JP2016537899A

JP2016537899A - 可調アンテナ及び端末

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Publication number: JP2016537899A
Application number: JP2016533159A
Authority: JP
Inventors: 博孟; 毅范; 万吉安; ▲漢▼▲陽▼ 王; ▲東▼▲興▼ 屠; ▲樹▼▲輝▼ ▲孫▼
Original assignee: Huawei Device Co Ltd
Current assignee: Huawei Device Co Ltd
Priority date: 2013-11-22
Filing date: 2013-11-22
Publication date: 2016-12-01
Anticipated expiration: 2033-11-22
Also published as: JP6290410B2; US20160294060A1; WO2015074251A1; EP3057177A4; EP3057177B1; CN104956541A; EP3057177A1; US10084236B2; CN110085994B; CN110085994A

Abstract

本発明は通信技術分野に関し、可調アンテナが同調されるとき調整可能な周波数帯域範囲が比較的狭いという従来の技術的問題を解決するために、可調アンテナ及び端末を開示する。可調アンテナは、具体的には、回路基板と、アンテナ本体であって、第１の周波数帯域の信号を送信及び受信するよう構成され、給電端とグランドピンとを有し、前記給電端は前記回路基板に配置される、アンテナ本体と、電気同調回路であって、前記回路基板に配置されるグランド点は、前記電気同調回路を用いることにより前記アンテナ本体の前記グランドピンに接続され、前記電気同調回路は、インダクタと、可調キャパシタンス値を有する第１の可調キャパシタと、を有し、前記インダクタの負荷値は、前記第１の可調キャパシタの第１のキャパシタンス値を調整することにより変えられ、したがって前記アンテナ本体の第１の実効電気的長さが変えられる、電気同調回路と、を有する。

Description

本発明は、通信技術の分野に関し、より詳細には可調アンテナ及び端末に関する。

４Ｇ通信の発展に伴い、個人向け端末製品の無線周波数によりカバーされる帯域幅範囲は、次第に広くなり、端末アンテナの帯域幅を８２４〜９６０ＭＨｚ及び１７１０〜２１７０ＭＨｚから６９８〜９６０ＭＨｚ及び１７１０〜２６９０ＭＨｚへと拡張させている。例えば、Ｅ５シリーズは、２Ｇ、３Ｇ、及び４Ｇの全周波数帯域を完全にカバーすることを要求される。これは、アンテナの設計に極度の難問をもたらす。アンテナの設計は、慣習を打開する必要がある。

携帯電話機、Ｅ５及びデータカードのような既存の端末装置は、モノポール、ＩＦＡ、ＰＩＦＡ又はループ（Loop）の形式の内蔵アンテナを広く用いている。アンテナの放射にのみ頼ることにより、アンテナの帯域幅及びカバレッジは、所与のグランドサイズ及び所与の空間距離（clearance）により制限される。携帯電話機では、低周波数カバレッジ及び高周波数帯域の不足の問題を解決するために、同調性を特色とする幾つかのアンテナが、通常、アンテナの形式に基づき設計される。多くの場合には、周波数同調の目的を達成するために、スイッチが可変キャパシタ若しくはインダクタと一緒に用いられる解決策が採用される。例えば、アンテナのスタブ（stub）においてスイッチにより選択される異なるインダクタンス又はキャパシタンス値は、アンテナの異なる負荷を表す、つまり、アンテナの共振点を決定する異なる等価電気的長さ、並びにアンテナの異なる動作周波数帯域を表す。整合位置において、異なるキャパシタ又はインダクタは、スイッチにより選択される。これは、アンテナ整合の変化、並びにアンテナの帯域幅及び動作周波数帯域の変化をもたらす。このように、アンテナの動作状態は、スイッチを用いることにより変更される。したがって、アンテナは、異なる周波数帯域で動作し、それにより、周波数切り替え（又は同調）の目的を達成する。

従来技術では、周波数同調の目的は、スイッチにより選択される異なるキャパシタ又はインダクタを用いることにより達成される。周波数同調がキャパシタ又はインダクタを用いることにより実行されるとき、調整可能な周波数帯域範囲は、比較的狭い。さらに、幾つかのキャパシタ又はインダクタのみが、通常、スイッチにより選択されるので、このような同調方法で得られる周波数帯域は、不連続である。

さらに、従来技術におけるスイッチ制御キャパシタ又はインダクタによる解決策は、通常、携帯電話機に適用される。しかしながら、異なる端末は異なる形式なので、携帯電話機の同調に適用可能なスイッチ制御キャパシタ又はインダクタによる解決策は、他の端末には適用可能ではない。一例としてＷＡＮカードを用いると、携帯電話機及びＷＡＮカードは、異なるグランド長を有する。前者のグランド長は後者のグランド長よりも５０ミリメートルより長い。したがって、携帯電話機に適用可能なスイッチ制御キャパシタ又はインダクタによる解決策がＷＡＮカードに適用されるとき、ＷＡＮカードの短いグランド長は、アンテナの低周波数性能を悪化させる。

さらに、スイッチ制御キャパシタ又はインダクタによる解決策が周波数同調のために用いられるとき、スイッチの挿入損失は大きく、スイッチと可調アンテナとの間のインピーダンスは整合しない傾向がある。

可調アンテナが同調されるとき調整可能な周波数帯域範囲が比較的狭いという従来の技術的問題を解決するために、本発明の実施形態は、可調アンテナ及び端末を提供する。

本願の第１の態様によると、可調アンテナであって、回路基板と、アンテナ本体であって、第１の周波数帯域の信号を送信及び受信するよう構成され、給電端とグランドピンとを有し、前記給電端は前記回路基板に配置される、アンテナ本体と、電気同調回路であって、前記回路基板に配置されるグランド点は、前記電気同調回路を用いることにより前記アンテナ本体の前記グランドピンに接続され、前記電気同調回路は、インダクタと、可調キャパシタンス値を有する第１の可調キャパシタと、を有し、前記インダクタの負荷値は、前記第１の可調キャパシタの第１のキャパシタンス値を調整することにより変えられ、したがって前記アンテナ本体の第１の実効電気的長さが変えられる、電気同調回路と、を有する可調アンテナが提供される。

第１の態様に関し、第１の可能な実装方法では、インダクタは、第１の可調キャパシタに直列接続され、次に、負荷値は、第１の可調キャパシタを用いることにより減少され、したがって第１の実効電気的長さが減少する。

