(57)【要約】第２の導電性素子（３０）の一部に重ね合わせられ、第１の誘電体層（１２）によって第２の導電性素子（３０）から隔てられた第１の導電性素子（２０）を含む、無線通信装置用ダイポール・アンテナ（図１）。第１の導電性バイア（４０）が、第１の導電性素子と第２の導電性素子とを、第１の誘電体層を貫通してつなぐ。第２の導電性素子は略Ｕ字形である。第２の導電性素子は、Ｕ字形の脚部（３３）の隣接する端部から横方向に延びる、間隔をおいて配置された複数の導電性ストリップ（３４、３５、３６、３７）を含む。各ストリップは、異なる中心周波数０を有するような寸法を有する。第１の導電性素子は、第２の導電性素子への直接の同軸給電（６０）に置き換えてもよい。
2008502205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第２の導電性素子の一部に重ね合わせられ、第１の誘電体層によって前記第２の導電性素子と隔てられた第１の導電性素子と、
前記第１の導電性素子と前記第２の導電性素子とを、前記第１の誘電体層を貫通してつなぐ第１の導電性バイアと、
略Ｕ字形である前記第２の導電性素子と、
前記Ｕ字形の脚部の隣接する端部から横方向に延びる、間隔をおいて配置された複数の導電性ストリップを含む前記第２の導電性素子と、
脚部から延びていて、前記脚部の別のストリップと異なるλｏを有するような寸法を有する各ストリップとを含む無線通信装置用ダイポール・アンテナ。
【請求項２】
前記第１の導電性素子がＬ字形である、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記Ｌ字形の脚部の一方が前記Ｕ字形の脚部の一方に重ね合わせられる、請求項２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記第１の導電性バイアが、前記Ｌ字形の他方の脚部を前記Ｕ字形の他方の脚部とつなぐ、請求項２または３に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記第１および第２の導電性素子がそれぞれ平面である、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項６】
各ストリップの幅が０．０５λｏ未満であり、長さが０．５λｏ未満である、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項７】
重ね合わせられ、第２の誘電体層によって前記第２の導電性素子から隔てられた接地面導体と、重ね合わせられ、前記第１の誘電体層によって前記第２の導電性素子の前記ストリップと隔てられた第３の導電性素子と、前記第３の導電性素子と前記接地導体とを、前記誘電体層を貫通してつなぐ第２の導電性バイアとを含む、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項８】
前記第１および第３の導電性素子がそれぞれ平面である、請求項７に記載のアンテナ。
【請求項９】
前記第３の導電性素子が、前記各ストリップの外側エッジの一部に重ね合わせられた複数のフィンガーを含む、請求項７に記載のアンテナ。
【請求項１０】
前記Ｕ字形の各脚部上の第１および最後のストリップに重ね合わせられた第１および最後のフィンガーが、前記各ストリップの前記外側エッジの上を横方向に延びる、請求項７に記載のアンテナ。
【請求項１１】
前記第１の誘電体層の透過度が、前記第２の誘電体層の透過度よりかなり大きい、請求項７に記載のアンテナ。
【請求項１２】
前記第１の誘電体層の厚さが、前記第２の誘電体層の厚さよりかなり小さい、請求項１１に記載のアンテナ。
【請求項１３】
あらかじめ選択された位置で前記Ｕ字形の脚部の前記ストリップにそれぞれが隣接する導電性プレートのペアを含む、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１４】
前記導電性プレートの位置が調節可能である、請求項１３に記載のアンテナ。
【請求項１５】
前記第１の誘電体層が基板であり、前記第１および第２の導電性素子が前記基板上に印刷された素子である、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１６】
前記複数のストリップが互いに平行である、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１７】
前記ストリップの少なくとも１つが台形形状である、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１８】
前記ストリップの少なくとも１つが蛇行している、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１９】
