JP6487075B2 - Ｍｉｍｏアンテナ装置及び移動通信装置 - Google Patents

Description

本開示は、アンテナの分野に関し、具体的には、ＭＩＭＯアンテナ装置及び移動通信装置に関する。

現在、完全金属製の外側シェルは、美しい外観、高い構造強度、優れた熱伝導性などの利点のため、無線通信装置でますます使用されている。無線通信装置は、概ね、アンテナ装置を介して電磁信号を転送する。しかしながら、アンテナ装置は、信号を送受信するとき、金属製外側シェルにより容易に遮断され干渉を受ける。

信号の遮断及び干渉を克服するために、従来技術での無線通信装置の外側シェルは、概ね、２つの部分、すなわち、金属部分及び非金属製のスペーサから構成されている。アンテナ放射部は、アンテナの放射が金属部分により遮断されず、又はアンテナの放射に対する金属部分の影響が最大限削減されるように、外側シェルの非金属製のスペーサに対して設計されている。しかしながら、かかる従来技術では、完全金属製の外側シェルを実現することができず、その代わり、非金属製のスペーサがアンテナの放射の遮断を削減するために加えられ、それによって、美観及び構造強度に影響を及ぼすだけでなく、製造プロセスが複雑化し、コストが上昇している。

一方、ＭＩＭＯ技術（マルチプル・インプット・マルチプル・アウトプット（ＭＩＭＯ）とは、送信側において複数の送信アンテナを使用し、受信側において複数の受信アンテナを使用することを意味する）は、無線通信装置の中心技術になりつつある。ＭＩＭＯ動作を実現するために、同じ周波数で動作する２つ以上の受信アンテナ及び送信アンテナが必要である。しかしながら、複数のアンテナが同時に動作するため、信号の干渉がアンテナ間で容易に発生し、その結果、信号を送受信する効率性に影響を与えている。

完全金属製の外側シェルを有するＭＩＭＯ技術を使用して、信号が金属製の外側シェルによる影響を受けず、異なるアンテナ間の信号への干渉を発生させず、異なるアンテナが同時に動作できることをいかに確保するかが、業界を悩ませている重要な課題である。

本開示の目的は、外側シェルが完全金属製であり、ＭＩＭＯ技術がアンテナ装置において使用される場合、信号が効果的に送受信され得る、ＭＩＭＯアンテナ装置及び移動通信装置を提供することである。

本開示の第１の態様によれば、ＭＩＭＯアンテナ装置が提供され、ＭＩＭＯアンテナ装置は、金属シェルであって、金属シェルは、一体成形されている金属バックプレート及び金属フレームを含み、金属フレームは、金属バックプレートを包囲している、金属シェルと、金属片であって、金属片及び金属シェルは、金属キャビティを形成するように囲い込み、金属キャビティは、バッテリアセンブリを配置するために使用されるバッテリ領域と、バッテリ領域の外側の非バッテリ領域と、を含む、金属片と、金属隔壁であって、金属隔壁は、金属シェルと金属片との間に設けられ、金属隔壁は、金属キャビティを、第１のキャビティと第２のキャビティとに区分し、第１のキャビティは、バッテリ領域を収容する、金属隔壁と、第１の給電部であって、第１の給電部は、第１のキャビティに対して給電して、第１のアンテナを形成する、第１の給電部と、第２の給電部であって、第２の給電部は、第２のキャビティに対して給電して、第２のアンテナを形成する、第２の給電部と、を含む。

実施形態では、連通している間隙が、金属片の周辺と金属フレームとの間に形成される。

実施形態では、金属隔壁は、非バッテリ領域に設けられる。

実施形態では、金属隔壁は、バッテリ領域と非バッテリ領域との間の境界に設けられる。

実施形態では、金属キャビティは、矩形状であり、金属隔壁の延在方向は、金属キャビティの長さ方向又は幅方向に平行である。

実施形態では、金属隔壁は、金属フレームの２つの対向する側面を接続するように延在する。

実施形態では、金属隔壁及び金属シェルは、一体成形されている。

実施形態では、金属隔壁及び金属片は、一体成形されている。

実施形態では、第１のアンテナ又は第２のアンテナは、放射部と、第１のプリント回路基板と、を更に含み、放射部は、第１のプリント回路基板に設けられ、接続されている第１のスロット及び第２のスロットを含み、第１のスロットと第２のスロットとの長さの合計は、第１のアンテナ又は第２のアンテナの動作帯域の波長の１／４に等しい。

実施形態では、第１のスロット及び第２のスロットは、Ｌ字形状を形成する。

実施形態では、第１のアンテナは、第２のプリント回路基板と、スプリアス部と、を更に含み、スプリアス部は、接続されて、Ｌ字形状を形成する第１のリボンワイヤと、第２のリボンワイヤと、を含み、第１の給電部は、第２のプリント回路基板と電気接続され、第１の給電部は、接続された第３のリボンワイヤと、第４のリボンワイヤと、第５のリボンワイヤと、を含み、第３のリボンワイヤ、第４のリボンワイヤ、及び第５のリボンワイヤは、Ｕ字形状を形成し、第１のリボンワイヤは、第３のリボンワイヤ及び第５のリボンワイヤに平行にかつ第３のリボンワイヤと第５のリボンワイヤとの間に設けられ、第１のキャビティは、第１の給電部により結合給電され、スプリアス部は、第１の給電部により結合給電される。

