(57)【要約】【解決手段】無線通信装置用アンテナフレームは、幅と共に変化する厚さを有する端部を含み、前記端部のレーダー断面積を低減して、垂直偏波アンテナ素子のエンドファイア送信を改善することを目的とする。アンテナフレームの実施形態は、上端辺および／または下端辺に複数のノッチを備えた端部を含みうる。水平偏波アンテナ素子のエンドファイア送信を改善するために、これら複数のノッチに、少なくとも部分的に誘電材料を充填してもよい。
2021516927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部（１２２、２２２、３２２）を含む、無線通信装置用アンテナフレーム（１４）であって、
前記端部（１２２、２２２、３２２）は、
第１端と、
前記第１端から離れて配置されて長さを定める第２端と、
前記長さの方向に伸張する外面（１３０、２３０、３３０）と、
前記長さの方向に伸張し、前記外面（１３０、２３０、３３０）から厚さ（１３４、２３４、３３４）分、離れて配置される内面（１３２、２３２、３３２）と、
前記外面（１３０、２３０、３３０）および前記内面（１３２、２３２、３３２）の上部で、前記内面（１３２、２３２、３３２）と前記外面（１３０、２３０、３３０）の間を前記厚さ（１３４、２３４、３３４）の方向に伸張し、かつ、前記第１端と前記第２端の間を前記長さの方向に伸張する上端辺（１３６、２３６、３３６）と、
前記外面（１３０、２３０、３３０）および前記内面（１３２、２３２、３３２）の下部で、前記内面（１３２、２３２、３３２）と前記外面（１３０、２３０、３３０）の間を前記厚さ（１３４、２３４、３３４）の方向に伸張し、かつ、前記第１端と前記第２端の間を前記長さの方向に伸張する下端辺（１３８、２３８、３３８）と、
を含み、
前記下端辺（１３８、２３８、３３８）は、前記上端辺（１３６、２３６、３３６）から幅（１４０、２４０、３４０）分、離れて配置され、前記端部（１２２、２２２、３２２）の前記厚さ（１３４、２３４、３３４）は、前記端部（１２２、２２２、３２２）の前記幅（１４０、２４０、３４０）と共に変化する、アンテナフレーム（１４）。
【請求項２】
前記上端辺（１３６、２３６、３３６）と前記下端辺（１３８、２３８、３３８）における前記端部（１２２、２２２、３２２）の前記厚さ（１３４、２３４、３３４）は、前記上端辺（１３６、２３６、３３６）と前記下端辺（１３８、２３８、３３８）の間におけるいずれの点での前記端部（１２２、２２２、３２２）の前記厚さ（１３４、２３４、３３４）よりも小さい、請求項１に記載のアンテナフレーム（１４）。
【請求項３】
前記端部（２２２）の前記厚さ（２３４）は、前記内面（２３２）が弧状となるように、前記端部（２２２）の前記幅（２４０）と共に変化する、請求項１または２に記載のアンテナフレーム（１４）。
【請求項４】
前記端部（１２２）の前記厚さ（１３４）は、前記端部（１２２）の断面が三角形となるように、前記端部（１２２）の前記幅（１４０）と共に変化する、請求項１または２に記載のアンテナフレーム（１４）。
【請求項５】
前記端部（３２２）の前記厚さ（３３４）は、前記端部（３２２）の断面が台形となるように、前記端部（３２２）の前記幅（３４０）と共に変化する、請求項１または２に記載のアンテナフレーム（１４）。
【請求項６】
前記フレームは、少なくとも部分的に金属で構成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載のアンテナフレーム（１４）。
【請求項７】
前記アンテナフレーム（１４）は、内部空間を定め、前記無線通信装置は、前記内部空間内に配置されるアンテナ（１６）をさらに含み、前記アンテナ（１６）は、前記アンテナフレームの前記端部（１２２、２２２、３２２）の略後方に配置される１つ以上のアンテナ素子を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載のアンテナフレーム（１４）を含む無線通信装置。
【請求項８】
前記アンテナ（１６）は、前記端部（１２２、２２２、３２２）を通って外側に向いている放射パターンのメインローブを有する垂直偏波アンテナである、請求項７に記載の無線通信装置。
【請求項９】
端部（４２２、５２２、６２２、７２２）を含む無線通信装置用アンテナフレーム（１４）であって、
前記端部（４２２、５２２、６２２、７２２）は、
第１端と、
前記第１端から離れて配置されて長さを定める第２端と、
前記長さの方向に伸張する外面（４３０、５３０、６３０、７３０）と、
前記長さの方向に伸張し、前記外面（４３０、５３０、６３０、７３０）から厚さ（４３４、５３４、６３４、７３４）分、離れて配置される内面（４３２、５３２、６３２、７３２）と、
前記外面（４３０、５３０、６３０、７３０）および前記内面（４３２、５３２、６３２、７３２）の上部で、前記内面（４３２、５３２、６３２、７３２）と前記外面（４３０、５３０、６３０、７３０）の間を前記厚さ（４３４、５３４、６３４、７３４）の方向に伸張し、かつ、前記第１端と前記第２端の間を前記長さの方向に伸張する上端辺（４３６、５３６、６３６、７３６）と、
前記外面（４３０、５３０、６３０、７３０）および前記内面（４３２、５３２、６３２、７３２）の下部で、前記内面（４３２、５３２、６３２、７３２）と前記外面（４３０、５３０、６３０、７３０）の間を前記厚さ（４３４、５３４、６３４、７３４）の方向に伸張し、かつ、前記第１端と前記第２端の間を前記長さの方向に伸張する下端辺（４３８、５３８、６３８、７３８）と、を含み、
前記上端辺（４３６、５３６、６３６、７３６）および前記下端辺（４３８、５３８、６３８、７３８）のうち少なくとも１つは、複数のノッチ（４６０、５６０、６６０、７６０）を有する、アンテナフレーム（１４）。
【請求項１０】
前記上端辺（４３６、５３６、６３６、７３６）および前記下端辺（４３８、５３８、６３８、７３８）の両方とも、複数のノッチ（４６０、５６０、６６０、７６０）を有する、請求項９に記載のアンテナフレーム（１４）。
