(57)【要約】      （修正有）【課題】円偏波特性を有し、且つ内部空間が小さい電子機器に適用されるアンテナ及びウェアラブル機器を提供する。【解決手段】アンテナは、アンテナグラウンドとして用いられる回路基板１１と金属環１２と接地アーム１３と給電短絡アーム１４とを備える。金属環は、回路基板に対してサスペンションされ、金属環、接地アーム及び給電短絡アームは、互いに間隔を空けて設けられ、且つ接地アームは金属環と給電短絡アームとの間に位置し、回路基板に第１の接地点１３０、第２の接地点１４０、及び給電点１４１が設けられ、第１の接地点は接地アームに接続され、第２の接地点と給電点はいずれも給電短絡アームに接続され、アンテナが円偏波特性を有するように、金属環、接地アーム及び前記給電短絡アームが二つずつ結合し、金属環上に環状の電流が形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナグラウンドとして用いられる回路基板と、金属環と、接地アームと、給電短絡アームとを備えるアンテナであって、
前記金属環は前記回路基板に対してサスペンションされ、前記金属環、前記接地アーム及び前記給電短絡アームは、互いに間隔を空けて設けられ、且つ前記接地アームは、前記金属環と前記給電短絡アームとの間に位置し、
前記回路基板に第１の接地点、第２の接地点及び給電点が設けられ、前記第１の接地点は前記接地アームに接続され、前記第２の接地点と前記給電点はいずれも前記給電短絡アームに接続され、
前記アンテナが円偏波特性を有するように、前記金属環、前記接地アーム及び前記給電短絡アームが二つずつ結合し、前記金属環に環状の電流が形成されることを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
前記金属環、前記接地アーム及び前記給電短絡アームはいずれも、前記回路基板と平行する同一の平面内に位置することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記金属環、前記接地アーム及び前記給電短絡アームは、前記金属環から前記回路基板へ向かう方向に沿って順に間隔を空けて配列されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記金属環は円環であり、前記接地アームと前記給電短絡アームはいずれも円弧形のアームであり、
前記金属環、前記接地アーム及び前記給電短絡アームが所在する円の円心は前記回路基板の同一の法線上に位置することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記接地アームと前記給電短絡アームとの前記金属環の径方向における距離は０．４〜０．８ｍｍであり、
前記接地アームと前記金属環との前記金属環の径方向における距離は０．６〜１．２ｍｍであることを特徴とする請求項４に記載のアンテナ。
【請求項６】
前記接地アームの自身の周方向における長さは前記給電短絡アームの自身の周方向における長さ以上であることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項７】
前記第１の接地点は前記接地アームの端部に接続され、
前記第２の接地点と前記給電点はいずれも、前記給電短絡アームにおける前記第１の接地点に近い端部に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項８】
前記アンテナの周波数帯域の範囲は、１５５０〜１６５０ＭＨＺであることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のアンテナを含むことを特徴するウェアラブル機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信技術分野に関し、特にアンテナおよびウェアラブル機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
偏波ロスは、システムが信号を送受信する能力に影響をもたらす重要な要因である。よく見られる衛星ナビゲーションシステム、例えばＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、北斗では、右旋円偏波（ＲＨＣＰ）アンテナが送信アンテナとして用いられることが多い。ナビゲーションシステムにおいて、受信側である電子機器が同様に右旋円偏波アンテナを受信アンテナとして用いれば、偏波ロスの影響が解消され、受信効果が大いに向上する。セラミックパッチアンテナ、螺旋アンテナのような伝統的な円偏波アンテナはいずれも、体積が大きいので、狭小な電子機器の内部に嵌め込みにくい。従って、現在市場上の電子機器（例えば携帯電話、ウェアラブル機器等）は、基本的に直線偏波アンテナを用いる。従って、これらの電子機器が衛星ナビゲーション信号を受信する能力は低くなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、円偏波特性を有し、且つ内部空間が小さい電子機器に適用されるアンテナを提供する。本発明は、前記アンテナを用いるウェアラブル機器も提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の形態では、アンテナグラウンドとして用いられる回路基板と、金属環と、接地アームと、給電短絡アームとを備えるアンテナを提供し、前記金属環は前記回路基板に対してサスペンションされ、前記金属環、前記接地アーム及び前記給電短絡アームは、互いに間隔を空けて設けられ、且つ前記接地アームは、前記金属環と前記給電短絡アームとの間に位置し、前記回路基板に第１の接地点、第２の接地点及び給電点が設けられ、前記第１の接地点は前記接地アームに接続され、前記第２の接地点と前記給電点はいずれも、前記給電短絡アームに接続され、前記アンテナが円偏波特性を有するように、前記金属環、前記接地アーム及び前記給電短絡アームが二つずつ結合し、前記金属環に環状の電流が形成される。
