(57)【要約】携帯用無線通信機器上に近接して取り付けられたアンテナ間の分離度を増加させることにより、アンテナ結合の影響を減少させるためのシステムと方法を提供する。分離度の増加はセラミック共振器を各アンテナの経路内に設けることにより達成される。特定のアンテナの経路に配置されたセラミック共振器は他のアンテナの特定の一つに関連する信号を除去することにより、その特定のアンテナに起因する結合の影響を減少させる。
2005514813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信ネットワークにおける通信のために構成された携帯用通信機器であって、
第１の周波数の信号を生成するように構成された第１の回路と、
第１の回路に電気的に結合されるように構成された第１のアンテナであって、第１の回路および第１のアンテナは、第１の回路および第１のアンテナが共に電気的に結合されている時、第１の回路および第１のアンテナの間に第１の伝送経路を形成し、
少なくとも第２の周波数の信号を生成するように構成された少なくとも第２の回路と、
第２の回路に電気的に結合されるように構成された第２のアンテナであって、第２の回路および第２のアンテナは共に電気的に結合されている時、第２の回路および第２のアンテナの間に第２の伝送経路を形成し、
第１の伝送経路内に配置され、第１の伝送経路から第２の周波数の信号の影響を除去するように構成された第１の誘電体共振器と、
第２の伝送経路内に配置され、第２の伝送経路から第１の周波数の信号の影響を除去するように構成された少なくとも第２の誘電体共振器とを含む機器。
【請求項２】
前記携帯用通信機器は、第１および少なくとも第２の誘電体共振器をそれぞれ第１のおよび第２の伝送経路へ付加する影響を補償するために構成された整合用機器をさらに含む請求項１に記載の携帯用通信機器。
【請求項３】
第１および第２の誘電体共振器が、
細長いほぼ管状の誘電体本体と、
ほぼ管状の誘電体本体内に配置された第１の導体およびほぼ管状の誘電体本体の外周周りに配置された第２の導体とを含み、前記本体は第１の導体が第２の導体と結合する結合端および第１並びに第２の導体が電気的に接続されていない反対端を有しており、
第１の共振器の第１および第２の導体の一つが第１の伝送経路のアンテナ側にほぼ管状の誘電体本体の反対端で結合され、第１の共振器の第１および第２の導体の他方は、ほぼ管状の誘電体本体の反対端で第１の伝送経路の回路側に結合され、
第２の共振器の第１および第２の導体の一つが第２の伝送経路のアンテナ側にほぼ管状の誘電体本体の反対端で結合され、第２の共振器の第１および第２の導体の他方は、ほぼ管状の誘電体本体の反対端で第２の伝送経路の回路側に結合される請求項１に記載の携帯用通信機器。
【請求項４】
第１の周波数の信号は約２．４ＧＨｚから２．５ＧＨｚの範囲にあり、少なくとも第２の周波数の信号は約１．８５ＧＨｚから１．９９ＧＨｚの周波数範囲を含む請求項１に記載の携帯用通信機器。
【請求項５】
第１および第２の誘電体共振器はそれぞれセラミック共振器である請求項１に記載の携帯用通信機器。
【請求項６】
第１の周波数の信号は無線電話機周波数帯内にあり、第２の周波数の信号はブルートゥース周波数帯内にある請求項１に記載の携帯用通信機器。
【請求項７】
第１の誘電体共振器の電気長は第２の周波数の信号の波長の４分の１であり、第２の誘電体共振器の電気長は第１の周波数の信号の波長の４分の１である請求項１に記載の携帯用通信機器。
【請求項８】
少なくとも２個のアンテナを含む携帯用通信機器においてアンテナ分離を提供する方法であって、
第１のセラミック共振器を少なくとも２個のアンテナの第１のアンテナへの第１の伝送経路に挿入し、第１の伝送経路は少なくとも第１のアンテナと第１のアンテナに関連する信号を処理する第１の周波数の回路の間にあり、
第２のセラミック共振器を少なくとも２個のアンテナの第２のアンテナへの第２の伝送経路に挿入し、第２の伝送経路は少なくとも第２のアンテナと第２のアンテナに関連する信号を処理する第２の周波数の回路の間にあって、
