JP2023508684A - アンテナおよび電子デバイス - Google Patents

Abstract

本出願は、アンテナおよび電子デバイスを提供する。アンテナは、ダイポールアンテナとスロットアンテナとの組み合わせであり、アンテナは、放射器とバラン構造とを含む。放射器は、第１の電流が流れるための第１の分岐部と、第２の電流が流れるための第２の分岐部とを含む。第１の分岐部および第２の分岐部は、バラン構造の２つの対向する側部に配置され、ダイポールアンテナの２つの分岐部として機能する。第１の電流の方向は、第２の電流の方向と少なくとも部分的に反対である。第１の分岐は、第１のスロットによってバラン構造から離間される。第２の分岐は、第２のスロットによってバラン構造から離間される。第１のスロットは、第１の電流およびバラン構造上の電流によって第１の水平放射電界を形成するように構成される。第２のスロットは、第２の電流およびバラン構造上の電流によって第２の水平放射電界を形成するように構成される。スロットと第１の分岐および第２の分岐との調整により、アンテナの水平方向および垂直方向の両方の放射が強化され、アンテナパターンの真円度が増加する。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年１２月２７日に国家知識産権局に提出された、「アンテナおよび電子デバイス」と題された中国特許出願第２０１９１１３７８０７３．３号の優先権を主張し、その全体は、参照によりここに組み込まれる。

本出願は、通信技術の分野に関し、詳細には、アンテナおよび電子デバイスに関する。

既存のカスタマー・プレミス・イクイップメント（顧客宅内機器、Ｃｕｓｔｏｍｅｒ Ｐｒｅｍｉｓｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ、ＣＰＥ）製品は、Ｗｉ－Ｆｉ性能に焦点を当てている。壁に取り付けられたＷｉ－Ｆｉアンテナの形態および配線に関する研究により、より良好な水平方向および垂直方向のカバレッジが達成される。現在、ほとんどのＷｉ－Ｆｉアンテナ設計方式は、ダイポール、ＩＦＡ、および他の解決策を使用し、Ｗｉ－Ｆｉ動作は、デュアル分岐設計を使用して主に実施される。しかしながら、両方の解決策にはいくつかの欠点がある。例えば、ＩＦＡ解決策の主な問題として、基板上に空間を確保する必要があることや、ＰＣＢの影響により水平面上でのアンテナパターンの真円度が不十分であることが挙げられる。バラン構造を有するダイポール解決策の主な問題は、水平面カバレッジしか確保できず、垂直面カバレッジが不十分であることである。したがって、カスタマー・プレミス・イクイップメントの性能を改善するために、好適なＷｉ－Ｆｉアンテナが緊急に必要とされている。

本出願は、電子デバイスのＷｉ－Ｆｉ性能を向上させ、電子デバイスの通信効果を向上させるためのアンテナおよび電子デバイスを提供する。

第１の態様によれば、アンテナが提供される。アンテナは、ダイポールアンテナとスロットアンテナとの組み合わせであり、アンテナは、放射器と、放射器に給電するように構成されたバラン構造とを含む。放射器は、第１の電流が流れるための第１の分岐部と、第２の電流が流れるための第２の分岐部とを含む。第１の分岐部および第２の分岐部は、バラン構造の２つの対向する側部に配置され、ダイポールアンテナの２つの分岐部として機能する。第１の電流の方向は、第２の電流の方向と少なくとも部分的に反対である。第１の分岐は、第１のスロットによってバラン構造から離間される。第２の分岐は、第２のスロットによってバラン構造から離間される。第１のスロットおよび第２のスロットは、スロットアンテナとして機能する。第１のスロットは、第１の電流およびバラン構造上の電流によって第１の水平放射電界を形成するように構成される。第２のスロットは、第２の電流およびバラン構造上の電流によって第２の水平放射電界を形成するように構成される。前述の技術的解決策では、スロットと第１の分岐および第２の分岐との調整により、アンテナの水平方向および垂直方向の両方の放射が強化され、アンテナパターンの真円度が増加する。

特定の実施可能な解決策では、第１のスロットおよび第２のスロットの各々の幅は、０．５～４ｍｍの範囲である。例えば、幅は、０．５ｍｍ、０．８ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍなどである。これにより、スロットの両側の分岐とバラン構造との間に電界が形成され得る。

特定の実施可能な解決策では、第１のスロットの幅および第２のスロットの幅は同じであっても異なっていてもよい。それらが同じであるか異なるかにかかわらず、第１のスロットおよび第２のスロットの各々の幅は、０．５～４ｍｍの範囲であることが保証される必要がある。

