印刷式フィルタリングアンテナ
【課題】 フィルタリングアンテナはフィルタをアンテナに整合すると同時に、余計な回路面積を増加する場合が多く、アンテナの小型化にとって不利となっているため、小型化及び良好なフィルタリング効果を達成するように、２ステージフィルタリングアンテナをいかに設計するかということは、この業界で至急の課題となっている。
【解決手段】 アンテナ部は、結合線路共振器に直接に接続される。結合線路共振器は、アンテナ部と合わせて、フィルタリング作用を提供するものであり、ショートスタブ回路と、オープンスタブ回路と、を含む。ショートスタブ回路は、開路端と、接地した短絡端と、を包含する。オープンスタブ回路は、隙間を介してショートスタブ回路に平行し、信号フィードポイントに接続され、ショートスタブ回路の開路端に対応するようにショートスタブ回路に結合される第１の端と、第２の端と、を有する。
【解決手段】 アンテナ部は、結合線路共振器に直接に接続される。結合線路共振器は、アンテナ部と合わせて、フィルタリング作用を提供するものであり、ショートスタブ回路と、オープンスタブ回路と、を含む。ショートスタブ回路は、開路端と、接地した短絡端と、を包含する。オープンスタブ回路は、隙間を介してショートスタブ回路に平行し、信号フィードポイントに接続され、ショートスタブ回路の開路端に対応するようにショートスタブ回路に結合される第１の端と、第２の端と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ装置に関し、特に、印刷式フィルタリングアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、全世界の無線通信産業の高度成長で、信号の伝送は、次第に有線伝送から無線伝送に進んできた。アンテナは、無線通信システムにおいて重要な役割を演じている。良い設計のアンテナによって、所望の通信周波数帯において、いかなる場所や方向でも信号を送受信できるという効果を達成することができる。外観が軽薄短小で、製作しやすいアンテナの設計は、主流となっている。平面型アンテナは、製作が簡単、軽量、ローコスト、他の回路と整合しやすいという利点で、通信製品中で最も広く研究されている製品となった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特定の周波数帯における信号を処理する必要があるため、フィルタは、アンテナ全体に不可欠な一部となる。近年、一部の技術は、フィルタの最後の１ステージの共振器と負荷インピーダンスの代わりに、アンテナを用いたフィルタリングアンテナを採用している。しかしながら、フィルタをアンテナに整合すると同時に、余計な回路面積を増加する場合が多く、アンテナの小型化の進歩にとって不利になる。
【０００４】
そのため、小型化及び良好なフィルタリング効果を達成するように、新たな２ステージフィルタリングアンテナをいかに設計するかということは、この業界で至急の課題となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そのため、本発明の一態様は、アンテナ部と、結合線路共振器と、を備える印刷式フィルタリングアンテナを提供する。結合線路共振器は、アンテナ部と合わせて、フィルタリング作用を提供するものであり、ショートスタブ（ｓｈｏｒｔ‐ｃｉｒｃｕｉｔｅｄ ｓｔｕｂ）回路と、オープンスタブ（ｏｐｅｎ‐ｃｉｒｃｕｉｔｅｄ ｓｔｕｂ）回路と、を含む。ショートスタブ回路は、開路端と、接地した短絡端と、を包含する。オープンスタブ回路は、アンテナ部に接続され、ショートスタブ回路の開路端に対応するようにショートスタブ回路に結合される第１の端と、第２の端と、を有し、隙間を介してショートスタブ回路に平行する。
【０００６】
本発明の一実施例によると、ショートスタブ回路及びオープンスタブ回路の等価回路は、並列する２組のキャパシタンス・インダクタンス直列共振器である。並列する２組のキャパシタンス・インダクタンス直列共振器は、２ステージフィルタリングアンテナのバンドエッジで、２つの伝達零点を発生させる。並列する２組のキャパシタンス・インダクタンス直列共振器は、２ステージフィルタリングアンテナの共振周波数で、単一のキャパシタンス・インダクタンス並列共振器に等価し、伝達極点を発生させる。
【０００７】
本発明のまた他の実施例によると、オープンスタブ回路の電気長がショートスタブ回路の電気長に等しく、即ち、オープンスタブ回路及びショートスタブ回路のそれぞれが１／４波長の回路であり、又は共振周波数での電気長がπ／２である場合、２つの伝達零点は、伝達極点に対して対称となる。オープンスタブ回路の電気長がショートスタブ回路の電気長に等しくない場合、２つの伝達零点は、伝達極点に対して対称とならない。
【０００８】
本発明のまた一つの実施例によると、ショートスタブ回路及びオープンスタブ回路のそれぞれは、共面にあるマイクロストリップ線路構造である。
【０００９】
本発明のもう一つの実施例によると、ショートスタブ回路は、共面導波路構造であり、オープンスタブ回路は、マイクロストリップ線路構造である。ショートスタブ回路とオープンスタブ回路と間の隙間には、基板を更に含み、ショートスタブ回路及びオープンスタブ回路が、基板の対向する両側に形成される。ショートスタブ回路は、回路板の接地面の伸長部である。
【００１０】
本発明の更なる実施例によると、ショートスタブ回路及びオープンスタブ回路のそれぞれは、スロット線路（ｓｌｏｔ ｌｉｎｅ）又は共面ストリップ線路（ｃｏｐｌａｎａｒ ｓｔｒｉｐｌｉｎｅ；ＣＰＳ）である。
【００１１】
本発明の更にもう一つの実施例によると、アンテナ部は、アンテナ面積を有し、結合線路共振器が、アンテナ面積内にある。
【００１２】
本発明の一実施例によると、アンテナ部は、モノポールアンテナ、Ｆ型アンテナ又は他のタイプのアンテナである。
【００１３】
本発明のもう一つの実施例によると、印刷式フィルタリングアンテナをＮステージフィルタリングアンテナにするように、結合線路共振器は、Ｎ−１ステージであり、結合線路共振器中の１ステージがアンテナ部に直接に接続されるように、各ステージの結合線路共振器が互いに結合される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の適用は、ショートスタブ回路と、オープンスタブ回路とを含む結合線路共振器の設計によって、フィルタリング効果をフィルタリングアンテナに持たせて、余計な面積コストを増加させずに、前記目的を容易に達成することを利点としている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
下記の図面の説明は、本発明の前記又はその他の目的、特徴、利点及び実施例をより分りやすくするためのものである。
【００１６】
【図１Ａ】本発明の一実施例における２ステージフィルタリングアンテナを示す幾何模式図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施例における２ステージフィルタリングアンテナを示す幾何模式図である。
