(57)【要約】【課題】周波数が調整可能なアンテナ構造体及びこのアンテナ構造体を備える無線通信装置を提供すること。【解決手段】本発明に係るアンテナ構造体は、接地面、第一枠、アンテナ本体部、及び調節部品を備え、接地面と前記第一枠との間には、第一スロットが設けられ、アンテナ本体部は、第一スロットに沿って設けられ、調節部品は、第一スロット内に設けられ且つ第一枠及び接地面に電気的に接続される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地面、第一枠、アンテナ本体部、及び調節部品を備えるアンテナ構造体であって、
前記接地面と前記第一枠との間には、第一スロットが設けられ、前記アンテナ本体部は、前記第一スロットに沿って設けられ、前記調節部品は、前記第一スロット内に設けられ且つ前記第一枠及び前記接地面に電気的に接続されることを特徴とするアンテナ構造体。
【請求項２】
前記接地面は、互いに垂直に連接された第一側面及び第二側面を含み、前記第一枠は、前記第一側面に沿って設けられ、且つ前記第一側面の一部と当接し、前記第一スロットは、矩形であることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ構造体。
【請求項３】
前記アンテナ本体部は、放射部を含み、前記放射部は、順次に連接され且つ同一平面上に位置する第一放射帯体、第二放射帯体、及び第三放射帯体を含み、前記第一放射帯体は、前記第一スロットの上方に位置し且つ前記第一枠に対して平行に延在し、前記放射部が所在する平面は、前記接地面に対して平行であることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ構造体。
【請求項４】
前記アンテナ本体部は、フィードイン端子、接地端子、第一連接帯体、及び第二連接帯体をさらに備え、前記フィードイン端子及び前記接地端子は、前記接地面に垂直に設けられ、前記第一連接帯体の両端は、それぞれ前記フィードイン端子及び前記第二放射帯体に連接され、前記第二連接帯体の両端は、それぞれ前記接地端子及び前記第一放射帯体に連接されることを特徴とする請求項３に記載のアンテナ構造体。
【請求項５】
前記調節部品は、可変インダクタンス、可変コンデンサ、可変抵抗、又はこれらの組み合せであり、前記調節部品と前記接地面とが連接する箇所から前記第二側面までの垂直距離は、前記第一スロットの実際の長さよりも短いことを特徴とする請求項２に記載のアンテナ構造体。
【請求項６】
アンテナ構造体を備える無線通信装置であって、
前記アンテナ構造体は、接地面、第一枠、アンテナ本体部、及び調節部品を含み、前記接地面と前記第一枠との間には、第一スロットが設けられ、前記アンテナ本体部は、前記第一スロットに沿って設けられ、前記調節部品は、前記第一スロット内に設けられ且つ前記第一枠及び前記接地面と電気的に接続され、
前記調節部品のパラメータを変えることによって、前記第一スロットの等価長さを調節して、前記アンテナ構造体の共振モードを調整することを特徴とする無線通信装置。
【請求項７】
前記無線通信装置は、第二枠をさらに備え、前記第一枠及び前記第二枠は、前記無線通信装置の金属フレームであり、前記接地面は、前記無線通信装置の本体部の一部分を構成することを特徴とする請求項６に記載の無線通信装置。
【請求項８】
第二スロットは、前記第一枠と前記第二枠とが連接する箇所に設けられていることを特徴とする請求項７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、無線通信技術に関し、特にアンテナ構造体及びこのアンテナ構造体を備える無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信技術の発展に伴って、無線通信装置は益々軽薄になっている。金属材料のフレーム又はハウジングは、美観を有し、また、構造の強度及び放熱効果等の方面で優れているため、多くの無線通信装置に使用されている。しかし、周知のように、金属材料はアンテナモジュールが生成した電磁波を遮蔽して妨害し、アンテナモジュールの放射効率に影響を与える。