実施形態では、第２のアンテナは、第２のプリント回路基板と、スプリアス部と、を更に含み、スプリアス部は、接続されて、Ｌ字形状を形成する第１のリボンワイヤと、第２のリボンワイヤと、を含み、第２の給電部は、第２のプリント回路基板と電気接続され、第２の給電部は、接続された第３のリボンワイヤと、第４のリボンワイヤと、第５のリボンワイヤと、を含み、第３のリボンワイヤ、第４のリボンワイヤ、及び第５のリボンワイヤは、Ｕ字形状を形成し、第１のリボンワイヤは、第３のリボンワイヤ及び第５のリボンワイヤに平行にかつ第３のリボンワイヤと第５のリボンワイヤとの間に設けられ、第２のキャビティは、第２の給電部により結合給電され、スプリアス部は、第２の給電部により結合給電される。

実施形態では、第１の態様のＭＩＭＯアンテナ装置は、可変コンデンサを更に含み、可変コンデンサは、金属シェルと金属片とを電気接続する。

実施形態では、第１の態様のＭＩＭＯアンテナ装置は、可変コンデンサを更に含み、可変コンデンサは、第１のプリント回路基板と金属シェルとを電気接続するか、又は第１のプリント回路基板と金属片とを電気接続する。

実施形態では、第１の態様のＭＩＭＯアンテナ装置は、可変コンデンサを更に含み、可変コンデンサは、第２のプリント回路基板と金属シェルとを電気接続するか、又は第２のプリント回路基板と金属片とを電気接続する。

本開示の第２の態様によれば、移動通信装置が提供され、移動通信装置は、上記のような第１の態様のＭＩＭＯアンテナ装置を含む。

実施形態では、第２の態様の移動通信装置は、表示装置を更に含み、表示装置は、金属バックプレートに対向する金属片の片側に設けられる。

実施形態では、第２の態様の移動通信装置は、信号送受信機を更に含み、信号送受信機は、回路基板と電気接続され、給電部がアンテナ装置に対して給電するように、信号送受信機を使用して、電力を出力し、信号送受信機は、アンテナ装置により受信された信号を受信する。

以上の技術により、本開示のＭＩＭＯアンテナ装置及び移動通信装置は、第１のキャビティを含む第１のアンテナと、第２のキャビティを含む第２のアンテナと、をそれぞれ介して、信号を送受信するので、第１のアンテナ及び第２のアンテナは、ＭＩＭＯアンテナ装置を形成して、完全金属製の外側シェルの場合、信号の送受信を効果的に実行する。

第１のアンテナ及び第２のアンテナは、互いに独立しているので、信号に干渉することなく、第１のアンテナと第２のアンテナとの間を確実に良好に分離し、ＭＩＭＯ機能を共に実現する。

金属キャビティは、バッテリ領域と、非バッテリ領域とに分割され、バッテリ領域は、第１のアンテナに設けられ、バッテリアセンブリにより生成される、アンテナに対する影響は、第１のアンテナにおいて制御されるので、第２のアンテナの信号を送受信することは、バッテリアセンブリによる影響を受けない。それと同時に、そのような配列は、第１のアンテナの構造設計及び信号を送受信する周波数の調整において好都合である。

本開示の技術的解決策は、本開示の特徴及び利点をより明白にするために、付属の図面及び具体的な実施形態を参照して以下に詳細に記載される。

本開示の第１の実施形態におけるアンテナ装置の斜視図である。 本開示の第１の実施形態におけるアンテナ装置の上面図である。 金属片を取り除いた、本開示の第１の実施形態におけるアンテナ装置の上面図である。 本開示の第１の実施形態における第１のアンテナにおいて取得されたアンテナ装置の断面図である。 本開示の第１の実施形態における第２のアンテナにおいて取得されたアンテナ装置の断面図である。 本開示の第１の実施形態における第１のアンテナの周波数−反射減衰量図である。 可変コンデンサを介して第１のアンテナに加えられた様々なキャパシタンスによる、本開示の第１の実施形態における周波数−反射減衰量図である。 本開示の第１の実施形態における第２のアンテナの周波数−反射減衰量図である。 本開示の第１の実施形態におけるアンテナ装置の転送特性曲線である。 金属片を取り除いた本開示の第２の実施形態におけるアンテナ装置の上面図である。 移動通信装置のモジュール図である。

参照番号は、以下のように表される。

１ 移動通信装置
１０ アンテナ装置
１０１ 金属シェル
１０１１ 金属バックプレート
１０１２ 金属フレーム
１０２ 金属片
１０３ 金属キャビティ
１０４ バッテリ領域
１０４１ バッテリアセンブリ
１０５ 非バッテリ領域
１０６ 金属隔壁
１０７ 間隙
１１ 第１のアンテナ
１１１ 第１のキャビティ
１１２ 第１の給電部
１１３ 第１のプリント回路基板
１１４ 放射部
１１４１ 第１のスロット
１１４２ 第２のスロット
１１５ 第１の可変コンデンサ
１２ 第２のアンテナ
１２１ 第２のキャビティ
１２２ 第２の給電部
１２２１ 第３のリボンワイヤ
１２２２ 第４のリボンワイヤ
１２２３ 第５のリボンワイヤ
１２３ 第２のプリント回路基板
１２４ スプリアス部
１２４１ 第１のリボンワイヤ
１２４２ 第２のリボンワイヤ
１２５ 第２の可変コンデンサ
２１ 第１のキャパシタンスの周波数−反射減衰量曲線
２２ 第２のキャパシタンスの周波数−反射減衰量曲線
３１ 表示装置
３２ 信号送受信機

