(57)【要約】種々の典型例の実施形態において、アンテナ・アセンブリは、第１のパッチ・アンテナおよび第２のパッチ・アンテナを含んでいる。第１のパッチ・アンテナは第１の給電点を含み第１の周波数に同調されている。第２のパッチ・アンテナは第２の給電点を含み第２の周波数に同調されている。また、アンテナ・アセンブリは第１の給電点と導通する第１の端部を有する伝送線を含んでいてもよい。伝送線の第２の端部は第２の給電点と導通してもよい。伝送線の第１と第２の端部の一方は、第１と第２のパッチ・アンテナによって受信される信号に対する信号出力を供給してもよい。また、アンテナ・アセンブリは伝送線の信号出力から信号を受信する低ノイズ増幅器を含んでいてもよい。
2009506730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の給電点を含み、第１の周波数に同調した第１のパッチ・アンテナと、
第２の給電点を含み、第２の周波数に同調した第２のパッチ・アンテナと、
前記第１の給電点に結合された第１の端部と、前記第２の給電点に結合された第２の端部とを有する伝送線路であって、前記第１の端部と第２の端部の一方が、前記第１のパッチ・アンテナおよび前記第２のパッチ・アンテナによって受信された信号に対する信号出力を供給するものである伝送線路と、
前記伝送線路の信号出力からの信号を受信する低ノイズ増幅器と、
を具えるアンテナ・アセンブリ。
【請求項２】
前記第１の周波数は衛星ディジタル無線サービスに関連し、前記第２の周波数はＧＰＳに関連するものである、請求項１に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項３】
前記第１のパッチ・アンテナは前記第２のパッチ・アンテナ上に積層されているものである、請求項１に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項４】
前記伝送線路はプリント回路基板上に形成されているものである、請求項１に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項５】
前記伝送線路は回路基板配線からなるものである、請求項５に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項６】
前記回路基板配線は曲がりくねったパターンを含むものである、請求項５に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項７】
前記伝送線路は、ＧＰＳに関連する周波数での４分の１波長変成器からなるものである、請求項１に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項８】
唯一の前記低ノイズ増幅器を含む、請求項１に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項９】
さらに、前記低ノイズ増幅器の出力から信号を受信する第１および第２の帯域通過フィルタを具える、請求項１に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項１０】
さらに、前記第１の帯域通過フィルタの出力から信号を受信し前記第２の帯域通過フィルタの出力から信号を受信し、前記アンテナ・アセンブリの出力信号を発生する増幅器を具える、請求項１に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項１１】
唯一の前記増幅器を含む、請求項１０に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項１２】
前記増幅器は、前記増幅器からの出力信号を受信してこの出力信号を第１の無線受信機用の第１の周波数を中心とする第１の信号と第２の無線受信機用の第２の周波数を中心とする第２の信号とに分けるダイプレクサに、伝達するように構成されているものである、請求項１０に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項１３】
さらに、前記増幅器からの出力信号をダイプレクサに伝送するための単一の伝送リンクを具える、請求項１０に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項１４】
前記単一の伝送リンクは単一の同軸ケーブルからなるものである、請求項１３に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項１５】
前記第１および第２の帯域通過フィルタからの信号は組み合わされて前記増幅器の入力に供給されて増幅されるものである、請求項１０に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項１６】
前記伝送線路は、前記第１のパッチ・アンテナと前記第２のパッチ・アンテナの間で５０オームの特性インピーダンスを有するものである、請求項１に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項１７】
前記伝送線路の長さは、ＧＰＳに関連する周波数での４分の１波長に相当し、前記伝送線路の長さは、衛星ディジタル無線サービスに関連する周波数での約１．５波長に相当するものである、請求項１に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項１８】
アンテナ・アセンブリであって、
第１の給電点を含み、第１の周波数に同調した第１のパッチ・アンテナと、
第２の給電点を含み、第２の周波数に同調した第２のパッチ・アンテナと、
前記第１のパッチ・アンテナから信号を受信する第１の低ノイズ増幅器と、
前記第２のパッチ・アンテナから信号を受信する第２の低ノイズ増幅器と、
前記第１の低ノイズ増幅器の出力から信号を受信する第１の帯域通過フィルタと、
前記第２の低ノイズ増幅器の出力から信号を受信する第２の帯域通過フィルタと、
前記第１の帯域通過フィルタの出力から信号を受信し、前記第２の帯域通過フィルタの出力から信号を受信し、前記アンテナ・アセンブリの出力信号を発生する増幅器と、
を具えるアンテナ・アセンブリ。
【請求項１９】
唯一の前記増幅器を含む、請求項１８に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項２０】
