JP2002504766A

JP2002504766A - 一平面デュアル・ストリップ・アンテナ

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Publication number: JP2002504766A
Application number: JP2000532877A
Authority: JP
Inventors: トラン、アレン
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1998-02-23
Filing date: 1999-02-19
Publication date: 2002-02-12
Anticipated expiration: 2019-02-19
Also published as: JP4259760B2; KR100683991B1; FI20001826A; CN1186852C; KR20010041218A; HK1035073A1; BR9908158A; WO1999043037A2; CN1299525A; EP1072064A2; FI117580B; CA2321788A1; DE69937048T2; CA2321788C; AU2772999A; DE69937048D1; WO1999043037A3; EP1072064B1

Abstract

(57)【要約】【課題】一平面デュアルストリップアンテナ【解決手段】２次元構造を有する一平面デュアルストリップアンテナ（４００）。このアンテナは、各々が薄い平面基板（４１２）上にプリントされるかあるいはエッチングされる第１および第２の金属ストリップ（４０４，４０８）で構成されている。第１および第２の金属ストリップ・（４０４，４０８）は、所定のギャップ（Ｔ）によって分離され、２線式伝送線の導体として使用される。同じ平面にある導波管（４１６、１５２０）は、一平面デュアルストリップアンテナ（４００）に結合されている。同じ平面にある導波管（４１６、１５２０）は、金属を基板にプリントするかあるいはエッチングすることによって構成される。導波管の正端子（４２０，１５２２）は第１のストリップに電気的に接続される。導波管の負端子（４２４，４２８）は、第１および第２のストリップの両方に電気的に接続される。本発明による一平面デュアルストリップアンテナ（４００）は、典型的な１／４波長あるいは１／２波長のパッチアンテナよりも帯域幅の増加を生じる。実験結果は、一平面デュアルストリップアンテナ（４００）がＰＣ電話およびセルラ電話に非常に望ましい約８〜２０％の帯域幅を有することを示した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、一般にアンテナ、特に、一平面デュアル・ストリップ・多周波アン
テナ(a uniplanar dual strip multiple frequency antenna)に関する。本発明は、さらに無線装置用、特に改良された帯域幅および放射特性を有する内部アン
テナに関する。

【０００２】

【従来の技術】

アンテナは、無線通信および無線通信システムの重要な構成要素である。アン
テナは、多数の異なる形状およびサイズで利用可能であるが、各アンテナは同じ
基本電磁原理に従って作動する。このアンテナは、案内波と自由空間波との間、
またその逆の遷移の領域に関連した構造である。一般的な原理として、広がって
いる伝送線に沿って移動する案内波は、電磁波としても公知である自由空間波を
放射する。

【０００３】近年、携帯および移動セルラおよびパーソナル通信サービス（ＰＣＳ）電話の
ようなパーソナル無線通信装置の使用の増加とともに、このような通信装置に適
する小型アンテナに対する要求は増加している。集積回路および電池技術の最近
の発達は、このような通信装置のサイズおよび重さを過去数年間にわたり大幅に
減少することを可能にした。サイズの減少がなお望まれる１つの分野は通信装置
アンテナである。このことは、アンテナのサイズが装置のサイズを減少させる際
に重要な役割を演じることができるという事実による。さらに、アンテナサイズ
および形状は、装置美学および製造コストに影響を及ぼす。

【０００４】無線通信装置用アンテナを設計する際に考察する１つの重要な要素はアンテナ
放射パターンである。典型的な用途では、通信装置は、装置から任意の数の方向
に置くことができる他のこのような装置あるいは基地局、ハブ(ｈｕｂ)、あるい
は衛星と通信できなければならない。したがって、このような通信装置用アンテ
ナがほぼ全指向性放射パターンを有することはきわめて重要である。

【０００５】無線通信装置用アンテナを設計する際に考察される他の重要な要素はアンテナ
の帯域幅である。例えば、ＰＣＳ通信システムと併用される電話のような無線装
置は、１．８５〜１．９９ＧＨｚの周波数バンドの間で作動するので、有効な帯
域幅の７．２９パーセントを必要とする。典型的なセルラ通信システムと併用す
るための電話は、帯域幅の８．１４パーセントを必要とする８２４〜８９４ＭＨ
ｚの周波数バンドの間で作動する。したがって、これらの型式の無線通信装置で
使用するためのアンテナは、適切な帯域幅要件を満たすように設計されねばなら
ないか、あるいは通信信号は厳密に減衰される。

【０００６】無線通信装置で一般に使用される１つの型式のアンテナは、使用されていない
ときに装置の中に容易に引っ込められるホイップアンテナ(whip antenna)である
。しかしながら、ホイップアンテナに関連するいくつかの欠点がある。しばしば
、ホイップアンテナは、使用するために延ばされる場合、あるいは引っ込められ
る場合さえ物体、人あるいは表面に当たることによる損傷を受ける。ホイップア
ンテナがこのような損傷を防止するために引っ込めることができるように設計さ
れる場合さえ、ホイップアンテナは、装置の全寸法にわたって延びることができ
、装置のいくつかの部分内の高等な機能および回路の配置を妨げる。ホイップア
ンテナは、引っ込められる場合、所望よりも大きい最小装置ハウジング寸法も必
要とすることができる。このアンテナは、引っ込められる場合、サイズを減少さ
せるように付加的な順に嵌め込む部分で構成できるが、このアンテナは、一般に
消費者によってあまり審美的でなく、より壊れやすく、不安定で、あまり機能を
果たしていないと認識される。

【０００７】さらに、ホイップアンテナは、事実上中心にヌル(ｎｕｌｌ)を有する、環状体
、すなわちドーナツ状である放射パターンを有する。このようなアンテナを使用
するセルラ電話あるいは他の無線装置が地面あるいは局部水平面に対して９０°
の角度で地面に垂直なアンテナとともに保持される場合、このヌルは９０°の角
度にも傾斜される中心軸を有する。これは、入来信号はアンテナに対して９０°
の角度で到達するように制約されていないために、信号の受信を防止しない。し
かしながら、電話使用者は、使用中、そのセルラ電話をしばしば傾け、そのうえ
任意の関連ホイップアンテナを傾斜させる。セルラ電話使用者は、一般的には局
部水平面に対して約３０°の角度（垂直面から６０°）に自分の電話を傾斜し、
ホイップアンテナを３０°の角度に傾斜させることが注目される。これは、３０
°の角度にも向けられるヌル中心軸を生じる。この角度で、ヌルは３０°の角度
で到達する入来信号の受信を防止する。あいにく、セルラ通信システムの入来信
号は、約３０°あるいは３０°の範囲内でしばしば到達し、間違った向きのヌル
がいくつかの信号を防止する可能性が増加する。

【０００８】無線通信装置で使用するのに適しているように見える他の型式のアンテナは等
角(conformal)アンテナである。通常、等角アンテナは、このアンテナが取り付けられ、通常非常に低いプロフィールを示す表面の形状を追跡する。パッチアン
テナ、マイクロストリップ・アンテナおよびストリップ・ラインアンテナのよう
ないくつかの異なる型式の正角アンテナがある。特に、マイクロ・ストリップ・
アンテナは、パーソナル通信装置で最近使用されている。

【０００９】用語が示唆するように、マイクロ・ストリップ・アンテナは、一般に放射器パ
ッチ(radiator patch)とも呼ばれるパッチあるいはマイクロ・ストリップ・素子
を含んでいる。マイクロ・ストリップ素子の長さは、８００ＭＨｚあるいは１９
００ＭＨｚのような関係のある周波数に一致するように選択される共振周波数ｆ _０に関連する波長λ_０に対して設定される。一般的に使用されるマイクロ・スト
リップ素子の長さは、１／２波長（λ_０／２）および１／４波長（λ_０／４）で
ある。若干の型式のマイクロストリップ・アンテナは最近無線通信装置で使用さ
れているが、他の改良がいくつかの分野で望まれる。他の改良が望まれる１つの
このような分野は全サイズの減少である。著しい改良が必要とされる他の分野は
帯域幅の分野である。最新パッチアンテナあるいはマイクロストリップ・アンテ
ナの設計は、実際的なサイズの最新通信システムで使用するために望まれる所望
の７．２９〜８．１４パーセントあるいはそれ以上の帯域幅特性を得るようには
見えない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】

