特表 2023-507358 プリントアンテナ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-02-22

(54)【発明の名称】プリントアンテナ

(51)【国際特許分類】

   H01Q 7/00 20060101AFI20230215BHJP

   H01Q 9/14 20060101ALI20230215BHJP

   H01Q 19/13 20060101ALI20230215BHJP

【ＦＩ】

H01Q7/00

H01Q9/14

H01Q19/13

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022536894

(86)(22)【出願日】2020-09-21

(85)【翻訳文提出日】2022-07-20

(86)【国際出願番号】 CN2020116438

(87)【国際公開番号】W WO2021128986

(87)【国際公開日】2021-07-01

(31)【優先権主張番号】201911345171.7

(32)【優先日】2019-12-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】504161984

【氏名又は名称】ホアウェイ・テクノロジーズ・カンパニー・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ウ、ドンウェイ

(72)【発明者】

【氏名】シャオ、ジンジン

(72)【発明者】

【氏名】シ、ツァオ

【テーマコード（参考）】

5J020

【Ｆターム（参考）】

5J020AA03

5J020BA02

5J020BC08

5J020BC10

5J020CA04

5J020DA03

5J020DA04

5J020DA08

(57)【要約】

本願の実施形態が、アンテナが選択できる動作周波数および指向性パターン適用モードを拡大するために、プリントアンテナを提供する。プリントアンテナは基板に印刷されており、基板にはさらにフィードモジュールが配置されている。プリントアンテナは、ループアンテナボディ、フィードポート、およびスイッチ素子を含む。ループアンテナボディは、第１端部および第２端部を含み、第１端部と第２端部との間にはスペースがあり、第１端部と第２端部との間の接続線が、ループアンテナボディを有するとともに閉ループを形成し、第１端部はフィードポートを用いてフィードモジュールに接続されており、第２端部は接地点（ＧＮＤ）に接続されている。フィードモジュールは、フィードポートを用いてループアンテナボディにフィード信号を出力するように構成されている。ループアンテナボディは複数のループアンテナブランチを含み、どの２つの隣接するループアンテナブランチ間にもスイッチ素子が配置されており、スイッチ素子は２つの隣接するループアンテナブランチを接続または分離するように構成されている。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プリントアンテナであって、前記プリントアンテナが基板に印刷されており、前記基板にさらにフィードモジュールが配置されており、前記プリントアンテナが、ループアンテナボディと、フィードポートと、スイッチ素子とを備え、
前記ループアンテナボディが第１端部と第２端部とを有し、前記第１端部と前記第２端部との間にスペースがあり、前記第１端部と前記第２端部との間の接続線が、前記ループアンテナボディとともに閉ループを形成し、前記第１端部が前記フィードポートを用いて前記フィードモジュールに接続されており、前記第２端部が接地点（ＧＮＤ）に接続されており、
前記フィードモジュールが前記フィードポートを用いて前記ループアンテナボディにフィード信号を出力するように構成されており、
前記ループアンテナボディが複数のループアンテナブランチを有し、前記スイッチ素子がどの２つの隣接するループアンテナブランチ間にも配置されており、前記スイッチ素子が前記２つの隣接するループアンテナブランチを接続または分離するように構成されている、プリントアンテナ。

【請求項2】

各スイッチ素子が０Ω抵抗器であり、
前記０Ω抵抗器の一端が前記２つの隣接するループアンテナブランチの一方に接続されており、前記０Ω抵抗器の他端が前記２つの隣接するループアンテナブランチの他方に接続されている、または
前記０Ω抵抗器の一端が前記２つの隣接するループアンテナブランチの一方に接続されており、前記０Ω抵抗器の他端が前記２つの隣接するループアンテナブランチの他方から分離されている、または
前記０Ω抵抗器の一端が前記２つの隣接するループアンテナブランチの一方から分離されており、前記０Ω抵抗器の他端が前記２つの隣接するループアンテナブランチの他方から分離されている、請求項１に記載のプリントアンテナ。

