JP2012526423A - ワイヤレス端末のためのアンテナ設計方法およびワイヤレス端末のデータカードシングルプレート - Google Patents

Abstract

ワイヤレス端末のためのアンテナ設計方法およびデータカードシングルプレートが提供される。本発明の実施形態で提供される方法は以下の段階を含む。他の金属配線のない半密閉エリアが、ワイヤレス端末のデータカードシングルプレート上で区切られ、アンテナ線および金属結合シートが半密閉エリア内に配置され、アンテナ線および金属結合シートが平行に積み重ねられ、金属結合シートとデータカードシングルプレートとの間にギャップが形成され、金属結合シートがギャップを介してデータカードシングルプレートと結合される。本発明の実施形態では、ワイヤレス端末のデータカードシングルプレートも提供される。本発明の実施形態によれば、広周波数動作帯域幅を実現することができると共に、アンテナのＳＡＲ（比吸収率）値が低減される。

Description

本願は、２００９年５月８日に中国特許庁に出願された「ＡＮＴＥＮＮＡ ＤＥＳＩＧＮＩＮＧ ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＤＡＴＡ ＣＡＲＤ ＳＩＮＧＬＥ ＢＯＡＲＤ ＯＦ ＷＩＲＥＬＥＳＳ ＴＥＲＭＩＮＡＬ」という名称の中国特許出願第２００９１０１３６６１０．３号の優先権を主張しており、その内容が参照によりその内容全体がすべて本明細書に組み込まれる。

本発明はワイヤレス通信技術の分野に関し、詳細には、ワイヤレス端末のアンテナ設計方法およびデータカードシングルボードに関する。

アンテナがワイヤレス端末（例えば、データカード）上に設計されるとき、次のものを含む以下の技術的問題が存在する。アンテナエリアの利用可能なスペースが狭いこと、ターゲット帯域幅が広いこと、および比吸収率（ＳＡＲ）値の短距離試験に関する要件が厳しいこと。

比吸収率（ＳＡＲ）は、生物（人体を含む）によってキログラム当たり吸収されることが許される放射量を表し、人体に対する放射の影響を示す最も直接的な試験値である。ＳＡＲ値が低いほど、吸収される放射量は少ない。現在のＳＡＲ試験仕様では、ＳＡＲ値を試験する必要があるとき、データカードの各面からＳＡＲ試験用の人体トルソーモデルまでの距離は５ｍｍを超えるべきではなく、ＳＡＲ値は１．２ｍｗ／１ｇを超えるべきではない。したがって、他のワイヤレス性能指標に影響を及ぼすことなくＳＡＲ値を効果的に低減することが、緊急に解決すべき問題である。一方、ワイヤレス通信は、アンテナの動作帯域幅に関してますます多くの要件を有し、アンテナが超広帯域上の複数の動作周波数帯を同時に有することができることが望まれる。

現在、アンテナがデータカード上で設計されるとき、モノポール、逆Ｆ型アンテナ（ＩＦＡ）、平面逆Ｆ型アンテナ（ＰＩＦＡ）の形態の組込みアンテナが広く使用されている。こうした形態のアンテナは一般に、データカードの一端に位置し、データカードシングルボードは、共に放射体を構成するアンテナの「グランド」として働く。本発明の実装中に、本発明者は以下のことを発見した。従来技術のアンテナ設計は、一態様では、アンテナ放射の近距離場エネルギーが集中して、ＳＡＲ値が比較的高くなり、別の態様では、アンテナ帯域幅が制限され、増大しつつある帯域幅要件を満たすことができない。

本発明の実施形態は、アンテナのＳＡＲ値を低減することができると共に、広帯域の動作帯域幅を実現することのできる、ワイヤレス端末のアンテナ設計方法およびデータカードシングルボードを提供する。

本発明の一実施形態は、ワイヤレス端末のアンテナ設計方法であって、
ワイヤレス端末のデータカードシングルボード上で他の金属配線のない半密閉エリアを分割する段階、および
半密閉エリア内にアンテナ配線および金属結合部片を配置する段階であって、アンテナ配線と金属結合部片とが平行であり、互いに重なり、金属結合部片とデータカードシングルボードとの間にギャップが存在し、金属結合部片がギャップを介してデータカードシングルボードと結合される段階
を含むアンテナ設計方法を提供する。
本発明の一実施形態は、ワイヤレス端末のデータカードシングルボードであって、
ワイヤレス端末のデータカードシングルボード上に配置され、半密閉エリア内に他の金属配線を有さない半密閉エリアと、
半密閉エリア内に配置されたアンテナ配線および金属結合部片であって、アンテナ配線と金属結合部片とが平行であり、互いに重なり、金属結合部片とデータカードシングルボードとの間にギャップが存在し、金属結合部片がギャップを介してデータカードシングルボードと結合されるアンテナ配線および金属結合部片と
を含むデータカードシングルボードを提供する。

本発明の実施形態によって提供される技術的解決策から、他の金属配線のない半密閉エリアがワイヤレス端末のデータカードシングルボード上で分割され、アンテナ配線および金属結合部片が半密閉エリア内に配置されることを知ることができる。データカードシングルボードは概してワイヤレス端末の中央に位置し、このとき、アンテナ配線からワイヤレス端末のカバーまでの距離が最長となり、したがってアンテナが、最大限の範囲でＳＡＲ試験用の人体トルソーモデルから離れたところに保たれ、それによってＳＡＲ値が低減される。アンテナ配線と金属結合部片とが平行であり、互いに重なり、金属結合部片とデータカードシングルボードとの間にギャップが存在するように設計されるので、アンテナ配線とデータカードシングルボードとの間で第２結合を実現するように、金属結合部片がギャップを介してデータカードシングルボードと結合され、複数の共振点がギャップで生成され、それによって広帯域の動作帯域幅が実現される。さらに、アンテナ配線によって金属結合部片に結合される電界エネルギーを比較的長いギャップでギャップ結合式に分散させることができ、このことは、エネルギーの集中分布を低下させ、ＳＡＲ値を低減する目的を達成する助けにもなる。

