JP2022515865A

JP2022515865A - アンテナ構造及び高周波多周波数帯無線通信端末

Info

Publication number: JP2022515865A
Application number: JP2021538023A
Authority: JP
Inventors: ▲奐▼衢黄; ▲義▼金王; ▲憲▼静 ▲簡▼
Original assignee: Vivo Mobile Communication Co Ltd
Current assignee: Vivo Mobile Communication Co Ltd
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2019-12-18
Publication date: 2022-02-22
Anticipated expiration: 2039-12-18
Also published as: CN109728447B; EP3905441A1; US11962099B2; JP7246490B2; EP3905441A4; KR102554581B1; US20210320408A1; WO2020135174A1; CN109728447A; KR20210101319A

Abstract

本開示は、アンテナ構造及び高周波多周波数帯無線通信端末を提供する。このアンテナ構造は、第一の収容溝が開設されている金属板と、放射パッチと第一の結合パッチを含むアンテナユニットと、金属板の第一側に設けられ、放射パッチに電気的に接続される無線周波数モジュールと、を含み、そのうち、放射パッチと第一の結合パッチのうちの少なくとも一つは第一の収容溝内に置かれ、放射パッチは金属板と絶縁して設けられ、第一の結合パッチは金属板と絶縁して設けられ、放射パッチは第一の結合パッチに対向して設けられ、放射パッチは第一の結合パッチと絶縁して設けられ、第一の結合パッチは放射パッチと無線周波数モジュールとの間に位置し、放射パッチは第一の予め設定される周波数帯の共振を発生させるために用いられ、第一の結合パッチは第二の予め設定される周波数帯の共振を発生させるために用いられる。

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１８年１２月２８日に中国で提出された中国特許出願番号Ｎｏ．２０１８１１６２９７３６．Ｘの優先権を主張しており、同出願の内容の全ては、ここに参照として取り込まれる。
本開示は、通信技術分野に関し、特にアンテナ構造及び高周波多周波数帯無線通信端末に関する。

第５世代移動通信（５^ｔｈｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｍｏｂｉｌｅｎｅｔｗｏｒｋｓ、５Ｇ）世代の到来と今後の発展に伴い、資料の伝送レートの高速化の無線通信の需要に対して、ミリ波の技術及び応用はキーポイントとなる役割を果たすことになる。それゆえ、ミリ波のアンテナ及び設計は、例えば携帯電話、タブレット、ひいてはノートパソコンのような移動端末に次第に導入されている。したがって、ミリ波アンテナの設計及び性能は、関連するアンテナエンジニアと電磁研究者の注目課題となっている。

関連技術において、主流となるミリ波アンテナの方案は、独立したパッケージアンテナ（ＡｎｔｅｎｎａｉｎＰａｃｋａｇｅ、ＡｉＰ）の形態であることが多く、既存のアンテナ、例えばセルラー（ｃｅｌｌｕｌａｒ）アンテナ、非セルラー（ｎｏｎ－ｃｅｌｌｕｌａｒ）アンテナとは通常、別々に設けられる。このため、変わった形で既存のアンテナの使用可能空間を圧迫し、アンテナの性能が劣化してしまい、且つシステム全体の体積サイズが増加しやすくなり、製品全体の競争力を低下させる。

本開示の実施例は、関連技術においてアンテナが端末上で占有する空間が多すぎるという問題と、金属被覆率の高い製品の外観設計との互換が比較的に難しいという問題を解決するためのアンテナ構造及び高周波多周波数帯無線通信端末を提供する。

第一の方面によれば、本開示の実施例は、アンテナ構造を提供する。前記アンテナ構造は、
第一の収容溝が開設されている金属板と、
放射パッチと第一の結合パッチを含むアンテナユニットと、
前記金属板の第一側に設けられ、前記放射パッチに電気的に接続される無線周波数モジュールと、を含み、
そのうち、前記放射パッチと前記第一の結合パッチのうちの少なくとも一つは前記第一の収容溝内に置かれ、前記放射パッチは前記金属板と絶縁して設けられ、前記第一の結合パッチは前記金属板と絶縁して設けられ、前記放射パッチは前記第一の結合パッチに対向して設けられ、前記放射パッチは前記第一の結合パッチと絶縁して設けられ、前記第一の結合パッチは前記放射パッチと前記無線周波数モジュールとの間に位置し、前記放射パッチは第一の予め設定される周波数帯の共振を発生させるために用いられ、前記第一の結合パッチは第二の予め設定される周波数帯の共振を発生させるために用いられる。

第二の方面によれば、本開示の実施例は、上記のアンテナ構造を含む高周波多周波数帯無線通信端末を提供する。

本開示の実施例の有益な効果は、以下のとおりである。

本開示の実施例によれば、金属板に収容溝を開設し、且つアンテナユニットの放射パッチと結合パッチのうちの少なくとも一つをこの収容溝内に置き、放射パッチに電気的に接続される無線周波数モジュールを金属板の一側に設けることにより、アンテナ構造を金属板上に集積する目的を達成し、さらに端末上でのアンテナの占有空間を小さくする。

