(57)【要約】  コロケーション低感度マルチバンドアンテナ（４０６）は、他の帯域で動作する第２アンテナ（２０４）と同一場所に配置され、第２アンテナからの干渉を最小限にする。コロケーション低感度マルチバンドアンテナ（４０６）は、例えば携帯電話のような、プリント配線板「ＰＷＢ」（４０８）又は無線機のケース上に印刷し得る、もしくは自己支持性のコンパクトなデザインを提供する。一般的に、所望の帯域内性能や帯域外信号の排除は、高帯域パッチ（４０２）と結合したメアンダライン（４０４）により実現できる。メアンダライン（４０４）は良好な低帯域の整合を可能にし、高帯域パッチは良好な高帯域の整合又は共振を可能にする。また、高帯域パッチは、高帯域前のリターンロスに急峻な減衰を引き起こし、高帯域以下で送信を行う同一場所に配置された第２アンテナからの周波数を排除する。【選択図】図４
2010541497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送路の折り畳み部とカスケード接続された伝送路の直線部を備え、第１低帯域周波数の整合を生じさせるメアンダラインと、その一角において前記メアンダラインの伝送路の直線部と結合する高帯域パッチであって、第２高帯域の整合を生じさせ、中間帯域周波数の整合からの隔離を実現するため、前記第２高帯域の整合の周波数低端においてリターンロスに急峻な減衰を生じさせる高帯域パッチとを含む低感度マルチバンドアンテナと、
前記中間帯域周波数の整合を有し、前記第２高帯域の整合の前記周波数低端より低い最高周波数を有する第２アンテナとを具備するアンテナシステム。
【請求項２】
前記第１低帯域周波数の整合は米国セルラー周波数帯域を含み、前記第２高帯域の整合はＡＷＳ帯域周波数を含み、前記中間周波帯域の整合はＧＰＳ周波数帯域を含む請求項１に記載のアンテナシステム。
【請求項３】
前記第２高帯域周波数の整合は、ＰＣＳ周波数帯域を含む請求項２に記載のアンテナシステム。
【請求項４】
前記アンテナと同一場所に配置されたアンテナとの間の隔離は、前記高帯域パッチによるＳ１１の減衰によって最大となる請求項１に記載のアンテナシステム。
【請求項５】
前記アンテナは、ＰＷＢの第１面上に配置されたメタライゼーション・パターンである請求項１に記載のアンテナシステム。
【請求項６】
前記アンテナは、無線機のケース上に配置されたメタライゼーション・パターンである請求項１に記載のアンテナシステム。
【請求項７】
前記アンテナは、シートメタルで形成された、自己支持性のメタライゼーション・パターンである請求項１に記載のアンテナシステム。
【請求項８】
ハウジングと、
前記ハウジングに配置された中間帯域送受信機に結合された従来のアンテナと、
マルチバンド送受信機と、
前記ハウジングに配置された前記マルチバンド送受信機と結合されたコロケーション低感度アンテナであって、低帯域共振用メアンダラインと、ＧＰＳ帯域において急峻な減衰を有する、高帯域共振用高帯域パッチを備えたコロケーション低感度アンテナとを具備する無線機において、
前記マルチバンド送受信機は、米国セルラー周波数帯域およびＡＷＳ帯域周波数にわたって送受信を行い、前記中間帯域送受信機は、ＧＰＳ帯域にわたって送受信を行い、
前記マルチバンド送受信機は、前記中間帯域送受信機からの干渉から隔離されている無線機。
【請求項９】
前記コロケーション低感度アンテナが前記ハウジングに配置されている請求項８に記載の無線機。
【請求項１０】
前記コロケーション低感度アンテナがプリント配線板に配置されている請求項８に記載の無線機。
【請求項１１】
アンテナにおけるコロケーション干渉を低減する方法であって、
第１低帯域共振を実現するメアンダラインを設けることと、
第２高帯域共振を実現するように前記メアンダラインに結合された高帯域パッチを設けることと、
前記高帯域パッチをさらに調整して、中間周波数帯域からの隔離を実現することを含む方法。
【請求項１２】
前記共振は、前記アンテナの増加したリターンロス周波数応答により確認される請求項１１に記載のアンテナにおけるコロケーション干渉低減方法。
【請求項１３】
前記パッチは、前記高帯域パッチの一角で、前記メアンダラインと前記高帯域パッチとが結合されている請求項１１に記載のアンテナにおけるコロケーション干渉低減方法。
【請求項１４】
前記中間周波数帯域は、同一場所に配置されたアンテナによって生成される無線信号を含む請求項１１に記載のアンテナにおけるコロケーション干渉低減方法。
【請求項１５】
