(57)【要約】  広い周波数帯域に亘る無線端末の多重バンド・アンテナ（１２０）の効率改善のための方法と装置が記載される。ある種の設計において、寄生アンテナ（１２８）と主アンテナ（１２６）との間で低周波数帯にて生じる不都合な結合を補償するために、多重バンド・アンテナ（１２０）の少なくとも１つの接地端子（１２４）へ整合回路網（１３０）が接続される。整合回路網（１３０）は、現在の送信周波数帯に基づいて多重バンド・アンテナ特性を制御する。いくつかの実施形態では、整合回路網（１３０）は、多重バンド・アンテナ（１２０）が低周波数帯にて動作しているときは開放回路として動作し、多重バンド・アンテナ（１２０）が高周波数帯にて動作しているときは短絡回路として動作するように構成される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線端末用の多重バンド・アンテナ・システム（１００）であって、
給電端子（１２２）と接地端子（１２４）とを有する多重バンド・アンテナ（１２０）と、
前記給電端子（１２２）に接続し、前記多重バンド・アンテナ（１２０）へ送信信号を提供するように構成された送信回路（１２）と、
前記接地端子（１２４）に接続され、前記多重バンド・アンテナ（１２０）が第１の周波数帯にて動作するときは開放回路として動作し、前記多重バンド・アンテナ（１２０）が第２の周波数帯にて動作する時は短絡回路として動作するように構成された整合回路網（１３０）と、
を備えることを特徴とする多重バンド・アンテナ・システム（１００）。
【請求項２】
前記第１の周波数帯が低周波数帯を含み、前記第２の周波数帯が高周波数帯を含むことを特徴とする請求項１に記載の多重バンド・アンテナ・システム（１００）。
【請求項３】
前記第１の周波数帯が高周波数帯を含み、前記第２の周波数帯が低周波数帯を含むことを特徴とする請求項１に記載の多重バンド・アンテナ・システム（１００）。
【請求項４】
前記整合回路網（１３０）が、前記多重バンド・アンテナ（１２０）が前記第１の周波数帯で動作するときは開放回路として動作し、前記多重バンド・アンテナ（１２０）が前記第２の周波数帯で動作するときは短絡回路として動作するように構成された受動回路（１４０，１４２，１４４）を備えることを特徴とする請求項１に記載の多重バンド・アンテナ・システム（１００）。
【請求項５】
前記受動回路（１４０，１４２，１４４）が、キャパシタまたはインダクタ（１４２，１４４）と並列接続された、インダクタとキャパシタとの直列回路（１４０）を備えることを特徴とする請求項４に記載の多重バンド・アンテナ・システム（１００）。
【請求項６】
前記第１の周波数帯が低周波数帯を含み、前記第２の周波数帯が高周波数帯を含む場合は、前記受動回路（１４０，１４２，１４４）が、インダクタ（１４２）と並列接続された、インダクタとキャパシタとからなる直列回路（１４０）を備えることを特徴とする請求項５に記載の多重バンド・アンテナ・システム（１００）。
【請求項７】
前記第１の周波数帯が高周波数帯を含み、前記第２の周波数帯が低周波数帯を含む場合は、前記受動回路（１４０，１４２，１４４）が、キャパシタ（１４４）と並列接続された、インダクタとキャパシタとからなる直列回路（１４０）を備えることを特徴とする、請求項５に記載の多重バンド・アンテナ・システム（１００）。
【請求項８】
前記整合回路網（１３０）のインピーダンスを制御することによって、前記多重バンド・アンテナ（１２０）が異なる送信周波数に対して異なる形のアンテナを実現することを特徴とする請求項１に記載の多重バンド・アンテナ・システム（１００）。
【請求項９】
第１のアンテナ（１２０）が逆Ｆアンテナまたは平面逆Ｆアンテナを含み、第２のアンテナ（１２０）がモノポールアンテナまたは折れ曲がりモノポールアンテナを含むことを特徴とする請求項８に記載の多重バンド・アンテナ・システム（１００）。
【請求項１０】
前記整合回路網（１３０）が
第１回路経路（１３４）と、
第２回路経路（１３６）と、
現在の送信周波数帯に基づいて、前記接地端子（１２４）を前記第１回路経路（１３４）または前記第２回路経路（１３６）へ選択的に接続するスイッチング回路（１３２）と、
を備えること特徴とする請求項１に記載の多重バンド・アンテナ・システム（１００）。
【請求項１１】
前記第１回路経路（１３４）が開放回路経路（１３４）を備え、前記第２回路経路（１３６）が短絡回路経路（１３６）を備えること特徴とする請求項１０に記載の多重バンド・アンテナ・システム（１００）。
【請求項１２】
前記多重バンド・アンテナ（１２０）が低周波数帯で動作するときは、前記スイッチング回路（１３２）が前記接地端子（１２４）を前記開放回路経路（１３４）へ選択的に接続し、
