(57)【要約】  アンテナ構造体であって、誘電体ペレットと、上面および下面および少なくとも１つのグラウンドプレーンを有する誘電体基板とを具備し、誘電体ペレットは誘電体基板またはグラウンドプレーンとは直接接触しないようにその誘電体基板の上面より上に持ち上げられ、かつ、この誘電体ペレットには導電性ダイレクト給電構造体が提供される。放射アンテナ構成部品が更に提供され、この放射アンテナ構成部品は誘電体ペレットによって励起されるよう配置される。誘電体アンテナ構成部品を誘電体基板またはグラウンドプレーンとは直接接触しないように持ち上げることによってアンテナの帯域幅が全体として大きく改善される。
2007514357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体ペレットと、上面および下面および少なくとも１つのグラウンドプレーンを有する誘電体基板と、放射アンテナ構成部品とを具備し、前記誘電体ペレットは、前記誘電体基板または前記グラウンドプレーンとは直接接触しないようにその誘電体基板の上面より上に持ち上げられ、この誘電体ペレットには、導電性ダイレクト給電構造体が提供されており、前記放射アンテナ構成部品は、前記誘電体基板の上面より上に持ち上げられるとともに、前記誘電体ペレットの一表面と対向する表面を有している、ことを特徴とするアンテナ構造体。
【請求項２】
前記導電性ダイレクト給電構造体は、前記誘電体基板の上面から伸びて前記誘電体ペレットに直接接触していることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ構造体。
【請求項３】
前記導電性ダイレクト給電構造体は、前記誘電体ペレットを物理的に支持していることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ構造体。
【請求項４】
前記誘電体ペレットは、低誘電率アンテナ支持構造体によって前記グラウンドプレーンまたは前記誘電体基板より上に物理的に支持されているかまたは持ち上げられていることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ構造体。
【請求項５】
前記導電性ダイレクト給電構造体は、導電性脚体、スプリング装荷ピン、金属ストリップまたは金属リボンである、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のアンテナ構造体。
【請求項６】
前記導電性ダイレクト給電構造体は、前記誘電体ペレットの少なくとも１つの側面または表面に直接取り付けられている、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のアンテナ構造体。
【請求項７】
前記導電性ダイレクト給電構造体は、前記誘電体ペレットの２つ以上の側面または表面に直接取り付けられている、ことを特徴とする請求項６に記載のアンテナ構造体。
【請求項８】
前記誘電体ペレットは導電性のカップまたはケージに収納され、前記導電性ダイレクト給電構造体はそのカップまたはケージに電気的に接続されている、ことを特徴とする請求項７に記載のアンテナ構造体。
【請求項９】
前記誘電体ペレットの少なくとも１つの側面または表面は金属化されており、前記導電性ダイレクト給電構造体は、その金属化された側面または表面に半田付けされているかまたは別の方法で電気的に接続されている、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のアンテナ構造体。
【請求項１０】
前記導電性ダイレクト給電構造体は前記誘電体基板の上面から上に向かって伸びるスプリング装荷ピンであり、前記誘電体ペレットは前記誘電体基板の上面に対向する金属化された底面を有し、前記スプリング装荷ピンの先端部はその金属化された底面に接触している、ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ構造体。
【請求項１１】
前記放射アンテナ構成部品は導電性アンテナ構成部品であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のアンテナ構造体。
【請求項１２】
前記放射アンテナ構成部品は、パッチアンテナ、スロットアンテナ、単極子アンテナ、双極子アンテナ、平面逆Ｌ字アンテナおよび平面逆Ｆ字アンテナから成るグループから選択される、ことを特徴とする請求項１１に記載のアンテナ構造体。
【請求項１３】
前記放射アンテナ構成部品は誘電体装荷アンテナ構成部品であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のアンテナ構造体。
【請求項１４】