特定の実施可能な解決策では、バラン構造はＵ字形であり、バラン構造は、ストリップ形状の第１の構造およびストリップ形状の第２の構造を含む。

第１の分岐は第１の構造に接続され、第１のスロットは第１の分岐と第１の構造との間に形成される。

第２の分岐は第２の構造に接続され、第２のスロットは第２の分岐と第２の構造との間に形成される。２つの異なる構造は、２つの分岐に一対一に対応し、電界を形成する。

特定の実施可能な解決策では、バラン構造は、給電点および接地点をさらに含む。給電点は第１の構造上に配置され、接地点は第２の構造上に配置される。

特定の実施可能な解決策では、第１の分岐に接続された第１の構造の一端には、第２の構造に面する突出部が設けられ、給電点は突出部に配置される。突出部の位置は、給電点の配置を容易にする。

特定の実施可能な解決策では、第１の分岐および第２の分岐は対称構造である。水平方向の真円効果が向上する。

特定の実施可能な解決策では、第１の分岐の電流経路長は、アンテナの動作帯域に対応する波長の０．１５～０．３５倍である。また、
第２の分岐の電流経路長は、アンテナの動作帯域に対応する波長の０．１５～０．３５倍である。

特定の実施可能な解決策では、バラン構造の接地点から給電点までの電流経路長は、アンテナの動作帯域に対応する波長の１／２である。

特定の実施可能な解決策では、第１の分岐はＬ字形であり、第２の分岐はＬ字形であり、第１の分岐の垂直部分の電流経路長は、第２の分岐の垂直部分の電流経路長に等しい。第２の分岐の水平部分を使用して垂直電界を発生させる。

第２の態様によれば、電子デバイスが提供され、電子デバイスは、ハウジングと、ハウジング内に配置された支持層と、支持層に配置された、前述の態様のようなアンテナとを含む。前述の技術的解決策では、スロットと第１の分岐および第２の分岐との調整により、アンテナの水平方向および垂直方向の両方の放射が強化され、アンテナパターンの真円度が増加する。

第３の態様によれば、アンテナが提供され、アンテナは、バラン構造および放射部を含む。バラン構造は、Ｕ字形構造体である。Ｕ字形構造体は、第１の構造、第２の構造、および第３の構造を含む。第１の構造および第２の構造は、第３の構造の２つの側部に配置され、第３の構造の２つの対向する端部に一対一に対応してそれぞれ接続される。放射部は、Ｕ字形構造体の一方の側部に位置する第１の分岐と、Ｕ字形構造体の他方の側部に位置する第２の分岐とを含む。第１の分岐は、第１の帯状構造を有する。第１の帯状構造および第１の構造は、互いに接続され、間に第１のスロットを有する。第２の分岐は、第２の帯状構造を有する。第２の帯状構造および第２の構造は、互いに接続され、間に第２のスロットを有する。前述の技術的解決策では、スロットと第１の分岐および第２の分岐との調整により、アンテナの水平方向および垂直方向の両方の放射が強化され、アンテナパターンの真円度が増加する。

特定の実施可能な解決策では、第１の分岐は逆Ｌ字形構造体であり、第１の分岐は、第１の帯状構造と、第１の帯状構造に接続された第３の帯状構造とを含む。第１の帯状構造は、第３の帯状構造を使用して第１の構造に接続される。第１のスロットの幅は、第３の帯状構造の長さによって制限される。

特定の実施可能な解決策では、第２の分岐は逆Ｌ字形構造体であり、第２の分岐は、第２の帯状構造と、第２の帯状構造に接続された第４の帯状構造とを含む。第２の帯状構造は、第４の帯状構造を使用して第２の構造に接続される。第１のスロットの幅は、第４の帯状構造の長さによって制限される。

本出願の一実施形態による、ＮＦＣアンテナの構造の概略図である。 本出願の一実施形態による、バラン構造の概略図である。 本出願の一実施形態による、第１の分岐の構造の概略図である。 本出願の一実施形態による第２の分岐の構造の概略図である。 本出願の一実施形態による、アンテナが２．４Ｇで動作するときに生成される電流の概略図である。 本出願の一実施形態による、アンテナが５Ｇで動作するときに生成される電流の概略図である。 本出願の一実施例による、シミュレーションに使用されるアンテナの構造の概略図である。 本出願の一実施形態による、比較アンテナの構造の概略図である。 図７に示すアンテナの３Ｄ指向性パターンを示す図である。 図８に示すアンテナの３Ｄ指向性パターンを示す図である。 図７に示すアンテナの水平方向におけるアンテナパターンの真円度を示す図である。 図８に示すアンテナの水平方向におけるアンテナパターンの真円度を示す図である。 図７に示すアンテナの定在波図である。 図８に示すアンテナの定在波図である。 図７に示すアンテナの効率図である。 本出願の一実施形態による、別の比較アンテナの構造の概略図である。 図１６に示すアンテナの３Ｄ指向性パターンを示す図である。 図１６に示すアンテナの水平方向におけるアンテナパターン真円度を示す図である。 本出願の一実施形態による、電子デバイスの概略図である。

