(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信装置において電磁信号を送受信するためのマルチモードアンテナ構造体で、前記通信装置が前記アンテナ構造体で送受信される信号を処理するための回路を含む、マルチモードアンテナ構造体であって、
前記回路に結合された複数のアンテナポートと、
それぞれが前記アンテナポートの異なる1つに動作可能に結合された複数のアンテナ素子と、
複数の接続素子であって、それぞれが隣接するアンテナ素子を電気的に接続して、前記アンテナ素子及び前記接続素子が前記アンテナ構造体の周縁に沿って配置されると共に単一の放射構造体を形成する、複数の接続素子とを含み、
前記アンテナ素子が、前記アンテナポートに接続されるフィードポイントと各アンテナ素子上の一地点との間を延びる誘導性トレースを備え、
1つのアンテナ素子上の電流は、接続された隣接したアンテナ素子に流れると共に前記隣接したアンテナ素子に結合されたアンテナポートを迂回し、1つのアンテナポートにより励振されるアンテナモードは、所与の所望信号周波数範囲において、別のアンテナポートにより励振されるモードから電気的に分離され、且つ前記アンテナ構造体がダイバーシチなアンテナパターンを生成する、マルチモードアンテナ構造体。
【請求項２】
前記複数のアンテナ素子が3つのアンテナ素子を含み、前記複数の接続素子が3つの接続素子を含む、請求項1に記載のマルチモードアンテナ構造体。
【請求項３】
前記アンテナ素子が共通のカウンタポイズにより平衡がとられている、請求項1に記載のマルチモードアンテナ構造体。
【請求項４】
前記共通のカウンタポイズが中空導電性円柱を含む、請求項3に記載のマルチモードアンテナ構造体。
【請求項５】
前記フィードポイントのそれぞれが前記円柱を介して延伸するケーブルに結合されている、請求項4に記載のマルチモードアンテナ構造体。
【請求項６】
前記ケーブルのそれぞれが通過する中空導電性円柱を備えたチョークをさらに含む、請求項5に記載のマルチモードアンテナ構造体。
【請求項７】
前記ケーブルのそれぞれが、共通点において前記チョークに電気的に接続されたケーブルシールドを備えた同軸ケーブルである、請求項6に記載のマルチモードアンテナ構造体。
【請求項８】
前記複数の接続素子のそれぞれが、所与の電気的長さを備えるように蛇行形状を具備した、請求項1に記載のマルチモードアンテナ構造体。
【請求項９】
前記マルチモードアンテナ構造体がフレキシブルプリント回路から製作された、請求項1に記載のマルチモードアンテナ構造体。
【請求項１０】
前記フレキシブルプリント回路が円柱形状に巻かれ、円柱プラスチック囲壁内に収納されている、請求項9に記載のマルチモードアンテナ構造体。
【請求項１１】
前記アンテナ構造体が金属の薄板から形成されると共に、それぞれがアンテナ素子に接続された複数の共平面タブを含み、前記共平面タブがプリント回路基板アッセンブリの縁部に固定されるよう構成されている、請求項1に記載のマルチモードアンテナ構造体。
【請求項１２】
各アンテナ素子は、2つの異なる周波数で共振を発生する長さが異なる2つの分岐を備える、請求項1に記載のマルチモードアンテナ構造体。
【請求項１３】
通信装置において電磁信号を送受信するためのマルチモードアンテナ構造体で、前記通信装置が前記アンテナ構造体で送受信される信号を処理するための回路を含む、マルチモードアンテナ構造体であって、
前記回路に結合された複数のアンテナポートと、
それぞれが前記アンテナポートの異なる1つに動作可能に結合された複数のアンテナ素子であって、前記アンテナ構造体の周縁に沿って配置された複数のアンテナ素子と、
前記アンテナ素子を共通点に電気的に接続して単一の放射構造体を形成する接続素子とを含み、
前記アンテナ素子が、前記アンテナポートに接続されるフィードポイントと各アンテナ素子上の一地点との間を延びる誘導性トレースを備え、
1つのアンテナ素子上の電流は、別のアンテナ素子に流れると共に前記別のアンテナ素子に結合されたアンテナポートを迂回し、1つのアンテナポートにより励振されるアンテナモードは、所与の所望信号周波数範囲において、別のアンテナポートにより励振されるモードから電気的に分離され、且つ前記アンテナ構造体がダイバーシチなアンテナパターンを生成する、マルチモードアンテナ構造体。
【請求項１４】
前記複数のアンテナ素子が4つのアンテナ素子を含む、請求項１３に記載のマルチモードアンテナ構造体。
【請求項１５】
前記アンテナ素子が共通のカウンタポイズにより平衡がとられている、請求項１３に記載のマルチモードアンテナ構造体。
【請求項１６】
前記共通のカウンタポイズが中空導電性円柱を含む、請求項１５に記載のマルチモードアンテナ構造体。
【請求項１７】
各フィードポイントが前記円柱を介して延伸するケーブルに結合されている、請求項１６に記載のマルチモードアンテナ構造体。
【請求項１８】
前記ケーブルのそれぞれが通過する中空導電性円柱を含んだチョークをさらに含む、請求項１７に記載のマルチモードアンテナ構造体。
【請求項１９】
前記ケーブルのそれぞれが、共通点において前記チョークに電気的に接続されたケーブルシールドを備えた同軸ケーブルである、請求項１８に記載のマルチモードアンテナ構造体。
【請求項２０】
前記アンテナ構造体が金属の薄板から形成された、請求項１３に記載のマルチモードアンテナ構造体。
【請求項２１】
前記モノポールアンテナ素子がフレキシブルプリント回路から製作された、請求項１３に記載のマルチモードアンテナ構造体。
【請求項２２】
前記接続素子が前記フレキシブルプリント回路にはんだ付けされている、請求項２１に記載のマルチモードアンテナ構造体。
【請求項２３】
各アンテナ素子は、2つの異なる周波数で共振を発生する長さが異なる2つの分岐を備える、請求項１３に記載のマルチモードアンテナ構造体。
【請求項２４】
前記接続素子がスポーク形状を備えた、請求項１３に記載のマルチモードアンテナ構造体。
【請求項２５】
通信装置において電磁信号を送受信するためのマルチモードアンテナ構造体で、前記通信装置が前記アンテナ構造体で送受信される信号を処理するための回路を含む、マルチモードアンテナ構造体であって、
前記回路に結合された複数のアンテナポートと、
それぞれが前記アンテナポートの異なる1つに動作可能に結合された複数のアンテナ素子であって、それぞれが平行で且つ離間された上及び下平面部と、前記上及び下平面部を接続する側部とを含む、複数のアンテナ素子と、
1つまたは複数の接続素子であって、それぞれが隣接するアンテナ素子を前記平面部の1つにおいて電気的に接続して、前記アンテナ素子が単一の放射構造体を形成する、1つまたは複数の接続素子とを含み、
前記アンテナ素子が、前記アンテナポートに接続されるフィードポイントと各アンテナ素子上の一地点との間を延びる誘導性トレースを備え、
1つのアンテナ素子上の電流が、1つの接続された隣接するアンテナ素子に流れると共に前記隣接するアンテナ素子に結合された前記アンテナポートを迂回し、前記1つのアンテナ素子及び前記隣接するアンテナ素子を流れる前記電流は大きさが等しく、所与の所望信号周波数範囲において、1つのアンテナポートにより励振されるアンテナモードが別のアンテナポートにより励振されるモードから電気的に分離され、且つ前記アンテナ構造体がダイバーシチなアンテナパターンを生成する、マルチモードアンテナ構造体。
【請求項２６】
前記複数の接続素子のそれぞれが、所与の電気的長さを設けるように蛇行形状を具備した、請求項２５に記載のマルチモードアンテナ構造体。
【請求項２７】
前記複数のアンテナ素子のそれぞれが、所与の電気的長さを設けるように蛇行形状を具備した、請求項２５に記載のマルチモードアンテナ構造体。
【請求項２８】
前記マルチモードアンテナ構造体が金属の薄板から製作された、請求項２５に記載のマルチモードアンテナ構造体。
【請求項２９】
2つの接続素子が隣接するアンテナ素子を電気的に接続する、請求項２５に記載のマルチモードアンテナ構造体。
【請求項３０】
各アンテナ素子の前記下平面部がプリント回路基板アッセンブリに接続される、請求項２５に記載のマルチモードアンテナ構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への引用
本出願は、2009年3月19日付けで提出され、「マルチモードアンテナ構造」と題された米国特許仮出願第61/161,669号の優先権を主張し、その米国仮特許出願は参照して本明細書に援用する。また、本願は、「マルチモードアンテナ構造」と題された2008年4月8日付けで出願された米国特許出願第12/099,320号(米国特許第7,688,273号として発行)の一部継続出願であり、米国特許出願第12/099,320号は、「マルチモードアンテナ構造」と題された2007年6月27日付けで出願された米国特許出願第11/769,565号(米国特許第7,688,275号として発行)の米国特許一部継続出願であり、米国特許出願第11/769,565号は、「マルチモードアンテナ構造」と題された2007年4月20日付けで出願された米国特許仮出願第60/925,394号及び、こちらも「マルチモードアンテナ構造」と題された2007年3月8日付けで出願された米国特許仮出願60/916,655号に基づくものであり、これら全てを引用して援用する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、一般に無線通信装置に関わり、より詳しくはそうした装置で使用されるアンテナに関する。
【０００３】
多くの通信装置は、近接して実装され（すなわち、波長の1/4未満で離間した）、同一の周波数帯域内で同時に動作可能な複数のアンテナを備えている。こうした通信装置の一般的な例としては、携帯ハンドセット、携帯個人情報端末（PDA）、及びパーソナルコンピュータ(PC)用の無線ネットワークデバイス又はデータカードなどの携帯用通信製品がある。多くのシステムアーキテクチャ(例えばマイモ(MIMO))や移動無線通信装置用の標準プロトコル(例えば、無線LAN用の802.11nや、802.16e(WiMAX)、HSDPA、及び1xEVDOなどの3Gデータ通信)、は同時に動作する多くのアンテナを必要とする。
【発明の概要】
【０００４】
1つまたは複数の実施形態によれば、通信装置において電磁信号を送受信するためのマルチモードアンテナ構造体が提供される。前記通信装置は、前記アンテナ構造体で送受信される信号を処理するための回路を含む。前記アンテナ構造体は、前記回路に結合される複数のアンテナポートと、それぞれが前記アンテナポートのうち異なる1つに動作可能に結合された複数のアンテナ素子と、複数の接続素子とを含む。前記接続素子のそれぞれは隣接するアンテナ素子を電気的に接続し、前記アンテナ素子及び前記接続素子が前記アンテナ構造体の周縁に沿って配置されると共に単一の放射構造体を形成する。1つのアンテナ素子上の電流は、接続された隣接するアンテナ素子に流れると共に前記隣接するアンテナ素子に結合されたアンテナポートを概ね迂回し、1つのアンテナポートにより励振されるアンテナモードは、所与の所望信号周波数範囲において、別のアンテナポートにより励振されるモードから概ね電気的に分離され、且つ前記アンテナ構造体が多様なアンテナパターンを生成する。
【０００５】
本発明の1つまたは複数の実施形態に従って、通信装置において電磁信号を送受信するマルチモードアンテナ構造体が提供される。前記通信装置は、前記アンテナ構造体で送受信される信号を処理するための回路を含む。前記アンテナ構造体は、前記回路に結合した複数のアンテナポートと、それぞれが前記アンテナポートの異なる1つに動作可能に結合された複数のアンテナ素子とを含む。前記複数のアンテナ素子は、アンテナ構造体の周縁に沿って配置されている。前記アンテナ構造体は、前記アンテナ素子を共通点に電気的に接続して単一の放射構造体を形成する接続素子も含む。1つのアンテナ素子上の電流は、別のアンテナ素子に流れると共に前記別のアンテナ素子に結合されたアンテナポートを概ね迂回し、1つのアンテナポートにより励振されるアンテナモードは、所与の所望信号周波数範囲において、別のアンテナポートにより励振されるモードから概ね電気的に分離され、且つ前記アンテナ構造体が多様なアンテナパターンを生成する。
【０００６】
本発明の1つまたは複数の実施形態に従って、通信装置において電磁信号を送受信するマルチモードアンテナ構造体が提供される。前記通信装置は、前記アンテナ構造体で送受信される信号を処理するための回路を含む。前記アンテナ構造体は、前記回路に結合した複数のアンテナポートと、それぞれが前記アンテナポートの異なる1つに動作可能に結合された複数のアンテナ素子とを含む。各アンテナ素子が概ね平行で且つ離間された上及び下平面部と、前記上及び下平面部を接続する側部とを含む。前記アンテナ構造体は1つまたは複数の接続素子も含み、前記アンテナ素子が単一の放射構造体を形成するように、それぞれの接続素子は、隣接するアンテナ素子を前記平面部の1つにおいて電気的に接続する。1つのアンテナ素子上の電流が、1つの接続された隣接するアンテナ素子に流れると共に前記隣接するアンテナ素子に結合された前記アンテナポートを概ね迂回する。前記1つのアンテナ素子及び前記隣接するアンテナ素子を流れる前記電流は大きさが概ね等しく、1つのアンテナポートにより励振されるアンテナモードが、所与の所望信号周波数範囲において別のアンテナポートにより励振されるモードから概ね電気的に分離され、且つ前記アンテナ構造体が多様なアンテナパターンを生成する。