【図２Ａ】本発明の一実施例におけるオープンスタブ回路及びショートスタブ回路の等価回路図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施例におけるオープンスタブ回路及びショートスタブ回路の等価回路図である。
【図２Ｃ】本発明の一実施例におけるオープンスタブ回路及びショートスタブ回路の等価回路図である。
【図３】本発明の一実施例における結合線路共振器の幾何構造及び等価回路の模擬結果を示す模式図である。
【図４】ショートスタブ回路の長さを固定し、オープンスタブ回路の長さを変化させた場合の幾何構造と等価回路の模擬結果を示す模式図である。
【図５Ａ】本発明の一実施例における２ステージフィルタリングアンテナの等価回路図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施例における２ステージフィルタリングアンテナの等価回路図である。
【図５Ｃ】本発明の一実施例における２ステージフィルタリングアンテナの等価回路図である。
【図６】本発明の一実施例における２ステージフィルタリングアンテナを示す平面図である。
【図７】図６に示した２ステージフィルタリングアンテナを示す部分拡大図である。
【図８】Ｐ‐Ｐ’線分に沿った図７に示した結合線路共振器の断面図である
【図９】本発明の実施例における２ステージフィルタリングアンテナを示す平面図である。
【図１０】本発明の実施例における２ステージフィルタリングアンテナを示す平面図である。
【図１１Ａ】本発明の２ステージフィルタリングアンテナ及び従来の単一Γ型アンテナのリターンロスの周波数応答を示す図である。
【図１１Ｂ】本発明の２ステージフィルタリングアンテナ及び従来の単一Γ型アンテナの全放射電力の周波数応答を示す図である。
【図１２Ａ】本発明の２ステージフィルタリングアンテナ及び従来の単一Γ型アンテナのアンテナ利得について＋ｚ方向での、周波数に対する応答を示す図である。
【図１２Ｂ】本発明の２ステージフィルタリングアンテナ及び従来の単一Γ型アンテナのアンテナ利得について＋ｘ方向での、周波数に対する応答を示す図である。
【図１３Ａ】本発明の２ステージフィルタリングアンテナのアンテナ放射パターンがｘ‐ｚ平面にある場合の測定結果である。
【図１３Ｂ】本発明の２ステージフィルタリングアンテナのアンテナ放射パターンがｙ‐ｚ平面にある場合の測定結果である。
【図１３Ｃ】本発明の２ステージフィルタリングアンテナのアンテナ放射パターンがｘ‐ｙ平面にある場合の測定結果である。
【図１４】本発明の一実施例におけるＮステージフィルタリングアンテナを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の一実施例による印刷式フィルタリングアンテナ１を示す幾何模式図である図１Ａを参照する。印刷式フィルタリングアンテナ１は、アンテナ部１０と、結合線路共振器１２と、を備える。
【００１８】
異なる実施例において、アンテナ部１０は、Γ型のモノポールアンテナ、Ｆ型アンテナ又は他のタイプのアンテナであってもよい。そのうち、Ａ点は、アンテナ部１０の信号フィードポイントである。結合線路共振器１２は、アンテナ部１０と合わせて、フィルタリング作用を提供することができる。図１Ａに示すように、結合線路共振器１２は、オープンスタブ（ｏｐｅｎ‐ｃｉｒｃｕｉｔｅｄ ｓｔｕｂ）回路２０と、ショートスタブ（ｓｈｏｒｔ‐ｃｉｒｃｕｉｔｅｄ ｓｔｕｂ）回路２２と、を含む。本実施例において、図１Ａに示した印刷式フィルタリングアンテナ１が、結合線路共振器１２を１つ有するため、結合線路共振器１２のステージ数は、１ステージであり、印刷式フィルタリングアンテナ１は、２ステージフィルタリングアンテナである。
【００１９】
結合線路共振器１２におけるオープンスタブ回路２０は、Ａ点位置で信号フィードポイントに接続される第１の端と、Ｃ点位置における第２の端と、を有する。ショートスタブ回路２２とオープンスタブ回路２０は、隙間２４を介して互いに平行である。ショートスタブ回路２２は、開路端と、短絡端と、を包含する。そのうち開路端は、オープンスタブ回路２０の第１の端に対応し、短絡端は、Ｂ点位置に対応する。本実施例において、ショートスタブ回路２２とオープンスタブ回路２０の電気長は等しく、いずれも１／４波長のスタブ回路である。他の実施例において、図１Ｂに示すように、必要によってはオープンスタブ回路２０及びショートスタブ回路２２の電気長が等しくならないように設計してもよい。
【００２０】
ショートスタブ回路２２とオープンスタブ回路２０が隙間２４を介して互いに平行となるような設計によって、オープンスタブ回路２０とショートスタブ回路は、前記隙間２４を介してエネルギーを２つの回路の間で互いに結合することができる。本発明の一実施例におけるオープンスタブ回路２０及びショートスタブ回路２２の等価回路図である図２Ａ〜図２Ｃを参照する。図１Ａに示した等長であるオープンスタブ回路２０及びショートスタブ回路２２を例として、オープンスタブ回路２０は、図２Ａに示したキャパシタンス・インダクタンス直列共振器Ｌａ及びＣａと等価であり、ショートスタブ回路２２は、図２Ａに示したキャパシタンス・インダクタンス並列共振器Ｌｂ’及びＣｂ’と等価である。オープンスタブ回路２０とショートスタブ回路２２との間の隙間２４は、共振器の間の電気的な結合を提供し、サセプタンス反転子（Ｊ‐ｉｎｖｅｒｔｅｒ）Ｊａｂのような機能を果たす。オープンスタブ回路２０とショートスタブ回路２２が同一の長さ及び幅を有しても、結合の存在で、キャパシタンス・インダクタンス直列共振器Ｌａ、Ｃａとキャパシタンス・インダクタンス並列共振器Ｌｂ’、Ｃｂ’は、異なる共振周波数を有する。
【００２１】
更に、図２Ａの等価回路は、図２Ｂに示したような、２組のキャパシタンス・インダクタンス直列共振器Ｌａ、Ｃａ及びＬｂ、Ｃｂが並列であり、それぞれの共振周波数がｆａ及びｆｂである構造に転換されてもよい。そのため、オープンスタブ回路２０及びショートスタブ回路２２は、バンドエッジで１組の対称となっている伝達零点を提供することができる。共振周波数ｆｒの近傍で、図２Ｂの構造は、図２Ｃに示した１組のキャパシタンス・インダクタンス並列共振器Ｌ１、Ｃ１と更に等価であってもよい。
【００２２】
図３は、本発明の一実施例における結合線路共振器１２の幾何構造及び等価回路の模擬結果を示す模式図である。そのうち、横軸は、周波数（単位：ＧＨｚ）であり、縦軸は、Ｓパラメータ（単位：ｄＢ）である。本実施例において、オープンスタブ回路２０及びショートスタブ回路２２の幅は、０．５ミリメートルであり、隙間２４の幅は、０．２ミリメートルであって、厚さが０．５０８ミリメートル、誘電率が３．３８、損失正接が０．００２７である基板に形成される。そのうち、実線線分は、図１Ａに示した結合線路共振器１２の模擬する結果を示し、破線線分は、図２Ｂに示した等価回路の模擬する結果を示し、点線線分は、図２Ｃに示した等価回路の模擬する結果を示す。
