(57)【要約】  本発明は、同じ支持体上の２つの縦方向放射アンテナシステムに関する。各アンテナは、第１の周波数バンドでの放出／受信のための第１のポートに接続されるとともに、第２の周波数バンドでの放出／受信のための第２のポートに接続される。本発明は、ｋを正整数、λを動作周波数ｆｒに対応する波長であるとして、中点を隔てる周囲長の差Ｌ１−Ｌ２がｋλを法とする半波長λ／２の関数であるようなやり方の、支持体の特定の寸法設定にある。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の周波数バンドでの放出／受信のための第１のポートに接続されるとともに、第２の周波数バンドでの放出／受信のための第２のポートに接続される第１のアンテナと、
前記第１の周波数バンドでの放出／受信のための少なくとも第３のポートに接続されるとともに、前記第１と同一又は異なる第２の周波数バンドでの放出／受信のための第４のポートに接続される第２のアンテナと
を同じ支持体上に含む２つの縦方向放射アンテナシステムであって、
各アンテナは、前記支持体の最近接端部上への幾何学的中心の投影によって定義される第１の中点及び第２の中点を定義し、前記支持体の周囲のレベルにおける前記第１のアンテナの前記第１の中点は、前記第２のアンテナの前記第２の中点から、１つの方向に周囲長（Ｌ１）だけ及びもう一方の方向に周囲長（Ｌ２）だけ離れており、
前記アンテナシステムは、前記支持体の特定の寸法設定が、ｋを正整数、λを動作周波数ｆｒに対応する波長であるとして、前記中点を隔てる前記周囲長の差Ｌ１−Ｌ２がｋλを法とする半波長λ／２の関数であるようなやり方であることを特徴とする縦方向放射アンテナシステム。
【請求項２】
前記アンテナ間の分離は、拒絶すべき周波数によって定義される長さ及び幅の少なくとも１つのスロットによって補完され、接地板の端部に高インピーダンス平面をもたらすようなやり方で寸法設定される、最短経路上か、又は最長経路上で、前記２つのアンテナ間で実現されることを特徴とする請求項１に記載の縦方向放射アンテナシステム。
【請求項３】
前記アンテナは、テーパー状スロット型、又は例えばモノポールアンテナ、ＰＩＦＡアンテナなどの任意の他のアンテナであることを特徴とする請求項１又は２に記載の縦方向放射アンテナシステム。
【請求項４】
前記支持体は、長方形であることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の縦方向放射アンテナシステム。
【請求項５】
前記アンテナは、次数２のダイバーシティを持つことを特徴とする請求項１，２又は３に記載の縦方向放射アンテナシステム。
【請求項６】
前記アンテナは、２バンドであることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の縦方向放射アンテナのシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同じ支持体上に設置される２つの縦方向放射アンテナシステム（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ  ａｎｔｅｎｎａ  ｓｙｓｔｅｍ）に関する。
【０００２】
本発明は、現在デュアルバンド２．４ＧＨｚ（標準８０２．１１ｂ／ｇ）及び５ＧＨｚ（標準８０２．１１ａ）システムの方へ進展しているＷＩＦＩポートの開発枠組み内にある。
【背景技術】
【０００３】
屋内無線通信については、多重経路の現象は、著しく不利益をもたらす。ＷＩＦＩデバイスで実装されるダイバーシティ（ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）技術は、最良を選択するようなやり方での２つの受信アンテナ間での切換えにある。空間ダイバーシティの場合は、アンテナは、距離を置いて配置できる。偏波ダイバーシティの場合は、アンテナは、直交偏波を有し、放射ダイバーシティの場合は、それらは、補完的放射ダイアグラムを有する。これらのダイバーシティを通じて、２つのアンテナは、相関がなくなる。