【請求項3】

前記基板にさらに制御モジュールが配置されており、各スイッチ素子がダイオードであり、前記制御モジュールが各ダイオードに接続されており、
前記ダイオードの一端が前記２つの隣接するループアンテナブランチの一方に接続されており、前記ダイオードの他端が前記２つの隣接するループアンテナブランチの他方に接続されており、
前記制御モジュールが、各ダイオードを制御してオンまたはオフにするように構成されている、請求項１に記載のプリントアンテナ。

【請求項4】

前記プリントアンテナがさらに第１リフレクタアンテナボディを備え、前記第１リフレクタアンテナボディが前記ループアンテナボディの一方の側に配置されており、前記第１リフレクタアンテナボディが前記フィードモジュールに接続されており、前記第１リフレクタアンテナボディが２つの第１リフレクタアンテナブランチを有し、前記２つの第１リフレクタアンテナブランチ間にスイッチ素子が配置されており、前記２つの第１リフレクタアンテナブランチ間に位置する前記スイッチ素子が、前記２つの第１リフレクタアンテナブランチを接続または分離するように構成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のプリントアンテナ。

【請求項5】

前記プリントアンテナがさらに第２リフレクタアンテナボディを備え、前記第２リフレクタアンテナボディが前記ループアンテナボディの他方の側に配置されており、前記第２リフレクタアンテナボディが前記フィードモジュールに接続されており、前記第２リフレクタアンテナボディが２つの第２リフレクタアンテナブランチを有し、前記２つの第２リフレクタアンテナブランチ間にスイッチ素子が配置されており、前記２つの第２リフレクタアンテナブランチ間に位置する前記スイッチ素子が、前記２つの第２リフレクタアンテナブランチを接続または分離するように構成されている、請求項４に記載のプリントアンテナ。

【請求項6】

前記第２端部と前記ＧＮＤとの間にスイッチ素子が配置されており、前記第２端部と前記ＧＮＤとの間に位置する前記スイッチ素子が、前記第２端部と前記ＧＮＤとを接続または分離するように構成されている、請求項１から５のいずれか一項に記載のプリントアンテナ。

【請求項7】

前記プリントアンテナが、第１スイッチ素子と、第２スイッチ素子と、第３スイッチ素子と、第４スイッチ素子とを備え、前記ループアンテナボディが、第１ループアンテナブランチと、第２ループアンテナブランチと、第３ループアンテナブランチと、第４ループアンテナブランチとを有し、前記第１ループアンテナブランチの一端が前記フィードポートを用いて前記フィードモジュールに接続されており、前記第１スイッチ素子が前記第１ループアンテナブランチの他端と前記第２ループアンテナブランチとの間に配置されており、前記第２スイッチ素子が前記第２ループアンテナブランチと前記第３ループアンテナブランチとの間に配置されており、前記第３スイッチ素子が前記第３ループアンテナブランチと前記第４ループアンテナブランチの一端との間に配置されており、前記第４スイッチ素子が前記第４ループアンテナブランチの他端と前記ＧＮＤとの間に配置されている、請求項１から６のいずれか一項に記載のプリントアンテナ。

【請求項8】

前記第１ループアンテナブランチがモノポールアンテナである、請求項７に記載のプリントアンテナ。

【請求項9】

前記プリントアンテナの動作周波数帯域が、無線ローカルエリアネットワークＷＬＡＮ規格の動作周波数帯域と、ロングタームエボリューションＬＴＥ規格の動作周波数帯域とを含み、
前記プリントアンテナの放射方向が、水平全方向性、水平方向性、および垂直カバレッジを含む、請求項７または８に記載のプリントアンテナ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、２０１９年１２月２３日に中国国家知識産権局に出願された「プリントアンテナ（ＰＲＩＮＴＥＤ ＡＮＴＥＮＮＡ）」と題する中国特許出願第２０１９１１３４５１７１．７号に基づく優先権を主張し、当該中国特許出願はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本願はアンテナの分野に関し、具体的にはプリントアンテナに関する。

