JP6701351B2 - アンテナ装置及び端末 - Google Patents

Description

本発明は通信技術に関連し、特に、アンテナ装置及び端末に関連する。

通信技術の継続的な発展は携帯モバイル端末の継続的な発展を伴っている。機能の側面からは、端末は通信ネットワークの継続的な発展に適合するように複数の規格をサポートしなければならない。外観の側面からは、一般的に今日の端末は高いスクリーン対ボディ比率で提供され、通常、スタイリッシュな外観を追求するために金属工業デザイン（ＩＤ：Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｄｅｓｉｇｎ）を利用する。

既存の端末アンテナ設計方式では、モノポール・アンテナ（Ｍｏｎｏｐｏｌｅ Ａｎｔｅｎｎａ）、平面逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ：Ｐｌａｎａｒ Ｉｎｖｅｒｔｅｄ Ｆ Ａｎｔｅｎｎａ）等が一般的に使用されている。しかしながら、金属の遮蔽効果に起因して、既存の端末アンテナは通常大きなサイズを有し、端末アンテナの放射パフォーマンスを保証するように、大きなクリアランス・スペースを占有する必要がある。

本発明の実施形態は、端末が大きなクリアランス・スペースを占有する必要がある従来技術の問題を解決するために、アンテナ装置及び端末を提供する。

本発明の第１側面によれば、アンテナ・ボディと少なくとも１つのスタブとを有するアンテナ装置が提供され、給電端子がアンテナ・ボディに配置され；
スタブの一端は給電端子とアンテナ・ボディの第１開回路端との間の接続点に電気的に接続され、及びスタブの他端は開回路端であり；及び
接続点と給電端子との間のアンテナ・ボディ長は、アンテナ装置の指定された動作周波数に対応する波長の半分であり、及びスタブの長さは指定された動作周波数に対応する波長の四分の一である。

第１側面の可能な実施例において、指定された動作周波数に対応する波長の四分の三が、アンテナ装置の給電端子とスタブの開回路端との間のアンテナボディ長と同一であっても良い。

第１側面の可能な実施例において、アンテナ装置は：低周波スイッチング・ネットワークと第１グランド端子とを更に有し、
低周波スイッチング・ネットワークの一端は給電端子と接続点との間に電気的に接続され、低周波スイッチング・ネットワークの他端は第１グランド端子に電気的に接続される。

第１側面の可能な実施例において、アンテナ装置は：第２グランド端子を更に含み、
第２グランド端子は、給電端子とアンテナ・ボディの第２開回路端との間に配置される。

第１側面の可能な実施例において、低周波スイッチング・ネットワークは：単極多投スイッチと低周波マッチング・コンポーネントとを有し、
単極多投スイッチの固定端は給電端子と接続点との間に接続され；及び
低周波マッチング・コンポーネントは、単極多投スイッチの第１可動端と第１グランド端子との間に電気的に接続され、単極多投スイッチの第２可動端は第１グランド端子に電気的に接続される。

第１側面の可能な実施例において、低周波マッチング・コンポーネントはインダクタ又はキャパシタである。

第１側面の可能な実施例において、アンテナ装置は第１バンド、第２バンド、第３バンド、第４バンド、及び第５バンドで動作し；
第１バンドは６９８ＭＨｚ及び９６０ＭＨｚの間にあり；及び
第２バンド、第３バンド、第４バンド、及び第５バンドは、１７１０ＭＨｚ及び３６００ＭＨｚの間にある。

第１側面の可能な実施例において、第２バンド、第３バンド、第４バンド、及び第５バンドは、１７１０ＭＨｚ及び２６９０ＭＨｚの間にある。

第１側面の可能な実施例において、アンテナ装置は第１バンド、第２バンド、第３バンド、第４バンド、及び第５バンドで動作し；
第１バンドは６９８ＭＨｚ及び９６０ＭＨｚの間にあり；
第２バンドは事前に設定されたバンドであり、事前に設定されたバンドは１４２７ＭＨｚないし１４９５ＭＨｚ又は１４４８ＭＨｚないし１５１１ＭＨｚである、或いは、事前に設定されたバンドはＧＰＳ又はＧＮＳＳをサポートするために使用され；及び
第３バンド、第４バンド、及び第５バンドは、１７１０ＭＨｚ及び２６９０ＭＨｚの間にある。

第１側面の可能な実施例において、第１バンドは８８０ＭＨｚ及び９６０ＭＨｚの間にある。

本発明の第２側面によれば、印刷回路基板と第１側面によるアンテナ装置とを含む端末が提供され、給電装置が印刷回路基板に配置され；及びアンテナ装置の給電端子は給電装置に電気的に接続される。

本発明の第３側面によれば、印刷回路基板と、金属ハウジングと、第１側面によるアンテナ装置とを含む端末が提供され；
印刷回路基板はグランド金属ハウジングの内側に配置され、印刷回路基板はグランド金属ハウジングに電気的に接続され、給電装置が印刷回路基板に配置され；
グランド金属ハウジングは中空構造を有し；及び
アンテナ装置のアンテナ・ボディとグランド金属ハウジングとは、ギャップを形成するように互いに対面し、アンテナ装置の給電端子は給電装置に電気的に接続される。

第３側面の可能な実施例において、端末の背面におけるギャップはＵ字形状である。

第３側面の可能な実施例において、ギャップの幅は３ミリメートル以下である。

本発明の実施形態で提供されるアンテナ装置は：アンテナ・ボディと少なくとも１つのスタブとを含み、給電端子がアンテナ・ボディに配置され；スタブの一端は給電端子とアンテナ・ボディの第１開回路端との間の接続点に電気的に接続され、及びスタブの他端は開回路端であり；及び接続点と給電端子との間のアンテナ・ボディ長は、アンテナ装置の指定された動作周波数に対応する波長の半分であり、及びスタブの長さは指定された動作周波数に対応する波長の四分の一である。既存の端末アンテナと比較すると、アンテナ装置が適用される場合、端末の金属ハウジングはアンテナ装置のアンテナ・ボディとして使用されても良く、即ち、アンテナ・ボディの形状は金属ハウジングに合致している。この配置方式は、一般に、３ミリメートル未満のクリアランス・エリアしか必要としない。従って、アンテナ装置が使用される場合、端末の外観設計が十分に活用されることが可能であり、それにより、パフォーマンスが保証される一方、小さなクリアランス・スペースしか占有されることを要しない。

