JP2004147327A - Multiband antenna - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,無線周波数信号を送受信するためのアンテナに関し,さらに詳細には,多重周波数帯域で動作可能なアンテナに関す。 The present invention relates to an antenna for transmitting and receiving a radio frequency signal, and more particularly, to an antenna operable in multiple frequency bands.
一般に,アンテナの性能は,アンテナ構成要素の大きさ,形態及び材料成分,大きさに関連があって,またアンテナによって送受信される信号の波長と,アンテナの特定物理的変数(例えば,ループアンテナの直径及び線形アンテナの長さ等)との間の関係に関連があることが知られている。 In general, the performance of an antenna is related to the size, morphology and material composition and size of the antenna components, and the wavelength of the signal transmitted and received by the antenna, as well as the specific physical variables of the antenna (eg, the loop antenna). It is known that there is a relationship between the diameter and the length of the linear antenna.
このような関係は,入力インピーダンス,ゲイン,指向性,信号偏光及び放射パターンを含む様々なアンテナの作動変数を決定される。作動可能なアンテナは,一般に,動作周波数の1/4波長(又はその倍数)単位で最小大きさが決定されなければならない。このようにすることによって,抵抗損失によって失うエネルギーを效果的に制限し,その結果として伝送又は受信エネルギーを最大化することができる。このため,1/4波長又は半波長(1/2波長)のアンテナが最も一般に使われている。 Such relationships determine the operating variables of various antennas, including input impedance, gain, directivity, signal polarization and radiation patterns. Operable antennas must generally have a minimum size determined in quarter wavelengths (or multiples thereof) of the operating frequency. In this way, the energy lost due to the resistance loss can be effectively limited, and as a result, the transmitted or received energy can be maximized. For this reason, a quarter wavelength or half wavelength (1/2 wavelength) antenna is most commonly used.
無線通信装置とシステムの画期的な成長に伴って,物理的により小型,より少ない障害,広帯域又は多重周波数帯域及び/又は多重モード(例えば,選択可能な放射パターン又は選択可能な信号偏光)で動作できる,より効率的なアンテナに対する必要性が台頭してきている。ハンドセットのような従来の小型通信装備では,一般的な1/4波長及び半波長のアンテナのための充分な空間を提供しない。このため,所定の周波数帯域で動作し,また他の所定のアンテナ動作特性(入力インピーダンス,放射パターン,信号偏光等)を提供する共に,物理的にも小型のアンテナに対する必要性が増加している。 With the breakthrough growth of wireless communication devices and systems, physically smaller, fewer obstacles, broadband or multiple frequency bands and / or multiple modes (eg, selectable radiation patterns or selectable signal polarization) The need for more operable, more efficient antennas is emerging. Conventional small communication equipment, such as handsets, do not provide enough space for typical quarter-wave and half-wave antennas. Thus, while operating in a given frequency band and providing other given antenna operating characteristics (input impedance, radiation pattern, signal polarization, etc.), the need for physically small antennas is increasing. .
従来の技術によれば,少なくとも単一の構成要素アンテナに対しては,アンテナの物理的大きさとアンテナゲインとの間に,次のような直接的な関係が存在する。 According to the prior art, for at least a single component antenna, the following direct relationship exists between the physical size of the antenna and the antenna gain.
従って,アンテナのゲインを増加させるためには,アンテナの大きさが大きくなければならない反面,ユーザは小型アンテナを要求し,両方間に矛盾が生まれるようになる。さらに,システムデザインを簡単にして費用を最小化するために,装備設計者とシステムオペレータとは通信装備が他の周波数帯域内で動作したり広帯域で動作する多様な無線サービスに接続できるように,多重帯域及び/又は広帯域で有効に動作可能なアンテナを使用することが望まれている。しかし,上記のように,ゲインは,アンテナ周波数と有効アンテナ長さ(波長によって示される)との間の関係によって限定される。換言すれば,アンテナゲインは特定な幾何学構造を有する,あらゆる1/4波長アンテナにおいて一定で,即ちその動作周波数において有効なアンテナ長さは該動作周波数の1/4波長である。最近多くの応用分野で用いられる基本的なアンテナの中の一つが,半波長ダイポールアンテナである。 Therefore, in order to increase the gain of the antenna, the size of the antenna must be large, but on the other hand, the user requires a small antenna, and contradiction arises between the two. In addition, in order to simplify system design and minimize costs, equipment designers and system operators need to be able to connect communication equipment to a variety of wireless services that operate in other frequency bands or operate in a wide band. It is desirable to use antennas that can operate effectively in multiple bands and / or wide bands. However, as described above, the gain is limited by the relationship between antenna frequency and effective antenna length (indicated by wavelength). In other words, the antenna gain is constant for any quarter-wave antenna having a particular geometry, ie, the effective antenna length at that operating frequency is a quarter wavelength of that operating frequency. One of the basic antennas used in many recent application fields is a half-wave dipole antenna.
