JP2014522595A - 無線端末 - Google Patents

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Abstract

プリント回路基板(PCB)(10)とアンテナシステム(20)とを含む無線端末。アンテナシステム(20)は、衛星からの測位キャリア信号を受信するように構成された測位アンテナ(21)を含む。導波ダイポール(22)が測位アンテナ(21)の放射領域内に配置され、測位アンテナ(21)からのエネルギーを導波ダイポール(22)に結合させ、かつそのエネルギーを空間に放射するように構成される。衛星のキャリア信号(すなわち1575.42MHzの無線周波数(RF)信号)の空間低抵抗経路を形成するように、導波ダイポールを測位アンテナの放射領域内に配置することで、本実施形態は、測位アンテナのエネルギーが導波ダイポールに結合され、かつその結合されたエネルギーが導波ダイポールによって空間に放射され、その結果、結合放射フィールドを形成するように実現可能となり、結果的に、アンテナシステムの放射効率を改善し、かつ放射の方向性誘導を達成できる。

Description

本発明の実施形態は通信技術に関し、特に無線端末に関する。
無線通信技術の発達に伴い、無線端末には、ますます多くのアプリケーション機能が一体化され、測位機能もそれら機能のうちである。無線端末には、衛星からの測位キャリア信号を受信するための測位アンテナ、たとえば、全地球測位システム(Global Positioning System、省略形はGPS)、Galileo衛星ナビゲーションシステムおよび全地球ナビゲーション衛星システム(GLObal NAvigation Satellite System、省略形はGLONASS)など測位システムにおける測位アンテナが設けられている。
しかしながら、先行技術においては、必ずしも測位アンテナからの全てのエネルギーが空間に放射されず、エネルギーの一部は、アンテナのフィーダを通じてプリント回路基板(Printed Circuit Board、省略形はPCB)に戻され、PCBにより放射されかつ消費され、結果的に、測位アンテナの放射効率を低下させる。
本発明の実施形態は、放射効率を改善するために使用される、無線端末を提供する。
本発明の実施形態は、PCBとアンテナシステムとを含む無線端末を提供し、そのアンテナシステムは衛星からの測位キャリア信号を受信するための測位アンテナを含み、さらに測位アンテナの放射領域内には導波器が配置されており、その導波器は測位アンテナからのエネルギーを導波器に結合させ、かつそのエネルギーを空間に放射させるために使用される。
上述の技術的解決策から、以下のような点が分る。すなわち、本発明の一実施形態においては、導波器が測位アンテナの放射領域内に配置され、かつ衛星からのキャリア信号(すなわち1575.42MHzの無線周波数信号)のための空間低抵抗経路(space low-resistance path)が形成され、その結果、測位アンテナのエネルギーが導波器に結合され、かつ結合されたエネルギーが導波器によって空間に放射されて、結合放射フィールド(coupling radiation field)を形成するような構成が可能となり、結果的に、アンテナシステムの放射効率を改善し、同時に、放射のための方向性誘導をさらに構成するという点である。
本発明の実施形態または先行技術における技術的な解決策をさらに明確に説明する目的で、その実施形態または先行技術を説明するために必要な添付の図面を、以下に簡単に説明する。以下に説明する添付の図面は、本発明のいくつかの実施形態を示すに過ぎず、これら添付の図面に基づいて当業者が創造的努力を要することなく他の図面をさらに得ることができることは明らかである。
本発明の一実施形態に係る無線端末の概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る無線端末のアンテナシステムの概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る無線端末のアンテナシステムの概略寸法図である。
本発明の実施形態の目的、技術的解決策および利点をさらに明確にするため、本発明の実施形態の添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態における技術的解決策を、以下に明確および完全に説明する。ここで説明する実施形態は、本発明の単なる一部であって、本発明の全ての実施形態を説明するものではないことは明らかである。本発明の実施形態に基づいて、当業者により創造的努力を要することなく得ることができる全ての他の実施形態が、本発明の保護の範囲内に入ることは明らかである。
本発明の実施形態に係る無線端末は、携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント(Personal Digital Assistant、省略形はPDA)、無線ハンドヘルドデバイス、パーソナルコンピュータ、無線ネットブック、ポータブルコンピュータ、MP3プレーヤーおよびMP4プレーヤーのような、測位機能を有する端末を含むが、これらに限定されないことに留意されたい。
図1は本発明の実施形態に係る無線端末の概略構成図である。図1に示すように、この実施形態における無線端末は、PCB10とアンテナシステム20とを含んでもよい。アンテナシステム20は、衛星からの測位キャリア信号を受信するための測位アンテナ21を含んでもよい。導波器22が、測位アンテナ21の放射領域内に配置されており、測位アンテナ21からのエネルギーを導波器22に結合し、かつ導波器22内に結合されたエネルギーを空間に放射するために使用される。
測位アンテナ21は、モノポール(monopole)アンテナ、逆F型アンテナ(Inverted F-shaped Antenna、省略形はIFA)または板状逆F型アンテナ(Planar Inverted F-shaped Antenna、省略形はPIFA)を含んでもよいが、これらに限定されるものではなく、この実施形態においても限定されてはいない。
電磁波は周期的な正弦波または余弦波として空間内で伝播されるため、誘電媒体内の波長の4分の1、すなわちゼロ交差から波の頂点またはゼロ交差から波の谷までを1つの区間として考慮する。導波器の長さが誘電媒体内の波長の2分の1の整数倍である場合、導波器は対応する周波数の電磁波に関して引力を有し、電磁波をその方向に向かって放射するように案内することができ、すなわち、指向効果(directing effect)が生まれる。いくつかの環境においては、導波器は無線端末全体のサイズによって制限される。誘電媒体内の波長の4分の1の空間を、導波器と測位アンテナ21との間に作り得ない場合であっても、短距離結合(short-distance coupling)が生まれる可能性もあり、その効果は、誘電媒体内の波長の4分の1の空間が導波器と測位アンテナ21との間に作られた場合に生まれる効果と類似する。
たとえば、この実施形態における導波器22は、頭端部が尾端部に接続された導波器であり、かつその長さが誘電媒体内の波長の2分の1の偶数倍であってもよい。なぜなら、閉曲線に関しては、共振は主として周囲長に関連するからである。周囲長が誘電媒体内の波長の2分の1の偶数倍である場合に、共振は最強となる。
たとえば、任意ではあるが、この実施形態における導波器22はまた、頭端部が尾端部に接続されていない導波器であってもよく、この点についてはこの実施形態では限定されてはいないが、さらに、その長さが誘電媒体内の波長の2分の1の奇数倍であってもよい。なぜなら、薄肉で長い金属導電体に関しては、その長さが波長の2分の1(および誘電媒体内の波長の2分の1の奇数倍)である場合に、共振は最強となるからである。
この実施形態においては、測位アンテナ21から導波器22へのエネルギーの結合と、導波器22内に結合されたエネルギーの空間への放射とを実行するように、導波器22は測位アンテナ21の放射領域内のどの位置に配置されてもよい。好ましくは、この実施形態における導波器22は、具体的には測位アンテナ21の近傍尾端部分に対して平行に配置されてもよい。図2に示すように、導波器22は、測位アンテナ21の影線付き部分に対して平行に配置されている。測位アンテナ21の尾端部とは、測位アンテナ21とPCB10(フィーダの端部)との間の接続端部から離れた側の端部を意味しており、また、遠方の端部と呼ばれてもよい。たとえば、測位アンテナ21がL型形状である場合、近傍尾端部分はL型形状の底部である。
具体的には、測位アンテナ21が無線端末の背面カバー上に配置され、導波器22が無線端末全体の頂点部分に配置されてもよい。図3に示すように、導波器22と測位アンテナ21の近傍尾端部分との間の距離は4.5mm〜5.5mmであってもよく、好適には5mmを選択することが望ましい。導波器22は直線的な棒状の金属であってもよく、または測位アンテナ21に背向して湾曲するアーチ状金属であってもよく、このとき、導波器22の長さは52mm〜58mmであってもよく、好適には55mmを選択することが望ましい。導波器22の幅は1mm〜3mmであってもよく、好適には2mmを選択することが望ましい。さらに測位アンテナ21のサイズに関しては、先行技術において設計された対応するパラメータを参照することが可能であり、したがってここでは詳細の反復的な説明を省略する。
具体的には、アンテナシステムの放射効率は表1に示すようであってもよい。
Figure 2014522595
この実施形態では、導波器が測位アンテナの放射領域内に配置され、かつ衛星からのキャリア信号(すなわち1575.42MHzの無線周波数信号)のための空間低抵抗経路が形成され、その結果、測位アンテナのエネルギーが導波器に結合され、かつ結合されたエネルギーが導波器によって空間に放射されて、結合放射フィールドを形成するような構成が可能となり、結果的に、アンテナシステムの放射効率を改善し、同時に、放射のための方向性誘導をさらに構成する。
最後に、上述の実施形態は、単に本発明の技術的解決策の説明を意図するものであって、本発明の限定を意図するものではないことに留意されたい。本発明を上述の実施形態を参照しながら詳細に説明したが、当業者なら、上述の実施形態で説明された技術的解決策に対してさらに修正を加え、または上述の実施形態で説明された技術的解決策の技術的特徴の一部に対して同等の置換を行うことが可能ではあるが、しかしながら、そのような修正または置換が、本発明の実施形態の技術的解決策の精神および範囲外の相応の技術的解決策の本質を形成することはないことを理解されたい。
10 PCB
20 アンテナシステム
21 測位アンテナ
22 導波器