第１の態様に関し、第２の可能な実装方法では、インダクタは、第１の可調キャパシタに並列接続され、次に、負荷値は、第１の可調キャパシタを用いることにより増大され、したがって第１の実効電気的長さが増大する。

第１の態様に関し、第３の可能な実装方法では、前記第１の可調キャパシタは、具体的には、第１の可調サブキャパシタ及び第２の可調サブキャパシタを有し、前記第１の可調サブキャパシタは前記インダクタに直列接続され、前記第２の可調サブキャパシタは前記インダクタ及び前記第１の可調サブキャパシタに並列接続され、前記第１の可調サブキャパシタが適正に動作し且つ前記第２の可調サブキャパシタが開路にされるとき、前記負荷値は、前記第１の可調サブキャパシタを用いることにより減少され、したがって、前記第１の実効電気的長さは減少され、前記第１の可調サブキャパシタが短絡され且つ前記第２の可調サブキャパシタが適正に動作するとき、前記負荷値は、前記第２の可調サブキャパシタを用いることにより増大され、したがって、前記第１の実効電気的長さは増大される。

第１の態様又は第１の態様の第１乃至第３の可能な実装方法のうちの任意の可能な実装方法に関し、第４の可能な実装方法では、前記電気同調回路がアンテナ本体にある前記グランドピンに接続されることは、具体的には、前記電気同調回路がグランドピンの末端に接続される、又は前記アンテナ本体にあり且つグランドピンの近くにある領域に接続されることである。

第１の態様又は第１の態様の第１乃至第４の可能な実装方法のうちの任意の可能な実装方法に関し、第５の可能な実装方法では、前記可調アンテナは、寄生アンテナスタブであって、前記回路基板に配置され、前記第１の周波数帯域の高周波数モードを起こすよう構成される、寄生アンテナスタブ、を更に有する。

第１の態様に関し、第６の可能な実装方法では、前記アンテナ本体は、前記回路基板の端に配置される。

第１の態様の第５の可能な実装方法に関し、前記寄生アンテナスタブは、前記回路基板の端に且つ前記給電端の近くに配置される。

第１の態様の第５の可能な実装方法に関し、第８の可能な実装方法では、前記可調アンテナは、第２の可調キャパシタであって、前記寄生アンテナスタブの末端に配置され、前記寄生アンテナスタブの第１の実効電気的長さ及び第２の実効電気的長さは、前記第２の可調キャパシタの第２のキャパシタンス値を調整することにより変えられる、第２の可調キャパシタ、を更に有する。

本願の第２の態様によると、端末であって、可調アンテナとプロセッサとを有し、前記可調アンテナは、回路基板と、アンテナ本体であって、第１の周波数帯域の信号を送信及び受信するよう構成され、給電端とグランドピンとを有し、前記給電端は前記回路基板に配置される、アンテナ本体と、電気同調回路であって、前記回路基板に配置されるグランド点は、前記電気同調回路を用いることにより前記アンテナ本体の前記グランドピンに接続され、前記電気同調回路は、インダクタと、可調キャパシタンス値を有する第１の可調キャパシタと、を有し、前記インダクタの負荷値は、前記第１の可調キャパシタの第１のキャパシタンス値を調整することにより変えられ、したがって前記アンテナ本体の第１の実効電気的長さが変えられる、電気同調回路と、を有し、前記プロセッサは、前記可調アンテナの送信及び受信信号を処理するよう構成される、端末が提供される。

第２の態様に関し、第１の可能な実装方法では、インダクタは、第１の可調キャパシタに直列接続され、次に、負荷値は、第１の可調キャパシタを用いることにより減少され、したがって第１の実効電気的長さが減少する。

第２の態様に関し、第２の可能な実装方法では、インダクタは、第１の可調キャパシタに並列接続され、次に、負荷値は、第１の可調キャパシタを用いることにより増大され、したがって第１の実効電気的長さが増大する。

第２の態様に関し、第３の可能な実装方法では、前記第１の可調キャパシタは、具体的には、第１の可調サブキャパシタ及び第２の可調サブキャパシタを有し、前記第１の可調サブキャパシタは前記インダクタに直列接続され、前記第２の可調サブキャパシタは前記インダクタ及び前記第１の可調サブキャパシタに並列接続され、前記第１の可調サブキャパシタが適正に動作し且つ前記第２の可調サブキャパシタが開路にされるとき、前記負荷値は、前記第１の可調サブキャパシタを用いることにより減少され、したがって、前記第１の実効電気的長さは減少され、前記第１の可調サブキャパシタが短絡され且つ前記第２の可調サブキャパシタが適正に動作するとき、前記負荷値は、前記第２の可調サブキャパシタを用いることにより増大され、したがって、前記第１の実効電気的長さは増大される。

第２の態様又は第２の態様の第１乃至第３の可能な実装方法のうちの任意の可能な実装方法に関し、第４の可能な実装方法では、前記電気同調回路がアンテナ本体にある前記グランドピンに接続されることは、具体的には、前記電気同調回路がグランドピンの末端に接続される、又は前記アンテナ本体にあり且つグランドピンの近くにある領域に接続されることである。

第２の態様又は第２の態様の第１乃至第４の可能な実装方法のうちの任意の可能な実装方法に関し、第５の可能な実装方法では、前記可調アンテナは、寄生アンテナスタブであって、前記回路基板に配置され、前記第１の周波数帯域の高周波数モードを起こすよう構成される、寄生アンテナスタブ、を更に有する。

第２の態様に関し、第６の可能な実装方法では、前記アンテナ本体は、前記回路基板の端に配置される。

第２の態様の第５の可能な実装方法に関し、前記寄生アンテナスタブは、前記回路基板の端に且つ前記給電端の近くに配置される。

第２の態様の第５の可能な実装方法に関し、第８の可能な実装方法では、前記可調アンテナは、第２の可調キャパシタであって、前記寄生アンテナスタブの末端に配置され、前記寄生アンテナスタブの第１の実効電気的長さ及び第２の実効電気的長さは、前記第２の可調キャパシタの第２のキャパシタンス値を調整することにより変えられる、第２の可調キャパシタ、を更に有する。

