JP2012519430A - マルチバンド・アンテナ・アセンブリ - Google Patents

Abstract

１以上の周波数で信号の受信および送信のうちの少なくとも一方を行うことができるマルチバンド・アンテナ・アセンブリは、少なくとも２つの放射素子と、少なくとも２つの放射素子の各々に結合された伝送線と、伝送線に結合された同調整合共振器とを含む。同調整合共振器は、アンテナアセンブリによって受信および送信のうちの少なくとも一方が行われる信号の入力インピーダンスを同調整合共振器内の電場を変更することによって変化させることができる。

Description

本開示は、一般に、アンテナアセンブリに関し、より具体的には、たとえば、無線通信ネットワークの基地局サブシステムに使用されるマルチバンド同軸アンテナアセンブリに関する。

本出願は、２００９年３月２６日に出願された米国特許出願第１２／４１２，２３１号のＰＣＴ国際出願である。上記出願の全体の開示は、その全体参照により本明細書に組み込まれる。

本節では、必ずしも先行技術でない本開示に関する背景情報を提供する。
たとえば、同軸アンテナアセンブリなどのマルチバンド・アンテナ・アセンブリは、無線通信ネットワークの基地局サブシステムにおいて使用されることが多い。また、基地局サブシステムは、たとえば、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）などの無線アプリケーションデバイスとの通信に使用される場合がある。このような利用は増加の傾向にある。したがって、利用の増加に対応するために（低コストでの）新たな周波数帯域が求められ、新たな異なる周波数帯域を処理できるアンテナアセンブリが望まれる。

本節では、開示全容の包括的開示や開示の特徴のすべてではなく、開示の一般的な概要を述べる。
本開示の実施形態例は、通常、１以上の周波数の信号の受信および送信のうちの少なくとも一方を行うマルチバンド・アンテナ・アセンブリに向けられる。一実施形態例では、マルチバンド・アンテナ・アセンブリは、通常、少なくとも２つの放射素子と、少なくとも２つの放射素子の各々に接続された伝送線と、伝送線に接続され、アンテナアセンブリによって受信および送信のうちの少なくとも一方が行われる信号の入力インピーダンスを同調整合共振器内の電場を変えることによって変化させることができる同調整合共振器とを含む。

また、本開示の実施形態例は、アンテナアセンブリの同調整合共振器に関する。一実施形態例では、チューナブル整合共振器は、一般的な管状放射素子と、放射素子内に少なくとも部分的に配置された負荷ロッドと、負荷ロッドに接続されたバランと、バランに接続された誘電体装荷軸受筒とを含む。バランおよび誘電体装荷軸受筒は、放射素子内に少なくとも部分的に配置される。さらに、バランおよび誘電体装荷軸受筒は、アンテナアセンブリによって受信および送信のうちの少なくとも一方が行われる信号の入力インピーダンスを同調整合共振器内の電場を変更することによって変化させるために、負荷ロッドに対して移動可能である。それによって、同調整合共振器は、アンテナアセンブリによって受信および送信のうちの少なくとも一方が行われる信号の周波数帯域幅を調整することができる。

また、本開示の実施形態例は、１以上の周波数で信号の受信および送信のうちの少なくとも一方を行うマルチバンド・アレイ・アンテナ・アセンブリに関する。一実施形態例では、アレイ・アンテナ・アセンブリは、スタック構成に方向付けられた第１、第２、および第３の開口放射管と、第１および第２の放射管の各々を貫通する同軸ケーブルと、同軸ケーブルに接続され、第３の放射管を貫通する負荷ロッドとを含む。バランが、第３の放射管内の負荷ロッドに接続され、第３の放射管内の負荷ロッドに対して長手方向に移動可能である。また、誘電体装荷軸受筒がバランに接続される。バランおよび誘電体装荷軸受筒は、アレイ・アンテナ・アセンブリによって受信および送信のうちの少なくとも一方が行われる信号の入力インピーダンスを第３の放射管内の電場を変更することによって変化させ、それによって、アレイ・アンテナ・アセンブリによって受信および送信のうちの少なくとも一方が行われる信号の周波数帯域幅を調整することができる。

さらなる適用領域は、本明細書に記載される説明から明らかになるであろう。本概要における説明および具体例は、説明のみを目的とするもので本開示の範囲を限定することを意図するものではない。

本開示の１つまたは複数の態様を含むアンテナアセンブリの実施形態例の斜視図である。 図１の線２−２を含む平面で切断された図１のアンテナアセンブリの断面図である。 アンテナアセンブリの内部構造を示すためにベーススリーブ、ハウジング、およびキャップを取り外した状態の図１のアンテナアセンブリの斜視図である。 図１のアンテナアセンブリの同調整合共振器の斜視図である。 図４の線５−５を含む平面で切断された図１の同調整合共振器の断面図である。 同調整合共振器の内部構造を示すために整合共振器放射素子を取り外した状態の図４の同調整合共振器の斜視図である。 約８００ＭＨｚ〜約３０００ＭＨｚの周波数帯域幅にわたって約７０ＫＨｚの中間周波数帯域幅（intermediate frequency bandwidth:ＩＦＢＷ）を有する図１に示されるアンテナアセンブリ例の電圧定在波比（voltage standing wave rations :ＶＳＷＲ）を示す線グラフである。

