(57)【要約】【課題】  小型化と低コスト化を図り異なる周波数帯域に対して送受信特性を有する。【解決手段】  一端をモジュール基板５側の給電部に接続された給電パターン２３と、先端を開放したＬ字状を呈し給電パターンの先端に連設され第１の周波数電波に対して共振特性を有するパターン長で形成された第１のアンテナ素子パターン２６と、先端を開放したＬ字状を呈し給電パターンの途中で分岐されかつ第１のアンテナ素子パターンに囲まれて形成され第２の周波数電波に対して共振特性を有するパターン長で形成された第２のアンテナ素子パターン２７と、Ｌ字状を呈し給電パターンの先端にアンテナ素子パターンと対向して分岐され先端がグランド部と接続されたグランドパターン２４とからなるアンテナ素子２２をアンテナ基板２１に設ける。【選択図】  図４
2005033736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部が給電部に接続された直線状の導体パターンからなる給電パターンと、
上記給電パターンの先端部に一体に連設され、上記給電パターンと直交する直線状の第１の部位と、この第１の部位の先端部から上記給電パターンと対向するように折曲されるとともに先端部が開放された直線状の第２の部位とからなる全体略Ｌ字状を呈する導体パターンからなり、第１の周波数帯域の電波に対する共振特性を有するパターン長を以って形成された第１のアンテナ素子パターンと、
上記給電パターンの途中部位から上記第１のアンテナ素子パターンと同方向に分岐して一体に連設され、上記給電パターンと直交する直線状の第１の部位と、この第１の部位の先端部から上記給電パターンと対向するように折曲されるとともに先端部が開放された直線状の第２の部位とからなる全体略Ｌ字状を呈して上記第１のアンテナ素子パターンに囲まれるようにして形成された導体パターンからなり、第２の周波数帯域の電波に対する共振特性を有するパターン長を以って形成された第２のアンテナ素子パターンと、
上記給電パターンの先端部から、上記第１のアンテナ素子パターン及び上記第２のアンテナ素子パターンと対向する方向に分岐して一体に連設されてなり、上記第１のアンテナ素子パターンの第１の部位と同一軸線上に位置して形成された直線状の第１の部位と、この第１の部位の先端部から上記給電パターンと対向するように折曲された直線状の第２の部位とからなる全体略Ｌ字状を呈する導体パターンからなり、上記第２の部位の先端部がグランド部と接続されたグランドパターンと
から構成されたアンテナ素子を備えることを特徴とするアンテナモジュール。
【請求項２】
上記アンテナ素子が、上記各パターンを、アンテナ基板の主面上にパターン形成或いはアンテナ基板の主面上に金属薄板素材に打ち抜き加工を施して形成したパターン素材を接合して構成されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナモジュール。
【請求項３】
上記アンテナ基板の主面上に少なくとも２個以上の上記アンテナ素子が設けられることにより、これらアンテナ素子が相互に補完してダイバーシチ動作を行うことを特徴とする請求項１に記載のアンテナモジュール。
【請求項４】
上記アンテナ基板の主面上に、上記アンテナ素子と、特性を異にする他のアンテナ素子とが混載され、これらアンテナ素子が相互に補完してダイバーシチ動作を行うことを特徴とする請求項１に記載のアンテナモジュール。
【請求項５】
上記アンテナ素子の各導体パターンの先端部とそれぞれ対向する複数の回路パターンが形成されるとともに、相対する上記各導体パターンと上記回路パターン間を接続して上記アンテナ基板を実装するマザー基板を備え、
上記アンテナ基板又は上記マザー基板側の少なくともいずれか一方に、上記アンテナ基板側の上記第１のアンテナ素子パターン及び上記第２のアンテナ素子パターンとこれらがそれぞれ接続される上記マザー基板側の開放パターンとのパターン長を調整する調整手段が設けられることを特徴とする請求項１に記載のアンテナモジュール。
【請求項６】
上記アンテナ素子の各導体パターンの先端部とそれぞれ対向する複数の回路パターンが形成されるとともに、相対する上記各導体パターンと上記回路パターン間を接続して上記アンテナ基板を実装するマザー基板を備え、
上記アンテナ基板又は上記マザー基板側の少なくともいずれか一方に、上記アンテナ基板側の上記第１のアンテナ素子パターンと上記第２のアンテナ素子パターン及びこれらがそれぞれ接続される上記マザー基板側の開放パターンとに対応して誘電率を変化させる容量装荷部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のアンテナモジュール。
【請求項７】
上記第１のアンテナ素子パターンが上記第１の周波数の電波波長の略１／４パターン長を以って形成されるとともに、上記第２のアンテナ素子パターンが上記第２の周波数の電波波長の略１／４パターン長を以って形成されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナモジュール。
【請求項８】
上記グランドパターンが、上記給電パターン側とのインピーダンスをマッチングするパターン長を以って形成されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナモジュール。
【請求項９】
ケース内に収納されるモジュール基板に通信制御部や信号処理部を搭載するとともに、上記モジュール基板の一方側に上記ケースから露出されるコネクタ部を配置しかつ他方側にアンテナ部を設けてなり、本体機器に設けたスロットに対して上記コネクタ部側から装填されることによって上記アンテナ部が上記本体機器から露出されて上記本体機器に対して無線通信機能を付加する無線カードモジュールであり、
上記アンテナ部が、一端部を上記モジュール基板側の給電部に接続された給電パターンと、先端側が開放された全体略Ｌ字状を呈して上記給電パターンの先端部から一体に連設されるとともに第１の周波数帯域の電波に対する共振特性を有するパターン長を以って形成された第１のアンテナ素子パターンと、先端側が開放された全体略Ｌ字状を呈して上記給電パターンの途中部位から上記第１のアンテナ素子パターンと同方向に分岐しかつこの第１のアンテナ素子パターンに囲まれるようにして一体に連設されるとともに第２の周波数帯域の電波に対する共振特性を有するパターン長を以って形成された第２のアンテナ素子パターンと、全体略Ｌ字状を呈して上記給電パターンの先端部に上記アンテナ素子パターンと対向する方向に分岐して一体に連設されて先端部がグランド部と接続されたグランドパターンとからなるアンテナ素子をアンテナ基板に設けてなるアンテナモジュールからなり、
上記アンテナモジュールが、上記モジュール基板の一端部側に位置する主面上に、幅方向に位置されて略垂直な状態で実装されることを特徴とする無線カードモジュール。
【請求項１０】
上記アンテナモジュールが、横長矩形の上記アンテナ基板の主面上に少なくとも２個以上の上記アンテナ素子を併設して設け、これらアンテナ素子が相互に補完してダイバーシチ動作を行うアンテナモジュールであることを特徴とする請求項９に記載の無線カードモジュール。
【請求項１１】
上記アンテナモジュールが、横長矩形の上記アンテナ基板の主面上に、上記アンテナ素子と特性を異にする他のアンテナ素子とを混載し、これらアンテナ素子が相互に補完してダイバーシチ動作を行うアンテナモジュールであることを特徴とする請求項９に記載の無線カードモジュール。
【請求項１２】
上記モジュール基板に、上記アンテナモジュール側の上記第１のアンテナ素子パターン及び上記第２のアンテナ素子パターンがそれぞれ接続される開放パターンが形成されるとともに、これら開放パターンのパターン長をそれぞれ調整する調整手段が設けられることを特徴とする請求項９に記載の無線カードモジュール。
【請求項１３】
上記モジュール基板に、上記アンテナモジュール側の上記第１のアンテナ素子パターン及び上記第２のアンテナ素子パターンがそれぞれ接続される開放パターンが形成されるとともに、これら開放パターンに対応して誘電率を変化させる容量装荷部を設けたことを特徴とする請求項９に記載の無線カードモジュール。
【請求項１４】
上記アンテナモジュールが、上記第１のアンテナ素子パターンを上記第１の周波数の電波波長の略１／４パターン長に、上記第２のアンテナ素子パターンを上記第２の周波数の電波波長の略１／４のパターン長に形成していることを特徴とする請求項９に記載の無線カードモジュール。
【請求項１５】
上記アンテナモジュールが、上記グランドパターンを、上記給電パターン側とのインピーダンスをマッチングするパターン長に形成していることを特徴とする請求項９に記載の無線カードモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる周波数帯域の電波の送受信特性を有する小型のアンテナモジュール及びこのアンテナモジュールを備えて各種の電子機器に装填されることによって無線通信機能を付加する無線カードモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信機能は、近年パーソナルコンピュータ等の情報処理機器或いは携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistance）等の通信端末機器ばかりでなく、各種の民生用電子機器、例えばオーディオ製品、ビデオ機器、カメラ機器、プリンタ或いはエンタテイメントロボット等にも搭載されている。無線通信機能は、電子機器ばかりでなく、例えば無線ＬＡＮ用のアクセスポイント、ＰＣＭＣＩＡ仕様（Personal Computer Memory Card International Assosiation）カード、コンパクトフラッシュカード、ミニＰＣＩ（Peripheral Component Interconnection）カード等のいわゆる小型のアクセサリカードにも搭載されることによりストレージ機能と無線通信機能とを備えた無線カードモジュールを構成している。
【０００３】
無線通信方式としては、例えばIEEE802.11aで提案されている５．２ＧＨｚ帯域の搬送電波を用いる狭域無線通信システムやIEEE802.11bで提案されている２．４ＧＨｚ帯域の搬送電波を用いる無線ＬＡＮシステム或いはBluetoohと称される近距離無線通信システム等の種々の無線通信方式が提案されている。各種電子機器や無線カードモジュール等においては、かかる周波数帯域を異にする複数の無線通信方式に対して無線接続を可能とするインターフェース仕様を有し、各周波数帯域の電波を送受信することが可能であることが必要となっている。無線カードモジュール等においては、複数の無線通信方式に対応するためにそれぞれの周波数帯域の電波を送受信可能とするアンテナが必要となるとともに、さらに異なる方向からの電波の送受信を可能とするダイバーシチ構成とするために各周波数帯域毎に配置を異にした２本のアンテナが必要となる。
【０００４】
なお、異なる周波数帯域の電波について送受信を可能とするいわゆるマルチアンテナについては、種々の形状のアンテナで提案されている（例えば特許文献１乃至特許文献４参照。）。
【０００５】
従来の無線カードモジュール１００は、図１４に示すようにカードサイズのモジュール基板１０１上に詳細を省略する通信制御部１０２や信号処理部１０３或いはメモリ部１０４等を有する回路部１０５が搭載されるとともに、モジュール基板１０１の長手方向の相対する両側領域にアンテナ部１０６とコネクタ部１０７とが設けられ、図示しないケースの内部に収納される。無線カードモジュール１００は、コネクタ部１０７を本体機器に設けたスロットに装填することにより、コネクタ部１０７が本体機器側のコネクタ部と接続されて無線通信機能を含む所定の機能を付加する。
【０００６】
無線カードモジュール１００は、本体機器に装填された状態においてアンテナ部１０６が本体機器から露出されて、このアンテナ部１０６により電波を送受信する。無線カードモジュール１００は、例えば上述した５．２ＧＨｚ帯域と２．４ＧＨｚ帯域の異なる周波数帯域の電波に対して送受信特性を有するとともに電波の方向特性すなわちダイバーシチ特性とを有する。したがって、無線カードモジュール１００には、図１４に示すようにアンテナ部１０６に、一対のアンテナ素子１０８，１０９とからなる５．２ＧＨｚ帯域用の第１のアンテナ１１０と、一対のアンテナ素子１１１，１１２とからなる２．４ＧＨｚ帯域用の第２のアンテナ１１３とが設けられている。
【０００７】
無線カードモジュール１００には、モジュール基板１０１のアンテナ部１０６において、幅方向に離間した一方領域に第１のアンテナ１１０が形成されるとともに他方領域に第２のアンテナ１１３が形成される。第１のアンテナ１１０は、モジュール基板１０１上に側縁に沿って長手方向にパターン形成されたアンテナ素子１０８と、このアンテナ素子１０８と直交して側端に沿ってパターン形成されたアンテナ素子１０９とからなる。第２のアンテナ１１３も、モジュール基板１０１上に側縁に沿って長手方向にパターン形成されたアンテナ素子１１１と、このアンテナ素子１１１と直交して側端に沿ってパターン形成されたアンテナ素子１１２とからなる。
