(57)【要約】      （修正有）【課題】電磁波を送信／受信する広帯域アンテナ及びその帯域幅を増加する方法を提供する。【解決手段】該無線送受信装置は、金属片状の放射部品とフィードラインとを有し、該放射部品は、第１長さを有する第１縁と、該第１縁と分離して設置してある、該第１長さより小さい第２長さを有する第２縁と、該金属片に形成されて該金属片をジグザグ形にならせる複数のくぼみと、を有し、該フィードラインは該第２縁と電気接続している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波を送信／受信する無線送受信装置であり、
該無線送受信装置は、金属片状の放射部品とフィードラインとを有し、
該放射部品は、第１長さを有する第１縁と、該第１縁と分離して設置してある、該第１長さより小さい第２長さを有する第２縁と、該金属片に形成されて該金属片をジグザグ形にならせる複数のくぼみと、を有し、
該フィードラインは該第２縁と電気接続している、
ことを特徴とする無線送受信装置。
【請求項２】
該金属片は逆三角形金属片と逆台形金属片の中の一つであり、
該第１長さは該電磁波の波長の四分の一の倍数であり、
ジグザグ形になった該金属片は有効な電気の長さを有して、該有効な電気の長さは該電磁波の波長の二分の一の倍数であり、
各該くぼみの長さの合計は該電磁波の波長の二分の一の倍数であり、
該フィードラインは誘電性基板に設置され、
該無線送受信装置はさらに該誘電性基板と電気接続しているグラウンド平面を含む、
ことを特徴とする請求項１記載の無線送受信装置。
【請求項３】
各該くぼみの幅は２０ミリインチであることを特徴とする請求項２記載の無線送受信装置。
【請求項４】
該誘電性基板はＦＲ４ラミネートによって構成されたことを特徴とする請求項２記載の無線送受信装置。
【請求項５】
電磁波を送信／受信する広帯域アンテナであり、
該無線送受信装置は、ジグザグ形ラインとフィードラインとを有し、
第１端と第２端とを有する該ジグザグ形ラインは、
第１長さを有する、該第１端と電気接続している第１部分と、
第１屈曲部と、
第２長さを有する、該第１屈曲部を通して該第１部分と電気接続している第２部分と、
第２屈曲部と、
第３長さを有する、該第２屈曲部を通して該第２部分と電気接続している、該第２端と電気接続している第３部分と、を有し、
該第１長さは該第２長さより小さく、該第２長さは該第３長さより小さく、
該フィードラインは該第１端と電気接続している、
ことを特徴とする広帯域アンテナ。
【請求項６】
該ジグザグ形ラインは、少なくとも二つのジグザグを有して逆三角形金属片と逆台形金属片の中の一つでなり、
該第３長さは該電磁波の波長の四分の一の倍数であり、
該ジグザグ形ラインの長さは該電磁波の波長の二分の一の倍数であり、
二つのスロットが、該第１部分と該第２部分の間に、及び該第２部分と該第３部分の間にそれぞれに位置して、各該スロットの幅は２０ミリインチであり、
該フィードラインは誘電性基板に設置され、
該無線送受信装置はさらに該誘電性基板と電気接続しているグラウンド平面を含んでいる、
ことを特徴とする請求項５記載の広帯域アンテナ。
【請求項７】
第１長さを有する第１縁と、該第１長さより小さい第２長さを有する第２縁と、を有する放射部品を提供するステップと、
該放射部品に複数のくぼみを形成して、各該くぼみと平行している水平電場、及び各該くぼみと垂直している垂直電場を発生させるステップと、を備えてなり、
各該水平電場は互いに相殺して弱くなって、各該垂直電場は互いに重ねて強くなる、
ことを特徴とするアンテナの帯域幅を増加する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は広帯域アンテナ及びその帯域幅を増加する方法に関し、特にマルチモード共振広帯域アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、無線ネットワークカードのアンテナは環境、アンテナ特性、及びコストなどに基づいて使用されている。従来の無線ネットワークカードは所在装置の面積や高度によって限られたので、チップアンテナを用いなければならない。チップアンテナは小さいけれどもコストが高い。それに帯域幅が比較的に狭い。実際にプリント配線基板に用いられると、測定された帯域幅は回路のレイアウトから影響を受けるので、期待より小さくなることがある。
【０００３】