【背景技術】

【0003】

現在、信号の送信および受信に内蔵アンテナを必要とする電子デバイスがますます増えており、このアンテナは概して、プリント回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ：ＰＣＢ）に配置されている。送信する場合には、アンテナは送信機の高周波電流を空間電磁波に変換し、受信する場合には、アンテナは空間から捕らえた電磁波を高周波電流に変換して、この高周波電流を受信機に送出する。

【0004】

アンテナには多くのタイプが存在し、異なる用途には異なるアンテナが必要とされる。ループアンテナ（Ｌｏｏｐ ａｎｔｅｎｎａ）とは、低電力且つ短距離のシステムで一般に用いられるアンテナのタイプである。アンテナには、モノポールアンテナおよび逆Ｆ型アンテナ（Ｉｎｖｅｒｔｅｄ－Ｆ ａｎｔｅｎｎａ）などの異なる放射モードがあり、異なる放射モードが異なる動作周波数に対応する。しかしながら、ループアンテナの単一の放射モードでは、異なる周波数帯域で比較的高い放射効率を実現することはできず、ループアンテナの動作周波数適用範囲は比較的小さくなる。

【発明の概要】

【0005】

本願の実施形態が、アンテナの動作周波数適用範囲および指向性パターン適用範囲を広げるために、プリントアンテナを提供する。

【0006】

第１態様によれば、本願の一実施形態がプリントアンテナを提供する。プリントアンテナは基板に印刷されており、基板にはさらにフィードモジュールが配置されている。プリントアンテナは、ループアンテナボディ、フィードポート、およびスイッチ素子を含む。ループアンテナボディは、第１端部および第２端部を含み、第１端部と第２端部との間にはスペースがあり、第１端部と第２端部との間の接続線が、ループアンテナボディとともに閉ループを形成する。第１端部はフィードポートを用いてフィードモジュールに接続されており、第２端部は接地点（ＧＮＤ）に接続されている。フィードモジュールは、フィードポートを用いてループアンテナボディにフィード信号を出力するように構成されている。ループアンテナボディは複数のループアンテナブランチを含み、どの２つの隣接するループアンテナブランチ間にもスイッチ素子が配置されており、スイッチ素子は２つの隣接するループアンテナブランチを接続または分離するように構成されている。

【0007】

本実装例では、ループアンテナの動作周波数が、スイッチ素子がオンまたはオフになっている２つの異なる状態に変化する。したがって、各スイッチ素子のオンまたはオフを調整することにより、複数の動作周波数および指向性パターンが包含され得るので、アンテナが選択できる動作周波数および指向性パターン適用モードが拡大する。

【0008】

任意選択的に、いくつかの実現可能な実装例では、各スイッチ素子は０Ω抵抗器である。０Ω抵抗器の２つの端部がそれぞれ、２つの隣接するアンテナブランチにはんだ付けされている場合、これは、０Ω抵抗器がオン状態であることを示す。０Ω抵抗器の２つの端部が２つの隣接するアンテナブランチにはんだ付けされていない場合、または０Ω抵抗器の一端が一方のアンテナブランチにはんだ付けされていない場合、これは、０Ω抵抗器がオフ状態であることを示す。

【0009】

本実装例では、他のタイプのスイッチ素子と比較して、０Ω抵抗器は比較的コストが低く、またＰＣＢ上の元のＢＯＭが最小限にしか変更されないため、プリントアンテナの開発サイクルおよびメンテナンス費用をできる限り低減することができる。

【0010】

任意選択的に、いくつかの実現可能な実装例では、基板に制御モジュールがさらに配置されており、各スイッチ素子はダイオードである。各ダイオードの２つの端部が、２つのバイアス電源ケーブルを用いて別々に制御モジュールに接続されており、ダイオードの２つの端部はそれぞれ、２つの隣接するアンテナブランチに接続されている。制御モジュールは、ダイオードの電圧降下を制御して、ダイオードをオンまたはオフにする。

