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Diese
Erfindung betrifft Antennenvorrichtungen und Funkkommunikations-Kartenmodule, die Antennenvorrichtungen
aufweisen.
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In
letzten Jahren, mit der Digitalisierung von Daten können derartige
Informationen, wie Musik, Sprache, Bilder und andere verschiedenen
Daten einfach von einem Personalcomputer oder mobilem Computer erhalten
werden. Ferner ist solche Information durch die Anwendung der Sprach-Codec-Technik
oder der Bild-Codec-Technik
band-komprimiert und ist einfach und effizient mit einer Vielfalt von
Funkkommunikations-Ausrüstungen
durch digitale Funkkommunikation oder digitale Funksendung geliefert.
Zum Beispiel können
Audio-Video-Daten (AV-Daten) auch durch ein drahtloses Telefon empfangen
werden.
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Andererseits
sind die Systeme zum Übertragen/Empfangen
der Daten, die in den Haushalten Verwendung finden genauso vielfältige Ausrüstungen
durch die Verwendung vereinfachter Funkkommunikations-Netzwerksysteme,
die sogar in einer Region von kleinen Ausmaßen verwendet werden können. Als
Funkkommunikations-Netzwerksysteme sind
die Funkkommunikations-Systeme der nächsten Generation, solche wie
das 5 GHz Engband-Funkkommunikations-System, das in IEEE 802.1a
vorgeschlagen ist, das 2.45 GHz-Band Funk-LAN-System, das in IEEE
802.1b vorgeschlagen ist und ein Kurzbereichs- Funkkommunikations-System
namens Bluetooth erwähnenswert.
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Es
wurde ein Personalcomputer-System vorgeschlagen, in welchem eine
kartengroße Funk-LAN-Karte 50 einem
Personalcomputer 2 oder einer Hauptvorrichtung 2 die
Funkkommunikationsfunktion hinzufügt. Die Hauptvorrichtung 2 kann
Daten unter den das System bildenden Vorrichtungen übertragen/empfangen,
wenn die Funk-LAN-Karte 50 in
einem Einsteckplatz 3 davon installiert ist, wie in 1 gezeigt.
Die Funk-LAN-Karte 50 hat
ein Modulhauptkörper 51 und
eine Antenneneinheit 52, die an einer Seite davon vorgesehen
ist. Die Funk-LAN-Karte 50 hat eine Funkkommunikations-Steuereinheit und
eine Hochfrequenzsignal-Verarbeitungseinheit, die darin eingebaut
sind. Die Funk-LAN-Karte 50 ist elektrisch mit der Hauptvorrichtung 2 verbunden,
wenn der Modulhauptkörper 51 in
dem Einsteckplatz 3 installiert ist. Diesmal ist die Antenneneinheit 52 nach
außen
exponiert, um Daten unter den Vorrichtungen zu übertragen/empfangen, wie in 2 gezeigt.
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In
dem in IEEE 802.1b vorgeschlagenen Funk-LAN-System wird eine mit
PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association) konforme
Funk-LAN-Karte breit
verwendet. Andererseits wurde in dem Bluetooth-Funkkommunikations-Netzwerksystem eine
kleindimensionierte Funk-LAN-Karte mit einer Funkkommunikationsfunktion
entwickelt.
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Wenn
die mit PCMCIA konforme Funk-LAN-Karte 50 im Einsteckplatz 3 der
Hauptvorrichtung 2 installiert ist, ragt die Antenneneinheit 52 von
der Seite der Hauptvorrichtung 2 mit einer Länge l hervor,
die etwa 25 mm ist, wie in 2 gezeigt. Weiterhin
ist eine nicht gezeigte externe Antenne an der Antenneneinheit 52 derart
angebracht, um nicht an dem Übertragen/Empfangen
von Daten durch die Hauptvorrichtung 2 unter den Vorrichtungen
gehindert zu werden, was die Hauptvorrichtung 2 unerwünscht kompliziert
und vergrößert macht.
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Im
Falle wenn die Hauptvorrichtung 2 eine tragbare Vorrichtung
ist, solche wie vom Typ eines Notebook-Personalcomputers oder einer
mobilen Vorrichtung, ist die Vorsprungs-Länge der Funk-LAN-Karte 50 zu
groß und
zu sperrig. Dadurch wird die Funk-LAN-Karte 50 oft beschädigt, wenn durch
den Benutzer versehentlich angestoßen. Außerdem, sogar wenn die Funk-LAN-Karte 50 die Funkkommunikationsfunktion
vielfältigen
Vorrichtungen hinzufügen
kann, ist die Konfigurationsform eingeschränkt, wodurch die Schwierigkeiten
eines Aufbaus mit einem hohen Freiheitsgrad unerwünscht anwachsen.
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Es
sind Antennenvorrichtungen in vielfältigen Konfigurationen vorgeschlagen
worden und eine Antenne von einem inversen F-Typ wird als eine Einbauantenne
von einem relativ vereinfachten Aufbau verwendet. Die inverse F-Typ-Antenne
hat eine Antennenanordnung, eine die Kurzschlussschaltung bildende
Anordnung und eine Einspeisungsanordnung. Die (eine) Kurzschlussschaltung
bildende Anordnung hat ein Ende von ihr mit einem Ende der Antennenanordnung
senkrecht zu ihr verbunden und die Einspeisungsanordnung hat ein
Ende von ihr mit dem Mittenabschnitt der Antennenanordnung parallel
zur Kurzschlussschaltung bildenden Anordnung verbunden. Somit ist
die inverse F-Typ-Antenne von einer inversen F-Gestalt konfiguriert.
Die Richtung der polarisierten Hauptwelle der inversen F-Typ-Antenne kreuzt
senkrecht zur Antennenanordnung hiervon.
