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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6771457
(24)【登録日】2020年10月1日
(45)【発行日】2020年10月21日
(54)【発明の名称】無線機器のアンテナ装置
(51)【国際特許分類】
H01Q 19/02 20060101AFI20201012BHJP
H01Q 1/38 20060101ALI20201012BHJP
H01Q 1/24 20060101ALI20201012BHJP
H01Q 21/06 20060101ALI20201012BHJP
【ＦＩ】
H01Q19/02
H01Q1/38
H01Q1/24 Z
H01Q21/06
【請求項の数】17
【全頁数】22
(21)【出願番号】特願2017-522337(P2017-522337)
(86)(22)【出願日】2015年10月22日
(65)【公表番号】特表2017-537515(P2017-537515A)
(43)【公表日】2017年12月14日
(86)【国際出願番号】KR2015011186
(87)【国際公開番号】WO2016064212
(87)【国際公開日】20160428
【審査請求日】2018年10月4日
(31)【優先権主張番号】10-2014-0143389
(32)【優先日】2014年10月22日
(33)【優先権主張国】KR
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】503447036
【氏名又は名称】サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100154922
【弁理士】
【氏名又は名称】崔 允辰
(72)【発明者】
【氏名】ウォン−ビン・ホン
(72)【発明者】
【氏名】カン−ヒョン・ベク
(72)【発明者】
【氏名】スン−テ・コ
【審査官】
赤穂 美香
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００４−０５６４９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１４−１８７４５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００１−０８５９２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１２−１８２７９１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０１Ｑ １９／０２
Ｈ０１Ｑ １／２４
Ｈ０１Ｑ １／３８
Ｈ０１Ｑ ２１／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
無線機器のアンテナであって、
無線信号を放射するための第１放射体；
第１ビームに基づいて前記無線信号を伝送するために、前記無線機器のカバーに設置される第２放射体；及び
第２ビームに基づいて前記無線信号を伝送するために、前記無線機器のカバーに設置される第３放射体を含み、
前記第２放射体は、前記第１放射体から離隔され、前記第１放射体に対向する位置に配置され、
前記第３放射体は前記第１放射体から離隔され、前記第１放射体に対向する位置に配置され、
前記第２放射体及び前記第３放射体の各々は曲面型の放射体であって、
前記第１ビームの方向は、前記第２放射体の第１位置と関連付けられ、前記第２ビームの方向は、前記第３放射体の第２位置と関連付けられ、
前記第１放射体は複数のアンテナパターンを含み、
前記第２放射体は前記第１ビームの第１偏波のための複数の第１寄生パッチ及び前記第１ビームの第２偏波のための複数の第２寄生パッチを含み、
前記第３放射体は前記第２ビームの前記第１偏波のための複数の第３寄生パッチ及び前記第２ビームの前記第２偏波のための複数の第４寄生パッチを含む、アンテナ。
無線信号を放射するための第１放射体；
第１ビームに基づいて前記無線信号を伝送するために、前記無線機器のカバーに設置される第２放射体；及び
第２ビームに基づいて前記無線信号を伝送するために、前記無線機器のカバーに設置される第３放射体を含み、
前記第２放射体は、前記第１放射体から離隔され、前記第１放射体に対向する位置に配置され、
前記第３放射体は前記第１放射体から離隔され、前記第１放射体に対向する位置に配置され、
前記第２放射体及び前記第３放射体の各々は曲面型の放射体であって、
前記第１ビームの方向は、前記第２放射体の第１位置と関連付けられ、前記第２ビームの方向は、前記第３放射体の第２位置と関連付けられ、
前記第１放射体は複数のアンテナパターンを含み、
前記第２放射体は前記第１ビームの第１偏波のための複数の第１寄生パッチ及び前記第１ビームの第２偏波のための複数の第２寄生パッチを含み、
前記第３放射体は前記第２ビームの前記第１偏波のための複数の第３寄生パッチ及び前記第２ビームの前記第２偏波のための複数の第４寄生パッチを含む、アンテナ。
【請求項2】
前記第１放射体は、
給電部；
接地面；及び
アンテナパターンを含む請求項１に記載のアンテナ。
給電部；
接地面；及び
アンテナパターンを含む請求項１に記載のアンテナ。
【請求項3】
前記アンテナパターンはアレイアンテナパターンを含む請求項２に記載のアンテナ。
【請求項4】
前記第１放射体は、前記無線機器の本体に含まれ、
前記第１放射体は、前記無線機器の本体に内蔵されたプリント回路基板（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ，ＰＣＢ）に含まれる請求項１に記載のアンテナ。
前記第１放射体は、前記無線機器の本体に内蔵されたプリント回路基板（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ，ＰＣＢ）に含まれる請求項１に記載のアンテナ。
【請求項5】
前記第２放射体は、前記無線機器のカバーの所定の位置に位置する導電性寄生パッチを含む請求項１に記載のアンテナ。
【請求項6】
前記導電性寄生パッチの位置は、前記第１放射体と前記第２放射体の間の離隔距離、前記第２放射体の曲率半径、及び前記無線信号の周波数の波長に基づいて決定される請求項５に記載のアンテナ。
【請求項7】
前記無線信号の周波数に対応する波長λ対前記寄生パッチの長さＺｐの比率Ｚｐ／λは０．１乃至０．３の範囲内で決定され、
前記無線信号の周波数に対応する波長λ対前記第２放射体の中央位置と前記カバーの中央位置の差ｄｚ／λの比率ｄｚ／λは０．０２乃至０．４の範囲内で決定される請求項６に記載のアンテナ。
前記無線信号の周波数に対応する波長λ対前記第２放射体の中央位置と前記カバーの中央位置の差ｄｚ／λの比率ｄｚ／λは０．０２乃至０．４の範囲内で決定される請求項６に記載のアンテナ。
【請求項8】
前記カバーは、前記第２放射体の曲率半径又は前記第３放射体の曲率半径と同じ曲率半径を有し、
前記カバーは、プリント回路基板（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ，ＰＣＢ）、シリコン、ＬＴＣＣ（ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏ−ｆｉｒｅｄ ｃｅｒａｍｉｃ）及びＬＣＰ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｐｏｌｙｍｅｒ）のうち少なくとも１つの材料（ｍａｔｅｒｉａｌ）を含む請求項１に記載のアンテナ。
