つのアンテナ素子は、それぞれ、所定の樹脂基板に３次元的な構造を呈する導体パターンが形成されて構成されていること
を特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項７】
上記アンテナ素子対を構成する上記２つのアンテナ素子は、それぞれ、上記樹脂基板の表面から裏面にかけて貫通するように穿設されその内部に銅箔が施された１又は複数のスルーホールを介して複数のアンテナ導体が互いに電気的に導通可能に接続されることによって上記導体パターンが形成されていること
を特徴とする請求項６記載の電子機器。
【請求項８】
上記アンテナ素子対を構成する上記２つのアンテナ素子は、それぞれ、上記１又は複数のスルーホールを介して上記複数のアンテナ導体が蛇行状に接続されることによって上記導体パターンが形成されていること
を特徴とする請求項７記載の電子機器。
【請求項９】
上記樹脂基板は、ガラス布エポキシ基板からなること
を特徴とする請求項６記載の電子機器。
【請求項１０】
少なくとも通信機能を有する機器に搭載され、各種機能を実現するための各種モジュールが実装されたアンテナ実装プリント配線基板であって、
直線偏波の信号をそれぞれ送信及び／又は受信するチップ状の２つのアンテナ素子が互いに直交する軸に沿って配置されてなる少なくとも１つのアンテナ素子対と、
断面が矩形状を呈する薄板状とされる上記アンテナ素子のそれぞれにおける矩形断面を形成する４辺のうち、少なくとも３辺の周囲領域を囲うように配置された１又は複数の他のモジュールに必要とされるグラウンドとが実装され、
上記アンテナ素子は、それぞれ、互いに離隔された少なくとも２つのアンテナ導体によって開放端が形成されたものであり、矩形断面を形成する４辺のうち、残りの１辺が当該プリント配線基板のエッジ部分に臨むように配置されていること
を特徴とするアンテナ実装プリント配線基板。
【請求項１１】
上記アンテナ素子対を構成する上記２つのアンテナ素子は、それぞれ、偏波面が異なる直線偏波の信号をそれぞれ送信及び／又は受信すること
を特徴とする請求項１０記載のアンテナ実装プリント配線基板。
【請求項１２】
上記アンテナ素子対を構成する上記２つのアンテナ素子は、それぞれ、偏波面が互いに直交する直線偏波の信号をそれぞれ送信及び／又は受信すること
を特徴とする請求項１１記載のアンテナ実装プリント配線基板。
【請求項１３】
上記アンテナ素子対を構成する上記２つのアンテナ素子のうち、一方のアンテナ素子は、直線偏波の第１の信号を送信及び／又は受信し、
他方のアンテナ素子は、上記第１の信号と位相が９０°異なる直線偏波の第２の信号を送信及び／又は受信すること
を特徴とする請求項１０記載のアンテナ実装プリント配線基板。
【請求項１４】
上記少なくとも２つのアンテナ導体は、互いに高さ方向に離隔されていること
を特徴とする請求項１０記載のアンテナ実装プリント配線基板。
【請求項１５】
上記アンテナ素子対を構成する上記２つのアンテナ素子は、それぞれ、所定の樹脂基板に３次元的な構造を呈する導体パターンが形成されて構成されていること
を特徴とする請求項１０記載のアンテナ実装プリント配線基板。
【請求項１６】
上記アンテナ素子対を構成する上記２つのアンテナ素子は、それぞれ、上記樹脂基板の表面から裏面にかけて貫通するように穿設されその内部に銅箔が施された１又は複数のスルーホールを介して複数のアンテナ導体が互いに電気的に導通可能に接続されることによって上記導体パターンが形成されていること
を特徴とする請求項１５記載のアンテナ実装プリント配線基板。
【請求項１７】
上記アンテナ素子対を構成する上記２つのアンテナ素子は、それぞれ、上記１又は複数のスルーホールを介して上記複数のアンテナ導体が蛇行状に接続されることによって上記導体パターンが形成されていること
を特徴とする請求項１６記載のアンテナ実装プリント配線基板。
【請求項１８】
上記樹脂基板は、ガラス布エポキシ基板からなること
を特徴とする請求項１５記載のアンテナ実装プリント配線基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも通信機能を有する電子機器、及びこの電子機器に搭載されるアンテナ実装プリント配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えば、携帯電話機等の移動体通信機やいわゆるＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１規格の無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）といったように、各種無線通信技術の開発が著しく進められているが、これにともない、無線通信を行うために必然的に設けられる部材であるアンテナ素子に関する技術も各種開発されている。
【０００３】
アンテナ素子としては、例えば円柱状の誘電体に放射電極や表面電極等を形成したものが知られている。この種のアンテナ素子は、機器本体の外部に設置されて用いられるのが一般的である。ただし、外部に配設して用いるタイプのアンテナ素子においては、機器の小型化の妨げとなること、高い機械的強度が要求されること、及び部品点数の増加を招来すること等が問題になる。
【０００４】
そこで、これに替わるアンテナ素子として、機器本体の内部に設けられたプリント配線基板に表面実装し得るチップ状のアンテナ素子が提案されている。
【０００５】
このチップ状のアンテナ素子としては、例えば放射電極としての導体を逆Ｆ字状に形成したいわゆる逆Ｆ型アンテナや導体をコイル状に形成したいわゆるヘリカルアンテナといったように、様々なものが提案されている。このようなチップ状のアンテナ素子においては、基材にセラミック等の高誘電率材料を用いて形成されるものが代表的である。しかしながら、この種のアンテナ素子においては、高誘電体材料自体が高価であることに加えて、その加工が煩雑であるという欠点があり、生産性の低下や製造コストの増大を招来するという問題がある。
【０００６】
そこで、近年では、フォトエッチング技術の向上にともない、このような不都合を解消することを目的として、両面に銅箔を有するプリント配線基板を基材として用い、これにフォトエッチング技術を利用してアンテナ導体を形成したいわゆるプリントアンテナが提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−３４７５０９号公報
【特許文献２】
特開２００２−１１８４１１号公報
【０００８】
特許文献１には、両面基板の上面側の銅箔を用いて少なくともループ状の導体部を含むアンテナ導体層を形成するとともに、下面側の銅箔を用いてアース導体層を形成し、さらに、両面基板における上下銅箔部間の絶縁材部を誘電体層として用いるプリントアンテナが開示されている。このプリントアンテナは、アース導体層側にこのアース導体層とは絶縁して銅箔で給電部を形成し、アンテナ導体層のループ状の導体部とアース導体層とを誘電体層を介して接地用導体で接続している。また、このプリントアンテナは、給電部から誘電体層を介して給電用導体をループ状の導体部内に臨ませ、給電用導体とループ状の導体部との間にアンテナ本体部のリアクタンスを打ち消して帯域幅を広帯域化するインダクタンス素子とキャパシタンス素子とからなる直列共振回路を設けている。特許文献１には、このようにプリントアンテナを構成することにより、リアクタンス補償法を用いて帯域幅を広帯域化することができ、製作後の総合的な組み合わせ調整を不要とし、さらに、アンテナ利得の低下を軽減することができる旨が記述されている。
