(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムに使用する通信装置であって、
通信装置がユーザから聴覚情報を受信できるようにするためのマイクロフォン開口と、
前記通信装置が前記ユーザへ聴覚情報を送信できるようにするためのスピーカ開口と、
キーパッドと、
組込み多重バンドパッチアンテナと、
を備え、前記組込み多重バンドパッチアンテナは、
給電ピン（３２５）と、
接地ピン（３３５）と、
前記給電ピンの一端と前記接地ピンの一端との間に配置され該給電ピンと該接地ピンとを接続する、前記組込み多重バンドパッチアンテナを所定の周波数に同調させるような長さを有するマッチングブリッジ（３３０）と、
前記給電ピン上の前記一端とは異なる一点で前記給電ピンと接続され、第１周波数帯域に同調した第１パッチ部分（３０５）と、
前記一点で前記給電ピンと接続され、かつ、前記一点と前記接地ピンの上の点とを結ぶ線分で前記第１パッチ部分と接続されるように形成される、前記第１周波数帯域とは異なる第２周波数帯域に同調した第２パッチ部分（３１０）と、
前記第１および第２パッチ部分のそれぞれに形成した少なくとも１つのスロット（３４０）と
を含むことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
第１周波数帯域は低い側の周波数帯域であり、前記第２周波数帯域は高い側の周波数帯域である、ことを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
前記第１パッチ部分および前記第２パッチ部分の各々は任意の３次元形状を有する、ことを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項４】
前記第１パッチ部分および前記第２パッチ部分の各々は任意の２次元形状を有する、ことを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項５】
前記マッチングブリッジは前記組込み多重バンドパッチアンテナの入力インピーダンスを整合させるために使われる、ことを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項６】
前記組込み多重バンドパッチアンテナの整合は前記マッチングブリッジの長さを変えることによって調整される、ことを特徴とする請求項５記載の通信装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つのスロットがそれぞれのパッチ部分を小部分に分割する、ことを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項８】
前記小部分の各々は、該小部分が属するパッチ部分の同調周波数帯域内において互いに異なる周波数で共振する、ことを特徴とする請求項７記載の通信装置。
【請求項９】
前記各パッチ部分が同調する前記周波数帯域は前記パッチ部分の寸法に依存する、ことを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項１０】
前記組込み多重バンドパッチアンテナの前記パッチ部分が基板上に形成され、該基板が印刷回路基板上にマウントされていることを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項１１】
前記組込み多重バンドパッチアンテナの帯域幅は、前記パッチ部分の寸法、前記少なくとも１つのスロットの形状と位置、および前記基板の厚さと誘電率に依存する、ことを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのスロットは任意の形状を有する、ことを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項１３】
給電ピン（３２５）と、
接地ピン（３３５）と、
前記給電ピンの一端と前記接地ピンの一端との間に配置され該給電ピンと該接地ピンとを接続する、前記組込み多重バンドパッチアンテナを所定の周波数に同調させるような長さを有するマッチングブリッジ（３３０）と、
前記給電ピン上の前記一端とは異なる一点で前記給電ピンと接続され、第１周波数帯域に同調した第１パッチ部分（３０５）と、