本開示の実施例における放射パッチが第一の収容溝に設けられる時の概略図のその一を示す。本開示の実施例における放射パッチが第一の収容溝に設けられる時の概略図のその二を示す。本開示の実施例における放射パッチが第一の収容溝に設けられる時の概略図のその三を示す。図３におけるＣ－Ｃに沿う断面概略図を示す。本開示の実施例における第一の結合パッチが無線周波数モジュール上に設けられる時の概略図のその一を示す。図５におけるＡ破線枠に囲まれる位置の部分拡大図を示す。本開示の実施例における第一の結合パッチが無線周波数モジュール上に設けられる時の概略図のその二を示す。図７におけるＢ破線枠に囲まれる位置の部分拡大図を示す。本開示の実施例における給電エジェクタピンと放射パッチの接続概略図のその一を示す。本開示の実施例における放射パッチ及び第一の結合パッチがいずれも第一の収容溝に設けられる概略図を示す。本開示の実施例における給電エジェクタピンと放射パッチとの接続概略図のその二を示す。本開示の実施例における無線周波数モジュールの構造概略図を示す。本開示の実施例における給電エジェクタピンの無線周波数モジュール上での設置概略図を示す。本開示の実施例における無線周波数モジュールが金属板表面に組み立てる効果概略図を示す。本開示の実施例のアンテナ構造の端末ハウジング上での設置位置の概略図のその一を示す。本開示の実施例のアンテナ構造の端末ハウジング上での設置位置の概略図のその二を示す。本開示の実施例における第一の位置及び第二の位置の放射パッチ上での分布位置の概略図を示す。

以下は、本開示の実施例における添付図面を結び付けながら、本開示の実施例における技術案を明瞭且つ完全に記述する。

明らかに、記述された実施例は、本開示の一部の実施例であり、全ての実施例ではない。本開示における実施例に基づき、当業者が創造的な労力を払わない前提で得られたすべての他の実施例は、いずれも本開示の保護範囲に属する。

本開示の実施例は、アンテナ構造を提供する。このアンテナ構造は、
第一の収容溝１０１が開設されている金属板１であって、選択的に、この第一の収容溝１０１の深さは金属板１の厚さと等しく、すなわち第一の収容溝１０１は金属板１を貫通する溝である金属板１と、
放射パッチ２０１と第一の結合パッチ２０２を含むアンテナユニットと、
金属板１の第一側に設けられ、放射パッチ２０１に電気的に接続される無線周波数モジュールであって、第一側は、収容溝の開口側であり、金属板１の第一側が端末の内側を向かう時、端末の内部に設けられる無線周波数モジュールと、を含み、
そのうち、放射パッチ２０１と第一の結合パッチ２０２のうちの少なくとも一つは第一の収容溝１０１内に置かれ、放射パッチ２０１は金属板１と絶縁して設けられ、第一の結合パッチ２０２は金属板１と絶縁して設けられ、放射パッチ２０１は第一の結合パッチ２０２に対向して設けられ、放射パッチ２０１は第一の結合パッチ２０２と絶縁して設けられ、第一の結合パッチ２０２は放射パッチ２０１と無線周波数モジュールとの間に位置し、放射パッチ２０１は第一の予め設定される周波数帯の共振を発生させるために用いられ、第一の結合パッチ２０２は第二の予め設定される周波数帯の共振を発生させるために用いられる。そのうち、第一の結合パッチは、放射パッチとは異なる作動周波数帯域を発生させるために用いられる。

本開示の実施例のアンテナ構造によれば、金属板１上に収容溝を開設し、且つアンテナユニットの放射パッチ２０１と結合パッチのうちの少なくとも一つをこの収容溝内に置き、放射パッチ２０１に電気的に接続される無線周波数モジュールを金属板１の一側に設けることにより、アンテナ構造を金属板１上に集積する目的を達成し、さらに端末上でのアンテナの占有空間を小さくする。

選択的に、放射パッチ２０１の面積は第一の結合パッチ２０２の面積以下である。この場合、第一の結合パッチ２０２は低周波共振信号を発生させるために用いられ、放射パッチ２０１は高周波共振信号を発生させるために用いられ、これにより、アンテナユニットは多周波数帯で作動することができる。

選択的に、第一の収容溝１０１は複数であり、複数の第一の収容溝１０１は間隔をおいて設けられ、アンテナユニットは複数の第一の収容溝１０１に対応する複数であり、各アンテナユニットの放射パッチ２０１と第一の結合パッチ２０２のうちの少なくとも一つはアンテナユニットに対応する収容溝内に置かれる。

そのうち、複数のアンテナユニットでアレイアンテナを構成することにより、本開示の実施例のアンテナ構造は多周波数帯で作動することができ、これにより、より良いグローバルローミング能力を有する。

また、複数のアンテナユニットの放射パッチ２０１と第一の結合パッチ２０２を金属板１上に集積する方式は、具体的には以下のとおりである。

方式１
選択的に、第一の収容溝１０１内には第一の絶縁媒体層が設けられており、放射パッチ２０１は第一の絶縁媒体層内に設けられる。すなわち、図１に示すように、金属板１には複数の第一の収容溝１０１が開設されており、各溝の内部に一つの放射パッチ２０１が設けられており、溝と溝との間の金属板１の部分は金属離隔構造を形成するため、溝と溝との間は一定の間隔を有する。さらに、放射パッチ２０１は第一の収容溝１０１内に設けられるので、放射パッチ２０１の面積は溝の面積よりも小さい。このため、放射パッチ２０１と金属板１との間は絶縁して設けられる。

そのうち、放射パッチ２０１を第一の収容溝１０１における第一の絶縁媒体層の内部に設ける時、まず第一の収容溝１０１内に第一の予め設定される高さの（第一の収容溝１０１の深さよりも小さい）絶縁媒体を充填し、そして図２に示すように、放射パッチ２０１を充填された絶縁媒体の表面に置き、さらに図２の上で再び絶縁媒体を充填することにより、図３に示すように絶縁媒体が放射パッチ２０１を覆うようにすることができる。そのうち、第一の収容溝１０１に充填された第一の絶縁媒体層は、金属板１の外側表面（すなわち、無線周波数モジュールが置かれていない表面）と面一であってもよい。