したがって、新規のアンテナ構造およびアンテナを製造する技術は、最新の通
信システム要求により相応する帯域幅を得る必要がある。さらに、アンテナ構造
は、美学を非常に改良され、アンテナ損傷を減少される無線装置内に位置決めす
るより汎用的な構成要素を提供するために内部取り付け装置に導電的であるべき
である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本発明は、２次元構造を有する一平面デュアル・ストリップ・アンテナに向け
られる。一平面デュアル・ストリップ・アンテナは、各々が薄い平面基板上に印
刷される第１および第２の金属ストリップを含んでいる。第１および第２のスト
リップは、非導電性材料の所定の間隙あるいは領域によって分離される。本発明
によれば、第１および第２のストリップは、２線式伝送線の導体として使用され
る。空気あるいはストリップ間の基板上に付着された他の絶縁材料は、第１およ
び第２のストリップ間の絶縁媒体の役を務める。本発明の一実施形態では、第１
のストリップの長さは第２のストリップの長さよりも小さく、第１のストリップ
の幅は第２のストリップの幅よりも小さい。

【００１２】同じ平面にある導波管は一平面デュアル・ストリップ・アンテナに結合される
。同じ平面にある導波管は、金属をエッチングし、あるいは基板上に金属を付着
することによって構成される。導波管の正端子は第１のストリップに電気的に接
続される。導波管の負の端子は第１および第２のストリップの両方に接続されて
いる。一方、同軸ケーブルは、同じ平面にある導波管の代わりにフィードとして
使用できる。

【００１３】本発明の一実施形態では、同じ平面にある導波管は、２つの負端子および正端
子を有する。正端子は第１のストリップに接続されている。負端子は第２のスト
リップに接続されるのに対して、他の負端子は第１のストリップに接続されてい
る。負端子は都合のよい位置で電気的に相互接続されている。

【００１４】本発明の一実施形態では、一平面デュアル・ストリップ・アンテナは、金属ス
トリップを薄い可撓性基板上に印刷し、金属ストリップをエッチングするかある
いは金属ストリップを薄い可能性基板上に付着することによって構成される。同
じ平面にある導波管もエッチングされるかあるいは可撓性基板上に付着される。
本発明の他の実施形態では、一平面デュアル・ストリップ・アンテナは、金属ス
トリップをエッチングするかあるいはプリント回路（ＰＣ）板上に付着すること
によって構成される。これはデュアル・ストリップ・アンテナの製造を非常に簡
単にする。

【００１５】本発明の一実施形態では、第１および第２のストリップはほぼ互いに平行であ
る。本発明の他の実施形態では、第１および第２のストリップは、第１および第
２のストリップが空気あるいは自由空間との改良されたインピーダンスマッチン
グを行うために同じ平面にある導波管に電気的に接続されているところから離れ
るように伸張するように開放端で外側に朝顔形に広がる(flare out)。本発明のもう一つの実施形態では、第１および第２のストリップは実質的に曲げられる。
第１および第２のストリップのためにいろいろの他の形状も使用できる。

【００１６】本発明による一平面デュアル・ストリップ・アンテナは、典型的な１／４波長
あるいは１／２波長のパッチアンテナよりも帯域幅の増加をもたらす。一平面デ
ュアル・ストリップ・アンテナがＰＣＳおよびセルラ電話にとって非常に有利で
あるほぼ８〜２０％の帯域幅を有することを実験結果が示した。

【００１７】

【発明の実施の形態】

１．発明の概要および論議従来のマイクロストリップ・アンテナは、パーソナル通信装置で使用するのに
適するようにするいくつかの特性を有するが、マイクロストリップ・アンテナの
他の分野の更なる改良は、セルラ電話およびＰＣＳ電話のような無線通信装置で
使用するのにさらに適するようにするためにさらに望まれる。他の改良が望まれ
る１つのこのような分野はその帯域幅である。通常、ＰＣＳ電話およびセルラ電
話は、満足に作動させるために約８パーセントの帯域幅を必要とする。現在使用
可能なマイクロストリップ・アンテナの帯域幅はほぼ１〜２パーセントの範囲内
にあるので、その帯域幅の増加はＰＣＳ電話およびセルラ電話で使用するのによ
り適するために望まれる。

【００１８】他の改良が望まれる他の分野はマイクロストリップ・アンテナのサイズである
。例えば、マイクロストリップのサイズの減少は、マイクロストリップ・アンテ
ナが使用される無線通信装置をよりコンパクトに、より審美的(aesthetic)にする。実際、これは、このようなアンテナが無線通信装置でともかく使用できるか
あるいは全然使用できないかどうかを一様に決定できる。過去には、従来のマイ
クロストリップ・アンテナのサイズの減少は、使用されるいかなる絶縁基板の厚
さも減少させるかあるいは誘電率を増加させることによって可能にされた。しか
しながら、これはアンテナ帯域幅を減少させる望ましくない効果があり、それに
よって無線通信装置にあまり適しないようにする。

【００１９】さらに、パッチ放射器のような従来のマイクロストリップ・アンテナの電界パ
ターンは一般的には方向性である。大部分のパッチ放射器は、アンテナのための
局部水平面に対して上部半球だけで放射する。前述のように、このパターンは、
装置の移動とともに移動するかあるいは回転し、カバレッジに望ましくないヌル
を形成できる。したがって、マイクロストリップ・アンテナは、その放射パター
ンに基づいて多数の無線通信装置で使用するのにあまり望ましくなかった。

【００２０】本発明は、上記および他の問題に対する解決策を提供する。本発明は、２次元
構造を有し、開放端の平行プレート導波管として作動するが非対称導体終端を有
する一平面デュアル・ストリップ・アンテナに向けられる。

【００２１】一平面デュアル・ストリップ・アンテナは、他のアンテナ設計よりも増加された
帯域幅およびサイズの減少をもたらすと同時に無線通信装置で使用するのが望ま
しい他の特性を保持する。

【００２２】一平面デュアル・ストリップ・アンテナは２次元構造を有しているので、この
アンテナは、適合できるようにセルラ電話あるいは他の無線装置のプラスティッ
クハウジング(plastic housing)のようないろいろの表面に接着できるかあるいはこの表面によって支持できる。一平面アンテナは、携帯電話のような無線通信
装置の上部表面あるいは下部表面の近くに形成されてもよいし、あるいは無線通
信装置のスピーカ、イヤホーン、Ｉ／Ｏ回路、キーパッド等のような他の要素の
近くあるいは後ろに取り付けられてもよい。一平面アンテナは、無線通信装置が
使用されてもよい自動車の表面上あるいはその中にも形成できる。

【００２３】ホイップアンテナあるいは外部ヘリカルアンテナのいずれかと違って、一平面
デュアル・ストリップ・アンテナは、物体あるいは表面に当たることによる損傷
を受けにくい。さらに、一平面デュアル・ストリップ・アンテナは無線通信装置
の上部表面の近くあるいは壁に沿って形成できるので、このアンテナは、高度な
機能および回路に対して必要とされる内部空間も使い尽くさないし、また引っ込
められたときに収容する大きなハウジング寸法を必要としない。本発明のアンテ
ナは、アンテナに関連する労力およびコストを減少させ、信頼性を増加させる自
動化プロセスを使用して製造できる。さらに、一平面デュアル・ストリップ・ア
ンテナは、多数の無線通信装置に適するようにするほぼ全方向性パターンを放射
する。

【００２４】２．実例環境本発明を詳細に説明する前に、本発明が実施できる典型的な環境を説明するこ
とは役に立つことである。広い意味では、本発明は、パーソナル通信装置、無線
電話、無線モデム、ファクシミリ装置、パーソナルコンピュータ、ポケットベル
、メッセージ放送受信機等のようないかなる無線装置でも実施できる。１つのこ
のような環境は、セルラ、ＰＣＳあるいは他の商用通信サービスのために使用さ
れる電話のような携帯あるいはハンドヘルド無線電話である。対応する異なるハ
ウジング形状および型式を有するいろいろなこのような無線電話は当該技術で公
知である。

【００２５】図１Ａおよび図１Ｂは、前述のセルラシステムおよびＰＣＳシステムのような
無線通信システムで使用される典型的な無線電話１００を示している。図１（１
Ａ、１Ｂ）に示された無線電話は、コンパクトのための「クラムシェル(clam sh
ell)」折り畳み本体あるいはフリップ(flip-type)型式電話形状を有する。他の無線装置および電話は、よりありきたりの「バー(bar)」状ハウジングあるいは形状を使用する。

