JP2001520856A - 多層遮蔽基板アンテナ - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
基板アンテナ(300,700)であって、導電性遮蔽(712,714)を含み、隣接して、及び覆うように少なくとも2つの、好ましくは対向する、一のトレースあるいは複数のトレースにより形成された導電性トレース(702)あるいはアンテナ構造であって、基板(704)に支持される。導電性囲いは、管状物質(1030)あるいはトレースに近接配置された平坦導電層(1020a,1020b)を用いて実現される。好ましくは、遮蔽層は少なくとも2つの対向するトレースの側面に配置される。ある実施形態では、誘電物質層(716)はアンテナトレースの一面に形成され、ある遮蔽層(714)はトレースのそれに対向した基板表面上に形成され、第2の遮蔽層(712)は不導電性物質上に形成され、トレースと基板をその間に有効に挟む。さらなる実施形態では、導電性表面(1016,1020)は、一あるいは二のトレースあるいは基板の側面のいずれかに沿って、2つの遮蔽層の間で互いに結合して形成される。この表面を形成する一つの方法は、第1及び第2の導電性遮蔽層の間で結合して拡張する平坦な導電性物質層(1020)を適用することである。代替的には、多数の導電性ヴィア(1016)が第1及び第2の導電性遮蔽層の間に結合して基板を貫通するように拡張形成される。導電性パッド(710,1010)近傍の遮蔽囲みの一端を貫通して、あるいはその周辺に通路が形成され、アンテナに対する適切な信号フィードが提供される。
Description
【発明の詳細な説明】
多層遮蔽基板アンテナI. 発明の分野
本発明は、ワイヤレスのアンテナに係わり、より詳細には基板上に取り付けら
れたアンテナに関する。さらに、本発明は、エネルギー分布、ハンドローディン
グ及び共振特性を改善すべくアンテナトレースの近傍に位置した導電性遮蔽を有
するワイヤレスデバイスの内部基板アンテナに関する。II. 関連技術の背景
アンテナはワイヤレスの通信装置及びシステムにおける重要な構成要素である
。アンテナは無数の異なる形状及びサイズで利用可能であるにもかかわらず、そ
れぞれ同じ基本的な電磁的原理に基づいて操作するものである。アンテナはガイ
ド波と自由空間波との間、あるいはその逆における遷移領域で結びついた(asso
ciated with)構造である。一般的な原理として、広がる伝送線を進行するガイ
ド波は電磁波としてよく知られた自由空間波として放射する。
近年、ハンドホールド(hand-held)の移動セルラ及びパーソナル通信サービ
ス(PCS)電話のようなパーソナルワイヤレス通信装置の利用が増加するにと
もない、このような通信装置に適した小アンテナのニーズが増加している。集積
回路やバッテリー技術の最近の発展により、このような通信装置のサイズや重量
を過去数年から抜本的に減少させることができる。サイズの減少が未だ望まれる
一領域は、通信装置のアンテナである。このことは、アンテナのサイズが装置の
サイズを減少させる重要な役割を担っているという事実による。加えて、アンテ
ナのサイズ及び形状は装置の美的価値と製造コストに大きく影響を与える。
ワイヤレスの通信装置のアンテナ設計を考える一つの重要な要因は、アンテ
ナの放射パターンである。一般的に適用する場合、通信装置は他のそうような装
置や、その通信装置から任意の方向に位置する基地局、ハブあるいは人工衛星と
通信できなければならない。従って、このようなワイヤレス通信装置はほぼすべ
ての方向の放射パターン、あるいは局地的地平(local horizon)から上に広が
るパターンを有していることが必須である。
ワイヤレス通信装置のアンテナを設計するに当たり考慮する他の重要な要因は
、アンテナのバンド幅である。例えば、PCS通信システムで用いられる電話の
ようなワイヤレスデバイスは、1.85〜1.99GHzの周波数バンドで操作
される。従って、7.29%の有効なバンド幅が必要である。典型的なセルラ通
信システムで用いられる電話は、824〜894MHzの周波数帯で操作し、8
.14%のバンド幅が必要である。従って、ワイヤレス通信装置のこれらの型式
を用いるアンテナは、適切なバンド幅の必要性を満たすように設計されなければ
ならず、さもなければ通信信号は著しく減衰する。
ワイヤレス通信装置に共通して用いられるアンテナの一つの型式は、ホイップ
アンテナである。このホイップアンテナは使用しない際には装置内に容易に収容
することができる。しかしながら、このホイップアンテナにはいくつかの欠点が
ある。しばしば、ホイップアンテナは使用のため引っぱり出しあるいは収容する
際に物体や人や表面に当たることにより損傷する。このような損傷を最小限にす
るために収容するように設計されている場合でも、望まれるよりも大きな、収容
の際における最小の装置のハウジングの寸法が未だ必要とされる。
ホイップアンテナは、ホイップアンテナが電話内に収容された時に動作する短
ヘリカルアンテナとともにしばしば用いられる。このヘリカルアンテナはよりコ
ンパクトな空間内の同じ放射体長であり、適切な放射カップリング特性を維持す
る。ヘリカルアンテナがより小さくなる一方で、ワイヤレス装置の表面から美的
価値に影響を与え、他の物体にキャッチオンするかなりの長さ突き出る。このよ
うなアンテナをワイヤレス装置内に位置させるには、かなりの容量が必要であり
、これは望ましくないことである。加えて、このようなヘリカルアンテナはワイ
ヤレス装置のユーザによりハンドローディングするのに非常に
高感度である。
ワイヤレス通信装置を用いるのに適するとみられる他のアンテナの型式は、マ
イクロストリップあるいはストリップラインアンテナである。しかしながら、こ
のよなアンテナはいくつかの欠点がある。これらは、望まれるよりも非常に大き
い傾向があり、低いバンド幅で、望ましい全方向放射パターンを欠いている。
用語から分かるように、マイクロストリップアンテナはパッチあるいはマイク
ロストリップ要素を含み、この要素はまた放射体パッチとして共通して参照され
る。マイクロストリップ要素の長さは共振周波数f0における波長λ0に関連して
設定されるもので、共振周波数f0は800MHzや1900MHzのような重
要な周波数に整合するように選択される。マイクロストリップ要素に共通して用
いられる長さは半波長(λ0/2)及び1/4波長(λ0/4)である。ワイヤレ
ス通信装置に最近2,3のマイクロストリップアンテナが用いられているにも係
わらず、いくつかの領域でさらなる改良がされることが望ましい。さらなる改良
が望まれるこのような一つの領域は、全体のサイズの減少である。重要な改良が
必要とされる他の領域は、バンド幅である。現在のパッチあるいはマイクロスト
リップアンテナの設計では、最大の通信システムで用いられる際に必要とされる
、望ましい7.29から8.14%あるいはそれ以上のバンド幅の特性は、実用
的なサイズでは達成できていないように見える。
従来のパッチあるいはストリップアンテナには、最大のワイヤレス装置内で見
られる、広大なグラウンド平面近傍に位置する場合にさらなる問題がある。グラ
ウンド平面は、共振周波数を変え、製造されるデザインを反復できないものとす
る。最小の表面領域はまた、放射パターンを最適化するためにある方法で取り付
けるのを妨げる。加えて、“ハンドローディング”、すなわち、アンテナ近傍に
ユーザの手が位置すると、共振周波数及びアンテナの動作が著しく変化する。
放射パターンは上述の通信リンクを構築するのみならず、規制との関連におい
てワイヤレス装置ユーザのための放射を標準化するのに非常に重要である。放射
パターンは装置ユーザが吸収する放射量が最小となるように制御及び調節
されなければならない。ワイヤレス装置ユーザ近傍で許容される放射量について
構築された規制標準がある。これら規制の一つの影響は、ユーザにとっての理論
的な放射にさらされるためワイヤレス装置内の多くの位置に、内部のアンテナが
配置され得ないことである。しかしながら、上述したように、現在のアンテナを
他の位置において用いているとき、グラウンド平面及び他の構造はこれらの効率
的に使用できなくする。
上記問題を考慮に入れ、基板アンテナと呼ばれる新型のアンテナが開発され、
ワイヤレス装置の内部アンテナとして提供されている。このアンテナは減少した
サイズ、正確なゲイン及び減少したハンドローディングに対する応答あるいは衝
撃、頭部吸収あるいはこの技術が直面する同様の問題において適切なバンド幅特
性を有する。この型式のアンテナは、“基板アンテナ”と題された1998年2
月23日付米国特許出願番号第09/028,510号に開示されており、この
出願は本発明の譲受人に譲渡されており、参考のためにここに組み込まれている
。
基板アンテナにより、内部アンテナ技術が進歩し、その技術におけるいくつか
の問題を解決したにも係わらず、このアンテナが望ましい感度及びエネルギー分
布特性を満たさない状況がある。すなわち、ハンドローディングあるいは同様の
効果はアンテナ共振において、共振(中心)周波数を変化させ、これにより動作
が低下する。同時に、ユーザの手あるいは頭部に向けてある応用において望まれ
るよりも大きなエネルギーが与えられる。
加えて、典型的な基板アンテナの配置は、RFと、ワイヤレス装置に用いられ
るデジタル回路処理通信信号の近傍である。このことは、このようなソースから
の擬似ノイズ信号をアンテナが受信するかもしれず、次にはまた装置の受信感度
を低下させるかも知れない。
従って、内部装置アンテナを製造するための新しい基板アンテナ構造及び技術
において、望ましい感度ゲイン及び放射特性を有する内部アンテナを得ることが
望ましい。
発明の概要
上述した観点及びワイヤレス装置における内部アンテナの製造方法に関連した
技術に見られる他の問題において、本発明の一つの目的は、ワイヤレス装置ユー
ザと他の状態では動作が低下したアンテナとの間の相互作用の少ないアンテナを
提供することにある。
本発明の他の目的は、擬似ノイズが減少し、RF信号を近接したソースから取
得するにもかかわらず望ましい通信信号の感度が増加するアンテナを提供するこ
とにある。
本発明の一つの利点は、ワイヤレス装置内に取り付けられた望ましい放射特性
及びゲインを有する非常にコンパクトなアンテナを提供することにある。
これら及びその他の目的及び利点は、ワイヤレス装置の使用において基板アン
テナを遮蔽する方法及び装置において実現される。この方法及び装置は、不導電
性の支持基板に支持あるいは形成された少なくとも一つの導電性トレースあるい
は放射体を有する。この基板は一般には、一表面に堆積された金属物質層を有す
る誘電性物質からなる。そして、この誘電性物質はエッチングあるいは処理され