【００２３】
図３により、図２Ｂに示した等価回路と図１Ａに示した結合線路共振器１２は、相当一致する模擬結果となっていることがわかる。共振周波数ｆｒの近傍で、図２Ｃに示した等価回路と図１Ａに示した結合線路共振器１２も、相当似ている模擬結果となっている。そのうち、図３において、Ｓ１１に囲まれるのは、反射率の曲線であり、Ｓ２１に囲まれるのは、屈折率の曲線である。図３により、共振周波数ｆｒ時に発生した伝達極点は、ほぼ周波数が２．５ＧＨｚである所にあり、バンドエッジの対称する２つの伝達零点のそれぞれは、２．０ＧＨｚ及び３．０ＧＨｚに近づく所にあることがわかる。
【００２４】
図１Ｂに示すように、オープンスタブ回路２０とショートスタブ回路２２の長さが等しくないように設計される場合、バンドエッジで対称とはならない伝達零点が発生する。ショートスタブ回路２２の長さをθ＝π／２（共振周波数の場合）に固定して、オープンスタブ回路２０の長さθ１を変化させた場合の幾何構造と等価回路の模擬結果を示す模式図である図４を参照する。図４により、θ１が小さくなるにつれて、共振周波数（２．５ＧＨｚ）は、変わらず、伝達零点は、高周波へ移動することがわかる。そのため、異なる伝達零点の位置要求によって、オープンスタブ回路２０の長さθ１を調整することができる。
【００２５】
本発明の一実施例おけるアンテナ部１０と、結合線路共振器１２と、を備える２ステージフィルタリングアンテナ１の等価回路図である図５Ａ〜図５Ｃを参照する。そのうち、結合線路共振器１２の部分は、図２Ｂに示したものと同一である。そのため、２ステージのフィルタ応答を実現できる以外、結合線路共振器１２は、前記のように、バンドエッジで２つの伝達零点を発生させることもできる。結合線路共振器１２の共振周波数がｆｒの近傍にある場合、図５Ａの２ステージフィルタリングアンテナ１は、図５Ｂに示した等価回路に転換してもよく、図５Ｃに示した等価回路に更に転換してもよい。図５Ｃに示した等価回路は、即ち、代表的な２ステージ帯域フィルタの等価回路であり、そのうち、Ｌ２＝ＬＡ、Ｃ２＝ＣＡ、Ｒ０＝ＲＡ且つＣ１’＝Ｃ１＋Ｃｇである。
【００２６】
図６及び図７を参照する。図６は、本発明の一実施例における２ステージフィルタリングアンテナ１を示す平面図である。図７は、図６に示した２ステージフィルタリングアンテナ１を示す部分拡大図である。本実施例における２ステージフィルタリングアンテナ１のアンテナ部１０は、Γ型のモノポールアンテナであって、そのワイヤラッピング方式によってアンテナ面積１００を有する。そのうち、図７に示したＡ点は、アンテナ部１０の信号フィードポイントである。
【００２７】
結合線路共振器１２は、アンテナ面積１００内に形成され、アンテナ部１０と合わせて、前記フィルタリング作用を提供する。図８をともに参照する。図８は、Ｐ‐Ｐ’線分に沿っている図７に示した結合線路共振器１２の断面図である。本実施例において、オープンスタブ回路２０は、マイクロストリップ線路（ｍｉｃｒｏ ｓｔｒｉｐ）構造であり、ショートスタブ回路２２は、共面導波路構造（ｃｏｐｌａｎａｒ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ；ＣＰＷ）である。本実施例において、２ステージフィルタリングアンテナ１は、図１Ａに示した隙間２４を形成するように、ショートスタブ回路２２とオープンスタブ回路２０との間に位置する基板８を更に含む。図６において、黒色で示した部分は、基板８の上層の配置であり、灰色で示した部分は、基板８の下層の配置である。ショートスタブ回路２２とオープンスタブ回路２０との位置関係を明確にするように、図６及び図７において、基板８を示さないようにする。そのため、ショートスタブ回路２２及びオープンスタブ回路２０は、基板８の対向する両側に形成される。本実施例において、ショートスタブ回路２２は、基板８の下層に設計される接地面６（図６に示す）の伸長部である。
【００２８】
そのため、本発明におけるオープンスタブ回路２０及びショートスタブ回路２２は、側辺による結合方式によって、フィルタリング効果及び好ましいバンドエッジ選択を提供するという効果を達成することができる。そして、結合線路共振器１２をアンテナ面積１００内に設けるという設計方式によって、プリントアンテナの面積を増加させることなく、アンテナを小型化するという効果を達成することができる。
【００２９】
図９及び図１０を参照する。図９及び図１０は、本発明の２つの実施例における２ステージフィルタリングアンテナ１を示す平面図である。図９の実施例において、アンテナ部１０は、Ｆ型アンテナである。結合線路共振器１２は、アンテナを小型化するという効果を達成するように、アンテナ部１０の占めるアンテナ面積１００に形成される。図１０に示した実施例において、結合線路共振器１２のショートスタブ回路２２及びオープンスタブ回路２０として、図１Ａに示したような構造を実現するように、いずれも共面にあり、間隔をあけたマイクロストリップ線路構造を採用してもよい。他の実施例において、結合線路共振器１２におけるショートスタブ回路及びオープンスタブ回路を実現するように、前記マイクロストリップ線路及び共面導波路構造以外に、スロット線路（ｓｌｏｔ ｌｉｎｅ）、共面ストリップ線路（ｃｏｐｌａｎａｒ ｓｔｒｉｐｌｉｎｅ；ＣＰＳ）又は他の伝送線路の方式を採用してもよい。
【００３０】
図１１Ａ及び図１１Ｂを参照する。図１１Ａは、２ステージフィルタリングアンテナ及び従来の単一Γ型アンテナのリターンロス（ｒｅｔｕｒｎ ｌｏｓｓ）の周波数応答を示す図である。図１１Ｂは、２ステージフィルタリングアンテナ及び従来の単一Γ型アンテナの全放射電力（ｔｏｔａｌ ｒａｄｉａｔｅｄ ｐｏｗｅｒ）の周波数応答を示す図である。図１１Ａ及び図１１Ｂにおいて、実線線分は、本発明の２ステージフィルタリングアンテナの測定結果を示し、破線線分は、本発明の２ステージフィルタリングアンテナの模擬結果を示し、点線線分は、従来の単一Γ型アンテナの模擬結果を示す。２ステージフィルタリングアンテナの模擬結果は、２．３ＧＨｚ及び２．６ＧＨｚで２つの極点が発生し、２．１１ＧＨｚと３．３１ＧＨｚで２つの放射零点が発生することを示す。なお、動作周波数２．４５ＧＨｚでの模擬放射効率は８２％であり、２つの伝達零点での模擬放射効率のそれぞれは、０．７％及び１．１％であり、２ステージフィルタリングアンテナの測定結果と良好な一致性を示す。回路の面積が同一である場合、従来の単一Γ型アンテナより、本発明の２ステージフィルタリングアンテナは、通過帯域でより穏やかな全放射電力応答を有し、より高いバンドエッジ選択性及び良好な遮断バンド阻止を有する。
【００３１】
