JP5920798B2 - アンテナ及び移動端末 - Google Patents

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Description

本発明は、通信分野に関し、特にアンテナ及び移動端末に関する。
移動端末(移動通信端末とも称す)は、移動中においても使用することが可能なコンピュータデバイスのことである。一般的には、前記移動端末は、携帯電話、ノートブックコンピュータ、POSマシン、又は車両搭載型コンピュータをも含む。しかしながら、多くの場合、前記移動端末は、携帯電話又は複数のアプリケーション機能を有するスマートフォンのことを言う。
前記携帯電話は、一例として以下の説明のように使用される。前記携帯電話は、一般的にアンテナを備え、前記アンテナは、一般的にPIFA (Planar Inverted F antenna, 板状逆Fアンテナ)又はモノポール(Monopole Antenna, モノポールアンテナ)アンテナを使用する。前述のアンテナは、基本的には構造においては同一であり、かつそれらは両者とも接地ケーブル及びフィーダーを備える。
しかしながら、前述のアンテナ構造の制限に起因して、不十分な低周波帯域幅及び不十分な高周波帯域幅の問題が存在し、アンテナの動作に影響を与える。
さらに、従来技術のアンテナはまた、動作周波数が端末の寸法によって制限されるという問題を有し、前記アンテナの動作に影響を与える。
本発明の態様は、従来技術におけるアンテナに存在する不十分な低周波帯域幅及び不十分な高周波帯域幅の問題を克服するために、アンテナ及び移動端末を提供する。技術的解決策は以下の通りである。
接地ケーブル及びフィーダー(feeder)を具備するアンテナであって、前記フィーダーは、低周波ブランチ(low-frequency branch)及び高周波ブランチ(high-frequency branch)を具備し、かつ、前記低周波ブランチ及び前記高周波ブランチは、共通エンドポイントを有し、
前記低周波ブランチは、前記接地ケーブルによって囲まれ、ギャップが前記低周波ブランチと前記接地ケーブルとの間に設定され、かつ、前記低周波ブランチ及び前記接地ケーブルは、連成荷重モード(coupled loading mode)及び同等連成給電ループアンテナ放射モード(equivalent coupled feed loop antenna radiation mode)を形成し、かつ、
前記高周波ブランチは、高周波単極放射モード(high-frequency monopole radiation mode)を達成するために、前記接地ケーブルの外側に設定される、アンテナ。
本発明の態様はさらに、移動端末を提供し、前記移動端末は、プリント回路基板(PCBと略す)を備え、さらに前記アンテナを備え、前記アンテナは、プリント回路基板(PCBと略す)にプリントされる。
本発明の態様に基づく技術的解決策は、次の有益な効果を有する。従来技術と比較すると、本発明の態様は、前記接地ケーブルの外側に前記高周波ブランチを設定することによって高周波単極放射モードを達成し、かつ、前記接地ケーブルを用いて前記低周波ブランチを囲むことによって連成荷重モード及び同等連成給電ループアンテナ放射モードを形成する。その結果、従来技術における前記アンテナに存在する不十分な低周波帯域幅及び不十分な高周波帯域幅の問題は解決し、前記アンテナの動作は、効果的に改善され、さらに、前記PCB(Printed Circuit Board, プリント回路基板)上にアンテナをプリントすることによって、近接場エネルギは、前記PCB及び前記移動端末に効果的に消散され、その結果、SAR(Specific Absorption Rate, 比吸収率)を減少させ、ついで、前記PCB上に本発明のアンテナをプリントすることによって、コストが減少するとともに前記アンテナからSAR試験機器トランクモデルへの有効距離を増加させるという問題を達成することができ、さらに、本発明のアンテナは前記PCB上にフレキシブルに配置されるので、従来技術における動作周波数が端末の寸法によって制限されるという問題は解決され、それによってアンテナの動作は効果的に完全される。
本発明の実施形態における技術的解決方法をより明確に説明するために、以下簡単に実施形態を説明するために必要な添付図面を説明する。明らかに、以下の説明における添付図面は、本発明の単なるいくつかの実施形態であり、かつ、当業者は創造努力をすることなく、これらの添付図面から他の図面を導き出すことができる。