本出願の実施形態で提供されるアンテナに関する理解を容易にするために、以下では、本出願の実施形態で提供されるアンテナの適用シナリオについて最初に説明する。本出願の実施形態で提供されるアンテナは、電子デバイスに適用される。電子デバイスは、実際には、モバイル信号を受信し、ワイヤレスＷｉ－Ｆｉ信号を使用してモバイル信号を転送するモバイル信号アクセスデバイスである。電子デバイスはまた、高速の４Ｇまたは５Ｇ信号をＷｉ－Ｆｉ信号に変換するデバイスであり、インターネットに同時にアクセスするために比較的多数の携帯端末をサポートすることができる。電子デバイスは、有線ネットワークを展開するコストを節約するために、地方、町、病院、会社、工場、および住宅地における無線ネットワークアクセスに広く適用することができる。しかしながら、従来の技術では、電子デバイスのアンテナが使用される場合、水平面カバレッジと垂直面カバレッジとを同時に確保することができず、その結果、通信効果が比較的低くなる。したがって、本出願の実施形態は、顧客宅内端末の通信効果を改善するためのアンテナを提供する。

図１は、本出願の一実施形態による、アンテナの構造の概略図である。図１に示すアンテナは、２つの部分、すなわち放射器およびバラン構造１０を含む。バラン構造１０は放射器に給電するように構成され、放射器は信号を放射するように構成される。

図１を参照されたい。本出願のこの実施形態で提供されるバラン構造１０は、電子デバイス内の基板上に配置される。バラン構造１０は、金属層、フレキシブル回路基板、または金属シートなど、基板上に配置された共通の導電性媒体であってもよい。本出願のこの実施形態におけるバラン構造は、不平衡構造（同軸ケーブル）から平衡構造（ダイポール）への給電変換を実施する構成要素または構造体を指す。本出願では、バラン構造は、１／２波長（アンテナの動作帯域に対応する波長）のケーブルを使用することによって給電リーク電流の位相を反転させて、接地上のリーク電流を相殺し、平衡給電機能を達成するように構成される。特定の設定では、１／２波長の接続給電構造は、例えば、図１に示すＵ字形構造体を使用することによって、異なる形態で給電点６０と接地点７０との間に実装されてもよい。前述の寸法条件のいずれかを満たす構造体が、本出願のこの実施形態におけるバラン構造として使用され得ることを理解されたい。

図２は、バラン構造１０の具体的な概略図である。バラン構造１０は、一端に開口を有するＵ字形構造体である。説明を容易にするために、バラン構造は、第１の構造１１、第２の構造１２、および第３の構造１３に分割される。第１の構造１１および第２の構造１２は、図２に示される矢印で示される第１の方向に長い帯状構造であり、第３の構造１３は、第１の構造１１と第２の構造１２との間に位置し、第３の構造１３は、第１の構造１１および第２の構造１２の両方に接続されてＵ字形構造体を形成する。Ｕ字形構造体の２つの端部は、第１の構造１１の第１の端部ａおよび第２の構造１２の第２の端部ｂである。図２を参照されたい。第１の構造１１、第２の構造１２および第３の構造１３は、いずれも矩形の帯状構造である。しかしながら、具体的な形状は、本出願のこの実施形態では限定されない。本出願のこの実施形態で提供される第１の構造１１、第２の構造１２、および第３の構造１３は、別の形状を使用してもよい。引き続き図２を参照されたい。第１の構造１１および第２の構造１２が配置される場合、第１の構造１１および第２の構造１２の幅は等しいか、またはほぼ等しくてもよく、本明細書では特に限定されない。また、第１の構造１１と第２の構造１２とは、第１の方向において互いに平行である。しかしながら、本出願のこの実施形態では、第１の構造１１および第２の構造１２は、代替的に、互いにほぼ平行であってもよい。例えば、第１の構造１１および第２の構造１２はそれぞれ、第１の方向と特定の角度、例えば２°、５°、または別の異なる角度をなすことができる。

引き続き図２を参照されたい。バラン構造１０は、給電点６０および接地点７０をさらに含む。給電点６０は、電子デバイスのアンテナフロントエンド構成要素に接続されるように構成され、フロントエンド構成要素は、位相シフタや電力分配器などの共通のアンテナ構成要素を含む。引き続き図２を参照されたい。給電点６０は、第１の構造１１上に配置され、給電点６０は、バラン構造１０のＵ字形の開口を有する端部に位置する。給電点６０の配置を容易にするために、第３の構造１３から離れた第１の構造１１の端部に第１の突出部１４が配置され、給電点６０は第１の突出部１４に配置される。接地点７０は、第２の構造１２上に配置され、接地点７０は、バラン構造のＵ字形の開口を有する端部に位置する。接地点７０の配置を容易にするために、第３の構造１３から離れた第２の構造１２の端部に第２の突出部１５が配置され、接地点７０は第２の突出部１５に配置される。

