JP6297337B2

JP6297337B2 - アンテナアセンブリ及び該アンテナアセンブリを備える通信装置

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Publication number: JP6297337B2
Application number: JP2014010168A
Authority: JP
Inventors: 子軒張; ▲タク▼綱許
Original assignee: 群▲マイ▼通訊股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2013-02-01
Filing date: 2014-01-23
Publication date: 2018-03-20
Anticipated expiration: 2034-01-23
Also published as: US20140218244A1; JP2014150526A; US9537220B2; TWI562456B; TW201433000A

Description

本発明は、アンテナアセンブリ及び該アンテナアセンブリを備える通信装置に関する。

無線電波を送信或いは受信して、無線電データ信号を伝送或いは交換するアンテナ装置は、無線通信装置の中において重要な装置の１つである。近年、異なるワーキング帯域幅の通信システム及び異なるワーキング帯域幅の応用に伴い、アンテナは、複数のシステムの帯域幅をカバーする広帯域のアンテナに発展している。しかし、現在無線通信装置は、異なるワーキング帯域幅の通信システムに使用されても正常に信号を伝送するためには、アンテナ装置は、複数の異なる周波数の信号を受信しなければならない。一方、広帯域のアンテナの構造は複雑であり、現在アンテナ装置の外観は、小型化及び薄型化が求められているので、アンテナの設計は、広帯域を有すると同時に小型化の特徴を実現しなければならない。故に、無線通信装置の体積を増加させない前提の下で、アンテナが広帯域を有することは、各アンテナ製造のメーカの最大の問題である。また、アンテナは、無線通信装置の金属製ハウジングの影響を受けるため、金属製のハウジングを損傷しない前提の下で、アンテナの特性を如何に確保できるかも重要課題の一つである。

以上の問題点に鑑みて、本発明は、複数の周波数範囲を有し、且つ体積が小さいアンテナアセンブリを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明のアンテナアセンブリは、基板、アース面、フィード部及び放射部を備える。前記アース面は、前記基板の１つの表面に設置されて、前記アンテナアセンブリにアースを提供し、前記放射部は、前記アース面の一部を除去することによって形成され、前記フィード部は、前記放射部に設置され、前記放射部は、第一周波数範囲を備える無線信号を受信或いは送信する第一放射端と、第二周波数範囲を備える無線信号を受信或いは送信する第二放射端と、に分けられ、且つ１つの開溝が設けられる。

上記の課題を解決するために、本発明の無線通信装置は、ハウジング及び請求項１から３のいずれか１項に記載のアンテナアセンブリを備える。前記アンテナアセンブリは、前記ハウジングに装着され、前記アンテナアセンブリのアース面の周辺は、前記ハウジングと電気的に接続される。

上記の課題を解決するために、本発明のアンテナアセンブリは、基板、アース面、第一放射部、第二放射部、第三放射部及びフィード部を備える。前記アース面は、前記基板の上表面に設置されて、前記アンテナアセンブリにアースを提供し、前記第一放射部、前記第二放射部、前記第三放射部は、前記アース面の一部を除去することによって形成され、前記フィード部は、複数のフィードポイントを備え、前記複数のフィードポイントは、それぞれ前記第一放射部、前記第二放射部、前記第三放射部に設置され、前記第一放射部は、第一周波数範囲の無線信号を受信或いは送信する第一放射端と、第二周波数範囲の無線信号を受信或いは送信する第二放射端と、に分けられ、前記第二放射部は、第三周波数範囲を備える無線信号を受信し、前記第三放射部は、第四中心周波数を備える無線信号を受信して、１つの開溝が設けられる。

上記の課題を解決するために、本発明の無線通信装置は、ハウジング及び請求項７から９のいずれか１項に記載のアンテナアセンブリを備える。前記アンテナアセンブリは、前記ハウジングに装着され、前記アンテナアセンブリのアース面の周辺は、前記ハウジングと電気的に接続される。

本発明のアンテナアセンブリは、アース面の一部を除去することによって、第一放射部、第二放射部及び第三放射部を形成し、且つ放射部とフィード部とは整合されて、基板は形成された複数の周波数範囲を有するアンテナシステムを共用する。従って、アンテナアセンブリは、有効的にアンテナの帯域幅を向上させ、且つアンテナのサイズを縮小させることができるため、アンテナの製造コストを低減し下、且つ無線通信装置の小型化を実現することができる。

