無線データ通信モジュール
【課題】２つのアンテナを近接配置してもその間の相関係数を低減できる無線データ通信モジュールを提供する。
【解決手段】無線データ通信モジュール１００は、１つの同一共振周波数で動作する微小アンテナ１１０とＭＳＡ１２０からなるマルチアンテナと、ＧＮＤパターン１３５を有するモジュール基板１３０を備えている。ＭＳＡ１２０がモジュール基板１３０の長手方向と直交する幅方向に共振するように形成され、微小アンテナ１１０による放射に主として寄与する電流がＧＮＤパターン１３５の長手方向に流れるようにすることで、微小アンテナ１１０による共振方向がＭＳＡ１２０による共振方向と直交するように形成されている。
【解決手段】無線データ通信モジュール１００は、１つの同一共振周波数で動作する微小アンテナ１１０とＭＳＡ１２０からなるマルチアンテナと、ＧＮＤパターン１３５を有するモジュール基板１３０を備えている。ＭＳＡ１２０がモジュール基板１３０の長手方向と直交する幅方向に共振するように形成され、微小アンテナ１１０による放射に主として寄与する電流がＧＮＤパターン１３５の長手方向に流れるようにすることで、微小アンテナ１１０による共振方向がＭＳＡ１２０による共振方向と直交するように形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの同一周波数で動作する２つのアンテナからなるマルチアンテナを備えた無線データ通信モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線データ通信の高速大容量通信のニーズに対応して、ＷＬＡＮ（IEEE802.11n）、ＷｉＭａｘ、ＬＴＥ等の通信規格が順次導入されている。そのような中で、大容量通信の主要技術の一つとして、通信品質や伝送容量を向上させるために、送信側、受信側とも同じ周波数帯に対して複数のアンテナを用いて通信を行うＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）と呼ばれる技術が重要となっている。
【０００３】
ＭＩＭＯを適用するためには、複数のアンテナが同じ周波数帯の別々の信号をそれぞれ受信するようにアンテナ間の相関を低く（相関係数を小さく）保つことが重要である。一般に相関係数は、それぞれのアンテナ間の距離を十分に大きくすることで低減することができ、例えば２分の１波長程度離すのが理想的である。しかし、各種情報通信端末に搭載するためには、複数のアンテナを筺体内の限られたスペース内に収納しなければならず、アンテナ間の距離を十分に大きくするのは困難となる。その結果、アンテナ間の相関が高くなってしまい、期待される伝送速度が得られないといった問題がある。
【０００４】
特に、ＬＴＥでは７００ＭＨｚ帯や８００ＭＨｚ帯を含めて導入されることが検討されており、このような周波数領域では波長が３００〜４００ｍｍ程度となる。そのため、複数のアンテナを端末筺体内に収納すると、アンテナ間の距離が波長に比べて非常に小さくなり、相関を低くするのが極めて困難になってしまう。そこで、アンテナ間距離を大きくすることなく相関を低くするための技術開発が強く望まれている。
【０００５】
上記のような課題に対し、例えば特許文献１には、図７に示すような無線端末装置の技術が記載されている。特許文献１に記載の無線端末装置９００では、筐体９０１にアンテナ素子９０２−１、９０２−２、９０２−３が立設されており、さらに、アンテナ素子間の相関を低減するために反射板９０３が設けられている。反射板９０３は、アンテナ素子９０２−１、９０２−２、９０２−３の間を遮る。アンテナ素子９０２−１、９０２−２、９０２−３及び反射板９０３は、それぞれ筺体９０１の上面部に垂直に設置され、反射板９０３の高さはアンテナ素子９０２−１、９０２−２、９０２−３の高さより高い。アンテナ素子９０２−１、９０２−２、９０２−３は、相互の距離が大きくなるように設置され、反射板９０３は、各アンテナ素子９０２−１、９０２−２、９０２−３との距離が均等で、かつ大きくなるように設置される。
【０００６】
また特許文献２には、図８に示すような無給電素子を備えたマルチアンテナの技術が記載されている。特許文献２に記載のマルチアンテナ９１０は、複数の給電点９１１を有する回路基板９１４と、一端が開放され他端が給電点にそれぞれ接続された複数（２つ）の給電素子９１２と、一端が開放され他端が回路基板９１４に接続された単数または複数の無給電素子９１３とを備え、給電素子９１２及び無給電素子９１３は使用周波数帯の波長に換算して０．２波長乃至０．３波長の長さの素子長を有し、かつ無給電素子９１３が任意の上記給電点近傍において回路基板９１４に接続される。
【０００７】
さらに、特許文献３には、図９に示すようなアンテナ装置の技術が記載されている。特許文献３に記載のアンテナ装置９２０は、誘電体からなり一方主面に接地電極９２２ａを形成したＬ字状の基体９２２に、第１の放射電極９２３ａと第１の接続電極９２３ｂと給電電極９２３ｃからなる逆Ｆアンテナ９２３と、第２の放射電極９２４ａと第２の接続電極９２４ｂからなるマイクロストリップアンテナ９２４を、マイクロストリップアンテナ９２４の第２の放射電極９２４ａの開放端を逆Ｆアンテナ９２３の給電電極９２３ｃに近接させ、第１および第２の放射電極９２３ａ及び９２４ａの開放端と接地端を結ぶ線を略９０度で交差するように配置する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２５１６８２号公報
【特許文献２】特開２００８−１７０４７号公報
【特許文献３】特開１９９９−３１２９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の技術では以下のような問題があった。アンテナ間の相関を低減するために、特許文献１に記載の無線端末装置ではアンテナ間に反射板を配置した構成としており、特許文献２に記載のマルチアンテナでは１つ以上の無給電素子を配置した構成としている。このように、アンテナ以外に別の構成部材を追加するものでは、本来の小型化の要求に反して、端末が大型化するとともにコストアップの要因となる。また、特許文献３に記載のアンテナ装置では、共振方向を９０°ずらす構成としているが、ここで用いられている２種のアンテナはそれぞれ異なる周波数帯に対応するものであり，同一周波数で用いるＭＩＭＯ対応とはなっていない。また、このような構成ではアンテナ部分の寸法が非常に大きくなってしまう。
【００１０】
