(57)【要約】単帯域の平板状逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）構造には、第１のエリアを有する平板状の放射素子と、第２のエリアを有するグランド面とが備えられている。前記第２のエリアは、該放射素子の第１のエリアに対して実質的に平行である。導電性の第１の線路が、該放射素子の片側の縁部に位置付けられた第１のコンタクトにて、該放射素子に結合されている。前記第１の線路は、グランド面にも結合されている。導電性の第２の線路が、該第１の線路と同一の側に沿って位置付けられた第２のコンタクトおよび第３のコンタクトにて、しかも該第１のコンタクトとは異なる縁部上の位置にて、該放射素子に結合されている。ＰＩＦＡの使用可能な帯域幅は、導電性の第２の線路と該放射素子とを結合するための多重コンタクト位置を使用することによって増大される。第１の線路および第２の線路はＰＩＦＡの動作の周波数にて、たとえば５０Ω等の所望のインピーダンスに整合される。
2006501699.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナであって、
第１の平面および第１のエリアを有するグランド面と、第２の平面および第２のエリアを有する放射素子とを有し、
該放射素子の第２の平面は、該グランド面の第１の平面と実質的に同一平面内に存在する形式のものにおいて、
第１の接続線路が、該グランド面の第１の縁部に結合されており、かつ第１のコンタクト位置にて該放射素子の第２の縁部に結合されており、
第２の接続線路が、第２のコンタクト位置および第３のコンタクト位置にて、該放射素子の第２の縁部に結合されていることを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
該グランド面の第１のエリアは、該放射素子の第２のエリアよりも大きい、請求項１記載のアンテナ。
【請求項３】
該グランド面エリアの第１のエリアは、該放射素子の第２のエリアと実質的に等しい、請求項１記載のアンテナ。
【請求項４】
前記第１のコンタクト位置は、第２のコンタクト位置と第３のコンタクト位置との間に設けられている、請求項１記載のアンテナ。
【請求項５】
前記第２の接続線路は、複数のコンタクト位置にて該放射素子の第２の縁部に結合されている、請求項１記載のアンテナ。
【請求項６】
前記第１の接続線路および第２の接続線路は、所望のインピーダンスに整合されている、請求項１記載のアンテナ。
【請求項７】
前記所望のインピーダンスは約５０Ωである、請求項６記載のアンテナ。
【請求項８】
前記所望のインピーダンスは約５０Ω〜約７０Ωである、請求項６記載のアンテナ。
【請求項９】
前記所望のインピーダンスは約２０Ω〜約３００Ωである、請求項６記載のアンテナ。
【請求項１０】
該放射素子は、導電性の材料から形成されている、請求項１記載のアンテナ。
【請求項１１】
前記導電性の材料は、銅、アルミニウム、ステンレス鋼、青銅、青銅の合金、絶縁性基板上の銅箔、絶縁性基板上のアルミニウム箔、絶縁性基板上の金箔、銀めっきされた銅、絶縁性基板上の銀めっきされた銅箔、絶縁性基板上の銀箔、錫めっきされた銅、グラファイトを含む布、グラファイトコーティングされた基板、銅めっきされた基板、青銅めっきされた基板およびアルミニウムめっきされた基板から成るグループから選択される、請求項１０記載のアンテナ。
【請求項１２】
該グランド面は導電性の材料から形成されている、請求項１記載のアンテナ。
【請求項１３】
前記導電性の材料は、銅、アルミニウム、ステンレス鋼、青銅、青銅の合金、絶縁性基板上の銅箔、絶縁性基板上のアルミニウム箔、絶縁性基板上の金箔、銀めっきされた銅、絶縁性基板上の銀めっきされた銅箔、絶縁性基板上の銀箔、錫めっきされた銅、グラファイトを含む布、グラファイトコーティングされた基板、銅めっきされた基板、青銅めっきされた基板およびアルミニウムめっきされた基板から成るグループから選択される、請求項１２記載のアンテナ。
【請求項１４】
該グランド面は、絶縁性基板の一方の面に設けられており、
該放射素子は、該絶縁性基板上の他方の面に設けられている、請求項１記載のアンテナ。
【請求項１５】
該グランド面、前記絶縁性基板および該放射素子はフレキシブルである、請求項１４記載のアンテナ。
【請求項１６】
該グランド面の第１のエリアおよび該放射素子の第２のエリアは矩形である、請求項１記載のアンテナ。
【請求項１７】
該グランド面の第１のエリアおよび該放射素子の第２のエリアは非矩形である、請求項１記載のアンテナ。
【請求項１８】
少なくとも１つの機械的な支持部を取り付けるため、該放射素子に少なくとも１つの開口が設けられている、請求項１記載のアンテナ。
【請求項１９】
少なくとも１つの機械的な支持部を取り付けるために、該グランド面に少なくとも１つの開口が設けられている、請求項１記載のアンテナ。