本開示の実施形態は、以下に詳細に記載される。本開示は、いくつかの特定の実施形態と組み合わせて説明及び図示されるが、本開示は、これらの特定の実施形態に限定されるわけではないことに留意されたい。代わりに、本開示に対する全ての変更例又は同等の代替例は、本開示の特許請求の範囲に含まれるべきである。

更に、本開示をよりわかりやすく説明するために、多数の特定の詳細が以下の特定の実施形態において与えられる。当業者は、本開示が、これらの特定の詳細がなくてもなお実施され得ることを理解するだろう。他の例では、周知の構造及び構成要素は、本開示の内容を強調するために詳細に説明されていない。

本明細書において、用語「第１の」、「第２の」等を使用して、多様な部又は装置を説明することができるが、部又は装置は、これらの用語に限定されるべきではないことを理解されたい。これらの用語は、ある装置を他の装置と区別するためにだけ使用される。例えば、例示的な実施形態の範囲から逸脱することなく、第１のアンテナは、第２のアンテナと称することができ、同様に、第２のキャビティは、第１のキャビティと称することができる。

次に、添付図面を参照しつつ、本開示の例示的な実施形態を詳細に説明する。図１ａは、本開示の第１の実施形態におけるアンテナ装置の斜視図であり、図１ｂは、本開示の第１の実施形態におけるアンテナ装置の上面図であり、図２は、金属片を取り除いた、本開示の第１の実施形態におけるアンテナ装置の上面図である。図１ａ、図１ｂ、及び図２に示すように、本開示の第１の実施形態のアンテナ装置１０は、金属シェル１０１と、金属片１０２と、を含む。金属シェル１０１は、完全閉鎖型金属であり、金属シェル１０１は、金属バックプレート１０１１と、金属バックプレート１０１１を取り囲む金属フレーム１０１２と、を含み、金属バックプレート１０１１と金属フレーム１０１２とは一体成形されている。実施形態では、アンテナ装置１０は、矩形直方体形状であり、他の実施形態では、アンテナ装置１０は、他の形状であってもよい。

金属シェル１０１及び金属片１０２は、開いている金属キャビティ１０３を形成するように囲い込み、間隙１０７は、金属片１０２の周辺と金属フレーム１０１２との間に形成される。金属キャビティ１０３は、バッテリ領域１０４と、バッテリ領域１０４の外側の非バッテリ領域１０５と、を含む。バッテリ領域１０４は、バッテリアセンブリ１０４１を配置するために使用される。バッテリアセンブリ１０４１の外側表面の材料が電磁信号に容易に干渉する一方、バッテリアセンブリ１０４１の体積は、他の構成要素の体積より大きいので、バッテリアセンブリ１０４１が配置されるバッテリ領域１０４は、非バッテリ領域１０５と離間し、目標とする様式で、本開示のアンテナ装置１０における構造的な配列を提供している。その結果、信号の干渉が削減され、アンテナ装置１０の信号の送受信の効率が向上する。

図３は、本開示の第１の実施形態における第１のアンテナで取得されたアンテナ装置の断面図であり、図４は、本開示の第１の実施形態における第２のアンテナで取得されたアンテナ装置の断面図である。

図２、図３、及び図４に示すように、本開示のアンテナ装置１０は、ＭＩＭＯアンテナ装置であり、第１のアンテナ１１と、第２のアンテナ１２と、を含む。第１のアンテナ１１は、第１のキャビティ１１１と、第１の給電部１１２と、を含み、第１の給電部１１２は、第１のキャビティ１１１に対して、直接給電又は結合給電する。第２のアンテナ１２は、第２のキャビティ１２１と、第２の給電部１２２と、を含み、第２の給電部１２２は、第２のキャビティ１２１に対して、直接給電又は結合給電する。

金属キャビティ１０３は、金属隔壁１０６を備え、金属隔壁１０６は、金属シェル１０１と金属片１０２との間に設けられて、金属キャビティ１０３を第１のキャビティ１１１と第２のキャビティ１２１とに区分する。

本開示の第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２はそれぞれ、第１のキャビティ１１１及び第２のキャビティ１２１を含むので、第１のキャビティ１１１及び第２のキャビティ１２１は、明確に区分されており、互いに独立している。第１のキャビティ１１１及び第２のキャビティ１２１はそれぞれ、第１の給電部１１２及び第２の給電部１２２により給電され、互いに電気接続されていない。したがって、第１のキャビティ１１１及び第２のキャビティ１２１は、独立して動作する。そのような配列により、第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２は、良好に分離し、互いに干渉し合わないことが確保され、アンテナ装置１０は、ＭＩＭＯ機能を実現する。

第１のアンテナ１１は、キャビティアンテナとして機能し、共振周波数は、第１のキャビティ１１１の長さ、幅、高さにより、主に決定される。具体的には、実施形態における矩形直方体形状の第１のキャビティ１１１は、長さａ₁ と、幅ｂ₁ と、高さｃ₁ と、を含み、第１のアンテナ１１の共振周波数ｆ₁ は、以下の式を満たす。
ｍ、ｎ、ｐ＝０、１、２、３、４・・・（整数）。

式中、νは、大気中の光速度である。同一の第１のアンテナ１１は、複数のモードを有し、ｍ、ｎ、ｐの異なる組み合わせは、異なるモードを表し、異なるモードは、異なる共振周波数に対応する。つまり、第１のアンテナ１１は、複数の動作周波数を有する。

