特許 7161626 積層アンテナ構造を有するアンテナ・システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-18

(45)【発行日】2022-10-26

(54)【発明の名称】積層アンテナ構造を有するアンテナ・システム

(51)【国際特許分類】

   H01Q 13/08 20060101AFI20221019BHJP

   H01Q 21/30 20060101ALI20221019BHJP

【ＦＩ】

H01Q13/08

H01Q21/30

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2021544494

(86)(22)【出願日】2020-01-24

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-04-21

(86)【国際出願番号】 US2020014877

(87)【国際公開番号】W WO2020159806

(87)【国際公開日】2020-08-06

【審査請求日】2021-09-27

(31)【優先権主張番号】62/798,762

(32)【優先日】2019-01-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】62/834,661

(32)【優先日】2019-04-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】519006872

【氏名又は名称】エイブイエックス・アンテナ・インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100196508

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100173565

【弁理士】

【氏名又は名称】末松 亮太

(72)【発明者】

【氏名】シャンブリン，ジョン

【審査官】岸田 伸太郎

(56)【参考文献】

【文献】特許第６０４１９６６（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開平０８－２１３８３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－００９５４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００４／０１５５８２３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｑ １３／０８

Ｈ０１Ｑ ２１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アンテナ・システムであって、
回路ボードと、
第１導電性アンテナ給電路を通じて、前記回路ボードに電気的に結合された第１アンテナ構造と、
前記第１アンテナ構造によって定められた開口を貫通する第２導電性アンテナ給電路を通じて、前記回路ボードに電気的に結合された第２アンテナ構造と、
を備え、
前記第１アンテナ構造が、前記回路ボードと前記第２アンテナ構造との間に位置付けられて、第２アンテナ構造に対して接地面を設け、
前記第１アンテナ構造が、１つ以上の短絡ポストを通じて、前記回路ボードに電気的に接地され、
前記第２アンテナ構造が、１つ以上の短絡ポストを通じて、前記第１アンテナ構造に電気的に接地される、アンテナ・システム。

【請求項2】

請求項１記載のアンテナ・システムにおいて、
前記第１アンテナ構造が第１周波数に同調され、
前記第２アンテナ構造が、前記第１周波数とは異なる第２周波数に同調される、アンテナ・システム。

【請求項3】

請求項２記載のアンテナ・システムにおいて、
前記第１周波数が、約７２２メガヘルツから約７２８メガヘルツまでの範囲に及び、
前記第２周波数が、約１９９５メガヘルツから約２０２０メガヘルツまでの範囲に及ぶ、アンテナ・システム。

【請求項4】

請求項１記載のアンテナ・システムにおいて、前記第１アンテナ構造および前記第２アンテナ構造が、各々、前記１つ以上の短絡ポストを有するモノポール・アンテナを含む、アンテナ・システム。

【請求項5】

請求項１記載のアンテナ・システムにおいて、前記第１アンテナ構造が前記第２アンテナ構造に対して接地面を設けるように、前記第１アンテナ構造の断面積が、前記第２アンテナ構造の断面積よりも大きい、アンテナ・システム。

【請求項6】

請求項１記載のアンテナ・システムにおいて、 前記第１アンテナ構造の形状が、前記第２アンテナ構造の形状とは異なる、アンテナ・システム。

【請求項7】

モジュールであって、
筐体と、
前記筐体内に配置されたアンテナ・システムであって、横方向、横断方向、および垂直方向を定める、アンテナ・システムと、
を備え、前記アンテナ・システムが、
回路ボードと、
第１導電路を通じて前記回路ボードに結合された第１アンテナ構造であって、第１周波数に同調される、第１アンテナ構造と、
前記第１アンテナ構造によって定められた開口を貫通する第２導電路を通じて、前記回路ボードに結合された第２アンテナ構造であって、前記第１周波数とは異なる第２周波数に同調される、第２アンテナ構造と、
を備え、
前記第１アンテナ構造が、前記回路ボードと前記第２アンテナ構造との間に位置付けられて、前記第２アンテナ構造に対して接地面を設け、
前記第１アンテナ構造が、１つ以上の短絡ポストを通じて、前記回路ボードに電気的に接地され、
前記第２アンテナ構造が、１つ以上の短絡ポストを通じて、前記第１アンテナ構造に電気的に接地される、モジュール。

【請求項8】

請求項７記載のモジュールにおいて、前記アンテナ・システムが、更に、
前記第１アンテナ構造と前記回路ボードとの間に配置された基板を備える、モジュール。

【請求項9】

請求項８記載のモジュールにおいて、
前記第１導電路が、前記基板によって定められた第１開口を貫通し、
前記第２導電路が、前記基板によって定められた第２開口を貫通する、モジュール。

【請求項10】

請求項８記載のモジュールにおいて、前記基板がポリカーボネート材料を含む、モジュール。

【請求項11】

請求項７記載のモジュールにおいて、前記アンテナ・システムが、更に、
前記回路ボードに結合されたエネルギ蓄積デバイスを備え、
前記回路ボードが、前記第１アンテナと前記エネルギ蓄積デバイスとの間に、垂直方向に沿って位置付けられる、モジュール。