【０００９】
また、特許文献２には、プリント配線基板上に複数のスルーホールを互い違いに平行に形成し、これらのスルーホールの端部を全体が螺旋を描くように接続したヘリカルアンテナが開示されている。この特許文献２には、このようにヘリカルアンテナを構成することにより、小型の移動体通信機用のアンテナ素子を提供することができる旨が記述されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年では、いわゆる携帯情報端末機（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ；以下、ＰＤＡという。）といった携帯型の電子機器においても、例えば外出先からインターネット等のネットワークへのアクセスを可能とするために、上述したＩＥＥＥ８０２．１１規格の無線ＬＡＮといった無線通信機能が付加されている。
【００１１】
このような電子機器においては、携帯しながら信号の送受信を行うことから、信号の送信側と受信側との間で偏波面が異なるものとなるおそれがあり、受信側での受信が困難となる場合がある。そのため、これら電子機器においては、送信側と受信側との間で偏波面が一致していなくても受信可能とするために、いわゆる直線偏波ではなく円偏波の信号の送受信を行うアンテナ素子を実装している場合が多い。
【００１２】
この円偏波の信号を送受信可能とするアンテナ素子としては、いわゆるパッチアンテナがある。このパッチアンテナを実装した電子機器の具体例として、図１５に平面図及び下方から見た断面図を示すＰＤＡ２００を用いて説明する。
【００１３】
ＰＤＡ２００は、同図に示すように、略直方体状の筐体を有し、当該筐体内部に設けられた所定の配線基板２０２における互いに対向する２つの隅角付近の領域に、円偏波の信号を送受信することができる２つのパッチアンテナ２０１ａ，２０１ｂが配置されて構成される。なお、２つのパッチアンテナ２０１ａ，２０１ｂが配置されているのは、指向性のダイバーシティの観点に基づくものであり、ＰＤＡ２００としては、いずれか１つのパッチアンテナのみを備えるようにしてもよい。
【００１４】
このようなＰＤＡ２００は、これらパッチアンテナ２０１ａ，２０１ｂを用いることにより、円偏波の信号を送受信することができ、送信側と受信側との間で偏波面を切り替えることなく無線通信を行うことが可能とされる。
【００１５】
しかしながら、近年では、ＰＤＡ等の移動体通信機をはじめ、無線通信を行う電子機器の開発にあたっては、小型化が重要視されている。
【００１６】
ここで、ＰＤＡ２００を例にとると、パッチアンテナ２０１ａ，２０１ｂは、主面の大きさが約２０ｍｍ×２０ｍｍ程度であるとともに、その厚さ方向の長さが約４ｍｍ〜５ｍｍ程度である。そのため、ＰＤＡ２００においては、面積が大きいパッチアンテナ２０１ａ，２０１ｂを実装するために、図示しない他の各種モジュールを実装する必要がある配線基板上のレイアウトの自由度が極めて制限され、また、約４ｍｍ〜５ｍｍ程度の厚さの部材を格納する筐体を用いざるを得ないことから、特に厚さ方向の長さが大きくなり、小型化を図る妨げとなっていた。
【００１７】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、極めて効率よく円偏波の信号を送受信することが可能でありながら、レイアウトの自由度を大幅に拡大するとともに、大幅な小型化を図ることができる電子機器及びアンテナ実装プリント配線基板を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成する本発明にかかる電子機器は、少なくとも通信機能を有する電子機器であって、直線偏波の信号をそれぞれ受信するチップ状の２つのアンテナ素子が互いに直交する軸に沿って配置されてなる少なくとも１つのアンテナ素子対と、各種機能を実現するための各種モジュールとが実装されたプリント配線基板を備え、上記アンテナ素子は、それぞれ、断面が矩形状を呈する薄板状であり、且つ互いに離隔された少なくとも２つのアンテナ導体によって開放端が形成されたものであり、上記プリント配線基板には、上記アンテナ素子のそれぞれにおける矩形断面を形成する４辺のうち、少なくとも３辺の周囲領域を囲うように、１又は複数の他のモジュールに必要とされるグラウンドが配置されるとともに、上記アンテナ素子のそれぞれにおける矩形断面を形成する４辺のうち、残りの１辺が当該プリント配線基板のエッジ部分に臨むように上記アンテナ素子が配置されて実装されていることを特徴としている。
【００１９】
このような本発明にかかる電子機器は、直線偏波の信号をそれぞれ受信する２つのアンテナ素子を互いに直交する軸に沿って配置した少なくとも１つのアンテナ素子対を実装することにより、特に厚さ方向の長さを削減することができ、円偏波の信号を受信する従来のアンテナ素子と同様の特性のもとに信号を受信することが可能でありながら、大幅に小型化を図ることができる。
【００２０】
また、このような本発明にかかる電子機器は、アンテナ素子として、互いに離隔された少なくとも２つのアンテナ導体によって開放端が形成されたものを実装することにより、開放端に比較的大きなキャパシタンスを生じさせることができる。そのため、本発明にかかる電子機器においては、アンテナ素子における共振周波数の変動を無視できる程度に抑制することができることから、周辺に存在するグラウンドの影響に対する耐性を非常に強くすることができ、むしろ近傍にグラウンドを配置し、このグラウンドを利用してマッチングをとることが可能となる。そして、本発明にかかる電子機器においては、このようなアンテナ素子における矩形断面を形成する４辺のうち、少なくとも３辺の周囲領域を囲うようにグラウンドを配置することにより、アンテナ素子の指向性を所定の方向に制御することができ、空間ダイバーシティのみならず指向性のダイバーシティの効果を得るとともに、複数のアンテナ素子を実装することによる干渉を軽減することができる。
【００２１】
ここで、上記アンテナ素子対を構成する上記２つのアンテナ素子は、それぞれ、偏波面が異なる直線偏波の信号をそれぞれ送信及び／又は受信するように構成され、より具体的には、偏波面が互いに直交する直線偏波の信号をそれぞれ送信及び／又は受信するように構成される。
【００２２】
また、上記アンテナ素子対を構成する上記２つのアンテナ素子のうち、一方のアンテナ素子は、直線偏波の第１の信号を受信し、他方のアンテナ素子は、上記第１の信号と位相が９０°異なる直線偏波の第２の信号を受信するように構成される。
【００２３】
さらに、上記アンテナ素子としては、上記少なくとも２つのアンテナ導体が、互いに高さ方向に離隔されているものを用いることができる。
【００２４】
さらにまた、この本発明にかかる電子機器において、上記アンテナ素子は、それぞれ、所定の樹脂基板に３次元的な構造を呈する導体パターンが形成されて構成されていることを特徴としている。
【００２５】
このような本発明にかかる電子機器は、アンテナ素子の導体パターンを３次元的な構造とすることにより、誘電率が低い基板を用いてアンテナ素子を構成した場合であっても大型化することがなく、帯域幅の狭帯域化も回避することができる。また、本発明にかかる電子機器は、アンテナ素子の開放端にキャパシタンスが生じることに起因してインピーダンスが低下する問題も解消することができる。
