JP2005519509A - Multiband PIF antenna having meander structure - Google Patents

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Abstract

シングルバンドまたはマルチバンド平面反転Ｆ字形アンテナ（ＰＩＦＡ）構造が、第１のエリアを備える平面放射素子と、第２のエリアを備えるグランド面を有する。第２のエリアは放射素子の第１のエリアと実質的に平行である。第２のエリアはさらにメアンダ形状のセクションを有し、このセクションは放射素子の有効全長を延長する。A single-band or multiband planar inverted F-shaped antenna (PIFA) structure has a planar radiating element with a first area and a ground plane with a second area. The second area is substantially parallel to the first area of the radiating element. The second area further has a meander-shaped section, which extends the effective overall length of the radiating element.

Description

本発明は一般的にはアンテナに関するものであり、より詳細には、平面反転Ｆ字形マルチバンドアンテナに関する。   The present invention relates generally to antennas, and more particularly to a planar inverted F-shaped multiband antenna.

平面反転Ｆ字形アンテナ（ＰＩＦＡ）はワイヤレス通信、例えばセルラー方式電話、ワイヤレスＰＤＡ、ワイヤレスＬＡＮ、Bluetooh等で使用される。ＰＩＦＡは一般的に第１のエリアを有する平面状の放射素子と、第２のエリアを有するグランド面とを有し、この第２のエリアは放射素子の第１のエリアに対して平行である。導電性の第１ラインが放射素子と第１の接点で接続されており、この第１の接点は放射素子の側方エッジに配置されている。第１ラインはまたグランド面と接続されている。導電性の第２ラインが放射素子に、第１ラインと同じ側に沿って接続されているが、その接点は第１ラインとはエッジの異なる個所に配置されている。第１ラインと第２ラインはＰＩＦＡの動作周波数において所望のインピーダンス、例えば５０Ωで結合されるよう構成されている。ＰＩＦＡでは第１ラインと第２ラインはこれらが接続されている放射素子のエッジに対して垂直である。これにより反転Ｆ字形の形状を形成する（従って平面反転Ｆ字形アンテナと称される）。   Planar inverted F-shaped antennas (PIFA) are used in wireless communications such as cellular phones, wireless PDAs, wireless LANs, Bluetooh, and the like. A PIFA generally has a planar radiating element having a first area and a ground plane having a second area, the second area being parallel to the first area of the radiating element. . A first conductive line is connected to the radiating element at a first contact, the first contact being arranged at a lateral edge of the radiating element. The first line is also connected to the ground plane. A conductive second line is connected to the radiating element along the same side as the first line, but its contact is located at a different edge from the first line. The first line and the second line are configured to be coupled with a desired impedance, for example, 50Ω, at the operating frequency of the PIFA. In PIFA, the first and second lines are perpendicular to the edge of the radiating element to which they are connected. This forms an inverted F-shaped shape (hence referred to as a planar inverted F-shaped antenna).

ＰＩＦＡの共振周波数は一般的に放射素子の面積により決められ、それより少ない程度で放射素子とグランド面との間の間隔（ＰＩＦＡアセンブリの厚さ）により決められる。ＰＩＦＡの帯域幅は一般的にＰＩＦＡアセンブリの厚さ、および放射素子とグランド面との間の電気的結合により決められる。実際のＰＩＦＡ適用設計での問題は、所望の動作帯域幅を得ることと、ＰＩＦＡ容積の低減（厚さｘの低減）とのトレードオフ関係である。さらに大きなグランド面は例えば移動セルラーフォンからユーザの頭に入り込むラジオ周波数エネルギー（ＳＡＲ値＝specific absorption rate）の低減を有利に助長する。しかしＰＩＦＡの容積は厚さ（放射素子とグランド面との間の間隔）を低減しない限り、グランド面の面積が増大すると上昇する。   The resonant frequency of the PIFA is generally determined by the area of the radiating element, and to a lesser extent by the distance between the radiating element and the ground plane (PIFA assembly thickness). The bandwidth of the PIFA is generally determined by the thickness of the PIFA assembly and the electrical coupling between the radiating element and the ground plane. A problem in actual PIFA application design is a trade-off relationship between obtaining a desired operating bandwidth and reducing the PIFA volume (reducing thickness x). The larger ground plane advantageously helps to reduce the radio frequency energy (SAR value = specific absorption rate) that enters the user's head, for example from a mobile cellular phone. However, the volume of the PIFA increases as the ground plane area increases unless the thickness (the spacing between the radiating element and the ground plane) is reduced.

ワイヤレス通信アプリケーションの数が増大し、ワイヤレスデバイスの物理的サイズが減少するにつれ、これらアプリケーションおよびデバイス用のアンテナが必要になる。従来技術から公知の平面反転Ｆ字形アンテナはＰＩＦＡの容積（厚さ）を低減することが必要であるため、所定のワイヤレス適用に対して帯域幅を犠牲にしている。   As the number of wireless communication applications increases and the physical size of wireless devices decreases, antennas for these applications and devices become necessary. Planar inversion F-shaped antennas known from the prior art need to reduce the volume (thickness) of the PIFA, thus sacrificing bandwidth for a given wireless application.

