(57)【要約】【課題】そのサイズを減らすことができ、様々な帯域での信号を同時に送受信することができ、アンテナの共振特性を容易に調節することができると共に、さらに広い帯域幅を確保することができる広帯域チップアンテナを提供することにある。【解決手段】本発明の広帯域チップアンテナは、誘電体又は磁性体ブロックの外面を導電体で取り囲んでおり、前記広帯域チップアンテナの上面には、一定部分が開放された１つ以上のスロット又はスリットを形成し、前記広帯域チップアンテナの下面には、一定部分が開放された１つ以上のスリットを形成し、前記広帯域チップアンテナの１つ以上の側面には、一定部分を開放して１つ以上のウィンドウを形成することを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体又は磁性体ブロックの外面を導電体で取り囲んでいる広帯域チップアンテナにおいて、
前記広帯域チップアンテナの上面には、一定部分が開放された１つ以上のスロット又はスリットを形成し、
前記広帯域チップアンテナの下面には、一定部分が開放された１つ以上のスリットを形成し、
前記広帯域チップアンテナの１つ以上の側面には、一定部分を開放して１つ以上のウィンドウを形成することを特徴とする広帯域チップアンテナ。
【請求項２】
前記スロットが、一定大きさの幅を有するようにその幅を調節することを特徴とする請求項１に記載の広帯域チップアンテナ。
【請求項３】
前記上面に形成されたスリットが、一定大きさの幅を有するようにその幅を調節することを特徴とする請求項１に記載の広帯域チップアンテナ。
【請求項４】
前記下面に形成されたスリットが、一定大きさの幅を有するようにその幅を調節することを特徴とする請求項２又は３に記載の広帯域チップアンテナ。
【請求項５】
前記スロットが、
前記スロットの一方の幅が、スロットの他方の幅より広い形状を有するように前記スロットの一方の幅を調節することを特徴とする請求項１に記載の広帯域チップアンテナ。
【請求項６】
前記上面に形成されたスリットが、
前記スリットの一方の幅がスリットの他方の幅より広い形状を有するように前記スリットの一方の幅を調節することを特徴とする請求項１に記載の広帯域チップアンテナ。
【請求項７】
前記下面に形成されたスリットが、前記スリットの一方の幅がスリットの他方の幅より広い形状を有するように前記スリットの一方の幅を調節することを特徴とする請求項５又は６に記載の広帯域チップアンテナ。
【請求項８】
前記スロットが、
前記スロットの一方の幅がスロットの他方の幅より広い等辺台形の形状を有するように前記スロットの一方の幅を調節することを特徴とする請求項５に記載の広帯域チップアンテナ。
【請求項９】
前記上面に形成されたスリットが、
前記スリットの一方の幅がスリットの他方の幅より広い等辺台形の形状を有するように前記スリットの一方の幅を調節することを特徴とする請求項６に記載の広帯域チップアンテナ。
【請求項１０】
前記下面に形成されたスリットが、前記スリットの一方の幅がスリットの他方の幅より広い等辺台形の形状を有するように前記スリットの一方の幅を調節することを特徴とする請求項８又は９に記載の広帯域チップアンテナ。
【請求項１１】
前記スロットが、
前記スロットの一方の幅がスロットの他方の幅より広い半楕円形の形状を有するように前記スロットの一方の幅を調節することを特徴とする請求項５に記載の広帯域チップアンテナ。
【請求項１２】
前記上面に形成されたスリットが、
前記スリットの一方の幅がスリットの他方の幅より広い半楕円形の形状を有するように前記スリットの一方の幅を調節することを特徴とする請求項６に記載の広帯域チップアンテナ。
【請求項１３】
前記下面に形成されたスリットが、前記スリットの一方の幅がスリットの他方の幅より広い半楕円形の形状を有するように前記スリットの一方の幅を調節することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の広帯域チップアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広帯域チップアンテナに関し、その上面にスロット又はスリットを形成し、その下面にスリットを形成し、その側面にウィンドウを形成することによって、そのサイズを減らすことができ、様々な帯域での信号を同時に送受信することができ、アンテナの共振特性を容易に調節できるだけでなく、より広い帯域幅を確保することができる広帯域チップアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、移動通信技術が発展するに伴い、小さな端末機に多様な機能を追加して顧客が望む多様な端末サービスを提供している。これにより、広い通信帯域幅及び多重通信チャネルを確保しなければならないという必要性が増加しつつある。