本発明に係る第一実施形態例のアンテナアセンブリを備える通信装置の斜視図である。図１に示したアンテナアセンブリを備える通信装置の正面図である。図１に示したアンテナアセンブリの第一リターンロス（ＲｅｔｕｒｎＬｏｓｓ、ＲＬ）を示す図である。図１に示したアンテナアセンブリ第一放射部の放射効果を示す図である。図１に示したアンテナアセンブリ第二放射部のリターンロスを示す図である。図１に示したアンテナアセンブリ第二放射部の放射効果を示す図である。図１に示したアンテナアセンブリ第三放射部のリターンロスを示す図である。図１に示したアンテナアセンブリ第三放射部の放射効果を示す図である。本発明に係る第二実施形態例のアンテナアセンブリを備える通信装置の正面図である。

以下、図面に基づいて、本発明に係るアンテナアセンブリ及び該アンテナアセンブリを備える通信装置について詳細に説明する。図１に示したように、第一実施形態例のアンテナアセンブリ１００は、携帯電話等の無線通信装置２００に応用される。

図１及び図２に示したように、アンテナアセンブリ１００は、基板１０、アース面２０、第一放射部３０、第二放射部４０、第三放射部５０及びフィード部６０を備える。無線通信装置２００は、ハウジング２２０を備え、ハウジング２２０は、金属材料によって製造される。ハウジング２２０には、１つの収容空間（図示せず）が設けられて、アンテナアセンブリ１００を収容する。

基板１０は、ＦＲ４等の絶縁材料によって製造される。本実施状態において、基板１０は、扁平な矩形状を呈する。

アース面２０は、基板１０の上表面に設置されて、アンテナアセンブリ１００にアースを提供する。本実施状態において、アース面２０は、基板１０の上表面にめっきされた１層の導電性金属層であり、例えば、銅層である。アース面２０の周辺は、ハウジング２２０と電気的に接続される。

第一放射部３０、第二放射部４０、第三放射部５０は、アース面２０の一部を除去（ｃｕｔｔｉｎｇｏｕｔ）することによって形成される。アース面２０の導電性金属層には、孔が形成され、基板１０の絶縁材料が露出されて、複数の開溝が設けられたアンテナが形成される。第一放射部３０は、非対称及び非均一なＵ字形状であり、アース面２０の周辺に沿って延在し、第一スロット端３１、第二スロット端３２及び第三スロット端３３を備える。本実施状態において、第一スロット端３１、第二スロット端３２及び第三スロット端３３は、それぞれ平板状を呈し、第一スロット端３１は、アース面２０の短い１つの辺部に設置される。第二スロット端３２は、第三スロット端３３と対向し、且つ互いに平行するように設置され、第二スロット端３２と第三スロット端３３とは、第一スロット端３１の対向する両端に、それぞれ垂直に接続され、第一スロット端３１と第二スロット端３２とが接続された箇所及び第一スロット端３１と第三スロット端３３とが接続された箇所は、それぞれアース面２０の２つの端部のコーナーに位置する。第二スロット端３２の幅と第三スロット端３３の幅は、第一スロット端３１の幅より小さく、且つ第二スロット端３２の長さは第三スロット端３３の長さより長い。

第二放射部４０及び第三放射部５０は、Ｌ形状を呈し、それぞれ第一放射部３０と対向して位置し、アース面２０の周辺に設置され、且つ第一放射部３０の別の２つの端部のコーナーを介して延在している。第二放射部４０は、第四スロット端４４及び第五スロット端４５を備え、第四スロット端４４は、アース面２０の第一スロット端３１と対向する辺部に設置され、第五スロット端４５は、第四スロット端４４のアース面２０と隣接するコーナーの一端から垂直に延在し、且つ第二スロット端３２と対向して位置する。第四スロット端４４の幅は、第四スロット端４４の幅より大きい。第三放射部５０は、第六スロット端５６及び第七スロット端５７を備え、第六スロット端５６は、アース面２０の第一スロット端３１と対向する辺部に設置され、第四スロット端４４と対向して位置する。第七スロット端５７は、第六スロット端５６のアース面２０と隣接するコーナーの一端から垂直に延在し、且つ第三スロット端３３と対向して位置する。第六スロット端５６の幅は、第七スロット端５７の幅より大きい。第七スロット端５７の長さは、第五スロット端４５の長さより長い。

