(57)【要約】  本発明は、多重アンテナシステムおよびモバイル端末を提供する。該システムは、金属グランドプレーン、誘電体板、放射パッチ、プローブ型給電ユニット、金属短絡ピンを含む第一タイプのPIFAを含み、ここで放射パッチは、誘電体板の上面に設置され、かつプローブ型給電ユニットおよび金属短絡ピンを使用することによって金属グランドプレーンに接続される、第一タイプのPIFAと、金属グランドプレーン、放射パッチ、給電ユニット、および金属短絡パッチを含む第二タイプのPIFAであって、ここで放射パッチは、給電ユニットおよび金属短絡パッチを使用することによって、金属グランドプレーンに接続される、第一タイプのPIFAと垂直である第二タイプのPIFAと、第二タイプのPIFAに接して、第一タイプのPIFAの誘電体板の上面の横の端に設置された孤立スタブと、を含む。この様な方法で、多重アンテナシステムのアイソレーションは、モバイル端末の要件を満たす。
2016523491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属グランドプレーン（１１）、誘電体板（１２）、放射パッチ（１３）、プローブ型給電ユニット（１５）、および金属短絡ピン（１６）を含む第一タイプの板状逆Fアンテナ（PIFA）（１０）であって、ここで前記放射パッチ（１３）は、前記誘電体板（１２）の上面に設置され、かつ前記プローブ型給電ユニット（１５）および前記金属短絡ピン（１６）を使用することによって前記金属グランドプレーン（１１）に接続される、第一タイプのPIFA（１０）と、
金属グランドプレーン（３１）、放射パッチ（３３）、給電ユニット（３６）、および金属短絡パッチ（３４）を含む第二タイプのPIFA（３０）であって、ここで前記放射パッチ（３３）は、前記給電ユニット（３６）および前記金属短絡パッチ（３４）を使用することによって、前記金属グランドプレーン（３１）に接続される、前記第一タイプの前記PIFA（１０）と垂直である第二タイプのPIFA（３０）と、
前記第二タイプの前記PIFA（３１）に接して、前記第一タイプの前記PIFA（１０）の前記誘電体板（１２）の前記上面の横の端に設置された孤立スタブ（２）と、を含む、
多重アンテナシステム。
【請求項２】
前記第一タイプの前記PIFAから前記第二タイプの前記PIFAへの距離が、プリセット閾値よりも大きいかまたは等しい、請求項１に記載システム。
【請求項３】
前記プリセット閾値が７ｍｍである、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
U字型溝（１４）が、前記第一タイプの前記PIFAの前記放射パッチ上にエッチングされた、請求項１乃至３の何れか一項に記載のシステム。
【請求項５】
L字型スロット（３５、８５）が、前記第二タイプの前記PIFAの前記放射パッチ上にエッチングされた、請求項１乃至４の何れか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記第二タイプの前記PIFAの前記給電ユニットが、L字型同軸給電ユニットである、請求項１乃至５の何れか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記第二タイプの前記PIFAが、L字型折り返し金属グランドプレーン（３２、８２）をさらに含み、前記L字型折り返し金属グランドプレーンが、前記第二タイプの前記PIFAの前記金属グランドプレーンの端に配置された、請求項１乃至６の何れか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記第一タイプの４つのPIFA（１０、２０、５０、６０）および前記第二タイプの４つのPIFA（３０、４０、７０、８０）が存在し、ここで前記第一タイプの前記４つのPIFAは、四角形の４角に設置され、前記第二タイプの２つの前記PIFAは、前記四角形の第一サイドの外側に設置され、前記第二タイプの他の２つのPIFAは、前記四角形の第二サイドの外側に設置され、前記第一サイドは前記第二サイドの反対側であり、および前記第一タイプの前記PIFAのうちの任意の一つから、前記第二タイプのうちの最も近いPIFAへの距離は、７ｍｍよりも大きいか、または等しい、請求項１乃至７の何れか一項に記載のシステム。
【請求項９】
スロットが、前記第二タイプの前記PIFAの前記放射パッチ（８３）上にエッチングされ、前記放射パッチは、長方形から３つの角を切り落とすことによって得られる形である、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記誘電体板の誘電率が、１から１０の間である、請求項１乃至９の何れか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
モバイル端末本体と、請求項１乃至１０の何れか一項に従った前記多重アンテナシステムと、を含み、ここで前記多重アンテナシステムは、前記モバイル端末本体に接続され、かつ前記モバイル端末本体のために信号を送受信するように構成された、モバイル端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている、「ＭＵＬＴＩＰＬＥ−ＡＮＴＥＮＮＡ  ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＯＢＩＬＥ  ＴＥＲＭＩＮＡＬ」という名称の２０１３年６月２８日に中国特許庁に出願した中国特許出願番号第２０１３１０２７０５４９．８号の優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、無線通信技術の分野に関し、特に、多重アンテナシステムおよびモバイル端末に関する。
【０００３】
モバイル通信技術の急速な発展に伴い、小型モバイル端末例えば携帯電話のアプリケーションが、ますます一般的になってきている。基地局と通信し、無線周波数信号を送受信するために小型モバイル端末で使用されるエアインタフェースは、アンテナであり、小型モバイル端末のパワーは、アンテナを使用することによって、電磁波の形で基地局に送信される。従って、アンテナは、モバイル通信技術において重要な役割を果たす。
【０００４】
板状逆Ｆアンテナ（Ｐｌａｎａｒ  Ｉｎｖｅｒｔｅｄ−Ｆ  Ａｎｔｅｎｎａ、ＰＩＦＡ）は、携帯電話に使われる一般的なアンテナであり、小型、軽量、薄型、単純構造、および統合の容易さといったＰＩＦＡの長所により、モバイル端末に徐々に幅広く適用されてきている。
【０００５】
ＰＩＦＡは、４つのパーツを含む。すなわち、金属グランドプレーン、放射パッチ、短絡構造、および給電ネットワークであり、放射パッチは任意の形状であってよい。ＰＩＦＡは、アンテナの動作する波長のちょうど１／４である共振長を有し、サイズが小さく、かつ平坦な構造である。従って、携帯電話のような小型の携帯モバイル端末に適用することができる。
【０００６】
しかしながら、モバイル端末の機能が継続的に向上しているため、多入力多出力（Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ、ＭＩＭＯ）技術が浮上しており、データおよび情報の送受信を実行するために多重アンテナを使用するモバイル端末を必要としている。しかしながら、多重ＰＩＦＡは、モバイル端末のような窮屈で複雑な電磁環境に制限されている。従って、複数の周波数帯域間の高アイソレーションの要件を満たすことができない。
【０００７】
従って、このような事態に鑑みて、本発明の実施形態は、複数の周波数帯域間の高アイソレーションのための要件を満たすために、多重アンテナシステムおよびモバイル端末を提供する。
【０００８】
第一の態様に従って、本発明の実施形態は、金属グランドプレーン、誘電体板、放射パッチ、プローブ型給電ユニット、および金属短絡ピンを含む第一タイプの板状逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）であって、ここで放射パッチは、誘電体板の上面に設置され、かつプローブ型給電ユニットおよび金属短絡ピンを使用することによって金属グランドプレーンに接続される、第一タイプのＰＩＦＡと、金属グランドプレーン、放射パッチ、給電ユニット、および金属短絡パッチを含む第二タイプのＰＩＦＡであって、ここで放射パッチは、給電ユニットおよび金属短絡パッチを使用することによって、金属グランドプレーンに接続される、第一タイプのＰＩＦＡと垂直である第二タイプのＰＩＦＡと、第二タイプのＰＩＦＡに接して、第一タイプのＰＩＦＡの誘電体板の上面の横の端に設置されたアイソレーションスタブと、を含む、多重アンテナシステムを提供する。
【０００９】
第一の態様を参照して、第一の態様の第一の可能な実装方法において、第一タイプのＰＩＦＡから第二タイプのＰＩＦＡへの距離が、プリセット閾値よりも大きいかまたは等しい。
【００１０】
第一の態様の第一の可能な実装方法を参照して、第一の態様の第二の可能な実装方法において、プリセット閾値が７ｍｍである。
【００１１】
第一の態様、あるいは第一の態様の第一または第２の可能な実装方法を参照して、第一の態様の第三の可能な実装方法において、Ｕ字型溝が、第一タイプのＰＩＦＡの放射パッチ上にエッチングされる。
【００１２】
第一の態様、あるいは第一の態様の第一から第三の可能な実装方法のうち任意の一つを参照して、第一の態様の第四の可能な実装方法において、Ｌ字型スロットが、第二タイプのＰＩＦＡの放射パッチ上にエッチングされる。
【００１３】
第一の態様、あるいは第一の態様の第一から第四の可能な実装方法のうち任意の一つを参照して、第一の態様の第五の可能な実装方法において、第二タイプのＰＩＦＡの給電ユニットが、Ｌ字型同軸給電ユニットである。
【００１４】
第一の態様、あるいは第一の態様の第一から第五の可能な実装方法のうち任意の一つを参照して、第一の態様の第六の可能な実装方法において、第二タイプのＰＩＦＡが、Ｌ字型折り返し金属グランドプレーンをさらに含み、Ｌ字型折り返し金属グランドプレーンが、第二タイプのＰＩＦＡの金属グランドプレーンの端に配置される。
【００１５】
