(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用の構成可能なＭＩＭＯ（多入力多出力）アンテナであって、
支持基板に取り付けられた平衡アンテナおよび不平衡アンテナを有し、
前記平衡アンテナおよび前記不平衡アンテナは両方とも前記支持基板の同じ端部を向いて位置し、
前記支持基板は、ほぼ三角形の平面要素を有し、
前記平衡アンテナは、前記三角形平面要素によって定義される平面上または前記三角形平面要素によって定義される平面に平行に配置され、
前記不平衡アンテナは、前記三角形平面要素とほぼ垂直に伸長するように取り付けられている前記アンテナ。
【請求項２】
前記不平衡アンテナは、前記三角形平面要素とほぼ垂直に伸長する第２の基板上に設けられ、前記第２の基板は、湾曲上面と垂直端面を持つ１／４楕円の形をしており、前記不平衡アンテナは、前記支持基板の前記平衡アンテナと同じ端部を向いて位置している、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記三角形平面要素は、底辺と、長さがほぼ等しい２つの辺とを有し、前記平衡アンテナおよび前記不平衡アンテナは、前記三角形平面要素の前記底辺を向いて位置している、請求項１又は２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記支持基板は、前記三角形平面要素の前記底辺に隣接して位置するほぼ長方形の平面要素をさらに有する、請求項１乃至３のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項５】
前記平衡アンテナは、２つの対称的に配置されたアームを有し、各アームは、任意選択的に、内向きに対向するＬ字形の平面要素を有する、請求項１乃至４のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項６】
前記平衡アンテナは、プリントダイポールによって構成されている、請求項５に記載のアンテナ。
【請求項７】
前記Ｌ字形要素は、前記支持基板の形に合わせている、請求項６に記載のアンテナ。
【請求項８】
前記平衡アンテナは、前記長方形平面要素に設けられ、前記Ｌ字形要素はおのおの９０度の内角を有する、請求項４に従属する請求項５に記載のアンテナ。
【請求項９】
前記平衡アンテナは、前記三角形平面要素に設けられ、前記Ｌ字形要素はおのおの９０度未満の内角を有する、請求項５に記載のアンテナ。
【請求項１０】
前記平衡アンテナおよび／または前記不平衡アンテナは、非共振であり、任意選択的に、前記不平衡アンテナは、接地面に対して給電される非共振素子を有し、前記平衡アンテナは、自身に対して給電される、請求項１乃至９のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項１１】
前記平衡アンテナおよび／または前記不平衡アンテナを所望の動作周波数に調整するように配置された１つ以上の整合回路をさらに有し、当該アンテナは、任意選択的に、ＤＶＢ−Ｈ、ＧＳＭ７１０、ＧＳＭ８５０、ＧＳＭ９００、ＧＳＭ１８００、ＰＣＳ１９００、ＳＤＡＲＳ、ＧＰＳ１５７５、ＵＭＴＳ２１００、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＬＴＥ、ＬＴＡ、および４Ｇ周波数帯のうちの１つ以上をカバーするように構成されている、請求項１乃至１０のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項１２】
前記不平衡アンテナは、前記平衡アンテナの少なくとも一部に隣接して位置し、前記平衡アンテナの少なくとも一部に少なくとも部分的に囲まれ、前記平衡アンテナの少なくとも一部の設置面積の範囲内にあり、または、前記平衡アンテナの少なくとも一部と横に配列されている、請求項１乃至１１のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項１３】
前記不平衡アンテナは、前記支持基板にエッチングされた少なくとも一部を有する、請求項１乃至１２のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項１４】
前記不平衡アンテナは、前記支持基板に取り付けられた別の構造体に設けられた少なくとも一部を有する、請求項１乃至１３のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項１５】
前記不平衡アンテナは、前記支持基板にほぼ平行な第１の要素および前記基板にほぼ垂直な第２の要素を有するブラケットの形をしている、請求項１乃至１４のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項１６】
前記平衡アンテナは、前記支持基板の周囲に位置している、請求項１乃至１５のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項１７】
前記支持基板は、前記平衡アンテナの下に位置する切り欠き部を有する、請求項１乃至１５のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項１８】
前記平衡アンテナおよび前記不平衡アンテナは、前記支持基板の反対面に設けられ、任意選択的に、前記平衡アンテナおよび前記不平衡アンテナは、前記支持基板の厚さだけ横方向に離れている、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１９】
前記支持基板は、前記支持基板の第１の表面にプリントされた接地面を有し、任意選択的に、前記不平衡アンテナも、前記第１の表面に設けられ、前記接地面から隙間をあけて配置されている、請求項１乃至１８のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項２０】
前記平衡アンテナおよび／または前記不平衡アンテナに対して異なる整合回路を選択することによって異なる動作モードが可能であり、任意選択的に、特定の動作モードに対する所望の整合回路を選択するためにスイッチが設けられている、請求項１１に記載のアンテナ。
【請求項２１】
各整合回路は、関係する平衡アンテナまたは不平衡アンテナの周波数を特定の周波数範囲にわたって調整するための少なくとも１つの可変コンデンサを有し、任意選択的に、前記可変コンデンサは、複数のスイッチ付き固定コンデンサ、バラクタ、またはＭＥＭＳコンデンサによって構成されている、請求項１１または２０に記載のアンテナ。
【請求項２２】
