(57)【要約】【課題】改良されたアンテナ装置を提供する。【解決手段】本発明は、自己接地型アンテナ装置（１０）であって、第１の平面に配置されたベース部となる中央部分（５）と、該中央部分に関連付けられ、それぞれの終端に向かって先細形状をなす複数のアーム部分（１，２，３，４）とを含むアンテナ装置に関する。各アーム部分は導電性材料を含み、中央部分からの移行領域を形成し、かつ、中央部分に向かって１８０°以上曲げ返されている。アーム部分の終端は、個別の給電ポート（１１１，１１２，１１３；１１４）を介して給電手段に接続されている。各アーム部分は、湾曲したモノポールアンテナ及びループアンテナを併せた機能性を有しており、アンテナ装置は、給電ポートからの遠方界放射関数が偏波、指向性または形状に関してほぼ直交している状態で、給電ポートの実質的なデカップリングを実現している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の平面に配置されたベース部となる中央部分（５；５Ａ；５Ｂ；５Ｃ；５Ｄ；５Ｅ；５Ｋ；５Ｅ１，５Ｅ２；５Ｆ１，５Ｆ２；５Ｈ；５Ｌ；５Ｍ；５Ｋ１，５Ｋ２，．．．）と、該中央部分に関連付けられた１若しくは複数のアーム部分（１−４；１'−４'；１Ａ−４Ａ；１Ｂ−４Ｂ；１Ｃ，２Ｃ；１Ｄ，２Ｄ；１Ｅ，２Ｅ；１Ｋ；１Ｅ１−２Ｅ２；１Ｆ１−２Ｆ２；１Ｈ−４Ｈ；１Ｌ−Ｌ；１Ｍ−３Ｍ；１０Ｋ１，１０Ｋ２，．．．）とを含み、
前記１若しくは複数のアーム部分の各々が、それぞれの終端に向かって先細になっており、かつ導電性材料を含み、
前記各アーム部分がさらに、前記中央部分からの移行領域を形成し、前記中央部分に向かって１８０°以上の曲げ角をなすように曲げ返され、かつ前記各アーム部分の終端が、前記中央部分に形成された開口部（７１−７４；７'；７Ａ１−７Ａ４；７Ｃ１，７Ｃ２；７Ｄ２；７Ｅ１，７Ｅ２；７Ｋ）の位置で前記中央部分の面に近接して配置されており、
前記終端がさらに、給電ポートに接続されるように適合されている自己接地型アンテナ装置（１０；２０；３０；４０；５０；６０；７０；８０；９０；１０Ｋ；９２；９５；１０Ｋ１，１０Ｋ２，．．．）であって、
前記各アーム部分（１−４；１'−４'；１Ａ−４Ａ；１Ｂ−４Ｂ；１Ｃ，２Ｃ；１Ｄ，２Ｄ；１Ｅ，２Ｅ；１Ｋ；１Ｅ１−２Ｅ２；１Ｆ１−２Ｆ２；１Ｈ−４Ｈ；１Ｌ−４Ｌ；１Ｍ−３Ｍ）のための個別の給電ポート（１１１−１１４；１１１'−１１４'；１１Ａ１−１１Ａ４；１１Ｂ１−１１Ｂ４；１１Ｃ１，１１Ｃ２；１１Ｄ１，１１Ｄ２；１１Ｅ１，１１Ｅ２；１１Ｋ；１１７０；１１８０；１１９０；１１Ｋ１−１１Ｋ８）を含み、
それによって、前記アーム部分のそれぞれが、湾曲したモノポールアンテナ及びループアンテナを併せた機能性を有するようにしたことを特徴とする自己接地型アンテナ装置。
【請求項２】
前記アーム部分が、１つのアーム部分（１Ｋ）を含むことを特徴とする請求項１に記載の自己接地型アンテナ装置（１０Ｋ）。
【請求項３】
少なくとも２つの第１のアーム部分（１，２；１'２'；１Ａ，２Ａ；１Ｂ，２Ｂ；１Ｃ，２Ｃ；１Ｄ，２Ｄ；１Ｅ，２Ｅ；１Ε１−２Ε２；１Ｆ１−２Ｆ２；１Ｈ−４Ｈ；１Ｌ−４Ｌ；１Ｍ−３Ｍ）を含み、
前記第１のアーム部分の終端が、互いから離間されて前記中央部分の同じ側の面に近接して配置されており、
前記各アーム部分のための前記給電ポート（１１１−１１４；１１１'−１１４'；１１Ａ１−１１Ａ４；１１Ｂ１−１１Ｂ４；１１Ｃ１，１１Ｃ２；１１Ｄ１，１１Ｄ２；１１Ｅ１，１１Ｅ２；１１７０；１１８０；１１９０；１１Ｋ１−１１Ｋ８）からの遠方界放射関数が偏波、指向性または形状のいずれかに関して実質的に直交して、前記給電ポートが相互に実質的にデカップリングされていることを特徴とする請求項１に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項４】
前記給電ポート間の相互カップリングを低減するために、前記少なくとも２つの第１のアーム部分が対角側に対称的に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項５】
前記給電ポート間の相互カップリングを低減するために、前記少なくとも２つの第１のアーム部分（１Ｌ，２Ｌ，３Ｌ，４Ｌ；１Ｍ，２Ｍ，３Ｍ）が対角側に非対称的に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項６】
当該アンテナ装置が、各アーム部分（１Ｋ；１Ｋ１，．．．，１Ｋ８）毎に１つの中央部分（５Ｋ；５Ｋ１，．．．，５Ｋ８）を含み、それによって、シングルモノポールアンテナ及びループアンテナを組み合わせた特性を有するアンテナを形成しており、
前記各中央部分が、前記それぞれのアンテナの接地板を形成するように適合されていることを特徴とする請求項１に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項７】
前記中央部分（５；５'；５Ａ；５Ｂ；５Ｃ，５Ｄ；５Ｅ；５Ｅ１；５Ｅ２；５Ｆ１，５Ｆ２；５Ｈ；５Ｌ；５Ｍ）が、当該アンテナ装置の接地板を形成するように適合されており、
複数のアーム部分のための共通の中央部分が設けられていることを特徴とする請求項１、３〜５のいずれか一項に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項８】
３つのアーム部分（１Ｍ，２Ｍ，３Ｍ）を含み、該アーム部分の終端が前記中央部分の同じ側の面において前記中央部分に近接して配置されており、
前記中央部分（５Ｍ）が三角形であるか、または当該アンテナ装置が、各々が３つのアームを備えかつ互いに対して背面接続された、２つの三角形の中央部分を含むことを特徴とする請求項１、３〜７のいずれか一項に記載の自己接地型アンテナ装置（９５）。
【請求項９】
超広帯域アンテナ装置であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項１０】
小型基地局等を含むＭＩＭＯ技術を用いた無線システムに用いるように適合されているか、またはＭＩＭＯ機能の有無にかかわらず無線システム用の無線装置の特性評価のための測定システムに用いるように適合されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項１１】
前記給電ポートが、同軸コネクタ（１１１−１１４；１１１'−１１４'；１１Ｂ１−１１Ｂ４；１１Ｃ１，１１Ｃ２；１１Ｄ１，１１Ｄ２；１１７０；１１８０；１１９０；１１Ｋ）を含み、該同軸コネクタが、前記各アーム部分の前記各終端に接続するマイクロストリップ伝送線路を含む中心導体（２１−２４；２１'−２４'；２３Ａ；２３Ｂ，２４Ｂ；２１Ｃ，２２Ｃ；２１Ｄ，２２Ｄ；２１Ｅ，２２Ｅ；２１７０，２２７０；２５Ｋ）を有し、
前記マイクロストリップ伝送線路が、前記中央部分において前記それぞれのアーム部分が曲げ返されている面と反対側の面に設けられたプリント基板上に配置されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項１２】
前記中央部分において、前記各アーム部分の終端が、別々の開口部（７１−７４；７Ａ１；７Ａ３；７Ｃ１，７Ｃ２；７０１，７０２；７Ｅ１，７Ｅ２；７Ｋ）を介して給電されるか、または前記複数のアーム部分の終端が、共通の開口部（７'）を介して給電されるように構成したことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項１３】
前記中央部分のそれぞれが、回路基板を含むことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項１４】
