(57)【要約】  本出願は、第1のラジエータ、第2のラジエータ、第1の励起源、および第2の励起源を含む、和および差モードアンテナに関する。第1のラジエータは、第1のセグメントと第2のセグメントを含み、第1のセグメントと第2のセグメントとの間にギャップが形成され、第1の励起源は、第1のラジエータに給電するように構成されるので、第1のセグメントと第2のセグメントの両方の電流が第1の方向に流れる。第2のラジエータは、第3のセグメント、第4のセグメント、および第5のセグメントを含む。第3のセグメントと第4のセグメントは、第5のセグメントの接続端の両側に対称的に分布され、第2の励起源は、第5のセグメントの給電端に電気的に接続され、第2のラジエータに給電するので、第5のセグメントの電流は第2の方向に流れ、第3のセグメントの電流は第1の方向と反対の方向に流れ、第4のセグメントの電流は第1の方向に流れ、および第2の方向と第1の方向との間に夾角が形成される。第1のラジエータと第2のラジエータは、絶縁媒体の対向する２つの側部に配置される。本出願は、コンパクトな構造とアンテナ信号の全方向性カバレッジという利点を有している。
2021524710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
和および差モードアンテナであって、
第1のセグメントと第2のセグメントを備える、第1のラジエータであって、ギャップが前記第1のセグメントと前記第2のセグメントとの間に形成される、第1のラジエータと、
前記第1のラジエータに給電し、前記第1のセグメントと前記第2のセグメントの電流は両方とも第1の方向に流れる、ように構成される、第1の励起源と、
第3のセグメント、第4のセグメント、および第5のセグメントを備える、第2のラジエータであって、前記第5のセグメントが給電端と前記給電端から離れた接続端とを備え、前記第3のセグメントと前記第4のセグメントが対称的に分布されるとともに前記接続端の両側に電気的に接続されている、第2のラジエータと、
前記第2のラジエータに給電するために前記給電端に電気的に接続される、第2の励起源であって、前記第5のセグメントの電流が第2の方向に流れ、前記第3のセグメントの電流が前記第1の方向と反対の方向に流れ、前記第4のセグメントの電流が前記第1の方向に流れ、夾角が前記第2の方向と前記第1の方向との間に形成される、第2の励起源と、
を備え、
前記第1のラジエータと前記第2のラジエータが、絶縁媒体の対向する２つの側部に相対的に配置される和および差モードアンテナ。
【請求項２】
前記第1のセグメントと前記第2のセグメントの両方が前記第1の方向に延在し、前記第1のセグメントに相対的に配置される第1の端と第2の端、および前記第2のセグメントに相対的に配置される第3の端と第4の端が前記第1の方向に順次配置され、前記ギャップが前記第3の端と前記第2の端との間に形成され、前記第3のセグメントと前記第4のセグメントの両方が前記第1の方向に延在し、並びに前記第5のセグメントが前記第2の方向に延在する、請求項1に記載の和および差モードアンテナ。
【請求項３】
前記第3のセグメント、前記第4のセグメント、および前記第5のセグメントが同一平面上にあり、基準面を形成し、前記基準面に垂直な方向では、前記接続端と前記ギャップが、前記絶縁媒体の両側に相対的に配置される、請求項2に記載の和および差モードアンテナ。
【請求項４】
前記基準面に垂直な前記方向において、前記ギャップが前記接続端に直接面する、請求項3に記載の和および差モードアンテナ。
【請求項５】
前記基準面に垂直な前記方向において、前記第1のセグメントと前記第3のセグメントが、前記絶縁媒体の両側に相対的に配置され、前記第2のセグメントと前記第4のセグメントが、前記絶縁媒体の両側に相対的に配置される、請求項3に記載の和および差モードアンテナ。
【請求項６】
前記第1のセグメントと前記第2のセグメントが、前記ギャップの両側に対称的に配置される、請求項3から5のいずれか一項に記載の和および差モードアンテナ。
【請求項７】
前記基準面上の前記第1のセグメントの垂直投影の面積が、前記第3のセグメントの面積よりも大きい、請求項3から6のいずれか一項に記載の和および差モードアンテナ。
【請求項８】
前記第2の方向が前記第1の方向に垂直である、請求項1から7のいずれか一項に記載の和および差モードアンテナ。
【請求項９】
前記第1の励起源が第1の給電線を備え、前記第1の給電線は第1の外部導体と第1の内部導体を備え、前記第1の外部導体の一端は前記第1のセグメントの前記第2の端に電気的に接続され、前記第1の外部導体は、前記第2の方向に沿って延在するとともに接地され、前記第1の内部導体は、前記第1の外部導体と前記第2の端との間の接合部から延在し、前記第3の端まで延在するとともに前記第3の端に電気的に接続される、請求項2から6のいずれか一項に記載の和および差モードアンテナ。
【請求項１０】
前記第1の外部導体から絶縁された導体をさらに備え、前記導体の一端が前記第2のセグメントの前記第3の端と前記第1の内部導体との間に電気的に接続され、前記導体が前記第2の方向に沿って延在するとともに接地されている、請求項9に記載の和および差モードアンテナ。
【請求項１１】
前記導体が前記第1の外部導体に平行であり、ギャップが前記導体と前記第1の外部導体との間に形成され、前記ギャップの幅が、前記第2の端と前記第3の端との間の垂直距離以下である、請求項10に記載の和および差モードアンテナ。
【請求項１２】
前記和および差モードアンテナが接続プレートをさらに備え、前記接続プレートは基準面に垂直であるとともに前記第5のセグメントの前記給電端と前記第2の励起源との間に電気的に接続される、請求項3から11のいずれか一項に記載の和および差モードアンテナ。
【請求項１３】
前記第2の励起源が第2の給電線を備え、前記第2の給電線は第2の外部導体と第2の内部導体を備え、前記第2の内部導体は前記第2の外部導体の一端から延在するとともに前記接続プレートに電気的に接続され、かつ前記第2の外部導体は接地されている、請求項12に記載の和および差モードアンテナ。
【請求項１４】
前記絶縁媒体が回路基板の基板層であり、前記第1のラジエータと前記第2のラジエータは、前記基板層の対向する２つの側部に配置されたマイクロストリップ構造である、請求項1から13のいずれか一項に記載の和および差モードアンテナ。
【請求項１５】
請求項1から14のいずれか一項に記載の和および差モードアンテナと、無線周波数モジュールと、を備える通信製品であって、前記第1の励起源と前記第2の励起源が前記無線周波数モジュールに電気的に接続される、通信製品。
