JP2000068731A

JP2000068731A - 無線通信装置とスロットル―プアンテナ

Info

Publication number: JP2000068731A
Application number: JP11147818A
Authority: JP
Inventors: Christophe Grangeat; クリストフ・グランジエ; Kouam Charles Ngounou; シヤルル・グヌ・クアム
Original assignee: Alcatel SA; Nokia Inc
Current assignee: Alcatel Lucent SAS; Nokia Inc
Priority date: 1998-05-28
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 2000-03-03
Anticipated expiration: 2019-05-27
Also published as: DE69933085T2; DE69933085D1; EP0961344B1; CA2272007A1; FR2779276A1; JP4118449B2; ATE339018T1; CN1168182C; FR2779276B1; EP0961344A1; US20010050651A1; TW431028B; AU3125799A; CN1237807A

Abstract

(57)【要約】【課題】効率の良い小型スロットループアンテナ
（１）を提供する。【解決手段】導電層（４）を基板（２）の下面に配置
することによって、アンテナの共振構造（６、８）によ
って送信または受信される電波を反射する。導電層は、
この共振構造から分離され、平行なプレートの共振モー
ドが確立されないようにする。またセパレータ層（２
２）を導電層の下に配置することによって、装置の他の
構成要素との容量性結合から導電層を保護する。セパレ
ータ層は、剛性の絶縁フォームから構成することもでき
る。本発明は無線電話システムに適用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に無線通信装
置、特に携帯無線電話に関し、また特にそのような装置
に含まれるアンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】そのようなアンテナは、プレーナ技術に
よって作成されることが有利であり、この技術は、信号
伝送線の作成と、そのような伝送線と放射電波とを結合
させるアンテナの作成の両方に適用できる。そのような
アンテナは、誘電体基板の上面に配置した導電層をエッ
チングすることによって形成される。

【０００３】本発明による装置は、特に、ループ形共振
スロットを有するプレーナアンテナを含む。そのような
アンテナは、前記導電層の一部分から構成されるパッチ
を有する。前記スロットは、同じ導電層の他の一部分か
ら構成される導電性領域からこのパッチを分離する。こ
の領域はアンテナの接地平面を構成する。また、この領
域は、共振スロットがパッチの周辺で開いたループを形
成するようにこのパッチをほぼ完全に囲む。

【０００４】この技術によって作成されるアンテナは、
定在電磁波のシートになるのに適した共振構造を構成す
る。定在波によって、アンテナは、空間に放射された電
磁波と結合するというその機能を果たす。定在波は様々
な形をとることができ、それらの形は、共振構造の様々
な共振モードにそれぞれ対応する。各共振モードは、同
一の経路上を反対の方向に伝搬し、経路の両端で交互に
反射する２つの電波の重なりによって生じるものとして
説明できる。この経路はアンテナを構成する諸要素によ
って決定される。この経路を以下「共振経路」と呼ぶ。
アンテナが通常共振モードの上記のアンテナの１つであ
る場合、共振経路はループ形のスロットに沿って延び
る。しかし、アンテナが他のモードの上記のアンテナの
１つである場合、あるいはアンテナが他のアンテナであ
る場合、共振経路は直線でもよい。いずれの場合にも、
各モードごとに、共振周波数は、上記の進行波が前記共
振経路に沿って進行するのにかかる時間に反比例する。

【０００５】同一の共振経路上に複数の共振モードを確
立することができ、その場合、これらのモードにそれぞ
れ対応する複数の共振周波数が出現する。そのようなモ
ードは以下で「波数」と呼ばれる数によって決定するこ
とができる。波数は１つの波の波長の数であり、その波
の周波数はそのモードに対応する共振周波数に等しく、
波長の数はこの経路の長さに含まれる数である。したが
って各共振経路ごとに、共振周波数はこの数に比例す
る。一般に、波数は小さい整数か、あるいは分母が２ま
たは４の分数の近傍である。以下、「共振モード」とい
う用語は、「共振」という用語に置き換えられることが
ある。

【０００６】信号処理装置、すなわち送信機または受信
機へのアンテナの接続は、アンテナを信号処理装置に接
続する、アンテナの外部の接続線を一般に含む接続アセ
ンブリを介して行われる。接続線の一端は、このアンテ
ナに含まれる結合装置を形成する。

