JP2014087050A

JP2014087050A - アンテナ構造及び当該アンテナ構造を備えた無線通信装置

Info

Publication number: JP2014087050A
Application number: JP2013192748A
Authority: JP
Inventors: Yi-Ting Chen; 依▲テイ▼ 陳; Cho-Kang Hsu; ▲タク▼綱許
Original assignee: Chiun Mai Communication Systems Inc
Current assignee: Chiun Mai Communication Systems Inc
Priority date: 2012-10-26
Filing date: 2013-09-18
Publication date: 2014-05-12
Also published as: TW201417400A; US9748633B2; TWI581505B; US20140118195A1

Abstract

【課題】本発明は、帯域幅が広く、且つ体積が小さいアンテナ構造及びこのアンテナ構造を備えた無線通信装置を提供する。
【解決手段】本発明に係るアンテナ構造は、フィードイン端子と、接地端子と、第１の放射体と、第２の放射体と、第３の放射体と、を備える。前記接地端子と前記フィードイン端子とは、互いに接触しない状態で配置され、前記第１の放射体と前記第２の放射体とは、何れも前記フィードイン端子に連接され、前記第３の放射体は前記接地端子に連接され、前記第２の放射体は互いに連接する第１の連接片及び第２の連接片を含み、前記第３の放射体は互いに連接する第１の延在片及び第２の延在片を含み、前記第１の延在片は前記第１の連接片と間隔をあけて互いに平行して配置され、前記第２の延在片は前記第２の連接片と間隔をあけて互いに平行して配置されることによって、前記第２の放射体の電流は前記第３の放射体にカップリングされる。
【選択図】図１

Description

本発明は、アンテナ構造及び当該アンテナ構造を備えた無線通信装置に関する。

現在、日常生活においてよく利用されている携帯電話機、ＰＤＡ及びタブレットＰＣ等の携帯式通信端末機にとって、無線電波を送受信することにより無線データ信号を伝送又は交換するためのアンテナ構造は、主要部品の一つである。

近年、異なる周波数帯域を使用する各種の通信システムが絶えず出現することに伴って、アンテナ構造も多くの周波数帯域を含むブロードバンドを目指して設計されている。すなわち、携帯式通信端末機が異なる周波数帯域を使用した多種の無線通信システムにおいても、正常に信号の伝送を行なうために、現在のアンテナ構造は、多種の異なる周波数の信号を送受信しなければならない。

しかし、ブロードバンドのアンテナの構造は一般的に複雑であり、携帯式通信端末機の小型化、軽量化及び薄型化によって、アンテナ構造のブロードバンド特性を確保すると共に、アンテナ構造のサイズを小さくするのは難題である。

以上の問題点に鑑みて、本発明は、帯域幅が広く、且つ、体積が小さいアンテナ構造及びこのアンテナ構造を備えた無線通信装置を提供することを目的とする。

上述の問題を解決するために、本発明に係るアンテナ構造は、フィードイン端子と、接地端子と、第１の放射体と、第２の放射体と、第３の放射体とを備えているアンテナ構造であって、接地端子とフィードイン端子とが、互いに対して非接触状態で配置されており、第１の放射体と第２の放射体との両方が、フィードイン端子に連接されており、第３の放射体が、接地端子に連接されており、第２の放射体が、互いに連接している第１の連接片及び第２の連接片を含んでおり、第３の放射体が、互いに連接している第１の延在片及び第２の延在片を含んでおり、第１の延在片が、第１の連接片から離隔された状態で互いに対して平行に配置されており、第２の延在片が、第２の連接片から離隔された状態で互いに対して平行に配置されていることによって、第２の放射体の電流が、第３の放射体にカップリングされる。

また、上述の問題を解決するために、本発明に係るアンテナ構造は、フィードイン端子と、接地端子と、第１の放射体と、第２の放射体と、第３の放射体とを備えているアンテナ構造であって、接地端子とフィードイン端子とが、互いに対して非接触状態で配置されており、第１の放射体と第２の放射体との両方が、フィードイン端子に連接されており、第３の放射体が、接地端子に連接されており、第２の放射体が、互いに連接している第１の連接片及び第２の連接片を含んでおり、第３の放射体が、互いに連接している第１の延在片及び第２の延在片を含んでおり、第１の延在片が、第１の連接片から離隔された状態で互いに対して平行に配置されており、第２の延在片が、第２の連接片から離隔された状態で互いに対して平行に配置されており、第１の放射体が、第１の中心周波数をカバーする無線信号を送受信するために用いられ、第２の放射体が、第２の中心周波数をカバーする無線信号を送受信するために用いられ、第２の放射体の電流が、第３の放射体にカップリングされることによって、第３の放射体は、第３の中心周波数をカバーする無線信号を送受信するための新しいモードを卓越する。