前記放射アンテナ構成部品は、誘電体セラミック材料などの誘電体ブロック上に広がる放射構造部を備えた平面逆Ｌ字アンテナとして構成されている、ことを特徴とする請求項１３に記載のアンテナ構造体。
【請求項１５】
前記放射アンテナ構成部品は、放射面と、前記グラウンドプレーンに接続された短絡ピンとを有する平面逆Ｌ字アンテナであり、前記誘電体ペレットは低容量給電を実現するために前記短絡ピンから遠く離して配置されている、ことを特徴とする請求項１１に記載のアンテナ構造体。
【請求項１６】
前記放射アンテナ構成部品は、放射面と、前記グラウンドプレーンに接続された短絡ピンとを有する平面逆Ｌ字アンテナであり、前記誘電体ペレットは高容量給電を実現するために前記短絡ピンに隣接して配置されている、ことを特徴とする請求項１１に記載のアンテナ構造体。
【請求項１７】
前記放射アンテナ構成部品には独立した給電体が提供されていることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれかに記載のアンテナ構造体。
【請求項１８】
前記放射アンテナ構成部品は平面逆Ｆ字アンテナであることを特徴とする請求項１７に記載のアンテナ構造体。
【請求項１９】
前記誘電体ペレットの一表面と対向する表面を有する少なくとも１つの追加の放射アンテナ構成部品を更に具備することを特徴とする請求項１乃至１８のいずれかに記載のアンテナ構造体。
【請求項２０】
２つ以上の誘電体ペレットが提供されていることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれかに記載のアンテナ構造体。
【請求項２１】
前記グラウンドプレーンは前記誘電体基板の下面上に位置していることを特徴とする請求項１乃至２０のいずれかに記載のアンテナ構造体。
【請求項２２】
前記グラウンドプレーンは前記誘電体基板の上面上に位置していることを特徴とする請求項１乃至２０のいずれかに記載のアンテナ構造体。
【請求項２３】
第１のグラウンドプレーンは前記誘電体基板の上面上に位置し、第２のグラウンドプレーンは前記誘電体基板の下面上に位置している、ことを特徴とする請求項１乃至２０のいずれかに記載のアンテナ構造体。
【請求項２４】
少なくとも１つのグラウンドプレーンは、前記誘電体基板の上面と下面の間に挟み込まれていることを特徴とする請求項１乃至２０のいずれかに記載のアンテナ構造体。
【請求項２５】
前記グラウンドプレーンは、前記誘電体基板の前記上に持ち上げられた誘電体ペレットの真下に位置する部分に最小限広がっていることを特徴とする請求項１乃至２４のいずれかに記載のアンテナ構造体。
【請求項２６】
前記グラウンドプレーンは、前記誘電体基板の実質的に全エリアに広がっていることを特徴とする請求項１乃至２５のいずれかに記載のアンテナ構造体。
【請求項２７】
前記グラウンドプレーンは、前記誘電体基板の前記誘電体ペレットの真下に位置するエリアには存在していないことを特徴とする請求項１乃至２４のいずれかに記載のアンテナ構造体。
【請求項２８】
前記誘電体ペレットと前記誘電体基板の上面との間に画定されるギャップは、前記誘電体ペレットの誘電率よりも低い誘電率の固体誘電体フィルタで満たされている、ことを特徴とする請求項１乃至２７のいずれかに記載のアンテナ構造体。
【請求項２９】
前記固体誘電体フィルタは、前記誘電体ペレットの誘電率の１０％以下の誘電率を有することを特徴とする請求項２８に記載のアンテナ構造体。
【請求項３０】
本願添付図面を参照して本願明細書に実質的に記載されたまたは本願添付図面に実質的に記載されたアンテナ構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多帯域アンテナ構造体を含むアンテナ構造体とその製造技術に関する。本発明に係るアンテナは、アンテナが取り付けられる側とは反対側にフルグラウンドプレーン（すなわち金属化層）を有するプリント配線板（printed wiring board：ＰＷＢ）またはプリント回路板（printed circuit board：ＰＣＢ）上に取り付けられる必要がある。また本発明は、大きなグラウンドプレーンを持たない用途においても利点を提供する。
【背景技術】
【０００２】
電気的小形アンテナの設計においてＰＣＢの両側あるいはＰＷＢの全ての層にわたってグラウンドプレーンの一部を取り除くことは、アンテナの帯域幅を改善するのに役立つ可能性があることから多くの場合に有利である。残念ながら、多くの最新式携帯電話機は、アンテナの裏面に非常に多くの構成部品（スピーカ、ヘッドホン差し込み口、ＵＳＢコネクタ、ディスプレイ技術部品など）を取り付ける必要があり、このため全体的にも部分的にもグラウンドプレーンを取り除かない方が好ましい。それ故、ＰＣＢ／ＰＷＢ上に取り付けるためのアンテナであって、そのアンテナの真下にフルグラウンドプレーンを依然として保持しながら最新の携帯電話機に必要とされる広い帯域幅を有するアンテナを設計する方法を見つけることは望ましい。