前記増幅器は、前記増幅器から出力信号を受信してこの出力信号を第１の無線受信機用の第１の周波数を中心とする第１の信号と第２の無線受信機用の第２の周波数を中心とする第２の信号とに分けるダイプレクサに、伝達するように構成されている、請求項１８に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項２１】
さらに、前記増幅器からの出力信号をダイプレクサに伝送するための単一の伝送リンクを具える、請求項２１に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項２２】
前記単一の伝送リンクは単一の同軸ケーブルからなるものである、請求項２１に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項２３】
前記第１および第２の帯域通過フィルタからの信号は組み合わされて前記増幅器の入力に供給されて増幅されるものである、請求項１８に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項２４】
前記第１の周波数は衛星ディジタル無線サービスに関連し、前記第２の周波数はＧＰＳに関連するものである、請求項１８に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項２５】
前記第１のパッチ・アンテナは前記第２のパッチ・アンテナが積層されているものである、請求項１８に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項２６】
第１の給電点を含み、第１の周波数に同調した第１のパッチ・アンテナと、
前記第１のパッチ・アンテナが積層された第２のパッチ・アンテナであって、第２の給電点を含み、前記第１の周波数と異なる第２の周波数に同調した第２のパッチ・アンテナと、
前記第１の給電点に結合された第１の端部と、前記第２の給電点に結合された第２の端部とを有し、前記第１の端部と前記第２の端部の一方が、前記第１のパッチ・アンテナと前記第２のパッチ・アンテナによって受信された信号に対する信号出力を供給するものである伝送線路と、
前記伝送線路の信号出力から信号を受信する低ノイズ増幅器と、
前記低ノイズ増幅器の出力から信号を受信する第１および第２の帯域通過フィルタと、
前記第１の帯域通過フィルタの出力からの信号と前記第２の帯域通過フィルタの出力からの信号とを受信し、出力信号を発生する増幅器と、
前記増幅器からの出力信号を受信して、この出力信号を第１の無線受信機用の第１の周波数を中心とする第１の信号と、第２の無線受信機用の第２の周波数を中心とする第２の信号とに分けるダイプレクサと、
前記増幅器からの出力信号を前記ダイプレクサに伝送する同軸ケーブルと、
を具えるアンテナ・アセンブリ。
【請求項２７】
前記第１の周波数は衛星ディジタル無線サービスに関連し、前記第２の周波数はＧＰＳに関連するものである、請求項２６に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項２８】
前記伝送線路はプリント回路基板上の曲がりくねったパターンを有する回路基板配線からなるものである、請求項２６に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項２９】
唯一の前記低ノイズ増幅器と、唯一の前記増幅器と、前記増幅器を前記ダイプレクサに接続する唯一の前記同軸ケーブルとを具える、請求項２６に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項３０】
前記伝送線路の長さはＧＰＳに関連する周波数での４分の１波長に相当し、また前記伝送線路の長さは前記衛星ディジタル無線サービスに関連する周波数での約１．５波長に相当するものである、請求項２６に記載のアンテナ・アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の内容は、積層型（積層された）パッチ・アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
この項での説明は、単に本発明に関連する背景情報を説明するものであり、従来技術を構成するものではない。
【０００３】
図１を参照すると、これには無線受信機システム１０が示されている。図示のように、システム１０は、第１の中心周波数ｆｃ１に同調した第１のパッチ（patch：パッチ）アンテナ１２を含んでいる。また、システム１０は、第２の周波数ｆｃ２に同調した第２のパッチ・アンテナ１４を含んでいる。幾つかの実施形態では、第１の中心周波数ｆｃ１は、衛星ディジタル・オーディオ無線サービス（ＳＤＡＲＳ：Satellite digital Audio Radio Service）（例えば、米国では２．３２０ＧＨｚ乃至２．３４５ＧＨｚ、等）で使用されている周波数であってもよく、第２の中心周波数ｆｃ２は、グローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ：Global Positioning System（例えば、少なくとも１．５７５ＧＨｚ、等）であってもよい。
【０００４】
図１に示すように、第１の低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）１６は第１のパッチ・アンテナ１２からの信号を増幅する。第２の低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）１８は第２のパッチ・アンテナ１４からの信号を増幅する。第１のＬＮＡ１６と第２のＬＮＡ１８からの信号は、ｆｃ１の中心周波数を有する帯域通過フィルタ（ＢＰＦ：バンドパス・フィルタ）２０とｆｃ２の中心周波数を有する帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）２２のそれぞれの入力に伝送（伝達）される（communicate with：と通信する）。第１の増幅器２４は第１の帯域通過フィルタ２０の出力からの信号を増幅する。第２の増幅器２６は第２の帯域通過フィルタ２２の出力からの信号を増幅する。
【０００５】