【０００７】
本発明の様々な実施形態が次の詳細な説明で記載される。以下で明らかとなるように、本発明は他の異なる実施形態が可能であって、本発明の幾つかの詳細は、それから逸脱することなく様々な様態で修正可能である。従って、図面及び記載は、限定又は制限的な意味でなく例示的な性質であり、本願の範囲は特許請求の範囲に示されていることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】2つの平行ダイポールを備えたアンテナ構造体を示す。
【図１Ｂ】図1(A)のアンテナ構造体における1つのダイポールの励振から発生する電流の流れを示す。
【図１Ｃ】図1に示すアンテナ構造体に対応したモデルを示す。
【図１Ｄ】図1(C)のアンテナ構造体に関する散乱パラメータを示すグラフである。
【図１Ｅ】図1(C)のアンテナ構造体に関する電流比を示すグラフである。
【図１Ｆ】図1(C)のアンテナ構造体に関する利得パターンを示すグラフである。
【図１Ｇ】図1(C)のアンテナ構造体に関する包絡線相関を示すグラフである。
【図２Ａ】本発明の1つ又は複数の実施形態による接続素子により接続された2つの平行ダイポールを備えたアンテナ構造体を示す。
【図２Ｂ】図2(A)のアンテナ構造体に対応したモデルを示す。
【図２Ｃ】図2(B)のアンテナ構造体に関する散乱パラメータを示すグラフである。
【図２Ｄ】両方のポートにおける集中素子インピーダンス整合を示す、図2(B)のアンテナ構造体に関する散乱パラメータを示すグラフである。
【図２Ｅ】図2(B)のアンテナ構造体に関する電流比を示すグラフである。
【図２Ｆ】図2(B)のアンテナ構造体に関する利得パターンを示すグラフである。
【図２Ｇ】図2(B)のアンテナ構造体に関する包絡線相関を示すグラフである。
【図３Ａ】本発明の1つ又は複数の実施形態によるメアンダ接続素子により接続された2つの平行ダイポールを備えたアンテナ構造体を示す。
【図３Ｂ】図3(A)のアンテナ構造体に関する散乱パラメータを示すグラフである。
【図３Ｃ】図3(A)のアンテナ構造体に関する電流比を示すグラフである。
【図３Ｄ】図3(A)のアンテナ構造体に関する利得パターンを示すグラフである。
【図３Ｅ】図3(A)のアンテナ構造体に関する包絡線相関を示すグラフである。
【図４】本発明の1つ又は複数の実施形態による接地またはカウンタポイズを備えたアンテナ構造体を示す。
【図５】本発明の1つ又は複数の実施形態による平衡アンテナ構造体を示す。
【図６Ａ】本発明の1つ又は複数の実施形態によるアンテナ構造体を示す。
【図６Ｂ】特定のダイポール幅寸法についての図6(A)のアンテナ構造体に関する散乱パラメータを示すグラフである。
【図６Ｃ】別のダイポール幅寸法についての図6(A)のアンテナ構造体に関する散乱パラメータを示すグラフである。
【図７】本発明の1つ又は複数の実施形態によるプリント回路基板上に作製されたアンテナ構造体を示す。
【図８Ａ】本発明の1つ又は複数の実施形態による二重共振を備えたアンテナ構造体を示す。
【図８Ｂ】図8(A)のアンテナ構造体に関する散乱パラメータを示すグラフである。
【図９】本発明の1つ又は複数の実施形態によるチューナブルアンテナ構造体を示す。
【図１０Ａ】本発明の1つ又は複数の実施形態によるアンテナ素子の長さに沿って異なる位置に配置された接続素子を備えたアンテナ構造体を示す。
【図１０Ｂ】本発明の1つ又は複数の実施形態によるアンテナ素子の長さに沿って異なる位置に配置された接続素子を備えたアンテナ構造体を示す。
【図１０Ｃ】それぞれ図10(A)及び(B)に関する散乱パラメータを示すグラフである。
【図１０Ｄ】それぞれ図10(A)及び(B)に関する散乱パラメータを示すグラフである。
【図１１】本発明の1つ又は複数の実施形態によるスイッチを備えた接続素子を含むアンテナ構造体を示す。
【図１２】本発明の1つ又は複数の実施形態によるフィルタが結合された接続素子を含むアンテナ構造体を示す。
【図１３】本発明の1つ又は複数の実施形態によるフィルタが結合された2つの接続素子を含むアンテナ構造体を示す。
【図１４】本発明の1つ又は複数の実施形態によるチューナブル接続素子を含むアンテナ構造体を示す。
【図１５】本発明の1つ又は複数の実施形態によるPCBアッセンブリ上に取り付けられたアンテナ構造体を示す。
【図１６】本発明の1つ又は複数の実施形態によるPCBアッセンブリ上に取り付けられた別のアンテナ構造体を示す。
【図１７】本発明の1つ又は複数の実施形態によるPCBアッセンブリ上に取り付け可能な代替的アンテナ構造体を示す。
【図１８Ａ】本発明の1つ又は複数の実施形態による3モードアンテナ構造体を示す。
【図１８Ｂ】図18(A)のアンテナ構造体に関する利得パターンを示すグラフである。
【図１９】本発明の1つ又は複数の実施形態によるアンテナ構造体のアンテナ及び電力増幅器コンバイナー応用例を示す。
【図２０Ａ】本発明の1つ又は複数のさらなる実施形態による、例えばWiMAX USBまたはエクスプレスカード/34装置で使用可能なマルチモードアンテナ構造体を示す。
【図２０Ｂ】本発明の1つ又は複数のさらなる実施形態による、例えばWiMAX USBまたはエクスプレスカード/34装置で使用可能なマルチモードアンテナ構造体を示す。
【図２０Ｃ】図20(A)及び(B)のアンテナの性能を測定するのに使用するテストアッセンブリを示す。
【図２０Ｄ】図20(A)及び(B)のアンテナのテスト測定結果を示す。
【図２０Ｅ】図20(A)及び(B)のアンテナのテスト測定結果を示す。
【図２０Ｆ】図20(A)及び(B)のアンテナのテスト測定結果を示す。
【図２０Ｇ】図20(A)及び(B)のアンテナのテスト測定結果を示す。
【図２０Ｈ】図20(A)及び(B)のアンテナのテスト測定結果を示す。
【図２０Ｉ】図20(A)及び(B)のアンテナのテスト測定結果を示す。
【図２０Ｊ】図20(A)及び(B)のアンテナのテスト測定結果を示す。
【図２１Ａ】本発明の1つ又は複数の代替的実施形態による、例えばWiMAX USBドングルで使用可能なマルチモードアンテナ構造体を示す。
【図２１Ｂ】本発明の1つ又は複数の代替的実施形態による、例えばWiMAX USBドングルで使用可能なマルチモードアンテナ構造体を示す。
【図２２Ａ】本発明の1つ又は複数の代替的実施形態による、例えばWiMAX USBドングルで使用可能なマルチモードアンテナ構造体を示す。
【図２２Ｂ】本発明の1つ又は複数の代替的実施形態による、例えばWiMAX USBドングルで使用可能なマルチモードアンテナ構造体を示す。
【図２３Ａ】図21(A)及び(B)のアンテナの性能を測定するのに使用するテストアッセンブリを示す。
【図２３Ｂ】図21(A)及び(B)のアンテナのテスト測定結果を示す。
【図２３Ｃ】図21(A)及び(B)のアンテナのテスト測定結果を示す。
【図２３Ｄ】図21(A)及び(B)のアンテナのテスト測定結果を示す。
【図２３Ｅ】図21(A)及び(B)のアンテナのテスト測定結果を示す。
【図２３Ｆ】図21(A)及び(B)のアンテナのテスト測定結果を示す。
【図２３Ｇ】図21(A)及び(B)のアンテナのテスト測定結果を示す。
【図２３Ｈ】図21(A)及び(B)のアンテナのテスト測定結果を示す。
【図２３Ｉ】図21(A)及び(B)のアンテナのテスト測定結果を示す。
【図２３Ｊ】図21(A)及び(B)のアンテナのテスト測定結果を示す。
【図２３Ｋ】図21(A)及び(B)のアンテナのテスト測定結果を示す。
【図２４】本発明の1つ又は複数の実施形態によるビームステアリング機構を備えたアンテナ構造体のブロック略図を示す。
【図２５Ａ】図25(A)のアンテナのテスト測定結果を示す。
【図２５Ｂ】図25(A)のアンテナのテスト測定結果を示す。
【図２５Ｃ】図25(A)のアンテナのテスト測定結果を示す。
【図２５Ｄ】図25(A)のアンテナのテスト測定結果を示す。
【図２５Ｅ】図25(A)のアンテナのテスト測定結果を示す。
【図２５Ｆ】図25(A)のアンテナのテスト測定結果を示す。
【図２５Ｇ】図25(A)のアンテナのテスト測定結果を示す。
【図２６】本発明の1つ又は複数の実施形態による、アンテナ構造体の利得メリットをフィードポイント間の位相角の差の関数として示す。
【図２７Ａ】単純な二重帯域分岐線モノポールアンテナ構造体を示す略図である。
【図２７Ｂ】図27(A)のアンテナ構造体における電流分布を示す。
【図２７Ｃ】支線帯域消去フィルタを示す略図である。
【図２７Ｄ】図27(A)のアンテナ構造体における周波数拒絶を示す。
【図２７Ｅ】図27(A)のアンテナ構造体における周波数拒絶を示す。
【図２８】本発明の1つ又は複数の実施形態による帯域消去スロットを備えたアンテナ構造体の略図である。
【図２９Ａ】本発明の1つ又は複数の実施形態による帯域消去スロットを備えた代替的なアンテナ構造体を示す。
【図２９Ｂ】図29(A)のアンテナ構造体のテスト測定結果を示す。
【図２９Ｃ】図29(A)のアンテナ構造体のテスト測定結果を示す。
【図３０Ａ】本発明の1つ又は複数の実施形態による単一の周波数帯域で動作可能な3つのポートを備えた代表的な円柱状アンテナを示す。
【図３０Ｂ】図30(A)のアンテナの断面図を示す。
【図３０Ｃ】図30(A)のアンテナの電圧定在波比を示すグラフである。
【図３０Ｄ】図30(A)のアンテナのポート間結合を示すグラフである。
【図３０Ｅ】図30(A)のアンテナの実現放射効率を示すグラフである。
【図３０Ｆ】図30(A)のアンテナのアンテナパターン間の相関を示すグラフである。
【図３０Ｇ】図30(A)のアンテナの方位面における放射パターンを示すグラフである。
【図３０Ｈ】ケーブルチョークを設けた場合と設けない場合の図30(A)のアンテナの、方位面における放射パターンを示すグラフである。
【図３０Ｉ】ケーブルチョークを設けた場合と設けない場合の図30(A)のアンテナの、φ= 90仰角面(elevationplane)における放射パターンを示すグラフである。
【図３１Ａ】本発明の1つ又は複数の実施形態による単一の周波数帯域で動作可能な3つのポートを備えた打ち抜き金属アンテナを示す。
【図３１Ｂ】図31(A)のアンテナを用いたPCBアッセンブリを示す。
【図３１Ｃ】図31(A)のアンテナの電圧定在波比を示すグラフである。
【図３１Ｄ】図31(A)のアンテナのポート間結合を示すグラフである。
【図３１Ｅ】図31(A)のアンテナの実現放射効率を示すグラフである。
【図３１Ｆ】図31(A)のアンテナのアンテナパターン間の相関を示すグラフである。
【図３１Ｇ】図31(A)のアンテナの方位面における放射パターンを示すグラフである。
【図３２Ａ】本発明の1つ又は複数の実施形態による複数の周波数帯域で動作可能な3つのポートを備えた円柱アンテナを示す。
【図３２Ｂ】図32(A)のアンテナを用いたケーブル付きアンテナアッセンブリを示す。
【図３２Ｃ】図32(A)のアンテナを用いたケーブル付きアンテナアッセンブリを示す。
【図３２Ｄ】図32(A)のアンテナの散乱パラメータを示すグラフである。
【図３２Ｅ】異なる周波数域における図32(A)のアンテナの実現放射効率を示すグラフである。
【図３２Ｆ】異なる周波数域における図32(A)のアンテナの実現放射効率を示すグラフである。
【図３２Ｇ】異なる周波数域における図32(A)のアンテナのピーク利得を示すグラフである。
【図３２Ｈ】異なる周波数域における図32(A)のアンテナのピーク利得を示すグラフである。
【図３３Ａ】本発明の1つ又は複数の実施形態による単一の周波数帯域で動作可能な4つのポートを備えたマルチモードアンテナを示す。
【図３３Ｂ】図33(A)のアンテナの電圧定在波比を示すグラフである。
【図３３Ｃ】図33(A)のアンテナのポート間結合を示すグラフである。
【図３３Ｄ】図33(A)のアンテナの実現放射効率を示すグラフである。
【図３４Ａ】本発明の1つ又は複数の実施形態による単一の周波数帯域で動作可能な2つのポートを備えた打ち抜き金属アンテナを示す。
【図３４Ｂ】図34(A)のアンテナの上面図を示す。
【図３４Ｃ】図34(A)のアンテナの底面図を示す。
【図３４Ｄ】図34(A)のアンテナを用いたテストアッセンブリを示す。
【図３４Ｅ】図34(A)のアンテナの電圧定在波比を示すグラフである。
【図３４Ｆ】図34(A)のアンテナのポート間結合を示すグラフである。
【図３４Ｇ】図34(A)のアンテナの実現放射効率を示すグラフである。
【図３４Ｈ】図34(A)のアンテナのアンテナパターン間の相関を示すグラフである。
【図３４Ｉ】図34(D)のテストアッセンブリのポート1により発生される方位面における放射パターンを示すグラフである。
【図３４Ｊ】図34(D)のテストアッセンブリのポート1により発生されるφ=0仰角面における放射パターンを示すグラフである。
【図３４Ｋ】図34(D)のテストアッセンブリのポート1により発生されるφ=90仰角面における放射パターンを示すグラフである。