て一つあるいはそれ以上の接続されたトレースを形成する。基板は好ましくは、
グラウンド平面のエッジからの、あるいはその近傍のオフセットに取り付けられ
、アンテナが用いられる装置内の回路及び構成要素と関連したグラウンド平面に
対して一般に垂直に配置される。
基板は所定の厚さ及び長さを有する。適切な寸法は、ワイヤレス装置の重要な
波長に基づいたトレース長、幅及び一般的形状により選択される。また、アンテ
ナの空間が割り当てられる。これにより、少なくとも一つの予め選択された周波
数における電磁エネルギーのアクティブ放射体として動作する。
導電性の囲いあるいは遮蔽構造は、一のトレースあるいは複数のトレースから
なる導電性のトレースあるいはアンテナ構造の望ましくは対向する少なくとも2
つの側面近傍に配置される。本発明の一の実施形態では、少なくとも部分的にト
レースを取り囲むように配置された管状形状の物質により実現される。このよう
な管状物質は、方形、円形、楕円形等を含む様々な断面形状をとることができる
が、これらには限定されない。また、このような管状物質は、押し
出し成形技術を用いて製造することができる。この管状物質は、トレースの表面
の側面を完全に閉じる必要はなく、“C”チャネル形状の方が多い。
他の実施形態では、遮蔽囲みは、導電性トレースの望ましい側面に近接して、
あるいはその上に配置された平面の導電性遮蔽層を有する。好ましくは、少なく
とも2つの平面導電性遮蔽層は導電性トレースの反対側面に配置されてなる。3
つの平面遮蔽層は、トレースの3つの側面に“C”形状の囲いが形成されるよう
に配置され、あるいは他の実施形態では、4つの側面のトレースを取り囲むよう
に4つの平面遮断層が配置される。この遮蔽層は、銅、黄銅、銀あるいはアルミ
ニウムのような電気的に導電性の様々な物質で形成されており、これら物質はプ
レート、テープ、ホイルや他の構造で用いられる。プラスティックや樹脂のよう
な物質も、その表面に導電性のコーティングをして用いられる。あるいは、その
中に導電性物質が埋め込まれて用いられる。導電性物質は、既知の物質堆積技術
あるいは液体形成を用いて定位置に接着あるいは付着する。
一の実施形態では、不導電性あるいは誘電性物質層は、アンテナトレースを覆
うように堆積あるいはさもなければ形成される。平面化する物質は、望ましいよ
うに接着あるいは形成されるように他の物質で平面な表面を形成するために、ト
レースの近傍或いはそれを覆うように用いられても良い。遮蔽層は、トレースの
表面とは反対側の基板表面に形成される。また、第2の遮蔽層は、不導電性物質
の上に形成され、これらによりトレースと基板を有効に挟み込む。
さらなる実施形態では、導電性の表面は、トレースあるいは基板の2つの側面
あるいはエッジのいずれか一方あるいは双方に沿って、上述の2つの遮蔽層の間
に形成され、互いに結合する。この表面を形成する一つの方法は、囲いが必要と
されるところの各側面に沿って、第1及び第2の導電性遮蔽層の間に拡張し、結
合する導電性物質の平面層を適用することである。代替的な実施形態では、導電
性の複数のヴィアが第1及び第2の導電性遮蔽層の間に結合した基板を貫通して
拡張形成されている。
トレースは、導電性のばねあるいはクリップ形の装置のような、アンテナの信
号フィードとインタフェースで接続する導電性のパッドの一端に電気的に接
続されている。ばねが導電性パッドに対する圧力を介して電気的にコンタクトを
得るため、遮蔽囲みの端部を通ってあるいはその周辺に通路が形成される。導電
性パッド近傍の囲いの壁は、適当に接触できるように、開口を有し、あるいはト
レース及びパッドの領域における導電性パッドの組み合わせよりも短く製造され
る。
基板アンテナには、適当なバンド幅を与える非常に薄型でコンパクトな構造が
用いられる。アンテナがコンパクトになり、非常に様々な実用的な形状を有する
ことにより、この基板アンテナはワイヤレス装置の内部アンテナとして非常に有
効に用いられている。ハウジング内での多くの考え得る干渉特性あるいはその構
造にも係わらず、利用可能な空間に有効に装置のハウジング内に配置される。
遮蔽基板アンテナは、遠くのフィールド領域に多くの放射を集中し、これによ
りハンドローディング及びワイヤレス装置ユーザ同士の相互作用が減少する。加
えて、アンテナはRF近傍に配置された時、及びワイヤレス装置のデジタル回路
が通信信号を処理する時の擬似ノイズを拾わない。これにより、装置の受信感度
が改善される。
図面の簡単な説明
本発明は、添付の図面を参照して説明されており、その図面中で同様の参照番
号は典型的、機能的に同様な及び/又は構造的に同様な要素を一般的に示してい
る。初出の要素が現れる図面は、参照番号のうち最も左のディジット(digit)
により示される:
図1(a)及び1(b)は、ホイップアンテナ及び外部ヘリカルアンテナを有
するワイヤレス電話遠近法による側面図;
図2(a)及び2(b)は、典型的な内部回路を有する図1(b)に示す電話
の側面及び背面の断面図;
図3(a)〜3(c)は図1の電話において有用であると知られた基板アンテ
ナを示す;
図4(a)〜4(c)は幾つかの代替的な基板アンテナの形態を示す;
図5(a)〜5(b)は基板アンテナの代替的な形態を用いた図1(b)の電
話の側断面図;
図6は基板アンテナの代替的な形態を用いた図1(b)の電話の側断面図。
図7(a)〜7(c)は本発明に基づいて構築された、遮蔽された基板アンテ
ナを示す;
図8(a)及び図8(b)は本発明を用いる図1(b)の側断面図;
図8(c)は本発明を用いた図1(b)の電話の側平面図。
図9は図1(b)に示す電話に用いられた図7(a)〜7(c)の遮蔽基板ア
ンテナの台たいていな形態を示す;
図10(a)及び10(b)は導電性のヴィアを用いた遮蔽基板アンテナの代
替的な形態を示す遠近法の外皮切断図。
図10(c)、10(d)及び10(e)は、それぞれ本発明の遮蔽アンテナ
の代替的な形態における横断面及び2つの遠近法による図。
望ましい態様の説明
反転“F”アンテナのようなマイクロストリップアンテナは、パーソナル通信
装置において潜在的に有用にするいくつかの特性を有し、さらに他の領域におけ
る改良は、この型式のアンテナをセルラ及びPCS電話のようなワイヤレス通信
装置で有用にするため未だ必要とされている。さらなる改良が望まれるこのよう
な領域の一つは、バンド幅である。一般的に、PCS及びセルラ電話は現在満足
に操作するのに実用的な大きさのマイクロストリップアンテナで利用可能なもの
よりも大きなバンド幅を必要とする。
さらなる改良が望まれる他の領域は、マイクロストリップアンテナの大きさで
ある。例えば、マイクロストリップアンテナのサイズの減少により、よりコンパ
クトで美的価値のあるワイヤレス通信装置となる。実際に、このことが、ワイヤ
レス通信装置において用いられるアンテナか否かを決定するかもしれない。従来
のマイクロストリップアンテナのサイズの減少は、用いられるいずれ
かの誘電性基板の厚さを減ずることにより、あるいは誘電定数値を増加させるこ
とにより可能であり、これにより必要な長さが短くなる。しかしながら、アンテ
ナのバンド幅を減少させるという望ましくない効果があり、これによりワイヤレ
ス通信装置において適当でないものにしてしまう。
さらに、パッチ放射体のような従来のマイクロストリップのフィールドパター
ンは、典型的に指向性を有する。放射体は、アンテナの局地的平面に対して上半
球のみに放射するものが最も多い。このパターンは、装置の動作と共に移動しあ
るいは回転するもので、望ましくないカバレッジ零の状態を作り出す。従って、
多くのワイヤレス通信装置を使用する場合にはマイクロストリップアンテナはあ
まり望ましくない。
基板アンテナは、上記事項及び他の問題に対する一つの解決策を与える。基板
アンテナは、ワイヤレス通信装置装置を使用するのに望ましい他の特性を維持す
る一方で、適当なバンド幅が提供され、他のアンテナ設計の場合を超えたサイズ
の減少が提供される。基板アンテナはワイヤレスやポータブル電話のようなパー
ソナル通信装置の頂点の表面近傍に立てられ、あるいはワイヤレス装置内の支持
ポスト、I/O回路、キーパッド等の他の要素に近接して、あるいはその背後に
取り付けられても良い。また、基板アンテナは、ハウジングを形成するプラステ
ィック内に埋め込まれることにより、あるいはワイヤレス装置の表面上に直接立
ててもよい。
ホイップアンテナ又は外部ヘリカルアンテナのいずれとも異なり、基板アンテ
ナは物体や表面に当たることによりダメージに対する感度は高くない。この型式
のアンテナは、先進的な特徴及び回路に必要とされる内部空間を消費せず、引っ
込める際に収容するための大きなハウジング寸法が必要ない。基板アンテナはオ
ートメーションを用いて最小限の手仕事により製造され、これによりコストが低
減し、安定性が向上する。さらに、基板アンテナはほぼすべての方向のパターン
で放射し、これにより多くのワイヤレス通信装置において適したものとなる。
広義には本発明は、パーソナル通信装置、ワイヤレス電話、ワイヤモデム、フ
ァクシミリ装置、ポータブルコンピュータ、ポケットベル、メッセージ放送
受信機等のようないかなるワイヤレス装置においても実施可能である。このよう
な環境の一つは、セルラ、PCSあるいは他の商業用通信サービスで用いられる
ようなポータブルあるいは手で支持するワイヤレス電話である。異なるハウジン
グ形状や型式で通信するこのようなワイヤレス電話に種々用いられることは当該
技術において知られている。
図1に上述のセルラ及びPCSシステムのようなワイヤレス通信システムに用
いられる典型的なワイヤレス電話を示す。図1(1(a)及び1(b))に示し
た電話は“クラム殻”形状のあるいはボディ折り畳み型電話である。この電話は
、上述のセルラやPCSシステムのようなワイヤレス通信装置で用いられる、先
進的な人間工学的に設計されたワイヤレス電話の典型例である。これら電話は、
図解としてのみ用いられるものであり、これら電話と他の型式あるいは様式を含
まれる様々なワイヤレス装置及び電話、これに関係づけられた物理的形状があり
、そのような装置等において、以下において明確にされるであろう本発明が用い
られる。
図1(a)及び図1(b)において、電話100は、ハウジングあるいはボデ
ィ102を有し、このハウジング102はホイップアンテナ104及びヘリカル
アンテナ106を支持する。アンテナ104は通常、アンテナ106と共通の中
心軸を共有するように取り付けられており、適切な操作が必要とされなくても、
これにより伸びる時にはヘリカルアンテナ106の中心を通って伸び、あるいは
突き出る。これらアンテナは、重要な周波数が適切となるような長さに、あるい
は用いられる特定のワイヤレス装置で用いられるように、製造される。これら特
定のデザインは、関連技術においてよく知られ、理解されている。