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3 zeigt
eine schematische Ansicht einer Antennenvorrichtung 60,
in welcher ein Paar von inversen F-Typ-Antennen-Anordnungen, die
eine erste inverse F-Typ-Antennen-Anordnung 62 und
eine zweite inverse F-Typ-Antennen-Anordnung 63 sind, senkrecht
zu einander ausgebildet sind. Die Richtung der polarisierten Hauptantennen-Anordnung 62 der ersten
inversen F-Typ-Antennen-Anordnung 62 ist al und die der
zweiten inversen F-Typ-Antennen-Anordnung 63 ist b1, wodurch
die Polarisations-Diversität gebildet
wird. Somit erfordert die konfigurierte Antennenvorrichtung 60 eine
Höhe h,
welche es schwierig macht ihre Größe zu reduzieren. Deshalb im
Falle, dass die Antennenvorrichtung 60 als die Antenneneinheit 52 benutzt
ist, wird die Funk-LAN-Karte 50 unerwünschterweise vergrößert.
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Die
Funkkommunikationsfunktion ist verschiedenartigen Vorrichtungen,
solchen wie digitalen Standbildkameras, einer Videokamera oder einer tragbaren
Audiovorrichtung wie einer AV-Vorrichtung, einer Haushalts-Elektrovorrichtung
und einem Unterhaltungsroboter, wie auch einer Funkkommunikationsvorrichtung
und einer Vorrichtung in einem Computersystem hinzugefügt worden.
Speziell mit einer tragbaren Vorrichtung, die eine Vielzahl von
Kommunikationsanschlüssen
bildet, die verschiedenen Standards konform sind, werden die Vergrößerung und ein
hoher Preis der Vorrichtung hervorgerufen, was beträchtlich
ihre Verbreitung verhindert. Weiterhin ist die Funkkommunikationsfunktion
beträchtlich
durch die Interferenz betroffen, die durch gleichen Frequenzband
oder verschiedene Frequenzbänder
erzeugt wird.
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Da
die Funk-LAN-Karte in oben beschriebenen verschiedenen Vorrichtungen,
wie auch in einer Funkkommunikationsvorrichtung und in einer Vorrichtung
in einem Computersystem verwendet wird, ist eine kleindimensionierte
Antennenvorrichtung, welche nicht so viel aus einer Hauptvorrichtung
hervorragt und Polarisations-Diversifikationscharakteristiken
hat, extrem benötigt.
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EP 0987789 offenbart eine
Antenneneinheit und digitalen Fernseherempfänger, wobei die Antenneneinheit
den Gebrauch von einer inversen F-Typ-Antennen-Anordnung und einer
Mäander-Antennenanordnung
macht.
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EP 0720252 offenbart eine
miniaturisierte Multifunktions-Patch-Antenne, die eine Vielzahl
von Antennenelementen aufweist, die durch eine Wand separiert sind.
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WO
98/27610 offenbart eine Antenne für ein tragbares Telefon, wobei
die Antenne eine Mäander-Antennenanordnung
mit einem umschließenden U-förmigen Grundelement
aufweist.
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Ausbildungen
der vorliegenden Erfindung betreffen einen kartenförmigen Funkkommunikationsmodul,
welcher in elektrischen Vorrichtungen, wie einem Personalcomputer,
einem tragbaren Telefon und einer Audiovorrichtung installiert werden
kann, und fügt
ihnen die Funkkommunikationsfunktion hinzu, und eine Antennenvorrichtung,
welche im kartenförmigen
Funkkommunikationsmodul komfortabel benutzt wird.
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Ausbildungen
der vorliegenden Erfindung können
die oben erwähnten
Nachteile durch Beretstellung einer kleindimensionierten Antennenvorrichtung,
die die Polarisations-Diversifikationscharakteristiken
hat, überwinden
oder zumindest mindern.
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Ausbildungen
der vorliegenden Erfindung können
ein Funkkommunikations-Kartenmodul
bereitstellen, welcher eine kleinformatige Antenneneinheit hat,
deren Vorsprungs-Länge
von der Hauptvorrichtung, wenn installiert minimiert ist, und ihr
die Funkkommunikationsfunktion hinzufügt und die Polarisations-Diversifikationscharakteristiken
hat.
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Nach
der vorliegenden Erfindung wird eine Antennenvorrichtung bereitgestellt,
die eine erste Antennenanordnung, die eine Antennenanordnung von einem
inversen F- Typ ist,
und eine zweite Antennenanordnung aufweist, die eine Antennenanordnung von
einem Mäander-Typ
ist, die ein Einspeisungsende und ein offenes Ende aufweist, wobei
die erste und zweite Antennenanordnungen auf der Hauptoberfläche des
dielelektrischen Substrats durch aufgedruckte Verdrahtung geformt
sind;
wobei die Antennenvorrichtung dadurch gekennzeichnet
ist, dass:
die Antennenanordnung vom Mäander-Typ einen Punkt in der
Nähe ihres
offenen Endes hat, der an eine Kurzschlussschaltung bildende Anordnung
angeschlossen ist, die auf dem dielektrischen Substrat zwischen
der Antennenanordnung von inversem F-Typ und der Antennenanordnung vom Mäander-Typ
ausgebildet ist.
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Nach
einer Ausführung
der vorliegenden Erfindung sind die Antennenanordnung von inversem F-Typ
und die Antennenanordnung vom Mäander-Typ
so verdrahtet, dass die Richtungen der polarisierten Hauptwellen
dieser Antennen sich senkrecht zueinander kreuzen. Es ist eine Kurzschlussschaltung
ausgebildet, die eine Anordnung auf dem dielektrischen Substrat
zwischen der Antennenanordnung von einem inversen F-Typ und der
Antennenanordnung vom Mäander-Typ
bildet. Es ist eine Masseanordnung auf dem dielektrischen Substrat
in der Nähe einer
einspeisenden Region der Antennenanordnung vom Mäander-Typ ausgebildet. Die
Antennenanordnung vom Mäander-Typ
hat einen Punkt in der Nähe ihres
offenen Endes, der mit einer Schaltungseinheit, die auf dem elektrischen
Substrat gebildet ist oder mit einer Kurzschlussschaltung bildenden
Anordnung verbunden ist, die auf dem elektrischen Substrat zwischen
der Antennenanordnung von einem inversen F-Typ und der Antennenanordnung
vom Mäander-Typ
gebildet ist.