前記不平衡アンテナに関係する整合回路は、第１の信号ポートに接続され、前記平衡アンテナに関係する整合回路は、第２の信号ポートに接続されており、任意選択的に、各信号ポートおよび／または各整合回路は、異なる分極に関係している、請求項１１、２０、２１のいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項２３】
各ポートに接続され、かつ、所望の動作モードを選択する制御手段を有する、制御システムをさらに有する、請求項２２に記載のアンテナ。
【請求項２４】
請求項１乃至２３のいずれかに記載のアンテナを有する車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用再構成可能ＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output：多入力多出力）アンテナに関する。特に、しかし限定されることなく、本発明は、車両のルーフに取り付ける再構成可能ＭＩＭＯアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
送信機および受信機の両方として複数のアンテナを利用する多入力多出力（ＭＩＭＯ）無線システムは、多くのマルチパス環境の能力を高める可能性を有するため、ますます注目を集めている。そのようなシステムを用いることで、追加のスペクトル要求なしに、マルチパス伝搬の利用によって通信性能の向上（つまり、信号品質および信頼性の改善）を図ることができる。これは、２Ｇおよび３Ｇの通信規格との関連で高データレート通信を実現するためのよく知られかつよく利用される解決策である。ルータ装置のような屋内無線機器に対しては、外部ダイポールアンテナおよび外部モノポールアンテナが広く用いられる。この例では、高利得、全方向性、ダイポールアレイおよびコーリニア（collinear）のアンテナが最も一般的である。自動車用ルーフアンテナシステムのような屋外モバイル機器に対しては、ロッドアンテナ、フィルムアンテナおよびＰＩＦＡ（Planar Inverted F-type Antenna：板状逆Ｆアンテナ）が極めて一般的である。しかし、ＭＩＭＯ機能を備えた携帯機器は市場ではほとんど入手できない。その主な理由は、携帯機器にいくつかの放射体を集める場合、アンテナ用の割り当てスペースが小さいために放射体同士を十分に分離することが制限されるからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
４Ｇ  ＬＴＥ（long term evolution：ロング・ターム・エボリューション）システムの車載ＭＩＭＯアンテナにおける課題は、さらに重要である。一つには、アンテナに新しい形状（例えば、「シャークフィン」アンテナや共形平面ルーフ取り付けアンテナなど）が求められているためであり、一つには、より高い性能要件が求められているためである。最も厳しい要件は、動作帯域間を少なくとも２０ｄＢ分離する必要性である。最新のＬＴＥ  ＭＩＭＯアンテナの要件によれば、ＬＴＥのハードウェア装置は、ＬＴＥ  ３Ｇ用の１つの送信機および２つの受信機をサポートするものとし、１３個の帯域で動作しなければならない。さらに具体的に言えれば、その装置は、送受信機能用の一次アンテナ（ＰＡ）と、ＭＩＭＯ／受信ダイバーシチ機能用の二次アンテナ（ＳＡ）を具備しなければならない。
【０００４】
本出願人は、国際公開公報ＷＯ２０１２／０７２９６９において最初の再構成可能なＭＩＭＯアンテナを説明した。実施の形態では、当該アンテナが、ＰＣＢの第１の端部に位置する平衡アンテナと、ＰＣＢの反対側の第２の端部に位置する２ポートのシャーシアンテナとを有することを説明した。しかし、ある用途では、この構成は、各アンテナを位置する２つの別々の領域を必要とするため、理想的でなく、実用的でさえない可能性がある。しかし、上記のようにこの間隔はアンテナ構造体同士を十分に分離するように選ばれた。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、上記問題の対処に役立つ車両用再構成可能ＭＩＭＯ（多入力多出力）アンテナを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、支持基板に取り付けられた平衡アンテナおよび不平衡アンテナを有し、前記平衡アンテナおよび前記不平衡アンテナは両方とも前記基板の同じ端部を向いて位置し、前記基板は、ほぼ三角形の平面要素を有する、車両用の構成可能なＭＩＭＯ（多入力多出力）アンテナが提供される。
【０００７】
したがって、本発明の実施の形態は、ほぼ三角形の支持基板（例えば、ＰＣＢ）の一端部に位置可能で、かつ、「シャークフィン」デザインなどの従来のどんなルーフ取り付け車両用アンテナハウジングに容易に組み込まれる、再構成可能アンテナを提供する。当該アンテナそれ自体は、例えば、国際公開公報ＷＯ２０１２／０７２９６９の再構成可能ＭＩＭＯアンテナと比較した場合、小型薄型で、製造も比較的安価でありうる。また、当該アンテナは、高性能（つまり、良好な効率高利得）、広い周波数カバー範囲、および放射体同士の高い分離性を提供しうる。
【０００８】
前記不平衡アンテナは、前記三角形平面要素とほぼ垂直に伸長するように取り付けられうる。この場合、前記不平衡アンテナは、前記三角形平面要素とほぼ垂直に伸長する第２の基板上に設けられうる。前記第２の基板は、例えば、湾曲上面と垂直端面を持つ１／４楕円の形をしており、前記不平衡アンテナは、前記基板の前記平衡アンテナと同じ端部を向いて位置している。
【０００９】
あるいは、前記不平衡アンテナは、前記三角形平面要素とほぼ平行に伸長するように取り付けられうる。
【００１０】
前記不平衡アンテナは、前記平衡アンテナのほぼ中央に位置しうる。
【００１１】
前記三角形平面要素は、底辺と、長さがほぼ等しい２つの辺とを有しうる。
【００１２】
前記平衡アンテナおよび前記不平衡アンテナは、前記三角形平面要素の前記底辺を向いて位置しうる。
【００１３】
前記基板は、前記三角形平面要素の前記底辺に隣接して位置するほぼ長方形の平面要素をさらに有しうる。
【００１４】
前記平衡アンテナは、２つの対称的に配置されたアームを有しうる。各アームは、内向きに対向するＬ字形の平面要素を有しうる。ある実施の形態では、各アームは、ブラケット形状（例えば、各アームが少なくとも１つの垂直要素を持つ）でありうる。あるいは、前記平衡アンテナは、プリントダイポールによって構成されうる。
【００１５】
各アームが、内向きに対向するＬ字形の平面要素を有する場合、前記Ｌ字形要素は、前記基板の形に合わせうる。例えば、前記平衡アンテナは、前記長方形平面要素に設けられる場合、前記Ｌ字形要素はおのおの９０度の内角を有する。しかし、前記平衡アンテナは、前記三角形平面要素に設けられる場合、前記Ｌ字形要素はおのおの９０度未満の内角を有する。
【００１６】
