改善されたアンテナ効率
電磁波が微弱な場所における電磁波の送信の改善および／または受信の改善のための方法と装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信効率を改善するための方法および装置、特に、携帯電話および無線ＬＡＮといった外部アンテナまたは導波路を通すような通信の効率を改善するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下の検討は、著者による多数の公開および公開年度に言及しているが、ある公開は公開日が最近であるため、本発明の先行技術として考慮されるべきでない。ここでのそのような公開の検討は、より完全な背景のために与えられ、そのような公開は特許性の決定の目的のための先行技術の認定として解釈されるべきではない。
【０００３】
現在、無線ＬＡＮ、携帯電話、ＧＰＳおよびテレビなどで使用されるアンテナは、一般的にＭＨｚから数十ＧＨｚまでの周波数帯に適合する専用アンテナである。周波数帯（波長範囲）は用途によって決定されるため、これらアンテナは特定の周波数に調整されるように設計される。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ（無線ＬＡＮの規格）は２．４ＧＨｚ帯の周波数を使用する。専用アンテナは多数の周波数を使用した際に効率が落ちるため、専用アンテナを多数の周波数に使用すると受信エリアが限定され、従ってより強い送信電力が要求される。
【０００４】
ディスコーンアンテナは突出した広帯域特性を有するので、１つのアンテナが多数のサービス、すなわち異なる周波数帯を要求するサービスに使用されることが可能になる。しかしながら、ディスコーンアンテナの利得は専用アンテナよりも低く、現在までのところ、この性能の低下のために多数の用途へのディスコーンアンテナの実用的な使用が避けられてきた。
【０００５】
多数のサービスのためのディスコーンアンテナの実用的な使用は、Ｔ／Ｒ（送信／受信）効率が改善されれば前進できる。これは、無線ＬＡＮ、携帯電話、ＧＰＳなどといった個人サービスで、ただ１つのアンテナを提供されるだけで劇的な効果を生むだろう。なぜなら、それらは全て、ただ１つのアンテナで機能することが可能であるからである。
【０００６】
「アンテナ」と題された米国特許出願第１０／４１２，３７１号（米国特許第６，８９１，５１２号）、「車両内部およびその近接における通信のための励振器システムおよび励振方法」と題された米国特許出願第１０／１６０，７４７号（米国特許第６，６００，８９６号）、および「車両内励振器」と題された米国特許出願第６３５，４０２号、は参照としてここに組み込まれており、車両内およびその他の建築物内において通信のために使用される修正されたディスコーン励振器を明らかにする。本発明は、他のタイプのアンテナと同様、修正されたディスコーンアンテナにも応用できる。
【特許文献１】米国特許出願第１０／４１２，３７１号明細書（米国特許第６，８９１，５１２号明細書）
【特許文献２】米国特許出願第１０／１６０，７４７号明細書（米国特許第６，６００，８９６号明細書）
【特許文献３】米国特許出願第６３５，４０２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の主な目的は、電磁波の送信および／または受信の改善である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、送信された信号が微弱なエリアに設置された第１のアンテナと、送信された信号が第１のエリアよりも強いエリアに設置された第２のアンテナと、第１のアンテナおよび第２のアンテナに電気的に接続する導線とを含む電磁波導波路に関連する。少なくとも１つの導波路は広い帯域幅を有するようにしてもよい。少なくとも１つのアンテナはディスコーンアンテナであってもよい。第１および／または第２のアンテナは１つ以上のアンテナの集合であってもよい。全てのアンテナがディスコーンアンテナであってもよい。
【０００９】
本発明の導波路は、ビル内部に設置された第１のアンテナを有するようにしてもよい。第２のアンテナは、任意で、ビル内の外側近く、ビル内の外側、および／またはビルの外側に設置される。第１のアンテナはビル内の内側に設置されるようにしてもよいが、第２のアンテナは同時に、ビル内の内部でないエリアに設置されるようにしてもよい。
【００１０】
本発明の導波路はまた、お互いが電気的に接続された第３および第４のアンテナを有するようにしてもよく、これらは第２の導波路を形成する。第１、第２、第３および／または第４のアンテナの少なくとも１つは広い帯域幅を有するようにしてもよく、そして、これらのうちのいくつかまたは全てのアンテナはディスコーンアンテナであってもよい。第３のアンテナはビルの内部に設置されるようにしてもよい。第４のアンテナはビル内の外側の近く、ビル内の外側、および／またはビルの外側に設置されるようにしてもよい。第３のアンテナはビルの内部に設置されるようにしてもよいが、第４のアンテナは同時に、ビルの内部に設置されなくてもよい。第１および第３のアンテナはビル内の内側に設置されるようにしてもよく且つ、同時に、第２および第４のアンテナはビル内の内部には設置されなくてもよい。最後に、第３および／または第４アンテナは１つ以上のアンテナの集合であってもよい。
【００１１】
本発明はまた、電磁波を媒介にして通信する装置の送信および／または受信を改善するための方法に関連する。この方法は、電磁波の送信および／または受信の改善が所望される第１のエリア内の第１のアンテナの設置と、第１のエリアよりも送信力および／または受信力が高い第２のエリア内の第２のアンテナの設置と、電気導線による第１および第２アンテナの接続を含む。第１および／または第２のアンテナはその場で使用されるアンテナのアレイを有するようにしてもよい。使用されるアンテナのいくつかおよび／または全ては広い帯域幅を有するようにしてもよく、且つ、アンテナのいくつかおよび／または全てはディスコーンアンテナであってもよい。第１のエリアは、ビルまたはその他の建築物の内部であってもよく、第２のエリアはビルの内部でないエリアであってもよい。
【００１２】
本発明の方法はまた、お互いが電気的に接続された第３および第４のアンテナの提供を含む。第３のアンテナは第１のエリア内に配置されるとうにしてもよく、第４のアンテナは第２のエリア内に配置されるようにしてもよい。アンテナのいくつかおよび／または全ては広い帯域幅を有するようにしてもよく、且つアンテナのいくつかおよび／または全てはディスコーンアンテナであってもよい。
【００１３】
本発明はまた、それぞれのコーンが頂点部分および底面を有する２つコーンと、それぞれのコーンの頂点部分付近にそれぞれ設置された２つのディスクおよび、少なくとも一部がコーンの内側に設置され、ディスクに電気的に接続された、電気導線を有する装置に関連する。
【００１４】
本発明はまた、それぞれが頂点部分および底面を有するコーンを含有する、複数のアンテナと、コーンの頂点部分付近に設置されたディスクと、ディスクと電気的に接触する電導性ケーブルとを含む装置に関連する。アンテナの導線は一連に電気的に接続されるようにしてもよい。任意で、少なくとも１つのケーブルの少なくとも一部が少なくとも１つのコーン内に設置されるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の主な利点は、以前、使用が不可能とされたエリアにおいて使用されることが可能な無線信号程度に改善された送信電磁波および／または受信電磁波を提供する方法および装置が提供されることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の他の目的、利得と新たな特性および応用性の範囲は、以下の詳細な説明に添付の図面と共に示される。以下の考察は当業者にとって明白であり、または本発明の実践によって習得されてもよい。本発明の目的と利得は、添付された請求項中の特定の指摘された手段および組み合わせによって実現され、達成が可能である。
【００１７】
本明細書の一部を構成し且つ組み込まれた添付の図面は、本発明の１つ以上の実施例を詳述と共に説明し、本発明の原理を説明することを助ける。図面は本発明の１つ以上の好適な実施例の詳述の目的のためのみのものであり、本発明を限定して解釈されるものではない。
【００１８】
この出願は、「通信効率を改善するための装置と方法」という表題で、２００４年１月５日に提出された米国仮特許出願第６０／５３４，５４１号の優先権と利益を主張する。この出願はまた、「通信効率を改善するための装置と方法」という表題で、２００４年１０月１４日に提出された米国仮特許出願第６０／６１９，３３６号の優先権と利益を主張する。これら出願の明細書および提案された請求項は参照としてここに組み込まれている。
【００１９】
本発明は、アンテナ、特に広帯域特性を有し、携帯電話、無線ラン、その他の通信システムの送信および／または受信効率を向上するために使用可能なアンテナに関する。本発明は、１つ以上のディスコーン‐タイプアンテナの補助により、目的を達成することが好ましい。１つ以上のアンテナは、外部のアンテナまたは１つ以上の導波路と接続されることが好ましい。
【００２０】
本明細書を通して使用される「導波路」という用語は、導線の終端に配置される第１のアンテナまたはその集合、及び、導線に隣接する末端（プロキシマル末端）に配置される第２のアンテナまたはその集合における構成を参照するために使用される。本発明の導波路は、導波路全体が小さな領域以内にある際に作動可能であるが、より好ましい結果は、本発明の導波路が第１のアンテナ及び第２のアンテナが存在する遠く離れた領域に延在される際に得られる。
【００２１】
「ディスコーンアンテナ」、「ディスク‐コーンアンテナ」、「ディスコーン‐タイプアンテナ」は、ディスクとコーンを有するアンテナを意味することを意図し、例えば図１８〜２４に図示されているような三角形状または台形状あるいはそれらに類似した要素に基づき形作られたアンテナは、電磁波を送信するまたは受信する構成要素の近くに配置される。ディスコーン‐タイプアンテナは、同軸ケーブルといったケーブルを使用することが好ましい。本発明のディスコーンアンテナは、リフレクタ同様インスレータを有するようにしてもよい。広範囲の領域または内奥部において望ましい結果を得るために、本発明の一実施例は、４つ以上のアンテナを含むようにしてもよく（それらはディスコーンアンテナであることが好ましい）、複数の導波路を作成するために使用される。本発明は、１つの導波路を作成するための２つのアンテナ（ディスコーン‐タイプアンテナであることが好ましい）を使用することにより望ましい結果を生むようにしてもよい。
【００２２】
本明細書全体および請求項で使用される「ビル」は、簡素化するために使用され、ビル、建物、トンネル、車両、船またはそれ様のあらゆるタイプを含むことを意図されている。
【００２３】
ディスコーン‐タイプアンテナの基本構造と機能特性に関する記載はＪ．Ｊ Ｎａｉｌの「Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ Ｄｉｓｃｏｎｅ ａｎｔｅｎｎａｓ」 Ｅｌｅｃｒｏｎｉｃｓ，Ａｕｇｕｓｔ １９５３，ｐｐ １６７〜１６９に記載されている。
【００２４】
本発明のディスコーンアンテナ４０の概略断面図は、図６−１に示される。ディスコーンアンテナ４０は、ディスク４２、コーン４４、給電ケーブル４６および給電ケーブル４６の中心導線４８を含む。電力は、給電ケーブル４６の中心導線４８を通じてディスク４２へ送られる。コーン４４は、一般的に接地される。
【００２５】
ディスコーンアンテナの設計パラメータは、図６−２に示される。Ｃ１はコーン４４の最大直径である。Ｃ２はコーン４４の最小直径である。Ｌはコーン４４の斜面の長さである。φはコーン４４の斜面の傾き角度である。Ｓはディスクからコーンまでの距離である。Ｄはディスク４２の直径である。
【００２６】
ディスコーンアンテナの帯域幅は、その定在波比（Ｓｔａｎｄｉｎｇ Ｗａｖｅ Ｒａｔｉｏ：ＳＷＲ）に基づいて決定され、その定在波比が２以下である周波数をアンテナの帯域幅と定義する。ディスコーン帯域幅の最小周波数は、コーン斜面長のほぼ４倍の波長を有する。
【００２７】
Ｎａｉｌによれば、コーンの斜面の傾き角度が６０°であるディスコーンアンテナを使用することによって周波数が４００〜１３００ＭＨｚまたはそれ以上の帯域幅を実現できる。コーン４４の直径Ｃ１の増大により、帯域幅の最小周波を小さくすることを可能になる。ディスク４２とコーン４４との間の間隔の縮小は、帯域幅の最大周波数を大きくすることが可能である。
【００２８】
図１は、多数の携帯電話基地局からの電磁波インターフェースにより携帯電話５０による通信が不可能である高層建築５５の４４階において、本発明が携帯電話５０の通信のための導波路として使用される好ましい実施例を示す。ディスコーンアンテナ対４０は同軸ケーブル６０に接続され、且つ、窓枠上に配置されることが好ましい。別のディスコーンアンテナ対４０は、同様に同軸ケーブル６０に接続され、高層建築５５の室内に配置されることが好ましい。窓枠に配置されたアンテナ４０が、携帯電話５０の動作周波数の波長の１／２の距離だけ離されることがより好ましい。本発明の導波路は動作するためのいかなる電源またはエネルギー源も必要としない。
【００２９】
図２は、基地局からの電磁波信号レベルが微弱なマンションの浴室内部における携帯電話５０のための導波路を含む、本発明の実施例を示す。
【００３０】
ディスコーンアンテナ対４０は、窓の近くの棚上に配置され、且つ、別のディスコーンアンテナ対は、マンションの内部に配置されることが好ましい。窓の近くに配置された、１つのディスコーンアンテナ４０は、マンションの内部に配置された別のディスコーンアンテナ４０に同軸ケーブル６０で接続されることが好ましい。残りのディスコーンアンテナ対４０も同様の様式で接続されることが好ましい。このように、窓の近くの強力な電磁波信号は、本発明の導波路を通じて、電磁波信号が微弱な、マンションの内部に振り分けられる。