そこで、本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、２つのアンテナを近接配置してもその間の相関係数を低減できるマルチアンテナを備えた無線データ通信モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の無線データ通信モジュールの第１の態様は、少なくとも１つの同一周波数で動作する２つのアンテナからなるマルチアンテナと、ＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）通信機能を有するモジュール基板と、を備えた無線データ通信モジュールであって、前記モジュール基板は、長手方向の一端に切欠き部が形成されたＧＮＤパターン（グランドパターン）と、少なくとも１つが前記切欠き部周辺に配置された２つの給電点と、を備え、前記２つのアンテナの一方は、前記切欠き部に配置された一方の前記給電点に接続される給電端子と、略線状の放射導体と、を備え、前記放射導体の長手方向の長さが前記同一周波数に対応する波長の４分の１以下に小型化されて前記切欠き部に配置される微小アンテナであり、前記２つのアンテナの他方は、前記２つの給電点の他方に接続される別の給電端子と、実質的に前記ＧＮＤパターンの上方に配置されて動作する略板状の放射導体と、を備えて共振方向が前記モジュール基板の長手方向に対して略垂直となるマイクロストリップアンテナであり、前記微小アンテナの放射に寄与する主要な電流が前記ＧＮＤパターンの長手方向に流れて共振方向が前記マイクロストリップアンテナの共振方向と略直交することを特徴とする。
【００１２】
本発明の無線データ通信モジュールの他の態様は、前記微小アンテナの長手方向の長さは、前記同一周波数に対応する波長の１０分の１以下であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の無線データ通信モジュールの他の態様は、前記他方の給電点は、前記切欠き部に配置されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の無線データ通信モジュールの他の態様は、外部の情報処理端末に接続するためのコネクタをさらに備え、前記モジュール基板は、前記コネクタに接続されるコネクタ接続端子を長手方向の前記切欠き部とは反対側に備えていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の無線データ通信モジュールの他の態様は、前記ＧＮＤパターンは、前記コネクタを介して前記情報処理端末のグランドに接続されることを特徴とする。
【００１６】
本発明の無線データ通信モジュールの他の態様は、前記切欠き部に接地点がさらに設けられ、前記微小アンテナは、前記接地点に接続される接地端子をさらに備えた逆Ｆアンテナであることを特徴とする。
【００１７】
本発明の無線データ通信モジュールの他の態様は、前記マイクロストリップアンテナは、前記モジュール基板及び前記ＧＮＤパターンを両面から覆うモジュール筺体の裏面に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、２つのアンテナを近接配置してもその間の相関係数を低減できる無線データ通信モジュールを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態の無線データ通信モジュールの概略構成を示す斜視図である。
【図２】微小アンテナとＭＳＡのそれぞれで放射に主として寄与する電流の流れを模式的に示す説明図である。
【図３】従来及び第１実施形態の無線データ通信モジュールの平面図である。
【図４】従来及び第１実施形態の無線データ通信モジュールのそれぞれの２つのアンテナの電界強度を示す図である。
【図５】従来及び第１実施形態の無線データ通信モジュールのそれぞれの周波数に対する放射効率を示す図である。
【図６】従来及び第１実施形態の無線データ通信モジュールのそれぞれの相関係数を示す図である。
【図７】従来の複数のアンテナと反射板を備えた無線端末装置の構成を示す斜視図である。
【図８】従来の複数のアンテナと無給電素子を備えたマルチアンテナの構成を示す斜視図である。
【図９】従来の複数のアンテナとＬ字状の基体を備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態における無線データ通信モジュールについて、図面を参照して詳細に説明する。同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。
【００２１】
本発明の第１の実施形態に係る無線データ通信モジュールを図１を用いて説明する。図１は、本実施形態の無線データ通信モジュール１００の概略構成を示す斜視図である。同図（ａ）は、無線データ通信モジュール１００を一方から見たときの斜視図であり、同図（ｂ）は無線データ通信モジュール１００を同図（ａ）とは反対側の他方から見たときの斜視図である。
【００２２】
無線データ通信モジュール１００は、２つのアンテナ１１０、１２０を有するマルチアンテナとモジュール基板１３０を備えており、モジュール筺体１０１の内部に収納されている。アンテナ１１０と１２０は、少なくとも１つの同一共振周波数で動作するＭＩＭＯ対応のマルチアンテナを構成している。以下では、１つの同一共振周波数に対応する自由空間波長をλとする。
【００２３】
モジュール基板１３０には、一方の面の長手方向の一端に第１給電点１３１及び第２給電点１３２が設けられ、同じ面上にＧＮＤパターン（グランドパターン）１３５が形成されている。ＧＮＤパターン１３５は、モジュール基板１３０の一方の面のほぼ全面に形成されており、その長手方向がモジュール基板１３０の長手方向に一致する。但し、第１給電点１３１及び第２給電点１３２が配置されている近傍には、ＧＮＤパターン１３５が部分的に切欠かれた切欠き部１３５ａが形成されている。
【００２４】
マルチアンテナの一方のアンテナ１１０は、長手方向の寸法を波長λの４分の１以下に小型化した微小アンテナとなっており、好ましくは長手方向の寸法を波長λの１０分の１以下にするのがよい。以下では、アンテナ１１０を微小アンテナ１１０と称する。微小アンテナ１１０は、略線状の放射導体１１１と、放射導体１１１の一端側に設けられて第１給電点１３１に接続される第１給電端子１１２を備えており、モジュール基板１３０上の切欠き部１３５ａが形成されている位置に配置される。
【００２５】
本実施形態では、微小アンテナ１１０を逆Ｆアンテナとしており、モジュール基板１３０に接地点１３３が設けられるとともに、微小アンテナ１１０に接地端子１１３が設けられている。微小アンテナ１１０は逆Ｆアンテナに限定されず、例えばモノポールアンテナとすることも可能である。微小アンテナ１１０をモノポールアンテナとした場合には、接地点１３３及び接地端子１１３は不要となる。
【００２６】
微小アンテナ１１０は、放射導体１１１の配置に必要なスペースを小さくするために、放射導体１１１を折り返しやミアンダライン等を含むようなパターンに形成することができる。さらに、誘電体１１４あるいは磁性体を用いることで、放射導体１１１の長さを短くすることができる。
【００２７】
マルチアンテナの他方のアンテナ１２０は、共振長がλ／２の略板状の放射導体１２１を備えたマイクロストリップアンテナ（以下ではＭＳＡとする）となっている。以下では、アンテナ１２０をＭＳＡ１２０と称する。ＭＳＡ１２０は、放射導体１２１を第２給電点１３２に接続するための第２給電端子１２２をさらに備えている。
