JP2003501926A - Flat plate monopole antenna - Google Patents

Flat plate monopole antenna

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JP2003501926A
JP2003501926A JP2001502194A JP2001502194A JP2003501926A JP 2003501926 A JP2003501926 A JP 2003501926A JP 2001502194 A JP2001502194 A JP 2001502194A JP 2001502194 A JP2001502194 A JP 2001502194A JP 2003501926 A JP2003501926 A JP 2003501926A
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inductor
antenna
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ground plane
communication device
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JP2001502194A
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ファイヤズ、ナーダー
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ユニバーシティー オブ ウォータールー
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Abstract

A monopole antenna includes a conductive ground plane, a conductive radiating plate, an antennae interface terminal, and a resonant network for defining operating characteristics of the antennae. The conductive radiating plate is spaced apart from the ground plane and, together with the ground plane, defines a cavity therebetween. The antennae interface terminal is in communication with the cavity and is electrically isolated from the ground plane and the radiating plate. The resonant network includes an inductive element electrically coupled between the interface terminal and the radiating plate. Preferably, the inductive element is disposed within the cavity and comprises a first air-core coiled wire inductor electrically coupled between the radiating plate and the interface terminal, and a second air-core coiled wire inductor electrically coupled between the interface terminal and the ground plane. Also, preferably each inductor has a number of wire turns, and the resonant network provides the antenna with a resonant frequency determined in accordance with the number of wire turns.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】 発明の分野 本発明は、フラットプレートアンテナ(flat-plate antenna)に関する。本発明
は特に、モバイル(mobile)ワイヤレス通信装置とともに使用されるのに適したフ
ラットプレートモノポールアンテナ(flat-plate monopole antenna)に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to flat-plate antennas. The invention particularly relates to a flat-plate monopole antenna suitable for use with mobile wireless communication devices.

【0002】 発明の背景 セルラー電話器のような従来のワイヤレス通信装置は、電子的情報を搬送し受
容するために、代表的にはモノポールアンテナを使用する。従来のセルラーモノ
ポールアンテナは、セルラー電話器のケーシングに接地された管状のアンテナ要
素と、接地された管状のアンテナ要素内に設けられた金属ロッドを備えている。
セルラー通信用に必要な大きい利得と帯域幅特性を達成するために、モノポール
アンテナは、一般的にセルラー電話器のケーシングの長さよりもかなり長くなけ
ればならない。長いモノポールアンテナは、セルラー電話器の可搬性を阻害する
ので、モノポールアンテナは、代表的には、セルラー電話器が使用されない場合
に、モノポールアンテナが電話ケーシング内に引っ込められるのを可能にする一
連の伸縮性のモノポールアンテナ部として製造される。しかしながら、モノポー
ルアンテナは、セルラー通信用に必要な利得と帯域幅特性を得るために依然とし
て延びていなければならない。したがって、アンテナ利得と帯域幅を妥協するこ
となしに、モノポールアンテナの寸法を減少する試みがなされてきた。
BACKGROUND OF THE INVENTION Conventional wireless communication devices, such as cellular telephones, typically use monopole antennas to carry and receive electronic information. A conventional cellular monopole antenna comprises a tubular antenna element grounded to the casing of a cellular telephone and a metal rod provided in the grounded tubular antenna element.
In order to achieve the large gain and bandwidth characteristics required for cellular communications, monopole antennas typically must be much longer than the length of the cellular telephone casing. Long monopole antennas hinder the portability of cellular phones, so they typically allow the monopole antenna to be retracted into the phone casing when the cellular phone is not used. It is manufactured as a series of stretchable monopole antenna parts. However, monopole antennas must still be extended to obtain the gain and bandwidth characteristics required for cellular communication. Therefore, attempts have been made to reduce the size of monopole antennas without compromising antenna gain and bandwidth.

【0003】 例えば、ヨコヤマ(Yokoyama)(米国特許4,791,423)は、モバイル電話
に使用するために適したマイクロストリップ(microstrip)アンテナを教示してい
る。マイクロストリップアンテナは、第1の接地(grounding)矩形導電性シート
と、接地導電性シートに平行な放射(radiating)矩形導電性シートと、第1の接
地導電性シートと放射導電性シートとの間で基板に設けられた供給ピンと、第1
の接地導電性シートの端部に対向し、第1の接地導電性シートと放射導電性シー
のスリーブに垂直に設けられた第2と第3の接地導電性シートを備えていて、そ
れによってアンテナのビーム傾斜特性を改良する。第2の接地導電性シートは、
第1の接地導電性シートを放射導電性シートに接続する接続導電性シートとして
機能する。この特許の図4aに示された1つの変形において、パッチ(patch)ア
ンテナは、アンテナのインピーダンスの一致を達成するために放射導電性シート
の上方に設けられそれに近接した平坦な受動的要素を有している。
For example, Yokoyama (US Pat. No. 4,791,423) teaches a microstrip antenna suitable for use in mobile phones. The microstrip antenna includes a first grounding rectangular conductive sheet, a radiating rectangular conductive sheet parallel to the grounding conductive sheet, and a first grounding conductive sheet and a radiating conductive sheet. The supply pin provided on the substrate with the first
A second ground conductive sheet and a second ground conductive sheet facing the edge of the ground conductive sheet and perpendicular to the sleeve of the first ground conductive sheet and the radiative conductive sheet, thereby providing an antenna Improve the beam tilt characteristics of. The second ground conductive sheet is
It functions as a connecting conductive sheet that connects the first ground conductive sheet to the radiating conductive sheet. In one variation, shown in FIG. 4a of this patent, the patch antenna has a flat passive element located above and close to the radiating conductive sheet to achieve antenna impedance matching. is doing.

