(57)【要約】【課題】異なる周波数バンドで動作でき、且つ体積が小さい無線通信装置を提供すること。【解決手段】本発明に係る無線通信装置は、回路基板と、回路基板に設けられた金属エリア及びフィルタと、を備える。金属エリアには、スロットが設けられ、フィルタは、スロットの側辺に接続されて、スロットを第一スロット部及び第二スロット部に分け、フィルタが連通状態にある場合、スロットは、第一共振モードを発生して、第一中心周波数を有する無線信号を送受信し、また、フィルタが短絡状態にある場合、第一スロット部は、第二共振モードを発生して、第二中心周波数を有する無線信号を送受信する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板を備える無線通信装置であって、
前記無線通信装置は、前記回路基板に設けられた金属エリア及びフィルタをさらに備え、前記金属エリアには、スロットが設けられ、前記フィルタは、前記スロットの側辺に接続されて、前記スロットを第一スロット部及び第二スロット部に分け、
前記フィルタが連通状態にある場合、前記スロットは、第一共振モードを発生して、第一中心周波数を有する無線信号を送受信し、
また、前記フィルタが短絡状態にある場合、前記第一スロット部は、第二共振モードを発生して、第二中心周波数を有する無線信号を送受信することを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記スロットは、互いに対向して位置する第一側辺及び第二側辺を備え、前記フィルタは、バンドパスフィルタであり、前記スロット内を横切るように設置され、且つ前記第一側辺及び前記第二側辺に同時に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記フィルタは、第一端子、第二端子、第一インダクタンス、第二インダクタンス及びコンデンサを備え、前記第一端子は、前記スロットの第一側辺に接続され、前記第二端子は、前記スロットの第二側辺に接続され、前記第一インダクタンスは、前記コンデンサに直列接続され、且つ前記第一端子と前記第二端子との間に前記第二インダクタンスと並列接続されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記無線通信装置は、マイクロストリップをさらに備え、前記マイクロストリップは、前記回路基板の前記金属エリアに対応する表面に設けられ、前記マイクロストリップの電流は、電磁結合の方式を介して前記金属エリアにカップリングされることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記第一スロット部は、前記マイクロストリップの上方に設けられ、前記マイクロストリップの電流は、前記第一スロット部にカップリングされることを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項６】
回路基板を備える無線通信装置であって、
前記無線通信装置は、前記回路基板に設けられた金属エリア及びフィルタをさらに備え、前記金属エリアには、スロットが設けられ、前記フィルタは、前記スロットの側辺に接続されて、前記スロットを第一スロット部及び第二スロット部に分け、
第一周波数の電流は、前記フィルタを通過しない状態で、前記スロット全体を流れる場合、前記スロットは、第一共振モードを発生して、第一中心周波数を有する無線信号を送受信し、
また、第二周波数の電流が前記第一スロット部及び前記フィルタを流れる場合、前記第一スロット部は、第二共振モードを発生して、第二中心周波数を有する無線信号を送受信することを特徴とする無線通信装置。
【請求項７】
前記フィルタは、バンドパスフィルタであり、且つ前記第一周波数の電流を遮断すると共に、前記第二周波数の電流を通らせるために用いられることを特徴とする請求項６に記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置に関し、特にダブル周波数及びマルチ周波数の無線信号を送受信することができる無線通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機及びタブレットパソコン等の無線通信装置にとって、無線信号を送受信するためのアンテナモジュールは、重要部品の一つである。近年、異なる周波数バンドで動作する各種の通信システムが絶えず開発されていることに伴い、アンテナモジュールも、多くの周波数バンドを含むブロードバンドの設計へと発展している。言い換えれば、現在のアンテナモジュールは、無線通信装置が異なる周波数バンドを使用した多種の無線通信システムにおいて、信号の伝送又は交換を正常に行なうことができるよう、多種の異なる周波数の無線信号を送受信しなければならない。
【０００３】
一方、ブロードバンドのアンテナの構造は一般的に複雑であり、無線通信装置の小型化、軽量化及び薄型化の発展に伴い、無線通信装置の体積を増加させないことを前提に、アンテナモジュールにブロードバンド特性を持たせることが、現在の技術者の課題である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上の問題点に鑑みて、本発明は、体積が小さく、且つ異なる周波数バンドにおいても動作できる無線通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明に係る無線通信装置は、回路基板と、前記回路基板にそれぞれ設けられた金属エリア及びフィルタと、を備える。前記金属エリアには、スロットが設けられ、前記フィルタは、前記スロットの側辺に接続されて、前記スロットを第一スロット部及び第二スロット部に分け、前記フィルタが連通状態にある場合、前記スロットは、第一共振モードを発生して、第一中心周波数を有する無線信号を送受信し、また、前記フィルタが短絡状態にある場合、前記第一スロット部は、第二共振モードを発生して、第二中心周波数を有する無線信号を送受信する。