本実施状態において、フィード部６０は、弾性カード或いはマイクロストリップライン（ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐｌｉｎｅ）である。フィード部６０は、第一フィードポイント６２、第二フィートポイント６４及び第三フィートポイント６６を備える。第一フィードポイント６２は、第一スロット端３１の第三スロット端３３と隣接する一端に設置される。第一フィードポイント６２は、Ｕ字形状の第一放射部３０を２つの部分に分ける。アンテナアセンブリ１００が作動する際、信号は、第一フィードポイント６２からフィードされ、且つ第一フィードポイント６２と第一放射部３０との整合によって、長さが異なる電流伝播の経路を取得して、異なる信号が発生し、且つ第一放射部３０が、対応する共振モードを発生する。詳しく説明すると、第一フィードポイント６２及び第一スロット端３１は低周波モードを生成し、且つ第一スロット端３１と第二スロット端３２との長さ及び幅によって、第一フィードポイント６２が、第一スロット端３１と第二スロット端３２とに整合されて、１つの第一周波数範囲の無線信号を備える。例えば、第一周波数範囲は、８２４−９６０ＭＨｚの無線信号（例えば、ＧＳＭ(登録商標) ８５０／９００或ＷＣＤＭＡ(登録商標) Ｂａｎｄ５／８）である場合、好ましい効果が得られる。第一フィードポイント６２と第三スロット端３３は高周波モードを生成し、且つ第三スロット端３３の長さ及び幅を調整して、第一フィードポイント６２が、第三スロット端３３と整合されて、１つの第二周波数範囲の無線信号を備える。例えば、第二周波数範囲が１７１０−２１７０ＭＨｚの無線信号（例えば、ＧＳＭ(登録商標) １８００／１９００或ＷＣＤＭＡ(登録商標) ２１００）である場合、好ましい効果が得られる。

第二フィートポイント６４は、第二放射部４０の第三放射部５０と隣接している一端に設置される。第三フィートポイント６６は、第三放射部５０の第二放射部４０と隣接している一端に設置される。第二フィートポイント６４の位置の調整を介して、第二放射部４０の抵抗を調整することができる。これにより、第二放射部４０は、使用可能が最大の抵抗の帯域幅を備え、且つ好ましい効果が得られる。第二フィートポイント６４と第二放射部４０とは、Ｗｉ−Ｆｉ(登録商標)アンテナを形成し、且つ互いに整合されて、第三周波数範囲の無線信号を備える。例えば、第三周波数範囲が、２．４−２．４８５ＧＨｚの無線信号（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ）である場合、好ましい効果が得られる。第三フィートポイント６６の位置の調整を介して、第三放射部５０の抵抗を調整することができる。これにより、第三放射部５０は、使用可能が最大の抵抗の帯域幅を備え、且つ好ましい効果が得られる。第三フィートポイント６６と第三放射部５０とは、ＧＰＳ（登録商標）アンテナを形成し、且つ互いに整合されて、第四中心周波数の無線信号を備える。例えば、第四中心周波数が、１．５７５ＧＨｚの無線信号（例えば、ＧＰＳ）である場合、好ましい効果が得られる。

図３及び図４に示したように、第一放射部３０の周波数範囲が、８２４−９６０ＭＨｚ及び１７１０−２１７０ＭＨｚである場合、広い帯域幅を備え、好ましい放射効果が得られる。この時、低周波数範囲の放射の平均効率は−４ｄＢであり、高周波数範囲の放射の平均効率は−４ｄＢである。

図５及び図６に示したように、第二放射部４０の周波数範囲が２．４−２．４８５ＧＨｚである場合、広帯域幅を備え、好ましい放射効果が得られる。この時、放射の平均効率は−１ｄＢである。

図７及び図８に示したように、第三放射部５０の周波数範囲が１．５７５ＧＨｚである場合、広帯域幅を備え、好ましい放射効果が得られる。この時、放射の平均効率は−１ｄＢである。

図９に示したように、本発明の第二実施形態例のアンテナアセンブリ１０１は、携帯電話等の無線通信装置２０１の中で応用される。第二実施形態例のアンテナアセンブリ１０１は、第一実施形態例のアンテナアセンブリ１００と同じく、基板１１０、アース面１２０及びフィード部１６０を備える。第二実施形態例のアンテナアセンブリ１０１は、更に非対称及び非均一なＵ字形状の第一放射部１３０を備え、第一放射部１３０は、平板状の第一スロット端１３１、第二スロット端１３２、第三スロット端１３３、第一延在スロット端１３４及び第二延在スロット端１３５を備える。第一スロット端１３１は、アース面１２０の短い１つの辺部に設置される。第二スロット端１３２は、第三スロット端１３３と対向して位置し、且つ互いに平行するように設置され、第二スロット端１３２と第三スロット端１３３とは、それぞれ第一スロット端１３１の対向する両端と垂直に接続され、且つアース面１２０の２つの端部のコーナーにそれぞれ位置する。第二スロット端１３２と第三スロット端１３３との長さは、第一スロット端１３１の長さより短く、且つ第二スロット端１３２の幅は、第三スロット端１３３の幅より広い。第二スロット端１３２は、第二スロット端１３２の第一スロット端１３１とは反対側の一端に接続され、且つ第一延在スロット端１３４の延在方向は、第二スロット端１３２の延在方向と同じである。第一延在スロット端１３４の長さ及び幅は、第二スロット端１３２の長さ及び幅より小さい。第二延在スロット端１３５は、第一延在スロット端１３４の第二スロット端１３２とは反対側の一端に接続され、且つ第二延在スロット端１３５の延在方向は、第一延在スロット端１３４の延在方向に垂直である。第二延在スロット端１３５の長さは、第二スロット端１３２の幅に等しい。第二放射部１４０及び第三放射部１５０は、それぞれＬ字形状を呈し、且つそれぞれ第一放射部１３０に対向するようにアース面１２０の辺部に設置され、且つ第二放射部１４０及び第三放射部１５０は、それぞれアース面１２０の別の２つのコーナーを介してそれぞれ延在する。