【請求項１６】
前記通信製品が取り付けプレートをさらに備え、前記取り付けプレートは、上面と下面を備え、前記絶縁媒体が、前記取り付けプレートのエッジから前記上面の側部に向かって曲がって延在する、請求項15に記載の通信製品。
【請求項１７】
接地層が下面に配置され、接地部分が取り付けプレート上に配置され、前記接地部分は上面に延在するとともに前記取り付けプレートを通って前記下面の前記接地層まで延在する、請求項14に記載の通信製品。
【請求項１８】
前記和および差モードアンテナの数がNであり、前記N個のアンテナが、前記通信製品の2Nx2N MIMOアンテナを形成するために、取り付けプレートの一対の相対的に配置された側面に分布される、請求項15から17のいずれか一項に記載の通信製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、通信技術の分野に関し、特に、アンテナ技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信技術の発達に伴い、通信製品は小型で多機能になる傾向があり、限られた内部スペースを有している。例えば、携帯電話の画面が大きくなると、それに応じてアンテナのスペースは減少する。しかしながら、小容量アンテナの放射パターンで全方向性カバレッジを実装することは困難である。したがって、コンパクトな構造と全方向性カバレッジを備えたアンテナがより緊急に必要とされている。
【発明の概要】
【０００３】
本出願の実施形態は、和および差モードアンテナを提供し、コンパクトな構造および全方向性カバレッジの利点を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様によれば、本出願の一実施形態は、第1のラジエータ、第1の励起源、第2のラジエータ、および第2の励起源を含む、和および差モードアンテナを提供する。第1のラジエータは、第1のセグメントと第2のセグメントを含み、第1のセグメントと第2のセグメントとの間にギャップが形成される。第1の励起源は、第1のラジエータに給電するように構成され、第1のセグメントと第2のセグメントの電流は両方とも第1の方向に流れる。第2のラジエータは、第3のセグメント、第4のセグメント、および第5のセグメントを含む。第5のセグメントは、給電端と給電端から離れた接続端とを含み、第3のセグメントと第4のセグメントは対称的に分布され、接続端の両側で電気的に接続されている。第2の励起源は、第2のラジエータに給電するために給電端に電気的に接続され、第5のセグメントの電流は第2の方向に流れ、第3のセグメントの電流は第1の方向と反対の方向に流れ、第4のセグメントの電流は第1方向に流れ、および夾角が第2方向と第1方向との間に形成される。第1のラジエータと第2のラジエータは、絶縁媒体の対向する２つの側部に相対的に配置されている。
【０００５】
本出願では、第1のラジエータの第1のセグメントと第2のセグメントの電流が両方とも第1方向に流れるため、差モードアンテナアーキテクチャが形成される。第2のラジエータの第3のセグメントと第4のセグメントの電流は反対方向に流れ、第2のラジエータの第5のセグメントの電流は第2の方向に流れるので、和モードアンテナアーキテクチャが形成される。このようにして、全方向性カバレッジが実装され得、コンパクトな構造の利点が達成される。
【０００６】
一実装形態では、第1のセグメントと第2のセグメントの両方が第1の方向に延在し、第1のセグメントに相対的に配置される第1の端と第2の端、および第2のセグメントに相対的に配置される第3の端と第4の端は第1の方向に順次配置され、ギャップが第3の端と第2の端との間に形成され、第3のセグメントと第4のセグメントの両方が第1の方向に延在し、並びに第5のセグメントが第2の方向に延在する。
【０００７】
本出願では、第1の励起源が第1のセグメントと第2のセグメントに給電するため、第1のセグメントと第2のセグメントの電流は同じ方向に流れる。一実装形態では、第1の励起源は第2のセグメントに電気的に接続され、第2のセグメントに直接給電するので、第2のセグメントの電流は第3の端から第4の端に流れる。加えて、第1のセグメントは、第2のセグメントと第1のセグメントとの間のギャップを使用することによる電磁結合によって、または別の結合方法でさらに励起されるので、第1のセグメントの電流は第1の端から第2の端に流れる。このようにして、第1のセグメントと第2のセグメントの電流が同じ方向に流れることが確保される。別の実装形態では、第1の励起源は同軸線に給電する。同軸線の内部導体は第2のセグメントに電気的に接続され、同軸線の外部導体は第1のセグメントに電気的に接続されて接地され、ギャップは第1のセグメントと第2のセグメントとの間に引き続き保持され、電磁場は外部導体と内部導体との間に形成される。このようなアーキテクチャでは、第1のセグメントと第2のセグメントに同時に給電され、第1のセグメントと第2のセグメントの電流が同じ方向に流れることが確保される。
【０００８】
本出願では、同じ方向に延在する第1のラジエータの第1のセグメントと第2のセグメントが配置され、第1のセグメントと第2のセグメントの電流が同じ方向に流れるので、第1のラジエータと第1の励起源は差モードアンテナを形成する。差モードアンテナの電流分布がアンテナの放射パターンを決定し、第1のラジエータの放射場は第1のラジエータの両側に集中される。加えて、第2のラジエータは、第2のラジエータと第2の励起源が和モードアンテナを形成するように配置されている。第2のラジエータでは、第1の方向に沿って延在する第3のセグメントと第4のセグメントの電流は反対方向に流れ、第3のセグメントと第4のセグメントによって生成される放射場は互いに打ち消し合う。第2のラジエータの放射パターンは第5のセグメントによって影響され、第2のラジエータの放射場は第5のセグメントの両側に集中される。第5のセグメントは第2の方向に沿って延在し、夾角は第2の方向と第1の方向との間に形成される。このようにして、差モードアンテナおよび和モードアンテナの放射原理と組み合わせて、本出願の和および差モードアンテナは、全方向性カバレッジ性能を有している。
【０００９】
第1の方向と第2の方向との間の夾角は、90度に近いように設定され得、または90度に近い範囲内であり得る。例えば、夾角は90度である。第1の方向を水平方向、第2の方向を垂直方向とすると、和および差モードアンテナの放射パターンの分布は次のようになる、すなわち、第1のラジエータと第2のラジエータを中心に、放射パターンが、水平方向の上側と下側、および垂直方向の左側と右側に分布して、全方向性カバレッジを形成する。
