浮遊非励振素子を含むマルチバンド平板逆Ｆアンテナと、それを組み込んだ無線端末
マルチバンド平板逆Ｆアンテナ（３００）は浮遊非励振素子（３４０）を含む。例えば、平板逆Ｆアンテナは誘電体基板上に延びた第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチを含む。第１平板逆Ｆアンテナブランチ（３０５）は第１周波数帯にある第１電磁波に応答して共振するように構成される。第２平板逆Ｆアンテナブランチ（３３０）は第２周波数帯に或る第２電磁波に応答して共振するように構成される。浮遊非励振素子は、例えば、第２平板逆ＦアンテナブランチがＲＦ給電点を経由して供給される電磁波によって励振された時に（すなわちアンテナが送信するために使用されるときに）、第２平板逆Ｆアンテナブランチと電磁的に結合するように構成されている。浮遊非励振素子はまた、浮遊非励振素子が自由空間から供給される電磁波によって励振された時に、第２平板逆Ｆアンテナブランチと電磁的に結合するように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に通信の分野に関し、より詳しくはアンテナとそれを組み込んだ無線端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
現代の多くの無線端末は、携帯電話機のように、長さが１１センチメートル以下である。それゆえ、このような無線端末の中に収容できるアンテナに技術的関心が集まる。平板逆Ｆアンテナのような平板アンテナは、小型無線端末という限られた空間において用いられるのに適しているアンテナの一種である。典型的には、従来の逆Ｆアンテナは接地板から隔離された導体素子を含むものである。代表例としての逆Ｆアンテナは例えば特許文献１及び特許文献２に開示されており、その開示内容は全体としてここに引用して取り込まれるものとする。
【０００３】
無線アンテナは多重通信システムの運用を可能とするためにマルチ周波数バンドで動作することになる。例えば、多くの携帯電話は現在、８５０ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、１８００ＭＨｚ及び１９００ＭＨｚの公称周波数で動作するＧＳＭやＣＤＭＡ(符号分割多重接続)モードにおいて、２重バンド又は３重バンドで動作するように設計されている。ディジタル通信システム（ＤＣＳ）は標準的には１７１０ＭＨｚから１８５０ＭＨｚの周波数帯にて動作するディジタル携帯電話システムである。北米における携帯端末に割り当てられた周波数帯もアドバンスト・モバイル・フォン・サービス（ＡＭＰＳ）では８２４−８９４ＭＨｚであり、パーソナル・コミュニケーション・サービス（ＰＣＳ）では１８５０−１９９０ＭＨｚを含んでいる。地域によっては無線端末はこれらの周波数帯の２つ又は３つのバンド対応である。これをここでは以後、マルチバンド動作と呼ぶ。
【特許文献１】米国特許６，６３９，５６０
【特許文献２】米国特許６，５７３，８６９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のアンテナの多くは、無線端末のトランシーバが対応する周波数帯域のそれぞれの無線信号をアンテナ経由で送受信できるように、無線周波数（ＲＦ）の給電点と接地点を含んでいる。従来のマルチバンドアンテナ形態のいくつかは低周波数域(例えば８２４−８９４ＭＨｚ)での動作においてはＲＦ給電点を接地点から２−３ｍｍ離し、高周波数帯での動作においてはＲＦ給電点と接地点を２−３ｍｍよりも多く離すことが必要であることが知られている。いくつかのマルチバンドアンテナ形態では、高周波特性と低周波特性の折衷案としてＲＦ給電点と接地点との間隔を約７−１１ｍｍとすることが知られている。
【０００５】
従来のマルチバンドアンテナ形態のいくつかのものは接地非励振素子を備えている。そのような手法は（ＲＦ給電点と接地点のほかに）少なくとももう１つの接点を接地することが必要である。それゆえアンテナを収容するために無線端末内に更なるスペースが必要となる。このために無線端末のハウジングの中に他の部品を設置するために必要なスペースが減少することになる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態は、浮遊非励振素子（floating parasitic element）を含む平板逆Ｆアンテナを提供するものである。これら実施形態によれば、マルチバンドアンテナは第１周波数帯における第１電磁波に応答して共振するように構成された第１平板逆Ｆアンテナブランチと、第１周波数帯よりも低い第２周波数帯の第２電磁波に応答して共振するように構成することのできる第２平板逆Ｆアンテナブランチとを含むものである。浮遊非励振素子は第２平板逆Ｆアンテナブランチから距離を離れて、オーミックには分離されて、電磁的にはそれと結合することができるものである。
【０００７】
本発明のいくつかの実施形態では、浮遊非励振素子は第２平板逆Ｆアンテナブランチと同一平面となっている。また本発明のいくつかの実施形態では、浮遊非励振素子は第２平板逆Ｆアンテナブランチの下方位置にあり、少なくとも部分的にこれとオーバーラップしている。また本発明のいくつかの実施形態では、浮遊非励振素子は第２平板逆Ｆアンテナブランチの上方位置にあり、少なくとも部分的にこれとオーバーラップしている。
【０００８】
本発明のいくつかの実施形態では、マルチバンドアンテナは接地板をさらに含んでもよい。このとき浮遊非励振素子は接地板と第２平板逆Ｆアンテナブランチの間に位置することになる。本発明のいくつかの実施形態では、第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチは空間領域を部分的に囲むように第１方向に伸びている。本発明のいくつかの実施形態では、第２平板逆Ｆアンテナブランチは浮遊非励振素子と空間領域の間に位置する。本発明のいくつかの実施形態では、第２平板逆Ｆアンテナブランチは第１と第２方向に伸び、浮遊非励振素子は第１と第２方向に伸びている。
【０００９】
本発明のいくつかの実施形態では、第１平板逆Ｆアンテナブランチは第１周波数帯の第１周波数領域の第１信号成分を提供するように構成される。浮遊非励振素子は第１周波数帯の中の第２周波数領域の第２信号成分を提供するために共振するように構成される。この第２周波数領域は第１周波数領域とオーバーラップして、マルチバンドアンテナ集合体の第１周波数領域におけるバンド幅を構成する。
【００１０】
本発明のいくつかの実施形態では、マルチバンドアンテナはさらに第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチが上面に搭載されるような誘電体基板を含むことができる。第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチは誘電体基板の近端部で相互に結合する。
【００１１】
本発明のいくつかの実施形態では、マルチバンドアンテナは誘電体基板の近端部で第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチに結合するＲＦ給電点をさらに含むことができる。接地点はＲＦ給電点とは離れた位置にあり、近端部に結合している。
【００１２】
本発明の更なる実施形態では、マルチバンド無線端末はハウジングと、ハウジング中に配置されていてマルチバンド無線通信信号を受信する受信器及び、又はマルチバンド無線通信信号を送信する送信器を備えることができる。マルチバンド無線端末は第１周波数帯の第１電磁波に応答して共振するように構成された第１平板逆Ｆアンテナブランチを有するマルチバンドアンテナをさらに含むことができる。マルチバンドアンテナの第２平板逆Ｆアンテナブランチは第１周波数帯よりも低い第２周波数帯の第２電磁波に応答して共振するように構成される。マルチバンドアンテナの浮遊非励振素子は第２平板逆Ｆアンテナとは空間的には分離されていて、オーミックには分離されていて、電磁的にはそれと結合している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施形態を示す添付の図面を参照して本発明を以下にさらに詳しく記述する。しかしながら本発明は多くの異なった形態で実現できるので、ここに開示する実施形態に限定して解釈されるべきものではなく、むしろ開示内容が綿密であり完全であり、当業者に本発明の意図をすべて伝えるためにこの実施形態が提供されているものである。
【００１４】
説明を明瞭にするために、図では線、層、及び領域の厚さは誇張して書かれている。層、領域、又は基板などの或る要素が他要素の「上に」あるという場合は、この他要素の直接「上に」あることもあるし、その間に介在する要素が存在する場合もあってもよいと理解されたい。これとは対照的に、或る要素が他要素の「直接上に」存在するという場合は、介在する要素は存在しないということである。また、或る要素が他要素に「接続している」又は「結合している」という場合は、それは他要素に直接的に接続している場合もあるし、間に介在する要素が存在する場合もあるものと理解されたい。対照的に、或る要素が他の要素に「直接的に接続している」又は「直接的に結合している」という場合は、間に介在する要素が存在しないことを意味する。全文を通して同じ数字は同じ要素を示している。
