JP2002185239A - アンテナ構造及び無線装置 - Google Patents

アンテナ構造及び無線装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アンテナ効率を下げないで、広い周波数帯域
のアンテナ構造を実現する。 【解決手段】 アンテナの平面放射体(110)に設け
られている溝(103)は、種々の周波数範囲の共振を
生成するために使用され、2つ以上の別個の周波数範囲
と、使用されるいくつかの移動通信システムの帯域巾を
対象として含む少なくとも1つの周波数範囲との生成を
可能にする。溝(103)が、平面放射体(110)上
に実装され、その溝の少なくとも一部分が給電点(10
1)と接地点(102)との間に配置されるように実装
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、小型アンテナ構造
に関する。本発明は、特に、移動局に用いられ、1つの
給電点から給電される内部アンテナに関する。
【0002】
【従来の技術】特に移動局のサイズがますます小さくな
ってゆくので、装置に使われるアンテナ構造を小型化す
るという新しい必要条件が課される。アンテナのQ値が
低いほど、利用し得る帯域幅が広くなるように、アンテ
ナ共振の帯域幅がアンテナ構造のQ値に依存するので、
アンテナのサイズは物理の原理に依存する。アンテナの
Q値を低くする最も容易な方法はアンテナを大きくする
という方法であるが、アンテナが必要とするスペースが
限られているならば、Q値を下げるのは極めて困難であ
る。
【0003】平面逆Fアンテナ(PIFA)の利点は小
型であることであり、その全体が装置の内側に配置され
ることとなるように前記装置に統合することができる。
図1(a)は従来技術の従来のPIFAアンテナ・エレ
メント100を示しており、このアンテナ・エレメント
100は、平面放射体110と、接地平面120と、接
地点102と給電点101とを含んでいる。放射体11
0の辺104及び105の長さは40.0mmであり、
辺107及び108の長さは25.0mmであり、給電
点は両方の辺108及び104から2.0mmの距離を
置いて配置されている。接地点102の接地線の幅は
5.0mmであり、それは辺104に配置されており、
接地線の辺104に平行な中心は辺108から12.5
mmの距離を置いて配置されている。接地平面120の
辺121及び122の長さは100.0mmであり、辺
123及び126の長さは40.0mmであり、接地平
面120と放射体110との間の距離は5.0mmであ
る。空気又はその他の誘電体材料が絶縁材料として接地
平面120と放射体110との間及び上に設けられてい
る。PIFAアンテナの放射体110は、接地点102
を介して接地平面120に結合されている。接地点の形
状は、点在しているか或いは図1(a)に示されている
接地線と同様である。以下では、参照符102は接地点
及び接地線を示す。放射体110及び接地点102の物
理的寸法と、放射体エレメント及び接地平面の間の距離
とはPIFAアンテナの共振周波数に影響を及ぼす。放
射体110は、放射体の辺から、或いは図1(a)が示
しているように接地平面及び絶縁材料を貫通して給電線
を通すことによって、給電される。接地点102の接地
線の幅の変化はアンテナの共振周波数に変化を生じさせ
る。接地線の幅が減少すると共振周波数が低下し、同様
に、接地線の幅が広ければ共振周波数が高まる。接地線
の幅は、アンテナ・エレメントの側面と同じであるか或
いは最も狭い状態では単なる導体であるかのいずれかで
あってもよい。
【0004】PIFAアンテナの主な問題は、波長に関
して主としてアンテナの放射体と接地平面との間の距離
から生じる、狭いインピーダンス帯域である。
【0005】図1(b)は上記の寸法を用いた図1
(a)のアンテナ構造の周波数帯域を示している。この
グラフでは、x軸はGHzを単位とする周波数を示し、
y軸はアンテナ・エレメントの放射効率[%]、アンテナ
効率[%]、及びアンテナ整合(S11)[dB]を示す。図
1(b)は、アンテナ効率50%での、図1(a)のア
ンテナ構造の周波数帯域が約1400〜1700MHz
の範囲にあることを示している。
【0006】アンテナ・エレメントの放射効率は、アン
テナが整合しているときのアンテナ・エレメントの放射
効率を指す。アンテナ効率は、その効率がアンテナ整合
を含むときのアンテナ効率を指している。
