【手続補正書】
【提出日】平成17年9月27日(2005.9.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】        明細書
【発明の名称】    指向性アンテナ
【特許請求の範囲】
【請求項１】  少なくとも１つの共振プリント配線構造体を具えるセラミック基板を有する小型指向性アンテナにおいて、
前記基板が配置された導電性マザーボードが具えられており、前記少なくとも１つのプリント配線構造体の一方の端部が前記マザーボードまで延在していることを特徴とする指向性アンテナ。
【請求項２】  請求項１に記載の指向性アンテナにおいて、
前記基板が実質的に多角四辺形であり、前記少なくとも１つのプリント配線構造体は、前記基板の上面に配置された第１プリント配線を具えており、この第１プリント配線は、前記基板の側面のうちの１つに沿って延在している第２プリント配線を介して前記マザーボードに接続されていることを特徴とする指向性アンテナ。
【請求項３】  請求項１に記載の指向性アンテナにおいて、
前記少なくとも１つのプリント配線構造体が、４分の１波長共振の励振に対して計算されたものであることを特徴とする指向性アンテナ。
【請求項４】  請求項１に記載の指向性アンテナにおいて、
前記少なくとも１つのプリント配線構造体に容量的に給電するためのリードインが前記基板上に設けられていることを特徴とする指向性アンテナ。
【請求項５】  請求項１に記載の指向性アンテナにおいて、
前記マザーボードが、めっきで被覆されたＰＣマザーボードによって形成されていることを特徴とする指向性アンテナ。
【請求項６】  特に高周波及びマイクロ波領域用移動体通信装置のためのプリント回路基板（ＰＣＢ）において、
前記導電性マザーボードが、前記ＰＣＢのめっきで被覆された領域により形成されており、且つ前記基板が前記めっき上に配置されている請求項１〜５のいずれか一項に記載の指向性アンテナを有することを特徴とする移動体通信装置。
【請求項７】  高周波及びマイクロ波領域用通信装置において、
プリント回路基板（ＰＣＢ）が、請求項６に記載した指向性アンテナを有することを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に高周波及びマイクロ波領域で用いる少なくとも１つの共振プリント配線構造体を具えるセラミック基板を有する小型指向性アンテナに関するものである。本発明は、電気構成要素及び電子構成要素の双方又はいずれか一方を表面実装するための（ＳＭＤ：表面実装デバイス）この種類のアンテナを有するプリント回路板（ＰＣＢ）にも関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤレス無線ネットワークは現代の電気通信やエンターテインメントエレクトロニクスの分野で益々重要になっている。高周波及びマイクロ波領域での電磁波は情報の伝達に用いられる。例として、ヨーロッパで約880〜960ＭHzの範囲内（ＧＳＭ900）と約1710〜1880ＭHzの範囲内（ＤＣＳ1800）と約1850〜1990ＭHzの範囲内（ＰＣＳ1900）とにある移動体無線帯域や、約1573ＭHzの周波数帯で放出されるＧＰＳ航行信号や、約2400ＭHz〜2500ＭHzの周波数範囲にあり個々の端末間でのデータのやり取りに用いられるブルートゥース帯域がある。
【０００３】
この目的のために用いられる電子構成要素には、特に、小型化の程度や費用上有効な実装能力や電気的効率に関してより厳しい条件が課せられる。アンテナの分野で、将来の携帯電話に用いるのに課せられる更なる条件の例として、内部設置型にすることや、多帯域機能や、使用者照射の低減及びＳＡＲ（比吸収率）値の改善の双方又はいずれか一方がある。
【０００４】
外部モノポールアンテナ又は誘電体基板上の内部ＰＩＦＡ（プレナー逆Ｆアンテナ）のような、携帯電話に用いられる従来のアンテナは、上記の条件を満たすことができない、或いは、これら条件を満たすのに不充分である。
【０００５】
ＰＣＢ上に装着されたアンテナであって、グランドめっきが設けられており、このグランドめっきが、使用者の体と放射波の放射経路との間にあり、この手段によって遮蔽効果を実現するように移動体通信装置内に装着されている当該アンテナが、例えば特開平７-240962号公報から既知である。しかし、適切な受信感度を得るために、別個の棒状アンテナが必要とされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、上述した種類のアンテナであって、増大された効率と、好適な方向への改善された指向性とを具えた当該アンテナを提供することにある。