【０００５】
好ましくは、前記金属環、前記接地アーム及び前記給電短絡アームはいずれも、前記回路基板と平行する同一の平面内に位置する。
【０００６】
好ましくは、前記金属環、前記接地アーム及び前記給電短絡アームは、前記金属環から前記回路基板へ向かう方向に沿って順に間隔を空けて配列されている。
【０００７】
好ましくは、前記金属環は円環であり、前記接地アームと前記給電短絡アームはいずれも円弧形のアームであり、前記金属環、前記接地アーム及び前記給電短絡アームが所在する円の円心は前記回路基板の同一の法線上に位置する。
【０００８】
好ましくは、前記接地アームと前記給電短絡アームとの前記金属環の径方向における距離は０．４〜０．８ｍｍであり、前記接地アームと前記金属環との前記金属環の径方向における距離は０．６〜１．２ｍｍである。
【０００９】
好ましくは、前記接地アームの自身の周方向における長さは前記給電短絡アームの自身の周方向における長さ以上である。
【００１０】
好ましくは、前記第１の接地点は前記接地アームの端部に接続され、前記第２の接地点と前記給電点はいずれも前記給電短絡アームにおける前記第１の接地点に近い端部に接続されている。
【００１１】
好ましくは、前記アンテナの周波数帯域の範囲は１５５０〜１６５０ＭＨＺである。
【００１２】
本発明の第２の形態では、上記のいずれか一項に記載の前記のアンテナを含むウェアラブル機器を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によるアンテナは、金属環、接地アームと給電短絡アームが二つずつ結合することにより、金属環上に環状の電流が形成され、さらに円偏波特性を有することができる。そして、当該アンテナにおける金属環、接地アームと給電短絡アームの配置が比較的に柔軟であるので、当該アンテナが内部空間の小さい機器に適用されるように、当該アンテナを用いる機器の具体的な構造に基づいて設計することができる。このことから、当該アンテナは内部空間が小さい機器に適用することができると同時に、円偏波無線電波を受信することができ、システムの送受信性能を向上させることができる。なお以上の一般的な説明と下記の細部の説明は単なる例示であり、本発明を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例によるアンテナの構造模式図である。
【図２】本発明の別の実施例によるアンテナの構造模式図である。
【図３】図２に示されるアンテナの爆発図である。
【図４】本発明の実施例によるアンテナのリターンロス図である。
【図５】本発明の実施例によるアンテナの右旋ゲイン（ＲＨＣＰ）、左旋ゲイン（ＬＨＣＰ）、軸比（ＡＲ）図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、具体的な実施例によって図面を組み合わせて本発明を更に説明する。上記図面は、本明細書の一部として明細書に取り込まれて、本発明に該当する実施例を示し、明細書と共に本発明の原理を解釈するために用いられる。
【００１６】
図１−図３に示されるように、本発明の実施例は、アンテナグラウンドとして用いられる回路基板１１と、金属環１２と、接地アーム１３と給電短絡アーム１４とを備えるアンテナを提供する。金属環１２は回路基板１１に対してサスペンションされ、金属環１２、接地アーム１３及び給電短絡アーム１４は、互いに間隔をあけて設けられ、且つ接地アーム１３は、金属環１２と給電短絡アーム１４との間に位置し、回路基板１１に第１の接地点１３０、第２の接地点１４０及び給電点１４１が設けられ、第１の接地点１３０は接地アーム１３に接続され、第２の接地点１４０と給電点１４１はいずれも給電短絡アーム１４に接続され、金属環１２、接地アーム１３及び給電短絡アーム１４は二つずつ結合し、アンテナが円偏波特性を有するように金属環１２に環状の電流が形成される。
【００１７】
金属環１２は金属材質からなるエンドツーエンド閉鎖の構造であり、具体的な形状はアンテナに適用される電子機器の外観に応じて定められる。例えば、アンテナが時計に適用される時に、時計のダイヤルは方形、円形、楕円形等に設計することができるので、対応して金属環１２は方形の環、円環、?円形の環等にも設計し、それで電子機器の外観の品質を保証する。金属環１２は、回路基板１１に対してサスペンションされ、且つ両者は直接接続することがない。アンテナにおける金属環１２、接地アーム１３及び給電短絡アーム１４の構造と配置は、比較的に柔軟であるので、当該アンテナが内部空間の小さい機器に適用されるように、当該アンテナを用いる機器の具体的な構造に基づいて設計することができる。
【００１８】
実施例において、図１に示されるように、金属環１２、接地アーム１３及び給電短絡アーム１４はいずれも、回路基板と平行する同一の平面内に位置する。つまり、金属環１２、接地アーム１３及び給電短絡アーム１４はいずれも、平板構造に設けることができると同時に、三者は同一の平面内にある。
