(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体材料で形成され、実質的に平坦な第１の面と前記第１の面の反対側にある第２の面とを有する基板と、
前記基板の前記第１の面上に配設された導電性のグランドプレーンであって、スロットの縁を規定するグランドプレーンと、前記スロットの縁は、矩形の形状を、前記スロットの中へと延びる突出部によって変形した形状を有し、
動作周波数範囲内の周波数を有する第１の入力信号を受け取るように前記基板の前記第２の面上に配設され、前記矩形の第１の縁から、第１の方向に走る前記矩形の中心軸と同方向の第２の方向の前記矩形の第２の縁に沿って、前記第１の方向に走る中心軸から前記矩形の第２の縁の方向にオフセットして、前記スロットの上に、所定の長さだけ延びる第１の給電ラインと、
前記動作周波数範囲内の周波数を有する第２の入力信号を受け取るように前記基板の前記第２の面上に配設され、前記第１の方向と直交する第２の方向に走る前記矩形の中心軸の近傍で、前記矩形の第２の縁に対向する前記矩形の第３の縁から、前記第２の方向に走る前記矩形の中心軸に沿って、前記スロットの上に、前記第１の給電ラインと交差しないように所定の長さだけ延びる第２の給電ラインと、
を備え、
前記突出部は、前記第１の給電ラインに関して前記矩形の前記第２の縁と反対側の、前記矩形の前記第１の縁に配置される、
アンテナ。
【請求項２】
前記突出部は、前記突出部と前記矩形の前記第３の縁との間に間隙を有して配置される、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記間隙が、前記矩形の前記第２の縁の位置から、前記矩形の外側に向けて伸びる、請求項２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記矩形は、前記第２の方向に所定の長さを有し、
前記突出部の前記第２の方向の長さは、前記矩形の長さの２／３以上であり、
前記突出部と前記第２の給電ラインとは、前記動作周波数範囲内の周波数の信号の０．０４波長以上離間し、
前記突出部の前記第１の方向の長さは、前記動作周波数範囲内の周波数の信号の０．１５波長を超えない、
請求項１に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記突出部は、さらに、前記矩形の前記第２の縁と、前記矩形の前記第１の縁に対向する前記矩形の第４の縁と前記矩形の前記第２の縁とが交差する角に配置される、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項６】
角に配置される前記突出部は、前記第２の方向に、前記動作周波数範囲内の周波数の信号の０．１波長以上の長さを有し、前記第１の方向に、前記動作周波数範囲内の周波数の信号の０．１波長を超えない長さを有する、請求項５に記載のアンテナ。
【請求項７】
誘電体材料で形成され、実質的に平坦な第１の面と前記第１の面の反対側にある第２の面とを有する基板と、
前記基板の前記第１の面上に配設された導電性のグランドプレーンであって、スロットの縁を規定するグランドプレーンと、前記スロットの縁は、矩形の形状を、前記スロットの中へと延びる突出部によって変形した形状を有し、
動作周波数範囲内の周波数を有する第１の入力信号を受け取るように前記基板の前記第２の面上に配設され、前記矩形の第１の縁から、第１の方向に走る前記矩形の中心軸と同方向の第２の方向の前記矩形の第２の縁に沿って、前記第１の方向に走る中心軸から前記矩形の第２の縁の方向にオフセットして、前記スロットの上に、所定の長さだけ延びる第１の給電ラインと、