【００１０】
一実装形態では、第3のセグメント、第4のセグメント、および第5のセグメントは同一平面上にあり、基準面を形成し、基準面に垂直な方向では、接続端とギャップは、絶縁媒体の両側に相対的に配置される。接続端はギャップに直接面している。この実装形態では、第2のラジエータのすべての部分が同じ平面上に形成され、第5のセグメントの接続端の位置が第1のラジエータのギャップの位置に直接面するので、第1のラジエータと第2のラジエータは絶縁媒体の対向する２つの側部に相対的に配置されている。このようにして、本出願で提供されるアンテナがコンパクトな構造を有し、小さなスペースを占めることが確保され得る。
【００１１】
具体的には、第1のセグメントと第2のセグメントも同一平面上にあり、第1のセグメントと第2のセグメントが配置されている平面は基準面と平行に配置され得る。特定の実装形態では、第1のセグメント、第2のセグメント、第3のセグメント、第4のセグメント、および第5のセグメントはすべてストリップライン形状であり、これは長方形のストリップ形状であり得る。第1のセグメントと第2のセグメントは同一直線上にあり、第3のセグメントと第4のセグメントは同一直線上にあり、第5のセグメントは第3のセグメントと第4のセグメントに垂直である。第1のセグメント、第2のセグメント、第3のセグメント、第4のセグメント、および第5のセグメントのそれぞれの伸長方向のサイズは、それらの長さであり、第1のセグメント、第2のセグメント、第3のセグメント、第4のセグメント、および第5のセグメントのそれぞれの伸長方向に垂直なサイズは、それらの幅である。第1のセグメント、第2のセグメント、第3のセグメント、および第4のセグメントの幅は等しくなるように設定され得、第5のセグメントの幅は他の4つのセグメントの幅より大きくてもよい。確かに、第5のセグメントの幅は他の4つのセグメントの幅と代替的に同じ場合がある。別の実装形態では、第1のセグメント、第2のセグメント、第3のセグメント、第4のセグメント、および第5のセグメントは、別の形状、例えば、長いストリップ、細い三角形、細い台形、波状の線形伸長、または鋸歯状の伸長で代替的に設定され得る。その電気的長さは、アンテナの周波数範囲の要件に基づいて具体的に設定される。
【００１２】
一実装形態では、基準面に垂直な方向において、第1のセグメントと第3のセグメントは、絶縁媒体の両側に相対的に配置され、第2のセグメントと第4のセグメントは、絶縁媒体の両側に相対的に配置される。第1のセグメントは第3のセグメントに直接面し、第2のセグメントは第4のセグメントに直接面し、基準面上の第1のセグメントの投影は第3のセグメントと重複する領域を有し、基準面上の第2のセグメントの投影は第4のセグメントと重複する領域を有している。
【００１３】
具体的には、第1のセグメントと第2のセグメントは、ギャップの両側に対称的に配置されている。第3のセグメントと第4のセグメントもまた、ギャップの両側に対称的に配置されている。本出願で提供される和および差モードアンテナのラジエータは、全体として対称的に分布されている。これは、理想的な放射パターンを形成するために役立っている。
【００１４】
特定の実装形態では、第1のセグメントの長さは第3のセグメントの長さよりも長く、第3のセグメントの伸長範囲は、基準面上の第1のセグメントの投影の範囲内である。同様に、第2のセグメントの長さは第4のセグメントの長さよりも長く、第4のセグメントの伸長範囲は、基準面上の第2のセグメントの投影の範囲内である。言い換えると、基準面上の第1のセグメントの垂直投影の面積は、第3のセグメントの面積よりも大きい。
【００１５】
一実装形態では、第2の方向は第1の方向に垂直で、すなわち、第5のセグメントの伸長方向は第1の方向に垂直である。このようにして、第2のラジエータはT字型になっている。このようなアーキテクチャの配置は、和および差モードアンテナの全体的なサイズの小型化設計を容易にし、比較的良好な放射パターンを有する。
【００１６】
一実装形態では、第1の励起源は第1の給電線を含み、第1の給電線は第1の外部導体と第1の内部導体を含み、第1の外部導体の一端は第1のセグメントの第2の端に電気的に接続され、第1の外部導体は、第2の方向に沿って延在し、接地され、第1の内部導体は、第1の外部導体と第2の端との間の接合部から延在し、第3の端まで延在し、電気的に接続される。具体的には、第1の内部導体は、第1のセグメントと第2のセグメントとの間のギャップを横切り、第2のセグメントの第3の端に電気的に接続されている。
【００１７】
一実装形態では、本出願で提供される和および差モードアンテナは、第1の外部導体から絶縁された導体をさらに含む。導体の一端は、第2のセグメントの第3の端と第1の内部導体との間に電気的に接続されており、導体は、第2の方向に沿って延在し、接地されている。導体は、和および差モードアンテナの全体的な対称性を確保し、比較的良好な放射パターンを形成するために、第1の給電と対称構造を形成するように配置されている。
【００１８】
具体的には、導体は金属材料でできており、導体はストリップ形状であり、第1の外部導体と平行に配置され、導体は、ギャップを使用して第1の外部導体から絶縁されている。確かに、導体が第1の外部導体と接触していないことを確保するために、別の絶縁媒体が導体と第1の外部導体との間に代替的に配置され得る。一実装形態では、導体と第1の外部導体との間に形成されるギャップの幅は、第2の端と第3の端との間の垂直距離以下である。導体と第1の外部導体との間のギャップの幅は、第2の端と第3の端との間の垂直距離以下であるため、導体と第1の外部導体との間の距離は可能な限り短く設定される。このようにして、導体と第1の外部導体との電流は互いにより良く打ち消し合うことができ、第1のセグメントと第2のセグメントの放射パターンが第1のラジエータの伸長方向の両側に集中されることが確保される。
【００１９】
一実装形態では、和および差モードアンテナは接続プレートをさらに含み、接続プレートは基準面に垂直であり、第5のセグメントの給電端と第2の励起源との間に電気的に接続される。具体的には、接続プレートは基板上に配置され、基板は通信製品の回路基板であり得る。接続プレートは、回路基板上に配置されたマイクロストリップであり得、接続プレートは、基板の上面に形成され、基板の下面は、接地層である。第2の励起源は、基板の下面の片側から基板を通過し、接続プレートに電気的に接続されている。別の実装形態では、接続プレートは、代替的に、金属導線または金属シートの構造であり得る。
