(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの第一ブランチを有する給電部と、
少なくとも一つの第二ブランチを有する結合インターディジタル部と、
接地部と
を備えたプリント回路板アンテナであって、
前記第一ブランチと前記第二ブランチとの間にギャップが形成され、前記接地部と前記給電部との間にギャップが形成され、前記接地部と前記結合インターディジタル部との間にギャップが形成され、開口部が前記接地部に設けられ、前記給電部の給電点が前記開口部から延伸し、
前記接地部が、開口部を備えたリングであり、前記給電部及び前記結合インターディジタル部の外側を取り囲む、プリント回路板アンテナ。
【請求項２】
前記給電部が第一直線セグメント及び前記第一ブランチを備え、前記第一ブランチが前記第一直線セグメントの一方の側から平行に延伸し、
前記結合インターディジタル部が第二直線セグメント及び前記第二ブランチを備え、前記第二ブランチが前記第二直線セグメントの一方の側から平行に延伸し、前記第二ブランチ及び前記第一ブランチが対向して交互に配置される、請求項１に記載のプリント回路板アンテナ。
【請求項３】
前記第一ブランチの長さが前記第二ブランチの長さに等しく又は等しくなく、前記第一ブランチと前記第二ブランチとの間のギャップ距離が一定であり又は一定でなく、前記接地部と前記給電部との間のギャップ距離が一定であり又は一定でなく、前記接地部と前記結合インターディジタル部との間のギャップ距離が一定であり又は一定でない、請求項２に記載のプリント回路板アンテナ。
【請求項４】
接地点が前記接地部の外側に配置される、請求項１から３のいずれか一項に記載のプリント回路板アンテナ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のプリント回路板アンテナを備えたプリント回路板。
【請求項６】
マイクロストリップフィーダが前記プリント回路板上に構成され、前記マイクロストリップフィーダが前記給電点に電気的に接続される、請求項５に記載のプリント回路板。
【請求項７】
前記マイクロストリップフィーダのインピーダンス特性が５０オームである、請求項６に記載のプリント回路板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、“ＰＲＩＮＴＥＤ  ＣＩＲＣＵＩＴ  ＢＯＡＲＤ  ＡＮＴＥＮＮＡ  ＡＮＤ  ＰＲＩＮＴＥＤ  ＣＩＲＣＵＩＴ  ＢＯＡＲＤ”との名称で２０１３年１月６日に中国特許庁に出願された中国特許出願第２０１３１０００３１６１．１号の優先権を主張し、その内容全体は参照として本願に組み込まれる。
【０００２】
本発明の実施形態は、無線通信技術に係り、特にプリント回路板アンテナ及びプリント回路板に関する。
【背景技術】
【０００３】
モバイル通信技術の急速な発展により、端末製品は益々多様で複雑な機能を有するようになり、端末アンテナに対する厳しい要求が課されている。また、端末製品が益々高度な集積性を有するようになり、２Ｇ、３Ｇ等が同一タイプの製品に同時に必要とされることが多く、これは、アンテナが全ての必要な周波数帯をカバーすることを要する。
【０００４】
現状では、一般的なプリント回路板（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ，ＰＣＢと略される）アンテナは、ＰＣＢ上に形成された導電性パターンであり、マッチング回路を追加することによって、高周波数及び低周波数の二重共鳴を実現している。図１は、従来技術のＰＣＢアンテナの概略構造図を示し、そのＰＣＢアンテナは、給電部１１と、低周波数結合放射体１２とを含む。低周波数結合放射体１２は、低周波数の拡張を実現するマッチング回路の代わりになり、接地点１２０を用いて接地するようにＰＣＢ１０と接触する。給電部１１は、給電点１１０を含み、給電点１１０を用いてＰＣＢ１０上の無線周波数回路に電気的に接続する。
【０００５】