【０００７】アンテナが共振構造を備えた送信アンテナ
である場合、結合装置、接続線、およびアンテナの各機
能は次の通りである。接続線の機能は、送信機からアン
テナの端子まで無線周波数信号またはマイクロ波信号を
搬送することである。信号は、接続線に沿ってずっと進
行波の形態で伝搬し、少なくとも原則として、その特性
が著しく変更されることはない。

【０００８】結合装置の機能は、接続線によって供給さ
れた信号を変換して、この信号がアンテナの共振を励起
するようにする、すなわち、この信号を搬送する進行波
のエネルギーが、アンテナ中に確立されてアンテナによ
って決定される特性を持つ有効な定在波に伝達されるよ
うにすることである。そのような伝達の効率は、接続線
と共振構造との間で実施されるインピーダンス整合に依
存する。そのような整合は一般に不完全である、すなわ
ち結合装置は、接続線に向けて受信したエネルギーの一
部を反射するので、接続線中に妨害定在波が発生する。
この妨害波の振幅によって定在波比が決まる。定在波比
は周波数に応じて変わり、定在波比の周波数変動のグラ
フがアンテナの１つまたは複数の通過帯域を決定する。

【０００９】アンテナは、有効な定在波のエネルギーを
空間に放射される電波に伝達する。したがって、送信機
によって供給された信号は、進行波の形態から定在波の
形態に移行する第１の変換が行われ、次いで、放射電波
の形態を与えるために第２の変換が行われる。受信アン
テナの場合、信号は同じ装置中で同じ形態をとるが、順
序は逆になる。

【００１０】開いたループ形の共振スロットを備えるプ
レーナアンテナの場合、結合装置は一般に、アンテナと
同じ導電層中に形成される共面線の形をしている。この
ラインは主導電層を含み、導電層はパッチに接続され、
また２つの接地線によって囲まれる。接地線は、ループ
の開口の両側でアンテナの接地平面に接続される。

【００１１】送信アンテナの場合、アンテナの接続アセ
ンブリは多くの場合、このアンテナの給電線を構成する
ものとして示される。

【００１２】本発明は、様々なタイプの装置の実現に関
する。これらの装置は特に携帯無線電話、携帯無線電話
用の基地局、自動車、および航空機または航空機搭載ミ
サイルである。

【００１３】自動車の場合、また特に外面の形状が湾曲
しているために空力抵抗を小さくできる航空機またはミ
サイルの場合、そのような装置に含まれるアンテナは、
この形状に合わせて構成され、有害な追加の空力抵抗が
生じないようにすることができる。しかしながら、アン
テナの送信ローブまたは受信ローブを装置の外部に向け
るようにすることが望ましい。携帯無線電話の場合は、
装置を送信に用いるときに、装置のユーザの身体によっ
て遮断される放射パワーを制限することが特に望まし
い。

【００１４】そのようなアンテナの送信パワーおよび受
信感度に対して非対称な空間配分が求められてきたのは
そのためである。このために、ループ形の共振スロット
を持つ知られている多数のプレーナアンテナには補助導
電層が結合されている。補助導電層は一般に、アンテナ
の基板の下面に形成される。その場合、アンテナによっ
て送信された電波は、アンテナの平面上に広がる立体角
に向けられることになる。

【００１５】そのような知られているアンテナの第１の
ものは、米国特許第４０６３２４６号（Ｇｒｅｉｓｅ
ｒ）に記載されている。この特許は矩形のパッチを含
む。また、このパッチを囲むループ形の共振スロットを
有する。スロットは、その長さに沿って確立される共振
モードのシートであり、波数に対応する。波数は約１で
ある。このアンテナの補助導電層は、パッチの平面内に
ある上部接地平面に基板を介して接続されるので、下部
接地平面を構成する。放射波との結合は共振スロットに
よって行われる。このスロットを「放射性」であるとい
う。アンテナの接地平面は、共振スロットから幅広く広
がる。このタイプのアンテナは通常、「共面アンテナ」
と呼ばれる。