前記平衡アンテナおよび／または前記不平衡アンテナは、非共振でありうる。例えば、前記不平衡アンテナは、前記基板もしくは前記第２の基板によりまたは前記基板上もしくは前記第２の基板上に形成された接地面に対して給電される非共振素子を有しうる。これに対し、前記平衡アンテナは、自身に対して給電されうる。
【００１７】
当該アンテナは、前記平衡アンテナおよび／または前記不平衡アンテナを所望の動作周波数に調整するように配置された１つ以上の整合回路をさらに有しうる。例えば、当該アンテナは、ＤＶＢ−Ｈ、ＧＳＭ７１０、ＧＳＭ８５０、ＧＳＭ９００、ＧＳＭ１８００、ＰＣＳ１９００、ＳＤＡＲＳ、ＧＰＳ１５７５、ＵＭＴＳ２１００、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＬＴＥ、ＬＴＡ、および４Ｇ周波数帯のうちの１つ以上をカバーするように構成されうる。
【００１８】
ある実施の形態では、前記不平衡アンテナ（例えば、非共振素子）は、前記平衡アンテナの少なくとも一部に隣接して位置し、前記平衡アンテナの少なくとも一部に少なくとも部分的に囲まれ、前記平衡アンテナの少なくとも一部の設置面積の範囲内にあり、または、前記平衡アンテナの少なくとも一部と横に配列されうる。
【００１９】
前記平衡アンテナおよび前記不平衡アンテナには、ほぼ中央に位置する給電ラインが設けられうる。これは、当該アンテナが高性能であることを確保する上で有利である。
【００２０】
前記支持基板および前記第２の基板は、プリント回路基板（ＰＣＢ）で構成されうる。
【００２１】
前記不平衡アンテナは、前記基板にエッチングされた少なくとも一部を有しうる。あるいは、前記不平衡アンテナは、前記基板に取り付けられた別の構造体（例えば、前記第２の基板）に設けられた少なくとも一部を有しうる。
【００２２】
前記不平衡アンテナの形状および構造は、特に限定されず、特定の用途および／または所望の性能基準を満たすように設計されうる。同様に、前記平衡アンテナの形状および構造は、特に限定されず、特定の用途および／または所望の性能基準を満たすように設計されうる。
【００２３】
一実施の形態では、前記不平衡アンテナは、長方形でありうる。他の実施の形態では、前記不平衡アンテナは、例えば、前記基板（または第２の基板）にほぼ平行な第１の要素と、前記基板（または第２の基板）にほぼ垂直な第２の要素とを有するブラケット形状でありうる。
【００２４】
前記平衡アンテナは、前記基板の上方または前記基板の周囲（つまり、外側）に位置しうる。ある実施の形態では、前記基板は、前記平衡アンテナの下に位置する切り欠き部を有しうる。
【００２５】
前記平衡アンテナおよび前記不平衡アンテナは、（前記基板の同じ端部にまだ位置しつつも）前記基板の反対面に設けられうる。ある実施の形態では、前記平衡アンテナおよび前記不平衡アンテナは、前記基板の厚さだけ横方向に離されうる。
【００２６】
前記基板（または第２の基板）は、前記基板（または第２の基板）の第１の表面にプリントされた接地面を有しうる。前記不平衡アンテナも、前記第１の表面に設けられ、前記接地面から隙間をあけて配置されうる。
【００２７】
前記平衡アンテナおよび前記不平衡アンテナのそれぞれに対して複数の整合回路を設けうる。前記平衡アンテナおよび／または前記不平衡アンテナに対して異なる整合回路を選択することによって異なる動作モードが可能である。特定の動作モード（つまり、特定の周波数帯域）に対する所望の整合回路を選択するためにスイッチを設けうる。
【００２８】
各整合回路は、関係する平衡アンテナまたは不平衡アンテナの周波数を特定の周波数範囲にわたって調整するための少なくとも１つの可変コンデンサを有しうる。前記可変コンデンサは、複数のスイッチ付き固定コンデンサ、バラクタ、またはＭＥＭＳコンデンサによって構成されうる。
【００２９】
前記不平衡アンテナに関係する整合回路は、第１の信号ポートに接続され、前記平衡アンテナに関係する整合回路は、第２の信号ポートに接続されうる。
【００３０】
各信号ポートおよび／または各整合回路は、異なる分極（polarisation）に関係しうる。例えば、９０度の位相差を、所望の動作周波数において各ポート／整合回路の間に設けうる。
【００３１】
当該アンテナは、各ポートに接続され、かつ、所望の動作モードを選択する制御手段を有する、制御システムをさらに有しうる。
【００３２】
前記基板は、任意の手頃なサイズであり、一実施の形態では、従来のルーフ取り付け車両用アンテナハウジングに容易に収容できるように、約０.５×１００×５０ｍｍ２の表面積を有しうる。当然のことながら、前記基板の厚さは限定されないが、典型的には数ミリメートルの厚さ（例えば、１ｍｍ、１.５ｍｍ、２ｍｍ、２.５ｍｍ）である。
【００３３】
本発明の再構成可能アンテナは、ルーフ取り付け車両用アンテナとして構成されうる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
これから、添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナの上面斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａに示すアンテナの底面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、図１Ａに示すアンテナの上端面斜視図である。
【図２】図２は、図１Ａ〜図１Ｃのアンテナに関係する回路のブロック図である。
【図３】図３は、図２のアンテナにおける非共振素子用の整合回路装置を示す回路図である。
【図４】図４は、図２のアンテナにおける平衡アンテナ用の整合回路装置を示す回路図である。
【図５】図５は、モード１で動作させた場合（つまり、整合回路Ｍ１１とＭ１２を選択し可変コンデンサを変化させた場合）における、図１Ａ〜図４のアンテナに対する、周波数に対するリターンロスのグラフである。
【図６】図６は、モード２で動作させた場合（つまり、整合回路Ｍ２１とＭ２２を選択した場合）における、図１Ａ〜図４のアンテナに対する、周波数に対するリターンロスのグラフである。
【図７】図７は、モード３で動作させた場合（つまり、整合回路Ｍ３１とＭ３２を選択した場合）における、図１Ａ〜図４のアンテナに対する、周波数に対するリターンロスのグラフである。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明の第２の実施の形態に係るアンテナの上面斜視図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａに示すアンテナの底面図である。
【図９】図９は、図８Ａおよび図８Ｂのアンテナにおける非共振素子用の整合回路装置を示す回路図である。
【図１０】図１０は、図８Ａおよび図８Ｂのアンテナにおける平衡アンテナ用の整合回路装置を示す回路図である。