同様に、第２のアンテナ１２は、キャビティアンテナとして機能し、共振周波数は、第２のキャビティ１２１の長さ、幅、高さにより、主に決定される。第２のアンテナ１２の共振周波数ｆ₂ は、以下の式を満たす。
ｍ、ｎ、ｐ＝０、１、２、３、４・・・（整数）。

式中、νは、大気中の光速度である。ａ₂ 、ｂ₂ 及びｃ₂ は、それぞれ、第２のキャビティ１２１の長さ、幅、及び高さを表す。ｍ、ｎ、ｐの異なる組み合わせは、異なるモードを表す。

第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２の共振周波数はまた、間隙１０７の長さに影響される。金属片１０２の周辺と金属フレーム１０１２との間に形成される間隙１０７の長さが長くなると、第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２の共振周波数は減少する。実施形態では、好ましくは、間隙１０７は、長さが短く、幅が狭く、高さが低い第１のアンテナ１１の共振周波数、及び長さが短く、幅が狭く、高さが低い第２のアンテナ１２の共振周波数を補うために、環状に連通している。

他の実施形態では、間隙１０７は、連通せず、間隙１０７の長さを設計しながら、第１のキャビティ１１１の長さ、幅、及び高さ、並びに第２のキャビティ１２１の長さ、幅、及び高さを設計することによって、第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２は、特定の周波数で動作する。

第１のアンテナ１１の第１のキャビティ１１１は、バッテリ領域１０４を収容して、バッテリアセンブリ１０４１の信号に対する影響が第１のアンテナ１１内に留まるように制御する。その結果、第２のアンテナ１２は、バッテリアセンブリ１０４１によって影響されず、第１のアンテナ１１の構造を設計及び調整するのにも好都合である。

図２に示すように、第１のキャビティ１１１の範囲は、バッテリ領域１０４の範囲と必ずしも一致するわけではなく、金属隔壁１０６は、非バッテリ領域１０５に設けられ、本明細書では、第１のキャビティ１１１は、バッテリ領域１０４と、非バッテリ領域１０５の一部と、を含み、第２のキャビティ１２１は、非バッテリ領域１０５の残りの部分を含むことに留意すべきである。

好ましくは、金属隔壁１０６は、バッテリ領域１０４と非バッテリ領域１０５との間の境界に設けられる。つまり、金属隔壁１０６は、非バッテリ領域１０５に設けられ、バッテリアセンブリ１０４１に対向する金属隔壁１０６の側面は、バッテリアセンブリ１０４１に付着する。このような配列により、第１のアンテナ１１の構造設計及び調整が簡易になり、第１のアンテナ１１の共振周波数ｆ₁ が数式に適用できる場合、バッテリアセンブリ１０４１の長さａ₃ 、幅ｂ₃ 、及び高さｃ₃ は、第１のキャビティ１１１の長さ、幅、及び高さに基づいて対応して減算される。バッテリアセンブリ１０４１の外側表面の材料の信号に対する影響はまた、シミュレーション及び調整に関してより好都合である。

実施形態では、バッテリ領域１０４及び非バッテリ領域１０５が長さ方向に設けられ、金属隔壁１０６の延在方向は、金属キャビティ１０３の幅方向に対して平行である。金属隔壁１０６は、金属フレーム１０１２の２つの対向する側面を接続するように延在して、完結し、独立した第１のキャビティ１１１及び第２のキャビティ１２１を形成する。その結果、第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２は、特定の周波数では互いに干渉し合わないことが確実になる。

代替の実施形態として、別の構成要素として機能する金属隔壁１０６が金属シェル１０１に挿入され、金属隔壁１０６と金属シェル１０１との間の接続及び金属隔壁１０６と金属片１０２との間の接続は、金属隔壁１０６と金属シェル１０１との間及び金属隔壁１０６と金属片１０２との間に、導電性フォームなどの可撓性導電材を提供することによって確保され、完結し、独立した第１のキャビティ１１１及び第２のキャビティ１２１が形成される。

他の代替の実施形態として、金属隔壁１０６及び金属シェル１０１は一体成形されているので、組み立てプロセス、可撓性導電材の使用、及びコストを減らしながら、金属隔壁１０６と金属シェル１０１との間の接続が強化される。

他の実施形態では、金属隔壁１０６及び金属片１０２は一体成形され、金属隔壁１０６は、組み立て中、金属シェル１０１に挿入され、形成プロセスがより便利になり、組み立てが容易になる。

以下、第１のアンテナ１１を説明する。

図２及び図３に示すように、実施形態では、第１の給電部１１２は、第１のキャビティ１１１に対して直接給電する。直接給電とは、第１の給電部１１２が、第１のキャビティ１１１に直接接触することにより、第１のキャビティ１１１に対して給電することを意味する。

第１のプリント回路基板１１３は、第１のアンテナ１１の内部に設けられ、第１の給電部１１２の一端は、第１のプリント回路基板１１３に接続されて、第１のプリント回路基板１１３から励弧電流を得る。第１の給電部１１２の他端は、第１のキャビティ１１１を直接励起させて、特定の共振周波数で共振するように、金属シェル１０１に直接接続されている。直接給電を実施する他の実施方法として、他の実施形態では、第１の給電部１１２の他端は、金属片１０２に直接接続されてもよい。直接給電では、第１の給電部１１２は、スプリングプローブ、金属スプリングプレート、又は電線でもよい。好ましくは、第１の給電部１１２が第１のキャビティ１１１に対してより良好な励起効果を有するように、第１の給電部１１２は、金属隔壁１０６から離れたバッテリアセンブリ１０４１の片側に設けられる。