【0004】 ナカセ(Nakase)(米国特許5,061,939)は、モバイル電話とともに使用
するのに適したフラットプレートアンテナを教示している。フラットプレートア
ンテナは、矩形の導電性接地プレートと、接地プレートに並行で放射用卵形形状
の導電性トッププレートと、トッププレートを接地プレートに接続するために接
地プレートとトッププレートとの間に設けられた複数の細長い接続部材と、およ
び、接地プレートとトッププレートとの間に設けられたストリップ線路共振器(s
tripline resonator)とを備えている。ストリップ線路共振器は、フィーダー線
路と、アンテナの共振周波数を調整するためにトッププレートの下方に中心的に
設けられたキャパシタ電極とを有している。
Nakase (US Pat. No. 5,061,939) teaches a flat plate antenna suitable for use with mobile phones. A flat plate antenna is provided between a rectangular conductive ground plate, an egg-shaped conductive top plate for radiation parallel to the ground plate, and between the ground plate and the top plate for connecting the top plate to the ground plate. A plurality of elongated connecting members and a strip line resonator (s) provided between the ground plate and the top plate.
tripline resonator). The strip line resonator has a feeder line and a capacitor electrode centrally provided below the top plate for adjusting the resonance frequency of the antenna.

【0005】 ヨコヤマ(米国特許5,148,181)は、通信装置の操作中に使用者の頭、
および/または、手によってアンテナ利得が減少するのを阻止するためのアンテ
ナを有するモバイルラジオ通信装置を教示している。アンテナは、通信装置のケ
ーシングの上面に設けられていて、矩形の第1の導電性プレートと、第1の導電
性プレートの下方でそれと並行に延びた矩形の第2の導電性プレートと、第1の
導電性プレートと第2の導電性プレートから垂直に延びた矩形の第3の導電性プ
レートとを備えている。第1の導電性プレートは、通信装置のケーシングの上面
から距離をおいて離間している。アンテナはまた、第1の導電性プレートから垂
直に延びた短絡回路プレートを有していて、耳ピースおよびマウスピースの位置
に近接したケーシングの上面に接続されている。
Yokoyama (US Pat. No. 5,148,181) describes a user's head during operation of a communication device,
And / or teaches a mobile radio communication device having an antenna to prevent the antenna gain from being reduced by the hand. The antenna is provided on the upper surface of the casing of the communication device, and has a rectangular first conductive plate, a rectangular second conductive plate extending below and parallel to the first conductive plate, and A first conductive plate and a rectangular third conductive plate extending vertically from the second conductive plate. The first conductive plate is spaced apart from the top surface of the casing of the communication device. The antenna also has a short circuit plate extending vertically from the first conductive plate and is connected to the upper surface of the casing proximate to the location of the earpiece and mouthpiece.

【0006】 ヨコヤマとナカセとは、いずれも、従来の伸縮性モノポールアンテナよりもか
なり小さい寸法のアンテナを提供する。しかしながら、各実施例において、アン
テナの帯域幅、共振周波数、および、入力インピーダンス特性は、導電性プレー
トの寸法のような固定された変数によって、また、導電性プレート間の離間距離
によって指定される。その結果、モノポールアンテナの適切な操作特性を達成す
るための製造公差用に厳密な注意が払われなければならない。したがって、従来
の伸縮性モノポールアンテナよりも非常に小さくて、その操作特性が製造公差に
よる変化によって危うくされないモノポールアンテナ用の要望が残る。
Both Yokoyama and Nakase provide antennas that are significantly smaller in size than conventional stretchable monopole antennas. However, in each embodiment, the antenna bandwidth, resonance frequency, and input impedance characteristics are specified by fixed variables such as the dimensions of the conductive plates and by the spacing between the conductive plates. As a result, strict attention must be paid to manufacturing tolerances to achieve the proper operating characteristics of monopole antennas. Therefore, there remains a need for monopole antennas that are much smaller than conventional stretchable monopole antennas and whose operating characteristics are not compromised by changes due to manufacturing tolerances.