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Mit
der Antennenanordnung nach dieser Ausführung der vorliegenden Erfindung,
die eine Antennenanordnung von dem inversen F-Typ und die Antennenanordnung
vom Mäander-Typ
hat, deren Richtungen der polarisierten Hauptwellen einander senkrecht
kreuzen, kann die Antennenvorrichtung in der Größe reduziert werden und die
Polarisations-Diversität
konfigurieren und deren Antennencharakteristiken nicht verschlechtert
werden, wenn sie durch die Gehäuseform
einer Hauptvorrichtung oder ihr Material beeinflusst werden, wenn
in der Hauptvorrichtung installiert, welche mit einer hohen Genauigkeit
die Übertragung/Empfang
der Daten oder Informationen realisieren kann. Weiterhin kann mit
der Antennenvorrichtung die Kurzschlussschaltung bildende Anordnung
die Antennenanordnung von inversem F- Typ und die Antennenanordnung vom Mäander-Typ
an einem gegenseitigen Beinflüssen
hindern. Außerdem,
mit dieser Antennenvorrichtung, ist durch Bildung einer Masseanordnung
und einer Schaltungseinheit in der Nähe der Antennenanordnung vom
Mäander-Typ
eine Shunt-Kapazitanz hinzugefügt,
um die Resonanzfrequenz zu reduzieren, während eine Impedanz realisiert
wird, die zur Antennenanordnung vom Mäandertyp passt.
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Ausbildungen
der vorliegenden Erfindung liefern einen Funkkommunikations-Kartenmodul, welcher
einen Modulhauptkörper
hat, der eine darin gebildete Funkkommunikations-Steuereinheit und eine
Hochfrequenzsignal-Verarbeitungseinheit
aufweist, eine Antenneneinheit und eine Verbindungseinheit. Die
Antenneneinheit ist an einer zweiten Seite angebracht, die an der
abgewandten Seite zur ersten Seite angeordnet ist, welche die Verbindungseinheit
aufweist, und ein dielektrisches Substrat, welches zumindest eine
erste Antennenanordnung hat, die eine Antennenanordnung vom F-Typ
ist, und eine zweite Antennenanordnung, die eine Antennenanordnung
vom Mäander-Typ
ist, die auf der Hauptoberfläche
des dielektrischen Substrats durch gedruckte Verdrahtung ausgebildet
ist, senkrecht zur Einbaurichtung hin zur Hauptvorrichtung gelagert
ist.
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Der
Funkkommunikations-Kartenmodul ist in einem Einsteckplatz der Hauptvorrichtung
installiert und die Verbindungseinheit ist mit einer Verbindungseinheit
der Hauptvorrichtung verbunden und fügt der Hauptvorrichtung die
Funkkommunikationsfunktion hinzu. Wenn der Modulhauptkörper in
die Hauptvorrichtung eingesetzt und darin gelagert ist, ragt die
Antenneneinheit von der Seite der Hauptvorrichtung mit einer Länge hervor,
die ihre Dicke ist, entlang der seitlichen Richtung der Hauptvorrichtung.
Mit dem Funkkommunikations-Kartenmodul
nach vorliegender Erfindung kann die Vorsprungs-Länge der
Antenneneinheit von der Hauptvorrichtung verkleinert werden. Außerdem kann
mit dem Funkkommunikations-Kartenmodul, der die Antennenanordnung
vom F-Typ und die Antennenanordnung vom Mäander-Typ hat, deren Richtungen
der polarisierten Hauptwellen einander senkrecht kreuzen, die Antennenvorrichtung
in der Größe reduziert
werden und die Polarisations-Diversität konfigurieren und deren Antennencharakteristiken
nicht verschlechtert werden, wenn sie durch die Gehäuseform
einer Hauptvorrichtung oder ihr Material beeinflusst werden, wenn
in der Hauptvorrichtung installiert, welche mit einer hohen Genauigkeit
die Übertragung/Empfang der
Daten oder Informationen realisieren kann.
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Die
Erfindung wird nun mit Hilfe eines Beispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben,
in welchen durchgehend gleiche Teile mit gleichen Bezugskennziffern
bezeichnet werden und in welchen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Zustands zeigt, in welchem ein vorhergehend
vorgeschlagener Funkkommunikations-Kartenmodul in einen Personalcomputer
eingesetzt ist.
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2 eine
Seitenansicht eines Zustands zeigt, in welchem ein vorhergehend
vorgeschlagener Funkkommunikations-Kartenmodul in einen Personalcomputer
eingesetzt ist.
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3 eine
Frontansicht einer vorhergehend vorgeschlagenen Antennenvorrichtung
zeigt.
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4 eine
perspektivische Ansicht eines Zustands zeigt, in welchem ein Funkkommunikations-Kartenmodul
nach vorliegender Erfindung in einen Personalcomputer eingesetzt
ist, der die Hauptvorrichtung ist.
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5 eine
Seitenansicht eines Zustands zeigt, in welchem der Funkkommunikations-Kartenmodul nach
vorliegender Erfindung in einen Personalcomputer eingesetzt ist.
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6 eine
perspektivische Ansicht des Funkkommunikations-Kartenmoduls nach
vorliegender Erfindung zeigt.
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7 eine
Explosionsansicht des prinzipiellen Abschnitts des Funkkommunikations-Kartenmoduls nach
vorliegender Erfindung zeigt.