【００２６】
具体的には、上記アンテナ素子としては、それぞれ、上記樹脂基板の表面から裏面にかけて貫通するように穿設されその内部に銅箔が施された１又は複数のスルーホールを介して複数のアンテナ導体が互いに電気的に導通可能に接続されることによって上記導体パターンが形成されているものを用いることができる。特に、上記アンテナ素子としては、それぞれ、上記１又は複数のスルーホールを介して上記複数のアンテナ導体が蛇行状に接続されることによって上記導体パターンが形成されているのが望ましい。なお、上記樹脂基板としては、ガラス布エポキシ基板からなるものを用いることができる。
【００２７】
また、上述した目的を達成する本発明にかかるアンテナ実装プリント配線基板は、少なくとも通信機能を有する機器に搭載され、各種機能を実現するための各種モジュールが実装されたアンテナ実装プリント配線基板であって、直線偏波の信号をそれぞれ受信するチップ状の２つのアンテナ素子が互いに直交する軸に沿って配置されてなる少なくとも１つのアンテナ素子対と、断面が矩形状を呈する薄板状とされる上記アンテナ素子のそれぞれにおける矩形断面を形成する４辺のうち、少なくとも３辺の周囲領域を囲うように配置された１又は複数の他のモジュールに必要とされるグラウンドとが実装され、上記アンテナ素子は、それぞれ、互いに離隔された少なくとも２つのアンテナ導体によって開放端が形成されており、矩形断面を形成する４辺のうち、残りの１辺が当該プリント配線基板のエッジ部分に臨むように配置されていることを特徴としている。
【００２８】
このような本発明にかかるアンテナ実装プリント配線基板は、直線偏波の信号をそれぞれ受信する２つのアンテナ素子を互いに直交する軸に沿って配置した少なくとも１つのアンテナ素子対を実装することにより、特に厚さ方向の長さを削減することができ、円偏波の信号を受信する従来のアンテナ素子と同様の特性のもとに信号を受信することが可能でありながら、搭載される機器を大幅に小型化することに寄与する。
【００２９】
また、このような本発明にかかるアンテナ実装プリント配線基板は、アンテナ素子として、互いに離隔された少なくとも２つのアンテナ導体によって開放端が形成されたものを実装することにより、開放端に比較的大きなキャパシタンスを生じさせることができる。そのため、本発明にかかるアンテナ実装プリント配線基板においては、アンテナ素子における共振周波数の変動を無視できる程度に抑制することができることから、周辺に存在するグラウンドの影響に対する耐性を非常に強くすることができ、むしろ近傍にグラウンドを配置し、このグラウンドを利用してマッチングをとることが可能となる。そして、本発明にかかるアンテナ実装プリント配線基板においては、このようなアンテナ素子における矩形断面を形成する４辺のうち、少なくとも３辺の周囲領域を囲うようにグラウンドを配置することにより、アンテナ素子の指向性を所定の方向に制御することができ、空間ダイバーシティのみならず指向性のダイバーシティの効果を得るとともに、複数のアンテナ素子を実装することによる干渉を軽減することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３１】
この実施の形態は、例えば、いわゆるＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１規格の無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）といった、少なくとも通信機能を有する電子機器である。この電子機器は、基材となる所定の樹脂基板にアンテナ導体をパターニング形成したいわゆるプリントアンテナと称されるチップ状のアンテナ素子が実装された所定のプリント配線基板を搭載したものである。
【００３２】
ここで、このアンテナ素子としては、単独ではいわゆる直線偏波の信号を送受信するものが用いられる。電子機器は、このようなアンテナ素子を少なくとも２つ用意し、これらアンテナ素子によって信号をそれぞれ送受信するように配置することにより、円偏波の信号を送受信することが可能でありながら、レイアウトの自由度を大幅に拡大するとともに、大幅な小型化を図ることができるものである。また、この電子機器は、この円偏波の信号の送受信を可能とするのに加え、アンテナ素子として、周辺に存在するグラウンドの影響を受けにくく、むしろ積極的に周辺に存在するグラウンドを利用してマッチングをとり、優れた指向性を実現するプリントアンテナを実装したものであり、空間ダイバーシティのみならず指向性のダイバーシティの効果を得るとともに、複数のプリントアンテナを実装することによる干渉を軽減し、極めて効率のよい送受信を行うことができるものである。
【００３３】
なお、以下では、説明の便宜上、電子機器の具体例として、いわゆる携帯情報端末機（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ；以下、ＰＤＡという。）を用いて説明するものとする。また、一般に、送信用のアンテナと受信用のアンテナとでは互いに可逆的な性質を有することから、以下では、説明の便宜上、信号を受信することに主眼をおいた説明を行うものとする。
【００３４】
図１に平面図及び下方から見た断面図を示すように、ＰＤＡ１０は、略直方体状の筐体を有し、当該筐体内部に搭載された所定のプリント配線基板１２上に、例えばＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）モジュールといった当該ＰＤＡ１０の機能を実現するための図示しない１又は複数の他のモジュールとともに、単独で直線偏波の信号を受信する４つのプリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄが実装される。
【００３５】
これら４つのプリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、それぞれ、主面の大きさが例えば３ｍｍ×８．８ｍｍの矩形状を呈するとともに、厚さ方向の長さが例えば０．６ｍｍ程度であり、その主面における長辺がプリント配線基板１２のエッジ部分に臨むように配置される。すなわち、ＰＤＡ１０においては、２つのプリントアンテナ１１ａ，１１ｂが、それぞれ、互いに直交する軸に沿って配置されることにより、これらプリントアンテナ１１ａ，１１ｂのそれぞれによって偏波面が異なる信号を受信することが可能とされる。また、同様に、ＰＤＡ１０においては、残り２つのプリントアンテナ１１ｃ，１１ｄが、それぞれ、互いに直交する軸に沿って配置されることにより、これらプリントアンテナ１１ｃ，１１ｄのそれぞれによって偏波面が異なる信号をそれぞれ受信することが可能とされる。
【００３６】
ここで、円偏波は、水平偏波と垂直偏波とを９０°位相をずらして合成したものであることから、偏波面が互いに直交する直線偏波の信号を受信する２つのアンテナ素子を互いに直交する軸に沿って配置し、９０°位相をずらした信号を与えれば、円偏波の信号を受信することができることに着目する。これは、いわゆるダイポールアンテナを互いに９０°位相をずらして十字状に配置したいわゆるターンスタイルアンテナ等と同様の原理に基づくものである。
【００３７】