【0007】 発明の概要 本発明によれば、従来のモノポールアンテナの欠点を処理するワイヤレス通信
装置およびモノポールアンテナを提供する。 本発明によるモノポールアンテナは、導電性の接地平面(ground plane)と、導
電性の放射プレート(radiating plate)と、アンテナ干渉端子(antenna interfac
e terminal)と、およびアンテナの操作特性を規定するための共振ネットワーク(
resonant network)とを備えている。導電性の放射プレートは、接地平面から離
間していて、接地平面とともにそれらの間にキャビティ(cavity)を規定する。ア
ンテナ干渉端子は、キャビティと連通し、接地平面および放射プレートから電気
的に絶縁されている。共振ネットワークは、干渉端子と放射プレートとの間に電
気的に結合されたインダクタ部材を有する。
SUMMARY OF THE INVENTION In accordance with the present invention, a wireless communication device and monopole antenna are provided that address the shortcomings of conventional monopole antennas. The monopole antenna according to the present invention includes a conductive ground plane, a conductive radiating plate, and an antenna interfering terminal.
e terminal) and a resonant network (
resonant network). The conductive radiating plate is spaced from the ground plane and together with the ground plane defines a cavity between them. The antenna interference terminal communicates with the cavity and is electrically isolated from the ground plane and the radiation plate. The resonant network has an inductor member electrically coupled between the interference terminal and the radiation plate.

【0008】 本発明によるワイヤレス通信装置は、ワイヤレス通信送受話器を内部に受容す
るための導電性のケーシングと、ケーシングと離間されていて接地平面とともに
アンテナを規定する導電性の放射プレートと、アンテナの操作特性を規定するた
めの共振ネットワークとを備えている。導電性のケーシングは、通信ハードウェ
アと干渉するためのアンテナ通信ポートを有している。共振ネットワークは、通
信ポートと放射プレートとの間に電気的に結合されたインダクタ部材を有する。
A wireless communication device according to the present invention includes a conductive casing for receiving a wireless communication handset therein, a conductive radiating plate spaced apart from the casing and defining an antenna with a ground plane, and A resonant network for defining operating characteristics. The conductive casing has an antenna communication port for interfering with communication hardware. The resonant network has an inductor member electrically coupled between the communication port and the radiation plate.

【0009】 本発明の好ましい装置において、インダクタ部材は、キャビティ内に設けられ
、放射プレートと干渉端子との間に電気的に結合された第1の空気コア巻線イン
ダクタ(air-core coiled wire inductor)と、干渉端子と接地平面との間に電気
的に結合された第2の空気コア巻線インダクタとを備えている。各インダクタは
、複数の巻線ターンを有していて、共振ネットワークは、巻線ターンの数に従っ
て決定された共振周波数を有するアンテナを提供する。
In a preferred apparatus of the present invention, the inductor member is provided in the cavity and is electrically coupled between the radiation plate and the interference terminal as a first air-core coiled wire inductor. ) And a second air core wound inductor electrically coupled between the interference terminal and the ground plane. Each inductor has a plurality of winding turns and the resonant network provides an antenna having a resonant frequency determined according to the number of winding turns.

【0010】 好ましい実施例の詳細な説明 図面を参照して、例示的目的のみのために、本発明の好ましい実施例を以下に
説明する。 図1を参照すると、全体的に100で示されたワイヤレス通信装置が示されて
いて、これは、導電性のケーシング102、ケーシング102から離間した導電
性の放射プレート104、およびケーシング102と放射プレート104との間
に規定されたキャビティ106とを備えている。好ましくは、ケーシング102
は、ほぼ矩形の並行管体(parallelopipe)形状であって、ワイヤレス通信回路を
受容するために構成されていて、1対の対向する面108a、108b、1対の
対向する側部110a、110b、および1対の対向する端部112a、112
bを有している。また、ケーシング102は好ましくは、ワイヤレス電話器とし
て操作するケーシング102内に収容されたワイヤレス電話の送受話器、および
ワイヤレス通信回路として形成されている。しかしながら、ケーシング102は
、応用の要求に応じて、他の形状を採用してもよく、ワイヤレス通信回路はワイ
ヤレス電話器以外として機能してもよいことを理解してほしい。
Detailed Description of the Preferred Embodiments The preferred embodiments of the present invention will now be described, by way of example only, with reference to the drawings. Referring to FIG. 1, a wireless communication device, generally indicated at 100, is shown that includes a conductive casing 102, a conductive radiating plate 104 spaced from the casing 102, and a casing 102 and a radiating plate. And a cavity 106 defined between the cavities 104 and 104. Preferably the casing 102
Has a substantially rectangular parallelopiped shape and is configured to receive a wireless communication circuit and includes a pair of opposed surfaces 108a, 108b, a pair of opposed sides 110a, 110b, And a pair of opposite ends 112a, 112
b. Also, the casing 102 is preferably formed as a handset of a wireless telephone housed within the casing 102 operating as a wireless telephone and a wireless communication circuit. However, it should be understood that the casing 102 may take other shapes and the wireless communication circuitry may function other than as a wireless telephone, depending on the needs of the application.

