JP5956088B2 - マルチモードアンテナを有する端末 - Google Patents

Description

本発明は、アンテナの分野に関し、より詳細にはマルチモードアンテナを有する端末に関する。

モバイル通信技術の急速な発展に伴い、及び市場の需要に基づき、端末製品は、２Ｇ、３Ｇ及び４Ｇのような異なる周波数帯域でネットワークを同時にサポートする必要があり、これはより大きなアンテナ帯域幅を要求する。さらに、小型化も、消費者市場において端末製品の品質の重要な評価基準である。

アンテナはＰＣＢ基板に印刷できるので、印刷アンテナは、小さな体積及び簡易な製造処理という利点を有し、端末製品最小化の要件に適合する。しかしながら、印刷アンテナの利得は小さく、したがって大きなアンテナ帯域幅を達成できない。

本発明の実施形態は、大きなアンテナ帯域幅の要件及び製品最小化の要件の両方を満たすことのできるマルチモードアンテナを有する端末を提供する。

第１の態様によると、マルチモードアンテナを有する端末は、筐体と、印刷回路基板と、印刷アンテナと可撓性印刷回路（flexible printed circuit：ＦＰＣ）アンテナと、制御回路と、を有し、前記印刷回路基板は、前記筐体の内部に配置され、前記印刷アンテナは、前記印刷回路基板上に配置され、前記印刷アンテナは、前記制御回路に電気的に接続され、前記印刷アンテナは、第１のアンテナ性能を実装するよう構成され、前記ＦＰＣアンテナは、前記筐体上に配置され、前記ＦＰＣアンテナは、前記制御回路に電気的に接続され、前記ＦＰＣアンテナは、第２のアンテナ性能を実装するよう構成され、前記制御回路は、前記印刷回路基板上に配置され、前記制御回路は、アンテナ信号を受信又は送信するよう前記印刷アンテナ及び前記ＦＰＣアンテナを制御するよう構成される。

第１の態様に関して、第１の可能な実装方法でｈ、前記ＦＰＣアンテナが前記制御回路に電気的に接続されることは、前記ＦＰＣアンテナが、少なくとも１つの電気的接続要素を用いることにより、前記制御回路に電気的に接続されることを有する。

第１の態様又は第１の態様の第１の可能な実装方法に関して、第２の可能な実装方法では、前記電気的接続要素は、弾性接続要素を有する。

第１の態様又は前述の可能な実装方法のいずれかに関し、第３の可能な実装方法では、前記ＦＰＣアンテナが前記制御回路に電気的に接続されることは、前記ＦＰＣアンテナと前記制御回路との間の前記電気的接続が分離可能であることを有する。

第１の態様又は前述の可能な実装方法のいずれか１つに関し、第４の可能な実装方法では、前記ＦＰＣアンテナは、ＦＰＣ主部とＦＰＣアンテナ端子とを有し、前記ＦＰＣ主部は、前記筐体の外側表面に配置され、前記筐体の前記外側表面は、前記印刷回路基板から逸脱し、前記ＦＰＣアンテナ端子は、前記筐体の内側表面に配置され、前記筐体の貫通穴を用いることにより前記ＦＰＣアンテナ主部に接続され、前記ＦＰＣアンテナ端子は、前記制御回路に電気的に接続するよう構成される。

前記第１の態様又は前述の可能な実装方法のいずれか１つに関し、第５の可能な実装方法では、前記印刷アンテナは前記印刷回路基板の第１の面に配置され、前記電気的接続要素は前記印刷回路基板の第２の面に配置され、前記第１の面及び前記第２の面は２つの対向する面である。

前記第１の態様又は前述の可能な実装方法のいずれか１つに関し、第６の可能な実装方法では、前記印刷アンテナが前記制御回路に電気的に接続されることは、前記印刷アンテナが、少なくとも１つのチップ固定抵抗器を用いることにより前記制御回路に電気的に接続されることを有する。

前記第６の可能な実装方法に関し、第７の可能な実装方法では、前記少なくとも１つの取り外し可能チップ固定抵抗器は、前記印刷回路基板の少なくとも１つの整合位置に配置され、前記印刷アンテナは、前記整合位置を用いることにより、給電又は接地を実装する。