【００３１】
本発明は、ラジオ通信システム、携帯電話、及び無線ＬＡＮの望ましい結果を生む。特に、望ましい結果は、ディスコーンアンテナの広帯域特性を利用するシステム同様、８００ＭＨｚから２．４ＧＨｚの周波数帯で達成されることができる。
【００３２】
別の実施例において、本発明は、図４に図示されるようにオフィス内の無線ＬＡＮカードの外部アンテナとして使用されるようにしてもよい。無線ＬＡＮカードの受信機が、外部アンテナとして取り付けられたディスコーンアンテナ４０に接続されることが好ましい。
【００３３】
図７−１〜図７−５は、本発明のディスコーンアンテナの代替構成を示す。
【００３４】
本発明のいくつかの実施例によるアンテナ装置のための設計パラメータＣ１，Ｃ２，Ｌ，φ，Ｓ及びＤは、以下の数式によって設定されることが好ましい。
ディスクとコーンとの間隔Ｓ＝０．３×Ｃ２ （数式１）
ディスクの直径Ｄ＝０．７×Ｃ１ （数式２）
コーンの斜面の傾きφ＝６０° （数式３）
【００３５】
あらかじめ示されたように、アンテナの帯域幅は定在波比（Ｓｔａｎｄｉｎｇ Ｗａｖｅ Ｒａｔｉｏ：ＳＷＲ）に関して評価される。定在波比（ＳＷＲ）の値が２以下である周波数領域がアンテナの帯域幅である。帯域幅の最小周波数は、コーンの斜面の長さ（Ｌ）の４倍に等しい波長に相当する。コーンの最小直径Ｃ２は、周波数の帯域幅に逆比例し、帯域の最大周波数の要求値に基づき決定される。コーンの斜面の傾きφは、ＳＷＲ周波数特性を決定する。φの最適の値は、特定の具体的な適用に依存するだろうが、φは大抵４０°〜７０°間の値を持つことが好ましいとされ、約６０°が最も好ましい。
【００３６】
ディスコーン‐タイプアンテナの非絶縁性要素は、実質的にはあらゆるタイプの金属または少なくとも部分的に電気伝導が可能な要素から構成されてもよいが、その金属は、本発明のディスコーン‐タイプアンテナの非絶縁性要素に使用される以下の金、銅、アルミニウム、ステンレススチール、真鍮、これらの組み合せ、およびそれ様の一つ以上を含むことが好ましい。ディスクの内部および／またはディスコーン‐タイプアンテナのコーンは中空または充填されていてもよい。充填は、アンテナ自身が作られている電導性金属を含むあらゆるタイプの金属を含むようにしてもよい。
【００３７】
図９〜図１７で描写されるように、本発明の実施例のディスコーン‐タイプアンテナ１００は、従来のディスコーン‐タイプアンテナと比較して、広帯域特性を得ながら高利得を実現する。
【００３８】
本発明のアンテナ装置は、オフィスビル、病院、工場、競技場、トンネル、電車、自動車、航空機、船、その他の建物、駅、輸送車両において使用可能である。本発明のアンテナ装置はまた、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄ Ｓｅｔ）中継局用のアンテナとしても使用可能である。
【００３９】
［産業応用性］
本発明はさらに、本発明を限定しない以下の例によって説明される。以下の例の様々な要素は、互いに置き換えられることが可能であり、好ましい結果を生むことが可能となる。すなわち、以下の例は、本発明に有用ないくつかの実行可能な構成を描写するよう意図されており、組み合せ可能なもの全てで構成されているわけではない。
【００４０】
［実施例１］
図１を参照すると、一般的に携帯電話の性能は、大きなビルにおいて２０階以上の階になると著しく低下する。これは、一般的に、ホイップアンテナまたはビルト‐イン（内蔵）パターンアンテナのみを有する携帯電話を使用する際に交わる多数の基地局からの電磁波インターフェースのためである。本発明の効果の研究は、携帯電話の導波路として用いられ、実験は超高層ビル４４階上で行われた。本発明を使用しない３つの異なるタイプの携帯電話でそれぞれ２０回の呼び出し試験が行われた。呼び出し成功回数は記録された。
【００４１】
ディスコーン対は、ビル内部の窓近辺の棚上に配置され、別のディスコーン対は、ビル内部のテーブル上に配置された。それらは図１−２中に描写されるように接続され、導波路を作り出す。本発明による導波路の設置後、３つの異なるタイプの携帯電話それぞれによる２０回の呼び出し試験が行われた。呼び出し成功回数は記録された。呼び出し成功回数中の著しい改善は、本発明が使用されたときに観察された。図１の下のチャートを参照すると、本発明を使用しない６０回の呼び出しのうち、成功が観察されたのは３回のみであった。本発明の導波路を使用すると、呼び出し成功数はたった３回から約３７回に増加し、相手につながった呼び出し成功数は約１．１３３％増加している。この試験結果に基づくと、本発明を使用した際に超高層ビルの高層階で携帯電話通信の成功が可能となることが分かる。
【００４２】
［実施例２］
図２を参照すると、ディスコーンアンテナは、マンションの浴室内で携帯電話のための導波路を生成するために使用される。一般的に、この実験で使用される特定の浴室からは通話をすることはできない。なぜなら、携帯基地局からの電磁波信号が非常に微弱であるからである。第１のディスコーン対は窓の近辺に設置され、第２のディスコーン対はマンションの浴室内に設置される。浴室内のアンテナの１つが窓近辺のアンテナの１つに接続され、残りの２つのアンテナが同様にそれぞれ接続され、このようにして導波路が作られる。第１のディスコーン対が設置された窓では、電磁波信号レベルはより高い。しかし、他の２つのディスコーンが設置された浴室内では、電磁波信号は弱い。
【００４３】
本発明を使用するときの電磁波信号の大きさおよび本発明を使用しないときの電磁波信号の大きさが、信号レベル測定装置を用いて浴室内で測定された。これらの測定結果が比較され、この結果によると、本発明による浴室内部における電磁波信号の大きさの著しい改善が観測された。
【００４４】
このように、本発明は従来、携帯電話の通信が不可能だったビル内奥部において携帯電話の通信の成功を可能にする。本発明は、補助電力源の必要性なしにこれを達成する。
【００４５】
類似の実験は、他の大きなビル内奥部で行われた。これらの実験から、本発明は、基地局から離れたビルの内奥部において携帯電話の効率よい通信を可能にする、ということが分かる結果になった。例えば、図３−１は、本発明が使用されないビル内部においての、スペクトル分析器から得られた測定を示す。図３−２は、同じビル内部において本発明の導波路を使用した際の、スペクトル分析器から得られた測定を示す。
【００４６】
［実施例３］
図４はこの実験に使用された構成の概略図を図示する。ここに示されているように、ディスコーンアンテナは、オフィスルーム内の無線ＬＡＮカードに外部アンテナとして接続される。無線ＬＡＮカードの送信機はオフィスルーム内の壁付近に配置されるが、無線ＬＡＮカードの受信機は、無線ＬＡＮカードの以前の使用場所で、低信号雑音比（ｌｏｗ Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ：（Ｓ／Ｎ）ｒａｔｉｏ）により結果として性能が悪くなった、ビル内部に属する金属ドアで隔てられたエレベータ前に配置される。ディスコーンアンテナを金属ドアの外側の外部アンテナとして使用することによって、信号レベル、Ｓ／Ｎ比、および送信速度において著しい改善が観測された。本発明はこのように、ＬＡＮカードが実利的および効率的な様式で使用されることを可能にする。
【００４７】
図５−１，５−２，および５−３は、例えば、外部ホイップアンテナが無線ＬＡＮ受信カードと接続して使用された場所（図５−２）、外部ディスコーンアンテナが無線ＬＡＮカードと接続して使用された場所（図５−３）、および無線ＬＡＮ受信カードと接続して使用された外部アンテナが存在しない場所（図５−１）における信号レベルおよびＳ／Ｎ比の測定を示す。図に示されているように、信号レベル、Ｓ／Ｎ比、および送信速度の著しい改善はディスコーンアンテナが取り付けられた場において認められる。これらの測定に基づくと、ディスコーンアンテナが、外部アンテナが存在しない無線ＬＡＮカードが使用された際か、同様に外部ホイップアンテナが使用された際の結果よりも優れた結果を提供することは明白である。
【００４８】
［実施例４］
好ましい結果を生む本発明のアンテナの他の例が図７−１から図７−７まで図示されている。図７−１は本発明の代替実施例を示す。ここに図示されているように、２つのアンテナ４０−１および４０−２は結合されて１つの集合になっている。ケーブルの中心導線４８−１および４８−２は、２つのアンテナ４０−１および４０−２のコーン４４−１および４４−２の底面側から延びており、電気的に接続されている。ケーブルの中心導線４８−１および４８−２はコーン４４−１および４４−２を貫通し、ディスク４２−１および４２−２まで延在され、ディスク４２−１および４２−２に電気的に接続される。すなわち、ケーブルの中心導線４８−１および４８−２は部分的にコーン４４−１および４４−２内部に配置される。外側の導線はどちらのコーン内にも延在してはいないが、コーンの底面側に電気的に接続する。必ずしも要求されないが、ケーブルの導線４８−１および４８−２は一続きの導線を構成してもよい。
【００４９】
［実施例５］
図７−２中に示される集合アンテナ中では、アンテナ４０−１および４０−２のコーン４４−１および４４−２の底面部分が、お互いに物理的に接触しており、したがって、それらは電気的に接続されている。他の図に示される給電ケーブルの中心導線はコーン４４−１および４４−２を貫通し、且つディスク４２−１および４２−２と電気的に接続されるまで延長することが好ましい。すなわち、中心導線は完全にコーン４４−１および４４−２の内部に配置される。コーンの底面が他方に接しているために、ケーブルの外側の導線は使用されない。
【００５０】
［実施例６］
図７−３に示される集合アンテナの構成は、４つのアンテナ４０−１，４０−２，４０−３および４０−４の結合によって作られる。ディスク４２−１，４２−２，４２−３および４２−４が外側に向けられ、コーン４４−１，４４−２，４４−３および４４−４が内側に向けられるように配置されることが好ましい。アンテナ４０−１〜４０−４のケーブルの中心導線４８−１，４８−２，４８−３および４８−４は互いに接続されている。ケーブルの中心導線４８−１〜４８−４はコーン４４−１〜４４−４を貫通し、且つケーブルの中心導線４８−１〜４８−４は、それらがディスク４２−１〜４２−４と電気的に接続するまで延在される。外側の導線がコーン４４−１〜４４−４の内側部分には延在しないようにし、コーンの底面部と接続されるようにしてもよい。
【００５１】
図７−３は４つのアンテナ４０−１〜４０−４から構成され、接続された本発明の集合アンテナの一実施例である。あるいは、代わりに９０°傾けて配置された２つのアンテナ４０−１および４０−２のみを接続するようにしてもよい。この場合、中心導線を有する給電ケーブル４８−１および４８−２は２つのコーン４４−１および４４−２を貫通し、且つ中心導線はディスク４２−１および４２−２と電気的に接続されるまで延在されることが好ましい。中心導線が各々のコーンを貫かないようにし、各々のコーンの底面部と電気的に接続されるようにしてもよい。
【００５２】
［実施例７］
図７−４は、図７−１に示されたアンテナ装置が２組使用された集合アンテナを示す。中心導線を有する給電ケーブルはコーン４４−１および４４−２を貫通し、ケーブルの中心導線４８−１および４８−２はディスク４２−１および４２−２と電気的に接続される。ケーブルの外側の導線４８−１および４８−２はコーン４４−１および４４−２を貫通するようにしてもよいが、ケーブル４８−１および４８−２はコーン４４−１および４４−２の底面部と電気的に接続されるようにしてもよい。
【００５３】
［実施例８］
図７−５は、４つのアンテナ４０−１，４０−２，４０−３および４０−４が一連に接続された集合アンテナを示す。アンテナ４０−１は、コーン４４−１の底面部から延びるケーブルの中心導線４８−１で隣接するアンテナ４０−２のディスク４２−２と接続されることが好ましい。ディスク４２−３は、コーン４４−２と接続されることが好ましく、ディスク４２−４はコーン４４−３と接続されることが好ましい。この様式において、いかなる数のアンテナも一連に配置されることができ、本発明は４つのアンテナに限定されるものではない。
【００５４】
給電ケーブルの中心導線４８−１，４８−２，４８−３および４８−４は、コーン４４−１，４４−２，４４−３および４４−４を貫通することが好ましく、ケーブルの中心導線４８−１〜４８−４は、ディスク４２−１，４２−２，４２−３および４２−４と電気的に接続されるまで延在されることが好ましい。ケーブルの中心導線４８−１〜４８−４はコーン４４−１〜４４−４を貫通しないようにしてもよく、各々のコーンの底面部に隣接した、ディスク４２−１〜４２−４と接続されるようにしてもよい。
【００５５】
［実施例９］
図７−６は、２つのアンテナ４０−１および４０−２のそれぞれのディスク４２が内側に向けられるように配置され、コーン４４−１および４４−２の底面部が外側に向けられるように配置される様式で接続された２つのアンテナ４０−１および４０−２の集合の本発明における一実施例である。２つのアンテナは１つのディスク４２を共有する。中心導線を有する給電ケーブル４８−１および４８−２はコーン４４−１および４４−２を貫通することが好ましく、それらの中心導線４８−１および４８−２はディスク４２と電気的に接続される。ケーブルの外側の導線４８−１および４８−２はコーン４４−１および４４−２を貫通しないようにし、コーン４４−１および４４−２の底面部と接触させて電気的に接続されるようにしてもよい。
【００５６】
［実施例１０］