前記動作周波数範囲内の周波数を有する第２の入力信号を受け取るように前記基板の前記第２の面上に配設され、前記第１の方向と直交する第２の方向に走る前記矩形の中心軸の近傍で、前記矩形の第２の縁に対向する前記矩形の第３の縁から、前記第２の方向に走る前記矩形の中心軸に沿って、前記スロットの上に、前記第１の給電ラインと交差しないように所定の長さだけ延びる第２の給電ラインと、
を備え、
前記突出部は、前記矩形の前記第２の縁と、前記矩形の前記第１の縁に対向する前記矩形の第４の縁と前記矩形の前記第２の縁とが交差する角に配置される、
アンテナ。
【請求項８】
角に配置される前記突出部は、前記第２の方向に、前記動作周波数範囲内の周波数の信号の０．１波長以上の長さを有し、前記第１の方向に、前記動作周波数範囲内の周波数の信号の０．１波長を超えない長さを有する、請求項７に記載のアンテナ。
【請求項９】
前記突出部は、さらに、前記第１の給電ラインに関して前記矩形の前記第２の縁と反対側の、前記矩形の前記第１の縁に配置される、請求項７に記載のアンテナ。
【請求項１０】
前記第１の縁に配置される前記突出部は、前記突出部と前記矩形の前記第３の縁との間に間隙を有して配置される、請求項９に記載のアンテナ。
【請求項１１】
前記間隙が、前記矩形の前記第２の縁の位置から、前記矩形の外側に向けて伸びる、請求項１０に記載のアンテナ。
【請求項１２】
前記矩形は、前記第２の方向に所定の長さを有し、
前記第１の縁に配置される前記突出部の前記第２の方向の長さは、前記矩形の長さの２／３以上であり、
前記第１の縁に配置される前記突出部と前記第２の給電ラインとは、前記動作周波数範囲内の周波数の信号の０．０４波長以上離間し、
前記第１の縁に配置される前記突出部の前記第１の方向の長さは、前記動作周波数範囲内の周波数の信号の０．１５波長を超えない、
請求項９に記載のアンテナ。
【請求項１３】
前記突出部が、表面電流が最大表面電流の１０％未満である前記スロットの縁部上の位置から延在する、請求項１ないし１２のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項１４】
前記第１の給電ラインと前記矩形の前記第２の縁との間隔は、前記動作周波数範囲内の周波数の信号の０．０６波長以下である、請求項１ないし１３のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項１５】
前記矩形は、前記第１の方向に所定の幅を有し、
前記第２の給電ラインが延びる、前記第２の方向に走る前記矩形の中心軸の近傍とは、前記矩形の前記１の縁に対向する第４の縁から前記幅の０．４ないし０．６の範囲である、請求項１ないし１４のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項１６】
前記突出部の区域の一部が、電子回路部品を収容するために使用される、請求項１ないし１５のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項１７】
前記スロットを覆って前記第１の面上に配設された誘電体層をさらに備える、請求項１ないし１６のいずれか一項に記載のアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載される実施形態はアンテナに関し、詳細には、二重偏波スロットアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信は、多くの通信規格の一部をなす。２×２ＭＩＭＯ通信では、離間した２つの別個のアンテナまたは単一の放射体の複数の偏波のいずれかが利用される。
【０００３】
単一の放射体の２つまたは複数の偏波の利用は、デバイスのサイズに制限がある用途において、特に有利である。しかし、二重偏波で広帯域特性を達成することは難題を呈する。
【発明の概要】
【０００４】