【0007】例えばアンテナ構造に並列共振器を作るこ
とによりPIFAの帯域幅を広げようとする試みがなさ
れている。図2(a)はアンテナ構造を示しており、こ
の構造では,長さが僅かに異なる2つのアンテナ・エレ
メント201及び202で共振が生成され、そのうちの
小さい方のエレメント202は高い方の周波数共振を生
成し、大きい方のエレメント201は低い方の周波数共
振を生成する。
【0008】図2(b)は主エレメント205と寄生エ
レメント206とを有するアンテナ構造を示しており、
エレメント205及び206は共振を生成するために全
長にわたって互いに分離されている。しかし、上記アン
テナの帯域幅の増大は、図1(a)のアンテナにより作
られる帯域幅と比べると比較的に小さいままである。
【0009】隣り合う数個の共振を設けることは、アン
テナの帯域幅を広げる1つの方法である。アンテナ・エ
レメントの整合は隣り合う共振を提供することがある。
例えば給電及び接地ストリップで、ストリップの幅及び
長さの寸法を決めることにより、且つストリップ間の相
互距離の関係により、ストリップのインピーダンスを希
望通りに構成することを可能にすることにより整合を実
行することができる。整合を与えられた共振は容易に損
失性であり、その結果として、整合により達成された利
得が失われることがある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】アンテナ・エレメント
について実行される解決策では、共振周波数の個数を増
やすために溝がアンテナ・エレメントに付け加えられ
る。しかし、小さいアンテナでは溝は容易に溝放射体と
して作用し、隣り合う共振アンテナ・エレメント同士を
互いに強く結合させ、溝の周囲に共振器を提供する。更
に、このことの結果として、前記周波数での放射共振が
低く、溝の近傍での電流密度が高く、アンテナの損失を
増大させる。
【0011】本出願人の前の欧州特許出願1 020 948
は、高い方の1800MHz周波数範囲に共振を与える
第1の溝を有する2つの帯域のアンテナ構造を開示して
いる。その放射体は、前記の第1の溝から分岐する第2
の溝も含んでいる。第2の溝の幅を広げると、GSMの
1800MHz周波数範囲における帯域幅が狭まると共
にGSMの900MHz周波数範囲における共振エレメ
ントの増幅が減少する。第2の溝の長さを大きくする
と、GSMの900MHz周波数範囲における帯域幅が
広がると共に1800MHz周波数範囲における増幅が
減少する。前記アンテナ構造では、前記の第2の溝は、
低い方の周波数範囲(900MHz)における帯域幅を
増大させると共に高い方の周波数範囲(1800MH
z)における帯域幅を減少させる。従って、この種の解
決策は、高い方の周波数範囲についてなるべく広い帯域
幅を達成しようと試みる場合に用いるのには良く適して
いない。
【0012】
【課題を解決するための手段】特に、しかし必ずしもそ
うではないけれども、移動システムに用いるためのアン
テナ構造が今や提供され、その実現は、アンテナのQ値
を下げることを可能にし、その帯域幅を増大させる。ア
ンテナ構造の、平面電気伝導面から成る放射体に配置さ
れた給電点及び接地点は、溝で互いに分離され、その平
面放射体に配置される。その溝は、給電点と接地点との
間に設けられるべき線分が溝を横切るように溝の小さい
方の部分は、溝を横切る線分の、溝の開放端を含む側に
設けられ、対応的に、溝の大きな方の部分は、前記線分
の反対側に設けられる。前述した種類の溝を放射体に付
け加えると、放射体の表面に分布する表面電流の経路が
変化する結果となって、アンテナが複数の共振を生じさ
せ、良好な放射効率で帯域幅が増大する結果となる。溝
の実質的な長さは、最も高い共振周波数の波長の四分の
一を上回る。その長さは、始点と終点との間での溝内に
あり得る最も真っ直ぐな経路として規定される。前記経
路の始点は、溝の開放端の中央に配置される。終点は、
溝内の放射体の辺の、始点から前記終点まで測られた、
溝内にあり得る最も真っ直ぐな経路の、そこまでの距離
が最も長い点に配置される。
【0013】溝はアンテナの中央領域に開いたスペース
を提供し、いろいろなアンテナ・エレメント部分の容量
性結合を減少させる。別の利点は、アンテナにより使用
されるスペースが可能な限り効率よく利用されることで
ある。
【0014】本発明の第1の態様は、接地平面と、接地
平面から距離を置いて配置された放射体と、前記接地平
面と前記放射体の間の絶縁層と、信号を前記放射体に供
