(57)【要約】  二重アンテナシステムは、ギャップによって少なくとも部分的に分離された第１および第２アンテナ部と、前記第１アンテナ部に結合された第１供給線と、を備え、前記第１供給線は前記ギャップおよび前記第２アンテナ部が重ねられ、前記第２アンテナ部に結合された第２供給線をさらに備え、前記第２供給線は前記ギャップおよび前記第１アンテナ部が重ねられる。
2010538550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギャップによって少なくとも部分的に分離された第１および第２アンテナ部と、
前記第１アンテナ部に結合された第１供給線と、を備え、前記第１供給線は前記ギャップおよび前記第２アンテナ部が重ねられ、
前記第２アンテナ部に結合された第２供給線をさらに備え、前記第２供給線は前記ギャップおよび前記第１アンテナ部が重ねられた二重アンテナシステム。
【請求項２】
前記第１および第２供給線は、それぞれ、短絡結合によって前記第１および第２アンテナ部に結合された請求項１に記載のアンテナシステム。
【請求項３】
前記第１および第２供給線は、それぞれ、開放結合によって前記第１および第２アンテナ部に結合された請求項１に記載のアンテナシステム。
【請求項４】
前記第１および第２供給線は一緒に結合された請求項３に記載のアンテナシステム。
【請求項５】
前記第１または第２供給線のうち少なくとも１つに結合された並列または直列の整合素子のうち少なくとも１つをさらに備える請求項１に記載のアンテナシステム。
【請求項６】
前記整合素子のうち少なくとも１つは並列接続された容量素子および誘導素子を備える請求項５に記載のアンテナシステム。
【請求項７】
前記並列および直列の整合素子は、結合点からアンテナが同調される波長の半波長の距離の整数倍以内に配置された請求項５に記載のアンテナシステム。
【請求項８】
第１部分が高帯域信号と結合され、第２部分が低帯域信号と結合されたバラン供給をさらに備える請求項１に記載のアンテナシステム。
【請求項９】
ホスト機器と組み合わされる位置に配置されるとき前記ホスト機器に無線通信を提供するように構成された無線通信機器であって、
トランシーバと、
前記トランシーバと通信するコントローラと、
前記コントローラと通信するモデムと、
前記無線通信システムにデュアルバンド動作を提供する二重アンテナシステムと、
を備え、
前記二重アンテナシステムは、
ギャップによって少なくとも部分的に分離された第１および第２アンテナ部と、
前記第１アンテナ部に結合された第１供給線と、を備え、前記第１供給線は前記ギャップおよび前記第２アンテナ部が重ねられ、
前記第２アンテナ部に結合された第２供給線をさらに備え、前記第２供給線は前記ギャップおよび前記第１アンテナ部が重ねられた無線通信機器。
【請求項１０】
前記第１および第２供給線は、それぞれ、短絡結合によって前記第１および第２アンテナ部に結合された請求項９に記載のアンテナシステム。
【請求項１１】
前記第１および第２供給線は、それぞれ、開放結合によって前記第１および第２アンテナ部に結合された請求項９に記載のアンテナシステム。
【請求項１２】
前記第１および第２供給線は一緒に結合された請求項１１に記載のアンテナシステム。
【請求項１３】
前記第１または第２供給線のうち少なくとも１つに結合された並列または直列の整合素子のうち少なくとも１つをさらに備える請求項９に記載のアンテナシステム。
【請求項１４】
前記整合素子のうち少なくとも１つは並列接続された容量素子および誘導素子を備える請求項１３に記載のアンテナシステム。
【請求項１５】
前記並列および直列の整合素子は、結合点からアンテナが同調される波長の半波長の距離の整数倍以内に配置された請求項１３に記載のアンテナシステム。
【請求項１６】
第１部分が高帯域信号と結合され、第２部分が低帯域信号と結合されたバラン供給をさらに備える請求項９に記載のアンテナシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラップトップコンピュータのような携帯型および他のコンピュータ機器とともに使用するためのアンテナに関する。特に、コンピュータ機器に無線通信を提供するＰＣＭＣＩＡ（personal computer memory card international association）カード等のような取り外し可能な部品の一部となりうるアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
ラップトップコンピュータのようないくつかのコンピュータ機器は、無線通信機能とともに製造されないことがありうる。むしろ、これらの機器のいくつかは、ホストコンピュータ機器に無線機能を提供するために無線通信機器が組み合わされることが可能であるスロットまたは類似の結合位置を有しうる。これらの無線通信機器は、例えばＰＣＭＣＩＡ（personal computer memory card international association）カードでありうる。これは、アンテナに結合され、無線通信機能を提供するためにホスト機器と組み合わせることが可能であるトランシーバおよび他の回路を含みうる。ここではホスト機器としてのラップトップコンピュータおよび無線通信機器としてのＰＣＭＣＩＡカードに関して説明するが、本発明はそのように限定されず、ＰＤＡおよびデスクトップコンピュータのような他のホスト機器、および、携帯電話網を通して、または、ブルートゥース（登録商標）、ＷｉＦｉおよび他の種類の無線リンクおよびチャネルを通して無線通信を確立する他の無線通信機器も意図されることが理解される。
【０００３】
無線通信機器、特に携帯可能な移動機器とともに使用されるダイバーシティアンテナは、無線通信受信器において受信される信号の品質の向上にたいへん有益である。典型的なダイバーシティアンテナシステムは、１つのメインアンテナと１つのダイバーシティアンテナからなるが、１つより多くのダイバーシティアンテナが存在しうる。ダイバーシティの最初の利点は、２つの別個のアンテナシステムの間のフェージングの非相関性に由来する。アンテナは、空間的に分離することができ、かつ／または、直交偏波（すなわち、垂直および水平の偏波、右および左の円形偏波、等）を使用することができる。フェージングの間、受信信号において長い誤りバーストが発生するところまで信号強度が劣化し、他の劣化の間で、全体の受信無線スループットを激しく劣化させる。ダイバーシティは、空間および／または偏波において分離された２つのアンテナを有することによってこの課題の軽減に役立ち、同じようにフェージングに遭遇しない２つのほぼ無関係な受信信号チャネルまたは経路を提供する（すなわち、それらは非相関である）。従って、１つのアンテナは深いフェージングに遭遇するが、他のアンテナはその公称信号レベルの３ｄＢ内でありうる。この結果は、１つの信号チャネルシステム（非ダイバーシティ）におけるフェージングの平均信号強度の下に−１５ｄＢまたはより下になりうる急速なフェージングと関連するが、統計ではダイバーシティを用いて平均信号強度の下に−４ｄＢまたは−５ｄＢだけ減少しうる。この例において、ダイバーシティは１１ｄＢから１０ｄＢの実効利得を与える。従って、減少される信号損失は、チャネルがずっと少ない頻度で１つの深いフェーディングチャネルを用いるより落ちることを防止する。典型的に、ダイバーシティアンテナは１／８波長の小ささで分離され、単一のチャネルの非ダイバーシティアンテナに対して著しい利得を経験する。
【０００４】
図１ａは、ラップトップコンピュータ１２においてＰＣＭＣＩＡ（personal computer memory card international association）カード１０上で使用される簡単な２つのアンテナダイバーシティシステムを表わし、２つの垂直ダイポールまたはモノポール（１１および１３）が利用される。図１ｂにおいて、ラップトップのケースの側面に垂直に配置された水平モノポール１５とともに垂直モノポール／ダイポール１４を使用する、直交ダイポール／モノポール構造が表わされている。図１ｃにおいて、水平モノポールがＰＩＦＡ（Planar Inverted-F Antenna（平面逆Ｆ型アンテナ））型アンテナ１７および垂直アンテナ１６で置き換えられている。ＰＩＦＡおよび水平モノポールの両方は、結合されたアンテナシステムのための“カウンターポイズ”としてランプトップのケースを使用する。“アンテナカウンターポイズ”は、アクティブアンテナ素子に供給（feed）するためのゼロ基準電位を確定することによってアンテナにおける電流を平衡させるための実際の接地である。それは、信号受信器の端子またはアクティブアンテナ端子に対向するソースに接続される接地と密接に結合された（または接地として作用する）任意の構造体とすることができる（すなわち、信号受信器またはソースは、アクティブアンテナとこの構造体の間に置かれる）。“アンテナカウンターポイズ”は、それが存在するならば、取り囲む接地面に直接に、容量的に、または、誘導的に結合することが可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これらの簡単なダイバーシティシステムの主な欠点の１つは、時々、数ｄＢの低さであるが、典型的に、ほんの６ｄＢのアンテナ間の一般に乏しい分離である。１０ｄＢより大きいダイバーシティ分離が好ましく、ダイバーシティ分離を増加させるために、これらのアンテナ間の向上した直交性が考慮されうる。より高いダイバーシティ分離は、本質的に、別個のアンテナ間のより少ない相関性、従って、有害な干渉またはフェージングの減少される蓋然性を意味する。
【０００６】
もう１つの考慮すべき事項は、ダイポール類似のアンテナと、メインダイポールの長さのベクトルに垂直なほぼ対称な配置を有する直交ダイポール／モノポールとの間の相互作用である。ＰＣＭＣＩＡカードのような小さなフォームファクタの無線通信機器は、高い効率性、広い帯域幅、複数の帯域、および、ダイバーシティの全てを同時に有するアンテナを含むために、たいへん限られた外部空間を提供する。この厳しい空間の制約は、選択された経路または“ポート”の間の良好な分離をアンテナが有していても、結果として、各種のアンテナ素子の間の相互作用となる。これは、さらに、各種のアンテナシステムと、カードが組み合わされるコンピュータまたはプラットフォームとの間の相互作用によって複雑にされる。
【０００７】