本発明の実施形態で技術的解決策をより明確に示すために、実施形態または従来技術を説明する添付の図面を以下で簡潔に紹介する。明らかに、以下の説明での添付の図面は、本発明のいくつかの実施形態に過ぎず、創造的な努力なしに、こうした添付の図面に従って他の図面を当業者は得ることができる。

本発明の一実施形態によるワイヤレス端末のアンテナ設計方法の略図である。 本発明の一実施形態によるワイヤレス端末のデータカードシングルボードの概略構造図である。

添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態での技術的解決策を以下で明確かつ完全に説明する。明らかに、説明する実施形態は、本発明の実施形態のすべてではなく、一部に過ぎない。創造的な努力なしに本発明の実施形態に基づいて当業者によって得られる他のすべての実施形態は、本発明の保護範囲内に包含されるものとする。

［実施形態１］
図１を参照すると、本発明の一実施形態は、以下を含む、ワイヤレス端末のアンテナ設計方法を提供する。

ステップＳ１１：他の金属配線のない半密閉エリアが、ワイヤレス端末のデータカードシングルボード上で分割される。

特定の実装では、半密閉エリアがデータカードシングルボードの一方の側で分割され、他の金属構成要素は半密閉エリア内のプリント板上に配置されず、または半密閉エリア内のプリント板が切断されることがある。半密閉エリアの外側のデータカードシングルボードは、他の金属構成要素を配置するように構成される。

ステップＳ１２：アンテナ配線および金属結合部片が半密閉エリア内に配置され、該半密閉エリアにおいて、アンテナ配線と金属結合部片とが平行であり、互いに重なり、金属結合部片とデータカードシングルボードとの間にギャップが存在し、金属結合部片がギャップを介してデータカードシングルボードと結合される。

配置されるアンテナ配線および金属結合部片が、半密閉エリア内のプリント板上にプリントされ、または半密閉エリア内にはんだ付けされる。金属結合部片が、プリント層間で非金属媒体または空気媒体を使用することによってアンテナ配線と結合され、配置された金属結合部片が、非金属媒体（例えば、空気）を使用することによってデータカードシングルボードから分離され、非金属媒体で分散されるエリアは、本発明で説明するギャップである（これは以下同じである）。

本発明の実施形態によって提供されるワイヤレス端末のアンテナ設計方法では、他の金属配線のない半密閉エリアが、ワイヤレス端末のデータカードシングルボード上で分割され、アンテナ配線および金属結合部片が半密閉エリア内に配置される。データカードシングルボードは概してワイヤレス端末の中央に位置し、このとき、アンテナ配線からワイヤレス端末のカバーまでの距離が最長となり、したがってアンテナが、最大限の範囲でＳＡＲ試験用の人体トルソーモデルから離れたところに保たれ、それによってＳＡＲ値が低減される。アンテナ配線と金属結合部片とが平行であり、互いに重なり、金属結合部片とデータカードシングルボードとの間にギャップが存在するように設計されるので、アンテナ配線とデータカードシングルボードとの間で第２結合を実現するように、金属結合部片がギャップを介してデータカードシングルボードと結合され、複数の共振点がギャップで生成され、それによって広帯域の動作帯域幅が実現される。さらに、アンテナ配線によって金属結合部片に結合される電界エネルギーを比較的長いギャップでギャップ結合式に分散させることができ、このことは、エネルギーの集中分布を低下させ、ＳＡＲ値を低減する目的を達成する助けにもなる。

例示的設計方式では、半密閉エリアをワイヤレス端末のデータ通信インターフェース付近のデータカードシングルボードの一端で、例えばユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インターフェース、パーソナルコンピュータメモリカード国際協会（ＰＣＭＣＩＡ）インターフェース、Ｅｘｐｒｅｓｓインターフェース、または他のインターフェース付近の位置で設計することができ、それにより、ポータブルデバイスへのアンテナ上のエネルギーの分散が促進され、ＳＡＲ値が低減される。

アンテナ配線を、折れ線（ｂｒｏｋｅｎ ｌｉｎｅｓ）または曲線を有する線形分布（ｌｉｎｅａｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）で設計することができ、アンテナ配線の一端が、アンテナ整合ネットワークを通じてアンテナフィーダに接続される。アンテナの共振特性は、アンテナ整合ネットワークのパラメータを調節することによって調節できる。

金属結合部片が半密閉エリア内に配置され、金属結合部片とアンテナ配線とが平行であり、互いに重なり、金属結合部片とデータカードシングルボードとの間にギャップが存在する。特定の実装において、金属結合部片は、アンテナ配線が位置するプリント層の上層、下層、あるいは上層及び下層の上にプリントでき、金属結合部片が、プリント層間で非金属媒体または空気媒体を使用することによってアンテナ配線と結合される。金属結合部片の形状が必要に応じて調節され、金属結合部片の形状は、任意の規則的形状の矩形、正方形、円形、菱形、台形、三角形、または不規則形状でよい。金属結合部片とアンテナ配線とが平行であり、互いに重なるので、金属結合部片をアンテナ配線から完全に絶縁することができ、または適切な位置で１つまたは複数の導電性接続点を追加することによってアンテナ配線に導電的に接続することができる。アンテナ配線とデータカードシングルボードとの間の第２結合が、金属結合部片とデータカードシングルボードとの間のギャップを介して金属結合部片によって実現される。言い換えれば、アンテナ配線内の電界がまず金属結合部片に結合され、次いでギャップを介して金属結合部片によってデータカードシングルボードに結合される。

必要に応じて、第１アンテナ整合点が、データカードシングルボードと金属結合部片との間のギャップ内に配設され、該第１アンテナ整合点は、コンデンサ、インダクタ、抵抗器などのデバイスのうちの１つまたはその組合せでよい。アンテナ配線の他端は、第１アンテナ整合点を介してデータカードシングルボードに接続される。金属結合部片とデータカードシングルボードとの間の結合共振点は、第１アンテナ整合点のパラメータを調節することによって調節できる。