環境に適合した所在装置があったら印刷アンテナを用いてもよい。印刷アンテナは構成によってモノポールアンテナ、ダイポールアンテナ、板状逆F型アンテナ、及び環状アンテナなどに分けられる。現在の印刷アンテナは板状逆F型アンテナを用いるから、アンテナの面積を有効に小さくすることができる。しかし、欠点は、板状逆F型アンテナ自身の構成によって限られて、より大きい帯域幅に達することができないものである。アンテナの帯域幅が不足すると、無線ネットワークカードの位置が周囲の物体と近すぎるために、アンテナから発した電磁波は大量に反射されることがあって、アンテナの放射損（return loss）は変化する。すると、中心周波数もそれに応じてずれる。そこで、アンテナのコストを増加することなく、より大きい帯域幅及びよりよい放射損を提供して、周囲の物体から放射損と中心周波数に対する影響を受けることを避けるようにする必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アンテナの面積を増加することなく、アンテナの帯域幅を有効に増加して中心周波数がずれることをなくすることができるマルチモード共振広帯域アンテナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明は、電磁波を送信／受信する無線送受信装置を提供することで上記課題を快適に解決する。該無線送受信装置は、金属片状の放射部品とフィードラインとを有している。該放射部品は、第１長さを有する第１縁と、該第１縁と分離して設置してある、該第１長さより小さい第２長さを有する第２縁と、該金属片に形成されて該金属片をジグザグ形にならせる複数のくぼみと、を有している。該フィードラインは該第２縁と電気接続している。
【０００６】
上記目的を達成するための本発明は、電磁波を送信／受信する広帯域アンテナを提供することで上記課題を快適に解決する。該無線送受信装置は、ジグザグ形ラインとフィードラインとを有している。第１端と第２端とを有する該ジグザグ形ラインは、第１長さを有する、該第１端と電気接続している第１部分と、第１屈曲部と、第２長さを有する、該第１屈曲部を通して該第１部分と電気接続している第２部分と、第２屈曲部と、第３長さを有する、該第２屈曲部を通して該第２部分と電気接続している、該第２端と電気接続している第３部分と、を有している。該第１長さは該第２長さより小さく、該第２長さは該第３長さより小さい。該フィードラインは該第１端と電気接続している。
【０００７】
上記目的を達成するための本発明は、アンテナの帯域幅を増加する方法を提供することで上記課題を快適に解決する。該方法は、第１長さを有する第１縁と、該第１長さより小さい第２長さを有する第２縁と、を有する放射部品を提供するステップと、該放射部品に複数のくぼみを形成して、各該くぼみと平行している水平電場、及び各該くぼみと垂直している垂直電場を発生させるステップと、を備えてなり、各該水平電場は互いに相殺して弱くなって、各該垂直電場は互いに重ねて強くなる、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の装置及び方法によっては、複数の異なる共振周波数を用いて広帯域のような効果に達して、従来の印刷アンテナの帯域幅不足の問題を解決するばかりでなく、より良い放射損を提供して、中心周波数がずれる欠点を改善することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本願発明のその他の利点及び特徴については、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明らかとなるであろう。下記実施の形態は本発明の技術的手段をより具体的に詳述するためのもので、当然本発明はそれに限定されず、添付クレームの範囲を逸脱しない限り、当業者による単純な設計変更、付加、修飾、及び置換はいずれも本発明の技術的範囲に属する。
【００１０】
図１は本発明に係る、第１の実施の形態のマルチモード共振広帯域アンテナを示す図である。マルチモード共振広帯域アンテナ０１は放射部品１１、フィードライン１２、基板１３及びグラウンド平面１４を含んでいる。放射部品１１は三角形の金属平面であり、第１縁１１３と第２縁１１４を有している。該金属平面はさらに複数のくぼみ１１１ａ〜１１１ｅを含んでいる。くぼみ１１１の数量は必要に応じて調整されてもよい。この第１の実施の形態において、くぼみ１１１の数量は五である。該金属平面は各該くぼみ１１１ａ〜１１１ｅによって複数のジグザグ形ライン１１２に分けられている。各該くぼみ１１１ａ〜１１１ｅは互いに平行して、開口の方向が交錯している。
【００１１】
最適の送受信の性能に達するために、該三角形の金属平面の辺の長さは送受信の電磁波の波長に基づいて調整されてもよい。この実施の形態において、三角形の金属平面の辺の長さは２．４５ＧＨｚの波長の四分の一である。それに、各該くぼみ１１１ａ〜１１１ｅの幅及び深さは必要に応じて調整されてもよい。この実施の形態において、各該くぼみ１１１ａ〜１１１ｅの幅は２０ミリインチである。さらに、各該くぼみ１１１ａ〜１１１ｅの深さを調整することによって、各該ジグザグ形ライン１１２の総長さ（つまり、放射部品１１の総長さ）を２．４５ＧＨｚの波長の四分の一にならせることができる。