選択的に、無線周波数モジュールは第一のグラウンド層３０４を有し、第一のグラウンド層３０４の表面は第二の絶縁媒体層３０８で覆われており、第一の結合パッチ２０２は第二の絶縁媒体層３０８上に設けられ、且つ第一の結合パッチ２０２は間隔をおいて設けられる。すなわち、図５及び図６に示すように、第一の結合パッチ２０２は第二の絶縁媒体上に間隔をおいて分布されている。

上記から分かるように、図５に示す無線周波数モジュールを図３に示す金属板１の一側に設ける（具体的な組み立て効果は図１４に示すとおりである）ことにより、第一の結合パッチ２０２は放射パッチ２０１に対向して設けられ、且つ両者は絶縁される。この時、第一の結合パッチ２０２は放射パッチ２０１と無線周波数モジュールの第一のグラウンド層３０４との間に位置し、第一の結合パッチ２０２の面積は放射パッチ２０１の面積以上である。この場合、第一の結合パッチ２０２は低周波共振信号を発生させるために用いられ、放射パッチ２０１は高周波共振信号を発生させるために用いられ、これにより、アンテナユニットは多周波数帯で作動することができる。

選択的に、本開示の実施例のアンテナ構造は、金属材３０３をさらに含み、金属材３０３は第二の絶縁媒体層３０８上に設けられ、且つ金属材３０３は隣り合う二つの第一の結合パッチ２０２間に位置し、金属材３０３は接地され、金属材３０３は金属板１に接続されて接地される。そのうち、金属材３０３はビアホール又はスルーホールを介して第一のグラウンド層３０４に電気的に接続することにより、金属材３０３の接地を実現することができる。

そのうち、金属材３０３は、複数の第一の結合パッチ２０２を互いに隔て、第二の絶縁媒体層３０８上に間隔をおいて設けられた金属材３０３は、金属板１に接続されて接地される。これにより、隣り合う第一の収容溝１０１間の金属板１は離隔グラウンドを形成することができ、さらに隣り合うアンテナユニット間の結合を低減し、アンテナユニット間のアイソレーションを向上させることができる。

選択的に、第二の絶縁媒体層３０８上には第三の収容溝３０２が設けられており、第三の収容溝３０２は隣り合う二つの第一の結合パッチ２０２間に位置し、第三の収容溝３０２の深さは第二の絶縁媒体層３０８の厚さと等しく、第一の収容溝１０１間の金属板１は第三の収容溝３０２内に差し込まれ、且つ第一の収容溝１０１間の金属板１は第一のグラウンド層３０４に接続されて接地される。

そのうち、第二の収容溝３０１は第一の収容溝１０１間の金属板１を収容するために用いられ、これにより、無線周波数モジュールがより精度良く金属板１に位置決められ嵌め込まれるようにすることができる。また、第一の収容溝１０１間の金属板１は第三の収容溝３０２に差し込まれた後に、無線周波数モジュールの第一のグラウンド層３０４に接続されて接地される。これにより、隣り合う第一の収容溝１０１間の金属板１は離隔グラウンドを形成することができ、さらに隣り合うアンテナユニット間の結合を低減し、アンテナユニット間のアイソレーションを向上させることができる。

方式２
選択的に、第一の収容溝１０１内には第一の絶縁媒体層が設けられており、放射パッチ２０１は第一の絶縁媒体層に設けられ、且つ放射パッチ２０１は第一の絶縁媒体層の表面から第一の予め設定される高さだけ張り出される。この時、第一の収容溝１０１における放射パッチ２０１の固定効果は、図２に示すとおりである。そのうち、第一の収容溝１０１に充填された第一の絶縁媒体層は、金属板１の外側表面（すなわち、無線周波数モジュールが置かれていない表面）と面一であってもよい。前記無線周波数モジュールは第一のグラウンド層３０４を有し、第一のグラウンド層３０４の表面は第二の絶縁媒体層３０８で覆われており、第二の絶縁媒体層３０８上には複数のアンテナユニットに対応する複数の第二の収容溝３０１が間隔をおいて設けられており、各第一の結合パッチ２０２は対応する第二の収容溝３０１内に置かれ、第二の収容溝３０１の深さと第一の結合パッチ２０２の厚さとの差は第一の予め設定される高さ以上である。そのうち、放射パッチ２０１は第二の収容溝３０１内に位置する。

すなわち、図７及び図８に示すように、第一の結合パッチ２０２は絶縁溝（すなわち、第二の収容溝３０１）内に位置する。そのうち、第二の収容溝３０１の深さと第一の結合パッチ２０２の厚さとの差が第一の予め設定される高さ以上となるように設け、すなわち第二の収容溝３０１の深さと第一の結合パッチ２０２の厚さとの差が放射パッチ２０１の第一の絶縁媒体層から張り出す高さ以上となるように設けることにより、図７に示す無線周波数モジュールを図２に示す金属板１の一側に置く（具体的な組み立て効果は図１４に示すとおりである）時、第二の収容溝３０１の側壁は第一の収容溝１０１内の第一の絶縁媒体層の表面に当接する一方、放射パッチ２０１と第一の結合パッチ２０２とは電気的に接続されることなく一定の間隔距離を保つことができる。この時、第一の結合パッチ２０２は放射パッチ２０１と無線周波数モジュールの第一のグラウンド層３０４との間に位置し、第一の結合パッチ２０２の面積は放射パッチ２０１の面積以上であり、第一の結合パッチ２０２は低周波共振信号を発生させるために用いられ、放射パッチ２０１は高周波共振信号を発生させるために用いられ、これにより、アンテナユニットは多周波数帯で作動することができる。