放射パターンは,通常のドーナッツ形状であって,大部分のエネルギーが方位角方向に一様に放射され,仰角方向には殆どエネルギーが放射されない。幾つかの通信装備において所定の周波数帯域は,1710〜1990MHz及び2110〜2200MHzである。半波長ダイポールアンテナは1900MHzでは約3.11インチの長さ,1710MHzでは約3.45インチの長さ,2200MHzでは約2.68インチの長さを有する。通常,ゲインは約2.15dBiである。 (4) The radiation pattern is a normal donut shape, with most of the energy radiated uniformly in the azimuth direction and almost no energy in the elevation direction. In some communication equipment, the predetermined frequency bands are 1710 to 1990 MHz and 2110 to 2200 MHz. The half-wave dipole antenna is about 3.11 inches long at 1900 MHz, about 3.45 inches long at 1710 MHz, and about 2.68 inches long at 2200 MHz. Usually, the gain is about 2.15 dBi.
接地板上に配設される1/4波長モノポールアンテナは,半波長ダイポールアンテナから得られる。アンテナの長さは1/4波長であるが,接地板と共に動作して半波長ダイポールアンテナの性能と同様になる。従って,接地板上のモノポールアンテナの放射パターンは,半波長ダイポールアンテナと同様で,通常,ゲインは約2dBiである。 1 / The quarter-wave monopole antenna placed on the ground plane is obtained from a half-wave dipole antenna. The length of the antenna is a quarter wavelength, but operates in conjunction with the ground plane to provide the same performance as a half-wave dipole antenna. Therefore, the radiation pattern of the monopole antenna on the ground plate is the same as that of the half-wave dipole antenna, and the gain is usually about 2 dBi.
一般的な自由空間(即ち,接地板の上でない)ループアンテナ(約1/3波長の直径)また放射軸に沿うドーナッツ形状の放射パターンを示し,約3.1dBiのゲインを有する。1900MHzにおけるループアンテナの直径は,約2インチである。通常,ループアンテナの入力インピーダンスは,50Ωとして優れる整合特性を提供する。 Shows a typical free space (ie, not above the ground plane) loop antenna (approximately 1/3 wavelength diameter) and also exhibits a donut shaped radiation pattern along the radiation axis, with a gain of approximately 3.1 dBi. The diameter of the loop antenna at 1900 MHz is about 2 inches. Usually, the input impedance of the loop antenna is 50Ω, which provides excellent matching characteristics.
広く知られたパッチアンテナは,約4.7dBiのゲインを有する方向性半球型範囲を有する。このパッチアンテナは小さいが,1/4波長又は半波長アンテナと比較して,相対的に狭い帯域幅を有する。 A well-known patch antenna has a directional hemispherical range with a gain of about 4.7 dBi. This patch antenna is small, but has a relatively narrow bandwidth as compared to a quarter-wave or half-wave antenna.
1/4波長及び半波長アンテナの優れる性能を考慮して,従来のアンテナは一般に,アンテナ長さが放射周波数の1/4波長程度になるように構成し,アンテナが接地板の上で動作するようにする。この大きさを有することによってアンテナがより容易に励起され,共鳴周波数又はその近辺にて動作する共に,抵抗損失によって消失されるエネルギーを制限し,伝送エネルギーを最大化することができる。 In consideration of the excellent performance of quarter-wave and half-wave antennas, conventional antennas are generally configured such that the antenna length is about one-quarter wavelength of the radiation frequency, and the antenna operates on a ground plane. To do. Having this magnitude allows the antenna to be more easily excited, operating at or near the resonance frequency, limiting the energy lost by resistive losses and maximizing the transmitted energy.
しかしながら,動作周波数が増減するに伴って動作波長が増減するので,アンテナ構成要素の大きさが比例して増減しなければならない,という問題がある。 However, since the operating wavelength increases and decreases as the operating frequency increases and decreases, there is a problem that the size of the antenna component must increase and decrease in proportion.
したがって,本発明の目的は,多様な周波数帯域で動作するように調節することが可能な新規かつ改良された多重帯域アンテナを提供することにある。 Accordingly, it is an object of the present invention to provide a new and improved multi-band antenna that can be adjusted to operate in various frequency bands.