【０００３】
誘電体アンテナは、選択された送受信周波数の電波を放射または受信する例えば移動体通信で使用されるようなアンテナ装置である。
【０００４】
本願出願人は、誘電体アンテナ分野において広範囲にわたる研究を行ってきた。本願において以下のような用語が使用される。
【０００５】
高誘電体アンテナ（High Dielectric Antenna：ＨＤＡ）：共振器としてあるいは導電性放射体（conductive radiator）の応答を修正するために誘電体構成部品を利用する任意のアンテナ。
【０００６】
ＨＤＡ類は以下のように細分類される。
【０００７】
ａ）誘電体装荷アンテナ（dielectrically loaded antennas：ＤＬＡ）：従来の導電性放射素子がこの導電性放射素子の共振特性を修正する誘電体（一般に固体誘電体）の中に閉じ込められたまたはその誘電体に隣接して置かれたアンテナ。一般的に言えば、固体誘電体の中に導電性放射素子を閉じ込めることによって、任意の与えられた１セットの動作特性を得るのに、より短いまたはより小さな放射素子を利用することが可能となる。ＤＬＡでは、誘電体内で生成されたトリビアルな変位電流のみが存在し、放射体としての機能を果たすのは導電性素子であって、誘電体ではない。ＤＬＡは一般に明確な狭帯域周波数応答を有する。
【０００８】
ｂ）誘電体共振アンテナ（Dielectric Resonator Antenna：ＤＲＡ）：誘電体（一般に固体であるが、液体または場合によっては気体が可能である）が導電性グラウンドプレーンの最上部に提供され、プローブ給電（probe feed）、アパーチャ給電（aperture feed）またはダイレクト給電（例えばマイクロストリップ給電線）によってエネルギーが供給されるアンテナ。１９８３年［ロング（LONG,S.A.）、マクアリスタ（McALLISTER,M.W.）、およびシェン（SHEN,L.C．）共著「シリンダ形誘電体共振空洞アンテナ（The Resonant Cylindrical Dielectric Cavity Antenna）」、アンテナおよび伝搬に関するＩＥＥＥトランザクションズ（IEEE Transactions on Antennas and Propagation）、１９８３年、ＡＰ−３１、ｐ．４０６〜４１２］におけるＤＲＡの最初の体系的な研究以来、ＤＲＡの持つ高い放射効率、最も広く使われている伝送線路との優れた整合性および小さな物理的サイズの理由から、それらの放射パタンに対する興味が大きくなっている［モニァ（MONGIA,R.K.）およびブハーチア（BHARTIA,P.）共著「誘電体共振アンテナ−共振周波数および帯域幅に関する概説および一般設計関係（Dielectric Resonator Antennas-A Review and. General Design Relations for Resonant Frequency and Bandwidth）」、マイクロ波およびミリ波のコンピュータ支援エンジニアリングに関する国際ジャーナル（International Journal of Microwave and Millimetre-Wave Computer-Aided Engineering）、１９９４年、第４巻（第３号）、ｐ．２３０〜２４７］。より最近の発展についてのまとめは、ペトサ（PETOSA,A.）、イッチピブーン（ITTIPIBOON,A.）、アンタ（ANTAR,Y.M.M.）、ロスク（ROSCOE.D.）およびクハチ（CUHACI,M.）共著「ＤＲＡ技術における最近の発展（Recant advances in Dielectric-Resonator Antenna Technology）」、アンテナおよび伝搬についてのＩＥＥＥ機関誌（IEEE Antennas and Propagation Magazine）、１９９８年、第４０巻（第３号）、ｐ．３５〜４８に見出される。ＤＲＡは、ＤＬＡよりも広い帯域幅を持つ傾向があるが、それでもディープで明確な共振周波数によって特徴付けられる。誘電体共振器材料と導電性グラウンドプレーンとの間にエアギャップを設けることによって周波数応答を幾分広げることが可能である。ＤＲＡでは、主放射体としての機能を果たすのは誘電体である。これは誘電体の中で給電によって生じた非自明な変位電流に起因する。
【０００９】
ｃ）広帯域誘電体アンテナ（Broadband Dielectric Antenna：ＢＤＡ）：ＤＲＡに類似したアンテナであるが導電性グラウンドプレーンがほとんどあるいは全く存在しないアンテナ。ＢＤＡはＤＲＡと比べて周波数応答はそれほど明確でなく、従って、それらはより広い周波数レンジで動作することから広帯域用途にとって優れている。ＢＤＡではこの場合もやはり主放射体としての機能を果たすのは誘電体であって給電体ではない。一般的に言えば、ＢＤＡの誘電体は広範な形状を採ることができ、これらの形状はＤＲＡほど制約はされない。実際、任意の誘電体形状がＢＤＡにおいて放射するために形成可能で、このことはアンテナを筐体と共形に（conformally）設計するときに有用となる。
