JP2022531924A - アンテナ、アンテナの給電方法、アンテナシングルフィードコンビネーション方法及び端末 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナ、アンテナの給電方法、アンテナシングルフィードコンビネーション方法及び端末の提供。【解決手段】本開示はアンテナ、アンテナの給電方法、アンテナシングルフィードコンビネーション方法及び端末を提供する。前記アンテナは、低周波アンテナと、高周波アンテナと、フィルタとを含む。前記フィルタは、前記低周波アンテナと前記高周波アンテナとの間に設置され、前記低周波アンテナと前記高周波アンテナを隔離する。前記低周波アンテナと前記高周波アンテナとは同一のフィードポイントによりフィードされる。【選択図】図１

Description

本発明は５Ｇの分野、通信の分野及びアンテナの分野に関する（但し、この限りではない）。

５Ｇは標準策定段階の最終段階に入り、各事業者も５Ｇ装置を積極的に配置している。当然のことながら、５Ｇはユーザーに全く新しい体験をもたらし、それは４Ｇより十倍速い伝送速度を有し、アンテナシステムに新たな要求を提示した。５Ｇ通信において、高レートを実現する鍵はミリ波及びビームフォーミング技術であるが、従来のアンテナは明らかにこの要件を満たすことができない。５Ｇネットワークの構築により、過渡期間内において、端末製品が４Ｇ及び５Ｇ通信を同時にサポートする必要があることが決められ、それは同一の端末製品内に低周波アンテナ、例えば２Ｇ／３Ｇ／４Ｇアンテナ及びｓｕｂ６Ｇアンテナ（すなわち、６ＧＨｚ以下で動作する）及び５Ｇミリ波アレイアンテナを同時に両立することを意味する。

上述した解決すべき低周波アンテナと高周波アンテナが共存する問題に対して、一般的な解決手段としては、一つは５Ｇアレイアンテナと低周波アンテナが端末製品の異なるクリアランスに配置されることであり、それはより多くのクリアランス領域を意味し、端末の小型化の発展に不利である。もう一つは同一のクリアランス領域にあるが、低周波アンテナと５Ｇアレイアンテナはそれぞれ異なるフィードシステムを使用することであり、それは２セットのアンテナシステムを意味し、回路手段の選択が制限される。従来の解決手段では、低周波アンテナと高周波アンテナがより多くのクリアランス領域を占用する必要があるか、又は異なるフィードシステムを採用する必要があり、端末ハードウェア手段の多様化発展が制限され、小型端末に適していない。

本開示の一実施例によれば、動作周波数帯域が６ＧＨｚ未満のアンテナを含む低周波アンテナと；ミリ波帯域で動作するアレイアンテナを含み、前記低周波アンテナと同一のフィードポイントによりフィードされる高周波アンテナと；前記低周波アンテナと前記高周波アンテナとの間に設置され、前記低周波アンテナと前記高周波アンテナを隔離するためのフィルタとを含むアンテナを提供する。

本開示の一実施例によれば、低周波アンテナが動作するとき、フィルタは高周波アンテナの干渉信号をフィルタリングするとともに、低周波アンテナに給電し、高周波アンテナが動作するとき、フィルタは低周波アンテナへの給電を防止することを含む、アンテナの給電方法を提供する。

本開示の一実施例によれば、単一のフィードポイントにより、フィルタを利用して、低周波アンテナと高周波アンテナのコンビネーションを実現することを含む、高低周波アンテナのシングルフィードコンビネーションを実現する方法を提供する。

本開示の一実施例によれば、本開示のアンテナを含む端末を提供する。

ここで説明された図面は本開示に対するさらなる理解を提供するために用いられ、本出願の一部を構成し、本開示の例示的な実施例及びその説明は本開示を説明するために用いられ、本開示を不当に限定するものではない。

本開示の実施例に係るアンテナ構造の正面図である。 本開示の実施例に係るアンテナ構造の背面図である。 本開示の実施例に係る低周波アンテナの概略図である。 本開示の実施例に係る低周波アンテナがフランクリンアンテナである場合の正面概略図である。 本開示の実施例に係る低周波アンテナがフランクリンアンテナである場合の背面概略図である。 本開示の実施例に係る低周波アンテナがマイクロストリップアンテナである場合の正面概略図である。 本開示の実施例に係る低周波アンテナがマイクロストリップアンテナである場合の背面概略図である。 本開示の実施例に係る低周波アンテナが折り曲げられた三角形アンテナである場合の反射係数の概略図である。 本開示の実施例に係るローパスフィルタの概略図である。 本開示の実施例に係るローパスフィルタの別の概略図である。 本開示の実施例に係るローパスフィルタの別の概略図である。 本開示の実施例に係るローパスフィルタの別の概略図である。 本開示の実施例に係るコンパクト型マイクロストリップローパスフィルタの動作特性概略図である。 本開示の実施例に係る高周波アンテナの概略図である。 本開示の実施例に係る高周波アンテナがスロットアレイアンテナである場合のシミュレーション概略図である。 本開示の実施例に係るアンテナの給電方法の概略図である。

