(57)【要約】【課題】サイズ縮小型であり、かつチップアンテナよりも大幅に低いコストのアンテナを提供するとともに、そのようなアンテナを使用して小型化され、かつローコストな通信装置を提供する。【解決手段】基板と接地層と導電シートと給電マイクロストリップ線とを含むアンテナが提供される。基板が上表面および下表面を有する。接地層が下表面に配置される。導電シートが基板に配置され、実質的に接地層に垂直となるとともに、接地層に電気接続される。給電マイクロストリップ線が導電シートに電気接続される。アンテナが通信装置に使用される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナが、
上表面および下表面を有する基板と、
前記下表面に配置される接地層と、
前記基板に配置され、実質的に前記接地層に垂直であるとともに、前記接地層に電気接続される第１導電シートと、
前記第１導電シートに電気接続される第１給電マイクロストリップと
を備えるアンテナ。
【請求項２】
前記第１導電シートが、Ｌ形に曲げられる請求項１記載のアンテナ。
【請求項３】
前記接地層が、前記接地層を第１部分および第２部分に分割する溝を有し、かつ前記第１導電シートが前記第２部分に接続される請求項１または請求項２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記第１導電シートが、Ｌ形に曲げられるとともに、前記第２部分がＬ形である請求項３記載のアンテナ。
【請求項５】
前記接地層が、開口を有し、前記第１導電シートが、第１端と第２端と前記第１端および前記第２端に接続されると中間部分とを有し、前記中間部分が前記上表面にあり、前記第１端が前記基板を貫通して前記第２部分に電気接続されるとともに、前記第２端が前記基板を貫通して前記開口中に配置される請求項３記載のアンテナ。
【請求項６】
前記第１導電シートが、前記上表面に配置されるとともに、前記基板を貫通する導電ビアを介して前記接地層に電気接続される請求項１から請求項５の何れかに記載のアンテナ。
【請求項７】
前記接地層が、開口を有するとともに、前記第１導電シートが前記基板を貫通して前記開口中に配置される請求項６記載のアンテナ。
【請求項８】
更に、少なくとも第２導電シートおよび少なくとも第２給電マイクロストリップを備え、そのうち、前記第２導電シートが前記基板に配置されて、実質的に前記接地層に垂直であるとともに、前記接地層に電気接続され、かつ前記第２給電マイクロストリップが前記第２導電シートに電気接続される請求項１から請求項７の何れかに記載のアンテナ。
【請求項９】
通信装置が、
バッテリーと、
上表面および下表面を有する基板、
前記下表面に配置される接地層、
第１導電シートであり、前記基板に配置され、実質的に前記接地層に垂直であるとともに、前記接地層に電気接続されるものであって、そのうち、前記第１導電シートおよび前記バッテリーがそれぞれ前記基板の前記上表面ならびに前記下表面に位置するか、または前記第１導電シートおよび前記バッテリーがそれぞれ前記基板の前記下表面ならびに前記上表面に位置する第１導電シート、および
前記第１導電シートに電気接続される第１給電マクロストリップ線を含む、
アンテナと
を備える通信装置。
【請求項１０】
前記第１導電シートが、Ｌ形に曲げられる請求項９記載の通信装置。
【請求項１１】
前記接地層が、前記接地層を第１部分および第２部分に分割する溝を有するとともに、前記第１導電シートが前記第２部分に接続される請求項９または請求項１０に記載の通信装置。
【請求項１２】
前記第１導電シートがＬ形に曲げられるとともに、前記第２部分がＬ形である請求項１１記載の通信装置。
【請求項１３】
前記接地層が開口を有し、前記第１導電シートが第１端と第２端と第１端および第２端に接続されると中間部分とを有し、前記中間部分が前記上表面にあり、前記第１端が前記基板を貫通して前記第２端に電気接続されるとともに、前記第２端が前記基板を貫通して前記開口に配置される請求項１１記載の通信装置。
【請求項１４】
前記第１導電シートが前記上表面に配置されるとともに、前記基板を貫通する導電ビアを介して前記接地層に電気接続される請求項９から請求項１３の何れかに記載の通信装置。
【請求項１５】
