(57)【要約】【課題】本発明は、小型マルチバンド・アンテナに関する。【解決手段】小型マルチバンド・アンテナは、グラウンド面（３）に実装した箱形形状を有する第２の導電アーム部（１１）と、第２の導電アーム部に接続された第１の導電アーム部（１０）とを含む第１のダイポール型素子（１）を有し、第１及び第２の導電アーム部は、個別に設けられ、第２の導電アーム部を拡張した前記グラウンド面に、スロット型の第２の素子（２）が設けられている。【選択図】図１
2009507443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グラウンド面（３）に実装した箱形形状を有する第２の導電アーム部（１１）と、
第２の導電アーム部に接続された第１の導電アーム部（１０）と、
を含む第１のダイポール型素子（１）を有し、
前記第１及び第２の導電アーム部は、個別に設けられ、
前記第２の導電アーム部を拡張した前記グラウンド面に、スロット型の第２の素子（２）が設けられている、
小型マルチバンド・アンテナ
【請求項２】
前記第１及び第２の導電アーム部は、互いに回転する様に実装されている、
請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
第１の導電アーム部（１０）は、方形又は四角形の部分（１０ｂ）から伸びており、第２の導電アーム部と接続する先細部（１０ａ）を含む平面形状である、
請求項１又は２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記箱型形状は、電子カード（４）を挿入できるサイズである、
請求項１又は２に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記ダイポール型素子が、インピーダンス整合回路に接続されている、
請求項１から４のいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項６】
前記インピーダンス整合回路が、フィルタリング機能を実行する、
請求項５に記載のアンテナ。
【請求項７】
前記スロット型素子（２）は、互いに逆向きで実装される２つのＵ字型スロットを含む、
請求項１から６のいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項８】
ＵＨＦバンド又はＬバンドで動作し、ＧＳＭバンドでフィルタリングする、
請求項１から７のいずれか１項に記載のアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型マルチバンド・アンテナに関し、より詳しくは、ＤＶＢ−Ｈフォーマット（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｄｅｏ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｈａｎｄｈｅｌｄ）の地上デジタル・テレビジョン（ＴＮＴ）信号の受信機であって、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）の様な、携帯型装置となり得る受信機に接続可能な小型アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、ＰＤＡ又は同様な携帯形装置の多くが備えるマイクロプロセッサの計算パワーにより、これら装置での受信が可能である。ＤＶＢ−Ｈ規格は、Ｈ２６４と呼ばれる映像のデジタル圧縮の新しい規格を利用し、この新しい画像フォーマットを、ＵＨＦバンド（４７０から８７０ＭＨｚの周波数帯）又はＬバンド（１．５ＧＨｚ付近の周波数帯）でのモバイル・アプリケーションのために使用することを勧告している。さらに、上記携帯端末は、ＧＳＭ９００型（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ９００ＭＨｚ）のセルラ網を使用して通信可能でなければならない。結果、対象とするＵＨＦバンドは、選択フィルタによって、４７０から７００ＭＨｚ帯に制限されなければならない。
【０００３】
