(57)【要約】【課題】異なる周波数帯域で動作でき且つ体積が小さいスロットアンテナを備える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、スロットアンテナと、金属フレームと、金属フレームと間隔をあけて設けられている回路基板と、を備える。スロットアンテナは、フィードイン点、接地点及び放射部を含み、フィードイン点及び接地点は、回路基板と金属フレームとを電気的に導通するように、回路基板と金属フレームとの間にそれぞれ設けられ、放射部は、金属フレームの一部を構成し、放射部と回路基板との間には、スロットが形成され、回路基板には、１つのマルチバンドパスフィルター、複数の整合回路及び複数の無線周波チップが設けられ、スロットアンテナ、マルチバンドパスフィルター、整合回路及び無線周波チップは、順次に電気的に接続されている。【選択図】図１
2016072951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットアンテナと、金属フレームと、前記金属フレームと間隔をあけて設けられている回路基板と、を備える無線通信装置であって、
前記スロットアンテナは、フィードイン点、接地点及び放射部を含み、前記フィードイン点及び前記接地点は、前記回路基板と前記金属フレームとを電気的に導通するように、前記回路基板と前記金属フレームとの間にそれぞれ設けられ、前記放射部は、前記金属フレームの一部を構成し、前記放射部と前記回路基板との間には、スロットが形成され、
前記回路基板には、１つのマルチバンドパスフィルター、複数の整合回路及び複数の無線周波チップが設けられ、
前記スロットアンテナ、前記マルチバンドパスフィルター、前記整合回路及び前記無線周波チップは、順次に電気的に接続されていることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記フィードイン点は、前記スロット内に設けられ、前記金属フレームの前記放射部以外の部分と前記回路基板との間には、少なくとも２つの接地点が設けら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】
前記スロットは、第一矩形スロット及び第二矩形スロットを含み、前記第一矩形スロットは、イヤホン用端子を収容し、前記第二矩形スロットは、前記フィードイン点から前記第一矩形スロットまでの間隙であ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４】
前記マルチバンドパスフィルターは、入力端子、第一出力端子、第二出力端子及び第三出力端子を含み、前記整合回路は、第一整合回路、第二整合回路及び第三整合回路を含み、前記無線周波チップは、第一無線周波チップ、第二無線周波チップ及び第三無線周波チップを含み、
前記第一出力端子は、前記第一整合回路を介して前記第一無線周波チップに電気的に接続され、前記第二出力端子は、前記第二整合回路を介して前記第二無線周波チップに電気的に接続され、前記第三出力端子は、前記第三整合回路を介して前記第三無線周波チップに電気的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。
【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、特にスロットアンテナを備える無線通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線通信装置にとって、無線電波を送受信することにより無線データ信号を伝送又は交換するアンテナモジュールは、最も重要な部品である。
【０００３】
近年、各種の通信システム及びその応用製品の出現に伴って、アンテナモジュールも多くの周波数バンドで機能できるブロードバンド式に発展している。無線通信装置が異なる周波数帯域を使用している多種の無線通信システムにおいて、信号の伝送を正常に行うことを保証するため、現在のアンテナモジュールは、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。
【０００４】
一方、無線通信装置の小型化、軽量化及び薄型化の発展傾向によって、アンテナモジュールのブロードバンド特性を確保しながら、アンテナモジュールのサイズ又は体積を小さくすることが現在極めて重要となっている。しかし、従来のスロットアンテナの構造は、複雑であり、無線通信装置に適用しない。従って、体積が小さく、多くの周波数帯域の信号を受信することができるスロットアンテナを備える無線通信装置を設計することが、本業界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】
【０００５】
本発明は、上記の問題点を考慮してなされたものであり、異なる周波数帯域で動作でき且つ体積が小さいスロットアンテナを備え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】