本発明の実施形態又は従来技術における技術的解決手段をより明確に説明するために、以下、実施形態を説明するために必要とされる添付図面を簡単に説明する。明らかに、以下の説明における添付図面は本発明の或る実施形態を示しており、当業者は創作的労力なしにこれらの添付図面から他の図面を更に導出して良い。

本発明の実施形態１によるアンテナ装置の概略的な構造図である。

本発明の実施形態２によるアンテナ装置の概略的な構造図である。

本発明の実施形態２によるアンテナ装置の定在波比の概略図である。

本発明の実施形態２によるアンテナ装置の定在波比の概略図である。

本発明の実施形態２によるアンテナ装置の定在波比の概略図である。

本発明の実施形態２によるアンテナ装置の定在波比の概略図である。

本発明の実施形態２によるアンテナ装置の定在波比の概略図である。

本発明の実施形態２によるアンテナ装置の電流モードの概略図である。

本発明の実施形態２によるアンテナ装置の電流モードの概略図である。

本発明の実施形態２によるアンテナ装置の電流モードの概略図である。

本発明の実施形態２によるアンテナ装置の電流モードの概略図である。

本発明の実施形態２によるアンテナ装置の電流モードの概略図である。

本発明の実施形態３による端末の概略的な構造図である。

本発明の実施形態４による端末の概略的な構造図である。

本発明の実施形態４による端末の正面図である。

本発明の実施形態４による端末の背面図である。

本発明の実施形態４による別の端末の背面図である。

本発明の実施形態４による端末の部分的な概略図である。

本発明の実施形態４による別の端末の部分的な概略図である。

本発明の実施形態４による別の端末の部分的な概略図である。

本発明の実施形態４による別の端末の部分的な概略図である。

本発明の実施形態４による別の端末の部分的な概略図である。

本発明の実施形態４による別の端末の部分的な概略図である。

本発明の実施形態４による別の端末の部分的な概略図である。

本発明の実施形態の課題、技術的解決手段、及び利点を明確にするため、以下、本発明の実施形態における添付図面に関連して本発明の実施形態における技術的解決手段を明確且つ完全に説明する。明らかに、説明される実施形態は一部であり、本発明の全ての実施形態ではない。創作的労力なしに本発明の実施形態に基づいて当業者により得られる他の全ての実施形態は、本発明の保護範囲内に属する。

本発明の実施形態で提供されるアンテナ装置は端末に適用されても良く、端末はポータブル端末又は他の適切な通信端末であって良い。例えば、端末は、ラップトップ・コンピュータ、タブレット、スモール・デバイス又はミニチェア・デバイス（例えば、腕時計デバイス、リストバンド・デバイス、又はその他のウェアラブル・デバイス）、セルラ・フォン、メディア・プレーヤ、セット・トップ・ボックス、デスクトップ・コンピュータ、コンピュータと一体化しているコンピュータ・モニタ、又はその他の適切な端末であっても良い。

端末は、ハウジング内に設置されるディスプレイを有しても良い。ディスプレイは、容量性コンタクト電極を組み込むタッチスクリーンであっても良いし、或いはそれは接触を感知しなくても良い。ディスプレイは、発光ダイオード、有機発光ダイオード、プラズマ・ユニット、エレクトロウェッティング・ピクセル、液晶ディスプレイ・コンポーネント、又はその他の適切な画像ピクセル構造により構成される画像ピクセルを含んで良い。保護ガラス層がディスプレイの表面をカバーしていても良い。保護ガラスは、ボタンを収容するために使用される開口のような１つ以上の開口を有していても良い。

ハウジングは、プラスチック、ガラス、セラミック、繊維複合体、金属（例えば、ステンレス鋼、アルミニウム等）、その他の適切な材料、又はこれらの材料の組み合わせにより構成されても良い。或る場合において、ハウジング又はハウジングの一部分は、誘電体又は電気伝導性が低い他の材料により構成されても良い。別の場合において、ハウジング又はハウジングを構成する少なくとも一部の構造は、金属コンポーネントにより構成されても良い。

理論的には、端末は任意の関連する通信バンドをサポートするために使用されて良い。端末は１つ以上のアンテナ装置を含んでも良い。例えば、端末は、ローカル・エリア・ネットワーク通信、音声及びデータのセルラ電話通信、グローバル・ポジショニング・システム通信又はその他の衛星ナビゲーション・システム通信、ブルートゥース通信等をサポートするように構成されるアンテナ装置を含んでも良い。

図１は、本発明の実施形態１によるアンテナ装置の概略的な構造図である。図１に示されるように、アンテナ装置１は：アンテナ・ボディ１０とスタブ１１とを含む。給電端子１２がアンテナ・ボディ１０に配置されている。

具体的に言えば、スタブ１１の一端は、給電端子１２とアンテナ・ボディ１０の第１開回路端との間の接続点Ａに電気的に接続され、スタブ１１の他方端は開回路端である。

給電端子１２は端末の給電回路の給電点（Ｆｅｅｄ）に電気的に接続するように構成され、その端末の中にアンテナ装置１が配置され、ここで端末はモバイル・デバイス、ユーザ端末、無線通信設備等であって良い。給電回路は、アンテナ装置１に入力信号を提供するように構成され、具体的には、アンテナ装置１に提供するために端末送信機により生成される送信信号を処理するように、或いはアンテナ装置１が信号を受信した後に端末の受信機へ送るために受信信号を処理するように具体的に構成される。

アンテナ装置１が十分なバンドをカバーできることを保証するために、アンテナ装置１のスタブの位置及び長さは制限される。

位置の側面からは、接続点Ａと給電端子１２との間のアンテナ・ボディ１０の長さは、アンテナ装置１の指定された動作周波数に対応する波長の半分である。長さの観点から言えば、スタブ１１の長さは、指定された動作周波数に対応する波長の四分の一である。