【００１２】
図２は本発明に係る、第１の実施の形態の放射部品を示す図である。放射部品１１は複数のくぼみ１１１、複数のジグザグ形ライン１１２、第１端１１５、第２端１１６、第１屈曲部１１７、第２屈曲部１１８及び第４屈曲部１１９を含んでいる。図２に示したように、各該くぼみ１１１にとっては、電流が第１端１１５から第２端１１６へ流れると、水平方向の電流分量（−ｘ／＋ｘ）及び垂直方向の電流分量（＋ｙ）だけでなく、水平電場（−ｘ／＋ｘ）及び垂直電場（＋ｙ）も発生する。同様に、それぞれの別のくぼみ１１１にも水平電場（−ｘ／＋ｘ）及び垂直電場（＋ｙ）が発生する。各該水平電場は互いに相殺して弱くなって、各該垂直電場は互いに重ねて強くなる。各該ジグザグ形ライン１１２の総長さが約電磁波の波長の二分の一になると、くぼみ１１１に位置する第４屈曲部１１９の所在には最大の共振電流が発生する。つまり、そこにはアンテナのエネルギーの主要放射点がある。図３ａ及び図３ｂは本発明に係る、第１の実施の形態のＸＺ平面アンテナの場形を示す図である。図３ｂから見ると、垂直方向に沿う電場（＋ｙ）の総和は本発明のアンテナをＸＺ平面上の全方位アンテナにならせることができる。
【００１３】
図４ａ及び図４ｂは本発明に係る、第１の実施の形態のＸＹ平面アンテナの場形を示す図である。本発明において、くぼみの幅がかなり小さいので（２０ミリインチほど）、ジグザグ形ライン１１２の幅は比較的に大きくなる。すると、アンテナは抵抗値も低くなって、効率もよくなる。図４ａから見ると、本発明のアンテナの構成はＸＹ平面の最大利得（ｐｅａｋ  ｇａｉｎ）が３ｄＢｉである。
【００１４】
本発明のマルチモード共振広帯域アンテナは、くぼみ１１１の幅が小さいので、各該くぼみ１１１を直接に横断した漏電場を発生させて、複数の電場路径に相対する効果に達することができる。最小路径は約波長の四分の一であり、最大路径は約波長の二分の一である。そこで、複数の異なるカップリング路径によってより大きい共振帯域幅を発生させることができる。図５は本発明に係る、第１の実施の形態の放射損（return loss）を示す図である。縦軸は放射損、横軸は操作周波数である。上記の第２図と対照すると、二分の一の波長の等価アンテナの所在には（つまり、第４屈曲部１１９）最大の垂直電流がある。さらに、グラウンド平面１４から離れているので、グラウンド平面１４から影響をあまり受けることはない。遂に、図５に示したように▽１で表示された第１共振周波数を発生させることができる。さらに、四分の一の波長の等価アンテナの所在には（つまり、図２の第１端１１５）比較的に大きい電流がある。本発明は金属平面が三角形なので、グラウンド平面１４との電場カップリング現象を減少させる。遂に、図５に示したように△３で表示された第２共振周波数（２．５ＧＨｚ）を発生させることができる。図５から見ると分かるのは、放射損が−２０ｄＢに達しない範囲では本発明のアンテナの帯域幅が２００ＭＨｚ、放射損が−１０ｄＢに達しない範囲では本発明のアンテナの帯域幅が６００ＭＨｚである。
【００１５】
上記実施の形態は本発明の技術的手段をより具体的に詳述するためのもので、当然本発明はそれに限定されず、添付クレームの範囲を逸脱しない限り、当業者による単純な設計変更、付加、修飾、及び置換はいずれも本発明の技術的範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る、第１の実施の形態のマルチモード共振広帯域アンテナを示す図である。
【図２】本発明に係る、第１の実施の形態の放射部品を示す図である。
【図３ａ】本発明に係る、第１の実施の形態のＸＺ平面アンテナの場形を示す図である。
【図３ｂ】本発明に係る、第１の実施の形態のＸＺ平面アンテナの場形を示す図である。
【図４ａ】本発明に係る、第１の実施の形態のＸＹ平面アンテナの場形を示す図である。
【図４ｂ】本発明に係る、第１の実施の形態のＸＹ平面アンテナの場形を示す図である。
【図５】本発明に係る、第１の実施の形態の放射損（return loss）を示す図である。
【符号の説明】
【００１７】
０１・・・マルチモード共振広帯域アンテナ    １１・・・放射部品    １２・・・フィードライン    １３・・・基板    １４・・・グラウンド平面    １１１・・・くぼみ          １１２・・・ジグザグ形ライン    １１３・・・第１縁    １１４・・・第２縁    １１５・・・第１端    １１６・・・第２端    １１７・・・第１屈曲部    １１８・・・第２屈曲部    １１９・・・第４屈曲部
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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