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Dokumentenidentifikation DE60221697T2 06.12.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001445831
Titel ZUSAMMENGESETZTE ANTENNE
Anmelder Nippon Antena K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder INOUE, Jinichi, Warabi-shi, Saitama 335-0001, JP
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80538 München
DE-Aktenzeichen 60221697
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 29.10.2002
EP-Aktenzeichen 027779883
WO-Anmeldetag 29.10.2002
PCT-Aktenzeichen PCT/JP02/11209
WO-Veröffentlichungsnummer 2003043130
WO-Veröffentlichungsdatum 22.05.2003
EP-Offenlegungsdatum 11.08.2004
EP date of grant 08.08.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.12.2007
IPC-Hauptklasse H01Q 21/28(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse H01Q 13/08(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   H01Q 7/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   H01Q 5/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   H01Q 9/04(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   H01Q 1/38(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 5, 12 und 13 auf eine zusammengesetzte Antenne, bei der eine Antenne, die in einem ersten Frequenzband arbeitet, und eine Antenne, die in einem zweiten Frequenzband arbeitet, das niedriger als das erste Frequenzband ist, auf dem gleichen Substrat ausgebildet sind.

Eine solche zusammengesetzte Antenne ist bereits aus der Veröffentlichung JP-2001-060.823A bekannt. Aus der Veröffentlichung US-5.408.241 sind bereits eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Einstellen einer mehrfach abstrahlenden Microstripantenne (Mikrostreifenantenne) mit eingebetteten Elementen bekannt.

Aus der Veröffentlichung EP-0.394.960 ist außerdem bereits eine Microstripantenne bekannt.

Es ist das DSRC (Dedicated Short Range Communication – Dedizierte Nahbereichskommunikation) genannte Nahbereichskommunikationssystem bekannt. DSRC ist ein drahtloses Kommunikationssystem mit einem Funkwellenbereich von wenigen Metern bis zu mehreren Dutzend Metern und wird in ETC-Systemen (in Electronic Toll Collection Systems – in elektronischen Mauterhebungssystemen) und in ITS (in Intelligent Transport Systems – in Intelligenten Transportsystemen) eingesetzt. Ein ETC ist ein System, bei dem eine Kommunikation zwischen an Brücken montierten Antennen und in Fahrzeugen eingebauter Bordausrüstung stattfindet und automatisch Gebühren bezahlt werden, wenn Fahrzeuge Erfassungsstellen auf Schnellstraßen und so weiter passieren. Wenn ein ETC eingesetzt wird, ist es nicht erforderlich, an Erfassungsstellen anzuhalten, und so wird die zum Passieren von Maulbrücken benötigte Zeit für Fahrzeuge erheblich verringert. Ein solches System ermöglicht es daher, Verkehrsstörungen in der Umgebung der Erfassungsstellen zu verringern und Abgase zu reduzieren.

Des Weiteren ist ein ITS ein Verkehrssystem, das ein System, das eine größere Fahrzeugintelligenz, wie zum Beispiel Fahrzeugnavigationssysteme (im Folgenden als 'Fahrzeugnavigationssystem' bezeichnet), mit einem System vereinigt, das überlegene Streckenintelligenz, wie zum Beispiel Gebiets-Verkehrssteuerungssysteme, ermöglicht. Fahrzeugnavigationssysteme umfassen zum Beispiel Systeme, die einen Anschluss an ein VICS (Vehicle Information and Communication System – Fahrzeug-Informations- und -Kommunikationssystem) zulassen. Wenn in einem solchen Fall ein ITS eingesetzt wird, werden allgemeine von der Polizei eingeholte Streckeninformationen und Fernstraßeninformationen, die durch die Tokyo Expressway Public Corporation (öffentliche Körperschaft für Tokios Schnellstraßen) und die Japan Highway Public Corporation (öffentliche japanische Fernstraßenkörperschaft) gesammelt werden, bearbeitet und durch ein VICS-Center gesendet. Wenn diese Informationen dann durch ein Fahrzeugnavigationssystem empfangen werden, kann eine Strecke, die das Vermeiden von Verkehrsstörungen ermöglicht, gesucht und auf einem Bildschirm angezeigt werden.

Was DSRC betrifft, so werden des Weiteren auf diese Weise Informationen von drahtlosen Kommunikationssystemen gesendet, die am Fahrbahnrand und auf Parkplätzen und so weiter bereitgestellt werden. Es wird eine DSRC-Antenne, die das Empfangen von von der Ausrüstung für drahtlose Kommunikation gesendeten Funkwellen ermöglicht, in ein mit einem Fahrzeugnavigationssystem ausgestattetes Fahrzeug eingebaut. DSRC verwendet das 5,8-GHz-Band. Es wird darüber hinaus für ein Fahrzeugnavigationssystem eine GPS-Antenne benötigt, und daher wird eine GPS-Antenne in das Fahrzeug eingebaut. Das GPS verwendet das 1,5-GHz-Band. Um das Fahrzeugnavigationssystem mit dem VICS zu verbinden, ist des Weiteren eine VICS-Antenne erforderlich, und folglich wird eine VICS-Antenne in das Fahrzeug eingebaut. Das VICS verwendet das 2,5-GHz-Band.

Da die jeweiligen Nutzfrequenzbänder von DSRC, GPS und VICS unterschiedlich sind, müssen folglich die entsprechenden Antennen in das Fahrzeug eingebaut werden. Es besteht daher das Problem, dass eine Vielzahl von Antennen benötigt wird, die eine große Montagefläche einnehmen, und dass die mit dem Montieren einer Vielzahl von Antennen verbundene Arbeit kompliziert ist.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher, eine kleine zusammengesetzte Antenne bereitzustellen, die in der Lage ist, in einer Vielzahl unterschiedlicher Frequenzbänder zu arbeiten.

Dieses Ziel wird durch die Oberbegriffe der Ansprüche 1, 5, 12 und 13 erreicht.

Um das obige Ziel zu erreichen, umfasst eine erste zusammengesetzte Antenne der vorliegenden Erfindung die folgenden Elemente: eine Patch-Antenne, die in einem ersten Frequenzband arbeitet und die im Wesentlichen in der Mitte eines dielektrischen Substrats ausgebildet ist; und eine Loop-Antenne, die in einem zweiten Frequenzband arbeitet, das niedriger als das erste Frequenzband ist, und die so auf dem dielektrischen Substrat ausgebildet ist, dass sie die Patch-Antenne umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Erdungsmuster für die Loop-Antenne in der Unterseite des dielektrischen Substrats ausgebildet ist und eine Vertiefung im Wesentlichen in der Mitte davon ausgebildet ist; und ein in der Bodenfläche der Vertiefung ausgebildetes Muster bildet ein zweites Erdungsmuster für die Patch-Antenne.

Des Weiteren ist im Fall der ersten zusammengesetzten Antenne der vorliegenden Effindung eine Struktur möglich, bei der die Patch-Antenne und die Loop-Antenne im Wesentlichen auf der gleichen Achse ausgebildet sind; die Patch-Antenne als eine zirkular polarisierte Antenne eingerichtet wird, indem ein Paar einander gegenüberliegender Entartungs-Isolierelemente auf der Patch-Antenne ausgebildet wird; und die Loop-Antenne als eine zirkular polarisierte Antenne eingerichtet wird, indem ein Paar einander gegenüberliegender Störelemente auf der Loop-Antenne ausgebildet wird.

Im Fall der zweiten zusammengesetzten Antenne der vorliegenden Erfindung ist darüber hinaus eine Struktur möglich, bei der das dielektrische Substrat ausgebildet wird, indem eine Vielzahl von Druck-Substraten kombiniert wird, wobei jeweilige Muster für die Patch-Antenne und die Loop-Antenne in der oberen Fläche eines Druck-Substrats ausgebildet sind, das am weitesten oben liegt, und das zweite Erdungsmuster in der Unterseite dieses Substrats so ausgebildet wird, dass es der Patch-Antenne gegenüberliegt; ein Durchgangsloch für die Ausbildung der Vertiefung im Wesentlichen in der Mitte eines Zwischen-Druck-Substrats ausgebildet ist und ein Speise-Muster, das elektromagnetisch an die Loop-Antenne gekoppelt ist, in der oberen Fläche des Zwischen-Druck-Substrats ausgebildet ist; ein Durchgangsloch für die Ausbildung der Vertiefung im Wesentlichen in der Mitte eines Druck-Substrats ausgebildet ist, das am weitesten unten liegt und das erste Erdungsmuster in der Unterseite dieses Substrats ausgebildet ist.

Im Fall der zweiten zusammengesetzten Antenne der vorliegenden Erfindung ist des Weiteren eine Struktur möglich, bei der ein Muster, das das zweite Erdungsmuster und das erste Erdungsmuster verbindet, in der Umfangswandfläche der Vertiefung ausgebildet ist.

Als Nächstes umfasst eine zweite zusammengesetzte Antenne der vorliegenden Erfindung, die es ermöglicht, das obige Ziel zu erreichen, die folgenden Elemente: eine Patch-Antenne, die in einem ersten Frequenzband arbeitet und die in der Bodenfläche einer Vertiefung ausgebildet ist, die im Wesentlichen in der Mitte eines dielektrischen Substrats bereitgestellt wird; und eine Loop-Antenne, die in einem zweiten Frequenzband arbeitet, das niedriger als das erste Frequenzband ist, und die so auf dem dielektrischen Substrat ausgebildet ist, dass sie die Patch-Antenne umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Erdungsmuster in der Unterseite des dielektrischen Substrats ausgebildet ist.

Des Weiteren ist im Fall der zweiten zusammengesetzten Antenne der vorliegenden Erfindung eine Struktur möglich, bei der die Patch-Antenne und die Loop-Antenne im Wesentlichen auf der gleichen Achse ausgebildet sind; die Patch-Antenne als eine zirkular polarisierte Antenne eingerichtet wird, indem ein Paar einander gegenüberliegender Entartungs-Isolierelemente auf der Patch-Antenne ausgebildet wird; und die Loop-Antenne als eine zirkular polarisierte Antenne eingerichtet wird, indem ein Paar einander gegenüberliegender Störelemente auf der Loop-Antenne ausgebildet wird.