【図３４Ｌ】図34(D)のテストアッセンブリのポート2により発生される方位面における放射パターンを示すグラフである。
【図３４Ｍ】図34(D)のテストアッセンブリのポート2により発生されるφ=0仰角面における放射パターンを示すグラフである。
【図３４Ｎ】図34(D)のテストアッセンブリのポート2により発生されるφ=90仰角面における放射パターンを示すグラフである。
【図３５Ａ】本発明の1つ又は複数の実施形態による複数の周波数帯域で動作可能な2つのポートを備えた打ち抜き金属アンテナを示す。
【図３５Ｂ】図35(A)のアンテナの高及び低周波数モードを示す。
【図３５Ｃ】図35(A)のアンテナを用いたテストアッセンブリを示す。
【図３５Ｄ】図35(A)のアンテナの散乱パラメータを示すグラフである。
【図３５Ｅ】図35(A)のアンテナの実現放射効率を示すグラフである。
【図３５Ｆ】2450 MHzにおいて図35(C)のテストアッセンブリのポート1により発生される方位面における放射パターンを示すグラフである。
【図３５Ｇ】2450 MHzにおいて図35(C)のテストアッセンブリのポート1により発生されるφ=0仰角面における放射パターンを示すグラフである。
【図３５Ｈ】2450 MHzにおいて図35(C)のテストアッセンブリのポート1により発生されるφ=90仰角面における放射パターンを示すグラフである。
【図３５Ｉ】5150 MHzにおいて図35(C)のテストアッセンブリのポート1により発生される方位面における放射パターンを示すグラフである。
【図３５Ｊ】5150 MHzにおいて図35(C)のテストアッセンブリのポート1により発生されるφ=0仰角面における放射パターンを示すグラフである。
【図３５Ｋ】5150 MHzにおいて図35(C)のテストアッセンブリのポート1により発生されるφ=90仰角面における放射パターンを示すグラフである。
【図３６Ａ】本発明の1つ又は複数の実施形態による複数の周波数帯域で動作可能な4つのポートをアンテナを示す。
【図３６Ｂ】図36(A)のアンテナの散乱パラメータを示すグラフである。
【図３６Ｃ】図36(A)のアンテナの実現放射効率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の様々な複数の実施形態に従って、通信装置において電磁信号を送受信するマルチモードアンテナ構造体が提供される。これら通信装置は、このアンテナ構造体で送受信される信号を処理するための回路を含む。このアンテナ構造体は、上記回路に動作可能に結合された複数のアンテナポートと、それぞれが異なるアンテナポートに動作可能に結合された複数のアンテナ素子とを含む。このアンテナ構造体は、さらに、アンテナ素子を電気的に接続する1つ又は複数の接続素子を含み、この接続素子は、所与の信号周波数範囲において、1つのアンテナポートにより励振されるアンテナモードが、別のアンテナポートにより励振されるモードから概ね電気的に分離されるようアンテナ素子を電気的に接続する。さらに、ポートにより形成されるアンテナパターンは、低い相関を備えた明確に画定されたパターンダイバーシチを示す。
【００１０】
本発明の様々な実施形態によるアンテナ構造体は、同時に且つ特に同一の周波数帯域内で複数のアンテナが用いられる通信装置も含め、多数のアンテナを近接して実装する（例えば、波長の1/4未満で離間した）必要がある通信装置で特に有用である。こうしたアンテナ構造を使用できるそうした装置の一般的な例としては、携帯ハンドセット、PDA、及びPC用の無線ネットワークデバイス又はデータカードなその携帯用通信製品がある。これらアンテナ構造体は、MIMOや同時に動作する多くのアンテナを必要とする移動無線通信装置用の標準プロトコル((例えば、無線LAN用の802.11nや、802.16e(WiMAX)、HSDPA、及び1xEVDOなどの3Gデータ通信))などのシステムアーキテクチャでも特に有用である。
【００１１】
図1A乃至1Gは、アンテナ構造体100の動作を示す。図1Aは、2つの平行アンテナ、具体的には長さLの平行ダイポール102、104を備えたアンテナ構造体100を概略的に示す。ダイポール102、104は距離dで離間され、接続素子によって接続されていない。ダイポール102、104は、L=λ/2に概ね等しい基本共振周波数を備える。各ダイポールは独立した送信/受信システムに接続されており、これは同じ周波数で動作可能である。このシステムは、両方のアンテナに対して同一の特性インピーダンスz0を備えることができ、この例では50オームである。
【００１２】
一方のダイポールが信号を送信しているときは、このダイポールが送信する信号の一部は隣接するダイポールに直接結合される。最大量の結合は、このダイポールの半波長共振周波数近くで起こり、離間距離dが小さくなるほど増大する。例えば、d < λ/3に関して、結合の大きさは0.1又は-10 dBより大きく、d
< λ/8に関しては、結合の大きさは-5 dBより大きい。
【００１３】
アンテナ間の結合を無くすか(すなわち、完全な分離)、結合は減少させることが望ましい。結合が例えば-10 dBであれば、その電力量が隣接するアンテナに直接結合されることにより、送信電力の10パーセントが失われる。また、隣接アンテナに接続された受信機の飽和又は感度抑圧や、隣接アンテナに接続された送信機の性能の低下など、好ましくないシステム影響が現れることもある。隣接アンテナに誘導される電流は、個別のダイポールが生成する電流に比較すると利得パターンを歪めてしまう。この効果は、これらダイポールによる利得パターン間の相関を低下させることが知られている。従って、結合によりパターンダイバーシチがいくらかもたらされるかも知れないが、上述のような好ましくないシステム影響も生み出す。
【００１４】
こうした近接した結合により、アンテナは独立して動作せず、これらアンテナを、異なる2つの利得パターンに対応する二対の端子又はポートを備えたアンテナシステムと考えることもできる。何れかのポートを使用しても、実質的には両方のダイポールを含む構造体全体に関わることになる。隣接アンテナの寄生励振により、ダイポールの近接した離間においてダイバーシチが達成されるが、ダイポールで励振した電流は電源インピーダンスを通過し、従ってポート間の相互結合として現れる。
【００１５】
図1Cは、シミュレーションに用いた図1に示すアンテナ構造体100に対応したモデルダイポール対を示す。この例では、ダイポール102、104は、1 mm x 1 mmの正方形断面と、56 mmの長さ(L)とを備えている。これら寸法により、50オームのソースに接続すると2.45 GHzの中心共振周波数を発生する。この周波数における自由空間波長は122 mmである。10 mmの離間距離(d)すなわち概ねλ/12に関する散乱パラメータS11及びS12を図1Dに示した。対称性及び相反性により、S22=S11及びS12=S21である。単純性のため、S11とS12を示し、説明する。この構成では、S12で表されたダイポール間の結合は最大-3.7 dBに達する。
【００１６】
図1Eは、ポート106が励振され且つポート108が受動的に終了した状態での、アンテナ構造体のダイポール104における垂直電流とダイポール102における垂直電流の比(図では「大きさI2/I1」として示した)を示す。電流の比(ダイポール104/ダイポール102)が最大となる周波数は、ダイポール電流間で180°位相差の周波数に対応し、図1Dに示した最大結合点より周波数で僅かに上回る。
【００１７】
図1Fは、ポート106の励起による幾つかの周波数の方位利得パターンを示す。これらパターンは均一に無指向性ではなく、結合の変化する大きさと位相によって周波数と共に変化する。対称性により、ポート108の励振から得られるパターンはポート106のパターンの鏡像となる。従って、パターンが左から右にかけて非対称となるにつれ、パターンは利得の大きさの点でより多様となる。
【００１８】
パターン間の相関係数の計算により、パターンダイバーシチの定量的特徴が明らかになる。図1Gは、ポート106アンテナパターンとポート108アンテナパターンとの間の計算された相関を示す。この相関は理想的なダイポールに関してクラーク(Clark)のモデルにより予測されるものよりかなり低い。これは相互結合により導入されたパターンにおける差に起因する。
【００１９】
図2A乃至2Fは、本発明の1つ又は複数の実施形態に従った代表的な2ポートアンテナ構造体の動作を示す。2ポートアンテナ構造体200は、近接離間した共振アンテナ素子202、204を含み、ポート206とポート208との間に低パターン相関及び低結合を実現する。図2Aは、2ポートアンテナ構造体200を概略的に示す。この構造体は、図1Bに示した一対のダイポールを含むアンテナ構造体100に似ているが、ポート206、208の両側でダイポール間に水平の導電結合素子210、212を更に含む。これら2つのポート206、208は、図1のアンテナ構造体と同じ位置に配置されている。1つのポートが励振されると、この組合せ構造体は結び付けられていないダイポール対と類似した共振を示すが、結合の有意な減少及びパターンダイバーシチの増加が伴う。
【００２０】
ダイポールを10 mm離間させたアンテナ構造体200の代表的なモデルを図2Bに示す。この構造体は図1Cに示したアンテナ構造体100と概ね同一の幾何学形状を備えるが、ポートの僅か上と下にアンテナ素子を電気的に接続する2つの水平結合素子210、212をさらに含む。この構造体は結び付けられていないダイポールと同じ周波数で強い共振を示すが、図2Cに示したように非常に異なる散乱パラメータを備えている。-20
dB未満の深い結合の落ち込みと、S11が示すように入力インピーダンスのずれがある。この例では、最良のインピーダンス整合(S11最小)は最小結合(S12最小)と一致しない。図2Dに示したように、整合ネットワークを用いて入力インピーダンス整合を向上させ、尚かつ非常に小さい結合を達成できる。この例では、直列インダクタとその後に配置した分路コンデンサとを含む集中素子整合ネットワークが、各ポートと構造体との間に追加されている。
【００２１】
図2Eは、ポート206が励振されたことによる、ダイポール素子204における電流とダイポール素子202における電流の比(図では「大きさI2/I1」として示した)を示す。このプロットは、共振周波数未満で、電流がダイポール素子204において実際には大きくなることを示している。共振付近で、ダイポール素子204における電流は、周波数の増大と共にダイポール素子202の電流に比べて減少し始める。最小結合(この場合は2.44
GHz)が起こるのは、両方のダイポール素子の電流の大きさが概ね等しくなる周波数付近である。この周波数で、ダイポール素子204の電流の位相は、ダイポール素子202の電流から概ね160度遅れる。
【００２２】
接続素子を持たない図1Cのダイポールと異なり、図2Bに示した組合せアンテナ構造体200のアンテナ素子204の電流は、ポート208の終端インピーダンスを強制通過させられることはない。その代わり、図2Aに矢印で示したように、電流がアンテナ素子204を下方に流れ、接続素子210、212を横切って、アンテナ素子202を上方に流れる共振モードが発生する。(この電流の流れは共振サイクルの半分を表し、残り半分のサイクルでは、電流の方向は反転することに注目されたい。)この組合せ構造体の共振モードは次を特徴とする。すなわち、(1)アンテナ素子204の電流はポート208を概ね迂回し、従ってポート206と208との間に高い分離を実現し、(2)アンテナ素子202、204の電流の大きさが概ね等しく、これにより、後に詳述するように類似しておらず且つ無相関の利得パターンが得られる。
【００２３】
電流の大きさはこれらアンテナ素子で概ね等しいので、ダイポールが結び付けられていない図1Cに示したアンテナ構造体100に比べると、かなり指向性が強いパターンが発生される(図2Fに示したとおり)。電流が等しいときは、x(すなわちファイ=0)方向でパターンをゼロにする条件は、ダイポール204の電流の位相がダイポール202の電流からπ-kdの量(ここでk=2π/λであり、λは実効波長である)だけ遅れる場合である。この条件では、ダイポール204からファイ=0方向へ伝播する場はダイポール202のそれから180度位相がずれ、これら2つの組合せはファイ=0方向でゼロとなるはずである。
【００２４】
図2Bのモデル例では、dは10 mm又は実効電気的長さλ/12である。この場合、kdはπ/6すなわち30度であり、ファイ=0に向かってゼロ且つファイ=180に向かって最大利得である指向性方位放射パターンの条件は、ダイポール204の電流がダイポール202の電流から150度だけ遅れる場合である。共振状態では、電流はこの状態に近づき(図2Eに示したとおり)、これがパターンの指向性を説明する。ダイポール204の励振の場合、放射パターンは図2Fのものと左右反対となり、最大利得がファイ=0方向である。2つのポートから発生するアンテナパターンにおける差は、図2Gに示したように、関連した低い予測包絡線相関(原語:
an associated low predicted envelope correlation)を持つ。従って、この組合せアンテナ構造体は互いから分離し、相関性が低い利得パターンを発生する2つのポートを備える。
【００２５】
従って、この結合の周波数応答は、インピーダンスや電気的長さを含む接続素子210、212の特性に依存する。本発明の1つ又は複数の実施形態に従って、所望量の分離が維持可能な周波数又は帯域幅は、接続素子を適切に構成することで制御される。この交差接続を構成する一つの方法は、接続素子の物理的長さを変更することである。この一例は図3Aのマルチモードアンテナ構造体300により示されており、ここではメアンダが接続素子310、312の横断接続路に追加されている。これは、2つのアンテナ素子302と304との間の電気的長さを増大し、接続のインピーダンスを増加させるという一般的な効果がある。散乱パラメータ、電流比、利得パターン、及びパターン相関を含むこの構造体の性能特性は、それぞれ図3B、3C、3D、及び3Eに示した。この実施形態では、物理的長さの変化は本構造体の共振周波数を大きくは変化させていないが、S12においてかなりの変化があり、このメアンダが無い構造体に比べて帯域幅と最小値が大きくなっている。すなわち、接続素子の電気的特性を変化させることで分離性能が最適化又は向上する。
【００２６】
本発明の様々な実施形態による代表的なマルチモードアンテナ構造体は、接地又はカウンタポイズ402から励振するよう設計したり(図4のアンテナ構造体400により示したとおり)、平衡構造体として設計したりできる(図5のアンテナ構造体500により示したとおり)。何れの場合でも、それぞれのアンテナ構造体は、2つ又はそれ以上のアンテナ素子(図4の402、404及び図5の502、504)と、1つ又はそれ以上の導電性接続素子(図4の406及び図5の506、508)とを含む。図示を容易にするため、例示的な図面では2ポート構造体のみを示した。しかし、この構造体を拡張して本発明の様々な実施形態に従って3つ以上のポートを含ませることは可能である。アンテナ構造体への信号接続すなわちポート(図4の418、412及び図5の510、512)が各アンテナ素子に設けられている。こうした接続素子は、目的とする周波数又は周波数範囲で2つのアンテナ素子間を電気的に接続する。このアンテナは物理的且つ電気的に単一の構造体だが、2つの独立したアンテナとして考慮するとその動作を説明できる。アンテナ構造体100などの接続素子を含まないアンテナ構造体に関しては、その構造体のポート106はアンテナ102に接続されていると見なすことができ、ポート108はアンテナ104に接続されていると見なすことができる。しかし、アンテナ構造体400のような組合せ構造体の場合は、ポート418は1つのアンテナモードに関連付けられており、ポート412は別のアンテナモードに関連付けられていると考えることができる。
【００２７】
これらアンテナ素子は、所望の動作周波数又は周波数範囲で共振するよう設計されている。最も低次の共振が生じるのは、アンテナ素子が波長の四分の一の電子的長さを備えるときである。従って、不平衡構成の場合は、単純な素子設計は四分の一波長モノポールである。より高次のモードを用いることもできる。例えば、四分の一波長モノポールから形成された構造体は、基本周波数の3倍の周波数で高い分離を伴ったデュアルモードアンテナ機能を示す。従って、高次モードを利用して多帯域アンテナを作製できる。同様に、平衡構成では、アンテナ素子は半波長センターフェッド・ダイポールにおけるように相補型四分の一波長素子とすることもできる。しかし、このアンテナ構造体は、所望の周波数又は周波数範囲で共振する他の種類のアンテナ素子から作製することもできる。他の可能なアンテナ素子構成としては、螺旋コイル、広帯域平面形状、チップアンテナ、メアンダ形状、ループ、及び板状逆Fアンテナ(PIFA)などの誘導分流形式などが含まれるがこれらに限定されない。
【００２８】
本発明の1つ又は複数の実施形態に従ったアンテナ構造体の複数アンテナ素子は、同一の幾何学的形状を備えたり、同一タイプのアンテナ素子であったりする必要はない。これらアンテナ素子は、それぞれが所望の動作周波数又は周波数範囲で共振すべきである。
【００２９】
本発明の1つ又は複数の実施形態によれば、1つのアンテナ構造体のアンテナ素子は全て同一の幾何学的形状を備えている。これは設計の単純性の観点から概して望ましく、アンテナの性能要求が何れのポートへの接続に関しても同一であればなおさらである。
【００３０】
組合せアンテナ構造体の帯域幅及び共振周波数は、アンテナ素子の帯域幅及び共振周波数により制御できる。従って、帯域幅がより広い素子を用いて、例えば図6A、6B、及び6Cに示したように、組合せ構造体のモードに関してより広い帯域幅を実現できる。図6Aは、接続素子606、608により接続された2つのダイポール602、604を含んだマルチモードアンテナ構造体600を示す。ダイポール602、604はそれぞれ幅(W)及び長さ(L)を備え、距離(d)で離間されている。図6Bは、代表的な寸法W=
1 mm、L=57.2 mm、及びd=10mmを備えた構造体の散乱パラメータを示す。図6Cは、代表的な寸法W= 10 mm、L=50.4 mm、及びd=10mmを備えた構造体の散乱パラメータを示す。図示したように、他の寸法は概ね同一に保ちつつWを1mmから10mmに増加させると、アンテナ構造体の分離帯域幅とインピーダンス帯域幅が広くなる。
【００３１】
アンテナ素子間の離間を増大すると、アンテナ構造体の分離帯域幅とインピーダンス帯域幅が増加することも分かっている。
【００３２】
一般に、接続素子は組合せ共振構造体の大電流領域に存在する。従って、接続素子は高い導電性を備えることが望ましい。
【００３３】
ポートはアンテナ素子のフィードポイントに位置しており、これは別個のアンテナとして使用されている場合と同様である。整合素子又は構造体を用いてポートインピーダンスを所望のシステムインピーダンスに整合させることができる。
【００３４】
本発明の1つ又は複数の実施形態によれば、図7に示したように、マルチモードアンテナ構造体は、例えばプリント回路基板に組み込まれた平面構造体としてもよい。この例では、アンテナ構造体700は、ポート708、710で接続素子706により接続されたアンテナ素子702、704を含んでいる。このアンテナ構造体はプリント回路基板材料712の上に作製されている。図示したアンテナ素子は単純な四分の一波長モノポールである。しかし、これらアンテナ素子は、同等の実効電気的長さをもたらす任意の幾何学的形状とすることができる。
【００３５】
本発明の1つ又は複数の実施形態によれば、二重共振周波数を備えたアンテナ素子を用いて、二重共振周波数と従って二重動作周波数とを備えた組合せアンテナ構造体を作製できる。図8Aはマルチモードアンテナ構造体800の代表的なモデルを示し、ここではダイポールアンテナ素子802、804が、長さが等しくない2つのフィンガー806、808、及び810、812にそれぞれ分割されている。これらダイポールアンテナ素子は、2つの異なるフィンガー長さそれぞれに関連付けられた共振周波数を備えるので、二重共振を示す。同様に、図8Bに示したように、二重共振ダイポールアームを用いたマルチモードアンテナ構造体も、高い分離(すなわち小さなS21)が得られる、2つの周波数帯域を示す。
【００３６】
本発明の1つ又は複数の実施形態によれば、図9に示したマルチモードアンテナ構造体900は、チューナブルアンテナを形成する可変長アンテナ素子902、904を備える。これは、アンテナ素子の実効電気的長さを、各アンテナ素子902、904におけるRFスイッチ906、908などの制御可能デバイスにより変更することで実現する。この例では、(制御可能デバイスを操作することで)スイッチを開いて電気的長さを短くしたり(高周波動作用)、スイッチを閉じて電気的長さを長くしたり(低周波数動作用)できる。高い分離という特徴も含め、アンテナ構造体900の動作周波数帯域は、両方のアンテナ素子を協調して同調させることで同調可能である。このアプローチは、アンテナ素子の実効電気的長さを変更する様々な方法と組み合わせて使用できる。これには、制御可能な誘電材料を用い、MEMSデバイス、バラクター、又は可同調誘電コンデンサなどの可変コンデンサをアンテナ素子に組み合わせ、非励振素子をオン・オフ切り替えする。
【００３７】
本発明の1つ又は複数の実施形態によれば、1つ又は複数の接続素子は、アンテナ素子間をこれら素子間の電気距離に概ね等しい電気的長さで電気的に接続する。この状態で、且つこれら接続素子がアンテナ素子のポート端に取り付けられた場合、これらポートはアンテナ素子の共振周波数付近の周波数で分離される。この構成は特定の周波数でほぼ完全な分離を実現できる。
【００３８】
代替的には、上述したように、接続素子の電気的長さを増大させて、分離が特定の値を上回る帯域幅を拡張できる。例えば、アンテナ素子間の直線接続は特定の周波数で-25
dBの最小S21をもたらし、S21 < -10 dBである帯域幅は100 MHzとなりうる。電気的長さを増大することで、最小S21が-15 dBまで増大するが、S21
< -10 dBである帯域幅は150 MHzまで増大可能な新たな応答が得られる。
【００３９】
本発明の1つ又は複数の実施形態による様々な他のマルチモードアンテナ構造体も可能である。例えば、接続素子は様々な幾何学的形状を備えることができ、或いはアンテナ構造体の特性を変化させる構成部材を含むよう作製できる。これら構成部材は、例えば、受動インダクタ及びコンデンサ素子、共振器若しくはフィルタ構造体、又は移相器などの能動構成部材を含むことができる。
【００４０】
本発明の1つ又は複数の実施形態によれば、アンテナ素子の長さに沿った接続素子の位置を変更させることでアンテナ構造体の特性を調節できる。ポートの分離が起こる周波数帯域を高い周波数に移動させるには、接続素子がアンテナ素子に取り付けられている地点を、ポートから離れアンテナ素子の遠位端に向かう方向へ移動させればよい。図10A及び10Bは、それぞれがアンテナ素子に電気的に接続された接続素子を備えたマルチモードアンテナ構造体1000、1002をそれぞれ示す。図10Aのアンテナ構造体1000では、接続素子1004は、この素子1004と接地平面1006の上端とのギャップが3mmとなるように配置されている。図10Cは、この構造体の散乱パラメータを示すもので、この構成では高い分離が1.15 GHzの周波数で得られることを示す。分路コンデンサ/直列インダクタ整合ネットワークを用いて1.15 GHzにおけるインピーダンス整合を実現する。図10Dは図10Bのアンテナ構造体1002の散乱パラメータを示し、接続素子1008と接地平面の上端1010とのギャップは19
mmである。図10Bのアンテナ構造体1002は、概ね1.50 GHzにおいて高い分離を備えた動作帯域を示す。
【００４１】
図11は、本発明の1つ又は複数の更なる実施形態によるマルチモードアンテナ構造体1100を概略的に示す。アンテナ構造体1100は、それぞれがアンテナ素子1106、１108に電気的に接続した2つ以上の接続素子1102、1104を含む。(図示を容易にするため、2つの接続素子のみを図示した。3つ以上の接続素子も考慮されることは理解すべきである。)接続素子1102、1104は、アンテナ素子1106、1108に沿って互いから離間されている。接続素子1102、1104はそれぞれスイッチ1112、1110を含む。ピーク分離周波数は、スイッチ1110、1112を制御することで選択できる。例えば、周波数f1はスイッチ1110を閉じてスイッチ1112を開くことで選択できる。周波数f2はスイッチ1112を閉じてスイッチ1110を開くことで選択できる。
【００４２】
図12は、本発明の1つ又は複数の代替的実施形態によるマルチモードアンテナ構造体1200を示す。アンテナ構造体1200は接続素子1202を含み、この素子1202にはフィルタ1204が動作可能に結合されている。フィルタ1204は低域フィルタ又は帯域フィルタでよく、アンテナ素子1206と1208との間の接続素子の接続が、高い分離共振周波数のような所望の周波数帯域内のみで有効となるようにできる。より高い周波数において、この構造体は、開回路となる導電性の接続素子により結合されない2つの別個のアンテナ素子として機能する。
【００４３】
図13は、本発明の1つ又は複数の代替的実施形態によるマルチモードアンテナ構造体1300を示す。アンテナ構造体1300は、それぞれがフィルタ1306、1308を含む2つ以上の接続素子1302、1304を含む。(図示を容易にするため、2つの接続素子のみを図示した。3つ以上の接続素子も考慮されることは理解すべきである。)1つの可能な実施形態では、2つの周波数帯域の高い分離を備えたアンテナ構造体(すなわち二重帯域構造体)を作製するため、アンテナ構造体1300は、接続素子1304(アンテナポートにより近い)に低域フィルタ1308を、接続素子1302に広域フィルタ1306を備えている。
【００４４】