【０００４】
それ故に、ダイバーシティを備えるデュアルバンド無線システム（８０２．１１ａ／ｂ／ｇ）は、ＡＤＳＬモデム又はＰＣＭＣＩＡボードなどの製品で実装される。
【０００５】
例えば、特許文献１は、２．４ＧＨｚ及び５ＧＨｚで動作し、各周波数に対してアンテナ当たり２つの別々のアクセスを有する２つの印刷された縦方向放射アンテナから構成されるそのようなアンテナシステムを述べる。アンテナは、同じ基板上に印刷される。印刷されたアンテナは、アンテナ間に分離を生成するために互いから十分離れている。今では、システムの小型化制限に直面して、アンテナＡ１及びＡ２は、互いに近接して、それらの分離のレベルは、減少する。
【０００６】
もし放出／受信チャンネル間の分離が低すぎるならば、干渉に起因して重大な撹乱がある。これは、システムの誤動作を生み出す受信チャンネルの飽和リスク及び放出チャンネルの電力増幅の振動リスクをもたらす可能性がある。
【０００７】
アンテナ間の周波数バンドでの分離を増すために典型的に使用される解決策は、
１）アンテナの距離を増すこと、この解決策は、上述した、
２）高インピーダンス表面又はフォトニックバンドギャップ（ｐｈｏｔｏｎｉｃ  ｂａｎｄ  ｇａｐ）構造（ＰＢＧ）の使用、
３）基板を覆う接地板内での２つのアンテナ間のエッチングされたスロット（ｓｌｏｔ）の追加である。例えば、特許文献２は、基板を覆う接地板内でエッチングされる２つのアンテナを分離するためのそのような方法を述べる。基板はまた、２つのアンテナと関連するＲＦ機能回路も統合する。
【０００８】
例えば、特許文献３もまた、隆起した金属接地板が２つのスロットアンテナ間に導入される解決策を述べている。
【０００９】
今では、アンテナを一緒により接近させようと試みるとき、放出／受信システムのアンテナ間の分離は、不十分になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】仏国（ＦＲ）特許第０５１２１４８号明細書
【特許文献２】仏国（ＦＲ）特許第０５５２１９４号明細書
【特許文献３】米国特許第６５４９１７０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、同じ支持体上に設置される２つの縦方向放射アンテナシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、第１の周波数バンドでの放出／受信のための第１のポートに接続されるとともに、第２の周波数バンドでの放出／受信のための第２のポートに接続される第１のアンテナと、第１の周波数バンドでの放出／受信のための少なくとも第３のポートに、及び第１と同一又は異なる第２の周波数バンドでの放出／受信のための第４のポートに接続される第２のアンテナとを同じ支持体上に含む２つの縦方向放射アンテナシステムに関し、各アンテナは、支持体の最近接端部上への幾何学的中心の投影によって第１の中点及び第２の中点を定義し、支持体の周囲のレベルにおける第１のアンテナの第１の中点は、第２のアンテナの第２の中点から、１つの方向に周囲長だけ及びもう一方の方向に周囲長だけ離れており、支持体の特定の寸法設定は、ｋを正整数、λを動作周波数ｆｒに対応する波長であるとして、中点を隔てる長さの差Ｌ１−Ｌ２が２ｋλを法とする半波長λ／２の関数であるようなやり方である。
【００１３】
また、本発明は、フィルタ回路などの外部回路を提供することなく大幅な分離を可能にする利点を有する。
【００１４】
好ましくは、アンテナ間の分離は、拒絶すべき周波数によって定義される長さ及び幅の少なくとも１つのスロットによって補完され、接地板の端部に高インピーダンス平面をもたらすようなやり方で寸法設定される最短経路（Ｌ１）上で２つのアンテナ間で実現される。
【００１５】
また、好ましくは、アンテナ間の分離は、拒絶すべき周波数によって定義される長さ及び幅の少なくとも１つのスロットによって補完され、接地板の端部に高インピーダンス平面をもたらすようなやり方で寸法設定される最長経路（Ｌ２）上で２つのアンテナ間で実現される。