前記一点で前記給電ピンと接続され、かつ、前記一点と前記接地ピンの上の点とを結ぶ線分で前記第１パッチ部分と接続されるように形成される、前記第１周波数帯域とは異なる第２周波数帯域に同調した第２パッチ部分（３１０）と、
前記第１および第２パッチ部分のそれぞれに形成した少なくとも１つのスロット（３４０）と
を含むことを特徴とするアンテナ。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのスロットがそれぞれのパッチ部分を小部分に分割し、該小部分の各々は、パッチ部分が同調する周波数帯域内における互いに異なる周波数で共振することを特徴とする請求項１３に記載のアンテナ。
【請求項１５】
前記第１パッチ部分の寸法が前記第２パッチ部分の寸法よりも大きい、ことを特徴とする請求項１４記載のアンテナ。
【請求項１６】
前記パッチ部分が基板の一方の面に形成され、該基板の他方の面に無線通信装置の印刷回路基板がマウントされる、ことを特徴とする請求項１３記載のアンテナ。
【請求項１７】
前記組込み多重バンドパッチアンテナの帯域幅は、前記パッチ部分の寸法、前記少なくとも１つのスロットの形状と位置、および前記基板の厚さと誘電率に依存する、ことを特徴とする請求項１６記載のアンテナ。
【請求項１８】
前記パッチ部分と前記少なくとも１つのスロットの形状は任意である、ことを特徴とする請求項１３記載のアンテナ。
【請求項１９】
多重バンドパッチアンテナを形成する方法であって、
パッチにスロット（３４０）を形成するステップを有し、
前記パッチは、該パッチに給電する給電ピンと該パッチを接地する接地ピンとの間に配置され該給電ピンと該接地ピンとを接続するマッチングブリッジの軸に沿って複数のパッチ部分に分割されており、前記複数のパッチ部分の各々は互いに異なる周波数で共振するような寸法を有していることを特徴とする方法。
【請求項２０】
前記複数のパッチ部分の各々が複数の小部分に分割されるように、前記複数のパッチ部分の各々に少なくとも１つのスロットを形成するステップを有し、
前記複数の小部分の各々は、該小部分が属するパッチ部分の同調周波数帯域内において互いに異なる周波数で共振することを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
少なくとも１つのスロットを形成する前記ステップは、切断、エッチング、化学処理および金属被覆のいずれか一つによって行う、ことを特徴とする請求項２０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（関連出願）
本出願は、1998年7月9日に出願したYingによる米国特許願No. 09/112,366「移動端末用小型印刷螺旋アンテナ」および1998年7月9日に出願したYingによる米国特許願No. 09/112,152「ツイン螺旋２重バンドアンテナ」に関わる。
本発明は無線通信システムに関わり、特に携帯端末に組み込むことが可能で、異なる周波数帯域内で携帯端末が通信できるようにする組込みアンテナに関する。
【０００２】
携帯電話の商業運用は米国および世界各国で目覚しい伸びを達成してきた。主要都市での伸びは予想をはるかに越えておりシステムの容量を急速に上回りつつある。もしこの傾向が続くなら、この携帯電話使用の伸びの影響は最も小さい市場にさえまもなく届くであろう。これら容量拡大の要求に応え、高い品質のサービスを維持し、価格の上昇を避けるために新規な解決が必要である。
【０００３】
世界中で無線通信システムを進展させるために重要なひとつの方法はアナログからディジタル送信に変えることである。同様に重要なことは、次世代技術を実施するための有効なディジタル伝送スキーム、すなわち時分割多元接続（TDMA）または符号分割多元接続（CDMA）方式を選択することである。さらに、容易に持ち運びできて家庭、オフィス、路上、自動車内等で電話をするための、低コストでポケットサイズのコードレス電話を使った第一世代のパーソナル通信網（PCN）は例えば、次世代ディジタルセルラーシステム基盤を使った携帯通信事業者等によって提供されるであろう。
【０００４】
