JP2015122739A - アンテナ構造及びこれを備えた無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】帯域幅が広く、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。【解決手段】本発明に係るアンテナ構造は、基体と、第一放射体と、第二放射体と、第三放射体と、を備え、基体は、互いに対向して配置された第一表面及び第二表面を含み、第一放射体及び第二放射体は、第一表面に設けられ、第三放射体は、第二表面に設けられ、第一放射体と第二放射体との間には、溝が形成され、第一放射体を流れる電流は、溝を介して第二放射体にカップリングされ、第二放射体を流れる電流は、第三放射体にカップリングされる。【選択図】図１

Description

本発明は、アンテナ構造に関し、特にダブル周波数帯域又はマルチ周波数帯域の無線信号を送受信することができる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ものである。

無線通信装置にとって、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アンテナモジュールは、重要な部品の一つである。

近年、各種の通信システム及びその応用製品の出現に伴って、アンテナモジュールも多くの周波数バンドで機能できるブロードバンド式に発展している。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、信号の伝送を正常に行なうことを確保するために、現在のアンテナモジュールは、多種の異なる周波数の無線信号を送受信しなければならない。

一方、無線通信装置の小型化、軽量化及び薄型化の発展傾向に従って、アンテナモジュールのブロードバンド特性を確保しながら、アンテナモジュールのサイズ又は体積を小さくしなければならない。つまり、占有空間がより小さく且つマルチ周波数帯域の信号を受信することができるアンテナモジュールを設計するのが、本業界の技術者の課題である。

本発明は、上記の問題点を考慮してなされたものであり、帯域幅が広く、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。

上記の課題を解決するために、本発明に係るアンテナ構造は、基体と、第一放射体と、第二放射体と、第三放射体と、を備え、基体は、互いに対向して配置された第一表面及び第二表面を含み、第一放射体及び第二放射体は、第一表面に設けられ、第三放射体は、第二表面に設けられ、第一放射体と第二放射体との間には、溝が形成され、第一放射体を流れる電流は、溝を介して第二放射体にカップリングされ、第二放射体を流れる電流は、第三放射体にカップリングされる。

また、上記の課題を解決するために、本発明に係る無線通信装置は、電気回路基板及び電気回路基板に隣接して設けられたアンテナ構造を備え、アンテナ構造は、基体と、第一放射体と、第二放射体と、第三放射体と、を備え、基体は、互いに対向して配置された第一表面及び第二表面を含み、第一放射体及び第二放射体は、第一表面に設けられ、第三放射体は、第二表面に設けられ、第一放射体と第二放射体との間には、溝が形成され、第一放射体を流れる電流は、溝を介して第二放射体にカップリングされ、第二放射体を流れる電流は、第三放射体にカップリングされる。

従来の技術と異なり、本発明のアンテナ構造は、第一放射体と第二放射体と第三放射体とが相互にカップリングすることによって、異なる周波数バンドの無線信号を送受信することができる。また、本発明のアンテナ構造は、コンパクトであるため、無線通信装置の内部空間を節約し、無線通信装置の小型化及び軽薄化の要求に適する。

本発明のアンテナ構造を備えた無線通信装置の一部の斜視図である。 図１に示した無線通信装置のアンテナ構造のリターンロスを示す図である。 図１に示した無線通信装置のアンテナ構造の放射効率を示す図である。

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、携帯電話機、タブレットＰＣ等の無線通信装置２００に用いられる。無線通信装置２００は、電気回路基板２２０をさらに備える。電気回路基板２２０には、信号フィードイン点２２２及び接地点２２４が設けられている。信号フィードイン点２２２は、アンテナ構造１００に電流を供給する。接地点２２４は、アンテナ構造１００を接地させる。

アンテナ構造１００は、基体１０と、第一放射体２０と、第二放射体３０と、第三放射体４０と、を備える。第一放射体２０、第二放射体３０及び第三放射体４０は、基体１０の両面にそれぞれ搭載されている。また、第二放射体３０は電流を介して、第一放射体２０及び第三放射体４０とそれぞれ互いにカップリングする。