さらに市場が異なれば使用する動作周波数も異なる。例えば８５０ＭＨｚがＧＳＭバンドに最近、北米で新たに割り当てられた。欧州ＧＳＭ９００ＭＨｚバンドからの既存のＰＩＦアンテナ解決手段は適切に適応することが必要である。すなわち共振周波数を９００ＭＨｚから８５０ＭＨｚバンドにシフトしなければならない。従ってワイヤレス通信製品を種々の周波数に対して最小の設計変更で再設計できることが所望される。   Furthermore, the operating frequency used varies depending on the market. For example, 850 MHz was recently allocated to the GSM band in North America. Existing PIF antenna solutions from the European GSM 900 MHz band need to be properly adapted. That is, the resonance frequency must be shifted from 900 MHz to 850 MHz band. It is therefore desirable to be able to redesign wireless communication products with minimal design changes for various frequencies.

しかし同形式のアンテナを比較的低い共振周波数で使用するためには、物理的次元での変更が必要である。例えば９００ＭＨｚに対して設計されたＰＩＦＡの次元構成は８５０ＭＨｚで動作するためには係数９００／８５０により乗算してスケーリングしなければならない。従ってＰＩＦＡの次元構成は８５０ＭＨｚでは比較的に大きくなることは明かである。従って異なる周波数に対して製品を再設計することはそれぞれのアンテナの再設計において問題となる。   However, in order to use the same type of antenna at a relatively low resonance frequency, changes in the physical dimension are required. For example, a dimensional configuration of a PIFA designed for 900 MHz must be scaled by multiplying by a factor of 900/850 to operate at 850 MHz. Therefore, it is clear that the dimension structure of PIFA becomes relatively large at 850 MHz. Therefore, redesigning the product for different frequencies is a problem in redesigning each antenna.

従ってアンテナの大きさを増大する必要なしに、異なる共振周波数で動作することのできるＰＩＦＡ設計が必要である。   Therefore, there is a need for a PIFA design that can operate at different resonant frequencies without having to increase the size of the antenna.

発明の要点
本発明は上記の問題、欠点および既存の技術の不完全性を克服し、ＰＩＦＡの使用可能帯域幅を増大するための装置およびシステムを提供するものである。 Summary of the Invention The present invention provides an apparatus and system for overcoming the above problems, drawbacks and deficiencies of existing technology and increasing the usable bandwidth of PIFA.

実施例によれば本発明は、グランド面と放射素子を有するアンテナを提供する。このグランド面は第１の平面と第１のエリアを有し、放射素子は第２の平面と第２のエリアを有する。放射素子の第２の平面はグランド面の第１の平面と実質的に平行であり、第２のエリアはメアンダ形状のセクションを含む。このセクションは放射素子の有効全長を延長する。   According to an embodiment, the present invention provides an antenna having a ground plane and a radiating element. The ground plane has a first plane and a first area, and the radiating element has a second plane and a second area. The second plane of the radiating element is substantially parallel to the first plane of the ground plane, and the second area includes a meander-shaped section. This section extends the effective total length of the radiating element.

図面の簡単な説明
図１は、従来技術による平面反転Ｆ字形アンテナ（ＰＩＦＡ）の概略図である。
図２は、本発明による平面反転Ｆ字形アンテナ（ＰＩＦＡ）の第１実施例の概略図である。
図３と図４は、本発明によるＰＩＦＡの放射素子の別の実施例の平面図である。
図５から図７は、本発明によるサブセクションの種々の形状を示すＰＩＦＡの種々の実施例の平面図である。 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram of a conventional planar inverted F-shaped antenna (PIFA).
FIG. 2 is a schematic diagram of a first embodiment of a planar inversion F-shaped antenna (PIFA) according to the present invention.
3 and 4 are plan views of another embodiment of a PIFA radiating element according to the present invention.
5-7 are plan views of various embodiments of PIFA showing various shapes of subsections according to the present invention.

実施例の詳細な説明
本発明の実施例によれば、アンテナはグランド面と放射素子を有する。このグランド面は第１の平面と第１のエリアを有し、放射素子は第２の平面と第２のエリアを有する。放射素子の第２の平面はグランド面の第１の平面と実質的に平行であり、第２のエリアは放射素子の有効全長を延長するメアンダ形状のセクションを有する。このアンテナはさらに第１の接続ラインと第２の接続ラインを有する。第１の接続ラインはグランド面の第１のエッジおよび放射素子の第２のエッジに第１の接点個所で結合しており、第２の接続ラインは放射素子の第２のエッジに第２および第３の接点個所で結合している。グランド面の第１のエリアは放射素子の第２のエリアより大きいか、または放射素子の第２のエリアと実質的に同じ大きさである。第１の接点個所は第２の接点個所と第３の接点個所の間とすることができる。さらに第２の接続ラインは放射素子の第２のエッジと複数の接点個所で接続することができる。第１の接続ラインと第２の接続ラインは所望のインピーダンスにマッチングすることができる。このインピーダンスは例えば約５０Ωである。放射素子の第２のエリアは第１と第２のセクションを有し、これらセクションの一方は少なくとも１つのセブセクションを有する。このサブセクションはこのセクションの電気的有効長を延長する。また第２のセクションはＬ字形を有する。メアンダ形状は正弦波状、三角形状、矩形状、または他の適切な波形形状とすることができる。グランド面は絶縁基板の一方の側にあり、放射素子は絶縁基板の他方の側にある。さらにグランド面、絶縁基板および放射素子はフレキシブルにすることができる。グランド面の第１のエリアと放射素子の第２のエリアは矩形または非矩形である。 DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS According to an embodiment of the present invention, an antenna has a ground plane and a radiating element. The ground plane has a first plane and a first area, and the radiating element has a second plane and a second area. The second plane of the radiating element is substantially parallel to the first plane of the ground plane, and the second area has a meander-shaped section that extends the effective total length of the radiating element. The antenna further has a first connection line and a second connection line. The first connection line is coupled to the first edge of the ground plane and the second edge of the radiating element at a first contact point, and the second connection line is second and to the second edge of the radiating element. They are connected at the third contact point. The first area of the ground plane is larger than the second area of the radiating element or substantially the same size as the second area of the radiating element. The first contact location may be between the second contact location and the third contact location. Furthermore, the second connection line can be connected to the second edge of the radiating element at a plurality of contact points. The first connection line and the second connection line can be matched to a desired impedance. This impedance is, for example, about 50Ω. The second area of the radiating element has first and second sections, one of which has at least one cebu section. This subsection extends the electrical effective length of this section. The second section has an L shape. The meander shape can be sinusoidal, triangular, rectangular, or other suitable wave shape. The ground plane is on one side of the insulating substrate, and the radiating element is on the other side of the insulating substrate. Furthermore, the ground plane, the insulating substrate and the radiating element can be made flexible. The first area of the ground plane and the second area of the radiating element are rectangular or non-rectangular.