【0011】

本実装例では、０Ω抵抗器の代わりにダイオードを用いることの利点とは、制御モジュールを用いてダイオードのオン／オフをリアルタイムで制御することができ、作業者が０Ω抵抗器を手動ではんだ付けすることによってオン／オフ状態を変える必要がないということである。アンテナの動作周波数または指向性パターンは、より柔軟に切り替えられてよい。

【0012】

任意選択的に、いくつかの実現可能な実装例では、プリントアンテナはさらに第１リフレクタアンテナボディを含み、第１リフレクタアンテナボディはループアンテナボディの一方の側に配置されており、第１リフレクタアンテナボディはフィードモジュールに接続されている。第１リフレクタアンテナボディは２つの第１リフレクタアンテナブランチを含み、２つの第１リフレクタアンテナブランチ間にはスイッチ素子が配置されており、２つの第１リフレクタアンテナブランチ間に位置するスイッチ素子は、２つの第１リフレクタアンテナブランチを接続または分離するように構成されている。

【0013】

本実装例では、第１リフレクタアンテナボディは具体的には、電磁波を反射するように構成されている。したがって、プリントアンテナの指向性パターンは代替的に、２つの第１リフレクタアンテナブランチ間のスイッチ素子を制御することで調整されてよく、これにより本解決手段の実装例が強化される。

【0014】

任意選択的に、いくつかの実現可能な実装例では、プリントアンテナはさらに第２リフレクタアンテナボディを含み、第２リフレクタアンテナボディはループアンテナボディの他方の側に配置されており、第２リフレクタアンテナボディはフィードモジュールに接続されている。第２リフレクタアンテナボディは２つの第２リフレクタアンテナブランチを含み、２つの第２リフレクタアンテナブランチ間にはスイッチ素子が配置されており、２つの第２リフレクタアンテナブランチ間に位置するスイッチ素子は、２つの第２リフレクタアンテナブランチを接続または分離するように構成されている。

【0015】

本実装例では、リフレクタアンテナボディがループアンテナボディの両側に配置されてよく、これにより、本解決手段の拡張性が向上する。

【0016】

任意選択的に、いくつかの実現可能な実装例では、第２端部とＧＮＤとの間にスイッチ素子が配置されており、第２端部とＧＮＤとの間に位置するスイッチ素子は、第２端部とＧＮＤとを接続または分離するように構成されている。

【0017】

本実装例では、第２端部とＧＮＤとの間のスイッチ素子のオン／オフを制御することにより、プリントアンテナの動作周波数適用範囲および指向性パターン適用範囲をさらに拡大することができる。

【0018】

任意選択的に、いくつかの実現可能な実装例では、プリントアンテナは、第１スイッチ素子、第２スイッチ素子、第３スイッチ素子、および第４スイッチ素子を含む。ループアンテナボディは、第１ループアンテナブランチ、第２ループアンテナブランチ、第３ループアンテナブランチ、および第４ループアンテナブランチを含む。第１ループアンテナブランチの一端がフィードポートを用いてフィードモジュールに接続されており、第１スイッチ素子は第１ループアンテナブランチの他端と第２ループアンテナブランチとの間に配置されている。第２スイッチ素子は第２ループアンテナブランチと第３ループアンテナブランチとの間に配置されており、第３スイッチ素子は第３ループアンテナブランチと第４ループアンテナブランチの一端との間に配置されており、第４スイッチ素子は第４ループアンテナブランチの他端とＧＮＤとの間に配置されている。

【0019】

本実装例では、ループアンテナボディが４つのループアンテナブランチに分割されている構造を説明しており、これにより本解決手段の実行可能性が向上する。

【0020】

任意選択的に、いくつかの実現可能な実装例では、第１ループアンテナブランチは単一の放射モードを有するモノポールアンテナであり、これはループアンテナボディを分割するに当たっての基盤を提供するものであり、これにより本解決手段の実現可能性が向上する。