本発明の実施形態に基づくアンテナの全体構造の概略図である。 本発明の実施形態に基づくPCB基板に適合されたアンテナの構造概略図である。 本発明の実施形態に基づくアンテナの動作モードダイアグラムである。 本発明の実施形態に基づくアンテナの効率ダイアグラムである。
図1及び図2の符号の説明は以下の通りである。
10: アンテナ, 11: 接地ケーブル, 12: フィーダー(feeder), 12A: 低周波ブランチ(low-frequency branch), 12B: 高周波ブランチ(high-frequency branch), 12C: 共通エンドポイント(common endpoint), 13: ギャップ(gap), 20: PCB
図3において、水平座標は、ヘルツHz単位の周波数を表しており、垂直座標は、デシベルdB単位のリターンロス(return loss)を表している。モード1は、同等連成給電ループアンテナ放射モードを表し、モード2は、連成荷重モードを表し、モード3は、高周波単極放射モードを表している。
図4において、水平座標は、ヘルツHz単位の周波数を表しており、垂直座標は、%単位の効率を表している。
本発明の目的、技術的解決策、及び利点をより明確にするために、以下に添付図面を参照して本発明の実施方法を詳細に記載する。
〔実施形態１〕
図1に示されるように、本発明のアンテナは、接地ケーブル11及びフィーダー12を具備する。前記フィーダー12は、低周波ブランチ12A及び高周波ブランチ12Bを具備し、かつ、前記低周波ブランチ12A及び前記高周波ブランチ12Bは、共通エンドポイント12Cを有する。
前記低周波ブランチ12Aは、前記接地ケーブル11によって囲まれており、ギャップ13が前記低周波ブランチ12Aと前記接地ケーブル11との間に設定され、かつ、前記低周波ブランチ12A及び前記接地ケーブル11は、連成荷重モード及び同等連成給電ループアンテナ放射モードを形成する。
具体的には、前記接地ケーブル11は、前記低周波ブランチ12Aに接近しているので、前記低周波ブランチ12A及び前記接地ケーブル11は、キャパシタを形成する。一方で、前記低周波ブランチ12Aにおける高周波信号は、前記キャパシタを使用することによって、前記低周波ブランチ12Aから前記接地ケーブル11に接続されてもよく、前記低周波ブランチ12Aそれ自体は、アンテナである。従って、図1に示されるように、前記キャパシタは、前記アンテナ上で接続され、容量荷重(capacitive loading)と呼ばれ、つまり、前記低周波ブランチ12A及び前記接地ケーブル11は、前記連成荷重モードを形成する。
具体的には、前記低周波ブランチ12A及び前記接地ケーブル11は、前記キャパシタを形成するために接続されるので、前記高周波信号は、前記キャパシタを介して通過(pass)する。前記低周波ブランチ12A及び前記接地ケーブル11は、物理的に(すなわち、実質的に)接続されてはいないが、それらは実際には、チャネルと同等である高周波信号に対して接続されている。特に、同等閉ループ電気的構造が、前記接地ケーブル11を介して前記低周波ブランチ12AからPCBへ形成され、つまり、前記低周波ブランチ12A及び前記接地ケーブル11は、同等連成給電ループアンテナ放射モードを形成している。
前記高周波ブランチ12Bは、高周波単極放射モードを達成するために、前記接地ケーブル11の外側に設定される。
従来技術と比較すると、図1に示されるように、本発明のこの実施形態は、前記接地ワイヤ11の外側に前記高周波ブランチ12Bを設定することによって、高周波単極放射モード(図3のモード3を参照)を達成し、かつ、前記接地ケーブル11を用いて、前記低周波ブランチ12Aを囲むことによって、連成荷重モード(図3のモード1を参照)及び同等連成給電ループアンテナ放射モード(図3のモード2を参照)を形成している。同時に、前記低周波ブランチ12Aは、例えば周波数増加のような放射モード、及び、前記低周波ブランチ12Aと、前記接地ケーブル11との間のギャップ13を使用することによって、高周波帯域幅を拡張する。従って、本発明のアンテナは、従来技術のアンテナ存在する、不十分な低周波帯域幅及び不十分な高周波帯域幅の問題を解決し、それによって、前記アンテナの動作を効果的に改善する。
特に、図1に示されるように、好適には、前記低周波ブランチ12Aの一部が前記接地ケーブル11によって囲まれる。
特に、図1に示されるように、好適には、前記接地ケーブル11は蛇行ワイヤ(serpentine wire)である。
特に、好適には、前記接地ケーブル11は、主にアンテナ定在波を700 Mhzから740 Mhzで制御する。
