特開 2017-192152 容量結合した複合ループアンテナ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-192152(P2017-192152A)

(43)【公開日】2017年10月19日

(54)【発明の名称】容量結合した複合ループアンテナ

(51)【国際特許分類】

   H01Q 7/00 20060101AFI20170922BHJP

   H01Q 9/30 20060101ALI20170922BHJP

   H01Q 9/36 20060101ALI20170922BHJP

【ＦＩ】

   H01Q7/00

   H01Q9/30

   H01Q9/36

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

【全頁数】46

(21)【出願番号】特願2017-144126(P2017-144126)

(22)【出願日】2017年7月26日

(62)【分割の表示】特願2014-539426(P2014-539426)の分割

【原出願日】2012年11月5日

(31)【優先権主張番号】61/556,145

(32)【優先日】2011年11月4日

(33)【優先権主張国】US

(71)【出願人】

【識別番号】514052966

【氏名又は名称】ドックオン エージー

(74)【代理人】

【識別番号】100100158

【弁理士】

【氏名又は名称】鮫島 睦

(74)【代理人】

【識別番号】100125874

【弁理士】

【氏名又は名称】川端 純市

(72)【発明者】

【氏名】ライアン・ジェイムス・オルシ

(72)【発明者】

【氏名】マシュー・ロバート・フォスター

(72)【発明者】

【氏名】グレゴリー・ポワランヌ

(57)【要約】

【課題】マルチバンドアンテナを提供する。
【解決手段】磁気ループ及び電界レジエータを含むマルチバンドアンテナである。磁気ループは第１平面上に少なくとも部分的に置かれる且つ磁界を生じさせ、下流部分と上流部分を含み、上流部分は供給に接続され、下流部分は、磁気ループの下流部分を容量的に供給する容量性ギャップによって上流部分から分離され、上流部分は、第１周波数帯域で第１電界を放射するように構成され、下流部分は、第１平面上の第１部分、第１平面上の第２部分、第１部分を第２部分に結合させる第２平面上の第３部分に分離される。第１平面上に置かれた電界ラジエーターは、供給に対して約９０度の電気角の位置、供給に対して約２７０度の電気角の位置、又は、磁気ループを通って流れる電流が反射して最小となる反射最小点で、磁気ループの下流部分に結合される。
【選択図】図１２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複合ループアンテナであって、該複合ループアンテナは：
第１平面上に置かれる且つ磁界を生じさせる磁気ループであって、該磁気ループは、下流部分と上流部分を含み、該下流部分は、磁気ループの下流部分を容量的に供給する容量性ギャップによって上流部分から分離され、ここで、容量性ギャップは、第１容量リアクタンスをアンテナの合計の容量リアクタンスに加える、磁気ループ；及び
第１平面上に置かれる電界ラジエーターであって、該電界ラジエーターは、磁気ループに結合され且つ磁界に直交する電界を放射するように構成され、ここで、アンテナの合計の誘導リアクタンスは、容量リアクタンスの合計と実質的に一致する、電界ラジエーターを含むことを特徴とする、複合ループアンテナ。

【請求項2】

磁気ループに結合したラジエーター供給を更に含み、ここで、電界ラジエーターは、ラジエーター供給の隣に位置し、電界ラジエーターは、電界ラジエーターを容量的に供給する第２容量性ギャップによってラジエーター供給から分離され、第２容量性ギャップは、合計の容量リアクタンスに加える第２容量リアクタンスを有することを特徴とする、請求項１に記載の複合ループアンテナ。

【請求項3】

磁気ループにラジエーター供給を結合する電気トレースを更に含むことを特徴とする、請求項２に記載の複合ループアンテナ。

【請求項4】

電気トレースは、接続点でラジエーター供給と磁気ループを結合し、該接続点は、磁気ループの駆動点、又は磁気ループを通って流れる電流が反射する最小にある反射最小点から、およそ９０度又はおよそ２７０度の電気角度位置を含むことを特徴とする、請求項３に記載の複合ループアンテナ。

【請求項5】

ラジエーター供給は、磁気ループに直接結合されることを特徴とする、請求項３に記載の複合ループアンテナ。

【請求項6】

磁気ループに電界ラジエーターを結合する電気トレースを更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の複合ループアンテナ。

【請求項7】

電気トレースは、接続点で電界ラジエーターと磁気ループを結合し、該接続点は、磁気ループの駆動点、又は磁気ループを通って流れる電流が反射する最小にある反射最小点から、およそ９０度又はおよそ２７０度の電気角度位置を含むことを特徴とする、請求項６に記載の複合ループアンテナ。

【請求項8】

電気トレースは、第１平面より下の第２平面に置かれることを特徴とする、請求項６に記載の複合ループアンテナ。

【請求項9】

電界ラジエーターは、接続点で磁気ループと結合し、該接続点は、磁気ループの駆動点、及び磁気ループを通って流れる電流が反射する最小にある反射最小点から、およそ９０度又はおよそ２７０度の電気角度位置を含むことを特徴とする、請求項１に記載の複合ループアンテナ。

【請求項10】

磁気ループの第１部分の第１幅は、磁気ループの第２部分の第２幅より長い又は短いことを特徴とする、請求項１に記載の複合ループアンテナ。

【請求項11】

磁気ループに沿った容量性ギャップの位置の調整は、アンテナのインピーダンスを調整することを特徴とする、請求項１に記載の複合ループアンテナ。

【請求項12】

マルチバンド複合ループアンテナであって、該マルチバンド複合ループアンテナは：
第１平面に置かれ且つ磁界を作る磁気ループであって、磁気ループの第１部分は、第１周波数帯域で磁界に直交する第１電界を放射するように構成される、磁気ループ；
第１平面に置かれ且つ第１電気トレースを介して磁気ループに結合されるラジエーター供給であって、該ラジエーター供給は、第１周波数帯域で磁気ループの第１部分と同相で共振するように構成される、ラジエーター供給；及び
第１平面に置かれる電界ラジエーターであって、該電界ラジエーターは、第１平面より下の第２平面に位置する第２電気トレースを介して磁気ループに結合され、電界ラジエーターは、ラジエーター供給に隣接して位置付けられ、容量性ギャップによってラジエーター供給から分離され、電界ラジエーターは、第２周波数帯域で、及び磁界に直交する第２電界を放射するように構成され、ここで、アンテナの合計の誘導リアクタンスは、合計の容量リアクタンスに実質的に一致する、電界ラジエーター
を含むことを特徴とする、マルチバンド複合ループアンテナ。

【請求項13】

電界ラジエーター及びラジエーター供給は、磁気ループの内部に位置することを特徴とする、請求項１２に記載のマルチバンド複合ループアンテナ。

【請求項14】

電界ラジエーター及びラジエーター供給は、磁気ループの外部に位置することを特徴とする、請求項１２に記載のマルチバンド複合ループアンテナ。

【請求項15】

第１電気トレースは、接続点で磁気ループを結合し、該接続点は、磁気ループの駆動点、又は磁気ループを通って流れる電流が反射する最小にある反射最小点から、およそ９０度又はおよそ２７０度の電気角度位置を含むことを特徴とする、請求項１２に記載のマルチバンド複合ループアンテナ。