第一の態様、あるいは第一の態様の第一から第六の可能な実装方法のうち任意の一つを参照して、第一の態様の第七の可能な実装方法において、第一タイプの４つのＰＩＦＡおよび第二タイプの４つのＰＩＦＡが存在し、ここで第一タイプの４つのＰＩＦＡは、四角形の４角に設置され、第二タイプの２つのＰＩＦＡは、四角形の第一サイドの外側に設置され、第二タイプの他の２つのＰＩＦＡは、四角形の第二サイドの外側に設置され、第一サイドは第二サイドの反対側であり、および第一タイプのＰＩＦＡのうちの任意の一つから、第二タイプのうちの最も近いＰＩＦＡへの距離は、７ｍｍよりも大きいか、または等しい。
【００１６】
第一の態様の第七の可能な実装方法を参照して、第一の態様の第八の可能な実施形態において、スロットが、第二タイプのＰＩＦＡの放射パッチ上にエッチングされ、放射パッチは、長方形から３つの角を切り落とすことによって得られる形である。
【００１７】
第一の態様、あるいは第一の態様の第一から第八の可能な実装方法のうち任意の一つを参照して、第一の態様の第九の可能な実装方法において、誘電体板の誘電率が、１から１０の間である。
【００１８】
第二の態様に従って、本発明の実施形態は、モバイル端末本体と、上述の多重アンテナシステムのうち何れか一つを含むモバイル端末を提供し、ここで多重アンテナシステムは、モバイル端末本体に接続され、かつモバイル端末本体のために信号を送受信するように構成される。
【００１９】
上述で提供された多重アンテナシステムおよびモバイル端末に従って、２つの異なる動作周波数帯域は、二つのＰＩＦＡを使用することによって提供され得る。二つのアンテナは、互いに垂直であり、および二つのアンテナ間の距離は、プリセット閾値より大きいかまたは等しい。これによって、アンテナ間のアイソレーションおよび動作周波数帯域間のアイソレーションは、多重アンテナシステムの動作要件を満たす。加えて、複数の周波数帯域間の高アイソレーションを満たすことを前提として、多重アンテナシステムは、より少ない場所を占める。
【００２０】
本発明の実施形態の技術的解決策をより明確に説明するために、以下の簡単な説明は、実施形態を説明するために必要な添付図面を紹介する。明らかに、以下の説明における添付図面は、本発明のいくつかの実施形態しか示しておらず、当業者は、創造的努力なしにこれらの添付図面から他の図面を導き出すことができよう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に従った、多重アンテナシステムの立体概念図である。
【図２】本発明の別の実施形態に従った、多重アンテナシステムの立体概念図である。
【図３】図２に示した多重アンテナシステムをアジマス面上で図示した概念図である。
【図４ａ】図２における第一タイプのＰＩＦＡ１０の正面図である。
【図４ｂ】第一タイプのＰＩＦＡ１０の側面図である。
【図５ａ】図２における第二タイプのＰＩＦＡ８０の正面図である。
【図５ｂ】第二タイプのＰＩＦＡ８０の側面図である。
【図６ａ】図２で示した多重アンテナシステムの、２．６３１ＧＨｚ〜２．７２２ＧＨｚの周波数帯におけるパラメータＳのシミュレーション図である。
【図６ｂ】図２で示した多重アンテナシステムの、２．６３１ＧＨｚ〜２．７２２ＧＨｚの周波数帯におけるパラメータＳのシミュレーション図である。
【図６ｃ】図２で示した多重アンテナシステムの、２．６３１ＧＨｚ〜２．７２２ＧＨｚの周波数帯におけるパラメータＳのシミュレーション図である。
【図６ｄ】図２で示した多重アンテナシステムの、２．６３１ＧＨｚ〜２．７２２ＧＨｚの周波数帯におけるパラメータＳのシミュレーション図である。
【図７ａ】図２で示した多重アンテナシステムの、３．４４０ＧＨｚ〜３．５２９ＧＨｚの周波数帯におけるパラメータＳのシミュレーション図である。
【図７ｂ】図２で示した多重アンテナシステムの、３．４４０ＧＨｚ〜３．５２９ＧＨｚの周波数帯におけるパラメータＳのシミュレーション図である。
【図７ｃ】図２で示した多重アンテナシステムの、３．４４０ＧＨｚ〜３．５２９ＧＨｚの周波数帯におけるパラメータＳのシミュレーション図である。
【図７ｄ】図２で示した多重アンテナシステムの、３．４４０ＧＨｚ〜３．５２９ＧＨｚの周波数帯におけるパラメータＳのシミュレーション図である。
【図８ａ】２．７ＧＨｚで動作する、第一タイプのＰＩＦＡ１０の正規化された放射方向図である。
【図８ａ】３．５ＧＨｚで動作する、第一タイプのＰＩＦＡ１０の正規化された放射方向図である。
【図９ａ】２．７ＧＨｚで動作する、第二タイプのＰＩＦＡ８０の正規化された放射方向図である。
【図９ｂ】３．５ＧＨｚで動作する、第二タイプのＰＩＦＡ８０の正規化された放射方向図である。
【図１０】本発明の実施形態に従った、モバイル端末の構造概要図である。
【００２２】
本発明の目的、技術的解決策、および利点を明確にするために、以下に添付の図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。明らかに、説明する実施形態は、本発明の一部に過ぎず、全てではない。本発明の実施形態に基づいて、創造的努力なしに当業者によって得られる他の全ての実施形態は、本発明の保護範囲内に入るものとする。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態に従った、多重アンテナシステムの立体概念図である。本実施形態において、多重アンテナシステムは、第一タイプのＰＩＦＡ１０、第二タイプのＰＩＦＡ３０、およびアイソレーションスタブ２を含む。
【００２４】
第一タイプのＰＩＦＡ１０は、方位面（例えば、図１におけるｘｏｙ座標面）上に配置され、かつ金属グランドプレーン１１、誘電体板１２、放射パッチ１３、プローブ型給電ユニット１５、および金属短絡ピン１６を含む。
【００２５】
放射パッチ１３は、誘電体板１２の上面に配置されかつプローブ型給電ユニット１５と金属短絡ピン１６を使用することによって、金属グランドプレーン１１に接続される。
【００２６】
アイソレーションスタブ２は、パッチであり、および第一タイプのＰＩＦＡ１０と第二タイプのＰＩＦＡ３０との間のアイソレーションを向上させるために、誘電体板１２の上面の、第二タイプのＰＩＦＡ３０に接近した、端に配置される。
【００２７】
第二タイプのＰＩＦＡ３０は、アジマス面と垂直に側面（side view plane）（例えば、図１におけるｘｏｚ座標面）上に配置される。つまり、第一タイプのＰＩＦＡ１０および第二タイプのＰＩＦＡ３０は、互いに直角であり、これによってアンテナ間の連結を減らし、およびアンテナ間の連結を改善する。第二タイプのＰＩＦＡ３０は、金属グランドプレーン３１、放射パッチ３３、給電ユニット３６および金属短絡パッチ３４を含む。放射パッチ３３は、給電ユニット３６および金属短絡パッチ３４を使用することによって、金属グランドプレーン３１に接続される。
【００２８】
第一タイプのＰＩＦＡ１０から第二タイプのＰＩＦＡ３０への距離は、プリセット閾値（例えば７ｍｍ）よりも大きいか、または等しく設定され、アンテナ間のアイソレーションをさらに向上することができる。
【００２９】
本実施形態で提供される多重アンテナシステムに従って、二つの異なる動作周波数帯域は、二つのＰＩＦＡを使用することによって提供され得る。二つのアンテナは、互いに垂直であり、二つのアンテナ間の距離は、プリセット閾値よりも大きいかまたは等しく、および二つのアンテナはアイソレーションスタブによってアイソレートされ、これによってアンテナ間のアイソレーションおよび動作周波数帯域間のアイソレーションは、多重アンテナシステムの動作要件を満たす。加えて、ＰＩＦＡは小型であり、これによって多重アンテナシステムはよりサイズが小さくなり、アンテナの数のさらなる増加を容易にし、およびモバイル端末の可能な体積をさらに縮小させる。
【００３０】
さらに、Ｕ字型溝１４は、第一タイプのＰＩＦＡ１０の放射パッチ１３上に配置されてもよく、これによって、第一タイプのＰＩＦＡ１０は、二つの異なる電流路を生成することができる。その結果、第一タイプのＰＩＦＡ１０が、二つの動作周波数帯域を実装することを可能にする。
【００３１】
さらに、給電ユニット３６は、Ｌ字型同軸給電ユニットであってもよい。Ｌ字型スロット３５は、第二タイプのＰＩＦＡ３０の放射パッチ３３上に配置されてもよく、これによって、第二タイプのＰＩＦＡ３０は、二つの異なる電流路を生成することができる。その結果、第二タイプのＰＩＦＡ３０が、二つの動作周波数帯域を実装することを可能にする。
【００３２】
さらに、側面上に第二タイプの複数のＰＩＦＡがある場合、直線型スロット３７が第二タイプのＰＩＦＡ３０の放射パッチ３３上に配置されてもよく、かつ放射パッチ３３の３つの角が切り落とされる。これは、高周波数帯域で動作する第二タイプのＰＩＦＡ３０の放射パッチ上の電流の流向を変える。その結果、側面上で、高周波数帯域における第二タイプのＰＩＦＡ間のアイソレーションを向上する。
【００３３】
さらに、第二タイプのＰＩＦＡ３０は、Ｌ字型折り返し金属グランドプレーン３２をさらに含んでもよく、これは第二タイプの複数のＰＩＦＡ３０間のアイソレーションをさらに向上することができる。
【００３４】
図２は、本発明の別の実施形態に従った多重アンテナシステムの立体概念図である。本実施形態において、多重アンテナシステムは、第一タイプの４つのＰＩＦＡ、すなわち第一タイプのＰＩＦＡ１０、第一タイプのＰＩＦＡ２０、第一タイプのＰＩＦＡ５０、および第一タイプのＰＩＦＡ６０と、第二タイプの４つのＰＩＦＡ、すなわち第二タイプのＰＩＦＡ３０、第二タイプのＰＩＦＡ４０、第二タイプのＰＩＦＡ７０、および第二タイプのＰＩＦＡ８０と、を含む。
【００３５】
第一タイプのＰＩＦＡ１０、第一タイプのＰＩＦＡ２０、第一タイプのＰＩＦＡ５０、および第一タイプのＰＩＦＡ６０は、アジマス面（例えば、図１におけるｘ軸およびｙ軸が位置する面）上に配置される。ｙ軸の方向において、第一タイプのＰＩＦＡ１０と第一タイプのＰＩＦＡ２０との間の距離は、Ｗｌ＝３０ｍｍである。ｘ軸の方向において、第一タイプのＰＩＦＡ２０と第一タイプのＰＩＦＡ６０との間の距離は、Ｌｌ＝２０ｍｍである。第一タイプのＰＩＦＡ１０および第一タイプのＰＩＦＡ２０は、誘電率εｒ＝４．４の誘電体板を使用することによって、第一タイプのＰＩＦＡ５０および第一タイプのＰＩＦＡ６０と接続される。注目すべきは、ｙ軸の方向において、第一タイプのＰＩＦＡ１０と第一タイプのＰＩＦＡ２０との間の距離が第一タイプのＰＩＦＡ１０と第一タイプのＰＩＦＡ２０との間のアイソレーションのための要件を満たすことができるならば、上記距離が、３０ｍｍより少なくてもよく、または３０ｍｍよりも大きくてもよい。ｘ軸の方向において、距離が第一タイプのＰＩＦＡ１０と第一タイプのＰＩＦＡ２０との間のアイソレーションのための要件を満たすことができるならば、第一タイプのＰＩＦＡ２０と第一タイプのＰＩＦＡ６０との間の距離は、２０ｍｍより少なくてもよく、または２０ｍｍよりも大きくてもよい。前述の誘電率は、別の値に設定されてもよい。