【００１０】
ｄ）誘電励起アンテナ（Dielecirically Excited Antenna：ＤＥＡ）：ＤＲＡ、ＢＤＡまたはＤＬＡが導電性放射体を励起させるために使用される本願出願人によって開発された新しいタイプのアンテナ。ＤＲＡ、ＢＤＡまたはＤＬＡは１つの帯域におけるアンテナとしての機能を果たすことができ、導電性放射体は異なる帯域で動作することができることから、ＤＥＡは特に多帯域動作に適している。ＤＥＡは、主放射体が導電性構成部品（例えば銅製双極子またはパッチ）であるという点でＤＬＡと類似しているが、直接接続された給電機構を持たない点でＤＬＡとは異なる。ＤＥＡは、それ自身の給電機構を有する隣接したＤＲＡ、ＢＤＡまたはＤＬＡによって励起される寄生導電性アンテナである。２００３年６月１６日に出願された英国特許出願番号第0313890.6号明細書に概説されているように、この構造には利点が存在する。
【００１１】
誘電体アンテナの誘電体は、セラミック誘電体、特に低損失セラミック誘電体を含む数種類の候補材料から作られる。
【００１２】
混乱を避けるため、“導電性アンテナ（構成）部品”という表現は、パッチ・アンテナ（patch antenna）、スロット・アンテナ（slot antenna）、単極子アンテナ、双極子アンテナ、平面逆Ｌ字アンテナ（planar inverted-L antenna：ＰＩＬＡ）、平面逆Ｆ字アンテナ（planar inverted-F antenna：ＰＩＦＡ）または高誘電体アンテナ（ＨＤＡ）でない任意の他のアンテナ構成部品といった、従来のアンテナ構成部品を指す。
【００１３】
米国特許第5,952,972号明細書からは、その底面の中央にノッチ（notch）を有する矩形誘電体共振アンテナが提供されることが知られている。著者等は、スロットと、そのスロットに挿入された高誘電体スラブとが、帯域幅が広がった原因であると明らかに信じている。しかしながら、この装置は、「脚体あるいは脚部（legs）」によってその各端部で持ち上げられた矩形誘電体ペレットとして、異なる見方ができる。ペレットがＰＣＢの最上面にあるグラウンドプレーン上に置かれていること、そしてペレットがグラウンドプレーン内のスロットから給電されることを認識することが重要である。ペレットまで届く給電線が存在せず、ペレットはどの表面上においても金属化されたものとしては記述されていない。従って米国特許第5,952,972号のアンテナは、
１．ＤＲＡであってＢＤＡではない、
２．グラウンドプレーンが取り払われた高架ペレット（elevated pellet）ではない、
３．高架給電体（elevated feed）がない、
４．寄生ＤＥＡ構成部品がない、
５．最新式無線電話機に含まれるよう設計されていない。
【００１４】
シャム（Shum）およびラック（Luk）共著「軸対称同軸プローブによって励起される積層型円環形誘電体共振アンテナ（Stacked annular ring dielectric resonator antenna excited by axi-symmetric coaxial probe）」、アンテナおよび伝搬に関するＩＥＥＥトランザクションズ（IEEE Transactions on Antennas and Propagation）、１９９５年８月、第４３巻、第８号、ｐ．８８９−８９２からは、グラウンドプレーンより上に持ち上げられた円環形誘電体素子から成り、この円環形誘電体素子はグラウンドプレーン内のホールを貫通して誘電体素子の中央ホール内にまで伸びる同軸プローブによって励起されることを特徴とするＤＲＡが提供されることが知られている。この構造は帯域幅を改善すると言われている。帯域幅の更なる改善は第２の寄生円環形誘電体素子をメイン素子より上に提供することによって得られる。
【発明の開示】
【００１５】
上記課題を解決するための１つの具体的な手段として、誘電体ペレットと、上面および下面および少なくとも１つのグラウンドプレーンを有する誘電体基板と、更に放射アンテナ構成部品とを具備し、誘電体ペレットは、誘電体基板またはグラウンドプレーンとは直接接触しないようにその誘電体基板の上面より上に持ち上げられ、この誘電体ペレットには、導電性ダイレクト給電構造体が提供されており、放射アンテナ構成部品は、誘電体基板の上面より上に持ち上げられるとともに、誘電体ペレットの一表面と対向する表面を有している、ことを特徴とするアンテナ構造体が提供される。
【００１６】