【請求項16】

第２電気トレースは、接続点で磁気ループに結合し、該接続点は、磁気ループの駆動点、又は磁気ループを通って流れる電流が反射する最小にある反射最小点から、およそ９０度又はおよそ２７０度の電気角度位置を含むことを特徴とする、請求項１２に記載のマルチバンド複合ループアンテナ。

【請求項17】

磁気ループの第１部分の第１幅は、磁気ループの第２部分の第２幅より長い又は短いことを特徴とする、請求項１２に記載のマルチバンド複合ループアンテナ。

【請求項18】

容量性ギャップは、容量リアクタンスをアンテナの合計の容量リアクタンスに加え、容量性ギャップの位置の調整は、アンテナのインピーダンスを調整することを特徴とする、請求項１２に記載のマルチバンド複合ループアンテナ。

【請求項19】

マルチバンド複合ループアンテナであって、該マルチバンド複合ループアンテナは：
第１平面上に置かれる且つ磁界を生じさせる磁気ループであって、該磁気ループは、下流部分と上流部分を含み、該下流部分は、磁気ループの下流部分を容量的に供給する容量性ギャップによって上流部分から分離され、上流部分は、第１周波数帯域で及び磁界に直交する第１電界を放射するように構成され、容量性ギャップは、アンテナの合計の容量リアクタンスに第１容量リアクタンスを加える、磁気ループ；及び
第１平面上に置かれた電界ラジエーターであって、該電界ラジエーターは、電気トレースを介して磁気ループに結合され、磁気ループの上流部分及び下流部分に結合した電界ラジエーターは、第２周波数帯域で磁界に直交する第２電界を放射するように構成され、電界ラジエーターは、第２周波数帯域で磁気ループの上流部分及び下流部分と同相で共振し、アンテナの合計の誘導リアクタンスは、アンテナの合計の容量リアクタンスと実質的に一致する、電界ラジエーター
を含むことを特徴とする、マルチバンド複合ループアンテナ。

【請求項20】

電界ラジエーターは磁気ループの内部に位置付けられことを特徴とする、請求項１９に記載のマルチバンド複合ループアンテナ。

【請求項21】

電気トレースは、接続点で磁気ループに結合し、該接続点は、磁気ループの駆動点、又は磁気ループを通って流れる電流が反射する最小にある反射最小点から、およそ９０度又はおよそ２７０度の電気角度位置を含むことを特徴とする、請求項１９に記載のマルチバンド複合ループアンテナ。

【請求項22】

磁気ループの下流部分の第１部分の第１幅は、磁気ループの下流部分の第２部分の第２幅より長い又は短いことを特徴とする、請求項１９に記載のマルチバンド複合ループアンテナ。

【請求項23】

容量性ギャップは、アンテナの合計の容量リアクタンスに容量リアクタンスを加え、容量性ギャップの位置の調整は、アンテナのインピーダンスを調整することを特徴とする、請求項１９に記載のマルチバンド複合ループアンテナ。

【請求項24】

下流部分は、第１平面上の第１部分及び第１平面上の第２部分に分離され、第１部分を第２部分に結合させる第１平面から離れて伸びる３次元ワイヤーを含むことを特徴とする、請求項１９に記載のマルチバンド複合ループアンテナ。

【請求項25】

下流部分は、第１平面上の第１部分、第１平面上の第２部分、第１部分を第２部分に結合させる第２平面上の第３部分に分離されることを特徴とする、請求項１９に記載のマルチバンド複合ループアンテナ。

【請求項26】

第３部分の幅及び長さは、アンテナを調整するために使用されることを特徴とする、請求項２５に記載のマルチバンド複合ループアンテナ。

【請求項27】

第３部分の物理的形状は、アンテナの合計の誘導リアクタンスにインダクタンスを加えるために使用されることを特徴とする、請求項２５に記載のマルチバンド複合ループアンテナ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願への相互参照
本出願は、２０１１年１１月４日に出願された米国仮出願第６１／５５６，１４５号の、米国特許法（ｅ）に下づく利益を主張し、その内容は、その全体における引用によって本明細書に組み込まれる。

【0002】

技術分野
実施形態は、複合ループアンテナ（ＣＰＬ）、及び特に容量的に供給した磁気ループ及び／又は容量的に供給した電界ラジエーター及び／又は直接供給した電界ラジエーターを含むＣＰＬアンテナに関するものである。

【背景技術】

【0003】

現代の電気通信装置の、常に減少するサイズは、改善されたアンテナ設計のニーズを創生する。モバイル／携帯電話のようなデバイスにおける既知のアンテナは、性能での主な限定のうちの１つを提供し、ほとんど常に、いずれかの方法において妥協している。

【0004】

アンテナの効率は、特にデバイスの性能に主な影響を及ぼすことができる。より効率的なアンテナは、送信機から供給されたエネルギーを高い比率で放射するであろう。同様に、アンテナの固有の相互作用により、より効率的なアンテナは受信機によって処理するためにもっと受信信号を電気エネルギーに変換するであろう。

【0005】

トランシーバー（送信機と受信機の両方として動作するデバイス）とアンテナの間でエネルギー（送信と受信モードの両方での）の最大の転送を保証するために、両方のインピーダンスは、大きさが互いに一致するべきである。２つの間の任意の誤った組み合せは、次善（ｓｕｂ−ｏｐｔｉｍａｌ）の性能を結果として生じ、そして送信する場合に、エネルギーは、アンテナから送信機に、後ろに反射される。受信機として動作する場合、アンテナ次善の性能は、さもないと可能である性能より低い受信電力を結果として生じる。

【0006】

既知の単純なループアンテナは典型的に、現在供給されるデバイスであり、それは磁（Ｈ）界を第一義的に生成する。そのため、それらは典型的に、送信機として適切ではない。これは、小さなループアンテナ（即ち、より小さいか、或いは一波長未満の直径を有している）に特に該当する。対照的に、ダイポールのような電圧供給アンテナは、電（Ｅ）界及びＨ界の両方を生成し、送信モード及び受信モードの両方で使用され得る。

【0007】

ループアンテナによって受信された、又はループアンテナから送信されたエネルギーの量は、一部において、その領域によって測定される。典型的に、ループの領域が半分にされるごとに、受信され得る／送信され得るエネルギー量は、初期のサイズ、周波数などのアプリケーション・パラメーターに依存して、およそ３ｄＢ少なくされる。この物理的な拘束は、実施の際に非常に小さなループアンテナを使用することができないことを意味する傾向がある。

【0008】

複合アンテナは、横磁気（ＴＭ）モード及び横電気（ＴＥ）モードが、より高い帯域幅（低いＱ）、より大きな線強度／能力／利得、並びにより大きな効率などのより高い性能上の利点を達成するために起動されるものである。