前記第７の可能な実装方法に関し、第８の可能な実装方法では、前記少なくとも１つの整合位置は、オン又はオフに切り替えることができ、前記印刷アンテナが、単極、逆Ｆ、単極＋寄生、ＩＦＡ＋寄生、及びループのうちの少なくとも１つの形式で動作できるようにする。

前記第１の態様又は前述の可能な実装方法のいずれか１つに関し、第９の可能な実装方法では、前記第１のアンテナ性能は高周波数アンテナ性能であり且つ前記第２のアンテナ性能は低周波数アンテナ性能であり、又は前記第１のアンテナ性能は低周波数アンテナ性能であり且つ前記第２のアンテナ性能は高周波数アンテナ性能である。

本発明の実施形態により提供されるマルチモードアンテナを有する端末では、印刷アンテナは印刷回路基板上に配置され、ＦＰＣアンテナは端末の筐体上に配置され、前述の２つのアンテナは異なるアンテナ性能を実装し、したがって、端末はより大きなアンテナ帯域幅を有し、ＦＰＣアンテナは端末の筐体の領域を用い、印刷回路基板の領域を占有する必要がなく、端末のサイズを効果的に縮小できる。

本発明の実施形態の技術的解決策をより明確に記載するために、本発明の実施形態を説明するのに必要な添付の図面を以下に簡単に説明する。明らかなことに、以下の説明中の添付の図面は、本発明のほんの一部の実施形態であり、これらの図面に従って当業者により創造的労力を有しないで他の図面も得られる。
本発明の一実施形態によるマルチモードアンテナを有する端末の局所分解概略図である。 本発明の一実施形態による端末の概略構造図である。 本発明の一実施形態による印刷アンテナの整合位置の概略図である。 本発明の一実施形態による印刷アンテナの別の整合位置の概略図である。 本発明の一実施形態による印刷アンテナの更に別の整合位置の概略図である。 本発明の一実施形態による端末の印刷アンテナ及びＦＰＣアンテナの配置の概略図である。 本発明の一実施形態による弾性接続要素の概略構造図である。

以下に、本発明の実施形態の添付の図面を参照して、本発明の実施形態における技術的解決策を明確且つ十分に説明する。明らかに、記載される実施形態は、本発明の実施形態の一部であり、全ての実施形態ではない。本発明の実施形態に基づき創造的労力を有しないで当業者により得られる全ての他の実施形態は、本発明の保護範囲に包含される。

本発明の実施形態は、マルチモードアンテナを有する端末１００に関する。ここで、端末１００は、モバイル端末、タブレットコンピュータ、無線ネットワーク装置、等であっても良い。

図１は、本発明の一実施形態によるマルチモードアンテナを有する端末１００の局所分解概略図である。

本発明の本実施形態は、端末１００に関する。端末１００は、印刷回路基板１０と、印刷アンテナ２０と、可撓性印刷回路（flexible printed circuit：ＦＰＣ）アンテナ４０と、制御回路５０と、筐体７０と、を有し、印刷回路基板１０は筐体７０の内部に配置され、印刷アンテナ２０は印刷回路基板１０上に配置され、印刷アンテナ２０は制御回路５０に電気的に接続され、印刷アンテナ２０は第１のアンテナ性能を実装するよう構成され、ＦＰＣアンテナ４０は筐体７０上に配置され、ＦＰＣアンテナ４０は制御回路５０に電気的に接続され、ＦＰＣアンテナ４０は第２のアンテナ性能を実装するよう構成され、制御回路５０は印刷回路基板１０上に配置され、制御回路５０は、アンテナ信号を受信又は送信するよう印刷アンテナ２０及びＦＰＣアンテナ４０を制御するよう構成される。

本発明の本実施形態により提供されるマルチモードアンテナを有する端末１００では、印刷アンテナ２０は印刷回路基板１０上に配置され、ＦＰＣアンテナ４０は端末の筐体７０上に配置され、前述の２つのアンテナは異なるアンテナ性能を実装し、したがって、端末１００はより大きなアンテナ帯域幅を有し、ＦＰＣアンテナ４０は端末の筐体７０の領域を用い、印刷回路基板１０の領域を占有する必要がなく、端末のサイズを効果的に縮小できる。