【請求項12】

横方向、横断方向、および垂直方向を定めるアンテナ・システムであって、
回路ボードと、
導電性アンテナ給電路を通じて前記回路ボードに結合された第１アンテナ構造であって、第１周波数に同調される第１アンテナ構造と、
前記導電性アンテナ給電路を通じて前記回路ボードに結合された第２アンテナ構造であって、前記第１周波数とは異なる第２周波数に同調される、第２アンテナ構造と、
を備え、
前記第１アンテナ構造が、前記回路ボードと前記第２アンテナ構造との間に位置付けられて、前記第２アンテナ構造に対して接地面を設け、
前記第１アンテナ構造が、１つ以上の短絡ポストを通じて、前記回路ボードに電気的に接地され、
前記第２アンテナ構造が、１つ以上の短絡ポストを通じて、前記第１アンテナ構造に電気的に接地される、アンテナ・システム。

【請求項13】

請求項１２記載のアンテナ・システムにおいて、前記導電性アンテナ給電路が、前記第１アンテナ構造によって定められた開口を貫通する、アンテナ・システム。

【請求項14】

請求項１２記載のアンテナ・システムであって、更に、
カバーを備え、前記第１アンテナ構造および前記第２アンテナ構造が、前記カバーと前記回路ボードとの間に垂直方向に沿って位置付けられ、前記カバーが、前記第１アンテナ構造の断面積および前記第２アンテナ構造の断面積よりも大きい断面積を有する、アンテナ・システム。

【請求項15】

請求項１２記載のアンテナ・システムであって、更に、
前記第１アンテナ構造と前記導電性アンテナ給電路との間に、横方向に沿って結合されたフィルタを備える、アンテナ・システム。

【請求項16】

請求項１５記載のアンテナ・システムにおいて、前記フィルタが、前記第１周波数を通過させ、前記第２周波数を遮断するように構成される、アンテナ・システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

優先権主張
[0001] 本願は、 “Antenna System Having Stacked Antenna Structures”（積層アンテナ構造を有するアンテナ・システム）と題し、２０１９年１月３０日の出願日を有する米国仮特許出願第６２／７９８，７６２号の優先権を主張する。この特許出願をここで引用したことにより、その内容全体が本願にも含まれるものとする。また、本願は、“Antenna System Having Stacked Antenna Structures”（積層アンテナ構造を有するアンテナ・システム）と題し、２０１９年４月１６日の出願日を有する米国仮特許出願第６２／８３４，６６１号の優先権も主張する。 この特許出願をここで引用したことにより、その内容全体が本願にも含まれるものとする。

【0002】

分野
[0002] 本開示は、一般的には、アンテナ・システムに関し、更に特定すれば、積層アンテナ構造を有するアンテナ・システムに関する。

【従来技術】

【0003】

[0003] アンテナは、２つのデバイス間においてデータを送信および受信するために使用することができる。デバイスの中は、複数のアンテナを含み、複数の周波数帯域に跨がって通信に対応し、長期的進化（ＬＴＥ：long term evolution）のような通信規格と関連付けられた高データ速度に対応することができるものもある。例えば、ハンドヘルド・デバイス（例えば、スマートフォン）は２つのアンテナを含むことができる。２つのアンテナの内、１つは第１周波数に同調され、データを送信および受信するように構成することができる。他方のアンテナは、第１周波数とは異なる第２周波数に同調され、データを受信するように構成することができる。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

[0004] 本開示の実施形態の態様および利点は、部分的に以下の説明において明記され、この説明から学習することができ、または実施形態の実践を通じて学習することができる。

【0005】

[0005] 一態様では、アンテナ・システムを提供する。このアンテナ・システムは、回路ボードと、第１アンテナ構造と、第２アンテナ構造とを含むことができる。第１アンテナ構造は、回路ボードと第２アンテナ構造との間に位置付けられ、第２アンテナ構造に対して接地面を設ける(provide)ことができる。加えて、第１アンテナ構造は、第１導電路を通じて、回路ボードに電気的に結合することができる。第２アンテナ構造は、第１アンテナ構造によって定められた開口を貫通する第２導電路を通じて、回路ボードに電気的に結合することができる。

【0006】

[0006] 他の態様では、モジュールを提供する。このモジュールは、筐体と、この筐体内部に配置されたアンテナ・システムとを含む。アンテナ・システムは、回路ボードを含む。アンテナ・システムは、更に、第１周波数に同調された第１アンテナ構造と、第１周波数とは異なる第２周波数に同調された第２アンテナ構造とを含む。第１アンテナ構造は、第１アンテナ構造が第２アンテナ構造に接地面を設けるように、回路ボードと第２アンテナ構造との間に位置付けられている。更に、第１アンテナ構造は、第１導電路を通じて、回路ボードに結合されている。第２アンテナ構造は、第１アンテナ構造によって定められた開口を貫通する第２導電路を通じて、回路ボードに結合されている。

【0007】

[0007] 更に他の態様では、アンテナ・システムを提供する。このアンテナ・システムは、回路ボードを含む。アンテナ・システムは、更に、第１周波数に同調された第１アンテナ構造と、第１周波数とは異なる第２周波数に同調された第２アンテナ構造とを含む。第１アンテナ構造は、回路ボードと第２アンテナ構造との間に位置付けられ、第２アンテナ構造に対して接地面を設ける。更に、第１アンテナ構造および第２アンテナ構造は、各々、同じ導電性アンテナ給電路を通じて、回路ボードに結合されている。

【0008】

[0008] 種々の実施形態のこれらならびにその他の特徴、態様、および利点は、以下の説明および添付する特許請求の範囲を参照することにより、一層深く理解されよう。添付図面は、本明細書に組み込まれその一部を構成するが、本開示の実施形態を例示し、説明と併せて、関連する原理を説明する役割を果たす。

【0009】

[0009] 明細書では、添付図面を参照しながら、当業者に向けた実施形態の詳細な説明について明記する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本開示の実施形態例によるアンテナ・システムを示す。

