JPH11340728A - マイクロストリップ技術によって製造される二周波アンテナと無線通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイクロストリップ技術による無線通信装置
とニ周波アンテナを提案すること。 【解決手段】 アンテナ（１）のパッチ（６）は、四分
の一波長共振を確立することができる短絡部（Ｃ２）を
備えた後縁（１０）を有する。このパッチの二つの側縁
（１４、１６）の間にはさらに半波長共振を確立するこ
とができる。同じ結合装置が、これら二つの共振周波数
の各々について、送信器または受信器（２２）にアンテ
ナを結合する。一つの側縁（１４）から延びるスリット
の縁の間で、パッチ内に入る結合ストリップ（Ｃ１）を
有する。

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、特に携帯電話、とりわけ、このような装置内に組込
まれるためにマイクロストリップ技術によって製造され
るアンテナに関するものである。このようなアンテナ
は、通常金属層のエッチングで構成されるパッチを有す
る。この種のアンテナは、専門家の間では、「マイクロ
ストリップパッチアンテナ」と呼ばれる。

【０００２】

【従来の技術】マイクロストリップ技術は、信号を伝送
する線路の製造と同時に、このような線路と放射電波と
を結合するアンテナの製造に適用されるプレーナ技術で
ある。この技術は、薄い誘電体基板の上側表面に形成さ
れる導電パッチ及び／またはストリップを使用し、この
基板が、この基板の下側表面に延在し、線路またはアン
テナのアースを構成する導電層から導電パッチ及び／ま
たはストリップを分離する。パッチは、通常、ストリッ
プより幅が広く、その形状と寸法がアンテナの重要な特
徴である。基板の形状は、通常は、厚さが一定の長方形
の平らなシート状であり、パッチもまた通常は長方形で
ある。しかし、そうでなければならないというわけでは
ない。とりわけ、基板の厚さを、たとえば指数法則に従
って変化させると、このようなアンテナの帯域幅を拡大
することができる。パッチの形状は、特に円形にできる
ことが知られている。電界線路は、ストリップまたはパ
ッチとアース層との間で、基板内に延在する。

【０００３】この技術は、同じように薄い基板上で導電
エレメントを使用する他のさまざまな技術、特にコプレ
ーナ線路技術とは区別される。コプレーナ線路技術にお
いては、電界が、一方では中央の導電ストリップと、他
方ではこのストリップの両側に位置する二つの導電領域
との間で、対称的に基板の上面に確立される。これら二
つの導電領域は、二つのスリットによってこのストリッ
プから隔てられる。アンテナの場合には、パッチは、連
続的な一つの導電領域によって取り囲まれ、パッチは一
つのスリットによってこの領域から隔てられる。

【０００４】これらの技術によって製造されたアンテナ
は、通常、もっぱらというわけではないが、放射電波と
の結合を可能にする定常波の所在位置となるのに適した
共振構造を構成する。

【０００５】まず第一にマイクロストリップ技術によっ
て製造することができる共振構造のさまざまなタイプ間
の区別を行なうことができる。これらのタイプは、共振
構造のさまざまなモードに、それぞれ対応する。第一の
タイプは最もよく使われるもので、「半波長型」と呼ば
れることもある。パッチの一つの寸法を、縦方向と呼ば
れる方向の長さとすると、この長さは、通常、半波長、
すなわち、アース、誘電体及びパッチによって構成され
る線路内にこの方向で伝播する電磁波の波長の半分にほ
ぼ等しくなる。このときアンテナは「半波長型」と呼ば
れる。このタイプの共振は、一般に、この長さの両端の
各々における電流ノードの存在によって規定することが
でき、したがって、この長さは、前記半波長の１以外の
整数倍に等しくできる。この数は通常奇数である。放射
電波との結合は、この長さの両端で行われ、これらの両
端は、誘電体内の電界の振幅が最大になる領域中にあ
る。

【０００６】この同じ技術によって製造することができ
る共振構造の第二のタイプは、「四分の一波長型」と呼
ぶことができる。このタイプは、一方では、パッチが通
常、四分の一波長、すなわち波長の四分の一にほぼ等し
い長さを有するという点で前記半波長型と異なる。パッ
チのこの長さ及びこの波長は、上記のように規定され、
このときアンテナは「四分の一波長型」と呼ばれる。他
方では、「四分の一波長」と呼ばれるタイプの共振モー
ドが可能となるように、アースとパッチとの間の長さの
一端に大きな短絡部がつくられる点が、前記半波長型と
は異なる。一般に、このタイプの共振を、パッチの長さ
の一端は、短絡部によって、またこの長さの他端は、電
流ノードによって固定される電界ノードの存在によって
規定することができる。したがって、この長さは、前記
四分の一波長に付加される半波長の整数倍に等しくする
ことができる。放射電波との結合は、この長さの他端で
行なわれ、この他端は、誘電体を通過する電界の振幅が
最大となる領域内に位置する。