以下では、図面を参照して、実施形態が例として記載される。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１ａ】実施形態にしたがうアンテナを示す図。
【図１ｂ】実施形態にしたがうアンテナを示す図。
【図１ｃ】実施形態にしたがうアンテナを示す図。
【図２ａ】ある周波数で駆動されるときの、実施形態にしたがうアンテナのグランドプレーンおよび給電ライン上の表面電流分布を示す図。
【図２ｂ】ある周波数で駆動されるときの、実施形態にしたがうアンテナのグランドプレーンおよび給電ライン上の表面電流分布を示す図。
【図３ａ】ある周波数で駆動されるときの、実施形態にしたがうアンテナのグランドプレーンおよび給電ライン上の表面電流分布を示す図。
【図３ｂ】ある周波数で駆動されるときの、実施形態にしたがうアンテナのグランドプレーンおよび給電ライン上の表面電流分布を示す図。
【図４ａ】ある周波数で駆動されるときの、実施形態にしたがうアンテナのグランドプレーンおよび給電ライン上の表面電流分布を示す図。
【図４ｂ】ある周波数で駆動されるときの、実施形態にしたがうアンテナのグランドプレーンおよび給電ライン上の表面電流分布を示す図。
【図５ａ】実施形態にしたがうアンテナを示す図。
【図５ｂ】実施形態にしたがうアンテナを示す図。
【図５ｃ】実施形態にしたがうアンテナを示す図。
【図６】実施形態にしたがうアンテナの周波数応答を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
一実施形態では、アンテナが開示される。アンテナは、誘電体材料の基板と、基板が実質的に平坦であり、第１の面と第１の面の反対側にある第２の面とを規定する、第１の面上の導電性のグランドプレーンと、グランドプレーンがスロットを規定する、動作周波数範囲内の周波数を有する第１の入力信号を受け取るように構成された第１の給電ラインと、第１の給電ラインが、動作周波数範囲内の信号の０．３波長と０．４波長の間の長さだけ第１の方向に第２の面上でスロットの上に延在してスロットの上で終端し、第１の給電ラインが、第１の方向に走るスロットの中心軸からオフセットされている、動作周波数範囲内の周波数を有する第２の入力信号を受け取るように構成された第２の給電ラインと、第２の給電ラインが第２の方向に第２の面上で延在し、第２の方向が第１の方向と直交し、第１の給電ラインと第２の給電ラインとが交差しないように、第２の給電ラインが、第１の給電ラインから動作周波数範囲内の信号の少なくとも０．１波長の長さのところでスロットの上で終端し、第２の給電ラインが、スロットの縁部の範囲の０．４と０．６の間のその縁部上の位置から実質的に垂直に延在する、を備える。
【０００７】
一実施形態では、グランドプレーンは、スロットの中へと延びる突出部を備える。
【０００８】
一実施形態では、グランドプレーンは、スロットの中へと延びる２つの突出部を備える。
【０００９】
一実施形態では、突出部は、表面電流が最大表面電流の１０％未満であるスロットの縁部上の位置から延在する。
【００１０】
一実施形態では、アンテナは、第１の入力信号によってスロットの複数のモードが励起され、第２の入力信号によってスロットの実質的に単一のモードが励起されるように構成される。
【００１１】
一実施形態では、スロットは実質的に矩形であり、第１および第２の方向が矩形の辺により規定され、ここにおいて、第１の給電ラインが、第１の方向に走るスロットの中心軸よりもスロットの縁部の近くに構成される。
【００１２】
一実施形態では、動作周波数範囲は、５ＧＨｚ〜６ＧＨｚである。
【００１３】
一実施形態では、突出部の区域の一部は、電子回路部品を収容するために使用される。
【００１４】
一実施形態では、アンテナは、スロットを覆って第１の面上に配設された誘電体層を備える。
【００１５】
