JP5520753B2

JP5520753B2 - 双極アンテナ

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Publication number: JP5520753B2
Application number: JP2010195596A
Authority: JP
Inventors: 俊億呂
Original assignee: 奇美通訊股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2030-09-01
Also published as: TWI504066B; JP2011160405A; US20110187607A1; US8405557B2; TW201126812A

Description

本発明は、アンテナに関し、特に無線通信装置に用いられる双極アンテナに関するものである。

移動電話、個人携帯情報端末（ＰＤＡ）等のような無線通信装置にとって、無線電波を発射又は接取するためのアンテナは欠くことのできない部品である。現在、多くの無線通信装置は、ダブル或いはマルチ周波数バンドで通信機能を行うため、それに使用されるアンテナ装置も、一般的にダブル或いはマルチ周波数アンテナである。

ところが、携帯電話に使用するアンテナの設計において、従来の逆「Ｆ」型アンテナ（ＰＩＦＡ）は、高さが制限される前提下で、より大きい面積の導電エリアが要るため、無線通信装置のコンパクト化に不利である。それゆえ、現在ワイヤアンテナ（ｗｉｒｅａｎｔｅｎｎａ）の設計方式が主流になっている。ワイヤアンテナの設計において、双極アンテナ（ｄｉｐｏｌｅａｎｔｅｎｎａ）は、空間使用率が大きいため、設計者の評判が良い。従って、無線通信装置の体積を増加しない前提下で、周波数バンドが広い双極アンテナを設計するのが各メーカーにとって難題になっている。

以上の問題点に鑑みて、本発明は、周波数バンドが広く且つ体積が小さい双極アンテナを提供することを目的とする。

前記問題を解決するために、本発明に係る双極アンテナは、フィードイン端、接地端及び輻射部を備えてなる。前記フィードイン端と前記接地端とは同一平面に設置される。前記輻射部は対称的に設置される２つの輻射アームを含み、各々の輻射部の一端は前記フィードイン端又は前記接地端にそれぞれ垂直に連接し、他端は互いに連結する。各輻射アームは、順次に連接する第一輻射区、第二輻射区及び第三輻射区を含む。前記第一輻射区は、前記フィードイン端及び前記接地端の所属する平面に直交して設置される。前記第二輻射区は、前記フィードイン端及び前記接地端の所属する平面に平行に設置される。前記第三輻射区は、前記第一輻射区と同一表面に位置する第一片状物及び前記第二輻射区と同一平面に位置する第二片状物を含む。

従来の技術と比べて、本発明の双極アンテナは、対称設置される２つの輻射アームにより電流回路を構成する。これにより、フィードされる電流の方向を変更して、３つの共振モードを発生して、前記双極アンテナをマルチ周波数バンドで働かせる。従って、本発明の双極アンテナは、体積が小さく且つ周波数バンドが広いという利点がある。

本発明に係る双極アンテナの斜視図である。図１に示した双極アンテナの別の視角からの斜視図である。本発明に係る双極アンテナのリターンロスを示したテスト図である。

図１に示すように、本発明に係る双極アンテナ１００は、携帯電話或いは個人携帯情報端末（ＰＤＡ）などのような無線通信機能を有する携帯式電子装置に応用され、フィードイン端１０と、接地端２０と、輻射部３０と、を備える。

前記フィードイン端１０は、長方形の片状物（長尺帯状、sheet structure、或いはflaky material）であり、携帯式電子装置内の回路基板（図示せず）に装着され、前記回路基板に設置されている信号フィードイン点（図示せず）に電気接続されて、前記双極アンテナ１００に信号をフィードインする。

前記接地端２０は、幅が前記フィードイン端１０と一致し、長さが前記フィードイン端１０より少し長い長方形の片状物であり、前記フィードイン端１０の延びる方向に平行であり、且つ前記フィードイン端１０と同一平面に位置する。前記接地端２０の一端は前記フィードイン端１０の一端と同一水平面に位置し、前記接地端２０の他端は前記回路基板の従来の接地点（図示せず）に電気接続されて、前記双極アンテナ１００を接地させる。

前記輻射部３０は、対称設置されている２つの輻射アーム３２を含み、前記２つの輻射アーム３２の各々の一端は、それぞれ前記フィードイン端１０及び前記接地端２０に垂直に連接する。前記２つの輻射アーム３２の各々の他端は、互いに接続して前記双極アンテナ１００の電流回路を構成する。各々の輻射アーム３２は、順次に連接する第一輻射区３４、第二輻射区３６及び第三輻射区３８を含む。

各々の第一輻射区３４は、片状物であり、前記フィードイン端１０及び前記接地端２０の所属する平面に直交して設置される。前記第一輻射区３４は、同一平面上にあり且つ全体で「Ｌ」字状を呈する第一折り曲げ段３４２及び第二折り曲げ段３４４を含む。

