JP4906765B2 - Antenna apparatus and related methodology for multi-band wireless devices - Google Patents
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Description
本発明は概して、複数の周波数帯域で動作可能なモバイルステーションまたは他の無線デバイスのためのアンテナ構成に関する。さらに詳細には、本発明は、例えば800/900/1800/1900MHz周波数帯域で動作可能な、マルチモードモバイルステーションまたは他の無線デバイスのハイブリッドストリップアンテナを形成する、アンテナ装置、および関連する方法に関する。 The present invention relates generally to antenna configurations for mobile stations or other wireless devices that can operate in multiple frequency bands. More particularly, the present invention relates to an antenna apparatus and related method for forming a hybrid strip antenna of a multi-mode mobile station or other wireless device operable, for example, in the 800/900/1800/1900 MHz frequency band.
アンテナは、一部分として蛇行線と、L字形ストリップとを含むループストリップを含み、その両方は、基板に配置され、無線デバイスが動作可能な周波数帯域に対応する周波数で共振するように構成される。アンテナは、コンパクトな寸法であり、安定した周波数帯域特性および放射パターンを示す。 The antenna includes a loop strip including a serpentine line and an L-shaped strip as a part, both of which are arranged on the substrate and configured to resonate at a frequency corresponding to a frequency band in which the wireless device can operate. The antenna has a compact size and exhibits stable frequency band characteristics and a radiation pattern.
(発明の背景)
多くの人にとって、通信するためのモバイル無線通信システムの利用可能性および該システムの使用は日常生活で必要な局面である。セルラー通信システム、およびセルラー様通信システムは、例示的な無線通信システムであり、そのインフラストラクチャは、広く配備され、かつ通常利用されている。セルラー通信システムの世代が連続して開発され、それらの動作パラメータおよびプロトコルは、規格設定団体によって公表された規格に発表されている。そして、ネットワーク装置の世代が連続して配備され、各々は、関連する動作規格に従って動作可能である。
(Background of the Invention)
For many people, the availability and use of mobile wireless communication systems for communication is a necessary aspect of daily life. Cellular communication systems and cellular-like communication systems are exemplary wireless communication systems whose infrastructure is widely deployed and commonly used. Generations of cellular communication systems are continuously developed and their operating parameters and protocols are published in standards published by standards setting bodies. Then, generations of network devices are deployed successively, each capable of operating according to the relevant operating standard.
初期の世代のセルラー通信システムは、音声通信サービスおよび限定されたデータ通信サービスを提供したが、後継する世代のセルラー通信システムは、データ集中的データ通信サービスをさらに提供する。様々な動作規格は、様々な通信能力を提供するのみならず、様々な通信技術および様々な動作の周波数を利用する。様々なタイプのセルラー通信システムの設置は、ときどき管轄に依存する。すなわち、異なる領域では、異なるタイプの動作規格に従って動作可能であるネットワークインフラストラクチャが配備される。異なる領域で配備されたネットワークインフラストラクチャは、必ずしも互換性を持つわけではない。1つの動作仕様に従って構成されたネットワークインフラストラクチャによって通信するように動作可能なモバイルステーションは、必ずしも別の動作規格に従って動作可能なネットワークインフラストラクチャによって通信するように動作可能なわけではない。 Although early generation cellular communication systems provided voice communication services and limited data communication services, the succeeding generation cellular communication systems further provide data intensive data communication services. Different operating standards not only provide different communication capabilities, but also use different communication technologies and different frequencies of operation. The installation of various types of cellular communication systems sometimes depends on the jurisdiction. That is, in different areas, a network infrastructure that can operate according to different types of operating standards is deployed. Network infrastructure deployed in different areas is not necessarily compatible. A mobile station operable to communicate with a network infrastructure configured according to one operational specification is not necessarily operable to communicate with a network infrastructure operable according to another operational standard.
2つ以上の、すなわち複数の通信システムにおける通信能力をモバイルステーションに提供する、いわゆるマルチモードモバイルステーションが開発された。一般的に、そのようなマルチモードモバイルステーションは、モバイルステーションが動作可能となり、モバイルステーションが配置されたそのカバレージエリアにおいて検出されたネットワークインフラストラクチャに応答する方法を自動的に選択する。モバイルステーションが通信可能な2つ以上のタイプの通信システムのネットワークインフラストラクチャのカバレージエリアに配置された場合、選択は、好みのスキームに従って、すなわち手動でなされる。マルチモード能力が提供されたとき、モバイルステーションは、その動作が、各々の通信システムに従って通信することを可能にする回路網および回路素子を含む。最も単純には、マルチモードモバイルステーションは、個別の回路網で形成され、様々な動作規格に従って通信するように個別に動作可能である。ときどき、様々な回路経路の回路素子が共有され得る程度まで、個別の回路経路の部品は相互に関連し合うか、または共有されるように構成される。回路素子を共有することによって、回路網サイズおよび部品総数が減少し、費用およびサイズの節約が結果として生じる。 So-called multi-mode mobile stations have been developed that provide mobile stations with the ability to communicate in more than one or multiple communication systems. In general, such a multi-mode mobile station automatically selects a method to respond to the network infrastructure detected in the coverage area in which the mobile station is operational and where the mobile station is located. If the mobile station is located in the coverage area of the network infrastructure of more than one type of communication system with which the mobile station can communicate, the selection is made according to a preferred scheme, ie manually. When multi-mode capability is provided, the mobile station includes circuitry and circuit elements that allow its operation to communicate according to each communication system. Most simply, multi-mode mobile stations are formed with separate networks and are individually operable to communicate according to various operating standards. From time to time, to the extent that circuit elements of different circuit paths can be shared, the components of the individual circuit paths are either related to each other or configured to be shared. Sharing circuit elements reduces the network size and the total number of components, resulting in cost and size savings.