前記第１のアーム部分のための前記給電ポートが、前記第１のアーム部分が配置されている面と同じ前記中央部分の第１の面（５１；５１'；５Ａ１；５Ｂ１，．．．）、または前記中央部分における前記第１のアーム部分が延出していない同じ外側縁に設けられており、
前記終端と、前記中央部分の反対側の第２の面に位置する前記給電ポートとが、中心導体によって互いに接続されていることを特徴とする請求項３に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項１５】
前記１若しくは複数のアーム部分が、少なくとも１つの第２のアーム部分を含み、
少なくとも１つの前記第１のアーム部分が前記中央部分に近接して配置されるように適合されている面と反対側の面において、前記第２のアーム部分が前記中央部分（５；５'；５Ａ；５Ｂ）に近接して配置されるように適合されており、
互いに反対側の面に配置された前記第１及び第２のアーム部分が、前記中央部分の互いに反対側の面において、互いに対して対称的または非対称的に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項１６】
前記中央部分の互いに異なる面に配置された前記アーム部分のそれぞれのための別々の給電ポートが、前記中央部分の同じ面または異なる面、あるいは前記中央部分の同じ外側縁または異なる外側縁、あるいは前記中央部分における前記アーム部分が延出していない外側縁に各々配置されていることを特徴とする請求項１５に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項１７】
ＭＩＭＯ基地局等に用いられるマスト（１０１）に配置されるように適合されており、
実質的に４πステラジアンをカバーする合成放射パターンすなわち球形のカバレッジを有することを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項１８】
実質的に２πステラジアンをカバーする合成放射パターンすなわち半球形のカバレッジを有することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項１９】
壁または壁様のものに配置されるように適合されていることを特徴とする請求項１８に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項２０】
前記各アーム部分が前記各中央部分と一体化されていること、すなわち、両部分が単一の部品として製造されていることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか一項に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項２１】
アーム部分の縁部を形成する切断部または切り取り部を備えた１枚以上の金属板によって形成されていることを特徴とする請求項２０に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項２２】
前記アーム部分が、前記中央部分に対して取り外し不能または着脱自在に接続されている要素を含むことを特徴とする請求項１〜１９のいずれか一項に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項２３】
前記導電性材料が、ＣｕやＡｌなどの金属、または類似の特性を有する材料、または合金を含むことを特徴とする請求項１〜２２のいずれか一項に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項２４】
前記各アーム部分が、その外側縁がそれぞれ直線状に前記各アーム部分の終端に向かって実質的に二等辺三角形をなす先細形状を有しており、前記第１の平面を形成する前記中央部分から最大距離離間した上限仮想平面の位置から前記中央部分側に曲げられており、かつ前記第１の平面から最小の僅かな距離離間した位置に前記終端を有することを特徴とする請求項１〜２３のいずれか一項に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項２５】
前記各アーム部分が、該アーム部分の終端に向かって先細になっており、
前記中央部分の平面によって形成される前記第１の平面からの距離が最大でかつ前記第１の平面に平行な上限仮想平面から、前記第１の平面からの距離が最小である第２の僅かな距離における終端位置まで、外側縁が曲線状に対称的または非対称的に、例えば球面三角形または双極三角形（hyperbolic triangle）の如くに、先細形状をなしていることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項２６】
前記中央部分と該中央部分の各面上の導体及び／またはアーム部分との間に形成された空間が誘電材料（９１，９２）で満たされているか、あるいは、空気が誘電体として働くように構成したことを特徴とする請求項１〜２５のいずれか一項に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項２７】
前記中央部分が正方形形状をなしているか、前記第１の平面において矩形に延在しているか、または任意の他の適切な形状を有していることを特徴とする請求項１〜２６のいずれか一項に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項２８】
請求項１〜１９のいずれか一項に記載、または請求項１〜１４のいずれか一項に従属する請求項１８〜２７のいずれか一項に記載の２つ以上のアンテナ装置（７０Ａ，７０Ｂ；８０Ａ，８０Ｂ；１０Ｋ）を含み、
前記２つ以上のアンテナ装置が、実質的に同じ平面において、または１つの表面に沿って互いに隣接して配置されており、
前記２つ以上のアンテナ装置が、前記給電ポートが前記各中央部分の外側縁上または該外側縁に近接して配置されるように、互いに対して配置されていることを特徴とする複数のアンテナ装置（７０；８０；９０；１００）。
【請求項２９】
導電性材料を含みかつ終端に向かって先細になっている少なくとも１つのアーム部分が中央部分に向かって１８０°以上曲げ返されてなる自己接地型アンテナ装置の製造方法であって、
前記中央部分において前記アーム部分のための共通の開口部または前記各アーム部分のためのそれぞれの個別の開口部を設けるステップと、
前記共通の開口部または前記それぞれの個別の開口部において前記終端及び前記中央部分の第１の延在平面が互いから僅かに垂直方向に離間された状態になるまで、前記アーム部分を前記第１の平面に対して同じ方向に折り返すかまたは曲げるステップと、
前記開口部を介して前記終端を給電手段に接続することにより、前記曲げられたアーム部分が配置された面と同じ側の前記中央部分の面または前記中央部分の外側縁において給電ポートを介しての給電を可能にするステップとを含み、
それによって、前記アンテナ装置が、マルチポートアンテナ装置を形成するか、または、前記アーム部分が、湾曲したモノポールアンテナ及びループアンテナを併せた機能性を有するようにせしめることを特徴とする方法。
【請求項３０】
前記中央部分の同じ第１の面へ１つまたは２つ以上のアーム部分を折り返すかまたは曲げ返すステップを含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記中央部分の他方の反対面へ１つまたは２つ以上のさらなるアーム部分を折り返すかまたは曲げ返すステップと、
前記中央部分の前記他方の反対面または外側縁において、前記さらなるアーム部分の前記終端のための給電ポートを提供するステップとをさらに含み、
前記第１のアーム部分のための中心導体を前記中央部分の前記第２の面に配置し、前記第２のアーム部分のための中心導体を前記第１の面に配置することを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記アーム部分を互いに対して対角側に、対称的にまたは非対称的に配置するステップを含むことを特徴とする請求項３０〜３１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３３】
