JP2022145403A - アンテナ構造及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】回路の簡素化及び小型化が可能なアンテナ構造及び電子機器を提供する。【解決手段】アンテナ構造２００は、給電点１と金属フレームとを含む。金属フレームは、本体２１、放射体２２及び結合ブランチ２３を含む。放射体２２及び結合ブランチ２３の両方が本体２１に接続されて、アンテナクリアランスゾーン２４を取り囲み、放射体２２と結合ブランチ２３の、本体２１から離れた端が協力してアンテナギャップ２５を形成する。アンテナギャップ２５は、アンテナクリアランスゾーン２４に連通する。放射体２２は、給電点１に接続され、貫通溝２２１及び開口部２２２を含む。貫通溝２２１は、放射体２２の高さ方向に放射体２２を貫通する。開口部２２２は、放射体２２の厚さ方向に貫通溝２２１に連通する。給電点１と放射体２２との接続位置及び開口部２２２は、貫通溝２２１の両側に位置する。【選択図】図２

Description

本開示は、端末技術の分野に関し、特に、アンテナ構造及び電子機器に関する。

現在、第５世代移動通信技術について、市場に出回っている主流の５Ｇ通信周波数帯は、Ｎ４１周波数帯、Ｎ７７周波数帯、Ｎ７８周波数帯及びＮ７９周波数帯を含み、ここで、中国国内では主にＮ４１周波数帯、Ｎ７８周波数帯及びＮ７９周波数帯が使用されており、海外ではＮ７７周波数帯が使用される。したがって、現在、市場に出回っている主流の携帯電話は、Ｎ４１周波数帯、Ｎ７８周波数帯及びＮ７９周波数帯をサポートするため、海外では５Ｇ通信を行うことができず、電子機器の使用シーンが限定される。

本開示は、関連技術の欠点を解決するために、アンテナ構造及び電子機器を提供する。

本開示の実施例の第１態様は、アンテナ構造であって、給電点と金属フレームとを含み、前記金属フレームは、本体、放射体及び結合ブランチを含み、前記放射体及び前記結合ブランチの両方が前記本体に接続されてアンテナクリアランスゾーンを取り囲み、前記放射体と前記結合ブランチとの、前記本体から離れた端が協力してアンテナギャップを形成し、前記アンテナギャップは、前記アンテナクリアランスゾーンに連通し、前記放射体は、前記給電点に接続され、前記放射体は、貫通溝及び開口部を含み、前記貫通溝は、前記放射体の高さ方向に前記放射体を貫通し、前記開口部は、前記放射体の厚さ方向に前記貫通溝に連通し、前記給電点と前記放射体との接続位置、及び前記開口部は、前記貫通溝の両側に位置するアンテナ構造を提供する。

選択可能に、
前記アンテナギャップ内に設置される第１媒体ユニットをさらに含む。

選択可能に、
前記貫通溝及び前記開口部内に設置される第２媒体ユニットをさらに含む。

選択可能に、前記放射体の、前記貫通溝の前記給電点から離れた側に位置する部分の長さは、１２．５ミリメートル以上且つ１３．５ミリメートル以下である。

選択可能に、前記放射体の前記給電点に接続される部分の長さは、１４ミリメートル以上且つ１６ミリメートル以下である。

選択可能に、前記アンテナギャップの長さは、１ミリメートル以上且つ１．８ミリメートル以下である。

選択可能に、前記放射体、前記結合ブランチ及び前記アンテナギャップの長さの合計は、１７ミリメートル以上且つ１９ミリメートル以下である。

選択可能に、前記結合ブランチの長さは、１．５ミリメートル以上且つ２．５ミリメートル以下である。

本開示の実施例の第２態様は、電子機器であって、マザーボードと、上記いずれかの実施例に記載のアンテナ構造と、を含み、前記アンテナ構造の給電点が前記マザーボードに設置される電子機器を提供する。

選択可能に、前記マザーボードと前記本体とを接続する接地素子をさらに、含む。

本開示の実施例によって提供される技術案は、以下の有益な効果を奏する。

上記実施例から分かるように、本開示の技術案では、放射体に貫通溝及び開口部を設置することにより、Ｃ字状の放射体を構築し、放射体の形状変化を利用してアンテナ構造の共振を構築することにより、５Ｇ周波数帯のうちのＮ４１周波数帯、Ｎ７７周波数帯、Ｎ７８周波数帯及びＮ７９周波数帯をカバーするようになり、電子機器の使用シーンに対する制約が少なくなり、アパーチャ同調を利用して周波数帯をカバーする関連技術の技術案に比べて、アンテナ構造の回路を簡素化することができ、アンテナ構造の小型化を実現するのに有利である。