図14は、本発明の1つ又は複数の代替的実施形態によるマルチモードアンテナ構造体1400を示す。アンテナ構造体1400は1つ又は複数の接続素子1402を含み、この素子1402にはチューナブル素子1406が動作可能に結合されている。アンテナ構造体1400もアンテナ素子1408、1410を含む。チューナブル素子1406は電気的接続の遅れや位相を変更したり、電気接続の無効インピーダンスを変化させたりする。散乱パラメータS21/S12及び周波数応答の大きさは電気的遅れ又はインピーダンスの変化により影響を受けるので、アンテナ構造体は、チューナブル素子1406を用いて特定の周波数における分離のために適合又は概ね最適化できる。
【００４５】
図15は、本発明の1つ又は複数の代替的実施形態によるマルチモードアンテナ構造体1500を示す。マルチモードアンテナ構造体1500は、例えばWIMAX USBドングルで使用できる。アンテナ構造体1500は、例えば2300乃至2700
MHzのWiMAX帯域で動作するよう構成できる。
【００４６】
アンテナ構造体1500は、導電性の接続素子1506により接続された2つのアンテナ素子1502、1504を含む。これらアンテナ素子は、その電気的長さを増加させて所望の動作周波数範囲を得るためのスロットを含んでいる。この例では、アンテナ構造体は2350
MHzの搬送周波数用に最適化されている。搬送周波数を高くするため、スロットの長さを短くすることもできる。このアンテナ構造体は、プリント回路基板アッセンブリ1508上に取り付けられている。2構成部材の集中素子整合が各アンテナフィードで得られる。
【００４７】
アンテナ構造体1500は、例えば金属打ち抜きで作製できる。これは、例えば0.2mm厚の銅合金シートから作製すればよい。アンテナ構造体1500は、その質量中心において接続素子上にピックアップ機構1510を含み、これは自動ピックアンドプレイス組み付け処理で使用できる。又、このアンテナ構造体は、表面実装リフロー組み付けにも適合している。
【００４８】
図16は、本発明の1つ又は複数の代替的実施形態によるマルチモードアンテナ構造体1600を示す。図15のマルチモードアンテナ構造体1500と同様に、アンテナ構造体1600も、例えばWIMAX USBドングルで使用できる。このアンテナ構造体は、例えば2300乃至2700
MHzのWiMAX帯域で動作するよう構成できる。
【００４９】
アンテナ構造体1600は、それぞれがメアンダモノポールを含む2つのアンテナ素子1602、1604を含む。メアンダの長さが搬送周波数を決定する。図示した代表的な設計は、2350
MHzの搬送周波数用に最適化されている。搬送周波数を高くするために、メアンダの長さを短くすることもできる。
【００５０】
接続素子1606はアンテナ素子を電気的に接続する。2構成部材の集中素子整合が各アンテナフィードで得られる。
【００５１】
このアンテナ構造体は、例えば、プラスチック担体1608上に取り付けられたフレキシブルプリント回路(FPC)として銅から作製可能である。このアンテナ構造体は、FPCの金属被覆部分により作製できる。プラスチック担体は機械的支持をもたらし、PCBアッセンブリ1610への取り付けを容易にする。代替的には、このアンテナ構造体は金属薄板から作製してもよい。
【００５２】
図17は、本発明の別の実施形態によるマルチモードアンテナ構造体1700を示す。このアンテナ設計は、例えばUSB、エクスプレスカード34、及びエクスプレス54データカードフォーマットに使用できる。図示した代表的なアンテナ構造体は、例えば2.3乃至6
GHzの周波数で動作するよう設計されている。このアンテナ構造体は、例えば、金属薄板から或いはプラスチック担体1702を覆うFPCにより作製可能である。
【００５３】
図18Aは、本発明の別の実施形態によるマルチモードアンテナ構造体1800を示す。このアンテナ構造体1800は、3つのポートを備えた3モードアンテナを含む。この構造体では、3つのモノポールアンテナ素子1802、1804、1806は、隣接するアンテナ素子を接続する導電性リングを含む接続素子1808を用いて接続されている。これらアンテナ素子は、共通のカウンタポイズすなわちスリーブ1810により平衡がとられており、スリーブ1810は単一の中空導電性円柱である。このアンテナは、アンテナ構造体を通信装置に接続するための3本の同軸ケーブル1812、1814、1816を備えている。同軸ケーブル1812、1814、1816はスリーブ1810の中空内部を通過している。このアンテナアッセンブリは、円柱形状に巻いた単一のフレキシブルプリント回路から作製し、円柱プラスチック囲壁内に収納して、3つの別々のアンテナのかわりに単一アンテナアッセンブリを提供できる。1つの代表的な構成では、円柱の直径は10mmであり、アンテナの全長は56mmとして2.45
GHzにおいてポート間で高い分離が得られるよう動作する。このアンテナ構造体は、例えば2.4乃至2.5 GHz帯域で動作するMIMO又は802.11Nシステムのような多アンテナ無線システムと共に使用できる。ポートからポートの分離に加え、有利な点として、各ポートは、図18Bに示したように異なる利得パターンを生成する。これは1つの具体例であり、この構造体を任意所望の周波数で動作させるようにスケール変更できることは理解できるはずである。また、2ポートアンテナに関連して上述した同調したり、帯域幅を操作したり、及び多帯域構造体を作製したりする方法もこの多ポート構造体に適用できることは理解されている。
【００５４】
上述の実施形態は真円柱として図示したが、これ以外の様態で3つのアンテナ素子及び接続素子を配置して、同じ利点を得ることもできる。これには、接続素子が三角形又は他の多角形形状を形成するよう、直線接続を備えた配置を含むがそれに限定されない。又、共通のカウンタポイズを備えた3つのモノポール素子の代わりに3つの別個のモノポール素子を同様に接続することで類似の構造体を作製してもよい。又、アンテナ素子を対称配置すると、各ポートから同等の動作、すなわち同一の帯域幅、分離、インピーダンス整合を生み出すという利点はあるが、用途によってはアンテナ素子を非対称又は不均等間隔で配置することもできる。
【００５５】
図19は、本発明の1つ又は複数の実施形態によるコンバイナー用途におけるマルチモードアンテナ構造体1900の使用例を示す。図示したように、送信信号はアンテナ構造体1900の両方のアンテナポートに同時に印加できる。この構成では、このマルチモードアンテナは、アンテナ及び電力増幅器コンバイナーとして機能できる。アンテナポート間の高い分離が、2つの増幅器1902と1904との間の相互作用を制限する。こうした相互作用には信号歪み及び効率低下などの望ましくない影響があることが分かっている。1906におけるオプションのインピーダンス整合がアンテナポートで得られる。
【００５６】
図20A及び20Bは、本発明の1つ又は複数の代替的実施形態によるマルチモードアンテナ構造体2000を示す。マルチモードアンテナ構造体2000は、例えばWiMAX
USB又はエクスプレスカード/34(原語：ExpressCard/34)装置で使用できる。このアンテナ構造体は、例えば2300乃至6000 MHzのWiMAX帯域で動作するよう構成できる。
【００５７】
アンテナ構造体2000は、それぞれが幅広モノポールを含む2つのアンテナ素子2001、2004を含む。接続素子2002はアンテナ素子を電気的に接続する。スロット(又は他の切り欠き)2005を用いて5000
MHzを上回る入力インピーダンス整合を向上させる。図示した代表的な設計は2300乃至6000 MHzの周波数を有効範囲に含むよう最適化されている。
【００５８】
アンテナ構造体2000は、例えば金属打ち抜きで作製できる。これは、例えば0.2mm厚の銅合金シートから作製すればよい。アンテナ構造体2000は、概ねその質量中心において接続素子2002上にピックアップ機構2003を含み、これは自動ピックアンドプレイス組み付け処理で使用できる。又、このアンテナ構造体は、表面実装リフロー組み付けにも適合している。アンテナのフィードポイント2006はPCB上の無線回路への接続点となり、さらにアンテナのPCBへの構造的取り付けの支持となる。付加的な接点2007は構造的支持をもたらす。
【００５９】
図20Cは、アンテナ2000の性能を測定するのに使用するテストアッセンブリ2010を示す。この図は、遠距離電磁界パターンに関する座標基準も示す。アンテナ2000は、エクスプレスカード/34装置を表す30x
88 mmのPCB 2011に取り付けられている。PCB 2011の接地した部分は、典型的なノートブック型コンピュータのカウンタポイズサイズを表すそれより大きい金属板2012(この例では165x254
mmの寸法)に装着されている。PCB 2011のテストポート2014、2016は50オームのストリップ線路を介してアンテナに接続されている。
【００６０】
図20Dは、テストポート2014、2016において測定された電圧定在波比を示す。図20Eは、これらテストポート間で測定された結合(S21又はS12)を示す。これら電圧定在波比及び結合は、広い範囲の周波数、例えば2300乃至6000 MHzで好適に低い。図20Fは、テストポート2014(ポート1)、2016(ポート2)からの測定放射効率を示す。図20Gは、テストポート2014(ポート1)の励振により発生する放射パターンと、テストポート2016(ポート2)の励振により発生する放射パターンとの間の計算された相関関係を示す。放射効率は好適に高いが、パターン間の相関関係は対象とする周波数で好適に低い。図20Hは、2500
MHzの周波数におけるテストポート2014(ポート1)又はテストポート2016(ポート2)の励振による遠距離電磁界利得パターンを示す。図20I及び20Jは、それぞれ3500及び5200
MHzの周波数における同じパターン測定を示す。φ=0すなわちXZ平面及びθ=90すなわちXY平面において、テストポート2014(ポート1)から得られるパターンは、テストポート2016(ポート2)から得られるパターンと異なり且つそれらを補完する。
【００６１】
図21A及び21Bは、本発明の1つ又は複数の代替的実施形態によるマルチモードアンテナ構造体2100を示す。マルチモードアンテナ構造体2100は、例えばWiMAX
USBドングルで使用できる。このアンテナ構造体は、例えば2300乃至2400 MHzのWiMAX帯域で動作するよう構成できる。
【００６２】
アンテナ構造体2100は、それぞれがメアンダモノポールを含む2つのアンテナ素子2102、2104を含む。メアンダの長さが搬送周波数を決定する。例えば螺旋コイル及びループなどの他の蛇行形状を用いて、所望の電気的長さを得ることができる。図示した代表的な設計は、2350MHzの搬送周波数用に最適化されている。接続素子2106(図21Bに示した)はアンテナ素子2102、2104を電気的に接続する。2構成部材の集中素子整合が各アンテナフィードで得られる。
【００６３】
このアンテナ構造体は、例えば、プラスチック担体2101に取り付けられたフレキシブルプリント回路(FPC)2103として銅から作製可能である。このアンテナ構造体は、FPC2103の金属被覆部分により作製できる。プラスチック担体2101は、アンテナをPCBアッセンブリ(図示しない)に装着するための取り付けピン又はピップ2107と、FPC2103を担体2101に固定するためのピップ2105とを備えている。2103の金属被覆部分は、アンテナをPCB上の回路に電気的に接触させるための露出部分すなわちパッド2108を含む。
【００６４】
搬送周波数を高くするために、素子2102、2104の長さを短くすることもできる。図22A及び22Bは、その設計が2600MHzの搬送周波数用に最適化されているマルチモードアンテナ構造体2200を示す。素子2202、2204の端部における金属被覆が除去され、フィード端部における素子の幅が増大されているので、素子2202、2204の電気的長さは、図21A及び21Bの素子2102、2104の電気的長さより短い。
【００６５】
図23Aは、遠距離電磁界パターンの座標基準と共に図21A及び21Bのアンテナ2100を用いるテストアッセンブリ2300を示す。図23Bは、テストポート2302(ポート1)、2304(ポート2)で測定された電圧定在波比を示す。図23Cは、テストポート2302(ポート1)と2304(ポート2)との間で測定された結合(S21又はS12)を示す。電圧定在波比と結合は、例えば2300乃至2400
MHzの対象とする周波数において好適に低い。図23Dは、これらテストポートからの測定放射効率を示す。図23Eは、テストポート2302(ポート1)の励振により発生する放射パターンと、テストポート2304(ポート2)の励振により発生する放射パターンと間の計算された相関関係を示す。放射効率は好適に高いが、パターン間の相関関係は対象とする周波数で好適に低い。図23Fは、2400MHzの周波数におけるテストポート2302(ポート1)又はテストポート2304(ポート2)の励振による遠距離電磁界利得パターンを示す。φ=0すなわちXZ平面及びθ=90すなわちXY平面において、テストポート2302(ポート1)から得られるパターンは、テストポート2304(ポート2)から得られるパターンと異なり且つそれらを補完する。
【００６６】