妥当なレベルの装置との適合性を得るために、世界のさまざまな地域で標準が作られてきた。例えば、AMPS（Advanced Mobile Phone System）、NMT(Nordic Mobile Telephone)、ETACS等のアナログ標準、およびD-AMPS（例えばEIA/TIA-IS-54-BとIS-136に指定されている）やGSM (ETSIが採用したGlobal System for Mobile Communications)等のディジタル標準は、無線通信システム用の設計基準を標準化するために発表された。一旦作成されると、これらの標準は、更なるシステムを規定するために同じまたは類似の形態で再び使用される。例えば、オリジナルのGSMシステムに加えて、DCS1800（ETSIによって規定されている）とPCS1900（JTCによってJ-STD-007に規定されている）も存在している。これらは両方ともGSMに基づいている。
【０００５】
しかし、セルラー通信サービスにおける最も新しい進展は移動通信、例えばパーソナル通信サービス(PCS)等、に使用するために新しい周波数帯域を採用したことである。米国を例にとると、セルラーハイパーバンドには800MHz領域において通信をおこない制御するための２つの周波数帯域（一般にA周波数帯域およびB周波数帯域と呼ばれる）が割り当てられる。他方、PCSハイパーバンドは米国において、1900MHz領域において６つの異なる周波数帯域(A, B, C, D, EおよびF)を含むと規定されている。したがって、米国内のいずれのサービスエリアにおいても８つの周波数帯域が通信サービスに使用できる。ある標準はPCSハイパーバンド（例えばPCS1900 (J-STD-007)）に承認されているが、他の標準はセルラーハイパーバンド（例えばD-AMPS (IS-136)）用に承認されている。
【０００６】
セルラーハイパーバンドとPCSハイパーバンド用に指定された周波数帯域のそれぞれは複数の情報チャネルと少なくとも１つのアクセスまたは制御チャネルが割り当てられる。制御チャネルは、移動端末に送信またはそれから受信する情報によって移動端末の動作を制御または監視するために使われる。そのような情報としては着信呼信号、発信呼信号、ページ信号、ページ応答信号、位置登録信号、ボイスチャネル割当、メインテナンス命令、ハンドオフ、および移動端末がひとつのセルの無線有効範囲から出て別のセルの無線有効範囲に入るときに行うセル選択および再選択命令などが含まれる。制御およびボイスチャネルはアナログ変調またはディジタル変調のいずれを用いてもよい。
【０００７】
ダウンリンクの情報および制御チャネルを介して基地局から発信された信号は、少なくとも１つのアンテナを有する移動端末または携帯端末によって受信される。今まで携帯端末はエア・インターフェースを介して信号を送受信するために各種のアンテナを使用してきた。例えば、導電表面に対して垂直に取り付けられるモノポールアンテナは好ましい放射特性、望ましいドライブポイントインピーダンスおよび比較的単純な構造を有することが知られている。モノポールアンテナは様々な物理形態で製作できる。例えば、ロッドまたはむち形アンテナは携帯端末によく使われてきた。アンテナの長さを抑えなければならない高周波数に使用する場合は、螺旋アンテナを使用する。
【０００８】
上に述べたように、大きく異なる周波数帯域、例えば900MHz領域にある周波数帯域と1800MHz領域にある周波数帯域、において動作できる携帯端末を提供することが間もなく商業的に望ましいと考えられるようになるであろう。したがって、両方の周波数帯域において適切なゲインと帯域幅を提供するアンテナが近い将来、携帯端末に導入される必要がでてくる。そのような２重バンドアンテナを製作する試みがいくつかなされた。
【０００９】
例えば、Phillips等による米国特許No. 4,571,595は、のこぎり歯形状の導体要素を有する２重バンドアンテナについて述べている。２重バンドアンテナは（例えば、中心が915MHzおよび960MHz）の２つの近い周波数帯域のいずれにも同調させることができる。しかし、アンテナが移動電話のシャシに物理的に近すぎるため、このアンテナ設計は比較的効率が悪い。
【００１０】
日本特許No. 6-37531は、内部寄生金属棒を含む螺旋アンテナを開示している。この特許において、アンテナは金属棒の位置を調整することによって２重共振周波数に同調することができる。ところが、この設計の周波数帯域幅がセルラー通信に使用するには狭過ぎる。
【００１１】
