(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モジュール基板の一端側のアンテナ配置領域には複数のアンテナ素子が互いに間隔を介して配設され、また、モジュール基板の他端側からアンテナ配置領域に至るまでの領域はアンテナ素子と接続する無線通信用の高周波回路が少なくとも形成される回路形成部分と成しており、各アンテナ素子から放射される電波の合成を利用して無線通信を行う構成を備えた無線通信モジュールであって、各アンテナ素子は、それぞれ、モジュール基板のアンテナ配置領域に互いに間隔を介して設けられた個別に対応するアンテナ用接地導体パターンの領域内に配設され、また、モジュール基板の回路形成部分には回路用接地導体パターンが設けられ、前記各アンテナ用接地導体パターンは、それぞれ、アンテナ用接地導体パターンおよび回路用接地導体パターンよりも細い別々の接続用導体を介して回路用接地導体パターンに接続され、また、各アンテナ用接地導体パターンは角を持たない形状と成していることを特徴とする無線通信モジュール。
【請求項２】
各アンテナ用接地導体パターンを、それぞれ、別々の接続用導体を介して回路用接地導体パターンに接続する構成に代えて、隣り合うアンテナ用接地導体パターンはアンテナ用接地導体パターンよりも細い連結用導体を介して接続され、連結用導体はアンテナ用接地導体パターンおよび回路用接地導体パターンよりも細い接続用導体を介して回路用接地導体パターンに接続されていることを特徴とする請求項１記載の無線通信モジュール。
【請求項３】
隣り合うアンテナ素子間の間隔は、無線通信用の電波の波長の１／４以上、かつ、無線通信用の電波の波長の１／２以下の範囲内の長さであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無線通信モジュール。
【請求項４】
モジュール基板の一端側のアンテナ配置領域には複数のアンテナ素子が互いに間隔を介して配設され、また、モジュール基板の他端側からアンテナ配置領域に至るまでの領域はアンテナ素子と接続する無線通信用の高周波回路が少なくとも形成される回路形成部分と成している構成を備えた無線通信モジュールであって、各アンテナ素子は、それぞれ、モジュール基板のアンテナ配置領域に互いに間隔を介して設けられた個別に対応するアンテナ用接地導体パターンの領域内に配設され、また、モジュール基板の回路形成部分には回路用接地導体パターンが設けられ、隣り合うアンテナ用接地導体パターンはアンテナ用接地導体パターンよりも細い連結用導体を介して接続され、連結用導体はアンテナ用接地導体パターンおよび回路用接地導体パターンよりも細い接続用導体を介して回路用接地導体パターンに接続されており、また、前記各アンテナ用接地導体パターンは角を持たない形状と成していることを特徴とする無線通信モジュール。
【請求項５】
複数のアンテナ素子のうちの何れか１つを択一的に無線通信用の高周波回路に切り換え接続させるためのダイバーシチ制御用のスイッチ回路が設けられていることを特徴とする請求項４記載の無線通信モジュール。
【請求項６】
モジュール基板の長手方向の一端側にアンテナ配置領域が配置され、モジュール基板の長手方向の他端側からアンテナ配置領域に至るまでの領域が回路形成部分と成し、また、各アンテナ素子はそれぞれ別々の給電用経路によって無線通信用の高周波回路に接続される構成と成しており、各給電用経路は、それぞれ、各アンテナ素子からモジュール基板の長手方向に交差する方向に沿って伸長形成された後にモジュール基板の長手方向に沿って無線通信用の高周波回路まで延設されていることを特徴とする請求項１記載の無線通信モジュール。
【請求項７】
モジュール基板の長手方向の一端側にアンテナ配置領域が配置され、モジュール基板の長手方向の他端側からアンテナ配置領域に至るまでの領域が回路形成部分と成し、また、各アンテナ素子はそれぞれ別々の給電用経路によって無線通信用の高周波回路に接続される構成と成しており、各給電用経路は、それぞれ、各アンテナ素子からモジュール基板の長手方向に交差する方向に沿って伸長形成された後にモジュール基板の長手方向に沿って無線通信用の高周波回路まで延設されていることを特徴とする請求項４記載の無線通信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、アンテナ素子と無線通信用の高周波回路がまとめられて一つの部品の形態と成した無線通信モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  無線通信モジュールは、例えば、モジュール基板を有する。このモジュール基板の一端側のアンテナ配置領域にアンテナが配設され、モジュール基板の他端側からアンテナ配置領域に至るまでの領域に無線通信用の高周波回路等が設けられている。例えば、無線通信用の高周波回路から送信用の信号がアンテナに供給されたときには、その送信用の信号に基づいてアンテナが共振して送信用の信号が無線送信される。また、外部から信号がアンテナに到来してアンテナが共振して信号を受信したときには、その受信信号がアンテナから無線通信用の高周波回路に伝達される。【０００３】  例えば、図１０ａや図１１に示されるように、モジュール基板３０に設けられるアンテナ３１がモノポールアンテナや逆Ｆ型アンテナのような不平衡型のアンテナである場合には、モジュール基板３０のアンテナ配置領域には接地導体３２が設けられ、この接地導体３２の形成領域内にアンテナ３１が配設される（例えば特許文献１，２参照）。【０００４】  例えば、不平衡型のアンテナ３１が信号を送信しているとき、又は、信号を受信しているときには、そのアンテナ動作（送信動作や受信動作）に基づいた高周波電流が接地導体３２に通電する。この接地導体３２の高周波電流の通電によって、不平衡型のアンテナ３１はダイポールアンテナの如く振る舞って信号の無線通信を行う。すなわち、不平衡型のアンテナ３１は接地導体３２を利用してアンテナ動作を行うものである。【０００５】  なお、図１０ａ中の符号３３は高周波回路を示している。また、図１１中の符号３５は、高周波回路の形成領域に設けられている回路用接地導体を示している。また、図１１中の符号３６は、モジュール基板３０上に形成されたループアンテナを示している。【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３４５７４５号公報