以下、図１に関連して詳細にアンテナ装置１の動作原理を説明する。アンテナ装置１の具体的な構造に基づいて、アンテナ装置１は、１つの低周波モードと４つの高周波モードとを含む５つの動作モードで動作して良い。具体的には、電磁波の原理によれば、電磁波の波長とアンテナの長さが同一である場合、共振が実現され得る。従って、アンテナ・ボディ１０及びスタブ１１の長さはアンテナ装置１の動作周波数に応じて設定されても良く、それにより上記の５つのモードで共振を実現する。例えば、給電端子１２とアンテナ・ボディ１０の第１開回路端１００との間のアンテナ・ボディ１０の長さが、給電端子１２とアンテナ・ボディ１０の第２開回路端１０１との間のアンテナ・ボディ１０の長さより長く設定されても良く、それにより、給電端子１２とアンテナ・ボディ１０の第１開回路端１００との間のアンテナ・ボディ１０が、アンテナ装置１の第１ブランチとして使用され、第１ブランチは低周波信号を放射するために使用される。更に、スタブ１１がアンテナ装置１に更に配置され；それ故に、第１端子１２とスタブ１１の開回路端との間のアンテナ・ボディ１０が、アンテナ装置１の第２ブランチを構成しても良く、第２ブランチは高周波信号を放射するために使用される。更に、給電端子１２とアンテナ・ボディ１０の第２開回路端１０１との間のアンテナ・ボディ１０が、アンテナ装置１の第３ブランチとして使用され、第３ブランチは、高周波信号を放射するために、第１ブランチ及び第２ブランチと協働しても良い。ここでの低周波信号及び高周波信号は相対的であり、特定のバンドの信号ではないことに留意すべきである。

上記の第１ブランチは四分の一波長共振を生成することが可能である。その共振は、アンテナ装置１が動作する低周波モードである。これは、アンテナ装置１が第１バンドをカバーできることを示し、即ち、給電端子１２と第１開回路端１００との間のアンテナ・ボディ１０の長さは、第１バンドで指定される動作周波数に対応する波長の四分の一である。アンテナ・ボディ１０に関し、半波長共振（ｈａｌｆ−ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）が、アンテナ・ボディ１０の第１開回路端１００と第２開回路端１０１との間で生成されても良い。その共振は、アンテナ装置１が動作する第１高周波モードである。これは、アンテナ装置１が第２バンドをカバーできることを示し、即ち、第１開回路端１００と第２開回路端１０１との間のアンテナ・ボディ１０の長さは、第２バンドで指定される動作周波数に対応する波長の半分である。上記の第２ブランチは四分の三波長共振を生成しても良い。その共振は、アンテナ装置１が動作する第２高周波モードである。これは、アンテナ装置１が第３バンドをカバーできることを示す。給電端子１２と接続点Ａとの間のアンテナ・ボディ１０の長さ−プラス−スタブ１１の長さは、第３バンドで指定される動作周波数に対応する波長の四分の三に等しい。更に、上記の第３ブランチは、シングル波長共振を生成しても良い。その共振は、アンテナ装置１が動作する第３高周波モードである。これは、アンテナ装置１が第４バンドをカバーできることを示し、即ち、給電端子１２と第２開回路端１０１との間のアンテナ・ボディ１０の長さは、第４バンドで指定される動作周波数に対応する波長の四分の一である。更に、上記２つのモードの共振に加えて、四分の三波長共振が、給電端子１２と第１開回路端１００との間で生成されても良い。その共振は、アンテナ装置１が動作する第４高周波モードである。これは、アンテナ装置１が第５バンドをカバーできることを示す。給電端子１２と第１開回路端１００との間のアンテナ・ボディ１０の長さは、第５バンドで指定される動作周波数に対応する波長の四分の三である。

上記の説明によれば、給電端子１２と接続点Ａとの間のアンテナ・ボディ１０の長さ−プラス−スタブ１１の長さは、第３バンドで指定される動作周波数に対応する波長の四分の三に等しい。第３バンドをカバーする共振を実際に生成する放射部は：給電端子１２と接続点Ａとの間のアンテナ・ボディ１０、及びスタブ１１という２つの部分により構成される。スタブ１１の長さは、第３バンドで指定される動作周波数に対応する波長の四分の一であり、給電端子１２と接続点Ａとの間のアンテナ・ボディ１０の長さは、第３バンドで指定される動作周波数に対応する波長の半分である。

上記のアンテナ装置１は５つのバンドをカバーできることに留意すべきであり、各バンドで指定される動作周波数は実際の必要性に応じて選択されて良い。例えば、上記の指定される動作周波数として役立つように、各バンドから低い周波数が選択されても良い。

更に、実際には、アンテナ・ボディ１０及びスタブ１１の長さ、給電端子１２の位置、及びアンテナ・ボディ１０上にある接続点Ａは、様々なバンドのカバレッジを実現するように調整されて良い。

追加的に、この実施形態では単なる具体例として一つのスタブ１１が使用されており、限定として使用されてはいないことに更に留意すべきである。実際、スタブ１１の個数、具体的な配置、具体的な長さ等は、様々な数のバンドのカバレッジを実現するように調整されて良い。具体的には、複数のスタブが配置される場合、スタブは、一般的に、多くのバンドをカバーするために多くの共振を生成するように、アンテナ・ボディ１０における電流分布に従って大きな電流の場所に配置されて良い。例えば、給電端子１２において信号が出力又は入力され、従って、給電端子１２の場所における電流は最大であり、給電端子１２付近の場所に複数のスタブが配置されても良い。更に、実際には、スタブ１１の材料は、めっきされた銅及び合金のような従来技術でアンテナを作成する場合のものと同一である。

図１に示されるアンテナ装置１の形状は、単なる具体例であり、限定として使用されてはいないことに留意すべきである。アンテナ装置が適用される場合に、端末の金属ハウジングがアンテナ装置のアンテナ・ボディ１０として使用されても良く、即ち、アンテナ・ボディ１０の形状は金属ハウジングに合致している。この配置方式は、端末アンテナにより必要とされるクリアランス・スペースを減らすことが可能であり、概して、３ミリメートル未満のクリアランス・エリアしか必要とされない。