【０００８】
無線カードモジュール１００においては、５．２ＧＨｚ帯域と２．４ＧＨｚ帯域の電波に対する送受信特性とダイバーシチ特性とを備えるために、上述したようにそれぞれ一対のアンテナ素子（１０８，１０９），（１１１，１１２）を互いに直交して配列してなる二組のアンテナ１１０，１１３をモジュール基板１０１上に形成しなければならない。かかる無線カードモジュール１００は、アンテナ部１０６に大きな面積が必要となることから、小型化の実現が困難となるといった問題がある。
【０００９】
また、図１５に示した従来の無線カードモジュール１２０は、アンテナ部１０６に一対のチップアンテナ１２１，１２２が搭載されてなる。チップアンテナ１２１，１２２は、例えば体積が４０mm３程度の超小型なセラミック誘電体アンテナからなり、それぞれ５．２ＧＨｚ帯域と２．４ＧＨｚ帯域の電波に対する送受信特性を有している。チップアンテナ１２１，１２２は、ダイバーシチ特性が付与されるようにモジュール基板１０１のアンテナ部１０６に配列されて実装される。
【００１０】
無線カードモジュール１２０においては、超小型のチップアンテナ１２１，１２２を備えることで、本体機器からのアンテナ部１０６の突出量を低減するとともに小型軽量化が図られるようになる。しかしながら、無線カードモジュール１２０においては、チップアンテナ１２１，１２２が比較的高価であるためにコストが高くなるといった問題があった。また、無線カードモジュール１２０は、チップアンテナ１２１，１２２がモジュール基板１０１の基板サイズや本体機器の筐体の材質や比誘電率或いは間隔等の変化により生じる電磁界変化の影響を受けて特性が著しく変化するといった特性があり、この特性変化によってインピーダンスマッチングにズレが生じたり、利得が低下してしまうといったように実用特性に問題があった。
【００１１】
図１６に示した従来の無線カードモジュール１３０も、モジュール基板１０１のアンテナ部１０６に、幅方向に離間した一方領域に５．２ＧＨｚ帯域用のダイバーシチを構成する一対の第１のアンテナ１３１，１３２が形成されるとともに、他方領域に２．４ＧＨｚ帯域用のダイバーシチを構成する一対の第２のアンテナ１３３，１３４が形成されてなる。無線カードモジュール１３０は、これら第１のアンテナ１３１，１３２と第２のアンテナ１３３，１３４とが、それぞれいわゆる逆Ｆ形アンテナ（IFA:inverted F antena）或いは基板にＦ形パターンを直接形成したり金属薄板の板金加工によって形成したＦ型アンテナ素子を基板上に接合してなるいわゆる平面逆Ｆ型アンテナ（PIFA:plainer inverted F antena）によって構成される。
【００１２】
無線カードモジュール１３０は、各逆Ｆ形アンテナ１３１〜１３４が、上述したチップアンテナ１２１，１２２と比較して、適用帯域が広く、本体機器の筐体金属部分等の影響による特性変化も少ないことから安定した性能を有する。無線カードモジュール１３０は、各逆Ｆ形アンテナ１３１〜１３４が、チップアンテナ１２１，１２２と比較して廉価に形成されることから、コストの低減が図られる。しかしながら、無線カードモジュール１３０は、例えば５．２ＧＨｚ帯域に特性を有する第１のアンテナ１３１，１３２がそれぞれモジュール基板１０１上において１個当たり約１５０mm２程度の容積を必要とするとともに２．４ＧＨｚ帯域に特性を有する第２のアンテナ１３３，１３４が配線基板上において１個当たり約３００mm２程度の容積を必要とする。したがって、無線カードモジュール１３０においては、かかる逆Ｆ形アンテナ１３１〜１３４をモジュール基板１０１に形成することによって大型化するといった問題があった。
【００１３】
【特許文献１】特開平１１−１４５７２２号公報
【特許文献２】特開２０００−１８３６４４号公報
【特許文献３】特開２００１−８５９２９号公報
【特許文献４】特許第３２４３６３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
したがって、本発明は、小型、省スペース化と低コスト化を図り異なる周波数帯域の電波に対する送受信特性を有するとともに、ダイバーシチ特性も付与されるようにするアンテナモジュールを提供することを目的に提案されたものである。
【００１５】
また、本発明は、異なる周波数帯域の電波に対して送受信特性を有して情報等の授受が高精度に行い得るようにするとともに機器本体からの突出量を低減されて使い勝手の向上が図られるようにする小型軽量、かつ低コスト化を図った無線カードモジュールを提供することを目的に提案されたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述した目的を達成する本発明にかかるアンテナモジュールは、給電パターンと、第１のアンテナ素子パターンと、第２のアンテナ素子パターンと、グランドパターンとから構成されたアンテナ素子を備える。アンテナモジュールは、給電パターンが、一端部を給電部に接続された直線状の導体パターンからなる。アンテナモジュールは、第１のアンテナ素子パターンが、給電パターンの先端部に一体に連設され、給電パターンと直交する直線状の第１の部位と、この第１の部位の先端部から給電パターンと対向するように折曲されるとともに先端部が開放された直線状の第２の部位とからなる全体略Ｌ字状を呈する導体パターンからなり、第１の周波数帯域の電波に対する共振特性を有するパターン長を以って形成される。アンテナモジュールは、第２のアンテナ素子パターンが、給電パターンの途中部位から第１のアンテナ素子パターンと同方向に分岐して一体に連設され、給電パターンと直交する直線状の第１の部位と、この第１の部位の先端部から給電パターンと対向するように折曲されるとともに先端部が開放された直線状の第２の部位とからなる全体略Ｌ字状を呈するとともに第１のアンテナ素子パターンに囲まれるようにして形成された導体パターンからなり、第２の周波数帯域の電波に対する共振特性を有するパターン長を以って形成される。アンテナモジュールは、グランドパターンが、給電パターンの先端部から、第１のアンテナ素子パターン及び第２のアンテナ素子パターンと対向する方向に分岐して一体に連設されてなり、第１のアンテナ素子パターンの第１の部位と同一軸線上に位置して形成された直線状の第１の部位と、この第１の部位の先端部から給電パターンと対向するように折曲された直線状の第２の部位とからなる全体略Ｌ字状を呈する導体パターンからなり、第２の部位の先端部がグランド部と接続される。
【００１７】
以上のように構成された本発明にかかるアンテナモジュールによれば、それぞれが適用帯域が広く本体機器等の影響による特性変化も小さい第１のアンテナ素子パターンと第２のアンテナ素子パターンとを備え、第１のアンテナ素子パターンが第１の周波数帯域の電波に対して共振動作するとともに第２のアンテナ素子パターンが第２の周波数帯域の電波に対して共振動作することで異にする第１の周波数帯域の電波と第２の周波数帯域の電波とに対する送受信特性を有する。また、アンテナモジュールによれば、第１のアンテナ素子パターンと第２のアンテナ素子パターンとが給電パターンとグランドパターンとを共用するとともに、第２のアンテナ素子パターンが第１のアンテナ素子パターンに囲まれるようにして形成され、各導体パターンが簡易な方法と工程とによって形成することが可能な極めて単純な形状であるとともに小型で省スペース化が図られて形成される導体パターンからなる。アンテナモジュールによれば、小型化が図られ、限られたスペースにも複数個が搭載されることによりそれぞれが共同して偏波ダイバーシチ動作を行う。
【００１８】
また、上述した目的を達成する本発明にかかる無線カードモジュールは、ケース内に収納されるモジュール基板に通信制御部や信号処理部を搭載するとともに、モジュール基板の一方側にケースから露出されるコネクタ部を配置しかつ他方側にアンテナ部を設けてなり、本体機器に設けたスロットに対してコネクタ部側から装填されることによってアンテナ部が本体機器から露出されてこの本体機器に対して無線通信機能を付加する。無線カードモジュールは、アンテナ部が、一端部をモジュール基板側の給電部に接続された給電パターンと、先端側が開放された全体略Ｌ字状を呈して給電パターンの先端部から一体に連設されるとともに第１の周波数帯域の電波に対する共振特性を有するパターン長を以って形成された第１のアンテナ素子パターンと、先端側が開放された全体略Ｌ字状を呈して給電パターンの途中部位から第１のアンテナ素子パターンと同方向に分岐しかつこの第１のアンテナ素子パターンに囲まれるようにして一体に連設されるとともに第２の周波数帯域の電波に対する共振特性を有するパターン長を以って形成された第２のアンテナ素子パターンと、全体略Ｌ字状を呈して給電パターンの先端部にアンテナ素子パターンと対向する方向に分岐して一体に連設されて先端部がグランド部と接続されたグランドパターンとからなるアンテナ素子をアンテナ基板に設けてなるアンテナモジュールからなる。無線カードモジュールは、アンテナモジュールが、モジュール基板の主面上に幅方向に位置されて略垂直な状態で実装される。
【００１９】
以上のように構成された本発明にかかる無線カードモジュールによれば、パーソナルコンピュータ等の本体機器のスロット内にアンテナ部を露出させた状態で装填されることによって内部でコネクタ接続が行われて無線通信機能を付加するが、アンテナモジュールをモジュール基板の端部に対して略垂直な状態で実装したことによって使用状態における突出量が最小限に抑えられる。無線カードモジュールによれば、アンテナモジュールにそれぞれが広帯域特性を有しかつ本体機器等の影響による特性変化も小さい第１のアンテナ素子パターンと第２のアンテナ素子パターンとが備えられ、第１のアンテナ素子パターンが第１の周波数帯域の電波に対して共振動作するとともに第２のアンテナ素子パターンが第２の周波数帯域の電波に対して共振動作することで、本体機器に対して異にする第１の周波数帯域の電波と第２の周波数帯域の電波との送受信特性を付与し、無線通信による情報等の授受が高精度に行われるようにする。無線カードモジュールによれば、第１のアンテナ素子パターンと第２のアンテナ素子パターンとが給電パターンとグランドパターンを共用しかつ第２のアンテナ素子パターンが第１のアンテナ素子パターンに囲まれた小型化されたアンテナモジュールを有することで、小型化が図られるとともに例えば限られたスペースにも複数個が搭載されることによりそれぞれが共同して偏波ダイバーシチ動作を行うことも可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
以上詳細に説明したように、本発明にかかるアンテナモジュールによれば、それぞれが適用帯域が広く本体機器等の影響による特性変化も小さく、第１の周波数帯域の電波で共振動作する第１のアンテナ素子パターンと第２の周波数帯域の電波で共振動作する第２のアンテナ素子パターンとを有し、これら第１のアンテナ素子パターンと第２のアンテナ素子パターンとが給電パターンとグランドパターンとを共用しかつ第２のアンテナ素子パターンが第１のアンテナ素子パターンに囲まれるようにして形成してなる。したがって、本発明にかかるアンテナモジュールによれば、異にする第１の周波数帯域の電波と第２の周波数帯域の電波とに対して信頼性が高い送受信特性を有し、それぞれが簡易な形状からなる各導体パターンを簡易な方法によって形成することが可能であることからコスト低減が図られ、各導体パターンを狭いスペースに形成することが可能であることから小型化が図られるようになり、複数個が共同して偏波ダイバーシチ動作を行うダイバーシチ特性を限られたスペースに構成することも可能となる。
【００２１】
また、本発明にかかる無線カードモジュールによれば、モジュール基板の端部に略垂直な状態で実装したアンテナモジュールを有するアンテナ部を露出させた状態でパーソナルコンピュータ等の本体機器に装填されて無線通信機能を付加することにより、使用状態における突出量が最小限に抑えられ使用中に何かとぶっかって衝撃等を受けるといった不都合の発生が抑制され使い勝手と信頼性との向上が図られるようになる。無線カードモジュールによれば、アンテナモジュールが、それぞれ適用帯域が広く本体機器等の影響による特性変化も小さく、第１の周波数帯域の電波で共振動作する第１のアンテナ素子パターンと第２の周波数帯域の電波で共振動作する第２のアンテナ素子パターンとを有し、これら第１のアンテナ素子パターンと第２のアンテナ素子パターンとが給電パターンとグランドパターンとを共用しかつ第２のアンテナ素子パターンが第１のアンテナ素子パターンに囲まれてなるアンテナ素子を備えることにより、異にする第１の周波数帯域の電波と第２の周波数帯域の電波とに対して信頼性が高い送受信特性を有し、コスト低減、小型化が図られ、複数個が共同して偏波ダイバーシチ動作を行うダイバーシチ特性を付加することも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態として図面に示した無線カードモジュール１について、詳細に説明する。無線カードモジュール１は、図２に示すように例えばパーソナルコンピュータ等の本体機器２の筐体に開口して設けられるとともに内部にＰＣＭＣＩＡ（Personal Commputer Memory Card International Assosiation）規格準拠のコネクタが設けられたスロット３に対して着脱自在とされる。無線カードモジュール１は、装填した状態においてこの本体機器２に詳細を後述する２つの周波数帯域の電波の送受信特性を有する無線通信機能を付加する。