前記多重バンド・アンテナ（１２０）が高周波数帯で動作するときは、前記スイッチング回路（１３２）が前記接地端子（１２４）を前記短絡回路経路（１３４）へ選択的に接続すること特徴とする請求項１１に記載の多重バンド・アンテナ・システム（１００）。
【請求項１３】
第２の接地端子（１２４）と、
前記第２の接地端子（１２４）に接続され第２の整合回路網（１３０）と、をさらに備え、
前記第２の整合回路網（１３０）が、現在の送信周波数帯に基づいて多重バンド・アンテナの特性をさらに制御するように構成されていること特徴とする請求項１に記載の多重バンド・アンテナ・システム（１００）。
【請求項１４】
前記多重バンド・アンテナ（１２０）が
給電端子（１２２）を含んでいる主アンテナ（１２６）と、
寄生的な接地端子（１２４）を含んでいて、前記主アンテナ（１２６）に容量的に結合する寄生アンテナ（１２８）と、を備え、
前記整合回路網（１３０）が前記寄生的な接地端子（１２４）に結合すること特徴とする請求項１に記載の多重バンド・アンテナ・システム（１００）。
【請求項１５】
広い周波数範囲に亘って多重バンド・アンテナ（１２０）の効率を改善する方法であって、
現在の送信周波数帯に基づいて前記多重バンド・アンテナ（１２０）のインピーダンスを制御するために、前記多重バンド・アンテナ（１２０）の接地端子（１２４）に整合回路網（１３０）を接続するステップを含み、
前記整合回路網（１３０）は、前記多重バンド・アンテナ（１２０）が第１の周波数帯で動作するときは開放回路として動作し、前記多重バンド・アンテナ（１２０）が第２の周波数帯で動作するときは短絡回路として動作するように構成された整合回路網（１３０）を含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記第１の周波数帯が低周波数帯を含み、前記第２の周波数帯が高周波数帯を含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記整合回路網（１３０）が、第１回路経路（１３４）と、第２回路経路（１３６）と、スイッチ（１３２）とを備え、
前記接地端子（１２４）に整合回路網（１３０）を接続するステップは、前記スイッチ（１３２）を、現在の送信周波数帯に基づいて前記接地端子（１２４）を前記第１回路経路または前記第２回路経路（１３４，１３６）へ接続するよう選択的に制御するステップを含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
第２の整合回路網（１３０）を前記多重バンド・アンテナ（１２０）の第２の接地端子（１２４）に接続するステップと、
現在の送信周波数帯に基づいて、前記多重バンド・アンテナ（１２０）のインピーダンスをさらに制御するように第２の整合回路網（１３０）を構成するステップと、
をさらに備えることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記多重バンド・アンテナ（１２０）が主アンテナ（１２６）に容量的に結合した寄生アンテナ（１２８）を備え、
前記接地端子（１２４）に整合回路網（１３０）を接続するステップは、前記整合回路網（１３０）を寄生アンテナ（１２８）の寄生的接地端子（１２４）へ接続するステップを含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、一般的には、無線端末における多重バンド・アンテナに関するものであり、より具体的には、周波数帯固有の整合回路網を用いた多重バンド・アンテナの動作特性の改善に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来の無線端末は、通常、無線端末が多重周波数帯にて動作が出来るように多重バンド・アンテナ・システムを含んでいる。典型的な多重バンド・アンテナ・システムは、ＧＳＭバンド（８２４−８９４ＭＨｚ）、ＥＧＳＭバンド（８８０−９６０ＭＨｚ）、ＰＣＳバンド（１８５０−１９９０ＭＨｚ）および／またはＤＣＳバンド（１７１０−１８８０ＭＨｚ）にて動作できる。典型的には、多重バンド・アンテナの主アンテナは、２周波数帯、即ち低周波数帯と高周波数帯にて動作する。【０００３】  別の、またはより広い動作周波数帯が望まれるときは、アンテナ・システムは高周波数帯または低周波数帯のどちらかの帯域を広げるか、第３の別の周波数帯を加えるために寄生アンテナ素子を更に含むことがある。例えば、ＧＳＭバンドとＰＣＳバンドとの両方で動作するように構成された主アンテナを持つ多重バンド・アンテナは、ＤＣＳの周波数帯に同調する寄生アンテナを含むことがしばしばである。この例では、寄生アンテナは、容量的に主アンテナと結合する。その結果、寄生アンテナは、高周波数帯の帯域をＰＣＳとＤＣＳ周波数の両方を含むように拡大する。【０００４】  しかしながら、寄生アンテナは、一般には、高周波数帯の帯域を広げるのではあるが、寄生アンテナが主アンテナの低周波数部分と接近しているので、低周波数帯の帯域を減少させることになり、低周波数帯の多重バンド・アンテナ・システムの利得を低減することにもなる。