図23Gは、アンテナ2100の代わりにアンテナ2200を用いたアセンブリ2300のテストポートで測定された電圧定在波比を示す。図23Hは、これらテストポート間で測定された結合(S21又はS12)を示す。電圧定在波比と結合は、例えば2500乃至2700MHzの対象とする周波数で好適に低い。図23Iは、これらテストポートからの測定放射効率を示す。図23Jは、テストポート2302(ポート1)の励振により発生する放射パターンと、テストポート2304(ポート2)の励振により発生する放射パターンと間の計算された相関関係を示す。放射効率は好適に高いが、パターン間の相関関係は対象とする周波数で好適に低い。図23Kは、2600MHzの周波数におけるテストポート2302(ポート1)又はテストポート2304(ポート2)の励振による遠距離電磁界利得パターンを示す。φ=0すなわちXZ平面及びθ=90すなわちXY平面において、テストポート2302(ポート1)から得られるパターンは、テストポート2304(ポート2)から得られるパターンと異なり且つそれらを補完する。
【００６７】
本発明の1つ又は複数の更なる実施形態は、ヌルステアリング又はビーム指向を目的としてビームパターンを制御する技法に関する。こうした技法を従来のアレイアンテナ(波長の何分の一かで離間した別個のアンテナ素子からなる)に適用する時は、アレイアンテナの各素子に基準信号又は波形を移相した信号が与えられる。励振が等しい均一な直線アンテナ列に関しては、生成されるビームパターンはアレイファクタFで記述できる。このファクタFは個別素子それぞれの位相と素子間隔dとに依存する。
【００６８】
【数１】
0005616955.tif 000002
上記式で、β = 2π/λ、N =素子の総数、α =連続した素子間の移相、θ =アレイ軸からの角度である。
【００６９】
位相αを値αｉへ制御することで、Ｆの最大値を異なる方向θｉに調節でき、従って最大信号が送信又は受信される方向を制御できる。
【００７０】
従来のアレイアンテナにおける素子間隔は多くの場合、概ね1/4波長であり、アンテナは近接して結合されていてほぼ同一の偏波を備える。結合はアレイアンテナの設計及び性能面で幾つかの問題を引き起こすことがあるので、素子間の結合を減少させるのが有利である。例えば、パターン歪みや走査ブラインドネス(Stutzman,
Antenna Theory and Design, Wiley 1998, 122-128、135-136、及び466-472ページを参照のこと)や所与の数の素子で得られる最大利得の減少のような問題が、過度の素子間結合から発生することがある。
【００７１】
ビームパターンを制御する技法は、1つ又は複数の接続素子により接続されたアンテナ素子を備えた本明細書記載のマルチモードアンテナ構造体全て(複数のフィードポイント間で高い分離を示す)に好適に適用できる。高分離アンテナ構造体におけるポート間の位相を用いてアンテナパターンを制御できる。アンテナを単純なビーム形成アレイとして使用すると、フィードポイント間の結合が減少する結果、より高いピーク利得が所与の方向で達成可能なことが発見されている。従って、フィード端末に与える搬送信号の位相制御を用いた様々な実施形態による高分離アンテナ構造体では、より大きな利得が選択した方向で達成できる。
【００７２】
アンテナが1/4波長よりかなり短い距離で離間されているハンドセット応用例では、従来のアンテナにおける相互結合作用がアレイの放射効率を低下させ、従って達成可能な最大利得を低下させる。
【００７３】
様々な実施形態による高分離アンテナの各フィードポイントに与えられる搬送信号の位相を制御することで、アンテナパターンにより生成される最大利得の方向を制御できる。ビームステアリングにより得られる例えば3dBの利得メリットは、ビームパターンが固定されており、デバイス配向がユーザによって無作為に制御される携帯デバイス用途では特に有利である。様々な実施形態によるパターン制御装置2400を示した図24の概略ブロック図に例えば示したように、相対的な移相αは、アンテナフィード2404、2408それぞれに印加されるRF信号に移相器2402によってもたらされる。
これら信号はアンテナ構造体2410の対応するアンテナポートに与えられる。
【００７４】
移相器2402は、例えば電気制御移相デバイスや標準的な移相ネットワークなどの標準的な移相部品を含むことができる。
【００７５】
図25A乃至25Gは、近接して離間されたダイポールアンテナの従来の二次元アレイが発生するアンテナパターンと、本発明の様々な実施形態による高分離アンテナの二次元アレイが発生するアンテナパターンとの、アンテナへの2つのフィード間での異なる位相差αに関する比較を示す。図25A乃至25Gでは、θ=90度におけるアンテナパターンに関する曲線を示した。図の実線は様々な実施形態による分離フィード単一素子アンテナにより生成されるアンテナパターンを表し、破線は、この単一素子分離フィード構造体の幅に等しい距離で離間された2つの別々の従来型モノポールアンテナにより生成されるアンテナパターンを表す。従って、これら従来型アンテナと高分離アンテナは概ね等しいサイズである。
【００７６】
図示した全ての場合で、様々な実施形態による高分離アンテナ構造体により生成されたピーク利得は、2つの別々の従来型ダイポールの場合と比較してより大きな利得余裕を生む一方、ビームパターンの方位制御も実現している。この動作により、この高分離アンテナを、付加的利得が特定の方向で必要又は望ましい送信或いは受信用途で使用できる。この方向は駆動点信号間の相対位相を調節することで制御できる。これは、基地局等の受信点にエネルギーを向ける必要がある携帯デバイスで特に有利となることがある。2つの従来型単一アンテナ素子と比較すると、本発明の組合せ型高分離アンテナは、似た位相に調整すると大きな利点がある。
【００７７】
図25Aに示したように、様々な実施形態による組合せダイポールは、α=0(零度位相差)に関して均等な方位パターン(θ=90)において利得を示す。
【００７８】
図25Bに示したように、様々な実施形態による組合せダイポールは、非対称方位パターン(α=30(フィードポイント間で30度の位相差)に関するθ=90プロット)を備えたより大きなピーク利得(φ=0で)を示す。
【００７９】
図25Cに示したように、様々な実施形態による組合せダイポールは、移相方位パターン(α=60(フィードポイント間で60度の位相差)に関するθ=90プロット)を備えたより大きなピーク利得(φ=0で)を示す。
【００８０】
図25Dに示したように、様々な実施形態による組合せダイポールは、移相方位パターン(α=90(フィードポイント間で90度の位相差)に関するθ=90プロット)を備えたさらに大きなピーク利得(φ=0で)を示す。
【００８１】
図25Eに示したように、様々な実施形態による組合せダイポールは、α=120(フィードポイント間で120度の位相差)に関して移相方位パターン(θ=90プロット、より大きなバックローブ(φ=180で))を備えたより大きなピーク利得(φ=0で)を示す。
【００８２】
図25Ｆに示したように、様々な実施形態による組合せダイポールは、α=150(フィードポイント間で150度の位相差)に関して移相方位パターン(θ=90プロット)、より大きなバックローブ(φ=180で)を備えたより大きなピーク利得(φ=0で)を示す。
【００８３】
図25Gに示したように、様々な実施形態による組合せダイポールは、α=180(フィードポイント間で180度の位相差)に関して二重ローブ方位パターン(θ=90プロット)を備えたより大きなピーク利得(φ=0と180で)を示す。
【００８４】
図26は、2つの別個のダイポールに対する1つ又は複数の実施形態による組合せ型高分離アンテナの理想的な利得メリットを、2フィードポイント・アンテナアレイのフィードポイント間の位相角の差の関数として示す。
【００８５】
本発明の別の実施形態は、所与の周波数範囲において、互いに隣接して動作する多帯域アンテナポート間の高い分離を増加させるマルチモードアンテナ構造体に関する。これらの実施形態では、帯域消去スロットをアンテナ構造体のアンテナ素子の1つに組み込んで、このスロットが同調している周波数で結合を減少させる。
【００８６】
図27Aは、単純な二重帯域分岐線モノポールアンテナ2700を概略的に示す。アンテナ2700は、2つの分岐共振器2704、2706の輪郭を定める帯域消去スロット2702を含む。このアンテナは信号発生器2708に駆動される。アンテナ2700が駆動される周波数に従って、様々な電流分布が2つの分岐共振器2704、2706に現れる。
【００８７】
スロット2702の物理的寸法は、図27Aに示したように幅Ws及び長さLsにより画定される。励振周波数がLs = lo/4という条件を満足させるとき、このスロット機構が共振する。この時点で、図27Bに示したように、電流分布はスロットの短絡区間付近に集中する。
【００８８】
分岐共振器2704、2706を通過する電流は概ね等しく、スロット2702の側部に沿って反対を向いている。これにより、アンテナ構造体2700は支線帯域消去フィルタ2720(図2７Ｃで概略的に示す)と類似の様態で動作し、これは、アンテナ入力インピーダンスを公称電源インピーダンスよりかなり低いレベルまで変換する。図27Dに示したように、この大きなインピーダンス不整合は非常に大きな電圧定在波比の原因となり、結果として所望の周波数阻止に至る。
【００８９】
この帯域消去スロット技法は、一方のアンテナ素子が所望の周波数の信号を通過させる必要があり、他方が通過させる必要がない2つ(又はそれ以上)のアンテナ素子であって、互いに近接して動作するアンテナ素子を備えたアンテナシステムに適用できる。1つ又は複数の実施形態において、2つのアンテナ素子の一方は帯域消去スロットを含み、他方はそれを含んでない。図28はアンテナ構造体2800を概略的に示し、この構造体は第1アンテナ素子2802、第2アンテナ素子2804、及び接続素子2806を含む。アンテナ構造体2800は、アンテナ素子2802、2804にそれぞれポート2808、2810を含む。この例では、信号発生器がポート2808においてアンテナ構造体2802を駆動する一方、ポート2810で電流を測定するためメーターがポート2810に結合されている。しかし、一方又は両方のポートを信号発生器で駆動してもよいことは理解すべきである。アンテナ2802は、2つの分岐共振器2814、2816の輪郭を定める帯域消去スロット2818を含む。この実施形態では、分岐共振器はアンテナ構造体の主送信部を含む一方、アンテナ素子2804はアンテナ構造体のダイバーシチ受信部を含む。
【００９０】
アンテナ素子2802のポートにおける帯域消去スロット2812との大きな不整合のため、それとダイバーシチ受信アンテナ素子2804(スロット共振周波数と整合している)との間の相互結合は極めて小さく、その結果比較的高い分離となる。
【００９１】
図29Aは、本発明の1つ又は複数の別の実施形態による帯域消去スロット技法をGPS帯域で使用する多帯域ダイバーシチ受信アンテナシステムを含むマルチモードアンテナ構造体2900の透視図を示す。(GPS帯域は20 MHzの帯域幅を備えた1575.42 MHzである。)アンテナ構造体2900はフレックスフィルム誘電体基板2902上に形成されており、この誘電体基板は誘電担体2904上に1つの層として形成されている。アンテナ構造体2900は、当該構造体の主送信アンテナ素子2808にGPS帯域消去スロット2906を含む。アンテナ構造体2900は、さらに、ダイバーシチ受信アンテナ素子2910と、ダイバーシチ受信アンテナ素子2910を主送信アンテナ素子2808に接続する接続素子2912とを含む。GPS受信機(図示しない)がダイバーシチ受信アンテナ素子2910に接続されている。一般に主送信アンテナ素子2808からのアンテナ結合を最小化するため且つこれら周波数でダイバーシチアンテナ放射効率を最大化するため、主アンテナ素子2908は帯域消去スロット2906を含み、GPS帯域の中心付近で電気的四分の一波長に同調されている。ダイバーシチ受信アンテナ素子2910はそうした帯域消去スロットを含んでいないが、主アンテナ電源インピーダンスに適切に整合したGPSアンテナ素子を含み、それとGPS受信機との間で概ね最大の電力伝送が行われるようにされている。アンテナ素子2908と2910は近接した距離で共存しているが、主送信アンテナ素子2908におけるスロット2906による高い電圧定在波比が、スロット2906が同調している周波数における主アンテナ素子信号源抵抗への結合を減少させ、従って、アンテナ素子2908と2910との間のGPS周波数での分離を実現する。図29B及び29Cに示したように、GPS帯域内における2つのアンテナ素子2908と2910との間で起こる不整合はこれらアンテナ素子の結合を減らすほど大きく、システム設計の分離要件を満たすものである。
【００９２】
