JP2003318640A - マルチバンド内蔵アンテナ - Google Patents

マルチバンド内蔵アンテナ

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JP2003318640A JP2002229680A JP2002229680A JP2003318640A JP 2003318640 A JP2003318640 A JP 2003318640A JP 2002229680 A JP2002229680 A JP 2002229680A JP 2002229680 A JP2002229680 A JP 2002229680A JP 2003318640 A JP2003318640 A JP 2003318640A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、所定の長さのＬＣ結合型給電ライ
ンを放射パッチと一定の間隔を隔てて形成することによ
りマルチバンド特性を具現すると共に、周波数帯域幅の
広い平面逆Ｆアンテナ(ＰＩＦＡ)を提供する。 【解決手段】 本発明による平面逆Ｆアンテナは、電流
を給電する給電ピン２５と該給電ピン２５の一端にその
一端が連結される所定の長さの給電ライン２６とから成
る給電部；前記給電ライン２６と所定の間隔を隔てて形
成され前記給電部を通して供給される電流を誘起する放
射パッチ２２；及び前記放射パッチ２２に一端が連結さ
れ他端は接地される短絡部から成ることができる。この
ように、本発明の平面逆Ｆアンテナによると、給電ライ
ンの長さ及び形状とオープンスタブ及びマッチングパッ
ドを用いてアンテナをより小型化できるばかりでなく、
マルチバンド特性のための設計自由度を向上させながら
使用周波数の帯域幅を広く確保できる効果を奏する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は移動通信端末機用内
蔵アンテナに関するもので、特に、所定の長さでありな
がら放射パッチと一定の間隔を置いたＬＣ結合型給電ラ
イン(LC coupledfeedline)を用いて、多重周波数帯域を
確保しながらも使用周波数の帯域幅が広い平面逆Ｆアン
テナ(planar inverted F antenna:ＰＩＦＡ)に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】最近、移動通信端末機は小型化及び軽量
化しつつも多様な機能を備えることが要求されている。
かかるニーズを満たすべく移動通信端末機に採用される
内蔵回路及び部品は多機能化を実現すると同時に漸次小
型化されてきた。こうした流れは移動通信端末機の主要
部品の一つであるアンテナにおいても同様である。
【０００３】一般に用いる移動通信機用アンテナには、
ヘリカルアンテナと平面逆Ｆアンテナとがある。ヘリカ
ルアンテナの場合、端末機上端に固定された外装型アン
テナとして、主にモノポールアンテナと併用される。ヘ
リカルアンテナとモノポールアンテナの併用形態はλ／
４長さで、端末機に内蔵されていて使用時に外部に引出
されヘリカルアンテナと同時にアンテナの役割を果たす
ようになっている。
【０００４】かかるアンテナは高利得が得られる利点が
あるが、無指向性の為に電磁波の人体有害基準であるＳ
ＡＲ特性が良くなく、ヘリカルアンテナは端末機の美的
外観及び携帯機能に適する外観設計が困難で、モノポー
ルアンテナも端末機内にその長さに充分な内部空間を別
途設けなければならないので、小型化のための製品設計
に制約がかかるという問題点がある。
【０００５】一方、かかる欠点を克服したアンテナに、
低プロパイル構造の平面逆Ｆアンテナがある。図８は従
来の平板逆Ｆアンテナ(ＰＩＦＡ)の構造を示している。
前記ＰＩＦＡは放射パッチ１０２、短絡ピン１０４、同
軸線１０５、及び接地板１０９から成る。前記放射パッ
チ１０２は同軸線１０５を通して給電され、前記短絡ピ
ン１０４により接地板１０９と短絡してインピーダンス
整合を成す。前記ＰＩＦＡは、短絡ピン１０４の幅(Ｗ
ｐ)とパッチ１０９の幅(Ｗ)に応じて前記パッチ１０９
の長さ(Ｌ)とアンテナの高さ(Ｈ)を考慮して設計しなけ
ればならない。
【０００６】かかるＰＩＦＡは、前記放射パッチ１０９
に誘起された電流により発生する全ビーム中接地面側に
向かうビームが再誘起されて人体に向かうビームを減衰
しＳＡＲ特性を改善させると共に、放射パッチ方向に誘
起されるビームを強化する指向性を有し、矩形の平板型
放射パッチの長さが半減した矩形マイクロストリップア
ンテナとして作動しながら低プロパイル構造を実現する
ことができるので脚光を浴びている。
【０００７】かかるＰＩＦＡは多機能化の流れに応じて
改良されてきた。とりわけ、相異なる使用周波数帯域を
具現できるようデュアルバンドアンテナの形で積極的に
開発に取り組まれている。かかる一例として、図９に示
すデュアルバンド平面逆Ｆアンテナが提供された。デュ
アルバンドＰＩＦＡ１１０は、図８と同じ原理からデュ
アルバンド特性を具現したものである。図９に示すよう
に、デュアルバンドＰＩＦＡ１１０の構造は、平板矩形
の放射パッチ１１２、前記放射パッチ１１２を接地させ
る短絡ピン１１４、前記放射パッチ１１２に給電する給
電ピン１１５、及び接地板１１９の形成された誘電体ブ
ロック１１１から成り、また、デュアルバンド機能を具
現すべく前記放射パッチ１１２の内部にＵ字形スロット
が形成される。かかるスロットは、実質的に二つの放射
パッチ領域に区分し給電ピン１１５を通して電流を前記
スロット別に相異なる周波数帯域において共振する電気
的長さとなるよう誘起させることにより、相異する両周
波数帯域(例えば、ＧＳＭバンドとＤＣＳバンド)におい
て動作可能になる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、最近は、使