上述のＰＣＢアンテナ構造は、マッチング回路を用いて低周波数を実現する必要があるという問題と、低周波数帯域幅が狭いという問題を解決するが、高周波数帯域幅が比較的広く場合における効率を改善することにおける困難が依然としていくつか存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】中国特許出願公開第１０１３４５３３７号明細書
【特許文献２】中国特許出願公開第１０２１５７７７９号明細書
【特許文献３】中国特許出願公開第１０１３２０８３７号明細書
【特許文献４】特開２０１１−０６１６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の実施形態は、高周波数帯域幅が比較的広い場合における比較的低い効率の問題を解決して、効率が全範囲の帯域幅における製品要求に合致することを実現するプリント回路板アンテナ及びプリント回路板を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第一態様によると、本発明の一実施形態はプリント回路板アンテナを提供し、そのプリント回路板アンテナは、
少なくとも一つの第一ブランチを有する給電部と、
少なくとも一つの第二ブランチを有する結合インターディジタル部と（第一ブランチと第二ブランチとの間にギャップが形成される）、
接地部と
を含み、接地部と給電部との間にギャップが形成され、接地部と結合インターディジタル部との間にギャップが形成され、開口部が接地部に設けられ、給電部の給電点が開口部から延伸する。
【０００９】
第一態様の想定される第一実施形態では、給電部が第一直線セグメント及び第一ブランチを含み、第一ブランチが第一直線セグメントの一方の側から平行に延伸し、結合インターディジタル部が第二直線セグメント及び第二ブランチを含み、第二ブランチが第二直線セグメントの一方の側から平行に延伸し、第二ブランチ及び第一ブランチが対向して交互に配置される。
【００１０】
第一態様の想定される第一実施形態に従って想定される第二実施形態では、第一ブランチの長さが第二ブランチの長さに等しく又は等しくなく、第一ブランチと第二ブランチとの間のギャップ距離が等しく又は等しくなく、接地部と給電部との間のギャップ距離が等しく又は等しくなく、接地部と結合インターディジタル部との間のギャップ距離が等しく又は等しくない。
【００１１】
第一態様に従い、またその第一態様の想定される第一から第二実施形態のいずれかに従って想定される第三実施形態では、接地部は、開口部を備えたリングであり、給電部及び結合インターディジタル部の外側を取り囲む。
【００１２】
第一態様の想定される第三実施形態に従って想定される第四実施形態では、更に、給電点が接地部の外側に配置される。
【００１３】
第二態様によると、本発明の一実施形態はプリント回路板を提供し、そのプリント回路板は、本発明の上記実施形態で提供されるプリント回路板アンテナを含む。
【００１４】
第二態様の想定される第一実施形態では、マイクロストリップフィーダがプリント回路板上に構成されて、そのマイクロストリップフィーダが給電点に電気的に接続される。第二態様の想定される第一実施形態に従って想定される第二実施形態では、マイクロストリップフィーダのインピーダンス特性は５０オームとなり得る。
【００１５】
第三態様によると、本発明の一実施形態はプリント回路板アンテナを提供し、そのプリント回路板アンテナは、給電部と、結合インターディジタル部と、接地部とを含み、給電部は第一直線セグメントと、給電点と、少なくとも一つの第一ブランチとを含み、第一ブランチは第一直線セグメントの一方の側から延伸し、給電点が第一直線セグメント及び第一ブランチの反対側に配置され、結合インターディジタル部は第二直線セグメント及び少なくとも一つの第二ブランチを含み、第二ブランチが第二直線セグメントの一方の側から延伸し、第一ブランチが第二ブランチと交互になり、第一ブランチと第二ブランチとの間にギャップが存在し、接地部が開口部を備えたリングであり、接地部が給電部及び結合インターディジタル部を取り囲み、接地部と給電部との間にギャップが形成され、接地部と結合インターディジタル部との間にギャップが形成され、給電点が開口部から延伸し、接地部の外側がＰＣＢと接触する部分に接地点が存在する。