したがって、ＰＤＡ１０は、プリントアンテナ１１ａによって第１の信号を受信するとともに、この第１の信号と位相が９０°異なる第２の信号をプリントアンテナ１１ｂによって受信し、さらに、プリントアンテナ１１ｃによって第１の信号を受信するとともに、第２の信号をプリントアンテナ１１ｄによって受信するように構成される。すなわち、ＰＤＡ１０においては、２つのプリントアンテナ１１ａ，１１ｂからなるプリントアンテナ対と、２つのプリントアンテナ１１ｃ，１１ｄからなるプリントアンテナ対が、それぞれ、円偏波の信号を受信する１つのパッチアンテナに相当する作用を奏するものとなる。これにより、ＰＤＡ１０は、４つのプリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄによって少なくとも空間ダイバーシティの効果を得ながら円偏波の信号を受信することが可能となる。
【００３８】
このようなプリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを備えるＰＤＡ１０は、上述したように、当該プリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄが０．６ｍｍ程度の厚さで構成されることから、図２に示すように、同様の受信特性を有する２つのパッチアンテナ２１ａ，２１ｂを備えた従来のＰＤＡ２０と比較して薄く形成することができ、大幅に小型化を図ることができる。
【００３９】
また、ＰＤＡ１０においては、詳細は後述するが、プリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを、それぞれ、グラウンドに近接させて配置する。したがって、ＰＤＡ１０においては、プリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの主面の大きさが、それぞれ、上述した３ｍｍ×８．８ｍｍ程度である場合には、当該プリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄのそれぞれを実装するための領域を、図３にプリントアンテナ１１ｄの近傍領域を示すように、６ｍｍ×８ｍｍ程度の面積で済ませることができ、面積に限りがあるプリント配線基板上で他の各種モジュールに対して割り当てることができる領域を確保することができ、小型化を図ることができるとともに、レイアウトの自由度も高めることができる。
【００４０】
さて、このような４つのプリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを備えることによって円偏波の信号を受信することができるＰＤＡ１０ではあるが、このままでは、以下のような問題が残存する。
【００４１】
プリントアンテナを所定のプリント配線基板上に実装することを考える。プリントアンテナは、通常、周辺に存在するグラウンドの影響を受けやすく、グラウンドの存在によって特性が変動する。そのため、プリントアンテナを実装するプリント配線基板においては、通常、プリントアンテナを実装する箇所の周辺領域にはグラウンド、すなわち、他の金属体を設けないように当該プリント配線基板上のレイアウトが設計される。換言すれば、プリント配線基板においては、他の各種モジュールに必要とされるグラウンドが存在しない専用のランドを当該プリント配線基板上に設け、このランドにプリントアンテナが実装される。
【００４２】
したがって、上述したように、４つのプリントアンテナをプリント配線基板上に実装する場合には、例えば図４に示すようになる。すなわち、４つのプリントアンテナ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄは、それぞれ、同図中斜線部で示すグラウンドを避けるようにプリント配線基板３０の外周に沿って設けられたランド３２に実装されることになる。この場合、各アンテナ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄから放射される放射電界は、８の字状のダイポールモードとなる。
【００４３】
ここで、このようなプリント配線基板３０上でダイポールタイプの指向性を出現させる直線偏波のプリントアンテナ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを組み合わせて形成した円偏波アンテナのダイバーシティを考えると、空間ダイバーシティの効果は得ることができるものの、指向性のダイバーシティ効果はほとんど得ることができない。これは、プリントアンテナ３１ａ，３１ｂからなるプリントアンテナ対による円偏波アンテナの指向性と、プリントアンテナ３１ｃ，３１ｄからなるプリントアンテナ対による円偏波アンテナの指向性とが、同じものとなるためである。
【００４４】
また、このようなプリントアンテナ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを組み合わせて形成した円偏波アンテナにおいては、当該プリントアンテナ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの配置位置と共振方向との関係から、ダイバーシティをなす２組のプリントアンテナ同士が、互いに干渉する事態を招来するという問題もある。すなわち、プリントアンテナ３１ａによる共振は、同図中矢印ａで示す方向に生じ、プリントアンテナ３１ｂによる共振は、同図中矢印ｂで示す方向に生じ、プリントアンテナ３１ｃによる共振は、同図中矢印ｃで示す方向に生じ、プリントアンテナ３１ｄによる共振は、同図中矢印ｄで示す方向に生じることから、プリント配線基板３０においては、当該プリント配線基板３０における中央付近の広い範囲で干渉が生じることになる。
【００４５】
そこで、このような問題を回避するために、ＰＤＡ１０に搭載されるプリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ、及びこれらプリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを実装するプリント配線基板として、以下に示すものを提案する。
【００４６】
まず、プリント配線基板の詳細についての説明に先だって、プリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄについて図５乃至図８を用いて説明する。なお、以下では、プリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄとともにＰＤＡ１０の機能を実現するための他のモジュールが実装されたプリント配線基板と、プリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの基材として用いられるプリント配線基板とを区別するために、プリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの基材として用いられるプリント配線基板については、単に基板と称して説明するものとする。また、以下では、説明の便宜上、プリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄをプリントアンテナ１１と総称して説明するものとする。
【００４７】
