JP6382382B2 - アンテナ装置 - Google Patents

Description

本開示は、アンテナ装置に関し、特にスロットを有するアンテナ装置に関する。

通信分野、特に民生用電子機器分野においての急速な発展は、民生用電子製品に対する消費者の要求をより一層高くし、超薄型製品が無限に出てきている。民生用電子製品の重要な構成要素として、アンテナの小型化および多周波数帯は、アンテナの設計者を絶え間ない熟考および改善に至らせることが常である。製品によって所望されるアンテナを、限られた空間で、いかにして設計することができるかは、現在もっとも一般的な主題の一つである。現在、多周波数帯アンテナは、所与のサイズにおいて欠陥を有し、これは、超薄型製品の要件を満たすことができない。例えば、市場に出回っている多周波数帯セラミックアンテナは、３つの金属放射部を用いて所望の周波数帯を実現し、また直接給電モードを用いる。しかし、このように、サイズが限定されているのみならず、帯域幅が、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）に要求される全周波数帯を満たすことは非常に困難である。したがって、小型多周波数帯アンテナを設計することは、明らかに今後の傾向であることがわかる。

中国特許第１０２６２３８０１号では、直接給電設計が用いられ、その結果、通信周波数帯がかなり狭いという欠陥が生じる。通信周波数帯を広くするために、さらなる放射部を増大させる必要があり、その結果として、アンテナ構造が設計および製造において複雑になる。

中国特許第１０２６８３８２９号、第１０４７０１６０９号、および第１０３４０３９６２号では、結合給電モードが用いられているが、これらの特許に開示されたアンテナ構造はすべて、結合部を所定の放射部として利用し、言い換えると、結合部が放射部の機能を有する。このように、アンテナの性能全体を最適化することは有益ではない。結合部の長さが調整されると、他の放射部のインピーダンスもまたこの調整に起因して影響を受ける。したがって、これらの特許におけるアンテナ装置の欠陥は、アンテナ装置の体積がかなり大きいことと、アンテナ装置の設計がかなり複雑であることにある。

背景における上記の記載は、背景技術を提供するためにのみ用いられ、上記のような背景技術に関する記載は、本開示の目的を開示し、本開示の従来技術を構成しないと認めるものではなく、背景における上記のようなあらゆる記載は、本開示の任意の部分の役割を果たすものではない。

本開示の一実施形態では、アンテナ装置が提供される。アンテナ装置は、キャリヤと、第１の放射部と、第２の放射部と、結合部とを備える。第１の放射部、第２の放射部、および結合部は、キャリヤ上に設けられる。第２の放射部は、第１の放射部と電気接続する。第１の放射部および第２の放射部は、共有部を共有し、共有部は、接地面に直接接続される。結合部は、第１の放射部、および第２の放射部に電気信号を容量結合させる。第１の放射部および第２の放射部は、電気信号を、アンテナ装置によって放出された放射線信号に変換する。

一実施形態では、共有部は、接地線に物理的に接触し、接地線は、接地面に電気接続される。

別の実施形態では、結合部は、第１の放射部および第２の放射部から絶縁される。

本開示の一実施形態では、結合部は、第１の放射部および第２の放射部から独立している。

別の実施形態では、結合部の長さは、放射線信号の動作周波数に対応する波長の４分の１未満であり、それによって、結合部は、アンテナ装置のインピーダンスを調整するためのみに用いられ、第１の放射部および第２の放射部にエネルギを伝達することが可能であるが、放射線信号を放射するための放射部として作用しないようにすることが可能である。

また別の実施形態では、第１の放射部の長さは、放射線信号の低周波共振点および第１の高周波共振点を決定し、第２の放射部の長さは、放射線信号の第２の高周波共振点を決定する。

また別の実施形態では、第１の放射部は側縁を有し、側縁はスロットを画定し、スロットの内縁長さは、第１の放射部の長さの一部である。

さらに別の実施形態では、スロットの内縁長さが、放射線信号の低周波共振点および第１の高周波共振点を決定する。

一実施形態では、キャリヤの材料は、セラミックである。

一実施形態では、第１の放射部、第２の放射部、および結合部を画定するパターン化導電層が、銀焼成方法によってセラミック上に形成される。

別の実施形態では、キャリヤの材料は、プラスチックである。

また別の実施形態では、第１の放射部、第２の放射部、および結合部を画定するパターン化導電層は、レーザ直接構造化法（ＬＤＳ）と組み合わせて、高い誘電率を有するプラスチックを用いることによって、プラスチック上に形成される。

別の実施形態では、第１の放射部、第２の放射部、および結合部は、すべて矩形パターンであり、キャリヤ上に設けられる。

また別の実施形態では、第１の放射部および第２の放射部は、ラジエータを構成し、ラジエータおよび結合部は、第１のキャパシタを画定し、結合部および基準接地は、第２のキャパシタを画定し、ラジエータおよび基準接地は、第３のキャパシタを画定し、第１のキャパシタ、第２のキャパシタおよび第３のキャパシタは、放射線信号の周波数帯域幅を決定する。