【請求項２０】
平板状逆Ｆアンテナであって、
第１の平面および第１のエリアを有するグランド面と、第２の平面および第２のエリアを有する放射素子とを有し、
該放射素子の第２の平面は、該グランド面の第１の平面と実質的に同一平面上にある形式のものにおいて、
第１の接続線路が、該グランド面の縁部および該放射素子の縁部に結合されており、
第２の接続線路が該放射素子の縁部に、該第１の接続線路が結合された一方の面で結合されていることを特徴とする平板状逆Ｆアンテナ。
【請求項２１】
平板状逆Ｆアンテナであって、
第１の平面および第１の周縁部を有するグランド面と、第２の平面および第２の周縁部を有する放射素子とを備えており、
該グランド面の第１の周縁部上には、複数の第１の縁部が設けられており、
該放射素子の第２の周縁部上には、複数の第２の縁部が設けられており、
該放射素子の第２の平面は、該グランド面の第１の平面と実質的に同一平面上にある形式のものにおいて、
第１の接続線路が、前記複数の第１の縁部のうち第１の縁部と、前記複数の第２の縁部のうち第１の縁部とに結合されており、
第２の接続線路が、前記第１の接続線路の一方の側にて、前記複数の第２の縁部のうち該第１の縁部に結合されていることを特徴とする平板状逆Ｆアンテナ。
【請求項２２】
広帯域幅の平板状逆Ｆアンテナの製造方法であって、
グランド面を第１の平面上に形成するステップと、
放射素子を第２の平面上に形成するステップとを有し、
前記第２の平面は、前記第１の平面と実質的に同一平面上に存在する形式の方法において、
第１の接続線路を該グランド面の第１の縁部に結合し、かつ第１のコンタクト位置にて該放射素子の第２の縁部に結合するステップと、
第２の接続線路を、第２のコンタクト位置および第３のコンタクト位置にて、該放射素子の第２の縁部に結合するステップとを有することを特徴とする製造方法。
【請求項２３】
前記第１のコンタクト位置は、前記第２のコンタクト位置と第３のコンタクト位置との間に存在する、請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記第２の接続線路を、複数のコンタクト位置にて該放射素子の第２の縁部に結合するステップを有する、請求項２２記載の方法。
【請求項２５】
平板状逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）を有する無線システムであって、
第１の平面および第１のエリアを有するグランド面と、第２の平面および第２のエリアを有する放射素子とを有し、
該放射素子の第２の平面は、該グランド面の第１の平面と実質的に同一平面上に存在する形式のものにおいて、
第１の接続線路が該グランド面の第１の縁部に結合されており、かつ第１のコンタクト位置にて該放射素子の第２の縁部に結合されており、
第２の接続線路が、第２のコンタクト位置および第３のコンタクト位置にて該放射素子の第２の縁部に結合されており、
前記第１の接続線路および第２の接続線路は、所望のインピーダンスにて無線に整合されて結合されていることを特徴とする無線システム。
【請求項２６】
該無線システムは移動電話システムの一部である、請求項２５記載の無線システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の背景
本発明は概して、アンテナに関する。とりわけ本発明は、比較的広い帯域幅の等方性平板状Ｆアンテナに関する。
【０００２】
平板状逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）は、たとえば携帯電話、無線パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、無線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）−ブルートゥース等の無線通信にて使用される。ＰＩＦＡは一般的には、第１のエリアを有する平板状の放射素子と、該放射素子の第１エリアに対して平行な第２のエリアを有するグランド面とを備えている。導電性の第１の線路は、放射素子の一方の側の縁部に位置付けられた第１のコンタクトで該放射素子に結合されている。第１の線路は、グランド面にも結合されている。導電性の第２の線路は、第１の線路と同じ側に沿って放射素子に結合されているが、該縁部上の、第１の線路と異なるコンタクト位置で結合されている。第１の線路および第２の線路はＰＩＦＡの動作の周波数にて、たとえば５０Ω等の所望のインピーダンスに整合されて結合されている。ＰＩＦＡでは第１の線路および第２の線路は、該第１の線路および第２の線路が結合された放射素子の縁部に対して垂直であるため、逆Ｆ形状を形成する（それゆえ、平板状逆Ｆアンテナという名称が付けられている）。
【０００３】