【発明の開示】
【０００５】  本発明は、送信周波数の広い範囲に亘って多重バンド・アンテナ・システムの効率を改善する方法と装置を含むものである。本発明によれば、多重バンド・アンテナの接地端子に接続された整合回路網が、現在の送信周波数帯に基づいて多重バンド・アンテナのインピーダンスを制御する。１つの実施形態では、整合回路網はアンテナが第１の周波数帯にて動作しているときは開放回路として動作し、アンテナが第２の周波数帯にて動作するときは短絡回路として動作する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】  図１に示したのは、従来の多重バンド・アンテナ・システム１０であり、送信回路１２と、少なくとも１つの接地１４と、多重バンド・アンテナ２０とを含んでいる。【０００７】  多重バンド・アンテナ２０は、給電端子２２と少なくとも１つの接地端子２４とを含み、送信回路１２はこの給電端子２２に接続し、接地１４は接地端子２４に接続している。典型的には、多重バンド・アンテナ２０は少なくとも２周波数帯、即ち高周波数帯と低周波数帯で動作するように設計されている。代表的な周波数帯は次表のようなものを含む。【０００８】
【表１】
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【０００９】  ここで用いる用語「高周波数帯」と「低周波数帯」は、単に１つの周波数帯が他よりも高い／低い、異なる周波数帯を言っている。それゆえ、用語「高周波数帯」と「低周波数帯」はいかなる固有の伝送周波数帯に制限するものでもない。【００１０】  本技術分野ではよく理解されていることだが、多重バンド・アンテナ２０は２周波数帯にて動作するように構成された主アンテナ２６を含んでいる。例えば、図２に示すように、主アンテナ２６はＧＳＭバンド（低周波数帯）およびＰＣＳバンド（高周波数帯）で動作するように構成されている。図４における破線は、直角座標系を用いて広い周波数領域に亘って、主アンテナ２６に対してＶＳＷＲ（電圧定在波比）を描いたものである。【００１１】  ある例では、伝送周波数帯の１つを広げたり、および／または第３の周波数帯で動作することが望ましい場合がある。その目的には、多重バンド・アンテナ２０は、例えばＤＣＳの周波数帯にて動作するように構成された寄生アンテナ２８を含んでもよい。図２に示すように、寄生アンテナ２８は、主アンテナ２６のＰＣＳ「脚部」の近くに配置されてよい。【００１２】  別の場合、寄生アンテナ２８は、図３に示すように、主アンテナ２６の上部に沿った、ＧＳＭの「脚部」の近くの位置に置かれてもよい。とにかく、寄生アンテナ２８は主アンテナ２６と共振して、第２のＤＣＳの高周波数帯を形成する。図４のプロットにおける実線に示すように、この結果として、ＰＣＳとＤＣＳとの両方の周波数帯をまたがるような広い高周波数帯が形成される。【００１３】  しかしながら、寄生アンテナ２８は物理的に主アンテナ２６の低周波数帯素子の近くに位置するために、寄生アンテナ２８が低周波数帯における主アンテナ２６の動作とも干渉を起こす。図４に示すように、寄生アンテナ２８が低周波数帯における多重バンド・アンテナ２０のインピーダンスを変えてしまい、望ましくない。この結果、図４における実線で示すように、低周波数帯における帯域が狭くなり、アンテナ利得の全体的な低減する。【００１４】  この問題を解決するために、本発明は、多重バンド・アンテナの接地端子に関係したインピーダンスを、現在の送信周波数帯に基づいて制御する。その結果、本発明は、寄生アンテナと主アンテナとの間の周波数に依存した結合を制御することが出来る。【００１５】  図５は、上に述べた問題を解決する多重バンド・アンテナ・システム１００の一例を示すブロック図である。【００１６】  図５に示すように、多重バンド・アンテナ・システム１００は、給電端子１２２と少なくとも１つの接地端子１２４を持つ多重バンド・アンテナ１２０と、給電端子１２２に接続された送信回路１２と、少なくとも１つの接地１４と、接地端子１２４と接地１４との間に接続される少なくとも１つの整合回路網１３０とを含む。整合回路網１３０は、多重バンド・アンテナ１２０のインピーダンスを伝送周波数帯に基づいて制御する。