【0009】

１９４０年代後半に、ＷｈｅｅｌｅｒとＣｈｕが、最初に電気的に短い（ＥＬＳ）アンテナの特性を試験した。彼らの行動を通じて、様々な方程式が作成され、物理的サイズが減少するというアンテナの限界を記載した。ＷｈｅｅｌｅｒとＣｈｕによって言及されたＥＬＳアンテナの限界のうちの１つは、特定に重要であり、放射するよりも、時間平均エネルギーを格納するという点で、大きなラジエーション品質係数（ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ ｆａｃｔｏｒ）Ｑを有することである。ＷｈｅｅｌｅｒとＣｈｕによれば、ＥＬＳアンテナは高いラジエーションＱを有し、アンテナ又はマッチングネットワークの最も小さな抵抗性損失を結果として生じ、典型的には、１−５０％の間で非常に低い放射効率につながる。その結果、１９４０年代以来、ＥＬＳアンテナに狭い帯域幅と貧弱なラジエーション効率があることが、一般に科学界に容認されている。ＥＬＳアンテナを利用する無線通信システムでの現代の業績の多くは、変調スキームの正確な実験と最適化から、及び空気プロトコル上で起こったが、今日、商業上利用されるＥＬＳアンテナは、ＷｈｅｅｌｅｒとＣｈｕが最初に確立した、狭い帯域幅、低い効率を未だに反映している。

【0010】

１９９０年代の初めに、Ｄａｌｅ Ｍ．ＧｒｉｍｅｓとＣｒａｉｇ Ａ．Ｇｒｉｍｅｓは、ＷｈｅｅｌｅｒとＣｈｕの理論によって確立された低放射Ｑ制限を越えるＥＬＳアンテナ中で共に動作するＴＭモードとＴＥモードの数学上見出される特定の組み合わせを有することを主張した。ＧｒｉｍｅｓとＧｒｉｍｅｓは、１９９５年５月に電磁適合性部会のＩＥＥＥトランザクションで公表された「Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ａｎｄ Ｑ ｏｆ Ａｎｔｅｎｎａｓ Ｒａｄｉａｔｉｎｇ ＴＥ ａｎｄ ＴＭ Ｍｏｄｅｓ」と題するジャーナルに自身の仕事について記載している。これらの要求は多くの討論の口火を切り、ＴＭモード又はＴＥモードのいずれかが単独で起動される場合、「単一フィールドアンテナ」に対立するものとしてＴＭモードとＴＥモードの両方が起動される用語「複合フィールドアンテナ」につながった。複合領域アンテナの利点は、「Ｕ．Ｓ． Ｎａｖａｌ Ａｉｒ Ｗａｒｆａｒｅ Ｃｅｎｔｅｒ Ｗｅａｐｏｎｓ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ」によって雇用されたグループを含む、数人の評判の高いＲＦエキスパートによって数学上証明され、彼らは、Ｗｈｅｅｌｅｒ−Ｃｈｕ限界より低いラジエーションＱの証拠、即ち増加したラジエーション強度、指向性（利得）、放射された電力、及び放射された効率を結論づけた（Ｐ．Ｌ．Ｏｖｅｒｆｅｌｆｔ、Ｄ．Ｒ． Ｂｏｗｌｉｎｇ，Ｄ．Ｊ．Ｗｈｉｔｅ，「Ｃｏｌｏｃａｔｅｄ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｌｏｏｐ，Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｄｉｐｏｌｅ Ａｒｒａｙ Ａｎｔｅｎｎａ（Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ Ｒｅｓｕｌｔｓ）」Ｉｎｔｅｒｉｍ ｒｅｐｔ．，１９９４年９月）。

【0011】

複合フィールドアンテナは、エレメント接続の望まれない効果と、電気ラジエーターと磁気ラジエーターを組み合わせるために低損失受動ネットワークを設計する際の関連する困難性により、複雑で、物理的に実施するのが難しいことが分かった。

【0012】

２次元の非複合アンテナの多くの例があるが、それらは一般に回路基板上の金属の印刷されたストリップから成る。しかしながら、これらのアンテナは電圧供給式である。そのようなアンテナの一例は、平面の逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）である。類似のアンテナ設計の大多数は、また主として１／４波長（或いは１／４波長の幾つかの倍数）、電圧供給、ダイポールアンテナから成る。

【0013】

プレーナアンテナも当該技術において知られている。例えば、Ｚａｈｎらに発行された特許文献１はアンテナが動作するために高価なテフロン（登録商標）基板、又は同様の材料を必要とする。Ｓｈｉｇａに発行された特許文献２は、マイクロ波信号を受信できるが送信はしない、プレーナアンテナを教示する。Ｓｈｉｇａのアンテナは、高価な半導体基材を更に必要とする。Ｎａｌｂａｎｄｉａｎに発行された特許文献３は、プレーナアンテナに関するもので、１：３から１：１の透磁率に対して誘電率を有する基板を必要とし、ＨＦ及びＶＨＦの周波数範囲（３〜３０ＭＨｚ及び３０〜３００ＭＨｚ）でのみ動作することができる。ＦＲ−４のような安価なガラス強化エポキシ積層シート上に幾つかの低い周波数デバイスを印刷することは知られているが、それは通常のプリント回路基板に一般に使用されるものであり、ＦＲ−４における誘電損失は高すぎると考えられ、誘電率はそのような基板がマイクロ波振動数で使用されるには充分にしっかりと制御されていないと考えられる。これらの理由で、アルミナ基板はより一般に使用される。加えて、これらのプレーナアンテナのどれもが複合ループアンテナではない。

【0014】

複合フィールドアンテナの増加した性能の根拠は、帯域幅、効率、利得及びラジエーション強度によって、アンテナの近い領域に格納されたエネルギーの効果に由来する。ＲＦアンテナ設計において、放射された電力中にアンテナに与えられたエネルギーが可能な限り移ることが望ましい。アンテナの近い領域で格納されたエネルギーは、歴史的に無効電力と呼ばれており、放射することができる電力の量を制限する役割を果たす。複合電力について議論する場合、現実の部分及び仮想上の部分（しばしば、「無効の」という）部分が存在する。実電力はソースを残し、戻らないが、一方で想像上の電力又は無効電力は、ソースの固定された位置（半波長内）に関して振れる傾向があり、ソースと相互に作用し、それによって、アンテナの動作に影響する。多重ソースからの実電力の存在は直接付加的であり、一方で仮想上の電力の多重ソースは付加的になり得る、又は負（取り消すこと）になり得る。複合アンテナの利益は、エンジニアが単純なフィールドアンテナにおいて前に利用できなかった無効電力取り消しを利用する設計を作成することを可能にする、ＴＭソース（電気ダイポール）及びＴＥソース（磁気ダイポール）の両方によって駆動されることで、アンテナの実電力伝送品質を改善することである。