本明細書に記載される図面は、考えられるすべての実施ではなく選択された実施形態の例示のみを目的としており、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。
複数の図面を通じて使用される同一部品には同じ参照番号が付されている。

ここで添付図面を参照して実施形態例をさらに詳しく説明する。
本開示の様々な態様によると、種々の波長帯域にわたる動作（たとえば、マルチバンド動作など）に適したアンテナアセンブリ（たとえば、同軸アンテナアセンブリなど）が提供される。たとえば、本開示のアンテナアセンブリは、複数の異なる波長帯域にわたって複数の異なる信号周波数の受信および送信のうちの少なくとも一方を行うように、複数の異なる共振周波数に同調されてもよい。

たとえば、本開示のアンテナアセンブリは、約８０４メガヘルツ（ＭＨｚ）〜約８２９ＭＨｚ（先進移動電話システム（Advanced Mobile Phone System:ＡＭＰＳ））、約８０６ＭＨｚ〜約９４１ＭＨｚ（統合ディジタル拡張ネットワーク（Integrated Digital Enhanced Network:ｉＤＥＮ））、約８５５ＭＨｚ〜約９８０ＭＨｚ（グローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ（Global System for Mobile communications:ＧＳＭ））、約１６６０ＭＨｚ〜約１９１０ＭＨｚ、約１６７０ＭＨｚ〜約１９２０ＭＨｚ（無線ディジタル通信網（Digital Communications Service:ＤＣＳ））、約１７９０ＭＨｚ〜２０１０ＭＨｚ（パーソナル通信サービス方式（Personal Communications Service:ＰＣＳ））、約１９２０ＭＨｚ〜約２１７０ＭＨｚ（ユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・システム（Universal Mobile Telecommunications System:ＵＭＴＳ））、約２４００ＭＨｚ〜約２５００ＭＨｚ（産業科学医療（Industrial, Scientific and Medical:ＩＳＭ））などの範囲の帯域幅にわたる動作に適していてもよい。前述の内容は、アンテナアセンブリ例が動作可能である帯域幅のリストの例を提供しているが、本開示のアンテナアセンブリは本開示の範囲内の種々の周波数を有する帯域幅にわたる動作に適合するよう要望通りに同調されてもよいことを理解されたい。

本開示のアンテナアセンブリは、たとえば、セルラー方式、無線インターネット・サービス・プロバイダ（wireless internet service provider:ＷＩＳＰ）ネットワーク、広帯域無線アクセス（broadband wireless access:ＢＷＡ）方式、無線ローカル・エリア・ネットワーク（wireless local area networks:ＷＬＡＮ）、無線アプリケーションデバイスなどに関連するようなシステム、ネットワーク、およびデバイスの少なくとも１つとともに使用されてもよい。例として、アンテナアセンブリは、無線デバイス（たとえば、携帯電話など）とネットワーク・スイッチング・サブシステムとの間でトラフィックおよび信号伝達（たとえば、信号の送信、信号の受信など）を処理するのに役立つように動作する基地局サブシステムの一部として含まれてもよい。

ここで、図面を参照すると、図１〜６は、本開示の１つまたは複数の態様を含むアンテナアセンブリ１００の実施形態例を示す。図示されたアンテナアセンブリ１００は、携帯電話ネットワークの基地局サブシステム（図示せず）の一部として含まれていてもよい。また、以下でさらに詳しく説明するように、アンテナアセンブリ１００は、基地局サブシステムの運用を強化するために複数の異なる帯域幅にわたって複数の異なる共振周波数に同調されてもよい。

図１に示すように、図示されたアンテナアセンブリ１００は、通常、ベーススリーブ（base sleeve）１０２と、ベーススリーブ１０２に結合されたハウジング１０４と、ハウジング１０４に結合されたキャップ１０６とを含む。ベーススリーブ１０２は、通常、管状をしており、たとえば、アルミニウムなどの適切な金属材料で構成されてもよい。また、ハウジング１０４も、通常、管状をしており、たとえば、ねじ結合（たとえば、それぞれハウジング１０４およびベーススリーブ１０２（図２）などの嵌合ねじ１１０および１１２を介して）およびエポキシ結合のうちの少なくとも一方などによってベーススリーブ１０２に結合される。ハウジング１０４は、たとえば、繊維ガラスなどの適切な絶縁材料で構成されてもよい。また、キャップ１０６は、適切な手段（たとえば、エポキシ結合、溶接結合、ねじ結合など）によってハウジング１０４に結合されてもよく、適切な金属材料で構成されてもよい。

ベーススリーブ１０２と、ハウジング１０４と、キャップ１０６とは、機械的損傷などに対してベーススリーブ１０２と、ハウジング１０４と、キャップ１０６とによって形成される内部に含まれるアンテナアセンブリ１００の構成要素を保護するのに役立つ。また、ベーススリーブ１０２と、ハウジング１０４と、キャップ１０６とは、アンテナアセンブリ１００に審美性を持たせてもよい。ベーススリーブと、ハウジングと、キャップとは、本開示の範囲内で本明細書の開示とは異なる構成（たとえば、形状、サイズ、構造など）とされてもよい。