前記接地層が開口を有するとともに、前記第１導電シートが前記基板を貫通して前記開口に配置される請求項１４記載の通信装置。
【請求項１６】
前記アンテナが更に少なくとも第２導電シートおよび少なくとも第２給電マイクロストリップ線を備え、前記第２導電シートが前記基板に配置されて、実質的に前記接地層に垂直であるとともに、前記接地層に電気接続され、かつ前記第２給電マイクロストリップ線が前記第２導電シートに電気接続される請求項９から請求項１５の何れかに記載の通信装置。
【請求項１７】
前記第２導電シートおよび前記バッテリーが、前記基板の前記上表面または前記下表面に配置されるとともに、それらがそれぞれ前記上表面または前記下表面の異なるエリアに配置される請求項１６記載の通信装置。
【請求項１８】
更に、ディスプレイパネルを備え、そのうち、前記第１導電シートおよび前記バッテリーが記基板の前記上表面または前記下表面に配置されるとともに、それらがそれぞれ前記上表面または前記下表面の異なるエリアに配置される請求項９から請求項１７の何れかに記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アンテナおよび通信装置に関し、特に、サイズ縮小型アンテナ（size-reduced antenna）およびサイズ縮小型の通信装置（size-reduced communication device）に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線伝送に使われるハードウェア設備および技術の発展にともなって、異なる電子機器間のデータの受信および送信が次第に有線のものから無線のもの（wireless ones）へと改善されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来技術にかかるシート金属製のスロットアンテナ（slot antenna）は、単一アンテナであったとしても回路板の大きな面積を占用する。しかし、多重入力多重出力（multiple-input multiple - output = MIMO）技術が未来において無線伝送に使われる主流技術である。ＭＩＭＯシステム中の多重アンテナは、同時に操作されるのであって、従来技術にかかる単一アンテナの操作デザインと異なっている。これにより無線ネットワーク伝送データがより安定し、かつデータ伝送量を増加させる。もしもＭＩＭＯシステムがスロットアンテナによって形成されれば、回路板の占用される面積が確実に増大するとともに、他の素子を配置するエリアが減少する。従って、スロットアンテナにより形成されるＭＩＭＯシステムを小型電子機器において使用することは困難である。
【０００４】
チップ中にアンテナを集積することにより形成されるチップアンテナ（chip antenna）は、サイズ縮小型であり、かつ小型電子機器中で使用するために採用される。しかし、チップアンテナのコストがより高く、これによりチップアンテナを使用する小型電子機器が価格において競争力のないものとなっている。
【０００５】
この発明は、サイズ縮小型であり、かつ低いコストのアンテナを提供する。
【０００６】
この発明は、通信装置中に使用されるアンテナがサイズ縮小型であり、かつ低いコストである通信装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明中のアンテナは、基板と、接地層と、導電シートと、給電マイクロストリップ線とを含む。基板が上表面および下表面を有する。接地層が下表面に配置されるとともに、導電シートが基板に配置され、実質的に接地層に垂直となり、かつ接地層に電気接続される。給電マイクロストリップ線が導電シートに電気接続される。
【０００８】
実施形態中、アンテナの第１導電シートがＬ形に曲げられる。
【０００９】
実施形態中、接地層が溝（groove）を有する。溝が接地層を第１部分と第２部分とに分割する。第１導電シートが第２部分に接続される。また、第１導電シートが例えばＬ形に曲げられるとともに、第２部分がＬ形である。更に、接地層が開口を有する。給電マイクロストリップ線が第１端と第２端と第１端および第２端に接続される中間部分とを有する。中間部分が上表面に配置される。第１端が基板を貫通して第２端に電気接続される。第２端が基板を貫通して開口に配置される。
