特許 7605959 電子デバイスおよびアンテナ構造体

(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】

(24)【登録日】2024-12-16

(45)【発行日】2024-12-24

(54)【発明の名称】電子デバイスおよびアンテナ構造体

(51)【国際特許分類】

   H01Q 7/00 20060101AFI20241217BHJP

   H04B 5/26 20240101ALI20241217BHJP

【ＦＩ】

H01Q7/00

H04B5/26

【請求項の数】 19

(21)【出願番号】P 2023502831

(86)(22)【出願日】2021-07-07

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-08-02

(86)【国際出願番号】 CN2021105035

(87)【国際公開番号】W WO2022012391

(87)【国際公開日】2022-01-20

【審査請求日】2023-02-20

(31)【優先権主張番号】202010684519.1

(32)【優先日】2020-07-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】503433420

【氏名又は名称】華為技術有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＨＵＡＷＥＩ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】Ｈｕａｗｅｉ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ， Ｂａｎｔｉａｎ， Ｌｏｎｇｇａｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｓｈｅｎｚｈｅｎ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５１８１２９， Ｐ．Ｒ． Ｃｈｉｎａ

(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】100133569

【弁理士】

【氏名又は名称】野村 進

(72)【発明者】

【氏名】王 ▲強▼

(72)【発明者】

【氏名】王 ▲漢▼▲陽▼

(72)【発明者】

【氏名】▲張▼ ▲チェン▼

(72)【発明者】

【氏名】▲聶▼ 成成

(72)【発明者】

【氏名】李 肖峰

【審査官】岸田 伸太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１３００２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０１９３０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０９０１７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１７０８３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｑ ７／００

Ｈ０４Ｂ ５／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

低周波処理モジュールと、高周波処理モジュールと、コイルと、少なくとも１つのキャパシタとを含む電子デバイスであって、
前記低周波処理モジュールは、前記コイルの２つの端部に電気的に接続され、
前記高周波処理モジュールは、前記コイルの前記２つの端部に電気的に接続され、
前記少なくとも１つのキャパシタの各々は、前記コイルに並列接続され、
前記少なくとも１つのキャパシタの各々の一端は、前記コイルの外輪にて前記コイルに電気的に接続され、前記少なくとも１つのキャパシタの各々の他端は前記コイルの内輪にて前記コイルに電気的に接続され、前記外輪は、前記内輪に対して軸方向に外側にあり、
前記コイルと前記少なくとも１つのキャパシタとが低周波モードで動作するとき、前記少なくとも１つのキャパシタが開回路状態であり、前記コイルと前記少なくとも１つのキャパシタとが高周波モードで動作するとき、前記少なくとも１つのキャパシタが短絡状態である、
電子デバイス。

【請求項2】

前記電子デバイスは、
第１のローパスフィルタと、第２のローパスフィルタと、第１のハイパスフィルタと、第２のハイパスフィルタとをさらに含み、
前記第１のローパスフィルタは、前記低周波処理モジュールと前記コイルの第１の端部との間に配置され、前記第２のローパスフィルタは、前記低周波処理モジュールと前記コイルの第２の端部との間に配置され、前記第１のローパスフィルタは、前記低周波処理モジュールと前記コイルとに電気的に接続され、前記第２のローパスフィルタは、前記低周波処理モジュールと前記コイルとに電気的に接続され、
前記第１のハイパスフィルタは、前記高周波処理モジュールと前記コイルの前記第１の端部との間に配置され、前記第２のハイパスフィルタは、前記高周波処理モジュールと前記コイルの前記第２の端部との間に配置され、前記第１のハイパスフィルタは、前記高周波処理モジュールと前記コイルとに電気的に接続され、前記第２のハイパスフィルタは、前記高周波処理モジュールと前記コイルとに電気的に接続される、請求項１に記載の電子デバイス。

【請求項3】

前記低周波処理モジュールは、無線充電の電気信号を処理するように構成される、請求項１または２に記載の電子デバイス。

【請求項4】

前記高周波処理モジュールは、データ送信の電気信号を処理するように構成される、請求項３に記載の電子デバイス。

【請求項5】

前記低周波処理モジュールは、近距離無線通信ＮＦＣの電気信号を処理するように構成される、請求項１または２に記載の電子デバイス。

【請求項6】

前記高周波処理モジュールは、ワイヤレスフィデリティＷｉＦｉ周波数帯域の電気信号を処理するように構成される、請求項５に記載の電子デバイス。

【請求項7】

前記少なくとも１つのキャパシタの各々の容量値は、０．５ｐＦ～５ｐＦである、請求項１から６のいずれか一項に記載の電子デバイス。

【請求項8】

前記少なくとも１つのキャパシタの各々の容量値は、１ｐＦである、請求項７に記載の電子デバイス。

【請求項9】

前記少なくとも１つのキャパシタの各々は、分布定数型キャパシタまたは集中定数型キャパシタである、請求項１から８のいずれか一項に記載の電子デバイス。

【請求項10】

前記電子デバイスは、
第１のアンテナユニットをさらに含み、前記第１のアンテナユニットの動作周波数帯域は、セルラネットワークの少なくとも１つの周波数帯域をカバーする、請求項１から９のいずれか一項に記載の電子デバイス。

【請求項11】

前記電子デバイスは、
第２のアンテナユニットをさらに含み、前記第２のアンテナユニットの動作周波数帯域は、ＷｉＦｉ周波数帯域をカバーする、請求項１から９のいずれか一項に記載の電子デバイス。