本開示の実施例は、アンテナ、アンテナの給電方法、アンテナシングルフィードコンビネーション方法及び端末を提供する。本開示の一実施例によれば、アンテナを提供する。図１は本開示の実施例に係るアンテナ構造の正面図であり、図２は本開示の実施例に係るアンテナ構造の背面図であり、図１、図２に示すように、本開示の実施例に係るアンテナは、低周波アンテナ（部分Ｉ）、高周波アンテナ（部分ＩＩＩ）及び低周波アンテナと高周波アンテナとの間に設置されたフィルタ（部分ＩＩ）を含む。

低周波アンテナは、動作周波数帯域が６ＧＨｚ未満のアンテナを含む。図１及び図２に示すように、第Ｉ部分の低周波アンテナは図面において低周波共振を提供するように折り曲げられた三角形パッチアンテナ及びそのフィードシステムとして例示されている。

フィルタは低周波アンテナと高周波アンテナとの間に設置され、低周波アンテナと高周波アンテナを隔離する。図１及び図２に示すように、第ＩＩ部分はコンパクト型マイクロストリップ共振ユニットで構成された非対称ローパスフィルタの概略図であり、低周波アンテナと５Ｇアレイアンテナとの間に位置する。

高周波アンテナは、ミリ波帯域で動作するアレイアンテナを含む。低周波アンテナと高周波アンテナとは、同一のフィードポイント１２を介してフィードされる。図１及び図２に示すように、第ＩＩＩ部分の高周波アンテナは図面において５Ｇスロットアレイアンテナ及びそのフィードシステムとして例示されている。

本開示の実施例によれば、低周波アンテナは動作周波数帯域が６ＧＨｚ未満のアンテナを含み、図３は本開示の実施例に係る低周波アンテナの概略図である。図３に示すように、図面に例示された低周波アンテナはコンパクト型アンテナであり、四平面折り返しダイポールアンテナ２、３、４、５を方形アレイとする放射素子及びそのマイクロストリップフィード構造１で構成される。広い周波数帯域幅を実現するために、折り返しダイポールアンテナを選択することができる。

図３に示すような折り曲げられた三角形パッチアンテナ以外に、例えばダブレットアンテナ、フランクリンモノポールアンテナ等の他のアンテナ形態で低周波アンテナを実現することができる。図４乃至図７は、代替案の一例を示している。図４は本開示の実施例に係る低周波アンテナがフランクリンアンテナである場合の正面概略図であり、図５は本開示の実施例に係る低周波アンテナがフランクリンアンテナである場合の背面概略図であり、図６は本開示の実施例に係る低周波アンテナがマイクロストリップアンテナである場合の正面概略図であり、図７は本開示の実施例に係る低周波アンテナがマイクロストリップアンテナである場合の背面概略図である。

動作周波数帯域に基づいて折り返しダイポール素子を調整することによって、広帯域を実現することができ、かつ折り返しダイポールユニット構造によって、相互結合効果が補償され、アンテナの帯域幅及び放射性能を向上させることができる。シミュレーション及びテストにより得られた－５ｄＢリターンロス帯域幅は約４０％を超えている（１．７～２．６９ＧＨｚ）。図８は本開示の実施例に係る低周波アンテナが折り曲げられた三角形アンテナである場合の反射係数の概略図であり、図８に示すように、動作帯域幅全体の範囲内で全方向性が実現され、かつ利得変化が２ｄＢ未満、方向図の非真円度が１ｄＢ未満である。

本開示の実施例によれば、フィルタはローパスフィルタを含み、低周波アンテナと高周波アンテナを隔離するために用いられる。図９は本開示の実施例に係るローパスフィルタの概略図であり、図９に示すように、ローパスフィルタは４つの開回路６、７、８、９を含む。本開示の他の実施例によれば、ローパスフィルタは他の形態を有してもよい。図１０乃至図１２は、本開示の実施例の具体的なその他の形態に係るローパスフィルタの概略図である。

ローパスフィルタは、低周波帯域で低周波アンテナ（例えば、三角形に折り曲げられたアンテナ）に給電することを許容し、高周波アンテナが動作するときに、ローパスフィルタは開回路として低周波アンテナに給電することを防止し、それにより２つのアンテナシステムが単一のフィードポイントの場合に独立して動作することを実現する。ローパスフィルタの共振ユニットの具体的な構造は図９に示すように、主要なパラメータを調整することにより、ローパス周波数範囲を狭め、ローパスフィルタを所望の動作周波数帯域内に動作させることができる。４つの開回路を利用して同調することは帯域幅拡張の作用を果たすことができ、それによりフィルタは広い通過帯域範囲内に低い挿入損失を有し、かつ広い阻止帯域範囲内に優れた減衰特性を有する。図１３は本開示の実施例に係るコンパクト型マイクロストリップローパスフィルタの動作特性概略図である。