【０００３】
一方、無線通信装置において、一般的に金属構造の全体を、中部フレームと、上方金属部材と、下方金属部材との三つの部分に分ける。アンテナを製造する場合、金属部材のアンテナの放射効率に対する影響を低減するために、通常は、下方金属部材を利用してメインアンテナを設計して、上方金属部材を利用してダイバーシティアンテナ（diversity antenna）、ＧＰＳアンテナ、及びＷｉ−Ｆｉ（登録商標）アンテナ等のアンテナを設計する。しかし、上方金属部材の面積は有限であり、ダイバーシティアンテナ、ＧＰＳアンテナ、及びＷｉ−Ｆｉアンテナを全て上方金属部材に統合した場合、さらにアンテナの製造及びデバッグの難しさを間違いなく増加させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記の問題点を考慮してなされたものであり、周波数が調整可能なアンテナ構造体及びこのアンテナ構造体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】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明に係るアンテナ構造体は、接地面、第一枠、アンテナ本体部、及び調節部品を備え、接地面と第一枠との間には、第一スロットが設けられ、アンテナ本体部は、第一スロットに沿って設けられ、調節部品は、第一スロット内に設けられ且つ第一枠及び接地面に電気的に接続される。
【０００６】
また、上記の課題を達成するために、本発明に係る無線通信装置は、アンテナ構造体を備え、アンテナ構造体は、接地面、第一枠、アンテナ本体部、及び調節部品を含み、接地面と第一枠との間には、第一スロットが設けられ、アンテナ本体部は、第一スロットに沿って設けられ、調節部品は、第一スロット内に設けられ且つ第一枠及び接地面と電気的に接続され、調節部品のパラメータを変えることによって、第一スロットの等価長さを調節して、アンテナ構造体の共振モードを調整する。
【発明の効果】
【０００７】
従来の技術とは異なり、本発明のアンテナ構造体は、調節部品を設けて、第一スロットの等価長さを変えることによって、アンテナ構造体の共振モードを調整する。従って、本発明のアンテナ構造体の周波数は、調整可能であり、且つデバッグコストを削減することができる。
【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一部を示す斜視図である。
【図２】図１に示した無線通信装置の平面図である。
【図３】図１に示した無線通信装置のアンテナ構造体のリターンロスを示す第一曲線図である。
【図４】図１に示した無線通信装置のアンテナ構造体の放射効率を示す第一曲線図である。
【図５】図１に示した無線通信装置のアンテナ構造体のリターンロスを示す第二曲線図である。
【図６】図１に示した無線通信装置のアンテナ構造体の放射効率を示す第二曲線図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係るアンテナ構造体１００は、携帯電話機及びタブレットＰＣ等の無線通信装置２００に用いられて、無線信号を送受信することに用いられる。本実施形態において、アンテナ構造体１００は、２．４ＧＨｚ（Ｗｉ−Ｆｉ周波数）、及び５．１５ＧＨｚ〜５．８５ＧＨｚの周波数帯域において動作する。
【００１０】
無線通信装置２００は、それぞれ金属材料からなる第一枠２１０、第二枠２２０、及び接地面２３０を備える。接地面２３０は、互いに垂直に連接された第一側面２３１及び第二側面２３２を含む。第一枠２１０は、第一側面２３１に沿って設けられ、且つ第一側面２３１の一部と当接している。第二枠２２０は、第二側面２３２に沿って設けられている。本実施形態において、第一枠２１０と第二枠２２０とは協働で、無線通信装置２００の金属フレームを構成する。接地面２３０は、無線通信装置２００の本体部の一部分を構成する。接地面２３０と第一枠２１０との間には、矩形の第一スロットＳ１が設けられている。また、第一枠２１０と第二枠２２０とが連接する箇所には第二スロットＳ２が設けられている。