前記第１低帯域共振と前記第２高帯域共振は、前記コロケーション低感度マルチバンドアンテナに結合された携帯電話回路によって生成される請求項１１に記載のアンテナにおけるコロケーション干渉低減方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、概して、アンテナに関し、より具体的には、モノポールアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
電波を効果的に放射するため、かつ、電波を受信するためにアンテナが備えられる場合がある。アンテナとしては、簡単なワイヤから、レーダーアンテナ内にあるような複雑に結合されたアンテナアレイまでのどんなものであってもよい。しかしながら、すべてのアンテナは、電気信号を電波に変換する、あるいは、電波を電気信号に変換しさらに処理するといった共通の目的を共に有している。電波の受信・送信にかかわらず、一般的にアンテナは可能な限り多くの信号を取り込む、又は、可能な限り多くの信号を送信するよう設計されている。アンテナは、典型的には隣接回路への単一の物理的接続を行うことから、ワンポートデバイスと見なされうる。アンテナ設計における代表的な目的は、アンテナのポートのインピーダンスを送信機のもの、あるいはその他の所望の無線回路（例えば、アンテナスイッチ、デュプレクサ、ローパスフィルタ等）のものと整合させることである。整合した状況においては、送信機からの最大量の信号あるいは信号電力がアンテナに結合され、その後空気中に放射される。受信時、良好な整合であれば、受信した無線信号の最大電力量を、低雑音増幅器（「ＬＮＡ」）等といった後続の受信機回路に結合できる。従って、良好な整合は無線信号の効率的な受信又は送信に有用である。
【０００３】
通常、ある周波数帯域全域における整合は完璧には程遠い。アンテナはリアクタンス素子である。それゆえ、アンテナはキャパシタンス、及び／またはインダクタンスと関連する。キャパシタンス及びインダクタンスは、インピーダンスが周波数に依存する、固有のエネルギー貯蔵パラメータである。すなわち、周波数が変化すると、アンテナポートでのインピーダンスが変化すると共に、アンテナポートでの整合も変化する。設計者は、ある周波数で最良の整合を提供するように最適化されたアンテナが、動作帯域における他の周波数で不十分な整合しか提供しえないことを知るであろう。設計者は、多くの場合、必ずしも単一周波数で得られうる最良のものではないが、当該動作帯域又は複数の動作帯域にわたって許容しうる整合を有するアンテナの設計を図る。
【０００４】
これが、非常に多くの種類のアンテナが存在することの理由の一つである。アンテナ利得、ビームシェーピング等といった他のパラメータを最適化するよう設計されたアンテナは別として、動作周波数での良好な整合を実現するために異なるデザインが必要とされることもある。一定の周波数範囲にわたって許容しうる整合を実現することは困難であり、所望の結果を得るためには構成変更を必要とする場合もある。
【０００５】
アンテナの設計や最終的な形状を左右しうる他のパラメータには、アンテナが使用される環境やアンテナに利用可能な空間が含まれる。携帯電話ユーザの頭部、大きな金属面、他のアンテナ等のアンテナ近傍にある物体の存在が、設計に影響を及ぼすこともある。物理的空間の制約によって、携帯電話の本体から引き出すアンテナや、電話ケース上でノブやスタブのように見えるアンテナや、他のユニークなデザイン等の構造となることがある。
【０００６】
特に、他のアンテナの存在は、アンテナの性能に影響を与える可能性がある。例えば、アンテナは、エネルギーを送信するのと同じくらい簡単にそれを受信する。２つのアンテナが隣同士に位置し、一方が送信中で、他方が受信中の場合、その送信中アンテナからのエネルギーが隣接するアンテナに関連する受信機に影響を与え、干渉することがある。各アンテナが異なる周波数範囲に対して最適化されているかどうかは無関係である。アンテナ同士が近接している場合、（動作帯域が異なるため）アンテナ間結合が弱い時でさえ、隣接するアンテナの送信機から受信機へと相当量のエネルギーが送信される。アンテナからのエネルギーは、ほぼアンテナからの距離の逆二乗で減少する。そのため、アンテナ同士が近接している場合、隣接するアンテナや受信機に影響を与えるエネルギー密度は非常に高くなる可能性がある。
【発明の概要】
【０００７】
以下に、読者が基本的な理解を得るため、開示の簡単な概要を提示する。本概要は、本開示の広範囲における概略ではなく、本発明の主要／重要な要素を特定するものでも、本発明の範囲を画定するものでもない。その唯一の目的は、後述するさらに詳細な説明への前置きとして、簡単な形式で、本明細書に開示された概念の一部を提示することである。