【請求項12】

前記外輪は、前記コイルの最外輪であり、前記内輪は、前記コイルの最内輪である、請求項１から１１のいずれか一項に記載の電子デバイス。

【請求項13】

前記コイルの平面サイズは、８０ｍｍ×８０ｍｍ以下である、請求項１から１２のいずれか一項に記載の電子デバイス。

【請求項14】

平面形状のコイルと少なくとも１つのキャパシタとを含むアンテナ構造体であって、
前記少なくとも１つのキャパシタの各々は、前記コイルに並列接続され、
前記少なくとも１つのキャパシタの各々の一端は、前記コイルの外輪にて前記コイルに電気的に接続され、
前記少なくとも１つのキャパシタの各々の他端は、前記コイルの内輪にて前記コイルに電気的に接続され、
前記外輪は、前記内輪に対して軸方向に外側にあり、
前記アンテナ構造体が低周波モードで動作するとき、前記少なくとも１つのキャパシタが開回路状態であり、前記アンテナ構造体が高周波モードで動作するとき、前記少なくとも１つのキャパシタが短絡状態である、
アンテナ構造体。

【請求項15】

前記コイルは、無線充電コイルまたは低周波通信コイルである、請求項１４に記載のアンテナ構造体。

【請求項16】

前記低周波通信コイルは、近距離無線通信ＮＦＣコイルである、請求項１５に記載のアンテナ構造体。

【請求項17】

前記少なくとも１つのキャパシタの各々の容量値は、０．５ｐＦ～５ｐＦである、請求項１４に記載のアンテナ構造体。

【請求項18】

前記少なくとも１つのキャパシタの各々の前記容量値は、１ｐＦである、請求項１７に記載のアンテナ構造体。

【請求項19】

前記コイルの平面サイズは、８０ｍｍ×８０ｍｍ以下である、請求項１４から１８のいずれか一項に記載のアンテナ構造体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、２０２０年７月１６日に中国国家知識産権局に出願された「電子デバイスおよびアンテナ構造体」と題する中国特許出願第２０２０１０６８４５１９．１号の優先権を主張するものであり、同中国特許出願は参照によりその全体が本明細書に組み入れられる。

【0002】

本出願は、無線通信分野に関し、特に、電子デバイスおよびアンテナ構造体に関する。

【背景技術】

【0003】

現在、屋外に位置する顧客敷地機器（ｃｕｓｔｏｍｅｒ ｐｒｅｍｉｓｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ、ＣＰＥ）は通常、基地局によって送信されるセルラネットワーク信号を、パワーオーバーイーサネット（ｐｏｗｅｒ ｏｖｅｒ ｅｔｈｅｒｎｅｔ、ＰｏＥ）ネットワークケーブルを使用して屋内へ送信する必要がある。ＰｏＥネットワークケーブルは窓または壁を通過する必要があり、それ故、ケーブルを配置して引き回すことは比較的困難である。ユーザの窓の隙間が小さい場合や、壁に配置された借用できる穴がない場合には、専門的な技術的設置作業や穴開けが必要であり、設置費用は高い。本出願は、ＰｏＥネットワークケーブルが窓または壁を通過する従来の解決策に取って代わる無線データ送信解決策を提供し、それにより、ケーブルが窓および壁を通過する必要があるために必要となる穴開け手順を回避し、ユーザーエクスペリエンスを効果的に向上させる。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

本出願の実施形態は、内蔵コイルを使用して電子デバイス上で低周波および高周波信号送信を同時に実施するために、電子デバイスおよびアンテナ構造体を提供する。コイルを多重化することにより、ＣＰＥシナリオでは、コイルが電力を送信している間にデータ送信を行うことができるため、無線データ送信が実現し、ケーブルが窓および壁を通過する必要があるために必要となる穴開け手順は回避される。加えて、コイルの多重化は、電子デバイス内のアンテナ数を効果的に減らすことができるため、電子デバイスの小型化に寄与する。

【0005】

第１の態様によると、低周波処理モジュールと、高周波処理モジュールと、コイルと、少なくとも１つのキャパシタとを含む電子デバイスが提供される。低周波処理モジュールは、コイルの２つの端部に電気的に接続される。高周波処理モジュールは、コイルの２つの端部に電気的に接続される。少なくとも１つのキャパシタの各々は、コイルに並列接続される。コイルに並列接続されるキャパシタの数が増えるにつれて、コイルの内輪と外輪との間の電圧が同じになる傾向が強まり、したがって、コイルの放射性能がより良好になることを理解されたい。

【0006】

本出願の本実施形態の技術的解決策によると、キャパシタが高周波数で短絡され、低周波数で短絡される特性を利用することにより、コイルと少なくとも１つのキャパシタとを含むアンテナ構造体は、高周波数と低周波数で同時に動作できる。加えて、高周波処理モジュールと低周波処理モジュールは、コイルが２つの周波数で動作するときに使用される信号をそれぞれ処理するので、電子デバイスは異なる電気信号を同時に処理でき、電子デバイス内のアンテナの数を効果的に減らすことができ、電子デバイスの小型化に寄与する。

【0007】

第１の態様を参照し、第１の態様のいくつかの実装において、電子デバイスは、第１のローパスフィルタと、第２のローパスフィルタと、第１のハイパスフィルタと、第２のハイパスフィルタとをさらに含む。第１のローパスフィルタと第２のローパスフィルタは、低周波処理モジュールとコイルの２つの端部との間にそれぞれ配置される。第１のローパスフィルタは、低周波処理モジュールとコイルとに電気的に接続される。第２のローパスフィルタは、低周波処理モジュールとコイルとに電気的に接続される。第１のハイパスフィルタと第２のハイパスフィルタは、高周波処理モジュールとコイルの２つの端部との間にそれぞれ配置される。第１のハイパスフィルタは、高周波処理モジュールとコイルとに電気的に接続される。第２のハイパスフィルタは、高周波処理モジュールとコイルとに電気的に接続される。