別の実施例は、グランド面と放射素子を有する平面反転Ｆ字形アンテナである。このグランド面は第１の平面と第１のエリアを有し、放射素子は第２の平面と第２のエリアを有する。放射素子の第２の平面はグランド面の第１の平面と実質的に平行であり、第２のエリアはメアンダ形状のセクションを有し、このセクションは放射素子の有効全長を延長する。アンテナはまた第１の接続ラインと第２の接続ラインを有し、第１の接続ラインはグランド面のエッジおよび放射素子のエッジに接続されている。第２の接続ラインは放射素子の前記エッジと、第１の接続ラインが接続されているのとは反対の側で接続されている。   Another example is a planar inverted F-shaped antenna having a ground plane and a radiating element. The ground plane has a first plane and a first area, and the radiating element has a second plane and a second area. The second plane of the radiating element is substantially parallel to the first plane of the ground plane, and the second area has a meander-shaped section that extends the effective total length of the radiating element. The antenna also has a first connection line and a second connection line, and the first connection line is connected to the edge of the ground plane and the edge of the radiating element. The second connection line is connected to the edge of the radiating element on the side opposite to where the first connection line is connected.

別の実施例はグランド面と放射素子を有する平面反転Ｆ字形アンテナである。このグランド面は第１の平面と第１の円周と、この第１の円周上にある複数の第１のエッジとを有する。放射素子は第２の平面と第２の円周と、この第２の円周上にある複数の第２のエッジとを有する。放射素子の第２の平面はグランド面の第１の平面と実質的に平行であり、第２のエリアはメアンダ形状のセクションを有し、このセクションは放射素子の有効全長を延長する。このアンテナはまた複数の第１のエッジの第１のエッジ、および複数の第２のエッジの第１のエッジに接続された第１の接続ラインと、複数の第２のエッジの第１のエッジに、第１の接続ラインとは反対の側で接続された第２の接続ラインを有する。   Another embodiment is a planar inverted F-shaped antenna having a ground plane and a radiating element. The ground plane has a first plane, a first circumference, and a plurality of first edges on the first circumference. The radiating element has a second plane, a second circumference, and a plurality of second edges lying on the second circumference. The second plane of the radiating element is substantially parallel to the first plane of the ground plane, and the second area has a meander-shaped section that extends the effective total length of the radiating element. The antenna also includes a first edge of the plurality of first edges, a first connection line connected to the first edge of the plurality of second edges, and a first edge of the plurality of second edges. And a second connection line connected on the opposite side of the first connection line.

別の実施例は、平面反転Ｆ字形アンテナ（ＰＩＦＡ）を有するラジオシステムである。このシステムはグランド面と放射素子を有する。このグランド半は第１の平面と第１のエリアを有し、放射素子は第２の平面と第２のエリアを有する。放射素子の第２の平面はグランド面と第１の平面と実質的に平行であり、第２のエリアはメアンダ形状のセクションを有している。このセクションは放射素子の有効全長を延長する。このシステムはまた、グランド面の第１のエッジと放射素子の第２のエッジに第１の接点個所で接続された第１の接続ラインと、放射素子の第２のエッジに第２と第３の接点個所で接続された第２の接続ラインとを有する。第１と第２の接続ラインはラジオに所望のインピーダンスで接続するようマッチングされている。   Another example is a radio system having a planar inverted F-shaped antenna (PIFA). The system has a ground plane and a radiating element. The ground half has a first plane and a first area, and the radiating element has a second plane and a second area. The second plane of the radiating element is substantially parallel to the ground plane and the first plane, and the second area has a meander-shaped section. This section extends the effective total length of the radiating element. The system also includes a first connection line connected at a first contact point to the first edge of the ground plane and the second edge of the radiating element, and second and third to the second edge of the radiating element. And a second connection line connected at the contact point. The first and second connection lines are matched to connect to the radio with a desired impedance.

