JP2017034675A - 窓組立体のためのマルチバンドアンテナ - Google Patents

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Abstract

【課題】マルチバンドスペクトルの周波数に亘ってデータを送受信するアンテナを提供すること。【解決手段】アンテナが、第１軸線に沿って延びる直線状エッジ部を規定する接地要素を含む。放射素子が、接地要素から離間している。給電素子が、接地要素に結合される第１の導体と、放射素子に結合される第２の導体とを有する。放射素子は、第１軸線を横断する第２軸線に沿って互いに略平行に延びる２つの放射セグメントを含み、各放射セグメントは、第２軸線に対して垂直に測定される幅を規定する。一方の放射セグメントの幅は、他方の放射セグメントの幅よりも大きい。結合部が、放射セグメントを接続し且つ接地要素の直線状エッジ部と対向する直線状エッジ部を含む。結合部の直線状エッジ部は、第１軸線を横断する第３軸線に沿って延びる。基板と組み合わせた場合に、アンテナは、窓組立体の構成要素である。【選択図】図４

Description

本発明は、概して、窓組立体のためのアンテナに関する。
近年、グローバル移動体通信、産業(Industrial)、科学(Science)、及び医療(Medical)用（ISM）等の用途、及びロングタームエボリューション（LTE）の用途にマルチバンド無線周波数を送受信することが可能な通信アンテナを含む車両の需要が増大している。このような通信アンテナは、従来から嵩ばり、専用のハウジング、プリント回路基板（PCB）等の必要以上の部品を必要とする。これらの同じ理由から、このような従来の通信アンテナは、窓組立体に実際には実装することができない。さらに、このような通信アンテナは、典型的には車両の屋根に配置されており、これにより、車両設計の観点からこのような通信アンテナを審美的に魅力の乏しいものにしている。また、いくつかのアンテナは、窓組立体に実装されているが、このような従来のアンテナは、マルチバンドスペクトルの周波数に亘ってデータを適切に送受信することができない。
アンテナが、第１軸線に沿って延びる直線状エッジ部を規定する接地要素を含む。アンテナは、接地要素から離間される放射素子を含む。アンテナは、接地要素に結合される第１の導体及び放射素子に結合される第２の導体を有する給電素子を含む。放射素子は、第１軸線を横断する第２軸線に沿って互いに略平行に延びる２つの放射セグメントを含む。各放射セグメントは、第２軸線に対して垂直に測定される幅を規定する。一方の放射セグメントの幅は、他方の放射セグメントの幅よりも大きい。結合部が、放射セグメントを接続し、且つ接地要素の直線状エッジ部と対向する直線状エッジ部を含む。結合部の直線状エッジ部は、第１軸線を横断する第３軸線に沿って延びる。
窓組立体が、表面を規定する基板と、この基板の表面上に配置されたアンテナとを含む。アンテナは、第１軸線に沿って延びる直線状エッジ部を規定する接地要素を含む。アンテナは、接地要素から離間される放射素子を含む。アンテナは、接地要素に結合される第１の導体及び放射素子に結合される第２の導体を有する給電素子を含む。放射素子は、第１軸線を横断する第２軸線に沿って互いに略平行に延びる２つの放射セグメントを含む。各放射セグメントは、第２軸線に対して垂直に測定される幅を規定する。一方の放射セグメントの幅は、他方の放射セグメントの幅よりも大きい。結合部は、放射セグメントを接続し、且つ接地要素の直線状エッジ部と対向する直線状エッジ部を含む。結合部の直線状エッジ部は、第１軸線を横断する第３軸線に沿って延びる。
アンテナ及び窓組立体は、特にＬＴＥ、ＩＳＭ、及びグローバル移動体通信用途の無線周波数（RF）信号の最適化された送受信を提供する。アンテナは、このアンテナを窓組立体に実装することができ、それによって審美性を向上させるように低プロファイルを有する。放射セグメントは、第２軸線に沿って互いに略平行に延び、マルチバンド送受信機能を提供する。放射セグメントの異なる幅、及び第１軸線と第３軸線との間の横断関係によって、アンテナに改善されたインピーダンス整合及び同調機能を提供する。このように、アンテナは、堅牢且つ多用途であり、様々な通信アプリケーションに適合するように構成することができる。
本発明の他の利点は、添付図面に関連して考慮するときに、以下の詳細な説明を参照することによってより本発明を良く理解できた際に、理解されるであろう。
一実施形態に係る、基板と、この基板上に配置されたアンテナとを含む窓組立体を有する車両の斜視図である。 その上に配置されたアンテナを含む窓組立体の基板の一実施形態の部分断面図である。 その上に配置されたアンテナを含む窓組立体の基板の別の実施形態の部分断面図である。 一実施形態に係るアンテナの斜視図である。 別の実施形態に係るアンテナの斜視図である。 別の実施形態に係るアンテナの斜視図である。 別の実施形態に係るアンテナの斜視図である。 さらに別の実施形態に係るアンテナの斜視図である。 図４のアンテナの接地要素及び放射素子の拡大図である。 図４のアンテナについての周波数−利得チャートである。 図４のアンテナの８４０ＭＨｚでの遠視野利得パターンである。 図４のアンテナの１９４０ＭＨｚでの遠視野利得パターンである。 図４のアンテナの２５００ＭＨｚでの遠視野利得パターンである。
図面を参照すると、同様の参照符号が、いくつかの図を通して対応する部品を示し、窓組立体が、図１に参照符号１０として概略的に示されている。図１に示されるように、窓組立体１０は、車両１２用のアセンブリである。図１に示されるように、窓組立体１０は、リアウィンドウ（リアガラス）であってもよい。あるいはまた、窓組立体１０は、車両１２のフロントウィンドウ（フロントガラス）、屋根ウィンドウ（サンルーフ）、又は他のウィンドウであってもよい。典型的に、車両１２は、開口部を規定し、窓組立体１０は、この開口部を閉じる。開口部は、典型的には導電性である車両１２の窓枠１４により通常規定される。窓組立体１０にアンテナ１６を利用することによって、車両１２の種々の電子システムへの通信機能を提供する。
あるいはまた、窓組立体１０は、車両１２以外の用途であってもよい。例えば、窓組立体１０は、航空機、又は住宅、ビル等の建築用途であってもよい。
図面全体を通して示されるように、窓組立体１０は、アンテナ１６を含む。以下に詳細に説明するように、アンテナ１６は、ＲＦ信号を送信するように構成される。代替的に又は追加的に、アンテナ１６は、ＲＦ信号を受信するように構成される。アンテナ１６は、広範囲の（マルチバンド）周波数に亘ってＲＦ信号を送受信することが可能である。例えば、アンテナ１６は、６００メガヘルツ（ＭＨＺ）〜６ギガヘルツ（ＧＨｚ）の範囲のＲＦ信号を送受信することが可能である。アンテナ１６は、グローバル移動体通信、ＬＴＥ、及びＩＳＭ無線帯域用途のＲＦ信号を送受信するように構成される。アンテナ１６の幾何学的形状、構成要素、及び特性に関する様々な詳細について、以下に示す。
図面に示されるように、アンテナ１６は、平面又は略平面である。換言すると、アンテナ１６は、このアンテナ１６が平面内に、例えば基板１７の表面に実質的に置かれるように、実質的に平坦な構成又は低プロファイルを示す。平面又は略平面にすることによって、アンテナ１６は、最小限のスペースを占め、且つ車両１２の乗員に対して容易に見えないようにすることが可能である。アンテナ１６は、基板１７の表面上に又は基板１７内に容易に配置することができる。当然ながら、アンテナ１６は、完全に平坦ではないかもしれない。代わりに、アンテナ１６は、窓組立体１０上に又は内に容易に設置するのに十分な平面とすることができる。一例では、アンテナ１６は、このアンテナ１６が、０ミリメートル（ｍｍ）より大きく、３ｍｍ未満の厚さを有するような平面である。