【００１６】
第三態様の想定される第一実施形態では、第一ブランチの長さが第二ブランチの長さに等しく又は等しくなく、第一ブランチと第二ブランチとの間のギャップ距離が等しく又は等しくなく、接地部と給電部との間のギャップ距離が等しく又は等しくなく、接地部と結合インターディジタル部との間のギャップ距離が等しく又は等しくない。
【００１７】
本発明の一実施形態に係るプリント回路板アンテナでは、インターディジタル構造を追加することによって、結合放射が強化され、効率が全範囲の帯域幅における製品要求に合致することを実現し、高周波数帯域幅が比較的広い場合における比較的低い効率の問題を解決する。
【００１８】
本発明の実施形態及び従来技術における技術的解決策をより明確に説明するため、以下、実施形態又は従来技術を説明するために必要な添付図面について概説する。以下説明される添付図面は、本発明のいくつかの実施形態を示し、当業者が、創造的な労力なく添付図面から他の図面も導出し得ることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来技術のＰＣＢアンテナの概略構造図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るプリント回路板アンテナの概略構造図である。
【図３Ａ】本発明の他の実施形態に係るプリント回路板アンテナの概略構造図である。
【図３Ｂ】本発明の他の実施形態に係るプリント回路板アンテナの概略構造図である。
【図３Ｃ】本発明の他の実施形態に係るプリント回路板アンテナの概略構造図である。
【図３Ｄ】本発明の他の実施形態に係るプリント回路板アンテナの概略構造図である。
【図３Ｅ】本発明の他の実施形態に係るプリント回路板アンテナの概略構造図である。
【図３Ｆ】本発明の他の実施形態に係るプリント回路板アンテナの概略構造図である。
【図３Ｇ】本発明の他の実施形態に係るプリント回路板アンテナの概略構造図である。
【図３Ｈ】本発明の他の実施形態に係るプリント回路板アンテナの概略構造図である。
【図３Ｉ】本発明の他の実施形態に係るプリント回路板アンテナの概略構造図である。
【図４】本発明の実施形態１に係るプリント回路板アンテナの帯域特性の例示図である。
【図５】本発明の実施形態１に係るプリント回路板アンテナの性能図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施形態の課題、技術的解決策、及び利点を明確にするため、以下、本発明の実施形態の添付図面を参照しながら、本発明の実施形態の技術的解決策を明確且つ完全に説明する。説明される実施形態は、本発明の全ての実施形態ではなく一部であることは明らかである。創造的な労力なく本発明の実施形態に基づいて当業者によって得られる他の全ての実施形態は本発明の保護範囲内にある。
【００２１】
図２は、本発明の実施形態１に係るプリント回路板アンテナの概略構造図である。本実施形態は、アンテナ装置に適用可能であり、そのアンテナ装置は、小型プリントアンテナに基づいて、効率、特に高周波数及び低周波数の効率を改善することを可能にし、ロング・ターム・エボリューション（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ，ＬＴＥと略される）の全周波数カバーをマッチングなしで実現することができ、更に、高周波数スミスチャートをより収束性にし、高周波数帯の効率の改善をより明確なものにする。図２を参照すると、プリント回路板アンテナは、給電部２１と、結合インターディジタル部２２と、接地部２３とを含む。
【００２２】