【図１１】図１１は、モード１で動作させた場合（つまり、整合回路Ｍ１１とＭ１２を選択し可変コンデンサを変化させた場合）における、図８Ａおよび図８Ｂのアンテナに対する、周波数に対するリターンロスのグラフである。
【図１２】図１２は、モード２で動作させた場合（つまり、整合回路Ｍ２１とＭ２２を選択した場合）における、図８Ａおよび図８Ｂのアンテナに対する、周波数に対するリターンロスのグラフである。
【図１３】図１３は、モード３で動作させた場合（つまり、整合回路Ｍ２１とＭ３２を選択した場合）における、図８Ａおよび図８Ｂのアンテナに対する、周波数に対するリターンロスのグラフである。
【図１４Ａ】図１４Ａは、本発明の第３の実施の形態に係るアンテナの上面斜視図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、図１４Ａに示すアンテナの底面図である。
【図１５】図１５は、図１４Ａおよび図１４Ｂのアンテナにおける非共振素子用の整合回路装置を示す回路図である。
【図１６】図１６は、図１４Ａおよび図１４Ｂのアンテナにおける平衡アンテナ用の整合回路装置を示す回路図である。
【図１７】図１７は、モード１で動作させた場合（つまり、整合回路Ｍ１１とＭ１２を選択し可変コンデンサを変化させた場合）における、図１４Ａおよび図１４Ｂのアンテナに対する、周波数に対するリターンロスのグラフである。
【図１８】図１８は、モード２で動作させた場合（つまり、整合回路Ｍ２１とＭ２２を選択した場合）およびモード３で動作させた場合（つまり、整合回路Ｍ２１とＭ３２を選択した場合）における、図１４Ａおよび図１４Ｂのアンテナに対する、周波数に対するリターンロスのグラフである。
【図１９】図１９は、モード４で動作させた場合（つまり、整合回路Ｍ３１とＭ４２を選択した場合）における、図１４Ａおよび図１４Ｂのアンテナに対する、周波数に対するリターンロスのグラフである。
【図２０】図２０は、基板が三角形と長方形の形状である本発明の第４の実施の形態に係るアンテナの上面斜視図である。
【図２１】図２１は、図２０に示すアンテナと似ているが、平衡アンテナがプリントダイポールで構成されたアンテナの部分上面斜視図である。
【図２２】図２２は、図２０に示すアンテナと似ているが、平衡アンテナがＬ字形プリントダイポールで構成されたアンテナの部分上面斜視図である。
【図２３】図２３は、図２０に示すアンテナと似ているが、平衡アンテナが基板の外側周囲に設けられたアンテナの部分上面斜視図である。
【図２４Ａ】図２４Ａは、図８Ａに示すアンテナと似ているアンテナの上面斜視図である。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、図２４Ａに示すアンテナと似ているが、不平衡アンテナ素子を狭くしたアンテナの部分上面斜視図である。
【図２４Ｃ】図２４Ｃは、図２４Ａに示すアンテナと似ているが、不平衡アンテナ素子を広くしたアンテナの部分上面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１Ａ、図１Ｂ、および図１Ｃを参照すると、ほぼ三角形の平面支持ＰＣＢ基板１２上に取り付けられた本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ１０が示されている。アンテナ１０は、三角形ＰＣＢ１２の第１の表面１６に取り付けられた平衡アンテナ１４と、三角形ＰＣＢ１２の第１の表面１６からほぼ垂直に伸長する第２のＰＣＢ基板２０に取り付けられた非共振素子の形をした不平衡アンテナ１８とを有する。平衡アンテナ１４および不平衡アンテナ１８は両方とも三角形ＰＣＢ１２の同じ端部２２を向いて位置している。
【００３６】
三角形ＰＣＢ１２の端部２２は、三角形基板の底辺を構成する。この三角形基板は、さらに、対称の中心軸２４と、長さがほぼ等しい２つの辺２６とを有する。第２のＰＣＢ２０は、中心軸２４に沿って位置しており、湾曲上面２８と垂直端面３０を持つ１／４楕円の形をしている。垂直端面３０は、底辺２２を向いて位置している。
【００３７】
不平衡アンテナ１８は、第２のＰＣＢ２０の垂直端面３０に隣接するほぼ長方形の平面エッチング３２によって構成されている。第２のＰＣＢ２０の残りの部分には接地面３４が設けられ、接地面３４は隙間３６によって長方形平面エッチング３２から分離されている。図示しないが、不平衡アンテナ１８には、給電点３８に入る給電ラインが設けられている。給電点３８は、三角形ＰＣＢ１２に隣接して、長方形平面エッチング３２の底部で、かつ、端部２２から最も遠い点に位置している。使用時、不平衡アンテナ１８は、送受信機能用の一次アンテナとして動作する。
【００３８】
平衡アンテナ１４は、内向きに対向する対称的な２つの平面Ｌ字形アーム４０を有する。２つのＬ字形アーム４０は、三角形ＰＣＢ１２の外形とほとんど合っており、端部２２の中央から端部２２に沿って、かつ、各辺２６に沿って伸長している。したがって、各アーム４０は、９０度未満の内角を有する。図１Ｃに最もよく示すように、Ｌ字形アーム４０は、三角形ＰＣＢ１２の平面の上方にこれを平行に取り付けられ、アーム４０の真下にある三角形ＰＣＢ１２の領域は、性能向上のための切り欠き部である。よって、図示しないが、各アーム４０は、実際には、三角形ＰＣＢ１２に接続された支持体に取り付けられている。
【００３９】
各アーム４０は、各Ｌ字形アーム４０の外縁部に従属する直交要素４２をさらに有してＬ字形ブラケットを形成している。特に、直交要素４２およびアーム４０は、端部２２の中央で交わらず、それらの間に隙間４４を形成している。各アーム４０をそれぞれ給電するために、２つの給電ライン４６（三角形ＰＣＢ１２の第２の表面４８から伸長する）が、平衡アンテナ１４の中央に向かって、隙間４４の両側に１つずつ設けられている。また、第２の表面４８には、平衡アンテナ１４用の長方形の接地面４９が設けられている。接地面４９は、端部２２に沿って中央に位置している。使用時、平衡アンテナ１４は、ＭＩＭＯ機能用の二次アンテナとして動作する。
【００４０】
図示するように、アンテナ１０は、長さが１００ｍｍ、幅が５０ｍｍ、高さが４５ｍｍであり、その構造は、車両のルーフに取り付けるためのシャークフィンアンテナハウジングの中に容易に収容される。
【００４１】
図２は、アンテナ１０に関係する回路のブロック図である。これによると、不平衡アンテナ１８の非共振素子は、ポート１を通じて整合回路５０を介して給電され、平衡アンテナ１４は、ポート２を通じて整合回路５２を介して給電されることが分かる。後述するように、外部の整合回路５０、５２は、広い動作周波数範囲を達成する必要がある。
【００４２】