【0015】

複合アンテナにおいて無効電力を取り消すことを可能にするために、電界及び磁界は互いに直角に動作する必要がある。磁界を生成するために必要な、電界ラジエーターの多くの構成、及び磁界を発生するために必要な磁気ループの多くの構成が提案されているが、全てのそのような設計は必ず三次元アンテナで例外なく解決されている。例えば、ＭｃＫＬｅａｎに発行された特許文献４は１組の磁気ループを、当該１組の磁気ループの間に配された第３の平行な面上の電気ダイポールと平行な面内で必要とする。Ｇｒｉｍｅｓらに発行された特許文献５は、互いに物理的に直角に配列されることを２組の磁気ループおよび電気ダイポールに要求する。ＭｃＫＬｅａｎによって出願された特許文献６は、磁気ダイポールと電気ダイポールが未だに直交平面にある配置を教示する。

【0016】

共通して所有される特許文献７は、直線的に極性化した、多層の平面の複合ループアンテナを教示する。共通して所有される特許文献８は、直線的に極性化した、片側複合ループアンテナを教示する。最後に、共通して所有される特許文献９は、直線的に極性化した、自給型複合ループアンテナを教示する。これら共通して所有される特許及び特許出願は、ＭｃＬｅａｎとＧｒｉｍｅｓらによるアンテナの設計におけるような磁気ループと電界ラジエーターの三次元配列を必要とするのではなく、二次元で物理的に配置される、１つ以上の磁気ループと１つ以上の電界ラジエーターを有する複合ループアンテナであるという点で、以前のアンテナとは異なる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0017】

【特許文献1】米国特許第５，０６１，９３８号明細書

【特許文献2】米国特許第５，３７６，９４２号明細書

【特許文献3】米国特許第６，６７７，９０１号明細書

【特許文献4】米国特許第７，２１５，２９２号明細書

【特許文献5】米国特許第６，４３７，７５０号明細書

【特許文献6】米国特許出願公開第２００７／００８０８７８号公報

【特許文献7】米国特許第８，１４４，０６５号明細書

【特許文献8】米国特許出願第１２／８７８，０１８号公報

【特許文献9】米国特許第８，１６４，５２８号明細書

【発明の概要】

【0018】

本明細書に記載される実施形態は、容量結合した磁気ループ及び／又は容量結合した電界ラジエーターを含むＣＰＬアンテナで構成される。実施形態は、単一バンドＣＰＬアンテナ及びマルチバンドＣＰＬアンテナを含む。ＣＰＬアンテナは、ループ及び／又はラジエーターを容量的に供給することにより、物理的サイズを減少した。実施形態は、容量結合される又は容量結合されない少なくとも１つのｅ−フィールド放熱素子、容量結合される少なくとも１つの磁気ループ素子を含む。磁気ループの連続は、ワイヤー（３Ｄ）、又は第２層（２Ｄ）への接続の何れかにより、持続され得る。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、容量的に供給された磁気ループ及び容量的に供給された電界ラジエーターを備えるアンテナの実施形態の正面図を示す。

【図2】図２は、図１の実施形態の背面図を示す。

【図3】図３は、図１及び２の実施形態の透視図を示す。

【図4】図４は、供給点と接地接続を備えるアンテナの実施形態を示す。

【図5】図５は、２．４／５．８ＧＨｚのマルチバンドＣＰＬアンテナの実施形態の正面図を示す。

【図6】図６は、図５の実施形態の背面図を示す。

【図7】図７は、図５及び６の実施形態の透視図を示す。

【図8】図８は、図５−７で示した実施形態の２．４／５．８ＧＨｚ帯に関する反射減衰量のダイアグラムを示す。

【図9】図９は、２．４／５．８ＧＨｚのマルチバンドアンテナの実施形態の正面図を示す。

【図10】図１０は、図９の実施形態の背面図を示す。

【図11】図１１は、図９及び１０の実施形態の透視図を示す。

【図12】図１２は、容量結合した磁気ループを有するマルチバンドＣＰＬアンテナの実施形態の正面図を示す。

【図13】図１３は、容量結合した磁気ループを有するマルチバンドＣＰＬアンテナの実施形態の背面図を示す。

【図14】図１４は、容量結合した磁気ループを有するマルチバンドＣＰＬアンテナの実施形態の透視図を示す。

【図15】図１５は、負荷に接続された時の、図１２−１４の実施形態の供給点及び接地接続を示す。

【図16】図１６は、図１２−１５で示した実施形態に関する反射減衰量のダイアグラムを示す。

【図17】図１７は、ループを達成する、容量結合した磁気ループ及びカットループワイヤを有するマルチバンドＣＰＬアンテナの実施形態の正面図を示す。

【図18】図１８は、ループを達成する、容量結合した磁気ループ及びカットループワイヤを有するマルチバンドＣＰＬアンテナの実施形態の背面図を示す。

【図19】図１９は、ループを達成する、容量結合した磁気ループ及びカットループワイヤを有するマルチバンドＣＰＬアンテナの実施形態の透視図を示す。

【図20】図２０は、図１７−１９で示した実施形態に関する反射減衰量のダイアグラムを示す。

【図21】図２１は、第２層の上で達成されるループを有する、容量結合した磁気ループを有する両側マルチバンドＣＰＬアンテナの実施形態の正面図を示す。

【図22】図２２は、第２層の上で達成されるループを有する、容量結合した磁気ループを有する両側マルチバンドＣＰＬアンテナの実施形態の背面図を示す。

【図23】図２３は、第２層の上で達成されるループを有する、容量結合した磁気ループを有する両側マルチバンドＣＰＬアンテナの実施形態の透視図を示す。

【図24】図２４は、図２１−２３で示した実施形態に関する反射減衰量のダイアグラムを示す。

【図25】図２５は、図２３で示した実施形態の更なる詳細を示す。

【発明を実施するための形態】

【0020】

複合ループアンテナは、送信モードと受信モードの両方で動作することができ、それにより、既知のループアンテナより大きな性能を可能にする。複合ループ（ＣＰＬ）アンテナの２つの主な構成要素は、磁界（Ｈ界）を生成する磁気ループ、及び電界（Ｅ界）を放射する電界ラジエーターである。Ｈ界とＥ界は、アンテナによって放射された電磁波が間隔を空けて効率的に広がるのを可能にするため、互いに直交していなければならない。この効果を達成するために、電界ラジエーターは、磁気ループに沿って、およそ９０度の電気的な位置、又はおよそ２７０度の電気的な位置に位置する。Ｈ界とＥ界の直交性はまた、磁気ループを通って流れる電流が反射する最小にある場合、磁気ループに沿った点に電界ラジエーターの位置を決めることにより、達成することができる。電流が反射する最小にあるＣＰＬアンテナの磁気ループに沿った点は、磁気ループの幾何学的配列に依存する。例えば、電流が反射する最小にある点は、磁気ループの第１領域として最初に識別され得る。インピーダンスマッチングを達成するため磁気ループに金属を加える、又は除去した後、電流が反射する最小にある点は、第１領域から第２領域へと変化し得る。