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8 eine
Frontansicht einer Antennenvorrichtung nach vorliegender Erfindung
zeigt, die in dem Funkkommunikations-Kartenmodul einzubauen ist.
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9A und 9B die
Messergebnisse der Spannungs-Stehwellen-Rate (VSWR) der Impedanz-Anpassungscharakteristiken
zeigen, wovon die 9A das Ergebnis
für die
Antennenanordnung vom inversen F-Typ zeigt, während 9B das
für die
Antennenanordnung vom Mäander-Typ
zeigt.
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10 eine
Frontansicht eines subminiatürisierten
Funkkommunikationsmoduls zeigt.
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Bevorzugte
Ausbildungen nach vorliegender Erfindung werden weiter nachfolgend
mit Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben.
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Eine
Antennenvorrichtung 1 nach vorliegender Erfindung ist abnehmbar
in einem Funkkommunikations-Kartenmodul 4 eingebaut, welcher
einem Personalcomputer 2 oder einer Hauptvorrichtung 2, wenn
darin installiert, die Funkkommunikationsfunktion hinzufügt. Der
Funkkommunikations-Kartenmodul 4 fügt der Hauptvorrichtung 2 die
Funkkommunikationsfunktion hinzu, wenn in einem Einsteckplatz 3 von ihr
installiert, wie in 4 und 5 gezeigt.
Der Funkkommunikations-Kartenmodul 4 wird entfernt, wenn
er nicht benötigt
wird.
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Der
Funkkommunikations-Kartenmodul 4 fügt der Hauptvorrichtung 2 die
Funkkommunikationsfunktion hinzu, so dass die Hauptvorrichtung 2 Daten
unter den Vorrichtungen, die ein Funkkommunikations-Netzwerk ausmachen,
durch Funkkommunikation übertragen/empfangen
kann. Der Funkkommunikations-Kartenmodul 4 empfängt Daten
oder Informationen von den Vorrichtungen mittels des Internets und überträgt die empfangenen
Daten oder Informationen zu der Hauptvorrichtung 2 oder
zu Vorrichtungen, die im Internet vorhanden sind. Durch eine an
ihm angebrachte Antennenvorrichtung 1 hoher Leistung kann
der Funkkommunikations-Kartenmodul 4 Informationen mit
hoher Genauigkeit übertragen/empfangen.
Der Funkkommunikations-Kartenmodul 4 weist eine minimierte
Erstreckungslänge der
Antennenvorrichtung 1 von der Hauptvorrichtung 2 auf.
Somit wird die Antennenvorrichtung 1 nicht für sperrig
zu sein gehalten und wird nicht so oft infolge eines Schlags durch
den Benutzer abgebrochen.
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Der
Funkkommunikations-Kartenmodul 4 hat einen kartengroßen Modulhauptkörper 5 und
eine Antennenvorrichtung 1, die an einer Seite von ihm vorgesehen
ist. Der Funkkommunikations-Kartenmodul 4 hat eine erste
Seite 5a, mit welcher er in die Hauptvorrichtung 2 einzustecken
ist, und eine zweite Seite 5b, die an der zur ersten Seite 5a gegenüber liegenden
Seite angeordnet ist, an welcher die Antennenvorrichtung 1 abnehmbar
montiert ist. Der Modulhauptkörper 5 hat
eine in ihm eingebaute Schaltung 22, welche eine in ihr
gebildete Hochfrequenzsignal-Verarbeitungseinheit,
eine CPU und ein ROM hat, die eine Basisband-Verarbeitungseinheit ausmachen, und
eine Steuereinheit, eine allgemein vorgesehene LSI, ein Speicherelement
zur Ausführung
der Speicherfunktion und eine Stromversorgungs-Steuereinheit hat,
die Details über
welche ausgelassen werden. Die Hauptoberfläche der ersten Seite 5a des Modulhauptkörpers 5 weist
einen darin ausgebildeten Verbindungsanschluss 23 auf.
Der Verbindungsanschluss 23 kann ein steckerförmiger Anschluss sein,
der mit den Standards des Funkkommunikations-Kartenmoduls 4 konform ist.
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Mit
dem Einstecken der ersten Seite 5a des Modulhauptkörpers 5 in
den Einsteckplatz 3 der Hauptvorrichtung 2 wird
der Verbindungsanschluss 23 mit einem im Inneren des Einsteckplatzes 3 gebildeten
Verbindungsanschluss verbunden. Somit wird der Funkkommunikations-Kartenmodul 4 mit
der Hauptvorrichtung 2 verbunden. Wenn der Funkkommunikations-Kartenmodul 4 in
die Hauptvorrichtung 2 eingesteckt und darin versorgt ist,
ragt die Antennenvorrichtung 1 von der Seite der Hauptvorrichtung 2 mit
einer Länge
t, ihrer Dicke, hervor entlang der seitlichen Richtung der Hauptvorrichtung,
wie in 5 gezeigt. Die Antennenvorrichtung 1 ist
derart ausgebildet, um in der Dicke reduziert zu sein, worüber später detailliert
geschrieben wird. Die Vorsprungs-Länge t der Antennenvorrichtung 1 von
der Hauptvorrichtung 2 ist ungefähr 4 mm, was etwa ein Sechstel
der Erstreckungslänge 1 der Funk-LAN-Karte 50 ausmacht,
die ungefähr
25 mm ist.
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Da
die Antennenvorrichtung 1 des Funkkommunikations-Kartenmoduls 4 in
der Nähe
der Hauptvorrichtung 2 angeordnet ist, können die
Antennencharakteristiken verschlechtert werden, wenn sie durch die
Gehäuseform
der Hauptvorrichtung 2 oder ihr Material beeinflusst werden.
Somit hat die Antennenvorrichtung 1 des Funkkommunikations-Kartenmoduls 4 zwei
in ihr eingebaute Antennen, deren Richtungen der Hauptpolarisationswellen
voneinander verschieden sind, um die Polarisations-Diversität zu konfigurieren.