必要に応じて、少なくとも１つの第２アンテナ整合点が、データカードシングルボードと金属結合部片との間のギャップ内に配設され、該第２アンテナ整合点は、コンデンサ、インダクタ、抵抗器などのデバイスのうちの１つまたはその組合せでよい。金属結合部片とデータカードシングルボードとの間の結合共振点は、第２アンテナ整合点のパラメータを調節することによってさらに調節することができ、したがって金属結合部片に結合された電界エネルギーが、ギャップ内の適切な位置で複数の共振点を生成する。

無線周波数信号が、アンテナフィーダおよびアンテナ整合ネットワークを通じてアンテナ内に供給される。アンテナの共振特性は、アンテナ整合ネットワークのパラメータを調節し、アンテナ配線の形状を最適化し、金属結合部片の形状を最適化し、データカードシングルボードと金属結合部片との間のギャップを最適化することによって調節できる。さらに、アンテナの共振特性は、アンテナ整合点のパラメータ、およびギャップ内のアンテナ整合点の位置を調節することによってさらに調節でき、最後に、８００ＭＨｚから２５００ＭＨｚで動作するＵＷＢおよび低ＳＡＲ値のアンテナ設計が実現される。

［実施形態２］
図２を参照すると、半密閉エリア２０が、ＵＳＢインターフェース２２付近のデータカードシングルボード２１の一部の上で分割され、半密閉エリア２０は、任意の規則的形状の矩形、正方形、円形、菱形、台形、三角形、または不規則形状でよい。半密閉エリア２０は、アンテナ配線２３、金属結合部片３０、第１アンテナ整合点２５、金属結合部片とデータカードシングルボードとの間のギャップ２８、ならびに第２アンテナ整合点２９を含む。アンテナ整合ネットワーク２６およびアンテナフィーダ２７は、半密閉エリア２０の外側のデータカードシングルボード上にプリントされる。さらに、アンテナ整合ネットワーク２６は、半密閉エリア２０の縁部位置に位置し、アンテナフィーダ２７が、アンテナ整合ネットワーク２６を通じてアンテナ配線２３の一端に接続される。

アンテナ配線２３は、折れ線または曲線を有する線形分布であり、半密閉エリア２０内にプリントまたははんだ付けされる。アンテナ配線２３と金属結合部片とは平行であり、互いに重なる。アンテナ配線２３の他端は、第１アンテナ整合点２５を介してデータカードシングルボード２１に接続される。

金属結合部片３０とアンテナ配線２３とは平行であり、互いに重なるので、金属結合部片３０をアンテナ配線２３から完全に絶縁することができ、または適切な位置で１つまたは複数の導電性接続点（図２では図示せず）を追加することによってアンテナ配線２３に導電的に接続することができる。特定の実装では、金属結合部片３０は、アンテナ配線２３が位置するプリント層の上層、下層、あるいは上層及び下層の上にプリントでき、金属結合部片３０の形状は半密閉エリア２０と共に調節でき、半密閉エリア２０は、任意の規則的形状または不規則形状でよい。金属結合部片３０は、プリント層間で非金属媒体または空気媒体を使用することによってアンテナ配線２３と結合される。

金属結合部片３０とデータカードシングルボード２１との間にギャップが存在するので、金属結合部片３０が、ギャップを介してデータカードシングルボード２１と結合される。このようにして、アンテナ配線２３とデータカードシングルボード２１との間で第２結合を実現するように、まずアンテナ配線２３が、エネルギーの一部を金属結合部片３０に結合し、次いで金属結合部片３０が、ギャップ２８を介してエネルギーをデータカードシングルボード２１に結合する。

半密閉エリア２０はＵＳＢインターフェース２２付近の位置に位置し、それにより、ポータブルデバイスへのアンテナ上のエネルギーの分散が促進される。アンテナ配線２３および金属結合部片３０は半密閉エリア２０内に配置される。データカードシングルボードは概してワイヤレス端末の中央に位置し、このとき、アンテナ配線２３からワイヤレス端末のカバーまでの距離が最長となり、したがってアンテナが、最大限の範囲でＳＡＲ試験用の人体トルソーモデルから離れたところに保たれ、それによってＳＡＲ値が低減される。一方、アンテナ配線２３が、ギャップを介して金属結合部片３０を通じてデータカードシングルボード２１と結合され、広帯域の動作帯域幅を実現するように、複数の共振点を生成することができる。さらに、アンテナ配線によって金属結合部片に結合される電界エネルギーを比較的長いギャップでギャップ結合式に分散させることができ、このことは、エネルギーの集中分布を低下させ、ＳＡＲ値を低減する目的を達成する助けにもなる。

第２アンテナ整合点２９が、金属結合部片３０とデータカードシングルボード２１との間のギャップ内に配設され、第２アンテナ整合点２９は、コンデンサ、インダクタ、抵抗器などのデバイスのうちの１つまたはその組合せでよい。１つまたは複数の第２アンテナ整合点２９を分散させることができ、ギャップ２７内の位置を調節して、金属結合部片３０とデータカードシングルボード２１との間の結合共振点を調節することができ、したがって金属結合部片３０に結合された電界エネルギーが、ギャップ内の適切な位置で複数の共振点を生成する。

無線周波数信号が、アンテナフィーダ２７によってアンテナ整合ネットワーク２６を通じてアンテナ配線２３内に供給される。アンテナの共振特性は、アンテナ整合ネットワーク２６のパラメータを調節し、アンテナ配線２３の形状を最適化し、金属結合部片３０の形状を最適化し、データカードシングルボード２１と金属結合部片３０との間のギャップ２８を最適化することによって調節できる。さらに、アンテナの共振特性は、アンテナ整合点（２５および２９）のパラメータ、およびギャップ２８内のアンテナ整合点（２５および２９）の位置を調節することによってさらに調節でき、最後に、８００ＭＨｚから２５００ＭＨｚで動作するＵＷＢおよび低ＳＡＲ値のアンテナ設計が実現される。