【００３６】
第二タイプのＰＩＦＡ３０、第二タイプのＰＩＦＡ４０、第二タイプのＰＩＦＡ７０、および第二タイプのＰＩＦＡ８０は、側面上に配置される。ｙ軸の方向において、第二タイプのＰＩＦＡ７０と第二タイプのＰＩＦＡ８０との間の距離は、Ｗ２＝１０ｍｍである。
【００３７】
側面は、アジマス面と垂直である。ｘ軸の方向において、第一タイプのＰＩＦＡ６０と第二タイプのＰＩＦＡ８０との間、第一タイプのＰＩＦＡ５０と第二タイプのＰＩＦＡ７０との間、第一タイプのＰＩＦＡ１０と第二タイプのＰＩＦＡ３０との間、および第一タイプのＰＩＦＡ６０と第二タイプのＰＩＦＡ４０との間の距離は、すべてＬｌ≧７ｍｍである。第二タイプのＰＩＦＡ３０、第一タイプのＰＩＦＡ１０、第一タイプのＰＩＦＡ５０、および第二タイプのＰＩＦＡ７０は、ｘｏｚ座標面に対して、第二タイプのＰＩＦＡ４０、第一タイプのＰＩＦＡ２０、第一タイプのＰＩＦＡ６０、および第二タイプのＰＩＦＡ８０と、それぞれ対称である。第二タイプのＰＩＦＡ３０、第二タイプのＰＩＦＡ４０、第一タイプのＰＩＦＡ１０、および第一タイプのＰＩＦＡ２０は、ｙｏｚ座標面に対して、第二タイプのＰＩＦＡ７０、第二タイプのＰＩＦＡ８０、第一タイプのＰＩＦＡ５０、および第一タイプのＰＩＦＡ６０と、それぞれ対称である。つまり、アジマス面上の４つのアンテナ、すなわち第一タイプのＰＩＦＡ１０、第一タイプのＰＩＦＡ２０、第一タイプのＰＩＦＡ５０、および第一タイプのＰＩＦＡ６０は、側面上の４つのアンテナ、すなわち第二タイプのＰＩＦＡ３０、第二タイプのＰＩＦＡ４０、第二タイプのＰＩＦＡ７０、および第二タイプのＰＩＦＡ８０と直交偏波関係を有する。
【００３８】
第一タイプのＰＩＦＡ１０、第一タイプのＰＩＦＡ２０、第一タイプのＰＩＦＡ５０、および第一タイプのＰＩＦＡ６０は、同一の構造内にあり、かつ、全てが金属グランドプレーン、誘電体板、放射パッチ、プローブ型給電ユニット、および金属短絡ピンを含む。
【００３９】
以下は、第一タイプのＰＩＦＡの構造を説明するために、第一タイプのＰＩＦＡ１０を使用する。
【００４０】
第一タイプのＰＩＦＡ１０は、金属グランドプレーン１１、誘電体板１２、放射パッチ１３、プローブ型給電ユニット１５、および金属短絡ピン１６を含む。
【００４１】
図４ａおよび図４ｂに示すように、金属グランドプレーン１１の長さはａｌ＝４５ｍｍ、金属グランドプレーン１１の幅はａｗ＝２０ｍｍ、誘電体板１２の長さはｂｌ＝４０ｍｍ、誘電体板１２の幅はｂｗ＝２０ｍｍ、誘電体板１２の高さはｈｌ＝０．９ｍｍである。放射パッチ１３の長さはｃｌ＝１１．９ｍｍ、放射パッチ１３の幅はｃｗ＝１０ｍｍ、放射パッチ１３から金属グランドプレーン１１の短辺までの水平距離はｇ＝８．３ｍｍ、および放射パッチ１３から金属グランドプレーン１１の長辺までの水平距離は、ｉ＝８ｍｍである。
【００４２】
放射パッチ１３は、誘電体板１２の上面にプリント（ｐｒｉｎｔ）され、および金属短絡ピン１６を使用することによって、金属グランドプレーン１１に接続される。発泡支持体９は、誘電体板１２と金属グランドプレーン１１との間を支持するものとして使用される。
【００４３】
Ｕ字型溝１４は、放射パッチ１３上にエッチングされる。例えば、Ｕ字型溝１４の長さはｄｌ＝１０．５５ｍｍ、Ｕ字型溝１４の幅はｄｗ＝９．４ｍｍ、Ｕ字型溝１４の線幅はＷ＝０．３ｍｍ、Ｕ字型溝１４の基部側から放射パッチ１３の基部側までの距離はｖ＝０．４ｍｍ、およびＵ字型溝１４の右側から放射パッチ１３の右側までの距離およびＵ字型溝１４の左側から放射パッチ１３の左側までの距離はどちらも０．３ｍｍである。Ｕ字型溝１４がエッチング加工された後、第一タイプのＰＩＦＡ１０は２つの周波数帯域、２．５５８ＧＨｚ−２．８０１ＧＨｚと３．３８７ＧＨｚ−３．６６６ＧＨｚにおいて動作することが可能である。第一タイプのＰＩＦＡ１０は、ｃｌとｃｗの値およびｄｌとｄｗの値を調整することによって、別の２つの周波数帯域において動作することが可能であってもよい。これによって、第一タイプのＰＩＦＡの異なる動作周波数帯域の要件を満たす。
【００４４】
プローブ型給電ユニット１５の半径は０．７ｍｍ、プローブ型給電ユニット１５の高さは９．５５ｍｍ、およびプローブ型給電ユニット１５の中心から放射パッチ１３の基部側までの距離は７．２ｍｍである。
【００４５】
金属短絡ピン１６の半径は０．５ｍｍ、金属短絡ピン１６の高さは９．５５ｍｍ、および金属短絡ピン１６の中心からプローブ型給電ユニット１５の中心までの距離は３．８ｍｍである。
【００４６】
第一タイプのＰＩＦＡ１０の動作帯域幅およびインピーダンスマッチング特性は、プローブ型給電ユニット１５と金属短絡ピン１６の半径、位置、および高さを調整することによって、調整されることができる。
【００４７】
アイソレーションスタブ３は、誘電体板１２の上面にプリントされる。アイソレーションスタブ３は、７０ｍｍの長さ、１．５ｍｍの幅を有する長方形の金属パッチであり、第一タイプのＰＩＦＡと第二タイプのＰＩＦＡとの間に配置される。図２から分かるように、第一タイプのＰＩＦＡ１０の誘電体板と第一タイプのＰＩＦＡ２０の誘電体板は、第二タイプのＰＩＦＡ３０および第二タイプのＰＩＦＡ４０に接近した側面に接続され、接続部の幅はアイソレーションスタブ３の幅と同じである。
【００４８】
アイソレーションスタブ３は、２．７ＧＨｚ周辺の範囲で共振し、アンテナが２．６７５ＧＨｚ−２．７６２ＧＨｚの周波数帯域で動作するとき、およそ２．５ｄＢでアンテナ間のアイソレーションを増加することができる。
【００４９】
第二タイプのＰＩＦＡ３０、第二タイプのＰＩＦＡ４０、第二タイプのＰＩＦＡ７０、および第二タイプのＰＩＦＡ８０は、同一の構造内にあり、かつ、全てが金属グランドプレーン、Ｌ字型折り返し金属グランドプレーン、Ｌ字型同軸給電ユニット、金属短絡パッチ、および放射パッチを含む。
【００５０】
以下は、第二タイプのＰＩＦＡの構造を説明するために、第二タイプのＰＩＦＡ８０を使用する。
【００５１】
第二タイプのＰＩＦＡ８０は、金属グランドプレーン８１、Ｌ字型折り返し金属グランドプレーン８２、Ｌ字型同軸給電ユニット８６、金属短絡パッチ８４、および放射パッチ８３を含む。
【００５２】
図５ａに示すように、金属グランドプレーン８１の長さはａ１ｌ＝３０ｍｍであり、および金属グランドプレーン８１の幅はａ１ｗ＝８．６ｍｍである。Ｌ字型折り返し金属グランドプレーン８２は、金属グランドプレーン８１の端上に配置される。Ｌ字型折り返し金属グランドプレーン８２の高さはｈ８＝８ｍｍであり、およびＬ字型折り返し金属グランドプレーン８２の長さおよび幅はそれぞれｂ１ｌ＝３ｍｍ、ｂ１ｗ＝５ｍｍである。Ｌ字型折り返し金属グランドプレーン８２は、第二タイプのＰＩＦＡ８０の小型化を実現し、その結果、アンテナによって占められるスペースを削減する。
【００５３】
放射パッチ８３は、金属短絡パッチ８４を使用することによって、金属グランドプレーン８１に接続される。
【００５４】
放射パッチ８３は、Ｌ字型スロット８５をエッチング加工されかつ直線型スロット８７を配置され、および長方形金属パッチから３つの角を切り落とすことによって得られる形状である、金属パッチである。
【００５５】
放射パッチ８３の長さはｃ１ｌ＝２２．８ｍｍ、放射パッチ８３の幅はｃ１ｗ＝８．４ｍｍ、放射パッチ８３から金属グランドプレーン８１までの水平距離はそれぞれｌ＝０．２ｍｍ、ｍ＝４．５ｍｍである。
【００５６】
Ｌ字型スロット８５の長さはｅｌ＝１５．３ｍｍ、Ｌ字型スロット８５の幅はｅｗ＝５．５ｍｍである。Ｌ字型スロット８５のスロット幅は１ｍｍである。Ｌ字型スロット８５の基部側から放射パッチ８３の基部側までの距離は３．１ｍｍである。Ｌ字型スロット８５の左側から放射パッチ８３の左側までの距離は２．９ｍｍである。Ｌ字型スロット８５がエッチング加工された後、第二タイプのＰＩＦＡ８０は、二つの周波数帯域、２．６３１ＧＨｚ−２．７２２ＧＨｚおよび３．４４０ＧＨｚ−３．５２９ＧＨｚで動作することができる。第二タイプのＰＩＦＡ８０によって要求される二つの動作周波数帯域は、ｃ１ｌとｃ１ｗの値およびｅｌとｅｗの値を調整することによって取得することができる。
【００５７】
切り落とされた３つの角のうち、２つの角は２ｍｍの辺長を有し、他の１つの角は１ｍｍの辺長を有する。
【００５８】
直線型スロット８７の幅は０．１ｍｍであり、および直線型スロット８７の長さは６．５ｍｍである。長方形の金属パッチから３つの角を切り落とし、および残りの金属パッチ上のスロットを処理することは、第二タイプのＰＩＦＡが高周波数帯域で動作するとき、第二タイプのＰＩＦＡ間のアイソレーションを向上することができる。
【００５９】
Ｌ字型同軸給電ユニット８６の幅は７．５ｍｍであり、およびＬ字型同軸給電ユニット８６の高さは６ｍｍである。Ｌ字型同軸給電ユニット８６は、角で長方形を切り落とすことによって得られる長方形の形状であり、切り落とされた長方形の長さは３ｍｍであり、および切り落とされた長方形の幅は４ｍｍである。
【００６０】
第二タイプのＰＩＦＡ３０、第二タイプのＰＩＦＡ４０、第二タイプのＰＩＦＡ７０、および第二タイプのＰＩＦＡ８０が同一の構造内にであるため、長方形を切り落とすことは、周波数帯域３．４６６ＧＨｚ−３．５４６ＧＨｚにおいて、第二タイプのＰＩＦＡ７０と第二タイプのＰＩＦＡ８０との間および第二タイプのＰＩＦＡ３０と第二タイプのＰＩＦＡ４０との間のアイソレーションを効果的に向上することができる。
【００６１】
金属短絡パッチ８４からＬ型同軸給電ユニット８６への距離は、４．５ｍｍである。金属短絡パッチ８４の幅は０．９ｍｍであり、金属短絡パッチ８４の高さは８ｍｍである。
【００６２】
アンテナの動作周波数帯域およびインピーダンスマッチング特性は、Ｌ字型同軸給電ユニット８６および金属短絡パッチ８４の位置、幅、および高さを設定することによって調整することができる。
【００６３】