【０００８】
本実施例は、コロケーション低感度マルチバンドアンテナを提供する。このアンテナは、他の帯域で動作するアンテナと同一場所に配置してもよく、該アンテナからの干渉を排除し易くする。コロケーション低感度マルチバンドアンテナは、例えば携帯電話のような、プリント配線板（「ＰＷＢ」）又は無線機のケース上に印刷し得るコンパクトな設計を提供し易くする。
【０００９】
一般的に、所望の帯域内性能や帯域外信号の排除は、高帯域パッチと結合したメアンダラインにより実現できる。メアンダラインは良好な低帯域の整合を可能にし、高帯域パッチは良好な高帯域の整合又は共振を可能にする。また、高帯域パッチは、高帯域前のリターンロスに急峻な減衰を引き起こし、高帯域の下で送信を行う同一場所に配置されたアンテナからの周波数を排除する。
【００１０】
付随する特徴の多くは、添付図面に関連して考察される以下の詳細な説明を参照することによってより良く理解されるに従って、より容易に認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本明細書については、添付図面に照らして以下の詳細な説明から一層理解されるであろう。
【図１】図１は、コロケーション干渉問題を引き起こし易いアンテナを備えた従来のマルチバンド携帯電話を示す。
【図２】図２は、コロケーション干渉に対する良好なアイソレーションを提供し易くするコロケーション低感度マルチバンドアンテナを備えたマルチバンド携帯電話を示す。
【図３】図３は、コロケーション低感度マルチバンドアンテナを備えた携帯電話の一部を示すブロック図である。
【図４】図４は、携帯電話に結合されたコロケーション低感度マルチバンドアンテナのプリント配線アセンブリを示す図である。
【図５】図５は、コロケーション低感度マルチバンドアンテナのプリント配線アセンブリのメタライゼーション・パターンを示すレイアウト図である。
【図６】図６は、コロケーション低感度マルチバンドアンテナの典型的なリターンロスを様々な携帯電話帯域に関連付けたグラフである。
【図７】図７は、コロケーション低感度マルチバンドアンテナを提供する方法を示すフロー図である。
【００１２】
添付図面において類似の符号は類似の部分を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
添付図面に関連して以下になされる詳細な説明は、本実施例を説明するためのものであって、コロケーション低感度マルチバンドアンテナの実施例を構築・利用し得る唯一の形態を示すためのものではない。コロケーション低感度マルチバンドアンテナは分布回路であるため、メアンダラインや高帯域パッチの寸法は構成の影響を受ける。しかしながら、同様の設計目標を達成するために構成の変更が導入可能であることは、当業者には理解されるであろう。以下に、実施例の機能や、実施例を構成・実施するための工程の順序を説明する。しかしながら、他の実施例によっても同一又は同等の機能や順序が実現可能である。
【００１４】
以下の実施例では、コロケーション低感度マルチバンドアンテナについて説明する。ここで、本実施例は、特定の周波数帯域での携帯電話における動作を行うためにプリント配線システムで実施されるものとして説明、例示されるが、説明するシステムは、コロケーション低感度マルチバンドアンテナの例として挙げられるものであって、それを制限するものではない。当業者には理解されるように、本実施例は、同様に構成された他の干渉周波数帯域からのコロケーション干渉を受けずに、他の周波数にて無線信号を送信する様々なタイプの無線システムでの適用に適している。
【００１５】
図１に、コロケーション干渉問題を引き起こし易いアンテナを備えた従来のマルチバンド携帯電話を示す。図示の通り、従来のマルチバンド携帯電話１００は、１または複数のアンテナ１０２、１０４を備えることができる。この構成は、通常、携帯電話１００に２つの動作帯域が存在する場合に生じる。
【００１６】
例えば、第１アンテナ１０４の動作周波数は、第２アンテナ１０２の動作周波数帯域に対応しなくてもよい。従って、２つのアンテナは、各帯域からの信号が好適にマルチバンド携帯電話１００から送信されるよう備えられている。
【００１７】