【００２８】
ＭＳＡ１２０は、ＧＮＤパターン１３５の上方に非接触に配置されており、その共振方向がモジュール基板１３０の長手方向と直交する幅方向となるように、放射導体１２１がモジュール基板１３０の幅方向に長く形成されている。ＭＳＡ１２０は、その共振長をλ／２とするために、共振長がλ／４のＰＩＦＡに比べて長さを２倍にする必要がある。そのため、モジュール基板１３０の幅方向に共振長λ／２の放射導体１２１を配置するのが困難になることが考えられるが、その場合には放射導体１２１をモジュール基板１３０の上下面を取り囲むように周囲に効率的に配置するのがよい。
【００２９】
本実施形態では、共振長λ／２の放射導体１２１を効率的に配置するために、モジュール基板１３０及びＧＮＤパターン１３５を取り囲むように、放射導体１２１をモジュール基板１３０の一方の面から長辺側で折り返し、さらにモジュール基板１３０の他方の面に非接触に配置している。なお、図１に示す無線データ通信モジュール１００では、ＧＮＤパターン１３５の一部がモジュール基板１３０をシールドするためのシールドケース１０２として立体的な形状に形成されている。そのため、放射導体１２１がシールドケース１０２の外周を取り囲むように立体的に配置されている。尚、シールドケース１０２は、ＭＳＡ１２０のグランドと等電位となっている。
【００３０】
上記のように、放射導体１２１をモジュール基板１３０及びシールドケース１０２（ＧＮＤパターン１３５）を取り囲むように立体的に配置することにより、放射導体１２１をモジュール基板１３０の幅方向に長く配置することができ、かつ無線データ通信モジュール１００のモジュール筺体１０１内の空間を有効的に活用することができる。
【００３１】
本実施形態では、さらに放射導体１２１の長手方向と直交する方向に交互にスリット１２１ａを形成している。このようなスリット１２１ａを形成することで、共振長を放射導体１２１の長手方向（モジュール基板１３０の幅方向）の長さより実質的に長くすることができ、必要な共振長を確保することができる。
【００３２】
無線データ通信モジュール１００は、外部のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等に接続するためのコネクタ１０３をさらに備えており、コネクタ１０３を介してモジュール基板１３０がＰＣ内のＰＣ基板に接続される。図１では、ＰＣ基板に設けられているＧＮＤパターンを符号１０で示しているが、コネクタ１０３を介してモジュール基板１３０とＰＣ基板とが接続されると、ＧＮＤパターン１３５もＰＣ内のＧＮＤパターン１０に接続される。ここではＵＳＢに代表されるコネクタを介しＰＣに接続されるものであるが、これに限らず、無線ＬＡＮ (802.11b、g、またはn)によって周辺の情報処理端末に無線接続されるものであってもよい。
【００３３】
微小アンテナ１１０とＭＳＡ１２０のそれぞれのアンテナ動作を、図２を用いて説明する。図２は、微小アンテナ１１０（同図（ａ））とＭＳＡ１２０（同図（ｂ））のそれぞれで電磁波の放射に主として寄与する電流の流れを模式的に示した説明図である。微小アンテナ１１０は、ＧＮＤパターン１３５の一端側に接続されて不平衡給電により動作することから、放射導体１１１に加えてＧＮＤパターン１３５にも電流が強く流れて放射に寄与する。微小アンテナ１１０の放射面積を小さくすることで、図２（ａ）に示すＧＮＤパターン１３５を長手方向に流れる電流（矢印Ａ１で示す）が支配的となって放射に寄与する。
【００３４】
上記のように、マルチアンテナの一方のアンテナは、微小アンテナ１１０とＧＮＤパターン１３５とが一体に動作するアンテナとなっている。さらに、コネクタ１０３を介してＧＮＤパターン１３５がＰＣ内のＧＮＤパターン１０に接続されると、微小アンテナ１１０が大きなＧＮＤパターンに接続されことになってそのアンテナ特性がさらに向上する。
【００３５】
一方、ＭＳＡ１２０は、共振長が略λ／２で共振方向がモジュール基板１３０の幅方向となるように形成されている。共振長が略λ／２となっていることから、ＧＮＤパターン１３５にはほとんど電流が流れない。その結果、ＭＳＡ１２０の放射に寄与する電流は、図２（ｂ）に示すように、モジュール基板１３０の幅方向となる放射導体１２１の長手方向に強く流れる電流（矢印Ａ２で示す）が支配的となる。
【００３６】
図２に示すように、本実施形態の無線データ通信モジュール１００では、実質的に放射に寄与する電流分布が、微小アンテナ１１０側ではＧＮＤパターン１３５の長手方向に流れる電流分布であり、ＭＳＡ１２０ではその長手方向に流れる電流分布である。すなわち、前者の電流分布はモジュール基板１３０の長手方向となり、後者の電流分布はモジュール基板１３０の幅方向となることから、両者は直交することになる。その結果、微小アンテナ１１０とＭＳＡ１２０との間の相関係数を低減させることができ、両者を近接させてもその間の相関係数を低い状態に維持することができる。
【００３７】
本実施形態の無線データ通信モジュール１００のアンテナ特性を、従来のマルチアンテナを有する無線データ通信モジュールと比較して説明する。図３（ａ）に、従来の無線データ通信モジュールの一例として、２つの微小アンテナ２１０、２２０を用い、これらをＧＮＤパターン２３５の長手方向一端に配置された給電点２３１、２３２に接続した無線データ通信モジュール２００の平面図を示す。また、本実施形態の無線データ通信モジュール１００の平面図を図３（ｂ）に示す。
【００３８】
従来の無線データ通信モジュール２００及び本実施形態の無線データ通信モジュール１００について、それぞれの２つのアンテナ間の相関係数をシミュレーション解析により求めた結果を、それぞれ図４（ａ）、（ｂ）に示す。図４（ａ）、（ｂ）中の点は、それぞれの２つのアンテナの所定方向における電界強度を、横軸及び縦軸にそれぞれ示している。従来の無線データ通信モジュール２００では、いずれの方向の場合も２つのアンテナの電界強度がほぼ１対１となっており、直線近似して得た直線Ｌ１の近傍に分布している。これに対し、本実施形態の無線データ通信モジュール１００では、２つのアンテナの電界強度が広く分布しており、両者に強い相関は見られない。
【００３９】
図４（ａ）より、従来の無線データ通信モジュール２００では、２つのアンテナがほぼ同等の電界強度を示しており、両者の間に高い相関があることを示している。これに対し本実施形態の無線データ通信モジュール１００では、微小アンテナ１１０の電界強度とＭＳＡ１２０の電界強度は、それぞればらばらに分布している。よって、本実施形態の微小アンテナ１１０とＭＳＡ１２０との間の相関が低いことがわかる。
【００４０】
次に、本実施例の効果を実験結果を用いて説明する。