図１ａから図１ｃは、実施形態にしたがうアンテナを示す。図１ａはアンテナの概略図であり、図１ｂおよび図１ｃは、それぞれ線Ａ−Ｂおよび線Ｃ−Ｄに沿った断面図である。アンテナ１００は、２つの給電入力を有する矩形スロットアンテナである。アンテナ１００は、基板１０２上に形成される。基板１０２は、平坦であり、厚さｈを有する。基板１０２は、寸法ａｌにわたって延在する。グランドプレーン１０４は、基板１０２の第１の面上に配設される。グランドプレーン１０４は、銅などの導電材料から形成される。グランドプレーン１０４は、スロット１０６の縁部を規定する。図１に示した実施形態では、スロット１０６は、実質的に矩形であって、長さｓｌおよび幅ｓｗを有する。この実施形態では、基板は、ＦＲ４から形成され、厚さｈは０．２ｍｍである。
【００１６】
第１の給電ライン１１０は、基板１０２の第２の面上に配設される。第２の面は、基板の第１の面の反対側にある。第１の給電ライン１１０は、マイクロストリップ給電ラインであり、基板１０２の面上を走る導電ストリップから形成される。図１に示されるように、第１の給電ライン１１０は、スロット１０６の左手縁部から水平に走る。第１の給電ライン１１０は、スロット１０６の上縁部に平行に走り、ｏｓ１の距離だけ上縁部からオフセットされている。第１の給電ライン１１０は、スロットの上をｆｌ＿ｈの距離だけ走る。
【００１７】
第２の給電ライン１２０は、基板１０２の第２の面上に配設される。第１の給電ライン１２０は、マイクロストリップ給電ラインであり、基板１０２の面上を走る導電ストリップから形成される。図１に示されるように、第２の給電ライン１２０は、スロット１０６の下縁部から上下に走る。第２の給電ライン１２０は、スロット１０６のほぼ中心に配置される。第２の給電ライン１２０は、ｏｓ２の距離だけスロット１０６の右手縁部からオフセットされる。第２の給電ライン１２０は、スロットの上をｆｌ＿ｖの距離だけ走る。
【００１８】
図１に示されるように、第１の給電ライン１１０と第２の給電ライン１２０は、直交方向に走る。
【００１９】
以下では、周波数範囲５ＧＨｚ〜６ＧＨｚで動作する実施形態が記載される。マイクロストリップラインの幅は、０．３６ｍｍであると算出される一方、λgは、３０ｍｍであると算出される。０．４λg×０．４λgの矩形スロットが、２つのマイクロストリップライン給電部を有して、０．２ｍｍ厚のＦＲ４基板上にモデル化されている。
【００２０】
アンテナは異なる基板上により少ない誘電損で設計され得ることを、当業者は理解されよう。しかし、この実施形態では、ＦＲ４は、それが低価格であり、製造しやすく、そのためアンテナをプリント回路基板上に直接印刷することが可能になるために選好される。
【００２１】
２つの直交マイクロストリップ給電ラインは、図１に見られるように、スロットが下面にあるアンテナの上面に構成される。水平方向の給電部（給電部１）は、スロットの上縁部の近くにｏｓ１のオフセットで配置される。上下方向の給電部（給電部２）は、中央にｏｓ２のオフセットで配置される。
【００２２】
２つの給電部の構成は、アンテナの対称性を乱している。給電部１は、複数のモードを励起し、そのことにより広い動作帯域幅を実現し、給電部２は、直交偏波した単一のモードを励起する。給電部２により励起されるモードは直交偏波されているので、給電部１により励起されるモードと結合されない。
【００２３】
給電部１は約５ＧＨｚでスロットの上水平縁部を励起し、給電部１は、約６ＧＨｚで放射体自体としての役割をはたす。したがって、スロット幅（ｓｗ）と給電部１の給電部長（ｆｌ＿ｈ）が、第１の偏波の動作周波数を制御する。
【００２４】
上下方向の給電部は、約５．５ＧＨｚでスロットを励起する。下スロット縁部の長さが、第２の偏波の動作周波数を制御する。
【００２５】
最後に、スロット長と給電部２の長さ（ｆｌ＿ｖ）が、偏波間の結合を制御する。
