(57)【要約】  本発明は、所望の周波数帯域内のそれぞれの周波数で動作する少なくとも２つのアンテナを備えるアンテナアセンブリを提供する。２つのアンテナのうちの少なくとも一方は、所与の周波数で共振するように適合された共振素子と、容量結合を介して共振素子へ入力信号を供給して所与の周波数で共振を生じさせるように適合された容量結合素子とを備える容量結合アンテナである。別の構成では、容量結合アンテナは、異なる周波数で共振する２つの共振素子を含む。この構成では、容量結合素子は、容量結合を介して容量結合アンテナの両方の共振素子へ入力信号を供給してそれぞれの周波数で共振を生じさせる。容量結合によるアンテナの少なくとも１つへの入力信号の供給は、アンテナアセンブリの他のアンテナとの電磁干渉を低減させることを可能にし、それによってアンテナ間分離を改善する。【選択図】図５
2017530614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の周波数で動作するように適合された第１のアンテナ（５０５、８０５）と、
第２の周波数で動作するように適合された第２のアンテナ（５１０、８１０）とを備え、前記第２のアンテナ（５１０、８１０）は、
前記第２の周波数で共振するように適合された共振素子（５４０、８４０）と、
容量結合を介して前記第２のアンテナ（５１０、８１０）の前記共振素子（５４０、８４０）へ入力信号を供給して前記第２の周波数で共振を生じさせながら、前記第１のアンテナ（５０５、８０５）との干渉を低減させるように適合された容量結合素子（５５０、８５０）とを備える、
アンテナアセンブリ。
【請求項２】
前記アンテナアセンブリは、接地面（５１５、８１５）を備え、
前記第１のアンテナ（５０５、８０５）は、
前記第１の周波数で共振するように適合された共振素子（５２０、８２０）を備え、
前記共振素子（５２０、８２０）は、第１の給電点（５２５、８２５）に電気的に接続される、
請求項１に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項３】
前記第１の周波数および前記第２の周波数は、実質的に同じであり、かつ／または通信のための所望の周波数帯域内である、請求項１または２に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項４】
前記第２のアンテナ（５１０、８１０）の前記共振素子（５４０、８４０）は、接地に電気的に接続され、前記容量結合素子（５５０、８５０）は、第２の給電点（５５５、８５５）に電気的に接続される、請求項１から３のいずれか一項に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項５】
前記第１のアンテナ（５０５、８０５）の前記共振素子（５２０、８２０）および前記第２のアンテナ（５１０、８１０）の前記共振素子（５４０、８４０）は、互いに実質的に直交する異なる平面上に位置するように配置される、請求項２から４のいずれか一項に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項６】
前記第１のアンテナ（５０５、８０５）の前記共振素子（５２０、８２０）は、前記接地面（５１５、８１５）に実質的に直交する第１の軸に沿って延びる共振アームを含む、請求項２から４のいずれか一項に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項７】
前記第２のアンテナ（５１０、８１０）の前記共振素子（５４０、８４０）は、前記接地面（５１５、８１５）に対して実質的に平行な第２の軸に沿って延びる共振アーム（５４０、８４０）を含む、請求項２から５のいずれか一項に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項８】
前記容量結合素子（５５０、８５０）は、第１のアームおよび第２のアームを備える逆Ｌ形を有する導体素子であり、前記第１のアーム（５６５、８６５）は、前記第２のアーム（５７０、８７０）に実質的に直交し、前記容量結合素子（５５０、８５０）は、前記第２のアーム（５７０、８７０）が前記第２のアンテナ（５１０、８１０）の前記共振アームに対して実質的に平行になるように配置される、請求項２から７のいずれか一項に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項９】
前記容量結合素子（５５０、８５０）の前記第２のアーム（５７０、８７０）および前記第２のアンテナ（５１０、８１０）の前記共振素子（５４０、８４０）は、共通の軸に沿って配置されない、請求項８に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項１０】
前記容量結合素子（５５０、８５０）の前記第２のアーム（５７０、８７０）の長さは、前記第２のアーム（５７０、８７０）が前記第２の周波数で共振しないような長さである、請求項８または請求項９に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項１１】