【0011】 図2により明瞭に示されているように、ケーシング102はアンテナ通信ポー
ト114、および通信ポート114を通って延びたアンテナ干渉端子116を有
している。干渉端子116は、キャビティ106内に延びていて、ケーシング1
02と放射プレート104とから電気的に絶縁されている。さらに、干渉端子1
16は、ケーシング102内に設けられた通信ハードウェアと干渉し、通信ハー
ドウェアがデータを電磁波として搬送しまた受けるのを可能にする。
As shown more clearly in FIG. 2, the casing 102 has an antenna communication port 114 and an antenna interference terminal 116 extending through the communication port 114. The interference terminal 116 extends into the cavity 106, and
02 and the radiation plate 104 are electrically insulated. Furthermore, the interference terminal 1
16 interferes with the communication hardware provided within the casing 102 and enables the communication hardware to carry and receive data as electromagnetic waves.

【0012】 放射プレート104は、モノポールアンテナを規定するためにケーシング10
2と協働し、ケーシング102はアンテナ用の導電性の接地平面として作用する
。好ましくは、放射プレート104は、銅またはアルミニュームから製造された
矩形の平坦な導電性プレートを備えている。しかしながら、放射プレート104
は、アンテナ操作用に適した適切な他のどのような形状を採用してもよい。例え
ば、1つの変形において、図3に示されたように、放射プレートはアーチ状の形
状を有して製造される。さらに、放射プレート104は、ケーシング102と同
一または異なった寸法を有していてもよい。
The radiating plate 104 serves to define the monopole antenna in the casing 10.
In cooperation with 2, the casing 102 acts as a conductive ground plane for the antenna. Preferably, the radiating plate 104 comprises a rectangular flat conductive plate made of copper or aluminum. However, the radiation plate 104
May have any other suitable shape suitable for antenna operation. For example, in one variation, the radiating plate is manufactured with an arcuate shape, as shown in FIG. Further, the radiating plate 104 may have the same or different dimensions as the casing 102.

【0013】 図1に示されたように、放射プレート104は好ましくは、実質的にケーシン
グ端部112と並行でありケーシング面108に直角に向けられている。しかし
ながら、放射プレート104はまた、モノポールアンテナのアンテナパターンを
変更するように、ケーシング面108に関して他の角度で設けられることもでき
る。例えば、図4において、端部112a’と放射プレート104とがケーシン
グ面108に関して傾斜されたワイヤレス通信装置100’が示されている。こ
れに替えて、放射プレート104は、ケーシング端部112aに関してわずかに
傾斜されてもよい。
As shown in FIG. 1, the radiating plate 104 is preferably oriented substantially parallel to the casing end 112 and at a right angle to the casing surface 108. However, the radiating plate 104 can also be provided at other angles with respect to the casing surface 108 so as to modify the antenna pattern of the monopole antenna. For example, in FIG. 4, a wireless communication device 100 ′ is shown with the end 112 a ′ and the radiating plate 104 tilted with respect to the casing surface 108. Alternatively, the radiating plate 104 may be slightly tilted with respect to the casing end 112a.

【0014】 図1と2に示されたように、ワイヤレス通信装置100はまた、共振ネットワ
ーク118を有していて、これは、放射プレート104とキャビティ106との
寸法とともに、モノポールアンテナの操作特性を規定する。共振ネットワーク1
18は、キャビティ106内に設けられていて、干渉端子116、放射プレート
104およびケーシング102に電気的に結合されたインダクタアンテナ部材を
有している。しかしながら、共振ネットワーク118は単一のインダクタアンテ
ナ部材のみを有するように限定されないことを理解しなければならない。例えば
、1つの変形例(図示せず)において、アンテナの帯域幅を増加するために、共振
ネットワーク118は、複数の別個のインダクタアンテナ部材を有していて、こ
れらは干渉端子116に各電気的に接続されていて、また、放射プレート104
とケーシング102の各位置を有する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the wireless communication device 100 also includes a resonant network 118, which, along with the dimensions of the radiating plate 104 and the cavity 106, provides operational characteristics of the monopole antenna. Stipulate. Resonant network 1
Reference numeral 18 is provided in the cavity 106 and has an inductor antenna member electrically coupled to the interference terminal 116, the radiation plate 104 and the casing 102. However, it should be understood that the resonant network 118 is not limited to having only a single inductor antenna member. For example, in one variation (not shown), in order to increase the bandwidth of the antenna, the resonant network 118 has a plurality of separate inductor antenna members, each of which is connected to the interference terminal 116 at each electrical terminal. Is also connected to the radiation plate 104.
And each position of the casing 102.

