JP4876166B2

JP4876166B2 - 電気的長さが伸張したアンテナ及びそれを備える無線通信装置

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Publication number: JP4876166B2
Application number: JP2009502687A
Authority: JP
Inventors: リョウ、ビュン−フーン; スン、ウォン−モ; ホキム、ギ; ボクリー、ユン; ウーパーク、ジュン
Original assignee: イーエムダブリュカンパニーリミテッド
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2027-03-30
Also published as: JP2009531951A

Description

本発明は電気的長さが延びたアンテナに係り、特に、ＶＨＦ帯域などの低周波数帯域の信号を受信するために、電気的長さが延びながらも、その大きさが小型に維持され得るアンテナに関する。

通常、電磁気波により情報を送受信する無線通信において、直接的に電磁気波によって電流が誘起されるか、電流によって電磁気波を誘起するアンテナはアナログ回路の最末端の素子として必須で含まれなければならない。アンテナの構造としては、ダイポール（ｄｉｐｏｌｅ）アンテナ、モノポール（ｍｏｎｏｐｏｌｅ）アンテナなどが知られているが、携帯用無線通信機においては、サイズが小さいモノポールアンテナが好まれる。モノポールアンテナは、接地面のミラー効果によって共振波長（一般に、目的周波数帯域の中心周波数に対する波長）の１／４の長さを有するように設計されるので、使用信号の波長が長くなるほど（即ち、周波数が低くなるほど）、その大きさが大きくなる。

一方、ＶＨＦ（ＶｅｒｙＨｉｇｈＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯域は、３０〜３００ＭＨｚの周波数帯域を意味し、一般にＦＭラジオ放送やテレビ放送に用いられてきた。近年、地上波ＤＭＢ（ＴｅｒｒｅｓｔｒｉａｌＤｉｇｉｔａｌＭｕｌｔｉｍｅｄｉａＢｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ;Ｔ−ＤＭＢ）サービスがＶＨＦ帯域である１８０〜１８６ＭＨｚ及び２０４〜２１０ＭＨｚ帯域を用いるように指定されてＶＨＦ帯域の信号を受信するための端末及びそれに用いられるアンテナについての研究が活発に進められている。

ＶＨＦ帯域の信号は、９００ＭＨｚ帯域のセルラーサービス用周波数帯域や２.４ＧＨｚ帯域のＰＣＳ（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＳｅｒｖｉｃｅ）用周波数帯域信号に比べて非常に低い周波数、即ち、非常に長い波長を有する。中心周波数が２００ＭＨｚである周波数帯域の信号を受信する場合、アンテナの共振周波数も２００ＭＨｚに定められ、モノポールアンテナの電気的長さは約３７.５ｃｍになる。しかしながら、ＤＭＢフォン、ＤＭＢ受信端末など無線通信端末のサイズが小型化していく最近の傾向を考慮すると、３０ｃｍを超えるアンテナは実用的ではない。

アンテナのサイズを減少させるために、モノポールアンテナを螺旋状に形成して外観上、サイズを減少させるヘリカルアンテナが知られている。しかしながら、これを用いる場合でも、アンテナの大きさの縮小によるアンテナの直径の増加、へリックス（ｈｅｌｉｘ）のピッチが減少することによって発生するキャパシタンスの増加などの問題によりアンテナの小型化には限界がある。特に、キャパシタンスが増加する場合、放射効率が劣化するので、アンテナの小型化が困難である。製造においても、ヘリカルアンテナは不良率が高く、経済性が低い。

もう１つの従来技術として、多段のロッドアンテナを用いてアンテナの電気的長さを延長させる方法が知られている。多段のロッドアンテナを用いる場合、アンテナの挿入時には長さが非常に縮小される。しかしながら、多段のロッドアンテナは引出時に長さが長くなるため、外部からの物理的な衝撃に弱く、外力によって破損しやすいという問題がある。また、挿入時には長さが縮小されて容易に携帯できるが、引出時にはやはり長さが長くなるので、実質的に端末を用いる際にはアンテナのサイズが縮小する効果がない。

一方、ＰＣＢなどの基板上にアンテナ放射体を形成する場合、放射体をメアンダ（ｍｅａｎｄｅｒ）状に形成してアンテナのサイズを減らす技術も知られているが、アンテナの小型化効果は十分に得られていない。
韓国特許第０６３２６９２号

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、その目的は、アンテナを小型に維持しながらも、低周波信号の送受信に適合するように電気的長さが延びたアンテナを提供することにある。