［実施形態３］
図２をさらに参照すると、本発明の一実施形態は、ワイヤレス端末のデータカードシングルボード２１を提供し、該データカードシングルボード２１は、
ワイヤレス端末のデータカードシングルボード２１上に位置し、半密閉エリア２０内に他の金属配線を有さない半密閉エリア
を含む。

半密閉エリア２０は、任意の規則的形状の矩形、正方形、円形、菱形、台形、三角形、または不規則形状でよい。

アンテナ配線２３および金属結合部片３０が半密閉エリア２０内に配置され、アンテナ配線２３と金属結合部片３０とが平行であり、互いに重なり、金属結合部片３０とデータカードシングルボードとの間にギャップ２８が存在し、金属結合部片３０がギャップ２８を介してデータカードシングルボードと結合される。

アンテナ配線２３を、折れ線または曲線を有する線形分布で設計することができ、アンテナ配線２３の一端が、アンテナ整合ネットワーク２６を通じてアンテナフィーダ２７に接続される。アンテナの共振特性は、アンテナ整合ネットワーク２６のパラメータを調節することによって調節できる。

金属結合部片３０が半密閉エリア２０内に配置され、金属結合部片３０の形状は必要に応じて調節でき、金属結合部片３０は、任意の規則的形状の矩形、正方形、円形、菱形、台形、三角形、または不規則形状でよい。

金属結合部片３０とアンテナ配線２３とは平行であり、互いに重なり、両者は、プリント層間で非金属媒体または空気媒体を使用することによって結合される。金属結合部片３０をアンテナ配線２３から完全に絶縁することができ、または適切な位置で１つまたは複数の導電性接続点を追加することによってアンテナ配線２３に導電的に接続することができる。金属結合部片３０とデータカードシングルボード２１との間にギャップ２８が存在する。アンテナ配線２３とデータカードシングルボード２１との間で第２結合を実現するように、まずアンテナ配線２３内の電界を金属結合部片３０に結合し、次いでギャップ２８を介して金属結合部片３０によってデータカードシングルボードに結合することができる。

好ましくは、半密閉エリア２０が、ワイヤレス端末のデータ通信インターフェース２２付近のデータカードシングルボード２１の一端に位置し、それにより、ポータブルデバイスへのアンテナ上のエネルギーの分散が促進される。

必要に応じて、ワイヤレス端末のデータカードシングルボード２１は、金属結合部片３０とデータカードシングルボード２１との間のギャップ内に配設され、アンテナ配線２３の一端およびデータカードシングルボード２１に接続され、且つ金属結合部片とデータカードシングルボードとの間の結合共振点を調節するように構成された第１アンテナ整合点２５をさらに含む。

必要に応じて、ワイヤレス端末のデータカードシングルボードは、金属結合部片３０とデータカードシングルボードとの間のギャップ内に配設された少なくとも１つの第２アンテナ整合点２９をさらに含み、金属結合部片３０とデータカードシングルボード２１との間の結合共振点を調節するように、ギャップ２７内の第２アンテナ整合点２９の位置を調節することができる。

アンテナ配線２３および金属結合部片３０が半密閉エリア２０内に配設される。データカードシングルボード２１は概してワイヤレス端末の中央に位置し、このとき、アンテナ配線からワイヤレス端末のカバーまでの距離が最長となり、したがってアンテナが、最大限の範囲でＳＡＲ試験用の人体トルソーモデルから離れたところに保たれ、それによってＳＡＲ値が低減される。一方、金属結合部片３０が、ギャップ２８を介してデータカードシングルボード２１に結合され、したがってアンテナ配線２３によって金属結合部片３０に結合された電界エネルギーが、ギャップ２８を介してデータカードシングルボードとの間で複数の共振点を生成することができ、それによって広帯域の動作帯域幅が実現される。さらに、金属結合部片３０内の電界エネルギーを比較的長いギャップでギャップ結合式に分散させることができ、このことは、エネルギーの集中分布を低下させ、ＳＡＲ値を低減する目的を達成する助けにもなる。

結論として、本発明の実施形態では、他の金属配線のない半密閉エリアがデータカードシングルボード上で分割され、半密閉エリアは、アンテナ配線、金属結合部片、ギャップなどの設計要素のみを含む。最後に、半密閉エリアの形状および半密閉エリア内の設計要素を最適化することにより、ＵＷＢおよび低ＳＡＲ値のアンテナ設計が実現される。

上記の特定の実施形態は本発明を限定するものではない。当業者にとって、本発明の原理から逸脱することなく行われるどんな修正、等価な置換、または改良も本発明の保護範囲内に包含されるものとする。

１１ 他の金属配線のない半密閉エリアをワイヤレス端末のデータカードシングルボード上で分割する段階
１２ アンテナ配線および金属結合部片を半密閉エリア内に配置し、アンテナ配線と金属結合部片とが平行であり、且つ互いに重なり、金属結合部片とデータカードシングルボードとの間にギャップが存在し、金属結合部片がギャップを介してデータカードシングルボードと結合される段階
２０ 半密閉エリア
２１ データカードシングルボード
２２ ＵＳＢインターフェース
２３ アンテナ配線
２５ 第１アンテナ整合点
２６ アンテナ整合ネットワーク
２７ アンテナフィーダ
２８ ギャップ
２９ 第２アンテナ整合点
３０ 金属結合部片

本発明はワイヤレス通信技術の分野に関し、詳細には、ワイヤレス端末のアンテナ設計方法およびデータカードシングルボードに関する。

アンテナがワイヤレス端末（例えば、データカード）上に設計されるとき、次のものを含む以下の技術的問題が存在する。アンテナエリアの利用可能なスペースが狭いこと、ターゲット帯域幅が広いこと、および比吸収率（ＳＡＲ）値の短距離試験に関する要件が厳しいこと。