以上の一般的な説明及び以下の詳細な説明は、例示的かつ解釈的なものにすぎず、本開示を限定するものではないことを理解されたい。

ここでの図面は、明細書に組み込まれて、本明細書の一部を構成し、本開示に適合する実施例を示し、明細書とともに、本開示の原理を説明するために使用される。
関連技術におけるアンテナ構造の構造概略図である。 例示的な実施例に係るアンテナ構造の斜視概略図である。 図２のアンテナ構造の概略的上面図である。 図２のアンテナ構造の正面図である。 例示的な実施例に係るアンテナ構造のアンテナ性能のグラフである。 例示的な実施例に係るアンテナ構造のスミスチャートである。 例示的な実施例に係る電子機器の構造概略図である。

ここで、例示的な実施例について詳細に説明し、その例を図面に示している。以下の説明が図面に係る場合、特に明記しない限り、異なる図面における同じ数字は、同じ又は類似する要素を示す。以下の例示的な実施例に記載されている実施形態は、本開示と一致する全ての実施形態を表すわけではない。むしろ、それらは、添付の特許請求の範囲に詳述された、本開示の一部の態様と一致する装置及び方法の例にすぎない。

本開示に使用される用語は、特定の実施例を説明するためのものにすぎず、本開示を限定することを意図していない。本開示及び添付の特許請求の範囲に使用される単数形の「一」、「前記」及び「当該」も、文脈が他の意味を明確に示していない限り、複数形を含むことを意図している。さらに、本明細書に使用される用語「及び／又は」とは、１つ又は互いに関連する複数の列挙項目を含む、いずれの可能な組合せ又は全ての可能な組み合わせを意味することを理解されたい。

本開示で第１、第２、第３などの用語を使用して様々な情報を説明したが、これらの情報は、これらの用語に限定されないことを理解されたい。これらの用語は、単に同じタイプの情報同士を区別するために使用される。例えば、本開示の範囲から逸脱せず、第１情報を第２情報と呼ぶことができ、同様に、第２情報を第１情報と呼ぶこともできる。文脈によっては、本明細書に使用される単語「場合（ｉｆ）」は、「……であるとき」又は「……であると」又は「決定に応答して」として解釈することができる。

図１は、関連技術におけるアンテナ構造１００の構造概略図であり、当該アンテナ構造は、Ｎ４１周波数帯、Ｎ７８周波数帯及びＮ７９周波数帯をカバーするスリーインワンアンテナであり、アンテナ構造１００は、アンテナ本体１０１、アンテナ１０２及び結合ユニット１０３を含み、アンテナ１０２及び結合ユニット１０３のそれぞれがアンテナ本体１０１に接続され、かつ、アンテナ本体１０１、アンテナ１０２及び結合ユニット１０３は、共同でアンテナ構造１００のクリアランスゾーンを囲む。図１におけるアンテナ構造１００の配置により、当該アンテナ構造１００は、Ｎ４１周波数帯、Ｎ７８周波数帯及びＮ７９周波数帯しかカバーできないため、アンテナ構造１００が配置された電子機器の適用シーンが限定される。

アンテナ構造１００のカバレッジ周波数帯を広げるため、関連技術では、アンテナ構造１００にインピーダンス整合回路又は同調スイッチを配置することで、アンテナ構造１００がＮ７７周波数帯までカバーできることを試みたが、アンテナ構造１００の回路が複雑になるとともに、実際の実現では、アンテナ１０２の帯域幅が限られているため、Ｎ７７とＮ７８との周波数帯を同時にカバーすることは困難である。

