(57)【要約】本発明は、無線通信装置の上部に備えられ、所定の厚みを持った直線形状で連続的に伸び、上方向に向けて形成されてＬ値を形成する供給点と、上記供給点付近に設けられて、Ｃ値を形成するオフセット点とに基づいて、インピーダンスを金属自身の抵抗値にまで低下させるアンテナパターンと、上記アンテナパターンを保護・絶縁するアンテナケースとを備えている折り返しモノポールアンテナに関する。本発明によって、従来のヘリカルアンテナと比較して、増幅率を低くし、Ｑ値を大きく高めることが可能となる。
2006506841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
折り返しモノポールアンテナであって、アンテナパターンと、アンテナケースとを備え、
上記アンテナパターンは、
無線通信装置の上部に備えられ、所定の厚みを持った直線形状で連続的に伸び、上方向に向けて形成されてＬ値を形成する供給点と、
上記供給点付近に設けられて、Ｃ値を形成するオフセット点とに基づいて、
インピーダンスを金属自身の抵抗値にまで低下させ、
上記アンテナケースは、上記アンテナパターンを保護・絶縁することを特徴とする折り返しモノポールアンテナ。
【請求項２】
上記アンテナパターンは、略長方形に形成され、上記長方形の内部を長手方向に沿って数回往復するようになっていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
上記アンテナパターンは、所定の距離だけ長手方向に伸び、所定の方向に曲げられ、左右方向に往復しながら下方向に伸び、その面の左側部分の一部が９０°の角度に曲げられていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項４】
上記アンテナパターンは、長手方向に伸び、所定の方向に曲げられ、所定の距離だけ伸び、左右方向に往復しながら下方向に伸びていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項５】
上記アンテナパターンは、略長方形に形成され、その面において中心に向かうように数回曲げられていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔技術分野〕
本発明は、モノポールアンテナに関する。具体的には、改善された折り返し式モノポールアンテナに関する。上記モノポールアンテナは、上方向に向けられてＬ値を有する供給点（feeding point）と、供給点の近接部分に平行であってＣ値を有するオフセット点（offset point）を備えている。これにより、金属自身の抵抗値に基づいてインピーダンス値を低下させ、無線通信装置（wireless instrument）の信号の送受信動作を行う際の直接の媒介物を構成することが可能となる。
【０００２】
〔背景技術〕
通常、携帯電話のような従来の無線通信装置は、モノポールアンテナを用いて電気信号を送受信できるように構成されている。従来の携帯電話のモノポールアンテナは、携帯電話のケースに接地されたチューブ型のアンテナ装置と、接地された上記チューブ型アンテナ装置の内部に配置された金属ロッドとから形成されている。無線通信にとって必要とされる、高増幅率及び広域帯幅といった特性を得るには、既存の携帯電話のケースよりも長いアンテナを設計しなければならない。しかし、長い携帯電話のアンテナは、携帯電話の携帯性を損ねてしまうので、携帯電話を使用しない時は、モノポールアンテナのアンテナ部はケース内へ入れ子式に畳み込み収納できるように設計されている。
【０００３】
一方、無線通信に必要とされる所定の増幅率及び帯域幅特性を得るには、モノポールアンテナが広がりを有するように設計されなければならない。そこで、モノポールアンテナの増幅率及び帯域幅に影響を与えることなく、アンテナの長さ及び容積を小さくするために、多くの研究が行われている。
【０００４】
〔発明の開示〕
したがって、本発明の主な目的は、従来技術のアンテナが直面する問題点を克服できる折り返しモノポールアンテナを提供することである。
【０００５】
本発明のもう１つの目的は、システム本来の性能を低下させることなく、薄型に設計することを可能とし、さらに、従来技術のヘリカルアンテナ又はその他の一般的なアンテナと比較して、優れた性能を得ることができる折り返しモノポールアンテナを提供することである。
【０００６】
上記の目的を達するために、本発明において、以下のようなモノポールアンテナを提供する。本発明に係るモノポールアンテナは、無線通信装置の上部に備えられ、所定の厚みを持った直線形状で連続的に伸び、上方向に向けて形成されて、Ｌ値を形成する供給点と、上記供給点付近に設けられて、Ｃ値を形成するオフセット点とに基づいて、インピーダンスを金属自身の抵抗値にまで低下させるアンテナパターンと、上記アンテナパターンを保護・絶縁するアンテナケースとを備えている。
【０００７】
〔発明を実施する最良の形態〕
添付の図面に関する記述を通して、本発明の好適な実施例の説明を行う。
【０００８】
図１は、折り返しモノポールアンテナが取り付けられた、携帯電話の背面の構造を示した斜視図である。アンテナ１０は、電気信号の送受信を行う所定の媒介物である折り返しモノポールアンテナ１２と、電気信号の無線送受信動作を行う携帯電話本体１４と、携帯電話を駆動する電力を供給するバッテリー（図示せず）とを備えている。なお、バッテリーは本発明に直接関係が無いため、バッテリーに関する詳細な記述は省略する。