【００２３】
なお、無線カードモジュール１は、ＰＣＭＣＩＡ規格準拠のコネクタ部が内蔵されたモバイル機器や各種の電子機器等に設けられたスロットに装填されることによって、これらの本体機器に対して所定の拡張機能や無線通信機能を付加する。無線カードモジュール１は、後述するようにストレージ機能も有しており、本体機器との間でデータ等の授受を行う機能を有している。無線カードモジュール１は、その他の機能について従来の無線カードモジュールと同等の機能を有している。
【００２４】
無線カードモジュール１は、図１及び図３に示すように、全体がカードサイズの薄箱状に形成されたケース４内に、モジュール基板５と、詳細を後述するアンテナ基板２１にアンテナ素子２２を形成したアンテナモジュール２０とが密閉状態で収納されている。無線カードモジュール１には、図３に示すようにモジュール基板５の主面上に詳細を省略する回路パターン６が形成されるとともに、一端側に位置してＰＣＭＣＩＡ規格準拠のコネクタ部７が設けられている。無線カードモジュール１には、モジュール基板５の主面上に、例えばストレージ機能用のメモリ素子８、ベースバンド信号処理用のＬＳＩ９或いは高周波信号処理用のＲＦモジュール１０が搭載されている。無線カードモジュール１は、モジュール基板５に対して、アンテナモジュール２０がコネクタ部７と対向する端部側に沿って略垂直な状態で搭載されている。
【００２５】
無線カードモジュール１は、図２矢印で示すようにコネクタ部７側からスロット３に装填されることによって、コネクタ部７がこのスロット３内に設けたコネクタ部と結合される。なお、コネクタ部７は、アンテナ基板２１に回路パターン６と同様にして形成された導体パターンによって構成するが、例えばスロット３側のソケット型コネクタに結合されるプラグ型コネクタであってもよく、また各種の機能カードモジュールの規格に適合した適宜の構造のコネクタであってもよい。
【００２６】
無線カードモジュール１は、本体機器２のスロット３に装填された状態において、アンテナモジュール２０を搭載したモジュール基板５の一端部が外部に突出される。無線カードモジュール１は、アンテナモジュール２０が詳細を後述するように小型に構成されることにより、本体機器２からの突出量が低減される。無線カードモジュール１は、具体的にはアンテナモジュール２０が５．２ＧＨｚ帯域と２．４ＧＨｚ帯域の電波に対する共振特性を有することでこれら電波の送受信特性を有する。また、無線カードモジュール１は、図１に示すようにアンテナモジュール２０に一対のアンテナ素子２２Ａ、２２Ｂを搭載することによって、これらアンテナ素子２２Ａ、２２Ｂが共同してダイバーシチ動作を行うことでダイバーシチ特性を有する。
【００２７】
アンテナモジュール２０は、アンテナ基板２１がモジュール基板５の横幅とほぼ等しい長さでかつ本体機器のスロットの開口形状よりもやや大きな外形寸法を有する横長矩形の基板からなる。アンテナ基板２１は、例えば一般的なプリント基板用として通常用いられる比較的廉価なＦＲ４グレード（耐熱グレード４：Flame Retardant Grade）の耐燃性ガラス基材エポキシ樹脂銅張積層基板が用いられる。なお、アンテナ基板２１は、例えばＰＥＴ（ポリエチレン−テレフタラート）フィルム基板や、テフロン（登録商標）−セラミック複合基板或いはセラミック基板等の適宜の基板材を用いるようにしてもよい。アンテナ基板２１は、高比誘電率基材を用いることによって、共振周波数を下げて小型化が図られるようになる。なお、アンテナ基板２１は、基板材の比誘電率によってアンテナ素子２２の各導体パターンのパターン長が適宜規定される。
【００２８】
アンテナ基板２１は、基板材の主面に貼り合わされた銅箔に対して、例えば一般的なプリント配線基板技術で作用されているフォトリソグラフ処理やエッチング処理を施すことによって、主面上に詳細を後述するアンテナ素子２２を構成する各導体パターンが形成される。なお、アンテナ素子２２は、かかるプリント配線技術に限定されず、例えば金属薄板にプレス加工等を施して所定の形状に打ち抜いて形成し、これをアンテナ基板２１の主面上に接合して構成するようにしてもよい。アンテナ基板２１は、廉価な基板材を用いるとともに一般的な工程によって各導体パターンが簡易な形状のアンテナ素子２２を形成することから、低コスト化が図られて製作される。
【００２９】
アンテナモジュール２０は、アンテナ素子２２が、図４に示すように横長矩形のアンテナ基板２１を長さ方向に２等分した２つの領域２１Ａ、２１Ｂの少なくとも一方の領域に形成される。アンテナモジュール２０は、アンテナ素子２２が、それぞれが略同幅の導体パターンからなる、給電パターン２３と、グランドパターン２４と、マッチングパターン２５と、第１のアンテナ素子パターン２６と、第２のアンテナ素子パターン２７とから構成される。アンテナモジュール２０は、モジュール基板５に対してアンテナ基板２１が略垂直な状態で搭載されるが、詳細を後述するように各パターンの先端部がそれぞれアンテナ基板２１の下端縁に導かれている。
【００３０】
アンテナモジュール２０は、これらの先端部が半田接合部１４を介してモジュール基板５側の相対する導体パターンと接続されることによって、電気的接続とともに立設状態が機械的に保持されるように構成される。なお、アンテナモジュール２０は、第１のアンテナ素子パターン２６と、第２のアンテナ素子パターン２７とがアンテナ基板２１内において開放されるようにしてモジュール基板５との半田接合が行われないように構成してもよい。また、アンテナモジュール２０は、例えばアンテナ基板２１の下端部に沿ってダミーランドを形成し、このダミーランドと対向してモジュール基板５側に形成したダミーランドとの半田付けを行うようにしてもよい。
【００３１】
給電パターン２３は、アンテナ基板２１の下端縁を起点として上端縁に延びる高さ方向の直線状の導体パターンからなる。給電パターン２３は、アンテナ基板２１がモジュール基板５に組み付けられた状態において、図５に示すように下端部がモジュール基板５側の入出力パターン１３と相対向して半田接合部１４ａを介して接続されることにより給電ランド２３ａを構成する。
【００３２】
給電パターン２３には、上端部にマッチングパターン２５を介してグランドパターン２４が一体に連設されてなる。マッチングパターン２５は、給電パターン２３から直角に折曲されてアンテナ基板２１の上縁部に沿って適宜のパターン長を以って形成された水平な導体パターンからなる。マッチングパターン２５は、給電側とのインピーダンスマッチングを図るようにそのパターン長ｍ３が適宜設定される。
【００３３】
グランドパターン２４は、マッチングパターン２５の先端部において給電パターン２３と対向するようにして直角に折曲され下端部に達する高さ方向の導体パターンからなる。グランドパターン２４は、アンテナ基板２１がモジュール基板５に組み付けられた状態において、図５に示すように下端部がモジュール基板５側のグランドパターン１５と相対向して半田接合部１４ｂを介して接続される。
【００３４】
なお、グランドパターン１５は、ビア１６を介してモジュール基板５の底面側に形成したグランド１７と接続されるが、適宜のスイッチ手段を設けてパターン長を調整自在とするようにしてもよい。アンテナモジュール２０は、かかる構成によりマッチングパターン２５のパターン長が調整自在とされ、マッチング調整が図られるようになる。
【００３５】
第１のアンテナ素子パターン２６は、上述したマッチングパターン２５と対向して給電パターン２３の上端部に一体に連設されてなり、給電パターン２３から直角に折曲されてアンテナ基板２１の上縁部に沿って側縁部の近傍位置まで延長された水平な第１の部位からなる水平パターン部２６ａと、この水平パターン部２６ａの先端部において下方へと向かって直角に折曲されて側縁部に沿って下端部に達する高さ方向の第２の部位からなる垂直パターン部２６ｂとから構成される全体が略Ｌ字状の導体パターンからなる。
【００３６】
第１のアンテナ素子パターン２６は、アンテナ基板２１がモジュール基板５に組み付けられた状態において、図５に示すように下端部が開放端部２６ｃを構成してモジュール基板５側の第１の開放パターン１８と相対向して半田接合部１４ｃを介して接続される。なお、第１のアンテナ素子パターン２６は、開放端部２６ｃがアンテナ基板２１内で完結した開放パターンとして構成されることを基本とするが、後述するようにモジュール基板５側の構成と共同してパターン長を可変とすることも可能とするように、開放端部２６ｃを上述したように形成してなる。
【００３７】
第１のアンテナ素子パターン２６は、給電パターン２３との連設位置から開放端部２６ｃに至るパターン長ｍ１が、第１の周波数帯域ｆ１の電波波長λ１の略１／４の長さで形成されている。第１のアンテナ素子パターン２６は、具体的には２．４ＧＨｚ周波数帯域の電波に対して共振特性を有するパターン長ｍ１を以って形成されている。したがって、第１のアンテナ素子パターン２６は、２．４ＧＨｚ周波数帯域の搬送電波を用いる無線ＬＡＮシステム或いはBluetoohとの無線通信機能が奏されるようになる。
【００３８】
第２のアンテナ素子パターン２７は、給電パターン２３の途中部位から第１のアンテナ素子パターン２６と同方向に分岐して一体に連設され、給電パターン２３と直交するとともに直線状の第１の部位と、この第１の部位の先端部から給電パターンと対向するように折曲されるとともに先端部が開放された直線状の第２の部位とからなる全体略Ｌ字状を呈するとともに第１のアンテナ素子パターン２６の水平パターン部２６ａと平行に対峙する水平パターン部２７ａと、この水平パターン部２７ａの先端部において下方へと向かって直角に折曲されて第１のアンテナ素子パターン２６の垂直パターン部２６ｂと平行に対峙して下端部に達する高さ方向の第２の部位からなる垂直パターン部２７ｂとから構成される全体が略Ｌ字状の導体パターンからなる。
【００３９】
第２のアンテナ素子パターン２７は、給電パターン２３とマッチングパターン２５及びグランドパターン２４を第１のアンテナ素子パターン２６と共有し、この第１のアンテナ素子パターン２６によって囲まれた領域内に形成されてなる。第２のアンテナ素子パターン２７は、アンテナ基板２１がモジュール基板５に組み付けられた状態において、図５に示すように下端部が開放端部２７ｃを構成してモジュール基板５側の第２の開放パターン１９と相対向して半田接合部１４ｄを介して接続される。第２のアンテナ素子パターン２７は、給電パターン２３との連設位置から開放端部２７ｃに至るパターン長ｍ２が、第２の周波数帯域ｆ２の電波波長λ２の略１／４の長さで形成されている。第２のアンテナ素子パターン２７は、具体的には５．２ＧＨｚ周波数帯域の電波に対して共振特性を有するパターン長ｍ２を以って形成されている。したがって、第２のアンテナ素子パターン２７は、５．２ＧＨｚ周波数帯域の搬送電波を用いる狭域無線通信システムとの無線通信機能が奏されるようになる。なお、第２のアンテナ素子パターン２７も、開放端部２７ｃがアンテナ基板２１内で完結した開放パターンとして構成されることを基本とするが、後述するようにモジュール基板５側の構成と共同してパターン長を可変とすることも可能とするように、開放端部２７ｃを上述したように形成してなる。
【００４０】
以上のように構成されたアンテナモジュール２０は、無線カードモジュール１が本体機器２のスロット３に装填されることによって、入出力パターン１３を介して供給された通信電力を、アンテナ素子２２において共振して放射する。アンテナモジュール２０は、外部から送信された電波を受信し、第１のアンテナ素子パターン２６において５．２ＧＨｚ帯域の電波について共振電流を励起するとともに第２のアンテナ素子パターン２７において２．４ＧＨｚ帯域の電波について共振電流を励起して給電パターン２３を介して無線カードモジュール１側に供給する。
【００４１】
アンテナモジュール２０は、上述したようにアンテナ素子２２が極めて単純な形状の複数の導体パターンによって構成されており、銅貼り有機基板等の安価な基板材からなるアンテナ基板２１上に簡易な方法と工程とによってこれら各導体パターンを形成することが可能である。したがって、アンテナモジュール２０は、コスト低減が図られて製作され、廉価な無線カードモジュール１を提供することを可能とする。
【００４２】