しかし、異なる回路経路間でアンテナトランスデューサ素子を共有することは、独特な難問題を提示する。アンテナトランスデューサ素子の必要とされるサイズは、部分的に、トランスデューサ素子によって変換される信号エネルギーの周波数に依存する。そして、モバイルステーション構成がますます小型化され、ますます小さなパッケージサイズの筐体に収容されるにつれ、アンテナトランスデューサ設計は、ますます難しくなり、特に、様々なモードが様々な周波数で動作する、マルチモードモバイルステーションにおいて難しくなる。複数の周波数帯域で動作可能であり、またコンパクトなサイズのモバイルステーションの筐体内でのその配置を可能にするための小さな寸法のアンテナトランスデューサを構成するために、有意な努力がなされている。 However, sharing antenna transducer elements between different circuit paths presents unique challenges. The required size of the antenna transducer element depends in part on the frequency of the signal energy converted by the transducer element. And as mobile station configurations are increasingly miniaturized and housed in increasingly smaller package size enclosures, antenna transducer designs become increasingly difficult, especially in multi-mode where different modes operate at different frequencies. It becomes difficult in the mode mobile station. Significant efforts have been made to construct small size antenna transducers that can operate in multiple frequency bands and allow their placement within the housing of a compact sized mobile station.
PIFA(平板逆Fアンテナ)が、ときどき利用される。PIFAは、一般的にコンパクトなサイズであり、目立たず、かつ二つの帯域での放射を可能にする。しかし、そのようなアンテナ構造は、一般的に狭い帯域幅を示す。PIFAの帯域幅を高めるために、PIFAの構造はときどき、寄生素子、または多層の、三次元構造と組み合わされる。しかし、そのような追加は、アンテナの容積的寸法を増加させる。さらに、アンテナの同調は、さらなる共振分岐が原因となって、難しくなる。そして分岐はときどき、信号エネルギーの変換に干渉するEMCおよびEMIを導入する。 PIFA (Plate Inverted F Antenna) is sometimes used. PIFAs are generally compact in size, inconspicuous and allow radiation in two bands. However, such an antenna structure generally exhibits a narrow bandwidth. In order to increase the bandwidth of PIFA, the structure of PIFA is sometimes combined with parasitic elements or multilayer, three-dimensional structures. However, such addition increases the volumetric dimensions of the antenna. Furthermore, tuning of the antenna becomes difficult due to further resonant branching. And branching sometimes introduces EMC and EMI that interfere with the conversion of signal energy.
従って、小さな寸法でかつ複数の周波数帯域での使用を可能にする改良されたアンテナ構造に対するニーズが継続する。 Thus, there continues to be a need for an improved antenna structure that allows use in small dimensions and in multiple frequency bands.
無線デバイスに対するアンテナトランスデューサに関するこの背景情報を考慮して、本発明の有意な改良が進行している。 In view of this background information regarding antenna transducers for wireless devices, significant improvements of the present invention are underway.
本発明は、さらに以下の手段を提供する。 The present invention further provides the following means.
(項目1)
通信デバイス(12)のためのストリップアンテナ(42)であって、該ストリップアンテナ(42)は、基板(52)に適用され、該ストリップアンテナ(42)は、
導電性材料の閉じたループ(56)で形成された第1の放射素子であって、該第1の放射素子に、通信デバイス(12)からの信号(76)が供給され、かつアース(74)が取り付けられ、該閉じたループ(56)は、第1の周波数帯域(94)内に、少なくとも1つの第1の共振周波数を有する、第1の放射素子と、
該第1の放射素子を形成する該閉じたループ(56)によって囲まれた領域(62)に電気的に結合され、かつ該領域(62)に位置するストリップ(58)で形成された第2の放射素子であって、該第2の放射素子は、第2の周波数帯域(96)内に少なくとも1つの第2の共振周波数を有するように構成され、該第2の周波数帯域は、該第1の周波数帯域と異なる、第2の放射素子と
を特徴とする、ストリップアンテナ(42)。
(Item 1)
A strip antenna (42) for a communication device (12), the strip antenna (42) being applied to a substrate (52), wherein the strip antenna (42)
A first radiating element formed of a closed loop (56) of conductive material, to which the signal (76) from the communication device (12) is supplied and to ground (74 ) And the closed loop (56) has a first radiating element having at least one first resonance frequency in a first frequency band (94);
A second formed by a strip (58) electrically coupled to and located in the region (62) surrounded by the closed loop (56) forming the first radiating element; The second radiating element is configured to have at least one second resonant frequency in a second frequency band (96), the second frequency band being A strip antenna (42) characterized by a second radiating element different from the frequency band of one.
(項目2)
上記第1の放射素子を形成する上記閉じたループ(56)は、上記基板(52)の周辺付近に延びる、項目1に記載のストリップアンテナ(42)。
(Item 2)
The strip antenna (42) according to item 1, wherein the closed loop (56) forming the first radiating element extends near the periphery of the substrate (52).
(項目3)
上記基板(52)は、第1の周辺の辺、第2の周辺の辺、第3の周辺の辺、および第4の周辺の辺を備え、上記閉じたループ(56)は、該第1の周辺の辺、該第2の周辺の辺、該第3の周辺の辺、および該第4の周辺の辺に沿ってそれぞれ延びる、項目2に記載のストリップアンテナ(42)。
(Item 3)
The substrate (52) includes a first peripheral side, a second peripheral side, a third peripheral side, and a fourth peripheral side, and the closed loop (56) includes the first peripheral side. The strip antenna (42) according to item 2, extending along a peripheral edge of the second, a second peripheral edge, a third peripheral edge, and a fourth peripheral edge, respectively.
(項目4)
上記第1の放射素子を形成する上記閉じたループ(56)の一部分は、蛇行線(66)をさらに備え、該蛇行線(66)は、上記基板(52)の第1の周辺の辺の一部分に沿って延びる、項目1に記載のストリップアンテナ(42)。
(Item 4)
A portion of the closed loop (56) forming the first radiating element further comprises a serpentine line (66), the serpentine line (66) being a first peripheral side of the substrate (52). The strip antenna (42) of item 1, extending along a portion.