【0008】

本出願の本実施形態の技術的解決策によると、ハイパスフィルタとローパスフィルタとを通じて高周波チャネルと低周波チャネルとを区別できる。コイルと少なくとも１つのキャパシタとを含むアンテナ構造体が低周波モードで動作する場合には、アンテナ構造体と高周波処理モジュールとの間にハイパスフィルタが配置され、アンテナ構造体は低周波数で開回路になるため、高周波処理モジュールへの低周波電気信号のクロストークを防止できる。アンテナ構造体が高周波モードで動作する場合には、アンテナ構造体と低周波処理モジュールとの間にローパスフィルタが配置され、アンテナ構造体は高周波数で開回路になるため、低周波処理モジュールへの高周波電気信号のクロストークを防止できる。ハイパスフィルタとローパスフィルタを電子デバイスに加えることで、信号干渉の問題を効果的に軽減できる。

【0009】

第１の態様を参照し、第１の態様のいくつかの実装において、低周波処理モジュールは、無線充電の電気信号を処理するように構成される。

【0010】

第１の態様を参照し、第１の態様のいくつかの実装において、高周波処理モジュールは、データ送信の電気信号を処理するように構成される。

【0011】

本出願の本実施形態の技術的解決策によると、電子デバイスはＣＰＥとして使用できる。例えば、ＣＰＥは、屋外に位置する第１の電子デバイスと屋内に位置する第２の電子デバイスとを含み得、第１の電子デバイスと第２の電子デバイスは、上記の電子デバイスのうちのいずれか１つである。屋内に位置する第２の電子デバイスは、コイルを通じて第１の電子デバイスに電力を供給でき、同時に、第１の電子デバイスは、受信したセルラネットワーク信号のデータをコイルを通じて第２の電子デバイスへ送信することもできる。第１の電子デバイスのコイルと第２の電子デバイスのコイルとの無線送信により、ＰｏＥネットワークケーブルが窓または壁を通過することを防ぐことができ、専門的な技術的設置作業と穴開けの必要性は解消されため、ユーザーエクスペリエンスを大幅に向上させることができる。

【0012】

第１の態様を参照し、第１の態様のいくつかの実装において、低周波処理モジュールは、近距離無線通信ＮＦＣの電気信号を処理するように構成される。

【0013】

第１の態様を参照し、第１の態様のいくつかの実装において、高周波処理モジュールは、ワイヤレスフィデリティＷｉＦｉ周波数帯域の電気信号を処理するように構成される。

【0014】

本出願の本実施形態による技術的解決策は、ユーザ機器にも適用できる。屋内ユーザ機器がＷｉＦｉ信号源の一定の範囲内にあるときには、ユーザ機器がＮＦＣを通じてＷｉＦｉパスワードを得ることができるため、より便利であり、ユーザーエクスペリエンスの向上に寄与する。

【0015】

第１の態様を参照し、第１の態様のいくつかの実装において、少なくとも１つのキャパシタの各々の容量値は、０．５ｐＦ～５ｐＦである。

【0016】

本出願の本実施形態の技術的解決策によると、少なくとも１つのキャパシタの各々の容量値は、実際の設計または製造のニーズに基づいて調整できる。キャパシタの容量値は異なっていてもよく、または同じであってもよい。

【0017】

第１の態様を参照し、第１の態様のいくつかの実装において、少なくとも１つのキャパシタの各々の容量値は、１ｐＦである。

【0018】

本出願の本実施形態の技術的解決策によると、少なくとも１つのキャパシタの各々の容量値は、実際の設計または製造のニーズに基づいて調整できる。

【0019】

第１の態様を参照し、第１の態様のいくつかの実装において、少なくとも１つのキャパシタの各々は、分散型キャパシタまたは集中型キャパシタである。

【0020】

本出願の本実施形態の技術的解決策によると、キャパシタが分散型キャパシタである場合は、キャパシタの容量値がアンテナ構造体によって放射される周波数によって異なり得るため、アンテナ構造体により良好な整合を提供できる。キャパシタが集中型キャパシタである場合は、キャパシタの体積がより小さいため、アンテナ構造体の小型化に寄与する。

【0021】

第１の態様を参照し、第１の態様のいくつかの実装において、電子デバイスは、第１のアンテナユニットをさらに含み、第１のアンテナユニットの動作周波数帯域は、セルラネットワークの少なくとも１つの周波数帯域をカバーする。

【0022】

本出願の本実施形態の技術的解決策によると、第１のアンテナユニットは、ネットワークデバイスによって送信されるセルラネットワーク信号を受信し、かつコイルと少なくとも１つのキャパシタとによって形成されたアンテナ構造体を使用して別の電子デバイスへ信号を送信するように構成されてよい。

【0023】

第１の態様を参照し、第１の態様のいくつかの実装において、電子デバイスは、第２のアンテナユニットをさらに含み、第２のアンテナユニットの動作周波数帯域は、ＷｉＦｉ周波数帯域をカバーする。

【0024】

本出願の本実施形態の技術的解決策によると、第２のアンテナユニットは、コイルと少なくとも１つのキャパシタとによって形成されたアンテナ構造体によって受信され、かつ高周波処理モジュールによって処理される電気信号を、ＷｉＦｉ信号に変換するように構成されてよい。