【００１６】この第１の知られているアンテナは、特に
次のような欠点を有する。

【００１７】下部接地平面と上部接地平面との間に接続
手段を設ける必要性により、構成が複雑化する。

【００１８】アンテナの寸法は、上記の用途の幾つかの
場合に所望の値を超える。

【００１９】そのようなアンテナの寸法を縮小するため
に、第２の知られているアンテナは、第１の知られてい
るアンテナとは異なる共振モードを使用している。この
アンテナは、ＭｉｃｒｏｗａｂｅａｎｄＯｐｔｉｃ
ａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＬｅｔｔｅｒｓ／第６巻、
第５号、１９９３年４月、２９２−２９４頁、Ｍ．Ｃａ
ｌ、Ｐ．Ｓ．Ｋｏｏｉ、Ｍ．Ｓ．Ｌｅｏｎｇの論文「Ａ
ＣｏｍｐａｃｔＳｌｏｔＬｏｏｐＡｎｔｅｎｎ
ａ」に記載されている。この第２の知られているアンテ
ナでは、使用される共振モードの波数が約２分の１であ
り、すなわちパッチの周囲長がこのモードの電波の波長
の約半分にわたって広がっている。このモードは「半波
長共振」と呼ぶことができる。この場合、放射領域は、
パッチを囲む上部接地平面の外縁から主に構成され、こ
の上部接地平面の幅は、そのために制限されることにな
る。この幅を選択することによって、接続アセンブリに
対してアンテナが有するインピーダンスを調整できる。
下部接地層は、上部接地層よりも広がっており、送受信
の空間配分に多数のサイドローブが出現しないようにし
ていることが有利である。このタイプのアンテナは「ス
ロットループアンテナ」と呼ばれる。

【００２０】知られている第２のアンテナは特に、第１
の知られているアンテナと共通する不都合を有し、いく
つかの場合には、アンテナに注入されるパワーの一部分
だけが有効である。すなわち、この一部分だけが、その
ような場合に所望の半波長共振に伝達される。注入され
たパワーの別の一部分は妨害部分であって、妨害共振モ
ードに伝達される。前記半波長共振は、パッチと上部接
地平面との間に延びる電界線を有するスロットループか
らなる経路上に確立され、これらの妨害モードは「平行
プレートモード」と呼ばれる。妨害モードは特に、電界
線が、パッチおよび上部接地平面を含む上部導電層と下
部接地平面との間に基板を介して延びることを特徴とす
る。さらに、その共振経路は所望の半波長共振の経路と
は異なる。この妨害部分の存在により、所望の周波数で
アンテナが送信する有効パワーが低くなる。しかも、様
々な共振モードの間で相互作用が起こることがある。相
互作用は、所望の半波長共振の周波数の予測不可能な変
化を招きうる。

【００２１】前記妨害パワー部分の大きさは、様々な共
振モードの様々な伝搬速度に依存する。伝搬速度は、電
波が伝わる材料の誘電率に依存することは知られてい
る。このため、妨害共振によって引き起こされるパワー
損失および／または周波数変化を回避するために、第
３、第４の知られているアンテナでは、異なる誘電率の
複数の材料を使用している。

【００２２】知られている第３のアンテナは、ＥＬＥＣ
ＴＲＯＮＩＣＳＬＥＴＴＥＲＳ、第３２巻、第１８
号、１９９６年８月２９日号、１６３３−１６３５頁の
Ｆｏｒｍａ他の論文「ＣｏｍｐａｃｔＯｓｃｉｌｌａ
ｔｉｎｇｓｌｏｔｌｏｏｐａｎｔｅｎｎａｗｉｔ
ｈｃｏｎｄｕｃｔｏｒｂａｃｋｉｎｇ」に記載され
ている。このアンテナは、上部導電層と下部接地平面と
を支持するために使用される誘電体基板に加えて、上部
導電層を覆う別の誘電体層を含み、この誘電体層は、基
板よりも高い誘電率を有する。この別の誘電体層は、次
の２つの目的で付加されている。１つの目的は、アンテ
ナ平面の上および下で小さい距離を置いて短いループス
ロットに沿って伝わる有効な進行波を減速することにあ
る。もう１つの目的は、基板の厚さ全体を伝わり、妨害
モードを発生しうる電波を減速することにある。このよ
うに速度差が生じると、所望の半波長共振が容易に得ら
れるという効果がある。