本実施形態で提供する多重アンテナシステムは、第一タイプの４つのＰＩＦＡと第二タイプの４つのＰＩＦＡを含む。アジマス面上のアンテナから側面上の最も近いアンテナまでの距離は、７ｍｍに等しい。８つのアンテナのそれぞれは、独自の独立した金属グランドプレーンを有し、アンテナが２つの周波数帯域で動作するとき、アンテナ間のアイソレーションをある程度向上する。さらに、アジマス面上の４つのアンテナと側面上の４つのアンテナとの間の直交偏波関係は、２つの周波数帯域においてアンテナ間のアイソレーションをさらに向上する。Ｌ字型スロットは、側面上の４つのアンテナの放射パッチ上にエッチングされるため、アンテナは２つの周波数帯域、すなわち２．６３１ＧＨｚ−２．７２２ＧＨｚおよび３．４４０ＧＨｚ−３．５２９ＧＨｚで動作することが可能である。側面上の４つのアンテナは、Ｌ字型同軸給電ユニットを使用するため、高周波数帯域におけるアンテナの給電ユニット上の電流の流向は、含まれる９０度の角度を示し、高周波数帯域においてアンテナ間のアイソレーションを大幅に向上する。スロットが側面上の４つのアンテナの放射パッチ上にエッチングされ、かつ３つの直角三角形が放射パッチから切り落とされるので、高周波数帯域における放射パッチの電流の流向が変更され、その結果、高周波数帯域におけるアンテナ間のアイソレーションが向上する。単純なアイソレーションスタブが使用され、これによってアンテナはアイソレーションスタブで共振を生成し、低周波数帯域において、アジマス面上の４つのアンテナと側面上の４つのアンテナとの間のアイソレーションが大幅に向上する。折り返し金属グランドプレーンが使用され、これによって第二タイプの複数のアンテナ間のアイソレーションをさらに向上する。ＰＩＦＡが使用されるので、多重アンテナシステムは、単純、小型でコンパクトな構成、容易な製造、および低コストを特徴とし、無線周波数フロントエンドマイクロ波回路と容易に統合される。また、アンテナの共振動作点は、放射パッチ、Ｕ字型溝、Ｌ字型スロット、同軸給電ユニット、短絡ユニット、およびアイソレーションスタブ、のサイズおよび位置を変えることによって調整することができる。これによって、異なるアプリケーションの要件を満たす。
【００６４】
図２の多重アンテナシステムのパラメータＳのシミュレーション結果を図６ａから図６ｄおよび図７ａから図７ｄに示す。
【００６５】
図６ａにおいて、Ｓ１１は第一タイプのＰＩＦＡ１０のインピーダンスマッチング特性を示し、Ｓ２２は第一タイプのＰＩＦＡ２０のインピーダンスマッチング特性を示し、Ｓ３３は第二タイプのＰＩＦＡ３０のマッチング特性を示し、およびＳ４４は第二タイプのＰＩＦＡ４０のインピーダンスマッチング特性を示す。第一タイプのＰＩＦＡ１０および第一タイプのＰＩＦＡ２０の動作周波数レンジは、２．５５８ＧＨｚ−２．８０１ＧＨｚであり、第二タイプのＰＩＦＡ３０および第二タイプのＰＩＦＡ４０の動作周波数レンジは、２．６３１ＧＨｚ−２．７２２ＧＨｚであることがわかる。
【００６６】
図６ｂにおいて、Ｓ１２は第一タイプのＰＩＦＡ１０と第一タイプのＰＩＦＡ２０との間のアイソレーションを示し、Ｓ１３は第一タイプのＰＩＦＡ１０と第二タイプのＰＩＦＡ３０との間のアイソレーションを示し、Ｓ１４は第一タイプのＰＩＦＡ１０と第二タイプのＰＩＦＡ４０との間のアイソレーションを示し、Ｓ３４は第二タイプのＰＩＦＡ３０と第二タイプのＰＩＦＡ４０との間のアイソレーションを示す。Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４、およびＳ３４はすべて−２０ｄＢ未満であることがわかる。
【００６７】
図６ｃにおいて、Ｓ１５は第一タイプのＰＩＦＡ１０と第一タイプのＰＩＦＡ５０との間のアイソレーションを示し、Ｓ１６は第一タイプのＰＩＦＡ１０と第二タイプのＰＩＦＡ６０との間のアイソレーションを示し、Ｓ１７は第一タイプのＰＩＦＡ１０と第二タイプのＰＩＦＡ７０との間のアイソレーションを示し、Ｓ１８は第一タイプのＰＩＦＡ１０と第二タイプのＰＩＦＡ８０との間のアイソレーションを示す。Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７、およびＳ１８はすべて−２０ｄＢ未満であることがわかる。
【００６８】
図６ｄにおいて、Ｓ３５は第二タイプのＰＩＦＡ３０と第一タイプのＰＩＦＡ５０との間のアイソレーションを示し、Ｓ３６は第二タイプのＰＩＦＡ３０と第一タイプのＰＩＦＡ６０との間のアイソレーションを示し、Ｓ３７は第二タイプのＰＩＦＡ３０と第二タイプのＰＩＦＡ７０との間のアイソレーションを示し、Ｓ３８は第二タイプのＰＩＦＡ３０と第二タイプのＰＩＦＡ８０との間のアイソレーションを示す。Ｓ３５、Ｓ３６、Ｓ３７、およびＳ３８はすべて−２５ｄＢ未満であることがわかる。
【００６９】
図７ａにおいて、第一タイプのＰＩＦＡ１０および第一タイプのＰＩＦＡ２０の動作周波数レンジは、３．３８７ＧＨｚ−３．６６６ＧＨｚであり、第二タイプのＰＩＦＡ３０および第二タイプのＰＩＦＡ４０の動作周波数レンジは、３．４４０ＧＨｚ−３．５２９ＧＨｚであることがわかる。
【００７０】
図７ｂにおいて、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４およびＳ３４は、すべて−２０ｄＢ未満である。
【００７１】
図７ｃにおいて、Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７およびＳ１８は、すべて−２５ｄＢ未満である。
【００７２】
図７ｄにおいて、Ｓ３５、Ｓ３６、Ｓ３７およびＳ３８は、すべて−２５ｄＢ未満である。
【００７３】
図２で示した多重アンテナシステムは、２つの周波数帯で動作している。すなわち、２．６３１ＧＨｚ−２．７２２ＧＨｚおよび３．４４０ＧＨｚ−３．５２９ＧＨｚである。２．７ＧＨｚでの帯域幅は、９１ＭＨｚであり、３．５ＧＨｚでのインピーダンス帯域幅は、８９ＭＨｚである。図２に示す多重アンテナシステムのアンテナ間のアイソレーションが、２つの周波数帯、２．６３１ＧＨｚ−２．７２２ＧＨｚおよび３．４４０ＧＨｚ−３．５２９ＧＨｚにおいて相対的に高い（少なくとも−２０ｄＢ未満）ことが、図６ｂから図６ｄおよび図７ｂから図７ｄよりさらにわかる。
【００７４】
図２で示す多重アンテナシステムの正規化した放射方向のシミュレーション結果が、図８ａ、図８ｂ、図９ａ、および図９ｂで示される。
【００７５】
図８ａは、２．７ＧＨｚで動作する第一タイプのＰＩＦＡ１０の正規化した放射方向の図であり、第一タイプのＰＩＦＡ１０の放射を示している。
【００７６】
図８ｂは、３．５ＧＨｚで動作する第一タイプのＰＩＦＡ１０の正規化した放射方向の図である。
【００７７】
図９ａは、２．７ＧＨｚで動作する第一タイプのＰＩＦＡ８０の正規化した放射方向の図である。
【００７８】
図９ｂは、３．５ＧＨｚで動作する第二タイプのＰＩＦＡ８０の正規化した放射方向の図である。第一タイプのＰＩＦＡ１０および第二タイプのＰＩＦＡ８０が、より良好な等方性の放射特性を有することが分かる。
【００７９】
図２に示される多重アンテナシステムは、ｘｏｚ座標面およびｙｏｚ座標面の両方に関して左右対称である。従って、パラメータＳのシミュレーション結果および別のアンテナの正規化した放射方向の図は上述したシミュレーション結果と同一であり、詳細はここに再度説明はしない。
【００８０】
従って、図２で示す多重アンテナシステムは、小型携帯電話端末の多重アンテナシステムであり、２周波バンド、高アイソレーション、容易な実装の要件を満たすことができる。図２で示す多重アンテナシステムのために、２．６３１ＧＨｚ−２．７２２ＧＨｚの周波数帯域および３．４４０ＧＨｚ−３．５２９ＧＨｚｎの周波数帯域の両方において、−１０ｄＢ未満であるインピーダンスマッチング値は、２．６３１ＧＨｚ−２．７２２ＧＨｚの周波数帯域および３．４４０ＧＨｚ−３．５２９ＧＨｚの周波数帯域においてそれぞれ比較的高いアイソレーション（−２０ｄＢ未満）を有し、次世代モバイル通信システムの要件を満たす。
【００８１】
図１０は、本発明の別の実施形態に従ったモバイル端末の概要構成図である。本実施形態で提供するモバイル端末は、モバイル端末本体１０１、アンテナシステム１０２を含み、ここでモバイル端末本体１０１は、モバイル端末のプロセッサおよびメモリといった基本機能コンポーネントを含む。アンテナシステム１０２は、上述した実施形態の多重アンテナシステムのうち任意の１つであってもよく、モバイル端末本体１０１のために信号を送受信するために使用される。モバイル端末本体１０１は、アンテナシステム１０２によって受信された信号を処理し、信号を生成し、およびアンテナシステム１０２を使用することによって信号を送信する。
【００８２】
本実施形態において提供するモバイル端末は、上述した多重アンテナシステムを使用し、体積を小さくすることを達成するだけでなく、できるだけ多くのアンテナを比較的小さな空間に配置することができるため、モバイル端末の通信パフォーマンスをさらに向上することができる。
【００８３】
最後に、上述の実施形態は、本発明を限定するのではなく、本発明の技術的な解決策を説明するように意図されているに過ぎないことに留意されたい。本発明が実施形態に関連して詳細に説明されているが、当業者は、当業者が、本発明の実施形態の技術的な解決策の範囲を逸脱することなく、実施形態で説明された技術的な解決策に対する修正をやはり行うことができ、またはそれらの技術的な解決策の一部または全ての技術的な特徴に対して均等な置換えを行うことができることを理解するはずである。
【符号の説明】
【００８４】
１０  第一タイプのＰＩＦＡ
１１  金属グランドプレーン
１２  誘電体板
１３  放射パッチ
１４  Ｕ字型溝
１５  プローブ型給電ユニット
１６  金属短絡ピン
２０  第一タイプのＰＩＦＡ
３０  第二タイプのＰＩＦＡ
３１  金属グランドプレーン
３２  Ｌ字型折り返し金属グランドプレーン
３３  放射パッチ
３４  金属短絡パッチ
３５  Ｌ字型スロット
３６  給電ユニット
３７  直線型スロット
４０  第二タイプのＰＩＦＡ
５０  第一タイプのＰＩＦＡ
６０  第一タイプのＰＩＦＡ
７０  第二タイプのＰＩＦＡ
８０  第二タイプのＰＩＦＡ
８１  金属グランドプレーン
８２  Ｌ字型折り返し金属グランドプレーン
８３  放射パッチ
８４  金属短絡パッチ
８５  Ｌ字型スロット
８６  Ｌ字型同軸給電ユニット
８７  直線型スロット
１０１  モバイル端末本体
１０２  アンテナシステム
【図１】
2016523491.tif 000003
【図２】
2016523491.tif 000004
【図３】
2016523491.tif 000005