Claims (8)

  1. PCBとアンテナシステムとを備える無線端末であって、前記アンテナシステムが、
    衛星からの測位キャリア信号を受信するように構成された測位アンテナと、
    前記測位アンテナの放射領域内に配置され、前記測位アンテナからのエネルギーを結合させかつ前記エネルギーを空間に放射するように構成された導波器と、
    を含む、無線端末。
  2. 前記導波器は、頭端部が尾端部に接続されている導波器、または頭端部が尾端部に接続されていない導波器である、請求項1に記載の無線端末。
  3. 前記頭端部が尾端部に接続されている導波器の長さが、誘電媒体内の波長の2分の1の偶数倍である、請求項2に記載の無線端末。
  4. 前記頭端部が尾端部に接続されていない導波器の長さが、誘電媒体内の波長の2分の1の奇数倍である、請求項2に記載の無線端末。
  5. 前記導波器が、前記測位アンテナの近傍尾端部分に対して平行に配置されている、請求項1から4のいずれか一項に記載の無線端末。
  6. 前記導波器と前記測位アンテナの前記近傍尾端部分との間の距離が4.5mm〜5.5mmである、請求項5に記載の無線端末。
  7. 前記導波器の長さが52mm〜58mmである、請求項5に記載の無線端末。
  8. 前記導波器の幅が1mm〜3mmである、請求項5に記載の無線端末。
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