第１のアンテナ１１は、放射部１１４を更に備える。放射部１１４は、第１のプリント回路基板１１３に設けられて接続された、第１のスロット１１４１と、第２のスロット１１４２と、を含み、第１のスロット１１４１と第２のスロット１１４２との長さの合計は、第１のアンテナ１１の動作帯域の波長の１／４に等しい。なお、本明細書における「〜と等しい」は、「〜と略等しい」という意味であり、ある誤差値が含まれてもよく、ある値に厳密に等しい必要はなく、以下に示す「等しい」もまた同じように説明されることに留意すべきである。

第１のスロット１１４１及び第２のスロット１１４２は、Ｌ字形状を形成し、他の実施形態では、第１のスロット１１４１及び第２のスロット１１４２はまた、他の形状を形成してもよい。放射部１１４は、第１のプリント回路基板１１３により直接給電され、放射部１１４の動作帯域は、第１のキャビティ１１１を補填するために、第１のキャビティ１１１により形成されたモードに対応する周波数に部分的に重なる。放射部１１４の周波数を調整する必要がある場合、第１のスロット１１４１及び第２のスロット１１４２の長さの合計だけを調整すればよい。

図５は、本開示の第１の実施形態における第１のアンテナの周波数−反射減衰量図である。図５に示すように、水平座標系は、周波数を表し、垂直座標系は、放射電力の、反射電力に対する比を表し、垂直座標系の値が小さいほど、周波数における反射エネルギーが小さいことを示し、第１のアンテナ１１は、０．９ＧＨｚの共振周波数に対応する第１のモードと、１．７ＧＨｚ〜１．９ＧＨｚの共振周波数に対応する第２のモードと、を含む。つまり、本明細書では、第１のアンテナ１１は、０．９ＧＨｚの動作周波数と、１．７ＧＨｚ〜１．９ＧＨｚの動作周波数と、を含む。

典型的には、アンテナ装置１０の動作周波数は、ある帯域幅の要件を満たす必要がある。例えば、現在、移動端末のアンテナ装置の一般利用されている通信プロトコルＬＴＥ（ロングタームエボリューション、４Ｇロングタームエボリューション）の低周波数帯域幅は、２６０ＭＨｚをカバーする必要がある。アンテナ装置１０の帯域幅の要件を満たすために、引き続き図３を参照すると、第１のアンテナ１１は、第１の可変コンデンサ１１５を更に備え、実施形態では、第１の可変コンデンサ１１５は、第１のキャビティ１１１の範囲内の、金属片１０２と第１のプリント回路基板１１３との間に設けられている。他の実施形態では、第１の可変コンデンサ１１５は、第１のキャビティ１１１の範囲内の、金属シェル１０１と第１のプリント回路基板１１３との間に設けられるか、又は第１のキャビティ１１１の範囲内の、金属シェル１０１と金属片１０２との間に設けられている。

実施形態では、第１の可変コンデンサ１１５のキャパシタンスの範囲は、１〜５ｐＦである。図６は、可変コンデンサを介して第１のアンテナに加えられた様々なキャパシタンスによる、本開示の第１の実施形態における周波数−反射減衰量図である。図６に示すように、第１のキャパシタンスの周波数−反射減衰量曲線２１は、第１の可変コンデンサ１１５のキャパシタンスとしての第１のアンテナ１１の反射減衰曲線が１ｐＦであることを示し、第２のキャパシタンスの周波数−反射減衰量曲線２２は、第１の可変コンデンサ１１５のキャパシタンスとしての第１のアンテナ１１の反射減衰曲線が５ｐＦであることを示している。したがって、第１の可変コンデンサ１０５のキャパシタンスの範囲が１〜５ｐＦの場合、第１のアンテナ１１は、動作周波数８００ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚに対応する第１のモードと、動作周波数１．８ＧＨｚ〜２．２ＧＨｚに対応する第２のモードと、を含むので、第１のキャビティ１１１の動作周波数は、第１の可変コンデンサ１１５を介して帯域幅の要件を満たす。

以下、第２のアンテナ１２の構造を記載する。

図２及び図４に示すように、第２のアンテナ１２は、第２の給電部１２２により結合給電される。結合給電とは、第２の給電部１２２が第２のキャビティ１２１に接触せずに、第２のキャビティ１２１に対して給電するという意味である。

第２のアンテナ１２は、第２のプリント回路基板１２３を含む。第２の給電部１２２は、第２のプリント回路基板１２３と電気接続され、第２のプリント回路基板１２３から励弧電流を得る。第２の給電部１２２は、接続された、第３のリボンワイヤ１２２１と、第４のリボンワイヤ１２２２と、第５のリボンワイヤ１２２３と、を含み、第３のリボンワイヤ１２２１、第４のリボンワイヤ１２２２、及び第５のリボンワイヤ１２２３はＵ字形状を形成する。第２の給電部１２２は、第２のキャビティ１２１に対して結合給電する。第２の給電部１２２は、第２の給電部１２２が第２のキャビティ１２１に対してより良好な励起効果を有するように金属隔壁１０６から離れた第２のプリント回路基板１２３の片側に設けられる。