【0015】 インダクタアンテナ部材は、放射プレート104と干渉端子116との間に電
気的に接続された第1のインダクタ120と、干渉端子116とケーシング10
2との間に電気的に接続された第2のインダクタ122とを備えている。好まし
くは、第1のインダクタ120と第2のインダクタ122とは共通のコアで一体
に結合されている。 共振ネットワーク118はまた、ケーシング102、放射プレート104およ
びキャビティ106の寸法によって規定されたキャパシタアンテナ部材を有して
いる。インダクタアンテナ部材は、キャパシタアンテナ部材と並行に設けられて
いて、キャパシタアンテナ部材とインダクタアンテナ部材とは一体になって並行
共振回路を達成する。明らかなように、モノポールアンテナの共振周波数は、キ
ャパシタアンテナ部材のキャパシタンスと、インダクタアンテナ部材のインダク
タンスとによって決定される。
The inductor antenna member includes a first inductor 120 electrically connected between the radiation plate 104 and the interference terminal 116, the interference terminal 116, and the casing 10.
And a second inductor 122 electrically connected to the second inductor 122. Preferably, the first inductor 120 and the second inductor 122 are integrally connected by a common core. Resonant network 118 also includes a capacitor antenna member defined by the dimensions of casing 102, radiating plate 104 and cavity 106. The inductor antenna member is provided in parallel with the capacitor antenna member, and the capacitor antenna member and the inductor antenna member are integrated to achieve a parallel resonant circuit. As is apparent, the resonance frequency of the monopole antenna is determined by the capacitance of the capacitor antenna member and the inductance of the inductor antenna member.

【0016】 好ましくは、キャビティ106は、空気キャビティを備えていて、インダクタ
120、122はモノポールアンテナの共振周波数が各インダクタ120、12
2の巻線ターンの数によって規定されるように、各複数の巻線ターンを有する空
気コアのコイル巻線インダクタを備えている。これに替えて、キャビティ106
は誘電体または放射プレート104を支持する支持構造を有していてもよい。ま
た、好ましくは巻線インダクタ120、122に使用された巻線は、放射プレー
ト104と端部112aとの間の距離(それ故、キャパシタアンテナ部材のキャ
パシタンス)を調整することが可能なように、可撓性の巻線を備えている。この
ようにして、モノポールアンテナの共振周波数は、製造公差における変化を計算
するために調整できる。
Preferably, the cavity 106 comprises an air cavity and the inductors 120, 122 have a monopole antenna resonant frequency of each inductor 120, 12.
An air core coil winding inductor having a plurality of winding turns is provided, as defined by the number of two winding turns. Instead, the cavity 106
May have a support structure that supports the dielectric or radiation plate 104. Also, the windings preferably used in the winding inductors 120, 122 allow the distance between the radiating plate 104 and the end 112a (and hence the capacitance of the capacitor antenna member) to be adjusted. It has a flexible winding. In this way, the resonant frequency of the monopole antenna can be adjusted to calculate the change in manufacturing tolerances.

【0017】 モノポールアンテナの入力インピーダンスは、巻線インダクタ120、122
の巻線ターンの数(それ故、インダクタンス)によって指定されることを理解して
ほしい。他方、キャパシタアンテナ部材のキャパシタンスは、放射プレート10
4とケーシング102の寸法および形状によって指定される。したがって、本発
明は、巻線ターンの数を調整することによってワイヤレス通信回路のインピーダ
ンスに一致されるべきモノポールアンテナの入力インピーダンスを可能にし、放
射プレート104、および/または、ケーシング102の寸法を変更することに
よって所望なように調整されるアンテナの共振周波数と帯域幅を可能にする多く
の利点を提供する。しかしながら、各ケースにおいて、放射プレート104と端
部112aの長さと幅は、好ましくは共振周波数でアンテナの操作波長の10%
以下に維持する。
The input impedance of the monopole antenna depends on the winding inductors 120 and 122.
Understand that it is specified by the number of winding turns (and hence the inductance) of the. On the other hand, the capacitance of the capacitor antenna member is
4 and the size and shape of the casing 102. Thus, the present invention enables the input impedance of the monopole antenna to be matched to the impedance of the wireless communication circuit by adjusting the number of winding turns, changing the dimensions of the radiating plate 104 and / or the casing 102. This provides many advantages that allow the resonant frequency and bandwidth of the antenna to be tailored as desired. However, in each case, the length and width of the radiation plate 104 and the end 112a are preferably 10% of the operating wavelength of the antenna at the resonant frequency.
Keep below.

【0018】 表1は、本発明のいくつかの異なった寸法変化を使用して得られた共振周波数
のサンプルを表している。参照のために、以下において使用された符号W、L、
H、D、N1、およびN2は図5a、5bに示されている。従来のセルラー電話
器のアンテナ長さに与えられたのは77mm(GSM帯域で操作して)で、表1
は、本発明でもまた達成可能な実質的な高さ減少を実証する。
Table 1 presents samples of resonant frequencies obtained using several different dimensional changes of the present invention. For reference, the symbols W, L, used below
H, D, N1 and N2 are shown in Figures 5a, 5b. 77 mm (operating in the GSM band) was given to the antenna length of a conventional cellular telephone, and Table 1
Demonstrates a substantial height reduction achievable with the present invention as well.