従って、１つの考慮すべき事項は、メインアンテナとダイバーシティアンテナの間の高い分離、および、メインアンテナとホスト機器（例えば、ラップトップコンピュータ）から放射される自己ノイズの間の高い分離を有する良好なアンテナ効率を達成し、一方、許容しうる工業デザイン（ＩＤ）の概観を維持する目標を有する、ＰＣＭＣＩＡカードにおいて使用するための高性能のメインおよびダイバーシティアンテナシステムの組立てである。これらの結果は、結局、アンテナの全等方感度（ＴＩＳ）および全放射電力（ＴＲＰ）の性能に反映される。
【０００８】
最小のラップトップの自己ノイズのための最適なダイポール位置は、もう１つの考慮すべき事項である。ランプトップコンピュータは、従来、主に、ユーザコンピュータの機能およびＦＣＣ（連邦通信委員会）第１５部規制との適合のために設計されてきた。近頃は、携帯電話通信およびＷｉＦｉのような無線網接続を含むように機能が拡張された。ＦＣＣ第１５部は放射ノイズ制限のみ要求するので、追加され、または、組み込まれた無線網ソリューションのための自己ノイズの放出は考慮されなかった。従って、ＦＣＣ第１５部との適合が達成されたが、ラップトップコンピュータの至る所に高レベルのＲＦ表面電流およびＲＦ電圧の腹（antinode）が存在する。さらに、ラップトップコンピュータは、現在、購入後にＰＣＭＣＩＡカードおよび類似の機器を追加することができる定められた位置を有し、これらの位置は、無線ソリューションを収容するための位置になりうる。懸念は、これらの位置において生成され、または、到達する自己ＲＦノイズがトランシーバの受信部を鈍感にすることである。ＰＣＭＣＩＡスロット領域における放射は、ほぼ垂直に偏波し、ラップトップのシャーシからの伝導電流は、アンテナのための実際のカウンターポイズとしてシャーシを使用する従来のモノポールのようなアンテナ構造体に伝導ノイズを生じる。この後者の場合は、ＰＣＭＣＩＡを基にした無線モデムの自己ノイズの主な態様でありうる。最小のノイズは、ラップトップにおいて開いているスロットの長い端に平行な電場方向においてＰＣＭＣＩＡスロットの領域内で生成される。
【０００９】
図１２ａ〜１２ｃは、ラップトップ１２００の側壁にＰＣＭＣＩＡまたは他のＰＣカードスロット１２０１を有する典型的なラップトップコンピュータを表わす。電場Ｅｘ、Ｅｙ、および、Ｅｚが表わされている。図１２ｂおよび１２ｃは、現在利用されている従来のアンテナ構造を表わす。スロットの外側にＰＣＭＣＩＡカード１２０６、１２０６’の拡張部が表わされている。図１２ｂにおいて、アンテナ１２０７は、ラップトップのシャーシをそのカウンターポイズとして使用する典型的なモノポールアンテナの形態であり、アンテナ１２０８は、シャーシをそのカウンターポイズとして使用するモノポールでありうる垂直アンテナの形態であり、または、アンテナは、より長く作られ、シャーシに単に弱く結合されたエンドフィードダイポールとして構成されうる。アンテナ１２０９は、ＰＩＦＡ（Planar Inverted-F Antenna）の形態である。この型のアンテナは結合された接地面において電流および電圧の腹（antinode）を励起（excite）し、ＰＩＦＡへのカウンターポイズとして作用する。簡単に言うと、ＰＩＦＡは接地面を励起する広いモノポールである。
【００１０】
エンドフィードダイポールアンテナを除いて、図１２ａ〜１２ｃの全てのアンテナはコンピュータのシャーシまたは接地面から伝導されるＲＦノイズを欠点として持つ。エンドフィードダイポールは、接地面またはシャーシ上の低インピーダンス点において励起されるとき最も良く動作する。このダイポールアンテナはエンドフィードであるので、接地面へのたいへん高いインピーダンスを表わし、従って、ダイポールに伝導されるノイズを減少させる。
【００１１】
少ない容積での最大の帯域幅のための最適なダイポール位置および形状は、もう１つの考慮すべき事項である。今日、ほとんど全てのランプトップコンピュータは、ラップトップコンピュータにＰＣＭＣＩＡカードまたは類似の機器を組み合わせるために利用可能な少なくとも１つのスロットを有する。ラップトップの側面におけるスロットの外側のＰＣＭＣＩＡカードの突出の大きさは、ＲＦアンテナ機能の必要性に関心が小さい、精力的な小さな工業デザイン（ＩＤ）の制約によって主に制限される。物理的な筐体、および、境界壁の厚さおよびスタッド等を統一するその要求条件によってさらなる制約が課される。
【００１２】
アンテナ筐体のサイズは、最小の要求される動作周波数でアンテナ性能に最大の影響を有する。理想的なファットダイポール（fat dipole）のために、最適な長さは０．４５λであり、λは関心のある波長である。しかし、携帯電話の適用のために、０．３０λの短さを有する頂部装荷ダイポールまたはファットダイポールを用いて適切な性能を達成することができる。０．１２５λの短さのアンテナは、かなりの頂部装荷を必要とし、多くの場合、必要な帯域幅を達成するために洗練された整合回路を必要とする。
【００１３】
さらに、かなりの接地面の近くのダイポールアンテナの位置は、ダイポールアンテナの帯域幅および性能に影響する。例として、八木アンテナは、駆動素子（典型的にダイポール）からの反射器の０．０４λの最小の分離を要求する。最適な分離は０．１５λから０．２５λであり、０．０９λの近さに適切な性能を有する。分離が０．２５λより下に減少するに連れて、前方対後方比は１まで減少し、帯域幅も減少する。
【００１４】
例として、Novatel（登録商標）は、携帯電話の適用において１．９０ＧＨｚより上で動作するために、C110 Type II PCMCIAカードにおいて、反射器としてのＰＣＭＣＩＡカードの接地面、バラン供給ダイポール、および、導波器（director）を有する八木型アンテナを使用している。素子の間の間隔は、全長２２ｍｍ以内に適合させる必要性の結果として名目上は０．０４λの最小値である。このアンテナはメインＰＣＢ（プリント回路基板）に統合され、外部のアンテナ部品を必要としない。アンテナ素子の折り返される特質は、０．８２４ＧＨｚにおけるソリューションの試みは言うまでもなく、この高い周波数においてさえ整合を達成する苦闘を反映している。この３素子の八木設計の性質は、０．８２４ＧＨｚのソリューションをきわめて非効率かつ／または限られた帯域にする。
【００１５】
小さい容積における最小の比吸収率（ＳＡＲ（specific absorption rate））のための最適なダイポールの位置および型式は、さらにもう１つの考慮すべき事項である。ＳＡＲは、きわめて接近した送信機器による、人間の組織に吸収されるＲＦ電力量の直接の基準である。これは特に重大な携帯電話の課題であり、操作者の頭部にきわめて接近して機器のトランシーバが利用されるからである。ＳＡＲの測定のための要求される標準および条件はＦＣＣによって定義および規制されている。ＳＡＲ減少のいくつかの基本的なアプローチが存在する。
１．放射されるＲＦ電力を減少させる。
２．放射器と組織の間に遮蔽を置く。
３．放射器と組織の間に共振反射器を置く。
４．かなりの前方対後方比を有し、組織に向けてヌルを示すアンテナ設計を使用する。
５．放射器と組織の間の分離距離を増加させる。
６．放射器上で、特に、ダイポールまたはモノポールの場合に放射器の供給点の近くで、表面電流をより拡散させる。
【００１６】
これらは、簡単な対処法に見えるが、それぞれ費用を伴い、一般に、工業デザイン（ＩＤ）および／またはアンテナおよびシステム性能のいずれかに影響するトレードオフが必要とされる。
【００１７】
ほとんどの従来型のＰＣＭＣＩＡまたはＰＣカードは、カードの外側の端に付加されるアンテナ組立部品とともに単一のＰＣＢを用いて設計される。アンテナ素子は、典型的に、モノポールアンテナ、ホイップアンテナ、または、ＰＩＦＡ（planar inverted-F antenna）アンテナを含む。ある人は放射器として同一平面上にあるダイポールを使用するが、これは部品の便宜の選択であり、最小の垂直プロフィールを有する。この後者の適用は、８５０ＭＨｚのようなより低い周波数においてアンテナの受け入れ難い大きさのために、使用されるならば、ほとんど１．８ＧＨｚおよびより上において使用される。
【００１８】
ＳＡＲ“過熱点”は、最も典型的に、アンテナのための供給点の、直接下でなければ、近くで発生する。図１５ａは、ラップトップコンピュータ１５００におけるＰＣＭＣＩＡカード１５２０において使用されるノーマルモノポール１５０１を表わす。アンテナ供給点１５０２は、ラップトップ１５００のケースとモノポール１５０１の間の交点に存在する。この点の直接下、かつ、操作者の組織の表面近くが、一般に、“過熱点”１５０３が見出される場所である。ホィップアンテナについて同じ結果が生じ、供給点における法線または供給点に垂直である。図１５ｂに、標準的なダイポール１５０４の使用が表わされ、ダイポールの下の１５０５においてそれに関するＳＡＲ“過熱点”を有する。いくつかの場合において、いくらかのＳＡＲ減少を達成するためにダイポールの代わりに八木アンテナが使用される。
【００１９】
アンテナ組立部品とプリント回路基板（ＰＣＢ）の間の誘導結合は、もう１つの考慮すべき事項である。ある場合において、そのような誘導結合を使用することが望ましい。例えば、１次側と２次側の両方に数回転のみを有する無線コア変圧器を有する誘導結合配置が有効でありうる。しかし、そのような無線コア変圧器は、高いμ（透磁率）のフェライトコア変圧器より著しく多い漏洩磁束を有する。この漏洩磁束は、両方のコイルを通過しない離脱した磁束を構成する。この漏洩の結果は、漏洩インダクタンスと呼ばれる離脱したインダクタンスを生じる。これは変圧器の１次側および２次側の両方と直列に作用し、一方、共通のインダクタンスは相互インダクタンスと呼ばれ、変圧器の両側によって受け入れられる磁場である。漏洩インダクタンスは、多くの場合、損失として認識されるが、それは、実際、保守的であり、直列キャパシタンスまたは並列（shunt）キャパシタンスを使用することによって除去することができる。主な課題は、漏洩（離脱）インダクタンスが相互インダクタンスを超えるならば、必要とされる容量調整は、結果として、より狭い帯域結合となる。
【００２０】
漏洩磁束を最小化する最も簡単な設計規則は、掃引幅を広くし、２つの巻線をできる限り近くすることである。ギャップ対幅比が０．２より下に落ちると、漏洩インダクタンスは相互インダクタンスよりずっと小さくなる。
【００２１】