印刷モノポールアンテナに接近して寄生帯片を追加することによって２重共振を達成する、２重バンド印刷モノポールアンテナが知られている。そのようなアンテナは移動通信のためには十分な周波数帯域を有するが、寄生帯片を追加する必要がある。スウェーデンのMoteco ABは、コイルマッチングコンポーネント（900MHz用に1/4 λ、1800MHz用に1/2 λ）を調整することによって２重共振を実現した、コイルマッチング２重バンドむちアンテナとコイルアンテナを設計している。このアンテナは比較的良好な周波数帯域と放射性能を有し、長さが約40mmである。比較的サイズの小さい一様でない螺旋２重バンドアンテナが、同時係属中で、共同譲渡された米国特許No. 08/725,507「多重バンド非一様螺旋アンテナ」に開示されている。
DE-A-19707535は、様々なリンクの多数のワイヤ部分の一端を導電帯片に接続した箔アンテナを開示している。様々なワイヤ部分は直線形状を有する。中間のワイヤ部分は他端において第２の金属帯片に接続される。第２の金属帯片は導電帯片とワイヤ部分の下に配置される導電フレーム層に接続される。信号ウェーブガイドは中間のワイヤ部分に結合し、導電フレーム層に接続される。ワイヤ部分はアンテナを同調させかつ信号を受信するのを助ける。
【００１２】
現在のところ、移動電話等の無線通信装置用アンテナは電話機のシャシに直接取り付けられている。しかし、携帯端末のサイズと重さが減少しつづけると、上記のアンテナはそれらのサイズのために不利となる。しかも、これら将来のコンパクトな携帯端末の機能性が増えるにつれて、複数の周波数帯域で共振することができる組み込まれた小型アンテナの要求が増大する。
【００１３】
現在移動電話に使用されている従来の組み込み型アンテナとしてはマイクロストリップアンテナと平面逆Fアンテナがある。マイクロストリップアンテナは寸法が小さく重さは軽い。平面逆Fアンテナ(PIFA)は、K. Qassim著の「携帯受話器用逆Fアンテナ」, IEE Colloquium on Microwave Filters and Antennas for Personal Communication Systems, pp.3/1-3/6, Feb. 1994, London, UKに述べられているように、すでに移動電話受話器において実現されている。さらにもっと最近では、Lai等が蛇行逆Fアンテナ(WO 96/27219)を発表している。このアンテナのサイズは従来のPIFAアンテナの約40％である。
【００１４】
図１Aと図1Bは従来の平面パッチアンテナをLai等が述べた蛇行逆Fアンテナと比較したものである。図1Aの従来の平面パッチアンテナは、共振するようになっている周波数の波長の例えば4分の1のサイズと長さを有する。従来の平面パッチアンテナは幅Wを有する。図１Bに示す蛇行逆Fアンテナも共振周波数の波長の4分の1の長さとWの幅を有する。しかし、蛇行逆Fアンテナのサイズは従来の平面パッチアンテナのサイズの約40%に削減されている。このサイズの減少は、アンテナの蛇行形状によるものである。
【００１５】
しかし、移動電話がどんどん小さくなっていくので、従来のマイクロストリップパッチアンテナおよびPIFAアンテナはともに将来の小さな電話シャシに取り付けるにはまだ大きすぎる。同時係属中で、共同譲渡された米国特許願No. 09/112,366「移動端末用小型印刷螺旋アンテナ」には、マッチングピンを有する印刷螺旋組込みアンテナが提案されている。このアンテナのサイズは従来のPIFAアンテナの20-30%（波高の1/10未満）に低減されており、これによって将来の移動電話に適合するようになっている。
【００１６】
次世代移動電話は、アンテナサイズの減少だけでなく、セルラー無線ローカルエリアネットワーク、GPSおよびダイバーシティのために、複数の周波数帯域に同調する能力が要求されるであろう。同時係属中で、共同譲渡された米国特許願No. 09/112,152「ツイン螺旋２重バンドアンテナ」には、将来の移動電話に適した複数バンド組込みアンテナが提案されている。この組込みアンテナは、異なる周波数帯域に同調することができる異なる長さの2つの螺旋導体アームを備える。アンテナの帯域幅を増やすために、抵抗搭載手法 (resistor loading technique)が導入されている。
【００１７】