【０００７】さらに他のモードの共振を、プレーナアン
テナ内で確立することができる。これらのモードは特に
以下によって異なる。

【０００８】− パッチの配置。パッチは、特に、場合
によっては放射状のスリットを有することができる。

【０００９】− 場合によっては短絡部の存在とその位
置、さらに短絡部を表す電気モデル。これら電気モデル
は、たとえ近似的にであっても、インピーダンスがゼロ
となる完璧な短絡部とは必ずしも等価ではない。

【００１０】− 場合によっては結合装置の存在とその
位置。結合装置は、その共振構造を、送信器のような信
号処理装置に結合するためにアンテナ内に組込まれる。

【００１１】さらに、所与のアンテナの配置について、
いくつかの共振モードが現れる可能性があり、アンテナ
は、それらのモードに対応する複数の周波数で使用可能
である。

【００１２】本発明は特に、以下に明示される特定の
「共振パス」を選択することによって特徴づけられる。
したがって、以下で使用される「共振パス」は、以下の
ように定義される。

【００１３】各共振モードは、同一パスを向かい合った
二方向に伝播し、このパスの両端で交互に反射する二つ
の波が重なり合う結果として説明することができる。こ
のパスは、アンテナの構成エレメントによって決まる。
このパスが、この共振モードについて前記「共振パス」
を構成する。それはまた、上述の半波長型及び四分の一
波長型アンテナの場合には直線状であり、また縦形であ
る。しかしまた、湾曲した放射状スリットに合わせるこ
ともできる。いかなる場合にも、共振周波数は、上記で
考察した進行波がこの共振パスを進行する時間に反比例
する。「共振モード」という表現は、以下、場合によっ
ては、「共振」という言葉に置き換えられる。

【００１４】送信器のような信号処理装置へのアンテナ
の結合は、通常、このアンテナ内に組込まれた結合装置
と、結合装置を信号処理装置へ接続するこのアンテナの
外部に位置する接続線路とを有する接続アセンブリによ
って行なわれる。

【００１５】共振構造を有する送信アンテナの場合に
は、結合装置、接続線路、およびアンテナのそれぞれの
機能は以下の通りである。接続線路の機能は、アンテナ
の端子まで送信器の高周波信号または超短波信号を搬送
することである。このような線路に沿って、信号は、少
なくとも原則的には、その特性を著しく変化させること
なく、進行波の形で伝播する。結合装置の機能は、信号
がアンテナの共振を励起するような形式に、すなわち、
信号を搬送する進行波のエネルギーが、アンテナによっ
て規定される特性をもつ、アンテナ内に確立される定常
波に伝送されるように、接続線から供給される信号を変
換することである。この伝送は一般に不完全である。す
なわち、結合装置は、接続線路にエネルギーの一部を反
射し、その結果、接続線路中に、望ましくない定常波を
生じさせてしまう。対応する定常波率は、周波数に応じ
て変化し、この変化のダイアグラムがアンテナの一つま
たは複数の帯域幅を規定する。アンテナは、空間内の放
射電波に、必要な定常波のエネルギーを伝送する。送信
器から供給される信号は、最初は、進行波の形式から定
常波の形式に変換され、次に、放射電波の形式に変換さ
れる。受信アンテナの場合には、信号は同じ装置におい
て同じ形式をとるが、それは逆の順序で行なわれる。

【００１６】結合装置及び接続線路は、マイクロストリ
ップとは別の技術によって、たとえば同軸線またはコプ
レーナ線路の形で製造することができる。それらの性質
及び寸法は、信号の経路であるさまざまな装置のインピ
ーダンスが整合できるように選択され、その結果、望ま
しくない反射を制限することができる。

【００１７】送信アンテナの接続アセンブリはしばし
ば、アンテナの給電器と呼ばれる。

【００１８】本発明は、さまざまなタイプの装置内に組
込まれるのに適したアンテナに関するものである。これ
ら装置とは、特に携帯電話、それら携帯電話のための基
地局、自動車、航空機または航空ミサイルである。携帯
電話の場合には、マイクロストリップ技術によって製造
されたアンテナの下部アース層の連続的な性格によっ
て、装置の使用者の身体によって遮られる放射パワーを
容易に制限することができる。自動車の場合には、また
特に、外側表面が金属製で、流体抵抗を小さくすること
ができる湾曲プロファイルを有する航空機やミサイルの
場合には、アンテナは、望ましくない余分な流体抵抗が
生じないように、このプロファイルに合わせることがで
きる。

【００１９】本発明は、とりわけ、上述の種類のアンテ
ナが以下の特性をもたなければならない場合に関するも
のである。

【００２０】− アンテナは二周波アンテナでなければ
ならない。すなわち、大きく離れている二つの周波数に
おいて放射電波を効果的に送信する及び／または受信す
ることができなければならない。

【００２１】− アンテナは、接続線路に望ましくない
定常波率を生じさせることなく、無線通信装置の作動周
波数すべてにわたって、一つの接続線路を用いて信号の
処理装置に接続できなければならない。

【００２２】− しかし、そのために、周波数マルチプ
レクサまたはデマルチプレクサを使用することが必要に
なってはならない。

【００２３】従来の数多くの二周波型アンテナは、マイ
クロストリップ技術の枠組みの中で製造または提案され
てきた。それらのアンテナは、複数の共振周波数を得る
ために使用される手段が互いに異なっている。三種類の
アンテナについて検討してみる。