【００２６】
図２〜図４は、第１の給電ラインまたは第２の給電ラインのいずれかにおいて５ＧＨｚ、５．５ＧＨｚ、および６ＧＨｚで駆動されるときの、実施形態にしたがうアンテナのグランドプレーンおよび給電ライン上の表面電流分布を示す。より暗い陰影がより低い表面電流密度を示し、より明るい陰影がより高い電流密度を示す。
【００２７】
図２ａは、第１の給電ラインが５ＧＨｚの周波数を有する入力信号で駆動されるときの表面電流分布を示す。図２ａに示されるように、表面電流密度は、第１の給電ラインに面するスロットの上縁部の部分沿いで最も高い。スロットの左手縁部の上部にも高い表面電流密度がある。表面電流密度は、スロットの下左手角およびスロットの上右手角で最も低い。下左手角の周りの低い表面電流密度の領域は、上右手角の周りのものよりも大きい。
【００２８】
図２ｂは、第２の給電ラインが５ＧＨｚの周波数を有する入力信号で駆動されるときの表面電流分布を示す。図２ｂに示されるように、第２の給電ラインは、スロットの下縁部で表面電流を励起する。表面電流密度は、スロットの右手縁部の下半分で高い。スロットの上縁部の左手側にも、高い表面電流密度がある。これは、第１の給電ラインにより励起されたモードと何らかの結合があることを示す。図２ｂに示されるように、表面電流密度は、スロットの左手縁部の中央部およびスロットの上右手角で最も低い。
【００２９】
図３ａは、第１の給電ラインが５．５ＧＨｚの周波数を有する入力信号で駆動されるときの表面電流分布を示す。図３ａに示されるように、表面電流密度は、第１の給電ラインに面するスロットの上縁部の部分沿いで最も高い。スロットの左手縁部の上部にも高い表面電流密度がある。図２ａと図３ａとを比較すると、第１の給電ラインが５．５ＧＨｚで駆動されるときの表面電流密度は、第１の給電ラインに近いスロットの縁部の周りにより局在化されることがわかる。スロットの上右手角、スロットの下および右縁部、ならびにスロットの左手縁部の下半分に、低い表面電流密度がある。
【００３０】
図３ｂは、第２の給電ラインが５．５ＧＨｚの周波数を有する入力信号で駆動されるときの表面電流分布を示す。図３ｂに示される表面電流分布は、図２ｂに示されるものと同様である。スロットの下縁部沿い、ならびにスロットの左手および右手縁部の底部に、高い表面電流密度がある。表面電流密度は、スロットの左手縁部の中央部およびスロットの右手角で最も低い。第１の給電ラインのモードと何らかの結合があることを示す比較的高い表面電流密度が、スロットの上左手角にもある。図２ｂと図３ｂとの比較から、第２の給電ラインが５．５ＧＨｚで駆動されるときのスロットの上左角における表面電流密度は、第２の給電ラインが５ＧＨｚで駆動されるときよりも低いことに留意されたい。
【００３１】
図４ａは、第１の給電ラインが６ＧＨｚの周波数を有する入力信号で駆動されるときの表面電流分布を示す。図２ａに示されるように、表面電流密度は、第１の給電ラインに面するスロットの上縁部の部分沿いで最も高い。スロットの左手縁部の上部にも高い表面電流密度がある。図２ａと図３ａと図４ａとを比較すると、第１の給電ラインが６ＧＨｚで駆動されるときの表面電流密度は、より局在化されることがわかる。これは、６ＧＨｚにおいて、第１の給電ライン自体が放射体としての役割をはたすからである。スロットの上右手角、スロットの下および右縁部、ならびにスロットの左手縁部の下半分に、低い表面電流密度がある。
【００３２】
図４ｂは、第２の給電ラインが６ＧＨｚの周波数を有する入力信号で駆動されるときの表面電流分布を示す。図４ｂに示されるように、表面電流密度は、スロットの下縁部で最も高い。第１の給電ライン中にも、比較的高い表面電流密度がある。上で議論したように、第１の給電ラインの長さは、６ＧＨｚにおいて共振するように選択される。このことが、６ＧＨｚにおけるある程度の結合をもたらす。表面電流密度は、スロットの右手側、スロットの左手側の下部、およびスロットの上右手角で低い。