図１２Ａ及び図１２Ｂを参照する。図１２Ａは、２ステージフィルタリングアンテナ及び従来の単一Γ型アンテナのアンテナ利得について＋ｚ方向での、周波数に対する応答を示す図である。図１２Ｂは、２ステージフィルタリングアンテナ及び従来の単一Γ型アンテナのアンテナ利得について＋ｘ方向での、周波数に対する応答を示す図である。そのうち、ｘ方向及びｙ方向は、図６に示すようなものであり、ｚ方向は、図面の裏側から手前へ通り抜ける方向である。図１２Ａ及び図１２Ｂにおいて、実線線分は、本発明の２ステージフィルタリングアンテナの測定結果を示し、破線線分は、本発明の２ステージフィルタリングアンテナの模擬結果を示し、点線線分は、従来の単一Γ型アンテナの模擬結果を示す。図１２Ａ及び図１２Ｂより、本発明の２ステージフィルタリングアンテナは、通過帯域でより穏やかなアンテナ利得を有し、より高いバンドエッジ選択性及び良好な遮断バンド阻止を有することがわかる。
【００３２】
図１３Ａ〜図１３Ｃを参照する。図１３Ａは、中心周波数が２．４５ＧＨｚで、本発明の２ステージフィルタリングアンテナのアンテナ放射パターンがｘ‐ｚ平面にある場合の測定結果である。図１３Ｂは、中心周波数が２．４５ＧＨｚで、本発明の２ステージフィルタリングアンテナのアンテナ放射パターンがｙ‐ｚ平面にある場合の測定結果である。図１３Ｃは、中心周波数が２．４５ＧＨｚで、本発明の２ステージフィルタリングアンテナのアンテナ放射パターンがｘ‐ｙ平面にある場合の測定結果である。ｘ‐ｚ平面において、放射パターンは、全方向性（ｏｍｎｉ‐ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ）であり、そのアンテナ利得の最大値が１．２ｄＢｉである。図１３Ａ〜図１３Ｃにより、従来の単一Γ型アンテナより、本発明の２ステージフィルタリングアンテナは、相当良好な一致性を持っていることがわかる。
【００３３】
前記実施例においては、結合線路共振器が１ステージで、印刷式フィルタリングアンテナが２ステージフィルタリングアンテナを例として説明している。本発明の一実施例におけるＮステージフィルタリングアンテナ１’を示す平面図である図１４を参照する。本実施例において、印刷式フィルタリングアンテナをＮステージフィルタリングアンテナにするように、結合線路共振器を、Ｎ−１ステージに拡張してもよい。各ステージの結合線路共振器は、その中の１ステージ（本実施例では、第Ｎ−１ステージ）だけがアンテナ部１０に直接に接続されるように、互いに結合する。
【００３４】
本発明を実施形態により上記のように開示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲から逸脱しない限り、当業者ならだれでも、多様な変動や修飾を加えることができ、従って、本発明の保護範囲は、後の請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【符号の説明】
【００３５】
１…２ステージフィルタリングアンテナ、 １’…Ｎステージフィルタリングアンテナ、６…接地面、８…基板、１０…アンテナ部、１２…結合線路共振器、２０…オープンスタブ回路、２２…ショートスタブ回路、２４…隙間、１００…アンテナ面積
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ装置に関し、特に、印刷式フィルタリングアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、全世界の無線通信産業の高度成長で、信号の伝送は、次第に有線伝送から無線伝送に進んできた。アンテナは、無線通信システムにおいて重要な役割を演じている。良い設計のアンテナによって、所望の通信周波数帯において、いかなる場所や方向でも信号を送受信できるという効果を達成することができる。外観が軽薄短小で、製作しやすいアンテナの設計は、主流となっている。平面型アンテナは、製作が簡単、軽量、ローコスト、他の回路と整合しやすいという利点で、通信製品中で最も広く研究されている製品となった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特定の周波数帯における信号を処理する必要があるため、フィルタは、アンテナ全体に不可欠な一部となる。近年、一部の技術は、フィルタの最後の１ステージの共振器と負荷インピーダンスの代わりに、アンテナを用いたフィルタリングアンテナを採用している。しかしながら、フィルタをアンテナに整合すると同時に、余計な回路面積を増加する場合が多く、アンテナの小型化の進歩にとって不利になる。
【０００４】
そのため、小型化及び良好なフィルタリング効果を達成するように、新たな２ステージフィルタリングアンテナをいかに設計するかということは、この業界で至急の課題となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そのため、本発明の一態様は、アンテナ部と、結合線路共振器と、を備える印刷式フィルタリングアンテナを提供する。結合線路共振器は、アンテナ部と合わせて、フィルタリング作用を提供するものであり、ショートスタブ（ｓｈｏｒｔ‐ｃｉｒｃｕｉｔｅｄ ｓｔｕｂ）回路と、オープンスタブ（ｏｐｅｎ‐ｃｉｒｃｕｉｔｅｄ ｓｔｕｂ）回路と、を含む。ショートスタブ回路は、開路端と、接地した短絡端と、を包含する。オープンスタブ回路は、アンテナ部に接続され、ショートスタブ回路の開路端に対応するようにショートスタブ回路に結合される第１の端と、第２の端と、を有し、隙間を介してショートスタブ回路に平行する。
【０００６】
本発明の一実施例によると、ショートスタブ回路及びオープンスタブ回路の等価回路は、並列する２組のキャパシタンス・インダクタンス直列共振器である。並列する２組のキャパシタンス・インダクタンス直列共振器は、２ステージフィルタリングアンテナのバンドエッジで、２つの伝達零点を発生させる。並列する２組のキャパシタンス・インダクタンス直列共振器は、２ステージフィルタリングアンテナの共振周波数で、単一のキャパシタンス・インダクタンス並列共振器に等価し、伝達極点を発生させる。
【０００７】
本発明のまた他の実施例によると、オープンスタブ回路の電気長がショートスタブ回路の電気長に等しく、即ち、オープンスタブ回路及びショートスタブ回路のそれぞれが１／４波長の回路であり、又は共振周波数での電気長がπ／２である場合、２つの伝達零点は、伝達極点に対して対称となる。オープンスタブ回路の電気長がショートスタブ回路の電気長に等しくない場合、２つの伝達零点は、伝達極点に対して対称とならない。
【０００８】
本発明のまた一つの実施例によると、ショートスタブ回路及びオープンスタブ回路のそれぞれは、共面にあるマイクロストリップ線路構造である。
【０００９】
本発明のもう一つの実施例によると、ショートスタブ回路は、共面導波路構造であり、オープンスタブ回路は、マイクロストリップ線路構造である。ショートスタブ回路とオープンスタブ回路と間の隙間には、基板を更に含み、ショートスタブ回路及びオープンスタブ回路が、基板の対向する両側に形成される。ショートスタブ回路は、回路板の接地面の伸長部である。
【００１０】
本発明の更なる実施例によると、ショートスタブ回路及びオープンスタブ回路のそれぞれは、スロット線路（ｓｌｏｔ ｌｉｎｅ）又は共面ストリップ線路（ｃｏｐｌａｎａｒ ｓｔｒｉｐｌｉｎｅ；ＣＰＳ）である。
【００１１】