誘電体ペレットという表現は、誘電体素子、好ましくは適切な形状の誘電セラミック材料または他の低損失誘電体のことを意味する。
【００１７】
導電性ダイレクト給電構造体は有利には、誘電体基板の上面から伸び、かつ誘電体ペレットに直接接触する。好ましい形態では、斯かる給電構造体は誘電体ペレットを誘電体基板の上面より上に物理的に支持するかまたは持ち上げる働きをする。しかしながら、一部の形態において、斯かる給電構造体は、何か他の手段によって例えば誘電体基板の上面より上に配置された追加の基板からぶら下げるかまたは追加の基板に取り付けることによって、物理的に支持されているかまたは上に持ち上げられている誘電体ペレットからまたは誘電体ペレットへエネルギーを輸送する働きだけをする。
【００１８】
導電性ダイレクト給電構造体は、導電性の脚体ないし脚部（conductive leg）、スプリング装荷ピン（“ポゴピン（Pogopin）”）、金属ストリップまたは金属リボン（好ましくは誘電体ペレットを支持するのに十分な堅さを持つ）、あるいは何か他の適切な構造体でよく、それは誘電体基板の上面に対して傾いていることもあるが一般的には誘電体基板の上面から実質上垂直に伸びる。誘電体ペレットが誘電体基板の上面より上に持ち上げられるときには、斯かる誘電体ペレットに給電するために、従来のプリント・マイクロストリップ給電、共面給電（coplanar feed）または他のタイプのプリント伝送線路を使用することは困難であることは理解されよう。
【００１９】
導電性給電構造体は、誘電体ペレットの底面（すなわち誘電体基板の上面と概ね対向する側面または表面）と接触するか、あるいは誘電体ペレットのその他の任意の側面もしくは表面と接触する場合がある。有利には、誘電体ペレットの導電性給電構造体と接触する側面または表面は、金属化（metallise）される場合がある。誘電体ペレットの１つ以上の他の側面または表面も金属化される場合がある。
【００２０】
誘電体ペレットの底面が導電性給電構造体と接触する場合には、導電性給電構造体は誘電体基板の上面から伸びるスプリング装荷ピン（spring-loaded pin）の形態にあることが特に好ましい。
【００２１】
誘電体ペレットは、２つ以上の側面上で、例えば数面上で、同時に導電性給電構造体と接触している場合がある。１つの形態として、誘電体ペレットは導電性のカップまたはケージに収納される場合があるが、この場合、導電性給電構造体はそのカップまたはケージに給電する。
【００２２】
導電性給電構造体と誘電体ペレットとの間の電気接続は、半田付けまたは機械的圧力によって行われる場合がある。
【００２３】
誘電体ペレットは任意の適切な形状を有してよい。形態によっては、誘電体ペレットは概ね矩形もしくは平行六面体で、選択的に１つ以上の面取されたエッジを有する場合がある。
【００２４】
当該アンテナ構造体が携帯電話機またはＰＤＡ（携帯情報端末）またはラップトップ・コンピュータなどの筐体（casing）の中に収納されることが意図された形態では、誘電体ペレットは、特にその上面および／または下面に限らず、筐体と概ね共形となるような形状とされることが有利であり、これにより、筐体内において小さなスペースを有効に利用することが可能となる。斯かる形態では、誘電体ペレットは、筐体によって、あるいは何か他の低誘電（率）アンテナ支持構造体によって、上から物理的に支持されることがある。“低誘電率（low permittivity）”は、誘電体ペレットの原材料である誘電体の誘電率を大きく下回る、例えば誘電体ペレット材料それ自体の誘電率の１０％以下の、誘電率または誘電定数を意味する。
【００２５】
本発明に係るアンテナ構造体は、携帯電話機およびＰＤＡでの利用に限定されることはなく、より一般的な用途に利用可能である。斯かるアンテナ構造体が効力を発揮することがわかる１つの特別な領域としては、例えばラップトップ・コンピュータまたはアクセスポイントに利用するためにフルグラウンドプレーンが必要とされる広帯域幅ＷＬＡＮアンテナとしての利用が挙げられる。
【００２６】
グラウンドプレーンは、誘電体基板の上面または下面またはその両面上に配置される場合がある、あるいは、１つ以上のグラウンドプレーンはそれぞれ、誘電体基板を構成する２つ以上の層の間に挟み込まれるもしくは埋め込まれる場合がある。一部の形態では、グラウンドプレーンは、誘電体基板の少なくとも誘電体ペレットの真下に位置する部分に広がるが、形態によっては誘電体基板の実質上全エリアわたって広がる。他の形態では、グラウンドプレーンは、誘電体基板の、誘電体ペレットの真下に位置するエリアには存在しない場合がある。グラウンドプレーンをこのように取り除くことでアンテナの帯域幅を全体として更に拡張することが可能となる。
【００２７】