【特許文献２】特開２００１−３３２９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  アンテナは、無線ＬＡＮのような様々な方向との無線通信を行うことが想定される場合には、無指向性と成して何れの方向との無線通信をも良好に行えることが望ましい。不平衡型のアンテナにおいては、当該アンテナと共にアンテナ動作を行う接地導体が無限大の大きさを持つことにより、不平衡型のアンテナは無指向性となることは理論上分かっている。このことから、例えば、図１０ａの構成例では、接地導体３２をできるだけ広く形成できるようにモジュール基板３０の全領域に渡って接地導体３２が形成されている。この場合には、接地導体３２はモジュール基板３０に応じた例えば四角形状となる。高周波電流は尖端部分に集中して通電することから、不平衡型のアンテナ３１に起因した接地導体３２の高周波電流は、接地導体３２の角部Ｋに集中して通電する。このように、接地導体３２における高周波電流の流れに偏りが生じると、その高周波電流の偏りによって、アンテナ３１の指向性が偏り、アンテナ利得が低下する方向が生じて、例えば無線ＬＡＮ通信にとっては好ましい状態ではない。【０００８】  ところで、不平衡型のアンテナに対して、平衡型のアンテナと呼ばれるもの（例えばダイポールアンテナ）がある。この平衡型のアンテナは、接地導体に通電する高周波電流を利用しないので、当該平衡型のアンテナは、例えば、モジュール基板の、接地導体が形成されていない非グランド領域内に配設される。平衡型のアンテナは接地導体の高周波電流を利用しないので、不平衡型のアンテナに見られるような接地導体における高周波電流の偏りに起因した指向性偏りの虞は無い。しかしながら、平衡型のアンテナには、モジュール基板の非グランド領域に配設されることに因る次に示すような問題が生じることがある。【０００９】  例えば、図１０ａに示されるようなモジュール基板３０を図１０ｂに示されるようなケース３４内に収容して成るカード型の無線通信モジュール（例えば無線ＬＡＮ用のＰＣカードなど）は、例えば、ノート型パソコン等に装着されて使用される。そのノート型パソコンが例えば金属製の机上に配置されている場合には、その金属製の机がグランドとして作用する。このため、平衡型のアンテナから放射される電波がグランド（机）に引き寄せられるような状態、もしくは、反射板として作用し指向性が上方向に向けられる状態となる。すなわち、平衡型のアンテナは、モジュール基板の接地導体が設けられていない部分に配置されているので、無線通信モジュールの近傍にグランドと見なされる物体が配置されたときには、そのグランドの影響を受け易い。このため、無線通信モジュールの近傍にグランドと見なされる物体が有るか否かによってアンテナの指向性が変動するのはもちろんのこと、グランドと見なされる物体が有る場合にはそのグランドの配置方向やグランドとの間隔によっても、アンテナの指向性が変動してしまう。このために、無線通信モジュールが例えば携帯されて移動し通信環境が変化する場合には、無線通信モジュールの無線通信の安定化が難しいという問題が生じてしまう。【００１０】  したがって、本発明は、不平衡型のアンテナ（つまり、接地導体の形成領域内に配置されるアンテナ）を利用することで、平衡型アンテ���に見られるような配置環境の変化に因るアンテナ指向性の変動を抑制しながら、不平衡型のアンテナにおける接地導体の高周波電流の偏りに起因したアンテナ指向性の偏りを防止できて無線ＬＡＮ等の無線通信に十分に対応できる無線通信モジュールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明の構成の一つは、モジュール基板の一端側のアンテナ配置領域には複数のアンテナ素子が互いに間隔を介して配設され、また、モジュール基板の他端側からアンテナ配置領域に至るまでの領域はアンテナ素子と接続する無線通信用の高周波回路が少なくとも形成される回路形成部分と成しており、各アンテナ素子から放射される電波の合成を利用して無線通信を行う構成を備えた無線通信モジュールであって、各アンテナ素子は、それぞれ、モジュール基板のアンテナ配置領域に互いに間隔を介して設けられた個別に対応するアンテナ用接地導体パターンの領域内に配設され、また、モジュール基板の回路形成部分には回路用接地導体パターンが設けられ、前記各アンテナ用接地導体パターンは、それぞれ、アンテナ用接地導体パターンおよび回路用接地導体パターンよりも細い別々の接続用導体を介して回路用接地導体パターンに接続され、また、各アンテナ用接地導体パターンは角を持たない形状と成していることを特徴としている。
【００１２】
また、この発明の別の構成の一つは、モジュール基板の一端側のアンテナ配置領域には複数のアンテナ素子が互いに間隔を介して配設され、また、モジュール基板の他端側からアンテナ配置領域に至るまでの領域はアンテナ素子と接続する無線通信用の高周波回路が少なくとも形成される回路形成部分と成している構成を備えた無線通信モジュールであって、各アンテナ素子は、それぞれ、モジュール基板のアンテナ配置領域に互いに間隔を介して設けられた個別に対応するアンテナ用接地導体パターンの領域内に配設され、また、モジュール基板の回路形成部分には回路用接地導体パターンが設けられ、隣り合うアンテナ用接地導体パターンはアンテナ用接地導体パターンよりも細い連結用導体を介して接続され、連結用導体はアンテナ用接地導体パターンおよび回路用接地導体パターンよりも細い接続用導体を介して回路用接地導体パターンに接続されており、また、前記各アンテナ用接地導体パターンは角を持たない形状と成していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】  この発明によれば、モジュール基板には複数のアンテナ素子を配置する構成とし、それら各アンテナ素子は、それぞれ、モジュール基板に互いに間隔を介して設けられた個別に対応するアンテナ用接地導体パターンの領域内に配設する構成とした。