JP2003037418A - Multi-band antenna - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、概して、複数周波
数帯域で動作するように適合するアンテナに関し、特
に、セルラ電話システムなどの無線通信システムに用い
られるマルチバンド・アンテナに関するものである。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to antennas adapted to operate in multiple frequency bands, and more particularly to multi-band antennas used in wireless communication systems such as cellular telephone systems.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば、セルラ電話システムなどの無線
通信システムは、通常、無線周波数(RF)波に基づく
ものである。無線通信システムにとって許容レベルの互
換性が得られるようにするため、すなわち、セルラ電話
装置の設計基準を標準化するために作成された、世界の
さまざまな地域で用いられるアナログ及びデジタル規格
が存在する。この規格は、動作周波数範囲が互いに大幅
に異なっている。例えば、GSM(Global Sy
stem for Mobile communica
tion)は、一般に、880MHz〜960MHzな
ど、低周波数帯域で動作するデジタル規格であり、一
方、AMPS(Advanced Mobile Ph
one System)は、一般に、824MHz〜8
94MHzの周波数帯域で動作するアナログ規格であ
る。さらに、広く用いられているデジタル規格には、1
710MHz〜1880MHzの高周波帯域のDCS
(Digital Communication Sy
stem)及び1850MHz〜1990MHzの動作
周波数のPCS(Personal Communic
ation System)があり、DCS及びPCS
は、いずれもGSMをベースにしている。BACKGROUND OF THE INVENTION Wireless communication systems, such as cellular telephone systems, are typically based on radio frequency (RF) waves. There are analog and digital standards used in various parts of the world that have been created to provide an acceptable level of compatibility for wireless communication systems, ie, to standardize the design criteria for cellular telephone devices. The standards differ significantly in their operating frequency ranges from each other. For example, GSM (Global Sy)
system for Mobile communica
is a digital standard that operates in a low frequency band such as 880 MHz to 960 MHz, while AMPS (Advanced Mobile Ph).
One System) is generally 824 MHz to 8
It is an analog standard that operates in the frequency band of 94 MHz. In addition, the widely used digital standard is 1
DCS in the high frequency band of 710 MHz to 1880 MHz
(Digital Communication Sy
PCS (Personal Communic) with an operating frequency of 1850 MHz to 1990 MHz.
system), DCS and PCS
Are both based on GSM.
【0003】無線通信システムに用いられるセルラ電話
装置には、必然的に、広く用いられているモノポール・
アンテナなど、無線周波数信号を受信及び送信するため
のアンテナが含まれる。アンテナの共振周波数は、RF
波の波長に依存する既知の関係で、アンテナの長さによ
って決まるので、あるアンテナは、ある周波数範囲にお
いてしか利用することができない。しかし、様々な規格
が存在するため、2つ以上の規格を利用するには、これ
らのセルラー電話装置は、大きく離れた複数の周波数帯
域において動作可能であることが望ましい。従って、複
数の周波数帯域で動作するように適合するアンテナが必
要とされる。Cellular telephone devices used in wireless communication systems are inevitably the widely used monopoles.
Included are antennas, such as antennas, for receiving and transmitting radio frequency signals. The resonance frequency of the antenna is RF
An antenna can only be used in a certain frequency range, since it depends on the length of the antenna in a known relationship that depends on the wavelength of the wave. However, since there are various standards, it is desirable that these cellular telephone devices can operate in a plurality of widely separated frequency bands in order to use two or more standards. Therefore, what is needed is an antenna that is adapted to operate in multiple frequency bands.
【0004】さらに、セルラ電話装置は、顧客の利便の
要求に応えるため、ますます小型化されている。その結
果、こうした装置によって利用されるアンテナも、さら
に小型化し、軽量化しなければならない。しかし、アン
テナが小さくなると、アンテナが動作可能な周波数帯域
が狭くなる。従って、複数周波数帯域内で動作するセル
ラ電話装置には、螺旋アンテナが用いられることが多
い。螺旋アンテナは通常、螺旋形に巻かれた導体部材を
含む。螺旋アンテナの放射要素は、軸のまわりに巻かれ
るので、螺旋アンテナの軸方向の長さは、同等のモノポ
ール・アンテナの長さに比べて大幅に短くすることが可
能である。従って、モノポール・アンテナの長さがあま
りに長すぎる場合には、螺旋アンテナを用いることがで
きる。Further, cellular telephone devices are becoming smaller and smaller in order to meet the convenience requirements of customers. As a result, the antennas utilized by such devices must also be made smaller and lighter. However, as the antenna becomes smaller, the frequency band in which the antenna can operate becomes narrower. Therefore, spiral antennas are often used in cellular telephone devices operating in multiple frequency bands. Helical antennas typically include a spirally wound conductor member. Since the radiating element of the spiral antenna is wound around the axis, the axial length of the spiral antenna can be significantly shorter than the length of an equivalent monopole antenna. Therefore, if the length of the monopole antenna is too long, a spiral antenna can be used.