【請求項１１】
前記複数のノッチ（４６０、５６０、６６０、７６０）は、前記端部（４２２、５２２、６２２、７２２）の前記長さの方向に周期的に間隔をあけて配置される、請求項９〜１０のいずれかに記載のアンテナフレーム（１４）。
【請求項１２】
前記複数のノッチ（４６０、５６０、６６０、７６０）のうち１つ以上は、少なくとも部分的に誘電材料（４６４、５６４、６６４、７６４）で充填される、請求項９〜１１のいずれか１項に記載のアンテナフレーム（１４）。
【請求項１３】
前記誘電材料（４６４、５６４、６６４、７６４）は、セラミック、ガラス、プラスチック、繊維ガラス、またはこれらの組合せからなる、請求項１２に記載のアンテナフレーム（１４）。
【請求項１４】
前記無線通信装置は、前記誘電材料（４６４、５６４、６６４、７６４）を通過し、一波長を有する電波を用いて送受信するように構成され、
前記複数のノッチ（４６０、５６０、６６０、７６０）は、前記波長の少なくとも４分の１の深さ（４６２、５６２、６６２、７６２）を有する、請求項１２または１３に記載のアンテナフレーム（１４）。
【請求項１５】
前記複数のノッチ（４６０、５６０、６６０、７６０）は金属成形体を含む、請求項９〜１４のいずれか１項に記載のアンテナフレーム（１４）。
【請求項１６】
前記フレームは、少なくとも部分的に金属で構成される、請求項９〜１５のいずれか１項に記載のアンテナフレーム（１４）。
【請求項１７】
前記下端辺（５３８、７３８）は、前記上端辺（５３６、７３６）から幅（５４０、７４０）分、離れて配置され、前記端部（５２２、７２２）の前記厚さ（５３４、７３４）は、前記端部（５２２、７２２）の幅と共に変化する、請求項９〜１６のいずれか１項に記載のアンテナフレーム（１４）。
【請求項１８】
前記上端辺（５３６、７３６）および前記下端辺（５３８、７３８）における前記端部（５２２、７２２）の前記厚さ（５３４、７３４）は、前記上端辺（５３６、７３６）と前記下端辺（５３８、７３８）の間のいずれの点での前記端部（５２２、７２２）の前記厚さ（５３４、７３４）よりも小さい、請求項１７に記載のアンテナフレーム（１４）。
【請求項１９】
前記端部の前記厚さは前記内面が弧状となるように、前記端部の前記幅と共に変化する、請求項１７または１８に記載のアンテナフレーム（１４）。
【請求項２０】
前記端部（５２２、７２２）の前記厚さ（５３４、７３４）は、前記端部（５２２、７２２）の断面が三角形となるように、前記端部（５２２、７２２）の前記幅（５４０、７４０）と共に変化する、請求項１７または１８に記載のアンテナフレーム（１４）。
【請求項２１】
前記端部の前記厚さは前記端部の断面が台形となるように、前記端部の前記幅と共に変化する、請求項１７または１８に記載のアンテナフレーム（１４）。
【請求項２２】
前記複数のノッチ（６６０、７６０）は、第１の深さ（６６２、７６２）を有する第１ノッチと、第２の深さ（６６８、７６８）を有する第２ノッチとを含む、請求項９〜２１のいずれか１項に記載のアンテナフレーム（１４）。
【請求項２３】
前記無線通信装置は、前記誘電材料を通過し第１波長を有する電波と、前記誘電材料を通過し第２波長を有する電波とを用いて送受信するように構成され、前記第１の深さ（６６２、７６２）は、前記第１波長の少なくとも４分の１であり、前記第２の深さ（６６８、７６８）は、前記第２波長の少なくとも４分の１である、請求項２２に記載のアンテナフレーム（１４）。
【請求項２４】
前記アンテナフレーム（１４）は、内部空間を定め、前記電子機器は、前記内部空間内に配置されるアンテナ（５８）をさらに含み、前記アンテナ（５８）は、前記アンテナフレーム（１４）の前記端部（４２２、５２２、６２２、７２２）の略後方に配置される１つ以上のアンテナ素子を含む、請求項９〜１６のいずれか１項に記載のアンテナフレーム（１４）を含む無線通信装置。
【請求項２５】
前記アンテナ（５８）は、前記端部（４２２、５２２、６２２、７２２）を通って外側に向いている放射パターンのメインローブを有する水平偏波アンテナである、請求項２４に記載の無線通信装置。
【請求項２６】
前記アンテナフレーム（１４）は、内部空間を定め、前記電子機器は、前記内部空間内に配置されるアンテナ（１６、５８）をさらに含み、前記アンテナ（１６、５８）は、前記アンテナフレーム（１４）の前記端部（４２２、５２２、６２２、７２２）の略後方に配置される１つ以上のアンテナ素子を含む、請求項１７〜２１のいずれか１項に記載のアンテナフレーム（１４）を含む無線通信装置。
【請求項２７】
前記アンテナ（１６、５８）は、前記端部（５２２、７２２）を通って外側に向いている放射パターンのメインローブを有する二重偏波アンテナである、請求項２６に記載の無線通信装置。
【請求項２８】
前記アンテナフレーム（１４）は内部空間を定め、
前記電子機器は前記内部空間内に配置されるアンテナ（１６、５８）をさらに含み、
前記アンテナ（１６、５８）は、前記アンテナフレーム（１４）の前記端部（６２２、７２２）の略後方に配置される１つ以上のアンテナ素子を含む、請求項２２または２３に記載のアンテナフレーム（１４）を含む無線通信装置。
【請求項２９】
前記アンテナ（１６、５８）は、前記端部（６２２、７２２）を通って外側に向いている放射パターンのメインローブを有するデュアルバンドアンテナである、請求項２８に記載の無線通信装置。
【請求項３０】
請求項１〜６または請求項９〜２３のいずれか１項に記載のアンテナフレーム（１４）と、１つ以上のアンテナ素子と、を含むアンテナ（１６、５８）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の技術は、一般に、移動体通信装置用アンテナフレームに関し、特に、ミリ波周波数の送信を支援するアンテナフレームに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、３Ｇや４Ｇなどの通信規格が広く用いられている。５Ｇ通信を支援するインフラストラクチャがまもなく開発されるであろうと期待されている。５Ｇを利用するためには、携帯電話などの携帯電子機器が、適切な通信部品およびそれに対応する構造で構成される必要があろう。これらの通信部品として、１０ＧＨｚ〜１００ＧＨｚのミリ（ｍｍ）波帯に１つ以上の共振周波数を有するアンテナが挙げられる。そのように短い波長で性能を発揮するために、アレイ形態の多重アンテナが利用されている。