【００１６】
また、好ましくは、支持体は、長方形であり、又はアンテナは、次数２のダイバーシティを持ちもしくはアンテナは、２バンドである。
【００１７】
上述した本発明の特徴及び利点は、付属書で添付される図面を参照して行われる次の説明を読むことによってより明瞭になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ある周波数バンド内でのアンテナ間の最適分離を備える本発明による最適化構成図である。
【図２】同じ基板上に組み込まれた２つのアンテナの２つのポート間の分離曲線を表す第１のグラフを示す図である。これらの曲線は、２．４ＧＨｚバンドの周波数に対して、基板の長さによるパラメータを与えられる。
【図３】同じ基板上に組み込まれた２つのアンテナの２つのポート間の分離曲線を表す第２のグラフを示す図である。これらの曲線は、２．４ＧＨｚバンドの周波数に対して、基板の長さによるパラメータを与えられる。
【図４】アンテナ間のスロットの存在に起因する、本発明による最適化分離構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００２０】
図１は、ある周波数バンド内でのアンテナ間の最適分離を備える本発明による最適化構成図で、１つの基板上で実現される２バンド放出／受信システムを示す図である。それは好ましくは、第１のポート１上で２．４ＧＨｚバンドの第１の周波数バンドでの信号の送信及び第２のポート２上で５ＧＨｚバンドの第２の周波数バンドでの信号の送信を可能にする２つのポートを備える第１の２バンドアンテナＡ１と、第３のポート３上で２．４ＧＨｚバンドの第１の周波数バンドでの信号の送信及び第４のポート４上で５ＧＨｚバンドの第２の周波数バンドでの信号の送信を可能にする第２の２バンドアンテナＡ２とを含んでいる。
【００２１】
第１のアンテナＡ１は、基板の１つの面上にエッチングされ、基板の反対側の面上でアンテナの励起スロット線路に結合される、第１の周波数バンドの中心周波数における第１のマイクロストリップ励起線路及び第２の周波数バンドの中心周波数における第２のマイクロストリップ励起線路に対応する。アンテナは、テーパー状スロットを特色とする。それ故に、スロット線路は、接地板内にもまたエッチングされる円錐形の開口で終わる。
【００２２】
スロット線路へのマイクロストリップ線路の結合が最大であるためには、２つの線路は、互いの間で直交していなければならない。交差平面内では、マイクロストリップ線路の磁場Ｈｍ及びスロット線路の電場Ｅｓは、最大である。従ってそれは、結合中心周波数においてマイクロストリップ線路に対しては短絡回路平面に及びスロット線路に対しては開回路平面に対応する。
【００２３】
第２のアンテナＡ２は、同じやり方で形成され、それは、基板の１つの面上でエッチングされ、第２のテーパー状スロットアンテナの励起線路に結合される、第１の周波数バンドの中心周波数における第３のマイクロストリップ励起線路に及び第２の周波数バンドの中心周波数における第４のマイクロストリップ励起線路に対応する。それ故に、スロット線路は、接地板内の反対側の面上にエッチングされる円錐形の開口で終わる。
【００２４】
これらは、例えば、ビバルディ（Ｖｉｖａｌｄｉ）型プロファイル（著しく指数関数的なプロファイル）を持つテーパー状スロットアンテナ（ＴＳＡ）である。
【００２５】
実施例は、印刷アンテナについて述べる。本発明は、また、すべての他の種類の縦方向放射アンテナに、例えば、モノポールアンテナ、ＰＩＦＡアンテナなどの接地板を使用するアンテナに関する。
【００２６】
分離すべきアンテナは、ある周波数での分離を目的として異なる種類又は異なる応用（ＷＩＦＩ、ブルートゥース、ＤＥＣＴ、その他）のものであってもよい。アンテナは、例えば、直交して配置される。それらはまた、基板上で任意に定義される位置と共線的である可能性もある。
【００２７】
異なるポートは、ＲＦ受信又は送信回路への信号の送信を可能にするＲＦ基礎回路に接続される。
【００２８】