ここで、図２および３をさらに参照すると、図示されたアンテナアセンブリ１００は、通常、同軸アンテナモジュール１１６と、その同軸アンテナモジュール１１６に結合された同調整合共振器１１８（たとえば、アンテナなど）とを含む。同軸アンテナモジュール１１６および同調整合共振器１１８は、各々、通常、ベーススリーブ１０２と、ハウジング１０４と、キャップ１０６とによって形成される内部に配置され、整合共振器１１８は、通常、同軸アンテナモジュール１１６（たとえば、図２などに見られるように）の上端部に向かって同軸アンテナモジュール１１６に結合される。また、以下でさらに詳しく説明する同調整合共振器１１８は、アンテナアセンブリ１００によって（たとえば、同軸アンテナモジュール１１６などによって）受信および送信のうちの少なくとも一方が行われる信号の周波数帯域幅を調整することができる。

図示された同軸アンテナモジュール１１６は、一般的なスタック構成でアンテナアセンブリ１００のハウジング１０４内で方向が定められる第１および第２の一般的に管状の放射素子１２２および１２４（導体などとも称される）を有するダブルアレイ１／４波長同軸アンテナモジュールである。第１および第２の放射素子１２２および１２４は、各々、通常、開口放射スリーブ（または、放射管など）を区画する。また、第１の放射素子１２２はハウジング１０４の下端部に向かって配置され（図２に見られるように）、第２の放射素子１２４は、通常、第１の放射素子１２２の上方で（図２に見られるように）ハウジング１０４の縦方向の中心に向かって配置される。他の実施形態例では、アンテナアセンブリは、ダブルアレイ１／２波長ダイポール同軸アンテナモジュール以外の同軸アンテナモジュールを含んでいてもよく、２つ未満または２つより多くの放射素子などを有するアンテナモジュールを含んでいてもよい。

たとえば、発泡体緩衝部（foam cushions）１２６は、第１および第２の放射素子１２２および１２４（通常、放射素子１２２および１２４とハウジング１０４（図２）の間）の各々の周りに備えられて、ハウジング１０４内の放射素子１２２および１２４を中心で安定化すること（たとえば、放射素子１２２よび１２４などの移動を安定化すること）、および振動（たとえば、ハウジング１０４内などの）を吸収することのうちの少なくとも一方を容易にする。また、絶縁体１２８（たとえば、適切な誘電材料から形成されるデュアルアレイ分割絶縁体など）は、通常、第１および第２の放射素子１２２と１２４の間に備えられて、第１および第２の放射素子１２２と１２４を分離する。たとえば、絶縁体１２８は、動作中に第１の放射素子１２２を第２の放射素子１２４から電気的に絶縁するように機能してもよい。

引き続き図２および３を参照すると、図示された同軸アンテナモジュール１１６は、通常、第１および第２の放射素子１２２および１２４（および第１の放射素子１２２と第２の放射素子１２４の間に備えられる絶縁体１２８）を通過する伝送線１３２（フィードラインなどとも称される）を含む。伝送線１３２は、第１および第２の放射素子１２２および１２４の各々に結合され（たとえば、容量結合など）、アンテナアセンブリ１００（たとえば、同軸アンテナモジュール１１６、整合共振器１１８など）を、場合によってはアンテナアセンブリ１００が取り付けられる基地局の１つまたは複数の構成部品（たとえば、基地局などのレシーバ、トランスミッタなどの１つまたは複数のプリント回路基板）に電気的に接続するように構成される。したがって、伝送線１３２は、アンテナアセンブリ１００と基地局との間の伝送媒体として使用されてもよい。

図示された伝送線１３２は、通常、ハードライン同軸ケーブル１３４（たとえば、放射ロッドなど）および同軸コネクタ１３６を含む。ハードライン同軸ケーブル１３４は、通常、アンテナアセンブリ１００のベーススリーブ１０２およびハウジング１０４の内部に配置され、第１および第２の放射素子１２２および１２４を貫通する。同軸コネクタ１３６は、ハードライン同軸ケーブル１３４の下端部に備えられ（たとえば、図２などに見られるように）、通常、ベーススリーブ１０２から外側に延出する（図１も参照）。同軸コネクタ１３６は、ハードライン同軸ケーブル１３４（およびアンテナアセンブリ１００）を要望通りに基地局に電気的に接続するように構成される。ハードライン同軸ケーブル１３４は、任意の適切な同軸ケーブルを含んでいてもよい。たとえば、ハードライン同軸ケーブル１３４は、金属中心導体（たとえば、銅、銅めっきアルミニウムなど）と、中心導体を取り囲む誘電絶縁体（たとえば、ポリエチレン発泡体など）と、誘電絶縁体を取り囲む金属シールド（たとえば、銅、銀、金、アルミニウム、これらの組合せなど）と、金属シールドを取り囲むポリ塩化ビニルジャケットとを有する同軸ケーブルを含んでいてもよい。また、同軸コネクタ１３６は、本開示の範囲内で任意の適切なコネクタ（たとえば、Ｉ−ＰＥＸコネクタ、ＳＭＡコネクタ、ＭＭＣＸコネクタなど）を含んでいてもよい。