また、その他の目的は、アンテナのキャパシタンスを増加させることなく、アンテナの電気的長さを延ばして放射効率を良好に維持できる電気的長さが延びたアンテナを提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、無線通信端末の使用時にもアンテナの大きさが小型に維持されて端末に内蔵されることも可能な電気的長さが延びたアンテナを提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の一実施形態によれば、一方向に延びる基板と、前記基板の一面上に前記基板の延長方向に形成され、一端が給電素子と電気的に結合された導電性放射体とを備え、前記導電性放射体は、実質的にＳ字状の外郭線を有するセルを１つ以上備える電気的長さが伸張したアンテナが提供される。

また、本発明の他の実施形態によれば、一方向に延びる基板と、前記基板の一面上に前記基板の延長方向に形成され、一端が給電素子と電気的に結合された導電性放射体とを備え、前記導電性放射体は、実質的に螺旋状のセルを１つ以上備える電気的長さが伸張したアンテナが提供される。

好ましくは、前記アンテナは少なくとも一部が前記導電性放射体と電磁気的に結合されるように前記基板上に形成され、接地面と電気的に接続された接地スタブを更に備え、前記アンテナは少なくとも一部が前記導電性放射体と電磁気的に結合されるように前記基板上に形成される寄生素子を更に備える。また、前記セルのうちの２つ以上が互いに直列に接続されることも好ましい。

更に好ましくは、前記アンテナは前記基板の他面に形成された導電性の接続体を更に備え、前記セルのうちの２つ以上のセルの一端が貫通ホールを介して前記接続体とそれぞれ接続され、より好ましくは、前記接続体は、実質的に前記セルと同じ形状である。

また、アンテナは前記接続体の少なくとも一部を覆うように形成され、前記基板より高い誘電率を有する被覆体を更に備えることができる。好ましくは、前記導電性放射体の少なくとも一部を覆うように形成され、前記基板より高い誘電率を有する被覆体を更に備える。

前記基板上に形成され、前記導電性放射体と前記給電素子との間に接続される整合素子を更に備えることも好ましい。また、前記基板は、印刷回路基板（ＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔＢｏａｒｄ；ＰＣＢ）又は可撓性印刷回路基板（ＦｌｅｘｉｂｌｅＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔＢｏａｒｄ；ＦＰＣＢ）であることができ、前記セルのうちの２つ以上は異なる大きさを有することができる。

アンテナは、無線通信端末内の接地面の隅側に設置されて前記無線通信端末に内蔵されることができる。

本発明の他の実施形態によれば、アンテナは前記基板上に形成され、前記放射体と電気的に分離された寄生素子と、前記基板にスライド自在に結合されて伸張時に前記放射体と接点部で電気的に接続される導電体を有するスライディング部とを更に備える。

前記スライディング部は、伸張時に伸張長さが多段に調節されることができ、前記寄生素子と前記スライディング部は、前記スライディング部の伸張時に互いに電気的に分離されることができる。また、好ましくは、前記スライディング部の伸張によって前記寄生素子の長さが可変し得る。アンテナは、無線通信装置の端子に接続されるための端子を更に備えることもできる。

本発明の他の実施形態によれば、前述したアンテナを備える無線通信装置が提供される。

本発明によれば、アンテナを小型に維持しながらも、低周波信号の送受信に適合するように電気的長さが延びたアンテナを提供できるという効果を奏する。

また、本発明によれば、アンテナのキャパシタンスを増加させることなく、アンテナの電気的長さを延ばして放射効率を良好に維持でき、無線通信端末の使用時にもアンテナの大きさが小型に維持され、端末に内蔵されることも可能な電気的長さが延びたアンテナを提供できる。

特に、本発明によれば、メアンダ状の放射体を有するアンテナより電気的長さが更に長いながらも、ノイズの少ないアンテナを提供できる。

本明細書において、「電磁気的結合」という用語は２つの要素が、その間に電流経路が形成されずに電気的に隔離しているが、電磁気波によって互いに電流が誘導されるように、誘電体を介在するか、介在せずに配置されていることを意味するものとして用いられ、「電気的結合」という用語は２つの要素が電磁気的に結合されたり、２つの要素の間に電流経路が形成されて電荷が互いに移動し得るように２つの要素が結合されていることを意味するものとして用いられる。

以下、添付する図面を参照して本発明の具体的な実施形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るアンテナの平面図であって、図１の（ａ）は本実施形態のアンテナの前面図であり、図１の（ｂ）は背面図である。アンテナ１００は、一方向に延びる基板１２０及び基板１２０の一面上に基板１２０の延長方向に形成されて一端が給電素子と電気的に結合された放射体１１０を備える。