【0005】従って、サイズが比較的コンパクトで、G
SMおよびPCSなど、複数の大きく離れた周波数帯域
で動作することが可能なアンテナが必要とされている。
少なくとも2つの周波数帯域で十分な帯域幅が得られる
小形のマルチバンド・アンテナが知られている。Therefore, the size is relatively compact and G
There is a need for antennas that can operate in multiple widely separated frequency bands, such as SM and PCS.
Small multi-band antennas are known which provide sufficient bandwidth in at least two frequency bands.
【0006】例えば、Hopeに付与された米国特許第
6,075,488号には、誘電体支持要素によって包
囲され中央に配置された高周波放射要素と、該誘電体支
持要素に重ねて巻かれ、中央に位置する前記高周波放射
要素のほぼ全長にわたって延びていることにより重ね巻
き螺旋コイルを形成する、ワイヤ形態の線形放射要素と
を含む広帯域アンテナが開示されている。線形放射要素
の長さは、低周波における共振を容易にするような長さ
になっている。こうしたアンテナは、2つの大きく離れ
た周波数で共振することが可能であり、従って、二重周
波数帯域動作に合わせて構成されている。For example, US Pat. No. 6,075,488 to Hope discloses a centrally located high frequency radiating element surrounded by a dielectric support element and wrapped around the dielectric support element. A broadband antenna is disclosed that includes a linear radiating element in the form of a wire that extends over substantially the entire length of the centrally located high frequency radiating element to form a lap spiral coil. The length of the linear radiating element is sized to facilitate resonance at low frequencies. Such antennas are capable of resonating at two widely separated frequencies and are therefore configured for dual frequency band operation.
【0007】さらに、Zhou他に付与された米国特許
第6,127,979号には、単一給電点に接続された
固定ホイップ・アンテナ要素と螺旋コイル・アンテナ要
素とを含むマルチバンド・アンテナが開示されている。
このアンテナは、ホイップ・アンテナ要素の端部にディ
スクを取り付け、同時に、螺旋コイル・アンテナ要素の
ピッチを短縮することによってサイズが縮小されてい
る。誘電体材料が、ホイップ・アンテナを包囲し、螺旋
コイル・アンテナ要素を支持している。Further, US Pat. No. 6,127,979 to Zhou et al. Discloses a multiband antenna including fixed whip antenna elements and spiral coil antenna elements connected to a single feed point. It is disclosed.
This antenna is reduced in size by mounting a disc at the end of the whip antenna element while at the same time reducing the pitch of the spiral coil antenna element. A dielectric material surrounds the whip antenna and supports the spiral coil antenna element.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ホイップ・アンテナ要
素の上部と螺旋コイル・アンテナ要素の対応する端部と
の間におけるあらかじめ正確に決められた一定の距離
が、アンテナの性能に関して極めて重要であることが判
明した。しかし、螺旋コイル・アンテナ要素の取り付け
によって、この距離に変動が生じる場合が多い。こうし
た変動は、螺旋コイル・アンテナ要素の弾性のため、制
御が困難である。さらに、生産コストが低くするため、
螺旋コイル・アンテナ要素は、通常、大きな許容誤差で
製造される。従って、螺旋コイル・アンテナ要素のピッ
チは不正確になる。A pre-determined, constant distance between the top of the whip antenna element and the corresponding end of the spiral coil antenna element is of great importance for antenna performance. There was found. However, attachment of the spiral coil antenna element often causes variations in this distance. Such variations are difficult to control due to the elasticity of the spiral coil antenna element. Furthermore, because the production cost is reduced,
Helical coil antenna elements are usually manufactured with large tolerances. Therefore, the pitch of the spiral coil antenna elements will be inaccurate.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、複数周
波数帯域で動作するように適合し、第1の周波数帯域で
信号を受信及び送信するための第1のアンテナ要素と、
第2の周波数帯域で信号を受信及び送信するための第2
のアンテナ要素とから構成されるアンテナが得られる。
第1のアンテナ要素は、給電点に接続された所定の第1
のピッチの実質的に細長い導体を備えている。第2のア
ンテナ要素は、前記給電点に接続された所定の第2のピ
ッチの実質的に曲がりくねったコイルを備えている。実
質的に曲がりくねったコイルは、巻線形状をなし前記第
1のアンテナ要素の少なくとも一部を包囲する複数の第
1の部分と、さらに、直線形状をなす複数の第2の部分
とを含んでいる。第1の部分は、前記第2の部分の上方
端から第2のアンテナ要素の軸方向に続く次の第2の部
分の下方端まで延びている。According to the invention, a first antenna element adapted to operate in a plurality of frequency bands and for receiving and transmitting signals in a first frequency band,
A second for receiving and transmitting a signal in a second frequency band
An antenna composed of the antenna elements of
The first antenna element is a predetermined first antenna element connected to the feeding point.
Of substantially elongated conductors of pitch. The second antenna element comprises a substantially serpentine coil of a predetermined second pitch connected to the feed point. The substantially serpentine coil includes a plurality of first portions having a winding shape and surrounding at least a portion of the first antenna element, and further, a plurality of second portions having a linear shape. There is. The first part extends from the upper end of said second part to the lower end of the next second part which extends axially of the second antenna element.