軸受筒１３８は、通常、ベーススリーブ１０２の下端部に備えられて、ベーススリーブ１０２（図２）内の円周方向の中心位置で伝送線１３２（たとえば、同軸コネクタ１３６など）を支持する。また、第１および第２の支持体１４２および１４４（たとえば、第１および第２の支持ベースなど）は、通常、第１および第２の放射素子１２２および１２４内の円周方向の中心位置（第１および第２の放射素子１２２および１２４などの縦軸に沿った）で伝送線１３２（たとえば、同軸コネクタ１３６などから延出するハードライン同軸ケーブル１３４）を支持するそれぞれ第１および第２の放射素子１２２および１２４（図２）内に備えられる。また、第１および第２の支持体１４２および１４４は、たとえば、望ましくない変形などに備えて、管状のそれぞれの第１および第２の放射素子１２２および１２４を支持するのに役立つ（たとえば、構造的に支持するのに役立つ）可能性がある。

ここで図４〜６をさらに参照すると、図示されたアンテナアセンブリ１００の同調整合共振器１１８は、通常、（たとえば、図２などに見られるような）ハウジング１０４の上端部内に配置された放射素子１４８（導体とも称される）を含む。整合共振器放射素子１４８は、通常、ハウジング１０４内で、同軸アンテナモジュール１１６の第１および第２の放射素子１２２および１２４のスタック配列に方向付けられる。また、図示された整合共振器放射素子１４８は、通常、開口放射スリーブ（または、放射管など）を区画するように、管状（同軸アンテナモジュール１１６の第１および第２の放射素子１２２および１２４のそれに似た形状）をしている。

同軸アンテナモジュール１１６の第２の放射素子１２４と、第２の放射素子１２４を整合共振器放射素子１４８から分離する整合共振器放射素子１４８との間には、通常、絶縁体１５０（たとえば、適切な誘電材料などで形成されるラジエータロッド絶縁体）（図２）が備えられる。絶縁体１５０は、たとえば、第２の放射素子１２４を整合共振器放射素子１４８から電気的に絶縁するように機能してもよい。また、たとえば、発泡体緩衝部１５２（図２および３）は、整合共振器放射素子１４８（整合共振器放射素子１４８とハウジング１０４との間の）の近くに備えられて、ハウジング１０４内の整合共振器放射素子１４８を中心で安定化すること（たとえば、整合共振器放射素子１４８などの移動を安定化すること）、および振動（たとえば、ハウジング１０４内などの）を吸収することのうちの少なくとも一方を容易にする。

また、同調整合共振器１１８は、通常、負荷ロッド１５４と、負荷ロッド１５４に結合されたバラン（balun）１５６（広義にはトランス）とを含む。負荷ロッド１５４は、通常、整合共振器放射素子１４８の内部に（また、整合共振器放射素子１４８に貫通して）配置される。また、バラン１５６は、通常、整合共振器放射素子１４８内で負荷ロッド１５４に結合され、負荷ロッド１５４に対してバラン１５６の位置を変えるために（すなわち、負荷ロッド１５４がバラン１５６の可変位置を受け入れるように）負荷ロッド１５４に対して（たとえば、整合共振器放射素子１４８などの内部で）調整可能である。このため、同調整合共振器１１８は、整合共振器放射素子１４８内の電場を変えることによって、たとえば、（たとえば、アンテナアセンブリ１００などによって受信および送信のうちの少なくとも一方が行われる）無線周波数信号の入力インピーダンスを変えることができ、それによって、同調整合共振器１１８はアンテナアセンブリ１００によって受信および送信のうちの少なくとも一方が行われる信号の周波数帯域幅を調整することができる。

図示された実施形態では、たとえば、バラン１５６はねじ結合（たとえば、負荷ロッド１５４の雄ねじ１５８およびバラン１５６の嵌合雌ねじ１６０（たとえば、バラン１５６などを通過するチャネル内にある）（図４）など）によって負荷ロッド１５４に結合される。このため、バラン１５６は、（ねじ結合が負荷ロッド１５４に沿ったバランの縦方向の移動を支持するように）たとえば、負荷ロッド１５４に対してバラン１５６を回転することによって負荷ロッド１５４に沿って縦方向に移動されうる。位置決めねじ１６４は、負荷ロッド１５４に沿って所望位置でバラン１５６を（たとえば、解放可能に固定するなど）選択的に保持して、バラン１５６を調整してアンテナアセンブリ１００によって受信および送信のうちの少なくとも一方が行われる信号の入力インピーダンスを変更するために備えられる。バラン１５６は、本開示の範囲内でねじ結合（たとえば、摩擦ベース結合、スライディング結合など）以外によって負荷ロッド１５４に結合されてもよい。