【０００３】
したがって、複数のアンテナを無線通信機器内に内蔵しなければならないという必要性が生じ、これにより無線通信機器の設計が困難になっており、無線通信機器のサイズが大きくなってその製造費用が増加するようになった。これに対する解決策として、対数周期アンテナ（ｌｏｇ  ｐｅｒｉｏｄｉｃ  ａｎｔｅｎｎａ）を適用し得るが、対数周期アンテナは、複数の素子で構成されているため、かなり大きいサイズを必要とする。
【０００４】
図１は、従来の技術によるスロットアンテナの基本構造を示し、図２は、図１のスロットに供給された電磁気場エネルギーにより形成される電界分布を示す図である。
【０００５】
図１に示すように、図１のスロットアンテナは、任意の誘電率（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｓｔａｎｔ）と厚さを有する誘電体基板１１を中心に、一面には、電磁気場を放射するために一定の長さを有するスロット１２が形成され、他面には、スロット１２に電磁気場エネルギーを給電するためのマイクロストリップ給電線（図示せず）が形成されている。
【０００６】
このとき、図２に示すように、前記形成された電界を介して自由空間上に電磁気場が放射される。このようなスロットアンテナは、比較的広い周波数帯域幅の特性を示すが、一定波長（例：中心周波数波長がλであるとλ／２）分だけの長さを有するスロットが形成されなければならない。
【０００７】
したがって、従来の技術によるスロットアンテナの大きさを減らすために、スロットを水平に曲げた形態で形成してアンテナの大きさを減らすメアンダ（Ｍｅａｎｄｅｒｅｄ）スロットアンテナ構造が用いられている。
【０００８】
図３は、従来の技術に係るメアンダスロットアンテナの基本構造を示し、図４は、図３のスロットに供給された電磁気場エネルギーにより形成される電界分布を示す図である。
【０００９】
図３に示すように、誘電体基板３１を中心に、一面には、スロット３２が形成され、他面には、スロット３２に電磁気場エネルギーを給電するためのマイクロストリップ給電線（図示せず）が形成されている。スロット３２は、誘電体基板３１の一面に水平方向に形成され、「己」字形状に曲げられている。
【００１０】
図３のメアンダスロットアンテナの中心周波数波長がλであると、λ／２分だけの長さを有するスロットアンテナは、スロットを曲げた回数に応じてその長さが次第に減少する。
【００１１】
このとき、スロットアンテナの電界分布は、メアンダ構造のスロット３２が形成されることによって、図４に示すような分布をなす。
【００１２】
しかしながら、上述したような図１のスロットアンテナは、一定波長分だけの長さを有するスロットが形成されなければならないため、アンテナのサイズが全体的に大きくなるという問題があった。
【００１３】
また、上述したような図２のスロットアンテナは、図４に示すように、メアンダ構造のスロット３２が形成されることによって、ａ電界成分とｂ電界成分が反対方向に分布されて互いに相殺されるため、放射される電磁気場のエネルギーが減るようになる。
【００１４】
したがって、周波数帯域幅と共にアンテナの特性を示す指標として、式１及び式２により定義されるゲインと放射効率が極めて低いという問題が発生する。
【００１５】
「式１」
【数１】
2007195153.tif 000003
【００１６】
「式２」
【数２】
2007195153.tif 000004
【００１７】
このとき、アンテナのゲイン及び放射効率は、アンテナの入力電力に対してアンテナの誘電体や導体の損失成分により損失されたり、又はアンテナの周囲にリアクタンス成分で損失されるエネルギーを除いた残りの放射されるエネルギーの大きさを示す指標であって、ゲイン及び放射効率が高いほど、アンテナを介してさらに多くのエネルギーを放射することができることを意味する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、上面にスロット又はスリットと、下面にスリットとを同時に形成することによって、そのサイズを減らすことができ、様々な帯域での信号を同時に送受信し得る広帯域チップアンテナを提供することにある。
【００１９】