しかしながら、このような構成では、コロケーション干渉１０６が問題となり得る。一方のアンテナが送信を行っている場合、他方のアンテナは、その他方のアンテナからのエネルギーを拾う受信機として機能する。アンテナ同士は互いに非常に近接しているので、弱い結合でさえ、相当な電力を一方のアンテナから他方のアンテナに進入させ、受信機の過負荷等の潜在的な問題を引き起こすこととなる。アンテナには、コロケーション干渉１０６を排除するように作用するアンテナマッチングネットワーク等といった回路が備えられていてもよい。しかしながら、アンテナマッチングネットワークといった回路は、調整を要し、また、無線回路にさらなる損失を付加する場合がある。一般に、コロケーション干渉の影響を受けず、携帯電話等のケーシング内にコンパクトに収容可能なアンテナを有することがより望ましい。
【００１８】
図２に、コロケーション干渉２０２に対する良好なアイソレーションを提供し易くするコロケーション低感度マルチバンドアンテナを備えたマルチバンド携帯電話を示す。マルチバンド携帯電話２００には、中間動作周波数帯域２１０用に、従来のアンテナ２０４が備えられてもよい。また、携帯電話２００はさらに、第２のマルチバンドコロケーション低感度マルチバンドアンテナ２０２を備えてもよい。コロケーション低感度マルチバンドアンテナ２０２は、低周波数帯域２０８と高周波数帯域２１２を送信する。
【００１９】
実施例の第１アンテナ２０４は、従来のアンテナ構造のように構成された外部アンテナであってもよい。第１アンテナの動作周波数帯域は、一般的なＧＰＳ周波数帯域内にあってもよい。第１アンテナ２０４は、通常、第２コロケーション低感度マルチバンドアンテナ２０２の送信帯域間に挟まれた帯域で送信を行う。また、他の例では、第１アンテナ２０４は、第１アンテナ２０４の動作帯域を排除するよう設計上正しく周波数スケールが行われたコロケーション低感度マルチバンドアンテナ２０２と共に、他の中間周波数帯域にて送信を行ってもよい。
【００２０】
実施例のコロケーション及び低感度マルチバンドアンテナ２０２は、マルチバンドアンテナであってもよく、１（または複数）の低周波数帯域２０８と１（または複数）の高周波数帯域２１２を受信するよう構成されてもよい。以下に示す実施例では、コロケーション低感度マルチバンドアンテナは、高帯域２１２としてＡＷＳ帯域において送受信を行うよう構成されてもよい。ＡＷＳ帯域の送信周波数範囲は、通常、１，７１０〜１，７５５ＭＨｚである。ＡＷＳ帯域の受信帯域は、通常、２，１１０〜２，１５５ＭＨｚである。ＡＷＳ帯域の受信周波数と送信周波数の間には、ＰＣＳ帯域が存在する場合もある。通常、ＰＣＳ周波数範囲は１，８５０〜１，９９０ＭＨｚである。低帯域２０８は、ＡＭＰｓ帯域またはその同等範囲であればよい。ＡＭＰｓ（または米国セルラー）周波数範囲は、通常、８２４〜８９４ＭＨｚである。
【００２１】
また別の例では、コロケーション低感度マルチバンドアンテナは、他の周波数帯域で送受信を行うと同時に、別の周波数帯域で動作する第１アンテナ２０４からの干渉を排除するよう設計されてもよい。コロケーション低感度マルチバンドアンテナを製造するための設計方法は、２０８、２１０、２１２に示す関係が存在するのであれば、その他の周波数にも適用可能である。例えば、周波数帯域２０８、２１０、２１２には、それぞれの間に維持される相対的な周波数の距離があるが、それらの帯域は、一つのグループとして、周波数スペクトルを上下に移動してもよい。一般的に、同様に構成され互いに釣り合いのとれた他の帯域で動作するよう、コロケーション低感度マルチバンドアンテナ２０２の設計動作周波数を調整するために周波数スケーリングや他の同等の方法を用いることもできる。
【００２２】
また、高帯域２１２にはいくつの周波数または周波数帯域が存在してもよい。低周波数帯域２０８にもいくつの周波数帯域または周波数が存在してもよい。同様に、中間帯域２１０にも、いくつの周波数または周波数帯域が存在してもよい。しかしながら、帯域間の関係が図示のように維持される限り、コロケーション低感度マルチバンドアンテナの設計概念が採用されうる。
【００２３】
携帯電話２００において、コロケーション低感度マルチバンドアンテナ２０２、２０４は、同一場所に配置された互いのアンテナ間のアイソレーション２０６を得易くする。コロケーション低感度マルチバンドアンテナ２０２は、第１アンテナ２０４からの放射が排除され、第２コロケーション低感度マルチバンドアンテナ２０２に結合された回路に進入できないように構成されている。
【００２４】
コロケーション低感度マルチバンドアンテナ２０２は、マルチバンド携帯電話の主回路基板の一部である回路基板、又は、携帯電話２００の一部となり得る、その回路基板のサブアセンブリ上に配置されてもよい。あるいは、コロケーション低感度マルチバンドアンテナ２０２を含む、独立した別の回路基板を携帯電話のハウジングに配置し、従来の方法によって携帯電話の回路に結合してもよい。