用周波数帯域がＣＤＭＡ帯域(約８２４〜８９４MHz)、
ＧＰＳ帯域(約１５７０〜１５８０MHz)、ＰＣＳ帯域(約
１７５０〜１８７０MHzまたは１８５０〜１９９０MHz)
及びブルートゥース帯域(約２４００〜２４８０MHz)等
より多様化しつつあり、デュアルバンド以上のマルチバ
ンド特性が要求されてきたが、前記スロットを用いた方
式のみでアンテナを設計するには限界があるばかりでな
く、従来のＰＩＦＡ構造は移動通信端末機上に実装され
るようプロパイルが低く、周波数帯域幅が狭小にならざ
るを得ない問題があった。とりわけ、ＰＩＦＡの設計に
おいて重要な要素であるアンテナの高さは、携帯性と美
的デザインを考慮した端末機幅の制限により制限される
ので、狭小な周波数帯域の問題はより深刻となる。
【０００９】これを解決する方法として、アンテナにチ
ップ型ＬＣ素子のようなディストリビューション回路を
さらに連結してインピーダンスマッチングを調整するこ
とによりやや広い周波数帯域を得ることができるが、こ
のようにアンテナの周波数調節に外部回路を介入させる
方法はアンテナ効率を低下させる更なる問題を引き起こ
しかねない。したがって、当技術分野において、平面逆
Ｆアンテナが有する低プロパイル構造などの利点を保ち
ながらも多様な周波数帯域において使用でき狭帯域幅特
性を改善した新たなＰＩＦＡ構造が要求されてきた。
【００１０】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたものであり、その目的は、所定の長さでありな
がら他の導電パターン(特に、放射パッチ)と一定の間隔
を隔てたＬＣ結合型給電ライン(LC coupled feedline)
を放射パッチから一定の間隔を置いて形成することによ
りマルチバンド特性を具現すると同時に、その使用周波
数帯域幅が広い平面逆Ｆアンテナ(planar inverted F a
ntenna:ＰＩＦＡ)を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、電流を給電する給電ピンと前記給電ピン
一端にその一端が連結された所定の長さの給電ラインと
で成る給電部；前記給電ラインと所定の間隔を置いて形
成され、前記給電部を通して供給される電流を誘起する
放射パッチ；及び前記放射パッチに一端が連結され他端
は接地された短絡部を含む平面逆Ｆアンテナ(ＰＩＦＡ)
を提供する。本発明による平面逆Ｆアンテナは基本的な
アンテナ構成及び給電ライン機能及び形状により様々な
実施の形態で具現することができる。先ず、本発明の第
１実施の形態による平面逆Ｆアンテナは、電流を給電す
るための給電ピンと、一端が前記給電ピンの一端に連結
された所定の長さの給電ラインと、一端が前記給電ライ
ンの他端に連結された連結ピンと、前記給電ラインと所
定の間隔ほど離隔された平面上に形成され前記連結ピン
の他端に連結され供給された電流を誘起し、一端が一境
界から始まり他端がパッチ内部領域に含まれるスロット
の形成された放射パッチと、前記放射パッチに一端が連
結され他端は接地された短絡部とから成ることができ
る。
【００１２】さらに、本発明の第２実施の形態による平
面逆Ｆアンテナは、電流を給電するための給電ピン；一
端が前記給電ピンの一端に連結される所定の長さの給電
ライン；前記給電ラインと所定の間隔を置いて形成さ
れ、前記給電ピンを通して供給された電流を誘起する放
射パッチ；及び前記放射パッチに一端が連結され他端に
は前記アンテナが搭載される移動通信端末機に設けられ
た接地板に連結されるための連結パッドが形成され、前
記連結パッドには前記給電ラインの他端が連結される短
絡部から成ることができる。
【００１３】さらに、本発明の第３実施の形態による平
面逆Ｆアンテナは、電流を給電するための給電ピン；一
端が前記給電ピンの一端に連結された第１長さの給電ラ
イン；前記給電ピンの一端にその一端が連結され前記第
１給電ラインと並列形成された第２長さの給電ライン；
前記第１及び第２給電ラインと各々所定の間隔を置いて
形成され、一境界から始まり他境界に延長されたスロッ
トにより前記給電ピンの他端を通して給電される第１パ
ッチ領域と前記第２給電ラインの他端に連結され給電さ
れる第２パッチ領域とに分割される放射パッチ；及び一
端には前記アンテナが搭載される移動通信端末機に設け
られた接地板と連結するための連結パッドが形成され、
他端は前記第１パッチ領域に連結され、前記連結パッド
には前記第１給電ラインの他端が連結される短絡部から
成ることもできる。
【００１４】このように、本発明の特徴は、所定の長さ
の給電ラインを放射パッチと一定の間隔を置いて形成す
ることで前記給電ラインの長さによりインダクタンスが
調節され前記放射パッチとの間隔及び該給電ラインの面
積によりキャパシタンスを調節できるＬＣカップリング
部分をアンテナ構造自体に付加できることにある。こう
して、本発明のＰＩＦＡは使用周波数帯域を拡張できる
ばかりでなく、マルチバンドを具現するアンテナをより
多様に設計できる利点を得られる。かかる給電ラインは
一端が全て給電ピンと連結される構造となっているが、
上述の実施の形態のように給電ラインの他端の連結構造
によって二種の形態が有り得る。即ち、前記第１実施の
形態のように他端が放射パッチと連結された構造として
該放射パッチに直接電流を供給しながら該放射パッチと
組合で電気的共振長さを形成するものであり、他形態は
前記第２実施の形態のように他端が短絡ピン(または短
絡ピン下部の連結パッド)と連結され、それ自体電気的
共振長さを形成するものである。ひいては、前記両形態
は結合して前記第第３実施の形態のような一つのアンテ
ナに具現されることもできる。
【００１５】さらに、本発明によるＬＣ結合型給電ライ