つまり、各アンテナ素子として、不平衡型アンテナを用いることとしたので、平衡型アンテナに見られるような配置環境の変化（例えば金属製の机の近傍配置の有無の変化等）によるアンテナ指向性の変動を防止することができる。【００１４】  また、この発明では、各アンテナ用接地導体パターンは角を持たない形状としたので、高周波電流が角部に集中して流れるという高周波電流分布の偏りを回避することができて、各アンテナ用接地導体パターンにおける高周波電流分布の均一化を図ることができる。これにより、アンテナ指向性の偏りを小さく抑制できて、無指向性に近付けることができるので、通信相手の存在する方位が予測できない無線ＬＡＮのような無線通信に対応することが容易となる。【００１５】  さらに、この発明では、各アンテナ用接地導体パターンは、各アンテナ素子毎に個別に対応させて設けられる構成としたので、隣り合うアンテナ素子間の不要な強い結合を防止し易くなる。【００１６】  さらに、例えば、アンテナ用接地導体パターンが無線通信に使用する電波の波長と同程度になっていると、そのアンテナ用接地導体パターンによって、低仰角方向のアンテナ利得が低下するという現象が生じる。これに対して、各アンテナ用接地導体パターンの大きさを無線通信に使用する電波の波長よりも小さいサイズに形成することによって、低仰角方向のアンテナ利得低下を防止できる。これにより、低仰角方向の無線通信が主になると想定される無線ＬＡＮ等の無線通信に好適な無線通信モジュールを提供することができる。【００１７】  さらに、この発明では、アンテナ用接地導体パターンは、アンテナ用接地導体パターンよりも細い接続用導体を介して、回路用接地導体パターンと接続されている。このため、そのアンテナ用接地導体パターンよりも細い接続用導体によって、アンテナ素子のアンテナ動作に起因した高周波電流がアンテナ用接地導体パターンから回路用接地導体パターンに流れ込む通電量を制限できる。アンテナ動作に起因した高周波電流が回路用接地導体パターンに多く流れ込むと、アンテナにより受信される不要なノイズ成分が、アンテナ用接地導体パターンから回路用接地導体パターンに流れ込む高周波電流に乗って無線通信用の高周波回路に多く伝達されて無線通信用の高周波回路に通電している高周波信号に乗り易くなる。これに対して、この発明では、細い接続用導体によって、アンテナ用接地導体パターンから回路用接地導体パターンへの高周波電流の通電量を制限できるので、その高周波電流に起因した高周波回路の高周波信号のノイズを低減することができる。これにより、高周波回路からアンテナ素子に供給される送信用の信号や、アンテナの受信信号に基づいて高周波回路から外部に出力される信号のノイズを低減させることができるので、無線通信モジュールの通信性能を向上させることが容易となる。【００１８】  また、複数のアンテナ用接地導体パターンがアンテナ用接地導体パターンよりも細い連結用導体を介して接続され、その連結用導体がアンテナ用接地導体パターンよりも細い接続用導体を介して回路用接地導体パターンに接続されている構成を備えている場合には、接続用導体だけでなく、アンテナ用接地導体パターンよりも細い連結用導体によっても、アンテナ素子のアンテナ動作に起因した高周波電流が、アンテナ用接地導体パターンから回路用接地導体パターンに流れ込むことを制限できる。このため、上記同様に、無線通信モジュールの通信性能を向上させることができるという効果を得ることができる。【００１９】  さらに、複数のアンテナ素子から放射される電波の合成を利用して無線通信を行う場合に、隣り合うアンテナ素子間の間隔が、無線通信用の電波波長の１／４以上、かつ、無線通信用の電波波長の１／２以下の範囲内の長さとする構成を採用することによって次に示すような効果を得ることができる。つまり、隣り合うアンテナ素子間の間隔が近すぎてアンテナ素子同士が無用に強く結合してしまったり、アンテナ素子間の間隔が離れすぎて電波を合成させてもアンテナ利得の向上が見られないというようなこともなく、電波の合成によって電波強度を強めることができて、アンテナ利得の向上、特に低仰角方向のアンテナ利得を向上させることができる。【００２０】  モジュール基板の長手方向の一端側にアンテナ配置領域が配置され、モジュール基板の長手方向の他端側からアンテナ配置領域に至るまでの領域が回路形成部分と成している場合に、例えば、アンテナ素子と無線通信用の高周波回路を電気的に接続する給電用経路が、アンテナ素子から給電用経路がモジュール基板の長手方向に沿って真っ直ぐに無線通信用の高周波回路に向けて伸長形成されていると、その給電用経路に通電する高周波信号の流れの影響を受けて、アンテナの指向性が回路用接地導体パターン側に引き寄せられるような状態となる。つまり、アンテナ指向性が回路用接地導体パターン側に偏ってしまうことがある。これに対して、給電用経路が、アンテナ素子からモジュール基板の長手方向に交差する方向に沿って伸長形成された後にモジュール基板の長手方向に沿って無線通信用の高周波回路に向けて延設されている構成とする。この構成を採用することによって、給電用経路はアンテナ素子から真っ直ぐに高周波回路（回路用接地導体パターン側）に向かわないので、回路用接地導体パターン側へのアンテナ指向性の偏りを抑制することができる。【００２１】  さらに、複数のアンテナ素子を用いてダイバーシチ通信が可能な構成を備えることにより、例えば、マルチパスフェージングのように通信状態が変動し易い通信状態であっても、ダイバーシチ通信により、通信状態の悪化を抑制することができて、無線通信モジュールの無線通信の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施例の無線通信モジュールの主要構成を模式的に表した図である。
【図２】図１に示したモジュール基板の部分的な断面を模式的に表した図である。
【図３ａ】複数のアンテナ素子を利用してダイバーシチ通信を行うための一回路構成例を簡略的に示す図である。