【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、スロットアンテナと、金属フレームと、金属フレームと間隔をあけて設けられている回路基板と、を備える。スロットアンテナは、フィードイン点、接地点及び放射部を含み、フィードイン点及び接地点は、回路基板と金属フレームとを電気的に導通するように、回路基板と金属フレームとの間にそれぞれ設けられ、放射部は、金属フレームの一部を構成し、放射部と回路基板との間には、スロットが形成され、回路基板には、１つのマルチバンドパスフィルター、複数の整合回路及び複数の無線周波チップが設けられ、スロットアンテナ、マルチバンドパスフィルター、整合回路及び無線周波チップは、順次に電気的に接続されている。
【発明の効果】
【０００７】
従来の技術と異なり、本発明の無線通信装置は、回路基板の周りにスロットアンテナを設けると共に、回路基板にマルチバンドパスフィルターを集積する。スロットアンテナは共振して、異なる周波数帯域の無線信号を送受信できる。また、スロットアンテナは、回路基板と金属フレームとの間に形成された細長い間隙及びイヤホン用端子を収容するためのスロットにより構成され、回路基板又は無線通信装置の内部空間を占有しない。従って、本発明の無線通信装置は、異なる通信周波数帯域で動作できると共に、体積も小さい。
【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もう１つの状態を示す斜視図である。
【図３】図１に示した無線通信装置の平面図である。
【図４】図１に示した無線通信装置の機能モジュールを示す図である。
【図５】図１に示した無線通信装置のスロットアンテナの散乱パラメータの曲線図である。
【図６】図１に示した無線通信装置のスロットアンテナの分離度を示す曲線図である。
【図７】図１に示した無線通信装置のスロットアンテナの放射効率を示す曲線図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１乃至図３に示すように、本発明の実施形態に係る無線通信装置２００は、携帯電話機及びタブレットＰＣ等の無線通信機能を有する電子装置である。無線通信装置２００は、スロットアンテナ１００と、回路基板２２０と、回路基板２２０と間隔をあけて設けられている金属フレーム２４０と、を備える。以下の実施形態において、携帯電話機を例として無線通信装置２００を説明する。無線通信装置２００は、イヤホン用端子２６０等の周知の部品を備えるが、このイヤホン用端子２６０に対するここでの詳しい説明は省略する。
【００１０】
スロットアンテナ１００は、少なくとも１つのフィードイン点２２２と、複数の接地点２２４と、放射部２２６と、を備える。フィードイン点２２２及び接地点２２４は、回路基板２２０と金属フレーム２４０との間にそれぞれ設けられている。フィードイン点２２２は、スロットアンテナ１００に電磁波信号をフィードインする。接地点２２４は、スロットアンテナ１００を接地させる。放射部２２６は、金属フレーム２４０の一部として、電磁波信号を送受信するために用いられる。放射部２２６と回路基板２２０との間には、スロット２２８が形成されている。本実施形態において、金属フレーム２４０は、矩形である。回路基板２２０は、１つの角部が切り離されているプレートであり、金属フレーム２４０内に収容される。回路基板２２０と金属フレーム２４０との間には、１つのフィードイン点２２２及び九つの接地点２２４が設けられている。回路基板２２０は、この１つのフィードイン点２２２及び九つの接地点２２４を介して、金属フレーム２４０と電気的に接続する。
【００１１】
より詳細には、金属フレーム２４０の長手方向に沿う２つの側壁の内面には、それぞれ四つの接地点２２４が間隔をあけて設けられている。前記２つの側壁を連接する１つの短手方向に沿う側壁の内面には、１つの接地点２２４及び１つのフィードイン点２２２が設けられている。スロット２２８は、第一矩形スロット２２８１及び第二矩形スロット２２８２を含む。第一矩形スロット２２８１は、イヤホン用端子２６０を収容するために用いられる。スロットアンテナ１００に影響を与えないために、イヤホン用端子２６０のケーブルを適当に遮蔽する必要がある。また、第二矩形スロット２２８２は、接地点２２４から第一矩形スロット２２８１までの細長い間隙である。
【００１２】
変形例として、スロット２２８を回路基板２２０に直接に設けても良い。また、必要に応じて、スロットアンテナ１００の形状を変えることができる。具体的には、スロット２２８の幅を広くすることで、スロットアンテナ１００の帯域幅及び放射効率を増加することができる。また、スロット２２８の長さを増加させることで、スロットアンテナ１００が動作する周波数帯域を減らすことができる。
【００１３】
図４に示すように、回路基板２２０には、１つのマルチバンドパスフィルター３０、複数の整合回路３２及び複数のＲＦチップ３４が設けられている。スロットアンテナ１００が無線信号を受信すると、前記無線信号は、フィードイン点２２２からマルチバンドパスフィルター３０にフィードインされた後、対応する整合回路３２を通過して、ＲＦチップ３４まで伝送されて、無線通信装置２００の通信機能を実現する。
【００１４】