【００１５】
さらに、「下に」「下方に」「下位に」「上に」「上方に」などの空間的な相対関係を示す語は、ここでは或る要素又は特徴物の他の要素や特徴物に対する図示の関係を記述するときの記述の容易さのために用いられている。空間的な相対関係を示す語は、装置を使用したり操作したりする場合に、図示の方向だけでなくこれとは別の方向へ拡張する場合もありうるものと意図していると解釈されたい。例えば、図中の装置が回転した場合、他の要素又は特徴物の「下に」又は「下方に」と記された要素は、回転後は他の要素又は特徴物の「上に」くることになる。このように「下に」と例示した用語は「上に」と「下に」の両方に方向に拡張できるものとする。装置が（９０°回転したり、又は他の方向に回転したりするなど）他の方向に向いていることもあるが、ここに使われる空間的相対関係を記述する語はそれに従って適宜解釈されるべきものである。よく知られた機能や構成は、簡潔で明快な説明とするために、ここでは詳しくは記述しない。
【００１６】
ここで用いられる「無線端末」という用語はマルチラインディスプレイを有する携帯無線端末又はそれを持たない携帯無線端末や、携帯無線端末とデータ処理機能、ファクシミリとデータ通信機能を結合したものであるパーソナル・コミュニケーション・サービス（ＰＣＳ）端末や、無線端末、ページャー、インターネット／イントラネットアクセス、ウェブブラウザ、オーガナイザ、カレンダー及び／又は全地球測位システムＧＰＳ受信機を含むことがある個人用携帯端末ＰＤＡや、無線端末トランシーバを含む従来のラップトップ及び／又はパームトップの受信機その他の機器を含むが、それらに限定するものではない。無線端末はまた、普及計算デバイスと呼ばれる移動端末でもよい。
【００１７】
本発明のマルチバンドアンテナの実施形態は、ここでは無線端末について記述されるが、本発明はそれに限定しない。例えば本発明のマルチバンドアンテナの実施形態は、無線通信信号を送信するだけ、又は受信するだけの無線通信器に用いることもできる。例えば、アンテナを利用する従来のＡＭ／ＦＭラジオや全ての受信機は通信信号を受信するだけのものである。一方、遠隔データ発生装置は通信信号を送信するだけのものである。
【００１８】
本発明の実施形態による浮遊非励振素子を含むマルチバンドアンテナは図１の無線端末１０に組み込まれるものである。無線端末１０はハウジング上部１３とハウジング底部１４を含む。これらは合わさって、中に空洞を含んでいるハウジング１２を構成する。上部及び底部のハウジング１３,１４は複数のキー１６を含むキーパッド１５、ディスプレイ１７、及び無線端末１０が多重通信システムにおいて稼動する通信信号の送受信を可能とする電子部品（不表示）を収納している。
【００１９】
本発明によるマルチバンドアンテナの実施形態は、ハウジング１２で囲まれた空洞に収納されるものであると理解してよい。本発明によるマルチバンドアンテナの実施形態は、空洞に収納されるものであるとここでは書いているが、本発明によるマルチバンドアンテナの実施形態はハウジングの外に置かれる場合もあると理解してもよい。そのような実施形態においては、例えば、マルチバンドアンテナはハウジング底部１３の上に設置されてハウジング１２を通して空洞内部の他のアンテナと電磁的に結合することができるようになっている。本発明の実施形態によるこのような外部設置のマルチバンドアンテナはこの無線端末が加入者に売れてた後で付け加える付属品として（又はその他の構成物として）提供されることもありうる。
【００２０】
さて、無線端末が通信信号を送受信することを可能としている電子部品の構成を図２を参照してより詳しく記述しよう。図示したように、無線周波数（ＲＦ）を受信及び／又は送信するマルチバンド平板逆Ｆアンテナ２２は電気的にＲＦトランシーバに結合していて、トランシーバはさらにマイクロプロセッサのようなコントローラ２５に電気的に繋がっている。このコントローラ２５はスピーカ２６に電気的に繋がっていて、このスピーカは例えばコントローラ２５によって提供されたデータに基づいて無線端末のユーザに可聴信号を送信するように構成される。コントローラ２５はまたマイク２７に電気的に繋がっていて、マイク２７はユーザからの可聴入力を受信して、その入力をコントローラ２５とトランシーバ２４に提供して、遠くに離れた装置に伝える。コントローラ２５はキーパッド１５とディスプレイ１７に電気的に繋がっていて、ユーザが無線端末操作に関するデータの入出力ができるようにする。
【００２１】
マルチバンドアンテナ２２は多重周波数帯での通信を可能とするために無線端末１０へ、又は無線端末１０からの電磁波（ＲＦ信号の形の）を送信したり又は受信したりするために用いれれることは当業者には理解されるであろう。特に、送信中はマルチバンドアンテナはトランシーバ２４の送信部から受けた信号に応答して共振し、対応するＲＦ電磁波を自由空間へ放射する。受信中はマルチバンドアンテナ２２は自由空間経由で受信したＲＦ電磁波に応答して共振し、対応する信号をトランシーバ２４の受信部へ提供する。
【００２２】
送信及び受信の効率のよい動作を可能とするために、マルチバンドアンテナのインピーダンスをトランシーバ２４のインピーダンスと「整合」させて、マルチバンドアンテナ２２とトランシーバ２４間のパワーの伝達を最大にすることができる。ここで用いられるように、「整合」という用語は、インピーダンスが電気的におおむね同調して、アンテナのインピーダンスの不要成分を補償して、マルチバンドアンテナ２２の給電点において５０オーム(Ω)のような或る特定のインピーダンス値となるように構成されることを含むものと理解されよう。
【００２３】
本発明のいくつかの実施形態では、マルチバンドアンテナ２２は浮遊非励振素子を含んだマルチバンド平板逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）となることができる。例えば、図３に示すように、マルチバンド平板逆Ｆアンテナ３００は、誘電体基板３１５上を誘電体基板３１５の近端部３２０から誘電体基板３１５の遠端部３２１へ向けておおむね第１方向に伸びている第１平板逆Ｆアンテナブランチ３０５を含んでいる。第１平板逆Ｆアンテナブランチ３０５は第１周波数帯の第１電磁波に応答して共振するように構成されている。本発明のいくつかの実施形態では、上記第１周波数帯は約１７１０ＭＨｚと約１９９０ＭＨｚの間の範囲にある周波数を含むものである。
【００２４】
第２平板逆Ｆアンテナブランチ３３０は近端部３２０からおおむね第２方向に第１距離だけ伸びて、第１方向に（おおむね第１平板逆Ｆアンテナブランチ３０５に平行に）遠端部３２１へ第２距離だけ伸びる。図示のように、第２平板逆Ｆアンテナブランチ３３０はまた、遠端部３２１から第３の方向に（第２方向に逆向きに）伸びている。第２平板逆Ｆアンテナブランチ３３０は第１周波数帯よりは低い第２周波数帯の中の第２電磁波に応答して共振する。本発明のいくつかの実施形態では、第２周波数帯は約８２４ＭＨｚと約９６０ＭＨｚの間の範囲にある周波数を含むものである。第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチ３０５,３３０はその間に空間領域（open region）３３５を区画する配置となっている。
【００２５】
平板逆Ｆアンテナ３００を経て送信されることになる電磁波は誘電体基板３１５の近端部３２０に位置するＲＦ給電点３１０を経てそこに供給される。接地点３２５も誘電体基板３１５の近端部３２０に、ＲＦ給電点３１０とは離れた位置に設置される。
【００２６】
図３に示すように、マルチバンド平板逆Ｆアンテナ３００はまた、誘電体基板３１５上面を第１、第２及び第３の方向に伸びていて、第２平板逆Ｆアンテナブランチ３３０の外郭におおむね沿って位置している浮遊非励振素子３４０を含んでいる。浮遊非励振素子３４０は第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチ３０５，３３０とは空間的に分離している。ここに用いられているように、「浮遊」という用語は（浮遊非励振素子３４０に付されているように）浮遊素子がマルチバンドアンテナ３００に関する接地板から電気的に分離されている（又は電気的に浮いている）配置を含むものであると理解されよう。「接地板」は、ここに用いられているように平板の形をしているとは限らないと理解されよう。例えば「接地板」は細長い板とかその他の形や適当なサイズであってもよい。
【００２７】
本発明のいくつかの実施形態では、浮遊非励振素子３４０と第２平板逆Ｆアンテナブランチ３３０とは、第１周波数帯に含まれるＲＦ電磁波の波長の一般的に１．５％以下の距離だけ離れている。浮遊非励振素子３４０が第２平板逆Ｆアンテナブランチ３３０と同一平面であるような本発明のいくつかの実施形態では、上記２素子間の間隔は約１．０ｍｍ以下とすることができる。本発明のいくつかの実施形態では、浮遊非励振素子３４０は第１及び第２方向に伸びて、第２平板逆Ｆアンテナブランチ３３０の外郭に沿っている配置となっている。