【図2】本開示の実施形態例によるアンテナ・システムの断面図を示す。

【図3】本開示の実施形態例による図２のアンテナ・システムの第１アンテナ構造の上面図(top down view)を示す。

【図4】本開示の実施形態例によるアンテナ・システムに伴う反射損失を表すグラフを示す。

【図5】本開示の実施形態例によるアンテナ・システムの効率を表すグラフを示す。

【図6】本開示の実施形態例によるアンテナ・システムの第１アンテナ構造に伴う方位角放射パターンを表すグラフを示す。

【図7】本開示の実施形態例によるアンテナ・システムの第１アンテナ構造に伴う仰角放射パターンを表すグラフを示す。

【図8】本開示の実施形態例によるアンテナ・システムの第２アンテナ構造に伴う方位角放射パターンを表すグラフを示す。

【図9】本開示の実施形態例によるアンテナ・システムの第２アンテナ構造に伴う仰角放射パターンを表すグラフを示す。

【図10】本開示の実施形態例によるアンテナ・システムの断面図を示す。

【図11】本開示の実施形態例によるアンテナ・システムの第１アンテナ構造に伴う方位角放射パターンを表すグラフを示す。

【図12】本開示の実施形態例によるアンテナ・システムの第１アンテナ構造に伴う仰角放射パターンを表すグラフを示す。

【図13】本開示の実施形態例によるアンテナ・システムの第１アンテナ構造に伴う方位角放射パターンを表すグラフを示す。

【図14】本開示の実施形態例によるアンテナ・システムの第１アンテナ構造に伴う仰角放射パターンを表すグラフを示す。

【図15】本開示の実施形態例によるアンテナ・システムの第２アンテナ構造に伴う方位角放射パターンを表すグラフを示す。

【図16】本開示の実施形態例によるアンテナ・システムの第２アンテナ構造に伴う仰角放射パターンを表すグラフを示す。

【図17】本開示の実施形態例によるモジュールのコンポーネントのブロック図を示す。

【図18】本開示の実施形態例によるアンテナ・システムの断面図を示す。

【図19】本開示の実施形態例による第１アンテナ構造の一部の平面図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

[0029] これより、実施形態について詳しく説明する。実施形態の１つ以上の例を図面に示す。各例は、実施形態の説明として示されるのであって、本開示の限定として示されるではない。実際、本開示の範囲や主旨から逸脱することなく、実施形態に対して種々の変更および変形を行えることは、当業者には明白であろう。実例をあげると、一実施形態の一部として図示または説明する特徴を他の実施形態と共に使用して、更に他の実施形態を生み出すことができる。つまり、本開示の態様は、このような変更および変形にも及ぶことを意図している。

【0012】

[0030] 本開示の態様例は、アンテナ・システムを対象とする。このアンテナ・システムは、第１アンテナ構造と第２アンテナ構造とを含むことができる。第１アンテナ構造は、第１周波数に同調させることができる。第２アンテナ構造は、第２周波数に同調させることができる。ある実施態様では、第２周波数が第１周波数とは異なってよい。実例をあげると、第２周波数を第１周波数よりも高くすることができる。ある実施態様では、第１周波数は、約７２２ＭＨｚから約７２８ＭＨｚまでに及ぶ周波数範囲を含むことができる。あるいはまたは加えて、第１周波数は、約１９１５ＭＨｚから約１９２０ＭＨｚまでに及ぶ周波数範囲を含むことができる。ある実施態様では、第２周波数は、約１９９５ＭＨｚから約２０２０ＭＨｚまでに及ぶ周波数範囲を含むことができる。

【0013】

[0031] 第１アンテナ構造は、第２アンテナ構造とアンテナ・システムの回路ボードとの間に配置することができる。加えて、第１アンテナ構造および第２アンテナ構造は、各々、回路ボードに結合することができる。ある実施態様では、第１アンテナ構造および第２アンテナ構造は、同じ導電性アンテナ給電路を通じて、回路ボードに結合することができる。代替実施態様では、第１アンテナ構造および第２アンテナ構造は、別個の導電性アンテナ給電路を通じて、回路ボードに電気的に結合することができる。実例をあげると、第１アンテナ構造は、第１導電性アンテナ給電路を通じて、回路ボードに電気的に結合することができる。逆に、第２アンテナ構造は、第１導電性アンテナ給電路とは異なる第２導電性アンテナ給電路を通じて、回路ボードに電気的に結合することができる。第２導電性アンテナ給電路は、第１アンテナ構造によって定められた開口を貫通することができる。

【0014】

[0032] ある実施態様では、第１アンテナ構造は、１つ以上の接地または短絡ポスト(shorting post)を通じて、回路ボード（例えば、回路ボード上の導電性接地面）に電気的に接地することができる。加えて、第２アンテナ構造は、１つ以上の短絡ポストを通じて、第１アンテナ構造に電気的に接地することができる。ある実施態様では、アンテナ・システムは、回路ボードと第１アンテナ構造との間に配置された基板を含むことができる。この基板は、アンテナ給電路（１つまたは複数）および短絡ポストを収容するために、複数の開口を定めることができる。このように、導電性アンテナ給電路（１つまたは複数）および短絡ポストは、開口を通って、基板を貫通することができる。