第二放射部１４０は、第四スロット端１４４及び第五スロット端１４５を備え、第四スロット端１４４は、アース面１２０に設置され、且つ第一スロット端１３１の短い辺部と対向して位置し、第五スロット端１４５は、第四スロット端１４４のアース面１２０のコーナーと隣接する一端から垂直に延在し、且つ第二延在スロット端１３５と対向して位置する。第五スロット端１４５の幅は、第二スロット端１３２の幅に等しく、第四スロット端１４４の幅より広い。第三放射部１５０は、第六スロット端１５６及び第七スロット端１５７を備え、第六スロット端１５６は、アース面１２０に設置され、第一スロット端１３１の短い辺部と対向し、且つ第四スロット端１４４と対向して位置する。第七スロット端１５７は、第六スロット端１５６のアース面１２０のコーナーと隣接する一端から垂直に延在し、且つ第三スロット端１３３と対向して位置する。第六スロット端１５６の幅は、第七スロット端１５７の幅及び第三スロット端１３３の幅に等しい。第七スロット端１５７の長さは、第五スロット端１４５の長さより長い。

フィード部１６０は、第一フィードポイント１６２、第二フィートポイント１６４及び第三フィートポイント１６６を備える。第一フィードポイント１６２は、第一スロット端１３１の第三スロット端３３と隣接する一端に設置される。第二フィートポイント１６４は、第四スロット端１４４に設置され、第六スロット端１５６の一端と対向して位置する。第三フィートポイント１６６は、第六スロット端１５６に設置され、且つ第四スロット端１４４の一端と対向して位置する。

本発明のアンテナアセンブリ１００は、アース面２０の一部を除去することによって、第一放射部３０、第二放射部４０及び第三放射部５０を形成し、且つ放射部とフィード部６０とは整合されて、基板１０は形成された複数の周波数範囲を有するアンテナシステムを共用する。従って、アンテナアセンブリ１００は、有効的にアンテナの帯域幅を向上させ、且つアンテナのサイズを縮小させることができるため、アンテナの製造コストを低減し下、且つ無線通信装置２００の小型化を実現することができる。

１００、１０１アンテナアセンブリ
１０、１１０基板
２０、１２０アース面
３０、１３０第一放射部
３１、１３１第一スロット端
３２、１３２第二スロット端
３３、１３３第三スロット端
１３４第一延在スロット端
１３５第二延在スロット端
４０、１４０第二放射部
４４、１４４第四スロット端
４５、１４５第五スロット端
５０、１５０第三放射部
５６、１５６第六スロット端
５７、１５７第七スロット端
６０、１６０フィード部
６２、１６２第一フィードポイント
６４、１６４第二フィードポイント
６６、１６６第三フィードポイント
２００、２０１無線通信装置
２２０ハウジング

