JP2011520396A - アンテナ - Google Patents

Abstract

【解決手段】本発明のアンテナは、それぞれ一定の長さを有し且つ互いに交差しない第１の導体、第２の導体及び第３の導体を含み、前記第３の導体は前記第１の導体と前記第２の導体との間に位置し、前記第１の導体の一端が前記第２の導体の一端と電気的に接続されて接続点を形成し、該接続点がＲＦ信号のグラウンドに接続され、前記接続点に隣接している前記第３の導体の一端がＲＦ信号線に接続され、前記第１の導体の長さは前記第２の導体の長さよりも長い。本発明のアンテナは、多量生産に適しているとともに、小さいサイズ、廉価な製造コスト、広い帯域幅などの利点を有している。
【選択図】 図４

Description

本発明は、電子部品に関し、特に、無線通信に用いられるコンパクトなＵＷＢ（Ultra Wide Band：超広帯域無線）アンテナに関する。

アンテナは、移動通信製品においてなくてはならない必須の核心部品として、その放射効率、指向性、帯域幅、インピーダンス整合特性、サイズ及び製造コストなどが通信製品に及ぼす影響は大きくなりつつある。同時に、アンテナに対する設計は、通信製品に対するコンパクト化、多様化、軽量化、美観などの要求に答えて、芸術的に変わりつつあると共に、コンパクト化、帯域幅、放射效率、低製造コスト化の要求も考慮するようにしている。

中国特許ＣＮ１５１９９８６Ａに開示された『可▲増▼加▲頻▼▲寛▼的微▲帯▼天▲線▼（帯域幅増加可能のマイクロストリップアンテナ（Microstrip antenna））』では、平面状の放射シートを用いて、該放射シートの入力端に１つのスロットを設けることにより、放射シートの両辺における、ＲＦ信号（Radio Frequency signal）の伝播経路長が異なるようにして、帯域幅の増加を図っている。その利点は、制造が容易になることにある。

中国特許ＣＮ１９４５８９８Ａに開示された『一▲種▼超▲寛▼▲帯▼天▲線▼（ＵＷＢアンテナ）』では、マイクロストリップと放射シートとの接続箇所に２つの電磁気部材を設けることにより、帯域幅の増加を図っている。

しかしながら、上記の２つの特許文献のそれぞれにおいて、複数種の通信方式に基づく無線移動通信製品の帯域幅に対する要求を同時に許容することができず、手持ち機器に対するアンテナの組付け体積が比較的に大きくなっている。

本発明の目的は、上記のような従来技術に存在する問題点を解決するためのアンテナを提供することにある。

本発明の目的を達成するための具体的な技術案は、以下の通りである。

本発明のアンテナは、それぞれ一定の長さを有し且つ互いに交差しない第１の導体、第２の導体及び第３の導体を含み、前記第３の導体は前記第１の導体と前記第２の導体との間に位置し、前記第１の導体の第１の端が前記第２の導体の第１の端と電気的に接続されて第１の接続点を形成し、該第１の接続点がＲＦ信号のグラウンドに接続され、前記第１の接続点に隣接している前記第３の導体の第１の端がＲＦ信号線に接続され、前記第１の導体の長さは前記第２の導体の長さよりも長い。

本発明のアンテナにおいて、前記第１の導体、第２の導体及び第３の導体は、いずれも、同一の平面内において、同方向に沿って、直線状、曲線状または旋回状に延在するか、あるいは、直線と曲線との組合せ形状に延在することが好ましい。

本発明のアンテナにおいて、前記第１の導体、第２の導体及び第３の導体は誘電体部材上に設けられ、前記第１の導体と前記第３の導体との間の誘電体部材の総合的な誘電率は前記第２の導体と前記第３の導体との間の誘電体部材の総合的な誘電率以上であることが好ましい。

本発明のアンテナにおいて、前記旋回状に延在する幾何的形状とは、円、曲線または多角形であり、前記直線と曲線との組合せ形状に延在する幾何的形状とは、直線、曲線または多角形を任意に組合せた形状であり、前記ＲＦ信号の給電点は、前記旋回状に延在する幾何的形状の中心位置の前記導体の端部に設けられていることが好ましい。

本発明のアンテナにおいて、前記導体は、複数の導電部材が並列されてなることが好ましい。

本発明のアンテナにおいて、前記誘電体部材の他の面上に、鏡映対称になるように、同様の前記第１の導体、第２の導体及び第３の導体が形成され、前記誘電体部材の両面における前記第１の導体、第２の導体及び第３の導体は金属化スルーホールにより接続されていることが好ましい。

