(57)【要約】本発明は、接地平面と、この接地平面上で対向してこれと平行に向いている少なくとも１つの平面放射面とを備えた送信／受信アンテナに関する。本発明は、該放射面部材が、送信と受信の両方において同時に少なくとも２つの周波数帯で共振する少なくとも１つの整合回路を形成する手段に連結されていることを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地平面と、この接地平面と垂直方向に離間させてこれと平行に位置させた少なくとも１つの平面放射面とを備えた送信／受信アンテナであって、該放射面部材が、送信と受信の両方において少なくとも２つの周波数帯で同時に共振する少なくとも１つの整合回路を形成する手段に連結されていることを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
整合回路を形成する手段が容量性または誘導性手段と並列に配置されており、この容量性または誘導性手段それ自体は、オン状態とオフ状態との間の選択的な切り換えが可能な手段と直列に配置されており、該切り換え可能な手段のオン状態またはオフ状態に依存して、該容量性または誘導性手段がアンテナの共振周波数をシフトさせ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】
少なくとも１つの整合回路を形成する手段に連結された少なくとも２つの放射面を備えることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項４】
２つの放射面が全く同じ平面内にあることを特徴とする、請求項３に記載のアンテナ。
【請求項５】
１つの放射面部材の両側の２点で接地平面とＲＦ信号送込み／受信電子部品に連結されていることを特徴とする、請求項３または４のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項６】
整合回路を形成する手段が放射面部材の両側に分かれていることを特徴とする、請求項５に記載のアンテナ。
【請求項７】
ＲＦ信号フィード／受信電子部品がキャパシタを介して放射面部材に連結されていることを特徴とする、請求項５または６のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項８】
オン状態とオフ状態との間の選択的な切り換えが可能な手段が少なくとも１つのピンダイオードを備えていることを特徴とする、請求項２単独、または請求項３〜６のいずれかと組合わせた請求項２に記載のアンテナ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載のアンテナを備えることを特徴とする携帯電話。
【請求項１０】
底面に接地平面が配置されているケーシングと、スピーカ電子部品とを備えた携帯電話であって、前記接地平面が、スピーカの方への押し込みを示すシールド部材により延長され、この押し込まれたシールド部材が請求項１〜８のいずれかに記載のアンテナの接地平面を構成し、該アンテナの放射面部材はスピーカとは反対側でシールド部材に並行してケーシング内に配置されている携帯電話。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の一般分野と従来技術】
本発明は平面放射面を持つ種類のアンテナに関する。
本発明は特に、少なくとも２つの周波数帯での送信／受信に使用できるこの種のアンテナを提案する。
【０００２】
本発明はまた、かかるアンテナを備えた携帯電話の構造も提案する。
いわゆるＰＩＦＡ （平面逆Ｆ形アンテナ） 平面アンテナの携帯電話への使用は既に提案されている。この平面アンテナは、図１に示すように、接地平面１と、この接地平面１の上に重なった、これと垂直方向に離間させて、これと平行に配置された平面導電面２とから構成される。かかる配置は、平面導電面２の大きさと、これとその接地平面１の間の離間高さとに依存する共振波長を有する。
【０００３】
この種のアンテナには、特に小型化に関して重大な利点がある。
しかし、この種のアンテナの制約は、その放射面２の接地平面１からの離間高さｈが小さくなるほど、その通過帯域（ｐａｓｓｂａｎｄ）の幅がより制限されることである。
【０００４】
実際、そのために、全く同じ通過帯域で使用される全てのチャネルについて最適の利得を得ることが妨げられる。
特に、全く同じ接地平面の上で、全く同じ平面内に配置されている、大きさの異なる２つの放射面を備えた上述した種類のアンテナを使用した携帯電話が既知である。
【０００５】
こうして、これらの２つの放射面により、図２のグラフに示すように、一方は９００ ＭＨｚ 付近、他方は１．８ ＧＨｚ 付近の、２つのアンテナ用周波数帯を得ることが可能となる。
【０００６】
しかし、ＧＳＭ方式では従来からそうであるように、送信／受信に対する「双方向伝送（ｄｕｐｌｅｘ）」分離の使用により、送信および受信周波数ｆＴＸ， ｆＲＸは、アンテナの共振帯の端の方の周波数を使用することになり、そのような周波数では整合が不十分となる。