【0015】

[0033] ある実施態様では、第１アンテナ構造の断面積は、第２アンテナ構造の断面積よりも大きくすることができる。このようにして、第１アンテナ構造は、第２アンテナ構造に対して、接地面として作用することができる。ある実施態様では、第１アンテナ構造の形状は、第２アンテナ構造の形状とは別にすることができる。実例をあげると、第１アンテナ構造の形状は矩形にすることができる。逆に、第２アンテナ構造の形状は環状にすることができる。尚、第１アンテナ構造および第２アンテナ構造は、第１アンテナ構造の断面積が第２アンテナ構造の断面積よりも大きい限り、任意の適した形状を有することができることは認められてしかるべきである。

【0016】

[0034] 本開示の態様例によるアンテナ・システムは、多数の技術的効果および利点を提供することができる。実例をあげると、アンテナ・システムの第２アンテナ構造を、アンテナ・システムの第１アンテナ構造の上に位置付けて、アンテナ・システムのフットプリントを縮小することができる。加えて、第１アンテナ構造の断面積を、第２アンテナ構造の断面積よりも大きくすることができる。このようにして、第１アンテナ構造は、第２アンテナ構造に対して接地面を設けることができる。

【0017】

[0035] 本明細書において使用する場合、「約」(about)という用語を数値と併せて使用すると、述べられる量の２０％以内を指すことを意図している。加えて、「第１」、「第２」、および「第３」という用語は、コンポーネント間で区別するために相互交換可能に使用してもよく、個々のコンポーネントの位置も重要性も意味することは意図していない。

【0018】

[0036] これより図を参照すると、図１は、本開示の実施形態例によるアンテナ・システム１００が示されている。図示のように、アンテナ・システム１００は、横方向Ｌ、横断方向Ｔ、および垂直方向Ｖを含む座標系を定めることができる。ある実施態様では、アンテナ・システム１００は、アンテナ・システム１００の１つ以上のコンポーネントに電力を供給するように構成された電源１１０（例えば、バッテリ）を含むことができる。図示のように、アンテナ・システム１００は、１つ以上の電気コンポーネント（例えば、キャパシタ、抵抗器、インダクタ、導電性接地面、集積回路、プロセッサ等）を有する回路ボード１２０を含むことができる。ある実施態様では、回路ボード１２０を電源１１０に電気的に結合することができる。このように、回路ボード１２０は電力を電源１１０から受けることができる。

【0019】

[0037] 図示のように、アンテナ・システム１００は、第１アンテナ構造１３０と第２アンテナ構造１４０とを含むことができる。ある実施態様では、アンテナ構造１３０は第１周波数に同調させることができる。逆に、第２アンテナ構造１４０は、第１周波数とは異なる第２周波数に同調させることができる。実例をあげると、第１周波数は第２周波数よりも低くすることができる。ある実施態様では、第１周波数は約７２２ＭＨｚから約７２８ＭＨｚまでに及ぶ周波数範囲を含むことができる。あるいはまたは加えて、第１周波数は、約１９１５ＭＨｚから約１９２０ＭＨｚまでに及ぶ周波数範囲を含むことができる。ある実施態様では、第２周波数は、約１９９５ＭＨｚから約２０２０ＭＨｚまでに及ぶ周波数範囲を含むことができる。

【0020】

「0038」 ある実施態様では、第１アンテナ構造１３０はデータを送信および受信するように構成することができる。実例をあげると、第１アンテナ構造１３０は、約７２２ＭＨｚから約７２８ＭＨｚまでに及ぶ範囲内に第１周波数を有するＲＦ信号によって、データを送信することができる。加えて、第１アンテナ構造１３０は、約１９１５ＭＨｚから約１９２０ＭＨｚまでに及ぶ範囲内に含まれる周波数を有するＲＦ信号によって、データを受信するように構成することができる。ある実施態様では、第２アンテナ構造１４０は、第２周波数に同調させたときに、データを受信するように構成することができる。

【0021】

[0039] 尚、第１アンテナ構造１３０および第２アンテナ構造１４０は、任意の適した形式のアンテナを含むことができることは認められてしかるべきである。実例をあげると、ある実施態様では、第１アンテナ構造１３０および第２アンテナ構造１４０は、各々、１つ以上の短絡ポストを有する上面装荷型モノポールＳアンテナ(top loaded monopole S antenna)を含むことができる。

【0022】

[0040] これより図２を参照すると、アンテナ・システム１００の断面図が示されている。図示のように、第１アンテナ構造１３０は、回路ボード１２０と第２アンテナ構造１４０との間に配置することができる。更に具体的には、第１アンテナ構造１３０は、回路ボード１２０と第２アンテナ構造１４０との間に、垂直方向Ｖに沿って配置することができる。加えて、第１アンテナ構造１３０は、第２アンテナ構造１４０とは異なる断面積にすることができる。更に具体的には、第１アンテナ構造１３０の断面積は、第２アンテナ構造１４０の断面積よりも大きくすることができる。このようにして、第１アンテナ構造１３０は、第２アンテナ構造１４０に対して接地面を設けることができる。

【0023】

[0041] ある実施態様では、第１アンテナ構造１３０は、第２アンテナ構造１４０とは異なる形状にすることができる。実例をあげると、第１アンテナ構造１３０の形状は矩形にすることができる。逆に、第２アンテナ構造１４０の形状は環状（例えば、輪、円、楕円）にすることができる。しかしながら、第１アンテナ構造１３０および第２アンテナ構造１４０は、第１アンテナ構造１３０の断面積が第２アンテナ構造１４０の断面積よりも大きい限り、任意の適した形状を有することができることは認められてしかるべきである。

【0024】

[0042] ある実施態様では、回路ボード１２０上の接地面は、第１アンテナ構造１３０とは異なる断面積にすることができる。実例をあげると、回路ボード１２０上の接地面の断面積は、第１アンテナ構造１３０の断面積よりも大きくすることができる。以下で更に詳しく論ずるが、第１アンテナ構造１３０および第２アンテナ構造１４０は、各々、回路ボード１２０に電気的に結合することができる。