図７−７は、集合アンテナ中の４つのアンテナ４０−１，４０−２，４０−３および４０−４が並行に接続された本発明における別の実施例の構成を示す。アンテナ４０−１，４０−２，４０−３および４０−４のコーンの底面部４０−１，４０−２，４０−３および４０−４から延びたケーブルの外側の導線４８−１，４８−２，４８−３および４８−４は、お互いに接続される。ケーブルの中心導線４９−１，４９−２，４９−３および４９−４は、アンテナ４０−１，４０−２，４０−３および４０−４のそれぞれのディスク４２−１，４２−２，４２−３および４２−４と接続される。
【００５７】
この実施例のアンテナ装置は、広い帯域幅と高利得を実現できる。また、ノイズレベルを下げ、従ってＳ／Ｎ比を改善することができる。図７−７中では４つのアンテナが描写されているが、本発明はこの構成において４つのアンテナの接続に限定されるものではない。代替数のアンテナの並列接続も同じように好ましい結果を提供する。
【００５８】
［実施例１１］
本発明の集合アンテナの代替実施例が図８に図示される。ここに図示されるように、本発明の２つのアンテナ４０（４０−１および４０−２）は中心導線４８と接続される。アンテナ４０−１および４０−２は、それぞれが９０°回転して配置される構成を採る。従って、ディスク４２−１の延長線とディスク４２−２は、直交する。アンテナ４０−１のディスク４２−１の端部からアンテナ４０−２のディスク４２−２までの距離Ｌｃは、動作周波数の波長の１／２とすることが好ましい。中心導線４８はコーン４４−１および４４−２を貫通し、ディスク４２−１および４２−２と電気的に接続するまで延在するようにすることが好ましい。すなわち、中心導線４８はコーン４４−１および４４−２の内部を貫通する。この実施例において、ケーブルの外側の導線４８はそれぞれのコーン内まで延在しないようにしてもよく、コーンの底面部に接続するようにして、導線とコーンを電気的に接続するようにしてもよい。
【００５９】
この実施例のアンテナ装置は、広い帯域幅と高利得を実現できる。また、ノイズレベルを下げ、従ってＳ／Ｎ比を改善することができる。
【００６０】
［実施例１２］
図９および図１０は、本発明のアンテナ装置に使用されたアンテナ４０の様々な変化例を図示する。
【００６１】
図９はアンテナ装置に使用されたディスコーン‐タイプアンテナ１００の透視図であり、図１０はディスコーン‐タイプアンテナ１００の断面図を示す。ディスコーン‐タイプアンテナ１００はコーン１０１、ディスク１０２、給電ケーブル１０３および絶縁体１０５から成る。コーン１０１は頂点部分１０１−１および底面１０１−２を有している。給電ケーブル１０３は絶縁膜で被覆された中心導線１０３−１を有する。ディスク１０２は頂点部分１０１−１より上部に配置され、絶縁体１０５はディスク１０２および頂点部分１０１−１の間に配置されることが好ましい。給電ケーブル１０３はコーン１０１の内部を貫通することが好ましい。給電ケーブル１０３の中心導線１０３−１はコーン１０１の外側に突出し、ディスク１０２まで延在し、ディスク１０２と電気的に接続することが好ましい。
【００６２】
この実施例においては、同軸ケーブルは給電ケーブル１０３として使用され、同軸ケーブル中の中心導線は中心導線１０３−１に相当する。同軸ケーブルの中央導線を取り囲むシールド線は、コーン１０１の底面１０１−２に電気的に接続された端子１０４と接続されるようにすることが好ましい。中心導線１０３−１はコーン１０１とは電気的に接続せず、絶縁されることが好ましい。
【００６３】
この実施例におけるディスコーンアンテナ１００の設計パラメータは以下のように定義されることが好ましい。
コーン１０１の底面１０１−２の直径（コーン１０１の最大直径）：Ｃ１；
頂点部分１０１−１の直径（コーン１０１の最小直径）：Ｃ２；
コーンの斜面の長さ：Ｌ；
コーンの斜面の傾き：φ；
ディスク１０２の直径：Ｄ；および
ディスク１０２とコーン１０１との間隔：Ｓ
パラメータＣ１，Ｃ２，Ｌ，φ，ＳおよびＤを上述の数式１，２および３が満たされるよう調整することによって、本発明は特に望ましい結果を生む。
【００６４】
この実施例において、同軸ケーブルは給電ケーブル１０３として使用されることが好ましい。ケーブル１０３が絶縁膜で被覆された単純な構成を用いてもよく、中心配線１０３−１はコーン１０１と絶縁され、電気的に接続されないようにすることが好ましい。図１２は、図１１のアンテナ１１０の断面図を示す。図１２中に示されるように、頂点部分１０１−１の直径は、コーン１０１の最小直径であり、Ｃ２として同様に定義されることが好ましい。
【００６５】
絶縁体１０５は、コーン１０１とディスク１０２との一定の距離を保つために使用されることが好ましいが、特に、絶縁体１０５を用いなくてもコーン１０１とディスク１０２との距離を一定に保てることが可能なときには絶縁体１０５を用いなくてもよい。
【００６６】
この実施例のアンテナ装置１００は広い帯域幅と高利得を実現できる。また、ノイズレベルを下げ、従ってＳ／Ｎ比を改善できる。
【００６７】
［実施例１３］
図１３は、本発明のアンテナの別の代替実施例を図示する。ここに図示されるように、ディスコーン‐タイプアンテナ１００の透視図が示される。図９および図１１に図示されているものに類似したアンテナ１００の構成要素は、それらの構成要素の上述の説明をここで等しく適用できるので、ここでは改めて説明をされていない。絶縁体１０３−２は給電ケーブル１０３（この実施例においては同軸ケーブル）の内部の絶縁体であり、中心導線１０３−１を外側のシールド線から絶縁するために使用される。
【００６８】
図１３は、給電ケーブル１０３の内部の絶縁体１０３−２がコーン１０１から突出し、コーン１０１の外側まで延ばされていることを示す。給電ケーブルから一部剥き出しになった中心導線１０３−１はディスク１０２に接触するまで延在され、ディスク１０２に電気的に接続される。シールド線以上に延長され、剥き出しになった給電ケーブル１０３の中心導線１０３−１の一部は、絶縁性金属で覆われることが好ましい。
【００６９】
この実施例のアンテナ装置１００は広い帯域幅と高利得を実現できる。また、ノイズレベルを下げ、従ってＳ／Ｎ比を改善できる。
【００７０】
［実施例１４］
図１４および図１５は、本発明の構成で使用され、好ましい結果を生むことができるアンテナの変形例を示す。図９および図１１に描写されているものに類似したアンテナ１００の構成要素は、それらの構成要素の上述の説明をここで等しく適用できるので、ここでは改めて説明をされていない。図１４は、アンテナ１００はコーン１０１の内部に給電ケーブルが存在せず、中心導線１０３−１がコーン１０１の底面１０１−２と電気的に接続されることが好ましいということを示している。中心導線１０３−１はディスク１０２と電気的に接続されないことが好ましい。さらに、中心導線１０３−１はディスク１０２と電気的に接続されないことが好ましい。
【００７１】
図１５は、図１４に示されたアンテナ１００の断面図示し、この実施例で使用されたアンテナ１００の設計パラメータを示す。全てのパラメータが数式１，２および３を満たすように設定されることが好ましい。
【００７２】
この実施例において、絶縁体１０５は、コーン１０１とディスク１０２との一定の距離を保つために使用されることが好ましい。しかし絶縁体１０５を用いなくてもコーン１０１とディスク１０２との距離を一定に保てることが可能なときには絶縁体１０５を用いなくてもよい。
【００７３】
図１６は、コーン１０１、尖った先端として図示された頂点部分１０１−１を示す。図１７は、図１６に示されたアンテナの断面図を示す。頂点部分１０１−１の直径（好ましくはコーン１０１の最小直径）はＣ２として定義される。
【００７４】
この実施例のアンテナ装置１００は広い帯域幅と高利得を実現できる。また、ノイズレベルを下げ、従ってＳ／Ｎ比を改善できる。
【００７５】
［実施例１５］
図１８および図１９は、本発明のアンテナ構成において使用されることができ、且つ好ましい結果を生むアンテナの変形例を示す。
【００７６】
この実施例におけるアンテナは、図９〜図１７で示されたアンテナ１００を平面化したものである（以下、平面化アンテナという）。
【００７７】
図１８は平面化アンテナ２００の透視図を示す。平面化アンテナ２００は、図１１で図示されたアンテナの断面図と類似した様な形状を有することが好ましい。平面化アンテナはこのように、厚みを有する台形状の構成要素２０１および台形状の構成要素２０１の上底部分２０１−１の近くに上底部分と平行して配置される棒状の構成要素２０２を有することが好ましい。台形状の構成要素２０１は給電ケーブル２０３を有し、同軸ケーブルはその内部に配置されること好ましい。台形状の構成要素２０１はまた、給電ケーブル２０３の中心導線２０３−１を有し、中心導線２０３−１は台形状の構成要素２０１を貫通し棒状の構成要素２０２まで延在され、棒状の構成要素２０２と電気的に接続されることが好ましい。
【００７８】
この実施例において、中心導線２０３−１を取り囲む網組線（シールド線）は、台形状の構成要素２０１の下底部分２０１−２に接続された端子２０４に接続されることが好ましい。中心導線２０３−１は、台形状の構成要素２０１から絶縁されていることが好ましい。
【００７９】
図１８は、ケーブル２０３の絶縁体が台形状の構成要素２０１を貫通しないということを示す。しかし、ケーブル２０３の絶縁体は、図１３中に図示されたように台形状の構成要素２０１を貫通するようにしてもよい。絶縁体は、台形状の構成要素２０１の上底部分２０１−１および棒状の構成要素２０２の間に設置されることが好ましい。
【００８０】
図１９は、図１８で図示された平面化アンテナ２００の上面図を示す。図１９は、台形状の構成要素２０１および棒状の構成要素２０２の設計パラメータＣ１，Ｃ２，Ｌ，φ，ＳおよびＤを示す。全てのパラメータは図９に図示されたアンテナ１００のパラメータに対応する。すなわち図９に示されている、ディスクと本発明のアンテナ１００のコーン１０１との間隔Ｓは、棒状の構成要素２０２と台形状の構成要素２０１との間隔に相当することが好ましい。ディスク１０２の直径Ｄは棒状の構成要素２０２の長さに相当することが好ましい。コーン斜面の傾きφは、台形状の構成要素２０１の傾斜角と相当することが好ましい。コーン１０１の最大直径Ｃ１は台形状の構成要素２０１の下底部分２０１−２の長さに相当することが好ましい。コーン１０１の最小直径Ｃ２は台形状の構成要素２０１の上底部分２０１−１の長さに相当することが好ましい。平面化アンテナ２００の設計パラメータＣ１，Ｃ２，Ｌ，φ，ＳおよびＤは、最も望ましい結果を得るために以下の数式を満たすことが好ましい。
棒状の構成要素２０２と台形状の構成要素２０１との間隔Ｓ
＝０．３×Ｃ１ （数式４）
棒状の構成要素２０２の長さＤ＝０．７×Ｃ１ （数式５）
台形状の構成要素２０１の傾斜角度φ＝６０° （数式６）
【００８１】
本発明の様々な要素を接続するために、あらゆるタイプのケーブルが使用されてもよく、この実施例では給電ケーブル２０３として同軸ケーブルが好ましく使用されるが、図１１の例で使用されたケーブルと同様に、絶縁膜に被覆された中心導線２０３−１を有するケーブルが使用されてもよい。
【００８２】
この実施例において、中心導線２０３−１は、台形状の構成要素２０１から絶縁され且つ電気的に接続されないことが好ましい。
【００８３】
さらに、アンテナ２００の棒状の構成要素２０２は直方体状の構成要素から構成されることが好ましいが、この形に限定される必要はなく、円柱状、多角形状およびその他の形が使用されても望ましい結果を生むことができる。さらに、ケーブルの導線自体が棒状の構成要素２０２として使用されることもできる。
【００８４】
平面化アンテナ２００は、上述のディスクおよびコーンを有するアンテナ１００と比較して小型であるにもかかわらず、広帯域且つ高利得を実現できる。またノイズを減らし、広帯域特性を得ながらＳ／Ｎ比を改善できる。
【００８５】
［実施例１６］
図２０および図２１は、本発明のアンテナ装置に使用したアンテナの変形例を示す。ここに図示されているように、平面化アンテナ２００は厚みを有する台形状の構成要素２０１および台形状の構成要素２０１の上底２０１−１の近くに上底に対して平行に設置された棒状の構成要素２０２を有する。導線２０３−１は台形状の構成要素２０１の下底２０１−２と電気的に接続される。
【００８６】
図２１は平面化アンテナ２００の上面図を示し、且つ設計パラメータＣ１，Ｃ２，Ｌ，φ，ＳおよびＤを説明する。全ての設計パラメータは数式４，５および６を満たすよう設定されることが好ましい。図２２は、台形状の構成要素２０１および棒状の構成要素２０２を金属箔のように厚みを減らし薄くしたアンテナ２００を示す。図２１は、平面化アンテナの設計パラメータＣ１，Ｃ２，Ｌ，φ，ＳおよびＤは数式４，５および６による最適値であることを示す。この実施例において台形状の構成要素の代わりに上底部分を有さない、三角形状の構成要素２０１を使用しても好ましい。さらに、図２０に図示された平面化アンテナ２００の実施例の棒状の構成要素２０２は、直方体状の構成要素から構成されることが好ましいが、この構成要素はこの形に限定される必要はなく、円柱上、多角形状、およびその他の形も使用されても望ましい結果を生むことができる。さらに、ケーブルの導線自体が棒状の構成要素２０２として使用されてもよい。
【００８７】
図２０に描写されているアンテナの大きさが小型にもかかわらず、このアンテナは広帯域且つ高利得を実現でき、同様にノイズを減らし、Ｓ／Ｎ比を改善することができる。
【００８８】
［実施例１７］
この実施例において、アンテナは図２２または図２３に図示されるように２つの平面化アンテナから構成されることが好ましい。図２４は、本実施例のアンテナ装置を示し、十字形状の構成要素２０５および２つの台形状の構成要素２０１を有する。この実施例によれば、十字形状の構成要素を間に挟み２つの台形状の構成要素は互いに対向して配置されることが好ましい。