前記蛇行が、正弦波、三角波、または矩形波である、請求項１８に記載のアンテナ。
【請求項２０】
前記ストリップの少なくとも１つが、台形形状部分と、前記階段形状部分から延びる均一幅部分とを含む、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項２１】
前記ストリップの少なくとも１つが略くぎ抜きハンマ形状である、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項２２】
前記ストリップの少なくとも１つがＴ字形である、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項２３】
前記Ｔ字形ストリップに隣接するストリップが、前記Ｔ字形の先端部と間隔をおいて隣接するように鋭角である部分を含む、請求項２２に記載のアンテナ。
【請求項２４】
前記Ｔ字形ストリップに隣接するストリップの長さが、前記Ｔ字形ストリップの長さより短い、請求項２２に記載のアンテナ。
【請求項２５】
前記Ｔ字形ストリップに隣接するストリップが逆Ｌ字形である、請求項２４に記載のアンテナ。
【請求項２６】
前記Ｔ字形ストリップが、前記Ｔ字形の前記先端部の一方の側から前記Ｕ字形の前記脚部に戻るように延びる部分を含む、請求項２２に記載のアンテナ。
【請求項２７】
前記ストリップの少なくとも１つに含まれる第１の部分が、第１の端部から前記Ｕ字形の前記脚部に向かって横方向に延びており、前記第１の部分の第２の端部において前記第１の部分に向かって横方向に延びる第２の部分を有する、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項２８】
前記第２の部分が前記第１の誘電体層を貫通して延びる、請求項２７に記載のアンテナ。
【請求項２９】
前記第２の部分がＬ字形である、請求項２７に記載のアンテナ。
【請求項３０】
請求項１乃至２９のいずれか１項に記載のアンテナを含む無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、無線通信装置およびシステム向けのアンテナに関し、より具体的には、無線マルチバンド通信システムの通信用印刷ダイポール・アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信装置およびシステムは、一般に、ハンドヘルドであるか、可搬型ラップトップ・コンピュータの一部である。したがって、アンテナは、それぞれの装置に適合するように、非常に小さい寸法でなければならない。無線通信システムは、一般通信にも、無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）・システムにも用いられる。これらのシステムにはダイポール・アンテナが用いられてきたが、これは、それらが小さく、適切な周波数に同調できるためである。印刷ダイポールの形状は、一般に、狭い矩形のストリップであって、幅が０．０５λ０未満であり、全長が０．５λ０未満である。λ／２ダイポールの理論利得は、（等方性放射器に対して）約２．１５ｄＢｉであり、ダイポール・アンテナ（二線式λ／４長、中間励起）の場合は（やはり等方性放射器に対して）１．７６ｄＢｉに等しい。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本開示は、無線通信装置向けの印刷ダイポール・アンテナである。これは、第２の導電性素子の一部に重ね合わせられ、第１の誘電体層によって第２の導電性素子と隔てられた第１の導電性素子を含む。第１の導電性バイアが、第１の導電性素子と第２の導電性素子とを、第１の誘電体層を貫通してつなぐ。第２の導電性素子は略Ｕ字形である。第２の導電性素子は、Ｕ字形の脚部の隣接する端部から横方向に延びる、間隔をおいて配置された複数の導電性ストリップを含む。脚部の各ストリップは、同じ脚部にある別のストリップと異なる中心周波数がλ０を有するような寸法を有する。
【０００４】
第１の導電性素子はＬ字形であって、Ｌ字形の脚部の一方がＵ字形の脚部の一方と重なり合うことが可能である。第１の導電性バイアは、Ｌ字形の他方の脚部をＵ字形の他方の脚部とつなぐ。代替として、第１の導電性素子を、個別バイアによって、ストリップの端部とつなぐことも可能である。
【０００５】
第１および第２の導電性素子は、それぞれ平面である。ストリップの幅は０．０５λ０未満であってよく、長さは０．５λ０未満であってよい。
【０００６】