本発明のこの実施形態で提供されるアンテナ装置は：アンテナ・ボディと少なくとも１つのスタブとを含み、給電端子がアンテナ・ボディに配置され；スタブの一端は給電端子とアンテナ・ボディの第１開回路端との間の接続点に電気的に接続され、及びスタブの他端は開回路端であり；及び接続点と給電端子との間のアンテナ・ボディ長は、アンテナ装置の指定された動作周波数に対応する波長の半分であり、及びスタブの長さは指定された動作周波数に対応する波長の四分の一である。アンテナ装置が使用される場合、既存の端末アンテナと比較して、端末の外観設計が十分に活用されることが可能であり、それにより、パフォーマンスが保証される一方、小さなクリアランス・スペースしか占有されることを要しない。

図２は、本発明の実施形態２によるアンテナ装置の概略的な構造図である。図２に示されるように、アンテナ装置２は：アンテナ・ボディ１０と少なくとも１つのスタブ１１とを含み、給電端子１２がアンテナ・ボディ１０に配置されている。スタブ１１の接続方式及び長さ制限は実施形態１におけるものと同一であり、ここで詳細には説明されない。

更に、アンテナ装置２は、低周波スイッチング・ネットワーク２０と（図２に示される破線枠は、破線枠内のコンポーネント、ユニット及びラインが低周波スイッチング・ネットワーク２０を構成することを示すだけのために使用されており、破線それ自体は実際的な意味を有しない）、第１グランド端子２１とを更に含む。低周波スイッチング・ネットワーク２０の一端は、給電端子１２と接続点Ａとの間で電気的に接続され、低周波スイッチング・ネットワーク２０の他端は第１グランド端子２１に電気的に接続される。

実施形態１のように、アンテナ装置２は、１つの調節可能な低周波モードと４つの高周波モードとを含む５つのモードで動作して良い。低周波スイッチング・ネットワーク２０は、給電端子１２と第１開回路端１００との間の第１ブランチに接続され、第１ブランチはアンテナ装置２の低周波モードに対応する。従って、アンテナ装置２によりカバーされる第１バンドの具体的な場所を調節し、低周波モードの調節可能な共振を実現するために、低周波スイッチング・ネットワーク２０の内部構造は、低周波スイッチング・ネットワーク２０をアンテナ装置の低周波モードに合わせるように設定されて良い。選択的に、図２に示されるように、低周波スイッチング・ネットワーク２０は、単極多投スイッチ及び低周波マッチング・コンポーネントを含む。単極多投スイッチはスイッチングのために使用され、それにより、アンテナ・ボディ１０及び第１グランド端子２１は直接的に接続される、或いは、低周波マッチング・コンポーネントを利用することにより間接的に接続される。具体的には、第１グランド端子２１が直接的に接続される場合、アンテナ装置２は第１実施形態で説明される第１バンドをカバーし、低周波マッチング・コンポーネントが接続される場合、上記の第１バンドはより高い周波数又はより低い周波数にシフトする。

選択的に、図２に示されるように、上記の低周波スイッチング・ネットワーク２０は、単極三投スイッチ２００と２つの低周波マッチング・コンポーネント（即ち、インダクタ２０１及びインダクタ２０２）とを含んで良い。単極三投スイッチ２００の固定端は、給電端子１２と接続点Ａとの間に接続される。インダクタ２０１は、単極三投スイッチ２００の一方の第１可動端と第１グランド端子２１との間に電気的に接続され、及び、インダクタ２０２は、単極三投スイッチ２００の他方の第１可動端と第１グランド端子２１との間に電気的に接続される。単極三投スイッチ２００の第２可動端は、第１グランド端子２１に電気的に接続される。ここで、第１可動端は低周波マッチング・コンポーネントに接続される可動端であり、第１可動端の数は低周波マッチング・コンポーネントの数に合致し、第２可動端は第１グランド端子２１に接続される可動端である。インダクタを追加することはアンテナのケーブル長を増やすことと同等であり、従って、インダクタを追加することはアンテナ長を変えることと同等である。このようにして、アンテナ装置２によりカバーされる第１バンドは調節される。２つのインダクタ（即ち、インダクタ２０１及びインダクタ２０２）がここで具体例として使用されており；従って単極三投スイッチ２００は三投であることに留意すべきである。実際の応用例では、より多くの低周波マッチング・コンポーネントが配置されても良く、整合した単極多投スイッチが構成されても良い。これはここでのようには限定されない。更に、上記のインダクタ２０１及びインダクタ２０２はキャパシタで置換されても良いことに更に留意すべきである。例えば、上記の２つは、２つのキャパシタ或いは１つのインダクタと１つのキャパシタである。これはここでのようには限定されない。

選択的に、アンテナ装置２は第２グランド端子２２を更に含んでも良い。第２グランド端子２２は、給電端子１２とアンテナ・ボディ１０の第２開回路端１０１との間に配置される。第２開回路端１０１の機能は、接地に関する並列分散インダクタと同等である。これは、アンテナ装置２に関して並列インダクタを接地するものと類似するマッチング効果を実現することが可能である。この手段により、共振周波数の繊細なチューニング効果が達成され得る。更に、具体的な実現において、上記の第２グランド端子２２を利用することにより分散インダクタが実装されない場合、別の方法は、上記の効果を達成するために、給電端子１２に接続される給電部に並列に、集中インダクタが接続されても良いことである。

更に、実施形態１で説明したように、アンテナ装置２は５つのモードで動作し、即ち５つのバンドをカバーする。５つのバンドはそれぞれ：第１バンド、第２バンド、第３バンド、第４バンド、及び第５バンドである。上記の第１バンドは、アンテナ装置２が動作する低周波モードに対応し、残りの４つのバンドは高周波モードに対応する。第１バンドは第１周波数及び第２周は数を含み、第２バンドは第３周波数及び第４周波数を含み、第３バンドは第５周波数及び第６周波数を含み、第４バンドは第７周波数及び第８周波数を含み、第５バンドは第９周波数及び第１０周波数を含む。