これに基づき、本開示の技術案を提案し、図２は、例示的な実施例に係るアンテナ構造の概略斜視図であり、図３は、図２のアンテナ構造の概略上面図であり、図４は、図２のアンテナ構造の正面図である。図２～図４に示すように、当該アンテナ構造２００は、給電点１と金属フレーム２とを含み、当該金属フレーム２は、本体２１、放射体２２及び結合ブランチ２３を含んでもよい。放射体２２及び結合ブランチ２３の両方が本体２１に接続され、放射体２２、結合ブランチ２３及び本体２１は、クリアランスゾーン２４を取り囲むことができる。放射体２２の本体２１から離れた端と結合ブランチ２３の本体２１から離れた端との間にはアンテナギャップ２５が形成されることにより、アンテナ構造２００がアンテナ信号を外部に送信できることを確保する。放射体２２は、貫通溝２２１及び開口部２２２を含み、貫通溝２２１は、放射体２２の高さ方向に放射体２２を貫通し、開口部２２２は、放射体２２の厚さ方向に貫通溝２２１と連通できる。給電点１は放射体２２に接続され、給電点１と放射体２２との接続される接続位置、及び開口部２２２は貫通溝２２１の両側に位置する。このようにすることで、給電点１から供給される信号は、給電点１と放射体２２との接続位置から貫通溝２２１を回って、放射体２２の開口部２２２が形成される端に伝達することができ、アンテナ構造２００のＣ字状の放射体を形成することができる。アンテナ構造２００の各寸法を合理的に構成することで、アンテナ構造２００が５Ｇ周波数帯を完全にカバーすることができる。具体的には、アンテナ構造２００は、Ｎ４１周波数帯（２４９６ＭＨｚ～２６９０ＭＨｚ）、Ｎ７７周波数帯（３３００ＭＨｚ～４２００ＭＨｚ）、Ｎ７８周波数帯（３３００ＭＨｚ～３８００ＭＨｚ）、Ｎ７９周波数帯（４４００ＭＨｚ～５０００ＭＨｚ）をカバーできる。

例を挙げると、Ｌ１＝１８ｍｍ、Ｌ２＝１５ｍｍ、Ｌ３＝２ｍｍ、Ｌ４＝１．５ｍｍ、Ｌ５＝１３ｍｍ、Ｌ６＝２．３ｍｍ、Ｌ７＝２ｍｍ、Ｌ８＝１１ｍｍ、Ｗ１＝２ｍｍ、Ｗ２＝２ｍｍ、Ｗ３＝２ｍｍ、Ｗ４＝６ｍｍ、Ｗ５＝２ｍｍ、Ｗ６＝２ｍｍを例とし、アンテナ構造２００をシミュレーションすると、図５に示すようなアンテナ性能のグラフ及び図６に示すようなスミス（ｓｍｉｔｈ）チャートを取得することができる。図５及び図６に示すように、当該アンテナ性能のグラフの横軸は周波数で、縦軸はリターンロスであり、図５において、アンテナ構造２００の左側の共振はＮ４１周波数帯をカバーでき、右側の共振はＮ７７周波数帯、Ｎ７８周波数帯及びＮ７９周波数帯をカバーできる。図６に示すように、整合するインピーダンスが５０オームであることを例とすると、アンテナ構造２００は４つの共振を構成して、広帯域のアンテナを形成することができ、ここで、１つ目の共振の中心周波数は２．０５ＧＨｚで、２つ目の共振の中心周波数は３．０７ＧＨｚで、３つ目の共振の中心周波数は４．０５ＧＨｚで、４つ目の共振の中心周波数は４．５７ＧＨｚであり、そのうち、３つ目の共振及び４つ目の共振の中心周波数は原点に近く、Ｎ７７周波数帯及びＮ７９周波数帯に対して良好なインピーダンス整合を実現できる。

上記実施例から分かるように、本開示の技術案では、放射体２２に貫通溝２２１及び開口部２２２を設置することにより、Ｃ字状の放射体２２を構成し、放射体２２の形状変化を利用してアンテナ構造２００の共振を構築することにより、５Ｇ周波数帯のうちのＮ４１周波数帯、Ｎ７７周波数帯、Ｎ７８周波数帯及びＮ７９周波数帯をカバーするようになり、アパーチャ同調を利用して周波数帯をカバーする関連技術の技術案に比べて、アンテナ構造２００の回路を簡素化することができ、アンテナ構造２００の小型化を実現するのに有利である。

無論、アンテナ構造２００の最適な共振周波数に達するとともに、アンテナ構造２００の小型化を実現するために、アンテナ構造２００の各寸法の長さ及び幅を限定することができる。ただし、放射体２２、アンテナギャップ２５及び結合ブランチ２３の長さの合計は、１７ｍｍ以上且つ１９ｍｍ以下で、即ち１７ｍｍ≦Ｌ１≦１９ｍｍである。アンテナ１０２のみの長さが約２５ｍｍであり、アンテナ構造１００全体の長さが２５ｍｍを超える図１の関連技術に比べて、アンテナ構造２００の小型化が実現され、アンテナ構造２００が配置された電子機器の内部レイアウトに有利である。