【００２３】第４の知られているアンテナは、ＩＥＥＥ
ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳＯＮＡＮＴＥＮＮＡＳ
ＡＮＤＰＲＯＰＡＧＡＴＩＯＮ、第４３巻、第１０
号、１９９５年１０月号、１１４３−１１４８頁、Ｌｉ
ｕ他の論文「ＲａｄｉａｔｉｏｎｏｆＰｒｉｎｔｅ
ｄＡｎｎｔｅｎａｓｗｉｔｈａＣｏｐｌａｎａ
ｒＷａｖｅｇｕｉｄｅＦｅｅｄ」に記載されてい
る。２つの誘電体層の使用目的は、第３の知られている
アンテナと同じであるが、異なる誘電率を持つ２つの層
は上部導電層と下部接地平面の間に配置されている。す
なわちその場合、基板は複合基板である。

【００２４】第３および第４の知られているアンテナは
特に、異なる材料からなる２つの誘電体層を使用する必
要性からアンテナの構成が複雑化するという欠点を有す
る。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、特に以下を
目的とする。

【００２６】小型かつ有効な無線通信装置、特に、ユー
ザの身体によって吸収される放射パワーを制限する移動
端末を経済的に実現すること。

【００２７】そのために、送受信の立体角を制限した効
率的なループスロットアンテナを実現すること。

【００２８】そのようなアンテナ中に確立される妨害共
振モードの振幅を少なくとも制限すること。

【００２９】このアンテナの共振周波数を容易かつ正確
に調整すること。

【００３０】このアンテナの寸法を制限すること。

【００３１】

【課題を解決するための手段】これらの目的において、
本発明の目的は、特に、放射電磁波に電気信号を結合で
きるスロットループアンテナを含む無線通信装置であっ
て、このアンテナが、アンテナ平面を構成する面内に広
がり、アンテナの有効共振周波数を決定する共振構造
と、前記アンテナ平面からある距離を置いて広がる面内
で前記共振構造に対向して広がる補助導電層とを含み、
前記無線通信装置はさらに、前記電気信号を処理するた
めの信号処理装置を含み、前記補助導電層が、少なくと
も前記有効共振周波数に近い無線周波数を有する信号に
対して前記共振構造および前記信号処理装置から分離さ
れることを特徴とする無線通信装置である。

【００３２】本発明はまた、下面および上面を有する誘
電体基板と、基板の前記下面に広がり、この下面に一定
領域を有する補助導電層と、基板の前記上面に広がる上
部導電層とを含むスロットループアンテナであって、前
記上部導電層が、前記補助導電層がそこから分離される
パッチと、前記パッチを囲み、共振スロットを構成する
スロットによってパッチから分離されるアンテナ接地平
面であって、パッチ、スロットおよびアンテナ接地平面
が共振構造を構成し、共振構造が基板の前記上面に一定
領域を有し、この領域が補助導電層の前記領域内に実質
上含まれる、アンテナ接地平面とを形成し、前記補助導
電層がさらに前記アンテナ接地平面から分離され、前記
共振構造によって送信または受信される放射電磁波のた
めの電波反射器を構成することを特徴とする。

【００３３】本発明の様々な特徴は、以下の説明および
添付の図面により、いっそう理解されよう。これらの複
数の図面について同じ要素を示す場合には、同じ参照番
号および／または文字で示す。

【００３４】

【発明の実施の形態】図１、図２、図３を参照すると、
それ自体知られている形では、本発明によるスロットル
ープアンテナはまず共振構造を含み、共振構造自体は以
下の要素を含む。

【００３５】互いに対向する２つの主面を有する誘電体
基板２。この２つの主面はそれぞれ下面と上面を構成す
る。これらの面は、このアンテナで決定される水平方
向、より正確には図２に示された縦方向ＤＬと垂直方向
ＤＴに広がっている。この基板の形態は一般に、均一な
組成および均一な厚さの矩形の平坦なシートである。し
かし、必ずしもそうではない。特に、前記面は湾曲して
いることもあり、基板の性質と厚さを変えることも可能
である。