窓組立体１０は、１つのアンテナ１６又は複数のアンテナ１６を含んでもよい。複数のアンテナ１６のうちのいずれかは、本明細書に記載されるような適切な任意の構成を有してもよい。複数のアンテナ１６は、同様の又は異なる構成を有してもよい。
図１〜図８を通して示されるように、窓組立体１０は、基板１７を含む。一実施形態では、基板１７は、ガラスの入った窓枠(pane)である。ガラスの入った窓枠は、好ましくは、自動車用ガラスであり、より好ましくは、ソーダ石灰シリカガラスである。基板１７は、非導電性である。一実施形態では、用語「非導電性」は、異なる電位の導体同士の間に配置されたときに、電流がこの材料を通って流れないか又は極僅かしか流れない絶縁体又は誘電体等の材料を一般的に意味する。
基板１７は、光に対して実質的に透明である。しかしながら、基板１７は、着色又は色合いを付けてもよく、依然として光に対して実質的に透明とすることができる。一実施形態では、用語「実質的に透明」とは、６０パーセントより大きな可視光透過率を有するものとして規定される。他の実施形態では、基板１７は、プラスチック、ガラス繊維、又は他の適切な非導電性且つ実質的に透明な材料であってもよい。自動車用途のために、基板１７は、厚さ４〜７ｍｍの間等の適切な任意の厚さを有することができる。
一実施形態では、図２に示されるように、窓組立体１０は、外面１７ａと内面１７ｂとを有する単一の基板１７を含む。設置したときに、外面１７ａは、車両１２の外部に対向し、内面１７ｂは、車両１２の内部に対向する。
あるいはまた、図３に示されるように、窓組立体１０は、外部基板１８と、この外部基板１８に隣接して配置された内部基板２０とを含んでもよい。ここで、窓組立体１０は、外部基板１８及び内部基板２０の組合せによって形成される。換言すれば、外部基板１８及び内部基板２０は、好ましくは、窓組立体１０を形成するために一緒に接合される。
設置したときに、外部基板１８は、車両１２の外部に隣接して配置され、内部基板２０は、車両１２の内部に隣接して配置される。外部基板１８は、内部基板２０から離間させることができ、それによって、基板１８，２０が、互いに接触しなくなる。あるいはまた、外部基板１８は、内部基板２０に直接的に当接してもよい。
外部基板１８及び内部基板２０のそれぞれは、内面１８ａ，２０ａと、外面１８ｂ，２０ｂとを有する。設置したときに、外部基板１８の外面１８ｂは、車両１２の外部に対向し、内部基板２０の外面２０ｂは、車両１２の内部に対向する。外部基板１８及び内部基板２０の内面１８ａ，２０ａは、窓組立体１０を形成するために外部基板１８及び内部基板２０を一緒に接合する場合に、互いに対向する。
必ずしも必要ではないが、図３に示されるように、中間層２２を、外部基板１８及び内部基板２０の内面１８ａ，２０ａ同士の間に配置してもよい。中間層２２によって、外部基板１８及び内部基板２０が接合され、衝突時に窓組立体１０が粉砕するのを防止することができる。中間層２２は、光に対して実質的に透明であり、典型的には、ポリビニルブチラール（PVB）等のポリマー又は熱可塑性樹脂を含む。中間層２２を実現するために他の適切な材料を使用してもよい。一実施形態では、中間層２２は、０．５ｍｍ〜１ｍｍの間の厚さを有する。当業者であれば、基板１７は、本明細書に具体的に列挙した構成以外の様々な他の構成を有し得ることを理解するだろう。
図２及び図３に最も良く示されるように、アンテナ１６は、基板１７上に配置される。図２に示されるように、アンテナ１６は、基板１７の内面１７ｂに配置してもよい。アンテナ１６を基板１７の内面１７ｂに配置して、車両１２の外部に対する環境条件からアンテナ１６を保護することができる。あるいはまた、アンテナ１６は、基板１７の外面１７ａに配置してもよい。
窓組立体１０が外部基板１８及び内部基板２０を含む場合には、図３に示されるように、アンテナ１６は、内部基板２０の外面２０ｂに配置してもよい。再び、アンテナ１６を内部基板２０の外面２０ｂに配置して、車両１２の外部に対する環境条件からアンテナ１６を保護することができる。あるいはまた、アンテナ１６は、外部基板１８と内部基板２０との間に配置してもよい。より具体的には、アンテナ１６は、中間層２２と、外部基板１８の内面１８ａとの間に配置してもよい。さらに別の実施形態では、アンテナ１６は、中間層２２と、内部基板２０の内面２０ａとの間に配置される。
図１〜図８に示されるように、アンテナ１６は、窓組立体１０の周辺エッジ部２４に隣接して配置することができる。一例では、図２に示されるように、アンテナ１６は、周辺エッジ部２４の近くに配置されるが、周辺エッジ部２４から僅かに離間している。あるいはまた、図３に示されるように、アンテナ１６を周辺エッジ部２４に接して配置してもよく、それによってアンテナ１６は、周辺エッジ部２４に直接的に配置される。アンテナ１６をこのように配置することによって、窓組立体１０を設置した後に、アンテナ１６を見えないようにするのに役立つ。アンテナ１６を目に付かないようにすることによって、審美的な魅力を大きくし、及び車両１２の乗員の視野が阻害されるのを最小化する。
図４〜図８に境界が定められるような隠蔽層２６が、アンテナ１６を隠すために基板１７に配置することができる。一実施形態では、隠蔽層２６は、セラミックプリント６２から形成される。隠蔽層２６は、典型的には、内部基板１８及び外部基板２０の一方に貼り付けられる。隠蔽層２６は、基板１７のアンテナ１６と同一又は異なる表面上に配置することができる。図面に示されるように、隠蔽層２６は、窓組立体１０の周辺エッジ部２４から延びる。隠蔽層２６は、適切な任意の厚さを有してもよい。隠蔽層２６は、審美的な魅力を構成するためにアンテナ１６及び給電素子４０を隠す。アンテナ１６は、窓枠１４に沿って設置される車両用トリムによって隠してもよい。
図１〜図８では、アンテナ１６は、周辺エッジ部２４内に配置される。換言すれば、アンテナ１６は、周辺エッジ部２４を越えて物理的に延びていない。以下に説明するように、当然ながら、アンテナ１６への電気接続は、通信システム、ラジオ、増幅器等の車両１２の外部要素に到達するために、周辺エッジ部２４を越えて延び得る。
一実施形態では、アンテナ１６は、光がアンテナ１６を通過できないように、光に対して実質的に不透明である。不透明性は、アンテナ１６の組成的な性質に由来するものでもよい。あるいはまた、アンテナ１６は、半透明又は透明であってもよい。アンテナ１６の半透明性又は透明性は、例えば、窓組立体１０の設置後にアンテナ１６の一部又は全体が車両１２の乗員の視野内に曝され得るような状況において重要となり得る。
アンテナ１６の様々な実施形態が、図４〜図８を通して示されている。各実施形態に示されるように、アンテナ１６は、接地要素３０及び放射素子３２を含む。接地要素３０は、放射素子３２から離間される。つまり、接地要素３０は、放射素子３２に直接的に接触又は当接していない。接地要素３０は、放射素子３２から第１のギャップ３４だけ離間される。第１のギャップ３４は、接地要素３０と放射素子３２との間に規定される。一実施形態では、非導電性基板１７は、第１のギャップ３４に亘って露出される。接地要素３０は、アンテナ１６の適切な動作のために、接地要素３０と放射素子３２との間を結合する静電容量を促進するために、放射素子３２から離間させる必要がある。当然ながら、当業者であれば、接地要素３０は、以下に詳細に説明するように、給電接続を介して放射素子３２に間接的に接続してもよいことを理解するだろう。