更に、上述した種類のアンテナであって、インピーダンスマッチングを比較的簡単に行ないうるアンテナを提供する必要がある。
【０００７】
本発明では、上述した種類のアンテナであって、比較的広い帯域幅が得られるアンテナも提供する。
また、上述した種類のアンテナであって、複数の上述した周波数帯域で用いるのに適した（多帯域機能）アンテナも提供する。
【０００８】
最後に、本発明では、上述した種類のアンテナであって、上述した目的を極めて良好に達成し得るアンテナを有するＰＣＢも提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１によれば、少なくとも１つの共振プリント配線構造体を具えるセラミック基板を有する小型指向性アンテナにおいて、導電性マザーボードが具えられ、このマザーボード上には前記基板が配置されており、前記少なくとも１つのプリント配線構造体の一方の端部が前記マザーボードまで延在していることを特徴とする指向性アンテナによって本発明の目的を達成する。
【００１０】
この解決方法には、このアンテナにより、ほぼ半分の空間だけに指向する放射特性が得られ、これにより、例えばこのアンテナが組込まれている携帯電話の使用者に対する電磁波の照射を著しく減少させることができるという利点がある。
【００１１】
従属項は本発明の更なる利点を有する。
請求項２による例は、基板の高さを適切に選択することによって、アンテナの所望の帯域幅を得るという利点を有する。
【００１２】
請求項３による例では、極めて高度な小型化を実現できる。
請求項４による例は、リードインを変化させ、それにより容量結合を変化させることでインピーダンスマッチングを簡単に行ないうるという利点を有する。
【００１３】
請求項５による例は、特に簡単に製造することができ、本発明によるアンテナをプリント回路基板の一部として実現することができる。
【００１４】
図面に示す実施例を参照して本発明を更に説明する。本発明は、図面に示す実施例に限定されない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明によるアンテナは導電性マザーボードを有し、このマザーボードは、例えば図１によれば、めっき11を有する従来のボード１（担持体）と、これに固着されたセラミック基板２とをもって構成され、この基板には、複数の共振プリント配線構造体３、４及び５と、リードイン６とが設けられている。めっき11は、ボード１の（この実施例では上部の）表面上に配置され、好ましくは、リードイン６への給電のためにプリント配線12が配置されている箇所だけを残して、この表面を完全に被覆する。基板２は、ボード１又はめっき11上に、例えばスポット溶接（図示せず）で装着されている。図面では、導体細条構造体のレイアウトを明確にするため、基板を透明に表示してある。
【００１６】
セラミック基板２は、直立の直方体の形状を実質的に有し、この直方体は、ボード１の平面に対して垂直に延在している第１〜第４側面21、22、23及び24と、上面25及び底面26とを有する。しかし、この直方体基板の代わりに、それぞれ空洞を有する又は有しない方形、円形、三角形又は多角形の柱状体のような他の幾何学的形状を選択することもでき、この基板上では、例えばらせん状に延在させた共振プリント配線構造体が配置される。
【００１７】
基板２は、εr ＞１の誘電率及びμr ≧１の比透磁率の双方又はいずれか一方を有する。代表的な材料は、高周波特性の低損失及び低い温度感度を有する高周波互換基板である（ＮＰ０又はいわゆるＳＬ材料）。基板の誘電率及び比透磁率の双方又はいずれか一方を、セラミック粉末を高分子マトリックス内に埋め込むことによって所望通りに調節することができる基板をも用いることができる。
【００１８】
プリント配線構造体３〜５、リードイン６、他のめっき11及びプリント配線12は、銀、銅、金、アルミニウム又は超伝導体のような高い導電性材料から主に製造されている。
【００１９】