Im Fall der zweiten zusammengesetzten Antenne der vorliegenden Erfindung ist darüber hinaus eine Struktur möglich, bei der das dielektrische Substrat ausgebildet wird, indem eine Vielzahl von Druck-Substraten kombiniert wird; ein Durchgangsloch für die Ausbildung der Vertiefung im Wesentlichen in der Mitte eines Druck-Substrats, das am weitesten oben liegt, ausgebildet ist, wobei ein Muster für die Loop-Antenne in der oberen Fläche dieses Substrats ausgebildet ist; ein Durchgangsloch für die Ausbildung der Vertiefung im Wesentlichen in der Mitte eines Zwischen-Druck-Substrats ausgebildet ist, wobei ein Speise-Muster, das elektromagnetisch an die Loop-Antenne gekoppelt ist, in der oberen Fläche des Zwischen-Druck-Substrats ausgebildet ist; ein Muster für die Patch-Antenne in der oberen Fläche eines Drucksubstrats, das am weitesten unten liegt, ausgebildet ist, wobei das Erdungsmuster in der Unterseite dieses Substrats ausgebildet ist.

Als Nächstes umfasst eine dritte zusammengesetzte Antenne der vorliegenden Erfindung, die es ermöglicht, das obige Ziel zu erreichen, die folgenden Elemente: eine Patch-Antenne, die in einem ersten Frequenzband arbeitet und die im Wesentlichen in der Bodenfläche einer ersten Vertiefung ausgebildet ist, die im Wesentlichen in der Mitte eines dielektrischen Substrats bereitgestellt wird; und eine Loop-Antenne, die in einem zweiten Frequenzband arbeitet, das niedriger als das erste Frequenzband ist, und die so auf dem dielektrischen Substrat ausgebildet ist, dass sie die Patch-Antenne umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Erdungsmuster für die Loop-Antenne in der Unterseite des dielektrischen Substrats ausgebildet ist, wobei eine Vertiefung im Wesentlichen in der Mitte davon ausgebildet ist; und ein in der Bodenfläche der zweiten Vertiefung ausgebildetes Muster bildet ein zweites Erdungsmuster für die Patch-Antenne.

Des Weiteren ist im Fall der dritten zusammengesetzten Antenne der vorliegenden Erfindung eine Struktur möglich, bei der die Patch-Antenne und die Loop-Antenne im Wesentlichen auf der gleichen Achse ausgebildet sind; die Patch-Antenne als eine zirkular polarisierte Antenne eingerichtet wird, indem ein Paar einander gegenüberliegender Entartungs-Isolierelemente auf der Patch-Antenne ausgebildet wird; und die Loop-Antenne als eine zirkular polarisierte Antenne eingerichtet wird, indem ein Paar einander gegenüberliegender Störelemente auf der Loop-Antenne ausgebildet wird.

Im Fall der dritten zusammengesetzten Antenne der vorliegenden Erfindung ist darüber hinaus eine Struktur möglich, bei der das dielektrische Substrat ausgebildet wird, indem eine Vielzahl von Druck-Substraten kombiniert wird; ein Durchgangsloch für die Ausbildung der ersten Vertiefung im Wesentlichen in der Mitte eines Druck-Substrats, das am weitesten oben liegt, ausgebildet ist, wobei ein Muster für die Loop-Antenne in der oberen Fläche dieses Substrats ausgebildet ist; ein Durchgangsloch für die Ausbildung der ersten Vertiefung im Wesentlichen in der Mitte eines Zwischen-Druck-Substrats ausgebildet ist, wobei ein Speise-Muster, das elektromagnetisch an die Loop-Antenne gekoppelt ist, in der oberen Fläche des ersten Zwischen-Druck-Substrats ausgebildet ist; ein Muster für die Patch-Antenne in der oberen Fläche eines zweiten Zwischen-Druck-Substrats ausgebildet ist, wobei das zweite Erdungsmuster so in der Unterseite dieses Substrats ausgebildet ist, dass es gegenüber der Patch-Antenne liegt; und ein Durchgangsloch für die Ausbildung der zweiten Vertiefung im Wesentlichen in der Mitte eines Druck-Substrats ausgebildet ist, das am weitesten unten liegt, wobei das erste Erdungsmuster in der Unterseite dieses Substrats ausgebildet ist.

Im Fall der dritten zusammengesetzten Antenne der vorliegenden Erfindung ist des Weiteren eine Struktur möglich, bei der ein Muster, das das zweite Erdungsmuster und das erste Erdungsmuster verbindet, in der Umfangswandfläche der zweiten Vertiefung ausgebildet ist.

Im Fall der ersten bis dritten zusammengesetzten Antenne der vorliegenden Erfindung ist darüber hinaus eine Struktur möglich, bei der eine zweite Loop-Antenne, die in einem ersten Frequenzband arbeitet und die Störelemente umfasst, anstelle der Patch-Antenne ausgebildet wird.

Im Fall der ersten bis dritten zusammengesetzten Antenne der vorliegenden Erfindung ist darüber hinaus eine Struktur möglich, bei der eine Spiral-Antenne, die in dem ersten Frequenzband arbeitet, anstelle der Patch-Antenne ausgebildet wird.

Nach der vorliegenden Erfindung, die auf diese Weise eingerichtet wird, kann eine kleine zusammengesetzte Antenne erzielt werden, die in zwei verschiedenen Frequenzbändern arbeitet, weil eine Loop-Antenne, die in einem zweiten Frequenzband arbeitet, so auf einem dielektrischen Substrat ausgebildet ist, dass sie eine Patch-Antenne umgibt, die in einem ersten Frequenzband arbeitet. Da nach der vorliegenden Erfindung dementsprechend ein Raum in der Loop-Antenne, die in dem zweiten Frequenzband arbeitet, genutzt wird, um eine Patch-Antenne auszubilden, die in dem ersten Frequenzband arbeitet, kann eine kleine zusammengesetzte Antenne erzielt werden, und deren Montagefläche kann verringert und deren Betrieb vereinfacht werden.

Weil die Loop-Antenne und die Patch-Antenne im Wesentlichen auf der gleichen Achse bereitgestellt werden, ist es des Weiteren möglich, den gegenseitigen Einfluss der Antennen zu blockieren. Wenn die Patch-Antenne mit Entartungs-Isolierelementen ausgestattet ist, kann darüber hinaus eine zirkular polarisierte DSRC-Antenne für ein ETC und dergleichen umgesetzt werden, und durch Bereitstellen der Loop-Antenne mit Störelementen zum Ausbilden einer zirkular polarisierten Antenne kann eine GPS-Antenne erzeugt werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 stellt eine planare Ansicht der Struktur der zusammengesetzten Antenne nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;

2 stellt eine Seitenansicht der Struktur der zusammengesetzten Antenne nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;

3 stellt eine Rückansicht der Struktur der zusammengesetzten Antenne nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;

4 ist ein Querschnitt entlang der Linie A-A der Struktur der zusammengesetzten Antenne nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

5 ist ein Querschnitt entlang der Linie B-B der Struktur der zusammengesetzten Antenne nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

6 ist eine perspektivische Ansicht einer Umrissstruktur der zusammengesetzten Antenne nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

7 ist eine Seitenansicht einer Umrissstruktur der zusammengesetzten Antenne nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

8 stellt eine Entwicklungszeichnung dar, die dazu dient, das Verfahren zum Herstellen der zusammengesetzten Antenne nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erläutern;

9 stellt einen Graphen dar, der die VSWR-Kurve in dem GPS-Band der zusammengesetzten Antenne nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

10 stellt ein Smith-Diagramm dar, dass die Impedanzkurve in dem GPS-Band der zusammengesetzten Antenne nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

11 stellt einen Graphen dar, der die VSWR-Kurve in dem ETC-Band der zusammengesetzten Antenne nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

12 stellt ein Smith-Diagramm dar, dass die Impedanzkurve in dem ETC-Band der zusammengesetzten Antenne nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

13 zeigt die Charakteristik des Achsenverhältnisses in der Ebene &PHgr; = 0° in dem GPS-Band der zusammengesetzten Antenne nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

14 zeigt die Charakteristik des Achsenverhältnisses in der Ebene &PHgr; = 90° in dem GPS-Band der zusammengesetzten Antenne nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

15 zeigt die Richtcharakteristik in der Ebene &PHgr; = 0° in dem GPS-Band der zusammengesetzten Antenne nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

16 zeigt die Richtcharakteristik in der Ebene &PHgr; = 90° in dem GPS-Band der zusammengesetzten Antenne nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

17 zeigt die Charakteristik des Achsenverhältnisses in der Ebene &PHgr; = 0° in dem ETC-Band der zusammengesetzten Antenne nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

18 zeigt die Charakteristik des Achsenverhältnisses in der Ebene &PHgr; = 90° in dem ETC-Band der zusammengesetzten Antenne nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

19 zeigt die Richtcharakteristik in der Ebene &PHgr; = 0° in dem ETC-Band der zusammengesetzten Antenne nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

20 zeigt die Richtcharakteristik in der Ebene &PHgr; = 90° in dem ETC-Band der zusammengesetzten Antenne nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

21 stellt eine planare Ansicht der Struktur der zusammengesetzten Antenne nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;

22 stellt eine Seitenansicht der Struktur der zusammengesetzten Antenne nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;

23 stellt eine Rückansicht der Struktur der zusammengesetzten Antenne nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;

24 ist ein Querschnitt entlang der Linie A-A der Struktur der zusammengesetzten Antenne nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

25 ist ein Querschnitt entlang der Linie B-B der Struktur der zusammengesetzten Antenne nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

26 ist eine perspektivische Ansicht einer Umrissstruktur der zusammengesetzten Antenne nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

27 ist eine Seitenansicht einer Umrissstruktur der zusammengesetzten Antenne nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

28 stellt eine Entwicklungszeichnung dar, die dazu dient, das Verfahren zum Herstellen der zusammengesetzten Antenne nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erläutern;

29 stellt eine planare Ansicht der Struktur der zusammengesetzten Antenne nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;

30 stellt eine Seitenansicht der Struktur der zusammengesetzten Antenne nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;

31 stellt eine Rückansicht der Struktur der zusammengesetzten Antenne nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;

32 ist ein Querschnitt entlang der Linie A-A der Struktur der zusammengesetzten Antenne nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

33 ist ein Querschnitt entlang der Linie B-B der Struktur der zusammengesetzten Antenne nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

34 ist eine perspektivische Ansicht einer Umrissstruktur der zusammengesetzten Antenne nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

35 ist eine Seitenansicht einer Umrissstruktur der zusammengesetzten Antenne nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

36 stellt eine Entwicklungszeichnung dar, die dazu dient, das Verfahren zum Herstellen der zusammengesetzten Antenne nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erläutern;