本発明の更にもう一つの実施例によると、アンテナ部は、アンテナ面積を有し、結合線路共振器が、アンテナ面積内にある。
【００１２】
本発明の一実施例によると、アンテナ部は、モノポールアンテナ、Ｆ型アンテナ又は他のタイプのアンテナである。
【００１３】
本発明のもう一つの実施例によると、印刷式フィルタリングアンテナをＮステージフィルタリングアンテナにするように、結合線路共振器は、Ｎ−１ステージであり、結合線路共振器中の１ステージがアンテナ部に直接に接続されるように、各ステージの結合線路共振器が互いに結合される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の適用は、ショートスタブ回路と、オープンスタブ回路とを含む結合線路共振器の設計によって、フィルタリング効果をフィルタリングアンテナに持たせて、余計な面積コストを増加させずに、前記目的を容易に達成することを利点としている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
下記の図面の説明は、本発明の前記又はその他の目的、特徴、利点及び実施例をより分りやすくするためのものである。
【００１６】
【図１Ａ】本発明の一実施例における２ステージフィルタリングアンテナを示す幾何模式図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施例における２ステージフィルタリングアンテナを示す幾何模式図である。
【図２Ａ】本発明の一実施例におけるオープンスタブ回路及びショートスタブ回路の等価回路図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施例におけるオープンスタブ回路及びショートスタブ回路の等価回路図である。
【図２Ｃ】本発明の一実施例におけるオープンスタブ回路及びショートスタブ回路の等価回路図である。
【図３】本発明の一実施例における結合線路共振器の幾何構造及び等価回路の模擬結果を示す模式図である。
【図４】ショートスタブ回路の長さを固定し、オープンスタブ回路の長さを変化させた場合の幾何構造と等価回路の模擬結果を示す模式図である。
【図５Ａ】本発明の一実施例における２ステージフィルタリングアンテナの等価回路図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施例における２ステージフィルタリングアンテナの等価回路図である。
【図５Ｃ】本発明の一実施例における２ステージフィルタリングアンテナの等価回路図である。
【図６】本発明の一実施例における２ステージフィルタリングアンテナを示す平面図である。
【図７】図６に示した２ステージフィルタリングアンテナを示す部分拡大図である。
【図８】Ｐ‐Ｐ’線分に沿った図７に示した結合線路共振器の断面図である
【図９】本発明の実施例における２ステージフィルタリングアンテナを示す平面図である。
【図１０】本発明の実施例における２ステージフィルタリングアンテナを示す平面図である。
【図１１Ａ】本発明の２ステージフィルタリングアンテナ及び従来の単一Γ型アンテナのリターンロスの周波数応答を示す図である。
【図１１Ｂ】本発明の２ステージフィルタリングアンテナ及び従来の単一Γ型アンテナの全放射電力の周波数応答を示す図である。
【図１２Ａ】本発明の２ステージフィルタリングアンテナ及び従来の単一Γ型アンテナのアンテナ利得について＋ｚ方向での、周波数に対する応答を示す図である。
【図１２Ｂ】本発明の２ステージフィルタリングアンテナ及び従来の単一Γ型アンテナのアンテナ利得について＋ｘ方向での、周波数に対する応答を示す図である。
【図１３Ａ】本発明の２ステージフィルタリングアンテナのアンテナ放射パターンがｘ‐ｚ平面にある場合の測定結果である。
【図１３Ｂ】本発明の２ステージフィルタリングアンテナのアンテナ放射パターンがｙ‐ｚ平面にある場合の測定結果である。
【図１３Ｃ】本発明の２ステージフィルタリングアンテナのアンテナ放射パターンがｘ‐ｙ平面にある場合の測定結果である。
【図１４】本発明の一実施例におけるＮステージフィルタリングアンテナを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の一実施例による印刷式フィルタリングアンテナ１を示す幾何模式図である図１Ａを参照する。印刷式フィルタリングアンテナ１は、アンテナ部１０と、結合線路共振器１２と、を備える。
【００１８】
異なる実施例において、アンテナ部１０は、Γ型のモノポールアンテナ、Ｆ型アンテナ又は他のタイプのアンテナであってもよい。そのうち、Ａ点は、アンテナ部１０の信号フィードポイントである。結合線路共振器１２は、アンテナ部１０と合わせて、フィルタリング作用を提供することができる。図１Ａに示すように、結合線路共振器１２は、オープンスタブ（ｏｐｅｎ‐ｃｉｒｃｕｉｔｅｄ ｓｔｕｂ）回路２０と、ショートスタブ（ｓｈｏｒｔ‐ｃｉｒｃｕｉｔｅｄ ｓｔｕｂ）回路２２と、を含む。本実施例において、図１Ａに示した印刷式フィルタリングアンテナ１が、結合線路共振器１２を１つ有するため、結合線路共振器１２のステージ数は、１ステージであり、印刷式フィルタリングアンテナ１は、２ステージフィルタリングアンテナである。
【００１９】
結合線路共振器１２におけるオープンスタブ回路２０は、Ａ点位置で信号フィードポイントに接続される第１の端と、Ｃ点位置における第２の端と、を有する。ショートスタブ回路２２とオープンスタブ回路２０は、隙間２４を介して互いに平行である。ショートスタブ回路２２は、開路端と、短絡端と、を包含する。そのうち開路端は、オープンスタブ回路２０の第１の端に対応し、短絡端は、Ｂ点位置に対応する。本実施例において、ショートスタブ回路２２とオープンスタブ回路２０の電気長は等しく、いずれも１／４波長のスタブ回路である。他の実施例において、図１Ｂに示すように、必要によってはオープンスタブ回路２０及びショートスタブ回路２２の電気長が等しくならないように設計してもよい。
【００２０】
ショートスタブ回路２２とオープンスタブ回路２０が隙間２４を介して互いに平行となるような設計によって、オープンスタブ回路２０とショートスタブ回路は、前記隙間２４を介してエネルギーを２つの回路の間で互いに結合することができる。本発明の一実施例におけるオープンスタブ回路２０及びショートスタブ回路２２の等価回路図である図２Ａ〜図２Ｃを参照する。図１Ａに示した等長であるオープンスタブ回路２０及びショートスタブ回路２２を例として、オープンスタブ回路２０は、図２Ａに示したキャパシタンス・インダクタンス直列共振器Ｌａ及びＣａと等価であり、ショートスタブ回路２２は、図２Ａに示したキャパシタンス・インダクタンス並列共振器Ｌｂ’及びＣｂ’と等価である。オープンスタブ回路２０とショートスタブ回路２２との間の隙間２４は、共振器の間の電気的な結合を提供し、サセプタンス反転子（Ｊ‐ｉｎｖｅｒｔｅｒ）Ｊａｂのような機能を果たす。オープンスタブ回路２０とショートスタブ回路２２が同一の長さ及び幅を有しても、結合の存在で、キャパシタンス・インダクタンス直列共振器Ｌａ、Ｃａとキャパシタンス・インダクタンス並列共振器Ｌｂ’、Ｃｂ’は、異なる共振周波数を有する。