給する少なくとも1つの給電点と、放射体を接地平面に
接地するための少なくとも1つの接地点とを含むアンテ
ナ構造を提供し、放射体は、開放端と閉鎖端とを含む少
なくとも1つの溝を含んでおり、前記給電点と前記接地
点との間に作られるべき線分が前記溝を横切ることとな
るように溝は少なくとも部分的に前記の少なくとも1つ
の給電点と前記の少なくとも1つの接地点との間に配置
されており、溝の小さい方の部分は、溝を横切る線分
の、溝の開放端が設けられている側に設けられ、溝の大
きい方の部分は、溝を横切る線分の反対側に設けられて
おり、その側に溝の閉鎖端が配置されていることを特徴
とする。
【0015】本発明の第2の態様は、無線周波数信号を
送信するためのアンテナ構造を含む無線装置を提供し、
そのアンテナ構造は、更に、接地平面と、接地平面から
ある距離を置いて設けられた放射体と、前記接地平面及
び前記放射体の間の絶縁層と、信号を前記放射体に供給
する少なくとも1つの給電点と、放射体を接地平面に接
地するための少なくとも1つの接地点とを含み、放射体
は、開放端と閉鎖端とを含む少なくとも1つの溝を含ん
でおり、前記給電点と前記接地点との間に作られるべき
線分が前記溝を横切ることとなるように溝は少なくとも
部分的に前記の少なくとも1つの給電点と前記の少なく
とも1つの接地点との間に配置されており、溝の小さい
方の部分は、溝を横切る線分の、溝の開放端が設けられ
ている側に配置され、溝の大きい方の部分は、溝を横切
る線分の反対側に設けられており、その側に溝の閉鎖端
が配置されていることを特徴とする。
【0016】従来技術について図1及び2を参照して論
じた。次に、図3〜5を参照して本発明をより詳しく説
明する。
【0017】
【発明の実施の形態】図3(a)は、本発明によるアン
テナ・エレメント200の構造を示しており、その基礎
は平面PIFAアンテナである。アンテナ・エレメント
200は、接地平面120と、平面放射体110と、給
電点101と、接地点のための接地線102と、溝10
3とを含んでいる。前記溝103は電気伝導性材料では
ない部分である。溝は、例えば放射体110から電気伝
導性材料を除去することにより実現され得るものであ
る。アンテナ構造200の寸法は、図1(a)のアンテ
ナ構造100のそれと対応している。辺104における
溝103の狭い方の部分の幅は1.0mmである。溝1
03は辺104を2つの部分に分割し、長い方の部分の
長さは34.0mmであり、短い方の部分の長さは5.
0mmである。溝103の広い方の部分と辺104,1
05及び107との間の距離は、最短で5.0mmであ
る。溝103の広い方の部分と辺108との間の距離は
最短で5.0mm、最長で14.0mmである。始点1
30から終点131まで測定された溝の実質的長さ(参
照符132)は37.6mmである。
【0018】給電点は、放射体の最も近い辺から実質的
距離を置いて配置されるように接地平面を貫通する同軸
給電として実現されている。給電点は、接地点の接地線
102と同様に放射体110の辺に実現されても良い。
場所はアンテナ・エレメントの実際の構成に依存し、そ
れは給電点の場所により最適化される。接地点の接地線
102は、実質的に、放射体110の辺104に配置さ
れる。接地点は、辺104から実質的距離を置いて配置
されても良い。接地点102の形状は、給電点101等
の、形成された点であっても良く、それは、給電点とし
て、放射体の辺から実質的距離を置いて配置されても良
い。
【0019】溝103は辺104を2つの部分に分割
し、溝103は、放射体110を、辺105から見て、
辺105,107及び108が壊れないように接地点の
側にある部分と給電点の側にある部分とに分割してい
る。本発明のアンテナ構造では、給電点101と接地点
102との間に作られるべき線分が溝103を横切るよ
うに、溝103は少なくとも部分的に給電点101と接
地点102との間に配置されており、溝103の小さい
方の部分は、溝103を横切る線分の、放射体110の
辺104が溝103の開放端を形成する側に配置されて
いる。線分が辺104において接地点の接地線の中央に
作られるように溝103の、線分の異なる側にある部分
が辺107に平行な軸上で観察されるとき、溝の約8%
は前記線分と辺104との間の領域に配置され、対応的
に、約92%は線分の反対側にある。溝103の領域の
分布が線分の異なる側で観察されるときには、約0.5
%が線分と辺104との側の領域に配置され、約99.
