(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の基板又は絶縁層上に設けられた導電性の給電パターンと、
前記給電パターンから延在した導電性のアンテナパターンとを備え、
前記アンテナパターンは、
前記給電パターンと直交する方向に延びる使用周波数の波長の１／２の長さの長手方向の辺を有し、前記長手方向の辺の両端から前記給電パターン側に向かって平行に延びる短手方向の辺を有し、前記給電パターンを基準として、右側の前記短手方向の辺と前記給電パターンとの間に階段形状が形成されるとともに、左側の前記短手方向の辺と前記給電パターンとの間に階段形状が形成されており、前記給電パターンの右側の前記階段形状と前記給電パターンの左側の前記階段形状とが異なるものとなることで、前記給電パターンを基準にして非対称な形状を有してなることを特徴とする非対称平面アンテナ。
【請求項２】
前記アンテナパターンに至る部位に所定形状のアンテナ整合パターンが設けられることを特徴とする請求項１に記載の非対称平面アンテナ。
【請求項３】
前記アンテナパターンの下層に絶縁層が設けられ、当該アンテナパターンの絶縁層の下層に更に導電性の接地層が設けられることを特徴とする請求項１に記載の非対称平面アンテナ。
【請求項４】
絶縁性の基板又は絶縁層上に導電性の給電パターンを形成する工程と、
前記給電パターンから延在するアンテナパターンであって、当該給電パターンを基準にして非対称な形状の導電性のアンテナパターンを前記絶縁性の基板又は絶縁層上に形成する工程とを有し、
前記アンテナパターンは、前記給電パターンと直交する方向に延びる使用周波数の波長の１／２の長さの長手方向の辺を有し、前記長手方向の辺の両端から前記給電パターン側に向かって平行に延びる短手方向の辺を有し、前記給電パターンを基準として、右側の前記短手方向の辺と前記給電パターンとの間に階段形状が形成されるとともに、左側の前記短手方向の辺と前記給電パターンとの間に階段形状が形成されており、前記給電パターンの右側の前記階段形状と前記給電パターンの左側の前記階段形状とが異なるものとなることで、前記給電パターンを基準にして非対称な形状となる
ことを特徴とする非対称平面アンテナの製造方法。
【請求項５】
前記アンテナパターンに至る部位に所定形状のアンテナ整合パターンを形成する工程を有することを特徴とする請求項４に記載の非対称平面アンテナの製造方法。
【請求項６】
前記アンテナパターンに隣接して絶縁性の基板又は絶縁層上に半導体集積回路装置を形成する工程と、
前記アンテナパターンと前記半導体集積回路装置とを伝送線路により接続する工程とを有することを特徴とする請求項４に記載の非対称平面アンテナの製造方法。
【請求項７】
前記アンテナパターンの下層に絶縁層を形成する工程と、
前記アンテナパターンの絶縁層の下層に更に導電性の接地層を形成する工程とを有することを特徴とする請求項４に記載の非対称平面アンテナの製造方法。
【請求項８】
非対称平面アンテナに接続されて信号処理をする信号処理ユニットにおいて、
前記非対称平面アンテナは、
絶縁性の基板又は絶縁層上に設けられた導電性の給電パターンと、
前記給電パターンから延在した導電性のアンテナパターンとを備え、
前記アンテナパターンは、
前記給電パターンと直交する方向に延びる使用周波数の波長の１／２の長さの長手方向の辺を有し、前記長手方向の辺の両端から前記給電パターン側に向かって平行に延びる短手方向の辺を有し、前記給電パターンを基準として、右側の前記短手方向の辺と前記給電パターンとの間に階段形状が形成されるとともに、左側の前記短手方向の辺と前記給電パターンとの間に階段形状が形成されており、前記給電パターンの右側の前記階段形状と前記給電パターンの左側の前記階段形状とが異なるものとなることで、前記給電パターンを基準にして非対称な形状を有してなることを特徴とする信号処理ユニット。
【請求項９】
前記非対称平面アンテナに接続されて信号処理をする信号処理手段を備え、
前記信号処理手段は、信号処理基板又は半導体集積回路装置であることを特徴とする請求項８に記載の信号処理ユニット。
【請求項１０】
前記アンテナパターンに至る部位に所定形状のアンテナ整合パターンが設けられることを特徴とする請求項８に記載の信号処理ユニット。
【請求項１１】
前記アンテナパターンに隣接して絶縁性の基板又は絶縁層上に半導体集積回路装置が設けられ、前記アンテナパターンと前記半導体集積回路装置とが伝送線路により接続されることを特徴とする請求項８に記載の信号処理ユニット。
【請求項１２】
前記アンテナパターンの下層に絶縁層が設けられ、当該アンテナパターンの絶縁層の下層に更に導電性の接地層が設けられることを特徴とする請求項８に記載の信号処理ユニット。
【請求項１３】
前記接地層の下層に絶縁層が設けられ、
前記接地層の絶縁層の下層に更に配線層を設けた多層構造を有することを特徴とする請求項１２に記載の信号処理ユニット。
【請求項１４】
前記接地層の下層に絶縁層が設けられ、
前記接地層の絶縁層の下層に更に半導体集積回路層を設けた多層構造を有することを特徴とする請求項１２に記載の信号処理ユニット。
【請求項１５】
前記接地層を含む多層基板と、
前記多層基板の一方の面に設けられた非対称平面アンテナと、
前記多層基板の他方の面に設けられた信号処理手段とを備え、
前記信号処理手段と前記非対称平面アンテナとが伝送線路又はコンタクトホールによって接続されて成ることを特徴とする請求項１２に記載の信号処理ユニット。
【請求項１６】
前記接地層を含む多層基板と、
前記多層基板の一方の面に設けられた第１の非対称平面アンテナ及び信号処理手段と、
前記多層基板の他方の面に設けられた第２の非対称平面アンテナとを備え、
前記第１の非対称平面アンテナは伝送線路を介して前記信号処理手段に接続され、
前記第２の非対称平面アンテナはコンタクトホールを介して前記信号処理手段に各々接続されることを特徴とする請求項１２に記載の信号処理ユニット。
【請求項１７】
前記接地層を含む多層基板と、
前記多層基板上に設けられた複数の非対称平面アンテナと、
前記複数の非対称平面アンテナに接続された信号処理手段とを備え、
前記複数の非対称平面アンテナは伝送線路を介して前記信号処理手段に各々接続されることを特徴とする請求項１２に記載の信号処理ユニット。
【請求項１８】
前記接地層を含む多層基板と、
前記多層基板上に設けられた受信用及び送信用の非対称平面アンテナと、
前記非対称平面アンテナの各々に接続された信号処理手段とを備え、
前記受信用の非対称平面アンテナは分波回路及び伝送線路を介して前記信号処理手段の入力側に接続され、
前記信号処理手段の出力側は、合成回路及び伝送線路を介して前記送信用の非対称平面アンテナに各々接続されることを特徴とする請求項１２に記載の信号処理ユニット。
【請求項１９】
前記接地層を含む多層基板と、
前記多層基板上に設けられた受信用及び送信用の複数の非対称平面アンテナと、
前記複数の非対称平面アンテナに接続された信号処理手段とを備え、
前記受信用の複数の非対称平面アンテナは分波回路及び伝送線路を介して前記信号処理手段の入力側に接続され、
前記信号処理手段の出力側は、合成回路及び伝送線路を介して前記複数の送信用の非対称平面アンテナに各々接続されることを特徴とする請求項１２に記載の信号処理ユニット。
【請求項２０】
前記接地層を含む多層基板と、
前記多層基板面又は多層基板内に設けられた信号処理手段と、
前記多層基板を覆う筐体と、
前記筐体の一方の面に設けられた非対称平面アンテナとを備え、
前記非対称平面アンテナが伝送線路を介して前記信号処理手段に接続されることを特徴とする請求項１２に記載の信号処理ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、近距離にて単一指向性かつ広帯域性を有し、遠距離にて狭帯域性を有する２周波の共振型アンテナ動作をする非対称平面アンテナ、その製造方法及びこのアンテナを用いた信号処理ユニットに関する。詳しくは、絶縁性の基板又は絶縁層上に設けられた導電性の給電パターンから延在した導電性のアンテナパターンを備え、このアンテナパターンに関し、給電パターンを基準にして、その左右を非対称な形状に構成して、アンテナ反射特性における周波数共振点を調整できるようにすると共に、方形非対称平面アンテナの比帯域幅を基準にした帯域に比べて非対称平面アンテナの帯域を拡大できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、アンテナは携帯性を必要とする電子機器や、通信ケーブルを配線し難い宅内、構内及びビルといった遠隔間の通信機器等に使用されることを想定して設計開発される場合が多い。つまり、如何に効率的に電波を遠方へ放射するかを目的にしてアンテナ開発設計される場合が多く、基本的な設計では、遠方界への電波の放射を考えるものである。このようなアンテナ開発の中で、広帯域性を有する設計として広い周波数に渡って定インピーダンス性を示すものが広帯域性を有したアンテナとなることがあり、自己相似アンテナや自己補対アンテナ等が開発されるに至っている。
【０００３】
一般に、アンテナは、ある方向からの電波をその指向性により感度良く拾い、その他の方向からの電波を拾わないことが好ましい。しかし、送信アンテナから放射された電波又は他の電子部品等から放射された電波は、金属でほぼ囲まれたような環境下では、電波の多重反射を引き起こし、マルチパスを形成する。
【０００４】
マルチパスによる信号劣化が多く発生する環境の例としては、アンテナ及びアンテナを含む信号処理基板又はＬＳＩ装置が金属にほぼ囲まれる環境下である。このようなマルチパスにおいて入力される電波と直接到来する電波とを受信アンテナで見れば、その波形は、どの波形が所望のものかわからないので、信号品質を劣化させる要因となるのである。
【０００５】
図３７は、従来例に係る長方形パッチアンテナ１０”の構成例を示す上面図である。図３７に示す長方形パッチアンテナ１０”は、図示しない接地層（以下ＧＮＤ層という）及び絶縁体７が積層された多層基板８上に長方形状のアンテナパターン６を有して構成される。長方形パッチアンテナ１０”は、アンテナパターン６の下層に絶縁層を介してＧＮＤ層を有しているので、狭帯域性を示すものである。アンテナパターン６は、使用周波数の波長をλとしたとき、長手方向の長さがλ／２を有している。給電パターン１の中心を基準にして左右λ／４に区分したとき、左側のλ／４の形状と、右側のλ／４の形状とが同じになるものである。
【０００６】
この種の長方形パッチアンテナ１０”に関連して、特許文献１には、超広帯域通信用のアンテナが開示されている。このアンテナによれば、基板上にパッチ及びグランド領域を備えて構成される。パッチは基板よりも小さく形成され、フィーダを介して電流が供給されると、励起してエネルギーを放射するようになされる。グランド領域は、基板の表面のパッチ以外を領域を除去して広帯域性を有するようになされている。このようにアンテナを構成すると、超広帯域通信周波数帯域で、しかも、小型化、軽量化、高性能化及び安価化が可能なフラットパッチアンテナを提供できるというものである。
【０００７】
また、長方形パッチアンテナ１０”を実装した電子機器に関連して、特許文献２には、電子機器が開示されている。この電子機器によれば、本体ケース（筐体）を有し、この本体ケースには機器構成ユニットを有するマザーボードが配置される。更に、他の機器構成ユニットを構成するドーターボードが備えられ、各々の機器構成ユニットには広帯域通信チップが設けられる。また、本体ケースの内部を電波吸収体で覆い、機器構成ユニット間で通信ノイズとなる電磁波を吸収するようになされる。このように電子機器を構成すると、設計余裕度を向上できると共に、機器構成ユニット間で高速データ伝送できるというものである。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１９２１８３号公報（第４頁  図１）
【特許文献２】特開２００４−２２０２６４号公報（第３頁  図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、従来例に係る信号処理ユニットによれば、マルチパスによる信号劣化を解決する手段の１つとして、信号処理基板とアンテナを用い、アンテナを近接させ、近傍にて無線通信する方法が考えられるが、以下のような問題がある。
【００１０】
ｉ．図３７に示した狭帯域性を有する従来方式の長方形パッチアンテナ１０”をそのまま使用した場合に、アンテナ及びアンテナを含む信号処理基板、又は、ＬＳＩ装置が金属にほぼ囲まれる環境、当該長方形パッチアンテナ１０”を実装した信号処理基板又はＬＳＩ装置を複数配置したことによる金属にほぼ囲まれる環境で、この問題を解決に至っていないのが現状である。このような環境は金属が電波を反射する為マルチパスによって信号の劣化が発生する。
【００１１】
ii．また、狭帯域性を有した長方形パッチアンテナ１０”は、遠距離に電波を伝達することを想定して、アンテナ設計されるからである。つまり、長方形パッチアンテナ１０”は、基本的には遠方界を用いて評価・設計されるもので、アンテナが近傍や近接した環境に配置された状態で使用されることを想定して作られるものではないことによる。従って、このような設計方法を採ると、アンテナと金属との相互関係で設計したアンテナ特性を容易に保つことができなくなる。
【００１２】
iii．さらに、特許文献１に見られるようなフラットパッチアンテナによれば、アンテナパターンと給電線の間に整合回路が配置されることが多く、ＬＳＩのピンから直接アンテナへ給電することができなかった。
【００１３】
iv．一般に、ＬＳＩ装置を安定動作させるために、ＬＳＩ装置のＧＮＤ層は、比較的面積を大きく取る方法が採られる場合が多い。しかし、高密度実装を考慮してＬＳＩ装置上にアンテナパターンをマウント（形成）しようとした場合、特許文献１に記載されているような構造であると、ＧＮＤ領域を削らなくてはならない。従って、アンテナパターンとＬＳＩ装置とを同一平面に設けたり、又は、ＬＳＩ装置の上方にアンテナパターンを配置することが困難となる。
【００１４】
ｖ．さらに、アンテナが実装される基板またはＬＳＩ装置の近傍に金属物が近づくとそれにより特性が劣化してしまうので、単一指向性を有するアンテナが必要となる。この点、特許文献２に見られるような広帯域通信チップを用いて広帯域無線通信処理を行う場合、電波吸収体によって、ある程度の通信ノイズとなる電磁波を吸収するようになされる。
【００１５】
しかし、電子機器における使用周波数が高くなり、無線通信で取り扱われる情報量が多くなると、例えば、映像の連続性を考慮したとき、それを短時間でリアルタイムに伝送しなくてはならない。従って、無線通信時、情報を多量に伝送するためには、アンテナが広帯域性を有すると共に単一指向性を有して機器構成ユニット間で、マルチメディアの伝送を行えるようにしなくてはならない。
【００１６】
そこで、この発明はこのような従来の課題を解決するものであって、平面アンテナの形状を工夫して、アンテナ反射特性における周波数共振点を調整できるようにすると共に、長方形パッチアンテナの比帯域幅を基準にした帯域に比べて新たな平面アンテナの帯域を拡大できるようにした非対称平面アンテナ、その製造方法及び信号処理ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上述した課題は、絶縁性の基板又は絶縁層上に設けられた導電性の給電パターンと、この給電パターンから延在した導電性のアンテナパターンとを備え、アンテナパターンは、給電パターンを基準にして左右非対称な形状を有してなることを特徴とする非対称平面アンテナによって解決される。
【００１８】
本発明に係る非対称平面アンテナによれば、絶縁性の基板又は絶縁層上に導電性の給電パターンが設けられ、この給電パターンから導電性のアンテナパターンが延在するようになされる。これを前提にして、アンテナパターンは、給電パターンと直交する方向に延びる使用周波数の波長の１／２の長さの長手方向の辺を有し、長手方向の辺の両端から給電パターン側に向かって平行に延びる短手方向の辺を有し、給電パターンを基準として、右側の短手方向の辺と給電パターンとの間に階段形状が形成されるとともに、左側の短手方向の辺と給電パターンとの間に階段形状が形成されており、給電パターンの右側の階段形状と給電パターンの左側の階段形状とが異なるものとなることで、給電パターンを基準にして左右非対称な形状を有してなる。
【００１９】
従って、アンテナ反射特性における周波数共振点を調整できるようになるので、長方形パッチアンテナの比帯域幅を基準にした帯域に比べて本発明の非対称平面アンテナの帯域を拡大することができる。つまり、本発明の非対称平面アンテナは、ＬＳＩ装置が実装される基板上、又は、ＬＳＩ装置内部において、ＬＳＩ装置との接続容易性を保ち、かつ、比帯域幅が１１％以上の広帯域性と、整合回路をアンテナパターン内に有する遠方界以外の条件で動作する、ある程度の指向性を持ったものである。そのアンテナ特性は、アンテナの積層構造とアンテナパターンとがマルチパスに対して効果を発揮するようになされる。これにより、電子機器内部におけるアンテナ配置を自由にすることと、配線に伴うコスト要因を減少させることを可能とする。
【００２０】
本発明に係る非対称平面アンテナの製造方法は、絶縁性の基板又は絶縁層上に導電性の給電パターンを形成する工程と、給電パターンから延在するアンテナパターンであって、当該給電パターンを基準にして非対称な形状の導電性のアンテナパターンを絶縁性の基板又は絶縁層上に形成する工程とを有し、アンテナパターンは、給電パターンと直交する方向に延びる使用周波数の波長の１／２の長さの長手方向の辺を有し、長手方向の辺の両端から給電パターン側に向かって平行に延びる短手方向の辺を有し、給電パターンを基準として、右側の短手方向の辺と給電パターンとの間に階段形状が形成されるとともに、左側の短手方向の辺と給電パターンとの間に階段形状が形成されており、給電パターンの右側の階段形状と給電パターンの左側の階段形状とが異なるものとなることで、給電パターンを基準にして非対称な形状となることを特徴とするものである。
【００２１】
本発明に係る非対称平面アンテナの製造方法によれば、周波数共振点が調整されたアンテナ反射特性を有する非対称平面アンテナを製造することができる。つまり、本発明ではガラスエポキシやテフロン（登録商標）やセラミックス等を基材にする一般的な多層基板上に、レイアウト可能な広帯域性のアンテナパターンを有し、その下層に絶縁層を介して接地層を有した非対称形状の平面アンテナを製造することができる。
【００２２】
本発明に係る信号処理ユニットは、非対称平面アンテナに接続されて信号処理をする信号処理ユニットにおいて、非対称平面アンテナは、絶縁性の基板又は絶縁層上に設けられた導電性の給電パターンと、この給電パターンから延在した導電性のアンテナパターンとを備え、アンテナパターンは、給電パターンと直交する方向に延びる使用周波数の波長の１／２の長さの長手方向の辺を有し、長手方向の辺の両端から給電パターン側に向かって平行に延びる短手方向の辺を有し、給電パターンを基準として、右側の短手方向の辺と給電パターンとの間に階段形状が形成されるとともに、左側の短手方向の辺と給電パターンとの間に階段形状が形成されており、給電パターンの右側の階段形状と給電パターンの左側の階段形状とが異なるものとなることで、給電パターンを基準にして非対称な形状を有してなることを特徴とするものである。
【００２３】
本発明に係る信号処理ユニットによれば、非対称平面アンテナに接続して信号処理をする場合に、本発明に係る非対称平面アンテナが応用されるものである。従って、長方形パッチアンテナに比べて反射特性を改善することができ、遠方界以外の条件で動作可能な非対称平面アンテナを使用した、最も効率的な近接無線通信処理ができるようになる。つまり、本発明に係る信号処理ユニットによれば、筐体内に、無線通信時、利用できるＬＳＩ装置が実装される基板上又はＬＳＩ装置内部において、ＬＳＩ装置との接続容易性を保ち、かつ、比帯域幅１１％以上の広帯域性アンテナを有し、その広帯域性アンテナは、整合回路をアンテナパターンの近傍に有し、それを用いた電子機器内部における信号処理基板間で無線通信処理を実行できるようになる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る非対称平面アンテナによれば、絶縁性の基板又は層上に設けられた導電性の給電パターンから延在した導電性のアンテナパターンを備え、このアンテナパターンは、給電パターンと直交する方向に延びる使用周波数の波長の１／２の長さの長手方向の辺を有し、長手方向の辺の両端から給電パターン側に向かって平行に延びる短手方向の辺を有し、給電パターンを基準として、右側の短手方向の辺と給電パターンとの間に階段形状が形成されるとともに、左側の短手方向の辺と給電パターンとの間に階段形状が形成されており、給電パターンの右側の階段形状と給電パターンの左側の階段形状とが異なるものとなることで、給電パターンを基準にして左右非対称な形状を有してなるものである。
【００２５】
この構成によって、アンテナ反射特性における周波数共振点を調整できるようになるので、長方形パッチアンテナの比帯域幅を基準にした帯域に比べて本発明の非対称平面アンテナの帯域を拡大することができる。従って、長方形パッチアンテナに比べて反射特性を改善することができ、遠方界以外の条件で動作可能な指向性を有した非対称平面アンテナを提供できるようになる。
【００２６】
本発明に係る非対称平面アンテナの製造方法によれば、給電パターンを基準にして非対称な形状の導電性のアンテナパターンを絶縁性の基板又は絶縁層上に形成するようになされ、アンテナパターンは、給電パターンと直交する方向に延びる使用周波数の波長の１／２の長さの長手方向の辺を有し、長手方向の辺の両端から給電パターン側に向かって平行に延びる短手方向の辺を有し、給電パターンを基準として、右側の短手方向の辺と給電パターンとの間に階段形状が形成されるとともに、左側の短手方向の辺と給電パターンとの間に階段形状が形成されており、給電パターンの右側の階段形状と給電パターンの左側の階段形状とが異なるものとなることで、給電パターンを基準にして非対称な形状となされる。
【００２７】
この構成によって、周波数共振点が調整されたアンテナ反射特性を有する非対称平面アンテナを製造することができる。
【００２８】
本発明に係る信号処理ユニットによれば、非対称平面アンテナに接続して信号処理をする場合に、本発明に係る非対称平面アンテナが応用されるものである。
【００２９】
この構成によって、長方形パッチアンテナに比べて反射特性を改善することができ、遠方界以外の条件で動作可能な非対称平面アンテナを使用した、最も効率的な近接無線通信処理ができるようになる。しかも、ＬＳＩ基板間の信号配線の引き回し工程から開放されるばかりか、ＬＳＩ基板間で情報を高速伝送できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
続いて、この発明に係る非対称平面アンテナ、その製造方法及び信号処理ユニットの一実施の形態について、図面を参照しながら説明をする。
【００３１】
（１）非対称平面アンテナ
図１は、本発明に係る実施形態としての非対称平面アンテナ１０の構造例を示す上面図である。
【００３２】
図１に示す非対称平面アンテナ１０は、近距離にて単一指向性かつ広帯域性を有し、遠距離にて狭帯域性を有する２周波の共振型アンテナ動作をするものである。非対称平面アンテナ１０は、筐体内通信向けのアンテナと、例えば、ＧＨｚ単位の使用周波数で動作する信号処理ユニットとを備えた電子機器に適用して好適である。
【００３３】
非対称平面アンテナ１０は、絶縁性の基板４（又は絶縁層）上に逆さ山字形状のアンテナ本体を有して構成される。このアンテナ本体の逆さ山字形状は、本発明者が見出した形状であって、近距離にて単一指向性かつ広帯域性を有し、遠距離にて狭帯域性を有する等の機能項目を満足した形状である。アンテナ本体は、給電パターン１、アンテナ整合パターン２及びアンテナパターン３を有している。
【００３４】
アンテナパターン３は、使用周波数の波長をλとしたとき、アンテナパターン３の長さａがλ／２を有している。ａは給電パターン１と直交するアンテナパターン３の長手方向の長さである。アンテナパターン３の短手方向の長さはｂ（ａ＞ｂ）である。給電パターン１の中心を基準にして左右λ／４に区分したとき、左側のλ／４の階段形状と、右側のλ／４の階段形状とが異なるものである。但し、左右の約λ／４には本アンテナの使用周波数が広帯域であるので、使用周波数ｆ＝ｃ／λには、帯域内のいずれかの波長を左右の約λ／４に選ぶようにする。つまり、長さａが広帯域なので複数の選択肢が存在する。
【００３５】
この例で、基板４のほぼ中央下方から上方には導電性の給電パターン１が設けられる。また、給電パターン１から上方に延在して導電性のアンテナパターン３が設けられ、給電パターン１を介して電流が供給されると、励起してエネルギー（電波）を放射するようになされる。給電パターン１とアンテナパターン３とを結ぶ部分がアンテナ整合パターン２となされている。アンテナパターン３は、給電パターン１を基準にして左右非対称な形状を有している。給電パターン１、アンテナ整合パターン２及びアンテナパターン３は金、銀、銅、黄銅、青銅、白銅等の金属箔又は金属板、これらの金属層から構成される。