【００２１】
更に、図２Ａの等価回路は、図２Ｂに示したような、２組のキャパシタンス・インダクタンス直列共振器Ｌａ、Ｃａ及びＬｂ、Ｃｂが並列であり、それぞれの共振周波数がｆａ及びｆｂである構造に転換されてもよい。そのため、オープンスタブ回路２０及びショートスタブ回路２２は、バンドエッジで１組の対称となっている伝達零点を提供することができる。共振周波数ｆｒの近傍で、図２Ｂの構造は、図２Ｃに示した１組のキャパシタンス・インダクタンス並列共振器Ｌ１、Ｃ１と更に等価であってもよい。
【００２２】
図３は、本発明の一実施例における結合線路共振器１２の幾何構造及び等価回路の模擬結果を示す模式図である。そのうち、横軸は、周波数（単位：ＧＨｚ）であり、縦軸は、Ｓパラメータ（単位：ｄＢ）である。本実施例において、オープンスタブ回路２０及びショートスタブ回路２２の幅は、０．５ミリメートルであり、隙間２４の幅は、０．２ミリメートルであって、厚さが０．５０８ミリメートル、誘電率が３．３８、損失正接が０．００２７である基板に形成される。そのうち、実線線分は、図１Ａに示した結合線路共振器１２の模擬する結果を示し、破線線分は、図２Ｂに示した等価回路の模擬する結果を示し、点線線分は、図２Ｃに示した等価回路の模擬する結果を示す。
【００２３】
図３により、図２Ｂに示した等価回路と図１Ａに示した結合線路共振器１２は、相当一致する模擬結果となっていることがわかる。共振周波数ｆｒの近傍で、図２Ｃに示した等価回路と図１Ａに示した結合線路共振器１２も、相当似ている模擬結果となっている。そのうち、図３において、Ｓ１１に囲まれるのは、反射率の曲線であり、Ｓ２１に囲まれるのは、屈折率の曲線である。図３により、共振周波数ｆｒ時に発生した伝達極点は、ほぼ周波数が２．５ＧＨｚである所にあり、バンドエッジの対称する２つの伝達零点のそれぞれは、２．０ＧＨｚ及び３．０ＧＨｚに近づく所にあることがわかる。
【００２４】
図１Ｂに示すように、オープンスタブ回路２０とショートスタブ回路２２の長さが等しくないように設計される場合、バンドエッジで対称とはならない伝達零点が発生する。ショートスタブ回路２２の長さをθ＝π／２（共振周波数の場合）に固定して、オープンスタブ回路２０の長さθ１を変化させた場合の幾何構造と等価回路の模擬結果を示す模式図である図４を参照する。図４により、θ１が小さくなるにつれて、共振周波数（２．５ＧＨｚ）は、変わらず、伝達零点は、高周波へ移動することがわかる。そのため、異なる伝達零点の位置要求によって、オープンスタブ回路２０の長さθ１を調整することができる。
【００２５】
本発明の一実施例おけるアンテナ部１０と、結合線路共振器１２と、を備える２ステージフィルタリングアンテナ１の等価回路図である図５Ａ〜図５Ｃを参照する。そのうち、結合線路共振器１２の部分は、図２Ｂに示したものと同一である。そのため、２ステージのフィルタ応答を実現できる以外、結合線路共振器１２は、前記のように、バンドエッジで２つの伝達零点を発生させることもできる。結合線路共振器１２の共振周波数がｆｒの近傍にある場合、図５Ａの２ステージフィルタリングアンテナ１は、図５Ｂに示した等価回路に転換してもよく、図５Ｃに示した等価回路に更に転換してもよい。図５Ｃに示した等価回路は、即ち、代表的な２ステージ帯域フィルタの等価回路であり、そのうち、Ｌ２＝ＬＡ、Ｃ２＝ＣＡ、Ｒ０＝ＲＡ且つＣ１’＝Ｃ１＋Ｃｇである。
【００２６】
図６及び図７を参照する。図６は、本発明の一実施例における２ステージフィルタリングアンテナ１を示す平面図である。図７は、図６に示した２ステージフィルタリングアンテナ１を示す部分拡大図である。本実施例における２ステージフィルタリングアンテナ１のアンテナ部１０は、Γ型のモノポールアンテナであって、そのワイヤラッピング方式によってアンテナ面積１００を有する。そのうち、図７に示したＡ点は、アンテナ部１０の信号フィードポイントである。
【００２７】
結合線路共振器１２は、アンテナ面積１００内に形成され、アンテナ部１０と合わせて、前記フィルタリング作用を提供する。図８をともに参照する。図８は、Ｐ‐Ｐ’線分に沿っている図７に示した結合線路共振器１２の断面図である。本実施例において、オープンスタブ回路２０は、マイクロストリップ線路（ｍｉｃｒｏ ｓｔｒｉｐ）構造であり、ショートスタブ回路２２は、共面導波路構造（ｃｏｐｌａｎａｒ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ；ＣＰＷ）である。本実施例において、２ステージフィルタリングアンテナ１は、図１Ａに示した隙間２４を形成するように、ショートスタブ回路２２とオープンスタブ回路２０との間に位置する基板８を更に含む。図６において、黒色で示した部分は、基板８の上層の配置であり、灰色で示した部分は、基板８の下層の配置である。ショートスタブ回路２２とオープンスタブ回路２０との位置関係を明確にするように、図６及び図７において、基板８を示さないようにする。そのため、ショートスタブ回路２２及びオープンスタブ回路２０は、基板８の対向する両側に形成される。本実施例において、ショートスタブ回路２２は、基板８の下層に設計される接地面６（図６に示す）の伸長部である。
【００２８】
そのため、本発明におけるオープンスタブ回路２０及びショートスタブ回路２２は、側辺による結合方式によって、フィルタリング効果及び好ましいバンドエッジ選択を提供するという効果を達成することができる。そして、結合線路共振器１２をアンテナ面積１００内に設けるという設計方式によって、プリントアンテナの面積を増加させることなく、アンテナを小型化するという効果を達成することができる。
【００２９】
図９及び図１０を参照する。図９及び図１０は、本発明の２つの実施例における２ステージフィルタリングアンテナ１を示す平面図である。図９の実施例において、アンテナ部１０は、Ｆ型アンテナである。結合線路共振器１２は、アンテナを小型化するという効果を達成するように、アンテナ部１０の占めるアンテナ面積１００に形成される。図１０に示した実施例において、結合線路共振器１２のショートスタブ回路２２及びオープンスタブ回路２０として、図１Ａに示したような構造を実現するように、いずれも共面にあり、間隔をあけたマイクロストリップ線路構造を採用してもよい。他の実施例において、結合線路共振器１２におけるショートスタブ回路及びオープンスタブ回路を実現するように、前記マイクロストリップ線路及び共面導波路構造以外に、スロット線路（ｓｌｏｔ ｌｉｎｅ）、共面ストリップ線路（ｃｏｐｌａｎａｒ ｓｔｒｉｐｌｉｎｅ；ＣＰＳ）又は他の伝送線路の方式を採用してもよい。
【００３０】