前記第１のアンテナ（５０５、８０５）、前記共振素子（５４０、８４０）、および前記第２のアンテナ（５１０、８１０）の前記容量結合素子（５５０、８５０）は、並列に配置され、それぞれの間隙によって離隔されており、前記第２のアンテナ（５１０、８１０）の前記共振素子（５４０、８４０）は、前記容量結合素子（５５０、８５０）と前記第１のアンテナ（５０５、８０５）との間に置かれる、請求項１から１０のいずれか一項に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項１２】
前記第２のアンテナ（８１０）は、
第３の周波数で共振するように適合された第２の共振素子をさらに備え、
前記第２の共振素子（８０２）は、接地に電気的に接続され、
前記容量結合素子（８５０）は、容量結合を介して前記第２のアンテナ（８１０）の前記第１の共振素子および第２の共振素子へ入力信号を供給してそれぞれ前記第２の周波数および第３の周波数で共振を生じさせるようにさらに適合される、請求項１から１１のいずれか一項に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項１３】
前記第３の周波数は、前記第２の周波数とは異なり、それにより前記第２のアンテナ（８１０）は、２重帯域アンテナとして動作可能である、請求項１２に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項１４】
前記第２の共振素子（８０２）は、前記第２のアンテナ（８１０）の前記第１の共振素子（８４０）に対して実質的に平行な第３の軸に沿って延びる共振アームを含む、請求項１２または１３に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項１５】
前記容量結合素子（８５０）は、前記第２のアンテナ（８１０）の前記第１の共振素子と前記第２の共振素子との間に置かれる、請求項１２から１５のいずれか一項に記載のアンテナアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、無線通信用のアンテナに関し、より詳細には、マルチアンテナデバイスおよびシステムにおけるアンテナ間の分離の改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、アンテナの分野において、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）アンテナおよびダイバシティアンテナシステムなど、無線通信用の小型サイズの通信デバイス内に容易に一体化することができる多周波アンテナ構造に対してますます増大する要求に応えて、熱心な研究努力がなされてきた。
【０００３】
小型サイズの構造内への複数のアンテナの一体化には、各アンテナ素子が、当該周波数帯域内で良好な性能を提供しながら、他のアンテナ素子との電磁結合は低減される必要があるため、アンテナ回路設計に関していくつかの難題があることが知られている。当該周波数で共振するとき、各アンテナ素子自体の周りに電磁共鳴場が生じ、この共鳴場は、周辺に位置する他のアンテナ素子によって生成される共鳴場と干渉する可能性がある。さらに、複数のアンテナが共用する接地面において、特にそれらのアンテナの給電点の周りには、電流分布が生じる可能性があり、これもまたアンテナ間分離を低減させる。
【０００４】
同じマルチアンテナデバイス内に一体化されたアンテナ間の電磁結合を低減させるいくつかの手法が提案されてきた。
【０００５】
２つのアンテナ間の電磁結合は、これらのアンテナ間の離隔距離の増大とともに減少することがよく知られている。図１は、知られている単極型の２つの平行なアンテナ素子１１０および１２０を有する従来のアンテナシステム１００を示し、アンテナ素子１１０および１２０は、離隔距離ｄをあけて共通の接地面１３０上に配置されている。単極アンテナ１１０および１２０は、プラスチック１６０および１７０上に取り付けられる。アンテナ素子１１０および１２０はそれぞれ、それぞれの信号供給線（図示せず）との通信信号の送受信のために、独自の給電点１４０および１５０を有する。
【０００６】
周波数に応じた各アンテナに対するポート間分離パラメータＳ２１、Ｓ１２の解析は、一方のアンテナが他方のアンテナへの電力入力に対して受け取る電力、したがって、アンテナ間分離を示す。一例として、図２は、いくつかの離隔距離ｄｙをあけて周波数範囲０．５ＧＨｚ〜１．０ＧＨｚに対してアンテナ構造１００で得られる分離パラメータＳ２１の特徴のシミュレーション結果を示す。図２に示すように、分離パラメータＳ２１は、単極間の離隔距離ｄの増大とともに減少する。離隔距離ｄｙ＝４０ｍｍの場合、分離パラメータＳ２１は、周波数範囲０．８０ＧＨｚ〜０．８４ＧＨｚ内で約−６ｄＢの値に到達する。より大きい離隔距離の場合、０．５ＧＨｚ〜１．０ＧＨｚのすべての周波数に対して、−６ｄＢ未満の分離値Ｓ２１が得られる。対照的に、３０ｍｍ、２０ｍｍ、および１０ｍｍの離隔距離の場合、分離パラメータＳ２１の値は、同じ周波数範囲内で−６ｄＢを大幅に上回る。
したがって、マルチアンテナ構造に課される寸法限界および通信に対する所望の周波数範囲次第では、アンテナ素子間の離隔間隙の最大化は、当該周波数範囲における所望のアンテナ間分離を実現するのに十分でない可能性がある。
【０００７】
図３は、共通の接地面３３０を共用する単極アンテナ３１０および逆Ｌ形アンテナ３２０を有する別の従来のアンテナシステム３００を示す。単極アンテナ３１０および逆Ｌ形アンテナ３２０は、プラスチック３６０および３７０上に取り付けられる。単極アンテナ３１０は、給電点３４０に直接接続される。逆Ｌ形アンテナ３２０は、良好なアンテナ整合の提供およびアンテナ間分離の改善のために、シャントインダクタ（図示せず）を含む供給素子３５０に接続される。