また、本発明の他の目的は、スロットとスリットの幅を調節することによって、アンテナの共振特性を容易に調節でき、アンテナゲイン及び放射効率を向上させ得る広帯域チップアンテナを提供することにある。
【００２０】
また、本発明のさらに他の目的は、広帯域チップアンテナの側面にウィンドウを形成することによって、さらに広い帯域幅を確保することができる広帯域チップアンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成すべく、本発明に係る広帯域チップアンテナによれば、誘電体又は磁性体ブロックの外面を導電体で取り囲んでいる広帯域チップアンテナであって、前記広帯域チップアンテナの上面には、一定部分が開放された１つ以上のスロット又はスリットを形成し、前記広帯域チップアンテナの下面には、一定部分が開放された１つ以上のスリットを形成し、前記広帯域チップアンテナの１つ以上の側面には、一定部分を開放して１つ以上のウィンドウを形成することを特徴とする。
【００２２】
ここで、前記スロットが、一定大きさの幅を有するようにその幅を調節することを特徴とする。
【００２３】
また、前記上面に形成されたスリットが、一定大きさの幅を有するようにその幅を調節することを特徴とする。
【００２４】
このとき、前記下面に形成されたスリットが、一定大きさの幅を有するようにその幅を調節することを特徴とする。
【００２５】
一方、前記スロットが、前記スロットの一方の幅が、スロットの他方の幅より広い形状を有するように前記スロットの一方の幅を調節することができる。
【００２６】
また、前記上面に形成されたスリットが、前記スリットの一方の幅がスリットの他方の幅より広い形状を有するように前記スリットの一方の幅を調節することができる。
【００２７】
このとき、前記下面に形成されたスリットが、前記スリットの一方の幅がスリットの他方の幅より広い形状を有するように前記スリットの一方の幅を調節することを特徴とする。
【００２８】
ここで、前記スロットが、前記スロットの一方の幅がスロットの他方の幅より広い等辺台形の形状を有するように前記スロットの一方の幅を調節することができる。
【００２９】
また、前記上面に形成されたスリットが、前記スリットの一方の幅がスリットの他方の幅より広い等辺台形の形状を有するように前記スリットの一方の幅を調節することができる。
【００３０】
このとき、前記下面に形成されたスリットが、前記スリットの一方の幅がスリットの他方の幅より広い等辺台形の形状を有するように前記スリットの一方の幅を調節することを特徴とする。
【００３１】
また、前記スロットが、前記スロットの一方の幅がスロットの他方の幅より広い半楕円形の形状を有するように前記スロットの一方の幅を調節することもできる。
【００３２】
また、前記上面に形成されたスリットが、前記スリットの一方の幅がスリットの他方の幅より広い半楕円形の形状を有するように前記スリットの一方の幅を調節することもできる。
【００３３】
このとき、前記下面に形成されたスリットが、前記スリットの一方の幅がスリットの他方の幅より広い半楕円形の形状を有するように前記スリットの一方の幅を調節することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３４】
本発明に係る広帯域チップアンテナによれば、上面にスロット又はスリットと、下面にスリットとを同時に形成することによって、そのサイズを減らすことができ、様々な帯域での信号を同時に送受信し得るという効果がある。
【００３５】
また、本発明は、スロットとスリットの幅を調節することによって、アンテナの共振特性を容易に調節することができ、アンテナゲイン及び放射効率を向上させることができるという効果がある。
【００３６】
また、本発明は、広帯域チップアンテナの側面にウィンドウを形成することによって、さらに広い帯域幅を確保することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面に基づき詳細に説明する。
【００３８】
＜第１の実施の形態＞
【００３９】
図５及び図６は、本発明の第１の実施の形態に係る広帯域チップアンテナの構造図であって、図５は、上面にスロットが形成された第１の実施の形態の広帯域チップアンテナの構造図を示し、図６は、上面にスリットが形成された第１の実施の形態の広帯域チップアンテナの構造図を示す。
【００４０】