【０００９】
アンテナパターン１２ａは、折り返しモノポールアンテナ１２の内部に形成されている。このアンテナパターン１２ａは、電気信号を直接無線送受信できるように、導電性の金属素材によって形成される。アンテナパターン１２ａは、所定の厚みを有しており、平面上において規則的に数回折り曲げられることにより形成されている。
【００１０】
上記のアンテナパターン１２ａは、以下に示されるような種々の形状で構成されても構わない。
【００１１】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の形態１において、アンテナパターンは長方形になるよう形成されており、この平面上において、その長方形の中心に向かって数回曲げられている。
【００１２】
図２は、本実施形態に係る折り返しモノポールアンテナのアンテナパターンを示した図である。図示されるように、第１アンテナパターン１２２は長方形になるように形成されており、この平面上において、その中心に向かって数回曲げられている。また、上記アンテナパターン１２２は、下記の方法により所定の角度で下部が曲げられ、第１部分Ｔ１が形成されている。すなわち、第1部分Ｔ１は、長方形であり、平面上において中心方向に数回曲げられることにより形成される。さらに、上記パターン１２２には、携帯電話本体１４の上部にアンテナパターンを固定するための固定点１６が形成されている。
【００１３】
〔実施の形態２〕
本発明の実施の形態２においては、アンテナパターンは長方形になるように形成され、当該長方形内部で数回長手方向に繰り返し折り畳まれて形成される。
【００１４】
図３は、本実施形態に係る折り返しモノポールアンテナのアンテナパターンを示した図である。第２アンテナパターン２１は、長方形になるように形成されており、当該長方形内部で折り曲げられて、長手方向に繰り返し折り畳まれて形成されている。また、第２アンテナパターン２１には、所定の角度で下部が曲げられた第１部分Ｔ１と、携帯電話本体１４の上部にアンテナパターンを固定するための固定点１６が備えられている。
【００１５】
〔実施の形態３〕
本発明の実施の形態３においては、アンテナパターンは所定の距離だけ長手方向に伸び、それから所定の方向に曲げられる。そして、平面上を左右の方向に繰り返し往復し形成されている。さらに、アンテナパターンの左側部分は９０°曲げられている。
【００１６】
図４は、本実施形態に係る折り返しモノポールアンテナのアンテナパターンを示した図である。図示されるように、第３アンテナパターン１２３は、長方形になるように形成されており、当該長方形内部を下方向に向けて数回長手方向に往復する。第３アンテナパターン１２３には、他の部分とは異なりその左側の一部分が９０°曲げられている第２部分Ｔ２と、所定の角度で下部が曲げられた第1部分ＴＹ１と、携帯電話本体１４の上部にアンテナパターンを固定するための固定点１６とが備えられている。
【００１７】
〔実施の形態４〕
本発明の実施の形態４においては、アンテナパターンは実施の形態３で示された第２部分Ｔ２を形成しない。
【００１８】
図５は、本実施形態に係る折り返しモノポールアンテナのアンテナパターンを示した図である。図示されるように、第４アンテナパターン１２４は、略長方形に形成され、当該長方形の内部を長手方向に左右に往復しながら下方向に伸びることにより形成される。第４アンテナパターン１２４には、所定の角度で下部が曲げられた第１部分Ｔ１と、携帯電話本体１４の上部にアンテナパターンを固定するための固定点１６とが備えられている。
【００１９】
従来のヘリカルアンテナのテスト結果に基づいて、本発明の動作とその効果を説明する。
【００２０】
まず、本発明と従来のヘリカルアンテナに基づくアンテナパターンがサンプリングされ、試験がＳｕｎｃｈｕｎｈｙａｎｇ大学のＥＭ研究室において行われた。
【００２１】
図６は、従来のヘリカルアンテナのネットワークデータを示すグラフである。図７は、従来のヘリカルアンテナの放射データを示すグラフである。図８は、従来のヘリカルアンテナのＳＡＲ測定値を示すグラフである。図９は、本発明に基づく第１アンテナパターンのネットワークデータを示すグラフである。図１０は、本発明に基づく第１アンテナパターンの放射データを示すグラフである。図１１は、本発明に基づく第１アンテナパターンのＳＡＲ測定値を示すグラフである。図１２は、本発明に基づく第２アンテナパターンのネットワークデータを示すグラフである。図１３は、本発明に基づく第２アンテナパターンの放射データを示すグラフである。図１４は、本発明に基づく第２アンテナパターンのＳＡＲ測定値を示すグラフである。
【００２２】
なお、ネットワークデータは、所定の角度における無線通信装置の信号受信の割合を測定するため改作（adapted）したものである。また、放射データは、所定の角度において、無線信号が効率的に受信しているかを測定するため改作したものである。そして、ＳＡＲデータは、人体に影響を及ぼす、無線通信装置の電磁気の干渉（electromagnetic interference）を測定するため改作したものである。
【００２３】
さらに、本発明においては、供給点がＬ値を形成し、オフセット点がＣ値を形成する。Ｌ値とＣ値は互いに相殺し合うものであるために、インピーダンスは、金属自身の抵抗値にまで低下する。したがって、非常に優れた通信環境を作り出すことが可能である。