【００２４】従来の第一のアンテナは、米国特許ＵＳ−
Ａ−４ ７６６ ４４０（Ｇａｎ）の中で述べられてい
る。このアンテナのパッチ１０は、一般に長方形であ
り、この形状によって、このアンテナは、パッチの長さ
及び幅に従ってパスが確立されるような二つの半波長共
振を有している。さらに、アンテナは、全体がパッチの
内部に位置するＵ字形の湾曲スリットを有する。スリッ
トは放射状で、他のパスに確立される追加の共振モード
を生じる。このスリットはさらに、その形状と寸法を適
切に選択することによって、共振モードの周波数を望ま
しい値に導くことができる。その結果同一の周波数と、
干渉直線偏波とを有する二つのモードを組み合わせて円
偏波を送信できる。結合装置は、マイクロストリップが
パッチ面内に延在し、パッチの二つの切込み内に入り込
むことから、コプレーナとも呼ばれる線路の形式を有す
る。この装置は、作動周波数として使用されるさまざま
な共振周波数において、種々の入力インピーダンスに整
合するように、インピーダンス変換手段を備えている。

【００２５】この従来の第一のアンテナは、特に以下の
欠点を有する： − インピーダンス変換手段を備える必要性があり、製
造が複雑になる。

【００２６】− 共振周波数を正確に、要求される値に
調整することは難しい。

【００２７】従来の第二のアンテナは、一つの共振パス
を使用するという点で第一のアンテナとは区別される。
このアンテナについては、米国特許ＵＳ−Ａ−４ ７７
１２９１（ＬＯ他）内で述べられている。そのパッチ
は、パッチ内部でそれぞれの直線セグメントに沿って延
在するスリットと局部的な短絡部を備える。これらのス
リット及び短絡部は、パスを共有するが、数字（０．
１）及び（０．３）によってそれぞれ示される二つの異
なるモードを有する、すなわち、関連するモードに応じ
て、一つの半波長または三つの半波長によってパスを共
有する、二つの共振に対応する二つの周波数の間の差を
減少させることができる。このようにして、これら二つ
の周波数の間の比は、３から１．８に下げることができ
る。局部的短絡部は、誘導体を通過する導体によって構
成される。

【００２８】この従来の第二のアンテナは特に以下の欠
点を有する。

【００２９】− 全体外形寸法が、三つの半波長に相当
する。

【００３０】− 局部的短絡部の組入れがアンテナの製
造を複雑にする。

【００３１】− 同軸線路の形式を有するアンテナの結
合装置が、二つの作動周波数に対して５０オームのイン
ピーダンスを有する給電器とうまく整合できるために
は、誘電体を通過する同軸構造の位置について正確に調
整する必要がある。

【００３２】従来の二周波型の第三のアンテナは、四分
の一波長共振を使用するという点で、先の二つのアンテ
ナとは区別される。このアンテナについては、ＩＥＥＥ
ＡＮＴＥＮＮＡＳ ＡＮＤ ＰＲＯＰＡＧＡＴＩＯＮ
ＳＯＣＩＥＴＹ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＳＹ
ＭＰＯＳＩＵＭ ＤＩＧＥＳＴ（アンテナ伝播協会国
際シンポジウムダイジェスト）、ＮＥＷＰＯＲＴ ＢＥ
ＡＣＨ、ＪＵＮＥ １８−２３、１９９５、２１２４−
２１２７ページ。Ｂｏａｇ他の論文「ＤｕａｌＢａｎｄ
Ｃａｖｉｔｙ−Ｂａｃｋｅｄ Ｑｕａｒｔｅｒ−ｗａ
ｖｅ Ｐａｔｃｈ Ａｎｔｅｎｎａ」（デュアルバンド
空洞四分の一波長パッチアンテナ）中で述べられてい
る。第一の共振周波数は、このアンテナのパッチと誘電
体の寸法及び特性によって規定される。整合化システム
を使用することによって、第二の周波数において、ほぼ
同じタイプの共振が、同じ共振パス上で、得られる。

【００３３】この従来の第三のアンテナは特に以下の欠
点を有する。

【００３４】− 二つの共振周波数の間の差が、いくつ
かの適用例においてはあまりに小さい。

【００３５】− 整合化システムを使用する必要があ
り、アンテナの製造を複雑にする。

【００３６】− 同軸線路の形を有するアンテナの結合
装置の製造についても同じことがいえる。

【００３７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は特に以下の目
的を有する。

【００３８】− アンテナの二つの望ましい共振周波数
の比を、従来のアンテナより自由に選択することによっ
て、二周波アンテナ、とりわけ、その比がおよそ０．２
から０．８の間、特に０．５近くになるようなアンテナ
を簡単に製造することを可能にする。

【００３９】− これら二つの共振周波数の各々の周り
に十分に広い帯域幅をこのアンテナに与えて、送信周波
数と受信周波数を、漏話を発生させずに、前記帯域幅に
おさめる。