【図４ａ】
2016523491.tif 000006
【図４ｂ】
2016523491.tif 000007
【図５ａ】
2016523491.tif 000008
【図５ｂ】
2016523491.tif 000009
【図６ａ】
2016523491.tif 000010
【図６ｂ】
2016523491.tif 000011
【図６ｃ】
2016523491.tif 000012
【図６ｄ】
2016523491.tif 000013
【図７ａ】
2016523491.tif 000014
【図７ｂ】
2016523491.tif 000015
【図７ｃ】
2016523491.tif 000016
【図７ｄ】
2016523491.tif 000017
【図８ａ】
2016523491.tif 000018
【図８ｂ】
2016523491.tif 000019
【図９ａ】
2016523491.tif 000020
【図９ｂ】
2016523491.tif 000021
【図１０】
2016523491.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成28年1月29日(2016.1.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている、「ＭＵＬＴＩＰＬＥ−ＡＮＴＥＮＮＡ  ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＯＢＩＬＥ  ＴＥＲＭＩＮＡＬ」という名称の２０１３年６月２８日に中国特許庁に出願した中国特許出願番号第２０１３１０２７０５４９．８号の優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、無線通信技術の分野に関し、特に、多重アンテナシステムおよびモバイル端末に関する。
【０００３】
モバイル通信技術の急速な発展に伴い、小型モバイル端末例えば携帯電話のアプリケーションが、ますます一般的になってきている。基地局と通信し、無線周波数信号を送受信するために小型モバイル端末で使用されるエアインタフェースは、アンテナであり、小型モバイル端末のパワーは、アンテナを使用することによって、電磁波の形で基地局に送信される。従って、アンテナは、モバイル通信技術において重要な役割を果たす。
【０００４】
板状逆Ｆアンテナ（Ｐｌａｎａｒ  Ｉｎｖｅｒｔｅｄ−Ｆ  Ａｎｔｅｎｎａ、ＰＩＦＡ）は、携帯電話に使われる一般的なアンテナであり、小型、軽量、薄型、単純構造、および統合の容易さといったＰＩＦＡの長所により、モバイル端末に徐々に幅広く適用されてきている。
【０００５】
ＰＩＦＡは、４つのパーツを含む。すなわち、金属グランドプレーン、放射パッチ、短絡構造、および給電ネットワークであり、放射パッチは任意の形状であってよい。ＰＩＦＡは、アンテナの動作する波長のちょうど１／４である共振長を有し、サイズが小さく、かつ平坦な構造である。従って、携帯電話のような小型の携帯モバイル端末に適用することができる。
【０００６】
しかしながら、モバイル端末の機能が継続的に向上しているため、多入力多出力（Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ、ＭＩＭＯ）技術が浮上しており、データおよび情報の送受信を実行するために多重アンテナを使用するモバイル端末を必要としている。しかしながら、多重ＰＩＦＡは、モバイル端末のような窮屈で複雑な電磁環境に制限されている。従って、複数の周波数帯域間の高アイソレーションの要件を満たすことができない。
【０００７】
従って、このような事態に鑑みて、本発明の実施形態は、複数の周波数帯域間の高アイソレーションのための要件を満たすために、多重アンテナシステムおよびモバイル端末を提供する。
【０００８】
第一の態様に従って、本発明の実施形態は、金属グランドプレーン、誘電体板、放射パッチ、プローブ型給電ユニット、および金属短絡ピンを含む第一タイプの板状逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）であって、ここで放射パッチは、誘電体板の上面に設置され、かつプローブ型給電ユニットおよび金属短絡ピンを使用することによって金属グランドプレーンに接続される、第一タイプのＰＩＦＡと、金属グランドプレーン、放射パッチ、給電ユニット、および金属短絡パッチを含む第二タイプのＰＩＦＡであって、ここで放射パッチは、給電ユニットおよび金属短絡パッチを使用することによって、金属グランドプレーンに接続される、第一タイプのＰＩＦＡと垂直である第二タイプのＰＩＦＡと、第二タイプのＰＩＦＡに接して、第一タイプのＰＩＦＡの誘電体板の上面の横の端に設置されたアイソレーションスタブと、を含む、多重アンテナシステムを提供する。
【０００９】
第一の態様を参照して、第一の態様の第一の可能な実装方法において、第一タイプのＰＩＦＡから第二タイプのＰＩＦＡへの距離が、プリセット閾値よりも大きいかまたは等しい。
【００１０】
第一の態様の第一の可能な実装方法を参照して、第一の態様の第二の可能な実装方法において、プリセット閾値が７ｍｍである。
【００１１】
第一の態様、あるいは第一の態様の第一または第２の可能な実装方法を参照して、第一の態様の第三の可能な実装方法において、Ｕ字型溝が、第一タイプのＰＩＦＡの放射パッチ上にエッチングされる。
【００１２】
第一の態様、あるいは第一の態様の第一から第三の可能な実装方法のうち任意の一つを参照して、第一の態様の第四の可能な実装方法において、Ｌ字型スロットが、第二タイプのＰＩＦＡの放射パッチ上にエッチングされる。
【００１３】
第一の態様、あるいは第一の態様の第一から第四の可能な実装方法のうち任意の一つを参照して、第一の態様の第五の可能な実装方法において、第二タイプのＰＩＦＡの給電ユニットが、Ｌ字型同軸給電ユニットである。
【００１４】
第一の態様、あるいは第一の態様の第一から第五の可能な実装方法のうち任意の一つを参照して、第一の態様の第六の可能な実装方法において、第二タイプのＰＩＦＡが、Ｌ字型折り返し金属グランドプレーンをさらに含み、Ｌ字型折り返し金属グランドプレーンが、第二タイプのＰＩＦＡの金属グランドプレーンの端に配置される。
【００１５】
第一の態様、あるいは第一の態様の第一から第六の可能な実装方法のうち任意の一つを参照して、第一の態様の第七の可能な実装方法において、第一タイプの４つのＰＩＦＡおよび第二タイプの４つのＰＩＦＡが存在し、ここで第一タイプの４つのＰＩＦＡは、四角形の４角に設置され、第二タイプの２つのＰＩＦＡは、四角形の第一サイドの外側に設置され、第二タイプの他の２つのＰＩＦＡは、四角形の第二サイドの外側に設置され、第一サイドは第二サイドの反対側であり、および第一タイプのＰＩＦＡのうちの任意の一つから、第二タイプのうちの最も近いＰＩＦＡへの距離は、７ｍｍよりも大きいか、または等しい。
【００１６】
第一の態様の第七の可能な実装方法を参照して、第一の態様の第八の可能な実施形態において、スロットが、第二タイプのＰＩＦＡの放射パッチ上にエッチングされ、放射パッチは、長方形から３つの角を切り落とすことによって得られる形である。
【００１７】
第一の態様、あるいは第一の態様の第一から第八の可能な実装方法のうち任意の一つを参照して、第一の態様の第九の可能な実装方法において、誘電体板の誘電率が、１から１０の間である。
【００１８】
第二の態様に従って、本発明の実施形態は、モバイル端末本体と、上述の多重アンテナシステムのうち何れか一つを含むモバイル端末を提供し、ここで多重アンテナシステムは、モバイル端末本体に接続され、かつモバイル端末本体のために信号を送受信するように構成される。
【００１９】
上述で提供された多重アンテナシステムおよびモバイル端末に従って、２つの異なる動作周波数帯域は、二つのＰＩＦＡを使用することによって提供され得る。二つのアンテナは、互いに垂直であり、および二つのアンテナ間の距離は、プリセット閾値より大きいかまたは等しい。これによって、アンテナ間のアイソレーションおよび動作周波数帯域間のアイソレーションは、多重アンテナシステムの動作要件を満たす。加えて、複数の周波数帯域間の高アイソレーションを満たすことを前提として、多重アンテナシステムは、より少ない場所を占める。
【００２０】
本発明の実施形態の技術的解決策をより明確に説明するために、以下の簡単な説明は、実施形態を説明するために必要な添付図面を紹介する。明らかに、以下の説明における添付図面は、本発明のいくつかの実施形態しか示しておらず、当業者は、創造的努力なしにこれらの添付図面から他の図面を導き出すことができよう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に従った、多重アンテナシステムの立体概念図である。
【図２】本発明の別の実施形態に従った、多重アンテナシステムの立体概念図である。
【図３】図２に示した多重アンテナシステムをアジマス面上で図示した概念図である。
【図４ａ】図２における第一タイプのＰＩＦＡ１０の正面図である。
【図４ｂ】第一タイプのＰＩＦＡ１０の側面図である。
【図５ａ】図２における第二タイプのＰＩＦＡ８０の正面図である。
【図５ｂ】第二タイプのＰＩＦＡ８０の側面図である。
【図６ａ】図２で示した多重アンテナシステムの、２．６３１ＧＨｚ〜２．７２２ＧＨｚの周波数帯におけるパラメータＳのシミュレーション図である。
【図６ｂ】図２で示した多重アンテナシステムの、２．６３１ＧＨｚ〜２．７２２ＧＨｚの周波数帯におけるパラメータＳのシミュレーション図である。
【図６ｃ】図２で示した多重アンテナシステムの、２．６３１ＧＨｚ〜２．７２２ＧＨｚの周波数帯におけるパラメータＳのシミュレーション図である。
【図６ｄ】図２で示した多重アンテナシステムの、２．６３１ＧＨｚ〜２．７２２ＧＨｚの周波数帯におけるパラメータＳのシミュレーション図である。
【図７ａ】図２で示した多重アンテナシステムの、３．４４０ＧＨｚ〜３．５２９ＧＨｚの周波数帯におけるパラメータＳのシミュレーション図である。
【図７ｂ】図２で示した多重アンテナシステムの、３．４４０ＧＨｚ〜３．５２９ＧＨｚの周波数帯におけるパラメータＳのシミュレーション図である。
【図７ｃ】図２で示した多重アンテナシステムの、３．４４０ＧＨｚ〜３．５２９ＧＨｚの周波数帯におけるパラメータＳのシミュレーション図である。