ここではモジュール筐体のサイズとして長さ８０ｍｍ、幅３０ｍｍ、高さ６ｍｍとして従来例と本発明の第１実施形態を比較する。図３（ａ）で示した微小アンテナ２１０、２２０のサイズは長さ１８ｍｍ、幅４ｍｍ、高さ３．５ｍｍであり、両微小アンテナ間の距離を２２ｍｍとしている。一方、本発明の第１実施形態における微小アンテナ１１０のサイズは長さ２５ｍｍ、幅３ｍｍ、高さ３ｍｍ、ＭＳＡ１２０については、ＧＮＤ１３５を上下面から取り囲む構成をとり、投影面においては長さ３０ｍｍ、幅２４ｍｍ、高さ６ｍｍと設定している。また、微小アンテナ１１０とＭＳＡ１２０の最短距離は１０ｍｍとしている。
【００４１】
従来の無線データ通信モジュール２００と本実施形態の無線データ通信モジュール１００のそれぞれの周波数に対する放射効率を、測定した結果をそれぞれ図５（ａ）、（ｂ）に示す。図５（ａ）は、従来の無線データ通信モジュール２００の２つのアンテナの周波数に対する放射効率を示しており、符号５１、５２はそれぞれＰＩＦＡ２１０、２２０を示している。同様に、図５（ｂ）は、本実施形態の無線データ通信モジュール１００の２つのアンテナの周波数に対する放射効率を示しており、符号５３、５４はそれぞれ微小アンテナ１１０、ＭＳＡ1２０を示している。無線データ通信モジュール１００、２００とも、それぞれの２つのアンテナが同等度の最大放射効率を有することがわかる。
【００４２】
さらに、リバーブレーションチャンバを用いて、従来の無線データ通信モジュール２００と本実施形態の無線データ通信モジュール１００のそれぞれの相関係数を測定した結果を図６に示す。同図において、符号６１は従来の無線データ通信モジュール２００の相関係数を示し、符号６２は本実施形態の無線データ通信モジュール１００の相関係数を示す。従来例と比較してアンテナ間距離が小さいにも関わらず相関係数６２は、相関係数６１に比べて低く抑えることができており、特にＬＴＥで使用される可能性のある７００ＭＨｚ帯や８００ＭＨｚ帯で相関係数が顕著に低下することがわかる。
【００４３】
上記のように、本実施形態の無線データ通信モジュール１００で実現されるマルチアンテナは、一方のアンテナとして微小アンテナ１１０とＧＮＤパターン１３５とが一体に動作し、他方のアンテナとしてＭＳＡ１２０が動作する構成となっており、実質的に放射に寄与する電流分布が直交する構成になっている。これにより、２つのアンテナを近接配置してもその間の相関係数を低い値に維持することが可能となり、無線データ通信モジュール１００の小型化を実現することができる。
【００４４】
本発明の無線データ通信モジュールの別の実施形態として、微小アンテナを別の形態で実現することができる。すなわち、微小アンテナを小型化するために、第１実施形態では放射導体に折り返しを形成したりミアンダラインを設けたりしたが、第１実施形態の放射導体の形状に限らず、放射導体の折り曲げ方等を変えてさらに小型化を図ってもよい。また給電方法式として、逆Ｆ方式に限らずモノポール方式等を用いてもよい。さらに、微小アンテナをマルチバンド対応としてもよい。微小アンテナの実装方法として、表面実装型（ＳＭＤ）とする、あるいはプリントアンテナとすることができる。
【００４５】
同様にＭＳＡについても、第１実施形態のようにモジュール基板の両面に配置する形態に限らず、例えばＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）を用いてモジュール筺体の裏面に張り付けるようにすることも可能である。また、放射導体にさらに多くのスリットを形成して小型化を図るようにしてもよい。放射導体の給電方法として、第１実施形態では給電端子を用いて直接給電するようにしたが、これに限らず、例えば容量結合給電を行うようにしてもよい。容量結合給電方式を用いることで、周波数帯域の調整等を容易にすることができる。
【００４６】
なお、本実施の形態における記述は、本発明に係る無線データ通信モジュールの一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態における無線データ通信モジュールの細部構成及び詳細な動作等に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１００ 無線データ通信モジュール
１０１ モジュール筺体
１０２ シールドケース
１０３ コネクタ
１１０ 微小アンテナ
１１１ 放射導体
１１２ 第１給電端子
１１３ 接地端子
１２０ マイクロストリップアンテナ
１２１ 放射導体
１２２ 第２給電端子
１３０ モジュール基板
１３１ 第１給電点
１３２ 第２給電点
１３３ 接地点
１３５ ＧＮＤパターン
１３５ａ 切欠き部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの同一周波数で動作する２つのアンテナからなるマルチアンテナを備えた無線データ通信モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線データ通信の高速大容量通信のニーズに対応して、ＷＬＡＮ（IEEE802.11n）、ＷｉＭａｘ、ＬＴＥ等の通信規格が順次導入されている。そのような中で、大容量通信の主要技術の一つとして、通信品質や伝送容量を向上させるために、送信側、受信側とも同じ周波数帯に対して複数のアンテナを用いて通信を行うＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）と呼ばれる技術が重要となっている。
【０００３】
ＭＩＭＯを適用するためには、複数のアンテナが同じ周波数帯の別々の信号をそれぞれ受信するようにアンテナ間の相関を低く（相関係数を小さく）保つことが重要である。一般に相関係数は、それぞれのアンテナ間の距離を十分に大きくすることで低減することができ、例えば２分の１波長程度離すのが理想的である。しかし、各種情報通信端末に搭載するためには、複数のアンテナを筺体内の限られたスペース内に収納しなければならず、アンテナ間の距離を十分に大きくするのは困難となる。その結果、アンテナ間の相関が高くなってしまい、期待される伝送速度が得られないといった問題がある。
【０００４】
特に、ＬＴＥでは７００ＭＨｚ帯や８００ＭＨｚ帯を含めて導入されることが検討されており、このような周波数領域では波長が３００〜４００ｍｍ程度となる。そのため、複数のアンテナを端末筺体内に収納すると、アンテナ間の距離が波長に比べて非常に小さくなり、相関を低くするのが極めて困難になってしまう。そこで、アンテナ間距離を大きくすることなく相関を低くするための技術開発が強く望まれている。
【０００５】
上記のような課題に対し、例えば特許文献１には、図７に示すような無線端末装置の技術が記載されている。特許文献１に記載の無線端末装置９００では、筐体９０１にアンテナ素子９０２−１、９０２−２、９０２−３が立設されており、さらに、アンテナ素子間の相関を低減するために反射板９０３が設けられている。反射板９０３は、アンテナ素子９０２−１、９０２−２、９０２−３の間を遮る。アンテナ素子９０２−１、９０２−２、９０２−３及び反射板９０３は、それぞれ筺体９０１の上面部に垂直に設置され、反射板９０３の高さはアンテナ素子９０２−１、９０２−２、９０２−３の高さより高い。アンテナ素子９０２−１、９０２−２、９０２−３は、相互の距離が大きくなるように設置され、反射板９０３は、各アンテナ素子９０２−１、９０２−２、９０２−３との距離が均等で、かつ大きくなるように設置される。