アンテナは、無指向性であっても指向性であってもよい。指向性であれば、アンテナは、重ね合わせられ、第２の誘電体層によって第２の導電性素子から隔てられた接地面導体を含む。第３の導電性素子が重ね合わせられ、第１の誘電体層によって第２の導電性素子のストリップと隔てられる。第２の導電性バイアが、第３の導電性素子と接地導体とを、誘電体層を貫通してつなぐ。第１および第３の導電性素子は、同一平面上にあってよい。第３の導電性素子は、各ストリップの外側エッジの一部に重ね合わせられた複数のフィンガーを含む。
【０００７】
本開示の以上の態様および他の態様は、以下の本開示の詳細説明を添付図面と併せて考察することにより、明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
ＷＬＡＮデュアル周波数帯（約２．４ＧＨｚおよび５．２ＧＨｚ）、ならびにＧＳＭおよび３Ｇマルチバンド無線通信装置（約０．８２４〜０．９６０ＧＨｚ、１．７１０〜１．９９０ＧＨｚ、および１．８８５〜２．２００ＧＨｚ）に関して、システムの本アンテナの説明を行うが、本アンテナは、可搬型無線通信装置向けの任意の周波数帯で動作するように設計可能である。これらは、ＧＰＳ（１．５７５ＧＨｚ）またはＢｌｕｅＴｏｏｔｈ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ（２．４〜２．５ＧＨｚ）の周波数範囲を含むことが可能である。
【０００９】
図１、２Ａ、および３のアンテナ・システム１０は、カバー層１４、１６を有する誘電体基板１２を含む。基板１２上に印刷されているのは第１の導電性層２０であって、これは、マイクロストリップラインであり、反対側は、スプリット・ダイポール導電性層３０である。第１の導電性層２０は、脚部２２、２４を有する略Ｌ字形である。第２の導電性層３０は、バイト３１および分離している脚部３３のペアを有する略Ｕ字形ストリップのバルーン・ライン部分３２を含む。脚部３３に隣接し、横方向に延びているのは、複数のストリップ３５、３７、３４、３６である。第１の導電性層２０の脚部２２は、第２の導電性層３０の脚部３３の一方の上に重ね合わせられており、他方の脚部２４は脚部３３のペアを横切って延びている。導電性バイア４０が、脚部２４の端部と、脚部３３の一方とを、誘電体基板１２を貫通してつなぐ。第１の導電性層２０の脚部２２の他方の端部にある端子２６が、アンテナ１０の駆動を受ける。
【００１０】
４つのストリップ３４、３６、３５、および３７は、異なる周波数の信号に同調するか、その信号を受信するように、それぞれ固有の寸法を有する。代替として、それぞれの脚部の各ストリップは、同じ脚部にある他の１つまたは複数のストリップと異なる周波数の信号に同調するか、その信号を受け取るように、固有の寸法を有する。それらはそれぞれ、ストリップが０．０５λ０未満の幅および０．５λ０未満の全長を有するように寸法を決定されている。
【００１１】
図２Ｂは、図２Ａを修正したものであり、６個のストリップ３５、３７、３９、３４、３６、３８を含み、各ストリップは、第２の導電性層３０の脚部３３の隣接する端部から延びている。これにより、広い周波数帯の同調および受信が可能である。両実施形態のストリップは、互いに略平行である。
【００１２】
誘電体基板１２は、プリント回路基板であっても、グラスファイバであっても、ポリイミド製フレキシブル薄膜基板であってもよい。カバー１４、１６は、追加の応用誘電体層であってもよく、中空の外被構造物であってもよい。導電性層２０、３０は、誘電体基板１２上に印刷されることが好ましい。
【００１３】
図１のクワッドバンド・ダイポール・アンテナの一例として、周波数は、たとえば、２．４〜２．４８７、５．１５〜５．２５、２．２５〜５．３５、５．７４〜５．８２５ＧＨｚの範囲であることが可能である。図５は、図４の方向図の場合の、２つの周波数２．４ＧＨｚ（グラフＡ）および５．６ＧＨｚ（グラフＢ）についての指向性利得を示したものである。９０度における最大利得は、２．４ＧＨｚで５．４５ｄＢ、５．６ＧＨｚで６．１９ｄＢである。ＶＳＷＲおよび振幅Ｓ１１を図６に示す。ＶＳＷＲは、２．４ＧＨｚおよび５．６ＧＨｚの周波数帯で２を下回る。５．１５〜５．８２７の周波数帯は、周波数５．６ＧＨｚにまとめられている。
【００１４】
誘電体基板１２の高さｈは、層の透過度または誘電率に応じて変わる。
適切な寸法の、狭い矩形のストリップ３４、３６、３５、３７は、導電性層内の表面波および損失を減らすことによって全体利得を増やす。導電性ストリップの数は、周波数サブバンドにも影響する。
【００１５】
Ｕ字形サブ導体３２のバイア４０の位置および脚部３３の間のスロット幅Ｓは、周波数帯内の利得「分布」に関連するアンテナ性能に影響する。スロット寸法の幅Ｓおよびバイア４０の位置は、ストリップ３４、３６、３５、３７のすべての周波数帯において利得がほぼ同じになるように選択される。得られる最大理論利得は、４ｄＢを超え、２．４ＧＨｚで５．７ｄＢ、５．４ＧＨｚで７．５ｄＢである。
【００１６】