前記カバーは、プリント回路基板（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ，ＰＣＢ）、シリコン、ＬＴＣＣ（ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏ−ｆｉｒｅｄ ｃｅｒａｍｉｃ）及びＬＣＰ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｐｏｌｙｍｅｒ）のうち少なくとも１つの材料（ｍａｔｅｒｉａｌ）を含む請求項１に記載のアンテナ。
【請求項9】
無線機器であって、
無線信号を放射するための第１放射体を含む本体；
第１ビームに基づいて前記無線信号を伝送するための第２放射体及び第２ビームに基づいて前記無線信号を伝送するための第３放射体を含むカバーを含み、
前記第２放射体は、前記第１放射体から離隔され、前記第１放射体に対向する位置に配置され、
前記第３放射体は前記第１放射体から離隔され、前記第１放射体に対向する位置に配置され、
前記第２放射体及び前記第３放射体の各々は曲面型の放射体であって、
前記第１ビームの方向は、前記第２放射体の第１位置と関連付けられ、前記第２ビームの方向は、前記第３放射体の第２位置と関連付けられ、
前記第１放射体は複数のアンテナパターンを含み、
前記第２放射体は前記第１ビームの第１偏波のための複数の第１寄生パッチ及び前記第１ビームの第２偏波のための複数の第２寄生パッチを含み、
前記第３放射体は前記第２ビームの前記第１偏波のための複数の第３寄生パッチ及び前記第２ビームの前記第２偏波のための複数の第４寄生パッチを含む、無線機器。
無線信号を放射するための第１放射体を含む本体；
第１ビームに基づいて前記無線信号を伝送するための第２放射体及び第２ビームに基づいて前記無線信号を伝送するための第３放射体を含むカバーを含み、
前記第２放射体は、前記第１放射体から離隔され、前記第１放射体に対向する位置に配置され、
前記第３放射体は前記第１放射体から離隔され、前記第１放射体に対向する位置に配置され、
前記第２放射体及び前記第３放射体の各々は曲面型の放射体であって、
前記第１ビームの方向は、前記第２放射体の第１位置と関連付けられ、前記第２ビームの方向は、前記第３放射体の第２位置と関連付けられ、
前記第１放射体は複数のアンテナパターンを含み、
前記第２放射体は前記第１ビームの第１偏波のための複数の第１寄生パッチ及び前記第１ビームの第２偏波のための複数の第２寄生パッチを含み、
前記第３放射体は前記第２ビームの前記第１偏波のための複数の第３寄生パッチ及び前記第２ビームの前記第２偏波のための複数の第４寄生パッチを含む、無線機器。
【請求項10】
前記第１放射体は、
給電部；
接地面；及び
アンテナパターンを含む請求項９に記載の無線機器。
給電部；
接地面；及び
アンテナパターンを含む請求項９に記載の無線機器。
【請求項11】
前記アンテナパターンはアレイアンテナパターンを含む請求項１０に記載の無線機器。
【請求項12】
前記第１放射体は、
前記無線機器の本体に内蔵されたプリント回路基板（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ，ＰＣＢ）に含まれる請求項９に記載の無線機器。
前記無線機器の本体に内蔵されたプリント回路基板（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ，ＰＣＢ）に含まれる請求項９に記載の無線機器。
【請求項13】
前記第２放射体は、前記無線機器のカバーの所定の位置に位置する導電性寄生パッチを含む請求項９に記載の無線機器。
【請求項14】
前記導電性寄生パッチの位置は、前記第１放射体と前記第２放射体の間の離隔距離、前記第２放射体の曲率半径、及び前記無線信号の周波数の波長に基づいて決定される請求項１３に記載の無線機器。
【請求項15】
前記無線信号の周波数に対応する波長λ対前記寄生パッチの長さＺｐの比率Ｚｐ／λは０．１乃至０．３の範囲内で決定され、
前記無線信号の周波数に対応する波長λ対前記第２放射体の中央位置と前記カバーの中央位置の差ｄｚ／λの比率ｄｚ／λは０．０２乃至０．４の範囲内で決定される請求項１４に記載の無線機器。
前記無線信号の周波数に対応する波長λ対前記第２放射体の中央位置と前記カバーの中央位置の差ｄｚ／λの比率ｄｚ／λは０．０２乃至０．４の範囲内で決定される請求項１４に記載の無線機器。
【請求項16】
前記カバーは、前記第２放射体の曲率半径又は前記第３放射体の曲率半径と同じ曲率半径を有し、
前記カバーは、プリント回路基板（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ，ＰＣＢ）、シリコン、ＬＴＣＣ（ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏ−ｆｉｒｅｄ ｃｅｒａｍｉｃ）及びＬＣＰ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｐｏｌｙｍｅｒ）のうち少なくとも１つの材料（ｍａｔｅｒｉａｌ）を含む請求項９に記載の無線機器。
前記カバーは、プリント回路基板（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ，ＰＣＢ）、シリコン、ＬＴＣＣ（ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏ−ｆｉｒｅｄ ｃｅｒａｍｉｃ）及びＬＣＰ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｐｏｌｙｍｅｒ）のうち少なくとも１つの材料（ｍａｔｅｒｉａｌ）を含む請求項９に記載の無線機器。
【請求項17】
前記カバーを囲む金属性ケースをさらに含み、
前記金属性ケースは、
前記導電性寄生パッチに対応する位置に位置し、前記第２放射体によって放射された無線信号の伝達経路を提供する開口部を含む請求項１３に記載の無線機器。
前記金属性ケースは、
前記導電性寄生パッチに対応する位置に位置し、前記第２放射体によって放射された無線信号の伝達経路を提供する開口部を含む請求項１３に記載の無線機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無線機器のアンテナに関する。
【背景技術】
【0002】
４Ｇ通信システムの商用化以降、増加の趨勢にある無線データトラフィック需要を満たすために、改善された５Ｇ通信システム又はｐｒｅ−５Ｇ通信システムを開発するための努力が注がれている。このような理由で、５Ｇ又はｐｒｅ−５Ｇ通信システムは４Ｇ以降のネットワーク（Ｂｅｙｏｎｄ ４Ｇ Ｎｅｔｗｏｒｋ）又はポストＬＴＥシステム（Ｐｏｓｔ ＬＴＥ Ｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれる。
【0003】
より高いデータ伝送率を達成するために、５Ｇ通信システムは、超高周波（ｍｍＷａｖｅ）帯域（例えば、６０ギガ（ＧＨｚ）帯域のような）での具現が考慮されている。超高周波帯域での電波の伝搬損失を緩和し電波の伝達距離を増加させるために、５Ｇ通信システムではビームフォーミング（ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）、マッシブマイモ（ｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯ）、ＦＤ−ＭＩＭＯ（Ｆｕｌｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ＭＩＭＯ）、アレイアンテナ（ａｒｒａｙ ａｎｔｅｎｎａ）、アナログビームフォーミング（ａｎａｌｏｇ ｂｅａｍ−ｆｏｒｍｉｎｇ）及び大規模アンテナ（ｌａｒｇｅ ｓｃａｌｅ ａｎｔｅｎｎａ）技術が論議されている。