選択的に、本開示の実施例のアンテナ構造は、金属材３０３をさらに含み、金属材３０３は第二の絶縁媒体層３０８上に設けられ、且つ金属材３０３は隣り合う二つの第一の結合パッチ２０２間に位置し、金属材３０３は接地され、金属材３０３は金属板１に接触する。

そのうち、金属材３０３は、複数の第一の結合パッチ２０２を互いに隔て、第二の絶縁媒体層３０８上に間隔をおいて設けられた金属材３０３は、金属板１に接触する。これにより、金属材３０３が金属板１に電気的に接続され、さらに金属材３０３が接地される時、金属板１も接地されるようにする。これにより、隣り合う第一の収容溝１０１間の金属板１は離隔グラウンドを形成することができ、さらに隣り合うアンテナユニット間の結合を低減し、アンテナユニット間のアイソレーションを向上させることができる。

方式３
選択的に、第一の収容溝１０１内には第一の絶縁媒体層が設けられており、放射パッチ２０１は第一の絶縁媒体層内に設けられる。そのうち、第一の収容溝１０１に充填された第一の絶縁媒体層は、金属板１の外側表面（すなわち、無線周波数モジュールが置かれていない表面）と面一であってもよい。

選択的に、一つの第一の結合パッチ２０２は一つの第一の収容溝１０１内の第一の絶縁媒体に設けられ、且つ同一のアンテナユニットに属する第一の結合パッチ２０２と放射パッチ２０１は同一の第一の収容溝１０１内に位置する。

すなわち、図１０に示すように、同一のアンテナユニットに属する放射パッチ２０１と第一の結合パッチ２０２は、一つの第一の収容溝１０１における第一の絶縁媒体層内に設けられる。そのうち、注意すべきことは、第一の結合パッチ２０２と放射パッチ２０１がいずれも第一の収容溝１０１に固定されることを明確に示すために、図１０では第一の結合パッチ２０２と放射パッチ２０１とを絶縁する媒体は描かれていない。

選択的に、無線周波数モジュールは第一のグラウンド層３０４を有し、第一のグラウンド層３０４の表面上は第二の絶縁媒体層３０８で覆われており、第二の絶縁媒体層３０８上には第三の収容溝３０２が間隔をおいて設けられており、第三の収容溝３０２の深さは第二の絶縁媒体層３０８の厚さと等しく、第一の収容溝１０１間の金属板１は第三の収容溝３０２内に差し込まれ、且つ第一の収容溝１０１間の金属板１は第一のグラウンド層３０４に接続されて接地される。

また、放射パッチ２０１と第一の結合パッチ２０２がこのような方式で金属板１上に集積される時、放射パッチ２０１と第一の結合パッチ２０２を金属板１の一部として設け、すなわち金属板１上の一定の領域内でレイアップ設計を行うことにより、この領域内の金属板１が複数のアンテナユニットを形成するようにすることができる。これにより、金属板１の一部がアンテナの放射パッチ２０１とし、アンテナの帯域幅を上げ、複数の周波数帯をカバーすることができる。そのうち、この金属板１は具体的には端末の金属ハウジングの一部であってもよく、これによりアンテナユニットの設置が端末の金属質感に影響しないようにすることができる。

方式４
選択的に、アンテナユニットは複数であり、無線周波数モジュール上には第二の絶縁媒体層３０８が設けられており、第一の結合パッチ２０２は第二の絶縁媒体層３０８内に設けられ、且つ第一の結合パッチ２０２は間隔をおいて設けられ、放射パッチ２０１は第二の絶縁媒体層３０８内に設けられ、且つ放射パッチ２０１は間隔をおいて設けられ、無線周波数モジュールは前記第一の収容溝内に取り付けられる。

すなわち、放射パッチ２０１と第一の結合パッチ２０２はいずれも無線周波数モジュール上に設けられる。

選択的に、無線周波数モジュールは第一のグラウンド層３０４を有し、第二の絶縁媒体層３０８は第一のグラウンド層３０４上に覆っており、第二の絶縁媒体層３０８上には第三の収容溝３０２が設けられており、第三の収容溝３０２は隣り合う二つの第一の結合パッチ２０２間に位置し、第三の収容溝３０２の深さは第二の絶縁媒体層３０８の厚さと等しく、第一の収容溝１０１間の金属板１は第三の収容溝３０２内に差し込まれ、且つ第一の収容溝１０１間の金属板１は第一のグラウンド層３０４に電気的に接続される。

なお、選択的に、上記金属材３０３の表面には、金属板１に接続されて接地されるエジェクタピンが設けられており、又は、隣り合う第一の収容溝１０１間の金属板１の表面には、金属材３０３に接続されて接地される凸包が設けられていることにより、金属材３０３と金属板１との間はより良く電気的に接続することができる。

選択的に、アンテナユニットは、第二の結合パッチ２０３をさらに含み、第二の結合パッチ２０３は放射パッチ２０１に対向して設けられ、第二の結合パッチ２０３は放射パッチ２０１と絶縁して設けられ、第二の結合パッチ２０３は金属板１と絶縁して設けられ、放射パッチ２０１は第二の結合パッチ２０３と第一の結合パッチ２０２との間に位置する（図１１に示す）。そのうち、第二の結合パッチ２０３は、第一の予め設定される周波数帯の帯域幅を広げるために用いられ、すなわち第二の結合パッチ２０３は、放射パッチの作動帯域幅を広げるために用いられる。選択的に、第二の結合パッチ２０３の面積は放射パッチ２０１の面積以下である。