【０００８】
図４は、４０ｍｍのアンテナ間の間隔ｄおよび０．５ＧＨｚ〜１．０ＧＨｚの周波数における、単極アンテナ３１０と、概念上のシャントインダクタと整合された逆Ｌ形アンテナ３２０との間の、分離パラメータＳ２１およびＳ１２のシミュレーション特徴を示す。それぞれ単極アンテナ３１０および逆Ｌ形アンテナ３２０に対する反射減衰量パラメータＳ１１およびＳ２２のシミュレーション特徴も表す。図４に示すように、分離パラメータＳ１２およびＳ２１は、０．８ＧＨｚで約−６．５ｄＢの値に到達する。加えて、０．７８９ＧＨｚ〜０．８１７ＧＨｚの周波数で、反射減衰量パラメータＳ２２が−５ｄＢ未満の周波数帯域が得られ、これは、約２９ＭＨｚの帯域幅に対応する。この周波数範囲内で、反射減衰量パラメータＳ１１は約−６．５ｄＢである。これは、従来の単極アンテナシステム１００からの−６ｄＢに非常に近接している。
さらに、分離パラメータＳ１２およびＳ２１に関する従来のアンテナシステム３００のわずかな改善は、一部には、アンテナシステム３００の不十分な反射減衰量パラメータＳ１１による。したがって、アンテナシステム３００を使用して、アンテナ間分離を改善することはできない。
【０００９】
分離素子の追加に基づく他の技法も提案されてきた。たとえば、米国特許第７，５２５，５０２号は、電子通信デバイスにおける主アンテナ（たとえば、ＧＳＭ（登録商標）アンテナ）とさらなるアンテナ（たとえば、ＷＬＡＮアンテナ）との間の分離を改善する方法について記載しており、これは、２つのアンテナ間に配置された浮遊非励磁素子を提供して、接地面においてこれらの２つのアンテナ間の電磁結合電流からの分離を提供することによって行われる。２つのアンテナは、接地面に接続され、非励磁素子は浮遊しており、接地面から電気的に分離される。当該周波数範囲内、すなわち１９００ＭＨｚ帯域内の分離を改善するために、知られている方法は、浮遊非励磁素子の長さが当該周波数の波長の２分の１であることを必要とする。これは、１ＧＨｚの通信に対して少なくとも長さ１５ｃｍの浮遊非励磁素子を使用することを意味する。したがって、この技法は、少なくとも１ＧＨｚ未満の周波数で動作することが意図されるマルチアンテナ構造の場合、マルチアンテナ構造の小型化を危うくする。
【００１０】
したがって、改善されたアンテナ間分離を有しながら、当該周波数帯域において良好な性能を提供し、無線通信デバイスの小型化の要求に適合している、代替のマルチアンテナ構造が必要とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、既存のシステムの前述の欠点および不利益を考慮してなされたものであり、本発明の目的は、改善されたアンテナ間分離を有しながら、当該周波数帯域において良好な性能を提供し、無線通信デバイスの小型化の要求に適合している、複数のアンテナを有するアンテナアセンブリを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的は、独立請求項の主題によって定義される本発明によって解決される。有利な実施形態は、従属請求項の主題によって定義される。
【００１３】
本発明によれば、第１の周波数で動作するように適合された第１のアンテナと、第２の周波数で動作するように適合された第２のアンテナとを備え、第２のアンテナは、前記第２の周波数で共振するように適合された共振素子と、容量結合を介して第２のアンテナの共振素子へ入力信号を供給して前記第２の周波数で共振を生じさせながら、第１のアンテナとの干渉を低減させるように適合された容量結合素子とを備える、アンテナアセンブリが提供される。
【００１４】
本発明のさらなる発展形態では、アンテナアセンブリは接地面を備え、第１のアンテナは、第１の周波数で共振するように適合された共振素子を備え、この共振素子は、第１の給電点に電気的に接続される。
【００１５】
本発明のさらなる発展形態では、第１の周波数および第２の周波数は、実質的に同じであり、かつ／または通信のための所望の周波数帯域内である。
【００１６】
本発明のさらなる発展形態では、第２のアンテナの共振素子は、接地に電気的に接続され、容量結合素子は、第２の給電点に電気的に接続される。
【００１７】
本発明のさらなる発展形態では、第１のアンテナの共振素子および第２のアンテナの共振素子は、互いに実質的に直交する異なる平面上に位置するように配置される。
【００１８】
本発明のさらなる発展形態では、第１のアンテナの共振素子は、接地面に実質的に直交する第１の軸に沿って延びる共振アームを含む。
【００１９】
本発明のさらなる発展形態では、第２のアンテナの共振素子は、接地面に対して実質的に平行な第２の軸に沿って延びる共振アームを含む。
【００２０】
本発明のさらなる発展形態では、容量結合素子は、第１のアームおよび第２のアームを備える逆Ｌ形を有する導体素子であり、第１のアームは、第２のアームに実質的に直交し、容量結合素子は、第２のアームが第２のアンテナの共振アームに対して実質的に平行になるように配置される。
【００２１】
本発明のさらなる発展形態では、容量結合素子の第２のアームおよび第２のアンテナの共振素子は、共通の軸に沿って配置されない。
【００２２】