【0004】
また、システムネットワークの改善のために、５Ｇ通信システムでは進歩した小型セル（ａｄｖａｎｃｅｄ ｓｍａｌｌ ｃｅｌｌ）、クラウド無線アクセスネットワーク（ｃｌｏｕｄ ｒａｄｉｏ ａｃｃｅｓｓ ｎｅｔｗｏｒｋ：ｃｌｏｕｄ ＲＡＮ）、超高密度ネットワーク（ｕｌｔｒａ−ｄｅｎｓｅ ｎｅｔｗｏｒｋ）、デバイス間（Ｄｅｖｉｃｅ ｔｏ Ｄｅｖｉｃｅ：Ｄ２Ｄ）通信、無線バックホール（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｂａｃｋｈａｕｌ）、移動ネットワーク（ｍｏｖｉｎｇ ｎｅｔｗｏｒｋ）、協力通信（ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）、ＣｏＭＰ（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ Ｍｕｌｔｉ−Ｐｏｉｎｔｓ）、受信端干渉除去（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ）などの技術開発が行われている。
【0005】
その他にも、５Ｇシステムでは進歩したコーディング変調（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＡＣＭ）方式であるＦＱＡＭ（Ｈｙｂｒｉｄ ＦＳＫ ａｎｄ ＱＡＭ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）及びＳＷＳＣ（Ｓｌｉｄｉｎｇ Ｗｉｎｄｏｗ Ｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｃｏｄｉｎｇ）と、進歩した接続技術であるＦＢＭＣ（Ｆｉｌｔｅｒ Ｂａｎｋ Ｍｕｌｔｉ Ｃａｒｒｉｅｒ）、ＮＯＭＡ（ｎｏｎ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）、及びＳＣＭＡ（ｓｐａｒｓｅ ｃｏｄｅ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）などが開発されている。
【0006】
最近では、通信技術が発達するにつれ無線機器は次第に小型化及び軽量化する趨勢にある。このような趨勢に応えるため、無線機器内に具現される内蔵型アンテナが使用されている。
【0007】
一方、無線機器（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｄｅｖｉｃｅ）のアンテナは多様なアンテナ（例：４Ｇ ＬＴＥ（ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、ＧＰＳ（ｇｌｏｂａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）、Ｗｉ−Ｆｉ（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｆｉｄｅｌｉｔｙ）等）をサポートする。そのため、小型化及び軽量化のためにアンテナの大きさを減らすための研究が行われている。また、無線機器のアンテナ性能を向上させるための研究も行われている。
【0008】
前記情報は、単に本開示の理解を助けるための背景情報として提供される。上記事項のいずれも本開示に関連して先行技術として適用されることができるか否かに関してはいかなる決定も行われず、いかなる主張も提起されない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本開示の実施形態は、少なくとも上記問題点及び短所を解消し、以下で説明される少なくとも１つの長所を提供するものである。
【0010】
したがって、本開示の実施形態は、無線機器でアンテナの実装空間を減らすためのアンテナを提供することを目的とする。
【0011】
本開示の他の実施形態は、無線機器でアンテナの性能を向上させるためのアンテナ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】
【0012】
本開示の実施形態によれば、無線機器のアンテナが提供される。前記アンテナは、第１放射体；及び前記第１放射体によって放射された無線信号を放射するために前記無線機器のカバーに設置される第２放射体を含み、ここで、第２放射体は、第１放射体から離隔され、前記第２放射体に対向する。
【0013】
本開示の他の実施形態によれば、無線機器が提供される。前記無線装置は、第１放射体を含む本体、及び前記第１放射体によって放射された無線信号を放射するための第２放射体を含むカバーを含み、ここで、前記第２放射体は、前記第１放射体に対向し、前記第１放射体から離隔して位置する。
【0014】
本開示の他の態様、利点、及び顕著な特徴は添付された図面と共に述べられた以下の詳細な説明から当業者に明白であり、添付された図面は以下のとおりである。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本開示の多様な実施形態に係る無線機器のブロック構成を示す図である。
【図2】本開示の多様な実施形態に係るアンテナのブロック構成を示す図である。
【図3】本開示の多様な実施形態に係るアンテナの断面図である。
【図4】本開示の多様な実施形態に係るアンテナの斜視図及び断面図である。
【図5】本開示の多様な実施形態に係るアンテナの構造を示す図である。
【図6A】本開示の多様な実施形態に係るアンテナを含む無線機器の構造を示す図である。
【図6B】本開示の多様な実施形態に係るアンテナを含む無線機器の構造を示す図である。
【図6C】本開示の多様な実施形態に係るアンテナを含む無線機器の構造を示す図である。
【図6D】本開示の多様な実施形態に係るアンテナを含む無線機器の構造を示す図である。
【図7A】本開示の多様な実施形態に係る垂直偏波及び水平偏波を示すグラフである。
【図7B】本開示の多様な実施形態に係る垂直偏波及び水平偏波を示すグラフである。
【図8】本開示の実施形態に係るアンテナの構造を示す図である。
【図9A】本開示の多様な実施形態に係るアンテナによって獲得された利得を示すグラフである。
【図9B】本開示の多様な実施形態に係るアンテナによって獲得された利得を示すグラフである。
【図9C】本開示の多様な実施形態に係るアンテナによって獲得された利得を示すグラフである。
【図9D】本開示の多様な実施形態に係るアンテナによって獲得された利得を示すグラフである。
【図10】本開示の実施形態に係るアンテナの構造を示す図である。
【図11A】本開示の多様な実施形態に係るアンテナによって獲得された利得を示すグラフである。
【図11B】本開示の多様な実施形態に係るアンテナによって獲得された利得を示すグラフである。
【図12】本開示の実施形態に係るアンテナの構造を示す図である。
【図13A】本開示の多様な実施形態に係るアンテナによって獲得された利得を示すグラフである。
【図13B】本開示の多様な実施形態に係るアンテナによって獲得された利得を示すグラフである。