比吸収率（ＳＡＲ）は、生物（人体を含む）によってキログラム当たり吸収されることが許される放射量を表し、人体に対する放射の影響を示す最も直接的な試験値である。ＳＡＲ値が低いほど、吸収される放射量は少ない。現在のＳＡＲ試験仕様では、ＳＡＲ値を試験する必要があるとき、データカードの各面からＳＡＲ試験用の人体トルソーモデルまでの距離は５ｍｍを超えるべきではなく、ＳＡＲ値は１．２ｍｗ／１ｇを超えるべきではない。したがって、他のワイヤレス性能指標に影響を及ぼすことなくＳＡＲ値を効果的に低減することが、緊急に解決すべき問題である。一方、ワイヤレス通信は、アンテナの動作帯域幅に関してますます多くの要件を有し、アンテナが超広帯域上の複数の動作周波数帯を同時に有することができることが望まれる。

現在、アンテナがデータカード上で設計されるとき、モノポール、逆Ｆ型アンテナ（ＩＦＡ）、平面逆Ｆ型アンテナ（ＰＩＦＡ）の形態の組込みアンテナが広く使用されている。こうした形態のアンテナは一般に、データカードの一端に位置し、データカードシングルボードは、共に放射体を構成するアンテナの「グランド」として働く。本発明の実装中に、本発明者は以下のことを発見した。従来技術のアンテナ設計は、一態様では、アンテナ放射の近距離場エネルギーが集中して、ＳＡＲ値が比較的高くなり、別の態様では、アンテナ帯域幅が制限され、増大しつつある帯域幅要件を満たすことができない。

本発明の実施形態は、アンテナのＳＡＲ値を低減することができると共に、広帯域の動作帯域幅を実現することのできる、ワイヤレス端末のアンテナ設計方法およびデータカードシングルボードを提供する。

本発明の一実施形態は、ワイヤレス端末のアンテナ設計方法であって、
ワイヤレス端末のデータカードシングルボード上で他の金属配線のない半密閉エリアを分割する段階、および
半密閉エリア内にアンテナ配線および金属結合部片を配置する段階であって、アンテナ配線と金属結合部片とが平行であり、互いに重なり、金属結合部片とデータカードシングルボードとの間にギャップが存在し、金属結合部片がギャップを介してデータカードシングルボードと結合される段階
を含むアンテナ設計方法を提供する。
本発明の一実施形態は、ワイヤレス端末のデータカードシングルボードであって、
ワイヤレス端末のデータカードシングルボード上に配置され、半密閉エリア内に他の金属配線を有さない半密閉エリアと、
半密閉エリア内に配置されたアンテナ配線および金属結合部片であって、アンテナ配線と金属結合部片とが平行であり、互いに重なり、金属結合部片とデータカードシングルボードとの間にギャップが存在し、金属結合部片がギャップを介してデータカードシングルボードと結合されるアンテナ配線および金属結合部片と
を含むデータカードシングルボードを提供する。

本発明の実施形態によって提供される技術的解決策から、他の金属配線のない半密閉エリアがワイヤレス端末のデータカードシングルボード上で分割され、アンテナ配線および金属結合部片が半密閉エリア内に配置されることを知ることができる。データカードシングルボードは概してワイヤレス端末の中央に位置し、このとき、アンテナ配線からワイヤレス端末のカバーまでの距離が最長となり、したがってアンテナが、最大限の範囲でＳＡＲ試験用の人体トルソーモデルから離れたところに保たれ、それによってＳＡＲ値が低減される。アンテナ配線と金属結合部片とが平行であり、互いに重なり、金属結合部片とデータカードシングルボードとの間にギャップが存在するように設計されるので、アンテナ配線とデータカードシングルボードとの間で第２結合を実現するように、金属結合部片がギャップを介してデータカードシングルボードと結合され、複数の共振点がギャップで生成され、それによって広帯域の動作帯域幅が実現される。さらに、アンテナ配線によって金属結合部片に結合される電界エネルギーを比較的長いギャップでギャップ結合式に分散させることができ、このことは、エネルギーの集中分布を低下させ、ＳＡＲ値を低減する目的を達成する助けにもなる。

本発明の実施形態で技術的解決策をより明確に示すために、実施形態または従来技術を説明する添付の図面を以下で簡潔に紹介する。明らかに、以下の説明での添付の図面は、本発明のいくつかの実施形態に過ぎず、創造的な努力なしに、こうした添付の図面に従って他の図面を当業者は得ることができる。

本発明の一実施形態によるワイヤレス端末のアンテナ設計方法の略図である。 本発明の一実施形態によるワイヤレス端末のデータカードシングルボードの概略構造図である。

添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態での技術的解決策を以下で明確かつ完全に説明する。明らかに、説明する実施形態は、本発明の実施形態のすべてではなく、一部に過ぎない。創造的な努力なしに本発明の実施形態に基づいて当業者によって得られる他のすべての実施形態は、本発明の保護範囲内に包含されるものとする。

［実施形態１］
図１を参照すると、本発明の一実施形態は、以下を含む、ワイヤレス端末のアンテナ設計方法を提供する。

ステップＳ１１：他の金属配線のない半密閉エリアが、ワイヤレス端末のデータカードシングルボード上で分割される。

特定の実装では、半密閉エリアがデータカードシングルボードの一方の側で分割され、他の金属構成要素は半密閉エリア内のプリント板上に配置されず、または半密閉エリア内のプリント板が切断されることがある。半密閉エリアの外側のデータカードシングルボードは、他の金属構成要素を配置するように構成される。

ステップＳ１２：アンテナ配線および金属結合部片が半密閉エリア内に配置され、該半密閉エリアにおいて、アンテナ配線と金属結合部片とが平行であり、互いに重なり、金属結合部片とデータカードシングルボードとの間にギャップが存在し、金属結合部片がギャップを介してデータカードシングルボードと結合される。

配置されるアンテナ配線および金属結合部片が、半密閉エリア内のプリント板上にプリントされ、または半密閉エリア内にはんだ付けされる。金属結合部片が、プリント層間で非金属媒体または空気媒体を使用することによってアンテナ配線と結合され、配置された金属結合部片が、非金属媒体（例えば、空気）を使用することによってデータカードシングルボードから分離され、非金属媒体で分散されるエリアは、本発明で説明するギャップである（これは以下同じである）。