第１の無線受信機２８は第１の増幅器２４からの信号を受信する。幾つかの実施形態では、第１の無線受信機２８は、ＳＩＲＩＵＳ衛星無線放送信号および／またはＸＭ衛星無線放送信号と両立性のある（コンパチブルな）ＳＤＡＲＳ受信機であってもよい。第２の無線受信機３０は、第２の増幅器２６からの信号を受信する。幾つかの実施形態では、第２の無線受信機３０は、ディスプレイ（表示面）および／またはユーザ・インタフェースを含むＧＰＳ受信機であってもよい。
【０００６】
第１のパッチ・アンテナ１２、第２のパッチ・アンテナ１４、第１のＬＮＡ１６、第２のＬＮＡ１８、第１の帯域通過フィルタ２０、第２の帯域通過フィルタ２２、第１の増幅器２４、および第２の増幅器２６は、コンパクト・アンテナ・アセンブリ（組立体）３２を構成するように組立てられる。アンテナ・アセンブリ３２は、例えば自動車または自動車類（motor vehicle：モータ・ビークル）の屋根のような構造物上に取り付けるのに適していてもよい。
【０００７】
第１の増幅器２４と第１の無線受信機２８の間、および第２の増幅器２６と第２の無線受信機３０の間のそれぞれの接続部を形成するために同軸ケーブルを使用してもよい。第１のＬＮＡ１６、第２のＬＮＡ１８、およびそれぞれの同軸ケーブルは、アンテナ・アセンブリ３２のその他の要素（エレメント）に関連するコストと比較したときかなり高価になる傾向がある。
【発明の開示】
【０００８】
発明の概要
種々の典型例の実施形態によれば、アンテナ・アセンブリは、概略的に、第１のパッチ・アンテナおよび第２のパッチ・アンテナを含んでいる。その第１のパッチ・アンテナは、第１の給電点（フィード・ポイント）を含み、第１の周波数に同調されている。その第２のパッチ・アンテナは、第２の給電点を含み、第２の周波数に同調されている。また、そのアンテナ・アセンブリは、その第１の給電点と結合（導通、通信、交信）する第１の端部を有する伝送線路（ライン）を含んでいる。その伝送線路の第２の端部は、その第２の給電点と結合（導通、通信、交信）してもよい。その伝送線路のその第１の端部と第２の端部の一方は、第１および第２のパッチ・アンテナによって受信された信号に対する信号出力を供給してもよい。また、アンテナ・アセンブリは、その伝送線路の信号出力からの信号を受信する低ノイズ増幅器を含んでいてもよい。
【０００９】
他の典型例の実施形態では、アンテナ・アセンブリ（組立体）は、概略的に、第１と第２のパッチ・アンテナを含んでいる。その第１のパッチ・アンテナは、第１の給電点を含み、第１の周波数に同調されている。第２のパッチ・アンテナは、第２の給電点を含み、第２の周波数に同調されている。これらの実施形態では、そのアンテナ・アセンブリは、また、第１のパッチ・アンテナからの信号を受信する第１の低ノイズ増幅器と、第２のパッチ・アンテナからの信号を受信する第２の低ノイズ増幅器とを含んでいてもよい。そのアンテナ・アセンブリは、さらに、その第１の低ノイズ増幅器の出力からの信号を受信する第１の帯域通過フィルタと、その第２の低ノイズ増幅器の出力からの信号を受信する第２の帯域通過フィルタとを含んでいてもよい。増幅器は、その第１の帯域通過フィルタの出力からの信号を受信し、またその第２の帯域通過フィルタの出力からの信号を受信してもよい。その増幅器はそのアンテナ・アセンブリの出力信号を発生してもよい。
【００１０】
さらなる適用の領域（分野）については、以下の説明から明らかになる。以下での説明および具体的な例は単なる例示のためのものであって、本発明の開示の範囲を限定することを意図したものではない、と理解すべきである。
【００１１】
典型的な実施形態に関する次の説明は本来単なる典型例であって、いかなる意味においても本発明、その適用分野、または用途を限定することを意図するものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下の説明は本来単なる典型例であって、本発明の開示内容、適用例または用途を限定することを意図したものではない。図全体を通して対応する参照番号は同様のパーツ（部分、部品）または対応するパーツおよび特徴を表すものであると理解すべきである。
【００１３】
図２は、本発明の１つ以上の特徴（側面）を実施形態化した典型例の無線受信機システム５０を示している。図示のように、システム５０は単一の同軸ケーブル５２（またはその他の適した通信ライン）によって増幅器７０からの出力信号をスプリッタ（分割器）またはダイプレクサ（diplexer）７２に伝送（伝達、通信）することができ、そのスプリッタまたはダイプレクサ７２は、その出力信号を第１の無線受信機５４用の第１の部分と第２の無線受信機５６用の第２の部分とに分割（分離）することを可能にするアーキテクチャ（構成）を採用している。第１の信号はｆｃ１の中心周波数を有し、第２の信号はｆｃ２の中心周波数を有する。幾つかの実施形態では、第１の無線受信機５４はＳＩＲＩＵＳ衛星（サテライト）無線信号および／またはＸＭ衛星無線方法信号と両立性のある（コンパチブルな）ＳＤＡＲＳ受信機であってもよい。幾つかの実施形態では、第２の無線受信機５６はディスプレイ（表示面）および／またはユーザ・インタフェースを含むＧＰＳ受信機であってもよい。
【００１４】
システム５０は、第１の中心周波数ｆｃ１に同調した第１のパッチ・アンテナ５８を含んでいる。また、システム５０は、第２の中心周波数ｆｃ２に同調した第２のパッチ・アンテナ６０を含んでいる。幾つかの実施形態では、ｆｃ１はグローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ：Global Positioning System、全地球測位システム）で使用される周波数であってもよい（例えば）。ｆｃ２は衛星ディジタル・オーディオ無線サービス（ＳＤＡＲＳ：Satellite digital Audio Radio Service）で使用される周波数であってもよい。代替構成として、パッチ・アンテナ５８および／または６０のいずれか一方または双方が、それぞれＧＰＳおよびＳＤＡＲＳとは別にその他の信号を受信し、および／または例えばアンテナ構造の寸法を調整することによって、より高い周波数帯域またはより低い周波数帯域に同調するように構成されてもよい。さらに加えて、または代替構造として、１つまたは複数の或る周波数帯域を実現するために１つまたは複数の基板（サブストレート）の１つまたは複数の誘電体（絶縁）材料を変更することによって、第１のパッチ・アンテナ５８および／または第２のパッチ・アンテナ６０に対してその周波数帯域の範囲を選択してもよい。