【００２０】
一実装形態では、第2の励起源は第2の給電線を含み、第2の給電線は第2の外部導体と第2の内部導体を含み、第2の内部導体は第2の外部導体の一端から延在し、接続プレートに電気的に接続され、および第2の外部導体は接地されている。具体的には、第2の外部導体は、接続プレートが配置されている基板の下面の片側に配置され、第2の外部導体は、接地のために接地層に電気的に接続され、第2の内部導体は、基板を通過し、接続プレートに電気的に接続されている。
【００２１】
一実装形態では、絶縁媒体は回路基板の基板層であり、第1のラジエータと第2のラジエータは、基板層の対向する２つの側部に配置されたマイクロストリップ構造である。具体的には、絶縁媒体は、接続プレートが配置されている基板のエッジに配置され、基板に対して曲げられている。絶縁媒体が配置されている平面は、基板に垂直であり得る。基板が通信製品に特に適用される場合、基板は通信製品のメインボードであり得る。このようにして、本出願で提供される和および差モードアンテナは、メインボードのエッジにある絶縁媒体上に配置され、通信製品のベゼル上のスペースを占有する。加えて、本出願で提供される和および差モードアンテナは、コンパクトなボリュームという利点を有している。これにより、通信製品の小型化設計が容易になる。
【００２２】
別の態様によれば、本出願は、上記の和および差モードアンテナと無線周波数モジュールを含む、通信製品を提供する。第1の励起源と第2の励起源は、無線周波数モジュールに電気的に接続されている。無線周波数モジュールは、和および差モードアンテナの電磁波信号を処理するように構成されている。通信製品は、携帯電話、ノートブックコンピュータ、ルータ、または基地局などの通信デバイスであり得る。
【００２３】
一実装形態では、通信製品は、上面と下面が配置された取り付けプレート（取り付けプレートと接続プレートが配置された上記の基板は同じ要素であってもよい）をさらに含み、絶縁媒体は、取り付けプレートのエッジから上面の側部に向かって曲がって延在する。接地層は下面に配置され、接地部分は取り付けプレート上に配置され、接地部分は上面に延在し、取り付けプレートを通って下面の接地層まで延在する。第2のラジエータは、第5のセグメントを使用して接地するために接地部分に電気的に接続されている。取り付けプレートは、通信製品のメインボードであり得、無線周波数モジュールは、取り付けプレート上に配置され得る。
【００２４】
一実装形態では、通信製品で2Nx2N MIMOアンテナを形成するために、取り付けプレートの一対の相対的に配置された側面に分布された、N個の和および差モードアンテナがある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本出願による和および差モードアンテナを備えた一通信製品の概略図である。
【図２】本出願の一実装形態による和および差モードアンテナの部分的な三次元概略図である。
【図３】本出願の一実装形態による和および差モードアンテナの部分的な三次元概略図である。
【図４】本出願の一実装形態による和および差モードアンテナの部分的な三次元概略図であり、和および差モードアンテナは、絶縁媒体を含まない。
【図５】本出願の一実装形態による和および差モードアンテナの部分的な三次元概略図であり、和および差モードアンテナは、絶縁媒体を含まない。
【図６】本出願の一実装形態による和および差モードアンテナを通信製品に適用する概略図である。
【図７】図6の部分的に拡大された概略図である。
【図８】本出願の一実装形態による和および差モードアンテナの断面図である。
【図９】本出願の一実装形態による和および差モードアンテナを通信製品に適用する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００２７】
本出願の実施形態は、和および差モードアンテナを提供する。「和および差モード」は、アンテナが、和モードアンテナを実装するように構成されたラジエータと、差モードアンテナを実装するように構成されたラジエータの両方を含むことを意味する。和モードアンテナは、差モードアンテナと組み合わされているため、和および差モードアンテナは通信製品に適用され、コンパクトな構造と全方向性カバレッジの利点を有している。図1に示されるように、通信製品の一例として携帯電話が使用される。携帯電話1000の画面対本体比に関する要件はますます高くなり、大画面を備えた携帯電話1000のアンテナのためのスペースは制限されている。本出願で提供される和および差モードアンテナ100は、携帯電話の画面1001とベゼル1002との間の狭いスペースに配置され得、全方向性カバレッジが実装され得る。具体的には、携帯電話1000のベゼルは、長辺と短辺を含む。一実装形態では、和および差モードアンテナ100は、携帯電話の画面1001と長辺との間に配置され、和および差モードアンテナ100は、短辺に近い位置に配置される。このようにして、ユーザが携帯電話を使用するときに、ユーザが和および差モードアンテナ100を保持するので、和および差モードアンテナ100の放射性能が影響されることが防止され得る。通信製品は、代替的に、ノートブックコンピュータ、ルータ、または基地局などの通信デバイスであり得る。
【００２８】
図2、図3、図4、および図5を参照すると、図2と図3は、異なる角度から提示された和および差モードアンテナの三次元図であり、図4と図5は、ラジエータ間の対応をチェックできるようにするため、絶縁媒体は省略され、アンテナのラジエータのみが図2と図3に基づいて保持されている、概略図である。
【００２９】
本出願の実施形態で提供される和および差モードアンテナ100は、第1のラジエータ10、第1の励起源20、第2のラジエータ30、および第2の励起源40を含む。第1のラジエータ10と第1の励起源20は、差モードアンテナを形成し、第2のラジエータ30と第2の励起源40は、和モードアンテナを形成する。
【００３０】