【0025】

第１の態様を参照し、第１の態様のいくつかの実装において、少なくとも１つのキャパシタの各々の一端は、コイルの最外輪にてコイルに電気的に接続され、他端は、コイルの最内輪にてコイルに電気的に接続される。

【0026】

本出願の本実施形態の技術的解決策によると、キャパシタがコイルの最内側と最外側との間に並列接続される場合に、キャパシタが短絡状態にあると、コイルの最外輪と最内輪との間で伝導が実現されるため、コイルが通信アンテナとして使用される場合は、コイルの放射面積が増し、コイルの放射性能がより良好になる。

【0027】

第１の態様を参照し、第１の態様のいくつかの実装において、コイルの平面サイズは、８０ｍｍ×８０ｍｍ以下である。

【0028】

本出願の本実施形態の技術的解決策によると、前述の電子デバイス内のコイルのサイズは、実際の設計または製造のニーズに基づいて調整できる。

【0029】

第２の態様によると、コイルと少なくとも１つのキャパシタとを含むアンテナ構造体が提供される。少なくとも１つのキャパシタの各々は、コイルに並列接続される。

【0030】

第２の態様を参照し、第２の態様のいくつかの実装において、コイルは、無線充電コイルまたは低周波通信コイルである。

【0031】

第２の態様を参照し、第２の態様のいくつかの実装において、低周波通信コイルは近距離無線通信ＮＦＣコイルである。

【0032】

第２の態様を参照し、第２の態様のいくつかの実装において、少なくとも１つのキャパシタの各々の容量値は、０．５ｐＦ～５ｐＦである。

【0033】

第２の態様を参照し、第２の態様のいくつかの実装において、少なくとも１つのキャパシタの各々の容量値は、１ｐＦである。

【0034】

第２の態様を参照し、第２の態様のいくつかの実装において、コイルの平面サイズは、８０ｍｍ×８０ｍｍ以下である。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】本出願の一実施形態に適用可能な移動通信システムのアーキテクチャの概略図である。

【図2】本出願の一実施形態によるアンテナ構造体の概略図である。

【図3】本出願の一実施形態による電子デバイスの構造の概略図である。

【図4】本出願の一実施形態による電子デバイスの適用シナリオの概略図である。

【図5】キャパシタがコイルに並列接続されない場合のＳパラメータシミュレーションの概略図である。

【図6】キャパシタがコイルに並列接続される場合のＳパラメータシミュレーションの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

以下、添付の図面を参照しながら本出願の技術的解決策を説明する。

【0037】

図１は、本出願の一実施形態に適用可能な移動通信システムのアーキテクチャの概略図である。

【0038】

図１に示されているように、移動通信システム１００は、少なくとも１つのネットワークデバイス１０１と、少なくとも１つのＣＰＥ １０２と、少なくとも１つのユーザ機器（ｕｓｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ、ＵＥ）１０３とを含み得る。図１は概略図にすぎず、通信システムは、図１に示されていない無線リレーデバイスや無線バックホールデバイスといった他のネットワークデバイスをさらに含み得る。本出願の本実施形態は、移動通信システムに含まれるネットワークデバイスおよびＵＥの数および具体的なタイプを限定しない。

【0039】

本出願の本実施形態におけるＵＥ １０３は、携帯電話機、タブレットコンピュータ、ノートブックコンピュータ、スマートバンド、スマートウォッチ、スマートヘルメット、またはスマートグラスなどであってよい。電子デバイスは、代わりに、セルラ電話機、コードレス電話機、セッション開始プロトコル（ｓｅｓｓｉｏｎ ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ ｐｒｏｔｏｃｏｌ、ＳＩＰ）電話機、無線ローカルループ（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｌｏｃａｌ ｌｏｏｐ、ＷＬＬ）ステーション、個人用デジタル補助装置（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ａｓｓｉｓｔａｎｔ、ＰＤＡ）、無線通信機能を有するハンドヘルドデバイス、計算デバイス、無線モデムに接続された別の処理デバイス、車載デバイス、５Ｇネットワークにおける電子デバイス、または将来の進化した公共陸上移動体ネットワーク（ｐｕｂｌｉｃ ｌａｎｄ ｍｏｂｉｌｅ ｎｅｔｗｏｒｋ、ＰＬＭＮ）における電子デバイスなどであってもよい。これは、本出願の実施形態で限定されない。本出願で提供される技術的解決策は、以下の通信技術、すなわち、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＢＴ）通信技術、全地球測位システム（ｇｌｏｂａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ、ＧＰＳ）通信技術、ワイヤレスフィデリティ（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｆｉｄｅｌｉｔｙ、ＷｉＦｉ）通信技術、移動通信用グローバルシステム（ｇｌｏｂａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ＧＳＭ）通信技術、広帯域符号分割多元接続（ｗｉｄｅｂａｎｄ ｃｏｄｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ、ＷＣＤＭＡ）通信技術、ロングタームエボリューション（ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ、ＬＴＥ）通信技術、５Ｇ通信技術、および将来の別の通信技術のうちのいずれか１つ以上を使用するＵＥ １０３に適用可能である。