【図３ｂ】複数のアンテナ素子を利用してダイバーシチ通信を行うための別の回路構成例を簡略的に示す図である。
【図４ａ】第１実施例の効果を説明するためのＸＹ平面のアンテナ指向性の一例を表したグラフである。
【図４ｂ】第１実施例の効果を説明するためのＸＺ平面のアンテナ指向性の一例を表したグラフである。
【図４ｃ】第１実施例の効果を説明するためのＹＺ平面のアンテナ指向性の一例を表したグラフである。
【図５ａ】第１実施例の構成と比較するための従来の構成を持つ無線通信モジュールの一例を説明するための図である。
【図５ｂ】図５ａの構成を持つ無線通信モジュールにおけるＸＹ平面のアンテナ指向性の一例を表したグラフである。
【図５ｃ】図５ａの構成を持つ無線通信モジュールにおけるＸＺ平面のアンテナ指向性の一例を表したグラフである。
【図５ｄ】図５ａの構成を持つ無線通信モジュールにおけるＹＺ平面のアンテナ指向性の一例を表したグラフである。
【図６】隣り合うアンテナ素子間の間隔と、それらアンテナ素子の電波の合成による低仰角方向における平均のアンテナ利得との関係例を説明するためのグラフである。
【図７ａ】アンテナ用接地導体パターンのその他の形態例を説明するためのモデル図である。
【図７ｂ】アンテナ用接地導体パターンの別のその他の形態例を説明するためのモデル図である。
【図７ｃ】アンテナ用接地導体パターンのさらに別のその他の形態例を説明するためのモデル図である。
【図８ａ】第２実施例の無線通信モジュールのモジュール基板を表面側から見たモデル図である。
【図８ｂ】第２実施例の無線通信モジュールのモジュール基板を裏面側から見たモデル図である。
【図９】第２実施例の変形例を説明するための図である。
【図１０ａ】特許文献１に記載されている無線通信モジュールのモジュール基板の一つを説明するための図である。
【図１０ｂ】特許文献１に記載されている無線通信モジュールの一外観例を表した図である。
【図１１】特許文献２に記載されている無線通信モジュールの一つを説明するための図である。
【符号の説明】
【００２３】  １  無線通信モジュール
２  モジュール基板
３  アンテナ素子
４  アンテナ用接地導体パターン
５  ＲＦ回路
８  回路用接地導体パターン
２０  ダイバーシチ制御用のスイッチ回路
２４  連結用導体パターン
２５  接続用導体パターン
２６  給電用導体パターン
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】  以下に、この発明に係る実施例を図面に基づいて説明する。【００２５】  図１には第１実施例の無線通信モジュールの主要な構成部分が模式的に示されている。この無線通信モジュール１はモジュール基板２を有し、このモジュール基板２の長手方向の一端側のアンテナ配置領域Ｚａｎｔには、複数のアンテナ素子３（３Ａ，３Ｂ）が互いに間隔を介して並設されている。それら各アンテナ素子３Ａ，３Ｂは、それぞれ、不平衡型のアンテナとして動作するものであり、この第１実施例では、それら各アンテナ素子３Ａ，３Ｂは、モノポールアンテナにより構成されている。なお、モノポールアンテナの形態には、例えば、誘電体基体にモノポールアンテナとして動作する放射電極が設けられているチップタイプや、円筒状の導体（放射電極）から成る棒状タイプなどの様々な形態があり、ここでは、何れの形態を採用してもよい。【００２６】  モジュール基板２のアンテナ配置領域Ｚａｎｔには、各アンテナ素子３Ａ，３Ｂが配設される部分に、各アンテナ素子３Ａ，３Ｂ毎にそれぞれ個別に対応させて、モジュール基板２の表面にアンテナ用接地導体パターン４（４Ａ，４Ｂ）が互いに間隔を介して形成されている。【００２７】  この第１実施例では、それら各アンテナ用接地導体パターン４Ａ，４Ｂは、それぞれ、角を持たない円形状と成しており、その直径は、無線通信に使用する電波波長λよりも短く（例えばλ／２以下の長さ）、かつ、アンテナ素子３（３Ａ，３Ｂ）よりも大きいサイズとなっている。このような各アンテナ用接地導体パターン４Ａ，４Ｂの中心部に、それぞれ、対応するアンテナ素子３Ａ，３Ｂが配設されている。【００２８】  この第１実施例では、モジュール基板２の他端側からアンテナ配置領域Ｚａｎｔに至るまでの部分（回路構成部分）Ｚｃには少なくとも無線通信用の高周波回路（ＲＦ回路）５が設けられている。ＲＦ回路５は、各アンテナ素子３Ａ，３Ｂとそれぞれ次に示すような給電用経路を介して接続されている。つまり、この第１実施例では、各アンテナ用接地導体パターン４Ａ，４Ｂには、接地導体パターンが形成されていない接地導体パターン抜き部６が設けられ、この接地導体パターン抜き部６内には、アンテナ素子３に電気的に接続される給電用導体パターン７が形成されている。また、この第１実施例では、モジュール基板２は多層構造の基板と成しており、給電用導体パターン７は、モジュール基板２に形成されたスルーホール（図示せず）と、モジュール基板２の裏面又は内層に形成された配線用導体パターン（図示せず）を介してＲＦ回路５に電気的に接続されている。すなわち、各アンテナ素子３Ａ，３Ｂは、それぞれ、給電用導体パターン７と、スルーホールと、モジュール基板２の裏面又は内層に形成された配線用導体パターンとを有する給電用経路を介してＲＦ回路５に電気的に接続されている。このように各アンテナ素子３Ａ，３Ｂと電気的に接続されているＲＦ回路５は、各アンテナ素子３Ａ，３Ｂにそれぞれ送信用の信号を供給したり、各アンテナ素子３Ａ，３Ｂが受信した信号を受け取る回路構成を有する。【００２９】  モジュール基板２のＲＦ回路５の形成部分（回路形成部分）Ｚｃには、モジュール基板２の内層又は裏面��、回路形成部分Ｚｃの全領域に渡って回路用接地導体パターン８が設けられている。この回路用接地導体パターン８と、各アンテナ用接地導体パターン４Ａ，４Ｂとは、図１や、図２の模式的な断面図に示される次に述べるような導体パターン１０とスルーホール１１を介して電気的に接続されている。導体パターン１０は、アンテナ用接地導体パターン４Ａ，４Ｂからそれぞれ回路形成部分Ｚｃに向かって個別に引き出し形成されている導体パターンである。