(項目5)
上記閉じたループ(56)は、上記第1の周波数帯域を決定する第1の長さである、項目4に記載のストリップアンテナ(42)。
(Item 5)
5. The strip antenna (42) according to item 4, wherein the closed loop (56) is a first length that determines the first frequency band.
(項目6)
上記蛇行線は、上記第1の周波数帯域(94)における第2の共振周波数を提供する第2の長さである、項目5に記載のストリップアンテナ(42)。
(Item 6)
6. The strip antenna (42) according to item 5, wherein the meander line is a second length providing a second resonant frequency in the first frequency band (94).
(項目7)
上記第2の放射素子(58)は、上記アンテナ(42)が、上記第2の周波数帯域(96)内に単一の共振周波数を有するようにさせるように構成される、項目6に記載のストリップアンテナ(42)。
(Item 7)
Item 7. The item 6 wherein the second radiating element (58) is configured to cause the antenna (42) to have a single resonant frequency within the second frequency band (96). Strip antenna (42).
(項目8)
上記第2の周波数帯域(96)は、上記第1の周波数帯域よりも高い周波数である、項目7に記載のストリップアンテナ(42)。
(Item 8)
The strip antenna (42) according to item 7, wherein the second frequency band (96) is a higher frequency than the first frequency band.
(項目9)
上記第2の周波数帯域(96)内の上記少なくとも1つの共振周波数は、上記第1の周波数帯域(94)内の上記少なくとも1つの共振周波数よりも高い周波数である、項目8に記載のストリップアンテナ(42)。
(Item 9)
The strip antenna according to item 8, wherein the at least one resonance frequency in the second frequency band (96) is higher than the at least one resonance frequency in the first frequency band (94). (42).
(項目10)
上記第1の周波数帯域(94)は、800MHz帯域を含む、項目7に記載のストリップアンテナ(42)。
(Item 10)
8. The strip antenna (42) according to item 7, wherein the first frequency band (94) comprises an 800 MHz band.
(項目11)
上記第2の周波数帯域(96)は、1800MHz帯域を含む、項目7に記載のストリップアンテナ(42)。
(Item 11)
Item 8. The strip antenna (42) of item 7, wherein the second frequency band (96) comprises a 1800 MHz band.
(項目12)
上記第1の周波数帯域(94)は、900MHz帯域を含む、項目7に記載のストリップアンテナ(42)。
(Item 12)
Item 8. The strip antenna (42) of item 7, wherein the first frequency band (94) comprises a 900 MHz band.
(項目13)
上記第2の周波数帯域(96)は、1900MHz帯域を含む、項目7に記載のストリップアンテナ(42)。
(Item 13)
Item 8. The strip antenna (42) of item 7, wherein the second frequency band (96) comprises a 1900 MHz band.
(項目14)
上記第2の周波数帯域は、1800MHz帯域を含む、項目7に記載のストリップアンテナ(42)。
(Item 14)
8. The strip antenna (42) according to item 7, wherein the second frequency band includes a 1800 MHz band.
(項目15)
無線デバイス(12)において信号エネルギーを送受信するアンテナ(42)を形成する方法であって、該方法は、
基板(52)の周辺の付近に第1の放射素子を形成するステップ(104)であって、該第1の放射素子は、閉じたループ(56)であって、該閉じたループ(56)に該無線デバイス(12)からの信号(76)が供給され、かつアース(74)が取りつけられる、閉じたループ(56)を規定し、該閉じたループ(56)は、第1の周波数帯域(94)内の少なくとも1つの第1の周波数で共振する、ステップと、
該第1の放射素子を形成するステップ(104)によって形成される該閉じたループ(56)内の該基板(52)の領域(62)に第2の放射素子を形成するステップ(106)であって、該第2の放射素子は、第2の周波数帯域(96)内の少なくとも1つの第2の周波数で共振する該閉じたループ(56)内にストリップ(58)を規定し、該第1の周波数帯域は、該第2の周波数帯域と異なる、ステップと、
該第1の放射素子および該第2の放射素子からの信号エネルギーを該第1の周波数帯域(94)および該第2の周波数帯域(96)で変換するステップ(108)と
を特徴とする、方法。
(Item 15)
A method of forming an antenna (42) for transmitting and receiving signal energy in a wireless device (12), the method comprising:
Forming (104) a first radiating element near the periphery of the substrate (52), the first radiating element being a closed loop (56), wherein the closed loop (56); Defines a closed loop (56) to which a signal (76) from the wireless device (12) is supplied and to which a ground (74) is attached, the closed loop (56) having a first frequency band Resonating at at least one first frequency in (94);
In forming (106) a second radiating element in a region (62) of the substrate (52) within the closed loop (56) formed by forming (104) the first radiating element; The second radiating element defines a strip (58) in the closed loop (56) that resonates at at least one second frequency in a second frequency band (96); The frequency band of 1 is different from the second frequency band; and
Converting (108) signal energy from the first radiating element and the second radiating element in the first frequency band (94) and the second frequency band (96); Method.
(項目16)
上記第1の放射素子を形成する動作(104)は、上記閉じたループ(56)の一部分の蛇行線(66)を形成するステップをさらに包含し、該閉じたループ(56)は、上記第1の周波数帯域(94)の第1の周波数で共振するように構成され、該蛇行線(66)は、該第1の周波数帯域の第2の周波数で共振するように構成される、項目15に記載の方法。
(Item 16)
The act (104) of forming the first radiating element further comprises forming a meander line (66) of a portion of the closed loop (56), the closed loop (56) comprising the first loop (56).