基板１２０は、誘電体材質で形成されて放射体１１０を支持することができる。基板１２０は、印刷回路基板（ＰＣＢ）で形成されて放射体１１０が基板１１０上に印刷又はエッチングで形成されることができる。この場合、アンテナ１００の製造が容易になり得る。あるいは、基板１２０が可撓性印刷回路基板（ＦＰＣＢ）で形成されて、アンテナを更に薄型に製造することも可能である。また、基板１２０は放射体１１０での実効波長を減少させる役割を果たすことができる。一般に、誘電体において電磁気波の実効波長は

（λは電磁気波の波長、εは誘電体の比誘電率）で与えられるので、１以上の比誘電率を有する誘電体を用いることにより、実効波長を減少させることができる。

また、基板１２０は、高誘電率を有するセラミックスで形成されることもできる。例えば、基板１２０は、比誘電率ε_rが２０〜１２０程度のＢａＴｉＯ₃系、Ｂａ（Ｍｇ_1/3Ｔａ_2/3）Ｏ₃系、Ｂａ（Ｚｎ_1/3Ｔａ_2/3）Ｏ₃系などのセラミックスを用いて形成されることができる。高誘電率のセラミックスにより波長の短縮効果が得られ、アンテナを更に小型化できる。前記範囲を外れる比誘電率の誘電体セラミックスを用いる場合、波長の短縮効果が期待できるが、比誘電率が２０未満である場合、波長の短縮効果が小さいため、全体的なアンテナ規模を小型化し難しくなり、比誘電率が１２０を超える場合、誘電損失や温度係数の特性が悪化して基板としての実用性が低下してしまうという問題点が発生し得る。また、基板１２０は有無機複合材料で形成されることもできる。

放射体１１０は、１つ以上のセル１１２を備えることができる。セル１１２は、実質的にＳ字状の外郭線を有し、両端が外郭線の内側に位置する形状を有するので、同じ電気的長さを有してもその大きさを顕著に減少させることができる。また、放射体１１０のセル１１２は、２つ以上が直列に接続され得る。即ち、後述するように、セル１１２ａの一端とセル１１２ｂの一端とが互いに接続されて全体として１つの放射素子を形成し、特に、セル１１２ｂの他端で給電が行われる場合にはモノポールアンテナとして動作できる。

以下、セル１１２ａ、１１２ｂの相互接続を詳細に説明する。セル１１２ａ、１１２ｂは、基板１２０の前面に形成され、その一端にはそれぞれ貫通ホール１１６ａ、１１６ｂが形成されることができる。また、貫通ホール１１６ａ、１１６ｂは、基板１２０の背面に形成された接続体１１４の両端にそれぞれ形成されるので、セル１１２ａの一端は貫通ホール１１６ａを介して接続体１１４の一端に接続され、セル１１２ｂの一端は貫通ホール１１６ｂを介して接続体１１４の他端に接続される。従って、セル１１２ａとセル１１２ｂは、接続体１１４を介して相互直列に連結されて全体として単一の電気的経路を形成する。セル１１２ａ、１１２ｂの他端にも貫通ホール１１８ａ、１１８ｂが形成されて隣接した他のセルと前述したのと同一の方式で直列接続されることができる。

放射体１１０は、図示する以外の形状を有することも可能であり、多様な形状のうちの２種類を図２及び図３に示す。

図２は、本発明の他の実施形態に係る放射体パターンを示す平面図であって、図２の（ａ）は正面図であり、図２の（ｂ）は背面図である。本実施形態の放射体２１０は、基板２２０の前面に形成された１つ以上のセル２１２を備え、基板２２０の背面には、接続体２１４が形成される。セル２１２は、実質的に螺旋状に形成され、一端はセル２１２の外側に、他端はセル２１２の内側に位置する。

また、セル２１２は２つ以上が直列に接続されることができる。詳細には、直列に接続されるセル２１２ａ及びセル２１２ｂの一端にはそれぞれ貫通ホール２１６ａ、２１６ｂが形成される。更に、貫通ホール２１６ａ、２１６ｂはそれぞれ基板２２０の背面の接続体２１４の両端に形成される。従って、セル２１２ａ及びセル２１２ｂは接続体２１４を介して直列接続され、全体として単一の電気的経路を形成する。セル２１２a、２１２ｂの他端にも貫通ホール２１８ａ、２１８ｂが形成されて前述したのと同様に、隣接セルと直列接続されることができる。