【００３６】たとえば基板の下面の一部分上に広がり、
上記の補助導電層を構成する下部導電層４。この層は、
基板と接触する上面およびこの上面に対向する下面を含
む。

【００３７】下部導電層４の上面に広がり、パッチ６を
構成する上部導電層の第１の部分。パッチは、それぞれ
縦方向ＤＬと横方向ＤＴに沿って延びる長さおよび幅を
有する。パッチの周囲長は、実質上この２つの方向に沿
って対として延びる４つの縁部からなる。長さおよび幅
という表現は、矩形の物体の互いに垂直な２つの方向に
ついて通常用いられるが、長さは幅よりも大きく、パッ
チ６は、本発明の範囲を逸脱することなく、そのような
矩形と異なることがあることを理解されたい。特に方向
ＤＬ、ＤＴは、９０度とは異なる角度をなすことがあ
り、パッチの縁部は、非直線にして、鋭角の頂点によっ
て分離せず、またパッチの形状を円形または楕円形にす
ることも可能である。図示されたパッチの縁部の１つ
は、横方向ＤＴに沿って延び、後縁部５０を構成する。
前縁部５２は後縁部の反対側にある。２つの側縁部５
４、５６は、前縁部と後縁部を結合する。この４つの辺
を足した長さがパッチの周囲長Ｐを構成する。

【００３８】パッチ６を囲む前記上部導電層の第２の部
分。この部分は、アンテナ接地平面８を構成し、また、
共振スロット１０によって前記パッチから分離されてい
る。第２の部分は、このスロットから限定された距離に
わたって広がっている。前記基板、パッチ、およびアン
テナ接地平面は、電磁波がアンテナ内をスロットに沿っ
て伝わる伝搬速度を決定する。共振スロットの幅は一般
に均一であるが、必ずしもそうではない。幅が均一であ
り、かつ基板および基板上の周囲の媒体の特性が均質で
ある場合、１つの電波の伝搬速度は共振スロットに沿っ
て一定である。この速度は、そのときこの電波の周波数
だけに依存する。パッチとアンテナ接地平面は前記共振
構造を構成する。アンテナ接地平面は一般にストリップ
状であり、その幅は例えば一定である。そのようなスト
リップは接地ストリップを構成する。その幅は、放射さ
れる電波へのアンテナの結合が、このストリップの外端
から行えるように制限される。

【００３９】アンテナはさらに結合装置を含む。このタ
イプのアンテナで知られているように、この装置は、共
面型の伝送線の形態をとる。この装置は、基板の上面に
延びる縦方向の結合ストリップ１８によって構成される
主導体を含む。結合ストリップ１８は、前記後縁部５０
の中央でパッチ６に接続される。この装置はまた、上部
導電層の第３および第４の部分から構成される接地線２
０を含む。２つの部分はストリップ１８の両側に配置さ
れる。伝送線によって案内される進行波の電界線は、こ
の２つの部分から結合ストリップを分離する縦方向の２
つのスロットを介して確立される。

【００４０】無線通信装置では、この結合装置は、アン
テナの共振構造を信号処理装置に接続する接続アセンブ
リの全部または一部を構成する。例として挙げた装置で
は、このアセンブリはさらに、アンテナ外部の接続線を
含む。

【００４１】図１において、そのようなアンテナ外部の
接続線は２つの導線２８、３０として示されている。こ
の２つの線はそれぞれ結合ストリップ１８および接地線
２０を信号処理装置１２の信号端子１４および接地端子
１６に接続している。しかし実際には、そのような接続
線は、共面線、マイクロストリップ線、あるいは同軸線
として構成されることが好ましい。

【００４２】信号処理装置１２は、所定の作動周波数で
作動するように構成され、この周波数は、アンテナの有
効共振周波数に少なくとも近い、すなわちこの共振周波
数を中心とした通過帯域内に含まれる。信号処理装置は
複合型とすることができ、その場合には、そのような作
動周波数の各々に連続的に同調される要素を含む。ま
た、様々な作動周波数に同調させることができる要素を
含むことができる。共振周波数Ｆは、パッチの前記周囲
長Ｐとこの周波数との積Ｐ×Ｆが、この周波数を有しか
つ前記共振スロットに沿ってアンテナ内を伝わる電磁波
の平均伝搬速度Ｖの約半分Ｖ／２になるように構成す
る。すなわち共振周波数Ｆは半波長共振の周波数であ
る。

【００４３】本発明によれば、前記補助導電層は、少な
くとも無線周波数を有する信号に対して前記共振構造お
よび前記信号処理装置から分離され、前記作動周波数
は、特にそのような無線周波数を構成する。そのような
分離により、補助導電層は、共振構造によって決定され
る前記有効共振周波数を著しく変えることなく前記放射
電磁波を反射することができ、その結果、補助導電層は
電波反射器４を構成する。電波反射器のそのような機能
は、知られているスロットループアンテナの基板の内面
内に広がる接地層の機能とは異なる。本発明は、知られ
ているアンテナの下部接地層が平行プレート形の妨害モ
ードを発生させるうることを利用しているが、これは、
下部接地層が上部導電層によって形成されるアンテナ接
地平面に接続されているからである。

