(57)【要約】本発明は、受信機モジュール（１）、より詳細には、ＧＰＳ信号を受信し、ＧＰＳ信号から位置データを決定するためのＧＰＳ（全地球測位システム）受信機モジュールに関し、またそのような受信機モジュール（１）用のデュアル・バンド・アンテナ（２）に関する。デュアル・バンド・アンテナ（２）は、少なくとも第１および第２の共振プリント線構造（１１、１２）を備え、それらは、プリント回路板（７）上の第１のプリント線（２４）に第１の接続点（１０）を介して接続される。さらに、少なくとも第２および第３のプリント線（２５、２９）が、アンテナへの接続部としてプリント回路板（７）上に設けられる。本発明はさらに、プリント回路板（ＰＣＢ）、および上記のようなデュアル・バンド・アンテナを備える移動通信装置に関する。
2006502648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナを備える受信機モジュールであって、
少なくとも第１および第２の共振プリント線構造が、第１の接続点を介して、プリント回路板の第１のプリント線に接続され、
少なくとも第２および第３のプリント線が、前記アンテナへの接続部として前記プリント回路板に設けられる受信機モジュール。
【請求項２】
前記第１のプリント線が、前記プリント回路板のグランド電位に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の受信機モジュール。
【請求項３】
前記第２および第３のプリント線が、高周波供給線として提供されることを特徴とする、請求項１に記載の受信機モジュール。
【請求項４】
前記プリント回路板の前記第２のプリント線が、第２の接続点を介して、前記アンテナの第３のプリント線に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の受信機モジュール。
【請求項５】
前記第１の共振プリント線構造の長さは、第１の周波数帯に同調し、前記第２の共振プリント線構造の長さは、第２の周波数帯に同調することを特徴とする、請求項１に記載の受信機モジュール。
【請求項６】
第１の接続点を介してプリント回路板の第１のプリント線に接続される少なくとも第１および第２の共振プリント線構造と、少なくとも２つのさらなる接続点と、を含む支持体を備えるアンテナであって、
アンテナへの接続部として２本のさらなるプリント線が前記少なくとも２つのさらなる接続点を介して前記プリント回路板に設けられる、
アンテナ。
【請求項７】
請求項６に記載のアンテナを備える、より具体的には電子部品の表面実装用のプリント回路板。
【請求項８】
請求項６に記載のアンテナを備える遠隔通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信機モジュール、より詳細には、ＧＰＳ信号を受信し、ＧＰＳ信号から位置データを決定するためのＧＰＳ（全地球測位システム）受信機モジュールに関し、またそのような受信機モジュール用のデュアル・バンド・アンテナに関する。本発明はさらに、プリント回路板（ＰＣＢ）、および上記のようなデュアル・バンド・アンテナを備える移動通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
よく知られているように、ＧＰＳ信号は、全地球的な位置測定およびナビゲーションに役立てられており、全部で２４機の衛星からなる衛星ネットワークによって放出される。２４機の衛星は、少なくとも５機の衛星が地表のどこからでも常時見えるように、異なる軌道で地球を周回する。
【０００３】
位置測定は、搬送波周波数が１５７５．４２ＭＨｚの電磁搬送波上に変調された信号の伝播時間測定の原理に基づいている。衛星によって放出される信号は、時刻同期されており、２つの部分から構成されている。第１の部分は、個々の衛星の位置と、ＧＰＳ受信機内のクロックを同期させる時刻とを含む。第２の部分から、ＧＰＳ受信機は、まさにその時点で受信できる衛星の軌道データを決定する。これらから、ＧＰＳ受信機の位置が計算される。
【０００４】
このために必要とされる受信および評価用エレクトロニクスを収容するＧＰＳ受信機モジュールが、すでに知られている。モジュールに与えられた目的に応じて、その他のユニットでのさらなる処理のために位置データをインタフェースに送ることもあれば、またはモジュールが位置データ用の一体型ディスプレイ・ユニットを有することもある。このタイプのモジュールは、航空機、船舶、および道路交通で利用される移動および固定ナビゲーション機器に組み込まれる。