【００４０】− これら二つの共振周波数を正確にかつ
容易に調整可能にする。

【００４１】− 二つの共振周波数の各々について、イ
ンピーダンスを容易に整合可能な単一の結合装置を使用
できる。

【００４２】− アンテナの寸法を制限する。

【００４３】

【課題を解決するための手段】これらの目的において、
本発明は特に、マイクロストリップ技術によって製造さ
れる二周波アンテナを対象とする。このアンテナは、後
縁、この後縁に向き合った前縁、さらにこの後縁と前縁
とをつなぐ二つの側縁を有するパッチを備える。この後
縁は、短絡部を備え、その結果、四分の一波長共振が、
短絡部によって固定された電界ノードと前記後縁と前記
前縁との間に延在する共振パスでアンテナに確立するこ
とができる。このアンテナは、さらに、アンテナを送信
器または受信器のような信号処理装置に結合することが
できるアンテナ結合装置を備える。上述の従来の第三の
アンテナに比べると、本発明によるアンテナは、結合装
置が、前記四分の一波長共振のためだけではなく、パッ
チの二つの側縁間に延在する共振パスでアンテナ内に確
立される半波長共振のためにも、このアンテナ結合装置
は、アンテナを前記信号処理装置に結合できるように、
パッチの側縁のいずれか一つが他方と異なる非対称形を
有することによって特徴づけられる。

【００４４】本発明はまた、二周波無線通信装置を対象
にしており、この装置は以下を備える。

【００４５】− 所定の少なくとも二つの周波数の各々
において電気信号を送信する及び／または受信するため
に、それらの二つの周波数の近傍に同調させるのに適し
た信号処理装置。

【００４６】− 前記電気信号を放射電波に結合するた
めにこの処理装置に接続されるアンテナ。このアンテナ
は、マイクロストリップ技術によって製造される。パッ
チは、短絡部を備える後縁を有する。パッチはまた、こ
の後縁と向き合った前縁と、この後縁と前縁をつなぐ二
つの側縁を有する。短絡部によって、四分の一波長共振
が、この短絡部によって固定された電界ノードと、前記
後縁と前記前縁との間に延在する共振パスでアンテナに
確立される。この四分の一波長共振は、前記所定の周波
数の一つである、四分の一共振周波数を有する。この処
理装置においては、前記所定の周波数のうちの他方が、
前記二つの側縁の間に延在する共振パスでアンテナに確
立される半波長共振の周波数からなる半波長共振周波数
であることに特徴がある。本発明の中で考えられる共振
のタイプは、前述した一般的方法で規定される。

【００４７】それぞれ四分の一波長共振周波数及び半波
長共振周波数の二つの周波数を中心にした二つの周波数
帯域内で作動することができる無線通信装置に使用され
るアンテナの結合装置の性質がいかなるものであれ、本
発明は、望ましい二つの作動周波数間の比が特定の値を
とる場合には、とりわけ、この比が約０．２から約０．
８の間で、特に０．５の近傍である場合には、一つの利
点を有する。この利点は、比較的簡単かつ効果的な方法
でこの望ましい比を実現できるという点である。この利
点は、それぞれ互いに交差した二つの方向に同一エリア
を進行する進行波から確立される、一つは四分の一波長
タイプで他方は半波長タイプである、二つの共振モード
を組み合わせて使用するることによって得られる。

【００４８】添付の概略図と以下の説明によって本発明
のさまざまな様態をより理解することができるだろう。
これらの複数の図面において同じエレメントを表わす場
合には、同じ数字及び／または同じ参照文字で示されて
いる。

【００４９】

【発明の実施の形態】図１及び図２によれば、それ自体
知られている方法で、本発明によるアンテナは、まず第
一に共振構造を有し、その構造自体が、以下のエレメン
トを有する。

【００５０】− 水平方向ＤＬ及びＤＴを構成し、この
アンテナ内で規定された方向に沿って延在する互いに向
かい合った二つの主要表面を有する誘電体２。これらの
方向は、アンテナが関連するエリアによって異なること
がある。すでに説明したように、この誘電体はさまざま
な形状をとることができる。それら二つの主要表面は、
それぞれ下側表面Ｓ１及び上側表面Ｓ２を構成する。

【００５１】− たとえばこの下側表面全体上に延在
し、このアンテナのアース４を構成する下側導電層。

【００５２】− アース４より上の上側表面のエリアに
延在して、世界中で英語のｐａｔｃｈということばで示
されるタイプのパッチ６を構成する上側導電層。一般
に、このパッチは、以下に規定され、それぞれ縦方向Ｄ
Ｌと横方向ＤＴを構成する前記二つの水平方向に沿って
延在する幅と長さを有する。その周囲は、ほぼこれら二
方向に沿って二つずつ延在する四つの縁によって構成さ
れるとみなすことができる。長さと幅という言葉が、通
常は、長方形の物体の互いに垂直な二つの寸法に適用さ
れ、長さはその幅より長いが、パッチ６は、この発明の
範囲を逸脱することなく、長方形ではない形をとること
もできることを理解されたい。とりわけ、方向ＤＬ及び
ＤＴは、互いに９０°と異なる角度を形成することもで
きる。このパッチの前記縁は、直線的でないことも、角
度をもった隅部によって分離されないこともあり得る。
パッチの前記長さはパッチの前記幅よりも短いことも可
能である。それら縁の一つは、横方向ＤＴに沿って延在
し、後縁１０を構成する。前縁１２はこの後縁に向き合
っている。二つの側縁１４及び１６は、後縁を前縁につ
なぐ。