詳細には、基板２上には以下の配線構造体が配置されている。すなわち、この基板２の上面25上に配置された第１プリント配線31と、この基板２の第４側面24上に配置された第２プリント配線32であって、この第１プリント配線31に接続され、且つこれに対してほぼ直角に下向きにめっき11まで延在している当該第２プリント配線32とから構成される第１プリント配線構造体３が配置されている。また、この基板２の上面25上に配置された第１プリント配線41と、この基板２の第２側面22上に配置された第２プリント配線42であって、この第１プリント配線41に接続され、且つこれに対してほぼ直角に下向きにめっき11まで延在している当該第２プリント配線42とから構成される第２プリント配線構造体４が配置されている。最後に、この基板２の上面25上に配置された第１プリント配線51と、この基板２の第２側面22上に配置された第２プリント配線52であって、この第１プリント配線51に接続され、且つこれに対してほぼ直角に下向きにめっき11まで延在している当該第２プリント配線52とから構成される第３プリント配線構造体５が配置されている。第２プリント配線32、42及び52は、それぞれはんだ付け又はその他の手段でめっき11に結合させるのが好ましい。
【００２０】
プリント配線構造体３、４及び５はリードイン６を介して給電され、このリードインは、第１側面21の下端のめっき薄片61から始まり、基板２の底面26上に短めに延在し、ボード１上の共面のプリント配線12上にはんだ付けされている。めっき薄片61は第１プリント配線62に連結され、この第１プリント配線62は、底面26を第２側面22の端部領域に沿って延在し、第２プリント配線63と直角に結合され、この第２プリント配線63は、第２側面22に沿って上面25の方向に短い距離だけ延在している。
【００２１】
プリント配線構造体３、４及び５は、リードイン６を介して容量的に給電され、一方、プリント配線構造体３、４及び５からこのリードイン６までの距離、従って実質的にはリードイン６の第１及び第２プリント配線62及び63の長さを介してインピーダンスマッチングをすることができる。設置された状態のアンテナの場合、この容量結合、従ってインピーダンスマッチングは、例えばレーザービームを用いて第２プリント配線63の長さを縮めることにより行なうこともできる。
【００２２】
アンテナの電気原理は、各々の実質的にＬ字状としたプリント配線構造体３、４及び５での４分の１波長共振の励振に基づいている。これらプリント配線構造体の長さは、基板材料の誘電率及び比透磁率の双方又はいずれか一方を考慮して、所望の共振周波数に従って計算されている。
【００２３】
これにより、第２（垂直な）プリント配線32、42及び52の各々に沿ってめっき11に対して直角に延在する電界の成分は各々の場合、上面25上の最大値からめっき11上のほぼ零の値まで減少する。
【００２４】
基板２の高さを変化させることによって、アンテナの帯域幅に影響を与えることができる。基板の高さすなわち、第１プリント配線31、41及び51のめっき11からの距離が増大するにつれて帯域幅は大きくなるという関係を適用することができる。
【００２５】
プリント配線構造体３、４及び５の各々を用いて共振周波数を発生させることができるので、所望の個数の共振周波数、従って多帯域機能は、対応の個数のプリント配線構造体を、上述した説明に従って用いることにより得ることができる。図１に示す実施例では、第１の長いプリント配線構造体３は、ＧＳＭ900帯域の共振を励振するように作用し、一方、２つの短いすなわち第２及び第３プリント配線構造体４及び５は、ＤＣＳ1800及びＰＣＳ1900帯域のような高周波帯域の共振を励振するように作用する。
【００２６】
半分の空間におけるアンテナの望ましい指向性は、ボード１上のめっき11によって得られる。図２は、図１に示すアンテナの遠方電界の指向性を示す線図的断面図（φ＝０）であり、遠方電界の電界強度の値は、図１に示すめっき11上方の半分の空間にほぼ球状の図形を形成する。反射器又は遮蔽板として作用するめっき11は、従来のプリント回路基板上に配置されており、このプリント回路基板でめっきは約90×35ｍｍ2 の領域を占め、基板は長さ24ｍｍ、幅４ｍｍ、高さ10ｍｍにした。アンテナを、特に、約900ＭHzの周波数帯で動作させた。
【００２７】
本発明によるアンテナは、めっき11以外に、例えば前述した種類の移動体通信装置用の他の電気構成要素及び電子構成要素の双方又はいずれか一方を有するＰＣＢの一部として又はその領域内に実現するのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるアンテナの線図的全体図を示す。
【図２】  図１に示すアンテナの遠方界の放射パターンを示す。
【符号の説明】
１  ボード
２  基板
３、４、５  プリント配線構造体
６  リードイン
11  めっき
12  プリント配線