ＰＩＦＡの共振周波数は一般的には、放射素子のエリア、および少なくとも放射素子とグランド面との間の間隔（ＰＩＦＡアセンブリの厚さ）とによって決定される。ＰＩＦＡの帯域幅は一般的には、ＰＩＦＡアセンブリの厚さ、および放射素子とグランド面との間の電気的結合とによって決定される。実際のＰＩＦＡの適用を設計する上で重大な問題は、所望の動作帯域幅を得ることと、ＰＩＦＡ容積（面積×厚さ）を低減することとの間の妥協である。さらに有利には、グランド面のエリア（シールド）が大きくなると、たとえば移動携帯電話機から、ユーザの頭へ入る可能性のある無線周波数エネルギー（ＳＡＲ値＝specific absorption rate）が低減される。しかし、厚さ（放射素子エリアとグランド面エリアとの間の間隔）が縮小されずにグランド面エリアが大きくなると、ＰＩＦＡの容積が増大する。
【０００４】
無線通信の適用例の数が増加し、無線装置の物理的なサイズが縮小するにつれて、これらの適用例および装置のためのアンテナが必要になる。従来公知の平板状逆Ｆアンテナは、所与の無線適用例に対してＰＩＦＡの容積（厚さ）の低減を要求することによって、帯域幅を犠牲にしていた。
【０００５】
したがって、ＰＩＦＡの容積（厚さ）を増大する必要なく、ＰＩＦＡの帯域幅を改善する必要がある。
【０００６】
本発明の要約
本発明では、ＰＩＦＡの使用可能な帯域幅を増大するための装置、システムおよび方法を提供することによって、ＰＩＦＡの容積（厚さ）を増大させる必要なく、既存の技術の上記の問題および別の欠点の双方が解消される。
【０００７】
本発明の実施例によれば、単帯域のＰＩＦＡ構造は、第１のエリアを有する平板状の放射素子と、放射素子の第１のエリアに対して実質的に平行な第２のエリアを有するグランド面とを有する。導電性の第１の線路が、放射素子の一方の側の縁部に位置する第１のコンタクトに結合されている。該第１の線路は、グランド面にも結合されている。導電性の第２の線路が、第１のコンタクトと同じ側に沿って位置する第２のコンタクトおよび第３のコンタクトにて、しかも縁部上の第１のコンタクトと異なる位置で、放射素子に結合されている。第１の線路および第２の線路は、ＰＩＦＡの動作の周波数において、たとえば５０Ωの所望のインピーダンスに整合されている。
【０００８】
本発明の実施形態および利点は、添付の図面と関連する以下の説明を参照すると、より完全に理解できる。
【０００９】
図面の簡単な説明
図１は、従来技術の平板状逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）の概略図である。
【００１０】
図２は、本発明による平板状逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）の実施例の概略図である。
【００１１】
図３Ａおよび３Ｂは、僅かに異なる動作共振周波数を有するＰＩＦＡの構成の概略図である。
【００１２】
図３Ｃは、本発明の実施例による、図３Ａと図３Ｂとを組み合わせて１つの広帯域ＰＩＦＡ構成にされたＰＩＦＡ構成の概略図である。
【００１３】
図４は、本発明の実施形態によるＰＩＦＡのパフォーマンス帯域幅の改善を、従来技術のＰＩＦＡと比較して示した図である。
【００１４】
本発明の実施形態の詳細な説明
本発明の実施例によれば単帯域ＰＩＦＡ構造には、第１のエリアを有する平板状の放射素子と、該放射素子の第１のエリアに対して実質的に平行な第２のエリアを有するグランド面とが含まれている。第１の導電性線路が、放射素子の一方の側の縁部に位置付けられた第１のコンタクトにおいて該放射素子に結合されている。第１の線路はグランド面にも結合されている。第２の導電性線路が、第１のコンタクトと同じ側に沿って位置付けられた第２のコンタクトおよび第３のコンタクトにて、しかも第１のコンタクトと異なる縁部上の位置にて、放射素子に結合されている。第１の線路および第２の線路は、ＰＩＦＡの動作の周波数にて所望のインピーダンス、たとえば５０Ωに整合されている。
【００１５】
本発明によれば、１つより多くのコンタクトにて第２の線路と放射素子とを接続することにより、所与の容積のＰＩＦＡ構造において帯域幅が増大される。この付加的なコンタクト位置は、変更されないＰＩＦＡの容積の範囲内にあるので、帯域幅対容積比が良好になる。たとえば、比較的薄いＰＩＦＡ構造から、比較的大きな帯域幅が得られる。
【００１６】