【００２６】図１に示された電話は、ハウジング１０２から突き出すホイップアンテナ１０
４と、このホイップと同心のヘリカルアンテナ１００とを含んでいる。当該技術
分野で周知の典型的な無線電話部品であるスピーカ１１０、ディスプレイパネル
あるいはスクリーン１１２、キーパッド１１４、マイクロホンあるいはマイクロ
ホン・アクセスホール１１６、外部電源コネクタ１１８および電池１２０を支持
するハウジングの正面が示される。図１Ｂでは、アンテナ１０４は、一般的には
使用中見られる延ばされた位置で示されているのに対して、図１Ａでは、引っ込
められたアンテナ１０４が示される（視角のために見えない）。本発明が使用さ
れてもよいいろいろの無線装置および電話、ならびに関連物理的形状があるので
、この電話は図示する目的のためだけに使用される。

【００２７】前述のように、アンテナ１０４はいくつかの欠点がある。１つは、アンテナが
使用中に延ばされたとき、引っ込められたときは時々他の物体あるいは表面に当
たることによる損傷を受けることである。このアンテナは、電池のような電源を
含む高度な機能および回路のための部品の配置を行うように電話の内部空間も使
い尽くす。さらに、アンテナ１０４は、引っ込められたとき許容できないように
大きい最小ハウジング寸法を必要としてもよい。アンテナ１０６は、使用中他の
事項あるいは表面に当たることも欠点としてもち、電話ハウジング１０２の中に
引っ込めることができない。

【００２８】本発明は、この実例環境に関して説明される。これらの用語の説明は明瞭およ
び便宜だけの目的のために行われる。本発明はこの実例環境の用途に限定される
べきであることを意図していない。下記の説明を読んだ後、いかに本発明を他の
環境で実施するかは当業者に明らかになる。実際、本発明は、さらに後述される
ように、例えば無線通信機能を有する携帯ファクシミリ機あるいは携帯コンピュ
ータ等であるが、これに限定されない任意の無線通信装置で使用できることは明
らかである。

【００２９】図２は、従来のマイクロストリップ・パッチアンテナ２００を示している。ア
ンテナ２００は、マイクロストリップ・素子２０４と、絶縁基板２０８と、アー
ス平面２１２と、フィード点２１６とを含んでいる。マイクロストリップ・素子
２０４（一般的に放射器パッチとも呼ばれる）およびアース平面２１２は、各々
銅のプレートのような導電性材料の層から作られる。

【００３０】マイクロストリップ・素子および円形のような他の形状を有する関連アース平
面も使用されるけれども、最も一般的に使用されるマイクロストリップ・素子お
よび関連アース平面は矩形要素からなる。マイクロストリップ・素子は、プリン
ト回路板の一方の側に写真エッチングされることを含むいろいろの公知の技術を
使用して製造できるのに対して、アース平面は、プリント回路板の他方の側ある
いは他の層に写真エッチングされる。基板上に導電性材料を選択的に付着し、プ
レートを誘電体に接着するかあるいは導電性材料を有するプラスティックを被覆
することによるような、マイクロストリップ素子およびアース平面が構成できる
いろいろな他の方法がある。

【００３１】図３は、従来のマイクロ・ストリップ・アンテナ２００の側面図を示している
。中心導体２２０および外部導体２２４を有する同軸ケーブルはアンテナ２００
に接続されている。中心導体（正端子）２２０は、フィード点２１６でマイクロ
ストリップ・素子２０４に接続されている。外部コネクタ（負端子）２２４はア
ース平面２１２に接続されている。マイクロストリップ・素子２０４の長さＬは
、絶縁基板２０８における関係のある周波数で１／２あるいは１／４の波長に通
常等しく（ＲｉｃｈａｒｄＣ．ＪｏｈｎｓｏｎおよびＨｅｎｒｙＪａｓｉｋ
著のアンテナ技術ハンドブック、第２版の第７章第７‐２ページを参照）、下記
の関係によって示される。

【００３２】Ｌ＝０．５λ_ｄ＝０．５λ_０／√ε_ｒ、あるいはＬ＝０．２５λ_ｄ＝０．２５λ_０／√ε_ｒここで、Ｌ＝マイクロストリップ・素子２０４の長さ、 ε_ｒ＝絶縁基板２０８の相対誘電率、 λ_０＝自由空間波長 λ_ｄ＝絶縁基板２０８における波長である。

【００３３】誘電率およびフィードインダクタンスの変動は、正確な寸法を予測することを
困難にするので、試験要素は、通常正確な長さを決定するために形成される。厚
さｔは、横方向電流あるいは横方向モードを最少にするかあるいは防止するため
に通常約０．０１λ_０の波長よりも通常非常に小さい。ｔの選択値は、アンテナ
が作動しなければならない帯域幅に基づき、下記にさらに詳述される。

【００３４】マイクロストリップ・素子２０４の幅「ｗ」は、絶縁基板材料における波長、
すなわちλｄよりも小さくなければならないので、高次モードは励起されない。
これに対する例外は、多信号フィードが高次モードを除去するために使用される
場合である。

【００３５】一般的に用いられている第２のマイクロストリップ・アンテナは１／４波長マ
イクロストリップ・アンテナである。１／４波長マイクロストリップ・アンテナ
のアース平面は、通常マイクロストリップ・素子のアース平面よりも非常に大き
い面積を有する。マイクロストリップ・素子の長さは、基板材料における関係の
ある周波数でほぼ１／４波長である。アース平面の長さは、基板材料における関
係のある周波数でほぼ１／２波長である。

【００３６】１／４波長マイクロストリップ・アンテナの帯域幅は絶縁基板の厚さで決まる
。前述のように、ＰＣＳおよびセルラ無線電話操作はほぼ８パーセントの帯域幅
を必要とする。１／４波長マイクロストリップ・アンテナが８パーセント帯域幅
要求を満たすために、絶縁基板２０８の厚さは、セルラ周波数バンド（８２４〜
８９４ＭＨｚ）の場合ほぼ１．２５インチおよびＰＣＳ周波数バンドの場合０．
５インチでなければならない。この大きい厚さは、ほぼ０．２５インチあるいは
それよりも小さい厚さが望まれる小型無線装置あるいはパーソナル通信装置にお
いて明らかに望ましくない。より大きい厚さを有するアンテナは、一般的には大
部分の通信装置の使用可能容積内に収容できない。

【００３７】３．本発明本発明の一実施形態により構成され、作動する一平面デュアル・ストリップ・
アンテナ４００が図４に示されている。図４において、一平面デュアル・ストリ
ップ・アンテナ４００は、第１のストリップ４０４と、第２のストリップ４０８
と、絶縁基板４１２と、同じ平面にある導波管４１６とを含んでいる。第１のス
トリップ４０４は、一方の端部あるいはこれに隣接して第２のストリップ４０８
に電気的に接続されている。この端部は、アンテナ４００用「閉じられた端部」
４０６と呼ばれる。第１および第２のストリップ４０４および４０８は各
々、絶縁基板４１２上にプリントされ、エッチングされるかあるいは付着され(d
eposited)、各々は、既知のインピーダンスおよび電流特性の影響を受ける例えば、銅、真鍮、アルミニウム、銀、金あるいは他の公知の導電性材料のような導
電性材料で作られる。第１および第２のストリップ４０４および４０８は、所望
のようにこのような使用のために公知の発泡体のような絶縁材料（通常空気）で
も充填できる所定の間隙ｔだけ互いから離隔される。本発明の一実施形態では、
第１および第２のストリップ４０４および４０８は、そのそれぞれの長さの上に
ほぼ互いに平行に置かれる。他の実施形態（例えば、図５Ａ〜図５Ｃおよび図９
Ｂを参照）では、第１および第２のストリップは、空気あるいは自由空間と整合
するより良いインピーダンスを提供するために開放端で外側に朝顔形に広がる。

【００３８】正端子４２０および２つの負端子４２４および４２８を有する同じ平面にある
導波管は、第１および第２のストリップ４０４および４０８に結合されている。
本発明の一実施形態では、正負端子４２０、４２４および４２８は３つの平行金
属ストリップによって形成される。中心ストリップは、正端子４２０として示さ
れ、第１のストリップ４０４に電気的に接続される。一方の外部ストリップは負
端子４２４として示され、他方の外部ストリップは負端子４２８として示される
。負端子４２４は、第１のストリップ４０４に電気的に接続され、負端子４２８
は第２のストリップ４０８に電気的に接続される。本発明の一実施形態では、同
じ平面にある導波管４１６は、金属を絶縁基板４１２上に印刷し、金属をエッチ
ングするかあるいは金属を絶縁基板４１２上に付着することによって構成される
。同じ平面にある導波管４１６は、銅、銀、金、アルミニウムあるいは他の公知
の導電性材料のような導電性材料から作られる。一方、同軸ケーブルは同じ平面
にある導波管の代わりにフィードとして使用される。