アンテナ設計者は,構造上の物理的大きさが有効な電気的な大きさと一致しない,いわゆる「低速波構造(Slow Wave Structure)」を利用しようとする試みをしている。上記のように,有効なアンテナ大きさは有利な放射と低損失特性のために半波長(又は,接地板の上における1/4波長)単位にならなければならない。一般に,低速波構造は,進行波の位相速度が自由空間での光束より小さいものとして定義される。波度は,波長と周波数との内積であって,媒質の誘電率及び透磁率を考慮すると,次の通りである。 Antenna designers are trying to use a so-called “Slow Wave Structure” in which the structural physical size does not match the effective electrical size. As noted above, the effective antenna size must be on the order of half a wavelength (or quarter wavelength above the ground plane) for advantageous radiation and low loss characteristics. Generally, a slow wave structure is defined as one in which the phase velocity of the traveling wave is smaller than the light flux in free space. The wave degree is the inner product of the wavelength and the frequency, and is as follows when the dielectric constant and the magnetic permeability of the medium are taken into consideration.
低速波の伝播の際,周波数は変化しないので,電波が光束より遅く(即ち,位相速度がより小さく)進行すると,構造(Structure)の波長が自由空間での波長より小さくなる。 (4) Since the frequency does not change during propagation of the slow wave, if the radio wave travels slower than the light beam (that is, the phase velocity is smaller), the wavelength of the structure becomes smaller than the wavelength in free space.
従って,例えば,半波長低速波構造が光束cとして進行する半波長構造より短くなる。低速波構造は,物理的長さ,共鳴周波数及び波長間の関係を分離する。このような低速波構造が,アンテナの構成要素又はアンテナ放射構造として使われてもよい。 Accordingly, for example, the half-wavelength slow wave structure is shorter than the half-wavelength structure traveling as the light beam c. Slow wave structures separate the relationship between physical length, resonance frequency and wavelength. Such a slow wave structure may be used as a component of an antenna or an antenna radiating structure.
低速波構造において,進行波の位相速度は,自由空間での光束より小さいため,このような構造の有効な電気的長さは,光束伝播構造の有効電気的長さよりも大きい。従って,低速波構造の結果的な共鳴周波数は,半波長ダイポールアンテナと同一であるので,例えば,低速波伝播構造が光束伝播構造より物理的により小さいことになる。 (4) In a slow wave structure, the effective electrical length of such a structure is greater than the effective electrical length of the light beam propagation structure because the phase velocity of the traveling wave is smaller than the light flux in free space. Thus, the resulting resonance frequency of the slow wave structure is the same as that of the half-wave dipole antenna, so that, for example, the slow wave propagation structure is physically smaller than the light beam propagation structure.
上記課題を解決するため,本発明の第1の観点においては,アンテナは,無線周波数信号を送受信するために接地板から間隙を介して連結される構造の形状を有する。本発明のアンテナは,一つ以上のエッジによって区分される螺旋状上板を含む。短絡要素(好適実施例では,折り曲げ導体で形成される)が,上板を接地板に電気的に連結されるために該上板から接地板の方へ延びる。側壁が上板のエッジから接地板の方へ延びる。 In order to solve the above problems, according to a first aspect of the present invention, the antenna has a shape of a structure connected to a ground plate via a gap for transmitting and receiving a radio frequency signal. The antenna of the present invention includes a spiral upper plate separated by one or more edges. A shorting element (formed in the preferred embodiment of a folded conductor) extends from the top plate to the ground plate to electrically connect the top plate to the ground plate. Side walls extend from the edge of the top plate toward the ground plate.
上記課題を解決するため,本発明の第2の観点においては,無線周波エネルギーの送受信のために下地の接地板に連結される多重帯域アンテナであって,一つ以上のエッジによって囲まれる螺旋状上板と,前記上板を接地板に電気的に連結されるように,前記上板の下面から前記接地板の方へ延びる短絡要素と,前記上板の前記エッジから前記接地板の方へ延びる側壁とを含むことを特徴とする。 In order to solve the above problem, according to a second aspect of the present invention, there is provided a multi-band antenna connected to an underlying ground plane for transmitting and receiving radio frequency energy, wherein the helical antenna is surrounded by one or more edges. An upper plate, a short-circuit element extending from the lower surface of the upper plate toward the ground plate so as to electrically connect the upper plate to the ground plate, and a short-circuiting element extending from the edge of the upper plate toward the ground plate. And an extending side wall.