【００３６】
この例で、給電パターン１からアンテナパターン３へ至る部位が所定形状のアンテナ整合パターン２とされているので、整合回路を介在することなく、直接、半導体集積回路装置（以下でＬＳＩという）からの配線を給電パターン１に接続して、ＬＳＩからの信号を給電パターン１に給電することができる。ここで言う整合回路とは、配線インピーダンスとアンテナパターン３とを整合させる回路をいう。
【００３７】
本発明では、非対称平面アンテナ１０とＬＳＩとの間に整合回路を挟む必要がなくなるので、非対称平面アンテナ１０とＬＳＩとの間の配線長を可能な限り短くすることができる。なお、アンテナパターン３の下地層は、多層基板または誘電体を金属層で挟んだ積層構造素子が使用される。多層基板には、通常の電子機器で使用されるものが使用できる。図１に示した基板４には、例えば、接地層をもつガラスエポキシやテフロン（登録商標）やセラミックス等を基材にする一般的な多層基板が使用される。
【００３８】
図２は、非対称平面アンテナ１０に係るアンテナパターン３の積層例を示す断面図である。図２に示す非対称平面アンテナ１０は、３層基板４上にアンテナパターン３を積層されて構成されるものである。３層基板４は、絶縁層（誘電体層）２０２、接地層（以下ＧＮＤ層という）２０３及び絶縁層２０４で構成される。
【００３９】
この例で、アンテナパターン３の下層には絶縁層２０２が設けられ、当該絶縁層２０２の下層には、更に大面積のＧＮＤ層２０３が設けられる。ＧＮＤ層２０３の面積は、アンテナパターン３よりも十分大きいものである。これは、非対称平面アンテナ１０が単一指向性を示すようにするためである。これにより、多層基板４に平行なアンテナパターン３が存在する面上の電子部品や機械部品等の機構部品をその特性に影響を与えない範囲で高密度に実装できるようになる。
【００４０】
このときも、大きな面積のＧＮＤ層２０３が、それらの機構部品の安定及び安全動作に有意義に働く（役立つ）ようになる。ＧＮＤ層２０３には、アンテナパターン３と同様な金属の他に不純物を含んだ半導体ＧａＡｓや多結晶シリコン等も使用される。この大きなＧＮＤ層２０３は、ＬＳＩのＧＮＤ層と共用化でき、ＬＳＩの安定動作にも機能するようになる。
【００４１】
ＧＮＤ層２０３の下層には絶縁層２０４が設けられる。なお、絶縁層２０２上にはアンテナパターン３の他に配線層が設けられる。このアンテナパターン３から延在する配線層は、信号バスやコネクタ等と置き換えることができるので、電子機器の構成を簡素化できる特徴を有する。また、図中、最上層の絶縁層２０１は、レジスト層やシルク層等が使用され、この他に空気（誘電率＝１）が代用できる。つまり、図２において、アンテナパターン３（金属層）と絶縁層（誘電体層）２０１とを入れ替え、絶縁層（誘電体層）２０２とＧＮＤ層２０３とを各々入れ替えた構成にすることも可能である。また、アンテナパターン３を立体形状に発展させることも可能である。
【００４２】
図３は、他の非対称平面アンテナ１０ｃに係るアンテナパターン３の積層例を示す断面図である。図３に示す他の非対称平面アンテナ１０ｃは、多層基板上にアンテナパターン３を積層されて構成されるものである。多層基板４’は、通常の電子機器に用いられ、絶縁層（誘電体層）２０２、ＧＮＤ層２０３、絶縁層２０４、配線層２０５及び絶縁層２０６・・・その他の層で構成される。その他の層には、通常の電子機器において用いられる多層基板の材料が用いられる。
【００４３】
非対称平面アンテナ１０ｃは、そのアンテナパターン３の裏側に絶縁層２０２を有し、その下層に大きな面積のＧＮＤ層２０３を有している。これにより、非対称平面アンテナ１０ｃは指向性を保持できるようになる。この例では、ＧＮＤ層２０３の下層に絶縁層２０４が設けられ、更に、絶縁層２０４の下層に配線層２０５を設けた多層構造を有している。配線層２０５は、図示しないＬＳＩ装置のピン又はその接続用の電極から引き出される。
【００４４】
非対称平面アンテナ１０ではアンテナパターン３と配線層とが同一平面内に設けられるのに対して、非対称平面アンテナ１０ｃではアンテナパターン３と配線層２０５とが異平面に設けられる点で構造が異なっている。なお、図３に示す絶縁層２０１は、図２に示した絶縁層２０１と同様にしてレジスト層やシルク層または空気である。
【００４５】
以下で、図２に示した３層基板４上のアンテナパターン３や、図３に示した多層基板４’上のアンテナパターン３に着目して非対称平面アンテナ１０，１０ｃについて説明をする。
【００４６】
図４は、本発明の非対称平面アンテナ１０や１０ｃ等に対する比較例としての非対称平面アンテナ１０’の構成例を示す上面図である。図４に示す非対称平面アンテナ１０’は、図３７に示した従来方式の長方形パッチアンテナ１０”に対し、共振周波数を変化させる成分を追加して製作したものである。
【００４７】
アンテナパターン３’は、使用周波数の波長をλとしたとき、長手方向の長さがλ／２を有している。給電パターン１の中心を基準にして左右λ／４に区分したとき、左側のλ／４の形状と、右側のλ／４の形状とが異なるものである。右側のλ／４の形状から右に突出している部分は共振周波数を変化させる成分である。このようにアンテナパターンを非対称するには、パターンを減らす方法に限ることはなくパターンを付け加える方法であってもよい。但し、左右の約λ／４には本アンテナの使用周波数が広帯域であるので、使用周波数ｆ＝ｃ／λには、帯域内のいずれかの波長を左右の約λ／４に選ぶようにする。
【００４８】
長方形パッチアンテナ１０”は、その短辺の端から２つの電磁波を放射するので、２つの放射器を有すると考えられる。これを反射特性で考えると、２つの共振周波数を持つと考えることができる。
【００４９】
この比較例では、非対称平面アンテナ１０’のアンテナパターン３’の短辺右端部の上下が欠けている。このように、アンテナパターン３’の左右の形状を変化させると、従来方式の長方形パッチアンテナ１０”の２つの共振周波数（共振点）を例えば、低い周波数帯域に移動できるようになる。つまり、１つの共振周波数で電磁波を放射できる帯域を２つ重ね合わせることにより、２つの共振周波数で電磁波を放射できる帯域に拡大可能なことが見い出された。
【００５０】
このようなアンテナパターン３’と給電パターン１との整合条件を保ちながら、共振周波数を変化させる方法には、インダクタンス成分Ｌとキャパシタ成分Ｃと抵抗成分Ｒとを何らかの方法でアンテナパターン３’に加えるか、又は、アンテナパターン３’からこれらの成分を減らすことで対処できることが分かった。これから数ＧＨｚ帯を例にして本発明の非対称平面アンテナの特性を説明するが、本発明の非対称平面アンテナの動作周波数は、説明に用いた帯域に限定されるものではなく、当該アンテナは、マイクロ波帯やミリ波帯等の様々な周波数帯において用いることができる。
【００５１】
図５は、長方形パッチアンテナ１０”及び非対称平面アンテナ１０’に係る反射特性の比較例を示す図である。図５に示す縦軸は、長方形パッチアンテナ１０”や非対称平面アンテナ１０’の反射特性Ｓ１１［ｄＢ］である。横軸は、これらのアンテナの使用周波数［ＧＨｚ］である。一点鎖線は、従来方式の長方形パッチアンテナ１０”の反射特性Ｉであり、破線は、比較例としての非対称平面アンテナ１０’の反射特性IIである。この非対称平面アンテナ１０’の反射特性IIは、図３７に示した従来方式の長方形パッチアンテナ１０”の帯域ＡをＢに改良したものである。
【００５２】
図中、従来方式の長方形パッチアンテナ１０”の共振周波数は４．５ＧＨｚと、５．３ＧＨｚとを有している。比較例としての非対称平面アンテナ１０’の共振周波数は４．４ＧＨｚと、５．０ＧＨｚを有している。この例では、搬送周波数を６０ＧＨｚ以上とし、情報伝送時に全帯域を使用しようとした場合、比帯域幅が１１％以上となる場合を”広帯域性を有したアンテナ”と定義している。ここに比帯域幅とは、搬送波（キャリヤ）の使用周波数をｆｃとし、帯域幅をｆｂとしたとき、（ｆｂ／ｆｃ）×１００［％］で与えられる。帯域幅ｆｂは、アンテナの反射特性曲線が例えば、Ｓ１１＝−５．００Ｅ＋００を切る上限周波数をｆｈとし、下限周波数をｆｌとしたとき、ｆｈ−ｆｌで与えられる。
【００５３】
図中、矢印に示すように、長方形パッチアンテナ１０”の帯域Ａ（＝帯域幅ｆｂ）が非対称平面アンテナ１０’の帯域Ｂに広がっている。この例では、長方形パッチアンテナ１０”の帯域Ａは、４．７５−４．３＝０．４５ＧＨｚである。非対称平面アンテナ１０’の帯域Ｂは、５．２−４．２＝１．０ＧＨｚである。
【００５４】
このように、従来方式の長方形パッチアンテナ１０”に比べて、改良した非対称平面アンテナ１０’では共振点の移動を利用して、帯域Ａから帯域Ｂへ広げることができ、帯域Ｂは帯域Ａの２倍強に改善されている。つまり、長方形パッチアンテナ１０”の形状を変化させれば、共振周波数を変化させることができ、その共振周波数の変化により帯域Ａから帯域Ｂのように改善できることが見出された。そこで、本発明者はアンテナパターン３（図３７）の共振周波数を変化させる多くの解析を行なった。
【００５５】
その解析によれば、図３７に示した従来方式の長方形パッチアンテナパターンが、実際には多数の共振点を有していることがわかった。従って、その多数の共振点を上手く利用することで、所望の帯域を持つ非対称平面アンテナ１０等を設計できることが明確になった。本発明の実施形態では、このことを利用して遠方界以外の動作状態において、アンテナ内に整合回路パターンを有し、かつ、比帯域幅１１％以上の広帯域を有し、アンテナ周辺に配置された電子部品や機械部品等による影響を受けない程度の単一の指向性を持つ、非対称平面アンテナ１０を設計するための条件を見出した。これにより、本発明の非対称平面アンテナ１０の実現に至ったものである。
【００５６】
図６は、長方形パッチアンテナ１０”及び非対称平面アンテナ１０に係る反射特性の比較例を示す図である。図６に示す縦軸は、従来方式の長方形パッチアンテナ１０”や本発明の非対称平面アンテナ１０等の反射特性Ｓ１１［ｄＢ］である。横軸は、これらのアンテナの使用周波数［ＧＨｚ］である。一点鎖線は、従来方式の長方形パッチアンテナ１０”の反射特性Ｉであり、破線は、本発明に係る非対称平面アンテナ１０の反射特性IIIである。この非対称平面アンテナ１０の反射特性IIIは、図３７に示した従来方式の長方形パッチアンテナ１０”及び図４に示した比較例としての非対称平面アンテナ１０’の帯域ＡやＢ等を帯域Ｃに改良したものである。非対称平面アンテナ１０は広帯域アンテナとして機能する。広帯域アンテナは、単一指向性を有し、かつ、広帯域性を有し、遠方界以外で動作する。
【００５７】
図中、従来方式の長方形パッチアンテナ１０”の共振周波数は４．５ＧＨｚと、５．３ＧＨｚとを有している。本発明に係る非対称平面アンテナ１０の共振周波数は３．８ＧＨｚと、５．８ＧＨｚを有している。非対称平面アンテナ１０の反射特性IIIによれば、Ｓ１１＝−５．００Ｅ＋００を切る上限周波数ｆｈが６．０［ＧＨｚ］であり、下限周波数ｆｌが３．６［ＧＨｚ］であり、帯域Ｃ（＝帯域幅ｆｂ）は、２．４［ＧＨｚ］である。
【００５８】
図６の矢印に示すように、長方形パッチアンテナ１０”の帯域Ａが非対称平面アンテナ１０の帯域Ｃに改善されている。この例で、帯域Ｃは、図５に示した帯域Ｂの２．４倍に拡大され、帯域Ａにあっては５．３倍に拡大されていることがわかる。このように、従来方式の長方形パッチアンテナ１０”や比較例としての非対称平面アンテナ１０’に比べて、本発明の非対称平面アンテナ１０では共振点の移動を利用することにより、帯域幅ｆｂを帯域Ａから帯域Ｃへ広げることができた。
【００５９】
図７〜図９は、非対称平面アンテナ１０における非対称なアンテナパターン３の形成例（その１〜３）を示す工程図である。
【００６０】
この実施形態では、非対称なアンテナパターン３の設計（形成）方法を最適化することで、図６に示したような広帯域の反射特性を有し、かつ、より良い整合状態に改善された非対称平面アンテナ１０を形成できるようになる。
【００６１】
まず、図７Ａに示すような長手方向がλ／２を有する長方形パッチアンテナ１０”を２枚準備する。各々の長方形パッチアンテナ１０”は、絶縁性の基板４又は絶縁層上で給電パターン１及びアンテナパターン３”を有してＴ字形状を成したものである。給電パターン１及びアンテナパターン３”は、絶縁基板上の銅箔をＴ字形状に残したものを使用した。もちろん、給電パターン１及びアンテナパターン３”は銅箔に限られることはなく、銅以外の金、銀、黄銅、青銅、白銅等の金属箔又は金属板、これらの金属層から形成されたものが使用できる。
【００６２】
次に、給電パターン１から延在するアンテナパターン３であって、図１に示したような給電パターン１を基準にして非対称な形状のアンテナパターン３を形成する。例えば、長方形パッチアンテナ１０”を短冊状のブロックに分けてその短冊の面積を変化させる。これは、共振周波数を変化させる成分の追加又は減少を行なうためであり、共振周波数を変化させつつ設計項目を満足するアンテナを探索するためである。
【００６３】
例えば、長方形パッチアンテナ１０”の列方向をｍ＝１３行に分割して短冊状のブロックに区分する。その後、図７Ｂに示す短冊状のブロックを、その行方向でｎ＝８列に分割して格子状の小パッチに区分する。このｍ×ｎ＝１０４個の小パッチを左右非対称に抜いて行く方法により、共振周波数を移動するようにした（パターン探索方法）。
【００６４】
ここで小パッチの分割位置をｐｉｊ（ｉ＝１〜ｎ，ｊ＝１〜ｍ，ｎ＝８，ｍ＝１３）で示す。最初に図７Ｂに示すｍ×ｎ個の小パッチの中から、図中○印で示す位置ｐ１３〜ｐ１１３の小パッチを抜くと共に、位置ｐ８３〜ｐ８６及びｐ８８〜ｐ８１３の計２１個の小パッチを抜く。小パッチの抜き取りは、領域を確定してエッチング液により銅箔を溶融剥離するか又は刃物により銅箔を削り取る方法により行う。
【００６５】
これにより、図８Ａに示すような中途段階の非対称アンテナパターンＡ１（３）が得られる。この非対称アンテナパターンＡ１（３）の反射特性を測定する。反射特性は、同じ位置の小パッチを抜いた非対称平面アンテナを対峙させ、一方の非対称平面アンテナに任意の使用周波数（例えば、３ＧＨｚ〜７ＧＨｚ）の搬送波を給電し、他方の非対称平面アンテナで受信利得を測定して共振周波数が移動することを検証する方法により行う（図１０参照）。
【００６６】
更に、図８Ａに示す非対称アンテナパターンＡ１（３）の８３個の小パッチの中から、図中○印で示す位置ｐ４５，ｐ４６，ｐ５５，ｐ５６，ｐ６５，ｐ６６，ｐ７５，ｐ７６及びｐ７１０〜ｐ７１２の計１１個の小パッチの各々を上述の方法により抜き取る。これにより、図８Ｂに示す非対称アンテナパターンＡ２（３）が得られる。この非対称アンテナパターンＡ２（３）の反射特性を測定する。
【００６７】
また、図８Ｂに示した非対称アンテナパターンＡ２（３）の７２個の小パッチの中から、図中○印で示す位置ｐ５４，ｐ５１０，ｐ６４，ｐ６１０及びｐ７４の計５個の小パッチを各々抜く。これにより、図９Ａに示す非対称アンテナパターンＡ３（３）が得られる。この非対称アンテナパターンＡ３（３）の反射特性を測定する。
【００６８】
更に、図９Ａに示した非対称アンテナパターンの６７個の小パッチの中から、図中○印で示す位置ｐ６３，ｐ６１１，ｐ７３，ｐ７１１及びｐ７１２の計５個の小パッチの各々を上述の方法により抜き取る。これにより、図９Ｂ、すなわち、図１に示したような非対称アンテナパターン３を有する非対称平面アンテナ１０が得られる。
【００６９】
図９Ｂに示す非対称平面アンテナ１０は、図７Ｂに示したｍ×ｎ＝１０４個の小パッチの中から、所望の位置の４８個の小パッチを除き、位置ｐ１１，ｐ１２，ｐ２１〜ｐ２１３，ｐ３１〜ｐ３１３，ｐ４１〜ｐ４４，ｐ４７〜ｐ４１３，ｐ５１〜ｐ５３，ｐ５７〜ｐ５９，ｐ５１１〜ｐ５１３，ｐ６１，ｐ６２，ｐ６７〜ｐ６９，ｐ６１２〜ｐ６１３，ｐ７１，ｐ７２，ｐ７７〜ｐ７９，ｐ６１３，ｐ８１，ｐ８２及びｐ８７の計６４個を残留させた非対称形状を有している。この非対称アンテナパターン３の反射（通過）特性を測定する。
【００７０】
図１０は、非対称平面アンテナ１０の透過特性の測定例を示す斜視図である。図１０に示す非対称平面アンテナ１０の透過特性の測定例によれば、図９Ｂに示した同じ位置の小パッチを抜いた２つの非対称平面アンテナ１０ａ，１０ｂを対峙させる。例えば、図１０に示すように本発明の２つの非対称平面アンテナ１０ａ，１０ｂを離隔距離ｄを保持して面対称となるように配置する。
【００７１】
そして、一方の非対称平面アンテナ１０ａをアンテナ測定装置９の図示しない出力端子に接続し、その出力端子から非対称平面アンテナ１０ａに任意の使用周波数（例えば、３ＧＨｚ〜７ＧＨｚ）の搬送波を給電する。他方の非対称平面アンテナ１０ｂをアンテナ測定装置９の入力端子に接続する。アンテナ測定装置９では、アンテナ間距離ｄを変化させたときの他方の非対称平面アンテナ１０ｂの受信利得を測定して共振周波数が移動し、帯域幅ｆｃが広がることを検証する。上記の本発明の非対称平面アンテナの設計方法は、シミュレータ上に図７Ａの形状と図１０の測定環境とを構築し、順次、最適な特性を探索するアルゴリズム、例えば組み合わせ問題等を用いる方法でも実現できる。
【００７２】
図１１は、非対称平面アンテナ１０ｂの透過特性例を示す図である。図１１に示す透過特性例によれば、本発明の２つの非対称平面アンテナ１０ａ，１０ｂを面対称に配置してそのアンテナ間距離ｄを変化させたとき、非対称平面アンテナ１０ｂの透過特性IV、Ｖを示している。
【００７３】
図１１に示す縦軸は、非対称平面アンテナ１０ｂの透過特性Ｓ２１［ｄＢ］である。横軸は、これらのアンテナの使用周波数［ＧＨｚ］である。実線は、一方の非対称平面アンテナ１０ａを固定し、対向した他方の非対称平面アンテナ１０ｂを近距離に配置した場合の透過特性IVである。ここに近距離とは、使用周波数［ＧＨｚ］にもよるがアンテナ間距離ｄを数十ｍｍ単位以下に設定して配置した場合をいう。破線は、一方の非対称平面アンテナ１０ａを固定し、対向した他方の非対称平面アンテナ１０ｂを遠距離に配置した場合の透過特性Ｖである。遠距離とは、アンテナ間距離ｄを近距離以外に設定して配置した場合をいう。
【００７４】
図１１において、非対称平面アンテナ１０ａから非対称平面アンテナ１０ｂを遠ざけて、アンテナ間距離ｄを広げた場合、図１０に示した通過特性Ｖにおける帯域Ｃの範囲内において、大きな凸状の垂下減衰域が生じており、通過帯域が減少していることがわかる。つまり、非対称平面アンテナ１０ｂは、アンテナ間距離ｄを広げると通過帯域が変化するようになる。
【００７５】
この例で、非対称平面アンテナ１０ａから非対称平面アンテナ１０ｂを遠ざけると、２つの透過特性に優れる帯域Ｅ１，Ｅ２が元の広帯域Ｄ内に表れ、非対称平面アンテナ１０ａ，１０ｂが各々の狭帯域性を示すようになる。ここにアンテナ間距離ｄに関して通過帯域が変化する領域を「遠方界」としたとき、通過帯域が変化しない領域を「遠方界以外」と定義する。
【００７６】
図１２は、非対称平面アンテナ１０ａ，１０ｂの対向回転時の透過特性の測定例を示す図である。この測定例では、図１２に示す２つの非対称平面アンテナ１０ａ，１０ｂを面対称に配置し、非対称平面アンテナ１０ａを固定すると共に、アンテナ間距離ｄを固定し、もう一方の非対称平面アンテナ１０ｂを図中の原点”Ｏ”を中心にして角度０°、９０°、１８０°と同一面内で回転したとき、当該非対称平面アンテナ１０ｂの受信利得をアンテナ測定装置９で測定して共振周波数が移動するか、帯域幅ｆｃが広がるかを検証した。その時の透過特性例を図１３に示している。
【００７７】
図１３は、非対称平面アンテナ１０の回転時の透過特性例を示す図である。図１３に示す透過特性例において、縦軸は、非対称平面アンテナ１０ｂの透過特性Ｓ２１［ｄＢ］である。横軸は、これらのアンテナの使用周波数［ＧＨｚ］である。
【００７８】
図１３に示す実線は、一方の非対称平面アンテナ１０ａを角度０°に固定し、対向した他方の非対称平面アンテナ１０ｂを近距離に配置した場合の透過特性VIである。一点鎖線は、一方の非対称平面アンテナ１０ａを固定し、対向した他方の非対称平面アンテナ１０ｂ’を近距離に配置し、かつ、９０°回転した場合の透過特性VIIである。破線は、一方の非対称平面アンテナ１０ａを固定し、対向した他方の非対称平面アンテナ１０ｂ”を近距離に配置し、かつ、１８０°回転した場合の透過特性IXである。
【００７９】
図１３に示した非対称平面アンテナ１０の回転時の透過特性例によれば、透過特性VIに示した回転角＝０°の時に最も帯域が広くなっていることがわかる。また、透過特性VIIに示した回転角＝１８０°のときに、最も伝送可能な帯域が減少している。透過特性IXに示した回転角＝９０°の時も、伝送可能な帯域が減少している。
【００８０】
このように、実施形態としての非対称平面アンテナ１０によれば、絶縁性の基板４又は絶縁層上に給電パターン１が設けられ、この給電パターン１からアンテナパターン３が延在するようになされる。これを前提にして、アンテナパターン３は、給電パターン１を基準にして左右非対称な形状を有してなる。
【００８１】
この構造によって、アンテナ反射特性における周波数共振点を調整できるようになるので、長方形パッチアンテナ１０”の比帯域幅を基準にした帯域Ａに比べて本発明の非対称平面アンテナ１０の帯域Ｃを拡大することができる。これにより、長方形パッチアンテナ１０”に比べて反射特性をＩ→IIIに改善することができ、遠方界以外の条件で動作可能な単一の指向性を有した非対称平面アンテナ１０を提供できるようになった。
【００８２】
そして、２つの非対称平面アンテナ１０ａ，１０ｂを面対称に配置したとき、最も広い帯域性を有し、さらに、非対称平面アンテナ１０ａ，１０ｂが異る角度に配置され、面対称に配置されていない場合は、帯域幅が減少する特徴を有し、各々の非対称平面アンテナ１０ａ，１０ｂを２つの狭帯域アンテナとして動作させることが可能となる。しかも、非対称平面アンテナ１０ａ，１０ｂは、面対称に対向して２枚のアンテナが配置された時に最も効率的な通信が可能となる。
【００８３】
また、非対称平面アンテナ１０は、単一指向性を有しているので、アンテナ特性に影響を与える電子部品や機械部品等の機構部品からの電磁波の反射・屈折・回折等によるマルチパスに伴う信号劣化を抑圧することが可能となり、マルチパスによる信号劣化を軽減できるようになる。
【００８４】
更に、本発明の非対称平面アンテナ１０は、単一指向性を有しているので、多層基板に平行なアンテナパターン３が存在する面上に電子部品や機械部品等の機構部品をアンテナの特性に影響を与えない範囲で高密度に実装できるようになる。しかも、非対称平面アンテナ１０は単一指向性を有するので、無線伝送におけるマルチパスフェージングが発生する環境化で使用できる。例えば、非対称平面アンテナ１０は金属で囲まれる環境化において使用することが可能となる。
【００８５】
また、図１に示した非対称平面アンテナ１０によれば、本発明における形成（設計）方法を応用し、平面上において他形状にすることが可能であり、さらに高効率かつ広帯域のアンテナを作成することが可能となった。
【００８６】
なお、電子機器筐体内において、アンテナ間で近接近傍にて広帯域無線通信を行ない、遠方にて狭帯域無線通信を行なう目的で、その平面パターン形状の如何に関わらず、アンテナ本体内にアンテナ整合パターンを有し、比帯域幅１１％以上の広帯域を遠方界以外で有し、アンテナ周辺に配置された電子部品や機械部品等による影響を受けない程度の単一の指向性を有し、遠方界以外において広帯域アンテナとして機能し、遠方界にて狭帯域アンテナとして機能するアンテナは、本発明における非対称平面アンテナ１０に含まれるものとする。非対称平面アンテナ１０は、その指向性により無線伝送処理において、マルチパスフェージングが発生する環境化で有効なアンテナ特性を発揮するようになる。
【００８７】
さらに、本発明の非対称平面アンテナ１０に係るアンテナパターン形状は、当該技術に関係する技術者ならば３次元構造に拡張することが可能であるので、アンテナ間で近接近傍にて通信をする目的で、アンテナ本体内にアンテナ整合パターン（回路）を持ち、比帯域幅が１１％以上の広帯域を有し、アンテナ周辺に配置された電子・機械部品による影響を受けない程度の単一指向性を有し、遠方界以外において動作する３次元に展開された、本発明に類似する非対称アンテナパターンを利用したアンテナも本発明に含まれるものとする。３次元立体構造において、本発明の設計手法を利用して本発明と同じ特性を有する３次元構造のアンテナも本発明に含まれるものとする。
【００８８】
［信号処理ユニット］
続いて、本発明に係る信号処理ユニットについて説明をする。各実施例では、本発明の非対称平面アンテナ１０と信号処理用のＬＳＩ装置の接続例について説明する。非対称平面アンテナ１０は、図７〜図９に示したパターン探索方法により形成できるので、遠方界以外の近接・近傍状態で動作する非対称平面アンテナ１０を信号処理ユニットや電子機器の主要部とすることができる。また、遠距離に電波を飛ばすために設計したアンテナ特性を保ちながら非対称平面アンテナ１０を筐体内に実装することができる。
【実施例１】
【００８９】
図１４は、非対称平面アンテナ１０を応用した第１の実施例として信号処理ユニット１００の構造例を斜視図である。この例では、一般的な多層基板または誘電体を金属層で挟んだ積層構造素子上に、本発明のアンテナパターン３をレイアウト（配置）してアンテナ１１を形成し、このアンテナ１１と信号処理手段の一例を構成する信号処理用のＬＳＩ装置１２とを伝送線路１５を用いて接続した場合である。つまり、アンテナパターン３とＧＮＤ層１３とで誘電体を挟み込んだ構造を成している。