誘導結合の使用の利点は、２つのＲＦ回路の間の相互接続を簡単にすることであり、それは、アンテナ組立部品の場合において、大部分の回路を含むＰＣＢとアンテナ素子のＦＰＣＢ（フレキシブルプリント回路基板）の間に存在する。誘導結合は、直接のはんだ付け、同軸接続、ｚｉｆソケット、または、ポゴピン、等の必要をなくす。認識される欠点は、漏洩インダクタンス、および、最大動作波長に直接関係する結合ループの大きさである。
【００２２】
ます、図１６ａの（図示しない）アンテナを駆動するためにメインＰＣＢ１６３０上のバラン１６０１または差動方式における他の平衡素子が使用される従来の配置を参照する。バラン１６０１は、ギャップポート１６０２を介して平衡アンテナ供給システム１６０３に直接に接続される。この相互接続は、典型的に、はんだ付けされ、ＲＦ接続され、ポゴピンで固定され、ｚｉｆ接続され、または、（図示しない）他のいくつかの機械的素子または手段によって容易にされる。次に、図１６ｂにおいて、ダイポール１６０６が供給線１６０５を通してバラン１６０４に接続される従来の配置が表わされている。バランはＰＣＢ１６３０’上に配置される。ギャップは、バランから供給システムへの遷移において存在する。このギャップは、ギャップの一端から他端へのマイクロストリップまたはストリップラインによってＲＦシステムに結合することができる。システムが低すぎるインピーダンスにならないように誘導リアクタンスの適切な量を確立するために、バラン１６０４が十分大きく作られる。
【００２３】
デュアルバンドのギャップ分割のデュプレクサおよび／または整合も考慮すべき事項である。平衡ＲＦ供給システムは、多くの場合、アンテナ、ミキサ、差動／プッシュプル増幅器、同一平面上にある導波路、および、他のそのような素子のような対称ＲＦモジュールの結果である。ここで説明した解決手段は、原理の焦点がアンテナ適用、および、誘導／変圧器結合を含むバラン構造体についてであるが、全てのこれらの領域に適用可能である。
【００２４】
図１７ａ〜１７ｅを参照して、従来のギャップポート供給システムを説明する。図１７ａにおいてそれはバラン１７０１の一端から他端へのギャップ１７０２であり、図１７ｂにおいてそれはノッチアンテナ１７０３のノッチ１７０４内に存在し、図１７ｃにおいてそれはノッチアンテナ１７０５の閉じたエンドスロット１７０６の中央領域の一端から他端に存在する。
【００２５】
ギャップポートは、選択された平衡ＲＦシステムの励起領域を定義する。ギャップポートは、アンテナ／バランに接続される必要があるＲＦ回路の平衡から不平衡への遷移の対象である。バラン上のギャップと反対の端は、ＲＦ回路が存在し、依然として平衡／対称条件を維持する、大きい、または、より大きい接地面に接続されうると理解すべきである。バランが２つの隣接する側面にも接続するとしても、取り付けられる接地面がバランに対称的に取り付けられる限り、平衡は維持される。
【００２６】
図１７ｄは、接地面においてスロット（またはギャップ）１７０８が典型的にアンテナシステム１７０７におけるストリップライン１７０９供給システムにどのように接続されるかを表わす等角投影図である。システム１７０７において、ストリップライン１７０９はラインが出ているギャップ／スロットの反対側に接続する。図１７ｅの側面図において、スロット１７０８が点１７１３においてスロットに向かい合うストリップライン１７０９に短絡して結合されることが分かる。類似の構造が図１７ｆに表わされているが、この場合において、ストリップライン１７０９’はスロット１７０８’の一端から他端へ通過し、それを１／４波長の距離だけ越えて開回路において終わる。図１７ｆに表わされているストリップラインＲＦ設計における、このよく実施される原理は、直接の電気的接続の必要なしで、図１７ｅにおける位置１７１３におけるような短絡を効果的に達成する。この方法論は、スロットまたはノッチアンテナの励起、および、スロットアンテナ上のパッチの励起のために、その最大の使用を見出す。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
ここで開示するように、二重アンテナシステムは、ギャップによって少なくとも部分的に分離された第１および第２アンテナ部と、前記第１アンテナ部に結合された第１供給線と、を含み、前記第１供給線は前記ギャップおよび前記第２アンテナ部が重ねられ、前記第２アンテナ部に結合された第２供給線をさらに含み、前記第２供給線は前記ギャップおよび前記第１アンテナ部が重ねられる。
【００２８】
ここで開示するように、無線通信機器は、ホスト機器と組み合わされる位置に配置されるとき前記ホスト機器に無線通信を提供するように構成される。前記無線通信機器は、トランシーバと、前記トランシーバと通信するコントローラと、前記コントローラと通信するモデムと、を含む。前記無線通信機器は、前記無線通信システムにデュアルバンド動作を提供する二重アンテナシステムをさらに含み、前記二重アンテナシステムは、ギャップによって少なくとも部分的に分離された第１および第２アンテナ部と、前記第１部に結合された第１供給線と、を含み、前記第１供給線は前記ギャップおよび前記第２部が重ねられ、前記第２部に結合された第２供給線をさらに含み、前記第２供給線は前記ギャップおよび前記第１部が重ねられる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】各種の知られたダイバーシティアンテナ構造の図である。
【図２】３セットの直交する平衡対称アンテナシステムを表わす。
【図３ａ】各種のダイバーシティアンテナ構造を表わす。
【図３ｂ】各種のダイバーシティアンテナ構造を表わす。
【図３ｃ】各種のダイバーシティアンテナ構造を表わす。
【図３ｄ】各種のダイバーシティアンテナ構造を表わす。
【図４ａ】高い分離のダイバーシティアンテナを表わす。
【図４ｂ】図４ａのアンテナシステムの磁位の流れを示す図である。
【図４ｃ】さらに含まれる偏波方向を表わす、図３ａのダイバーシティアンテナのもう１つの図である。
【図５ａ】分割されたダイバーシティアンテナの２つの構造を表わす。
【図５ｂ】分割されたダイバーシティアンテナの２つの構造を表わす。
【図６ａ】電力分配器の使用を表わす図である。
【図６ｂ】ウィルキンソン電力分配器の等価回路を表わす図である。
【図６ｃ】デュアルバンド適用のために最適な整合を与える奇数モード整合を有する分配器を表わす図である。
【図７ａ】ダイバーシティアンテナを含むＰＣＭＣＩＡカードを表わす。
【図７ｂ】ダイバーシティアンテナを含むＰＣＭＣＩＡカードを表わす。
【図８ａ】図７ａ〜７ｂ等のＰＣＭＣＩＡカードにおいて使用するためのアンテナ組立部品の詳細を表わす。
【図８ｂ】図７ａ〜７ｂ等のＰＣＭＣＩＡカードにおいて使用するためのアンテナ組立部品の詳細を表わす。
【図９ａ】図７ａ〜７ｂ等のＰＣＭＣＩＡカードにおいて使用するためのアンテナ組立部品のさらなる詳細を表わす。
【図９ｂ】図７ａ〜７ｂ等のＰＣＭＣＩＡカードにおいて使用するためのアンテナ組立部品のさらなる詳細を表わす。
【図１０ａ】誘導結合方式の詳細を表わす。
【図１０ｂ】誘導結合方式の詳細を表わす。
【図１１ａ】ダイバーシティアンテナおよびそれと結合された回路部品の詳細を含むアンテナ組立部品の詳細を表わす。
【図１１ｂ】ダイバーシティアンテナおよびそれと結合された回路部品の詳細を含むアンテナ組立部品の詳細を表わす。
【図１２ａ】ラップトップコンピュータおよびそれとともに使用するための各種の先行技術のアンテナ構造を表わす。
【図１２ｄ】ラップトップコンピュータに組み合わされるＰＣカードにおける最適なアンテナ配置に関する等角投影図である。
【図１３】ラップトップコンピュータに組み合わされるＰＣカードにおける最適なダイポールアンテナ配置に関する等角投影図である。
【図１４ａ】ラップトップコンピュータに組み合わされるＰＣカードにおける最適なダイポールアンテナ配置に関する等角投影図である。
【図１４ｄ】ラップトップコンピュータに組み合わされるＰＣカードにおける最適なダイポールアンテナ配置に関する等角投影図である。
【図１５ａ】組み合わされるラップトップコンピュータにおける使用においてＰＣカードについての過熱点位置を表わす等角投影図である。
【図１５ｄ】過熱点を減少させるためにアンテナ組立部品の部分および／またはＰＣカードのハウジングが持ち上げられたＰＣカードを表わす。
【図１５ｅ】過熱点を減少させるためにアンテナ組立部品の部分および／またはＰＣカードのハウジングが持ち上げられたＰＣカードを表わす。
【図１６ａ】従来のバラン型供給を表わす。
【図１６ｂ】従来のバラン型供給を表わす。
【図１６ｃ】各種の誘導結合の構造を表わす。
【図１６ｄ】各種の誘導結合の構造を表わす。
【図１６ｅ】各種の誘導結合の構造を表わす。
【図１６ｆ】各種の誘導結合の構造を表わす。
【図１６ｇ】各種の誘導結合の構造を表わす。
【図１６ｈ】各種の誘導結合の構造を表わす。
【図１６ｉ】各種の誘導結合の構造を表わす。
【図１６ｊ】各種の誘導結合の構造を表わす。
【図１６ｋ】各種の誘導結合の構造を表わす。
【図１６ｌ】各種の誘導結合の構造を表わす。
【図１７ａ】ギャップアンテナのための各種の先行技術の供給構造を表わす。
【図１７ｂ】ギャップアンテナのための各種の先行技術の供給構造を表わす。
【図１７ｃ】ギャップアンテナのための各種の先行技術の供給構造を表わす。
【図１７ｄ】ギャップアンテナのための各種の先行技術の供給構造を表わす。
【図１７ｅ】ギャップアンテナのための各種の先行技術の供給構造を表わす。
【図１７ｆ】ギャップアンテナのための各種の先行技術の供給構造を表わす。
【図１８ａ】二重アンテナ適用のための各種の供給構造に関する。
【図１８ｂ】二重アンテナ適用のための各種の供給構造に関する。
【図１８ｃ】二重アンテナ適用のための各種の供給構造に関する。
【図１９ａ】二重アンテナ適用のために可能な各種の整合構造に関する。
【図１９ｂ】二重アンテナ適用のために可能な各種の整合構造に関する。
【図２０】使用可能な各種の整合素子を表わす。
【図２１】バラン供給を用いたデュプレクサアンテナを表わす。
【図２２】ＰＣカード等の先行技術のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