【００２４】
図中に示されるように、本発明の折り返しモノポールアンテナは、従来のヘリカルアンテナと比較して、ネットワークデータが非常に優れていることが見出された。放射データに関しては、従来のヘリカルアンテナの平均振幅は、−５．６７、−６．１１、−５．０９、−５．３２であった。本発明の第１アンテナパターンの平均振幅は、−５．５５、−５．９９、−４．９４、−５．１５であり、本発明の第２アンテナパターンの平均振幅は、−５．３６、−５．８５、−４．９０、−５．１４であった。すなわち、第２アンテナパターンが最も優れた値を示し、第１アンテナパターンが中間の値を示し、従来のヘリカルアンテナが最も劣った値を示した。さらに、ＳＡＲ測定値に関しても、本発明の折り返しモノポールアンテナが従来のヘリカルアンテナよりも優れていることが見出された。
【００２５】
〔産業上の利用可能性〕
本発明の効果を以下に示す。
【００２６】
第１に、本発明において、従来の無線通信装置に用いられてきたアンテナに関する設計上の制約点が克服されることにより、性能を低下させることなく、薄型のアンテナを製造することが可能となる。
【００２７】
第２に、本発明においては、供給点がＬ値を形成し、オフセット点がＣ値を形成し、Ｌ値とＣ値とは互いに相殺し合うので、インピーダンスが、金属自身の抵抗値にまで減少する。したがって、非常に優れた通信環境を作り出すことが可能である。
【００２８】
第３に、携帯電話から突き出したアンテナ部分は最小限に抑えられるので、使用に際して非常に便利である。さらに、携帯電話はスナップイン方式で組み立てられるため、上記のアンテナを有する携帯電話を組み立てることは非常に容易である。
【００２９】
本発明の意図及び本質的特徴から逸脱することなく、本発明を種々の形態にて実施することが可能である。したがって、上記に示された実施例は、特に明記されない限り、前述した詳細な記述によって限定するものではないと理解されるべきで、本明細書に添付された請求の範囲によって定義された本発明の目的と意図のなかで広く解釈するべきである。そのため、本発明の範囲より逸脱しない程度の変更及び修正が施されたもの、及びそれに等価のものも、本発明の範囲に包含されるものとみなされる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
本発明は、以下の添付図面の説明により、より詳細に理解されるであろう。なお、これら図面は例示のみを目的としたものであり、本発明を限定するものではない。
【図１】本発明に基づく折り返しモノポールアンテナを備える携帯電話を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に基づくモノポールアンテナのパターンを示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態２に基づくモノポールアンテナのパターンを示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態３に基づくモノポールアンテナのパターンを示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態４に基づくモノポールアンテナのパターンを示す斜視図である。
【図６】従来のヘリカルアンテナのネットワークデータを示すグラフである。
【図７】従来のヘリカルアンテナの放射データを示すグラフである。
【図８】従来のヘリカルアンテナのＳＡＲ測定値を示すグラフである。
【図９】本発明に基づく第１アンテナパターンのネットワークデータを示すグラフである。
【図１０】本発明に基づく第１アンテナパターンの放射データを示すグラフである。
【図１１】本発明に基づく第１アンテナパターンのＳＡＲ測定値を示すグラフである。
【図１２】図１２は、本発明に基づく第２アンテナパターンのネットワークデータを示すグラフである。
【図１３】本発明に基づく第２アンテナパターンの放射データを示すグラフである。
【図１４】本発明に基づく第２アンテナパターンのＳＡＲ測定値を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３１】
１０    携帯電話
１２    モノポールアンテナ
１２ａ  アンテナパターン
１４    携帯電話本体
【図１】
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【図２】
2006506841.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006506841.tif 000006
【図５】
2006506841.tif 000007
【図６】
2006506841.tif 000008
【図７】
2006506841.tif 000009
【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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【国際調査報告】
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2006506841.tif 000018