【００２８】
浮遊非励振素子３４０は第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチ３０５，３３０とはオーミックには分離していて、例えば第２平板逆Ｆアンテナブランチ３３０がＲＦ給電点３１０より電磁誘導によって供給される電磁波によって励振されるときに、第２平板逆Ｆアンテナブランチ３３０と電磁的には結合するように配置されている。さらに、浮遊非励振素子３４０は浮遊非励振素子３４０が自由空間経由で供給される電磁波によって励振されるときに第２平板逆Ｆアンテナブランチ３３０と電磁的に結合するように配置されている。
【００２９】
ここで用いられたように、「オーミックに」という用語は、２つの素子の間の電圧をＶとして、その間の電流をＩとしたときに、おおむね全ての周波数で２つの素子の間のインピーダンスが実質的にインピーダンス＝Ｖ／Ｉで与えられる（すなわち、オーミックに結合した２素子間のインピーダンスは全ての周波数で実質的には同じである）という配置を指している。それゆえ、「オーミックに分離している」という語句は、２素子間のインピーダンスが直流のように比較的低い周波数においては実質的に無限大となるような配置を指している。しかしながら２つの素子がオーミックには分離されているが、例えばこれらの素子が互いに容量的には結合している場合には、この２つの素子の間のインピーダンスは周波数の関数となると理解されよう。例えば、金属導電体で互いに直接結合している２素子は互いにオーミックに分離してはいない。対照的に、容量効果だけで互いに電気的に結合している２素子は互いにオーミックには分離していて、互いに電磁的には結合している。
【００３０】
本発明のいくつかの実施形態では、浮遊非励振素子３３０は上記の第１周波数帯に含まれる第１周波数領域にある信号成分を供給するために共振するように構成されている。さらに浮遊非励振素子３３０は第１平板逆Ｆアンテナブランチ３０５と共同して動作し、上記第１周波数帯に含まれる第２周波数領域の他の信号成分を供給するように共振する。特に浮遊非励振素子３３０の共振状態は、第１周波数帯の動作を提供するために、第２平板逆Ｆアンテナブランチを経由して第１平板逆Ｆアンテナブランチと電磁的に結合することができるようになっている。
【００３１】
第１及び第２信号成分は合わさって、マルチバンドアンテナ３００の電圧定在波比（ＶＳＷＲ又はＳＷＲ）が第１周波数帯で約２．５と約１．０の範囲の値を実現することができる。マルチバンドアンテナ２２に関するＶＳＷＴ値は、マルチバンドアンテナ２２の給電点と無線端末の供給線路すなわち伝送線路との間のインピーダンス整合に関係する。損失最小でＲＦ電磁波を放射するため、また、受信したＲＦ電磁波を、損失最小で無線端末のトランシーバに提供するために、マルチバンドアンテナ３００のインピーダンスは、ＲＦ電磁波がマルチバンドアンテナ３００へ、又はマルチバンドアンテナ３００から供給される伝送線路又は給電点のインピーダンスと整合される。
【００３２】
アンテナブランチ３０５，３３０はＦＲ４又はポリイミドの誘電体基板の上に形成され、１つ又は複数の金属層をエッチングして誘電体基板上にパターンを形成して構成されることは当業者ならば理解されよう。アンテナブランチ３０５，３３０は銅のような導電材料で形成できる。例えば、アンテナブランチは銅箔から形成可能である。代替技術として、アンテナブランチ３０５，３３０は誘電体基板上の銅層から形成できる。本発明の平板逆Ｆアンテナブランチは他の導電材料でも形成でき、銅には限定されるものではない。
【００３３】
本発明の実施形態によるマルチバンド平板逆Ｆアンテナ３００はいろいろな形、配置、及び／又はサイズを持っていてよく、図示したものには限定されない。例えば本発明は任意のマイクロストリップアンテナを用いて実施してもよい。さらには、本発明の実施形態は２つの分岐を持つ平板逆Ｆアンテナに限定されるものではない。例えば、本発明の実施形態の平板逆Ｆアンテナは２つより多い分岐を持っていてもよい。
【００３４】
図４は本発明の実施形態の浮遊非励振素子を含む平板逆Ｆアンテナの模範的な動作特性を示すグラフである。図４によれば、浮遊非励振素子３３０は例えば第１周波数帯の低周波領域にある第１信号成分を提供することができる。（第１周波数帯の高周波領域にある）第２信号成分は第１平板逆Ｆアンテナブランチ３０５により供給することができる。とくに、ＶＳＷＲ曲線４０５の第１周波数帯の低周波領域に関する低域端は図３に示した浮遊非励振素子３４０によって供給することができる。さらに第１平板逆Ｆアンテナブランチ３０５は前述のように共振してＶＳＷＲ曲線４０５の第１周波数帯に含まれる高周波領域に関する高域端を提供する。あわせて、浮遊非励振素子３４０と第１平板逆Ｆアンテナブランチ３０５のそれぞれの共振特性は第１周波数帯に約２．５：１という低いＶＳＷＲ値を実現することができる。比較のために、図４は本発明の浮遊非励振素子を備えない従来のマルチバンドアンテナの特性の代表例を示す。特に従来のマルチバンドアンテナに関するＶＳＷＲ曲線４１０は約３．３：１と約３．５：１の範囲にある。
【００３５】
図５は本発明のマルチバンド平板逆Ｆアンテナの実施形態を示す平面図である。浮遊非励振素子５４０は第２平板逆Ｆアンテナブランチ５３０の上方に位置し、第２平板逆Ｆアンテナブランチ５３０とはオーミックには分離されている。さらに浮遊非励振素子５４０は少なくとも部分的に第２平板逆Ｆアンテナブランチ５３０とオーバーラップしている。本発明の他の実施形態では、浮遊非励振素子５４０を接地板と第２平板逆Ｆアンテナブランチ５３０の間で、第２平板逆Ｆアンテナブランチ５３０の下方に配置することができる。浮遊非励振素子５４０を第２平板逆Ｆアンテナブランチ５３０の上方か下方に置くと、その間の電磁的結合を増大させることができる。ＲＦ給電点５１０はマルチバンド平板逆Ｆアンテナの一部分５２０に配置される。接地点５２５はその部分５２０に配置され、ＲＦ給電点５１０からは空間的に離れて配置される。
【００３６】
図６は本発明の平板逆Ｆアンテナの実施形態を示す平面図である。特に、図６は約１７１０ＭＨｚから約１８５０ＭＨｚの第１バンドと約１８５０ＭＨｚから約１９９０ＭＨｚの第２バンドという２つの周波数帯で共振する第１平板逆Ｆアンテナブランチ６０５を示している。第２平板逆Ｆアンテナブランチ６３０は第１、第２及び第３の方向に伸びて、第２平板逆Ｆアンテナブランチ６３０により少なくとも部分的に取り囲まれた空間領域６３５を区画している配置となっている。第２平板逆Ｆアンテナブランチ６３０は約８２４ＭＨｚから約９６０ＭＨｚの第３の周波数帯で共振できる。浮遊非励振素子６４０は第２平板逆Ｆアンテナブランチ６３０から空間的に分離されて、オーミックにも分離されている。さらに、浮遊非励振素子６４０は、図３から５を参照して上記したように、第２平板逆Ｆアンテナブランチ６３０と電磁的には結合するように配置されている。ＲＦ給電点６１０は上記マルチバンド平板逆Ｆアンテナの一部分６２０に配置される。接地点６２５はその部分６２０のＲＦ給電点６１０から離れた位置に配置される。
【００３７】
ここに記したように、本発明のいくつかの実施形態では、マルチバンドアンテナは浮遊非励振素子を含んだマルチバンド平板逆Ｆアンテナとすることができる。例えば、本発明の平板逆Ｆアンテナは誘電体基板上に延びる第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチを含むことができる。第１平板逆Ｆアンテナブランチは第１周波数帯に或る第１電磁波に応答して共振するように構成することができる。第２平板逆Ｆアンテナブランチは第２周波数帯に或る第２電磁波に応答して共振するように構成することができる。
【００３８】
浮遊非励振素子は、例えば第２平板逆ＦアンテナブランチがＲＦ給電点を経由して供給される電磁波によって励振された時に（すなわちアンテナが送信するために使用されるときに）、第２平板逆Ｆアンテナブランチと電磁的に結合するように構成することができる。浮遊非励振素子はまた、浮遊非励振素子が自由空間から供給される電磁波によって励振される時に、第２平板逆Ｆアンテナブランチと電磁的に結合するように構成される。
【００３９】
図面及び記述においては、本発明の典型的な、好適の実施形態を開示してきた。特異な用語が用いられてはきたが、それらは共通用語であり書き表しやすいが為に用いられているものであり、制限を意味するものではない。本発明の範囲はつぎの請求項に明示されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の無線端末のいくつかの実施形態を示す概念図である。
【図２】本発明のマルチバンドアンテナを含む無線端末のいくつかの実施形態を示すブロック図である。
【図３】本発明のマルチバンド平板逆Ｆアンテナのいくつかの実施形態を示す平面図である。