コンパクト機器の無線通信のためのアンテナ構造の場合における説明がここで与えられる。ホスト機器としてのラップトップコンピュータおよび無線通信機器としてのＰＣＭＣＩＡまたは類似のＰＣカードに関して説明するが、本発明はそのように限定されず、ＰＤＡおよびデスクトップコンピュータのような他のホスト機器、および、携帯電話網を通して、または、ブルートゥース（登録商標）、ＷｉＦｉ（登録商標）および他の種類の無線リンクおよびチャネルを通して無線通信を確立する他の無線通信機器も意図されることが理解される。さらに、本発明の原理は、無線機能を提供するためにホスト機器と組み合わされるように設計された通信機器に限定されず、より一般に、携帯電話、双方向無線、および、それ自身のアンテナまたはアンテナシステムが設けられうる他の内蔵無線通信機器に適用可能である。
【００３１】
この技術分野の当業者は、続く詳細な説明が単に例示であり、決して限定を意図しないことを理解する。この開示の恩恵を受けるそのような当業者自身に他の実施形態が容易に示唆される。ここで、添付図面に例示されている実装を詳細に参照する。同じ参照符号は、図面および続く詳細な説明を通して同じまたは同様の部分を参照するために使用される。
【００３２】
明確性のため、ここで説明される実装のルーチンの特徴の全てが表わされ、説明されるとは限らない。もちろん、そのような実際の実装の開発において、適用および業務に関する遵守のような開発者に固有な目標を達成するために、多数の実装に固有な決定が行われなければならず、それらの固有な目標は実装毎におよび開発者毎に異なることが理解される。さらに、そのような開発の労力は複雑で時間を消費するが、それにもかかわらす、この開示の恩恵を受けるこの技術分野の当業者には技術者の職務を引き受ける定例の仕事であることが理解される。
【００３３】
図２２を参照すると、ＰＣＭＣＩＡカードまたは他のＰＣカードのような無線通信機器２２００のブロック図が表わされている。ここで説明するように、無線通信機器２２００は、ラップトップコンピュータ等のようなホスト機器と組み合わされて無線通信機能を提供することができる。無線通信機器２２００の基本部品の機能はよく知られ、ここでは詳細な説明をしない。無線通信機器２２００の基本部品は、モデム回路２２０１、無線制御回路２２０３、および、トランシーバ回路２２０５を含む。一般に、無線制御回路２２０３はプロセッサ等の形態とすることができ、各種の部品およびそれらの交信の制御、音声信号の復号化等のような機能を提供する。トランシーバ回路２２０５は、アンテナシステム２２０７への信号を多重化／アンテナシステム２２０７からの信号を逆多重化するような機能を提供することが可能である。モデム回路２２０１は、データの符号化／復号化およびデータのホスト機器へのまたはホスト機器からの送信のような機能を果たすことが可能である。また、無線通信機器２２００にはアンテナまたはアンテナシステム２２０７が含まれ、その機能は、１つまたはいくつかのＲＦ周波数帯域上で無線信号を受信および／または送信することである。アンテナシステム２２０７は、以下で説明するように、適用に応じて複数の構造のいずれかを有することができる。
【００３４】
２つのアンテナを使用するダイバーシティアンテナシステムの場合において、ダイバーシティアンテナ間の向上した直交性は、２つの直交対称アンテナおよび／または平衡アンテナを用いることによって達成することができる。図２ａ〜２ｃは、３つのセットの直交である平衡対称アンテナシステムを表わす。これらは、頂部装荷ノーマルモノポールとともに平衡ダイポールを備えるアンテナシステム２１（図２ａ）、差動およびコモンモード供給を有する平衡ダイポールを備えるアンテナシステム２３（図２ｂ）、および、デュアル直交ノッチアンテナを備えるアンテナシステム２５（図２ｃ）が存在する。最初の２つの場合（２１および２３）において、メインアンテナは、対称バラン２６を通して励起される平衡ダイポール２４である。バラン（balance-unbalance）は、同軸ケーブルと梯子線の間のような、平衡電気信号と不平衡電気信号の間で変換するために設計された素子である。バランは、簡単な形態の伝送線変換器と考えることができる。第３の場合（２５）において、メインアンテナとして、対称平衡ノッチアンテナ３０が使用される。３つ全ての場合において、メインアンテナは、ラップトップホスト機器２７の上面１８に平行かつ側面１９に平行な方向に伸び、ＰＣＭＣＩＡ（personal computer memory card international association）カードはラップトップホスト機器２７から伸びる。
【００３５】
アンテナシステムにおいて、受信構造体の“アンテナ”および“フィーダ”への分割はある程度まで任意であると理解すべきである。典型的に、フィーダは受信電力をその構造体から受信器の部品に伝達する。これが伝送線、おそらく一対の平衡フィーダ線または同軸ケーブルによって、または、導波路によって実行されるならば、フィーダ構造体の金属はアンテナ固有の近傍領域を通過しなければならず、従ってアンテナ電流、および、それゆえ別の分離アンテナの特性を変更する。ダイポールまたはダイポールの集合から形成される平衡アンテナ受信構造体において、ダイポールの２つのアームにおける瞬間電圧は、ダイポールの対称性の中心および遠距離における対象物に関して、２種類のモード、差動（奇数）およびコモン（偶数）に分解することができる。コモンモードで供給されるときアンテナ素子の放射特性は、差動モードにおいて供給されるときのそれから大きく異なる。そのようなアンテナが平衡フィーダー（例えば、同軸ケーブル）から供給されるならば、供給がアンテナ構造体にどのように接続されるかに応じて励起されるモードの混合が存在する。アンテナ構造体の対称性を維持しない、アンテナの近傍における対象物は、アンテナを不平衡にし、奇数と偶数のモードの間で結合を引き起こし、従って、アンテナパターンおよび平衡を歪ませる。
【００３６】
放射システムにおける不平衡の影響の重要な例は、典型的にプラスチックの外皮によって囲まれた金属枠からなるラップトップコンピュータプラットフォームに差し込まれるＰＣカードのフォームファクタの無線機器に見られうる。この場合において、ラップトップコンピュータプラットフォームは、接地面の場所を大きな範囲にとる。従って、アンテナはこの“接地面”に関して主にモノポールである。しかし、ラップトップコンピュータの表面（特に、ラップトップ内側の金属面）を流れる電流が存在し、これは放射特性に寄与する。一般に、無線機器のアンテナからラップトップへの容量結合のみが存在し、実際、ラップトップは、絶縁する誘電体の表面（例えば、木のテーブル）に置かれうる。この場合、アンテナ素子は、伝導金属を含むケースの同等な長さによって平衡されうる。この場合において、放射構造体は、よりダイポールのように見える。典型的なアンテナ設置において、受信素子は平衡ダイポールである。たいへん多くの場合、供給は“不平衡”同軸ケーブルであり、供給ダイポール結合における反射は、同軸ケーブルひもの外側に沿って流れる電流を引き起こす。これは放射に寄与し、偏波の感度はダイポール素子の方向から変更されうる。また、それは放射パターンおよびヌルの位置に影響する。バラン（平衡から不平衡への変換器）の提供とともにこの課題に取り組むことができる。
【００３７】
図２ａ〜２ｃに戻り、図２ａに表わされている素子３２および３４からなるダイバーシティアンテナ３１は、コモンモード供給３６を用いて直接下の接地面からセンターフィードされる。この頂部装荷ダイバーシティアンテナ３１はコモンモード供給されるので、電流は、コンピュータのケースに水平かつ平行な方向において反対向きに２つのアーム（３２および３４）に流れ落ちる。これは結果として、使用される供給のためにこの方向に流れるゼロの実効電流となる。従って、対称性が維持される限り、メインダイポールアンテナ２４とコモンモード供給点３６の間に結合は存在しえない。しかし、ラップトップコンピュータのケースに垂直な方向において２つのアーム３２および３４に流れる正味電流が存在する。この電流は、コモンモード供給システム３６に流れ、そのカウンターポイズとしてコンピュータのケースを使用する。その結果はこの点においてコンピュータのケースの面に垂直な頂部装荷モノポールである。メインアンテナ２４と、コンピュータのケースに平行なダイバーシティアンテナの頂部装荷における奇数モードとの結合が存在することに留意すべきである。以下で説明するように、これはかなりの損失の源となりうるが、メインアンテナにおいてアンテナ性能を向上させるために使用することが可能である。
【００３８】
アンテナにおける“モード”は、アンテナ導体における電流およびポテンシャル分布を表現する。モードは直交する偶数および奇数の対称性に分解される。偶数モードは０を含む、実際、偶数の整数個の半波長を有する。奇数モードは奇数の整数個の半波長を有する。典型的に、中央供給ダイポールアンテナにおいて、電流は、偶数モードについて供給点における供給線と同じ方向に、奇数モードについて反対方向に流れる。
【００３９】
図２ｂにおいて、第２ダイバーシティアンテナ３８は、非平衡ダイポールを達成するために、メインアンテナ２４のコモンモード、および、接地面に接続されたダブルバラン４０を使用する。このダイポールは、メインダイポールに直交であり、従って高い分離を達成する。
【００４０】
図２ｃの最後の例は、デュアル直交ノッチアンテナを備えるアンテナシステム２５であり、ノッチ接地面４４に切り込まれた２つの平衡ノッチ４１、４２を表わす。ノッチ信号を同相で結合するために、ギャップ供給およびウィルキンソン電力分配結合器または類似の機器を用いてこれら２つのノッチを結合することができ、それによってコンピュータのケースの面に垂直な実際の水平ダイポールを作り出す。そのようなシステムは、メインアンテナ３０から高度に分離される。図２ｃにおいて、Ｎｄ１とＮｄ２は結合してＮｍを除去し、Ｅｙ方向における応答を向上させることが理解できる。
【００４１】