本発明の実施形態によって提供されるワイヤレス端末のアンテナ設計方法では、他の金属配線のない半密閉エリアが、ワイヤレス端末のデータカードシングルボード上で分割され、アンテナ配線および金属結合部片が半密閉エリア内に配置される。データカードシングルボードは概してワイヤレス端末の中央に位置し、このとき、アンテナ配線からワイヤレス端末のカバーまでの距離が最長となり、したがってアンテナが、最大限の範囲でＳＡＲ試験用の人体トルソーモデルから離れたところに保たれ、それによってＳＡＲ値が低減される。アンテナ配線と金属結合部片とが平行であり、互いに重なり、金属結合部片とデータカードシングルボードとの間にギャップが存在するように設計されるので、アンテナ配線とデータカードシングルボードとの間で第２結合を実現するように、金属結合部片がギャップを介してデータカードシングルボードと結合され、複数の共振点がギャップで生成され、それによって広帯域の動作帯域幅が実現される。さらに、アンテナ配線によって金属結合部片に結合される電界エネルギーを比較的長いギャップでギャップ結合式に分散させることができ、このことは、エネルギーの集中分布を低下させ、ＳＡＲ値を低減する目的を達成する助けにもなる。

例示的設計方式では、半密閉エリアをワイヤレス端末のデータ通信インターフェース付近のデータカードシングルボードの一端で、例えばユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インターフェース、パーソナルコンピュータメモリカード国際協会（ＰＣＭＣＩＡ）インターフェース、Ｅｘｐｒｅｓｓインターフェース、または他のインターフェース付近の位置で設計することができ、それにより、ポータブルデバイスへのアンテナ上のエネルギーの分散が促進され、ＳＡＲ値が低減される。

アンテナ配線を、折れ線（ｂｒｏｋｅｎ ｌｉｎｅｓ）または曲線を有する線形分布（ｌｉｎｅａｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）で設計することができ、アンテナ配線の一端が、アンテナ整合ネットワークを通じてアンテナフィーダに接続される。アンテナの共振特性は、アンテナ整合ネットワークのパラメータを調節することによって調節できる。

金属結合部片が半密閉エリア内に配置され、金属結合部片とアンテナ配線とが平行であり、互いに重なり、金属結合部片とデータカードシングルボードとの間にギャップが存在する。特定の実装において、金属結合部片は、アンテナ配線が位置するプリント層の上層、下層、あるいは上層及び下層の上にプリントでき、金属結合部片が、プリント層間で非金属媒体または空気媒体を使用することによってアンテナ配線と結合される。金属結合部片の形状が必要に応じて調節され、金属結合部片の形状は、任意の規則的形状の矩形、正方形、円形、菱形、台形、三角形、または不規則形状でよい。金属結合部片とアンテナ配線とが平行であり、互いに重なるので、金属結合部片をアンテナ配線から完全に絶縁することができ、または適切な位置で１つまたは複数の導電性接続点を追加することによってアンテナ配線に導電的に接続することができる。アンテナ配線とデータカードシングルボードとの間の第２結合が、金属結合部片とデータカードシングルボードとの間のギャップを介して金属結合部片によって実現される。言い換えれば、アンテナ配線内の電界がまず金属結合部片に結合され、次いでギャップを介して金属結合部片によってデータカードシングルボードに結合される。

必要に応じて、第１アンテナ整合点が、データカードシングルボードと金属結合部片との間のギャップ内に配設され、該第１アンテナ整合点は、コンデンサ、インダクタ、抵抗器などのデバイスのうちの１つまたはその組合せでよい。アンテナ配線の他端は、第１アンテナ整合点を介してデータカードシングルボードに接続される。金属結合部片とデータカードシングルボードとの間の結合共振点は、第１アンテナ整合点のパラメータを調節することによって調節できる。

必要に応じて、少なくとも１つの第２アンテナ整合点が、データカードシングルボードと金属結合部片との間のギャップ内に配設され、該第２アンテナ整合点は、コンデンサ、インダクタ、抵抗器などのデバイスのうちの１つまたはその組合せでよい。金属結合部片とデータカードシングルボードとの間の結合共振点は、第２アンテナ整合点のパラメータを調節することによってさらに調節することができ、したがって金属結合部片に結合された電界エネルギーが、ギャップ内の適切な位置で複数の共振点を生成する。

無線周波数信号が、アンテナフィーダおよびアンテナ整合ネットワークを通じてアンテナ内に供給される。アンテナの共振特性は、アンテナ整合ネットワークのパラメータを調節し、アンテナ配線の形状を最適化し、金属結合部片の形状を最適化し、データカードシングルボードと金属結合部片との間のギャップを最適化することによって調節できる。さらに、アンテナの共振特性は、アンテナ整合点のパラメータ、およびギャップ内のアンテナ整合点の位置を調節することによってさらに調節でき、最後に、８００ＭＨｚから２５００ＭＨｚで動作するＵＷＢおよび低ＳＡＲ値のアンテナ設計が実現される。

［実施形態２］
図２を参照すると、半密閉エリア２０が、ＵＳＢインターフェース２２付近のデータカードシングルボード２１の一部の上で分割され、半密閉エリア２０は、任意の規則的形状の矩形、正方形、円形、菱形、台形、三角形、または不規則形状でよい。半密閉エリア２０は、アンテナ配線２３、金属結合部片３０、第１アンテナ整合点２５、金属結合部片とデータカードシングルボードとの間のギャップ２８、ならびに第２アンテナ整合点２９を含む。アンテナ整合ネットワーク２６およびアンテナフィーダ２７は、半密閉エリア２０の外側のデータカードシングルボード上にプリントされる。さらに、アンテナ整合ネットワーク２６は、半密閉エリア２０の縁部位置に位置し、アンテナフィーダ２７が、アンテナ整合ネットワーク２６を通じてアンテナ配線２３の一端に接続される。

アンテナ配線２３は、折れ線または曲線を有する線形分布であり、半密閉エリア２０内にプリントまたははんだ付けされる。アンテナ配線２３と金属結合部片とは平行であり、互いに重なる。アンテナ配線２３の他端は、第１アンテナ整合点２５を介してデータカードシングルボード２１に接続される。