【図14】本開示の実施形態に係るアンテナの構造を示す図である。
【図15】本開示の実施形態に係るアンテナによる送受信ビーム制御を示すグラフである。
【図16A】本開示の多様な実施形態に係るアンテナの利得を示すグラフである。
【図16B】本開示の多様な実施形態に係るアンテナの利得を示すグラフである。
【図17】本開示の多様な実施形態に係るアンテナの変形された構造を示す図である。
【図18】本開示の多様な実施形態に係るアンテナの変形された構造を示す図である。
【図19】本開示の多様な実施形態に係るアンテナの変形された構造を示す図である。
【図20】本開示の多様な実施形態に係るアンテナの変形された構造を示す図である。
【図21】本開示の多様な実施形態に係るアンテナの変形された構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
添付された図面を参照した以下の説明は請求範囲及び均等物によって定義された本開示の多様な実施形態の包括的な理解を助けるために提供される。理解を助けるための多様な特徴的な細部事項を含むが、これらは単なる例示的なものと見なされるべきである。よって、当業者は本願に記載された多様な実施形態の多様な変更及び修正が本開示の範囲及び思想から逸脱することなく行われることができることを認識するはずである。また、公知の機能及び構成に対する説明は明確性及び簡潔性のために省略される場合がある。
【0017】
次の詳細な説明及び特許請求の範囲で用いられた用語及び単語は辞書的意味に限定されず、本開示の明確かつ一貫した理解を可能にするために、発明者のみによって使用される。したがって、本開示の多様な実施形態に対する下記の説明は、単なる例示のためのものであって、添付された請求範囲及び等価物によって定義された本開示を制限するための目的でないことは当業者に明白であろう。
【0018】
単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈上明確に別に指示しない限り多数の対象を含むことを理解するべきである。よって、例えば、「構成要素表面」に対する言及はそのような１つ以上の表面に対する言及を含む。
【0019】
本開示の多様な実施形態は、アンテナの実装空間を減らし、アンテナの性能を向上させることによってアンテナで誘電損（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｌｏｓｓ）による信号損失を減少させるためのアンテナに関する。
【0020】
無線機器は、スマートフォン（ｓｍａｒｔ ｐｈｏｎｅ）のように無線接続機能を持つ携帯用電子装置（ｐｏｒｔａｂｌｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）であり得る。この無線機器は、携帯端末（ｐｏｒｔａｂｌｅ ｔｅｒｍｉｎａｌ）、移動電話（ｍｏｂｉｌｅ ｐｈｏｎｅ）、モバイルパッド（ｍｏｂｉｌｅ ｐａｄ）、タブレットコンピュータ（ｔａｂｌｅｔ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、ハンドヘルドコンピュータ（ｈａｎｄｈｅｌｄ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）のうち１つであり得る。この無線機器は、無線接続可能なメディアプレーヤ（ｍｅｄｉａ ｐｌａｙｅｒ）、カメラ、スピーカ、スマートテレビジョン（ｓｍａｒｔ ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）のようなメディア機器ののうち１つであり得る。この無線機器は、スマートウォッチ（ｓｍａｒｔ ｗａｔｃｈ）のような着用可能な電子装置、ウェアラブルヘッドマウント装置のような仮想現実装置、スマートグラス（ｓｍａｒｔ ｇｌａｓｓ）のような拡張現実装置であり得る。この無線機器は、ＰＯＳ（Ｐｏｉｎｔ Ｏｆ Ｓａｌｅｓ）機器又はビーコン（ｂｅａｃｏｎ）機器であり得る。この無線機器は、上述した装置のうち２つ以上の機能を結合した装置であり得る。
【0021】
図１は、本開示の多様な実施形態に係る無線機器のブロック構成である。ここで図示する内容は発明を説明するための例示に過ぎないもので多様な変形された構成が可能なため、発明の保護範囲を制限すると解釈されるべきではない。
【0022】
図１を参照すると、無線機器１０は、アンテナ１００及び送受信機２００を含む。アンテナ１００は、送受信機２００から送信された無線信号を外部に放射し、他のソースから信号を受信して受信された信号を送受信機２００に提供する。本開示の一実施形態で、アンテナ１００は、４Ｇ ＬＴＥ（ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）アンテナ、ＧＰＳ（ｇｌｏｂａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）アンテナ、Ｗｉ−Ｆｉ（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｆｉｄｅｌｉｔｙ）アンテナのうち１つを含むことができる。本開示の実施形態で、アンテナ１００はミリ波（ｍｍＷａｖｅ）技術を利用して６０ギガヘルツ（ｇｉｇａ ｈｅｒｔｚ、ＧＨｚ）帯域の信号を送受信できる。
【0023】
送受信機２００は、送信のための無線信号をアンテナ１００に伝達し、アンテナ１００を介して受信された無線信号を受信する。送受信機２００は、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）処理機能及び／又は基底帯域（ｂａｓｅｂａｎｄ、ＢＢ）処理機能を含む。
【0024】
送受信機２００は、信号の帯域変換、増幅などを行って無線チャネルを介して信号を送受信する。そのために、送受信機２００は、基底帯域信号をＲＦ帯域信号にアップコンバートし、アンテナ１００を介して受信されるＲＦ帯域信号を基底帯域信号にダウンコンバートする。送受信機２００は、送信フィルタ、受信フィルタ、増幅器、ミキサ（ｍｉｘｅｒ）、発振器（ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）、デジタル／アナログ変換器（ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ ａｎａｌｏｇ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ、ＤＡＣ）、アナログ／デジタル変換器（ａｎａｌｏｇ ｔｏ ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ、ＡＤＣ）などを含むことができる。送受信機２００は、多数のＲＦチェーンを含むことができる。また、送受信機２００は、ビームフォーミング（ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）をサポートできる。ビームフォーミングのために、送受信機２００は、多数のアンテナ又はアンテナ要素（ｅｌｅｍｅｎｔ）を介して送受信される信号の位相及び大きさを調節できる。
【0025】
基底帯域（ｂａｓｅｂａｎｄ、ＢＢ）処理機能を含む送受信機２００は、システムの物理層規格によって基底帯域信号とビット列の間で変換を行う。例えば、データ送信時、送受信機２００は、ビット列を符号化及び変調することによって複素シンボルを生成する。また、データ受信時、送受信機２００は、基底帯域信号を復調及び復号化を介してビット列を復元する。