【０００６】
また特許文献２には、図８に示すような無給電素子を備えたマルチアンテナの技術が記載されている。特許文献２に記載のマルチアンテナ９１０は、複数の給電点９１１を有する回路基板９１４と、一端が開放され他端が給電点にそれぞれ接続された複数（２つ）の給電素子９１２と、一端が開放され他端が回路基板９１４に接続された単数または複数の無給電素子９１３とを備え、給電素子９１２及び無給電素子９１３は使用周波数帯の波長に換算して０．２波長乃至０．３波長の長さの素子長を有し、かつ無給電素子９１３が任意の上記給電点近傍において回路基板９１４に接続される。
【０００７】
さらに、特許文献３には、図９に示すようなアンテナ装置の技術が記載されている。特許文献３に記載のアンテナ装置９２０は、誘電体からなり一方主面に接地電極９２２ａを形成したＬ字状の基体９２２に、第１の放射電極９２３ａと第１の接続電極９２３ｂと給電電極９２３ｃからなる逆Ｆアンテナ９２３と、第２の放射電極９２４ａと第２の接続電極９２４ｂからなるマイクロストリップアンテナ９２４を、マイクロストリップアンテナ９２４の第２の放射電極９２４ａの開放端を逆Ｆアンテナ９２３の給電電極９２３ｃに近接させ、第１および第２の放射電極９２３ａ及び９２４ａの開放端と接地端を結ぶ線を略９０度で交差するように配置する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２５１６８２号公報
【特許文献２】特開２００８−１７０４７号公報
【特許文献３】特開１９９９−３１２９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の技術では以下のような問題があった。アンテナ間の相関を低減するために、特許文献１に記載の無線端末装置ではアンテナ間に反射板を配置した構成としており、特許文献２に記載のマルチアンテナでは１つ以上の無給電素子を配置した構成としている。このように、アンテナ以外に別の構成部材を追加するものでは、本来の小型化の要求に反して、端末が大型化するとともにコストアップの要因となる。また、特許文献３に記載のアンテナ装置では、共振方向を９０°ずらす構成としているが、ここで用いられている２種のアンテナはそれぞれ異なる周波数帯に対応するものであり，同一周波数で用いるＭＩＭＯ対応とはなっていない。また、このような構成ではアンテナ部分の寸法が非常に大きくなってしまう。
【００１０】
そこで、本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、２つのアンテナを近接配置してもその間の相関係数を低減できるマルチアンテナを備えた無線データ通信モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の無線データ通信モジュールの第１の態様は、少なくとも１つの同一周波数で動作する２つのアンテナからなるマルチアンテナと、ＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）通信機能を有するモジュール基板と、を備えた無線データ通信モジュールであって、前記モジュール基板は、長手方向の一端に切欠き部が形成されたＧＮＤパターン（グランドパターン）と、少なくとも１つが前記切欠き部周辺に配置された２つの給電点と、を備え、前記２つのアンテナの一方は、前記切欠き部に配置された一方の前記給電点に接続される給電端子と、略線状の放射導体と、を備え、前記放射導体の長手方向の長さが前記同一周波数に対応する波長の４分の１以下に小型化されて前記切欠き部に配置される微小アンテナであり、前記２つのアンテナの他方は、前記２つの給電点の他方に接続される別の給電端子と、実質的に前記ＧＮＤパターンの上方に配置されて動作する略板状の放射導体と、を備えて共振方向が前記モジュール基板の長手方向に対して略垂直となるマイクロストリップアンテナであり、前記微小アンテナの放射に寄与する主要な電流が前記ＧＮＤパターンの長手方向に流れて共振方向が前記マイクロストリップアンテナの共振方向と略直交することを特徴とする。
【００１２】
本発明の無線データ通信モジュールの他の態様は、前記微小アンテナの長手方向の長さは、前記同一周波数に対応する波長の１０分の１以下であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の無線データ通信モジュールの他の態様は、前記他方の給電点は、前記切欠き部に配置されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の無線データ通信モジュールの他の態様は、外部の情報処理端末に接続するためのコネクタをさらに備え、前記モジュール基板は、前記コネクタに接続されるコネクタ接続端子を長手方向の前記切欠き部とは反対側に備えていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の無線データ通信モジュールの他の態様は、前記ＧＮＤパターンは、前記コネクタを介して前記情報処理端末のグランドに接続されることを特徴とする。
【００１６】
本発明の無線データ通信モジュールの他の態様は、前記切欠き部に接地点がさらに設けられ、前記微小アンテナは、前記接地点に接続される接地端子をさらに備えた逆Ｆアンテナであることを特徴とする。
【００１７】
本発明の無線データ通信モジュールの他の態様は、前記マイクロストリップアンテナは、前記モジュール基板及び前記ＧＮＤパターンを両面から覆うモジュール筺体の裏面に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、２つのアンテナを近接配置してもその間の相関係数を低減できる無線データ通信モジュールを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態の無線データ通信モジュールの概略構成を示す斜視図である。
【図２】微小アンテナとＭＳＡのそれぞれで放射に主として寄与する電流の流れを模式的に示す説明図である。
【図３】従来及び第１実施形態の無線データ通信モジュールの平面図である。
【図４】従来及び第１実施形態の無線データ通信モジュールのそれぞれの２つのアンテナの電界強度を示す図である。
【図５】従来及び第１実施形態の無線データ通信モジュールのそれぞれの周波数に対する放射効率を示す図である。
【図６】従来及び第１実施形態の無線データ通信モジュールのそれぞれの相関係数を示す図である。
【図７】従来の複数のアンテナと反射板を備えた無線端末装置の構成を示す斜視図である。