誘電体ペレットは、誘電体基板の上面より上に持ち上げられてこの面に直接接触しないことから、誘電体ペレットと誘電体基板の上面との間にギャップが画定されることが理解されよう。単純な場合では、このギャップはエアギャップである。しかしながら、このギャップは、代わりに誘電体または空気以外の物質、例えば誘電体ペレットの誘電率よりも低い、好ましくはずっと低い誘電率を持つ誘電体で作られたスペーサ（spacer）などで満たされる場合がある。形態によっては、斯かるスペーサその他は誘電体ペレット自体の誘電率の１０％以下の誘電率の誘電体で作られる。斯かるエアギャップまたは誘電体スペーサの存在は、誘電体ペレットが導電性給電構造体によってあるいは入射する無線／マイクロ波信号によって給電されるときに、アンテナ構造体の帯域幅を全体として改善するのに役立つ。
【００２８】
一部の形態では、本発明のアンテナ構造体は２つ以上の高架誘電体ペレット（elevated dielectric pellet）を含む場合がある。
【００２９】
他の形態では、２つ以上の放射アンテナ構成部品、例えば２つ以上のＰＩＬＡまたはＤＬＡまたはその他のアンテナを給電または励起するために単一の高架誘電体ペレットが使用されることがある。放射アンテナ構成部品（例えばＰＩＦＡ）の１つはそれ自体は独立な給電体によって駆動される場合があるが、この場合、誘電体ペレットは放射アンテナ構成部品を望ましい方法で取り付ける役目をする。単一の高架誘電体ペレットを使って２つ以上の放射アンテナ構成部品に給電することによって、例えばＧＰＳ受信に利用することができる追加の共振が生み出される場合がある。
【００３０】
本願出願人が最近考えていることは、高架誘電体ペレットはそれ自体は重要な放射構成部品（例えば誘電体アンテナ）ではないが、その代わり主として、そのペレットに接触した放射アンテナ構成部品のための整合構成部品（matching component）としての役目を果たす、ということである。こうして、誘電体ペレットを注意深く選択かつ配置することにより、任意の所望の放射アンテナ構成部品に対して良好なインピーダンス整合を確保することが可能となる。
【００３１】
誘電体ペレットおよび導電性給電体は、協働して、容量性給電の深刻な問題である大きなインダクタンスなしに放射アンテナ構成部品が給電されることを可能にする。いくつかの点で、誘電体ペレットは“誘電性コンデンサ（dielectric capacitor）”の機能を果たすと考えることができる。
【００３２】
放射アンテナ構成部品は、パッチアンテナ、スロットアンテナ、単極子（モノポール）アンテナ、双極子（ダイポール）アンテナ、平面逆Ｌ字アンテナ、平面逆Ｆ字アンテナまたは任意の他のタイプの導電性アンテナ構成部品である場合がある。
【００３３】
代わりに、放射アンテナ構成部品は、誘電体のブロックまたはペレットの上に形成されたまたはその上に広がる例えばＰＩＬＡの形のＤＬＡとして構成される場合がある。
【００３４】
誘電体ペレットは、放射アンテナ構成部品と物理的に接触することがある、あるいは誘電体ペレットと放射アンテナ構成部品との間に小さなエアギャップもしくは他の誘電体スペーサが存在することがある。
【００３５】
放射アンテナ構成部品は、一度だけ誘電体ペレットの上もしくはその近くを通過するかもしくはそれに接触する場合がある、あるいは誘電体ペレットによって励起される場所を２つ（または２つ以上）提供するために自分に２度折り返されるよう構成される場合がある。この構成は、任意の与えられた長さの放射アンテナ構成部品を収納するのに必要な空間を小さくする。
【００３６】
更なる形態として、放射アンテナ構成部品は上述したように提供されてよい。しかし、放射アンテナ構成部品には、それ自身の給電体が提供され、かつ誘電体ペレットから切り離して（独立に）駆動されるように構成される場合がある。
【００３７】
誘電体ペレットおよび放射アンテナ構成部品の一方または他方または両方は、直列および並列の同調構成部品を有する場合がある。ＰＩＬＡまたはＰＩＦＡが含まれる場合、ＰＩＬＡまたはＰＩＦＡは、同調、切替または能動短絡回路を有することがある。
【００３８】
特にＰＩＬＡを放射アンテナ構成部品として利用することに関して言えば、ＰＩＬＡの脚体はグラウンドプレーンに電気的に接続され、短絡ピンの役目を果たすことがある。本願出願人は、短絡ピンまたは脚体とは異なる場所でＰＩＬＡに誘電体ペレットで給電することにより、異なる容量（キャパシタンス）の給電を実現することが可能になることを見出している。一般的に言えば、短絡ピンまたは脚体と誘電体ペレットとの間の距離が長くなるほど、静電容量（ピャパシタンス）は低下する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