この種の端末に使用可能なアンテナは、よって、十分に小さく、かつ、上記制約に適合するものでなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明は、ＤＶＢ−Ｈ受信の観点から広帯域であり、Ｌバンドへのアクセスのためマルチバンドであり、かつ、ＧＳＭ部分をフィルタリングする、ＰＤＡ又は携帯端末に対するアクセサリ形式の小型マルチバンド・アンテナを提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
よって、本発明の目的は、グラウンド面に実装した箱形形状を有する第２の導電アーム部と、第２の導電アーム部に接続された第１の導電アーム部とを含むダイポール型素子により構成され、第１及び第２の導電アーム部が個別に設けられ、前記第２の導電アーム部を拡張した前記グラウンド面に、スロット型の第２の素子が設けられている小型マルチバンド・アンテナである。
【０００６】
好ましくは、携帯型端末のアクセサリとしての使用を促進するため、第１及び第２の導電アーム部は、互いに回転する様に実装される。よって、ポケットに簡単に収めることができる小型のものとする様に、第１の導電アーム部を第２の導電アーム部上に収納することが可能になる。
【０００７】
本発明の一実施形態によれば、第１の導電アーム部は、第２の導電アーム部との接続位置において、三角の先細部を有する平面形状であり、三角形状の先細部は、方形又は四角形の部分から伸びている。第２の導電アーム部の特定形状は、最小サイズを維持しながら広帯域動作得ることを可能にする。この様に、アンテナはＵＨＦバンドを対象とするのに適したものとなる。
【０００８】
さらに、第２の導電アーム部は箱型形状を有し、前記箱型形状のサイズは、電子カードを挿入するのに適したものである。好ましくは、この電子カードは、ＤＶＢ−Ｈ規格に準拠し、映像ストリームを受信し、携帯端末やＰＤＡに送信することを可能にする回路を少なくとも含んでいる。
【０００９】
本発明の他の特徴によると、ダイポール型素子が、インピーダンス整合回路に接続される。このインピーダンス整合回路は、映像ストリームの処理回路とアンテナ間の伝送を最大とする様に最適化される。さらに、インピーダンス整合回路は、ＵＨＦバンドの低周波側、つまり、４７０ＭＨｚから７００ＭＨｚの帯域専用であり、ＧＳＭバンド、つまり、９００ＭＨｚ付近において、付加的なフィルタリング機能を実行する。
【００１０】
さらに、好ましい実施形態によれば、スロット型素子は、互いに逆向きで実装される２つのＵ字型スロットを含んでいる。前記２つの共鳴スロットは、ダイポール型素子の第２の導電アーム部の拡張であるグラウンド面に実現される。共鳴スロットは、Ｌバンド、つまり、ヨーロッパにおいては１４５２ＭＨｚから１４９２ＭＨｚ、アメリカ合衆国においては１６７０ＭＨｚから１６７５ＭＨｚにおいて、アンテナ位置での正しいインピーダンス整合を実現する様にサイズが決められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の他の特徴及び利点は、添付の図面を参照して行う、好ましい実施形態についての以下の記述から明らかになる。記述を簡単にするため、図の同じ要素には同じ参照符号を使用する。
【００１２】
まず、図１を参照して、本発明による小型マルチバンド・アンテナの実施形態を説明する。
【００１３】
図１Ｂにより詳細を示す様に、アンテナは、ダイポール型素子１とスロット型素子２によって構成されている。２つの機能は、隣同士ではなく、一方が他方の内部に配置されている。ＵＨＦバンドにおいて効果的にするためと、Ｌバンド信号のインピーダンスを整合させるスロットを組み込むために、必然的に大きなサイズのグラウンド面を使用する。ダイポール型素子は、平面形状の第１のアーム部１０を備え、第１のアーム部１０は、三角形状で、著しく先が細い先細部１０ａを含み、先細部１０ａは、方形部１０ｂから伸びている。求めている広帯域動作を得ることができる最小のサイズを、三角形状の先細部に選択する。
【００１４】