【0021】

本明細書に記載される実施形態は、容量的に供給した磁気ループ及び／又は容量的に供給した電界ラジエーターを含むＣＰＬアンテナで構成される。本明細書に記載される実施形態は、単一バンドの２．４ＧＨｚのＣＰＬアンテナ及び２．４／５．８ＧＨｚのマルチバンドＣＰＬアンテナに関して記載されるであろう。しかし、本明細書に記載される原理は、他の周波数帯域で単一バンド及びマルチバンドのアンテナを作るために適用することができることを、理解すべきである。これらＣＰＬアンテナは、ループ及び／又はラジエーターを容量的に供給することにより物理的サイズを減少した。そのようなアンテナの実施形態の基礎的な特性は、少なくとも１つのｅ−フィールド放熱素子が容量的に結合される、又は容量的に結合されないこと、少なくとも１つの磁気ループ素子が容量結合されること、及びアンテナが高性能を維持することである。加えて、磁気ループの連続は、ワイヤー（３Ｄ）、又は第２層（２Ｄ）への接続の何れかにより持続され得る。

【0022】

図１は、容量的に供給された磁気ループ及び容量的に供給された電界ラジエーターを備える２．４ＧＨｚアンテナの実施形態を示す。図１はアンテナの正面図を示し、図２はアンテナの背面図を示し、図３はアンテナの透視図を示す。素子Ｃは、およそ０．２５ミリメートルでもよく、磁気ループの左下部分に磁気ループの残りを容量的に供給させる容量性ギャップである。容量性ギャップの次元が小さいほど、磁気ループのもたらす周波数は低い。容量性ギャップが大きすぎる場合、容量結合は不足し（ｆａｉｌ）始め、アンテナの共振は消滅する。容量性ギャップＣの位置は、磁気ループの左側に沿って垂直に移動させることにより、インピーダンスマッチングに影響を及ぼす。故に、容量性ギャップＣを上下に移動させることは、アンテナインピーダンスを調整するために使用され得る。

【0023】

およそ０．２５ｍｍでもある素子Ｄは、電界ラジエーターのための容量性ギャップである。図１−３で示すように、電界ラジエーターは、磁気ループの内部の、及び容量性ギャップＤの右に対する、より大きな長方形素子（１０）である。容量性ギャップＤの左側に、ほぼ長方形に形成されたラジエーターフィード（１２）がある。ラジエーターフィードは、微量要素（１４）を介して磁気ループに結合され得る。電界ラジエーターは、図２に関して図示され且つ更に記載されるように、アンテナのバックプレイン上のトレースＦを介して磁気ループに結合され得る。電界ラジエーターのための容量性ギャップＤは、あまり大きくなくてもよく、そうでなければ、電界ラジエーターの容量結合は不足し始め、共振は消滅する。電界ラジエーターのための容量性ギャップＤの位置はまた、インピーダンスマッチングに影響を及ぼし、アンテナインピーダンスを調整するために水平に（左及び右）移動させることができる。

【0024】

容量性ギャップＣを形成する磁気ループ上の切り欠きは、素子Ｇによって示される、磁気ループの左下部分上で生成されているモノポール共振をもたらし得る。モノポール共振は、容量性ギャップＣの位置の調整により、及びモノポール共振素子Ｇの長さを調整することにより、調整され得る。モノポール共振Ｇも、アンテナ設計をマルチバンドアンテナに変えるために調整され得る。

【0025】

磁気ループの右側を指す素子Ｅは、容量性ギャップＣにおいて容量リアクタンスと一致するために、磁気ループの残りよりも薄く作られ得る（誘導リアクタンス）。図１が容量性ギャップＣ及び磁気ループの左側の磁気ループの広い部分を備えるアンテナを示す一方で、実施形態は、容量性ギャップＣ及び磁気ループの右側の磁気ループの広い部分、並びに磁気ループの左側にある磁気ループのより薄い部分Ｅを備えるアンテナから成り得る。

【0026】

磁気ループのインダクタンス及び静電容量は、磁気ループの様々な部分の幅の調整により、調整され得る。例えば、磁気ループの頂部の幅は、そのインダクタンス及びリアクタンスを調整するために増加され得る又は減少され得る。磁気ループの幾何学的特徴に対する変更も、アンテナ性能を調整するために行なわれ得る。例えば、ほぼ長方形の磁気ループの角は、４５度などの角度でカットされ得る。

【0027】

図２は、図１のアンテナの背面図を示す。上述のように、素子Ｆは、アンテナの底層上のトレースを示し、磁気ループに電界ラジエーターを接続する。単層アンテナ設計を作るために、トレースも最上層に置かれ得る。図３の透視図は、トレースＦが底層に置かれ、トレースＦが、容量結合した電界ラジエーターに磁気ループを直接接続し得ることを示す。

【0028】

図４は、供給点Ａ及び接地接続Ｂを備えるアンテナを示す。本明細書に記載される実施形態が、アンテナが磁気ループの左の端点に供給点を、磁気ループの右の端点に接地接続を有することを示す一方で、代替的な実施形態は、磁気ループの右の端点に供給点を、磁気ループの左の端点に接地接続を有するアンテナを含み得る。

【0029】

図１−４の２．４ＧＨｚのアンテナの実施形態は、容量的に供給された磁気ループ及び容量的に供給された電界ラジエーターを含む。しかし、電界ラジエーターを容量的に供給する必要はない。代わりに、実施形態は、容量的に供給されないが、磁気ループに直接結合される又はトレースを介して磁気ループに結合される、電界ラジエーターから成り得る。アンテナはまた、磁気ループの内部の１より多くの電界ラジエーターを含み得る。１より多くの電界ラジエーターを含む場合、第１電界ラジエーターは容量的に供給され、一方、第２電界ラジエーターは容量的に供給されない。代替的に、ラジエーターはすべて、容量的に供給され、磁気ループに直接結合され、トレースを介して磁気ループに結合され、又はそれらの任意の組み合わせである。

【0030】

単純なループアンテナと比較して、本明細書に記載される実施形態は、複合フィールドアンテナであり、調整が容易であり、磁気ループから放射パターンにおける空白を満たし、効率を増加させ、帯域幅を増加させ、及び物理的サイズが小さいアンテナ設計であるという利点を有する。モノポールと比較して、本明細書に記載される実施形態は、複合フィールドアンテナであり、安定し、効率を増加させ、及び帯域幅を増加させたアンテナ設計であるという利点を有し得る。

【0031】

電界ラジエーターは、容量結合したギャップによって分離された、第１セグメントと第２セグメント（ラジエーター供給）に接続されたトレース、アンテナ（又は第１及び第２セグメントを介して）のバックプレイン上の戻り（ｒｅｔｕｒｎ）を介して接続された、第２セグメントと磁気ループを備える、短くされた磁気ループとして見なされ得る。戻りは、ラジエーターの電気的長さを増加させる。