引き続き図２を参照されたい。バラン構造１０が配置される場合、バラン構造１０の接地点７０から給電点６０までの電流経路長は、アンテナの動作帯域に対応する波長の１／２である。バラン構造１０の接地点７０から給電点６０までの電流経路長は、給電点６０から第３の構造１３までの電流経路長、または接地点７０から第３の構造１３までの電流経路長である。本出願の本実施形態では、バラン構造１０の接地点７０から給電点６０までの電流経路長がアンテナの動作帯域に対応する波長の１／２であることは、バラン構造１０の接地点７０から給電点６０までの電流経路長がアンテナの動作帯域に対応する波長の１／２に等しいか、またはほぼ等しいことを示し、すなわち、本出願の本実施形態の定義は、バラン構造１０の接地点７０から給電点６０までの電流経路長がアンテナの動作帯域に対応する波長の１／２に近い場合に満たされ得る。

図１を参照されたい。本出願のこの実施形態で提供される放射器は、第１の分岐２０および第２の分岐３０の２つの部分を含む。第１の分岐２０および第２の分岐３０は、ダイポールアンテナの２つの分岐として機能する。したがって、第１の分岐２０および第２の分岐３０は、略対称の構造として配置されている。図１に示すように、第１の分岐２０および第２の分岐３０は、バラン構造１０の２つの側部に配置され、第１の分岐２０は、第１の構造１１の端部に接続され、第２の分岐３０は、第２の構造１２の端部に接続される。以下では、第１の分岐２０と第２の分岐３０とを別々に説明する。

図３は、第１の分岐２０の構造を示す。図３に示される第１の分岐２０は、逆Ｌ字形構造体である。説明を容易にするために、第１の分岐２０は、第１の部分２１と第２の部分２２とに分けられている。第１の部分２１および第２の部分２２は一体構造である。第１の部分２１の長さ方向は第２の方向であり、第１の部分２１は、第２の部分２２から離れた第３の端部ｃを有する。第２の部分２２の長さ方向は第１の方向であり、第２の部分２２は、第１の部分２１から離れた第４の端部ｄを有する。図３を参照されたい。第１の分岐２０の幅Ｄ１は、１～４ｍｍの範囲である。例えば、第１の分岐２０の幅Ｄ１は、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、または異なる幅であってもよい。第１の分岐２０の電流経路長は、アンテナの動作帯域に対応する波長の１／４、または波長の０．１５～０．３５倍、例えば０．１５倍、０．２倍、０．２５倍、０．３倍、または０．３５倍である。図３に示すように、第１の分岐２０の電流経路長Ｌ１は、第１の部分２１の長さＬ２と第２の部分２２の長さＬ３との和に等しく、Ｌ１＝Ｌ２＋Ｌ３である。バラン構造１０に接続されると、第１の部分２１の第３の端部ｃは第１の構造１１の第１の端部ａに接続され、第２の部分２２は第１の構造１１に対して平行またはほぼ平行である。図１および図３を参照されたい。第１の分岐２０は、第２の部分２２と第１の構造１１との間に第１のスロット４０を有する。第１のスロット４０の幅Ｈ１は、第１の分岐２０と第１の構造１１との間に安定した第１の水平放射電界が形成され得るようにするために、０．５～４ｍｍの範囲である。例えば、第１のスロット４０の幅Ｈ１は、０．５ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍ、３．５ｍｍ、４ｍｍ、または別の異なる幅であってもよい。

図４は、第２の分岐３０の構造を示す。図４に示される第２の分岐３０は、逆Ｌ字形構造体である。説明を容易にするために、第２の分岐３０は、第３の部分３１と第４の部分３２とに分けられている。第３の部分３１および第４の部分３２は一体構造である。第３の部分３１の長さ方向は第２の方向であり、第３の部分３１は、第４の部分３２から離れた第３の端部ｅを有する。第４の部分３２の長さ方向は第１の方向であり、第４の部分３２は、第３の部分３１から離れた第４の端部ｆを有する。図４を参照されたい。第２の分岐３０の幅Ｄ２は、１～４ｍｍの範囲である。例えば、第２の分岐３０の幅Ｄ２は、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、または異なる幅であってもよい。第２の分岐３０の電流経路長は、アンテナの動作帯域に対応する波長の１／４、または波長の０．１５～０．３５倍、例えば０．１５倍、０．２倍、０．２５倍、０．３倍、または０．３５倍である。図４に示すように、第２の分岐３０の電流経路長Ｌ４は、第３の部分３１の長さＬ５と第４の部分３２の長さＬ６との和に等しく、Ｌ４＝Ｌ５＋Ｌ６である。バラン構造１０に接続されると、第３の部分３１の第３の端部ｅは第２の構造１２の第２の端部ｂに接続され、第４の部分３２は第２の構造１２に対して平行またはほぼ平行である。第４の部分３２と第２の構造１２との間には、第２のスロット５０が存在する。第２のスロット５０の幅Ｈ２は、第２の分岐３０と第２の構造１２との間に安定した第２の水平放射電界が形成され得るようにするために、０．５～４ｍｍの範囲である。例えば、第２のスロット５０の幅Ｈ２は、０．５ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍ、３．５ｍｍ、４ｍｍ、または別の異なる幅であってもよい。