第１のセラミック共振器は第２のアンテナに関連する影響を除去し、第２のセラミック共振器は第１のアンテナに関連する影響を除去することを含む方法。
【請求項９】
無線通信ネットワークにおいて通信用に構成された携帯用通信機器機器であって、
第１の周波数の信号を生成するために構成された第１の回路と、
第１の回路に電気的に結合されるように構成された第１のアンテナであって、第１の回路および第１のアンテナは、第１の回路および第１のアンテナが共に電気的に結合されている時、第１の回路および第１のアンテナの間に第１の伝送経路を形成し、
少なくとも第２の周波数の信号を生成するために構成された少なくとも第２の回路と、
第１の伝送経路内に配置され、第１の伝送経路から第２の周波数の信号の影響を除去するように構成された誘電体共振器とを含む機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
この出願は、２００１年１２月１９日に出願された米国仮出願番号６０／３４３，２５５、名称“FILTER TECHNIQUE FOR INCREASING ANTENNA ISOLATION IN PORTABLE COMMUNICATION DEVICES（携帯用通信装置におけるアンテナ分離度増加のためのフィルタ技術）”の利益を主張する。この仮出願は全ての目的のためにその全体が引用文献としてここに組み込まれる。
【０００２】
発明の分野
本発明は一般的には無線通信装置のためのアンテナ分離の分野に関する。より詳細には、本発明は無線ネットワークに基づく符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）に用いられるアンテナのようなハンドヘルド個人用通信機器で使用されるアンテナと、ブルートゥース伝送に使用されるアンテナとの間の分離度の増加に関する。
【背景技術】
【０００３】
ブルートゥースは携帯情報端末（ＰＤＡ）と、無線電話機と、他の携帯用通信機器との間の近距離無線リンクを確立し、ケーブルおよび他の通信接続メカニズムを必要性としない無線通信規格である。ブルートゥースは、例えば無線電話機およびＰＤＡがそれぞれブルートゥース適応能力を備えている場合、無線電話機とＰＤＡがブルートゥース通信規格に基づく無線周波数（ＲＦ）接続を通じて近距離で相互接続され得ることを規定している。ブルートゥース互換機器に固有であるのは、約２．４から２．５ＧＨｚの周波数帯域内のブルートゥース通信周波数で交信する能力である。他方、個人用通信サービス（ＰＣＳ）無線電話機としても知られている従来のＣＤＭＡベースの無線電話機は約１．８５から１．９９ＧＨｚのＲＦ帯域内で動作する。したがって、ブルートゥースに適応する無線電話機はブルートゥースへの適応をサポートするための追加回路部品が必要となるだろう。そのような部品の１つはブルートゥース信号を送受信するための別のブルートゥースアンテナである。しかし、ブルートゥースアンテナをＰＣＳ無線電話機に設けることに伴う一つの技術的問題は、配置のために電話機上の適切な位置を決定することである。適切な位置を決定することにより、受信信号を最大にし、同時にブルートゥースとＰＣＳアンテナ間の信号の結合度が最小になるだろう。
【０００４】
上述のように、ＰＣＳ無線電話機は約１．８５から１．９９ＧＨｚのＲＦ帯域内で送受信する。したがって、別のアンテナが既定の周波数帯域内でブルートゥース通信適応性を提供するために必要である。したがって、ブルートゥースが可能な無線電話機には少なくとも２個のアンテナ、すなわち一つはＰＣＳ周波数を扱うための、もう一つはブルートゥース周波数を扱うためのアンテナが必要となる。図１および図２はブルートゥースを装備した無線電話機のための可能性のある二つのアンテナ構成を示す。しかしながら、各構成には、それ自身に特有な技術的な問題がある。例えば図１で示されるように、無線電話機１はＰＣＳアンテナ２０とブルートゥースアンテナ１８を含む。図１に関する例では、ＰＣＳアンテナ２０は不平衡モノポールアンテナであり、配置は電話機１の主として上端に限定される。一方、ブルートゥースアンテナ１８はチップアンテナ（または、他の形式の小型アンテナ）であり、ＰＣＳアンテナ２０のように配置場所に必ずしも制限がない。