次に図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。図１は従来技術の平面反転Ｆ字形アンテナ（ＰＩＦＡ）を概略的に示す。従来技術のＰＩＦＡは１００により一般的に示されている。ＰＩＦＡ１００は放射素子１０２，グランド面１０４，放射素子１０２と接点個所１０８で接続された第１の接続ライン１１０，および放射素子１０２と接点個所１０６で接続された第２の接続ライン１１２を有する。第１の接続ライン１１０はまたグランド面１０４と接続部１１６を介して接続している。接続ライン１１０と１１２はラジオシステム（図示せず）と接続部１１４および１１６によって接続されるよう構成されている。接続部１１４と１１６は一般的に所望のインピーダンス、例えば５０ΩにＰＩＦＡの動作周波数でマッチングされている。接続部１１４は一般的に「ホット」接続部であり、接続部１１６は一般的にグランド接続部である。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 schematically illustrates a prior art planar inversion F-shaped antenna (PIFA). The prior art PIFA is indicated generally by 100. The PIFA 100 includes a radiating element 102, a ground plane 104, a first connection line 110 connected to the radiating element 102 at a contact point 108, and a second connection line 112 connected to the radiating element 102 at a contact point 106. The first connection line 110 is also connected to the ground plane 104 via the connection portion 116. The connection lines 110 and 112 are configured to be connected to a radio system (not shown) by connection parts 114 and 116. Connections 114 and 116 are generally matched to the desired impedance, for example 50Ω, at the PIFA operating frequency. Connection 114 is typically a “hot” connection and connection 116 is typically a ground connection.

図２を参照すると、本発明による平面反転Ｆ字形アンテナの実施例が概略的に示されている。ＰＩＦＡのこの実施例は２００により一般的に示されている。ＰＩＦＡ２００は放射素子２０２，グランド面２０４，放射素子２０２に接点個所２０８で接続された第１のＳＥＴ公所クライン２１０，第３の接続ライン２２０に接続された第２の接続ライン２１２を有し、第３の接続ラインは放射素子２０２に接点個所２０６と２１８で接続されている。第１の接続ライン２１０はまたグランド面２０４と接続ライン２１１により接続している。接続ライン２１０と２１２はラジオシステム（図示せず）に接続部２１４と２１６によって接続されるように構成されている。接続部２１４と２１６は一般的に所望のインピーダンス、例えば２０Ω、５０Ω、７５Ωまたは２０〜３００ΩにＰＩＦＡ２００の動作周波数でマッチングされている。接続部２１４は一般的に「ホット」接続部であり、接続部２１６は一般的にグランド接続部である。放射素子と複数の接点個所２０６，２１８で接続することによりＰＩＦＡ２００の帯域幅が増大する。図示の実施例では放射素子２０２が２つのセクション２４０と２５０を有している。セクション２５０はメアンダ構造のサブセクション２３０を有し、これはセクション２５０を延長する。   Referring to FIG. 2, an embodiment of a plane reversal F-shaped antenna according to the present invention is schematically shown. This embodiment of PIFA is indicated generally by 200. The PIFA 200 has a radiating element 202, a ground plane 204, a first SET public office line 210 connected to the radiating element 202 at a contact point 208, and a second connection line 212 connected to a third connection line 220. The three connection lines are connected to the radiating element 202 at contact points 206 and 218. The first connection line 210 is also connected to the ground plane 204 by the connection line 211. Connection lines 210 and 212 are configured to be connected to a radio system (not shown) by connection portions 214 and 216. Connections 214 and 216 are generally matched to the desired impedance, for example 20Ω, 50Ω, 75Ω or 20-300Ω, at the operating frequency of PIFA 200. Connection 214 is typically a “hot” connection and connection 216 is typically a ground connection. By connecting the radiating element with a plurality of contact points 206 and 218, the bandwidth of the PIFA 200 is increased. In the illustrated embodiment, the radiating element 202 has two sections 240 and 250. Section 250 has a meandered subsection 230 that extends section 250.

一般的に放射素子２０２のエリアは共振周波数を決定する。ここでは厚さ、すなわち放射素子２０２とグランド面２０４との間隔がＰＩＦアンテナの帯域幅を決定する。さらに共振周波数が低ければ、アンテナは長くなるか、言い替えればアンテナ側面のサイズが大きくなる。図２に示された形式のマルチバンドＰＩＦアンテナは実質的に２つの異なるセクションを有する。すなわち矩形セクション２４０と、Ｌ字形セクション２５０である。各セクションは固有の共振周波数を有している。従ってこのアンテナは２つの周波数バンドをサポートすることができる。「ホット」接続部２１４を放射素子２０２と接続する接続部２２０はさらに２つのアンテナ素子を増強する。この接続部により２つのアンテナ素子は並列に切り換えられる。   In general, the area of the radiating element 202 determines the resonant frequency. Here, the thickness, that is, the distance between the radiating element 202 and the ground plane 204 determines the bandwidth of the PIF antenna. Furthermore, if the resonance frequency is low, the antenna becomes longer, in other words, the size of the side surface of the antenna increases. A multiband PIF antenna of the type shown in FIG. 2 has substantially two different sections. That is, a rectangular section 240 and an L-shaped section 250. Each section has a unique resonant frequency. The antenna can therefore support two frequency bands. The connection 220 connecting the “hot” connection 214 with the radiating element 202 further enhances the two antenna elements. With this connection, the two antenna elements are switched in parallel.