(項目17)
上記第2の周波数帯域(96)は、周波数帯域を含み、該周波数帯域の周波数は、上記第1の周波数帯域(94)の周波数を超える、項目15に記載の方法。
(Item 17)
16. The method of
(項目18)
上記アンテナ(42)を上記無線デバイスに接続するステップをさらに含む、項目15に記載の方法。
(Item 18)
16. The method of
(項目19)
筐体(44)内のマルチバンド利用可能モバイルステーション(12)のためのストリップアンテナ(42)であって、該ストリップアンテナは、
該筐体(44)内に配置されることが可能である基板と、
閉じた放射ループであって、閉じた放射ループに、該モバイルステーションからの信号が供給され、かつアースが取り付けられ、該閉じたループは、該基板の周辺に適用され、該放射ループは、該基板の周辺の一部分に沿って蛇行線を含み、該放射ループは、第1の周波数帯域内の第1の周波数で共振し、該蛇行線は、該第1の周波数帯域とは異なる第2の帯域内の第2の周波数で共振する、閉じた放射ループと、
該基板上に、かつ該閉じた放射ループによって規定された内部領域内に取り付けられた放射L字形ストリップであって、該L字形ストリップは、該第2の周波数帯域と少なくとも重複する単一の周波数帯域で共振する、放射L字形ストリップと
を特徴とする、ストリップアンテナ(42)。
(Item 19)
A strip antenna (42) for a multiband available mobile station (12) in a housing (44), the strip antenna comprising:
A substrate that can be disposed within the housing (44);
A closed radiating loop, to which a signal from the mobile station is supplied and grounded, the closed loop is applied to the periphery of the substrate, and the radiating loop is A serpentine line along a portion of the periphery of the substrate, the radiating loop resonates at a first frequency within a first frequency band, and the serpentine line has a second frequency different from the first frequency band; A closed radiating loop that resonates at a second frequency in the band;
A radiating L-shaped strip mounted on the substrate and within an interior region defined by the closed radiating loop, wherein the L-shaped strip is a single frequency at least overlapping with the second frequency band. A strip antenna (42) characterized by a radiating L-shaped strip that resonates in a band.
(摘要)
クワッドバンドのモバイルステーションのような、複数の周波数帯域が利用可能な無線デバイスのためのアンテナ装置および関連方法。アンテナ装置は、一対の共振素子を有するハイブリッドストリップアンテナを形成する。第1の共振素子は、基板の周辺付近に延びる周辺ループを形成する。蛇行線は、周辺ループの一部分に沿って延びる。そして、第2の共振素子は、L字形のストリップで形成される。周辺ループは、一組の周波数において共振し、L字形のストリップは、単一の周波数において共振する。共振素子の長さの適切な選択を介して、該素子が共振する周波数が制御される。
(Summary)
An antenna apparatus and related method for a wireless device capable of using multiple frequency bands, such as a quad-band mobile station. The antenna device forms a hybrid strip antenna having a pair of resonant elements. The first resonant element forms a peripheral loop extending near the periphery of the substrate. The serpentine line extends along a portion of the peripheral loop. The second resonant element is formed of an L-shaped strip. The peripheral loop resonates at a set of frequencies, and the L-shaped strip resonates at a single frequency. Through appropriate selection of the length of the resonant element, the frequency at which the element resonates is controlled.
従って、本発明は、複数の周波数帯域で動作可能なモバイルステーションまたは他の無線デバイスに、アンテナ装置および関連方法を有利に提供する。 Thus, the present invention advantageously provides an antenna apparatus and related methods for a mobile station or other wireless device that can operate in multiple frequency bands.
本発明の実施形態の動作を介して、例えば、800/900/1800/1900MHzの周波数帯域において動作可能なマルチモードのモバイルステーションまたは他の無線デバイスのハイブリッドストリップアンテナを形成する方法が提供される。 Through the operation of embodiments of the present invention, a method is provided for forming a hybrid strip antenna of a multi-mode mobile station or other wireless device operable in, for example, the 800/900/1800/1900 MHz frequency band.
本発明の一局面において、アンテナは、ループストリップおよびL字形ストリップを含む第1の放射素子および第2の放射素子で形成される。放射素子は、無線デバイスが動作可能である周波数帯域に対応する周波数で共振するように構成されている。 In one aspect of the invention, the antenna is formed of a first radiating element and a second radiating element including a loop strip and an L-shaped strip. The radiating element is configured to resonate at a frequency corresponding to a frequency band in which the wireless device is operable.
本発明の一局面において、モバイルステーションまたはコンパクトな寸法の他の無線デバイスの筐体の中への収容を可能にする寸法である基板が提供される。基板は、長方形または他の幾何形状の構成であり、その上に導電性の材料の塗装または他の塗布を可能にする。基板の寸法は、その上に導電性のループの形成を可能にするために充分な大きさである。ループストリップは、モバイルステーションが基板上に形成される周波数帯域において共振する長さである。ループは、基板の周辺付近に形成され、例えば、基板の周辺の端に延びている。フィード接続およびアース接続が、基板の周辺付近に形成されるループにおいてさらに提供される。ループストリップの長さは、第1の共振周波数帯域を決定する。つまり、ループの長さは、第1の周波数帯域の範囲内で共振する。ループの長さの適切な選択を介して、ループは、モバイルステーションの動作モードのうちの少なくとも1つの動作周波数帯域に対応する周波数帯域において共振する。 In one aspect of the present invention, a substrate is provided that is dimensioned to allow accommodation within a housing of a mobile station or other compact device of compact dimensions. The substrate is a rectangular or other geometric configuration that allows the coating or other application of conductive material thereon. The dimensions of the substrate are large enough to allow the formation of conductive loops thereon. The loop strip is of a length that resonates in the frequency band in which the mobile station is formed on the substrate. The loop is formed near the periphery of the substrate, and extends, for example, to the peripheral edge of the substrate. Feed connections and ground connections are further provided in the loop formed near the periphery of the substrate. The length of the loop strip determines the first resonance frequency band. That is, the loop length resonates within the first frequency band. Through appropriate selection of the loop length, the loop resonates in a frequency band corresponding to at least one of the mobile station operating modes.