ンは所定の長さを有し他の導電パターン(特に、放射パ
ッチ)と一定の間隔を隔てる構造から成り、こうした範
囲内で多様な形態で付加され得る。即ち、前記給電ライ
ンは単純ループ形状、メアンダーライン形状、及びその
組合はもちろん、少なくとも給電ラインの一部が他の平
面空間上に延長された構造となってもよい。とりわけ、
本発明のアンテナが少なくとも二つの誘電体層が積層さ
れた構造物から成り、各要素が各表面に導電性パターン
で形成される場合は、前記給電ラインが少なくともその
一部が他の誘電体対層の表面または同一誘電体層の他の
表面に形成され得る。かかる給電ラインの形態は小さい
プロパイルでよりその長さを充分確保できるなど新たな
アンテナ特性を図れる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明を
より詳しく説明する。図１（Ａ）は本発明の第１実施の
形態によるＰＩＦＡ構造２０を示す概略斜視図である。
理解の便宜を図り、放射パッチ２２の形成された面を分
離図示している。図１（Ａ）に示すように、前記ＰＩＦ
Ａ２０は、誘電体ブロック２１の上面と下面とに各々形
成された矩形放射パッチ２２と接地部２９、前記放射パ
ッチ２２を前記接地部２９に連結する短絡ピン２４、給
電ピン２５、及び給電ライン２６から成る。前記放射パ
ッチには図９に示したように、スロット(Ｓ)が形成され
所望の両周波数帯域においてλ／４位の電気的共振長さ
が形成される。かかるスロット(Ｓ)は充分な共振長さが
確保されるよう形成することが好ましい。とりわけ、図
９に示したように一端の一境界から始まり給電されるパ
ッチ領域内に収まるようＵ字形に形成することが好まし
い。
【００１７】さらに、前記給電ライン２６は所定の長さ
を有し、前記放射パッチ２２と前記接地部２９との間に
形成されたループ型構造から成る。図１（Ｂ）は図１
（Ａ）に含まれたループ型給電ライン２６の概略斜視図
である。ループ型給電ライン２６は、一端が前記給電ピ
ン２５に連結され他端は連結ピン２３を通して放射パッ
チ２２に連結され、放射パッチ２２と一定の間隔を隔て
てループ形状のラインに形成されている。かかるループ
型給電ライン２６は、その長さから決まるインダクタン
ス値(Ｌ)と、放射パッチ２２との間隔及びライン面積な
どから決まるキャパシタンス値(Ｃ)を有する。さらに、
放射パッチ２２との間に配置された誘電体材料により異
なりもする。したがって、外部マッチング回路を追加す
ることなくアンテナに含まれインピーダンスをマッチン
グするＬＣカップル回路と同じ機能として働き、アンテ
ナ効率を低下させることなく、より広い周波数帯域を確
保できる。
【００１８】それと共に、本実施の形態においては、前
記ループ型給電ライン２６はその他端が放射パッチに連
結され電流を供給することにより、自ら一つの電気的共
振長さを有するばかりでなく、スロット(Ｓ)が形成され
た放射パッチ２２との組合せによりさらなる電気的共振
長さを形成する。このように、前記ループ型給電ライン
２６とスロット(Ｓ)が形成された放射パッチ２２とで相
異なる周波数帯域において共振するトリプルアンテナ構
造を容易に具現することができる。この際、各周波数帯
域は、放射パッチのスロット(Ｓ)と前記給電ライン２６
の形状を調整することにより設定可能である。
【００１９】このように、前記ループ型給電ラインは自
らの電気的長さと形状によりインピーダンスマッチング
及び周波数チューニングが可能であるが、かかる調整を
より容易に具現すべく、図２（Ａ）ないし２（Ｃ）に示
す形態のように、さらなる要素を追加してもよい。
【００２０】図２（Ａ）ないし２（Ｃ）は、図１と類似
する構造であるがインピーダンスマッチングと周波数チ
ューニング機能の向上された実施の形態によるＰＩＦＡ
４０を示す。図２（Ａ）ないし２（Ｃ）は各々前記ＰＩ
ＦＡ４０の平面図、底面から見た概略斜視図、及び底面
図である。とりわけ、図２（Ａ）ないし２（Ｃ）に示す
ＰＩＦＡは、図９及び図１のように誘電体ブロックから
成らず、アンテナ自体に形成された接地部無しで移動通
信端末機のハウジングに設けられた接地板(図示せず)に
連結された形態を示す例である。特に、本実施の形態に
よるＰＩＦＡは絶縁体のケース４１に具現された形態で
あるが、これに限るわけではない。とりわけ、本実施の
形態に用いた絶縁体構造物はプラスチック材質から成る
ケースである。
【００２１】図２（Ａ）に示すＰＩＦＡ４０は、その上
面に放射パッチ４２が設けられている。前記放射パッチ
４２には、スロット(Ｓ)が形成され図１（Ａ）のＰＩＦ
Ａ２０のように所望の両周波数帯域においてλ／４位の
電気的共振長さを形成する。前記放射パッチ４２上に点
で表示した地点(Ｐ１)は、各々図２（Ｂ）及び図２
（Ｃ）のように給電ライン４６の他端と連結される地点
を示す。かかる連結は、図示のようにケース状の絶縁体
構造物を貫通して具現することができる。さらに、短絡
ピン（短絡部）４４は前記放射パッチ４２に連結され、
その側壁外側に沿って形成される。
【００２２】図２（Ｂ）に示すように、前記ＰＩＦＡに
用いた絶縁体構造物４１は、前記ケース形状で、側壁部
で囲まれた内部面と該内部面に対応する外部面を有する
構造であることが判る。前記絶縁体構造物４１の外側壁
に沿って形成された短絡ピン４４は端末機ハウジングに
設けられた接地板(図示せず)に連結され放射パッチ４２
を短絡させる。そのために、所定の面積から成る接地用
連結パッドを追加してもよい。さらに、前記絶縁体構造
物４１の内部面には、一端が給電ピン４５に連結され他
端が連結ピン４３を通して放射パッチ４２に連結される
ループ型給電ライン４６が形成されている。前記ループ
型給電ライン４６は所定の長さとなるよう大きく周り込
む形状から成るが、当業者にとって自明なように、これ
に限られるものではなく所望のマッチングに適したＬＣ