本開示の一実施形態では、キャリヤは直方体である。

本開示の一実施形態では、直方体は、上面、下面、前面、後面、左面、および右面を有し、第１の放射部および第２の放射部は、ラジエータを構成し、ラジエータおよび結合部は、下面、前面、上面、および後面上に少なくともそれぞれ連続して延びる。

本開示の一実施形態では、アンテナ装置が提供される。アンテナ装置は、キャリヤと、第１の放射部とを備える。第１の放射部は、キャリヤ上に設けられる。第１の放射部の側縁はスロットを画定し、アンテナ装置によって放出された放射線信号の低周波共振点は、スロットの内縁長さの関数である。放射線信号の第１の高周波共振点は、スロットの内縁長さの関数である。

本開示の一実施形態では、放射線信号の低周波共振点とスロットとの間の関係は、

によって表現され、ここで、ｆ１は低周波共振点を表し、Ｃは真空内での光の伝搬速度を表し、Ｓは第１の放射部の長さを表し、スロットの内縁長さは、第１の放射部の長さの一部であり、εはキャリヤの誘電率である。

本開示の一実施形態では、放射線信号の第１の高周波共振点とスロットとの間の関係は、

によって表現され、ここで、ｆ２は第２の高周波共振点を表し、Ｃは真空内での光の伝搬速度を表し、Ｓは第１の放射部の長さを表し、スロットの内縁長さは、第１の放射部の長さの一部であり、εはキャリヤの誘電率である。

中国特許第１０２６２３８０１号では、直接給電設計が用いられ、その結果、通信周波数帯がかなり狭いという欠陥が生じる。通信周波数帯を広くするために、さらなる放射部を増大させる必要があり、その結果として、アンテナ構造が設計および製造において複雑になる。

中国特許第１０２６８３８２９号、第１０４７０１６０９号、および第１０３４０３９６２号では、結合給電モードが用いられているが、これらの特許に開示されたアンテナ構造はすべて、結合部を所定の放射部として利用し、言い換えると、結合部が放射部の機能を有する。このように、アンテナの性能全体を最適化することは有益ではない。結合部の長さが調整されると、他の放射部のインピーダンスもまたこの調整に起因して影響を受けるため、これらの間の互換がかなり困難になる。したがって、これらの特許におけるアンテナ装置の欠陥は、アンテナ装置の体積がかなり大きいことと、アンテナ装置の設計がかなり複雑であることにある。

比べてみると、本開示のアンテナ装置は、結合給電モードを用い、したがってアンテナ装置は、より広い帯域幅を有し、直接給電モードの欠陥を克服する。さらに、本開示のアンテナ装置の結合部は、結合部が放射部として作用せず（すなわち、放射部の機能を有さず）、本開示の結合部が、エネルギ変換器としてのみ機能し、インピーダンスを調整して機能するように設計される。結合部の長さを調整することによって、共振周波数でのラジエータの放射線信号のインピーダンス（少なくとも放射部によって構成される）をより良好に制御することができ、それによって、ラジエータのインピーダンスをより良好に５０オームに適合させることができる。低周波共振点を決定する放射部の形状を、スロットを開口させることによって明確に設計することによって、低周波共振点の多周波数共振が、本開示によって所望される範囲内になることが可能になり得る。言い換えると、アンテナ装置のサイズを増大させることなく、アンテナ装置の動作周波数帯をより広くすることができる。

本開示の技術的特徴および利点は、以下に続く詳細な説明をよりよく理解するために、上記のように広範に要約されている。以下に、本開示の請求項の技術的解決策および他の利点を作り上げる他の技術的特徴が記載される。本開示の当業者においては、本開示と同じ目的を実現するために、以下に開示された概念および特定の実施形態が、他の構成または製造手法を改変または設計するのに容易に用いられ得ることが理解されよう。本開示の当業者においては、そのような同等の構成または手法は、添付の特許請求の範囲によって画定された本開示の趣旨および範囲から逸脱する可能性がないことがさらに理解されよう。

本開示のさまざまな面は、添付の図面に関連してなされた以下の詳細な説明によってもっともよく理解され得る。産業界の標準的な実施様式に従って、特徴は縮尺通りに描かれていないことに留意すべきである。実際に、明確に説明するために、さまざまな特徴が寸法上任意に拡大または縮小されている場合がある。