【0019】[0019]

【表1】 [Table 1]

【0020】 本発明は、請求の範囲によって規定され、上述の記述は本発明の好ましい実施
例の単なる例示である。ここでは明白に述べていないけれども、通常の当業者は
、請求の範囲によって規定されたような本発明の目的と精神から逸脱しないで、
所望の実施例用に適切な付加、削除、および/または、変更を予見できる。
The invention is defined by the claims, and the above description is merely illustrative of the preferred embodiments of the invention. Although not expressly stated herein, one of ordinary skill in the art, without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the claims,
Appropriate additions, deletions and / or changes may be foreseen for the desired embodiment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 導電性のケーシング(アンテナ接地平面)、放射プレート、および共振ネットワ
ークを表わした本発明によるワイヤレス通信装置の斜視図である。
1 is a perspective view of a wireless communication device according to the present invention showing a conductive casing (antenna ground plane), a radiating plate and a resonant network.

【図2】 共振ネットワークの空気コア巻線インダクタを表した図1に示されたワイヤレ
ス通信装置の頂端部の拡大図である。
FIG. 2 is an enlarged view of the top end of the wireless communication device shown in FIG. 1 showing an air core wound inductor of a resonant network.

【図3】 アーチ形状の放射プレートを有するワイヤレス通信装置の1つの変形の長手方
向の断面図である。
FIG. 3 is a longitudinal cross-sectional view of one variation of a wireless communication device having an arched radiating plate.

【図4】 導電性のケーシングに関して傾斜された放射プレートを有するワイヤレス通信
装置の他の変形の側面図である。
FIG. 4 is a side view of another variation of a wireless communication device having a radiating plate tilted with respect to a conductive casing.

【図5a】 ここで使用された寸法符号を有するワイヤレス通信装置の概略図である。FIG. 5a   FIG. 6 is a schematic diagram of a wireless communication device having the dimension codes used herein.

【図5b】 ここで使用された付加的な寸法符号を有するワイヤレス通信装置の頂端部の拡
大概略図である。
FIG. 5b is an enlarged schematic view of a top end of a wireless communication device with additional dimension codes used herein.

【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書[Procedure for Amendment] Submission for translation of Article 34 Amendment of Patent Cooperation Treaty

【提出日】平成13年8月21日(2001.8.21)[Submission date] August 21, 2001 (2001.8.21)

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Name of item to be amended] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正の内容】[Contents of correction]

【特許請求の範囲】[Claims]

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0005[Name of item to be corrected] 0005

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正の内容】[Contents of correction]

【0005】 ヨコヤマ(米国特許5,148,181)は、通信装置の操作中に使用者の頭、
および/または、手によってアンテナ利得が減少するのを阻止するためのアンテ
ナを有するモバイルラジオ通信装置を教示している。アンテナは、通信装置のケ
ーシングの上面に設けられていて、矩形の第1の導電性プレートと、第1の導電
性プレートの下方でそれと並行に延びた矩形の第2の導電性プレートと、第1の
導電性プレートと第2の導電性プレートから垂直に延びた矩形の第3の導電性プ
レートとを備えている。第1の導電性プレートは、通信装置のケーシングの上面
から距離をおいて離間している。アンテナはまた、第1の導電性プレートから垂
直に延びた短絡回路プレートを有していて、耳ピースおよびマウスピースの位置
に近接したケーシングの上面に接続されている。 ボーボーレックス(Boubouleix)(米国特許4,491,843)は、並行管体形
状の金属ボックス、金属ボックス内に設けられた増幅器、金属ボックスの頂端面
に近接して設けられた金属プレート、および上端面を通って延びたインダクタを
備えたダイポール(dipole)アンテナを教示している。このインダクタは、一方の
端部で金属プレートに、反対側の端部で増幅器に接続されている。 デラビュード(Delaveaud)(「モノポールアンテナに替わる小型で低輪郭のア
ンテナ」、エレクトロニクスレター(Electronics Letter)の第34巻、第8号、
大英帝国(GB)、1998年4月16日、IEEスティーブンエイジ(Stevena
ge))は、並行管体形状の金属ボックス、金属プレートおよび同軸的供給プロー
ブを備えたモノポールアンテナを教示している。金属ボックスは、上部の平坦な
接地面を有し、また、金属プレートは、接地面に近接して設けられている。同軸
的供給プローブは、金属ボックスの接地面を通って延びている。プローブの中央
導電体は、一端部が金属プレートの中心に、他端部が接地面に接続されている。
Yokoyama (US Pat. No. 5,148,181) describes a user's head during operation of a communication device,
And / or teaches a mobile radio communication device having an antenna to prevent the antenna gain from being reduced by the hand. The antenna is provided on the upper surface of the casing of the communication device, and has a rectangular first conductive plate, a rectangular second conductive plate extending below and parallel to the first conductive plate, and A first conductive plate and a rectangular third conductive plate extending vertically from the second conductive plate. The first conductive plate is spaced apart from the top surface of the casing of the communication device. The antenna also has a short circuit plate extending vertically from the first conductive plate and is connected to the upper surface of the casing proximate to the location of the earpiece and mouthpiece. Boubouleix (U.S. Pat. No. 4,491,843) discloses a metal box in the form of a parallel tube, an amplifier mounted in the metal box, a metal plate mounted adjacent to the top face of the metal box, and a top plate. It teaches a dipole antenna with an inductor extending through the end face. The inductor is connected to the metal plate at one end and to the amplifier at the opposite end. Delaveaud ("Small and low profile antennas replacing monopole antennas", Electronics Letter, Volume 34, No. 8,
British Empire (GB), April 16, 1998, IEEE Steven Age
ge)) teaches a monopole antenna with a parallel tube shaped metal box, metal plate and coaxial feed probe. The metal box has an upper flat ground plane, and the metal plate is provided close to the ground plane. The coaxial feed probe extends through the ground plane of the metal box. The center conductor of the probe has one end connected to the center of the metal plate and the other end connected to the ground plane.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0006[Correction target item name] 0006