本発明の別の局面において、基板の周辺付近を延びるループの一部分は蛇行線を含む。蛇行線は、例えば、ループが形成される基板の周辺のうちの1つに沿って形成される。蛇行線は第2の周波数帯域において共振する長さである。蛇行線が共振する第2の周波数帯域は、その長さによって決定される。そして、蛇行線の長さの適切な選択を介して、ループの蛇行線の部分は、マルチモードのモバイルステーションの動作周波数帯域に対応する周波数帯域において共振させられる。蛇行線は、例えば、非導電性セグメント、すなわちデジットの交互嵌合(interdigitation)によって、基板の周辺付近に形成されるループの一部分を形成する導電性の材料の長方形のスワスに形成される。蛇行線の長さは非導電性のセグメントすなわちデジットの交互嵌合を増加させることによって増加する。適切な共振周波数が、対応する適切な量の交互嵌合の使用によって作られる。 In another aspect of the invention, a portion of the loop extending near the periphery of the substrate includes a serpentine line. The meander line is formed, for example, along one of the peripheries of the substrate on which the loop is formed. The meander line has a length that resonates in the second frequency band. The second frequency band in which the meander line resonates is determined by its length. Then, through appropriate selection of the length of the meander line, the portion of the meander line of the loop is resonated in a frequency band corresponding to the operating frequency band of the multi-mode mobile station. The serpentine line is formed in a rectangular swath of conductive material that forms part of a loop formed near the periphery of the substrate, for example, by non-conductive segments, or digit interdigitation. The length of the meander line is increased by increasing the interdigitation of non-conductive segments or digits. An appropriate resonant frequency is created by using a corresponding appropriate amount of interdigitation.
基板の周辺付近に形成され、かつ、ループの一部分として蛇行線を含むループは、それによって、一組の共振周波数帯域、すなわち、蛇行線の長さを含むループの全長によって規定される第1の共振周波数帯域と、蛇行線の長さによって規定される第2の共振周波数帯域とを規定する。 A loop formed near the periphery of the substrate and including a meander line as part of the loop is thereby defined by a set of resonant frequency bands, i.e., the total length of the loop including the length of the meander line. A resonance frequency band and a second resonance frequency band defined by the length of the meander line are defined.
本発明の別の局面において、L字形のストリップがまた基板上に形成される。L字形のストリップは、基板の周囲付近に延びるループによって規定される内側の領域において形成される。L字形のストリップの端部は、周辺ループに電気的に結合されている。L字形のストリップは、例えば、L字形のストリップの短い側の端部側によって周辺ループに結合されている。L字形のストリップは、共振周波数帯域において共振する。L字形のストリップが共振する共振周波数帯域は、ストリップの長さに依存する。ストリップの長さの適切な選択を介して、ストリップが共振する共振周波数帯域は、アンテナが結合されるモバイルステーションの動作周波数帯域に対応する。 In another aspect of the invention, an L-shaped strip is also formed on the substrate. The L-shaped strip is formed in an inner region defined by a loop extending near the periphery of the substrate. The end of the L-shaped strip is electrically coupled to the peripheral loop. The L-shaped strip is connected to the peripheral loop by, for example, the short end of the L-shaped strip. The L-shaped strip resonates in the resonance frequency band. The resonant frequency band in which the L-shaped strip resonates depends on the length of the strip. Through appropriate selection of the strip length, the resonant frequency band at which the strip resonates corresponds to the operating frequency band of the mobile station to which the antenna is coupled.
1つの実装において、アンテナは、800/900/1800/1900MHzの周波数帯域において動作可能なマルチバンドのセルラーモバイルステーションにおいて使用される。周辺ループおよびL字形のストリップの構成は、モバイルステーションが動作可能である帯域を含む周波数において共振をもたらすように選択される。周辺ループの長さは、より低い周波数帯域を規定し、蛇行線の長さとL字形のストリップの長さとは、より高い周波数帯域において共振する。その蛇行線とそのL字形のストリップとにおけるより高い周波数帯域は、より高い周波数帯域において共振する。その蛇行線とそのL字形のストリップとにおけるより高い周波数帯域は、互いに重なるか、またはモバイルステーションのより高い動作周波数に対応して重複する。 In one implementation, the antenna is used in a multiband cellular mobile station that can operate in the 800/900/1800/1900 MHz frequency band. The configuration of the peripheral loop and the L-shaped strip is selected to provide resonance at frequencies including the band in which the mobile station is operable. The length of the peripheral loop defines a lower frequency band, and the length of the meander line and the length of the L-shaped strip resonate in the higher frequency band. The higher frequency band in the meander line and the L-shaped strip resonates in the higher frequency band. The higher frequency bands in the meander line and the L-shaped strip overlap each other or overlap corresponding to the higher operating frequency of the mobile station.
アンテナによって提供されるコンパクトなサイズと動作の安定性と安定した放射パターンとにより、アンテナは、小さい体積寸法のモバイルステーションまたは他の無線デバイスにおいて有利に利用される。 Due to the compact size, operational stability and stable radiation pattern provided by the antenna, the antenna is advantageously utilized in small volumetric mobile stations or other wireless devices.
従って、これらのおよび他の局面において、ハイブリッドストリップアンテナと関連方法論が通信デバイスに提供される。ハイブリッドストリップアンテナは、基板に組み入れられる。第1の放射素子はループで形成される。ループは、第1の放射素子が第1の組の周波数帯域の範囲内で共振するように構成されている。第2の放射素子は、L字形のストリップで形成されており、該L字形のストリップは、第1の放射素子を形成するループに結合され、かつ、ループを越えて延びる。L字形のストリップは、第2の放射素子が第2の組の周波数帯域の範囲内で共振するように構成されている。 Accordingly, in these and other aspects, a hybrid strip antenna and associated methodology is provided for a communication device. The hybrid strip antenna is incorporated into the substrate. The first radiating element is formed of a loop. The loop is configured such that the first radiating element resonates within a first set of frequency bands. The second radiating element is formed of an L-shaped strip that is coupled to and extends beyond the loop forming the first radiating element. The L-shaped strip is configured such that the second radiating element resonates within the second set of frequency bands.