前記中央部分と、該中央部分の一方の、同じ側の面に配置された１つ以上のアーム部分との間に形成された空間内に、誘電材料を提供するステップを含むことを特徴とする請求項３０〜３２のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部に記載の特徴を有するアンテナ装置に関する。
【０００２】
本発明はまた、請求項２９の前提部に記載の特徴を有するアンテナ装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
異なるシステムのための幾つかの周波数帯での通信を行えるようにするために、無線通信装置における広帯域アンテナの需要が増大している。超広帯域（ＵＷＢ）信号は、通常、大きな相対帯域幅（帯域幅を搬送波周波数で除した値）または大きな絶対帯域幅を有する信号として定義される。ＵＷＢという表現は、特に３．２〜１０．６ＧＨｚの周波数帯に対して用いられているが、他の、より広い周波数帯にも用いられる。
【０００４】
広帯域信号の使用は、例えば"History and applications of UWB", y M.Z. Win et.al, Proceedings of the IEEE, vol. 97, No. 2, p. 198-204, February 2009（非特許文献１）に記載されているような多くのプラスの側面及び利点を伴う。
【０００５】
ＵＷＢ技術の別の重要な側面は、低コストの技術であるという点である。ＵＷＢ信号を送受信するＣＭＯＳプロセッサの最近の開発は、異なる用途向けに広がってきており、そのようなＵＷＢ信号用のＣＭＯＳプロセッサは、ミキサ、ＲＦ（高周波）発振器やＰＬＬ（位相同期ループ）のためのハードウェアを必要とせずに、非常に安価に製造可能である。
【０００６】
ＵＷＢ技術は、例えば、非常に高データレート（５００Ｍｂｐまで、またはそれ以上）での近距離通信（１０ｍ以下）（例えば、ＤＶＤプレーヤーやテレビなどの娯楽用システムにおけるコンポーネント間の無線ＵＳＢに似た通信のために用いられる）、低データレート通信と正確なレンジング（測距）及びジオロケーション（測位）とを組み合わせたセンサネットワーク、非常に高い空間分解能及び障害物透過能力を持つレーダシステムや、一般的には無線通信装置など、様々な用途向けに幅広い領域で実現可能である。
【０００７】
ＵＷＢ信号を生成、送信、受信、処理することは、容易なことではない。その理由は、信号生成、信号送信、信号伝搬、信号処理及びシステム構造の分野に含まれる新たな技術及び装置の開発が必要とされるためである。
【０００８】
基本的に、ＵＷＢアンテナは４つの異なるカテゴリーに分けることができる。第１のカテゴリーは、いわゆるスケール化（scaled）カテゴリーを含み、該カテゴリーには、例えば、"A modified Bow-Tie antenna for improved pulse radiation", by Lestari et.al, IEEE Trans. Antennas Propag., Vol. 58, No. 7, pp. 2184-2192, July 2010（非特許文献２）に記載のボウタイダイポールアンテナや、例えば"Miniaturization of the biconical Antenna for ultra wideband applications" by A.K. Amert et. al, IEEE Trans. Antennas Propag., Vol. 57, No. 12, pp. 3728-3735, Dec. 2009（非特許文献３）に記載のバイコニカルダイポールアンテナが含まれる。
【０００９】
第２のカテゴリーは、例えば"Self-complementary Antennas" by Y. Mushiake, IEEE Antennas Propag. Mag., vol.34, No. 6, pp. 23-29, Dec. 1992（非特許文献４）に記載されているような、いわゆる自己補対構造を含む。第３のカテゴリーは、例えば、いわゆるビバルディアンテナなどの、進行波構造のアンテナを含む。ビバルディアンテナは、公知かつ広く使用されているアンテナであり、例えば"The Vivaldi aerial" by P.J. Gibson, Proc. 9th European Microwave conference, pp. 101-105, 1979（非特許文献５）に記載されている。第４のカテゴリーは、例えば対数周期ダイポールアンテナアレイのような、多重共振アンテナを含む。
【００１０】
スケール化カテゴリー、自己補対カテゴリー及び多重反射カテゴリーに含まれるアンテナは、低利得でコンパクトなロープロファイルアンテナを含む。すなわち、幅広でかつ多くの場合に程度の差こそあれ無指向性の遠方界（ファーフィールド）放射パターンを有する。その一方で、進行波カテゴリーのアンテナ（例えば、ビバルディアンテナ）は指向性を有する。
【００１１】
上記のＵＷＢアンテナは、主として、偏波毎に１つのポートを有しかつ通信システムの送受信側間の信号波の指向性が既知であるような通常の見通し（Line-of-Sight：ＬＯＳ）アンテナシステムにおいて用いられるように設計されていた。
【００１２】
しかし、ほとんどの環境では、通信システムの送信側と受信側との間には数多くの物体（家、木、乗り物、人間など）が存在し、それらが電波の反射及び散乱を引き起こすので、受信側には複数の到来波が到達する。これらの電波が干渉することにより、受信アンテナのポートにおいて、受信電圧（チャネルとして知られている）のレベルが大きく変動する現象（フェージングとして知られている）が発生する。このフェージングは、マルチポートアンテナを活用しかつＭＩＭＯ（multiple-input multiple-output：マルチ入力、マルチ出力）技術を支援する最新のデジタル通信システムにおいて弱めることができる。しかし、今のところ、そのようなＭＩＭＯ通信システムに適した広帯域マルチポートアンテナは存在しない。
【００１３】
将来の無線通信システムにおいては、ＭＩＭＯを可能にするマルチバンド・マルチポートアンテナを備えた多数の小型基地局が含まれることになると推定される。既知の解決策は、上記システムの性能にとって重大な問題であるコンパクト性、カバレッジ角度、放射効率及び偏波スキーム（scheme）に関する要求を満たしていない。マルチポートアンテナの放射効率は、例えばシングルポートアンテナにおけるオーミック損失及びインピーダンス不整合によって低下するが、アンテナポート間の相互カップリング（相互結合）によっても低下する。したがって、この相互カップリングは小さくすべきであるが、既知の小型マルチポートアンテナにはポート間の相互カップリングが小さいものは存在しない。
【００１４】
スウェーデン特許第５３５  ２５１号明細書（特許文献１）に記載されているボウタイアンテナは、シングルポート指向性ＵＷＢアンテナであり、上記の問題を解決するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】スウェーデン特許第５３５  ２５１号明細書
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】"History and applications of UWB", y M.Z. Win et.al, Proceedings of the IEEE, vol. 97, No. 2, p. 198-204, February 2009