アンテナモジュール２０は、第１のアンテナ素子パターン２６と第２のアンテナ素子パターン２７とが、給電パターン２３と、マッチングパターン２５及びグランドパターン２４を共用して形成される。アンテナモジュール２０は、第１のアンテナ素子パターン２６に囲まれた領域内に第２のアンテナ素子パターン２７が形成されて構成されている。アンテナモジュール２０は、第１のアンテナ素子パターン２６と第２のアンテナ素子パターン２７とが、それぞれの周波数帯域の電波波長の１／４のパターン長を以って形成されている。したがって、アンテナモジュール２０は、アンテナ素子２２がアンテナ基板２１の主面上において小型に形成され、小型化された無線カードモジュール１を提供することを可能とするとともに、本体機器２からの突出量が低減されるようにする。
【００４３】
アンテナモジュール２０は、上述したように５．２ＧＨｚ帯域の電波と２．４ＧＨｚ帯域の電波とについて共振特性を有している。かかる共振特性は、図６に示すように、電界シミュレーションによる各導体パターンの電流分布の解析結果によっても説明される。シミュレーションは、アジレントテクノロジー社製の高周波ストラクチャー・シミュレータ（HFSS:High Frequency Structure Simulator）が用いられ、第１の周波数帯域の電波ｆ１として２．５ＧＨｚの電波を、第２の周波数帯域のｆ２として５．３ＧＨｚの電波における電流強度を解析したものである。
【００４４】
アンテナモジュール２０においては、図６（Ａ）から明らかなように、２．５ＧＨｚの電波に対して給電パターン２３の給電ランド２３ａの近傍と第１のアンテナ素子パターン２６の水平パターン部２６ａ及び垂直パターン部２６ｂにおいて電流強度の高い部位ｐ１が生じている。アンテナモジュール２０においては、第１のアンテナ素子パターン２６を流れる電流経路が電波の共振・放射に寄与することにより、２．５ＧＨｚの電波に対するアンテナ特性を有することが説明される。一方、アンテナモジュール２０においては、図６（Ｂ）から明らかなように、５．３ＧＨｚの電波に対して給電パターン２３の給電ランド２３ａと第２のアンテナ素子パターン２７の分岐部の近傍及び第２のアンテナ素子パターン２７の水平パターン部２６ａにおいて電流強度の高い部位ｐ２が生じることで、５．３ＧＨｚの電波に対するアンテナ特性を有することが説明される。
【００４５】
また、アンテナモジュール２０は、図７に示す電圧定在波比特性（VSWR:Voltage Standing Wave Ratio）の実測結果からも明らかなように、５．２ＧＨｚ帯域の電波と２．４ＧＨｚ帯域の電波とについて送受信特性を有する。ＶＳＷＲ値の実測は、アジレントテクノロジー社製のベクトルネットワークアナライザーを用いて行い、その測定結果を縦軸をＶＳＷＲ値とし横軸を周波数として図７に示す。ＶＳＷＲ値は、周知のように小さい値ほど良好なアンテナ特性が奏されるようになる。アンテナモジュール２０は、同図から明らかなように、ＶＳＷＲ値がポイントｐ１の２．４ＧＨｚ及びポイントｐ２の２．４９ＧＨｚにおいて第１の最小値が生じるとともに、ポイントｐ３の５．１５ＧＨｚ及びポイントｐ４の５．２５ＧＨｚにおいて第２の最小値が生じ、これらの周波数帯域において良好なアンテナ特性が発揮される。
【００４６】
さらに、アンテナモジュール２０は、図８に示した放射特性の実測図から明らかなように、５．２ＧＨｚ帯域の電波と２．４ＧＨｚ帯域の電波とが良好な状態で放射が行われている。なお、放射特性の実測は、同図（Ａ）に示すようにモジュール基板５の主面に対して平行面に沿って垂直軸を中心に回転させた各方向の利得を実測して、同図（Ｂ）乃至同図（Ｅ）にその結果を示してなる。アンテナモジュール２０は、２．４ＧＨｚの電波に対して、同図（Ｂ）に示す水平偏波の利得の実測結果及び同図（Ｃ）に示す垂直偏波の利得結果に示すように、いずれの方向に対しても良好な放射特性を有している。また、アンテナモジュール２０は、５．２ＧＨｚの電波に対して同図（Ｄ）に示す電波の水平偏波の利得の実測結果及び同図（Ｅ）に示す垂直偏波の利得結果に示すように、いずれの方向に対しても良好な放射特性を有している。
【００４７】
アンテナモジュール２０においては、図９に示すように、横長矩形に形成されたアンテナ基板２１に対して左右一対のアンテナ素子２２Ａ、２２Ｂが設けられて無線カードモジュール１に搭載される。すなわち、アンテナモジュール２０は、アンテナ基板２１の第１の領域２１Ａに上述した向きの第１のアンテナ素子２２Ａが設けられるとともに、第２の領域２１Ｂにこの第１のアンテナ素子２２Ａと線対称のパターン形状を以って形成された第２のアンテナ素子２２Ｂが設けられる。
【００４８】
アンテナモジュール２０は、第１のアンテナ素子２２Ａと第２のアンテナ素子２２Ｂとが、導体パターンを基本的に同一形状を以って形成されてることによって、上述したようにそれぞれ５．２ＧＨｚ帯域の電波と２．４ＧＨｚ帯域の電波とに対しての送受信特性を有している。アンテナモジュール２０は、互いに線対称形状の第１のアンテナ素子２２Ａと第２のアンテナ素子２２Ｂとを有することによって互いに放射特性のズレが生じることで互いに補完しあうようになり、ダイバーシチ動作を行う。アンテナモジュール２０は、上述したように第１のアンテナ素子２２Ａと第２のアンテナ素子２２Ｂとが小型化されて形成されることで、これらを従来と同等の外形寸法を有するアンテナ基板２１に対して搭載することが可能である。
【００４９】
アンテナモジュール２０は、第１のアンテナ素子２２Ａと第２のアンテナ素子２２Ｂとを、線対称形状で形成するばかりでなく、アンテナ基板２１の外形仕様に応じて点対称形状或いは同じ向き、上下反転形状等で形成することも可能である。アンテナモジュール２０は、本体機器２の筐体に対して一般に偏倚した位置に形成されたスロット３に装填して用いられる。アンテナモジュール２０は、本体機器２に装填された状態においてその金属製の筐体やフレーム等による電磁的な影響を受けてアンテナ特性が多少変化する。
【００５０】
アンテナモジュール２０は、第１のアンテナ素子２２Ａと第２のアンテナ素子２２Ｂとをアンテナ基板２１に対して適宜な組合せで配置して形成することによって、より効率的なダイバーシチ動作が行われるようになる。なお、アンテナモジュール２０は、第１のアンテナ素子２２Ａと第２のアンテナ素子２２Ｂとを同一向きで配置した場合でも、本体機器２の筐体等の影響による特性変化によってこれらがダイバーシチ動作を行う。また、アンテナモジュール２０は、全体が小型化されることから、アンテナ基板２１の外形仕様によってはさらに複数個を設けることにより、ダイバーシチ特性の向上が図られるようにもなる。
【００５１】
図１０に示したアンテナモジュール３０は、上述したアンテナ素子２２に対して特性を異にした第２のアンテナ素子、例えばをセラミック誘電体アンテナからなるチップアンテナ素子３１をアンテナ基板２１の第２の領域２１Ｂに搭載してなる。チップアンテナ素子３１は、小型であり、例えば５．２ＧＨｚ帯域の電波と２．４ＧＨｚ帯域の電波とについて送受信特性を有しているが、比較的高価でありアンテナ基板２１のサイズや本体機器２の筐体の材質や比誘電率の影響を受けて特性変化が大きいといった特性を有するアンテナ素子である。アンテナモジュール３０においては、アンテナ基板２１上に異なる特性を有するアンテナ素子２２とチップアンテナ素子３１とを搭載することによって、これらが相互に補完してより精度の高い送受信特性を発揮するようになる。また、アンテナモジュール３０においては、アンテナ素子２２とチップアンテナ素子３１とが共同してダイバーシチ動作が行われるようにしてもよい。
【００５２】
なお、アンテナモジュール３０は、アンテナ基板２１の第２の領域２１Ｂに、チップアンテナ素子３１ばかりでなく適宜に形成したパターン形状を有する他のアンテナ素子を搭載して、アンテナ素子２２と相互に補完し合う動作を行わせるようにしてもよいことは勿論である。
【００５３】
図１１に示した無線カードモジュールは、モジュール基板３５の構成に特徴を有しており、第１のアンテナ素子パターン２６と第２のアンテナ素子パターン２７のパターン長をそれぞれ可変とすることで、所望の周波数帯域での共振特性が得られるように構成してなる。無線カードモジュールは、アンテナモジュール２０側の第１のアンテナ素子パターン２６の開放端部２６ｃと第２のアンテナ素子パターン２７の開放端部２７ｃとが接続されるモジュール基板３５の第１の開放パターン３６と第２の開放パターン３８との構成に特徴がある。なお、無線カードモジュールは、これら第１の開放パターン３６と第２の開放パターン３８を除くその他の構成部位を上述した無線カードモジュール１と同様とすることから対応する部位に同一符号を付して説明を省略する。
【００５４】
モジュール基板３５には、互いに独立した複数個の導電ランド３６ａ乃至３６ｄから構成される第１の開放パターン３６が形成されるとともに、これら導電ランド３６ａ乃至３６ｄ間をそれぞれ断接するための超小型のＭＥＭＳ（Micro Electro Mecanical System）スイッチ３７ａ乃至３７ｃ（以下、ＭＥＭＳスイッチ３７と総称する。）が設けられている。また、モジュール基板３５には、互いに独立した複数個の導電ランド３８ａ乃至３８ｄから構成される第２の開放パターン３８が形成されるとともに、これら導電ランド３８ａ乃至３８ｄ間をそれぞれ断接するためのＭＥＭＳスイッチ３９ａ乃至３９ｃ（以下、ＭＥＭＳスイッチ３９と総称する。）が設けられている。なお、モジュール基板３５には、ＭＥＭＳスイッチ３７、３９に代えて、例えばダイオードスイッチや半導体スイッチ等を用いるようにしてもよい。
【００５５】
ＭＥＭＳスイッチ３７は、図１２に示すように全体が絶縁カバー４０によって覆われ、シリコン基板４１上に第１の固定接点４２と、第２の固定接点４３と、第３の固定接点４４とが形成されてなる。ＭＥＭＳスイッチ３７は、第１の固定接点４２に対して薄板状で可撓性を有する可動接点片４５が回動自在に片持ち支持されてなる。ＭＥＭＳスイッチ３７は、第１の固定接点４２と第３の固定接点４４とが出力接点として、それぞれリード４６ａ、４６ｂを介して絶縁カバー４０に設けた入出力端子４７、４８と接続されている。
【００５６】
ＭＥＭＳスイッチ３７は、可動接点片４５の一端部が回動支持部とともにシリコン基板４１側の第１の固定接点４２との常閉接点を構成するとともに、自由端側が第３の固定接点４４と対向する常開接点として構成される。可動接点片４５は、中央部の第２の固定接点４３に対応して、内部に電極が設けられている。ＭＥＭＳスイッチ３７は、通常状態において可動接点片４５が常閉接点を第１の固定接点４２と接触するとともに、常開接点側において第３の固定接点４４との接触が絶たれた状態に保持されてなる。
【００５７】
ＭＥＭＳスイッチ３７は、第２の固定接点４３と可動接点片４５の内部電極とに駆動電圧が印加されることによって、第２の固定接点４３と可動接点片４５の内部電極との間に静電容量による吸引力が生成され、可動接点片４５が第１の固定接点４２を支点としてシリコン基板４１側へと変位動作する。ＭＥＭＳスイッチ３７は、変位動作した可動接点片４５の常開接点が第３の固定接点４４と接触することにより、入出力端子４７、４８間を短絡させる。
【００５８】
ＭＥＭＳスイッチ３７は、第３の固定接点４４と可動接点片４５との接触状態が保持されることで、入出力端子４７、４８間の短絡状態を保持する。ＭＥＭＳスイッチ３７は、逆バイアス電圧が印加されることで可動接点片４５が初期状態へと復帰して開放する。ＭＥＭＳスイッチ３７は、これによって第３の固定接点４４と可動接点片４５との間を開放する。ＭＥＭＳスイッチ３７は、極めて微小であるとともに動作状態を保持するための保持電流を不要とするスイッチであることから、無線カードモジュールに搭載しても大型化することは無くかつ低消費電力化を図ることが可能とする。なお、ＭＥＭＳスイッチ３９も、ＭＥＭＳスイッチ３７と同様であり、説明を省略する。
【００５９】
モジュール基板３５は、上述したＭＥＭＳスイッチ３７が、その入出力端子４７、４８を隣り合う導電ランド３６ａ乃至３６ｄに接続するとともに、ＭＥＭＳスイッチ３９が、その入出力端子４７、４８を隣り合う導電ランド３８ａ乃至３８ｄに接続して搭載する。モジュール基板３５は、半田接続部１４側から順次ＭＥＭＳスイッチ３７、３９を短絡させることによって、第１の開放パターン３６と第２の開放パターン３８のパターン長をそれぞれ調整することが可能とされる。
【００６０】
アンテナモジュール２０においては、アンテナ基板２１に形成した第１のアンテナ素子パターン２６と第２のアンテナ素子パターン２７とがそれぞれのパターン長を一定にして形成されている。アンテナモジュール２０は、モジュール基板３５側に形成した第１の開放パターン３６が各ＭＥＭＳスイッチ３７を選択して各導電ランド３６ａ乃至３６ｄを適宜接続することによって、第１のアンテナ素子パターン２６の開放端までの長さが調整される。同様に、アンテナモジュール２０は、モジュール基板３５側に形成した第２の開放パターン３８が各ＭＥＭＳスイッチ３９を選択して各導電ランド３８ａ乃至３８ｄを適宜接続することによって、第２のアンテナ素子パターン２７の開放端までの長さが調整される。したがって、アンテナモジュール２０においては、第１のアンテナ素子パターン２６と第２のアンテナ素子パターン２７とを任意の長さに設定することによって、これらが所望の周波数帯域で共振動作を行うアンテナ特性を得ることが可能となる。