【0032】

２．４ＧＨｚの周波数で、容量的に供給された電界ラジエーター及び容量結合した磁気ループは、互いに同相で放射する。特に、電界ラジエーター、及び容量性ギャップＣに隣接する磁気ループの一部は、２．４ＧＨｚで互いに同相で放射する。図１−４に示されたアンテナに対する２．４ＧＨｚ帯の遠距離プロット（ｆａｒｆｉｅｌｄ ｐｌｏｔ）は、アンテナの遠距離パターンがダイポールパターンに類似して全方向性であることを示す。

【0033】

１つの実施形態において、複合ループアンテナは、第１平面上に置かれる且つ磁界を生じさせる磁気ループを含み、該磁気ループは、下流部分と上流部分を含み、該下流部分は、磁気ループの下流部分を容量的に供給する容量性ギャップによって上流部分から分離され、ここで、磁気ループは、アンテナの合計の誘導リアクタンスに加える第１誘導リアクタンスを有し、容量性ギャップは、第１容量リアクタンスをアンテナの合計の容量リアクタンスに加える。複合ループアンテナは、第１平面上に置かれる電界ラジエーターを更に含み、該電界ラジエーターは、磁気ループに結合され且つ磁界に直交する電界を放射するように構成され、ここで、電界ラジエーターは、合計の容量リアクタンスに加える第２容量リアクタンスを有し、電界ラジエーターと磁気ループの間の物理的配列は、合計の容量リアクタンスに加える第３容量リアクタンスをもたらし、合計の誘導リアクタンスは、容量リアクタンスの合計と実質的に一致する。

【0034】

実施形態において、アンテナは、磁気ループに結合したラジエーター供給を更に含み、ここで、電界ラジエーターは、ラジエーター供給の隣に位置し、電界ラジエーターは、電界ラジエーターを容量的に供給する第２容量性ギャップによってラジエーター供給から分離され、第２容量性ギャップは、合計の容量リアクタンスに加える第４容量リアクタンスを有する。実施形態において、アンテナは、磁気ループにラジエーター供給を結合する電気トレースを更に含み得る。実施形態において、電気トレースは、接続点でラジエーター供給と磁気ループを結合し、該接続点は、磁気ループの駆動点、又は磁気ループを通って流れる電流が反射する最小にある反射最小点から、およそ９０度又はおよそ２７０度の電気角度位置を含む。実施形態において、ラジエーター供給は、磁気ループに直接結合され得る。

【0035】

実施形態において、アンテナは、磁気ループに電界ラジエーターを結合する電気トレースを更に含み得る。実施形態において、電気トレースは、接続点で電界ラジエーターと磁気ループを結合し、該接続点は、磁気ループの駆動点、又は磁気ループを通って流れる電流が反射する最小にある反射最小点から、およそ９０度又はおよそ２７０度の電気角度位置を含む。実施形態において、電気トレースは、第１平面より下の第２平面に置かれ得る。

【0036】

実施形態において、電界ラジエーターは、接続点で磁気ループと結合し、該接続点は、磁気ループの駆動点、及び磁気ループを通って流れる電流が反射する最小にある反射最小点から、およそ９０度又はおよそ２７０度の電気角度位置を含む。実施形態において、磁気ループの第１部分の第１幅は、磁気ループの第２部分の第２幅より長い又は短くてもよい。実施形態において、磁気ループに沿った容量性ギャップの位置の調整は、アンテナのインピーダンスを調整し得る。

【0037】

実施形態は、少なくともデュアルバンド共振をもたらす複合ループアンテナに配向され得る。本明細書における実施形態は、ＷｉＦｉ周波数をカバーする２．４／５．８ＧＨｚのアンテナに関して記載され得る。実施形態はまた、マルチ入力マルチ出力（ＭＩＭＯ）アプリケーションに使用され得る。少なくとも３つの構成が記載されるであろう：（１）磁気ループと、磁気ループの内部に容量的に供給される電界ラジエーターを備えるＣＰＬアンテナから成る第１構成、（２）磁気ループと、磁気ループの外部に容量的に供給される電界ラジエーターを備えるＣＰＬアンテナから成る第２構成；及び（３）第１ｅ−フィールドを生じさせる容量的に供給された磁気ループと、第２ｅ−フィールドを生じさせるために磁気ループと結合する磁気ループの内部に接続される電界ラジエーターを備えるＣＰＬアンテナから成る第３構成。

【0038】

図５は、２．４／５．８ＧＨｚのマルチバンドＣＰＬアンテナの実施形態の正面図を示す。図６はアンテナの背面図を示し、図７はアンテナの透視図を示す。アンテナは、連続的な磁気ループの内部に位置する、容量的に供給された電界ラジエーターを含む。電界ラジエーターは、磁気ループの内部に位置する、より大きな長方形素子であり、ラジエーター供給は、磁気ループの内部に位置する、より小さな長方形素子である。ラジエーター供給は、トレースを介して磁気ループに結合される。電界ラジエーターは、電界ラジエーターを容量的に供給する容量性ギャップによって、ラジエーター供給から分離される。電界ラジエーターは、図６に示されるようなアンテナの裏面にあるトレースを介して磁気ループに結合される。電界ラジエーターは、点線（１６）で示されるように、２．４ＧＨｚ帯をカバーし、磁気ループの右下部分は、破線（１８）で示されるように、５．８ＧＨｚ帯をカバーする。特に、磁気ループの右下部分及び右側は、５．８ＧＨｚ帯のための放射素子である。

【0039】

図６に示されるように、アンテナの裏面の誘導トレース（２０）は、容量的に供給された電界ラジエーターを磁気ループに接続する。誘導トレースのインダクタンスは、電界ラジエーターとラジエーター供給の間の容量性ギャップによってもたらされた静電容量を補う。容量性ギャップは、電流が地面に流れる経路として作用する。実施形態において、アンテナの裏面の誘導トレースはまた、アンテナの前側側面に置かれ得る。最終的に、図５−７に示されるアンテナが連続的なループを含む一方で、マルチバンドアンテナの実施形態は、容量的に供給された磁気ループを備えるアンテナから成り得る。

【0040】

図８は、図５−７で示した実施形態の２．４／５．８ＧＨｚ帯に関する反射減衰量のダイアグラムを示す。ダイアグラムは、およそ２．５ＧＨｚ帯及び５．３５１２ＧＨｚ帯で反射減衰量が最小となるが、２．４及び５．８ＧＨｚの所望のバンド内で動作することを示す。

【0041】

図９は、２．４／５．８ＧＨｚのマルチバンドアンテナの実施形態の正面図を示し、容量的に供給された電界ラジエーター（２２）は磁気ループ（２４）の外部に位置する。電界ラジエーターは、点線（２６）で示されるようにバンド、２．４ＧＨｚ帯をカバーし、磁気ループ及びラジエーター供給の右下部分は、破線（２８）で示されるように、５．８ＧＨｚ帯をカバーする。図１０は、図９の実施形態の背面図を示し、帰線（ｒｅｔｕｒｎ ｔｒａｃｅ）（３０）を示す。図１１は、図９及び１０の実施形態の透視図を示す。