【0025】

[0043] ある実施態様では、第１アンテナ構造１３０および第２アンテナ構造１４０は、各々、別々の導体（例えば、導電性ポスト）を通じて回路ボード１２０に電気的に結合することができる。実例をあげると、第１アンテナ構造１３０は、第１導電性アンテナ給電路１５０（例えば、同軸アンテナ給電路）を通じて、回路ボード１２０に電気的に結合することができる。逆に、第２アンテナ構造１４０は、第２導電性アンテナ給電路１５２（例えば、同軸アンテナ給電路）を通じて、回路ボード１２０に電気的に結合することができる。ある実施態様では、第２導電性アンテナ給電路１５２は、第１アンテナ構造１３０によって定められた開口１３２（図３）を貫通することができる。

【0026】

[0044] ある実施態様では、第１アンテナ構造１３０は、１つ以上の短絡ポスト１６０を通じて、回路ボード１２０（例えば、回路ボード１２０上の接地面）に電気的に接地することができる。尚、第１アンテナ構造１３０を回路ボード１２０に電気的に接地するためには、任意の適した数の短絡ポスト１６０を使用できることは認められてしかるべきである。実例をあげると、ある実施態様では、第１アンテナ構造１３０は、２つの短絡ポスト１６０を通じて、回路ボード１２０に電気的に結合することができる。代替実施態様では、第１アンテナ構造１３０は、もっと多いまたはもっと少ない短絡ポスト１６０を通じて、回路ボード１２０に電気的に接地することができる。

【0027】

[0045] ある実施態様では、第２アンテナ構造１４０は、複数の短絡ポスト１７０を通じて、第１アンテナ構造１３０に電気的に接地することができる。実例をあげると、ある実施態様では、第２アンテナ構造１４０は、２つの短絡ポスト１７０を通じて、第１アンテナ構造１３０に電気的に接地することができる。代替実施態様では、第２アンテナ構造１４０は、もっと多いまたはもっと少ない短絡ポスト１７０を通じて、第１アンテナ構造１３０に電気的に接地することができる。

【0028】

[0046] ある実施態様では、アンテナ・システム１００は、回路ボード１２０と第１アンテナ構造１３０との間に配置された基板１８０を含むことができる。基板１８０は、約３の比誘電率ε_ｒを有するポリマー材（例えば、ポリカーボネート材料）を含むことができる。しかしながら、基板１８０は任意の適した材料を含んでもよいことは、認められてしかるべきである。また、基板１８０は複数の開口１８２を定めることができることも認められてしかるべきである。このように、第１導体１５０、第２導体１５２、および複数の短絡ポスト１６０は、各々、基板１８０によって定められた複数の開口の内対応する開口を貫通することができる。

【0029】

[0047] ある実施態様では、アンテナ・システム１００はカバー１９０を含むことができる。図示のように、第１アンテナ構造１３０および第２アンテナ構造１４０は、回路ボード１２０とカバー１９０との間に、垂直方向Ｖに沿って位置付けることができる。加えて、カバー１９０の断面積は、第１アンテナ構造１３０の断面積および第２アンテナ構造１４０の断面積よりも大きくすることができる。このように、第１アンテナ構造１３０および第２アンテナ構造１４０をカバー１９０によって覆うことができる。尚、カバー１９０は、任意の適した材料を含んでもよいことは、認められてしかるべきである。実例をあげると、ある実施態様では、カバー１９０はプラスチック（例えば、ポリウレタン）を含むことができる。また、カバー１９０は任意の適したサイズにできることも認められてしかるべきである。実例をあげると、ある実施態様では、カバー１９０の厚さは、垂直方向Ｖに沿って測定した場合、約２ミリメートルにすることができる。

【0030】

[0048] これより図４を参照すると、本開示の実施形態例によるアンテナ１００（図１）の反射損失を表すグラフが示されている。図示のように、このグラフは、アンテナ・システムの反射損失（デシベル単位で縦軸に沿って示す）を、周波数（メガヘルツ単位で横軸に沿って示す）の関数として示す。更に具体的には、このグラフは、５００メガヘルツ（ＭＨｚ）から３０００ＭＨｚまでに及ぶ周波数範囲にわたる、アンテナ・システムの反射損失を示す。図示のように、曲線２００は、この周波数範囲において第１アンテナ構造１３０（図１）に伴う反射損失を表す。加えて、曲線２１０は、この周波数範囲において第２アンテナ構造１４０（図１）に伴う反射損失を表す。更に、曲線２２０は、第１アンテナ構造１３０と第２アンテナ構造１４０との間における分離を表す。

【0031】

[0049] これより図５を参照すると、本開示の実施形態例によるアンテナ・システム１００（図１）の効率を表すグラフが示されている。図示のように、このグラフは、アンテナ・システム１００の効率（百分率として縦軸に沿って示す）を、周波数（メガヘルツ単位で横軸に沿って示す）の関数として示す。更に具体的には、このグラフは、約７００ＭＨｚから約２４００ＭＨｚまでに及ぶ周波数範囲にわたるアンテナ・システムの効率を示す。尚、アンテナの効率は、アンテナに配信される電力の、アンテナによって放射される電力に対する比率を表すことは認められてしかるべきである。図示のように、曲線３００は、このアンテナ周波数範囲にわたる第１アンテナ構造１３０（図１）の効率を表す。加えて、曲線３１０は、この周波数範囲にわたる第２アンテナ構造１４０（図１）の効率を表す。図に示すように、第１アンテナ構造１３０は、８００ＭＨｚと１０００ＭＨｚとの間の周波数に同調させたときに、最も効率的となる。逆に、第２アンテナ構造１４０は、２０００ＭＨｚと２２００ＭＨｚとの間の周波数に同調させたときに、最も効率的となる。