【非特許文献２】"A modified Bow-Tie antenna for improved pulse radiation", by Lestari et.al, IEEE Trans. Antennas Propag., Vol. 58, No. 7, pp. 2184-2192, July 2010
【非特許文献３】"Miniaturization of the biconical Antenna for ultra wideband applications" by A.K. Amert et. al, IEEE Trans. Antennas Propag., Vol. 57, No. 12, pp. 3728-3735, Dec. 2009
【非特許文献４】"Self-complementary Antennas" by Y. Mushiake, IEEE Antennas Propag. Mag., vol.34, No. 6, pp. 23-29, Dec. 1992
【非特許文献５】"The Vivaldi aerial" by P.J. Gibson, Proc. 9th European Microwave conference, pp. 101-105, 1979
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
したがって、本発明の目的は、上記の諸問題のうちの１つ以上を解決することができるアンテナ装置を提供することである。詳細には、本発明の目的は、無線通信用の小型基地局に適した、マルチパスフェージングの影響を軽減することができるアンテナ装置を提供することである。また、詳細には、本発明の目的は、製造が容易かつ安価であるアンテナ装置、特にＭＩＭＯシステム用のＵＷＢマルチポートアンテナを提供することである。
【００１８】
本発明の別の目的は、ＭＩＭＯ機能の有無にかかわらず、無線装置用の測定システム（リバーブレーションチャンバ（電波反射箱）を使用した測定システムなど）に用いるのに適したアンテナ装置、特にＵＷＢマルチポートアンテナを提供することである。
【００１９】
したがって、冒頭で引用した請求項１の特徴部を有するアンテナ装置が提供される。
【００２０】
本発明のさらなる目的は、上記目的のうちの１つ以上を達成することができるアンテナ装置の製造方法を提供することである。詳細には、本発明の目的は、実行が容易であり、低いコストしか掛からず、信頼性がありかつ繰り返し可能な方法を提供することである。したがって、冒頭で引用した請求項２９の特徴部を有する方法が提供される。
【００２１】
有利な実施形態は、添付の特許請求の範囲の各従属請求項によって与えられる。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明によれば、具体的には、マルチポートアンテナであって、各ポートからの遠方界放射関数（far field function）をほぼ直交させることで、アンテナポート間の相互カップリングを弱めたアンテナが提供される。本発明によれば、具体的には、各ポートからの遠方界放射関数を偏波、指向性または形状などに関して互いにある程度まで直交させてアンテナポート間の相互カップリングを弱めたＵＷＢマルチポートアンテナ装置が提供される。本明細書において、直交しているとは、望ましいアンテナのカバレッジにわたって遠方界放射複素関数の内積が小さいことを意味する。また、本発明によれば、具体的には、ＭＩＭＯ機能の有無にかかわらず、複数のポートを有しており、ポート間のカップリングが弱いか、とりわけ全くないか、または少なくともできる限り小さい、かつ各ポートからの遠方界放射関数が直交している、無線システムの無線装置向けの測定システムのためのＵＷＢアンテナ装置も提供される。本発明は、統計的モデルとしてのマルチパス環境下でＭＩＭＯアンテナシステムに用いるのに特に有利である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態による、４つのアンテナポートを備えたアンテナ装置の図。
【図１Ａ】図１のアンテナ装置の側面図。
【図１Ｂ】図１のアンテナ装置を僅かに変更したものを示す図。
【図２】本発明によるアンテナ装置の第２の実施形態を示す図。
【図３】本発明による、４つのアンテナポートを備えたアンテナ装置の第３の実施形態の図。
【図３Ａ】図３のアンテナ装置の上面図。
【図４】２つのアンテナポートを備えたアンテナ装置を含む第４の実施形態の図。
【図５】２つのアームを備えたアンテナ装置を含む第５の実施形態の概略図。
【図６】壁面設置に適した本発明によるアンテナ装置を概略的に示す図。
【図７】２つのアンテナ構造体を含みかつ壁面設置に適した本発明による別のアンテナ装置を概略的に示す図。
【図８】２つのアンテナ構造体を含みかつ同様に壁面設置に適したアンテナ装置の別の実施形態を概略的に示す図。
【図９Ａ】４つのポートを備え、例えば壁面設置に適した半球形のカバレッジを有するアンテナ装置のさらに別の実施形態を概略的に示す斜視図。
【図９Ｂ】図９Ａのアンテナ装置の上面図。
【図１０】１つのポート及び１つのアーム部分を含むアンテナ装置の一実施形態を示す図。
【図１１】４つのアーム及び対応するポートを含むアンテナ装置のさらに別の実施形態を示す図。
【図１２Ａ】３つのアーム及び３つのポートを含むアンテナ装置の上面図。
【図１２Ｂ】図１２Ａに示したアンテナ装置の斜視図。
【図１３】球形のカバレッジを有し、マストに取り付けるのに適したアンテナ装置を概略的に示す図。
【図１３Ａ】図１３のアンテナ装置の上面図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は、本発明によるボウタイアンテナ装置１０の第１の実施形態を示している。ボウタイアンテナ装置１０は、４つのアーム部分１，２，３，４を含んでなり、これらは、中央部分５の第１の面（ここでは、便宜上、上面を意味する）５１において、２つのアーム部分１，２が互いに向かって曲げ返された状態になるように配置されている。この実施形態では、アーム部分１，２は、各アーム部分の終端がそれぞれ上面５１の中心方向に向かうように曲げられている。各終端はそれぞれコネクタピン６１，６２に接続されており、各コネクタピンは、別々の開口部７１，７２を介して、中央部分５の反対面（下面）に位置しかつ中央部分５の互いに反対側の側縁にそれぞれ向けられた導体２１，２２（破線）に接続されている。
【００２５】
１つの有利な実施形態では、中央部分は、複数のマイクロストリップ導体を備えた回路基板を含む。中央部分５の他方の、第２の面の中心に向かって曲げ返されているアーム部分３，４のための導体２３，２４は、中央部分の第１の面５１に位置し、かつ中央部分の外側の側縁に向かって互いから実質的に逆方向に延在している。ポート１１１−１１４は、ここでは同軸コネクタを含み、互いに反対側の側縁に、すなわち、アーム部分２，３に関しては一方の側縁、アーム部分１，４に関しては反対の側縁にそれぞれ取り付けられている。
【００２６】
中央部分５は金属層９を含み、その表面の一部に、プリント基板を形成する誘電体層９１，９２が配置されている。第１のアーム部分１，２は、互いに対して対角側に配置されており、かつ実質的に中央部分の第１の面５１の中心に配置された開口部に向かって曲げ返されている。第２のアーム部分３，４は、互いに対して対角側にかつ対称的に配置されており、中央部分の第２の面の中心に向かって曲げ返されている。
【００２７】