本開示の一実施形態のアンテナ機器の構成要素の概略図である。 一側から見た図１のアンテナ装置の斜視図である。 他側から見た図１のアンテナ装置の他の斜視図である。 別側から見た図１のアンテナ装置の他の斜視図である。 展開後の図１のパターン化導電層の概略図である。 本開示の一実施形態のアンテナ機器の概略図である。 一側から見た図４Ａの領域の部分拡大図である。 他側から見た図４Ａの領域の部分拡大図である。 図４Ａにおけるアンテナ装置の等価回路の回路図である。 図４Ａのアンテナ装置のリターンロス図である。 図４Ａのアンテナ装置のスミスインピーダンス図表である。 図４Ａのアンテナ装置のスミスインピーダンス図表である。 図４Ａのアンテナ装置のスミスインピーダンス図表である。 図４Ａのアンテナ装置のスミスインピーダンス図表である。

以下の開示内容は、本開示のさまざまな特徴を実施するために用いられるさまざまな実施形態または例示を提供する。素子および配置の特定の例が、本開示の開示内容を簡略化するように以下に記載される。もちろん、これらは単なる例であり、本開示を限定するために用いられていない。例えば、以下の記載では、第１の特徴が第２の特徴に、またはその上に形成されていることは、第１および第２の特徴が互いに直接接触して形成されている実施形態を含む場合があり、他の特徴が第１の特徴と第２の特徴との間に形成されているため、第１の特徴および第２の特徴が互いに直接接触しない実施形態を含む場合もある。さらに、本開示は、記号および／または素子の特性が異なる例で繰り返されることを可能にし得る。反復は、簡易化および明確化のために用いられるが、さまざまな実施形態および／または述べられた構造の間の関係を特徴づけるためには用いられない。

さらに、本開示は、空間対応用語、例えば「を下回る（ｂｅｌｏｗ）」、「より低い（ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ）」、「相対的に低い（ｒｅｌａｔｉｖｅ ｌｏｗｅｒ）」、「より高い（ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ）」、「相対的に高い（ｒｅｌａｔｉｖｅ ｈｉｇｈ）」等を用いて、一素子または特徴と、他の素子または特徴との間の関係を説明する場合がある。空間対応用語は、使用中の装置または動作のさまざまな向きに加えて、図中に図示された向きを包含するために用いられる。あるいは、装置が（９０度回転させるか、または他の向きで）向けられてもよく、本開示における対応する空間の記載は、それに応じて説明され得る。一特徴が他の特徴に、または基板上に形成される場合、それらの間に他の特徴が存在する場合があることが理解されるべきである。

図１は、放射線信号を放出する、本開示の一実施形態のアンテナ機器１の構成要素の概略図である。一実施形態では、アンテナ機器１は、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）に準拠したアンテナ機器であり、ロングタームエボリューションは、携帯電話およびデータカード端末に適用される高速無線通信規格である。

図１を参照すると、アンテナ機器１は、アンテナ装置１０および基板１２を備える。アンテナ装置１０は、基板１２上の係合パッド１８６および係合パッド１８８を介して、基板１２上に設けられる。アンテナ装置１０は、キャリヤ１４およびパターン化導電層１６を備える。パターン化導電層１６は、キャリヤ１４上に設けられる。一実施形態では、キャリヤ１４は直方体であり、上面、下面、前面、後面、左面、および右面を有する。

一実施形態では、キャリヤ１４の材料はセラミックであり、パターン化導電層１６は、セラミックであるキャリヤ１４上に、銀被覆法を用いることによって設けられる。銀被覆法は、銀焼成法とも称され、銀の層が焼成および溶浸によってセラミックの面上に形成されるもの、すなわち、金属粉が高温処理をもってセラミックの面上にコーティングされ、ガラスを介してセラミックの面上に付着された金属膜が形成されるものを意味する。銀被覆法は、発達したセラミック面メタライゼーション方法であり、その製造プロセスは、セラミックを再処理するステップと、銀スラリーを調整するステップと、銀をコーティングしかつ焼成するステップと（これらは連続して行われる）を含み、銀を焼成するステップの後、最終的な製品が得られる。

別の実施形態では、キャリヤ１４の材料はプラスチックであり、パターン化導電層１６は、高い誘電率を有するプラスチック（高い誘電率とは、例えば誘電率が８よりも高いことを意味する）を、レーザ直接構造化（ＬＤＳ）法と組み合わせて用いて、プラスチックであるキャリヤ１４上に、電気めっきまたは無電解めっきによって形成されて設けられる。

パターン化導電層１６は、第１の放射部１６２、第２の放射部１６４、および結合部１６６を画定する。キャリヤ１４上に設けられた結合部１６６は、送信線１８２を介して送受信機７に電気接続され、それによって送受信機７からの電気信号を受信し、送受信機７は、送受信能力を有する装置である。いくつかの実施形態では、送受信機７は、製品の集積チップである。さらに、結合部１６６は、第１の放射部１６２および第２の放射部１６４に、電気信号を容量結合させる。