【００５３】− 最後に、このパッチの後縁から、パッ
チ６をアース４に電気的に接続する短絡部Ｃ２。この短
絡部は、通常は平面である誘電体の縁部表面に延在して
短絡面を構成する導電層によって形成される。短絡部に
よって、アンテナの共振は、後縁１０上に電界ノードを
有し、少なくとも約四分の一波長タイプとなることを強
要される。この共振の周波数は、以下「四分の一共振周
波数」と呼ばれる。このような短絡部が十分に大きく、
すなわち特に十分に広がり、そして、十分に低いインピ
ーダンスを有して、アンテナに四分の一波長タイプの共
振を強要するとき、前記後縁、前縁、側縁と、縦及び横
方向は、その短絡部の位置によって規定される。

【００５４】アンテナはさらに結合装置を備える。この
装置は一方では、誘電体の上側表面Ｓ２に延在する結合
ストリップＣ１によって構成され、内部接続点１８にお
いてパッチ６に接続される主要導体を備える。この装置
は他方では、層４によって構成されるアース導体を備え
る。この装置は、アンテナの共振構造を信号処理装置２
２に接続する接続アセンブリの全体または一部を構成す
る。これはたとえば、送信アンテナが対象となる場合
に、この装置から、アンテナの一つまたは複数の共振を
励起するためである。この装置に加えて、接続アセンブ
リは、通常、アンテナの外側に延在する接続線路を有す
る。この線路は同軸タイプ、マイクロストリップタイプ
またはコプレーナタイプとすることができる。

【００５５】本発明の範囲内で、この接続線路の長さの
少なくとも一部は、マイクロストリップタイプであれば
有利であり、とりわけ以下のものを有する。

【００５６】− 結合ストリップＣ１と連続した誘電体
２の上側表面Ｓ２に延在する接続ストリップＣ３の形状
を有する主要導体。

【００５７】− アンテナアースと連続した誘電体の下
側表面に延在するアース導体。この導体はたとえば、下
方導電層４によってアンテナアースとして構成される。

【００５８】図１において、接続線路の残りの部分は、
それぞれアース４とストリップＣ３を、信号処理装置２
２の二つの端子に接続する二本の導線Ｃ４とＣ５の形で
象徴的に表わされている。しかし、この残りの部分は、
実際には好ましくはマイクロストリップ線または同軸線
の形でつくられることを理解されたい。

【００５９】信号処理装置２２は、少なくともアンテナ
の望ましい共振周波数に近い、すなわち、それら共振周
波数を中心とした帯域内に含まれる所定の作動周波数で
作動するのに適している。この装置は、合成されていて
もよく、その場合、作動周波数の各々に恒常的に同調し
たエレメントを備える。この装置はまた、さまざまな作
動周波数において同調可能なエレメントを備える。前記
四分の一波長共振周波数は、このような一つの望ましい
共振周波数を構成する。

【００６０】本発明によれば、他の望ましい共振周波数
は、二つの側縁１４及び１６の間に延在する共振パスで
アンテナ内に確立される前記半波長タイプの共振の周波
数によって構成される半波長共振周波数である。

【００６１】本発明による無線通信装置を作動可能にす
るために、アンテナ結合装置は、四分の一波長共振周波
数と半波長共振周波数の両者について、結合機能を実行
できなければならない。本発明の実施形態によれば、こ
の機能は、この装置を、ここには図示されていないアン
テナの縦軸に対して非対称にして、パッチの二つの側縁
の一つが他方と異なることから得られる。結合装置のこ
の非対称性を、従来のさまざまな方法で得ることができ
る。この非対称性は、特に、装置の全体または一部の位
置、向き及び／または寸法に影響を及ぼすことが有り得
る。しかしながら、この装置は、少なくとも同軸線路が
垂直である場合には、同軸線路の形状で製造されるのは
不適切であることが明らかになった。この装置は有利に
も、パッチ及び／またはアンテナアース用のプレーナ技
術によって形成されることが可能である。

【００６２】パッチ６は、長方形の通常の形状を有し、
アンテナの結合装置の非対称は、有利にも、以下のよう
な構成によって得られる。パッチ６は、結合入力のスリ
ット２０を有し、このスリットは、このパッチの第一の
側縁１４においてパッチの外部に通じ、たとえば横方向
ＤＴに沿って、この第一の側縁からこのスリットの一端
まで延在する。結合ストリップＣ１は、この第一の側縁
から、この結合入力スリットの内部で誘電体の上側表面
に延在する。このストリップは、このスリットの端部で
このパッチに接続され、この端部は、内部接続点１８を
構成する。この点から第一の側縁１４及び後縁１０まで
の距離は、それぞれ、接続部の奥行きＬ３と接続部寸法
Ｌ４を構成する。アンテナの結合装置のアース導体は、
アンテナのアース４によって構成される。