構造となるよう多様な形態、即ち、メアンダーライン(m
eander-line)形状や他の平面空間上に一部が形成された
立体形状に変形され得る。一方、本実施の形態のよう
に、ＰＩＦＡ４０は、インピーダンスマッチングと周波
数チューニングをより容易に調節するためのマッチング
パッド４７(matching pad)とオープンスタブ４８(open
stub)をさらに含むこともできる。また、前記給電ピン
４５は給電ライン４６から側壁を貫通して該側壁の外側
に沿って形成される。ここで、前記給電ピン４５と短絡
ピン４４はできる限り側壁の高さより長いようベンディ
ングした状態で移動通信端末機内の外部給電回路と接地
板に連結されるよう形成する。
【００２３】図２（Ｃ）には、前記マッチングパッド４
７とオープンスタブ４８の構造が詳しく示してある。即
ち、前記マッチングパッド４７は給電ピン４５と隣接し
た給電ライン４６部分に形成され、前記オープンスタブ
４８は一端が前記給電ピン４５に連結されて前記ループ
型給電ライン４６と並列に形成される。
【００２４】このように本実施の形態の場合、ループ型
給電ライン４６の長さと形状のみに頼らず設計の多様性
を期することができ、とりわけアンテナの全体のプロパ
イルを縮減できるばかりでなく広帯域マッチングもより
容易に具現できる利点がある。こうしたマッチングパッ
ド４７及びオープンスタブ４８は、以下の実施の形態に
おいて特に言及されなくとも選択または組合により本発
明のいかなる実施の形態とも結合して具現できることは
明らかである。
【００２５】このように、本発明は、従来のＰＩＦＡと
類似もしくはより小さい寸法で製造できて、しかも、よ
り広い周波数帯域幅を確保できる。図３は、図１及び図
２の実施の形態におけるＶＳＷＲ(voltage standing wa
ve ratio)グラフである。図３のグラフは、前記図１及
び図２の実施の形態に製造されたＧＳＭ帯域(８９０〜
９６０MHz)、ＤＳＣ帯域(１.７１〜１.８８GHz)及びブ
ルートゥース帯域(２.４〜２.４５GHz)において使用可
能なトリプルバンドアンテナにおける結果である。
【００２６】図３に示すように、前記三つの周波数帯域
において全てＶＳＷＲ値が２.４より低くなっている。
このように、使用周波数においてＶＳＷＲ値が２.５以
下であることはアンテナの効率的な動作を示す。即ち、
本発明はトリプルバンドアンテナに具現された形態にお
いても、使用周波数に対する充分な帯域幅を確保できる
ものである。図１の実施の形態の場合にＧＳＭ帯域(８
９０MHz付近)でやや高いＶＳＷＲ値が表れるが、これは
図２の実施の形態のように、マッチングパッド及び／ま
たはオープンスタブを付加しインピーダンスをマッチン
グすることで簡単に解決することができる。
【００２７】さらに、先に説明したように、本発明にお
いては、図１及び図２に示す第１実施の形態に用いたル
ープ型給電ラインと異なる第２実施の形態によるＰＩＦ
Ａを提供することができる。第２実施の形態のＰＩＦＡ
によると、ループ型給電ラインの他端を短絡ピン部分ま
たは短絡ピンに形成された接地用連結パッドに連結して
形成することもできる。かかる第２実施の形態において
は、第１実施の形態と異なり放射パッチのための給電は
従来の方式のように給電ピンを通して行われるが、所定
の長さに形成され放射パッチと離隔されながらＬＣ結合
型給電ラインを形成する点では同じである。
【００２８】図４（Ａ）及び４（Ｂ）は本発明の第２実
施の形態によるＰＩＦＡ６０及びそのループ型給電ライ
ン６６を示す概略斜視図である。図４（Ａ）に示すよう
に、前記ＰＩＦＡ６０は略直方体状のセラミック素体６
１を用いて具現した形態であり、且つ搭載される印刷回
路基板部位に接地部が除去された状態で適用されるアン
テナ構造の例である。前記ＰＩＦＡ６０は、放射パッチ
６２、短絡ピン６４、及びループ型給電ライン６６が各
面に形成されたセラミック素体から成っている。前記給
電ピン６５は放射パッチ６２と所定の間隔を隔てて電磁
気的結合(Electro-Magnetic Coupling)により給電され
る構造となっているが、これに限らず直接連結され給電
することもできる。さらに、短絡ピン６４は前記放射パ
ッチ６２を短絡させるために一端が連結され、前記ルー
プ型給電ライン６６の一端は給電ピン６５の一端に連結
され前記短絡ピン６４の他端まで連結される構造から成
る。図４（Ｂ）に示すように、前記短絡ピン６４の他端
に、移動通信端末機のハウジングに設けられた接地板と
連結されるため連結パッド６４'が設けられる場合、前
記ループ型給電ライン６６はその連結パッド６４'に連
結され接地されることが好ましい。
【００２９】本実施の形態によるループ型給電ライン６
６は図４（Ｂ）に別途に示してある。図４（Ｂ）に示す
ように、ループ型給電ライン６６は、接地された短絡ピ
ン６４(特に、連結パッド６４')と電流を供給する給電
ピン６５の各端部に連結され、自ら所定の周波数帯域に
おいて共振する電気的長さを有する。さらに、給電ピン
６５を通して放射パッチ６２に電流を誘起させ他の周波
数帯域において使用することもできる。このように、図
４（Ａ）及び４（Ｂ）の実施の形態はデュアルバンドア
ンテナとして作動する。本実施の形態においても、前記
放射パッチ６２に、先に述べた実施の形態のように所定
のスロットを形成すればトリプルバンドアンテナの具現
も可能であることは、本明細書の説明全般に亙って当業
者にとって明らかな事実である。
【００３０】図５は図４（Ａ）に示した第２実施の形態
によるＰＩＦＡのＶＳＷＲ値を示すグラフである。図５
のグラフは、前記第２実施の形態により製造されたＧＰ
Ｓ帯域(１.５７〜１.５８GHz)とＰＣＳ帯域(１.７５〜
１.８７GHz)において動作するＰＩＦＡの結果である。
図５に示すように、前記ＰＩＦＡは、ＶＳＷＲ値が２.