従って、まず図1を参照すると、概して10で示されている無線通信システムは、モバイルステーションとの無線通信を提供しており、モバイルステーションの中で、モバイルステーション12が表されている。ここでは、モバイルステーション12は、800/900/1800/1900MHzの周波数帯域において通信することが可能なクワッドモード(quad−mode)のモバイルステーションを表している。モバイルステーションが、現在主流のセルラー通信システムの動作仕様およびプロトコルに適合して動作可能であるので、このようなモバイルステーションは、時には、ワールドバンドのモバイルステーションと呼ばれている。さらに一般的には、モバイルステーションは、比較的に高い周波数において、複数の帯域または広い帯域幅で動作可能である様々な無線デバイスを表している。 Thus, referring first to FIG. 1, a wireless communication system, generally indicated at 10, provides wireless communication with a mobile station, of which a mobile station 12 is represented. Here, the mobile station 12 represents a quad-mode mobile station capable of communicating in a frequency band of 800/900/1800/1900 MHz. Such mobile stations are sometimes referred to as world-band mobile stations because they can operate in compliance with the operating specifications and protocols of current mainstream cellular communication systems. More generally, a mobile station represents a variety of wireless devices that can operate in multiple bands or a wide bandwidth at relatively high frequencies.
無線アクセスネットワーク14、16、18、および22は、それぞれ800、900、1800、および1900MHzの周波数帯域において動作可能な4つのネットワークをそれぞれ表す。モバイルステーション12が無線アクセスネットワーク14〜22のうちの任意のもののカバレージエリアの範囲内に配置されたときには、モバイルステーションは、それらと通信することができる。別のネットワークが、重なっているカバレージエリアを有する場合には、どのネットワークを介して通信するべきかに関する選択が行われる。ここで、無線アクセスネットワーク14〜22は、ゲートウェイ(GWY)26によってコアネットワーク28に結合される。通信デバイスを表す通信エンドポイント(CE)32は、モバイルステーションと通信する。
モバイルステーションは、ネットワーク14〜22のうちの任意のものとの通信信号を送受信することが可能であるトランシーバ回路網36を有する無線トランシーバを含む。トランシーバ回路網は、それぞれのネットワークの動作規格およびプロトコルで動作可能であるように構成された、別々のトランシーバ経路または共有のトランシーバ経路を含む。無線ステーションは、本発明の実施形態のアンテナ42をさらに含む。アンテナは、トランシーバ回路網と無線アクセスネットワークとが動作可能な様々な周波数帯域で動作可能であることを特徴とする。ここで、アンテナは、800、900、1800、および1900MHzの周波数帯域において動作可能である。例示的な実装において、アンテナ42はモバイルステーションの筐体44の中にトランシーバ回路網と共に収容される。アンテナを収容するために利用可能な筐体内の空間は限られているので、アンテナ42の寸法は、相応して小さく、同時に、モバイルステーションが動作可能である広い周波数にわたって、アンテナによる信号エネルギーの変換を提供する。
The mobile station includes a wireless transceiver having transceiver circuitry 36 that is capable of transmitting and receiving communication signals with any of the networks 14-22. The transceiver circuitry includes separate or shared transceiver paths configured to be operable with the respective network operating standards and protocols. The wireless station further includes an
図2は、本発明の実施形態のアンテナの例示的な実装を例示している。該アンテナは、(図1に示されている)筐体44の中へのアンテナの配置を可能にする、横方向の寸法46と縦方向の寸法48がある。例えば、基板は35mm x 25mmである。図2の平面図は、基板52上に形成された導電性のトレースの構成を例示している。該基板は、導電性の材料でのコーティングを可能にする表面を提供する非導電性のプレートまたは部分で形成されるか、または非導電性のプレートまたは部分を含む。
FIG. 2 illustrates an exemplary implementation of an antenna of an embodiment of the present invention. The antenna has a
アンテナ42は、一組の放射素子と周辺ループ56とL字形のストリップ58とを有するハイブリッドストリップアンテナを形成する。
The
周辺ループは基板の周辺付近で延びており、例示的な実装においては、基板の周辺の縁に延びる。ループ56は囲まれた形状を形成し、該形状は、第2の共振素子、すなわちL字形のストリップ58が形成される内部領域62を規定する。
The peripheral loop extends near the periphery of the substrate and, in the exemplary implementation, extends to the peripheral edge of the substrate. The
ここでは、周辺ループ56は、概ね長方形の構成であり、基板52の4つの辺に対応する4つの辺部分で形成されている。従って、周辺ループの長さは、2つの横方向に延びる辺部分と2つの縦方向に延びる辺部分とによって規定される。周辺ループの長さは、アンテナが共振する第1の共振周波数を決定する。周辺ループの長さの適切な選択を介して、第1の共振周波数がそれにより形成される。ここでは、第1の共振周波数は、モバイルステーションが動作可能であるより低い周波数帯域において、周辺ループが共振する周波数である。
Here, the
辺部分のうちの1つ、本明細書では、(示されているような)上部の辺部分は、蛇行線66を形成する。蛇行線66は、非導電性の交互嵌合するフィンガ68の数および寸法によって支配される蛇行線の長さを規定する。ここでは、交互嵌合するフィンガ68のそれぞれは、概ね平行方向に延び、その数が、蛇行線68を所望の長さにさせる。蛇行線はまた、共振周波数、ここでは、モバイルステーションが動作可能である、より高い周波数帯域に対応する周波数において共振する。1つの実装において、蛇行線が形成される辺部分が最初に形成され、次に、交互嵌合するフィンガが、辺部分の導電性の材料をエッチングして取り去る。別の実装において、蛇行線は、予め形成されたパターンの部分を形成し、該部分は、アンテナを形成する導電性の材料のコーティングが基板52に塗布される場所を規定する。蛇行線の折り返しと周辺ループの折り返しとは、1つ以上のフィンガ68の長さを変更することによって行われる。
One of the side portions, herein the upper side portion (as shown) forms a
L字形のストリップ58は、周辺ループ56によって規定される内側領域の中に形成される。L字形のストリップの脚のうちの1つの端部側は、周辺ループに延び、かつ、周辺ループに電気的に結合されている。ここでは、L字形のストリップの短い方の脚の端部が、アース位置74とフィード位置76との間の外側周辺ループ56に延びている。アース位置およびフィード位置は、ハイブリッドストリップアンテナ42が(図1に示されているような)トランシーバ回路網36に結合される接触リンクを規定する。L字形のストリップ58は、共振周波数で共振する共振素子を形成する。ストリップ58が共振する共振周波数は、その長さによって決定される。ストリップの長さの適切な選択を介して、素子58が共振させられる共振周波数は、モバイルステーションが動作可能である周波数に対応する。例示的な実装において、L字形のストリップは、蛇行線66が共振する周波数と同様の、(すなわち近いか、重なるか、またはその付近の)周波数において共振する。
An L-shaped
アンテナは、共振の周波数の全て、本明細書では、800/900/1800/1900MHzの帯域において、安定した放射パターンと安定した周波数帯域特性と示す。 The antenna exhibits a stable radiation pattern and a stable frequency band characteristic at all resonance frequencies, here 800/900/1800/1900 MHz bands.