図７Ａは、給電点ｆｐ（バイア４０）の様々な位置と、ＶＳＷＲおよびＳ１１に対する影響とのグラフである。中央の給電点ｆｐ１は、図６の結果に対応する。給電点ｆｐの変化は、利得への影響は小さいが、５ＧＨｚレンジの第２の周波数帯においてλ０をシフトすることへの影響が大きい。
【００１７】
図８は、スロット幅Ｓを１ｍｍから３ｍｍおよび５ｍｍに変えたことの影響を示している。３ｍｍのスロット幅は図６に対応する。ＶＳＷＲはあまり変化しないが、Ｓ１１振幅はかなり変化する。たとえば、５ｍｍストリップの場合、Ｓ１１は、２．５ＧＨｚで−２１ｄＢ、５．３ＧＨｚで−１６ｄＢである。たとえば、３．３ｍｍストリップの場合、Ｓ１１は、２．５ＧＨｚで−１４ｄＢ、５．３ＧＨｚで−２５ｄＢである。たとえば、１ｍｍストリップの場合、Ｓ１１は、２．５ＧＨｚおよび５．３ＧＨｚで−１３ｄＢにほぼ等しい。
【００１８】
個々のストリップ３４、３５、３６、３７の長さを５ｍｍ、１０ｍｍ、および１５ｍの間で変えても、ＶＳＷＲおよびＳ１１振幅にはほとんど影響しないことに注意されたい。図６は、１５ｍｍの長さに対応する。さらに、ストリップ３４、３５、３６、３７の間の距離を、１ｍｍ、２ｍｍ、および４ｍｍの間で変えても、ＶＳＷＲおよびＳ１１振幅にはほとんど影響しない。２ミリメートルの分離は図６で反映されている。間隔が２ｍｍの場合と４ｍｍの場合とでは、振幅の差は約２ｄＢであった。図９は、２−、３−、および４−ダイポール・ストリップの応答を示している。
【００１９】
図１０Ａおよび１０Ｂは、個々のストリップの幅を変えずに、ダイポールの幅Ｗを変えた影響を示している。ダイポールの幅Ｗを、６ｍｍから８ｍｍおよび１０ｍｍに変えた。６ｍｍの幅は、図６の幅に対応する。６ｍｍ幅の場合は、Ｓ１１振幅が−１４ｄＢである２．４と、Ｓ１１振幅が−２５ｄＢである５．３ＧＨｚとに、はっきり区別される２つの周波数帯がある。８ｍｍ幅の場合は、１．７４ＧＨｚから５．４ＧＨｚにかけてＶＳＷＲが２を下回り、Ｓ１１振幅が約−２０ｄＢである、１つの大きな周波数帯がある。同様に、１０ｍｍ幅の場合は、１．６５ＧＨｚから５．１６ＧＨｚにかけてＶＳＷＲが２を下回り、Ｓ１１が２．２ＧＨｚで−３４ｄＢ、４．９ＧＨｚで−１１ｄＢである、１つの大きな周波数帯がある。
【００２０】
本発明の原理を組み込んだ指向性（単一指向性）ダイポール・アンテナを図１０Ｂ１〜１０Ｂ３に示す。これらの素子は、構造、機能、および目的が図１の無指向性アンテナと同じであり、同じ参照符号を有する。
【００２１】
図１１〜１３のアンテナ１１は、誘電体基板１２の第１の表面の第１の導電性層２０、および誘電体基板１２の反対側の面の第２の導電性ダイポール３０に加えて、下部誘電体層１６によって第２の導電性層３０から隔てられた接地導電性層６０を含む。さらに、誘電体基板１２の、第１の導電性素子２０と同じ面に、第３の導電性素子５０が与えられる。第３の導電性素子５０は、指向性ダイポールである。これは、端部５３のペアを有する中央ストリップ５１を含む。これは、略バーベル型の導電性素子である。これは、第２の導電性層３０のストリップ３４、３６、３５、３７の上に重ね合わせられる。これは、誘電体基板１２および誘電体層１６を貫通して延びるバイア４２によって接地層６０につながれる。
【００２２】
指向性ダイポール５０は、ストリップ３４、３６、３５、３７のそれぞれのエッジの一部に重ね合わせられた複数のフィンガーを含む。図示したように、端部ストリップ５２、５８は、ストリップ３４、３６、３５、３７の外側エッジに重ね合わせられ、それらのエッジを越えて横方向に延びる。内側フィンガー５４、５６は、ストリップ３４、３６、３５、３７の内側エッジに隣接し、それらを越えて横方向に延びてはいない。
【００２３】
誘電体基板１２の透過度または誘電率は、誘電体層１６の透過度または誘電率より大きいことが好ましい。さらに、誘電体基板１２の厚さｈ１は、誘電体層１６の厚さｈ２よりかなり小さい。誘電体基板１２の、誘電体層１６の少なくとも半分の厚さであることが好ましい。
【００２４】
指向性ダイポール５０の端部５３の多角形外辺部は、ＰＥＡＮ０３フラクタル形状指向性ダイポールと同様の形状である。アンテナ１２の輪郭が、二重板状逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）の外観を与えることにも注目されたい。
【００２５】
図１４は、アンテナ１２の指向性利得のグラフであり、図１５は、ＶＳＷＲおよび振幅Ｓ１１のグラフである。図１４には、５つの周波数を示している。最大利得は７ｄＢを超え、２．５ＧＨｚで８．２９ｄＢ、５．７ＧＨｚで１０．５ｄＢである。図１５のＶＳＷＲは、２を下回る少なくとも２つの周波数帯のものである。
【００２６】