上記課題を解決するため,本発明の第3の観点においては,接地板と,第2の領域と,前記接地板を覆う第1の領域を有する螺旋状上板と,前記上板と電気的に連結されている給電要素と,前記上板から延びる第1の折り曲げ導体部と,前記上板から延びる第2の折り曲げ導体部とを含むことを特徴とする多重帯域アンテナが提供される。 In order to solve the above problems, in a third aspect of the present invention, a helical upper plate having a ground plate, a second region, a first region covering the ground plate, and an electrical connection with the upper plate. , A first folded conductor portion extending from the upper plate, and a second folded conductor portion extending from the upper plate.
上記課題を解決するため,本発明の第4の観点においては,無線周波エネルギーを送受信するために,接地板に間隙を介して連結される多重帯域アンテナであって,一つ以上のエッジを備える螺旋状上板と,前記上板のエッジから前記接地板の方へ延びる側壁とを含み,前記接地板と共に動作する時,前記上板の第1の領域は前記接地板に対向するように配設され,前記上板の第2の領域は前記接地板のエッジを過ぎて延びることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a multi-band antenna connected to a ground plate through a gap for transmitting and receiving radio frequency energy, the multi-band antenna having one or more edges. A first region of the upper plate facing the ground plate when operating with the ground plate, including a helical upper plate and side walls extending from an edge of the upper plate toward the ground plate. And a second region of the upper plate extends past an edge of the ground plate.
上記課題を解決するため,本発明の第5の観点においては,無線周波エネルギーを送受信するために接地板に連結される多重帯域アンテナであって,螺旋状上板と,前記上板を前記接地板に連結するために,前記上板から前記接地板の方へ延びる第1の折り曲げ要素と,前記上板から延びる第2の折り曲げ要素と,前記上板のエッジから延びる側壁とを含むことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a multi-band antenna connected to a ground plate for transmitting and receiving radio frequency energy, wherein the spiral upper plate is connected to the upper plate. A first folding element extending from the upper plate toward the ground plate, a second folding element extending from the upper plate, and a side wall extending from an edge of the upper plate for coupling to the ground plate. Features.
上記課題を解決するため,本発明の第6の観点においては,無線周波エネルギーを送受信するために,接地板に間隙を介して連結される多重帯域アンテナであって,内部にスロットが設けられた導電板であって,第1の領域,第2の領域及び一つ以上のエッジを有する導電板と,前記アンテナが前記接地板と共に動作する時,板のエッジから前記接地板に向ける方向に延びる側壁とを含み,前記接地板と共に動作する時,前記第1の領域は前記接地板を対向するように配設され,前記第2の領域は前記接地板のエッジを過ぎて延びることを特徴とする。 In order to solve the above problems, according to a sixth aspect of the present invention, there is provided a multi-band antenna connected to a ground plate via a gap for transmitting and receiving radio frequency energy, wherein a slot is provided inside. A conductive plate having a first region, a second region, and one or more edges, the conductive plate extending from the edge of the plate toward the ground plate when the antenna operates with the ground plate; A first region disposed opposite the ground plate when operating with the ground plate, wherein the second region extends past an edge of the ground plate. I do.
本発明によれば,アンテナは,折り曲げ要素の追加及び/又は該折り曲げ要素の長さの調整によって,多様な周波数帯域で動作するように調節することができる。折り曲げ要素の付加によって,他の追加的な動作周波数帯域が生成されることも可能である。一つの周波数帯域で動作する特定な折り曲げ要素が追加されても,他の帯域での動作に影響を及ぼさない。従って,本発明のアンテナは,分離された調整可能な動作周波数帯域を有することができる。従来技術によれば,アンテナの物理的特性の中の一つ又は大きさを変化させる場合,一般にアンテナの全ての共鳴周波数に影響を及ぼすことと知られている。本発明によるアンテナはこのような制限がない。また,本発明によるアンテナの場合,大きさ(例えば,長さ,幅,接地板からの高さ)の調整によって,全ての共鳴周波数に影響を及ぼすことができる。 According to the present invention, the antenna can be adjusted to operate in various frequency bands by adding a bending element and / or adjusting the length of the bending element. Other additional operating frequency bands can be created by the addition of folding elements. The addition of specific bending elements operating in one frequency band does not affect operation in other bands. Thus, the antenna of the present invention can have a separate adjustable operating frequency band. According to the prior art, it is known that changing one or the size of the physical characteristics of an antenna generally affects all resonance frequencies of the antenna. The antenna according to the invention does not have such a limitation. In the case of the antenna according to the present invention, all resonance frequencies can be influenced by adjusting the size (for example, length, width, height from the ground plate).