本発明の有利な効果は次の通りである。

本発明の実施形態では、可調アンテナが提供される。可調アンテナは、アンテナ本体、及び電気同調回路を有する。アンテナ本体の第１の実効電気的長さは、電気同調回路を用いることにより調整され得る。第１の実効電気的長さを調整することにより、可調アンテナの周波数帯域範囲は、変更される。電気同調回路は、インダクタと、可調キャパシタンス値を有する第１の可調キャパシタと、を有する。インダクタの負荷値は、第１の実効電気的長さが変更されるように第１の可調キャパシタを調整することにより変更され得る。周波数同調は、第１の可調キャパシタと一緒にインダクタを用いることにより実行され得るので、周波数同調により調整され得る周波数帯域範囲は、増大される。

さらに、第１の可調キャパシタの第１のキャパシタンス値の範囲は連続的なので、可調アンテナの周波数帯域範囲がこのような同調方法により調整されるときに得られる周波数帯域も、連続的であり、得られる周波数帯域範囲は比較的広い。

さらに、インダクタの負荷値は第１の可調キャパシタを用いることにより調整されるので、インダクタの負荷値は、比較的広い範囲で調整され得る。したがって、第１の実効電気的長さも、比較的広い範囲の中で調整され得る。つまり、従来技術とは対照的に、アンテナ本体の長さが従来技術のアンテナ本体の長さより短い場合でさえ、可調アンテナの第１の電気的長さは、インダクタと一緒に第１の可調キャパシタを用いることにより、依然として従来技術のアンテナの電気的長さに達することができる。したがって、同じ周波数帯域範囲において、本発明の実施形態の可調アンテナは、相対的に小さなサイズを有する。

さらに、従来技術の携帯電話機に適用される可調アンテナがＷＡＮカードに適用される場合でも、ＷＡＮカードのアンテナの実効電気的長さは、減少せず、したがって、比較的良好な低周波数性能が保証される。

さらに、周波数同調が第１の可調キャパシタ及びインダクタを用いることにより実行されるとき、挿入損失は比較的低い。さらに、スイッチと比べて、第１の可調キャパシタ及びインダクタのポートは、可調アンテナのインピーダンスを良好に整合する。

本発明の一実施形態による、電気同調回路のインダクタが電気同調回路の第１の可調キャパシタに直列接続される、可調アンテナの構造図である。本発明の一実施形態による、電気同調回路のインダクタが電気同調回路の第１の可調キャパシタに並列接続される、可調アンテナの構造図である。本発明の一実施形態による、電気同調回路のインダクタが電気同調回路の第１の可調キャパシタに直列接続される、可調アンテナの構造図である。本発明の一実施形態による、寄生アンテナスタブを含む可調アンテナの構造図である。本発明の一実施形態による、第２の可調キャパシタを含む可調アンテナの構造図である。本発明の実施形態１による可調アンテナの構造図である。本発明の実施形態１による、第１の可調キャパシタが異なる値に設定されるときの、可調アンテナの帯域幅及び反射減衰量の概略図である。本発明の実施形態１による、第１の可調キャパシタが異なる値に設定されるときの、可調アンテナの帯域幅及び効率の概略図である。本発明の実施形態２による、第１の可調サブキャパシタ及び第２の可調サブキャパシタが異なる値に設定されるときの、可調アンテナの帯域幅及び反射減衰量の概略図である。本発明の実施形態２による、第１の可調サブキャパシタ及び第２の可調サブキャパシタが異なる値に設定されるときの、可調アンテナの帯域幅及び効率の概略図である。本発明の実施形態３による可調アンテナの構造図である。本発明の実施形態３による、第１の可調キャパシタが異なる値に設定されるときの、可調アンテナの帯域幅及び反射減衰量の概略図である。本発明の実施形態３による、第１の可調キャパシタが異なる値に設定されるときの、可調アンテナの帯域幅及び効率の概略図である。本発明の一実施形態による端末の概略的構造図である。

可調アンテナが同調されるとき調整可能な周波数帯域範囲が比較的狭いという従来の技術的問題を解決するために、本発明の実施形態は、可調アンテナ及び端末を提供する。可調アンテナは、回路基板、アンテナ本体、及び電気同調回路を有する。アンテナ本体の第１の実効電気的長さは、電気同調回路を用いることにより調整され得る。第１の実効電気的長さを調整することにより、可調アンテナの周波数帯域範囲は、変更される。電気同調回路は、インダクタと、可調キャパシタンス値を有する第１の可調キャパシタと、を有しても良い。インダクタの負荷値は、第１の実効電気的長さが変更されるように第１の可調キャパシタを調整することにより変更され得る。周波数同調は、第１の可調キャパシタと一緒にインダクタを用いることにより実行され得るので、周波数同調により調整され得る周波数帯域範囲は、増大される。

本発明の目的、技術的解決策、及び利点を明確にするために、以下に、本発明の実施形態における技術的解決策を本発明の実施形態における添付の図面を参照して明確且つ完全に記載する。明らかに、記載される実施形態は、本発明の実施形態の一部であり、全ての実施形態ではない。本発明の実施形態に基づき創造的労力を有しないで当業者により得られる全ての他の実施形態は、本発明の保護範囲に包含される。

第１の態様によると、本発明の一実施形態は、可調アンテナを提供する。可調アンテナは、例えば、ループアンテナ、ＩＦＡアンテナ、モノポールアンテナ、等である。

図１Ａ〜図１Ｃを参照すると、可調アンテナは、具体的には、以下の構造を有する：
回路基板１０。回路基板１０は、可調アンテナの基準グランドとして用いられ、回路基板１０のサイズは、要件に従って設定されても良く、例えば６５＊５２ｍｍである
アンテナ本体１１。第１の周波数帯域の信号を送信及び受信するよう構成され、給電端１１ａとグランドピン１１ｂとを有する。給電端１１ａは回路基板１０に配置され、グランドピン１１ｂはアンテナ本体１１にある給電端１１ａと異なる他端を表す。第１の周波数帯域は、高周波数帯域及び低周波数帯域の両方を含んでも良く、低周波数帯域は、例えば７９１〜９６０ＭＨｚ、６９６ＭＨｚ〜９８４ＭＨｚ、又は７０４〜９６０ＭＨｚであり、高周波数帯域は、例えば１７１０〜２６９０ＭＨｚ、１７１０〜２６９０ＨＭｚ、等である。これは、本発明の本実施形態において限定されない；
電気同調回路１２。回路基板１０に配置されるグランド点１０ａは、電気同調回路１２を用いることによりアンテナ本体１１のグランドピン１１ｂに接続される。電気同調回路１２は、インダクタ１２ａと、可調キャパシタンス値を有する第１の可調キャパシタ１２ｂとを有する。ここで、インダクタ１２ａの負荷値は、アンテナ本体１１の第１の実効電気的長さが変更されるように、第１の可調キャパシタ１２ｂの第１のキャパシタンス値を調整することにより変更される。