【００４４】基板の下面の電波反射器が占有する領域
は、基板の上面の共振構造が占有する領域を含むことが
好ましい。ある場合には、反射器の領域が共振構造の領
域からはみ出して、アンテナ平面の下にある領域への放
射妨害電波の伝搬を著しく制限することが有利である。
また他の場合には、この２つの領域をほぼ一致させて、
そのような妨害電波の伝搬を十分に制限しつつ、より小
型のアンテナを構成することができることが有利であ
る。

【００４５】電波反射器によって占有される前記領域
は、基板の上面の前記結合装置によって占有される領域
を含まないことが好ましい。この構成により、共振構造
と電波反射器の間で結合装置を介して妨害結合が起こら
ないようにする。

【００４６】前記電波反射器と、前記パッチ（６）、前
記アンテナ接地平面（８）、信号処理装置の前記信号端
子、信号処理装置の前記接地端子、接続アセンブリの前
記主導体、およびこのアセンブリの前記接地線との間は
絶縁されることが好ましい。

【００４７】そのような絶縁は、直流電流に対しても交
流電流に対しても有効である。絶縁は、妨害結合の危険
性を制限する役割をする。絶縁を実施する手段は、特に
基板２と、後述するセパレータ層２２とによって構成さ
れる。

【００４８】無線通信装置はさらに、前記電波反射器４
と、この反射器の下面側で反射器に接近する物体との間
の所定の分離距離を維持するためのスペーサ手段を含む
ことが好ましい。

【００４９】前記スペーサ手段は、この反射器４の前記
下面に固定された絶縁セパレータ層２２からなり、絶縁
セパレータ層の厚さが前記分離距離を構成することが好
ましい。

【００５０】前記セパレータ層２２は、比誘電率が２未
満、好ましくは約１である材料からなることが好まし
い。本発明の範囲では、実際に、十分に厚くなるように
この層の厚さを選択しなければならず、また比誘電率に
よって示される誘電率が十分に小さいものを選択して、
反射器と、無線周波数で電位の変動を受けるあらゆる構
成要素あるいは導体との間の容量性妨害結合を回避し、
あるいは少なくとも制限しなければならない。そのよう
な結合は、この構成要素または導体がセパレータ層と接
触する場合に起こりやすい。そのような構成要素または
導体は特に信号処理装置中に含まれる。そのため、さら
に、小型化を目的として、前記セパレータ層２２が前記
電波反射器４と前記信号処理装置１２との間に配置され
ることが好ましい。セパレータ層は、たとえば剛性のフ
ォームの形の有機ポリマーか、または誘電率が非常に小
さい固体材料から構成する。

【００５１】本発明による無線通信装置は特に、無線電
話網のための移動端末を構成できる。装置はさらに、少
なくとも前記信号処理装置１２によって前記スロットル
ープアンテナ１に送信される電気信号を変調するための
マイクロホン２４と、前記信号処理装置によって受信さ
れる前記アンテナからの電気信号の変調を示す音声信号
を供給するための受話口２６とを含む。

【００５２】この場合、前記電波反射器４はアンテナの
前記共振構造６、８、１０と少なくとも前記受話口との
間に配置されることが好ましい。そのような端末のアン
テナによって送信された放射の一部分は、この端末のユ
ーザの頭部によって遮断されることが知られている。電
波反射器のこの位置は、少なくともそのような部分を制
限することができる。一般に電波反射器は、セパレータ
層と同様に、この共振構造と無線通信装置の他の部分と
の間に配置される。

【００５３】本発明によるアンテナの特定の実施形態の
範囲で、様々な構成、構成要素、値を以下に示す。長さ
と幅はそれぞれ縦方向ＤＬと横方向ＤＴに従って示され
ている。アンテナは、軸Ａに関して対称である。基板は
矩形であって、４つの縁部、すなわち後縁部、前縁部、
２つの側縁部を有し、縁部は、同じ名前を持つパッチの
各縁部にそれぞれ対向している。上部導電層の縁部は基
板の縁部と一致する。電波反射器およびセパレータ層
は、基板の縁部に一致する前縁部と側縁部とを有する。
しかし、基板の後縁部は基板の縁部に一致しない。