本発明のアンテナにおいて、前記第１の導体と前記第３の導体との間及び/または前記第２の導体と前記第３の導体との間の誘電体部材に、一定の長さを有するスロットが開けられていることが好ましい。

本発明のアンテナにおいて、前記スロットの中に誘電率の異なる誘電体材が充填されていることがさらに好ましい。

本発明の目的を達成するための他の技術案は、以下の通りである。

本発明のアンテナは、それぞれ一定の長さを有し且つ互いに交差しない第１の導体及び第２の導体を含み、前記第１の導体の第１の端が第１の接続点を形成し、該第１の接続点がＲＦ信号のグラウンドに接続され、前記第１の接続点に隣接する前記第２の導体の第１の端はＲＦ信号線に接続され、前記第１の導体及び第２の導体は、同一の平面内において、同方向を沿って、直線状、曲線状または旋回状に延在するか、あるいは、直線と曲線との組合せ形状に延在する。

上記のアンテナにおいて、前記第１の導体及び第２の導体は誘電体部材上に設けられ、前記旋回状に延在する幾何的形状とは、円、曲線または多角形であり、前記直線と曲線との組合せ形状に延在する幾何的形状とは、直線と円、曲線または多角形との組合せであることが好ましい。

上記のアンテナにおいて、前記導体は、複数の導電部材が並列されてなることが好ましい。

上記のアンテナにおいて、前記誘電体部材の他の面上に、鏡映対称になるように、同様の前記第１の導体及び第２の導体が形成され、前記誘電体部材の両面における前記第１の導体及び第２の導体は金属化スルーホールにより接続されていることが好ましい。

本発明の有益な効果として、本発明のアンテナはＵＷＢアレーアンテナに属するため、以下のような幾つかの有益な効果を有する。
１．前記第１の導体と第２の導体との長さの差、即ち第１の導体の長さが第２の導体の長さよりも長い構成により、電磁波信号の放射能力の向上を図ることができる。
２．第１の導体と第３の導体との間の誘電体部材の総合的な誘電率が第２の導体と第３の導体との間の誘電体部材の総合的な誘電率よりも高い構成により、ＵＷＢ周波数レスポンスが得られる。
３．一定の長さを有する３つの導体を誘電体部材上に旋回状に形成することにより、体積を小さくすることができる。
４．旋回形状の構成により、円偏波された電磁波が得られ、アンテナの性能向上を図ることができる。
５．上記の平面上の旋回形状の構成により、薄くて面積の小さいＵＷＢアンテナを実現することができるとともに、アンテナの性能向上と小体積化との矛盾を解消することができる。
６．本発明のアンテナは、プリント基板の製造プロセスに基づく生産に適しているので、製造コストが廉価で、多量生産に適している。

本発明の第１の実施例におけるアンテナの模式図である。 本発明の第２の実施例におけるアンテナの模式図である。 本発明の第３の実施例におけるアンテナの模式図である。 本発明の第４の実施例におけるアンテナの模式図である。

以下、図面及び好適な実施例に基づき、本発明に対して更なる説明を行う。

本発明におけるアンテナの実施例は多い組合せを有しているが、該アンテナの形成方法は原則的に一致している。

図面を参照して、本発明のアンテナは、それぞれ一定の長さを有し且つ互いに交差しない３つの導体ａ、ｂ、ｃを備え、導体ｃは導体ａ、ｂの間に設けられ、導体ａと導体ｂとの隣接しているそれぞれの一端を電気的に接続してから、ＲＦ信号のグラウンドに接続することで接続点を形成し、該接続点の近傍の導体ｃの一端をＲＦ信号線に接続し、導体ａの長さを導体ｂの長さよりも長くすることにより、電磁波信号の放射能力を向上させている。

一定の長さを有する３つの導体ａ、ｂ、ｃを誘電体部材上に形成し、導体ａと導体ｃとの間の誘電体部材の総合的な誘電率を、導体ｂと導体ｃとの間の誘電体部材の総合的な誘電率以上にすることにより、帯域幅を増加させることが好ましい。本明細書中のいわゆる総合的な誘電率とは、一定の領域内に、１種類の誘電体部材のみ存在す場合、該誘電体部材の比誘電率が該総合的な誘電率であり、複数種類の誘電体部材が存在する場合、各誘電体部材の比誘電率の算術的平均の値が該総合的な誘電率である。