図３は、本発明の更に他の実施形態に係る放射体パターンを示す平面図であって、図３の（ａ）は正面図であり、図３の（ｂ）は背面図である。本実施形態の放射体３１０も実質的に螺旋状のセル３１２を備え、セル３１２の一端はセル３１２の外側に、他端はセル３１２の内側に形成される。基板２１０の背面には実質的にセル３１２と同じ形状を有する接続体３１４が形成される。同様に、２つ以上のセル３１２ａ、３１２ｂが直列に接続されることができ、この場合、セル３１２ａとセル３１２ｂの一端に貫通ホール３１６ａ、３１６ｂがそれぞれ形成される。また、貫通ホール３１６ａ、３１６ｂは接続体３１４の両端に形成され、これにより、セル３１２ａとセル３１２ｂは接続体３１４を介して直列連結される。特に、接続体３１４が実質的にセル３１２と同じ形状を有するので、２つのセルが占める領域に３つ以上のセルの電気的長さを有する放射体が形成されることができる。この場合、基板３２０としてＦＰＣＢに比べて厚いＰＣＢを用いることで、接続体３１４とセル３１２の干渉を低減させることが好ましい。

このように基板の前面のセルが基板の背面の接続体により接続され、基板の前面にはセルのみ形成されることができるため、基板の表面空間を効率的に利用でき、かつアンテナを更に小型に製造できる。また、セルは基板上で基板の延長方向に形成されるので、即ち、放射体が同一平面上に一列に形成されるので、円形のコイルが積層される形態のヘリカルアンテナとは異なり、コイル（又はセル）間の電磁気的結合によるキャパシタンスが発生せず、アンテナの放射効率及び帯域幅が良好に維持されることができる。

また、それぞれのセルが螺旋状又はＳ字状に形成されることで、メアンダ状の放射体に比べて低いノイズを示す。このようなノイズの低減効果は明確になっていないが、本発明に係るパターンの放射体がメアンダ状に比べて不要放射（ｕｎｎｅｃｅｓｓａｒｙｒａｄｉａｔｉｏｎ）が少ないためであると推測され、このような効果が実験的には確認された。それだけでなく、本実施形態の放射体は同じサイズの基板に形成されるメアンダ放射体に比べて約１.５倍の電気的長さを有するので、更に有利な効果が得られる。

一方、Ｓ字状の放射体を用いることで、セルの上部と下部における電流の方向が同一になる。従って、螺旋状の放射体で現れるセル上下部の電磁気場の相殺が防止され、放射効率が向上し得る。また、螺旋状の放射体を用いて放射体を小型化する場合には、巻線数が増加するので、セル上下部の電磁気場の相殺が大きくなり、放射効率の劣化が深刻になる。このように本実施形態のＳ字状の放射体は小型化及び放射効率の側面で有利であり、このような効果は図２及び図３に示すように、螺旋状のセルを互いに反対方向に巻線して１対用いることによっても達成できる。

あるいは、１つ以上のセルを直線形の放射体に代えてアンテナの放射特性を調整することもできる。また、セル内の導線の幅又はこれらの間の間隔を変化させてアンテナの放射パターンを変化させることができる。

また、図１を参照すると、本実施形態のアンテナ１００は、基板１２０の下部に形成されて端末の給電素子と接続される給電端１９０を備えることができる。給電端１９０は、整合素子１７０を介してセル１１２に接続され得る。基板１２０は、ＰＣＢで形成されることができるので、整合素子１７０は、基板１２０上に容易に実装されてインピーダンス整合を行うことができ、全体的なアンテナの性能を向上させるだけでなく、端末内の整合回路の必要性を除去して端末の小型化に寄与できる。

基板１２０の背面には接地面１４０及び接地面１４０と接続された接地スタブ１５０が形成されることができる。接地スタブ１５０は少なくとも一部が基板１２０の前面の放射体１１０と重なって電磁気的に結合されるように形成されることができる。従って、接地スタブ１５０の長さ及び／又は幅を調整してアンテナの良好度（Ｑｕａｌｉｔｙｆａｃｔｏｒ）を調整でき、端末の接地環境に合せてアンテナの性能を最適化できる。

また、基板１２０の背面には放射体１１０及び接地面１４０と電気的に接続されない寄生素子１６０が形成されることができる。寄生素子１６０も放射体１１０と少なくとも一部が重なるように形成され、それと電磁気的に結合され得る。寄生素子１６０は、放射体１１０との間に形成されるキャパシタンスによってアンテナの共振周波数及び帯域幅に影響を及ぼすことができ、特に、第２共振周波数に影響を与えて多重帯域特性を導入できる。このように、寄生素子１６０の大きさ、位置を調整してアンテナの放射特性を調整できる。寄生素子１６０については後述する。