金属結合部片３０とアンテナ配線２３とは平行であり、互いに重なるので、金属結合部片３０をアンテナ配線２３から完全に絶縁することができ、または適切な位置で１つまたは複数の導電性接続点（図２では図示せず）を追加することによってアンテナ配線２３に導電的に接続することができる。特定の実装では、金属結合部片３０は、アンテナ配線２３が位置するプリント層の上層、下層、あるいは上層及び下層の上にプリントでき、金属結合部片３０の形状は半密閉エリア２０と共に調節でき、半密閉エリア２０は、任意の規則的形状または不規則形状でよい。金属結合部片３０は、プリント層間で非金属媒体または空気媒体を使用することによってアンテナ配線２３と結合される。

金属結合部片３０とデータカードシングルボード２１との間にギャップが存在するので、金属結合部片３０が、ギャップを介してデータカードシングルボード２１と結合される。このようにして、アンテナ配線２３とデータカードシングルボード２１との間で第２結合を実現するように、まずアンテナ配線２３が、エネルギーの一部を金属結合部片３０に結合し、次いで金属結合部片３０が、ギャップ２８を介してエネルギーをデータカードシングルボード２１に結合する。

半密閉エリア２０はＵＳＢインターフェース２２付近の位置に位置し、それにより、ポータブルデバイスへのアンテナ上のエネルギーの分散が促進される。アンテナ配線２３および金属結合部片３０は半密閉エリア２０内に配置される。データカードシングルボードは概してワイヤレス端末の中央に位置し、このとき、アンテナ配線２３からワイヤレス端末のカバーまでの距離が最長となり、したがってアンテナが、最大限の範囲でＳＡＲ試験用の人体トルソーモデルから離れたところに保たれ、それによってＳＡＲ値が低減される。一方、アンテナ配線２３が、ギャップを介して金属結合部片３０を通じてデータカードシングルボード２１と結合され、広帯域の動作帯域幅を実現するように、複数の共振点を生成することができる。さらに、アンテナ配線によって金属結合部片に結合される電界エネルギーを比較的長いギャップでギャップ結合式に分散させることができ、このことは、エネルギーの集中分布を低下させ、ＳＡＲ値を低減する目的を達成する助けにもなる。

第２アンテナ整合点２９が、金属結合部片３０とデータカードシングルボード２１との間のギャップ内に配設され、第２アンテナ整合点２９は、コンデンサ、インダクタ、抵抗器などのデバイスのうちの１つまたはその組合せでよい。１つまたは複数の第２アンテナ整合点２９を分散させることができ、ギャップ２８内の位置を調節して、金属結合部片３０とデータカードシングルボード２１との間の結合共振点を調節することができ、したがって金属結合部片３０に結合された電界エネルギーが、ギャップ内の適切な位置で複数の共振点を生成する。

無線周波数信号が、アンテナフィーダ２７によってアンテナ整合ネットワーク２６を通じてアンテナ配線２３内に供給される。アンテナの共振特性は、アンテナ整合ネットワーク２６のパラメータを調節し、アンテナ配線２３の形状を最適化し、金属結合部片３０の形状を最適化し、データカードシングルボード２１と金属結合部片３０との間のギャップ２８を最適化することによって調節できる。さらに、アンテナの共振特性は、アンテナ整合点（２５および２９）のパラメータ、およびギャップ２８内のアンテナ整合点（２５および２９）の位置を調節することによってさらに調節でき、最後に、８００ＭＨｚから２５００ＭＨｚで動作するＵＷＢおよび低ＳＡＲ値のアンテナ設計が実現される。

［実施形態３］
図２をさらに参照すると、本発明の一実施形態は、ワイヤレス端末のデータカードシングルボード２１を提供し、該データカードシングルボード２１は、
ワイヤレス端末のデータカードシングルボード２１上に位置し、半密閉エリア２０内に他の金属配線を有さない半密閉エリア
を含む。

半密閉エリア２０は、任意の規則的形状の矩形、正方形、円形、菱形、台形、三角形、または不規則形状でよい。

アンテナ配線２３および金属結合部片３０が半密閉エリア２０内に配置され、アンテナ配線２３と金属結合部片３０とが平行であり、互いに重なり、金属結合部片３０とデータカードシングルボードとの間にギャップ２８が存在し、金属結合部片３０がギャップ２８を介してデータカードシングルボードと結合される。

アンテナ配線２３を、折れ線または曲線を有する線形分布で設計することができ、アンテナ配線２３の一端が、アンテナ整合ネットワーク２６を通じてアンテナフィーダ２７に接続される。アンテナの共振特性は、アンテナ整合ネットワーク２６のパラメータを調節することによって調節できる。

金属結合部片３０が半密閉エリア２０内に配置され、金属結合部片３０の形状は必要に応じて調節でき、金属結合部片３０は、任意の規則的形状の矩形、正方形、円形、菱形、台形、三角形、または不規則形状でよい。

金属結合部片３０とアンテナ配線２３とは平行であり、互いに重なり、両者は、プリント層間で非金属媒体または空気媒体を使用することによって結合される。金属結合部片３０をアンテナ配線２３から完全に絶縁することができ、または適切な位置で１つまたは複数の導電性接続点を追加することによってアンテナ配線２３に導電的に接続することができる。金属結合部片３０とデータカードシングルボード２１との間にギャップ２８が存在する。アンテナ配線２３とデータカードシングルボード２１との間で第２結合を実現するように、まずアンテナ配線２３内の電界を金属結合部片３０に結合し、次いでギャップ２８を介して金属結合部片３０によってデータカードシングルボードに結合することができる。

好ましくは、半密閉エリア２０が、ワイヤレス端末のデータ通信インターフェース２２付近のデータカードシングルボード２１の一端に位置し、それにより、ポータブルデバイスへのアンテナ上のエネルギーの分散が促進される。

必要に応じて、ワイヤレス端末のデータカードシングルボード２１は、金属結合部片３０とデータカードシングルボード２１との間のギャップ内に配設され、アンテナ配線２３の一端およびデータカードシングルボード２１に接続され、且つ金属結合部片とデータカードシングルボードとの間の結合共振点を調節するように構成された第１アンテナ整合点２５をさらに含む。