図2に示されるように、第1のラジエータ10は、第1のセグメント11と第2のセグメント12を含み、第1のセグメント11と第2のセグメント12の伸長方向は、それぞれ第1の方向L1である。第1のセグメント11に相対的に配置された第1の端112と第2の端114、および第2のセグメント12に相対的に配置された第3の端122と第4の端124は、第1の方向L1に順次配置され、ギャップは、第3の端122と第2の端114との間に形成される。第1の励起源20は、第1のラジエータ10に給電するように構成され、第1のセグメント11と第2のセグメント12の電流は、第1の方向L1に流れる。図2に示されるように、第1のセグメント11と第2のセグメント12の矢印が付いたマーキングラインの方向は、電流方向を表す。一実装形態では、第1の励起源20は、第2のセグメント12と第3の端122に電気的に接続され、第2のセグメント12に直接給電するので、第2のセグメント12の電流は第3の端122から第4の端124に流れる。加えて、第1のセグメント11は、第2のセグメント12と第1のセグメント11との間のギャップ（すなわち、第3の端122と第2の端144との間に形成されるギャップ）を使用することよる電磁結合によって、または別の結合方法で、さらに励起されるので、第1のセグメント11の電流は、第1の端112から第2の端114に流れる。このようにして、第1のセグメント11と第2のセグメント12の電流が同じ方向に流れることが確保される。別の実装形態では、第1の励起源20は同軸線に給電する。同軸線の内部導体は第2のセグメント12に電気的に接続され、同軸線の外部導体は第1のセグメント11に電気的に接続されて接地され、ギャップは第1のセグメント11と第2のセグメント12との間に引き続き保持され、電磁場は外部導体と内部導体との間に形成される。このようなアーキテクチャでは、第1のセグメント11と第2のセグメント12に同時に給電され、第1のセグメント11と第2のセグメント12の電流が同じ方向に流れることが確保される。
【００３１】
図3に示されるように、第2のラジエータ30は、伸長方向が第1の方向L1である第3のセグメント31と第4のセグメント32、および伸長方向が第2の方向L2である第5のセグメント33を含む。第2の方向L2と第1の方向L1との間に夾角が形成される。第5のセグメント33は、給電端331と給電端331から離れた接続端332とを含み、第3のセグメント31と第4のセグメント32は対称的に分布され、接続端332の両側で電気的に接続されている。第2の励起源40は、第2のラジエータ30に給電するために給電端331に電気的に接続され、第5のセグメント33の電流は、第2の方向L2に流れ、給電端331から接続端332に流れる。図3では、第5のセグメント33に矢印が付いたマーキングラインの方向が電流方向を表している。第3のセグメント31の電流は、第1の方向L1と反対の方向に流れ、第4のセグメント32の電流は、第1の方向L1に流れる。図3では、第3のセグメント31と第4のセグメント32に矢印が付いたマーキングラインの方向が電流方向を表す。
【００３２】
図2および図3に示されるように、第1のラジエータ10と第2のラジエータ30は、絶縁媒体50の対向する２つの側部に相対的に配置されている。絶縁媒体50は、回路基板の基板であり得、第1のラジエータ10と第2のラジエータ30は、回路基板印刷プロセスを使用することにより、絶縁媒体50の対向する２つの側部に形成される。一実装形態では、絶縁媒体50の厚さは2mm以下であり、本明細書での厚さは、第1のラジエータ10と第2のラジエータ30が配置される絶縁媒体の表面に垂直な方向のサイズである。絶縁媒体50の高さは5mm以下であり、本明細書での高さは、第2の方向L2に延在するサイズである。絶縁媒体50は、細くて長いストリップ形状であり得、携帯電話の画面とベゼルとの間の隙間に配置されていることが知られ得る。
【００３３】
本出願では、同じ方向に延在する（すなわち、第1の方向L1に沿って延在する）第1のラジエータ10の第1のセグメント11と第2のセグメント12が配置され、第1のセグメント11と第2のセグメント12の電流が同じ方向に流れるので、第1のラジエータ10と第1の励起源20は差モードアンテナを形成する。差モードアンテナの電流分布がアンテナの放射パターンを決定し、第1のラジエータ10の放射場は、第1の方向L1に垂直である第1のラジエータ10の両側に集中される。加えて、第2のラジエータ30は、第2のラジエータ30と第2の励起源40が和モードアンテナを形成するように配置されている。第2のラジエータ30では、第1の方向L1に沿って延在する第3のセグメント31と第4のセグメント32の電流は反対方向に流れ、第3のセグメント31と第4のセグメント32によって生成される放射場は互いに打ち消し合う。第2のラジエータ30の放射パターンは第5のセグメント33によって影響され、第2のラジエータ30の放射場は、第2の方向L2に垂直である第5のセグメント33の両側に集中される。第5のセグメント33は第2の方向L2に沿って延在し、夾角は第2の方向L2と第1の方向L1との間に形成される。このようにして、差モードアンテナおよび和モードアンテナの放射原と組み合わせて、本出願の和および差モードアンテナ100は、全方向性カバレッジ性能を有している。
【００３４】
第1の方向L1と第2の方向L2との間の夾角は、90度に等しいかそれに近いように設定され得、または90度に近い範囲内であり得る。例えば、夾角は90度である。第1の方向L1を水平方向、第2の方向L2を垂直方向とすると、本出願での和および差モードアンテナの放射パターンの分布は次のようになる、すなわち、第1のラジエータと第2のラジエータを中心に、放射パターンが、水平方向の上側と下側、および垂直方向の左側と右側に分布して、全方向性カバレッジを形成する。
【００３５】
図3に示されるように、一実装形態では、第3のセグメント31、第4のセグメント32、および第5のセグメント33は同一平面上にあり、基準面Sを形成する（すなわち、図3の矢印Sによって指し示される面は、基準面である）。基準面Sに垂直な方向において、接続端332は、第1のセグメント11と第2のセグメント12との間のギャップに直接面している。この実装形態では、第2のラジエータ30のすべての部分が同じ平面上に形成され、第5のセグメント33の接続端332の位置が第1のラジエータ10のギャップの位置に直接面するので、第1のラジエータ10と第2のラジエータ30は絶縁媒体50の対向する２つの側部に相対的に配置されている。このようにして、本出願で提供されるアンテナがコンパクトな構造を有し、小さなスペースを占めることが確保され得る。
【００３６】