図４は、本発明の他の実施形態に係るアンテナの平面図である。本実施形態のアンテナ４００は基板４２０と放射体４１０だけでなく、基板４２０上の放射体４１０の少なくとも一部を覆うように形成される被覆体４８０を追加で備える。被覆体４８０は、基板４２０より高い誘電率を有する材質で形成されてもよく、好ましくは、ＰＰＳ（ＰｏｌｙｐｈｅｎｉｌｙｎｅＳｕｌｆｉｄｅ）材質を利用できる。ＰＰＳは、芳香族環（ａｒｏｍａｔｉｃｒｉｎｇ）と硫黄原子で構成された高分子物質であって、比誘電率が約２０である高誘電率の物質である。ＰＰＳは射出成形などによる加工が容易であり、衝撃に強いので、被覆体４８０の材質として用いるのに適している。特に、ＰＰＳはＶＨＦ帯域で誘電損失が小さいので、ＶＨＦ帯域信号の送受信のためのアンテナに適している。このような被覆体４８０の配置については、本出願人の韓国特許第０６３２６９２号に詳細に説明されており、前記特許の明細書は本明細書に参考文献として取り入れている。

前述したように、電磁気波の有効波長は誘電率が増加するほど減少するので、高誘電率の被覆体４８０を配置することで、放射体４１０の電気的長さの延長の効果をもたらし得る。換言すれば、更に小さなアンテナでも長い波長の信号を送受信できるようになる。追加的に、基板４２０の背面にも被覆体を配置でき、これもアンテナの小型化に寄与できる。

図４は、図１の実施形態のアンテナを用いるものとして示したが、図２又は図３の実施形態のパターンを有するアンテナを用いて本実施形態を実現することも可能であり、特に、図３の実施形態のパターンを用いる場合、基板の背面に配置される被覆体によるアンテナの小型化効果が顕著になる。

また、多数のセルのうちの一部のみを被覆するように被覆体を配置することで、部分的な電気的長さの延長の効果をもたらすことができ、これは図５を参照して後述するように多重帯域特性を誘発し得る。

図５は、本発明の更に他の実施形態に係るアンテナの平面図である。図５の実施形態は基本的に以前実施形態と関連して前述した放射体パターンを用いるが、セル５１２ａ、５１２ｂ、５１２ｃの大きさが異なり得る。

長波長（即ち、低周波）では放射体５１０全体によって共振周波数が決定されるが、短波長（即ち、高周波）ではそれぞれのセル５１２が共振周波数を決定することができ、この場合、セル５１２の電気的長さを変更することで、高周波帯域の共振周波数を調整することが可能である。従って、一般にセル全体の大きさを変更して高周波帯域の共振周波数を調整し、アンテナを二重帯域アンテナに製造できる。

それだけでなく、図５に示すように、各セル５１２ａ、５１２ｂ、５１２ｃの大きさを異ならせることで、それぞれにより異なる共振周波数が誘発されることができ、これによって多重帯域特性が誘導されることもできる。例えば、放射体５１０全体でＶＨＦ帯域の共振周波数を発生させ、最も大きなセル５１２ａでＵＨＦ帯域の共振周波数を、中間サイズのセル５１２ｃでセルラー帯域の共振周波数を発生させ、最も小さなセル５１２ｂでＰＣＳ帯域の共振周波数を発生させることで、３重帯域アンテナとして動作できる。また、異なる大きさのセルを更に形成して３重帯域以上の多重帯域特性も示すことができる。

図６は、本発明の更に他の実施形態に係るアンテナの端末内蔵状態を示す図である。図示のように、図１の実施形態に係るパターンの放射体が形成されたアンテナ６００を端末の接地面Ｇと垂直となるように配置し、給電端６９０を端末内部の給電素子（図示せず）と接続させることができる。また、図示のように、アンテナ６００の接地面６３０を端末の接地面Ｇに接続させることができ、この場合にはアンテナ６００は逆Ｆ（ｉｎｖｅｒｔｅｄ-Ｆ）型アンテナとして動作する。あるいは、接地面６３０を端末の接地面Ｇに接続することなく、アンテナを逆Ｌ（ｉｎｖｅｒｔｅｄ−Ｌ）型アンテナとして動作させることも可能である。前述したように、アンテナ６００は非常に小さなサイズに製造され得るので、端末に内蔵することが容易である。特に、接地面Ｇの隅側にアンテナ６００を設置することで、接地面Ｇによる放射遮蔽及び接地面Ｇと放射体との間のキャパシタンスを最小化できる。また、基板上に整合素子６７０を実装することで、端末の内部に整合素子を設置せずに、端末の構成を簡素化できる。

本実施形態を図１の実施形態の放射体パターンを用いるアンテナ６００と関連して説明したが、同様に、図２又は図３に開示された放射体パターンを有するアンテナを用いることが可能であり、これは当業者に自明である。

図７は、本発明の更に他の実施形態に係るアンテナの構造を示す図である。図７に示すように、本実施形態に係るアンテナ装置７００は一面に放射体が形成された基板７２０、基板７２０とスライド自在に結合されて放射体の長さを可変するスライディング部７３０、及び前記スライディング部７３０の伸張又は縮小時に前記スライディング部７３０の移動を支持する第１支え部７４０及び第２支え部７５０を備える。