図２は、本発明の一実施形態による端末１００の印刷アンテナの回路の概略構造図である。

図２を参照すると、印刷アンテナ２０が制御回路５０に電気的に接続されることは、印刷アンテナ２０が少なくとも１つの取り外し可能チップ固定（ＣＨＩＰ ＦＩＸＥＤ）抵抗器６０を用いることにより制御回路５０に電気的に接続されることを含む。

動作しているとき、印刷アンテナ２０は、取り外し可能チップ固定抵抗器６０を用いることにより、制御回路５０に電気的に接続される。少なくとも１つの取り外し可能チップ固定抵抗器６０は、印刷回路基板１０の少なくとも１つの整合位置に配置される。ここで、印刷アンテナは、整合位置を用いることにより、給電又は接地を実装する。

例えば、チップ固定抵抗器６０は０オームであっても良く、チップ固定抵抗器６０の整合位置は、印刷アンテナ２０の一端に用意されても良い。ここで、整合位置の数は２であっても良い。ユーザの要求に従って、印刷アンテナ２０が用いられるとき、チップ固定抵抗器６０は整合位置に取り付けられ、印刷アンテナ２０と制御回路５０との間の電気的接続を可能にする。印刷アンテナ２０が用いられないとき、チップ固定抵抗器６０は整合位置から取り外され、印刷アンテナ２０と制御回路５０との間の電気的接続を切断する。

具体的には、図３を参照すると、本実施形態では、印刷アンテナ２０の２つの整合位置を用意する一例が説明のために用いられる。２つの整合位置は、それぞれ整合位置Ａ点及び整合位置Ｂ点であり、Ａ点は印刷アンテナ２０の接地点整合位置であり、Ｂ点は給電点整合位置である。Ｂ点にあるチップ固定抵抗器６０のみが接続される場合、印刷アンテナ２０は、Ｂ点を用いることにより給電され、正常に動作しても良い。この場合、印刷アンテナの形式は単極アンテナ（Ｍｏｎｏｐｏｌｅ）である。Ａ点及びＢ点にあるチップ固定抵抗器６０が接続されるとき、印刷アンテナは、Ｂ点を用いることにより給電され、Ａ点を用いることにより接地され、そして正常に動作しても良い。この場合、印刷アンテナ２０の形式は逆Ｆアンテナ（Inverted-F antenna：ＩＦＡ）である。表１を参照する。

任意で、本実施形態の端末１００では、ＦＰＣアンテナ４０が設置される場合、整合位置Ｂ点が接続されるとき、印刷アンテナ２０及びＦＰＣアンテナ４０は同時に動作し、低周波数帯域幅及び高周波数帯域幅をカバーし、並びに、Ｂ点０オームが切断され、ＦＰＣアンテナ４０のみが電気的接続要素を用いることにより制御回路に接続されるとき、ＦＰＣアンテナ４０は独立して動作し、低周波数帯域幅をカバーしても良い。ＦＰＣアンテナ４０が取り付けられない場合、給電点Ｂ点における０オームは接続される必要があり、印刷アンテナは正常に動作しても良く、高周波数帯域幅をカバーしても良い。このように、異なる周波数帯域を必要とする顧客のために、全体的アンテナ構造は、再び設計され製造される必要がない。分離可能なＦＰＣアンテナ４０の設計、及びオン又はオフに切り替え可能な印刷アンテナ２０の設計を用いることにより、異なるアンテナの組合せ及び周波数帯域の選択は、生産、製造又は使用の過程中、好都合なことにより低いコストで実装できる。

任意で、印刷アンテナ２０に３つの整合位置を用意する一例が、更なる説明のために用いられる。図４に示すように、印刷アンテナ２０は、主要部２１と、寄生ブランチ２２とを有しても良い。ここで、主要部２１は単極サブアンテナ、ループ（ＬＯＯＰ）アンテナ、又は他の形式のアンテナであっても良い。３つの整合位置は、それぞれ、Ａ点、Ｂ点、及びＣ点である。ここで、Ａ点及びＣ点は印刷アンテナ２０の接地点整合位置であり、Ｂ点は給電点整合位置である。Ｂ点にあるチップ固定抵抗器６０のみが接続される場合、印刷アンテナ２０は、Ｂ点を用いることにより給電され、印刷アンテナ２０は正常に動作し得る。この場合、印刷アンテナの形式は単極アンテナ（Ｍｏｎｏｐｏｌｅ）である。