【0021】

任意選択的に、いくつかの実現可能な実装例では、プリントアンテナの動作周波数帯域が、無線ローカルエリアネットワーク（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＷＬＡＮ）規格の動作周波数帯域（２．４ＧＨｚおよび５ＧＨｚを含む）と、ロングタームエボリューション（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ：ＬＴＥ）規格の動作周波数帯域（１．６ＧＨｚ～２．２ＧＨｚおよび２．３ＧＨｚ～２．７ＧＨｚを含む）とを包含する。プリントアンテナの放射方向には、水平全方向性、水平方向性、および垂直カバレッジが含まれる。

【0022】

本実装例では、プリントアンテナにより包含され得る複数の動作周波数帯域および指向性パターンが列挙されており、これにより本解決手段の実行可能性がさらに向上する。

【0023】

前述の技術的解決手段から、本願の実施形態には以下に挙げる利点があることが分かる。

【0024】

本願の実施形態では、ループアンテナボディは複数のループアンテナブランチを含み、どの２つの隣接するループアンテナブランチ間にもスイッチ素子が配置されている。各スイッチ素子は、２つの隣接するループアンテナブランチを接続または分離することができる。ループアンテナの動作周波数は、スイッチ素子がオンまたはオフになっている２つの異なる状態に変化する。したがって、各スイッチ素子のオンまたはオフを調整することにより、複数の動作周波数および指向性パターンが包含され得るので、アンテナが選択できる動作周波数および指向性パターン適用モードが拡大する。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】プリントアンテナの実際の図である。

【0026】

【図2】本願の一実施形態によるプリントアンテナの構造の概略図である。

【0027】

【図3(a)】スイッチ素子の第１のオン／オフ組み合わせに対応するＳ１１パラメータのシミュレーション図である。

【0028】

【図3(b)】スイッチ素子の第２のオン／オフ組み合わせに対応するＳ１１パラメータのシミュレーション図である。

【0029】

【図3(c)】スイッチ素子の第１のオン／オフ組み合わせに対応する指向性パターンである。

【0030】

【図3(d)】スイッチ素子の第２のオン／オフ組み合わせに対応する指向性パターンである。

【0031】

【図4】プリントアンテナの０Ω抵抗器がオンまたはオフになっている実際の図である。

【0032】

【図5】本願の一実施形態によるプリントアンテナの別の構造の概略図である。

【0033】

【図6】本願の一実施形態によるプリントアンテナの別の構造の概略図である。

【0034】

【図7】本願の一実施形態によるプリントアンテナの別の構造の概略図である。

【0035】

【図8】本願の一実施形態によるプリントアンテナの別の構造の概略図である。

【0036】

【図9】単一の放射モードを有するアンテナの概略図である。

【0037】

【図10】単一の放射モードを有するアンテナの分割に関する概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

本願の実施形態が、アンテナが選択できる動作周波数および指向性パターン適用モードを拡大するために、プリントアンテナを提供する。本願の本明細書、特許請求の範囲、および添付図面では、「第１」、「第２」、「第３」、「第４」、および（存在しているならば）同様の用語は、同様の対象物同士を区別することを目的としており、必ずしも特定の順序またはシーケンスを示すものではない。そのような様式で呼ばれるデータは、適切な状況では入れ替え可能であり、本明細書で説明する実施形態は、本明細書で例示または説明される順序とは別の順序で実施され得ることを理解されたい。さらに、用語「ｉｎｃｌｕｄｅ（含む）」、「ｃｏｍｐｒｉｓｅ（含む）」、およびその任意の他の変形は、非排他的包含を含むことを意味する。例えば、段階またはユニットのリストを含むプロセス、方法、システム、製品、またはデバイスは、必ずしもこうした段階またはユニットに限定されるわけではなく、明示的に列挙されることも、そのようなプロセス、方法、製品、またはデバイスに固有であることもない他の段階またはユニットを含んでよい。