スルーホール１１は、モジュール基板２の表面の導体パターン１０をモジュール基板２の内層又は裏面の回路用接地導体パターン８に接続させるためのものである。つまり、導体パターン１０およびスルーホール１１は、アンテナ用接地導体パターン４と回路用接地導体パターン８を導通させるための接続用導体と成し、この接続用導体である導体パターン１０およびスルーホール１１は、アンテナ用接地導体パターン４よりも細く形成されている。【００３０】  この第１実施例の無線通信モジュール１は、例えば図３ａや図３ｂに示されるようなダイバーシチ通信を行うための回路構成を備えている。例えば、図３ａには、アンテナ素子３Ａ，３Ｂから放射される電波の合成状態を切り換えてダイバーシチ通信を行うための回路構成例が示されている。つまり、図３ａの例では、各アンテナ素子３Ａ，３Ｂと、ＲＦ回路５との間を接続している給電用経路の途中に位相制御回路１５が介設されている。この位相制御回路１５は、例えば、ＲＦ回路５の送信回路１８から供給された送信用の信号を各アンテナ素子３Ａ，３Ｂにそれぞれ分配供給し、また、各アンテナ素子３Ａ，３Ｂからそれぞれ加えられた受信信号を合成する回路構成を有する。かつ、位相制御回路１５は、各アンテナ素子３Ａ，３Ｂから励振方向が同じで同相の垂直偏波を放射することができる状態（同相励振モード）と、各アンテナ素子３Ａ，３Ｂから励振方向が同じで互いに逆相の垂直偏波を放射することができる状態（逆相励振モード）とを切り換えることができる回路構成を有する。ＲＦ回路５の通信制御部１６は、同相励振モードによる無線通信状態と、逆相励振モードによる無線通信状態とを比較して、無線通信状態が良好な方のモードを選択する。そして、通信制御部１６は、その選択したモードでもってアンテナ素子３Ａ，３Ｂを動作させるべく、位相制御回路１５に向けてダイバーシチ制御信号を加える。このダイバーシチ制御信号に基づいて、位相制御回路１５が、同相励振モードと逆相励振モードのうちの無線通信の良好なモードへの切り換えを行う。このような構成により、ダイバーシチ通信を行うことができる。【００３１】  なお、図３ａの例では、ＲＦ回路５の送受信切り換え部１９は、例えば通信制御部１６からの送受信制御信号に基づいて、受信回路１７と送信回路１８の何れか一方を択一的にアンテナ素子３側に切り換え接続させるための構成を有する。この送受信切り換え部１９の切り換え動作によって、受信回路１７がアンテナ素子３側に接続されているときには、アンテナ素子３（３Ａ，３Ｂ）は受信動作を行い、受信回路１７は、アンテナ素子３（３Ａ，３Ｂ）からの受信信号に基づいて予め定められた回路動作を行う。また、外部から無線送信用の信号���送信回路１８に加えられ送信回路１８がアンテナ素子３側に切り換え接続されているときには、送信回路１８は、予め定められた回路動作を行ってアンテナ用の信号を作り出し当該アンテナ用の信号をアンテナ素子３側に出力する。これにより、アンテナ素子３（３Ａ，３Ｂ）は送信動作を行う。【００３２】  図３ａの例のように、アンテナ素子３Ａ，３Ｂの電波の合成を利用する場合には、隣り合うアンテナ素子３Ａ，３Ｂの中心部間の間隔Ｄは、無線通信に使用される電波波長λの１／４以上、かつ、電波波長λの１／２以下の範囲内の長さとする。【００３３】  なお、ここでは、位相制御回路１５が同相励振モードと逆相励振モードを切り換えてダイバーシチ通信制御が行われる構成を有する例を示したが、例えば、その構成に代えて、位相制御回路１５は、例えば、アンテナ素子３Ａの電波に対してアンテナ素子３Ｂの電波の位相が＋９０°ずれている状態と、アンテナ素子３Ａの電波に対してアンテナ素子３Ｂの電波の位相が−９０°ずれている状態とを切り換える構成を有し、この位相制御回路１５により、アンテナ素子３Ａ，３Ｂの電波の合成状態が切り換わってダイバーシチ通信制御が行われる構成としてもよい。【００３４】  図３ｂには、無線通信状態に応じてアンテナ素子３Ａ，３Ｂのうちの一方側をＲＦ回路５に切り換え接続させることでダイバーシチ通信を行う回路構成例が示されている。つまり、図３ｂの例では、アンテナ素子３Ａ，３Ｂと、ＲＦ回路５との間には、ダイバーシチ制御用のスイッチ回路２０が介設されている。このスイッチ回路２０は、アンテナ素子３Ａ，３Ｂのうちの何れか一方を択一的にＲＦ回路５に切り換え接続させる構成を有するものである。スイッチ回路２０の切り換え動作は、ＲＦ回路５の通信制御部１６から加えられるダイバーシチ制御信号に基づいて行われる。それ以外の図３ｂの構成は、図３ａの回路構成と同様である。【００３５】  この第１実施例の無線通信モジュール１はダイバーシチ通信を行うので、無線通信の安定化を図ることができる。なお、もちろん、ダイバーシチ通信を行うための回路構成は図３ａや図３ｂの構成に限定されるものではなく、他の適宜な回路構成をも採り得るものである。【００３６】  この第１実施例の無線通信モジュール１は、上記のような構成を備えているので、次に示すような効果を得ることができる。すなわち、モノポールアンテナのような不平衡型のアンテナは接地導体パターン（接地導体）上に設けられ、アンテナ動作に基づいて接地導体パターンに励起される高周波電流を利用して無線通信を行うものであるから、不平衡型のアンテナの指向性や利得は、その接地導体パターンに通電する高周波電流の通電状態の影響を受け易い。例えば、接地導体パターンが無限大の大きさを有する場合には、接地導体パターンの形状や大きさの制約が無い状態で高周波電流は接地導体パターンに通電するので、不平衡型のアンテナは無指向性となる。【００３７】  これに対して、モジュール基板に設けられる不平衡型のアンテナの場合には、アンテナは、例えばモジュール基板の形状や大きさに応じた形状や大きさを持つ有限な接地導体パターン上に配設されることとなる。このため、アンテナ動作に起因した接地導体パタ��ンの高周波電流は、接地導体パターンの大きさや形状の制約を受けて通電する。例えば、図５ａに示されるように、モジュール基板２の全領域に渡って接地導体パターン２２が形成されている場合には、接地導体パターン２２は、モジュール基板２と同じ大きさを持ち、また、モジュール基板２の形状に応じた四角形状となる。