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明に係る無線通信装置は、回路基板と、前記回路基板にそれぞれ設けられた金属エリア及びフィルタと、を備える。前記金属エリアには、スロットが設けられ、前記フィルタは、前記スロットの側辺に接続されて、前記スロットを第一スロット部及び第二スロット部に分け、第一周波数の電流は、前記フィルタを通過しない状態で、前記スロット全体を流れる場合、前記スロットは、第一共振モードを発生して、第一中心周波数を有する無線信号を送受信し、また、第二周波数の電流が前記第一スロット部及び前記フィルタを流れる場合、前記第一スロット部は、第二共振モードを発生して、第二中心周波数を有する無線信号を送受信する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の無線通信装置は、フィルタをスロット内に設置して、フィルタによりスロットを第一スロット部及び第二スロット部に分ける。フィルタが連通状態にある場合、電流はスロット全体を流れ、無線通信装置は第一中心周波数を有する無線信号を送受信することができる。また、フィルタが短絡状態にある場合、電流はスロットの第一スロット部のみを流れ、無線通信装置は第二中心周波数を有する無線信号を送受信することができる。従って、本発明は、フィルタを設けることによって、無線通信装置を異なる周波数バンドで動作させる。これにより、別にアンテナ放射体を増設する必要がなく、無線通信装置の体積を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る無線通信装置の斜視図である。
【図２】図１に示した無線通信装置のスロットの平面図である。
【図３】図１に示した無線通信装置のフィルタの電気回路図である。
【図４】図３に示した無線通信装置のアンテナのリターンロスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１に示すように、本発明の実施形態に係る無線通信装置１００は、携帯電話機、タブレットパソコン又は携帯情報端末（ＰＤＡ）等であることができる。また、無線通信装置１００は、回路基板１０、マイクロストリップライン２０、金属エリア３０及びフィルタ４０を備える。マイクロストリップライン２０、金属エリア３０及びフィルタ４０は、全て回路基板１０に設置されている。
【００１０】
本実施形態において、回路基板１０は、無線通信装置１００の回路基板として、ガラスエポキシ（ＦＲ４）繊維により製造される。また、回路基板１０は、第一表面１２及び第一表面１２の反対側に設置された第二表面１４を備える。第一表面１２には、回路基板１０に電流を供給するための信号フィードイン点１２２が設けられている。第二表面１４には、無線通信装置１００を接地させるための接地面１４２が設けられている。
【００１１】
マイクロストリップライン２０は、回路基板１０の第一表面１２に設けられ、且つ信号フィードイン点１２２に電気的に接続されて、信号フィードイン点１２２から電流を取得する。金属エリア３０は、回路基板１０の第二表面１４に設けられている。マイクロストリップライン２０の電流は、電磁結合の方式を介して、金属エリア３０にカップリングされる。
【００１２】
金属エリア３０には、スロット３２が設けられている。本実施形態において、スロット３２は、矩形を呈し、且つ互いに対向して位置する第一側辺３２２及び第二側辺３２４を備える。第一側辺３２２及び第二側辺３２４は、マイクロストリップライン２０に対して垂直に設置されている。マイクロストリップライン２０の電流が金属エリア３０にカップリングされると、スロット３２の第一側辺３２２及び第二側辺３２４にはより強い電流が集まる。これにより、少なくとも１つの共振モードが発生され、金属エリア３０はスロットアンテナとして無線信号を送受信できるようになる。また、金属エリア３０は、接地面１４２に電気的に接続されているため、金属エリア３０の電流は接地面１４２を介して接地される。
【００１３】
図２を併せて参照すると、フィルタ４０は、スロット３２内を横切るように設置され、且つ第一側辺３２２及び第二側辺３２４に同時に連接されて、スロット３２を第一スロット部３４及び第二スロット部３６に分ける。第一スロット部３４がマイクロストリップライン２０の上方に位置するため、マイクロストリップライン２０からの電流は、第一スロット部３４にカップリングし易い。本実施形態において、スロット３２の長さはＨであり、第一スロット部３４の長さはＨ１であり、第二スロット部３６の長さはＨ２である。即ち、Ｈ＝Ｈ１＋Ｈ２である。第１周波数の電流がスロット３２全体を流れる場合、スロット３２は、第一共振モードを発生して、第一中心周波数を有する無線信号を送受信する。また、第２周波数の電流が第一スロット部３４のみを流れる場合、第一スロット部３４は、第二共振モードを発生して、第二中心周波数を有する無線信号を送受信する。スロット３２の長さＨは、第一スロット部３４の長さＨ１より長いため、前記無線信号の第一中心周波数は第二中心周波数より低い。これに対応して、前記電流の第１周波数は、第２周波数より低い。