Claims

アンテナアセンブリにおいて、
前記アンテナアセンブリは、基板、アース面、フィード部及び放射部を備え、前記アース面は、前記基板の１つの表面に設置される前記基板の上表面にめっきされた１層の導電性金属層であり、前記アンテナアセンブリにアースを提供し、前記放射部は、前記アース面の一部が導電性金属層でめっきされていないものであり、前記フィード部は、前記放射部に設置され、前記放射部は、第一周波数範囲を備える無線信号を受信或いは送信する第一放射端と、第二周波数範囲を備える無線信号を受信或いは送信する第二放射端と、に分けられ、且つ１つの開溝が設けられ、前記放射部は、前記アース面の上表面の周辺を沿って前記導電性金属層によりめっきされておらず、前記基板の絶縁材料が露出しているものであり、前記放射部は、第一スロット端、第二スロット端及び第三スロット端を備え、前記第一スロット端は、前記アース面の１つの辺部に設置され、前記第二スロット端は、前記第三スロット端と対向して位置し、互いに平行するように設置され、且つ前記第二スロット端及び前記第三スロット端は、前記第一スロット端の対向する両端と垂直にそれぞれ接続されて、Ｕ字形状の構造を形成し、前記フィード部は、前記第一スロット端の前記第三スロット端と隣接する一端に設置されて、前記第一スロット端と前記第二スロット端と共に前記第一放射端を形成し、前記第三スロット端と共に前記第二放射端を形成することを特徴とするアンテナアセンブリ。
前記第一放射端は、更に第一延在スロット端及び第二延在スロット端を備え、前記第一延在スロット端は、前記第二スロット端の前記第一スロット端とは反対側の一端に接続され、前記第一延在スロット端の延在方向は、前記第二スロット端の延在方向と同じであり、前記第二延在スロット端は、前記第一延在スロット端の前記第二スロット端とは反対側の一端に接続され、且つ前記第二延在スロット端の延在方向は、前記第一延在スロット端の延在方向と垂直であり、前記第一延在スロット端及び前記第二延在スロット端の長さ及び幅の調整によって、前記第一放射端の帯域幅を調整し、前記第三スロット端の長さ及び幅の調整によって、前記第二放射端の帯域幅を調整することを特徴とする請求項１に記載のアンテナアセンブリ。
無線通信装置において、
前記無線通信装置は、ハウジング及び請求項１に記載のアンテナアセンブリを備え、前記アンテナアセンブリは、前記ハウジングに装着され、前記アンテナアセンブリのアース面の周辺が、前記ハウジングと電気的に接続されることを特徴とする無線通信装置。
アンテナアセンブリにおいて、
前記アンテナアセンブリは、基板、アース面、第一放射部、第二放射部、第三放射部、及びフィード部を備え、前記アース面は、前記基板の上表面に設置される前記基板の上表面にめっきされた１層の導電性金属層であり、前記アンテナアセンブリにアースを提供し、前記第一放射部、前記第二放射部、前記第三放射部は、前記アース面の一部が導電性金属層でめっきされていないものであり、前記フィード部は、複数のフィードポイントを備え、前記複数のフィードポイントは、それぞれ前記第一放射部、前記第二放射部、前記第三放射部に設置され、前記第一放射部は、第一周波数範囲の無線信号を受信或いは送信する第一放射端と、第二周波数範囲の無線信号を受信或いは送信する第二放射端と、に分けられ、且つ１つの開溝が設けられ、前記第二放射部は、第三周波数範囲を備える無線信号を受信し、前記第二放射部及び前記第三放射部にはそれぞれ開溝が設けられ、かつ、前記第三放射部は、第四中心周波数を備える無線信号を受信し、前記第一放射部は、前記アース面の上表面の周辺を沿って前記導電性金属層によりめっきされておらず、前記基板の絶縁材料が露出しているものであり、前記第一放射部は、第一スロット端、第二スロット端及び第三スロット端を備え、前記第一スロット端は、前記アース面の１つの辺部に設置され、前記第二スロット端は、前記第三スロット端と対向して位置し、互いに平行するように設置され、且つ前記第二スロット端及び前記第三スロット端は、前記第一スロット端の対向する両端と垂直にそれぞれ接続されて、Ｕ字形状の構造を形成し、前記複数のフィードポイントの１つは、前記第一スロット端の前記第三スロット端と隣接する一端に設置されて、前記第一スロット端と前記第二スロット端と共に前記第一放射端を形成し、前記第三スロット端と共に前記第二放射端を形成することを特徴とするアンテナアセンブリ。
前記第一放射部は、非対称及び非均一なＵ字形状であり、前記アース面の１つの辺部から、前記アース面の両端のコーナーを介して延在し、前記第二放射部及び前記第三放射部は、Ｌ字形状を呈し、それぞれ前記第一放射部と対向して位置し、前記アース面の周辺に設置され、且つそれぞれ前記第一放射部とは別の２つの端部のコーナーを介して延在することを特徴とする請求項４に記載のアンテナアセンブリ。
前記第一放射部は、低周波数の第一周波数範囲の８２４−９６０ＭＨｚ及び高周波数の第二周波数範囲の１７１０−２１７０ＭＨｚで作動し、前記第二放射部はＷｉ−Ｆｉ（登録商標）アンテナを形成し、第三周波数範囲の２．４−２．４８５ＧＨｚで作動し、前記第三放射部は、ＧＰＳ（登録商標）を形成し、第四中心周波数の１．５７５ＧＨｚで作動することを特徴とする請求項４に記載のアンテナアセンブリ。