【図８】従来の複数のアンテナと無給電素子を備えたマルチアンテナの構成を示す斜視図である。
【図９】従来の複数のアンテナとＬ字状の基体を備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態における無線データ通信モジュールについて、図面を参照して詳細に説明する。同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。
【００２１】
本発明の第１の実施形態に係る無線データ通信モジュールを図１を用いて説明する。図１は、本実施形態の無線データ通信モジュール１００の概略構成を示す斜視図である。同図（ａ）は、無線データ通信モジュール１００を一方から見たときの斜視図であり、同図（ｂ）は無線データ通信モジュール１００を同図（ａ）とは反対側の他方から見たときの斜視図である。
【００２２】
無線データ通信モジュール１００は、２つのアンテナ１１０、１２０を有するマルチアンテナとモジュール基板１３０を備えており、モジュール筺体１０１の内部に収納されている。アンテナ１１０と１２０は、少なくとも１つの同一共振周波数で動作するＭＩＭＯ対応のマルチアンテナを構成している。以下では、１つの同一共振周波数に対応する自由空間波長をλとする。
【００２３】
モジュール基板１３０には、一方の面の長手方向の一端に第１給電点１３１及び第２給電点１３２が設けられ、同じ面上にＧＮＤパターン（グランドパターン）１３５が形成されている。ＧＮＤパターン１３５は、モジュール基板１３０の一方の面のほぼ全面に形成されており、その長手方向がモジュール基板１３０の長手方向に一致する。但し、第１給電点１３１及び第２給電点１３２が配置されている近傍には、ＧＮＤパターン１３５が部分的に切欠かれた切欠き部１３５ａが形成されている。
【００２４】
マルチアンテナの一方のアンテナ１１０は、長手方向の寸法を波長λの４分の１以下に小型化した微小アンテナとなっており、好ましくは長手方向の寸法を波長λの１０分の１以下にするのがよい。以下では、アンテナ１１０を微小アンテナ１１０と称する。微小アンテナ１１０は、略線状の放射導体１１１と、放射導体１１１の一端側に設けられて第１給電点１３１に接続される第１給電端子１１２を備えており、モジュール基板１３０上の切欠き部１３５ａが形成されている位置に配置される。
【００２５】
本実施形態では、微小アンテナ１１０を逆Ｆアンテナとしており、モジュール基板１３０に接地点１３３が設けられるとともに、微小アンテナ１１０に接地端子１１３が設けられている。微小アンテナ１１０は逆Ｆアンテナに限定されず、例えばモノポールアンテナとすることも可能である。微小アンテナ１１０をモノポールアンテナとした場合には、接地点１３３及び接地端子１１３は不要となる。
【００２６】
微小アンテナ１１０は、放射導体１１１の配置に必要なスペースを小さくするために、放射導体１１１を折り返しやミアンダライン等を含むようなパターンに形成することができる。さらに、誘電体１１４あるいは磁性体を用いることで、放射導体１１１の長さを短くすることができる。
【００２７】
マルチアンテナの他方のアンテナ１２０は、共振長がλ／２の略板状の放射導体１２１を備えたマイクロストリップアンテナ（以下ではＭＳＡとする）となっている。以下では、アンテナ１２０をＭＳＡ１２０と称する。ＭＳＡ１２０は、放射導体１２１を第２給電点１３２に接続するための第２給電端子１２２をさらに備えている。
【００２８】
ＭＳＡ１２０は、ＧＮＤパターン１３５の上方に非接触に配置されており、その共振方向がモジュール基板１３０の長手方向と直交する幅方向となるように、放射導体１２１がモジュール基板１３０の幅方向に長く形成されている。ＭＳＡ１２０は、その共振長をλ／２とするために、共振長がλ／４のＰＩＦＡに比べて長さを２倍にする必要がある。そのため、モジュール基板１３０の幅方向に共振長λ／２の放射導体１２１を配置するのが困難になることが考えられるが、その場合には放射導体１２１をモジュール基板１３０の上下面を取り囲むように周囲に効率的に配置するのがよい。
【００２９】
本実施形態では、共振長λ／２の放射導体１２１を効率的に配置するために、モジュール基板１３０及びＧＮＤパターン１３５を取り囲むように、放射導体１２１をモジュール基板１３０の一方の面から長辺側で折り返し、さらにモジュール基板１３０の他方の面に非接触に配置している。なお、図１に示す無線データ通信モジュール１００では、ＧＮＤパターン１３５の一部がモジュール基板１３０をシールドするためのシールドケース１０２として立体的な形状に形成されている。そのため、放射導体１２１がシールドケース１０２の外周を取り囲むように立体的に配置されている。尚、シールドケース１０２は、ＭＳＡ１２０のグランドと等電位となっている。
【００３０】
上記のように、放射導体１２１をモジュール基板１３０及びシールドケース１０２（ＧＮＤパターン１３５）を取り囲むように立体的に配置することにより、放射導体１２１をモジュール基板１３０の幅方向に長く配置することができ、かつ無線データ通信モジュール１００のモジュール筺体１０１内の空間を有効的に活用することができる。
【００３１】
本実施形態では、さらに放射導体１２１の長手方向と直交する方向に交互にスリット１２１ａを形成している。このようなスリット１２１ａを形成することで、共振長を放射導体１２１の長手方向（モジュール基板１３０の幅方向）の長さより実質的に長くすることができ、必要な共振長を確保することができる。
【００３２】
無線データ通信モジュール１００は、外部のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等に接続するためのコネクタ１０３をさらに備えており、コネクタ１０３を介してモジュール基板１３０がＰＣ内のＰＣ基板に接続される。図１では、ＰＣ基板に設けられているＧＮＤパターンを符号１０で示しているが、コネクタ１０３を介してモジュール基板１３０とＰＣ基板とが接続されると、ＧＮＤパターン１３５もＰＣ内のＧＮＤパターン１０に接続される。ここではＵＳＢに代表されるコネクタを介しＰＣに接続されるものであるが、これに限らず、無線ＬＡＮ (802.11b、g、またはn)によって周辺の情報処理端末に無線接続されるものであってもよい。
【００３３】
微小アンテナ１１０とＭＳＡ１２０のそれぞれのアンテナ動作を、図２を用いて説明する。図２は、微小アンテナ１１０（同図（ａ））とＭＳＡ１２０（同図（ｂ））のそれぞれで電磁波の放射に主として寄与する電流の流れを模式的に示した説明図である。微小アンテナ１１０は、ＧＮＤパターン１３５の一端側に接続されて不平衡給電により動作することから、放射導体１１１に加えてＧＮＤパターン１３５にも電流が強く流れて放射に寄与する。微小アンテナ１１０の放射面積を小さくすることで、図２（ａ）に示すＧＮＤパターン１３５を長手方向に流れる電流（矢印Ａ１で示す）が支配的となって放射に寄与する。
【００３４】