ハウジング102の前面も示されており、この前面は、スピーカ110、ディ
スプレイパネルあるいはスクリーン112、キーパッド114、マイクロフォン
あるいはマイクロフォン開口部116及びコネクタ118を支持する。図1(b
)において、アンテナ104は、ハウジング102内に収容される(図の角度に
よっては見えない)。
上述したように、ホイップアンテナ104はいくつかの欠点を有している。
一つは、使用中に伸びた際、他の部材あるいは表面に当たって損傷することであ
る。アンテナ104はまた、先進的な特徴のために配置された要素と干渉するよ
うな意味において、図らずも内部空間を消費する。加えて、アンテナ104は、
収容された際に、図らずも大きな最小ハウジング寸法が必要となる。代替的には
、アンテナ104は収容された時にサイズが減少するような入れ子式の付加的な
部分に形成されても良いが、通常は消費者にとって美的価値が低く、よりもろく
不安定で、あるいは操作しづらいというように認識されている。またアンテナ1
06も、使用中に他の部材あるいは外面に当たってしまうもので、電話ハウジン
グ102内に収容させることができない。加えて、アンテナ106は、装置使用
者の手との接触で、ローディングあるいは共振周波数の変化の影響を受けやすい
。
本発明の使用は、明確さ及ぶ利便性のみの目的により、この典型的なワイヤレ
ス電話の用語で説明される。この例の状況で適用されるものに本発明が限定され
ることを意図するものではない。以下の説明を読んだ後に、関連技術に親しんだ
人には、代替的な状況において本発明をどのように実施するかが明確になるであ
ろう。実際に、本発明は、ワイヤレス通信能力を有するポータブルファクシミリ
機械及びコンピュータ等(これらに限定されない)のような他のワイヤレス通信
装置に利用可能であることは明らかである。
この電話は、必要とされ、あるいは望まれる様々な機能を実行するための一の
あるいはそれ以上の回路ボードに通常支持される内部の様々な要素を有する。図
2(a)及び2(b)は、典型的なワイヤレス電話の通常の内部構造を図示した
ものである。図2(a)は、図1(b)に示す電話の一の側面から見たときの横
断面を示しており、ハウジング102内に回路あるいは要素がどのように支持さ
れているかを示している。図2(b)はキーパッドと反対側の背面から見た同一
の電話の外皮断面図であり、ハウジング102内に典型的に見られる回路あるい
は要素の関係を示している。
図2(a)及び2(b)においてハウジング102内の回路ボード202が示
されており、この回路ボード202は、集積回路あるいはチップ204やレジス
タやキャパシタのようなディスクリート要素206や種々のコネクタ20
8のような様々な要素を支持している。パネルディスプレイ及びキーボードは、
ボード202上の回路に対するスピーカ、マイクロフォンあるいは他の同様な要
素とインターフェース接続されたワイヤ及びコネクタ(図示せず)とともに、ボ
ード202の反対側面に一般には取り付けられている。アンテナ104及び10
6は一の側面に配置され、特定のワイヤコネクタ、クリップ、あるいはこの目的
で用いられるフェルール214及び導線あるいはワイヤ216を用いて回路ボー
ド202に接続されている。
典型的な電話では、金属フェルール214は、ハウジング102上に位置する
ヘリカルアンテナ106を取り付けるべく、ヘリカルアンテナ106の底部に用
いられる。ホイップアンテナは、頂点においてより広いチップと、ヘリカルアン
テナ106内で移動するように、底部で拘束するような拡張部分218を用いて
、ヘリカルアンテナ内を滑るように取り付けられている。アンテナ104の部分
218はまた、アンテナを引き上げたときに導電性であり、通常フェルール21
4と電気的に接触する。信号はワイヤ216を介してフェルール214及びアン
テナ106の部分218に伝送される。
一般に、ハウジング内の回路ボードあるいは他の要素を取り付ける所定数の支
持ポストあるいはスタンド210がハウジング102内に用いられる。一あるい
はそれ以上の支持棟部あるいは棚部211もまた回路ボードを支持するのに用い
られる。これらポストは、プラスティックを成形するための注入により形成され
、あるいはさもなければ接着剤や他の周知の機構を用いてするような適所への支
持時のように、ハウジングの一部として形成される。加えて、一般には、一つあ
るいはそれ以上の付加的な締めポスト212が設けられ、このポスト212はス
クリュー、ボルトあるいは同様の締め具213を支持するのに用いられ、ハウジ
ング102の各部分を互いに固定する。すなわち、ハウジング102は、多様な
要素あるいは主ボディ部及び電子部品を超えたカバーを用いて製造される。締め
ポスト212は要素213を支持するのに用いられ、ハウジングの部分とともに
固定する。本発明は、非常に効率的な内部アンテナ設計である一方で、様々なポ
スト210あるいは212を容易に収容し、またこれらで占められている。
図2(b)の拡大図にて示したように、回路ボード202は通常多重層回路基
板として製造される。この基板は、かなり複雑な回路が相互に接続された構造を
形成するため、導電性と誘電性の基板を交互に接合した層を有している。
このようなボードは、当該技術においてよく知られ理解されている。全体構造の
一部として、ボード202は少なくとも一つ時にはそれ以上のグラウンド層ある
いはグラウンド平面を有し、いずれか一方は底の最表面上で、あるいは中間位置
のボード内に埋め込まれている。
ワイヤレス装置内のアンテナがグラウンド平面で電流を励起させる方法によれ
ば、もしワイヤレス装置のグラウンド平面に関して適切に配置されたとすると、
より大きくより有用でないアンテナが、より小さくコンパクトなアンテナ要素に
より置き換えられる。これにより、上述の同時に係属している出願に開示された
基板アンテナの製造及び改良に導かれる。
基板アンテナ300は、図3(a)〜3(c)の頂面及び側面図に示される。
図3(a)及び3(b)において、基板アンテナ300はストリップあるいは延
長導電体としても参照される導電性トレース302、基板304及び信号フィー
ド領域306を有する。導電性トレース302は、望ましいアンテナ放射体構造
を形成するため、電気的に互いに接続された一つよりも多くのトレースとして製
造され、あるいはみなされる。トレース302は、基板304の一端に、あるい
は近接した信号フィード領域306内の導電性パッド308に電気的に接続され
ている。
基板304は、そのような用途として知られる回路ボードあるいは軟質の物質
のような誘電性の物質あるいは基板により製造される。例えば、小型のファイバ
ガラスに基づいたプリント回路ボード(PCB)が用いられる。この基板を製造
するのには様々な物質が利用可能である。一般的に商業的に利用可能なファイバ
ガラス、フェノール類、プラスティックあるいは他のプリント回路ボードや基板
材料が用いられる。薄い基板を用いることは必要ではないが、薄い基板を用いる
ことにより変形可能で適所に容易に適所に取り付けられるという利点を有する。
テフロンシートにより強化された非常に薄いファイバガラスは、かなりの量曲折
させあるいは収縮させるような非常に薄い基板として用いら
れる。しかしながら、このような薄い材料は、アンテナ特性を電話の移動により
変化させるのを防止するのに充分強固な構造ではない。電子工学及びアンテナ設
計技術に良く熟練した者にとっては、望ましい誘電特性あるいはアンテナのバン
ド幅特性に基づいて適切なアンテナ基板を製造するのに有用な種々の生産物に精
通している。
アンテナ放射体要素を支持し、スペーシングする手段、ここではトレースから
他の導電性表面をスペーシングする手段として基板は機能する。また、基板は、
手や、他の放射性吸収や相互作用物質(ティッシューのようなもの)からのスペ
ーシングを最小にする。
トレースは、例えば銅、黄銅、アルミニウム、銀、あるいは金や他の導電性物
質あるいはアンテナ要素を製造するのに有用であると知られた他の化合物のよう
な導電性物質により製造される。この物質には、プラスティックや導電性エポキ
シ内に埋め込まれた導電性物質も含まれ、これらも基板として作用する。
一のトレース、あるいは複数のトレースは、誘電性あるいは絶縁性の基板上に
導電性物質が形成されている場合の標準的なフォトエッチング;導電性物質を基
板上にメッキあるいはさもなければ堆積させる方法;あるいは接着剤のようなも
のを用いて支持基板上に金属薄板のような導電性物質を配置する方法のようない
つくかの既知の技術のうちの一つを用いて堆積させても良いが、これらの堆積手
法に限定されるものではない。加えて、既知のコーティングあるいは堆積技術は
金属のあるいは導電性の物質をプラスティックの支持要素あるいは基板上に堆積
させるのに用いることができ、これにより望ましい形状にすることができる。
トレース302の長さは、主として基板アンテナ300の共振周波数を決定す
る。トレース302、あるいは接続された一連のトレースは、特定の操作周波数
に適するように大きさが定められる。アンテナを構成するのに用いられるトレー
スは堆積し、重要な周波数に対して効果的な波長(λ)のほぼ1/4の導電性要
素が提供される。当該技術に熟練した者は、インピーダンス整合して回路に送信
あるいは受信するのに一致させる目的で、λ/4よりもわずかに大
きく、あるいは小さく長さを設定する利点を容易に認識している。加えて、以下
で説明される露出したケーブル、ワイヤ、あるいはクリップのような接続要素は
、アンテナの全長を定めるのに寄与し、既知のトレースの寸法を選択する際に考
慮に入れられる。
基板アンテナ300が一よりも多くの周波数で通信可能なワイヤレス装置で用
いられる場合には、トレース302の長さは周波数との関係に基づいて定められ
る。すなわち、もし波長の分数に関連があるのであれば、多重周波数に適応可能
である。例えば、一の周波数のλ/4波長が第2の周波数の3λ/4あるいはλ
/2に対応する。このような、単一の放射体で多重周波数を用いる用いる場合の
関係は、当該技術においてよく理解されている。
一のトレース、あるいは複数のトレース302の厚さは、通常わずかな波長に
対するオーダに基づいており、これにより電流あるいはモードが横断し、あるい
は変化するのを最小化し、あるいは防止することができ、またアンテナのサイズ
(厚さ)を最小化させるのを維持する。このように選択された値は、アンテナ設
計技術いおいては既知の、アンテナを動作させなければならなバンド幅に基づい
て定められている。一のトレース、あるいは複数のトレース302の幅はまた、
誘電性基板材料の波長よりも小さく、従って高次数のモードが励起されないよう
になっている。
トレース302の全長はほぼλ/4であるが、全体のアンテナ構造が長さのλ