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正の内容】[Contents of correction]

【0006】 ヨコヤマ、ナカセ、ボーボーレックスおよびデラビュードは、いずれも、従来
の伸縮性モノポールアンテナよりもかなり小さいアンテナを提供する。しかしな
がら、各実施例において、アンテナの帯域幅、共振周波数、および、入力インピ
ーダンス特性は、導電性プレートの寸法のような固定された変数によって、また
、導電性プレート間の距離によって指定される。その結果、モノポールアンテナ
の適切な操作特性を達成するための製造公差用に厳密な注意が払われなければな
らない。したがって、従来の伸縮性モノポールアンテナよりも非常に小さくて、
その操作特性が製造公差による変化によって危うくされないモノポールアンテナ
用の要望が残る。
Yokoyama, Nakase, Beau Beaurex and DeLaVue all provide antennas that are significantly smaller than conventional stretchable monopole antennas. However, in each embodiment, the antenna bandwidth, resonant frequency, and input impedance characteristics are specified by fixed variables such as the dimensions of the conductive plates and by the distance between the conductive plates. As a result, strict attention must be paid to manufacturing tolerances to achieve the proper operating characteristics of monopole antennas. Therefore, it is much smaller than the conventional stretchable monopole antenna,
There remains a need for monopole antennas whose operating characteristics are not compromised by changes due to manufacturing tolerances.

───────────────────────────────────────────────────── 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,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG ,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD, RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM,AT, AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,C H,CN,CU,CZ,DE,DK,DZ,EE,ES ,FI,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU, ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,K R,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US ,UZ,VN,YU,ZA,ZW─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (81) Designated countries 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, MZ, SD, SL, SZ, TZ, UG , ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, C H, CN, CU, CZ, DE, DK, DZ, EE, ES , FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, K R, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV , MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, S K, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US , UZ, VN, YU, ZA, ZW