本発明によればサブセクション２３０はアンテナセクション２５０内にあり、セクション２５０の長さを実質的に延長する。すなわちアンテナ全体のサイズを変更することなく共振周波数を低下させる。   In accordance with the present invention, subsection 230 is within antenna section 250 and substantially extends the length of section 250. That is, the resonance frequency is lowered without changing the size of the entire antenna.

図３は、本発明の別の実施例の放射素子を示す。この実施例では放射素子は２つの別個のアンテナ素子３４０と３５０を単一素子の代わりに有する。第１のアンテナ素子３４０は実質的に矩形の形状を有し、第２のアンテナ素子３５０は実質的にＬ字形の形状を有する。２つの素子３４０と３５０は図示のように配置することができ、ここで第２のＬ字形素子３５０は部分的に素子３４０のフレームである。グランド接続部３１５は２つのアンテナ素子３４０と３５０の接続点とブリッジコネクタ３１０によって接続している。「ホット」接続部３２５は各アンテナ素子３４０，３５０への接続点とそれぞれワイヤまたは伝送ライン３００および３２０によって接続している。本発明によれば、Ｌ字形アンテナ素子３５０の構成はサブセクション３３０を有し、これはアンテナ素子３５０の有効長を増大させる。サブセクション３５０はメアンダ形状を有している。このようなアンテナ素子の製作はスタンピング工程またはエッチングプロセス、またはシートメタルを使用する他の適切な方法によって実行することができる。Ｌ字形アンテナ素子３５０はサブセクション３３０に対して有効部分長を有する。メアンダ形状を使用することにより、電気的有効長が長さｄの倍数になる。従ってアンテナ素子３５０が延長される。   FIG. 3 shows a radiating element according to another embodiment of the invention. In this embodiment, the radiating element has two separate antenna elements 340 and 350 instead of a single element. The first antenna element 340 has a substantially rectangular shape, and the second antenna element 350 has a substantially L-shape. The two elements 340 and 350 can be arranged as shown, where the second L-shaped element 350 is partly the frame of the element 340. The ground connection portion 315 is connected to the connection point between the two antenna elements 340 and 350 by the bridge connector 310. A “hot” connection 325 is connected to a connection point to each antenna element 340, 350 by a wire or transmission line 300 and 320, respectively. In accordance with the present invention, the configuration of the L-shaped antenna element 350 includes a subsection 330 that increases the effective length of the antenna element 350. Subsection 350 has a meander shape. Fabrication of such an antenna element can be performed by a stamping process or etching process, or other suitable method using sheet metal. L-shaped antenna element 350 has an effective portion length relative to subsection 330. By using the meander shape, the effective electrical length is a multiple of the length d. Accordingly, the antenna element 350 is extended.

図４は本発明の放射素子の別の実施例を示す。この実施例ではシングル金属シートが使用され、実質的に２つのセクション４４０と４５０を作製するために打ち抜かれる。セクション４５０は、メアンダ形状のサブセクション４３０を有する。タダ１つのグランド接続部４２５だけが必要である。この接続部は有利には、２つのアンテナ素子が接続される結合点に配置される。「ホット」接続部４１５は図２および図３と同様に配置されている。   FIG. 4 shows another embodiment of the radiating element of the present invention. In this embodiment, a single metal sheet is used and is substantially stamped to make the two sections 440 and 450. Section 450 has a meander-shaped subsection 430. Only one ground connection 425 is required. This connection is advantageously arranged at the coupling point where the two antenna elements are connected. “Hot” connections 415 are arranged as in FIGS.

メアンダ構造または形状を備えるアンテナ素子のサブセクションは複数の異なる形状を有することができる。しかし重要なのは、サブセクションの有効長がこのサブセクションの物理的長さより長く、アンテナ素子の電気的有効長全体を延長することである。また付加的な製造ステップは必要ない。なぜならメアンダ状の構造体は放射素子の表面内に形成されるからである。   Subsections of antenna elements with meander structures or shapes can have a plurality of different shapes. What is important, however, is that the effective length of the subsection is longer than the physical length of this subsection, extending the overall electrical effective length of the antenna element. In addition, no additional manufacturing steps are necessary. This is because the meander-like structure is formed in the surface of the radiating element.

図５〜７は本発明によるマルチバンドＰＩＦアンテナの放射素子の種々の実施例を示す。例えば図５Ａ〜Ｄ、図６Ｃ，Ｅは正弦波状のメアンダ構造を使用し、Ｌ字形アンテナ素子の種々異なる部分に配置されている。図５Ｅ、５Ｆは三角波形の延長サブセクションを使用する。これらのＬ字形アンテナ素子の異なる部分に配置されている。図６Ａ、６Ｂ、６Ｄは矩形波形状の延長メアンダサブセクションを示す。図６Ｆ、７Ａ、７Ｂはそれぞれ２つの延長メアンダサブセクションを放射素子に示し、ここでは形状の異なるメアンダサブセクションの組合せが使用される。１つ以上のサブセクションは図６Ｆ、図７Ａ，Ｂに示すように設けることができる。マルチサブセクションは、所望の共振周波数に依存して同じ形状、または類似の形状、または異なる形状を有することがでえきる。   5-7 show various embodiments of the radiating elements of a multiband PIF antenna according to the present invention. For example, FIGS. 5A to 5D and FIGS. 6C and E use a meander structure having a sine wave shape and are arranged at various portions of the L-shaped antenna element. 5E and 5F use an extended subsection of a triangular waveform. These L-shaped antenna elements are arranged at different portions. 6A, 6B, 6D show an extended meander subsection of rectangular wave shape. 6F, 7A, 7B each show two extended meander subsections in the radiating element, where different combinations of meander subsections of different shapes are used. One or more subsections may be provided as shown in FIGS. 6F, 7A, B. Multi-subsections can have the same shape, similar shapes, or different shapes depending on the desired resonant frequency.