本発明のさらなる発展形態では、容量結合素子の第２のアームの長さは、第２のアームが第２の周波数で共振しないような長さである。
【００２３】
本発明のさらなる発展形態では、第１のアンテナ、共振素子、および第２のアンテナの容量結合素子は、並列に配置され、それぞれの間隙によって離隔されており、第２のアンテナの共振素子は、容量結合素子と第１のアンテナとの間に置かれる。
【００２４】
本発明のさらなる発展形態では、第２のアンテナは、第３の周波数で共振するように適合された第２の共振素子をさらに備え、第２の共振素子は、接地に電気的に接続され、容量結合素子は、容量結合を介して第２のアンテナの第１の共振素子および第２の共振素子へ入力信号を供給してそれぞれ前記第２の周波数および第３の周波数で共振を生じさせるようにさらに適合される。
【００２５】
さらなる発展形態では、第３の周波数は、第２の周波数とは異なり、それにより第２のアンテナは、２重帯域アンテナとして動作可能である。
【００２６】
本発明のさらなる発展形態では、第２の共振素子は、第２のアンテナの第１の共振素子に対して実質的に平行な第３の軸に沿って延びる共振アームを含む。
【００２７】
本発明のさらなる発展形態では、容量結合素子は、第２のアンテナの第１の共振素子と第２の共振素子との間に置かれる。
【００２８】
添付の図面は、本発明の原理を説明する目的で、本明細書内に組み込まれており、本明細書の一部を形成する。これらの図面は、本発明を図示および記載する例のみに限定すると解釈されるべきでなく、これらの例は、本発明をどのように実行および使用することができるかに関する。図面は、本発明をどのように実施および使用することができるかに関する有利な例および／または代替の例を示すことを目的とし、本発明を図示の実施形態のみに限定すると解釈されるべきでない。さらに、実施形態のいくつかの態様は、個々に、または異なる組合せで、本発明による解決策を形成することができる。したがって、以下に記載する実施形態は、単独で、またはその任意の組合せで、考慮することができる。
【００２９】
さらなる特徴および利点は、添付の図面に示す本発明の様々な実施形態に関する以下のより具体的な説明から明らかになり、添付の図面では、同様の参照番号は、同様の要素を指す。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】接地面上に配置され、それぞれの給電点に直接結合された、２つの単極アンテナを有する従来のアンテナ構成を示す図である。
【図２】２つの単極間の異なる離隔距離に対する０．５〜１．０ＧＨｚの周波数範囲内の図１に示す単極アンテナ間の分離パラメータＳ２１の特徴を示す図である。
【図３】単極アンテナと、シャントインダクタ（図示せず）と整合された逆Ｌ形アンテナとを有する別の従来のアンテナ構成を示す図である。
【図４】それぞれ図３に示す単極アンテナおよび整合された逆Ｌ形アンテナの反射減衰量パラメータ（Ｓ１１、Ｓ２２）の特徴、ならびにアンテナ間の４０ｍｍの離隔距離および０．５〜１．０ＧＨｚの周波数範囲に対する単極アンテナと逆Ｌ形アンテナとの間の分離パラメータ（Ｓ２１、Ｓ１２）の特徴を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態によるアンテナアセンブリの斜視図である。
【図６】図５のＸ軸に沿って容量結合素子側から見たときの図５に示すアンテナアセンブリの側面図である。
【図７】図５に示すアンテナアセンブリに対する反射減衰量パラメータ（Ｓ１１、Ｓ２２）の特徴、および２つのアンテナ間の分離パラメータ（Ｓ２１、Ｓ１２）の特徴を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態による第１のアンテナおよび第２のアンテナを有するアンテナアセンブリの斜視図である。
【図９】図８のＸ軸に沿って容量結合素子側から見たときの図８に示すアンテナアセンブリの側面図である。
【図１０】図８に示すアンテナアセンブリに対する反射減衰量パラメータ（Ｓ１１、Ｓ２２）の特徴、ならびに第１のアンテナと第２のアンテナとの間の分離パラメータ（Ｓ２１、Ｓ１２）の特徴を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明によって構成されたアンテナアセンブリの有利な実施形態について、添付の図面を参照してさらに詳細に次に説明する。
【００３２】
図５は、本発明の第１の実施形態によるアンテナアセンブリ５００を示す。アンテナ構造５００は、それぞれ第１の周波数および第２の周波数で通信を実行するように動作可能な第１のアンテナ５０５および第２のアンテナ５１０を備える。本実施形態では、第１の周波数および第２の周波数は、実質的に同じであり、かつ／または無線通信を実行するための所望の周波数帯域内である。図５に示すように、第１のアンテナおよび第２のアンテナは、所定の距離ｄをあけて接地面５１５上に配置される。接地面５１５は、図５で無限の接地面として表されている。実際には、接地面５１５は、接地基板の一部、アンテナアセンブリを備えるケーシングデバイスの一部、またはアンテナアセンブリ５００が設置された車両の屋根の一部などを形成することができる。第１のアンテナ５０５および第２のアンテナ５１０は、好ましくは、接地面５１５の同じ側に配置され、この側が２つのアンテナ５０５および５１０によって共用される。
しかし、第１のアンテナ５０５および第２のアンテナ５１０が別個の接地基板上に設けられ、かつ／または接地基板の反対側に配置される、他の配置を想定することもできる。