本実施形態において、基体１０は、エポキシ樹脂ガラス繊維（ＦＲ４）により製造され、電気回路基板２２０に隣設されている。また、基体１０は、互いに対向して配置された第一表面１２及び第二表面１４を備える。第一放射体２０及び第二放射体３０は、基体１０の第一表面１２上に設けられている。第三放射体４０は、基体１０の第二表面１４上に設けられている。

第一放射体２０は、「Ｌ」字状を呈し、フィードイン部２２及び延伸部２４を含む。フィードイン部２２の一端は、電気回路基板２２０まで延在し且つ信号フィードイン点２２２に電気的に接続されている。延伸部２４は、フィードイン部２２の他端に連接され、且つフィードイン部２２に対して垂直に延伸している。

第二放射体３０は、「Ｕ」字状を呈し、第一結合部３２、第二結合部３４及び第三結合部３６を含む。第一結合部３２は、矩形の板体であり、第一放射体２０の延伸部２４に対して平行に延伸している。第一結合部３２と延伸部２４との間には、溝Ｓが形成されている。この溝Ｓの幅を変えることによって、延伸部２４に流れる電流を、第一結合部３２にカップリングさせることができる。第二結合部３４と第三結合部３６の形状及びサイズは、大体同じである。第二結合部３４及び第三結合部３６は、それぞれ第一結合部３２の両端に垂直に連接されている。

第三放射体４０は、「Ｔ」字状を呈し、連接部４２及び接地部４４を含む。連接部４２は、矩形の板体であり、第二放射体３０の第一結合部３２に対して平行に延伸している。また、連接部４２と第一結合部３２の長さは、大体同じである。本実施形態において、連接部４２の第一表面１２における投影は、第二放射体３０と共同で封鎖された矩形構造を構成する。即ち、連接部４２の第一表面１２における投影、第二結合部３４、第一結合部３２及び第三結合部３６は、順次に連接している。接地部４４の一端は、連接部４２の長さ方向における中間部位に垂直に連接されている。接地部４４の他端は、電気回路基板２２０の縁まで延在し、且つ接地点２２４に電気的に接続されている。本実施形態において、接地部４４の第一表面１２における投影は、第一結合部３２に対して垂直である。これによって、第二放射体３０を通過する電流は、第二結合部３４及び第三結合部３６を介して第三放射体４０の連接部４２にカップリングされると共に、第一結合部３２を介して第三放射体４０の接地部４４にカップリングされる。

無線通信装置２００が動作する場合、第一放射体２０のフィードイン部２２が電気回路基板２２０から電流を取得すると、該電流は、延伸部２４を介して第二放射体３０にカップリングされ、さらに第二放射体３０から第三放射体４０にカップリングされて、最終的に接地部４４を介してアースし、完全な電流経路を形成する。具体的には、第一放射体２０、第二放射体３０及び第三放射体４０は、共同で第一電流経路を形成する。これによって、アンテナ構造１００は、第一共振モードを生成し、且つ２４００〜２４８４ＭＨｚの周波数バンド（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））の無線信号を送受信する時に、好ましい放射効果を備える。また、第二放射体３０及び第三放射体４０は、共同で第二電流経路を形成する。これによって、アンテナ構造１００は、第二共振モードを生成し、且つ３４１０〜３５９０ＭＨｚの周波数バンド（例えば、ＬＴＥバンド２２）の無線信号を送受信する時に、好ましい放射効果を備える。さらに、第一放射体２０は、第三電流経路を形成する。第一共振モードの共鳴倍率によって、アンテナ構造１００は、第三共振モードを生成し、且つ５２００〜６５００ＭＨｚの周波数バンド（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標））の無線信号を送受信する時に、好ましい放射効果を備える。

図２は、本発明のアンテナ構造１００のリターンロスを示している。図２から分かるように、アンテナ構造１００は、広い帯域幅を有し、２４００〜２４８４ＭＨｚ、３４１０〜３５９０ＭＨｚ及び５２００〜６５００ＭＨｚという周波数バンドの無線信号を送受信することができる。