アンテナ１６、より具体的には接地要素３０及び放射素子３２は、導電性である。接地要素３０及び放射素子３２は、適切な任意の導電体から形成してもよい。一例では、接地要素３０及び放射素子３２は、銅又は銀ペースト等の導電性ペーストを含む。別の例では、接地要素３０及び放射素子３２は、銅テープ等の導電性接着剤を含む。さらに別の例では、接地要素３０及び放射素子３２は、金属セグメントを含む。
接地要素３０及び放射素子３２は、印刷、焼成、接着等の適切な任意の方法に従って、窓組立体１０に適用することができる。また、接地要素３０及び放射素子３２は、基板１７によって直接的に支持してもよい。換言すると、接地要素３０及び放射素子３２は、それぞれ、専用の構造的な支持要素又はハウジングを必要とせずにスタンドアロンとすることができる。例えば、接地要素３０及び放射素子３２は、プリント回路基板（PCB）等の他の方法を必要とせずに、基板１７上に直接的に配置してもよい。
一実施形態では、接地要素３０及び放射素子３２は、一般的な材料から一体的に形成された後に分離される。あるいはまた、接地要素３０及び放射素子３２は、別個の材料から形成される、又は別々に形成してもよい。
電流は、アンテナ１６を通電する際に、接地要素３０及び放射素子３２を通って容易に移動可能である。当然ながら、アンテナ１６は、接地要素３０及び放射素子３２を導電性にするために、通電する必要はない。つまり、接地要素３０及び放射素子３２は、それらが構成される導電性材料によって非通電状態で本質的に導電性である。
接地要素３０及び放射素子３２は、それぞれ、表面領域を規定する。表面領域は、接地要素３０及び放射素子３２のそれぞれの幾何学的境界内に規定される。このように、接接及び放射素子３０，３２の表面領域は、有限である（無限又は理論上のものではない）。
一実施形態では、接地要素３０の表面領域は、放射素子３２の表面領域よりも大きい。一例では、接地要素３０の表面領域は、１０００平方ミリメートル（ｍｍ２）よりも大きく、２５００ｍｍ２未満であり、放射素子３２の表面領域は、５００ｍｍ２よりも大きく、１５００ｍｍ２未満である。例えば、図４では、接地要素３０の表面領域は、約２１６４ｍｍ２であり、放射素子３２の表面領域は、約１３６７ｍｍ２である。別の例では、接地要素３０及び放射素子３２の表面領域は、それぞれ、５００ｍｍ２よりも大きく、１０００ｍｍ２未満である。例えば、図５では、接地要素３０の表面領域は、約９００ｍｍ２であり、放射素子３２の表面領域は、約７１５ｍｍ２である。
あるいはまた、接地要素３０の表面領域は、放射素子３２の表面領域未満であってもよい。当業者であれば、接地要素３０及び放射素子３２が、特定の用途に応じて、適切な任意の大きさの表面領域を有してもよいことを理解するであろう。
図１〜図９を通して示されるように、窓組立体１０は、アンテナ１６に通電するための給電素子４０を含む。給電素子４０は、アンテナ１６に、より具体的には、接地要素３０及び放射素子３２に結合される。給電素子４０は、アンテナ１６、より具体的には、接地要素３０及び放射素子３２に通電するように構成されており、それによって、接地要素３０及び放射素子３２は、ＲＦ信号を送受信する。給電素子４０は、接地要素３０及び放射素子３２が、ＲＦ波の励起又は受信するために能動（受動的ではない）アンテナ素子として動作するように接地要素３０及び放射素子３２に電気的に結合される。
給電素子４０は、接地要素３０に結合される第１の導体４２と、放射素子３２に結合される第２の導体４４とを有する。一実施形態では、図２及び図４に最も良く示されるように、給電素子４０は、同軸線である。より具体的には、第１の導体４２は、編組導体であってもよく、第２の導体４４は、第１の導体４２によって取り囲まれたコアワイヤであってもよい。絶縁部材４６が、第１の導体４２と第２の導体４４との間に配置され、第１の導体４２と第２の導体４４との間の干渉を防止することができる。
給電素子４０は、電源、より具体的にはＲＦ増幅器等のＲＦエネルギー源に結合される。第１の導体４２は、増幅器のアース、車両のアース、又は窓枠のアース等の電気接地に結合される。第２の導体４４は、ＲＦエネルギー源に結合され、それによって、電磁エネルギーが、第２の導体４４を通って伝搬される。
他の実施形態では、給電素子４０は、給電ストリップ、給電線、又はこれら両方の組合せを含んでもよい。また、給電素子４０は、平衡線路又は不平衡線路であってもよい。例えば、給電素子４０は、不平衡同軸ケーブル、マイクロストリップ、又は単一のワイヤ線であってもよい。給電素子４０は、適切な任意の材料を含み、アンテナ１６に通電するための適切な任意の構成を有してもよい。
また、給電素子４０は、アンテナ１６によって送受信されるＲＦ信号を制御するための適切な任意の給電ネットワークに接続される。図１〜図８に示されるように、給電素子４０は、１つの供給点において接地要素３０及び放射素子３２のそれぞれに結合することができる。あるいはまた、給電素子４０は、複数の給電点において接地要素３０及び放射素子３２のそれぞれに結合することができる。
一実施形態によれば、図２〜図９に示されるように、給電素子４０は、アンテナ１６に当接し、且つアンテナ１６と電気的に直接接続している。ここで、給電素子４０は、アンテナ１６に物理的に取り付けられた給電ストリップ又はワイヤ等の導電性材料によってアンテナ１６に電流を直接的に渡す。例えば、図４、図６、図８、及び図９に示されるように、給電素子４０は、アンテナ１６に直接的に有線接続する、又はアンテナ１６にはんだ付けすることができる。別の実施形態では、図５に示されるように、給電素子４０は、接地要素３０及び放射素子３２に電気的に接続されるコネクタ４７とインターフェイス接続する。図７に示されるように、給電素子４０は、端子又はクリンプ等の保持機構によって保持してもよい。保持機構は、接地要素３０、放射素子３２、又はこれら両方に機械的且つ電気的に結合することができる。
他の実施形態では、給電素子４０は、アンテナ１６から離間され、且つこのアンテナ１６に容量的に結合される。このような場合に、給電素子４０は、外部基板又は内部基板１８，２０及び／又は中間層２２等の誘電体材料又は空気を介してアンテナ１６に電流を誘導する。容量的に結合された場合に、給電素子４０は、アンテナ１６に有線接続されておらず且つアンテナ１６に直接的に接触しておらず、アンテナ１６と同一平面上に配置されない。例えば、給電素子４０は、内部基板２０の外面２０ｂに配置され、中間層２２と内部基板２０の内面２０ａとの間に配置されたアンテナ１６に容量的に結合してもよい。給電素子４０は、本明細書に具体的に記載されていないいくつかの他の実施形態によって、アンテナ１６から離間し、窓組立体１０上のアンテナ１６に容量的に結合してもよい。
給電素子４０は、様々な他の構成に係る窓組立体１０及びアンテナ１６に対して位置付けすることができる。例えば、図２及び図３に示されるように、給電素子４０は、基板１７の外面１７ａ又は内面１７ｂに直接的に配置してもよい。あるいはまた、給電素子４０は、外部基板１８と内部基板２０との間に配置してもよい。給電素子４０は、窓組立体１０の周辺エッジ部２４に沿って延びる電線やコネクタに接続され、それによって、この電線やコネクタは、車両１２の乗員から見えないようにされる。
一実施形態では、アンテナ１６は、単一部品として一体化することができる。接地要素３０、放射素子３２、及び給電素子４０を含む単一部品は、窓組立体１０から容易に取り外し及び取り付けることができる。単一部品は、この単一部品が内部基板１８と外部基板２０との間に容易に挟み込まれるように略平面の構成を有することができる。単一部品は、車両１２の電気システム等の対応する電気システムに接続するための嵌合コネクタを含んでもよい。