【００３３】
第１のアンテナ５０５は、第１の周波数および／または第１の周波数付近の特定の帯域幅内で共振するように適合された共振素子５２０を備える。共振素子５２０は、第１の給電点５２５に電気的に接続されており、第１の給電点５２５は、第１のアンテナ５０５との間で通信信号を伝送するために、第１の供給伝送線５３０への直接接続を提供する。第１のアンテナ５０５のための第１の供給伝送線５３０から受け取った通信信号は次いで、共振素子５２０へ直接供給される。
【００３４】
図５では、共振素子５２０は、接地面５１５に実質的に直交する第１の軸５３５（すなわち、図５に示すＺ軸に対して平行）に沿って接地面５１５から上方へ延びる共振アームである。共振アーム５２０は、接地面５１５に近接している端部で、給電点５２５に直接接続される。共振アーム５２０は、金属などの平坦な帯状の導体材料として設けることができ、共振素子５２０に追加の支持を提供するために、当技術分野ではよく知られている技法を使用して、誘電体板５３７上に堆積または配置することができる。共振アーム５２０の長さおよび幅は、第１のアンテナ５０５の動作のための所望の周波数および／または周波数帯域に基づいて選択される。たとえば、当該動作周波数に対応する波長の約４分の１またはそれよりわずかに小さい長さおよび数ｍｍの幅を使用することができる。図示の構成では、第１のアンテナ５０５は、単極型のアンテナである。
しかし、他の構成を有する他の型のアンテナを、第１のアンテナ５０５に使用することもできる。さらに、当業者にはすぐに理解されるように、第１のアンテナ５０５の共振素子は、本発明の原理から逸脱することなく、上記の共振アーム５２０以外の形態および形状をとることができる。
【００３５】
第２のアンテナ５１０は、第２の周波数および／または第２の周波数付近の特定の帯域幅内で共振するように適合された共振素子５４０と、共振アーム５４０との容量結合を確立する容量結合素子５５０とを備える。容量結合素子５５０は、第２の給電点５５５に直接接続される。
【００３６】
第２の給電点５５５で受け取った入力信号は次いで、容量結合素子５５０との容量結合を介して、共振素子５４０へ供給される。これにより、前記第２の周波数で共振素子５４０上に共振を生じさせながら、第１のアンテナ５０５との干渉を低減させることが可能になる。本実施形態では、第１の周波数および第２の周波数は、実質的に同じであり、かつ／または所望の周波数範囲内である。しかし、第１のアンテナ５０５および第２のアンテナ５１０は、本発明の原理から逸脱することなく、異なる周波数で共振するように設計することもできる。
【００３７】
図５を参照すると、共振素子５４０は、接地面５１５に対して実質的に平行な平面上で、接地面５１５から上に所与の高さｈの位置に配置される。図示の実施形態では、共振素子５４０は、接地面に対して実質的に平行な第２の軸５４５（すなわち、図５に示すＸ軸に対して平行）に沿って延びる共振アームであり、第１のアンテナ共振素子５２０からＹ方向に沿って所定の離隔距離ｄｙをあけて位置する。共振アーム５４０は、好ましくは容量結合素子５５０に近接している端部とは反対側の端部で、接地（図示せず）に電気的に接続される。
【００３８】
容量結合素子５５０は、共振アーム５４０近傍に所定の距離をあけて配置される。図示の実施形態では、容量結合素子５５０は、逆Ｌ形を有する導体素子である。容量結合素子５５０は、逆Ｌ形に曲げられまたは折り畳まれた帯状の導体材料から形成することができる。この逆Ｌ形は、平面でない構造を有し、実質的に直角に互いに接続された第１のアーム５６５および第２のアーム５７０を有する。
【００３９】
図５に示すように、容量結合素子５５０は、逆Ｌ形の第２のアーム５７０が共振アーム５４０に対して平行な向きになるように、第２のアンテナ共振アーム５４０に近接して配置される。第２のアーム５７０は、好ましくは、容量結合を改善しながら、第１のアンテナ５０５との干渉を低減させるために、共振アーム５４０と同じ平面上に配置される。しかし、他の構成を想定することもできる。たとえば、容量結合素子は、ｈとは異なる高さに位置することができ、すなわち共振アーム５４０より下または上に位置することができる。逆Ｌ形の第１のアーム５６５は、第２のアーム５７０から下方へ接地面５１５の方へ垂直方向（すなわち、Ｚ軸）に沿って延びる。第２の給電点５５５は、第１のアーム５６５のうち、接地面５１５に近接している方の端部に電気的に接続される。第１のアーム５６５の長さは、第２のアーム５７０と接地面５１５との間の垂直間隙ｈを実質的に埋める。
第１のアーム５６５の長さならびに垂直間隙の高さｈは、第２のアンテナ５１０の帯域幅および容量結合を調節するように変動させることができる。第１のアーム５６５の寸法、第２のアーム５７０の寸法、および共振アーム５４０と容量結合素子５５０との間の水平間隙の寸法は、第２のアンテナ５１０に対して所望の容量供給を提供しながら、第１のアンテナ５０５との干渉を低減させるように選択することができる。たとえば、容量結合素子５５０が第２のアンテナ５１０の動作周波数で共振しないことを確実にするために、第２のアーム５７０の長さを第２のアンテナ５１０の共振アーム５４０の長さより短くすることができる。図５の例では、第２のアーム５７０の長さは、共振アーム５４０の長さの約３分の１である。本実施形態では、容量結合素子５１５について、逆Ｌ形の折り畳まれた帯状であると説明したが、容量結合素子５１５には、第２のアンテナ５１０に容量供給を提供するのに適した他の形状および構造を提供することもできる。