図５及び図６に示すように、本発明による広帯域チップアンテナは、誘電体又は磁性体ブロック５１の外面を導電体５２で取り囲んでいる広帯域チップアンテナであって、前記広帯域チップアンテナの上面には、１つ以上のスロット５３又はスリット５４が形成され、その下面には、スリット５４が形成され、その側面には、１つ以上のウィンドウ５５が形成されている。
【００４１】
前記第１の実施の形態のスロット５３とスリット５４は、一定部分が開放されていて、一定大きさの幅Ｗを有しており、その幅Ｗを容易に調節することができる。
【００４２】
また、前記第１の実施の形態のウィンドウ５５は、前記１つ以上の側面の一定部門を開放して形成する。
【００４３】
＜第２の実施の形態＞
【００４４】
図７〜図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る広帯域チップアンテナの構造図であって、図７及び図８は、上面にスロットが形成された第２の実施の形態の広帯域チップアンテナの構造図を示し、図９及び図１０は、上面にスリットが形成された第２の実施の形態の広帯域チップアンテナの構造図を示す。
【００４５】
図７〜図１０に示すように、前記上面に形成されたスロット５３は、前記スロット５３の一方Ｄの幅が、スロットの他方Ｃの幅より広い形状を有するように前記スロット５３の一方Ｄの幅を調節することができ、前記上面又は下面に形成されたスリット５４は、前記スリット５４の一方Ｈ、Ｆの幅がスリットの他方Ｇ、Ｅの幅より広い形状を有するように前記スリット５４の一方Ｈ、Ｆの幅を調節することができる。
【００４６】
このとき、図７及び図８に示すように、上面にスロット５３が形成される場合に、前記スロット５３は、前記スロット５３の一方Ｄの幅がスロット５３の他方のＣの幅より広い等辺台形の形状又は半楕円形の形状を有することができ、そのスロット５３の一方Ｄの幅は、容易に調節することができる。
【００４７】
また、このときの下面に形成されたスリット５４も、前記スリット５４の一方Ｆの幅がスリット５４の他方Ｅの幅より広い等辺台形の形状又は半楕円形の形状を有することができ、そのスリット５４の一方Ｆの幅は、前記上面に形成されたスロット５３と同様に、容易に調節することができる。
【００４８】
一方、図９及び図１０に示すように、上面にスリット５４が形成される場合に、前記上面のスリット５４は、前記スリット５４の一方Ｈの幅がスリット５４の他方Ｇの幅より広い等辺台形の形状又は半楕円形の形状を有することができ、そのスリット５４の一方Ｈの幅は、図７及び図８に示すスロットと同様に容易に調節することができる。
【００４９】
このとき、下面に形成されたスリット５４は、図７及び図８に示す下面のスリットと同様に、前記スリット５４の一方Ｆの幅がスリット５４の他方Ｅの幅より広い等辺台形の形状又は半楕円形の形状を有することができ、そのスリット５４の一方Ｆの幅は、容易に調節することができる。
【００５０】
このように、その一方の幅が他方の幅より広いスロット５３又はスリット５４を有する第２の実施の形態の広帯域チップアンテナは、誘電体又は磁性体５１と導電体５２との間にキャパシタンスを次第に変化させることができるため、インピーダンスマッチングを可能にし、これにより、送受信時の損失を減らすことができることから、前記式１及び式２で言及した放射強度及び放射電力などが向上して、アンテナのゲイン及び放射効率を向上させることができる。
【００５１】
また、前記第２の実施の形態のウィンドウ５５は、第１の実施の形態と同様に、前記１つ以上の側面の一定部分を開放して形成する。
【００５２】
上記の通りに構成された第１の実施の形態及び第２の実施の形態の広帯域チップアンテナは、スロット５３とスリット５４の幅を容易に調節することができるため、所望のアンテナ共振特性を具現することができる。
【００５３】
また、前記第１の実施の形態及び第２の実施の形態の広帯域チップアンテナは、上面にスロット５３又はスリット５４と、下面にスリット５４とを同時に形成することによって、一面にスロット又はスリットのみがある従来のアンテナに比べて、そのサイズを減らすことができ、様々な帯域での信号を同時に送受信できるようになる。
【００５４】
また、前記第１の実施の形態及び第２の実施の形態の広帯域チップアンテナは、前記広帯域チップアンテナの１つ以上の側面にウィンドウ５５を形成することによって、さらに広い帯域幅を確保するようになる。
【００５５】
図１１及び図１２は、本発明の広帯域チップアンテナの実験結果を示したグラフであり、図１１は、上面にスロット又はスリットと、下面にスリットとを同時に形成した時の実験結果を示したグラフであり、図１２は、ウィンドウを形成していない時Ａと、形成した時Ｂの実験結果を比較したグラフである。