第１の放射部１６２および第２の放射部１６４は、両方ともキャリヤ１４上に設けられて、ラジエータを構成する。第１の放射部１６２および第２の放射部１６４は、接地線１８４を介して、基準接地として作用しかつ基板１２上に設けられた接地面１８に接続される。第１の放射部１６２および第２の放射部１６４は、電気信号を放射線信号に変換する。第１の放射部１６２は、放射線信号の低周波共振点および第１の高周波共振点を決定する。第２の放射部１６４は、放射線信号の第２の高周波共振点を決定する。一実施形態では、第２の高周波共振点は、第１の高周波共振点よりも高い。

図２Ａは、一側から見た図１のアンテナ装置１０の斜視図である。図２Ａを参照すると、第１の放射部１６２は、キャリヤ１４の第１の面Ａ１（キャリヤ１４の上面と考えられ得る）および第２の面Ａ２（キャリヤ１４の前面と考えられ得る）上に延び、第１の面Ａ１は、第２の面Ａ２に隣接する。一実施形態では、第１の面Ａ１は、第２の面Ａ２に直交する。第２の放射部１６４は、キャリヤ１４の第１の面Ａ１上に延びる。結合部１６６は、キャリヤ１４の第１の面Ａ１および第２の面Ａ２上に延びる。

図２Ｂは、他側から見た図１のアンテナ装置１０の他の斜視図である。図２Ｂを参照すると、第１の放射部１６２および第２の放射部１６４によって共有された共有部１６５は、第３の面Ａ３（キャリヤ１４の下面と考えられ得る）上に延びる。第３の面Ａ３は、第２の面Ａ２に隣接する。一実施形態では、第３の面Ａ３は、第２の面Ａ２に直交し、第１の面Ａ１に対向する。共有部１６５は、放射部の機能を有する。さらに、共有部１６５は、図１の接地線１８４に物理的に接触し、接地線１８４を介して、基準接地としての接地面１８に接続される。結合部１６６は、キャリヤ１４の第２の面Ａ２および第３の面Ａ３上に延びる。第３の面Ａ３上に延びる結合部１６６の一部は、図１の送信線１８２に物理的に接触して、それによって送受信機７からの電気信号を受信する。

さらに、素子１６１および素子１６３は、キャリヤ１４の第３の面Ａ３上に設けられる。素子１６１は、第１の放射部１６２から延びて、第１の放射部１６２に物理的に接触するが、素子１６１は、放射部の機能を有していない。素子１６１および素子１６３は、図１の基板１２にアンテナ装置１０を固定する。例えば、素子１６１および素子１６３は、はんだ付け動作によって、係合パッド１８８および係合パッド１８６にそれぞれ取り付けられる。

図２Ｃは、別側から見た図１のアンテナ装置１０のさらなる他の斜視図である。図２Ｃを参照すると、結合部１６６は、第１の面Ａ１および第４の面Ａ４（キャリヤ１４の後面と考えられ得る）上に延び、第４の面Ａ４は、第１の面Ａ１に隣接している。一実施形態では、第４の面Ａ４は、第１の面Ａ１に直交する。第２の放射部１６４は、第１の面Ａ１および第４の面Ａ４上に延びる。

第１の放射部１６２は、第１の面Ａ１および第４の面Ａ４上に延びる。第４の面Ａ４上に位置付けられた第１の放射部１６２の側縁１９は、スロット２２を画定する。スロット２２は、放射線信号の低周波共振点および第１の高周波共振点を決定し、図３に詳細に示される。本開示の一実施形態では、スロット２２の形状は矩形であるが、本開示はこれに限定されない。

図３は、展開後の図１のアンテナ装置１０のパターン化導電層１６の概略図である。図３を参照すると、パターン化導電層１６のパターンを明確に理解するために、キャリヤ１４の第１の面Ａ１、第２の面Ａ２、第３の面Ａ３および第４の面Ａ４上に位置付けられたパターン化導電層１６は、同じ平面上に展開される。第３の面Ａ３および第４の面Ａ４は、２つの対向する面として描かれているが、しかし実際には、第３の面Ａ３は、第４の面Ａ４に隣接している。

上述のように、第１の放射部１６２および第２の放射部１６４によって共有される共有部１６５は、接地面１８に接続される。第１の放射部１６２を通って流れる電流および第２の放射部１６５を通って流れる電流は、共有部１６５を介して接地面１８に流れる。このように、共有部１６５は、第１の放射部１６２および第２の放射部１６４を画定する。結論として、共有部１６５の一側に位置付けられた放射部は、第１の放射部１６２であり、共有部１６５の他側に位置付けられた放射部は、第２の放射部１６４である。さらに、第１の放射部１６２および第２の放射部１６４が共有部１６５を共有しているため、第１の放射部１６２および第２の放射部１６４は、ともに組み込まれる。結合部１６６は、第１の放射部１６２および第２の放射部１６４の各々から独立している。