放射体２２の給電点１に接続される部分の長さは、１４ミリメートル以上且つ１６ミリメートル以下であり、即ち１４ｍｍ≦Ｌ２≦１６ｍｍであり、結合ブランチ２３の長さは、１．５ミリメートル以上且つ２．５ミリメートル以下で、即ち１．５ｍｍ≦Ｌ３≦２．５ｍｍであり、アンテナギャップ２５の長さは、１ミリメートル以上且つ１．８ミリメートル以下で、即ち１ｍｍ≦Ｌ４≦１．８ｍｍであり、そして、Ｌ１＝Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４である。放射体２２の、貫通溝２２１の給電点１から離れた側に位置する部分の長さは、１２．５ミリメートル以上且つ１３．５ミリメートル以下で、即ち１２．５ｍｍ≦Ｌ５≦１３．５ｍｍであり、開口部２２２の長さは、２ミリメートル且つ以上３ミリメートル以下で、即ち２ｍｍ≦Ｌ６≦３ｍｍであり、そして、Ｌ２＝Ｌ５＋Ｌ６であり。貫通溝２２１とアンテナギャップ２５との間隔の長さは、２ミリメートル以上且つ３ミリメートル以下で、即ち２ｍｍ≦Ｌ７≦３ｍｍであり、放射体２２の本体２１に接続される端から給電点１までの距離は、１０．５ミリメートル以上且つ１１．５ミリメートル以下で、即ち１０．５ｍｍ≦Ｌ８≦１１．５ｍｍである。

これに応じて、最適な共振周波数に達するために、アンテナ構造２００の一部の構造の厚さ寸法及び高さ寸法を限定することができる。例えば、放射体２２の、貫通溝２２１の給電点１から離れた側に位置する部分の厚さは、２ミリメートル以上且つ３ミリメートル以下で、即ち２ｍｍ≦Ｗ１≦３ｍｍであり、放射体２２の厚さ方向において、貫通溝２２１の寸法は、２ミリメートル以上且つ３ミリメートル以下で、即ち２ｍｍ≦Ｗ２≦３ｍｍであり、放射体２２の給電点１に接続される部分の厚さは、２ミリメートル以上且つ３ミリメートル以下で、即ち２ｍｍ≦Ｗ３≦３ｍｍであり、結合ブランチ２３の厚さは、６ミリメートル以上且つ８ミリメートル以下で、即ち６ｍｍ≦Ｗ４≦８ｍｍであり、そして、Ｗ４＝Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３である。放射体２２の、貫通溝２２１の給電点１から離れた側に位置する部分の高さは、２ミリメートル以上且つ３ミリメートル以下で、即ち２ｍｍ≦Ｗ５≦３ｍｍであり、クリアランスゾーン２４の高さは、３ミリメートル以上且つ５ミリメートル以下で、即ち３ｍｍ≦Ｗ６≦５ｍｍである。

アンテナ構造２００は、第１媒体ユニット３及び第２媒体ユニット４をさらに含み、第１媒体ユニット３は、アンテナギャップ２５内に設置され、第２媒体ユニット４は、貫通溝２２１及び開口部２２２内に設置されてもよい。これにより、ほこりがアンテナ構造２００が配置されている電子機器内に落ちることを防止することができる。また、第１媒体ユニット３及び第２媒体ユニット４の媒体状況に応じてアンテナ構造２００の上記寸法を微調整することができる。

本開示によって提供されるアンテナ構造２００に基づき、本開示は、図７に示す電子機器３００をさらに提供し、当該電子機器３００は、マザーボード（図示せず）及び上記のいずれかの実施例に記載のアンテナ構造２００を含んでもよい。アンテナ構造２００の給電点１は、マザーボードに設置され、メタルドーム又は他の導電構造を介して放射体２２に接続されてもよい。電子機器３００は、接地素子（図示せず）をさらに含んでもよく、当該接地素子は、金属フレームとマザーボードとを接続して接地し、電磁的な保護を実現することができる。当該接地素子は、接地ねじ、メタルドーム、又は他の導電ユニットを含んでもよい。電子機器３００は、携帯電話端末又はタブレット端末などを含んでもよいが、本開示はこれに対して限定しない。

当業者であれば、明細書を検討し、かつ、本明細書に開示された開示を実践した後、本開示の他の実施案を容易に想到できる。本開示は、本開示のあらゆる変形、用途又は適宜変更を包含することを意図し、これらの変形、用途又は適宜変更は、本開示の一般的な原理に従い、本開示に開示されていない本技術分野における常識又は慣用の技術的手段を含む。明細書及び実施例は、単に例示的なものにすぎず、本開示の真の範囲及び精神は、下記の特許請求の範囲によって示される。

本開示は、上で説明し、かつ、図面に示した正確な構造に限定されず、その範囲から逸脱することなく、様々な修正や変更を行うことができることを理解されたい。本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。