特定の実装プロセスでは、インダクタ１２ａのインダクタンス値は、２０ｎＨ、３０ｎＨ、及び３３ｎＨ、のような任意の値であっても良い。これは、本発明の本実施形態において限定されない。

更に好適な実施形態では、インダクタ１２ａのインダクタンス値は、第１のプリセットインダクタンス値よりも大きい。第１のプリセットインダクタンス値は、例えば、８ｎＨ、１０ｎＨ、及び１５ｎＨである。これは、本発明の本実施形態において限定されない。第１のプリセットインダクタンス値は、通常、基準グランドのグランド長、及びアンテナの空間距離に依存する。グランド長及びアンテナの空間距離が大きいほど、対応する第１のプリセットインダクタンス値は小さい。例えば、可調アンテナが携帯電話機に適用される場合、第１のプリセットインダクタンス値は、８ｎＨであっても良い。可調アンテナがＷＡＮカードに適用される場合、第１のプリセットインダクタンス値は１５ｎＨであっても良い。この場合、インダクタ１２ａは、可調アンテナの高周波数モードにおける現在の値を、インダクタ１２ａにおいて０にする。これは、高周波数信号に対してチョーク効果を与え、可調アンテナの高周波数放射モードにカットオフ機能を発揮する。したがって、高周波数信号は、電気同調回路１２により影響されない。つまり、可調アンテナの低周波数モード及び高周波数モードは、独立に存在でき、高周波数モードは低周波数同調により影響を受けない。

さらに、インダクタ１２ａのインダクタンス値は、第２のプリセットインダクタンス値よりも小さい。第２のプリセットインダクタンス値は、４７ｎＨ、４５ｎＨ、及び４０ｎＨのように変化しても良い。これは、本発明の本実施形態において限定されない。この場合、可調アンテナの低周波数性能の急激な悪化が回避できる。

特定の実装プロセスにおいて、第１の可調キャパシタ１２ｂの最大値は、１ｐＦ、２ｐＦ、及び４ｐＦのような任意の値であっても良い。第１の可調キャパシタ１２ｂは、最大値より大きくない任意の値であっても良い。第１の可調キャパシタ１２ｂの異なるステップサイズに基づき、第１の可調キャパシタ１２ｂ同調のための正確な値は異なる。第１の可調キャパシタ１２ｂのステップサイズは、例えば、０．１ｐＦ又は０．２ｐＦである。これは、本発明の本実施形態において限定されない。

特定の実装プロセスでは、電気同調回路１２は、複数の構造を有しても良い。このうちの３つは、以下に例として記載される。もちろん、特定の実装プロセスでは、構造は、以下の３つの例に限定されない。

第１の種類の構造は次の通りである。図１Ａを参照すると、電気同調回路１２は、インダクタ１２ａと第１の可調キャパシタ１２ｂとを有する。インダクタ１２ａは、第１の可調キャパシタ１２ｂに直列接続される。このように、インダクタ１２ａの負荷値は、第１の実効電気的長さが減少されるように第１の可調キャパシタを用いることにより減少される。

特定の実装プロセスでは、インダクタ１２ａをアンテナ本体１１のグランドピン１１ｂの片側に搭載することは、第１の実効電気的長さを増大することに等しい。この場合、可調アンテナの低周波数共振点は、下方に移動する。しかしながら、インダクタ１２ａが第１の可調キャパシタ１２ｂに直列接続される場合、インダクタ１２ａの負荷値は減少される。第１のキャパシタンス値が高いほど、インダクタ１２ａの負荷値の大きな減少を示す。その結果、第１の実効電気的長さは、インダクタ１２ａに基づき減少されても良い。この場合、可調アンテナの低周波数共振点は、上方に移動する。したがって、可調アンテナの低周波数同調の目的は、適正な値のインダクタ１２ａ及び第１の可調キャパシタ１２ｂを選択することにより達成され得る。

第２の構造について、図１Ｂを参照する。電気同調回路１２は、インダクタ１２ａと第１の可調キャパシタ１２ｂとを有する。インダクタ１２ａは、第１の可調キャパシタ１２ｂに並列接続される。このように、インダクタ１２ａの負荷値は、第１の実効電気的長さが増大されるように第１の可調キャパシタを用いることにより増大される。

特定の実装プロセスでは、インダクタ１２ａが第１の可調キャパシタ１２ｂに並列接続される場合、これは、インダクタ１２ａの負荷値は増大されることと等価である。第１のキャパシタンス値が高いほど、インダクタ１２ａの高い負荷値を示す。この場合、第１の実効電気的長さは、インダクタ１２ａに基づき更に減少される。このように、可調アンテナの低周波数共振点は、依然として下方に移動する。したがって、可調アンテナの低周波数の調整可能な範囲は、更に減少される。

第３の構造について、図１Ｃを参照する。電気同調回路１２は、インダクタ１２ａと、第１の可調キャパシタ１２ｂとを有する。第１の可調キャパシタ１２ｂは、具体的には、第１の可調サブキャパシタ１２ｂ−１と、第２の可調サブキャパシタ１２ｂ−２と、を有する。第１の可調サブキャパシタ１２ｂ−１は、インダクタ１２ａに直列接続される。第２の可調サブキャパシタ１２ｂ−２は、インダクタ１２ａ及び第１の可調サブキャパシタ１２ｂ−１に並列接続される。第１の可調サブキャパシタ１２ｂ−１が適正に動作し、第２の可調サブキャパシタ１２ｂ−２が開路にされるとき、負荷値は、第１の可調サブキャパシタ１２ｂ−１を用いることにより減少され、したがって、第１の実効電気的長さは減少される。第１の可調サブキャパシタ１２ｂ−１が短絡され、第２の可調サブキャパシタ１２ｂ−２が適正に動作するとき、負荷値は、第２の可調サブキャパシタ１２ｂ−２を用いることにより増大され、したがって、第１の実効電気的長さは増大される。