第１の分岐２０および第２の分岐３０が具体的に配置される場合、第１の分岐２０および第２の分岐３０は、全く同じであるか、またはほぼ同じであってもよいことを理解されたい。例えば、図３に示される構造では、第１の分岐２０および第２の分岐３０は対称構造である。したがって、第１の分岐２０および第２の分岐３０の構造は、Ｄ１＝Ｄ２、Ｌ１＝Ｌ４、Ｌ２＝Ｌ５、Ｌ３＝Ｌ６を満たす。第１の分岐２０が第２の分岐３０とほぼ等しい場合、第１の分岐２０および第２の分岐３０はいずれもＬ字形であり、大きさのみが異なる。例えば、Ｌ３とＬ６が同一でない場合、Ｌ３＞Ｌ６またはＬ３＜Ｌ６である。第１のスロット４０および第２のスロット５０の幅について、第１のスロット４０および第２のスロット５０は、スロットの２つの側部に位置する構造間（第１の構造１１と第２の部分２２との間、および第４の部分３２と第２の構造１２との間）に安定した電界が形成され得ることを確実にするために、等しい幅を有してもよく、またはほぼ等しい幅を有してもよい。

前述の構造では、アンテナは、ダイポールモードとスロットモードの２つのモードを有する。ダイポールモードは、アンテナの２つの放射分岐内の第１の部分２１および第３の部分３１と、バラン構造１０内の第３の構造１３とを使用して実施される。スロットモードは、放射分岐内の第２の部分２２、第１の構造１１、およびそれらの間の第１のスロット４０、ならびに、放射分岐内の第４の部分３２、第２の構造１２、およびそれらの間の第２のスロット５０を使用して実施される。本出願のこの実施形態で提供されるアンテナの２つのモードの理解を容易にするために、以下では、アンテナの現在の図を参照して、本出願のこの実施形態で提供されるアンテナについて説明する。

図５は、本出願の一実施形態による、アンテナが２．４Ｇで動作するときに生成される電流の概略図である。図５に示される電流図から、電流は、第１の方向の電流と第２の方向の電流とを含むことがわかる。図５では、第１の方向に流れる電流は破線矢印で示され、第２の方向に流れる電流は実線矢印で示されている。図５から、第１の方向に流れる電流は、第２の部分２２に流れる電流Ｉ１、第１の構造１１を流れる電流Ｉ２、第２の構造１２を流れる電流Ｉ３、および第４の部分３２に流れる電流Ｉ４の４つの部分を含むことがわかる。電流Ｉ１および電流Ｉ２は、それぞれ第１のスロット４０の２つの側部にある。電流Ｉ３および電流Ｉ４は、それぞれ第２のスロット５０の２つの側部にある。電流Ｉ１および電流Ｉ２は、第１のスロット４０内に第１の水平放射電界を形成する。第１の水平放射電界は、第１の分岐２０からバラン構造１０を指す。電流Ｉ３および電流Ｉ４は、第２のスロット５０内に第２の水平放射電界を形成する。第２の水平放射電界は、バラン構造１０から第２の分岐３０を指す。このようにして、分岐とバラン構造１０との間にスロットモードが生成され、アンテナのアンテナパターン真円度が水平面上で約８ｄＢであることを保証するために、アンテナの（アンテナを配置するための平面またはアンテナが位置する平面に対して平行な）水平面上のカバレッジに対して対応する補償が実行される。

図５を参照されたい。第２の方向に流れる電流は、第１の部分２１に流れる電流Ｉ５、第３の構造１３に流れる電流Ｉ６、および第３の部分３１に流れる電流Ｉ７の３つの部分を含む。図５から、電流Ｉ５、電流Ｉ６、電流Ｉ７は、いずれも第２の方向に流れ、流れ方向が同じであることがわかる。電流Ｉ５、電流Ｉ６および電流Ｉ７は、ダイポールモードにおけるアンテナの電流の流れ方向を形成し、主に垂直面（水平面に垂直な面）に指向性パターンを形成する。

図６は、アンテナが５Ｇで動作するときに生成される電流の概略図である。円は、電流がこの時点で反対の流れ方向を有することを示す。水平電界はまた、バラン構造１０の第１の部分と第１の分岐２０との間の第１のスロット内に生成されてもよい。水平電界はまた、バラン構造１０の第２の部分と第２の分岐３０との間の第２のスロット内に生成されてもよい。このようにして、分岐とバラン構造１０との間にスロットモードが生成され、アンテナのアンテナパターン真円度が水平面上で約８ｄＢであることを保証するために、アンテナの（アンテナを配置するための平面またはアンテナが位置する平面に対して平行な）水平面上のカバレッジに対して対応する補償が実行される。

図５および図６に示される電流から、本出願のこの実施形態で提供されるアンテナは、水平面および垂直面上で良好なアンテナパターン真円度を有し得ることがわかる。本出願のこの実施形態で提供されるアンテナの効果を示すために、以下で、具体的な例を使用して、従来の技術におけるアンテナとの比較を提供する。