【００１５】
２００４年７月２０日付けのドイツ特許出願第１０ ２００４ ０３５０６４．７号および／または２００５年７月２０日付けの米国特許出願第１１／１８５０１５号に開示された典型的な形態では、第２のパッチ・アンテナ６０は第１のパッチ・アンテナ５８上に積層されていてもよい（積み重ねられていてもよい）。ここで、これらの両文献に開示された開示内容の全体を参照して組み込む。
【特許文献１】ドイツ特許出願第２００４ ０３５０６４．７号
【特許文献２】米国特許公開２００６／０２２０９７０Ａ１
【００１６】
第１の低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）６２は第１のパッチ・アンテナ５８からの信号を増幅する。第２の低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）６４は第２のパッチ・アンテナ６０からの信号を増幅する。第１のＬＮＡ６２および第２のＬＮＡ６４からの信号は、それぞれ、中心周波数ｆｃ１、ｆｃ２を有する帯域通過フィルタ６６、６８を通過させられる。第１および第２の帯域通過フィルタ６６、６８からのそれぞれの出力信号は、合成されて（組み合わされて）増幅器７０の入力に供給される。
【００１７】
スプリッタまたはダイプレクサ７２は増幅器７０からの信号を受信して、これをｆｃ１の中心周波数をもつ第１の信号とｆｃ２の中心周波数を持つ第２の信号とに分割（分離）する。第１の受信機５４は第１の信号を受信する。第２の受信機５６は第２の信号を受信する。
【００１８】
第１のパッチ・アンテナ５８、第２のパッチ・アンテナ６０、第１のＬＮＡ６２、第２のＬＮＡ６４、第１の帯域通過フィルタ６６、第２の帯域通過フィルタ６８および増幅器７０は、コンパクト・アンテナ・アセンブリ７４を構成するように組立てられる。このコンパクトなアンテナ・アセンブリ７４は自動車類（motor vehicle）の屋根（ルーフ）のような構造体上に取り付けるように適合化されていてもよい。
【００１９】
次に図３を参照すると、これには無線受信機システム８０の第２の実施形態が示されている。システム８０は、１個のＬＮＡ８２が第１のパッチ・アンテナ５８からの信号を増幅し、また第２のパッチ・アンテナ６０からの信号を増幅することができる構成（アーキテクチャ）を用いている。また、システム８０は増幅器７０からの信号をダイプレクサ７２に伝送（伝達、通信）するために単一の同軸ケーブル５２を用いている。２００４年７月２０日付けドイツ特許出願第１０ ２００４ ０３５０６４．７号および／または２００５年７月２０日付け米国特許出願第１１／１８５０１５号に開示された典型例の形態で、第１のパッチ・アンテナ５８を第２のパッチ・アンテナ６０上に積層（積み重ねる）ことができる。ここで、これらの両文献に開示された開示内容の全体を参照して組み込む。
【００２０】
伝送線路８４は第１のパッチ・アンテナ５８の給電点と第２のパッチ・アンテナ６０の給電点の間を接続している。伝送線路８４は、図６に示されているようにプリント回路板（ＰＣＢ、プリント回路基板、プリント配線板）９０上に配線（trace：トレース、線、配線パターン）として形成されている。この伝送線路８４については以下でさらに詳細に説明する。
【００２１】
ＬＮＡ８２は第２のパッチ・アンテナ６０からの信号を増幅する。また、ＬＮＡ８２は第１のパッチ・アンテナ５８からの信号を増幅する。伝送線路８４は第１のパッチ・アンテナ５８からの信号をＬＮＡ８２の入力に伝送（供給）する。ＬＮＡ８２の出力は、第１の帯域通過フィルタ６６の入力および第２の帯域通過フィルタ６８の入力に接続されている（導通している、と通信する）。第１の帯域通過フィルタ６６の出力および第２の帯域通過フィルタ６８の出力は結合されて増幅器７０の入力に接続されている（と通信する、導通している）。
【００２２】
増幅器７０の出力はダイプレクサ７２の入力に接続されている（導通している、と通信する、伝達される）。ダイプレクサ７２は増幅器７０の出力からの信号を受信し、この信号を周波数ｆｃ１を中心とする第１の信号と周波数ｆｃ２を中心とする第２の信号とに分割（分離）する。第１の受信機５４は第１の信号を受信する。第２の受信機５６は第２の信号を受信する。
【００２３】
第１のパッチ・アンテナ５８、第２のパッチ・アンテナ６０、ＬＮＡ８２、帯域通過フィルタ６６、６８、および増幅器７０は組立てられて、コンパクト・アンテナ・アセンブリ８６に形成される。このコンパクト・アンテナ・アセンブリ８６は、例えば自動車類の屋根（ルーフ）のような構造体上に取り付けるのに適している。
【００２４】
次に伝送線路８４についてさらに詳細に説明する。第１のパッチ・アンテナ５８と第２のパッチ・アンテナ６０を適正に機能（動作）するように積層された形に組み合わせるために、好ましくは２つのパッチ・アンテナ間の干渉を最小化し、または少なくとも減少させるべきである。第１のパッチ・アンテナ５８と第２のパッチ・アンテナ６０の間の干渉を減少させることは、これら２つのパッチ・アンテナ間の分離（isolation：絶縁）を大きくすることと等価（同等）である。
【００２５】
次の例では、ｆｃ１は２３２０ＭＨｚ乃至２３４５ＭＨｚの間のＳＤＡＲＳ周波数であり、ｆｃ２は１５７５ＭＨｚのＧＰＳ周波数である。伝送線路８４によって実現される分離（絶縁）を大きくする１つの方法は、第１のパッチ・アンテナ５８からのインピーダンスがＧＰＳ周波数で高く、また（第２のパッチ・アンテナ６０から見たときの）第１のパッチ・アンテナ５８のインピーダンスがＳＤＡＲＳ周波数で高い値に留まっていることを、確実にすることである。このことは、第１のパッチ・アンテナ５８と第２のパッチ・アンテナ６０の間に５０オーム（Ω）の特性インピーダンスをもった伝送線路８４を用いて実現される。幾つかの実施形態では、伝送線路８４は、ＧＰＳ周波数での４分の１波長に相当する。
【００２６】
誘電率（permittivity）εrおよび透磁率（permeability）μで特性付けられる無損失で且つ均一な誘電体媒体では、伝送線路８４の効果は次式によって解析される。
【数１】
2009506730.tif 000003
【数２】
2009506730.tif 000004