【００１１】
アンテナ構造体１００は、第一スロットＳ１に沿って設けられたアンテナ本体部１を備える。アンテナ本体部１は、フィードイン端子１０と、接地端子２０と、第一連接帯体３０と、第二連接帯体４０と、放射部５０と、を含む。放射部５０は、閉鎖されていない枠状の構造であり、第一放射帯体５１、第二放射帯体５２、及び第三放射帯体５３を含む。第一放射帯体５１、第二放射帯体５２、及び第三放射帯体５３は、順次に連接され、且つ同一平面上に位置する。しかも、第一放射帯体５１、第二放射帯体５２、及び第三放射帯体５３が所在する平面は、接地面２３０に対して平行である。第一放射帯体５１と第三放射帯体５３とは、互いに対して平行となるように且つ間隔をあけて設けられている。第二放射帯体５２の両端は、それぞれ第一放射帯体５１及び第三放射帯体５３に垂直に連接されている。第一放射帯体５１は、第一スロットＳ１の上方に位置し、且つ第一枠２１０に対して平行に延在している。フィードイン端子１０及び接地端子２０は、接地面２３０に垂直に設けられている。フィードイン端子１０の一端は、無線通信装置２００の無線周波送受信回路に電気的に接続され、フィードイン端子１０の他端は、第一連接帯体３０を介して第二放射帯体５２に連接されている。接地端子２０の一端は、接地面２３０に設けられた接地点に電気的に接続され、接地端子２０の他端は、第二連接帯体４０を介して第一放射帯体５１に連接されている。第二連接帯体４０は、逆「Ｌ」字状である。第一連接帯体３０及び第二連接帯体４０は、放射部５０と同一平面上に位置する。
【００１２】
アンテナ構造体１００は、第一スロットＳ１内に設けられた調節部品６０をさらに備える。調節部品６０は、アンテナ構造体１００の共振周波数を調節するために用いられる。調節部品６０の一端は、第一枠２１０に電気的に接続され、調節部品６０の他端は、接地面２３０に電気的に接続されている。調節部品６０は、可変インダクタンス、可変コンデンサ、可変抵抗、又はそれらを組み合せたものである。本実施形態において、調節部品６０は、可変インダクタンスである。また、調節部品６０と接地面２３０とが連接する箇所から第二側面２３２までの垂直距離Ｊ２は、第一スロットＳ１の実際の長さＪ１より短い。可変インダクタンスのセルフインダクタンスＬの値が無限大である場合、何れかの周波数にとって、可変インダクタンスの両端の間は、オープン回路（回路が導通しない状態）と等価である。即ち、第一スロットＳ１の等価長さＪは、第一スロットＳ１の実際の長さＪ１に等しい。また、可変インダクタンスのセルフインダクタンスＬが０である場合、何れかの周波数にとって、可変インダクタンスの両端の間は、短絡と等価である。この時、第一スロットＳ１の等価長さＪは、可変インダクタンスから第二側面２３２までの垂直距離Ｊ２に等しい。従って、可変インダクタンスのセルフインダクタンスＬを調節することによって、第一スロットＳ１の等価長さＪを、第一スロットＳ１の実際の長さＪ１と前記垂直距離Ｊ２との間で変化させることができる。
【００１３】
図３は、調節部品６０を設けない条件下で、第一スロットＳ１の実際長さＪ１を０ｍｍ、１６ｍｍ及び２０ｍｍにそれぞれ設定した場合の、アンテナ構造体１００に対応するリターンロスを示しており、それぞれ曲線３０１、曲線３０２、及び曲線３０３により示される。図３から分かるように、第一スロットＳ１の実際長さＪ１が０ｍｍであり、即ち金属の接地面２３０と第一枠２１０とが完全に連接されて接触している場合、放射部５０の下面が接地面２３０により遮られるため、入力インピーダンスの不一致を招く。これにより、アンテナ構造体１００は、５ＧＨｚ〜６ＧＨｚの間でしか共振モードを有せず、ダブル周波数Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）の共振モードの需要を満たすことができない。