給電部２１は少なくとも一つの第一ブランチ２１１を有し、結合インターディジタル部２２は少なくとも一つの第二ブランチ２２１を有し、第一ブランチ２１１と第二ブランチ２２１との間にギャップが形成される。接地部２３については、接地部２３と給電部２１との間にギャップが形成され、また、接地部２３と結合インターディジタル部２２との間にギャップが形成され、開口部が接地部２３に設けられ、給電部２１の給電点２１２が開口部から延伸する。
【００２３】
上記説明から、本発明の一実施形態に係るプリント回路板アンテナでは、結合放射がインターディジタル構造を追加することによって強化され、効率が全範囲の帯域幅における製品要求に合致することを実現し、高周波数帯域幅が比較的広い場合における比較的低い効率の問題を解消することができるということがわかる。
【００２４】
給電点２１２は、無線周波数回路（図示せず）に接続される。給電点２１２は、開口部から延伸するように設定され、このようにして、アンテナの全放射帯域幅における高周波数部を提供することができる。また、結合インターディジタル部２２及び接地部２３が存在しない場合、プリント回路板アンテナを高周波数アンテナとして使用することができる。
【００２５】
上記実施形態の技術的解決策に基づき、好ましくは、給電部２１は、直線セグメント２１３及び第一ブランチ２１１を含み、各第一ブランチ２１１は、直線セグメント２１３の一方の側から延伸する（例えば、第一ブランチ２１１は、直線セグメント２１３の一方の側から平行に延伸する）。結合インターディジタル部２２は直線セグメント２２２及び第二ブランチ２２１を含み、各第二ブランチ２２１は、直線セグメント２２２の一方の側から延伸し（例えば、第二ブランチ２２１は、直線セグメント２２２の一方の側から平行に延伸する）、第二ブランチ２２１及び第一ブランチ２１１は対向して交互に配置される。
【００２６】
本発明のこの実施形態の代替例は、複数の第一のブランチ２１１のうち一つと、複数の第二ブランチ２２１のうちひとつのみが交互となるものであり得る。また、第一ブランチ２１１の数及び第二ブランチ２２１の数が必要に応じた対応する数に設定され得る。図３Ａから図３Ｃに示されるように、一目的は、アンテナ帯域幅及び共鳴点を微調整することであり、交互部分の幅及び深さも必要に応じて設定され得る。図３Ｄから図３Ｆに示されるように、一目的は、結合強度を微調整することである。交互のレイアウト構造は、小型のプリント回路板アンテナをアンテナ設計の高い集積性の要求に合致させることを可能にし、結合放射を強化し、高周波数効率を改善し得る。
【００２７】
また、各第一ブランチ２１１の長さ、各第二ブランチ２２１の長さ、第一ブランチ２１１と第二ブランチ２２１との間のギャップ距離、及び、接地部２３と給電部２１と結合インターディジタル部２２との間のギャップ距離は、図３Ｇから図３Ｉに示されるように、実際の必要性に応じて等しい又は等しくないパターンとして設計され得る。
【００２８】
接地部２３は、開口部を備えたリングであり、給電部２１及び結合インターディジタル部２２の外側を取り囲むが、本発明の他の実施形態の接地部の囲繞形式はそれに限定されるものではない。接地点２３１が、接地部２３の外側に更に配置され、接地点２３１は、ＰＣＢ上に配置された銅と接触する。
【００２９】
本発明の一実施形態は、プリント回路板を更に提供し、そのプリント回路板はプリント回路板アンテナを含む。図２を参照すると、プリント回路板アンテナは、給電部２１と、結合インターディジタル部２２と、接地部２３とを含む。
【００３０】
給電部２１は少なくとも一つの第一ブランチ２１１を有し、結合インターディジタル部２２は少なくとも一つの第二ブランチ２２１を有し、第一ブランチ２１１と第二ブランチ２２１との間にギャップが形成される。接地部２３については、接地部２３と給電部２１との間にギャップが形成され、また、接地部２３と結合インターディジタル部２２との間にギャップが形成され、開口部が接地部２３に設けられ、給電部２１の給電点２１２が開口部から延伸する。
【００３１】