【００６１】
また、アンテナモジュール２０においては、使用状態において本体機器２の筐体構造等の影響を受けて共振周波数帯域に多少のズレが発生することが多い。したがって、アンテナモジュール２０においては、上述したモジュール基板３５側の構成を利用して複数のＭＥＭＳスイッチ３７、３９を自動制御することにより、本体機器２の筐体構造等の影響による感度の補正を行うようにしてもよい。
【００６２】
図１３に示した無線カードモジュールも、モジュール基板５０の構成に特徴を有しており、容量装荷部５１を設けることによって第１のアンテナ素子パターン２６と第２のアンテナ素子パターン２７に対して容量装荷を行い、波長短縮化を図るようにした構成に特徴を有している。なお、無線カードモジュールは、容量装荷部５１を除いてモジュール基板５０がその他の構成を上述したモジュール基板５と同様とすることから対応する部位に同一符号を付して説明を省略する。
【００６３】
モジュール基板５０は、第１の開放パターン１８と第２の開放パターン１９とに対応する一部の領域に、基板材の材質を実質的に変化させる容量装荷部５１が形成されてなる。容量装荷部５１は、例えば基板材に部分的に誘電率を変化させることが可能なハイブリッド材や、誘電率を異にする材料の塗布或いはフィルムシートの貼り付け等によって他の部位と誘電率を異にした領域によって構成される。容量装荷部５１は、例えばレジスト系材料、セラミックと有機のコンポジット材、スパッタ法等によって形成されるＴａＯ膜等の薄膜高誘電率材料等を用いて形成される。モジュール基板５０は、容量装荷部５１によって第１のアンテナ素子パターン２６と第２のアンテナ素子パターン２７の開放端に容量装荷を行うことにより、波長が短縮されて共振周波数が低域にシフトするようになる。
【００６４】
なお、容量装荷部５１については、例えば第１のアンテナ素子パターン２６の先端部近傍領域と第２のアンテナ素子パターン２７の先端部近傍領域とに対応してアンテナ基板２１の一部に形成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態として示す無線カードモジュールの要部斜視図である。
【図２】無線カードモジュールをパーソナルコンピュータに装填して使用する状態の説明図である。
【図３】無線カードモジュールの要部平面図である。
【図４】アンテナモジュールの正面図である。
【図５】アンテナモジュールと無線カードモジュール側のモジュール基板との接続構造の説明図である。
【図６】アンテナモジュールの電磁界シミュレーション図である。
【図７】アンテナモジュールの電圧定在波比特性の実測図である。
【図８】アンテナモジュールの放射特性の実測図である。
【図９】一対のアンテナ素子を備えたアンテナモジュールの正面図である。
【図１０】チップアンテナを混載したアンテナモジュールの正面図である。
【図１１】アンテナ素子パターンの開放パターンのパターン長を調整自在とするアンテナモジュールの正面図である。
【図１２】ＭＥＭＳスイッチの要部縦断面図である。
【図１３】容量装荷部を設けたアンテナモジュールの正面図である。
【図１４】ダイバーシチ特性を備えたマルチアンテナを有する従来の無線カードモジュールの説明図である。
【図１５】チップアンテナを備えた従来の無線カードモジュールの説明図である。
【図１６】ダイバーシチ特性の逆Ｆ型アンテナを備えた従来の無線カードモジュールの説明図である。
【符号の説明】
【００６６】
無線カードモジュール、２  本体機器、３  スロット、４  ケース、５  モジュール基板、７  コネクタ部、１４  半田接合部、１５  グランドパターン、１８  第１の開放パターン、１９  第２の開放パターン、２０  アンテナモジュール、２１  アンテナ基板、２２  アンテナ素子、２３  給電パターン、２４  グランドパターン、２５  マッチングパターン、２６  第１のアンテナ素子パターン、２７  第２のアンテナ素子パターン、３０  アンテナモジュール、３１  チップアンテナ素子、３５  モジュール基板、３６  第１の開放パターン、３７  ＭＥＭＳスイッチ、３８  第２の開放パターン、３９  ＭＥＭＳスイッチ、５０  アンテナモジュール、５１  容量装荷部
【図１】
2005033736.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年8月8日(2003.8.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる周波数帯域の電波の送受信特性を有する小型のアンテナモジュール及びこのアンテナモジュールを備えて各種の電子機器に装填されることによって無線通信機能を付加する無線カードモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信機能は、近年パーソナルコンピュータ等の情報処理機器或いは携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の通信端末機器ばかりでなく、各種の民生用電子機器、例えばオーディオ製品、ビデオ機器、カメラ機器、プリンタ或いはエンタテイメントロボット等にも搭載されている。無線通信機能は、電子機器ばかりでなく、例えば無線ＬＡＮ用のアクセスポイント、ＰＣＭＣＩＡ仕様（Personal Computer Memory Card International Assosiation）カード、コンパクトフラッシュカード、ミニＰＣＩ（Peripheral Component Interconnection）カード等のいわゆる小型のアクセサリカードにも搭載されることによりストレージ機能と無線通信機能とを備えた無線カードモジュールを構成している。
【０００３】
無線通信方式としては、例えばIEEE802.11aで提案されている５．２ＧＨｚ帯域の搬送電波を用いる狭域無線通信システムやIEEE802.11bで提案されている２．４ＧＨｚ帯域の搬送電波を用いる無線ＬＡＮシステム或いはBluetoothと称される近距離無線通信システム等の種々の無線通信方式が提案されている。各種電子機器や無線カードモジュール等においては、かかる周波数帯域を異にする複数の無線通信方式に対して無線接続を可能とするインターフェース仕様を有し、各周波数帯域の電波を送受信することが可能であることが必要となっている。無線カードモジュール等においては、複数の無線通信方式に対応するためにそれぞれの周波数帯域の電波を送受信可能とするアンテナが必要となるとともに、さらに異なる方向からの電波の送受信を可能とするダイバーシチ構成とするために各周波数帯域毎に配置を異にした２本以上のアンテナが必要となる。
【０００４】
なお、異なる周波数帯域の電波について送受信を可能とするいわゆるマルチアンテナについては、種々の形状のアンテナで提案されている。（例えば特許文献１乃至特許文献４参照。）
従来の無線カードモジュール１００は、図１４に示すようにカードサイズのモジュール基板１０１上に詳細を省略する通信制御部１０２や信号処理部１０３或いはメモリ部１０４等を有する回路部１０５が搭載されるとともに、モジュール基板１０１の長手方向の相対する両側領域にアンテナ部１０６とコネクタ部１０７とが設けられ、図示しないケースの内部に収納される。無線カードモジュール１００は、コネクタ部１０７を本体機器に設けたスロットに装填することにより、コネクタ部１０７が本体機器側のコネクタ部と接続されて無線通信機能を含む所定の機能を付加する。
【０００５】
無線カードモジュール１００は、本体機器に装填された状態においてアンテナ部１０６が本体機器から露出されて、このアンテナ部１０６により電波を送受信する。無線カードモジュール１００は、例えば上述した５．２ＧＨｚ帯域と２．４ＧＨｚ帯域の異なる周波数帯域の電波に対して送受信特性を有するとともに電波の方向特性すなわちダイバーシチ特性とを有する。したがって、無線カードモジュール１００には、図１４に示すようにアンテナ部１０６に、一対のアンテナ素子１０８，１０９とからなる５．２ＧＨｚ帯域用の第１のアンテナ１１０と、一対のアンテナ素子１１１，１１２とからなる２．４ＧＨｚ帯域用の第２のアンテナ１１３とが設けられている。
【０００６】
無線カードモジュール１００には、モジュール基板１０１のアンテナ部１０６において、幅方向に離間した一方領域に第１のアンテナ１１０が形成されるとともに他方領域に第２のアンテナ１１３が形成される。第１のアンテナ１１０は、モジュール基板１０１上に側縁に沿って長手方向にパターン形成されたアンテナ素子１０８と、このアンテナ素子１０８と直交して側端に沿ってパターン形成されたアンテナ素子１０９とからなる。第２のアンテナ１１３も、モジュール基板１０１上に側縁に沿って長手方向にパターン形成されたアンテナ素子１１１と、このアンテナ素子１１１と直交して側端に沿ってパターン形成されたアンテナ素子１１２とからなる。
【０００７】
無線カードモジュール１００においては、５．２ＧＨｚ帯域と２．４ＧＨｚ帯域の電波に対する送受信特性とダイバーシチ特性とを備えるために、上述したようにそれぞれ一対のアンテナ素子（１０８，１０９），（１１１，１１２）を互いに直交して配列してなる二組のアンテナ１１０，１１３をモジュール基板１０１上に形成しなければならない。かかる無線カードモジュール１００は、アンテナ部１０６に大きな面積が必要となることから、小型化の実現が困難となるといった問題がある。
【０００８】
また、図１５に示した従来の無線カードモジュール１２０は、アンテナ部１０６に一対のチップアンテナ１２１，１２２が搭載されてなる。チップアンテナ１２１，１２２は、例えば体積が４０mm３程度の超小型なセラミック誘電体アンテナからなり、それぞれ５．２ＧＨｚ帯域と２．４ＧＨｚ帯域の電波に対する送受信特性を有している。チップアンテナ１２１，１２２は、ダイバーシチ特性が付与されるようにモジュール基板１０１のアンテナ部１０６に配列されて実装される。
【０００９】
無線カードモジュール１２０においては、超小型のチップアンテナ１２１，１２２を備えることで、本体機器からのアンテナ部１０６の突出量を低減するとともに小型軽量化が図られるようになる。しかしながら、無線カードモジュール１２０においては、チップアンテナ１２１，１２２が比較的高価であるためにコストが高くなるといった問題があった。また、無線カードモジュール１２０は、チップアンテナ１２１，１２２がモジュール基板１０１の基板サイズや本体機器の筐体の材質や比誘電率或いは間隔等の変化により生じる電磁界変化の影響を受けて特性が著しく変化するといった特徴があり、この特性変化によってインピーダンスマッチングにズレが生じたり、利得が低下してしまうといったように実用特性に問題があった。
【００１０】
図１６に示した従来の無線カードモジュール１３０も、モジュール基板１０１のアンテナ部１０６に、幅方向に離間した一方領域に５．２ＧＨｚ帯域用のダイバーシチを構成する一対の第１のアンテナ１３１，１３２が形成されるとともに、他方領域に２．４ＧＨｚ帯域用のダイバーシチを構成する一対の第２のアンテナ１３３，１３４が形成されてなる。無線カードモジュール１３０は、これら第１のアンテナ１３１，１３２と第２のアンテナ１３３，１３４とが、それぞれいわゆる逆Ｆ形アンテナ（IFA:Inverted F Antenna）或いは基板にＦ形パターンを直接形成したり金属薄板の板金加工によって形成したＦ型アンテナ素子を基板上に接合してなるいわゆる平面逆Ｆ型アンテナ（PIFA:Plainer Inverted F Antenna）によって構成される。
【００１１】
無線カードモジュール１３０は、各逆Ｆ形アンテナ１３１〜１３４が、上述したチップアンテナ１２１，１２２と比較して、適用帯域が広く、本体機器の筐体金属部分等の影響による特性変化も少ないことから安定した性能を有する。無線カードモジュール１３０は、各逆Ｆ形アンテナ１３１〜１３４が、チップアンテナ１２１，１２２と比較して廉価に形成されることから、コストの低減が図られる。しかしながら、無線カードモジュール１３０は、例えば５．２ＧＨｚ帯域に特性を有する第１のアンテナ１３１，１３２がそれぞれモジュール基板１０１上において１個当たり約１５０mm２程度の容積を必要とするとともに２．４ＧＨｚ帯域に特性を有する第２のアンテナ１３３，１３４が配線基板上において１個当たり約３００mm２程度の容積を必要とする。したがって、無線カードモジュール１３０においては、かかる逆Ｆ形アンテナ１３１〜１３４をモジュール基板１０１に形成することによって大型化するといった問題があった。
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−１４５７２２号公報
【特許文献２】特開２０００−１８３６４４号公報
【特許文献３】特開２００１−８５９２９号公報
【特許文献４】特許第３２４３６３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