/4よりも非常に小さくなるように、トレースは折り畳まれ、曲げられ、あるい
はさもなければ向きを変えられ、電磁波が飛来する方向に沿って背面に拡張する
。相対的に薄い支持基板とλ/4の全長よりも小さいものが結合した薄型導電体
の寸法により、従来のストリップあるいはパッチアンテナに比較してアンテナの
全体の大きさを著しく減少させることができる。これにより、パーソナル通信装
置で用いるのにより望ましいものにすることができる。例えば、これらの寸法を
、従来のマイクロストリップアンテナのグラウンド平面と比較すると、この従来
のものは、適切に動作させるための少なくともλ/4の寸法を一般に有する。
図3(a)及び3(c)に示したように、導電性パッド308は信号フィー
ド領域306内に配置され、トレース302に電気的に結合あるいは接続される
。一般に、パッド308及びトレース302は、同一の製造技術を用いてできる
限り単一の結合したボディあるいは構造として、同一の材料により形成されるが
、そうであることが必要なわけではない。単に、パッド308は、アンテナのイ
ンピーダンスあるいは動作に影響を反対に与えることなく信号を送信する目的の
ため、トレース302と良好な電気的な接触を持つ必要があるだけである。
ある形状においては、トレースは回路ボードと、信号源あるいは受信機に面し
ており、他の状況に置いては、ボードから離れて面している。この後者の状況の
場合、基板はトレースとボードとの間に配置される。この状況においては、導電
性パッド308は基板の誤った側面に配置され、ワイヤや他の導電体が基板周辺
に拡張する必要なく、回路ボードから直接信号を容易に受信する場合がある。こ
のことから、より複雑な接続あるいは設置工程が必要とされることが分かる。従
って、図3(c)に示すように、第2のコンタクトパッド310は、(図5(a
)にも示したように)基板の反対側の側面上に用いられても良く、導電性のヴィ
アが基板を介して信号を送信するのに用いられても良い。
信号送信フィードは、パッド308(及び310)を用いて基板アンテナ30
0に結合されている。導電性パッド308(及び310)を使用することにより
アンテナが設置され、利便性の高い電気的接続が与えられるように操作され、信
号は“ばね”型式、あるいはばねが積載されたコンタクトあるいはクリップを介
して送信される。この構造は当該技術において既知である。このような構造によ
り、ワイヤレス装置の構造及び製造が単純化され、特殊な接続器を用いて手で設
置したり、コンタクト構造内にアンテナを手で挿入する必要が無くなる。この型
式の電気的な接続はまた、ハンダ付けや特殊なコネクタを動作させることなく、
修理、アップグレードや他の周波数でワイヤレス装置を代替的に使用することの
いずれを行う場合等の必要に応じてアンテナは適切に取り替え可能である。上述
したように、ばねコンタクトにより、アンテナあるいはアンテナ放射体(トレー
ス)の全長が設定され、トレースの寸法を選択する際に考慮される。
信号フィードは、回路ボード202上の信号処理ユニットあるいは回路(特に
図示せず)から基板アンテナ300への信号を結合(couple)する。“回路”あ
るいは信号ユニットは、受信機、送信機、アンプ、フィルタ、トランシーバ等を
含む既知の信号処理回路により与えられる一般的な機能に言及するために用いら
れている。
図4(a)〜4(e)は、本発明におけるアンテナ300を形成するのに用い
られるトレースのいくつかの代替的形態を示している。図4(a)では、トレー
ス302’は基板304(輪郭を示す)の長手方向に沿って拡張する単一の薄型
導電性ストリップとして示されている。このトレース302’は、その一端で周
辺のコンタクトパッド308に接続され、またともに形成されており、拡張され
或いは丸みを帯びた部分402を有しており、この部分402は非接触端上に形
成されている。このトレースは、外観上は“犬の骨”のようである。図4(b)
では、トレース302”はより方形のコンタクトパッド308に接続され、ある
いはともに形成された、より長い薄型導電性ストリップとして形成されている。
ここで、ストリップは基板304の長手方向に沿って拡張している。図4(c)
では、トレース302”’はまた基板304の長手方向に沿って拡張して形成さ
れており、離間した非接触端404近傍で折り畳まれ、あるいは曲げられ、これ
によりコンタクトパッドに対して背面に向きを変えられている。このような構成
により、アンテナはλ/4長の要素を形成するのに用いられるトレースに比較し
て短い全長で済む。以下で説明するように、これらパターンあるいは形状が多様
性を有することは、異なる方向に向きを変えあるいは折り畳むのに用いられる。
例えば、方形の角部、環状バンド、あるいは他の形状はこの機能を本発明で教示
するものから変形することなく用いられる。トレースはまた、折り畳まれた背面
部分で、他の部分よりも広くなっている。図4(b)及び4(c)に示したよう
に、このように幅を増加させることにより、“上部設置”を可能とし、あるいは
アンテナのバンド幅を改善する。このことは、任意の応用に有用である。しかし
ながら、この余分な幅は、本発明により必要とされるのではない。
図4(d)において、トレース302””は当然に、一端と、他端の一致す
る挿入部あるいは凹所に沿ったつまみあるいは突起とともに製造される基板の端
部にいくに従ってより複雑な形状になっている。基板の長手方向に沿ったこのよ
うなつまみ、他の角部及び凹所は、側面あるいはワイヤレス装置のハウジングの
特徴点及び様々な支持要素にインターフェース接続されるのに利用される。すな
わち、基板304の端部は、多様な形状をし、また多様な形状を帯び、ハウジン
グ内に収まる。この端部は、かみ合うように、あるいはハウジングの壁の変化に
対応するように周辺に配置され、あるいはハウジング壁の表面からの種々のバン
プ、突起、凹凸あるいは既知の突起を取り囲むように、あるいはワイヤレス装置
内に配置される必要のあるワイヤ、導電体あるいはケーブルのギャップを平坦化
除去するような形状をしている。基板の側面あるいは端部は、丸みを帯びたり、
方形あるいはこの目的のための他の形状等の多様性が用いられる。このような端
部により、今までマイクロストリップアンテナを設置するのに適していない空間
にアンテナを取り付けることができる。背面に折り畳まれたトレースの端部と基
板の端部との間の空間406について言及する。この空間あるいは端部のギャッ
プは、トレースを背面に設置し、さらにはアンテナの端部近傍あるいはその端部
に接触してくる手の影響を減少させる。
さらに、トレース302(302’、302”、302”’、302””)あ
るいは基板アンテナ300の形状は、3次元の点でも多様に変化する。すなわち
、トレースが一般に平削り表面として形成される一方、基板、あるいは基板表面
は種々の取り付け部材を収容すべく曲がり、あるいは折り曲げられる。すなわち
、基板は、曲げられ、あるいは折り曲げられた構造、多様な表面として製造され
、あるいは一般に薄型ではあるが強度の高い性質に基づき設置する間に単に変形
させられることにより製造される。種々の曲がりや折り曲がりは、この寸法にお
いて用いられ得ることは当該技術に熟練した者にとっては明らかなことである。
例えば、基板表面は、同様にある種“曲折した”パターンを形成することも可能
である。
基板アンテナの好ましい形態は、図4(e)の正面平面図に示されている。こ
の形態は、図1の電話に用いられる時のもので、形成され、検査されたものであ
る。ここで、基板304は約1mmのトレース幅を有する全長ほぼ52m
mで形成された。この形状において、一部が背面に折り曲げられることは望まし
くなく、またその幅は広がることなく実質的に均一であった。コンタクトパッド
308及び310(反対側の表面上)は、両者とも約4.5×6mmの方形であ
り、2つを接続するための基板を貫通する、一連の適当な導電性ヴィアを有して
いた。約1mm厚のファイバガラス基板が用いられ、トレース及びパッドは約0
.01mm厚であった。
環状、楕円形状、放物線状、有角状、及び方形のC−、L−あるいはV−形状
の折り畳み形状、接続、及び端部のような様々な形状がトレース及び基板として
用いられる。なお、本発明のトレース及び基板はこれら形状には限定されない。
導電体の幅は、長手方向に沿って変化させることができ、これによりテーパ状、
曲線状、あるいは階段状に外部端(フィードがない部分)に向けて幅が狭くなり
あるいは広くなる。当該技術に熟練した者には明らかであるように、これら効果
あるいは形状のいくつかは、単一のアンテナ構造に結びつけることができる。
図5(a)及び5(b)に示すように、アンテナ104及び106は基板アン
テナ300に置き換えられている。回路ボード202は図5(a)に多層の導電
性及び誘電性物質からなるものとして示されている。この導電性及び誘電性物質
は、銅及びファイバガラスのようなもので、多層ボードあるいはプリント回路ボ
ード(PCB)として当該技術において参照されるものを形成する。これは、金
属導電層508に接してあるいはこれを支持する誘電性物質層506と、この層
506に接する金属導電層504と、これら層508,506,504の上の誘
電性物質層502として図示されている。導電性ヴィア(図示せず)は、異なる
層あるいはレベルの様々な導電体と外表面の要素とを相互接続するのに用いられ
るものである。いずれの既知の層上のエッチングされたパターンも、その層の相
互接続パターンを決定する。この形状の場合、層504及び508のいずれか一
方が、当該技術において既知の、ボード202に対して共通して参照される、グ
ラウンド層あるいは平面を形成することができる。
アンテナ300は、回路ボード302に近接して取り付けられているが、グラ
ウンド平面から離間(offset)しており、実質的にグラウンド平面に垂直に
基板304とともに配置されている。このように配置することにより、アンテナ
300は非常に薄型の輪郭となり、アンテナ300を非常に制限された空間内で
、ハウジング102の近傍に配置することが可能となる。例えば、アンテナ30
0は締め具あるいは取り付けポストとハウジング102の側面(頂点)の間に配
置される。このような配置は、従来のマイクロストリップアンテナのデザインを
用いては達成できないことである。
前述したように、支持ポストあるいはスタンド510は、回路ボードあるいは
ハウジング内の他の要素を取り付けるのに用いられる。一のあるいはそれ以上の
支持棟部あるいは棚部514も、回路ボードを支持するのに用いられる。加えて
、一般に一のあるいはそれ以上の付加的な締めポスト512があり、このポスト
512は、多様なパーツを用いてハウジング102が製造される時に、スクリュ
ー、ボルト、あるいは同様の締め具513を支持するのに用いられ、ハウジング