および
【数３】
2009506730.tif 000005
ここで、
Ｃ＝光の速度、
ｆ＝周波数、
εr＝媒体の相対誘電率、
Ｚin＝入力における変換されたインピーダンス（変換インピーダンス）、
ｚload＝入力の反対側におけるインピーダンス（負荷インピーダンス）、および
λ＝波長。
【００２７】
伝送線路８４の長さｌ（Ｌの小文字）がＧＰＳ周波数でのλ／４であれば、次の式４によって表わされるように、第１のパッチ・アンテナ５８の低インピーダンスは高インピーダンスに変換される。
【数４】
2009506730.tif 000006
【００２８】
ＳＤＡＲＳ周波数では、伝送線路８４の長さｌ（Ｌの小文字）は１．４７＊λ（約１．５＊λ）である。第２のパッチ・アンテナ６０は高インピーダンスであるので、第１のパッチ・アンテナ５８は、第２のパッチ・アンテナ６０から次式のインピーダンスを見ることになる。
【数５】
2009506730.tif 000007
従って、伝送線路８４は第１のパッチ・アンテナ５８と第２のパッチ・アンテナ６０の間を充分に分離（絶縁）することができる。
【００２９】
幾つかの実施形態では、伝送線路８４は、第１のパッチ・アンテナ５８からの出力または信号を、第２のパッチ・アンテナ６０からの異なる（他の）出力または信号から分離するための無線周波数チョークとして動作することができる（ＧＰＳ周波数における）４分の１波長変成器を構成する。例えば、幾つかの実施形態は、第１のパッチ・アンテナ５８によって受信されたＳＤＡＲＳ信号を、第２のパッチ・アンテナ６０によって受信されたＧＰＳ信号から分離する伝送線路８４を有してもよい。しかし、ここで指摘したように、それぞれのパッチ・アンテナ構成の、例えば誘電率（dielectric constant）および／または寸法（dimensions）を調整することによって、これらのパッチ・アンテナ５８および／または６０のいずれか一方または双方を、それぞれＳＤＡＲＳおよびＧＰＳに加えてその他の信号を受信し、および／またはより高い周波数帯域またはより低い周波数帯域に同調させるように構成してもよい。幾つかの実施形態では、各パッチ・アンテナ５８および６０は、ＧＨｚ領域にある衛星（サテライト）送信された周波数を受信するために下側基板の上面に２分の１波長（λ／２）アンテナ構造（アンテナ・ストラクチャ）を含んでいる。
【００３０】
次に図４を参照すると、これにはアンテナ・アセンブリ８６の斜視図が示されている。第１のパッチ・アンテナ５８が第２のパッチ・アンテナ６０上に配置された形で示されている。第２のパッチ・アンテナ６０はＰＣＢ９０上に配置されている。ＰＣＢ９０の構成要素（コンポーネント）側９２は、ＬＮＡ８２、帯域通過フィルタ６６および６８、増幅器７０、および伝送線路８４の各構成要素に適合する（accommodate：対応できる）回路配線およびパッドを含んでいる。第１のリード線９４は第１のパッチ・アンテナ５８の給電点への接続を形成する。第２のリード線９６は第２のパッチ・アンテナ６０の給電点への接続を形成する。第１のパッチ・アンテナ５８は第１の誘電体層９８を含んでいる。幾つかの実施形態では、第１の誘電体層９８の誘電率（比誘電率）は約２０である。第２のパッチ・アンテナ６０は第２の誘電体層９９を含んでいる。幾つかの実施形態では、第２の誘電体層９９の誘電率（比誘電率）は約２乃至４で（約２および４を含んで約２乃至４の間に）あってもよい。これらの実施形態では、第１の誘電体層９８の誘電率（比誘電率）は概して第２の誘電体層９９の誘電率（比誘電率）よりも大である。この関係によって、概して確実に、第２のパッチ・アンテナ６０は、その上に第１のパッチ・アンテナ５８を収容するのに充分な面積を有するようになるであろう。
【００３１】
次に図５を参照すると、これには図４の線５−５に沿うアンテナ・アセンブリ８６の断面が示されている。第２のパッチ・アンテナ６０は第１のパッチ・アンテナ５８に対する金属化（metallization）層を形成する。また、第２のパッチ・アンテナ６０に対する第２の金属化層１０２が設けられている。第２の金属化層１０２はＰＣＢ９０と第２の誘電体層９９の間に層をなして設けられている。
【００３２】
次に図６を参照すると、これにはＰＣＢ９０の構成要素（コンポーネント）９２側が示されている。この例示の実施形態では、伝送線路８４はＰＣＢ９０上の曲がりくねった（meandering：曲折）回路配線として形成されていてもよい。また、構成要素９２側には、ＬＮＡ８２の構成要素、第１の帯域通過フィルタ６６、第２の帯域通過フィルタ６８および増幅器７０の各構成要素に適合し且つこれらを接続する多数のパッドおよび配線１０４が含まれている。
【００３３】
本発明の実施形態および特徴的形態は、無線信号がアンテナ間で伝送（通信）される適用例の中でも、例えば、パッチ・アンテナ、テレマティックス（telematics）アンテナ、衛星信号（例えば、衛星ディジタル・オーディオ無線サービス（ＳＤＡＲＳ）、グローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）、セルラ（cellular）信号、等）、地上波信号（terrestrial signals）を受信するように構成されたアンテナ、ＲＦエネルギまたは無線送信（例えば、ＡＭ／ＦＭ無線信号、等）を受信するように構成されたアンテナ、これらのアンテナの組み合わせ、のような広範囲のアンテナ・アプリケーション（適用例）で使用してもよいことに留意すべきである。従って、本発明の範囲は、アンテナ・アセンブリの唯一の特定の形態（form：フォーム）／タイプ（type：形式）のみに限定されるべきでない。
【００３４】
さらに、ここで説明した種々のアンテナ・アセンブリおよび構成要素（コンポーネント）を、静止プラットフォームおよび移動プラットフォームを含む広範囲にわたる支持構造物（支持ストラクチャ）上に取り付けてもよい。例えば、ここで説明したアンテナ・アセンブリを、移動プラットフォームの中でも、バス、列車、航空機の支持構造物上に取り付けることができるであろう。従って、ここで参照した自動車を参照した説明は、本発明の範囲を特定のタイプの支持構造物または環境に制限するよう解釈すべきでない。
【００３５】