以下に添付図面を参照しながら,本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお,本明細書及び図面において,実質的に同一の機能構成を有する構成要素については,同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this specification and the drawings, components having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
(第1の実施の形態)
本実施形態にかかるアンテナは,小型の螺旋状放射部を含み,該螺旋状放射部には一つ以上の折り曲げ構造が連結されている。このため,接地板上に形成された1/4波長構造より小さなボリューム内で最適の動作特性を示すことができる。本実施形態にかかるアンテナは,空金属板から必要な形状をスタンプして容易に形成されることができる。スタンプ領域は必要によって成形され,折り曲げ領域が好適な位置に固定される。アンテナの小ボリュームによって通信装置ハンドセット及び他の応用機器に設置される時,空間的な優位を有するようになる。また,本実施形態にかかるアンテナは,誘電体基板上に配設された導電板をパターンニングし,エッチングすることによって形成されることができる。
(First Embodiment)
The antenna according to the present embodiment includes a small spiral radiating portion, and one or more bent structures are connected to the spiral radiating portion. For this reason, an optimum operating characteristic can be exhibited in a volume smaller than the quarter wavelength structure formed on the ground plate. The antenna according to the present embodiment can be easily formed by stamping a required shape from an empty metal plate. The stamp area is shaped as needed, and the folded area is fixed in a suitable position. Due to the small volume of the antenna, it has a spatial advantage when it is installed in a communication device handset and other application devices. In addition, the antenna according to the present embodiment can be formed by patterning and etching a conductive plate provided on a dielectric substrate.
まず,図1に基づいて,本実施形態にかかるアンテナの構成について説明する。なお,図1は,本実施形態にかかるアンテナ10の構成を示す平面図である。
First, the configuration of the antenna according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a plan view showing the configuration of the
図1に示すように,本実施形態にかかるアンテナ10は,比較的薄い導電性材料(例えば,銅)の板を用いて作られて,さらに内部螺旋領域12及び外部螺旋領域13を備える上板11を備える。他の方法では,上板11は導電体板のエッジへ延長する板の中央寄り領域から材料が取り除かれた導電体板から形成される。例えば,該材料は,上板11内に螺旋状スロットを形成するように取り除かれる。アンテナ10は誘電体基板14上に配設され,その上には誘電体基板14のエッジ18から境界線20まで広げられている接地板16を含んでいる。従って,接地板16は,全体アンテナ10の下方には延びない。
As shown in FIG. 1, the
上記構成により,上板11と誘電体基板14との間にキャパシタンスを齎して,後述のようなアンテナ10特性を有するようになる。例えば,上板11と誘電体基板14との間の距離は約5mmとすることができる。アンテナと誘電体基板との間の距離を変化させれば,アンテナ10の共鳴特性が変化する。
(4) With the above configuration, a capacitance is provided between the upper plate 11 and the
アンテナ10は,さらに,誘電体基板上の境界線20とエッジ24との間の領域23に置かれている折り曲げ要素22を含む。折り曲げ要素22は,領域23とは電気的に連結されていないが,アンテナ10を支持するために機械的には連結される。
The
誘電体基板14上に設けられた給電ライン30及びアンテナ給電部32を介して信号がアンテナに供給されたり,それから受信される。一般に,給電コネクター(図示せず)は領域33で誘電体基板に物理的に取り付けられ,給電ライン30に電気的に接触される給電フィンと,接地板16に電気的に接触される接地フィンとを備える。図1に示すアンテナにおいては,後述の他の実施の形態で備える所定の折り曲げ領域は含んでいない。
(4) A signal is supplied to or received from the antenna via the
(第2の実施の形態)
次に,図2及び図3に基づいて,第2の実施の形態にかかるアンテナの構成について説明する。なお,図2は,折り曲げ要素22及び折り曲げ要素402(図1では図示せず)を含むアンテナ10の構成を示す平面図である。図3は,折り曲げ要素22及び折り曲げ要素402(図1では図示せず)を含むアンテナ10の構成を示す正面図である。
(Second embodiment)
Next, a configuration of the antenna according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the
図2に示すように,折り曲げ要素40は,上板11の領域41と接地板16との間に電気的に連結されている。図3で詳細に示すように,折り曲げ要素22は,垂直領域43と,該垂直領域43から延び,誘電体基板14の領域23と物理的に接触するように配設されるアーム44とから構成される。しかし,このアーム44は接地板16と電気的に連結されない。