【００９０】
図１４に示す信号処理ユニット１００は、多層基板１４上にアンテナ１１及びＬＳＩ装置１２を備えて信号処理基板を構成し、アンテナ１１とＬＳＩ装置１２とが伝送線路１５で接続されて信号処理をするようになされる。ＬＳＩ装置１２には内部に無線ＩＣ（半導体集積回路）を有したものが使用される。
【００９１】
アンテナ１１には本発明に係る非対称平面アンテナ１０が使用される。非対称平面アンテナ１０は、絶縁層２０２’上に設けられた導電性の給電パターン１と、この給電パターン１から延在した導電性のアンテナ整合パターン２及びアンテナ整合パターン２から延在した導電性のアンテナパターン３を有して構成される。給電パターン１、アンテナ整合パターン２及びアンテナパターン３には、銅箔が使用される。これらのパターン１〜３には銅箔に限られることはなく、銅以外の金、銀、黄銅、青銅、白銅等の金属箔又は金属板、これらの金属層から形成されたものが使用できる。
【００９２】
多層基板１４は、最上層に絶縁層２０２を有しており、その下層にはアンテナパターン３の投影面積よりも大きな面積を有したＧＮＤ層１３を備えている。ＧＮＤ層１３は、アンテナ１１が単一指向性を有するように設けられる。ＧＮＤ層１３の下層は、一般の多層基板と同様にして、図３に示したような絶縁層２０４、配線層２０５及び絶縁層２０６・・・が積層されて構成される。
【００９３】
アンテナ１１に隣接して絶縁層２０２上にはＬＳＩ装置１２が設けられ、アンテナパターン３とＬＳＩ装置１２とが伝送線路１５、給電パターン１及びアンテナ整合パターン２を通じて接続される。アンテナパターン３は、給電パターン１を基準にして非対称な形状を有してなる。このような非対称平面アンテナを実装すると、周波数共振点が調整されたアンテナ反射特性を有する非対称平面アンテナを利用した情報高速伝送処理を実現できるようになる。
【００９４】
続いて、信号処理ユニット１００の製造方法について説明する。まず、ＧＮＤ層１３を含む多層基板１４を形成する。この例では、両面に銅箔を形成された両面銅箔基板（プリプレグ絶縁基板）や片面に銅箔を形成された片面銅箔基板を使用して、多層基板１４を形成する。図３に示した多層基板４’によれば、片面銅箔基板の絶縁基板及び銅箔を利用して絶縁層２０６及び配線層２０５を形成する。例えば、配線パターンを象ったマスクを使用し、銅箔上にレジストをパターニングして、露光現像し、不要部分の銅箔を除去して、図示しない所定形状の配線層２０５を得るようになされる。
【００９５】
また、片面銅箔基板の絶縁基板及び銅箔を利用して絶縁層２０４及びＧＮＤ層２０３を形成する。例えば、接地パターンを象ったマスクを使用し、銅箔上にレジストをパターニングして、露光現像し、不要部分の銅箔を除去して、図示しない所定形状のＧＮＤ層２０３を得るようになされる。上述の２つの片面銅箔基板を積層することで、多層基板１４を形成することができる。
【００９６】
次に、多層基板１４上にアンテナ１１及びＬＳＩ装置１２を形成する。例えば、アンテナ１１とＬＳＩ装置１２とを別途形成して多層基板１４上に接着する方法を採る。アンテナ１１は、片面銅箔基板の絶縁基板及び銅箔を利用して絶縁層２０２’、給電パターン１、アンテナ整合パターン２及びアンテナパターン３を形成する。給電パターン１、アンテナ整合パターン２及びアンテナパターン３は、図７〜図９に示したパターン探索方法に基づいて見出された非対称形状に基づいて形成される。なお、アンテナ整合パターン２はアンテナパターン３に至る部位に同時に形成され、その形状は、アンテナパターン３と同時に探索され画定されている。
【００９７】
これらを条件にして、例えば、給電パターン１、アンテナ整合パターン２及びアンテナパターン３を象ったマスクを使用し、銅箔上にレジストをパターニングして、露光現像し、不要部分の銅箔を除去して、図１４に示すような非対称形状のアンテナパターン３を有するアンテナ１１（＝非対称平面アンテナ１０）を得る。これにより、絶縁層２０２’上に形成された導電性の給電パターン１から延在するアンテナパターン３であって、当該給電パターン１を基準にして非対称な形状の導電性のアンテナパターン３を形成することができる。
【００９８】
この例では、アンテナ１１を多層基板１４上に接着剤を使用して接続される。また、ＬＳＩ装置１２には、当該信号処理用に予め準備された半導体チップ形状又はパッケージ形状のものが使用される。ＬＳＩ装置１２は、多層基板１４上に接着剤を使用して物理的に接続される。このとき、ＬＳＩ装置１２の入出力ピンを多層基板１４の配線層にコンタクトホールや、ビアホール、バンプ、ワイヤ等による接続方法を利用して電気的に接続（ボンディング）する。
【００９９】
次に、アンテナパターン３とＬＳＩ装置１２とを伝送線路１５により接続する。例えば、アンテナ１１の給電パターン１と伝送線路用の配線層とをコンタクトホールや、ビアホールを介して接続する。コンタクトホールや、ビアホール等の内部には、例えば、導電材料を充填して熱処理するようになされる。これにより、多層基板１４の一方の面に信号処理用のＬＳＩ装置１２及び本発明のアンテナ１１を配置した信号処理ユニット１００を形成できるようになる。
【０１００】
このように、第１の実施例としての信号処理ユニット１００によれば、アンテナ１１とＬＳＩ装置１２とを伝送線路１５により接続して信号処理をする場合に、アンテナ１１には、本発明に係る非対称平面アンテナ１０が応用されるものである。
【０１０１】
従って、長方形パッチアンテナ１０”に比べて、反射特性における帯域幅が約５倍に改善され、遠方界以外の条件で動作可能な非対称平面アンテナ１０を使用した、最も効率的な近接無線通信処理ができるようになる。しかも、非対称平面アンテナ１０を応用したアンテナ１１によれば、給電パターン１からアンテナパターン３に至る部位には、配線インピーダンスの整合回路となるアンテナ整合パターン２が設けられるので、配線層２０５（図３参照）、又はＬＳＩ装置１２と、直接、アンテナ１１とを接続することができる。従って、ＬＳＩ基板間の信号配線の引き回し工程から開放されるばかりか、ＬＳＩ基板間で広帯域情報を高速伝送できるようになる。
【０１０２】
この例では、アンテナパターン３の下層に絶縁層２０２’を形成する場合について説明したが、もちろん、これに限られることはなく、片面銅箔基板の絶縁基板及び銅箔を利用して絶縁層２０２’、給電パターン１、アンテナ整合パターン２、アンテナパターン３及び伝送線路用の配線層を同時に形成する。例えば、給電パターン１、アンテナ整合パターン２、アンテナパターン３、伝送線路用の配線パターン及びＬＳＩ入出力電極パターンを象ったマスクを使用し、銅箔上にレジストをパターニングして、露光現像し、不要部分の銅箔を除去して、図１４に示すような所定形状を有した給電パターン１、アンテナ整合パターン２、アンテナパターン３、伝送線路用の配線パターン及びＬＳＩ入出力電極パターンを得るようになされる。これにより、絶縁層２０２を兼用できるので、アンテナ１１のアンテナパターン３等の下層の絶縁層２０２’を省略できるようになる。
【実施例２】
【０１０３】
図１５は、非対称平面アンテナ１０を応用した第２の実施例として信号処理ユニット２００の構造例を示す斜視図である。
【０１０４】
この実施例の信号処理ユニット２００では、ＬＳＩ装置２２の一部が非対称形状のアンテナ２１を構成するように配置され、このアンテナ２１に接続されて信号処理をするようになされる。この例では、信号処理ＬＳＩ内の最上層（金属配線層上）に、本発明のアンテナパターン３を配置して、その下層の配線層をＧＮＤ層２３に適用した場合であって、信号処理ＬＳＩとアンテナ２１とをビア又は伝送線路２５にて接続した場合を例に挙げる。なお、ＧＮＤ層２３とアンテナ２１をレイアウトする層は、多層基板でも良いし誘電体を金属層で挟んだ積層構造素子であっても良い。
【０１０５】
図１５に示す信号処理ユニット２００は信号処理ＬＳＩを構成し、絶縁層２０２上にアンテナ２１が設けられる。アンテナ２１には、本発明に係る非対称平面アンテナ１０が応用される。非対称平面アンテナ１０は、絶縁層２０２上に設けられた導電性の給電パターン１と、この給電パターン１から延在した導電性のアンテナ整合パターン２及びアンテナ整合パターン２から延在した導電性のアンテナパターン３を有して構成される。アンテナパターン３は、給電パターン１を基準にして非対称な形状を有してなる。給電パターン１、アンテナ整合パターン２及びアンテナパターン３には、第１の実施例と同様にして銅箔等が使用される。
【０１０６】
絶縁層２０２下にはＧＮＤ層２３が設けられ、このＧＮＤ層２３の下層には、半導体集積回路層２２’を備えられる。半導体集積回路層２２’には、ＧａＡｓ化合物半導体素子やＳｉ素子等から成るトランジスタ回路や、信号処理用の回路素子を集積化したものが使用される。これらの回路素子の最上層には、例えば、図２や図３に示した絶縁層２０４に相当する、平坦化された図示しない保護絶縁層が設けられている。この保護絶縁層は、図２や図３に示した絶縁層２０４を代用している。半導体集積回路層２２’には内部に無線ＩＣ（半導体集積回路）を有したものが使用される。
【０１０７】
半導体集積回路層２２’上には、アンテナパターン３よりも大きな面積のＧＮＤ層２３が設けられ、第１の実施例と同様にして、アンテナ２１が単一指向性を有するようになされる。ＧＮＤ層２３上には、絶縁層２０２が積層されている。絶縁層２０２には伝送線路２５が埋設されている。アンテナ２１と半導体集積回路層２２’とは伝送線路２５で接続される。このような非対称平面アンテナを実装すると、配線を引き回すことなく、周波数共振点が調整されたアンテナ反射特性を有する非対称平面アンテナを利用した情報高速伝送処理を実現できるようになる。
【０１０８】
続いて、信号処理ユニット２００の製造方法について説明する。この例では、アンテナ２１及びＧＮＤ層２３を有した中間基板と半導体集積回路層２２’とを別途形成して、この中間基板と半導体集積回路層２２’とを接着する方法を採る。まず、絶縁層２０２の一方の面にＧＮＤ層２３を有し、他方の面にアンテナパターン３を有する機能基板を形成する。
【０１０９】
この例では、両面に銅箔を形成された両面銅箔基板を使用する。例えば、両面銅箔基板の一方の面に、伝送線用の配線パターンや、ＧＮＤ用の接地パターン等を象ったマスクを使用し、この面の銅箔上にレジストをパターニングして、露光現像し、不要部分の銅箔を除去して、図示しない配線層や、ＧＮＤ層２３を得るようになされる。
【０１１０】
また、両面銅箔基板の他方の面に、給電パターン１、アンテナ整合パターン２及びアンテナパターン３を象ったマスクを使用し、その面の銅箔上にレジストをパターニングして、露光現像し、不要部分の銅箔を除去して、図１５に示すような非対称形状のアンテナパターン３を有するアンテナ２１（＝非対称平面アンテナ１０）を得る。これにより、絶縁層２０２上に形成された導電性の給電パターン１から延在するアンテナパターン３であって、当該給電パターン１を基準にして非対称な形状の導電性のアンテナパターン３を形成することができる。
【０１１１】
更に、半導体集積回路層２２’には、当該信号処理用に予め準備された半導体チップ形状又はパッケージ形状のものが使用される。半導体集積回路層２２’の最上層には、図２や図３に示した絶縁層２０４に相当する保護絶縁層が平坦化されている。保護絶縁層には、伝送線路２５に接続される電極が露出されている。この半導体集積回路層２２’と、一方の面にアンテナパターン３等を有し、他方の面にＧＮＤ層２３及び伝送線路２５を有した機能基板とを接着剤を使用して接続する。
【０１１２】
接続面は、ＧＮＤ層側が半導体集積回路層２２’の最上層側に向くように位置合わせされる。このとき、半導体集積回路層２２’の入出力ピンと機能基板の伝送線路２５とを半田バンプ等を利用して接続する。もちろん、これに限られることはなく、コンタクトホールや、ビアホール等に導電部材を充填し熱処理して接続してもよい。このように、上述の２つの部品を積層接合することで、半導体集積回路層２２’上にＧＮＤ層２３及びアンテナ２１を有した信号処理ユニット（信号処理ＬＳＩ）２００を形成できるようになる。
【０１１３】
なお、半導体集積回路層２２’の最上層は保護絶縁層に限られることはなく、多層配線構造のものであってもよい。この多層配線構造において、ＧＮＤ層２３、絶縁層２０２及びアンテナパターン３を導入するようにしてもよい。このように、同一の半導体プロセスにおいて、ＧＮＤ層２３、絶縁層２０２及びアンテナパターン３を形成すると、多部品の接合工程を省略することができる。
【０１１４】
このように、第２の実施例としての信号処理ユニット２００によれば、アンテナ２１と半導体集積回路層２２’とを伝送線路２５により接続して信号処理をする場合に、アンテナ２１には、本発明に係る非対称平面アンテナ１０が応用されるものである。
【０１１５】
従って、長方形パッチアンテナ１０”に比べて、反射特性における帯域幅が約５倍に改善され、遠方界以外の条件で動作可能な非対称平面アンテナ１０を使用した、最も効率的な近接無線通信処理ができるようになる。
【０１１６】
しかも、非対称平面アンテナ１０を応用したアンテナ２１によれば、給電パターン１からアンテナパターン３に至る部位には、配線インピーダンスの整合回路となるアンテナ整合パターン２が設けられるので、半導体集積回路層２２’と、直接、アンテナ２１とを接続することができる。これにより、アンテナ２１と半導体集積層２２’の配線長を可能な限り短縮できるばかりか、信号処理ＬＳＩにおける信号配線の引き回し工程から開放され、複数の信号処理ＬＳＩを組み合わせた電子機器において、信号処理ＬＳＩ間で広帯域情報を高速伝送できるようになる。
【０１１７】
また、信号処理ユニット２００の製造方法によれば、半導体集積回路層２２’の最上層からＧＮＤ層２３、絶縁層２０２及びアンテナパターン３に至る積層順序で、伝送線路２５またはビアを介して本発明の非対称平面アンテナ１０と半導体集積回路層２２’とを接続する場合について説明したが、これに限られることはない。この変形例として、ＬＳＩパッケージ上部からＧＮＤ層２３、絶縁層２０２及びアンテナパターン３に至る積層順序で、伝送線路２５またはビアを介して本発明の非対称平面アンテナ１０とＬＳＩパッケージの入出力ピンとを接続するようにしてもよい。
【実施例３】
【０１１８】
図１６は、非対称平面アンテナ１０を応用した第３の実施例として信号処理ユニット３００の構造例を示す斜視図である。この例では、一般的な多層基板または誘電体を金属層で挟んだ積層構造素子の一方の面に信号処理用のＬＳＩ装置３２を配置して、他方の面に本発明のアンテナ３１を配置した場合である。
【０１１９】
図１６に示す信号処理ユニット３００は、多層基板３４の表面に本発明に係るアンテナ３１が設けられる。アンテナ３１には、非対称平面アンテナ１０が応用される。非対称平面アンテナ１０は、絶縁層２０２’上に設けられた導電性の給電パターン１と、この給電パターン１から延在した導電性のアンテナ整合パターン２及びアンテナ整合パターン２から延在した導電性のアンテナパターン３を有して構成される。アンテナパターン３は、給電パターン１を基準にして非対称な形状を有してなる。給電パターン１、アンテナ整合パターン２及びアンテナパターン３には、第１の実施例と同様にして銅箔等が使用される。
【０１２０】
多層基板３４は、最上層に絶縁層２０２を有しており、最下層には絶縁層２０７を各々有している。この絶縁層２０２と絶縁層２０７との間には、アンテナパターン３の投影面積よりも大きな面積を有したＧＮＤ層３３を備えている。ＧＮＤ層３３は、アンテナ３１が単一指向性を有するように設けられる。
【０１２１】
このような多層基板３４の裏面には信号処理用のＬＳＩ装置３２が設けられる。ここに、多層基板３４または誘電体を金属層で挟んだ積層構造素子は、アンテナ３１や信号処理用のＬＳＩ装置３２等よりも大きな面積を有して構成される。以下、第３〜第８の実施例においても、アンテナ３１やＬＳＩ装置３２等に対する多層基板や積層構造素子等の大きさは、同様である。なお、アンテナ３１とＬＳＩ装置３２とは、多層基板３４を貫いて構成されるコンタクトホール３６（又はビアホール）を介して接続される。
【０１２２】
続いて、信号処理ユニット３００の製造方法について説明する。まず、ＧＮＤ層３３及びコンタクトホール３６を含む多層基板３４を形成する。この例では、第１の実施例と同様にして、両面銅箔基板や片面銅箔基板等を使用して、多層基板３４を形成する。
【０１２３】
次に、多層基板３４の一方の面にアンテナ３１を形成する。例えば、第１の実施例で説明したように、片面銅箔基板の絶縁基板及び銅箔を利用して絶縁層２０２’上に、給電パターン１、アンテナ整合パターン２及びアンテナパターン３を形成する。これにより、絶縁層２０２’上において、導電性の給電パターン１から延在するアンテナパターン３であって、当該給電パターン１を基準にして非対称な形状の導電性のアンテナパターン３を有するアンテナ３１が形成される。
【０１２４】
この例では、アンテナ３１を多層基板３４上に接着剤を使用して接続される。また、ＬＳＩ装置３２には、第１の実施例と同様にして、信号処理用に予め準備された半導体チップ形状又はパッケージ形状のものが使用される。ＬＳＩ装置３２は、多層基板３４の他方の面に接着剤を使用して物理的に接続される。このとき、ＬＳＩ装置３２のアンテナ入出力ピンを多層基板３４のコンタクトホール３６に位置合わせして半田ボンディング等により接続する。これにより、多層基板３４の一方の面に信号処理用のＬＳＩ装置３２を備え、他方の面に本発明のアンテナ３１を配置した信号処理ユニット３００を形成できるようになる。
【０１２５】
このように、第３の実施例としての信号処理ユニット３００によれば、アンテナ３１と信号処理用のＬＳＩ装置３２とを接続して信号処理をする場合に、ＧＤＮ層３３を含む多層基板３４の一方の面に信号処理用のＬＳＩ装置３２が配置され、他方の面に本発明のアンテナ３１が配置され、アンテナ３１には、本発明に係る非対称平面アンテナ１０を応用するようになされる。
【０１２６】
従って、長方形パッチアンテナ１０”に比べて、反射特性における帯域幅が約５倍に改善され、遠方界以外の条件で動作可能な非対称平面アンテナ１０を使用した、最も効率的な近接無線通信処理ができるようになる。
【０１２７】
しかも、非対称平面アンテナ１０を応用したアンテナ３１によれば、給電パターン１からアンテナパターン３に至る部位には、配線インピーダンスの整合回路となるアンテナ整合パターン２が設けられるので、ＬＳＩ装置３２と、直接、アンテナ３１とをコンタクトホール３６を介して接続することができる。これにより、アンテナ３１とＬＳＩ装置３２の配線長を可能な限り短縮できるばかりか、ＬＳＩ装置３２における信号配線の引き回し工程から開放され、複数の信号処理ユニット３００を組み合わせた電子機器において、信号処理ユニット間で広帯域情報を高速伝送できるようになる。
【実施例４】
【０１２８】
図１７は、１組の非対称平面アンテナ１０を応用した第４の実施例として信号処理ユニット４００の構造例を示す斜視図である。
【０１２９】
この実施例では、第１の実施例が多層基板１４の一方の面のみにアンテナ１１を設けるのに対して、第４の実施例では、多層基板４４の他方の面にもアンテナ４１ｂが設けられるものである。
【０１３０】
図１７に示す信号処理ユニット４００は、多層基板４４の表面に第１のアンテナ（第１の非対称平面アンテナ）４１ａが設けられ、多層基板４４の裏面に第２のアンテナ（第２の非対称平面アンテナ）４１ｂが設けられる。アンテナ４１ａ，４１ｂには、本発明に係る非対称平面アンテナ１０が応用される。非対称平面アンテナ１０は、絶縁層２０２’上に設けられた導電性の給電パターン１と、この給電パターン１から延在した導電性のアンテナ整合パターン２及びアンテナ整合パターン２から延在した導電性のアンテナパターン３を有して構成される。アンテナパターン３は、給電パターン１を基準にして非対称な形状を有してなる。給電パターン１、アンテナ整合パターン２及びアンテナパターン３には、第１の実施例と同様にして銅箔等が使用される。
【０１３１】
多層基板４４は、第３の実施例と同様にして最上層に絶縁層２０２を有しており、最下層には絶縁層２０７を各々有している。この絶縁層２０２と絶縁層２０７との間には、アンテナパターン３の投影面積よりも大きな面積を有したＧＮＤ層４３を備えている。ＧＮＤ層４３は、アンテナ４１ａ及び４１ｂが単一指向性を有するように設けられる。このような多層基板４４の表面には、アンテナ４１ａに隣接して信号処理用のＬＳＩ装置４２が設けられる。
【０１３２】
一方のアンテナ４１ａとＬＳＩ装置４２とは、絶縁層２０２上に設けられた伝送線路４５ａを介して接続される。例えば、ＬＳＩ装置４２には複数のパッドが設けられ、この複数のパッドの内の１つから、絶縁層２０２上のアンテナ４１ａに伝送線路４５ａが直接配線される。
【０１３３】
他方のアンテナ４１ｂとＬＳＩ装置４２とは、絶縁層２０７に設けられた伝送線路４５ｂを介し、更に、多層基板４４を貫いて構成される、図示しないコンタクトホール（又はビアホール）を介して接続される。例えば、ＬＳＩ装置４２に設けられた複数のパッドの他の１つから、多層基板４４を貫くコンタクトホールに接続され、このコンタクトホールに伝送線路４５ｂが配線され、更に、この伝送線路４５ｂがアンテナ４１ｂに接続される。
【０１３４】
続いて、信号処理ユニット４００の製造方法について説明する。まず、ＧＮＤ層４３及びコンタクトホールを含む多層基板４４を形成する。この例では、第１の実施例と同様にして、両面銅箔基板や片面銅箔基板等を使用して、多層基板４４を形成する。
【０１３５】
次に、多層基板４４の一方の面に第１のアンテナ４１ａを形成する。例えば、第１の実施例で説明したように、片面銅箔基板の絶縁基板及び銅箔を利用して絶縁層２０２’上に、給電パターン１、アンテナ整合パターン２及びアンテナパターン３を形成する。これにより、絶縁層２０２’上において、導電性の給電パターン１から延在するアンテナパターン３であって、当該給電パターン１を基準にして非対称な形状の導電性のアンテナパターン３を有するアンテナ４１ａが形成される。同様にして、多層基板４４の他方の面に第２のアンテナ４１ｂを形成する。
【０１３６】
この例では、アンテナ４１ａや４１ｂ等を多層基板４４の表裏に接着剤を使用して貼付するようになされる。これにより、伝送線路やＩＣの端子配置と同時にアンテナ４１ａや４１ｂ等を形成することもできる。また、ＬＳＩ装置４２には、第１の実施例と同様にして、信号処理用に予め準備された半導体チップ形状又はパッケージ形状のものが使用される。ＬＳＩ装置４２は、多層基板４４の一方の面でアンテナ４１ａに並べて接着剤を使用して物理的に接続される。このとき、ＬＳＩ装置４２のアンテナ入出力ピンを、図示しない多層基板４４のコンタクトホールに位置合わせして半田ボンディング等により接続する。これにより、多層基板４４の一方の面にアンテナ４１ａ及び信号処理用のＬＳＩ装置４２を備え、他方の面にアンテナ４１ｂを配置した信号処理ユニット４００を形成できるようになる。
【０１３７】
このように、第４の実施例としての信号処理ユニット４００によれば、アンテナ４１ａ、４１ｂと信号処理用のＬＳＩ装置４２とを接続して信号処理をする場合に、ＧＤＮ層４３を含む多層基板４４の一方の面にアンテナ４１ａ及び信号処理用のＬＳＩ装置４２が配置され、他方の面にアンテナ４１ｂが配置され、アンテナ４１ａ，４１ｂには、本発明に係る非対称平面アンテナ１０を応用するようになされる。
【０１３８】
従って、長方形パッチアンテナ１０”に比べて、反射特性における帯域幅が約５倍に改善され、遠方界以外の条件で動作可能な非対称平面アンテナ１０を使用した、最も効率的な近接無線通信処理ができるようになる。しかも、非対称平面アンテナ１０を応用したアンテナ４１ａ，４１ｂによれば、給電パターン１からアンテナパターン３に至る部位には、配線インピーダンスの整合回路となるアンテナ整合パターン２が設けられるので、ＬＳＩ装置４２と、直接、アンテナ４１ａ，４１ｂとを伝送線路４５ａ，４５ｂ、コンタクトホールを介して接続することができる。これにより、アンテナ４１ａ，４１ｂとＬＳＩ装置４２の配線長を可能な限り短縮できるばかりか、ＬＳＩ装置４２における信号配線の引き回し工程から開放され、複数の信号処理ユニット４００を組み合わせた電子機器において、信号処理ユニット間で広帯域情報を高速伝送できるようになる。
【実施例５】
【０１３９】
図１８は、複数の非対称平面アンテナ１０を応用した第５の実施例として信号処理ユニット５００の構造例を示す斜視図である。
【０１４０】
この実施例では、第１の実施例が多層基板１４の一方の面に１個のアンテナ１１を設けていたのに対して、第５の実施例では、多端子型のＬＳＩ装置５２の両側に複数のアンテナ５１ａ〜５１ｃ及び５１ｄ〜５１ｆが設けられる場合を挙げている。
【０１４１】
図１８に示す信号処理ユニット５００は、多層基板５４の表面には、信号処理用の１個の多端子型のＬＳＩ装置５２が設けられる。ＬＳＩ装置５２の一方の側には図示しないアンテナ入出力用のパッドが設けられ、他方の側にも、図示しないアンテナ入出力用のパッドが設けられる。ＬＳＩ装置５２は例えば、多層基板５４の中央に設けられる。このＬＳＩ装置５２の両側には、３個のアンテナ５１ａ〜５１ｃ及び３個のアンテナ５１ｄ〜５１ｆが各々設けられ、各々のアンテナ５１ａ〜５１ｆがＬＳＩ装置５２のアンテナ入出力用のパッドに各々接続される。