必要に応じて、ワイヤレス端末のデータカードシングルボードは、金属結合部片３０とデータカードシングルボードとの間のギャップ内に配設された少なくとも１つの第２アンテナ整合点２９をさらに含み、金属結合部片３０とデータカードシングルボード２１との間の結合共振点を調節するように、ギャップ２８内の第２アンテナ整合点２９の位置を調節することができる。

アンテナ配線２３および金属結合部片３０が半密閉エリア２０内に配設される。データカードシングルボード２１は概してワイヤレス端末の中央に位置し、このとき、アンテナ配線からワイヤレス端末のカバーまでの距離が最長となり、したがってアンテナが、最大限の範囲でＳＡＲ試験用の人体トルソーモデルから離れたところに保たれ、それによってＳＡＲ値が低減される。一方、金属結合部片３０が、ギャップ２８を介してデータカードシングルボード２１に結合され、したがってアンテナ配線２３によって金属結合部片３０に結合された電界エネルギーが、ギャップ２８を介してデータカードシングルボードとの間で複数の共振点を生成することができ、それによって広帯域の動作帯域幅が実現される。さらに、金属結合部片３０内の電界エネルギーを比較的長いギャップでギャップ結合式に分散させることができ、このことは、エネルギーの集中分布を低下させ、ＳＡＲ値を低減する目的を達成する助けにもなる。

結論として、本発明の実施形態では、他の金属配線のない半密閉エリアがデータカードシングルボード上で分割され、半密閉エリアは、アンテナ配線、金属結合部片、ギャップなどの設計要素のみを含む。最後に、半密閉エリアの形状および半密閉エリア内の設計要素を最適化することにより、ＵＷＢおよび低ＳＡＲ値のアンテナ設計が実現される。

上記の特定の実施形態は本発明を限定するものではない。当業者にとって、本発明の原理から逸脱することなく行われるどんな修正、等価な置換、または改良も本発明の保護範囲内に包含されるものとする。

１１ 他の金属配線のない半密閉エリアをワイヤレス端末のデータカードシングルボード上で分割する段階
１２ アンテナ配線および金属結合部片を半密閉エリア内に配置し、アンテナ配線と金属結合部片とが平行であり、且つ互いに重なり、金属結合部片とデータカードシングルボードとの間にギャップが存在し、金属結合部片がギャップを介してデータカードシングルボードと結合される段階
２０ 半密閉エリア
２１ データカードシングルボード
２２ ＵＳＢインターフェース
２３ アンテナ配線
２５ 第１アンテナ整合点
２６ アンテナ整合ネットワーク
２７ アンテナフィーダ
２８ ギャップ
２９ 第２アンテナ整合点
３０ 金属結合部片

Claims (12)

1. ワイヤレス端末のアンテナ設計方法であって、
   前記ワイヤレス端末のデータカードシングルボード上で他の金属配線のない半密閉エリアを分割する段階と、
   前記半密閉エリア内にアンテナ配線および金属結合部片を配置する段階と、を含み、
   前記アンテナ配線と前記金属結合部片とが平行であり、且つ互いに重なり、前記金属結合部片と前記データカードシングルボードとの間にギャップが存在し、前記金属結合部片が前記ギャップを介して前記データカードシングルボードと結合されることを特徴とする、アンテナ設計方法。
2. 前記半密閉エリアが、前記ワイヤレス端末のデータ通信インターフェース付近の前記データカードシングルボードの一端に位置することを特徴とする、請求項１に記載のアンテナ設計方法。
3. 前記アンテナ配線が線形分布であることを特徴とする、請求項１に記載のアンテナ設計方法。
4. 第１アンテナ整合点が、前記金属結合部片と前記データカードシングルボードとの間の前記ギャップ内に配設され、前記アンテナ配線の一端が、前記第１アンテナ整合点を介して前記データカードシングルボードに接続されることを特徴とする、請求項３に記載のアンテナ設計方法。
5. 整合構成要素値または前記第１アンテナ整合点の位置を調節することにより、前記金属結合部片と前記データカードシングルボードとの間の結合共振点を調節する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載のアンテナ設計方法。
6. 少なくとも１つの第２アンテナ整合点が、前記金属結合部片と前記データカードシングルボードとの間の前記ギャップ内に配設されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のアンテナ設計方法。
7. 整合構成要素値または前記第２アンテナ整合点の位置を調節することにより、前記金属結合部片と前記データカードシングルボードとの間の結合共振点を調節する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項６に記載のアンテナ設計方法。
8. ワイヤレス端末のデータカードシングルボードであって、
   前記ワイヤレス端末のデータカードシングルボード上に位置し、且つ半密閉エリア内に他の金属配線を有さない半密閉エリアと、
   前記半密閉エリア内に配置されたアンテナ配線および金属結合部片と、を備え、
   前記アンテナ配線と前記金属結合部片とが平行であり、且つ互いに重なり、前記金属結合部片と前記データカードシングルボードとの間にギャップが存在し、前記金属結合部片が前記ギャップを介して前記データカードシングルボードと結合されることを特徴とする、データカードシングルボード。
9. 前記半密閉エリアが、前記ワイヤレス端末のデータ通信インターフェース付近の前記データカードシングルボードの一端に位置することを特徴とする、請求項８に記載のデータカードシングルボード。
10. 前記アンテナ配線が線形分布であることを特徴とする、請求項８に記載のデータカードシングルボード。
11. 前記金属結合部片と前記データカードシングルボードとの間の前記ギャップ内に配設され、前記アンテナ配線の一端を前記データカードシングルボードに接続するように構成された第１アンテナ整合点をさらに備えることを特徴とする、請求項１０に記載のデータカードシングルボード。
12. 前記金属結合部片と前記データカードシングルボードとの間の前記ギャップ内に配設された少なくとも１つの第２アンテナ整合点をさらに備えることを特徴とする、請求項８から１１のいずれか一項に記載のデータカードシングルボード。

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