【0039】

図１は、プリントアンテナの実際の図である。その名前が示すように、プリントアンテナは印刷によって得られるアンテナである。伝送効率を確保する場合にアンテナの体積を低減し且つ消費電力を低減するために、プリントアンテナは、低消費電力の携帯型無線通信製品の要件を満たすように、プリント回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ：ＰＣＢ）上に設計されてよい。ＰＣＢに銅被覆領域が配置されており、プリントアンテナは具体的には、ＰＣＢ上の銅被覆領域の外側にある領域に配置されている。プリントアンテナの一端が、銅被覆領域内の、電磁波信号を供給するフィーダに接続されており、アンテナの他端が銅被覆領域内の接地点（ＧＮＤ）に接続されている。

【0040】

プリントアンテナのタイプがループアンテナであり、ループアンテナには、体積が小さい、信頼性が高い、且つコストが低いという利点があり、これにより、ループアンテナは小型の通信製品にとって理想的なアンテナになる。しかしながら、ループアンテナの単一の放射モードでは、異なる周波数帯域で比較的高い放射効率を実現することはできず、ループアンテナの動作周波数の適用範囲は比較的小さくなる。

【0041】

したがって、本願は、アンテナの動作周波数適用範囲および指向性パターン適用範囲を広げるために、プリントアンテナを提供する。

【0042】

図２は、本願の一実施形態によるプリントアンテナの構造の概略図である。プリントアンテナ１０は、基板２０に印刷されている。プリントアンテナ１０は、ループアンテナボディ１０１と、フィードポート１０２と、スイッチ素子１０３（図２に示されているスイッチ素子１０３ａおよびスイッチ素子１０３ｂを含む）とを含む。ループアンテナボディ１０１は、第１端部１０１ａと第２端部１０１ｂとを含み、第１端部１０１ａと第２端部１０１ｂとの間にはスペースがある。基板２０にはさらに、フィードモジュール３０が配置されている。第１端部１０１ａは、フィードポート１０２を用いてフィードモジュール３０に接続されており、フィードポート１０２とフィードモジュール３０との間にはフィーダが接続されている。フィードモジュール３０は、フィードポート１０２を用いてループアンテナボディ１０１にフィード信号を出力して、ループアンテナボディ１０１に電力を供給する。第２端部１０１ｂは、基板２０の接地点（ＧＮＤ）４０に接続されている、すなわち、第１端部１０１ａおよび第２端部１０１ｂはまた、回路内で分離されている。

【0043】

ループアンテナボディ１０１は、第１端部１０１ａ（または第２端部１０１ｂ）から第２端部１０１ｂ（または第１端部１０１ａ）に巻かれることにより形成されてよく、第１端部１０１ａと第２端部１０１ｂとの間の接続線が、ループアンテナボディ１０１とともに閉ループを形成し得る。具体的には、ループの形状が図２に示す四角形ループであってもよく、当然ながら、別の形状のループ、例えば円形ループ、三角形ループ、または菱形ループであってもよい。これについては、本明細書では限定しない。

【0044】

ループアンテナボディ１０１は複数のブランチを含み、どの２つの隣接するブランチ間にもスイッチ素子１０３が配置されている。例えば、図２に示すように、フィードポート１０２にブランチＡが接続されており、スイッチ素子１０３ａはブランチＡとブランチＢとの間に配置されており、スイッチ素子１０３ｂはブランチＢとブランチＣとの間に配置されており、ブランチＣは接地点４０に接続されている。