特定の実装プロセスでは、第１の可調サブキャパシタ１２ｂ−１が適正に動作し、第２の可調サブキャパシタ１２ｂ−２が開路にされるとき、これは、第２の可調サブキャパシタ１２ｂ−２が存在しないことと等価であり、第１の可調サブキャパシタ１２ｂ−１が電気同調回路１２の中のインダクタ１２ａに直列接続されることとも等価である。この場合、第１の可調サブキャパシタ１２ｂ−１は、インダクタ１２ａの負荷値を減少し、さらに、第１の実効電気的長さはインダクタ１２ａに基づき減少される。この場合、可調アンテナの低周波数共振点は、インダクタ１２ａに基づき上方に移動する。第１の可調サブキャパシタ１２ｂ−１の調整されたキャパシタンス値が高いほど、低周波数共振点が情報に移動する距離が長いことを示す。第１の可調サブキャパシタ１２ｂ−１が短絡され、第２の可調サブキャパシタ１２ｂ−２が適正に動作するとき、これは、第１の可調サブキャパシタ１２ｂ−１が存在しないことと等価であり、第２の可調サブキャパシタ１２ｂ−２が電気同調回路１２の中のインダクタ１２ｂに並列接続されることとも等価である。この場合、第２の可調サブキャパシタ１２ｂ−２は、インダクタ１２ａの負荷値を増大し、さらに、第１の実効電気的長さはインダクタ１２ａに基づき増大される。この場合、可調アンテナの低周波数共振点は、インダクタ１２ａに基づき下方に移動する。

つまり、電気同調回路１２が第１の可調サブキャパシタ１２ｂ−１及び第２の可調サブキャパシタ１２ｂ−２の両方を含む場合には、可調アンテナの低周波数共振点は下方へ移動され、可調アンテナの低周波数共振点は上方へも移動され得る。これは、可調ワイヤの低周波数の調整可能な帯域幅を更に増大する。

さらに、可調アンテナの高周波数信号の良好な性能を保証するために、第２の可調サブキャパシタ１２ｂ−２は、キャパシタンス閾より小さい。ここで、キャパシタンス閾は、例えば、２ｐＦであり、或いは、もちろん、１．９ｐＦ又は２．１ｐＦのような別の値であっても良い。これは、本発明の本実施形態において限定されない。特定の実装プロセスでは、第２の可調サブキャパシタ１２ｂ−２のキャパシタンス値が高いほど、高周波数信号の共振点の感度が高いことを示す。これは、第２の可調サブキャパシタ１２ｂ−２と可調アンテナとの間の不整合をもたらす。したがって、可調アンテナの高周波数性能の悪化を防ぐために、第２の可調サブキャパシタ１２ｂ−２のキャパシタンス値がキャパシタンス閾よりも小さいことを保証する必要がある。

特定の実装プロセスでは、電気同調回路１２がアンテナ本体１１のグランドピン１１ｂに接続されるとき、電気同調回路１２は、複数の位置に接続されても良く、例えばグランドピン１１ｂの末端に接続され、又はアンテナ本体１１にあり且つグランドピン１１ｂに近い領域に接続されても良い。これは、本発明の本実施形態において限定されない。

更に好適な実施形態では、電気同調回路１２は、グランドピン１１ｂの末端に接続される。

つまり、グランドピン１１ｂは電気同調回路１２に接続され、次にグランドピン１１ｂは、電気同調回路１２を用いることによりグランド点１０ａに接続される。この場合、電気同調回路１２は、良好な同調効果を達成できる。

更に好適な実施形態では、図２を参照すると、可調アンテナは以下を有する：
寄生アンテナスタブ１３。回路基板１０に配置され、第１の周波数帯域の高周波数モードを起こす構成される。アンテナ本体１１が高周波数信号を受信するとき、高周波数モードは、寄生アンテナスタブ１３を用いることにより起こされ、寄生アンテナスタブのエネルギは、アンテナ本体１１のエネルギの一部と結合され、放射され、それにより高周波数性能を向上し得る。

更に好適な実施形態では、アンテナ本体１１は、回路基板１０の端に配置される。回路基板１０の端における電流は、中心における電流よりも強いので、この場合には、低周波数電流が流れる経路が相対的に長い。これは、低周波数性能の向上を更に助ける。

特定の実装プロセスでは、寄生アンテナスタブ１３は、回路基板１０の任意の位置に配置されても良く、例えば、回路基板１０の端にグランドピン１１ｂの近く且つ給電端１１ａから離れている側に配置されても良い。これは、本発明の本実施形態において限定されない。

更に好適な実施形態では、依然として図２を参照すると、寄生アンテナスタブ１３は、回路基板１０の端に且つ給電端１１ａの近くに配置される。この場合、寄生アンテナスタブ１３は給電端１１ａの近くにあるので、結合効果は比較的良好であり、寄生アンテナスタブ１３の放射は保証され、可調アンテナの高周波数送信及び受信性能は更に向上される。

更に好適な実施形態では、図３を参照すると、可調アンテナは以下を有する：
第２の可調キャパシタ１４。寄生アンテナスタブ１３の末端１３ａに配置される。ここで、寄生アンテナスタブ１３の第１の実効電気的長さ及び第２の実効電気的長さは、第２の可調キャパシタ１４の第２のキャパシタンス値を調整することにより変更される。

特定の実装プロセスでは、第２の可調キャパシタ１４は、寄生アンテナスタブ１３に直列接続され、主に、第２の実効電気的長さを減少するよう構成され、可調アンテナの共振点を上方に移動させ、さらに、第１の実効電気的長さを減少させ、可調アンテナの低周波数共振点を上方へ移動させる。

以下では、本発明の可調アンテナを説明するために幾つかの特定の実施形態を用いる。以下の実施形態は、主に、可調アンテナの幾つかの可能な実装構造を記載する。留意すべきことに、本発明の実施形態は、本発明を限定するのではなく、本発明を解釈するためにのみ使用される。本発明の考えに従う全ての実施形態は、本発明の保護範囲に包含されるべきである。当業者は、本発明の考えに従ってどのように変更を行うかを自然に学ぶ。