【０００３】
ミリ波周波数では、従来のアンテナは、携帯機器のシャシ（ハウジング）において、アンテナ素子が発した放射パターンを歪ませる、強い表面波を誘引しうる。この歪みによって、動作性能が低下し、アンテナアレイの適用が妨げられる可能性がある。波長換算でのシャシの電気量が、発した信号の波長よりもはるかに大きいため、前記現象が発生する。同様に、アンテナアレイの前方に配置される金属フレームによって、アンテナパターンが歪む可能性があり、また、図１に示すようにエンドファイア方向にかなりのブラインドエリアが形成される可能性がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示は、無線通信装置用アンテナフレームについて記載する。前記アンテナフレームは、厚さが幅と共に変化する端部を含み、端部のレーダー断面積を低減することを目的とする。また、本開示は、上端辺および／または下端辺に複数のノッチを備えた端部を有するアンテナフレームについて記載する。前記ノッチに、少なくとも部分的に誘電材料を充填してもよい。
【０００５】
本開示の態様によれば、無線通信装置用アンテナフレームは端部を含む。前記端部は、第１端と、第１端から離れて配置されて長さを定める第２端と、長さ方向に伸張する外面と、長さ方向に伸張し外面から厚さ分、離れて配置されている内面と、外面および内面の上部で内面と外面の間を厚さ方向に伸張し、かつ、第１端と第２端の間を長さ方向に伸張する上端辺と、外面および内面の下部で内面と外面の間を厚さ方向に伸張し、かつ、第１端と第２端の間を長さ方向に伸張する下端辺と、を含む。下端辺は上端辺から幅分、離れて配置され、端部の厚さは端部の幅と共に変化する。
【０００６】
アンテナフレームの一実施形態によれば、上端辺と下端辺における端部の厚さは上端辺と下端辺の間におけるいずれの点での端部の厚さよりも小さい。
【０００７】
アンテナフレームの一実施形態によれば、端部の厚さは内面が弧状となるように、端部の幅と共に変化する。
【０００８】
アンテナフレームの一実施形態によれば、端部の厚さは端部の断面が三角形となるように、端部の幅と共に変化する。
【０００９】
アンテナフレームの一実施形態によれば、端部の厚さは端部の断面が台形となるように、端部の幅と共に変化する。
【００１０】
アンテナフレームの一実施形態によれば、フレームは、少なくとも部分的に金属で構成される。
【００１１】
本開示の態様によれば、無線通信装置は前記アンテナフレームを含む。前記アンテナフレームは内部空間を定め、前記無線通信装置は、内部空間内に配置されるアンテナをさらに含む。前記アンテナは、前記アンテナフレームの端部の略後方に配置される１つ以上のアンテナ素子を含む。
【００１２】
無線通信装置の一実施形態によれば、アンテナは、端部を通って外側に向いている放射パターンのメインローブを有する垂直偏波アンテナである。
【００１３】
本開示の態様によれば、無線通信装置用アンテナフレームは、第１端と、第１端から離れて配置されて長さを定める第２端と、長さ方向に伸張する外面と、長さ方向に伸張し、外面から厚さ分、離れて配置される内面と、外面および内面の上部で、内面と外面の間を厚さ方向に伸張し、かつ、第１端と第２端の間を長さ方向に伸張する上端辺と、外面および内面の下部で内面と外面の間を厚さ方向に伸張し、かつ、第１端と第２端の間を長さ方向に伸張する下端辺と、を含む。上端辺および下端辺のうち少なくとも１つは、複数のノッチを有する。
【００１４】
アンテナフレームの一実施形態によれば、上端辺および下端辺の両方とも、複数のノッチを有する。
【００１５】
アンテナフレームの一実施形態によれば、複数のノッチが、端部の長さ方向に周期的に間隔をあけて配置される。
【００１６】
アンテナフレームの一実施形態によれば、複数のノッチのうち１つ以上は、少なくとも部分的に誘電材料で充填される。
【００１７】
アンテナフレームの一実施形態によれば、誘電材料は、セラミック、ガラス、プラスチック、繊維ガラス、またはこれらの組合せからなる。
【００１８】
アンテナフレームの一実施形態によれば、無線通信装置は、誘電材料を通過し、一波長を有する電波を用いて送受信するように構成され、複数のノッチは、波長の少なくとも４分の１の深さを有する。
【００１９】
アンテナフレームの一実施形態によれば、複数のノッチは金属成形体を含む。
【００２０】
アンテナフレームの一実施形態によれば、フレームは、少なくとも部分的に金属で構成される。
【００２１】
アンテナフレームの一実施形態によれば、下端辺は上端辺から幅分、離れて配置され、端部の厚さは端部の幅と共に変化する。
【００２２】
アンテナフレームの一実施形態によれば、上端辺および下端辺における端部の厚さは上端辺と下端辺の間におけるいずれの点での端部の厚さよりも小さい。
【００２３】
アンテナフレームの一実施形態によれば、端部の厚さは内面が弧状となるように、端部の幅と共に変化する。
【００２４】
アンテナフレームの一実施形態によれば、端部の厚さは端部の断面が三角形となるように、端部の幅と共に変化する。
【００２５】
アンテナフレームの一実施形態によれば、端部の厚さは端部の断面が台形となるように、端部の幅と共に変化する。
【００２６】
アンテナフレームの一実施形態によれば、複数のノッチは、第１の深さを有する第１ノッチと、第２の深さを有する第２ノッチとを含む。
【００２７】