高周波電流は尖端部分に集中して通電する性質があることから、例えばアンテナ素子３Ａのアンテナ動作に起因した高周波電流は、接地導体パターン２２の例えば角部分ＫＬに集中して通電することとなる。【００３８】  図５ｂ〜図５ｄには、それぞれ、図５ａに示されるアンテナ素子３Ａ，３Ｂのうちのアンテナ素子３Ａだけを動作させたときに得られるアンテナ指向性（アンテナ利得特性）を電磁界解析手法により求めた計算結果が示されている。Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向をそれぞれ図５ａのように定めた場合に、図５ｂはＸＹ平面におけるアンテナ指向性を示し、図５ｃはＸＺ平面におけるアンテナ指向性を示し、図５ｄはＹＺ平面におけるアンテナ指向性を示している。接地導体パターンが無限大である場合には、図５ｂの点線Ｓに示されるように、アンテナ素子３は水平面内無指向性となるのに対して、図５ａに示されるような有限な接地導体パターン２２が設けられている場合には、図５ｂ〜図５ｄの実線に示されるように、アンテナ素子３Ａは、給電されていないアンテナ素子３Ｂや、回路側に長い接地導体パターン２２（接地板）の影響を受けて指向性が偏ることが分かる。【００３９】  この第１実施例では、図１に示されるように、各アンテナ用接地導体パターン４Ａ，４Ｂは、それぞれ、角を持たない形状（つまり、高周波電流が集中する部位を持たない形状）としたので、各アンテナ用接地導体パターン４Ａ，４Ｂにおける高周波電流分布の均一化を図ることができる。これにより、図４ａのＸＹ平面におけるアンテナ指向性のグラフに示されるように、モジュール基板２の基板面（ＸＹ平面）に沿う水平方向におけるアンテナ指向性の偏りを無くすことができる。なお、図４ａは、接地導体パターン４，８に関わる構成以外の条件は図５ｂ〜図５ｄのアンテナ指向性を求めた条件と同じ条件の下で同様の電磁界解析手法による計算によって得られたものである。【００４０】  また、例えば、図５ａのように接地導体パターン２２が長方形状と成し、その接地導体パターン２２の長手方向の長さが無線通信に使用する電波波長λと同じ又はその近傍の長さである場合には、アンテナ素子３の指向性は、仰角方向（例えばモジュール基板２の基板面を０°とし、モジュール基板２の基板面に直交する方向を９０°としたときに、０°から９０°に向かう角度方向）にシフトして低仰角方向（例えば、モジュール基板２の基板面（０°）から約６０°までの角度範囲方向）のアンテナ利得が低下するという現象が生じる。例えば、無線通信モジュール１が、周波数５ＧＨｚ帯の無線通信を行う無線ＬＡＮのＰＣカードと成している場合には、周波数５ＧＨｚ帯の電波波長λは約６０ｍｍであり、規格に基づいたモジュール基板２の長手方向の長さはその電波波長λに近い長さとなる。つまり、接地導体パターン２２は無線通信用の電波波長λに近い長さを持つために、接地導体パターン２２の大きさが低仰角方向のアンテナ利得を低下させる要因となる。無線通信モジュール１が無線ＬＡＮのＰＣカードを構成する場合には、無線通信モジュール１（ＰＣカード）の無線通信相手は低仰角方向に配置されていることが多いので、低仰角方向のアンテナ利得の低下は、無線通信モジュール１の通信品質の低下を招いてしまう。【００４１】  これに対して、この第１実施例では、円形のアンテナ用接地導体パターン４Ａ，４Ｂの直径は、無線通信に使用する電波波長λよりも短い長さ（例えば、λ／２以下の長さ）とした。これにより、図４ｂのＸＺ平面におけるアンテナ利得特性や、図４ｃのＹＺ平面におけるアンテナ利得特性に示されるように、アンテナ素子３の低仰角方向のアンテナ利得低下を防止することができる。これにより、この第１実施例の無線通信モジュール１は、無線ＬＡＮ等のように低仰角方向の通信が多い場合の使用に有効なものとなる。【００４２】  さらに、例えば、図５ａのように接地導体パターン２２がモジュール基板２の全領域に渡って形成され、その接地導体パターン２２上にアンテナ素子３もＲＦ回路５も配設されている場合には、アンテナ素子３に起因した高周波電流が、接地導体パターン２２のＲＦ回路５の配置領域に流れ易い状態となる。このような状態の場合には、その高周波電流に起因したノイズが、ＲＦ回路５内の高周波信号に乗って当該信号のＳ／Ｎ比を悪化させる事態が発生し、無線通信モジュール１の通信性能を低下させてしまう。【００４３】  これに対して、この第１実施例では、アンテナ用接地導体パターン４（４Ａ，４Ｂ）は、アンテナ用接地導体パターン４よりも細い接続用導体を介して回路用接地導体パターン８に接続されている構成とした。このため、その細い接続用導体によって、アンテナ用接地導体パターン４から回路用接地導体パターン８側への高周波電流の通電量が制限され、回路用接地導体パターン８におけるアンテナ素子３に起因した高周波電流の通電量を小さく抑えることができる。これにより、その高周波電流によるＲＦ回路５内の高周波信号のＳ／Ｎ比の悪化を抑制することができる。【００４４】  さらに、この第１実施例では、アンテナ素子３Ａ，３Ｂの電波の合成を利用して無線通信を行う場合には、それらアンテナ素子３Ａ，３Ｂの中心部間の間隔をＤとし、無線通信用の電波波長をλとした場合に、アンテナ素子３Ａ，３Ｂの中心部間の間隔Ｄは、（λ／４）≦Ｄ≦（λ／２）の数式を満たす長さとした。これにより、簡単な回路構成で、アンテナ素子３Ａ，３Ｂの電波を合成させてアンテナ利得の向上を図ることができる。つまり、アンテナ素子３Ａ，３Ｂ間の間隔Ｄがλ／４よりも狭くなると、アンテナ素子３Ａ，３Ｂが近付きすぎてアンテナ素子３Ａ，３Ｂが無用に強く結合してしまって、アンテナ利得が低下する現象が発生する。また、アンテナ素子３Ａ，３Ｂ間の間隔Ｄがλ／２よりも広がると、アンテナ素子３Ａ，３Ｂが離れすぎて、アンテナ素子３Ａ，３Ｂの各電波を合成させても当該合成し合う電波が弱くて合成によるアンテナ利得の効果的な向上が望めない。