【図４】本発明のいくつかの実施形態による、非励振素子有りの、あるいは非励振素子無しのマルチバンド平板逆Ｆアンテナの電圧定在波比の典型例を示すグラフである。
【図５】本発明によるマルチバンド平板逆Ｆアンテナのいくつかの実施形態を示す平面図である。
【図６】本発明によるマルチバンド平板逆Ｆアンテナのいくつかの実施形態を示す平面図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に通信の分野に関し、より詳しくはアンテナとそれを組み込んだ無線端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
現代の多くの無線端末は、携帯電話機のように、長さが１１センチメートル以下である。それゆえ、このような無線端末の中に収容できるアンテナに技術的関心が集まる。平板逆Ｆアンテナのような平板アンテナは、小型無線端末という限られた空間において用いられるのに適しているアンテナの一種である。典型的には、従来の逆Ｆアンテナは接地板から隔離された導体素子を含むものである。代表例としての逆Ｆアンテナは例えば特許文献１及び特許文献２に開示されており、その開示内容は全体としてここに引用して取り込まれるものとする。
【０００３】
無線アンテナは多重通信システムの運用を可能とするためにマルチ周波数バンドで動作することになる。例えば、多くの携帯電話は現在、８５０ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、１８００ＭＨｚ及び１９００ＭＨｚの公称周波数で動作するＧＳＭやＣＤＭＡ(符号分割多重接続)モードにおいて、２重バンド又は３重バンドで動作するように設計されている。ディジタル通信システム（ＤＣＳ）は標準的には１７１０ＭＨｚから１８５０ＭＨｚの周波数帯にて動作するディジタル携帯電話システムである。北米における携帯端末に割り当てられた周波数帯もアドバンスト・モバイル・フォン・サービス（ＡＭＰＳ）では８２４−８９４ＭＨｚであり、パーソナル・コミュニケーション・サービス（ＰＣＳ）では１８５０−１９９０ＭＨｚを含んでいる。地域によっては無線端末はこれらの周波数帯の２つ又は３つのバンド対応である。これをここでは以後、マルチバンド動作と呼ぶ。
【特許文献１】米国特許６，６３９，５６０
【特許文献２】米国特許６，５７３，８６９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のアンテナの多くは、無線端末のトランシーバが対応する周波数帯域のそれぞれの無線信号をアンテナ経由で送受信できるように、無線周波数（ＲＦ）の給電点と接地点を含んでいる。従来のマルチバンドアンテナ形態のいくつかは低周波数域(例えば８２４−８９４ＭＨｚ)での動作においてはＲＦ給電点を接地点から２−３ｍｍ離し、高周波数帯での動作においてはＲＦ給電点と接地点を２−３ｍｍよりも多く離すことが必要であることが知られている。いくつかのマルチバンドアンテナ形態では、高周波特性と低周波特性の折衷案としてＲＦ給電点と接地点との間隔を約７−１１ｍｍとすることが知られている。
【０００５】
従来のマルチバンドアンテナ形態のいくつかのものは接地非励振素子を備えている。そのような手法は（ＲＦ給電点と接地点のほかに）少なくとももう１つの接点を接地することが必要である。それゆえアンテナを収容するために無線端末内に更なるスペースが必要となる。このために無線端末のハウジングの中に他の部品を設置するために必要なスペースが減少することになる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態は、浮遊非励振素子（floating parasitic element）を含む平板逆Ｆアンテナを提供するものである。これら実施形態によれば、マルチバンドアンテナは第１周波数帯における第１電磁波に応答して共振するように構成された第１平板逆Ｆアンテナブランチと、第１周波数帯よりも低い第２周波数帯の第２電磁波に応答して共振するように構成することのできる第２平板逆Ｆアンテナブランチとを含むものである。浮遊非励振素子は第２平板逆Ｆアンテナブランチから距離を離れて、オーミックには分離されて、電磁的にはそれと結合することができるものである。
【０００７】
本発明のいくつかの実施形態では、浮遊非励振素子は第２平板逆Ｆアンテナブランチと同一平面となっている。また本発明のいくつかの実施形態では、浮遊非励振素子は第２平板逆Ｆアンテナブランチの下方位置にあり、少なくとも部分的にこれとオーバーラップしている。また本発明のいくつかの実施形態では、浮遊非励振素子は第２平板逆Ｆアンテナブランチの上方位置にあり、少なくとも部分的にこれとオーバーラップしている。
【０００８】
本発明のいくつかの実施形態では、マルチバンドアンテナは接地板をさらに含んでもよい。このとき浮遊非励振素子は接地板と第２平板逆Ｆアンテナブランチの間に位置することになる。本発明のいくつかの実施形態では、第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチは空間領域を部分的に囲むように第１方向に伸びている。本発明のいくつかの実施形態では、第２平板逆Ｆアンテナブランチは浮遊非励振素子と空間領域の間に位置する。本発明のいくつかの実施形態では、第２平板逆Ｆアンテナブランチは第１と第２方向に伸び、浮遊非励振素子は第１と第２方向に伸びている。
【０００９】
本発明のいくつかの実施形態では、第１平板逆Ｆアンテナブランチは第１周波数帯の第１周波数領域の第１信号成分を提供するように構成される。浮遊非励振素子は第１周波数帯の中の第２周波数領域の第２信号成分を提供するために共振するように構成される。この第２周波数領域は第１周波数領域とオーバーラップして、マルチバンドアンテナ集合体の第１周波数領域におけるバンド幅を構成する。
【００１０】
本発明のいくつかの実施形態では、マルチバンドアンテナはさらに第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチが上面に搭載されるような誘電体基板を含むことができる。第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチは誘電体基板の近端部で相互に結合する。
【００１１】
本発明のいくつかの実施形態では、マルチバンドアンテナは誘電体基板の近端部で第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチに結合するＲＦ給電点をさらに含むことができる。接地点はＲＦ給電点とは離れた位置にあり、近端部に結合している。
【００１２】
本発明の更なる実施形態では、マルチバンド無線端末はハウジングと、ハウジング中に配置されていてマルチバンド無線通信信号を受信する受信器及び、又はマルチバンド無線通信信号を送信する送信器を備えることができる。マルチバンド無線端末は第１周波数帯の第１電磁波に応答して共振するように構成された第１平板逆Ｆアンテナブランチを有するマルチバンドアンテナをさらに含むことができる。マルチバンドアンテナの第２平板逆Ｆアンテナブランチは第１周波数帯よりも低い第２周波数帯の第２電磁波に応答して共振するように構成される。マルチバンドアンテナの浮遊非励振素子は第２平板逆Ｆアンテナとは空間的には分離されていて、オーミックには分離されていて、電磁的にはそれと結合している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施形態を示す添付の図面を参照して本発明を以下にさらに詳しく記述する。しかしながら本発明は多くの異なった形態で実現できるので、ここに開示する実施形態に限定して解釈されるべきものではなく、むしろ開示内容が綿密であり完全であり、当業者に本発明の意図をすべて伝えるためにこの実施形態が提供されているものである。
【００１４】
説明を明瞭にするために、図では線、層、及び領域の厚さは誇張して書かれている。層、領域、又は基板などの或る要素が他要素の「上に」あるという場合は、この他要素の直接「上に」あることもあるし、その間に介在する要素が存在する場合もあってもよいと理解されたい。これとは対照的に、或る要素が他要素の「直接上に」存在するという場合は、介在する要素は存在しないということである。また、或る要素が他要素に「接続している」又は「結合している」という場合は、それは他要素に直接的に接続している場合もあるし、間に介在する要素が存在する場合もあるものと理解されたい。対照的に、或る要素が他の要素に「直接的に接続している」又は「直接的に結合している」という場合は、間に介在する要素が存在しないことを意味する。全文を通して同じ数字は同じ要素を示している。
【００１５】