例えば、整合回路網１３０を第１の周波数帯ではインピーダンスＺ１を持ち、第２の周波数帯ではインピーダンスＺ２を持つように構成することによって、整合回路網１３０は、多重バンド・アンテナ１２０のインピーダンスを望みの周波数範囲に亘って制御��る。【００１７】  整合回路網１３０は、現在の送信周波数帯に基づいてインピーダンスを制御する整合回路網であればどのようなタイプのものでも良い。例えば、図７は、本発明による整合回路網１３０の一例を示す。【００１８】  この実施形態では、整合回路網１３０は、図５の多重バンド・アンテナ・システム１００の点１と点２との間を結合するものであり、スイッチ１３２と、開放回路経路１３４と、短絡回路経路１３６とを備えている。開放回路経路１３４は、開放回路として動作するように設計された回路を備えていて、短絡回路経路１３６は、短絡回路として動作するように設計されている回路を備えている。【００１９】  ここで用いられているように、特定の周波数帯で短絡回路として動作するということは、図６Ｂに示されるように、ｆ３≦ｆ≦ｆ４に対してインピーダンスＺ１が短絡回路インピーダンスＺＳ以下である（Ｚ１≦ＺＳ）ということで定義される。短絡回路インピーダンスＺＳは、任意に選択されるインピーダンスである。たとえば、ＺＳは２０Ω以下のいかなる値でもよく、通常、ＺＳは２Ω未満の値に等しくなる。【００２０】  更に、ここで用いられるように、特定の周波数帯で開放回路として動作するということは、図６Ａに示されるように、ｆ１≦ｆ≦ｆ２に対してインピーダンスＺ２が開放回路インピーダンスＺ０以上である（Ｚ２≧Ｚ０）ということで定義される。開放回路インピーダンスＺ０は、任意に選択されるインピーダンスである。たとえば、Ｚ０は５０Ω以上のいかなる値でもよく、通常、Ｚ０はほぼ２００Ωに等しくなる。【００２１】  （不図示の）制御器が、現在の送信周波数帯に基づいて、点１が開放回路経路１３４または短絡回路経路１３６に選択的に接続するように、スイッチ１３２を制御する。例えば、制御器は、多重バンド・アンテナ１２０がＧＳＭバンドのような低周波数帯で動作するときは、点１を開放回路経路１３４に接続するようにスイッチ１３２を制御する。替わって、制御器は、多重バンド・アンテナ１２０がＰＣＳバンドおよび／またはＤＣＳバンドのような高周波数帯で動作するときは、点１を短絡回路経路１３６に接続するようにスイッチ１３２を制御する。【００２２】  代替の実施形態として、制御器は、多重バンド・アンテナ１２０が低周波数帯または高周波数帯で動作するときに、点１をそれぞれ短絡回路経路１３６または開放回路経路１３４に接続するように制御しても良いということは理解されるであろう。さらに、図７は、開放回路経路１３４と短絡回路経路１３６とを示しているが、代替法として、経路１３４と経路１３６とが任意の所望のインピーダンスを持つように設計しても良い。【００２３】  図８は、本発明による整合回路網１３０の他の例に対するブロック図を示す。【００２４】  図８に示すように、整合回路網１３０は、直列インダクタ・キャパシタ（ＬＣ）回路１４０と、これに並列なインダクタ回路１４２とを持つ、並列受動回路を備えている。図８の整合回路網１３０においては、直列ＬＣ回路１４０は高周波数帯の要請に基づいて同調しており、Ｃ１とＬ２とは低周波数帯の要請に基づいて同調している。図８において、回路要素Ｌ１，Ｌ２、およびＣ１は例示の目的でのみ示されていて、��合回路網１３０が２つのインダクタと１つのキャパシタのみを備えるものであることを示したり、意図したりするものではない。【００２５】  ともかく、設計者は、Ｌ１，Ｌ２、およびＣ１の値を固有の送信周波数帯に対する所望のインピーダンスに基づいて選択する。たとえば、整合回路網１３０が、ＧＳＭおよび／またはＥＧＳＭバンドのような低周波数帯に対しては開放回路として動作し、ＰＣＳおよび／またはＤＣＳバンドのような高周波数帯に対しては短絡回路として動作するように、Ｌ１，Ｌ２、およびＣ１が選択される。【００２６】  図８の受動回路に対する適当な値を決定する方法はいくつかあるが、次の数学的な解析は、整合回路網１３０のインダクタ及びキャパシタの値を決定する１つの典型的な方法を示す。式（１）は、図８の整合回路網１３０のインピーダンスを表わすが、ここでωはラジアンで表わした周波数である。【００２７】
【数１】
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【００２８】  上に議論したように、Ｃ１とＬ１とが高周波数帯の要請に基づいて選択され、一方、Ｃ１とＬ２とが低周波数帯の要請に基づいて選択される。さらに、低周波数帯の端の幾何学平均値を表わす最適な直列共振周波数ωｏ，ｓは、次のように定義される。【００２９】