図１に上面３および下面４並びに上面３および下面４の各表面上に導電性グラウンドプレーン２、２’を有するプリント回路板（printed circuit board：ＰＣＢ）の形態にある誘電体基板を示す。図１に示したＰＣＢ１は携帯電話機（図示されていない）への実装に適しており、下面４は、一般に携帯電話機の様々な電子構成部品（図示されていない）の支持板（support）としての役割を果たす。セラミック誘電体ペレット５は、ＰＣＢ１の上面３の角部（コーナー）から上向きに伸びる金属リボンの形の導電性ダイレクト給電構造体６に取り付けられている。こうして、ペレット５はＰＣＢ１およびグラウンドプレーン２の真上に持ち上げられ、これらのどれとも直接に接触しない。ペレット５とグラウンドプレーン２との間にエアギャップを設けることは帯域幅を改善するのに役立つ。給電体６はペレット５の金属化した内側壁７への半田付けによって取り付けられる。給電体６の他端部は信号源（図示されていない）に接続される。
【００４０】
誘電体ペレット５と給電体６に加えて、脚体９および“Ｓ字”形状放射部１０を含む平面逆Ｌ字アンテナ（ＰＩＬＡ）８が提供される。脚体９はＰＣＢ１の上面３上に取り付けられ、グラウンドプレーン２との短絡回路を形成する。放射部１０は、ペレット５の最上面を上から覆うように広がっている。動作時において、ペレット５は給電体６によって励起される。このとき、ＰＩＬＡ８はペレット５によって駆動され、広い周波数レンジにわたって放射し、こうして広帯域動作を実現する。ペレット５とＰＩＬＡ８の相対的配置を調整することにより、放射周波数を調整することが可能である。
【００４１】
図２に代替的な実施形態（第２の実施形態）を示す。この実施形態では、ペレット５は今度はペレット５の金属化した外側壁１１に取り付けられた金属リボンの形の給電体６に取り付けられる。ＰＩＬＡ８には、図１に示したような短絡回路脚体９および放射部１０も設けられるが、ＰＩＬＡ８はここではペレット５の内側壁７に対向する垂直容量性フラップ１２を含む。この容量性フラップ１２のサイズおよび／または配置を調整することによって動作周波数を調整することが可能である。図１の実施形態と比較して図２の実施形態の容量性フラップ１２は、下部帯域周波数をもう少し下方に押し下げることを可能にする場合がある。
【００４２】
図３に代替的な実施形態（第３の実施形態）を示す。この実施形態では、ペレット５はＰＣＢ１の上面３から伸びており、ペレット５の金属化した底面と接触するスプリング装荷ピン（‘ポゴピン（Pogopin）’）１３の形の給電体に取り付けられる。この構造は、ペレット５がピン１３に機械的圧力で簡単に取り付けられるという点で利点を有する。ＰＩＬＡ８には、これまでと同様に脚体９および放射部１０が設けられるが、放射部１０は渦巻構造を有し、ペレット５の上面の真上を通過する。
【００４３】
図４に代替的な実施形態（第４の実施形態）を示す。この実施形態では、ペレット５は、ＰＣＢ１の角部（コーナー）にではなく、ＰＣＢ１の辺縁（edge）に沿ったほぼ中間部に取り付けられる。ペレット５は、これまでと同様にグラウンドプレーン２の真上に持ち上げられるが、今度は給電体６としての機能を果たすスプリング装荷金属ストリップ１４が用いられる。スプリング装荷金属ストリップ１４は、ペレット５の上部の金属化した表面１４に接触する。この実施形態では、ＰＩＬＡ８は二重渦巻構造を有し、放射部１０の１つのアーム１５はペレットの最上部の真上を通過する。
【００４４】
図５に図１に示した本発明の実施形態の高架ペレット（elevated pellet）型携帯電話機用アンテナの一般的なリターンロス（return loss）を示す。このリターンロスのパタンから、８２４ＭＨｚ、９６０ＭＨｚ、１７１０ＭＨｚおよび１９９０ＭＨｚにおける四重帯域動作（quadruple band operation）が可能であることがわかる。上部帯域における追加帯域幅はペレット５がグラウンドプレーン２より上に持ち上げられた結果である。
【００４５】
図６に図３に示した本発明の実施形態の高架ペレット型携帯電話機用アンテナの一般的なリターンロスを示す。このリターンロスのパタンから、８２４ＭＨｚ、９６０ＭＨｚ、１７１０ＭＨｚおよび１９９０ＭＨｚにおける四重帯域動作が可能であることがわかる。この場合も、上部帯域における追加帯域幅はペレット５がグラウンドプレーン２より上に持ち上げられた結果である。
【００４６】
図７は、部品が図３と同様にラベル付けされた本発明の別の代替的な実施形態である。この実施形態では、ペレット５のちょうど真下にあるグラウンドプレーン２のエリア３０が切除され、ペレット５の真下にはグラウンドプレーン２が存在しないようになっている。この特別な例において切り取られるグラウンドプレーン２のエリア３０は約９ｍｍ×９ｍｍである。グラウンドプレーン２を（ペレットの真下から）取り除くことによって、アンテナ１の帯域幅は５重帯域（pentaband）性能を実現すべく更に拡張されることが可能である。ペレット５の真下にグラウンドプレーン２が無くてもこの実施形態がうまく機能するという事実は、ＤＲＡがグラウンドプレーンを必要とすることから、ペレット５はそれ自体でＤＲＡとしての機能を果たしていないことを示している。