折 り As shown in FIG. 2, the bending
かかる折り曲げ要素40の構成を図4に示す。なお,図4は,図2の4-4線に沿った断面図である。概略的に示すように,折り曲げ要素40の終端42が接地に連結されている。距離dは,例えば約1インチとすることができる。
FIG. 4 shows the configuration of the bending
次に,アンテナ10の電気的等価回路の構成を図5に示す。なお,図5は,アンテナ10の電気的等価回路の構成を示す回路図である。
Next, FIG. 5 shows the configuration of an electrical equivalent circuit of the
図5に示すように,キャパシタ50は,外部螺旋領域13と接地板16との間のキャパシタンスを示す。キャパシタ52は,内部螺旋領域12と接地板16との間のキャパシタンスを示す。キャパシタ50及び52の両方は,上板11と接地板16との間の垂直距離に影響を受ける。また,エッジ18(又は,エッジ24)に対する境界線20(図1参照)の位置を調整すると,キャパシタンス50及び52の値が変化する。従って,このようなキャパシタンスと一般的なアンテナ特性に影響を与えるために用いられる技術の中の一つは,境界線20とエッジ18(又は,エッジ24)との間の距離を調節するものである。
キ ャ パ シ タ As shown in FIG. 5, the
キャパシタンス54は,内部螺旋領域12と外部螺旋領域13との間のキャパシタンスを示す。同図において,56は接地に短絡された折り曲げ要素40に対応する。折り曲げ領域22は符号58によって示され,これは接地に連結されなくて,代わりにオープンされたこととして示されている。一般に,図5に示すように,アンテナ給電部32の右側構成要素は,低帯域の性能に影響を及ぼし,アンテナ給電部32の左側構成要素は高帯域の性能に影響を及ぼす。
The
本実施形態にかかるアンテナ10は,例えば,約880〜960MHz(低帯域)のセルラー周波数帯域と,約1.710〜1.990GHz(高帯域)のパーソナルコミュニケーションシステム(PCS)の周波数帯域で動作したり共鳴動作を示す。低帯域での放射パターンは,全方向性(一般的なドーナッツパターン)であり,高帯域での放射パターンはエネルギーが主に仰角方向に放射される仰角性パターン(Elevational Pattern)を有する。
The
高帯域周波数は,例えば,全地球測位システム(GPS)の周波数帯域である1.5GHz寄りの帯域で共鳴を起こすために,折り曲げ領域40の長さのような物理的特性を調整することによって調節できる。アンテナ10の動作周波数を含む性能特性を変化させるために,折り曲げ要素22の形状や大きさを多様に変化させることができる。本実施形態においては,アンテナ10の概略的な大きさは,例えば,長さ約0.4インチ,幅約0.4インチとすることができる。
The high band frequency is adjusted by adjusting a physical characteristic such as the length of the bending
(第3の実施の形態)
次に,図6〜図8に基づいて,第3の実施の形態にかかる三個の周波数帯域で共鳴条件を表すアンテナ70の構成を説明する。なお,図6は,第3の実施の形態にかかる三個の周波数帯域で共鳴条件を表すアンテナ70の構成を示す平面図である。図7は,第3の実施の形態にかかる三個の周波数帯域で共鳴条件を表すアンテナ70の構成を示す正面図である。
(Third embodiment)
Next, a configuration of the
一般に,アンテナ70は,アンテナ10(図1)のような内部螺旋領域12及び外部螺旋領域13を備える。しかし,本実施形態にかかるアンテナ70は,図6に示すように,アンテナ10と比較して,変形された折り曲げ要素を更に備えている。
Generally, the
また,図7に示すように,本実施形態にかかるアンテナ70は,アンテナ10で説明したことと同じ方式に機能する折り曲げ要素40とアンテナ給電部32とを備える。このアンテナ70は,互いに電気的に連結された領域72及び73を有する折り曲げ要素71を更に備える。領域72は,上板11から延びて,領域73は誘電体基板の上又はその近くに配設されるが,接地板16には電気的に連結されない。
As shown in FIG. 7, the
次に,図8に基づいて,本実施形態にかかる折り曲げ要素71の構成について説明する。なお,図8は,図6の8〜8線に沿った折り曲げ要素71の断面図である。 Next, the configuration of the bending element 71 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view of the bending element 71 taken along line 8-8 in FIG.
図8に示すように,この折り曲げ要素71は誘電体基板14上に配設されるが,接地板16には電気的に連結されない。本実施形態においては,距離ddは,例えば約0.3インチとすることができる。
こ の As shown in FIG. 8, the bending element 71 is disposed on the
アンテナ70は,垂直領域75及びアーム76を有する折り曲げ要素74を更に備える。
The
アンテナ70は,セルラー通信のための820〜890MHz帯域,全地球測位システム(GPS)通信のための1.5GHz帯域,及び無線ローカルエリア・ネットワーク通信のための2.5GHz帯域で,共鳴条件を示すように動作する。
以上,添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが,本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載された範疇内において,各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり,それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, it is needless to say that the present invention is not limited to the examples. It is clear that a person skilled in the art can conceive various changes or modifications within the scope of the claims, and these naturally belong to the technical scope of the present invention. I understand.