第1のラジエータ10も1つの平面上に形成され、言い換えれば、第1のセグメント11と第2のセグメント12も同一平面上にあり、第1のセグメント11と第2のセグメント12が配置される平面は、基準面Sと平行に配置され得る。特定の実装形態では、第1のセグメント11、第2のセグメント12、第3のセグメント31、第4のセグメント32、および第5のセグメント33はすべてストリップライン形状であり、これはストリップ形状であり得る。第1のセグメント11と第2のセグメント12は同一直線上にあり、第3のセグメント31と第4のセグメント32は同一直線上にあり、第5のセグメント33は第3のセグメント31と第4のセグメント32に垂直である。第1のセグメント11、第2のセグメント12、第3のセグメント31、第4のセグメント32、および第5のセグメント33のそれぞれの伸長方向のサイズは、それらの長さであり、第1のセグメント11、第2のセグメント12、第3のセグメント31、第4のセグメント32、および第5のセグメント33のそれぞれの伸長方向に垂直なサイズは、それらの幅である。第1のセグメント11、第2のセグメント12、第3のセグメント31、および第4のセグメント32の幅は等しくなるように設定され得、第5のセグメント33の幅は他の4つのセグメントの幅より大きくてもよい。確かに、第5のセグメント33の幅は他の4つのセグメントの幅と代替的に同じ場合がある。別の実装形態では、第1のセグメント11、第2のセグメント12、第3のセグメント31、第4のセグメント32、および第5のセグメント33は、各セグメントの伸長傾向を満たすために、別の形状、例えば、ストリップ形状、細い三角形、細い台形、波状線形伸長、または鋸歯状伸長に代替的に設定され得る（具体的には、一般的な伸長傾向は、上記の第1方向の伸長または第2方向の伸長である）。その電気的長さは、アンテナの周波数範囲の要件に基づいて具体的に設定される。第1のラジエータ10と第2のラジエータ30のセグメントの形状は、その中に流れる電流がそのようなものとして確保され得る、すなわち、第1のセグメント11と第2のセグメント12の電流が第1の方向L1に流れ、第3のセグメント31の電流が第1の方向と反対の方向に流れ、第4のセグメント32の電流が第1の方向L1に流れ、第5のセグメント33の電流が第2の方向に流れる、という条件で、本出願では限定されない。このようにして、本出願の全方向性カバレッジが実装され得る。
【００３７】
一実装形態では、図3、図4、および図5を参照すると、基準面Sに垂直な方向で、第1のセグメント11は第3のセグメント31に直接面し、第2のセグメント12は第4のセグメント32に直接面する。基準面上の第1のセグメント11の投影は第3のセグメント31と重複する領域を有し、基準面S上の第2のセグメント12の投影は第4のセグメント32と重複する領域を有している。
【００３８】
具体的には、第1のセグメント11と第2のセグメント12は、ギャップの両側に対称的に配置されている。第3のセグメント31と第4のセグメント32もまた、ギャップの両側に対称的に配置されている。本出願で提供される和および差モードアンテナのラジエータは、全体として対称的に分布されている。これは、理想的な放射パターンを形成するために役立っている。
【００３９】
第1のセグメント11の長さは第3のセグメント31の長さよりも長く、第3のセグメント31の伸長範囲は、基準面上の第1のセグメント11の投影の範囲内である。同様に、第2のセグメント12の長さは第4のセグメント32の長さよりも長く、第4のセグメント32の伸長範囲は、基準面上の第2のセグメント12の投影の範囲内である。言い換えると、基準面上の第1のセグメント11の垂直投影の面積は、第3のセグメント31の面積よりも大きく、基準面上の第2のセグメント12の垂直投影の面積は、第4のセグメント32の面積よりも大きい。
【００４０】
一実装形態では、第2の方向L2は第1の方向L1に垂直で、すなわち、第5のセグメント33の伸長方向は第1の方向L1に垂直である。このようにして、第2のラジエータ30はT字型になっている。このようなアーキテクチャの配置は、和および差モードアンテナ100の全体的なサイズの小型化設計を容易にし、比較的良好な放射パターンを有する。
【００４１】
一実装形態では、図2および図4に示されるように、第1の励起源20は、第1の給電線21を含み、第1の給電線21は、無線周波数同軸線であり、第1の給電線21は、第1の外部導体212と第1の内部導体214を含む。第1の外部導体212の一端は第1のセグメント11の第2の端114に電気的に接続され、第1の外部導体212は、第2の方向L2に沿って延在し、接地され、第1の内部導体214は、第1の外部導体212と第2の端114との間の接合部から延在し、第3の端122まで延在し、電気的に接続される。具体的には、第1の内部導体214は、第1のセグメント11と第2のセグメント12との間のギャップを横切り、第2のセグメント12の第3の端122に電気的に接続されている。
【００４２】
一実装形態では、本出願で提供される和および差モードアンテナは、第1の外部導体212から絶縁された導体60をさらに含み、導体60は、第1の給電線21の第1の外部導体212と対称構造を形成するように構成されている。導体60の電流の流れ方向は、第1の外部導体212の電流の流れ方向と反対である。導体60の一端は、第2のセグメント12の第3の端122と第1の内部導体214との間に電気的に接続されており、導体60は、第2方向L2に沿って延在し、接地されている。
【００４３】
具体的には、導体60は金属材料でできており、導体60はストリップ形状であり、第1の外部導体212と平行に配置されている。図2および図4に示されるように、導体60は、ギャップ61を使用することによって、第1の外部導体212から絶縁されている。確かに、導体60が第1の外部導体212と接触していないことを確保するために、別の絶縁媒体が導体60と第1の外部導体212との間に代替的に配置され得る。一実装形態では、導体60と第1の外部導体212との間に形成されるギャップ61の幅は、第2の端114と第3の端122との間の垂直距離以下である。ギャップ61の幅は、第2の端114と第3の端122との間の垂直距離以下であるため、導体60と第1の外部導体212との間の距離は可能な限り短く設定され得る。導体60の電流の流れ方向は、第1の外部導体212の電流の流れ方向と反対であるため、導体60と第1の外部導体212との電流は互いにより良く打ち消し合うことができ、第1のセグメント11と第2のセグメント12の放射パターンが第1のラジエータ10の伸長方向の両側に集中されることが確保される。
【００４４】
一実装形態では、和および差モードアンテナは接続プレート70をさらに含み、接続プレート70は基準面に垂直であり、第5のセグメント33の給電端331と第2の励起源40との間に電気的に接続される。
【００４５】