図７は、本出願の一実施形態によるアンテナの構造を示す。本出願の前述の実施形態で提供されるアンテナ１００に加えて、図７に示されるアンテナ構造体は、アンテナ１００に接続されたケーブル２００をさらに含む。図８は、従来技術におけるダイポールアンテナ３００を示す。アンテナ３００は、２つの対称的な放射器３０１と、放射器に給電するように構成されたフィーダとのみを含む。図７および図８に示される２つのアンテナについてシミュレーションが行われる。図９は、本出願のこの実施形態で提供されるアンテナ１００の３Ｄ指向性パターンを示す。図１０は、図８に示されるアンテナ３００の３Ｄ指向性パターンを示す。「指向性合計」は、アンテナの指向係数を指す。図９から、本出願のこの実施形態で提供されるアンテナ１００の３Ｄ指向性パターンは、ダイポール状形態の指向性パターンであり、比較的低い指向性および比較的大きい最小ゲインを有することがわかる。図１０から、図８に示されるアンテナ３００の３Ｄ指向性パターンは、ダイポール状形態の指向性パターンであり、凹点が比較的明瞭で非対称であることがわかる。図９と図１０との比較から、本出願のこの実施形態で提供されるアンテナの３Ｄ指向性パターンは、図８のアンテナの３Ｄ指向性パターンより明らかに優れていることがわかる。図１１と図１２との比較を行う。図１１は、本出願のこの実施形態で提供されるアンテナの水平面上のアンテナパターン真円度を示す。図１２は、図８に示されるアンテナ３００の水平面上のアンテナパターン真円度を示す。「ゲイン対角度」は、ゲインと角度の対比である。図１１から、本出願のこの実施形態で提供される水平面上の指向性パターンでは、本出願のこの実施形態で提供される水平面上のアンテナの凹状領域は比較的小さく、水平面全体の指向性パターンはほぼ円形であることがわかる。図１２から、図８に示されるアンテナの水平面上のアンテナパターン真円度の図では、見かけ上の凹状領域が存在し、２５°の位置に見かけ上の尖鋭度の欠点が存在することがわかる。このため、アンテナの水平面上の放射性能が低下する。図１１と図１２との比較から、本出願のこの実施形態で提供されるアンテナは、水平面上のアンテナのアンテナパターン真円度を改善し、アンテナ性能を改善することがわかる。図１３と図１４との比較を行う。図１３は、本出願のこの実施形態で提供されるアンテナの定在波図である。図１４は、図８に示されるアンテナの定在波図である。「｜Ｓ１１｜対周波数」は、エコー損失対周波数を示す。図１３および図１４において、横軸は周波数であり、縦軸はエコー損失である。図１３から、本出願のこの実施形態で提供されるアンテナの定在波は、２．４Ｇおよび５Ｇにおけるすべての周波数をカバーすることができることがわかる。図１４から、従来技術におけるアンテナの定在波は、共振周波数が比較的多く、２．４Ｇおよび５ＧのＷｉ－Ｆｉにおけるすべての周波数をカバーすることはできないことがわかる。図１３と図１４との比較から、本出願のこの実施形態で提供されるアンテナは、２．４Ｇおよび５ＧのＷｉ－Ｆｉ帯域において良好な性能を有することがわかる。

図１５は、本出願のこの実施形態で提供されるアンテナの効率を示す。「効率対周波数」は、効率と周波数の対比である。図１５において、横座標は周波数であり、縦座標は効率である。図１５から、本出願のこの実施形態で提供されるアンテナ性能は、２．４Ｇおよび５Ｇ Ｗｉ－Ｆｉにおいて良好な効率を有することがわかる。

図１６は、比較のための別のアンテナ４００を示す。図１６に示されるアンテナは、バラン構造４０１と、バラン構造４０１に接続された２つのダイポール４０２とを含む。しかしながら、図１６に示されるアンテナダイポールとバラン構造との間にはスロット結合がない。図７に示されるアンテナと図１６に示されるアンテナとの比較を行う。図１と比較し、図９および図１７を参照する。図９は、本出願のこの実施形態で提供されるアンテナの３Ｄ指向性パターンを示す。図１７は、図１６に示されるアンテナの３Ｄ指向性パターンを示す。図９から、本出願のこの実施形態で提供されるアンテナの３Ｄ指向性パターンは、ダイポール状形態の指向性パターンであることがわかる。図１７から、図１６に示されるアンテナの３Ｄ指向性パターンは、標準ダイポールの指向性パターンであることがわかる。図９と図１７との比較から、本出願のこの実施形態で提供されるアンテナの３Ｄ指向性パターンは、図１６のアンテナの３Ｄ指向性パターンより明らかに優れていることがわかる。図１１と図１８との比較を行う。図１１は、本出願のこの実施形態で提供されるアンテナの水平面上のアンテナパターン真円度の指向性パターンを示す。図１８は、図１６に示されるアンテナの水平面上のアンテナパターン真円度の指向性パターンを示す。図１１から、本出願のこの実施形態で提供されるアンテナパターン真円度の指向性パターンでは、本出願のこの実施形態で提供される水平面上のアンテナの凹状領域は比較的小さく、水平面全体のアンテナパターン真円度の図はほぼ円形であることがわかる。図１８から、図１６に示されるアンテナの水平面上のアンテナパターン真円度の図では、見かけ上の凹状領域が存在し、０°と１８０°に見かけ上の尖鋭度の欠点が存在することがわかる。このため、アンテナの水平面上の放射性能が低下する。図１１と図１８との比較から、本出願のこの実施形態で提供されるアンテナは、水平面上のアンテナのアンテナパターン真円度を改善し、アンテナ性能を改善することがわかる。