【００６３】好ましくは、パッチの長さと幅の比Ｌ１／
Ｌ２は、約２．５から約０．６２５の間である。

【００６４】好ましくは、前記接続部の奥行きＬ３は、
パッチ６の幅Ｌ２の約８％から約２５％の間である。

【００６５】好ましくは、前記接続部寸法Ｌ４は、パッ
チ６の長さＬ１の約２５％から約７５％の間である。

【００６６】好ましくは、短絡部Ｃ２は、前記後縁１０
のセグメント上に延在し、このセグメントは、パッチ６
の幅Ｌ２の１０％から９０％の間の長さを有する。

【００６７】本発明によるアンテナの実施形態の一つと
して、以下に数値例として、さまざまな構成及び値を示
す。誘電体の長さと幅はそれぞれ、縦方向ＤＬと横方向
ＤＴに沿って示される。

【００６８】− 四分の一波長共振周波数：Ｆ１＝９８
０ＭＨｚ − 半波長共振周波数：Ｆ２＝１９００ＭＨｚ − 入力インピーダンス：５００ｈｍｓ − 誘電体の構成と厚さ：３に等しい比誘電率ε_Γと
０．００３に等しい散失係数ｔｇδを有するエポキシ樹
脂 − 誘電体の厚さ：２ｍｍ − 導電層の組成：銅 − それらの層の厚さ：１７ミクロン − 誘電体の長さ：６５ｍｍ − 誘電体の幅：７０ｍｍ − パッチの長さ：Ｌ１＝６０ｍｍ − パッチの幅：Ｌ２＝６０ｍｍ − 接続部の奥行きＬ３＝１０ｍｍ − 接続部寸法：Ｌ４＝３０ｍｍ − 導体Ｃ１及び導体Ｃ３の幅：５ｍｍ − スリット２０の幅：０．７ｍｍ − 短絡部Ｃ２の導体の幅：３６ｍｍ。

【００６９】図３の図表は、上述の数値特性を有するア
ンテナにおいて行なわれた測定値から描かれた。この図
において、レベル０ｄＢは上方の水平測定線に対応す
る。二本の水平測定線の間の間隔は３ｄＢである。ここ
に図示されている両端の周波数は２００と２０００ＭＨ
ｚである。二本の垂直測定線の間の間隔は１８０ＭＨｚ
である。図表によって示された共振のピークは、先に示
された四分の一波長共振周波数Ｆ１と、半波長型共振周
波数Ｆ２に対応する。

【００７０】本発明は特に、有利にも、無線電話システ
ムの製造に適用可能である。このようなシステムは、基
地局及び携帯端末装置を備え、９００ＭＨｚ近傍の周波
数を使用するＧＳＭ規格の範囲内で及び／または１８０
０ＭＨｚ近傍の周波数を使用するＤＣＳ規格の範囲内で
製造することができることが知られている。このような
システムでは、基地局または携帯端末装置は各々、本発
明による無線通信装置を備えることができる。このよう
な用途に適合したこのような装置においては、アンテナ
は、前記半波長共振周波数の近傍の高周波数帯域内と、
前記四分の一波長周波数の近傍の低周波数帯域内でて作
動しなければならない。このとき、前記信号処理装置２
２は、以下で構成される、互いに異なる四つの作動周波
数に同調可能である。

【００７１】− 前記高周波数帯域内の高送信周波数。

【００７２】− 前記高周波数帯域内の高受信周波数。

【００７３】− 前記低周波数帯域内の低送信周波数。

【００７４】− この低周波数帯域内の低受信周波数。

【００７５】信号が前記送信周波数の一つまたは前記受
信周波数の一つに同調すると、この機械装置は、信号
を、それぞれ、送信するまたは受信することができる。

【００７６】本発明によって、これら二つの周波数帯域
は、この帯域内において送信及び受信周波数チャネルの
間の漏話を防ぐためだけでなく、この帯域において複数
のチャネルから選択できるように、十分な帯域幅を有す
ることができる。低周波数帯域は、ＧＳＭ規格に、高周
波数帯域はＤＣＳ規格に対応する。このようにして、デ
ュアルモードの、すなわち、上述のどちらの規格におい
ても作動できる端末装置及び／または基地局が経済的に
実現される。

【００７７】あくまで例示的なものとして、上述の数値
特性を有するアンテナの場合には、高送信周波数と高受
信周波数は、それぞれ１７５０及び１８４０ＭＨｚ、低
送信周波数と低受信周波数は、それぞれ８９０及び９４
０ＭＨｚとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によって製造される無線通信装置の透視
図である。

【図２】図１の装置のアンテナの上面図である。

【図３】図１のアンテナに加えられる信号の周波数に応
じた、同じアンテナの入力部で測定される反射係数の変
化を表わす図である。反射係数は縦座標に、周波数は横
座標に表わされる。