図３は、本発明のアンテナ構造１００の放射効率を示している。図３から分かるように、アンテナ構造１００における周波数がほぼ２４００〜２４８４ＭＨｚの無線信号を送受信する時の放射効率は、約６０％〜７０％である。また、アンテナ構造１００における周波数がほぼ３４１０〜３５９０ＭＨｚの無線信号を送受信する時の放射効率は、約７５％〜８０％である。また、アンテナ構造１００における周波数がほぼ５２００〜５８００ＭＨｚの無線信号を送受信する時の放射効率は、約６０％〜８０％である。

上記の記載から分かるように、本発明のアンテナ構造１００において、第一放射体２０と第二放射体３０と第三放射体４０とは、相互にカップリングし、しかも、第二放射体３０及び第三放射体４０は、封鎖された電流回路を形成する。これにより、アンテナ構造１００を備えた無線通信装置２００は、異なる周波数バンドにおいて動作できる。また、本発明のアンテナ構造１００は、コンパクトであるため、無線通信装置２００の内部空間を節約し、無線通信装置２００の小型化及び軽薄化の要求に適する。

１０ 基体
１２ 第一表面
１４ 第二表面
２０ 第一放射体
２２ フィードイン部
２４ 延伸部
３０ 第二放射体
３２ 第一結合部
３４ 第二結合部
３６ 第三結合部
４０ 第三放射体
４２ 連接部
４４ 接地部
１００ アンテナ構造
２００ 無線通信装置
２２０ 電気回路基板
２２２ 信号フィードイン点
２２４ 接地点
Ｓ 溝

Claims (9)

1. 基体と、第一放射体と、第二放射体と、第三放射体と、を備えるアンテナ構造であって、
   前記基体は、互いに対向して配置された第一表面及び第二表面を含み、前記第一放射体及び前記第二放射体は、前記第一表面に設けられ、前記第三放射体は、前記第二表面に設けられ、前記第一放射体と前記第二放射体との間には、溝が形成され、前記第一放射体を流れる電流は、前記溝を介して前記第二放射体にカップリングされ、前記第二放射体を流れる電流は、前記第三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。
2. 前記第三放射体の前記第一表面における投影は、前記第二放射体と封鎖された矩形構造を構成することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ構造。
3. 前記第一放射体は、フィードイン部及び延伸部を備え、前記フィードイン部は、電流を取得するために用いられ、前記延伸部は、前記フィードイン部の一端に垂直に連接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。
4. 前記第二放射体は、第一結合部、第二結合部及び第三結合部を備え、前記第一結合部は、前記第一放射体の延伸部に対して平行に延在し、前記溝は、前記第一結合部と前記延伸部との間に形成され、前記第二結合部及び前記第三結合部は、それぞれ前記第一結合部の両端に垂直に連接され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。
5. 前記第三放射体は、連接部及び接地部を備え、前記連接部は、前記第二放射体の前記第一結合部に対して平行に延在し、前記接地部は、前記連接部の１つの長辺から垂直に延伸して、前記アンテナ構造を接地させることを特徴とする請求項４に記載のアンテナ構造。
6. 前記連接部の前記第一表面における投影、前記第二結合部、前記第一結合部及び前記第三結合部は、順次に連接していることを特徴とする請求項５に記載のアンテナ構造。
7. 前記接地部の前記第一表面における投影は、前記第一結合部に対して垂直であることを特徴とする請求項５に記載のアンテナ構造。
8. 電気回路基板及び前記電気回路基板に隣接して設けられたアンテナ構造を備える無線通信装置であって、
   前記アンテナ構造は、請求項１〜７の何れか一項に記載のアンテナ構造であることを特徴とする無線通信装置。
9. 前記電気回路基板には、信号フィードイン点及び接地点が設けられ、前記第一放射体は、前記信号フィードイン点に電気的に接続され、前記第三放射体は、前記接地点に電気的に接続されることを特徴とする請求項８に記載の無線通信装置。

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