ここでは幾つかの用語は参照としてのみ使用されており、従ってその用語で限定することを意図したものではない。例えば、“上側（upper）”、“下側（lower）”、“の上（above）”、“の下（below）”等の用語は、参照する図面中の方向を示している。“前面（front）”、“背面（back）”、“後部（rear）”、“上部（top）”、“底部（bottom）”、および“側部（side）”等の用語は、対象となる構成要素（コンポーネント）を説明する説明文および関連する図面を参照することによって明らかになる矛盾の無い一貫性ある参照法の範囲内で任意の参照法で構成要素の各部分の方向を表している。このような用語は、特に上記の用語、その派生語、同様な意味の語を含む。同様に、用語“第１の（first）”、“第２の（second）”、および構造物を表すこのような数値の用語は、前後関係（文脈）によって明確に示されたものでない限り、一連の順序または順番を意味するものではない。
【００３６】
本発明またはその実施形態の構成要素（エレメント）、コンポーネント（構成部分）、または特徴を説明するに当って、冠詞“a”、“an”、“the”および“前記（said）”は、１つ以上の構成要素（エレメント）、コンポーネントまたは特徴が存在することを意味する。用語“・・・からなる（comprising）”、“含む（including）”、“有する（having）”は、特に説明したこれらの構成要素、コンポーネントまたは特徴以外に別の構成要素または特徴を含み得るまたは存在してもよいことを意味することを意図している。さらに、ここで説明した方法の工程（ステップ）、プロセス（処理）、動作（オペレーション）は、オーダ（order：順序、等級、種類、注文）または性能（特性）として特に指定しない限り、ここで説明しまた図示した特定のオーダで必ずその性能を要求するものであると解釈すべきでない。また、追加のまたは代替的な工程（ステップ）が採用されることもあると理解すべきである。
【００３７】
本発明の説明は、その性質上単なる典型例に関するものであり、従って本発明の要旨を逸脱しない複数の変形が本発明の範囲内のものとなることを意図している。そのような変形は本発明の精神および範囲を逸脱するものではないと考えるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、従来技術によるデュアル（二重）周波数無線受信機システムの機能ブロック図である。
【図２】図２は、本発明の典型例の実施形態による無線受信機システムの機能ブロック図である。
【図３】図３は、本発明の別の典型例の実施形態の無線受信機システムの機能的ブロック図である。
【図４】図４は、図３に示す無線受信機システムに含まれる積層型（積み重ねられた）パッチ・アンテナの斜視図である。
【図５】図５は、図４に示す積層型パッチ・アンテナの断面図である。
【図６】図６は、図４に示す積層型パッチ・アンテナ上に配置されたプリント回路板の平面図である。
【図１】
2009506730.tif 000008
【図２】
2009506730.tif 000009
【図３】
2009506730.tif 000010
【図４】
2009506730.tif 000011
【図５】
2009506730.tif 000012
【図６】
2009506730.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成19年9月28日(2007.9.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の給電点を含み、第１の周波数に同調した第１のパッチ・アンテナと、
第２の給電点を含み、第２の周波数に同調した第２のパッチ・アンテナと、
前記第１の給電点に結合された第１の端部と、前記第２の給電点に結合された第２の端部とを有する伝送線路であって、前記第１の端部と第２の端部の一方が、前記第１のパッチ・アンテナおよび前記第２のパッチ・アンテナによって受信された信号に対する信号出力を供給するものである伝送線路と、
前記伝送線路の信号出力からの信号を受信する低ノイズ増幅器と、
を具えるアンテナ・アセンブリ。
【請求項２】
アンテナ・アセンブリであって、
第１の給電点を含み、第１の周波数に同調した第１のパッチ・アンテナと、
第２の給電点を含み、第２の周波数に同調した第２のパッチ・アンテナと、
前記第１のパッチ・アンテナから信号を受信する第１の低ノイズ増幅器と、
前記第２のパッチ・アンテナから信号を受信する第２の低ノイズ増幅器と、
前記第１の低ノイズ増幅器の出力から信号を受信する第１の帯域通過フィルタと、
前記第２の低ノイズ増幅器の出力から信号を受信する第２の帯域通過フィルタと、
前記第１の帯域通過フィルタの出力から信号を受信し、前記第２の帯域通過フィルタの出力から信号を受信し、前記アンテナ・アセンブリの出力信号を発生する増幅器と、
を具えるアンテナ・アセンブリ。
【請求項３】
第１の給電点を含み、第１の周波数に同調した第１のパッチ・アンテナと、
前記第１のパッチ・アンテナが積層された第２のパッチ・アンテナであって、第２の給電点を含み、前記第１の周波数と異なる第２の周波数に同調した第２のパッチ・アンテナと、
前記第１の給電点に結合された第１の端部と、前記第２の給電点に結合された第２の端部とを有し、前記第１の端部と前記第２の端部の一方が、前記第１のパッチ・アンテナと前記第２のパッチ・アンテナによって受信された信号に対する信号出力を供給するものである伝送線路と、
前記伝送線路の信号出力から信号を受信する低ノイズ増幅器と、
前記低ノイズ増幅器の出力から信号を受信する第１および第２の帯域通過フィルタと、
前記第１の帯域通過フィルタの出力からの信号と前記第２の帯域通過フィルタの出力からの信号とを受信し、出力信号を発生する増幅器と、
前記増幅器からの出力信号を受信して、この出力信号を第１の無線受信機用の第１の周波数を中心とする第１の信号と、第２の無線受信機用の第２の周波数を中心とする第２の信号とに分けるダイプレクサと、
前記増幅器からの出力信号を前記ダイプレクサに伝送する同軸ケーブルと、
を具えるアンテナ・アセンブリ。
【請求項４】
前記第１の周波数は衛星ディジタル無線サービスに関連し、前記第２の周波数はＧＰＳに関連するものである、請求項１、２または３に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項５】