図４〜図９に示されるように、接地要素３０は、直線状エッジ部４８を規定する。直線状エッジ部４８は、第１軸線Ａ１に沿って延びる。図面では、直線状エッジ部４８は、完全に直線状に表示される。しかしながら、当業者であれば、直線状エッジ部４８は実用上の制限等のために完全に真っ直ぐでなくてもよいことを理解するだろう。つまり、直線状エッジ部４８の特定の部分は、不完全点、ノッチ、窪み等を含み得る。このように、直線状エッジ部４８は、人間の目で観察したときに、直線状エッジ部４８の殆どの部分が目に見えて第１軸線Ａ１に沿って延びるような直線部だけを必要とする。一実施形態では、直線状エッジ部４８の９０％以上が、第１軸線Ａ１に沿って延びるように目に見える。別の実施形態では、直線状エッジ部４８の９５％以上が、第１軸線Ａ１に沿って延びるように目に見える。さらに別の実施形態では、直線状エッジ部４８の９９％以上が、第１軸線Ａ１に沿って延びるように目に見える。
当然ながら、図面に示されるように、第１軸線Ａ１は、直線状エッジ部４８の幾何学的な基準方向のための数学的ツールとして提供される。実際には、第１軸線Ａ１は、表示又は存在しなくてもよい。しかしながら、第１軸線Ａ１は、定規等の別の直線状エッジ部を直線状エッジ部４８と位置合せすること、及び定規の直線状エッジ部に沿って線を描くことにより第１軸線Ａ１を定めることによって、容易に識別することができる。
図４〜図９に示されるように、放射素子３２は、２つの放射セグメント５０ａ，５０ｂを含む。２つの放射セグメント５０ａ，５０ｂは、第２軸線Ａ２に沿って互いに略平行に延びる。第２軸線Ａ２は、第１軸線Ａ１を横断して延びる。つまり、第２軸線Ａ２は、図面に示されるように、第２軸線Ａ２が、第１軸線Ａ１と最終的に交差するように、第１軸線Ａ１と非平行にされる。
第１軸線Ａ１と同様に、第２軸線Ａ２は、定規等の直線状エッジ部を２つの放射セグメント５０ａ，５０ｂと平行に位置合せすること、及び定規の直線状エッジ部に沿って線を描くことにより第２軸線Ａ２を定めることによって、容易に識別することができる。
アンテナは、マルチバンド動作を含むアンテナ１６を提供するために、２つの放射セグメント５０ａ，５０ｂを含む。つまり、各放射セグメント５０ａ，５０ｂは、送受信中に、所望の周波数又は周波数範囲を捕えるためのその幾何学的形状により構成される。２つの放射セグメント５０ａ，５０ｂが存在するので、組み合わされた場合に、周波数範囲は、以下に説明する結果に示されるように、広い周波数範囲をまとめてカバーする。
図６に示されるようないくつかの実施形態では、アンテナ１６は、２つ以上の放射セグメント５０ａ，５０ｂを含んでもよい。例えば、図６では、アンテナ１６は、第３の放射セグメント５０ｃを含む。第３の放射セグメント５０ｃは、第２軸線Ａ２に沿って他の２つの放射セグメント５０ａ，５０ｂに対して略平行に延びる。２つの放射セグメント５０ａ，５０ｂの向う側の追加の各放射セグメント５０は、追加の又はより平衡の取れた周波数範囲のカバレッジを提供することができる。しかしながら、追加の放射セグメント５０は、特定の用途のために特定の所望の周波数範囲を重視するように調整することができる２つの放射セグメント５０ａ，５０ｂの性能に影響を及ぼし得る。
当業者であれば、アンテナ１６が、２つの放射セグメント５０ａ，５０ｂの向う側の適切な数の追加の放射セグメント５０を含み得ること、そのような追加の放射セグメント５０が、本発明の範囲内の適切な任意の構成を有し得ることを理解するだろう。
各放射セグメント５０ａ，５０ｂは、第２軸線Ａ２に対して垂直に測定される幅「Ｗ」を規定する。説明の簡略化のため、一方の放射セグメント５０ａの幅のみについて、説明する。当然ながら、他方の放射セグメント５０ｂの幅は、同様に測定される。
一方の放射セグメント５０ａ，５０ｂの幅は、他方の放射セグメント５０ａ，５０ｂの幅よりも大きい。一方の放射セグメント５０ａ，５０ｂの幅は、他方の放射セグメント５０ａ，５０ｂの幅よりも「Ｎ」倍大きくてもよい。一実施形態では、各放射セグメント５０ａ，５０ｂの幅は、０ｍｍより大きく、１０ｍｍ未満である。例えば、図５に示されるように、放射セグメント５０ａの幅は１ｍｍであり、放射セグメント５０ｂの幅は６ｍｍである。このように、図５では、放射セグメント５０ａの幅は、放射セグメント５０ｂの幅よりも６倍大きい。別の実施形態では、各放射セグメント５０ａ，５０ｂの幅は、１５ｍｍより大きく、２５ｍｍ未満である。例えば、図４に示されるように、放射セグメント５０ａの幅は約１６．８ｍｍであり、放射セグメント５０ｂの幅は約２０．６ｍｍである。このように、図４では、放射セグメント５０ａの幅は、放射セグメント５０ｂの幅の約８０％である。当業者であれば、各放射セグメント５０ａ，５０ｂが、本明細書に具体的に記載されていない適切な任意の幅を有してもよいことを理解するだろう。
放射セグメント５０ａ，５０ｂの幅は、改善されたインピーダンス整合及び同調機能を含むアンテナ１６を提供するために互いに異なっている。従って、放射セグメント５０ａ，５０ｂの幅は、特定の用途又は所望の送受信周波数に応じて調整することができる。一例では、放射セグメント５０の幅が大きくなると、所望の周波数が低下し、その逆も同様である。
一実施形態では、放射セグメント５０ａ，５０ｂの幅は、放射セグメント５０ａ，５０ｂのリアクタンス値（すなわち、インダクタンス／キャパシタンスに関係するインピーダンスの虚部）を規定する。インダクタンス／キャパシタンス値は、アンテナ１６の帯域幅、インピーダンス整合及び同調機能に関して密接な関係がある。例えば、各放射セグメント５０ａ，５０ｂのキャパシタンス値は、各放射セグメント５０ａ，５０ｂの幅が増大すると、増加する。同様に、各放射セグメント５０ａ，５０ｂのキャパシタンス値は、各放射セグメント５０ａ，５０ｂの幅が減少すると、減少する。一方、各放射セグメント５０ａ，５０ｂのインダクタンス値は、各放射セグメント５０ａ，５０ｂの幅が増大すると、減少する。各放射セグメント５０ａ，５０ｂのインダクタンス値は、各放射セグメント５０ａ，５０ｂの幅が減少すると、増大する。放射セグメント５０ａ，５０ｂは、帯域幅、インピーダンス整合、及びアンテナ１６の審美性、製造等の他の制約を考慮に入れる同調プロセスのため異なる幅となる。
各放射セグメント５０ａ，５０ｂは、第２軸線Ａ２に対して平行に測定される長さ「Ｌ」を規定する。説明の簡略化のため、一方の放射セグメント５０ａのみの長さについて、説明する。当然ながら、他方の放射セグメント５０ｂの長さは、同様に測定される。
一実施形態では、図４に示されるように、例えば、一方の放射セグメント５０ａの長さは、他方の放射セグメント５０ｂの長さに略等しい。あるいはまた、図５に示されるように、例えば、一方の放射セグメント５０ａ，５０ｂの長さは、他の放射セグメント５０ａ，５０ｂの長さよりも大きい。
一実施形態では、各放射セグメント５０ａ，５０ｂの長さは、０ｍｍより大きく、１５ｍｍ未満である。例えば、図４に示されるように、放射セグメント５０ａ，５０ｂのそれぞれの長さは、約１２ｍｍである。別の実施形態では、各放射セグメント５０ａ，５０ｂの長さは、４０ｍｍより大きく、１００ｍｍ未満である。さらに、一方の放射セグメント５０ａ，５０ｂの長さは、他方の放射セグメント５０ａ，５０ｂの長さよりも「Ｎ」倍大きくてもよい。例えば、図５に示されるように、放射セグメント５０ａの長さは約９３ｍｍであり、放射セグメント５０ｂの長さは約４３ｍｍであり、放射セグメント５０ａの長さは、放射セグメント５０ｂの長さの２倍以上大きい。当業者であれば、各放射セグメント５０ａ，５０ｂが、本明細書に具体的に記載されていない適切な任意の長さを有するように構成し得ることを理解するだろう。