プリントアンテナ１１は、プリント配線基板の基材として一般に用いられるものであれば、その種類を問わずいずれを用いても構成することができる。具体的には、プリントアンテナ１１は、米国電気製造業者協会（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ；ＮＥＭＡ）による記号ＸＸＰ，ＸＰＣ等として規定されている紙フェノール基板、同記号ＦＲ−２として規定されている紙ポリエステル基板、同記号ＦＲ−３として規定されている紙エポキシ基板、同記号ＣＥＭ−１として規定されているガラス紙コンポジットエポキシ基板、同記号ＣＨＥ−３として規定されているガラス不織紙コンポジットエポキシ基板、同記号Ｇ−１０として規定されているガラス布エポキシ基板、同記号ＦＲ−４として規定されているガラス布エポキシ基板といった両面に銅箔を有するいわゆるリジッド基板を用いて構成される。なお、これらのうち、吸湿性や寸法変化が少なく、自己消炎性を有するガラス布エポキシ基板（ＦＲ−４）が最も好適である。
【００４８】
プリントアンテナ１１は、図５に平面図を示すように、上述したように、例えば矩形状を呈する薄板状の基板をエッチングすることにより、放射電極としての複数のアンテナ導体５１，５２，５３，５４，５５が基板の表面に露出形成されて構成される。具体的には、プリントアンテナ１１においては、基板上に、略コ字状のアンテナ導体５１と矩形状のアンテナ導体５２，５３，５４，５５とが形成される。また、プリントアンテナ１１は、図６に底面図を示すように、放射電極としての複数の矩形状のアンテナ導体５６，５７，５８，５９，６０，６１，６２が基板の裏面に露出形成されて構成される。このうち、アンテナ導体６１は、給電用の電極として用いられ、アンテナ導体６２は、接地用の電極として用いられる。
【００４９】
さらに、プリントアンテナ１１は、内部に銅箔が施された複数のスルーホール５１１，５１２，５２１，５２２，５３１，５３２，５４１，５４２，５５１，５５２が基板の表面から裏面にかけて貫通するように穿設される。具体的には、プリントアンテナ１１においては、スルーホール５１１，５２１，５２２，５４１，５４２が、互いに略等間隔に一列に穿設されるとともに、スルーホール５１２，５３１，５３２，５５１，５５２が、互いに略等間隔に一列に穿設され、スルーホール５１１，５２１，５２２，５４１，５４２からなるスルーホール群と、スルーホール５１２，５３１，５３２，５５１，５５２からなるスルーホール群とが、互いに平行に配列される。
【００５０】
そして、スルーホール５１１は、基板の表面側に設けられたアンテナ導体５１における一の端部を始点とするとともに、裏面側に設けられたアンテナ導体５７における一の端部を終点として穿設され、スルーホール５１２は、アンテナ導体５１における他の端部を始点とするとともに、裏面側に設けられたアンテナ導体５８における一の端部を終点として穿設される。また、スルーホール５２１は、基板の表面側に設けられたアンテナ導体５２における一の端部を始点とするとともに、アンテナ導体５７における他の端部を終点として穿設され、スルーホール５２２は、アンテナ導体５２における他の端部を始点とするとともに、裏面側に設けられたアンテナ導体５９における一の端部を終点として穿設される。さらに、スルーホール５３１は、基板の表面側に設けられたアンテナ導体５３における一の端部を始点とするとともに、アンテナ導体５８における他の端部を終点として穿設され、スルーホール５３２は、アンテナ導体５３における他の端部を始点とするとともに、裏面側に設けられたアンテナ導体６０における一の端部を終点として穿設される。さらにまた、スルーホール５４１は、基板の表面側に設けられたアンテナ導体５４における一の端部を始点とするとともに、アンテナ導体５９における他の端部を終点として穿設され、スルーホール５４２は、アンテナ導体５４における他の端部を始点とするとともに、裏面側に設けられたアンテナ導体６１における一の端部を終点として穿設される。また、スルーホール５５１は、基板の表面側に設けられたアンテナ導体５５における一の端部を始点とするとともに、アンテナ導体６０における他の端部を終点として穿設され、スルーホール５５２は、アンテナ導体５５における他の端部を始点とするとともに、裏面側に設けられたアンテナ導体６２における一の端部を終点として穿設される。
【００５１】
換言すれば、プリントアンテナ１１においては、スルーホール５１１を介してアンテナ導体５１，５７が電気的に導通可能に接続され、スルーホール５１２を介してアンテナ導体５１，５８が電気的に導通可能に接続される。また、プリントアンテナ１１においては、スルーホール５２１を介してアンテナ導体５２，５７が電気的に導通可能に接続され、スルーホール５２２を介してアンテナ導体５２，５９が電気的に導通可能に接続される。さらに、プリントアンテナ１１においては、スルーホール５３１を介してアンテナ導体５３，５８が電気的に導通可能に接続され、スルーホール５３２を介してアンテナ導体５３，６０が電気的に導通可能に接続される。さらにまた、プリントアンテナ１１においては、スルーホール５４１を介してアンテナ導体５４，５９が電気的に導通可能に接続され、スルーホール５４２を介してアンテナ導体５４，６１が電気的に導通可能に接続される。また、プリントアンテナ１１においては、スルーホール５５１を介してアンテナ導体５５，６０が電気的に導通可能に接続され、スルーホール５５２を介してアンテナ導体５５，６２が電気的に導通可能に接続される。したがって、プリントアンテナ１１においては、アンテナ導体５１，５２，５３，５４，５５，５７，５８，５９，６０，６１，６２が、互いに電気的に導通可能に接続されて構成される。
【００５２】
より具体的には、プリントアンテナ１１は、図７に基板内部を示すように、複数のスルーホール５１１，５１２，５２１，５２２，５３１，５３２，５４１，５４２，５５１，５５２を介して蛇行状（櫛歯状）に接続された複数のアンテナ導体５１，５２，５３，５４，５５，５７，５８，５９，６０，６１，６２を、アンテナ導体５１を中心にして略コ字状に屈曲させたような一連の導体パターンを形成して構成される。
【００５３】
一般に、誘電率が低い基板を用いてアンテナ素子を構成する場合には、利得を確保するために周辺に存在するグラウンドの影響を考慮して長い導体パターンを形成せざるを得ず、これにともない当該アンテナ素子が大型化してしまう。これに対して、プリントアンテナ１１は、３次元的な構造を呈する導体パターンを形成することにより、周辺に存在するグラウンドの影響に耐え得る値までインピーダンスを大きくすることができる。したがって、プリントアンテナ１１は、大幅な小型化及び薄型化を図ることができ、帯域幅の狭帯域化も回避することができる。
【００５４】
このようなプリントアンテナ１１は、アンテナ導体５１，５６が互いに離隔されて配置されることにより、開放端を形成する。具体的には、プリントアンテナ１１は、図８に横断面図を示すように、アンテナ導体５６が同図中破線部で示すプリント配線基板１２にはんだ等を介して直接的に溶着される一方で、このアンテナ導体５６と基板の厚さ分だけ高さ方向に空間的に離隔されてアンテナ導体５１が設けられる。これにより、プリントアンテナ１１においては、アンテナ導体５１，５６の間に比較的大きなキャパシタンスが生じる。
【００５５】
ここで、プリントアンテナ１１においては、アンテナ導体５１，５６によって形成される開放端に最大電圧を生じ、この開放端が、例えば接地用の電極といった各種モジュールの一部としてプリント配線基板１２上に実装された他の金属体７０の近傍に設けられた場合には浮遊容量が発生する。