本発明のアンテナ構造は、複数の放射体を備え、且つ第２の放射体を介して電流を第３の放射体にカップリングすることによって、複数の周波数帯域の無線信号を送受信するので、従来の技術と比較して、帯域幅を拡大させることができる。また、本発明のアンテナ構造は、第２の放射体の位置、第３の放射体の位置及び第２の放射体と第３の放射体との間隔を合理的に配置することによって、アンテナのサイズを小さくし、無線通信装置を小型化することができる。

本発明の実施形態に係るアンテナ構造の斜視図である。図１に表わすアンテナ構造のリターンロス（ＲｅｔｕｒｎＬｏｓｓ）を示す図である。

図１に示すように、本発明の実施形態に係るアンテナ構造１００は、例えば携帯電話機やタブレットパソコン等のような無線通信装置に適用され、音声及び映像等のデータを送受信するために用いられる。

アンテナ構造１００は、フィードイン端子１０と、接地端子２０と、第１の放射体３０と、第２の放射体４０と、第３の放射体５０とを備えている。

フィードイン端子１０は、無線通信装置の回路基板（図示しない）に設けられた信号フィードイン点に電気的に接続され、アンテナ構造１００に電流を供給する。

接地端子２０とフィードイン端子１０は、互いに対して非接触状態で、同一平面上に平行に配置されている。接地端子２０は、無線通信装置の回路基板に設けられた接地点（図示しない）に電気的に接続され、アンテナ構造１００を流れる電流が、回路を形成している。

第１の放射体３０は、フィードイン端子１０に連接されており、順番に連接された第１の延伸部３１と、第２の延伸部３２と、第３の延伸部３３と、第４の延伸部３４と、第５の延伸部３５とを備えている。本実施形態では、第１の延伸部３１と第２の延伸部３２と第３の延伸部３３とは、同一平面上に位置している。また、第１の延伸部３１は、フィードイン端子１０の接地端子２０から離隔した側部に連接されている。第２の延伸部３２は、第１の延伸部３１と第３の延伸部３３との間に斜めに設置されており、第２の延伸部３２の端部それぞれが、第１の延伸部３１及び第３の延伸部３３それぞれに連接されている。第３の延伸部３３は、第１の延伸部３１に対して平行に設置されている。第４の延伸部３４は、第３の延伸部３３と第５の延伸部３５との間に連接されており、第４の延伸部３４の第５の延伸部３５に近接している端部は、略弧状に形成されている。第５の延伸部３５は、第４の延伸部３４の弧状の端部と同一平面上に位置しており、第１の延伸部３１が所在する平面に対して略垂直に設けられている。さらに、第５の延伸部３５は、第２の放射体４０から離隔する方向に延在している。設計及び製造の段階において、第１の放射体３０の長さを調節することによって、アンテナ構造１００は、第１の中心周波数が８２４〜９６０ＭＨｚ（例えば、ＧＳＭ（登録商標）８５０／ＥＧＳＭ９００）の無線信号を送受信する際に、好ましい効果を得ることができる。

第２の放射体４０は、フィードイン端子１０に連接されており、第１の放射体３０の第１の延伸部３１と同一平面上に位置している。第２の放射体４０は、第１の連接片４２と、第２の連接片４４とを備えている。第１の連接片４２は、フィードイン端子１０の一方の端部から直線状に延伸しており、第１の延伸部３１に対して垂直に連接されている。第２の連接片４４は、第１の連接片４２が第３の放射体５０から離隔する方向に対して垂直に連接されており、第１の延伸部３１に対して平行に延伸している。本実施形態では、第２の連接片４４の長さは、第１の延伸部３１の長さと略同一である。設計及び製造の段階において、第２の放射体４０の長さを調節することによって、アンテナ構造１００は、第２の中心周波数が１７１０〜１９９０ＭＨｚ（例えば、ＤＣＳ１８００／ＰＣＳ１９００）の無線信号を送受信する際に、好ましい効果を得ることができる。