【数２】
2008526165.tif 000005
【００３０】  一方、高周波数帯の端の幾何学的平均値を表わす並列共振周波数ωｏ，ｐは次のように定義される。【００３１】
【数３】
2008526165.tif 000006
【００３２】  引き続く解析では、ωｌ１とωｌ２は低周波数帯の、それぞれ上限及び下限周波数を表わし、一方、ωｈ１とωｈ２は高周波数帯の、それぞれ下限および上限周波数を表わすとする。【００３３】  当業者にはよく理解されることだが、式（１）の分子がゼロに等しくなるときに直列共振が起こり、それは式（４）となる。【００３４】
【数４】
2008526165.tif 000007
【００３５】  さらに、式（１）の分母がゼロに等しくなるときに並列共振が起こり、それは式（５）となる。【００３６】
【数５】
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【００３７】  引き続く解析で示されるように、式（４）と（５）は、特定の動作周波数帯に対するインダクタ及びキャパシタの値を決定するために用いられる。
部品の値を決定する際に並列共振の要請が支配的であると仮定すると、Ｌ２が次式で与えられる。【００３８】
【数６】
2008526165.tif 000009
【００３９】  ここで、Ｚｇｏａｌ（ｊωｌ１）は低周波数帯に対する所望のインピーダンスを表わす。【００４０】  Ｌ２が決定されると、式（４）及び（５）を解くことによってＣ１とＬ１とが得られ、その結果は式（７）と（８）である。【００４１】
【数７】
2008526165.tif 000010
【００４２】
【数８】
2008526165.tif 000011
【００４３】  上に示したように、所望の低周波数帯のインピーダンスと、高周波数帯と低周波数帯の境界の周波数とを選択することによって、Ｌ２が計算される（式（６））。引き続いて、Ｃ１とＬ１とが計算される（式（７）と（８））。【００４４】  例えば、ωｌ１＝５．１７７３Ｇｒａｄ／ｓｅｃ，Ｚｇｏａｌ（ｊωｌ１）＝８００Ω、ωｏ，ｐ＝５．５８８３Ｇｒａｄ／ｓｅｃ，およびωｏ，ｓ＝１１．５９Ｇｒａｄ／ｓｅｃのときは、Ｌ２＝２１．８９ｎＨ，Ｃ１＝１．１２ｐＦおよびＬ１＝６．６３ｎＨである。【００４５】  上の解析は、５０Ωの多重バンド・アンテナ・システム１００を仮定していることは理解されよう。それ故に、例えば７５Ωまたは１００Ω系では、上の解析で計算される値はすこり変わるであろう。しかしながら、上の解析で示された一般的な方法論は、非５０Ω系でもなお適用できる。さらに、上の式は理想的な素子に基づいていることは理解されるだろう。それ故に、上の解析は、単に整合回路網１３０の設計プロセス例を示すだけのものである。【００４６】  図９は低周波数帯で短絡回路として動作し、高周波数帯で開放回路として動作するように設計された、さらに別の整合回路網１３０の例を示すブロック図である。【００４７】  図９に示すように、整合回路網１３０は、直列ＬＣ回路１４０と、並列な関係にあるキャパシタ回路１４４とを有する、並列受動回路を備える。上に記述したプロセスと同様に、インダクタとキャパシタＣ２、Ｃ３とＬ３の値は低周波数帯の周波数に対して短絡回路，高周波数帯の周波数に対して開放回路となるように選択される。一例としてはＣ２＝１ｐＦ，Ｃ３＝３．６ｐＦ，およびＬ３＝１０ｎＨである。【００４８】  図７から９に示した整合回路網１３０の例は例示目的だけであり、それ故に、これに限定しようとするものではないということは理解されるであろう。それ故に、異なる周波数帯に対して所望のインピーダンスを提供する他の整合回路網１３０も、本発明の教えるところから逸脱することなしに用いることが出来る。【００４９】  上に議論したように、整合回路網１３０は、多重バンド・アンテナ１２０のいかなる接地端子１２４へ接続しても良い。例えば、図１０に示すように、整合回路網１３０は、寄生アンテナ１２８に関する寄生接地端子１２４に接続しても良い。【００５０】  高周波数帯においては所望の結合効果を維持しながら、低バンド送信周波数に関して寄生アンテナ１２８が主アンテナ１２６と結合してしまう効果を打ち消すために、上に記述したように、整合回路網１３０は低周波数帯にある送信周波数に対しては開放回路として動作し、高周波数帯にある送信周波数に対しては短絡回路として動作する。その結果、多重バンド・アンテナ１２０の低周波数帯の特性に影響することなく、寄生アンテナ１２８は主アンテナ１２６と効率よく結合して高周波数帯を広げる。【００５１】  図１１は、図１０の多重バンド・アンテナ１２０のＶＳＷＲを直角座標系にプロットしたものであり、Ｌ１＝４．