102の部位を互いに固定する。本発明では、非常に効率的な内部アンテナデザ
インを与えている一方で、様々なポスト510あるいは512を容易に収容しあ
るいは占有する。
選択肢として、現在、このようなポストは、アンテナ300を自動的に配置し
支持するのに用いられ、これにより付加的な支持機構あるいは取り付け具を必要
としない。ある支持手段では、基板を適所に配置する必要があり、これにより非
常に単純な取り付け機構が与えられ、この機構によりアンテナの設置に関する労
働コストが減少し、潜在的には組立部品を自動化させる。いかなる基板が適所に
取り付けられるかという性質は、ハウジングに簡単に支持されるということを可
能とする。回路ボードはまた、ハウジング内のホールあるいは通路を介して取り
付けられるディスプレイパネルあるいはコネクタ118に取り付けられる圧力を
用いて簡単にハウジングに支持される。
代替的には、基板304はワイヤレス装置内の適所に支持される。この支持は
、ハウジング201の影を製造するのに用いられる物質から形成された、小さな
ブラケットを用いて、あるいはポスト、バンプ、棟部、スロット、チャネル、支
持押出部あるいは突起部等を用いてなされ、これによりこれらは基板に支持され
る。すなわち、このような支持部分は、注入成形までのような製造時
に、装置のハウジングの壁に成形され、あるいはさもなければ形成される。、そ
れらに締め具を固定させる時に、基板304を所定の位置に保持することができ
る。ハウジング(あるいは支持ポスト)の壁に形成された棟部あるいはつまみ5
14は、ボードの端部周辺を“スナップ”することができ、これにより適所にそ
れらを支持するのを補助する。取り付けるための他の手段には、側壁あるいはワ
イヤレス装置の何か他の部分あるいは要素に対して基板を保持する接着剤あるい
はテープを用いるものがある。
図5(b)に示すように、基板304は曲げられ、あるいはさもなければハウ
ジングの形状にほぼ調和するように、あるいはワイヤレス装置内の他の要素、特
徴点、あるいは構成部分に収容されるように、折り曲げられる。この基板は、こ
の形状に製造され、あるいは設置の間に変形される。薄型基板を用いることによ
り、設置時に基板は収縮されあるいは折り曲げられる。これにより、基板により
近接する表面に一種の張力あるいは圧力を与える。この圧力は、通常スクリュー
や他の型式の締め具を用いることなく基板を支持するように働く。ある捕獲(ca
pturing)型式では、単に近接する回路ボード及びハウジングのカバーあるいは
部材を設置することにより達成され、これにより適所に固定される。
しかしながら、製造時あるいは設置時のいずれか一方でも、本発明に示される
ように基板を変形させるように、あるいは曲げるように適切に操作する必要がな
いことは、当該技術に熟練した者にとっては容易に認識できる。直線の平面基板
は、基本的な形状として非常によく機能する。他の形状の場合、様々な取り付け
状況に適応させるのには利点を有するが、本発明の操作を変えるものではない。
適所に支持するすべてのものとともに、ハウジングのための背面カバーあるい
は板はネジで取り付けられ、ボルトで取り付けられ、あるいはさもなければ適所
に固定される。これにより、単に近接する回路ボード及びハウジングのカバーあ
るいは部材を設置し、適所に固定するのみで、ハウジング内のアンテナあるいは
基板を“捕獲(capturing)”する手法が達成される。付加的な締め具あるいは
支持要素はこのアプローチではアンテナにとって必要ない。つまみの
組、あるいは同様の突起部は、任意の位置でカバーとインターフェース接続する
のに用いられ、これにより適所に保持する多数のスクリューが減少する。
導電性パッド308は、ばねコンタクトあるいはクリップ516を用いること
により、ボード202に近接して、及び電気的に結合あるいは接続されて配置さ
れる。ばねコンタクトあるいはクリップ516は回路ボード202に取り付けら
れる。この取り付けは、はんだめっきや導電性接着剤のような周知の技術により
なされる。クリップ516は、アンテナ300に接続され、ワイヤレス装置内で
用いられる一又はそれ以上の望ましい送受信回路と通信するため、一端で適当な
導電体あるいは導電性ヴィアに電気的に接続される。クリップ516の他端は、
自由で固定されておらず、回路ボード202からアンテナ300が配置されるべ
き位置まで拡張している。より具体的には、クリップ516はコンタクトパッド
308が配置されたトレース302の端部に近接配置されている。図に示すよう
に、クリップ516はアンテナから離れるように円形風に折り曲げられており、
アンテナに対して背面を向くまでアーチ状になっている。この円形アーチにより
、より曲がり単純で構造とともに動作する。他の型式のクリップも用いることが
できることは良く知られているが、本発明はこれに限定されない。ばねコンタク
トあるいはクリップ516は一般には銅あるいは黄銅のような金属物質により製
造されるが、この型式に適用されるのに知られたいずれの変形導電性材料も、信
号減衰あるいは当該技術で既知の他の望ましいコンタクト特性に従って用いられ
ても良い。
アンテナ300は、層504のように、グラウンド平面を超えてあるいは平行
に、及び直接接して配置されているのではない。このアンテナ300は、充分に
大きな放射抵抗を有し、あるいは維持する。このことは、アンテナ300が著し
い損失を招くことなく適切な整合を与えることができることを意味している、す
なわち、アンテナは良好なインピーダンス整合を有している。アンテナ300が
様々な位置に、回路ボード202の一の側面から離間して移動しても、すなわち
、ボード302の横ではあるが近づかないように移動しても、この効率の良さは
維持される。このアンテナのデザインは、操作性について妥協することなくグラ
ウンド平面を励起させるのに非常に効率的な手段として作用
する。
基板は、グラウンド平面に垂直である必要はないが、基板アンテナの主要な特
徴点は、サイズが小さなことと、最小限の空間を用いる能力である。基板がグラ
ウンド平面と同じ平面に配置され、グラウンド平面に平行である場合、ハウジン
グとグラウンド平面間でより多くの空間を占有するのは明らかである。このこと
は、あまり望ましくないことである。しかしながら、基板の方向付けはアンテナ
が操作性を有するのを妨げるものではない。従来のパッチアンテナでは、このこ
とにより用いられなければならず、非常に多くの空間を消費する一つの原因であ
る。本発明は、グラウンド平面の方向に対して相対的に端部あるいは側面に配置
することにより、ワイヤレス装置内の横の空間をより少ない量用いる点で、この
従来のパッチアンテナと異なる。
アンテナをハウジングに関連したグラウンド平面の端部近傍に、及びその上あ
るいはそれを超えて配置することにより、アンテナは、従来のホイップアンテナ
よりも非常に多数の方向のパターンを提供する。このアンテナの配置はまた、結
果として生じる放射パターンは、大多数のワイヤレス通信装置にとって望ましい
ように、実質的には垂直に極性が与えられることを意味する。
基板は、ワイヤレス装置内の電子部品のためのグラウンド平面“一面に”ある
いはその“下に”位置しない。なぜなら、この位置では、上述したように、イン
ピーダンスが動作において有利でない影響を受けるからである。グラウンド平面
一面のアンテナを有しないことは重要である。このことは、いつくかの方法によ
り説明される。例えば、完全にグラウンド平面をその端部まで(端部により縛ら
れる(bound))占有する、グラウンド平面の表面の上に位置した容積あるいは
空間がある。この容積は、基板に対する除外区域あるいは領域である。トレース
をこの容積内に配置することは、グラウンド平面一面に配置されることを意味す
る。他の観点では、グラウンド平面と基板アンテナの位置との間の高さあるいは
外れた角度のいずれも、その平面は、90°にはなりえない。実際、グラウンド
平面からの適切かつ充分な分離を確信するために、実質的には90°よりも小さ
い。
このアンテナ、従って基板の配置を、他の方法により見ると、この設計によ
り得られる利点を見ることである。このアンテナは、ワイヤレス装置の上側部分
の近くのグラウンド平面と側壁(あるいは見方によっては上部あるいは下部)の
間に取り付けられる。折り畳み電話の場合、アンテナは、ヒンジ、あるいは2つ
の部材の回転あるいは旋回継ぎ目部の近傍に取り付けられる。これにより、アン
テナは、電話がいかなるように折り畳まれないかという特性による使用中のユー
ザの頭のようなユーザからは遠く移動しており、その継ぎ目は位置している。こ
のことは、頭部吸収のような点において明確な利点である。“棒”形の電話ある
いはワイヤレス装置では、基板アンテナは望ましくは上部あるいは側表面近傍に
取り付けられる。
基板アンテナは、これら領域あるいは部位を使用することを可能とする形状を
提供する。そして、本質的には、回路ボード及びハウジングに近接して、グラウ
ンド平面から外れた空間、容積あるいは部位を利用する新たな手法である。グラ
ウンド平面に直接横に隣接した領域内に取り付け可能な内部アンテナの新たな型
式である。
本発明の利点は、いずれも適所に取り付けられあるいは配置されたグラウンド
平面あるいは回路ボードの除外領域を必要としないことである。大きなパッチア
ンテナあるいは要素は、実際大きな場所あるいは領域を必要とするため、取り付
けのための場所を確保するために回路ボードが除外され、あるいは回路を移動さ
せた部分を必要とする。このようなアンテナの他の観点は、一般には、円形平面
の平面内に取り付けられて位置決めされる。すなわち、アンテナ放射体は平坦な
形状内に形成され(それが曲折していても)、その平面軸は、グラウンド平面の
それに位置決めされ、これによりアンテナによる空間の利用が過大となり、内部
アンテナを用いて物体の部分を使用しなければならず、空間の損失となる。
図3及び図5で示されたトレース302の部分は、効率的な共振長の変化に対
して感度が高いと考えられる点は理解されるべきである。この部分は、ワイヤレ
ス装置ユーザの手あるいは頭部が存在することによるアンテナ共振の変化を最も
示しやすい。ワイヤレス装置におけるアンテナ300の操作に影響を与える3つ
の主なエネルギー損失がある。ユーザの手、ユーザの頭部吸収、及び
ユーザの手の吸収の誘電性負荷により生じるインピーダンス不整合損失がある。
このようなエネルギー吸収あるいは不整合損失は、動作を低下させる。例えば、
手あるいは頭部吸収は、ワイヤレス装置により用いられる信号を著しく減衰させ
、従って、動作を低下させる。
これら効果に最も感度の高いアンテナ300の部分は開かれ、フィード無しの
、端部及び近接して折り曲げられたトレース302の区域である。このアンテナ