【００５６】
まず、図１１に示すように、本発明による第１の実施の形態及び第２の実施の形態の広帯域チップアンテナは、上面にスロット又はスリットと、下面にスリットとを同時に形成することによって、様々な帯域Ｗ１、Ｗ２での信号を同時に送受信できることを確認することができる。
【００５７】
これにより、本発明による第１の実施の形態及び第２の実施の形態の広帯域チップアンテナは、定在波比（ＶＳＷＲ）２．５を基準にＧＰＳ（１．５ＧＨｚ帯域）、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ；２．４ＧＨｚ帯域）、無線ＬＡＮ、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ；３〜１０ＧＨｚ）などのシステムにおいて同時に適用できるようになる。
【００５８】
また、図１２に示すように、本発明による第１の実施の形態及び第２の実施の形態の広帯域チップアンテナは、その側面に１つ以上のウィンドウを形成することによって、ウィンドウがない時の帯域幅ＷＡより広い帯域幅ＷＢを確保することができることが確認できる。
【００５９】
これにより、広い帯域幅を確保し得る広帯域チップアンテナを具現することができる。
【００６０】
上述した本発明の好ましい実施の形態は、例示の目的のために開示されたものであり、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形、及び変更が可能であり、このような置換、変更などは、特許請求の範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】従来の技術によるスロットアンテナの基本構造を示す図である。
【図２】図１のスロットに供給された電磁気場エネルギーにより形成される電界分布を示す図である。
【図３】従来の技術に係るメアンダスロットアンテナの基本構造を示す図である。
【図４】図３のスロットに供給された電磁気場エネルギーにより形成される電界分布を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る上面にスロットが形成された広帯域チップアンテナの構造図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る上面にスリットが形成された広帯域チップアンテナの構造図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る上面にスロットが形成された広帯域チップアンテナの構造図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る上面にスロットが形成された広帯域チップアンテナの構造図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る上面にスリットが形成された広帯域チップアンテナの構造図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る上面にスリットが形成された広帯域チップアンテナの構造図である。
【図１１】本発明に係る広帯域チップアンテナの上面にスロット又はスリットと、下面にスリットとを同時に形成した時の実験結果を示すグラフである。
【図１２】本発明に係る広帯域チップアンテナにウィンドウを形成していない時と形成した時の実験結果を比較したグラフである。
【符号の説明】
【００６２】
１２    スロット
３２    スロット
５１    誘電体又は磁性体ブロック
５２    導電体
５３    スロット
５４    スリット
５５    ウィンドウ
【図１】
2007195153.tif 000005
【図２】
2007195153.tif 000006
【図３】
2007195153.tif 000007
【図４】
2007195153.tif 000008
【図５】
2007195153.tif 000009
【図６】
2007195153.tif 000010
【図７】
2007195153.tif 000011
【図８】
2007195153.tif 000012
【図９】
2007195153.tif 000013
【図１０】
2007195153.tif 000014
【図１１】
2007195153.tif 000015
【図１２】
2007195153.tif 000016