前記第１のパッチ・アンテナは前記第２のパッチ・アンテナ上に積層されているものである、請求項１、２、３または４に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項６】
前記伝送線路はプリント回路基板上に形成されているものである、請求項１または３に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項７】
前記伝送線路は回路基板配線からなるものである、請求項１、３または６に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項８】
前記回路基板配線は曲がりくねったパターンを含むものである、請求項７に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項９】
前記伝送線路は、ＧＰＳに関連する周波数での４分の１波長変成器からなるものである、請求項１、３、６、７または８に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項１０】
唯一の前記低ノイズ増幅器を含む、請求項１、３、６、７、８または９に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項１１】
さらに、前記低ノイズ増幅器の出力から信号を受信する第１および第２の帯域通過フィルタを具える、請求項１に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項１２】
さらに、前記第１の帯域通過フィルタの出力から信号を受信し前記第２の帯域通過フィルタの出力から信号を受信し、前記アンテナ・アセンブリの出力信号を発生する増幅器を具える、請求項１１に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項１３】
唯一の前記増幅器を含む、請求項２、３または１２に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項１４】
前記増幅器は、前記増幅器からの出力信号を受信してこの出力信号を第１の無線受信機用の第１の周波数を中心とする第１の信号と第２の無線受信機用の第２の周波数を中心とする第２の信号とに分けるダイプレクサに、伝達するように構成されているものである、請求項２または１２に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項１５】
さらに、前記増幅器からの出力信号をダイプレクサに伝送するための単一の伝送リンクを具える、請求項２、３、１２、１３または１４に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項１６】
前記単一の伝送リンクは単一の同軸ケーブルからなるものである、請求項１５に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項１７】
前記第１および第２の帯域通過フィルタからの信号は組み合わされて前記増幅器の入力に供給されて増幅されるものである、請求項２、３、１２、１３、１４、１５または１６に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項１８】
前記伝送線路は、前記第１のパッチ・アンテナと前記第２のパッチ・アンテナの間で５０オームの特性インピーダンスを有するものである、請求項１、３、６、７、８、９、１０、１１または１２に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項１９】
前記伝送線路の長さは、ＧＰＳに関連する周波数での４分の１波長に相当し、前記伝送線路の長さは、衛星ディジタル無線サービスに関連する周波数での約１．５波長に相当するものである、請求項１、３、６、７、８、９、１０、１１、１２または１８に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項２０】
唯一の前記低ノイズ増幅器と、唯一の前記増幅器と、前記増幅器を前記ダイプレクサに接続する唯一の前記同軸ケーブルとを具える、請求項３に記載のアンテナ・アセンブリ。
【手続補正書】
【提出日】平成20年5月30日(2008.5.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の給電点を含み、第１の周波数に同調した第１のパッチ・アンテナと、
第２の給電点を含み、第２の周波数に同調した第２のパッチ・アンテナと、
前記第１の給電点に結合された第１の端部と、前記第２の給電点に結合された第２の端部とを有する伝送線路であって、前記第１の端部と第２の端部の一方が、前記第１のパッチ・アンテナおよび前記第２のパッチ・アンテナによって受信された信号に対する信号出力を供給するものである伝送線路と、
前記伝送線路の信号出力からの信号を受信する低ノイズ増幅器と、
を具えるアンテナ・アセンブリ。
【請求項２】
第１の給電点を含み、第１の周波数に同調した第１のパッチ・アンテナと、
第２の給電点を含み、第２の周波数に同調した第２のパッチ・アンテナと、
前記第１の給電点に結合された第１の端部と、前記第２の給電点に結合された第２の端部とを有する電気回路であって、前記第１の端部と第２の端部の一方が、前記第１のパッチ・アンテナおよび前記第２のパッチ・アンテナによって受信された信号に対する信号出力を供給するものである電気回路と、
前記電気回路の信号出力からの信号を受信する低ノイズ増幅器と、
を具えるアンテナ・アセンブリ。
【請求項３】
第１の給電点を含み、第１の周波数に同調した第１のパッチ・アンテナと、
第２の給電点を含み、第２の周波数に同調した第２のパッチ・アンテナと、
前記第１の給電点に結合された第１の端部と、前記第２の給電点に結合された第２の端部とを有する電気的結合手段であって、前記第１の端部と第２の端部の一方が、前記第１のパッチ・アンテナおよび前記第２のパッチ・アンテナによって受信された信号に対する信号出力を供給するものである電気的結合手段と、
前記電気的結合手段の信号出力からの信号を受信する低ノイズ増幅器と、
を具えるアンテナ・アセンブリ。
【請求項４】
アンテナ・アセンブリであって、
第１の給電点を含み、第１の周波数に同調した第１のパッチ・アンテナと、
第２の給電点を含み、第２の周波数に同調した第２のパッチ・アンテナと、