図３ａ〜３ｄは、ダイバーシティの選択肢のさらなる詳細およびいくつかの追加の選択肢を表わす。図３ａは、図２ａにおけるように頂部装荷ノーマルモノポールとともに平衡ダイポールを備えるアンテナシステム２１のより詳細な図である。ダイバーシティアンテナ３１は、ポート３３から供給され、コンピュータのケース３５をそのカウンターポイズとして使用する。メイン供給３７は、平衡ダイポールアンテナ２４に接続されるバラン２６のギャップを励起する。図３ｂは、図２ｂのように、しかし、より詳細に、差動コモン供給を有する平衡ダイポールを備えるアンテナシステム２３を表わす。２つの独立の供給システム４６および４８は、それぞれ、メインアンテナ用、ダイバーシティアンテナ用であることに留意すべきである。図３ｃは、図３ｂの平衡バランについて橋絡されたものを用いたアンテナシステム２３’を表わす。メイン供給システムは、バラン５０に沿ってデュアル供給システム５２の中央部を通してメイン供給線５４へと進む。金属ジャンパ５６は、デュアル供給システム５２をダイバーシティアンテナ供給５８に接続する。図３ｄは、配置ｃのアンテナシステム２３’の簡略化されたものであり、コンピュータのケースに接続された接地面を用いてアンテナ２４のコモンモードを励起するバランとしてジャンパ５６’を使用するアンテナシステム２３’’である。この図には、メイン供給６２とダイバーシティ供給６４も表わされている。左へのステム（stem）が第２ダイポールへの他の側となるとき、メインダイポールのコモンモードがダイバーシティアンテナのためのカウンターポイズとして動作するように図３ｂ、３ｃ、および、３ｄの配置が設計されるならば、さらなる変形を実現することができる。このステムは、“供給型トラップ”を通してメインモジュールまたはモデムのケースから分離されうる。このトラップは、同軸、または、ストリップライン、または、分配された１／４波長の分路としてのＲＦトラップまたはより短い長さの分路（ヘアピン型トラップ）における容量負荷を用いて短絡されたＲＦトラップとして外側の表面を使用する等価な供給である。これは、依然としてメインダイポールを有する対称性を維持し、従って、優れた交差偏波の分離を可能とする。さらに、この（ダイバーシティモノポールの代わりの）第２ダイポールは、メインダイポールのコモンモードアームと対称な２つのアームを追加することによって、それ自身に関して対称かつ平衡にすることができる。２つのダイポールの下に十分な間隔が存在するならば、２つのダイポールは直交して完全に交差することができ、両方の水平軸と完全な対称性を可能とする。この後者の場合において、新たなシステムは、利用可能な配置と最良に適合するように水平の任意の角度だけ回転することができる。１つのそのような回転は４５度である。明らかに、２つの対称的に交差するダイポールは、カウンターポイズの目的のために他を必要としない。
【００４２】
上述したように、図３ａの配置の頂部装荷ノーマルモノポールとともに平衡ダイポールを備えるアンテナシステム２１はポート３３から供給され、コンピュータのケースをカウンターポイズとして使用することができる。メイン供給３７は、平衡ダイポールアンテナ２４に接続されたバラン２６のギャップを励起する。図４ａ〜４ｃを参照して、そのような高い分離のダイバーシティアンテナシステム６６の代わりの実現を説明する。図４ａにおいて、（金属で製造された）ＰＣＭＣＩＡカードのケースの実際の接地面６８およびコンピュータのケース７０も表わされている。メインアンテナは、アンテナシステム２１のメインアンテナと部品２４、２６、および、３７を共有する。ダイバーシティアンテナ７１は、Ｌの形状のアーム７２および７４を含む。アンテナシステム２１のダイバーシティアンテナ３１と異なる形状であるが、ダイバーシティアンテナ７１は基本的に機能的に同じである。コモンモード供給システムはポート７６である。
【００４３】
図４ｂは、メインアンテナおよびダイバーシティアンテナの両方における電流の流れに関するアンテナシステム６６の磁位フローを表わす。磁位７８および８０は同じ方向を表わし、従って、磁位８０の方向において相互に結合する。実際の磁位８２、８４は消去されるが、磁位８０に垂直な方向において強める。メイン供給システム８６およびダイバーシティ供給システム８８は、接地面６８の中および上に配置される（図示しない）ＲＦ回路に接続する。この配置の分離は３０ｄＢより良好であることが分かった。向上した対称性を有し、既に意図する適用のために十分以上であるが、さらにこの分離を向上させることが可能でありうる。
【００４４】
図４ａおよび４ｂは頂部装荷モノポール（７１）型アンテナに関することが理解されるが、これは、モノポールおよび特に頂部装荷部分を、対称性の軸について左および右の部分に、同相で別々に供給され、かつ、電力結合器を通して結合されることができる２つの別個の部品に、分割するために、たいへん有効な改善であることに留意すべきである。この分割ギャップは重要であるが、ほとんどの場合において典型的に１／１０波長を超えない。そのような配置の説明は以下に見られる。
【００４５】
もう１つの態様は、直交メイン平衡ダイポールを用いた高い分離のダイバーシティアンテナの使用に関する。上述したように、アンテナシステム２１および６６について、それぞれ、メインアンテナ（２４）およびダイバーシティアンテナ（３１，７１）からなる２つの基本の“高い分離のアンテナ”が存在する。メインアンテナ２４は両方の場合において同じであり、ダイポールを励起するためにバラン供給を使用する。ダイバーシティアンテナ３１および７１は、それぞれ、ポート３３および７６を用いてコモンモードで供給される。図４ｃを参照すると、直交性は、偏波Ｅｃを有するダイバーシティアンテナ３１、７１のコモンモードに直交しているメインアンテナ２４の直交偏波Ｅｍに起因することが表わされている。この配置は、基本的に、コンピュータのケースの実際の接地面およびＰＣＭＣＩＡカードの接地面をそのカウンターポイズとして使用するモノポールである。参考のため、それぞれ、メインアンテナ（２４）およびダイバーシティアンテナ（３１）のための供給３７’および３３’も表わされている。
【００４６】
メインアンテナ２４によるダイバーシティアンテナ３１，７１の頂部装荷における奇数モードの励起も考慮されるべきである。この奇数モードはダイバーシティアンテナの（偶数モードとしても知られる）コモンモードに結合しないが、それはメインダイポールアンテナと相互に結合する。これは、スロット、ノッチ、または、パッチアンテナのような他の形態のアンテナを用いた場合である。相互結合の結果は、メインアンテナのインピーダンスの変更であり、これは、場合に応じて、整合および／または帯域幅における有益または有害な効果を有しうる。
【００４７】
図５ａおよび５ｂに見られるように、奇数モード励起は、ダイバーシティアンテナを中央で分断し、別個のアーム９４、９４および９８、１００の間で有限のギャップ９０、９２を作り出すことによって改良することができる。ギャップは、１／４波長に関して小さいものから十分であるものまでとすることができる。対称性が維持されるかどうかに関係なく、分離も維持される。ダイバーシティアンテナ、従って開回路を用いて、メインダイポールアンテナ２４による奇数モード励起Ｅｄは存在しえない。しかし、単純な切断はコモンモード励起に勝る。図６ａに表わされているように、改善法は、供給Ａおよび供給Ｂを介して分割アーム９４、９６および９８、１００を駆動するために、広帯域同相ウィルキンソン型電力分配器１０２を使用することである。ウィルキンソン電力分配器１０２は、入力信号を２つの同位相の出力信号に分配する。そのような素子は、その出力において、ダイバーシティアンテナのコモン／偶数モードを生成し、一方、差動または奇数モードにおいて２つのアームの間で高い分離を提供することによって奇数モードを分離する。その代わりに、または、それに加えて、依然として高い分離を維持する一方で、メインダイポールアンテナの整合および帯域幅を促進するためにギャップの一端から他端への整合回路を使用することができる。図６ｂにおいて１０４で示すウィルキンソン分配器のたいへん簡単な除去は、表わされている個別の部品を用いて実現することができる。この回路は狭帯域の適用において有効であるが、広帯域幅のために分けられた別個のより複雑な分配器を使用することが可能であることが理解される。
【００４８】
奇数モード結合がメインアンテナにマイナスの影響を与える場合、分配器の方法はこれを訂正することができる。しかし、多くの場合、メインアンテナの向上した広帯域を与えるように相互奇数モード結合を使用することが可能である。図６ａで分かるように、整合部１０６が供給Ａと供給Ｂの間に付加されている。この場合、整合部１０６は、コモンモードにおいて接地への高いインピーダンスを維持する限り、出力におけるコモンモード整合を変化させない。従って、相互結合により最大の帯域幅を達成する奇数モードにおいてリアクタンスを最適化する、別個の、分けられた、または、その両方、のいずれかに回路を設計することができる。
【００４９】
図６ｃには、上記のダイバーシティ／メインアンテナシステムの図が表わされ、中心周波数で１オクターブにわたって隔てられた２つの帯域で動作するデュアルバンド適用について最適な整合を与える奇数モード整合を有する分配器１０８を用いる。共振器がリアクタンスにおいてわずかに容量性であるとき、高帯域について最良のメインアンテナ帯域幅が達成され、結合（１１０，１１２）が低帯域において高いインピーダンスであるとき、低帯域において直列の共振器１１２の支配的なキャパシタンスと結合されたインダクタ１１０はメインアンテナにおける所望の最適な性能を生じる。明らかに、整合の選択は、接地面の機能、ダイバーシティアンテナの位置、および、メインアンテナおよび目標帯域の位置である。他の構造が可能であり、モデル化ツールおよび／またはベクトル回路解析器を用いて調整することができる。１．９ＧＨｚ帯域における適用において、使用可能な帯域幅は、ダイバーシティアンテナの２つのアーム９４、９６および９８、１００における低インダクタンスの供給線の選択を含む、部品の正しい選択によってほとんど２倍にされる。
【００５０】
上述したＰＣＭＣＩＡカード製品は、メインアンテナとダイバーシティアンテナの間の乏しい分離を示し、また、特にプロセッサ速度がＰＣＭＣＩＡカードのためのスロットの近くで無線スペクトルを増加させ、かつ、汚染するので、高い放射の自己ノイズについてよく知られているホストラップトップコンピュータにおいて生成される望まないノイズからのメインアンテナの乏しい分離を示す。これは、さらに、要求条件がＦＣＣ第１５部の要求条件に適合し、これらのＦＣＣの制限の範囲外の自己ノイズの問題にはあまり注意が払われていない典型的なラップトップにおける厳しいＲＦ遮蔽の欠如によって影響を受ける。典型的なラップトップの外部スキャンは、キーボード面に関して、および、アンテナとラップトップのケースの間の任意の伝導経路において、垂直偏波における最大放射ノイズを表わす。ダイポールについての最も平穏な領域は、アンテナの長さの軸がラップトップの側面に平行であるとき容易に観測される。
【００５１】
典型的に、ホイップアンテナおよびＰＩＦＡアンテナは、不平衡であることが周知であり、過去において、大部分は上述した伝導ノイズによる性能および特に分離における一般に厄介な結果を伴って、メインおよびダイバーシティの適用のために使用されてきた。