【0026】
送受信機２００は、送信部、受信部、送受信部又は通信部と称することができる。送受信機２００は、ＲＦ処理部と称することもでき、基底帯域処理部及びＲＦ処理部を含むことができる。基底帯域処理部及びＲＦ処理部のうち少なくとも１つは、互いに異なる多数の通信規格をサポートするために多数の通信モジュールを含むことができる。また、基底帯域処理部及びＲＦ処理部のうち少なくとも１つは、互いに異なる周波数帯域の信号を処理するために互いに異なる通信モジュールを含むことができる。例えば、通信規格は、無線ＬＡＮ（例：ＩＥＥＥ（ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１）、セルラー網（例：ＬＴＥ）などを含むことができる。また、互いに異なる周波数帯域はセンチメートル波（ＳＨＦ：ｓｕｐｅｒ ｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）（例：２．５ＧＨｚ、５ＧＨｚ）帯域、ミリ波（ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ ｗａｖｅ）（例：６０ＧＨｚ）帯域を含むことができる。
【0028】
図２を参照すると、アンテナ１００は、第１放射体（ｒａｄｉａｔｏｒ）１１０及び第２放射体１２０を含む。第１放射体１１０は、無線信号を放射し、第２放射体１２０を駆動するためのドライバ（ｄｒｉｖｅｒ）として機能する。第２放射体１２０は、第１放射体１１０に対向し、第１放射体１１０から離隔して無線機器のカバーに設置され、第１放射体１１０によって放射された無線信号を放射する。第２放射体１２０は、無線信号の最終的な放射方向を決定するディレクタ（ｄｉｒｅｃｔｏｒ）として機能する。
【0029】
第１放射体１１０は、給電部（ｆｅｅｄｉｎｇ ｕｎｉｔ）、接地面（ｇｒｏｕｎｄ ｐｌａｎｅ）及びアンテナパターン（ａｎｔｅｎｎａ ｐａｔｔｅｒｎ）を含む。このようなアンテナパターンは、アレイ（ａｒｒａｙ）アンテナパターンを含むことができる。本開示の実施形態で、アンテナパターンは容量的に結合された（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ）多数のパターンを含むことができる。本開示の実施形態で、アンテナパターンは他の偏波（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）特性のパターンを含むことができる。例えば、アンテナパターンはＩＦＡ（ｉｎｖｅｒｔｅｄ−Ｆ ａｎｔｅｎｎａ）パターン、ダイポール（ｄｉｐｏｌｅ）アンテナパターン、ループ（ｌｏｏｐ）アンテナパターン及びヘリカル（ｈｅｌｉｃａｌ）アンテナパターンのうち少なくとも１つを含むことができる。
【0030】
本開示の実施形態で、第１放射体１１０は、直線型の放射体を含む。このような第１放射体１１０は、無線機器１０の本体に含まれることができる。例えば、第１放射体１１０は、無線機器１０の本体に内蔵されたプリント回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ、ＰＣＢ）に含まれることができる。
【0031】
本開示の実施形態で、第２放射体１２０は、非線形（ｎｏｎ−ｌｉｎｅａｒ）（すなわち、非平面（ｎｏｎ−ｐｌａｎａｒ）放射体又は曲線型（ｃｕｒｖａｔｕｒｅ）放射体（流線型放射体））の放射体を含む。このような第２放射体１２０は、無線機器１０のカバーの所定の位置に位置する１つ以上の導電性寄生パッチ（ｐａｒａｓｉｔｉｃ ｐａｔｃｈ）を含むことができる。カバーの位置は第１放射体１１０と第２放射体１２０の離隔距離、第２放射体の曲率半径（ｒａｄｉｏｕｓ）及び無線信号に対応する波長に基づいて決定されることができる。カバーはプリント回路基板（ＰＣＢ）、シリコン、ＬＴＣＣ（ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏ−ｆｉｒｅｄ ｃｅｒａｍｉｃ）及びＬＣＰ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｐｏｌｙｍｅｒ）のうち少なくとも１つの材質を含むことができる。
【0032】
図３、４、５、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、及び６Ｄは、本開示の実施形態に係るアンテナの構造を示す図である。この図面は図２に示す第１放射体１１０と第２放射体１２０の構造を例示的に図示し、必ずしも縮尺通りに描かれたものではない。ここで図示する内容は発明を説明するための例示に過ぎず変形が可能である。
【0034】
図３及び図４を参照すると、第１放射体１１０は、無線機器１０の本体に配置されたＰＣＢ基板１２に含まれる。第２放射体１２０は、無線機器１０のカバー（又はケース）１４に含まれる。第２放射体１２０は、第１放射体１１０によって放射された無線信号を放射するために第１放射体１１０から離隔して設置され第１放射体１１０に対向する。すなわち、第２放射体１２０は、第１放射体１１０に物理的に接触しない非接触（ｎｏｎ−ｃｏｎｔａｃｔ）放射体である。カバー１４は、ＰＣＢ、シリコン、ＬＴＣＣ及びＬＣＰのうち少なくとも１つの材質を含むことができる。
【0035】
第１放射体１１０は、給電部、接地面及びアンテナパターンを含む。アンテナパターンは送受信機２００からの無線信号を放射する。本開示の実施形態で、アンテナパターンはアレイアンテナパターンを含むことができる。本開示の実施形態で、アンテナパターンは容量的に結合された多数のパターンを含むことができる。本開示の実施形態で、アンテナパターンは互いに異なる偏波特性のパターンを含むことができる。例えば、アンテナパターンはＩＦＡパターン、ダイポールアンテナパターン、ループアンテナパターン及びヘリカルアンテナパターンのうち少なくとも１つを含むことができる。
【0036】
本開示の実施形態で、第１放射体１１０は直線型の放射体を含むことができる。
【0037】
本開示の実施形態で、第２放射体１２０は直線型の放射体及び非線形の放射体のうち少なくとも１つを含むことができる。
【0038】
図５は、本開示の多様な実施形態に係るアンテナの構造を示す図である。
【0039】
図５を参照すると、第１放射体１１０は直線型の放射体で、第２放射体１２０は非線形の放射体である。第２放射体１２０は、無線機器１０のカバー１４の所定の位置に位置する１つ以上の導電性寄生パッチを含むことができる。導電性寄生パッチの位置は第１放射体１１０と第２放射体１２０の離隔距離ｄ、第２放射体１２０の曲率半径Ｒａ及び放射される無線信号の周波数ｆに対応する波長λに基づいて決定されることができる。例えば、第２放射体１２０は、第１放射体１１０の面と平行で所定の離隔距離（例：０．２λ〜１λ）に位置し得る。
【0040】
図６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、及び６Ｄは、本開示の多様な実施形態に係るアンテナを含む無線機器の構造を示す図である。
【0041】
図６Ａは、本開示の実施形態に係るアンテナ装置を含む無線機器の上面図（ｔｏｐ ｖｉｅｗ）で、図６Ｂは、本開示の実施形態に係るアンテナ装置を含む無線機器の斜視図（３次元（３Ｄ）ｖｉｅｗ）で、図６Ｃは、本開示の実施形態に係るアンテナを含む無線機器の側面図（ｓｉｄｅ ｖｉｅｗ）で、図６Ｄは、本開示の実施形態に係るアンテナ装置を含む無線機器のカバーの外観を示す図である。
【0042】