【００２５】
図３は、コロケーション低感度マルチバンドアンテナを備えたマルチバンド携帯電話を示すブロック図である。コロケーション低感度マルチバンドアンテナ２０２は、通常、従来のマルチプレクサ３１８に結合される。そのマルチプレクサは、従来通り構成されたマルチバンド（または従来のバンド）携帯電話回路３０６に結合されてもよい。従来通り構成されたマルチバンド携帯電話回路３０６は、単に図示するための例にすぎない。任意の好ましいマルチバンド送受信機の構成がコロケーション低感度マルチバンドアンテナと共に利用され得る。
【００２６】
アンテナ入力ポート３０２では、性能指数Ｓ１１３０４またはその等価な値が測定できる。散乱パラメータＳ１１は、コロケーション低感度マルチバンドアンテナ２０２のアンテナ入力ポート３０２へテスト信号を投入し、反射信号の入射信号に対する比を計算することで測定できる。
【００２７】
散乱パラメータＳ１１は、マルチプレクサ３１８を介して観測される、コロケーション低感度マルチバンドアンテナ２０２とマルチバンド携帯電話回路３０６との整合を示す性能指数である。散乱パラメータは、ベクトル量であり、それ自体は、複素数又は大きさや角度で表現できる。Ｓ１１の大きさの絶対値は、リターンロスと定義され、多重化部の組み合わせを通して見られるような、コロケーション低感度マルチバンドアンテナ２０２と主要なマルチバンド携帯電話回路３０６との整合を評価する場合に有用な性能指数でもある。リターンロスは単に、スカラー量であり、正数として表される。リターンロス（｜Ｓ１１｜）は、周波数によって変化するので、この性能指数を調べることで、設計技術者はマルチバンド携帯電話回路３０６がどの程度整合しているのかを判断することができ、それによって信号をアンテナ２０２に送る。リターンロスとしては大きな正数が望ましいが、実際には、５〜１８ｄＢのリターンロスが一般的に良好な整合と見なされる。また、この性能指数は、アンテナ２０４からの干渉放射がコロケーション低感度マルチバンドアンテナ２０２によりどの程度排除されるかも示す。一般に、コロケーション低感度マルチバンドアンテナ回路といった回路の共振は、入力リターンロスを改善できる。どの周波数で共振を生じさせるかを管理するような制御が難しいため、それらの共振を所望の位置に好適に配置するコロケーション低感度マルチバンドアンテナ２０２等の設計を行うことは一般的に困難である。
【００２８】
マルチバンド携帯電話回路３０６は、複数のセルラー帯域で送受信を行うよう従来通り構成されている。図示の例では、アンテナ２０２がマルチバンド携帯電話回路３０６の送受信周波数帯域にわたって回路３０６との良好な整合を提供しているので、ＡＷＳ帯域、ＰＣＳ帯域、ＡＭＰ帯域が、コロケーション低感度マルチバンドアンテナ２０２と、（多重化部３１８を経由して）マルチバンド携帯電話回路３０６を介して送受信を行うことができる。
【００２９】
マルチバンド携帯電話回路３０６は、従来と同様に構成されており、デュプレクサ又はダイプレクサ３１０と、デュプレクサに結合され、かつ単一処理回路３１６に結合された受信機３１４とを備えていてもよい。信号処理回路３１６は、従来と同様に構成されており、従来と同様に構成された送信機３１２に結合された出力を備えている。送信機３１２は、デュプレクサ３１０に結合される。デュプレクサ又は同等の回路は、一般的に、音声やその他の情報を同時に送受信できる携帯電話での二重通信を可能にする。デュプレクサの代わりに、ダイプレクサ、カプラ、サーキュレータ、又は、その他の同等の回路を適用してもよい。
【００３０】
送信機３１２は、従来と同様に構成されている。一般的に、送信機３１２は信号処理回路３１６からの音声やデータ信号がデュプレクサ３１０を介してアンテナ２０２へと送信される前に、その音声やデータ信号を増幅させる回路を備えている。  受信機３１４は、従来と同様に構成されており、一般的に、入力信号が信号処理回路３１６により処理されるよう１または複数の段階で入力信号のダウンコンバージョンを行う回路を備えている。単一処理回路３１６は、送信される音声信号又は送信されるデータ信号が送信機３１２に適用される前に適切に変調されるよう、従来と同様に構成されている。信号処理回路３１６は、従来の復調技術を使って、受信信号を音声信号又は受信データ信号に変換する回路をさらに備えていてもよい。複数の帯域を処理する際、複数の回路を備えていてもよく、又は、個々の回路が複数の帯域からの無線信号を処理するよう構成されていてもよい。