そのうち、第一の結合パッチ２０２と放射パッチ２０１が上記したどの方式で金属板１上に集積されるかを問わず、第二の結合パッチ２０３を増加させ、且つ増加した第二の結合パッチ２０３が放射パッチ２０１の無線周波数モジュールから離れる側に位置するように設けることができる。具体的には、第一の結合パッチ２０２と放射パッチ２０１が上記方式４で金属板１上に集積される時、増加した第二の結合パッチを金属板１上の第一の収容溝１０１に固定することができる。

選択的に、図４に示すように、金属板１には位置決め溝１０２が開設されており、複数の第一の収容溝１０１は位置決め溝１０２と連通し、無線周波数モジュールは位置決め溝１０２内に取り付けられる。これにより、無線周波数モジュールがより精度良く金属板１上に取り付けられるようにすることができる。

選択的に、図１２に示すように、無線周波数モジュールは無線周波数集積回路３１０と電源管理集積回路３１１を含み、無線周波数集積回路３１０は放射パッチ２０１と電源管理集積回路３１１にそれぞれ電気的に接続される。そのうち、無線周波数モジュール上には、さらに、無線周波数モジュールと端末メインボードとの間の中間周波数信号の接続のためのＢＴＢコネクタ（Ｂｏａｒｄ－ｔｏ－ｂｏａｒｄＣｏｎｎｅｃｔｏｒｓ、ボード対ボードコネクタ）３０９が設けられてもよい。そのうち、本開示の実施例において複数のアンテナユニットを含む時、無線周波数集積回路３１０は各アンテナユニットの放射パッチ２０１に電気的に接続され、これにより、放射パッチ２０１が受信した信号は各放射パッチ２０１に接続された伝送線を介して最終的に無線周波数集積回路３１０内に集まる。

さらに、図１２に示すように、無線周波数モジュールは第一のグラウンド層３０４、第二のグラウンド層３０５、第三の絶縁媒体層３０６をさらに含み、第三の絶縁媒体層３０６は第一のグラウンド層３０４と第二のグラウンド層３０５との間に位置する。無線周波数集積回路３１０と電源管理集積回路路３１１は第二のグラウンド層３０５上に位置し、無線周波数集積回路３１０は第一の引き回しによって電源管理集積回路路３１１に電気的に接続され、無線周波数集積回路３１０は第二の引き回しによって放射パッチ２０１に電気的に接続され、第一の引き回しと第二の引き回しは第三の絶縁媒体層３０６内に位置する。そのうち、無線周波数集積回路３１０を無線周波数モジュールのグラウンド層上に置くことにより、アンテナ信号の通路でのロスを最大限に低減することができる。また、第一のグラウンド層３０４と第二のグラウンド層３０５とは、ビアホール又はスルーホールを介して電気的に接続される。

そのうち、注意すべきことは、上記無線周波数モジュールを金属板１の一側に設けた後に、無線周波数モジュールの第一のグラウンド層３０４が金属板１の内側面（無線周波数モジュールが置かれた面）に接続されることにより、アンテナユニットの反射器を形成してアンテナユニットの利得を上げることができるとともに、アンテナユニットが金属板１の裏側のシステム内の環境に比較的に敏感でないようにすることができ、それによって端末はより多くのデバイスを集積することができ、より多くの機能を実現して、製品の競争力を向上させることができる。

選択的に、無線周波数モジュール上には、放射パッチ２０１に電気的に接続される給電エジェクタピン３０７が設けられている。そのうち、注意すべきことは、給電エジェクタピン３０７は、金属板１と一体化して集積するように設計してもよく、無線周波数モジュールと一体化して集積するように設計してもよく、独立したディスクリートデバイスとして給電源信号の給電に用いられてもよい。

さらに、図９に示すように、第一の結合パッチ２０２上には給電穴が設けられており、給電エジェクタピン３０７は給電穴を通過して放射パッチ２０１に電気的に接続され、給電穴の直径は給電エジェクタピン３０７の直径よりも大きい。すなわち、放射パッチ２０１が第一の結合パッチ２０２と無線周波数モジュールとの間に位置する場合、第一の結合パッチ２０２に給電エジェクタピン３０７を通過させるための給電穴を開設する必要がある。そのうち、注意すべきことは、給電エジェクタピン３０７と放射パッチ２０１との間の接続方式をより明確に示すために、図９では固定放射パッチ２０１と第一の結合パッチ２０２を固定するための絶縁媒体層は描かれていない。

具体的には、放射パッチ２０１と第一の結合パッチ２０２が上記方式２で金属板１上に集積される時、さらに第一の結合パッチ２０２に給電穴を開設して、給電エジェクタピン３０７が給電穴を通過して放射パッチ２０１に電気的に接続できるようにする必要がある。そのうち、給電穴の直径は給電エジェクタピン３０７の直径よりも大きい。

具体的には、放射パッチ２０１と第一の結合パッチ２０２が上記方式１又は方式３で金属板１上に集積される時、第一の結合パッチ２０２に給電穴を開設する必要がある他、第一の結合パッチ２０２と放射パッチ２０１との間の絶縁媒体にビアホール１０３（図３に示す）を開設して、給電エジェクタピン３０７が第一の結合パッチ２０２上の給電穴及び第一の結合パッチ２０２と放射パッチ２０１との間の絶縁媒体におけるビアホール１０３を通過した後、放射パッチ２０１に電気的に接続できるようにする必要がある。そのうち、給電穴の直径は給電エジェクタピン３０７の直径よりも大きい。