【０００７】
【発明の提示】
本発明の目的は、上述した問題点を軽減し、アンテナの全く同じ共振帯における異なるチャネルについて最適化された利得を持つ、上記種類のアンテナを提案することである。
【０００８】
本発明の別の目的は、少なくとも２つの送信／受信帯を持つ、小型のアンテナを提案することである。
ＷＯ ９０／１３１５２ は、一方は送信用、他方は受信用の、２つの放射素子を備えたアンテナ構造を開示している。複数の周波数帯で同時に１つの共振回路を使用するための準備はなされておらず、異なる複数の受信サブ帯（ｓｕｂｂａｎｄ） への切り換えは容量性または誘導性手段の切り換えにより行われる。
【０００９】
アンテナの共振周波数をダイオードにより切り換えたキャパシタによって変更することも、例えば、ＥＰ ６８７ ０３０から公知である。
さらに、ＥＰ ８９２ ４５９は、送信帯から受信帯への切り換えを可能にする回路を開示している。
【００１０】
これらの各種構造は本発明の目的を達成し得ない。
１側面において、本発明は、接地平面と、この接地平面と垂直方向に離間させてこれと平行に位置させた少なくとも１つの平面放射面とを備えた送信／受信アンテナであって、該放射面部材が、送信と受信の両方において少なくとも２つの周波数帯で同時に共振する少なくとも１つの整合回路を形成する手段に連結されていることを特徴とするアンテナを提供する。
【００１１】
特に、整合回路を形成する手段は、有利には、容量性または誘導性手段と並列に配置されており、この容量性または誘導性手段それ自体は、オン状態とオフ状態との間の選択的な切り換えが可能な手段と直列に配置されており、該切り換え可能な手段がオン状態とオフ状態のいずれにあるかに依存して、該容量性または誘導性手段がアンテナの共振周波数をシフトさせる。
【００１２】
好適態様において、アンテナは、少なくとも１つの整合回路を形成する手段に連結された少なくとも２つの放射面を備える。
この２つの放射面は、有利には全く同じ平面内にある。
【００１３】
さらに、アンテナは、１つの放射面部材の両側の２点で接地平面とＲＦ信号フィード／受信電子部品に連結されている。
整合回路を形成する手段は放射面部材の両側に分かれている。
【００１４】
本発明はまた、かかるアンテナを備える携帯電話の構造にも関する。
特に、本発明は、底面に接地平面が配置されているケーシングと、スピーカ電子部品とを備えた携帯電話の構造であって、前記接地平面が、スピーカの方への押し込みを示すシールド部材により延長され、この押し込まれたシールド部材が上記種類のアンテナの接地平面を構成し、該アンテナの放射面部材はスピーカとは反対側でシールド部材に並行してケーシング内に配置されている、携帯電話の構造を提案する。
【００１５】
本発明の他の特徴および利点は、純粋に例示であって、制限を意図しておらず、添付図面と組合わせて読むべきである、以下の説明からさらに明らかとなるであろう。
【００１６】
図３に示したアンテナは、接地平面１０と、この接地平面１０と平行に、この上に重なるように配置された２つの平面放射要素１１および１２を備える。この２つの平面放射要素は全く同じ平面内に位置する。
【００１７】
これら２つの要素１１および１２は、どちらも矩形部材である。これらは、図示例では互いにアライメントしていて、全く同じ幅ｌ（エル）を示す。Ｌ１およびＬ２で示す、それらのそれぞれの長さは、等しくてもよいが、異なっていてもよい。
【００１８】
より正確には、これら２つの放射面部材１１および１２は、下記の関係式を実質的に満たす。
【００１９】
【数１】
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【００２０】
放射面部材１１は、放射面部材１２とは反対側のその端部で、片側で接地平面に連結され （連結点１３） 、反対側でＲＦ信号フィード／受信電子部品に連結されている （連結点１４）。
【００２１】
２つの放射面部材１１および１２は、周波数Ｆ１およびＦ２を中心とする２つの周波数帯に対してアンテナを共振可能にする少なくとも１つの回路によって連結されている。
【００２２】
より正確には、２つの放射面部材１１および１２の中間長さの両側に、２つの同一のＬＣストッパ回路の準備がなされている。この中間長さは、この場合には、連結点１３および１４の配置位置を考慮して、この配置の対称線であると考えることができる。
【００２３】
これらのストッパ回路の成分ＬおよびＣの値は、これらの回路がＦ１とＦ２の実質的に中間の共振周波数を示すように選択される。
単純化すると、すぐ上に述べた種類の配置の動作は次のように理解することができる。
【００２４】
ストッパ回路は、その共振周波数の前では純粋に誘導性素子として、またその共振周波数の後では純粋に容量性素子として、実質的に挙動することが知られている。
【００２５】