【０００５】
図１において、ＰＣＳアンテナ２０は、ＰＣＳ周波数帯で無線電話機１と無線ネットワーク基地局（図示しない）の間に通信信号を送信するために使用される。ブルートゥースアンテナ１８はブルートゥース周波数帯で、無線電話機１とＰＤＡのような複数の他の携帯機器との間の近距離通信リンクを確立するために使用される。通常、ブルートゥース通信リンクは長さが１０ｍ以下である。しかしながら、図１の構成の重要な限界は、ユーザの手が確立したブルートゥース通信リンクと干渉し得る位置にブルートゥースアンテナがあり、その結果、リンクの範囲を縮小させるということである。図１の構成の代替手段は図２に示すようにアンテナを電話機の上端に配置することである。しかしながら、図２において、ブルートゥースアンテナはユーザの手による干渉の可能性が最小になる位置に配置されているが、ＰＣＳアンテナに近接しており、ＰＣＳアンテナとブルートゥースアンテナ間の適切な分離度が得られない。この不適切な分離度の結果、信号はブルートゥースアンテナとＰＣＳアンテナの間で結合する。すなわち、ブルートゥースアンテナ１８で生成された電磁エネルギーは電気的にＰＣＳアンテナ２０の動作と干渉する、また逆も同様である。
【０００６】
一般に他の用途において、近接したアンテナ間の分離度は、通常アンテナ設計、アンテナ位置、およびフィルタによって制御される。例えば、フィルタの実施は、ＰＣＳアンテナによって生成された信号を除去するために、ブルートゥースアンテナの経路内にフィルタを配置することを含むかもしれない。このフィルタはＰＣＳ周波数帯の信号からの電磁エネルギーがブルートゥースアンテナと干渉することを防ぐだろう。別のフィルタが、関連するブルートゥース周波数の信号を除去するためにＰＣＳアンテナの経路に配置されるかもしれない。このフィルタはブルートゥース周波数帯における電磁エネルギーがＰＣＳアンテナと干渉することを防ぐだろう。通常、フィルタはインダクタとコンデンサーの回路であり、大きさと所望信号の損失との間の難しい折衷により制限を受ける。詳細には、これらのインダクタ／コンデンサー回路によって形成されたフィルタはＬ／Ｃフィルタとして当業者に知られている。しかしながら、携帯用無線電話機において、ブルートゥースとＰＣＳアンテナ間を分離するためにＬ／Ｃフィルタを使用することの一つの不都合は通常のハンドヘルド無線電話機の物理的寸法の制約から与えられる所要インダクタとコンデンサーの大きさである。
【０００７】
Ｌ／Ｃフィルタの使用に対する適当な代替手段はセラミックフィルタを利用することである。セラミックフィルタは、本質的にはＬ／Ｃフィルタと同じフィルタ性能特性を作り出すことができ、同等な損失で極めて小型である。セラミックフィルタは複数のセラミック共振器で構成される。
【０００８】
セラミック共振器は短絡４分の１波長同軸伝送線路である。短絡伝送線路は、４分の１波長でインダクタとコンデンサーの並列共振に類似した電気特性を持っている。セラミック共振器はある特定の形式の同軸伝送線路である。セラミック共振器は同軸内導体および外導体の間にセラミック誘電体を有している。セラミック共振器の一端で、金属をその端にメッキして内導体および外導体を共に短絡している。セラミック共振器はセラミックフィルタの構成部品である。
【０００９】
図３は通常のセラミック共振器４０を示す。セラミック共振器４０は高誘電率セラミック材料１９のブロックを含む。このブロックは貫通する穴２３を有している。セラミック共振器は通常高い誘電率を有している。例えば、典型的な誘電率は２０から９５の範囲にある。穴２３の中に配置された金属コア２４は内導体を形成する。
【００１０】