図3は、本発明の実施形態の例示的なアンテナ42のアンテナ特性のグラフ表示86を例示する。表示において、周波数は横座標軸88と縦座標軸92とに沿って描かれ、dBによって計測されている。低周波数の通過域94は824MHzと961.11519MHzとの間で延びる。そして、通過域96は、1682MHzと2038MHzとの間で延びる。アンテナは周波数帯域94および周波数帯域96の範囲内にある信号エネルギーを変換する。周波数帯域94および周波数帯域96を規定する周波数は、ループ56の長さ、蛇行線66の長さ、L字形のストリップ58の長さを変更することによって変更される。基板52が、ハイブリッドストリップアンテナの寸法が小さい寸法であるように規定すると、ハイブリッドストリップアンテナは、コンパクトなサイズのモバイルステーションの筐体の中に配置可能であり、同時に、800/900/1800/1900MHzの周波数帯域において動作可能なクワッドモードのモバイルステーションの4つの帯域のような複数の周波数帯域における動作をも提供する。
FIG. 3 illustrates a
図4は、概して102で示されている、方法の流れ図を例示しており、本発明の実施形態の動作方法を表している。該方法は、無線デバイスにおける信号エネルギーの変換を提供する。 FIG. 4 illustrates a method flow diagram, indicated generally at 102, and represents a method of operation of an embodiment of the present invention. The method provides for conversion of signal energy in a wireless device.
第1に、ブロック104に示されているように、第1の放射素子が、基板の周辺付近で形成される。第1の放射素子は、第1の組の周波数帯域の範囲内で共振するように構成されているループを規定する。次に、ブロック106に示されているように、第2の放射素子が、基板の周辺付近に延びるループの中の基板の領域で形成される。第2の放射素子は、L字形のストリップを規定し、第2の組の周波数の範囲内で共振するように構成されている。
First, as shown in
そして、ブロック108によって示されているように、信号エネルギーは、第1の組の周波数帯域と第2の組の周波数帯域との範囲内で変換され、該第1の組の周波数帯域と該第2の組の周波数帯域において、第1の放射素子と第2の放射素子とは共振する。
Then, as indicated by
安定した放射パターンを示し、かつ、安定した周波数帯域特性を示すコンパクトなハイブリッドストリップアンテナが提供される。ハイブリッドストリップアンテナの小さい寸法の要件により、ハイブリッドストリップアンテナは、モバイルステーションの筐体の中のような、小さいサイズのパッケージの中への配置のために修正可能である。 Provided is a compact hybrid strip antenna that exhibits a stable radiation pattern and exhibits stable frequency band characteristics. Due to the small size requirements of the hybrid strip antenna, the hybrid strip antenna can be modified for placement in a small sized package, such as in a mobile station housing.
12 通信デバイス
42 ストリップアンテナ
52 基板
56 閉じたループ
58 L字形ストリップ
62 閉じたループによって囲まれた領域
66 蛇行線
74 アース位置
76 フィード位置
94 第1の周波数帯域
96 第2の周波数帯域
12
Claims (15)
導電性材料の閉じたループ(56)で形成された第1の放射素子であって、該第1の放射素子に、該通信デバイス(12)からの信号(76)が供給され、かつアース(74)が取り付けられ、該閉じたループ(56)は、第1の周波数帯域(94)内に、少なくとも1つの第1の共振周波数を有する、第1の放射素子と、
該第1の放射素子を形成する該閉じたループ(56)によって囲まれた領域(62)に電気的に結合され、かつ該領域(62)に位置するストリップ(58)で形成された第2の放射素子であって、該第2の放射素子は、第2の周波数帯域(96)内に少なくとも1つの第2の共振周波数を有するように構成され、該第2の周波数帯域は、該第1の周波数帯域と異なる、第2の放射素子と
を特徴とし、該第1の放射素子を形成する該閉じたループ(56)は、該基板(52)の周囲付近に延び、
該基板(52)は、第1の周囲の辺、第2の周囲の辺、第3の周囲の辺、および第4の周囲の辺を備え、該閉じたループ(56)は、該第1の周囲の辺、該第2の周囲の辺、該第3の周囲の辺、および該第4の周囲の辺のそれぞれに沿って延び、
該第1の放射素子を形成する該閉じたループ(56)の一部分は、該第2の周波数帯域で共振する蛇行線(66)をさらに備え、該蛇行線(66)は、該基板(52)の該第1の周囲の辺の一部分に沿って延びる、ストリップアンテナ(42)。 A strip antenna (42) for a communication device (12), the strip antenna (42) being applied to a substrate (52), wherein the strip antenna (42)
A first radiating element formed of a closed loop (56) of conductive material, to which the signal (76) from the communication device (12) is supplied and grounded ( 74) and the closed loop (56) has a first radiating element having at least one first resonance frequency in a first frequency band (94);
A second formed by a strip (58) electrically coupled to and located in the region (62) surrounded by the closed loop (56) forming the first radiating element; The second radiating element is configured to have at least one second resonant frequency in a second frequency band (96), the second frequency band being A second radiating element different from one frequency band, the closed loop (56) forming the first radiating element extending around the periphery of the substrate (52);
The substrate (52) comprises a first peripheral side, a second peripheral side, a third peripheral side, and a fourth peripheral side, and the closed loop (56) includes the first peripheral side Extending along each of the peripheral edge of the second, the second peripheral edge, the third peripheral edge, and the fourth peripheral edge,
The portion of the closed loop (56) that forms the first radiating element further comprises a meander line (66) that resonates in the second frequency band, the meander line (66) comprising the substrate (52). ) Extending along a portion of the first peripheral side of the strip antenna (42).