【００５２】
これらおよび他の課題に取り組むために、ＰＣＭＣＩＡカードスロットを含むホストコンピュータの面に平行な対称平衡ダイポール、最適化された相互奇数モード結合を有する直交ダイバーシティアンテナ、メイン接地面へのメインアンテナ接続を簡単にし、コスト削減するための誘導結合、および、中央に対称的に配置された上向きＲＦスイッチコネクタを使用することができる。制限されたダイポールの長さは、特に、最も低い周波数帯域、この場合、携帯電話帯域に影響を与える。ダイポールの低帯域の素子の装荷は、アンテナを共振に戻し、改善された帯域幅を与える。高帯域、すなわちＰＣＳ帯域は既に理想的な長さであり、同じ範囲の頂部装荷が必要とされず、蝶ネクタイダイポールを実装することができる。
【００５３】
ＳＡＲ（比吸収率）はダイポールの中央で最大のＲＦ電流によって生成される磁場にほぼ関係するので、ＳＡＲを減少させるために、垂直方向にその中央でダイポールを持ち上げることができる。ＳＡＲは、携帯電話、ＰＣＭＣＩＡカード、等のような無線送信機器を用いるとき人体に吸収される無線周波数エネルギー（放射）の量の基準である。距離を増加させることは、逆２乗の法則に従ってＳＡＲを減少させる。さらに、低帯域のダイポールの頂部装荷領域において電流は低いので、ダイポールの幅は最大化させることができ、これはさらに電流を分散させ、磁場をさらに拡散させ、それによって著しくＳＡＲを減少させる。さらに、これは接地に向かって折り返すことができ、組織は、ＳＡＲを増加させることなくコンパクトな容積においてダイポールの共振および帯域幅を減少させることを可能とするＳＡＲの影響を受ける。
【００５４】
図７ａは、カードコネクタ１２２と、ケース１２４と、絶縁カバーを有するアンテナ部１２６と、を有するＰＣＭＣＩＡカード１２０を表わす。図７ｂは、アンテナ部１２６から絶縁カバーが除去されたアンテナ組立部品１２７を表わす図である。ＦＰＣＢを支持するために全体として１３２において表わされたアンテナ支持体を有するフレキシブルアンテナＦＰＣＢ（フレキシブルプリント回路基板）１３０を用いて中央に配置され上方向に向けられたＲＦコネクタ１２８を見ることができる。ＦＰＣＢ１３０は、実際、アンテナのための３次元の形状を呈するように折り返される。
【００５５】
図８ａ〜８ｂは、アンテナ組立部品１２７の詳細を表わす。メインアンテナの接地面１３６はケースを含むカード接地面１３４に接続し、そして、これはＰＣＭＣＩＡインタフェースコネクタ１２２（図７ａ）を通してホスト接地面に接続する。ＦＰＣＢアンテナ１３０は、アンテナ支持体１３２（図７ｂ）の一部であるプラスチックのアンテナ担体または支持体１３８によって支持されて表わされている。頂部装荷ダイバーシティアンテナ１４０の羽１４２、１４４はメインＰＣＢ（プリント回路基板）１４６上に配置され、メインＲＦコネクタ１２８の背後の（図示しない）ダイバーシティ供給システムに接続する。以下でより詳細に説明する誘導結合機構１５０は、メインアンテナＦＰＣＢ１３０を接地面１３４に形成されたバランループ１４８に結合する。この接続は、メインアンテナとバラン１４８の間のコネクタなし、はんだ付けなしの結合を与える。
【００５６】
図９ａおよび９ｂから分かるように、メインアンテナＦＰＣＢ１３０は、羽１５４、１５６を有する高帯域の蝶ネクタイ型のダイポールアンテナ１５２、および、部分１５８ａ〜ｂ、１６０ａ〜ｂを含む低帯域の頂部装荷ダイポールアンテナ１５３を含む。それぞれの供給アーム１５８ｃ、１６０ｃは、低帯域の頂部装荷ダイポールアンテナ１５３のために設けられる。また、ＰＣＢ１４６の底面に誘導結合ループ１６４が配置されるので、メインアンテナ供給１６２が設けられる。ホストコンピュータ／ラップトップに関する、特にＰＣＭＣＩＡカードが挿入されるラップトップのケースの側面に平行な関係での、ダイポールの長さ軸の整列に特に留意すべきである。さらに、この場合、ＳＡＲを最小化するように構成されたダイポール１５２、１５３の両方のうち少なくとも１つの中央部の意図的な深さまたは高さに留意すべきである。ダイポールの中央部の高さは、カード１２０（図７ａ）の底部に相対的であり、底部は、ＰＣＭＩＣＡカードがラップトップに差し込まれ、ラップトップがユーザのひざに置かれるとき、ユーザに最も近くなりうる。従って、この高さはユーザからの距離を増加させ、ユーザへのＳＡＲを減少させる。
【００５７】
（アンテナ１５３の）低帯域の調整は、タブ１５８ａ、１６０ａを調整することによって達成される。高帯域の蝶ネクタイアンテナ１５２の調整は、供給１６２の近くのパターンにおけるノッチ１６５によって決定される。従って、ＦＰＣＢ１３０は誘導的に結合されたループバランから供給されるデュアルバンド対称中央供給ダイポールとして動作する。また、メインＲＦコネクタ１２８が、背後に位置するダイバーシティアンテナ１４０とともに表わされている。
【００５８】
図１０ａおよび１０ｂは、結合機構１５０のより詳細を表わし、これらは、メイン接地面バランループ１４８と向かい合う関係にあるＦＰＣＢメインアンテナ１３０のための結合ループ１６４を含む。メイン接地面バランループ１４８は、メインＰＣＢの両側にプリントすることができ、従って、メインループにおけるギャップへのストリップライン結合のために設けられる。そして、ストリップラインは、メインＰＣＢ上の図１１ａおよび１１ｂに表わされている整合回路に接続する。ループがメインＰＣＢの片面のみに存在するならば、マイクロストリップ結合が使用される。そして、これは整合回路１６６と接続する。
【００５９】
図１１ａおよび１１ｂはダイバーシティアンテナ１４０のより詳細を表わし、これは、それぞれ、アーム１４２、１４４のための供給１６８、１７０を有する。供給１６８、１７０の幅はダイバーシティアンテナの直列インダクタンスを決定し、ＰＣＳ高帯域におけるメインアンテナ整合に大きな影響を有する。電力分割器および奇数モード整合部は、概して、並列キャパシタ１７２、ノード１７８においてコモンモード供給システムに結合された２つの直列のインダクタ１７４、１７６を含む一群の部品１７０として表わされている。メインアンテナシステムのための接地面１３６は、バラン結合ループ１４８、および、メインアンテナ整合のための整合部品１６６とともに表わされている。これらの整合部品は、ストリップラインまたはマイクロストリップラインのいずれかによってループ結合ギャップに接続される。
【００６０】
メインアンテナＦＰＣＢ供給アームにいくつかの変更を行い、より大きなＦＰＣＢ領域にわたって、特に供給アーム領域において放射電力の拡散による、より低い比吸収率（ＳＡＲ）を可能とするためにそれらをより広くすることが可能である。
【００６１】
図１２ｄ〜１２ｆを参照して、最小のラップトップ自己ノイズのための最適なダイポール位置の考慮すべき事項を説明する。ラップトップ内のＰＣＭＣＩＡカードアンテナのための最適な偏波は、スロット開口部１２０２の長い端に平行な方向および図１２ｄに表わされている電場Ｅｘであることが発見された。特に、図１２ｄに表わされている位置１２０３は、全ての帯域において少なくとも１０ｄＢだけノイズ除去において改善を与える。これは、アンテナの偏波および平衡によるものである。従って、ラップトップのシャーシからの最小のノイズに結合するための１つの解決手段は、Ｅｘ方向１２０３における偏波を有する平衡アンテナを使用することである。
【００６２】
この解決手段を提供するいくつかの候補のアンテナが存在する。第１は、図１２ｄに見られるように、中央供給されるダイポール１２１０である。アンテナ１２１０はバラン供給システム１２１１と平衡に維持されるが、どのような差動供給システムも使用できることが理解される。第２の候補は図１２ｅの１２１２におけるアンテナである。アンテナ１２１２は、所望の整合インピーダンスを最良に提供する位置においてノッチの一端から他端へ供給されるノッチアンテナである。ある意味で、これは図１２ｄにおけるような一種のバラン供給でもある。中心周波数をより低くし、このアンテナの帯域幅および整合を向上させるために、トラップおよび他のそのような素子を提供するためにノッチへの改良を使用することができる。原理上は、ノッチおよびバラン供給ダイポールアンテナは、必要に応じて、互いにモーフィングすることができる。
【００６３】
第３の候補は、図１２ｆに表わされているスロットアンテナ１２１３である。また、このアンテナは、本発明の思想および範囲を逸脱することなく、必要に応じて、帯域幅の整合を向上させ、中心周波数を低くするために変更することができる。この構造の重要な効果は、ラップトップで生成されたノイズ結合のアンテナ構造体への最小化である。
【００６４】
図１３ａ〜１３ｃおよび１４ａ〜１４ｂを参照して、小さな容積における最大の帯域幅のための最適なダイポール位置および形状の考慮すべき事項を説明する。ショートダイポール（しばしば、ヘルツダイポールと呼ばれる）を用いて、ダイポールの中央から先端への電流の分散は、線形的にゼロまで減少する。これは、結果として、放射誘導電流が有効であるたいへん短い領域となる。標準的なダイポールを用いて、ロールオフは余弦の形状であり、これは、結果として、アンテナがより長いという事実とともに、放射誘導電流が有効であるたいへん広い領域となる。この放射電流は遠方場の磁場成分の実際のジェネレータである。ダイポールについて、放射電流領域が長くなるに連れて、実効放射インピーダンスがより高くなる。分かるように、λを関心のある波長として、０．２５λにおいて開始して、反射器がアンテナに近づくに連れてこの放射電流領域は減少し、従って、最後に、ゼロの距離においてアンテナを短絡する。従って、最良の結果のために反射器から０．２５λへ可能な限り近くに放射電流領域を位置付けることが重要である。ダイポールの前方における１つまたは複数の導波器（director）の使用は後方対前方比に有効であるが、これはアンテナの全体の長さに影響を与え、従って、多分、工業デザインの制約に反するであろう。
【００６５】
図１３ａ〜１３ｃは、それぞれ、３つの平衡ダイポールまたはダイポール類似のアンテナを表わす。図１３ａの第１のアンテナ１３０１は、ラップトップコンピュータの側面から無線通信機器、この例においてランプトップコンピュータに差し込まれたＰＣＭＣＩＡカードの端まで測定された長さＬｉｄの管理された長さの筐体内に配置された基本的なバラン供給ダイポールである。ダイポール実効放射電流Ｉｘは反射器の面１３０５（すなわち、反射器として振舞うラップトップのケースの側面端）からの距離Ｌａである。最良の性能のために、この距離Ｌａは、およそ０．０９λの短さで作用しうるが、およそ０．１５λ＜Ｌａ＜０．２５λの範囲内にあるべきである。