図３から分かるように、第一スロットＳ１を設け、且つ第一スロットＳ１の実際の長さＪ１を調節することによって、１つの低周波帯域２ＧＨｚ〜３ＧＨｚの共振モードを増加することができる。第一スロットＳ１の実際の長さＪ１が１６ｍｍから２０ｍｍまで増加される過程において、アンテナ構造体１００は低周波帯域２ＧＨｚ〜３ＧＨｚの間、及び高周波帯域５．１５ＧＨｚ〜５．８５ＧＨｚの間で、それぞれ共振モードを有する。第一スロットＳ１の実際の長さＪ１の長さを微調整することで、アンテナ構造体１００の高周波帯域における入力インピーダンスをマッチングさせることができる。
【００１４】
図４は、第一スロットＳ１の実際の長さＪ１が２０．３５ｍｍに等しい場合のアンテナ構造体１００の放射効率を示している。
【００１５】
図５及び図６は、第一スロットＳ１の実際の長さＪ１が３０ｍｍであり、前記垂直距離Ｊ２が１５ｍｍであり、可変インダクタンスのセルフインダクタンスＬを０．５ｎＨ、２．５ｎＨ及び６．５ｎＨにそれぞれ設定した場合のアンテナ構造体１００に対応するリターンロスを示しており、それぞれ曲線５０１、曲線５０２、及び曲線５０３により示される。図５から分かるように、可変インダクタンスのセルフインダクタンスＬが０．５ｎＨから次第に６．５ｎＨまで増加すると、アンテナ構造体１００の低周波共振周波数は２．６ＧＨｚから２．３ＧＨｚまで低下し、アンテナ構造体１００の高周波帯域幅及び高周波共振周波数は殆ど変わらない。これと同時に、可変インダクタンスのセルフインダクタンスＬが約２．５ｎＨの場合、アンテナ構造体１００の低周波共振周波数は、ほぼ２．４ＧＨｚの近くに位置し、ダブル周波数Ｗｉ−Ｆｉの周波数の需要を満たすことができる。
【００１６】
図６は、第一スロットＳ１の実際の長さＪ１が３０ｍｍであり、可変インダクタンスから第二側面２３２までの垂直距離Ｊ２が１５ｍｍであり、且つ可変インダクタンスのセルフインダクタンスＬが２．６ｎＨである場合のアンテナ構造体１００の放射効率を示している。
【００１７】
つまり、本発明のアンテナ構造体１００は、接地面２３０と第一枠２１０との間で第一スロットＳ１を設けて、第一枠２１０及び接地面２３０の第一スロットＳ１に近い部分をアンテナ構造体１００の共振回路の一部とする。これにより、アンテナ構造体１００の高周波帯域における入力インピーダンスがマッチングする。また、本発明は、第一スロットＳ１の内部に調節部品６０を設けて、調節部品６０のパラメータを変えることによって、第一スロットＳ１の等価長さＪを変更して、高周波共振モードを変えない条件下で、アンテナ構造体１００の低周波帯域における入力インピーダンスをマッチングして、ダブル周波数Ｗｉ−Ｆｉの低周波帯域２．４ＧＨｚ及び高周波帯域５．１５ＧＨｚ〜５．８５ＧＨｚにおける共振モードの需要を満たす。また、調節部品６０を設けることで、第一スロットＳ１の等価の長さＪを変えることは、アンテナをデバッグする過程において、第一スロットＳ１の実際の長さＪ１を繰り返して修正することを避けて、アンテナのデバッグ費用を効果的に低減することができる。
【符号の説明】
【００１８】
１００  アンテナ構造体
１  アンテナ本体部
１０  フィードイン端子
２０  接地端子
３０  第一連接帯体
４０  第二連接帯体
５０  放射部
５１  第一放射帯体
５２  第二放射帯体
５３  第三放射帯体
６０  調節部品
２００  無線通信装置
２１０  第一枠
２２０  第二枠
２３０  接地面
２３１  第一側面
２３２  第二側面
３０１、３０２、３０３、５０１、５０２、５０３  曲線Ｌ  可変インダクタンス
Ｓ１  第一スロット
Ｓ２  第二スロット
Ｊ  等価長さ
Ｊ１  実際の長さ
Ｊ２  垂直距離
【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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