図１Ａに示す様に、第１のアーム部１０は、全長３５ｍｍで幅３５ｍｍと、特に小型である。この第１のアーム部１０は、三角形の先細部の先端位置で、接続素子１２により、ダイポールの第２のアーム部１１に接続されている。第２のアーム部１１は、体積形状であり、より詳しくは、方形又は四角形の箱型形状であり、スロットを設ける平面部が伸びている。素子１の第１及び第２のアーム部は、導電性材料、すなわち、金属又は金属化材料でできている。図１Ａに示す様に、第２のアーム部１１は、長さ３５ｍｍ、幅３５ｍｍ、厚さ１６ｍｍの体積形状部と、平面部とを備えている。２つのアーム部１０及び１１は、軸１２で回転する様に取り付けられ、輸送時には、第１のアーム部１０を、第２のアーム部１１上に収納可能となっている。アンテナは、図１に示す様に、第１のアーム部１０が収納されていないとき、使用モードとなる。
【００１５】
図１に示す様に、第２のアーム部１１は、グラウンド面３上に固定されている。このグラウンド面は、例えば、導電性材料、すなわち、金属又は金属化材料でできている。さらに、図１Ｂに示す様に、アンテナは、スロット型素子２を含んでいる。より詳しくは、互いに逆向き（ヘッド・トゥ・テイル）で実装される２つのＵ字型スロット２０、２１が、第２のアーム部１１を拡張する金属面３上に設けられている。このＵ字型スロットは共鳴スロットであり、Ｌバンド、すなわち、ヨーロッパでは１４５２ＭＨｚから１４９２ＭＨｚ、アメリカ合衆国では１６７０ＭＨｚから１６７５ＭＨｚの帯域において、アンテナ位置にて−１０ｄＢ未満のＳ１１の値という、正しいインピーダンス整合の提供を可能とする。
【００１６】
本発明及び図１Ｂによれば、箱型形状の第２のアーム部１１は、電子カード４を受け入れるサイズで、受け入れる可能な様に実現され、図１Ｂの箱１１から突き出している先端が、ＰＤＡ又は同様な装置といった携帯端末のコネクタに挿入可能となっている。
【００１７】
続いて、アンテナＡと、アンテナが受信する映像ストリームの処理回路への入力部に設けられるＬＮＡ（低雑音増幅器）との間の伝送を最大にする、インピーダンス整合回路の実施形態について、図２を参照して説明する。このインピーダンス整合回路は、接続点１２でアンテナに接続されている。インピーダンス整合回路は、図２に示す様に、アンテナＡへの接続点と、ＬＮＡの入力部との間に直列に実装される２つのコンデンサＣ１、Ｃ１１と、２つの自己インピーダンスＬ１、Ｌ１１とを含み、自己インピーダンスＬ１は、コンデンサＣ１への入力点とグラウンドを接続し、自己インピーダンスＬ１１は、コンデンサＣ１１への入力点とグラウンドを接続している。
【００１８】
このインピーダンス整合回路は、ＵＨＦバンドの最低部、つまり、４７０ＭＨｚから７００ＭＨｚにおいて、ＬＮＡとアンテナ間の伝送を最大とする様に、かつ、９００ＭＨｚ付近のＧＳＭバンドでの付加的なフィルタリング機能を提供する様に、最適化されている。
【００１９】
図に示す実施形態において、インピーダンス整合回路の素子は、以下の値を持つ。
Ｃ１＝２．２２ｐＦ、Ｃ１１＝１２．４ｐＦ
Ｌ１＝１９．８ｎＨ、Ｌ１１＝１０．８ｎＨ
【００２０】
続いて、本発明の枠組みで使用され、アンテナの第２のアーム部１１で形成される箱に挿入可能である電子カードの実施形態について、図３を参照して説明する。この電子盤４は、７０ｍｍから８０ｍｍの長さと、この箱に適合する３５ｍｍの幅を有している。この電子カードは、この様に、アンテナの出力部に、恐らくは、上述したインピーダンス整合回路経由で接続されるＬＮＡ４０を含んでいる。この回路４０は、ＵＨＦバンド及びＬバンドで動作するチューナ４１に接続されている。チューナ４１の出力は、復調器ＤＶＢ−Ｈ４２に送られる。復調器の出力は、ＳＤＩＯ（セキュア・デジタル入出力）インタフェース回路４３に送られる。このインタフェースは、ＳＤＩＯコネクタ４４により、ＰＤＡの様な携帯端末に映像ストリームを送ることを可能にする。
【００２１】
図１及び図２を参照して記述したインピーダンス整合回路を有するアンテナをシミュレートした。回路シミュレータＡＤＳ２００４を、アンテナとＬＮＡ間の伝送を最大にするインピーダンス整合回路の値の最適化及び選択のために使用した。電磁シミュレータＩＥ３Ｄを、前記ソフトウェアで最適化したインピーダンス整合回路に関連付けられているアンテナの利得、効率曲線及び放射パターンを、周波数の関数として得るために使用した。シミュレーションにより図４から７の曲線と、図８の放射パターンが得られた。
【００２２】
