JP2005027317A - ツインポートを備えたデュアルバンドアンテナ - Google Patents

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Abstract

【課題】 ２つの周波数帯で動作し、２つの独立したポートを有するアンテナを提供すること。
【解決手段】 本発明は、地板上に形成されたスロットを有するプリントされたアンテナである。本アンテナは、基板の表面に設置された地板上に形成され、放射のためのオープンエンド及びクローズドエンドを有するスロットと、前記基板の前記地板に対向する表面上に設置された第１マイクロストリップラインにより形成される第１ポートとを備え、前記第１マイクロストリップラインと前記スロットとの接続が前記スロットのクローズドエンドから第１距離だけ離れた位置に形成されたプリントされたアンテナであって、該アンテナは前記基板の前記地板に対向する表面上に設置される第２マイクロストリップラインにより形成される第２ポートを備え、前記第２マイクロストリップラインと前記スロットとの接続は前記スロットのクローズドエンドから前記第１距離とは異なる第２距離だけ離れた位置に形成されることを特徴とする。本発明はまた、少なくとも２つのツインポートアンテナを有するアンテナシステムに関する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、２つの周波数帯で動作し、２つのポートを有するアンテナに関する。より詳細には、本発明のアンテナは、縦方向の放射を有するスロットアンテナである。
ブロードバンド無線ネットワークの発達は、複数の規格が並存するという成功を収めている。様々な規格の中で、約５ＧＨｚにある周波数帯で動作するＨｉｐｅｒＬＡＮ２及びＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格と、約２．４ＧＨｚにある周波数帯で動作するＩＥＥＥ８０２．１１ｂ及びＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格が引用されるかもしれない。これらの規格の目的は、様々なタイプの電気機器間の通信基準を定義することである。家庭内ネットワークは、例えば、テレビ装置、ビデオプレーヤー、衛星またはケーブルデコーダ及びパーソナルコンピュータと共に、その他の上記電気機器の１以上とデータを交換するのに必要な他の装置を有する。家庭内ネットワークを構築するためには、すべての電気機器は１つの同一の通信基準を利用する必要がある。しかしながら、これは、おそらくすべての電気機器に対するものではなく、ある電気機器はマルチスタンダード互換性を満たす必要があるかもしれない。
マルチスタンダードとなるためには、対応する信号を受信する回路及びアンテナを備える必要がある。しかしながら、利用可能な周波数帯と同数のアンテナを有することはコンパクトな装置にとって容易なものではない。
本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、２つの周波数帯で動作し、２つの独立したポートを有するアンテナを提供することを目的とする。
そこで、上記課題を解決するため、本発明は、基板の表面に設置された地板上に形成され、放射のためのオープンエンド及びクローズドエンドを有するスロットと、前記基板の前記地板に対向する表面上に設置された第１マイクロストリップラインにより形成される第１ポートとを備え、前記第１マイクロストリップラインと前記スロットとの接続が前記スロットのクローズドエンドから第１距離だけ離れた位置に形成されたプリントされたアンテナであって、該アンテナは前記基板の前記地板に対向する表面上に設置される第２マイクロストリップラインにより形成される第２ポートを備え、前記第２マイクロストリップラインと前記スロットとの接続は前記スロットのクローズドエンドから前記第１距離とは異なる第２距離だけ離れた位置に形成されることを特徴とする。
また、本発明は、前記第１距離は前記第２距離の１．５から２．５倍とされてもよい。
また、本発明は、前記スロットには前記２つのポートの間に設置される共振スロットが備えられ、該共振スロットは前記第１マイクロストリップラインと前記スロットとの最適な接続に対応した中心周波数に調整されてもよい。
また、本発明は、少なくとも１つの共振器が前記第１及び第２マイクロストリップラインの１つに接続され、該共振器はもう一方のポートの中心周波数に調整されてもよい。
また、本発明は、前記第１及び第２マイクロストリップラインのそれぞれは、ダイオードを介し前記地板にリンクされたオープン回路エンドを有するようにしてもよい。