複数の周波数帯域に同調すると同時にこれら複数の周波数帯域のそれぞれに広い帯域幅を持たせることができる、効率的で小型の組込みアンテナが求められている。
【００１８】
（課題を解決するための手段）
本発明は、将来の小型移動端末への使用に適した小型組込み複数バンドパッチアンテナを提供することによって、本技術分野における上記の欠点を克服するものである。実施例に示すように、組込みパッチアンテナは給電/接地点、マッチングブリッジ、および異なる周波数帯域に同調することができるサイズの異なるパッチ要素を含む。それぞれのパッチ要素上には一つのスロットが形成されており、このスロットによってパッチ要素が小部分に分割される。パッチ要素のそれぞれの小部分は、パッチ要素を同調させた周波数帯域と同じ周波数帯域内の周波数において共振するように構成される。その結果、高効率で広帯域の複数バンドを有し、しかも表面取り付け可能な輪郭の小さいアンテナが実現できる。
【００１９】
（発明の実施の形態）
図２は、本発明の組込み多重パッチアンテナを実施できる無線通信装置２００の一例を示す。無線通信装置２００はユーザの口と耳の位置にそれぞれほぼ隣接する位置に配置されたマイクロフォン開口２２０とスピーカ開口２３０を有するシャシ２１０を含む。キーパッド２４０によってユーザは、例えばダイヤルする電話番号を入力することにより、通信装置に働きかける。無線通信装置２００はまた組込みパッチアンテナ組立体２５０を含むが、これについては以下に詳しく説明する。
【００２０】
図３は本発明による組込みパッチアンテナ組立体の一例を示す。本発明による組込みパッチアンテナ組立体の一例は異なる寸法の２つのパッチ部分３０５と３１０を備える。２つのパッチ部分３０５、３１０は、絶縁基板３２０を介して印刷回路基板(PCB)３１５に取り付けられ、マッチングブリッジ３３０の両側に接続される。各パッチ部分３０５、３１０にはスロット３４０が形成されており、このスロット３４０によってパッチ部分が小部分に分割される。この重要性については以下に詳しく述べる。パッチ部分３０５、３１０はPCB３１５上に配置され、パッチ部分とPCB３１５との間にスロットが形成される。当業者であればパッチ部分が本発明のアンテナシステムの主要放射体（またはセンサー）を成すことは理解されるであろう。
【００２１】
図３から明らかなように、パッチ部分３０５、３１０は給電ピン３２５から電気を供給される。組込みアンテナはまた給電ピン３２５と接地ピン３３５との間に配置されたマッチングブリッジ３３０を含む。マッチングブリッジ３３０はアンテナの同調をおこない、給電ピン３２５と接地ピン３３５との間に小さなループアンテナを形成する。アンテナの同調とはアンテナの入力端子においてアンテナから見たインピーダンスが純粋に抵抗のみから成るように整合させる、すなわちアンテナが無効成分を含まないようにすることである。本発明のアンテナシステムの同調は、アンテナの入力インピーダンスを測定または計算して適切なインピーダンス整合回路（すなわちマッチングブリッジ）を提供することによって行う。本発明によれば、アンテナの整合はマッチングブリッジ３３０の長さを変えることによって調整できる。これは単に接地ピン３３５の位置を変えることで行う。マッチングブリッジの長さは一般的に約0.01λから0.1λである。
【００２２】
図３からアンテナシステムの２つのパッチ部分３０５、３１０は寸法が異なることがわかる。パッチ部分のサイズを制御することによってアンテナは異なる周波数に同調させることができる。多重バンドアンテナの第１パッチ部分３０５は、第１の低いバンドの周波数において共振するようなサイズ（一般的にパッチ部分が同調する周波数帯域の波長の４分の１）であり、第２パッチ部分３１０は第２の高いバンドの周波数において共振するようなサイズである。２つのパッチ部分はいかなる周波数においても共振させることができる。例えば、第１バンドはGSMバンドで、第２バンドはDCSバンドとしてもよい。低いバンドと高いバンドの他の組み合わせとしては、例えば、GSM+PCS, GSM+WCDMA, DCS+WCDMA, GSM+GPS, GSM+ISMあるいはその他のいかなる高い周波数バンドと低い周波数バンドの組み合わせでもよい。
【００２３】