【０１４２】
これら６個のアンテナ５１ａ〜５１ｆには、本発明に係る非対称平面アンテナ１０が応用される。非対称平面アンテナ１０は、絶縁層２０２’上に設けられた導電性の給電パターン１と、この給電パターン１から延在した導電性のアンテナ整合パターン２及びアンテナ整合パターン２から延在した導電性のアンテナパターン３を有して構成される。アンテナパターン３は、給電パターン１を基準にして非対称な形状を有してなる。給電パターン１、アンテナ整合パターン２及びアンテナパターン３には、第１の実施例と同様にして銅箔等が使用される。
【０１４３】
多層基板５４は、第１の実施例と同様にして最上層に絶縁層２０２を有しており、絶縁層２０２の下層には、アンテナパターン３の投影面積よりも大きな面積を有し、６個のアンテナ５１ａ〜５１ｆが共用するＧＮＤ層５３を備えている。ＧＮＤ層５３は、アンテナ５１ａ〜５１ｆが各々単一指向性を有するように設けられる。
【０１４４】
一方の側のアンテナ５１ａ〜５１ｃとＬＳＩ装置５２とは、絶縁層２０２上に設けられた３本の伝送線路５５ａ〜５５ｂを介して接続される。例えば、ＬＳＩ装置５２の一方の側に設けられた複数のパッドの内の１つから、絶縁層２０２上のアンテナ５１ａに伝送線路５５ａが直接配線される。他も同様にして、アンテナ５１ｂに伝送線路５５ｂが直接配線される。アンテナ５１ｃに伝送線路５５ｃが直接配線される。
【０１４５】
他方の側のアンテナ５１ｄ〜５１ｆとＬＳＩ装置５２とは、絶縁層２０２に設けられた伝送線路５５ｄ〜５５ｆを介して接続される。例えば、ＬＳＩ装置５２の他方の側に設けられた複数のパッドの内の１つから、絶縁層２０２上のアンテナ５１ｄに伝送線路５５ｄが直接配線される。他も同様にして、アンテナ５１ｅに伝送線路５５ｅが直接配線される。アンテナ５１ｆに伝送線路５５ｆが直接配線される。
【０１４６】
続いて、信号処理ユニット５００の製造方法について説明する。この例では、ＬＳＩ装置５２がアンテナ入出力用の端子（ピン又はパッド）を複数有する場合であって、複数の配線パターン（伝送線路）及びＬＳＩ装置５２の複数のパッド等を介して多層基板５４上で本発明に係る複数の非対称平面アンテナ１０と接続する場合を挙げている。
【０１４７】
まず、ＧＮＤ層５３や伝送線路５５ａ〜５５ｆを含む多層基板５４を形成する。この例では、第１の実施例と同様にして、両面銅箔基板や片面銅箔基板等を使用して、ＧＮＤ層５３や伝送線路５５ａ〜５５ｆを含んだ多層基板５４を形成する。次に、多層基板５４の一方の面に、１個のＬＳＩ装置５２及び６個のアンテナ５１ａ〜５１ｆを形成する。
【０１４８】
例えば、第１の実施例で説明したように、各々のアンテナ５１ａ〜５１ｆに関して、片面銅箔基板の絶縁基板及び銅箔を利用して絶縁層２０２’上に、給電パターン１、アンテナ整合パターン２及びアンテナパターン３を形成する。これにより、絶縁層２０２’上において、導電性の給電パターン１から延在するアンテナパターン３であって、当該給電パターン１を基準にして非対称な形状の導電性のアンテナパターン３を有するアンテナ５１ａ〜５１ｆが形成される。
【０１４９】
この例では、アンテナ５１ａ〜５１ｆ等を多層基板５４の表面に接着剤を使用して貼付するようになされる。また、ＬＳＩ装置５２には、第１の実施例と同様にして、信号処理用に予め準備された半導体チップ形状又はパッケージ形状のものが使用される。ＬＳＩ装置５２は図示しないアンテナ入出力用の複数のパッドを有している。ＬＳＩ装置５２は、多層基板５４の一方の面で３個のアンテナ５１ａ〜５１ｃと、３個のアンテナ５１ｄ〜５１ｆとの間に並べて接着剤を使用して物理的に接続される。
【０１５０】
このとき、ＬＳＩ装置５２のアンテナ入出力用の図示しないパッドを多層基板５４の伝送線路５５ａ〜５５ｃ及び伝送線路５５ｄ〜５５ｆに位置合わせして半田ボンディング等により接続する。これにより、多層基板５４の同一平面で信号処理用のＬＳＩ装置５２が左右のアンテナ５１ａ〜５１ｃ及びアンテナ５１ｄ〜５１ｆに挟まれた信号処理ユニット５００を形成できるようになる。
【０１５１】
このように、第５の実施例としての信号処理ユニット５００によれば、複数のアンテナ５１ａ〜５１ｆと信号処理用の多端子型のＬＳＩ装置５２とを接続して信号処理をする場合に、ＧＤＮ層５３を含む多層基板５４の同一平面でアンテナ５１ａ〜５１ｆ及び信号処理用のＬＳＩ装置５２が並べて配置され、アンテナ５１ａ〜５１ｆには、本発明に係る非対称平面アンテナ１０を応用するようになされる。
【０１５２】
従って、長方形パッチアンテナ１０”に比べて、反射特性における帯域幅が約５倍に改善され、遠方界以外の条件で動作可能な非対称平面アンテナ１０を使用した、最も効率的な近接無線通信処理ができるようになる。しかも、非対称平面アンテナ１０を応用したアンテナ５１ａ〜５１ｆによれば、給電パターン１からアンテナパターン３に至る部位には、配線インピーダンスの整合回路となるアンテナ整合パターン２が設けられるので、ＬＳＩ装置５２の一方の側で、直接、アンテナ５１ａ〜５１ｃとを伝送線路５５ａ〜５５ｃを介して接続すること、及び、その他方の側で直接、アンテナ５１ｄ〜５１ｆとを伝送線路５５ｄ〜５５ｆを介して接続することができる。
【０１５３】
これにより、アンテナ５１ａ〜５１ｃとＬＳＩ装置５２との間や、アンテナ５１ｄ〜５１ｆとＬＳＩ装置５２との間等の配線長を可能な限り短縮できるばかりか、ＬＳＩ装置５２における信号配線の引き回し工程から開放され、複数の信号処理ユニット５００を組み合わせた電子機器において、信号処理ユニット間で広帯域情報を高速伝送できるようになる。
【０１５４】
なお、第４の実施例と第５の実施例とを組み合わせた信号処理ユニットを構成することもできる。例えば、図１８に示した多端子型のＬＳＩ装置５２の一方の側のアンテナ５１ａ〜５１ｃ又はアンテナ５１ｄ〜５１ｆを多層基板５４（または誘電体を金属層で挟んだ積層構造素子）の裏面に配置し、裏面に配置されたアンテナ５１ａ〜５１ｃ又はアンテナ５１ｄ〜５１ｆをコンタクトホール（ビアホール）、伝送線路５５ａ〜５５ｃ及び伝送線路５５ｄ〜５５ｆを用いて接続するようになされる。このように実施例を適宜選択して組み合わせてユニットを構成すると、信号処理ユニットの表裏で複数のアンテナ５１ａ〜５１ｆを使用して無線信号処理を実行できるようになる。
【実施例６】
【０１５５】
図１９は、非対称平面アンテナ１０を応用した第６の実施例として信号処理ユニット６００の構造例を示す斜視図である。この実施例では、信号処理用の多端子型のＬＳＩ装置６２と受信用のアンテナ６１ａとが分波回路６７を介して接続され、当該ＬＳＩ装置６２と送信用のアンテナ６１ｂとが合波回路６８を介して接続される場合を挙げている。
【０１５６】
図１９に示す信号処理ユニット６００は、多層基板６４の表面に、信号処理用の１個の多端子型のＬＳＩ装置６２が設けられる。ＬＳＩ装置６２の一方の側には図示しないアンテナ入出力用の複数（例えば、３個）のパッドが設けられ、他方の側にも、図示しないアンテナ入出力用の複数（例えば、３個）のパッドが設けられる。ＬＳＩ装置６２は、例えば、多層基板６４の中央に設けられる。このＬＳＩ装置６２の両側には、１個の受信用のアンテナ６１ａ及び１個の送信用のアンテナ６１ｂが各々設けられ、各々のアンテナ６１ａ，６１ｂがＬＳＩ装置６２のアンテナ入出力用の３個のパッドに各々接続される。
【０１５７】
これら２個のアンテナ６１ａ，６１ｂには、本発明に係る非対称平面アンテナ１０が応用される。非対称平面アンテナ１０は、絶縁層２０２’上に設けられた導電性の給電パターン１と、この給電パターン１から延在した導電性のアンテナ整合パターン２及びアンテナ整合パターン２から延在した導電性のアンテナパターン３を有して構成される。アンテナパターン３は、給電パターン１を基準にして非対称な形状を有してなる。給電パターン１、アンテナ整合パターン２及びアンテナパターン３には、第１の実施例と同様にして銅箔等が使用される。
【０１５８】
多層基板６４は、第１の実施例と同様にして最上層に絶縁層２０２を有しており、絶縁層２０２の下層には、アンテナパターン３の投影面積よりも大きな面積を有し、２個のアンテナ６１ａ，６１ｂが共用するＧＮＤ層６３を備えている。ＧＮＤ層６３は、アンテナ６１ａ、６１ｂが各々単一指向性を有するように設けられる。
【０１５９】
受信側のアンテナ６１ａとＬＳＩ装置６２とは、絶縁層２０２上に設けられた１本の伝送線路６５ａ、分波回路６７及び３本の配線層６５ｂ〜６５ｄを介して接続される。例えば、絶縁層２０２上のアンテナ６１ａから伝送線路６５ａを介して分波回路６７に接続される。分波回路６７から配線層６５ｂを介して、ＬＳＩ装置６２の入力側に設けられた３個のアンテナ入力用のパッドの内の１つに接続される。同様にして、分波回路６７から、配線層６５ｃ及び６５ｄを介してＬＳＩ装置６２の入力側の残りのアンテナ入力用のパッドへ接続される。
【０１６０】
このように、信号処理ユニット６００では、１つの受信用のアンテナ６１ａの給電パターン１から伝送線路６５ａ及び分波回路６７に至る配線をし、この分波回路６７を介してＬＳＩ装置６２の多端子へ配線層６５ｂ〜６５ｄを接続するようになされる。例えば、隣接する他の信号処理ユニットから広帯域情報を受信する場合、１つの受信用のアンテナ６１ａで受信した広帯域情報（信号）を分波回路６７を用いて分割（分波）し、ＬＳＩ装置６２の多端子へ各々入力するようになされる。なお、分波回路６７はＬＳＩ装置６２の内部にあっても良い。
【０１６１】
また、送信側のアンテナ６１ｂとＬＳＩ装置６２とは、絶縁層２０２上に設けられた３本の配線層６５ｅ〜６５ｇ、合波回路６８及び１本の伝送線路６５ｈを介して接続される。例えば、ＬＳＩ装置６２の出力側に設けられた３個のアンテナ出力用のパッドの内の１つから配線層６５ｅが合波回路６８に接続される。同様にして、ＬＳＩ装置６２の出力側の残りのアンテナ出力用のパッドから配線層６５ｆ及び６５ｇが合波回路６８に接続される。この合波回路６８から伝送線路６５ｈを介して絶縁層２０２上のアンテナ６１ｂに接続される。
【０１６２】
このように、信号処理ユニット６００では、ＬＳＩ装置６２の多端子から配線層６５ｅ〜６５ｇを合波回路６８に接続し、この合波回路６８から伝送線路６５ｈを介して１つの送信用のアンテナ６１ｂの給電パターン１へ接続するようになされる。例えば、広帯域情報を隣接する他の信号処理ユニットに送信する場合、ＬＳＩ装置６２の多端子からの広帯域情報（信号）を合波回路６８を介して１つに合成し、１つの送信用のアンテナ６１ｂを使用して隣接する他の信号処理ユニットに送信するようになされる。なお、合波回路６８はＬＳＩ装置６２の内部にあっても良い。
【０１６３】
続いて、信号処理ユニット６００の製造方法について説明する。この例では、ＬＳＩ装置６２がアンテナ入出力用の端子（ピン又はパッド）を複数有する場合であって、複数の配線パターン（伝送線路）及びＬＳＩ装置６２の複数のパッド等を介して多層基板６４上で、受信用及び送信用に割り当てられた、本発明に係る非対称平面アンテナ１０と接続する場合を挙げている。
【０１６４】
まず、ＧＮＤ層６３や伝送線路６５ａ，６５ｈ、配線層６５ｂ〜６５ｇを含む多層基板６４を形成する。この例では、第１の実施例と同様にして、両面銅箔基板や片面銅箔基板等を使用して、ＧＮＤ層６３や伝送線路６５ａ，６５ｈ、配線層６５ｂ〜６５ｇを含んだ多層基板６４を形成する。次に、多層基板６４の一方の面に、１個の多端子型のＬＳＩ装置６２及び２個のアンテナ６１ａ，６１ｂを形成する。
【０１６５】
例えば、第１の実施例で説明したように、各々のアンテナ６１ａ，６１ｂに関して、片面銅箔基板の絶縁基板及び銅箔を利用して絶縁層２０２’上に、給電パターン１、アンテナ整合パターン２及びアンテナパターン３を形成する。これにより、絶縁層２０２’上において、導電性の給電パターン１から延在するアンテナパターン３であって、当該給電パターン１を基準にして非対称な形状の導電性のアンテナパターン３を有するアンテナ６１ａ，６１ｂが形成される。
【０１６６】
この例では、アンテナ６１ａ及び６１ｂを多層基板６４の表面に接着剤を使用して貼付するようになされる。また、ＬＳＩ装置６２には、第１の実施例と同様にして、信号処理用に予め準備された半導体チップ形状又はパッケージ形状のものが使用される。ＬＳＩ装置６２は図示しないアンテナ入出力用の複数のパッドを有している。ＬＳＩ装置６２は、多層基板６４の一方の面で受信用のアンテナ６１ａと、送信用のアンテナ６１ｂとの間に並べて接着剤を使用して物理的に接続される。
【０１６７】
このとき、ＬＳＩ装置６２のアンテナ入出力用の図示しないパッドを多層基板６４の配線層６５ｂ〜６５ｄ及び配線層６５ｅ〜６５ｇに位置合わせして半田ボンディング等により接続する。これにより、多層基板６４の同一平面で信号処理用のＬＳＩ装置６２が左右のアンテナ６１ａ及びアンテナ６１ｂに挟まれた信号処理ユニット６００を形成できるようになる。
【０１６８】
このように、第６の実施例としての信号処理ユニット６００によれば、受信用及び送信用の２個のアンテナ６１ａ，６１ｂと信号処理用の多端子型のＬＳＩ装置６２とを接続して信号処理をする場合に、ＧＤＮ層６３を含む多層基板６４の同一平面で受信用及び送信用のアンテナ６１ａ，６１ｂ及び信号処理用のＬＳＩ装置６２が並べて配置され、アンテナ６１ａ，６１ｂには、本発明に係る非対称平面アンテナ１０を応用するようになされる。
【０１６９】
従って、長方形パッチアンテナ１０”に比べて、反射特性における帯域幅が約５倍に改善され、遠方界以外の条件で動作可能な非対称平面アンテナ１０を使用した、最も効率的な近接無線通信処理ができるようになる。しかも、非対称平面アンテナ１０を応用したアンテナ６１ａ，６１ｂによれば、給電パターン１からアンテナパターン３に至る部位には、配線インピーダンスの整合回路となるアンテナ整合パターン２が設けられるので、アンテナ６１ａを伝送線路６５ａ、分波回路６７、配線層６５ｂ〜６５ｄを介してＬＳＩ装置６２の入力側に簡素に接続すること、及び、その出力側を配線層６５ｅ〜６５ｇ、合波回路６８、伝送線路６５ｈを介してアンテナ６１ｂに簡素に接続することができる。
【０１７０】
これにより、アンテナ６１ａとＬＳＩ装置６２との間や、ＬＳＩ装置６２とアンテナ６１ｂとの間等の配線長を可能な限り短縮できるばかりか、ＬＳＩ装置６２における信号配線の引き回し工程から開放され、複数の信号処理ユニット６００を組み合わせた電子機器において、信号処理ユニット間で広帯域情報を高速伝送できるようになる。
【０１７１】
なお、第４の実施例と第６の実施例とを組み合わせた信号処理ユニットを構成することもできる。例えば、図１９に示した多端子型のＬＳＩ装置６２の両側のアンテナ６１ａ及びアンテナ６１ｂを多層基板６４（または誘電体を金属層で挟んだ積層構造素子）の裏面に配置し、裏面に配置されたアンテナ６１ａ及びアンテナ６１ｂをコンタクトホール（ビアホール）、伝送線路６５ａ及び伝送線路６５ｈを用いて接続するようになされる。このように実施例を適宜選択して組み合わせてユニットを構成すると、信号処理ユニットの表裏で複数のアンテナ６１ａ及び６１ｂを使用して無線信号処理を実行できるようになる。
【実施例７】
【０１７２】
図２０は、非対称平面アンテナ１０を応用した第７の実施例として信号処理ユニット７００の構造例を示す斜視図である。この実施例では、信号処理用のＬＳＩ装置７２と受信用の３個のアンテナ７１ａ〜７１ｃとが合波回路７８を介して接続され、当該ＬＳＩ装置７２と送信用の３個のアンテナ７１ｄ〜７１ｆとが分波回路７７を介して接続される場合を挙げている。
【０１７３】
図２０に示す信号処理ユニット７００は、多層基板７４の表面に、信号処理用の１個のＬＳＩ装置７２が設けられる。ＬＳＩ装置７２の一方の側には図示しないアンテナ入力用の１個のパッドが設けられ、他方の側には、図示しないアンテナ出力用の１個のパッドが設けられる。ＬＳＩ装置７２は、例えば、多層基板７４の中央に設けられる。このＬＳＩ装置７２の両側には、３個の受信用のアンテナ７１ａ〜７１ｃ及び３個の送信用のアンテナ７１ｄ〜７１ｆが各々設けられ、３個のアンテナ７１ａ〜７１ｃが合波回路７８を介してＬＳＩ装置７２のアンテナ入力用のパッドに接続され、ＬＳＩ装置７２のアンテナ出力用のパッドが分波回路７７を介して３個のアンテナ７１ｄ〜７１ｆに各々接続される。
【０１７４】
これら６個のアンテナ７１ａ〜７１ｃ，７１ｄ〜７１ｆには、本発明に係る非対称平面アンテナ１０が応用される。非対称平面アンテナ１０は、絶縁層２０２’上に設けられた導電性の給電パターン１と、この給電パターン１から延在した導電性のアンテナ整合パターン２及びアンテナ整合パターン２から延在した導電性のアンテナパターン３を有して構成される。アンテナパターン３は、給電パターン１を基準にして非対称な形状を有してなる。給電パターン１、アンテナ整合パターン２及びアンテナパターン３には、第１の実施例と同様にして銅箔等が使用される。
【０１７５】
多層基板７４は、第１の実施例と同様にして最上層に絶縁層２０２を有しており、絶縁層２０２の下層には、アンテナパターン３の投影面積よりも大きな面積を有し、６個のアンテナ７１ａ〜７１ｆが共用するＧＮＤ層７３を備えている。ＧＮＤ層７３は、アンテナ７１ａ〜７１ｆが各々単一指向性を有するように設けられる。
【０１７６】
受信側の３個のアンテナ７１ａ〜７１ｃとＬＳＩ装置７２とは、絶縁層２０２上に設けられた３本の伝送線路７５ａ〜７５ｃ、合波回路７８及び１本の配線層７５ｄを介して接続される。例えば、絶縁層２０２上のアンテナ７１ａ〜７１ｃから各々の伝送線路７５ａ〜７５ｃを介して合波回路７８に接続される。合波回路７８から配線層７５ｄを介して、ＬＳＩ装置７２の入力側に設けられたアンテナ入力用のパッドに接続される。
【０１７７】
このように、信号処理ユニット７００では、３個の受信用のアンテナ７１ａ〜７１ｃの給電パターン１から伝送線路７５ａ〜７５ｃ及び合波回路７８に至る配線をし、この合波回路７８を介してＬＳＩ装置７２のアンテナ入力端子へ配線層７５ｄを接続するようになされる。例えば、隣接する他の信号処理ユニットから広帯域情報を受信する場合、３個の受信用のアンテナ７１ａ〜７１ｃで受信した広帯域情報（信号）を合波回路７８を用いて合成し、ＬＳＩ装置７２のアンテナ入力端子へ入力するようになされる。なお、合波回路７８はＬＳＩ装置７２の内部にあっても良い。
【０１７８】
また、送信側の３個のアンテナ７１ｄ〜７１ｆとＬＳＩ装置７２とは、絶縁層２０２上に設けられた１本の配線層７５ｅ、分波回路７７及び３本の伝送線路７５ｆ〜７５ｈを介して接続される。例えば、ＬＳＩ装置７２の出力側に設けられた１個のアンテナ出力用のパッドが配線層７５ｅを介して分波回路７７に接続される。この分波回路７７は、３本の伝送線路７５ｆ〜７５ｈを介して絶縁層２０２上の各々のアンテナ７１ｄ〜７１ｆに接続される。
【０１７９】
このように、信号処理ユニット７００では、ＬＳＩ装置７２のアンテナ出力端子から配線層７５ｅを分波回路７７に接続し、この分波回路７７から３本の伝送線路７５ｆ〜７５ｈを介して３個の送信用のアンテナ７１ｄ〜７１ｆの給電パターン１へ各々接続するようになされる。例えば、広帯域情報を隣接する他の信号処理ユニットへ送信する場合、ＬＳＩ装置７２のアンテナ出力端子からの広帯域情報（信号）を分波回路７７を介して３つに分割され、３つの送信用のアンテナ７１ｄ〜７１ｆを使用して隣接する他の信号処理ユニットに送信するようになされる。なお、分波回路７７はＬＳＩ装置７２の内部にあっても良い。
【０１８０】
続いて、信号処理ユニット７００の製造方法について説明する。この例では、ＬＳＩ装置７２がアンテナ入力用及びアンテナ出力用の端子（ピン又はパッド）を１個づつ有する場合であって、分波回路７７、合波回路７８及び複数の伝送線路７５ａ〜７５ｃ、７５ｆ〜７５ｈを介して、受信用及び送信用に割り当てられた、本発明に係る非対称平面アンテナ１０と接続する場合を挙げる。
【０１８１】
まず、ＧＮＤ層７３や伝送線路７５ａ〜７５ｃ、７５ｆ〜７５ｈ、分波回路７７、合波回路７８、配線層７５ｄ，７５ｅを含む多層基板７４を形成する。この例では、第１の実施例と同様にして、両面銅箔基板や片面銅箔基板等を使用して、ＧＮＤ層７３や伝送線路７５ａ〜７５ｃ、７５ｆ〜７５ｈ、分波回路７７、合波回路７８、配線層７５ｄ、７５ｅを含んだ多層基板７４を形成する。次に、多層基板７４の一方の面に、１個のＬＳＩ装置７２及び６個のアンテナ７１ａ〜７１ｃ，７１ｄ〜７１ｆを形成する。
【０１８２】
例えば、第１の実施例で説明したように、各々のアンテナ７１ａ〜７１ｃ，７１ｄ〜７１ｆに関して、片面銅箔基板の絶縁基板及び銅箔を利用して絶縁層２０２’上に、給電パターン１、アンテナ整合パターン２及びアンテナパターン３を形成する。これにより、絶縁層２０２’上において、導電性の給電パターン１から延在するアンテナパターン３であって、当該給電パターン１を基準にして非対称な形状の導電性のアンテナパターン３を有するアンテナ７１ａ〜７１ｃ，７１ｄ〜７１ｆが形成される。
【０１８３】
この例では、６個のアンテナ７１ａ〜７１ｆを多層基板７４の表面に接着剤を使用して貼付するようになされる。また、ＬＳＩ装置７２には、第１の実施例と同様にして、信号処理用に予め準備された半導体チップ形状又はパッケージ形状のものが使用される。ＬＳＩ装置７２は図示しないアンテナ入力用及びアンテナ出力用のパッドを有している。ＬＳＩ装置７２は、多層基板７４の一方の面で受信用のアンテナ７１ａ〜７１ｃと、送信用のアンテナ７１ｄ〜７１ｆとの間に並べて接着剤を使用して物理的に接続される。
【０１８４】
このとき、ＬＳＩ装置７２のアンテナ入力用及びアンテナ出力用の図示しないパッドを多層基板７４の配線層７５ｄ及び７５ｅに位置合わせして半田ボンディング等により接続する。これにより、多層基板７４の同一平面で信号処理用のＬＳＩ装置７２が、分波回路７７、合波回路７８、左右のアンテナ７１ａ〜７１ｃ及びアンテナ７１ｄ〜７１ｆに挟まれた信号処理ユニット７００を形成できるようになる。
【０１８５】
このように、第７の実施例としての信号処理ユニット７００によれば、受信用及び送信用の６個のアンテナ７１ａ〜７１ｆと信号処理用のＬＳＩ装置７２とを接続して信号処理をする場合に、ＧＤＮ層７３を含む多層基板７４の同一平面で受信用及び送信用のアンテナ７１ａ〜７１ｃ，７１ｄ〜７１ｆと、信号処理用のＬＳＩ装置７２とが並べて配置され、アンテナ７１ａ〜７１ｆには、本発明に係る非対称平面アンテナ１０を応用するようになされる。
【０１８６】
従って、長方形パッチアンテナ１０”に比べて、反射特性における帯域幅が約５倍に改善され、遠方界以外の条件で動作可能な非対称平面アンテナ１０を使用した、最も効率的な近接無線通信処理ができるようになる。しかも、非対称平面アンテナ１０を応用したアンテナ７１ａ〜７１ｆによれば、給電パターン１からアンテナパターン３に至る部位には、配線インピーダンスの整合回路となるアンテナ整合パターン２が設けられるので、アンテナ７１ａ〜７１ｃを伝送線路７５ａ〜７５ｃ、合波回路７８、配線層７５ｄを介してＬＳＩ装置７２の入力側に簡素に接続すること、及び、その出力側を配線層７５ｅ、分波回路７７、伝送線路７５ｆ〜７５ｈを介してアンテナ７１ｄ〜７１ｆに簡素に接続することができる。
【０１８７】
これにより、アンテナ７１ａ〜７１ｃとＬＳＩ装置７２との間や、ＬＳＩ装置７２とアンテナ７１ｄ〜７１ｆとの間等の配線長を可能な限り短縮できるばかりか、ＬＳＩ装置７２における信号配線の引き回し工程から開放され、複数の信号処理ユニット７００を組み合わせた電子機器において、信号処理ユニット間で広帯域情報を高速伝送できるようになる。
【０１８８】
なお、第４の実施例と第７の実施例とを組み合わせた信号処理ユニットを構成することもできる。例えば、図２０に示した多端子型のＬＳＩ装置７２の両側のアンテナ７１ａ〜７１ｆを多層基板７４（または誘電体を金属層で挟んだ積層構造素子）の裏面に配置し、裏面に配置されたアンテナ７１ａ〜７１ｆをコンタクトホール（ビアホール）、伝送線路７５ａ〜７５ｃ及び伝送線路７５ｆ〜７５ｈを用いて接続するようになされる。このように実施例を適宜選択して組み合わせてユニットを構成すると、信号処理ユニットの表裏で複数のアンテナ７１ａ〜７１ｆを使用して無線信号処理を実行できるようになる。
【実施例８】
【０１８９】
図２１は、非対称平面アンテナ１０を応用した第８の実施例として信号処理ユニット８００の構造例を示す斜視図である。この実施例では、一般的な多層基板または誘電体を金属層で挟んだ積層構造素子上に、ＬＳＩ装置８２を配置し、このＬＳＩ装置８２が配置された多層基板または積層構造素子を筐体内に収納し、この筐体側面に本発明のアンテナパターン３をレイアウト（配置）したアンテナ８１を設ける構造を挙げている。
【０１９０】
図２１に示す信号処理ユニット８００は、多層基板８４上にＬＳＩ装置８２を備えて信号処理基板を構成し、この信号処理基板を筐体の一例となる樹脂ケース内に収納し、この樹脂ケース側面に本発明のアンテナ８１を設けるように構成され、アンテナ８１とＬＳＩ装置８２とが伝送線路８５で接続されて信号処理をするようになされる。樹脂ケース８７は、ユーザが直接、電子部品や機械部品等の機構部品に触れないようにするために設けられる。ただし、金属ケースで信号処理基板を覆う場合は、アンテナパターン３の上層を金属層で覆うことはしない。これは、アンテナパターン３の上層が金属層で覆われると電磁遮蔽（シールド）されてしまい、電波の送受信が困難となるためである。ＬＳＩ装置８２には内部に無線ＩＣ（半導体集積回路）を有したものが使用される。