図３は、非共振素子１８用の整合回路５０を示す回路図である。本実施の形態では、整合回路５０は、Ｍ１１、Ｍ２１、Ｍ３１で表される３つの代替的整合回路を有する。これらは、３つの異なる動作モード（それぞれモード１、モード２、モード３）を提供するために個別に選択可能である。その結果として、必要な動作モードを与えるためにポート１が非共振素子１８に所望の整合回路を介して接続されるように、各整合回路Ｍ１１、Ｍ２１、Ｍ３１は、制御システム（図示せず）を介してスイッチによって選択可能である。図示の実施の形態では、整合回路Ｍ１１が選択され、非共振素子１８はモード１での動作用に構成されている。
【００４３】
整合回路Ｍ１１は、可変コンデンサＣ１１１に並列接続された第１のインダクタＬ１１１を有する。一方、可変コンデンサＣ１１１は、第２のインダクタＬ１１２に接続されている。整合回路Ｍ２１は、第１のインダクタＬ２１１に並列接続された第１のコンデンサＣ２１１を有する。そして、第１のインダクタＬ２１１は、第２のコンデンサＣ２１２に並列接続され、かつ、第３のコンデンサＣ２１３に直列接続されている。整合回路Ｍ３１は、第１のインダクタＬ３１１に並列接続された第１のコンデンサＣ３１１を有する。そして、第１のインダクタＬ３１１は、第２のコンデンサＣ３１２に並列接続され、かつ、第３のコンデンサＣ３１３に直列接続されている。
【００４４】
図４は、平衡アンテナ１４用の整合回路装置５２を示す回路図である。本実施の形態では、整合回路５２は、Ｍ１２、Ｍ２２、Ｍ３２で表される３つの代替的整合回路を有する。これらも、３つの異なる動作モード（それぞれモード１、モード２、モード３）を提供するために個別に選択可能である。その結果として、必要な動作モードを与えるためにポート２が平衡アンテナ１４に所望の整合回路を介して接続されるように、各整合回路Ｍ１２、Ｍ２２、Ｍ３２は、制御システム（図示せず）を介してスイッチによって選択可能である。図示の実施の形態では、整合回路Ｍ１２が選択され、平衡アンテナ１４はモード１での動作用に構成されている。
【００４５】
整合回路Ｍ１２は、ポート２からの信号を第１の分岐と第２の分岐に分割するスプリッタＳ１２を有する。第１の分岐は、第１のインダクタＬ１２１に並列接続されかつ第２の（可変）コンデンサＣ１２２および第２のインダクタＬ１２２に直列接続された第１のコンデンサＣ１２１を有する。第２の分岐は、第４のインダクタＬ１２４に並列接続されかつ第３の（可変）コンデンサＣ１２３および第５のインダクタＬ１２５に直列接続された第３のインダクタＬ１２３を有する。
【００４６】
整合回路Ｍ２２は、ポート２からの信号を第１の分岐と第２の分岐に分割するスプリッタＳ２２を有する。第１の分岐は、第１のコンデンサＣ２２１に並列接続されかつ第２のコンデンサＣ２２２に直列接続された第１のインダクタＬ２２１を有する。第２の分岐は、第３の直列コンデンサＣ２２３を有する。
【００４７】
整合回路Ｍ３２は、ポート２からの信号を第１の分岐と第２の分岐に分割するスプリッタＳ３２を有する。第１の分岐は、第１のコンデンサＣ３２１に並列接続されかつ第２のインダクタＬ３２２に直列接続された第１の直列インダクタＬ３２１を有する。第２の分岐は、第３のコンデンサＣ３２３に並列接続されかつ第３のインダクタＬ３２３に直列接続された第２のコンデンサＣ３２２を有する。
【００４８】
要するに、整合回路Ｍ１１には１つの可変コンデンサがあり、整合回路Ｍ１２には２つの可変コンデンサがある。これらの可変コンデンサは、いくつかのスイッチ付き固定コンデンサや、バラクタ、ＭＥＭＳコンデンサなどで構成されうる。
【００４９】
図３および図４の整合回路は、３つのＬＴＥ周波数帯域（つまり、６９８〜９６０ＭＨｚ、１７１０〜２１７０ＭＨｚ、２３００〜２６９０ＭＨｚ）および他の通常必要とされる周波数範囲をカバーするように設計されている。より具体的には、モード１で動作する（つまり、整合回路Ｍ１１とＭ１２が選択された）場合、ポート１およびポート２は、ＬＴＥの低帯域である６９８〜９６０ＭＨｚをカバーすることができる。モード２で動作する（つまり、整合回路Ｍ２１とＭ２２が選択された）場合、ポート１およびポート２は、ＬＴＥの中帯域である１７１０〜２１７０ＭＨｚ、および、ＵＭＴＳ２１００をカバーすることができる。モード３で動作する（つまり、整合回路Ｍ３１とＭ３２が選択された）場合、ポート１は、ＬＴＥの高帯域２３００〜２６９０ＭＨｚ、Ｗｉ−Ｆｉ、およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈをカバーすることができ、ポート２は、ＬＴＥ高帯域の大部分２５００〜２６９０ＭＨｚをカバーすることができる。当然のことながら、さらなる動作モードを提供するためにスイッチで選択される追加の整合回路を含めることによって他の周波数帯域をカバーすることができる。
【００５０】
図５は、モード１で動作させ（つまり、整合回路Ｍ１１とＭ１２を選択し）かつ可変コンデンサを変化させた場合における、図１Ａ〜図４のアンテナに対する、周波数に対するリターンロスのグラフである。これによると、コンデンサの値を変えることによって、動作帯域に対して少なくとも３２ｄＢ分離しつつ約６９８〜９６０ＭＨｚの帯域をカバーするようにポート１およびポート２の共振周波数を調整することができる。
【００５１】
図６は、モード２で動作させた場合（つまり、整合回路Ｍ２１とＭ２２を選択した場合）における、図１Ａ〜図４のアンテナに対する、周波数に対するリターンロスのグラフである。これによると、動作帯域に対して少なくとも２０ｄＢ分離しつつ、ポート２が１８０５〜２１７０ＭＨｚで動作する際にポート１について約１７１０〜２１７０ＭＨｚの周波数をカバーすることができる。
【００５２】
図７は、モード３で動作させた場合（つまり、整合回路Ｍ３１とＭ３２を選択した場合）における、図１Ａ〜図４のアンテナに対する、周波数に対するリターンロスのグラフである。これによると、動作帯域に対して少なくとも２０ｄＢ分離しつつ約２３００〜２６９０ＭＨｚの周波数をカバーすることができる。
【００５３】
注目すべきは、モード２およびモード３に対しては同調回路がなく、したがって、可変コンデンサを使用する必要がないことである。これは、固定部品を持つ整合回路が所要の周波数帯域をカバーできるためである。
【００５４】