各々の第一折り曲げ段３４２は、比較的広い第一短辺３４２２及び比較的狭い第一長辺３４２４を含む。その中で、１つの輻射アーム３２の第一短辺３４２２は、前記フィードイン端１０に垂直に連接し、もう１つの輻射アーム３２の第一短辺３４２２は、前記接地端２０に垂直に連接する。即ち、前記２つの輻射アーム３２の第一短辺３４２２は互いに平行に設置され、且つ同一平面に位置する。前記２つの輻射アーム３２の第一短辺３４２２の幅は、どちらも前記フィードイン端１０の幅と略等しい。前記２つの第一折り曲げ段３４２の第一長辺３４２４は、それぞれ前記２つの第一短辺３４２２に垂直に連接し、且つそれぞれ前記フィードイン端１０及び前記接地端２０から離れる方向へ向って延伸する。

各々の第二折り曲げ段３４４は、互いに連接する第二長辺３４４２及び第三長辺３４４４を含む。前記第二長辺３４４２及び前記第三長辺３４４４の幅は、どちらも前記第一長辺３４２４に等しい。前記第三長辺３４４４の長さは、前記第一長辺３４２４の長さに相等しいが、前記第二長辺３４４２より短い。前記第二長辺３４４２と前記第一長辺３４２４とは、それぞれの中心線が互いにずれた状態で連接しているが、それぞれの中心線は互いに平行である。前記第三長辺３４４４は、前記第二長辺３４４２の末端に垂直に連接し、前記第一短辺３４２２とは逆方向に向かって前記第一短辺３４２２に平行に延伸する。

図２を参照すると、前記第二輻射区３６は、片状物であり、前記フィードイン端１０及び前記接地端２０の所属する平面に平行に設置される。前記第二輻射区３６は、順次に垂直連接する第一連接段３６２、第二連接段３６４及び第三連接段３６６を含む。前記第一連接段３６２は、前記第一輻射区３４の第三長辺３４４４に垂直連接し、且つ前記フィードイン端１０と同じ方向に向かって延伸する。前記第一連接段３６２の幅は、前記第三長辺３４４４の幅と等しく、前記第一連接段３６２の長さは前記第三長辺３４４４より短い。前記第二連接段３６４は、前記フィードイン端１０と略等しい幅を有し、前記第一連接段３６２の末端に垂直連接し、且つそれぞれ前記フィードイン端１０又は前記接地端２０の端縁まで延伸する。前記第三連接段３６６の幅は、前記第一連接段３６２と前記第二連接段３６４との中間であり、前記第三連接段３６６の長さは前記第一連接段３６２の長さに一致する。前記第三連接段３６６は、前記第二連接段３６４の末端に垂直連接し、且つ前記第一連接段３６２と同一方向に向かって延伸する。

前記第三輻射区３８は、第一片状物３８０及び第二片状物３８２を含む。前記第一片状物３８０は、前記第一輻射区３４と同一平面に位置する一部が切れている長方形フレームである。具体的に言えば、前記第一片状物３８０は、順次に連接する結合部３８４、過度部３８６、連結部３８８及び延伸部３８９を含む。前記結合部３８４は、正方形の片状物であり、前記第三連接段３６６に垂直連接し、前記２つの輻射アーム３２を一体に連結する架け橋として、本発明の双極アンテナ１００に電流回路を形成する。前記結合部３８４の長さは、前記フィードイン端１０と前記接地端２０との間の距離と等しい。前記過度部３８６は、平らな矩形片状物であり、前記結合部３８４の一端に連接し、前記第一輻射区３４の第二長辺３４４２に平行に延伸する。前記過度部３８６の長さ及び幅は、どちらも前記第二輻射区３６の第二連接段３６４のものより小さい。前記連結部３８８は、長さが前記結合部３８４より小さい片状物であり、前記結合部３８４に相対して前記過度部３８６の他端に設置される。前記延伸部３８９は、前記連結部３８８の一端に垂直連接し、前記過度部３８６との間に間隔をあけて延伸している。前記延伸部３８９の長さは、前記過度部３８６より短く、前記延伸部３８９の幅は、前記過度部３８６に相当する。前記過度部３８６の幅、前記延伸部３８９の幅及び前記延伸部３８９と前記過度部３８６との間の間隔の三者の和は、前記結合部３８４の幅にほぼ等しい。

前記第二片状物３８２は、前記第二輻射区３６と同一平面に位置する長方形の片状物であり、その幅は前記延伸部３８９の幅に相当する。前記第二片状物３８２は、前記連結部３８８及び前記延伸部３８９の外縁に垂直連接して前記第二輻射区３６の第二連接段３６４に向かって延伸する。前記第二片状物３８２の両端は、それぞれ前記連結部３８８の端縁及び前記延伸部３８９の端縁に揃えられている。