5%が線分の他方の側に配置される。これらの比は、図
3(a)の構造に当てはまる例として与えられており、
その比は述べられたこれらと異なっていても良い。その
長さ又は幅などの溝の形状の変化及び/又は給電点又は
接地点の場所の変化による前記比の変化は、常に、アン
テナにより作られる放射電力及び共振周波数の変化をも
たらす。
【0020】図3(a)のアンテナ構造では、辺104
の側における終端部での溝103の幅は他の場所よりは
実質的に狭いけれども、それはもっと広くても良い。実
質的に溝103の縦方向において、溝は辺104の側の
端部よりも広い。溝103は溝の両端部で同じ広さであ
っても良い。辺104の側の端部における溝103の実
質的に狭い部分は辺104に対して垂直であるように配
置されており、垂直であることは必要条件ではなくて、
溝103を辺104に関して或る角度をなすように配置
することもできる。溝103の実質的に広い部分は、溝
の広い方の部分が放射体110の接地点102の側の領
域で辺104に平行であるように実現される。溝103
の広い方の部分は、辺104に関して斜めに配置されて
も良い。
【0021】溝103の形状は図3(a)に示されてい
るものに限定されず、その幅に対する長さの実質的比
は、図示されているものよりも大きくても小さくても良
い。放射体の領域における給電点の場所は、図3(a)
に示されている放射体の領域のみでの使用には限定され
ない。給電点は、接地点102のように、放射体の辺に
配置されても良い。接地点の場所も放射体の辺には限定
されず、給電点のように、放射体の辺から実質的距離を
置いて配置されても良い。
【0022】図3(b)は図3(a)のアンテナ・エレ
メント200の周波数帯域を示している。このグラフで
は、x軸はGHzを単位とする周波数を与え、y軸は放
射効率[%]、アンテナ効率 [%]、及びアンテナ整合(S
11)[dB]を与える。図1(a)のアンテナ・エレメン
トの周波数帯域を図1(b)に示されているものと比較
すると、図3(b)における本発明のアンテナ構造の周
波数帯域は第2の高い周波数帯域も含んでおり、それ
は、アンテナ効率50%で観察されると約2400〜3
000MHzの範囲に配置されている。更に、図1
(a)のアンテナ構造に従ってアンテナ効率50%で観
察されたとき約1400〜1700MHzの範囲に配置
されていた第1周波数帯域は、今は、同じ効率で観察さ
れたときに約1100〜1700MHzの範囲にあり、
前のと比べると帯域幅が約300MHz増大しているこ
とを示している。図1(b)と3(b)の放射効率を比
較すると、設けられた溝103は使用される周波数範囲
での放射電力を低下させないことに気が付く。
【0023】図4(a)は、後の比較のために、従来技
術の2つの帯域の平面PIFAアンテナに基づく、2つ
の帯域のアンテナ・エレメント300の構造を示してい
る。アンテナ・エレメント300は、接地平面120
と、平面放射体110と、給電点101と、接地点のた
めの接地線102と溝106とを含んでいる。
【0024】接地平面120の辺121及び122の長
さは46.0mmであり、辺123及び124の長さは
105.0mmである。接地平面は放射体110から
5.0mmの距離を置いて配置されている。溝106の
幅は1.0mmであり、長さは42.0mmであり、辺
108からのその距離は、最短箇所では6.0mmであ
り、最長箇所では辺114の長さ、即ち10.0mm、
に等しい。辺104の長さは35.0mmであり、辺1
07の長さは38.0mmであり、辺108の長さは4
5.0mmである。給電点101は、辺104からは
2.0mmの距離を置き、また辺108からは12.0
mmの距離を置いて配置されている。辺107に平行な
接地点102の接地線の長さは11.0mmである。
【0025】給電点101は接地平面を貫通する同軸給
電として実現されていて、放射体110の最も近い辺か
ら実質的距離を置いて配置されている。給電点は、接地
点の接地線102と同様に放射体110の辺において実
現されても良い。場所はアンテナ・エレメントの実際の
構成に依存し、それは給電点の場所により最適化され
る。接地点の接地線102は、辺104の側の端部にお
いて放射体110の辺107に実質的に配置される。接
地点は放射体110の辺104に配置されても良く、更
に、接地点の形状は給電点101などの点の形であって