アンテナ２０４は、従来と同様に構成されており、多重化部３１８を介して従来と同様に構成された第２（中間帯域）携帯電話回路３０８に結合されている。図示の例では、第２携帯電話回路３０８とアンテナ２０４は、通常、１，５７５ＭＨｚであるが、１，５６５〜１，５８５ＭＨｚの範囲で測定されるＧＰＳ周波数帯域にて送受信を行うよう構成されていてもよい。他の例では、第２携帯電話回路３０８に対して、適切なスケーリングと設計技術とを適用することで、他の周波数や変調法を適用可能である。
【００３１】
携帯電話回路を２つ以上の個別のアセンブリ３０６、３０８に分割することで、単一の電子アセンブリ又は集積回路への集積が容易ではない機能を、製造および設計を簡略化するために、容易に分離できる。前述したように、コロケーション低感度マルチバンドアンテナ２０２は、そのアンテナ２０２の信号排除特性によって、第２アンテナ２０４からの信号や干渉を排除するよう構成されている。
【００３２】
図４は、携帯電話回路３０６に結合されたコロケーション低感度マルチバンドアンテナのプリント配線アセンブリ２０２を示す図である。アンテナ入力３０２は、従来の方法によって、携帯電話回路３０６と、コロケーション低感度マルチバンドアンテナアセンブリ２０２とを結合する。この時点で、プリント配線アセンブリ２０２の信号を観測して、性能指数Ｓ１１３０４を測定してもよい。
【００３３】
アセンブリ２０２は、基板４０８上に配置されたコロケーション低感度アンテナのメタライゼーション・パターン４０６を備えている。メタライゼーション・パターン４０６には、マイクロストリップアンテナ要素（または高帯域パッチ）４０２と、メアンダライン４０４とが含まれていてもよい。図示の例では、コロケーション低感度マルチバンドアンテナアセンブリ２０２の寸法は、約４０ミリメータ×１３ミリメータである。コロケーション低感度マルチバンドアンテナアセンブリ２０２は、２つの主要構成要素を有する。その２つの構成要素とは、折り畳み式モノポールアンテナ４１０として機能し得る、高帯域パッチとメアンダライン４０４である。この、要素の組み合わせにより、Ｓ１１によって測定されるような所望の共振と共に、所望のアンテナ性能を実現できる。
【００３４】
別の実施形態において、アンテナアセンブリ２０２は、携帯電話のケース、又は、他の無線アセンブリ上に配置されてもよい。例えば、携帯電話回路３０６は、携帯電話のプラスチックや他の好ましい材質のケース又はハウジングの内側に配置されるメタライゼーション・パターンに結合されてもよい。
【００３５】
また、オプショナル接続部４２０も示されており、これは、折り畳み式モノポールコロケーション低感度アンテナを逆Ｆ（「ＩＦＡ」）アンテナとして構成する他の例において利用可能である。逆Ｆ構成は、通常、さらなる共振を生じさせる。アンテナの第１放射分岐は、信号供給導体と接地供給導体とに結合されてもよい。第２放射分岐は、その一端が信号供給導体と接地供給導体とに結合され、他端が第１放射分岐に容量的に結合されてもよい。これはマルチバンド機能を付加するために使用可能な追加共振周波数でアンテナが共振するようにするためである。
【００３６】
図５は、コロケーション低感度マルチバンドアンテナのプリント配線アセンブリ（図４の２０２）のメタライゼーション・パターン４０６を示すレイアウト図である。このパターンは、構成可能な様々なパターンの一例にすぎず、他の誘電率、誘電体厚、パターン寸法によっても同等の性能が得られる。また、一般的に、メアンダラインにおける曲げ部の数は、アンテナ性能を規制するものではないため、曲げ部の数は所望通りに調整できる。コロケーション低感度マルチバンドアンテナアセンブリのＰＷＢの側面図には、ＰＷＢアセンブリが３つの層５４０、４０８、５４２から構成され得ることが示されている。第１層は、コロケーション低感度マルチバンドアンテナ４０６のメタライゼーション・パターンを含むメタライゼーション・パターン側５４０である。メタライゼーション層は、その形状を保つ、あるいは、アンテナを支持するのに適した厚さを有し、銅または他の同等の材料でできている。次の層または中間層は、メタライゼーション層を支持するのに好適な厚さまたは十分な高さｈを有する基板４０８でもよい。
【００３７】
あるいは、メタライゼーションが基板の補助なしでもアンテナ形状を十分に保てる厚みを有するといった他のアンテナの例においては、基板を省略してもよい。必要に応じて、シートメタル等といった、より剛性の高い材料によって、同等のメタライゼーションを形成してもよい。
【００３８】