【0042】

実施形態において、マルチバンド複合ループアンテナは次のものを含み得る：第１平面に置かれる且つ磁界を作る磁気ループであって、該磁気ループは、アンテナの合計の誘導リアクタンスに加える第１誘導リアクタンスを有し、磁気ループの第１部分は、第１周波数帯域で磁界に垂直な第１電界を放射するように構成される、磁気ループ；第１平面に置かれ且つ第１電気トレースを介して磁気ループに結合されるラジエーター供給であって、該ラジエーター供給は、第１周波数帯域で磁気ループの第１部分と同相で共振するように構成される、ラジエーター供給；及び、第１平面に置かれる電界ラジエーターであって、該電界ラジエーターは、第１平面より下の第２平面に位置する第２電気トレースを介して磁気ループに結合され、電界ラジエーターは、ラジエーター供給に隣接して位置付けられ、容量性ギャップによってラジエーター供給から分離され、電界ラジエーターは、第２周波数帯域で、及び磁界に垂直な第２電界を放射するように構成され、ここで、電界ラジエーターは、合計の容量リアクタンスを加える第２容量リアクタンスを有し、電界ラジエーターと磁気ループの間の物理的配列は、合計の容量リアクタンスを加える第３容量リアクタンスをもたらし、合計の誘導リアクタンスは、合計の容量リアクタンスに実質的に一致する、電界ラジエーター。

【0043】

実施形態において、電界ラジエーター及びラジエーター供給は、磁気ループの内部に位置し、又は磁気ループの外部に位置し得る。

【0044】

実施形態において、第１電気トレースは、接続点で磁気ループを結合し、該接続点は、磁気ループの駆動点、又は磁気ループを通って流れる電流が反射する最小にある反射最小点から、およそ９０度又はおよそ２７０度の電気角度位置を含む。実施形態において、第２電気トレースは、接続点でと磁気ループを結合し、該接続点は、磁気ループの駆動点、又は磁気ループを通って流れる電流が反射する最小にある反射最小点から、およそ９０度又はおよそ２７０度の電気角度位置を含む。

【0045】

実施形態において、磁気ループの第１部分の第１幅は、磁気ループの第２部分の第２幅より長い又は短くてもよい。実施形態において、容量性ギャップの位置の調整は、アンテナのインピーダンスを調整し得る。

【0046】

図１２、１３及び１４はそれぞれ、容量結合した磁気ループを備えるマルチバンドアンテナの実施形態の、正面図、背面図、及び透視図を示す。この実施形態は、２．４／５．８ＧＨｚ帯で動作し、物理的サイズがおよそ０．２１７×０．３５インチであり、本明細書に記載されるアンテナのコンパクトサイズをさらに示す。２．４ＧＨｚでのこの実施形態に関する遠距離パターンは、パターンがダイポールパターンのように全方向性であることを示す。２．４ＧＨｚでのこの実施形態に関するｅ−フィールドプロットは、点線（３２）によってほぼ示されるように、第１非ＣＰＬのｅ−フィールドがループによって生じさせられ、第２ＣＰＬのｅ−フィールドがラジエーターとループの組み合わせによって生じさせられることを示す。特に、磁気ループは、容量性ギャップによって上流部分と下流部分へ分離されると思われる。上流部分は、磁気ループの下流部分を容量的に供給する。
ループの上流部分は、第１周波数帯域で第１ｅ−フィールドを放射する。上流部分の一部と下流部分の一部と組み合わせて、電気トレースを介して磁気ループに結合される電界ラジエーターは、第２周波数帯域で磁界に直交する第２電界を放射する。従って、電界ラジエーターは、第２周波数帯域で磁気ループの上流部分及び下流部分と同相で共振する。加えて、そのようなＣＰＬアンテナのように、アンテナの合計の誘導リアクタンスは、アンテナの合計の容量リアクタンスと実質的に一致する。

【0047】

図１２−１４の実施形態において、容量性ギャップ（３４）はおよそ０．０１８インチである。この次元が小さくなるほど、ループの周波数は低くなる。容量性ギャップ（３４）はあまり大きくなり（あまり遠く離れ）すぎてはならず、又は容量結合は不足し始め、共振は消滅し得る。容量性ギャップの垂直位置は、アンテナのインピーダンスマッチングに影響を及ぼし、従って、ギャップの位置の上下移動は、アンテナを調整するために使用され得る。ラジエーター（３６）も、アンテナを調整するために使用することができる。
磁気ループの痩せた（ｓｋｉｎｎｉｅｒ）要素（３８）は、誘導リアクタンスのため、及び容量性ギャップ（３４）の容量リアクタンスと一致させるために、より薄く形成される。磁気ループの長さ及び磁気ループの第１レッグ（４０）は、図１６の反射減衰量チャートで示されるような二次共振のためのモノポールとして作用し、それは、およそ２．４ＧＨｚ及び５．８ＧＨｚで最小限にされた反射減衰量を示す。図１５は、負荷に接続された時の実施形態の供給点（４２）及び接地接続（４４）を示す。

【0048】

図１７、１８、及び１９はそれぞれ、ループを達成する、容量結合した磁気ループ及びカットループワイヤを有するマルチバンドＣＰＬアンテナの実施形態の、正面図、背面図、及び透視図を示す。この実施形態は、図１２−１５の実施形態と同じ方法で動作し、２．４／５．８ＧＨｚ帯で動作する。この実施形態は、しかし、物理的サイズがおよそ０．１９５×０．３５９インチであり、本明細書に記載されるＣＰＬアンテナのコンパクトサイズを更に示す。図１９に示されるように、供給点（５０）及び接地接続（５２）は、負荷に接続され得る（図示せず）。容量性ギャップ（５４）は、およそ０．０１８インチであり、ラジエーター（５６）、及び痩せた整合素子（５８）であり得る。ループ長さ及びループの第１レッグ（６０）は、二次共振のためのモノポールとして作用し得る。３次元（３Ｄ）ワイヤー（６２）は、アンテナが位置するプリント回路基板（ＰＣＢ）上で、より小さな２次元（２Ｄ）空間を維持する間にループを達成するために使用され得る。空間がスマートフォン又は他のモバイルデバイスのＰＣＢの上などのように高値であると、図１２−１４の実施形態と図１７−１９の実施形態の間の０．０２２インチの差は、重大であり得る。この実施形態のための反射減衰量チャートは、図２０に示され、それは、およそ２．４ＧＨｚ及び５．８ＧＨｚで最小限にされた反射減衰量を示す。