放射セグメント５０ａ，５０ｂは、帯域幅、インピーダンス整合、及びアンテナ１６の審美性、製造等の他の制約を考慮に入れる同調プロセスのため、異なる長さであってもよい。
放射セグメント５０ａ，５０ｂの長さは、改善されたインピーダンス整合及び同調機能を含むアンテナ１６を提供するように構成することができる。従って、放射セグメント５０ａ，５０ｂの長さは、特定の用途又は所望の送受信周波数に応じて調整することができる。放射セグメント５０ａ，５０ｂの長さは、アンテナ１６の動作周波数に影響を与える。一例では、放射セグメント５０の長さが増大すると、所望の周波数が減少し、及びその逆も同様である。放射セグメント５０ａ，５０ｂの長い方の長さは、より低い周波数に向けて動作周波数をシフトする。放射セグメント５０ａ，５０ｂの短い方の長さは、より高い周波数に向けて動作周波数をシフトする。
いくつかの実施形態では、図４に示されるように、各放射セグメント５０ａ，５０ｂの幅は、各放射セグメント５０ａ，５０ｂの長さよりも大きい。つまり、各放射セグメント５０ａ，５０ｂは、その長さよりも広い幅となっている。あるいはまた、図５〜図８に示されるように、各放射セグメント５０ａ，５０ｂの長さは、各放射セグメント５０ａ，５０ｂの幅よりも大きい。つまり、各放射セグメント５０ａ，５０ｂは、その幅よりも長い長さを有する。
上述したように、放射セグメント５０ａ，５０ｂは、アンテナ１６によって送受信される所望の周波数を捕えるように動作する。放射セグメント５０ａ，５０ｂの長さ、幅、及び位置付けは、送受信される周波数に影響を及ぼし得る。
放射セグメント５０ａ，５０ｂは、アンテナ１６のインピーダンスをケーブルや回路のインピーダンスに一致させることにより、インピーダンス整合を提供するようにさらに動作することができる。ケーブルは、例えば、アンテナ１６に通電する給電素子４０に接続される同軸ケーブル等のケーブルであってもよい。回路は、例えば、ケーブル又はリード線を介してアンテナ１６に接続された増幅器又は他の回路であってもよい。放射セグメント５０ａ，５０ｂの長さ、幅、及び位置付けは、整合目的のために、アンテナ１６のインピーダンスに影響を及ぼし得る。
放射セグメント５０ａ，５０ｂは、アンテナ１６によって送受信される無線信号の方向を変えることによって、放射パターンを変更するようにさらに動作することができる。より具体的には、放射セグメント５０ａ，５０ｂは、放射パターン（複数可）が高い無指向性を示すように、送受信される無線信号の方向を変更することができる。放射セグメント５０ａ，５０ｂの長さ、幅、及び位置付けは、放射パターンがどの様に変更されるかについて影響を及ぼし得る。
より高い周波数では、一方の放射セグメント５０ａ，５０ｂは、他方の放射セグメント５０ａ，５０ｂと比較して、放射パターンの交番に重要な役割を果たすことができる。より低い周波数では、一方の放射セグメント５０ａ，５０ｂは、他方の放射セグメント５０ａ，５０ｂに比べて、インピーダンス整合で重要な役割を果たすことができる。例えば、図５のアンテナ１６について、放射セグメント５０ｂは、放射セグメント５０ａと比較して、より低い周波数についてのインピーダンス整合に大きな影響を与える。
図４〜図９に示されるように、結合部６０によって、放射セグメント５０ａ，５０ｂを接続する。各放射セグメント５０ａ，５０ｂは、結合部６０に接続される。このように、放射素子３２は、放射セグメント５０ａ，５０ｂ及び結合部６０の組合せから構成される。放射セグメント５０ａ，５０ｂと同様に、結合部は、導電性である。
結合部６０は、接地要素３０の直線状エッジ部４８に対向する直線状エッジ部６２を含む。結合部６０の直線状エッジ部６２は、第１軸線Ａ１を横断する第３軸線Ａ３に沿って延びる。換言すれば、結合部６０の直線状エッジ部６２は、接地要素３０の直線状エッジ部４８を横断する。第３軸線Ａ３は、図面に示されるように、第３軸線Ａ３が第１軸線Ａ１と最終的に交差するように、第１軸線Ａ１に非平行にされる。
接地要素３０の直線状エッジ部４８と同様に、結合部６０の直線状エッジ部６２は、図面で完全に真っ直ぐに表示される。しかしながら、当業者であれば、直線状エッジ部６２が、実用上の制限等のために完全に真っ直ぐでなくてもよいことを理解するだろう。つまり、直線状エッジ部６２の特定の部分は、不完全点、ノッチ、窪み等を含み得る。このように、直線状エッジ部６２は、人間の目で観察したときに、直線状エッジ部６２の殆どの部分が目に見えて第３軸線Ａ３に沿って延びるように直線部だけを必要とする。一実施形態では、直線状エッジ部６２の９５％以上が、第３軸線Ａ３に沿って延びるように目に見える。別の実施形態では、直線状エッジ部６２の９９％以上が、第３軸線Ａ３に沿って延びるように目に見える。
当然ながら、図面に示されるように、第３軸線Ａ３は、直線状エッジ部６２の幾何学的な基準方向のためのツールとして提供される。実際には、第３軸線Ａ３は、表示しなくてもよい。しかしながら、第３軸線Ａ３は、定規等の直線状エッジ部を結合部６０の直線状エッジ部６２と位置合せすること、及び定規の直線状エッジ部に沿って線を描くことにより第３軸線Ａ３を定めることによって、容易に識別することができる。
第１軸線Ａ１と第３軸線Ａ３との間の横断関係、及び実用的には、結合部６０の直線状エッジ部６２と接地要素３０の直線状エッジ部４８との間の横断関係は、アンテナの機能に重要である。横断関係は、アンテナ１６によって送受信される所望の周波数を捕えるためにアンテナ１６を同調させるのに役立ち得る。第３軸線Ａ３を第１軸線Ａ１に対して横断させることにより、アンテナ１６のインピーダンス整合を提供するのに役立ち、アンテナ１６によって送受信される無線信号の方向を変化させるのに役立ち得る。横断関係によって、ユニークな幾何学的構成を含むアンテナ１６を提供することができる。これらの幾何学的構成によって、例えば、アンテナ１６を、以前では可能でなかった窓組立体１０の特定の領域に配置することを可能にすることができる。
第１軸線Ａ１と、第２軸線Ａ２と、第３軸線Ａ３との間のそれぞれの幾何学的関係が、図４〜図８を通して示されている。図示されるように、第１の角度θ１が、第１軸線Ａ１と第３軸線Ａ３との間に規定される。より具体的には、第１の角度θ１は、接地要素３０の直線状エッジ部４８と結合部６０の直線状エッジ部６２との間に規定される。第２の角度θ２が、第１軸線Ａ１と第２軸線Ａ２との間に規定される。より具体的には、第２の角度θ２は、接地要素３０の直線状エッジ部４８と放射セグメント５０ａ，５０ｂの方向との間の関係を規定する。第３の角度θ３が、第２軸線Ａ２と第３軸線Ａ３との間に規定される。より具体的には、第３の角度θ３は、結合部６０の直線状エッジ部６２と放射セグメント５０ａ，５０ｂの方向との間の関係を規定する。
一実施形態では、第１角度θ１は、３°よりも大きく、４５°未満である。例えば、図８の第１の角度θ１は、約３５°である。別の実施形態では、第１の角度θ１は、５°よりも大きく、１５°未満である。例えば、図４の第１の角度θ１は、約８°であり、図７の第１角度θ１は、約９°であり、図５の第１角度θ１は、約１０°である。一般的には、第１の角度θ１は、第２軸線Ａ２又は第３軸線Ａ３のいずれかを第１軸線Ａ１と平行にする（もはや横断しない）ような角度にはできない。