【0032】

[0050] これより図６を参照すると、本開示の実施形態例による第１アンテナ構造１３０（図１）に伴う方位角平面放射パターンを表すグラフが示されている。更に具体的には、このグラフは、第１周波数（例えば、約７２５ＭＨｚ）に同調させたときの、第１アンテナ構造１３０の方位角平面放射パターンを示す。図示のように、第１アンテナ構造１３０の利得は、方位角平面において全体的に均一である。このように、第１アンテナ構造１３０に伴う方位角放射パターンは、第１アンテナ構造１３０を第１周波数に同調させたときには、無指向性と考えることができる。

【0033】

[0051] 図７は、本開示の実施形態例による第１アンテナ構造１３０（図１）に伴う仰角平面放射パターンを表すグラフを示す。更に具体的には、このグラフは、第１周波数に同調させたときの、第１アンテナ構造の仰角放射パターンを表す。図示のように、この仰角放射パターンは、メイン・ローブと複数のサイド・ローブとを含むことができる。このように、第１アンテナ構造１３０に伴う仰角放射パターンは、第１アンテナ構造１３０を第１周波数に同調させたときには、指向性と考えることができる。

【0034】

[0052] これより図８を参照すると、本開示の実施形態例による第２アンテナ構造１４０（図１）に伴う方位角放射パターンを表すグラフが示されている。更に具体的には、このグラフは、第２周波数（例えば、約１９１８ＭＨｚ）に同調させたときの、第２アンテナ構造１４０の方位角平面放射パターンを表す。図示のように、第２アンテナ構造１４０の利得は、方位角平面において全体的に均一である。このように、第２アンテナ構造１４０に伴う方位角放射パターンは、第２アンテナ構造１４０を第２周波数に同調させたときには、無指向性と考えることができる。

【0035】

[0053] 図９は、本開示の実施形態例による第２アンテナ構造１４０に伴う仰角平面放射パターンを表すグラフを示す。更に具体的には、このグラフは、第２周波数に同調させたときの、第２アンテナ構造１４０の仰角放射パターンを表す。図示のように、この仰角放射パターンは、メイン・ローブ、バック・ローブ、およびサイド・ローブを含むことができる。このように、第２アンテナ構造１４０に伴う仰角放射パターンは、第２アンテナ構造１４０を第２周波数に同調させたときには、指向性と考えることができる。

【0036】

[0054] これより図１０を参照すると、本開示の実施形態例によるアンテナ・システム５００の他の実施形態が示されている。図１０のアンテナ・システム５００は、図１から図４までを参照して先に論じたアンテナ・システム１００と同じまたは同様のコンポーネントを含むことができる。実例をあげると、図１０のアンテナ・システム５００は、第１アンテナ構造１３０と第２アンテナ構造１４０とを含むことができる。しかしながら、図１から図４までに示したアンテナ・システム１００とは対照的に、図１０に示すアンテナ・システム５００の第１アンテナ構造１３０および第２アンテナ構造１４０は、別個の導電性アンテナ給電路を通じて回路ボード１２０に結合されるのではない。代わりに、第１アンテナ構造１３０および第２アンテナ構造１４０は、各々、同じ導電性アンテナ給電路５１０を通じて回路ボード１２０に結合されている。加えて、図１０の第２アンテナ構造１４０は、１つ以上の短絡ポスト１７０（図２）を通じて、第１アンテナ構造１３０に電気的に接地されているのではない。

【0037】

[0055] これより図１１を参照すると、本開示の実施形態例による第１アンテナ・システム５００（図１０）に伴う方位角平面放射パターンを表すグラフが示されている。更に具体的には、このグラフは、第１周波数（例えば、約７２５ＭＨｚ）に同調させたときの、第１アンテナ構造１３０の方位角平面放射パターンを表す。図示のように、放射パターンは、方位角平面において全体的に均一である。このように、第１アンテナ構造１３０に伴う方位角評者パターンは、第１アンテナ構造１３０を第１周波数に同調させたときには、無指向性にすることができる。

【0038】

[0056] 図１２は、本開示の実施形態例によるアンテナ・システム５００（図１０）に伴う仰角平面放射パターンを表すグラフを示す。更に具体的には、このグラフは、第１周波数に同調させたときに、第１アンテナ構造１３０に伴う仰角放射パターンを表す。図示のように、この仰角放射パターンはサイド・ローブを含むことができる。このように、第１アンテナ構造１３０に伴う仰角放射パターンは、第１アンテナ構造１３０を第１周波数に同調させたときには、指向性にすることができる。

【0039】

[0057] これより図１３を参照すると、本開示の実施形態例によるアンテナ・システム５００（図１０）に伴う方位角放射パターンを表すグラフが示されている。更に具体的には、このグラフは、第１周波数（例えば、約１９１８MHｚ）に同調させたときに、第１アンテナ構造１３０に伴う方位角平面放射パターンを表す。図示のように、この放射パターンは方位角平面において全体的に均一である。このように、第１アンテナ構造１３０に伴う方位角放射パターンは、第１アンテナ構造１３０を第１周波数に同調させたときには、無指向性にすることができる。