＜実施形態１＞
本実施形態は、可調アンテナを提供する。図４を参照すると、可調アンテナは、具体的には、以下の構造を有する：
６５＊５２ｍｍの大きさの回路基板１０；
給電端１１ａとグランドピン１１ｂとを有するアンテナ本体１１であって、給電端１１ａは回路基板１０の端に配置される、アンテナ本体１１；
電気同調回路１２であって、回路基板１０に配置されるグランド点１０ａは、電気同調回路１２を用いることによりアンテナ本体１１のグランドピン１１ｂに接続され、電気同調回路１２は、インダクタ１２ａと、インダクタ１２ａに直列接続される第１の可調キャパシタ１２ｂと、を有し、アンテナ本体１１の第１の電気的長さは、インダクタ１２ａを用いることにより拡張され、第１の可調キャパシタ１２ｂは、インダクタ１２ａに基づき第１の電気的長さを減少し、インダクタ１２ａのインダクタンス値は３３ｎＨであり、第１の可調キャパシタ１２ｂの値範囲は０〜８ｐＦである、電気同調回路１２；
寄生アンテナスタブ１３であって、回路基板１０の端に且つ給電端１１ａの近くにある側に配置され、高周波数モードを起こすよう構成される、寄生アンテナスタブ１３。

図５Ａに示すように、図５Ａは、第１の可調キャパシタ１０ｂが異なる値に設定されるときの帯域幅及び可調アンテナの反射減衰量の概略図である。図５Ｂは、第１の可調キャパシタ１０ｂが異なる値に設定されるときの帯域幅及び効率の概略図である。通常、可調アンテナの正常送信及び受信を保証するために、反射減衰量は−５ｄＢより少なく、低周波数効率は４０％より高く、高周波数効率は５０％より高いことが必要である。図５Ａ及び図５Ｂから分かるように、−５ｄＢより少ない反射減衰量、４０％より高い低周波数効率、及び５０％より高い高周波数効率を有する可調アンテナの帯域幅は、７９１〜９６０ＭＨｚ、１４２０〜１５２０ＭＨｚ、及び１７１０〜２６９０ＭＨｚをカバーする。これは、欧州におけるＬＴＥＦＤＤ及びＴＤＤ周波数帯域及び日本において必要な周波数帯域をカバーできる。

＜実施形態２＞
本実施形態は、可調アンテナを提供する。図２を参照すると、可調アンテナは、具体的には、以下を有する：
６５＊５２ｍｍの大きさの回路基板１０；
アンテナ本体１１であって、第１の周波数帯域の信号を送信及び受信するよう構成され、給電端１１ａとグランドピン１１ｂとを有し、給電端１１ａは回路基板１０に配置され、第１の周波数帯域は、通常、高周波数帯域及び低周波数帯域の両方を含む、アンテナ本体１１；
電気同調回路１２であって、回路基板１０に配置されるグランド点１０ａは、電気同調回路１２を用いることによりアンテナ本体１１のグランドピンに接続され、電気同調回路１２は、インダクタ１２ａと、インダクタ１２ａに直列接続される第１の可調サブキャパシタ１２ｂ−１と、インダクタ１２ａに並列接続される第２の可調サブキャパシタ１２ｂ−２と、を有する、電気同調回路１２；
寄生アンテナスタブ１３であって、回路基板１０の端に且つ給電端１１ａの近くにある側に配置される、寄生アンテナスタブ１３。

先ず、第１の可調キャパシタ１２ｂ−１は短絡状態にされ、第２の可調キャパシタ１２ｂ−２は０．３ｐＦに調整される。この場合、低周波数共振点は、７２０ＭＨｚの近くに調整されても良く、第１の可調サブキャパシタ１２ｂ−１は短絡状態に保たれ、第２の可調サブキャパシタ１２ｂ−２の値は増大される。したがって、可調アンテナの低周波数共振点は、更に下方へ移動するよう制御され得る。

図６Ａは、第１の可調サブキャパシタ１２ｂ−１及び第２の可調サブキャパシタ１２ｂ−２が異なる値に設定されるときの、可調アンテナの帯域幅及び反射減衰量の概略図である。図６Ｂは、第１の可調サブキャパシタ１２ｂ−１及び第２の可調サブキャパシタ１２ｂ−２が異なる値に設定されるときの、可調アンテナの帯域幅及び効率の概略図である。図６Ａ及び図６Ｂのエミュレーション結果から分かることは、反射減衰量が−５ｄＢより少なく、低周波数効率が４０％より高く、及び高周波数効率が５０％より高いとき、可調アンテナの帯域幅は、６９８〜９６０ＭＨｚ、及び１７１０〜２６９０ＭＨｚを満たす。これは、欧州のＬＴＥＦＤＤ及びＴＤＤ周波数帯域及び北米の周波数帯域をカバーできる。

＜実施形態３＞
本実施形態は、可調アンテナを提供する。図７を参照すると、可調アンテナは、具体的には、以下を有する：
６５＊５２ｍｍの大きさの回路基板１０；
アンテナ本体１１であって、低周波数帯域の信号を送信及び受信するよう構成され、給電端１１ａとグランドピン１１ｂとを有し、給電端１１ａは回路基板１０の端に配置される、アンテナ本体１１；
電気同調回路１２であって、回路基板１０に配置されるグランド点１０ａは、電気同調回路１２を用いることによりアンテナ本体１１のグランドピンに接続され、電気同調回路１２は、インダクタ１２ａと、インダクタ１２ａに直列接続される第１の可調キャパシタ１２ｂと、を有し、アンテナ本体１１の第１の電気的長さは、インダクタ１２ａを用いることにより拡張され、第１の可調キャパシタ１２ｂは、インダクタ１２ａに基づき第１の電気的長さを減少し、インダクタ１２ａのインダクタンス値は３３ｎＨであり、第１の可調キャパシタ１２ｂの値範囲は０〜８ｐＦである、電気同調回路１２；
寄生アンテナスタブ１３であって、回路基板１０の端に、グランドピン１１ｂの近くの且つ給電端１１ａから離れた側に配置される、寄生アンテナスタブ１３；
寄生アンテナスタブ１３の末端１３ａに配置される第２の可調サブキャパシタ１４。