【００４０】
共振アーム５４０および容量結合素子５５０の第２のアーム５７０は、図５に示すように、追加の支持を提供するために、誘電体板５７５の上に配置することができる。加えて、接地面５１５の上で誘電体板５７５の下に、伝導板５８０を設けることもできる。給電点５２５および５５５は、接地面５１５ならびに伝導板５８０から離隔され、電気的に分離される。図示の実施形態では、誘電体板５７５および伝導板５８０は、垂直空隙によって離隔される。しかし、誘電体板５７５の厚さが接地面５１５と共振アーム５４０との間の垂直間隙ｈを全体的または部分的に埋める、他の構成を想定することもできる。誘電体板５７５および伝導板５８０は任意選択の特徴であり、したがって省略することができる。
【００４１】
図６は、図５に示すＸ軸に沿って容量結合素子５５０側から見たときのアンテナアセンブリ５００の側面図を示す。上記のように、第１のアンテナ共振アーム５２０および容量結合素子５５０は、それぞれ第１の給電点５２５および第２の給電点５５５を介して、それぞれの供給伝送線５３０および５６０に直接接続される。第２のアンテナ５１０の共振アーム５４０は、容量結合素子５５０に近接している端部とは反対側の端部で、接地に直接接続される。好ましくは、容量結合素子５５０および第２の給電点５５５は、第２のアンテナ共振アーム５４０のうち、接地に接続された端部とは反対側の端部に設けられる。加えて、容量結合素子５５０は、容量結合素子５５０と第１のアンテナ５０５との間の電磁結合を回避するために、共振素子５４０のうち、第１のアンテナ５０５に面している横側とは反対側の横側に配置される。したがって、第２のアンテナ共振アーム５４０は、好ましくは、容量結合素子５５０と第１のアンテナ５０５との間に置かれる。
【００４２】
図５に示すように、第１のアンテナ共振アーム５２０および第２のアンテナ共振アーム５４０は、異なる直交平面上に位置しており、第１の軸５３５および第２の軸５４０が互いに交差または重複しないように互いに対して向けられている。図５では、第２のアンテナ５１０の第２の軸５４５は、第１のアンテナ５０５の第１の軸５３５に対して実質的に直角になりかつ第１のアンテナ共振アーム５２０の平坦な表面に対して平行になるように向けられている。加えて、Ｙ軸から見たとき、第１のアンテナ共振アーム５２０は、共振アーム５４０のうち容量結合素子５５０から離れた部分で、第２のアンテナ共振アーム５４０と重複するＸ軸に沿った位置に配置される。第１のアンテナ５０５および第２のアンテナ５１０のそのような相対的な配置により、アンテナアセンブリ５００の全体的なサイズを低減させながら、共振素子間の離隔を最大にすることが可能になる。しかし、アンテナアセンブリに対して意図される応用例および寸法要件に応じて、他の配置または向きを想定することもできる。
【００４３】
アンテナアセンブリ５００に対するアンテナ間分離の改善を図７に示す。図７は、それぞれ図５に示す第１のアンテナ５０５および第２のアンテナ５１０の反射減衰量パラメータＳ１１およびＳ２２のシミュレートした特徴、ならびに第１のアンテナ５０５と第２のアンテナ５１０との間の分離パラメータＳ２１およびＳ１２の特徴を示す。これらの特徴は、第１のアンテナ５０５と第２のアンテナ５１０との間の離隔距離を４０ｍｍにした場合に得たものである。図７に示すように、第２のアンテナ５１０に関連する反射減衰量パラメータＳ２２が−５ｄＢを下回る、約３０ＭＨｚの帯域幅に対応する周波数範囲０．８０ＧＨｚ〜０．８３ＧＨｚ内で、分離パラメータＳ１２およびＳ２１は約−１０ｄＢである。この周波数範囲内では、第１のアンテナ５０５に対する反射減衰量パラメータＳ１１も−１０ｄＢを下回る。
【００４４】
したがって、第２のアンテナ５１０の容量供給は、２つのアンテナ間の間隔が当該周波数の波長の４分の１よりはるかに小さい場合（たとえば、０．８ＧＨｚでλ＝３７５ｍｍ）、第１のアンテナ５０５と第２のアンテナ５１０との間の分離を数ｄＢ改善する。
【００４５】
本発明の第２の実施形態によるアンテナアセンブリ８００について、図８を参照して次に説明する。アンテナアセンブリ８００は、所定の離隔距離ｄｙをあけて接地面８１５上に、好ましくは同じ側に配置された第１のアンテナ８０５および第２のアンテナ８１０を備える。アンテナアセンブリ８００は、第２のアンテナ８１０が、それぞれの周波数で共振するように適合された少なくとも２つの共振素子を備えるという点で、第１の実施形態のアンテナアセンブリ５００とは異なる。後述するように、入力信号は、第１のアンテナ８０５と第２のアンテナ８１０との間の分離を改善するために、第２のアンテナの両方の共振素子に容量供給される。
【００４６】
第１の実施形態と同様に、第１のアンテナ８０５は、所与の第１の周波数および／または所望の周波数範囲内で共振する共振素子８２０を備える。共振素子８２０は、第１の給電点８２５に電気的に接続されており、第１の給電点８２５は、入力通信信号を共振素子８２０へ直接供給するために、第１の伝送線８３０への直接接続を提供する。図８に示すように、共振素子８２０は、接地面８１５に実質的に直交する第１の軸８３５（すなわち、図８に示すＺ軸に対して平行）に沿って接地面８１５から上方へ延びる共振アームとして設けることができる。共振アーム８２０は、金属などの平坦な帯状の導体材料として設けることができ、誘電体板８３７の上に堆積または配置することができる。共振アーム８２０は、一方の端部で第１の給電点８２５に直接接続される。