Dadurch kann der Funkkommunikations- Kartenmodul 4 mit einer Antennenvorrichtung 1 Daten
oder Informationen mit hoher Genauigkeit unabhängig von den Antennencharakteristiken übertragen/empfangen.
Der Funkkommunikations-Kartenmodul 4 hat die Antennenvorrichtung 1,
die diese zwei Antennen aufweist, die so ausgebildet sind um in
Größe minimiert
zu sein, wodurch die Antennenvorrichtung 1 mit Stabilität durch
die Hauptvorrichtung 2 gelagert werden kann.
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Es
ist eine Vertiefung 6 zum Aufnehmen der Antennenvorrichtung 1 an
der zweiten Seite 5b des Modulhauptkörpers 5 ausgebildet,
wie in 7 gezeigt. Es sind ein Paar von koaxialen Buchsen-Anschlüssen 7 benachbart
miteinander in der Vertiefung 6 entlang der Breitenrichtung
des Modulhauptkörpers 5 ausgebildet,
die Details worüber
ausgelassen werden. Die Buchsen-Anschlüsse 7 sind mit der
Schaltung 22 verbunden, die in dem Modulhauptkörper eingebaut
ist, und Daten werden zwischen der Antennenvorrichtung 1 und
dem Modulhauptkörper 5 mittels
der Buchsen-Anschlüsse 7 übertragen.
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Die
Antennenvorrichtung 1 hat ein Antennensubstrat 8,
ein Halteglied 9, das ein Gehäuse zum Aufnehmen des Antennensubstrats 8 ist,
ein Frontglied 10 und ein Paar von Koaxial-Steckverbindungen 16 (16a, 16b).
Das Halteglied 9 ist von einer boxförmigen Konfiguration mit seiner
offenen Frontseite und der Bodenseite. Das Halteglied 9 hat
eine in ihm ausgebildete Öffnung 17 zum
Halten des Antennensubstrats 8 und eine Anschlussabdeckung 18 ist
einheitlich an seiner Rückseite
ausgebildet. Das Frontglied 10 schließt die offenen Front- und Unterseiten
des Halteglieds 9 ab und hat ein Hilfsglied 19 zum
Aufnehmen des Antennensubstrats 8, welches einheitlich
auf dem hervorragenden Boden gebildet ist, der auf der Rückseite
davon gebildet ist. Das Frontglied 10 hat auch ein Paar
von herausragenden Zapfen 20 (20a, 20b),
die mit dem Halteglied 9 zu koppeln sind, welche einheitlich
auf beiden Seiten des Hilfsglieds 19 ausgebildet sind.
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Das
Halteglied 9 und das Frontglied 10 halten senkrecht
das Antennensubstrat 8.
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Die
Hauptoberfläche 8a des
Antennensubstrats 8 hat eine auf ihr gebildete erste Antennenanordnung 11,
eine zweite Antennenanordnung 13 und eine zwischen ihnen
angeordnete Kurzschlussschaltung bildende Anordnung 12.
Die andere Hauptoberfläche 8b des
Antennensubstrats 8 hat die in sie senkrecht eingebrachte
Koaxial-Steckverbindungen 16. Das Antennensubstrat 8 ist
aus einem Entflammwiderstands-Glassmaterial von einem FR 4 Grad
hergestellt (Flammhemmungsgrad), das generell ein kupferkaschiertes
Epoxidharz-Laminat-Substrat
ist. Und die später
zu beschreibenden Anordnungen werden durch Aufdruckungs- oder Ätzverfahren
ausgebildet. Das Antennensubstrat 8 benutzt ein FR 4 kupferkaschiertes
Laminatsubstrat, das eine dielektrische Konstante von ungefähr 4 hat.
Ebenso ein kombiniertes Polytetrafluorethylen (wobei Teflon seine
Handelsmarke ist)-Keramik-Substrat und ein Keramiksubstrat können als
das Substrat verwendet werden. Das Antennensubstrat 8,
das ein Substrat mit einer hohen Dielektrizitätskonstante verwendet, reduziert
die Resonanzfrequenz, wodurch die Antennenvorrichtung 1 miniaturisiert
werden kann. Das Antennensubstrat 8 kann auch das Teflon
(Handelsname) verwenden, das eine hohe Dielektrizitätskonstante
und einen niedrigen Dielektrik-Dissipationsfaktor bei einem signifikant
hohen Freguenzband von mehr als 10 GHz hat.
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Als
nächstes
wird die Konfiguration der auf dem Substrat 8 ausgebildeten
Anordnungen beschrieben, wobei Worte „aufwärts", „abwärts", „links", „rechts" etc. benutzt werden,
wenn 8 angesehen wird. Das Antennensubstrat 8 ist
ein miniaturisiertes Substrat von einer hohen Leistung. Die äußeren Abmessungen
des Antennensubstrats 8 sind 42 mm × 9.5 mm × 0.8 mm. Die erste Antennenanordnung 11 ist
eine Antennenanordnung vom inversen F-Typ, die auf dem linken Abschnitt
der Hauptoberfläche 8a des Antennensubstrats 8 ausgebildet
ist. Die erste Antennenanordnung 11 oder die Antennenanordnung 11 vom
inversen F-Typ hat eine Resonanzanordnung, eine Kurzschlussschaltung
bildende Anordnung und eine Einspeisungsanordnung. Die Resonanzanordnung
erstreckt sich direkt von einem Punkt in der Nähe von linkem Rand bis zu einem
Punkt in der Nähe
des Zentralabschnitts entlang des unterseitigen Randes der Hauptoberfläche 8a.