【００４７】
図８に図７のアンテナのリターンロスのプロットを示す。これは８２４ＭＨｚ、９６０ＭＨｚ、１７１０ＭＨｚ、１９９０ＭＨｚおよび２１７０ＭＨｚにおける五重帯域動作を示している。
【００４８】
図９乃至図１２に、脚体９および放射部１０を有し、構成部品がＰＣＢ基板１上にグラウンドプレーン２を通じて取り付けられたＰＩＬＡ８に関して、給電体６および高架誘電体ペレット５の様々な異なる配置構成を概略的に示す。
【００４９】
図９では、ペレット５はＰＩＬＡ８の脚体９（つまり短絡ピン）から遠く離して配置されてある。これにより低容量エンド給電構成が実現される。
【００５０】
図１０では、ペレット５は脚体９とＰＩＬＡ８のそれとは反対側の端部との間に配置されている。これにより中容量センタ給電構成が実現される。
【００５１】
図１１では、ペレット５はＰＩＬＡ８の脚体９近くに配置されている。これにより高容量給電構成が実現される。
【００５２】
代替的な高容量給電構成を図１２に示す。この場合、ＰＩＬＡ８の脚体９はＰＣＢ１の辺縁部（edge）から短い距離のところに配置され、ペレット５はＰＣＢ１の辺縁部に配置されている。
【００５３】
図１３の略平面図は、ＰＩＬＡ８の放射部１０が自分自身に折り返されて高架誘電体ペレット５の上を２度通過するようにした構成を示している。この構成により、ＰＩＬＡ８の放射部１０の長さを短くすることが可能となり、その結果、アンテナ全体をより小さなスペースに収納することが可能となる。
【００５４】
図１４に、図９乃至図１２と同じ符号を用いて、ダイレクト給電体６を有する単一の高架誘電体ペレット５が１対のＰＩＬＡ８、８’を励起する働きをするアンテナを概略的に示す。この実施形態では、ＰＩＬＡ８、８’は誘電体ペレット５が低容量エンド給電体としての機能を果たすように配置されている。
【００５５】
図１５に図１４の代替的な実施形態を示す。この実施形態ではＰＩＬＡ８、８’は誘電体ペレット５が高容量給電体としての機能を果たすように配置されている。
【００５６】
２つ以上のＰＩＬＡ８、８’をこのように給電することにより、ＧＰＳ受信のための追加的な共振を生み出すことが可能である。
【００５７】
最後に、単一の高架誘電体ペレット５がＰＩＬＡ８を励起し、更に、脚体または短絡ピン２１およびそれ自身の独立な給電体２２を有するＰＩＦＡ２０も励起する構成を図１６に示す。
【００５８】
本発明の好ましい特徴は、本発明の全ての形態に適用可能で、また任意の可能な組み合わせで使用されることがある。
【００５９】
本明細書の記述および本発明の特許請求の範囲を通じて、表現「〜を具備する（comprise）」および「〜を含む（include）」並びにその変形表現、例えば「〜を具備している（comprising）」や「〜を含んでいる（including）」は、「それ以外の構成要素も含む場合がある」ことを意味しており、他の構成要素を排除する（およびしない）ことを意図していない。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１の実施形態を示した図である。
【図２】本発明の第２の実施形態を示した図である。
【図３】本発明の第３の実施形態を示した図である。
【図４】本発明の第４の実施形態を示した図である。
【図５】本発明に係る第１のアンテナのリターンロスをプロットした図である。
【図６】本発明に係る第２のアンテナのリターンロスをプロットした図である。
【図７】本発明の第５の実施形態を示した図である。
【図８】図７の実施形態のリターンロスをプロットした図である。
【図９】本発明の実施形態による誘電体ペレットの代替的配置を示した図である。
【図１０】本発明の実施形態による誘電体ペレットの代替的配置を示した図である。
【図１１】本発明の実施形態による誘電体ペレットの代替的配置を示した図である。
【図１２】本発明の実施形態による誘電体ペレットの代替的配置を示した図である。
【図１３】本発明の実施形態による放射アンテナ構成部品の代替的構成を示した図である。
【図１４】１対のＰＩＬＡを給電または励起するために使用される単一の誘電体ペレットを示した図である。
【図１５】１対のＰＩＬＡを給電または励起するために使用される単一の誘電体ペレットを示した図である。
【図１６】一方がＰＩＬＡで他方がＰＩＦＡになっている１対の放射アンテナ構成部品を給電するために使用される単一の誘電体ペレットを示した図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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