も良く、それは、給電点のように、放射体の辺から実質
的距離を置くように配置されても良い。
【0026】溝106は辺104を2つの部分に分けて
おり、その溝は、放射体と同一平面内にある給電点10
1と辺108との間の領域に配置されている。溝106
は真っ直ぐでなくても良くて、湾曲し或いは曲がりくね
っていても良い。溝106は低い方の周波数範囲を作る
のに役立ち、それは、波長に関して低い方の周波数範囲
のエレメントの電気的長さを長くするために使用され
る。
【0027】図4(b)は、後の比較のために、図4
(a)のアンテナ・エレメント300の周波数帯域を図
示している。このグラフでは、x軸は周波数を示し、y
軸はアンテナ・エレメントの放射効率[%]、アンテナ効
率 [%]、及びアンテナ整合(S11)[dB]を示す。図4
(b)は、図4(a)のアンテナ構造の、アンテナ効率
50%での低い方の周波数帯域が約900〜1100M
Hzの範囲にあることを示している。高い方の周波数帯
域は、同じ効率で、約1600〜2000MHzの範囲
にある。
【0028】図5(a)は、2つ以上の周波数範囲に用
いられる本発明のアンテナ・エレメント400の構造を
図示しており、その基礎は図4(a)による2つの帯域
の平面PIFAアンテナである。アンテナ・エレメント
400は、接地平面120と、平面放射体110と、給
電点101と、接地点のための接地線102と、第1の
溝106と、第2の溝103と、を含んでいる。前記溝
106及び103は電気伝導性材料を含まない部分であ
る。
【0029】アンテナ構造400の外側寸法は、図4
(a)に示されているアンテナ構造300のそれと一致
する。溝103の狭い方の部分の長さは10.0mmで
あり、幅は1.0mmであり、それは辺107から1
5.0mmの距離を置いて配置されている。溝103の
広い方の部分の、第1辺(参照符133〜参照符13
4)から第2辺(参照符135〜参照符136)までの
幅は10.0mmである。始点130から終点131ま
で測った、溝の実質的長さ(参照符132)は約31.
0mmである。
【0030】給電点101は、放射体の最も近い辺から
実質的距離を置いて配置されるように接地平面を貫通す
る同軸給電として実現されている。場所はアンテナ・エ
レメントの実際の構成に依存し、それは給電点の場所に
より最適化される。接地点の接地線102は、辺104
の側の端部において放射体110の辺107に実質的に
配置される。接地点は辺104に配置されても良く、更
に、それは辺104及び107から実質的距離を置いて
配置されても良い。
【0031】溝106は、溝が給電点101と辺108
との間の領域に配置されるように辺104を2つの部分
に分割している。溝106は低い方の周波数範囲を作る
のに役立ち、これに対して、給電点101と接地点10
2と溝103とは、上の方の周波数範囲(単数または複
数)を作る。溝103は、更に、辺104における給電
点及び接地点(101及び102)の側のエレメントを
2つの部分に分割し、放射体110を、接地点の側のエ
レメント、給電点の側のエレメント、及び、更に、辺1
08の側のエレメントに分ける。本発明のアンテナ構造
では、給電点101と接地点102との間に作られるべ
き線分が溝103を横切ることとなるように、溝103
は少なくとも部分的に給電点101と接地点102との
間に配置され、それによって、溝103の小さい方の部
分は、溝103を横切る線分の、放射体110の辺10
4が溝103の開放端を形成する側に生じる。
【0032】線分の異なった側にある溝103の部分
が、線分が辺104において接地点の接地線の中央に作
られることとなるように辺107に平行な軸上で観察さ
れるとき、溝の約8%は前記線分と辺104との間の領
域に配置され、対応的に、約92%は線分の他方の側に
配置される。線分の異なる側で溝103により形成され
る領域の分割が観察されるとき、約0.5%は線分及び
辺104の側の領域に配置され、約99.5%は線分の
他方の側に配置される。これらの比は、図5(a)の構
造に当てはまる値の例として与えられており、また、言
及された比とは異なっていても良い。長さ、又は幅など
の、溝の形状の変化、及び/又は給電点又は接地点の位
置の変化による前記比の変化は、常に、アンテナにより
作られる放射電力及び共振周波数に変化をもたらす。
【0033】溝103の形状は図5(a)に示されてい