【図７ｄ】図２で示した多重アンテナシステムの、３．４４０ＧＨｚ〜３．５２９ＧＨｚの周波数帯におけるパラメータＳのシミュレーション図である。
【図８ａ】２．７ＧＨｚで動作する、第一タイプのＰＩＦＡ１０の正規化された放射方向図である。
【図８ａ】３．５ＧＨｚで動作する、第一タイプのＰＩＦＡ１０の正規化された放射方向図である。
【図９ａ】２．７ＧＨｚで動作する、第二タイプのＰＩＦＡ８０の正規化された放射方向図である。
【図９ｂ】３．５ＧＨｚで動作する、第二タイプのＰＩＦＡ８０の正規化された放射方向図である。
【図１０】本発明の実施形態に従った、モバイル端末の構造概要図である。
【００２２】
本発明の目的、技術的解決策、および利点を明確にするために、以下に添付の図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。明らかに、説明する実施形態は、本発明の一部に過ぎず、全てではない。本発明の実施形態に基づいて、創造的努力なしに当業者によって得られる他の全ての実施形態は、本発明の保護範囲内に入るものとする。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態に従った、多重アンテナシステムの立体概念図である。本実施形態において、多重アンテナシステムは、第一タイプのＰＩＦＡ１０、第二タイプのＰＩＦＡ３０、およびアイソレーションスタブ２を含む。
【００２４】
第一タイプのＰＩＦＡ１０は、方位面（例えば、図１におけるｘｏｙ座標面）上に配置され、かつ金属グランドプレーン１１、誘電体板１２、放射パッチ１３、プローブ型給電ユニット１５、および金属短絡ピン１６を含む。
【００２５】
放射パッチ１３は、誘電体板１２の上面に配置されかつプローブ型給電ユニット１５と金属短絡ピン１６を使用することによって、金属グランドプレーン１１に接続される。
【００２６】
アイソレーションスタブ２は、パッチであり、および第一タイプのＰＩＦＡ１０と第二タイプのＰＩＦＡ３０との間のアイソレーションを向上させるために、誘電体板１２の上面の、第二タイプのＰＩＦＡ３０に接近した、端に配置される。
【００２７】
第二タイプのＰＩＦＡ３０は、アジマス面と垂直に側面（side view plane）（例えば、図１におけるｘｏｚ座標面）上に配置される。つまり、第一タイプのＰＩＦＡ１０および第二タイプのＰＩＦＡ３０は、互いに直角であり、これによってアンテナ間の連結を減らし、およびアンテナ間のアイソレーションを改善する。第二タイプのＰＩＦＡ３０は、金属グランドプレーン３１、放射パッチ３３、給電ユニット３６および金属短絡パッチ３４を含む。放射パッチ３３は、給電ユニット３６および金属短絡パッチ３４を使用することによって、金属グランドプレーン３１に接続される。
【００２８】
第一タイプのＰＩＦＡ１０から第二タイプのＰＩＦＡ３０への距離は、プリセット閾値（例えば７ｍｍ）よりも大きいか、または等しく設定され、アンテナ間のアイソレーションをさらに向上することができる。
【００２９】
本実施形態で提供される多重アンテナシステムに従って、二つの異なる動作周波数帯域は、二つのＰＩＦＡを使用することによって提供され得る。二つのアンテナは、互いに垂直であり、二つのアンテナ間の距離は、プリセット閾値よりも大きいかまたは等しく、および二つのアンテナはアイソレーションスタブによってアイソレートされ、これによってアンテナ間のアイソレーションおよび動作周波数帯域間のアイソレーションは、多重アンテナシステムの動作要件を満たす。加えて、ＰＩＦＡは小型であり、これによって多重アンテナシステムはよりサイズが小さくなり、アンテナの数のさらなる増加を容易にし、およびモバイル端末の可能な体積をさらに縮小させる。
【００３０】
さらに、Ｕ字型溝１４は、第一タイプのＰＩＦＡ１０の放射パッチ１３上に配置されてもよく、これによって、第一タイプのＰＩＦＡ１０は、二つの異なる電流路を生成することができる。その結果、第一タイプのＰＩＦＡ１０が、二つの動作周波数帯域を実装することを可能にする。
【００３１】
さらに、給電ユニット３６は、Ｌ字型同軸給電ユニットであってもよい。Ｌ字型スロット３５は、第二タイプのＰＩＦＡ３０の放射パッチ３３上に配置されてもよく、これによって、第二タイプのＰＩＦＡ３０は、二つの異なる電流路を生成することができる。その結果、第二タイプのＰＩＦＡ３０が、二つの動作周波数帯域を実装することを可能にする。
【００３２】
さらに、側面上に第二タイプの複数のＰＩＦＡがある場合、直線型スロット３７が第二タイプのＰＩＦＡ３０の放射パッチ３３上に配置されてもよく、かつ放射パッチ３３の３つの角が切り落とされる。これは、高周波数帯域で動作する第二タイプのＰＩＦＡ３０の放射パッチ上の電流の流向を変える。その結果、側面上で、高周波数帯域における第二タイプのＰＩＦＡ間のアイソレーションを向上する。
【００３３】
さらに、第二タイプのＰＩＦＡ３０は、Ｌ字型折り返し金属グランドプレーン３２をさらに含んでもよく、これは第二タイプの複数のＰＩＦＡ３０間のアイソレーションをさらに向上することができる。
【００３４】
図２は、本発明の別の実施形態に従った多重アンテナシステムの立体概念図である。本実施形態において、多重アンテナシステムは、第一タイプの４つのＰＩＦＡ、すなわち第一タイプのＰＩＦＡ１０、第一タイプのＰＩＦＡ２０、第一タイプのＰＩＦＡ５０、および第一タイプのＰＩＦＡ６０と、第二タイプの４つのＰＩＦＡ、すなわち第二タイプのＰＩＦＡ３０、第二タイプのＰＩＦＡ４０、第二タイプのＰＩＦＡ７０、および第二タイプのＰＩＦＡ８０と、を含む。
【００３５】
第一タイプのＰＩＦＡ１０、第一タイプのＰＩＦＡ２０、第一タイプのＰＩＦＡ５０、および第一タイプのＰＩＦＡ６０は、アジマス面（例えば、図１におけるｘ軸およびｙ軸が位置する面）上に配置される。ｙ軸の方向において、第一タイプのＰＩＦＡ１０と第一タイプのＰＩＦＡ２０との間の距離は、Ｗｌ＝３０ｍｍである。ｘ軸の方向において、第一タイプのＰＩＦＡ２０と第一タイプのＰＩＦＡ６０との間の距離は、Ｌｌ＝２０ｍｍである。第一タイプのＰＩＦＡ１０および第一タイプのＰＩＦＡ２０は、誘電率εｒ＝４．４の誘電体板を使用することによって、第一タイプのＰＩＦＡ５０および第一タイプのＰＩＦＡ６０と接続される。注目すべきは、ｙ軸の方向において、第一タイプのＰＩＦＡ１０と第一タイプのＰＩＦＡ２０との間の距離が第一タイプのＰＩＦＡ１０と第一タイプのＰＩＦＡ２０との間のアイソレーションのための要件を満たすことができるならば、上記距離が、３０ｍｍより少なくてもよく、または３０ｍｍよりも大きくてもよい。ｘ軸の方向において、距離が第一タイプのＰＩＦＡ６０と第一タイプのＰＩＦＡ２０との間のアイソレーションのための要件を満たすことができるならば、第一タイプのＰＩＦＡ２０と第一タイプのＰＩＦＡ６０との間の距離は、２０ｍｍより少なくてもよく、または２０ｍｍよりも大きくてもよい。前述の誘電率は、別の値に設定されてもよい。
【００３６】
第二タイプのＰＩＦＡ３０、第二タイプのＰＩＦＡ４０、第二タイプのＰＩＦＡ７０、および第二タイプのＰＩＦＡ８０は、側面上に配置される。ｙ軸の方向において、第二タイプのＰＩＦＡ７０と第二タイプのＰＩＦＡ８０との間の距離は、Ｗ２＝１０ｍｍである。
【００３７】
側面は、アジマス面と垂直である。ｘ軸の方向において、第一タイプのＰＩＦＡ６０と第二タイプのＰＩＦＡ８０との間、第一タイプのＰＩＦＡ５０と第二タイプのＰＩＦＡ７０との間、第一タイプのＰＩＦＡ１０と第二タイプのＰＩＦＡ３０との間、および第一タイプのＰＩＦＡ２０と第二タイプのＰＩＦＡ４０との間の距離は、すべてＬｌ≧７ｍｍである。第二タイプのＰＩＦＡ３０、第一タイプのＰＩＦＡ１０、第一タイプのＰＩＦＡ５０、および第二タイプのＰＩＦＡ７０は、ｘｏｚ座標面に対して、第二タイプのＰＩＦＡ４０、第一タイプのＰＩＦＡ２０、第一タイプのＰＩＦＡ６０、および第二タイプのＰＩＦＡ８０と、それぞれ対称である。第二タイプのＰＩＦＡ３０、第二タイプのＰＩＦＡ４０、第一タイプのＰＩＦＡ１０、および第一タイプのＰＩＦＡ２０は、ｙｏｚ座標面に対して、第二タイプのＰＩＦＡ７０、第二タイプのＰＩＦＡ８０、第一タイプのＰＩＦＡ５０、および第一タイプのＰＩＦＡ６０と、それぞれ対称である。つまり、アジマス面上の４つのアンテナ、すなわち第一タイプのＰＩＦＡ１０、第一タイプのＰＩＦＡ２０、第一タイプのＰＩＦＡ５０、および第一タイプのＰＩＦＡ６０は、側面上の４つのアンテナ、すなわち第二タイプのＰＩＦＡ３０、第二タイプのＰＩＦＡ４０、第二タイプのＰＩＦＡ７０、および第二タイプのＰＩＦＡ８０と直交偏波関係を有する。
【００３８】
第一タイプのＰＩＦＡ１０、第一タイプのＰＩＦＡ２０、第一タイプのＰＩＦＡ５０、および第一タイプのＰＩＦＡ６０は、同一の構造内にあり、かつ、全てが金属グランドプレーン、誘電体板、放射パッチ、プローブ型給電ユニット、および金属短絡ピンを含む。
【００３９】
以下は、第一タイプのＰＩＦＡの構造を説明するために、第一タイプのＰＩＦＡ１０を使用する。
【００４０】
第一タイプのＰＩＦＡ１０は、金属グランドプレーン１１、誘電体板１２、放射パッチ１３、プローブ型給電ユニット１５、および金属短絡ピン１６を含む。
【００４１】
図４ａおよび図４ｂに示すように、金属グランドプレーン１１の長さはａｌ＝４５ｍｍ、金属グランドプレーン１１の幅はａｗ＝２０ｍｍ、誘電体板１２の長さはｂｌ＝４０ｍｍ、誘電体板１２の幅はｂｗ＝２０ｍｍ、誘電体板１２の高さはｈｌ＝０．９ｍｍである。放射パッチ１３の長さはｃｌ＝１１．９ｍｍ、放射パッチ１３の幅はｃｗ＝１０ｍｍ、放射パッチ１３から金属グランドプレーン１１の短辺までの水平距離はｇ＝８．３ｍｍ、および放射パッチ１３から金属グランドプレーン１１の長辺までの水平距離は、ｉ＝８ｍｍである。
【００４２】
放射パッチ１３は、誘電体板１２の上面にプリント（ｐｒｉｎｔ）され、および金属短絡ピン１６を使用することによって、金属グランドプレーン１１に接続される。発泡支持体９は、誘電体板１２と金属グランドプレーン１１との間を支持するものとして使用される。
【００４３】