（付記）
（付記１）
給電点と金属フレームとを含み、
前記金属フレームは、本体、放射体及び結合ブランチを含み、前記放射体及び前記結合ブランチの両方が前記本体に接続されてアンテナクリアランスゾーンを取り囲み、前記放射体と前記結合ブランチと、の前記本体から離れた端が協力してアンテナギャップを形成し、前記アンテナギャップは、前記アンテナクリアランスゾーンに連通し、前記放射体は、前記給電点に接続され、
前記放射体は、貫通溝及び開口部を含み、前記貫通溝は、前記放射体の高さ方向に前記放射体を貫通し、前記開口部は、前記放射体の厚さ方向に前記貫通溝に連通し、前記給電点と前記放射体との接続位置、及び前記開口部は、前記貫通溝の両側に位置する、
ことを特徴とするアンテナ構造。

（付記２）
前記アンテナギャップ内に設置される第１媒体ユニットをさらに含む、
ことを特徴とする付記１に記載のアンテナ構造。

（付記３）
前記貫通溝及び前記開口部内に設置される第２媒体ユニットをさらに含む、
ことを特徴とする付記１に記載のアンテナ構造。

（付記４）
前記放射体の、前記貫通溝の前記給電点から離れた側に位置する部分の長さは、１２．５ミリメートル以上且つ１３．５ミリメートル以下である、
ことを特徴とする付記１に記載のアンテナ構造。

（付記５）
前記放射体の前記給電点に接続される部分の長さは、１４ミリメートル以上且つ１６ミリメートル以下である、
ことを特徴とする付記１に記載のアンテナ構造。

（付記６）
前記アンテナギャップの長さは、１ミリメートル以上且つ１．８ミリメートル以下である、
ことを特徴とする付記１に記載のアンテナ構造。

（付記７）
前記放射体、前記結合ブランチ及び前記アンテナギャップの長さの合計は、１７ミリメートル以上且つ１９ミリメートル以下である、
ことを特徴とする付記１に記載のアンテナ構造。

（付記８）
前記結合ブランチの長さは、１．５ミリメートル以上且つ２．５ミリメートル以下である、
ことを特徴とする付記１に記載のアンテナ構造。

（付記９）
マザーボードと、
付記１～付記８のいずれか１つに記載のアンテナ構造と、を含み、
前記アンテナ構造の給電点が前記マザーボードに設置される、
ことを特徴とする電子機器。

（付記１０）
前記マザーボードと前記本体とを接続する接地素子をさらに含む、
ことを特徴とする付記９に記載の電子機器。

Claims (10)

1. 給電点と金属フレームとを含み、
   前記金属フレームは、本体、放射体及び結合ブランチを含み、前記放射体及び前記結合ブランチの両方が前記本体に接続されてアンテナクリアランスゾーンを取り囲み、前記放射体と前記結合ブランチと、の前記本体から離れた端が協力してアンテナギャップを形成し、前記アンテナギャップは、前記アンテナクリアランスゾーンに連通し、前記放射体は、前記給電点に接続され、
   前記放射体は、貫通溝及び開口部を含み、前記貫通溝は、前記放射体の高さ方向に前記放射体を貫通し、前記開口部は、前記放射体の厚さ方向に前記貫通溝に連通し、前記給電点と前記放射体との接続位置、及び前記開口部は、前記貫通溝の両側に位置する、
   ことを特徴とするアンテナ構造。
2. 前記アンテナギャップ内に設置される第１媒体ユニットをさらに含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ構造。
3. 前記貫通溝及び前記開口部内に設置される第２媒体ユニットをさらに含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ構造。
4. 前記放射体の、前記貫通溝の前記給電点から離れた側に位置する部分の長さは、１２．５ミリメートル以上且つ１３．５ミリメートル以下である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ構造。
5. 前記放射体の前記給電点に接続される部分の長さは、１４ミリメートル以上且つ１６ミリメートル以下である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ構造。
6. 前記アンテナギャップの長さは、１ミリメートル以上且つ１．８ミリメートル以下である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ構造。
7. 前記放射体、前記結合ブランチ及び前記アンテナギャップの長さの合計は、１７ミリメートル以上且つ１９ミリメートル以下である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ構造。
8. 前記結合ブランチの長さは、１．５ミリメートル以上且つ２．５ミリメートル以下である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ構造。
9. マザーボードと、
   請求項１～請求項８のいずれか１項に記載のアンテナ構造と、を含み、
   前記アンテナ構造の給電点が前記マザーボードに設置される、
   ことを特徴とする電子機器。
10. 前記マザーボードと前記本体とを接続する接地素子をさらに含む、
    ことを特徴とする請求項９に記載の電子機器。

Images