【0049】

図２１、２２、及び２３はそれぞれ、第２層の上で達成されるループを有する、容量結合した磁気ループを有する両側マルチバンドＣＰＬアンテナの実施形態の、正面図、背面図、及び透視図を示す。この実施形態は、２．４／５．８ＧＨｚ帯において前の２つの実施形態と同じ方法で動作するが、物理的サイズはおよそ０．１７×０．３５９インチであり、図１７−１９に示された実施形態よりわずかに薄く作られる。図２５に示されるように、供給点（７０）及び接地接続（７２）は、負荷に接続され得る（図示せず）。容量性ギャップ（７４）は、およそ０．０２２インチであり、ラジエーター（７６）、及び痩せた整合素子（７８）であり得る。ループ長さ及びループの第１レッグ（８０）は、二次共振のためのモノポールとして作用し得る。第２層（８２）に対する拡張は、アンテナが位置するＰＣＢ上で、より小さな２Ｄ空間を維持する間にループを達成するために使用され得る。拡張（８２）の幅及び長さはまた、アンテナを調整するために使用され、必要であれば、物理的形状は、アンテナにより多くのインダクタンスを加えるために曲げられる（ｍｅａｎｄｅｒｅｄ）こともある。この実施形態のための反射減衰量チャートは、図２４に示され、それは、およそ２．４ＧＨｚ及び５．８ＧＨｚで最小限にされた反射減衰量を示す。

【0050】

実施形態において、マルチバンド複合ループアンテナは次のものを含み得る：第１平面上に置かれる且つ磁界を生じさせる磁気ループであって、該磁気ループは、下流部分と上流部分を含み、該下流部分は、磁気ループの下流部分を容量的に供給する容量性ギャップによって上流部分から分離され、上流部分は、第１周波数帯域で及び磁界に直交する第１電界を放射するように構成され、容量性ギャップは、アンテナの合計の容量リアクタンスに第１容量リアクタンスを加える、磁気ループ；及び、第１平面上に置かれた電界ラジエーターであって、該電界ラジエーターは、電気トレースを介して磁気ループに結合され、磁気ループの上流部分及び下流部分に結合した電界ラジエーターは、第２周波数帯域で磁界に直交する第２電界を放射するように構成され、電界ラジエーターは、第２周波数帯域で磁気ループの上流部分及び下流部分と同相で共振し、アンテナの合計の誘導リアクタンスは、アンテナの合計の容量リアクタンスと実質的に一致する、電界ラジエーター。

【0051】

実施形態において、電界ラジエーターは磁気ループの内部に位置付けられ得る。実施形態において、電気トレースは、接続点で磁気ループに結合し、該接続点は、磁気ループの駆動点、又は磁気ループを通って流れる電流が反射する最小にある反射最小点から、およそ９０度又はおよそ２７０度の電気角度位置を含む。実施形態において、磁気ループの下流部分の第１部分の第１幅は、磁気ループの下流部分の第２部分の第２幅より長い、又は短い。

【0052】

実施形態において、容量性ギャップは、アンテナの合計の容量リアクタンスに容量リアクタンスを加え、容量性ギャップの位置の調整は、アンテナのインピーダンスを調整し得る。

【0053】

実施形態において、下流部分は、第１平面上の第１部分及び第１平面上の第２部分に分離され、第１部分を第２部分に結合させる第１平面から離れて伸びる３次元ワイヤー、又は第１部分を第２部分に結合させる第２平面上の第３部分を含む。実施形態において、第３部分の幅及び長さは、アンテナを調整するために使用され得、第３部分の物理的形状は、アンテナの合計の誘導リアクタンスにインダクタンスを加えるために使用され得る。

【0054】

本開示が様々な実施形態を示し且つ記載する一方、本明細書に記載される技術は、多くの追加の使用及び適用を有し得ることを理解されたい。従って、本発明は、そのような実施形態の原理の様々な実施形態及び適用を単に示すこの明細書に含まれる特定の記載及び様々な図面に制限されるべきではない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【手続補正書】

【提出日】2017年7月26日

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

マルチバンドアンテナであって、該マルチバンドアンテナは：
第１平面上に少なくとも部分的に置かれる且つ磁界を生じさせる磁気ループであって、該磁気ループは、下流部分と上流部分を含み、該上流部分は供給に接続され、該下流部分は、磁気ループの下流部分を容量的に供給する容量性ギャップによって上流部分から分離され、上流部分は、第１周波数帯域で第１電界を放射するように構成され、下流部分は、第１平面上の第１部分、第１平面上の第２部分、第１部分を第２部分に結合させる第２平面上の第３部分に分離される、磁気ループ；及び
第１平面上に置かれた電界ラジエーターであって、該電界ラジエーターは、供給に対して約９０度の電気角の位置、供給に対して約２７０度の電気角の位置、又は、磁気ループを通って流れる電流が反射して最小となる反射最小点で、磁気ループの下流部分に結合され、ここで、電界ラジエーターは、第２周波数帯域で磁界に直交する第２電界を放射するように磁気ループの上流部分及び下流部分に結合し、電界ラジエーターは、第２周波数帯域で磁気ループの上流部分及び下流部分と同相で共振する、電界ラジエーター
を含むことを特徴とする、マルチバンドアンテナ。

【請求項2】

電界ラジエーターは磁気ループの内部に位置付けら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3】

電界ラジエーターは、接続点で電気トレースを介して磁気ループに結合され、該接続点は、磁気ループの駆動点、又は磁気ループを通って流れる電流が反射して最小となる反射最小点から、およそ９０度又はおよそ２７０度の電気角の位置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4】

磁気ループの下流部分の第１部分の第１幅は、磁気ループの下流部分の第２部分の第２幅より長い又は短いことを特徴とする、請求項１に記載のマルチバンドアンテナ。

【請求項5】

容量性ギャップの位置の調整は、アンテナのインピーダンスを調整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6】

第１電界及び第２電界は同じ周波数であり、同じ周波数で同相で放射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7】

第１電界及び第２電界は異なる周波数で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8】

マルチバンドアンテナであって、該マルチバンドアンテナは：
第１平面上に少なくとも部分的に置かれる且つ磁界を生じさせる磁気ループであって、該磁気ループは、下流部分と上流部分を含み、該上流部分は供給に接続され、該下流部分は、磁気ループの下流部分を容量的に供給する容量性ギャップによって上流部分から分離され、上流部分は、第１周波数帯域で第１電界を放射するように構成され、下流部分は、第１平面上の第１部分、第１平面上の第２部分、第１部分を第２部分に結合させる第２平面上の第３部分に分離される磁気ループ；及び
第１平面上に置かれた電界ラジエーターであって、該電界ラジエーターは、供給に対して約９０度の電気角の位置、供給に対して約２７０度の電気角の位置、又は、磁気ループを通って流れる電流が反射して最小となる反射最小点で、磁気ループの下流部分に結合され、ここで、電界ラジエーターは、第２周波数帯域で磁界に直交する第２電界を放射するように磁気ループの上流部分及び下流部分に結合し、電界ラジエーターは、第２周波数帯域で磁気ループの上流部分及び下流部分と同相で共振する、電界ラジエーター
を含むことを特徴とする、マルチバンドアンテナ。

【請求項9】

第３部分の幅及び長さは、アンテナを調整するために使用されることを特徴とする、請求項８に記載のマルチバンドアンテナ。

【請求項10】

第３部分の物理的形状は、アンテナの合計の誘導リアクタンスにインダクタンスを加えるために使用されることを特徴とする、請求項８に記載のマルチバンドアンテナ。

【外国語明細書】