【0010】本発明の望ましい実施態様によれば、第2
の部分は、第1のアンテナ要素の細長い導体に対して平
行に延びることが可能である。また、第1の部分は、第
1のアンテナ要素の細長い導体に対して同軸をなすよう
に延びることも可能である。第1の部分及び第2の部分
は、直交することが好ましい。According to a preferred embodiment of the present invention, the second
The portion of can extend parallel to the elongated conductor of the first antenna element. The first portion can also extend coaxially with the elongated conductor of the first antenna element. The first portion and the second portion are preferably orthogonal.
【0011】さらに、本発明の望ましい実施態様によれ
ば、第1の部分の1つは、第2のアンテナ要素の上部に
配置し、もう1つの第1の部分は、第2のアンテナ要素
の下部に配置することが可能である。さらに、第2のア
ンテナ要素の下部に配置される第1の部分は、閉リング
として形成することが可能である。Further in accordance with a preferred embodiment of the present invention, one of the first portions is located on top of the second antenna element and the other first portion is of the second antenna element. It can be placed at the bottom. Furthermore, the first part, which is arranged below the second antenna element, can be formed as a closed ring.
【0012】さらに、本発明の望ましい実施態様によれ
ば、第1のアンテナには、固定ホイップ・アンテナを用
いることができる。第1のアンテナ要素は、好ましく
は、実質的に細長い導体の上部にディスクを備えること
が可能である。Further, according to a preferred embodiment of the present invention, the first antenna may be a fixed whip antenna. The first antenna element may preferably comprise a disc on top of the substantially elongated conductor.
【0013】本発明のもう1つの実施態様によれば、ア
ンテナには、第1のアンテナ要素と第2のアンテナ要素
とを整合させるRF整合ネットワークを含むことが可能
である。According to another embodiment of the present invention, the antenna may include an RF matching network that matches the first antenna element and the second antenna element.
【0014】本発明の望ましい実施態様によれば、アン
テナには、第1のアンテナ要素を包囲する誘電体材料が
含まれており、第2のアンテナ要素の実質的に曲がりく
ねったコイルは、誘電体材料によって支持される。In accordance with a preferred embodiment of the present invention, the antenna includes a dielectric material surrounding the first antenna element and the substantially serpentine coil of the second antenna element is a dielectric material. Supported by the material.
【0015】好ましくは、第2のアンテナ要素は、打ち
抜き金属板または銅メッキした成形プラスチックから製
作することが可能である。さらに、本発明の望ましい実
施態様によれば、第2の周波数帯域は、GSM及びAM
PS帯域のうちの1つであり、第1の周波数帯域は、D
CS及びPCS帯域のうちの1つである。Preferably, the second antenna element can be made from stamped metal plate or copper plated molded plastic. Further, according to a preferred embodiment of the present invention, the second frequency band is GSM and AM.
One of the PS bands, the first frequency band is D
One of the CS and PCS bands.
【0016】本発明によるアンテナは、複数の大きく離
れた周波数帯域を利用するセルラ電話システムなどの無
線通信システム内での動作に特に適している。さらに、
本発明によるアンテナは、大きさが小さいので、極めて
小型の通信装置内で使用することが可能である。さら
に、実質的に曲がりくねったコイル形状をなす第2のア
ンテナ要素には、巻線形状をなす複数の第1の部分と直
線形状をなす複数の第2の部分とが含まれ、第1の部分
が、第2の部分の上方端から第2のアンテナ要素の軸方
向に続く続の第2の部分の下方端まで延びているので、
本発明によるアンテナは、安定した性能を示すように製
造することが可能である。この理由は、本発明による第
2のアンテナ要素は、より剛性が高く、従来の螺旋アン
テナ要素よりも正確なピッチになるように製造すること
ができるからである。その結果、第1の高周波アンテナ
要素の上部と第2の低周波アンテナ要素の対応する端部
との距離は、容易に一定に保つことができる。本発明の
様々な特徴および利点は、添付の図面とともに以下の説
明から明らかとなろう。図面において、同一の符号は、
同様の構成要素を示している。The antenna according to the invention is particularly suitable for operation within a wireless communication system, such as a cellular telephone system, which utilizes a plurality of widely separated frequency bands. further,
The small size of the antenna according to the invention allows it to be used in very small communication devices. Further, the second antenna element having a substantially meandering coil shape includes a plurality of first portions having a winding shape and a plurality of second portions having a linear shape, and the first portion. Extends from the upper end of the second portion to the lower end of the subsequent second portion that continues axially of the second antenna element,
The antenna according to the present invention can be manufactured so as to exhibit stable performance. The reason for this is that the second antenna element according to the invention is stiffer and can be manufactured with a more precise pitch than conventional spiral antenna elements. As a result, the distance between the upper part of the first high-frequency antenna element and the corresponding end of the second low-frequency antenna element can easily be kept constant. Various features and advantages of the invention will be apparent from the following description in conjunction with the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals
Similar components are shown.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】次に、図1を参照すると、本発明
に従って構成され、動作する二重帯域アンテナ1が例示
されている。図1及び図9に示すように、アンテナ1に
は、アンテナ構造全体を保護及び収容する外部ハウジン
グまたはオーバモールド2が含まれている。アンテナ1
の外観も形成するオーバモールド2内には、高周波数帯
域、すなわち、DCS帯域の信号を受信及び送信するた
めの第1のアンテナ要素3が設けられている。第1のア
ンテナ要素3は、所定のピッチの実質的に細長い導体ま
たはモノポールを備えており、その細長い導体が、固定
ホイップ・アンテナを形成し、給電点4に接続されてい
る。給電点4は、図8に示すようにRF整合ネットワー
ク15に電気的に接続された接続部5まで延びている。
RF整合ネットワーク15は、アンテナ1のインピーダ
ンスをT/Rスイッチ(送受信スイッチ)16のインピ
ーダンスに整合させるために利用され、いくつかのコン
デンサ及びインダクタを含んでいる。同様のRF整合ネ
ットワーク16の働きについては、米国特許第6,12
7,979号に記載があり、参考までに本明細書におい
て援用する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Referring now to FIG. 1, a dual band antenna 1 constructed and operative in accordance with the present invention is illustrated. As shown in FIGS. 1 and 9, the antenna 1 includes an outer housing or overmold 2 that protects and houses the entire antenna structure. Antenna 1
A first antenna element 3 for receiving and transmitting a signal in a high frequency band, that is, a DCS band is provided in the overmold 2 that also forms the appearance of. The first antenna element 3 comprises a substantially elongate conductor or monopole with a predetermined pitch, which elongate conductor forms a fixed whip antenna and is connected to the feed point 4. The feeding point 4 extends to a connection portion 5 electrically connected to the RF matching network 15 as shown in FIG.
The RF matching network 15 is used to match the impedance of the antenna 1 with the impedance of the T / R switch (transmission / reception switch) 16, and includes several capacitors and inductors. A similar RF matching network 16 operation is described in US Pat. No. 6,12.
No. 7,979, which is incorporated herein by reference.
【0018】アンテナ1には、さらに、第1のアンテナ
要素3を包囲するサントプレン(santoprene)またはポ
リプロピレンなどの誘電体材料6、及び、低周波数帯
域、すなわち、GSM帯域の信号を受信及び送信するた
めの第2のアンテナ要素7が含まれている。第1のアン
テナ要素3及び第2のアンテナ要素7は、いずれも給電
点4に接続される。第2のアンテナ要素7は、誘電体材
料6によって支持された実質的に曲がりくねった所定の
ピッチのコイルを備えている。誘電体材料6は、第1の
アンテナ要素3の細長い導体を保持しており、この結
果、第2のアンテナ要素7の実質的に曲がりくねったコ
イル内における細長い導体の同軸性が保証される。さら
に、誘電体材料6は、アンテナ1の全長を短縮するた
め、実質的に細長い導体の上部に固定されたディスク8
を保持している。米国特許第6,127,979号の教
示とは対照的に、誘電体材料6は、もはや、第2のアン
テナ要素7の上部とディスク8との距離を固定するのに
必要とされない。この理由は、実質的に曲がりくねった
コイルによって第2のアンテナ要素7の剛性が得られる
からである。The antenna 1 further comprises a dielectric material 6 such as santoprene or polypropylene surrounding the first antenna element 3 and for receiving and transmitting signals in the low frequency band, ie the GSM band. The second antenna element 7 of is included. Both the first antenna element 3 and the second antenna element 7 are connected to the feeding point 4. The second antenna element 7 comprises a substantially serpentine predetermined pitch coil supported by a dielectric material 6. The dielectric material 6 carries the elongated conductors of the first antenna element 3, which ensures the coaxiality of the elongated conductors in the substantially meandering coil of the second antenna element 7. In addition, the dielectric material 6 shortens the overall length of the antenna 1 so that the disk 8 fixed on top of the substantially elongated conductor.
Holding In contrast to the teaching of US Pat. No. 6,127,979, the dielectric material 6 is no longer needed to fix the distance between the top of the second antenna element 7 and the disk 8. The reason for this is that the rigidity of the second antenna element 7 is obtained with a substantially meandering coil.
【0019】次に図2及び図3を参照すると、本発明の
望ましい実施態様による第2のアンテナ要素7の実質的
に曲がりくねったコイルのバリエーションが2つ示され
ている。Referring now to FIGS. 2 and 3, there are shown two substantially serpentine coil variations of the second antenna element 7 according to a preferred embodiment of the present invention.
【0020】本発明の第1の実施態様によれば、図2に
例示する実質的に曲がりくねったコイルには、複数の第
1の部分7aと複数の第2の部分7bが含まれている。
第1の部分7aは、アンテナ1のアセンブル位置におい
て第1のアンテナ要素3の細長い導体を同軸をなすよう
に包囲する巻線形状を有している。図2は平面図なの
で、第1の部分7aの巻線形状を見ることができない。
第1の部分7aとは対照的に、第2の部分7bは、直線
形状をなし、アンテナ1のアセンブル位置において第1
のアンテナ要素3の細長い導体に対して平行に延びてい
る。第1の部分7aは、細長い導体と同軸をなすように
細長い導体を包囲しているので、第1の部分7aと第2
の部分7bとは、直交している。図2に明確に示されて
いるように、第2の部分7bは、単一の第1の部分7a
が、第2の部分7bの上方端から第2のアンテナ要素7
の軸方向に続く次の第2の部分7bの下方端まで延びる
ように構成されている。According to a first embodiment of the present invention, the substantially serpentine coil illustrated in FIG. 2 includes a plurality of first portions 7a and a plurality of second portions 7b.