接地板内にエッチングされる、２つの円錐形状アンテナの開口は、基板の端部においてアンテナの開口に対応する、ある長さを有する。正中面すなわち幾何学的中心は、第１の中点Ｍ１が定義され、第２の中点Ｍ２が基板の周囲に属し、円錐形状アンテナの開口の先端から等しい距離に置かれるのを可能にする。アンテナの各々の中点Ｍ１、Ｍ２は、１つの方向に周囲距離Ｌ１だけ及びもう一方の方向に周囲距離Ｌ２だけ隔てられる。
【００２９】
基板は、例えば、長さＬ及び幅Ｉの通常の形状である。それはまた、所要のシステムに好都合な他の形を有することもできる。
【００３０】
本発明は、次の観測、すなわち、接地板に沿った経路Ｌ１及びＬ２の各々上で１つのアンテナによって生成される誘導電流が再結合することに基づいている。
【００３１】
それ故に、ある動作周波数ｆｒにおける最適分離のためには、接地板に沿った経路の各々上でアンテナによって生成される誘導電流は、もう一方のアンテナによって生成される電流と反対位相で再結合しなければならない。
【００３２】
接地板に沿った経路の各々上でアンテナによって生成される電流が、第２のアンテナによって生成される電流と反対位相で結合し、それ故にアンテナ間の分離を改善するようなやり方で、反対位相で結合するためには、接地板に沿った２つのアンテナ間の経路の長さの差は、ラムダを動作周波数ｆｒに対応する波長であるとして、ラムダ／２（２ラムダを法として）でなければならない。
【００３３】
それ故に、本発明による方法は、長さＬ１及びＬ２の差が、２λを法として０．５λの倍数であるようなやり方で長さＬ１及びＬ２をパラメータ化することにある。
【００３４】
技術的実現の理由のために、基板が、Ｌ２−Ｌ１がより０．５λの方へ向かうように寸法設定されるほど、動作周波数における分離は、より大きくなる。
【００３５】
例えば、１２５ｍｍの波長に対応する２．４ＧＨｚの動作周波数に対して、ならびにＬ１＝１．０３λ及びＬ２＝０．５３λの場合には、基板の長さＬ２とＬ１との間の差は、（１．０３−０．５３）λ＝０．５λ、すなわち、約６０ｍｍに等しく、従ってアンテナによって生成される電流は、反対の位相である。
【００３６】
もし、５ＧＨｚ分離を増すことが必要とされるならば、同じ論法が、当てはまる。Ｌ１の値とＬ２の値との間の関係を知ると、当業者は、基板の異なる寸法ＬとＩとの間の比を容易に数学的に推測できる。
【００３７】
図２は、同じ基板上に組み込まれた２つのアンテナの２つのポート間の分離曲線を表す第１のグラフを示す図で、これらの曲線は、２．４ＧＨｚバンドの周波数に対して、基板の長さによるパラメータを与えられる。つまり、基板の異なる長さに対する２．４ＧＨｚの周波数での信号の送信に対応するポート１とポート３との間で得られる結果を示す図である。
【００３８】
第１の曲線Ｃ１すなわち参照曲線は、基礎長さＬ、例えば、
【００３９】
【数１】
2011503990.tif 000003
【００４０】
に対応し、基板の幅Ｉは、固定され、例えば
【００４１】
【数２】
2011503990.tif 000004
【００４２】
に固定される。この曲線により、２．４ＧＨｚ周波数バンド内で−１０ｄＢの分離を観測することができる。
【００４３】
第２の曲線Ｃ２は、１５ｍｍだけ増やされた基礎長さＬ、それでＬ＝Ｘ＋１．５ｃｍに対応する。この曲線Ｃ２により、２．４ＧＨｚの周波数において−１２ｄＢの分離を観測することができる。
【００４４】
第３の曲線Ｃ３は、３０ｍｍだけ増やされた基礎長さＬ、それでＬ＝Ｘ＋３ｃｍに対応する。この曲線Ｃ３により、２．４ＧＨｚの周波数において−１３ｄＢの分離を観測することができる。
【００４５】
第４の曲線Ｃ４は、３９ｍｍだけ増やされた基礎長さＬ、それでＬ＝Ｘ＋３．９ｃｍに対応する。この曲線Ｃ４により、２．４ＧＨｚの周波数において−１６ｄＢの分離を観測することができる。
【００４６】
これらの異なる曲線の比較検討の後では、アンテナ１とアンテナ２との間の分離は、基板の長さに依存するように見える。それは、３９ｍｍの加算値、すなわち０．５λに対応する差
【００４７】
【数３】