第２のアンテナ１２は、スプリアス部１２４を更に含み、スプリアス部１２４は、接続されて、Ｌ字形状を形成する第１のリボンワイヤ１２４１及び第２のリボンワイヤ１２４２を含み、第１のリボンワイヤ１２４１は、第３のリボンワイヤ１２２１及び第５のリボンワイヤ１２２３に平行にかつ第３のリボンワイヤ１２２１と第５のリボンワイヤ１２２３との間に設けられる。第２のリボンワイヤ１２４２は、第１のリボンワイヤ１２４１が位置する平面に対して垂直に設けられ、第２のリボンワイヤ１２４２は、金属シェル１０１と接続されている。

スプリアス部１２４は、第２の給電部１２２により結合給電される。スプリアス部１２４の動作帯域は、第２のキャビティ１２１を補填するために、第２のキャビティ１２１により形成されたモードに対応する周波数に部分的に重なる。実施形態では、設計上のスペースを節約するために、第１のリボンワイヤ１２４１は、第３のリボンワイヤ１２２１と第５のリボンワイヤ１２２３との間に設けられる。他の実施形態では、第１のリボンワイヤ１２４１はまた、他の位置に設けられてもよい。

図７は、本開示の第１の実施形態における第２のアンテナの周波数−反射減衰量図である。図７に示すように、水平座標系は、周波数を表し、垂直座標系は、放射電力の、反射電力に対する比を表し、垂直座標系の値が小さいほど、周波数における反射エネルギーが小さいことを示し、第２のアンテナ１２は、０．８ＧＨｚの共振周波数に対応する第１のモードと、１．９ＧＨｚの共振周波数に対応する第２のモードと、を含む、つまり、本明細書では、第２のアンテナ１２は、０．８ＧＨｚの動作周波数と、１．９ＧＨｚの動作周波数と、を含む。

第２のアンテナ１２は、第１のアンテナ１１の第１の可変コンデンサ１１５と同様の第２の可変コンデンサ１２５を更に備え、第２の可変コンデンサ１２５は、第２のキャビティ１２１の動作周波数が帯域幅要件を満たすように、第２のキャビティ１２１の範囲内で金属片１０２と第２のプリント回路基板１２３とを電気接続する。他の実施形態では、第２の可変コンデンサ１２５は、第２のキャビティ１２１の範囲内の、金属シェル１０１と第２のプリント回路基板１２３との間に設けられるか、又は第２のキャビティ１２１の範囲内の、金属シェル１０１と金属片１０２との間に設けられる。

図８は、本開示の第１の実施形態におけるアンテナ装置の転送特性曲線である。図８に示すように、水平座標系は、周波数を表し、垂直座標系は、アンテナ装置の分離を表し、垂直座標系の値が小さいほど、第１のアンテナ１１と第２のアンテナ１２との間の分離が大きい、つまり、干渉が小さい、ことを示す。第１のアンテナ１１と第２のアンテナ１２とが同時に動作する場合、分離は、−２３ｄＢより小さい。そのため、本開示の構造において区分され独立した第１のキャビティ１１１及び第２のキャビティ１２１をそれぞれ含む第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２がより良好に分離し、互いに独立して動作でき、互いに干渉することがより少ないことが示されている。

アンテナ装置１０の上記の説明から分かるように、外側シェルが完全金属製の場合、実施形態におけるアンテナ装置１０は、第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２を介して高い分離性を有するＭＩＭＯアンテナ装置を形成し、動作周波数で、信号を効果的に送受信して、ＭＩＭＯ機能を実現することができる。

実施形態では、第１のアンテナ１１は、第１の給電部１１２を介して直接給電し、他の実施形態では、第１の給電部１１２は、第１のアンテナ１１に対して結合給電し、第１の給電部１１２が第１のアンテナ１１に対して結合給電する場合、第１の給電部１１２の具体的な構造は、例えば、実施形態における第２の給電部１２２の構造であってもよい。同様に、第２の給電部１２２は、第２のアンテナ１２を介して結合給電し、他の実施形態では、第２の給電部１２２は、第２のアンテナ１２に対して直接給電し、第２の給電部１２２が第２のアンテナ１２に対して直接給電する場合、第２の給電部１２２の具体的な構造は、例えば、実施形態における第１の給電部１１２の構造であってもよい。

第１のキャビティ１１１の動作帯域に対する補填として機能する放射部１１４は、第１のアンテナ１１に設けられ、他の実施形態では、放射部１１４は、第２のアンテナ１２に設けられてもよい。

第２のキャビティ１２１の動作帯域に対する補填として機能するスプリアス部１２４は、第２のアンテナ１２に設けられ、他の実施形態では、スプリアス部１２４は、第１のアンテナ１１に設けられてもよい。

図９は、金属片を取り除いた、本開示の第２の実施形態におけるアンテナ装置の上面図である。図９に示すように、第２の実施形態と第１の実施形態と間の差異は、第２の実施形態では、バッテリ領域１０４及び非バッテリ領域１０５が幅方向に設けられている点である。金属隔壁１０６の延在方向は、バッテリ領域１０４の構造と非バッテリ領域１０５の構造とを一致させるために、金属キャビティ１０３の長さ方向に平行である。金属隔壁１０６は、バッテリアセンブリ１０４１の、アンテナ装置１０の信号に対する影響を削減するため、バッテリ領域１０４と非バッテリ領域１０５との間の境界に設けられる。