第３の放射体５０は、「Ｌ」字状を呈しており、接地端子２０に連接されている。また、第３の放射体５０は、第１の延在片５２と、第２の延在片５４とを備えている。第１の延在片５２は、接地端子２０の一方の端部から直線状に延伸している。第２の延在片５４は、第１の延在片５２と弧状の表面を形成するように連接されている。第２の延在片５４が所在する平面は、第１の延在片５２が所在する平面に対して略垂直に配置されている。さらに、第２の放射体４０を流れる電流を第３の放射体５０にカップリングすることによって、第３の放射体５０に無線信号を送受信するための新しいモードを卓越させるために、第１の延在片５２は、第１の連接片４２に対して平行に配置されており、第１の連接片４２と所定の間隔で離隔された状態で設けられている。第２の延在片５４は、第２の連接片４４に対して平行に配置されており、第２の連接片４４と所定の間隔で離隔された状態で設けられている。

設計及び製造の段階において、第３の放射体５０の長さ及び第３の放射体５０と第２の放射体４０との間の間隔距離を調節することによって、アンテナ構造１００は、第３の中心周波数が１９９０〜２１７０ＭＨｚ（例えば、ＵＭＴＳＢａｎｄＩ／ＩＩ／Ｖ周波数帯域）の無線信号を送受信する際に、好ましい効果を得ることができる。また、第３の放射体５０と第２の放射体４０との間の距離を調節することで、アンテナ構造１００における高周波数帯域（例えば、１７１０〜２１７０ＭＨｚ）内でのインピーダンスマッチングの効果をさらに改善することができる。

本発明のアンテナ構造１００の動作原理について、以下に詳述する。

フィードイン端子１０が無線通信装置の回路基板から電流を得ると、第１の放射体３０及び第２の放射体４０には電流が流れる。これと同時に、第２の放射体４０と第３の放射体５０との間の間隔距離が予定の要求に合致するので、電流は第２の放射体４０を介して第３の放射体５０にカップリングされ、さらに、第３の放射体５０は新しいモードが卓越される。また、アンテナ構造１００上の電流は、接地端子２０を介して無線通信装置の回路基板に戻って回路を形成する。これにより、本発明のアンテナ構造１００は、多くの周波数帯域の無線信号を送受信できる。

図２に表わすように、アンテナ構造１００は広い帯域幅を有し、中心周波数が８２４〜９６０ＭＨｚ、１７１０〜１９９０ＭＨｚ及び１９９０〜２１７０ＭＨｚである無線信号を送受信する際、優れた効果を得ることができる。

変形例として、本発明のアンテナ構造１００の全体を同一平面上に配置することができる。すなわち、フィードイン端子１０と、接地端子２０と、第１の放射体３０と、第２の放射体４０と、第３の放射体５０、を同一平面内に設置しても良い。

上述の実施形態から理解されるように、本発明のアンテナ構造１００は、複数の放射体を備えており、電流を第２の放射体４０を介して第３の放射体５０にカップリングすることによって、複数の周波数帯域の無線信号を送受信するので、帯域幅を拡大することができる。また、本発明のアンテナ構造１００は、第２の放射体４０の位置、第３の放射体５０の位置、及び第２の放射体４０と第３の放射体５０との間隔を合理的に配置することによって、アンテナのサイズを小さくし、無線通信装置の小型化を促進することができる。

以上、本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形又は修正が可能であり、該変形又は修正も、本発明の特許請求の範囲内に含まれるものであるのは、言うまでもない。

１００アンテナ構造
１０フィードイン端子
２０接地端子
３０第１の放射体
３１第１の延伸部
３２第２の延伸部
３３第３の延伸部
３４第４の延伸部
３５第５の延伸部
４０第２の放射体
４２第１の連接片
４４第２の連接片
５０第３の放射体
５２第１の延在片
５４第２の延在片