【0040】

[0058] 図１４は、本開示の実施形態例によるアンテナ・システム５００（図１０）に伴う仰角平面放射パターンを表すグラフを示す。更に具体的には、このグラフは、第１周波数（例えば、約１９１８MHｚ）に同調させたときの、第１アンテナ構造１３０の仰角放射パターンを表す。図示のように、この仰角放射パターンはサイド・ローブを含むことができる。このように、第１アンテナ構造１３０に伴う仰角放射パターンは、第１アンテナ構造１３０を第１周波数に同調させたときには、指向性にすることができる。

【0041】

[0059] これより図１５を参照すると、本開示の実施形態例によるアンテナ・システム５００（図１０）に伴う方位角放射パターンを表すグラフが示されている。更に具体的には、このグラフは、第２周波数（例えば、約２００８ＭＨｚ）に同調させたときの、第２アンテナ構造１４０の方位角平面放射パターンを表す。図示のように、放射パターンは方位角平面において全体的に均一である。このように、第２アンテナ構造１４０に伴う方位角放射パターンは、第２アンテナ構造１４０を第２周波数に同調させたときには、無指向性にすることができる。

【0042】

[0060] 図１６は、本開示の実施形態例によるアンテナ・システム５００（図１０）に伴う仰角平面放射パターンを表すグラフを示す。更に具体的には、このグラフは、第２周波数に同調させたときの、第２アンテナ構造１４０の仰角放射パターンを表す。図示のように、この仰角放射パターンはサイド・ローブを含むことができる。このように、第２アンテナ構造１４０に伴う仰角放射パターンは、第２アンテナ構造１４０を第２周波数に同調させたときには、指向性にすることができる。

【0043】

[0061] これより図１７を参照すると、本開示の実施形態例によるユニットまたはモジュール６００のコンポーネントのブロック図が示されている。図示のように、モジュール６００は筐体６１０を含むことができる。モジュール６００は、更に、筐体６１０内に配置されたアンテナ・システム６２０を含むことができる。尚、アンテナ・システム６２０は任意の適したアンテナ・システムを含むことは認められてしかるべきである。ある実施態様では、アンテナ・システム６２０は図１から図４までを参照して先に論じたアンテナ・システム１００に対応することができる。代替実施態様では、アンテナ・システム６２０は図１０を参照して先に論じたアンテナ・システム５００に対応することができる。

【0044】

[0062] ある実施態様では、モジュール６００は、アンテナ・システム６２０とモジュール６００に付随する接地面６４０との間に位置付けられたスペーサ６３０を含むことができる。更に具体的には、スペーサ６３０は、接地面６４０とアンテナ・システム６２０の電源１１０（図１および図１０）との間に位置付けることができる。このように、アンテナ・システム６２０は、モジュール６００の接地面６４０から分離することができる。

【0045】

[0063] 尚、スペーサ６３０は、任意の適した材料を含んでもよいことは、認められてしかるべきである。実例をあげると、ある実施態様では、スペーサ６３０は発泡材料を含むことができる。また、モジュール６００の接地面６４０の断面積は、アンテナ・システム６２０の回路ボード１２０（図１および図１０）の断面積よりも大きくすることができることは認められてしかるべきである。このように、モジュール６００の接地面６４０は、アンテナ・システム６２０の第１アンテナ構造１３０（図１および図１０）を通して放出されるＲＦ波の逆伝搬を抑制することができる。ある実施態様では、図１および図１０のアンテナ・システムは、各々、垂直方向に１０ｍｍの高さを有する。

【0046】

[0064] 図１８は、本開示の他の実施形態例によるアンテナ・システム７００の断面図を示す。アンテナ・システム７００は、第１アンテナ構造７３０、第２アンテナ構造７４０、および回路ボード７２０を含むことができる。第１アンテナ構造７３０は、回路ボード７２０（例えば、回路ボード上の接地面）と第２アンテナ構造７４０との間に配置することができる。更に具体的には、第１アンテナ構造７３０は、回路ボード７２０と第２アンテナ構造７４０との間に、垂直方向Ｖに沿って配置することができる。加えて、第１アンテナ構造７３０は、第２アンテナ構造７４０とは異なる断面積にすることができる。更に具体的には、第１アンテナ構造７３０の断面積は、第２アンテナ構造７４０の断面積よりも大きくすることができる。このように、第１アンテナ構造１３０は、第２アンテナ構造７４０に対して接地面を形成することができる。

【0047】

[0065] ある実施態様では、第１アンテナ構造７３０は、第２アンテナ構造７４０とは異なる形状にすることができる。実例をあげると、第１アンテナ構造７３０の形状は矩形にすることができる。逆に、第２アンテナ構造７４０の形状は環状（例えば、輪、円、楕円）にすることができる。しかしながら、第１アンテナ構造７３０および第２アンテナ構造７４０は、第１アンテナ構造７３０の断面積が第２アンテナ構造７４０の断面積よりも大きい限り、任意の適した形状を有することができることは認められてしかるべきである。

【0048】

[0066] ある実施態様では、回路ボード７２０上の接地面は、第１アンテナ構造７３０とは異なる断面積にすることができる。実例をあげると、回路ボード７２０の断面積は、第１アンテナ構造７３０の断面積よりも大きくすることができる。以下で更に詳しく論ずるが、第１アンテナ構造７３０および第２アンテナ構造７４０は、各々、共通のアンテナ・フィード（例えば、導電性アンテナ給電路７１０）を使用して、回路ボード７２０に電気的に結合することができる。