７ｎＨ、Ｌ２＝２２ｎＨ，およびＣ１＝０．８２ｐＦを持つ、図８の整合回路網１３０を用いたときのものである。【００５２】  実線が、整合回路網１３０無しの場合の主アンテナ１２６と寄生アンテナ１���８の特性を表わす。破線が、整合回路網１３０有りの場合の主アンテナ１２６と寄生アンテナ１２８の特性を表わす。図１１と図４とを比較すると、寄生アンテナ１２８が多重バンド・アンテナ１２０の低周波数帯を大幅に狭めること無しに高周波数帯を広げるように、整合回路網１３０が多重バンド・アンテナ１２０のインピーダンスを制御していることが分かる。【００５３】  上記には寄生アンテナ１２８と主アンテナ１２６の間の結合を広い周波数に亘って制御するために、整合回路網１３０を寄生アンテナ１２８の接地端子１２４へ接続する方法が記述されている。しかしながら、本発明はこの特別の実施形態に限定するものではない。【００５４】  図１２は、多重バンド・アンテナ・システム１００の別の例を示していて、ここでは、多重バンド・アンテナ１２０は、給電端子１２２と少なくとも１つの接地端子１２４とをもつ主アンテナ１２６を備えている。【００５５】  図１２に示すように、整合回路網１３０は主アンテナ１２６の接地端子１２４に接続される。図１０の実施形態と同様に、整合回路網１３０は、第１の周波数帯において開放回路インピーダンスのような第１のインピーダンスを提供し、第２の周波数帯においては短絡回路インピーダンスのような第２のインピーダンスを提供する。その結果、整合回路網１３０は、多重バンド・アンテナ１２０の動作を広い周波数範囲に亘って制御する。この実施形態は、異なる周波数帯において異なるタイプのアンテナを用いるのがよりよい特性を発揮する場合に、特に有用である。【００５６】  例えば、図８の整合回路網１３０を用いると、多重バンド・アンテナ１２０は第１の周波数帯にて逆Ｆアンテナ（ＩＦＡ：ｉｎｖｅｒｔｅｄ  Ｆ−ａｎｔｅｎｎａ）または平面逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ：ｐｌａｎａｒ  ｉｎｖｅｒｔｅｄ  Ｆ−ａｎｔｅｎｎａ）として動作し、第２の周波数帯ではモノポール（ｍｏｎｏｐｏｌｅ）アンテナまたは折れ曲がりモノポール（ｂｅｎｔ  ｍｏｎｏｐｏｌｅ）アンテナとして動作する。換言すれば、整合回路網１３０を用いて多重バンド・アンテナ１２０の接地端子１２４のインピーダンスを変えることによって、特定の周波数帯に対して所望のタイプのアンテナを実現するように、整合回路網１３０は単一のアンテナ１２６の動作を変えることが出来る。【００５７】  これまでには広い周波数領域に亘って、多重バンド・アンテナ１２０のインピーダンスを制御する方法と装置が記述された。その目的のために、ここに含まれた例の多くは、整合回路網１３０が１つの周波数帯では短絡回路として動作し、他の周波数帯では開放回路として動作するところの整合回路網１３０を、多重バンド・アンテナ１２０の接地端子１２４へ付け加える方法を記述している。本発明の整合回路網１３０に関する議論の大部分は開放回路と短絡回路に関するものであるが、しかしながら、本発明はそれに限定するものではないということは理解されよう。本発明はまた、異なる送信周波数帯に対して異なるインピーダンスを提供するように構成された整合回路網１３０にも適用できるものである。【００５８】  尚、上記の議論は、限られた数の周波数帯とＧＳＭ，ＥＧＳＭ，ＰＣＳおよびＤＣＳのような無線標準に照準を当ててき��が、当業者は、本発明がこれらの周波数帯に制限されるものではないことを理解するであろう。そうではなくて、本発明はどのような固有の周波数帯にも適用され、広い範囲の無線通信標準に対して用いられるものである。【００５９】  本発明は、当然のこととして、本発明の本質的な特性から逸脱すること無しに、ここに特に開示された以外の方法で実行されることもありうる。本実施形態は全ての点で例示的なものであり、非制限的なものであると考えるべきものであり、添付の特許請求の範囲の意味するところ、及びその等価な範囲内で行われる全ての変化はここに包含されるものと意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】従来の多重バンド・アンテナ・システムを示すブロック図である。
【図２】図１の多重バンド・アンテナに相当する１つの典型的な多重バンド・アンテナを示す図である。
【図３】図１の多重バンド・アンテナ・システムに相当する他の典型的な多重バンド・アンテナを示す図である。
【図４】図２の多重バンド・アンテナのＶＳＷＲを示す図である。
【図５】本発明による例示的な多重バンド・アンテナ・システムを示すブロック図である。