【０１９１】
アンテナ８１には本発明に係る非対称平面アンテナ１０が使用される。非対称平面アンテナ１０は、絶縁層２０２’上に設けられた導電性の給電パターン１と、この給電パターン１から延在した導電性のアンテナ整合パターン２及びアンテナ整合パターン２から延在した導電性のアンテナパターン３を有して構成される。給電パターン１、アンテナ整合パターン２及びアンテナパターン３には、銅箔が使用される。これらのパターン１〜３には銅箔に限られることはなく、銅以外の金、銀、黄銅、青銅、白銅等の金属箔又は金属板、これらの金属層から形成されたものが使用できる。
【０１９２】
多層基板８４は、最上層に絶縁層２０２を有しており、その下層にはアンテナパターン３の投影面積よりも大きな面積を有したＧＮＤ層８３ａを備え、更に、絶縁層２０２’の下層にもＧＮＤ層８３ｂを備えている。ＧＮＤ層８３ａ及び８３ｂは、アンテナ８１が単一指向性を有するように設けられる。ＧＮＤ層８３ａ及び８３ｂは、電気的に接続される。ＧＮＤ層８３ａの下層は、一般の多層基板と同様にして、図３に示したような絶縁層２０４、配線層２０５及び絶縁層２０６・・・が積層されて構成される。
【０１９３】
絶縁層２０２上に設けられたＬＳＩ装置８２と、アンテナ８１のアンテナパターン３とは伝送線路８５、給電パターン１及びアンテナ整合パターン２を通じて接続される。アンテナパターン３は、給電パターン１を基準にして非対称な形状を有してなる。このような非対称平面アンテナを実装すると、周波数共振点が調整されたアンテナ反射特性を有する非対称平面アンテナを利用した筐体間で情報高速伝送処理を実現できるようになる。
【０１９４】
続いて、信号処理ユニット８００の製造方法について説明する。まず、ＧＮＤ層８３ａを含む多層基板８４を形成する。この例では、両面に銅箔を形成された両面銅箔基板（プリプレグ絶縁基板）や片面に銅箔を形成された片面銅箔基板を使用して、多層基板８４を形成する。図３に示した多層基板４’によれば、片面銅箔基板の絶縁基板及び銅箔を利用して絶縁層２０２及び、伝送線路８５となる配線層を形成する。例えば、伝送線路用の配線パターンを象ったマスクを使用し、銅箔上にレジストをパターニングして、露光現像し、不要部分の銅箔を除去して、絶縁層２０２上に図示しない所定形状の伝送線路用の配線層得るようになされる。
【０１９５】
また、片面銅箔基板の絶縁基板及び銅箔を利用して絶縁層２０４及びＧＮＤ層２０３を形成する。例えば、接地パターンを象ったマスクを使用し、銅箔上にレジストをパターニングして、露光現像し、不要部分の銅箔を除去して、所定形状のＧＮＤ層８３ａを得るようになされる。上述の２つの片面銅箔基板を積層することで、多層基板８４を形成することができる。
【０１９６】
次に、多層基板８４上に設けるＬＳＩ装置８２及び筐体側面に設けるアンテナ８１を形成する。例えば、アンテナ８１とＬＳＩ装置８２とを別途形成して多層基板８４上及び筐体側面に接着する方法を採る。アンテナ８１は、両面銅箔基板を利用してＧＮＤ層８３ｂ、絶縁層２０２’、給電パターン１、アンテナ整合パターン２及びアンテナパターン３を形成する。給電パターン１、アンテナ整合パターン２及びアンテナパターン３は、図７〜図９に示したパターン探索方法に基づいて見出された非対称形状に基づいて形成される。なお、アンテナ整合パターン２はアンテナパターン３に至る部位に同時に形成され、その形状は、アンテナパターン３と同時に探索され画定されている。
【０１９７】
これらを条件にして、例えば、給電パターン１、アンテナ整合パターン２及びアンテナパターン３を象ったマスクを使用し、片側の銅箔上にレジストをパターニングして、露光現像し、不要部分の銅箔を除去して、図２１に示すような非対称形状のアンテナパターン３を有するアンテナ８１（＝非対称平面アンテナ１０）を得る。反対側の銅箔部分は、所定形状のＧＮＤ層８３ｂを残すようになされる。これにより、絶縁層２０２’上に形成された導電性の給電パターン１から延在するアンテナパターン３であって、当該給電パターン１を基準にして非対称な形状の導電性のアンテナパターン３を形成することができる。
【０１９８】
この例では、多層基板８４上にＬＳＩ装置８２に設ける。ＬＳＩ装置８２には、当該信号処理用に予め準備された半導体チップ形状又はパッケージ形状のものが使用される。ＬＳＩ装置８２は、多層基板８４上に接着剤を使用して物理的に接続される。ＬＳＩ装置８２はアンテナ入出力用のパッドを有している。このパッドと絶縁層２０２上の伝送線路８５とを、例えば、コンタクトホールや、ビアホール、バンプ、ワイヤ等による接続方法を利用して電気的に接続（ボンディング）する。このように形成された信号処理基板を所定の収納スペースを有した樹脂ケース８７に収納する。樹脂ケース８７には伝送線路８５の終端電極部をケース側面のアンテナ取付位置に形成するようになされる。
【０１９９】
次に、アンテナ８１を樹脂ケース８７の所定の位置に、例えば、接着剤を使用して接続される。このとき、アンテナパターン３と伝送線路８５の終端電極部とを電気的に接続する。例えば、アンテナ８１の給電パターン１と終端電極部とをコンタクトホールや、ビアホールを介して接続する。コンタクトホールや、ビアホール等の内部には、例えば、導電材料を充填して熱処理するようになされる。これにより、樹脂ケース内の多層基板８４の一方の面に信号処理用のＬＳＩ装置８２を備え、及び樹脂ケース側面に本発明のアンテナ８１を配置した信号処理ユニット８００を形成できるようになる。
【０２００】
このように、第８の実施例としての信号処理ユニット８００によれば、アンテナ８１とＬＳＩ装置８２とを伝送線路８５により接続して信号処理をする場合に、アンテナ８１には、本発明に係る非対称平面アンテナ１０が応用されるものである。
【０２０１】
従って、長方形パッチアンテナ１０”に比べて、反射特性における帯域幅が約５倍に改善され、遠方界以外の条件で動作可能な非対称平面アンテナ１０を使用した、最も効率的な近接無線通信処理ができるようになる。しかも、非対称平面アンテナ１０を応用したアンテナ８１によれば、給電パターン１からアンテナパターン３に至る部位には、配線インピーダンスの整合回路となるアンテナ整合パターン２が設けられるので、ＬＳＩ装置８２と、アンテナ８１とを伝送線路８５を介して直接接続することができる。これにより、筐体間の信号配線の引き回し工程から開放されるばかりか、筐体間で広帯域情報を高速伝送できるようになる。
【０２０２】
上述した第１〜第８の実施例としての信号処理ユニット１００〜８００によれば、本発明に係る非対称平面アンテナ１０が応用されるので、信号処理基板とケーブルとを接続するとき、信号処理基板間を接続するとき、及び、ＬＳＩ装置とバスラインとを接続するとき、無線インターフェースとして利用できるようになる。
【０２０３】
また、ＬＳＩ装置内部において、半導体集積回路間を接続する場合にも、上述した無線インターフェースを用いることができる。例えば、同一の半導体チップ内において、一方の半導体集積回路に設けた第１の非対称平面アンテナ１０と、他方の半導体集積回路に設けた第２の非対称平面アンテナ１０とを近接して無線通信処理される。これにより、マルチパスに伴う通信信号の劣化をある程度指向性で抑圧できるようになる。
【０２０４】
更に、近接した筐体間を接続する場合にも、無線インターフェースとして利用できるようになる。例えば、本発明に係る第１の非対称平面アンテナ１０を有する信号処理ユニットを第１の筐体に備えると共に、第２の非対称平面アンテナ１０を有する信号処理ユニットを第２の筐体に備え、第１の筐体の非対称平面アンテナ１０と第２の筐体の非対称平面アンテナ１０とを近接して無線通信路を接続確立するようになされる。
【０２０５】
従って、近接した第１及び第２の筐体間で広帯域無線通信処理を実行できるようになる。しかも、第１の筐体を第２の筐体に近接させて配置した場合に、第１及び第２筐体間を広帯域無線通信処理及び筐体間のケーブル数を減少した接続と、筐体間の自由な信号処理機能の切り替えとを実施できるようになる。
【０２０６】
また、信号処理基板に設けた第１の非対称平面アンテナ１０と、筐体に設けた第２の非対称平面アンテナ１０とを近接して無線通信路を接続確立するようになされる。従って、近接した信号処理基板と筐体との間で広帯域無線通信処理を実行できるようになる。
【０２０７】
このように、本発明の信号処理ユニットを応用すると、ＬＳＩ装置内の無線通信処理、信号処理基板間の無線通信処理又は筐体間の無線通信処理を適宜選択することができるばかりか、これら選択された無線通信処理を組み合わせた、近接近傍無線通信処理システムを構築できるようになる。
【０２０８】
また、本発明に係る非対称平面アンテナ１０は、遠方界以外の場合に広帯域性を有し、遠方界で狭帯域性を有して動作するので、アンテナ１０ａ，１０ｂ及びアンテナ１０ａ，１０ｂを含む信号処理基板又はＬＳＩ装置が金属にほぼ囲まれる環境による影響や、筐体内へのアンテナ１０ａ，１０ｂを含む信号処理基板の実装の困難さを解決することができる。
【０２０９】
例えば、電子機器内部において、本発明の非対称平面アンテナ１０を信号処理基板と共に用いることにより、自由な信号処理基板の入れ替えを保ちつつ無線信号処理システムを実施することができる。更に、本発明の非対称平面アンテナ１０とＬＳＩ装置とを用いて、電子機器内部において、ＬＳＩ装置の配置と信号処理基板の入れ替えを実現して無線信号処理システムを実施することができる。
【０２１０】
また、信号処理基板のアンテナ１０ａ及び１０ｂと、通信ケーブルの両側のコネクタをアンテナ１０ａ，１０ｂとして、このケーブルを信号処理基板のアンテナ間を接続するようにして、本発明の信号処理ユニットを応用することで、自由な配置と信号処理基板等の入れ替えを実現しながら、信号処理基板のアンテナ１０ａ，１０ｂと通信ケーブルのアンテナコネクタを利用した無線通信処理システムを実施することができる。
【０２１１】
［電子機器］
続いて、本発明に係る非対称平面アンテナ１０を備えた信号処理ユニット１００〜８００を応用した電子機器について説明をする。
【実施例９】
【０２１２】
図２２は、非対称平面アンテナ１０を応用した第９の実施例としての電子機器９０１の構成例を示す斜視図である。この実施例では、１個乃至複数個の信号処理基板を筐体内部に配置して電子機器９０１が構成され、信号処理基板には、所定の比帯域幅を有し、かつ、広帯域性を有したアンテナが設けられ、各々の信号処理基板間で無線通信処理を実行する場合を挙げている。
【０２１３】
図２２に示す電子機器９０１は、近接近傍無線通信処理システムの一例を構成し、パーソナルコンピュータや、画像処理装置、携帯端末装置等に適用可能なものである。近接近傍無線通信処理システムでは、２個のアンテナ４１ａ，４１ｂを近傍近接した状態で使用することにより、遠方界以外の条件で無線通信動作するようになる。例えば、電子機器９０１は、４枚の信号処理基板４０ａ〜４０ｄが筐体３０の内部に設けられる。
【０２１４】
信号処理基板４０ａ〜４０ｄには、第４の実施例で説明した信号処理基板４００が使用される。もちろん、信号処理基板４００のみならず第１〜第３、及び第５〜第８の実施例で説明したいずれかの信号処理基板を組み合わせて用いてもよい。信号処理基板４０ａ〜４０ｄは、筐体３０の躯体構造を利用して支持される。ここに信号処理基板とは、広帯域性のアンテナを有して信号処理をする基板をいい、本発明に係る非対称平面アンテナ１０を実装した信号処理ユニット１００〜８００のいずれかを構成する電子部品実装基板をいうものとする。
【０２１５】
信号処理基板４０ａ〜４０ｄには、例えば、広帯域情報や狭帯域情報を信号処理するためのＬＳＩ装置や、抵抗、コンデンサ、メモリ等の電子部品が実装される。広帯域情報とは、その情報量が多量であり、小さな量にして送ることが難しく、リアルタイム性が要求される信号、例えば、映像情報や音声情報等のデータ、コンピュータ画像情報を一括したマルチメディア情報等をいう。また、狭帯域情報とは、制御信号、ＲＦ信号の同期処理に必要な情報、または伝送帯域が狭くても信号処理に有意になる情報であって、無線による放送型式で伝送（配信）することが利点になる情報をいう。
【０２１６】
この例で、同一の筐体３０内において、第１の信号処理基板４０ａには、少なくとも、１１％以上の比帯域幅を有し、かつ、広帯域性を有する第１のアンテナ４１ａが設けられ、第２の信号処理基板４０ｂにも、１１％以上の比帯域幅を有し、かつ、広帯域性を有する第２のアンテナ４０ｂが設けられる。各々のアンテナ４１ａ，４１ｂには、本発明に係る非対称平面アンテナ１０が応用される。
【０２１７】
非対称平面アンテナ１０は、図１７に示したように絶縁層２０２’上に設けられた導電性の給電パターン１と、この給電パターン１から延在した導電性のアンテナ整合パターン２及びアンテナ整合パターン２から延在した導電性のアンテナパターン３を有して構成される。アンテナパターン３は、給電パターン１を基準にして左右非対称な形状を有してなる。給電パターン１、アンテナ整合パターン２及びアンテナパターン３には銅箔等が使用される。
【０２１８】
電子機器９０１では、信号処理基板４０ａと、これに隣接する対向側の信号処理基板４０ｂとの間でアンテナ４１ａ，４１ｂを近接対峙（対向）するように配置され、信号処理基板４０ａ，４０ｂ間で広帯域情報の無線通信処理が実行される。アンテナ４１ａ及び４１ｂは、双方の信号処理基板４０ａ及び４０ｂから電磁波的に透けて見える場所に面対称に配置される。このアンテナ配置により広帯域無線通信処理を実現できるようになる。アンテナ４１ａ及び４１ｂは、その表面上を電磁波が透過する物質で覆うようにしてもよい。このようにすると、近傍・近接した筐体３０内の複数の信号処理基板４０ａ〜４０ｄ、ＬＳＩ装置、信号処理モジュール間において、リアルタイムに多量の広帯域情報を伝送できるようになる。
【０２１９】
この例で、信号処理基板４０ａ，４０ｂの他の対向側には、第１又は第２のアンテナ４１ａ，４１ｂに相当するアンテナが設けられる。つまり、筐体３０の右側を各々の信号処理基板４０ａ〜４０ｄの表側としたとき、信号処理基板４０ａの表側にアンテナ４１ａが設けられ、その裏側（他の対向側）にアンテナ４１ｂが設けられる。同様にして、信号処理基板４０ｂの表側にアンテナ４１ａが設けられ、その裏側にアンテナ４１ｂが設けられ、信号処理基板４０ｃの表側にアンテナ４１ａが設けられ、その裏側にアンテナ４１ｂが設けられ、信号処理基板４０ｄの表側にアンテナ４１ａが設けられ、その裏側にアンテナ４１ｄが各々設けられる。なお、信号処理基板４０ａの裏側のアンテナ４１ｂ及び信号処理基板４０ｄの表側のアンテナ４１ａを省略してもよい。
【０２２０】
また、電子機器９０１において、筐体３０の内部の例えば、天板部分には制御ユニット５０が配置される。制御ユニット５０には、狭帯域情報が送受信可能な狭帯域アンテナ１０１を備えられる。狭帯域アンテナ１０１には本発明に係る非対称平面アンテナ１０の他、長方形パッチアンテナや、モノポールアンテナ等を使用できる。制御ユニット５０は、例えば、広帯域情報又は狭帯域情報の無線伝送方式を選択する制御情報を各々の信号処理基板４０ａ〜４０ｄに配信するようになされる。各々の信号処理基板４０ａ〜４０ｄでは、制御ユニット５０から配信される制御情報に基づいて、任意に無線伝送方式を選択できるようになされている。
【０２２１】
続いて、図２２を参照して電子機器９０１の動作を説明する。図２２で実線に示す矢印は、信号処理基板４０ａ，４０ｂ間、信号処理基板４０ｂ，４０ｃ間、信号処理基板４０ｃ，４０ｄ間における広帯域情報の流れ方向を示しており、最も近隣の信号処理基板間における広帯域情報の無線通信方法を示したものである。この無線通信方法によれば、複数の信号処理基板間を跨いて、広帯域情報を送受信する必要がある場合には、送信側の信号処理基板の最も近隣の信号処理基板に、広帯域情報を無線伝送させながら受信側の信号処理基板に広帯域情報を無線伝送して通信を実行できるようになる（広帯域無線通信）。
【０２２２】
例えば、信号処理基板４０ａのアンテナ４１ａと信号処理基板４０ｂのアンテナ４１ｂとを１対１に近接対向させた信号処理基板４０ａ，４０ｂ間で広帯域情報を無線通信処理する。また、信号処理基板４０ｂのアンテナ４１ａと隣接する信号処理基板４０ｃのアンテナ４１ｂとを１対１に近接対向させた信号処理基板４０ｂ，４０ｃ間で広帯域情報を無線通信処理する。更に、信号処理基板４０ｃのアンテナ４１ａと隣接する信号処理基板４０ｄのアンテナ４１ｂとを１対１に近接対向させた信号処理基板４０ｃ，４０ｄ間で広帯域情報を無線通信処理する。
【０２２３】
また、図２２で波線に示す矢印は、各々の信号処理基板４０ａ〜４０ｄと制御ユニット５０との間における狭帯域情報の流れ方向を示しており、狭帯域情報の無線通信方法を示したものである。この無線通信方法によれば、本発明のアンテナ４１ａ，４１ｂの遠方界における狭帯域性と、制御ユニット５０の狭帯域アンテナ１０１とを利用して、信号処理基板４０ａ〜４０ｄの任意の場所に設置された不図示のアンテナ又は本発明のアンテナ４１ａ，４１ｂへ狭帯域情報を無線送信し、又は、信号処理基板４０ａ〜４０ｄから狭帯域情報を無線受信するようになされる。狭帯域情報は、制御ユニット５０の狭帯域アンテナ１０１から遠方界で、複数の信号処理基板４０ａ〜４０ｄに一度に配信（伝送）される（狭帯域無線通信）。
【０２２４】
このように、第９の実施例としての電子機器９０１によれば、本発明のアンテナ４１ａ，４１ｂ（＝非対称平面アンテナ１０）の広帯域性を利用して、近接・近傍の信号処理基板間においてのみ広帯域情報が伝送され、筐体３０内部の任意の場所に設けられた制御ユニット５０の狭帯域アンテナ１０１から送信されてくる狭帯域情報を信号処理基板４０ａ〜４０ｄのアンテナ４１ａ，４１ｂ（＝非対称平面アンテナ１０）で受信するようになされる。
【０２２５】
上述した動作例では、無線通信処理した広帯域情報を信号処理基板４０ａ→４０ｂ→４０ｃ→４０ｄに順次転送するようになる。これにより、信号処理基板４０ａ〜４０ｄのアンテナ４１ａ，４１ｂを用いて無線伝送処理することができ、複数回の無線通信することで、広帯域情報を信号処理基板４０ａの入力端から遠方の信号処理基板４０ｄの出力端に伝送できるようになる。
【０２２６】
また、アンテナ４１ａ，４１ｂは、遠方界以外で広帯域アンテナとして動作し、遠方界において狭帯域アンテナとして動作する。このような構成例で、信号処理基板４０ａ〜４０ｄに、左右非対称な形状を有したアンテナパターン３を配置していることから、アンテナ４１ａ，４１ｂの反射特性の劣化をある程度指向性で抑圧できるようになる。
【実施例１０】
【０２２７】
図２３は、非対称平面アンテナ１０を応用した第１０の実施例としての電子機器９０２の構成例を示す斜視図である。この実施例では、図２２に示した筐体３０の内部にマザーボード６０を組み込んで、信号処理基板４０ａ〜４０ｄを取り付ける場合を挙げている。第９の実施例と同じ名称及び同じ符号のものは同じ時能を有するので、その説明を省略する。
【０２２８】
図２３に示す電子機器９０２は、筐体３０の底部に制御基板の一例を構成するマザーボード６０を備え、アンテナ４１ａ，４１ｂを設けた４枚の信号処理基板４０ａ〜４０ｄが装着及び脱着可能となされている。信号処理基板４０ａ〜４０ｄには、第４の実施例で説明した信号処理基板４００が使用される。もちろん、信号処理基板４００のみならず第１〜第３、及び第５〜第８の実施例で説明したいずれかの信号処理基板を組み合わせて用いてもよい。マザーボード６０上には図示しないスロットが所定の配置間隔で設けられ、このスロットで信号処理基板４０ａ〜４０ｄを支持固定するようになされる。
【０２２９】
例えば、信号処理基板４０ａ〜４０ｄはマザーボード６０の表面と垂直する方向で姿勢を保持するように支持される。この支持固定方法によれば、筐体３０の躯体構造で信号処理基板４０ａ〜４０ｄを支持固定する場合に比べて交換操作が容易になる利点がある。もちろん、これに限られることはなく、アンテナ４１ａや４１ｂ等を設けたＬＳＩ装置がマザーボード６０に装着及び脱着可能となる構成としてもよい。第９の実施例で説明した制御ユニットをもちろんマザーボード６０上に配置してもよい。
【０２３０】
このように、第１０の実施例としての電子機器９０２によれば、筐体底部にマザーボード６０が設けられ、マザーボード６０において、信号処理基板４０ａ〜４０ｄやＬＳＩ装置等を自由に交換できるようになる。また、信号処理経路を容易に変更することができ、信号処理基板４０ａ〜４０ｄやＬＳＩ装置等における信号処理機能を自由に選択できるようになる。これにより、制御ユニット５０と信号処理基板４０ａ〜４０ｄやＬＳＩ装置等との間を接続する無線接続プラグのようにアンテナ付き信号処理基板４０ａ〜４０ｄやＬＳＩ装置等を使用できる。
【実施例１１】
【０２３１】
図２４は、非対称平面アンテナ１０を応用した第１１の実施例としての電子機器９０３の構成例を示す斜視図である。この実施例では、第１０の実施例に比べて信号処理基板４０ａ〜４０ｄを筐体内部で左右に並べて配置するのでは無く、信号処理基板４０ａ〜４０ｄを２組に分けてその各々を上下に配置した場合を挙げている。この例では、図２３に示した筐体内部のマザーボード６０に対して、信号処理基板４０ａ〜４０ｂが平行に姿勢を保持するように取り付けられる。
【０２３２】
図２４に示す電子機器９０３は、筐体３０の底部に設けられたマザーボード６０に並行に、アンテナ４１ａ，４１ｂを設けた４枚の信号処理基板４０ａ〜４０ｄが装着及び脱着可能に取り付けられる。信号処理基板４０ａ〜４０ｄには、第４の実施例で説明した信号処理基板が使用される。もちろん、信号処理基板４００のみならず、第１〜第３、及び第５〜第８の実施例で説明したいずれかの信号処理基板を組み合わせて用いてもよい。マザーボード６０上には図示しない基板取付機構が設けられる。基板取付機構は躯体構造体に固定されている。基板取付機構には、所定の配置間隔でスロットが設けられ、このスロットで信号処理基板４０ａ〜４０ｄを支持固定するようになされる。この支持固定方法によれば、２枚の信号処理基板４０ａ及び４０ｂはマザーボード６０の表面と平行する方向で姿勢を保持するように基板取付機構で支持される。
【０２３３】
また、他の２枚の信号処理基板４０ｃ及び４０ｄもマザーボード６０の表面と平行する方向で姿勢を保持するように基板取付機構で支持される。図中、広帯域無線通信時、信号処理基板４０ａと信号処理基板４０ｃ間や、信号処理基板４０ｂと信号処理基板４０ｄ間における干渉は、本発明のアンテナ特性により抑えられており、信号処理基板４０ａと信号処理基板４０ｂ間及び信号処理基板４０ｃと信号処理基板４０ｄ間において、広帯域無線通信を処理し易くなされる。
【０２３４】
この例で、制御ユニット５０’には、第１又は第６の実施例で説明した信号処理基板１００〜６００が応用できる。マザーボード６０には、第９の実施例で説明したような制御ユニット５０が制御ユニット５０’として設けられ、制御ユニット５０’には２つの狭帯域アンテナ１０２，１０３が設けられている。狭帯域アンテナ１０２，１０３には、遠方界で狭帯域性を有する本発明の非対称平面アンテナ１０が使用される。制御ユニット５０’では、本発明の非対称平面アンテナ１０の遠方界における狭帯域性と、信号処理基板４０ａ〜４０ｄのアンテナ４１ａ，４１ｂの遠方界における狭帯域性とを利用して、信号処理基板４０ａ〜４０ｄへ狭帯域情報を無線送信し、又は、信号処理基板４０ａ〜４０ｄから狭帯域情報を無線受信するようになされる。
【０２３５】
例えば、制御ユニット５０’は、ＬＳＩ装置１２０に接続された狭帯域アンテナ１０２と信号処理基板４０ｂの裏側のアンテナ４１ｂの間で狭帯域無線通信処理を実行する。また、ＬＳＩ装置１２０に接続された狭帯域アンテナ１０３と信号処理基板４０ｄの裏側のアンテナ４１ｂの間で狭帯域無線通信処理を実行する。
【０２３６】
このように、第１１の実施例としての電子機器９０３によれば、筐体底部に設けられたマザーボード６０に平行して、２組の信号処理基板４０ａ，４０ｂや信号処理基板４０ｃａ，４０ｄが設けられ、これが基板取付機構に対して自由に着脱できるようになされる。
【０２３７】
従って、信号処理基板４０ａ〜４０ｄを自由に交換できるので、信号処理経路を容易に変更することができ、信号処理基板４０ａ〜４０ｄにおける信号処理機能を自由に選択できるようになる。これにより、制御ユニット５０’と信号処理基板４０ａ〜４０ｄとの間を接続する無線接続プラグのようにアンテナ付き信号処理基板４０ａ〜４０ｄを使用できる。
【実施例１２】
【０２３８】
図２５は、非対称平面アンテナ１０を応用した第１２の実施例としての電子機器９０４の構成例を示す斜視図である。この実施例では、第１０の実施例の信号処理基板４０ｃ，４０ｄの左右の配置と、第１１の実施例の信号処理基板４０ａ，４０ｂの上下の配置とを組み合わせたものである。
【０２３９】
図２５に示す電子機器９０４は、筐体３０の底部に設けられたマザーボード６０上に、アンテナ４１ａ，４１ｂを設けた４枚の信号処理基板４０ａ〜４０ｄが装着及び脱着可能に取り付けられる。信号処理基板４０ａ〜４０ｄには、第４の実施例で説明した信号処理基板４００が使用される。もちろん、信号処理基板４００のみならず第１〜第３、及び第５〜第８の実施例で説明したいずれかの信号処理基板を組み合わせて用いてもよい。マザーボード６０上の左半分には、図示しない基板取付機構が設けられる。基板取付機構は躯体構造体に固定されている。基板取付機構において、信号処理基板４０ａ及び４０ｂは、マザーボード６０の表面と平行する方向で姿勢を保持するように所定の配置間隔で支持固定するようになされる。