マルチバンドパスフィルター３０は、特定の周波数帯域の電磁波の通過を許可すると共に、必要としない周波数帯域の電磁波を遮断する。マルチバンドパスフィルター３０は、第一出力端子３０１と、第二出力端子３０２と、第三出力端子３０３と、入力端子３０５と、を備える。入力端子３０５は、フィードイン点２２２に電気的に接続されている。整合回路３２は、より優れたインピーダンスマッチングを実現するために用いられ、且つ第一整合回路３２１、第二整合回路３２２及び第三整合回路３２３を含む。ＲＦチップ３４は、第一ＲＦチップ３４１、第二ＲＦチップ３４２及び第三ＲＦチップ３４３を含む。第一出力端子３０１は、第一整合回路３２１を介して第一ＲＦチップ３４１に電気的に接続されている。第二出力端子３０２は、第二整合回路３２２を介して第二ＲＦチップ３４２に電気的に接続されている。第三出力端子３０３は、第三整合回路３２３を介して第三ＲＦチップ３４３に電気的に接続されている。本実施形態において、第一ＲＦチップ３４１は、低周波信号（例えば、ＧＰＳ周波数帯域の信号）を処理するために用いられる。第二ＲＦチップ３４２は、中間周波信号（例えば、ブルートゥース（登録商標）信号又はＷｉ−Ｆｉ（登録商標）２．４ＧＨｚの信号等）を処理するために用いられる。第三ＲＦチップ３４３は、高周波信号（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ５．０ＧＨｚの信号）を処理するために用いられる。
【００１５】
無線通信装置２００が無線信号を受信した場合、スロットアンテナ１００は、外界の無線信号と共振して、誘導電流を生成する。該誘導電流は、フィードイン点２２２を介してマルチバンドパスフィルター３０の入力端子３０５にフィードインされる。マルチバンドパスフィルター３０は、誘導電流の周波数に基づいて、第一出力端子３０１、第二出力端子３０２又は第三出力端子３０３を介して誘導電流を出力する。これにより、異なる周波数帯域の無線信号は、対応する第一ＲＦチップ３４１、第二ＲＦチップ３４２及び第三ＲＦチップ３４３に伝送される。
【００１６】
無線通信装置２００が無線信号を送信する場合、第一ＲＦチップ３４１、第二ＲＦチップ３４２及び第三ＲＦチップ３４３は、それぞれ異なる周波数帯域の信号を生成する。前記異なる周波数帯域の信号は、整合回路３２及びマルチバンドパスフィルター３０を順次に通過してスロットアンテナ１００に伝送され、且つ最終的にスロットアンテナ１００により放射される。
【００１７】
図５は、本発明の無線通信装置２００のスロットアンテナ１００の散乱パラメータの曲線図である。曲線Ｍ１〜Ｍ３は、スロットアンテナ１００の異なる周波数における散乱パラメータを示している。曲線Ｍ１から分かるように、スロットアンテナ１００は、周波数が１５７５ＭＨｚである時に性能がより好ましい。曲線Ｍ２から分かるように、スロットアンテナ１００は、周波数が２．４ＧＨｚである時に性能がより好ましい。曲線Ｍ３から分かるように、スロットアンテナ１００は、周波数が５ＧＨｚである時に性能がより好ましい。つまり、本発明の無線通信装置２００は、ＧＰＳ及びＷｉ−Ｆｉ等の複数の周波数帯域の無線信号を送受信することができる。
【００１８】
図６は、本発明の無線通信装置２００のスロットアンテナ１００の分離度の曲線図である。曲線Ｌ１〜Ｌ３は、スロットアンテナ１００の異なる周波数における分離度を示している。曲線Ｌ２及びＬ３から分かるように、スロットアンテナ１００の無線信号が１５７５ＭＨｚの周波数帯域にある場合、１５７５ＭＨｚの２．４ＧＨｚ及び５．０ＧＨｚに対する分離度は全て−１３ｄＢである。曲線Ｌ１から分かるように、スロットアンテナ１００の無線信号が２．４ＧＨｚの周波数帯域にある場合、２．４ＧＨｚの５．０ＧＨｚに対する分離度は−１３ｄＢである。曲線Ｌ１から分かるように、スロットアンテナ１００の無線信号が５．０ＧＨｚの周波数帯域にある場合、２．４ＧＨｚの５．０ＧＨｚに対する分離度は−２０ｄＢより小さい。
【００１９】
図７は、本発明の無線通信装置２００のスロットアンテナ１００の放射効率を示している。曲線Ｎ１〜Ｎ３は、スロットアンテナ１００の異なる周波数における放射効率を示している。曲線Ｎ１から分かるように、スロットアンテナ１００がほぼ１５７５ＭＨｚの無線信号を送受信する時の放射効率は約３０％である。曲線Ｎ２から分かるように、スロットアンテナ１００がほぼ２．４ＧＨｚの無線信号を送受信する時の放射効率は約４２％である。曲線Ｎ３から分かるように、スロットアンテナ１００がほぼ５ＧＨｚの無線信号を送受信する時の放射効率は約４２％である。
【符号の説明】
【００２０】
１００  スロットアンテナ
２００  無線通信装置
２２０  回路基板
２４０  金属フレーム
２６０  イヤホン用端子
２２２  フィードイン点
２２４  接地点
２２６  放射部
２２８  スロット
２２８１  第一矩形スロット
２２８２  第二矩形スロット
３０  マルチバンドパスフィルター
３０１  第一出力端子
３０２  第二出力端子
３０３  第三出力端子
３０５  入力端子
３２  整合回路
３２１  第一整合回路
３２２  第二整合回路
３２３  第三整合回路
３４  ＲＦチップ
３４１  第一ＲＦチップ
３４２  第二ＲＦチップ
３４３  第三ＲＦチップ
【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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