前記第１のパッチ・アンテナから信号を受信する第１の低ノイズ増幅器と、
前記第２のパッチ・アンテナから信号を受信する第２の低ノイズ増幅器と、
前記第１の低ノイズ増幅器の出力から信号を受信する第１の帯域通過フィルタと、
前記第２の低ノイズ増幅器の出力から信号を受信する第２の帯域通過フィルタと、
前記第１の帯域通過フィルタの出力から信号を受信し、前記第２の帯域通過フィルタの出力から信号を受信し、前記アンテナ・アセンブリの出力信号を発生する増幅器と、
を具えるアンテナ・アセンブリ。
【請求項５】
第１の給電点を含み、第１の周波数に同調した第１のパッチ・アンテナと、
前記第１のパッチ・アンテナが積層された第２のパッチ・アンテナであって、第２の給電点を含み、前記第１の周波数と異なる第２の周波数に同調した第２のパッチ・アンテナと、
前記第１の給電点に結合された第１の端部と、前記第２の給電点に結合された第２の端部とを有し、前記第１の端部と前記第２の端部の一方が、前記第１のパッチ・アンテナと前記第２のパッチ・アンテナによって受信された信号に対する信号出力を供給するものである伝送線路と、
前記伝送線路の信号出力から信号を受信する低ノイズ増幅器と、
前記低ノイズ増幅器の出力から信号を受信する第１および第２の帯域通過フィルタと、
前記第１の帯域通過フィルタの出力からの信号と前記第２の帯域通過フィルタの出力からの信号とを受信し、出力信号を発生する増幅器と、
前記増幅器からの出力信号を受信して、この出力信号を第１の無線受信機用の第１の周波数を中心とする第１の信号と、第２の無線受信機用の第２の周波数を中心とする第２の信号とに分けるダイプレクサと、
前記増幅器からの出力信号を前記ダイプレクサに伝送する同軸ケーブルと、
を具えるアンテナ・アセンブリ。
【請求項６】
前記第１の周波数は衛星ディジタル無線サービスに関連し、前記第２の周波数はＧＰＳに関連するものである、請求項１乃至５のいずれかに記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項７】
前記第１のパッチ・アンテナは前記第２のパッチ・アンテナ上に積層されているものである、請求項１乃至６のいずれかに記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項８】
前記伝送線路はプリント回路基板上に形成されているものである、請求項１または５に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項９】
前記伝送線路は回路基板配線からなるものである、請求項１、５または８に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項１０】
前記回路基板配線は曲がりくねったパターンを含むものである、請求項９に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項１１】
前記伝送線路は、ＧＰＳに関連する周波数での４分の１波長変成器からなるものである、請求項１、５、８、９または１０に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項１２】
唯一の前記低ノイズ増幅器を含む、請求項１、２、３、５、８、９、１０または１１に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項１３】
さらに、前記低ノイズ増幅器の出力から信号を受信する第１および第２の帯域通過フィルタを具える、請求項１乃至３のいずれかに記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項１４】
さらに、前記第１の帯域通過フィルタの出力から信号を受信し前記第２の帯域通過フィルタの出力から信号を受信し、前記アンテナ・アセンブリの出力信号を発生する増幅器を具える、請求項１３に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項１５】
唯一の前記増幅器を含む、請求項４、５または１４に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項１６】
前記増幅器は、前記増幅器からの出力信号を受信してこの出力信号を第１の無線受信機用の第１の周波数を中心とする第１の信号と第２の無線受信機用の第２の周波数を中心とする第２の信号とに分けるダイプレクサに、伝達するように構成されているものである、請求項４または１４に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項１７】
さらに、前記増幅器からの出力信号をダイプレクサに伝送するための単一の伝送リンクを具える、請求項４、５、１４、１５または１６に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項１８】
前記単一の伝送リンクは単一の同軸ケーブルからなるものである、請求項１７に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項１９】
前記第１および第２の帯域通過フィルタからの信号は組み合わされて前記増幅器の入力に供給されて増幅されるものである、請求項４、５、１４、１５、１６、１７または１８に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項２０】
前記伝送線路は、前記第１のパッチ・アンテナと前記第２のパッチ・アンテナの間で５０オームの特性インピーダンスを有するものである、請求項１、５、７、９、１０、１１、１２、１３または１４に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項２１】
前記伝送線路の長さは、ＧＰＳに関連する周波数での４分の１波長に相当し、前記伝送線路の長さは、衛星ディジタル無線サービスに関連する周波数での約１．５波長に相当するものである、請求項１、５、８、９、１０、１１、１２、１３、１４または２０に記載のアンテナ・アセンブリ。
【請求項２２】
唯一の前記低ノイズ増幅器と、唯一の前記増幅器と、前記増幅器を前記ダイプレクサに接続する唯一の前記同軸ケーブルとを具える、請求項５に記載のアンテナ・アセンブリ。
【国際調査報告】
2009506730.tif 000014