これに対して、この第１実施例では、上記のように、アンテナ素子３Ａ，３Ｂの中心部間の間隔Ｄは、（λ／４）≦Ｄ≦（λ／２）の数式を満たす長���としたので、アンテナ素子３Ａ，３Ｂの電波を合成させてアンテナ利得の向上を図ることができる。【００４５】  アンテナ素子３Ａ，３Ｂ間の間隔Ｄをλ／４以上且つλ／２以下の範囲内の長さとすることによる効果は、発明者が行ったシミュレーションにより確認されている。そのシミュレーションでは、第１実施例の構成を備えた無線通信モジュール１において、無線通信用として周波数５ＧＨｚ帯の電波を使用するという条件の下で、各アンテナ素子３Ａ，３Ｂ間の間隔Ｄと、アンテナ素子３Ａ，３Ｂの電波合成による低仰角方向の平均のアンテナ利得との関係例を３次元の電磁界解析手法により求めた。その結果が図６のグラフに示されている。このグラフにも示されているように、アンテナ素子３Ａ，３Ｂ間の間隔Ｄを、λ／４以上、かつ、λ／２以下の範囲内とすることによって、アンテナ利得の向上を図ることができることが分かる。【００４６】  なお、この第１実施例では、アンテナ用接地導体パターン４Ａ，４Ｂは、それぞれ、円形状であったが、アンテナ用接地導体パターン４Ａ，４Ｂは、角を持たない形状であれば、その形状は特に限定されるものではなく、適宜な形状を採り得る。例えば、アンテナ用接地導体パターン４Ａ，４Ｂは、図７ａに示すような楕円形状であってもよいし、図７ｂに示すような卵形状でもよいし、図７ｃに示すような四角形状の角を丸めたような形状でもよいし、五角以上の多角形状の角を丸めたような形状でもよい。なお、図７ｂに示される卵形のアンテナ用接地導体パターン４Ａ，４ＢはＸ方向よりもＹ方向に延びた形状となっていることから、例えば、図７ｂの点線Ａに示すような位置にアンテナ素子３を配置したときには、Ｘ方向よりもＹ方向の方が高周波電流の分布がやや多くなって、Ｘ方向よりもＹ方向にアンテナ指向性を強めることができる。このように、アンテナ用接地導体パターン４Ａ，４Ｂの形状と、アンテナ素子３の配置位置とによって、アンテナ指向性を調整することが可能である。【００４７】  また、この第１実施例では、アンテナ用接地導体パターン４Ａ，４Ｂは、モジュール基板２の表面に設けられていたが、アンテナ用接地導体パターン４Ａ，４Ｂは、モジュール基板２の内層に設けてもよいし、モジュール基板２の裏面に設けてもよい。アンテナ用接地導体パターン４Ａ，４Ｂがモジュール基板２の内層や裏面に設けられている場合には、例えば、アンテナ素子３（３Ａ，３Ｂ）は、スルーホールを用いずに、モジュール基板２上に形成された給電用パターン（給電用経路）によって、直接的にＲＦ回路５に接続される構成としてもよい。【００４８】  さらに、この第１実施例では、モジュール基板２の表面には、アンテナ用接地導体パターン４Ａ，４Ｂの端部から、回路用接地導体パターン８に向かって延びる導体パターン１０が形成されていたが、例えば、モジュール基板２の表面に導体パターン１０を設けずに、アンテナ用接地導体パターン４Ａ，４Ｂに直接的に接続するスルーホールを設け、当該スルーホールを利用してアンテナ用接地導体パターン４Ａ，４Ｂを回路用接地導体パターン８に接続させる構成としてもよい。【００４９】  以下に、第２実施例を説明する。なお、この第２実施例の説明において、第１実施例と同一���成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。【００５０】  この第２実施例では、図８ａに示されるように、モジュール基板２の表面には、複数のアンテナ素子３（３Ａ，３Ｂ）が互いに間隔を介して配置されている。また、モジュール基板２の裏面には、図８ｂに示されるように、アンテナ素子３Ａ，３Ｂの配置位置に対応させて、角を持たない形状のアンテナ用接地導体パターン４Ａ，４Ｂがそれぞれ互いに間隔を介して形成されている。アンテナ用接地導体パターン４Ａ，４Ｂの領域内にアンテナ素子３Ａ，３Ｂが配設されている。【００５１】  この第２実施例では、アンテナ用接地導体パターン４Ａ，４Ｂは、モジュール基板２の裏面に形成されたＹ方向（つまり、モジュール基板２の長手方向に直交する方向）に延びる直線状の連結用導体パターン（連結用導体）２４を介して接続されている。この連結用導体パターン２４は、Ｘ方向（つまり、モジュール基板２の長手方向）に延びる接続用導体パターン（接続用導体）２５を介して回路用導体パターン８に接続されている。連結用導体パターン２４および接続用導体パターン２５は、アンテナ用接地導体パターン４Ａ，４Ｂよりも細く形成されている。【００５２】  この第２実施例では、アンテナ用接地導体パターン４Ａ，４Ｂ間の連結用導体パターン２４は、アンテナ用接地導体パターン４Ａ，４Ｂよりも細いので、アンテナ用接地導体パターン４Ａ，４Ｂ間の高周波電流の通電量は制限されることとなる。このため、アンテナ素子３Ａ，３Ｂ間の無用な強い結合を抑制し易くできる。【００５３】  また、この第２実施例では、アンテナ素子３Ａ，３ＢとＲＦ回路５を接続する給電用経路は、図８ａに示されるようなモジュール基板２の表面に形成された給電用導体パターン２６により構成されている。給電用導体パターン２６は、モジュール基板２の裏面に形成された連結用導体パターン２４に沿うように、アンテナ素子３Ａ，３ＢからＹ方向（つまり、モジュール基板２の長手方向に直交する方向）に伸長形成された後に、接続用導体パターン２５に沿うようにモジュール基板２の長手方向に伸長形成されてＲＦ回路５に接続されている。【００５４】  例えば、図８ａの鎖線に示されるように、アンテナ素子３Ａ，３ＢからそれぞれＲＦ回路５に向かってモジュール基板２の長手方向に沿って真っ直ぐに給電用導体パターン２７が形成されていると、その給電用導体パターン２７とアンテナ素子３Ａ，３Ｂとの接続部を通電する高周波電流の通電方向はモジュール基板２の長手方向となる。このことと、回路用接地導体パターン８がモジュール基板２の長手方向に広がる形状と成していることとによって、アンテナ素子３の指向性がＲＦ回路５側に偏る場合がある。これに対して、この第２実施例では、給電用導体パターン（給電用経路）２６は、アンテナ素子３Ａ，３Ｂから、モジュール基板２の長手方向に交差する方向に伸長形成された後に、モジュール基板２の長手方向に沿ってＲＦ回路５に向かって伸長形成されている。