の部分は、電話ハウジング内に配置され、あるいは位置し、これによりユーの手
は接触が最も少なくなり、手とのかなりの空間が維持される。このアンテナのデ
ザインにより、ワイヤレス装置内に自由に配置することを可能とし、手の吸収を
最小とし、より重要なこととして、アンテナに近接した手あるいは他の部材の存
在により発生する不整合損失を減少させる(このような変化が望まれる場合を除
く)。
アンテナの大きさを小さくし、自由に配置することの他の観点は、装置ユーザ
近傍に存在するエネルギーレベルを有する影響である。このより小さな大きさ及
びアンテナの自由な形状により、ハウジング内のアンテナの配置に影響を与え、
これは装置外の特定の配置で体験される放射レベルに大きく影響を与える。
さらにアンテナサイズを減少させ、あるいはハウジング102内の配置を自由
なものとするのを補強すべく、アンテナはワイヤレス装置内のハウジングあるい
は表面上に導電性物質を配置あるいは堆積することにより形成される。すなわち
、ハウジングの側壁に沿った比較的クリアで妨害のない通路があるところへの適
用において、トレースは壁の正面(right)に堆積あるいは形成される。これは
、図6の横断面側面図において示される。図6において、一のトレースあるいは
複数のトレース302は、支持基板として動作するハウジング上に直接堆積する
。このことにより、空間を最小限に利用することとなる。
ハウジング壁の部分が金属コーティングが施され、あるいは金属性あるいは他
の電気的に導電性の物質から製造される場合には、絶縁物質からなる層はハウジ
ング及びトレース302の間に隣接して用いられる。この形状では、望ましいト
レース形状を有する金属層は、接着剤の裏当てを有する薄型物質層上に
形成され、これはワイヤレス装置内で、ハウジングの側面に対して簡単に圧力が
かかることで容易に配置可能となる。この工程は、当該技術において既知の“選
択配置(pick and place)”機械でさえも自動化することができる。ここにおけ
る、あるいはいずれの実施形態でのトレースでも、当該技術で既知の、表面保護
のためのさらなるコーティングのようなものを用いることができる。
当該技術に熟練した者には明らかであるが、グラウンド平面に関連したアンテ
ナあるいは導電性物質の相対的な配置は、グラウンド平面一面に配置されないと
いう点では上述したのと同じである。
望ましくないことに、図1(a)〜1(b)の電話のようなあるワイヤレス装
置で用いるとき、基板アンテナは、望まれるよりバランスの悪い共振感度あるい
はハンドローディングを示す傾向にある。すなわち、アンテナはハンドローデイ
ングの影響を最小化するように配置されるにもかかわらず、ローディングのさら
なる減少が多くの応用における操作特性を改善するために望まれる。同時に、ワ
イヤレス装置の外表面近傍に配置されるとき、アンテナはまた、装置ユーザの方
向に向けて望まれるよりも多くの放射が集中する。これは、消費者の利用のため
の規制の標準の検査下で検査したときに、超過放射量として現れる。加えて、基
板アンテナは一般には、RF及びワイヤレス装置のためのデジタル回路処理通信
信号の近傍に配置される。このことにより、アンテナがこのようなソースからの
擬似ノイズを獲得することとなり、その次には装置の受信感度も低下する。
あるワイヤレス装置形状においてこれら問題を解決するために、フィールド近
傍の放射及び回路近傍からのノイズを抑制する遮蔽あるいは遮蔽囲い込みを用い
た新たな基板アンテナが作成された。新たな基板アンテナ700は本発明に基づ
いて組み立てられ、図7(a)〜7dに示される平面図に示されている。
図7(a)、7(b)及び7(c)では基板アンテナ700は、ストリップあ
るいは延長導電体としても参照される導電性トレース702、誘電性支持基板7
04及び信号フィード領域706を有する。上述の通り、望ましいアンテナ放射
体構造を形成するために、導電性トレース702は一つ以上の互いに接
続された一連の電気的なトレースとして製造され、あるいは見られる。単一の支
持基盤層上に単一のトレースを有するということに関して限定はない。すなわち
、様々な形状を有し、より複雑な望まれる基板アンテナ形状を形成するための支
持基板の異なる層にある多様なトレースは、本発明で教示するものの範囲内であ
る。本発明は、ある層あるいは表面上の単一のトレースの遮蔽に限定されるもの
ではない。トレース702は、基板704の一端の、あるいはその近傍の導電性
パッド708に電気的に接続されている。
基板704は、そのようなものに使用するものとして既知の回路ボードや曲げ
やすい物質のような、誘電性材料あるいは基板により製造される。電子工学及び
アンテナ設計の技術において熟練した者は、望ましい誘電特性、アンテナバンド
幅特性、強度及び可撓性に基づいて適したアンテナ基板を製造するのに利用可能
な様々な生成物に精通している。
トレースは、例えば銅、黄銅、アルミニウム、銀、金あるいは他の導電性物質
あるいはアンテナ要素を製造するのに有用なものとして既知の化合物のような導
電性物質から製造されている。これは、プラスティックあるいは導電性エポキシ
内に埋め込まれた導電性物質も含まれる。
一のトレース、あるいは複数のトレースは、誘電性あるいは絶縁性基板上に導
電性物質が形成されている場合の標準的なフォトエッチング;導電性物質を基板
上にメッキあるいはさもなければ堆積させる方法;あるいは接着剤のようなもの
を用いて支持基板上に金属薄板のような導電性物質を配置する方法のような、い
くつかの既知の技術のうちの一つを用いて堆積される。加えて、既知のコーティ
ングあるいは堆積技術を用いて金属のあるいは導電性の物質をプラスティックの
支持要素あるいは基板上に堆積させてもよい。
図7(b)及び7(c)に示したように、基板アンテナ700はまた、銅で性
トレース702のいずれかの側面に、第1の遮蔽層712と第2の遮蔽層714
を有し、またさらに誘電性物質716を有する。
第1の遮蔽層712及び第2の遮蔽層714は通常、例えば銅、黄銅、アルミ
ニウム、銀、あるいは金や他の導電性物質あるいはアンテナ要素を製造するのに
有用であると知られた他の化合物のような導電性物質により製造される。
この物質には、プラスティックや導電性エポキシ内に埋め込まれた導電性物質も
含まれる。加えて、ある応用では、多層セラミック及び導電性要素の構造を用い
ても良い。導電性トレース702を形成するのと同様な物質が遮蔽層712及び
714を形成する物質に一致している必要はない。ある応用では、トレース70
2を非常に低損失の物質以外で形成するが、遮蔽層をより高い損失の物質以外で
形成するのがより適切で望ましい。これにより、ハンダメッキ、あるいはさもな
ければ接続が容易となり、あるいは乱暴な使用に対してより強固で耐性がある。
ラッカーや絶縁テープのような望ましい付加的な絶縁性あるいは保護用物質層7
18は、物理的な保護のための遮蔽層一面に堆積しても良い。
基板704の場合における誘電性物質716はまた、プリント回路基板あるい
はそのようなものに使用されるものとして既知の可撓性物質のような誘電性物質
あるいは基板により製造される。電子工学及びアンテナ設計技術に良く熟練した
者は、望ましい誘電特性あるいはアンテナのバンド幅特性に基づいて適切なアン
テナ基板を製造するのに有用な種々の生産物に精通している。
第1の遮蔽層712及び第2の遮蔽層714は少なくともトレース702と同
じサイズに形成される。その寸法はトレース702と正確な関係を有する必要は
ないが、トレースからのかなりのエネルギーあるいは放射量を遮断するために広
く長いべきである。すなわち、トレースの近いフィールド内のエネルギーを充分
にグラウンドあるいは少なくすることである。この遮蔽層は、トレースとの関係
において可能な限り大きくすることが好ましい。しかしながら、基板704のよ
うに、遮蔽層は通常アンテナ700上の物理的に制限された配置によりサイズが
限定される。遮蔽層は、ワイヤレス装置内に割り当てられた領域よりもわずかで
も大きくしてはならず、より利用可能と思われる空間があるにもかかわらず、こ
れは通常基板704と同じ大きさである。
第1の遮蔽層712及び第2の遮蔽層714は、アンテナの近いフィールドに
対してゼロとなるようにフィールドを減少させる。これら遮蔽は、グラウンドの
ポテンシャルを示し、そのようなものとして電流あるいは放射パターンを支持し
ない。従って、近くのフィールド放射は近くの物体あるいはユーザによ
り観察あるいは遮断される時、その放射は前よりも低いパワーレベルを有する。
このことは、放射検査及び検査標準を満たし、あるいは超えるのに有用である。
図7(c)では、基板704の一端は遮蔽層の少なくとも一つを超えて拡張し
、これにより、基板と反対側の側面のパッド708あるいはパッド710のいず
れか一方が容易に接触する。これは、図7(c)の側面図で見られる。単純な製
造の目的のためではあるが、パッド708を有する基板704の一端は遮蔽層の
一方を拡張せず、これにより必要でないにもかかわらず誘電性及び遮蔽物質の各
層が均一幅の物質として堆積しあるいは形成される。アンテナトレースへあるい
はアンテナトレースから信号を送信あるいは受信するため、遮蔽として一般的に
同じ物質からなる遮蔽層の一つの上に導電性パッド720が形成される。一連の
、一つあるいはそれ以上の導電性ヴィア722は、新たなパッド720の下の導
電性パッド708に接触させるため、適切な誘電性材料あるいは基板により形成
される。パッド720はそのときアンテナに信号を送信するのに用いられるクリ
ップ516あるいは他のコネクタとして用いられる。この後者の形状は、図7d
の側面図に図示されている。
図8(a)及び8(b)において、アンテナ104及び106は基板アンテナ
700により置き換えられる。アンテナ700は回路ボード202に近接して取
り付けられるが、グラウンド平面から外れており、グラウンド平面に実質的に垂
直な基板704とともに配置されている。この形態では、アンテナ700は全く
直線的あるいは曲線のない輪郭を有する。この配置により、アンテナ700は非
常に薄型の輪郭となり、これにより非常に制限された空間内に、ハウジング10
2の表面近傍に配置され得る。例えば、アンテナ700は締め具あるいは取り付
けポストとハウジング102の側面(上部)との間に位置する。このようなポス
トは、さらなる支持機構あるいは取り付け具を必要とせずに自動的に配置し、ア
ンテナ700を支持するのに用いられる。これにより、アンテナの設置のための
労働コストを減少させ、潜在的には組立部品を自動化させる非常に簡単な取り付
け機構が提供される。
上述したとおり、代替的な形態では、基板704はハウジング102の壁を
製造するのに用いられる、小さなブラケット、ボスト、バンプ、棟部、スロット
、チャネルのような物質を用いたワイヤレス装置内に適所に支持される。すなわ