アンテナフレームの一実施形態によれば、無線通信装置は、誘電材料を通過し第１波長を有する電波と、誘電材料を通過し第２波長を有する電波とを用いて送受信するように構成され、第１の深さは第１波長の少なくとも４分の１であり、第２の深さは第２波長の少なくとも４分の１である。
【００２８】
本開示の態様によれば、無線通信装置はアンテナフレームを含む。アンテナフレームは内部空間を定め、電子機器は内部空間内に配置されるアンテナをさらに含む。アンテナは、アンテナフレームの端部の略後方に配置される１つ以上のアンテナ素子を含む。
【００２９】
無線通信装置の一実施形態によれば、アンテナは、端部を通って外側に向いている放射パターンのメインローブを有する水平偏波アンテナである。
【００３０】
本開示の態様によれば、無線通信装置はアンテナフレームを含む。アンテナフレームは内部空間を定め、電子機器は、内部空間内に配置されるアンテナをさらに含む。アンテナは１つ以上のアンテナ素子を含み、前記アンテナ素子はアンテナフレームの端部の略後方に配置される。
【００３１】
無線通信装置の一実施形態によれば、アンテナは、端部を通って外側に向いている放射パターンのメインローブを有する二重偏波アンテナである。
【００３２】
無線通信装置の一実施形態によれば、アンテナは、端部を通って外側に向いている放射パターンのメインローブを有するデュアルバンドアンテナである。
【００３３】
本開示の態様によれば、アンテナは、アンテナフレームと、１つ以上のアンテナ素子とを含む。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、先行技術による金属アンテナフレームの後方に配置されるアンテナアレイによって生成される放射パターンを示す極座標グラフである。
【図２】図２は、移動通信装置においてアンテナ素子を囲むアンテナフレームの分解斜視図である。
【図３】図３は、アンテナフレーム端部の一実施形態の後方に配置される垂直偏波アンテナの断面図である。
【図４】図４は、様々な金属アンテナフレーム端部構造の後方に配置されるアンテナアレイによって生成される様々な放射パターンを示す極座標グラフである。
【図５】図５は、三角形の断面を有するアンテナフレーム端部の一実施形態の後方に配置される垂直偏波アンテナの断面図である。
【図６】図６は、様々な金属アンテナフレーム端部構造の後方に配置される垂直偏波アンテナによって生成される様々な放射パターンを示す極座標グラフである。
【図７】図７は、弧状の断面を有するアンテナフレーム端部の別の実施形態の後方に配置される垂直偏波アンテナの断面図である。
【図８】図８は、台形の断面を有するアンテナフレーム端部の別の実施形態の後方に配置される垂直偏波アンテナの断面図である。
【図９】図９は、アンテナフレーム端部の一実施形態の後方に配置される水平偏波アンテナの断面図である。
【図１０】図１０は、複数のノッチを有するアンテナフレーム端部の一実施形態の後方に配置されるアンテナ素子の斜視図である。
【図１１】図１１は、様々な金属アンテナフレーム端部構造の後方に配置される水平偏波アンテナによって生成される様々な放射パターンを示す極座標グラフである。
【図１２】図１２は、三角形の断面を有し、複数のノッチを含むアンテナフレーム端部の別の実施形態の斜視図である。
【図１３】図１３は、様々な深さの複数のノッチを有するアンテナフレーム端部の別の実施形態の斜視図である。
【図１４】図１４は、三角形の断面を有し、様々な深さの複数のノッチを含むアンテナフレーム端部の別の実施形態の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
次に、図面を参照しながら実施形態について記載するが、全体にわたって、同じ参照番号は、同じ構成要素を示すために用いられる。図面が必ずしも一定の縮尺を表すものではないことは理解されよう。一実施形態に関して説明および／または例示する特徴は、１つ以上の他の実施形態において、および／または他の実施形態の特徴と組み合わせて、もしくはその代わりに、同一または同様に用いられてもよい。
【００３６】
携帯電話などの携帯端末とともに用いられうるアンテナフレーム構造の様々な実施形態について、添付する図面とともに、以下に説明する。いくつかの図面は１つのアンテナを示すが、携帯端末はビーム成形またはビーム掃引アプリケーション用のアンテナのアレイを含みうることは理解されよう。
【００３７】
図２に、アンテナ１６用のアンテナフレーム１４の基本構造例を示す。アンテナフレーム１４は、第１側面部１８と、第１側面部１８に平行する第２側面部２０とを含む。アンテナフレーム１４は、端部２２をさらに含む。端部２２は、第１端２６から第２端２８まで長さ２４方向に伸張する。端部２２は、長さ２４方向に伸張する外面３０と、長さ２４方向に伸張する内面３２とを含み、厚さ３４分、外面３０から離れて配置される。上端辺３６は、外面３０および内面３２の上部で、内面３２と外面３０の間を厚さ方向に伸張し、かつ、第１端２６と第２端２８の間を長さ２４方向に伸張する。同様に、下端辺３８は、外面３０および内面３２の下部で内面３２と外面３０の間を厚さ方向に伸張し、かつ、第１端２６と第２端２８の間を長さ２４方向に伸張する。下端辺３８は、幅４０分、上端辺３６から離れて配置される。いくつかの実施形態において、アンテナフレーム１４を、全てまたは部分的に金属で構成することができる。フレームを構築するのに用いる金属の種類として、金属のうち、アルミニウムまたはステンレス鋼が挙げられる。アンテナフレーム１４によって内部空間を定めてもよく、内部空間において、アンテナ１６を、フレーム１４の端部２２の略後方に配置してもよい。アンテナ１６は、無線通信装置内でさらに一体化され、プリント回路板などの基板４２に実装することができる。図２に示した基本的なアンテナフレーム１４の構造は、以下に記載する実施形態の基礎となる。
【００３８】
いくつかの実施形態において、アンテナフレーム１４を独立して製造し、移動通信装置の筐体の一部として一体化することができる。他の実施形態において、アンテナフレーム１４は、移動通信装置の内部に配置することができる個別の部品でありうる。さらに別の実施形態において、アンテナフレーム１４をアンテナ１６の一部として一体化し、アンテナ部を形成することができる。