図４は、セラミック共振器４０の外表面を金属材料２５で被覆することによって導電性とすることを示す。金属材料２５は外導体を形成する。通常、金属コア２４（内導体）と金属材料２５は、外表面、一端、および内表面をすべて同時に金属メッキすることにより、共振器製作の間に、物理的に結合され得る。すなわち、外表面、内表面、および一端への金属メッキは同じ金属材料ですべて形成されている。
【００１１】
図５は金属端１０により結合した内導体２４と外導体２５を有する共振器４０の一端４０Ｂを示す。共振器４０の他端４０Ａは外表面に接続した接続線４１Ａおよびに金属コア２４に結合した接続線４１Ｂを含む。接続線４１Ａおよび４１Ｂは共振器を電気回路に接続するために使用され得る。
【００１２】
しかし、上述したように、通常のセラミックフィルタは複数のセラミック共振器を含む。したがって、セラミックフィルタは多くのセラミック共振器素子を含んでいるため、セラミック共振器はＬ／Ｃフィルタと同じ問題を多く持っており、したがって、セラミック共振器は携帯用通信機器で用いられるアンテナの分離に対しては不適当な解決策である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
それ故、当業者にとって多くの部品を有するフィルタを用いることなく、ハンドヘルド携帯用通信機器におけるブルートゥースアンテナとＰＣＳアンテナとの間の電気的分離度を増加させる方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この必要性から、通常のセラミックフィルタよりも必要な部品が少なくなる方法、および／または、ＰＣＳおよびブルートゥース帯域の損失を、あったとしても比較的小さくする方法が必要となる。一つの方法は、不要信号の周波数帯で特定の周波数を阻止するフィルタ、すなわち阻止ノッチを使用する。これは、従来のセラミックフィルタの代わりに単一セラミック共振器素子を使用することにより達成できる。単一セラミック共振器は等価なＬ／Ｃフィルタよりも少ない部品で構成される。さらに、セラミック材料は、通常の伝送線路より十分に高い誘電率を有しており、したがって、４分の１波長となる物理長は十分に短くて良い。
【００１５】
具体化され、かつここに広く説明されているように、本発明の原理と合致して例示的実施例は無線通信ネットワークにおいて通信用に構成した携帯用通信機器を含む。本機器は第１の周波数の信号を生成するために形成した第１の回路と、電気的に第１の回路と結合するように形成した第１のアンテナとを含む。第１の回路および第１のアンテナは、電気的に結合すると、第１の回路および第１のアンテナは第１の回路と第１のアンテナ間の第１の伝送路を形成する。また、少なくとも第２の周波数の信号を生成するために構成した少なくとも第２の回路が含まれる。この少なくとも第２のアンテナは電気的に第２の回路と結合されるように形成される。第２の回路および第２のアンテナは、電気的に結合すると、第２の通信回路と第２のアンテナ間の第２の伝送路を形成する。誘電体共振器は第１の伝送路の途中に配置され、第１の伝送路から第２の周波数の信号の影響を除去するために構成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
付随する図面は本明細書に組み込まれかつ一部を構成するものであって、本発明の好適な実施例を示し、本説明と共に本発明の目的、利点および原理を説明する。
本発明の以下の詳細な説明は本発明と合致した代表的実施例を示す付随図面を参照する。他の実施例は可能であり、本発明の趣旨と範囲に反することなく実施例に修正を加え得る。したがって、以下の詳細な説明は本発明を限定するものではない。
【００１７】
不要周波数の信号を除去するために使用されるセラミック共振器は不要周波数を除去するための望ましいインピーダンスを発生させるかもしれないが、所望周波数における望ましくないリアクタンス成分が発生するかもしれない。例えば、阻止周波数帯では、セラミック共振器により電話機とアンテナの間は無限大インピーダンスになる。これは、注目周波数の伝送を阻止するのに役立つ。他方、所望周波数でフィルタによりいくらかの不要直列リアクタンスが発生する。このリアクタンスはアンテナ整合ネットワークによって補償される。アンテナ設計においては、一般に整合回路はアンテナの入力インピーダンスのリアクティブ成分および抵抗成分を特定の周波数帯域にわたりアンテナの伝送路のインピーダンスと整合させるために用いる。アンテナ整合回路はセラミック共振器の性能特性をアンテナと伝送路に整合させるためにも用いられ得る。あるいは言い換えれば、直列リアクタンスのようなセラミック共振器によって発生する有害な効果を補償するために使用され得る。