【００８９】
この実施例の平面化アンテナ２００の設計パラメータは数式４，５および６を満たすことが好ましい。十字形状に構成要素の長さＤは、図２１および図２３に示される棒状の構成要素２０２の長さに相当することが好ましい。十字形状の構成要素の水平部分の高さＤ２は、平面化アンテナと十字形状の構成要素２０５との間隔Ｓを制御するよう設計されることが好ましい。
【００９０】
図２５は、任意で十字形状の構成要素２０５の代わりに使用される棒状の構成要素２０６を示す。アンテナの棒状の構成要素２０６は直方体状の構成要素だけに限定されず、円柱状、多角形状およびその他の形が使用されてもよい。ケーブルの導線を、棒状の構成要素２０６を構成するために使用してもよい。
【００９１】
図２４および図２５は、給電ケーブルを有さない平面化アンテナ２０１を示す。しかし、図２０に示される中心導線２０３−１が本発明のアンテナ装置の本実施例に使用されてもよい。
【００９２】
図２６に示すように、十字形状の構成要素２０５または棒状の構成要素２０６を使用せずに２つの台形状の平面化アンテナ２０１のそれぞれの上底部を向かい合わせに配置してもよい。この場合、２つの平面化アンテナ間隔Ｓ´は数式４中のＳに相当し、当業者が容易に十分な調整ができるように設計されることが好ましい。
【００９３】
先行技術例に、包括的または明確に描写された本発明の動作状態を置き換えることによって、本発明と同様の結果を再現することが可能である。
【００９４】
本発明は、好適な実施例に対する特定の参照を伴い、詳細に説明されたが、他の実施例でも同様の結果を達成できる。本発明の変形と修正は当業者にとって明らかであり、それは全てのそのような修正および同等物を添付の請求項においてカバーすることが意図される。上述および／または付属物中で引用された全ての参考文献、応用、特許および刊行物の全ての開示、ならびにこれに相当する応用はここに参照として組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】ディスコーン‐タイプのアンテナが携帯電話のための導波路として使用される、超高層ビルの４４階での本発明の好適な実施例の透視図である。
【図１−２】図１中に描写された超高層ビル４４階の間取りである。
【図２】マンションの浴室内で携帯電話通信を改善するために複数の導波路が使用された本発明の実施例の透視図である。
【図３−１】本発明の使用なしに、基地局から遠く離れたホテル室内において測定された携帯電話用の信号レベルのグラフである。
【図３−２】本発明を使用した、基地局から遠く離れたホテル室内において測定された携帯電話用の信号レベルのグラフである。
【図４】本発明が無線ＬＡＮカードのための外部アンテナとして使用されたオフィスルームのフロアレイアウトである。
【図５−１】外部アンテナが存在しない無線ＬＡＮカードの測定グラフである。
【図５−２】ホイップアンテナが使用された無線ＬＡＮカードの測定グラフである。
【図５−３】本発明のディスコーンアンテナが使用された無線ＬＡＮカードの測定グラフである。
【図６−１】ディスコーンアンテナの断面図である。
【図６−２】設計パラメータが示されたディスコーン‐タイプアンテナの概略図である。
【図７−１】ディスコーンアンテナアレイの様々な形状の概略図を示す。
【図７−２】ディスコーンアンテナアレイの様々な形状の概略図を示す。
【図７−３】ディスコーンアンテナアレイの様々な形状の概略図を示す。
【図７−４】ディスコーンアンテナアレイの様々な形状の概略図を示す。
【図７−５】ディスコーンアンテナアレイの様々な形状の概略図を示す。
【図７−６】ディスコーンアンテナアレイの様々な形状の概略図を示す。
【図７−７】ディスコーンアンテナアレイの様々な形状の概略図を示す。
【図８】ディスコーンアンテナアレイの様々な形状の概略図を示す。
【図９】本発明で使用可能なディスコーンアンテナの代替実施例を描写する概略図である。
【図１０】本発明で使用可能なディスコーンアンテナの代替実施例を描写する概略図である。
【図１１】本発明で使用可能なディスコーンアンテナの代替実施例を描写する概略図である。
【図１２】本発明で使用可能なディスコーンアンテナの代替実施例を描写する概略図である。
【図１３】本発明で使用可能なディスコーンアンテナの代替実施例を描写する概略図である。
【図１４】本発明で使用可能なディスコーンアンテナの代替実施例を描写する概略図である。
【図１５】本発明で使用可能なディスコーンアンテナの代替実施例を描写する概略図である。
【図１６】本発明で使用可能なディスコーンアンテナの代替実施例を描写する概略図である。
【図１７】本発明で使用可能なディスコーンアンテナの代替実施例を描写する概略図である。
【図１８】本発明で使用可能な平面化ディスコーンアンテナを描写する概略図である。
【図１９】本発明で使用可能な平面化ディスコーンアンテナを描写する概略図である。
【図２０】本発明で使用可能な平面化ディスコーンアンテナを描写する概略図である。
【図２１】本発明で使用可能な平面化ディスコーンアンテナを描写する概略図である。
【図２２】本発明で使用可能な平面化ディスコーンアンテナを描写する概略図である。
【図２３】本発明で使用可能な平面化ディスコーンアンテナを描写する概略図である。
【図２４】複数のコーンが同時に使用された代替実施例を描写する概略図である。
【図２５】複数のコーンが同時に使用された代替実施例を描写する概略図である。
【図２６】複数のコーンが同時に使用された代替実施例を描写する概略図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信効率を改善するための方法および装置、特に、携帯電話および無線ＬＡＮといった外部アンテナまたは導波路を通すような通信の効率を改善するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下の検討は、著者による多数の公開および公開年度に言及しているが、ある公開は公開日が最近であるため、本発明の先行技術として考慮されるべきでない。ここでのそのような公開の検討は、より完全な背景のために与えられ、そのような公開は特許性の決定の目的のための先行技術の認定として解釈されるべきではない。
【０００３】
現在、無線ＬＡＮ、携帯電話、ＧＰＳおよびテレビなどで使用されるアンテナは、一般的にＭＨｚから数十ＧＨｚまでの周波数帯に適合する専用アンテナである。周波数帯（波長範囲）は用途によって決定されるため、これらアンテナは特定の周波数に調整されるように設計される。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ（無線ＬＡＮの規格）は２．４ＧＨｚ帯の周波数を使用する。専用アンテナは多数の周波数を使用した際に効率が落ちるため、専用アンテナを多数の周波数に使用すると受信エリアが限定され、従ってより強い送信電力が要求される。
【０００４】
ディスコーンアンテナは突出した広帯域特性を有するので、１つのアンテナが多数のサービス、すなわち異なる周波数帯を要求するサービスに使用されることが可能になる。しかしながら、ディスコーンアンテナの利得は専用アンテナよりも低く、現在までのところ、この性能の低下のために多数の用途へのディスコーンアンテナの実用的な使用が避けられてきた。
【０００５】
多数のサービスのためのディスコーンアンテナの実用的な使用は、Ｔ／Ｒ（送信／受信）効率が改善されれば前進できる。これは、無線ＬＡＮ、携帯電話、ＧＰＳなどといった個人サービスで、ただ１つのアンテナを提供されるだけで劇的な効果を生むだろう。なぜなら、それらは全て、ただ１つのアンテナで機能することが可能であるからである。
【０００６】
「アンテナ」と題された米国特許出願第１０／４１２，３７１号（米国特許第６，８９１，５１２号）、「車両内部およびその近接における通信のための励振器システムおよび励振方法」と題された米国特許出願第１０／１６０，７４７号（米国特許第６，６００，８９６号）、および「車両内励振器」と題された米国特許出願第６３５，４０２号、は参照としてここに組み込まれており、車両内およびその他の建築物内において通信のために使用される修正されたディスコーン励振器を明らかにする。本発明は、他のタイプのアンテナと同様、修正されたディスコーンアンテナにも応用できる。
【特許文献１】米国特許出願第１０／４１２，３７１号明細書（米国特許第６，８９１，５１２号明細書）
【特許文献２】米国特許出願第１０／１６０，７４７号明細書（米国特許第６，６００，８９６号明細書）
【特許文献３】米国特許出願第６３５，４０２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の主な目的は、電磁波の送信および／または受信の改善である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、送信された信号が微弱なエリアに設置された第１のアンテナと、送信された信号が第１のエリアよりも強いエリアに設置された第２のアンテナと、第１のアンテナおよび第２のアンテナに電気的に接続する導線とを含む電磁波導波路に関連する。少なくとも１つの導波路は広い帯域幅を有するようにしてもよい。少なくとも１つのアンテナはディスコーンアンテナであってもよい。第１および／または第２のアンテナは１つ以上のアンテナの集合であってもよい。全てのアンテナがディスコーンアンテナであってもよい。
【０００９】
本発明の導波路は、ビル内部に設置された第１のアンテナを有するようにしてもよい。第２のアンテナは、任意で、ビル内の外側近く、ビル内の外側、および／またはビルの外側に設置される。第１のアンテナはビル内の内側に設置されるようにしてもよいが、第２のアンテナは同時に、ビル内の内部でないエリアに設置されるようにしてもよい。
【００１０】
本発明の導波路はまた、お互いが電気的に接続された第３および第４のアンテナを有するようにしてもよく、これらは第２の導波路を形成する。第１、第２、第３および／または第４のアンテナの少なくとも１つは広い帯域幅を有するようにしてもよく、そして、これらのうちのいくつかまたは全てのアンテナはディスコーンアンテナであってもよい。第３のアンテナはビルの内部に設置されるようにしてもよい。第４のアンテナはビル内の外側の近く、ビル内の外側、および／またはビルの外側に設置されるようにしてもよい。第３のアンテナはビルの内部に設置されるようにしてもよいが、第４のアンテナは同時に、ビルの内部に設置されなくてもよい。第１および第３のアンテナはビル内の内側に設置されるようにしてもよく且つ、同時に、第２および第４のアンテナはビル内の内部には設置されなくてもよい。最後に、第３および／または第４アンテナは１つ以上のアンテナの集合であってもよい。
【００１１】
本発明はまた、電磁波を媒介にして通信する装置の送信および／または受信を改善するための方法に関連する。この方法は、電磁波の送信および／または受信の改善が所望される第１のエリア内の第１のアンテナの設置と、第１のエリアよりも送信力および／または受信力が高い第２のエリア内の第２のアンテナの設置と、電気導線による第１および第２アンテナの接続を含む。第１および／または第２のアンテナはその場で使用されるアンテナのアレイを有するようにしてもよい。使用されるアンテナのいくつかおよび／または全ては広い帯域幅を有するようにしてもよく、且つ、アンテナのいくつかおよび／または全てはディスコーンアンテナであってもよい。第１のエリアは、ビルまたはその他の建築物の内部であってもよく、第２のエリアはビルの内部でないエリアであってもよい。
【００１２】
本発明の方法はまた、お互いが電気的に接続された第３および第４のアンテナの提供を含む。第３のアンテナは第１のエリア内に配置されるとうにしてもよく、第４のアンテナは第２のエリア内に配置されるようにしてもよい。アンテナのいくつかおよび／または全ては広い帯域幅を有するようにしてもよく、且つアンテナのいくつかおよび／または全てはディスコーンアンテナであってもよい。
【００１３】
本発明はまた、それぞれのコーンが頂点部分および底面を有する２つコーンと、それぞれのコーンの頂点部分付近にそれぞれ設置された２つのディスクおよび、少なくとも一部がコーンの内側に設置され、ディスクに電気的に接続された、電気導線を有する装置に関連する。
【００１４】
本発明はまた、それぞれが頂点部分および底面を有するコーンを含有する、複数のアンテナと、コーンの頂点部分付近に設置されたディスクと、ディスクと電気的に接触する電導性ケーブルとを含む装置に関連する。アンテナの導線は一連に電気的に接続されるようにしてもよい。任意で、少なくとも１つのケーブルの少なくとも一部が少なくとも１つのコーン内に設置されるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の主な利点は、以前、使用が不可能とされたエリアにおいて使用されることが可能な無線信号程度に改善された送信電磁波および／または受信電磁波を提供する方法および装置が提供されることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の他の目的、利得と新たな特性および応用性の範囲は、以下の詳細な説明に添付の図面と共に示される。以下の考察は当業者にとって明白であり、または本発明の実践によって習得されてもよい。本発明の目的と利得は、添付された請求項中の特定の指摘された手段および組み合わせによって実現され、達成が可能である。
【００１７】
本明細書の一部を構成し且つ組み込まれた添付の図面は、本発明の１つ以上の実施例を詳述と共に説明し、本発明の原理を説明することを助ける。図面は本発明の１つ以上の好適な実施例の詳述の目的のためのみのものであり、本発明を限定して解釈されるものではない。
【００１８】