図８Ａおよび図８Ｂは、本発明の第２の実施の形態に係るアンテナ６０を示している。アンテナ６０は、不平衡アンテナ６２の構造を除けば、図１Ａ〜図１Ｃに示すアンテナとほぼ同様である。より具体的には、不平衡アンテナ６２は、一次アンテナとして動作するが、三角形ＰＣＢ１２に垂直に取り付けられる非共振の長方形銅板６４（高さが４０ｍｍで幅が２０ｍｍ）を有する。しかし、不平衡アンテナ６２は、第１の実施の形態の第２のＰＣＢを有していない。銅板６４は、中心軸２４上、三角形ＰＣＢ１２の端部２２を向いて位置している。図示しないが、不平衡アンテナ６２には、給電点６６に入る給電ラインが設けられている。給電点６６は、三角形ＰＣＢ１２に隣接して、銅板６４の底部で、かつ、端部２２に最も近い点に位置している。接地面６８は、三角形ＰＣＢ１２の反対側の第２の表面４８に設けられ、三角形ＰＣＢ１２の頂点７０（端部２２の反対側）から、端部２２に最も近い銅板６４の端部と一致する横線７２まで伸長している。不平衡アンテナ６２の給電ラインは、平衡アンテナ１４の中央において給電点６６を接地面６８に接続する。図１Ａ〜図１Ｃに示す構造に対する当該特定の構造の利点は、三角形ＰＣＢ１２上に他の可能なアンテナ（例えば、円偏光を有しうる）および／またはその他装置もしくは部品（例えば、アンテナ用の関係する整合回路用）を取り付けるスペースができることである。
【００５５】
図２に示す回路装置は、アンテナ６０に関しても用いられる。
【００５６】
図９は、図８Ａおよび図８Ｂの非共振素子６２用の整合回路８０を示す回路図である。本実施の形態では、整合回路８０は、Ｍ１１、Ｍ２１で表される単に２つの代替的整合回路を有する。これらは、２つの異なる動作モード（それぞれモード１、モード２）を提供するために個別に選択可能である。その結果として、必要な動作モードを与えるためにポート１が非共振素子６２に所望の整合回路を介して接続されるように、各整合回路Ｍ１１、Ｍ２１は、制御システム（図示せず）を介してスイッチによって選択可能である。図示の実施の形態では、整合回路Ｍ１１が選択され、非共振素子６２はモード１での動作用に構成されている。
【００５７】
整合回路Ｍ１１は、可変コンデンサＣ１１１に並列接続された第１のインダクタＬ１１１を有する。一方、可変コンデンサＣ１１１は、第２のインダクタＬ１１２に接続されている。整合回路Ｍ２１は、第１のインダクタＬ２１１に並列接続された第１のコンデンサＣ２１１を有する。そして、第１のインダクタＬ２１１は、第２のコンデンサＣ２１２に並列接続され、かつ、第２のインダクタＬ２１２に直列接続されている。
【００５８】
図１０は、図８Ａおよび図８Ｂの平衡アンテナ１４用の整合回路装置８２を示す回路図である。本実施の形態では、整合回路８２は、Ｍ１２、Ｍ２２、Ｍ３２で表される３つの代替的整合回路を有する。これらも、３つの異なる動作モード（それぞれモード１、モード２、モード３）を提供するために個別に選択可能である。その結果として、必要な動作モードを与えるためにポート２が平衡アンテナ１４に所望の整合回路を介して接続されるように、各整合回路Ｍ１２、Ｍ２２、Ｍ３２は、制御システム（図示せず）を介してスイッチによって選択可能である。図示の実施の形態では、整合回路Ｍ１２が選択され、平衡アンテナ１４はモード１での動作用に構成されている。
【００５９】
整合回路Ｍ１２は、ポート２からの信号を第１の分岐と第２の分岐に分割するスプリッタＳ１２を有する。第１の分岐は、第１のインダクタＬ１２１に並列接続されかつ第２の（可変）コンデンサＣ１２２および第２のインダクタＬ１２２に直列接続された第１のコンデンサＣ１２１を有する。第２の分岐は、第４のインダクタＬ１２４に並列接続されかつ第３の（可変）コンデンサＣ１２３および第５のインダクタＬ１２５に直列接続された第３の直列インダクタＬ１２３を有する。
【００６０】
整合回路Ｍ２２は、ポート２からの信号を第１の分岐と第２の分岐に分割するスプリッタＳ２２を有する。第１の分岐は、第２のコンデンサＣ２２２に並列接続されかつ第３のコンデンサＣ２２３に直列接続された第１のコンデンサＣ２２１を有する。第２の分岐は、第４のコンデンサＣ２２４に並列接続されかつ第５のコンデンサＣ２２５に直列接続された第１の直列インダクタＬ２２１を有する。
【００６１】
整合回路Ｍ３２は、ポート２からの信号を第１の分岐と第２の分岐に分割するスプリッタＳ３２を有する。第１の分岐は、第１のコンデンサＣ３２１に並列接続されかつ第２のインダクタＬ３２２に直列接続された第１の直列インダクタＬ３２１を有する。第２の分岐は、第３のインダクタＬ３２３に並列接続されかつ第４のインダクタＬ３２４に直列接続された第２のコンデンサＣ３２２を有する。
【００６２】
要するに、整合回路Ｍ１１には１つの可変コンデンサがあり、整合回路Ｍ１２には２つの可変コンデンサがある。これらの可変コンデンサは、いくつかのスイッチ付き固定コンデンサや、バラクタ、ＭＥＭＳコンデンサなどで構成されうる。
【００６３】
図９および図１０の整合回路は、異なる周波数帯域の範囲をカバーするように設計されている。より具体的には、両回路がモード１で動作している（つまり、整合回路Ｍ１１とＭ１２が選択された）場合、ポート１およびポート２は、ＬＴＥの低帯域である６９８〜９６０ＭＨｚをカバーすることができる。両回路がモード２で動作している（つまり、整合回路Ｍ２１とＭ２２が選択された）場合、ポート１は、１２８０ＭＨｚから３０００ＭＨｚを超えて動作することができ、ポート２は、１８０５ＭＨｚから２１７０ＭＨｚまで動作することができる。非共振素子６２がモード２で動作し、平衡アンテナがモード３で動作している（つまり、整合回路Ｍ２１とＭ３２が選択された）場合、ポート１は、１２８０ＭＨｚから３０００ＭＨｚを超えて動作することができ、ポート２は、ＬＴＥ高帯域の２３００〜２６９０ＭＨｚをカバーすることができる。当然のことながら、さらなる動作モードを提供するためにスイッチで選択される追加の整合回路を含めることによって他の周波数帯域をカバーすることができる。
【００６４】
図１１は、両アンテナがモード１で動作し（つまり、整合回路Ｍ１１とＭ１２が選択され）かつ可変コンデンサを変化させた場合における、図８Ａおよび図８Ｂのアンテナに対する、周波数に対するリターンロスのグラフである。これによると、コンデンサの値を変えることによって、動作帯域に対して少なくとも４３ｄＢ分離しつつ約６９８〜９６０ＭＨｚのＬＴＥ低帯域をカバーするようにポート１およびポート２の共振周波数を調整することができる。
【００６５】
図１２は、両アンテナがモード２で動作している場合（つまり、整合回路Ｍ２１とＭ２２が選択された場合）における、図８Ａおよび図８Ｂのアンテナに対する、周波数に対するリターンロスのグラフである。これによると、動作帯域に対して少なくとも２３ｄＢ分離しつつ、ポート２が１８０５〜２１７０ＭＨｚで動作する際にポート１は約１２８０ＭＨｚから３０００ＭＨｚを超える周波数をカバーすることができる。
【００６６】
図１３は、非共振素子６２がモード２で動作し、平衡アンテナがモード３で動作している（つまり、整合回路Ｍ２１とＭ３２が選択された）場合における、図８Ａおよび図８Ｂのアンテナに対する、周波数に対するリターンロスのグラフである。これによると、動作帯域に対して少なくとも２１ｄＢ分離しつつ、ポート２が２３００〜２６９０ＭＨｚで動作する際にポート１は約１２８０ＭＨｚから３０００ＭＨｚを超える周波数をカバーすることができる。
【００６７】