【００１８】
したがって、本発明はセラミック共振器を用いてＰＣＳおよびブルートゥース周波数帯で周波数ノッチを生成するためのフィルタリング技術を提供する。セラミック共振器はアンテナ結合により発生する不要信号を除去するための小型で低損失な方法を提供する。セラミック共振器はインダクタとコンデンサーの回路を用いることなくこれらの結果を得る。より重要なことは、セラミック材料の高い誘電率により共振器を従来の伝送路よりはるかに短くでき、損失を同じ大きさのインダクタとコンデンサー回路よりはるかに小さくできる。このように、セラミック共振器を用いることにより、インダクタとコンデンサーを用いて構成されたフィルタと同等の大きさに対してより良いフィルタ回路の構成が可能となる。
【００１９】
図６は本発明に従って、構成、配置された代表的ハンドヘルド個人用通信機器を示す。図６において、無線電話機２はそれぞれ無線電話機２の上端部に配置されたＰＣＳアンテナ５０とブルートゥースアンテナ６０を含む。さらに、アンテナ５０および６０と共にそれぞれ用いられるセラミック共振器１２、７２を含む。
【００２０】
図６の代表的実施例において、セラミック共振器１２はＰＣＳアンテナ５０からの／への伝送経路内に挿入され、また、セラミック共振器７２はブルートゥースアンテナ６０からの／への伝送経路内に挿入される。各セラミック共振器１２、７２は不要ＲＦ信号の周波数帯内に阻止ノッチ応答を生成するように構成される。このように、共振器１２は２.４から２.５ＧＨｚ周波数帯内、すなわちブルートゥース帯域内に阻止ノッチを生成し、また、共振器７２は１.８５から１.９９ＧＨｚの周波数帯内に、すなわちＰＣＳ帯域内に阻止ノッチを生成する。そのようにしてアンテナ５０と６０の間の電気的分離度を増加させることによりセラミック共振器１２、７２はＰＣＳアンテナ５０とブルートゥースアンテナ６０の間の信号結合を最小にする。各アンテナ５０と６０への経路内にはただ１個のセラミック共振器だけで良いため、携帯無線電話機２の許容限定空間内で必要な電気的分離度を達成できる。
【００２１】
各セラミック共振器１２、７２は本質的には阻止周波数２.４から２.５ＧＨｚ、および１.８５から１.９９ＧＨｚでそれぞれ電気的に４分の１波長となる同軸線路である。不要信号の通過を妨ぐために各共振器は阻止されるべき特定の周波数帯で無限大インピーダンスとなり、その結果、不要信号の通過を妨ぐ。セラミック共振器１２はＰＣＳアンテナ５０に伝送線路区間８ａを通じて接続される。同様に、セラミック共振器７２はブルートゥースアンテナ６０に伝送線路区間７８ａを通じて接続される。
【００２２】
図７でより明確に示すように、各セラミック共振器１２、７２は、図５で示した通常の共振器と同様な方法で構成、配置される。特に、本代表的実施例のセラミック共振器１２、７２はそれぞれセラミック誘電体の外表面１９、７９、金属の内部コア１６、７６、および外導体１４、７４を含む。各共振器１２，７２の一端４５Ｂにおいて、内導体１６、７６はそれぞれの接続板１０、１０’を用いて外導体１４、７４と短絡している。
【００２３】
共振器１２、７２の他端４５Ａにおいて、各外導体１４、７４は伝送線路区間８ｂ、７８ｂを用いてアンテナ整合回路９、６９にそれぞれ接続される。同様に、端４５Ａにおいて、各内導体１６，７６はそれぞれ伝送線路区間８ａ、７８ａを通じてそれぞれアンテナ５０、６０に接続される。最後に、伝送線路区間８ｃ、７８ｃはそれぞれ整合回路９、６９をＰＣＳ回路５とブルートゥース回路６に接続する。このように、一つの共振器１２がＰＣＳアンテナ経路の途中に接続され、また、他の共振器７２はブルートゥースアンテナ経路の途中に接続される。