上記説明から、本発明の一実施形態に係るプリント回路板アンテナにおいて、結合放射が、インターディジタル構造を追加することによって強化され、効率が全範囲の帯域幅における製品要求に合致することを実現し、高周波数帯域幅が比較的広い場合における比較的低い効率の問題を解決することができることがわかる。
【００３２】
給電部２１は、直線セグメント２１３及び第一ブランチ２１１を含み、各第一ブランチ２１１は、直線セグメント２１３の一方の側から延伸する（例えば、第一ブランチ２１１は、直線セグメント２１３の一方の側から延伸する）。結合インターディジタル部２２は直線セグメント２２２及び第二ブランチ２２１を含み、各第二ブランチ２２１は、直線セグメント２２２の一方の側から延伸し（例えば、第二ブランチ２２１は直線セグメント２２２の一方の側から延伸する）、第二ブランチ２２１及び第一ブランチ２１１は、対向して交互に配置される。
【００３３】
本発明のこの実施形態の代替例は、複数の第一ブランチ２１１のうち一つと複数の第二ブランチ２２１のうち一つのみが交互になっているものとなり得る。また、第一ブランチ２１１の数及び第二ブランチ２２１の数は、必要に応じた対応する数に設定され得る。図３Ａから図３Ｃに示されるように、一目的は、アンテナ帯域幅及び共鳴点を微調整することであり、交互部分の幅及び深さも必要に応じて設定され得る。図３Ｄから図３Ｆに示されるように、一目的は、結合強度を微調整することである。交互のレイアウト構造は、小型のプリント回路板アンテナがアンテナ設計の高い集積性の要求に合致することを可能にし、結合放射を強化し、高周波数効率を改善し得る。
【００３４】
また、各第一ブランチ２１１の長さ、各第二ブランチ２２１の長さ、第一ブランチ２１１と第二ブランチ２２１との間のギャップ距離と、接地部２３と給電部２１と結合インターディジタル部２２との間のギャップ距離は、図３Ｇから図３Ｉに示されるように、実際の必要性に応じて等しい又は等しくないパターンとして設計され得る。
【００３５】
接地部２３は、開口部を備えたリングであり、給電部２１及び結合インターディジタル部２２の外側を取り囲むが、本発明の他の実施形態における接地部の囲繞形式は、これに限定されるものではない。接地点２３１が、接地部２３の外側に更に配置され、接地点２３１は、ＰＣＢ上に配置された銅と接触する。
【００３６】
追加的に又は任意で、マイクロストリップフィーダがプリント回路板上に構成され得て、そのマイクロストリップフィーダは給電点に電気的に接続される。好ましくは、マイクロストリップフィーダのインピーダンス特性は５０オームである。
【００３７】
図４は、本発明の実施形態１に係るプリント回路板アンテナの帯域特性の例示図である。反射係数Ｓ１１の試験結果の曲線として、図４は、本発明の一実施形態に係るプリント回路板アンテナの帯域特性を示し、図２に示される構造に関する。図４の曲線は、プリント回路板アンテナに電力供給した際の反射係数と動作周波数との間の関係性を示し、給電点に電気的に接続されたマイクロストリップフィーダのインピーダンス特性は５０オームであり得る。
【００３８】
曲線の周波数カバー範囲は、６００ＭＨｚ〜３ＧＨｚであり、全カバー範囲において、ＬＴＥ（ロング・ターム・エボリューション）製品の７９１〜９６０ＭＨｚ及び１７１０〜２６９０ＭＨｚの二つの周波数帯が含まれ、この図の二つの周波数帯の反射係数は−５ｄＢ未満であり、ここで、０ｄＢは全反射の場合を表す。一般的に、反射係数が−５ｄＢ未満の場合にアンテナ性能は許容可能であり、小さい反射係数が良い性能を示す。例えば、曲線上において、点１の座標値は（７９１ＭＨｚ，−５．３３９ｄＢ）であり、点３の座標値は（９６０ＭＨｚ，−１１．０７７ｄＢ）であり、点４の座標値は（１７１０ＭＨｚ，−６．４６１ｄＢ）であり、点９の座標値は（２６９０ＭＨｚ，−６．９２２ｄＢ）である。
【００３９】