Ａ点及びＢ点にあるチップ固定抵抗器６０が接続されるとき、印刷アンテナは、Ｂ点を用いることにより給電され、Ａ点を用いることにより接地され、そして印刷アンテナ２０の形式は逆Ｆアンテナ（Inverted-F antenna：ＩＦＡ）である。

Ｂ点及びＣ点にあるチップ固定抵抗器６０が接続されるとき、印刷アンテナは、Ｂ点を用いることにより給電され、Ｃ点を用いることにより接地され、そして印刷アンテナ２０の形式は寄生要素を有する単極アンテナである。

Ａ点、Ｂ点及びＣ点にあるチップ固定抵抗器６０が全て接続されるとき、印刷アンテナは、Ｂ点を用いることにより給電され、Ａ点及びＣ点を用いることにより接地され、そして印刷アンテナ２０の形式は寄生要素を有する逆Ｆアンテナである。表２を参照する。

任意で、図５を参照すると、更に、印刷アンテナ２０は、ループ（ＬＯＯＰ）アンテナであっても良く、それぞれＤ点、Ｅ点、及びＦ点である３つの整合位置を有する。ここで、Ｄ点及びＦ点は印刷アンテナ２０の接地点整合位置であり、Ｅ点は給電点整合位置である。Ｅ点にあるチップ固定抵抗器６０のみが接続される場合、印刷アンテナ２０は正常に動作し得る。この場合、印刷アンテナの形式は単極アンテナ（Ｍｏｎｏｐｏｌｅ）である。Ｄ点及びＥ点にある整合位置が接続されるとき、印刷アンテナ２０の形式は逆Ｆアンテナ（Inverted-F antenna：ＩＦＡ）である。

Ｅ点及びＦ点にあるチップ固定抵抗器６０が接続されるとき、印刷アンテナ２０の形式はループ（ＬＯＯＰ）アンテナである。

Ｄ点、Ｅ点及びＦ点にあるチップ固定抵抗器６０が全て接続されるとき、印刷アンテナ２０の形式はループ（ＬＯＯＰ）アンテナである。ここで、Ｄ点、Ｅ点及びＦ点にあるチップ固定抵抗器６０が全て接続されるときに形成されるＬＯＯＰアンテナの形式は、Ｅ点及びＦ点にあるチップ固定抵抗器６０が接続されるときに形成されるＬＯＯＰアンテナの形式と異なる。

表３を参照する。

印刷アンテナ２０の少なくとも２つの整合位置をオン又はオフに切り替える制御の前述の組合せによると、印刷アンテナの種類を追加し、印刷アンテナの適用範囲を拡張し、及び印刷アンテナの柔軟性を向上するために、異なる配線形式が印刷アンテナ２０に対して設定できる。

本発明の本実施形態では、印刷アンテナ２０は高周波数配線を用いても良く、ＦＰＣアンテナは低周波数配線を用いても良く、別の実施形態では、印刷アンテナ２０は低周波数配線を用いても良く、ＦＰＣアンテナ４０は高周波数配線を用いても良いことが理解できる。印刷アンテナ２０及びＦＰＣアンテナ４０のサイズ及び形状は、所望の周波数帯に従って設定されても良く、これは本発明の本実施形態により限定されない。

印刷アンテナ２０は印刷回路基板１０の端に印刷され、少なくとも１つの印刷アンテナが存在することが理解できる。具体的には、印刷アンテナ２０は、印刷回路基板１０の２つの端にあるアンテナ領域内に印刷されても良い。図５では、印刷アンテナの一例としてストリップ形状が用いられる。別の実施形態では、アンテナのサイズ及び形状は、異なる周波数帯に従って設定されても良い。印刷アンテナ２０は、印刷回路基板１０の銅漏出領域である。印刷アンテナ２０は印刷回路基板１０の同じ側又は異なる側に印刷されても良いことが更に理解できる。