以下、図３ａに関連して詳細にアンテナ装置２の動作原理を説明する。図３ａはアンテナ装置の定在波比の概略図であり、横軸はメガヘルツ（ＭＨｚ）単位の周波数を表現し、縦軸は電圧定在波比（ＶＳＷＲ：Ｖｏｌｔａｇｅ Ｓｔａｎｄｉｎｇ Ｗａｖｅ Ｒａｔｉｏ）を表現し、電圧定在波比は単に定在波比（ＳＷＲ）のように言及されても良い。定在波比は、定在波の腹における電圧振幅の、定在波の谷における電圧振幅に対する比率であり、定在波係数のようにも言及される。定在波比は具体的には或る値である。定在波比が１に等しい場合、それは、給電ラインのインピーダンスがアンテナのインピーダンスに完全に整合していることを意味する。この場合、高周波エネルギはアンテナにより全て放出され、エネルギ反射損失は無い。定在波比が２である場合、それは１０％のエネルギ損失が存在することを意味し、エネルギのうち９０％がアンテナにより放出される。定在波比が無限大である場合、それは完全反射を意味し、エネルギは放出されない。アンテナ装置２の５つのモード（即ち、５つの共振様式）は、図３ａにおいて左から右へ示されている。低周波モードに対応する第１バンドでは、アンテナ装置２は約６９８ＭＨｚから９６０ＭＨｚまでの周波数範囲をカバーすることが可能である。この場合、上記の第１周波数及び第２周波数はそれぞれ６９８ＭＨｚ及び９６０ＭＨｚである。第１ないし第４高周波モードは例えば１７１０ＭＨｚないし３６００ＭＨｚの広い帯域幅をカバーするように組み合わせられても良い。具体的には、第１高周波モード及び第２高周波モードにおいて、共振は広い帯域幅をカバーするように組み合わせられても良い。例えば、アンテナ装置２は１７１０ＭＨｚから２１７０ＭＨｚまでの周波数をカバーするように制御される。この場合、上記の第３周波数は１７１０ＭＨｚであり、第６周波数は２１７０ＭＨｚであり、第４周波数及び第５周波数はそれぞれ１９９０ＭＨｚ及び２０５０ＭＨｚである。第３高周波モードにおいて、アンテナ装置２は２０５０ＭＨｚ及び２５００ＭＨｚの間のバンドをカバーするように制御されても良い。第４高周波モードにおいて、アンテナ装置２は一般に２５００ＭＨｚから２６９０ＭＨｚまでの周波数をカバーするように制御され、それにより、周波数分割複信（ＦＤＤ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘｉｎｇ）及び時間分割複信（ＴＤＤ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘｉｎｇ）のバンドをサポートする。この場合、上記の第９周波数及び第１０周波数はそれぞれ２５００ＭＨｚ及び２９６９ＭＨｚである。

確かに、実際の必要性に応じて、上記のアンテナ装置２によりカバーされるバンドは変更されても良い。例えば、第１バンド６９８ＭＨｚないし９６０ＭＨｚは、８８０ＭＨｚないし９６０ＭＨｚをカバーするように変更されても良い。この場合、上記の第１周波数及び第２周波数はそれぞれ８８０ＭＨｚ及び９６０ＭＨｚである。第１ないし第４高周波モードは、広い帯域幅をカバーするように（例えば１７１０ＭＨｚないし２６９０ＭＨｚをカバーするように）、或いは、より高いバンドまで広がるように（例えば、１７１０ＭＨｚないし３６００ＭＨｚをカバーするように）組み合わせられても良い。更に、第１ないし第４高周波モードの配置は偏向されても良く、図３ａに示されるシーケンスに限定されない。詳細は図３ｃ及び図３ｄに示されており、ここでは説明されない。

アンテナ・ボディ１０及びスタブ１１の長さ、並びに給電端子１２及び接続点Ａの位置を調節することにより、アンテナ装置２によりカバーされる５つのバンドの個々の値は具体的に調節されて良いことに留意すべきである。従って、図３ａでは５つのモードのみが横軸に記されているが、各モードによりカバーされる周波数の具体的な値は横軸に記されていない。更に、上記の周波数の具体的な値は、単に具体例であり、限定として使用されてはいない。

更に、図３ａは、アンテナ装置２は低周波スイッチング・ネットワーク２０に接続されるが、単極三投スイッチ２００の固定端は第２可動端に接続されていることを示しており、即ち、図３ａは第１グランド端子２１が直接的に接続されている場合のアンテナ装置２の定在波比の概略図を示す。確かに、実施形態１のアンテナ装置１の定在波比の概略図は、アンテナ装置２の定在波比の概略図に類似している。図３ｂは、単極三投スイッチ２００の固定端が第１可動端に接続される場合の定在波比の概略図を示す。この場合、それぞれインダクタ２０１及びインダクタ２０２である２つの低周波マッチング・コンポーネントが存在するので、これらのインダクタにそれぞれ接続するために、２つの可動端が存在する。具体的には、インダクタ２０１及びインダクタ２０２が、単極三投スイッチ２００の固定端と第１グランド端子２１との間にそれぞれ接続される場合、アンテナ装置２の低周波モードはシフトして良いことが、図３ｂから理解され得る。２つのインダクタの値は異なり；従って、より低い周波数への低周波モードのシフト量も異なる（概して、少なくとも、ＬＴＥバンド７００からＬＴＥバンドＢ８までのカバレッジが設計されても良い）。しかしながら、アンテナ装置２の４つの高周波モードは影響されない。低周波スイッチング・ネットワーク２０を接続することにより、アンテナ装置２の低周波モードによりカバーされる周波数が調節されても良いことが理解され得る。このタイプのアンテナは、キャリア・アグリゲーション（ＣＡ：Ｃａｒｒｉｅｒ Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）のシナリオに適用可能である。更に、図３ａと比較すると、アンテナ装置２によりカバーされる４つの高周波モードは置換されることが可能である。詳細については図３ｅを参照されたい。上記に列挙されたカバーされるバンドも具体例として使用されている。この場合、低周波モードはそれに応じて第１バンドをカバーし、第１バンドの６９８ＭＨｚないし９６０ＭＨｚは、８８０ＭＨｚないし９６０ＭＨｚをカバーするように変更されても良い。この場合、上記の第１周波数及び第２周波数はそれぞれ８８０ＭＨｚ及び９６０ＭＨｚであり、第１、第３及び第４高周波モードは、例えば概して１７１０ＭＨｚから２６９０ＭＨｚまでの広い帯域幅をカバーするように組み合わせられても良い。この場合、第２高周波モードは事前に設定されたバンドをカバーしても良く、事前に設定されたバンドは、グローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）又はグローバル・ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）をサポートするように使用されても良いし、或いは、事前に設定されたバンドはＬＴＥバンド（Ｂａｎｄ）１１（即ち、日本のＫＤＤＩ又はＳＫＢのようなオペレータに関してカスタマイズされる１４２７ＭＨｚから１４５９ＭＨｚまでのバンド）であり、或いは、ＬＴＥバンド２１（即ち、１４４８ＭＨｚないし１５１１ＭＨｚ）である。上記のアンテナ装置１又はアンテナ装置２が動作する５つのモード（即ち、低周波モード及び第１ないし第４高周波モード）が、図３ａ及び図３ｂに示されるように番号軸に沿って５つの徐々に高まるバンドをカバーする場合、上記の第１ないし第５バンドの範囲は上昇順に並べられ、５つのバンドは５つのモードに順に対応し、即ち、低周波モードは第１バンドに対応し、第１ないし第４高周波モードはそれぞれ第２ないし第５バンドに順に対応することに、留意すべきである。図３ｃないし図３ｅに示されるように、５つのバンドは依然として上昇順に更に並べられているが、必ずしも５つのモードに順番には対応していない。例えば、４つの高周波モードに対応するバンド配置は不定である。即ち、図３ａでは第２バンドが第１高周波モードに対応しているが、図３ｅでは第２バンドは第２高周波モードに対応している。