アンテナ１６の性能は、結合部６０の直線状エッジ部６２と接地要素３０直線状エッジ部６２との間の横断関係によって影響を受ける。第１の角度θ１の大きさは、結合部６０の直線状エッジ部４８と接地要素３０の直線状エッジ部４８との間を結合する容量に影響を及ぼす。主に、第１の角度θ１の大きさが増大すると、アンテナ１６の動作周波数は、低周波数からより高周波数に向けてシフトする。
第１の角度θ１の大きさは、アンテナ１６よって送受信される周波数、アンテナ１６の放射パターン特性、アンテナ１６のインピーダンス整合特性、及びアンテナ１６の幾何学的形状にも影響を及ぼし得る。
一実施形態では、第２の角度θ２は、４５°よりも大きく、１３５°未満である。例えば、図８の第２の角度θ２は、約１２７°である。別の実施形態では、第２の角度θ２は、８０°よりも大きく、１００°未満である。例えば、図７の第２の角度θ２は、約８１°であり、図４の第２の角度θ２は、約９５°であり、図５及び図６のそれぞれの第２の角度θ２は、約９０°である。図５及び図６では、第２の角度θ２は、放射セグメント５０ａ，５０ｂが接地要素３０の直線状エッジ部４８に対して略垂直に延びるように９０°である。
第２の角度θ２の大きさは、アンテナ１６によって送受信される周波数、アンテナ１６の放射パターン特性、アンテナ１６のインピーダンス整合特性、及びアンテナ１６の幾何学的形状に影響を及ぼし得る。
一実施形態では、第３の角度θ３は、７５°よりも大きく、１００°未満である。例えば、図６の第３の角度θ３は、約７５°であり、図７の第３の角度θ３は、約７８°であり、図７の第３の角度θ３は、約７８°である。他の実施形態では、第３の角度θ３は、放射セグメント５０ａ，５０ｂが結合部６０の直線状エッジ部６２に対して略垂直に延びるように約９０°である。
第３の角度θ３の大きさは、アンテナ１６によって送受信される周波数、アンテナ１６の放射パターン特性、アンテナ１６のインピーダンス整合特性、及びアンテナ１６の幾何学的形状に影響を及ぼし得る。
図４〜図９に示されるように、第１のギャップ３４が、接地要素３０の直線状エッジ部４８と結合部６０の直線状エッジ部６２との間に具体的に規定される。第１のギャップ３４は、第３軸線Ａ３が第１軸線Ａ１に対して横断するため、直線状エッジ部４８，６２の間で変化する幅を有する。
いくつかの実施形態では、給電素子４０は、第１のギャップ３４を横切って延びる。より具体的には、図５〜図８に示されるように、給電素子４０の第１の導体４２は、接地要素３０の直線状エッジ部４８に隣接して、又は略近位に接続することができる。第２の導体４４は、結合部６０の直線状エッジ部６２に隣接して、又は略近位に接続することができる。第１の導体４２及び第２の導体４４を直線状エッジ部４８，６２に隣接して配置することによって、アンテナ性能及び容易な組立性を向上させることができる。給電素子４０は、接地要素３０の直線状エッジ部４８又は結合部６０の直線状エッジ部６２に沿った適切な任意の位置で第１のギャップ３４を横切って延びることができる。
あるいはまた、給電素子４０は、この給電素子４０が第１のギャップ３４を横切って延びないように位置付けされた接地要素３０及び放射素子３２に結合することができる。例えば、給電素子４０は、第１のギャップ３４から離れた位置から接地要素３０及び放射素子３２に到達することができる。
結合部６０は、第１端部６０ａと、この第１端部６０ａの反対側の第２端部６０ｂとを含む。多くの実施形態では、第１端部６０ａは、給電素子４０の基端側にあり、一方の放射セグメント５０ｂは、第２端部６０ｂに接続される。
結合部６０及び放射セグメント５０ａ，５０ｂは、一般的な材料から一体的に形成することができる。あるいはまた、結合部６０及び放射セグメント５０ａ，５０ｂは、放射素子３２を形成するために、別々に形成され、後で組み合わされる。
各放射セグメント５０ａ，５０ｂは、基端部６６と、反対側の先端部６８とを規定する。各放射セグメント５０ａ，５０ｂの基端部６６は、結合部６０に接続される。
一方の放射セグメント５０ａ，５０ｂの基端部６６は、第１端部６０ａと第２端部６０ｂとの間の適切な任意の位置で結合部６０に接続することができる。そのような例では、放射セグメント５０ａ，５０ｂは、結合部６０の第１端部６０ａ及び第２端部６０ｂの一方から延びていない。例えば、図４〜図７に示されるように、放射セグメント５０ａは、第１端部６０ａと第２端部６０ｂとの間のほぼ中間位置で結合部６０から延びる。図６では、両方の放射セグメント５０ａ，５０ｃは、第１端部６０ａと第２端部６０ｂとの間の位置から延びる。
あるいはまた、一方の放射セグメント５０ａ，５０ｂは、結合部６０の第１端部６０ａ及び第２端部６０ｂの一方から延びてもよい。例えば、図４〜図８に示されるように、放射セグメント５０ｂは、第２端部６０ｂから延びる。また、図８では、放射セグメント５０ａは、第１端部６０ａから延び、両方の放射セグメント５０ａ，５０ｂは、結合部６０の反対側のそれぞれの第１端部６０ａ，６０ｂから延びる。放射セグメント５０ａ，５０ｂが結合部６０に対して延びる位置は、アンテナ１６の審美的目的のために、又はアンテナ１６の性能に影響を与える目的のために選択することができる。例えば、放射セグメント５０ａ，５０ｂが結合部６０に対して延びる位置は、放射電流の向きを放射セグメント５０ａ，５０ｂに沿って調整することにより、放射パターンに影響を与えるように選択することができる。
給電素子４０は、結合部６０に接続することができる。具体的には、給電素子４０の第２の導体４４は、適切な任意の位置で結合部６０に接続することができる。例えば、図４〜図８に示されるように、第２の導体４４は、結合部６０の第１端部６０ａの略基端側に接続される。第２の導体４４は、第１端部６０ａと第２端部６０ｂとの間の適切な任意の位置に接続してもよい。あるいはまた、第２の導体４４は、結合部６０の第２端部６０ｂの略基端側に接続してもよい。
図４〜図８の放射セグメント５０ａ，５０ｂは、第２軸線Ａ２に沿って共通の方向に延びる。つまり、放射セグメント５０ａ，５０ｂは、直線状エッジ部６２の反対側にある結合部６０の外側エッジ部６４から延びる。放射セグメント５０ａ，５０ｂは、この放射セグメント５０ａ，５０ｂを、同じ方向に沿って電流を伝えるように近接して配置することができるように、この側面（外側エッジ部）から及びこの方向（直線状エッジ部の反対側）に延ばすことができる。これは、放射セグメント５０ａ，５０ｂの放射フィールドが、互いに構築され、及び互いに破壊しないことを保証する。
あるいはまた、放射セグメント５０ａ，５０ｂは、一般的に、結合部６０の直線状エッジ部６２から延びることができる。さらに別の実施形態では、一方の放射セグメント５０ａ，５０ｂは、結合部６０の外側エッジ部６４から延びることができる一方、他方の放射セグメント５０ａ，５０ｂは、結合部６０の直線状エッジ部６２から延びる。当然ながら、これらの実施形態のいずれかでは、放射セグメント５０ａ，５０ｂは、依然として、それら放射セグメントが延びる結合部６０の側面に拘わらず、第２軸線Ａ２に沿って互いに平行に延びる。
一実施形態では、図４〜図７に示されるように、例えば、放射素子５０ａ，５０ｂの少なくとも一方の先端部６８は、切断される。換言すれば、先端部６８は、自由にフローティングしており、他の導電部に電気的に接続していない。図４〜図７では、両方の放射セグメント５０ａ，５０ｂの先端部６８が、切断される。自由にフローティングする先端部６８は、寄生負荷(parasitic
loading)する機能を有する。切断された先端部６８と接地面との間の距離は、効果的により深い共振を形成し、それによって良好なインピーダンス整合したアンテナを提供する。