【0040】

本出願の本実施形態におけるネットワークデバイス１０１は、端末デバイスと通信するように構成されたデバイスであってよく、ネットワークデバイスは、ＧＳＭシステムまたは符号分割多元接続（ｃｏｄｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ、ＣＤＭＡ）のネットワークデバイス（ｂａｓｅ ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ、ＢＴＳ）であってよく、またはＷＣＤＭＡシステムのネットワークデバイス（ｎｏｄｅＢ、ＮＢ）であってもよく、またはＬＴＥシステムの進化型ネットワークデバイス（ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ ｎｏｄｅＢ、ｅＮＢまたはｅＮｏｄｅＢ）であってもよい。あるいは、ネットワークデバイスは、中継局、アクセスポイント、車載デバイス、ウェアラブルデバイス、将来の５Ｇネットワークのネットワークデバイス（ｎｅｗ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｎｏｄｅＢ、ｇＮＢまたはｇＮｏｄｅＢ）または将来の進化型ＰＬＭＮネットワークのネットワークデバイス、および第３世代パートナーシッププロジェクト（３ｒｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ ｐｒｏｊｅｃｔ、３ＧＰＰ）プロトコルバージョンをサポートする後のネットワークデバイスであってもよい。これは、本出願の本実施形態で限定されない。

【0041】

ＣＰＥ １０２が、ネットワークデバイス１０１によって送信されるセルラネットワーク信号を受信し、かつセルラネットワーク信号をユーザ機器１０３へ送信することによって、ユーザ機器１０３をインターネットに接続できることを理解されたい。例えば、ＣＰＥ １０２は、ユーザ機器１０３をインターネットに接続するために、ネットワークデバイス１０１によって送信される２Ｇ／３Ｇ／４Ｇ／５Ｇ信号をＷｉＦｉ信号に変換できる。

【0042】

しかしながら、従来の技術的解決策では、ＣＰＥ １０２は通常屋外に位置し、ＰｏＥネットワークケーブルを通じて屋内ユーザ機器１０３に信号を送信する。ＰｏＥネットワークケーブルは窓または壁を通過する必要があり、それ故、ケーブルを配置して引き回すことは比較的困難である。ユーザの窓の隙間が小さい場合や、借用できる穴が壁にない場合には、専門的な技術的設置作業や穴開けが必要であり、設置費用は高い。

【0043】

本出願は、前述のシナリオに適用でき、かつネットワークデバイスによって送信されるセルラネットワーク信号を屋外から屋内へ無線送信できる電子デバイスを提供する。したがって、ＰｏＥネットワークケーブルが窓または壁を通過する必要はなく、専門的な技術的設置作業と穴開けの必要性は解消される。これは、ユーザーエクスペリエンスを大幅に向上させることができる。

【0044】

図２は、本出願の一実施形態によるアンテナ構造体の概略図であり、このアンテナ構造体は、図１に示されているシナリオでＣＰＥまたはＵＥに適用され得る。

【0045】

図２に示されているように、アンテナ構造体２００は、コイル２１０と少なくとも１つのキャパシタ２２０とを含み得る。

【0046】

キャパシタ２２０は、コイル２１０に並列接続され得る。並列接続は、キャパシタ２２０の一端がコイル２１０の外輪にてコイル２１０に電気的に接続され、キャパシタ２２０の他端がコイル２１０の内輪にてコイル２２０に電気的に接続されている状態であると、すなわち、キャパシタ２２０がコイル２１０に並列接続されている状態であると、理解できる。

【0047】

任意に選べることとして、コイル２１０の外輪は、コイル２１０の最外コイル層であってよく、または最外コイル層に隣接するいくつかのコイル層のうちのいずれか１つであってもよい。これは、実際の設計またはシミュレーションに基づいて選択できる。コイル２２０の内輪も相応に理解できることを理解されたい。加えて、外輪と内輪は相対的な概念であり、具体的に述べると、外輪は、内輪が位置する場所の軸方向に外側にあればよい。

【0048】

本出願の本実施形態のコイル２１０は、従来の設計に、並列に配置された少なくとも１つのキャパシタ２２０を加えることによって得られる。

【0049】

アンテナ構造体２００が低周波モードで動作するときに、コイル２１０に並列接続されたキャパシタ２２０は開回路状態にあり、並列接続されたキャパシタ２２０はコイル２１０の通常動作に影響を与えない。通常、低周波モードが１００ＭＨｚ未満であることは理解され得る。例えば、低周波モードで動作するコイル２１０は、無線充電コイルまたは近距離無線通信（ｎｅａｒ ｆｉｅｌｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、ＮＦＣ）コイルであってよい。コイル２１０が無線充電コイルである場合、低周波モードにおけるアンテナ構造体２００の動作周波数は数十ｋＨｚである。コイル２１０がＮＦＣコイルである場合、低周波モードにおけるアンテナ構造体２００の動作周波数は１３．６ＭＨｚである。

【0050】

アンテナ構造体２００が高周波モードで動作する場合は、コイル２１０に並列接続されたキャパシタ２２０が短絡状態となるため、コイル２１０の内輪と外輪との伝導を確保できる。この場合、コイル２１０の内輪と外輪との間の電圧は平衡され、コイル２１０全体をエンティティとして使用でき、高周波モードで動作する放射体として使用でき、良好な放射特性を有する。通常、高周波モードが１ＧＨｚを上回ることは理解され得る。例えば、高周波モードで動作するコイル２１０は、２Ｇ／３Ｇ／４Ｇ／５Ｇ関連の周波数帯域で動作でき、または２．４ＧＨｚもしくは５ＧＨｚのＷｉＦｉ周波数帯域で動作できる。

【0051】

コイル２１０に並列接続されるキャパシタ２２０の数が増えるにつれて、コイル２１０の内輪と外輪との間の電圧が同じになる傾向が強まり、したがって、コイルの放射性能がより良好になることを理解されたい。コイル２１０に並列接続されるキャパシタ２２０の数は、実際の設計またはシミュレーションに基づいて決定できる。