Ｕ字型溝１４は、放射パッチ１３上にエッチングされる。例えば、Ｕ字型溝１４の長さはｄｌ＝１０．５５ｍｍ、Ｕ字型溝１４の幅はｄｗ＝９．４ｍｍ、Ｕ字型溝１４の線幅はＷ＝０．３ｍｍ、Ｕ字型溝１４の基部側から放射パッチ１３の基部側までの距離はｖ＝０．４ｍｍ、およびＵ字型溝１４の右側から放射パッチ１３の右側までの距離およびＵ字型溝１４の左側から放射パッチ１３の左側までの距離はどちらも０．３ｍｍである。Ｕ字型溝１４がエッチング加工された後、第一タイプのＰＩＦＡ１０は２つの周波数帯域、２．５５８ＧＨｚ−２．８０１ＧＨｚと３．３８７ＧＨｚ−３．６６６ＧＨｚにおいて動作することが可能である。第一タイプのＰＩＦＡ１０は、ｃｌとｃｗの値およびｄｌとｄｗの値を調整することによって、別の２つの周波数帯域において動作することが可能であってもよい。これによって、第一タイプのＰＩＦＡの異なる動作周波数帯域の要件を満たす。
【００４４】
プローブ型給電ユニット１５の半径は０．７ｍｍ、プローブ型給電ユニット１５の高さは９．５５ｍｍ、およびプローブ型給電ユニット１５の中心から放射パッチ１３の基部側までの距離は７．２ｍｍである。
【００４５】
金属短絡ピン１６の半径は０．５ｍｍ、金属短絡ピン１６の高さは９．５５ｍｍ、および金属短絡ピン１６の中心からプローブ型給電ユニット１５の中心までの距離は３．８ｍｍである。
【００４６】
第一タイプのＰＩＦＡ１０の動作帯域幅およびインピーダンスマッチング特性は、プローブ型給電ユニット１５と金属短絡ピン１６の半径、位置、および高さを調整することによって、調整されることができる。
【００４７】
アイソレーションスタブ３は、誘電体板１２の上面にプリントされる。アイソレーションスタブ３は、７０ｍｍの長さ、１．５ｍｍの幅を有する長方形の金属パッチであり、第一タイプのＰＩＦＡと第二タイプのＰＩＦＡとの間に配置される。図２から分かるように、第一タイプのＰＩＦＡ１０の誘電体板と第一タイプのＰＩＦＡ２０の誘電体板は、第二タイプのＰＩＦＡ３０および第二タイプのＰＩＦＡ４０に接近した側面に接続され、接続部の幅はアイソレーションスタブ３の幅と同じである。
【００４８】
アイソレーションスタブ３は、２．７ＧＨｚ周辺の範囲で共振し、アンテナが２．６７５ＧＨｚ−２．７６２ＧＨｚの周波数帯域で動作するとき、およそ２．５ｄＢでアンテナ間のアイソレーションを増加することができる。
【００４９】
第二タイプのＰＩＦＡ３０、第二タイプのＰＩＦＡ４０、第二タイプのＰＩＦＡ７０、および第二タイプのＰＩＦＡ８０は、同一の構造内にあり、かつ、全てが金属グランドプレーン、Ｌ字型折り返し金属グランドプレーン、Ｌ字型同軸給電ユニット、金属短絡パッチ、および放射パッチを含む。
【００５０】
以下は、第二タイプのＰＩＦＡの構造を説明するために、第二タイプのＰＩＦＡ８０を使用する。
【００５１】
第二タイプのＰＩＦＡ８０は、金属グランドプレーン８１、Ｌ字型折り返し金属グランドプレーン８２、Ｌ字型同軸給電ユニット８６、金属短絡パッチ８４、および放射パッチ８３を含む。
【００５２】
図５ａに示すように、金属グランドプレーン８１の長さはａ１ｌ＝３０ｍｍであり、および金属グランドプレーン８１の幅はａ１ｗ＝８．６ｍｍである。Ｌ字型折り返し金属グランドプレーン８２は、金属グランドプレーン８１の端上に配置される。Ｌ字型折り返し金属グランドプレーン８２の高さはｈ８＝８ｍｍであり、およびＬ字型折り返し金属グランドプレーン８２の長さおよび幅はそれぞれｂ１ｌ＝３ｍｍ、ｂ１ｗ＝５ｍｍである。Ｌ字型折り返し金属グランドプレーン８２は、第二タイプのＰＩＦＡ８０の小型化を実現し、その結果、アンテナによって占められるスペースを削減する。
【００５３】
放射パッチ８３は、金属短絡パッチ８４を使用することによって、金属グランドプレーン８１に接続される。
【００５４】
放射パッチ８３は、Ｌ字型スロット８５をエッチング加工されかつ直線型スロット８７を配置され、および長方形金属パッチから３つの角を切り落とすことによって得られる形状である、金属パッチである。
【００５５】
放射パッチ８３の長さはｃ１ｌ＝２２．８ｍｍ、放射パッチ８３の幅はｃ１ｗ＝８．４ｍｍ、放射パッチ８３から金属グランドプレーン８１の長辺までの水平距離は、ｌ＝０．２ｍｍ、放射パッチ８３から金属グランドプレーン８１の短辺までの水平距離は、ｍ＝４．５ｍｍである。
【００５６】
Ｌ字型スロット８５の長さはｅｌ＝１５．３ｍｍ、Ｌ字型スロット８５の幅はｅｗ＝５．５ｍｍである。Ｌ字型スロット８５のスロット幅は１ｍｍである。Ｌ字型スロット８５の基部側から放射パッチ８３の基部側までの距離は３．１ｍｍである。Ｌ字型スロット８５の左側から放射パッチ８３の左側までの距離は２．９ｍｍである。Ｌ字型スロット８５がエッチング加工された後、第二タイプのＰＩＦＡ８０は、二つの周波数帯域、２．６３１ＧＨｚ−２．７２２ＧＨｚおよび３．４４０ＧＨｚ−３．５２９ＧＨｚで動作することができる。第二タイプのＰＩＦＡ８０によって要求される二つの動作周波数帯域は、ｃ１ｌとｃ１ｗの値およびｅｌとｅｗの値を調整することによって取得することができる。
【００５７】
切り落とされた３つの角のうち、２つの角は２ｍｍの辺長を有し、他の１つの角は１ｍｍの辺長を有する。
【００５８】
直線型スロット８７の幅は０．１ｍｍであり、および直線型スロット８７の長さは６．５ｍｍである。長方形の金属パッチから３つの角を切り落とし、および残りの金属パッチ上のスロットを処理することは、第二タイプのＰＩＦＡが高周波数帯域で動作するとき、第二タイプのＰＩＦＡ間のアイソレーションを向上することができる。
【００５９】
Ｌ字型同軸給電ユニット８６の幅は７．５ｍｍであり、およびＬ字型同軸給電ユニット８６の高さは６ｍｍである。Ｌ字型同軸給電ユニット８６は、角で長方形を切り落とすことによって得られる長方形の形状であり、切り落とされた長方形の長さは３ｍｍであり、および切り落とされた長方形の幅は４ｍｍである。
【００６０】
第二タイプのＰＩＦＡ３０、第二タイプのＰＩＦＡ４０、第二タイプのＰＩＦＡ７０、および第二タイプのＰＩＦＡ８０が同一の構造内にであるため、長方形を切り落とすことは、周波数帯域３．４６６ＧＨｚ−３．５４６ＧＨｚにおいて、第二タイプのＰＩＦＡ７０と第二タイプのＰＩＦＡ８０との間および第二タイプのＰＩＦＡ３０と第二タイプのＰＩＦＡ４０との間のアイソレーションを効果的に向上することができる。
【００６１】
金属短絡パッチ８４からＬ型同軸給電ユニット８６への距離は、４．５ｍｍである。金属短絡パッチ８４の幅は０．９ｍｍであり、金属短絡パッチ８４の高さは８ｍｍである。
【００６２】
アンテナの動作周波数帯域およびインピーダンスマッチング特性は、Ｌ字型同軸給電ユニット８６および金属短絡パッチ８４の位置、幅、および高さを設定することによって調整することができる。
【００６３】
本実施形態で提供する多重アンテナシステムは、第一タイプの４つのＰＩＦＡと第二タイプの４つのＰＩＦＡを含む。アジマス面上のアンテナから側面上の最も近いアンテナまでの距離は、７ｍｍに等しい。８つのアンテナのそれぞれは、独自の独立した金属グランドプレーンを有し、アンテナが２つの周波数帯域で動作するとき、アンテナ間のアイソレーションをある程度向上する。さらに、アジマス面上の４つのアンテナと側面上の４つのアンテナとの間の直交偏波関係は、２つの周波数帯域においてアンテナ間のアイソレーションをさらに向上する。Ｌ字型スロットは、側面上の４つのアンテナの放射パッチ上にエッチングされるため、アンテナは２つの周波数帯域、すなわち２．６３１ＧＨｚ−２．７２２ＧＨｚおよび３．４４０ＧＨｚ−３．５２９ＧＨｚで動作することが可能である。側面上の４つのアンテナは、Ｌ字型同軸給電ユニットを使用するため、高周波数帯域におけるアンテナの給電ユニット上の電流の流向は、含まれる９０度の角度を示し、高周波数帯域においてアンテナ間のアイソレーションを大幅に向上する。スロットが側面上の４つのアンテナの放射パッチ上にエッチングされ、かつ３つの直角三角形が放射パッチから切り落とされるので、高周波数帯域における放射パッチの電流の流向が変更され、その結果、高周波数帯域におけるアンテナ間のアイソレーションが向上する。単純なアイソレーションスタブが使用され、これによってアンテナはアイソレーションスタブで共振を生成し、低周波数帯域において、アジマス面上の４つのアンテナと側面上の４つのアンテナとの間のアイソレーションが大幅に向上する。折り返し金属グランドプレーンが使用され、これによって第二タイプの複数のアンテナ間のアイソレーションをさらに向上する。ＰＩＦＡが使用されるので、多重アンテナシステムは、単純、小型でコンパクトな構成、容易な製造、および低コストを特徴とし、無線周波数フロントエンドマイクロ波回路と容易に統合される。また、アンテナの共振動作点は、放射パッチ、Ｕ字型溝、Ｌ字型スロット、同軸給電ユニット、短絡ユニット、およびアイソレーションスタブ、のサイズおよび位置を変えることによって調整することができる。これによって、異なるアプリケーションの要件を満たす。
【００６４】
図２の多重アンテナシステムのパラメータＳのシミュレーション結果を図６ａから図６ｄおよび図７ａから図７ｄに示す。
【００６５】
図６ａにおいて、Ｓ１１は第一タイプのＰＩＦＡ１０のインピーダンスマッチング特性を示し、Ｓ２２は第一タイプのＰＩＦＡ２０のインピーダンスマッチング特性を示し、Ｓ３３は第二タイプのＰＩＦＡ３０のマッチング特性を示し、およびＳ４４は第二タイプのＰＩＦＡ４０のインピーダンスマッチング特性を示す。第一タイプのＰＩＦＡ１０および第一タイプのＰＩＦＡ２０の動作周波数レンジは、２．５５８ＧＨｚ−２．８０１ＧＨｚであり、第二タイプのＰＩＦＡ３０および第二タイプのＰＩＦＡ４０の動作周波数レンジは、２．６３１ＧＨｚ−２．７２２ＧＨｚであることがわかる。
【００６６】
図６ｂにおいて、Ｓ１２は第一タイプのＰＩＦＡ１０と第一タイプのＰＩＦＡ２０との間のアイソレーションを示し、Ｓ１３は第一タイプのＰＩＦＡ１０と第二タイプのＰＩＦＡ３０との間のアイソレーションを示し、Ｓ１４は第一タイプのＰＩＦＡ１０と第二タイプのＰＩＦＡ４０との間のアイソレーションを示し、Ｓ３４は第二タイプのＰＩＦＡ３０と第二タイプのＰＩＦＡ４０との間のアイソレーションを示す。Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４、およびＳ３４はすべて−２０ｄＢ未満であることがわかる。
【００６７】
図６ｃにおいて、Ｓ１５は第一タイプのＰＩＦＡ１０と第一タイプのＰＩＦＡ５０との間のアイソレーションを示し、Ｓ１６は第一タイプのＰＩＦＡ１０と第二タイプのＰＩＦＡ６０との間のアイソレーションを示し、Ｓ１７は第一タイプのＰＩＦＡ１０と第二タイプのＰＩＦＡ７０との間のアイソレーションを示し、Ｓ１８は第一タイプのＰＩＦＡ１０と第二タイプのＰＩＦＡ８０との間のアイソレーションを示す。Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７、およびＳ１８はすべて−２０ｄＢ未満であることがわかる。