【００５６】
しかしながら、プリントアンテナ１１は、アンテナ導体５１，５６を互いに離隔して積極的に大きなキャパシタンスを形成することにより、たとえアンテナ導体５６と金属体７０との間の距離にバラツキが生じた場合であっても、共振周波数の変動を無視できる程度に抑制することができる。したがって、プリントアンテナ１１は、周辺に存在するグラウンドの影響に対する耐性を非常に強くすることができ、むしろ近傍にグラウンドを配置し、このグラウンドを利用してマッチングをとることが可能となる。
【００５７】
なお、プリントアンテナ１１においては、アンテナ導体５１，５６の間にキャパシタンスが生じることに起因してインピーダンスが低下するが、上述したように、３次元的な構造を呈する導体パターンを形成することにより、この問題を解消することができる。
【００５８】
このようなプリントアンテナ１１は、アンテナ導体５６，５７，５８，５９，６０，６１，６２が露出形成された裏面側をはんだ等によってプリント配線基板１２に溶着することにより、当該プリント配線基板１２上に実装される。
【００５９】
さて、以下では、このようなプリントアンテナ１１が実装されたプリント配線基板１２について説明する。
【００６０】
プリントアンテナ１１は、上述したように、周辺に存在するグラウンドの影響に対する耐性が強く、むしろグラウンドを利用してマッチングをとるものである。そのため、プリント配線基板１２においては、例えば図９に示すように、同図中斜線部で示す他のモジュールに必要とされるグラウンドの近傍に、プリントアンテナ１１が実装される。
【００６１】
ここで、従来のプリントアンテナを含むアンテナ素子がプリント配線基板上に実装される場合について考える。例えば図１０に示すように、従来のアンテナ素子１０１は、通常、プリント配線基板１０２における隅角付近の領域であって、周辺にグラウンドが存在しない領域に実装されることが多い。この場合、放射電界は、同図中破線で示すように、８の字状のダイポールモードとなる。したがって、従来のアンテナ素子１０１においては、給電された電力の半分を損失してしまうことになる。
【００６２】
これに対して、プリント配線基板１２においては、プリントアンテナ１１の周囲領域のうち、一部領域を除いた残りの領域を囲うようにグラウンドを配置する。例えば、プリント配線基板１２においては、先に図９に示したように、断面が矩形状を呈するプリントアンテナ１１における矩形断面を形成する４辺のうち、少なくとも３辺の周囲領域を囲うようにグラウンドを配置する。そして、プリント配線基板１２においては、プリントアンテナ１１における残りの１辺が当該プリント配線基板１２のエッジ部分に臨むように、プリントアンテナ１１を配置する。
【００６３】
プリント配線基板１２においては、このようにプリントアンテナ１１と周辺のグラウンドとを配置した場合、プリントアンテナ１１のアンテナ導体に電流が流れることにより、プリントアンテナ１１の周囲領域のうち、グラウンドによって囲まれていない領域近傍、すなわち、当該プリント配線基板１２のエッジ部分が励起される。これにより、プリント配線基板１２においては、放射電界が、ダイポールモードとはならず、同図中破線で示すように、バルーン状に１方向に放出するように形成される。すなわち、プリント配線基板１２においては、プリントアンテナ１１が所定の方向にのみ指向性を有するように動作させることができる。
【００６４】
本件出願人は、この指向性の様子を具体的に確認するために、所定のプリント配線基板を用いてシミュレーションを行った。このシミュレーションは、図１１（Ａ）に平面図及び同図（Ｂ）に側面図を示すように、プリント配線基板１２として、材質がＦＲ−４であり、大きさが縦５１ｍｍ×横３８ｍｍ×厚さ０．８ｍｍの薄板状のものを用いて行った。また、このシミュレーションにおいては、同図（Ａ）中斜線部で示すように、断面が矩形状を呈するプリントアンテナ１１における矩形断面を形成する４辺のうち、３辺の周囲領域を囲うように、プリント配線基板１２の表裏面にグラウンドを配置した。なお、このシミュレーションは、プリントアンテナ１１の特性を検証するために行ったものであるため、プリント配線基板１２上に４つのプリントアンテナ１１を実装したのではなく、１つのプリントアンテナ１１を実装して行ったものである。
【００６５】
この場合、放射電界の等高線図を求めると、図１２（Ａ）及び同図（Ｂ）に示すような結果が得られた。なお、図１２（Ａ）は、図１１（Ａ）に対応してプリント配線基板１２を上方から見たときの放射電界を示し、図１２（Ｂ）は、図１１（Ｂ）に対応してプリント配線基板１２を側方から見たときの放射電界を示している。また、図１２においては、プリント配線基板１２の横方向をｘ軸とし、縦方向をｙ軸とし、厚さ方向をｚ軸としている。
【００６６】
同図から、放射電界は、明らかに８の字状のダイポールモードとは異なり、ｘｙ平面において、プリント配線基板１２を放射源として＋ｙ方向に膨張するバルーン状に形成されることがわかる。なお、この結果から、約２．０６ｄＢｉの利得が得られた。例えば、このプリント配線基板１２をＬＡＮカードに適用した場合には、−ｘ方向は損失方向となるが、＋ｙ方向に対して小さいことから、プリント配線基板１２は、効率的に給電される電力を利用していることがわかる。
【００６７】
このように、プリント配線基板１２においては、プリントアンテナ１１の周囲領域のうち、一部領域を除いた残りの領域を囲うようにグラウンドを配置することにより、プリントアンテナ１１に給電される電力の大幅な損失を回避して有効に利用することができるとともに、優れた指向性を実現し、感度を向上させることが可能となる。プリント配線基板１２は、他のモジュールに必要とされるグラウンドが存在しない専用のランドを設けることを不要とするとともに、アンテナ素子自体についても周辺にグラウンドが存在しないことを前提に設計することを不要とし、設計指針に全く新たな概念を提案するものである。
【００６８】
上述したＰＤＡ１０は、このようなプリントアンテナ１１が実装されたプリント配線基板１２を搭載する。換言すれば、ＰＤＡ１０は、直線偏波の信号を受信する２つの直線偏波アンテナとグラウンドエッジ部分とによって構成される円偏波アンテナを実装する。これにより、ＰＤＡ１０は、上述したダイバーシティ及び干渉の問題を解消することができる。
【００６９】
すなわち、ＰＤＡ１０においては、図１３に示すように、プリント配線基板１２上に、プリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄのそれぞれにおける少なくとも３辺の周囲領域を、同図中斜線部で示すグラウンドで囲むとともに、残りの１辺が当該プリント配線基板１２のエッジ部分に臨むように、プリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを配置する。
【００７０】
ここで、このようなプリント配線基板１２上でプリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを組み合わせて形成した円偏波アンテナのダイバーシティを考えると、プリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、上述したように、それぞれ指向性が強いことから、空間ダイバーシティ効果に加え、指向性のダイバーシティ効果も得ることができる。
【００７１】