るものには限定されず、その実質的長さ及び幅は図5
(a)に示されているものより大きくても小さくても良
い。放射体の領域における給電点の位置は、図5(a)
に示されている放射体の領域のみにおける使用に限定は
されない。給電点は、接地点102がそうであるよう
に、放射体の辺に配置されても良い。接地点の位置は、
放射体の辺には限定されなくて、給電点がそうであるよ
うに放射体の辺から実質的距離を置いて配置されても良
い。
【0034】図5(b)は図5(a)のアンテナ・エレ
メントの周波数帯域を図示している。このグラフでは、
x軸はGHzを単位とする周波数を与え、y軸はアンテ
ナ・エレメントの放射効率[%]、アンテナ効率 [%]、及
びアンテナ整合(S11)[dB]を与える。図5(b)
は、アンテナ効率50%での、図5(a)のアンテナ構
造の低い方の周波数帯域が約900〜1100MHzの
範囲にあることを示している。同じ効率での、高い方の
周波数帯域は約1700〜3500MHzの範囲に配置
されている。今提示された結果を図4(b)における図
4(a)のアンテナ・エレメントの結果と比較すると、
図5(a)のアンテナ構造の溝103により生じる帯域
幅の増大が、本発明を実施していないアンテナ構造と比
べると高い方の周波数で顕著であることが分かる。別の
利点は、本発明の実施において、新しい構造はアンテナ
の放射電力について妥協をしない。
【0035】図4(a)のアンテナ構造のシミュレーシ
ョン結果を観察すると、低い方の周波数における周波数
帯域は、アンテナ効率50%で、約900〜1100M
Hzの範囲に配置され、高い方の周波数においては約1
600〜2000MHzの範囲に配置され、低い方の周
波数では約200MHzの帯域幅が、高い方の周波数で
は約400MHzの帯域幅がもたらされる。図5(a)
の本発明のアンテナ構造の結果は低い方の周波数では同
様であるけれども、今、高い方の周波数では周波数範囲
は約1700〜3500MHzであり、約1800MH
zの帯域幅がもたらされている。その結果として、アン
テナ構造における本発明による溝は、低い方の周波数範
囲の帯域幅或いは前記周波数範囲の位置に有害な影響を
及ぼすことなく、高い方の周波数における帯域幅を在来
のアンテナ構造と比べて殆ど5倍に増大させる。
【0036】本発明のアンテナ構造は、現在の全てのデ
ィジタル移動及びセルラ通信システムに応用され得るも
のである。本発明のアンテナは、内部アンテナが好まし
い特徴である全ての移動局或いは小型無線装置における
多周波数アンテナ解決策の実現に用いることのできるも
のである。本発明は、2つ以上の別々の周波数範囲又は
それらの周波数範囲の組み合わせを使用するような移動
局に特に応用可能である。一例はEGSM(880〜9
60MHz)、PCN(DCS1800,1710〜1
880MHz)及びW−CDMAシステム(1920〜
2170MHz)を含む移動局であり、それによって、
EGSMシステムは本発明のアンテナ構造により作られ
た低い方の周波数範囲で動作し、PCNとW−CDMA
システムとはそのアンテナ構造により作られた高い方の
周波数範囲で動作する。本発明のアンテナ解決策は広い
連続的な周波数範囲を提供するので、アンテナにとって
は、例えば、環境により引き起こされた周波数変化はあ
まり重要ではない。更に、同じアンテナ構造を種々の周
波数範囲に使用することができ、それを大量に製造する
ことを可能にし、製造コストが低くなるので、製造及び
設計のコストが節約される。
【0037】本発明のアンテナ構造における溝の設計を
用いて例えばアンテナ給電整合、周波数帯域の幅、周波
数範囲、効率、及びアンテナの電気的長さに影響を及ぼ
すことができる。しかし、本発明は、提示されている溝
形状には限定されなくて、溝は他の形状、長さ或いは幅
を持つことができる。前記溝は、常に、電気伝導性材料
を含まない部分である。例えば、放射体を通って延在し
ていて電気伝導性の材料を包含している溝形平面部分を
放射体から除去することによって溝を実現することがで
きる。もし、電気伝導性の平面層に加えて、放射体が放
射体と接地平面との間に絶縁材料の平面層を含んでいる
ならば、電気伝導性材料の溝形平面部分のみを除去する
ことにより、或いは、溝が前記の両方の層を貫通して延
在するように電気伝導性材料と絶縁性材料との両方の、
溝形平面部分を除去することにより、溝を実現すること
ができる。溝の実質的長さの小さい方の部分(50%未