本発明は,多重帯域アンテナに適用可能である。 The present invention is applicable to multi-band antennas.
10 アンテナ
11 上板
12 内部螺旋領域
13 外部螺旋領域
14 誘電体基板
16 接地板
18 誘電体基板のエッジ
22 折り曲げ要素
30 給電ライン
32 アンテナ給電部
DESCRIPTION OF
Claims (48)
一つ以上のエッジによって囲まれる螺旋状上板と,
前記上板を接地板に電気的に連結されるように,前記上板の下面から前記接地板の方へ延びる短絡要素と,
前記上板のエッジから前記接地板の方へ延びる側壁と,を含む
ことを特徴とする多重帯域アンテナ。 A multi-band antenna coupled to an underlying ground plane for transmitting and receiving radio frequency energy,
A spiral upper plate surrounded by one or more edges;
A short-circuit element extending from the lower surface of the upper plate toward the ground plate so as to electrically connect the upper plate to the ground plate;
A side wall extending from an edge of the upper plate toward the ground plate.
前記接地板を覆う部分の領域が,アンテナの性能に影響を与えるように調整可能である,ことを特徴とする請求項2に記載の多重帯域アンテナ。 In the upper plate,
3. The multi-band antenna according to claim 2, wherein an area of the portion covering the ground plate is adjustable so as to affect the performance of the antenna.
前記接地板を覆う前記部分が,前記短絡要素が延びる前記上板の第1の領域を含み,
前記側壁が延びる第2の領域を除外する,
ことを特徴とする請求項2に記載の多重帯域アンテナ。 In the upper plate,
The portion covering the ground plate includes a first region of the upper plate from which the short-circuit element extends;
Excluding a second region in which the side wall extends,
The multi-band antenna according to claim 2, wherein:
前記基板の前記第2の領域には,導電性材料がなく,
前記側壁は,前記第2の領域を覆うように配設される,
ことを特徴とする請求項1に記載の多重帯域アンテナ。 The ground plate is made of a conductive material disposed on the first region of the substrate;
The second region of the substrate has no conductive material;
The side wall is disposed to cover the second region;
The multi-band antenna according to claim 1, wherein:
前記第1の領域及び前記第2の領域は電気的に連結されており,前記上板と略平行に配設される,
ことを特徴とする請求項8に記載の多重帯域アンテナ。 Said bendable conductor comprising an elongated transmission line further comprising a first region and a second region;
The first region and the second region are electrically connected to each other, and are disposed substantially parallel to the upper plate;
The multi-band antenna according to claim 8, wherein:
前記第1の領域及び前記第2の領域は,前記接地板に略平行に前記上板と前記接地板との間に配設される,
ことを特徴とする請求項10に記載の多重帯域アンテナ。 The antenna is mounted so as to cover the ground plate,
The first region and the second region are disposed between the upper plate and the ground plate substantially in parallel with the ground plate.
The multi-band antenna according to claim 10, wherein:
前記上板は,内部螺旋領域及び外部螺旋領域を備え,
前記給電要素は,前記外部螺旋領域の終端に配設される,
ことを特徴とする請求項1に記載の多重帯域アンテナ。 In addition, it includes a feeding element,
The upper plate has an inner spiral region and an outer spiral region,
The feed element is disposed at an end of the outer spiral region;
The multi-band antenna according to claim 1, wherein:
さらに,前記接地板と,前記接地板と絶縁される導電性給電領域を含み,
前記給電領域は,前記給電要素と電気的に連結される,
ことを特徴とする請求項13に記載の多重帯域アンテナ。 The antenna is disposed on a dielectric substrate;
Further, the grounding plate includes a conductive power supply region insulated from the grounding plate,
The power supply region is electrically connected to the power supply element;
The multi-band antenna according to claim 13, wherein:
ことを特徴とする請求項1に記載の多重帯域アンテナ。 The side wall forms a substantially right angle with the edge of the top plate;
The multi-band antenna according to claim 1, wherein:
第2の領域と,前記接地板を覆う第1の領域を有する螺旋状上板と,
前記上板と電気的に連結されている給電要素と,
前記上板から延びる第1の折り曲げ導体部と,
前記上板から延びる第2の折り曲げ導体部と,を含む,
ことを特徴とする多重帯域アンテナ。 Ground plate,
A helical upper plate having a second region and a first region covering the ground plate;
A power supply element electrically connected to the upper plate;
A first bent conductor portion extending from the upper plate;
A second bent conductor portion extending from the upper plate.