この例では、第３又は最下層が存在している。しかし、メタライゼーション層を部分的に覆う、あるいは、それに重なる第３層にグランド・プレーン又はその他の障害物が存在する別の例では、性能が低下する恐れがある。従って、グランド・プレーンの存在は、アンテナ効率を低下させる恐れがあるため、最下層は、通常、グランドやその他の障害物から離される。
【００３９】
メタライゼーション・パターン４０６が特定の特徴を有する基板に対して一連の寸法を与えることが当業者には理解されるであろう。しかしながら、基板のパラメータが変化する場合、メタライゼーション・パターン４０６も同様の性能パラメータ（Ｓ１１等）を得るために変化することがある。
【００４０】
コロケーション低感度マルチバンドアンテナのＰＷＢのメタライゼーション・パターン４０６は、高帯域パッチ領域４０２とメアンダライン領域４０４の２つの領域に分けられる。メアンダライン領域４０４は、さらに直線部５０６の領域と折り畳み部５３６の領域とに分割される。直線部と折り畳み部は、折り畳み部が直線部に続くように、直列またはカスケード状に結合されてもよい。直線部の反対端は、高帯域パッチ４０２の一角５２４に結合できる。
【００４１】
実施例の高帯域パッチ４０２は、従来と同様に、銅または他の好ましいメタライゼーションから構成されており、通常、１６．５ミリメータの幅５２２と１２．５ミリメータの長さ５２０を有する。高帯域パッチ４０２の一角５２４は、通常、直線部５０６の第１端部で、メアンダライン４０４の小セクションに結合する。
【００４２】
メアンダラインセクション４０４では、通常、直線部５０６の第１端部が、高帯域パッチ４０２の一角に結合されている。直線部の反対端部では、通常、直線部が折り畳み部５３６の第１端部に結合する。直線部５０６は、通常、幅２．０ミリメータ、長さ２３．５ミリメータの伝送路の直線セクションを含んでもよい。
【００４３】
折り畳み部５３６は、カスケード状伝送路要素５０８、５１０、５２６、５１２、５２８、５１４、５３０、５１６、５３２、５１８、５３４を含んでもよい。図示の例では、折り畳み部を構成する伝送路セグメントの幅は２．０ミリメータでもよい。セグメント５０８、５２６、５２８、５３０、５３２の長さは９．０ミリメータでもよい。伝送路セグメント５３４の長さは、通常、１１ミリメータである。伝送路セグメント５１０、５１２、５１４、５１６、５１８の長さは、通常、５．５ミリメータである。
【００４４】
折り畳み部５３６では、伝送路セクションは、５３４、５１８、５３２、５１６、５３０、５１４、５２８、５１２、５２６、５１０、５０８の順でカスケード接続されてもよい。カスケード接続された各々のセグメントの接合部では、ラインを蛇行させるために９０度の回転を行ってもよい。９０度の回転では、縁は面取りされていない。他の例では、寄生容量を低減させるために、９０度の接合部での伝送路の角に対して、折る、留める、面取りする等の処理を施してもよい。さらに別の例では、他のメアンダパターンを形成してもよい。
【００４５】
図６は、コロケーション低感度マルチバンドアンテナの典型的なリターンロスを前述の例の様々な携帯電話帯域に関連付けたグラフである。図示の通り、メガヘルツ（ＭＨｚ）で表される周波数に対する、負のリターンロスがデシベル（ｄＢ）でグラフに表される。このようなプロットは、通常、ベクトルの散乱パラメータを大きさや角度で測定する計器のディスプレイ上に作成される。角度は示されていないが、リターンロスは、グラフに表される縦軸の負の数を取るだけでプロットから得られる。
【００４６】
散乱パラメータ（または「Ｓパラメータ」）は、コロケーション低感度マルチバンドアンテナ等の高周波デバイスを特徴付けるために使用できる。アンテナは、ワンポートデバイスと見なされることもある。そのような場合、ワンポートデバイスは、単一散乱パラメータＳ１１で特徴付けられる。このパラメータは、ポートへ送られた電力に対する、ポートで跳ね返る、又は、ポートから戻って来る電力の測定量である。ｄｂで示されるＳ１１の大きさは、一般的に、リターンロスと称され、電力がどの程度回路に送られたかを判断する性能指数として利用できる。リターンロスが大きな数字は、電力のほとんどがポートを通過し、発信回路へはほとんど戻ってこないことを示している。
【００４７】
リターンロスは、一般的に、デバイスのポートにおける、入射電力の振幅に対する反射電力の振幅の比である。リターンロス値は、順方向エネルギーと比較して、反射エネルギーの振幅が減少していることを示している。例えば、デバイスが１６ｄＢのリターンロスを有する場合、そのデバイスからの反射電力は、示された順方向電力よりも常に１６ｄＢ低くなる。リアクタンス分を含むすべてのデバイスについて、リターンロス値は、通常、周波数とともに変化する。