図１６Ａおよび１６Ｂは、給電点ｆｐ（バイア４０）の影響を示している。給電点０は、図１５に示したものと同様である。図１７は、スロット幅Ｓ（１ｍｍ、３ｍｍ、および５ｍｍ）の影響を示している。３ｍｍの幅は、図１５の幅にほぼ対応する。図１８Ａおよび１８Ｂは、ダイポール・ストリップ幅ＳＷの影響（幅が６ｍｍ、８ｍｍ、および１０ｍｍの場合）を示している。６ｍｍの幅は、図１５の幅に対応する。図１９Ａおよび１９Ｂは、５ＧＨｚレンジの第２の周波数に対する、指向性ダイポール５０の部分５１の長さＳＤＬの影響を示している。８ｍｍの幅は、図１５の幅にほぼ対応する。
【００２７】
図１、２Ａ、および３のアンテナ・システム１０と同様に、図２０および２４のアンテナは、マイクロストリップラインであるＬ字形の第１の導電性層２０と、基板１２の反対側に印刷されたスプリット・ダイポール導電性層３０とを含む。導電性バイア４０が、脚部２４の端部と、脚部３３の一方とを、誘電体基板１２を貫通してつなぐ。第１の導電性層２０の脚部２２の他方の端部にある端子２６が、アンテナ１０の駆動を受ける。
【００２８】
スプリット・ダイポール導電性層３０の脚部３３にある複数のストリップ３５、３７、３４、３６は、図２０では、台形形状である。ストリップ３４／３６および３５／３７の隣り合う側が平行であるように示されている。ストリップ３４および３５は、ストリップ３６および３７より長さが短いように示されている。幅Ｗは、たとえば、２２ｍｍであってよく、長さＬは４８〜６８ｍｍであってよい。
【００２９】
一例として、図２０のデュアルバンド・ダイポール・アンテナは、幅Ｗが２２ｍｍ、長さＬが４８ｍｍである。ＶＳＷＲおよび振幅Ｓ１１を図２１に示す。ＶＳＷＲは、０．７ＧＨｚから２．５ＧＨｚにかけて、２を下回る。Φ＝０および異なる４つのΘにおける指向性を図２２に示す。３通りの周波数およびΘ、ならびにΦ＝０°の場合の指向性利得を図２３に示す。これによれば、０．９ＧＨｚではΘ＝１２°において最大利得が５．１７ｄＢであり（グラフＡ）、１．８５ＧＨｚではΘ＝７°において最大利得が５．９３ｄＢであり（グラフＢ）、２．０５ＧＨｚではΘ＝５°において最大利得が６．１６ｄＢである。
【００３０】
図２４Ａ、Ｂ、およびＣは、デュアルバンド・ダイポール・アンテナ構造のバリエーションを示している。ストリップ３４および３５の構造は同じであり、ストリップ３６および３７の構造は同じである。一例として、ストリップ３４に含まれる第１の部分３４Ａは、Ｕ字形の脚部３３から横方向に延びており、第１の部分３４Ａに向かって横方向に延びる第２の端部３４Ｂを有する。第１の部分３４Ａの一方の面は脚部３３の軸に対して水平であるが、その他方の面は、横切る角度にあり、第２の部分３４Ｂの中に向かって続いており、第２の部分３４Ｂと同一直線上にある。前述したように、ストリップ３５は同じ構造を有する。一例として、脚部３７は、略Ｔ字形であり、基部３７Ａと、先端部３７Ｂと、Ｔ字形の先端部の一方の側からＵ字形の脚部３３に戻るように延びる第３の部分３７Ｃとを含む。この複合構造は、略くぎ抜きハンマ形状であると見なすことも可能である。部分３７Ｃは、ストリップ３５から見て本体３７Ａの反対側にある。部分３４Ｂの角度により、ストリップ３４、３５は、ストリップ３６、３７と同じ長さであることが可能である。ストリップ３４、３５は、一般に、Ｕ字形の脚部３３から鋭角に延びる。この構造は、幅Ｗを最小化しながら、所望の周波数応答を与える。スプリット・ダイポールの長さＬは３５〜４２ｍｍの範囲であってよく、幅Ｗは１０〜２４ｍｍの範囲であってよい。
【００３１】
図２４Ａのアンテナを修正したものを図２４Ｂに示す。ストリップ３６、３７は、略Ｔ字形であって、部分３７Ａ、３７Ｂ、および３７Ｃを含む。示されているのは、ストリップ３４、３５の修正である。ストリップ３４は、脚部３３に対して横方向に延びる、まっすぐな部分３４Ａと、逆Ｌ字形を形成する先端部３４Ｃとを含む。ストリップ３４の長さは、ストリップ３６の長さより短い。ストリップ３４の短い脚部３４Ｃおよびストリップ３５の対応部分は、バイア４４により、誘電体基板１２を貫通して延びる。同様に、ストリップ３７の部分３７Ｂおよび３７Ｃ、ならびにストリップ３６の対応部分も、誘電体基板１２を貫通して延びるバイア４６を含む。図２０、２４Ａ、２４Ｂ、および２４Ｃのアンテナの設計の目的は、ダイポールを折りたたむか、Ｚ方向に延ばす（図２４Ｂおよび２４Ｃの素子４４、４６）ことによってアンテナの全体寸法サイズを変えないか、減らしながら、周波数帯をＴＶおよびＧＳＭの下部帯（４００〜８００ＭＨｚ）まで延ばすことである。
【００３２】
図２４Ｃは、図２４Ｂのダイポール・アンテナをさらに修正したものを示している。ストリップ３７の基部３７Ａ、およびストリップ３６の対応部分は、蛇行パターンとして示されている。図２４Ｃの蛇行パターンは、図２８Ｂの正弦波または三角波の蛇行パターン（後述）に対して、矩形の蛇行パターンである。