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フラットプレートモノポールアンテナであって: 導電性の接地平面と; 接地平面から離間していて、接地平面との間にキャビティを規定する導電性の
放射プレートと; キャビティと連通し、接地平面および放射プレートから電気的に絶縁されたア
ンテナ干渉端子と; アンテナの操作特性を規定するための共振ネットワークとを備えていて、共振
ネットワークは、干渉端子と放射プレートとに電気的に結合されたインダクタ部
材を有するモノポールアンテナ。
1. A flat plate monopole antenna comprising: a conductive ground plane; a conductive radiating plate spaced from the ground plane and defining a cavity between the ground plane; and in communication with the cavity. An antenna interference terminal electrically isolated from the ground plane and the radiation plate; and a resonant network for defining the operating characteristics of the antenna, the resonant network electrically coupled to the interference terminal and the radiation plate. Monopole antenna with integrated inductor member.
【請求項2】 接地平面、放射プレートおよびキャビティは、キャパシタ部
材を規定していて、インダクタ部材はキャパシタ部材と並行に設けられている請
求項1記載のモノポールアンテナ。
2. The monopole antenna according to claim 1, wherein the ground plane, the radiation plate and the cavity define a capacitor member, and the inductor member is provided in parallel with the capacitor member.
【請求項3】 インダクタ部材は、キャビティ内に設けられている請求項1
または2記載のモノポールアンテナ。
3. The inductor member is provided in the cavity.
Or the monopole antenna described in 2.
【請求項4】 インダクタ部材は、放射プレートと干渉端子との間に電気的
に結合された第1のインダクタと、干渉端子と接地平面との間に電気的に結合さ
れた第2のインダクタとを備えた請求項1ないし3いずれか1項記載のモノポー
ルアンテナ。
4. The inductor member includes a first inductor electrically coupled between the radiation plate and the interference terminal, and a second inductor electrically coupled between the interference terminal and the ground plane. The monopole antenna according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
【請求項5】 少なくとも1つのインダクタは、空気コアインダクタを備え
た請求項4記載のモノポールアンテナ。
5. The monopole antenna of claim 4, wherein at least one inductor comprises an air core inductor.
【請求項6】 インダクタは、コイル巻線インダクタを備えていて、前記各
コイル巻線インダクタは、複数の巻線ターンを有していて、また、共振ネットワ
ークは、コイル巻線インダクタの巻線ターンの数に従って決定された共振周波数
を有するアンテナを提供する請求項4記載のモノポールアンテナ。
6. The inductor comprises a coil winding inductor, each coil winding inductor having a plurality of winding turns, and the resonant network is winding turns of the coil winding inductor. The monopole antenna of claim 4, which provides an antenna having a resonant frequency determined according to the number of
【請求項7】 共振ネットワークは、干渉端子に電気的に各結合され放射プ
レートに各配置された複数の個別のインダクタ部材を有する請求項1ないし6い
ずれか1項記載のモノポールアンテナ。
7. The monopole antenna according to claim 1, wherein the resonant network has a plurality of individual inductor members each electrically coupled to the interference terminal and each disposed on the radiation plate.
【請求項8】 放射プレートは、アーチ状の放射プレートを備えた請求項1
ないし7いずれか1項記載のモノポールアンテナ。
8. The radiating plate comprises an arcuate radiating plate.
7. The monopole antenna according to any one of 1 to 7.
【請求項9】 ワイヤレス通信装置であって: ワイヤレス通信送受話器を内部に受容するための導電性のケーシングを備え、
この導電性のケーシングは、通信ハードウェアと干渉するためのアンテナ通信ポ
ートを有していて; ケーシングと離間されていて接地平面とともにアンテナを規定する導電性の放
射プレートを備え; アンテナの操作特性を規定するための共振ネットワークを備えていて、共振ネ
ットワークは、通信ポートと放射プレートとの間に電気的に結合されたインダク
タ部材を有するワイヤレス通信装置。
9. A wireless communication device comprising: a conductive casing for receiving a wireless communication handset therein.
The conductive casing has an antenna communication port for interfering with communication hardware; comprises a conductive radiating plate spaced apart from the casing and defining the antenna with a ground plane; A wireless communication device comprising a resonant network for defining, the resonant network having an inductor member electrically coupled between a communication port and a radiating plate.
【請求項10】 ケーシングと放射プレートとは、それらの間にキャパシタ
部材を規定し、インダクタ部材は、キャパシタ部材と並行に設けられている請求
項9記載のワイヤレス通信装置。
10. The wireless communication device according to claim 9, wherein the casing and the radiation plate define a capacitor member between them, and the inductor member is provided in parallel with the capacitor member.
【請求項11】 放射プレートと接地平面とは、それらの間にキャビティを
一体的に規定し、インダクタ部材はキャビティ内に設けられている請求項9また
は10記載のワイヤレス通信装置。
11. The wireless communication device according to claim 9, wherein the radiation plate and the ground plane integrally define a cavity between them, and the inductor member is provided in the cavity.
【請求項12】 インダクタ部材は、放射プレートと通信ポートとの間に電
気的に結合された第1のインダクタと、通信ポートとケーシングとの間に電気的
に結合された第2のインダクタとを備えた請求項9ないし11いずれか1項記載
のワイヤレス通信装置。
12. The inductor member includes a first inductor electrically coupled between the radiation plate and the communication port, and a second inductor electrically coupled between the communication port and the casing. The wireless communication device according to claim 9, further comprising:
【請求項13】 少なくとも1つのインダクタは、空気コアインダクタを備
えた請求項12記載のワイヤレス通信装置。
13. The wireless communication device of claim 12, wherein at least one inductor comprises an air core inductor.
【請求項14】 インダクタは、コイル巻線インダクタを備えていて、前記
各コイル巻線インダクタは、複数の巻線ターンを有していて、また、アンテナは
、コイル巻線インダクタの巻線ターンの数に従って決定された共振周波数を有す
る請求項12記載のワイヤレス通信装置。
14. The inductor comprises a coil winding inductor, each coil winding inductor having a plurality of winding turns, and the antenna comprises winding turns of the coil winding inductor. 13. The wireless communication device of claim 12, having a resonant frequency determined according to a number.
【請求項15】 共振ネットワークは、放射プレートの通信ポートと各位置
に電気的に各結合された複数の個別のインダクタ部材を有する請求項9ないし1
4いずれか1項記載のワイヤレス通信装置。
15. A resonant network having a plurality of individual inductor members electrically coupled at respective locations with a communication port of a radiating plate.
4. The wireless communication device according to any one of 4 above.
【請求項16】 ケーシングは、少なくとも1つの面を有していて、放射プ
レートは前記少なくとも1つの面に関して傾斜されている請求項9ないし15い
ずれか1項記載のワイヤレス通信装置。
16. The wireless communication device according to claim 9, wherein the casing has at least one surface, and the radiation plate is inclined with respect to the at least one surface.
【請求項17】 放射プレートは、アーチ状の放射プレートを備えた請求項
9ないし16いずれか1項記載のワイヤレス通信装置。
17. The wireless communication device according to claim 9, wherein the radiation plate includes an arch-shaped radiation plate.
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