したがって、本発明は、小型、省スペース化と低コスト化を図り異なる周波数帯域の電波に対する送受信特性を有するとともに、ダイバーシチ特性も付与されるようにするアンテナモジュールを提供することを目的に提案されたものである。
【００１４】
また、本発明は、異なる周波数帯域の電波に対して送受信特性を有して情報等の授受が高精度に行い得るようにするとともに機器本体からの突出量を低減されて使い勝手の向上が図られるようにする小型軽量、かつ低コスト化を図った無線カードモジュールを提供することを目的に提案されたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した目的を達成する本発明にかかるアンテナモジュールは、給電パターンと、第１のアンテナ素子パターンと、第２のアンテナ素子パターンと、グランドパターンとから構成されたアンテナ素子を備える。アンテナモジュールは、給電パターンが、一端部を給電部に接続された直線状の導体パターンからなる。アンテナモジュールは、第１のアンテナ素子パターンが、給電パターンの先端部に一体に連設され、給電パターンと直交する直線状の第１の部位と、この第１の部位の先端部から給電パターンと対向するように折曲されるとともに先端部が開放された直線状の第２の部位とからなる全体略Ｌ字状を呈する導体パターンからなり、第１の周波数帯域の電波に対する共振特性を有するパターン長を以って形成される。アンテナモジュールは、第２のアンテナ素子パターンが、給電パターンの途中部位から第１のアンテナ素子パターンと同方向に分岐して一体に連設され、給電パターンと直交する直線状の第１の部位と、この第１の部位の先端部から給電パターンと対向するように折曲されるとともに先端部が開放された直線状の第２の部位とからなる全体略Ｌ字状を呈するとともに第１のアンテナ素子パターンに囲まれるようにして形成された導体パターンからなり、第２の周波数帯域の電波に対する共振特性を有するパターン長を以って形成される。アンテナモジュールは、グランドパターンが、給電パターンの先端部から、第１のアンテナ素子パターン及び第２のアンテナ素子パターンと対向する方向に分岐して一体に連設されてなり、第１のアンテナ素子パターンの第１の部位と同一軸線上に位置して形成された直線状の第１の部位と、この第１の部位の先端部から給電パターンと対向するように折曲された直線状の第２の部位とからなる全体略Ｌ字状を呈する導体パターンからなり、第２の部位の先端部がグランド部と接続される。
【００１６】
以上のように構成された本発明にかかるアンテナモジュールによれば、それぞれが適用帯域が広く本体機器等の影響による特性変化も小さい第１のアンテナ素子パターンと第２のアンテナ素子パターンとを備え、第１のアンテナ素子パターンが第１の周波数帯域の電波に対して共振動作するとともに第２のアンテナ素子パターンが第２の周波数帯域の電波に対して共振動作することで異にする第１の周波数帯域の電波と第２の周波数帯域の電波とに対する送受信特性を有する。また、アンテナモジュールによれば、第１のアンテナ素子パターンと第２のアンテナ素子パターンとが給電パターンとグランドパターンとを共用するとともに、第２のアンテナ素子パターンが第１のアンテナ素子パターンに囲まれるようにして形成され、各導体パターンが簡易な方法と工程とによって形成することが可能な極めて単純な形状であるとともに小型で省スペース化が図られて形成される導体パターンからなる。アンテナモジュールによれば、小型化が図られ、限られたスペースにも複数個が搭載されることによりそれぞれが共同してダイバーシチ動作を行う。
【００１７】
また、上述した目的を達成する本発明にかかる無線カードモジュールは、ケース内に収納されるモジュール基板に通信制御部や信号処理部を搭載するとともに、モジュール基板の一方側にケースから露出されるコネクタ部を配置しかつ他方側にアンテナ部を設けてなり、本体機器に設けたスロットに対してコネクタ部側から装填されることによってアンテナ部が本体機器から露出されてこの本体機器に対して無線通信機能を付加する。無線カードモジュールは、アンテナ部が、一端部をモジュール基板側の給電部に接続された給電パターンと、先端側が開放された全体略Ｌ字状を呈して給電パターンの先端部から一体に連設されるとともに第１の周波数帯域の電波に対する共振特性を有するパターン長を以って形成された第１のアンテナ素子パターンと、先端側が開放された全体略Ｌ字状を呈して給電パターンの途中部位から第１のアンテナ素子パターンと同方向に分岐しかつこの第１のアンテナ素子パターンに囲まれるようにして一体に連設されるとともに第２の周波数帯域の電波に対する共振特性を有するパターン長を以って形成された第２のアンテナ素子パターンと、全体略Ｌ字状を呈して給電パターンの先端部にアンテナ素子パターンと対向する方向に分岐して一体に連設されて先端部がグランド部と接続されたグランドパターンとからなるアンテナ素子をアンテナ基板に設けてなるアンテナモジュールからなる。無線カードモジュールは、アンテナモジュールが、モジュール基板の主面上に幅方向に位置されて略垂直な状態で実装される。
【００１８】
以上のように構成された本発明にかかる無線カードモジュールによれば、パーソナルコンピュータ等の本体機器のスロット内にアンテナ部を露出させた状態で装填されることによって内部でコネクタ接続が行われて無線通信機能を付加するが、アンテナモジュールをモジュール基板の端部に対して略垂直な状態で実装したことによって使用状態における突出量が最小限に抑えられる。無線カードモジュールによれば、アンテナモジュールにそれぞれが広帯域特性を有しかつ本体機器等の影響による特性変化も小さい第１のアンテナ素子パターンと第２のアンテナ素子パターンとが備えられ、第１のアンテナ素子パターンが第１の周波数帯域の電波に対して共振動作するとともに第２のアンテナ素子パターンが第２の周波数帯域の電波に対して共振動作することで、本体機器に対して異にする第１の周波数帯域の電波と第２の周波数帯域の電波との送受信特性を付与し、無線通信による情報等の授受が高精度に行われるようにする。無線カードモジュールによれば、第１のアンテナ素子パターンと第２のアンテナ素子パターンとが給電パターンとグランドパターンを共用しかつ第２のアンテナ素子パターンが第１のアンテナ素子パターンに囲まれた小型化されたアンテナモジュールを有することで、小型化が図られるとともに例えば限られたスペースにも複数個が搭載されることによりそれぞれが共同してダイバーシチ動作を行うことも可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
以上詳細に説明したように、本発明にかかるアンテナモジュールによれば、それぞれが適用帯域が広く本体機器等の影響による特性変化も小さく、第１の周波数帯域の電波で共振動作する第１のアンテナ素子パターンと第２の周波数帯域の電波で共振動作する第２のアンテナ素子パターンとを有し、これら第１のアンテナ素子パターンと第２のアンテナ素子パターンとが給電パターンとグランドパターンとを共用しかつ第２のアンテナ素子パターンが第１のアンテナ素子パターンに囲まれるようにして形成してなる。したがって、本発明にかかるアンテナモジュールによれば、異にする第１の周波数帯域の電波と第２の周波数帯域の電波とに対して信頼性が高い送受信特性を有し、それぞれが簡易な形状からなる各導体パターンを簡易な方法によって形成することが可能であることからコスト低減が図られ、各導体パターンを狭いスペースに形成することが可能であることから小型化が図られるようになり、複数個が共同してダイバーシチ動作を行うダイバーシチ特性を限られたスペースに構成することも可能となる。
【００２０】
また、本発明にかかる無線カードモジュールによれば、モジュール基板の端部に略垂直な状態で実装したアンテナモジュールを有するアンテナ部を露出させた状態でパーソナルコンピュータ等の本体機器に装填されて無線通信機能を付加することにより、使用状態における突出量が最小限に抑えられ使用中に何かとぶっかって衝撃等を受けるといった不都合の発生が抑制され使い勝手と信頼性との向上が図られるようになる。無線カードモジュールによれば、アンテナモジュールが、それぞれ適用帯域が広く本体機器等の影響による特性変化も小さく、第１の周波数帯域の電波で共振動作する第１のアンテナ素子パターンと第２の周波数帯域の電波で共振動作する第２のアンテナ素子パターンとを有し、これら第１のアンテナ素子パターンと第２のアンテナ素子パターンとが給電パターンとグランドパターンとを共用しかつ第２のアンテナ素子パターンが第１のアンテナ素子パターンに囲まれてなるアンテナ素子を備えることにより、異にする第１の周波数帯域の電波と第２の周波数帯域の電波とに対して信頼性が高い送受信特性を有し、コスト低減、小型化が図られ、複数個が共同してダイバーシチ動作を行うダイバーシチ特性を付加することも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態として図面に示した無線カードモジュール１について、詳細に説明する。無線カードモジュール１は、図２に示すように例えばパーソナルコンピュータ等の本体機器２の筐体に開口して設けられるとともに内部にＰＣＭＣＩＡ（Personal Commputer Memory Card International Assosiation）規格準拠のコネクタが設けられたスロット３に対して着脱自在とされる。無線カードモジュール１は、装填した状態においてこの本体機器２に詳細を後述する２つの周波数帯域の電波の送受信特性を有する無線通信機能を付加する。
【００２２】
なお、無線カードモジュール１は、ＰＣＭＣＩＡ規格準拠のコネクタ部が内蔵されたモバイル機器や各種の電子機器等に設けられたスロットに装填されることによって、これらの本体機器に対して所定の拡張機能や無線通信機能を付加する。無線カードモジュール１は、後述するようにストレージ機能も有しており、本体機器との間でデータ等の授受を行う機能を有している。無線カードモジュール１は、その他の機能について従来の無線カードモジュールと同等の機能を有している。
【００２３】
無線カードモジュール１は、図１及び図３に示すように、全体がカードサイズの薄箱状に形成されたケース４内に、モジュール基板５と、詳細を後述するアンテナ基板２１にアンテナ素子２２を形成したアンテナモジュール２０とが密閉状態で収納されている。無線カードモジュール１には、図３に示すようにモジュール基板５の主面上に詳細を省略する回路パターン６が形成されるとともに、一端側に位置してＰＣＭＣＩＡ規格準拠のコネクタ部７が設けられている。無線カードモジュール１には、モジュール基板５の主面上に、例えばストレージ機能用のメモリ素子８、ベースバンド信号処理用のＬＳＩ９或いは高周波信号処理用のＲＦモジュール１０が搭載されている。無線カードモジュール１は、モジュール基板５に対して、アンテナモジュール２０がコネクタ部７と対向する端部側に沿って略垂直な状態で搭載されている。
【００２４】
無線カードモジュール１は、図２矢印で示すようにコネクタ部７側からスロット３に装填されることによって、コネクタ部７がこのスロット３内に設けたコネクタ部と結合される。なお、コネクタ部７は、アンテナ基板２１に回路パターン６と同様にして形成された導体パターンによって構成するが、例えばスロット３側のソケット型コネクタに結合されるプラグ型コネクタであってもよく、また各種の機能カードモジュールの規格に適合した適宜の構造のコネクタであってもよい。
【００２５】
無線カードモジュール１は、本体機器２のスロット３に装填された状態において、アンテナモジュール２０を搭載したモジュール基板５の一端部が外部に突出される。無線カードモジュール１は、アンテナモジュール２０が詳細を後述するように小型に構成されることにより、本体機器２からの突出量が低減される。無線カードモジュール１は、具体的にはアンテナモジュール２０が５．２ＧＨｚ帯域と２．４ＧＨｚ帯域の電波に対する共振特性を有することでこれら電波の送受信特性を有する。また、無線カードモジュール１は、図１に示すようにアンテナモジュール２０に一対のアンテナ素子２２Ａ、２２Ｂを搭載することによって、これらアンテナ素子２２Ａ、２２Ｂが共同してダイバーシチ動作を行うことでダイバーシチ特性を有する。
【００２６】
アンテナモジュール２０は、アンテナ基板２１がモジュール基板５の横幅とほぼ等しい長さでかつ本体機器のスロットの開口形状よりもやや大きな外形寸法を有する横長矩形の基板からなる。アンテナ基板２１は、例えば一般的なプリント基板用として通常用いられる比較的廉価なＦＲ４グレード（耐熱グレード４：Flame Retardant Grade）の耐燃性ガラス基材エポキシ樹脂銅張積層基板が用いられる。なお、アンテナ基板２１は、例えばＰＥＴ（ポリエチレン−テレフタラート）フィルム基板や、テフロン（登録商標）−セラミック複合基板或いはセラミック基板等の適宜の基板材を用いるようにしてもよい。アンテナ基板２１は、高比誘電率基材を用いることによって、共振周波数を下げて小型化が図られるようになる。なお、アンテナ基板２１は、基板材の比誘電率によってアンテナ素子２２の各導体パターンのパターン長が適宜規定される。