この出願は、「通信効率を改善するための装置と方法」という表題で、２００４年１月５日に提出された米国仮特許出願第６０／５３４，５４１号の優先権と利益を主張する。この出願はまた、「通信効率を改善するための装置と方法」という表題で、２００４年１０月１４日に提出された米国仮特許出願第６０／６１９，３３６号の優先権と利益を主張する。これら出願の明細書および提案された請求項は参照としてここに組み込まれている。
【００１９】
本発明は、アンテナ、特に広帯域特性を有し、携帯電話、無線ラン、その他の通信システムの送信および／または受信効率を向上するために使用可能なアンテナに関する。本発明は、１つ以上のディスコーン‐タイプアンテナの補助により、目的を達成することが好ましい。１つ以上のアンテナは、外部のアンテナまたは１つ以上の導波路と接続されることが好ましい。
【００２０】
本明細書を通して使用される「導波路」という用語は、導線の終端に配置される第１のアンテナまたはその集合、及び、導線に隣接する末端（プロキシマル末端）に配置される第２のアンテナまたはその集合における構成を参照するために使用される。本発明の導波路は、導波路全体が小さな領域以内にある際に作動可能であるが、より好ましい結果は、本発明の導波路が第１のアンテナ及び第２のアンテナが存在する遠く離れた領域に延在される際に得られる。
【００２１】
「ディスコーンアンテナ」、「ディスク‐コーンアンテナ」、「ディスコーン‐タイプアンテナ」は、ディスクとコーンを有するアンテナを意味することを意図し、例えば図１８〜２４に図示されているような三角形状または台形状あるいはそれらに類似した要素に基づき形作られたアンテナは、電磁波を送信するまたは受信する構成要素の近くに配置される。ディスコーン‐タイプアンテナは、同軸ケーブルといったケーブルを使用することが好ましい。本発明のディスコーンアンテナは、リフレクタ同様インスレータを有するようにしてもよい。広範囲の領域または内奥部において望ましい結果を得るために、本発明の一実施例は、４つ以上のアンテナを含むようにしてもよく（それらはディスコーンアンテナであることが好ましい）、複数の導波路を作成するために使用される。本発明は、１つの導波路を作成するための２つのアンテナ（ディスコーン‐タイプアンテナであることが好ましい）を使用することにより望ましい結果を生むようにしてもよい。
【００２２】
本明細書全体および請求項で使用される「ビル」は、簡素化するために使用され、ビル、建物、トンネル、車両、船またはそれ様のあらゆるタイプを含むことを意図されている。
【００２３】
ディスコーン‐タイプアンテナの基本構造と機能特性に関する記載はＪ．Ｊ Ｎａｉｌの「Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ Ｄｉｓｃｏｎｅ ａｎｔｅｎｎａｓ」 Ｅｌｅｃｒｏｎｉｃｓ，Ａｕｇｕｓｔ １９５３，ｐｐ １６７〜１６９に記載されている。
【００２４】
本発明のディスコーンアンテナ４０の概略断面図は、図６−１に示される。ディスコーンアンテナ４０は、ディスク４２、コーン４４、給電ケーブル４６および給電ケーブル４６の中心導線４８を含む。電力は、給電ケーブル４６の中心導線４８を通じてディスク４２へ送られる。コーン４４は、一般的に接地される。
【００２５】
ディスコーンアンテナの設計パラメータは、図６−２に示される。Ｃ１はコーン４４の最大直径である。Ｃ２はコーン４４の最小直径である。Ｌはコーン４４の斜面の長さである。φはコーン４４の斜面の傾き角度である。Ｓはディスクからコーンまでの距離である。Ｄはディスク４２の直径である。
【００２６】
ディスコーンアンテナの帯域幅は、その定在波比（Ｓｔａｎｄｉｎｇ Ｗａｖｅ Ｒａｔｉｏ：ＳＷＲ）に基づいて決定され、その定在波比が２以下である周波数をアンテナの帯域幅と定義する。ディスコーン帯域幅の最小周波数は、コーン斜面長のほぼ４倍の波長を有する。
【００２７】
Ｎａｉｌによれば、コーンの斜面の傾き角度が６０°であるディスコーンアンテナを使用することによって周波数が４００〜１３００ＭＨｚまたはそれ以上の帯域幅を実現できる。コーン４４の直径Ｃ１の増大により、帯域幅の最小周波を小さくすることを可能になる。ディスク４２とコーン４４との間の間隔の縮小は、帯域幅の最大周波数を大きくすることが可能である。
【００２８】
図１は、多数の携帯電話基地局からの電磁波インターフェースにより携帯電話５０による通信が不可能である高層建築５５の４４階において、本発明が携帯電話５０の通信のための導波路として使用される好ましい実施例を示す。ディスコーンアンテナ対４０は同軸ケーブル６０に接続され、且つ、窓枠上に配置されることが好ましい。別のディスコーンアンテナ対４０は、同様に同軸ケーブル６０に接続され、高層建築５５の室内に配置されることが好ましい。窓枠に配置されたアンテナ４０が、携帯電話５０の動作周波数の波長の１／２の距離だけ離されることがより好ましい。本発明の導波路は動作するためのいかなる電源またはエネルギー源も必要としない。
【００２９】
図２は、基地局からの電磁波信号レベルが微弱なマンションの浴室内部における携帯電話５０のための導波路を含む、本発明の実施例を示す。
【００３０】
ディスコーンアンテナ対４０は、窓の近くの棚上に配置され、且つ、別のディスコーンアンテナ対は、マンションの内部に配置されることが好ましい。窓の近くに配置された、１つのディスコーンアンテナ４０は、マンションの内部に配置された別のディスコーンアンテナ４０に同軸ケーブル６０で接続されることが好ましい。残りのディスコーンアンテナ対４０も同様の様式で接続されることが好ましい。このように、窓の近くの強力な電磁波信号は、本発明の導波路を通じて、電磁波信号が微弱な、マンションの内部に振り分けられる。
【００３１】
本発明は、ラジオ通信システム、携帯電話、及び無線ＬＡＮの望ましい結果を生む。特に、望ましい結果は、ディスコーンアンテナの広帯域特性を利用するシステム同様、８００ＭＨｚから２．４ＧＨｚの周波数帯で達成されることができる。
【００３２】
別の実施例において、本発明は、図４に図示されるようにオフィス内の無線ＬＡＮカードの外部アンテナとして使用されるようにしてもよい。無線ＬＡＮカードの受信機が、外部アンテナとして取り付けられたディスコーンアンテナ４０に接続されることが好ましい。
【００３３】
図７−１〜図７−５は、本発明のディスコーンアンテナの代替構成を示す。
【００３４】
本発明のいくつかの実施例によるアンテナ装置のための設計パラメータＣ１，Ｃ２，Ｌ，φ，Ｓ及びＤは、以下の数式によって設定されることが好ましい。
ディスクとコーンとの間隔Ｓ＝０．３×Ｃ２ （数式１）
ディスクの直径Ｄ＝０．７×Ｃ１ （数式２）
コーンの斜面の傾きφ＝６０° （数式３）
【００３５】
あらかじめ示されたように、アンテナの帯域幅は定在波比（Ｓｔａｎｄｉｎｇ Ｗａｖｅ Ｒａｔｉｏ：ＳＷＲ）に関して評価される。定在波比（ＳＷＲ）の値が２以下である周波数領域がアンテナの帯域幅である。帯域幅の最小周波数は、コーンの斜面の長さ（Ｌ）の４倍に等しい波長に相当する。コーンの最小直径Ｃ２は、周波数の帯域幅に逆比例し、帯域の最大周波数の要求値に基づき決定される。コーンの斜面の傾きφは、ＳＷＲ周波数特性を決定する。φの最適の値は、特定の具体的な適用に依存するだろうが、φは大抵４０°〜７０°間の値を持つことが好ましいとされ、約６０°が最も好ましい。
【００３６】
ディスコーン‐タイプアンテナの非絶縁性要素は、実質的にはあらゆるタイプの金属または少なくとも部分的に電気伝導が可能な要素から構成されてもよいが、その金属は、本発明のディスコーン‐タイプアンテナの非絶縁性要素に使用される以下の金、銅、アルミニウム、ステンレススチール、真鍮、これらの組み合せ、およびそれ様の一つ以上を含むことが好ましい。ディスクの内部および／またはディスコーン‐タイプアンテナのコーンは中空または充填されていてもよい。充填は、アンテナ自身が作られている電導性金属を含むあらゆるタイプの金属を含むようにしてもよい。
【００３７】
図９〜図１７で描写されるように、本発明の実施例のディスコーン‐タイプアンテナ１００は、従来のディスコーン‐タイプアンテナと比較して、広帯域特性を得ながら高利得を実現する。
【００３８】
本発明のアンテナ装置は、オフィスビル、病院、工場、競技場、トンネル、電車、自動車、航空機、船、その他の建物、駅、輸送車両において使用可能である。本発明のアンテナ装置はまた、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄ Ｓｅｔ）中継局用のアンテナとしても使用可能である。
【００３９】
［産業応用性］
本発明はさらに、本発明を限定しない以下の例によって説明される。以下の例の様々な要素は、互いに置き換えられることが可能であり、好ましい結果を生むことが可能となる。すなわち、以下の例は、本発明に有用ないくつかの実行可能な構成を描写するよう意図されており、組み合せ可能なもの全てで構成されているわけではない。
【００４０】
［実施例１］
図１を参照すると、一般的に携帯電話の性能は、大きなビルにおいて２０階以上の階になると著しく低下する。これは、一般的に、ホイップアンテナまたはビルト‐イン（内蔵）パターンアンテナのみを有する携帯電話を使用する際に交わる多数の基地局からの電磁波インターフェースのためである。本発明の効果の研究は、携帯電話の導波路として用いられ、実験は超高層ビル４４階上で行われた。本発明を使用しない３つの異なるタイプの携帯電話でそれぞれ２０回の呼び出し試験が行われた。呼び出し成功回数は記録された。
【００４１】
ディスコーン対は、ビル内部の窓近辺の棚上に配置され、別のディスコーン対は、ビル内部のテーブル上に配置された。それらは図１−２中に描写されるように接続され、導波路を作り出す。本発明による導波路の設置後、３つの異なるタイプの携帯電話それぞれによる２０回の呼び出し試験が行われた。呼び出し成功回数は記録された。呼び出し成功回数中の著しい改善は、本発明が使用されたときに観察された。図１の下のチャートを参照すると、本発明を使用しない６０回の呼び出しのうち、成功が観察されたのは３回のみであった。本発明の導波路を使用すると、呼び出し成功数はたった３回から約３７回に増加し、相手につながった呼び出し成功数は約１．１３３％増加している。この試験結果に基づくと、本発明を使用した際に超高層ビルの高層階で携帯電話通信の成功が可能となることが分かる。
【００４２】
［実施例２］
図２を参照すると、ディスコーンアンテナは、マンションの浴室内で携帯電話のための導波路を生成するために使用される。一般的に、この実験で使用される特定の浴室からは通話をすることはできない。なぜなら、携帯基地局からの電磁波信号が非常に微弱であるからである。第１のディスコーン対は窓の近辺に設置され、第２のディスコーン対はマンションの浴室内に設置される。浴室内のアンテナの１つが窓近辺のアンテナの１つに接続され、残りの２つのアンテナが同様にそれぞれ接続され、このようにして導波路が作られる。第１のディスコーン対が設置された窓では、電磁波信号レベルはより高い。しかし、他の２つのディスコーンが設置された浴室内では、電磁波信号は弱い。
【００４３】
本発明を使用するときの電磁波信号の大きさおよび本発明を使用しないときの電磁波信号の大きさが、信号レベル測定装置を用いて浴室内で測定された。これらの測定結果が比較され、この結果によると、本発明による浴室内部における電磁波信号の大きさの著しい改善が観測された。
【００４４】
このように、本発明は従来、携帯電話の通信が不可能だったビル内奥部において携帯電話の通信の成功を可能にする。本発明は、補助電力源の必要性なしにこれを達成する。
【００４５】
類似の実験は、他の大きなビル内奥部で行われた。これらの実験から、本発明は、基地局から離れたビルの内奥部において携帯電話の効率よい通信を可能にする、ということが分かる結果になった。例えば、図３−１は、本発明が使用されないビル内部においての、スペクトル分析器から得られた測定を示す。図３−２は、同じビル内部において本発明の導波路を使用した際の、スペクトル分析器から得られた測定を示す。
【００４６】
［実施例３］
図４はこの実験に使用された構成の概略図を図示する。ここに示されているように、ディスコーンアンテナは、オフィスルーム内の無線ＬＡＮカードに外部アンテナとして接続される。無線ＬＡＮカードの送信機はオフィスルーム内の壁付近に配置されるが、無線ＬＡＮカードの受信機は、無線ＬＡＮカードの以前の使用場所で、低信号雑音比（ｌｏｗ Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ：（Ｓ／Ｎ）ｒａｔｉｏ）により結果として性能が悪くなった、ビル内部に属する金属ドアで隔てられたエレベータ前に配置される。ディスコーンアンテナを金属ドアの外側の外部アンテナとして使用することによって、信号レベル、Ｓ／Ｎ比、および送信速度において著しい改善が観測された。本発明はこのように、ＬＡＮカードが実利的および効率的な様式で使用されることを可能にする。
【００４７】
図５−１，５−２，および５−３は、例えば、外部ホイップアンテナが無線ＬＡＮ受信カードと接続して使用された場所（図５−２）、外部ディスコーンアンテナが無線ＬＡＮカードと接続して使用された場所（図５−３）、および無線ＬＡＮ受信カードと接続して使用された外部アンテナが存在しない場所（図５−１）における信号レベルおよびＳ／Ｎ比の測定を示す。図に示されているように、信号レベル、Ｓ／Ｎ比、および送信速度の著しい改善はディスコーンアンテナが取り付けられた場において認められる。これらの測定に基づくと、ディスコーンアンテナが、外部アンテナが存在しない無線ＬＡＮカードが使用された際か、同様に外部ホイップアンテナが使用された際の結果よりも優れた結果を提供することは明白である。
【００４８】
［実施例４］