【0052】

任意に選べることとして、コイル２１０の第１の端部２０１および第２の端部２０２は、電気信号を送信するために、電子デバイスのフロントエンド回路に電気的に接続されてよい。例えば、コイル２１０が無線充電コイルである場合、第１の端部２０１および第２の端部２０２は、電子デバイス内の無線充電モジュールに電気的に接続されてよい。あるいは、コイル２１０が高周波通信アンテナである場合、第１の端部２０１は、電子デバイス内の無線周波数モジュールに電気的に接続されてよく、第２の端部２０２は、電子デバイス内の基準接地に電気的に接続されてよい。

【0053】

任意に選べることとして、キャパシタ２２０の容量値は、０．５ｐＦ～５ｐＦであってよい。

【0054】

任意に選べることとして、キャパシタ２２０の容量値は、１ｐＦであってよい。キャパシタ２２０の容量値が、実際の設計またはシミュレーションに基づいて選択できることを理解されたい。これは本出願で限定されない。

【0055】

任意に選べることとして、キャパシタ２２０は、分散型キャパシタまたは集中型キャパシタであってよい。キャパシタ２２０が分散型キャパシタである場合は、キャパシタ２２０の容量値がアンテナ構造体によって放射される周波数によって異なり得るため、アンテナ構造体により良好な整合を提供できる。キャパシタ２２０が集中型キャパシタである場合は、キャパシタ２２０の体積がより小さいため、アンテナ構造体の小型化に寄与する。

【0056】

任意に選べることとして、コイル２１０の平面サイズは８０ｍｍ×８０ｍｍ以下であるため、アンテナ構造体の小型化に寄与する。

【0057】

図３は、本出願の一実施形態による電子デバイスの構造の概略図である。

【0058】

図３に示されているように、電子デバイスは、低周波処理モジュール３１０と、高周波処理モジュール３２０と、アンテナ構造体２００とを含み得、アンテナ構造体２００は、図２に示されている前述のアンテナ構造体であってよい。

【0059】

低周波処理モジュール３１０は、アンテナ構造体２００内のコイルの第１の端部２０１および第２の端部２０２に別々に電気的に接続されてよい。高周波処理モジュール３２０は、アンテナ構造体２００内のコイルの第１の端部２０１および第２の端部２０２に別々に電気的に接続されてよい。低周波処理モジュール３１０は、アンテナ構造体２００内の並列接続されたキャパシタが開回路になっているときに使用される電気信号を処理するように構成でき、具体的には、１００ＭＨｚ未満の周波数を有する電気信号を処理できる。高周波処理モジュール３２０は、アンテナ構造体２００内の並列接続されたキャパシタが短絡されているときに使用される電気信号を処理するように構成でき、具体的には、１ＧＨｚより大きい周波数を有する電気信号を処理できる。

【0060】

任意に選べることとして、アンテナ構造体２００が高周波モードで動作するときには、高周波処理モジュール３２０において、アンテナ構造体２００は、コイルの第１の端部２０１にて高周波処理回路に電気的に接続されてよく、コイルの第２の端部２０２は接地されてよく、第２の端部２０２と接地との間には整合ネットワークを加えることができる。これは、他の周波数帯域の電流を抑制し、アンテナ構造体の全体的な性能を高めることができる。

【0061】

任意に選べることとして、電子デバイス３００は、第１のローパスフィルタ３３０と、第２のローパスフィルタ３４０と、第１のハイパスフィルタ３５０と、第２のハイパスフィルタ３６０とをさらに含み得る。

【0062】

第１のローパスフィルタ３３０は、低周波処理モジュール３１０とアンテナ構造体２００内のコイルの第１の端部２０１との間に配置されてよく、低周波処理モジュール３１０およびアンテナ構造体２００に電気的に接続される。第２のローパスフィルタ３４０は、低周波処理モジュール３１０とアンテナ構造体２００内のコイルの第２の端部２０２との間に配置されてよく、低周波処理モジュール３１０およびアンテナ構造体２００に電気的に接続される。第１のハイパスフィルタ３５０は、低周波処理モジュール３１０とアンテナ構造体２００内のコイルの第１の端部２０１との間に配置されてよく、低周波処理モジュール３１０およびアンテナ構造体２００に電気的に接続される。第２のハイパスフィルタ３６０は、低周波処理モジュール３１０とアンテナ構造体２００内のコイルの第２の端部２０２との間に配置されてよく、低周波処理モジュール３１０およびアンテナ構造体２００に電気的に接続される。

【0063】

本出願の本実施形態で提供される電子デバイスでは、ハイパスフィルタとローパスフィルタとを通じて高周波チャネルと低周波チャネルとを区別できることを理解されたい。アンテナ構造体２００が低周波モードで動作する場合には、アンテナ構造体２００と高周波処理モジュール３２０との間にハイパスフィルタが配置され、アンテナ構造体は低周波数で開回路になるため、高周波処理モジュール３２０への低周波電気信号のクロストークを防止できる。アンテナ構造体２００が高周波モードで動作する場合には、アンテナ構造体２００と低周波処理モジュール３１０との間にローパスフィルタが配置され、アンテナ構造体は高周波数で開回路になるため、低周波処理モジュール３１０への高周波電気信号のクロストークを防止できる。ハイパスフィルタとローパスフィルタを電子デバイスに加えることで、信号干渉の問題を効果的に軽減できる。

【0064】

図４は、本出願の一実施形態による電子デバイスの適用シナリオの概略図である。

【0065】

図１に示されているＣＰＥを、屋内に位置する屋内ユニット（ｉｎｄｏｏｒ ｕｎｉｔ、ＩＤＵ）と屋外に位置する屋外ユニット（ｏｕｔｄｏｏｒ ｕｎｉｔ、ＯＤＵ）とに分けることができることを理解されたい。したがって、本出願の本実施形態で提供される電子デバイスは、ＩＤＵまたはＯＤＵであり得る。