つまり、給電用導体パターン２６においては、アンテナ素子３Ａ，３Ｂの指向性に大きく関与するアンテナ素子３Ａ，３Ｂに近い部分を、モジュール基板２の長手方向に交差する方向に伸長形成したので、アンテナ指向性がモジュール基板２の長手方向にＲＦ回路５側に偏ることを防止することができる。【００５５】  なお、この第２実施例では、連結用導体パターン２４および接続用導体パターン２５は、それぞれ、図８ｂに示すような形状であったが、それら連結用導体パターン２４および接続用導体パターン２５の形状は特に限定されるものではなく、例えば、図９に示すような形状であってもよい。また、図８ｂや図９に示す例では、回路用接地導体パターン８がモジュール基板２の裏面に形成されていたが、例えば、回路用接地導体パターン８は、モジュール基板２の内層に形成されていてもよい。この場合には、例えば、アンテナ用接地導体パターン４と連結用導体パターン２４と接続用導体パターン２５を回路用接地導体パターン８と同じモジュール基板２の内層に設けてもよい。また、回路用接地導体パターン８がモジュール基板２の内層に形成されている場合に、例えば、アンテナ用接地導体パターン４Ａ，４Ｂおよびその間の連結用導体パターン２４はモジュール基板２の裏面に形成し、接続用導体パターン２５は、回路用接地導体パターン８の形成層と同じ内層に形成し、連結用導体パターン２４と接続用導体パターン２５は、アンテナ用接地導体パターン４よりも細いスルーホールによって接続されている構成としてもよい。さらに、回路用接地導体パターン８がモジュール基板２の内層に形成されている場合に、例えば、アンテナ用接地導体パターン４と連結用導体パターン２４と接続用導体パターン２５はモジュール基板２の裏面に形成し、接続用導体パターン２５は、アンテナ用接地導体パターン４よりも細いスルーホールを介して内層の回路用接地導体パターン８に接続される構成としてもよい。【００５６】  さらに、連結用導体パターン２４は、モジュール基板２の長手方向に直交する方向に沿って形成されていたが、モジュール基板２の長手方向に交差する直交以外の方向に沿って形成されていてもよい。さらに、第２実施例においても、アンテナ用接地導体パターン４は角を持たない形状であればよく、図８ｂや図９の形状に限定されない。【００５７】  なお、この発明は第１や第２の各実施例の形態に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、第１や第２の各実施例では、アンテナ素子３は、モノポールアンテナである例を示したが、アンテナ素子３は、不平衡型のアンテナとして動作するものであればモノポールアンテナに限定されるものではなく、例えば、逆Ｆ型のアンテナや、片端接地のパッチ型アンテナをアンテナ素子３としてモジュール基板２に配設してもよい。【００５８】  また、第１や第２の各実施例では、２個のアンテナ素子３がモジュール基板２に配設される例を示したが、３個以上のアンテナ素子３をモジュール基板２に配設してもよい。もちろん、３個以上のアンテナ素子３が設けられる場合においても、モジュール基板２には、各アンテナ素子３にそれぞれ個別に対応するアンテナ用接地導体パターン４が設けられ、これらアンテナ用接地導体パターン４は、第１実施例の如く、それぞれ、別々の接続用導体を介して回路用接地導体パターン８に接続されていてもよいし、第２実施例の如く、隣り合うアンテナ用接地導体パターン４同士���連結用導体を介して接続され、連結用導体が接続用導体を介して回路用接地導体パターン８に接続されている構成としてもよい。【００５９】  ３個以上のアンテナ素子３が配設される場合にダイバーシチ通信制御を行う場合には、例えば、それら全てのアンテナ素子３のうちの何れか１つを択一的にＲＦ回路５に切り換え接続させるためのダイバーシチ制御用のスイッチ回路が設けられる。この場合には、最も通信状態が良好となるアンテナ素子だけが動作状態となる。また、次に示すような構成でもってダイバーシチ通信制御が行われる構成としてもよい。つまり、３個以上のアンテナ素子を複数組に分類し、同じ組のアンテナ素子同士の電波を合成させて無線通信を行う構成とし、それら複数組の何れか１つを択一的にＲＦ回路５に切り換え接続させる回路を設ける。この回路によって、最も通信状態が良好となる組のアンテナ素子を動作させ電波の合成による通信動作を行わせるダイバーシチ通信制御により、無線通信を行う構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６０】  本発明は、配置環境によってアンテナ指向性が変化してしまうという問題を防止できるものであるので、配置環境が変動しやすい例えばＰＣカード等のカード型の無線通信モジュールに好適である。
【図１】
0004003797.tif 000002
【図２】
0004003797.tif 000003
【図３ａ】
0004003797.tif 000004
【図３ｂ】
0004003797.tif 000005
【図４ａ】
0004003797.tif 000006
【図４ｂ】
0004003797.tif 000007
【図４ｃ】
0004003797.tif 000008
【図５ａ】
0004003797.tif 000009
【図５ｂ】
0004003797.tif 000010
【図５ｃ】
0004003797.tif 000011
【図５ｄ】
0004003797.tif 000012
【図６】
0004003797.tif 000013
【図７ａ】
0004003797.tif 000014
【図７ｂ】
0004003797.tif 000015
【図７ｃ】
0004003797.tif 000016
【図８ａ】
0004003797.tif 000017
【図８ｂ】
0004003797.tif 000018
【図９】
0004003797.tif 000019
【図１０ａ】
0004003797.tif 000020
【図１０ｂ】
0004003797.tif 000021
【図１１】
0004003797.tif 000022