【００１０】
実施形態中、アンテナの第１導電シートが上表面に配置されるとともに、基板を貫通する導電ビア（via  経路）によって接地層に電気接続される。また、接地層が例えば開口を有する。給電マイクロストリップ線が基板を貫通して開口に配置される。
【００１１】
実施形態中、アンテナが更に少なくとも第２導電シートおよび少なくとも第２給電マイクロストリップ線を含む。第２導電シートが基板に配置され、実質的に接地層に垂直となるとともに、接地層に電気接続される。第２給電マイクロストリップ線が第２導電シートに電気接続される。
【００１２】
この発明において通信装置がバッテリーとアンテナとを含む。第１導電シートおよびバッテリーが基板の上表面および下表面にそれぞれ位置するか、または第１導電シートおよびバッテリーが基板の下表面および上表面にそれぞれ位置する。
【００１３】
実施形態中、通信装置の第２導電シートおよびバッテリーが共に基板の上表面または下表面に位置するが、それらが上表面または下表面の異なるエリアに位置する。
【００１４】
実施形態中、通信装置が更にディスプレイパネルを含む。第１導電シートおよびディスプレイパネルが共に基板の上表面または下表面に位置するが、それらが上表面または下表面の異なるエリアに位置する。
【００１５】
つまり、この発明中、信号の受信および送信に使用される導電シートがアンテナおよび通信装置において実質的に接地層に垂直となるよう配置される。従って、基板上の導電シートにより占用される面積が縮小されるとともに、通信装置の体積が縮小される。それと同時に、この発明のアンテナコストがチップアンテナより大幅に低いものとなる。
【発明の効果】
【００１６】
つまり、この発明中、信号の受信および送信に使用される導電シートがアンテナおよび通信装置において実質的に接地層に垂直となる。従って、板上の導電シートにより占用される面積が縮小されるとともに、通信装置の体積が縮小される。それ故に、そのようなアンテナが、サイズを縮小する必要のある通信装置中に使用するために採用される。たとえアンテナがＭＩＭＯシステム中に使用されるものであっても、通信装置のスペースがかさばるものにはならない。更に、この発明のアンテナは、低いコストである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、この発明にかかる実施形態中のアンテナを示す３次元概略図である。図１において、実施形態中のアンテナ１００は、基板１１０と、接地層１２０と、導電シート１３０と、給電マイクロストリップ線１４０とを含む。基板１１０が上表面１１２と下表面１１４とを有する。接地層１２０が下表面１１４に配置される。実施形態中の導電シート１３０が基板１１０の上表面１１２に配置される。しかし、導電シート１３０は、また基板１１０の下表面１１４あるいは表示していない別な側面に配置できる。導電シート１３０は、実質的に接地層１２０に垂直であるとともに、接地層１２０に電気接続している。導電シート１３０の材料は、金属または他の導電材料とすることができる。給電マイクロストリップ線１４０は、導電シート１３０に電気接続される。アンテナ１００により送られる信号は、給電マイクロストリップ線１４０に電気接続された信号線（図示せず）を介して入力される。アンテナ１００により受信される信号は、給電マイクロストリップ線１４０を介して信号線へ出力される。
【００１８】
アンテナ１００中の導電シート１３０が実質的に接地層１２０に垂直となるようセットされているので、導電シート１３０が基板１１０のより多くの面積を占用しない。言い換えれば、アンテナ１００の基板１１０上のより多くの面積が他の電子素子を配置するために使用できる。従って、実施形態中のアンテナ１００は、モバイルホーンのような小型電子機器での使用に採用される。チップアンテナと比較して、実施形態中のアンテナ１００は、低コストである。
【００１９】