図７Ｃは本発明の別の実施例を示す。この実施例ではメアンダ状サブセクションが矩形アンテナ素子の中に設けられている。従ってグランド接続部の位置に依存して、Ｌ字形素子が延長されるか、または矩形素子が延長される。   FIG. 7C shows another embodiment of the present invention. In this embodiment, a meandering subsection is provided in the rectangular antenna element. Therefore, depending on the position of the ground connection, the L-shaped element is extended or the rectangular element is extended.

放射素子への接続を２つ以上の接点個所で行うことは本発明の枠内であり、これにより本発明によるＰＩＦＡの帯域幅が増大する。   It is within the framework of the present invention to make the connection to the radiating element at two or more contact points, which increases the bandwidth of the PIFA according to the present invention.

グランド面および／または放射素子は開口部、例えばホールまたは切り抜き部を有する。これは重量を軽減するため、および／または機械的支持部および／または放射素子を取り付けるためである。機械的支持部は例えばグランド面を保持する誘電絶縁支持部である（図示せず）。   The ground plane and / or the radiating element has an opening, for example a hole or cutout. This is to reduce weight and / or to attach mechanical supports and / or radiating elements. The mechanical support is, for example, a dielectric insulating support that holds the ground plane (not shown).

本発明は、１つの形状、サイズおよび／または図５から図７に示した形状に限定されるものではない。グランド面および放射素子は他の形式の導電材料、例えば金属、金属合金、グラファイト含浸布、導電コーティングを有するフィルム等から作製することができる。放射素子とグランド面との間隔は一定である必要はない。本発明の実施例の多重接点個所は、平坦な構造において製造コストを上昇させることなく撓み性アンテナ構成を実現するために使用することができる。   The present invention is not limited to a single shape, size and / or shape as shown in FIGS. The ground plane and the radiating element can be made from other types of conductive materials such as metals, metal alloys, graphite-impregnated cloth, films with conductive coatings, and the like. The distance between the radiating element and the ground plane need not be constant. The multiple contact points of embodiments of the present invention can be used to implement a flexible antenna configuration in a flat structure without increasing manufacturing costs.

延長メアンダ状サブセクションの適用はもちろんマルチバンドアンテナに限定されるものではなく、シングルバンドアンテナのいずれの形式にも使用できる。グランドと「ホット」接続部との接続に依存して、図７に示したアンテナは例えばシングルバンドアンテナとして使用することもできる。上記のマルチバンドアンテナに類似するアンテナ形式を使用する他のシングルバンドアンテナも本発明の枠内で変更することができる。   The application of the extended meandering subsection is of course not limited to multi-band antennas, but can be used for any type of single-band antenna. Depending on the connection between the ground and the “hot” connection, the antenna shown in FIG. 7 can also be used as a single-band antenna, for example. Other single-band antennas that use an antenna format similar to the multi-band antenna described above can also be modified within the framework of the present invention.

上記のようにマルチバンドアンテナの放射素子にある種々異なる接点個所を組み合わせることにより多重共振が得られ、スタガ同調ＰＩＦＡ構造が得られる。   As described above, multiple resonances are obtained by combining different contact points in the radiating element of the multiband antenna, and a staggered PIFA structure is obtained.

メアンダ構造をＰＩＦＡの放射素子で使用することにより、ＰＩＦアンテナの物理的サイズまたはプロフィールは一定のまま、共振周波数を低下することができる。従って比較的低い周波数レンジが本発明のＰＩＦＡにより達成され、機械的部材を変更することもなく、本発明を使用しなければ生ずるであろう比較的大きなアンテナサイズに適合するため電話機サイズを大きくすることもない。さらに周波数変化が所望されない場合には、既存の電話機をさらに小さなプロフィールで製造することができる。なぜなら所定の動作周波数バンドのＰＩＦアンテナをメアンダ構造により、メアンダ構造を有していない同じ動作周波数に対するＰＩＦアンテナよりも小型に構成することができるからである。   By using the meander structure with PIFA radiating elements, the resonant frequency can be lowered while the physical size or profile of the PIF antenna remains constant. Thus, a relatively low frequency range is achieved with the PIFA of the present invention, without changing the mechanical components, and increasing the phone size to accommodate the relatively large antenna size that would otherwise occur without using the present invention. There is nothing. If further frequency changes are not desired, existing telephones can be made with smaller profiles. This is because a PIF antenna having a predetermined operating frequency band can be made smaller by a meander structure than a PIF antenna for the same operating frequency that does not have a meander structure.

従来技術による平面反転Ｆ字形アンテナ（ＰＩＦＡ）の概略図である。1 is a schematic diagram of a planar inversion F-shaped antenna (PIFA) according to the prior art.

本発明による平面反転Ｆ字形アンテナ（ＰＩＦＡ）の第１実施例の概略図である。1 is a schematic diagram of a first embodiment of a planar inversion F-shaped antenna (PIFA) according to the present invention. FIG.