Die Kurzschlussschaltung bildende Anordnung erstreckt sich abwärts direkt
von dem Zentralabschnittsende der Resonanzanordnung senkrecht zu
ihr. Die Einspeisungsanordnung erstreckt sich abwärts direkt
von dem mittigen Abschnitt der Resonanzanordnung senkrecht zu ihr
parallel zu der die Kurzschlussschaltung bildenden Anordnung. Somit
ist die inverse F-Typ Antenne von einer inversen F-Gestalt, die dem Boden
des Antennensubstrats 8 gegenüber liegt, gebildet. Die Richtung
der polarisierten Hauptwelle der Antennenanordnung 11 vom
inversen F-Typ ist parallel zur aufwärts und abwärts Richtung der Hauptoberfläche 8a des
Antennensubstrats 8, wie durch einen Pfeil a in 8 gezeigt.
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Die
Kurzschlussschaltung bildende Anordnung 12 ist im Wesentlichen
im Zentralabschnitt der Hauptoberfläche 8a des Antennensubstrats 8 angeordnet
und erstreckt sich direkt von Aufwärts- zur Abwärts-Richtung.
Die Kurzschlussschaltung bildende Anordnung 12 ist zwischen
der ersten Antennenanordnung 11 und der zweiten Antennenanordnung 13 lokalisiert,
um diese Anordnungen elektrisch zu isolieren, wodurch sie daran
gehindert werden einander zu beeinflussen. Somit ermöglicht die
Kurzschlussschaltung bildende Anordnung 12 der ersten Antennenanordnung 11 und
der zweiten Antennenanordnung 13 eng beieinander ausgebildet
zu werden, wodurch das Antennensubstrat minimisiert werden kann.
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Die
zweite Antennenanordnung 13 ist eine Antennenanordnung
vom Mäander-Typ,
welche alternativ gefaltet wird um eine Zickzack-Linie zu bilden,
und ist auf dem linken Abschnitt der Hauptoberfläche 8a separiert durch
die die Kurzschlussschaltung bildende Anordnung 12 ausgebildet.
Die Richtung der polarisierten Hauptwelle der zweiten Antennenanordnung 13 oder
der Antennenanordnung 13 vom Mäander-Typ ist parallel zur
von links nach rechts Richtung der Hauptoberfläche 8a des Antennensubstrats 8,
wie durch ein Pfeil b in 8 gezeigt. Somit kreuzt die
Richtung der polarisierten Hauptwelle der Antennenanordnung 13 vom
Mäander-Typ senkrecht
zu der von der Antennenanordnung 11 vom inversen F-Typ,
wodurch die Polarisations-Diversität konfiguriert wird. Sodann
ist die Höhe
des Antennensubstrats 8, das die Antennenanordnung 13 vom
Mäander-Typ
verwendet weniger als die Hälfte
der Antennenvorrichtung 60, in welcher ein Paar von inversen
F-Typ Antennen senkrecht zu einander ausgebildet sind, um die Polarisations-Diversität zu konfigurieren.
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Andererseits
kann das Antennensubstrat 8 so ausgebildet werden, dass
die Richtung der polarisierten Hauptwelle der Antennenanordnung 13 vom Mäander-Typ
gleich zu der von der Antennenanordnung 11 vom inversen
F-Typ gemacht wird, wodurch die Polarisations-Diversität konfiguriert
wird, bei der die Richtungen der polarisierten Hauptwellen der Antennenanordnung 11 vom
inversen F-Typ und der Antennenanordnung 13 vom Mäander-Typ
gleich sind.
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Die
Hauptoberfläche 8a des
Antennensubstrats 8 hat eine darin ausgebildete Masseanordnung 14 unter
der Antennenanordnung 13 vom Mäander-Typ. Die Masseanordnung 14 ist
in der Nähe
eines Einspeisungsendes der Antennenanordnung 13 vom Mäander-Typ
mit einem Spielraum von 0.2 mm dazwischen in dieser Ausführung ausgebildet.
Dadurch konfigurierte Masseanordnung 14 fügt eine Shunt-Kapazitanz hinzu,
um die Resonanzfrequenz zu reduzieren, wodurch die Antennenvorrichtung 1 minimisiert
werden kann, während
eine Impedanz realisiert wird, die zur zweiten Antennenanordnung 13 passt.
Das Antennensubstrat 8 kann keine auf ihm ausgebildete
Masseanordnung 14 zum Hinzufügen der Shunt-Kapazitanz bei
einer bestimmten Frequenzspezifikation haben.
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Das
Antennensubstrat 8 hat eine auf ihm ausgebildete Schaltung 21 zum
Ausführen
der Hochfrequenz-Signalmodulation und der Verstärkung, welche solche Chips
oder Elektronikteile aufweist, wie Magnetspulen, Kondensatoren,
Widerstände, Kurzschlussimpedanzen
etc.. Die Schaltung 21 ist mit einem Punkt in der Nähe des offenen
Endes der Antennenanordnung 13 vom Mäander-Typ verbunden. Die Schaltung 21 reduziert
die Resonanzfrequenz zusammen mit der Masseanordnung 14,
wodurch die Antennenvorrichtung 1 miniaturisiert werden
kann, während
eine Impedanz realisiert wird, die zur Antennenanordnung 13 passt.
Dadurch kann das Antennensubstrat 8 die Antennenanordnung 13 vom Mäander-Typ
in einer kleineren Region ausbilden, als der zur Resonanzbildung
erforderlichen, welche in der Länge
ungefähr λ/2 bis λ/4 ist.
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Das
Antennensubstrat 8 kann eine auf ihm gebildete andere ein
Kurzschlussschaltung bildende Anordnung haben, um direkt die Kurzschlussschaltung
bildende Anordnung 12 mit einem Punkt in der Nähe des offenen
Endes der zweiten Antennenanordnung 13 zu verbinden, anstatt
die Schaltung 21 auszubilden. Mit dem dadurch konfigurierten
Substrat 8 kann auch die Anpassung der Impedanz realisiert
und die Resonanzfrequenz reduziert werden.