【００１４】
また、フィルタ４０は、単一インダクタンス、単一コンデンサ、直列接続インダクタンス、直列接続コンデンサ、並列接続インダクタンス、並列接続コンデンサ、又は他の類似する回路構造によって構成される。
【００１５】
図３を併せて参照すると、本実施形態において、フィルタ４０は、バンドパスフィルタ（ｂａｎｄ−ｐａｓｓ  ｆｉｌｔｅｒ）であり、第一端子Ｐ１、第一インダクタンスＬ１、第二インダクタンスＬ２、第一コンデンサＣ１及び第二端子Ｐ２を含む。第一端子Ｐ１は、スロット３２の第一側辺３２２に接続され、第二端子Ｐ２は、スロット３２の第二側辺３２４に接続される。第一インダクタンスＬ１は、第一コンデンサＣ１に直列接続され、且つ第一端子Ｐ１と第二端子Ｐ２との間に第二インダクタンスＬ２と並列接続されている。フィルタ４０の電気回路のパラメータ（例えば、第一インダクタンスＬ１及び第二インダクタンスＬ２のインダクタンス値、第一コンデンサＣ１の電気容量値）が調節されることによって、第１周波数を有する電流はフィルタ４０を通ることができず、第２周波数を有する電流はフィルタ４０を通ることができる。
【００１６】
以下、本発明の無線通信装置１００の動作原理について説明する。無線通信装置１００が第一中心周波数を有する無線信号により生成された交番磁界を感知すると、無線通信装置１００は、第１周波数の電流を生成する。当該第１周波数の電流は、マイクロストリップライン２０を介して、第一スロット部３４にカップリングされる。この際、前記第１周波数の電流はフィルタ４０を通ることができないため、フィルタ４０は連通状態にある。従って、前記第１周波数の電流は、引き続き第二スロット部３６を通過する。よって、スロット３２全体は、第一共振モードを発生して、第一中心周波数を有する無線信号を送受信する。
【００１７】
また、無線通信装置１００が第二中心周波数を有する無線信号により生成された交番磁界を感知すると、無線通信装置１００は第二周波数の電流を生成する。当該第二周波数の電流はマイクロストリップライン２０を介して、第一スロット部３４にカップリングされる。この際、前記第２周波数の電流はフィルタ４０を通ることができるため、フィルタ４０は短絡状態にある。従って、前記第２周波数の電流は、第二スロット部３６を通過しない。よって、第一スロット部３４は、第二共振モードを発生して、第二中心周波数を有する無線信号を送受信する。
【００１８】
設計及び製造の段階において、スロット３２の長さＨを調節することにより、第一中心周波数が１５７５ＭＨｚである無線信号（例えば、ＧＰＳ）を送受信する時に、無線通信装置１００に好ましい放射効率を持たせることができる。また、フィルタ４０のスロット３２に対する位置を調節することにより、第一スロット部３４の長さＨ１を変えて、第二中心周波数が２４００ＭＨｚである無線信号（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標））を送受信する時に、無線通信装置１００に好ましい放射効率を持たせることができる。図４から分かるように、本発明の無線通信装置１００は、周波数がほぼ２４００ＭＨｚ及び１５７５ＭＨｚである無線信号を送受信する時に、それぞれ好ましい放射効率を有する。
【００１９】
変形例として、上記のフィルタ４０をスロット３２の外部に設けても良い。この場合、フィルタ４０の両端を、スロット３２の第一側辺３２２及び第二側辺３２４にそれぞれ接続させて、フィルタ４０によりスロット３２の電流経路を分割する。
【００２０】
また、本発明のスロット３２の形状は、上記の実施形態に記載した矩形に限定されるものではなく、スロット３２を「Ｕ」字状又は湾曲形状等に成形しても良い。
【００２１】
また、本発明のフィルタ４０の数は、１つに限定されるものではなく、２つ又は複数であってもよい。フィルタ４０の数が２つである場合、スロット３２を三つに分割して、三つの周波数帯域の無線信号を送受信する。
【００２２】
上記の実施形態から分かるように、本発明の無線通信装置１００は、フィルタ４０をスロット３２内に設置して、フィルタ４０によりスロット３２を第一スロット部３４及び第二スロット部３６に分ける。フィルタ４０が連通状態にある場合、電流はスロット３２全体を流れ、無線通信装置１００は、第一中心周波数を有する無線信号を送受信することができる。また、フィルタ４０が短絡状態にある場合、電流はスロット３２の第一スロット部３４のみを流れ、無線通信装置１００は第二中心周波数を有する無線信号を送受信することができる。即ち、本発明は、フィルタ４０を設けることによって、無線通信装置１００を異なる周波数バンドで動作させる。これにより、別にアンテナ放射体を増設する必要はなく、無線通信装置１００の体積を小さくすることができる。
【符号の説明】
【００２３】
１０  回路基板
１２  第一表面
１４  第二表面
２０  マイクロストリップライン
３０  金属エリア
３２  スロット
３４  第一スロット部
３６  第二スロット部
４０  フィルタ
１００  無線通信装置
１２２  信号フィードイン点
１４２  接地面
３２２  第一側辺
３２４  第二側辺
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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