【００３９】一平面デュアル・ストリップ・アンテナ４００は、２次元構造を有する。した
がって、このアンテナは、セルラ電話のプラスティックハウジングのような多数
の表面に適合できるように接着できる。本発明の一実施形態では、アンテナ４０
０は、エッチングされ、マイラ(Mylar)、キャップトン(Kapton)、あるいは他の公知の可撓性絶縁材料のような絶縁基板あるいは媒体としての役割を果たすこと
ができる可撓性シート上にプリントされるかあるいは付着される。デュアル・ス
トリップ・アンテナが、後述されるように、無線移動電話のフリップ型式、クラ
ムシェル(clam shell)あるいは折り畳みの部分のような無線装置の薄い部分上に
取り付けることができることは有利なことである。

【００４０】第１および第２のストリップ４０４および４０８の長さは、一平面デュアル・
ストリップ・アンテナ４００の共振周波数を主に決定する。第１および第２のス
トリップ４０４および４０８の長さは、予め選択された所望の周波数を有する信
号を受信および送信できる２線式伝送線の役目を果たすような適切な大きさにさ
れる。所望の周波数で２線伝送線として作動するように第１および第２のストリ
ップ４０４および４０８に対して適切な長さを選択する方法は当該技術分野で周
知である。手短に述べると、第１および第２のストリップ４０４および４０８が
２線式伝送線としての役目を果たすために、各々は約λ／４の長さを有しなけれ
ばならない。ここで、λは電磁波の関係ある周波数での波長である。次に、２線
式伝送線によって形成される結果として生じるアンテナの帯域幅は増加される。
これは、第１のストリップの長さおよび幅を同時に減少させると同時に所望の帯
域幅が得られるまで第２のストリップの長さおよび幅を増加させる。

【００４１】同じ平面にある導波管４１６は、信号装置（図示せず）をデュアル・ストリッ
プ・アンテナ４００に結合する。この信号装置は、信号源および／または信号受
信機によって提供される機能性を示すためにここで使用されていることに注目。
信号装置がこれらの機能性の１つあるいは両方を提供するかどうかはいかにアン
テナ４００が作動するように構成されることによって決まる。アンテナ４００は
、例えば、単に伝送素子として作動するように構成でき、その場合、信号装置は
信号源として作動する。一方、信号装置はアンテナ４００が単に受信素子として
作動するように構成される場合に信号受信機として作動する。この信号装置は、
アンテナ４００が送受信素子の両方として作動するように構成される場合、トラ
ンシーバの形式で両方の機能性を提供する。

【００４２】アンテナあるいはストリップは、例えば、１／４円状、半円状、半楕円状、放
物線状、角状、円形状および平方のＣ状の両方、Ｌ状、Ｕ状およびＶ状であるが
、これに限定されないいろいろの他の形状で形成できる。Ｖ状構造は９０°より
も小さい角度から殆ど１８０°まで変えることができる。湾曲構造は比較的小さ
い半径あるいは大きい半径を使用できる。導体、すなわち第１および第２のスト
リップ・の幅は、導体が狭い幅を先細にし、湾曲し、その他段階的に外部端（非
フィード部）の方へ変えるように長さに沿って変えることができる。当業者によ
ってはっきりと理解されるように、これらの効果あるいは形状のいくつかは単一
アンテナ構造で結合できる。

【００４３】本発明のストリップに対する他の実施形態あるいは形状のいくつかの平面図は
、参照番号の最後の数字が内訳が第１のストリップあるいは第２のストリップ、
すなわちそれぞれ４あるいは８であるかどうかを示す図５Ａ〜５Ｇ、図６Ａ〜６
Ｃ、図７Ａ〜７Ｅおよび図８Ａ〜８Ｆに示されている。最初の番号および最後の
文字は、素子が図５Ａに対する５０４Ａ、図７Ｂに対する７０８Ｂ等におけるよ
うに表示される図を示している。図面で明らかにする目的のために、これらの図
で使用されるストリップのための幅は縮尺すべきでなく、通常同じである。しか
しながら、前述されるように、その他容易に明らかなように、これらの２つのス
トリップは、通常所望の帯域幅を得るために異なる幅を有する。

【００４４】図５Ａ〜５Ｇに示されたアンテナ実施形態は、ストリップを一緒に接続するた
めに矩形遷移あるいは正方形遷移を使用する本発明のための他の形状を示してい
る。すなわち、図５Ａ〜５Ｇに示された実施形態のアンテナの閉じられた端部に
対して、第１および第２のストリップは、ほぼ一直線の導電性接続素子あるいは
遷移ストリップ５０６（５０６Ａ〜５０６Ｇ）を使用して一緒に接続されるかあ
るいは接合される。さらに、互いに対するストリップのための方向の更なる変化
はほぼ正方形のコーナーで行われる。方向の各変化は、前の部分にほぼ垂直であ
る、すなわち９０°の角度にある各ストリップの新しい部分を位置決めすること
を必要とする。もちろん、これらの角度は大部分の用途に対して正確である必要
がなく、他の角度は、所望のように、湾曲されるかあるいは面取りをされたコー
ナーとともに使用できる。

【００４５】図５Ｂは、より長い第２のストリップを収容するために、このストリップがア
ンテナ構造のために全所望の長さを保持するように折り畳めることができること
を示している。図５Ｃは、折り目が第１のストリップがある平面の方にあるかあ
るいはこの平面から離れた所にあるかのいずれかであってもよいことを示してい
る。図５Ｄは、第２のストリップが第１のストリップの周りに部分的あるいは完
全にいずれかで後方に折り畳むことができることを示している。一方、図５Ｅは
、折り畳まれたアーキテクチャを通る第１のストリップの延長もまた示している
。図５Ｆは、より小さいステップで行われる第１および第２のストリップのため
の方向の変更を示している。一方、各ストリップの端部は、全Ｙ形状を形成する
ために図５Ｇに示されるような角度に曲げるかあるいは向けることができる。一
般的には、分離角度は、より鈍いＹ状端部構造が許容できる場合のように必要と
されないけれども、９０°の角度である。

【００４６】図６Ａ〜６Ｃに示されたアンテナ実施形態は、一緒にストリップを接続するた
めに湾曲遷移あるいは曲線遷移を使用する本発明に対する他の形状を示している
。すなわち、図６Ａ〜６Ｃに示された実施形態では、第１および第２のストリッ
プは、湾曲導電性接続素子あるいは遷移ストリップ６０６を使用して閉じられた
端部に一緒に接続されるかあるいは接合される。ストリップ６０６は、１／４円
、半円、半楕円、あるいは放物線あるいはその組み合わせを含むが、これに限定
されないいろいろの形状を有することができる。湾曲構造は、特定の用途に対し
て望まれるように比較的小さい半径あるいは大きな半径を使用できる。さらに、
ストリップの各々は、図５Ａ〜５Ｇに示されるように、アンテナ構造に対して全
部の所望の長さを保持するように折り畳むことができる。図６Ａは、通常半円の
湾曲遷移を示し、図６Ｂは、通常１／４円、あるいは楕円、湾曲の遷移を示し、
図６Ｃは、通常放物線湾曲の遷移を示している。これらの型式の遷移は組み合わ
せでも使用できる。

【００４７】図７Ａ〜７Ｅに示されたアンテナ実施形態は、ストリップを一緒に接続するた
めにＶ状遷移を使用する本発明に対する他の形状を示している。すなわち、図７
Ａ〜７Ｅに示された実施形態では、第１および第２のストリップは、別個の導電
性接続要素あるいは遷移ストリップを使用しないで、あるいは非常に小さいスト
リップを使用することによって閉じられた端部で一緒に接続されるかあるいは接
合される。その代わりに、第１および第２のストリップは、外向き分離あるいは
朝顔形に広げられた形状の共通接合部分から伸張する。さらに、前述のように、
ストリップの各々は、図５Ａ〜図５Ｈに示されるように、アンテナ構造に対する
全部の所望の長さを保持するように折り畳むことができる。