図１１Ａ及び図１１Ｂを参照する。図１１Ａは、２ステージフィルタリングアンテナ及び従来の単一Γ型アンテナのリターンロス（ｒｅｔｕｒｎ ｌｏｓｓ）の周波数応答を示す図である。図１１Ｂは、２ステージフィルタリングアンテナ及び従来の単一Γ型アンテナの全放射電力（ｔｏｔａｌ ｒａｄｉａｔｅｄ ｐｏｗｅｒ）の周波数応答を示す図である。図１１Ａ及び図１１Ｂにおいて、実線線分は、本発明の２ステージフィルタリングアンテナの測定結果を示し、破線線分は、本発明の２ステージフィルタリングアンテナの模擬結果を示し、点線線分は、従来の単一Γ型アンテナの模擬結果を示す。２ステージフィルタリングアンテナの模擬結果は、２．３ＧＨｚ及び２．６ＧＨｚで２つの極点が発生し、２．１１ＧＨｚと３．３１ＧＨｚで２つの放射零点が発生することを示す。なお、動作周波数２．４５ＧＨｚでの模擬放射効率は８２％であり、２つの伝達零点での模擬放射効率のそれぞれは、０．７％及び１．１％であり、２ステージフィルタリングアンテナの測定結果と良好な一致性を示す。回路の面積が同一である場合、従来の単一Γ型アンテナより、本発明の２ステージフィルタリングアンテナは、通過帯域でより穏やかな全放射電力応答を有し、より高いバンドエッジ選択性及び良好な遮断バンド阻止を有する。
【００３１】
図１２Ａ及び図１２Ｂを参照する。図１２Ａは、２ステージフィルタリングアンテナ及び従来の単一Γ型アンテナのアンテナ利得について＋ｚ方向での、周波数に対する応答を示す図である。図１２Ｂは、２ステージフィルタリングアンテナ及び従来の単一Γ型アンテナのアンテナ利得について＋ｘ方向での、周波数に対する応答を示す図である。そのうち、ｘ方向及びｙ方向は、図６に示すようなものであり、ｚ方向は、図面の裏側から手前へ通り抜ける方向である。図１２Ａ及び図１２Ｂにおいて、実線線分は、本発明の２ステージフィルタリングアンテナの測定結果を示し、破線線分は、本発明の２ステージフィルタリングアンテナの模擬結果を示し、点線線分は、従来の単一Γ型アンテナの模擬結果を示す。図１２Ａ及び図１２Ｂより、本発明の２ステージフィルタリングアンテナは、通過帯域でより穏やかなアンテナ利得を有し、より高いバンドエッジ選択性及び良好な遮断バンド阻止を有することがわかる。
【００３２】
図１３Ａ〜図１３Ｃを参照する。図１３Ａは、中心周波数が２．４５ＧＨｚで、本発明の２ステージフィルタリングアンテナのアンテナ放射パターンがｘ‐ｚ平面にある場合の測定結果である。図１３Ｂは、中心周波数が２．４５ＧＨｚで、本発明の２ステージフィルタリングアンテナのアンテナ放射パターンがｙ‐ｚ平面にある場合の測定結果である。図１３Ｃは、中心周波数が２．４５ＧＨｚで、本発明の２ステージフィルタリングアンテナのアンテナ放射パターンがｘ‐ｙ平面にある場合の測定結果である。ｘ‐ｚ平面において、放射パターンは、全方向性（ｏｍｎｉ‐ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ）であり、そのアンテナ利得の最大値が１．２ｄＢｉである。図１３Ａ〜図１３Ｃにより、従来の単一Γ型アンテナより、本発明の２ステージフィルタリングアンテナは、相当良好な一致性を持っていることがわかる。
【００３３】
前記実施例においては、結合線路共振器が１ステージで、印刷式フィルタリングアンテナが２ステージフィルタリングアンテナを例として説明している。本発明の一実施例におけるＮステージフィルタリングアンテナ１’を示す平面図である図１４を参照する。本実施例において、印刷式フィルタリングアンテナをＮステージフィルタリングアンテナにするように、結合線路共振器を、Ｎ−１ステージに拡張してもよい。各ステージの結合線路共振器は、その中の１ステージ（本実施例では、第Ｎ−１ステージ）だけがアンテナ部１０に直接に接続されるように、互いに結合する。
【００３４】
本発明を実施形態により上記のように開示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲から逸脱しない限り、当業者ならだれでも、多様な変動や修飾を加えることができ、従って、本発明の保護範囲は、後の請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【符号の説明】
【００３５】
１…２ステージフィルタリングアンテナ、 １’…Ｎステージフィルタリングアンテナ、６…接地面、８…基板、１０…アンテナ部、１２…結合線路共振器、２０…オープンスタブ回路、２２…ショートスタブ回路、２４…隙間、１００…アンテナ面積
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ部と、
前記アンテナ部と合わせて、フィルタリング作用を提供し、開路端と、接地した短絡端と、を包含するショートスタブ（ｓｈｏｒｔ‐ｃｉｒｃｕｉｔｅｄ ｓｔｕｂ）回路と、前記アンテナ部に接続され、前記ショートスタブ回路の前記開路端に対応するように前記ショートスタブ回路に結合される第１の端と、第２の端と、を有し、隙間を介して前記ショートスタブ回路に平行するオープンスタブ（ｏｐｅｎ‐ｃｉｒｃｕｉｔｅｄ ｓｔｕｂ）回路と、を含む結合線路共振器（ｃｏｕｐｌｅｄ ｌｉｎｅ ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）と、
を備えることを特徴とする印刷式フィルタリングアンテナ（ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ａｎｔｅｎｎａ）。
【請求項２】
前記ショートスタブ回路及び前記オープンスタブ回路の等価回路は、並列する２組のキャパシタンス・インダクタンス直列共振器であることを特徴とする請求項１に記載の印刷式フィルタリングアンテナ。
【請求項３】
並列する前記２組のキャパシタンス・インダクタンス直列共振器は、前記印刷式フィルタリングアンテナのバンドエッジで、２つの伝達零点を発生させることを特徴とする請求項２に記載の印刷式フィルタリングアンテナ。
【請求項４】
並列する前記２組のキャパシタンス・インダクタンス直列共振器は、前記印刷式フィルタリングアンテナの共振周波数で、単一のキャパシタンス・インダクタンス並列共振器に等価し、伝達極点を発生させることを特徴とする請求項３に記載の印刷式フィルタリングアンテナ。
【請求項５】
前記オープンスタブ回路の第１の電気長が前記ショートスタブ回路の第２の電気長に等しく、即ち、前記オープンスタブ回路及び前記ショートスタブ回路のそれぞれが１／４波長の回路で、又は前記共振周波数での前記電気長がπ／２である場合、前記２つの伝達零点は、前記伝達極点に対して対称となることを特徴とする請求項４に記載の印刷式フィルタリングアンテナ。
【請求項６】
前記オープンスタブ回路の第１の電気長が前記ショートスタブ回路の第２の電気長に等しくない場合、前記２つの伝達零点は、前記伝達極点に対して対称とならないことを特徴とする請求項４に記載の印刷式フィルタリングアンテナ。
【請求項７】
前記ショートスタブ回路及び前記オープンスタブ回路のそれぞれは、共面にあるマイクロストリップ線路構造であることを特徴とする請求項１に記載の印刷式フィルタリングアンテナ。
【請求項８】