この実施形態では、第１のアーム部分１及び第２のアーム部分３は、互いに隣り合って配置されているが、中央部分の互いに反対側の面へそれぞれ曲げ返されている。同様に、第１のアーム部分２及び第２のアーム部分４は、互いに隣り合って配置されており、中央部分の互いに反対側の面へそれぞれ曲げ返されている。このようにして、ポート３１，３２，３３，３４間の非常に弱いカップリングが得られ、このような非常に弱いカップリングは、ＭＩＭＯシステムに非常に有利である。したがって、それぞれのアーム部分及び中央部分によって形成される４つのアンテナ素子は、互いに対して非常に近接して配置されているにもかかわらず、０．４〜１６ＧＨｚの範囲でポート間の相関は非常に低く、特定の実施形態では０．１を下回るほどですらあり、これは非常に良好な性能である。特に、アンテナ装置が主として金属片で作られているという事実によって、オーミック損失は非常に小さいものとなる。
【００２８】
図１Ａに示すアンテナ装置の側面図から、第１のアーム部分１，２がどのようにして中央部分の第１の面（ここでは上面）５１に向かって曲げ返されており、その一方で、第２のアーム部分３，４が中央部分５の第２の面５２に向かって曲げ返されているかが分かる。各アーム部分の終端は、それぞれの開口部を介して、コネクタピン６１，６２，６３，６４に接続されており、各コネクタピンは、中央部分のそれぞれの互いに反対側の面においてマイクロストリップ導体に接続されている。
【００２９】
図１Ａの実施形態では、誘電体層９１，９２は、金属層９の表面全体にわたって移行領域（中央部分の一部がアーム部分へ延びている領域）に向かって延在してはいない。しかし、その代わりに、誘電体層を金属層９の表面全体にわたって、または任意の所望の範囲内で配置させることが可能であることは、明らかであろう。アンテナ装置１０は、中央部分５とともに１つの部品として製造されたアーム部分１，２，３，４を含む。別の実施形態では、各アーム部分は、中央部分に対して取り外し不能または着脱自在に接続された部分を含む。
【００３０】
図１Ｂは、アンテナ装置１０'を示している。アンテナ装置１０'は、中央部分においてアーム部分の各コネクタピンのために別々の開口部を設ける代わりに、全てのコネクタピンに共通の開口部７'を設けた点のみが図１に示したアンテナ装置と異なっている。他の構成部分には、図１と同じであるがプライム（ダッシュ）記号を付けた符号を付してある。
【００３１】
図２は、図１と同様に４つのアーム部分１Ａ，２Ａ，３Ａ，４Ａを含むアンテナ装置２０を示している。図１，図１Ａに示した構成部分と同様の構成部分には、同じであるがローマ字「Ａ」を付けた符号を付してある。アンテナ装置２０では、導体素子２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ，２４Ａは全て、中央部分５Ａの同じ側縁に向けられるように配置されており、それによって、アンテナの一方のかつ同じ外側縁にコネクタ、例えば同軸コネクタ１１Ａ１−１１Ａ４を設けることが可能になる。そのようにすることは、いくつかの実施形態において、取り付け及びアクセスの目的ために効果的である。コネクタを縁部に取り付ける代わりに、第１及び第２の面５Α１，５Ａ２にそれぞれ取り付けるかまたは任意の適切な方法で取り付けることができることは明らかである。本発明は、何らかの特定のタイプのコネクタまたはコネクタ位置に限定されるものではない。
【００３２】
図３に示すアンテナ装置３０も同様に、中央部分５Ｂから延出している４つのアーム部分１Ｂ，２Ｂ，３Ｂ，４Ｂを含み、これらのアーム部分は、対角側にかつ対をなしてそれぞれ第１の面５Ｂ１及び第２の面５Ｂ２へ曲げ返されている。各アーム部分は、非対称的に、終端に向かって先細になる形状を有する。それぞれのアーム部分は、急激に幅狭になり始める領域から始まり、その後、幅狭になったところで狭まり方が一定な形でさらに先細になっている。そして、中央部分から見て外方に延在している幅狭部分の表面は実質的に平坦であり、終端は、第１の面５Ｂ１及び第２の面５Ｂ２に対して実質的に一定の角度をなして中心部分に近接して配置されている。この実施形態では、各アーム部分の内側縁は直線状であり、外側縁のみが上述の如く狭まり方が一定でない形で先細になっている。種々の方法でアーム部分の形状の選択及び最適化を行い得ることは明らかであるが、ここではごく一部の有利な実施形態だけを示す。各アーム部分の２つの側縁は、例えば対称的にではあるが狭まり方が一定でない形で先細になっているか、直線または曲線状であるか、あるいは両者の組合せであってよい。他の点に関しては、図３において図１と同様の構成部分には、図１と同じであるがローマ字Ｂを付けた符号を付してある。
【００３３】
ここでは、アーム部分１Ｂ，２Ｂ用の同軸コネクタ１１Ｂ１，１１Ｂ２が第１の面５Ｂ１に設けられており、アーム部分３Ｂ，４Ｂ用の同軸コネクタ１３Ｂ，１３Ｂが第２の面５Ｂ２に設けられている。アンテナ装置をどこでも所望の場所に（例えば小型基地局などにおけるマストの上に）容易かつ確実に取り付けることができるように、種々の取付要素１７Ｂを任意の適切な方法で設けることができる。回路基板１６Ｂ１，１６Ｂ２を簡便に取り付けるための締結要素１５Ｂが設けられている。
【００３４】
図３Ａはアンテナ装置３０の上面図であり、アーム部分の有利な形状の一例をより明確に示すために載せてある。ここでは、複数のコネクタピンのためのそれぞれ別々の開口部６Ｂ１−６Ｂ４が中央部分の導電層に設けられている。
【００３５】
図４は、２つのアーム部分１Ｃ，２Ｃを備えたアンテナ装置４０の図であり、アーム部分１Ｃ，２Ｃは、それぞれの終端が開口部７Ｃ１，７Ｃ２において互いから僅かに対角方向に離間された状態で終わりになるように、中央部分５Ｃの第１の面の中心に向かって曲げ返されており、開口部７Ｃ１，７Ｃ２を通って各導電性コネクタピン６Ｃ１，６Ｃ２が突出している。コネクタピン６Ｃ１，６Ｃ２は、中央部分の第２の面（ここでは上面）に配置されたマイクロストリップ線路２１Ｃ，２２Ｃに接続されている。中央部分は金属板を含み、該金属板からアーム部分１Ｃ，２Ｃが突き出している。各アーム部分は、中央部分から延出している部分を形成する端部において最大の幅を有し、該幅は、中央部分の対応する外側縁すなわち外側端部の幅の実質的に半分である。両アーム部分は、中央部分の互いに反対側の外側端部において互いに対して対角側に配置されている。この実施形態では、各アーム部分の外側縁は、実質的に、終端に向かって対称的な先細形状になっているが、多くの変更形態が考えられる。ここでは、給電ポート１１Ｃ，１２Ｃには、中央部分の互いから反対側の縁部に配置された同軸コネクタ１１Ｃ１，１１Ｃ２が含まれる。あるいは、コネクタは、中央部分の第１の面、すなわちアーム部分が配置されている面に設けることもできる。中央部分の金属層と導体２１Ｃ，２２Ｃとの間に、誘電体層９Ｃが配置されている。アーム部分の終端を導体２１Ｃ，２２Ｃに接続することができるように、別々の開口部７Ｃ１，７Ｃ２が設けられている。あるいは、複数のコネクタピンに対して１つの共通の開口部を設けることもできる。
【００３６】
図５は、別の実施形態として、２つのアーム部分１Ｄ，２Ｄを備えた自己接地型（self-grounded）アンテナ装置５０を示している。この実施形態は、図４を参照して説明したアンテナ装置と同様であるが（同様の構成部分には、同様であるがローマ字「Ｄ」を付けた符号を付してある）、コネクタ１１Ｄ１，１１Ｄ２が中央部分の同じ外側縁に近接して配置されている点が異なっている。そのようにすることは、取り付け及びアクセスの容易さの観点から有利である。
【００３７】
図６には、さらに別の実施形態として、２つのアーム部分を含みかつ２つのアンテナ素子を形成するアンテナ装置６０が示されている。アーム部分１Ｅ，２Ｅは、図３Ａに示したアンテナ装置のアーム部分の形状と類似の形状を有する。各終端に対して別々の開口部７Ｅ１，７Ｅ２が設けられている。導体２１Ｅ，２２Ｅは、中央部分においてアーム部分とは反対側の面に位置しているので、破線で示されている。図６に示したように、中央部分５Ｅの第１の面（ここでは上面）に同軸コネクタ１１Ｅ１，１１Ｅ２が互いに近接して設けられているので便利である。
【００３８】