【００６６】
図１３ｂおよび１３ｃの図は、それぞれ、ノッチアンテナ１３０７および頂部装荷ダイポールアンテナ１３１１を表わす。接地面の反射器からの実行放射電流Ｉｘの距離は、それぞれ、Ｌｎ、Ｌｃと示されている。ダイポールアンテナ１３１１の頂部装荷１３０９は、実効電流Ｉｘが、短いダイポールが可能とするより拡散されることを可能とする
【００６７】
図１４ａ〜１４ｃは、ＰＣＭＣＩＡカードの配置における頂部装荷ダイポールの３つの構造（１４１３、１４１５、および、１４１７）に関する。これらの構造において反射器の面１４０５からのそれぞれのダイポールの実効電流Ｉｘの距離は、Ｌｃ、Ｌｃｒ、および、Ｌｃｆである。明らかに、Ｌｃｆは、放射電流領域とラップトップのケース／反射器との間の最大の分離を提供し、依然として最大の工業デザインの長さＬｉｄの距離内にある。さらに、距離Ｌｃｆが長くなるに連れて、要求される最低の周波数仕様を達成することが容易になり、さらに、この長さが増加するに連れて、アンテナの帯域幅も増加する。
【００６８】
図１４ｄは、ダイポールアーム１４２１、メアンダーチョーク／インダクタ１４２２、および、頂部装荷構成１４２３を含む頂部装荷ダイポール１４２０のより詳細なものを表わす。頂部装荷は、ダイポールアーム１４２１の長さＷｄａを最大化するために、表わされているように折り返される。この長さを最大化することは、特に、アンテナの帯域幅を増加させる。同様に、Ｅｙ方向においてダイポールアームの厚さＬｄａを広くすることもアンテナの帯域幅を増加させる。
【００６９】
積極的な工業デザインの長さを有する最低動作周波数のために、頂部装荷ダイポールの設計１４１７（図１４ｃ）は、ラップトップコンピュータ内のＰＣＭＣＩＡカードの適用におけるダイポールアンテナについての最良の帯域幅および効率的な性能のための最適な構造を提供する。このダイポールアームは、最大のアンテナ電流を与え、これは、最大の距離においておよそ０．２５λまで離れることができる。さらに、最大のアンテナ帯域幅の関係において、アンテナアームの深さも、より少ない深さが多くの場合十分であるが、０．２５λまで最大化されるべきである。
【００７０】
追加の動作帯域が要求される場合において、これらは明らかにより高い周波数であり、従って、前面まで最も遠い最低帯域の頂部装荷ダイポールの内部に含むことができる。これらの追加のダイポールは、頂部装荷を必要とせず、コモン供給システムを共有することが可能である。より高い周波数のダイポールの装荷を最小化するために、フロントダイポール１４１９とそれに対応する頂部装荷部の間にいくつかのトラップ／高インダクタンス素子を含む要求条件が存在しうる。
【００７１】
図１５ｃ〜１５ｅを参照して、少ない容積において、例えば、携帯電話またはＰＣＭＣＩＡカードのようなＰＣカードにおいて最小の比吸収率（ＳＡＲ）のための最適なダイポールの位置および形態の考慮すべき事項を説明する。過熱点と操作者の組織の間の分離距離は、最も効果的なＳＡＲの改善策である。ＳＡＲは、分離距離のほぼ逆２乗で減少する。従って、距離を２倍にすることは、４の係数だけＳＡＲを減少させる。開示されたアンテナシステムにおいて、主に、アンテナの高電流部はＳＡＲを減少させるために持ち上げられる必要があることが認識された。同様に、特に、アンテナが供給点の領域において薄いならば、高電流部を広くし、長くすることもＳＡＲを大きく減少させる。
【００７２】
図１５ｃ〜１５ｅを参照して説明されるＳＡＲ軽減構造において、ラップトップコンピュータ１５００に差し込まれるＰＣＭＣＩＡカードが表わされている。図１５ｃにおいて、ＰＣＭＣＩＡカード１５２０’’のダイポールアンテナ１５０６は、供給面１５１３の上に持ち上げられることが表わされている。この持ち上げは、カードの筐体またはハウジングの底面から測定され、Ｈｄｃと符号が付けられている。ＳＡＲ“過熱点”１５０８は高さＨｄｃが増加するに連れて減少する。供給点を超えるとＳＡＲは典型的にずっと低く、従って、分離距離の必要性はあまり重大でないので、実際、供給点から開始し、ダイポールアームを含む高電流領域のみが持ち上げられる必要がある。これを考慮して、ダイポールの端は適切で十分な工業デザイン（ＩＤ）まで低くすることができる。そのようなデザインは図１５ｄに示され、アーム１５０９は持ち上げられ、一方、ダイポールの端１５１１が、表わされているように下に折り返されている。図１５ｄにおいて、供給面は１５１３’と符号が付けられ、過熱点は１５０８’と符号が付けられている。筐体の上面は、表わされているように、アンテナの持ち上げられた部分を収容するために、相応に持ち上げることが可能である。さらに、ラップトップおよびＰＣカードがユーザの大腿部の上に載っているとき、使用中にユーザから過熱点をさらに離すために、ラップトップコンピュータ１５００の側面においてＰＣカードが組み合わされる位置が距離Ｈｃｔだけ持ち上げられることが可能である。
【００７３】
また、頂部装荷ダイポールの使用は、全体のアンテナダイポールのアームの長さが減少されることを可能とし、その長さはダイポールの端まで取られる。しかし、供給点の近くで電流がより集中するので、アームの長さを減少させることはＳＡＲを増加させうる。従って、妥協しなければならない。図１５ｅの側面図においてダイポールの頂部装荷部１５１７が表わされ、端部の図においてダイポールアーム１５０９’に接続されているメアンダーラインチョークまたはインダクタ１５１６が表わされている。このチョークまたはインダクタ１５１６は、アンテナが、チョークがないよりも低い周波数で共振することを可能とする。従って、これはダイポールのアーム１５０９’を幅Ｗｄａに広げることによって著しい電流密度の減少を与える。表面電流密度におけるこの減少は、結果として、減少したＳＡＲとなるが、幅が増加するに連れてインダクタンスが著しく減少する。このため、必要ならば要求される共振を回復するためにメアンダーチョークまたはインダクタ１５１６を増加させるべきである。もう１つの方策は、ラップトップおよびＰＣカードがユーザの大腿部の上に載っているとき、使用中にユーザから過熱点をさらに離すために、ラップトップコンピュータ１５００の側面においてＰＣカードが組み合わされる位置を距離Ｈｃｔだけ持ち上げることである。距離Ｈｃｔは、ホスト機器（ラップトップコンピュータ）の底面または台となる脚または位置のような最も低い点からとることが可能である。
【００７４】
望むならば、合計で、操作者の人体組織とダイポールアームの間の分離距離Ｈｄｃ＋Ｈｃｔを増加させることによってＳＡＲが軽減され、この増加の相当な部分は開示された設計における増加したＨｄｃに起因しうる。さらに、アームを広くすることは、表面電流密度および従ってＳＡＲを減少させる。
【００７５】
図１６ｃ〜１６ｌを参照して、アンテナ組立部品とプリント回路基板（ＰＣＢ）の間の誘導結合の考慮すべき事項を説明する。図１６ｃは、一端から他端への信号が導入または検知されるギャップ１６０８を有する１次ＰＣＢループ１６０７が表わされている基本的な誘導結合方法を表わす。磁気結合１６１０は２次ループ１６０９への相互結合を表わし、そして、供給１６０９を通して（図示しない）アンテナシステムに直接に接続する。
【００７６】
図１６ｄは、供給システム１６１２を介して２次ループ１６３１に接続されたプリントダイポール１６１３を表わす。１次ループ１６３２のギャップ１６１１において相互結合が検知される。図１６ｃに示されているように、プリントループの幅Ｗおよびそれらの分離距離Ｓに留意すべきである。ループの幅Ｗが２つのループの間の分離Ｓより十分に長い限り、漏洩インダクタンスは相互インダクタンスと比較して小さく維持される。ループの外周が増加するに連れて、相互インダクタンスが増加する。これは大きさと適切な相互結合のトレードオフの問題であると理解される。容量の調整または整合は、インピーダンスまたはアドミッタンスのリアクディブ成分またはサセプティブ成分を除去することによってこの結合を改善する。いくつかの場合において、２つのループ１６３１、１６３２の分離Ｓはかなり大きくなり、ループの幅より大きくさえなりうる。その場合、漏洩インダクタンスはかなり大きくなり、相互インダクタンスを超えうる。そのような漏洩インダクタンスは簡単な整合方法を用いて調整することができる。その結果は、回路のＱを増加させ、それによって、使用可能な結合帯域幅を減少させる。一般に、２つのループは一方が他方のほぼ上に配置されることが好ましい。そのような場合でない程度まで、漏洩インダクタンスは増加する。いくつかの場合において、ループはずらす、または、並べることが可能であり、帯域幅に対するコストにおける適用の要求条件を満たしうる。
【００７７】
図１６ｅ〜１６ｌは、アンテナ誘導結合のいくつかの実装を表わし、これは、ＰＣＢとＦＰＣＢの組、または、ＰＣＢと、打ち抜かれた、エッチングされた、または、切断された金属のアンテナとすることが可能である。２つのループにおけるギャップが一致する必要はないがどこでも可能であり、図１６ｅにおいて、ダイポール１６１６が供給１６１５を介して上側ループ１６３３に結合され、供給システム１６１５からの供給に反対向きに配置された出力ギャップ１６１４を有する下側ループ１６３４に誘導的に結合されていることから分かるように、互いに反対であっても可能であることが理解される。図１６ｆに、メインＰＣＢ上の下側ループ、ＦＰＣＢ上の上側ループ、または、供給を介してダイポール／放射器に接続された、打ち抜かれた金属を有する、図１６ｅのアンテナシステムの側面図が表わされている。
【００７８】
図１６ｇ〜１６ｌに、いくつかの代わりの構造が表わされている。図１６ｇにおけるメインＰＣＢを離れた上方のダイポールアンテナの配置は、分かるように、よりコンパクトなアンテナおよび結合の解決手段を提供する。明らかに、接地面より上のダイポールに典型的な高さの課題はここでは重要である。図１６ｈに、結合ループおよび供給システムを有する、垂直（直角）に配置された、おそらく水平ダイポールが表わされている。図１６ｉに、供給および結合ループを有する水平ダイポールが表わされている。図１６ｊのアンテナ構造は、供給システムがカードの端から離れていることを除いて、上記図１６ｇにおけるアンテナ構造に類似のシステムを表わす。これは性能の問題および機械的な問題の両方に影響する。図１６ｇ〜１６ｊにおけるアンテナ組立部品は上側にアンテナ結合ループを表わしているが、図１６ｋ〜１６ｌにおいて、これは反対であり、アンテナ結合ループは反対側すなわちメインＰＣＢの下に配置されている。別の状況で使用されてきた有線結合を除去する意図で、ＰＣＢとＳＡＷチップの間のＲＦにおける誘導結合が可能である。