前記ショートスタブ回路は、共面導波路構造（ｃｏｐｌａｎａｒ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ；ＣＰＷ）で、前記オープンスタブ回路は、マイクロストリップ線路構造（ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ）で、前記ショートスタブ回路と前記オープンスタブ回路と間の前記隙間には、基板を更に含み、前記ショートスタブ回路及び前記オープンスタブ回路が、前記基板の対向する両側に形成されることを特徴とする請求項１に記載の印刷式フィルタリングアンテナ。
【請求項９】
前記ショートスタブ回路は、回路板の接地面の伸長部であることを特徴とする請求項８に記載の印刷式フィルタリングアンテナ。
【請求項１０】
前記ショートスタブ回路及び前記オープンスタブ回路のそれぞれは、スロット線路（ｓｌｏｔ ｌｉｎｅ）又は共面ストリップ線路（ｃｏｐｌａｎａｒ ｓｔｒｉｐｌｉｎｅ；ＣＰＳ）であることを特徴とする請求項１に記載の印刷式フィルタリングアンテナ。
【請求項１１】
前記アンテナ部は、アンテナ面積を有し、前記結合線路共振器は、前記アンテナ面積内にあることを特徴とする請求項１に記載の印刷式フィルタリングアンテナ。
【請求項１２】
前記アンテナ部は、モノポールアンテナ、Ｆ型アンテナ又は他のタイプのアンテナであることを特徴とする請求項１に記載の印刷式フィルタリングアンテナ。
【請求項１３】
前記印刷式フィルタリングアンテナをＮステージフィルタリングアンテナにするように、前記結合線路共振器は、Ｎ−１ステージであり、前記結合線路共振器中の１ステージが前記アンテナ部に直接に接続されるように、各ステージの前記結合線路共振器が互いに結合されることを特徴とする請求項１に記載の印刷式フィルタリングアンテナ。
【請求項１】
アンテナ部と、
前記アンテナ部と合わせて、フィルタリング作用を提供し、開路端と、接地した短絡端と、を包含するショートスタブ（ｓｈｏｒｔ‐ｃｉｒｃｕｉｔｅｄ ｓｔｕｂ）回路と、前記アンテナ部に接続され、前記ショートスタブ回路の前記開路端に対応するように前記ショートスタブ回路に結合される第１の端と、第２の端と、を有し、隙間を介して前記ショートスタブ回路に平行するオープンスタブ（ｏｐｅｎ‐ｃｉｒｃｕｉｔｅｄ ｓｔｕｂ）回路と、を含む結合線路共振器（ｃｏｕｐｌｅｄ ｌｉｎｅ ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）と、
を備えることを特徴とする印刷式フィルタリングアンテナ（ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ａｎｔｅｎｎａ）。
【請求項２】
前記ショートスタブ回路及び前記オープンスタブ回路の等価回路は、並列する２組のキャパシタンス・インダクタンス直列共振器であることを特徴とする請求項１に記載の印刷式フィルタリングアンテナ。
【請求項３】
並列する前記２組のキャパシタンス・インダクタンス直列共振器は、前記印刷式フィルタリングアンテナのバンドエッジで、２つの伝達零点を発生させることを特徴とする請求項２に記載の印刷式フィルタリングアンテナ。
【請求項４】
並列する前記２組のキャパシタンス・インダクタンス直列共振器は、前記印刷式フィルタリングアンテナの共振周波数で、単一のキャパシタンス・インダクタンス並列共振器に等価し、伝達極点を発生させることを特徴とする請求項３に記載の印刷式フィルタリングアンテナ。
【請求項５】
前記オープンスタブ回路の第１の電気長が前記ショートスタブ回路の第２の電気長に等しく、即ち、前記オープンスタブ回路及び前記ショートスタブ回路のそれぞれが１／４波長の回路で、又は前記共振周波数での前記電気長がπ／２である場合、前記２つの伝達零点は、前記伝達極点に対して対称となることを特徴とする請求項４に記載の印刷式フィルタリングアンテナ。
【請求項６】
前記オープンスタブ回路の第１の電気長が前記ショートスタブ回路の第２の電気長に等しくない場合、前記２つの伝達零点は、前記伝達極点に対して対称とならないことを特徴とする請求項４に記載の印刷式フィルタリングアンテナ。
【請求項７】
前記ショートスタブ回路及び前記オープンスタブ回路のそれぞれは、共面にあるマイクロストリップ線路構造であることを特徴とする請求項１に記載の印刷式フィルタリングアンテナ。
【請求項８】
前記ショートスタブ回路は、共面導波路構造（ｃｏｐｌａｎａｒ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ；ＣＰＷ）で、前記オープンスタブ回路は、マイクロストリップ線路構造（ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ）で、前記ショートスタブ回路と前記オープンスタブ回路と間の前記隙間には、基板を更に含み、前記ショートスタブ回路及び前記オープンスタブ回路が、前記基板の対向する両側に形成されることを特徴とする請求項１に記載の印刷式フィルタリングアンテナ。
【請求項９】
前記ショートスタブ回路は、回路板の接地面の伸長部であることを特徴とする請求項８に記載の印刷式フィルタリングアンテナ。
【請求項１０】
前記ショートスタブ回路及び前記オープンスタブ回路のそれぞれは、スロット線路（ｓｌｏｔ ｌｉｎｅ）又は共面ストリップ線路（ｃｏｐｌａｎａｒ ｓｔｒｉｐｌｉｎｅ；ＣＰＳ）であることを特徴とする請求項１に記載の印刷式フィルタリングアンテナ。
【請求項１１】
前記アンテナ部は、アンテナ面積を有し、前記結合線路共振器は、前記アンテナ面積内にあることを特徴とする請求項１に記載の印刷式フィルタリングアンテナ。
【請求項１２】
前記アンテナ部は、モノポールアンテナ、Ｆ型アンテナ又は他のタイプのアンテナであることを特徴とする請求項１に記載の印刷式フィルタリングアンテナ。
【請求項１３】
前記印刷式フィルタリングアンテナをＮステージフィルタリングアンテナにするように、前記結合線路共振器は、Ｎ−１ステージであり、前記結合線路共振器中の１ステージが前記アンテナ部に直接に接続されるように、各ステージの前記結合線路共振器が互いに結合されることを特徴とする請求項１に記載の印刷式フィルタリングアンテナ。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１４】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−４８３９６（Ｐ２０１３−４８３９６Ａ）
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５４７８４（Ｐ２０１１−２５４７８４）
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【出願人】（５９８１３９７４８）國立交通大學 (92)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【出願人】（５９８１３９７４８）國立交通大學 (92)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]