同じ側の面へ曲げ返されている２つ以上のアーム部分を備えたアンテナ装置は、ほぼ半球形（２πステラジアン）のカバレッジを有する壁面アンテナとして壁面設置に用いることができて便利である。
【００３９】
図７は、自己接地型アンテナ装置アセンブリ７０を含む実施形態を示している。アセンブリ７０は、共通の設置フレームまたは類似のもの（図示せず）に配置された２つのアンテナ装置７０Ａ，７０Ｂを含んでいる。アセンブリ７０の２つのアンテナ装置７０Ａ，７０Ｂは、互いに隣接して配置されているが、アーム部分のポジションに関する限りは、アンテナ装置７０Ａのアーム部分１Ｅ１が他方のアンテナ装置７０Ｂに設けられたアーム部分１Ｅ２に隣接して配置されるような鏡像対称の幾何学的配置を有する。全てのアーム部分のためのコネクタ（ポート）１１７０は、アンテナ装置の一方のかつ同じ側の面に配置されることが好ましいが、他の方式で配置されてもよい。
【００４０】
アンテナ装置７０Ａ，７０Ｂは、各々が別々の中央部分５Ｅ１，５Ｅ２に配置されており、それぞれの導体２１７０と中央部分５Ｅ１，５Ｅ２の導電性材料との間には誘電体層９Ｅ１，９Ｅ２が配置されている。前述の実施形態と同様に、中央部分において、別々の開口部ではなく共通の開口部を用いることができる。アンテナアセンブリは、２つ以上のアンテナ装置を含み得る。
【００４１】
別の例示的なアセンブリ８０が図８に概略的に示されており、ここでは、実質的に同一である２つのアンテナ装置８０Ａ，８０Ｂが互いに近接して配置されている。第１のアンテナ装置８０Ａは、２つのアーム部分１Ｆ１，２Ｆ１を含み、第２のアンテナ装置８０Ｂは、２つのアーム部分１Ｆ２，２Ｆ２を含み、アーム部分２Ｆ１，１Ｆ２はそれぞれの中央部分５Ｆ１，５Ｆ２の互いに隣接する縁部分に配置されているが、互いに対向してはいない。アセンブリの中央部分の同じ側の面に、４つのポート１１８０が配置されている。さらに別の実施形態では、アンテナ装置は、鏡像対称の幾何学的配置（図示せず）を有する。
【００４２】
上記アセンブリが、例えばアーム部分の形状及び先細化（テーパ化）に関して、前述の実施形態で説明したように多様な方法で変更可能であり、アンテナ装置のアーム部分のために共通の開口部を用いても別々の開口部を用いてもよく、導体の幅及び形状を異ならせていてもよく、導体の位置を異ならせてもよく、コネクタの種類並びに中央部分におけるコネクタ及び誘電材料の配置を様々に異なる形とすることもできることは明らかである。中央部分の形状についても、正方形または矩形の形状であることが好ましいが、それとは異なっていてもよく、また、任意の他の形状、例えば三角形や六角形などを有していてもよい。
【００４３】
図９Ａ，図９Ｂは、アンテナ装置９０を示している。アンテナ装置９０は、１つの共通の中央部分５Ｈと、該中央部分から延出して中央部分の同じ側の第１の面５Ｈ１の中心に向かって曲げ返されている４つのアーム部分１Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，４Ｈとを含み、各終端に対して別々の開口部が設けられている。図９Ｂでは、導体は、中央部分の第２の面（下面）に位置しているので、破線で示されている。コネクタ１１９０は様々な方法で配置することができるが、１つの特定の実施形態を図９Ａ，図９Ｂに示す。他の点に関しては、図示されている構成部分は、前述の実施形態を参照して説明した構成部分と同様である。
【００４４】
図１０は、アンテナ装置１０Ｋの有利な実施形態を示しているが、この実施形態では、１つのアーム部分１Ｋが中央部分５Ｋの第１の面に向かって曲げ返されており、第１の面の隅に開口部７Ｋが設けられている。アーム部分の終端は、コネクタピン６Ｋを介して、例えば中央部分の第２の面に配置された回路基板上の導体（例えば破線によって描かれているマイクロストリップ線路２５Ｋ）に接続されている。アーム部分の終端から離れかつ中央部分５Ｋから延出しているアーム部分の移行領域からも離れた位置で、外側縁において同軸コネクタ１１Ｋが設けられている。他種の導体及び他種のコネクタを用いることができることは明らかである。コネクタを設ける位置は、中央部分の第１の面上または任意の他の適切な位置であってよい。
【００４５】
あるいは、アーム部分１Ｋは、曲げ返されており、かつ移行領域の反対側の縁部に沿った任意の位置に向けられていてもよい。中央部分は別の形状を有することもでき、あるいはその代わりに、終端が中央部分の任意の他の領域に向けられるように中央部分をより大きくすることもできる。２つ以上のアーム部分を備えたアンテナ装置の実施形態を参照して説明したように、アーム部分は任意の他の形状を有することもできる。
【００４６】
図１１は、オムニアンテナ装置９２を概略的に示している。オムニアンテナ装置９２は、共通の中央部分５Ｌと、該中央部分から延出して中央部分５Ｌの同じ側の第１の面（ここでは上面）５Ｌ１の中心に向かって曲げ返されている４つのアーム部分１Ｌ，２Ｌ，３Ｌ，４Ｌとを含む。中央部分５Ｌにおいては、それぞれのアーム部分１Ｌ，２Ｌ，３Ｌ，４Ｌの終端に対して別々の開口部が設けられている。第１の面５Ｌ１と反対側の第２の面に、任意の適切な方法により、導体（図示せず）が設けられている。他の図示されている実施形態を参照して説明したように、コネクタ（図示せず）は、任意の適切な方法で配置することができる。
【００４７】
図１２Ａは、本発明によるさらに別のアンテナ装置９５を示している。アンテナ装置９５は、３つのアーム部分１Ｍ，２Ｍ，３Ｍと、１つの共通の三角形の中央部分５Ｍとを含む。アーム部分１Ｍ，２Ｍ，３Ｍは、終端に向かって対称的な先細形状になっている部分を含み、該部分は、共通の中央部分５Ｍの第１の面５Ｍ１へ曲げ返されており、終端は、中央部分の中心に向けられており、互いから僅かに離間されかつ上面５Ｍ１から僅かに垂直方向に離間された状態で終わりになっている。終端は、ここでは中央部分５Ｍに設けられた別々の開口部を介して、コネクタピン６Ｍ１，６Ｍ２，６Ｍ３によって、中央部分の第１の面と反対側の第２の面に位置する導体（図示せず）に接続される。他の図示されている実施形態を参照して説明したように、コネクタを、中央部分の１つ以上の側縁に同軸コンタクトとして、または任意の他の簡便な方式で設けることができる。
【００４８】
３つのポートを有するボウタイ単偏波アンテナ９５（すなわち、３つのアームまたはボウを備えた装置）を用いることにより、アーム間の相互カップリングをさらにもっと低減することができ、または小さいポート間カップリングを容易に達成することができる。
【００４９】
したがって、３つのアームを設けることにより、例えば壁面設置に適した、ポート間のカップリングが小さいかまたは実質的に０であるような、特にコンパクトなアンテナを提供することができる。
【００５０】
例えばマストまたは類似のものへの取り付けのために、図１１、図１２、図１２Ａに示したアンテナ装置を両面構造にすること、すなわち２つのアンテナ装置を背面接続することもでき、それによって、半球形のカバレッジではなく球形（４πステラジアン）のカバレッジが提供されることは明らかである。
【００５１】
図１３は、一実施形態を概略的に示したものであり、ここでは、例えば図１０に関連して説明したアーム部分に類似した８つの別々のアンテナ素子を含むアンテナ装置１００が、取付要素１１０を用いて、マスト１０１の最上部に取り付けられている。容易にアクセス可能であるようにするために、それぞれの中央部分５Ｋ１，．．．の縁部に、コネクタ１１Ｋ１，１１Ｋ２，．．．が配置されている。他の点に関しては、他の図示されている実施形態を参照して説明したものと機能は同じである。別の実施形態では、任意の他の適切な数の、例えば３、４、１０、１２個の、シングルアームアンテナ部分をマストに配置することができる。さらに他の実施形態では、例えば各々が２つか３つのアーム部分を含む複数のアンテナ装置を１本のマストに配置することができる。さらには、４つ以上のアーム部分を備えかつ共通の中央部分を有する１つのアンテナ装置を１本のマストに配置することもできる。