【００３９】
本開示において、用語「垂直偏波」は垂直方向に偏波した電波を意味し、ここで、垂直方向は、対応する端部２２の幅４０と同じ方向である。用語「水平偏波」は、水平方向に偏波した電波を意味し、ここで、水平方向は、対応する端部２２の長さ２４方向と同じ方向である。
【００４０】
次に、図３を参照する。本実施形態において、垂直方向の矢が示すように、アンテナ１６は垂直方向に偏波される。アンテナ１６は、フレーム１４の端部２２の略後方に配置され、端辺に取り付けられるアンテナである。先行技術のアンテナフレームを用いた場合、アンテナによって生成される放射パターンは、図１に示したグラフ１０に見られるようなかなりのブラインドスポット１２を有する。しかし、アンテナ１６からのエンドファイア送信は、金属アンテナフレーム１４の散乱の影響を低減することによって改善することができる。これは、金属アンテナフレーム１４のレーダー断面積、より具体的には、端部２２のレーダー断面積を低減することによって、達成することができる。
【００４１】
レーダー断面積を低減する１つの方法は、金属アンテナフレーム１４の端部２２の幅４０を最小化することである。図４のグラフ４４に示すように、幅４０が異なれば、エンドファイア送信結果および放射パターンも異なる。放射パターン４６は、７ミリメートル（ｍｍ）の幅４０を有する端部２２によるものである。放射パターン４８は、５ｍｍの幅４０を有する端部２２によるものである。放射パターン５０は、３ｍｍの幅４０を有する端部２２によるものである。グラフ４４に示すように、端部２２の幅４０が狭いほど、特にアンテナフレーム１４の端部２２の方向に指向するメインローブの方向において、より強い電波を有する、より望ましい放射パターンがもたらされる。アンテナ１６が、図３に示す実施形態のように垂直偏波アンテナである場合、上記のような効果が得られる。端部２２の幅を狭めることによって水平偏波アンテナからの送信に悪影響は及ばないが、そのように幅を狭めることによって水平偏波アンテナに関して充分なメリットをもたらすこともない。
【００４２】
レーダー断面積を低減する別の方法は、端部２２の幅４０と共に端部２２の厚さ３４を変化させることである。端部２２の幅４０と共に端部２２の厚さ３４を変化させることによって水平偏波アンテナからの送信に悪影響は及ばないが、そのように端部２２の幅４０と共に厚さ３４を変化させることによって水平偏波アンテナに関して充分なメリットをもたらすこともない。そのような端部の様々な実施形態については、図５〜図８を参照しながら、以下に述べる。
【００４３】
次に、図５を参照する。アンテナフレーム用の端部の別の実施形態を１２２に例示する。端部１２２は、上述した端部２２と略同じであり、したがって、１００の位が示される以外は同じ参照番号を用いて、前記端部における同様の構造に対応する構造を表す。また、以下に記載し、図に示す場合を除いて、端部２２に関する上記の説明は、端部１２２に対して等しく適用可能である。
【００４４】
端部１２２の例を図５に示す。端部１２２の幅１４０は、上端辺１３６から下端辺１３８にわたる。端部１２２の断面が三角形またはＶ字形となるように、端部１２２の厚さ１３４は、端部１２２の幅１４０と共に変化する。外面１３０は平坦であり、内面１３２には角度が付けられて三角形またはＶ字形の断面が形成される。このような形状によって、アンテナ１６からの電波の背面放射が低減され、したがって、その幅４０と同調する一定の厚さ３４を有する端部２２に比して、特に端部１２２の方向に指向するメインローブの方向において、放射パターンが改善する。この放射パターンの改善は、図６に描かれている。図６に示されるグラフ５２は、５ｍｍの幅４０を有するが、断面が三角形である端部１２２を使用した場合と比較して、５ｍｍの幅４０および一定の深さ３４を有する端部２２を使用した放射パターンを示す。放射パターン５４は、端部２２を使用した場合に相当し、放射パターン５６は、端部１２２を使用した場合に相当する。端部１２２のさらなる実施形態は、様々な断面形状を有し、端部１２２のレーダー断面積を低減する。これらのさらなる実施形態は、図７および図８を参照しながら、以下に述べる。
【００４５】
次に、図７を参照する。アンテナフレーム用端部の別の実施形態を２２２に例示する。端部２２２は、上述した端部２２と略同じであり、したがって、２００で示される位以外は同じ参照番号を用いて、前記端部における同様の構造に対応する構造を表す。また、以下に記載し、図に示す場合を除いて、端部２２に関する上記の説明は、端部２２２に対しても同様に適用できる。
【００４６】
端部２２２の幅２４０は上端辺２３６から下端辺２３８にわたる。端部２２２の断面が弧状となるように、端部２２２の厚さ２３４は、端部２２２の幅２４０と共に変化する。外面２３０は平坦であり、一方、内面２３２は弧状形を有して、弧状の断面を形成する。このような形状によって、アンテナ１６からの電波の背面放射が低減され、したがって、その幅４０に同調する一定の厚さ３４を有する端部２２に比して、特に端部２２２の方向に指向するメインローブの方向において、放射パターンが改善する。
【００４７】
次に、図８を参照する。アンテナフレーム用端部の別の実施形態を３２２に例示する。端部３２２は、上述した端部２２と略同じであり、したがって、３００で示される位以外は同じ参照番号を用いて、前記端部における同様の構造に対応する構造を表す。また、以下に記載し、図に示す場合を除いて、端部２２に関する上記の説明は、端部３２２に対しても同様に適用できる。
【００４８】
端部３２２の幅３４０は上端辺３３６から下端辺３３８にわたる。端部３２２の断面が台形となるように、端部３２２の厚さ３３４は、端部３２２の幅３４０と共に変化する。外面３３０は平坦であり、一方、内面３３２は２つ以上の角度を有して、台形の断面を形成する。このような形状によって、アンテナ１６からの電波の背面放射が低減され、したがって、その幅４０に同調する一定の厚さ３４を有する端部２２に比して、特に端部３２２の方向に指向するメインローブの方向において、放射パターンが改善する。