The first portion 7a has a winding shape that coaxially surrounds the elongated conductor of the first antenna element 3 in the assembled position of the antenna 1. Since FIG. 2 is a plan view, the winding shape of the first portion 7a cannot be seen.
In contrast to the first part 7a, the second part 7b has a linear shape, and the first part 7a has a first shape in the assembled position of the antenna 1.
Of the antenna element 3 extends parallel to the elongated conductor. Since the first portion 7a surrounds the elongated conductor so as to be coaxial with the elongated conductor, the first portion 7a and the second portion
Is orthogonal to the portion 7b. As clearly shown in FIG. 2, the second part 7b is a single first part 7a.
From the upper end of the second portion 7b to the second antenna element 7
It is configured to extend to the lower end of the next second portion 7b continuing in the axial direction.
【0021】図3には、上述の第2のアンテナ要素7と
同様の、本発明の第2の実施態様による実質的に曲がり
くねったコイルが示されている。図3は、第1の部分7
aが第1のアンテナ要素3の細長い導体を部分的に包囲
する巻線形状をなしていることを分かりやすく示した透
視図である。図3の実質的に曲がりくねったコイルは、
第2のアンテナ要素7の上部に配置された第1の部分7
aの1つと、第2のアンテナ要素7の下部に配置された
もう1つの第1の部分7aとを備えている。第1の部分
7aが第2のアンテナ要素7の上部および下部に配置さ
れているので、実質的に曲がりくねったコイルの正確な
ピッチを容易に得ることが可能になる。さらに、第2の
アンテナ要素7の下部に配置された第1の部分7aは、
閉リングとして形成されている。リングの内径は、第1
のアンテナ要素3の細長い導体またはモノポールの直径
に対応しており、従って、第1のアンテナ要素3と第2
のアンテナ要素7とのセンタリングが可能である。FIG. 3 shows a substantially meandering coil according to the second embodiment of the invention, similar to the second antenna element 7 described above. FIG. 3 shows the first part 7
It is the perspective view which showed clearly that a has the winding shape which partially surrounds the elongate conductor of the 1st antenna element 3. The substantially serpentine coil of FIG.
First part 7 arranged on top of the second antenna element 7.
a and another first portion 7a arranged underneath the second antenna element 7. Since the first part 7a is arranged on the upper part and the lower part of the second antenna element 7, it becomes possible to easily obtain a precise pitch of the substantially winding coil. Further, the first portion 7a arranged under the second antenna element 7 is
It is formed as a closed ring. The inner diameter of the ring is the first
Corresponding to the diameter of the elongated conductor or monopole of the antenna element 3 of
The antenna element 7 can be centered.
【0022】図4及び図5を参照すると、本発明の第2
の実施態様の修正が示されている。図4及び図5による
第2のアンテナ要素7には、実質的に曲がりくねったコ
イルの上部と下部の両方に第1の部分7aが含まれてい
る。図3の第2のアンテナ要素7とは逆に、実質的に曲
がりくねったコイルの第1の部分7aは、ほぼ完全な閉
リング形状をなしている。従って、第1の部分7aは、
第1のアンテナ要素3の細長い導体をほぼ完全に包囲し
ている。図4及び図5の実質的に曲がりくねったコイル
は、適切に打ち抜き及び曲げ加工を施すことによって金
属板から簡単に製造することが可能である。金属板の厚
さによって、第2のアンテナ要素7の満足のゆく剛性が
保証される。あるいはまた、実質的に曲がりくねったコ
イルは、銅または任意の適した金属によるメッキが施さ
れた成形プラスチックから製造することが可能である。Referring to FIGS. 4 and 5, the second aspect of the present invention is described.
A modification of the embodiment of FIG. The second antenna element 7 according to FIGS. 4 and 5 comprises a first portion 7a at both the upper and lower portions of the substantially serpentine coil. Contrary to the second antenna element 7 of FIG. 3, the substantially serpentine coil first part 7a has a substantially perfect closed ring shape. Therefore, the first portion 7a is
It surrounds the elongated conductor of the first antenna element 3 almost completely. The substantially serpentine coil of FIGS. 4 and 5 can be easily manufactured from a metal sheet by appropriate stamping and bending. The thickness of the metal plate ensures a satisfactory rigidity of the second antenna element 7. Alternatively, the substantially serpentine coil can be manufactured from molded plastic plated with copper or any suitable metal.