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Die
Hauptoberfläche 8a des
Antennensubstrats 8 hat eine auf ihr ausgebildete Einspeisungsanordnung 15 unter
dem Zentralabschnitt davon. Die Einspeisungsanordnung 15 hat
Lötflächen, an
welche die Enden der Kurzschlussschaltung bildenden Anordnung und
der Einspeisungsanordnung der Antennenanordnung 11 vom
inversen F-Typ, das Einspeisungsende der Kurzschlussschaltung bildenden Anordnung 12 und
das Einspeisungsende der Antennenanordnung 13 vom Mäander-Typ
angeschlossen sind. Es sind Montageöffnungen in der Einspeisungsanordnung 15 ausgebildet
durch welche die Enden der Koaxial-Steckverbindungen 16a, 16b jeweils
eingesetzt sind, worüber
die Details ausgelassen werden.
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Die
Koaxial-Steckverbindungen 16a, 16b haben deren
grundlegende Abschnitte durch die Öffnungen eingesteckt und durch
Löten mit
der Einspeisungsanordnung 15 verbunden. Jede der Koaxial-Steckverbindungen 16a, 16b hat
einen Eingang/Ausgang-Anschluss
in ihrem Kern und hat einen Masseanschluss in ihrer äußeren Peripherie. Der
Eingang/Ausgang-Anschluss und Masseanschluss von jeder der Koaxial-Steckverbindungen 16a, 16b sind
mit den Lötflächen der
Einspeisungsanordnung 15 durch Verlöten verbunden. Somit ragt jede
der Koaxial-Steckverbindungen 16a, 16b senkrecht
zum Antennensubstrat 8 hervor.
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Wenn
das Antennensubstrat 8 in dem Halteglied 9 und
Frontglied 10 beherbergt ist, ragen die Enden der Koaxial-Steckverbindungen 16a, 16b von der
Anschlussabdeckung 18 hervor, um nach außen exponiert
zu sein. Jedes von den Enden der Koaxial-Steckverbindungen 16a, 16b ist
konfiguriert ein Stecker zu sein. Und wenn die Antennenvorrichtung 1 an
dem Modulhauptkörper 5 angebaut
wird, ist jedes Ende der Koaxial-Steckverbindungen 16a, 16b in
jeden der Buchsen-Anschlüsse 7 eingefügt, wie nachfolgend
beschrieben wird. Somit verbinden die Koaxial-Steckverbindungen 16a, 16b,
die die Verbindungsmittel sind, die Antennenvorrichtung 1 mit
dem Modulhauptkörper 5 und übertragen
empfangen die Daten zwischen ihnen und speisen die Antennenvorrichtung 1 mit
dem Strom.
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Die
Antennenvorrichtung 1 ist in der Vertiefung 6 des
Modulhauptkörpers 5 eingerastet,
wenn die Koaxial-Steckverbindungen 16a, 16b, die
von der Anschlussabdeckung 18 hervorragen, in die Buchsen-Anschlüsse 7 des Modulhauptkörpers 5 eingesteckt
werden. Somit ist die Antennenvorrichtung 1 an dem Modulhauptkörper 5 angebaut
um den Funkkommunikations-Kartenmodul 4 zu konfigurieren. Wenn
die Antennenvorrichtung 1 an dem Modulhauptkörper 5 angebaut
ist, hebt sich die Antennenvorrichtung 1 an der Seite des
Modulhauptkörpers 5 entlang
seiner seitlichen Richtung ab. Die Antennenvorrichtung 1 kann
von dem Modulhauptkörper 5 durch
Herausziehen der Antennenvorrichtung 1 aus dem Modulhauptkörper 5 abgetrennt
werden. Damit kann der Funkkommunikations-Kartenmodul 4 einfach durch
das Trennen der Antennenvorrichtung 1 und des Modulhauptkörper 5 gehandhabt
werden, wenn nicht benutzt.
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Mit
dem Funkkommunikations-Kartenmodul 4 ist es erforderlich,
dass die erste und zweite Antennenanordnungen 11, 13 nicht
durch metallische Abschnitte des Modulhauptkörpers 5 beeinträchtigt werden.
Deshalb ist die Resonanzanordnung der Antennenanordnung 11 vom
inversen F-Typ in der Antennenvorrichtung 1 so ausgebildet,
um von den metallischen Abschnitten des Modulhauptkörpers 5 separiert
zu sein. Andererseits ist die Antennenanordnung 13 vom
Mäander-Typ
in der Antennenvorrichtung 1 so ausgebildet, dass ihr Einspeisungsende
in der Nähe
von metallischen Abschnitten des Modulhauptkörpers 5 lokalisiert
ist, während
das offene Ende von ihr von den metallischen Abschnitten des Modulhauptkörpers 5 separiert
ist.
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Außerdem ist
in der Antennenvorrichtung 1 die Antennenanordnung 13 vom
Mäander-Typ so ausgebildet,
um mit der Masse des Modulhauptkörpers 5 gekoppelt
zu sein, wodurch es ermöglicht
wird eine gewünschte
Resonanzfrequenz zu erhalten.
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Mit
dem Funkkommunikations-Kartenmodul 4 sind die erste und
zweite Antennenanordnungen 11, 13 so eingestellt
um in dem gleichen Frequenzband benutzt zu werden. Andererseits
kann die erste und zweite Antennenanordnungen 11, 13 eingestellt werden,
um in verschiedenen Frequenzbändern
benutzt zu werden. Mit dem Funkkommunikations-Kartenmodul 4 wird
die Antennenanordnung 11 vom inversen F-Typ, deren Resonanzanordnungs-Länge groß gewählt werden
kann, für
ein tiefes Frequenzband verwendet, während die Antennenanordnung 13 vom
Mäander-Typ
für ein
hohes Frequenzband verwendet wird.