上述のように、それぞれのパッチ部分３０５、３１０はスロット３４０を含み、このスロット３４０によってパッチ部分は小部分に分割される。パッチ部分の各小部分はそのパッチ部分が同調する周波数帯域と同じ周波数帯域内の異なる周波数において共振する。例えば、第１パッチ部分３０５がGSMバンド内の周波数で共振するようなサイズである場合、第１パッチ部分３０５の小部分はそのGSMバンド内の異なる周波数で共振させることができる。その結果より広い帯域幅を達成できる。
【００２４】
別の方法として、それぞれのパッチ部分に３つ以上の小部分を形成することができるということは当業者であれば理解できるであろう。図４は、各パッチ部分に３つの小部分を形成した例を示す。図示したように、第１パッチ部分４０５が３つの小部分４０５A−４０５Cに分割され、第２パッチ部分４１０が３つの小部分４１０A−４１０Cに分割されている。小部分はそれぞれ、パッチ部分が共振する周波数と同じ周波数内の異なる周波数で共振させることができる。そのような構成によってより広い帯域幅を実現できるが、同調はより難しくなる。
【００２５】
図３に戻ると、パッチ部分３０５、３１０は３次元を含めてどんな形状でもよい。しかしパッチ部分のサイズはパッチ部分が同調する周波数の波長の約４分の１でなければならない。
【００２６】
本発明の組込み多重バンドパッチアンテナの共振周波数と周波数帯域は、絶縁基板の面積と厚さ、選択された絶縁材料のタイプ（すなわち誘電率）、パッチのサイズおよびスロットのサイズと位置に依存する。絶縁基板の面積または厚さあるいはパッチサイズを大きくしたり、または誘電率を減少させると、実現できる帯域幅が増大する。さらに、帯域幅もパッチ部分に形成したスロットのサイズと位置に依存する。
【００２７】
図３から明らかなように、本発明の組込み多重バンドパッチアンテナはPCBの縁に取り付けることでより好ましい放射効率と帯域幅を提供できる。さらに、そのサイズが小さいために、組込み多重バンドパッチアンテナのPCBスペース要求も抑えられる。
【００２８】
図５Aと図５Bは、本発明の広帯域多重バンドパッチアンテナを形成する方法を示す。本発明の広帯域多重バンドパッチアンテナは、従来のパッチアンテナに例えば図１Aに示したようなスロットをマッチングブリッジの軸に沿って形成して２つのパッチ部分をつくり、それらパッチ部分をマッチングブリッジの両側に接続する（図５A参照）ことにより形成できる。各部分は異なった周波数で共振するようなサイズとする。大きい部分５０５は低い周波数で共振し、小さい部分５１０は高い周波数で共振する。スロットの形成は、切断、エッチング、MID（３次元金属被服）または化学的処理のいずれの方法でもおこなえる。
【００２９】
そしてスロットをそれぞれのパッチ部分に形成して、各パッチ部分を小部分に分割する（図５B参照）。スロットの形状は任意でよい。しかしスロットの形状は実現できる帯域幅に影響する。上記のごとく、パッチ部分の各小部分は、パッチ部分が同調する周波数帯域と同じ周波数帯域内の異なる周波数で共振するので、アンテナの帯域幅が拡大する。
【００３０】
図６A-６Dはパッチアンテナの形状を示す。図６Aは、本発明の第一実施例による矩形の２部分からなる２重バンドパッチアンテナの上面図である。給電ピン３２５と接地ピン３３５を通過する破線はパッチを右と左の部分６０５、６１０に分割する。大きいサイズの右部分６０５は低周波数共振器であり、左部分６１０は高周波数共振器である。図６Aから分かるように、それぞれのパッチ部分にスロットが形成されて米国特許願No. 09/112,152に提示されたものと類似のツイン螺旋構成となっている。しかしこの場合、螺旋帯は実際は螺旋パッチであり、これによって帯域幅が改善される。
【００３２】
図６Bは、本発明の第二実施例による２部分から成るLスロットパッチアンテナを示す。図示したように、各パッチ部分６１５、６２０は矩形形状をしている。図６Aの場合と同様、破線はパッチを右と左の部分６１５、６２０に分割する。右部分６１５は低周波数共振器で、左部分６２０は高周波数共振器である。L字形状のスロットがそれぞれのパッチ部分に形成される。これらのスロットは各パッチ部分を２つの小部分に分割する。例えば右部分は小部分６１５Aと６１５Bに分割される。同様に、左部分６２０は小部分６２０Aと６２０Bに分割される。前に述べたように、パッチ部分の各小部分は、そのパッチ部分が同調する周波数帯域と同じ周波数帯域内の異なる周波数において共振する。例えば小部分６１５Aと６１５Bの場合、外側の小部分６１５Aは低い周波数(fL)で共振し、内側の小部分６１５Bは高い周波数(fH)で共振する。したがって、広い帯域幅が同じ周波数帯域内で実現できる。図７は、本発明の本実施例によるパッチ部分の多重共振機能を示す。図示のとおり、広い帯域幅整合を実現することができる。