さらに、「下に」「下方に」「下位に」「上に」「上方に」などの空間的な相対関係を示す語は、ここでは或る要素又は特徴物の他の要素や特徴物に対する図示の関係を記述するときの記述の容易さのために用いられている。空間的な相対関係を示す語は、装置を使用したり操作したりする場合に、図示の方向だけでなくこれとは別の方向へ拡張する場合もありうるものと意図していると解釈されたい。例えば、図中の装置が回転した場合、他の要素又は特徴物の「下に」又は「下方に」と記された要素は、回転後は他の要素又は特徴物の「上に」くることになる。このように「下に」と例示した用語は「上に」と「下に」の両方に方向に拡張できるものとする。装置が（９０°回転したり、又は他の方向に回転したりするなど）他の方向に向いていることもあるが、ここに使われる空間的相対関係を記述する語はそれに従って適宜解釈されるべきものである。よく知られた機能や構成は、簡潔で明快な説明とするために、ここでは詳しくは記述しない。
【００１６】
ここで用いられる「無線端末」という用語はマルチラインディスプレイを有する携帯無線端末又はそれを持たない携帯無線端末や、携帯無線端末とデータ処理機能、ファクシミリとデータ通信機能を結合したものであるパーソナル・コミュニケーション・サービス（ＰＣＳ）端末や、無線端末、ページャー、インターネット／イントラネットアクセス、ウェブブラウザ、オーガナイザ、カレンダー及び／又は全地球測位システムＧＰＳ受信機を含むことがある個人用携帯端末ＰＤＡや、無線端末トランシーバを含む従来のラップトップ及び／又はパームトップの受信機その他の機器を含むが、それらに限定するものではない。無線端末はまた、普及計算デバイスと呼ばれる移動端末でもよい。
【００１７】
本発明のマルチバンドアンテナの実施形態は、ここでは無線端末について記述されるが、本発明はそれに限定しない。例えば本発明のマルチバンドアンテナの実施形態は、無線通信信号を送信するだけ、又は受信するだけの無線通信器に用いることもできる。例えば、アンテナを利用する従来のＡＭ／ＦＭラジオや全ての受信機は通信信号を受信するだけのものである。一方、遠隔データ発生装置は通信信号を送信するだけのものである。
【００１８】
本発明の実施形態による浮遊非励振素子を含むマルチバンドアンテナは図１の無線端末１０に組み込まれるものである。無線端末１０はハウジング上部１３とハウジング底部１４を含む。これらは合わさって、中に空洞を含んでいるハウジング１２を構成する。上部及び底部のハウジング１３,１４は複数のキー１６を含むキーパッド１５、ディスプレイ１７、及び無線端末１０が多重通信システムにおいて稼動する通信信号の送受信を可能とする電子部品（不表示）を収納している。
【００１９】
本発明によるマルチバンドアンテナの実施形態は、ハウジング１２で囲まれた空洞に収納されるものであると理解してよい。本発明によるマルチバンドアンテナの実施形態は、空洞に収納されるものであるとここでは書いているが、本発明によるマルチバンドアンテナの実施形態はハウジングの外に置かれる場合もあると理解してもよい。そのような実施形態においては、例えば、マルチバンドアンテナはハウジング底部１３の上に設置されてハウジング１２を通して空洞内部の他のアンテナと電磁的に結合することができるようになっている。本発明の実施形態によるこのような外部設置のマルチバンドアンテナはこの無線端末が加入者に売れてた後で付け加える付属品として（又はその他の構成物として）提供されることもありうる。
【００２０】
さて、無線端末が通信信号を送受信することを可能としている電子部品の構成を図２を参照してより詳しく記述しよう。図示したように、無線周波数（ＲＦ）を受信及び／又は送信するマルチバンド平板逆Ｆアンテナ２２は電気的にＲＦトランシーバに結合していて、トランシーバはさらにマイクロプロセッサのようなコントローラ２５に電気的に繋がっている。このコントローラ２５はスピーカ２６に電気的に繋がっていて、このスピーカは例えばコントローラ２５によって提供されたデータに基づいて無線端末のユーザに可聴信号を送信するように構成される。コントローラ２５はまたマイク２７に電気的に繋がっていて、マイク２７はユーザからの可聴入力を受信して、その入力をコントローラ２５とトランシーバ２４に提供して、遠くに離れた装置に伝える。コントローラ２５はキーパッド１５とディスプレイ１７に電気的に繋がっていて、ユーザが無線端末操作に関するデータの入出力ができるようにする。
【００２１】
マルチバンドアンテナ２２は多重周波数帯での通信を可能とするために無線端末１０へ、又は無線端末１０からの電磁波（ＲＦ信号の形の）を送信したり又は受信したりするために用いれれることは当業者には理解されるであろう。特に、送信中はマルチバンドアンテナはトランシーバ２４の送信部から受けた信号に応答して共振し、対応するＲＦ電磁波を自由空間へ放射する。受信中はマルチバンドアンテナ２２は自由空間経由で受信したＲＦ電磁波に応答して共振し、対応する信号をトランシーバ２４の受信部へ提供する。
【００２２】
送信及び受信の効率のよい動作を可能とするために、マルチバンドアンテナのインピーダンスをトランシーバ２４のインピーダンスと「整合」させて、マルチバンドアンテナ２２とトランシーバ２４間のパワーの伝達を最大にすることができる。ここで用いられるように、「整合」という用語は、インピーダンスが電気的におおむね同調して、アンテナのインピーダンスの不要成分を補償して、マルチバンドアンテナ２２の給電点において５０オーム(Ω)のような或る特定のインピーダンス値となるように構成されることを含むものと理解されよう。
【００２３】
本発明のいくつかの実施形態では、マルチバンドアンテナ２２は浮遊非励振素子を含んだマルチバンド平板逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）となることができる。例えば、図３に示すように、マルチバンド平板逆Ｆアンテナ３００は、誘電体基板３１５上を誘電体基板３１５の近端部３２０から誘電体基板３１５の遠端部３２１へ向けておおむね第１方向に伸びている第１平板逆Ｆアンテナブランチ３０５を含んでいる。第１平板逆Ｆアンテナブランチ３０５は第１周波数帯の第１電磁波に応答して共振するように構成されている。本発明のいくつかの実施形態では、上記第１周波数帯は約１７１０ＭＨｚと約１９９０ＭＨｚの間の範囲にある周波数を含むものである。
【００２４】
第２平板逆Ｆアンテナブランチ３３０は近端部３２０からおおむね第２方向に第１距離だけ伸びて、第１方向に（おおむね第１平板逆Ｆアンテナブランチ３０５に平行に）遠端部３２１へ第２距離だけ伸びる。図示のように、第２平板逆Ｆアンテナブランチ３３０はまた、遠端部３２１から第３の方向に（第２方向に逆向きに）伸びている。第２平板逆Ｆアンテナブランチ３３０は第１周波数帯よりは低い第２周波数帯の中の第２電磁波に応答して共振する。本発明のいくつかの実施形態では、第２周波数帯は約８２４ＭＨｚと約９６０ＭＨｚの間の範囲にある周波数を含むものである。第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチ３０５,３３０はその間に空間領域（open region）３３５を区画する配置となっている。
【００２５】
平板逆Ｆアンテナ３００を経て送信されることになる電磁波は誘電体基板３１５の近端部３２０に位置するＲＦ給電点３１０を経てそこに供給される。接地点３２５も誘電体基板３１５の近端部３２０に、ＲＦ給電点３１０とは離れた位置に設置される。
【００２６】
図３に示すように、マルチバンド平板逆Ｆアンテナ３００はまた、誘電体基板３１５上面を第１、第２及び第３の方向に伸びていて、第２平板逆Ｆアンテナブランチ３３０の外郭におおむね沿って位置している浮遊非励振素子３４０を含んでいる。浮遊非励振素子３４０は第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチ３０５，３３０とは空間的に分離している。ここに用いられているように、「浮遊」という用語は（浮遊非励振素子３４０に付されているように）浮遊素子がマルチバンドアンテナ３００に関する接地板から電気的に分離されている（又は電気的に浮いている）配置を含むものであると理解されよう。「接地板」は、ここに用いられているように平板の形をしているとは限らないと理解されよう。例えば「接地板」は細長い板とかその他の形や適当なサイズであってもよい。
【００２７】
本発明のいくつかの実施形態では、浮遊非励振素子３４０と第２平板逆Ｆアンテナブランチ３３０とは、第１周波数帯に含まれるＲＦ電磁波の波長の一般的に１．５％以下の距離だけ離れている。浮遊非励振素子３４０が第２平板逆Ｆアンテナブランチ３３０と同一平面であるような本発明のいくつかの実施形態では、上記２素子間の間隔は約１．０ｍｍ以下とすることができる。本発明のいくつかの実施形態では、浮遊非励振素子３４０は第１及び第２方向に伸びて、第２平板逆Ｆアンテナブランチ３３０の外郭に沿っている配置となっている。
【００２８】
浮遊非励振素子３４０は第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチ３０５，３３０とはオーミックには分離していて、例えば第２平板逆Ｆアンテナブランチ３３０がＲＦ給電点３１０より電磁誘導によって供給される電磁波によって励振されるときに、第２平板逆Ｆアンテナブランチ３３０と電磁的には結合するように配置されている。さらに、浮遊非励振素子３４０は浮遊非励振素子３４０が自由空間経由で供給される電磁波によって励振されるときに第２平板逆Ｆアンテナブランチ３３０と電磁的に結合するように配置されている。