満)と溝の領域とは給電点と接地点との間に作られるべ
き線分と溝の開放端を構成する辺との間の領域に配置さ
れ、対応的に、溝の実質的長さの大きい方の部分(50
%以上)と溝の領域とは前記線分の他方の側に配置され
る。好ましくは、溝の実質的長さの大きい方の部分と溝
の開放端を構成する領域内の溝の領域は溝の小さい方の
部分と比べてサイズは常に数倍である。溝の前記の大き
い方の部分の溝の前記の小さい方の部分に対する比が大
きいほど、本発明のアンテナ構造は所望の態様で良好に
動作する。
【0038】放射体のサイズに関しての接地平面のサイ
ズは、与えられた如何なる比にも限定されない。接地平
面は放射体に等しいか又はそれより大きくて良く、それ
によって、放射パターンは、典型的には、接地平面か
ら、放射体が配置されている接地平面の側へ向かう。接
地平面は放射体より小さくても良く、その場合にはアン
テナは、自由空間で放射する部分の方向における側へ、
および接地平面の反対側へも放射する。放射体と接地平
面とは平面表面である必要はない。それらの一方又は両
方は例えば湾曲していたり2重に湾曲する表面であって
も良い。
【0039】本発明は、アンテナ・エレメントを実現す
る与えられた如何なる方法や材料にも限定されない。放
射体及び接地平面は、銅板等の金属板から、或いは例え
ば電気伝導材料又はアンテナを作るのに適する他の材料
でコーティングされた絶縁材料等から好ましくは作られ
て良いものである。放射体が自立型構造として実現され
る場合には、放射体と接地平面との間の絶縁層として好
ましくは空気が使用される。他の絶縁材料としては、回
路基板の本体材料、セラミック材料或いはその他の誘電
体材料又はそれらの組み合わせがある。給電点及び接地
点の配置及び個数は上の例には限定されず、それらの個
数及び配置はアンテナ構造の用途に適するようにまちま
ちであって良い。
【0040】本発明の実施態様を本書において例により
説明した。本発明が上記実施態様の詳細には限定され
ず、本発明の特徴から逸脱することなく他の態様で本発
明を実施し得ることは当業者にとっては明白なことであ
る。従って、提示された実施態様は例示であって、限定
をするものではないとみなされるべきである。本発明の
実施態様及び使用法は、添付されている請求項のみによ
り限定される。請求項により規定されている種々の代替
の実施態様は、同等の実施態様を含めて、本発明の範囲
内にある。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は従来技術のPIFAアンテナ・エレメ
ントの構造を示し、(b)は(a)のPIFAアンテナ
の周波数帯域を示す図である。
【図2】(a)および(b)はPIFAアンテナ・エレ
メントの従来技術の構造を示す図である。
【図3】(a)は本発明のアンテナ・エレメントの構造
を示し、(b)は(a)のアンテナ・エレメントの周波
数帯域を示す図である。
【図4】(a)は2つ以上の周波数範囲で使用されるべ
きアンテナ・エレメントの構造を示し、(b)は(a)
のアンテナ・エレメントの周波数帯域を示す図である。
【図5】(a)は2つ以上の周波数範囲で使用されるべ
きアンテナ・エレメントの、本発明による構造を示し、
(b)は(a)のアンテナ・エレメントの周波数帯域を
示す図である。
【符号の説明】
101…給電点 102…接地線(接地点) 103…溝 104,105,107,108…辺 110…放射体 120…接地平面 200…アンテナ構造(アンテナ・エレメント)
フロントページの続き Fターム(参考) 5J045 AA02 AA03 AA05 DA10 EA07 HA06 NA01 5J046 AA04 AA07 AB13 PA07 5J047 AA04 AA07 AB13 FD01

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 接地平面(120)と、該接地平面から
    距離を置いて配置される放射体(110)と、前記接地
    平面と前記放射体の間の絶縁層(129)と、信号を前
    記放射体に供給する少なくとも1つの給電点(101)
    と、前記放射体(110)を前記接地平面(120)に
    接地するための少なくとも1つの接地点(102)と、
    を含むアンテナ構造(200)において、前記放射体
    (110)は、開放端と閉鎖端とを含む少なくとも1つ