図８Ａに示すように、図８Ａは、第１の可調キャパシタ１０ｂが異なる値に設定されるときの帯域幅及び可調アンテナの反射減衰量の概略図である。図８Ｂは、第１の可調アンテナ１０ｂが異なる値に設定されるときの帯域幅及び効率の概略図である。

第２の態様によると、本発明の一実施形態は、端末を提供する。ここで、端末は、例えば、携帯電話機、タブレット、又はＷＡＮカードである。

図９を参照すると、端末９０は、以下を有する：
可調アンテナ９１及びプロセッサ９２であって、可調アンテナ９１は以下を有する：
回路基板１０；
アンテナ本体１１であって、第１の周波数帯域の信号を送信及び受信するよう構成され、給電端１１ａとグランドピン１１ｂとを有し、給電端１１ｂは回路基板１０に配置される、アンテナ本体１１；
電気同調回路１２であって、回路基板１０に配置されるグランド点１０ａは、電気同調回路１２を用いることによりアンテナ本体１１のグランドピンに接続され、電気同調回路１２は、インダクタ１２ａと、可調キャパシタンス値を有する第１の可調キャパシタ１２ｂとを有し、インダクタ１２ａの負荷値は、アンテナ本体１１の第１の実効電気的長さが変更されるように、第１の可調キャパシタ１２ｂの第１のキャパシタンス値を調整することにより変更される、電気同調回路１２；
ここで、プロセッサ９２は、可調アンテナ９１の送信及び受信信号を処理するよう構成される。

任意で、インダクタ１１ａは、第１の可調キャパシタ１１ｂに直列接続され、次に、負荷値は、第１の実効電気的長さが減少するように、第１の可調キャパシタ１１ｂを用いることにより減少される。

任意で、インダクタ１１ａは、第１の可調キャパシタ１１ｂに並列接続され、次に、負荷値は、第１の実効電気的長さが増大するように、第１の可調キャパシタ１１ｂを用いることにより増大される。

任意で、第１の可調キャパシタ１１ｂは、具体的には、第１の可調サブキャパシタ１２ｂ−１及び第２の可調サブキャパシタ１２ｂ−２を有する。ここで、第１の可調サブキャパシタ１２ｂ−１はインダクタ１２ａに直列接続され、第２の可調サブキャパシタ１２ｂ−２はインダクタ１２ａに並列接続される。第１の可調サブキャパシタ１２ｂ−１が適正に動作し且つ第２の可調サブキャパシタ１２ｂ−２が開路にされるとき、負荷値は、第１の可調サブキャパシタ１２ｂ−１を用いることにより減少され、したがって、第１の実効電気的長さは減少される。第１の可調サブキャパシタ１２ｂ−１が短絡され且つ第２の可調サブキャパシタ１２ｂ−２が適正に動作するとき、負荷値は、第２の可調サブキャパシタ１２ｂ−２を用いることにより増大され、したがって、第１の実効電気的長さは増大される。

任意で、電気同調回路１２がアンテナ本体１１にあるグランドピン１１ｂに接続されることは、具体的には、電気同調回路１２がグランドピン１１ｂの末端に接続される、又はアンテナ本体１１にあり且つグランドピン１１ｂの近くにある領域に接続されることである。

任意で、可調アンテナは、以下を更に有する：
寄生アンテナスタブ１３であって、回路基板１０に配置され、第１の周波数帯域の高周波数モードを起こすよう構成される、寄生アンテナスタブ１３。

任意で、アンテナ本体１１は、回路基板１０の端に配置される。

任意で、寄生アンテナスタブ１３は、回路基板１０の端に且つ給電端１０ａの近くに配置される。

任意で、可調アンテナは、以下を更に有する：
第２の可調キャパシタ１４であって、寄生アンテナスタブ１３の末端１３ａに配置され、寄生アンテナスタブ１３の第１の実効電気的長さ及び第２の実効電気的長さは、第２の可調キャパシタ１４の第２のキャパシタンス値を調整することにより変更される、第２の可調キャパシタ１４。

本発明の実施形態において記載される端末は、本発明の実施形態において記載される可調アンテナが配置される端末なので、本発明の実施形態において記載される可調アンテナに基づき、当業者は、本発明の実施形態において記載される端末の特定の構造及びバージョンを学ぶことができ、したがって、ここで再度記載されない。本発明の実施形態において記載される可調アンテナが配置される任意の端末は、本発明の実施形態により想定される保護範囲に包含されるべきである。

本願で提供される１又は複数の技術的解決策は、少なくとも以下の技術的効果又は利益を有する。

本発明の実施形態では、可調アンテナが提供される。可調アンテナは、アンテナ本体、及び電気同調回路を有する。アンテナ本体の第１の実効電気的長さは、電気同調回路を用いることにより調整され得る。第１の実効電気的長さを調整することにより、可調アンテナの周波数帯域範囲は、変更される。電気同調回路は、インダクタと、可調キャパシタンス値を有する第１の可調キャパシタと、を有する。インダクタの負荷値は、第１の実効電気的長さが変更されるように第１の可調キャパシタを調整することにより変更され得る。

周波数同調は、第１の可調キャパシタと一緒にインダクタを用いることにより実行され得るので、周波数同調により調整され得る周波数帯域範囲は、増大される。

本発明の幾つかの好適な実施形態が記載されたが、当業者は、基本的な発明の概念を学習すると、これらの実施形態に変化及び変更を行うことができる。したがって、以下の請求項は、好適な実施形態及び本発明の範囲に包含される全ての変化及び変更をカバーするものと考えられるべきである。

明らかに、当業者は、本発明の実施形態の精神及び範囲から逸脱することなく本発明の実施形態に種々の変更及び変形をなし得る。本発明は、これらの変更及び変形が以下の請求項により定められる保護範囲及びそれらの等価技術に包含される場合、これらの変更及び変形をカバーすることを意図する。

明らかに、当業者は、本発明の実施形態の範囲から逸脱することなく本発明の実施形態に種々の変更及び変形をなし得る。本発明は、これらの変更及び変形が以下の請求項により定められる保護範囲及びそれらの等価技術に包含される場合、これらの変更及び変形をカバーすることを意図する。