共振アーム８２０の長さおよび幅は、第１のアンテナ８０５の動作のための所望の周波数および／または周波数帯域に基づいて選択され、たとえば長さは、波長の約４分の１またはそれよりわずかに小さく、幅は数ｍｍである。第１のアンテナ８１０の詳細は、第１のアンテナ５０５を参照して上述した内容に類似しており、以下ではこれらについてさらに繰り返さない。本構成では、第１のアンテナ８０５は単極型である。しかし、他の型のアンテナを使用することもできる。特に、第１のアンテナ８０５は、共振アーム８２０のもの以外の形態および形状を有する共振素子含むことができる。
【００４７】
上記のように、第２のアンテナ８１０は、接地面８１５に対して実質的に平行な同じ平面上に所与の距離をあけて配置された少なくとも２つの共振素子、第１の共振素子８４０および第２の共振素子８４２を備える。第１の共振素子８４０および第２の共振素子８４２は、それぞれ第２の周波数および第３の周波数で共振するように適合される。第２の周波数および第３の周波数は、好ましくは異なり、したがって第２のアンテナ８１０は、２重帯域アンテナとして動作可能である。しかし、共振素子が同じ周波数で輻射するように適合された、第２のアンテナ８１０の他の構成を想定することもできる。加えて、第２の周波数は、好ましくは、第１のアンテナ８０５の第１の周波数と同じである。しかし、第２の周波数および第３の周波数のいずれか１つは、第１の周波数と同じおよび／または同じ周波数範囲内とすることができる。別法として、第１〜第３の周波数はすべて異なるものとすることができる。
【００４８】
図８を参照すると、第１の共振素子８４０は、接地面８１５に対して実質的に平行な平面上で、接地面８１５から上に所与の高さｈの位置に配置される。加えて、第１の共振素子８４０は、第１のアンテナ８０５の共振素子８２０からＹ方向に沿って所定の距離ｄｙをあけて位置決めされる。
【００４９】
図８に示すように、第１の共振素子８４０および第２の共振素子８４２は、接地面８１５に対して実質的に平行（すなわち、Ｘ軸に対して平行）であるそれぞれ第２の軸８４５および第３の軸８４７に沿って延びるそれぞれの長さの共振アームとして設けることができる。共振アーム８４０および８４２は、それぞれ異なる第２の周波数および第３の周波数で共振をもたらすように選択される異なる長さを有することができる。図８では、第１の共振アーム８４０の共振周波数より高い共振周波数を提供するため、第２の共振アーム８４２は第１の共振アーム８４０より短い。図示の実施形態では、第１の共振アーム８４０および第２の共振アーム８４２は共平面であり、互いに対して実質的に平行である。しかし、第２のアンテナ８１０の第１の共振素子および第２の共振素子が、たとえば接地面８１５に対して異なる高さで、異なる平面上に位置し、かつ／または互いに対して平行でない軸に沿って位置合わせされる、他の構成を想定することもできる。
【００５０】
上記のように、第２のアンテナ８１０は、容量結合を介して第１の共振素子８４０および第２の共振素子８４２へ入力信号を供給してそれぞれの第２の周波数および第３の周波数で共振を生じさせる容量結合素子８５０をさらに含む。第１の実施形態と同様に、容量結合素子８５０は、第１のアーム８６５および第２のアーム８７０を備える逆Ｌ形を有する導体素子として設けることができる。逆Ｌ形の詳細は第１の実施形態を参照して記載したものに類似しているため、以下ではこれらについて繰り返さない。
【００５１】
図８に示すように、容量結合素子８５０は、両方の共振素子８４０および８４２との良好な容量結合を確立するために、共振素子８４０および８４２間の中間位置に、それぞれの離隔間隙をあけて配置される。容量結合素子８５０は、第１の共振アーム８４０の端部と第２の共振アーム８４２の端部との間に配置される。反対側の端部では、第１の共振アーム８４０および第２の共振アーム８４２は、接地（図示せず）に電気的に接続される。第１のアーム８６５の寸法および第２のアーム８７０の寸法、ならびに容量結合素子８５０との離隔距離は、両方の共振素子８４０および８４２にとって所望の容量供給を提供するように調整することができる。共振素子８４０および８４２は、それぞれの動作周波数に対応する波長の約４分の１またはそれよりわずかに小さい長さおよび数ｍｍの幅を有することができる。
【００５２】
図９は、図８に示すＸ軸に沿って容量結合素子８５０側から見たときのアンテナアセンブリ８００の側面図を示す。図９に示すように、第１のアンテナ８０５の共振素子８２０および容量結合素子８５０は、それぞれ第１の給電点８２５および第２の給電点８５５を介して、供給伝送線８３０および８６０に直接結合される。第１の実施形態と同様に、給電点８２５および８５５は、接地面に電気的に接続されない。第２のアンテナ８１０の第１の共振素子８４０および第２の共振素子８４２は、接地に電気的に接続される。
【００５３】
第２のアンテナ８１０の第１の共振素子８４０と第１のアンテナ８０５の共振素子８２０との間の相対的な向きは、第１の実施形態の共振素子５４０および５２０を参照して記載した向きに類似しており、したがってここではさらに詳述しない。
【００５４】