ち、注入成形までのような製造時に、装置のハウジングの壁に成形され、あるい
はさもなければ形成される。これら支持要素は、それらの間に、あるいはそれら
の内部に挿入する時、電話の組立中に基板704を支持する。
ホイップアンテナ104及びヘリカルアンテナ106の双方を除去した結果は
、本発明を用いた図1(b)の電話を示す図8(c)の側面図から容易に明らか
になる。代替的には、アンテナ700を形成する各物質層は、ワイヤレス装置ハ
ウジングの壁に形成される。すなわち、ハウジングが不導電性である限り、絶縁
物質層が形成され、それから金属性あるいは導電性の物質が、それから誘電性の
ものが、それから一のあるいは複数のトレースが、導電性パッドが、さらには誘
電性物質が、そして最後には他の遮蔽層が形成される。この形状はず9に示され
る。導電性パッド708はボード202に近接して配置され、電気的に結合ある
いは接続される。この接続は、上述したとおり、周知の技術を用いて、回路ボー
ド202上のばねコンタクト或いはクリップ516を用いてなされる。より具体
的には、クリップ516はコンタクトパッド708が配置されたトレース702
の端部に近接配置されている。アンテナ700に結合し、ワイヤレス装置内に用
いられる一のあるいはそれ以上の望ましい送受信回路へあるいはその回路からの
信号を受信あるいは送信する。
アンテナ700はグラウンド平面504−面に配置されず、アンテナは充分に
大きな放射抵抗を有しあるいは維持して著しい損失を招くことのない適切な整合
が提供される。すなわち、アンテナは良好なインピーダンス整合を有する。アン
テナ700が様々な位置に、回路ボード202の一の側面に外れて移動しても、
すなわち、回路ボード202の横であるが近づかないように移動しても、この効
率の良さは維持される。
この遮蔽層は、ユーザの手からアンテナを結合させなくするように作用する。
すなわち、遮蔽は、手とトレースとの間の“ゼロ”フィールドを介することによ
るハンドローディングを最小化させ、あるいは大きく減少させる。上述したよう
に、遮蔽はアンテナ近傍に“ゼロ”領域あるいは“ゼロレベル”を生成
する。このことは、アンテナ動作を変化させるような、手に相互作用あるいは実
質的に影響を与えるようなフィールドがないことを意味する。フィールドエネル
ギーは、遮蔽開の基板の一端近傍のトレースの端部から本質的に流出する。これ
により、ワイヤレス装置の通信能力を制御するかなり遠くのフィールドエネルギ
ーレベルが提供される。フィールドエネルギー近傍のゼロレベルに対して非常に
低いことは、ユーザの頭部が自然にそうなるような、装置に直接隣接するような
、ワイヤレス装置近傍で露出される放射量も非常に低くなる。従って、遮蔽層は
通信のための遠くのフィールドパターンへエネルギーの向きを変え、手や装置に
隣接して位置する他の体の部分から遠くになる。
遮蔽基板アンテナの好ましい形態は、図4(d)に示す正面平面図に基づいて
組み立てられ、検査された。上述の通り基板304は約1mmのトレース幅を有
する全長ほぼ52mmで形成され、約1.5mm拡張し、約1mmの厚さであっ
た。コンタクトパッドは、一連の適切な相互接続導電性ヴィアを有する約6.7
5mmの方形であった。2層のファイバガラス基板は、2層間で支持あるいは挟
まれたトレースとともに用いられ、また各層は約0.5mmの厚さであった。各
基板層の反対側面に堆積した導電性物質層、ここでは銅は、トレースを形成し、
一端で基板を完全に覆い、もう一端で導電性パッド410に対する領域のすべて
を覆った。検査では、計画通りに装置が機能したことが示された。
アンテナ700のフィールドの近くでゼロレベルを作り出すためのさらなる改
良は、導電性材料でトレース702を実質的に“取り囲み”あるいは“閉じる”
ことである。すなわち、第1及び第2の遮蔽層(712,714)を構成する物
質間に拡張するように、基板アンテナの2つの側部端に沿って導電性遮蔽物質を
配置し、形成し、配列することである。他の層と結合した導電性材料は、基板ア
ンテナがあるところに、基板アンテナのちようど2つの端部が導電性材料から離
れた状態で、方形チャネルあるいは方形の円筒形ハウジングあるいは囲み構造を
形成する。この形式の構造は、フィールドの近くからアンテナの遠いフィールド
へエネルギーをより完全に当然向かわせるようにも見える。これにより、局所的
なハンドローディングの相互作用の影響が減少する。同時
に、遮蔽構造は、アンテナにほぼ近くのRFあるいはデジタル処理回路からの信
号の受信を完全に抑制し、より感度の高いアンテナを提供する。
図10(a)及び10(b)では、遮蔽基板アンテナ1000が分解遠近図と
、横断面でそれぞれ示されている。アンテナ1000は、アンテナ700で上述
したのと同様の方法で組み立てられ、誘電性基板1004により支持された折り
畳みトレース1002を有して示される。第2の誘電性物質層1006はトレー
ス1002の上に位置するように示されており、通常トレース一面に形成されあ
るいはさもなければ堆積される。ある実施形態では、この層の表面を“平坦化”
するためにトレース1002に近接した、あるいはその周辺の基板1004上に
さらなる物質を堆積させてもよい。すなわち、誘電性基板の型式のさらなる物質
が用いられることにより、電子工学技術において既知の、トレースを超えた層1
006をインタフェース接続し、あるいは形成するためのトレース1002を含
む平坦物質層が提供される。
第1及び第2の遮蔽層1012及び1014はそれぞれ、基板1004及び物
質1006に近接して形成され、配置されて示される。トレース1002は、コ
ンタクトパッド1008を接触させるべく一端に接続される。一連の導電性ヴィ
アは、基板アンテナ1000の外端の近傍に、各側面に沿って形成され、遮蔽層
1012から遮蔽層1014に向けて拡張している。誘電性物質あるいは基板を
介して反対側に位置するこのような導電性ヴィアは、当該技術でよく理解されて
おり、ここではその製造方法はさらに詳細には説明されない。このヴィアは、導
電性コーティングにより遮蔽層を介してホールあるいは通路として拡張する。こ
のようなヴィアは、既知の物質メッキあるいはハンダメッキ技術を用いた遮蔽層
に電気的に接続される。例えば、上述の導電性ヴィアを用いて、パッド308あ
るいは708と310あるいは710を接続するのにこのような技術が用いられ
る。代替的には、他の既知の化合物が、ヴィアを遮蔽層の表面に接続するのに用
いられる。
ヴィアは、完全に導電性物質により満たされ、平らあるいは誘電性層1004
及び1006の外表面を超えてわずかに広がっている。遮蔽層を形成する材料は
、適切な電気的コンタクトを与えるため、導電性物質の端部一面にアビュ
ートされ(abutted)、あるいは堆積される。この技術及び他の既知の技術によ
り、2つの遮蔽層(1012、1014)に互いに結合する一連のヴィアを提供
するのに用いられる。
このヴィアは、アンテナの端部に沿ったいくつかのパターンのいずれのものに
も配置される。このヴィアは端部に沿って、互い違いのペアとして、実質的に直
線に配置され、あるいは何かランダムな空間あるいは配置をとってもよい。この
ような場合が好ましい配置であるため、アンテナからの放射の進行を抑制するた
め、ヴィアは、重要な波長の約1/4よりも端部近傍から少しも離れていない。
このようにヴィアをスペーシングあるいは配置するため、事実上の導電壁が形成
され、重要な放射を遮断あるいは封じ込め、これにより2つの遮蔽層は互いにシ
ョート(short)する。
図10(c)において、アンテナ1000の側面あるいは端部は、遮蔽側面層
1020a及び1020bとして示された導電性遮蔽物質1020の平坦層で覆
われる。これら層は接触し、他の遮蔽層(1012,1014)の間に拡張する
。ここで、遮蔽層を生成するのに用いられる同一のあるいは他の導電性物質は、
同一のあるいは類似の技術を用いて堆積される。代替的には、薄型板、ストリッ
プ、あるいはテープの型式の導電性材料は他の遮蔽層に接着剤を用いてあるいは
ハンダメッキにより適所に支持される。側面層は、この工程において補助するた
め、望まれるとおり、他の層の端部あるいは上部にオーバーラップするように製
造される。導電性コーティングは、アンテナ1000を形成する基板の側面上に
堆積しあるいはブラシされる液体状の物質のように用いられる。例えばこの物質
は、不均一な構造としての遮蔽層のすべてを形成するため、基板の外表面全体に
適用される導電性フィラーを含有するエポキシあるいは樹脂を含む。いずれの場
合でも、導電性材料の厚さは、封じ込められた放射が貫通あるいは漏れるのを防
止するのに充分である。
本発明の代替的な形態では、分離した遮蔽構造あるいは囲いが製造され、その
後アンテナ700はその構造の中に設置される。これは、ある応用における、ま
た他を遮蔽する遮蔽層を用いずに、特定の基板アンテナデザインが用いられる場
合に有用である。例えば、導電性壁とともに直角断面が管状形状あるい
は“C”形状のチャネル要素が、基板アンテナが後に取り付けられる位置に設け
られる。この型式の構造は、図10(d)及び10(e)の遠近図に示される。
図10(d)では、基板アンテナ300を支持し、望ましい遮蔽を提供するた
めの方形断面を有する管状材あるいは近接チャネル1030を形成するのに導電
性材料が用いられる。ここで、薄型金属板あるいは他の導電性材料が折り畳まれ
、これによりチューブ1030が形成される。しかしながら、チューブ1030
を形成するのに他の材料及び形状は用いられる。例えば、望ましい製造技術内に
適用させる、あるいはワイヤレス装置内のある空間あるいは支持構造内に適応さ
せるため、断面は、より丸みを帯び、長円形の、方形の、楕円形の、あるいは釣
り合いのとれた三角形や不規則な形状を有している。
図10(e)では、アンテナを支持し、望ましい遮蔽を提供するため、一の側
面に沿って、開口1034を有する“C”形状のチャネル1032を形成するの
に導電性材料が用いられる。ここで、薄型金属板あるいは他の導電性材料が折り
畳まれ、方形のチャネル1030が形成される。チューブ1030の場合を示し
たが、ギャップを有する環状のような他の形状も用いられる。加えて、囲いある
いはチャネル1032の開口側面は、アンテナの大きい側の表面の一つに沿って
配置される。主な側面あるいは表面の一つは、開いており、導電性材料によりコ
ーティングされたハウジング102の側壁に対して配置され、あるいは図6に示
すようなその側面の望ましい遮蔽層を形成するため、導電性材料により設けられ
る。
上記用いられる導電性ヴィア1016及び層1020はまた、基板アンテナ1
000の両側面に沿って拡張する必要がない。すなわち、これら導電性構造はま