【００５２】
図１３Ａは、図１３に示したアンテナ装置１００を上から見た概略図である。
【００５３】
本発明の利点は、ＭＩＭＯシステムに適し、かつ（チャネルの変動が互いに異なり、それによって、全てのチャネルが同時にローレベルを有することが回避されるように）相互に高度にデカップリング（減結合）されている複数のポートを備えたアンテナが提供されることである。
【００５４】
本発明の別の利点は、製造、取り付け及び制御が容易であるアンテナ装置、特にＵＷＢ（超広帯域）アンテナが提供されることである。
【００５５】
本発明のさらなる利点は、非常に小型のＭＩＭＯアンテナを製造することができることであり、いくつかの実施形態では、超小型ＭＩＭＯアンテナは、最低動作周波数の３分の１よりも小さい縁部長さを有する立方体に相当する寸法を有し得る。本発明のさらに別の利点は、４つのアーム部分（アンテナ素子）を備えたアンテナ装置であって、互いに非常に近接して配置されているにもかかわらず、統計的モデルとしての電界マルチパス環境（statistical field environment with multipath）で使用される場合に、０．４〜１６ＧＨｚで、異なるアンテナポート間の相関が低い（例えば０．１である）アンテナ装置が提供されることである。このようなアンテナポート間の低相関化は、ポート間で測定される相互カップリング（すなわちＳ（散乱）パラメータＳｍｎ，通常は−１０ｄＢ以下）が低減されるようにマルチポートアンテナを設計することによって達成することができる。本発明の他の利点は、全てのポートが協働して、より大きな（いくつかの実施形態では例えば３６０°の）カバレッジ角度を提供することができること及び、全てのポートにおける受信電圧がいわゆるＭＩＭＯアルゴリズムによってデジタル的に合成されたときに、協働して所望のカバレッジ角度を提供するように、アンテナ素子を容易かつ柔軟に配置することができることである。ＭＩＭＯアルゴリズムの一例は、最大比合成（ＭＲＣ）である。
【００５６】
本発明は、本明細書で説明した実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲に含まれる範囲内で様々な形で変更可能である。
【図１】
2015531577.tif 000003
【図１Ａ】
2015531577.tif 000004
【図１Ｂ】
2015531577.tif 000005
【図２】
2015531577.tif 000006
【図３】
2015531577.tif 000007
【図３Ａ】
2015531577.tif 000008
【図４】
2015531577.tif 000009
【図５】
2015531577.tif 000010
【図６】
2015531577.tif 000011
【図７】
2015531577.tif 000012
【図８】
2015531577.tif 000013
【図９Ａ】
2015531577.tif 000014
【図９Ｂ】
2015531577.tif 000015
【図１０】
2015531577.tif 000016
【図１１】
2015531577.tif 000017
【図１２Ａ】
2015531577.tif 000018
【図１２Ｂ】
2015531577.tif 000019
【図１３】
2015531577.tif 000020
【図１３Ａ】
2015531577.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成27年4月20日(2015.4.20)
【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】
第１の平面に配置されたベース部となる中央部分（５；５Ａ；５Ｂ；５Ｃ；５Ｄ；５Ｅ；５Ｋ；５Ｅ１，５Ｅ２；５Ｆ１，５Ｆ２；５Ｈ；５Ｌ；５Ｍ；５Ｋ１，５Ｋ２，．．．）と、該中央部分に関連付けられた１若しくは複数のアーム部分（１−４；１'−４'；１Ａ−４Ａ；１Ｂ−４Ｂ；１Ｃ，２Ｃ；１Ｄ，２Ｄ；１Ｅ，２Ｅ；１Ｋ；１Ｅ１−２Ｅ２；１Ｆ１−２Ｆ２；１Ｈ−４Ｈ；１Ｌ−Ｌ；１Ｍ−３Ｍ；１０Ｋ１，１０Ｋ２，．．．）とを含み、
前記１若しくは複数のアーム部分の各々が、それぞれの終端に向かって先細になっており、かつ導電性材料を含み、
前記各アーム部分がさらに、前記中央部分からの移行領域を形成し、前記中央部分に向かって１８０°以上の曲げ角をなすように曲げ返され、かつ前記各アーム部分の終端が、前記中央部分に形成された開口部（７１−７４；７'；７Ａ１−７Ａ４；７Ｃ１，７Ｃ２；７Ｄ２；７Ｅ１，７Ｅ２；７Ｋ）の位置で前記中央部分の面に近接して配置されており、
前記終端がさらに、給電ポートに接続されるように適合されている自己接地型アンテナ装置（１０；２０；３０；４０；５０；６０；７０；８０；９０；１０Ｋ；９２；９５；１０Ｋ１，１０Ｋ２，．．．）であって、
前記各アーム部分（１−４；１'−４'；１Ａ−４Ａ；１Ｂ−４Ｂ；１Ｃ，２Ｃ；１Ｄ，２Ｄ；１Ｅ，２Ｅ；１Ｋ；１Ｅ１−２Ｅ２；１Ｆ１−２Ｆ２；１Ｈ−４Ｈ；１Ｌ−４Ｌ；１Ｍ−３Ｍ）のための個別の給電ポート（１１１−１１４；１１１'−１１４'；１１Ａ１−１１Ａ４；１１Ｂ１−１１Ｂ４；１１Ｃ１，１１Ｃ２；１１Ｄ１，１１Ｄ２；１１Ｅ１，１１Ｅ２；１１Ｋ；１１７０；１１８０；１１９０；１１Ｋ１−１１Ｋ８）を含み、
それによって、前記アーム部分のそれぞれが、湾曲したモノポールアンテナ及びループアンテナを併せた機能性を有するようにしたことを特徴とする自己接地型アンテナ装置。
【請求項２】
前記アーム部分が、１つのアーム部分（１Ｋ）を含むことを特徴とする請求項１に記載の自己接地型アンテナ装置（１０Ｋ）。
【請求項３】
少なくとも２つの第１のアーム部分（１，２；１'２'；１Ａ，２Ａ；１Ｂ，２Ｂ；１Ｃ，２Ｃ；１Ｄ，２Ｄ；１Ｅ，２Ｅ；１Ε１−２Ε２；１Ｆ１−２Ｆ２；１Ｈ−４Ｈ；１Ｌ−４Ｌ；１Ｍ−３Ｍ）を含み、
前記第１のアーム部分の終端が、互いから離間されて前記中央部分の同じ側の面に近接して配置されており、
前記各アーム部分のための前記給電ポート（１１１−１１４；１１１'−１１４'；１１Ａ１−１１Ａ４；１１Ｂ１−１１Ｂ４；１１Ｃ１，１１Ｃ２；１１Ｄ１，１１Ｄ２；１１Ｅ１，１１Ｅ２；１１７０；１１８０；１１９０；１１Ｋ１−１１Ｋ８）からの遠方界放射関数が偏波、指向性または形状のいずれかに関して実質的に直交して、前記給電ポートが相互に実質的にデカップリングされていることを特徴とする請求項１に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項４】
前記給電ポート間の相互カップリングを低減するために、前記少なくとも２つの第１のアーム部分が、対角側に対称的に配置されている（１，２；１'２'；１Ａ，２Ａ；１Ｂ，２Ｂ；１Ｃ，２Ｃ；１Ｄ，２Ｄ；１Ｅ，２Ｅ；１Ε１−２Ε２；１Ｆ１−２Ｆ２；１Ｈ−４Ｈ）か、または対角側に非対称的に配置されている（１Ｌ，２Ｌ，３Ｌ，４Ｌ；１Ｍ，２Ｍ，３Ｍ）ことを特徴とする請求項３に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項５】
当該アンテナ装置が、各アーム部分（１Ｋ；１Ｋ１，．．．，１Ｋ８）毎に１つの中央部分（５Ｋ；５Ｋ１，．．．，５Ｋ８）を含み、それによって、シングルモノポールアンテナ及びループアンテナを組み合わせた特性を有するアンテナを形成しており、
前記各中央部分が、前記それぞれのアンテナの接地板を形成するように適合されていることを特徴とする請求項１に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項６】