【００７９】
図１８〜２１を参照して、デュアルバンドのギャップ分割のデュプレクシングおよび／または整合の考慮すべき事項を説明する。図１８ａ〜１８ｃは反対側からの導波路構造体１８１５におけるギャップ１８１６の励起を表わす。ギャップ１８１６はアンテナ部１８３５と１８３６の間に存在する。図１８ａおよび１８ｂで分かるように、ギャップ１８１６の側面１８１７および１８１８はストリップラインＴＬ１およびＴＬ２に結合される。二重励起は簡便なデュプレクシングまたは高帯域低帯域整合の機会を提供する。この場合、２つの供給は、一方の側への高い周波数と他方の側へのより低い周波数に分割する。スロット／ギャップの一方の側への複数の周波数帯域と他方の側への他の帯域に分割することも可能である。
【００８０】
図１８ａおよび１８ｂにおいて、２つの伝送線ＴＬ１およびＴＬ２が短絡結合によってギャップ１８１６に直接に接続される構造が表わされている。図１８ｃにおいて、２つの伝送線ＴＬ１’およびＴＬ２’への直接の接続なしで、開回路結合構造でストリップラインによってギャップ１８１６’をまたいでいる。２つの伝送線ＴＬ１’およびＴＬ２’はギャップの下で互いに結合される。以下で説明するように、要求されるデュプレクシングまたは整合分割を達成するために、短い距離内で、または、１／２波長の整数倍の距離で、帯域通過および／または適切な帯域阻止整合インピーダンスまたはフィルタが使用される。
【００８１】
図１９ａおよび１９ｂにおいて、所望の整合分割またはデュプレクシングを達成するために、適切な帯域通過および帯域阻止の条件を与えるために、ギャップの端においてギャップ１８１６に適用される、並列（１９２７および１９２８）および直列（１９２６および１９２９）の整合素子の組み合わせが表わされている。ギャップ中央からの距離Ｌ１およびＬ２は帯域選択条件への変更の影響を与え、それらが小さくされないならば、それらは整合条件にあると考えるべきである。１つのアプローチは、１／２波長の整数倍の距離Ｌ１およびＬ２を選択することである。帯域阻止インピーダンスは、関係する側において要求される周波数においてたいへん高いインピーダンスとして現れるであろう。図１９ｂにおいて、類似の配置が表わされているが、ギャップ１８１６’は２つの供給システムに結合されない。その代わりに、２つの供給システムは接続点１９３０においてギャップの下で結合される。この場合、整合１９２６’、１９２７’、１９２８’、および、１９２９’によって形成される帯域阻止インピーダンスは、交差結合が正しく機能するように、それぞれのギャップの端においてたいへん低いインピーダンスとして現れるであろう。
【００８２】
図２０は、ギャップ１８１６、１８１６’において利用可能な帯域通過および帯域阻止回路のいくつかを表わす。単に理解を容易にするために、一方の側が表わされているが、反対側について構造を拡張することによって推論することができる。例えば、整合についていくつかの整合通過遮断構造が表わされている。直列整合１９２６、１９２６’について、任意の構成ＡからＤを使用することができる。直列構造は、帯域通過について低インピーダンスとして、帯域遮断について高インピーダンスとして現れるであろう。一方、並列整合（１９２７、１９２７’）は、ギャップへの同じ結果を達成するために、直列整合を補うであろう。一般に、これは、並列インピーダンスが通常高いことを意味し、整合条件のために要求されるのみであることを示唆する。高インピーダンス整合の例は、構造ＥからＨに表わされている。構造Ｈは、直列共振において低インピーダンスを有し、これは要求される帯域遮断または帯域阻止領域のいずれかに落ちてはならないが、整合条件を達成するために使用される。構造ＦからＨを用いた遮断帯域における並列整合および通過帯域におけるたいへん高いインピーダンスのように、伝送線がギャップの下を通過するならば、帯域遮断はたいへん低いインピーダンスを有するであろう。これらの配置はギャップにおける２つの二重化された信号への分割に焦点を合わせたが、これらは、独立のＲｘ／Ｔｘシステムに直接に供給され、または、統一され整合された信号を確立する整合の後に再結合されうる。
【００８３】
図２１は、ここで説明したように構成された一実施形態を表わす。銅（または他の金属）の領域２１６０は、（図示しない）アンテナ素子に直接にまたは誘導的に結合されたギャップ２１６２を有するバラン２１６１を含む。低帯域信号は高帯域トラップ２１６４を介してギャップ２１６２から右にそらされ、低帯域における過度のインダクタンスが直列キャパシタ２１６６を用いて除去される。そして、この信号は、低帯域整合部２１６８を通して所望の整合条件に整合され、類似のトラップ配置２１７０を介して（図示しない）ＰＣＢ上のＴｘ／Ｒｘ ＲＦ回路に接続されるコモンノード２１７２に再結合することが可能である。トラップ２１６４は高インピーダンスを高帯域に提供し、左側におけるトラップ（２１６５）は高インピーダンスを低帯域に提供し、従って、全ての低帯域信号を低帯域側にそらす。同様に、高帯域信号は低帯域トラップ（２１６５）を介してギャップ２１６２から左にそらされ、高帯域における過度のキャパシタンスが直列インダクタ２１６７を用いて除去される。そして、この高帯域信号は、高帯域整合部２１６９を通して所望の整合条件に整合され、類似のトラップ配置２１７１を介してコモンノード２１７２に再結合することが可能である。上述した周波数帯域において高いインピーダンス条件を達成するために、適切な長さの伝送線を用いてトラップへの簡略化が可能である。
【００８４】
上記は、本発明を実施する例示の態様であり、限定することを意図しない。この技術分野の当業者には、特許請求の範囲に記載された発明の思想および範囲から逸脱することなく変形を行うことができることが理解される。
【符号の説明】
【００８５】
１８１５  ・・・  導波路構造体
１８１６  ・・・  ギャップ
１８１７、１８１８  ・・・  ギャップの側面
１８３５、１８３６  ・・・  アンテナ部
２２００  ・・・  無線通信機器
２２０１  ・・・  モデム回路
２２０３  ・・・  無線制御回路
２２０５  ・・・  トランシーバ回路
２２０７  ・・・  アンテナシステム
ＴＬ１、ＴＬ２  ・・・  ストリップライン
【図１】
2010538550.tif 000003
【図２】
2010538550.tif 000004
【図３ａ】
2010538550.tif 000005
【図３ｂ】
2010538550.tif 000006
【図３ｃ】
2010538550.tif 000007
【図３ｄ】
2010538550.tif 000008
【図４ａ】
2010538550.tif 000009
【図４ｂ】
2010538550.tif 000010
【図４ｃ】
2010538550.tif 000011
【図５ａ】
2010538550.tif 000012
【図５ｂ】
2010538550.tif 000013
【図６ａ】
2010538550.tif 000014
【図６ｂ】
2010538550.tif 000015
【図６ｃ】
2010538550.tif 000016
【図７ａ】
2010538550.tif 000017
【図７ｂ】
2010538550.tif 000018
【図８ａ】
2010538550.tif 000019
【図８ｂ】
2010538550.tif 000020
【図９ａ】
2010538550.tif 000021
【図９ｂ】
2010538550.tif 000022
【図１０ａ】
2010538550.tif 000023
【図１０ｂ】
2010538550.tif 000024
【図１１ａ】
2010538550.tif 000025
【図１１ｂ】
2010538550.tif 000026
【図１２ａ】
2010538550.tif 000027
【図１２ｄ】
2010538550.tif 000028
【図１３】
2010538550.tif 000029
【図１４ａ】
2010538550.tif 000030
【図１４ｄ】
2010538550.tif 000031
【図１５ａ】
2010538550.tif 000032
【図１５ｄ】
2010538550.tif 000033
【図１５ｅ】
2010538550.tif 000034
【図１６ａ】
2010538550.tif 000035
【図１６ｂ】
2010538550.tif 000036
【図１６ｃ】
2010538550.tif 000037
【図１６ｄ】
2010538550.tif 000038
【図１６ｅ】
2010538550.tif 000039
【図１６ｆ】
2010538550.tif 000040
【図１６ｇ】
2010538550.tif 000041
【図１６ｈ】
2010538550.tif 000042
【図１６ｉ】
2010538550.tif 000043
【図１６ｊ】
2010538550.tif 000044
【図１６ｋ】
2010538550.tif 000045
【図１６ｌ】
2010538550.tif 000046
【図１７ａ】
2010538550.tif 000047
【図１７ｂ】
2010538550.tif 000048
【図１７ｃ】
2010538550.tif 000049
【図１７ｄ】
2010538550.tif 000050
【図１７ｅ】
2010538550.tif 000051
【図１７ｆ】
2010538550.tif 000052
【図１８ａ】
2010538550.tif 000053
【図１８ｂ】
2010538550.tif 000054
【図１８ｃ】
2010538550.tif 000055
【図１９ａ】
2010538550.tif 000056
【図１９ｂ】
2010538550.tif 000057
【図２０】
2010538550.tif 000058
【図２１】
2010538550.tif 000059
【図２２】
2010538550.tif 000060
【国際調査報告】
2010538550.tif 000061
2010538550.tif 000062