基板(52)の周囲の付近に第1の放射素子を形成するステップ(104)であって、該第1の放射素子は、閉じたループ(56)であって、該閉じたループ(56)に該無線デバイス(12)からの信号(76)が供給され、かつアース(74)が取りつけられる、閉じたループ(56)を規定し、該閉じたループ(56)は、第1の周波数帯域(94)内の少なくとも1つの第1の周波数で共振し、該閉じたループ(56)は、該基板(52)の周囲付近に延び、該基板(52)は、第1の周囲の辺、第2の周囲の辺、第3の周囲の辺、および第4の周囲の辺を備え、該閉じたループ(56)は、該第1の周囲の辺、該第2の周囲の辺、該第3の周囲の辺、および該第4の周囲の辺のそれぞれに沿って延びる、ステップと、
該第1の放射素子を形成するステップ(104)によって形成される該閉じたループ(56)内の該基板(52)の領域(62)に第2の放射素子を形成するステップ(106)であって、該第2の放射素子は、第2の周波数帯域(96)内の少なくとも1つの第2の周波数で共振する該閉じたループ(56)内のストリップ(58)を規定し、該第1の周波数帯域は、該第2の周波数帯域と異なる、ステップと、
該第1の放射素子および該第2の放射素子からの信号エネルギーを該第1の周波数帯域(94)および該第2の周波数帯域(96)でそれぞれ変換するステップ(108)と
を特徴とし、
該第1の放射素子を形成する動作(104)は、該閉じたループ(56)の一部分の蛇行線(66)を形成することをさらに包含し、該蛇行線(66)は、該第2の周波数帯域内で共振するように構成される、方法。 A method of forming an antenna (42) for transmitting and receiving signal energy in a wireless device (12), the method comprising:
Forming (104) a first radiating element in the vicinity of the periphery of the substrate (52), the first radiating element being a closed loop (56), wherein the closed loop (56); Defines a closed loop (56) to which a signal (76) from the wireless device (12) is supplied and to which a ground (74) is attached, the closed loop (56) having a first frequency band Resonating at at least one first frequency in (94), the closed loop (56) extends near the periphery of the substrate (52), the substrate (52) having a first peripheral edge; A second peripheral side, a third peripheral side, and a fourth peripheral side, wherein the closed loop (56) includes the first peripheral side, the second peripheral side, Extending along each of the third peripheral side and the fourth peripheral side;
In forming (106) a second radiating element in a region (62) of the substrate (52) within the closed loop (56) formed by forming (104) the first radiating element; The second radiating element defines a strip (58) in the closed loop (56) that resonates at at least one second frequency in a second frequency band (96); The frequency band of 1 is different from the second frequency band; and
Converting (108) signal energy from the first radiating element and the second radiating element in the first frequency band (94) and the second frequency band (96), respectively;
Operation of forming a radiating element of said first (104) further includes forming a portion of the meander line The closed loop (56) to (66), meandering line (66), said second A method configured to resonate within a frequency band of.
該筐体(44)内に配置されることが可能である基板と、
閉じた放射ループであって、該閉じた放射ループに、該モバイルステーションからの信号が供給され、かつアースが取り付けられ、該閉じたループは、該基板の周囲に適用され、該放射ループは、該基板の周囲の一部分に沿って蛇行線を含み、該放射ループは、第1の周波数帯域内の第1の周波数で共振し、該蛇行線は、該第1の周波数帯域とは異なる第2の帯域内の第2の周波数で共振し、該基板(52)は、第1の周囲の辺、第2の周囲の辺、第3の周囲の辺、および第4の周囲の辺を備え、該閉じたループ(56)は、該第1の周囲の辺、該第2の周囲の辺、該第3の周囲の辺、および該第4の周囲の辺のそれぞれに沿って延びる、閉じた放射ループと、
該基板上に、かつ該閉じた放射ループによって規定された内部領域内に取り付けられた放射L字形ストリップであって、該L字形ストリップは、該第2の周波数帯域内の単一の周波数帯域で共振する、放射L字形ストリップと
を特徴とする、ストリップアンテナ(42)。 A strip antenna (42) for a multiband available mobile station (12) in a housing (44), the strip antenna comprising:
A substrate that can be disposed within the housing (44);
A closed radiating loop, to which the signal from the mobile station is supplied and grounded, the closed loop is applied around the substrate, the radiating loop being A meander line is included along a portion of the periphery of the substrate, the radiating loop resonates at a first frequency within a first frequency band, and the serpentine line is a second different from the first frequency band. The substrate (52) comprises a first peripheral side, a second peripheral side, a third peripheral side, and a fourth peripheral side; The closed loop (56) is closed, extending along each of the first peripheral side, the second peripheral side, the third peripheral side, and the fourth peripheral side A radiation loop;
A radiating L-shaped strip mounted on the substrate and in an interior region defined by the closed radiating loop, wherein the L-shaped strip is in a single frequency band within the second frequency band; A strip antenna (42) characterized by a resonating, radiating L-shaped strip.
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