【００２４】
上述のように構成、配置されると、図６に示す本発明の代表的実施例は以下のように動作する。無線電話機２が始動すると、ＰＣＳ回路５およびブルートゥース回路６も始動される。このとき、ＰＣＳおよびブルートゥース信号はそれぞれＰＣＳ信号経路５００とブルートゥース信号経路６００を進行できるようになる。ＰＣＳ経路５００の中で、ＰＣＳ通信信号はＰＣＳ回路５で発生、またはＰＣＳアンテナ５０で受信されるかもしれない。ＰＣＳ回路５で発生するそれらのＰＣＳ信号は伝送線路区間８ｃを通してＰＣＳ整合回路９に伝送される。ＰＣＳ整合回路９はＰＣＳ回路５のインピーダンス特性を伝送線路区間８ｂとセラミック共振器１２のインピーダンス特性に整合させる。ＰＣＳ整合回路９でいったん整合すると、ＰＣＳ通信信号は伝送線路区間８ｂ、セラミック共振器１２、伝送線路８ａを通じ、信号が放射されるＰＣＳアンテナ５０へと進行する。ＰＣＳアンテナ５０で受信されたＰＣＳ信号は、ＰＣＳ通信経路５００をＰＣＳ回路５で発生する信号とは逆方向へ進行する。
【００２５】
上述したように、ブルートゥース通信経路６００を進行するブルートゥース信号がＰＣＳアンテナ５０と結合するのを阻止するため、および、ＰＣＳ伝送経路５００を進行するＰＣＳ信号と干渉するのを阻止するために、セラミック共振器１２を用いてブルートゥース周波数帯で周波数ノッチを形成する。セラミック共振器１２の周波数ノッチは、望ましくは、ブルートゥース周波数帯において信号のみを阻止する。したがって、ＰＣＳ通信経路５００を進行するＰＣＳ信号はセラミック共振器１２による影響を受けない。ブルートゥース通信経路６００を進行するブルートゥース信号は同様にセラミック共振器７２による影響を受けない。
【００２６】
同様に、ブルートゥース経路６００を進行する信号はブルートゥース回路６で発生するか、またはブルートゥースアンテナ６０で受信されるかもしれない。ブルートゥース回路６で発生するこれらのブルートゥース信号は伝送線路区間７８ｃを通じてブルートゥース整合回路６９へ伝送される。ブルートゥース整合回路６９はブルートゥース回路６のインピーダンス特性を伝送線路区間７８ｂとセラミック共振器７２のインピーダンス特性に整合させる。ブルートゥース整合回路６９でいったん整合すると、ブルートゥース通信信号は伝送線路区間７８ｂ、セラミック共振器７２、伝送線路区間７８ａを通じて、信号が放射されるブルートゥースアンテナ６０へと進行する。ブルートゥースアンテナ６０で受信されたブルートゥース信号は、ブルートゥース通信経路６００をブルートゥース回路６で発生する信号とは逆方向に進行する。
【００２７】
ＰＣＳアンテナ５０とブルートゥースアンテナ６０はごく近接しているため、ハンドヘルド無線電話機２の動作中に、ＰＣＳ信号はブルートゥースアンテナ６０と結合し、ブルートゥース通信経路６００を進行する。同様に、ブルートゥース信号はＰＣＳアンテナ５０と結合し、ＰＣＳ通信経路５００を進行する。しかしながら、本発明の代表的実施例において、ＰＣＳ通信経路５００を進行するブルートゥース信号はセラミック共振器１２によって阻止される。上述したように、セラミック共振器１２はブルートゥース周波数帯２.４から２.５ＧＨｚの信号の電気的に４分の１波長となるようにして、この狭い周波数範囲にある信号を阻止するように構成、配置される。しかしながら、セラミック共振器１２にはいくらかの直列リアクタンス成分が発生する。これは、ＰＣＳ整合回路９によって補償される。
【００２８】
逆に、ブルートゥース通信経路６００を進行するＰＣＳ信号はセラミック共振器７２によって阻止される。上述したように、セラミック共振器７２は１.８５から１.９９ＧＨｚの狭いＰＣＳ周波数範囲にある信号を阻止するために構成、配置される。セラミック共振器７２によって発生する有害なリアクタンス成分はブルートゥース整合回路６９によって補償される。
【００２９】