第１の放射部１６２は、長さＸ１を有する。第１の放射部１６２の長さＸ１は、スロット２２の内縁長さと、結合部１６６に近接する第１の放射部１６２側の縁の長さとの合計と考えられ得る。第１の放射部１６２の長さＸ１は、放射線信号の低周波共振点および第１の高周波共振点を決定する。第１の放射部１６２の長さＸ１は、低周波共振点に対応する波長の４分の１である。さらに、第１の放射部１６２の長さＸ１は、第１の高周波共振点に対応する波長の４分の３である。第１の高周波共振点は、低周波共振点の３倍の周波数である。

スロット２２は幅Ｗおよび長さＬを有し、それによって、スロット２２の内縁長さが２Ｗ＋Ｌである。低周波共振点と、スロット２２の内縁長さとの間の関係は、以下の式１によって表現され得る。

ここで、ｆ１は低周波共振点を表し、Ｃは真空内での光の伝搬速度を表し、Ｓは第１の放射部１６２の長さＸ１を表し、スロット２２の内縁長さは、第１の放射部１６２の長さＸ１の一部であり、εはキャリヤ１４の誘電率である。

式１からわかるように、放射線信号の低周波共振点は、スロット２２の内縁長さの関数である。スロット２２の内縁長さが変更されると、放射線信号の低周波共振点もまた変更される。このように、スロット２２の長さＬおよび／または幅Ｗを調整することによって、放射線信号の低周波共振点を調整し得る。スロット２２の内縁長さがより長くなると、低周波共振点の得られた周波数がより低くなる。

さらに、放射線信号の第１の高周波共振点と、スロット２２の内縁長さとの間の関係は、以下の式２によって表現され得る。

ここで、ｆ２は第１の高周波共振点を表す。

式２からわかるように、放射線信号の第１の高周波共振点は、スロット２２の内縁長さの関数である。スロット２２の内縁長さが変更されると、放射線信号の第１の高周波共振点もまた変更される。このように、スロット２２の長さＬおよび／または幅Ｗを調整することによって、放射線信号の第１の高周波共振点を調整し得る。スロット２２の内縁長さがより長くなると、第１の高周波共振点の得られた周波数がより低くなる。

スロット２２が、結合部１６６に近接した第１の放射部１６２の側縁１９によって画定され、第１の放射部１６の長さＸ１もまた、結合部１６６に近接した側の縁の長さの合計であるため、第１の放射部１６の長さＸ１は、スロット２２の内縁長さを備える。

さらに、本実施形態では、スロット２２は、第４の面Ａ４上に設けられる。しかし、本開示はこれに限定されず、スロット２２は、第１の面Ａ１および第２の面Ａ２のうちの１つ上に設けられてもよい。

第２の放射部１６４は、長さＸ２を有する。第２の放射部１６４の長さＸ２は、結合部１６６に近接する第２の放射部１６４側の縁の長さの合計と考えられ得る。第２の放射部１６４の長さＸ２は、放射線信号の第２の高周波共振点を決定する。第２の放射部１６４の長さＸ２は、第２の高周波共振点に対応する波長の４分の１である。このように、第２の放射部１６４の長さＸ２を調整することによって、第２の高周波共振点の共振周波数を調整し得る。

結合部１６６は、長さＬ１を有する。結合部１６６の長さＬ１は、動作周波数に対応する波長の４分の１未満（例えば、低周波共振点、第１の高周波共振点または第２の高周波共振点）であるように設計され、それによって、結合部１６６が、アンテナ装置１０のインピーダンスを調整するためのみに用いられ、第１の放射部１６２および第２の放射部１６４、にエネルギを伝達し、放射線信号を放射するための放射部として作用しないようにすることが可能になる。本開示においては、結合部１６６は、電気信号を放射線信号に変換するためのみに用いられ、すなわち、エネルギ伝達素子として作用する。

さらに、第１の放射部１６２、第２の放射部１６４、結合部１６６が、キャリヤ１４の４つの面（第１の面Ａ１、第２の面Ａ２、第３の面Ａ３、および第４の面Ａ４）上に延びるため、アンテナ装置１０が三次元化される。したがって、アンテナ装置１０のサイズを、寸法においてさらに低減させることができる。

図４Ａは、本開示の一実施形態のアンテナ機器１の概略図である。図４Ａを参照すると、アンテナ装置１０は、基板１２に固定されて、アンテナ機器１を構成する。アンテナ装置１０は、送受信機７から電気信号を受信し、電気信号を放射線信号に変換し、放射線信号を放出する。

図４Ｂは、他側から見た図４Ａの領域Ａの部分拡大図である。図４Ｂを参照すると、図４Ｂは、構造内のアンテナ装置１０と送信線１８２と接地線１８４との間の接続を明確に図示する。