【００２９】
ここで用いられたように、「オーミックに」という用語は、２つの素子の間の電圧をＶとして、その間の電流をＩとしたときに、おおむね全ての周波数で２つの素子の間のインピーダンスが実質的にインピーダンス＝Ｖ／Ｉで与えられる（すなわち、オーミックに結合した２素子間のインピーダンスは全ての周波数で実質的には同じである）という配置を指している。それゆえ、「オーミックに分離している」という語句は、２素子間のインピーダンスが直流のように比較的低い周波数においては実質的に無限大となるような配置を指している。しかしながら２つの素子がオーミックには分離されているが、例えばこれらの素子が互いに容量的には結合している場合には、この２つの素子の間のインピーダンスは周波数の関数となると理解されよう。例えば、金属導電体で互いに直接結合している２素子は互いにオーミックに分離してはいない。対照的に、容量効果だけで互いに電気的に結合している２素子は互いにオーミックには分離していて、互いに電磁的には結合している。
【００３０】
本発明のいくつかの実施形態では、浮遊非励振素子３３０は上記の第１周波数帯に含まれる第１周波数領域にある信号成分を供給するために共振するように構成されている。さらに浮遊非励振素子３３０は第１平板逆Ｆアンテナブランチ３０５と共同して動作し、上記第１周波数帯に含まれる第２周波数領域の他の信号成分を供給するように共振する。特に浮遊非励振素子３３０の共振状態は、第１周波数帯の動作を提供するために、第２平板逆Ｆアンテナブランチを経由して第１平板逆Ｆアンテナブランチと電磁的に結合することができるようになっている。
【００３１】
第１及び第２信号成分は合わさって、マルチバンドアンテナ３００の電圧定在波比（ＶＳＷＲ又はＳＷＲ）が第１周波数帯で約２．５と約１．０の範囲の値を実現することができる。マルチバンドアンテナ２２に関するＶＳＷＴ値は、マルチバンドアンテナ２２の給電点と無線端末の供給線路すなわち伝送線路との間のインピーダンス整合に関係する。損失最小でＲＦ電磁波を放射するため、また、受信したＲＦ電磁波を、損失最小で無線端末のトランシーバに提供するために、マルチバンドアンテナ３００のインピーダンスは、ＲＦ電磁波がマルチバンドアンテナ３００へ、又はマルチバンドアンテナ３００から供給される伝送線路又は給電点のインピーダンスと整合される。
【００３２】
アンテナブランチ３０５，３３０はＦＲ４又はポリイミドの誘電体基板の上に形成され、１つ又は複数の金属層をエッチングして誘電体基板上にパターンを形成して構成されることは当業者ならば理解されよう。アンテナブランチ３０５，３３０は銅のような導電材料で形成できる。例えば、アンテナブランチは銅箔から形成可能である。代替技術として、アンテナブランチ３０５，３３０は誘電体基板上の銅層から形成できる。本発明の平板逆Ｆアンテナブランチは他の導電材料でも形成でき、銅には限定されるものではない。
【００３３】
本発明の実施形態によるマルチバンド平板逆Ｆアンテナ３００はいろいろな形、配置、及び／又はサイズを持っていてよく、図示したものには限定されない。例えば本発明は任意のマイクロストリップアンテナを用いて実施してもよい。さらには、本発明の実施形態は２つの分岐を持つ平板逆Ｆアンテナに限定されるものではない。例えば、本発明の実施形態の平板逆Ｆアンテナは２つより多い分岐を持っていてもよい。
【００３４】
図４は本発明の実施形態の浮遊非励振素子を含む平板逆Ｆアンテナの模範的な動作特性を示すグラフである。図４によれば、浮遊非励振素子３３０は例えば第１周波数帯の低周波領域にある第１信号成分を提供することができる。（第１周波数帯の高周波領域にある）第２信号成分は第１平板逆Ｆアンテナブランチ３０５により供給することができる。とくに、ＶＳＷＲ曲線４０５の第１周波数帯の低周波領域に関する低域端は図３に示した浮遊非励振素子３４０によって供給することができる。さらに第１平板逆Ｆアンテナブランチ３０５は前述のように共振してＶＳＷＲ曲線４０５の第１周波数帯に含まれる高周波領域に関する高域端を提供する。あわせて、浮遊非励振素子３４０と第１平板逆Ｆアンテナブランチ３０５のそれぞれの共振特性は第１周波数帯に約２．５：１という低いＶＳＷＲ値を実現することができる。比較のために、図４は本発明の浮遊非励振素子を備えない従来のマルチバンドアンテナの特性の代表例を示す。特に従来のマルチバンドアンテナに関するＶＳＷＲ曲線４１０は約３．３：１と約３．５：１の範囲にある。
【００３５】
図５は本発明のマルチバンド平板逆Ｆアンテナの実施形態を示す平面図である。浮遊非励振素子５４０は第２平板逆Ｆアンテナブランチ５３０の上方に位置し、第２平板逆Ｆアンテナブランチ５３０とはオーミックには分離されている。さらに浮遊非励振素子５４０は少なくとも部分的に第２平板逆Ｆアンテナブランチ５３０とオーバーラップしている。本発明の他の実施形態では、浮遊非励振素子５４０を接地板と第２平板逆Ｆアンテナブランチ５３０の間で、第２平板逆Ｆアンテナブランチ５３０の下方に配置することができる。浮遊非励振素子５４０を第２平板逆Ｆアンテナブランチ５３０の上方か下方に置くと、その間の電磁的結合を増大させることができる。ＲＦ給電点５１０はマルチバンド平板逆Ｆアンテナの一部分５２０に配置される。接地点５２５はその部分５２０に配置され、ＲＦ給電点５１０からは空間的に離れて配置される。
【００３６】
図６は本発明の平板逆Ｆアンテナの実施形態を示す平面図である。特に、図６は約１７１０ＭＨｚから約１８５０ＭＨｚの第１バンドと約１８５０ＭＨｚから約１９９０ＭＨｚの第２バンドという２つの周波数帯で共振する第１平板逆Ｆアンテナブランチ６０５を示している。第２平板逆Ｆアンテナブランチ６３０は第１、第２及び第３の方向に伸びて、第２平板逆Ｆアンテナブランチ６３０により少なくとも部分的に取り囲まれた空間領域６３５を区画している配置となっている。第２平板逆Ｆアンテナブランチ６３０は約８２４ＭＨｚから約９６０ＭＨｚの第３の周波数帯で共振できる。浮遊非励振素子６４０は第２平板逆Ｆアンテナブランチ６３０から空間的に分離されて、オーミックにも分離されている。さらに、浮遊非励振素子６４０は、図３から５を参照して上記したように、第２平板逆Ｆアンテナブランチ６３０と電磁的には結合するように配置されている。ＲＦ給電点６１０は上記マルチバンド平板逆Ｆアンテナの一部分６２０に配置される。接地点６２５はその部分６２０のＲＦ給電点６１０から離れた位置に配置される。
【００３７】
ここに記したように、本発明のいくつかの実施形態では、マルチバンドアンテナは浮遊非励振素子を含んだマルチバンド平板逆Ｆアンテナとすることができる。例えば、本発明の平板逆Ｆアンテナは誘電体基板上に延びる第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチを含むことができる。第１平板逆Ｆアンテナブランチは第１周波数帯に或る第１電磁波に応答して共振するように構成することができる。第２平板逆Ｆアンテナブランチは第２周波数帯に或る第２電磁波に応答して共振するように構成することができる。
【００３８】
浮遊非励振素子は、例えば第２平板逆ＦアンテナブランチがＲＦ給電点を経由して供給される電磁波によって励振された時に（すなわちアンテナが送信するために使用されるときに）、第２平板逆Ｆアンテナブランチと電磁的に結合するように構成することができる。浮遊非励振素子はまた、浮遊非励振素子が自由空間から供給される電磁波によって励振される時に、第２平板逆Ｆアンテナブランチと電磁的に結合するように構成される。
【００３９】
図面及び記述においては、本発明の典型的な、好適の実施形態を開示してきた。特異な用語が用いられてはきたが、それらは共通用語であり書き表しやすいが為に用いられているものであり、制限を意味するものではない。本発明の範囲はつぎの請求項に明示されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の無線端末のいくつかの実施形態を示す概念図である。
【図２】本発明のマルチバンドアンテナを含む無線端末のいくつかの実施形態を示すブロック図である。
【図３】本発明のマルチバンド平板逆Ｆアンテナのいくつかの実施形態を示す平面図である。
【図４】本発明のいくつかの実施形態による、非励振素子有りの、あるいは非励振素子無しのマルチバンド平板逆Ｆアンテナの電圧定在波比の典型例を示すグラフである。
【図５】本発明によるマルチバンド平板逆Ｆアンテナのいくつかの実施形態を示す平面図である。
【図６】本発明によるマルチバンド平板逆Ｆアンテナのいくつかの実施形態を示す平面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１周波数帯の第１電磁波に応答して共振するように構成された第１平板逆Ｆアンテナブランチと、
前記第１周波数帯よりは低い第２周波数帯の第２電磁波に応答して共振する第２平板逆Ｆアンテナブランチと、