【００４９】
次に、図９および図１０を参照する。アンテナフレーム用の端部の別の実施形態が４２２に例示されている。端部４２２は、上述した端部２２と実質同じであり、したがって、４００で示される位以外は同じ参照番号を用いて、前記端部における同様の構造に対応する構造を表す。また、以下に記載し、図に示す場合を除いて、端部２２に関する上記の説明は、端部４２２に対しても同様に適用できる。
【００５０】
図中の水平方向の矢印が示すように、アンテナ５８は水平方向に偏波される。アンテナ５８は、フレーム１４の端部４２２の略後方に配置され、端辺に取り付けられるアンテナである。先行技術のアンテナフレームを用いた場合、先行技術の端部の端辺上に強い反射が見られる。しかし、アンテナ５８によって生成された電磁界が、回折されるより、むしろ、端部４２２中を伝播することができるように硬質な表面を有する金属フレームを形成することによって、アンテナ５８からのエンドファイア送信を改善することができる。これは、波形状またはノッチを有する上端辺および／または下端辺構造を、端部４２２の一部として形成することによって、達成されうる。
【００５１】
端部４２２は、上端辺４３６と下端辺４３８とを含む。波形状またはノッチを有する構造を形成するために、上端辺４３６および下端辺４３８のうち、少なくとも１つは複数のノッチ４６０を有する。ノッチ４６０は、上端辺４３６および／または下端辺４３８に沿って配置され、端部４２２の外面４３０から内面４３２まで、厚さ４３４方向に伸張されうる。ノッチ４６０は、端部４２２の長さ４２４方向に周期的に間隔をあけて配置されうる。
【００５２】
ノッチ４６０に、少なくとも部分的に誘電材料４６４を充填することができる。各種材料のうち、誘電材料４６４の例として、セラミック、ガラス、プラスチック、繊維ガラス、およびこれらの組合せが挙げられる。ある実施形態において、ノッチ４６０は、ノッチ４６０の端辺の周りに金属成形体を有する。ノッチ４６０は、端部４２２の幅４４０方向に深さ４６２を有する。ノッチ４６０の深さ４６２は、電波が誘電材料４６４中を伝播するときに、アンテナ５８が送信した電波の波長の少なくとも４分の１であることが好ましい。電波が誘電材料４６４中を伝播するときに電波の波長は低減するので、誘電材料４６４の誘電率の値をより高めるために、ノッチ４６０の深さ４６２を低減してもよい。例示する実施形態において、誘電材料４６４の誘電率が１０である場合、アンテナ５８は周波数２８ＧＨｚの電波を送信しており、ノッチ４６０の深さ４６２は１ｍｍである。さらに、ノッチ４６０は、誘電材料４６４中を伝播している電波の波長の４分の１の距離分、互いに離れて配置されることが好ましい。別の実施形態において、端部４２２は、複数のノッチ４６０の代わりに、または複数のノッチ４６０に加えて、複数の金属片を有する。
【００５３】
この、端部４２２にノッチを有する１つまたは複数の表面は、硬質な表面境界状態を形成する。その状態によって、アンテナ５８が送信した水平偏波の電磁波は、端部４２２中を伝播することが可能となり、非波形の上端辺および下端辺を有する端部２２と比較して、特に端部４２２の方向に指向されたメイン主ローブの方向に、放射パターンが改善される。このようにして改善された放射パターンを、図１１に示す。図１１に示したグラフ６４は、上端辺および下端辺にノッチを有さない様々な端部２２を用いた場合と比較した、上端辺および下端辺にノッチを有する端部４２２を用いた場合の、放射パターンを示す。放射パターン６６および６８は、幅４０が異なる、上端辺および下端辺にノッチを有さない端部２２を用いた場合に相当し、放射パターン７０は、ノッチのある上端辺および下端辺を有する端部４２２を用いた場合に相当する。
【００５４】
次に、図１２を参照する。垂直偏波アンテナ素子と水平偏波アンテナ素子の両方を含みうる二重偏波アンテナ用放射パターンを改善するために、端部５２２が適用される。一実施形態において、端部５２２は、端部５２２の断面が、端部１２２の断面と同様の三角形となるように、幅５４０と共に変化する深さ５３４を有し、これによって、端部５２２のレーダー断面積が低減され、垂直偏波アンテナ素子の放射パターンが改善する。さらに、複数のノッチ５６０が、上端辺５３６および下端辺５３８に沿って端部５２２の長さ５２４方向に配置されて硬質な表面境界状態を形成し、それによって、水平偏波の電磁波の伝播が向上し、その結果、水平偏波アンテナ素子に起因する放射パターンが改善する。ノッチ５６０は、外面５３０から内面５３２まで伸張してもよい。二重偏波アンテナ用に設計された端部の断面は、上述した実施形態について記載した、いずれの形状の断面であってもよいと理解すべきである。たとえば、端部５２２は、端部２２２と同様の弧状の断面を有していてもよく、または端部３２２と同様の台形の断面を有していてもよい。
【００５５】
次に、図１３を参照する。深さの異なるノッチ６６０および６６６が、デュアルバンドアンテナとして作動する水平偏波アンテナを構成するために含まれていること以外は、端部６２２は、端部４２２と略同様である。端部６２２は、上端辺６３６と下端辺６３８とを含む。波形状またはノッチを有する構造を形成するために、上端辺６３６および下端辺６３８のうち、少なくとも１つは、異なる深さ６６２、６６８の複数のノッチ６６０、６６６を有する。第１の深さ６６２を有する第１ノッチ６６０と、第２の深さ６６８を有する第２ノッチ６６６とを、交互に配置してもよい。第１ノッチ６６０の第１の深さ６６２は、電波が誘電材料６６４中を伝播する際に第１バンドでアンテナ５８が送信した電波の波長の少なくとも４分の１であることが好ましい。同様に、第２ノッチ６６６の第２の深さ６６８は、電波が誘電材料６６４中を伝播する際に第２バンドでアンテナ５８が送信した電波の波長の少なくとも４分の１であることが好ましい。このように、第１ノッチ６６０は、第１バンドで第１波長を有する電波を送信するのに有利であり、第２ノッチ６６６は、第２バンドで第２波長を有する電波を送信するのに有利である。ノッチ６６０、６６６は、上端辺６３６および／または下端辺６３８に沿って配置され、端部６２２の外面６３０から内面６３２まで厚さ６３４方向に伸張してもよい。ノッチ６６０、６６６を、端部６２２の長さ６２４方向に周期的に間隔をあけて配置してもよい。