【0023】図4には、アンテナ1のコンポーネントが
分解図で例示されている。図5には、アンテナ1のアセ
ンブル位置における図4のコンポーネントが示されてい
るが、誘電体材料6及びオーバモールド2は示していな
い。図4から明らかなように、アンテナ1は、第1のア
ンテナ要素3及び第2のアンテナ要素7の両方を給電点
4の適当な凹部9、10に挿入して、第1のアンテナ要
素3の細長い導体と第2のアンテナ要素7の実質的に曲
がりくねったコイルとを固定および整合することによっ
て簡単にアセンブルすることが可能である。さらに、誘
電体材料6によって、第1のアンテナ要素3と第2のア
ンテナ要素7との整合における信頼性および耐久性が保
証される。このため、円筒状の誘電体材料6は、第1の
アンテナ要素3の細長い導体またはモノポールを収容す
る孔11、第1のアンテナ要素3のディスク8を支持す
るための支持表面12、及び、実質的に曲がりくねった
コイルの内径に適合する外径を備えている。結果とし
て、第1のアンテナ要素3、第2のアンテナ要素7、及
び、円筒状誘電体材料6が、給電点4の凹部9に確実に
固定され、さらに摩擦で接続されることになる。In FIG. 4, the components of the antenna 1 are illustrated in exploded view. FIG. 5 shows the components of FIG. 4 in the assembled position of the antenna 1, but the dielectric material 6 and the overmold 2 are not shown. As is apparent from FIG. 4, the antenna 1 has both the first antenna element 3 and the second antenna element 7 inserted into the appropriate recesses 9 and 10 of the feeding point 4 so that the first antenna element 3 is It can be easily assembled by fixing and aligning the elongate conductor and the substantially meandering coil of the second antenna element 7. Furthermore, the dielectric material 6 ensures the reliability and durability in the matching of the first antenna element 3 and the second antenna element 7. Thus, the cylindrical dielectric material 6 comprises a hole 11 for accommodating the elongated conductor or monopole of the first antenna element 3, a support surface 12 for supporting the disk 8 of the first antenna element 3, and It has an outer diameter that substantially matches the inner diameter of the meandering coil. As a result, the first antenna element 3, the second antenna element 7, and the cylindrical dielectric material 6 are securely fixed in the recess 9 of the feeding point 4 and further frictionally connected.
【0024】次に図6を参照すると、本発明の第3の実
施態様が示されている。図6に示すように、第2のアン
テナ要素7の実質的に曲がりくねったコイルには、複数
の第1の部分7aと複数の第2の部分7bとが含まれて
いる。本発明の第1と第2の実施態様とは対照的に、図
6に例示の第2のアンテナ要素7は、第1のアンテナ要
素3または第1のアンテナ要素3を包囲する誘電体材料
6に巻き付けることが可能な可撓性ホイル、とりわけ、
可撓性PCBから構成されている。Referring now to FIG. 6, there is shown a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the substantially meandering coil of the second antenna element 7 comprises a plurality of first portions 7a and a plurality of second portions 7b. In contrast to the first and second embodiments of the present invention, the second antenna element 7 illustrated in FIG. 6 comprises a first antenna element 3 or a dielectric material 6 surrounding the first antenna element 3. A flexible foil that can be wrapped around,
It is composed of a flexible PCB.
【0025】図7を参照すると、反射減衰量Rを周波数
fの関数として2dBのステップで示すグラフが例示さ
れている。この図において分かるように、本発明による
アンテナは、GSM、AMPS、DCS、及び、PCS
の広範囲にわたる規格を含む、約830MHz〜約96
0MHz、及び、約1710MHz〜約1990MHz
の周波数帯域の信号を取り扱う。本例では、高周波数帯
域及び低周波数帯域が、それぞれ、DCS及びGSM帯
域であると説明されているが、当業者には明らかなよう
に、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、第1の
アンテナ要素3及び第2のアンテナ要素7の長さを修正
することによって、他の組み合わせによる周波数帯域を
導入することが可能である。例えば、可能性のある低周
波数帯域及び高周波数帯域の他の組み合わせには、GS
M+PCS、AMPS+DCS、AMPS+PCS、ま
たは、既知の規格の1つ以上のより低い周波数帯域及び
より高い周波数帯域からなる他の任意の組み合わせを含
むことが可能である。Referring to FIG. 7, a graph illustrating return loss R as a function of frequency f in steps of 2 dB is illustrated. As can be seen in this figure, the antenna according to the present invention comprises GSM, AMPS, DCS and PCS.
830 MHz to about 96, including a wide range of standards
0 MHz and about 1710 MHz to about 1990 MHz
Handles signals in the frequency band of. In this example, the high frequency band and the low frequency band are described as being the DCS and GSM bands, respectively, but those skilled in the art will recognize that without departing from the spirit and scope of the present invention, By modifying the lengths of the first antenna element 3 and the second antenna element 7, it is possible to introduce frequency bands with other combinations. For example, other possible combinations of low and high frequency bands include GS
It may include M + PCS, AMPS + DCS, AMPS + PCS, or any other combination of one or more lower and higher frequency bands of known standards.