【０２４０】
また、他の２枚の信号処理基板４０ｃ及び４０ｄは、マザーボード６０の右半分に設けられた所定の配置間隔のスロットに支持固定するようになされる。信号処理基板４０ｃ及び４０ｄはマザーボード６０の表面と垂直する方向で姿勢を保持するように支持される。つまり、信号処理基板４０ｃ及び４０ｄのアンテナ４１ａ，４１ｂの単一指向性に対して信号処理基板４０ａ及び４０ｂのアンテナ４１ａ，４１ｂの単一指向と直交する位置に配置されている。
【０２４１】
この配置によって、広帯域無線通信時、第１１の実施例と同様にして、信号処理基板４０ａと信号処理基板４０ｃ間や、信号処理基板４０ｂと信号処理基板４０ｄ間における干渉は、本発明のアンテナ特性により抑えられ、信号処理基板４０ａと信号処理基板４０ｂ間及び信号処理基板４０ｃと信号処理基板４０ｄ間において、広帯域無線通信を処理し易くなされる。
【０２４２】
マザーボード６０には制御ユニット５０”が設けられ、制御ユニット５０”には狭帯域アンテナ１０４及びＬＳＩ装置１３０が設けられている。狭帯域アンテナ１０４には、本発明に係る非対称平面アンテナ１０等が応用される。この例では、制御ユニット５０”は、ＬＳＩ装置１３０に接続された狭帯域アンテナ１０４と信号処理基板４０ｂの裏側のアンテナ４１ｂの間で狭帯域無線通信処理を実行する。
【０２４３】
このように、第１２の実施例としての電子機器９０４によれば、筐体底部に設けられたマザーボード６０に平行して、１組の信号処理基板４０ａ，４０ｂや、アンテナ４１ａ，４１ｂの指向性を直交するように配置された信号処理基板４０ｃ，４０ｄが設けられ、これらが基板取付機構やマザーボードのスロットに対して自由に着脱できるようになされる。
【０２４４】
従って、信号処理基板４０ａ〜４０ｄを自由に交換できるので、信号処理経路を容易に変更することができ、信号処理基板４０ａ〜４０ｄにおける信号処理機能を自由に選択できるようになる。これにより、制御ユニット５０”と信号処理基板４０ａ〜４０ｄとの間を接続する無線接続プラグのようにアンテナ付き信号処理基板４０ａ〜４０ｄを使用できる。なお、第１２の実施例においても、第１０及び第１１の実施例で説明したマザーボード６０を省略した構成を採ることが可能である。
【実施例１３】
【０２４５】
図２６は、非対称平面アンテナ１０を応用した第１３の実施例としての電子機器９０５の構成例を示す斜視図である。この実施例では、第１０の実施例の電子機器に電波吸収体７０を取り付け、無線通信品質の向上を図ったものである。
【０２４６】
図２６に示す電子機器９０５は、アンテナ４１ａ，４１ｂを設けた信号処理基板４０ａ〜４０ｄ及び／又はＬＳＩ装置が複数設けられた筐体３０の内部に電波吸収体７０が備えられる。信号処理基板４０ａ〜４０ｄには、第１〜第８の実施例で説明したいずれかの信号処理基板を組み合わせて用いられる。電波吸収体７０は、筐体３０の内面で、電波吸収効果が最大となる１つの面を選択して設けられる。例えば、電波吸収体７０は筐体３０の天板部に取り付けられる。天板部に電波吸収体７０を取り付けると、電波を吸収する効果が最大となり、筐体３０の内壁の中でも、面積を最大に取れる場所であり、その場所の１つの面に取り付けることで、電波吸収効果を発揮できるようになる。
【０２４７】
なお、電波吸収体７０を設けられた筐体内面の１部に整合回路素子を設けるようにしてもよい。このようにすると、より広帯域無線通信や狭帯域無線通信を容易に実現できるようになる。この電波吸収体７０は、第１１及び第１２の実施例の電子機器に取り付けてもよい。
【０２４８】
この例では、図２６に示す筐体３０において、制御ユニット５０の狭帯域アンテナ１０１の取り付け位置を除く部分（アンテナ周囲を取り囲む）に電波吸収体７０が取り付けられる。筐体３０内における無線通信を処理し易くするために、電波吸収体７０は、その伝送しようとする無線周波数帯において最も整合条件を満す構造物にて代用することができる。
【０２４９】
このように、第１３の実施例に係る電子機器９０５によれば、筐体内部において無線通信を行なう場合に、筐体３０の天板部の大面積部位に電波吸収体７０が設けられ、この電波吸収体７０によって広帯域無線通信及び狭帯域無線通信をより容易かつ正確に実現できるようになった。
【０２５０】
従って、筐体３０内部において、広帯域無線通信を行なう場合に、電子・電気・機械・機構部品からの電磁波の反射・屈折・回折等による送受信信号の品質劣化を抑圧することができ、また、本発明に係るアンテナを金属で囲まれた環境に配置しても、アンテナ特性の劣化が極力抑制され、高速情報伝送処理することが可能となる。
【０２５１】
なお、第９〜第１３の実施例としての電子機器９０１〜９０５によれば、本発明に係る信号処理基板１００乃至８００が応用され、２個のアンテナ４１ａ，４１ｂが近接対峙して配置され、各々のアンテナ４１ａ，４１ｂには、本発明に係る非対称平面アンテナ１０が応用されるものである。
【０２５２】
従って、長方形パッチアンテナに比べて反射特性を改善することができ、遠方界以外の条件で動作可能な非対称平面アンテナ１０を使用した、最も効率的な近接無線通信処理ができるようになる。しかも、信号処理基板４０ａ，４０ｂ間、信号処理基板４０ｂ，４０ｃ間、信号処理基板４０ｃ，４０ｄ間の各々の信号配線の引き回し工程から開放されるばかりか、信号処理基板４０ａ，４０ｂ間又は、信号処理基板４０ｂ，４０ｃ間又は、信号処理基板４０ｃ，４０ｄ間で広帯域情報を高速伝送できるようになる。また、アンテナのマルチパスによる通信品質の低下を改善すること、及び、電子部品や機械部品等の機構部品が近接することによるアンテナへ影響を抑圧できるようになる。
【０２５３】
更に、ユーザは、筐体３０を何度も使い続けることができるので、電子機器９０１〜９０５を構成する筐体３０を複数所持する必要がなくなり環境に配慮することができる。電子機器設計時に、信号処理基板４０ａ〜４０ｄの配線レイアウト工程を軽減できる。しかも、設計後の配線レイアウト変更に伴う工程を軽減することができる。これにより、設計後の信号処理基板の変更に円滑に対応できるようになる。
【０２５４】
また、設計者は過去に設計した信号処理基板４０ａ〜４０ｄを利用して、新しい信号処理基板を開発できるようになる。例えば、過去に設計した信号処理基板４０ａ〜４０ｄと、新しい信号処理基板４０ａ〜４０ｄとを組み合わせて新しい信号処理基板を開発することができる。
【０２５５】
図２７Ａ及びＢは、信号処理基板４０ａ等の内部構成例を示すブロック図である。図２７Ａに示す信号処理基板４０ａは信号処理ユニットの一例を構成し、例えば、共用器（アンテナスイッチ等）４０１、送信部４０２、受信部４０３、信号処理部４０４及びメモリ４０６（記憶装置）を有して構成される。
【０２５６】
共用器４０１は３端子を有しており、図示しない第１の端子にはアンテナ４１ａが接続される。アンテナ４１ａには本発明に係る非対称平面アンテナ１０が応用される。アンテナ４１ａは広帯域性を利用して隣接する信号処理基板４０ｂのアンテナ４１ｂとの間で広帯域情報の無線通信処理を実行する。広帯域情報には、その情報量が多量であり、小さな量にして送ることが難しく、リアルタイム性が要求される信号、例えば、映像情報や音声情報等のデータ、コンピュータ画像情報を一括したマルチメディア情報等が含まれる。
【０２５７】
また、制御ユニット５０等の狭帯域アンテナ１０１と、信号処理基板４０ａのアンテナ４１ａとの間で狭帯域情報の無線通信処理を実行する。狭帯域情報には、制御信号、ＲＦ信号の同期処理に必要な情報、または伝送帯域が狭くても信号処理に有意になる情報であって、無線による放送型式で伝送（配信）することが利点になる情報が含まれる。
【０２５８】
この例で、共用器４０１の第２の端子には送信部４０２が接続され、第３の端子には受信部４０３が接続され、これら送信部４０２及び受信部４０３には、信号処理部４０４が接続される。信号処理部４０４は、信号伝送線を介して不図示の内部機器に接続される。信号処理部４０４は、情報送信時、例えば、内部機器から入力した映像信号や音声信号等を信号処理し、広帯域信号と狭帯域信号とを送信部４０２に出力する。図中において、矢印太線は広帯域信号を示し、矢印破線は狭帯域信号を示している。以後、広帯域信号又は広帯域情報を矢印太線で示し、狭帯域信号又は狭帯域情報を矢印破線で示すものとする。送信部４０２は、図示しない信号多重部を有しており、広帯域信号と狭帯域信号とを重畳（多重）して送信信号を出力する。更に、送信部４０２は変調部を有しており、所定の変調形式により送信信号を変調し、所定の周波数の搬送波に基づいて変調信号を送出するようになされる。
【０２５９】
また、上述の共用器４０１に接続された受信部４０３には、図示しない復調部が設けられ、情報受信時に、復調部では、所定の周波数の搬送波に基づいて搬送されてくる変調信号を入力して、所定の復調形式により受信信号を復調するようになされる。受信部４０３には、信号分離部が設けられ、受信信号から広帯域信号（広帯域情報）と狭帯域信号（制御情報）とを分離するようになされる。広帯域信号と狭帯域信号は、受信部４０３から信号処理部４０４へ出力される。信号処理部４０４では、狭帯域信号（制御情報）に基づいて広帯域信号（広帯域情報）を、例えば、フィルタ処理等をして映像信号や音声信号等を内部機器やメモリ等に出力する。
【０２６０】
信号処理部４０４にはメモリ４０６が接続され、制御情報や、映像情報号、音声情報等を一時記憶するようになされる。メモリ４０６にはハードディスク装置、光磁気記録ディスク装置、光記録ディスク装置、テープ記録装置等が使用される。これらの記憶装置は半導体メモリ４０６よりも大容量であり、所定の読込み書込み速度を有した機器が使用される。
【０２６１】
信号処理基板４０ａは、もちろん、共用器４０１や、送信部４０２、受信部４０３、信号処理部４０４等を半導体集積回路化したＬＳＩ装置であってもよい。これにより、本発明に係る非対称平面アンテナ１０に接続可能な共用器４０１を有した信号処理基板４０ａが構成される。また、信号処理基板４０ａは、本発明に係る非対称平面アンテナ１０をマウントした図１５に示したような非対称平面アンテナ実装型のＬＳＩ装置であってもよい。
【０２６２】
図２７Ｂに示す信号処理基板４０ｂは信号処理ユニットの一例を構成し、送信部４０２、受信部４０３、信号処理部４０４及びメモリ４０６（記憶装置）を有して構成される。
この例では、共用器４０１が省略され、２つのアンテナ４１ａ，４１ｂが送信部４０２と受信部４０３とに個別に接続される。アンテナ４１ａ、４１ｂには本発明に係る非対称平面アンテナ１０が応用される。
【０２６３】
アンテナ４１ａは広帯域性を利用して隣接する信号処理基板４０ｃのアンテナ４１ｂとの間で広帯域情報の無線通信処理を実行する。また、制御ユニット５０等の狭帯域アンテナ１０１と、信号処理基板４０ｂのアンテナ４１ａ，４１ｂとの間で狭帯域情報の無線通信処理を実行する。
【０２６４】
アンテナ４１ａには送信部４０２が接続される。送信部４０２は変調部を有しており、所定の変調形式により広帯域情報を変調し、所定の周波数の搬送波に基づいて広帯域情報を送信するようになされる。アンテナ４１ｂには受信部４０３が接続される。受信部４０３は復調部を有しており、所定の周波数の搬送波に基づいて搬送されてくる広帯域情報を受信して、所定の復調形式により広帯域情報を復調するようになされる。
【０２６５】
上述の送信部４０２及び受信部４０３には信号処理部４０４が接続され、制御情報に基づいて映像情報号や音声情報等を例えばフィルタ処理して広帯域情報を出力する。信号処理部４０４にはメモリ４０６が接続され、制御情報や、映像情報号、音声情報等を一時記憶するようになされる。メモリ４０６にはハードディスク装置、光磁気記録ディスク装置、光記録ディスク装置、テープ記録装置等が使用される。信号処理基板４０ｂは、もちろん、送信部４０２、受信部４０３、信号処理部４０４等を半導体集積回路化したＬＳＩ装置であってもよい。これにより、本発明に係る非対称平面アンテナ１０に接続可能な信号処理基板４０ｂが構成される。また、信号処理基板４０ｂは、本発明に係る非対称平面アンテナ１０をマウントした図１５に示したような非対称平面アンテナ実装型のＬＳＩ装置であってもよい。
【０２６６】
図２８Ａ及びＢは、制御ユニット５０及び制御機能付きの信号処理基板４０ｅの内部構成例を示すブロック図である。
【０２６７】
図２８Ａに示す制御ユニット５０は、遠方界において狭帯域アンテナとして動作するアンテナ４１ａ，４１ｂの狭帯域性かダイポールアンテナやモノポールアンテナ等の狭帯域アンテナを利用して狭帯域情報を複数の信号処理基板４０ａ〜４０ｄ又はＬＳＩ装置に無線伝送処理するようになされる。例えば、制御ユニット５０は、狭帯域情報を複数の信号処理基板４０ａ〜４０ｄ又はＬＳＩ装置に対して同時に無線伝送する。このようにすると、制御信号、ＲＦ信号の同期に必要な情報等の狭帯域情報、または伝送帯域が狭くても信号処理に有意になる情報を複数の信号処理基板４０ａ〜４０ｂ又はＬＳＩ装置との間で無線伝送処理することができる。
【０２６８】
制御ユニット５０は、例えば、共用器５０１、送信部５０２、受信部５０３、情報処理部５０４、ＣＰＵ５０５及びメモリ５０６（記憶装置）を有して構成される。共用器５０１は３端子を有しており、図示しない第１の端子にはアンテナ１０１が接続される。アンテナ１０１には本発明に係る非対称平面アンテナ１０が応用される。制御ユニット５０は、アンテナ１０１の狭帯域性を利用して隣接する信号処理基板４０ａ、４０ｂのアンテナ４１ａ、４１ｂとの間で狭帯域情報の無線通信処理を実行する。
【０２６９】
共用器５０１の第２の端子には送信部５０２が接続される。送信部５０２は変調機能を有しており、所定の変調形式により狭帯域情報を変調し、所定の周波数の搬送波に基づいて狭帯域域情報を送信するようになされる。共用器５０１の第３の端子には受信部５０３が接続される。受信部５０３は復調機能を有しており、所定の周波数の搬送波に基づいて搬送されてくる狭帯域情報を受信して、所定の復調形式により狭帯域情報を復調するようになされる。
上述の送信部５０２及び受信部５０３には情報処理部５０４が接続され、制御情報に基づいて帯域情報を編集したり、広帯域情報を検索して出力する。情報処理部５０４にはＣＰＵ５０５が接続され、信号処理を実行させる信号処理基板４０ａ〜４０ｂ等を指定するようになされる。例えば、情報処理部５０４は、広帯域情報をブロック単位に分割し、当該ブロック単位に分割された広帯域情報の先頭に付加情報（以下でＩＤ情報という）を合成する。ＩＤ情報は広帯域情報をフィルタ処理させる信号処理基板４０ａ〜４０ｂ等を指定する制御情報である。制御情報は、信号処理基板４０ａ〜４０ｂ等で信号処理要否を判別するためのヘッダ情報である。
【０２７０】
この例で、ＣＰＵ５０５は、ＩＤ情報及び狭帯域情報に基づいて広帯域情報を並列信号処理するように複数の信号処理基板４０ａ〜４０ｂ等又はＬＳＩ装置を制御する。これは、複数の信号処理基板４０ａ〜４０ｂ等又はＬＳＩ装置で広帯域情報を並列処理することで高速化を図れるためである。
【０２７１】
また、ＣＰＵ５０５は、一方の信号処理基板４０ａ又はＬＳＩ装置と同期してＩＤ情報及び狭帯域情報に基づく広帯域情報を信号処理するように他方の信号処理基板４０ｂ又はＬＳＩ装置を制御する。例えば、ＣＰＵ５０５は、ＩＤ情報を合成したブロック単位の広帯域情報を初段の信号処理基板４０ａ又はＬＳＩ装置に入力すると共に、狭帯域情報を複数の信号処理基板４０ａ〜４０ｄ又はＬＳＩ装置に一斉に送信し、最終段の信号処理基板４０ｄ又はＬＳＩ装置から処理結果を取得するようになされる。
【０２７２】
更に、ＣＰＵ５０５は、ＩＤ情報及び狭帯域情報に基づいて広帯域情報を非同期に信号処理するように各々の信号処理基板４０ａ〜４０ｄ又はＬＳＩ装置を制御する。例えば、ＣＰＵ５０５は、非同期に前段の信号処理基板４０ａ又はＬＳＩ装置の信号処理結果に当該段の信号処理基板４０ｂ又はＬＳＩ装置に指定された広帯域情報を信号処理して、当該信号処理結果を次段の信号処理基板４０ｃ又はＬＳＩ装置に順次出力するように各段の信号処理基板４０ａ〜４０ｄ又はＬＳＩ装置を制御する。これにより、信号処理基板４０ａ〜４０ｄを利用した広帯域情報の縦続信号処理を実行することができる。
【０２７３】
もちろん、各段の信号処理基板４０ａ〜４０ｄ又はＬＳＩ装置で同期信号に基づいてＩＤ情報及び狭帯域情報により指定される広帯域情報を信号処理するようにしてもよい。ＣＰＵ５０５は、信号処理基板４０ａ〜４０ｄ又はＬＳＩ装置における広帯域情報の同期信号処理、非同期信号処理、縦続信号処理、並列信号処理を適宜組み合わせて実行する。
【０２７４】
この例で制御ユニット５０にはＣＰＵ５０５の他に図示しない情報変換部を備え、最終段の信号処理基板４０ｄ又はＬＳＩ装置から取得した処理結果をリアルタイム性を保証した情報に変換するようになされる。情報変換部には、例えば、シグナルプロセッサ等が使用され、広帯域情報を映像情報及び音声情報に変換するようになされる。
【０２７５】
上述の情報処理部５０４やＣＰＵ５０５にはメモリ５０６が接続され、制御情報や、広帯域情報等を一時記憶するようになされる。メモリ５０６にはハードディスク装置、光磁気記録ディスク装置、光記録ディスク装置、テープ記録装置等が使用される。
【０２７６】
制御ユニット５０は、もちろん、共用器５０１や、送信部５０２、受信部５０３、情報処理部５０４、ＣＰＵ５０５等を半導体集積回路化したマイクロプロセッサであってもよい。これにより、本発明に係る非対称平面アンテナ１０に接続可能な共用器５０１を有した制御ユニット５０が構成される。また、制御ユニット５０は、本発明に係る非対称平面アンテナ１０をマウントした図１５に示したような非対称平面アンテナ実装型のＬＳＩ装置であってもよい。この構成により、携帯電話機やゲーム機、携帯端末装置等における電子部品の高密度実装に寄与できるようになる。
【０２７７】
図２８Ｂに示す制御機能付きの信号処理基板４０ｅは、信号処理ユニットの一例を構成し、送信部４０２、受信部４０３、信号処理部４０４、ＣＰＵ４０５及びメモリ４０６（記憶装置）を有して構成される。この例では、共用器４０１が省略され、２つのアンテナ４１ａ，４１ｂが送信部４０２と受信部４０３とに個別に接続される。アンテナ４１ａ、４１ｂには本発明に係る非対称平面アンテナ１０が応用される。
【０２７８】
アンテナ４１ａは広帯域性を利用して隣接する信号処理基板４０ａ，４０ｂ，４０ｃ又は４０ｄのアンテナ４１ｂとの間で広帯域情報の無線通信処理を実行する。また、制御ユニット５０等の狭帯域アンテナ１０１と、当該信号処理基板４０ｅのアンテナ４１ａ，４１ｂとの間で狭帯域情報の無線通信処理を実行する。
【０２７９】
アンテナ４１ａには送信部４０２が接続される。送信部４０２は変調部を有しており、所定の変調形式により広帯域情報を変調し、所定の周波数の搬送波に基づいて広帯域情報を送信するようになされる。アンテナ４１ｂには受信部４０３が接続される。受信部４０３は復調部を有しており、所定の周波数の搬送波に基づいて搬送されてくる広帯域情報を受信して、所定の復調形式により広帯域情報を復調するようになされる。
【０２８０】
上述の送信部４０２及び受信部４０３には信号処理部４０４が接続され、制御情報に基づいて映像情報号や音声情報等を例えばフィルタ処理して広帯域情報を出力する。信号処理部４０４にはＣＰＵ４０５が接続され、当該信号処理基板４０ａを含めて信号処理を実行させる他の信号処理基板４０ａ〜４０ｅ等を指定するようになされる。
【０２８１】
この例でＣＰＵ４０５は情報判別部を構成し、ＩＤ情報及び狭帯域情報に基づいて伝送されてくる広帯域情報の信号処理要否を判別するようになされる。ＩＤ情報は広帯域情報に付加される制御情報であり、例えば、信号処理要否を判別するためのヘッダ情報である。信号処理部４０４やＣＰＵ４０５にはメモリ４０６が接続され、制御情報や、広帯域情報等を一時記憶するようになされる。例えば、ＣＰＵ４０５により信号処理要と判別された広帯域情報をメモリ４０６に記憶するようになされる。
【０２８２】
メモリ４０６にはハードディスク装置、光磁気記録ディスク装置、光記録ディスク装置、テープ記録装置等が使用される。信号処理基板４０ｅは、もちろん、送信部４０２、受信部４０３、信号処理部４０４、ＣＰＵ４０５等を半導体集積回路化（１チップ化）したマイクロプロセッサであってもよい。これにより、本発明に係る非対称平面アンテナ１０に接続可能で、かつ、制御機能付きの信号処理基板４０ｅが構成される。また、信号処理基板４０ｅは、本発明に係る非対称平面アンテナ１０をマウントした図１５に示したような非対称平面アンテナ実装型のＬＳＩ装置であってもよい。
【０２８３】
図２９Ａ〜Ｈは、広帯域情報Ｄ１１の処理例を示す遷移図である。図２９Ａに示す広帯域情報Ｄ１１は、本発明に係る信号処理ユニット１００〜８００等で取り扱われ、信号処理前に、図２９Ｂに示すようなブロック単位に分割される。広帯域情報Ｄ１１は、リアルタイム性が要求される映像情報や音声情報等であって、マザーボード６０の制御ユニット５０又は直接に信号処理基板４０ａ〜４０ｄに入力されるものである。制御ユニット５０ではＣＰＵ５０５が広帯域情報Ｄ１１をブロック単位に分割して有意広帯域情報Ｄ１２となされる。
【０２８４】
図２９Ｃに示すＩＤ情報Ｄ１３（付加情報）は、図２９Ｂに示したブロック単位に分割された有意広帯域情報Ｄ１２に付加するようになされる。ＩＤ情報Ｄ１３は、有意広帯域情報Ｄ１２を例えばフィルタ処理させる信号処理基板４０ａ〜４０ｄ等を指定する制御情報である。制御情報には、信号処理基板４０ａ〜４０ｄ等で信号処理要否を判別するためのフラグ情報が含まれる。例えば、フラグ情報＝１で信号処理「要」を示し、フラグ情報＝０で信号処理「否」を示す。ＣＰＵ５０５は当該ブロック単位に分割した有意広帯域情報Ｄ１２の先頭にＩＤ情報Ｄ１３を合成（結合）する。
【０２８５】
図２９Ｄに示す有意広帯域情報ブロックのデータＤ１４は、有意広帯域情報Ｄ１２にＩＤ情報Ｄ１３が合成されて形成される。有意広帯域情報ブロックは、信号処理基板４０ａ〜４０ｄにて一括して情報処理を行なう必要のあるデータ単位である。ＩＤ情報Ｄ１３は、信号処理中、有意広帯域情報Ｄ１２の先頭に合成されて管理される。図２９Ｅに示すＩＤ情報付きの有意広帯域情報ブロックのデータＤ１４’は、信号処理が終了した場合に得られる。信号処理終了後のデータＤ１４’は、例えば、最終段の信号処理基板４０ｄからマザーボード６０の制御ユニット５０へ転送される。
【０２８６】
図２９Ｆに示すＩＤ情報Ｄ１３’は、信号処理終了後の有意広帯域情報ブロックのデータＤ１４’から分離するようになされる。ＩＤ情報Ｄ１３’は、制御ユニット５０でＣＰＵ５０５が情報処理部５０４を制御することで、データＤ１４’から分離される。図２９Ｇに示す有意広帯域情報Ｄ１２’は、データＤ１４’からＩＤ情報Ｄ１３’を分離すると得られる。
【０２８７】
ＩＤ情報分離後の有意広帯域情報Ｄ１２’は、ＣＰＵ５０５の制御を受けた情報変換部により、リアルタイム性を保証した情報に変換するようになされる。図２９Ｈに示す広帯域情報Ｄ１１’は、リアルタイム性を保証したものである。情報変換部では、例えば、有意広帯域情報Ｄ１２’を映像情報や音声情報等の広帯域情報Ｄ１１’に変換するようになされる。これにより、信号処理基板４０ａ〜４０ｄで有意広帯域情報Ｄ１２を処理することができる。
【０２８８】
図３０は、広帯域情報Ｄ１１の縦続（シリアル）処理例を示したフローチャートである。この例では、有意広帯域情報ブロックのデータＤ１４を順次処理する様子と、狭帯域情報の信号の流れとを示している。この信号処理の手順は、図２７及び図２８に説明した信号処理基板４０ａ，４０ｂ，４０ｅや制御ユニット５０等の構成例及び図３３〜図３６に示す処理例において実現される。
【０２８９】
図３０に示す広帯域情報Ｄ１１の縦続処理例によれば、例えば、マザーボード６０の制御ユニットから広帯域情報入力部５１１に広帯域情報Ｄ１１が入力される。このときの広帯域情報Ｄ１１は、上位の制御装置から制御ユニット５０へジョブ投入される。広帯域情報Ｄ１１は、リアルタイム性が要求される映像情報や音声情報等であって、制御ユニット５０又は直接に信号処理基板４０ａ〜４０ｄ・・・にシリアルに入力されるものである。
【０２９０】
広帯域情報Ｄ１１は、広帯域情報入力部５１１から有意広帯域情報ブロック生成部５１２へ出力される。有意広帯域情報ブロック生成部５１２では、狭帯域情報に基づいて、図２９Ａに示した広帯域情報Ｄ１１が、信号処理前に、図２９Ｂに示したようなブロック単位に分割される。狭帯域情報は、有意広帯域情報ブロック生成部５１２と制御ユニット５０との間で狭帯域無線処理される。
【０２９１】
ブロック単位に分割された有意広帯域情報Ｄ１２には、図２９Ｃに示したＩＤ情報Ｄ１３（付加情報）が付加される。有意広帯域情報ブロック生成部５１２は、ＩＤ情報Ｄ１３が付加された有意広帯域情報ブロックのデータＤ１４を本発明の非対称平面アンテナ１０を利用して信号処理基板４０ａに出力する。
【０２９２】