【０００５】
ＧＰＳモジュールは、ますます小型化され、そのため高価になっているので、通常はナビゲーション目的に役立てられることのない、例えば、モバイル電話、ポータブル・コンピュータ、腕時計といった機器に、ＧＰＳモジュールを適合させる努力も払われている。しかし、このような機器にＧＰＳモジュールを組み込もうとすると、多くの場合、機器のキー・パッドを介してＧＰＳモジュールに入力したり、機器のディスプレイに位置データを表示したりするために、機器自体のエレクトロニクスに拡張的に手を加えることが必要になる。
【０００６】
この目的で設けられるＧＰＳモジュール用デュアル・バンド・アンテナは、前記機器への通信コネクションを確立することができる。この目的のためには、アンテナは、ＧＰＳ信号を受信できるだけではなく、より高い周波数範囲にあるＢｌｕｅｔｏｏｔｈ信号などの信号も送受信できなければならない。信号をフィルタリングするため、アンテナの後には通例、受動フィルタ素子（例えば、ダイプレックス・フィルタ）または能動スイッチング素子が置かれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、アンテナに統合されたフィルタ機能を備える受信機モジュールを提供することである。
【０００８】
上記の目的は、少なくとも第１および第２の共振プリント線構造が第１の接続点を介してプリント回路板の第１のプリント線に接続されるアンテナであって、少なくとも第２および第３のプリント線がアンテナへの接続部としてプリント回路板に設けられるアンテナを備える受信機モジュールによって達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この方策の利点として、第１および第２の周波数帯の間で十分なフィルタ機能が保証されることが挙げられる。そのため、アンテナの後に置かれて信号をフィルタリングする、ダイプレックス・フィルタなどのエレクトロニクスは、もはや必要でなくなる。したがって、受信機モジュールを大量生産する場合、製造コストを大幅に引き下げることができる。
【００１０】
請求項２から４に記載の実施態様では、第１のプリント線は、プリント回路板のグランド電位に接続される。同時に、プリント回路板上の第２のプリント線は、アンテナの第３のプリント線構造に第２の接続点を介して接続される。第３のプリント線は、第３の接続点を介してアンテナと接触した状態にされる。第２および第３のプリント線は共に、高周波供給線として提供される。
【００１１】
第１および第２のプリント線構造は、第１の接続点で開始し、それぞれ別個の終点で終了する。１つのプリント線構造の個々の長さ（ｌｉ）は、共振周波数（ｆｉ）の波長の半分にほぼ対応する。個々の長さ（ｌｉ）は、近似的に次式で表される。
【数１】
2006502648.tif 000003
【００１２】
さらに、本発明は、支持体を備えるアンテナに関する。アンテナは、少なくとも第１および第２の共振プリント線構造を備え、それらは、プリント回路板上の第１のプリント線に第１の接続点を介して接続される。アンテナは、さらに少なくとも２つの接続点を備え、それらを介して、さらに２本のプリント線が、アンテナへの接続部としてプリント回路板上に配置される。
【００１３】
本発明はさらに、より具体的には表面実装電子部品用のプリント回路板、および上記のようなアンテナを備える遠隔通信機器に関する。
【００１４】
本発明を図面に示された実施形態の例を参照しながら説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１に、デュアル・バンド・アンテナ２を備える、本発明によるＧＰＳ受信機モジュール１の第１の実施形態を示す。デュアル・バンド・アンテナ２には、ブロック５によって概略的に示される、統合フィルタ機能が設けられる。さらに、デュアル・バンド・アンテナは、ＧＰＳ受信機モジュールに２本のリンクを介して接続され、うち１本のリンクは、双方向リンクである。ＧＰＳ受信機モジュール１は、ＧＰＳ信号とＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（ＢＴ）信号とで共用されるＨＦサブモジュール３を備え、また共通ベースバンド・サブモジュール４も備える。
【００１６】