図１１に示すように、本開示の実施例のアンテナユニットが二つの結合パッチと一つの放射パッチ２０１を含む場合においても、放射パッチ２０１と無線周波数モジュールとの間に位置する結合パッチに給電穴を開設して、給電エジェクタピン３０７が給電穴を通過して放射パッチ２０１に電気的に接続できるようにする必要があるが、給電エジェクタピン３０７は結合パッチに接続されて接地されるものではない。そのうち、注意すべきことは、給電エジェクタピン３０７と放射パッチ２０１との間の接続方式をより明確に示すために、図１１では放射パッチ２０１と第一の結合パッチ２０２を固定するための絶縁媒体層は描かれていない。

なお、無線周波数モジュール上の給電エジェクタピン３０７の具体的な設置方式については、図１３に示すように、給電エジェクタピン３０７を第一のグラウンド層３０４上に設けてもよい。具体的には、給電エジェクタピン３０７は第三の絶縁媒体層３０６内に位置し、且つ第三の絶縁媒体層３０６内の引き回しによって第二のグラウンド層３０５上に位置する無線周波数集積回路３０９に電気的に接続され、且つ第一のグラウンド層３０４上には第一のビアホールが設けられており、第一のビアホールの直径は給電エジェクタピン３０７の直径よりも大きい。すなわち、給電エジェクタピン３０７は第一のビアホール内に位置するが、第一のグラウンド層３０４に接続されて接地されるものではない。

選択的に、放射パッチ２０１と第一の結合パッチ２０２は正方形を呈し、第一の収容溝１０１は放射パッチ２０１と第一の結合パッチ２０２にフィッティングする。これにより、放射パッチ２０１と第一の結合パッチ２０２を第一の収容溝１０１内に取り付けやすくすることができる。そのうち、理解できることは、放射パッチ２０１と結合パッチは正方形に限らず、円形、正三角形、正五角形、正六角形などの他の形状に設けられてもよい。

選択的に、放射パッチ２０１と第一の結合パッチ２０２は平行に設けられ、且つ放射パッチ２０１の対称中心と結合パッチの対称中心とが位置する直線は放射パッチ２０１に垂直する。これにより、この放射パッチ２０１と第一の結合パッチ２０２により構成されるアンテナユニットは対称構造になり、このアンテナユニットからなるアレイアンテナは多周波数帯で作動することができ、より良いグローバルミリ波帯域のローミング能力を有し、且つビーム走査時に空間的対称またはマッピング方向における性能が同じまたは近くなるように保つことができる。

さらに、図１７に示すように、放射パッチ２０１と無線周波数モジュールとが電気的に接続される位置は第一の位置８０１と第二の位置８０２を含み、第一の位置８０１は正方形の第一の対称軸７０１上に位置し、且つ正方形の縁に近い（すなわち、第一の位置から正方形の四辺までの距離のうちの最短距離は予め設定される値よりも小さい）。第二の位置８０２は正方形の第二の対称軸７０２上に位置し、且つ正方形の縁に近い（すなわち、第二の位置から正方形の四辺までの距離のうちの最短距離は予め設定される値よりも小さい）。そのうち、第一の対称軸７０１と第二の対称軸７０２は、正方形の対向する２辺が対向して折り畳まれてなる対称軸である。すなわち、本開示の実施例におけるアンテナユニットは直交給電の方式を採用し、アンテナの無線ダイバーシティ接続能力を増加させ、通信断線の確率を減少させ、通信効果及びユーザ体験を向上させることができる一方、マルチ入力マルチ出力（ｍｕｌｔｉｐｌｅｉｎｐｕｔｍｕｌｔｉｐｌｅｏｕｔｐｕｔ、ＭＩＭＯ機能）に寄与して、データの伝送速度を向上させることができる。

選択的に、無線周波数モジュールはミリ波無線周波数モジュールである。

なお、本開示の実施例における金属板１は、端末の金属ハウジングの一部であってもよく、または端末上の関連技術であるアンテナの放射体の一部、例えば関連技術である２Ｇ／３Ｇ／４Ｇ／ｓｕｂ６Ｇ通信のアンテナの放射体の一部であってもよい。この場合、本開示の実施例のアンテナ構造は、ミリ波アンテナを関連技術における２Ｇ／３Ｇ／４Ｇ／ｓｕｂ６Ｇ通信のアンテナに導入し、すなわちミリアンテナを、２Ｇ／３Ｇ／４Ｇ／ｓｕｂ６Ｇ通信のアンテナの通信品質に影響することなく、金属フレームや金属ケースをアンテナとする非ミリ波アンテナ内に互換させることができる。

本開示の実施例は、さらに、上記のアンテナ構造を含む高周波多周波数帯無線通信端末を提供する。

そのうち、選択的に、高周波多周波数帯無線通信端末はハウジングを有し、少なくとも一部のハウジングは金属バックカバーであり、金属板１は金属バックカバーまたは金属フレームの一部である。すなわち、金属板１は、具体的には端末の金属ハウジング上の一部であってもよく、これにより、アンテナユニットの設置が端末の金属質感に影響しないようにすることができ、すなわち金属被覆率の高い製品内に良く互換できる。