図3および図8に示されるように、具体的には、接続プレート70は基板101上に配置され、基板101は通信製品の回路基板であり得る。接続プレート70は、回路基板上に配置されたマイクロストリップであり得、接続プレート70は、基板101の上面上に形成される。図6および図7に示されるように、基板101の下面は接地層102であり、第2の励起源40は、基板101の下面の片側から基板101を通過し、電気的に接続プレート70に接続されている。図3および図5に示されるように、接地部分80は基板101の上面にさらに配置され、接地部分80は上面に延在し、基板101を通して下面の接地層102まで延在し、第2のラジエータ30は、第5のセグメント33を使用して接地するために接地部分80に電気的に接続されている。接地部分80は、接続プレート70の両側に対称的に分布される金属構造である。一実装形態では、接地部分80と接続プレート70は、十字形の構造を形成する。
【００４６】
図8を参照すると、一実装形態では、第2の励起源40は第2の給電線41を含み、第2の給電線41は第2の外部導体412と第2の内部導体414を含み、第2の内部導体414は第2の外部導体412の一端から延在し、基板101を通過して、接続プレート70に電気的に接続されている。具体的には、スルーホールが基板101上に配置されるので、第2の内部導体414が基板101を通過する。第2の外部導体412は接地されている。具体的には、第2の外部導体412は、接続プレートが配置されている基板101の下面の片側に配置され、第2の外部導体412は、接地のために接地層102に電気的に接続されている。
【００４７】
一実装形態では、絶縁媒体50は回路基板の基板層であり、絶縁媒体50の材料は基板101の材料と同じであり得る。第1のラジエータ10と第2のラジエータ30は、絶縁媒体50の対向する２つの側部に配置されたマイクロストリップ構造である。具体的には、絶縁媒体50は、接続プレート70が配置されている基板101のエッジに配置され、基板101に対して曲げられている。絶縁媒体50が配置されている平面は、基板101に垂直であり得る。基板101が通信製品に特に適用される場合、基板101は通信製品のメインボードであり得る。このようにして、本出願で提供される和および差モードアンテナは、メインボードのエッジにある絶縁媒体上に配置され、通信製品のベゼル上のスペースを占有する。加えて、本出願で提供される和および差モードアンテナは、コンパクトなボリュームという利点を有している。これにより、通信製品の小型化設計が容易になる。
【００４８】
本出願の実装形態で提供される和および差モードアンテナは携帯電話に適用され、和および差モードアンテナの反射係数は−10 dB未満であり、和および差モードアンテナの結合係数は−20 dB未満である。携帯電話の場合、このような反射係数と結合係数の範囲は許容範囲である。言い換えると、和および差モードアンテナは良好な放射性能を維持できる。
【００４９】
本出願で提供される和および差モードアンテナによれば、第1のラジエータ10と第1の励起源20は差モードアンテナを形成し、差モードアンテナの電流は、第1の方向L1に延在する第1のラジエータ10に集中される。第2のラジエータ30と第2の励起40源は、和モードアンテナを形成し、和モードアンテナの電流は、第2の方向L2に延在する第2のラジエータ30の第5のセグメント33に集中される。第1の方向L1は水平方向であり、第2の方向L2は垂直方向であると想定される。差モードアンテナと和モードアンテナの放射パターンはスペース的に相補的であることが知られ得、言い換えれば、和モードアンテナが最大放射値を有する方向は、差モードアンテナが最小放射線値を有する方向である。このようにして、電磁波信号の全方向性カバレッジが実装され得る。
【００５０】
本出願で提供される通信製品は、上記の和および差モードアンテナと無線周波数モジュールを含む。第1の励起源と第2の励起源は、無線周波数モジュールに電気的に接続されている。
【００５１】
一実装形態では、通信製品は、上面と下面が配置された取り付けプレート（取り付けプレートと接続プレート70が配置された上記の基板101は同じ構成要素であってもよく、または取り付けプレートは基板101を支持する支持体である）をさらに含み、絶縁媒体50は、取り付けプレートのエッジから上面の側部に向かって曲がって延在する。接地層は下面に配置され、接地部分80は取り付けプレート上に配置され、接地部分80は上面に延在し、取り付けプレートを通って下面の接地層まで延在する。第2のラジエータ30は、第5のセグメント33を使用して接地するために接地部分80に電気的に接続されている。接地部分80は、接続プレート70の両側に対称的に分布される金属構造である。一実装形態では、接地部分80と接続プレート70は、十字形の構造を形成する。
【００５２】
図9に示されるように、一実装形態では、通信製品で2Nx2N MIMOアンテナを形成するために、取り付けプレートの一対の相対的に配置された側面に分布された、N個の和および差モードアンテナがある。図9では、4つの和および差モードアンテナがあり、通信製品には8x8 MIMOアンテナが形成されている。
【００５３】
本出願の実施形態で提供される和および差モードアンテナは、上で詳細に説明されている。本明細書では、本発明の原理および実施形態を記載するために具体例が使用され、実施形態の説明は、本出願の方法および核となる概念の理解を助けるものであるにすぎない。加えて、当業者は本出願の思想に係る特定の実施形態および応用範囲の点で本出願に修正を加えることができる。したがって、本明細書の内容は、本出願を限定するものと解釈されるべきではない。
【符号の説明】
【００５４】
10  第1のラジエータ
11  第1のセグメント
12  第2のセグメント
20  第1の励起源
21  第1の給電線
30  第2のラジエータ
31  第3のセグメント
32  第4のセグメント
33  第5のセグメント
40  第2の励起源
41  第2の給電線
50  絶縁媒体
60  導体
61  ギャップ
70  接続プレート
80  接地部分
100  和および差モードアンテナ
101  基板
102  接地層
112  第1の端
114  第2の端
122  第3の端
124  第4の端
212  第1の外部導体
214  第1の内部導体
331  給電端
332  接続端
412  第2の外部導体
414  第2の内部導体
1000  携帯電話
1001  画面
1002  ベゼル
S  基準面
L1  第1の方向
L2  第2の方向
【図１】
2021524710.tif 000003
【図２】
2021524710.tif 000004
【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】