前記中央部分（５；５'；５Ａ；５Ｂ；５Ｃ，５Ｄ；５Ｅ；５Ｅ１；５Ｅ２；５Ｆ１，５Ｆ２；５Ｈ；５Ｌ；５Ｍ）が、当該アンテナ装置の接地板を形成するように適合されており、
複数のアーム部分のための共通の中央部分が設けられていることを特徴とする請求項１、３〜４のいずれか一項に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項７】
３つのアーム部分（１Ｍ，２Ｍ，３Ｍ）を含み、該アーム部分の終端が前記中央部分の同じ側の面において前記中央部分に近接して配置されており、
前記中央部分（５Ｍ）が三角形であるか、または当該アンテナ装置が、各々が３つのアームを備えかつ互いに対して背面接続された、２つの三角形の中央部分を含むことを特徴とする請求項１、３〜６のいずれか一項に記載の自己接地型アンテナ装置（９５）。
【請求項８】
超広帯域アンテナ装置であり、かつ／または、
小型基地局等を含むＭＩＭＯ技術を用いた無線システムに用いるように適合されているか、またはＭＩＭＯ機能の有無にかかわらず無線システム用の無線装置の特性評価のための測定システムに用いるように適合されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項９】
前記給電ポートが、同軸コネクタ（１１１−１１４；１１１'−１１４'；１１Ｂ１−１１Ｂ４；１１Ｃ１，１１Ｃ２；１１Ｄ１，１１Ｄ２；１１７０；１１８０；１１９０；１１Ｋ）を含み、該同軸コネクタが、前記各アーム部分の前記各終端に接続するマイクロストリップ伝送線路を含む中心導体（２１−２４；２１'−２４'；２３Ａ；２３Ｂ，２４Ｂ；２１Ｃ，２２Ｃ；２１Ｄ，２２Ｄ；２１Ｅ，２２Ｅ；２１７０，２２７０；２５Ｋ）を有し、
前記マイクロストリップ伝送線路が、前記中央部分において前記それぞれのアーム部分が曲げ返されている面と反対側の面に設けられたプリント基板上に配置されており、かつ
前記中央部分において、前記各アーム部分の終端が、別々の開口部（７１−７４；７Ａ１；７Ａ３；７Ｃ１，７Ｃ２；７０１，７０２；７Ｅ１，７Ｅ２；７Ｋ）を介して給電されるか、または前記複数のアーム部分の終端が、共通の開口部（７'）を介して給電されるように構成したことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項１０】
前記第１のアーム部分のための前記給電ポートが、前記第１のアーム部分が配置されている面と同じ前記中央部分の第１の面（５１；５１'；５Ａ１；５Ｂ１，．．．）、または前記中央部分における前記第１のアーム部分が延出していない同じ外側縁に設けられており、
前記終端と、前記中央部分の反対側の第２の面に位置する前記給電ポートとが、中心導体によって互いに接続されていることを特徴とする請求項３に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項１１】
前記１若しくは複数のアーム部分が、少なくとも１つの第２のアーム部分を含み、
少なくとも１つの前記第１のアーム部分が前記中央部分に近接して配置されるように適合されている面と反対側の面において、前記第２のアーム部分が前記中央部分（５；５'；５Ａ；５Ｂ）に近接して配置されるように適合されており、
互いに反対側の面に配置された前記第１及び第２のアーム部分が、前記中央部分の互いに反対側の面において、互いに対して対称的または非対称的に配置されており、かつ
前記中央部分の互いに異なる面に配置された前記アーム部分のそれぞれのための別々の給電ポートが、前記中央部分の同じ面または異なる面、あるいは前記中央部分の同じ外側縁または異なる外側縁、あるいは前記中央部分における前記アーム部分が延出していない外側縁に各々配置されていることを特徴とする請求項３に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項１２】
ＭＩＭＯ基地局等に用いられるマスト（１０１）に配置されるように適合されており、
実質的に４πステラジアンをカバーする合成放射パターンすなわち球形のカバレッジを有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項１３】
実質的に２πステラジアンをカバーする合成放射パターンすなわち半球形のカバレッジを有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項１４】
前記各アーム部分が前記各中央部分と一体化されていること、すなわち、両部分が単一の部品として製造されているか、または
前記アーム部分が、前記中央部分に対して取り外し不能または着脱自在に接続されている要素を含むことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項１５】
前記各アーム部分が、その外側縁がそれぞれ直線状に前記各アーム部分の終端に向かって実質的に二等辺三角形をなす先細形状を有しているか、または外側縁が曲線状に対称的または非対称的に、例えば球面三角形または双極三角形（hyperbolic triangle）の如くに先細形状をなしており、前記中央部分の平面によって形成される前記第１の平面からの距離が最大でかつ前記第１の平面に平行な上限仮想平面から、前記第１の平面から最小の僅かな距離離間しかつ前記終端を有する位置まで曲げられていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項１６】
前記中央部分と該中央部分の各面上の導体及び／またはアーム部分との間に形成された空間が誘電材料（９１，９２）で満たされているか、あるいは、空気が誘電体として働くように構成したことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の自己接地型アンテナ装置。
【請求項１７】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載、または請求項１〜１０のいずれか一項に従属する請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の２つ以上のアンテナ装置（７０Ａ，７０Ｂ；８０Ａ，８０Ｂ；１０Ｋ）を含み、
前記２つ以上のアンテナ装置が、実質的に同じ平面において、または１つの表面に沿って互いに隣接して配置されており、
前記２つ以上のアンテナ装置が、前記給電ポートが前記各中央部分の外側縁上または該外側縁に近接して配置されるように、互いに対して配置されていることを特徴とする複数のアンテナ装置（７０；８０；９０；１００）。
【請求項１８】
導電性材料を含みかつ終端に向かって先細になっている少なくとも１つのアーム部分が中央部分に向かって１８０°以上曲げ返されてなる自己接地型アンテナ装置の製造方法であって、
前記中央部分において前記アーム部分のための共通の開口部または前記各アーム部分のためのそれぞれの個別の開口部を設けるステップと、
前記共通の開口部または前記それぞれの個別の開口部において前記終端及び前記中央部分の第１の延在平面が互いから僅かに垂直方向に離間された状態になるまで、前記少なくとも１つのアーム部分のうちの１つまたは２つ以上のアーム部分を前記第１の平面に対して同じ方向に折り返すかまたは曲げるステップと、
前記開口部を介して前記１つ以上の終端を給電手段に接続することにより、前記曲げられたアーム部分が配置された面と同じ側の前記中央部分の面または前記中央部分の外側縁において給電ポートを介しての給電を可能にするステップとを含み、
それによって、前記アンテナ装置が、マルチポートアンテナ装置を形成するか、または、前記アーム部分が、湾曲したモノポールアンテナ及びループアンテナを併せた機能性を有するようにせしめることを特徴とする方法。
【国際調査報告】
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