【００３３】
一例として、図２４Ａのデュアルバンド・ダイポール・アンテナは、幅Ｗが２２ｍｍ、長さＬが４０ｍｍである。ＶＳＷＲおよび振幅Ｓ１１を図２５に示す。ＶＳＷＲは、０．７〜１．２ＧＨＺおよび１．６〜２．５ＧＨｚで２を下回る。Φ＝０および異なる３つのΘ（０°（グラフＡ）、１２°（グラフＢ）、１０°（グラフＣ）における指向性を図２６に示す。３通りの周波数およびΘ、ならびにΦ＝０°の場合の指向性利得を図２７に示す。これによれば、０．９ＧＨｚではΘ＝１２°において最大利得が５．１５ｄＢであり（グラフＡ）、１．８５ＧＨｚではΘ＝１２°において最大利得が５．８３ｄＢであり（グラフＢ）、２．０５ＧＨｚではΘ＝１０°（グラフＣ）において最大利得が５．９７ｄＢである。
【００３４】
同軸ケーブルで給電される印刷ダイポール・アンテナを図２８Ａ〜Ｄに示す。図２８Ａの構造は、同軸ケーブル給電である点を除き、図２４Ｃの構造におおむね対応する。同軸給電６０は、ストリップ３４、３６を含む、脚部３３の一方に接続された１つの電線６２と、ストリップ３５、３７を有するＵ字形３３に接続された第２の電線６４とを含む。スプリット・ダイポール構造物の長さＬは３５〜４４ｍｍの範囲であり、幅Ｗは１０〜２５ｍｍの範囲である。これは同軸給電なので、第１の層２０は存在しない。第２の導電性層３０だけが存在する。
【００３５】
図２８Ｂおよび２８Ｃは、図２４Ｂおよび２４Ｃに対応する、同軸給電アンテナの構造を示している。１つの修正として、ストリップ３７の基部３７Ａ、およびストリップ３６の対応部分は、脚部３３に接続された台形部分３７Ｄと、台形部分３７Ｄから先端部３７Ｂに延びる均一幅部分３７Ｅとを含む。前に触れたように、蛇行パターン３７Ａと、ストリップ３６の対応部分とを図２８Ｃに示す。この蛇行パターンは、曲がっていてもよく、それゆえ正弦波であってもよく、三角波形状またはのこぎり波形状であってもよい。
【００３６】
図２８Ｂおよび２８Ｄのアンテナは、導電性プレート７２、７４の、それぞれ、ストリップ３４／３６および３５／３７と並置された部分を示しており、それらは、誘電体基板１２（図示せず）によって、ストリップ３４／３６および３５／３７と隔てられている。導電性プレート７２、７４は、第１の導電性層２０の代わりに、誘電体基板１２の反対側の面上にある。これは同軸給電なので、第１の導電性層２０は存在しない。プレート７２、７４は、ダイポール・アンテナの応答を調節できるように、それぞれストリップ３４／３６および３５／３７の長さ方向に配置される。誘電体基板１２を貫通して延びる導電性バイア４４、４６は、導電性プレート７２、７４に接触しないことに注意されたい。
【００３７】
導電性プレート７２、７４は、本明細書に記載のすべてのアンテナに使用可能である。それらは、様々な固定位置に取り付けられる接着性金属バンドまたはストリップであることが可能である。想定された周波数帯は、導電性パッチの位置の関数として、＋／−５００ＭＨｚの範囲で変更可能である。この位置は、ユーザが、Ｓ１１またはＶＳＷＲの実験的測定を実施したときに選択する。また、これらのプレート７２、７４は、アンテナまたはアンテナ・ボックスに取り付けられた機構によって動かされる可動導電性（金属）ストリップであることが可能であり、その場合は、一種の機械仕掛けの適応アンテナである。プレート７２、７４は、ダイポール・ストリップ３４／３６、３５／３７と同じ側、または反対側に設置可能である。これらの位置の差は、周波数変化の割合の形で表れる（ダイポールの側にある場合が最大である）。
【００３８】
一例として、図２８Ａのデュアルバンド・ダイポール・アンテナは、幅Ｗが２５ｍｍ、長さＬが４０ｍｍである。ＶＳＷＲおよび振幅Ｓ１１を図２９に示す。ＶＳＷＲは、０．８５〜１．１ＧＨＺおよび１．６〜２．５ＧＨｚで２を下回る。Φ＝０°およびΘ＝０°における指向性を図３０に示す。３つの周波数、ならびにΘ＝０°およびΦ＝０°の場合の指向性利得を図３１に示す。これによれば、０．９ＧＨｚでは最大利得が５．１３ｄＢであり（グラフＡ）、１．８５ＧＨｚでは最大利得が７．４ｄＢであり（グラフＢ）、２．０５ＧＨｚでは最大利得が−２．０５ｄＢである。
【００３９】
図示していないが、ダイポールの周囲に、絶縁層１２を貫通するバイア・ホールをいくつか与えることが可能である。これらのバイア・ホールは、擬似フォトニック結晶を与える。これにより、誘電体材料内の表面波および輻射を減らすことによって、総利得が増える。これは両方のアンテナにあてはまる。
【００４０】
本開示を詳細に記載および図示してきたが、これは、説明および例示としてのみなされたものであって、限定と見なされるものではないことを明確に理解されたい。本開示の範囲は、添付の特許請求項によってのみ限定されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の原理を組み込んだ、無指向性のクワッドバンド・ダイポール・アンテナの斜視図である。