A multi-band antenna, characterized in that:
ことを特徴とする請求項17に記載の多重帯域アンテナ。 The ground plate includes a dielectric substrate, and includes a conductive material disposed on a first region of the dielectric substrate, wherein the second region of the substrate is free of the conductive material, and A first region of the plate substantially covers a first region of the substrate;
The multi-band antenna according to claim 17, wherein:
前記折り曲げ導体部が前記上板を前記接地板に連結する,
ことを特徴とする請求項18に記載の多重帯域アンテナ。 The first bent conductor portion extends from a first region of the upper plate, and further comprises a zigzag elongated conductor portion;
The bent conductor portion connects the upper plate to the ground plate,
The multi-band antenna according to claim 18, wherein:
前記第2の折り曲げ導体部が前記第2の領域のエッジから延びる第1の導電要素と,前記第2の導電要素から延びる第2の導電要素とを備える,
ことを特徴とする請求項17に記載の多重帯域アンテナ。 Further, the upper plate includes a second region extending through an edge of the ground plate,
The second bent conductor portion includes a first conductive element extending from an edge of the second region, and a second conductive element extending from the second conductive element;
The multi-band antenna according to claim 17, wherein:
一つ以上のエッジを備える螺旋状上板と,
前記上板のエッジから前記接地板の方へ延びる側壁とを含み,
前記接地板と共に動作する際に,前記上板の第1の領域は前記接地板に対向するように配設され,前記上板の第2の領域は前記接地板のエッジを過ぎて延びる,
ことを特徴とする多重帯域アンテナ。 A multi-band antenna coupled to a ground plane through a gap for transmitting and receiving radio frequency energy,
A spiral upper plate having one or more edges;
A side wall extending from an edge of said top plate toward said ground plate,
When operating with the ground plate, a first region of the top plate is disposed opposite the ground plate, and a second region of the top plate extends past an edge of the ground plate.
A multi-band antenna, characterized in that:
ことを特徴とする請求項24に記載の多重帯域アンテナ。 Further, the antenna includes a short-circuit element for electrically connecting the upper plate to the ground plate,
The multi-band antenna according to claim 24, wherein:
螺旋状上板と,
前記上板を前記接地板に連結するために,前記上板から前記接地板の方へ延びる第1の折り曲げ要素と,
前記上板から延びる第2の折り曲げ要素と,
前記上板のエッジから延びる側壁と,
を含むことを特徴とする多重帯域アンテナ。 A multi-band antenna coupled to a ground plane for transmitting and receiving radio frequency energy,
A spiral upper plate,
A first folding element extending from the top plate toward the ground plate to couple the top plate to the ground plate;
A second folding element extending from said top plate;
A side wall extending from an edge of the upper plate;
A multi-band antenna comprising:
ことを特徴とする請求項29に記載の多重帯域アンテナ。 The antenna is attached to the ground plate with a gap therebetween, and the first bending element is substantially parallel to the upper plate, and is substantially parallel to each other in a direction substantially parallel to the ground plate. With two elongated areas,
30. The multi-band antenna according to claim 29, wherein:
ことを特徴とする請求項29に記載の多重帯域アンテナ。 The antenna further includes a feed element;
30. The multi-band antenna according to claim 29, wherein:
ことを特徴とする請求項29に記載の多重帯域アンテナ。 A first region disposed substantially at right angles to the upper plate; and a second region connected to the first region and disposed substantially at right angles to the first region. With an area,
30. The multi-band antenna according to claim 29, wherein:
内部にスロットが設けられた導電板であって,第1の領域,第2の領域及び一つ以上のエッジを有する導電板と,
前記アンテナが前記接地板と共に動作する時,板のエッジから前記接地板に向ける方向に延びる側壁とを含み,
前記接地板と共に動作する時,前記第1の領域は前記接地板を対向するように配設され,前記第2の領域は前記接地板のエッジを過ぎて延びることを特徴とする多重帯域アンテナ。 A multi-band antenna coupled to a ground plane through a gap for transmitting and receiving radio frequency energy,
A conductive plate having a slot therein, the conductive plate having a first region, a second region, and one or more edges;
A sidewall extending from the edge of the plate toward the ground plate when the antenna operates with the ground plate;
The multi-band antenna of claim 1, wherein when operating with the ground plate, the first region is disposed opposite the ground plate, and the second region extends past an edge of the ground plate.
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