第１の実施形態の構造と同様に、第１の給電部１１２は、第１のキャビティ１１１に対して直接給電するか、又は結合給電して、第１のアンテナ１１を形成し、第２の給電部１２２は、第２のキャビティ１２１に対して直接給電するか、又は結合給電して、第２のアンテナ１２を形成する。第１の給電部１１２及び第２の給電部１２２は、図９に示すように、それぞれ、長さ方向に、金属シェル１０１の反対端に設けられ、他の実施形態では、長さ方向に、金属シェル１０１の同一端に設けられてもよい。

第２の実施形態におけるアンテナ装置１０の他の構造は、第１の実施形態のアンテナ装置１０の構造を参照することができ、ここでは再度詳細に説明しない。

図１０は、移動通信装置のモジュール図であり、図１０に示すように、移動通信装置１は、アンテナ装置１０と、表示装置３１と、信号送受信機３２と、を備える。

アンテナ装置１０は、ＭＩＭＯアンテナであって、通信信号を送受信するために使用され、第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２を備える。移動通信装置１の後方シェル、つまり、アンテナ装置１０の金属シェル１０１は、一体成形されている金属バックプレート１０１１及び金属フレーム１０１２を含む。アンテナ装置１０の具体的な構造は、上述のとおりであり、ここでは再度詳細に説明しない。

第１のアンテナ１１は、第１のキャビティ１１１と、第１の給電部１１２と、第１のプリント回路基板１１３と、を備え、第１の給電部１１２は、第１のプリント回路基板１１３と電気接続され、第１のプリント回路基板１１３は、励弧電流を第１の給電部１１２に運び、第１の給電部１１２は、第１のキャビティ１１１に対して直接給電するか、又は結合給電する。

第２のアンテナ１２は、第２のキャビティ１２１と、第２の給電部１２２と、第２のプリント回路基板１２３と、を備え、第２の給電部１２２は、第２のプリント回路基板１２３と電気接続され、第２のプリント回路基板１２３は、励弧電流を第２の給電部１２２に運び、第２の給電部１２２は、第２のキャビティ１２１に対して直接給電するか、又は結合給電する。

第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２は、それぞれ独立して動作し、互いに干渉し合わないため、信頼性のある動作ＭＩＭＯアンテナ装置を形成できる。実施形態では、第１のアンテナ１１は、メインアンテナとして機能し、第２のアンテナ１２は、ダイバーシティアンテナとして機能する。他の実施形態では、第２のアンテナ１２は、メインアンテナとして機能し、第１のアンテナ１１は、ダイバーシティアンテナとして機能する。

信号送受信機３２は、第１のプリント回路基板１１３及び第２のプリント回路基板１２３と電気接続され、移動通信装置１が信号を送信する必要がある場合、信号送受信機３２は、電力を出力し、第１の給電部１１２及び第２の給電部１２２に、第１のプリント回路基板１１３及び第２のプリント回路基板１２３により、第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２に対してそれぞれ給電させる。アンテナ装置１０の第１のアンテナ１１又は第２のアンテナ１２が信号を受信した場合、信号送受信機３２は、アンテナ装置１０により受信された信号を受信する。

表示装置３１は、金属バックプレート１０１１に対向するアンテナ装置１０の金属片１０２の片側に設けられる。金属片１０２はまた、表示装置３１の干渉する電磁場を遮断するための表示装置３１の遮断片として機能することができる。

移動通信装置１は、概ね、例えば、プロセッサ、オーディオ入出力モジュールなどの他のモジュール又は構成要素を更に備え、他のモジュール又は構成要素は、従来技術の移動通信装置の構成要素を使用してもよく、ここでは再度詳細に説明しない。

結論として、非金属部を付加していない、アンテナ装置１０の外側シェル又は移動通信装置１は、干渉なしに信号を送受信することと、外側シェルを完全に金属化することと、を真に実現し、これに基づいて、第１のキャビティ１１１を備え、独立して動作する第１のアンテナ１１と、第２のキャビティ１２１を備え、独立して動作する第２のアンテナ１２とは、高い分離性を有するＭＩＭＯアンテナ装置を共に形成し、その結果、ＭＩＭＯ機能が実現される。

バッテリ領域１０４及び非バッテリ領域１０５は、金属キャビティ１０３内で、互いに区別し合い、バッテリ領域１０４は、第２のアンテナ１２の信号に対するバッテリアセンブリ１０４１の影響が減少するように第１のアンテナ１１内に収容され、バッテリアセンブリ１０４１は、制御可能な影響要因として機能して、第１のアンテナの設計の困難を低減させ、デバッグを容易にする。

上述は、本開示の範囲を限定する意図がない本開示の具体的な適用例に過ぎない。上記実施形態に加えて、本開示は、他の実施形態を有してもよい。同等の代替例又は同等の変形例により形成される全ての技術的解決策は、本開示の範囲内にある。本開示で例示された様々な実施形態における技術的特徴はまた、任意で組み合わせられてもよい。

Claims (17)