【００６８】
図６ｄにおいて、Ｓ３５は第二タイプのＰＩＦＡ３０と第一タイプのＰＩＦＡ５０との間のアイソレーションを示し、Ｓ３６は第二タイプのＰＩＦＡ３０と第一タイプのＰＩＦＡ６０との間のアイソレーションを示し、Ｓ３７は第二タイプのＰＩＦＡ３０と第二タイプのＰＩＦＡ７０との間のアイソレーションを示し、Ｓ３８は第二タイプのＰＩＦＡ３０と第二タイプのＰＩＦＡ８０との間のアイソレーションを示す。Ｓ３５、Ｓ３６、Ｓ３７、およびＳ３８はすべて−２５ｄＢ未満であることがわかる。
【００６９】
図７ａにおいて、第一タイプのＰＩＦＡ１０および第一タイプのＰＩＦＡ２０の動作周波数レンジは、３．３８７ＧＨｚ−３．６６６ＧＨｚであり、第二タイプのＰＩＦＡ３０および第二タイプのＰＩＦＡ４０の動作周波数レンジは、３．４４０ＧＨｚ−３．５２９ＧＨｚであることがわかる。
【００７０】
図７ｂにおいて、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４およびＳ３４は、すべて−２０ｄＢ未満である。
【００７１】
図７ｃにおいて、Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７およびＳ１８は、すべて−２５ｄＢ未満である。
【００７２】
図７ｄにおいて、Ｓ３５、Ｓ３６、Ｓ３７およびＳ３８は、すべて−２５ｄＢ未満である。
【００７３】
図２で示した多重アンテナシステムは、２つの周波数帯で動作している。すなわち、２．６３１ＧＨｚ−２．７２２ＧＨｚおよび３．４４０ＧＨｚ−３．５２９ＧＨｚである。２．７ＧＨｚでの帯域幅は、９１ＭＨｚであり、３．５ＧＨｚでのインピーダンス帯域幅は、８９ＭＨｚである。図２に示す多重アンテナシステムのアンテナ間のアイソレーションが、２つの周波数帯、２．６３１ＧＨｚ−２．７２２ＧＨｚおよび３．４４０ＧＨｚ−３．５２９ＧＨｚにおいて相対的に高い（少なくとも−２０ｄＢ未満）ことが、図６ｂから図６ｄおよび図７ｂから図７ｄよりさらにわかる。
【００７４】
図２で示す多重アンテナシステムの正規化した放射方向のシミュレーション結果が、図８ａ、図８ｂ、図９ａ、および図９ｂで示される。
【００７５】
図８ａは、２．７ＧＨｚで動作する第一タイプのＰＩＦＡ１０の正規化した放射方向の図であり、第一タイプのＰＩＦＡ１０の放射を示している。
【００７６】
図８ｂは、３．５ＧＨｚで動作する第一タイプのＰＩＦＡ１０の正規化した放射方向の図である。
【００７７】
図９ａは、２．７ＧＨｚで動作する第一タイプのＰＩＦＡ８０の正規化した放射方向の図である。
【００７８】
図９ｂは、３．５ＧＨｚで動作する第二タイプのＰＩＦＡ８０の正規化した放射方向の図である。第一タイプのＰＩＦＡ１０および第二タイプのＰＩＦＡ８０が、より良好な等方性の放射特性を有することが分かる。
【００７９】
図２に示される多重アンテナシステムは、ｘｏｚ座標面およびｙｏｚ座標面の両方に関して左右対称である。従って、パラメータＳのシミュレーション結果および別のアンテナの正規化した放射方向の図は上述したシミュレーション結果と同一であり、詳細はここに再度説明はしない。
【００８０】
従って、図２で示す多重アンテナシステムは、小型携帯電話端末の多重アンテナシステムであり、２周波バンド、高アイソレーション、容易な実装の要件を満たすことができる。図２で示す多重アンテナシステムのために、２．６３１ＧＨｚ−２．７２２ＧＨｚの周波数帯域および３．４４０ＧＨｚ−３．５２９ＧＨｚｎの周波数帯域の両方において、−１０ｄＢ未満であるインピーダンスマッチング値は、２．６３１ＧＨｚ−２．７２２ＧＨｚの周波数帯域および３．４４０ＧＨｚ−３．５２９ＧＨｚの周波数帯域においてそれぞれ比較的高いアイソレーション（−２０ｄＢ未満）を有し、次世代モバイル通信システムの要件を満たす。
【００８１】
図１０は、本発明の別の実施形態に従ったモバイル端末の概要構成図である。本実施形態で提供するモバイル端末は、モバイル端末本体１０１、アンテナシステム１０２を含み、ここでモバイル端末本体１０１は、モバイル端末のプロセッサおよびメモリといった基本機能コンポーネントを含む。アンテナシステム１０２は、上述した実施形態の多重アンテナシステムのうち任意の１つであってもよく、モバイル端末本体１０１のために信号を送受信するために使用される。モバイル端末本体１０１は、アンテナシステム１０２によって受信された信号を処理し、信号を生成し、およびアンテナシステム１０２を使用することによって信号を送信する。
【００８２】
本実施形態において提供するモバイル端末は、上述した多重アンテナシステムを使用し、体積を小さくすることを達成するだけでなく、できるだけ多くのアンテナを比較的小さな空間に配置することができるため、モバイル端末の通信パフォーマンスをさらに向上することができる。
【００８３】
最後に、上述の実施形態は、本発明を限定するのではなく、本発明の技術的な解決策を説明するように意図されているに過ぎないことに留意されたい。本発明が実施形態に関連して詳細に説明されているが、当業者は、当業者が、本発明の実施形態の技術的な解決策の範囲を逸脱することなく、実施形態で説明された技術的な解決策に対する修正をやはり行うことができ、またはそれらの技術的な解決策の一部または全ての技術的な特徴に対して均等な置換えを行うことができることを理解するはずである。
【符号の説明】
【００８４】
１０  第一タイプのＰＩＦＡ
１１  金属グランドプレーン
１２  誘電体板
１３  放射パッチ
１４  Ｕ字型溝
１５  プローブ型給電ユニット
１６  金属短絡ピン
２０  第一タイプのＰＩＦＡ
３０  第二タイプのＰＩＦＡ
３１  金属グランドプレーン
３２  Ｌ字型折り返し金属グランドプレーン
３３  放射パッチ
３４  金属短絡パッチ
３５  Ｌ字型スロット
３６  給電ユニット
３７  直線型スロット
４０  第二タイプのＰＩＦＡ
５０  第一タイプのＰＩＦＡ
６０  第一タイプのＰＩＦＡ
７０  第二タイプのＰＩＦＡ
８０  第二タイプのＰＩＦＡ
８１  金属グランドプレーン
８２  Ｌ字型折り返し金属グランドプレーン
８３  放射パッチ
８４  金属短絡パッチ
８５  Ｌ字型スロット
８６  Ｌ字型同軸給電ユニット
８７  直線型スロット
１０１  モバイル端末本体
１０２  アンテナシステム
【手続補正２】
【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】
金属グランドプレーン、誘電体板、放射パッチ、プローブ型給電ユニット、および金属短絡ピンを含む第一タイプの板状逆Fアンテナ（PIFA）であって、ここで前記放射パッチは、前記誘電体板の上面に設置され、かつ前記プローブ型給電ユニットおよび前記金属短絡ピンを使用することによって前記金属グランドプレーンに接続される、第一タイプのPIFAと、
金属グランドプレーン、放射パッチ、給電ユニット、および金属短絡パッチを含む第二タイプのPIFAであって、ここで前記放射パッチは、前記給電ユニットおよび前記金属短絡パッチを使用することによって、前記金属グランドプレーンに接続される、前記第一タイプの前記PIFAと垂直である第二タイプのPIFAと、
前記第二タイプの前記PIFAに接して、前記第一タイプの前記PIFAの前記誘電体板の前記上面の横の端に設置された孤立スタブと、を含む、
多重アンテナシステム。
【請求項２】
前記第一タイプの前記PIFAから前記第二タイプの前記PIFAへの距離が、プリセット閾値よりも大きいかまたは等しい、請求項１に記載システム。
【請求項３】
前記プリセット閾値が７ｍｍである、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
U字型溝が、前記第一タイプの前記PIFAの前記放射パッチ上にエッチングされた、請求項１乃至３の何れか一項に記載のシステム。
【請求項５】
L字型スロットが、前記第二タイプの前記PIFAの前記放射パッチ上にエッチングされた、請求項１乃至４の何れか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記第二タイプの前記PIFAの前記給電ユニットが、L字型同軸給電ユニットである、請求項１乃至５の何れか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記第二タイプの前記PIFAが、L字型折り返し金属グランドプレーンをさらに含み、前記L字型折り返し金属グランドプレーンが、前記第二タイプの前記PIFAの前記金属グランドプレーンの端に配置された、請求項１乃至６の何れか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記第一タイプの４つのPIFAおよび前記第二タイプの４つのPIFAが存在し、ここで前記第一タイプの前記４つのPIFAは、四角形の４角に設置され、前記第二タイプの２つの前記PIFAは、前記四角形の第一サイドの外側に設置され、前記第二タイプの他の２つのPIFAは、前記四角形の第二サイドの外側に設置され、前記第一サイドは前記第二サイドの反対側であり、および前記第一タイプの前記PIFAのうちの任意の一つから、前記第二タイプのうちの最も近いPIFAへの距離は、７ｍｍよりも大きいか、または等しい、請求項１乃至７の何れか一項に記載のシステム。
【請求項９】
スロットが、前記第二タイプの前記PIFAの前記放射パッチ上にエッチングされ、前記放射パッチは、長方形から３つの角を切り落とすことによって得られる形である、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記誘電体板の誘電率が、１から１０の間である、請求項１乃至９の何れか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
モバイル端末本体と、請求項１乃至１０の何れか一項に従った前記多重アンテナシステムと、を含み、ここで前記多重アンテナシステムは、前記モバイル端末本体に接続され、かつ前記モバイル端末本体のために信号を送受信するように構成された、モバイル端末。
【国際調査報告】
2016523491.tif 000023
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