本発明の枠内では、異なる位置に設けられた複数のコンタクトを使用して、伝送線路とＰＩＦＡの放射素子エリアの１つまたは複数の縁部とを電気的に結合することが考えられる。さらに、本発明によるＰＩＦＡ構造（たとえばグランド面および放射素子）は、決して１つの形状、大きさおよび／または形態に制限されることはない。グランド面および放射素子は、どの種類の導電性の材料からでも形成することができる。この導電性の材料はたとえば、金属、グラファイトが含まれた布、導電性コーティングが塗布されたフィルム等である。放射素子とグランド面との間の間隔もまた、幾つかの実施形態では一定である必要がない。本発明の多重コンタクト位置の実施形態を、製造コストを増大させることなくプッシュベンドアンテナ（push bend antenna）構造のための平板状構造に利用することもできる。放射素子および／またはグランド面に少なくとも１つの開口を、放射素子および／またはグランド面のための少なくとも１つの機械的な支持部を取り付けるために使用することができる。前記機械的な支持部はたとえば、スペーサおよび支持構造である。
【００１７】
本発明は、第１の平面および第１のエリアを有するグランド面と、第２の平面および第２のエリアとを有する放射素子とを備えた次のようなアンテナに関する。すなわち、放射素子の第２の平面は、グランド面の第１の平面と実質的に同一平面上に存在し、第１の接続線路がグランド面の第１の縁部に結合されており、かつ第１のコンタクト位置にて放射素子の第２の縁部に結合されており、第２の接続線路が第２のコンタクト位置および第３のコンタクト位置にて放射素子の第２の縁部と結合されているアンテナに関する。グランド面の第１のエリアを放射素子の第２のエリアより大きくするか、または、グランド平面の第１のエリアを放射素子の第２のエリアと等しくすることができる。第１のコンタクト位置は、第２のコンタクト位置と第３のコンタクト位置との間に設けることができる。第２の接続線路は、複数のコンタクト位置にて放射素子の第２の縁部に結合される。第１の接続線路および第２の接続線路は、所望のインピーダンスに整合される。所望のインピーダンスは約５０Ωとすることができ、幾つかの実施形態では、約５０Ω〜約７５Ωとすることができる。別の実施形態では、所望のインピーダンスを約２０Ω〜約３００Ωとすることができる。放射素子およびグランド面は、導電性の材料から形成される。この導電性の材料は、本発明の種々の実施形態に基づいて、銅、アルミニウム、ステンレス鋼、青銅、青銅の合金、絶縁性基板上の銅箔、絶縁性基板上のアルミニウム箔、絶縁性基板上の金箔、銀めっきされた銅、絶縁性基板上の銀めっきされた銅箔、絶縁性基板上の銀箔および錫めっきされた銅、グラファイトが含まれた布、グラファイトコーティングされた基板、銅めっきされた基板、青銅めっきされた基板およびアルミニウムめっきされた基板から成るグループの中から選択される。グランド面は絶縁性基板の一方の側に設けられ、放射素子は該絶縁性基板の他方の側に設けられる。グランド面、絶縁性基板および放射素子は、フレキシブルとすることができる。グランド面の第１のエリアおよび放射素子の第２のエリアは、矩形または非矩形とすることができる。
【００１８】
本発明はまた、第１の平面および第１のエリアを有するグランド面と、第２の平面および第２のエリアを有する放射素子とを有する次のような平板状逆Ｆアンテナにも関する。すなわち、放射素子の第２の平面はグランド面の第１の平面と実質的に同一平面上にあり、第１の接続線路がグランド面の縁部および放射素子の縁部に結合されており、該第１の接続線路が結合された一方の側にある放射素子の縁部に第２の接続線路が結合されている平板状逆Ｆアンテナにも関する。
【００１９】
本発明は、第１の平面と第１の周縁部と該第１の周縁部上に第１の複数の縁部とを有するグランド面と、第２の平面と第２の周縁部と該第２の周縁部上に第２の複数の縁部とを有する放射素子とを備えた次のような平板状逆Ｆアンテナに関する。すなわち、放射素子の第２の平面は、グランド面の第１の平面と実質的に同一平面上に存在し、第１の接続線路が第１の複数の縁部のうち第１の縁部と、第２の複数の縁部のうち第１の縁部とに結合されており、第２の接続線路が、該第１の接続線路の一方の側の第２の複数の縁部のうち前記第１の縁部に結合されている平板状逆Ｆアンテナに関する。
【００２０】
本発明はまた、グランド面を第１の平面上に形成するステップと、放射素子を第２の平面上に形成するステップとを有する広帯域幅の平板状逆Ｆアンテナの次のような製造方法にも関する。すなわち、第２の平面を第１の平面と実質的に同一平面上とし、第１の接続線路をグランド面の第１の縁部と結合し、かつ第１のコンタクト位置にて放射素子の第２の縁部と結合するステップと、第２のコンタクト位置および第３のコンタクト位置にて第２の接続線路を放射素子の第２の縁部と結合するステップとを有する製造方法にも関する。第１のコンタクト位置は、第２のコンタクト位置と第３のコンタクト位置との間に設けられる。結合のステップはさらに、複数のコンタクト位置にて第２の接続線路を放射素子の第２の縁部と結合するステップを含むことができる。
【００２１】