前記第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチの下方にあり、前記第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチからオーミックに分離した接地板と、
前記第２平板逆Ｆアンテナブランチ及び前記接地板からオーミックに分離し、前記第２平板逆Ｆアンテナブランチと電磁的に結合する浮遊非励振素子と、
を備えることを特徴とするマルチバンドアンテナ。
【請求項２】
前記浮遊非励振素子が前記第２平板逆Ｆアンテナブランチと同一平面にあることを特徴とする請求項１に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項３】
前記浮遊非励振素子が前記第２平板逆Ｆアンテナブランチの下方に位置し、前記第２平板逆Ｆアンテナブランチと少なくとも部分的にオーバーラップしていることを特徴とする請求項１に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項４】
前記浮遊非励振素子が前記接地板と前記第２平板逆Ｆアンテナブランチの間にあることを特徴とする請求項３に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項５】
前記第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチは第１方向に延び、空間領域を部分的に取り囲むことを特徴とする請求項１に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項６】
前記第２平板逆Ｆアンテナブランチは、前記浮遊非励振素子と前記空間領域の間に位置することを特徴とする請求項５に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項７】
前記第２平板逆Ｆアンテナブランチは第１及び第２方向に延び、前記浮遊非励振素子は前記第１及び第２方向に延びていることを特徴とする請求項６に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項８】
前記第１平板逆Ｆアンテナブランチは前記第１周波数帯の第１周波数領域にある第１信号成分を提供し、
前記浮遊非励振素子は、共振し、前記第１周波数帯の中の前記第１周波数領域とオーバーラップする第２周波数領域に第２信号成分を提供して、前記アンテナ集合体の電圧定在波比を、前記第１周波数帯において約２．５：１とすることを特徴とする請求項１に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項９】
前記第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチが上面に搭載された誘電体基板を更に備え、前記第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチは、前記誘電体基板の近端部にて相互に結合していることを特徴とする請求項１に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項１０】
前記誘電体基板の前記近端部で前記第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチに結合するＲＦ給電点と、
前記ＲＦ給電点とは離れた位置にある接地点と、
とをさらに備えることを特徴とする請求項９に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項１１】
前記第１周波数帯は約１７１０ＭＨｚと約１９９０ＭＨｚの間の領域の周波数を含むことを特徴とする請求項１に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項１２】
前記第２周波数帯は約８２４ＭＨｚと約９６０ＭＨｚの間の領域の周波数を含むことを特徴とする請求項１に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項１３】
前記マルチバンドアンテナは無線端末のハウジング内の空洞に配置されることを特徴とする請求項１に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項１４】
前記マルチバンドアンテナは無線端末のハウジングの外部と結合することを特徴とする請求項１に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項１５】
内部に空洞を有するハウジングと、
前記空洞の中に置かれ、マルチバンド無線通信信号を受信し、マルチバンド無線通信信号を発信するトランシーバと、
前記空洞内のマルチバンドアンテナと、
を備えるマルチバンド無線端末であって、
前記マルチバンドアンテナは、
第１周波数帯の中の第１電磁波に応答して共振するように構成された第１平板逆Ｆアンテナブランチと、
前記第１周波数帯よりは低い第２周波数帯の中の第２電磁波に応答して共振するように構成された第２平板逆Ｆアンテナブランチと、
前記第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチの下方に位置し、前記第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチとはオーミックには分離している接地板と、
前記第２平板逆Ｆアンテナブランチ及び前記接地板とからオーミックには分離され、前記第２平板逆Ｆアンテナブランチとは電磁的には結合するように構成された浮遊非励振素子と、
を備えることを特徴とするマルチバンド無線端末。
【請求項１６】
前記浮遊非励振素子が前記第２平板逆Ｆアンテナブランチと同一平面にあることを特徴とする請求項１５に記載のマルチバンド無線端末。
【請求項１７】
前記浮遊非励振素子が前記第２平板逆Ｆアンテナブランチの下方に位置し、少なくとも部分的に、前記第２平板逆Ｆアンテナブランチとオーバーラップしていることを特徴とする請求項１５に記載のマルチバンド無線端末。
【請求項１８】
前記第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチは第１方向に伸びて、空間領域を部分的に囲んでいることを特徴とする請求項１５に記載のマルチバンド無線端末。
【請求項１９】
前記第２平板逆Ｆアンテナブランチは前記浮遊非励振素子と前記空間領域の間に位置することを特徴とする請求項１８に記載のマルチバンド無線端末。
【請求項２０】
前記第２平板逆Ｆアンテナブランチは第１及び第２方向に延び、前記浮遊非励振素子は前記第１及び第２方向に延びていることを特徴とする請求項１９に記載のマルチバンド無線端末。
【請求項２１】
前記第１平板逆Ｆアンテナブランチは前記第１周波数帯の第１周波数領域にある第１信号成分を提供するように構成され、
前記浮遊非励振素子は共振して、前記第１周波数帯の中の前記第１周波数領域とオーバーラップする第２周波数領域に第２信号成分を提供し、前記アンテナ集合体の電圧定在波比を、前記第１周波数帯において約２．５：１とすることを特徴とする請求項１５に記載のマルチバンド無線端末。
【請求項２２】
前記第１周波数帯は約１７１０ＭＨｚと約１９９０ＭＨｚの間の領域の周波数を含むことを特徴とする請求項１５に記載のマルチバンド無線端末。
【請求項２３】
前記第２周波数帯は約８２４ＭＨｚと約９６０ＭＨｚの間の領域の周波数を含むことを特徴とする請求項１５に記載のマルチバンド無線端末。
【請求項２４】
前記浮遊非励振素子が前記第２平板逆Ｆアンテナブランチと同一平面にあることを特徴とする請求項１５に記載のマルチバンド無線端末。
【請求項２５】
前記浮遊非励振素子が前記第２平板逆Ｆアンテナブランチの下方に位置し、少なくとも部分的に前記第２平板逆Ｆアンテナブランチとオーバーラップしていることを特徴とする請求項１５に記載のマルチバンド無線端末。
【請求項２６】
前記浮遊非励振素子が前記第２平板逆Ｆアンテナブランチの上方に位置し、少なくとも部分的に前記第２平板逆Ｆアンテナブランチとオーバーラップしていることを特徴とする請求項１５に記載のマルチバンド無線端末。
【請求項１】
第１周波数帯の第１電磁波に応答して共振するように構成された第１平板逆Ｆアンテナブランチと、
前記第１周波数帯よりは低い第２周波数帯の第２電磁波に応答して共振する第２平板逆Ｆアンテナブランチと、
前記第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチの下方にあり、前記第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチからオーミックに分離した接地板と、
前記第２平板逆Ｆアンテナブランチ及び前記接地板からオーミックに分離し、前記第２平板逆Ｆアンテナブランチと電磁的に結合する浮遊非励振素子と、
を備えることを特徴とするマルチバンドアンテナ。
【請求項２】
前記浮遊非励振素子が前記第２平板逆Ｆアンテナブランチと同一平面にあることを特徴とする請求項１に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項３】