【００２７】
アンテナ基板２１は、基板材の主面に貼り合わされた銅箔に対して、例えば一般的なプリント配線基板技術で作用されているフォトリソグラフ処理やエッチング処理を施すことによって、主面上に詳細を後述するアンテナ素子２２を構成する各導体パターンが形成される。なお、アンテナ素子２２は、かかるプリント配線技術に限定されず、例えば金属薄板にプレス加工等を施して所定の形状に打ち抜いて形成し、これをアンテナ基板２１の主面上に接合して構成するようにしてもよい。アンテナ基板２１は、廉価な基板材を用いるとともに一般的な工程によって各導体パターンが簡易な形状のアンテナ素子２２を形成することから、低コスト化が図られて製作される。
【００２８】
アンテナモジュール２０は、アンテナ素子２２が、図４に示すように横長矩形のアンテナ基板２１を長さ方向に２等分した２つの領域２１Ａ、２１Ｂの少なくとも一方の領域に形成される。アンテナモジュール２０は、アンテナ素子２２が、それぞれが略同幅の導体パターンからなる、給電パターン２３と、グランドパターン２４と、マッチングパターン２５と、第１のアンテナ素子パターン２６と、第２のアンテナ素子パターン２７とから構成される。アンテナモジュール２０は、モジュール基板５に対してアンテナ基板２１が略垂直な状態で搭載されるが、詳細を後述するように各パターンの先端部がそれぞれアンテナ基板２１の下端縁に導かれている。
【００２９】
アンテナモジュール２０は、これらの先端部が半田接合部１４を介してモジュール基板５側の相対する導体パターンと接続されることによって、電気的接続とともに立設状態が機械的に保持されるように構成される。なお、アンテナモジュール２０は、第１のアンテナ素子パターン２６と、第２のアンテナ素子パターン２７とがアンテナ基板２１内において開放されるようにしてモジュール基板５との半田接合が行われないように構成してもよい。また、アンテナモジュール２０は、例えばアンテナ基板２１の下端部に沿ってダミーランドを形成し、このダミーランドと対向してモジュール基板５側に形成したダミーランドとの半田付けを行うようにしてもよい。
【００３０】
給電パターン２３は、アンテナ基板２１の下端縁を起点として上端縁に延びる高さ方向の直線状の導体パターンからなる。給電パターン２３は、アンテナ基板２１がモジュール基板５に組み付けられた状態において、図５に示すように下端部がモジュール基板５側の入出力パターン１３と相対向して半田接合部１４ａを介して接続されることにより給電ランド２３ａを構成する。
【００３１】
給電パターン２３には、上端部にマッチングパターン２５を介してグランドパターン２４が一体に連設されてなる。マッチングパターン２５は、給電パターン２３から直角に折曲されてアンテナ基板２１の上縁部に沿って適宜のパターン長を以って形成された水平な導体パターンからなる。マッチングパターン２５は、給電側とのインピーダンスマッチングを図るようにそのパターン長ｍ３が適宜設定される。
【００３２】
グランドパターン２４は、マッチングパターン２５の先端部において給電パターン２３と対向するようにして直角に折曲され下端部に達する高さ方向の導体パターンからなる。グランドパターン２４は、アンテナ基板２１がモジュール基板５に組み付けられた状態において、図５に示すように下端部がモジュール基板５側のグランドパターン１５と相対向して半田接合部１４ｂを介して接続される。
【００３３】
なお、グランドパターン１５は、ビア１６を介してモジュール基板５の底面側に形成したグランド１７と接続されるが、適宜のスイッチ手段を設けてパターン長を調整自在とするようにしてもよい。アンテナモジュール２０は、かかる構成によりマッチングパターン２５のパターン長が調整自在とされ、マッチング調整が図られるようになる。
【００３４】
第１のアンテナ素子パターン２６は、上述したマッチングパターン２５と対向して給電パターン２３の上端部に一体に連設されてなり、給電パターン２３から直角に折曲されてアンテナ基板２１の上縁部に沿って側縁部の近傍位置まで延長された水平な第１の部位からなる水平パターン部２６ａと、この水平パターン部２６ａの先端部において下方へと向かって直角に折曲されて側縁部に沿って下端部に達する高さ方向の第２の部位からなる垂直パターン部２６ｂとから構成される全体が略Ｌ字状の導体パターンからなる。
【００３５】
第１のアンテナ素子パターン２６は、アンテナ基板２１がモジュール基板５に組み付けられた状態において、図５に示すように下端部が開放端部２６ｃを構成してモジュール基板５側の第１の開放パターン１８と相対向して半田接合部１４ｃを介して接続される。なお、第１のアンテナ素子パターン２６は、開放端部２６ｃがアンテナ基板２１内で完結した開放パターンとして構成されることを基本とするが、後述するようにモジュール基板５側の構成と共同してパターン長を可変とすることも可能とするように、開放端部２６ｃを上述したように形成してなる。
【００３６】
第１のアンテナ素子パターン２６は、給電パターン２３との連設位置から開放端部２６ｃに至るパターン長ｍ１が、第１の周波数帯域ｆ１の電波波長λ１の略１／４の長さで形成されている。第１のアンテナ素子パターン２６は、具体的には２．４ＧＨｚ周波数帯域の電波に対して共振特性を有するパターン長ｍ１を以って形成されている。したがって、第１のアンテナ素子パターン２６は、２．４ＧＨｚ周波数帯域の搬送電波を用いる無線ＬＡＮシステム或いはBluetoothとの無線通信機能が奏されるようになる。
【００３７】
第２のアンテナ素子パターン２７は、給電パターン２３の途中部位から第１のアンテナ素子パターン２６と同方向に分岐して一体に連設される。第２のアンテナ素子パターン２７は、第１のアンテナ素子パターン２６の水平パターン部２６ａと平行に対峙する水平パターン部２７ａと、この水平パターン部２７ａの先端部において下方へと向かって直角に折曲されて第１のアンテナ素子パターン２６の垂直パターン部２６ｂと平行に対峙して下端部に達する高さ方向の第２の部位からなる垂直パターン部２７ｂとから構成される全体が略Ｌ字状の導体パターンからなる。
【００３８】
第２のアンテナ素子パターン２７は、給電パターン２３とマッチングパターン２５及びグランドパターン２４を第１のアンテナ素子パターン２６と共有し、この第１のアンテナ素子パターン２６によって囲まれた領域内に形成されてなる。第２のアンテナ素子パターン２７は、アンテナ基板２１がモジュール基板５に組み付けられた状態において、図５に示すように下端部が開放端部２７ｃを構成してモジュール基板５側の第２の開放パターン１９と相対向して半田接合部１４ｄを介して接続される。第２のアンテナ素子パターン２７は、給電パターン２３との連設位置から開放端部２７ｃに至るパターン長ｍ２が、第２の周波数帯域ｆ２の電波波長λ２の略１／４の長さで形成されている。第２のアンテナ素子パターン２７は、具体的には５．２ＧＨｚ周波数帯域の電波に対して共振特性を有するパターン長ｍ２を以って形成されている。したがって、第２のアンテナ素子パターン２７は、５．２ＧＨｚ周波数帯域の搬送電波を用いる狭域無線通信システムとの無線通信機能が奏されるようになる。なお、第２のアンテナ素子パターン２７も、開放端部２７ｃがアンテナ基板２１内で完結した開放パターンとして構成されることを基本とするが、後述するようにモジュール基板５側の構成と共同してパターン長を可変とすることも可能とするように、開放端部２７ｃを上述したように形成してなる。
【００３９】
以上のように構成されたアンテナモジュール２０は、無線カードモジュール１が本体機器２のスロット３に装填されることによって、入出力パターン１３を介して供給された通信電力を、アンテナ素子２２において共振して放射する。アンテナモジュール２０は、外部から送信された電波を受信し、第１のアンテナ素子パターン２６において５．２ＧＨｚ帯域の電波について共振電流を励起するとともに第２のアンテナ素子パターン２７において２．４ＧＨｚ帯域の電波について共振電流を励起して給電パターン２３を介して無線カードモジュール１側に供給する。
【００４０】
アンテナモジュール２０は、上述したようにアンテナ素子２２が極めて単純な形状の複数の導体パターンによって構成されており、銅貼り有機基板等の安価な基板材からなるアンテナ基板２１上に簡易な方法と工程とによってこれら各導体パターンを形成することが可能である。したがって、アンテナモジュール２０は、コスト低減が図られて製作され、廉価な無線カードモジュール１を提供することを可能とする。
【００４１】
アンテナモジュール２０は、第１のアンテナ素子パターン２６と第２のアンテナ素子パターン２７とが、給電パターン２３と、マッチングパターン２５及びグランドパターン２４を共用して形成される。アンテナモジュール２０は、第１のアンテナ素子パターン２６に囲まれた領域内に第２のアンテナ素子パターン２７が形成されて構成されている。アンテナモジュール２０は、第１のアンテナ素子パターン２６と第２のアンテナ素子パターン２７とが、それぞれの周波数帯域の電波波長の１／４のパターン長を以って形成されている。したがって、アンテナモジュール２０は、アンテナ素子２２がアンテナ基板２１の主面上において小型に形成され、小型化された無線カードモジュール１を提供することを可能とするとともに、本体機器２からの突出量が低減されるようにする。
【００４２】
アンテナモジュール２０は、上述したように５．２ＧＨｚ帯域の電波と２．４ＧＨｚ帯域の電波とについて共振特性を有している。かかる共振特性は、図６に示すように、電磁界シミュレーションによる各導体パターンの電流分布の解析結果によっても説明される。シミュレーションは、アジレントテクノロジー社製の高周波ストラクチャー・シミュレータ（HFSS:High Frequency Structure Simulator）が用いられ、第１の周波数帯域の電波ｆ１として２．５ＧＨｚの電波を、第２の周波数帯域のｆ２として５．３ＧＨｚの電波における電流強度を解析したものである。
【００４３】
アンテナモジュール２０においては、図６（Ａ）から明らかなように、２．４ＧＨｚの電波に対して給電パターン２３の給電ランド２３ａの近傍と第１のアンテナ素子パターン２６の水平パターン部２６ａ及び垂直パターン部２６ｂにおいて電流強度の高い部位ｐ１が生じている。アンテナモジュール２０においては、第１のアンテナ素子パターン２６を流れる電流経路が電波の共振・放射に寄与することにより、２．４ＧＨｚの電波に対するアンテナ特性を有することが説明される。一方、アンテナモジュール２０においては、図６（Ｂ）から明らかなように、５．３ＧＨｚの電波に対して給電パターン２３の給電ランド２３ａと第２のアンテナ素子パターン２７の分岐部の近傍及び第２のアンテナ素子パターン２７の水平パターン部２６ａにおいて電流強度の高い部位ｐ２が生じることで、５．３ＧＨｚの電波に対するアンテナ特性を有することが説明される。
【００４４】
また、アンテナモジュール２０は、図７に示す電圧定在波比特性（VSWR:Voltage Standing Wave Ratio）の実測結果からも明らかなように、５．２ＧＨｚ帯域の電波と２．４ＧＨｚ帯域の電波とについて送受信特性を有する。ＶＳＷＲ値の実測は、アジレントテクノロジー社製のベクトルネットワークアナライザーを用いて行い、その測定結果を縦軸をＶＳＷＲ値とし横軸を周波数として図７に示す。ＶＳＷＲ値は、周知のように小さい値ほど良好なアンテナ特性が奏されるようになる。アンテナモジュール２０は、同図から明らかなように、ＶＳＷＲ値がポイントｐ１の２．４ＧＨｚ及びポイントｐ２の２．４９ＧＨｚにおいて第１の最小値が生じるとともに、ポイントｐ３の５．１５ＧＨｚ及びポイントｐ４の５．２５ＧＨｚにおいて第２の最小値が生じ、これらの周波数帯域において良好なアンテナ特性が発揮される。
【００４５】
さらに、アンテナモジュール２０は、図８に示した放射特性の実測図から明らかなように、５．２ＧＨｚ帯域の電波と２．４ＧＨｚ帯域の電波とが良好な状態で放射が行われている。なお、放射特性の実測は、同図（Ａ）に示すようにモジュール基板５の主面に対して平行面に沿って垂直軸を中心に回転させた各方向の利得を実測して、同図（Ｂ）乃至同図（Ｅ）にその結果を示してなる。アンテナモジュール２０は、２．４ＧＨｚの電波に対して、同図（Ｂ）に示す水平偏波の利得の実測結果及び同図（Ｃ）に示す垂直偏波の利得結果に示すように、いずれの方向に対しても良好な放射特性を有している。また、アンテナモジュール２０は、５．２ＧＨｚの電波に対して同図（Ｄ）に示す電波の水平偏波の利得の実測結果及び同図（Ｅ）に示す垂直偏波の利得結果に示すように、いずれの方向に対しても良好な放射特性を有している。
【００４６】
アンテナモジュール２０においては、図９に示すように、横長矩形に形成されたアンテナ基板２１に対して左右一対のアンテナ素子２２Ａ、２２Ｂが設けられて無線カードモジュール１に搭載される。すなわち、アンテナモジュール２０は、アンテナ基板２１の第１の領域２１Ａに上述した向きの第１のアンテナ素子２２Ａが設けられるとともに、第２の領域２１Ｂにこの第１のアンテナ素子２２Ａと線対称のパターン形状を以って形成された第２のアンテナ素子２２Ｂが設けられる。