一定の長さを有する３つの導体ａ、ｂ、ｃを、誘電体部材上に旋回状に形成すると共に、導体ａの長さを導体ｂの長さよりも長く、導体ａと導体ｃとの長さを０より大きく、且つ導体ｂの長さを０以上にすることにより、体積をさらに小さくすることが好ましい。導体ｂの長さが０である場合、前記アンテナは、一定の長さを有し且互いに交差しない第１の導体と第２の導体とを備え、前記第１の導体の第１の端が第１の接続点を形成し、該第１の接続点はＲＦ信号のグラウンドに接続され、前記第１の接続点に隣接している前記第２の導体の第１の端はＲＦ信号線に接続され、前記第１の導体と第２の導体とは、同一の平面内において、同方向に沿って、直線状、曲線状または旋回状に延在するか、あるいは、直線と曲線との組合せ形状に延在するようになる。前記第１の導体と第２の導体とは誘電体部材上に設けられ、前記旋回状に延在する幾何的形状とは、円、曲線または多角形であるか、曲線、円または多角形の任意の組合せであるか、あるいは、直線と円、曲線または多角形との組合せである。

好ましくは、一定の長さを有する３つの導体ａ、ｂ、ｃを誘電体部材上に旋回状に形成し、その旋回形状は、円、曲線、多角形またはこれらを任意に組合せた形状にしてもよく、ＲＦ信号の給電点を、旋回形状の中心に位置する、３つの導体の端部に形成することにより、円偏波された電磁波を取得することができる。

好ましくは、ここで、信号線に接続される導体ｃ及びその両側に隣接する導体ａ、ｂを、複数並んで形成することにより、消費電力を低減させることができる。

好ましくは、信号線に接続される導体ｃと、その両側に隣接し、かつグラウンドに接続される導体ａ、ｂとに、金属化スルーホールを設けることにより、電磁波の放射能力を増加させることができる。

図１に示すように、本願の実施例１におけるアンテナは、ＲＦ信号線Ｘに接続される導線ｃと、導線ｃに隣接し、且つグラウンドＧに接続される導線ａ、ｂと、誘電体部材Ｄとにより構成され、グラウンドＧに接続される２つの導線ａ、ｂのうち、長いのは導線ａであり、短いのは導線ｂである。

図２に示すように、本願の実施例２におけるアンテナは、湾曲された３つの導線ａ、ｂ、ｃ（即ち、直線と曲線との組合せ）と、誘電体部材Ｄとにより構成され、導線ａ、ｂ、ｃの同一の端部において、導線ｃはＲＦ信号線Ｘに接続され、導線ｃと隣接する長い導線ａ及び短い導線ｂはグラウンドＧに接続される。

図３に示すように、本願の実施例３におけるアンテナでは、３つの導線ａ、ｂ、ｃを誘電体部材Ｄ上に旋回状に形成し、３つの導線の旋回形状の中心に位置する導線ｃの一端をＲＦ信号線Ｘに接続し、導線ｃと隣接する長い導線ａ及び短い導線ｂをグラウンドＧに接続している。ここで、導線ｂの長さは０であってもよい。

図４に示すように、本願の実施例４におけるアンテナでは、３つの導線ａ、ｂ、ｃを誘電体部材Ｄ上に旋回状に形成すると共に、該誘電体部材Ｄの前記３つの導線が形成された面とは異なる他の面上にも、該３つの導線と鏡映対称になるように、同様の３つの導線を形成してから、金属化スルーホールＫを用いてこれらを接続することにより、３つの導体を形成している。３つの導体の旋回形状の中心の一端において、導体ｃはＲＦ信号線Ｘに接続され、それと隣り合う長い導体ａ及び短い導体ｂはグラウンドＧに接続され、また、導体ａと導体ｃとの間の誘電体部材の総合的な誘電率が導体ｂと導体ｃとの間の総合的な誘電体部材の誘電率よりも大きくなるように、導体ｂと導体ｃとの間、または/及び導体ａと導体ｃとの間にスロットＬが開けられているか、或いは、誘電率の異なる誘電体材が充填されている。

上記の好ましい実施例に係るアンテナによれば、導線ａと導線ｂとの長さの比率を適宜増加させることにより、電磁波の放射または電磁波の受信の周波数幅を増加させるとともに、電磁波の放射強度または電磁波の受信感度を向上させるという目的を実現している。