【００４８】
０ｄｂのリターンロスとは、ポートに送られた電力がすべて、それが送られてきた回路へと戻されることを意味する。これは、一般的に、デバイスに開回路または短絡回路が存在することを示している。送信機の場合、すべての電力を送信機に向けて反射すると、通常は送信機にダメージを与えることになる。比較的高いリターンロス２０ｄｂは、良好な整合と見なされる１．２：１のＶＳＷＲにほぼ対応する。アプリケーションによっては、１２ｄＢと低いリターンロスでさえ許容範囲と見なされる。
【００４９】
図示されるグラフは、実際には、Ｓ１１の大きさであり、Ｓ１１は振幅と位相で表わされる。このＳ１１の振幅プロットの負の領域は、リターンロスである。グラフには、また、マルチバンドアンテナに対する、様々な携帯電話動作帯域も示されている。マルチバンドアンテナで送受信可能なセルラー周波数帯域は、８２４〜８９４ＭＨｚのａｍｐｓ帯域、１，７１０〜１，７７５ＭＨｚのＡＷＦ送信帯域、２，１１０〜２，１１５ＭＨｚのＡＷＳ受信帯域、１，８５０〜１，９９０ＭＨｚの（ＡＷＳのＴＸ帯域とＡＷＳのＲＸ帯域の間に配置される）ＰＣＳ帯域を含んでもよい。
【００５０】
高度無線サービス「ＡＷＳ」という用語には、ＰＣＳ、第三世代携帯電話サービス、ＩＴＵ  ＩＭＴ−２０００、固定無線アクセス（ＦＷＡ）、無線マルチメディア、その他の専門用語やマーケティング用語等の、ほとんどの加入者関連の無線通信サービスを含む。
【００５１】
グラフに示されるように、リターンロスやＳ１１の大部分は、マルチバンドコロケーション低感度マルチバンドアンテナが送信・救援を行う帯域に対して、比較的良好である。図示の例では、すべての帯域において、リターンロスがおおむね５ｄｂより大きく、良好な整合であると見なされる。しかしながら、同一場所に配置されるアンテナの動作帯域となり得る、例示される１，５６５〜１，５８５ＭＨｚのＧＰＳ帯域では、リターンロスは約１ｄｂであり、干渉信号が良好に排除されていることをおおむね示している。
【００５２】
このグラフは、前述の様々なアンテナ要素の周波数応答の重畳と見なされることもある。例えば、ａｍｐｓまたは米国セルラー帯域のアンテナ整合Ｓ１１応答は、主に、メアンダライン（図４の４０４）によって生じ易い。約１，７１０メガヘルツ以上の高周波数共振又は良好なリターンロスは、高帯域パッチ（図４の４０２）によって生じ易い。また、高帯域パッチは、１，５７５メガヘルツから１，７１０メガヘルツへ急峻な減衰を引き起こし易く、それによって、ＧＰＳアンテナとコロケーション発明者マルチバンドアンテナとの間を良好に隔離する。
【００５３】
図７は、コロケーション低感度マルチバンドアンテナを提供する方法を示すフロー図である。まず、第１低帯域共振７０１を実現するため、メアンダラインを設ける。次に、第２高帯域共振７０２を実現するため、高帯域パッチを設ける。その後、第２共振より下に配置される干渉周波数帯域を形成または隔離するため、高帯域パッチをさらに調整する。
【００５４】
上述の処理工程は、所望の結果を達成するために、どのような順番でも同様に実行できることが当業者には理解されるであろう。また、上述の工程の全体的な機能性を損なわずに、要望に応じて下位工程を省略してもよい。
【００５５】
上述のアンテナは、比誘電率、誘電体厚、メタライゼーション厚、使用するメタライゼーション又は金属などを変更することで、様々な寸法で構成可能であることが当業者には理解されるであろう。当業者であれば周知のように、アンテナの寸法は、分布回路パラメータの変更に応じてアンテナの電気特性を維持しつつ、材料パラメータの変更に応じて変化する。アンテナの周波数をスケーリングすることで、分布回路技術以外の回路実装を実現し得る異なる周波数で同様の電気特性を実現できることが当業者には理解されるであろう。例えば、集中回路実装や、分布構成と集中構成の組み合わせを利用してもよい。また、分布実装に対して、基板（プリント配線板、携帯電話ケースなど）でアンテナを支持したり、メタライゼーション・パターンに自身を支持するのに十分な厚みや剛性を持たせたりすることで、様々な構成を実現可能である。
【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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【国際調査報告】
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