【００４８】図７Ａおよび図７Ｂは、ストリップが一緒に接合する通常直線のＶ状あるいは
鋭角遷移を示している。図７Ｂでは、２つのストリップは、通常平行なストリッ
プを形成するかあるいは互いに対して減少された角度傾斜をもたらすように再び
曲がる。図７Ｃ〜図７Ｅでは、２つのストリップの少なくとも１つは、最初のＶ
状接合部分のあとに湾曲される。図７Ｃでは、両方のストリップが対数あるいは
放物線曲線関数に従うように湾曲される。図７Ｄでは、１つのストリップだけが
湾曲され、図７Ｅでは、両方のストリップが湾曲されるが、直立部に折り畳める
。前述のように、これらの種類の遷移は、特定の用途に対して、所望のように組
み合わせでも使用できる。

【００４９】図８Ａ〜８Ｇは、湾曲ストリップ、角のあるストリップおよび複合ストリップ
を使用する本発明のストリップに対するいくつのかの他の実施形態あるいは形状
を示している。ここで、ストリップは、そのそれぞれの長さにわたって互いにほ
ぼ平行に置かれているが、ストリップが導電性接続素子あるいは遷移ストリップ
８０６（８０６Ａ〜８０６Ｆ）を使用して閉じられた端部で一緒に接続されるか
あるいは接合される円形の、蛇行しているかあるいはＶ状の経路から外向きに延
びる円形の、蛇行しているかあるいはＶ状の経路をたどるかあるいは図８Ｇの円
形あるいは楕円の場合には接続ストリップは全然使用されない。複合形状の使用
は、回路あるいは個別部品あるいは装置にも支持する支持基板上へのアンテナ構
造の形成を可能にするかあるいはターゲット無線装置内の他の装置の周りのクリ
アランス通路を可能にする。

【００５０】一方、このアンテナ構造は単一平面にある２次元構造であり、平面が平坦であ
る必要がないような適合あるいは適合可能な構造である。すなわち、支持基板を
曲げるかあるいは成形することによって、一平面アンテナの形状も３次元で効果
的に変えることができる。２次元で平たい平面表面として現れる一対のストリッ
プは、弧に沿って曲げることができるかあるいは３次元である角度（ここではｚ
）曲げることができる。一対のストリップ・がｚ方向に湾曲するか、あるいは曲
がる本発明のいくつかの実施形態は図９Ａ〜９Ｃに示される。アンテナが無線装
置内の所定の部品あるいは構造の周りで「適合状態」にあることを要する無線装
置の所定の空間内にアンテナを配置することが望まれる場合、これらの実施形態
は非常に役に立つ。

【００５１】図９Ａは、簡単な曲線を使用して、３次元でそのそれぞれの長さに沿っても湾
曲される図４で分かるような第１および第２のストリップを示している。図９Ｂ
は、Ｖ状あるいは鋭角遷移で一緒に接続されているが、Ｖ状オフセットで３次元
で観察される図７Ａで分かるような第１および第２のストリップを示している。
より複雑な曲線あるいは折り目のセットは、ストリップが図９Ｃにある平面を形
作るために使用される。

【００５２】デュアル・ストリップ・アンテナ４００は、金属ストリップ・をエッチングす
るかあるいは絶縁基板の２つの対向する側に付着し、１つあるいはそれ以上のメ
ッキ貫通バイア、ジャンパー、コネクタあるいはワイヤを使用することによって
一端で一緒に金属ストリップを電気的に接続することによっても構成できる。こ
の形式で、アンテナ４００は、基板材料のいくつかを２つのストリップ間に置か
れた誘電体として利用する。これは、アンテナを設計する際に帯域幅および周知
であるような他の特性だけ考慮される。デュアル・ストリップ・アンテナ４００
は、プラスティックあるいは他の公知の絶縁材料あるいは誘電体材料を成形して
、所望の形状（Ｕ状、Ｖ状、Ｃ状、湾曲、矩形等）を有する支持構造にして、次
に公知の方法を使用して、液体状の導電性材料を含む導電性材料を有するプラス
ティックを適切な部分の上にメッキするかあるいは被覆することによっても構成
できる。

【００５３】絶縁基板は、ハウジングを製造するために使用される材料で形成されるポスト
(posts)、リッジ(ridges)、溝(channels)を使用して無線装置ハウジングの構成部分内に固定される。すなわち、このような支持体は、成形され、あるいは特に
、例えば射出成形によって製造される場合、装置ハウジングの壁の中に形成され
る。したがって、これらの支持要素は、電話の組み立て中、これらの支持要素の
上あるいは内部に挿入される場合、基板を所定の位置に保持する。他の技術は、
装置ハウジング内にアセンブリを固定する接着材料の層、あるいは基板の中の穴
あるいはエッジと相互に作用するある形式の締め金具あるいは保持器を使用する
ことを含む。

【００５４】前述のように、本発明によれば、第１および第２のストリップ・４０４および
４０８（５０４、５０８；６０４、６０８；７０４、７０８；８０４、８０８等
）は、２線式伝送線として機能する。２線式伝送線の１つの長所は、２線式伝送
線がアース平面を必要としないことである。これは、アンテナ４００が無視でき
る厚さを有する２次元構造であることを可能にする。アンテナ４００の厚さの大
部分は絶縁基板の厚さによって決定される。例えば、０．０００５インチ〜０．
００２インチの範囲の厚さを有するマイラあるいはキャプトンの薄いシートは絶
縁基板として使用されてもよい。それに反して、セルラ周波数バンドのために設
計された従来のマイクロス・トリップ・アンテナは、１．２５インチの厚さを有
する絶縁基板を必要とするのに対して、ＰＣＳ周波数バンドのために設計された
マイクロストリップは０．５インチの厚さを有する絶縁基板を必要とする。した
がって、本発明は、アンテナの全部の厚さのかなりの減少を可能にし、それによ
ってＰＣＳあるいはセルラ電話のようなパーソナル通信装置により望ましくする
。しかしながら、当業者は、無線装置の使用中あるいは製造する際に取り付け中
もしくはサービス中のいずれかの場合、アンテナのために所望の構造上の統一性
を保持するためにより厚い材料を含む他の厚さが使用できることを容易に分かる
。

【００５５】本発明による一平面デュアル・ストリップ・アンテナ４００は、典型的な１／
４波長あるいは１／２波長パッチアンテナよりも帯域幅の増加をもたらす。実験
結果は、アンテナ４００がＰＣＳおよびセルラ電話に非常に望ましい約８〜２０
パーセントの幅を有することを示している。前述のように、従来のマイクロ・ス
トリップ・アンテナは、パーソナル通信装置での使用にあまり望ましくしないよ
うにする非常に狭い帯域幅を有する。

【００５６】本発明では、帯域幅の増加は、従来のマイクロ・ストリップ・パッチアンテナ
としてよりもむしろ２線式伝送線としてアンテナ４００を作動させることによっ
て主に可能にされる。放射器パッチおよびアース平面を有する従来のマイクロ・
ストリップ・パッチアンテナ(patch)と違って、アンテナ４００において、第１および第２のストリップ４０４および４０８の両方はアクティブ放射器の役を務
める。換言すると、第１および第２のストリップの長さおよび幅は、第１および
第２のストリップ４０４および４０８の両方が関係のある波長あるいは周波数で
アクティブ放射器の役を務めるようなサイズに注意深くされる。アンテナ４００
の動作中、表面電流は、第１のストリップならびに第２のストリップに誘起され
る。最初に、本発明者は、当該技術分野で周知である解析方法およびＥＭシミュ
レーションソフトウェアを使用することによって、第１および第２のストリップ
の長さおよび幅である適切な寸法を選択した。その後、本発明者は、当該技術分
野で公知である実験方法によってシミュレーション結果を検証した。

【００５７】放射器あるいはアンテナの帯域幅を増すために、好ましい実施形態の各ストリ
ップの寸法は、予め選択された方法で互いに関連する異なる中心周波数を生じさ
せるように選択される。例えば、ｆ_０はアンテナの所望の中心周波数である。よ
り短いストリップの長さは、その中心周波数がｆ_０＋△ｆにあるかあるいはｆ_０＋△ｆぐらにあるように選択され、より長いストリップの長さは、その中心周波
数がｆ_０−△ｆにあるかあるいはｆ_０−△ｆぐらにあるように選択される。これ
は、アンテナに約３△ｆ／ｆ_０〜４△ｆ／ｆ_０の広い帯域幅を与える。すなわち
、ｆ_０に対して＋／−周波数オフセットの使用は、アンテナ放射器帯域幅を増す
方式を生じる。この構成では、△ｆは、ｆ_０よりも非常に小さくなるように選択
されるので（△ｆ≪ｆ_０）、２つのストリップの共振周波数は小さい。△ｆがｆ _０ぐらいになるように選択される場合、アンテナは十分に実行しないと信じられ
ている。換言すると、これは、デュアル・バンドアンテナとして使用することを
意図しておらす、各ストリップは別個のアンテナ放射器の役を務める。