【００３３】
図２ａ〜図４ｂから、スロットの左縁部は、下左角を除き、非常にアクティブという訳ではないことがわかる。さらに、スロットの上右角も、非常にアクティブという訳ではない。
【００３４】
図５ａ〜図５ｃは、実施形態にしたがうアンテナを示す。図５ａはアンテナの概略図であり、図５ｂおよび図５ｃは、それぞれ線Ａ−Ｂおよび線Ｃ−Ｄに沿った断面図である。アンテナ５００は、２つの給電入力を有するスロットアンテナである。アンテナ５００は、基板５０２上に形成される。基板５０２は、平坦であり、厚さｈを有する。グランドプレーン５０４は、基板５０２の第１の面上に配設される。グランドプレーン５０４は、銅などの導電材料から形成される。グランドプレーン５０４は、スロット５０６の縁部を規定する。誘電体装荷の層５５０が基板の第１の面を覆って付与され、スロット５０６を覆う。誘電体装荷５５０は、ＦＲ４などの誘電体材料から形成されてスロットの誘電体特性を変更し、したがってアンテナのサイズが減少されることを可能にする。
【００３５】
第１の給電ライン５１０および第２の給電ライン５２０は、基板の第１の面の反対側にある第２の面上に配設される。第１の給電ライン５１０および第２の給電ライン５２０は、図１に示される第１の給電ライン１１０および第２の給電ライン１２０と同様の方法で構成される。
【００３６】
図５に示されるように、グランドプレーン５０６は、スロット５０６の形状を変更する２つの突出部５３０および５４０を含む。上で図１に関連して議論したように、第１および第２の給電ラインの場所決めが、第１の程度の非対称性を導入する。突出部は、第２の程度の非対称性を導入する。非対称性の導入が、第１の給電ラインにより励起されるモードと、第２の給電ラインにより励起されるモードとの間の結合を減少させる。
【００３７】
第１の突出部５３０は、幅ｐｗ１および高さｐｈ１を有する。第１の突出部５３０は、スロット５０６の左手側に配置される。第１の突出部５３０の下に間隙５３２がある。間隙５３２は、第１の給電ライン５１０の近くのスロットの縁部よりも左にさらに延びる。間隙５３２の存在は、スロット５０６のその下左角が、スロット５０６の上左手角よりも左にあることを意味する。
【００３８】
第２の突出部５４０は、幅ｐｗ１および高さｐｈ１を有する。第２の突出部は、スロット５４０の上右角に配置される。
【００３９】
第１の突出部５３０および第２の突出部５４０は、スロット５０６の縁部上の表面電流密度が低い位置に構成される。上で図２ａ〜図４ｂに関連して議論したように、表面電流密度は、スロットの左手縁部の中央部およびスロットの上右角で最も低い。突出部の場所は、表面電流密度に基づいて選択され得る。例えば、突出部は、表面電流密度が最大表面電流密度の１０％未満である領域に配置され得る。
【００４０】
突出部の寸法は、第１の給電ラインと第２の給電ラインとの間の結合を減少させるように選択される。突出部の幅は、両方の偏波の両方の動作周波数に影響を及ぼす。幅が増加すると、給電部２の共振周波数は、放射縁部のサイズがより大きくなるので、減少する。給電部１のより低い共振に同じ効果が観察されたが、このことは、給電部１のより高い共振に反対の効果を及ぼす。したがって、突出部の幅が増加すると、給電部１は、より広い周波数帯域に整合する。
【００４１】
しかし、物理的に給電部同士をより近くすることによって結合を増加させるので、突出部の幅は無制限には増加させられ得ない。一方、突出部の長さは、アンテナが割り振る空間がより少なくなるように、可能な限り大きくなるように選択される。ここで、突出部の区域が、アンテナに関連する回路を収容するために利用され得ることに留意されたい。
【００４２】