また、プリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、それぞれ、上述したように、プリント配線基板１２のエッジ部分を励起する。したがって、プリントアンテナ１１ａによる共振は、同図中矢印ｅで示す方向に生じ、プリントアンテナ１１ｂによる共振は、同図中矢印ｆで示す方向に生じ、プリントアンテナ１１ｃによる共振は、同図中矢印ｇで示す方向に生じ、プリントアンテナ１１ｄによる共振は、同図中矢印ｈで示す方向に生じることになる。このように、ＰＤＡ１０においては、プリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄによる共振が、それぞれ、おのおのが位置するプリント配線基板１２におけるエッジ部分で生じることから、各プリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄと、自己が位置するエッジ部分とは異なる他のエッジ部分に位置するプリントアンテナとの干渉を軽減することができる。
【００７２】
以上説明したように、本発明の実施の形態として示したＰＤＡ１０は、直線偏波の信号を受信するプリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを備え、これらプリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄのうち、２つのプリントアンテナ１１ａ，１１ｂを、互いに直交する軸に沿って配置し、偏波面が互いに直交して位相が９０°異なる信号をそれぞれ受信するように構成するとともに、残り２つのプリントアンテナ１１ｃ，１１ｄを、互いに直交する軸に沿って配置し、偏波面が互いに直交して位相が９０°異なる信号をそれぞれ受信するように構成されることにより、従来のパッチアンテナを実装した場合と比較して、特に厚さ方向の長さを削減することができ、従来のパッチアンテナを実装した場合と同様の特性のもとに円偏波の信号を受信することが可能でありながら、大幅に小型化を図ることができる。
【００７３】
また、ＰＤＡ１０においては、２つのアンテナ導体５１，５６によって開放端が形成されたプリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを備えることにより、これらプリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを、それぞれ、周辺に存在するグラウンドの影響を受けにくく、むしろ積極的に周辺に存在するグラウンドを利用してマッチングをとるものとして扱うことができる。そのため、ＰＤＡ１０においては、レイアウトの設計段階で、他のモジュールに必要とされるグラウンドが存在しない専用のランドを設ける必要がなく、柔軟なレイアウトが可能となり、また、このような開放端が形成されたプリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄのそれぞれの周囲領域のうち、一部領域を除いた残りの領域を囲うようにグラウンドを配置することにより、各プリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄについて優れた指向性を実現し、空間ダイバーシティのみならず指向性のダイバーシティの効果を得るとともに、複数のプリントアンテナプリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを実装することによる干渉を軽減し、極めて効率のよい受信を行うことができる。
【００７４】
このように、ＰＤＡ１０は、小型化を促進するとともに、レイアウトの自由度を大幅に拡大することができ、設計及び電力制限が厳しい状況に極めて有効である。
【００７５】
さらに、ＰＤＡ１０においては、基材に安価なプリント配線基板を用いたプリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを実装することから、アンテナ素子の加工も容易であり、また、プリント配線基板１２の製造工程を利用してアンテナ素子を製造することが可能となり、全体の製造コストを大幅に削減することができる。
【００７６】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施の形態では、２つのプリントアンテナ１１ａ，１１ｂによって偏波面が互いに直交する信号をそれぞれ受信するように構成するとともに、残り２つのプリントアンテナ１１ｃ，１１ｄによって偏波面が互いに直交する信号をそれぞれ受信するように構成するものとして説明したが、信号の偏波面は、必ずしも互いに直交するものでなくてもよい。なぜなら、偏波面の直交からのずれは位相のずれで補償できるからである。したがって、本発明は、２つのアンテナ素子によって直線偏波の信号をそれぞれ受信するように構成するものであればよく、より望ましくは、偏波面が互いに直交する２つの異なる信号を受信するように構成するものであればよい。
【００７７】
また、上述した実施の形態では、４つのプリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを実装するものとして説明したが、これは、２つのパッチアンテナを実装することによってダイバーシティ効果を得る環境と同様の効果を実現するためである。したがって、本発明は、偏波面が互いに直交して位相が９０°異なる直線偏波の信号を受信する２つのアンテナ素子が互いに直交する軸に沿って配置されてなる少なくとも１つのアンテナ素子対を実装するものであれば適用することができる。
【００７８】
さらに、上述した実施の形態では、アンテナ素子としてプリントアンテナを用いるものとして説明したが、本発明は、プリントアンテナに限らず、プリント配線基板に表面実装し得るチップ状のアンテナ素子であれば、任意のものを適用することができる。
【００７９】
さらにまた、上述した実施の形態では、プリントアンテナの断面が矩形状を呈するものとし、この場合には、プリントアンテナにおける矩形断面を形成する４辺のうち、３辺の周囲領域を囲うようにグラウンドを配置するものとして説明したが、本発明においては、アンテナ素子の断面が矩形状を呈する場合には、例えば図１４中斜線部で示すように、アンテナ素子８１における矩形断面を形成する４辺のうち、３辺の周囲領域に加え、残りの１辺における一部の周囲領域を囲うようにグラウンドを配置するとともに、当該１辺をプリント配線基板のエッジ部分に臨むように配置したものであってもよく、アンテナ素子における矩形断面を形成する４辺のうち、少なくとも３辺の周囲領域を囲うようにグラウンドを配置するとともに、残りの１辺をプリント配線基板のエッジ部分に臨むように配置するのであれば、いかなる配置であっても適用することができる。
【００８０】
また、上述した実施の形態では、複数のスルーホールを介して蛇行状（櫛歯状）に接続された複数のアンテナ導体を略コ字状に屈曲させたような一連の導体パターンが形成されたプリントアンテナについて説明したが、本発明においては、アンテナ素子の導体パターンとして、周辺のグラウンドとのマッチングを適切にとることを条件として任意のものを適用することができ、例えば多層基板を用いて開放端を含む所定の導体パターンが形成されるものも適用することができる。
【００８１】