【００５８】本発明では、帯域幅の増加はアンテナのサイズの対応する増加なしに得られる
。これは、帯域幅がパッチアンテナの厚さを増加することによって非常に増加さ
れ、それによってパッチアンテナのより大きい全サイズを生じる従来のパッチア
ンテナの教示に反している。

【００５９】本発明の一例実施形態では、アンテナ４００は、セルラ周波数バンド、すなわ
ち８２４〜８９４ＭＨｚに対して適切な大きさにされる。セルラ周波数バンドに
対するアンテナ４００の寸法は下記の表１に示されている。

【００６０】

【表１】上記の例実施形態では、１オンス銅は、第１および第２のストリップ４０４お
よび４０８を構成するために使用され、０．０３１インチ厚さのＦＲ４（周知の
商用プリント回路板（ＰＣＢ）材料）は絶縁基板４１２として使用された。さら
に、同じ平面にある導波管４１６の正端子は、アンテナ４００の閉じられた端部
から０．３３０インチの距離で第１のストリップ４０４に接続されている。

【００６１】図１０は、セルラ周波数バンドにわたって作動するようなサイズにされたアン
テナ４００の一実施形態の測定周波数応答を示している。図１０は、アンテナが
８２５ＭＨｚで−１５．０１ｄＢ周波数応答および８９５．０ＭＨｚで−１８．
３８ｄＢ周波数応答を有することを示している。したがって、アンテナは８．１
４パーセント帯域幅を有する。

【００６２】本発明の他の実例実施形態では、アンテナ４００は、ＰＣＢ周波数バンド、す
なわち１．８５〜１．９９ＧＨｚにわたって作動するような大きさにされる。Ｐ
ＣＢ周波数バンドに対するアンテナ４００の寸法は下記の表２に示されている。

【００６３】

【表２】上記実例実施形態では、１オンス銅は、再度第１および第２のストリップ４０
４および４０８を構成するために使用され、０．０３１インチの厚いＦＲ４（Ｐ
ＣＢ材料）は絶縁基板４１２として使用された。さらに、同じ平面にある導波管
４１６の正端子は、アンテナ４００の閉じられた端部から０．２インチの距離で
第１のストリップ４０４に接続された。

【００６４】図１１は、ＰＣＢ周波数バンドにわたって作動するようなサイズにされるアン
テナ４００の一実施形態の測定周波数応答を示している。図１１は、アンテナが
１．７９ＧＨｚで−９．９２ｄＢ応答および２．１６ＧＨｚで−１０．１８ｄＢ
応答を有することを示している。したがって、本実施形態では、アンテナ４００
は１８．８パーセント帯域幅を有する。

【００６５】図１２および図１３は、ＰＣＢ周波数バンドにわたって作動するアンテナ４０
０の一実施形態の測定電界パターンを示している。特に、アジマス平面の電界パ
ターンの大きさのプロットを示しているのに対して、図１３は、俯角平面の電界
パターンの大きさのプロットを示している。図１２および図１３の両方は、デュ
アル・ストリップ・アンテナがほぼ全方向性放射パターンを有し、それによって
パーソナル通信装置での使用に適するようにすることを示している。

【００６６】一実施形態は、「Ｄ」状放射器ストリップ装置を使用して開発された。第２の
ストリップは、第１のストリップよりも非常に長く、所望のようにそれ自体の中
に後方に一様に折り畳まれる第１のストリップの「内部」および第１のストリッ
プから離れた所に延ばすように通常折り畳まれる。アンテナ１４００が基板１４
１２上に置かれるかあるいは配置されているストリップ１４０４および１４０８
を使用して形成されるこのアンテナ構造が、図１４に示されている。アンテナの
上部は、「Ｃ」形状にわずかに湾曲される（あるいはＤの前縁）ものとして示さ
れている第１の導電性ストリップ１４０４によって形成される。この湾曲は、湾
曲側壁を有する装置ハウジングの側面におよびこのハウジングの側面に隣接して
アンテナ１４００を配置することを可能にするために使用される。第２のストリ
ップは、前述のように、第１のストリップよりも幅広く、帯域幅を改善する。

【００６７】アンテナが置かれたクラムシェル型(clamshell type)無線電話のフリップトッ
プ(flip-top)部の内部寸法に概略相当する約３７．５９ｍｍ（Ｙ）×５１．８９
ｍｍ（Ｘ）の全寸法を有するこのようなアンテナのモデルが構成され、試験され
る。

【００６８】アンテナ１４００は、フィード部１４１６を使用して無線装置内の適切なトラ
ンシーバ回路に接続される。要素１４２０は、いかにいろいろの公知の回路部品
あるいは装置が基板１４１２上にも取り付けることができるかあるいはそれとは
別にいろいろな部品あるいはケーブルが所望のように延びる通路あるいは穴１４
２２を形成できるかを示している。

【００６９】好ましい実施形態も、Ｄ状放射器ストリップ装置を使用して開発された。第２
のストリップは、第１のストリップよりも非常に長く、幅広く、通常第１のスト
リップの周りを包むように延びている。アンテナ１５００が基板１５１２上に置
かれるかあるいは配置されるストリップ１５０４および１５０８を使用して形成
されるこのようなアンテナが図１５に示されている。さらに、第２のストリップ
によって形成されるようなアンテナ１５００の上部は、無線装置へのアンテナ１
５００の改善された配置を可能にするようにわずかに曲げられたものとして示さ
れている。

【００７０】この種のアンテナは、信号を供給するために使用される導体を有する結合構造
として形成できる。同軸フィード構造は、アンテナを形成する導体と同じ可撓性
基板（１５１２）上に形成できる。マイラ、キャプトン、あるいはテフロンの薄
いシートに基づく材料、全ては当該技術で周知の材料である。いかにこれを行う
ことができるかの例は、「同じ平面にある導波管」の形の長い可撓性信号フィー
ド構造あるいはセクション１５２０が示されている図１５に示されている。導波
管１５２０は、一端で終端し、一端を同じ平面にある導波管のアース部の一部を
形成する負のフィードストリップに接続する。フィードストリップ１５２４は、
フィードストリップ１５２８が第２のストリップ１５０８に接続される接続素子
１５０６に接続するかあるいは結合される。正フィードストリップ１５２２ある
いはフィード構造１５２０の中心は第１のストリップ１５０４に直接接続される
。このフィードストリップのための接続点とストリップ１５２８との間の分離は
、使用される周波数および公知であるような導電性材料１５０６の長さおよび他
の寸法に従って所定のインピーダンスを提供するように選択される。

【００７１】材料１５１２に沿って短距離終端する正フィード１５２２が示され、導体１５
２４および１５２８と同様な第３の中心導体１５２６に通常接続あるいは結合さ
れるかあるいは導体１５２４および１５２８と同様な第３の中心導体１５２６に
なるように広がる。導体１５２６は、材料１５１２の長さに沿ってコネクタ端１
５３０に延び、同じ平面にある導波管の中心部あるいは正の部分を形成する。

【００７２】しかしながら、１つあるいはそれ以上のフィードストリップ導体を基板上の対
向する側に配置することを含む他の形状を使用できる。例えば、正フィード導体
は、材料１５１２の一方の側上に形成でき、負フィード導体は材料１５１２の他
方の側上に形成できる。したがって、導電性バイアは、適切な場合に信号を材料
を通して伝達するために使用される。導体およびバイアの他の組み合わせは、公
知であるような信号伝達を実現するために使用されてもよい。

【００７３】したがって、アンテナ１５００は、これらの導体（１５２２、１５２４、１５
２８）とともに単一のモノリシック構造として形成でき、コストにおける増加さ
れた効率、信頼性、および製造効率をもたらす。フィード部１５２０上の導体（
１５２４、１５２６、１５２８）は、一般的には、アンテナが結合される回路板
上のいろいろのばね動作あるいはばね荷重コネクタを接続するために使用される
導電性パッドあるいは小さいコネクタ１５３２で終端する。