2021524710.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年2月22日(2021.2.22)
【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】
和および差モードアンテナであって、
第1のセグメントと第2のセグメントを備える、第1のラジエータであって、ギャップが前記第1のセグメントと前記第2のセグメントとの間に形成される、第1のラジエータと、
前記第1のラジエータに給電し、前記第1のセグメントと前記第2のセグメントの電流は両方とも第1の方向に流れる、ように構成される、第1の励起源と、
第3のセグメント、第4のセグメント、および第5のセグメントを備える、第2のラジエータであって、前記第5のセグメントが給電端と前記給電端から離れた接続端とを備え、前記第3のセグメントと前記第4のセグメントが対称的に分布されるとともに前記接続端の両側に電気的に接続されている、第2のラジエータと、
前記第2のラジエータに給電するために前記給電端に電気的に接続される、第2の励起源であって、前記第5のセグメントの電流が第2の方向に流れ、前記第3のセグメントの電流が前記第1の方向と反対の方向に流れ、前記第4のセグメントの電流が前記第1の方向に流れ、夾角が前記第2の方向と前記第1の方向との間に形成される、第2の励起源と、
を備え、
前記第1のラジエータと前記第2のラジエータが、絶縁媒体の対向する２つの側部に相対的に配置される和および差モードアンテナ。
【請求項２】
前記第1のセグメントと前記第2のセグメントの両方が前記第1の方向に延在し、前記第1のセグメントに相対的に配置される第1の端と第2の端、および前記第2のセグメントに相対的に配置される第3の端と第4の端が前記第1の方向に順次配置され、前記ギャップが前記第3の端と前記第2の端との間に形成され、前記第3のセグメントと前記第4のセグメントの両方が前記第1の方向に延在し、並びに前記第5のセグメントが前記第2の方向に延在する、請求項1に記載の和および差モードアンテナ。
【請求項３】
前記第3のセグメント、前記第4のセグメント、および前記第5のセグメントが同一平面上にあり、基準面を形成し、前記基準面に垂直な方向では、前記接続端と前記ギャップが、前記絶縁媒体の両側に相対的に配置される、請求項2に記載の和および差モードアンテナ。
【請求項４】
前記基準面に垂直な前記方向において、前記ギャップが前記接続端に直接面する、請求項3に記載の和および差モードアンテナ。
【請求項５】
前記基準面に垂直な前記方向において、前記第1のセグメントと前記第3のセグメントが、前記絶縁媒体の両側に相対的に配置され、前記第2のセグメントと前記第4のセグメントが、前記絶縁媒体の両側に相対的に配置される、請求項3に記載の和および差モードアンテナ。
【請求項６】
前記第1のセグメントと前記第2のセグメントが、前記ギャップの両側に対称的に配置される、請求項3から5のいずれか一項に記載の和および差モードアンテナ。
【請求項７】
前記基準面上の前記第1のセグメントの垂直投影の面積が、前記第3のセグメントの面積よりも大きい、請求項3から6のいずれか一項に記載の和および差モードアンテナ。
【請求項８】
前記第2の方向が前記第1の方向に垂直である、請求項1から7のいずれか一項に記載の和および差モードアンテナ。
【請求項９】
前記第1の励起源が第1の給電線を備え、前記第1の給電線は第1の外部導体と第1の内部導体を備え、前記第1の外部導体の一端は前記第1のセグメントの前記第2の端に電気的に接続され、前記第1の外部導体は、前記第2の方向に沿って延在するとともに接地され、前記第1の内部導体は、前記第1の外部導体と前記第2の端との間の接合部から延在し、前記第3の端まで延在するとともに前記第3の端に電気的に接続される、請求項2から6のいずれか一項に記載の和および差モードアンテナ。
【請求項１０】
前記第1の外部導体から絶縁された導体をさらに備え、前記導体の一端が前記第2のセグメントの前記第3の端と前記第1の内部導体との間に電気的に接続され、前記導体が前記第2の方向に沿って延在するとともに接地されている、請求項9に記載の和および差モードアンテナ。
【請求項１１】
前記導体が前記第1の外部導体に平行であり、ギャップが前記導体と前記第1の外部導体との間に形成され、前記ギャップの幅が、前記第2の端と前記第3の端との間の垂直距離以下である、請求項10に記載の和および差モードアンテナ。
【請求項１２】
前記和および差モードアンテナが接続プレートをさらに備え、前記接続プレートは基準面に垂直であるとともに前記第5のセグメントの前記給電端と前記第2の励起源との間に電気的に接続される、請求項3から11のいずれか一項に記載の和および差モードアンテナ。
【請求項１３】
前記第2の励起源が第2の給電線を備え、前記第2の給電線は第2の外部導体と第2の内部導体を備え、前記第2の内部導体は前記第2の外部導体の一端から延在するとともに前記接続プレートに電気的に接続され、かつ前記第2の外部導体は接地されている、請求項12に記載の和および差モードアンテナ。
【請求項１４】
請求項1から13のいずれか一項に記載の和および差モードアンテナと、無線周波数モジュールと、を備える通信製品であって、前記第1の励起源と前記第2の励起源が前記無線周波数モジュールに電気的に接続される、通信製品。
【請求項１５】
前記通信製品が回路基板をさらに備え、前記絶縁媒体が前記回路基板の基板層であり、前記第1のラジエータと前記第2のラジエータは、前記基板層の対向する２つの側部に配置されたマイクロストリップ構造である、請求項14に記載の通信製品。
【請求項１６】
前記通信製品が取り付けプレートをさらに備え、前記取り付けプレートは、上面と下面を備え、前記絶縁媒体が、前記取り付けプレートのエッジから前記上面の側部に向かって曲がって延在する、請求項14に記載の通信製品。
【請求項１７】
接地層が前記下面に配置され、接地部分が前記取り付けプレート上に配置され、前記接地部分は前記上面に延在するとともに前記取り付けプレートを通って前記下面の前記接地層まで延在する、請求項16に記載の通信製品。
【請求項１８】
前記和および差モードアンテナの数がNであり、前記N個のアンテナが、前記通信製品の2Nx2N MIMOアンテナを形成するために、取り付けプレートの一対の相対的に配置された側面に分布される、請求項14から17のいずれか一項に記載の通信製品。
【国際調査報告】
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