図30Aは、本発明の別の実施形態によるマルチモードアンテナ3000を示す。このアンテナ3000は、3つのポートを備えた3モードアンテナを含む。この構造体では、3つのモノポールアンテナ素子3002、3004、3006は、隣接するアンテナ素子を接続する導電性リングを形成する接続素子3008を用いて接続されている。これらアンテナ素子は、共通のカウンタポイズすなわちスリーブ3010により平衡がとられており、このスリーブは単一の中空導電性円柱である。このアンテナは、当該アンテナを通信装置に接続するための3本の同軸ケーブル3012、3014、3016を備えている。同軸ケーブル3012、3014、3016はスリーブ3010の中空内部を通過している。スリーブを含むこのアンテナアッセンブリは、例えば、1ミル(1-mil)厚のポリイミド材料と1/2オンスの銅とから製造された単一のフレキシブルプリント回路から作製可能である。このフレキシブルプリント回路は円柱形状に巻き(図示を簡単にするため図30Aには示していない)、円柱プラスチック囲壁内に収納して、3つの別々のアンテナの代わりとなりうる単一アンテナアッセンブリを提供できる。
【００９３】
アンテナポート間の分離は、リングの幅及び蛇行の量を含む接続リング3008の特性に少なくとも部分的には依存する。これらパラメータは、特定の用途に関するアンテナ性能を最適化するため調節できる。単純なモノポール要素に関しては、ポートが高度に分離されている場合、同軸ケーブルの接続点における入力インピーダンスは一般的に容量性であり、50オームシステムに比べて高インピーダンスである。入力インピーダンスは、本発明の分野では公知である集中インダクタ・コンデンサ素子などの整合ネットワークを用いて変換できる。しかし、修正フィード形状を用いて、集中整合素子を使用することなく50オームとの良好な整合を得ることもできる。この代表的な装置構成は、誘導性トレース3018を用いてフィードポイントをアンテナのさらに内部に移動するものである。この技法は、同時に直列インダクタンス及びインピーダンス変換をフィードに適用し、同軸ケーブルの接続点において50オームとの良好な整合を得る。
【００９４】
四分の一波長スリーブ3010を使用し、ケーブルをスリーブ中央を通して配線することで、ケーブルをアンテナから減結合する効果がある。しかし、アンテナ及び同軸ケーブルシールドの外面との間で幾らかの残留結合(residual
coupling)が発生することもある。同軸ケーブルシールドの外面における電流の励振がシールドからの放射を引き起こすことがあり、これによって、アンテナパターンに影響を与え、又はこの励振はケーブルからの導電路を介して付加的な損失をもたらすことがあり、何れも一般に好ましくない。漏れ電流の制御が重要な場合は、付加的な四分の一波長チョーク3020をアンテナの下に用いればよい。チョーク3020は、上部(アンテナに近い方の端部)で開口し、底部で閉じた中空導電性円柱から作製されている。図30Bに示すように、ケーブルシールド及びチョークは、ケーブルがチョークの底部から出る共通点で電気的に接続されている。こうすることで、チョークの開口端は、ケーブルに沿って伝送される共通モード又は差分型(ケーブル間の)信号に対しても高いインピーダンスを示す。
【００９５】
図30C乃至30Iは代表的な一構成の測定された動作を示すもので、ここでは、円柱の直径は12mmであり、アンテナ素子3002、3004、3006の上部からスリーブ3010の底部までのは39mmとして2.5GHzにおいてポート間で高い分離が得られるよう動作する。ポートからポートの分離に加え、有利な点として、各ポートは、図30Gに示したように異なる利得パターンを生成する。参考のため、ポート1は、図30Aの配向で示した素子3002への接続点である最大の利得は接続点の反対方向で発生する一方、各アンテナポートは、通常、120度回転した同一のカージオイド放射パターンを発生する。
【００９６】
図30H及び30Iのプロットは、付加的なケーブルチョーク3020を設けた場合と設けない場合に発生するポート1からの放射パターンを比較したものである。これは、チョークを付加した場合、得られる均一性とパターン平滑度が向上することを示している。
【００９７】
図31Aは、本発明の別の実施形態によるマルチモードアンテナ3100を示す。このアンテナ3100は、3つのポートを備えた3モードアンテナを含む。この構造体では、モノポールアンテナ素子3102、3104、3106は、接続素子3108、3110、3112を介して接続されている。アンテナの底部では、共平面タブ3114、3116、3118がアンテナへの接続点として作用し、プリント回路基板(PCB)アッセンブリへのはんだ接続に適している。このアンテナの形状によって、アンテナは、例えば0.2mm厚の銅合金材料からなる単一金属板から好適には切断し、形成できるようになっている。
【００９８】
図31Bに示すように、アンテナタブ3114、3116、3118は、アンテナがPCBの縁部から延伸するようにPCB3120に取り付ければよい。このPCBは少なくとも1つのRF接地層(RF
ground layer)を備え、これがアンテナへのカウンタポイズとして作用するが、各アンテナポートの整合回路を設けるために用いたり、電子デバイス用の通信回路など他の構成要素を保持したりしてもよい。
【００９９】
図31C乃至31Gは、2.5 GHz付近の周波数域で動作するよう設計された代表的な構成のシミュレーション性能を示す。この構成では、PCBの縁部からのアンテナの長さは28mmであり、幅は22mmであり、PCBのサイズは50mm
x 50mmである。フィードタブ3114、3116、及び3118は、それぞれポート3、2、及び1に接続されている。これら3つのポートそれぞれは、有利に低い電圧定在波比、低いポート間結合、及び高い放射効率を備えたアンテナモードを提供する。さらに、各ポートは、他のアンテナパターンのいずれとも相関性が低い固有の利得パターンを生成する。
【０１００】
図32Aは、本発明の別の実施形態によるマルチモードアンテナ3200を示す。このアンテナ3200は、3つのポートを備えたマルチモードアンテナを含む。この構造体では、3つの概ね同一のアンテナ素子3202が円柱上に対称に配置されている。各アンテナ素子3202は、2つの異なる周波数で共振を発生する2つの分岐を含み、長い方の分岐はより低い共振周波数に関連し、短い方の分岐はより高い共振周波数に関連している。これらアンテナ素子は、蛇行要素3294をアンテナ素子間に介在させることで互いに接続され、1つの構造体とされている。これらアンテナ素子は、共通のカウンタポイズすなわちスリーブ3206により平衡がとられており、このスリーブは単一の中空導電性円柱である。
【０１０１】
このアンテナは、当該アンテナを通信装置に接続するための3本の同軸ケーブル3212、3214、3216を備えている。同軸ケーブルのシールドはスリーブに電気的に取り付けられる一方、中心導体は各アンテナ素子上の点3210でアンテナの底部に取り付けられている。同軸ケーブル3212、3214、3216はスリーブ3206の中空内部を通過している。スリーブを含むこのアンテナアッセンブリは、例えば、1ミル(1-mil)厚のポリイミド材料と1/2オンスの銅とから製造された単一のフレキシブルプリント回路3208から作製可能である。図32B及び32Cにそれぞれ示したように、このフレキシブルプリント回路は円柱形状に巻き、円柱プラスチック囲壁3218、3220内に収納して、3つの別々のアンテナの代わりとなる単一アンテナアッセンブリを提供できる。
【０１０２】
図32D乃至32Hは、2.4乃至2.5 GHz及び5.15乃至5.85 GHzの周波数帯域で動作するよう設計された代表的な構成の測定された性能を示す。これら3つのポートそれぞれは、有利に低い電圧定在波比、低いポート間結合、及び高い放射効率を備えたアンテナモードを提供する。さらに、各ポートは、他のアンテナパターンのいずれとも相関性が低い固有の利得パターンを生成する。
【０１０３】
図33Aは、本発明の別の実施形態によるマルチモードアンテナ3300を示す。このアンテナ3300は、4つのポートを備えたマルチモードアンテナを含む。この構造体では、4つの概ね同一のアンテナ素子が円柱上に対称に配置されている。これらアンテナ素子3302、3304、3306、3308は、スポーク状の横材3310によって互いに接続され、1つの構造体とされている。これらアンテナ素子は、共通のカウンタポイズすなわちスリーブ3312により平衡がとられており、このスリーブは単一の中空導電性円柱である。
【０１０４】
図30Aの形式の構造体であって、隣接するアンテナ素子が円柱の外周に沿った要素により接続されるが、3つでなく4つのモノポールを備えた構造体を使用することは可能である。しかし、この構成では、アンテナポートが隣接する場合と、アンテナポートが互いから対向して配置された場合とでは分離が異なる。この理由の1つは、これら2つの場合でポート間の物理的距離が異なることである。別の理由としては、アンテナ素子間の接続が、この構造体の対向する側におけるアンテナ素子間に直接の経路とならないことがある。その代わり、接続路は隣接するアンテナ素子を介していて、従って、形状が対向側にあるポート間の分離のために最適化されていれば、隣接ポート間の分離は最適ではなくなる。分離のこの差によって、一般に、4つのポート全てが同じ周波数で最適な分離を達成することはない。これをより好ましく解決するには、素子の間で、図33Aのスポーク状横材3310としてアンテナの中心軸を通過する相互接続部材を用いればよい。この構造体は、全てのポート間でより均一な分離応答を達成する。
【０１０５】
図33Aのアンテナは、例えば、1ミル(1-mil)厚のポリイミド材料と1/2オンスの銅とから製造された単一のフレキシブルプリント回路から作製可能である。このフレキシブルプリント回路は円柱に巻き付ければよい。各アンテナ素子3302、3304、3306、3308に設けたスロットによって、横材3110を上部から所定の位置に挿入してアンテナにはんだ付けできる。横材3110は、例えば0.2mm厚の銅合金材料などの金属薄板から作製すればよい。代替的には、構造体全体を金属薄板から打ち抜いて、図示した形状へと折ることもできる。同軸ケーブルを、アンテナ内部でフィードポイント3314、3316、3318、3320に接続して、アンテナを通信装置に接続する手段とすることができる。このアンテナは各フィード取付ポイントに狭い導体部分を備え、これが上述のように入力インピーダンスを50オームに整合させるように作用する。
【０１０６】
図33B、33C、及び33Dは、5.15乃至5.85 GHzの周波数帯域で動作するよう設計された代表的な構成の測定された性能を示す。これらポートそれぞれは、有利に低い電圧定在波比、低いポート間結合、及び高い放射効率を備えたアンテナモードを提供する。さらに、各ポートは、他のアンテナパターンのいずれとも相関性が低い固有の利得パターンを生成する。
【０１０７】
図34A、34B、及び34Cは、本発明の1つ又は複数の代替的実施形態によるマルチモードアンテナ構造体3400を示す。アンテナ3400は2つのアンテナ素子3402、3404を含み、これらは図34Bに示したように上面から図34Cに示したように下面に折り返されている。下面は、接続素子3406とフィードポイント3408及び3410とを含む。下面は、支持手段及びPCBアッセンブリへの電気的接続を実現する。アンテナ3400は、例えば金属打ち抜きで作製できる。これは、例えば0.2mm厚の銅合金シートから作製すればよい。このアンテナは、付加的な支持又は誘電材料を必要としない。又、このアンテナは、表面実装リフロー組み付けにも適合している。
【０１０８】
このアンテナ3400は、例えば2500乃至2700 MHzのWiMAX帯域を用いるWIMAX USBで使用できる。この種類の代表的なアッセンブリはアンテナ3400のテスト及び評価に用いられ、図34Dに示した。テストPCBアッセンブリ3420は、アンテナポートそれぞれに2構成部材の集中素子整合ネットワークを含む。
【０１０９】
図34E乃至34Nは、テストアッセンブリ3420の測定性能を示す。これらポートそれぞれは、有利に低い電圧定在波比、低いポート間結合、及び高い放射効率を備えたアンテナモードを提供する。さらに、各ポートは、他のアンテナパターンのいずれとも相関性が低い固有の利得パターンを生成する。
【０１１０】
図35Aは、本発明の1つ又は複数の代替的実施形態によるマルチモードアンテナ構造体3500を示す。アンテナ構造体3500は、2つの細片からなる接続部3506により接続された2つのアンテナ素子3502、3504を含む。このアンテナは底部に2つのフィードポイント3508、3510を備える。下面は、支持手段及びPCBアッセンブリへの電気的接続を実現する。アンテナ3500は、例えば金属打ち抜きで作製できる。これは、例えば0.2mm厚の銅合金シートから作製すればよい。このアンテナは、付加的な支持又は誘電材料を必要としない。又、このアンテナは、表面実装リフロー組み付けにも適合している。
【０１１１】