【0026】図9には、アンテナ1がシステムとインタ
ーフェイスすることが可能な方法に関する3次元透視図
が示されている。これは、送受信機に対してアンテナ給
電機構の一部を形成している。すなわち、接続部分5
は、アンテナ1が接続されるシステムのハウジング14
内に配置された機械的及び電気的接点13に接続されて
いる。アンテナ1は、機械的及び電気的接点13を介し
て、システム内のそれぞれのネットワークに接続されて
いる。FIG. 9 shows a three-dimensional perspective view of how the antenna 1 can interface with the system. It forms part of the antenna feed mechanism for the transceiver. That is, the connection part 5
Is the housing 14 of the system to which the antenna 1 is connected
It is connected to mechanical and electrical contacts 13 located therein. The antenna 1 is connected to the respective networks in the system via mechanical and electrical contacts 13.
【0027】要するに、望ましい実施態様によって上述
のアンテナ1は、広い周波数範囲にわたって、先行技術
による二重帯域アンテナのように機能し、比較的サイズ
が小さくなる。従って、アンテナ1は、例えば、セルラ
電話装置のような無線通信システム内での動作に特に適
している。しかし、本発明のアンテナ1では、アンテナ
の安定した性能に関連して生産効率も改善している。こ
の理由は、本発明による第1の部分7a及び第2の部分
7bの構成によって、第2のアンテナ要素7の剛性が高
くなり、従来の螺旋アンテナ要素よりもピッチが正確に
なるように製造することが可能になるからである。結果
として、第1のアンテナ要素7の細長い導体の上部にあ
るディスク8と、実質的に曲がりくねったコイルの上部
に配置された第1の部分7aの隣接端との距離を一定に
保つのが容易になる。In summary, according to the preferred embodiment, the antenna 1 described above functions like a prior art dual band antenna over a wide frequency range and is relatively small in size. Therefore, the antenna 1 is particularly suitable for operation in a wireless communication system, such as a cellular telephone device. However, in the antenna 1 of the present invention, the production efficiency is also improved in relation to the stable performance of the antenna. The reason is that the structure of the first portion 7a and the second portion 7b according to the present invention increases the rigidity of the second antenna element 7 and manufactures it with a more accurate pitch than the conventional spiral antenna element. Because it becomes possible. As a result, it is easy to keep the distance between the disk 8 on top of the elongated conductor of the first antenna element 7 and the adjacent end of the first portion 7a located substantially above the meandering coil constant. become.
【0028】以上が本発明の実施例であるが、これらの
実施例は、本発明を制限するものではない。本発明の典
型的な実施態様のいくつかについて解説してきたが、当
事者には容易に明らであるように、本発明の新規の教示
及び利点から大きく逸脱することなく、典型的な実施態
様に多くの修正を施すことが可能である。従って、こう
した修正は、全て、請求項に記載の本発明の範囲内に含
まれることが意図されている。従って、以上は、本発明
の例示であって、開示の特定の実施態様に制限されるも
のと解釈すべきではなく、また、開示の実施態様に対す
る修正、並びに、他の実施態様も、本発明の範囲内に含
まれることが意図されている。本発明は、付記の特許請
求の範囲によって規定され、その均等も本発明に含まれ
るものとする。Although the above is the embodiments of the present invention, these embodiments do not limit the present invention. While some of the exemplary embodiments of the invention have been described, it will be readily apparent to those skilled in the art that the exemplary embodiments may be embodied without departing from the novel teachings and advantages of the invention. Many modifications are possible. Accordingly, all such modifications are intended to be included within the scope of this invention as claimed. Therefore, the above description should not be construed as limiting the present invention, but should be construed as being limited to the particular embodiments disclosed, as well as modifications to the disclosed embodiments, as well as other embodiments. Is intended to be included within the scope of. The present invention is defined by the appended claims, and equivalents thereof are also included in the present invention.
【0029】[0029]
【発明の効果】本発明は、上記のように構成することに
よって、複数の周波数帯域で動作することのできるアン
テナを提供する。The present invention provides an antenna capable of operating in a plurality of frequency bands by being configured as above.
【図1】複数周波数帯域の信号を受信及び送信するよう
に適合したアンテナを示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an antenna adapted to receive and transmit signals in multiple frequency bands.
【図2】本発明の第1の実施態様による低周波アンテナ
要素を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a low frequency antenna element according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第2の実施態様による低周波アンテナ
要素を示す透視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a low frequency antenna element according to a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の修正を施された第2の実施態様による
アンテナのコンポーネントを示す分解図である。FIG. 4 is an exploded view showing components of an antenna according to a second modified embodiment of the invention.
【図5】図4による部分的にアセンブルされたコンポー
ネントを示す透視図である。5 is a perspective view of the partially assembled component according to FIG. 4; FIG.
【図6】本発明の第3の実施態様による低周波アンテナ
要素を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a low frequency antenna element according to a third embodiment of the present invention.
【図7】本発明によるアンテナの周波数応答を示すグラ
フである。FIG. 7 is a graph showing the frequency response of an antenna according to the present invention.
【図8】本発明によるアンテナとRF整合ネットワーク
の間のインターフェイスを示す略ブロック図である。FIG. 8 is a schematic block diagram showing an interface between an antenna and an RF matching network according to the present invention.