前記スライディング部７３０は、図面においてＹ軸方向に伸張したり、縮小することができ、前記第１及び第２支え部７４０、７５０は前記スライディング部７３０の移動時にこれを支持する。しかしながら、前記支え部の形状や、個数は前記実施形態に限定されるものではなく、当業者に自明な範囲内で多様に変更及び修正され得る。

スライディング部７３０は、後述するように、寄生素子又はスタブとして機能するために導体部を備える。一実施形態において、スライディング部７３０は基板７２０と同じ材質で形成され、その表面に導電体が印刷、エッチング、又は蒸着され得る。あるいは、スライディング部７３０が導体で形成されることもできる。

一方、前記基板７２０と前記スライディング部７３０が接触する部分には寄生素子（図８の図面符号７６０参照）が形成されることができる。前記寄生素子７６０は給電線路と直接連結されない伝導体部分を通称するが、前記寄生素子７６０は前記アンテナの帯域幅を増加させ、良好度を向上させることができる。

一般に、ＰＩＦＡ（ＰｌａｎａｒＩｎｖｅｒｔｅｄＦＡｎｔｅｎｎａ）やマイクロストリップアンテナの場合、狭い帯域幅を有している。このような短所を改善するために、前記給電端子と直接連結される放射体の周辺に導体を付設することで、放射体から放射されるエネルギーの一部を寄生素子７６０に誘起されるようにして隣接した周波数（通常、放射体の共振周波数より高い場合が大部分である）で共振をもう一度起こし、全体帯域幅を増加させることができる。

また、ＶＨＦ帯域を受信する地上波ＤＭＢ用アンテナの場合、２００ＭＨｚという比較的に低い周波数帯域で共振を起こすためにアンテナパターンが過度に捩れるおそれがあり、そのため、アンテナ表面の電流の流れが互いに交差する領域が必然的に存在する。これにより、エネルギーを放射する場合、遠距離場領域（Ｆａｒ−ｆｉｅｌｄＲｅｇｉｏｎ）で前記エネルギーが互いに相殺する部分が存在し、放射効率は減少し、帯域幅は縮小するという問題点が存在する。これを補完するために、放射体に隣接した所に電磁気的に結合される寄生素子７６０を付設することで、放射体の不十分な帯域幅を増加させることができる。

放射体は長い長さのロッドアンテナを縮小させるために、前記実施形態で説明したような螺旋状又はＳ字状の外郭線を有する形状で構成されることができる。この場合、インダクタンス成分が増加し、キャパシタンス成分が減少して全体として良好度と反射損失値が減少し得る。このような現象を等価回路の側面から見ると、本実施形態のアンテナは並列ＬＣ共振回路で等価化できる。前記螺旋状の放射体によって共振を起こしたい周波数帯域のインダクタンス成分とキャパシタンス成分が対称をなし難く、そのため、効率的な共振が行われることができない。これを解決するために、前記放射体の近接した領域に寄生素子７６０を付設することで、放射体と寄生素子７６０との間の距離で発生するキャパシタンス成分を用いて効率的に共振を起こすことができる。

前記寄生素子７６０は、エネルギーが集中する領域の近くに付設することが好ましく、場合によっては、前記キャパシタンス成分が不要になることもあり得る。従って、寄生素子７６０の大きさと距離などは携帯電話で要求される性能によって可変し得る。一実施形態において、アンテナの寄生素子７６０は距離と幅を固定し、長さを調整して要求される周波数で共振を起こすことができる。

寄生素子７６０は、基板７２０の所定部分に形成されることができ、スライディング部７３０の伸張によってスライディング部７３０とは互いに分離されて動作できる。寄生素子７６０の大きさと長さなどは携帯電話で要求される性能によって調節されることができ、スライディング部７３０が縮小された場合、寄生素子７６０とスライディング部７３０は互いに短絡されてその全体が寄生素子７６０として動作する。

一方、本発明の場合、薄型のＰＣＢで製作されることができるので、給電部に整合回路を構成して周波数を調整することが可能である。具体的に、整合回路を備えるＬＮＡ（ＬｏｗＮｏｉｓｅＡｍｐｌｉｆｉｅｒ;低雑音増幅器）を追加して不十分な受信レベルの補強が可能である。

前記各構成要素は、外装ケース７１０内に実装され、着脱型で端末に接続されるか、端末の本体内部に挿入され、端末と一体になることができる。アンテナが着脱型に形成される場合に、アンテナは端末の端子と接続するための端子を更に備えることができる。

図８は、図７のＡ−Ａ’線に沿って切り取って見たアンテナの分解図である。図８に示すように、前記スライディング部７３０は、中央部が２回折り曲げられてＺ字状をなし、前記寄生素子７６０を備える基板７２０と互いに平行に接触して図７のＹ軸方向に移動できる。