    の溝(103)を含んでおり、前記給電点(101)と
    前記接地点(102)との間に作られるべき線分が前記
    溝を横切るように前記溝(103)は少なくとも部分的
    に前記少なくとも1つの給電点(101)と前記少なく
    とも1つの接地点(102)との間に配置されており、
    それにより前記溝の小さい方の部分は、該溝(103)
    の前記開放端が設けられている該溝を横切る前記線分の
    側に配置され、前記溝の大きい方の部分は、該溝を横切
    る前記線分の反対側に設けられており、その側に該溝
    (103)の前記閉鎖端が配置されていることを特徴と
    するアンテナ構造。
  2. 【請求項2】 前記溝(103)が、少なくとも1つの
    周波数帯域を生成するために少なくとも1つの共振周波
    数を生成するように配置されることを特徴とする請求項
    1に記載のアンテナ構造。
  3. 【請求項3】 前記溝が前記アンテナ構造(200)を
    前記給電点の側の部分と前記接地点の側の部分とに分割
    することを特徴とする請求項2に記載のアンテナ構造。
  4. 【請求項4】 前記溝(103)の開放端が、前記接地
    点の側の前記部分と前記給電点の側の前記部分との間の
    距離が前記溝のサイズに等しい、前記放射体(110)
    の点に配置されることを特徴とする請求項3に記載のア
    ンテナ構造。
  5. 【請求項5】 前記溝(103)の前記閉鎖端が、前記
    接地点の側の前記部分と前記給電点の側の前記部分とが
    合併する、前記放射体(110)の点に配置されること
    を特徴とする請求項3に記載のアンテナ構造。
  6. 【請求項6】 前記放射体(110)が平面を含むこと
    を特徴とする請求項1に記載のアンテナ構造。
  7. 【請求項7】 前記放射体(110)が曲面を含むこと
    を特徴とする請求項1に記載のアンテナ構造。
  8. 【請求項8】 前記放射体(110)が、少なくとも1
    つの周波数帯域のための共振周波数を作るために第2の
    溝(106)も含むことを特徴とする請求項1に記載の
    アンテナ構造。
  9. 【請求項9】 前記溝(103,106)が、電気伝導
    性材料を含まない部分であることを特徴とする請求項8
    に記載のアンテナ構造。
  10. 【請求項10】 前記絶縁層(129)が誘電体材料か
    ら成るものであることを特徴とする請求項1に記載のア
    ンテナ構造。
  11. 【請求項11】 前記放射体(110)と接地平面(1
    20)とが電気伝導性材料の層を含むことを特徴とする
    請求項1に記載のアンテナ構造。
  12. 【請求項12】 無線周波数信号を送信するためのアン
    テナ構造(200)を含む無線装置であって、該アンテ
    ナ構造(200)が、更に、接地平面(120)と、該
    接地平面から距離を置いて配置される放射体(110)
    と、前記接地平面と前記放射体との間の絶縁層(12
    9)と、信号を前記放射体に供給する少なくとも1つの
    給電点(101)と、前記放射体(110)を前記接地
    平面(120)に接地するための少なくとも1つの接地
    点(102)とを含む無線装置において、前記放射体
    (110)は、開放端と閉鎖端とを含む少なくとも1つ
    の溝(103)を含んでおり、前記給電点(101)と
    前記接地点(102)との間に作られるべき線分が前記
    溝を横切るように前記溝(103)は少なくとも部分的
    に前記少なくとも1つの給電点(101)と前記少なく
    とも1つの接地点(102)との間に配置されており、
    それにより前記溝の小さい方の部分は、該溝(103)
    の前記開放端が設けられている該溝を横切る前記線分の
    側に配置され、前記溝の大きい方の部分は、該溝を横切
    る前記線分の反対側に設けられており、その側に該溝
    (103)の前記閉鎖端が配置されていることを特徴と
    する無線装置。
  13. 【請求項13】 前記無線装置が移動局であることを特
    徴とする請求項12に記載の無線装置。
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