37 stellt einen Graphen dar, der die VSWR-Kurve in dem GPS-Band der zusammengesetzten Antenne nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

38 stellt ein Smith-Diagramm dar, dass die Impedanzkurve in dem GPS-Band der zusammengesetzten Antenne nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

39 stellt einen Graphen dar, der die VSWR-Kurve in dem ETC-Band der zusammengesetzten Antenne nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

40 stellt ein Smith-Diagramm dar, dass die Impedanzkurve in dem ETC-Band der zusammengesetzten Antenne nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

41 zeigt die Charakteristik des Achsenverhältnisses in der Ebene &PHgr; = 0° in dem GPS-Band der zusammengesetzten Antenne nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

42 zeigt die Charakteristik des Achsenverhältnisses in der Ebene &PHgr; = 90° in dem GPS-Band der zusammengesetzten Antenne nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

43 zeigt die Richtcharakteristik in der Ebene &PHgr; = 0° in dem GPS-Band der zusammengesetzten Antenne nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

44 zeigt die Richtcharakteristik in der Ebene &PHgr; = 90° in dem GPS-Band der zusammengesetzten Antenne nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

45 zeigt die Charakteristik des Achsenverhältnisses in der Ebene &PHgr; = 0° in dem ETC-Band der zusammengesetzten Antenne nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

46 zeigt die Charakteristik des Achsenverhältnisses in der Ebene &PHgr; = 90° in dem ETC-Band der zusammengesetzten Antenne nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

47 zeigt die Richtcharakteristik in der Ebene &PHgr; = 0° in dem ETC-Band der zusammengesetzten Antenne nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

48 zeigt die Richtcharakteristik in der Ebene &PHgr; = 90° in dem ETC-Band der zusammengesetzten Antenne nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

49 stellt eine planare Ansicht der Struktur der zusammengesetzten Antenne nach einem Beispiel dar, das der vorliegenden Anmeldung nicht entspricht;

50 stellt eine Seitenansicht der Struktur der zusammengesetzten Antenne nach der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;

51(a) ist eine planare Ansicht, die die Struktur eines modifizierten Beispiels der zusammengesetzten Antenne nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

51(b) ist eine planare Ansicht, die die Struktur eines modifizierten Beispiels der zusammengesetzten Antenne nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und

51(c) ist eine planare Ansicht, die die Struktur eines modifizierten Beispiels der zusammengesetzten Antenne nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

DAS BESTE VERFAHREN ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Die Struktur der zusammengesetzten Antenne nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in den 1 bis 7 dargestellt, wobei 1 eine planare Ansicht der zusammengesetzten Antenne nach der vorliegenden Erfindung ist; 2 eine Seitenansicht davon ist; 3 eine Rückansicht davon ist; 4 ein Querschnitt davon entlang der Linie A-A ist; 5 ein Querschnitt davon entlang der Linie B-B ist; 6eine perspektivische Ansicht ist, die eine Umrissstruktur davon darstellt; und 7 eine Seitenansicht ist, die eine Umrissstruktur davon zeigt.

Die erste in den 1 bis 7 dargestellte Antenne 1 ist eine zusammengesetzte Zweifrequenzantenne und ist so eingerichtet, dass sie zum Beispiel als eine DSRC-Antenne im 5,8-GHz-Band für ein ETC oder Ähnliches und als eine GPS-Antenne im 1,5-GHz-Band arbeitet. Eine erste Antenne 2 wird durch ein Druckmuster in der oberen Fläche eines kreisförmigen dielektrischen Substrats 10 ausgebildet, das die zusammengesetzte Antenne 1 ausbildet. Die erste Antenne 2 ist eine Loop-Antenne und wird als Folge davon, dass sie mit einem Paar von Störelementen 2a gebildet wird, die einander in einer Richtung nach außen gegenüberliegen, als eine zirkular polarisierte Antenne eingerichtet. Des Weiteren wird eine zweite Antenne 3 durch ein Druckmuster so ausgebildet, dass sie im Wesentlichen so in der Mitte der ersten Antenne 2 gelegen ist, dass sie im Wesentlichen koaxial damit liegt. Die zweite Antenne 3 ist eine quadratische Patch-Antenne und wird als Folge davon, dass sie mit einer Oberseite gebildet ist, die ein Paar gegenüberliegender Entartungs-Isolierelemente 3a aufweist, als eine zirkular polarisierte Antenne eingerichtet.

Ein erstes Erdungsmuster 11 wird über die gesamte Unterseite des dielektrischen Substrats 10 gebildet. Des Weiteren wird eine Vertiefung 12 mit einer vorgegebenen Tiefe im Wesentlichen in der Mitte der Unterseite des dielektrischen Substrats 10 gebildet, und dann wird ein kreisförmiges zweites Erdungsmuster 13 in der Bodenfläche der Vertiefung 12 gebildet. Die erste Antenne 2 wird so eingerichtet, dass sie, als Folge davon, dass sie von einem bogenförmigen Speise-Muster 4 mit Strom versorgt wird, das so angeordnet ist, dass es elektromagnetisch an diese erste Antenne gekoppelt ist, als eine rechtshändig zirkular polarisierte Antenne arbeitet. Dieses Speise-Muster 4 ist so angeordnet, dass es in das dielektrische Substrat 10 eingebettet ist, wobei dieses dielektrische Substrat 10 als ein transparentes Substrat in den 6 und 7 dargestellt wird. Der Kern einer ersten Speise-Leitung 20, bei der es sich um ein Koaxialkabel handelt, ist an einen ersten Speise-Punkt 2b des Speise-Musters 4 angeschlossen, und die Abschirmung der ersten Speise-Leitung 20 ist an das erste Erdungsmuster 11 angeschlossen. Da sie durch das Anschließen des Kerns einer zweiten Speise-Leitung 21, bei der es sich um ein Koaxialkabel handelt, an den zweiten Speise-Punkt 3b der zweiten Antenne 3 mit Strom versorgt wird, wird die zweite Antenne 3 des Weiteren veranlasst, als eine rechtshändig zirkular polarisierte Antenne zu arbeiten. Des Weiteren wird die Abschirmung der zweiten Speise-Leitung 21 an das in der Bodenfläche der Vertiefung 10 gebildete zweite Erdungsmuster 13 angeschlossen.

Die Vertiefung 12 wird in der Bodenfläche des dielektrischen Substrats 10 bereitgestellt, um den Zwischenraum h2 zwischen der zweiten Antenne 3 und dem zweiten Erdungsmuster 13 zu verringern. Der Zwischenraum h2 wird auf diese Weise verringert, damit der Zwischenraum von dem Erdungsmuster der Patch-Antenne im Vergleich zu der Loop-Antenne klein ist. Das dielektrische Substrat 10 kann ein Teflonsubstrat oder ein weiteres Harzsubstrat sein und kann ein Substrat sein, das eine im Wesentlichen aus Luft bestehende Schicht umfasst, wie zum Beispiel ein Wabenkernsubstrat. Des Weiteren kann durch Verbinden des zweiten Erdungsmusters 13 und des ersten Erdungsmusters 11 durch Bilden eines elektrisch leitfähigen Films in der Umfangswandfläche der Vertiefung 12 eine Streuung von elektromagnetischen Wellen von der Umfangswandfläche der Vertiefung 12 verhindert werden.

Als Nächstes wird in 8 ein Beispiel für ein Verfahren zum Herstellen der zusammengesetzten Antenne 1 nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.

Gemäß diesem Herstellungsverfahren wird die zusammengesetzte Antenne 1 durch Kombinieren von drei dielektrischen Substraten hergestellt, die durch Drucksubstrate gebildet werden, die kreisförmig sind und im Wesentlichen den gleichen Durchmesser haben. Ein Muster für die zweite Antenne 3 wird im Wesentlichen in der Mitte der oberen Fläche A eines ersten dielektrischen Substrats 10a ausgebildet, das am weitesten oben liegt, und ein Muster für die erste Antenne 2 wird im Wesentlichen auf der gleichen Achse so ausgebildet, dass es die zweite Antenne 3 umgibt. Des Weiteren wird das kreisförmige zweite Erdungsmuster 13 im Wesentlichen in der Mitte der Unterseite B dieses Substrats ausgebildet. Ein Durchgangsloch 14 für die Ausbildung der Vertiefung 12 wird im Wesentlichen in der Mitte eines zweiten dielektrischen Zwischensubstrats 10b ausgebildet, und ein bogenförmiges Speise-Muster 4, das elektromagnetisch an die erste Antenne 2 gekoppelt ist, wird in der oberen Fläche A dieses Zwischen-Substrats ausgebildet. Es kann ein elektrisch leitfähiger Film auf der Umfangsseitenfläche des Durchgangslochs 14 ausgebildet werden. Darüber hinaus wird ein Durchgangsloch 15 für die Ausbildung der Vertiefung 12 im Wesentlichen in der Mitte eines dritten dielektrischen Substrats 10c ausgebildet, das am weitesten unten liegt; wobei ein erstes Erdungsmuster 11 in der Unterseite B dieses Substrats ausgebildet wird. Es kann ein elektrisch leitfähiger Film auf der Umfangsseitenfläche des Durchgangslochs 15 ausgebildet werden. Die erste zusammengesetzte Antenne 1 nach der vorliegenden Erfindung kann durch Ausrichten und Kombinieren dieser drei dielektrischen Substrate 10a, 10b und 10c hergestellt werden. Die Muster der dielektrischen Substrate 10a, 10b und 10c werden durch Beschichten der Substrate mit Kupferfolie oder einem elektrisch leitfähigen Material oder dergleichen ausgebildet.

Die erste zusammengesetzte Antenne 1 nach der vorliegenden Erfindung umfasst eine erste Antenne 2, bei der es sich um eine rechtshändig zirkular polarisierte Loop-Antenne handelt, die in dem GPS-Band arbeitet und die auf dem dielektrischen Substrat 10 ausgebildet ist. Da diese Antenne eine Loop-Antenne ist, kann der Raum darin genutzt werden. Daher wird im Fall der ersten zusammengesetzten Antenne 1 nach der vorliegenden Erfindung eine zweite Antenne 3, bei der es sich um eine quadratische Patch-Antenne handelt, die in dem ETC-Frequenzband arbeitet, so in dem Raum in der ersten Antenne 2 angeordnet, dass sie im Wesentlichen auf der gleichen Achse wie die erste Antenne 2 liegt. Dementsprechend kann eine kleine zusammengesetzte Antenne erzielt werden, die in der Lage ist, in zwei unterschiedlichen Frequenzbändern zu arbeiten, und die Montagefläche für die zusammengesetzte Antenne 1 kann verringert und deren Bedienung vereinfacht werden.