前記基板７２０の表面のうち、スライディング部７３０と接触する部分に導体の寄生素子７６０が形成されることができ、前述したように、前記寄生素子７６０は、アンテナパターンのキャパシタンス成分を強化してアンテナの良好度を向上させることができる。

前記スライディング部７３０も導体で構成され、後述するように、前記スライディング部７３０の縮小時には前記寄生素子７６０と接触して前記スライディング部７３０全体が寄生素子７６０として動作し、伸張時には螺旋状のコイルパターンの延長部として利用され得る。前述したように、スライディング部７３０は、その表面に導電体が形成されて構成されることも可能である。

一方、前記寄生素子と隣接した前記スライディング部７３０の下部には第２支え部７５０が形成される。前記第２支え部７５０の鉛直上方には前記スライディング部７３０と第１支え部７４０が順に形成される。前記スライディング部７３０を支持する第１及び第２支え部７４０、７５０は前記基板７２０と同様に不導体で形成される。

図９は、本発明の一実施形態に係るアンテナの正面と後面を示す図である。図９の（ａ）は、本発明の思想によるアンテナの正面を示す図である。図９の（ａ）を参照すると、前記放射体は１７０〜２１０ＭＨｚ程度のＤＭＢ信号を受信するためにＳ字状の外郭線を有する数個のセルで形成されることができ、これを用いて狭い面積で最大限の放射体の長さを確保できる。あるいは、以前実施形態で用いられた多様な放射体のパターンが利用され得る。

前記アンテナパターンの給電端子又は接地端子は、基板７２０の一面に形成されてもよく、両面に分かれて形成されてもよい。また、給電端子又は接地端子を積層してもよく、埋設して基板７２０を形成してもよい。更に、前記基板７２０の一側には第２支え部７５０が形成され得る。

一方、図９の（ｂ）は、本発明の思想によるアンテナの後面を示す図である。図９の（ｂ）を参照すると、前記基板７２０と前記基板７２０の後面に形成されてアンテナパターンの長さを増加させるスライディング部７３０と、前記スライディング部７３０の伸張又は縮小時に前記スライディング部７３０の移動を支持する第１支え部７４０が形成される。前記スライディング部７３０が伸張される経路上には接点部７７０が形成される。前記接点部７７０は前記基板７２０上に形成されることができ、前記スライディング部７３０を前記放射体と電気的に接続させて前記放射体の長さを増加させることができる。好ましくは、前記接点部７７０には突出部が形成され、前記スライディング部７３０には凹部が形成されることができる。前記突出部と凹部とを嵌合させることで、前記スライディング部７３０の長さを調節できる。前記スライディング部７３０の下部には寄生素子（図１０の図面符号７６０参照）が形成され、前記スライディング部７３０の伸張によって前記寄生素子７６０が外部に露出し得る。前記スライディング部７３０の伸張段階は、下記図１０を参照して更に詳細に説明する。

図１０は、本発明の一実施形態に係るアンテナの伸張過程を示す図である。

図１０を参照すると、前記アンテナを介して受信したい周波数の帯域に応じて前記スライディング部７３０が伸張されるか否か及びその程度が決定される。高い帯域の周波数を受信したい場合は、図９の（ｂ）に示すように、前記スライディング部７３０は伸張せずに、放射体と電気的に分離された前記スライディング部７３０は放射体の延長部ではない寄生素子７６０として動作するようになる。更に低い帯域の周波数を受信したい場合には、前記スライディング部７３０は段階的に伸張され、図１０の（ａ）〜（ｃ）と同様に、前記スライディング部２３０には複数の凹部が形成されて前記スライディング部２３０が多段階に伸張され得る。より詳細には、前記スライディング部２３０は３段階に伸張されることができ、スライディング部２３０の所定部分が前記基板２２０の接点部７７０と互いに短絡されて前記伸張部分が放射体の延長部として利用され得る。即ち、前記スライディング部７３０の縮小時には前記スライディング部７３０全体が寄生素子７６０として動作し、伸張時には前記寄生素子７６０とは分離されて前記放射体と接続されることで、前記接点部７７０の上段は放射体の長さを延ばし、残りはスタブとして動作するようになる。

以上、具体的な実施形態と関連して本発明を説明したが、これは例示に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではなく、本明細書に開示された基本思想による最も広い範囲を有するものと解釈されなければならない。当業者は各構成要素の材質、大きさなどを適用分野に応じて容易に変更でき、特に、用いる信号の周波数帯域に応じて容易に放射体の大きさを変形し得る。また、開示された実施形態を組み合わせ／置換して示していない形状のパターンを実施できるが、これも本発明の範囲から逸脱しない。その他にも、当業者は本明細書に基づいて開示された実施形態を容易に変更又は変形することができ、このような変更及び変形も本発明の権利範囲に属することは明白である。