読者の本発明の理解を深めるために本発明の代表的実施を示す。図６の電話機２のようなハンドヘルド無線電話機に実施された本発明の代表的実施例において、ユーザはブルートゥース帯域において少なくとも２０ｄＢの分離度を、ＰＣＳ帯域においては２５ｄＢを与えるような一定の性能要件を要求するかもしれない。そのような分離度の目標値は、もし達成できるなら、図２および図６に示するようにＰＣＳアンテナ５０とブルートゥースアンテナ６０が共に電話機の上端に取り付けられるとき生ずるアンテナ結合問題を解決するために十分であるべきである。しかし、上述したように、ブルートゥースアンテナ６０が図１に示すように電話機の側面に取り付けられるなら結合問題は同程度に厳しいということはないだろう。しかし、図１の方法は、ブルートゥース信号を妨げるかもしれない位置に普通は手があるため望ましくない。
【００３０】
発明者が実験的に求めたところによると、ハンドヘルド無線電話機の上端に取り付けた典型的なブルートゥースアンテナと典型的なＰＣＳアンテナの間の分離度の測定値はブルートゥース帯域において約１５ｄＢ、ＰＣＳ帯域で２０ｄＢであった。したがって、上述したブルートゥース帯域における２０ｄＢの分離度とＰＣＳ帯域における２５ｄＢの分離度という目標値は現実的である。図２に示すように構成、配置されたハンドヘルド携帯用無線電話機は、通常、ブルートゥース帯域、ＰＣＳ帯域共に目標値より僅か５ｄＢ少ないだけだろう。
【００３１】
また、標準的伝送線路またはストリップ線路を使用したアンテナ分離には実際のＬ／Ｃフィルタより少ない部品で良く、上の測定性能よりわずかに良い分離結果となることを、発明者はモデル化とシミュレーションで求めた。しかしながら、ストリップ線路では上で説明した性能目標によって定められた必要な分離度を得られない。
【００３２】
代表的モデルシミュレーションを図８に示す。具体的には、図８はＰＣＳアンテナ５０とブルートゥースアンテナ６０との分離度をシミュレーションする結合伝送線路モデル９０を示す。伝送線路モデル９０において、ＰＣＳ回路８０およびブルートゥース回路８３はそれぞれの伝送路８１および８４と結合される。それぞれ５０オームの抵抗８２および８５も、伝送線路８１および８４を終端するために、各伝送線路に用いられる。
【００３３】
これらの伝送線路の結合パラメータをプロトタイプ電話機を用いてＰＣＳとブルートゥースアンテナの間で測定された結合度に良く合うように選択した。
図９は測定分離結果およびシミュレーションによる分離結果を上述の所望性能目標と対照させた。図２に示す構成のような無線電話機で、いかなる形式のフィルタも用いない実際の分離度の測定を行い、測定結果を得た。具体的に、図９はモデルシミュレーションによりＰＣＳ帯域で約１９ｄＢの分離が得られたことを示す。一方測定結果は２０ｄＢの分離を示した。したがって、ＰＣＳ帯域において、分離度の測定結果はシミュレーションの結果よりわずかに良かった。しかしながら、ブルートゥース帯域においては、モデルシミュレーションは１７.５ｄＢの分離度であり、測定結果は１５ｄＢであった。したがって、ブルートゥース帯域の場合では、モデルシミュレーションがわずかに良い結果であった。しかしながら、モデルシミュレーション結果も測定結果も、ブルートゥース帯域とＰＣＳ帯域において、それぞれ少なくとも２０ｄＢと２５ｄＢの分離度を得るための上述の目標値を満たさない。
【００３４】
図１０は、ＰＣＳ帯域およびブルートゥース帯域で周波数ノッチを形成するためのセラミック共振器を使用することにより分離度の改善が実現され、上述の目標値を十分に満足することを示す。特に、ＰＣＳ帯域へ１.８５から１.９９ＧＨｚ周波数阻止ノッチを、およびブルートゥース帯域へ２.４から２.５ＧＨｚ周波数阻止ノッチを付加するためにセラミック共振器を使用することにより、所望の分離度を得る。
【００３５】
セラミック共振器の特性インピーダンス、長さ、内径、外径等のようなパラメータは、当業者に周知の種々の技術を使用して決定することができる。セラミック共振器の誘電体として使用されるセラミック材料は高い誘電率εを持っており物理的に長さを短くできる。本例のセラミック共振器の誘電率εは４５である。前記したように、典型的な誘電率は２０から９５の範囲にある。以下の式は伝送線路の物理的な長さとその誘電率εとの関係を示す。