本発明はまた、第１の平面および第１のエリアを有するグランド面と、第２の平面および第２のエリアを有する放射素子とを備えた平板状逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）を含む次のような無線システムにも関する。すなわち、放射素子の第２の平面は、グランド面の第１の平面と実質的に同一平面上に存在し、第１の接続線路がグランド面の第１の縁部と結合されており、かつ第１のコンタクト位置にて放射素子の第２の縁部と結合されており、第２のコンタクト位置および第３のコンタクト位置にて第２の接続線路が放射素子の第２の縁部と結合されており、第１の接続線路および第２の接続線路は、所望のインピーダンスで無線に整合されて結合されている。
【００２２】
本発明の技術的な利点は、容積を増大させずに帯域幅が増大されることである。別の技術的な利点は、ＰＩＦアンテナの容積を増大させずに、グランド面エリアを拡大することによって固有の吸収率が低減されることである。別の技術的利点は、帯域幅が増大されることによって、製造時にアンテナ特性の変化を引き起こしてしまう幾何的な変化に対して、より高い耐性のアンテナが実現される。別の技術的利点は、調整および製造公差が比較的クリティカルでなくなることである。これによって、大量生産における歩留まりが向上される。
【００２３】
本発明では、種々の変更および択一的な形態を実施することができる。本発明の実施形態を、図面に示された実施例によって紹介し、ここで詳細に説明する。しかしもちろん、ここに示された本発明の実施形態の説明は、開示された特定の形態に本発明を制限するためのものではない。むしろ、本発明の思想および範囲に当てはまる、従属請求項によって定義されたすべての変更、択一的形態および同等の形態を含めるべきである。
【００２４】
ここで図面を参照すると、本発明の実施例が概略的に図解されている。図面中の同一の要素は同一の番号によって示されており、同様の要素は、小文字の接尾辞を有する同一の番号によって示されている。
【００２５】
図１は、従来技術の平板状逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）の概略図である。従来技術のＰＩＦＡは、全体的に番号１００によって示されている。ＰＩＦＡ１００は、放射素子１０２と、グランド面１０４と、第１の接続線路１１０と、第２の接続線路１１２とを有しており、前記第１の接続線路はコンタクト位置１０８にて放射素子１０２と結合されており、前記第２の接続線路はコンタクト１０６にて放射素子１０２と結合されている。第１の接続線路１１０は、グランド面１０４にも結合されている。接続線路１１０および１１２はそれぞれ、接続部１１６および１１４を介して無線システム（図示されていない）と結合されるように整合されている。接続部１１４および１１６は一般的に、ＰＩＦＡの動作の周波数において、たとえば５０Ω等の所望のインピーダンスに整合されている。接続部１１４は、一般的には「電気が流れている（hot）」接続部であり、接続部１１６は一般的にはアース接続部である。
【００２６】
図２を参照すると、本発明による平板状逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）の実施例の概略図が詳細に示されている。ＰＩＦＡの本発明の実施例は、全体的に番号２００によって示されている。ＰＩＦＡ２００は、放射素子２０２と、グランド面２０４と、コンタクト位置２０８にて放射素子２０２に結合された第１の接続線路２１０と、第２の接続線路２１２とを有している。この第２の接続線路２１２は、コンタクト位置２０６および２１８にて放射素子２０２に結合された第３の接続線路２２０に結合されている。第１の接続線路２１０は、グランド面２０４にも結合されている。接続線路２１０および２１２は、それぞれ接続部１１６および１１４を介して、無線システム（図示されていない）に整合されて結合されている。接続部１１４および１１６は一般的には、ＰＩＦＡ２００の動作の周波数にて、所望のインピーダンスに整合されている。この所望のインピーダンスはたとえば、２０Ω、５０Ω、７５Ω、または２０〜３００Ωである。接続部１１４は一般的には、「電気が流れている」接続部であり、接続部１１６は一般的には、アース接続部である。本発明によれば、複数のコンタクト位置（２０６，２１８）にて放射素子２０２に結合することにより、ＰＩＦＡ２００の帯域幅が増大される。
【００２７】
帯域幅が増大されると、放射素子２０２およびグランド面２０４は相互により接近し（薄くなり）、ＰＩＦＡ２００の所要容積が小さくなる。本発明の枠内で考えられるのは、２つより多くのコンタクト位置にて放射素子２０２に結合して、本発明によるＰＩＦＡ２００の帯域幅を拡大することである。
【００２８】
グランド面２０４および／または放射素子２０２に、たとえば孔または切り欠き等の開口を設け、重量を低減し、および／または、グランド面２０４および／または放射素子２０２を保持するために機械的な支持部を取り付けることができる。この機械的な支持部はたとえば、誘電絶縁性の支持部（図示されていない）である。