2011503990.tif 000005
【００４８】
に対して最大である。
【００４９】
図３は、同じ基板上に組み込まれた２つのアンテナの２つのポート間の分離曲線を表す第２のグラフを示す図で、これらの曲線は、２．４ＧＨｚバンドの周波数に対して、基板の長さによるパラメータを与えられる。
【００５０】
同様に、異なる基板長さに対する２．４ＧＨｚの周波数での信号の放出及び受信に対応するポート１とポート３との間で得られる結果を表し、これらの異なる長さは、λの倍数のＬ１とＬ２との間の差に対応する。
曲線Ｄ１は、
【００５１】
【数４】
2011503990.tif 000006
【００５２】
に、曲線Ｄ２は、
【００５３】
【数５】
2011503990.tif 000007
【００５４】
に、曲線Ｄ３は、
【００５５】
【数６】
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【００５６】
に、曲線Ｄ４は、
【００５７】
【数７】
2011503990.tif 000009
【００５８】
に対応する。
【００５９】
従って、図３は、接地板がラムダ／２（６０ｍｍのステップ）だけ延長された最適構成（値０）から得られる分離を示す図である。この図３は、明瞭に、基板の寸法設定がλ／２＋Ｋλに近い場合に分離が最良であるラムダの周期性を示す図である。実際、この最適化は、１６ｄＢより大きな分離が達せられることを可能にする。ボードの選択された寸法設定に応じて、ＲＦ回路及び／又はデジタル回路は、アンテナを実現するのに必要な要素に追加されてもよい。反対に、要素の確定数によって支持基板の寸法設定をすることもまた可能である。
【００６０】
補完的仕方で、及びアンテナ間のこれらの分離測定量にもかかわらず、ＰＣＢボードの寸法が、アンテナ機能及びＲＦ機能を統合するための寸法制約を課せられるので、分離レベルが不十分な場合には、２つのアンテナ間に配置される１つ又は複数のスロットを用いる分離が、達成されてもよい。
【００６１】
図４は、アンテナ間のスロットの存在に起因する、本発明による最適化分離構成図で、３つのスロットが経路Ｌ１上で２つのアンテナ間に統合され、別のスロットが経路Ｌ２上に統合されるアンテナトポロジーを示す図である。
【００６２】
使用されるスロット（複数可）は、１ｍｍ未満の幅及びラムダを動作周波数でのスロット内の誘導波長であるとして、好ましくはラムダ／４の程度の長さを有する。それ故に、それらの寸法設定によって、スロットは、接地板の端部に高インピーダンス平面をもたらす。このようにして、アンテナによって生成される電流は、この経路上で減衰されて、もう一方のアンテナに対する分離を改善する。
【００６３】
各スロットが、ある周波数での分離をもたらすと、いくつかのスロットの集合体は、複数スロットに関連する複数周波数での分離をもたらす。
【００６４】
小さな寸法のボード上では、電流はまた、ボードのもう一方の経路上にも誘導される。同様に、１つ又は複数のスロットが、２つのアンテナを分離するようなやり方でこの経路に沿って置かれてもよい。
【００６５】
接地板に沿ったこれらのスロットの位置付けは、それらの幅と一緒に、アンテナのインピーダンス整合能力によって決定される。この点は、電磁シミュレータによって強調されてもよい。
【００６６】
１つ又は複数のスロットの使用は、所要のバンド幅及び／又は所要の分離レベルに関連する。
【００６７】
従って、これらの技術は、周知のＲＦ切換えに基づくデバイスを有利に置き換える又は完成することができる。それらは、受信チャンネルを飽和させず、電力増幅器の入力に再注入される干渉信号電力を制限するように受信入力において直列又は並列で実装されてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2011503990.tif 000012
【図４】
2011503990.tif 000013
【国際調査報告】
2011503990.tif 000014
2011503990.tif 000015
2011503990.tif 000016