【００３６】
（．３／Ｆ）*（１／４）*（１／ｓｑｒｔ（ε））
ここで、結果の単位はメートル、（Ｆ）はＧＨｚで表した周波数、（１／４）は伝送線路の電気長と注目信号の波長の間の関係をあらわす。例えば、４分の１波長、半分波長等である。したがって、この式から誘電率εが高ければ高いほど伝送線路の物理的な長さが短くなることが分かる。
【００３７】
上で検討した既知の技術およびセラミック共振器の誘電率εに基づいた既知の技術を用いると、同等のセラミックフィルタは以下の特性を持つことになる。
ブルートゥース帯域に対し、物理的な伝送線路長（４.５ｍｍ）、Ｚｏ（１５オーム）。ＰＣＳ帯域に対し、物理的な伝送線路長（５.８ｍｍ）、Ｚｏ（１５オーム）。円形断面を持つ同軸伝送路に対し、特性インピーダンスＺｏ＝（６０／ｓｑｒｔ（ε））*（ｌｎ（ＯＤ／ＩＤ））、ここでｌｎは自然対数、ＯＤは外径、ＩＤは内径である。典型的なセラミック共振器は内導体は円形であるが、外導体は角が丸い正方形の断面図を持っている。このような場合のＺｏを計算するより正確な方法はあるが、上の公式は有用な近似である。
【００３８】
発明者は実験により、本発明に従って構成、配置された同等のセラミックフィルタのＰＣＳおよびブルートゥース周波数帯域における損失の増加は僅か約０．１ｄＢであることを見いだした。セラミック共振器を用いると直列リアクタンスが発生するが、このリアクタンスはアンテナ整合回路により容易に補償することができる。アンテナ整合回路は伝送線路と共に使用されるアンテナシステムの標準的機能であり、当業者に周知であり理解されている。
【００３９】
したがって、上記の例から明らかなように、セラミック共振器はハンドヘルド通信機器においてＰＣＳアンテナとブルートゥースアンテナを分離する有効な手段となりうる。セラミック共振器はＰＣＳ帯域とブルートゥース帯域の経路に配置されると、ブルートゥース帯域とＰＣＳ帯域でそれぞれ周波数ノッチを形成する。その結果、不要結合干渉を防ぐ。さらに、セラミック共振器を使用すると、従来のＬ／Ｃフィルタより所要部品は少なく、ＰＣＳとブルートゥース帯域の損失は標準伝送線路より小さくなる。
【００４０】
以上の記述から、本発明はここで特定した代表的周波数帯域以外の周波数帯にも適用可能であることを容易に確認することができる。さらに、本発明はＰＣＳ無線とブルートゥース以外の技術にも適用可能である。
最後に、以上の好ましい実施例の記述では、図と記述を提示したが、すべてを網羅すること、または本発明を開示された明確な形に限定することを意図していない。上記の教示と合致する、または本発明の実行から得ることができる修正および変更は可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】電話機の側面にブルートゥースアンテナを設けたハンドヘルド無線電話機。
【図２】ブルートゥースアンテナが電話機の上端に設けられている図１のハンドヘルド無線電話機。
【図３】本発明に従って用いられる共振器のセラミックブロック部品の従来技術。
【図４】導電性被膜素子を外表面に適用した図３のセラミックブロックの従来技術。
【図５】内導体と外導体の一端が共に短絡され、他端が接続線として構成されているセラミック共振器の従来技術。
【図６】本発明に従う代表的携帯通信機器を表す機能図。
【図７】本発明に従って用いられる代表的セラミック共振器素子。
【図８】分離機器として伝送線路を用いる影響をシミュレーションする伝送線路モデル。
【図９】予め定めた分離度目標値に対して、分離度の測定値およびシミュレーション結果を対比するグラフ。
【図１０】本発明に従うセラミック共振器を用いることによって実現されたアンテナ分離度の改善度。
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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