【００５６】
ノッチ６６０、６６６に、少なくとも部分的に誘電材料６６４を充填してもよい。各種材料の中で、誘電材料６６４の例として、セラミック、ガラス、プラスチック、繊維ガラス、およびこれらの組合せが挙げられる。第１ノッチ６６０および第２ノッチ６６６に、同じ誘電材料６６４を充填しても、異なる誘電材料６６４を充填してもよく、また、ノッチ６６０、６６６の深さ６６２、６６８は、使用する誘電材料６６４に基づいて選択してもよいことは理解されるべきである。ある実施形態において、ノッチ６６０、６６６は、ノッチ６６０、６６６の端辺の周りに金属成形体を有する。
【００５７】
次に、図１４を参照する。垂直偏波アンテナ素子と水平偏波アンテナ素子の両方を含み、かつ２つのバンドで通信する二重偏波／デュアルバンドアンテナ用の放射パターンを改善するのに、端部７２２が適用される。一実施形態において、端部７２２は、端部７２２の断面が、端部１２２の断面と同様の三角形となるように、幅７４０と共に変化する深さ７３４を有し、これによって、端部７２２のレーダー断面積が低減され、垂直偏波アンテナ素子の放射パターンが改善する。さらに、深さ７６２、７６８の異なる複数のノッチ７６０、７６６が、上端辺７３６および下端辺７３８に沿って端部７２２の長さ７２４方向に配置されて硬質な表面境界状態を形成し、それによって、水平偏波の電磁波の伝播が向上し、その結果、水平偏波アンテナ素子に起因する放射パターンが改善する。
【００５８】
第１の深さ７６２を有する第１ノッチ７６０と、第２の深さ７６８を有する第２ノッチ７６６とを、交互に配置してもよい。第１ノッチ７６０の第１の深さ７６２は、電波が誘電材料７６４中を伝播する際に第１バンドでアンテナ５８が送信した電波の波長の少なくとも４分の１であることが好ましい。同様に、第２ノッチ７６６の第２の深さ７６８は、電波が誘電材料６６４中を伝播する際に第２バンドでアンテナ５８が送信した電波の波長の少なくとも４分の１であることが好ましい。このように、第１ノッチ７６０は、第１バンドで第１波長を有する電波を送信するのに有利であり、第２ノッチ７６６は、第２バンドで第２波長を有する電波を送信するのに有利である。ノッチ７６０は、外面７３０から内面７３２まで伸張してもよい。二重偏波アンテナ用に設計された端部の断面は、上述した実施形態について記載した、いずれの形状の断面であってもよいと理解すべきである。たとえば、端部７２２は、端部２２２と同様の弧状の断面を有していてもよく、または端部３２２と同様の台形の断面を有していてもよい。
【００５９】
ノッチ７６０、７６６に、少なくとも部分的に誘電材料７６４を充填してもよい。各種材料の中で、誘電材料７６４の例として、セラミック、ガラス、プラスチック、繊維ガラス、またはこれらの組合せが挙げられる。第１ノッチ７６０および第２ノッチ７６６に、同じ誘電材料７６４を充填しても、異なる誘電材料７６４を充填してもよく、また、ノッチ７６０、７６６の深さ７６２、７６８は、使用する誘電材料７６４に基づいて選択してもよいことは理解されるべきである。ある実施形態において、ノッチ７６０、７６６は、ノッチ７６０、７６６の端辺の周りに金属成形体を有する。
【００６０】
ある実施形態を例示し、説明してきたが、添付の請求項の範囲内の等価物および変形例は、本明細書の内容を把握かつ理解すれば、当業者にも思いつくことであろうことは理解される。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年9月28日(2020.9.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部（１２２、２２２、３２２）を含む、無線通信装置用アンテナフレーム（１４）であって、
前記端部（１２２、２２２、３２２）は、
第１端と、
前記第１端から離れて配置されて長さを定める第２端と、
前記長さの方向に伸張する外面（１３０、２３０、３３０）と、
前記長さの方向に伸張し、前記外面（１３０、２３０、３３０）から厚さ（１３４、２３４、３３４）分、離れて配置される内面（１３２、２３２、３３２）と、
前記外面（１３０、２３０、３３０）および前記内面（１３２、２３２、３３２）の上部で、前記内面（１３２、２３２、３３２）と前記外面（１３０、２３０、３３０）の間を前記厚さ（１３４、２３４、３３４）の方向に伸張し、かつ、前記第１端と前記第２端の間を前記長さの方向に伸張する上端辺（１３６、２３６、３３６）と、
前記外面（１３０、２３０、３３０）および前記内面（１３２、２３２、３３２）の下部で、前記内面（１３２、２３２、３３２）と前記外面（１３０、２３０、３３０）の間を前記厚さ（１３４、２３４、３３４）の方向に伸張し、かつ、前記第１端と前記第２端の間を前記長さの方向に伸張する下端辺（１３８、２３８、３３８）と、
を含み、
前記下端辺（１３８、２３８、３３８）は、前記上端辺（１３６、２３６、３３６）から幅（１４０、２４０、３４０）分、離れて配置され、前記端部（１２２、２２２、３２２）の前記厚さ（１３４、２３４、３３４）は、前記端部（１２２、２２２、３２２）の前記幅（１４０、２４０、３４０）と共に変化する、アンテナフレーム（１４）。
【請求項２】
前記上端辺（１３６、２３６、３３６）と前記下端辺（１３８、２３８、３３８）における前記端部（１２２、２２２、３２２）の前記厚さ（１３４、２３４、３３４）は、前記上端辺（１３６、２３６、３３６）と前記下端辺（１３８、２３８、３３８）の間におけるいずれの点での前記端部（１２２、２２２、３２２）の前記厚さ（１３４、２３４、３３４）よりも小さい、請求項１に記載のアンテナフレーム（１４）。