好ましい結果を生む本発明のアンテナの他の例が図７−１から図７−７まで図示されている。図７−１は本発明の代替実施例を示す。ここに図示されているように、２つのアンテナ４０−１および４０−２は結合されて１つの集合になっている。ケーブルの中心導線４８−１および４８−２は、２つのアンテナ４０−１および４０−２のコーン４４−１および４４−２の底面側から延びており、電気的に接続されている。ケーブルの中心導線４８−１および４８−２はコーン４４−１および４４−２を貫通し、ディスク４２−１および４２−２まで延在され、ディスク４２−１および４２−２に電気的に接続される。すなわち、ケーブルの中心導線４８−１および４８−２は部分的にコーン４４−１および４４−２内部に配置される。外側の導線はどちらのコーン内にも延在してはいないが、コーンの底面側に電気的に接続する。必ずしも要求されないが、ケーブルの導線４８−１および４８−２は一続きの導線を構成してもよい。
【００４９】
［実施例５］
図７−２中に示される集合アンテナ中では、アンテナ４０−１および４０−２のコーン４４−１および４４−２の底面部分が、お互いに物理的に接触しており、したがって、それらは電気的に接続されている。他の図に示される給電ケーブルの中心導線はコーン４４−１および４４−２を貫通し、且つディスク４２−１および４２−２と電気的に接続されるまで延長することが好ましい。すなわち、中心導線は完全にコーン４４−１および４４−２の内部に配置される。コーンの底面が他方に接しているために、ケーブルの外側の導線は使用されない。
【００５０】
［実施例６］
図７−３に示される集合アンテナの構成は、４つのアンテナ４０−１，４０−２，４０−３および４０−４の結合によって作られる。ディスク４２−１，４２−２，４２−３および４２−４が外側に向けられ、コーン４４−１，４４−２，４４−３および４４−４が内側に向けられるように配置されることが好ましい。アンテナ４０−１〜４０−４のケーブルの中心導線４８−１，４８−２，４８−３および４８−４は互いに接続されている。ケーブルの中心導線４８−１〜４８−４はコーン４４−１〜４４−４を貫通し、且つケーブルの中心導線４８−１〜４８−４は、それらがディスク４２−１〜４２−４と電気的に接続するまで延在される。外側の導線がコーン４４−１〜４４−４の内側部分には延在しないようにし、コーンの底面部と接続されるようにしてもよい。
【００５１】
図７−３は４つのアンテナ４０−１〜４０−４から構成され、接続された本発明の集合アンテナの一実施例である。あるいは、代わりに９０°傾けて配置された２つのアンテナ４０−１および４０−２のみを接続するようにしてもよい。この場合、中心導線を有する給電ケーブル４８−１および４８−２は２つのコーン４４−１および４４−２を貫通し、且つ中心導線はディスク４２−１および４２−２と電気的に接続されるまで延在されることが好ましい。中心導線が各々のコーンを貫かないようにし、各々のコーンの底面部と電気的に接続されるようにしてもよい。
【００５２】
［実施例７］
図７−４は、図７−１に示されたアンテナ装置が２組使用された集合アンテナを示す。中心導線を有する給電ケーブルはコーン４４−１および４４−２を貫通し、ケーブルの中心導線４８−１および４８−２はディスク４２−１および４２−２と電気的に接続される。ケーブルの外側の導線４８−１および４８−２はコーン４４−１および４４−２を貫通するようにしてもよいが、ケーブル４８−１および４８−２はコーン４４−１および４４−２の底面部と電気的に接続されるようにしてもよい。
【００５３】
［実施例８］
図７−５は、４つのアンテナ４０−１，４０−２，４０−３および４０−４が一連に接続された集合アンテナを示す。アンテナ４０−１は、コーン４４−１の底面部から延びるケーブルの中心導線４８−１で隣接するアンテナ４０−２のディスク４２−２と接続されることが好ましい。ディスク４２−３は、コーン４４−２と接続されることが好ましく、ディスク４２−４はコーン４４−３と接続されることが好ましい。この様式において、いかなる数のアンテナも一連に配置されることができ、本発明は４つのアンテナに限定されるものではない。
【００５４】
給電ケーブルの中心導線４８−１，４８−２，４８−３および４８−４は、コーン４４−１，４４−２，４４−３および４４−４を貫通することが好ましく、ケーブルの中心導線４８−１〜４８−４は、ディスク４２−１，４２−２，４２−３および４２−４と電気的に接続されるまで延在されることが好ましい。ケーブルの中心導線４８−１〜４８−４はコーン４４−１〜４４−４を貫通しないようにしてもよく、各々のコーンの底面部に隣接した、ディスク４２−１〜４２−４と接続されるようにしてもよい。
【００５５】
［実施例９］
図７−６は、２つのアンテナ４０−１および４０−２のそれぞれのディスク４２が内側に向けられるように配置され、コーン４４−１および４４−２の底面部が外側に向けられるように配置される様式で接続された２つのアンテナ４０−１および４０−２の集合の本発明における一実施例である。２つのアンテナは１つのディスク４２を共有する。中心導線を有する給電ケーブル４８−１および４８−２はコーン４４−１および４４−２を貫通することが好ましく、それらの中心導線４８−１および４８−２はディスク４２と電気的に接続される。ケーブルの外側の導線４８−１および４８−２はコーン４４−１および４４−２を貫通しないようにし、コーン４４−１および４４−２の底面部と接触させて電気的に接続されるようにしてもよい。
【００５６】
［実施例１０］
図７−７は、集合アンテナ中の４つのアンテナ４０−１，４０−２，４０−３および４０−４が並行に接続された本発明における別の実施例の構成を示す。アンテナ４０−１，４０−２，４０−３および４０−４のコーンの底面部４０−１，４０−２，４０−３および４０−４から延びたケーブルの外側の導線４８−１，４８−２，４８−３および４８−４は、お互いに接続される。ケーブルの中心導線４９−１，４９−２，４９−３および４９−４は、アンテナ４０−１，４０−２，４０−３および４０−４のそれぞれのディスク４２−１，４２−２，４２−３および４２−４と接続される。
【００５７】
この実施例のアンテナ装置は、広い帯域幅と高利得を実現できる。また、ノイズレベルを下げ、従ってＳ／Ｎ比を改善することができる。図７−７中では４つのアンテナが描写されているが、本発明はこの構成において４つのアンテナの接続に限定されるものではない。代替数のアンテナの並列接続も同じように好ましい結果を提供する。
【００５８】
［実施例１１］
本発明の集合アンテナの代替実施例が図８に図示される。ここに図示されるように、本発明の２つのアンテナ４０（４０−１および４０−２）は中心導線４８と接続される。アンテナ４０−１および４０−２は、それぞれが９０°回転して配置される構成を採る。従って、ディスク４２−１の延長線とディスク４２−２は、直交する。アンテナ４０−１のディスク４２−１の端部からアンテナ４０−２のディスク４２−２までの距離Ｌｃは、動作周波数の波長の１／２とすることが好ましい。中心導線４８はコーン４４−１および４４−２を貫通し、ディスク４２−１および４２−２と電気的に接続するまで延在するようにすることが好ましい。すなわち、中心導線４８はコーン４４−１および４４−２の内部を貫通する。この実施例において、ケーブルの外側の導線４８はそれぞれのコーン内まで延在しないようにしてもよく、コーンの底面部に接続するようにして、導線とコーンを電気的に接続するようにしてもよい。
【００５９】
この実施例のアンテナ装置は、広い帯域幅と高利得を実現できる。また、ノイズレベルを下げ、従ってＳ／Ｎ比を改善することができる。
【００６０】
［実施例１２］
図９および図１０は、本発明のアンテナ装置に使用されたアンテナ４０の様々な変化例を図示する。
【００６１】
図９はアンテナ装置に使用されたディスコーン‐タイプアンテナ１００の透視図であり、図１０はディスコーン‐タイプアンテナ１００の断面図を示す。ディスコーン‐タイプアンテナ１００はコーン１０１、ディスク１０２、給電ケーブル１０３および絶縁体１０５から成る。コーン１０１は頂点部分１０１−１および底面１０１−２を有している。給電ケーブル１０３は絶縁膜で被覆された中心導線１０３−１を有する。ディスク１０２は頂点部分１０１−１より上部に配置され、絶縁体１０５はディスク１０２および頂点部分１０１−１の間に配置されることが好ましい。給電ケーブル１０３はコーン１０１の内部を貫通することが好ましい。給電ケーブル１０３の中心導線１０３−１はコーン１０１の外側に突出し、ディスク１０２まで延在し、ディスク１０２と電気的に接続することが好ましい。
【００６２】
この実施例においては、同軸ケーブルは給電ケーブル１０３として使用され、同軸ケーブル中の中心導線は中心導線１０３−１に相当する。同軸ケーブルの中央導線を取り囲むシールド線は、コーン１０１の底面１０１−２に電気的に接続された端子１０４と接続されるようにすることが好ましい。中心導線１０３−１はコーン１０１とは電気的に接続せず、絶縁されることが好ましい。
【００６３】
この実施例におけるディスコーンアンテナ１００の設計パラメータは以下のように定義されることが好ましい。
コーン１０１の底面１０１−２の直径（コーン１０１の最大直径）：Ｃ１；
頂点部分１０１−１の直径（コーン１０１の最小直径）：Ｃ２；
コーンの斜面の長さ：Ｌ；
コーンの斜面の傾き：φ；
ディスク１０２の直径：Ｄ；および
ディスク１０２とコーン１０１との間隔：Ｓ
パラメータＣ１，Ｃ２，Ｌ，φ，ＳおよびＤを上述の数式１，２および３が満たされるよう調整することによって、本発明は特に望ましい結果を生む。
【００６４】
この実施例において、同軸ケーブルは給電ケーブル１０３として使用されることが好ましい。ケーブル１０３が絶縁膜で被覆された単純な構成を用いてもよく、中心配線１０３−１はコーン１０１と絶縁され、電気的に接続されないようにすることが好ましい。図１２は、図１１のアンテナ１１０の断面図を示す。図１２中に示されるように、頂点部分１０１−１の直径は、コーン１０１の最小直径であり、Ｃ２として同様に定義されることが好ましい。
【００６５】
絶縁体１０５は、コーン１０１とディスク１０２との一定の距離を保つために使用されることが好ましいが、特に、絶縁体１０５を用いなくてもコーン１０１とディスク１０２との距離を一定に保てることが可能なときには絶縁体１０５を用いなくてもよい。
【００６６】
この実施例のアンテナ装置１００は広い帯域幅と高利得を実現できる。また、ノイズレベルを下げ、従ってＳ／Ｎ比を改善できる。
【００６７】
［実施例１３］
図１３は、本発明のアンテナの別の代替実施例を図示する。ここに図示されるように、ディスコーン‐タイプアンテナ１００の透視図が示される。図９および図１１に図示されているものに類似したアンテナ１００の構成要素は、それらの構成要素の上述の説明をここで等しく適用できるので、ここでは改めて説明をされていない。絶縁体１０３−２は給電ケーブル１０３（この実施例においては同軸ケーブル）の内部の絶縁体であり、中心導線１０３−１を外側のシールド線から絶縁するために使用される。
【００６８】
図１３は、給電ケーブル１０３の内部の絶縁体１０３−２がコーン１０１から突出し、コーン１０１の外側まで延ばされていることを示す。給電ケーブルから一部剥き出しになった中心導線１０３−１はディスク１０２に接触するまで延在され、ディスク１０２に電気的に接続される。シールド線以上に延長され、剥き出しになった給電ケーブル１０３の中心導線１０３−１の一部は、絶縁性金属で覆われることが好ましい。
【００６９】
この実施例のアンテナ装置１００は広い帯域幅と高利得を実現できる。また、ノイズレベルを下げ、従ってＳ／Ｎ比を改善できる。
【００７０】
［実施例１４］
図１４および図１５は、本発明の構成で使用され、好ましい結果を生むことができるアンテナの変形例を示す。図９および図１１に描写されているものに類似したアンテナ１００の構成要素は、それらの構成要素の上述の説明をここで等しく適用できるので、ここでは改めて説明をされていない。図１４は、アンテナ１００はコーン１０１の内部に給電ケーブルが存在せず、中心導線１０３−１がコーン１０１の底面１０１−２と電気的に接続されることが好ましいということを示している。中心導線１０３−１はディスク１０２と電気的に接続されないことが好ましい。さらに、中心導線１０３−１はディスク１０２と電気的に接続されないことが好ましい。
【００７１】
図１５は、図１４に示されたアンテナ１００の断面図示し、この実施例で使用されたアンテナ１００の設計パラメータを示す。全てのパラメータが数式１，２および３を満たすように設定されることが好ましい。
【００７２】
この実施例において、絶縁体１０５は、コーン１０１とディスク１０２との一定の距離を保つために使用されることが好ましい。しかし絶縁体１０５を用いなくてもコーン１０１とディスク１０２との距離を一定に保てることが可能なときには絶縁体１０５を用いなくてもよい。
【００７３】
図１６は、コーン１０１、尖った先端として図示された頂点部分１０１−１を示す。図１７は、図１６に示されたアンテナの断面図を示す。頂点部分１０１−１の直径（好ましくはコーン１０１の最小直径）はＣ２として定義される。
【００７４】
この実施例のアンテナ装置１００は広い帯域幅と高利得を実現できる。また、ノイズレベルを下げ、従ってＳ／Ｎ比を改善できる。
【００７５】
［実施例１５］
図１８および図１９は、本発明のアンテナ構成において使用されることができ、且つ好ましい結果を生むアンテナの変形例を示す。
【００７６】
この実施例におけるアンテナは、図９〜図１７で示されたアンテナ１００を平面化したものである（以下、平面化アンテナという）。
【００７７】