前記浮遊非励振素子が前記第２平板逆Ｆアンテナブランチの下方に位置し、前記第２平板逆Ｆアンテナブランチと少なくとも部分的にオーバーラップしていることを特徴とする請求項１に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項４】
前記浮遊非励振素子が前記接地板と前記第２平板逆Ｆアンテナブランチの間にあることを特徴とする請求項３に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項５】
前記第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチは第１方向に延び、空間領域を部分的に取り囲むことを特徴とする請求項１に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項６】
前記第２平板逆Ｆアンテナブランチは、前記浮遊非励振素子と前記空間領域の間に位置することを特徴とする請求項５に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項７】
前記第２平板逆Ｆアンテナブランチは第１及び第２方向に延び、前記浮遊非励振素子は前記第１及び第２方向に延びていることを特徴とする請求項６に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項８】
前記第１平板逆Ｆアンテナブランチは前記第１周波数帯の第１周波数領域にある第１信号成分を提供し、
前記浮遊非励振素子は、共振し、前記第１周波数帯の中の前記第１周波数領域とオーバーラップする第２周波数領域に第２信号成分を提供して、前記アンテナ集合体の電圧定在波比を、前記第１周波数帯において約２．５：１とすることを特徴とする請求項１に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項９】
前記第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチが上面に搭載された誘電体基板を更に備え、前記第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチは、前記誘電体基板の近端部にて相互に結合していることを特徴とする請求項１に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項１０】
前記誘電体基板の前記近端部で前記第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチに結合するＲＦ給電点と、
前記ＲＦ給電点とは離れた位置にある接地点と、
とをさらに備えることを特徴とする請求項９に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項１１】
前記第１周波数帯は約１７１０ＭＨｚと約１９９０ＭＨｚの間の領域の周波数を含むことを特徴とする請求項１に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項１２】
前記第２周波数帯は約８２４ＭＨｚと約９６０ＭＨｚの間の領域の周波数を含むことを特徴とする請求項１に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項１３】
前記マルチバンドアンテナは無線端末のハウジング内の空洞に配置されることを特徴とする請求項１に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項１４】
前記マルチバンドアンテナは無線端末のハウジングの外部と結合することを特徴とする請求項１に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項１５】
内部に空洞を有するハウジングと、
前記空洞の中に置かれ、マルチバンド無線通信信号を受信し、マルチバンド無線通信信号を発信するトランシーバと、
前記空洞内のマルチバンドアンテナと、
を備えるマルチバンド無線端末であって、
前記マルチバンドアンテナは、
第１周波数帯の中の第１電磁波に応答して共振するように構成された第１平板逆Ｆアンテナブランチと、
前記第１周波数帯よりは低い第２周波数帯の中の第２電磁波に応答して共振するように構成された第２平板逆Ｆアンテナブランチと、
前記第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチの下方に位置し、前記第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチとはオーミックには分離している接地板と、
前記第２平板逆Ｆアンテナブランチ及び前記接地板とからオーミックには分離され、前記第２平板逆Ｆアンテナブランチとは電磁的には結合するように構成された浮遊非励振素子と、
を備えることを特徴とするマルチバンド無線端末。
【請求項１６】
前記浮遊非励振素子が前記第２平板逆Ｆアンテナブランチと同一平面にあることを特徴とする請求項１５に記載のマルチバンド無線端末。
【請求項１７】
前記浮遊非励振素子が前記第２平板逆Ｆアンテナブランチの下方に位置し、少なくとも部分的に、前記第２平板逆Ｆアンテナブランチとオーバーラップしていることを特徴とする請求項１５に記載のマルチバンド無線端末。
【請求項１８】
前記第１及び第２平板逆Ｆアンテナブランチは第１方向に伸びて、空間領域を部分的に囲んでいることを特徴とする請求項１５に記載のマルチバンド無線端末。
【請求項１９】
前記第２平板逆Ｆアンテナブランチは前記浮遊非励振素子と前記空間領域の間に位置することを特徴とする請求項１８に記載のマルチバンド無線端末。
【請求項２０】
前記第２平板逆Ｆアンテナブランチは第１及び第２方向に延び、前記浮遊非励振素子は前記第１及び第２方向に延びていることを特徴とする請求項１９に記載のマルチバンド無線端末。
【請求項２１】
前記第１平板逆Ｆアンテナブランチは前記第１周波数帯の第１周波数領域にある第１信号成分を提供するように構成され、
前記浮遊非励振素子は共振して、前記第１周波数帯の中の前記第１周波数領域とオーバーラップする第２周波数領域に第２信号成分を提供し、前記アンテナ集合体の電圧定在波比を、前記第１周波数帯において約２．５：１とすることを特徴とする請求項１５に記載のマルチバンド無線端末。
【請求項２２】
前記第１周波数帯は約１７１０ＭＨｚと約１９９０ＭＨｚの間の領域の周波数を含むことを特徴とする請求項１５に記載のマルチバンド無線端末。
【請求項２３】
前記第２周波数帯は約８２４ＭＨｚと約９６０ＭＨｚの間の領域の周波数を含むことを特徴とする請求項１５に記載のマルチバンド無線端末。
【請求項２４】
前記浮遊非励振素子が前記第２平板逆Ｆアンテナブランチと同一平面にあることを特徴とする請求項１５に記載のマルチバンド無線端末。
【請求項２５】
前記浮遊非励振素子が前記第２平板逆Ｆアンテナブランチの下方に位置し、少なくとも部分的に前記第２平板逆Ｆアンテナブランチとオーバーラップしていることを特徴とする請求項１５に記載のマルチバンド無線端末。
【請求項２６】
前記浮遊非励振素子が前記第２平板逆Ｆアンテナブランチの上方に位置し、少なくとも部分的に前記第２平板逆Ｆアンテナブランチとオーバーラップしていることを特徴とする請求項１５に記載のマルチバンド無線端末。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２００７−５１０３６２（Ｐ２００７−５１０３６２Ａ）
【公表日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５３８０３８（Ｐ２００６−５３８０３８）
【出願日】平成１６年１０月８日（２００４．１０．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３３４１６
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０４５９９４
【国際公開日】平成１７年５月１９日（２００５．５．１９）
【出願人】（５０２０８７５０７）ソニー エリクソン モバイル コミュニケーションズ， エービー (823)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月８日（２００４．１０．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３３４１６
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０４５９９４
【国際公開日】平成１７年５月１９日（２００５．５．１９）
【出願人】（５０２０８７５０７）ソニー エリクソン モバイル コミュニケーションズ， エービー (823)
【Ｆターム（参考）】
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