図４Ｃは、図４Ａの領域の他の部分拡大図である。図４Ｃを参照すると、図４Ｃは、第１の放射部１６２の側縁１９によって画定されたスロット２２のパターンを明確に図示する。

図５は、図４Ａのアンテナ装置１０の等価回路５の回路図である。図５を参照すると、等価回路５は、電気信号を受信する入力端Ｖｉｎと、放射線信号を出力する出力端Ｖｏｕｔとを有する。等価回路５は、インダクタＬ１、インダクタＬ２、キャパシタＣ１、キャパシタＣ２、およびキャパシタＣ３を備える。

インダクタＬ１は、結合部１６６自体の等価インダクタである。キャパシタＣ１は、第１の放射部１６２および第２の放射部１６４および結合部１６６によって構成されたラジエータによって画定されたキャパシタである。キャパシタＣ２は、結合部１６６および接地面１８によって画定されたキャパシタである。キャパシタＣ３は、第１の放射部１６２および第２の放射部１６４および接地面１８によって構成されたラジエータによって画定されたキャパシタである。インダクタＬ２は、接地線１８４自体の等価インダクタである。

インダクタＬ１、キャパシタＣ１、およびキャパシタＣ２はすべて、結合部１６６に関連付けられる。したがって、結合部１６６の形状および位置は、インダクタＬ１、キャパシタＣ１、およびキャパシタＣ２に直接影響する。結合部１６６の形状および位置を調整することによってインダクタＬ１、キャパシタＣ１、およびキャパシタＣ２が調整され、アンテナ装置１０の共振周波数のインピーダンスが最適化され得る。さらに、キャパシタＣ１、キャパシタＣ２、およびキャパシタＣ３は、アンテナ装置１０のインピーダンスを決定する。

さらに、アンテナ装置１０のインピーダンスは、インダクタＬ１を調整することによって調整されてもよく、これは、図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ、および図７Ｄにおける実施形態に詳細に示される。本開示においては、結合部１６６の長さＬ１は、アンテナ装置１０のインピーダンスを調整するためのみに用いられ、放射線信号の周波数共振点を決定するためには用いられない。結合部１６６の長さＬ１は、周波数共振点に有意には影響しない。したがって、結合部１６６の長さＬ１は、アンテナ装置１０によって放出された放射線信号によって所望される周波数によって制約されない。このように、アンテナ装置１０のインピーダンスをデバッグすることは、さらに都合がよい。

図６は、図４Ａのアンテナ装置１０のリターンロス図である。図６を参照すると、横軸は周波数であり、縦軸はデシベル（ｄｂ）である。曲線Ｖは、低周波共振点６０、第１の高周波共振点６２および第２の高周波共振点６４を有する。低周波共振点６０は、ＬＴＥ規格に要求される約６９８ＭＨｚ〜約９６０ＭＨｚの低周波数範囲を画定する。第１の高周波共振点６２および第２の高周波共振点６４は、ＬＴＥ規格に要求される約１７１０ＭＨｚ〜約２６９０ＭＨｚの高周波数範囲を画定する。

図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ、および図７Ｄは、図４Ａのアンテナ装置１０のスミスインピーダンス図表である。図７Ａを参照すると、曲線Ｓ１は、結合部１６６がその元の長さであり、点Ｐ１および点Ｐ２が、ＬＴＥ規格に要求される低周波数６９８ＭＨｚおよび低周波数９６０ＭＨｚをそれぞれ表すケースを表す。図７Ｃを参照すると、曲線Ｓ２は、結合部１６６が元の長さに対して２ｍｍだけ低減されているケースを表す。曲線Ｓ１と曲線Ｓ２との間の比較から理解されるように、放射線信号の帯域幅が基本的には変化しない状態では、結合部１６６の長さＬ１を変化させることによって、アンテナ装置１０のインピーダンスは、ＬＴＥ規格に要求される低周波数で有意に変化する。

図７Ｂを参照すると、曲線Ｓ３は、結合部１６６がその元の長さであり、点Ｐ３および点Ｐ４が、ＬＴＥ規格に要求される高周波数１７１０ＭＨｚおよび高周波数２７００ＭＨｚをそれぞれ表すケースを表す。図７Ｄを参照すると、曲線Ｓ４は、結合部１６６が元の長さに対して２ｍｍだけ低減されているケースを表す。曲線Ｓ３と曲線Ｓ４との間の比較から理解されるように、放射線信号の帯域幅が基本的には変化しない状態では、結合部１６６の長さＬ１を変化させることによって、アンテナ装置１０のインピーダンスは、ＬＴＥ規格に要求される高周波数で有意に変化する。したがって、結合部１６６の長さＬ１を調整することによって、アンテナ装置１０のインピーダンスが調整され、それによって、アンテナ装置１０のインピーダンスと送信線１８２のインピーダンスとが、インピーダンスにおいて整合することを可能にし得る。