【図６Ａ】
【図６Ｂ】本発明で用いられる開放回路と短絡回路との定義を図式的に示ス図である。
【図７】図５の多重バンド・アンテナ・システムに対する１つの整合回路網の例を示すブロック図である。
【図８】図５の多重バンド・アンテナ・システムに対する他の整合回路網の例を示すブロック図である。
【図９】図５の多重バンド・アンテナ・システムに対する他の整合回路網の例を示すブロック図である。
【図１０】本発明による整合回路網を有する多重バンド・アンテナの例を示す図である。
【図１１】図８の整合回路網を用いた、図５の多重バンド・アンテナのＶＳＷＲを示す図である。
【図１２】本発明による整合回路網を持つ多重バンド・アンテナの他の例を示す図である。
【図１】
2008526165.tif 000012
【図２】
2008526165.tif 000013
【図３】
2008526165.tif 000014
【図４】
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【図５】
2008526165.tif 000016
【図６Ａ】
2008526165.tif 000017
【図６Ｂ】
2008526165.tif 000018
【図７】
2008526165.tif 000019
【図８】
2008526165.tif 000020
【図９】
2008526165.tif 000021
【図１０】
2008526165.tif 000022
【図１１】
2008526165.tif 000023
【図１２】
2008526165.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成18年10月26日(2006.10.26)
【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】
無線端末用の多重バンド・アンテナ・システム（１００）であって、
給電端子（１２２）と接地端子（１２４）とを有する構成が可能な多重バンド・アンテナ（１２０）と、
前記給電端子（１２２）に接続し、前記多重バンド・アンテナ（１２０）へ送信信号を提供するように構成された送信回路（１２）と、
前記接地端子（１２４）に接続されて前記多重バンド・アンテナ（１２０）のインピーダンスを制御する整合回路網（１３０）であって、前記多重バンド・アンテナ（１２０）が第１の周波数帯にて動作するときは開放回路として動作し、前記多重バンド・アンテナ（１２０）が第２の周波数帯にて動作する時は短絡回路として動作するように構成され、前記第１と第２の周波数帯のための整合回路網（１３０）の構成の変化が前記第１と第２の周波数帯のためのアンテナの型の変化となる整合回路網（１３０）と、
を備えることを特徴とする多重バンド・アンテナ・システム（１００）。
【請求項２】
前記第１の周波数帯が低周波数帯を含み、前記第２の周波数帯が高周波数帯を含むことを特徴とする請求項１に記載の多重バンド・アンテナ・システム（１００）。
【請求項３】
前記第１の周波数帯が高周波数帯を含み、前記第２の周波数帯が低周波数帯を含むことを特徴とする請求項１に記載の多重バンド・アンテナ・システム（１００）。
【請求項４】
前記整合回路網（１３０）が、前記多重バンド・アンテナ（１２０）が前記第１の周波数帯で動作するときは開放回路として動作し、前記多重バンド・アンテナ（１２０）が前記第２の周波数帯で動作するときは短絡回路として動作するように構成された受動回路（１４０，１４２，１４４）を備えることを特徴とする請求項１に記載の多重バンド・アンテナ・システム（１００）。
【請求項５】
前記受動回路（１４０，１４２，１４４）が、キャパシタまたはインダクタ（１４２，１４４）と並列接続された、インダクタとキャパシタとの直列回路（１４０）を備えることを特徴とする請求項４に記載の多重バンド・アンテナ・システム（１００）。
【請求項６】
前記第１の周波数帯が低周波数帯を含み、前記第２の周波数帯が高周波数帯を含む場合は、前記受動回路（１４０，１４２，１４４）が、インダクタ（１４２）と並列接続された、インダクタとキャパシタとからなる直列回路（１４０）を備えることを特徴とする請求項５に記載の多重バンド・アンテナ・システム（１００）。
【請求項７】
前記第１の周波数帯が高周波数帯を含み、前記第２の周波数帯が低周波数帯を含む場合は、前記受動回路（１４０，１４２，１４４）が、キャパシタ（１４４）と並列接続された、インダクタとキャパシタとからなる直列回路（１４０）を備えることを特徴とする、請求項５に記載の多重バンド・アンテナ・システム（１００）。
【請求項８】