特に、好適には、前記低周波ブランチ12Aは、帯域幅定在波を900 Mhz付近で制御する。
特に、好適には、前記高周波ブランチ12Bは、前記低周波ブランチ12A及び前記接地ケーブル11を連結して、高周波帯域幅のカバレッジを達成するために、高周波定在波を制御する。
前述の好適な周波数を使用することによって、移動端末上のアンテナは、LTE(Long Term Evolution, long term evolution)周波帯域要件、例えば、U.Sの携帯電話会社のAT&Tによって要求される699-960 Mhz、1710-2170 Mhz、及び約270Mhzの低周波帯域幅の周波帯域を満たすことができ、それによって、従来のアンテナが前述の周波帯域のカバレッジを達成できないという問題を解決することができる。
〔実施形態２〕
図2に示されるように、本発明のこの実施形態はさらに、PCB基板20及びアンテナ10を具備する移動端末を提供し、前記アンテナ10は、PCB基板20にプリントされている。前記アンテナ10の構造は、実施形態1に記載されたアンテナのそれと同一であり、ゆえに、前記アンテナ10の構造における詳細は、この実施形態において再度説明されない。
従来技術と比較して、本発明のアンテナは、複数のアンテナ放射モードを効果的に統合しており、前記複数のアンテナ放射モードは、3つの放射モード、つまり、同等連成給電ループアンテナ放射モードと、連成荷重モードと、高周波単極放射モードとを含み、それによって、従来技術のアンテナに存在する不十分な低周波帯域幅及び不十分な高周波帯域幅の問題を解決することができ、前記アンテナの動作を効果的に改善することができる。されに、前記PCBにアンテナをプリントすることによって、近接場エネルギは、前記PCB及び前記移動端末に効果的に消散され、その結果、SARを減少させるという目的を達成することができ、さらに、前記PCBに本発明のアンテナをプリントすることによって、コストが減少し、かつ、前記アンテナからSAR試験機器トランクモデル(SAR test instrument trunk model)への有効距離が増加し、さらに、本発明のアンテナは、前記PCB上にフレキシブルに配置されることが可能であるので、従来技術における動作周波数が端末の寸法によって制限されるという問題は解決され、かつ、前記アンテナの動作は、効果的に改善される(図4を参照)。
前述の説明は、単なる本発明の新たな例示的実施形態であるが、本発明を限定することを意図するものではない。本発明の思想および原理から逸脱することなく行われる任意の修正、均等置換、および改良は、本発明の保護範囲内に入るものとする。
１０ アンテナ
１１ 接地ケーブル
１２ フィーダー
１２Ａ 低周波ブランチ
１２Ｂ 高周波ブランチ
１２Ｃ 共通エンドポイント
１３ ギャップ
２０ PCB基板

Claims (6)

  1. 接地ケーブル及びフィーダーを具備するアンテナであって、
    前記フィーダーは、低周波ブランチ及び高周波ブランチを具備し、かつ、前記低周波ブランチ及び前記高周波ブランチは、共通エンドポイントを有し、
    前記低周波ブランチは、前記接地ケーブルによって囲まれ、ギャップが前記低周波ブランチと前記接地ケーブルとの間に、かつ前記共通エンドポイントとは前記フィーダーを介して反対側の、前記共通エンドポイントから離れた位置にある前記低周波ブランチの端部まで設定され、かつ、前記低周波ブランチ及び前記接地ケーブルは、連成荷重モード及び同等連成給電ループアンテナ放射モードを形成し、かつ、
    前記高周波ブランチは、高周波単極放射モードを達成するために、前記接地ケーブルの外側に設定される、アンテナ。
  2. 前記接地ケーブルは、蛇行ワイヤである、請求項１に記載のアンテナ。
  3. 前記接地ケーブルは、主にアンテナ定在波の帯域幅を700 MHzから740 MHzで制御する、請求項１又は２に記載のアンテナ。
  4. 前記低周波ブランチは、帯域幅定在波の帯域幅を900 MHz付近で制御する、請求項３に
    記載のアンテナ。
  5. 前記高周波ブランチは、前記低周波ブランチ及び前記接地ケーブルを連結して、高周波帯域幅のカバレッジを達成するために、高周波定在波の帯域幅を制御する、請求項４に記載のアンテナ。
  6. プリント回路基板を具備する移動端末であって、
    前記移動端末はさらに、請求項１〜５のいずれか一項に記載のアンテナを具備し、
    かつ、前記アンテナは、前記プリント回路基板にプリントされている、移動端末。
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