図６Ａ、６Ｂ、６Ｃ及び図６Ｄを参照すると、無線機器１０のカバー１４は第２放射体１２０を含む。第２放射体１２０は、第１放射体１１０に対向し、第１放射体１１０から離隔距離Ｙｃｈだけ離隔して設置される。第１放射体１１０は、ＰＣＢ１２に含まれ、ＰＣＢ１２は接地面を含む。このように、本開示の実施形態に係るアンテナは、カバー（又はケース）の一部を放射体の一部に編入して信号送受信を行うようにしている。工程技術の進化によって無線機器のカバーの特定の位置に導電性寄生パッチを形成することが可能である。例えば、二重射出（ｍｏｌｄｉｎｇ）、３Ｄプリンティング（ｐｒｉｎｔｉｎｇ）、ＬＤＳ（ｌａｓｅｒ ｄｉｒｅｃｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇ）技法などによって無線機器のカバーの特定の位置に導電性寄生パッチを形成できる。
【0043】
図７Ａ及び７Ｂは、本開示の多様な実施形態に係る垂直偏波（ｖｅｒｔｉｃａｌ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）及び水平偏波（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）を示すグラフである。
【0044】
図７Ａ及び図７Ｂを参照すると、本開示の多様な実施形態に係るアンテナは、第２放射体１２０の形状によって垂直偏波及び水平偏波のサポートが可能である。図７Ａ及び図７Ｂに示す垂直偏波及び水平偏波のグラフは、第１放射体１１０と第２放射体１２０の間の離隔距離（例：０．２λ〜１λ）によって特定の周波数帯域（例：６０ＧＨｚ）の無線信号に対する垂直偏波及び水平偏波が異なることを示す。表１は、第１放射体１１０と第２放射体１２０の間の離隔距離Ｙｃｈによって得られた水平偏波に対する周波数による利得特性を表す。
【0045】
【表1】
【0046】
図８は、本開示の実施形態に係るアンテナの構造を示す。
【0047】
図８を参照すると、第２放射体１２０は、第１放射体１１０に対して対称的で（ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ）整列された（ａｌｉｇｎｅｄ）構造を有する。ここで、対称的とは第２放射体１２０が第１放射体１１０の面と平行であることを意味し、整列されたということは非線形のカバー１４０の中央位置に第１放射体１１０の中央位置が整列されることを意味する。第２放射体１２０は、第１放射体１１０から距離ｄだけ離隔しており、第２放射体１２０を含む非線形の基板１４は曲率半径Ｒａを有する。第２放射体１２０は長さＺｐを有する。
【0048】
図９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、及び９Ｄは、本開示の多様な実施形態に係るアンテナによって獲得された利得を示すグラフである。
【0049】
図９Ａを参照すると、基板１４の曲率半径Ｒａが３ｍｍの場合、垂直偏波の利得（Ｇａｉｎ）はｄ／λ、すなわち、波長ｄ対離隔距離λの変更に基づく。例えば、波長対離隔距離ｄ／λが０．１２の場合、垂直偏波の利得は約５．４ｄＢｉで、波長対離隔距離ｄ／λが０．２４の場合、垂直偏波の利得は約６．６ｄＢｉで、波長対離隔距離ｄ／λが０．３６の場合、垂直偏波の利得は約５．８ｄＢｉである。本開示の実施形態で、波長λ対離隔距離ｄ（すなわち、第１放射体１１０と第２放射体１２０の間の距離）の比率ｄ／λは０．０２乃至０．４の範囲内であり得る。
【0050】
図９Ｂを参照すると、垂直偏波の利得（Ｇａｉｎ）はＲａ／λ、すなわち、波長対λ曲率半径Ｒａの比率の変更に基づく。例えば、波長対曲率半径Ｒａ／λが０．８の場合、垂直偏波の利得は約６．３ｄＢｉで、波長対曲率半径Ｒａ／λが１の場合、垂直偏波の利得は約５．９ｄＢｉで、波長対曲率半径Ｒａ／λが１．２の場合、垂直偏波の利得は約５．８ｄＢｉである。したがって、波長対曲率半径Ｒａ／λの比率は設計に大きな影響を及ぼさない。
【0051】
図９Ｃを参照すると、基板１４の曲率半径Ｒａが３ｍｍの場合、垂直偏波の利得（Ｇａｉｎ）はＺｐ／λ、すなわち、波長λ対第２放射体１２０の長さＺｐの比率の変更に基づく。例えば、波長対第２放射体１２０の長さＺｐ／λが０．０９２の場合、垂直偏波の利得は約５．６ｄＢｉで、波長対第２放射体１２０の長さＺｐ／λが０．１５６、０．１７６、０．１９２、０．２１２の場合、垂直偏波の利得は約６．１ｄＢｉで、波長対第２放射体１２０の長さＺｐ／λが０．２７２の場合、垂直偏波の利得は約５．４ｄＢｉである。本開示の実施形態で、波長λ対長さＺｐの比率Ｚｐ／λは０．１乃至０．３の範囲内であり得る。
【0052】
図９Ｄを参照すると、基板１４の半径Ｒａが５ｍｍの場合、垂直偏波の利得（Ｇａｉｎ）はＺｐ／λ、すなわち、波長λ対第２放射体１２０の長さＺｐの比率の変更に基づく。例えば、波長対第２放射体１２０の長さＺｐ／λが０．０９２の場合、垂直偏波の利得は約５．６ｄＢｉで、波長対第２放射体１２０の長さＺｐ／λが０．１５６、０．１７６、０．１９２、０．２１２の場合、垂直偏波の利得は約５．８ｄＢｉで、波長対第２放射体１２０の長さＺｐ／λが０．２７２の場合、垂直偏波の利得は約５．４ｄＢｉである。本開示の実施形態で、波長λ対第２放射体１２０の長さＺｐの比率Ｚｐ／λは０．１乃至０．３の範囲であり得る。
【0053】
図１０は、本開示の実施形態に係るアンテナの構造を示す。
【0054】
図１０を参照すると、第２放射体１２０は、第１放射体１１０に対して対称的で（ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ）非整列の（ｍｉｓａｌｉｇｎｅｄ）構造を有する。ここで、対称的とは第２放射体１２０の表面が第１放射体１１０の面と平行であることを意味し、非整列ということは非線形のカバー１４の中央位置に第１放射体１１０の中央位置が整列されていないことを意味する。第２放射体１２０は、第１放射体１１０から距離ｄだけ離隔しており、第２放射体１２０を含む非線形の基板１４は曲率半径Ｒａを有する。第２放射体１２０は、カバー１４の中央位置に位置しており、第１放射体１１０の中央位置はカバー１４の中央位置から距離Ｚｍｉｓａｌだけずれている。
【0056】
図１１Ａを参照すると、基板１４の曲率半径Ｒａが３ｍｍの場合、垂直偏波の利得（Ｇａｉｎ）はｄ／λ、すなわち、波長λ対離隔距離ｄの比率の変更に基づく。例えば、波長対離隔距離ｄ／λが０．１２の場合、垂直偏波の利得は約５ｄＢｉで、波長対離隔距離ｄ／λが０．２４の場合、垂直偏波の利得は約６．３ｄＢｉで、波長対離隔距離ｄ／λが０．３６の場合、垂直偏波の利得は約５．５ｄＢｉである。本開示の実施形態で、離隔距離ｄ（すなわち、波長λ対第１放射体１１０と第２放射体１２０間の距離）の比率ｄ／λは０．０２乃至０．４の範囲内であり得る。
【0057】
図１１Ｂを参照すると、垂直偏波の利得（Ｇａｉｎ）はＺｍｉｓａｌ／λ、すなわち、波長λ対ずれた距離（Ｚｍｉｓａｌ）（すなわち、第１放射体１１０の中央位置とカバー１４の中央位置のずれた距離）の比率の変更に基づく。例えば、波長対第１放射体１１０の中央位置とカバー１４の中央位置のずれた程度Ｚｍｉｓａｌ／λが０．０２の場合、垂直偏波の利得は約５．９５ｄＢｉで、波長対第１放射体１１０の中央位置とカバー１４の中央位置のずれた程度Ｚｍｉｓａｌ／λが０．０６の場合、垂直偏波の利得は約５．８２ｄＢｉで、波長対第１放射体１１０の中央位置とカバー１４の中央位置のずれた程度Ｚｍｉｓａｌ／λが０．１の場合、垂直偏波の利得は約５．６４ｄＢｉである。