注目すべきは、モード２およびモード３に対しては同調回路がなく、したがって、可変コンデンサを使用する必要がないことである。これは、固定部品を持つ整合回路が所要の周波数帯域をカバーできるためである。
【００６８】
図１４Ａおよび図１４Ｂは、本発明の第３の実施の形態に係るアンテナ９０を示している。アンテナ９０は、不平衡アンテナ９２の構造を除けば、図８Ａおよび図８Ｂに示すアンテナとほぼ同様である。より具体的には、非共振素子９４は、一次アンテナとして動作するが、平衡アンテナ１４に囲まれた領域において三角形ＰＣＢ１２の第２の表面４８上にエッチングされている。したがって、接地面６８は単に平衡アンテナ１４まで伸長し、接地面６８と非共振素子９４の間には隙間９６が設けられている。本実施の形態では、平衡アンテナ１４用の給電ライン４６は、すぐ下で接地面６８と接続する前に、三角形ＰＣＢ１２の第１の表面１６に沿って中央に伸長している。したがって、平衡アンテナ１４および不平衡アンテナ９０のそれぞれの給電点は接近している。しかし、平衡アンテナ１４および不平衡アンテナ９０の分極方位（polarisation orientation）に最大９０度の位相差を確保することにより、高度の分離を達成することができる。
【００６９】
アンテナ９０の寸法は、長さが１００ｍｍ、幅が５０ｍｍ、高さはたった４ｍｍである。よって、図１Ａ〜図１Ｃならびに図８Ａおよび図８Ｂに示す構造に対する当該特定の構造の利点は、両アンテナが「フラット」である（つまり、両アンテナが共に三角形ＰＣＢ１２の平面と平行である）ため、高さがほとんどない小型の自動車用ルーフ取り付け装置にも容易に収容することができる。
【００７０】
図２に示す回路装置は、アンテナ９０に関しても用いられる。
【００７１】
図１５は、図１４Ａおよび図１４Ｂの非共振素子９４用の整合回路１００を示す回路図である。本実施の形態では、整合回路１００は、Ｍ１１、Ｍ２１、Ｍ３１で表される３つの代替的整合回路を有する。これらは、３つの異なる動作モード（それぞれモード１、モード２、モード３）を提供するために個別に選択可能である。その結果として、必要な動作モードを与えるためにポート１が非共振素子９４に所望の整合回路を介して接続されるように、各整合回路Ｍ１１、Ｍ２１、Ｍ３１は、制御システム（図示せず）を介してスイッチによって選択可能である。図示の実施の形態では、整合回路Ｍ１１が選択され、非共振素子９４はモード１での動作用に構成されている。
【００７２】
整合回路Ｍ１１は、可変コンデンサＣ１１１に並列接続された第１のインダクタＬ１１１を有する。一方、可変コンデンサＣ１１１は、第２のインダクタＬ１１２に接続されている。整合回路Ｍ２１は、第１のインダクタＬ２１１に並列接続された第１のコンデンサＣ２１１を有する。そして、第１のインダクタＬ２１１は、第２のインダクタＬ２１２に並列接続され、かつ、第３のインダクタＬ２１３に直列接続されている。第３のインダクタＬ２１３自体は、第２のコンデンサＣ２１２に並列接続されている。整合回路Ｍ３１は、第１のインダクタＬ３１１に並列接続された第１のコンデンサＣ３１１を有する。そして、第１のインダクタＬ３１１は、第２のコンデンサＣ３１２に並列接続され、かつ、第２のインダクタＬ３１２に直列接続されている。
【００７３】
図１６は、図１４Ａおよび図１４Ｂの平衡アンテナ１４用の整合回路装置１０２を示す回路図である。本実施の形態では、整合回路１０２は、Ｍ１２、Ｍ２２、Ｍ３２、Ｍ３４で表される４つの代替的整合回路を有する。これらも、４つの異なる動作モード（それぞれモード１、モード２、モード３、モード４）を提供するために個別に選択可能である。その結果として、必要な動作モードを与えるためにポート２が平衡アンテナ１４に所望の整合回路を介して接続されるように、各整合回路Ｍ１２、Ｍ２２、Ｍ３２、Ｍ３４は、制御システム（図示せず）を介してスイッチによって選択可能である。図示の実施の形態では、整合回路Ｍ１２が選択され、平衡アンテナ１４はモード１での動作用に構成されている。
【００７４】
整合回路Ｍ１２は、ポート２からの信号を第１の分岐と第２の分岐に分割するスプリッタＳ１２を有する。第１の分岐は、第１のインダクタＬ１２１に並列接続されかつ第２の（可変）コンデンサＣ１２２および第２のインダクタＬ１２２に直列接続された第１のコンデンサＣ１２１を有する。第２の分岐は、第４のインダクタＬ１２４に並列接続されかつ第３の（可変）コンデンサＣ１２３および第５のインダクタＬ１２５に直列接続された第３のインダクタＬ１２３を有する。
【００７５】
整合回路Ｍ２２は、ポート２からの信号を第１の分岐と第２の分岐に分割するスプリッタＳ２２を有する。第１の分岐は、第１のインダクタＬ２２１に並列接続されかつ第２のコンデンサＣ２２２に直列接続された第１のコンデンサＣ２２１を有する。第２の分岐は、第３のコンデンサＣ２２３に並列接続されかつ第４のコンデンサＣ２２４に直列接続された第２の直列インダクタＬ２２２を有する。
【００７６】
整合回路Ｍ３２は、ポート２からの信号を第１の分岐と第２の分岐に分割するスプリッタＳ３２を有する。第１の分岐は、第１のコンデンサＣ３２１に並列接続されかつ第２のインダクタＬ３２２に直列接続された第１の直列インダクタＬ３２１を有する。そして、第２のインダクタＬ３２２は、第２のコンデンサＣ３２２に並列接続されている。第２の分岐は、第３のインダクタＬ３２３に並列接続されかつ第４のインダクタＬ３２４に直列接続された第３のコンデンサＣ３２３を有する。そして、第４のインダクタＬ３２４は、第４のコンデンサＣ３２４に並列接続されている。
【００７７】
整合回路Ｍ４２は、ポート２からの信号を第１の分岐と第２の分岐に分割するスプリッタＳ４２を有する。第１の分岐は、第１のインダクタＬ４２１に並列接続されかつ第２のコンデンサＣ４２２に直列接続された第１の直列コンデンサＣ４２１を有する。第２の分岐は、第３のコンデンサＣ４２３に並列接続されかつ第４のコンデンサＣ４２４に直列接続された第２のインダクタＬ４２２を有する。
【００７８】
要するに、整合回路Ｍ１１には１つの可変コンデンサがあり、整合回路Ｍ１２には２つの可変コンデンサがある。これらの可変コンデンサは、いくつかのスイッチ付き固定コンデンサや、バラクタ、ＭＥＭＳコンデンサなどで構成されうる。
【００７９】