【図２Ａ】図１のダイポール導電性層の平面図である。
【図２Ｂ】図２Ａのダイポール導電性層を広帯域向けに修正したものを示す図である。
【図３】図１のアンテナの平面図である。
【図４】図１のアンテナの座標図である。
【図５】２つの同調周波数の指向性利得のグラフである。
【図６】周波数と電圧定在波比（ＶＳＷＲ）およびＳ１１の利得とのグラフである。
【図７】図１のダイポール・アンテナの特性に対する給電点（バイア）の変化の影響を示すグラフと、それを図示したものである。
【図８】図１のダイポールのスロットＳの幅の変化の影響を示すグラフである。
【図９】図１の２−、３−、および４−ストリップ・ダイポールへの影響を示すグラフである。
【図１０】図１のダイポールの幅の変化の影響を示すグラフと、それを図示したものである。
【図１１】本発明の原理を組み込んだ、指向性ダイポール・アンテナの斜視図である。
【図１２】図１１のアンテナの上面図である。
【図１３】図１１のアンテナの底面図である。
【図１４】５つの周波数についての、図１１のアンテナの指向性利得のグラフである。
【図１５】周波数と、図１１のアンテナのＶＳＷＲおよびＳ１１とのグラフである。
【図１６】図１１のダイポール・アンテナについての、給電位置としての給電点（バイア４０）の変化の影響を示すグラフと、給電位置を図示したものである。
【図１７】図１１のダイポール・アンテナのスロットＳの幅の変化の影響を示すグラフである。
【図１８】図１１のアンテナのダイポールの幅の変化の影響を示すグラフと、それを図示したものである。
【図１９】図１１のダイポール・アンテナの指向性ダイポールの長さの変化の影響を示す、第２の周波数のグラフと、その長さを図示したものである。
【図２０】本発明による別のダイポール・アンテナのダイポール導電性層の平面図である。
【図２１】周波数と、図２０のアンテナのＶＳＷＲおよびＳ１１とのグラフである。
【図２２】周波数と、図２０のアンテナの４つのΘにおける指向性とのグラフである。
【図２３】３つの周波数についての、図２０のアンテナの指向性利得のグラフである。
【図２４】本発明による別のダイポール・アンテナの様々なダイポール導電性層の平面図である。
【図２５】周波数と、図２４ＡのアンテナのＶＳＷＲおよびＳ１１とのグラフである。
【図２６】周波数と、図２４Ａのアンテナの３つのΘにおける指向性とのグラフである。
【図２７】３つの周波数についての、図２４Ａのアンテナの指向性利得のグラフである。
【図２８Ａ】同軸給電を有する、本発明による別のダイポール・アンテナの様々なダイポール導電性層の平面図である。
【図２８Ｂ】同軸給電を有する、本発明による別のダイポール・アンテナの様々なダイポール導電性層の平面図である。
【図２８Ｃ】同軸給電を有する、本発明による別のダイポール・アンテナの様々なダイポール導電性層の平面図である。
【図２８Ｄ】同軸給電を有する、本発明による別のダイポール・アンテナの様々なダイポール導電性層の平面図である。
【図２９】周波数と、図２８ＡのアンテナのＶＳＷＲおよびＳ１１とのグラフである。
【図３０】周波数と、図２８Ａのアンテナの１つのΘにおける指向性とのグラフである。
【図３１】３つの周波数についての、図２８Ａのアンテナの指向性利得のグラフである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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【図２８Ｃ】
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【図２８Ｄ】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年2月15日(2007.2.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第２の導電性素子の一部に重ね合わせられ、第１の誘電体層によって前記第２の導電性素子と隔てられた第１の導電性素子と、
前記第１の導電性素子と前記第２の導電性素子とを、前記第１の誘電体層を貫通しつなぐ第１の導電性バイアと、
略U字形である前記第２の導電性素子であり、
U字形の脚部の隣接する端部から横方向に延びる、間隔をおいて配置された複数の導電性ストリップを含む前記第２の導電性素子と、
脚部から延びていて、前記脚部の別のストリップと異なるλoを有するような寸法を有す各ストリップと、
重ね合わせられ、第２の誘電体層によって前記第２の導電性素子から隔てられた接地面導体と、
重ね合わせられ、前記第１の誘電体層によって前記第２の導電性素子の前記ストリップと隔てられた第３の導電性素子と、