図１において、実施形態中、導電シート１３０は、例えば、Ｌ形に曲げられる。しかし、導電シート１３０は、また帯状（strip-shaped）あるいは他の適当な形状とすることができる。他の電子素子が基板１１０に配置される時、信号の受信および送信における干渉を避けるために、それらは、導電シート１３０に対して適切な距離を保持しなければならない。従って、全長が同一である時、Ｌ形導電シート１３０は、基板１１０の角（コーナー）を占用するだけであり、一方、帯状導電シート１３０は、基板１１０の側面のより広い面積を占用する。従って、Ｌ形導電シート１３０は、通信装置のアンテナ１００の容量を縮小するのに有利である。
【００２０】
また、実施形態中の給電マイクロストリップ線１４０は、Ｌ形導電シート１３０の曲げられた部分に接続されている。更に、実施形態中の導電シート１３０は、基板１１０を貫通する導電ビア１５０を介して接地層１２０に電気接続される。実施形態中の導電ビア１５０は、Ｌ形導電シート１３０の短側面の端に接続されている。図１において、導電ビア１５０が導電シート１３０により被覆されており、導電シート１３０に近い一画だけが見えている。また、接地層１２０が例えば開口１２２を有する。導電シート１３０に接続された後、給電マイクロストリップ線１４０が基板１１０を貫通し、かつ、それが開口１２２に配置されるとともに、信号線に接続される。即ち、給電マイクロストリップ線１４０は、接地層１２０に接触しない。しかし、給電マイクロストリップ線１４０が基板１１０を貫通しなくても良く、基板１１０の上表面１１２で信号線（図示せず）に直接接続することもできる。
【００２１】
図２は、この発明の別な実施形態中のアンテナを示す３次元概略図である。図２において、実施形態中のアンテナ２００は、図１のアンテナ１００に類似している。従って、以下には差異だけを述べる。実施形態中の接地層２２０は、溝２２４を有する。溝２２４が接地層２２０を第１部分２２０ａと第２部分２２０ｂとに分割する。導電シート１３０が接地層２２０の第２部分２２０ｂに接続されている。第１部分２２０ａと第２部分２２０ｂとは、互いに接続している。第２部分２２０ｂがＬ形である。導電シート１３０もまたＬ形である。第２部分２２０ｂおよび導電シート１３０の形状も他の形状であることができるとともに、相互に対応する必要はない。第２部分２２０ｂが接地層２２０のコーナーに位置して、基板１１０上で他の電子素子のためにより多くの面積を確保する。第２部分２２０ｂの面積が連続的に縮小してゼロになる時、この実施形態は、第１実施形態に近くなる。実施形態中の給電マイクロストリップ線２４０は、第１端２４２と、第２端２４４と、第１端２４２および第２端２４４に接続された中間部分２４６とを有する。中間部分２４６が基板１１０の上表面１１２に位置する。第１端２４２が基板１１０を貫通して第２部分２２０ｂに電気接続される。第２端２４４が基板１１０を貫通して接地層２２０の開口２２２に配置される。
【００２２】
図３と図４とは、図１および図２のアンテナの反射率の周波数応答を示す説明図である。図３と図４とにおいて、図１および図２のアンテナの作動周波数の範囲が2.4GHz-2.5GHzに設計される時、作動周波数の範囲において反射係数は、良好である。図５Ａから図５Ｃは、図１のアンテナのXY面、XZ面、YZ面のパターンを示すパターン図である。図６Ａから図６Ｃは、図２のアンテナのXY面、XZ面、YZ面のパターンを示すパターン図である。図５Ａ〜図５Ｃと図６Ａ〜図６Ｃとにおいて、実線がＥΨを示し、点線がＥθを示す。パターン図において、図１および図２のアンテナの輻射パターンは、良好である。
【００２３】
図７は、この発明の別な実施形態を示す説明図である。図７において、図２のアンテナ２００と比較すると、実施形態中のアンテナ７００は、更に、３つの導電シート７１０，７２０，７３０と、対応する給電マイクロストリップ線７１２，７２２とを含む。導電シート７３０に対応する給電マイクロストリップ線は、この角度から図７では見ることができない。実施形態中の導電シート１３０，７１０および給電マイクロストリップ線２４０，７１２は、図２に示した実施形態に従って設計されている。他の導電シートおよび給電マイクロストリップ線は、図１に示した実施形態に従って設計されている。接地層７４０および他の素子の対応する設計は、手短にするために記述しない。例えば、実施形態中のアンテナ７００は、無線ローカルエリアネットワーク（wireless local area network = WLAN）により必要とされる３×３ＭＩＭＯシステムを形成するために使用できるとともに、ブルートゥース（Bluetooth）システムの一部としても使用できる。実施形態中のアンテナ７００は、基板１１０のより少ない面積を占用するとともに、小型通信デバイスへの使用に適している。更に、アンテナ７００は、低コストである。