引き続き図４〜６を参照すると、軸受筒１６６（たとえば、誘電材料などで形成された誘電体装荷軸受筒）は、整合共振器放射素子１４８（通常、図４に見られるようなバラン１５６の上方に）内にある。軸受筒１６６は、軸受筒１６６が負荷ロッド１５４に対してバラン１５６とともに移動可能であるように、バラン１５６に（たとえば、圧縮嵌め（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｍｐｒｅａｓｓｉｏｎ ｆｉｔ）などによって）結合される。したがって、軸受筒１６６は、整合共振器放射素子１４８内の負荷ロッド１５４に対してバラン１５６の移動を構造的に支持しやすくする。軸受筒１６６は、アンテナアセンブリ１００の微調整機能を得るためにバラン１５６の感度を高める役割を果たしうる。

支持体１６８（たとえば、支持ベースなど）は、通常、整合共振器放射素子１４８内に配置され、整合共振器放射素子１４８内の（たとえば、整合共振器放射素子１４８などの縦軸に沿った）円周方向の中心位置で負荷ロッド１５４をさらに支持する。また、支持体１６８は、たとえば、通常、望ましくない変形などに備えて、管状の整合共振器放射素子１４８を支持するのに役立つ（たとえば、構造的に支持することなどに役立つ）。

再び図２を参照すると、同調整合共振器１１８の負荷ロッド１５４は、通常、連動するように（ｆｏｒ ｊｏｉｎｔ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）、同調整合共振器１１８を同軸アンテナモジュール１１６に結合する。たとえば、同軸アンテナモジュール１１６のハードライン同軸ケーブル１３４は、通常、同軸アンテナモジュール１１６の第２の放射素子１２４の間に配置された絶縁体１５０に貫通され、整合共振器の負荷ロッド１５４の下端部に結合する（たとえば、ハードライン同軸ケーブル１３４の中心導体は（たとえば、溶接結合などによって）負荷ロッド１５４などに結合する）。これにより、同調整合共振器１１８を同軸アンテナモジュール１１６とともに動作するように位置決めして、アンテナアセンブリ１００（および同軸アンテナモジュール１１６）によって受信および送信のうちの少なくとも一方が行われる信号の入力インピーダンスを変更する。

同軸アンテナモジュール１１６の第１および第２の放射素子１２２および１２４、および整合共振器放射素子１４８の少なくとも一つは本開示の範囲内で、たとえば、銅、黄銅、青銅、洋銀、ステンレス鋼、リン青銅、ベリリウム銅などの任意の適切な導電性材料で形成されてもよいことを理解されたい。また、放射素子１２２、１２４、１４８の少なくとも一つは、上記のような適切な材料のシートから放射素子１２２、１２４、１４８の少なくとも一つを切断、スタンピングすることなどによって構成されて、所望の形状に加工（たとえば、管状などに圧延など）されてもよい。

ここで図７を参照すると、約８００ＭＨｚ〜約３０００ＭＨｚ（約７０ｋＨｚの中間周波数帯域幅（ＩＦＢＷ）を有する）の周波数帯域幅における既に説明され、且つ図１〜６に示されたアンテナアセンブリの例１００の電圧定在波比（ＶＳＷＲ）が、線グラフ１８２によってグラフ１８０に示される。

図７に示すように、アンテナアセンブリ１００は、少なくとも約２．５：１以下のＶＳＷＲにおいて複数の異なる帯域幅内の周波数で動作しうる。たとえば、アンテナアセンブリ１００は、上記のＶＳＷＲにおいて、約８０４ＭＨｚ〜約８２９ＭＨｚ、約８０６ＭＨｚ〜約９４１ＭＨｚ、約８５５ＭＨｚ〜約９８０ＭＨｚ、約１６６０ＭＨｚ〜約１９１０ＭＨｚ、約１６７０ＭＨｚ〜約１９２０ＭＨｚ、約１７９０ＭＨｚ〜約２０１０ＭＨｚ、約１９２０ＭＨｚ〜約２１７０ＭＨｚ、および約２４００ＭＨｚ〜約２５００ＭＨｚの範囲の帯域幅内の周波数で動作しうる。参照番号１８４は、グラフ上でこの位置よりも下方でアンテナアセンブリ１００が２．５：１以下のＶＳＷＲを有することを示す。また、表１は、図７に示す８つの参照位置における異なる周波数での幾つかのＶＳＷＲの例を示す。