あるいはまた、図８に示されるように、放射セグメント５０ａ，５０ｂの先端部６８は、接続部７０によって互いに接続される。このように、閉ループが、結合部６０と、放射セグメント５０ａ，５０ｂと、接続部７０との間に形成される。当業者であれば、アンテナが３つ以上の放射セグメント５０を有する場合に、１つ又は複数の放射セグメント５０の先端部６８が切断される一方、他の放射セグメント５０の先端部６８は、閉ループ（複数可）を形成することを理解するだろう。
図４〜図８の放射セグメント５０ａ，５０ｂは、それぞれ、実質的に直線状である。換言すれば、放射セグメント５０ａ，５０ｂは、屈曲又は折り畳まれていない。このように、図４〜図８では、各放射セグメント５０ａ，５０ｂの全体の長さは、第２軸線Ａ２に対して略平行に延びる。図７の接続部７０は、この接続部が第２軸線Ａ２に対して略平行に延びない場合に、放射セグメント５０ａ，５０ｂの１つとみなされない。
図９は、図４によるアンテナ１６の接地要素３０と放射素子３２との間のインターフェイス接続の拡大図を提供する。図９では、接地要素３０は、接地要素３０の第１の直線状エッジ部４８に対して平行に延びる第２の直線状エッジ部７４を規定する。第１の直線状エッジ部４８及び第２の直線状エッジ部７４は、同じ線又は同一線上に配置されていない。第２の直線状エッジ部７４は、放射素子３２に対向する。
図９では、放射素子３２は、結合部６０に接続され且つ結合部６０から延びる給電受取り部８０をさらに含む。給電受取り部８０は、給電素子４０の第２の導体４４を受容するように構成される。
図９では、給電受取り部８０は、第３軸線Ａ３を横断する第１の方向に結合部６０から延びる。放射セグメント５０ａ，５０ｂは、第１の方向と反対側の第２の方向に結合部６０から延びる。図９では、給電受取り部８０は、結合部６０の第１端部６０ａにおいて結合部６０からさらに延びる。あるいはまた、給電受取り部８０は、第１端部６０ａと第２端部６０ｂとの間の位置において結合部６０から、又は第２端部６０ｂから直接的に延びてもよい。給電受取り部８０は、結合部６０の一部として一体的に形成してもよく、又は別個の構成要素としてもよい。
図９に示されるように、給電受取り部８０は、接地要素３０の第２の直線状エッジ部７４に対して平行に延び且つこの第２の直線状エッジ部７４に対向する第１の直線状エッジ部８２を規定する。第２のギャップ８４が、接地要素３０の第２の直線状エッジ部７４と、給電受取り部８０の第１の直線状エッジ部８２との間に規定される。第２のギャップ８４は、略一定の幅を有する。第１のギャップ３４は、第２のギャップ８４に通じている。第２のギャップ８４は、適切な任意の幅を有することができる。図９の実施形態では、第２のギャップ８４の幅は、約１ｍｍである。図９では、第２のギャップ８４の幅は、第１のギャップ３４の幅未満である。
この実施形態の一変形例では、給電受取り部８０の第１の直線状エッジ部８２は、接地要素３０の第２の直線状エッジ部７４を（平行ではなく）横断して延びることができる。このような場合に、第２のギャップ８４の幅は、可変であってもよい。
一実施形態では、給電素子４０は、第１のギャップ３２ではなく、第２のギャップ８４を横切って延びることにより、放射素子３２に接続される。そのような場合に、第１の導体４２は、接地要素３０の第２の直線状エッジ部７４の略基端側に接続することができる。第２の導体４４は、給電受取り部８０の第１の直線状エッジ部８２の略基端側に接続することができる。
図９では、給電受取り部６０は、給電受取り部６０の第１の直線状エッジ部８２に接続され且つこの第１の直線状エッジ部８２に対して垂直に延びる第２の直線状エッジ部８６も規定する。接地要素３０は、接地要素３０の第２の直線状エッジ部７４に接続され且つこの第２の直線状エッジ部７４に対して略垂直に延びる第３の直線状エッジ部８８を含む。この実施形態では、接地要素の第３の直線状エッジ部８８は、給電受取り部８０の第１の直線状エッジ部８２を越えて延びる。図９では、第３の直線状エッジ部８８は、第２の直線状エッジ部７４に対して略平行に延びる。
第３のギャップ９０が、接地要素３０の第３の直線状エッジ部８８と、給電受取り部８０の第２の直線状エッジ部８６との間に規定される。第３のギャップ９０は、略一定の幅を有する。第２のギャップ８４は、第３のギャップ９０に通じている。第３のギャップ９０は、適切な任意の幅を有することができる。図９の実施形態では、第３のギャップ９０の幅は、約１ｍｍであり、第２のギャップ８４と同じである。
この実施形態の一変形例では、接地要素３０の第３の直線状エッジ部８８は、給電受取り部８０の第２の直線状エッジ部８６を（垂直ではなく）横断して延びることができる。このような場合に、第３のギャップ９０の幅は、可変であってもよい。
別の実施形態では、図９に示されるように、給電素子４０は、第３のギャップ９０を横切って延びる。このような場合に、第１の導体４２は、接地要素３０の第３の直線状エッジ部８８の略基端側に接続することができる。第２の導体４４は、給電受取り部８０の第２の直線状エッジ部８６の略基端側に接続することができる。
接地要素３０の直線状エッジ部４８，７４，８８及び給電受取り部８０の直線状エッジ部８２，８６は、実用的な制限等によって完全に真っ直ぐでなくてもよい。つまり、直線状エッジ部４８，７４，８２，８６，８８のいずれかの特定の部分は、不完全点、ノッチ、窪み等を含み得る。上述したように、直線状エッジ部４８，７４，８２，８６，８８のそれぞれは、人間の目で観察したときに、各直線状エッジ部４８，７４，８２，８６，８８の殆どの部分が、目に見えて線に沿って延びるような直線部だけを必要とする。
図７に示されるように、アンテナ１６は、接地要素３０に隣接して配置された寄生接地セグメント９４を含んでもよい。寄生接地セグメント９４は、金属のプリント配線等の導電性材料から形成することができる。寄生接地セグメント９４は、（図７に示されるような）矩形の形状、Ｌ字形状、Ｔ字形状等の適切な任意の形状を有してもよい。寄生接地セグメント９４は、アンテナ１６から、より具体的には、接地要素３０から離間される。寄生接地セグメント９４は、アンテナ１６から電気的に切断され、給電素子３０から直接的に通電されない。アンテナ１６は、接地要素３０に対して寄生接地セグメント９４を所定の位置に保持するのに適した任意の非導電性部材を含むことができる。一実施形態では、図７に示されるように、接地要素３０及び寄生接地セグメント９４は、それぞれ、第１軸線Ａ１に対して垂直に規定された幅を有する。接地要素３０の幅は、寄生接地セグメント９４の幅と実質的に同じである。寄生接地セグメント９４は、間接的に通電され、メリットを変える放射パターンを提供することにより、アンテナ１６を微調整するのに役立つ。
さらに、図７に示されるように、接地要素３０は、この接地要素３０から一体的に延びる第１の接地セグメント９６ａ及び第２の接地セグメント９６ｂを含むことができる。この実施形態では、第１の接地セグメント９６ａ及び第２の接地セグメント９６ｂは、接地要素３０の直線状エッジ部４８を横断して、より具体的には、この直線状エッジ部４８に対して垂直に延びる。第１の接地セグメント９６ａ及び第２の接地セグメント９６ｂは、互いに平行に延び、共通の長さ及び幅を有する。当然ながら、放射セグメント５０ａ，５０ｂと同様に、第１の接地セグメント９６ａ及び第２の接地セグメント９６ｂは、異なる長さ及び幅を有してもよい。第３の接地セグメント９６ｃが、第１の接地セグメント９６ａ及び第２の接地セグメント９６ｂに接続することができる。図７では、第３の接地セグメント９６ｃは、第１の接地セグメント９６ａ及び第２の接地セグメント９６ｂの先端部を互いに接続する。このように、閉ループが、接地セグメント９６ａ，９６ｂ，９６ｃと、接地要素３０の直線状エッジ部４８との間に形成される。図７の接地セグメント９６ａ，９６ｂ，９６ｃは、それぞれ、実質的に直線状である。接地セグメント９６ａ，９６ｂ，９６ｃは、改善されたインピーダンス整合特性を接地要素３０に提供し、アンテナ１６を同調するのに役立ち得る。