さらに、本発明は、上記アンテナの少なくとも２つから構成されるアンテナシステムである。
本発明によれば、２つの周波数帯で動作し、２つの独立したポートを有するアンテナが提供される。
添付された図面を参照しながら以下の説明を読むことにより、本発明はより良く理解され、他の特徴及び効果が明らかとなるであろう。
図１は、スロット１が形成された地板を１つの面に有する基板を表す。この基板は、例えば、誘電率εｒ＝３．３８及び厚さ０．８１ｍｍのリファレンスＲＯ４００３の下で販売されている基板である。スロット１は、例えば、それの放射状端部のレベルでフレアー形状とされている。このフレアー処理は、例えば、４５ｍｍの曲率半径を有する３７ｍｍの長さに対して行われる。スロット１はまた、短絡のように振舞うクローズドエンドを有する。スロットの幅は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａとＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格に対応する周波数帯を網羅する通過域を有するように、例えば、０．４ｍｍとされている。
第１マイクロストリップライン（ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ ｌｉｎｅ）２は、スロットアンテナ１の第１ポートを構成する。第２マイクロストリップライン２は、地板に対向する面上の基板に配置される。第１マイクロストリップライン２は、オープン回路エンドと、信号を受信回路（図示せず）に伝えるエンドとを有する。第１マイクロストリップライン２は、スロット１の短絡エンドからＬ１の距離だけ離れ、第１マイクロストリップライン２のオープン回路エンドからＬ３の距離だけ離れた第１ゾーン３においてスロットに接続されている。
第２マイクロストリップライン４は、スロットアンテナ１の第２ポートを構成する。第２マイクロストリップライン４は、地板に対向する面上の基板に配置される。第２マイクロストリップライン４は、オープン回路エンドと、信号を受信回路（図示せず）に伝えるエンドとを有する。第２マイクロストリップライン４は、スロット１の短絡エンドからＬ２の距離だけ離れ、第２マイクロストリップライン４のオープン回路エンドからＬ４の距離だけ離れた第２ゾーン５においてスロットに接続されている。
各ポートの通過域は、スロット１と各マイクロストリップライン２または４との間の接続に依存する。第１ポートのレベルでは、２．４ＧＨｚにある周波数帯上での良好な接続を保証するため、距離Ｌ１とＬ３は一定とされる。距離Ｌ１は周波数２．４ＧＨｚのスロット１に誘導される波長の１/４に対応している。距離Ｌ３は周波数２．４ＧＨｚの第１マイクロストリップライン２に誘導される波長の１/４に対応している。第２ポートのレベルでは、５ＧＨｚにある周波数帯上での良好な接続を保証するため、距離Ｌ２とＬ４は一定とされる。距離Ｌ２は周波数５．５ＧＨｚのスロット１に誘導される波長の１/４に対応している。距離Ｌ４は周波数５．５ＧＨｚの第２マイクロストリップライン４に誘導される波長の１/４に対応している。
この接続は互いに独立しているため、２つのポートを同時に利用することができる。これらポートの１つにおける送信がもう一方のポートの受信を飽和させるかもしれないと当業者は考えるかもしれない。しかしながら、距離Ｌ１は距離Ｌ２の約２倍に等しく、距離Ｌ３は距離Ｌ４の約２倍に等しい。なぜなら、これら２つの周波数帯の中心周波数の１つはもう一方の約２倍であるからである。これらの距離を考慮して、５ＧＨｚ帯にある周波数にある第１ポート上での接続はほとんどゼロとなることがわかるであろう。なぜなら、距離Ｌ１とＬ３は、スロット１及び第１マイクロストリップライン２に誘導される波長の半分に実質的に対応し、これは接続不良、従って良好な絶縁に対応する。２．４ＧＨｚ帯の周波数にある第２ポート上での接続に関する限り、この接続は最適ではない条件の下に発生し、従って小さな絶縁を生成する。
２倍の周波数に対応するように、一方が他方の２倍となるよう距離が理想的に計算されるとき、図１の例が満足されるであろう。良好な絶縁を維持しながら、理想的条件を不要にし、１．５と２．５の間にある距離の比率を有することができるということが認識されるであろう。