図４ａないし図４ｅは、５つの動作モードにおけるアンテナ装置の電流モード共振の概略図を示す。図４ａないし図４ｅは上記の５つのモードに順に対応し、黒い破線矢印は５つの共振モードにおける電流方向を表現し、黒塗りのドットは最高の電界強度の地点を表現し、中空ドットは最大電流の地点を表現する。図４ａが一例として使用される。電流は、給電部に接続される給電端子１２（即ち、図４ａにおける中空ドットの位置）から第１開回路端１００（即ち、図４ａにおける黒塗りのドットの位置、及び端末左側の枠におけるギャップ）へ流れ、それにより、低周波モードにおける四分の一波長共振を形成する。図４ｂないし図４ｅの原理は図４ａのものに類似しており、ここで詳細には説明されない。図４ａないし図４ｅに示される電流最大の地点又は電界強度最大の地点は単に具体例であり、限定として使用されてはいないことに留意すべきである。図４ａないし図４ｅは、端末の部分的な概略構造図上に示される共振モード図でることに留意すべきである。この場合、アンテナ装置２のアンテナ・ボディ１０は、端末の金属ハウジングである。開口はＵＳＢポートであり、黒い斜線の部分は、アンテナ・ボディ１０及び端末の金属ハウジングが互いに対面することにより形成されるギャップを表現し、黒い斜線中の黒塗り部分はアンテナの無線周波数スイッチを表現する。具体的な端末構造及びギャップの形成は以下の実施形態で詳細に説明される。

上述した共振モード及び対応するカバーされるバンドに関し、図４ａに示される電流方向は、低周波モードにおける四分の一波長共振に対応し、アンテナ装置２は６９８ＭＨｚないし９６０ＭＨｚをカバーしていても良い。図４ｂに示される電流方向は半波長共振に対応し、アンテナ装置２によりカバーされるバンドの中心周波数は１．８５ギガヘルツ（ＧＨｚ）である。図４ｃに示される電流方向は四分の三波長共振に対応し、アンテナ装置２によりカバーされるバンドの中心周波数は２．２ＧＨｚである。図４ｄに示される電流方向はシングル波長共振に対応し、アンテナ装置２によりカバーされるバンドの中心周波数は２．５ＧＨｚである。図４ｅに示される電流方向は四分の三波長共振に対応し、アンテナ装置２によりカバーされるバンドの中心周波数は３．３ＧＨｚである。

図２のアンテナ装置２は一例として２つのインダクタを利用することにより説明されているだけであることに留意すべきである。実際には、アンテナ装置２が低周波モードでより多くの異なるバンドをカバーする必要がある場合、より多くのインダクタが、単極三投スイッチ２００の第１可動端に接続されて良いことが理解され得る。

アンテナ装置が適用される場合、端末の金属ハウジングが端末のアンテナ・ボディとして使用されても良く、即ち、アンテナ・ボディの形状は金属ハウジングに合致している。この配置方式では、概して、３ミリメートル未満のクリアランス・エリアしか必要とされない。

本発明のこの実施形態で提供されるアンテナ装置は：アンテナ・ボディと少なくとも１つのスタブとを含み、給電端子がアンテナ・ボディに配置され；スタブの一端は給電端子とアンテナ・ボディの第１開回路端との間の接続点に電気的に接続され、及びスタブの他端は開回路端であり；及び接続点と給電端子との間のアンテナ・ボディ長は、アンテナ装置の指定された動作周波数に対応する波長の半分であり、及びスタブの長さは指定された動作周波数に対応する波長の四分の一である。アンテナ装置が使用される場合、既存の端末アンテナと比較して、端末の外観設計が十分に活用されることが可能であり、それにより、全体的なスクリーン対ボディ比率を高くしつつ、小さなクリアランス・スペースしか占有されることを要しない。

図５は本発明の実施形態３により提供される端末である。図５に示されるように、端末３は：印刷回路基板４０とアンテナ装置４１とを含む。

具体的には、給電装置４００が印刷回路基板４０に配置される。アンテナ装置４１は、実施形態１及び実施形態２で説明された何れかのアンテナ装置であって良い。アンテナ装置４１が実施形態１のアンテナ装置１である具体例では、アンテナ装置４１の給電端子１２が給電装置４００に接続される。