さらに、上記されたように、結合部１６６の長さＬ１を変更することでは、リターンロスを有意に変化させない。したがって、結合部１６６の長さを調整することによって、アンテナ装置１０のインピーダンスが調整された場合、リターンロスへの所望しない影響に関して懸念する必要がない。結合部１６６がインピーダンスを調整するためのみに用いられるため、アンテナ装置１０の設計が平易になる。

本開示においては、アンテナ装置１０は、第１の放射部１６２、第２の放射部１６４、および結合部１６６を有する。第１の放射部１６２は、所望の周波数帯での放射線信号の低周波共振点および第１の高周波共振点を決定する。第２の放射部１６４は、放射線信号の所望の第２の高周波共振点を決定する。キャパシタによって行われる供給（容量結合）は、結合部１６６によって画定され、第１の放射部１６２および第２の放射部１６４は、十分な帯域幅を得るために有益であり、設計におけるアンテナ装置１０の小型化および多周波数帯の目的を実現する。

さらに、本開示においては、パターン化導電層１６は、キャリヤ１４の面上に設けられる。キャリヤ１４は、高い誘電率（高い誘電率は、例えば、誘電率が８よりも高いことを意味する）を有するセラミック、またはプラスチック材料で作られ、したがって、アンテナ装置１０のサイズがさらに低減される。

加えて、低周波共振点を決定する第１の放射部１６２のパターンを設計する（すなわち、１つのスロット２２を形成する）ことによって、低周波共振点の多周波数共振が、放射線信号によって所望される範囲内になる（低周波共振点の第２の高周波が、所望の周波数範囲内にちょうど入る）ことができ、それによって、アンテナ装置１０のサイズが増大されないことを前提として、アンテナ装置１０の動作周波数帯がより広くなる。

中国特許第１０２６２３８０１号では、直接給電設計が用いられ、その結果、通信周波数帯がかなり狭いという欠陥が生じる。通信周波数帯を広くするために、さらなる放射部を増大させる必要があり、その結果として、アンテナ構造が設計および製造において複雑になる。

中国特許第１０２６８３８２９号、第１０４７０１６０９号、および第１０３４０３９６２号では、結合給電モードが用いられているが、これらの特許に開示されたアンテナ構造はすべて、結合部を所定の放射部として利用し、言い換えると、結合部が放射部の機能を有する。このように、アンテナの性能全体を最適化することは有益ではない。結合部の長さが調整されると、他の放射部のインピーダンスもまたこの調整に起因して影響を受けるため、これらの間の互換性がかなり困難になる。したがって、これらの特許におけるアンテナ装置の欠陥は、アンテナ装置の体積がかなり大きいことと、アンテナ装置の設計がかなり複雑であることにある。

いくつかの実施形態の特徴が上記の内容で要約されており、それによって、当業者においては、本開示の開示内容のさまざまな態様がよりよく理解されるであろう。本開示の当業者においては、他の製造手法または構成を設計または改変して、その結果同様の目的を実現し、および／または本開示の実施形態の同様の利点を達成するために、本開示の開示内容が容易に用いられ得ることが理解されよう。本開示の当業者においては、そのような同等の手法または構成は、本開示の開示内容の趣旨および範囲から逸脱する可能性がなく、当業者がさまざまな変更、代替、および置換を行ってもよく、これらは本開示の開示内容の趣旨および範囲から逸脱しないことがさらに理解されよう。

以下のように、参照番号が表される。

１ アンテナ機器
７ 送受信機
１０ アンテナ装置
１２ 基板
１４ キャリヤ
１６ パターン化導電層
１８ 接地面
１９ 側縁
１６２ 第１の放射部
１６４ 第２の放射部
１６６ 結合部
１８２ 送信線
１８４ 接地線
１８６ 係合パッド
１８８ 係合パッド
Ａ１ 第１の面
Ａ２ 第２の面
Ａ３ 第３の面
Ａ４ 第４の面
１６５ 共有部
１６１ 素子
１６３ 素子
２２ スロット
Ｗ 幅
Ｌ 長さ
Ｌ１ 長さ
Ｘ１ 長さ
Ｘ２ 長さ
Ａ 領域
Ｖｏｕｔ 出力端
Ｖｉｎ 入力端
Ｌ１ インダクタ
Ｌ２ インダクタ
Ｃ１ キャパシタ
Ｃ２ キャパシタ
Ｃ３キャパシタ
ＧＮＤ 接地
Ｖ 曲線
６０ 低周波共振点
６２ 第１の高周波共振点
６４ 第２の高周波共振点
Ｓ１ 曲線
Ｓ２ 曲線
Ｓ３ 曲線
Ｓ４ 曲線
Ｐ１ 点
Ｐ２ 点
Ｐ３ 点
Ｐ４ 点