Hier wird eine Beschreibung mit Bezug auf die Abmessungen der zusammengesetzten Antenne 1 nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in den 1 bis 8 dargestellt wird, bereitgestellt.

Wenn die erste Antenne 2 eine GPS-Antenne ist und die Wellenlänge für eine Frequenz von 1,57542 GHz in dem 1,5-GHz-Band &lgr;1 beträgt, und die zweite Antenne 3 eine ETC-Antenne ist und die Wellenlänge für eine Mittenfrequenz von 5,82 GHz in dem 5,8-GHz-Band &lgr;2 beträgt, ist der Durchmesser R des dielektrischen Substrats 10 gleich oder größer als ungefähr 0,52 &lgr;1, und die Dicke h1 des dielektrischen Substrats 10 beträgt ungefähr 0,07 &lgr;1. Des Weiteren ist der Radius r des Loop-Elements der ersten Antenne 2 ungefähr 0,19 &lgr;1, die Länge L der Störelemente 2a beträgt ungefähr 0,07 &lgr;1, und die Linienbreite W des Loop-Elements der ersten Antenne 2 beträgt ungefähr 0,03 &lgr;1. Darüber hinaus beträgt die Länge a eines der vertikalen und seitlichen Ränder der zweiten Antenne 3 ungefähr 0,5 &lgr;2, die Länge b der Entartungs-Isolierelemente 3a beträgt ungefähr 0,1 &lgr;2, der Durchmesser C des zweiten Erdungsmusters 13 beträgt ungefähr 0,7 &lgr;2 bis 1,2 &lgr;2, und der Zwischenraum h2 zwischen der zweiten Antenne 3 und dem zweiten Erdungsmuster 13 beträgt ungefähr 0,03 &lgr;2 bis 0,13 &lgr;2.

Die Antenneneigenschaften der zusammengesetzten Antenne 1 nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn diese die obigen Abmessungen aufweist, werden in den 9 bis 20 dargestellt.

9 zeigt die VSWR-Kurve in dem GPS-Band der ersten Antenne 2. Mit Bezug auf 9 wird ein günstiges VSWR von ungefähr 1,3 bei den in dem GPS-Band verwendeten 1,57542 GHz erzielt. Des Weiteren ist 10 ein Smith-Diagramm, das die Impedanzkurve in dem GPS-Band der ersten Antenne 2 zeigt. Es wird nun auf 10 Bezug genommen, wo eine günstige normierte Impedanz, die nahezu 1 beträgt, bei den in dem GPS-Band verwendeten 1,57542 GHz erzielt wird. Darüber hinaus zeigt 11 die VSWR-Kurve in dem ETC-Frequenzband der zweiten Antenne 3. Es wird nun auf 11 Bezug genommen, wo ein günstiges VSWR, das durch die Markierungen 1 bis 4 bezeichnet wird, von nicht mehr als ungefähr 1,45 in dem ETC-Frequenzband erzielt wird. Des Weiteren ist 12 ein Smith-Diagramm, das die Impedanzkurve in dem ETC-Frequenzband der zweiten Antenne 3 zeigt. Es wird nun auf 12 Bezug genommen, wo eine günstige normierte Impedanz, die durch die Markierungen 1 bis 4 bezeichnet wird, von nahezu 1 in dem ETC-Frequenzband erzielt wird.

13 zeigt die Charakteristik des Achsenverhältnisses in der Ebene &PHgr; = 0° (wobei die Richtung von der Mitte durch die Mitte der Störelemente 2a führt) in dem GPS-Band der ersten Antenne 2. Es wird nun auf 13 Bezug genommen, wo ein günstiges Achsenverhältnis in den Bereichen von ungefähr 0° bis 90° und von ungefähr 0° bis –60° erzielt wird. Des Weiteren zeigt 14 die Charakteristik des Achsenverhältnisses in der Ebene &PHgr; = 90° in dem GPS-Band der ersten Antenne 2. Es wird nun auf 14 Bezug genommen, wo ein günstiges Achsenverhältnis in den Bereichen von ungefähr 0° bis 60° und von ungefähr 0° bis –80° erzielt wird. Darüber hinaus zeigt 15 die Richtcharakteristik (GPS-Band) in der Ebene &PHgr; = 0° für rechtshändig polarisierte Wellen der ersten Antenne 2. Es wird nun auf 15 Bezug genommen, wo eine günstige Richtcharakteristik innerhalb von –10 dB im Bereich von 90° bis –90° erzielt wird. Überdies zeigt 16 die Richtcharakteristik (GPS-Band) in der Ebene &PHgr; = 90° für rechtshändig polarisierte Wellen der ersten Antenne 2. Es wird nun auf 16 Bezug genommen, wo eine günstige Richtcharakteristik innerhalb von –10 dB im Bereich von 75° bis –90° erzielt wird.

17 zeigt die Charakteristik des Achsenverhältnisses in der Ebene &PHgr; = 0° in dem ETC-Frequenzband der zweiten Antenne 3. Es wird nun auf 17 Bezug genommen, wo ein günstiges Achsenverhältnis im Bereich von 90° bis –90° erzielt wird. Des Weiteren zeigt 18 die Charakteristik des Achsenverhältnisses in der Ebene &PHgr; = 90° in dem ETC-Frequenzband der zweiten Antenne 3. Es wird nun auf 18 Bezug genommen, wo ein günstiges Achsenverhältnis im Bereich von 90° bis –90° erzielt wird. Darüber hinaus zeigt 19 die Richtcharakteristik (ETC-Band) in der Ebene &PHgr; = 0° für rechtshändig polarisierte Wellen der zweiten Antenne 3. Es wird nun auf 19 Bezug genommen, wo eine günstige Richtcharakteristik innerhalb von –10 dB im Bereich von 80° bis –85° erzielt wird. Überdies zeigt 20 die Richtcharakteristik (ETC-Band) in der Ebene &PHgr; = 90° für rechtshändig polarisierte Wellen der zweiten Antenne 3. Es wird nun auf 20 Bezug genommen, wo eine günstige Richtcharakteristik innerhalb von –10 dB im Bereich von 85° bis –90° erzielt wird.

Als Nächstes wird in den 21 bis 28 die Struktur der zusammengesetzten Antenne nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei 21 eine planare Ansicht einer zweiten zusammengesetzten Antenne 100 nach der vorliegenden Erfindung ist; 22 eine Seitenansicht davon ist; 23 eine Rückansicht davon ist; 24 ein Querschnitt davon entlang der Linie A-A ist; 25 ein Querschnitt davon entlang der Linie B-B ist; 26 eine perspektivische Ansicht ist, die die Umrissstruktur davon darstellt; und 27 eine Seitenansicht ist, die die Umrissstruktur davon zeigt.

Die zweite in den 21 bis 27 dargestellte Antenne 100 ist eine zusammengesetzte Zweifrequenzantenne und ist so eingerichtet, dass sie zum Beispiel als eine DSRC-Antenne im 5,8-GHz-Band für ein ETC oder Ähnliches und als eine GPS-Antenne im 1,5-GHz-Band arbeitet. Eine erste Antenne 102 wird durch ein Druckmuster in der oberen Fläche eines kreisförmigen dielektrischen Substrats 110 ausgebildet, das die zusammengesetzte Antenne 100 bildet. Die erste Antenne 102 ist eine Loop-Antenne und wird als Folge davon, dass sie mit einem Paar von Störelementen 102a gebildet wird, die einander in einer Richtung nach außen gegenüberliegen, als eine zirkular polarisierte Antenne eingerichtet.

Des Weiteren wird eine Vertiefung 112 mit einer vorgegebenen Tiefe im Wesentlichen in der Mitte der oberen Fläche des dielektrischen Substrats 110 ausgebildet; eine zweite Antenne 103 wird durch ein Druckmuster so ausgebildet, dass sie im Wesentlichen in der Mitte der Bodenfläche der Vertiefung 112 liegt. Die zweite Antenne 103 ist eine quadratische Patch-Antenne und wird als Folge davon, dass sie mit einer Oberseite gebildet ist, die ein Paar gegenüberliegender Entartungs-Isolierelemente 103a aufweist, als eine zirkular polarisierte Antenne eingerichtet. Darüber hinaus wird ein Erdungsmuster 111 über die gesamte Unterseite des dielektrischen Substrats 110 gebildet. Im Fall dieser zusammengesetzten Antenne 100 wird die erste Antenne 102 so eingerichtet, dass sie, als Folge davon, dass sie von einem bogenförmigen Speise-Muster 104 mit Strom versorgt wird, das so angeordnet ist, dass es elektromagnetisch an diese erste Antenne gekoppelt ist, als eine rechtshändig zirkular polarisierte Antenne arbeitet. Dieses Speise-Muster 104 ist so angeordnet, dass es in das dielektrische Substrat 110 eingebettet ist, wobei dieses dielektrische Substrat 110 als ein transparentes Substrat in den 26 und 27 dargestellt wird. Der Kern einer ersten Speise-Leitung 120, bei der es sich um ein Koaxialkabel handelt, ist an einen ersten Speise-Punkt 102b des Speise-Musters 104 angeschlossen, und die Abschirmung der ersten Speise-Leitung 120 ist an das Erdungsmuster 111 angeschlossen. Da sie durch das Anschließen des Kerns einer zweiten Speise-Leitung 121, bei der es sich um ein Koaxialkabel handelt, an den zweiten Speise-Punkt 103b der zweiten Antenne 103 mit Strom versorgt wird, wird die zweite Antenne 103 des Weiteren veranlasst, als eine rechtshändig zirkular polarisierte Antenne zu arbeiten. Des Weiteren wird die Abschirmung der zweiten Speise-Leitung 121 ebenso an das Erdungsmuster 111 angeschlossen.

Die Vertiefung 112 wird in der oberen Fläche des dielektrischen Substrats 110 bereitgestellt, um den Zwischenraum zwischen der zweiten Antenne 103 und dem Erdungsmuster 111 zu verringern. Der Zwischenraum wird auf diese Weise verringert, damit der Zwischenraum von dem Erdungsmuster der Patch-Antenne im Vergleich zu der Loop-Antenne klein ist. Das dielektrische Substrat 110 kann ein Teflonsubstrat oder ein weiteres Harzsubstrat sein und kann ein Substrat sein, das eine im Wesentlichen aus Luft bestehende Schicht umfasst, wie zum Beispiel ein Wabenkernsubstrat.