上記のように、マルチアンテナの一方のアンテナは、微小アンテナ１１０とＧＮＤパターン１３５とが一体に動作するアンテナとなっている。さらに、コネクタ１０３を介してＧＮＤパターン１３５がＰＣ内のＧＮＤパターン１０に接続されると、微小アンテナ１１０が大きなＧＮＤパターンに接続されことになってそのアンテナ特性がさらに向上する。
【００３５】
一方、ＭＳＡ１２０は、共振長が略λ／２で共振方向がモジュール基板１３０の幅方向となるように形成されている。共振長が略λ／２となっていることから、ＧＮＤパターン１３５にはほとんど電流が流れない。その結果、ＭＳＡ１２０の放射に寄与する電流は、図２（ｂ）に示すように、モジュール基板１３０の幅方向となる放射導体１２１の長手方向に強く流れる電流（矢印Ａ２で示す）が支配的となる。
【００３６】
図２に示すように、本実施形態の無線データ通信モジュール１００では、実質的に放射に寄与する電流分布が、微小アンテナ１１０側ではＧＮＤパターン１３５の長手方向に流れる電流分布であり、ＭＳＡ１２０ではその長手方向に流れる電流分布である。すなわち、前者の電流分布はモジュール基板１３０の長手方向となり、後者の電流分布はモジュール基板１３０の幅方向となることから、両者は直交することになる。その結果、微小アンテナ１１０とＭＳＡ１２０との間の相関係数を低減させることができ、両者を近接させてもその間の相関係数を低い状態に維持することができる。
【００３７】
本実施形態の無線データ通信モジュール１００のアンテナ特性を、従来のマルチアンテナを有する無線データ通信モジュールと比較して説明する。図３（ａ）に、従来の無線データ通信モジュールの一例として、２つの微小アンテナ２１０、２２０を用い、これらをＧＮＤパターン２３５の長手方向一端に配置された給電点２３１、２３２に接続した無線データ通信モジュール２００の平面図を示す。また、本実施形態の無線データ通信モジュール１００の平面図を図３（ｂ）に示す。
【００３８】
従来の無線データ通信モジュール２００及び本実施形態の無線データ通信モジュール１００について、それぞれの２つのアンテナ間の相関係数をシミュレーション解析により求めた結果を、それぞれ図４（ａ）、（ｂ）に示す。図４（ａ）、（ｂ）中の点は、それぞれの２つのアンテナの所定方向における電界強度を、横軸及び縦軸にそれぞれ示している。従来の無線データ通信モジュール２００では、いずれの方向の場合も２つのアンテナの電界強度がほぼ１対１となっており、直線近似して得た直線Ｌ１の近傍に分布している。これに対し、本実施形態の無線データ通信モジュール１００では、２つのアンテナの電界強度が広く分布しており、両者に強い相関は見られない。
【００３９】
図４（ａ）より、従来の無線データ通信モジュール２００では、２つのアンテナがほぼ同等の電界強度を示しており、両者の間に高い相関があることを示している。これに対し本実施形態の無線データ通信モジュール１００では、微小アンテナ１１０の電界強度とＭＳＡ１２０の電界強度は、それぞればらばらに分布している。よって、本実施形態の微小アンテナ１１０とＭＳＡ１２０との間の相関が低いことがわかる。
【００４０】
次に、本実施例の効果を実験結果を用いて説明する。
ここではモジュール筐体のサイズとして長さ８０ｍｍ、幅３０ｍｍ、高さ６ｍｍとして従来例と本発明の第１実施形態を比較する。図３（ａ）で示した微小アンテナ２１０、２２０のサイズは長さ１８ｍｍ、幅４ｍｍ、高さ３．５ｍｍであり、両微小アンテナ間の距離を２２ｍｍとしている。一方、本発明の第１実施形態における微小アンテナ１１０のサイズは長さ２５ｍｍ、幅３ｍｍ、高さ３ｍｍ、ＭＳＡ１２０については、ＧＮＤ１３５を上下面から取り囲む構成をとり、投影面においては長さ３０ｍｍ、幅２４ｍｍ、高さ６ｍｍと設定している。また、微小アンテナ１１０とＭＳＡ１２０の最短距離は１０ｍｍとしている。
【００４１】
従来の無線データ通信モジュール２００と本実施形態の無線データ通信モジュール１００のそれぞれの周波数に対する放射効率を、測定した結果をそれぞれ図５（ａ）、（ｂ）に示す。図５（ａ）は、従来の無線データ通信モジュール２００の２つのアンテナの周波数に対する放射効率を示しており、符号５１、５２はそれぞれＰＩＦＡ２１０、２２０を示している。同様に、図５（ｂ）は、本実施形態の無線データ通信モジュール１００の２つのアンテナの周波数に対する放射効率を示しており、符号５３、５４はそれぞれ微小アンテナ１１０、ＭＳＡ1２０を示している。無線データ通信モジュール１００、２００とも、それぞれの２つのアンテナが同等度の最大放射効率を有することがわかる。
【００４２】
さらに、リバーブレーションチャンバを用いて、従来の無線データ通信モジュール２００と本実施形態の無線データ通信モジュール１００のそれぞれの相関係数を測定した結果を図６に示す。同図において、符号６１は従来の無線データ通信モジュール２００の相関係数を示し、符号６２は本実施形態の無線データ通信モジュール１００の相関係数を示す。従来例と比較してアンテナ間距離が小さいにも関わらず相関係数６２は、相関係数６１に比べて低く抑えることができており、特にＬＴＥで使用される可能性のある７００ＭＨｚ帯や８００ＭＨｚ帯で相関係数が顕著に低下することがわかる。
【００４３】
上記のように、本実施形態の無線データ通信モジュール１００で実現されるマルチアンテナは、一方のアンテナとして微小アンテナ１１０とＧＮＤパターン１３５とが一体に動作し、他方のアンテナとしてＭＳＡ１２０が動作する構成となっており、実質的に放射に寄与する電流分布が直交する構成になっている。これにより、２つのアンテナを近接配置してもその間の相関係数を低い値に維持することが可能となり、無線データ通信モジュール１００の小型化を実現することができる。
【００４４】
本発明の無線データ通信モジュールの別の実施形態として、微小アンテナを別の形態で実現することができる。すなわち、微小アンテナを小型化するために、第１実施形態では放射導体に折り返しを形成したりミアンダラインを設けたりしたが、第１実施形態の放射導体の形状に限らず、放射導体の折り曲げ方等を変えてさらに小型化を図ってもよい。また給電方法式として、逆Ｆ方式に限らずモノポール方式等を用いてもよい。さらに、微小アンテナをマルチバンド対応としてもよい。微小アンテナの実装方法として、表面実装型（ＳＭＤ）とする、あるいはプリントアンテナとすることができる。
【００４５】
同様にＭＳＡについても、第１実施形態のようにモジュール基板の両面に配置する形態に限らず、例えばＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）を用いてモジュール筺体の裏面に張り付けるようにすることも可能である。また、放射導体にさらに多くのスリットを形成して小型化を図るようにしてもよい。放射導体の給電方法として、第１実施形態では給電端子を用いて直接給電するようにしたが、これに限らず、例えば容量結合給電を行うようにしてもよい。容量結合給電方式を用いることで、周波数帯域の調整等を容易にすることができる。
【００４６】