第１の実施形態と同様に、容量結合素子８５０の第２のアーム８７０ならびに共振アーム８４０および８４２は、図８に示すように、追加の支持を提供するために、誘電体板８７５の上に配置することができる。接地面８１５の上で誘電体板８７５の下に、伝導板８８０を設けることもできる。給電点８２５および８５５は、接地面８１５ならびに伝導板８８０から離隔され、電気的に分離される。しかし、誘電体板８７５および伝導板８８０は任意選択の特徴であり、したがって省略することができる。
【００５５】
アンテナアセンブリ８００に対して実現されるアンテナ間分離の解析を図１０に示す。図１０は、それぞれ第１のアンテナ８０５および第２のアンテナ８１０の反射減衰量パラメータＳ１１およびＳ２２の特徴、ならびに第１のアンテナ８０５と第２のアンテナ８１０との間の分離パラメータＳ２１およびＳ１２の特徴を示す。これらの特徴は、離隔距離ｄｙを４０ｍｍにした場合に得たものである。
【００５６】
図１０に示すように、約０．８１ＧＨｚの周波数で、約−１０ｄＢの分離パラメータＳ１２およびＳ２１が得られる。第２のアンテナ８１０の反射減衰量特徴Ｓ１１は、共振素子８４０および８４２の共振に対応する２つの隣接する共振を示し、これらは当該周波数帯域を広げる要因になっている。第２のアンテナ８１０に対する反射減衰量パラメータＳ２２は、８０ＭＨｚの帯域幅に対して−５ｄＢ未満である。したがって、アンテナアセンブリ８００は、合計３つの共振素子を含むが、第２のアンテナ８１０の容量供給はそれでもなお、第１のアンテナ８０５と第２のアンテナ８１０との間の良好な分離を実現することを可能にする。
【００５７】
したがって、これらのアンテナの少なくとも１つに対する入力信号が容量結合によって供給されるマルチアンテナアセンブリを提供することによって、すなわち当該周波数での波長の４分の１よりはるかに小さいアンテナ間の離隔で、本発明は、アンテナ間の電磁干渉を低減させることを可能にする。したがって、アンテナ間分離を改善しながら、それでもなお小さい形状因子のアンテナアセンブリを提供することができる。
【００５８】
上記の実施形態について、２つのアンテナを有するアンテナアセンブリを参照して説明したが、本発明の原理はまた、３つ以上のアンテナを有するマルチアンテナアセンブリにも適用することができ、本発明の原理によれば、これらのアンテナの少なくとも１つが、供給線に容量結合される。さらに、複数のアンテナのうちの１つまたは複数のアンテナを、単極アンテナ以外の型にすることもできる。最後に、本発明について、「垂直」、「水平」、「上方」などの用語を使用して説明した。当業者には容易に理解されるように、そのような用語は、アンテナアセンブリおよびその構成要素の使用または構造を、特有の方向、たとえば垂直方向に限定することを意図したものではなく、アンテナの構成要素間の相対的な向きおよび／または接地面に対する相対的な向きを画定するための相対的な用語として使用した。
【００５９】
参照番号の一覧
１００  アンテナシステム（従来技術）
１１０、１２０  単極アンテナ
１３０  接地面
１４０、１５０  給電点
１６０、１７０  プラスチック支持体
３００  アンテナシステム（従来技術）
３１０  単極アンテナ
３２０  逆Ｌ形アンテナ
３３０  接地面
３４０  単極アンテナの給電点
３５０  逆Ｌ形アンテナの給電点
３６０、３７０  プラスチック支持体
５００  第１の実施形態のアンテナアセンブリ
５０５  第１のアンテナ
５１０  第２のアンテナ
５１５  接地面
５２０  第１のアンテナの共振素子、共振アーム
５２５  第１のアンテナの給電点
５３０  第１のアンテナに対する供給伝送線
５３５  第１の軸
５３７  第１のアンテナの誘電体板
５４０  第２のアンテナの共振素子
５４５  第２の軸
５５０  容量結合素子
５５５  第２のアンテナの給電点
５６０  第２のアンテナに対する供給伝送線
５６５  容量結合素子の第１のアーム
５７０  容量結合素子の第２のアーム
５７５  第２のアンテナの誘電体板
８００  第２の実施形態のアンテナアセンブリ
８０５  第１のアンテナ
８１０  第２のアンテナ
８１５  接地面
８２０  第１のアンテナの共振素子、共振アーム
８２５  第１のアンテナの給電点
８３０  第１のアンテナに対する供給伝送線
８３５  第１のアンテナの第１の軸
８３７  第１のアンテナの誘電体板
８４０、８４２  第１の共振素子および第２の共振素子
８４５、８４７  第２の軸および第３の軸
８５０  容量結合素子
８５５  第２のアンテナの給電点
８６０  第２のアンテナに対する供給伝送線
８６５  容量結合素子の第１のアーム
８７０  容量結合素子の第２のアーム
８７５  第２のアンテナの誘電体板
【図１】
2017530614.tif 000003
【図２】
2017530614.tif 000004
【図３】
2017530614.tif 000005
【図４】
2017530614.tif 000006
【図５】
2017530614.tif 000007
【図６】
2017530614.tif 000008
【図７】
2017530614.tif 000009
【図８】
2017530614.tif 000010
【図９】
2017530614.tif 000011
【図１０】
2017530614.tif 000012
【国際調査報告】
2017530614.tif 000013
2017530614.tif 000014