【0058】
図１２は、本開示の実施形態に係るアンテナの構造を示す。
【0059】
図１２を参照すると、第２放射体１２０は第１放射体１１０に対して非対称的で（ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ）整列された（ａｌｉｇｎｅｄ）構造を有する。ここで、非対称的とは第２放射体１２０が第１放射体１１０の面と平行でないことを意味し、整列されたということは非線形であるカバー１４の中央位置に第１放射体１１０の中央位置が整列されたことを意味する。第２放射体１２０を含む非線形の基板１４は曲率半径Ｒａを有する。第２放射体１２０の中央位置はカバー１４の中央位置からｄｚだけ下へ移動している。
【0061】
図１３Ａを参照すると、基板１４の曲率半径Ｒａが３ｍｍの場合、垂直偏波の利得（Ｇａｉｎ）はｄｚ／λ、すなわち、波長λ対距離ｄｚ（すなわち、第２放射体１２０の中央位置とカバー１４の中央位置の間の距離）の比率の変更に基づく。例えば、波長対第２放射体１２０の中央位置とカバー１４の中央位置の差ｄｚ／λが０．１２の場合、垂直偏波の利得は約５．１ｄＢｉで、波長対第２放射体１２０の中央位置とカバー１４の中央位置の差ｄｚ／λが０．１８の場合、垂直偏波の利得は約６．１ｄＢｉで、波長対第２放射体１２０の中央位置とカバー１４の中央位置の差ｄｚ／λが０．２４の場合、垂直偏波の利得は約６．３ｄＢｉで、波長対第２放射体１２０の中央位置とカバー１４の中央位置の差ｄｚ／λが０．３６の場合、垂直偏波の利得は約５．５ｄＢｉである。本開示の実施形態で、波長λ対距離ｄｚの比率（すなわち、第２放射体１２０の中央位置とカバー１４の中央位置の間の距離）の比率ｄｚ／λは０．０２乃至０．４の範囲内で決定されることができる。
【0062】
図１３Ｂを参照すると、基板１４の曲率半径Ｒａが４ｍｍの場合、垂直偏波の利得（Ｇａｉｎ）はｄｚ／λ、すなわち、波長対距離ｄｚ（すなわち、第２放射体１２０の中央位置とカバー１４の中央位置の間の距離）の比率の変更に基づく。例えば、波長対第２放射体１２０の中央位置とカバー１４の中央位置の差ｄｚ／λが０．１２の場合、垂直偏波の利得は約５．４ｄＢｉで、波長対第２放射体１２０の中央位置とカバー１４の中央位置の差ｄｚ／λが０．１８の場合、垂直偏波の利得は約６．１ｄＢｉで、波長対第２放射体１２０の中央位置とカバー１４の中央位置の差ｄｚ／λが０．２４の場合、垂直偏波の利得は約６．３ｄＢｉで、波長対第２放射体１２０の中央位置とカバー１４の中央位置の差ｄｚ／λが０．３６の場合、垂直偏波の利得は約５．５ｄＢｉである。本開示の実施形態で、波長λ対距離ｄｚ（すなわち、第２放射体１２０の中央位置とカバー１４の中央位置の間の距離）の比率ｄｚ／ λは０．０２乃至０．４の範囲内で決定されることができる。
【0063】
図１４は、本開示の実施形態に係るアンテナの構造を示す。
【0064】
図１４を参照すると、第２放射体１２０は、第１放射体１１０に対して非対称的で（ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ）非整列の（ｍｉｓａｌｉｇｎｅｄ）構造を有する。ここで、非対称的とは第２放射体１２０が第１放射体１１０の面と平行でないことを意味し、非整列ということは非線形であるカバー１４の中央位置に第１放射体１１０の中央位置が整列されていないことを意味する。第２放射体１２０を含む非線形の基板１４は曲率半径Ｒａを有する。第２放射体１２０の中央位置はカバー１４の中央位置からｄｚだけ下へ移動している。第１放射体１１０の中央位置はカバー１４の中央位置から距離Ｚｍｉｓａｌ（例：０．８）だけ下へ移動している。カバー１４の中央位置を基準とする軸に平行である第２放射体１２０の中央位置に対する軸と第２放射体１２０の中央位置に対して垂直である軸によって角度ｔｈｅｔａ（θ）が形成される。このように形成された角度内で無線信号の放射が行われる。例えば、無線信号をビームフォーミングによって放射する場合、形成された角度以内（例：２０度（゜））でビーム制御が行われることができる。
【0065】
図１５は、本開示の実施形態に係るアンテナによる送受信ビーム制御を示すグラフである。
【0066】
図１５を参照すると、基板１４の曲率半径Ｒａが３ｍｍの場合、波長λ対距離ｄｚ（すなわち、第２放射体１２０の中央位置とカバー１４の中央位置の間の距離）の比率ｄｚ／λの変更によってカバー１４の中央位置を基準とする軸に平行である第２放射体１２０の中央位置に対する軸と第２放射体１２０の中央位置に対して垂直である軸によって形成される角度ｔｈｅｔａ（θ）が異なる。例えば、波長対第２放射体１２０の中央位置とカバー１４の中央位置の差ｄｚ／λが０．０２の場合、角度ｔｈｅｔａ（θ）は８９度で、波長対第２放射体１２０の中央位置とカバー１４の中央位置の差ｄｚ／λが０．０６の場合、角度ｔｈｅｔａ（θ）は９１度で、波長対第２放射体１２０の中央位置とカバー１４の中央位置の差ｄｚ／λが０．１の場合、角度ｔｈｅｔａ（θ）は９６度で、波長対第２放射体１２０の中央位置とカバー１４の中央位置の差ｄｚ／λが０．１６の場合、角度ｔｈｅｔａ（θ）は１０９度である。本開示の実施形態で、波長λ対距離ｄｚの比率ｄｚ／λは０．０２乃至０．４の範囲内で決定されることができる。
【0067】
図１６Ａ及び１６Ｂは、本開示の多様な実施形態に係るアンテナの利得を示すグラフである。
【0068】
図１６Ａを参照すると、無線機器の本体に含まれたアンテナによる所定の周波数帯域（例：６０ＧＨｚ）での水平偏波利得が図示される。点ｍ１は無線機器の本体とカバーが結合された場合の水平偏波利得（−８．７３０４ｄＢ）を示し、点ｍ２は無線機器の本体とカバーが離隔（例：０．７ｍｍ）された場合の水平偏波利得（−５．３０９６ｄＢ）を示す。
【0069】
図１６Ｂを参照すると、カバーに含まれる第２放射体及び無線機器の本体に含まれたアンテナによる所定の周波数帯域（例：６０ＧＨｚ）での水平偏波利得が図示される。点ｍ１は無線機器の本体とカバーが結合された場合の垂直偏波利得（−６．７３８９ｄＢ）を示し、点ｍ２は無線機器の本体とカバーが離隔（例：０．７ｍｍ）された場合の垂直偏波利得（−６．０４４８ｄＢ）を示す。本開示の多様な実施形態に係るアンテナは、関連技術のアンテナに比べて垂直偏波を基準にした場合、１．９ｄＢｉ（８．７３０４ｄＢ−６．７３８９ｄＢ）が改善されることがわかる。
【0070】
図１７、１８、１９、２０、及び２１は、本開示の多様な実施形態に係るアンテナの変形された構造を示す。
【0071】
図１７を参照すると、無線機器１０の本体のＰＣＢ１２には第１放射体１１０が含まれ、カバー１４には２つの放射体１２１，１２２が含まれる。第１放射体１１０と第２放射体１２１，１２２の位置によって放射されるビームの角度は調節できる。放射体１２１は第１放射体１１０から放射されたビームを第１ビームとして放射することによって第１ビームが無線機器２０に提供されるようにする。放射体１２２は第１放射体１１０から放射されたビームを第２ビームとして放射することによって第２ビームが無線機器３０に提供されるようにする。
【0072】