ＨＦサブモジュール３は、ＧＰＳ信号を受信し、それを低周波数の位置信号に変換するため、またＢＴ信号を送受信するために設けられる。第１のリンクを介してＨＦサブモジュール３に接続されるベースバンド・サブモジュール４は、位置信号を、ユーザが評価できる位置データに変換する。この目的のために、様々な信号処理方法が知られているが、ここではこれ以上説明しない。
【００１７】
さらに、ベースバンド・サブモジュール４は、ＨＦサブモジュール３への第２の双方向リンクを備え、このリンクを介して、送受信されるＢＴ信号を交換することができる。したがって、これらの信号には、ベースバンド・サブモジュール４内で、いずれもＢＴ規格に基づいた符号化または復号化が施され、必要に応じて、圧縮または伸張も施される。この目的のためにも、信号処理方法が知られているが、ここではこれ以上説明しない。
【００１８】
ＧＰＳ受信機モジュール１は、２本のリンクを介してベースバンド・サブモジュール４に接続される、インタフェース回路６を備える。第１のリンクは、ユーザが評価できる位置データをインタフェース回路６に送信するために使用され、第２の双方向リンクを介して、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ規格に符号化するために、または復号化された情報用に、情報がそれぞれ送信される。他の機器は、外部線リンクを用い、インタフェース回路６を介して、双方向通信可能に接続することができる。
【００１９】
このようにして、ＧＰＳ受信機モジュール１によって、ＧＰＳ信号を受信し、変換し、位置データに変形することができ、その後、位置データを、ＢＴ規格に基づいて符号化された信号に変形した後、ＢＴ符号化信号を受信し、復号化するためのインタフェースを備えた別の機器（例えば、コンピュータ、モバイル電話など）に、アンテナ２を介して送信するため、位置データを、インタフェース回路６を介して、ベースバンド・サブモジュール４とＨＦサブモジュール３とに供給する。
【００２０】
代替として、位置データを、インタフェース回路６を介して、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈインタフェースを備えていない機器（例えば、ディスプレイ・ユニットなど）に供給することもできる。
【００２１】
さらに、アンテナ２を介して、また第２の双方向リンクも介して、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ信号を他の機器から受信することができ、その後、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ信号は、ベースバンドに変換され、復号化され、制御および／またはデータ伝送のため、インタフェース回路６および外部線リンクを介して接続機器に供給される。一方、インタフェース回路６は、外部機器からベースバンド・サブモジュール４にデータを有線送信するために設けることもできる。
【００２２】
図２に、アンテナ２を備えるプリント回路板７を示す。アンテナ２は、表面実装技法（ＳＭＤ）を用い、図２には示されていない様々なソルダ・ポイントによって、プリント回路板７上にはんだ付けされる。このアンテナは基本的には、１つまたは複数のプリント線が支持体上に配線されたプリント・ワイヤ・アンテナである。原理的には、これらのアンテナは、ワイヤ・アンテナであり、マイクロストリップ・アンテナとは反対に、その表面が基準電位を形成する支持体の裏面に金属面をもたない。
【００２３】
アンテナ２は、高さが長さまたは幅の３分の１から１０分の１の、基本的に直方体の形状をしたセラミック製の支持体８を備える。直方体の支持体８の代わりに、例えば、個々のプリント線構造がその面上に配線される円柱形状など、その他の幾何的形状を使用することもできる。
【００２４】
支持体は、セラミック粉を高分子マトリックスに埋め込むことによって製造することができ、εｒ＞１の比誘電率、および／またはμｒ＞１の比透磁率をもつ。
【００２５】
上記のことに基づいて、以下の説明では、図２に示された支持体の面のうち、上側および下側の（広い）面を、それぞれ第１の上端面、第２の下端面と呼び、（支持体外周の）対向する垂直面を、第１から第４の側面と呼ぶ。
【００２６】
第１の側面９の中央領域における下端面に、第１の接続点１０が存在し、この接続点から、２つの共振プリント線構造１１、１２が、基本的には下端面で延在している。これらの構造の共振長に関して、第１のプリント線構造１１は、ＧＰＳ信号の周波数帯に同調し、第２のプリント線構造１２は、ＢＴ信号の周波数帯に同調する。アンテナ２のすべてのプリント線構造の幅は、約１ｍｍである。