本発明によるＰＩＦＡの放射素子の実施例の平面図である。FIG. 6 is a plan view of an embodiment of a PIFA radiating element according to the present invention.

本発明によるＰＩＦＡの放射素子の実施例の平面図である。FIG. 6 is a plan view of an embodiment of a PIFA radiating element according to the present invention.

本発明による延長サブセクションの種々の形状を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing various shapes of extension subsections according to the present invention.

本発明による延長サブセクションの種々の形状を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing various shapes of extension subsections according to the present invention.

本発明による延長サブセクションの種々の形状を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing various shapes of extension subsections according to the present invention.

Claims (30)

第１の平面と第１のエリアを有するグランド面と、第２の平面と第２のエリアを有する放射素子とを備えるアンテナにおいて、
前記放射素子の第２の平面は前記グランド面の第１の平面と実質的に同一平面上にあり、
前記第２のエリアはメアンダ形状のセクションを有し、該セクションは放射素子の有効全長を延長する、
ことを特徴とするアンテナ。 In an antenna comprising a ground plane having a first plane and a first area, and a radiating element having a second plane and a second area,
The second plane of the radiating element is substantially coplanar with the first plane of the ground plane;
The second area has a meander-shaped section, which extends the effective overall length of the radiating element;
An antenna characterized by that. 前記グランド面の第１のエッジおよび前記放射素子の第２のエッジに第１の接点個所で接続された第１の接続ラインと、
前記補者素子の第２のエッジに第２および第３の接点個所で接続された第２の接続ラインを有する、請求項１記載のアンテナ。 A first connection line connected at a first contact point to a first edge of the ground plane and a second edge of the radiating element;
The antenna according to claim 1, further comprising a second connection line connected to the second edge of the auxiliary element at the second and third contact points. 前記グランド面の第１のエリアは放射素子の第２のエリアよりも大きい、請求項１記載のアンテナ。   The antenna of claim 1, wherein the first area of the ground plane is larger than the second area of the radiating element. 前記グランド面の第１のエリアは放射素子の第２のエリアと実質的に同じ大きさである、請求項１記載のアンテナ。   The antenna of claim 1, wherein the first area of the ground plane is substantially the same size as the second area of the radiating element. 第１の接点個所は第２の接点個所と第３の接点個所の間にある、請求項２記載のアンテナ。   The antenna of claim 2, wherein the first contact location is between the second contact location and the third contact location. 前記放射素子の第２のエッジに複数の接点個所で接続された第２の接続ラインを有する、請求項２記載のアンテナ。   The antenna according to claim 2, further comprising a second connection line connected to the second edge of the radiating element at a plurality of contact points. 前記第１と第２の接続ラインは所望のインピーダンスにマッチングされている、請求項１記載のアンテナ。   The antenna of claim 1, wherein the first and second connection lines are matched to a desired impedance. 所望のインピーダンスは約５０Ωである、請求項７記載のアンテナ。   The antenna of claim 7, wherein the desired impedance is about 50Ω. 放射素子の第２のエリアは第１と第２のセクションを有する、請求項１記載のアンテナ。   The antenna of claim 1, wherein the second area of the radiating element has first and second sections. セクションの１つは少なくとも１つのサブセクションを有し、該サブセクションは当該セクションの有効長を延長する、請求項９記載のアンテナ。   10. An antenna according to claim 9, wherein one of the sections has at least one subsection, which subsection extends the effective length of the section. 第２のセクションはＬ字形を有する、請求項９記載のアンテナ。   The antenna of claim 9, wherein the second section has an L shape. 前記セクションは正弦波形状を有する、請求項１記載のアンテナ。   The antenna of claim 1, wherein the section has a sinusoidal shape. 前記セクションは三角波形状を有する、請求項１記載のアンテナ。   The antenna of claim 1, wherein the section has a triangular wave shape. 前記セクションは矩形波形状を有する、請求項１記載のアンテナ。   The antenna of claim 1, wherein the section has a rectangular wave shape. 前記グランド面は絶縁基板の一方の側に配置されており、前記放射素子は該絶縁基板の他方の側に配置されている、請求項１記載のアンテナ。   The antenna according to claim 1, wherein the ground plane is disposed on one side of the insulating substrate, and the radiating element is disposed on the other side of the insulating substrate. 前記グランド面、絶縁基板および前記放射素子はフレキシブルである、請求項１３記載のアンテナ。   The antenna according to claim 13, wherein the ground plane, the insulating substrate, and the radiating element are flexible. 前記グランド面の第１のエリアと前記放射素子の第２のエリアは矩形である、請求項１記載のアンテナ。   The antenna according to claim 1, wherein the first area of the ground plane and the second area of the radiating element are rectangular. 前記グランド面の第１のエリアと前記放射素子の第２のエリアと非矩形である、請求項１記載のアンテナ。   The antenna according to claim 1, wherein the first area of the ground plane and the second area of the radiating element are non-rectangular. 第１の平面と第１のエリアを有するグランド面と、第２の平面と第２のエリアを有する放射素子とを備える平面反転Ｆ字形アンテナにおいて、
前記放射素子の第２の平面はグランド面の第１の平面と実質的に同一平面上にあり、
前記第２のエリアはセクションを有し、該セクションは放射素子の有効全長を延長するメアンダ形状を有しており、
さらに前記グランド面のエッジと前記放射素子のエッジに接続された第１の接続ラインと、前記放射素子のエッジに、前記第１のエッジが接続されているのとは反対側で接続された第２の接続ラインとを有する、