５以下で６００MHzの広帯域幅を示し、該帯域幅には所
望の使用周波数帯域であるＧＰＳ帯域とＰＣＳ帯域が全
て含まれることが判る。本実施の形態よりも小型化した
いならＷＣＤＭＡ(ＩＭＴ−２０００)帯域において使用
可能なアンテナを設計することもできる。このように、
本発明はループ型給電ラインを採用することにより多様
な形態にマルチバンドアンテナを具現できるばかりでな
く、その周波数帯域もより広く確保できることがわか
る。
【００３１】さらに、本発明の第１実施の形態と第２実
施の形態による給電ラインを結合して一つのアンテナに
適用した第３実施の形態を提供することもできる。図６
は本発明の第３実施の形態により両形態の給電ラインを
結合したＰＩＦＡを示す概略斜視図である。
【００３２】図６に示すように、全体的に図４と類似し
てセラミック素体７１に短絡ピン７４と給電ピン７５が
形成されループ型の給電ライン７６、８６を用いるが、
図４のループ型給電ライン６６の連結構造に似た第１長
さを有する第１ループ型給電ライン７６の他にもさらに
第２長さを有する第２ループ型給電ライン８６が形成さ
れている。前記第２ループ型給電ライン８６は前記給電
ピンの一端に連結され前記第１ループ型給電ライン７６
と並列連結される。
【００３３】さらに、放射パッチは、一境界から始まり
他境界に延長されたスロット(Ｓ)により前記給電ピン７
５の他端を通して給電される第１パッチ領域７２と、前
記第２ループ型給電ライン８６の他端に連結され給電さ
れる第２パッチ領域８２とに分割されている。このよう
に第１実施の形態と第２実施の形態において用いられる
ループ型給電ラインの両形態を結合して具現することも
できる。前記ＰＩＦＡ７０は、両ループ型給電ライン７
６、８６に対する電気的共振長さと、両放射パッチ領域
７２、８２に対する電気的共振長さを異ならせ、四つの
周波数帯域において作動することが期される。
【００３４】さらに、前記実施の形態においてはループ
型給電ラインの例を挙げたが、先に説明したように本発
明による給電ラインはメアンダーライン形状など多様な
形状に変更可能である。こうした異なる給電ライン構造
を用いたＰＩＦＡ９０の構造が図７に示してある。図７
に示す給電ライン９６ａ、９６ｂ、９６ｃは一部９６ｂ
が他の平面空間上に形成された形態である。本実施の形
態においては、かかる給電ライン構造を容易に具現すべ
く、二つの誘電体層９１ａ、９１ｂを積層した構造を採
用している。
【００３５】図７のＰＩＦＡ９０は、放射パッチ９２、
給電ピン９５、該給電ピン９５から延長された給電ライ
ン９６ａ、９６ｂ、９６ｃ、該給電ラインの端部に形成
され放射パッチに連結される連結ピン９３、及び放射パ
ッチを接地させる短絡ピン９４から成る。給電ラインの
構造は、図１に示す第１実施の形態と類似する連結構造
となっているが、二つの誘電体層を用いて立体的な形状
を成す。即ち、本実施の形態による給電ラインは、第１
誘電体層９６ａの下面に給電ピンの一端に連結され形成
されたライン部分９６ａと、該ライン部分９６ａに連結
され第１誘電体層上面(または第２誘電体下面)に形成さ
れたライン部分９６ｂと、該ライン部分９６ｂに連結さ
れ再び第１誘電体層下面上に形成され連結ピンを通して
放射パッチに連結される部分９６ｃから成ることができ
る。こうした他の平面空間上に一部を形成して立体的な
給電ライン構造を形成する方式は多様に具現可能で、か
かる形態に応じてライン長さ、面積、及び他の導電パタ
ーンとの間隔などを異ならせる設計自由度を増大させら
れる。このように、給電ラインは多様な形態に具現する
ことができる。即ち、本実施の形態のように他の平面上
に一部を形成する立体形状の他にも、メアンダーライン
形状を給電ラインの全体または一部に採用してもよく、
前記立体形状と結合してもよい。
【００３６】さらに、本実施の形態においては二つの誘
電体層を用いたが、これに限るわけではなく、即ち誘電
体層の数を異ならせることもでき二層構造から成る誘電
体ケースを用いてもよい。さらに、他の平面上に給電ラ
イン部分を側面に形成された導電パターンにより連結す
るが、導電性バイアホール方式により連結できることは
当業者にとって自明であろう。
【００３７】以上に説明した本発明は上述の実施の形態
及び添付の図面により限定されるものではなく、添付の
請求の範囲により限定される。したがって、請求の範囲
に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内にお
いて多様なる形態の置換、変形及び変更が可能であるこ
とは当技術分野において通常の知識を有する者にとって
は明白である。
【００３８】
【発明の効果】上述のように、本発明の平面逆Ｆアンテ
ナによると、給電ラインの長さ及び形状とオープンスタ
ブ及びマッチングパッドを用いてアンテナをより小型化
できるばかりでなく、マルチバンド特性のための設計自
由度を向上させながらも使用周波数の帯域幅を広く確保
できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）及び（Ｂ）は各々本発明の第１実施の形
態によるＰＩＦＡ及びその給電ラインを示す概略斜視図
である。
【図２】（Ａ）ないし（Ｃ）は各々本発明の異なる第１
実施の形態によるＰＩＦＡを示す平面図、斜視図及び底
面図である。
【図３】本発明の第１実施の形態によるＰＩＦＡにおい
た周波数帯域によるＶＳＷＲ値を示すグラフである。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は各々本発明の第２実施の形
態によるＰＩＦＡ及びその給電ラインを示す概略斜視図
である。
【図５】本発明の第２実施の形態によるＰＩＦＡにおい
た周波数帯域によるＶＳＷＲ値を示すグラフである。