【００２４】
図８は、この発明の実施形態中の通信装置を示す説明図である。図８において、実施形態中の通信装置８００は、バッテリー８１０と、アンテナ８２０とを含む。アンテナ８２０は、図７のアンテナ７００と同一であるが、アンテナ８２０をこの発明の別な実施形態の１つと置き換えることが可能である。通信装置８００中の大きなサイズを有する素子は、バッテリー８１０である。バッテリー８１０のケーシングは、通常、信号受信に干渉を与える金属からなる。良好な受信効果のために、バッテリー８１０と近くの導電シート７２０，７３０とは、（図１に示すように）基板１１０の異なる表面に位置しなければならない。しかし、バッテリー８１０から比較的遠い導電シート１３０は、バッテリー８１０と一緒に基板１１０の同一な表面に位置することができる。また、通信装置８００は、更に、ディスプレイパネル８３０を含む。ディスプレイパネル８３０に近い導電シート１３０およびディスプレイパネルは、信号受信への干渉を回避するために、基板１１０の異なる表面に位置する。アンテナ８２０の基板１１０は、通信装置のメイン回路板とすることができる。従って、導電シートまたは給電マイクロストリップ線以外の基板１１０エリアは、他の電子素子を配置するために使用することができる。通信装置８００は、設計に基づいて他の素子を有することができるが、手短にするために記述しない。
【００２５】
以上のごとく、この発明を最良の実施形態により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明にかかる実施形態中のアンテナを示す３次元概略図である。
【図２】この発明にかかる別な実施形態中のアンテナを示す３次元概略図である。
【図３】図１中のアンテナの反射率の周波数応答を示す説明図である。
【図４】図２中のアンテナの反射率の周波数応答を示す説明図である。
【図５Ａ】図１のアンテナのXY面のパターンを示すパターン図である。
【図５Ｂ】図１のアンテナのXZ面のパターンを示すパターン図である。
【図５Ｃ】図１のアンテナのYZ面のパターンを示すパターン図である。
【図６Ａ】図２のアンテナのXY面のパターンを示すパターン図である。
【図６Ｂ】図２のアンテナのXZ面のパターンを示すパターン図である。
【図６Ｃ】図２のアンテナのYZ面のパターンを示すパターン図である。
【図７】この発明にかかる別な実施形態中のアンテナを示す説明図である。
【図８】この発明にかかる実施形態中の通信装置を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２７】
１００，２００，７００，８２０  アンテナ
１１０  基板
１１２  上表面
１１４  下表面
１２０，２２０，７４０  接地層
１２２，２２２  開口
１３０，７１０，７２０，７３０  導電シート
１４０，２４０，７１２，７２２  給電マイクロストリップ線
１５０  導電ビア
２２０ａ  第１部分
２２０ｂ  第２部分
２４２  第１端
２４４  第２端
２４６  中間部分
８００  通信装置
８１０  バッテリー
８３０  ディスプレイパネル
【図１】
2009188988.tif 000003
【図２】
2009188988.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009188988.tif 000006
【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
2009188988.tif 000012
【図７】
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【図８】
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【外国語明細書】
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