前記第３の導電性素子と前記接地導体とを、前記誘電体層を貫通してつなぐ第２の導電性バイアとを含む、無線通信装置用ダイポール・アンテナ。
【請求項２】
前記第３の導電性素子が、前記各ストリップの外側エッジの一部に重ね合わせられた複数のフィンガーを含む、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記U字形の各脚部上の第１および最後のストリップに重ね合わせられた第１および最後のフィンガーが、前記各ストリップの前記外側エッジを越えて横方向に延びる、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項４】
第２の導電性素子の一部に重ね合わせられ、第１の誘電体層によって前記第２の導電性素子と隔てられた第１の導電性素子と、
前記第１の導電性素子と前記第２の導電性素子とを、前記第１の誘電体層を貫通しつなぐ第１の導電性バイアと、
略U字形である前記第２の導電性素子であり、
U字形の脚部の隣接する端部から横方向に延びる、間隔をおいて配置された複数の導電性ストリップを含む前記第２の導電性素子と、
脚部から延びていて、前記脚部の別のストリップと異なるλoを有するような寸法を有す各ストリップと、
あらかじめ選択された位置で前記U字形の脚部の前記ストリップにそれぞれが隣接する導電性プレートのペアを含む、無線通信装置用ダイポール・アンテナ。
【請求項５】
前記導電性プレートの位置が調節可能である、請求項４に記載のアンテナ。
【請求項６】
第２の導電性素子の一部に重ね合わせられ、第１の誘電体層によって前記第２の導電性素子と隔てられた第１の導電性素子と、
前記第１の導電性素子と前記第２の導電性素子とを、前記第１の誘電体層を貫通しつなぐ第１の導電性バイアと、
略U字形である前記第２の導電性素子であり、
U字形の脚部の隣接する端部から横方向に延びる、間隔をおいて配置された複数の導電性ストリップを含む前記第２の導電性素子と、
脚部から延びていて、前記脚部の別のストリップと異なるλoを有するような寸法を有す各ストリップであり、前記ストリップの少なくとも１つがT字形であり、
前記T字形ストリップに隣接するストリップが、前記T字形の先端部と間隔をおいて隣接するように鋭角である部分を含み、又は、前記T字形ストリップに隣接するストリップの長さが、前記T字形ストリップの長さより短い、各ストリップを含む、無線通信装置用ダイポール・アンテナ。
【請求項７】
前記T字形ストリップに隣接するストリップが逆L字形である、請求項６に記載のアンテナ。
【請求項８】
前記T字形ストリップが、前記T字形の前記先端部の一方の側から前記U字形の前記脚部に戻るように延びる部分を含む、請求項６に記載のアンテナ。
【請求項９】
第２の導電性素子の一部に重ね合わせられ、第１の誘電体層によって前記第２の導電性素子と隔てられた第１の導電性素子と、
前記第１の導電性素子と前記第２の導電性素子とを、前記第１の誘電体層を貫通しつなぐ第１の導電性バイアと、
略U字形である前記第２の導電性素子であり、
U字形の脚部の隣接する端部から横方向に延びる、間隔をおいて配置された複数の導電性ストリップを含む前記第２の導電性素子と、
脚部から延びていて、前記脚部の別のストリップと異なるλoを有するような寸法を有す各ストリップであり、
前記ストリップの少なくとも１つに含まれる第１の部分が、第１の端部から前記U字形の前記脚部に向かって横方向に延びており、前記第１の部分の第２の端部において前記第１の部分に向かって横方向に延びる第２の部分を有し、前記第２の部分が前記第１の誘電体層の中を通って延びる、各ストリップとを含む、無線通信装置用ダイポール・アンテナ。
【請求項１０】
前記第１の導電性素子がL字形であり、
前記L字形の脚部の一方が前記U字形の脚部の一方に重ね合わされ、
前記第１の導電性バイアが、前記L字形の他方の脚部を前記U字形の他方の脚部とつなぐ、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１１】
前記ストリップの少なくとも１つが台形形状である、請求項１乃至６、９又は１０に記載のアンテナ。
【請求項１２】
前記ストリップの少なくとも１つが蛇行しており、前記蛇行が、正弦波、三角波、または矩形波である、請求項１乃至６、９又は１０に記載のアンテナ。
【請求項１３】
前記ストリップの少なくとも１つが、台形形状部分と、階段形状部分から延びる均一幅部分とを含む、請求項１乃至６、９又は１０に記載のアンテナ。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれかに記載のアンテナを含む無線通信装置。
【国際調査報告】
2008502205.tif 000038
2008502205.tif 000039