図１８は平面化アンテナ２００の透視図を示す。平面化アンテナ２００は、図１１で図示されたアンテナの断面図と類似した様な形状を有することが好ましい。平面化アンテナはこのように、厚みを有する台形状の構成要素２０１および台形状の構成要素２０１の上底部分２０１−１の近くに上底部分と平行して配置される棒状の構成要素２０２を有することが好ましい。台形状の構成要素２０１は給電ケーブル２０３を有し、同軸ケーブルはその内部に配置されること好ましい。台形状の構成要素２０１はまた、給電ケーブル２０３の中心導線２０３−１を有し、中心導線２０３−１は台形状の構成要素２０１を貫通し棒状の構成要素２０２まで延在され、棒状の構成要素２０２と電気的に接続されることが好ましい。
【００７８】
この実施例において、中心導線２０３−１を取り囲む網組線（シールド線）は、台形状の構成要素２０１の下底部分２０１−２に接続された端子２０４に接続されることが好ましい。中心導線２０３−１は、台形状の構成要素２０１から絶縁されていることが好ましい。
【００７９】
図１８は、ケーブル２０３の絶縁体が台形状の構成要素２０１を貫通しないということを示す。しかし、ケーブル２０３の絶縁体は、図１３中に図示されたように台形状の構成要素２０１を貫通するようにしてもよい。絶縁体は、台形状の構成要素２０１の上底部分２０１−１および棒状の構成要素２０２の間に設置されることが好ましい。
【００８０】
図１９は、図１８で図示された平面化アンテナ２００の上面図を示す。図１９は、台形状の構成要素２０１および棒状の構成要素２０２の設計パラメータＣ１，Ｃ２，Ｌ，φ，ＳおよびＤを示す。全てのパラメータは図９に図示されたアンテナ１００のパラメータに対応する。すなわち図９に示されている、ディスクと本発明のアンテナ１００のコーン１０１との間隔Ｓは、棒状の構成要素２０２と台形状の構成要素２０１との間隔に相当することが好ましい。ディスク１０２の直径Ｄは棒状の構成要素２０２の長さに相当することが好ましい。コーン斜面の傾きφは、台形状の構成要素２０１の傾斜角と相当することが好ましい。コーン１０１の最大直径Ｃ１は台形状の構成要素２０１の下底部分２０１−２の長さに相当することが好ましい。コーン１０１の最小直径Ｃ２は台形状の構成要素２０１の上底部分２０１−１の長さに相当することが好ましい。平面化アンテナ２００の設計パラメータＣ１，Ｃ２，Ｌ，φ，ＳおよびＤは、最も望ましい結果を得るために以下の数式を満たすことが好ましい。
棒状の構成要素２０２と台形状の構成要素２０１との間隔Ｓ
＝０．３×Ｃ１ （数式４）
棒状の構成要素２０２の長さＤ＝０．７×Ｃ１ （数式５）
台形状の構成要素２０１の傾斜角度φ＝６０° （数式６）
【００８１】
本発明の様々な要素を接続するために、あらゆるタイプのケーブルが使用されてもよく、この実施例では給電ケーブル２０３として同軸ケーブルが好ましく使用されるが、図１１の例で使用されたケーブルと同様に、絶縁膜に被覆された中心導線２０３−１を有するケーブルが使用されてもよい。
【００８２】
この実施例において、中心導線２０３−１は、台形状の構成要素２０１から絶縁され且つ電気的に接続されないことが好ましい。
【００８３】
さらに、アンテナ２００の棒状の構成要素２０２は直方体状の構成要素から構成されることが好ましいが、この形に限定される必要はなく、円柱状、多角形状およびその他の形が使用されても望ましい結果を生むことができる。さらに、ケーブルの導線自体が棒状の構成要素２０２として使用されることもできる。
【００８４】
平面化アンテナ２００は、上述のディスクおよびコーンを有するアンテナ１００と比較して小型であるにもかかわらず、広帯域且つ高利得を実現できる。またノイズを減らし、広帯域特性を得ながらＳ／Ｎ比を改善できる。
【００８５】
［実施例１６］
図２０および図２１は、本発明のアンテナ装置に使用したアンテナの変形例を示す。ここに図示されているように、平面化アンテナ２００は厚みを有する台形状の構成要素２０１および台形状の構成要素２０１の上底２０１−１の近くに上底に対して平行に設置された棒状の構成要素２０２を有する。導線２０３−１は台形状の構成要素２０１の下底２０１−２と電気的に接続される。
【００８６】
図２１は平面化アンテナ２００の上面図を示し、且つ設計パラメータＣ１，Ｃ２，Ｌ，φ，ＳおよびＤを説明する。全ての設計パラメータは数式４，５および６を満たすよう設定されることが好ましい。図２２は、台形状の構成要素２０１および棒状の構成要素２０２を金属箔のように厚みを減らし薄くしたアンテナ２００を示す。図２１は、平面化アンテナの設計パラメータＣ１，Ｃ２，Ｌ，φ，ＳおよびＤは数式４，５および６による最適値であることを示す。この実施例において台形状の構成要素の代わりに上底部分を有さない、三角形状の構成要素２０１を使用しても好ましい。さらに、図２０に図示された平面化アンテナ２００の実施例の棒状の構成要素２０２は、直方体状の構成要素から構成されることが好ましいが、この構成要素はこの形に限定される必要はなく、円柱上、多角形状、およびその他の形も使用されても望ましい結果を生むことができる。さらに、ケーブルの導線自体が棒状の構成要素２０２として使用されてもよい。
【００８７】
図２０に描写されているアンテナの大きさが小型にもかかわらず、このアンテナは広帯域且つ高利得を実現でき、同様にノイズを減らし、Ｓ／Ｎ比を改善することができる。
【００８８】
［実施例１７］
この実施例において、アンテナは図２２または図２３に図示されるように２つの平面化アンテナから構成されることが好ましい。図２４は、本実施例のアンテナ装置を示し、十字形状の構成要素２０５および２つの台形状の構成要素２０１を有する。この実施例によれば、十字形状の構成要素を間に挟み２つの台形状の構成要素は互いに対向して配置されることが好ましい。
【００８９】
この実施例の平面化アンテナ２００の設計パラメータは数式４，５および６を満たすことが好ましい。十字形状に構成要素の長さＤは、図２１および図２３に示される棒状の構成要素２０２の長さに相当することが好ましい。十字形状の構成要素の水平部分の高さＤ２は、平面化アンテナと十字形状の構成要素２０５との間隔Ｓを制御するよう設計されることが好ましい。
【００９０】
図２５は、任意で十字形状の構成要素２０５の代わりに使用される棒状の構成要素２０６を示す。アンテナの棒状の構成要素２０６は直方体状の構成要素だけに限定されず、円柱状、多角形状およびその他の形が使用されてもよい。ケーブルの導線を、棒状の構成要素２０６を構成するために使用してもよい。
【００９１】
図２４および図２５は、給電ケーブルを有さない平面化アンテナ２０１を示す。しかし、図２０に示される中心導線２０３−１が本発明のアンテナ装置の本実施例に使用されてもよい。
【００９２】
図２６に示すように、十字形状の構成要素２０５または棒状の構成要素２０６を使用せずに２つの台形状の平面化アンテナ２０１のそれぞれの上底部を向かい合わせに配置してもよい。この場合、２つの平面化アンテナ間隔Ｓ´は数式４中のＳに相当し、当業者が容易に十分な調整ができるように設計されることが好ましい。
【００９３】
先行技術例に、包括的または明確に描写された本発明の動作状態を置き換えることによって、本発明と同様の結果を再現することが可能である。
【００９４】
本発明は、好適な実施例に対する特定の参照を伴い、詳細に説明されたが、他の実施例でも同様の結果を達成できる。本発明の変形と修正は当業者にとって明らかであり、それは全てのそのような修正および同等物を添付の請求項においてカバーすることが意図される。上述および／または付属物中で引用された全ての参考文献、応用、特許および刊行物の全ての開示、ならびにこれに相当する応用はここに参照として組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】ディスコーン‐タイプのアンテナが携帯電話のための導波路として使用される、超高層ビルの４４階での本発明の好適な実施例の透視図である。
【図１−２】図１中に描写された超高層ビル４４階の間取りである。
【図２】マンションの浴室内で携帯電話通信を改善するために複数の導波路が使用された本発明の実施例の透視図である。
【図３−１】本発明の使用なしに、基地局から遠く離れたホテル室内において測定された携帯電話用の信号レベルのグラフである。
【図３−２】本発明を使用した、基地局から遠く離れたホテル室内において測定された携帯電話用の信号レベルのグラフである。
【図４】本発明が無線ＬＡＮカードのための外部アンテナとして使用されたオフィスルームのフロアレイアウトである。
【図５−１】外部アンテナが存在しない無線ＬＡＮカードの測定グラフである。
【図５−２】ホイップアンテナが使用された無線ＬＡＮカードの測定グラフである。
【図５−３】本発明のディスコーンアンテナが使用された無線ＬＡＮカードの測定グラフである。
【図６−１】ディスコーンアンテナの断面図である。
【図６−２】設計パラメータが示されたディスコーン‐タイプアンテナの概略図である。
【図７−１】ディスコーンアンテナアレイの様々な形状の概略図を示す。
【図７−２】ディスコーンアンテナアレイの様々な形状の概略図を示す。
【図７−３】ディスコーンアンテナアレイの様々な形状の概略図を示す。
【図７−４】ディスコーンアンテナアレイの様々な形状の概略図を示す。
【図７−５】ディスコーンアンテナアレイの様々な形状の概略図を示す。
【図７−６】ディスコーンアンテナアレイの様々な形状の概略図を示す。
【図７−７】ディスコーンアンテナアレイの様々な形状の概略図を示す。
【図８】ディスコーンアンテナアレイの様々な形状の概略図を示す。
【図９】本発明で使用可能なディスコーンアンテナの代替実施例を描写する概略図である。
【図１０】本発明で使用可能なディスコーンアンテナの代替実施例を描写する概略図である。
【図１１】本発明で使用可能なディスコーンアンテナの代替実施例を描写する概略図である。
【図１２】本発明で使用可能なディスコーンアンテナの代替実施例を描写する概略図である。
【図１３】本発明で使用可能なディスコーンアンテナの代替実施例を描写する概略図である。
【図１４】本発明で使用可能なディスコーンアンテナの代替実施例を描写する概略図である。
【図１５】本発明で使用可能なディスコーンアンテナの代替実施例を描写する概略図である。
【図１６】本発明で使用可能なディスコーンアンテナの代替実施例を描写する概略図である。
【図１７】本発明で使用可能なディスコーンアンテナの代替実施例を描写する概略図である。
【図１８】本発明で使用可能な平面化ディスコーンアンテナを描写する概略図である。
【図１９】本発明で使用可能な平面化ディスコーンアンテナを描写する概略図である。
【図２０】本発明で使用可能な平面化ディスコーンアンテナを描写する概略図である。
【図２１】本発明で使用可能な平面化ディスコーンアンテナを描写する概略図である。
【図２２】本発明で使用可能な平面化ディスコーンアンテナを描写する概略図である。
【図２３】本発明で使用可能な平面化ディスコーンアンテナを描写する概略図である。
【図２４】複数のコーンが同時に使用された代替実施例を描写する概略図である。
【図２５】複数のコーンが同時に使用された代替実施例を描写する概略図である。
【図２６】複数のコーンが同時に使用された代替実施例を描写する概略図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信される信号が微弱な場所に設置された第１のアンテナと、
送信される信号が、前記第１の場所よりも強い場所に設置された第２アンテナと、
前記第１と第２のアンテナに電気的に接続された導線と
を含むことを特徴とする電磁波導波路。
【請求項２】
前記アンテナの少なくとも１つが広い帯域幅を有することを特徴とする請求項１に記載の導波路。
【請求項３】
前記アンテナの少なくとも１つがディスコーンアンテナから成ることを特徴とする請求項１に記載の導波路。
【請求項４】
前記第１のアンテナが１つ以上のアンテナの集合から成ることを特徴とする請求項１に記載の導波路。
【請求項５】
前記第２のアンテナが１つ以上のアンテナの集合から成ることを特徴とする請求項１に記載の導波路。
【請求項６】
前記全てのアンテナがディスコーンアンテナから成ることを特徴とする請求項１に記載の導波路。
【請求項７】
前記第１のアンテナがビルの内部に設置されることを特徴とする請求項１に記載の導波路。
【請求項８】
前記第２のアンテナがビル内の外側付近に設置されることを特徴とする請求項１に記載の導波路。
【請求項９】
前記第２のアンテナがビル内の外側に設置されることを特徴とする請求項１に記載の導波路。
【請求項１０】
前記第２のアンテナがビルの外側に設置されることを特徴とする請求項１に記載の導波路。
【請求項１１】
前記第１のアンテナがビルの内部に設置され且つ前記第２のアンテナが前記ビルの内部に設置されないことを特徴とする請求項１に記載の導波路。
【請求項１２】
互いが電気的に接続された第３および第４のアンテナをさらに含むことを特徴とする請求項１の導波路。
【請求項１３】
前記アンテナの少なくとも１つが広い帯域幅を有するアンテナから成ることを特徴とする請求項１２に記載の導波路。
【請求項１４】
前記アンテナの少なくとも１つがディスコーンアンテナから成ることを特徴とする請求項１２に記載の導波路。
【請求項１５】
前記全てのアンテナがディスコーンアンテナから成ることを特徴とする請求項１２に記載の導波路。
【請求項１６】
前記第３のアンテナがビルの内部に設置されることを特徴とする請求項１２に記載の導波路。
【請求項１７】
前記第４のアンテナがビル内の外側付近に設置されることを特徴とする請求項１２に記載の導波路。
【請求項１８】
前記第４のアンテナがビル内の外側に設置されることを特徴とする請求項１２に記載の導波路。
【請求項１９】
前記第４のアンテナがビルの外側に設置されることを特徴とする請求項１２に記載の導波路。
【請求項２０】
前記第３のアンテナがビルの内部に設置され前記第４のアンテナがビルの内部に設置されないことを特徴とする請求項１２に記載の導波路。
【請求項２１】
前記第１および前記第３のアンテナがビルの内部に設置され且つ前記第２および第４のアンテナが前記ビルの内部に設置されないことを特徴とする請求項１２に記載の導波路。