ことを特徴とする平面反転Ｆ字形アンテナ。 In a planar inversion F-shaped antenna comprising a ground plane having a first plane and a first area, and a radiating element having a second plane and a second area,
The second plane of the radiating element is substantially coplanar with the first plane of the ground plane;
The second area has a section, the section having a meander shape extending the effective total length of the radiating element;
Further, a first connection line connected to the edge of the ground plane and the edge of the radiating element, and a first connection line connected to the edge of the radiating element on the side opposite to the side where the first edge is connected. Two connection lines,
A planar inversion F-shaped antenna characterized by the above. 第１の平面、第１の円周、および該第１の円周上にある第１の複数エッジを備えるグランド面と、
第２の平面、第２の円周、および該第２の円周上にある第２の複数エッジを備える放射素子を有する平面反転Ｆ字形アンテナにおいて、
前記放射素子の第２の平面は前記グランド面と第１の平面と実質的に同一平面上にあり、第２のエリアはセクションを有し、該セクションは放射素子の有効全長を延長するメアンダ形状を有し、
さらに第１の複数エッジの第１のエッジと第２の複数エッジの第１のエッジに接続された第１の接続ラインと、
第２の複数エッジ野田ｉ１のエッジに第１の接続ラインの反対側で接続された第２の接続ラインを有する、
ことを特徴とする平面反転Ｆ字形アンテナ。 A ground plane comprising a first plane, a first circumference, and a first plurality of edges on the first circumference;
In a planar inversion F-shaped antenna having a radiating element comprising a second plane, a second circumference, and a second plurality of edges lying on the second circumference,
The second plane of the radiating element is substantially coplanar with the ground plane and the first plane, the second area has a section, the section being a meander shape extending the effective total length of the radiating element. Have
A first connection line connected to the first edge of the first plurality of edges and the first edge of the second plurality of edges;
Having a second connection line connected to the edge of the second multi-edge Noda i1 on the opposite side of the first connection line;
A planar inversion F-shaped antenna characterized by the above. 平面反転Ｆ字形アンテナ（ＰＩＦＡ）を有するラジオシステムにおいて、
該システムは、第１の平面と第１のエリアを備えるグランド面と、第２の平面と第２のエリアを備える放射素子を有し、
前記放射素子の第２の平面はグランド面の第１の平面と実質的に同一平面上にあり、
第２のエリアはセクションを有し、該セクションは放射素子の有効全長を延長するメアンダ形状を有しており、
さらに前記グランド面の第１のエッジと放射素子の第２のエッジに第１の接続個所で接続された第１の接続ラインと、
前記放射素子の第２のエッジと、第２および第３の接続個所で接続された第２の接続ラインを有し、
第１と第２の接続ラインは所望のインピーダンスでラジオに接続するようマッチングされている、
ことを特徴とするラジオシステム。 In a radio system having a planar inverted F-shaped antenna (PIFA),
The system comprises a ground plane comprising a first plane and a first area, a radiating element comprising a second plane and a second area,
The second plane of the radiating element is substantially coplanar with the first plane of the ground plane;
The second area has a section, the section having a meander shape extending the effective total length of the radiating element;
A first connection line connected to the first edge of the ground plane and the second edge of the radiating element at a first connection point;
A second connection line connected at a second edge of the radiating element and at second and third connection points;
The first and second connection lines are matched to connect to the radio with the desired impedance;
A radio system characterized by that. 前記有効全長は有効電気的全長を含む、請求項１記載のアンテナ。   The antenna of claim 1, wherein the effective total length includes an effective electrical total length. 前記有効全長は有効電気的全長を含む、請求項２記載のアンテナ。   The antenna of claim 2, wherein the effective total length includes an effective electrical total length. 前記有効全長は有効電気的全長を含む、請求項１０記載のアンテナ。   The antenna of claim 10, wherein the effective total length includes an effective electrical total length. 前記有効全長は有効電気的全長を含む、請求項１７記載の平面反転Ｆ字形アンテナ。   The planar inverted F-shaped antenna according to claim 17, wherein the effective total length includes an effective electrical total length. 前記メアンダ形状は三角波形状、矩形波形状、または正弦波形状を含む、請求項１７記載の平面反転Ｆ字形アンテナ。   The planar inverted F-shaped antenna according to claim 17, wherein the meander shape includes a triangular wave shape, a rectangular wave shape, or a sine wave shape. 前記有効全長は有効電気的全長を含む、請求項１８記載の平面反転Ｆ字形アンテナ。   The planar inverted F-shaped antenna according to claim 18, wherein the effective total length includes an effective electrical total length. 前記メアンダ形状は三角波形状、矩形波形状、または正弦波形状を含む、請求項１８記載の平面反転Ｆ字形アンテナ。   The planar inverted F-shaped antenna according to claim 18, wherein the meander shape includes a triangular wave shape, a rectangular wave shape, or a sine wave shape. 前記有効全長は有効電気的全長を含む、請求項１９記載のラジオシステム。   The radio system of claim 19, wherein the effective total length includes an effective electrical total length. 前記メアンダ形状は三角波形状、矩形波形状、または正弦波形状を含む、請求項１９記載のラジオシステム。   The radio system of claim 19, wherein the meander shape includes a triangular wave shape, a rectangular wave shape, or a sine wave shape.
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