有意広帯域情報ブロックのデータＤ１４は、狭帯域情報及びＩＤ情報Ｄ１３に基づいて信号処理基板４０ａで信号処理がなされる。狭帯域情報は、信号処理基板４０ａと制御ユニット５０との間で狭帯域無線処理される。信号処理基板４０ａでは、図２９Ｄに示した有意広帯域情報ブロックのデータＤ１４の中の有意広帯域情報Ｄ１２が狭帯域情報に基づいてフィルタ処理等がなされる。
【０２９３】
このとき、ＩＤ情報Ｄ１３は信号処理中、有意広帯域情報Ｄ１２の先頭に合成されて管理される。フィルタ処理後のデータＤ１４は、図２９Ｅに示した有意広帯域情報ブロックのデータＤ１４’となる。信号処理終了後のデータＤ１４’は、本発明の非対称平面アンテナ１０を利用して、信号処理基板４０ａから信号処理基板４０ｂへ無線送信処理される。
【０２９４】
信号処理基板４０ｂは、信号処理基板４０ａと同様にして狭帯域情報及びＩＤ情報Ｄ１３に基づいて有意広帯域情報ブロックのデータＤ１４を信号処理される。狭帯域情報は、信号処理基板４０ｂと制御ユニット５０との間で狭帯域無線処理される。信号処理基板４０ｂでは、狭帯域情報に基づいて図２９Ｄに示した有意広帯域情報ブロックのデータＤ１４の中の有意広帯域情報Ｄ１２がフィルタ処理される。信号処理基板４０ｂは、信号処理後の有意広帯域情報ブロックのデータＤ１４’を本発明の非対称平面アンテナ１０を利用して信号処理基板４０ｃに広帯域無線処理される。
【０２９５】
信号処理基板４０ｃは、信号処理基板４０ｂと同様にして狭帯域情報及びＩＤ情報Ｄ１３に基づいて有意広帯域情報ブロックのデータＤ１４を信号処理される。狭帯域情報は、信号処理基板４０ｃと制御ユニット５０との間で狭帯域無線処理される。信号処理基板４０ｃでは、狭帯域情報に基づいて図２９Ｄに示した有意広帯域情報ブロックのデータＤ１４の中の有意広帯域情報Ｄ１２がフィルタ処理される。信号処理基板４０ｃは、信号処理後の有意広帯域情報ブロックのデータＤ１４’を本発明の非対称平面アンテナ１０を利用して信号処理基板４０ｄに広帯域無線処理される。
【０２９６】
信号処理基板４０ｄは、信号処理基板４０ｃと同様にして狭帯域情報及びＩＤ情報Ｄ１３に基づいて有意広帯域情報ブロックのデータＤ１４を信号処理される。狭帯域情報は、信号処理基板４０ｄと制御ユニット５０との間で狭帯域無線処理される。信号処理基板４０ｄでは、狭帯域情報に基づいて図２９Ｄに示した有意広帯域情報ブロックのデータＤ１４の中の有意広帯域情報Ｄ１２がフィルタ処理される。
【０２９７】
信号処理基板４０ｄは、信号処理後の有意広帯域情報ブロックのデータＤ１４’を本発明の非対称平面アンテナ１０を利用して次段の信号処理基板に広帯域無線処理される。同様にして、本発明の非対称平面アンテナ１０を利用し、信号処理基板間を広帯域無線処理され、最終段の信号処理基板から広帯域情報生成部５１３へ信号処理後のデータＤ１４’が広帯域無線処理される。
【０２９８】
広帯域情報生成部５１３は、狭帯域情報に基づいて信号処理終了後の有意広帯域情報ブロックのデータＤ１４’から図２９Ｆに示したＩＤ情報Ｄ１３’を分離するようになされる。狭帯域情報は、広帯域情報生成部５１３と制御ユニット５０との間で狭帯域無線処理される。データＤ１４’からＩＤ情報Ｄ１３’を分離すると、図２９Ｇに示した有意広帯域情報Ｄ１２’が得られる。有意広帯域情報Ｄ１２’は、広帯域情報生成部５１３から広帯域情報出力部５１４へ出力される。
【０２９９】
広帯域情報出力部５１４は、ＩＤ情報分離後の有意広帯域情報Ｄ１２’をリアルタイム性を保証した情報に変換するようになされる。図２９Ｈに示す広帯域情報Ｄ１１’は、リアルタイム性を保証したものである。広帯域情報出力部５１４では、有意広帯域情報Ｄ１２’を例えば、映像情報や音声情報等の広帯域情報Ｄ１１’に変換するようになされる。これにより、信号処理基板４０ａ〜４０ｄ・・・・で有意広帯域情報Ｄ１２を処理することができる。
【０３００】
無線通信処理した広帯域情報Ｄ１１を本発明の非対称平面アンテナ１０を利用して信号処理基板４０ａ→４０ｂ→４０ｃ→４０ｄ・・・に順次転送するようになる。このような複数回の広帯域無線処理することで、広帯域情報Ｄ１１を信号処理基板４０ａの入力端から遠方の信号処理基板の出力端に伝送できるようになる。なお、広帯域情報入力部５１１、有意広帯域情報ブロック生成部５１２、広帯域情報生成部５１３及び広帯域情報出力部５１４は、制御ユニット５０内の情報処理部５０４に含めてもよい。
【０３０１】
図３１は、広帯域情報Ｄ１１の並列（パラレル）処理例を示したフローチャートである。この例では、複数の信号処理基板４０ａ〜４０ｄ・・・や信号処理基板４０ａ’〜４０ｄ’・・・等において、非同期に並列的に有意映像情報ブロックのデータＤ１４を信号処理する様子と狭帯域情報の信号の流れとを示している。この信号処理の手順は、図２７及び図２８に説明した信号処理基板４０ａ，４０ｂ，４０ｅや制御ユニット５０等の構成例及び図３３〜図３６に示す処理例において実現される。
【０３０２】
図３１に示す広帯域情報Ｄ１１の並列処理例によれば、縦続処理例と同様にして、マザーボード６０の制御ユニット５０から広帯域情報入力部５１１に広帯域情報Ｄ１１が入力される。このとき、広帯域情報Ｄ１１は、上位の制御装置から制御ユニット５０へジョブ投入される。
【０３０３】
広帯域情報Ｄ１１は、広帯域情報入力部５１１から有意広帯域情報ブロック生成部５１２へ出力される。有意広帯域情報ブロック生成部５１２では、狭帯域情報に基づいて、図２９Ａに示した広帯域情報Ｄ１１が、信号処理前に、図２９Ｂに示したようなブロック単位に分割される。狭帯域情報は、有意広帯域情報ブロック生成部５１２と制御ユニット５０との間で狭帯域無線処理される。ブロック単位に分割された有意広帯域情報Ｄ１２には、図２９Ｃに示したＩＤ情報Ｄ１３（付加情報）が付加される。
【０３０４】
有意広帯域情報ブロック生成部５１２は、ＩＤ情報Ｄ１３が付加された有意広帯域情報ブロックのデータＤ１４を本発明の非対称平面アンテナ１０を利用して信号処理基板４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ・・・に一斉に並列に伝送する。その時のデータＤ１４の同期は、ＩＤ情報Ｄ１３を用いる。信号処理基板４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ・・・に信号を並列伝送する為にはＡＳＫ変調やＴＤＭＡ(時分割多重)やＦＤＭＡ(周波数分割多重)やＣＤＭＡ(符号分割多重)等を用いる。
【０３０５】
有意広帯域情報ブロックのデータＤ１４は、狭帯域情報及びＩＤ情報Ｄ１３に基づいて信号処理基板４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ・・・で並列信号処理がなされる。狭帯域情報は、信号処理基板４０ａと制御ユニット５０との間、信号処理基板４０ｂと制御ユニット５０との間、信号処理基板４０ｃと制御ユニット５０との間、信号処理基板４０ｄと制御ユニット５０との間・・・で狭帯域無線処理される。なお、狭帯域情報は、本発明のアンテナ４１ａ，４１ｂを用いて伝送されるが、狭帯域情報専用のアンテナを信号処理基板４０ａ〜４０ｄ内に別に設けて伝送するようにしてもよい。また、有意映像情報ブロックのデータＤ１４及び狭帯域情報の蓄積量は、狭帯域情報及びＩＤ情報Ｄ１３をキー情報（鍵）として動的に設定するようにしてもよい。
【０３０６】
信号処理基板４０ａでは、図２９Ｄに示した有意広帯域情報ブロックのデータＤ１４の中の有意広帯域情報Ｄ１２が狭帯域情報に基づいてフィルタ処理等がなされる。信号処理基板４０ａは、何ブロックかの有意広帯域情報Ｄ１２や狭帯域情報等をメモリ４０６に蓄積する。例えば、信号処理基板４０ａ内に蓄積された何ブロックかの有意映像情報ブロックのデータＤ１４は、逐次ＬＳＩ装置または電子部品や機械部品等において情報の信号処理がなされる。その際の有意広帯域情報Ｄ１２の信号処理は、ＩＤ情報Ｄ１３と狭帯域情報をキー情報（鍵）として非同期に行なわれる。
【０３０７】
ＩＤ情報Ｄ１３は信号処理中、有意広帯域情報Ｄ１２の先頭に合成されて管理される。フィルタ処理後のデータＤ１４は、図２９Ｅに示した有意広帯域情報ブロックのデータＤ１４’となる。信号処理終了後のデータＤ１４’は、本発明の非対称平面アンテナ１０を利用して、信号処理基板４０ａから下位の信号処理基板４０ａ’，４０ｂ’，４０ｃ’，４０ｄ’・・・のいずれか１つ又は全て信号処理基板４０ａ’，４０ｂ’，４０ｃ’，４０ｄ’・・・へ無線送信処理される。このとき、信号処理基板４０ｅの自他判別機能が利用され、当該信号処理基板が指定されていない場合は、隣接する信号処理基板にデータＤ１４’を転送するようになされる。なお、信号処理基板４０ｂ、４０ｃ，４０ｄ・・・においても、上述した信号処理基板４０ａと同様に信号処理がなされる。
【０３０８】
また、信号処理基板４０ａ〜４０ｄ・・・等の下位の、例えば、信号処理基板４０ａ’では、図２９Ｄに示した有意広帯域情報ブロックのデータＤ１４の中の有意広帯域情報Ｄ１２が狭帯域情報に基づいてフィルタ処理等がなされる。狭帯域情報は、信号処理基板４０ａ’と制御ユニット５０との間で狭帯域無線処理される。信号処理基板４０ａ’は、何ブロックかの有意広帯域情報Ｄ１２や狭帯域情報等をメモリ４０６に蓄積する。例えば、信号処理基板４０ａ’内に蓄積された何ブロックかの有意映像情報ブロックのデータＤ１４は、逐次ＬＳＩ装置または電子部品や機械部品等において情報の信号処理がなされる。その際の有意広帯域情報Ｄ１２の信号処理は、ＩＤ情報Ｄ１３と狭帯域情報をキー情報（鍵）として非同期に行なわれる。
【０３０９】
ＩＤ情報Ｄ１３は信号処理中、有意広帯域情報Ｄ１２の先頭に合成されて管理される。フィルタ処理後のデータＤ１４は、図２９Ｅに示した有意広帯域情報ブロックのデータＤ１４’となる。信号処理終了後のデータＤ１４’は、本発明の非対称平面アンテナ１０を利用して、信号処理基板４０ａ’から図示しない信号処理基板４０ａ”，４０ｂ”，４０ｃ”，４０ｄ”・・・のいずれか１つ又は全て信号処理基板４０ａ”，４０ｂ”，４０ｃ”，４０ｄ”・・・へ無線送信処理される。
【０３１０】
このとき、信号処理基板４０ｅの自他判別機能が利用され、当該信号処理基板が指定されていない場合は、隣接する信号処理基板にデータＤ１４’を転送するようになされる。なお、信号処理基板４０ｂ’，４０ｃ’，４０ｄ’・・・においても、上述した信号処理基板４０ａ’と同様に信号処理がなされる。なお、狭帯域情報は、信号処理基板４０ｂ’と制御ユニット５０との間、信号処理基板４０ｃ’と制御ユニット５０との間、信号処理基板４０ｄ’と制御ユニット５０との間・・・で狭帯域無線処理される。
【０３１１】
なお、信号処理基板４０ａ〜４０ｄ・・・・の最終段の信号処理基板から広帯域情報生成部５１３へ信号処理後のデータＤ１４’が広帯域無線処理される。広帯域情報生成部５１３は、狭帯域情報に基づいて信号処理終了後のデータＤ１４’から図２９Ｆに示したＩＤ情報Ｄ１３’を分離するようになされる。狭帯域情報は、広帯域情報生成部５１３と制御ユニット５０との間で狭帯域無線処理される。データＤ１４’からＩＤ情報Ｄ１３’を分離すると、図２９Ｇに示した有意広帯域情報Ｄ１２’が得られる。有意広帯域情報Ｄ１２’は、広帯域情報生成部５１３から広帯域情報出力部５１４へ出力される。
【０３１２】
広帯域情報出力部５１４は、ＩＤ情報分離後の有意広帯域情報Ｄ１２’をリアルタイム性を保証した情報に変換するようになされる。図２９Ｈに示す広帯域情報Ｄ１１’は、リアルタイム性を保証したものである。広帯域情報出力部５１４では、有意広帯域情報Ｄ１２’を例えば、映像情報や音声情報等の広帯域情報Ｄ１１’に変換するようになされる。これにより、信号処理基板４０ａ，４０ａ’，４０ａ”・・・、信号処理基板４０ｂ，４０ｂ’，４０ｂ”・・・、信号処理基板４０ｃ，４０ｃ’，４０ｃ”・・・、信号処理基板４０ｄ，４０ｄ’，４０ｄ”・・・で有意広帯域情報Ｄ１２を並列処理することができる。なお、広帯域情報入力部５１１、有意広帯域情報ブロック生成部５１２、広帯域情報生成部５１３及び広帯域情報出力部５１４は、制御ユニット５０内の情報処理部５０４に含めてもよい。
【０３１３】
図３２Ａ〜Ｆは、映像情報Ｄ２１の処理例を示す遷移図である。この例で、広帯域情報が外部から入力される映像情報Ｄ２１である場合を挙げている。図３２Ａに示す広帯域情報Ｄ２１は、本発明に係る信号処理ユニット１００〜８００等で取り扱われ、信号処理前に、図３２Ｂに示すようなフィールド単位に分割される。映像情報Ｄ２１は、リアルタイム性が要求され、マザーボード６０の制御ユニット５０又は直接に信号処理基板４０ａ〜４０ｄに入力されるものである。制御ユニット５０ではＣＰＵ５０５が映像情報Ｄ２１をフィールド単位に分割して有意映像情報Ｄ２２となされる。
【０３１４】
図３２Ｃに示すＩＤ情報Ｄ２３（付加情報）は、図３２Ｂに示したフィールド単位に分割された有意映像情報Ｄ２２に付加するようになされる。ＩＤ情報Ｄ２３は、有意映像情報Ｄ２２を例えばフィルタ処理させる信号処理基板４０ａ〜４０ｄ等を指定する制御情報である。制御情報には、信号処理基板４０ａ〜４０ｄ等で信号処理要否を判別するためのフラグ情報が含まれる。
【０３１５】
例えば、フラグ情報＝１で信号処理「要」を示し、フラグ情報＝０で信号処理「否」を示す。ＣＰＵ５０５は当該フィールド単位に分割した有意映像情報Ｄ２２の先頭にＩＤ情報Ｄ２３を合成（結合）する。このように、入力された映像情報が１フィールド分毎に分割され、１フィールド分の映像情報の先頭にＩＤ情報が付加されて１つの有意映像情報ブロックが形成される。ＩＤ情報は、通常の映像情報に含まれるブランキング期間に付加するようにしてもよい。
【０３１６】
図３２Ｄに示す有意映像情報ブロックのデータＤ２４は、有意映像情報Ｄ２２にＩＤ情報Ｄ２３が合成されて形成される。有意映像情報ブロックは、信号処理基板４０ａ〜４０ｄにて一括して情報処理を行なう必要のあるデータ単位である。ＩＤ情報が付加された有意映像情報ブロックは、隣接した信号処理基板４０ａ→４０ｂ→４０ｃ→４０ｄを経由しながら一度に複数の信号処理基板４０ａ〜４０ｄに配信され、狭帯域情報とＩＤ情報Ｄ２３をキー情報（鍵）として当該信号処理基板での信号処理指定がなされたことが判別された場合は、当該有意映像情報ブロックの信号処理がなされる。
【０３１７】
ＩＤ情報Ｄ２３が付加された有意映像情報ブロックは、信号処理基板４０ａ〜４０ｄにおいて信号処理がなされる。有意映像情報ブロックは、信号処理中、フィールド単位の有意映像情報の先頭にＩＤ情報ＩＤ２３が合成されて管理される。例えば、ＩＤ情報Ｄ２３は、制御信号及びフィールド番号の他に、信号処理基板４０ａ〜４０ｄにおいて信号処理された結果生じた情報が含まれる。なお、狭帯域情報とＩＤ情報Ｄ２３をキー情報（鍵）とした当該信号処理基板での信号処理が指定されないことが判別された場合は、当該有意映像情報ブロックの信号処理がなされない。狭帯域情報は、制御信号や信号処理基板４０ａ〜４０ｄにおいて信号処理された結果生じた情報も含まれる。
【０３１８】
図３２Ｅに示すＩＤ情報付きの有意映像情報ブロックのデータＤ２４’は、信号処理が終了した場合に得られる。信号処理終了後のデータＤ２４’は、例えば、最終段の信号処理基板４０ｄからマザーボード６０の制御ユニット５０へ転送される。図３２Ｆに示すＩＤ情報Ｄ２３’は、信号処理終了後の有意映像情報ブロックのデータＤ２４’から分離するようになされる。ＩＤ情報Ｄ２３’は、制御ユニット５０でＣＰＵ５０５が情報処理部５０４を制御することで、データＤ２４’から分離される。図３２Ｇに示す有意映像情報Ｄ２２’は、データＤ２４’からＩＤ情報Ｄ２３’を分離すると得られる。
【０３１９】
ＩＤ情報分離後の有意映像情報Ｄ２２’は、ＣＰＵ５０５の制御を受けた情報変換部により、リアルタイム性を保証した情報に変換するようになされる。図３２Ｈに示す映像情報Ｄ２１’は、リアルタイム性を保証したものである。情報変換部では、例えば、有意映像情報Ｄ２２’を映像情報や音声情報等の映像情報Ｄ２１’に変換するようになされる。これにより、信号処理基板４０ａ〜４０ｄで有意映像情報Ｄ２２を処理することができる。
【０３２０】
続いて、図３３〜図３６を参照して制御ユニット５０及び信号処理基板４０ａ〜４０ｅにおける信号処理例について説明する。
【０３２１】
図３３Ａ及びＢは、制御ユニット５０と信号処理基板４０ａ〜４０ｄ等の間の無線通信例を示すフローチャートである。
【０３２２】
この実施例では、狭帯域アンテナ１０１を設けた制御ユニット５０と、１１％以上の比帯域幅を有するアンテナ４１ａ，４１ｂを設けた信号処理基板４０ａ〜４０ｄとを近接対向させて信号処理基板４０ａ〜４０ｄ間で無線通信処理をする場合を挙げている。ＩＤ情報Ｄ２３を合成したフィールド単位の有意映像情報Ｄ２２を初段の信号処理基板４０ａに入力すると共に、狭帯域情報を複数の信号処理基板４０ａ〜４０ｄに一斉に送信し、最終段の信号処理基板４０ｄから処理結果を取得する場合を例に挙げる。以下の図面において、図中、太線矢印は、広帯域無線通信であり、細い破線は狭帯域無線通信である。
【０３２３】
これらを無線通信条件にして、図３３Ａに示すフローチャートのステップＡ１で制御ユニット５０は外部から映像情報Ｄ２１を入力する。外部から入力される、図３２Ａに示したような映像情報Ｄ２１は、リアルタイム性が要求される。そして、ステップＡ２で制御ユニット５０では有意映像情報Ｄ２２が生成される。このとき、ＣＰＵ５０５は映像情報Ｄ２１をフィールド単位に分割し、図３２Ｂに示したフィールド単位に分割された有意映像情報Ｄ２２の先頭に、図３２Ｃに示したＩＤ情報Ｄ２３を付加するようになされる。
【０３２４】
ＩＤ情報Ｄ２３は、有意映像情報Ｄ２２を例えばフィルタ処理させる信号処理基板４０ａ〜４０ｄ等を指定する制御情報である。制御情報には、信号処理基板４０ａ〜４０ｄ等で信号処理要否を判別するためのフラグ情報が含められる。例えば、フラグ情報＝１で信号処理「要」を示し、フラグ情報＝０で信号処理「否」を示している。このように、有意映像情報Ｄ２２にＩＤ情報Ｄ２３を合成することで、図３２Ｄに示した有意映像情報ブロックのデータＤ２４を形成するようになされる。なお、ＩＤ情報は、通常の映像情報に含まれるブランキング期間に付加するようにしてもよい。
【０３２５】
そして、ステップＡ３で制御ユニット５０は信号処理基板４０ａ〜４０ｄに狭帯域情報を一斉配信する。このとき、遠方界において狭帯域アンテナ１０１として動作するアンテナの狭帯域性を利用して複数の信号処理基板４０ａ〜４０ｄに狭帯域情報を無線伝送処理する。これにより、複数の信号処理基板４０ａ〜４０ｄに対して一斉に制御情報等を無線伝送することができる。
【０３２６】
その後、ステップＡ４で制御ユニット５０はＩＤ情報Ｄ２３が付加された有意映像情報ブロックのデータＤ２４を信号処理基板４０ａ〜４０ｄに送信する。このとき、有意映像情報ブロックのデータＤ２４は、本発明のアンテナ４１ａ，４１ｂ（＝非対称平面アンテナ１０）を使用して、隣接する信号処理基板４０ａ→４０ｂ→４０ｃ→４０ｄを経由しながら一度に複数の信号処理基板４０ａ〜４０ｄに配信される。
【０３２７】
一方、信号処理基板４０ａ〜４０ｄ側では、図３３Ｂに示すフローチャートのステップＢ１で制御ユニット５０から配信された狭帯域情報を受信する。狭帯域情報の内容は、例えば、有意映像情報ブロックのデータＤ２４が送信される旨の事前通知である。その後、信号処理基板４０ａ〜４０ｄ側は、有意映像情報ブロックのデータＤ２４の送信通知を認識してステップＢ２に移行する。
【０３２８】
ステップＢ２で、例えば、信号処理基板４０ａは、有意映像情報ブロックのデータＤ２４を受信して、そのデータＤ２４をメモリ４０６に記憶する。次に、ステップＢ３でＩＤ情報Ｄ２３及び狭帯域情報に基づいて当該信号処理基板４０ａでは、メモリ４０６から有意映像情報ブロックのデータＤ２４を読み出して目的の信号処理、例えば、フィルタ処理等がなされる。ＩＤ情報Ｄ２３は、信号処理中、フィールド単位の有意映像情報Ｄ２２の先頭に合成されて管理される。例えば、ＩＤ情報Ｄ２３は、制御信号及びフィールド番号の他に、信号処理基板４０ａ〜４０ｄにおいて信号処理された結果生じた情報が含まれる。
【０３２９】
他の信号処理基板４０ｂ〜４０ｄではＩＤ情報Ｄ２３が付加された有意映像情報ブロックのデータＤ２４を並列信号処理するようになされる。例えば、一方の信号処理基板４０ａに同期して他方の信号処理基板４０ｂでＩＤ情報Ｄ２３及び狭帯域情報に基づく有意映像情報Ｄ２２を信号処理する。もちろん、これに限らず、ＩＤ情報Ｄ２３及び狭帯域情報に基づいて有意映像情報Ｄ２２を非同期に信号処理する。このとき、信号処理基板４０ａ〜４０ｄにおける映像情報Ｄ２１の同期信号処理、非同期信号処理、縦続信号処理、並列信号処理を適宜組み合わせて実行するようにしてもよい。
【０３３０】
そして、ステップＢ４で各々の信号処理基板４０ａ〜４０ｄは、目的の信号処理を終了したか否かを検出する。目的の信号処理の終了したか否かは、エンドオブフラグ等を検出することで判別される。信号処理が終了していない場合は、ステップＢ３に戻って目的の信号処理を継続する。信号処理を終了した場合は、ステップＢ５に移行して信号処理基板４０ａ〜４０ｄは「信号処理終了通知」を狭帯域情報にして制御ユニット５０に通知する。狭帯域情報には、制御ユニット５０や信号処理基板４０ａ〜４０ｄ等において信号処理された結果生じた情報も含まれる。
【０３３１】
他方、図３３Ａに示すステップＡ５で制御ユニット５０は信号処理終了通知を待機する。信号処理基板４０ａ〜４０ｄから信号処理終了通知を受信すると、ステップＡ６に移行する。このとき、本発明の非対処平面アンテナ４１ａ，４１ｂを使用して、前段の信号処理基板４０ａの信号処理結果に、当該段の信号処理基板４０ｂに指定された有意映像情報Ｄ２２を信号処理した信号処理結果を次段の信号処理基板４０ｃに順次無線通信処理されて出力される。
【０３３２】
また、図３３Ｂに示すステップＢ６では信号処理基板４０ｄから制御ユニット５０へ信号処理後の有意映像情報ブロックのデータＤ２４’が送信されるので、これを受けて図３３Ａに示すステップＡ６で、制御ユニット５０は、信号処理後の有意映像情報ブロックのデータＤ２４’を受信する。このとき、制御ユニット５０では、最終段の信号処理基板４０ｄから、図３２Ｅに示したＩＤ情報付きの有意映像情報ブロックのデータＤ２４’の転送を受けて取得する。
【０３３３】
また、制御ユニット５０では、ステップＡ７で有意映像情報Ｄ２２’を作成する。例えば、信号処理終了後の有意映像情報ブロックのデータＤ２４’から図３２Ｆに示したＩＤ情報Ｄ２３’を分離するようになされる。ＩＤ情報Ｄ２３’は、制御ユニット５０でＣＰＵ５０５が情報処理部５０４を制御することで、データＤ２４’から分離される。このデータＤ２４’からＩＤ情報Ｄ２３’を分離すると図３２Ｇに示した有意映像情報Ｄ２２’が得られる。
【０３３４】
そして、ステップＡ８に移行してＣＰＵ５０５は、取得した有意映像情報Ｄ２２’（処理結果）をリアルタイム性を保証した情報に変換して映像情報Ｄ２１’を出力する。例えば、ＩＤ情報を分離した後の有意映像情報Ｄ２２’が、ＣＰＵ５０５の制御を受けた情報変換部により、図３２Ｈに示したリアルタイム性を保証した情報に変換するようになされる。情報変換部では、有意映像情報Ｄ２２’を映像情報Ｄ２１’に変換するようになされる。これにより、信号処理基板４０ａ〜４０ｄで有意映像情報Ｄ２２を処理した映像情報Ｄ２１’を出力することができる。その後、ステップＡ９でＣＰＵ５０５は終了判断をする。例えば、電源オフ情報を検出した場合は、信号処理を終了する。電源オフ情報が検出されない場合は、ステップＡ１に戻って上述した信号処理を継続するようになされる。
【０３３５】
図３４は、判別機能付きの信号処理基板４０ｅにおける無線通信例を示すフローチャートである。この例では、信号処理基板４０ｅに図２８Ｂに示すＣＰＵ４０５が設けられ、有意映像情報ブロックのデータＤ２４’が当該信号処理基板４０ｅに指定されたか否かを判別し、この判別結果に基づいて、当該信号処理基板４０ｅが指定されていない場合は、他の信号処理基板４０ａ〜４０ｄに有意映像情報ブロックのデータＤ２４’を転送する場合を挙げている。
【０３３６】
これを信号処理条件にして、判別機能付きの信号処理基板４０ｅは、非対称平面アンテナ１０の狭帯域性を使用して、図３４に示すフローチャートのステップＣ１で制御ユニット５０から配信された狭帯域情報を受信する。狭帯域情報の内容は、例えば、有意映像情報ブロックのデータＤ２４が送信される旨の事前通知である。その後、信号処理基板４０ｅは、有意映像情報ブロックのデータＤ２４の送信通知を認識してステップＣ２に移行する。
【０３３７】
ステップＣ２で信号処理基板４０ｅは、狭帯域情報に基づいて有意映像情報ブロックのデータＤ２４が当該信号処理基板４０ｅ宛（自宛）か、又は、他の信号処理基板４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ宛（他宛）かを判別する。この際の判別基準としては、狭帯域情報に含まれる、例えば、「信号処理基板４０ｅを指定する」等の情報に基づいて判別を行う。
【０３３８】
この判別の結果、当該信号処理基板４０ｅが指定されていないことが判別された場合は、当該有意映像情報ブロックのデータＤ２４の信号処理を実行することなく、ステップＣ８に移行して信号処理基板４０ｅは、制御ユニット５０に狭帯域情報を通知する。この際の狭帯域情報の内容は、「有意映像情報ブロックのデータＤ２４は、当該信号処理基板４０ｅ宛ではなく、他の信号処理基板４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ宛である」等である（自他判別機能）。