確かに、アンテナ装置４１が実施形態２のアンテナ装置２である具体例では、アンテナ装置は第１グランド端子を含む。従って、この場合、グランド端子は印刷回路基板４０上にも配置され、グランド端子は第１グランド端子に電気的に接続される。アンテナ装置が第２グランド端子を更に含む場合、グランド端子は、第２グランド端子にも電気的に接続される。詳細は図面には示されておらず或いはここで説明されない。

本発明のこの実施形態で提供される端末は：印刷回路基板とアンテナ装置とを含み、給電装置が印刷回路基板に配置され、アンテナ装置の給電端子は給電装置に電気的に接続される。アンテナ装置はアンテナ・ボディと少なくとも１つのスタブとを含んでも良い。給電端子はアンテナ・ボディに配置される。スタブの一端は給電端子とアンテナ・ボディの第１開回路端との間の接続点に電気的に接続され、及びスタブの他端は開回路端である。接続点と給電端子との間のアンテナ・ボディ長は、アンテナ装置の指定された動作周波数に対応する波長の半分であり、スタブの長さは指定された動作周波数に対応する波長の四分の一である。アンテナ装置が使用される場合、既存の端末と比較して、端末の外観設計が十分に活用されることが可能であり、それにより、パフォーマンスが保証される一方、小さなクリアランス・スペースしか占有されることを要しない。

図６は本発明の実施形態４により提供される端末である。図６に示されるように、端末４は：印刷回路基板５０と、グランド金属ハウジング５１と、アンテナ装置５２とを含む。

具体的には、印刷回路基板５０はグランド金属ハウジング５１の内側に配置される。給電装置５００は印刷回路基板５０上に配置される。印刷回路基板５０はグランド金属ハウジング５１に電気的に接続され、即ち、印刷回路基板５０はグランド金属ハウジング５１に電気的に接続され、接地される（接続関係は図面に示されていない）。

グランド金属ハウジング５１は中空構造を有する。

アンテナ装置５２は実施形態１及び実施形態２で説明される何れかのアンテナ装置であって良い。アンテナ装置５２が実施形態１のアンテナ装置１である具体例では、アンテナ装置５２の給電端子１２が給電装置５００に電気的に接続され、アンテナ装置５２のアンテナ・ボディ１０とグランド金属ハウジング５１との間にギャップ５３が形成される。ギャップ５３はここでは示されておらず、以後の別の添付図面に示されている。

アンテナ装置５２が実施形態２のアンテナ装置である具体例では、アンテナ装置は第１グランド端子を含むことに留意すべきである。従って、この場合、グランド端子は印刷回路基板５０上にも配置され、グランド端子は第１グランド端子に電気的に接続される。アンテナ装置が第２グランド端子を更に含む場合、グランド端子は、第２グランド端子にも電気的に接続される。詳細は図面には示されておらず或いはここで説明されない。

図７ａは端末４の正面図である。端末４の正面ファセットは、スクリーン５４と、プラスチック部分５５と、グランド金属ハウジング５１と、エリアＧ０とを含むことが、図面から理解され得る。図７ａに示されるように、エリアＧ０の幅はＬである。スクリーン５４は液晶ディスプレイ、タッチスクリーン等であって良い。プラスチック部分５５はスクリーン５４の一方の側に配置され、エリアＧ０はスクリーン５４の他方の側に配置される。エリアＧ０は、アンテナ配置エリア（破線で輪郭を描いたエリア）とスクリーン・モジュール配置エリアとを含む。アンテナ配置エリアは、アンテナ装置５２と、アンテナを配置するために必要とされるクリアランス・エリアＧ１とを含む。プラスチックは、端末の正面におけるエリアＧ１の材料として選択されても良く、金属のような非プラスチック材料が、エリアＧ０のＧ１以外のエリアのために選択されても良い。図７ｂ、図７ｃ及び図８ａないし図８ｇに示される端末の正面図について、図７ａが参照されて良い。

更に、端末は２つのアンテナ装置５２を含む。一方のアンテナ装置５２は図７ａに示されるエリアＧ１に配置され、他方のアンテナ装置５２は図７ａに示されるプラスチック部分５５に配置される。即ち、２つのアンテナ装置５２は端末において上下対称に配置される。２つのアンテナ装置は、端末に追加的に配置されるスイッチング回路を利用することにより、代替的に動作しても良い。

図７ｂは、グランド金属ハウジング５１とクリアランス・エリアＧ１とを含む端末４の背面図を示す。実際、アンテナ・ボディ１０とグランド金属ハウジング５１とはギャップ５３を形成するように互いに対面しており、従って、アンテナ・ボディはギャップ５３を通じて電磁波を放出することが可能である。選択的に、プラスティックのような非導電性材料が、内蔵、充填又はモールド注入の方式でギャップ５３の中に満たされていても良い。この場合、アンテナ装置５２は、図７ｂの背面図に示される破線枠エリアの中に配置される。アンテナ装置５２のクリアランス・エリアの背面ファセット・ギャップＧ１の幅は概して３ミリメートル未満であり、アンテナ装置２の側方ファセット・ギャップＧ２の幅は概して１．５ミリメートル及び２．０ミリメートルの間にある。典型的なディスプレイ・モジュールは一般的に約５ミリメートルのスペースを占め、従って、全体的な幅Ｌは８ミリメートル未満である。従って、本発明の実施形態では端末のＧ１が３ミリメートル未満である端末を利用することにより、小さなクリアランス・スペースしか占有される必要がない一方、高いスクリーン対ボディ比率が保証される。

選択的に、低い周波数の帯域幅を超低周波数まで拡張し（例えば、ＬＴＥバンド７００をカバーし） 、それにより、より広いワイドバンド・カバレッジを提供するために、高い誘電定数を有する誘電体がギャップ５３の中に満たされても良い。更に、選択的に、材料の側面からは、ギャップ５３内のフィラーはプラスチック材料により構成されていても良い。プラスチック材料は透明な又は不透明な様相であっても良く、異なる色又はパターンがプラスチック材料にコーティングされ、それにより審美的及び装飾的な効果を達成しても良い。