なお、本実施の形態における記述は、本発明に係る無線データ通信モジュールの一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態における無線データ通信モジュールの細部構成及び詳細な動作等に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１００ 無線データ通信モジュール
１０１ モジュール筺体
１０２ シールドケース
１０３ コネクタ
１１０ 微小アンテナ
１１１ 放射導体
１１２ 第１給電端子
１１３ 接地端子
１２０ マイクロストリップアンテナ
１２１ 放射導体
１２２ 第２給電端子
１３０ モジュール基板
１３１ 第１給電点
１３２ 第２給電点
１３３ 接地点
１３５ ＧＮＤパターン
１３５ａ 切欠き部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの同一周波数で動作する２つのアンテナからなるマルチアンテナと、ＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）通信機能を有するモジュール基板と、を備えた無線データ通信モジュールであって、
前記モジュール基板は、長手方向の一端に切欠き部が形成されたＧＮＤパターン（グランドパターン）と、少なくとも１つが前記切欠き部周辺に配置された２つの給電点と、を備え、
前記２つのアンテナの一方は、
前記切欠き部に配置された一方の前記給電点に接続される給電端子と、略線状の放射導体と、を備え、前記放射導体の長手方向の長さが前記同一周波数に対応する波長の４分の１以下に小型化されて前記切欠き部に配置される微小アンテナであり、
前記２つのアンテナの他方は、
前記２つの給電点の他方に接続される別の給電端子と、実質的に前記ＧＮＤパターンの上方に配置されて動作する略板状の放射導体と、を備えて共振方向が前記モジュール基板の長手方向に対して略垂直となるマイクロストリップアンテナであり、
前記微小アンテナの放射に寄与する主要な電流が前記ＧＮＤパターンの長手方向に流れて共振方向が前記マイクロストリップアンテナの共振方向と略直交する
ことを特徴とする無線データ通信モジュール。
【請求項２】
前記微小アンテナの長手方向の長さは、前記同一周波数に対応する波長の１０分の１以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の無線データ通信モジュール。
【請求項３】
前記他方の給電点は、前記切欠き部に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の無線データ通信モジュール。
【請求項４】
外部の情報処理端末に接続するためのコネクタをさらに備え、
前記モジュール基板は、前記コネクタに接続されるコネクタ接続端子を長手方向の前記切欠き部とは反対側に備えている
ことを特徴とする請求項１に記載の無線データ通信モジュール。
【請求項５】
前記ＧＮＤパターンは、前記コネクタを介して前記情報処理端末のグランドに接続される
ことを特徴とする請求項１に記載の無線データ通信モジュール。
【請求項６】
前記切欠き部に接地点がさらに設けられ、
前記微小アンテナは、前記接地点に接続される接地端子をさらに備えた逆Ｆアンテナである
ことを特徴とする請求項１に記載の無線データ通信モジュール。
【請求項７】
前記マイクロストリップアンテナは、前記モジュール基板及び前記ＧＮＤパターンを両面から覆うモジュール筺体の裏面に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の無線データ通信モジュール。
【請求項１】
少なくとも１つの同一周波数で動作する２つのアンテナからなるマルチアンテナと、ＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）通信機能を有するモジュール基板と、を備えた無線データ通信モジュールであって、
前記モジュール基板は、長手方向の一端に切欠き部が形成されたＧＮＤパターン（グランドパターン）と、少なくとも１つが前記切欠き部周辺に配置された２つの給電点と、を備え、
前記２つのアンテナの一方は、
前記切欠き部に配置された一方の前記給電点に接続される給電端子と、略線状の放射導体と、を備え、前記放射導体の長手方向の長さが前記同一周波数に対応する波長の４分の１以下に小型化されて前記切欠き部に配置される微小アンテナであり、
前記２つのアンテナの他方は、
前記２つの給電点の他方に接続される別の給電端子と、実質的に前記ＧＮＤパターンの上方に配置されて動作する略板状の放射導体と、を備えて共振方向が前記モジュール基板の長手方向に対して略垂直となるマイクロストリップアンテナであり、
前記微小アンテナの放射に寄与する主要な電流が前記ＧＮＤパターンの長手方向に流れて共振方向が前記マイクロストリップアンテナの共振方向と略直交する
ことを特徴とする無線データ通信モジュール。
【請求項２】
前記微小アンテナの長手方向の長さは、前記同一周波数に対応する波長の１０分の１以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の無線データ通信モジュール。
【請求項３】
前記他方の給電点は、前記切欠き部に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の無線データ通信モジュール。
【請求項４】
外部の情報処理端末に接続するためのコネクタをさらに備え、
前記モジュール基板は、前記コネクタに接続されるコネクタ接続端子を長手方向の前記切欠き部とは反対側に備えている
ことを特徴とする請求項１に記載の無線データ通信モジュール。
【請求項５】
前記ＧＮＤパターンは、前記コネクタを介して前記情報処理端末のグランドに接続される
ことを特徴とする請求項１に記載の無線データ通信モジュール。
【請求項６】
前記切欠き部に接地点がさらに設けられ、
前記微小アンテナは、前記接地点に接続される接地端子をさらに備えた逆Ｆアンテナである
ことを特徴とする請求項１に記載の無線データ通信モジュール。
【請求項７】
前記マイクロストリップアンテナは、前記モジュール基板及び前記ＧＮＤパターンを両面から覆うモジュール筺体の裏面に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の無線データ通信モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−７５０２１（Ｐ２０１２−７５０２１Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１９５３７（Ｐ２０１０−２１９５３７）
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
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