【００７４】図１５に使用される導波管あるいはフィード部１５２０および基板１５１２の
ための形状あるいは全形状は、例示だけの目的のためであり、図示されるような
無線装置１００内に最も効果的に適合するためである。しかしながら、当業者は
、他の形状が役に立ち得る、本発明の教示内にあるということを容易に分かる。
例えば、約４５°の角度である導波管１５２０の長さに沿う角のある曲げを使用
する代わりに、一連の９０°の曲げ、折り畳みあるいは回転が導体のために使用
できる。このような折り畳みおよび回転は、導体のパス長を最少にするために使
用されると同時に基板あるいはアンテナに加えられた物理的制約を受け入れる。
さらに、導体１５２４、１５２６および１５２８は、一般的には、導波管１５２
０に沿って１つあるいはそれ以上の地点で幅が狭くされ、これらの位置も特定の
用途に従って変えてもよい。導体１５２４および１５２８を電気的に接合する図
１５に示された小さい空気ブリッジは役に立つが、本発明には必要ない。

【００７５】無線電話１００のような無線装置内に置かれた場合、フィード構造あるいは導
波管１５２０は、無線装置内で使用されるアンテナ１００といろいろの受信素子
および送信素子ならびに部品との間での有効な信号の伝達を可能にする。アンテ
ナおよび同じ平面にある導波管を共通であるが薄くて可撓性の絶縁基板上に形成
することによって、アンテナは、非常に小さい空間を占め、スピーカのような多
数の他の個別部品の周りに形成できるので、アンテナは、装置の多数の構成部分
内に取り付けることができる。フィード導体は、多数の無線装置（電話、コンピ
ュータ）にあるような可撓性の回転あるいは折り畳みできる接合部分の周りに接
続できる。

【００７６】一方、ミニ同軸線は、同じ結果を得るために導波管(waveguide)（フィード）１５２０の代わりに使用できる。例えば、０．８ｍｍあるいは１．２ｍｍの直径
を有する公知の型式の同軸線あるいはケーブルは、所望のように、アンテナ１５
００と対応する回路あるいは適切な回路との間で信号を伝達する際に役に立ち得
ることを示している。他の方式および型式の導体は、既知であるような信号伝達
特性に応じて所定の用途のために使用されてもよい。

【００７７】図１６および図１７は、図１の電話内に取り付けられた本発明の一実施形態の
側面図および後部カットアウェイ(cutaway)図をそれぞれ示している。このような電話は、必要とされるかあるいは望まれるいろいろの機能を実行する１つある
いはそれ以上の回路板上に通常支持されるいろいろの内部部品を有する。回路板
１６０２は、集積回路あるいはチップ１６０４のようないろいろの部品、抵抗器
およびキャパシタのような個別部品およびいろいろのコネクタ１６０８を支持す
る、図１６および図１７のハウジングの内部に示されている。パネルディスプレ
イおよびキーボードは、一般的には電池あるいは外部電源、スピーカ、マイクロ
ホン、あるいは回路板１６０２上の回路の他の同様な周知の素子と同様ないろい
ろの他の部品とインタフェースするワイヤ、導体、コネクタ（図示せず）で電話
ハウジング１０２の前部を面する回路板１６０２の裏側に取り付けられる。

【００７８】本実施形態では、スライドインあるいはプラグイン型式のコネクタ１６１０は
、電話の前部の近くの回路板の下側に取り付けられ、アンテナ１５００のための
フィーダ部１５２０の接続端を受け入れるように構成される。一方、１つあるい
はそれ以上の公知のばね接点あるいはクリップは、導電性パッドを端部１５３０
上に接触させるために使用でき、アンテナ１５００を回路板１６０２に電気的に
結合あるいは接続する。このようなばね接点あるいはクリップは、半田付けある
いは導電性接着剤のような周知の技術を使用して回路板１６０２上に取り付けら
れ、信号を所望の送受信回路へおよびこの送受信回路から伝達するように適切な
導体に電気的に接続されている。しかしながら、半田の使用あるいは小型同軸コ
ネクタ（小さいケーブルが使用される場合）の使用を含む他の型式の接続技術が
役に立つものであることも公知である。所望のように、周知のように、フィード
構造と相互接続するために無線装置内で使用される回路に専用インピーダンスマ
ッチング素子もあり得る。

【００７９】図１７の側面図では、回路板１６０２は、当該技術分野で多層回路板あるいは
プリント回路板と呼ばれるものを形成するために一緒に接着される導電性材料お
よび絶縁材料の多層を含むものとして示されている。このような回路板は、周知
であり、当該技術分野で理解されている。これは、金属導体層１６１８を支持す
るかあるいは金属導体層１６１８に隣接して配置されている絶縁材料層１６１６
に隣接して配置されている金属導体層１６１４に隣接して配置された絶縁材料層
１６１２として示されている。導電性バイア（図示せず）は、異なる層あるいは
レベルのいろいろな導体を外部表面上の部品と相互接続するために使用される。
任意の所与の層上のエッチングされたパターンはこの層のための相互接続パター
ンを決定する。この形状では、層１６１４あるいは１６１８のいずれかは、当該
技術分野で周知であるように、回路板１６０２のために普通に呼ばれているよう
なアース層あるいはアース平面を形成できる。

【００８０】一般的には、一連の支持ポスト、スタンド、あるいはリッジ(ridges)１６２０
は、ハウジング内に回路板あるいは他の部品を取り付けるために使用される。こ
れらは、射出成形プラスティックによって形成される場合のようにハウジングの
一部として形成できるし、あるいは特に例えば、接着剤あるいは他の周知の機構
を使用することによって所定の場所に固定できる。さらに、一般的には、ハウジ
ング１０２の取り外し可能カバーのような構成部分を互いに固定するように締め
金具を収容するために使用される１つあるいはそれ以上の固定ポスト１６２２が
ある。

【００８１】前述されるように、アンテナ１５００は、例えば、この機能に役に立つことが
知られている接着剤、にかわ、テープ、注封材料、あるいは結合材料等の使用で
あるがこれに限定されないいくつかの公知の技術を使用してハウジング１０２の
構成部分内に固定できる。例えば、アンテナ１５００は、基板１５１２に接着さ
れた接着剤層あるいはストリップ１６３０を使用して無線装置の側壁あるいは他
の構成部分あるいは要素に対して支持できる。このアンテナは、一般にハウジン
グの側面に対して、好ましくは絶縁材料の上に、あるいは支え金具、ねじ、ある
いは同様な固定要素を使用して所定の場所に取り付けることができる支え金具ア
センブリに対して固定される。

【００８２】所定の場所にアンテナを取り付けるかあるいは固定する他の機構は当該技術分
野で公知である。例えば、ハウジングを製造するために使用される材料に形成さ
れるリッジ、溝等は、基板を所定の場所に物理的に固定するために使用できる。
一連の突起あるいは隆起も、アンテナを支持するために使用でき、所望の用途に
適切であるようないろいろの形状を有することができる。

【００８３】図１７で分かるように、基板１５１２は、ハウジングの形状にぴったりと合う
ようにあるいは無線装置内の他の素子、機能あるいは部品に適合するように湾曲
あるいは特に曲げることができる。図において、スピーカの一部の周りに「包ま
れた」アンテナ放射器あるいはストリップに対して配置されたスピーカ１６３２
が示されている。

【００８４】この基板は、湾曲されるかあるいは折り畳まれた形状で製造あるいは設置中に
変形できる。薄い基板を使用することによって、基板は、設置される場合、時々
締め金具を必要としないで通常基板を所定の場所に固定するように曲げられた隣
接表面に対して張力あるいは圧力を与えることができる。したがって、ある形式
の捕獲は、隣接装置、部品、あるいは回路板および所定の場所に固定されるハウ
ジングのカバーあるいは構成部分を装備することによって単に得られる。しかし
ながら、本発明が適切に機能するために製造中あるいは設置中のいずれか基板を
変形あるいは湾曲する条件は全然ない。

【００８５】図１８は、本発明が、例えば、携帯コンピュータ、モデム、データ端末、ファ
クシミリ機、あるいは同様な携帯電子装置であるがこれに限定されない、本発明
が使用できる付加的な無線装置を示している。図１８において、上部コーナー部
１８０４を有する主ハウジングあるいは本体１８０２を有する無線装置１８００
を使用する無線装置が示されている。図１８のカットアウェイ図において、アン
テナ５００は、上部コーナー１８０４の所定の場所に固定され、ケーブルあるい
は導体セット１８０８は、アンテナフィード５１６を無線装置内の適切な回路に
接続するために使用される。当業者は、他の形状および向きが本発明の教示内の
アンテナに対して可能であることを容易に分かる。