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Mit
dem Funkkommunikations-Kartenmodul 4 ist es möglich die
erste und zweite Antennenanordnungen so einzustellen, dass einer
von beiden in dem Fall benutzt werden kann, wenn es nicht erforderlich
ist die Polarisations-Diversität
zu konfigurieren. Mit dem Funkkommunikations-Kartenmodul 4 ist es
nicht notwendig die erste und zweite Antennenanordnungen 11, 13 auf
dem Antennensubstrat 8 in der oben beschriebenen Art auszubilden,
und, beispielsweise, können
diese in Regionen ausgebildet werden, die den gleichen Bereich haben.
Mit dem Funkkommunikations-Kartenmodul 4 kann
die zweite Antennenanordnung 13 vom Mäander-Typ eine Antennenanordnung
von einem Chip-Typ sein.
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9A und 9B zeigen
die Messergebnisse der Spannungs-Stehwellen-Rate (VSWR) der Impedanz-Anpassungscharakteristiken. 9A zeigt das Ergebnis für die Antennenanordnung 11 vom
inversen F-Typ, während 9B das von der Antennenanordnung 13 vom
Mäander-Typ
zeigt. Die Antennenvorrichtung 1 ist so aufgebaut um für das 2.4
GHz bis 2.48 GHz Band verwendet zu werden, was das bei dem Funkkommunikations-Kartenmodul 4 angewendete
Standardband ist. Je kleiner VSWR ist, um so besser werden die Antennencharakteristiken.
Wie aus 9A und 9B ersichtlich
ist, jeder VSWR-Wert der Antennenanordnung 11 vom inversen
F-Typ und der Antennenanordnung 13 vom
Mäander-Typ
ist erwünschterweise
bei beiden kleiner als 2.
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Die
Antennenvorrichtung 1 kann in einem in 10 gezeigten
Subminiatur-Funkkommunikationsmodul 30 eingebaut
werden, dessen Außenabmessungen
50.00 mm × 21.45
mm sind. Der Subminiatur-Funkkommunikationsmodul 30 hat
ein Gehäuse 31,
welches in ihm eingebaute vielfältige
Elemente zum Realisieren der Speicherfunktion und der Funkkommunikationsfunktion
hat, in gleicher Weise, wie ein Memory Stick (Handelsname). Das
Gehäuse 31 hat
einen Anschluss 32, einen Speicher 33 zum Ausführen der
Speicherfunktion, eine LSI 34 für die Basisband-Signalverarbeitung
und ein RF-Modul 35 für die
Hochfrequenz-Signalverarbeitung.
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Mit
dem Subminiatur-Funkkommunikationsmodul 30 ist eine Antenneneinheit 36 durch
das Antennensubstrat 8 der Antennenvorrichtung 1 konfiguriert.
Mit dem Submmiatur-Funkkommunikationsmodul 30 sind die
oben beschriebenen Elemente einschließlich des Antennensubstrats 8 in
einer flexiblen Schaltung 37 eingebaut und das Antennensubstrat 8 ist
durch das Gehäuse 31 so
aufgenommen, um sich darin aufzurichten. Der Subminiatur-Funkkommunikationsmodul 30 hat
ferner einen Funkwellen-Absorber 39 zum Einbetten der Region
unter denen von LSI 34, dem RF-Modul 35, anderer Elemente 38 und einer
anderen Region. Die oben beschriebenen Elemente sind in der flexiblen
Schaltung 37 im Gehäuse 31 nach
der Anordnung der obigen Beschreibung eingebaut, wodurch die internen
Verluste des Subminiatur-Funkkommunikationsmoduls 30 reduziert
werden können.
Mit dem Subminiatur-Funkkommunikationsmodul 30 kann
eine Unterfunktion infolge der Interferenz über die Antenneneinheit 36 durch
das RF-Modul 35 unterdrückt
werden.
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Der
Subminiatur-Funkkommunikationsmodul 30 wird in der Hauptvorrichtung 2 durch
den Anschluss an ihr des Anschlusses 32 installiert. Diesmal,
in gleicher Weise mit dem Funkkommunikations-Kartenmodul 4,
richtet sich die Antenneneinheit 36 an der Seite der Hauptvorrichtung 2 entlang
ihrer seitlichen Richtung auf. Da das Antennensubstrat 8 sich
mittels der flexiblen Schaltung 37 aufrichtet, kann die
Hervorerstreckungslänge
von der Hauptvorrichtung 2 minimisiert werden.
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Wie
oben nach der vorliegenden Erfindung ausgeführt, wenn der Modulhauptkörper in
die Hauptvorrichtung eingesetzt und darin gelagert ist, die Antennenvorrichtung
senkrecht zur Einsteckrichtung gelagert ist und die Hervorerstreckungslänge der
Antennenvorrichtung wird, wenn benutzt, zum Minimum gemacht. Sodann,
da die Antennenvorrichtung nicht sperrig ist, kann die Hauptvorrichtung
mit dem Funkkommunikations-Kartenmodul in der Handhabung und Bedienung
verbessert werden und wird kaum infolge eines Schlags durch den
Benutzer abgebrochen werden. Außerdem,
nach vorliegender Erfindung, da die Vorsprungs-Länge der Antennenvorrichtung
reduziert ist, können
die Entwurfsbedingungen der Hauptvorrichtung signifikant gelockert werden,
wodurch das Entwerfen mit hohem Freiheitsgrad realisiert werden
kann.
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Außerdem,
nach vorliegender Erfindung, da die miniaturisierte Antennenvorrichtung
zwei in ihr eingebaute Antennenvorrichtungen hat und die Polarisations-Diversität konfiguriert,
werden die Antennencharakteristiken nicht verschlechtert, wenn durch die
Gehäusegestalt
der Hauptvorrichtung oder ihr Material beeinflusst, wenn in die Hauptvorrichtung
installiert, wodurch die Übertragung/Empfang
der Daten oder der Informationen mit hoher Genauigkeit realisiert
werden kann.