Ein Beispiel für ein Verfahren zum Herstellen der zusammengesetzten Antenne 100 nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in 28 erläutert.

Gemäß diesem Herstellungsverfahren wird die zusammengesetzte Antenne 100 durch Kombinieren von drei dielektrischen Substraten hergestellt, die durch Drucksubstrate gebildet werden, die kreisförmig sind und im Wesentlichen den gleichen Durchmesser haben. Es wird ein Durchgangsloch 115 für die Ausbildung der Vertiefung 112 im Wesentlichen in der Mitte eines ersten dielektrischen Substrats 110a ausgebildet, das am weitesten oben liegt, und es wird ein Muster für die erste Antenne 102 so in der oberen Fläche A dieses Substrats ausgebildet, dass es das Durchgangsloch 115 umgibt; es wird ein Durchgangsloch 114 für die Ausbildung der Vertiefung 112 im Wesentlichen in der Mitte eines zweiten dielektrischen Zwischensubstrats 110b ausgebildet, wobei das bogenförmige Speise-Muster 104, das elektromagnetisch an die erste Antenne 102 gekoppelt ist, in der oberen Fläche A dieses Substrats ausgebildet wird.

Darüber hinaus wird ein Muster für die zweite Antenne 103 im Wesentlichen in der Mitte der oberen Fläche eines dritten dielektrischen Substrats 110c ausgebildet, das am weitesten unten liegt, und das Erdungsmuster 111 wird über die gesamte Unterseite B dieses Substrats ausgebildet. Die zweite zusammengesetzte Antenne 100 nach der vorliegenden Erfindung kann durch Ausrichten und Kombinieren dieser drei dielektrischen Substrate 110a, 110b und 110c hergestellt werden. Die Muster der dielektrischen Substrate 110a, 110b und 110c werden durch Beschichten der Substrate mit Kupferfolie oder einem elektrisch leitfähigen Material oder dergleichen ausgebildet.

Die zweite zusammengesetzte Antenne 100 nach der vorlegenden Erfindung umfasst eine erste Antenne 102, bei der es sich um eine rechtshändig zirkular polarisierte Loop-Antenne handelt, die in dem GPS-Band arbeitet und die auf dem dielektrischen Substrat 110 ausgebildet ist. Da diese Antenne eine Loop-Antenne ist, kann der Raum darin genutzt werden. Daher wird im Fall der zweiten zusammengesetzten Antenne 100 nach der vorliegenden Erfindung eine zweite Antenne 103, bei der es sich um eine quadratische Patch-Antenne handelt, die in dem ETC-Frequenzband arbeitet, so in dem Raum in der ersten Antenne 102 angeordnet, dass sie im Wesentlichen auf der gleichen Achse wie die erste Antenne 102 liegt. Dementsprechend kann eine kleine zusammengesetzte Antenne erzielt werden, die in der Lage ist, in zwei unterschiedlichen Frequenzbändern zu arbeiten, und die Montagefläche für die zusammengesetzte Antenne 100 kann verringert und deren Bedienung vereinfacht werden.

Hier wird eine Beschreibung mit Bezug auf die Abmessungen der zusammengesetzten Antenne 100 nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in den 21 bis 28 dargestellt wird, bereitgestellt.

Wenn die erste Antenne 102 eine GPS-Antenne ist und die zweite Antenne 103 eine ETC-Antenne ist, ist der Durchmesser des dielektrischen Substrats 110 gleich oder größer als ungefähr 0,52 &lgr;1, und die Dicke des dielektrischen Substrats 110 beträgt ungefähr 0,07 &lgr;1. Des Weiteren beträgt der Radius des Loop-Elements der ersten Antenne 102 ungefähr 0,19 &lgr;1, die Länge L der Störelemente 102a beträgt ungefähr 0,07 &lgr;1, und die Linienbreite W des Loop-Elements der ersten Antenne 102 beträgt ungefähr 0,03 &lgr;1, Darüber hinaus beträgt die Länge eines der vertikalen und seitlichen Ränder der zweiten Antenne 103 ungefähr 0,5 &lgr;2, die Länge b der Entartungs-Isolierelemente 103a beträgt ungefähr 0,1 &lgr;2, und der Zwischenraum zwischen der zweiten Antenne 103 und dem Erdungsmuster 111 beträgt ungefähr 0,03 &lgr;2 bis 0,13 &lgr;2.

Als Nächstes wird in den 29 bis 35 die Struktur der zusammengesetzten Antenne nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei 29 eine planare Ansicht einer dritten zusammengesetzten Antenne 200 nach der vorliegenden Erfindung ist; 30 eine Seitenansicht davon ist; 31 eine Rückansicht davon ist; 32 ein Querschnitt davon entlang der Linie A-A ist; 33 ein Querschnitt davon entlang der Linie B-B ist; 34 eine perspektivische Ansicht ist, die eine Umrissstruktur davon darstellt; und 35 eine Seitenansicht ist, die eine Umrissstruktur davon zeigt.

Die dritte in den 29 bis 35 dargestellte Antenne 200 ist eine zusammengesetzte Zweifrequenzantenne und ist so eingerichtet, dass sie zum Beispiel als eine DSRC-Antenne im 5,8-GHz-Band für ein ETC oder Ähnliches und als eine GPS-Antenne im 1,5-GHz-Band arbeitet. Eine erste Antenne 202 wird durch ein Druckmuster in der oberen Fläche eines kreisförmigen dielektrischen Substrats 210 ausgebildet, das die zusammengesetzte Antenne 200 bildet. Die erste Antenne 202 ist eine Loop-Antenne und wird als Folge davon, dass sie mit einem Paar von Störelementen 202a gebildet wird, die einander in einer Richtung nach außen gegenüberliegen, als eine zirkular polarisierte Antenne eingerichtet.

Des Weiteren wird eine obere Vertiefung 212 mit einer vorgegebenen Tiefe im Wesentlichen in der Mitte der oberen Fläche des dielektrischen Substrats 210 ausgebildet; eine zweite Antenne 203 wird durch ein Druckmuster so ausgebildet, dass sie im Wesentlichen in der Mitte der Bodenfläche der oberen Vertiefung 212 liegt. Die zweite Antenne 203 ist eine quadratische Patch-Antenne und wird als Folge davon, dass sie mit einer Oberseite gebildet ist, die ein Paar gegenüberliegender Entartungs-Isolierelemente 203a aufweist, als eine zirkular polarisierte Antenne eingerichtet. Darüber hinaus wird ein erstes Erdungsmuster 211 über die gesamte Unterseite des dielektrischen Substrats 210 gebildet. Des Weiteren wird eine untere Vertiefung 216 mit einer vorgegebenen Tiefe im Wesentlichen in der Mitte der Unterseite des dielektrischen Substrats 210 gebildet, und ein kreisförmiges zweites Erdungsmuster 213 wird in der Bodenfläche der unteren Vertiefung 216 gebildet. Im Fall dieser zusammengesetzten Antenne 200 wird die erste Antenne 202 so eingerichtet, dass sie, als Folge davon, dass sie von einem bogenförmigen Speise-Muster 204 mit Strom versorgt wird, das so angeordnet ist, dass es elektromagnetisch an diese erste Antenne gekoppelt ist, als eine rechtshändig zirkular polarisierte Antenne arbeitet. Dieses Speise-Muster 204 ist so angeordnet, dass es in das dielektrische Substrat 210 eingebettet ist, wobei dieses dielektrische Substrat 210 als ein transparentes Substrat in den 34 und 35 dargestellt wird. Der Kern einer ersten Speise-Leitung 220, bei der es sich um ein Koaxialkabel handelt, ist an einen ersten Speise-Punkt 202b des Speise-Musters 204 angeschlossen, und die Abschirmung der ersten Speise-Leitung 220 ist an das erste Erdungsmuster 211 angeschlossen. Da sie durch das Anschließen des Kerns einer zweiten Speise-Leitung 221, bei der es sich um ein Koaxialkabel handelt, an den zweiten Speise-Punkt 203b der zweiten Antenne 203 mit Strom versorgt wird, wird die zweite Antenne 203 des Weiteren veranlasst, als eine rechtshändig zirkular polarisierte Antenne zu arbeiten. Des Weiteren wird die Abschirmung der zweiten Speise-Leitung 221 an das zweite Erdungsmuster 213 angeschlossen.

Die obere Vertiefung 212 wird in der oberen Fläche des dielektrischen Substrats 210 bereitgestellt, und die untere Vertiefung 216 wird in der Unterseite dieses Substrats bereitgestellt, um den Zwischenraum zwischen der zweiten Antenne 203 und dem zweiten Erdungsmuster 213 zu verringern. Der Zwischenraum wird auf diese Weise verringert, damit der Zwischenraum von dem Erdungsmuster der Patch-Antenne im Vergleich zu der Loop-Antenne klein ist. Das dielektrische Substrat 210 kann ein Teflonsubstrat oder ein weiteres Harzsubstrat sein und kann ein Substrat sein, das eine im Wesentlichen aus Luft bestehende Schicht umfasst, wie zum Beispiel ein Wabenkernsubstrat.

Ein Beispiel für ein Verfahren zum Herstellen der zusammengesetzten Antenne 200 nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in 36 erläutert.

Gemäß diesem Herstellungsverfahren wird die zusammengesetzte Antenne 200 durch Kombinieren von vier dielektrischen Substraten hergestellt, die durch Drucksubstrate gebildet werden, die kreisförmig sind und im Wesentlichen den gleichen Durchmesser haben. Es wird ein Durchgangsloch 215 für die Ausbildung der oberen Vertiefung 212 im Wesentlichen in der Mitte eines ersten dielektrischen Substrats 210a, das am weitesten oben liegt, ausgebildet, und es wird ein Muster für die erste Antenne 202 so in der oberen Fläche A dieses Substrats ausgebildet, dass es das Durchgangsloch 215 umgibt; es wird ein Durchgangsloch 214 für die Ausbildung der oberen Vertiefung 212 im Wesentlichen in der Mitte eines zweiten dielektrischen Zwischensubstrats 210b ausgebildet, wobei das Speise-Muster 204, das elektromagnetisch an die erste Antenne 202 gekoppelt ist, in der oberen Fläche A dieses Substrats ausgebildet wird.