1. 金属シェルであって、該金属シェルは、一体成形された金属バックプレートと、金属フレームと、を含み、該金属フレームは、前記金属バックプレートを包囲している、金属シェルと、
   金属片であって、該金属片及び前記金属シェルは、金属キャビティを形成するように囲い込み、前記金属キャビティは、バッテリアセンブリを配置するために使用されるバッテリ領域と、該バッテリ領域の外側の非バッテリ領域と、を含む、金属片と、
   金属隔壁であって、該金属隔壁は、前記金属シェルと前記金属片との間に設けられ、前記金属隔壁は、前記金属キャビティを、第１のキャビティと、第２のキャビティと、に区分し、前記第１のキャビティは、前記バッテリ領域を収容する、金属隔壁と、
   第１の給電部であって、該第１の給電部は、前記第１のキャビティに対して給電して、第１のアンテナを形成する、第１の給電部と、
   第２の給電部であって、該第２の給電部は、前記第２のキャビティに対して給電して、第２のアンテナを形成する、第２の給電部と、を含み、
   連通している間隙は、前記金属片の周辺と前記金属フレームとの間に形成される、ＭＩＭＯアンテナ装置。
2. 前記金属隔壁は、前記非バッテリ領域に設けられる、請求項１に記載のＭＩＭＯアンテナ装置。
3. 前記金属隔壁は、前記バッテリ領域と前記非バッテリ領域との間の境界に設けられる、請求項１に記載のＭＩＭＯアンテナ装置。
4. 前記金属キャビティは、矩形状であり、
   前記金属隔壁の延在方向は、前記金属キャビティの長さ方向又は幅方向に平行である、請求項１に記載のＭＩＭＯアンテナ装置。
5. 前記金属隔壁は、前記金属フレームの２つの対向する側面を接続するように延在している、請求項４に記載のＭＩＭＯアンテナ装置。
6. 前記金属隔壁及び前記金属シェルは、一体成形されている、請求項１又は５に記載のＭＩＭＯアンテナ装置。
7. 前記金属隔壁及び前記金属片は、一体成形されている、請求項１又は５に記載のＭＩＭＯアンテナ装置。
8. 前記第１のアンテナ又は前記第２のアンテナは、放射部と、第１のプリント回路基板と、を更に含み、前記放射部は、前記第１のプリント回路基板に設けられ、接続されている第１のスロット及び第２のスロットを含み、前記第１のスロットと前記第２のスロットとの長さの合計は、前記第１のアンテナ又は前記第２のアンテナの動作帯域の波長の１／４に等しい、請求項１に記載のＭＩＭＯアンテナ装置。
9. 前記第１のスロット及び前記第２のスロットは、Ｌ字形状を形成する、請求項８に記載のＭＩＭＯアンテナ装置。
10. 前記第１のアンテナは、第２のプリント回路基板と、スプリアス部と、を更に含み、
    該スプリアス部は、接続されて、Ｌ字形状を形成する第１のリボンワイヤ及び第２のリボンワイヤを含み、
    前記第１の給電部は、前記第２のプリント回路基板と電気接続され、前記第１の給電部は、接続された第３のリボンワイヤと、第４のリボンワイヤと、第５のリボンワイヤと、を含み、前記第３のリボンワイヤ、前記第４のリボンワイヤ、及び前記第５のリボンワイヤは、Ｕ字形状を形成し、前記第１のリボンワイヤは、前記第３のリボンワイヤ及び前記第５のリボンワイヤに平行にかつ前記第３のリボンワイヤと前記第５のリボンワイヤとの間に設けられ、
    前記第１のキャビティは、前記第１の給電部により結合給電され、前記スプリアス部は、前記第１の給電部により結合給電される、請求項１に記載のＭＩＭＯアンテナ装置。
11. 前記第２のアンテナは、第２のプリント回路基板と、スプリアス部と、を更に含み、該スプリアス部は、接続されて、Ｌ字形状を形成する第１のリボンワイヤ及び第２のリボンワイヤを含み、
    前記第２の給電部は、前記第２のプリント回路基板と電気接続され、前記第２の給電部は、接続された第３のリボンワイヤと、第４のリボンワイヤと、第５のリボンワイヤと、を含み、前記第３のリボンワイヤ、前記第４のリボンワイヤ、及び前記第５のリボンワイヤは、Ｕ字形状を形成し、前記第１のリボンワイヤは、前記第３のリボンワイヤ及び前記第５のリボンワイヤに平行にかつ前記第３のリボンワイヤと前記第５のリボンワイヤとの間に設けられ、
    前記第２のキャビティは、前記第２の給電部により結合給電され、前記スプリアス部は、前記第２の給電部により結合給電される、請求項１に記載のＭＩＭＯアンテナ装置。
12. 前記金属シェルと前記金属片とを電気接続する可変コンデンサを更に含む、請求項１に記載のＭＩＭＯアンテナ装置。
13. 可変コンデンサであって、該可変コンデンサは、前記第１のプリント回路基板と前記金属シェルとを電気接続するか、又は前記第１のプリント回路基板と前記金属片とを電気接続する、可変コンデンサを更に含む、請求項８に記載のＭＩＭＯアンテナ装置。
14. 可変コンデンサであって、該可変コンデンサは、前記第２のプリント回路基板と前記金属シェルとを電気接続するか、又は前記第２のプリント回路基板と前記金属片とを電気接続する、可変コンデンサを更に含む、請求項１０又は１１に記載のＭＩＭＯアンテナ装置。
15. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載のＭＩＭＯアンテナ装置を含む移動通信装置。
16. 前記金属バックプレートに対向する前記金属片の片側に設けられる表示装置を更に含む、請求項１５に記載の移動通信装置。
17. 信号送受信機であって、該信号送受信機は、回路基板と電気接続され、給電部が前記アンテナ装置に対して給電するように、前記信号送受信機を使用して、電力を出力し、前記信号送受信機は、前記アンテナ装置により受信された信号を受信する、信号送受信機を更に備える、請求項１５に記載の移動通信装置。