【符号の説明】

１ アンテナ ２ 誘電体 ４ アース導体 ６ パッチ １０ 後縁 １２ 前縁 １４、１６ 側縁 １８ 内部接続点、スリットの一端 ２０ 結合入力スリット ２２ 信号処理装置 Ｓ１ 下側表面 Ｓ２ 上側表面 Ｌ１ パッチの長さ Ｌ２ パッチの幅 Ｌ３ 接続部の奥行き Ｌ４ 接続部寸法 Ｃ１ 主要導体、結合ストリップ Ｃ２ 短絡部 Ｃ３ 接続ストリップ ＤＬ 水平方向、縦方向 ＤＴ 水平方向、横方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロランス・ロルシー フランス国、77310・サン・フアルジヨ・ ポンテイエリー、シユマン・ドウ・ビリ エ、41 (72)発明者 シヤルル・ングヌー・クアム フランス国、91940・レ・ジユリス、レジ ダンス・ル・ボワ・ドユ・ロワ、４

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二周波無線通信装置であって、 所定の少なくとも二つの周波数の各々において電気信号
   を送信及び／又は受信するために、それら二つの周波数
   の近傍に同調されるのに適した信号処理装置（２２）
   と、 前記電気信号を放射電波に結合するために前記処理装置
   に接続されたアンテナ（１）とを備え、 前記アンテナが、マイクロストリップ技術によって製造
   され、前記アンテナのパッチ（６）は、短絡部を備える
   後縁（１０）を有し、前記パッチはさらに前記後縁に向
   き合った前縁（１２）と、前記後縁と前記前縁とをつな
   ぐ二つの側縁（１４、１６）を有し、前記短絡部（Ｃ
   ２）によって、四分の一波長共振が、前記短絡部によっ
   て固定された電界ノードと、前記後縁（１０）と前記前
   縁（１２）との間に延在する共振パスで、前記アンテナ
   内に確立され、前記四分の一波長共振は、前記所定の周
   波数の一つである、四分の一波長共振周波数を有する装
   置において、 前記所定の周波数のうちの他方が、前記二つの側縁（１
   ４、１６）の間に延在する共振パスでアンテナ内に確立
   される半波長共振の周波数からなる半波長共振周波数で
   あることを特徴とする装置。
2. 【請求項２】 前記アンテナが、 水平方向（ＤＬ及びＤＴ）を構成し、前記アンテナ内で
   規定される二つの方向に沿って延在する互いに向かい合
   った二つの主要表面を有し、前記二つの表面がそれぞれ
   下側表面（Ｓ１）と上側表面（Ｓ２）を構成する誘電基
   板（２）と、 前記下側表面上に延在し、前記アンテナのアース（４）
   を構成する下側導電層と、 前記アースより上の前記上側表面のエリアに延在して、
   前記アパッチを構成する上側導電層と、 前記パッチの前記後縁（１０）から、前記パッチ（６）
   を前記アース（４）に電気的に接続し、この後縁が、横
   方向（ＤＴ）を構成する水平方向の一つに沿って延在
   し、前記パッチの長さは、他方の水平方向によって構成
   される縦方向（ＤＬ）に沿って前記後縁と前記前縁（１
   ２）との間に延在し、前記パッチの前記二つの側縁がそ
   れぞれ、第一の側縁（１４）と第二の側縁（１６）を構
   成し、前記パッチの幅がそれら二つの側縁の間に延在す
   る前記短絡部（Ｃ２）と、 アンテナの結合装置とを備え、前記結合装置自体が、 主要導体（Ｃ１）と、 前記所定の周波数の各々についてアンテナの結合装置を
   介して前記信号処理装置（２２）に前記アンテナを結合
   することができるアース導体（４）とを備え、 前記パッチ（６）が、このパッチの前記第一の側縁（１
   ４）を通してこのパッチの外側に通じる結合入力スリッ
   トを有し、前記結合入力スリットが、ほぼ前記横方向に
   沿って、その第一の側縁からその結合入力スリットの一
   端まで延在し、アンテナの結合装置の前記主要導体（Ｃ
   １）が、パッチの第一の側縁から前記結合入力スリット
   内で誘電体の前記上側表面上に延在する結合ストリップ
   の形状をとり、前記ストリップがこのスリットの前記端
   部においてこのパッチに接続され、この端部が内部接続
   点（１８）を構成し、この内部接続点からこの第一の側
   縁（１４）及び前記後縁（１０）への距離が、それぞれ
   接続部の奥行き（１３）と接続部寸法（１４）を構成
   し、アンテナの結合装置の前記アース導体が、前記アン
   テナアースから構成されることを特徴とする請求項１に
   記載の無線通信装置。
3. 【請求項３】 前記パッチの前記長さと前記幅の比（Ｌ
   １／Ｌ２）が約２．５から約０．６２５の間である請求
   項２に記載の無線通信装置。
4. 【請求項４】 前記接続部の奥行き（Ｌ３）が、前記パ
   ッチ（６）の前記幅（１２）の約８％から約２５％の間
   である請求項３に記載の無線通信装置。