上記の好ましい実施例に係るアンテナによれば、上記の３つの導線ａ、ｂ、ｃが誘電体部材上に旋回状に形成される構成を用いて、導線ａ、ｃの間と導線ｂ、ｃの間との総合的な誘電率の差、及びその旋回形状を適切に選択することにより、様々の無線通信における、アンテナの効率、製造コスト、帯域幅、指向性及び体積に対する要求を満たすことができる。

上記の好適な実施例により明らかになっているように、本願発明のアンテナは、構造が簡単で、そのプリント基板の製造プロセスが簡単であるため、製造コストが廉価であり、多量生産に適している。

以上は、本願発明の好適な実施例の説明であり、本願発明の特許請求の範囲に対する限定ではない。また、当然のことながら、本願の明細書及び図面の内容に基づいてなされた、本願発明の構成と均等である構成上の変更も、本願発明の保護範囲に含まれるべきである。

Claims (12)

1. それぞれ一定の長さを有し且つ互いに交差しない第１の導体、第２の導体及び第３の導体を含み、前記第３の導体は前記第１の導体と前記第２の導体との間に位置し、前記第１の導体の第１の端が前記第２の導体の第１の端と電気的に接続されて第１の接続点を形成し、該第１の接続点がＲＦ信号のグラウンドに接続され、前記第１の接続点に隣接している前記第３の導体の第１の端がＲＦ信号線に接続され、前記第１の導体の長さが前記第２の導体の長さより長いことを特徴とするアンテナ。
2. 前記導体は、複数の導電部材が並列されてなることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
3. 前記第１の導体、第２の導体及び第３の導体は、いずれも、同一の平面内において、同方向に沿って、直線状、曲線状または旋回状に延在するか、あるいは、直線と曲線との組合せ形状に延在することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
4. 前記第１の導体、第２の導体及び第３の導体は誘電体部材上に設けられ、前記第１の導体と前記第３の導体との間の誘電体部材の総合的な誘電率は前記第２の導体と前記第３の導体との間の誘電体部材の総合的な誘電率以上であることを特徴とする請求項３に記載のアンテナ。
5. 前記旋回状に延在する幾何的形状とは、円、曲線または多角形であり、前記直線と曲線との組合せ形状に延在する幾何的形状とは、直線、曲線または多角形を任意に組合せた形状であり、前記ＲＦ信号の給電点は、前記旋回状に延在する幾何的形状の中心位置の前記導体の端部に設けられていることを特徴とする請求項４に記載のアンテナ。
6. 前記誘電体部材の他の面上に、鏡映対称になるように、同様の前記第１の導体、第２の導体及び第３の導体が形成され、前記誘電体部材の両面における前記第１の導体、第２の導体及び第３の導体は、金属化スルーホールにより接続されていることを特徴とする請求項４に記載のアンテナ。
7. 前記第１の導体と前記第３の導体の間及び/または前記第２の導体と前記第３の導体との間の誘電体部材に、一定の長さを有するスロットが開けられていることを特徴とする請求項４または６に記載のアンテナ。
8. 前記スロットの中に、誘電率の異なる誘電体材が充填されていることを特徴とする請求項７に記載のアンテナ。
9. それぞれ一定の長さを有し且つ互いに交差しない第１の導体及び第２の導体を含み、前記第１の導体の第１の端が第１の接続点を形成し、該第１の接続点がＲＦ信号のグラウンドに接続され、前記第１の接続点に隣接する前記第２の導体の第１の端はＲＦ信号線に接続され、前記第１の導体及び第２の導体は、同一の平面内において、同方向を沿って、直線状、曲線状または旋回状に延在するか、あるいは、直線と曲線との組合せ形状に延在することを特徴とするアンテナ。
10. 前記第１の導体及び第２の導体は誘電体部材上に設けられ、前記旋回状に延在する幾何的形状とは、円、曲線または多角形であり、前記直線と曲線との組合せ形状に延在する幾何的な形状とは、直線と円、曲線または多角形との組合せであることを特徴する請求項９に記載のアンテナ。
11. 前記導体は、複数の導電部材が並列されてなることを特徴とする請求項９または１０に記載のアンテナ。
12. 前記誘電体部材の他の面上に、鏡映対称になるように、同様の前記第１の導体及び第２の導体が形成され、前記誘電体部材の両面における前記第１の導体及び第２の導体は、金属化スルーホールにより接続されていることを特徴とする請求項９または１０に記載のアンテナ。

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