【００２９】
本発明は、１つの形状、大きさおよび／または形態にのみ限定されることは決してない。グランド面２０４および放射素子２０２は、どの種類の導電性材料からも形成することができる。この導電性材料はたとえば、金属、金属合金、グラファイトが含まれた布、金属コーティングが塗布されたフィルム等である。放射素子２０２とグランド面２０４との間の間隔は、一定でなくてよい。本発明の多重コンタクト位置の実施形態を、製造コストを増加させずに、プッシュベンドアンテナ構成のための平板状構造に有効に使用することもできる。
【００３０】
図３Ａおよび３Ｂを参照すると、僅かに異なる周波数において共振するＰＩＦＡ構成の概略図が示されている。図３Ａにて示されたＰＩＦＡは第１の周波数にて共振し、図３Ｂに示されたＰＩＦＡは第２の周波数にて共振する。第１の共振周波数および第２の共振周波数は、僅かに異なる。たとえば、第１の周波数は約１９００ＭＨｚであり、第２の周波数は約２１００ＭＨｚである（ＰＣＳ電話）。図３Ａの放射素子３０２Ａは、図３ＢのＰＩＦＡの放射素子３０２Ｂと同一である。これら２つのＰＩＦＡの間で共振周波数が異なるのは、コンタクト位置３０６および３１８が放射素子３０２Ａおよび３０２Ｂにてそれぞれ、異なる場所に位置することに因る。
【００３１】
図３Ｃを参照すると、図３Ａと３Ｂとが組み合わされて１つの広帯域ＰＩＦＡ構成になったＰＩＦＡ構成が、概略的に図解されている。図３Ａおよび３Ｂの２つのＰＩＦＡ構造が組み合わされる場合、別個の放射素子３０２を必要とせずに、組み合わせＰＩＦＡの帯域幅が拡大される。接続線路３１０および３１２のセットだけを使用して、接続線路３２０を介してコンタクト位置３０６および３１８にて、接続線路３１２を放射素子３０２に結合することができる。アース接続線路３１０は、この新たなＰＩＦＡ構造でも共通の接続線路となっている。放射素子３０２にて異なるコンタクト位置（３０６，３１８）を組み合わせることにより、多重共振、密接に結合された「スタガ同調」ＰＩＦＡ構造が実現される。このようにして実現されたＰＩＦＡ構造は、より幅広い帯域幅を有し、製造してＰＣＳ等の無線システムにて使用するのに、よりクリティカルでなくなる。
【００３２】
図４には、本発明の実施形態によるＰＩＦＡのパフォーマンス帯域幅の改善が、従来技術のＰＩＦＡと比較して示されている。この図は、（単に例として）ＰＣＳの適用のための従来のＰＩＦＡとともに、３つの供給点を有する本発明の改善されたＰＩＦＡ構造のパフォーマンス改善がプロットされている。ＰＣＳの適用では、１４０ＭＨｚの帯域幅（１８５０〜１９９０ＭＨｚ）が要求される。図４には、周波数を横軸として２つの入力反射係数Ｓ１１の大きさがプロットされている。点線によって示されているのは、１４１．８ＭＨｚの帯域幅を有する標準的なＰＩＦＡの周波数帯域幅であり、実線は、１９８．４ＭＨｚを有する本発明の実施形態による３コンタクトＰＩＦＡの周波数帯域を示している。ここでは、本発明の実施形態において（帯域幅の設定が−１０ｄＢであると仮定して）、パフォーマンスの改善が約５８ＭＨｚであることが示されている。
【００３３】
本発明は、本発明の実施例と関連して説明された。本発明によればシステムに対するパラメータは、とりわけ設計エンジニアが所望の適用のために該パラメータを指定および選択することによって変更することができる。さらに、ここに挙げられた思想に基づいて通常の知識を有する当業者が考案することもできる別の実施形態も、もちろん本発明の範囲内である。これは、従属請求項によって定義されている。本発明は、当業者にも理解できるように異なって、しかも同様に、変更および実施することができ、ここに挙げられた思想の利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】従来技術の平板状逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）の概略図である。
【図２】本発明による平板状逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）の実施例の概略図である。
【図３Ａ】僅かに異なる動作共振周波数を有するＰＩＦＡの構成の概略図である。
【図３Ｂ】僅かに異なる動作共振周波数を有するＰＩＦＡの構成の概略図である。
【図３Ｃ】本発明の実施例による、図３Ａと図３Ｂとを組み合わせて１つの広帯域ＰＩＦＡ構成にされたＰＩＦＡ構成の概略図である。
【図４】本発明の実施形態によるＰＩＦＡのパフォーマンス帯域幅の改善を、従来技術のＰＩＦＡと比較して示した図である。
【図１】
2006501699.tif 000003
【図２】
2006501699.tif 000004
【図３Ａ】
2006501699.tif 000005
【図３Ｂ】