【0066】

図４に示されているように、第１の電子デバイス４１０と第２の電子デバイス４２０が障害物の両側にそれぞれ位置し得、第１の電子デバイス４１０と第２の電子デバイス４２０は互いに対向して配置される。

【0067】

障害物は、窓であってよく、または壁であってもよい。第１の電子デバイス４１０と第２の電子デバイス４２０は、図３に示されている電子デバイスである。第１の電子デバイス４１０は、第１のアンテナ構造体４１１と、第１の低周波モジュールと、第１の高周波モジュールとを含み得る。第２の電子デバイス４２０は、第２のアンテナ構造体４２１と、第２の低周波モジュールと、第２の高周波モジュールとを含み得る。

【0068】

第１の電子デバイス４１０はＯＤＵであってよく、屋外に配置される。第１のアンテナ構造体４１１は、低周波モードで動作する場合には充電コイルであってよく、高周波モードで動作する場合には通信アンテナであってよい。相応に、第１の電子デバイス４１０内の第１の低周波処理モードは、無線充電の電気信号を処理するように構成されてよく、第１の高周波処理モジュールは、データ送信の電気信号を処理するように構成されてよい。

【0069】

第２の電子デバイス４２０はＩＤＵであってよく、屋内に配置される。第２のアンテナ構造体４２１は、低周波モードで動作する場合には充電コイルであってよく、高周波モードで動作する場合には通信アンテナであってよい。相応に、第２の電子デバイス３２０内の第２の低周波処理モードは、無線充電の電気信号を処理するように構成されてよく、第２の高周波処理モジュールは、データ送信の電気信号を処理するように構成されてよい。

【0070】

第２の電子デバイス４２０の第２のアンテナ構造体４２１は送信充電コイルとして使用でき、第１の電子デバイス４１０の第１のアンテナ構造体４１１は受信充電コイルとして使用できる。屋内に位置する第２の電子デバイス４２０は、第２の低周波処理モジュールを使用して無線充電の電気信号を処理し、第２のアンテナ構造体４２１を使用して無線充電の電気信号を第１のアンテナ構造体４１１へ送信し、第１の低周波処理モジュールを使用して第１の電子デバイス４１０に給電することができる。したがって、第２の電子デバイス４２０を使用して屋外に位置する第１の電子デバイス４１０に給電でき、追加の電力供給は不要となり、第１の電子デバイス４１０の内部構造はより簡素となる。

【0071】

同時に、屋外に位置する電子デバイス４１０は、第１の高周波処理モジュールを使用してデータを携える電気信号を処理し、第１のアンテナ構造体４１１を使用して第２のアンテナ構造体４２１へデータを携える電気信号を送信することができる。第２の高周波処理モジュールの処理後に、第２の電子デバイス４２０は送信されたデータを得ることができる。データ送信が双方向であり、第２の電子デバイス４２０も同様の経路を通じて第１の電子デバイス４１０へデータを送信することを理解されたい。

【0072】

任意に選べることとして、第１のアンテナ構造体４１１と第２のアンテナ構造体４２１との間の距離Ｌ１は１０ｃｍ未満であってよく、５ｃｍであってよい。第１のアンテナ構造体４１１と第２のアンテナ構造体４２１との間の距離Ｌ１は、第１のアンテナ構造体４１１と第２のアンテナ構造体４２１との間の水平方向の距離であってよく、または第１のアンテナ構造体４１１および第２のアンテナ構造体４２１の最近点間の直線距離であってもよい。

【0073】

任意に選べることとして、第１のアンテナ構造体４１１の平面サイズと第２のアンテナ構造体４２１の平面サイズは異なっていてよく、具体的には、第１のアンテナ構造体３１１内のコイルの直径と第２のアンテナ構造体３２１内のコイルの直径は異なっていてよい。実際の設計またはシミュレーション結果に基づいて調整を行うことができることを理解されたい。これは本出願で限定されない。

【0074】

任意に選べることとして、第１の電子デバイス４１０は第１のアンテナユニット４１２をさらに含んでよく、第１のアンテナユニット４１２の動作周波数帯域はセルラネットワークの少なくとも１つの周波数帯域をカバーでき、ネットワークデバイスとのデータ送信に使用されてよい。セルラネットワークは、２Ｇ、３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ、または将来の通信システムを含み得る。

【0075】

任意に選べることとして、第２の電子デバイス４２０は第２のアンテナユニット４２２をさらに含んでよく、第２のアンテナユニット４２２の動作周波数帯域はＷｉＦｉ周波数帯域をカバーでき、屋内ユーザ機器とのデータ送信に使用されてよい。ＷｉＦｉ周波数帯域は、２．４ＧＨｚまたは５Ｇ周波数帯域のうちの少なくとも一方であり得る。

【0076】

セルラネットワーク信号が第１の電子デバイス４１０と第２の電子デバイス４２０とを通じてＷｉＦｉ信号に変換され得、ネットワークデバイスによって送信されるセルラネットワーク信号が屋外から屋内へ無線送信され得ることを理解されたい。したがって、ＰｏＥネットワークケーブルが窓または壁を通過する必要はなく、専門的な技術的設置作業と穴開けの必要性は解消される。これは便利で迅速であり、ユーザーエクスペリエンスを大幅に向上させる。