【００３３】
図６Cと６Dはパッチ部分の形状の一例を示す。図６Cの場合スロットはL字形状でパッチ部分は任意形状であり、図６Dの場合パッチ部分とスロットの両方が任意形状である。図６Aと６Bの場合と同様に、図６Cと６Dの破線はパッチを２つの部分に分割する。図６Cと６Dのそれぞれに示す一方のパッチ部分はサイズが小さく（すなわち図６Cと６Dの６３０と６４０）、したがって高周波数共振器であり、他方のパッチ部分はサイズが大きく（すなわち図６Cと６Dの６２５と６３５）、したがって低周波数共振器である。各パッチ部分のスロットはパッチ部分を２つの小部分に分割し、それぞれの小部分は各パッチ部分が同調する周波数帯域と同じ周波数帯域内の異なる周波数で共振する。例えば図６Cにおいて、大きいパッチ部分６２５は２つの小部分６２５Aと６２５Bに分割され、小さいパッチ部分６３０は小部分６３０Aと６３０Bに分割される。同様に図６Dにおいて、大きいパッチ部分６３５は２つの小部分６３５Aと６３５Bに分割され、小さいパッチ部分６４０は小部分６４０Aと６４０Bに分割される。その結果、図６Cと６Dに示す形状によって、広い帯域幅の整合が実現できる。
【００３４】
本発明の有効性を説明するために、図４Bに示した２重バンドパッチアンテナの一例についてのシミュレーション結果を図８に示す。２部分からなる２重バンドパッチアンテナは、長さが波長の0.1倍、幅が波長の0.12倍、高さが波長の 0.02倍である。パッチの各部分はGSMとDCS周波数帯域で共振させる。帯域幅は、VSWRが2.5:1未満の場合で、GSMバンドにおいて8.7%（すなわち約80MHz）、DCS周波数バンドにおいて9.4%（すなわち約170MHz）である。図５はこの形状のVSWR性能を示す。図５から明らかなように、このアンテナはGSM/DCS２重バンドを使用する場合の要求を満たすことができる。
【００３５】
本発明の原理、好ましい実施例および動作モードについて説明した。しかし本発明は上記の実施例に限定されるものではない。例えば、本発明のアンテナは主に放射体として説明したが、当業者であれば本発明の２重バンドパッチアンテナは特定の周波数において情報を受信するためのセンサーとして使用することもできることは理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
本発明の上記目的および特徴は、添付図面を参照した以下の好ましい実施例の説明からより明らかになるであろう。
【図１Ａ】  従来の平面パッチアンテナおよび従来の蛇行逆Fアンテナを示す。
【図１Ｂ】  従来の平面パッチアンテナおよび従来の蛇行逆Fアンテナを示す。
【図２】  本発明のアンテナを具現できる無線通信装置の一例を示す。
【図３】  本発明による組込み多重バンドパッチアンテナの一例を示す。
【図４】  各パッチ部分が３つの小部分から成るアンテナ構成の一例を示す。
【図５Ａ】  本発明による広帯域多重バンドアンテナを形成する工程を示す。
【図５Ｂ】  本発明による広帯域多重バンドアンテナを形成する工程を示す。
【図６Ａ】  本発明の第一実施例による、矩形の２部分から成る２重バンドパッチアンテナの上面図である。
【図６Ｂ】  本発明の第二実施例による、２部分から成るLスロットパッチアンテナを示す。
【図６Ｃ】  パッチが任意形状である本発明の第三実施例による、２部分から成るLスロットパッチアンテナを示す。
【図６Ｄ】  パッチとスロットの両方が任意形状である本発明の第四実施例による、２部分から成るスロットパッチアンテナを示す。
【図７】  図６Ｂの大きいパッチ部分の複数小部分によって得られる帯域幅を示すグラフである。
【図８】  本発明のGSM/DCS２重バンドパッチアンテナのシミュレーション結果を示す。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図８】
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