さらに、本実施形態では、印刷アンテナ２０は、アンテナの高周波数放射性能を制御するために要求される高周波数周波数帯の１／４波長配線を用いても良く、ＦＰＣアンテナ４０は、アンテナの低周波数放射性能を制御するために低周波数１／４波長配線を用いても良い。

図６は、本発明の一実施形態による端末のＦＰＣアンテナの配置の概略図である。

ＦＰＣアンテナ４０が制御回路５０に電気的に接続されることは、ＦＰＣアンテナ４０が、少なくとも１つの電気的接続要素を用いることにより、制御回路５０に電気的に接続されることを有する。電気的接続要素は、弾性接続要素を有する。

ＦＰＣアンテナと制御回路との間の電気的接続は分離可能であることが理解できる。例えば、ＦＰＣアンテナ４０は、弾性接続要素３０を圧迫する。

ＦＰＣアンテナ４０は、ＦＰＣアンテナ主部と、ＦＰＣアンテナ端子（図６に示さない）とを有する。ここで、ＦＰＣアンテナ主部は筐体７０の外側表面に配置され、筐体７０の外側表面は印刷回路基板１０から逸脱し、ＦＰＣアンテナ端子は筐体７０の内側表面に配置され、筐体７０の貫通穴（図６に示さない）を用いることによりＦＰＣアンテナ主部に接続され、ＦＰＣアンテナ端子は制御回路５０に電気的に接続するよう構成される。

例えば、ＦＰＣアンテナ４０は筐体７０の外側表面に貼り付けられる。別の実施形態では、ＦＰＣアンテナ４０はアンテナブラケットを用いることにより固定されても良い。ここで、筐体７０は、端末１００の中央筐体であっても良い。中央筐体は印刷回路基板１０と端末１００の筐体との間に固定され、印刷回路基板１０上の電子素子を保護するよう構成される。

ＦＰＣアンテナ４０は異なる製品の構造設計要件に従って別の位置に固定され又は貼り付けられても良く、本発明の本実施形態はＦＰＣアンテナ４０の構成方法又は固定位置を限定しないことが理解できる。

ＦＰＣの材料は銅、鋼板、又はＬＤＳ（laser direct structuring）技術であっても良い。

さらに、図７に示すように、弾性接続要素３０は、少なくとも２つの弾性ピン３１を有する。各弾性ピン３１は、接点３１１及び支持部３１２を有する。接点３１１はＦＰＣアンテナに対して押圧するよう構成され、支持部３１２は印刷回路基板１０に固定される。ここで、支持部３１２はパッド３１３を用いることにより印刷回路基板１０上に溶接されても良い。

支持部３１２及び接点３１１は、一体的に形成される。接点３１１は、支持部３１２の一端に沿って延在し及び屈曲する。接点３１１は概してＵ形であり、支持部３１２は概してストリップ形状である。本実施形態では、支持部３１２及び接点３１１は、同一面上に配置される。支持部３１２及び接点３１１が配置される面は、、印刷回路基板１０が配置される面と概して垂直である。接点３１１は、ＦＰＣアンテナ４０のアンテナ端子に対して押圧し又はそこで終わりになり、弾性接続要素３０を用いることによりＦＰＣアンテナ４０を印刷回路基板の制御回路に接続するよう構成される。

弾性接続要素３０の材料は、鋼、銅、鉄、等であっても良い金属材料である。

本実施形態では、印刷アンテナ２０は印刷回路基板１０の第１の面に配置され、電気的接続要素３０は印刷回路基板１０の第２の面に配置され、第１の面及び第２の面は２つの対向する面である。

本発明の本実施形態で記載される「〜に対して押圧する」は、「〜に対してシームレスに押圧する」であることが理解できる。印刷アンテナ２０及びＦＰＣアンテナ４０は、同じ３次元空間を共有する。

任意で、チップ固定抵抗器が用いられない場合、印刷アンテナ２０と制御回路５０との間のオン又はオフへの切り替えが制御スイッチのオン又はオフへの切り替えを制御することにより制御できるように、制御スイッチは、印刷アンテナ２０と制御回路５０との間に直列に接続されても良い。別の実施形態では、印刷アンテナ２０と制御回路５０との間のオン又はオフへの切り替えは別の方法で制御されても良い。