例えば図１６に示すように、高周波多周波数帯無線通信端末のハウジングは第一のフレーム６０１と第二のフレーム６０２と第三のフレーム６０３と第四のフレーム６０４と金属バックカバー６０５を含み、第一乃至第四のフレームは一つのシステムグラウンド９を囲む。このシステムグラウンド９は、プリント回路基板（ｐｒｉｎｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔｂｏａｒｄ、ＰＣＢ）、及び／又は金属バックカバー、及び／又はスクリーン上の鉄フレームなどにより構成されてもよい。そのうち、アンテナ構造４は、図１６において破線で囲まれた金属フレーム上に集積されてもよい。又は、図１５に示すように、上記のアンテナ構造４を端末の金属バックカバー６０５上に設けることにより、アンテナ信号の空間カバレッジを向上させるとともに、アンテナが遮蔽されて性能が劣化するリスクを低減し、通信効果を向上させることができる。

以上は、本開示の選択的な実施形態である。当業者にとって、本開示の原理から逸脱しない前提で、若干の改良及び修正を行うこともでき、これらの改良及び修正も本開示の保護範囲として見なされるべきであることを理解されたい。

１金属板
４アンテナ構造
１０１第一の収容溝
１０２溝
２０１放射パッチ
２０２第一の結合パッチ
２０３第二の結合パッチ
３０１第二の収容溝
３０２第三の収容溝
３０３金属材
３０４第一のグラウンド層
３０５第二のグラウンド層
３０６第三の絶縁媒体層
３０７給電エジェクタピン
３０８第二の絶縁媒体層
３０９無線周波数集積回路
３１０無線周波数集積回路
３１１電源管理集積回路
６０５金属バックカバー
７０１第一の対称軸
７０２第二の対称軸
８０１第一の位置
８０２第二の位置