【請求項２２】
前記第３のアンテナが１つ以上のアンテナの集合から成ることを特徴とする請求項１２に記載の導波路。
【請求項２３】
前記第４のアンテナが１つ以上のアンテナの集合から成ることを特徴とする請求項１２に記載の導波路。
【請求項２４】
電磁波を通じ通信する送信装置および／または受信装置を改善する方法であって、
送信電磁波および／または受信電磁波の改善が所望される第１の場所に第１のアンテナを設置する手段と、
送信能力および／または受信能力が前記第１の場所よりも高い第２の場所に第２のアンテナを設置する手段と、
前記第１のアンテナおよび前記第２のアンテナを導線で電気的に接続する手段と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２５】
前記設置する手段の少なくとも１つに広い帯域幅を有するアンテナの設置を含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記設置する手段の少なくとも１つにディスコーンアンテナの設置を含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記設置する手段の各々にディスコーンアンテナの設置の設置を含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
前記設置する手段の少なくとも１つに集合アンテナの設置を含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２９】
前記設置する手段の各々に集合アンテナの設置を含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項３０】
前記第１の場所がビル内部の場所を含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項３１】
前記第２の場所がビルの内部でない場所を含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項３２】
各々が電気的に接続された第３および第４のアンテナを提供する手段をさらに含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項３３】
前記第１の場所に第３のアンテナを設置する手段をさらに含むことを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記第３の場所に第４のアンテナを設置する手段をさらに含むことを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
前記設置する手段の少なくとも１つに広い帯域幅を有するアンテナの設置を含むことを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３６】
前記設置する手段の少なくとも１つにディスコーンアンテナの設置を含むことを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３７】
前記設置する手段の全てがディスコーンアンテナの設置を含むことを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３８】
各々頂点部分および底面部分を有する２つのコーンと、
前記コーンのそれぞれに対応するディスクであって、前記それぞれのコーンの前記頂点部分付近に設置された２つのディスクと、
少なくとも前記コーンの内部に一部が設置され、前記ディスクに電気的に接続する導線と
を備えることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３９】
複数のアンテナを含むアンテナ装置であって、それぞれのアンテナが、
頂点部分および底面部分から成るコーンと、
前記コーンの前記頂点部分近くに設置されたディスクと、
前記ディスクに電気的に接続し、前記複数のアンテナの前記導線が一連に電
気的に接続されている、電導性ケーブルと
を備えることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４０】
少なくとも１つのケーブルの少なくとも一部が少なくとも１つの前記コーン内に設置されることを特徴とした請求項３９に記載のアンテナ装置。
【請求項１】
送信される信号が微弱な場所に設置された第１のアンテナと、
送信される信号が、前記第１の場所よりも強い場所に設置された第２アンテナと、
前記第１と第２のアンテナに電気的に接続された導線と
を含むことを特徴とする電磁波導波路。
【請求項２】
前記アンテナの少なくとも１つが広い帯域幅を有することを特徴とする請求項１に記載の導波路。
【請求項３】
前記アンテナの少なくとも１つがディスコーンアンテナから成ることを特徴とする請求項１に記載の導波路。
【請求項４】
前記第１のアンテナが１つ以上のアンテナの集合から成ることを特徴とする請求項１に記載の導波路。
【請求項５】
前記第２のアンテナが１つ以上のアンテナの集合から成ることを特徴とする請求項１に記載の導波路。
【請求項６】
前記全てのアンテナがディスコーンアンテナから成ることを特徴とする請求項１に記載の導波路。
【請求項７】
前記第１のアンテナがビルの内部に設置されることを特徴とする請求項１に記載の導波路。
【請求項８】
前記第２のアンテナがビル内の外側付近に設置されることを特徴とする請求項１に記載の導波路。
【請求項９】
前記第２のアンテナがビル内の外側に設置されることを特徴とする請求項１に記載の導波路。
【請求項１０】
前記第２のアンテナがビルの外側に設置されることを特徴とする請求項１に記載の導波路。
【請求項１１】
前記第１のアンテナがビルの内部に設置され且つ前記第２のアンテナが前記ビルの内部に設置されないことを特徴とする請求項１に記載の導波路。
【請求項１２】
互いが電気的に接続された第３および第４のアンテナをさらに含むことを特徴とする請求項１の導波路。
【請求項１３】
前記アンテナの少なくとも１つが広い帯域幅を有するアンテナから成ることを特徴とする請求項１２に記載の導波路。
【請求項１４】
前記アンテナの少なくとも１つがディスコーンアンテナから成ることを特徴とする請求項１２に記載の導波路。
【請求項１５】
前記全てのアンテナがディスコーンアンテナから成ることを特徴とする請求項１２に記載の導波路。
【請求項１６】
前記第３のアンテナがビルの内部に設置されることを特徴とする請求項１２に記載の導波路。
【請求項１７】
前記第４のアンテナがビル内の外側付近に設置されることを特徴とする請求項１２に記載の導波路。
【請求項１８】
前記第４のアンテナがビル内の外側に設置されることを特徴とする請求項１２に記載の導波路。
【請求項１９】
前記第４のアンテナがビルの外側に設置されることを特徴とする請求項１２に記載の導波路。
【請求項２０】
前記第３のアンテナがビルの内部に設置され前記第４のアンテナがビルの内部に設置されないことを特徴とする請求項１２に記載の導波路。
【請求項２１】
前記第１および前記第３のアンテナがビルの内部に設置され且つ前記第２および第４のアンテナが前記ビルの内部に設置されないことを特徴とする請求項１２に記載の導波路。
【請求項２２】
前記第３のアンテナが１つ以上のアンテナの集合から成ることを特徴とする請求項１２に記載の導波路。
【請求項２３】
前記第４のアンテナが１つ以上のアンテナの集合から成ることを特徴とする請求項１２に記載の導波路。
【請求項２４】
電磁波を通じ通信する送信装置および／または受信装置を改善する方法であって、
送信電磁波および／または受信電磁波の改善が所望される第１の場所に第１のアンテナを設置する手段と、
送信能力および／または受信能力が前記第１の場所よりも高い第２の場所に第２のアンテナを設置する手段と、
前記第１のアンテナおよび前記第２のアンテナを導線で電気的に接続する手段と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２５】
前記設置する手段の少なくとも１つに広い帯域幅を有するアンテナの設置を含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記設置する手段の少なくとも１つにディスコーンアンテナの設置を含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記設置する手段の各々にディスコーンアンテナの設置の設置を含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
前記設置する手段の少なくとも１つに集合アンテナの設置を含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２９】
前記設置する手段の各々に集合アンテナの設置を含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項３０】
前記第１の場所がビル内部の場所を含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項３１】
前記第２の場所がビルの内部でない場所を含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項３２】
各々が電気的に接続された第３および第４のアンテナを提供する手段をさらに含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項３３】
前記第１の場所に第３のアンテナを設置する手段をさらに含むことを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記第３の場所に第４のアンテナを設置する手段をさらに含むことを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
前記設置する手段の少なくとも１つに広い帯域幅を有するアンテナの設置を含むことを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３６】
前記設置する手段の少なくとも１つにディスコーンアンテナの設置を含むことを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３７】
前記設置する手段の全てがディスコーンアンテナの設置を含むことを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３８】
各々頂点部分および底面部分を有する２つのコーンと、
前記コーンのそれぞれに対応するディスクであって、前記それぞれのコーンの前記頂点部分付近に設置された２つのディスクと、
少なくとも前記コーンの内部に一部が設置され、前記ディスクに電気的に接続する導線と
を備えることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３９】
複数のアンテナを含むアンテナ装置であって、それぞれのアンテナが、
頂点部分および底面部分から成るコーンと、
前記コーンの前記頂点部分近くに設置されたディスクと、
前記ディスクに電気的に接続し、前記複数のアンテナの前記導線が一連に電
気的に接続されている、電導性ケーブルと
を備えることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４０】
少なくとも１つのケーブルの少なくとも一部が少なくとも１つの前記コーン内に設置されることを特徴とした請求項３９に記載のアンテナ装置。
【図１】
【図１−２】
【図２】
【図３−１】
【図３−２】
【図４】
【図５−１】
【図５−２】
【図５−３】
【図６−１】
【図６−２】
【図７−１】
【図７−２】
【図７−３】
【図７−４】
【図７−５】
【図７−６】
【図７−７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図１−２】
【図２】
【図３−１】
【図３−２】
【図４】
【図５−１】
【図５−２】
【図５−３】
【図６−１】
【図６−２】
【図７−１】
【図７−２】
【図７−３】
【図７−４】
【図７−５】
【図７−６】
【図７−７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公表番号】特表２００７−５１９３３１（Ｐ２００７−５１９３３１Ａ）
【公表日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５４７６２７（Ｐ２００６−５４７６２７）
【出願日】平成１７年１月５日（２００５．１．５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０００３０９
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０６７６０６
【国際公開日】平成１７年７月２８日（２００５．７．２８）
【出願人】（３０１０４９４２３）株式会社ココモ・エムビー・コミュニケーションズ (9)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月５日（２００５．１．５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０００３０９
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０６７６０６
【国際公開日】平成１７年７月２８日（２００５．７．２８）
【出願人】（３０１０４９４２３）株式会社ココモ・エムビー・コミュニケーションズ (9)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]