図１０は、図４のアンテナ１６についての周波数−利得チャートである。より具体的には、図１０は、ＬＴＥの通信帯域を表す、すなわち０．５〜３．０ＧＨｚの間の周波数スペクトルについて、ｄＢで測定された反射係数を比較する。図示されるように、アンテナ１６は、ＬＴＥの通信帯域の大部分に亘って優れた（−７ｄＢ以下の）反射係数を示す。約１．７５〜２．７５ＧＨｚの広帯域の間で、アンテナ１６は、一貫して−２０ｄＢ以下の反射係数を示す。さらに、反射係数は、約０．７ＧＨｚでスパイクする。こうして、図１０は、アンテナ１６の有利なマルチバンド動作を示す。図１０は、図４のアンテナ１６の性能を示すが、図５〜図８の実施形態のいずれかは、本明細書に記載されるようにそれらの類似性によって、このような性能を同様に発揮することができる。
図１１〜図１３は、図４のアンテナについての遠距離場利得パターンを示す。図１１では、遠距離場利得は、８４０ＭＨｚで測定された。図１２では、遠距離場利得は、１９４０ＭＨｚで測定された。図１３では、遠距離場利得は、２５００ＭＨｚで測定された。測定されたスペクトルの広範な周波数（すなわち、８４０〜２５００ＭＨｚの間）にも拘わらず、遠距離場利得は、図１１〜図１３のそれぞれにおいて非常に類似している。つまり、図１１〜図１３のそれぞれでは、遠距離場利得は、水平方向の９０／２７０°の線に関して対称であり、角度範囲（０〜３６０度）の殆どの部分について、一貫して−１０〜−２０ｄＢｉの間である。従って、アンテナ１６は、広い周波数範囲に亘って実質的に無指向性を示す。図１１〜図１３は、図４のアンテナ１６の性能を示すが、図５〜図８の実施形態のいずれかは、このような性能を同様に発揮することができる。
本発明について、例示的な態様で本明細書に記載している。使用される用語は、制限ではなく、明細書の言葉の本質を意図するように理解すべきである。明らかに、本発明の多くの修正及び変形が、上記の教示に照らして可能である。本発明は、添付の特許請求の範囲に具体的に記載した以外の方法で実施し得る。

Claims (14)

  1. アンテナであって、当該アンテナは、
    第１軸線に沿って延びる直線状エッジ部を規定する接地要素と、
    該接地要素から離間される放射素子と、
    前記接地要素に結合される第１の導体及び前記放射素子に結合される第２の導体を有する給電素子と、を備えており、
    前記放射素子は、
    第１軸線を横断する第２軸線に沿って互いに略平行に延びる２つの放射セグメントであって、各放射セグメントは、第２軸線に対して垂直に測定される幅を規定し、一方の放射セグメントの幅は、他方の放射セグメントの幅より大きい、放射セグメントと、
    前記放射セグメントを接続し且つ前記接地要素の前記直線状エッジ部と対向する直線状エッジ部を含む結合部であって、前記結合部の直線状エッジ部は、第１軸線を横断する第３軸線に沿って延びる、結合部と、を有する、
    アンテナ。
  2. 前記接地要素と前記放射素子との間に第１のギャップが規定され、第１のギャップは、前記接地要素と前記放射素子との間で変化する幅を有する、請求項１に記載のアンテナ。
  3. 前記給電素子は、第１のギャップを横切って延び、第１の導体は、前記接地要素の直線状エッジ部の略基端側に接続され、第２の導体は、前記結合部の直線状エッジ部の略基端側に接続される、請求項２に記載のアンテナ。
  4. 第１軸線と第３軸線との間に第１の角度が規定され、第１軸線と第２軸線との間に第２の角度が規定され、第２軸線と第３軸線との間に第３の角度が規定され、第１の角度は、５°よりも大きく１５°未満であり、第２の角度は、８０°よりも大きく１００°未満であり、第３の角度は、７５°よりも大きく１００°未満である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のアンテナ。
  5. 第３の角度は、前記放射セグメントが、前記結合部の直線状エッジ部に対して略垂直に延びるように約９０°である、請求項４に記載のアンテナ。
  6. 各放射セグメントは、第２軸線に対して平行に測定される長さを規定し、１つの前記放射セグメントの長さは、他の前記放射セグメントの長さよりも大きい、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のアンテナ。
  7. 各放射セグメントは、第２軸線に対して平行に測定される長さを規定し、１つの前記放射セグメントの長さは、他の前記放射セグメントの長さに等しい、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のアンテナ。
  8. 各放射セグメントの前記幅は、各放射セグメントの長さよりも大きい、請求項７に記載のアンテナ。
  9. 各放射セグメントは、基端部と、対向する先端部とを規定し、前記基端部は、前記結合部に接続され、前記先端部は、切断される、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のアンテナ。
  10. 各放射セグメントは、基端部と、対向する先端部とを規定し、前記基端部は、前記結合部に接続され、前記放射セグメントの前記先端部は、接続部によって互いに接続される、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のアンテナ。
  11. 前記接地要素及び前記放射素子は、それぞれ、表面領域を規定し、前記接地要素の表面領域は、前記放射素子の表面領域よりも大きい、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のアンテナ。
  12. 前記接地要素の表面領域は、１５００ミリメートル（ｍｍ２）より大きく２５００ｍｍ２未満であり、前記放射素子の表面領域は、５００ｍｍ２より大きく１５００ｍｍ２未満である、請求項１１に記載のアンテナ。
  13. 第２軸線に沿って２つの放射セグメントに対して略平行に延びる第３の放射セグメントをさらに含む、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のアンテナ。
  14. 窓組立体であって、当該窓組立体は、
    表面を規定する基板と、
    該基板の表面上に配置されたアンテナと、を備えており、
    該アンテナは、
    第１軸線に沿って延びる直線状エッジ部を規定する接地要素と、
    該接地要素から離間される放射素子と、
    前記接地要素に結合される第１の導体及び前記放射素子に結合される第２の導体を有する給電素子と、を有しており、
    前記放射素子は、
    第１軸線を横断する第２軸線に沿って互いに略平行に延びる２つの放射セグメントであって、各放射セグメントは、第２軸線に対して垂直に測定される幅を規定しており、一方の放射セグメントの幅は、他方の放射セグメントの幅より大きい、放射セグメントと、
    該放射セグメントを接続し且つ前記接地要素の前記直線状エッジ部と対向する直線状エッジ部を含む結合部であって、前記結合部の直線状エッジ部は、第１軸線を横断する第３軸線に沿って延びる、結合部と、を有する、
    窓組立体。

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