第２の突出部５４０は、上右角に挿入される。第２の突出部は、結合をより強く制御できることが見いだされた。突出部のサイズは、給電部２の周波数応答に影響を及ぼさないが、第２の突出部５４０を挿入することにより上部スロット縁部の長さが変更されるので、第１の偏波のより低い共振を離調(detune)する。サイズは、周波数応答が所望の要件下に保たれる限り、最大化される。
【００４３】
例示的な実施形態では、以下の寸法が使用された。
ｓ１＝１２ｍｍ（０．４λg）、ｓｗ＝上縁部で１２．５ｍｍ（０．４１６λg）  下縁部で１３ｍｍ（０．４３３λg）、ｏｓ１＝１．５ｍｍ（０．０５λg）、ｏｓ２＝４．９ｍｍ（０．１６３λg）、ｆｌ＿ｈ＝９．７ｍｍ（０．３２３λg）、ｆｌ＿ｖ＝５．５ｍｍ（０．１８３λg）、ｈ＝０．２ｍｍ（６．６６＊１０-3λg）、ｈｌ＝１．１６ｍｍ（０．０３９λg）、ｐｗ１＝４．５５ｍｍ（０．１５λg）、ｐｈ１＝７．８ｍｍ（０．２６λg）、ｐｌ２＝３ｍｍ（０．１λg）、ｐｗ２＝１ｍｍ（０．０３３λg）。
【００４４】
上で議論したように、この実施形態は、周波数範囲５ＧＨｚ〜６ＧＨｚでの使用が意図されており、波長λgは、３０ｍｍであると算出される。
【００４５】
本アンテナは、この特殊な例では、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ帯域全体をカバーする低い相互結合であるが、Ｙ偏波およびＸ偏波について、それぞれ２６％および１３％の比帯域幅を有する２つの偏波を実現する。さらに、結合と帯域幅とは、突出部によって制御され得る。本アンテナは、２×２ＭＩＭＯをサポートし、良好な８６％の効率を示す一方で簡単で小さい構造である。アンテナは、シミュレーションを通して、アンテナのグランドプレーン上に配置される構成要素には影響されないことが示されている。
【００４６】
アンテナは、寸法に対して以下の変更をもって動作することが示されている。スロット長および幅についての勧められる範囲は、０．４λgと０．３λgの間である。水平方向の給電部のオフセットは、結合を低く保つために、０．０６λg以下であるべきである。上下方向の給電部のオフセットは、スロット幅の０．４〜０．６の範囲内であることが勧められる。
【００４７】
第１の突出部の長さは、結合が−１０ｄＢより低い限りにおいて、スロット高の２／３以上であることが勧められる。突出部と上下方向の給電部との間の分離は、０．０４λg以上であるべきである。突出部の幅が０．１５λgを超えると、結合が上昇し始めることになる。
【００４８】
第２の突出部は、結合が−１０ｄＢより低く保たれる限りにおいて、０．１λg以上の長さであることが勧められる。第２の突出部の幅は、給電部１を離調することになるので、０．１λgを超えないべきである。
【００４９】
誘電体装荷高と基板高とは、１００％の程度で変更することができ、設計パラメータは、シミュレーションを通して最適化され得るわずかな調整をのみ必要とすることになる。
【００５０】
図６は、実施形態にしたがうアンテナについての、周波数に対するシミュレーションされたＳパラメータおよび測定されたＳパラメータを示す。Ｓパラメータは、２つの給電部間の関係を説明する。Ｓ２１の値が２つの給電部間の結合を表し、Ｓ１１の値とＳ２２の値がそれぞれ、第１の給電部についての反射電力比、第２の給電部についての反射電力比を表す。
【００５１】
図６に示されるように、第１の給電部は、比較的広い共振を有し、５．４ＧＨｚにおいて約−１０ｄＢであり、６ＧＨｚにおいて−１０ｄＢ未満のままである。第２の給電部の共振はより狭く、５．４ＧＨｚにおいて約−１０ｄＢであるが、約５．８ＧＨｚにおいて−１０ｄＢを超えて上昇する。
【００５２】