【００４７】
アンテナモジュール２０は、第１のアンテナ素子２２Ａと第２のアンテナ素子２２Ｂとが、導体パターンを基本的に同一形状を以って形成されてることによって、上述したようにそれぞれ５．２ＧＨｚ帯域の電波と２．４ＧＨｚ帯域の電波とに対しての送受信特性を有している。アンテナモジュール２０は、互いに線対称形状の第１のアンテナ素子２２Ａと第２のアンテナ素子２２Ｂとを有することによって互いに放射特性のズレが生じることで互いに補完しあうようになり、ダイバーシチ動作を行う。アンテナモジュール２０は、上述したように第１のアンテナ素子２２Ａと第２のアンテナ素子２２Ｂとが小型化されて形成されることで、これらを従来と同等の外形寸法を有するアンテナ基板２１に対して搭載することが可能である。
【００４８】
アンテナモジュール２０は、第１のアンテナ素子２２Ａと第２のアンテナ素子２２Ｂとを、線対称形状で形成するばかりでなく、アンテナ基板２１の外形仕様に応じて点対称形状或いは同じ向き、上下反転形状等で形成することも可能である。アンテナモジュール２０は、本体機器２の筐体に対して一般に偏倚した位置に形成されたスロット３に装填して用いられる。アンテナモジュール２０は、本体機器２に装填された状態においてその金属製の筐体やフレーム等による電磁的な影響を受けてアンテナ特性が多少変化する。
【００４９】
アンテナモジュール２０は、第１のアンテナ素子２２Ａと第２のアンテナ素子２２Ｂとをアンテナ基板２１に対して適宜な組合せで配置して形成することによって、より効率的なダイバーシチ動作が行われるようになる。なお、アンテナモジュール２０は、第１のアンテナ素子２２Ａと第２のアンテナ素子２２Ｂとを同一向きで配置した場合でも、本体機器２の筐体等の影響による特性変化によってこれらがダイバーシチ動作を行う。また、アンテナモジュール２０は、全体が小型化されることから、アンテナ基板２１の外形仕様によってはさらに複数個を設けることにより、ダイバーシチ特性の向上が図られるようにもなる。
【００５０】
図１０に示したアンテナモジュール３０は、上述したアンテナ素子２２に対して特性を異にした第２のアンテナ素子、例えばをセラミック誘電体アンテナからなるチップアンテナ素子３１をアンテナ基板２１の第２の領域２１Ｂに搭載してなる。チップアンテナ素子３１は、小型であり、例えば５．２ＧＨｚ帯域の電波と２．４ＧＨｚ帯域の電波とについて送受信特性を有しているが、比較的高価でありアンテナ基板２１のサイズや本体機器２の筐体の材質や比誘電率の影響を受けて特性変化が大きいといった特徴を有するアンテナ素子である。アンテナモジュール３０においては、アンテナ基板２１上に異なる特性を有するアンテナ素子２２とチップアンテナ素子３１とを搭載することによって、これらが相互に補完してより精度の高い送受信特性を発揮するようになる。また、アンテナモジュール３０においては、アンテナ素子２２とチップアンテナ素子３１とが共同してダイバーシチ動作が行われるようにしてもよい。
【００５１】
なお、アンテナモジュール３０は、アンテナ基板２１の第２の領域２１Ｂに、チップアンテナ素子３１ばかりでなく適宜に形成したパターン形状を有する他のアンテナ素子を搭載して、アンテナ素子２２と相互に補完し合う動作を行わせるようにしてもよいことは勿論である。
【００５２】
図１１に示した無線カードモジュールは、モジュール基板３５の構成に特徴を有しており、第１のアンテナ素子パターン２６と第２のアンテナ素子パターン２７のパターン長をそれぞれ可変とすることで、所望の周波数帯域での共振特性が得られるように構成してなる。無線カードモジュールは、アンテナモジュール２０側の第１のアンテナ素子パターン２６の開放端部２６ｃと第２のアンテナ素子パターン２７の開放端部２７ｃとが接続されるモジュール基板３５の第１の開放パターン３６と第２の開放パターン３８との構成に特徴がある。なお、無線カードモジュールは、これら第１の開放パターン３６と第２の開放パターン３８を除くその他の構成部位を上述した無線カードモジュール１と同様とすることから対応する部位に同一符号を付して説明を省略する。
【００５３】
モジュール基板３５には、互いに独立した複数個の導電ランド３６ａ乃至３６ｄから構成される第１の開放パターン３６が形成されるとともに、これら導電ランド３６ａ乃至３６ｄ間をそれぞれ断接するための超小型のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）スイッチ３７ａ乃至３７ｃ（以下、ＭＥＭＳスイッチ３７と総称する。）が設けられている。また、モジュール基板３５には、互いに独立した複数個の導電ランド３８ａ乃至３８ｄから構成される第２の開放パターン３８が形成されるとともに、これら導電ランド３８ａ乃至３８ｄ間をそれぞれ断接するためのＭＥＭＳスイッチ３９ａ乃至３９ｃ（以下、ＭＥＭＳスイッチ３９と総称する。）が設けられている。なお、モジュール基板３５には、ＭＥＭＳスイッチ３７、３９に代えて、例えばダイオードスイッチや半導体スイッチ等を用いるようにしてもよい。
【００５４】
ＭＥＭＳスイッチ３７は、図１２に示すように全体が絶縁カバー４０によって覆われ、シリコン基板４１上に第１の固定接点４２と、第２の固定接点４３と、第３の固定接点４４とが形成されてなる。ＭＥＭＳスイッチ３７は、第１の固定接点４２に対して薄板状で可撓性を有する可動接点片４５が回動自在に片持ち支持されてなる。ＭＥＭＳスイッチ３７は、第１の固定接点４２と第３の固定接点４４とが出力接点として、それぞれリード４６ａ、４６ｂを介して絶縁カバー４０に設けた入出力端子４７、４８と接続されている。
【００５５】
ＭＥＭＳスイッチ３７は、可動接点片４５の一端部が回動支持部とともにシリコン基板４１側の第１の固定接点４２との常閉接点を構成するとともに、自由端側が第３の固定接点４４と対向する常開接点として構成される。可動接点片４５は、中央部の第２の固定接点４３に対応して、内部に電極が設けられている。ＭＥＭＳスイッチ３７は、通常状態において可動接点片４５が常閉接点を第１の固定接点４２と接触するとともに、常開接点側において第３の固定接点４４との接触が絶たれた状態に保持されてなる。
【００５６】
ＭＥＭＳスイッチ３７は、第２の固定接点４３と可動接点片４５の内部電極とに駆動電圧が印加されることによって、第２の固定接点４３と可動接点片４５の内部電極との間に静電容量による吸引力が生成され、可動接点片４５が第１の固定接点４２を支点としてシリコン基板４１側へと変位動作する。ＭＥＭＳスイッチ３７は、変位動作した可動接点片４５の常開接点が第３の固定接点４４と接触することにより、入出力端子４７、４８間を短絡させる。
【００５７】
ＭＥＭＳスイッチ３７は、第３の固定接点４４と可動接点片４５との接触状態が保持されることで、入出力端子４７、４８間の短絡状態を保持する。ＭＥＭＳスイッチ３７は、逆バイアス電圧が印加されることで可動接点片４５が初期状態へと復帰して開放する。ＭＥＭＳスイッチ３７は、これによって第３の固定接点４４と可動接点片４５との間を開放する。ＭＥＭＳスイッチ３７は、極めて微小であるとともに動作状態を保持するための保持電流を不要とするスイッチであることから、無線カードモジュールに搭載しても大型化することは無くかつ低消費電力化を図ることが可能とする。なお、ＭＥＭＳスイッチ３９も、ＭＥＭＳスイッチ３７と同様であり、説明を省略する。
【００５８】
モジュール基板３５は、上述したＭＥＭＳスイッチ３７が、その入出力端子４７、４８を隣り合う導電ランド３６ａ乃至３６ｄに接続するとともに、ＭＥＭＳスイッチ３９が、その入出力端子４７、４８を隣り合う導電ランド３８ａ乃至３８ｄに接続して搭載する。モジュール基板３５は、半田接続部１４側から順次ＭＥＭＳスイッチ３７、３９を短絡させることによって、第１の開放パターン３６と第２の開放パターン３８のパターン長をそれぞれ調整することが可能とされる。
【００５９】
アンテナモジュール２０においては、アンテナ基板２１に形成した第１のアンテナ素子パターン２６と第２のアンテナ素子パターン２７とがそれぞれのパターン長を一定にして形成されている。アンテナモジュール２０は、モジュール基板３５側に形成した第１の開放パターン３６が各ＭＥＭＳスイッチ３７を選択して各導電ランド３６ａ乃至３６ｄを適宜接続することによって、第１のアンテナ素子パターン２６の開放端までの長さが調整される。同様に、アンテナモジュール２０は、モジュール基板３５側に形成した第２の開放パターン３８が各ＭＥＭＳスイッチ３９を選択して各導電ランド３８ａ乃至３８ｄを適宜接続することによって、第２のアンテナ素子パターン２７の開放端までの長さが調整される。したがって、アンテナモジュール２０においては、第１のアンテナ素子パターン２６と第２のアンテナ素子パターン２７とを任意の長さに設定することによって、これらが所望の周波数帯域で共振動作を行うアンテナ特性を得ることが可能となる。
【００６０】
また、アンテナモジュール２０においては、使用状態において本体機器２の筐体構造等の影響を受けて共振周波数帯域に多少のズレが発生することが多い。したがって、アンテナモジュール２０においては、上述したモジュール基板３５側の構成を利用して複数のＭＥＭＳスイッチ３７、３９を自動制御することにより、本体機器２の筐体構造等の影響による感度の補正を行うようにしてもよい。
【００６１】
図１３に示した無線カードモジュールも、モジュール基板５０の構成に特徴を有しており、容量装荷部５１を設けることによって第１のアンテナ素子パターン２６と第２のアンテナ素子パターン２７に対して容量装荷を行い、波長短縮化を図るようにした構成に特徴を有している。なお、無線カードモジュールは、容量装荷部５１を除いてモジュール基板５０がその他の構成を上述したモジュール基板５と同様とすることから対応する部位に同一符号を付して説明を省略する。
【００６２】
モジュール基板５０は、第１の開放パターン１８と第２の開放パターン１９とに対応する一部の領域に、基板材の材質を実質的に変化させる容量装荷部５１が形成されてなる。容量装荷部５１は、例えば基板材に部分的に誘電率を変化させることが可能なハイブリッド材や、誘電率を異にする材料の塗布或いはフィルムシートの貼り付け等によって他の部位と誘電率を異にした領域によって構成される。容量装荷部５１は、例えばレジスト系材料、セラミックと有機のコンポジット材、スパッタ法等によって形成されるＴａＯ膜等の薄膜高誘電率材料等を用いて形成される。モジュール基板５０は、容量装荷部５１によって第１のアンテナ素子パターン２６と第２のアンテナ素子パターン２７の開放端に容量装荷を行うことにより、波長が短縮されて共振周波数が低域にシフトするようになる。
【００６３】
なお、容量装荷部５１については、例えば第１のアンテナ素子パターン２６の先端部近傍領域と第２のアンテナ素子パターン２７の先端部近傍領域とに対応してアンテナ基板２１の一部に形成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施の形態として示す無線カードモジュールの要部斜視図である。
【図２】無線カードモジュールをパーソナルコンピュータに装填して使用する状態の説明図である。
【図３】無線カードモジュールの要部平面図である。
【図４】アンテナモジュールの正面図である。
【図５】アンテナモジュールと無線カードモジュール側のモジュール基板との接続構造の説明図である。
【図６】アンテナモジュールの電磁界シミュレーション図である。
【図７】アンテナモジュールの電圧定在波比特性の実測図である。
【図８】アンテナモジュールの放射特性の実測図である。
【図９】一対のアンテナ素子を備えたアンテナモジュールの正面図である。
【図１０】チップアンテナを混載したアンテナモジュールの正面図である。
【図１１】アンテナ素子パターンの開放パターンのパターン長を調整自在とするアンテナモジュールの正面図である。
【図１２】ＭＥＭＳスイッチの要部縦断面図である。
【図１３】容量装荷部を設けたアンテナモジュールの正面図である。
【図１４】ダイバーシチ特性を備えたマルチアンテナを有する従来の無線カードモジュールの説明図である。
【図１５】チップアンテナを備えた従来の無線カードモジュールの説明図である。
【図１６】ダイバーシチ特性の逆Ｆ型アンテナを備えた従来の無線カードモジュールの説明図である。
【符号の説明】
【００６５】
無線カードモジュール、２  本体機器、３  スロット、４  ケース、５  モジュール基板、７  コネクタ部、１４  半田接合部、１５  グランドパターン、１８  第１の開放パターン、１９  第２の開放パターン、２０  アンテナモジュール、２１  アンテナ基板、２２  アンテナ素子、２３  給電パターン、２４  グランドパターン、２５  マッチングパターン、２６  第１のアンテナ素子パターン、２７  第２のアンテナ素子パターン、３０  アンテナモジュール、３１  チップアンテナ素子、３５  モジュール基板、３６  第１の開放パターン、３７  ＭＥＭＳスイッチ、３８  第２の開放パターン、３９  ＭＥＭＳスイッチ、５０  アンテナモジュール、５１  容量装荷部