Claims

アンテナ構造であって、
第一の収容溝が開設されている金属板と、
放射パッチと第一の結合パッチを含むアンテナユニットと、
前記金属板の第一側に設けられ、前記放射パッチに電気的に接続される無線周波数モジュールと、を含み、
前記放射パッチと前記第一の結合パッチのうちの少なくとも一つは前記第一の収容溝内に置かれ、前記放射パッチは前記金属板と絶縁して設けられ、前記第一の結合パッチは前記金属板と絶縁して設けられ、前記放射パッチは前記第一の結合パッチに対向して設けられ、前記放射パッチは前記第一の結合パッチと絶縁して設けられ、前記第一の結合パッチは前記放射パッチと前記無線周波数モジュールとの間に位置し、前記放射パッチは第一の予め設定される周波数帯の共振を発生させるために用いられ、前記第一の結合パッチは第二の予め設定される周波数帯の共振を発生させるために用いられる、アンテナ構造。
前記第一の収容溝は複数であり、複数の前記第一の収容溝は間隔をおいて設けられ、前記アンテナユニットは複数の前記第一の収容溝に対応する複数であり、各前記アンテナユニットの前記放射パッチと前記第一の結合パッチのうちの少なくとも一つは前記アンテナユニットに対応する前記収容溝内に置かれる、請求項１に記載のアンテナ構造。
前記第一の収容溝内には第一の絶縁媒体層が設けられており、前記放射パッチは前記第一の絶縁媒体層内に設けられる、請求項２に記載のアンテナ構造。
前記無線周波数モジュールは第一のグラウンド層を有し、前記第一のグラウンド層の表面は第二の絶縁媒体層で覆われており、前記第一の結合パッチは前記第二の絶縁媒体層上に設けられ、且つ前記第一の結合パッチは間隔をおいて設けられる、請求項３に記載のアンテナ構造。
前記第一の収容溝内には第一の絶縁媒体層が設けられており、前記放射パッチは前記第一の絶縁媒体層に設けられ、且つ前記放射パッチは前記第一の絶縁媒体層の表面から第一の予め設定される高さだけ張り出され、
前記無線周波数モジュールは第一のグラウンド層を有し、前記第一のグラウンド層の表面は第二の絶縁媒体層で覆われており、前記第二の絶縁媒体層上には複数の前記アンテナユニットに対応する複数の第二の収容溝が間隔をおいて設けられており、各前記第一の結合パッチは対応する前記第二の収容溝内に置かれ、前記第二の収容溝の深さと前記第一の結合パッチの厚さとの差は前記第一の予め設定される高さ以上であり、
そのうち、前記放射パッチは前記第二の収容溝内に位置する、請求項２に記載のアンテナ構造。
金属材をさらに含み、前記金属材は前記第二の絶縁媒体層上に設けられ、且つ前記金属材は隣り合う二つの前記第一の結合パッチ間に位置し、前記金属材は接地され、前記金属材は前記金属板に接続されて接地される、請求項４又は５に記載のアンテナ構造。
前記金属材の表面には、前記金属板に接続されて接地されるエジェクタピンが設けられており、又は、
隣り合う前記第一の収容溝間の金属板の表面には、前記金属材に接続されて接地される凸包が設けられている、請求項６に記載のアンテナ構造。
前記第二の絶縁媒体層上には第三の収容溝が設けられており、前記第三の収容溝は隣り合う二つの前記第一の結合パッチ間に位置し、前記第三の収容溝の深さは前記第二の絶縁媒体層の厚さと等しく、前記第一の収容溝間の金属板は前記第三の収容溝内に差し込まれ、且つ前記第一の収容溝間の金属板は前記第一のグラウンド層に接続されて接地される、請求項４又は５に記載のアンテナ構造。
一つの前記第一の結合パッチは一つの前記第一の収容溝内の前記第一の絶縁媒体に設けられ、且つ同一の前記アンテナユニットに属する前記第一の結合パッチと前記放射パッチは同一の前記第一の収容溝内に位置する、請求項３に記載のアンテナ構造。
前記無線周波数モジュールは第一のグラウンド層を有し、前記第一のグラウンド層の表面上は第二の絶縁媒体層で覆われており、前記第二の絶縁媒体層上には第三の収容溝が間隔をおいて設けられており、前記第三の収容溝の深さは前記第二の絶縁媒体層の厚さと等しく、前記第一の収容溝間の金属板は前記第三の収容溝内に差し込まれ、且つ前記第一の収容溝間の金属板は前記第一のグラウンド層に接続されて接地される、請求項９に記載のアンテナ構造。
前記アンテナユニットは複数であり、前記無線周波数モジュール上には第二の絶縁媒体層が設けられており、前記第一の結合パッチは前記第二の絶縁媒体層内に設けられ、且つ前記第一の結合パッチは間隔をおいて設けられ、前記放射パッチは前記第二の絶縁媒体層内に設けられ、且つ前記放射パッチは間隔をおいて設けられ、前記無線周波数モジュールは前記第一の収容溝内に取り付けられる、請求項１に記載のアンテナ構造。
金属材をさらに含み、前記金属材は前記第二の絶縁媒体層上に設けられ、且つ前記金属材は隣り合う二つの前記第一の結合パッチ間に位置し、前記金属材は接地され、前記金属材は前記金属板に接触する、請求項１１に記載のアンテナ構造。
前記無線周波数モジュールは第一のグラウンド層を有し、前記第二の絶縁媒体層は前記第一のグラウンド層上に覆っており、前記第二の絶縁媒体層上には第三の収容溝が設けられており、前記第三の収容溝は隣り合う二つの第一の結合パッチ間に位置し、前記第三の収容溝の深さは前記第二の絶縁媒体層の厚さと等しく、前記第一の収容溝間の金属板は前記第三の収容溝内に差し込まれ、且つ前記第一の収容溝間の金属板は前記第一のグラウンド層に電気的に接続される、請求項１１に記載のアンテナ構造。
前記アンテナユニットは、第二の結合パッチをさらに含み、前記第二の結合パッチは前記放射パッチに対向して設けられ、前記第二の結合パッチは前記放射パッチと絶縁して設けられ、前記第二の結合パッチは前記金属板と絶縁して設けられ、前記放射パッチは前記第二の結合パッチと前記第一の結合パッチとの間に位置し、前記第二の結合パッチは前記第一の予め設定される周波数帯の帯域幅を広げるために用いられる、請求項１～１３のいずれか１項に記載のアンテナ構造。
前記金属板には位置決め溝が開設されており、複数の前記第一の収容溝は前記位置決め溝と連通し、前記無線周波数モジュールは前記位置決め溝内に取り付けられる、請求項２に記載のアンテナ構造。
前記無線周波数モジュールは無線周波数集積回路と電源管理集積回路を含み、前記無線周波数集積回路は前記放射パッチと前記電源管理集積回路にそれぞれ電気的に接続される、請求項１に記載のアンテナ構造。
前記無線周波数モジュールは第一のグラウンド層、第二のグラウンド層、第三の絶縁媒体層をさらに含み、前記第三の絶縁媒体層は前記第一のグラウンド層と前記第二のグラウンド層との間に位置し、
前記無線周波数集積回路と前記電源管理集積回路は前記第二のグラウンド層上に位置し、
前記無線周波数集積回路は第一の引き回しによって前記電源管理集積回路に電気的に接続され、前記無線周波数集積回路は第二の引き回しによって前記放射パッチに電気的に接続され、前記第一の引き回しと前記第二の引き回しは前記第三の絶縁媒体層内に位置する、請求項１６に記載のアンテナ構造。
前記無線周波数モジュール上には、前記放射パッチに電気的に接続される給電エジェクタピンが設けられている、請求項３～１０のいずれか１項に記載のアンテナ構造。
前記第一の結合パッチには給電穴が設けられており、前記給電エジェクタピンは前記給電穴を通過して前記放射パッチに電気的に接続され、前記給電穴の直径は前記給電エジェクタピンの直径よりも大きい、請求項１８に記載のアンテナ構造。
前記放射パッチと前記第一の結合パッチは正方形を呈し、前記第一の収容溝は前記放射パッチと前記第一の結合パッチにフィッティングする、請求項１に記載のアンテナ構造。
前記放射パッチと前記第一の結合パッチとは平行に設けられ、且つ前記放射パッチの対称中心と前記第一の結合パッチの対称中心とが位置する直線は前記放射パッチに垂直する、請求項２０に記載のアンテナ構造。
前記放射パッチと前記無線周波数モジュールとが電気的に接続される位置は第一の位置と第二の位置を含み、前記第一の位置は前記正方形の第一の対称軸上に位置し、且つ前記正方形の縁に近く、前記第二の位置は前記正方形の第二の対称軸上に位置し、且つ前記正方形の縁に近く、前記第一の対称軸と前記第二の対称軸は前記正方形の対向する２辺が対向して折り畳まれてなる対称軸である、請求項２０に記載のアンテナ構造。
前記放射パッチの面積は前記第一の結合パッチの面積以下である、請求項１に記載のアンテナ構造。
前記無線周波数モジュールはミリ波無線周波数モジュールである、請求項１に記載のアンテナ構造。
請求項１～２４のいずれか１項に記載のアンテナ構造を含む高周波多周波数帯無線通信端末。
ハウジングを有し、少なくとも一部の前記ハウジングは金属バックカバーまたは金属フレームであり、前記金属板は前記金属バックカバーまたは前記金属フレームの一部である、請求項２５に記載の高周波多周波数帯無線通信端末。