第１のアンテナ（１２０）が逆Ｆアンテナまたは平面逆Ｆアンテナを含み、第２のアンテナ（１２０）がモノポールアンテナまたは折れ曲がりモノポールアンテナを含むことを特徴とする請求項１に記載の多重バンド・アンテナ・システム（１００）。
【請求項９】
前記整合回路網（１３０）が
第１回路経路（１３４）と、
第２回路経路（１３６）と、
現在の送信周波数帯に基づいて、前記接地端子（１２４）を前記第１回路経路（１３４）または前記第２回路経路（１３６）へ選択的に接続するスイッチング回路（１３２）と、
を備えること特徴とする請求項１に記載の多重バンド・アンテナ・システム（１００）。
【請求項１０】
前記第１回路経路（１３４）が開放回路経路（１３４）を備え、前記第２回路経路（１３６）が短絡回路経路（１３６）を備えること特徴とする請求項９に記載の多重バンド・アンテナ・システム（１００）。
【請求項１１】
前記多重バンド・アンテナ（１２０）が低周波数帯で動作するときは、前記スイッチング回路（１３２）が前記接地端子（１２４）を前記開放回路経路（１３４）へ選択的に接続し、
前記多重バンド・アンテナ（１２０）が高周波数帯で動作するときは、前記スイッチング回路（１３２）が前記接地端子（１２４）を前記短絡回路経路（１３４）へ選択的に接続すること特徴とする請求項１０に記載の多重バンド・アンテナ・システム（１００）。
【請求項１２】
第２の接地端子（１２４）と、
前記第２の接地端子（１２４）に接続され第２の整合回路網（１３０）と、をさらに備え、
前記第２の整合回路網（１３０）が、現在の送信周波数帯に基づいて多重バンド・アンテナの特性をさらに制御するように構成されていること特徴とする請求項１に記載の多重バンド・アンテナ・システム（１００）。
【請求項１３】
前記多重バンド・アンテナ（１２０）が
給電端子（１２２）を含んでいる主アンテナ（１２６）と、
寄生的な接地端子（１２４）を含んでいて、前記主アンテナ（１２６）に容量的に結合する寄生アンテナ（１２８）と、を備え、
前記整合回路網（１３０）が前記寄生的な接地端子（１２４）に結合すること特徴とする請求項１に記載の多重バンド・アンテナ・システム（１００）。
【請求項１４】
広い周波数範囲に亘って多重バンド・アンテナ（１２０）の効率を改善する方法であって、
現在の送信周波数帯に基づいて前記多重バンド・アンテナ（１２０）のインピーダンスを制御するために、前記多重バンド・アンテナ（１２０）の接地端子（１２４）に整合回路網（１３０）を接続するステップを含み、
前記整合回路網（１３０）は、前記多重バンド・アンテナ（１２０）が第１の周波数帯で動作するときは開放回路として動作し、前記多重バンド・アンテナ（１２０）が第２の周波数帯で動作するときは短絡回路として動作するように構成され、前記第１と第２の周波数帯のための整合回路網（１３０）の構成の変化が前記第１と第２の周波数帯のためのアンテナの型の変化となる整合回路網（１３０）を含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記第１の周波数帯が低周波数帯を含み、前記第２の周波数帯が高周波数帯を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記整合回路網（１３０）が、第１回路経路（１３４）と、第２回路経路（１３６）と、スイッチ（１３２）とを備え、
前記接地端子（１２４）に整合回路網（１３０）を接続するステップは、前記スイッチ（１３２）を、現在の送信周波数帯に基づいて前記接地端子（１２４）を前記第１回路経路または前記第２回路経路（１３４，１３６）へ接続するよう選択的に制御するステップを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
第２の整合回路網（１３０）を前記多重バンド・アンテナ（１２０）の第２の接地端子（１２４）に接続するステップと、
現在の送信周波数帯に基づいて、前記多重バンド・アンテナ（１２０）のインピーダンスをさらに制御するように第２の整合回路網（１３０）を構成するステップと、
をさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記多重バンド・アンテナ（１２０）が主アンテナ（１２６）に容量的に結合した寄生アンテナ（１２８）を備え、
前記接地端子（１２４）に整合回路網（１３０）を接続するステップは、前記整合回路網（１３０）を寄生アンテナ（１２８）の寄生的接地端子（１２４）へ接続するステップを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【国際調査報告】
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