【0049】

[0067] 第１アンテナ構造７３０は、１つ以上の短絡ポスト７６０を通じて、回路ボード７２０（例えば、回路ボード７２０上の接地面）に電気的に接地することができる。尚、第１アンテナ構造７３０を回路ボード７２０に電気的に接地するためには、任意の適した数の短絡ポスト７６０を使用できることは、認められてしかるべきである。実例をあげると、図１８に示すように、第１アンテナ構造７３０は、２つの短絡ポスト７６０を通じて、回路ボード７２０に電気的に接地することができる。代替実施態様では、もっと多いまたはもっと少ない短絡ポスト７６０を使用して、第１アンテナ構造７３０を回路ボード７２０に電気的に接地することができる。

【0050】

[0068] 図示のように、第２アンテナ構造７４０は、１つ以上の短絡ポスト７６２を通じて、第１アンテナ構造７３０に電気的に接地することができる。実例をあげると、図１８に示すように、第２アンテナ構造７４０は、２つの短絡ポスト７６２を通じて、第１アンテナ構造７３０に電気的に接地することができる。代替実施態様では、もっと多いまたはもっと少ない短絡ポスト７６２を使用して、第２アンテナ構造７４０を第１アンテナ構造７３０に電気的に接地することができる。

【0051】

[0069] ある実施態様では、アンテナ・システム７００は、回路ボード７２０と第１アンテナ構造７３０との間に配置された基板７８０を含むことができる。基板７８０は、約３の比誘電率ε_ｒを有するポリマー材（例えば、ポリカーボネート）を含むことができる。しかしながら、基板７８０は任意の適した材料を含んでもよいことは、認められてしかるべきである。また、基板７８０は複数の開口７８２を定めることができることも認められてしかるべきである。このように、導電性アンテナ給電路７１０および複数の短絡ポスト７６０は、各々、基板７８０によって定められた複数の開口７８２の内対応する開口を貫通することができる。

【0052】

[0070] ある実施態様では、アンテナ・システム７００はカバー７９０を含むことができる。図示のように、第１アンテナ構造７３０および第２アンテナ構造７４０は、回路ボード７２０とカバー７９０との間に、垂直方向Ｖに沿って位置付けることができる。加えて、カバー７９０の断面積は、第１アンテナ構造７３０の断面積および第２アンテナ構造７３０の断面積よりも大きくすることができる。このように、第１アンテナ構造７３０および第２アンテナ構造７４０は、カバー７９０によって覆うことができる。尚、カバー７９０は任意の適した材料を含んでもよいことは、認められてしかるべきである。実例をあげると、ある実施態様では、カバー７９０はプラスチック（例えば、ポリウレタン）を含むことができる。また、カバー７９０は任意の適した大きさに形成できることも、認められてしかるべきである。実例をあげると、ある実施態様では、カバー７９０の厚さは、垂直方向Ｖに沿って測定した場合、約２ミリメートルにすることができる。アンテナ・システム７００は、バッテリのような電源７１５を含むことができる。

【0053】

[0071] 本開示の態様例によれば、導電性アンテナ給電路７１０と第１アンテナ構造７３０との間に、フィルタ７５０（例えば、ＬＣフィルタ）を置く（例えば、結合する）ことができる。フィルタ７５０は、１つ以上のインダクタおよび／または１つ以上のキャパシタを含むことができる。フィルタ７５０は、実例をあげると、表面実装技術（例えば、１つ以上のはんだパッドによって）を使用して、導電性アンテナ給電路７１０と第１アンテナ構造７３０との間の経路において、アンテナ・システム７００に実装することができる。

【0054】

[0072] 図１９は、第１アンテナ構造７３０の一部の平面図である。図示のように、導電性アンテナ給電路７１０は第１アンテナ構造７３０を貫通する。導電性アンテナ給電路７１０は、フィルタ７５０を含む経路を通じて、第１アンテナ構造７３０に結合されている。

【0055】

[0073] ある実施形態では、フィルタ７５０は、第１アンテナ構造７３０と関連付けられた周波数を有するＲＦ信号の成分を通過させ、第２アンテナ構造７３０と関連付けられた周波数を有するＲＦ信号の成分を遮断するように構成する(figured)ことができる。実例をあげると、ある実施形態では、フィルタ７５０は、約７２２ＭＨｚから約７２８ＭＨｚまでの範囲における周波数を有するＲＦ信号の成分を通過させるように構成することができる。フィルタ７５０は、約１９１５ＭＨｚから約２０２０ＭＨｚまでの範囲における周波数を有するＲＦ信号の成分を遮断するように構成することができる。これは、更に、互いに独立して低および高帯域領域において機能するアンテナ・システムを改善する(enhance)ことができる。

【0056】

[0074] 図１８および図１９は、例示の目的で、共通の導電性アンテナ給電路と第１アンテナ構造との間に置かれたフィルタを示す。このフィルタは、本開示の範囲から逸脱することなく、共通の導電性アンテナ給電路と第２アンテナ構造との間に置くこともできる。また、アンテナ・システムは、共通の導電性アンテナ給電路と第１アンテナ構造との間に置かれた第１フィルタと、共通の導電性アンテナ給電路と第２アンテナ構造との間に置かれた第２フィルタとを含むこともできる。

【0057】

[0075] 以上、本発明の主題を、その具体的な実施形態例に関して詳細に説明したが、以上のことの理解が得られれば、当業者はこのような実施形態に対する変更、変形、および等価物は容易に生み出すことができることは、認められよう。したがって、本開示の範囲は、限定ではなく一例であり、当業者には容易に認められるように、本開示は、本発明の主題に対するこのような変更、変形、および／または追加の包含を除外することはない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】