いずれにせよ、アンテナ素子としては、周辺のグラウンドとのマッチングを適切にとることを条件とし、互いに離隔された少なくとも２つのアンテナ導体によって開放端が形成されたものであればよく、さらに望ましくは３次元的な構造を呈する導体パターンが形成されたものであればよい。また、このとき、アンテナ素子としては、少なくとも２つのアンテナ導体が互いに高さ方向に離隔されて配置されることによって開放端を形成するのではなく、高さは同一で平面的に離隔されて配置されることによって開放端を形成するようにしてもよい。
【００８２】
さらに、上述した実施の形態では、プリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄによって信号を受信することに主眼をおいた説明を行ったが、これらプリントアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、信号を送信することができることはいうまでもない。
【００８３】
さらにまた、上述した実施の形態では、電子機器の具体例として、ＰＤＡ１０を用いて説明したが、本発明は、例えば携帯電話機をはじめとする任意の電子機器に適用することができるのは勿論である。
【００８４】
このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
【００８５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明にかかる電子機器及びアンテナ実装プリント配線基板は、直線偏波の信号をそれぞれ受信する２つのアンテナ素子を互いに直交する軸に沿って配置した少なくとも１つのアンテナ素子対を実装することにより、特に厚さ方向の長さを削減することができ、円偏波の信号を受信する従来のアンテナ素子と同様の特性のもとに信号を受信することが可能でありながら、大幅に小型化を図ることができる。
【００８６】
また、このような本発明にかかる電子機器及びアンテナ実装プリント配線基板は、アンテナ素子として、互いに離隔された少なくとも２つのアンテナ導体によって開放端が形成されたものを実装することにより、アンテナ素子における共振周波数の変動を無視できる程度に抑制することができることから、周辺に存在するグラウンドの影響に対する耐性を非常に強くすることができ、むしろ近傍にグラウンドを配置し、このグラウンドを利用してマッチングをとることが可能となる。したがって、本発明にかかる電子機器及びアンテナ実装プリント配線基板は、レイアウトの設計段階でグラウンドが存在しない専用のランドを設ける必要がなく、小型化を促進するとともに、レイアウトの自由度を飛躍的に向上させることができる。
【００８７】
そして、本発明にかかる電子機器及びアンテナ実装プリント配線基板においては、このようなアンテナ素子における矩形断面を形成する４辺のうち、少なくとも３辺の周囲領域を囲うようにグラウンドを配置することにより、アンテナ素子の指向性を所定の方向に制御することができることから、アンテナ素子に給電される電力の大幅な損失を回避して有効に利用することができるとともに、優れた指向性を実現し、感度を向上させることが可能となり、空間ダイバーシティのみならず指向性のダイバーシティの効果を得るとともに、複数のアンテナ素子を実装することによる干渉を軽減することができる。
【００８８】
また、本発明にかかる電子機器及びアンテナ実装プリント配線基板は、アンテナ素子の導体パターンを３次元的な構造とすることにより、誘電率が低い基板を用いてアンテナ素子を構成した場合であっても大型化することがなく、帯域幅の狭帯域化も回避することができる。また、本発明にかかる電子機器及びアンテナ実装プリント配線基板は、アンテナ素子の開放端にキャパシタンスが生じることに起因してインピーダンスが低下する問題も解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態として示すＰＤＡの平面図及び下方から見た断面図である。
【図２】図１に示すＰＤＡと、２つのパッチアンテナを備えた従来のＰＤＡとの平面図及び下方から見た断面図であって、これら２つのＰＤＡを比較するための図である。
【図３】図１に示すＰＤＡに実装される１つのプリントアンテナの近傍領域の要部平面図である。
【図４】４つのプリントアンテナが実装されたプリント配線基板の平面図であり、４つのプリントアンテナが、それぞれ、グラウンドを避けるようにプリント配線基板の外周に沿って設けられたランドに実装されている様子を説明するための図である。
【図５】図１に示すＰＤＡに搭載されるプリント配線基板に実装されるプリントアンテナの平面図である。
【図６】プリントアンテナの底面図である。
【図７】プリントアンテナにおける基板内部の導体パターンを説明する斜視図である。
【図８】プリントアンテナの横断面図であり、２つのアンテナ導体によって形成される開放端について説明するための図である。
【図９】プリントアンテナが実装されたプリント配線基板における一部領域の平面図である。
【図１０】従来のアンテナ素子が実装された従来のプリント配線基板における一部領域の平面図であり、プリント配線基板上でのアンテナ素子の配置位置とそのときの放射電界の様子について説明するための図である。
【図１１】シミュレーションで用いるプリントアンテナが実装されたプリント配線基板の構成を説明する図であり、（Ａ）は、平面図であり、（Ｂ）は、側面図である。
【図１２】図１１に示すプリント配線基板を用いたシミュレーションによって求めた放射電界の様子を説明する等高線図であり、（Ａ）は、図１１（Ａ）に対応してプリント配線基板を上方から見たときの放射電界の等高線図であり、（Ｂ）は、図１１（Ｂ）に対応してプリント配線基板を側方から見たときの放射電界の等高線図である。
【図１３】４つのプリントアンテナが実装されたプリント配線基板の平面図であり、４つのプリントアンテナのそれぞれにおける少なくとも３辺の周囲領域をグラウンドで囲むとともに、残りの１辺が当該プリント配線基板１２のエッジ部分に臨むようにプリントアンテナが配置されている様子を説明するための図である。
【図１４】図９に示すプリント配線基板とは異なるレイアウトからなるプリント配線基板における一部領域の平面図である。
【図１５】パッチアンテナを実装した従来のＰＤＡの平面図及び下方から見た断面図である。
【符号の説明】
１０  ＰＤＡ、  １１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ  プリントアンテナ、  １２  プリント配線基板、  ５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，５８，５９，６０，６１，６２  アンテナ導体、  ５１１，５１２，５２１，５２２，５３１，５３２，５４１，５４２，５５１，５５２  スルーホール、  ７０  金属体、  ８１  アンテナ素子
【図１】
2004282109.tif 000003
【図２】
2004282109.tif 000004
【図３】
2004282109.tif 000005
【図４】
2004282109.tif 000006
【図５】
2004282109.tif 000007
【図６】
2004282109.tif 000008
【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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