【請求項３】
前記端部（２２２）の前記厚さ（２３４）は、前記内面（２３２）が、弧状、三角形の断面、または台形の断面を有するように、前記端部（２２２）の前記幅（２４０）と共に変化する、請求項１または２に記載のアンテナフレーム（１４）。
【請求項４】
前記アンテナフレーム（１４）は、内部空間を定め、前記無線通信装置は、前記内部空間内に配置されるアンテナ（１６）をさらに含み、前記アンテナ（１６）は、前記アンテナフレームの前記端部（１２２、２２２、３２２）の略後方に配置される１つ以上のアンテナ素子を含み、前記アンテナは、前記端部（１２２、２２２、３２２）を通って外側に向いている放射パターンのメインローブを有する垂直偏波アンテナ（１６）である、請求項１に記載のアンテナフレーム（１４）を含む無線通信装置。
【請求項５】
前記上端辺（１３６、２３６、３３６）および前記下端辺（１３８、２３８、３３８）のうち少なくとも１つは、複数のノッチ（４６０、５６０、６６０、７６０）を有することを特徴とする、請求項１に記載のアンテナフレーム（１４）。
【請求項６】
前記上端辺（１３６、２３６、３３６）および前記下端辺（１３８、２３８、３３８）の両方とも、複数のノッチ（４６０、５６０、６６０、７６０）を有する、請求項５に記載のアンテナフレーム（１４）。
【請求項７】
前記複数のノッチ（４６０、５６０、６６０、７６０）が、前記端部（１２２、２２２、３２２）の前記長さの方向に周期的に間隔をあけて配置される、請求項５または６に記載のアンテナフレーム（１４）。
【請求項８】
前記複数のノッチ（４６０、５６０、６６０、７６０）のうち、１つ以上は、少なくとも部分的に誘電材料（４６４、５６４、６６４、７６４）を充填される、請求項５に記載のアンテナフレーム（１４）。
【請求項９】
前記無線通信装置は、前記誘電材料（４６４、５６４、６６４、７６４）を通過し、一波長を有する電波を用いて送受信するように構成され、前記複数のノッチ（４６０、５６０、６６０、７６０）は、前記波長の少なくとも４分の１の深さ（４６２、５６２、６６２、７６２）を有する、請求項８に記載のアンテナフレーム（１４）。
【請求項１０】
前記複数のノッチ（６６０、７６０）は、第１の深さ（６６２、７６２）を有する第１ノッチと、第２の深さ（６６８、７６８）を有する第２ノッチとを含む、請求項５に記載のアンテナフレーム（１４）。
【請求項１１】
前記無線通信装置は、前記誘電材料を通過し、第１波長を有する電波と、前記誘電材料を通過し、第２波長を有する電波とを用いて送受信するように構成され、前記第１の深さ（６６２、７６２）は、前記第１波長の少なくとも４分の１であり、前記第２の深さ（６６８、７６８）は、前記第２波長の少なくとも４分の１である、請求項１０に記載のアンテナフレーム（１４）。
【請求項１２】
前記アンテナフレーム（１４）は、内部空間を定め、前記電子機器は、前記内部空間内に配置されるアンテナ（１６、５８）をさらに含み、前記アンテナ（１６、５８）は、前記アンテナフレーム（１４）の前記端部（１２２、２２２、３２２）のほぼ後方に配置される１つ以上のアンテナ素子を含み、前記アンテナは、前記端部を通って外側に向いている放射パターンのメインローブを有する二重偏波アンテナである、請求項５に記載のアンテナフレーム（１４）を含む無線通信装置。
【請求項１３】
端部（４２２、５２２、６２２、７２２）を含む無線通信装置用アンテナフレーム（１４）であって、
前記端部（４２２、５２２、６２２、７２２）は、
第１端と、
前記第１端から離れて配置され、長さを定める第２端と、
前記長さの方向に伸張する外面（４３０、５３０、６３０、７３０）と、
前記長さの方向に伸張し、前記外面（４３０、５３０、６３０、７３０）から厚さ（４３４、５３４、６３４、７３４）分、離れて配置される内面（４３２、５３２、６３２、７３２）と、
前記外面（４３０、５３０、６３０、７３０）および前記内面（４３２、５３２、６３２、７３２）の上部で、前記内面（４３２、５３２、６３２、７３２）と前記外面（４３０、５３０、６３０、７３０）の間を前記厚さ（４３４、５３４、６３４、７３４）の方向に伸張し、かつ、前記第１端と前記第２端の間を前記長さの方向に伸張する上端辺（４３６、５３６、６３６、７３６）と、
前記外面（４３０、５３０、６３０、７３０）および前記内面（４３２、５３２、６３２、７３２）の下部で、前記内面（４３２、５３２、６３２、７３２）と前記外面（４３０、５３０、６３０、７３０）の間を前記厚さ（４３４、５３４、６３４、７３４）の方向に伸張し、かつ、前記第１端と前記第２端の間を前記長さの方向に伸張する下端辺（４３８、５３８、６３８、７３８）と、を含み、
前記上端辺（４３６、５３６、６３６、７３６）および前記下端辺（４３８、５３８、６３８、７３８）のうち少なくとも１つは、複数のノッチ（４６０、５６０、６６０、７６０）を有する、アンテナフレーム（１４）。
【請求項１４】
前記上端辺（４３６、５３６、６３６、７３６）および前記下端辺（４３８、５３８、６３８、７３８）の両方とも、複数のノッチ（４６０、５６０、６６０、７６０）を有する、請求項１３に記載のアンテナフレーム（１４）。
【請求項１５】
前記アンテナフレーム（１４）は、内部空間を定め、前記電子機器は、前記内部空間内に配置されるアンテナ（５８）をさらに含み、前記アンテナ（５８）は、前記アンテナフレーム（１４）の前記端部（４２２、５２２、６２２、７２２）の略後方に配置される１つ以上のアンテナ素子を含み、前記アンテナ（５８）は、前記端部（４２２、５２２、６２２、７２２）を通って外側に向いている放射パターンのメインローブを有する水平偏波アンテナである、請求項１３または１４に記載のアンテナフレーム（１４）を含む無線通信装置。
【国際調査報告】
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