Claims (17)

1. キャリヤと、
   該キャリヤ上に設けられた第１の放射部と、
   前記キャリヤ上に設けられ、前記第１の放射部と電気接続する第２の放射部であって、前記第１の放射部および前記第２の放射部が、共有部を共有し、該共有部が、接地面に直接接続される、第２の放射部と、
   前記第１の放射部および前記第２の放射部に電気信号を容量結合させるために、前記キャリヤ上に設けられた結合部であって、前記第１の放射部および前記第２の放射部が、前記電気信号を、前記アンテナ装置によって放出された放射線信号に変換する、結合部と、を備え、
   前記キャリヤは、上面、下面、前面、後面、左面、および右面を有し、前記第１の放射部および前記第２の放射部が、ラジエータを構成し、該ラジエータおよび前記結合部が、前記下面、前記前面、前記上面、および前記後面上に少なくともそれぞれ連続して延びる、アンテナ装置。
2. 前記共有部が、接地線に物理的に接触し、該接地線が前記接地面に電気接続される、請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記結合部が、前記第１の放射部および前記第２の放射部から絶縁される、請求項１に記載のアンテナ装置。
4. 前記結合部が、前記第１の放射部および前記第２の放射部から独立している、請求項１に記載のアンテナ装置。
5. 前記結合部の長さが、前記放射線信号の動作周波数に対応する波長の４分の１未満であり、それによって、前記結合部が、アンテナ装置のインピーダンスを調整するためのみに用いられ、前記第１の放射部および前記第２の放射部にエネルギを伝達することが可能であるが、前記放射線信号を放射するための前記放射部として作用しないようにすることが可能である、請求項１に記載のアンテナ装置。
6. 前記第１の放射部の長さが、前記放射線信号の低周波共振点および第１の高周波共振点を決定し、前記第２の放射部の長さが、前記放射線信号の第２の高周波共振点を決定する、請求項１に記載のアンテナ装置。
7. 前記第１の放射部、前記第２の放射部および前記結合部が、すべて矩形パターンであり、前記キャリヤ上に設けられる、請求項１に記載のアンテナ装置。
8. 前記第１の放射部および前記第２の放射部が、ラジエータを構成し、該ラジエータおよび前記結合部が、第１のキャパシタを画定し、前記結合部および基準接地が、第２のキャパシタを画定し、前記ラジエータおよび前記基準接地が、第３のキャパシタを画定し、前記第１のキャパシタ、前記第２のキャパシタおよび前記第３のキャパシタが、前記放射線信号の周波数帯域幅を決定する、請求項１に記載のアンテナ装置。
9. 前記第１の放射部が側縁を有し、該側縁がスロットを画定し、該スロットの内縁長さが、前記第１の放射部の長さの一部である、請求項１に記載のアンテナ装置。
10. 前記スロットの内縁長さが、前記放射線信号の低周波共振点および第１の高周波共振点を決定する、請求項９に記載のアンテナ装置。
11. 前記キャリヤの材料がセラミックである、請求項１に記載のアンテナ装置。
12. 前記第１の放射部、前記第２の放射部および前記結合部を画定するパターン化導電層が、銀焼成方法によって前記セラミック上に形成される、請求項１１に記載のアンテナ装置。
13. 前記キャリヤの材料が、プラスチックである、請求項１に記載のアンテナ装置。
14. 前記第１の放射部、前記第２の放射部および前記結合部を画定するパターン化導電層が、レーザ直接構造化法と組み合わせて、高い誘電率を有するプラスチックを用いることによって、該プラスチック上に形成される、請求項１３に記載のアンテナ装置。
15. 前記アンテナ装置によって放出された前記放射線信号の低周波共振点が、前記スロットの内縁長さの関数であり、前記放射線信号の第１の高周波共振点が、前記スロットの内縁長さの関数である、請求項９に記載のアンテナ装置。
16. 前記放射線信号の低周波共振点と前記スロットとの間の関係が、
    

    

    によって表現され、ここで、ｆ１が前記低周波共振点を表し、Ｃが真空内での光の伝搬速度を表し、Ｓが前記第１の放射部の長さを表し、前記スロットの内縁長さが、前記第１の放射部の長さの一部であり、εが前記キャリヤの誘電率である、請求項１５に記載のアンテナ装置。
17. 前記放射線信号の第１の高周波共振点と前記スロットとの間の関係が、
    

    

    によって表現され、ここで、ｆ２が前記第２の高周波共振点を表し、Ｃが真空内での光の伝搬速度を表し、Ｓが前記第１の放射部の長さを表し、前記スロットの内縁長さが、前記第１の放射部の長さの一部であり、εが前記キャリヤの誘電率である、請求項１５に記載のアンテナ装置。

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