2006501699.tif 000006
【図３Ｃ】
2006501699.tif 000007
【図４】
2006501699.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成15年9月18日(2003.9.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明は、第１の平面および第１のエリアを有するグランド面と、第２の平面および第２のエリアとを有する放射素子とを備えた次のようなアンテナに関する。すなわち、放射素子の第２の平面は、グランド面の第１の平面と実質的に平行であり、第１の接続線路がグランド面の第１の縁部に結合されており、かつ第１のコンタクト位置にて放射素子の第２の縁部に結合されており、第２の接続線路が第２のコンタクト位置および第３のコンタクト位置にて放射素子の第２の縁部と結合されているアンテナに関する。グランド面の第１のエリアを放射素子の第２のエリアより大きくするか、または、グランド平面の第１のエリアを放射素子の第２のエリアと等しくすることができる。第１のコンタクト位置は、第２のコンタクト位置と第３のコンタクト位置との間に設けることができる。第２の接続線路は、複数のコンタクト位置にて放射素子の第２の縁部に結合される。第１の接続線路および第２の接続線路は、所望のインピーダンスに整合される。所望のインピーダンスは約５０Ωとすることができ、幾つかの実施形態では、約５０Ω〜約７５Ωとすることができる。別の実施形態では、所望のインピーダンスを約２０Ω〜約３００Ωとすることができる。放射素子およびグランド面は、導電性の材料から形成される。この導電性の材料は、本発明の種々の実施形態に基づいて、銅、アルミニウム、ステンレス鋼、青銅、青銅の合金、絶縁性基板上の銅箔、絶縁性基板上のアルミニウム箔、絶縁性基板上の金箔、銀めっきされた銅、絶縁性基板上の銀めっきされた銅箔、絶縁性基板上の銀箔および錫めっきされた銅、グラファイトが含まれた布、グラファイトコーティングされた基板、銅めっきされた基板、青銅めっきされた基板およびアルミニウムめっきされた基板から成るグループの中から選択される。グランド面は絶縁性基板の一方の側に設けられ、放射素子は該絶縁性基板の他方の側に設けられる。グランド面、絶縁性基板および放射素子は、フレキシブルとすることができる。グランド面の第１のエリアおよび放射素子の第２のエリアは、矩形または非矩形とすることができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明はまた、第１の平面および第１のエリアを有するグランド面と、第２の平面および第２のエリアを有する放射素子とを有する次のような平板状逆Ｆアンテナにも関する。すなわち、放射素子の第２の平面はグランド面の第１の平面と実質的に平行であり、第１の接続線路がグランド面の縁部および放射素子の縁部に結合されており、該第１の接続線路が結合された一方の側にある放射素子の縁部に第２の接続線路が結合されている平板状逆Ｆアンテナにも関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明は、第１の平面と第１の周縁部と該第１の周縁部上に第１の複数の縁部とを有するグランド面と、第２の平面と第２の周縁部と該第２の周縁部上に第２の複数の縁部とを有する放射素子とを備えた次のような平板状逆Ｆアンテナに関する。すなわち、放射素子の第２の平面は、グランド面の第１の平面と実質的に平行であり、第１の接続線路が第１の複数の縁部のうち第１の縁部と、第２の複数の縁部のうち第１の縁部とに結合されており、第２の接続線路が、該第１の接続線路の一方の側の第２の複数の縁部のうち前記第１の縁部に結合されている平板状逆Ｆアンテナに関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
本発明はまた、グランド面を第１の平面上に形成するステップと、放射素子を第２の平面上に形成するステップとを有する広帯域幅の平板状逆Ｆアンテナの次のような製造方法にも関する。すなわち、第２の平面を第１の平面と実質的に平行とし、第１の接続線路をグランド面の第１の縁部と結合し、かつ第１のコンタクト位置にて放射素子の第２の縁部と結合するステップと、第２のコンタクト位置および第３のコンタクト位置にて第２の接続線路を放射素子の第２の縁部と結合するステップとを有する製造方法にも関する。第１のコンタクト位置は、第２のコンタクト位置と第３のコンタクト位置との間に設けられる。結合のステップはさらに、複数のコンタクト位置にて第２の接続線路を放射素子の第２の縁部と結合するステップを含むことができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