Es wird ein Muster für die zweite Antenne 203 im Wesentlichen in der Mitte der oberen Fläche eines dritten dielektrischen Substrats 210c ausgebildet, das unter dem zweiten dielektrischen Substrat 210b angeordnet ist, und das kreisförmige zweite Erdungsmuster 213 wird im Wesentlichen in der Mitte der Unterseite B dieses Substrats ausgebildet. Darüber hinaus wird ein Durchgangsloch 217 für die Ausbildung der unteren Vertiefung 216 im Wesentlichen in der Mitte eines vierten dielektrischen Substrats 210d, das am weitesten unten liegt, ausgebildet, und das erste Erdungsmuster 211 wird über die gesamte Unterseite B dieses Substrats ausgebildet. Des Weiteren kann ein elektrisch leitfähiger Film auf der Umfangsseitenfläche des Durchgangslochs 217 ausgebildet werden. Die dritte zusammengesetzte Antenne 200 nach der vorliegenden Erfindung kann durch Ausrichten und Kombinieren dieser vier dielektrischen Substrate 210a, 210b, 210c und 210d hergestellt werden. Die Muster der dielektrischen Substrate 210a, 210b, 210c und 210d werden durch Beschichten der Substrate mit Kupferfolie oder einem elektrisch leitfähigen Material oder dergleichen ausgebildet.

Die dritte zusammengesetzte Antenne 200 nach der vorliegenden Erfindung umfasst eine erste Antenne 202, bei der es sich um eine rechtshändig zirkular polarisierte Loop-Antenne handelt, die in dem GPS-Band arbeitet und die auf dem dielektrischen Substrat 210 ausgebildet ist. Da diese Antenne eine Loop-Antenne ist, kann der Raum darin genutzt werden. Daher wird im Fall der dritten zusammengesetzten Antenne 200 nach der vorliegenden Erfindung eine zweite Antenne 203, bei der es sich um eine quadratische Patch-Antenne handelt, die in dem ETC-Frequenzband arbeitet, so in dem Raum in der ersten Antenne 202 angeordnet, dass sie im Wesentlichen auf der gleichen Achse wie die erste Antenne 202 liegt. Dementsprechend kann eine kleine zusammengesetzte Antenne erzielt werden, die in der Lage ist, in zwei unterschiedlichen Frequenzbändern zu arbeiten, und die Montagefläche für die zusammengesetzte Antenne 200 kann verringert und deren Bedienung vereinfacht werden.

Hier wird eine Beschreibung mit Bezug auf die Abmessungen der zusammengesetzten Antenne 200 nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in den 29 bis 36 dargestellt wird, bereitgestellt.

Wenn die erste Antenne 202 eine GPS-Antenne ist und die zweite Antenne 203 eine ETC-Antenne ist, ist der Durchmesser des dielektrischen Substrats 210 gleich oder größer als ungefähr 0,52 &lgr;1, und die Dicke des dielektrischen Substrats 210 beträgt ungefähr 0,07 &lgr;1. Des Weiteren beträgt der Radius des Loop-Elements der ersten Antenne 202 ungefähr 0,19 &lgr;1, die Länge L der Störelemente 202a beträgt ungefähr 0,07 &lgr;1, und die Linienbreite W des Loop-Elements der ersten Antenne 202 beträgt ungefähr 0,03 &lgr;1. Darüber hinaus beträgt die Länge eines der vertikalen und seitlichen Ränder der zweiten Antenne 203 ungefähr 0,5 &lgr;2, die Länge b der Entartungs-Isolierelemente 203a beträgt ungefähr 0,1 &lgr;2, der Durchmesser des zweiten Erdungsmusters 213 beträgt ungefähr 0,7 &lgr;2 bis 1,2 &lgr;2, und der Zwischenraum zwischen der zweiten Antenne 203 und dem zweiten Erdungsmuster 213 beträgt ungefähr 0,03 &lgr;2 bis 0,13 &lgr;2.

Die Antenneneigenschaften der zusammengesetzten Antenne 100 nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind bei den oben beschriebenen Abmessungen im Wesentlichen die gleichen wie die Antenneneigenschaften der zusammengesetzten Antenne 200 nach der dritten Ausführungsform. Daher werden die Antenneneigenschaften der zusammengesetzten Antenne 100 nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn diese die oben beschriebenen Abmessungen aufweist, in den 37 bis 48 dargestellt.

37 zeigt die VSWR-Kurve in dem GPS-Band der ersten Antenne 102. Es wird nun auf 37 Bezug genommen, wo ein günstiges VSWR von ungefähr 1,25 bei den in dem GPS-Band verwendeten 1,57542 GHz erzielt wird. Des Weiteren ist 38 ein Smith-Diagramm, das die Impedanzkurve in dem GPS-Band der ersten Antenne 102 zeigt. Es wird nun auf 38 Bezug genommen, wo eine günstige normierte Impedanz, die nahezu 1 beträgt, bei den in dem GPS-Band verwendeten 1,57542 GHz erzielt wird. Darüber hinaus zeigt 39 die VSWR-Kurve in dem ETC-Frequenzband der zweiten Antenne 103. Es wird nun auf 39 Bezug genommen, wo ein günstiges VSWR, das durch die Markierungen 1 bis 4 bezeichnet wird, von nicht mehr als ungefähr 1,29 in dem ETC-Frequenzband erzielt wird. Des Weiteren ist 40 ein Smith-Diagramm, das die Impedanzkurve in dem ETC-Frequenzband der zweiten Antenne 103 zeigt. Es wird nun auf 40 Bezug genommen, wo eine günstige normierte Impedanz, die durch die Markierungen 1 bis 4 bezeichnet wird und die im Wesentlichen 1 beträgt, in dem ETC-Frequenzband erzielt wird.

41 zeigt die Charakteristik des Achsenverhältnisses in der Ebene &PHgr; = 0° (wobei die Richtung von der Mitte durch die Mitte der Störelemente 2a führt) in dem GPS-Band der ersten Antenne 102. Es wird nun auf 41 Bezug genommen, wo ein günstiges Achsenverhältnis im Bereich von 90° bis –90° erzielt wird. Des Weiteren zeigt 42 die Charakteristik des Achsenverhältnisses in der Ebene &PHgr; = 90° in dem GPS-Band der ersten Antenne 102. Es wird nun auf 42 Bezug genommen, wo ein günstiges Achsenverhältnis im Bereich von 90° bis –90° erzielt wird. Darüber hinaus zeigt 43 die Richtcharakteristik (GPS-Band) in der Ebene &PHgr; = 0° für rechtshändig polarisierte Wellen der ersten Antenne 102. Es wird nun auf 43 Bezug genommen, wo eine günstige Richtcharakteristik innerhalb von –10 dB im Bereich von 90° bis –90° erzielt wird. Überdies zeigt 44 die Richtcharakteristik (GPS-Band) in der Ebene &PHgr; = 90° für rechtshändig polarisierte Wellen der ersten Antenne 102. Es wird nun auf 44 Bezug genommen, wo eine günstige Richtcharakteristik im Wesentlichen innerhalb von –10 dB im Bereich von 90° bis –90° erzielt wird.

45 zeigt die Charakteristik des Achsenverhältnisses in der Ebene &PHgr; = 0° in dem ETC-Frequenzband der zweiten Antenne 103. Es wird nun auf 45 Bezug genommen, wo ein günstiges Achsenverhältnis in einem Bereich von ungefähr ±25° um 0° und in den Bereichen von ungefähr 60° bis 80° und von ungefähr –60° bis –80° erzielt wird. Des Weiteren zeigt 46 die Charakteristik des Achsenverhältnisses in der Ebene &PHgr; = 90° in dem ETC-Frequenzband der zweiten Antenne 103. Es wird nun auf 46 Bezug genommen, wo ein günstiges Achsenverhältnis in einem Bereich von ungefähr ±25° um 0° und in den Bereichen von ungefähr 60° bis 80° und von ungefähr –60° bis –80° erzielt wird. Darüber hinaus zeigt 47 die Richtcharakteristik (ETC-Band) in der Ebene &PHgr; = 0° für rechtshändig polarisierte Wellen der zweiten Antenne 103. Es wird nun auf 47 Bezug genommen, wo eine günstige Richtcharakteristik innerhalb von –10 dB im Bereich von 30° bis –30° erzielt wird. Überdies zeigt 48 die Richtcharakteristik (ETC-Band) in der Ebene &PHgr; = 90° für rechtshändig polarisierte Wellen der zweiten Antenne 103. Es wird nun auf 48 Bezug genommen, wo eine günstige Richtcharakteristik innerhalb von –10 dB im Bereich von 30° bis –30° erzielt wird. Es wird nun auf die 45 bis 48 Bezug genommen, wo die zweite Antenne 103 günstige Antenneneigenschaften in der Zenithrichtung aufweist. Da jedoch in einem ETC Funkwellen aus der Zenithrichtung ankommen, können die Antenneneigenschaften als ausreichend gelten.

Als Nächstes wird die Struktur einer vierten zusammengesetzten Antenne nicht nach der vorliegenden Erfindung in den 49 und 50 dargestellt, wobei 49 eine planare Ansicht einer vierten zusammengesetzten Antenne 300 nach der vorliegenden Erfindung ist und 50 eine Seitenansicht davon ist.

Die vierte in den 49 bis 50 dargestellte Antenne 300 ist eine zusammengesetzte Zweifrequenzantenne und ist so eingerichtet, dass sie zum Beispiel als eine DSRC-Antenne im 5,8-GHz-Band für ein ETC oder Ähnliches und als eine GPS-Antenne im 1,5-GHz-Band arbeitet. Eine GPS-Loop-Antenne 302 wird durch ein Druckmuster in der oberen Fläche eines kreisförmigen dielektrischen Substrats 310 ausgebildet, das die zusammengesetzte Antenne 300 bildet. Die Loop-Antenne 302 wird als Folge davon, dass sie mit einem Paar von Störelementen 302a gebildet wird, die einander in einer Richtung nach außen gegenüberliegen, als eine zirkular polarisierte Antenne eingerichtet. Des Weiteren wird ein Erdungsmuster 311 über die gesamte Unterseite des dielektrischen Substrats 310 gebildet.