【0077】

任意に選べることとして、第２のアンテナユニット４２２は、代わりに、図２に示されているアンテナ構造体であってもよい。第２のアンテナユニット４２２は、低周波モードで動作する場合はＮＦＣコイルであってよく、高周波モードで動作する場合はＷｉＦｉ周波数帯域で動作するアンテナであってよい。そうなら、第２のアンテナユニット４２２の対応する低周波処理モジュールは、ＮＦＣの電気信号を処理するように構成されてよく、対応する高周波処理モジュールは、ＷｉＦｉ周波数帯域の電気信号を処理するように構成されてよい。

【0078】

したがって、本出願の本実施形態で提供される電子デバイスは、代わりに、図１に示されているユーザ機器であってもよく、ユーザ機器は、図２に示されているアンテナ構造体を含み得る。アンテナ構造体では、ＮＦＣコイルとＷｉＦｉアンテナとを組み合わせることで、ユーザ機器内のアンテナの数を減らし、他の周波数帯域で動作するアンテナのためにより大きい配置スペースを提供することができる。同時に、屋内ユーザ機器が第２のアンテナユニット３２２の一定の範囲内にあるときには、ユーザ機器がＮＦＣを通じてＷｉＦｉパスワードを得ることができるため、より便利であり、ユーザーエクスペリエンスの向上に寄与する。

【0079】

本願の本実施形態で提供されるコイルでは、キャパシタを並列接続する設計により、またキャパシタが高周波数で短絡され、低周波数で短絡される特性を利用することにより、コイルが高周波数と低周波数で同時に動作できることを理解されたい。高周波処理モジュールと低周波処理モジュールは、２つの周波数の信号をそれぞれ処理する。したがって、本出願の本実施形態で提供されるコイルは、代わりに、別の低周波通信コイルであってもよく、無線充電コイルまたはＮＦＣコイルに限定されない。

【0080】

図５および図６は、図４に示されている第１のアンテナ構造体と第２のアンテナ構造体との間のＳパラメータシミュレーションの概略図である。図５は、キャパシタがコイルに並列接続されない場合のＳパラメータシミュレーションの概略図である。図６は、キャパシタがコイルに並列接続される場合のＳパラメータシミュレーションの概略図である。

【0081】

図５および図６に示されているように、ポート１は、第１の電子デバイスの第１のアンテナ構造体におけるコイルと高周波処理モジュールとの接続ポートであってよく、ポート２は、第２の電子デバイスの第２のアンテナ構造体におけるコイルと高周波処理モジュールとの接続ポートであってよい。キャパシタがコイルに並列接続された後に、より大きいパラメータＳ１２は、ポート２からポート１へ送信されるより多くの電気信号を示し、第１のアンテナ構造体と第２のアンテナ構造体との間のより良好な信号送信性能を示す。同時に、より小さいパラメータＳ１１は、ポート１でのより小さい反射を示し、ポート２へ送信されるより多くの電気信号を示す。同様に、より小さいパラメータＳ２２は、ポート２でのより小さい反射を示し、ポート１へ送信されるより多くの電気信号を示す。

【0082】

任意に選べることとして、－５ｄＢより大きいＳ１２を限界として、キャパシタがコイルに加えられた後に、高周波モードでは、第１のアンテナ構造体と第２のアンテナ構造体との間の良好な信号送信特性を保証するために約２００ＭＨｚの帯域幅があり得る。

【0083】

当業者は、具体的な用途ごとに様々な方法を用いて説明されている機能を実装できるが、そのような実装は、本出願の範囲を超えると見なされるべきではない。

【0084】

説明を簡便にするため、前述のシステム、装置、およびユニットの詳細な作業プロセスについては、前述の方法の実施形態の対応するプロセスを参照するべきであることは、当業者によって明確に理解されよう。ここでは詳細を再度説明しない。

【0085】

本出願で提供されるいくつかの実施形態において、開示されているシステム、装置、および方法が別の方式で実装され得ることを理解されたい。例えば、説明されている装置の実施形態は一例にすぎない。例えば、ユニットへの分割は論理的な機能分割にすぎず、実際の実装では他の分割であってもよい。例えば、複数のユニットまたはコンポーネントが組み合わされるか、または別のシステムに統合されてもよく、またはいくつかの機能は無視されてもよく、または実行されなくてもよい。さらに、表示または論述されている相互結合または直接結合または通信接続は、いくつかのインターフェイスを通じて実装されてよい。装置またはユニット間の間接結合または通信接続は、電子的な形態または他の形態で実装されてよい。

【0086】

前述の説明は、本出願の特定の実装にすぎず、本出願の保護範囲を限定することを意図するものではない。本出願で開示されている技術的範囲内で当業者によって容易く考え出されるいかなるバリエーションまたは置換も、本出願の保護範囲内に入るものとする。したがって、本出願の保護範囲は、特許請求の範囲の保護範囲に従うものとする。

【符号の説明】

【0087】

１００ 移動通信システム
１０１ ネットワークデバイス
１０２ ＣＰＥ
１０３ ユーザ機器（ＵＥ）
２００ アンテナ構造体
２１０ コイル
２２０ キャパシタ
２０１ 第１の端部
２０２ 第２の端部
３００ 電子デバイス
３１０ 低周波処理モジュール
３２０ 高周波処理モジュール
３３０ 第１のローパスフィルタ
３４０ 第２のローパスフィルタ
３５０ 第１のハイパスフィルタ
３６０ 第２のハイパスフィルタ
４１０ 第１の電子デバイス
４１１ 第１のアンテナ構造体
４１２ 第１のアンテナユニット
４２０ 第２の電子デバイス
４２１ 第２のアンテナ構造体
４２２ 第２のアンテナユニット
１ ポート
２ ポート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】