本発明はまた、第１の平面および第１のエリアを有するグランド面と、第２の平面および第２のエリアを有する放射素子とを備えた平板状逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）を含む次のような無線システムにも関する。すなわち、放射素子の第２の平面は、グランド面の第１の平面と実質的に平行であり、第１の接続線路がグランド面の第１の縁部と結合されており、かつ第１のコンタクト位置にて放射素子の第２の縁部と結合されており、第２のコンタクト位置および第３のコンタクト位置にて第２の接続線路が放射素子の第２の縁部と結合されており、第１の接続線路および第２の接続線路は、所望のインピーダンスで無線に整合されて結合されている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
アンテナであって、
第１の平面および第１のエリアを有するグランド面と、第２の平面および第２のエリアを有する放射素子とを有し、
該放射素子の第２の平面は、該グランド面の第１の平面と実質的に平行である形式のものにおいて、
第１の接続線路が、該グランド面の第１の縁部に結合されており、かつ第１のコンタクト位置にて該放射素子の第２の縁部に結合されており、
第２の接続線路が、第２のコンタクト位置および第３のコンタクト位置にて、該放射素子の第２の縁部に結合されていることを特徴とするアンテナ。
【手続補正７】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２０】
平板状逆Ｆアンテナであって、
第１の平面および第１のエリアを有するグランド面と、第２の平面および第２のエリアを有する放射素子とを有し、
該放射素子の第２の平面は、該グランド面の第１の平面と実質的に平行である形式のものにおいて、
第１の接続線路が、該グランド面の縁部および該放射素子の縁部に結合されており、
第２の接続線路が該放射素子の縁部に、該第１の接続線路が結合された一方の面で結合されていることを特徴とする平板状逆Ｆアンテナ。
【手続補正８】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２１】
平板状逆Ｆアンテナであって、
第１の平面および第１の周縁部を有するグランド面と、第２の平面および第２の周縁部を有する放射素子とを備えており、
該グランド面の第１の周縁部上には、複数の第１の縁部が設けられており、
該放射素子の第２の周縁部上には、複数の第２の縁部が設けられており、
該放射素子の第２の平面は、該グランド面の第１の平面と実質的に平行である形式のものにおいて、
第１の接続線路が、前記複数の第１の縁部のうち第１の縁部と、前記複数の第２の縁部のうち第１の縁部とに結合されており、
第２の接続線路が、前記第１の接続線路の一方の側にて、前記複数の第２の縁部のうち該第１の縁部に結合されていることを特徴とする平板状逆Ｆアンテナ。
【手続補正９】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２２】
広帯域幅の平板状逆Ｆアンテナの製造方法であって、
グランド面を第１の平面上に形成するステップと、
放射素子を第２の平面上に形成するステップとを有し、
前記第２の平面は、前記第１の平面と実質的に平行である形式の方法において、
第１の接続線路を該グランド面の第１の縁部に結合し、かつ第１のコンタクト位置にて該放射素子の第２の縁部に結合するステップと、
第２の接続線路を、第２のコンタクト位置および第３のコンタクト位置にて、該放射素子の第２の縁部に結合するステップとを有することを特徴とする製造方法。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２５】
平板状逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）を有する無線システムであって、
第１の平面および第１のエリアを有するグランド面と、第２の平面および第２のエリアを有する放射素子とを有し、
該放射素子の第２の平面は、該グランド面の第１の平面と実質的に平行である形式のものにおいて、
第１の接続線路が該グランド面の第１の縁部に結合されており、かつ第１のコンタクト位置にて該放射素子の第２の縁部に結合されており、
第２の接続線路が、第２のコンタクト位置および第３のコンタクト位置にて該放射素子の第２の縁部に結合されており、
前記第１の接続線路および第２の接続線路は、所望のインピーダンスにて無線に整合されて結合されていることを特徴とする無線システム。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2006501699.tif 000009
【国際調査報告】
2006501699.tif 000010
2006501699.tif 000011
2006501699.tif 000012