前述の説明から、本出願のこの実施例で提供されるアンテナでは、バラン構造と放射器との間にスロット結合が形成され、その結果、アンテナはスロットモードとダイポールモードの２つの動作モードを有することがわかる。スロットモードは、水平方向におけるアンテナの放射効果を改善し、アンテナ性能を改善する。

本願の一実施形態は、アンテナをさらに提供する。アンテナは、バラン構造と放射部とを含む。図１および図２を参照されたい。バラン構造１０は、Ｕ字形構造体である。Ｕ字形構造体は、第１の構造１１、第２の構造１２、および第３の構造１３を含む。第１の構造１１および第２の構造１２は、第３の構造１３の２つの側部に配置され、第３の構造１３の２つの対向する端部に一対一に対応してそれぞれ接続される。放射部は、Ｕ字形構造体の一方の側部に位置する第１の分岐２０と、Ｕ字形構造体の他方の側部に位置する第２の分岐３０とを含む。第１の分岐２０は、第１の帯状構造（図３の第２の部分２２）を有する。第１の帯状構造および第１の構造１１は、互いに接続され、間に第１のスロット４０を有する。第２の分岐３０は、第２の帯状構造（図４の第４の部分３２）を有する。第２の帯状構造および第２の構造１２は、互いに接続され、間に第２のスロット５０を有する。前述の技術的解決策では、スロットと第１の分岐２０および第２の分岐３０との調整により、アンテナの水平方向および垂直方向の両方の放射が強化され、アンテナパターンの真円度が増加する。

第１の分岐２０がバラン構造１０に具体的に接続されている場合、第１の分岐２０は逆Ｌ字形構造体である。第１の分岐２０は、第１の帯状構造と、第１の帯状構造に接続された第３の帯状構造（図３の第２の部分２１）とを含む。第１の帯状構造は、第３の帯状構造を使用して第１の構造１１に接続される。第１のスロット４０の幅は、第３の帯状構造の長さによって制限される。第２の分岐３０は、逆Ｌ字形構造体である。第２の分岐３０は、第２の帯状構造と、第２の帯状構造に接続された第４の帯状構造（図４の第３の部分３１）とを含む。第２の帯状構造は、第４の帯状構造を使用して第２の構造１２に接続される。第１のスロット４０の幅は、第４の帯状構造の長さによって制限される。前述の説明を参照することにより、アンテナに対してシミュレーションを実行することができる。

図１９は、本出願の一実施形態による、本出願の本実施例で提供されるアンテナを適用するデバイスを示す。デバイスは、ルータ、カスタマー・プレミス・イクイップメント（ＣＰＥ）などであってもよい。カスタマー・プレミス・イクイップメントを例に取る。デバイスは、ハウジング４００と、ハウジング４００内に配置された支持層５００と、支持層５００に配置された前述の実施形態のいずれかに係るアンテナ１００とを含む。アンテナ１００は、カスタマー・プレミス・イクイップメントに水平、垂直、または斜めに配置されてもよい。支持層５００は、カスタマー・プレミス・イクイップメントにおける支持機能を有する回路基板または別の構造層であってもよい。本出願のこの実施例で提供されるアンテナ１００では、バラン構造と放射器との間にスロット結合が形成され、その結果、アンテナ１００はスロットモードとダイポールモードの２つの動作モードを有する。スロットモードは、水平方向におけるアンテナ１００の放射効果を改善し、アンテナ１００の性能を改善する。

前述の説明は本出願の特定の実装にすぎず、本出願の保護範囲を限定することを意図するものではない。本出願に開示されている技術的範囲内で当業者によって容易に考え出されるいかなる変形または置換も、本出願の保護範囲内にあるものとする。したがって、本出願の保護範囲は、特許請求の範囲の保護範囲に従うものとする。

１０ バラン構造
１１ 第１の構造
１２ 第２の構造
１３ 第３の構造
１４ 第１の突出部
１５ 第２の突出部
２０ 第１の分岐
２１ 第１の部分
２２ 第２の部分
３０ 第２の分岐
３１ 第３の部分
３２ 第４の部分
４０ 第１のスロット
５０ 第２のスロット
６０ 給電点
７０ 接地点
１００ アンテナ
２００ ケーブル
３００ アンテナ
３００ ダイポールアンテナ
３０１ 放射器
４００ アンテナ、ハウジング
４０１ バラン構造
４０２ ダイポール
５００ 支持層