【００５４】共振周波数Ｆ＝１１８０ＭＨｚ入力インピーダンス＝５０オーム基板の組成：比誘電率ｅ_ｒ＝４．３、散逸率ｔａｎδ＝
０．０３のエポキシ樹脂基板の厚さ：２ｍｍセパレータ層の厚さ：８ｍｍ導電層の組成：銅導電層の厚さ：１７ミクロン基板の長さ：４２ｍｍ基板の幅：５０ｍｍパッチの長さ：２６ｍｍパッチの幅：３３ｍｍ電波反射器とセパレータ層の長さ：４０ｍｍ共振スロットの幅：０．８ｍｍ接地ストリップの幅：５ｍｍ結合ストリップの幅：５ｍｍ結合ストリップの両側にあるスロットの幅：０．８ｍｍ図４のグラフは、上記の特性を持つアンテナで行った測
定により作図した。この図で０ｄＢの位置は、上方の水
平目盛線に対応する。２つの水平目盛線間の距離は１０
ｄＢを示す。図示されたスケールの最も端の周波数は７
００ＭＨｚおよび２０００ＭＨｚである。グラフが示す
共振のピークは上記の有効共振周波数Ｆに対応してい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により構成される無線通信装置を示し、
アンテナを斜視図で示す図である。

【図２】図１の装置のアンテナの平面図である。

【図３】図２の垂直面ＩＩＩ−ＩＩＩでの同じアンテナ
の断面図である。

【図４】この同じアンテナの入力において測定した反射
率（ｄＢ）が、アンテナに供給される信号の周波数（Ｍ
Ｈｚ）に応じてどのように変化するかを示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１スロットループアンテナ２基板４電波反射器６パッチ８アンテナ接地平面１０共振スロット１２信号処理装置１４信号端子１６接地端子１８結合ストリップ２０接地線２２絶縁手段２４マイクロホン２６受話口２８、３０接続線