【図9】本発明によるアンテナとRF整合ネットワーク
を接続することが可能な方法を示す透視図である。FIG. 9 is a perspective view showing how an antenna according to the present invention can be connected to an RF matching network.
───────────────────────────────────────────────────── 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 9/32 H01Q 9/32 9/42 9/42 21/30 21/30 (72)発明者 ヒュアン・フォン・タン シンガポール国530220,ナンバー08−60, ホウガン・ストリート・21,ブロック・ 220 (72)発明者 ベン・ティエク・ヤプ シンガポール国100058,ナンバー09−39, テロク・ブランガー・ハイツ,ブロック・ 58 Fターム(参考) 5J021 AA02 AB02 GA08 HA05 JA07 5J046 AA02 AA04 AA07 AA13 AB06 PA02 PA04 QA02 5J047 AA02 AA04 AA07 AA13 AB06 FD01 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01Q 9/32 H01Q 9/32 9/42 9/42 21/30 21/30 (72) Inventor Huang Von Tan Singapore 530 220, Number 08-60, Hogan Street 21, Block 220 (72) Inventor Ben Thiek Yap Singapore 100058, Number 09-39, Telok Blancer Heights, Block 58 F Term (reference) 5J021 AA02 AB02 GA08 HA05 JA07 5J046 AA02 AA04 AA07 AA13 AB06 PA02 PA04 QA02 5J047 AA02 AA04 AA07 AA13 AB06 FD01
Claims (12)
て、 給電点に接続された所定の第1のピッチの実質的に細長
い導体を有し、第1の周波数帯域の信号を受信及び送信
するための、第1のアンテナ要素と、 前記給電点に接続された所定の第2のピッチの実質的に
曲がりくねったコイルを有し、第2の周波数帯域の信号
を受信及び送信するための、第2のアンテナ要素と、 からなり、 前記実質的に曲がりくねったコイルが、前記第1のアン
テナ要素の少なくとも一部を包囲する巻線形状を有する
複数の第1の部分と、直線形状を有する複数の第2の部
分とを含み、 前記第1の部分が、前記第2の部分の上方端から前記第
2のアンテナ要素の軸方向に続く次の第2の部分の下方
端まで延びている、アンテナ。1. An antenna operating in a plurality of frequency bands, comprising a substantially elongated conductor of a predetermined first pitch connected to a feeding point, for receiving and transmitting signals in the first frequency band. For receiving and transmitting a signal in a second frequency band, having a first antenna element and a substantially meandering coil of a predetermined second pitch connected to the feeding point, A plurality of first portions having a winding shape surrounding at least a part of the first antenna element, and a plurality of linear elements. A second portion, the first portion extending from an upper end of the second portion to a lower end of a second portion of the second antenna element extending axially of the second antenna element. .
素の細長い導体に対して平行に延びている、請求項1の
アンテナ。2. The antenna of claim 1, wherein the second portion extends parallel to the elongated conductor of the first antenna element.
素の前記細長い導体に対して同軸をなすように延びてい
る、請求項1または2のアンテナ。3. The antenna of claim 1 or 2, wherein the first portion extends coaxially with the elongated conductor of the first antenna element.
している、請求項1のアンテナ。4. The antenna of claim 1, wherein the first portion and the second portion are orthogonal.
ナ要素の上部に配置され、もう1つの前記第1の部分が
下部に配置されている、請求項1のアンテナ。5. The antenna of claim 1, wherein one of the first portions is located on top of the second antenna element and another of the first portions is located on the bottom.
た前記第1の部分が閉リングとして形成されている、請
求項5のアンテナ。6. The antenna as claimed in claim 5, wherein the first part arranged below the second antenna element is formed as a closed ring.
アンテナである、請求項1のアンテナ。7. The first antenna element is a fixed whip
The antenna of claim 1, which is an antenna.
細長い導体の上部にディスクを有する、請求項1のアン
テナ。8. The antenna of claim 1, wherein the first antenna element has a disk on top of the substantially elongated conductor.
のアンテナ要素と前記第2のアンテナ要素との整合がと
られている、請求項1のアンテナ。9. An RF matching network for providing the first
2. The antenna of claim 1, wherein the antenna element of and the second antenna element are matched.
体材料をさらに含み、前記第2のアンテナ要素の実質的
に曲がりくねったコイルが、該誘電体材料によって支持
される、請求項1のアンテナ。10. The antenna of claim 1, further comprising a dielectric material surrounding the first antenna element, wherein the substantially serpentine coil of the second antenna element is supported by the dielectric material. .
属板または銅メッキを施した成形プラスチックから製作
される、請求項1のアンテナ。11. The antenna of claim 1, wherein the second antenna element is made from stamped metal sheet or copper-plated molded plastic.
AMPS帯域のうちの一方であり、前記第1の周波数帯
域がDCS帯域及びPCS帯域のうちの一方である、請
求項1のアンテナ。12. The antenna of claim 1, wherein the second frequency band is one of a GSM band and an AMPS band and the first frequency band is one of a DCS band and a PCS band.
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