また、本開示のアンテナアセンブリの例（たとえば、１００など）は、１〜約３デシベルアイソトロピック（decibels isotropic:ｄＢｉ）の範囲の利得を示す。また、本開示のアンテナアセンブリ（たとえば、１００など）は、同調整合共振器（たとえば、１１８など）の可変機能を用いた同軸アンテナモジュール（たとえば、１１６など）の伝送線（たとえば、１３２など）の整合機能を備えていてもよい。たとえば、同調整合共振器（たとえば、１１８など）は、アンテナアセンブリ（たとえば、１００など）を複数の共振周波数および帯域幅（たとえば、ＡＭＰＳ、ＧＳＭ、ＰＣＳ、ＫＰＣＳ、ＤＣＳ、ＩＤＥＮ、ＵＭＴＳ、およびＩＳＭシステムに関連する複数の共振周波数および帯域幅；非常時管理局（ｏｆｆｉｃｅ ｏｆ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）の要件を満たす複数の共振周波数および帯域幅；商業市場で採用される複数の共振周波数および帯域幅など）に容易に同調させることができるかもしれない。また、それゆえ、アンテナアセンブリ（たとえば、１００など）はＡＭＰＳ、ＧＳＭ、ＰＣＳ、ＫＰＣＳ、ＤＣＳ、ＩＤＥＮ、ＵＭＴＳ、およびＩＳＭシステムの各々で動作しうる（たとえば、信号などの受信および送信のうちの少なくとも一方を行う）ことを理解されたい。

本開示が十分でありかつその範囲が当業者に完全に伝達されるように実施形態例を記述している。本開示の実施形態について十分な理解を与えるために、具体的な構成部品、デバイス、および方法の例など、多くの具体的詳細を記述している。具体的詳細は採用される必要がなく、実施形態例は様々な形態で実施されてもよく、そしてこれらはいずれも本開示の範囲を限定するものと解釈されるべきでないことは当業者にとって明らかであろう。一部の実施形態例では、周知のプロセス、周知のデバイス構造、および周知の技術について詳しく説明していない。さらに、本開示のいずれか１つまたは複数の態様は、個別に実施されてもよく、本開示の他の態様のいずれか１つまたは複数と任意に組み合わせて実施されてもよい。

本明細書で使用される用語は、特定の実施形態例のみの説明を目的としており、制限を意図するものではない。「備える」、「含む」、および「有する」という用語は、包含する意味で使用され、したがって、記載された特徴、整数、ステップ、動作、要素、おおび構成部品の少なくとも一つの存在を明記するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成部品、およびこれらのグループの少なくとも一つの存在または追加を除外するものではない。本明細書に記載する方法ステップ、処理、および動作は、実施順序として特に明記されていない限り、記載または図示された特定順序でそれらを必ず実施する必要があると解釈されるべきではない。また、追加的ステップまたは代替的ステップが採用されてもよいことを理解されたい。

素子または層が、別の素子または層に「接する」、「係合される」、「接続される」、または「結合される」と称されるとき、他の素子または層に、直接接して、係合され、接続され、または結合されていてもよく、あるいは介在する素子または層が存在してもよい。それとは対照的に、素子が別の素子または層に「直接接する」、「直接係合される」、「直接接続される」、または「直接結合される」と称されるとき、介在する素子または層がない可能性がある。素子間の関係を記述するために使用される他の語も同様に解釈されるべきである（たとえば、「間に」対「直接間に」、「隣接する」対「直接隣接する」など）。

第１の、第２の、第３のなどの用語は本明細書では様々な素子、構成部品、領域、層、および区域の少なくとも一つを記述するために使用される場合があるが、これらの素子、構成部品、領域、層、および区域の少なくとも一つはこれらの用語によって制限されるべきではない。これらの用語はある素子、構成部品、領域、層、または区域を別の領域、層、または区域と区別するためにのみ使用されてもよい。「第１の」、「第２の」、などの用語、およびその他の数値用語、「次の」などは、本明細書で使用されるとき、文脈により明確に示されない限り、系列または順序を意味するものではない。それゆえ、後述する第１の要素、構成部品、領域、層、または区域は、実施形態例の教示から逸脱することなく、第２の要素、構成部品、領域、層、または区域と称されうる。

図に示されるある素子または機構の、別の素子または機構に対する関係についての説明では、説明を容易にするために、本明細書において「内側の」、「外側の」、「真下に」、「下方に」、「下部の」、「上方に」、「上部の」などの空間的に相対的な用語を使用している場合がある。空間的に相対的な用語は、図に示される方向に加えて使用中または動作中のデバイスの種々の方向を包含するよう意図される場合がある。たとえば、図のデバイスが逆さまにされる場合、他の素子または機構の「下方に」または「真下に」あるものとして説明される素子は、他の素子または機構の「上方に」に向けられることになる。それゆえ、「下方に」の用語例は、上方および下方の両方の方向を包含しうる。このデバイスは他の方向に向いていてもよく（９０°回転される、またはその他の方向で）、本明細書で使用される空間的に相対的な記述子は、それに従って解釈される。

所与のパラメータに対する特定の値および特定の値の範囲についての本明細書における開示は、本明細書で開示される１つまたは複数の例で有用である可能性のある他の値および値の範囲を排除するものではない。さらに、本明細書に記述される特定のパラメータに対する任意の２つのパラメータ値が、所与のパラメータに適する可能性のある値の範囲の端点を規定してもよいと想定される（すなわち、所与のパラメータに対する第１の値および第２の値の開示は、第１の値と第２の値の間の任意の値が所与のパラメータに代わって採用されうることを開示するものと解釈されうる）。同様に、パラメータに対する２つまたはそれ以上の値の範囲の開示は（このような範囲が入れ子であるか、重複しているか、明確であるかにかかわらず）開示された範囲の端点を用いて主張される可能性のある値の範囲の考えられるすべての組合せを包含するものと想定される。