た特定の応用において望まれるような、“C”形状の遮蔽構造を形成するために
単一の側面に沿って配置することもできる。
チューブ1030及びチャネル1032を製造するのに用いられる材料には、
エネルギー及び放射の大部分が外表面に貫通するのを防止し、組立の目的からし
て充分に強度の高い構造を形成するのに充分に厚くする必要がある。このような
管状材あるいはチャネルの側面は、望ましいとしてもトレースとしてそ
の全長について拡張する必要はなく、充分短いか、あるいはアンテナのパッドに
接触するのを可能にする開口を有する。
チューブ1030あるいはチャネル1032は、銅、黄銅、あるいはアルミニ
ウムのような材料から既知の押し出し技術を用いて形成されてもよいが、他の材
料も用いられる。チューブ1030あるいはチャネル1032は、導電性材料で
コーティングされるプラスティックシェルあるいは管状材を用いても形成される
。代替的には、導電性材料が埋め込まれたプラスティックあるいは樹脂(エポキ
シ)材料が用いられる。
拡大され分離された距離あるいは寸法が、アンテナとチューブ1030あるい
はチャネル1032との間のギャップにおけるアンテナを取り囲む空間として図
示の目的で示されている。実際には、この空間はおそらくかなり小さく、チュー
ブ1030あるいはチャネル1032の内部にアンテナが滑り込むのにちようど
充分な大きさである。ボンドあるいは接着剤、チューブ1030あるいはチャネ
ル1032の端部(あるいは側面)上のつまみあるいは曲がり端部や、あるいは
アンテナ及び内部壁との間の単なる摩擦のようないくつかの既知の技術を用いて
アンテナは適所に支持される。
本発明の一の実施形態による遮蔽基板アンテナを用い、ホイップアンテナ10
4とヘリカルアンテナ106を除去した結果は、図8(c)の側平面図により容
易に明らかにされる。図8(c)では、電話100’は図1(b)の電話と同じ
として示されているが、本発明をアンテナ104及び106の代わりに用いてい
る。この形状の場合、ハウジング102’は外部アンテナに関連して通常設けら
れる開口なくして製造され、より美的価値の高い外観が提供される。
本発明の好ましい形態の説明は、当該技術に熟練したいかなる者にも本発明を
製造し或いは用いることができるように提供される。これら実施形態に対する様
々な変形は、用いられるワイヤレス装置の型式のような技術に熟練した者により
容易に明らかにされ、ここで定義される一般的な原理は、発明能力を用いること
なくして他の実施形態に適用可能である。従って、本発明はここで示される実施
形態に限定されることを意図するものではなく、ここで開示される
原理及び新規な特徴に関して矛盾しない最も広い範囲に一致する。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY,
DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I
T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ
,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML,
MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K
E,LS,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM
,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM)
,AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,
BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,D
K,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM
,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE,
KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,L
T,LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX
,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,
SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,U
A,UG,UZ,VN,YU,ZW
【要約の続き】
物質層(1020)を適用することである。代替的に
は、多数の導電性ヴィア(1016)が第1及び第2の
導電性遮蔽層の間に結合して基板を貫通するように拡張
形成される。導電性パッド(710,1010)近傍の
遮蔽囲みの一端を貫通して、あるいはその周辺に通路が
形成され、アンテナに対する適切な信号フィードが提供
される。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.ワイヤレス通信装置に用いられる遮蔽基板アンテナであって、 所定の厚さ及び長さを有する少なくとも一つの不導電性支持基板と、 少なくとも一つの所定の周波数において電磁エネルギーを有するアクティブ放 射体として動作するように選択された長さ及び形状を有し、前記支持基盤上に形 成された少なくとも一つの導電性トレースと、 前記導電性トレースの少なくとも2つの側面から離間して配置され、該側面を 少なくとも部分的に閉じる導電性囲いと を具備してなることを特徴とする遮蔽基板アンテナ。 2.前記導電性囲いは、前記導電性トレースの反対側面から離間して、該反対側 面上に配置された少なくとも2つの平坦な導電性遮蔽層を有することを特徴とす る請求項1に記載の遮蔽基板アンテナ。 3.前記導電性囲いは、前記導電性トレースの4つの側面のうちの3つを部分的 に閉じるC形状のチャネル構造を有することを特徴とする請求項2に記載の遮蔽 基板アンテナ。 4.前記導電性囲いは、前記導電性トレースの各側面から離間して、該側面上に 配置された少なくとも4つの平坦な導電性遮蔽層を有することを特徴とする請求 項1に記載の遮蔽基板アンテナ。 5.前記導電性囲いは、前記導電性トレースを閉じる方形断面管状構造を有する ことを特徴とする請求項4に記載の遮蔽基板アンテナ。 6.前記導電性囲いは、前記導電性トレースから離間して、該トレースを実質的 に取り囲む管状導電性遮蔽層を有することを特徴とする請求項1に記載の遮蔽基 板アンテナ。 7.前記導電性囲いは、前記導電性トレースを部分的に閉じるC形状構造を有す ることを特徴とする請求項6に記載の遮蔽基板アンテナ。 8.前記基板は、誘電性物質からなり、前記トレースはその上に金属材料を堆積 することにより形成されることを特徴とする請求項1に記載の遮蔽基板アンテナ 。 9.前記遮蔽基板アンテナはさらに、 前記トレースを超えて配置された不導電性物質層と、 前記誘電性物質の反対側面に配置された第1及び第2の不導電性遮蔽層とを有 することを特徴とする請求項6に記載の遮蔽基板アンテナ。 10.前記遮蔽基板アンテナは、 第1及び第2の導電性遮蔽層の間に、かつこれら両層に接続されて拡張する複 数の導電性ヴィアを有することを特徴とする請求項9に記載の遮蔽基板アンテナ 。 11.前記遮蔽基板アンテナは、 第1及び第2の導電性遮蔽層の間に、かつこれら両層に接続されて拡張する少 なくとも2つの平坦な導電層を有することを特徴とする請求項9に記載の遮蔽基 板アンテナ。 12.前記遮蔽基板アンテナは、 前記トレースのフィード端に接続される導電性パッドと、少なくとも前記平坦 な導電性遮蔽層の一つを貫通する通路とを有し、ばね型式の信号接触要素とイン ターフェース接続することを特徴とする請求項2に記載の遮蔽基板アンテナ。 13.前記遮蔽基板アンテナはさらに、 前記トレースのフィード端に接続される導電性パッドを有し、ばね型式の信号 接触要素とインターフェース接続することを特徴とする請求項1に記載の遮蔽基 板アンテナ。 14.前記導電性囲いは、その表面上に導電性コーティングを有するプラスティ ックの物質を有することを特徴とする請求項1に記載の遮蔽基板アンテナ。 15.ワイヤレス通信装置において用いられる基板アンテナを遮蔽する方法であ って、 少なくとも一つの不導電性支持基板を有し、この基板は、その上に、少なくと も一つの所定の周波数にいてアクティブ放射体として動作するように選択された 長さ及び形状を有する少なくとも一つの導電性トレースを持ち、所定の厚さ及び 長さを有するものであって、 前記導電性トレースの2つの側面から離間して導電性囲いを配置し、少なくと も該2つの側面を部分的に閉じることを特徴とする基板アンテナの遮蔽方法。 16.前記導電性囲いとしての前記導電性トレースの反対側側面から離間して、 該側面上に、少なくとも2つの平坦な導電性遮蔽層を配置することを特徴とする 請求項15に記載の基板アンテナの遮蔽方法。 17.前記導電性トレースを部分的に閉じるC形状のチャネル構造として、前記 導電性囲いを形成することを特徴とする請求項16に記載の基板アンテナの遮蔽 方法。 18.前記導電性囲いとしての前記導電性トレースの各側面から離間して、該側 面上に、少なくとも4つの平坦な導電性遮蔽層を配置することを特徴とする請求 項15に記載の基板アンテナの遮蔽方法。 19.さらに前記トレースを軽視するために誘電性物質上に金属性物質を配置す ることを特徴とする請求項15に記載の基板アンテナの遮蔽方法。 20.前記基板アンテナの遮蔽方法はさらに、 前記トレースを超えて不導電性物質からなる層を形成する工程と、 前記誘電性物質の反対側側面上に、第1及び第2の導電性遮蔽層を形成する工 程と を含むことを特徴とする請求項19に記載の基板アンテナの遮蔽方法。 21.さらに第1及び第2の導電性遮蔽層の間に、これら両層に接続されて拡張 する複数の導電性ヴィアを形成することを特徴とする請求項20に記載の基板ア ンテナの遮蔽方法。 22.さらに第1及び第2の導電性遮蔽層の間に、これら両層に接続されて拡張 する少なくとも2つの平坦な導電層を形成することを特徴とする請求項20に記 載の基板アンテナの遮蔽方法。 23.さらに前記トレースのフィード端に接続される導電性パッドを形成し、ば ね型式の信号接触要素にインターフェース接続することを特徴とする請求項15 に記載の基板アンテナの遮蔽方法。 24.さらに前記導電性囲いを、表面に導電性コーティングを有するプラステ ィックの物質により形成することを特徴とする請求項15に記載の基板アンテナ の遮蔽方法。
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