形状の側面からは、ギャップ５３はＵ字状であっても良いこと（例えば、図７ｂ、図８ａ、図８ｆ、及び図８ｇ）、或いは線状であっても良いことが（例えば、図７ｃ、図８ｂ、図８ｃ、図８ｄ、図８ｅ）、端末４の背面から見受けられ得る。ギャップ５３は、端末のサイド・エッジを通じて端末の背面から端末の正面へ延びていても良く（例えば、図８ｂ、図８ｄ、及び図８ｇ）、或いはギャップ５３は端末のボトム・エッジを通じて端末の背面から端末の正面へ延びていても良く（例えば、図８ｃ、図８ｅ、及び図８ｆ）、或いはギャップ５３はサイド・エッジ及びボトム・エッジの双方を通じて端末の背面から端末の正面へ延びていても良い（例えば、図８ａ）。ギャップ５３の具体的な形状はここでのようには限定されず、本発明の添付図面に示されるギャップ５３の形状は単なる具体例である。

図８ａないし図８ｇは、端末の全体的な概略図ではなく、端末のギャップの部分的なデザインを単に示していることに留意すべきである。アンテナ装置の形状については、開口がＵＳＢポートであっても良く且つ斜線の部分がギャップ５３である他の添付図面が参照されて良い。

本発明のこの実施形態で提供されるアンテナ装置は：印刷回路基板と、グランド金属ハウジングと、アンテナ装置とを含む。アンテナ装置は、アンテナ・ボディと少なくとも１つのスタブとを含んで良い。給電端子がアンテナ・ボディに配置され；スタブの一端は給電端子とアンテナ・ボディの第１開回路端との間の接続点に電気的に接続され、及びスタブの他端は開回路端であり；及び接続点と給電端子との間のアンテナ・ボディ長は、アンテナ装置の指定された動作周波数に対応する波長の半分であり、及びスタブの長さは指定された動作周波数に対応する波長の四分の一である。アンテナ装置が使用される場合、既存の端末と比較して、端末の外観設計が十分に活用されることが可能であり、それにより、パフォーマンスが保証される一方、小さなクリアランス・スペースしか占有されることを要しない。

本発明における添付図面は、別意の言及がない限り、必ずしも比例して描かれてはいないことに留意すべきである。

最後に、上記の実施形態は本発明の技術的解決手段を説明するために意図されているに過ぎず、本発明を限定するためではないことに留意すべきである。本発明は上記の実施形態に関連して詳細に説明されているが、本発明の実施形態の技術的解決手段の目的から逸脱することなく、当業者は上記の実施形態で説明される技術的解決手段に対して更に修正を施して良いこと、或いは、実施形態の全部又は一部の技術的特徴に対して同等な置換を行って良いことを、当業者は理解すべきである。

Claims (9)

1. アンテナ・ボディと少なくとも１つのスタブとを有するアンテナ装置であって、給電端子が前記アンテナ・ボディに配置され；
   前記スタブの一端は前記給電端子と前記アンテナ・ボディの第１開回路端との間の接続点に電気的に接続され、及び前記スタブの他端は開回路端であり；及び
   前記接続点と前記給電端子との間のアンテナ・ボディ長は、前記アンテナ装置の指定された動作周波数に対応する波長の半分であり、及び前記スタブの長さは前記指定された動作周波数に対応する波長の四分の一である、アンテナ装置。
2. 低周波スイッチング・ネットワークと第１グランド端子とを更に有し、
   前記低周波スイッチング・ネットワークの一端は前記給電端子と前記接続点との間に電気的に接続され、前記低周波スイッチング・ネットワークの他端は前記第１グランド端子に電気的に接続される、請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記低周波スイッチング・ネットワークは：単極多投スイッチと低周波マッチング・コンポーネントとを有し；
   前記単極多投スイッチの固定端は前記給電端子と前記接続点との間に接続され；及び
   前記低周波マッチング・コンポーネントは、前記単極多投スイッチの第１可動端と前記第１グランド端子との間に電気的に接続され、前記単極多投スイッチの第２可動端は前記第１グランド端子に電気的に接続される、請求項２に記載のアンテナ装置。
4. 前記低周波マッチング・コンポーネントはインダクタ又はキャパシタを有する、請求項３に記載のアンテナ装置。
5. 前記アンテナ装置は第１バンド、第２バンド、第３バンド、第４バンド、及び第５バンドで動作し、
   前記第１バンドは６９８ＭＨｚ及び９６０ＭＨｚの間にあり；及び
   前記第２バンド、前記第３バンド、前記第４バンド、及び前記第５バンドは、１７１０ＭＨｚ及び３６００ＭＨｚの間にある、請求項１ないし４のうち何れか一項に記載のアンテナ装置。
6. 前記第２バンド、前記第３バンド、前記第４バンド、及び前記第５バンドは、１７１０ＭＨｚ及び２６９０ＭＨｚの間にある、請求項５に記載のアンテナ装置。
7. 前記アンテナ装置は第１バンド、第２バンド、第３バンド、第４バンド、及び第５バンドで動作し、
   前記第１バンドは６９８ＭＨｚ及び９６０ＭＨｚの間にあり；
   前記第２バンドは事前に設定されたバンドであり、前記事前に設定されたバンドは１４２７ＭＨｚないし１４９５ＭＨｚ又は１４４８ＭＨｚないし１５１１ＭＨｚである、或いは、前記事前に設定されたバンドはグローバル・ポジショニング・システム又はグローバル・ナビゲーション衛星システムをサポートするために使用され；
   前記第３バンド、前記第４バンド、及び前記第５バンドは、１７１０ＭＨｚ及び２６９０ＭＨｚの間にある、請求項１ないし４のうち何れか一項に記載のアンテナ装置。
8. 前記第１バンドは８８０ＭＨｚ及び９６０ＭＨｚの間にある、請求項７に記載のアンテナ装置。
9. 印刷回路基板と、請求項１ないし８のうちの何れか一項に記載のアンテナ装置とを含み、給電装置が前記印刷回路基板に配置され；及び
   前記アンテナ装置の前記給電端子は前記給電装置に電気的に接続される、端末。