【００８６】本発明のいろいろの実施形態が上記に説明されているが、この実施形態が例と
してだけ示されていて、これに限定されないことを理解すべきである。したがっ
て、本発明の広がりおよび範囲は、前述の典型的な実施形態のいずれかによって
検定されるべきでなく、上記の特許請求の範囲およびその均等物によってのみ規
定されるべきである。

【図面の簡単な説明】

本発明は、同じ参照番号が通常同一で、機能的に同じ要素、および／または構
造的に同じ要素を示す添付図面を参照して説明され、要素が最初に生じるこの図
面は参照番号において最も左の数字で示される。

【図１Ａおよび１Ｂ】ホイップアンテナおよび外部ヘリカルアンテナを有する携帯電話を示している
。

【図２】従来のマイクロストリップ・パッチアンテナを示している。

【図３】図２のマイクロストリップ・パッチアンテナの側面図を示している。

【図４】本発明の一実施形態による一平面デュアル・ストリップ・アンテナを示してい
る。

【図５Ａ〜５Ｇ】ストリップ・を接続するために正方形遷移を使用する本発明のいくつかの他の
実施形態の平面図を示している。

【図６Ａ〜６Ｃ】ストリップ・を接続するために湾曲遷移を使用する本発明のいくつかの他の実
施形態の平面図を示している。

【図７Ａ〜７Ｅ】ストリップ・を接続するためにＶ状曲遷移を使用する本発明の他のいくつかの
他の実施形態の平面図を示している。

【図８Ａ〜８Ｇ】湾曲ストリップ・形状、角のあるストリップ・形状、および複合ストリップ・
形状を使用する本発明の付加的な他の実施形態の平面図を示している。

【図９Ａ〜９Ｂ】ある他の用途で役に立つ本発明のいくつかの他の実施形態の斜視図である。

【図１０】セルラ電話で使用するのに適している本発明の一実施形態の測定周波数応答を
示している。

【図１１】ＰＣＳ無線電話で使用するのに適している本発明の他の実施形態の測定周波数
応答を示している。

【図１２および１３】本発明の一実施形態のための測定電界パターンを示している。

【図１４】図１の電話で使用するための本発明の一実施形態の平面図を示している。

【図１５】本発明の他の実施形態および図１の電話で使用するための信号フィード構造の
平面図を示している。

【図１６】図１の電話内に取り付けられた本発明の一実施形態の底部平面図および側面断
面図を示している。

【図１７】図１の電話内に取り付けられた本発明の一実施形態の底部平面図および側面断
面図を示している。

【図１８】本発明が使用されてもよい付加的無線装置を示している。

【符号の説明】

１００…ヘリカルアンテナ，１０２…ハウジング，１０４…ホイップアンテナ
、１１０…スピーカ、１１２…ディスプレイパネル、１１４…キーパッド、１１
６…マイクロホン，１１８…外部電源コネクタ，１２０…電池、４００…一平面
デュアル・ストリップ・アンテナ，４０４…第１のストリップ，４０６…閉じら
れた端部，４０８…第２のストリップ，４１２…絶縁基板，４１６…導波管，４
２０…正端子，４２４…負端子，４２８…負端子，５０６…遷移ストリップ，６
０６…遷移ストリップ，８０６…遷移ストリップ，

───────────────────────────────────────────────────── 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，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷＦターム(参考） 5J045 AA03 AA05 AB05 DA10 EA07 HA06 NA01 5J047 AA04 AB13 FD01 【要約の続き】面デュアルストリップアンテナ（４００）がＰＣ電話およびセルラ電話に非常に望ましい約８〜２０％の帯域幅を有することを示した。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁基板上に取り付けられた第１の導電性ストリップおよび
第２の導電性ストリップを備えている一平面デュアル・ストリップ・アンテナで
あって、前記第１および第２のストリップが、選択されたギャップだけ互いに離
隔され、前記第１および第２のストリップの長さおよび幅が、電磁エネルギーを
受信しおよび送信する２線式伝送線を形成するように選択される、一平面デュア
ル・ストリップ・アンテナ。
【請求項２】前記第１および第２のストリップが、前記絶縁基板の同じ面
上にプリントされた金属ストリップを含む、請求項１に記載の一平面デュアル・
ストリップ・アンテナ。
【請求項３】前記第１および第２のストリップが、前記絶縁基板の同じ面
上に付着された金属ストリップを含む、請求項１に記載の一平面デュアル・スト
リップ・アンテナ。
【請求項４】前記第１および第２のストリップが、前記絶縁基板の対向面
上に形成されている、請求項１に記載の一平面デュアル・ストリップ・アンテナ
。
【請求項５】前記第１のストリップが、前記第２のストリップに実質的に
平行である、請求項１に記載の一平面デュアル・ストリップ・アンテナ。
【請求項６】前記第１および第２のストリップが、開放端近くで互いから
離れて朝顔形に広がっている、請求項１に記載の一平面デュアル・ストリップ・
アンテナ。
【請求項７】さらに正負端子を有している同じ平面にある導波管を具備し
、前記同じ平面にある導波管が前記基板の同じ面上に金属を付着することによっ
て形成され、該正端子が前記第１のストリップに電気的に結合され、かつ該負端
子が前記第１および第２のストリップに電気的に結合され、前記一平面デュアル
・ストリップ・アンテナが前記同じ平面にある導波管を介して電気信号により付
勢される場合、表面電流が前記第１および第２のストリップ上に形成される、請
求項１に記載の一平面デュアル・ストリップ・アンテナ。
【請求項８】さらに正負端子を有している同じ平面にある導波管を具備し
、前記同じ平面にある導波管が前記基板の同じ面上に金属を付着することによっ
て形成され、該正端子が前記第１および第２のストリップに電気的に結合され、
かつ該負端子が前記第２のストリップに電気的に結合され、前記一平面デュアル
・ストリップ・アンテナが前記同じ平面にある導波管を介して電気信号により付
勢される場合、表面電流が前記第１および第２のストリップ上に形成される、請
求項１に記載の一平面デュアル・ストリップ・アンテナ。
【請求項９】前記第１のストリップの長さが前記第２のストリップの長さ
よりも短い、請求項１に記載の一平面デュアル・ストリップ・アンテナ。
【請求項１０】前記第１のストリップ・の長さが前記第２のストリップの
長さに等しい、請求項１に記載の一平面デュアル・ストリップ・アンテナ。
【請求項１１】前記第１のストリップの幅が前記第２のストリップの幅よ
りも小さい、請求項１に記載の一平面デュアル・ストリップ・アンテナ。
【請求項１２】前記第１のストリップの幅が前記第２のストリップの幅に
等しい、請求項１に記載の一平面デュアル・ストリップ・アンテナ。
【請求項１３】前記絶縁基板が、絶縁媒体の役を務めることができる可撓
性シートである、請求項１に記載の一平面デュアル・ストリップ・アンテナ。
【請求項１４】前記絶縁基板が、予め選択された厚さを有するマイラを具
備する、請求項１に記載の一平面デュアル・ストリップ・アンテナ。
【請求項１５】前記絶縁基板が、予め選択された厚さを有するキャプトン
を具備する、請求項１に記載の一平面デュアル・ストリップ・アンテナ。
【請求項１６】第１および第２のストリップの長さおよび幅は、一平面デ
ュアル・ストリップ・アンテナが１．８５〜１．９９ＧＨｚの周波数範囲を有す
る信号を受信しおよび送信できるような大きさにされる、請求項１に記載の一平
面デュアル・ストリップ・アンテナ。
【請求項１７】第１および第２のストリップの長さおよび幅は、一平面デ
ュアル・ストリップ・アンテナが８２４〜８９４ＭＨｚの周波数範囲を有する信
号を受信しおよび送信できるような大きさにされる、請求項１に記載の一平面デ
ュアル・ストリップ・アンテナ。
【請求項１８】前記第２のストリップの長さが約４．５３インチであり、
かつ前記第２のストリップの幅が約０．１２５インチであり、および前記第１の
ストリップの長さが約２．４インチであり、かつ前記第１のストリップの幅が約
０．０６２インチである、請求項１に記載の一平面デュアル・ストリップ・アン
テナ。
【請求項１９】前記第２のストリップの長さが約２．１インチであり、か
つ前記第２のストリップの幅が約０．１２５インチであり、および前記第１のス
トリップの長さが約０．８９インチであり、かつ前記第１のストリップの幅が約
０．０６２インチである、請求項１に記載の一平面デュアル・ストリップ・アン
テナ。