【図６】本発明の第３実施の形態によるＰＩＦＡを示す
概略斜視図である。
【図７】本発明の第４実施の形態によるＰＩＦＡを示す
概略斜視図である。
【図８】従来の平面逆Ｆアンテナ(ＰＩＦＡ)の動作原理
を説明するための概略斜視図である。
【図９】従来のデュアルバンドＰＩＦＡを示す概略斜視
図である。
【符号の説明】
２０、４０、６０、７０、９０ アンテナ ２２、４２、６２、７２、９２ 放射パッチ ２３、４３、８３、９３ 連結ピン ２４、４４、６４、７４、９４ 短絡ピン ２５、４５、６５、７５、９５ 給電ピン ２６、４６、６６、７６、８６、９６ａ、９６ｂ、９６
ｃ ＬＣ結合型給電ライン ２９ 接地部 ４７ マッチングパッド ４８ オープンスタブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 1/38 Ｈ０４Ｂ 1/38 Ｆターム(参考） 5J045 AA02 AA03 AB05 DA06 DA10 EA08 FA01 GA02 HA03 JA11 NA03 5J046 AA03 AA07 AB08 AB13 PA04 PA07 5K011 AA06 JA01

Claims (53)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外部回路に連結する給電ピンおよび前記
    給電ピンに一端が連結された所定の長さの給電ラインと
    で成る給電部と、 前記給電部と所定の間隔ほど離隔された空間上に形成さ
    れ、前記給電部の一部に連結され前記給電部から供給さ
    れる電流を誘起する放射パッチと、 前記放射パッチに一端が連結され他端は接地された短絡
    部と、 を備えたことを特徴とするマルチバンド内蔵アンテナ。
  2. 【請求項２】 前記給電ラインはループ形状から成るこ
    とを特徴とする請求項１に記載のマルチバンド内蔵アン
    テナ。
  3. 【請求項３】 前記給電ラインはメアンダーライン(mea
    nder-line)形状から成ることを特徴とする請求項１に記
    載のマルチバンド内蔵アンテナ。
  4. 【請求項４】 前記アンテナは積層された複数個の誘電
    体層の各表面に導電性パターンで形成され、 前記給電ラインは、少なくとも前記給電ラインの一部が
    他の誘電体層の表面または同一誘電体層の他の表面に形
    成されることを特徴とする請求項１に記載のマルチバン
    ド内蔵アンテナ。
  5. 【請求項５】 前記放射パッチに連結された前記給電部
    の一部は前記給電ラインの他端であることを特徴とする
    請求項１に記載のマルチバンド内蔵アンテナ。
  6. 【請求項６】 前記給電ラインは、 前記給電ラインの他端と前記放射パッチとを連結するた
    めの連結ピンをさらに備えたことを特徴とする請求項５
    に記載のマルチバンド内蔵アンテナ。
  7. 【請求項７】 前記放射パッチは、 一端が一境界から始まり他端が前記放射パッチの内部領
    域に含まれて形成されたスロットを含み、前記スロット
    により実質的に両パッチ領域に区分されて相異なる周波
    数帯域において共振するよう電気的長さが異なることを
    特徴とする請求項５に記載のマルチバンド内蔵アンテ
    ナ。
  8. 【請求項８】 前記スロットは、前記放射パッチの内部
    領域に含まれた他端が給電される領域と隣接して設けら
    れることを特徴とする請求項７に記載のマルチバンド内
    蔵アンテナ。
  9. 【請求項９】 前記給電ラインは、前記放射パッチに形
    成されたスロットと略重なるよう形成されることを特徴
    とする請求項７に記載のマルチバンド内蔵アンテナ。
  10. 【請求項１０】 前記給電ラインは一端が前記給電部の
    両端間の部分に連結され、他端が前記短絡部の接地され
    た他端に連結され、 前記放射パッチは前記給電ピンの他端を通して電流の供
    給を受けることを特徴とする請求項１に記載のマルチバ
    ンド内蔵アンテナ。
  11. 【請求項１１】 前記放射パッチは、 一端が一境界から始まり他端が他境界まで延長され形成
    されたスロットを含み、前記スロットにより前記短絡部
    の一端に連結された第１パッチ領域と第２パッチ領域と
    に分割され、 前記アンテナは、一端が前記給電ピンの一端に連結され
    他端が前記第２パッチ領域に連結された追加的な給電ラ
    インをさらに備えたことを特徴とする請求項１０に記載
    のマルチバンド内蔵アンテナ。
  12. 【請求項１２】 前記スロットの両端は放射パッチの同
    一辺に隣接するよう位置させることを特徴とする請求項
    １１に記載のマルチバンド内蔵アンテナ。
  13. 【請求項１３】 前記給電ピンの他端は前記放射パッチ
    と所定の距離ほど離隔され電磁気的結合(electro-magne
    tic coupling)を形成することを特徴とする請求項１０
    に記載のマルチバンド内蔵アンテナ。
  14. 【請求項１４】 前記給電ピンの他端は前記放射パッチ
    に連結されることを特徴とする請求項１０に記載のマル
    チバンド内蔵アンテナ。
  15. 【請求項１５】 前記短絡部の接地された他端には、前
    記アンテナが搭載される移動通信端末機に設けられた接
    地板に連結されるよう連結パッドが設けられることを特
    徴とする請求項１に記載のマルチバンド内蔵アンテナ。
  16. 【請求項１６】 前記アンテナは、 前記放射パッチと対向する面に形成されて前記短絡部の
    他端に連結された接地部をさらに備えたことを特徴とす