端末１００は、ディスプレイ、プロセッサ、メモリ、スピーカ、及びカメラ装置のような要素を更に有しても良い。また、端末１００はネットワーク装置であっても良く、ユーザ端末装置であっても良く、含まれる要素の数は、上述に列挙されたものよりも多くても少なくても良い。

本発明の本実施形態では、ＦＰＣアンテナ４０は、弾性接続要素３０を用いることにより印刷回路基板１０に別個に接続される。したがって、印刷アンテナ２０及びＦＰＣアンテナ４０が別個に動作し、対応するアンテナが異なる顧客要件に従って設定され、帯域幅が増大する一方で空間及びコストが節約できる。

本発明は、添付の図面を参照し、及び好適な実施形態を参照して詳細に説明された。しかし、本発明は、これらに限定されない。種々の等価な変形又は置換が、本発明の本質から逸脱しないで、当業者により行われ得る。これらの変形又は置換は、本発明の範囲内に含まれるべきである。

Claims (9)

1. 筐体と、印刷回路基板と、印刷アンテナと可撓性印刷回路（flexible printed circuit：ＦＰＣ）アンテナと、制御回路と、を有し、
   前記印刷回路基板は、前記筐体の内部に配置され、
   前記印刷アンテナは、前記印刷回路基板上に配置され、前記印刷アンテナは、前記制御回路に電気的に接続され、前記印刷アンテナは、第１のアンテナ性能を実装するよう構成され、
   前記ＦＰＣアンテナは、前記筐体上に配置され、前記ＦＰＣアンテナは、前記制御回路に電気的に接続され、前記ＦＰＣアンテナは、第２のアンテナ性能を実装するよう構成され、
   前記制御回路は、前記印刷回路基板上に配置され、
   前記印刷アンテナが前記制御回路に電気的に接続されることは、前記印刷アンテナが、少なくとも１つの取り外し可能チップ固定抵抗器を用いることにより、前記制御回路に電気的に接続されることを有する、
   端末。
2. 前記ＦＰＣアンテナが前記制御回路に電気的に接続されることは、前記ＦＰＣアンテナが、少なくとも１つの電気的接続要素を用いることにより、前記制御回路に電気的に接続されることを有する、請求項１に記載の端末。
3. 前記電気的接続要素は、弾性接続要素を有する、請求項２に記載の端末。
4. 前記ＦＰＣアンテナが前記制御回路に電気的に接続されることは、前記ＦＰＣアンテナと前記制御回路との間の前記電気的接続が分離可能である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の端末。
5. 前記ＦＰＣアンテナは、ＦＰＣアンテナ主部とＦＰＣアンテナ端子とを有し、
   前記ＦＰＣ主部は、前記筐体の外側表面に配置され、
   前記ＦＰＣアンテナ端子は、前記筐体の内側表面に配置され、前記筐体の貫通穴を用いることにより前記ＦＰＣアンテナ主部に接続され、前記ＦＰＣアンテナ端子は、前記制御回路に電気的に接続するよう構成される、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の端末。
6. 前記印刷アンテナは前記印刷回路基板の第１の面に配置され、前記電気的接続要素は前記印刷回路基板の第２の面に配置され、前記第１の面及び前記第２の面は２つの対向する面である、請求項２乃至５のいずれか一項に記載の端末。
7. 前記少なくとも１つの取り外し可能チップ固定抵抗器は、前記印刷回路基板の少なくとも１つの整合位置に配置され、前記印刷アンテナは、前記整合位置を用いることにより、給電又は接地を実装する、請求項１に記載の端末。
8. 前記少なくとも１つの整合位置は、オン又はオフに切り替えることができ、前記印刷アンテナが、単極、逆Ｆ、単極＋寄生、ＩＦＡ＋寄生、及びループのうちの少なくとも１つの形式で動作できるようにする、請求項７に記載の端末。
9. 前記第１のアンテナ性能は高周波数アンテナ性能であり、且つ前記第２のアンテナ性能は低周波数アンテナ性能であり、又は前記第１のアンテナ性能は低周波数アンテナ性能であり、且つ前記第２のアンテナ性能は高周波数アンテナ性能である、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の端末。

Images