第２ポート上の絶縁を向上させるため、フィルタリング手段を追加することができる。このフィルタリング手段はアンテナに一体化されてもよい。図２では、スロット１は、２つのポート間に配置された１以上の横方向スロット６に備えられ、２．４ＧＨｚの周波数を捕捉するためサイズ決定されている。横方向スロット６は、第１ポートを妨害することなく第２ポートの帯域阻止フィルタ（ｂａｎｄ ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ ｆｉｌｔｅｒ）として機能する。これらのスロットは縦に配置されてもよいし、あるいは並んで配置されてもよい。複数のスロットを利用することにより、阻止を向上させたり、より広範な帯域での阻止を広げることが可能となる。
図３に示される他の変形は、共振器７を第２マイクロストリップライン４に接続することからなる。２．４ＧＨｚの周波数に合わされた共振器は、当該周波数に対する帯域阻止フィルタとして機能する。
所望の周波数帯間のギャップが３の因数に対応する場合、この接続状態は第２ポートに対応する周波数帯に対して両方のポートに関して理想的なものとなることが理解される。そのとき、１つの解法は、所望でない周波数を捕捉及び阻止するため、共振器８を第１マイクロストリップラインに接続することからなる。共振器８は、第２ポート上のフィルタリング手段と共に、あるいはそれなしで利用可能である。
上述のツインポートアンテナの効果は、コンパクト化が可能となること、それにより容易に一体化可能となることである。ＩＥＥＥ８０２．１１ａに従って動作するシステムに対して、アンテナの多様性の効果が知られている。従って、図５に示されるように、１つの同一の基板上に複数のアンテナを配置することができる。各アンテナは、マイクロストリップライン２及び４のオープン回路エンドと地板との間に配置されたダイオード１０により切り替え可能とされている。マイクロストリップラインのＤＣバイアス処理は、各ダイオード１０のバイアスに応じてポートのイネーブル化またはイネーブル解除を行うことができる。アンテナの第１及び第２ポートを独立に切り替えることが可能である。
本実施例では、２つのポートを有するシステムが説明された。しかしながら、同一のスロットに複数のポートを利用するという概念は、３以上のアンテナに一般化可能である。３以上のポートが利用されるときには、最適なケースはもはや起こりえないので、その他のポートに対応する周波数を阻止しうるように、各ポート上に共振器を配置することが依然として可能である。
図１は、本発明によるアンテナを表す。 図２は、本発明による一実施例を表す。 図３は、本発明による他の実施例を表す。 図４は、本発明による他の実施例を表す。 図５は、本発明による複数のアンテナを有するアンテナシステムを表す。
符号の説明
１ スロット
２ 第１マイクロストリップライン
３ 第１ゾーン
４ 第２マイクロストリップライン
５ 第２ゾーン
６ スロット
７、８ 共振器
１０ ダイオード

Claims (6)

  1. 基板の表面に設置された地板上に形成され、放射のためのオープンエンド及びクローズドエンドを有するスロットと、前記基板の前記地板に対向する表面上に設置された第１マイクロストリップラインにより形成される第１ポートとを備え、前記第１マイクロストリップラインと前記スロットとの接続が前記スロットのクローズドエンドから第１距離だけ離れた位置に形成されたプリントされたアンテナであって、該アンテナは前記基板の前記地板に対向する表面上に設置される第２マイクロストリップラインにより形成される第２ポートを備え、前記第２マイクロストリップラインと前記スロットとの接続は前記スロットのクローズドエンドから前記第１距離とは異なる第２距離だけ離れた位置に形成されることを特徴とするアンテナ。
  2. 請求項１記載のアンテナであって、前記第１距離は前記第２距離の１．５から２．５倍であることを特徴とするアンテナ。
  3. 請求項１または２記載のアンテナであって、前記スロットには前記２つのポートの間に設置される共振スロットが備えられ、該共振スロットは前記第１マイクロストリップラインと前記スロットとの最適な接続に対応した中心周波数に調整されることを特徴とするアンテナ。
  4. 請求項１乃至３何れか一項記載のアンテナであって、少なくとも１つの共振器が前記第１及び第２マイクロストリップラインの１つに接続され、該共振器はもう一方のポートの中心周波数に調整されることを特徴とするアンテナ。
  5. 請求項１乃至４何れか一項記載のアンテナであって、前記第１及び第２マイクロストリップラインのそれぞれは、ダイオードを介し前記地板にリンクされたオープン回路エンドを有することを特徴とするアンテナ。
  6. 請求項１乃至５何れか一項記載のアンテナの少なくとも２つから構成されるアンテナシステム。
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