    る請求項１に記載のマルチバンド内蔵アンテナ。
  17. 【請求項１７】 前記給電ラインは、その長さ及び面積
    によりインダクタンス値及びキャパシタンス値を調節で
    きるＬＣ結合型給電ラインであることを特徴とする請求
    項１に記載のマルチバンド内蔵アンテナ。
  18. 【請求項１８】 前記アンテナは、 前記給電ラインのうち前記給電ピンと隣接した部分に形
    成され、該給電ラインの共振インピーダンスを調節する
    ためのマッチングパッドをさらに備えたことを特徴とす
    る請求項１に記載のマルチバンド内蔵アンテナ。
  19. 【請求項１９】 前記アンテナは、 前記給電ピンの一端に連結されて前記給電ラインと並列
    形成された所定の長さのオープンスタブ(open stub)を
    さらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のマルチ
    バンド内蔵アンテナ。
  20. 【請求項２０】 電流を給電するための給電ピンと、 一端が前記給電ピンの一端に連結され、所定の長さに形
    成された給電ラインと、 一端が前記給電ラインの他端に連結された連結ピンと、 前記給電ラインと所定の間隔ほど離隔された平面上に形
    成されて前記連結ピンの他端に連結され供給された電流
    を誘起し、一端が一境界から始まり他端がパッチの内部
    領域に含まれるスロットが形成された放射パッチと、 前記放射パッチに一端が連結され他端は接地された短絡
    部と、 を備えたことを特徴とするマルチバンド内蔵アンテナ。
  21. 【請求項２１】 前記アンテナは、略ケース形状の絶縁
    体構造物上に導電体から成り、前記ケース形状の絶縁体
    構造物は側壁部で囲まれた内部面と該内部面に対応する
    外部面を有し、 前記放射パッチは前記ケース形状の絶縁体構造物の外部
    面に形成され、前記給電ラインは前記ケース形状の絶縁
    体構造物の内部面に形成されることを特徴とする請求項
    ２０に記載のマルチバンド内蔵アンテナ。
  22. 【請求項２２】 前記放射パッチと前記給電ラインとを
    連結する前記連結ピンは、前記絶縁体構造物を貫通して
    形成されることを特徴とする請求項２１に記載のマルチ
    バンド内蔵アンテナ。
  23. 【請求項２３】 前記給電ピンは、前記給電ラインの一
    端から延長され、少なくとも側壁部の高さより長く形成
    された導電体であることを特徴とする請求項２１に記載
    のマルチバンド内蔵アンテナ。
  24. 【請求項２４】 前記短絡部は、前記放射パッチから延
    長され、少なくとも側壁部の高さより長く形成された導
    電体であることを特徴とする請求項２１に記載のマルチ
    バンド内蔵アンテナ。
  25. 【請求項２５】 前記給電ラインはループ形状から成る
    ことを特徴とする請求項２０に記載のマルチバンド内蔵
    アンテナ。
  26. 【請求項２６】 前記給電ラインはメアンダーライン形
    状から成ることを特徴とする請求項２０に記載のマルチ
    バンド内蔵アンテナ。
  27. 【請求項２７】 前記アンテナは積層された少なくとも
    二つの誘電体層の各表面上に導電パターンで形成され、 前記給電ラインは、少なくとも前記給電ラインの一部が
    他の誘電体層の表面または同一誘電体層の他の表面上に
    形成されることを特徴とする請求項２０に記載のマルチ
    バンド内蔵アンテナ。
  28. 【請求項２８】 前記スロットは、前記放射パッチの内
    部領域に含まれた他端が給電される領域と隣接して形成
    されることを特徴とする請求項２０に記載のマルチバン
    ド内蔵アンテナ。
  29. 【請求項２９】 前記短絡部の一端が連結された放射パ
    ッチ領域と前記給電ラインに連結された放射パッチ領域
    とは、同一辺上に隣接して位置されることを特徴とする
    請求項２０に記載のマルチバンド内蔵アンテナ。
  30. 【請求項３０】 前記短絡部の接地された他端には、前
    記アンテナが搭載される移動通信端末機に設けられた接
    地板に連結するための連結パッドが形成されることを特
    徴とする請求項２０に記載のマルチバンド内蔵アンテ
    ナ。
  31. 【請求項３１】 前記アンテナは、 前記短絡部の他端に連結された接地部をさらに備えたこ
    とを特徴とする請求項２０に記載のマルチバンド内蔵ア
    ンテナ。
  32. 【請求項３２】 前記アンテナは、 前記給電ラインのうち前記給電ピンと隣接した部分に形
    成されて前記給電ラインの共振インピーダンスを調節す
    るためのマッチングパッドをさらに備えたことを特徴と
    する請求項２０に記載のマルチバンド内蔵アンテナ。
  33. 【請求項３３】 前記アンテナは、 前記給電ピンの他端に連結されて前記給電ラインと並列
    形成された所定の長さのオープンスタブをさらに備えた
    ことを特徴とする請求項２０に記載のマルチバンド内蔵
    アンテナ。
  34. 【請求項３４】 一端に給電パッドを具備して電流を給
    電する給電ピンと、 一端が前記給電ピンに連結された所定の長さの給電ライ
    ンと、 前記給電ラインと所定の間隔ほど離隔された空間に形成
    され、前記給電部から供給された電流を誘起する放射パ
    ッチと、 一端が前記放射パッチに連結されて他端が前記給電ライ
    ンの他端に連結され、前記他端には前記アンテナが搭載
    される移動通信端末機に設けられた接地板に連結するた
    めの連結パッドを有する短絡ピンと、 を備えたことを特徴とするマルチバンド内蔵アンテナ。