本開示の実施例によれば、高周波アンテナはミリ波帯域で動作するアレイアンテナを含み、ミリ波アレイアンテナ、スロットアレイアンテナ、パッチアンテナ又は他のタイプのアンテナで構成されたアレイを含む。図１４は本開示の実施例に係る高周波アンテナの概略図であり、図１４に示すように、２×４のスロットアンテナ１０を５Ｇミリ波アレイアンテナとして採用し、スロットの長さは動作周波数帯域の半波長であり、結合フィードを採用し、４つの平行なマイクロストリップライン１１によりスロットアンテナ１０に対してフィードを行う。動作周波数帯域に基づいて４つの平行なマイクロストリップライン１１の距離及びマイクロストリップライン１１の幅を調整してインピーダンス整合を満たすことができる。シミュレーションによると、フィードポイントはスリットの短辺から０．０５波長離れた位置で良好なインピーダンス特性を取得することができる。図１５は本開示の実施例に係る高周波アンテナがスロットアレイアンテナである場合のシミュレーション概略図である。

本開示の実施例によれば、アンテナシステムは１つのフィードポイントのみを含む。図１に示すように、アンテナシステムは単一のフィードポイント１２を含み、かつフィルタを採用し、電磁波逆相位相が互いに相殺する原理を利用し、高周波アンテナと低周波アンテナが同一のクリアランス領域で共存することを実現する。

本開示の一つの実施例によれば、前記のようなアンテナに基づくアンテナの給電方法を提供する。図１６は本開示の実施例に係るアンテナの給電方法の概略図であり、図１６に示すように、本開示の実施例に係るアンテナの給電方法は以下のステップＳ１０１乃至Ｓ２０２を含む。

ステップＳ１０１において、低周波アンテナが動作する。

ステップＳ１０２において、フィルタは高周波アンテナの干渉信号をフィルタリングする。

ステップＳ１０３において、低周波アンテナに給電する。

ステップＳ２０１において、高周波アンテナが動作する。

ステップＳ２０２において、フィルタは低周波アンテナへの給電を防止する。

本開示の一実施例によれば、前記のようなアンテナに基づいて高低周波アンテナのシングルフィードコンビネーションを実現する方法を提供し、単一のフィードポイントにより、フィルタを利用して、低周波アンテナと高周波アンテナのコンビネーションを実現することを含む。

本開示の一実施例によれば、前記のようなアンテナを含む端末を提供する。

本開示の実施例が提供するアンテナ、アンテナの給電方法、アンテナシングルフィードコンビネーション方法及び端末によれば、フィルタは低周波アンテナと高周波アンテナとの間に設置され、低周波アンテナと高周波アンテナを隔離し、それにより同一のクリアランス領域で、単一のフィードポイントにより低周波アンテナと高周波アンテナの共存を実現し、できるだけ小さい空間を占用して小型端末のサイズ要求に対応し、従来の技術の不足を緩和する。

以上の記載は本開示の好ましい実施例に過ぎず、本開示を限定するものではなく、当業者にとって、本開示は様々な修正及び変更を包含することができる。本開示の精神及び原則内で行われるいかなる修正、同等置換、改善なども、本開示の保護範囲内に含まれるべきである。

Claims (7)

1. 動作周波数帯域が６ＧＨｚ未満のアンテナを含む低周波アンテナと、
   ミリ波帯域で動作するアレイアンテナを含み、前記低周波アンテナと同一のフィードポイントによりフィードされる高周波アンテナと、
   前記低周波アンテナと前記高周波アンテナとの間に設置され、前記低周波アンテナと前記高周波アンテナを隔離するためのフィルタとを含むアンテナ。
2. 前記アレイアンテナは、
   ミリ波アレイアンテナ、
   スロットアレイアンテナ、
   パッチアンテナ又は他のタイプのアンテナで構成されたアレイのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のアンテナ。
3. 前記アンテナは１つのフィードポイントのみを含む、請求項１に記載のアンテナ。
4. 前記フィルタはローパスフィルタを含み、前記低周波アンテナと前記高周波アンテナを隔離するために用いられる、請求項１に記載のアンテナ。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載のアンテナを含むアンテナの給電方法であって、
   前記低周波アンテナが動作するとき、前記フィルタは前記高周波アンテナの干渉信号をフィルタリングするとともに、低周波アンテナに給電し、
   前記高周波アンテナが動作するとき、前記フィルタは前記低周波アンテナへの給電を防止することを含む、方法。
6. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載のアンテナを含むアンテナのシングルフィードコンビネーションを実現する方法であって、
   単一のフィードポイントにより、前記フィルタを利用して、前記低周波アンテナと前記高周波アンテナのコンビネーションを実現することを含む、方法。
7. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載のアンテナを含む端末。
   

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