Claims (15)

1. 放射器と、前記放射器に給電するように構成されたバラン構造とを含むアンテナであって、
   前記放射器が、第１の電流が流れるための第１の分岐と、第２の電流が流れるための第２の分岐とを備え、前記第１の分岐および前記第２の分岐は、前記バラン構造の２つの対向する側部に配置され、前記第１の電流の方向は、前記第２の電流の方向と少なくとも部分的に反対であり、
   前記第１の分岐が、前記バラン構造から第１のスロットだけ離間し、前記第２の分岐が、前記バラン構造から第２のスロットだけ離間し、前記第１のスロットは、前記第１の電流および前記バラン構造上の電流によって第１の水平放射電界を形成するように構成され、前記第２のスロットは、前記第２の電流および前記バラン構造上の前記電流によって第２の水平放射電界を形成するように構成される、アンテナ。
2. 前記第１のスロットおよび前記第２のスロットのそれぞれの幅が、０．５～４ｍｍの範囲である、請求項１に記載のアンテナ。
3. 前記バラン構造がＵ字形構造体を含み、前記バラン構造が帯状の第１の構造および帯状の第２の構造を含み、
   前記第１の分岐が前記第１の構造に接続され、前記第１のスロットが前記第１の分岐と前記第１の構造との間に形成され、
   前記第２の分岐が前記第２の構造に接続され、前記第２のスロットが前記第２の分岐と前記第２の構造との間に形成される、請求項２に記載のアンテナ。
4. 前記バラン構造が、給電点および接地点をさらに含み、前記給電点は前記第１の構造上に配置され、前記接地点は前記第２の構造上に配置される、請求項２または３に記載のアンテナ。
5. 前記第１の分岐に接続された前記第１の構造の一端には、前記第２の構造に面する突出部が設けられ、前記給電点は前記突出部に配置される、請求項４に記載のアンテナ。
6. 前記第１の分岐および前記第２の分岐が対称構造である、請求項１から５のいずれか一項に記載のアンテナ。
7. 前記第１の分岐の電流経路長が、前記アンテナの動作帯域に対応する波長の０．１５～０．３５倍であり、
   前記第２の分岐の電流経路長が、前記アンテナの前記動作帯域に対応する前記波長の０．１５～０．３５倍である、請求項１から６のいずれか一項に記載のアンテナ。
8. 前記バラン構造の前記接地点から前記給電点までの電流経路長が、前記アンテナの前記動作帯域に対応する前記波長の１／２である、請求項７に記載のアンテナ。
9. 前記第１の分岐がＬ字形であり、前記第２の分岐がＬ字形であり、前記第１の分岐の垂直部分の電流経路長は、前記第２の分岐の垂直部分の電流経路長に等しい、請求項６または７に記載のアンテナ。
10. ハウジングと、前記ハウジング内に配置された支持層と、前記支持層に配置された請求項１から９のいずれか一項に記載の前記アンテナと、を含む電子デバイス。
11. バラン構造であって、前記バラン構造は、Ｕ字形構造体であり、前記Ｕ字形構造体は、第１の構造、第２の構造、および第３の構造を含み、前記第１の構造および前記第２の構造は、前記第３の構造の２つの側部に配置され、前記第３の構造の２つの対向する端部にそれぞれ一対一に対応して接続される、バラン構造と、
    放射部であって、前記放射部は、前記Ｕ字形構造体の一方の側部に位置する第１の分岐と、前記Ｕ字形構造体の他方の側部に位置する第２の分岐とを含み、前記第１の分岐は、第１の帯状構造を備え、前記第１の帯状構造および前記第１の構造は、互いに接続され、間に第１のスロットを有し、前記第２の分岐は、第２の帯状構造を備え、前記第２の帯状構造および前記第２の構造は、互いに接続され、間に第２のスロットを有する、放射部と、を含む、
    アンテナ。
12. 前記第１の分岐が逆Ｌ字形構造体であり、前記第１の分岐が、前記第１の帯状構造と、前記第１の帯状構造に接続された第３の帯状構造とを含み、
    前記第１の帯状構造が、前記第３の帯状構造を使用して前記第１の部分に接続される、請求項１１に記載のアンテナ。
13. 前記第２の分岐が逆Ｌ字形構造体であり、前記第２の分岐が、前記第２の帯状構造と、前記第２の帯状構造に接続された第４の帯状構造とを含み、
    前記第２の帯状構造が、前記第４の帯状構造を使用して前記第２の部分に接続される、請求項１１または１２に記載のアンテナ。
14. 前記第１のスロットおよび前記第２のスロットのそれぞれの幅が、０．５～４ｍｍの範囲である、請求項１１に記載のアンテナ。
15. 請求項１１から１４のいずれか一項に記載のアンテナを含む電子デバイス。

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