【００２７】
第１のプリント線１１は基本的に、５本のプリント線区間１３から１７に分割される。第１のプリント線区間１３は、接続点１０から、第１の側面９と反対側にある第２の側面１８まで、直線的に延びている。第２のプリント線区間１４は、第１のプリント線区間１３から始まり、第２の側面１８の辺に沿って延びている。第２のプリント線区間１４と垂直に、第１のプリント線区間１３とはほぼ平行して、第３のプリント線区間１５が延びており、第１の側面９で終わっている。第３のプリント線区間には、プリント回路板の表面と垂直に第１の側面９上を延びている第４のプリント線区間１６が接続される。第１のプリント線１１は、上端面上の短いプリント線区間１７で終わる。
【００２８】
接続点１０からプリント線区間１３を４分の１ほど進んだ場所から、第２のプリント線構造１２が、プリント線区間１３と垂直に延びている。第２のプリント線構造１２は、４本のプリント線区間１９から２２によって形成される。第１のプリント線区間１９は、プリント線区間１３からほぼ垂直に、第３の側面２３の下辺まで延びている。第２のプリント線区間２０は、第１のプリント線区間１９と接合しており、第３の側面２３の下辺に沿って、第２の側面１８の方向に、第２の側面１８まで延びている。第２のプリント線区間２０の端部から始まって、第３のプリント線区間２１が、第２の側面１８の全高を超えて延びている。第２のプリント線構造１２は、第３のプリント線区間と接合する第４のプリント線区間２２で終わり、第４のプリント線区間２２は、上端面で第３の側面２３に沿って延びている。
【００２９】
第１のプリント線構造１１と第２のプリント線構造１２は共に、第１の接続点１０を介して、プリント回路板７上の第１のプリント線２４に接続される。プリント線２４はさらに、プリント回路板のグランド電位に接続される。プリント線２４の幅は約１ｍｍ、長さは２ｍｍである。
【００３０】
アンテナ２は、第２の接続点２８を介して、第２のプリント線２９に接続される。第２の接続点２８は、第１の側面９の下辺に、第２のプリント線構造１２の第１のプリント線区間１９に対向して配置される。第２の接続点２８から始まって、プリント線３０が、第１の側面９の全高を超えて延び、さらに支持体の上端面を約２ｍｍの長さだけ延びている。第２の接続点２８と第２のプリント線２９とは、ＢＴ信号経路用の５０Ωの接続部を形成する。
【００３１】
プリント回路板７上の第３のプリント線２５は、第３の接続点２６を介して、アンテナ２に接続される。第３の接続点２６は、第４の側面２７の下辺に配置され、プリント線２５と共通し、ＧＰＳ信号経路用の５０Ωの接続部として機能する。
【００３２】
基本的に、第１および第２のプリント線２５、２９の相互距離が、信号の絶縁を決定する。プリント回路板７上の第１および第２のプリント線２５、２９の幅は、約１．８ｍｍである。
【００３３】
図３に、上記のようなアンテナのインピーダンスのパターンを示す。ＧＰＳ信号経路用に設けられた第３のプリント線２５の入力反射（ｓ２２）、ＢＴ信号経路用に設けられた第２のプリント線２９の入力反射（ｓ１１）、および２本のプリント線の間の透過性または絶縁（ｓ２１、ｓ１２）が、周波数に対してプロットされている。
【００３４】
ＧＰＳ周波数（１．５７３ＧＨｚ）の場合、受信モジュールは、ＧＰＳプリント線２５（ｓ２２）では約−３５ｄＢの適合を示し、ＢＴプリント線２９（ｓ１１）では僅か約−１ｄＢの適合が計測される。ＢＴ帯域の中間周波数（２．４４２ＧＨｚ）は、ＢＴプリント線２９（ｓ１１）に対して約−１５ｄＢで調整され、ＧＰＳプリント線２５（ｓ２２）は、この周波数で約−１ｄＢの適合を示すに過ぎない。これは、２本のプリント線２５、２９（ＧＰＳ−ＢＴ）の間には強力な絶縁が存在することを示している。その値は、１から３ＧＨｚの計測周波数範囲にわたって、常に−１０ｄＢより小さい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】ＧＰＳ受信機モジュールの概略図である。
【図２】本発明によるデュアル・バンド・アンテナの一実施形態を備えたプリント回路板の図である。
【図３】図３に示されたアンテナのインピーダンス・スペクトルを示したグラフである。
【図１】
2006502648.tif 000004
【図２】
2006502648.tif 000005
【図３】
2006502648.tif 000006
【国際調査報告】
2006502648.tif 000007
2006502648.tif 000008