本発明の一実施形態に係るアンテナの平面図である。本発明の他の実施形態に係る放射体パターンを示す平面図である。本発明の更に他の実施形態に係る放射体パターンを示す平面図である。本発明の他の実施形態に係るアンテナの平面図である。本発明の更に他の実施形態に係るアンテナの平面図である。本発明の更に他の実施形態に係るアンテナの端末内蔵状態を示す図である。本発明の更に他の実施形態に係るアンテナの構造を示す図である。図７のＡ−Ａ’線に沿って切り取って見たアンテナの分解図である。本発明の更に他の実施形態に係るアンテナの正面と後面を示す図である。本発明の更に他の実施形態に係るアンテナの伸張過程を示す図である。

Claims

一方向に延びる基板と、
前記基板の一面上に前記基板の延長方向に形成され、一端が給電素子と電気的に結合された導電性放射体と、
前記基板の他面に形成された導電性の接続体と、
を備え、
前記導電性放射体は、実質的にＳ字状の外郭線を有し、第１の螺旋部分と第２の螺旋部分とを含むセルを２つ以上備え、前記第１の螺旋部分と前記第２の螺旋部分とは互いに反対方向に巻線され、
隣接する前記セルの各々の一端が貫通ホールを介して前記接続体とそれぞれ接続され、前記接続体を介して隣接する前記セルが互いに直列に接続される、
電気的長さが伸張したアンテナ。
一方向に延びる基板と、
前記基板の一面上に前記基板の延長方向に形成され、一端が給電素子と電気的に結合された導電性放射体と、
前記基板の他面に形成された導電性の接続体と、
を備え、
前記導電性放射体は、実質的に螺旋状のセルを２つ以上備え、隣接する前記螺旋状のセルが互いに反対方向に巻線され、
隣接する前記セルの各々の一端が貫通ホールを介して前記接続体とそれぞれ接続され、前記接続体を介して隣接する前記セルが互いに直列に接続される、
電気的長さが伸張したアンテナ。
少なくとも一部が前記導電性放射体と電磁気的に結合されるように前記基板上に形成され、接地面と電気的に接続された接地スタブを更に備える請求項１又は２に記載の電気的長さが伸張したアンテナ。
少なくとも一部が前記導電性放射体と電磁気的に結合されるように前記基板上に形成される寄生素子を更に備える請求項１又は２に記載の電気的長さが伸張したアンテナ。
前記接続体は、実質的に前記セルと同じ形状である請求項１又は２に記載の電気的長さが伸張したアンテナ。
前記接続体の少なくとも一部を覆うように形成され、前記基板より高い誘電率を有する被覆体を更に備える請求項１又は２に記載の電気的長さが伸張したアンテナ。
前記導電性放射体の少なくとも一部を覆うように形成され、前記基板より高い誘電率を有する被覆体を更に備える請求項１又は２に記載の電気的長さが伸張したアンテナ。
前記基板上に形成され、前記導電性放射体と前記給電素子との間に接続される整合素子を更に備える請求項１又は２に記載の電気的長さが伸張したアンテナ。
前記基板は、印刷回路基板（ＰＣＢ）又は可撓性印刷回路基板（ＦＰＣＢ）である請求項１又は２に記載の電気的長さが伸張したアンテナ。
前記セルのうちの２つ以上は異なる大きさを有する請求項１又は２に記載の電気的長さが伸張したアンテナ。
無線通信端末内の接地面の隅側に設置されて前記無線通信端末に内蔵される請求項１又は２に記載の電気的長さが伸張したアンテナ。
前記基板上に形成され、前記放射体と電気的に分離された寄生素子と、
前記基板にスライド自在に結合されて、伸張時に前記放射体と接点部で電気的に接続される導電体を有するスライディング部と
を更に備える請求項１又は２に記載の電気的長さが伸張したアンテナ。
前記スライディング部は、伸張時に伸張長さが多段に調節される請求項１２に記載の電気的長さが伸張したアンテナ。
前記寄生素子と前記スライディング部は、前記スライディング部の伸張時に互いに電気的に分離される請求項１２に記載の電気的長さが伸張したアンテナ。
前記スライディング部の伸張によって前記寄生素子の長さが可変し得る請求項１４に記載の電気的長さが伸張したアンテナ。
無線通信装置の端子に接続されるための端子を更に備える請求項１２に記載の電気的長さが伸張したアンテナ。
請求項１又は２に記載の電気的長さが伸張したアンテナを備える無線通信装置。