実施形態の前述の説明は、例示と説明を目的として提供されている。これは本発明を網羅するものでも制限するものでもない。特定の実施形態の個々の素子または特徴は、一般にその特定の実施形態に限定されるものではないが、特に図示または記載がなくても適用可能であれば互換性があり、かつ選択された実施形態において使用されうる。また、同じことが多くの点で変更されてよい。このような変形形態は本発明からの逸脱と見なされるべきではなく、このような修正形態はすべて本発明の範囲に含まれるものである。

Claims (25)

1. １以上の周波数で信号の受信および送信のうちの少なくとも一方を行うように動作可能であるマルチバンド・アンテナ・アセンブリであって、
   少なくとも２つの放射素子と、
   前記少なくとも２つの放射素子の各々に接続された伝送線と、
   前記伝送線に接続された同調整合共振器であって、前記アンテナアセンブリによって受信および送信のうちの少なくとも一方が行われる信号の入力インピーダンスを、前記同調整合共振器内の電場を変更することによって変化させるように動作可能である、前記同調整合共振器と、を備えるアンテナアセンブリ。
2. 前記少なくとも２つの放射素子は、スタック構成に方向付けられた、請求項１に記載のアンテナアセンブリ。
3. 前記少なくとも２つの放射素子の各々は、放射スリーブを区画する２つの放射素子を含み、前記伝送線は前記各放射スリーブを貫通する、請求項１または２に記載のアンテナアセンブリ。
4. 前記同調整合共振器は、整合共振器放射素子と、前記アンテナアセンブリによって受信および送信のうちの少なくとも一方が行われる信号の入力インピーダンスを、前記同調整合共振器内の電場を変更することによって変化させるために前記整合共振器放射素子内で移動可能なトランスとを含む、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。
5. 前記トランスはバランおよび誘電体装荷軸受筒を含む、請求項４に記載のアンテナアセンブリ。
6. 前記整合共振器放射素子は、放射スリーブを区画し、前記同調整合共振器は、前記バランおよび誘電体装荷軸受筒に接続され、前記放射スリーブを貫通する負荷ロッドをさらに含む、請求項５に記載のアンテナアセンブリ。
7. 前記バランおよび前記誘電体装荷軸受筒は、ねじ結合によって前記負荷ロッドに接続される、請求項６に記載のアンテナアセンブリ。
8. 前記同調整合共振器は、前記アンテナアセンブリによって受信および送信のうちの少なくとも一方が行われる信号の周波数帯域幅を調整するように動作可能である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のアンテナアセンブリ。
9. 前記同調整合共振器は、前記アンテナアセンブリによって受信および送信のうちの少なくとも一方が行われる信号の周波数帯域幅を、約８０４ＭＨｚ〜約８２９ＭＨｚの帯域幅、約８０６ＭＨｚ〜約９４１ＭＨｚの帯域幅、約８５５ＭＨｚ〜約９８０ＭＨｚの帯域幅、約１６６０ＭＨｚ〜約１９１０ＭＨｚの帯域幅、約１６７０ＭＨｚ〜約１９２０ＭＨｚの帯域幅、約１７９０ＭＨｚ〜約２０１０ＭＨｚの帯域幅、約１９２０ＭＨｚ〜約２１７０ＭＨｚの帯域幅、および約２４００ＭＨｚ〜約２５００ＭＨｚの帯域幅の少なくとも１つまたは複数に調整するように動作可能である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のアンテナアセンブリ。
10. 前記伝送線は、同軸ケーブルを含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載のアンテナアセンブリ。
11. 前記伝送線は、前記少なくとも２つの放射素子の各々に容量結合される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のアンテナアセンブリ。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載のアンテナアセンブリを含むネットワーク。
13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載のアンテナアセンブリを含むシステム。
14. アンテナアセンブリの同調整合共振器であって、
    管状の放射素子と、
    前記放射素子内に少なくとも部分的に配置された負荷ロッドと、
    前記負荷ロッドに接続されたバランと、
    前記バランに接続された誘電体装荷軸受筒と、
    を備え、
    前記バランおよび前記誘電体装荷軸受筒は、前記放射素子内に少なくとも部分的に配置され、前記バランおよび前記誘電体装荷ブッシングは、前記アンテナアセンブリによって受信および送信のうちの少なくとも一方が行われる信号の入力インピーダンスを、前記同調整合共振器内の電場を変更することによって変化させるために前記負荷ロッドに対して移動可能であり、
    それによって、前記同調整合共振器は、前記アンテナアセンブリによって受信および送信のうちの少なくとも一方が行われる信号の周波数帯域幅を調整するように動作可能である、アンテナアセンブリの同調整合共振器。
15. 前記バランは、ねじ結合によって前記負荷ロッドに結合される、請求項１４に記載のチューナブル整合共振器。