図１に示される従来技術のプリントＰＣＢアンテナ構造及び本発明のプリント回路板アンテナは、同じ板を用いて別々に配置され、板上のマイクロチップフィーダのインピーダンス特性は５０オームであり、効率における比較差が図５に示されている。曲線５１は、本発明のプリント回路板アンテナの接地部の効率の変動を示し、曲線５２は、本発明のプリント回路板アンテナ構造の結合インターディジタル部の効率の変動を示す。実際の測定から、低周波数帯と２６００ＭＨｚ付近の周波数帯において、本発明のプリント回路板アンテナの効率が、従来技術のプリントＰＣＢアンテナよりも優れていて、曲線５１は、従来技術のアンテナと比較して少なくとも５％の利得を有し、曲線５２も、従来技術のアンテナと比較して少なくとも４％の利得を有し、これは、本発明のプリント回路板アンテナが、アンテナ性能の改善及びシステム全体の無線受信及び送信性能の強化に重要な役割を果たすことを示している。
【００４０】
本発明の一実施形態は、プリント回路板アンテナを更に提供し、そのプリント回路板アンテナは、給電部と、結合インターディジタル部と、接地部とを含み、給電部は、第一直線セグメントと、給電点と、少なくとも一つの第一ブランチとを含み、第一ブランチは第一直線セグメントの一方の側から延伸し、給電点が直線セグメント及び第一ブランチの反対側に配置される。結合インターディジタル部は、第二直線セグメントと、少なくとも一つの第二ブランチとを含み、第二ブランチは第二直線セグメントの一方の側から延伸し、第一ブランチが第二ブランチと交互にされ、第一ブランチと第二ブランチとの間のギャップが存在する。接地部が開口部を備えたリングであり、接地部は給電部及び結合インターディジタル部を取り囲み、接地部と給電部との間にギャップが形成され、接地部と結合インターディジタル部との間にギャップが形成され、給電点が開口部から延伸し、給電部の外側がＰＣＢと接触する部分に接地点が存在する。
【００４１】
プリント回路板アンテナが給電部と、結合インターディジタル部と、接地部とを含むこことがわかる。給電部及び結合インターディジタル部は、インターディジタルレイアウト構造で存在し、これが、小型プリントアンテナに基づいて、効率、特に低周波数効率を改善し、マッチングなしでＬＴＥの全周波数カバーを実現することができる。また、高周波数スミスチャートがより収束性のものとなり、高周波数帯の効率の改善がより明確なものになる。
【００４２】
上述の実施形態で述べたリング又はループは、矩形リング又は矩形ループとなり得て、また、本発明の実施形態におけるものに限定されない他のリング又はループともなり得ることを理解されたい。
【００４３】
最後に、上記実施形態は、本発明の技術的解決策を単に説明するものであり、本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明について上記実施形態を参照して詳細に説明してきたが、当業者は、本発明の実施形態の技術的解決策の範囲から逸脱せず、上記実施形態で説明される技術的解決策に修正を行い、又は、その技術的特徴に対して等価な置換を行い得ることを理解されたい。
【符号の説明】
【００４４】
２１    給電部
２１１  第一ブランチ
２１２  給電点
２１３  第一直線セグメント
２２    結合インターディジタル部
２２１  第二ブランチ
２２２  第二直線セグメント
２３    接地部
２３１  接地点
【図１】
0005967506.tif 000002
【図２】
0005967506.tif 000003
【図３Ａ】
0005967506.tif 000004
【図３Ｂ】
0005967506.tif 000005
【図３Ｃ】
0005967506.tif 000006
【図３Ｄ】
0005967506.tif 000007
【図３Ｅ】
0005967506.tif 000008
【図３Ｆ】
0005967506.tif 000009
【図３Ｇ】
0005967506.tif 000010
【図３Ｈ】
0005967506.tif 000011
【図３Ｉ】
0005967506.tif 000012
【図４】
0005967506.tif 000013
【図５】
0005967506.tif 000014