図１８を参照すると、第１放射体（又はドライバ）１１０は、無線機器１０のＰＣＢ基板１２に含まれる。例えば、第１放射体１１０は基板１２の縁に配置される。第２放射体（又はディレクタ）１２０は、無線機器１０のカバー（又はケース）１４に含まれる。第１放射体１１０及び第２放射体１２０は、多数ビームの送受信をサポートするためのアレイアンテナ（ａｒｒａｙ ａｎｔｅｎｎａ）を構成する。そのために、第１放射体１１０は、第１アンテナパターン１１０Ａと第２アンテナパターン１１０Ｂが反復される構造を有する多数のアンテナパターンを含み、第２放射体１２０は、第１寄生パッチ１２０Ａと第２寄生パッチ１２０Ｂが反復される構造を有する多数の寄生パッチを含む。第１寄生パッチ１２０Ａは、カバー１４の上部面及び下部面にそれぞれ設置される構造を有する。第２寄生パッチ１２０Ｂは、カバー１４の上部面に設置される構造を有する。第１アンテナパターン１１０Ａと第１寄生パッチ１２０Ａは水平偏波（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ、ＨＰ）要素で、第２アンテナパターン１１０Ｂと第２寄生パッチ１２０Ｂは垂直偏波（ｖｅｒｔｉｃａｌ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ、ＶＰ）要素である。
【0073】
例えば、第１アンテナパターン１１０Ａ−１と第１寄生パッチ１２０Ａ−１の対、第１アンテナパターン１１０Ａ−２と第１寄生パッチ１２０Ａ−２の対、及び第１アンテナパターン１１０Ａ−３と第１寄生パッチ１２０Ａ−３の対は、ＨＰアンテナ要素である。また、第１アンテナパターン１１０Ａ−４と第１寄生パッチ１２０Ａ−４の対、第１アンテナパターン１１０Ａ−５と第１寄生パッチ１２０Ａ−５の対、第１アンテナパターン１１０Ａ−６と第１寄生パッチ１２０Ａ−６の対、第１アンテナパターン１１０Ａ−７と第１寄生パッチ１２０Ａ−７の対、及び第１アンテナパターン１１０Ａ−８と第１寄生パッチ１２０Ａ−８の対はＨＰアンテナ要素である。
【0074】
例えば、第２アンテナパターン１１０Ｂ−Ａと第２寄生パッチ１２０Ｂ−Ａの対、第２アンテナパターン１１０Ｂ−Ｂと第２寄生パッチ１２０Ｂ−Ｂの対、及び第２アンテナパターン１１０Ｂ−Ｃと第２寄生パッチ１２０Ｂ−Ａの対は、ＶＰアンテナ要素である。また、第２アンテナパターン１１０Ｂ−Ｄと第２寄生パッチ１２０Ｂ−Ｄの対、第２アンテナパターン１１０Ｂ−Ｅと第２寄生パッチ１２０Ｂ−Ｅの対、第２アンテナパターン１１０Ｂ−Ｆと第２寄生パッチ１２０Ｂ−Ｆの対、第２アンテナパターン１１０Ｂ−Ｇと第２寄生パッチ１２０Ｂ−Ｇの対、及び第１アンテナパターン１１０Ｂ−Ｈと第２寄生パッチ１２０Ｂ−Ｈの対はＶＰアンテナ要素である。
【0075】
多数のアンテナパターンと多数の寄生パッチは、下記表２のようにアレイアンテナとして運用できる。
【0076】
【表2】
【0077】
本開示の実施形態で、アンテナ要素Ａ〜Ｄは第１ビームＢｅａｍ ＩＤ １の垂直偏波のために使用され、アンテナ要素１〜４は第１ビームの水平偏波のために使用される。本開示の実施形態で、アンテナ要素Ａ〜Ｄは第２ビームＢｅａｍ ＩＤ ２の垂直偏波のために使用され、アンテナ要素１〜４は第２ビームの水平偏波のために使用される。本開示の実施形態で、アンテナ要素Ａ〜Ｈは第３ビームＢｅａｍ ＩＤ ３の垂直偏波のために使用され、アンテナ要素１〜８は第３ビームの水平偏波のために使用される。
【0078】
図１９を参照すると、第１放射体１１０は、無線機器１０の本体を構成するＰＣＢ基板１２に含まれる。第２放射体１２０は、無線機器１０のカバー（又はケース）１４に含まれる。第２放射体１２０は、第１放射体１１０に対向し、第１放射体１１０から離隔して設置され、第１放射体１１０によって放射された無線信号を放射する。すなわち、第２放射体１２０は、第１放射体１１０に接触しない非接触（ｎｏｎ−ｃｏｎｔａｃｔ）方式の放射体である。カバー１４は、ＰＣＢ、シリコン、ＬＴＣＣ及びＬＣＰのうち少なくとも１つの材質を含むことができる。
【0079】
金属性ケース１６はカバー１４の外側に位置し、カバー１４を囲む。金属性ケース１６は開口部（ｏｐｅｎｉｎｇ）１３０を含む。開口部１３０は第２放射体１２０に対応する位置に位置し、第２放射体１２０によって放射された無線信号の伝達経路を提供する。
【0080】
本開示の実施形態で、第１放射体１１０は、給電部、接地面及びアンテナパターンを含む。アンテナパターンは送受信機２００からの無線信号を放射する。このようなアンテナパターンはアレイアンテナパターンを含むことができる。本開示の実施形態で、アンテナパターンは容量的に結合された多数のパターンを含むことができる。本開示の実施形態で、アンテナパターンは互いに異なる偏波特性のパターンを含むことができる。例えば、アンテナパターンは、ＩＦＡパターン、ダイポールアンテナパターン、ループアンテナパターン及びヘリカルアンテナパターンのうち少なくとも１つを含むことができる。
【0081】
本開示の実施形態で、第１放射体１１０は、直線型の放射体を含むことができる。
【0082】
本開示の実施形態で、第２放射体１２０は、直線型の放射体及び非線形の放射体のうち少なくとも１つを含むことができる。第２放射体１２０は、カバー１４の所定の位置に位置する１つ以上の導電性寄生パッチを含むことができる。導電性寄生パッチの位置は第１放射体１１０と第２放射体１２０の離隔距離ｄ、第２放射体１２０の曲率半径Ｒａ及び放射される無線信号の周波数ｆに対応する波長λに基づいて決定されることができる。例えば、第２放射体１２０は、第１放射体１１０の面と平行であって、所定の離隔距離（例：０．２λ〜１λ）に位置し得る。
【0083】
図２０を参照すると、無線機器１０の上部面に設置されたスピーカは第２放射体１２０として機能し、ロゴ「ＳＡＭＳＵＮＧ」は第１放射体１１０として機能する。本開示の実施形態で、ロゴ「ＳＡＭＳＵＮＧ」の一部が第１放射体１１０として機能できる。上述のように、関連技術による無線機器１０の要素はアンテナ構造の一部として使用されるため、無線機器内の空間は増加でき、信号損失による影響は減少できる。
【0084】
図２１を参照すると、第１放射体１１０は、無線機器１０のＰＣＢ基板１２に含まれる。第２放射体１２０は、無線機器１０のカバー（又はケース）１４に含まれる。第２放射体１２０は、第１放射体１１０に対向し、第１放射体１１０から離隔して設置され、第１放射体１１０によって放射された無線信号を放射する。コネクタ１４０は、第１放射体１１０と第２放射体１２０を接続する。コネクタ１４０は、電流伝達の役割を行い、共振周波数には影響を及ぼさない。このようなアンテナ構造は対数周期（ｌｏｇ ｐｅｒｉｏｄｉｃ）アンテナを構成する。
【0085】
上述のように、本開示の多様な実施形態は、無線機器のカバー（又はケース）に基づくアンテナと本体に含まれたＰＣＢに基づくアンテナを結合した構造を有するアンテナを提案する。かかる本開示の多様な実施形態は、無線機器のカバーに一部の放射体を形成し、よって、無線機器の空間を増加させることができる。また、本開示の多様な実施形態は、無線機器のカバーに一部の放射体を形成し、よって、関連技術による本体のＰＣＢにのみ放射体が形成されたアンテナ装置に比べて処理量を増加させることができる。
【0086】
以上のように、本開示は多様な実施形態を参照して図示されて説明されたが、添付された特許請求の範囲だけでなくこの特許請求の範囲と均等物によって定められた本開示の思想及び範囲から逸脱することなく、形態及び細部事項での多様な変形が可能であることが当業者に理解されることができる。
【符号の説明】
【0087】
１０、２０、３０ 無線機器１２ ＰＣＢ基板
１４ カバー
１００ アンテナ
１１０ 第１放射体
１１０Ａ 第１アンテナパターン
１１０Ｂ 第２アンテナパターン
１２０、１２１、１２２ 第２放射体
１２０Ａ 第１寄生パッチ
１２０Ｂ 第２寄生パッチ
１４０ カバー
２００ 送受信器