図１５および図１６の整合回路は、異なる周波数帯域の範囲をカバーするように設計されている。より具体的には、両アンテナがモード１で動作している（つまり、整合回路Ｍ１１とＭ１２が選択された）場合、ポート１およびポート２は、ＬＴＥの低帯域である６９８〜９６０ＭＨｚをカバーすることができる。両アンテナがモード２で動作している（つまり、整合回路Ｍ２１とＭ２２が選択された）場合、ポート１は、１２４９〜２１７０ＭＨｚで動作することができ、ポート２は、１７９０〜１９３５ＭＨｚで動作することができる。非共振素子９４がモード２で動作し、平衡アンテナ１４がモード３で動作している（つまり、整合回路Ｍ２１とＭ３２が選択された）場合、ポート１は、１２４９〜２１７０ＭＨｚで動作することができ、ポート２は、１７９０〜２１７０ＭＨｚをカバーすることができる。非共振素子９４がモード３で動作し、平衡アンテナ１４がモード４で動作している（つまり、整合回路Ｍ３１とＭ４２が選択された）場合、ポート１は、２３００〜２６９０ＭＨｚで動作することができ、ポート２は、２５００〜２６９０ＭＨｚをカバーすることができる。当然のことながら、さらなる動作モードを提供するためにスイッチで選択される追加の整合回路を含めることによって他の周波数帯域をカバーすることができる。
【００８０】
図１７は、両アンテナがモード１で動作し（つまり、整合回路Ｍ１１とＭ１２が選択され）かつ可変コンデンサを変化させた場合における、図１４Ａおよび図１４Ｂのアンテナに対する、周波数に対するリターンロスのグラフである。これによると、コンデンサの値を変えることによって、動作帯域に対して少なくとも３４ｄＢ分離しつつ約６９８〜９６０ＭＨｚのＬＴＥ低帯域をカバーするようにポート１およびポート２の共振周波数を調整することができる。
【００８１】
図１８は、非共振素子６２がモード２で動作し、平衡アンテナがモード２またはモード３で動作している（つまり、整合回路Ｍ２１とＭ２２またはＭ３２とが選択された）場合における、図１４Ａおよび図１４Ｂのアンテナに対する、周波数に対するリターンロスのグラフである。これによると、動作帯域に対して少なくとも１７ｄＢ分離しつつ、ポート２が１７９０〜１９３５ＭＨｚ（モード２の場合）または１９７０〜２１７０ＭＨｚ（モード３の場合）で動作する際にポート１は約１２４９〜２１７０ＭＨｚの周波数をカバーすることができる。
【００８２】
図１９は、非共振素子６２がモード３で動作し、平衡アンテナがモード４で動作している（つまり、整合回路Ｍ３１とＭ４２が選択された）場合における、図１４Ａおよび図１４Ｂのアンテナに対する、周波数に対するリターンロスのグラフである。これによると、動作帯域に対して少なくとも２１ｄＢ分離しつつ、ポート２が２５００〜２６９０ＭＨｚで動作する際にポート１は約２３００〜２６９０ＭＨｚの周波数をカバーすることができる。
【００８３】
注目すべきは、モード２、モード３、またはモード４に対しては同調回路がなく、したがって、可変コンデンサを使用する必要がないことである。これは、固定部品を持つ整合回路が所要の周波数帯域をカバーできるためである。
【００８４】
図２０は、本発明の第４の実施の形態に係るアンテナ１１０の上面斜視図である。アンテナ１１０は、支持ＰＣＢ１１２が三角形平面要素１１４と長方形平面要素１１６を有する点を除けば、図１４Ａおよび図１４Ｂに示すアンテナとほぼ同様である。三角形平面要素１１４は、底辺１１８、対称の中心軸１２０、および長さがほぼ等しい２つの辺１２２を有する。長方形平面要素１１６は、底辺１１８からアンテナ１１０の端部２２まで伸長している。平衡アンテナ１４と同様の平衡アンテナ１２４が、端部２２に設けられ、長方形平面要素１１６の外形と合っている。平衡アンテナ１２４のＬ字形アーム１２６の下の領域は、性能向上のために切り欠いてある。よって、本実施の形態では、Ｌ字形アーム１２６はおのおの９０度の内角を有する。さらに、平衡アンテナ１２４は、発泡体の支持体など（図示せず）によって長方形平面要素１１６に取り付けられている。
【００８５】
図２１は、図２０に示すアンテナに類似したアンテナ１３０の部分上面斜視図である（三角形平面要素１１４は図示せず）。ここで、平衡アンテナ１３２は、プリントダイポールで構成されている。プリントダイポールは、当該ダイポールの各アーム１３６を分離する、中央のほぼＴ字形の切り欠き部１３４と、長方形平面要素１１６の縁部１４０に隣接する、各アーム１３６の最も端にある小さな長方形の切り欠き部１３８とを有する。長方形平面要素１１６に切り欠き部はない。平衡アンテナ１３２と長方形平面要素１１６との距離がアンテナ１３０の効率に直接影響を及ぼすということに注意すべきである。したがって、平衡アンテナ１３２は、ロハセル（Rohacell）（登録商標）発泡体など（図示せず）によって長方形平面要素１１６の上方に適当な距離を置いて支持されている。
【００８６】
図２２は、図２０に示すアンテナに類似したアンテナの部分上面斜視図である（三角形平面要素１１４は図示せず）。ここで、平衡アンテナ１５０は、アーム１５２がもはやブラケット形状ではなく、代わりに、発泡体の支持体など（図示せず）によって長方形平面要素１１６の上に取り付けられるように、Ｌ字形プリントダイポールで構成されている。
【００８７】
図２３は、図２０に示すアンテナに類似したアンテナの部分上面斜視図である（三角形平面要素１１４は図示せず）。ここで、平衡アンテナ１６０は長方形平面要素１１６の外側周囲に設けられ、各Ｌ字形アーム１６４のブラケット部分１６２は逆にされ、長方形平面要素１１６に切り欠き部はない。図２０〜図２２の通り、平衡アンテナ１６０は、発泡体の支持体など（図示せず）によって長方形平面要素１１６に取り付けられている。
【００８８】
図２４Ａ、図２４Ｂ、および図２４Ｃは、図８Ａおよび図８Ｂに示す不平衡アンテナ６２の非共振長方形銅板６４に関する異なる大きさと位置の範囲を示している。図２４Ａに示す銅板１７０は、平衡アンテナ１４の幅と同様の幅を有するが、平衡アンテナ１４に単に部分的に囲まれるように中心軸２４上に位置している。図２４Ｂに示す銅板１８０は、平衡アンテナ１４の幅の約半分の幅を有し、中心軸２４上で端部２２の隣に位置している。図２４Ｃに示す銅板１９０は、平衡アンテナ１４の幅の約１.５倍の幅を有し、中心軸２４上で端部２２の隣に位置している。
【００８９】
上記によれば、本発明の実施の形態は、ルーフ取り付け車両用アンテナに適しており、かつ、例えば、ＤＶＢ−Ｈ、ＧＳＭ７１０、ＧＳＭ８５０、ＧＳＭ９００、ＧＳＭ１８００、ＰＣＳ１９００、ＧＰＳ１５７５、ＵＭＴＳ２１００、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＬＴＥ、ＬＴＡ、および４Ｇ周波数帯などの多数のサービスをカバーすることができる、再構成可能ＭＩＭＯアンテナを提供する。
【００９０】
本発明の範囲を逸脱することなく上記実施の形態に様々な変更を加えうることは当業者に認められるであろう。特に、一実施の形態に関連して記載した特徴は他の実施の形態にも組み入れうる。
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【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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