Des Weiteren wird eine ETC-Wendelantenne 303 im Wesentlichen in der Mitte der oberen Fläche des dielektrischen Substrats 310 angeordnet. Bei einer solchen zusammengesetzten Antenne 300 wird die Loop-Antenne 302 so eingerichtet, dass sie, als Folge davon, dass sie von einem bogenförmigen Speise-Muster (nicht dargestellt) mit Strom versorgt wird, das so angeordnet ist, dass es elektromagnetisch an diese Loop-Antenne gekoppelt ist, als eine rechtshändig zirkular polarisierte Antenne arbeitet. Dieses Speise-Muster wird so angeordnet, dass es, wie zuvor beschrieben, in das dielektrische Substrat 310 eingebettet ist. Eine erste Speise-Leitung 320 wird an dieses Speise-Muster so angeschlossen, dass die Loop-Antenne 302 so eingerichtet wird, dass sie als eine rechtshändig zirkular polarisierte Antenne arbeitet. Des Weiteren wird die Wendelantenne 303 durch Wickeln von Drahtmaterial in Form einer Helix in der Richtung, in der die rechtshändig zirkular polarisierte Antenne arbeitet, ausgebildet, und diese Wendelantenne wird von einer zweiten Speise-Leitung 321 mit Strom versorgt.

Die vierte zusammengesetzte Antenne 300 nach der vorliegenden Erfindung umfasst eine rechtshändig polarisierte Wellen-Loop-Antenne 302, die in dem GPS-Band arbeitet und die auf dem dielektrischen Substrat 310 ausgebildet ist. Da diese Antenne eine Loop-Antenne ist, kann der Raum dann genutzt werden. Daher wird im Fall der vierten zusammengesetzten Antenne 300 nach der vorliegenden Erfindung die Wendelantenne 303, die in dem ETC-Frequenzband arbeitet, so in dem Raum in der ersten Antenne 302angeordnet, dass sie im Wesentlichen auf der gleichen Achse wie die Loop-Antenne 302 Liegt. Dementsprechend kann eine kleine zusammengesetzte Antenne erzielt werden, die in der Lage ist, in zwei unterschiedlichen Frequenzbänderm zu arbeiten, und die Montagefläche für die zusammengesetzte Antenne 300 kann verringert und deren Bedienung vereinfacht werden.

Als Nächstes werden in den 51(a), 51(b) und 51(c) modifizierte Beispiele der oben beschriebenen ersten bis dritten zusammengesetzten Antennen 1 bis 200 nach der vorliegenden Erfindung dargestellt. Des Weiteren sind die 51(a), 51(b) und 51(c) planare Ansichten der modifizierten Beispiele der zusammengesetzten Antennen nach der vorliegenden Erfindung.

Das modifizierte Beispiel einer in 51(a) dargestellten zusammengesetzten Antenne ist eine zusammengesetzte Zweifrequenzantenne 400, die so eingerichtet ist, dass sie zum Beispiel als eine DSRC-Antenne im 5,8-GHz-Band für ein ETC oder Ähnliches und als eine GPS-Antenne im 1,5-GHz-Band arbeitet. Eine GPS-Loop-Antenne 402 wird durch ein Druckmuster in der oberen Fläche eines kreisförmigen dielektrischen Substrats 410 ausgebildet, das die zusammengesetzte Antenne 400 bildet. Die Loop-Antenne 402 wird als Folge davon, dass sie mit einem Paar von Störelementen 402a gebildet wird, die einander in einer Richtung nach außen gegenüberliegen, als eine zirkular polarisierte Antenne eingerichtet. Des Weiteren wird ein Erdungsmuster über die gesamte Unterseite des dielektrischen Substrats 410 gebildet. Eine Spiralantenne 403, die in dem DSRC-Frequenzband arbeitet, wird durch ein Druckmuster im Wesentlichen in der Mitte der Loop-Antenne 402 ausgebildet. Da die Spiralantenne 403, die in dem ETC-Frequenzband arbeitet, innerhalb der Loop-Antenne 402 ausgebildet wird, die in dem GPS-Band arbeitet und auf dem dielektrischen Substrat 410 ausgebildet wird, so dass die Spiralantenne 403 im Wesentlichen auf der gleichen Achse wie die Loop-Antenne 402 liegt, kann dementsprechend im Fall der zusammengesetzten Antenne 400 eine kleine zusammengesetzte Antenne erzielt werden, die in der Lage ist, in zwei verschiedenen Frequenzbändern zu arbeiten.

Das modifizierte Beispiel einer in 51(b) dargestellten zusammengesetzten Antenne ist eine zusammengesetzte Zweifrequenzantenne 500, die so eingerichtet ist, dass sie zum Beispiel als eine DSRC-Antenne im 5,8-GHz-Band für ein ETC oder Ähnliches und als eine GPS-Antenne im 1,5-GHz-Band arbeitet. Eine erste GPS-Loop-Antenne 502 wird durch ein Druckmuster in der oberen Fläche eines dielektrischen Substrats 510ausgebildet, das die zusammengesetzte Antenne 500 bildet. Die erste Loop-Antenne 502 wird als Folge davon, dass sie mit einem Paar von ersten Störelementen 502a gebildet wird, die einander in einer Richtung nach außen gegenüberliegen, als eine zirkular polarisierte Antenne eingerichtet. Des Weiteren wird ein Erdungsmuster über die gesamte Unterseite des dielektrischen Substrats 510 gebildet. Eine zweite Loop-Antenne 503, die in dem DSRC-Frequenzband arbeitet, wird durch ein Druckmuster im Wesentlichen in der Mitte der ersten Loop-Antenne 502 ausgebildet. Die zweite Loop-Antenne 503 wird als Folge davon, dass sie mit einem Paar von zweiten Störelementen 503a gebildet wird, die einander in einer Richtung nach außen gegenüberliegen, als eine zirkular polarisierte Antenne eingerichtet. Da die zweite Loop-Antenne 503, die in dem ETC-Frequenzband arbeitet, innerhalb der ersten Loop-Antenne 502 ausgebildet wird, die in dem GPS-Band arbeitet und auf dem dielektrischen Substrat 510 ausgebildet wird, so dass die zweite Loop-Antenne 503 im Wesentlichen auf der gleichen Achse wie die erste Loop-Antenne 502 liegt, kann dementsprechend im Fall der zusammengesetzten Antenne 500 ein kleine zusammengesetzte Antenne erzielt werden, die in der Lage ist, in zwei verschiedenen Frequenzbändern zu arbeiten.

Das modifizierte Beispiel einer in 51(c) dargestellten zusammengesetzten Antenne ist eine zusammengesetzte Zweifrequenzantenne 600, die so eingerichtet ist, dass sie zum Beispiel als eine DSRC-Antenne im 5,8-GHz-Band für ein ETC oder Ähnliches und als eine GPS-Antenne im 1,5-GHz-Band arbeitet. Eine GPS-Loop-Antenne 602 wird durch ein Druckmuster in der oberen Fläche eines dielektrischen Substrats 610 ausgebildet, das die zusammengesetzte Antenne 600 bildet. Die Loop-Antenne 602 wird als Folge davon, dass sie mit einem Paar von Störelementen 602a gebildet wird, die einander in einer Richtung nach außen gegenüberliegen, als eine zirkular polarisierte Antenne eingerichtet. Des Weiteren wird ein Erdungsmuster über die gesamte Unterseite des dielektrischen Substrats 610 gebildet. Eine kreisförmige Patch-Antenne 603, die in dem DSRC-Frequenzband arbeitet, wird durch ein Druckmuster im Wesentlichen in der Mitte der Loop-Antenne 602 ausgebildet. Die kreisförmige Patch-Antenne 603 wird als eine zirkular polarisierte Antenne eingerichtet, indem ein Paar einander gegenüberliegender Entartungs-Isolierelemente 603a auf dieser Antenne ausgebildet wird. Da die kreisförmige Patch-Antenne 603, die in dem ETC-Frequenzband arbeitet, innerhalb der Loop-Antenne 602 ausgebildet wird, die in dem GPS-Band arbeitet und auf dem dielektrischen Substrat 610 ausgebildet wird, so dass die kreisförmige Patch-Antenne 603 im Wesentlichen auf der gleichen Achse wie die Loop-Antenne 602 liegt, kann dementsprechend im Fall der zusammengesetzten Antenne 600 ein kleine zusammengesetzte Antenne erzielt werden, die in der Lage ist, in zwei verschiedenen Frequenzbändern zu arbeiten.

In der oben beschriebenen zusammengesetzten Antenne nach der vorliegenden Erfindung wird die Form des dielektrischen Substrats als kreisförmig beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf oder durch eine solche Form beschränkt und kann mit einer mehrseitigen Form, wie zum Beispiel einem Dreieck, einem Rechteck, einem Sechseck oder einem Achteck, umgesetzt werden.

Des Weiteren wurde in der obigen Beschreibung die zusammengesetzte Antenne nach der vorliegenden Erfindung so eingerichtet, dass sie als eine DSRC-Antenne im 5,8-GHz-Band und als eine GPS-Antenne im 1,5-GHz-Band arbeitet, sie ist aber nicht auf eine solche Struktur beschränkt. Die äußere Loop-Antenne könnte eine GPS-Antenne und die innere Antenne eine VICS-Antenne (Funkwellen-Beaconantenne) für das 2,5-GHz-Band sein, und die äußere Loop-Antenne könnte eine VICS-Antenne (Funkwellen-Beaconantenne) für das 2,5-GHz-Band und die innere Antenne eine DSRC-Antenne für das 5,8-GHz-Band sein. Außerdem kann zusätzlich zu einem GPS-System, einem DSRC-System und einem VICS-System und so weiter die zusammengesetzte Antenne nach der vorliegenden Erfindung als eine Antenne für eine Vielzahl von Systemen angewandt werden, darunter Systeme, die Satelliten-Kommunikationssysteme, Fahrzeug-Telefonanlagen und Satelliten-Funksysteme umfassen.

GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT

Da, wie oben beschrieben, nach der vorliegenden Erfindung eine Loop-Antenne, die in einem zweiten Frequenzband arbeitet, so auf einem dielektrischen Substrat ausgebildet ist, dass sie eine Patch-Antenne umgibt, die in einem ersten Frequenzband arbeitet, kann eine kleine zusammengesetzte Antenne erzielt werden, die in zwei verschiedenen Frequenzbändern arbeitet. Da nach der vorliegenden Erfindung dementsprechend ein Raum in der Loop-Antenne, die in dem zweiten Frequenzband arbeitet, genutzt wird, um eine Patch-Antenne auszubilden, die in dem ersten Frequenzband arbeitet, kann eine kleine zusammengesetzte Antenne erzielt werden, und deren Montagefläche kann verringert und deren Betrieb vereinfacht werden.