２つの放射面部材の間にストッパ回路を導入すると、これがその共振周波数の前であるか、後であるかに応じて、これらの放射面部材にキャパシタまたは整合インダクタを追加するように復帰する。平面アンテナへのインダクタの追加は、あたかもアンテナを長くしたのと同じ効果を生じ、共振帯を低周波数の方に変位させる。平面アンテナへのキャパシタの追加は、部分的には、あたかもアンテナを短くしたのと同じ効果を生じ、共振帯を高周波数の方に変位させる。
【００２６】
従って、図３に示した種類の配置は２つの共振帯で動作し、この２つの共振帯の中心は、放射面部材の大きさと高さｈ、ならびに成分ＬおよびＣの値を変化させることにより、２つの共振周波数Ｆ１およびＦ２に合わせることができる。
【００２７】
図４に示したアンテナは図３の配置の各種要素を全て再び利用している （表示物のスケールは相違する）。
このアンテナはさらに、ストッパ回路１７と並列に配置された分岐回路を備える。この分岐回路は、キャパシタＣ１と、これに直列に配置された、制御ブレーカを形成する素子Ｄ （これは図示例ではピンダイオードである） を含んでいる。同様の分岐回路がストッパ回路１８にも並列に配置されている。これらの配置の２つのダイオードＤは、チョークインダクタＬｃを介して送信される電圧信号ＣＴによって制御される。
【００２８】
さらに、地点１４と、アンテナに付随する給電／受信電子部品との間に保護キャパシタＣ２が設けられている。
電圧信号ＣＴがダイオードＤのアノード上に注入されているか否かに応じて、ダイオードＤはオフまたは反対にオンになる。
【００２９】
第１ （オフ） の場合、この配置は図３のものと等価である。
第２ （オン） の場合、ストッパ回路１７、１８がこれと並列に配置されたキャパシタＣ１の存在により変更されるため、その後は２つの共振帯の周波数が、ダイオードがオフの時に得られたものに対してシフトされる。
【００３０】
これは、図５に示す利得の２つの曲線により例示される。
既に理解されたように、すぐ上に述べた配置の各種成分の値、特に誘導性および容量性の値は、共振周波数Ｆ１およびＦ２が、一方の場合には「双方向伝送」送信周波数 ｆＴＸ （図５の実線の曲線） 、他方の場合には「双方向伝送」受信周波数 ｆＲＸ （図５の破線の曲線） に対応するように選択される。
【００３１】
このような配置で、このアンテナは、送信と受信の両方において、２つの周波数帯の両方に対して完全に共振する。
かかるアンテナは有利には、図６に示すようにして、携帯電話の構造中に組み込まれる。
【００３２】
この携帯電話の構造は、ケーシングＢの中に、電話ケーシングの前面付近に配置されたカード１９を備え、このカードはキーパッドの各種キー２０、電話の画面２１を制御する手段、およびスピーカを形成する手段２２を保持している。
【００３３】
ケーシングＢの底部には、携帯電話に対して中性状態 （即ち、接地） を画成する金属被膜２３が配置されている。この金属被膜に、カード１９および他の全ての電話のカード （図６のカード２４） が連結されている。
【００３４】
この接地平面２３は金属シールド２５により延長されており、この金属シールドの延長部は、スピーカを形成する手段２２に垂直方向に対向する押し込み部分を持っている。
【００３５】
この金属シールド２５は、アンテナの接地平面をなすために使用され、アンテナの放射面部材１１および１２は、シールド２５と垂直方向に離間させて、ケーシングＢの底部に配置されている。
【００３６】
このような構成形態では、アンテナ配置により占められる容積は最小となり、シールド２５と放射面部材１１および１２との間の高さｈは恐らく８ｍｍ以下である。
さらに、この構成形態の重要な利点は、金属シールドにより電話の使用者がアンテナが発生する電磁線から効率的に防護されることである。
【００３７】
もちろん、本発明は以上には二重帯 （デュアルバンド） の送信／受信の場合について説明したが、より一般的にはｎ個の周波数付近の任意の送信／受信に適用しうるであろう。
【００３８】
さらに、本発明を以上には矩形部材の放射面の場合について説明したが、他の形状を示す放射面部材の場合でもちろん本発明を適用しうるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
従来技術に係るＰＩＦＡ型のアンテナを図式的に示す説明図である。
【図２】
従来技術に係る二重帯 （ツインバンド） ＰＩＦＡ型アンテナの周波数帯に関する送信／受信周波数の分布を示す整合／周波数グラフである。
【図３】
本発明の可能な態様に係るアンテナの上から見た説明図である。
【図４】
本発明の好適態様に係るアンテナの上から見た説明図である。
【図５】
図４の種類のアンテナの動作を示す、図２と同様のグラフである。
【図６】
本発明に係るアンテナを組み込んだ携帯電話の構造を示す。
【図２】
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【図５】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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