Claims

可調アンテナであって、
回路基板と、
アンテナ本体であって、第１の周波数帯域の信号を送信及び受信するよう構成され、給電端とグランドピンとを有し、前記給電端は前記回路基板に配置される、アンテナ本体と、
電気同調回路であって、前記回路基板に配置されるグランド点は、前記電気同調回路を用いることにより前記アンテナ本体の前記グランドピンに接続され、前記電気同調回路は、インダクタと、可調キャパシタンス値を有する第１の可調キャパシタと、を有し、前記インダクタの負荷値は、前記第１の可調キャパシタの第１のキャパシタンス値を調整することにより変えられ、したがって前記アンテナ本体の第１の実効電気的長さが変えられる、電気同調回路と、
を有する可調アンテナ。
前記インダクタは、前記第１の可調キャパシタに直列接続され、次に、前記負荷値は、前記第１の可調キャパシタを用いることにより減少され、したがって前記第１の実効電気的長さが減少される、請求項１に記載の方法。
前記インダクタは、前記第１の可調キャパシタに並列接続され、次に、前記負荷値は、前記第１の可調キャパシタを用いることにより増大され、したがって前記第１の実効電気的長さが増大される、請求項１に記載の方法。
前記第１の可調キャパシタは、具体的には、第１の可調サブキャパシタ及び第２の可調サブキャパシタを有し、前記第１の可調サブキャパシタは前記インダクタに直列接続され、前記第２の可調サブキャパシタは前記インダクタ及び前記第１の可調サブキャパシタに並列接続され、前記第１の可調サブキャパシタが適正に動作し且つ前記第２の可調サブキャパシタが開路にされるとき、前記負荷値は、前記第１の可調サブキャパシタを用いることにより減少され、したがって、前記第１の実効電気的長さは減少され、前記第１の可調サブキャパシタが短絡され且つ前記第２の可調サブキャパシタが適正に動作するとき、前記負荷値は、前記第２の可調サブキャパシタを用いることにより増大され、したがって、前記第１の実効電気的長さは増大される、請求項１に記載の方法。
前記電気同調回路が前記アンテナ本体にある前記グランドピンに接続されることは、具体的には、前記電気同調回路が前記グランドピンの末端に接続される、又は前記アンテナ本体にあり且つ前記グランドピンの近くにある領域に接続されることである、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の可調アンテナ。
前記可調アンテナは、
寄生アンテナスタブであって、前記回路基板に配置され、前記第１の周波数帯域の高周波数モードを起こすよう構成される、寄生アンテナスタブ、
を更に有する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の可調アンテナ。
前記アンテナ本体は、前記回路基板の端に配置される、請求項１に記載の可調アンテナ。
前記寄生アンテナスタブは、前記回路基板の端に且つ前記給電端の近くに配置される、請求項６に記載の可調アンテナ。
前記可調アンテナは、
第２の可調キャパシタであって、前記寄生アンテナスタブの末端に配置され、前記寄生アンテナスタブの第１の実効電気的長さ及び第２の実効電気的長さは、前記第２の可調キャパシタの第２のキャパシタンス値を調整することにより変更される、第２の可調キャパシタ、
を更に有する請求項６に記載の可調アンテナ。
端末であって、可調アンテナとプロセッサとを有し、前記可調アンテナは、
回路基板と、
アンテナ本体であって、第１の周波数帯域の信号を送信及び受信するよう構成され、給電端とグランドピンとを有し、前記給電端は前記回路基板に配置される、アンテナ本体と、
電気同調回路であって、前記回路基板に配置されるグランド点は、前記電気同調回路を用いることにより前記アンテナ本体の前記グランドピンに接続され、前記電気同調回路は、インダクタと、可調キャパシタンス値を有する第１の可調キャパシタと、を有し、前記インダクタの負荷値は、前記第１の可調キャパシタの第１のキャパシタンス値を調整することにより変えられ、したがって前記アンテナ本体の第１の実効電気的長さが変えられる、電気同調回路と、
を有し、
前記プロセッサは、前記可調アンテナの送信及び受信信号を処理するよう構成される、
端末。
前記インダクタは、前記第１の可調キャパシタに直列接続され、次に、前記負荷値は、前記第１の可調キャパシタを用いることにより減少され、したがって前記第１の実効電気的長さが減少される、請求項１０に記載の端末。
前記インダクタは、前記第１の可調キャパシタに並列接続され、次に、前記負荷値は、前記第１の可調キャパシタを用いることにより増大され、したがって前記第１の実効電気的長さが増大される、請求項１０に記載の端末。
前記第１の可調キャパシタは、具体的には、第１の可調サブキャパシタ及び第２の可調サブキャパシタを有し、前記第１の可調サブキャパシタは前記インダクタに直列接続され、前記第２の可調サブキャパシタは前記インダクタ及び前記第１の可調サブキャパシタに並列接続され、前記第１の可調サブキャパシタが適正に動作し且つ前記第２の可調サブキャパシタが開路にされるとき、前記負荷値は、前記第１の可調サブキャパシタを用いることにより減少され、したがって、前記第１の実効電気的長さは減少され、前記第１の可調サブキャパシタが短絡され且つ前記第２の可調サブキャパシタが適正に動作するとき、前記負荷値は、前記第２の可調サブキャパシタを用いることにより増大され、したがって、前記第１の実効電気的長さは増大される、請求項１０に記載の端末。
前記電気同調回路がアンテナ本体にある前記グランドピンに接続されることは、具体的には、前記電気同調回路がグランドピンの末端に接続される、又は前記アンテナ本体にあり且つグランドピンの近くにある領域に接続されることである、請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載の端末。
前記可調アンテナは、
寄生アンテナスタブであって、前記回路基板に配置され、前記第１の周波数帯域の高周波数モードを起こすよう構成される、寄生アンテナスタブ、
を更に有する請求項１０乃至１４のいずれか一項に記載の端末。
前記アンテナ本体は、前記回路基板の端に配置される、請求項１０に記載の端末。
前記寄生アンテナスタブは、前記回路基板の端に且つ前記給電端の近くに配置される、請求項１５に記載の端末。
前記可調アンテナは、
第２の可調キャパシタであって、前記寄生アンテナスタブの末端に配置され、前記寄生アンテナスタブの第１の実効電気的長さ及び第２の実効電気的長さは、前記第２の可調キャパシタの第２のキャパシタンス値を調整することにより変えられる、第２の可調キャパシタ、
を更に有する請求項１５に記載の端末。