図３に示すように、実験によって、本発明の双極アンテナ１００は、０．８ＧＨｚ、１．７５ＧＨｚ及び２．１ＧＨｚという３つの周波数で、送信及び受信性能が優れる。より詳細には、前記双極アンテナ１００は、周波数が０．８ＧＨｚ又は１．７５ＧＨｚである信号を送信及び受信することに使用される場合は、前記２つの輻射アーム３２における電流はほぼ対称的に分布され、これはコモンモード・フィードの下で生じる双極アンテナモードである。また、前記双極アンテナ１００は、周波数が２．１ＧＨｚである信号を送信及び受信することに使用される場合は、前記２つの輻射アーム３２の第一輻射区３４及び第二輻射区３６における電流はほぼ対称的に分布され、これはディフモード・フィードの下で生じる双極アンテナモードである。

以上、本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形又は修正が可能であり、該変形又は修正も、本発明の特許請求の範囲内に含まれるものであるのは、いうまでもない。

１０フィードイン端
２０接地端
３０輻射部
３２輻射アーム
３４第一輻射区
３６第二輻射区
３８第三輻射区
１００双極アンテナ
３４２第一折り曲げ段
３４４第二折り曲げ段
３６２第一連接段
３６４第二連接段
３６６第三連接段
３８０第一片状物
３８２第二片状物
３８４結合部
３８６過度部
３８８連結部
３８９延伸部
３４２２第一短辺
３４２４第一長辺
３４４２第二長辺
３４４４第三長辺

Claims

フィードイン端、接地端及び輻射部を備えてなる双極アンテナであって、
前記フィードイン端と前記接地端とは同一平面に設置され、
前記輻射部は、対称設置される２つの輻射アームを含み、各々の輻射部の一端は、前記フィードイン端又は前記接地端にそれぞれ垂直連接し、他端は互いに連結し、
各々の輻射アームは、順次に連接する第一輻射区、第二輻射区及び第三輻射区を含み、
前記第一輻射区は、前記フィードイン端及び前記接地端の所属する平面に直交して設置され、
前記第二輻射区は、前記フィードイン端及び前記接地端の所属する平面に平行に設置され、
前記第三輻射区は、前記第一輻射区と同一平面に位置する第一片状物及び前記第二輻射区と同一平面に位置する第二片状物を含むことを特徴とする双極アンテナ。
前記第一輻射区は、「Ｌ」字状を呈し、第一短辺及び第一長辺から構成される第一折り曲げ段を含み、
前記第一短辺は、前記フィードイン端又は前記接地端に垂直連接し、
前記第一長辺は、前記第一短辺に垂直連接し、且つ幅が前記第一短辺より狭いことを特徴とする請求項１に記載の双極アンテナ。
前記第一輻射区は、「Ｌ」字状を呈し、幅がどちらも前記第一長辺に相当する第二長辺及び第三長辺から構成される第二折り曲げ段を含み、
前記第二長辺は、前記第一長辺と中心線がずれた状態で連接し、前記第三長辺は、前記第二長辺の末端に垂直連接し且つ前記第一短辺に平行に延伸していることを特徴とする請求項２に記載の双極アンテナ。
前記第二輻射区は、第一連接段、第二連接段及び第三連接段を含み、
前記第一連接段は、前記第一輻射区の第三長辺に垂直連接し、
前記第二連接段は、前記第一連接段の末端に垂直連接し且つ前記フィードイン端又は前記接地端の端縁まで直線的に延伸し、
前記第三連接段は、前記第二連接段の末端に垂直連接し且つ前記第一連接段に平行に設置されていることを特徴とする請求項３に記載の双極アンテナ。
前記第一片状物は、結合部、過度部、連結部及び延伸部を含み、
前記結合部は、前記第三連接段に垂直連接する正方形の片状物であり、前記２つの輻射アームを一体に連結し、
前記過度部は、前記第一輻射区の第二長辺に平行に延伸し、
前記連結部は、前記結合部に相対して前記過度部の他端に垂直連接し、
前記延伸部は、前記過度部との間に間隔をあけて直線的に延伸し、且つ長さが前記過度部より短いことを特徴とする請求項４に記載の双極アンテナ。
前記結合部、過度部、連結部及び延伸部は、順次に垂直連接する一部が切れている長方形フレームを構成していることを特徴とする請求項５に記載の双極アンテナ。
前記第二片状物は、前記連結部及び前記延伸部の外縁に垂直連接して前記第二輻射区の第二連接段に向かって延伸し、
前記第二片状物の両端は、それぞれ前記連結部の端縁及び前記延伸部の端縁に揃えられていることを特徴とする請求項５に記載の双極アンテナ。