【０３３９】
そして、ステップＣ９に移行して信号処理基板４０ｅは、非対称平面アンテナ１０を使用して有意映像情報ブロックのデータＤ２４を他の信号処理基板４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄへ転送するようになされる。なお、ステップＣ２でデータＤ２４が「当該信号処理基板４０ｅ宛である」旨が判別された場合は、ステップＣ３に移行する。ステップＣ３で信号処理基板４０ｅは、非対称平面アンテナ１０を使用してデータＤ２４を受信する。このとき、有意映像情報ブロックのデータＤ２４をメモリ４０６に記憶する。
【０３４０】
その後、ステップＣ４に移行して信号処理基板４０ｅは、狭帯域情報及びＩＤ情報Ｄ２３に基づいて映像情報Ｄ２１の信号処理を実行する。このとき、信号処理基板４０ｅでは、メモリ４０６から有意映像情報ブロックのデータＤ２４が読み出されて目的の信号処理、例えば、フィルタ処理等がなされる。ＩＤ情報Ｄ２３は、信号処理中、フィールド単位の有意映像情報Ｄ２２の先頭に合成されて管理される。ＩＤ情報Ｄ２３は、制御信号及びフィールド番号の他に、信号処理基板４０ａ〜４０ｄにおいて信号処理された結果生じた情報が含まれる。
【０３４１】
そして、ステップＣ５で信号処理基板４０ｅは、目的の信号処理を終了したか否かを検出する。目的の信号処理の終了したか否かは、データＤ２４のエンドオブフラグ等を検出することで判別される。信号処理が終了していない場合は、ステップＣ４に戻って目的の信号処理を継続する。信号処理を終了した場合は、ステップＣ６に移行して信号処理基板４０ｅは「信号処理終了通知」を狭帯域情報にして制御ユニット５０に通知する。その後、ステップＣ７では信号処理基板４０ｅから制御ユニット５０へ信号処理後の有意映像情報ブロックのデータＤ２４’が送信される。これにより、信号処理基板４０ｅで自他判別処理に基づいて有意映像情報Ｄ２２を処理することができる。
【０３４２】
なお、有意映像情報ブロックのデータＤ２４が送信された先の信号処理基板４０ａ〜４０ｄでは、図３３Ｂに示したフローチャートにおける処理手順と同様の処理がなされる。信号処理基板４０ａ〜４０ｄでは、狭帯域情報とＩＤ情報Ｄ２３により、各々異った信号処理がなされる。また、複数の信号処理基板４０ｅのそれぞれが判別機能を有する場合は、狭帯域情報とＩＤ情報Ｄ２３をキー情報（鍵）として、有意映像情報ブロックのデータＤ２４が自身の信号処理に必要かどうかを判断し、自他判別処理に基づいて有意映像情報Ｄ２２を処理するようになされる。
【０３４３】
図３５は、制御機能付きの信号処理基板４０ｅ’における無線通信例を示すフローチャートである。この実施例では、図２８Ｂに示した信号処理基板４０ｅに、有意映像情報ブロックの生成機能及び映像情報の生成出力機能をそれぞれ内部に備え、信号処理基板４０ｅ’で有意映像情報ブロックの生成処理及び映像情報の生成出力処理をするようになされる。この例では、映像情報Ｄ２１’の信号処理の終了と同時に映像情報Ｄ２４’を送信し、その後、信号処理の終了判定処理をし、更に、映像情報Ｄ２１’を作成するようになされる。
【０３４４】
これらを信号処理条件として、信号処理基板４０ｅ’では、図３５に示すフローチャートのステップＥ１で情報配信先から配信された狭帯域情報を受信する。狭帯域情報の内容は、例えば、映像情報Ｄ２１が送信される旨の事前通知である。情報配信先は、制御ユニット５０や他の信号処理基板等である。その後、信号処理基板４０ｅ’は、映像情報Ｄ２１の送信通知を認識してステップＥ２に移行する。
【０３４５】
ステップＥ２で、信号処理基板４０ｅ’は、映像情報Ｄ２１を受信して、その映像情報Ｄ２１をメモリ４０６に記憶する。次に、ステップＥ３でＩＤ情報Ｄ２３及び狭帯域情報に基づいて当該信号処理基板４０ｅ’では、メモリ４０６から映像情報Ｄ２１を読み出して有意映像情報Ｄ２２が生成される。このとき、ＣＰＵ４０５は映像情報Ｄ２１をフィールド単位に分割し、図３２Ｂに示したフィールド単位に分割された有意映像情報Ｄ２２の先頭に、図３２Ｃに示したＩＤ情報Ｄ２３を付加するようになされる。
【０３４６】
ＩＤ情報Ｄ２３は、有意映像情報Ｄ２２を例えばフィルタ処理させる信号処理基板４０ａ〜４０ｂ等を指定する制御情報である。制御情報には、信号処理基板４０ａ〜４０ｂ等で信号処理要否を判別するためのフラグ情報が含められる。例えば、フラグ情報＝１で信号処理「要」を示し、フラグ情報＝０で信号処理「否」を示している。このように、有意映像情報Ｄ２２にＩＤ情報Ｄ２３を合成することで、図３２Ｄに示した有意映像情報ブロックのデータＤ２４を形成するようになされる。なお、ＩＤ情報は、通常の映像情報に含まれるブランキング期間に付加するようにしてもよい。
【０３４７】
その後、ステップＥ４に移行して、信号処理基板４０ｅ’は、目的の信号処理、例えば、フィルタ処理等がなされる。ＩＤ情報Ｄ２３は、信号処理中、フィールド単位の有意映像情報Ｄ２２の先頭に合成されて管理される。映像情報Ｄ２１の信号処理を終了した後、ステップＥ５に移行して信号処理基板４０ｅ’は「信号処理終了通知」を通信相手先へ通知する。このとき、信号処理基板４０ｅ’は「信号処理終了通知」を狭帯域情報にして、本発明の非対処平面アンテナ１０の狭帯域性を利用し、例えば、制御ユニット５０等に通知する。狭帯域情報には、制御ユニット５０や信号処理基板４０ｅ’等において信号処理された結果生じた情報も含まれる。
【０３４８】
そして、ステップＥ６で信号処理基板４０ｅ’は映像情報Ｄ２１を出力するようになされる。このとき、本発明の非対処平面アンテナ４１ａ，４１ｂを使用して、制御ユニット５０又は他の信号処理基板４０ａ〜４０ｄへ映像情報Ｄ２４’を出力する。これにより、信号処理基板４０ｅ’から他の信号処理基板４０ａ〜４０ｄへ映像情報Ｄ２４’を送信することができる。
【０３４９】
そして、ステップＥ７で信号処理基板４０ｅ’は、目的の信号処理を終了したか否かを検出する。目的の信号処理の終了したか否かは、エンドオブフラグ等を検出することで判別される。信号処理が終了していない場合は、ステップＥ４に戻って目的の信号処理を継続する。信号処理を終了した場合は、ステップＥ８に移行して信号処理基板４０ｅ’は、信号処理後の有意映像情報ブロックのデータＤ２４’から映像情報Ｄ２１’を作成する。
【０３５０】
例えば、信号処理終了後の有意映像情報ブロックのデータＤ２４’から図３２Ｆに示したＩＤ情報Ｄ２３’を分離するようになされる。ＩＤ情報Ｄ２３’は、ＣＰＵ４０５が信号処理部４０４を制御することで、データＤ２４’から分離される。このデータＤ２４’からＩＤ情報Ｄ２３’を分離すると図３２Ｇに示した有意映像情報Ｄ２２’が得られる。
【０３５１】
ＣＰＵ４０５は、有意映像情報Ｄ２２’（処理結果）をリアルタイム性を保証した情報に変換して映像情報Ｄ２１’を出力する。例えば、ＩＤ情報を分離した後の有意映像情報Ｄ２２’が、ＣＰＵ４０５の制御を受けた情報変換部により、図３２Ｈに示したリアルタイム性を保証した情報に変換するようになされる。情報変換部では、有意映像情報Ｄ２２’を映像情報Ｄ２１’に変換するようになされる。これにより、信号処理基板４０ｅ’で映像情報Ｄ２１を処理した映像情報Ｄ２１’を作成することができる。
【０３５２】
その後、ステップＥ９でＣＰＵ４０５は終了判断をする。例えば、電源オフ情報を検出した場合は、信号処理を終了する。電源オフ情報が検出されない場合は、ステップＥ１に戻って上述した信号処理を継続するようになされる。これにより、信号処理基板４０ｅ’で有意映像情報ブロックの生成処理及び映像情報の生成出力処理を実行できるようになり、本発明の非対処平面アンテナ４１ａ，４１ｂを使用して映像情報Ｄ２１’を転送できるようになる。
【０３５３】
図３６は、制御判別機能付きの信号処理基板４０ｅ”における無線通信例を示すフローチャートである。
【０３５４】
この実施例では、図２８Ｂに示した信号処理基板４０ｅに、有意映像情報ブロックの生成機能、自他判別機能及び映像情報の生成出力機能のそれぞれを内部に備え、信号処理基板４０ｅ”で有意映像情報ブロックの生成処理、自他判別処理及び、映像情報の生成出力処理をするようになされる。
【０３５５】
これらを信号処理条件として、信号処理基板４０ｅ”では、図３６に示すフローチャートのステップＦ１で情報配信先から配信された狭帯域情報を受信する。狭帯域情報の内容は、例えば、映像情報Ｄ２１が送信される旨の事前通知である。情報配信先は、制御ユニット５０や他の信号処理基板等である。その後、信号処理基板４０ｅ”は、映像情報Ｄ２１の送信通知を認識してステップＦ２に移行する。
【０３５６】
ステップＦ２で、信号処理基板４０ｅ”は、映像情報Ｄ２１を受信して、その映像情報Ｄ２１をメモリ４０６に記憶する。次に、ステップＦ３でＩＤ情報Ｄ２３及び狭帯域情報に基づいて当該信号処理基板４０ｅ”では、メモリ４０６から映像情報Ｄ２１を読み出して有意映像情報Ｄ２２が生成される。このとき、ＣＰＵ４０５は映像情報Ｄ２１をフィールド単位に分割し、図３２Ｂに示したフィールド単位に分割された有意映像情報Ｄ２２の先頭に、図３２Ｃに示したＩＤ情報Ｄ２３を付加するようになされる。
【０３５７】
ＩＤ情報Ｄ２３は、有意映像情報Ｄ２２を例えばフィルタ処理させる信号処理基板４０ａ〜４０ｄ等を指定する制御情報である。制御情報には、信号処理基板４０ａ〜４０ｄ等で信号処理要否を判別するためのフラグ情報が含められる。例えば、フラグ情報＝１で信号処理「要」を示し、フラグ情報＝０で信号処理「否」を示している。このように、有意映像情報Ｄ２２にＩＤ情報Ｄ２３を合成することで、図３２Ｄに示した有意映像情報ブロックのデータＤ２４を形成するようになされる。なお、ＩＤ情報は、通常の映像情報に含まれるブランキング期間に付加するようにしてもよい。
【０３５８】
ステップＦ４で信号処理基板４０ｅ”は、狭帯域情報に基づいて有意映像情報ブロックのデータＤ２４が当該信号処理基板４０ｅ”宛（自宛）か、又は、他の信号処理基板４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ宛（他宛）かを判別する。この際の判別基準としては、狭帯域情報に含まれる、例えば、「信号処理基板４０ｅ”を指定する」等の情報に基づいて判別を行う。
【０３５９】
この判別の結果、当該信号処理基板４０ｅ”が指定されていないことが判別された場合は、当該有意映像情報ブロックのデータＤ２４の信号処理を実行することなく、ステップＦ１１に移行して信号処理基板４０ｅ”は、制御ユニット５０に狭帯域情報を通知する。この際の狭帯域情報の内容は、「有意映像情報ブロックのデータＤ２４は、当該信号処理基板４０ｅ”宛ではなく、他の信号処理基板４０ｅａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ宛である」等である（自他判別機能）。そして、ステップＦ１２に移行して信号処理基板４０ｅ”は、非対称平面アンテナ１０を使用して有意映像情報ブロックのデータＤ２４を他の信号処理基板４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄへ転送するようになされる。その後、ステップＦ１３に移行する。
【０３６０】
なお、ステップＦ４でデータＤ２４が「当該信号処理基板４０ｅ”宛である」旨が判別された場合は、ステップＦ５に移行して、メモリ４０６からデータＤ２４を読み出す。そして、ステップＦ６に移行して、信号処理基板４０ｅ”は、目的の信号処理、例えば、フィルタ処理等がなされる。ＩＤ情報Ｄ２３は、信号処理中、フィールド単位の有意映像情報Ｄ２２の先頭に合成されて管理される。
【０３６１】
上述の映像情報Ｄ２１のフィルタ処理等の信号処理を終了した後、ステップＦ７に移行して信号処理基板４０ｅ”は「信号処理終了通知」を通信相手先へ通知する。このとき、信号処理基板４０ｅ”は「信号処理終了通知」を狭帯域情報にして、本発明の非対処平面アンテナ１０の狭帯域性またはモノポールアンテナ等を利用し、例えば、制御ユニット５０に通知する。狭帯域情報には、制御ユニット５０や信号処理基板４０ｅ”等において信号処理された結果生じた情報も含まれる。そして、ステップＦ８で信号処理基板４０ｅ”は映像情報Ｄ２４’を出力（転送）するようになされる。このとき、本発明の非対処平面アンテナ４１ａ，４１ｂを使用して、制御ユニット５０又は他の信号処理基板４０ａ〜４０ｄへ映像情報Ｄ２４’を転送する。
【０３６２】
その後、ステップＦ９で信号処理基板４０ｅ”は、目的の信号処理を終了したか否かを検出する。目的の信号処理の終了したか否かは、エンドオブフラグ等を検出することで判別される。信号処理が終了していない場合は、ステップＦ６に戻って目的の信号処理を継続する。信号処理を終了した場合は、ステップＦ１０に移行して信号処理基板４０ｅ”は信号処理後の有意映像情報ブロックのデータＤ２４’から映像情報Ｄ２１’を作成する。
【０３６３】
例えば、信号処理終了後の有意映像情報ブロックのデータＤ２４’から図３２Ｆに示したＩＤ情報Ｄ２３’を分離するようになされる。ＩＤ情報Ｄ２３’は、ＣＰＵ４０５が信号処理部４０４を制御することで、データＤ２４’から分離される。このデータＤ２４’からＩＤ情報Ｄ２３’を分離すると図３２Ｇに示した有意映像情報Ｄ２２’が得られる。
【０３６４】
ＣＰＵ４０５は、有意映像情報Ｄ２２’（処理結果）をリアルタイム性を保証した情報に変換して映像情報Ｄ２１’を出力する。例えば、ＩＤ情報を分離した後の有意映像情報Ｄ２２’が、ＣＰＵ４０５の制御を受けた情報変換部により、図３２Ｈに示したリアルタイム性を保証した情報に変換するようになされる。情報変換部では、有意映像情報Ｄ２２’を映像情報Ｄ２１’に変換するようになされる。これにより、信号処理基板４０ｅ”で映像情報Ｄ２１を処理した映像情報Ｄ２１’を作成することができる。
【０３６５】
その後、ステップＦ１３でＣＰＵ４０５は終了判断をする。例えば、電源オフ情報を検出した場合は、信号処理を終了する。電源オフ情報が検出されない場合は、ステップＦ１に戻って上述した信号処理を継続するようになされる。これにより、信号処理基板４０ｅ”で有意映像情報ブロックの生成処理、自他判別処理及び映像情報の生成出力処理を実行できるようになり、本発明の非対処平面アンテナ４１ａ，４１ｂを使用して映像情報Ｄ２１’を転送できるようになる。
【０３６６】
このように、第９〜第１３の実施例としての電子機器の通信方法によれば、ＬＳＩ装置との接続容易性を保ちつつ、１１％以上の比帯域幅を有し、かつ、広帯域特性を有したアンテナ４１ａ，４１ｂが信号処理基板４０ａ〜４０ｄに設けられる。これを前提にして、本発明に係るアンテナ４１ａ，４１ｂを近接対向させて信号処理基板４０ａ〜４０ｄ間で無線通信処理をするようになされる。アンテナ４１ａ，４１ｂは遠方において、通常の狭帯域アンテナとして動作させることができ、整合回路をアンテナパターン３内に有するというアンテナ特性を利用した電子機器の筐体３０内における無線通信を行なうことができる。
【０３６７】
上述した例では、アンテナ４１ａ，４１ｂを近接対向させて配置すると、筐体３０内で近接した信号処理基板４０ａ〜４０ｄ間に通信路を確立（接続）することができ、信号処理基板４０ａから信号処理基板４０ｂへ映像情報Ｄ２１を広帯域無線通信処理すること、また、信号処理基板４０ｂから信号処理基板４０ｃへ映像情報Ｄ２１を広帯域無線通信処理することができる。従って、信号処理基板４０ｃから信号処理基板４０ｄへ映像情報Ｄ２１を広帯域無線通信処理すること、また、信号処理基板４０ａ〜４０ｄ間でリアルタイムに多量の情報を伝送することができる。
【０３６８】
しかも、筐体３０内に信号配線を引き回すことなく、高密度に信号処理基板４０ａ〜４０ｄを実装できるようになる。ユーザは複数の配線の煩わしさから開放され、かつ、新しい情報の信号処理システムを容易に導入及び構築できるようになる。また、マルチパスに伴う送受信信号の品質劣化を抑圧できるようになり、筐体３０内において情報を高速に送受できるようになる。更に、電子機器内部において信号処理基板４０ａ〜４０ｄ間での近傍・近接した状態において、遠方の制御ユニット５０との間において、狭帯域無線通信処理を行なうことができる。
【０３６９】
なお、第９〜第１３の実施例では、制御ユニット５０や５０’が信号処理基板４００等と分離されたマザーボード６０上に実装される場合について説明したが、これに限られることはなく、それぞれの信号処理基板４００等に制御ユニット５０や５０’の制御機能を付加した、小さな制御ユニットを構成する図２８に示したような制御機能付きの信号処理基板４０ｅを実装し、それらが互いに協調制御を行ない信号基板間で互いに協調して動作させるようにしてもよい。このように構成することで、マザーボード６０上の制御ユニット５０，５０’が無くても信号処理基板間で動作するようになる。この場合でも、マザーボード６０上に制御ユニット５０，５０’を実装する構成を採ってもよい。
【０３７０】
さらに、図２９に示すように広帯域情報を有意広帯域情報に分割してID情報を付加したデータＤ１４のような有意広帯域情報ブロックが形成されているので信号処理に必要な命令情報（ジョブまたはタスクまたはオペランド等）をＩＤ情報に埋め込むことで有意広帯域情報の信号処理を行なわせることもできる。この場合には有意広帯域情報ブロックのデータＤ１４が信号処理部４０４、５０４に到達すれば信号処理基板４００等の機能が変化する。そして制御ユニット５０，５０’を必要としない構成が取れる。
【産業上の利用可能性】
【０３７１】
この発明は、近距離にて単一指向性かつ広帯域性を有し、遠距離にて狭帯域性を有する２周波の共振型アンテナ動作をする筐体３０内通信向けのアンテナを用いた映像処理装置や情報処理装置等に適用して極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【０３７２】
【図１】本発明に係る実施形態としての非対称平面アンテナ１０の構造例を示す上面図である。
【図２】非対称平面アンテナ１０に係るアンテナパターン３の積層例を示す断面図である。
【図３】他の非対称平面アンテナ１０ｃに係るアンテナパターン３の積層例を示す断面図である。
【図４】本発明の非対称平面アンテナ１０や１０ｃ等に対する比較例としての非対称平面アンテナ１０’の構成例を示す上面図である。
【図５】長方形パッチアンテナ１０”及び非対称平面アンテナ１０’に係る反射特性の比較例を示す図である。
【図６】長方形パッチアンテナ１０”及び非対称平面アンテナ１０に係る反射特性の比較例を示す図である。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は、非対称平面アンテナ１０における非対称なアンテナパターン３の形成例（その１）を示す工程図である。
【図８】（Ａ）及び（Ｂ）は、非対称平面アンテナ１０における非対称なアンテナパターン３の形成例（その２）を示す工程図である。
【図９】（Ａ）及び（Ｂ）は、非対称平面アンテナ１０における非対称なアンテナパターン３の形成例（その３）を示す工程図である。
【図１０】非対称平面アンテナ１０ｂの透過特性の測定例を示す斜視図である。
【図１１】非対称平面アンテナ１０ｂの透過特性例を示す図である。
【図１２】非対称平面アンテナ１０ａ，１０ｂの対向回転時の透過特性の測定例を示す図である。
【図１３】非対称平面アンテナ１０の回転時の透過特性例を示す図である。
【図１４】非対称平面アンテナ１０を応用した第１の実施例として信号処理ユニット１００の構造例を斜視図である。
【図１５】非対称平面アンテナ１０を応用した第２の実施例として信号処理ユニット２００の構造例を示す斜視図である。
【図１６】非対称平面アンテナ１０を応用した第３の実施例として信号処理ユニット３００の構造例を示す斜視図である。
【図１７】１組の非対称平面アンテナ１０を応用した第４の実施例として信号処理ユニット４００の構造例を示す斜視図である。
【図１８】複数の非対称平面アンテナ１０を応用した第５の実施例として信号処理ユニット５００の構造例を示す斜視図である。
【図１９】非対称平面アンテナ１０を応用した第６の実施例として信号処理ユニット６００の構造例を示す斜視図である。
【図２０】非対称平面アンテナ１０を応用した第７の実施例として信号処理ユニット７００の構造例を示す斜視図である。
【図２１】非対称平面アンテナ１０を応用した第８の実施例として信号処理ユニット８００の構造例を斜視図である。
【図２２】非対称平面アンテナ１０を応用した第９の実施例としての電子機器９０１の構成例を示す斜視図である。
【図２３】非対称平面アンテナ１０を応用した第１０の実施例としての電子機器９０２の構成例を示す斜視図である。
【図２４】非対称平面アンテナ１０を応用した第１１の実施例としての電子機器９０３の構成例を示す斜視図である。
【図２５】非対称平面アンテナ１０を応用した第１２の実施例としての電子機器９０４の構成例を示す斜視図である。
【図２６】非対称平面アンテナ１０を応用した第１３の実施例としての電子機器９０５の構成例を示す斜視図である。
【図２７】（Ａ）及び（Ｂ）は、信号処理基板４０ａ等の内部構成例を示すブロック図である。
【図２８】（Ａ）及び（Ｂ）は、制御ユニット５０及び制御機能付きの信号処理基板４０ｅの内部構成例を示すブロック図である。
【図２９】（Ａ）〜（Ｈ）は、広帯域情報Ｄ１１の処理例を示す遷移図である。
【図３０】広帯域情報Ｄ１１の縦続（シリアル）処理例を示したフローチャートである。
【図３１】広帯域情報Ｄ１１の並列（パラレル）処理例を示したフローチャートである。
【図３２】（Ａ）〜（Ｈ）は、映像情報Ｄ２１の処理例を示す遷移図である。
【図３３】（Ａ）及び（Ｂ）は、制御ユニット５０と、信号処理基板４０ａ，４０ｄとの間の無線通信例を示すフローチャートである。
【図３４】判別機能付きの信号処理基板４０ｅにおける無線通信例を示すフローチャートである。
【図３５】制御機能付きの信号処理基板４０ｅ’における無線通信例を示すフローチャートである。
【図３６】制御判別機能付きの信号処理基板４０ｅ”における無線通信例を示すフローチャートである。
【図３７】従来例に係る長方形パッチアンテナ１０”の構成例を示す上面図である。
【符号の説明】
【０３７３】
１・・・給電パターン、２・・・アンテナ整合パターン、３・・・アンテナパターン、４・・・多層基板（基板）、１０，１０’・・・広帯域アンテナ（非対称平面アンテナ）、１１、２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１・・・アンテナ、１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２，８２・・・ＬＳＩ装置（半導体集積回路装置）、１３、２３，３３，４３，５３，６３，７３，８３・・・ＧＮＤ層（接地パターン）、１４，２４，３４，４４，５４，６４，７４，８４・・・多層基板、１５，２５、３５，４５，５５，６５，７５，８５・・・伝送線路、３０・・・筐体、３６，４６，５６・・・コンタクトホール、４０ａ〜４０ｅ・・・信号処理基板、５０・・・制御ユニット、６０・・・マザーボード、６７・・・分波回路、６８・・・合波回路、７０・・・電波吸収体、８７・・・樹脂ケース、１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００・・・第１〜第８の信号処理システム、１０１〜１０３・・・狭帯域アンテナ、２０１，２０２，２０４，２０６・・・絶縁層、２０３・・・ＧＮＤ層、２０５・・・配線層、１０”・・・長方形パッチアンテナ、４０１，５０１・・・共用器、４０２，５０２・・・送信部、４０３，５０３・・・受信部、４０４・・・信号処理部、５０４・・・情報処理部、４０５，５０５・・・ＣＰＵ、４０６，５０６・・・メモリ（記憶装置）、５１１・・・広帯域情報入力部、５１２・・・広帯域情報ブロック生成部、５１３・・・広帯域情報生成部、５１４・・・広帯域情報出力部、９０１〜９０５・・・第１〜第５の電子機器、
【図１】
0004811055.tif 000002
【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】
0004811055.tif 000011
【図１１】
0004811055.tif 000012
【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】
0004811055.tif 000017
【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】
0004811055.tif 000023
【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】
0004811055.tif 000028
【図２８】
0004811055.tif 000029
【図２９】
0004811055.tif 000030
【図３０】
0004811055.tif 000031
【図３１】
0004811055.tif 000032
【図３２】
0004811055.tif 000033
【図３３】
0004811055.tif 000034
【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
0004811055.tif 000038