  35. 【請求項３５】 前記給電ラインはループ形状から成る
    ことを特徴とする請求項３４に記載のマルチバンド内蔵
    アンテナ。
  36. 【請求項３６】 前記給電ラインはメアンダーライン形
    状から成ることを特徴とする請求項３４に記載のマルチ
    バンド内蔵アンテナ。
  37. 【請求項３７】 前記アンテナは積層された少なくとも
    二つの誘電体層の各表面に導電性パターンで形成され、
    前記給電ラインは少なくとも前記給電ラインの一部が他
    の誘電体層の表面または同誘電体層の他の表面に形成さ
    れることを特徴とする請求項３４に記載のマルチバンド
    内蔵アンテナ。
  38. 【請求項３８】 前記放射パッチは、 一端が一境界から始まり他端が前記放射パッチの内部領
    域に含まれるよう形成されたスロットを含み、前記スロ
    ットにより実質的に区分された両パッチ領域が相異なる
    周波数帯域において共振するよう電気的長さが異なるこ
    とを特徴とする請求項３４に記載のマルチバンド内蔵ア
    ンテナ。
  39. 【請求項３９】 前記スロットは、前記放射パッチの内
    部領域に含まれた他端が給電される領域と隣接して形成
    されることを特徴とする請求項３８に記載のマルチバン
    ド内蔵アンテナ。
  40. 【請求項４０】 前記給電ピンの他端は、前記放射パッ
    チと所定の間隔ほど離隔され電磁気的結合を形成するこ
    とを特徴とする請求項３４に記載のマルチバンド内蔵ア
    ンテナ。
  41. 【請求項４１】 前記給電ピンの他端は前記放射パッチ
    に連結されることを特徴とする請求項３４に記載のマル
    チバンド内蔵アンテナ。
  42. 【請求項４２】 前記アンテナは、前記給電ラインのう
    ち前記給電ピンと隣接した部分に形成され、該給電ライ
    ンの共振インピーダンスを調節するためのマッチングパ
    ッドをさらに備えたことを特徴とする請求項３４に記載
    のマルチバンド内蔵アンテナ。
  43. 【請求項４３】 前記アンテナは、 前記給電ピンの他端に連結されて前記給電ラインと並列
    形成された所定の長さのオープンスタブをさらに備えた
    ことを特徴とする請求項３４に記載のマルチバンド内蔵
    アンテナ。
  44. 【請求項４４】 電流を給電する給電ピンと、 一端が前記給電ピンの一端に連結された第１長さの第１
    給電ラインと、 前記給電ピンの一端に連結されて前記第１給電ラインと
    並列形成された第２長さの第２給電ラインと、 前記第１及び第２給電ラインと各々所定の間隔を置いて
    形成され、一境界から始まり他の境界に延長されたスロ
    ットにより前記給電ピンの他端を通して給電される第１
    パッチ領域と前記第２給電ラインの他端に連結されて給
    電される第２パッチ領域とに分割された放射パッチと、 一端には前記アンテナが搭載される移動通信端末機に設
    けられた接地板に連結されるための連結パッドが形成さ
    れ、他端は前記第１パッチ領域と連結され、前記連結パ
    ッドには前記第１給電ラインの他端が連結される短絡部
    と、 を備えたことを特徴とするマルチバンド内蔵アンテナ。
  45. 【請求項４５】 前記第１及び第２給電ラインのうち、
    少なくとも一つはループ形状から成ることを特徴とする
    請求項４４に記載のマルチバンド内蔵アンテナ。
  46. 【請求項４６】 前記第１及び第２給電ラインのうち、
    少なくとも一つはメアンダーライン形状から成ることを
    特徴とする請求項４４に記載のマルチバンド内蔵アンテ
    ナ。
  47. 【請求項４７】 前記アンテナは積層された少なくとも
    二つの誘電体層の各表面に導電性パターンで形成され、 前記第１及び第２給電ラインのうち、少なくとも一つ
    は、少なくとも前記第１及び第２給電ラインの一部が他
    誘電体層の表面または同誘電体層の他の表面に形成され
    ることを特徴とする請求項４４に記載のマルチバンド内
    蔵アンテナ。
  48. 【請求項４８】 前記給電ラインは、 前記給電ラインの他端と前記放射パッチとを連結するた
    めの連結ピンをさらに備えたことを特徴とする請求項４
    ４に記載のマルチバンド内蔵アンテナ。
  49. 【請求項４９】 前記放射パッチに形成されたスロット
    の両端は放射パッチの同一辺上に位置することを特徴と
    する請求項４４に記載のマルチバンド内蔵アンテナ。
  50. 【請求項５０】 前記給電ピンの他端は、前記放射パッ
    チと所定の間隔ほど離隔され電磁気的結合を形成するこ
    とを特徴とする請求項４４に記載のマルチバンド内蔵ア
    ンテナ。
  51. 【請求項５１】 前記給電ピンの他端は前記放射パッチ
    に連結されることを特徴とする請求項４４に記載のマル
    チバンド内蔵アンテナ。
  52. 【請求項５２】 前記アンテナは、 前記第１及び第２給電ラインのうち、少なくとも一つに
    は前記給電ピンと隣接した部分に形成されて共振インピ
    ーダンスを調節するためのマッチングパッドをさらに備
    えたことを特徴とする請求項４４に記載のマルチバンド
    内蔵アンテナ。
  53. 【請求項５３】 前記アンテナは、 前記給電ピンの一端に連結されて前記第１及び第２給電
    ラインと並列形成された所定の長さのオープンスタブを
    さらに備えたことを特徴とする請求項４４に記載のマル
    チバンド内蔵アンテナ。
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