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｈ０１Ｑ 1/38 Ｈ０１Ｑ 1/38

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放射電磁波に電気信号を結合できるスロ
ットループアンテナ（１）を含む無線通信装置であっ
て、このアンテナが、アンテナ平面を構成する面内に広がり、アンテナの有効
共振周波数を決定する共振構造と、前記アンテナ平面からある距離を置いて広がる面内で前
記共振構造に対向して広がる補助導電層とを含み、前記無線通信装置はさらに、前記電気信号を処理するた
めの信号処理装置（１２）を含み、前記補助導電層が、少なくとも前記有効共振周波数に近
い無線周波数を有する信号に対して前記共振構造および
前記信号処理装置から分離されることを特徴とする無線
通信装置。
【請求項２】下面および上面を有する誘電体基板
（２）と、基板の前記下面に一定領域を有し、前記基板と接触する
上面およびこの上面に対向する下面を有する電波反射器
（４）を構成する前記補助導電層と、基板の前記上面に広がる上部導電層とを含む請求項１に
記載の無線通信装置であって、前記上部導電層が、周囲長（Ｐ）を有するパッチ（６）と、前記パッチを囲み、共振スロット（１０）を構成するス
ロットによってパッチから分離され、このスロットから
有限の距離にわたって広がるアンテナ接地平面（８）で
あって、パッチ、スロットおよびアンテナ接地平面が前
記共振構造を構成し、共振構造が基板の前記上面に一定
領域を有し、この領域が電波反射器の前記領域内に含ま
れ、共振構造がこのスロットに沿って伝搬するアンテナ
の電磁波の伝搬速度を決定する、アンテナ接地平面
（８）と、基板の前記上面に一定領域を有する共面線の形をした結
合装置とを形成し、この結合装置が、前記パッチに接続される結合ストリップ（１８）と、前記アンテナ接地平面に接続され、前記結合ストリップ
の両側に広がり、このストリップの両側でスロットによ
ってストリップから分離される接地線（２０）とを含
み、前記信号処理装置（１２）が信号端子（１４）および接
地端子（１６）を含み、アンテナの前記有効共振周波数
（Ｆ）の近傍で電気信号を送信および／または受信する
ように調整され、パッチの前記周囲長（Ｐ）とこの有効
共振周波数との積（Ｐ×Ｆ）が、この周波数を有しかつ
前記共振スロットに沿って伝搬する電磁波の平均伝搬速
度の約２分の１（Ｖ／２）であり、電波反射器（４）の前記領域が結合装置の前記領域を含
まないことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装
置。
【請求項３】接続アセンブリを含み、このアセンブリ
が、前記結合ストリップ（１８）を含み、少なくとも前記無
線周波数を有する信号に対して信号処理装置（１２）の
前記信号端子（１４）を前記パッチ（６）に接続する主
導体と、結合装置の前記接地線（２０）を含み、少なくとも前記
無線周波数を有する信号に対して信号処理装置の前記接
地端子（１６）をアンテナの前記接地平面に接続する接
地線とを含み、前記無線通信装置が、前記電波反射器（４）と、前記パッチ（６）、前記アンテナ接地平面（８）、信号処理装置の前記信号端子、信号処理装置の前記接地端子、接続アセンブリの前記主導体、および前記アセンブリの
前記接地線との間を絶縁する絶縁手段（２、２２）を含
むことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】さらに、前記電波反射器（４）と、この
反射器の下面側で反射器に接近する物体との間の所定の
分離距離を維持するためのスペーサ手段（２２）を含む
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項５】前記分離距離が５ｍｍ〜１０ｍｍである
ことを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項６】前記スペーサ手段が反射器（４）の前記
下面に固定された絶縁セパレータ層（２２）からなり、
この層の厚さが前記分離距離を構成することを特徴とす
る請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項７】前記セパレータ層（２２）が、比誘電率
が２未満である材料からなることを特徴とする請求項６
に記載の無線通信装置。
【請求項８】前記セパレータ層（２２）が、前記電波
反射器（４）と前記信号処理装置（１２）との間に配置
されることを特徴とする請求項６に記載の無線通信装
置。
【請求項９】無線電話網用の移動端末を構成し、さら
に、前記信号処理装置（１２）によって前記スロットループ
アンテナ（１）に送信される電気信号を変調するための
マイクロホン（２４）と、前記信号処理装置によって受信される前記アンテナから
の電気信号の変調を示す音声信号を供給するための受話
口（２６）とを含み、前記電波反射器（４）がアンテナの前記共振構造（６、
８、１０）と少なくとも前記受話口との間に配置される
ことを特徴とする請求項６に記載の無線通信装置。
【請求項１０】下面および上面を有する誘電体基板
（２）と、基板の前記下面に広がり、この下面に一定領域を有する
補助導電層と、基板の前記上面に広がる上部導電層とを含むスロットル
ープアンテナであって、前記上部導電層が、前記補助導電層がそこから分離されるパッチ（６）と、前記パッチを囲み、共振スロット（１０）を構成するス
ロットによってパッチから分離されるアンテナ接地平面
（８）であって、パッチ、スロットおよびアンテナ接地
平面が共振構造を構成し、共振構造が基板の前記上面に
一定領域を有し、この領域が補助導電層の前記領域内に
実質上含まれる、アンテナ接地平面（８）とを形成し、前記補助導電層（４）がさらに前記アンテナ接地平面か
ら分離され、前記共振構造によって送信または受信され
る放射電磁波のための電波反射器を構成することを特徴
とするスロットループアンテナ。
【請求項１１】スロットループアンテナがさらに、前
記上部導電層によって形成された結合装置を含み、この
結合装置が、基板の前記上面に一定領域を有する共面線
の形をしており、この結合装置が、前記パッチに接続される結合ストリップ（１８）と、前記アンテナ接地平面に接続され、前記結合ストリップ
の両側に広がり、このストリップの両側でスロットによ
ってストリップから分離される接地線（２０）とを含
み、電波反射器（４）の前記領域が結合装置の前記領域を含
まないことを特徴とする請求項１０に記載のスロットル
ープアンテナ。
【請求項１２】前記電波反射器（４）が、この反射器
の前記基板（２）に対向する側で絶縁セパレータ層（２
２）を支持することを特徴とする請求項１０に記載のス
ロットループアンテナ。
【請求項１３】前記セパレータ層（２２）の厚さが５
〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１２に記載の
スロットループアンテナ。