図５に関連して上で記載された実施形態では、第２の突出部は、スロットの上右手角に配置される。代替実施形態では、第２の突出部は、スロットの上縁部からオフセットされ得る。両方の給電部が励起されるときに低い表面電流が存在する給電ラインのフットプリント間に、追加の突出部が存在してよい。
【００５３】
実施形態は、アンテナのサイズまたは効率を犠牲にすることなく、低い相互結合を有する良好な帯域対応範囲を実現する。さらに、上で実施形態を参照して記載されたアンテナは簡単な構造である。実施形態にしたがうアンテナは、ＭＩＭＯをサポートすることによって、より高いデータレートまたはより信頼できるシステムへの扉を開く。
【００５４】
いくつかの実施形態が記載されたが、これらの実施形態は、例としてのみ提示されており、本発明の範囲を限定する意図はない。実際に、本明細書に記載される新規のアンテナは、様々な他の形態で実現され得る。さらに、本明細書に記載されるアンテナの形態において、様々な省略、代替、および変更が、本発明の精神から逸脱することなくなされ得る。添付する請求項およびそれらの等価物は、本発明の範囲および精神に入るので、そのような形態または変更形態をカバーすることが意図される。
以下、本願出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
誘電体材料の基板と、前記基板が実質的に平坦であり、第１の面と前記第１の面の反対側にある第２の面とを規定する、
前記第１の面上の導電性のグランドプレーンと、前記グランドプレーンがスロットを規定する、
動作周波数範囲内の周波数を有する第１の入力信号を受け取るように構成された第１の給電ラインと、前記第１の給電ラインが、前記動作周波数範囲内の信号の０．３波長と０．４波長の間の長さだけ第１の方向に前記第２の面上で前記スロットの上に延在して前記スロットの上で終端し、前記第１の給電ラインが、前記第１の方向に走る前記スロットの中心軸からオフセットされている、
前記動作周波数範囲内の周波数を有する第２の入力信号を受け取るように構成された第２の給電ラインと、前記第２の給電ラインが第２の方向に前記第２の面上で延在し、前記第２の方向が前記第１の方向と直交し、前記第１の給電ラインと前記第２の給電ラインとが交差しないように、前記第２の給電ラインが、前記第１の給電ラインから前記動作周波数範囲内の信号の少なくとも０．１波長の長さのところで前記スロットの上で終端し、前記第２の給電ラインが、前記スロットの縁部の範囲の０．４と０．６の間のその縁部上の位置から実質的に垂直に延在する、
を備えるアンテナ。
［Ｃ２］
前記グランドプレーンが、前記スロットの中へと延びる突出部を備える、［Ｃ１］に記載のアンテナ。
［Ｃ３］
前記グランドプレーンが、前記スロットの中へと延びる２つの突出部を備える、［Ｃ１］に記載のアンテナ。
［Ｃ４］
前記突出部が、表面電流が最大表面電流の１０％未満である前記スロットの縁部上の位置から延在する、［Ｃ２］に記載のアンテナ。
［Ｃ５］
前記第１の入力信号によって前記スロットの複数のモードが励起され、前記第２の入力信号によって前記スロットの実質的に単一のモードが励起されるように構成される、［Ｃ１］に記載のアンテナ。
［Ｃ６］
前記スロットが実質的に矩形であり、前記第１および第２の方向が前記矩形の辺により規定され、ここにおいて、前記第１の給電ラインが、前記第１の方向に走る前記スロットの中心軸よりも前記スロットの前記縁部の近くに構成される、［Ｃ１］に記載のアンテナ。
［Ｃ７］
前記突出部の区域の一部が、電子回路部品を収容するために使用される、［Ｃ２］に記載のアンテナ。
［Ｃ８］
前記スロットを覆って前記第１の面上に配設された誘電体層をさらに備える、［Ｃ１］に記載のアンテナ。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図６】
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