16. 前記誘電体装荷軸受筒は、圧縮嵌めによって前記バランに接続される、請求項１４または１５に記載の同調整合共振器。
17. 前記放射素子内に少なくとも部分的に配置された支持体をさらに備え、前記支持体は前記放射素子の縦軸に沿って前記負荷ロッドを支持するように構成される、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の同調整合共振器。
18. 前記同調整合共振器は、前記アンテナアセンブリによって受信および送信のうちの少なくとも一方が行われる信号の周波数帯域幅を、約８０４ＭＨｚ〜約８２９ＭＨｚの帯域幅、約８０６ＭＨｚ〜約９４１ＭＨｚの帯域幅、約８５５ＭＨｚ〜約９８０ＭＨｚの帯域幅、約１６６０ＭＨｚ〜約１９１０ＭＨｚの帯域幅、約１６７０ＭＨｚ〜約１９２０ＭＨｚの帯域幅、約１７９０ＭＨｚ〜約２０１０ＭＨｚの帯域幅、約１９２０ＭＨｚ〜約２１７０ＭＨｚの帯域幅、および約２４００ＭＨｚ〜約２５００ＭＨｚの帯域幅の少なくとも１つに調整するように動作可能である、請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の同調整合共振器。
19. １以上の周波数で信号の受信および送信のうちの少なくとも一方を行うように動作可能であるマルチバンド・アレイ・アンテナ・アセンブリであって、前記アレイ・アンテナ・アセンブリは、
    スタック構成に方向付けられる、第１、第２、および第３の開口放射管と、
    前記第１および第２の放射管の各々を貫通する同軸ケーブルと、
    前記同軸ケーブルに接続され、前記第３の放射管を貫通する負荷ロッドと、
    前記第３の放射管内の前記負荷ロッドに接続され、前記第３の放射管内の前記負荷ロッドに対して長手方向に移動可能であるバランと、
    前記バランに接続された誘電体装荷軸受筒と、
    を備え、
    前記バランおよび前記誘電体装荷軸受筒は、前記アレイ・アンテナ・アセンブリによって受信および送信のうちの少なくとも一方が行われる信号の入力インピーダンスを前記第３の放射管内の電場を変えることによって変化させ、それによって前記アレイ・アンテナ・アセンブリによって受信および送信のうちの少なくとも一方が行われる信号の周波数帯域幅を調整する、アレイ・アンテナ・アセンブリ。
20. 前記アレイ・アンテナ・アセンブリは、先進移動電話システム（ＡＭＰＳ）、グローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ（ＧＳＭ）、パーソナル通信サービス（ＰＣＳ）方式、無線ディジタル通信網（ＤＣＳ）、統合ディジタル拡張ネットワーク（ｉＤＥＮ）、ユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・システム（ＵＭＴＳ）、および産業科学医療（ＩＳＭ）システムの少なくとも一つの内の信号の受信および送信のうちの少なくとも一方を行うことができる、請求項１９に記載のアレイ・アンテナ・アセンブリ。
21. 前記アレイ・アンテナ・アセンブリは、先進移動電話システム（ＡＭＰＳ）、グローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ（ＧＳＭ）、パーソナル通信サービス（ＰＣＳ）方式、無線ディジタル通信網（ＤＣＳ）、統合ディジタル拡張ネットワーク（ｉＤＥＮ）、ユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・システム（ＵＭＴＳ）、および産業科学医療（ＩＳＭ）システムの各々の中の信号の受信および送信のうちの少なくとも一方を行うことができ、前記アレイ・アンテナ・アセンブリは、各システム内の周波数に対して約２．５以下のＶＳＷＲを示す、請求項１９に記載のアレイ・アンテナ・アセンブリ。
22. 前記アレイ・アンテナ・アセンブリは、各システム内の周波数に対して少なくとも約３デシベルアイソトロピックの利得を示す、請求項２１に記載のアレイ・アンテナ・アセンブリ。
23. 基地局サブシステムでの使用に適したマルチバンド・アンテナ・アセンブリを提供する段階を備える方法であって、
    前記マルチバンド・アンテナ・アセンブリは、
    少なくとも２つの放射素子と、
    前記少なくとも２つの放射素子の各々に接続された伝送線と、
    該伝送線に接続され、前記マルチバンド・アンテナ・アセンブリによって受信および送信のうちの少なくとも一方が行われる少なくとも１つまたは複数の信号の入力インピーダンスを、前記同調整合共振器内の電場を変更することによって変化させることができる同調整合共振器とを含む、方法。
24. 前記マルチバンド・アンテナ・アセンブリを基地局サブシステムに結合する段階をさらに備える、請求項２３に記載の方法。
25. 前記同調整合共振器のバランおよび誘電体装荷軸受筒の少なくとも一つを移動して、前記マルチバンド・アンテナ・アセンブリによって受信および送信のうちの少なくとも一方が行われる前記少なくとも１つまたは複数の信号の入力インピーダンスを変更する段階をさらに備え、それによって、前記マルチバンド・アンテナ・アセンブリによって受信および送信のうちの少なくとも一方が行われる信号の周波数帯域幅を調整する、請求項２３または２４に記載の方法。

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