Weil die Loop-Antenne und die Patch-Antenne im Wesentlichen auf der gleichen Achse bereitgestellt werden, ist es außerdem möglich, den gegenseitigen Einfluss der Antennen zu blockieren. Wenn die Patch-Antenne mit Entartungs-Isolierelementen ausgestattet ist, kann darüber hinaus eine zirkular polarisierte DSRC-Antenne für ein ETC und dergleichen umgesetzt werden, und durch Ausstatten der Loop-Antenne mit Störelementen zum Einrichten einer zirkular polarisierten Antenne kann eine GPS-Antenne erzeugt werden.


Anspruch[de]
Zusammengesetzte Antenne (1), die umfasst:

eine Patch-Antenne (3), die in einem ersten Frequenzband arbeitet und die im Wesentlichen in der Mitte eines dielektrischen Substrats (10) ausgebildet ist; und

eine Loop-Antenne (2), die in einem zweiten Frequenzband arbeitet, das niedriger ist als das erste Frequenzband, und die auf dem dielektrischen Substrat so ausgebildet ist, dass sie die Patch-Antenne umgibt;

ein erstes Erdungsmuster (11) für die Loop-Antenne (2), das in der Unterseite des dielektrischen Substrats ausgebildet ist;

dadurch gekennzeichnet, dass

eine Vertiefung (12) im Wesentlichen in der Mitte des dielektrischen Substrats (10) ausgebildet ist und ein Muster, das in der Bodenfläche der Vertiefung (12) ausgebildet ist, ein zweites Erdungsmuster (13) für die Patch-Antenne bildet.
Zusammengesetzte Antenne nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Patch-Antenne (3) und die Loop-Antenne (2) im Wesentlichen auf der gleichen Achse ausgebildet sind;

die Patch-Antenne (3) als eine zirkular polarisierte Antenne eingerichtet wird, indem ein Paar einander gegenüber liegender Entartungs-Isolierelemente auf der Patch-Antenne (3) ausgebildet wird; und

die Loop-Antenne (2) als eine zirkular polarisierte Antenne eingerichtet wird, indem ein Paar einander gegenüber liegender Störelemente (2) auf der Loop-Antenne ausgebildet wird.
Zusammengesetzte Antenne nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass

das dielektrische Substrat (10) ausgebildet wird, indem eine Vielzahl von Druck-Substraten kombiniert werden, wobei jeweilige Muster für die Patch-Antenne (3) und die Loop-Antenne (2) in der oberen Fläche eines Druck-Substrats (10a) ausgebildet sind, das am weitesten oben liegt, und das zweite Erdungsmuster (13) in der Unterseite dieses Substrats so ausgebildet wird, dass es der Patch-Antenne (3) gegenüber liegt;

ein Durchgangsloch (14) für die Ausbildung der Vertiefung (12) im Wesentlichen in der Mitte eines Zwischen-Druck-Substrats (10b) ausgebildet ist und ein Speise-Muster (4), das elektromagnetisch mit der Loop-Antenne gekoppelt ist, in der oberen Fläche des Zwischen-Druck-Substrats ausgebildet ist; und

ein Durchgangsloch (15) für die Ausbildung der Vertiefung im Wesentlichen in der Mitte eines Druck-Substrats (10c) ausgebildet ist, das am weitesten unten liegt, und das erste Erdungsmuster (11) in der Unterseite dieses Substrats ausgebildet ist.
Zusammengesetzte Antenne nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass

ein Muster, das das zweite Erdungsmuster (13) und das erste Erdungsmuster (11) verbindet, in der Umfangswandfläche der Vertiefung (12) ausgebildet ist.
Zusammengesetzte Antenne, die umfasst:

eine Patch-Antenne (103, 203), die in einem ersten Frequenzband arbeitet;

eine Loop-Antenne (102, 202), die in einem zweiten Frequenzband arbeitet, das niedriger ist als das erste Frequenzband, und die auf dem dielektrischen Substrat so ausgebildet ist, dass sie die Patch-Antenne umgibt; und

ein Erdungsmuster (11, 211), das in der Unterseite des dielektrischen Substrats (100, 200) ausgebildet ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Patch-Antenne (103, 203) in der Bodenfläche einer Vertiefung (112, 212) ausgebildet ist, die im Wesentlichen in der Mitte eines dielektrischen Substrats (100) vorhanden ist.
Zusammengesetzte Antenne nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Patch-Antenne (103, 203) und die Loop-Antenne (102, 202) im Wesentlichen auf der gleichen Achse ausgebildet sind;

die Patch-Antenne (103, 203) als eine zirkular polarisierte Antenne eingerichtet wird, indem ein Paar einander gegenüberliegender Entartungs-Isolierelemente auf der Patch-Antenne ausgebildet wird; und

die Loop-Antenne (102, 202) als eine zirkular polarisierte Antenne eingerichtet wird indem ein Paar einander gegenüberliegender Störelemente (102a, 202a) auf der Loop-Antenne ausgebildet wird.
Zusammengesetzte Antenne nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

das dielektrische Substrat (100, 200) ausgebildet wird, indem eine Vielzahl von Druck-Substraten (110a, b, c) kombiniert werden;

ein Durchgangsloch (115, 215) für die Ausbildung der Vertiefung im Wesentlichen in der Mitte eines Druck-Substrats (110a, 210a) ausgebildet ist, das am weitesten oben liegt, und ein Muster für die Loop-Antenne (102, 202) in der oberen Fläche dieses Substrats (110a, 210a) ausgebildet ist;

ein Durchgangsloch (114, 214) für die Ausbildung der Vertiefung (112, 212) im Wesentlichen in der Mitte eines Zwischen-Druck-Substrats (110, 210b) ausgebildet ist und ein Speise-Muster, das elektromagnetisch mit der Loop-Antenne (102, 202) gekoppelt ist, in der oberen Fläche des Zwischen-Druck-Substrats (110b, 210b) ausgebildet ist; und

ein Muster für die Patch-Antenne (103, 203) in der oberen Fläche eines Druck-Substrats (110c, 210c) ausgebildet ist, das am weitesten unten liegt, und das Erdungsmuster (111, 211) in der Unterseite dieses Substrats ausgebildet ist.
Zusammengesetzte Antenne nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

ein erstes Erdungsmuster für die Loop-Antenne in der Unterseite des dielektrischen Substrats (210) ausgebildet ist und eine zweite Vertiefung (216) im Wesentlichen in der Mitte desselben ausgebildet ist; und

ein Muster, das in der Bodenfläche der zweiten Vertiefung (216) ausgebildet ist, ein zweites Erdungsmuster (213) für die Patch-Antenne bildet.
Zusammengesetzte Antenne nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Patch-Antenne (203) und die Loop-Antenne (202) im Wesentlichen auf der gleichen Achse ausgebildet sind;

die Patch-Antenne (203) als eine zirkular polarisierte Antenne eingerichtet wird, indem ein Paar einander gegenüberliegender Entartungs-Isolierelemente auf der Patch-Antenne ausgebildet wird; und

die Loop-Antenne (202) als eine zirkular polarisierte Antenne eingerichtet wird, indem ein Paar einander gegenüberliegender Störelemente auf der Loop-Antenne ausgebildet wird.
Zusammengesetzte Antenne nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, dass

das dielektrische Substrat (200) ausgebildet wird, indem eine Vielzahl von Druck-Substraten (210a, b, c, b) kombiniert werden;

ein Durchgangsloch (215) für die Ausbildung der ersten Vertiefung (212) im Wesentlichen in der Mitte (215) eines Druck-Substrats (210a) ausgebildet ist, das am weitesten oben liegt, und ein Muster für die Loop-Antenne (202) in der oberen Fläche dieses Substrats ausgebildet ist;

ein Durchgangsloch (214) für die Ausbildung der ersten Vertiefung (212) im Wesentlichen in der Mitte eines ersten Zwischen-Druck-Substrats (210b) ausgebildet ist und ein Speise-Muster, das elektromagnetisch mit der Loop-Antenne (202) gekoppelt ist, in der oberen Fläche des ersten Zwischen-Druck-Substrats (210b) ausgebildet ist;

ein Muster für die Patch-Antenne (203) in der oberen Fläche eines zweiten Zwischen-Druck-Substrats (210c) ausgebildet ist und das zweite Erdungsmuster in der Unterseite dieses Substrats so ausgebildet ist, dass es der Patch-Antenne (203) gegenüberliegt; und

ein Durchgangsloch (217) für die Ausbildung der zweiten Vertiefung (216) im Wesentlichen in der Mitte eines Druck-Substrats (210d) ausgebildet ist, das am weitesten unten liegt, und das erste Erdungsmuster in der Unterseite dieses Substrats ausgebildet ist.
Zusammengesetzte Antenne nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, dass

ein Muster, das das zweite Erdungsmuster (213) und das erste Erdungsmuster (211) verbindet, in der Umfangswandfläche der zweiten Vertiefung (216) ausgebildet ist.
Zusammengesetzte Antenne, die umfasst:

eine zweite Loop-Antenne (503), die in einem ersten Frequenzband arbeitet und Störelemente umfasst und im Wesentlichen in der Mitte eines dielektrischen Substrats (10) ausgebildet ist;

eine Loop-Antenne (502), die in einem zweiten Frequenzband arbeitet, das niedriger ist als das erste Frequenzband, und die auf dielektrischen Substraten (510) so ausgebildet ist, dass sie die zweite Loop-Antenne umgibt;

ein erstes Erdungsmuster (11) für die Loop-Antenne, das in der Unterseite des dielektrischen Substrats (510) ausgebildet ist;

dadurch gekennzeichnet, dass

eine Vertiefung (12) im Wesentlichen in der Mitte des dielektrischen Substrats (10) ausgebildet ist und ein Muster, das in der unteren Fläche der Vertiefung ausgebildet ist, ein zweites Erdungsmuster für die zweite Loop-Antenne bildet.
Zusammengesetzte Antenne, die umfasst:

eine Spiralantenne (403), die in einem ersten Frequenzband arbeitet und die im Wesentlichen in der Mitte eines dielektrischen Substrats (416) ausgebildet ist;

eine Loop-Antenne (402), die in einem zweiten Frequenzband arbeitet, das niedriger ist als das erste Frequenzband, und die auf dem dielektrischen Substrat so ausgebildet ist, dass sie die Spiralantenne umgibt;

ein erstes Erdungsmuster für die Loop-Antenne, das in der Unterseite des dielektrischen Substrats ausgebildet ist;

dadurch gekennzeichnet, dass

eine Vertiefung im Wesentlichen in der Mitte des dielektrischen Substrats (410) ausgebildet ist und ein Muster, das in der Bodenfläche der Vertiefung ausgebildet ist, ein zweites Erdungsmuster für die Spiralantenne bildet.






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