Claims

フィードイン端子と、接地端子と、第１の放射体と、第２の放射体と、第３の放射体とを備えているアンテナ構造であって、
前記接地端子と前記フィードイン端子とが、互いに対して非接触状態で配置されており、
前記第１の放射体と前記第２の放射体との両方が、前記フィードイン端子に連接されており、
前記第３の放射体が、前記接地端子に連接されており、
前記第２の放射体が、互いに連接している第１の連接片及び第２の連接片を含んでおり、
前記第３の放射体が、互いに連接している第１の延在片及び第２の延在片を含んでおり、
前記第１の延在片が、前記第１の連接片から離隔された状態で互いに対して平行に配置されており、前記第２の延在片が、前記第２の連接片から離隔された状態で互いに対して平行に配置されていることによって、前記第２の放射体の電流が、前記第３の放射体にカップリングされることを特徴とするアンテナ構造。
前記第１の放射体が、順番に連接されている第１の延伸部と、第２の延伸部と、第３の延伸部と、第４の延伸部と、第５の延伸部とを備えており、
前記第１の延伸部が、前記フィードイン端子の前記接地端子から離隔している側部に連接されており、
前記第２の延伸部が、前記第１の延伸部と前記第３の延伸部との間に斜めに設置されており、
前記第２の延伸部の端部それぞれが、前記第１の延伸部及び前記第３の延伸部それぞれに連接されており、
前記第３の延伸部が、前記第１の延伸部に対して平行に設置されており、
前記第４の延伸部が、前記第３の延伸部と前記第５の延伸部との間に連接されており、
前記第５の延伸部に近接している一方の端部が、弧状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ構造。
前記第１の延伸部と前記第２の延伸部と前記第３の延伸部とが、同一平面上に位置しており、
前記第５の延伸部が、前記第４の延伸部の弧状の端部と同一平面上に位置しており、前記第１の延伸部が所在する平面に対して垂直に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ構造。
前記第１の連接片が、前記フィードイン端子の一方の端部から直線状に延伸しており、前記第１の延伸部に対して垂直に連接されており、
前記第２の連接片が、前記第１の連接片が前記第３の放射体から離隔する方向に対して垂直に連接されており、前記第１の延伸部に対して平行に延伸していることを特徴とする請求項３に記載のアンテナ構造。
前記第３の放射体が、Ｌ字状に形成されていると共に、前記接地端子に連接されており、
前記第１の延在片が、前記接地端子の一方の端部から直線状に延伸しており、
前記第２の延在片が、前記第１の延在片と弧状の表面を形成するように連接されており、
前記第２の延在片が所在する平面が、前記第１の延在片が所在する平面に対して垂直に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のアンテナ構造。
フィードイン端子と、接地端子と、第１の放射体と、第２の放射体と、第３の放射体とを備えているアンテナ構造であって、
前記接地端子と前記フィードイン端子とが、互いに対して非接触状態で配置されており、
前記第１の放射体と前記第２の放射体との両方が、前記フィードイン端子に連接されており、
前記第３の放射体が、前記接地端子に連接されており、
前記第２の放射体が、互いに連接している第１の連接片及び第２の連接片を含んでおり、
前記第３の放射体が、互いに連接している第１の延在片及び第２の延在片を含んでおり、
前記第１の延在片が、前記第１の連接片から離隔された状態で互いに対して平行に配置されており、
前記第２の延在片が、前記第２の連接片から離隔された状態で互いに対して平行に配置されており、
前記第１の放射体が、第１の中心周波数をカバーする無線信号を送受信するために用いられ、
前記第２の放射体が、第２の中心周波数をカバーする無線信号を送受信するために用いられ、
前記第２の放射体の電流が、前記第３の放射体にカップリングされることによって、前記第３の放射体は、第３の中心周波数をカバーする無線信号を送受信するための新しいモードを卓越することを特徴とするアンテナ構造。
前記フィードイン端子と、前記接地端子と、前記第１の放射体と、前記第２の放射体と、前記第３の放射体とが、同一平面上に位置していることを特徴とする請求項６に記載のアンテナ構造。
前記第１の中心周波数が、８２４〜９６０ＭＨｚであり、
前記第２の中心周波数が、１７１０〜１９９０ＭＨｚであり、
前記第３の中心周波数が、１９９０〜２１７０ＭＨｚであることを特徴とする請求項６に記載のアンテナ構造。