5. 【請求項５】 前記接続部の寸法（Ｌ４）が、前記パッ
   チ（６）の前記長さ（Ｌ１）の約２５％から約７５％の
   間である請求項３に記載の無線通信装置。
6. 【請求項６】 前記短絡部（Ｃ２）が、前記パッチ
   （６）の前記後縁（１０）のセグメント上に延在し、こ
   のセグメントが、パッチ（６）の前記幅（Ｌ２）の１０
   ％から９０％の間の長さを有する請求項３に記載の無線
   通信装置。
7. 【請求項７】 前記アンテナ結合装置を前記信号処理装
   置に接続するために、前記アンテナの外側に延在する接
   続線路（Ｃ３、４）をさらに有し、前記接続線路の長さ
   の少なくとも一部分が、 前記結合ストリップ（Ｃ１）と連続する基板（２）の前
   記上側表面に延在する接続ストリップ（Ｃ３）の形状を
   とる主要導体と、 前記アンテナアースと連続する基板の前記下側表面に延
   在するアース導体（４）とを有する請求項２に記載の無
   線通信装置。
8. 【請求項８】 前記アンテナが、前記半波長共振周波数
   の近傍の高周波数帯域内と、前記四分の一波長共振周波
   数の近傍の低周波数帯域内で作動することができ、前記
   信号処理装置（２２）が、 前記高周波数帯域内の高送信周波数と、 この高周波数帯域内の高受信周波数と、 前記低周波数帯域内の低送信周波数と、 この低周波数帯域内の低受信周波数とで構成され、互い
   に異なる所定の四つの周波数に同調可能であり、 信号が、送信周波数の一つまたは受信周波数の一つに同
   調すると、この信号処理装置は、それぞれ信号を送信す
   るまたは信号を受信することができる請求項１から７の
   いずれか一項に記載の無線通信装置。
9. 【請求項９】 マイクロストリップ技術によって製造さ
   れる二周波アンテナであって、 短絡部を備える後縁（１０）、この後縁に向かい合った
   前縁（１２）、この後縁とこの前縁とをつなぐ二つの側
   縁（１４、１６）とを有し、前記短絡部（Ｃ２）によっ
   て、四分の一波長共振を、この短絡部によって固定され
   た電界ノードと、前記後縁と前記前縁との間に延在する
   共振パスで前記アンテナ内に確立することができるパッ
   チ（６）と、 このアンテナを信号処理装置（２２）に結合することが
   できるアンテナの結合装置とを備え、 前記アンテナ結合装置（２０、Ｃ１、４）が、前記四分
   の一波長共振のためだけでなく、パッチの前記二つの側
   縁の間に延在する共振パスで、このアンテナ内に確立さ
   れる半波長共振のためにも、このアンテナを信号処理装
   置（２２）に接続することができるように、パッチの一
   つの側縁（１４）が他方の側縁（１６）と異なっている
   非対称形を有することを特徴とするニ周波アンテナ。
10. 【請求項１０】 水平方向（ＤＬ及びＤＴ）を構成し、
    このアンテナ内で規定される方向に沿って延在する互い
    に向かい合った二つの主要表面を有し、これら二つの表
    面がそれぞれ下側表面（Ｓ１）と上側表面（Ｓ２）を構
    成する誘電基板（２）と、 前記下側表面に延在し、このアンテナのアース（４）を
    構成する下側導電層と、 前記アースより上の前記上側表面エリアに延在して、前
    記パッチ（６）を構成する上方導電層と、 前記パッチの前記後縁（１０）から、このパッチ（６）
    を前記アース（４）に電気的に接続し、この縁が、横方
    向（ＤＴ）を構成する水平方向の一つに沿って延在し、
    前記パッチの長さ（Ｌ１）が、他方の水平方向で構成さ
    れる縦方向（ＤＬ）に沿ってこの後縁と前記前縁（１
    ２）との間に延在し、前記パッチのそれら二つの側縁
    が、それぞれ第一の側縁（１４）と第二の側縁（１６）
    を構成し、前記パッチの幅（１２）がこれら二つの側縁
    間に延在する前記短絡部（Ｃ２）と、 前記アンテナ結合装置とを備え、前記結合装置自体が、 主要導体（Ｃ１）と、 このアンテナ結合装置を介して前記アンテナを信号処理
    装置（２２）に結合することができるアース導体（４）
    とを備え、 前記パッチ（６）が、このパッチの前記第一の側縁（１
    ４）を通してこのパッチの外側に通じる結合入力スリッ
    ト（２０）を有し、この結合入力スリットが、ほぼ前記
    横方向に沿って、その第一の側縁からこのスリットの一
    端（１８）まで延在し、アンテナ結合装置の前記主要導
    体（Ｃ１）が、パッチの第一の側縁から前記結合入力ス
    リット内で誘電体の前記上側表面に延在する結合ストリ
    ップの形状をとり、前記ストリップが前記パッチにこの
    スリットの前記端部において接続され、アンテナの結合
    装置の前記アース導体が、前記アンテナアース（４）か
    ら構成されることを特徴とする請求項９に記載のアンテ
    ナ。