アンテナ3500は2つの周波数帯域で用いられるよう設計されている。これは素子3502、3504のメアンダ構造によって実現されている。図35Bに示したように、これら素子は、導体のより長い誘導性路を介してより低い周波数共振と、メアンダの間のギャップを横切る結合路に沿った第2のより高い周波数共振とをサポートする。このアンテナ3500は、例えば、2400乃至2500MHz及び4900乃至6000MHzの動作可能な周波数帯域を備えた802.11a/b/g/n使用可能装置で使用できる。この種類の代表的なアッセンブリはアンテナ3500のテスト及び評価に用いられ、図35Cに示した。テストPCBアッセンブリ3520は、アンテナポートそれぞれに2構成部材の集中素子整合ネットワークを含む。
【０１１２】
図35D乃至35Kは、テストアッセンブリ3520のシミュレーション性能を示す。これらポートそれぞれは、有利に低い電圧定在波比、低いポート間結合、及び高い放射効率を備えたアンテナモードを提供する。さらに、各ポートは、他のアンテナパターンのいずれとも相関性が低い固有の利得パターンを生成する。
【０１１３】
図36Aは、本発明の別の実施形態によるマルチモードアンテナ3600を示す。このアンテナ3600は、4つのポートを備えたマルチモードアンテナを含む。この構造体では、4つの概ね同一のアンテナ素子3602、3604、3606、3608が円柱上に概ね対称に配置されている。各アンテナ素子3602は、2つの異なる周波数で共振を発生する2つの分岐を含み、長い方の分岐はより低い共振周波数に関連し、短い方の分岐はより高い共振周波数に関連している。これらアンテナ素子は、スポーク状横材3612をアンテナ素子間に介在させることで互いに接続され、1つの構造体とされている。これらアンテナ素子は、共通のカウンタポイズすなわちスリーブ3610により平衡がとられており、このスリーブは単一の中空導電性円柱である。
【０１１４】
図36Aのアンテナは、巻いて円柱形状とした単一のフレキシブルプリント回路から作製すればよい。スポーク状横材3610は、例えば、フレキシブルプリント回路にはんだ付けすることで電気的に接続すればよい。横材は、例えば0.2mm厚の銅合金材料などの金属薄板から作製すればよい。同軸ケーブルを、アンテナ内部でフィードポイントに接続して、アンテナを通信装置に接続する手段とすることができる。
【０１１５】
図36B及び36Cは、2.4乃至2.5 GHz及び5.15乃至5.85 GHzの周波数帯域で動作するよう設計された代表的な構成のシミュレーション電圧定在波比及び実現放射効率(realized
radiation efficiency)を示す。
【０１１６】
図30乃至36に示したアンテナはそれぞれ2つ、3つ、又は4つのアンテナ素子を備えているが、各アンテナ構造体は、接続素子によって接続された任意数のアンテナ素子を含むように構成できることは理解すべきである。
【０１１７】
さらに、図30、32、33、及び36に示したアンテナは円柱形状または多面体形状(すなわち、複数の平坦面を備える)を備えることができる。
【０１１８】
本発明の様々な実施形態による本明細書に記載したアンテナでは、アンテナ素子及び接続素子が、別個の放射構造体でなく、好適には単一の一体的な放射構造体を形成して、何れかのポートに与えられた信号もアンテナ全体を励振させて全体として放射させる。従って、本明細書に記載した技法は、アンテナフィードポイントで減結合回路網を使用することなくアンテナポートの分離を実現する。
【０１１９】
本発明を特定の実施形態に関連して記載してきたが、上述の実施形態は例示のみを意図したものであり、本発明の範囲を制限又は限定するものではないことは理解すべきである。
【０１２０】
次の記載を含むがそれに限定されない様々な他の実施形態も請求の範囲に入る。例えば、本明細書に記載された様々なマルチモードアンテナの素子又は構成要素は、同一の機能を実行する付加的な構成要素に更に分割し、或いは結合して同一の機能を実行するより少ない構成要素としてもよい。
【０１２１】
本発明の好適な実施形態を説明してきたが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく修正が可能なことは明らかなはずである。
【０１２２】
次に請求の範囲を示す。
【図１Ａ】
0005616955.tif 000003
【図１Ｂ】
0005616955.tif 000004
【図１Ｃ】
0005616955.tif 000005
【図１Ｄ】
0005616955.tif 000006
【図１Ｅ】
0005616955.tif 000007
【図１Ｆ】
0005616955.tif 000008
【図１Ｇ】
0005616955.tif 000009
【図２Ａ】
0005616955.tif 000010
【図２Ｂ】
0005616955.tif 000011
【図２Ｃ】
0005616955.tif 000012
【図２Ｄ】
0005616955.tif 000013
【図２Ｅ】
0005616955.tif 000014
【図２Ｆ】
0005616955.tif 000015
【図２Ｇ】
0005616955.tif 000016
【図３Ａ】
0005616955.tif 000017
【図３Ｂ】
0005616955.tif 000018
【図３Ｃ】
0005616955.tif 000019
【図３Ｄ】
0005616955.tif 000020
【図３Ｅ】
0005616955.tif 000021
【図４】
0005616955.tif 000022
【図５】
0005616955.tif 000023
【図６Ａ】
0005616955.tif 000024
【図６Ｂ】
0005616955.tif 000025
【図６Ｃ】
0005616955.tif 000026
【図７】
0005616955.tif 000027
【図８Ａ】
0005616955.tif 000028
【図８Ｂ】
0005616955.tif 000029
【図９】
0005616955.tif 000030
【図１０Ａ】
0005616955.tif 000031
【図１０Ｂ】
0005616955.tif 000032
【図１０Ｃ】
0005616955.tif 000033
【図１０Ｄ】
0005616955.tif 000034
【図１１】
0005616955.tif 000035
【図１２】
0005616955.tif 000036
【図１３】
0005616955.tif 000037
【図１４】
0005616955.tif 000038
【図１５】
0005616955.tif 000039
【図１６】
0005616955.tif 000040
【図１７】
0005616955.tif 000041
【図１８Ａ】
0005616955.tif 000042
【図１８Ｂ】
0005616955.tif 000043
【図１９】
0005616955.tif 000044
【図２０Ａ】
0005616955.tif 000045
【図２０Ｂ】
0005616955.tif 000046
【図２０Ｃ】
0005616955.tif 000047
【図２０Ｄ】
0005616955.tif 000048
【図２０Ｅ】
0005616955.tif 000049
【図２０Ｆ】
0005616955.tif 000050
【図２０Ｇ】
0005616955.tif 000051
【図２０Ｈ】
0005616955.tif 000052
【図２０Ｉ】
0005616955.tif 000053
【図２０Ｊ】
0005616955.tif 000054
【図２１Ａ】
0005616955.tif 000055
【図２１Ｂ】
0005616955.tif 000056
【図２２Ａ】
0005616955.tif 000057
【図２２Ｂ】
0005616955.tif 000058
【図２３Ａ】
0005616955.tif 000059
【図２３Ｂ】
0005616955.tif 000060
【図２３Ｃ】
0005616955.tif 000061
【図２３Ｄ】
0005616955.tif 000062
【図２３Ｅ】
0005616955.tif 000063
【図２３Ｆ】
0005616955.tif 000064
【図２３Ｇ】
0005616955.tif 000065
【図２３Ｈ】
0005616955.tif 000066
【図２３Ｉ】
0005616955.tif 000067
【図２３Ｊ】
0005616955.tif 000068
【図２３Ｋ】
0005616955.tif 000069
【図２４】
0005616955.tif 000070
【図２５Ａ】
0005616955.tif 000071
【図２５Ｂ】
0005616955.tif 000072
【図２５Ｃ】
0005616955.tif 000073
【図２５Ｄ】
0005616955.tif 000074
【図２５Ｅ】
0005616955.tif 000075
【図２５Ｆ】
0005616955.tif 000076
【図２５Ｇ】
0005616955.tif 000077
【図２６】
0005616955.tif 000078
【図２７Ａ】
0005616955.tif 000079
【図２７Ｂ】
0005616955.tif 000080
【図２７Ｃ】
0005616955.tif 000081
【図２７Ｄ】
0005616955.tif 000082
【図２７Ｅ】
0005616955.tif 000083
【図２８】
0005616955.tif 000084
【図２９Ａ】
0005616955.tif 000085
【図２９Ｂ】
0005616955.tif 000086
【図２９Ｃ】
0005616955.tif 000087
【図３０Ａ】
0005616955.tif 000088
【図３０Ｂ】
0005616955.tif 000089
【図３０Ｃ】
0005616955.tif 000090
【図３０Ｄ】
0005616955.tif 000091
【図３０Ｅ】
0005616955.tif 000092
【図３０Ｆ】
0005616955.tif 000093
【図３０Ｇ】
0005616955.tif 000094
【図３０Ｈ】
0005616955.tif 000095
【図３０Ｉ】
0005616955.tif 000096
【図３１Ａ】
0005616955.tif 000097
【図３１Ｂ】
0005616955.tif 000098
【図３１Ｃ】
0005616955.tif 000099
【図３１Ｄ】
0005616955.tif 000100
【図３１Ｅ】
0005616955.tif 000101
【図３１Ｆ】
0005616955.tif 000102
【図３１Ｇ】
0005616955.tif 000103
【図３２Ａ】
0005616955.tif 000104
【図３２Ｂ】
0005616955.tif 000105
【図３２Ｃ】
0005616955.tif 000106
【図３２Ｄ】
0005616955.tif 000107
【図３２Ｅ】
0005616955.tif 000108
【図３２Ｆ】
0005616955.tif 000109
【図３２Ｇ】
0005616955.tif 000110
【図３２Ｈ】
0005616955.tif 000111
【図３３Ａ】
0005616955.tif 000112
【図３３Ｂ】
0005616955.tif 000113
【図３３Ｃ】
0005616955.tif 000114
【図３３Ｄ】
0005616955.tif 000115
【図３４Ａ】
0005616955.tif 000116
【図３４Ｂ】
0005616955.tif 000117
【図３４Ｃ】
0005616955.tif 000118
【図３４Ｄ】
0005616955.tif 000119
【図３４Ｅ】
0005616955.tif 000120
【図３４Ｆ】
0005616955.tif 000121
【図３４Ｇ】
0005616955.tif 000122
【図３４Ｈ】
0005616955.tif 000123
【図３４Ｉ】
0005616955.tif 000124
【図３４Ｊ】
0005616955.tif 000125
【図３４Ｋ】
0005616955.tif 000126
【図３４Ｌ】
0005616955.tif 000127
【図３４Ｍ】
0005616955.tif 000128
【図３４Ｎ】
0005616955.tif 000129
【図３５Ａ】
0005616955.tif 000130
【図３５Ｂ】
0005616955.tif 000131
【図３５Ｃ】
0005616955.tif 000132
【図３５Ｄ】
0005616955.tif 000133
【図３５Ｅ】
0005616955.tif 000134
【図３５Ｆ】
0005616955.tif 000135
【図３５Ｇ】
0005616955.tif 000136
【図３５Ｈ】
0005616955.tif 000137
【図３５Ｉ】
0005616955.tif 000138
【図３５Ｊ】
0005616955.tif 000139
【図３５Ｋ】
0005616955.tif 000140
【図３６Ａ】
0005616955.tif 000141
【図３６Ｂ】
0005616955.tif 000142
【図３６Ｃ】
0005616955.tif 000143