図４の曲線は、図３の電子回路のＬＮＡとアンテナとの間の伝送損失が、周波数の関数として変動する様子を示している。これら損失は、ＤＶＢ−Ｈ規格で使用される全ＵＨＦバンド（つまり、４７０ＭＨｚと７００ＭＨｚの間）に渡り最小化及び平滑化されていることが分かる。しかしながら、９００ＭＨｚ付近に大きな損失が見られ、これは、インピーダンス整合回路が、この周波数でフィルタ機能を実行していることを表している。
【００２３】
図５は、アンテナ利得を周波数の関数として示したものである。この曲線から、ＵＨＦバンドで、ダイポールに似た動作（理論的にダイポールは２．１７ｄＢの指向性を持つ）をするが、Ｌバンドにおいては、より強い指向性を示すことが分かる。利得曲線は、１．６ＧＨｚで５ｄＢｉに近づき、より強い指向性の放射パターンという意義がある。１．６ＧＨｚでの指向性は、放射パターンが特定方向において加算される、２つの放射スロットのネットワークを配置したという事実により説明される。
【００２４】
図６は、図２を参照して説明したインピーダンス整合セルを有するアンテナシステムの効率を示している。この場合、６０％より良いアンテナ効率が、ＤＶＢ−Ｈ規格の全ＵＨＦバンドに渡り達成され、９０％より良いアンテナ効率が、ＤＶＢ−Ｈ規格（ヨーロッパ及びアメリカ合衆国）の全Ｌバンドに渡り達成されているが、９００ＭＨｚ付近のＧＳＭバンドにおいては、２０％未満の効率となっている。よって、これは、ＧＳＭバンドにおけるフィルタ機能を反映している。
【００２５】
図７は、２ＧＨｚまでのアンテナのインピーダンス整合を、つまり、５０オーム負荷のときの、１ＧＨｚ以降における、インピーダンス整合回路及びアンテナのＳ１１パラメータの値を示している。Ｌバンドにおいて、−１０ｄＢ未満のインピーダンス整合が得られている。このインピーダンス整合は、グラウンド面において、その長さ及び幅を、ヨーロッパのＬバンドである１４５２ＭＨｚから１４９２ＭＨｚと、アメリカ合衆国のＬバンドである１６７０ＭＨｚから１６７５ＭＨｚの両方を対象とする様に最適化したスロット２０及び２１の共鳴によるものである。
【００２６】
図８は、図１のアンテナの６００ＭＨｚ及び１６００ＭＨｚでの放射パターンを示している。
【００２７】
６００ＭＨｚでの形状は、そのヌルとなる軸が、アンテナの長手方向軸に対応している、典型的なダイポール（トロイダル）のものである。
【００２８】
１．６ＧＨｚでの形状は、“金属の箱”近くのグラウンド面上のスロット位置によって生成される非対称構造と、２つのスロットのダイアグラムの組合せの両方によるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による小型マルチバンド・アンテナの上面図（Ａ）と斜視図（Ｂ）である。
【図２】インピーダンス整合回路の実施形態を示す図である。
【図３】本発明のアンテナで使用される電子カードを示す図である。
【図４】電子カードの入力部に設けられる増幅器と、アンテナとの間の伝送損失を示す図である。
【図５】本発明によるアンテナの利得を、周波数の関数として示す図である。
【図６】インピーダンス整合セルを有する図１のアンテナの効率を、周波数の関数として示す図である。
【図７】図１のアンテナに従うアンテナの、５０オーム負荷で２ＧＨｚまでのインピーダンス整合を示す図である。
【図８】図１のアンテナの、６００ＭＨｚと１６００ＭＨｚそれぞれの放射パターンを示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  ダイポール型素子
２  スロット型素子
３  グラウンド面
４  電子カード
１０  第１のアーム部
１０ａ  先細部
１０ｂ  方形部
１１  第２のアーム部
１２  接続素子
２０、２１  スロット
４０  ＬＮＡ
４１  チューナ
４２  復調器
４３  ＳＤＩＯインタフェース回路
４４  ＳＤＩＯコネクタ
【図１】
2009507443.tif 000003
【図２】
2009507443.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2009507443.tif 000009
【図８】
2009507443.tif 000010
【国際調査報告】
2009507443.tif 000011
2009507443.tif 000012
2009507443.tif 000013
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