【００１９】
別の実施例において、図２と図３に示されるように、金属環１２、接地アーム１３及び給電短絡アーム１４は、金属環１２から回路基板１１へ向かう方向に沿って順に間隔をあけて配列されている。つまり、金属環１２、接地アーム１３及び給電短絡アーム１４と回路基板１１との間の距離は、それぞれ異なり、当該距離とは、回路基板１１の法線方向における距離を指す。このような構造は、アンテナ性能要求を満たす前提下で、回路基板１１と金属環１２との間の空間をより十分に活用することができ、さらに電子機器におけるその他のデバイスにより大きな設計空間を提供し、アンテナ全体の構造設計の柔軟性を向上させる。
【００２０】
なお、上記二つの実施例は、アンテナの具体的な応用シーン、アンテナの性能要求、コスト要求等の要因に応じて柔軟に選択することができ、これについて、本発明は制限されない。
【００２１】
上述の説明においては、金属環１２は円環であってもよいことを言及した。金属環１２が円環である場合に、接地アーム１３と給電短絡アーム１４はいずれも円弧形のアームである。この場合、金属環１２、接地アーム１３及び給電短絡アーム１４が所在する円の円心は、回路基板の同一の法線上に位置する。この場合、金属環１２、接地アーム１３及び給電短絡アーム１４は、同一の平面に位置してもよく、回路基板１１に向かう方向に沿って順に間隔を空けて配列されてもよい。
【００２２】
金属環１２、接地アーム１３及び給電短絡アーム１４の所在する円の円心が回路基板の同一の法線に位置する場合に、三者の間の間隔の距離値は複数のオプションを採用し、これらのオプション下のアンテナ性能に対して検出及び分析を行い、接地アーム１３と給電短絡アーム１４との金属環１２の径方向における距離が０．４〜０．８ｍｍであり、接地アーム１３と金属環１２との金属環１２の径方向における距離が０．６〜１．２ｍｍであるという設置方式を得ることができる。この設置方式を採用することで、アンテナの性能をより向上させることができる。
【００２３】
接地アーム１３の自身の周方向における長さを給電短絡アーム１４の自身の周方向における長さ以上とすることで、アンテナの性能を向上させることができる。
【００２４】
回路基板１１上に第１の接地点１３０、第２の接地点１４０及び給電点１４１があり、この第１の接地点１３０は接地アーム１３に接続され、第２の接地点１４０と給電点１４１はいずれも給電短絡アーム１４に接続されることが上述された。第１の接地点１３０の接地アーム１３に接続される位置は柔軟に設定することができ、例えば、接地アーム１３の中部位置に接続されてもよく、接地アーム１３の端部に接続されてもよい。同様に、第２の接地点１４０と給電点１４１は、給電短絡アーム１４の中部に接続されてもよく、給電短絡アーム１４の端部に接続されてもよい。
【００２５】
アンテナの性能をさらに向上させるために、第１の接地点１３０を接地アーム１３の端部に接続すると同時に、第２の接地点１４０と給電点１４１を共に給電短絡アーム１４の端部に接続することができる。この場合に、接地アーム１３の両端は、それぞれ第１の端と第２の端であり、給電短絡アーム１４の両端は、それぞれ第３の端と第４の端であり、第３の端は第４の端より第１の端に近く、第４の端は第３の端より第２の端に近い。第１の接地点１３０は接地アーム１３の第１の端に接続されてもよく、この場合に、第２の接地点１４０と給電点１４１はいずれも給電短絡アーム１４の第３の端に接続されることが好ましい。つまり、第２の接地点１４０と給電点１４１はいずれも、給電短絡アーム１４の第１の接地点１３０に近い一端に接続され、それにより、アンテナの放射性能を向上させる。勿論、第１の接地点１３０は、接地アーム１３の第２の端に接続されると同時に、第２の接地点１４０と給電点１４１はいずれも給電短絡アーム１４の第４の端に接続されてもよい。
【００２６】
上記各実施例のうちの一つ、又は複数組み合わせた後の実施形態を採用することにより、本発明の実施例によるアンテナは、周波数帯域の範囲を１５５０〜１６５０ＭＨＺとすることで、アンテナの放射性能をより向上させることができる。
【００２７】
図４は、本発明の実施例によるアンテナのリターンロス図を示し、図５は、本発明の実施例によるアンテナの右旋ゲイン（ＲＨＣＰ）、左旋ゲイン（ＬＨＣＰ）、軸比（ＡＲ）図を示す。図４と図５から、本発明の実施例によるアンテナがより向上した性能を有することが分かる。
【００２８】
上記構造に基づき、本発明の実施例は、時計等の電子機器であってもよく、上記いずれかの実施例に説明されるアンテナを含むウェアラブル機器を更に提供することもできる。
【００２９】
以上の記載は、本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明を制限するためのものではなく、当業者にとって、本発明は様々な変更と変化を有することができる。本発明の精神と原則内に加えられる修正、均等物による置換、改良等は、如何なるものであっても、本発明の保護範囲内に包含される。
【符号の説明】
【００３０】
１１    回路基板
１２    金属環
１３    接地アーム
１３０  第１の接地点
１４    給電短絡アーム
１４０  第２の接地点
１４１  給電点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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