【0045】

具体的には、各スイッチ素子１０３は、２つの隣接するブランチを接続または分離するように構成されている。例えば、図２に示すように、スイッチ素子１０３ａはブランチＡとブランチＢとを接続し、スイッチ素子１０３ｂはブランチＢとブランチＣとを分離する。各スイッチ素子１０３にはオンおよびオフという２つの状態があり、スイッチ素子１０３の異なる状態で複数のオン／オフ組み合わせを形成することができ、異なる組み合わせでプリントアンテナ１０の動作周波数および指向性パターンも変えることができ、これにより、動作周波数適用範囲および指向性パターン適用範囲が広がることが理解されるであろう。以下では、詳細な説明を提供する。

【0046】

図３（ａ）は、スイッチ素子の第１のオン／オフ組み合わせに対応するＳ１１パラメータのシミュレーション図である。Ｓ１１パラメータは、アンテナの反射損失特性を示す。すなわち、Ｓ１１パラメータは、アンテナの伝送効率が高いかどうかを示すのに用いられてよい。Ｓ１１パラメータの値が小さいと、アンテナによって反射されるエネルギーが少なく、アンテナの放射効率が高いことを示している。一般に、Ｓ１１パラメータが［－１０ｄＢ］より小さいまたはそれと等しい場合、これは、アンテナの放射効率が要件を満たしていることを示している。この場合、Ｓ１１パラメータが［－１０ｄＢ］より小さいまたはそれと等しい周波数範囲が、アンテナの動作周波数として決定されてよい。具体的には、図３（ａ）は、図２に示すスイッチ素子のオン／オフ組み合わせで行われたシミュレーションを示している。すなわち、スイッチ素子１０３ａはオンになっており、スイッチ素子１０３ｂはオフになっている。図３（ａ）に示すように、水平座標軸は周波数（単位：ＧＨｚ）を表しており、垂直座標軸はＳ１１パラメータ値（単位：ｄＢ）を表している。この場合、［－１０ｄＢ］より小さいまたはそれと等しいＳ１１パラメータに対応する周波数範囲が、６．３ＧＨｚ～９．５ＧＨｚである。すなわち、図２に示すプリントアンテナの動作周波数は、６．３ＧＨｚ～９．５ＧＨｚである。

【0047】

図３（ｂ）は、スイッチ素子の第２のオン／オフ組み合わせに対応するＳ１１パラメータのシミュレーション図である。具体的には、図３（ｂ）に対応するスイッチ素子のオン／オフ組み合わせは、スイッチ素子１０３ａがオフになっており、スイッチ素子１０３ｂもオフになっているというものである。スイッチ素子のこのオン／オフ組み合わせでは、プリントアンテナの動作周波数は５．０ＧＨｚ～６．０ＧＨｚであることが分かる。

【0048】

スイッチ素子の異なるオン／オフ組み合わせで、アンテナの動作周波数を変えることに加えて、アンテナの指向性パターンも変えることができることに留意されたい。指向性パターンは、放射指向性パターンとも呼ばれる。指向性パターンとは、放射場の相対的な場強度（正規化された絶対値（ｍｏｄｕｌｕｓ ｖａｌｕｅ））がアンテナからの特定の距離において方向とともに変化するパターンであり、通常、アンテナの最大放射方向において２つの相互に垂直な面指向性パターンを用いて表される。指向性パターンモードには、水平全方向性、水平方向性、および垂直カバレッジが含まれてよい。以下では、指向性パターンのシミュレーション結果を参照して、さらなる説明を提供する。

【0049】

図３（ｃ）は、スイッチ素子の第１のオン／オフ組み合わせに対応する指向性パターンである。図３（ｃ）に対応するスイッチ素子のオン／オフ組み合わせは、図３（ａ）に対応するスイッチ素子のオン／オフ組み合わせと一致している。すなわち、スイッチ素子１０３ａはオンになっており、スイッチ素子１０３ｂはオフになっている。図３（ｃ）から、指向性パターンモードは垂直カバレッジであることが分かる。

【0050】

図３（ｄ）は、スイッチ素子の第２のオン／オフ組み合わせに対応する指向性パターンである。図３（ｄ）に対応するスイッチ素子のオン／オフ組み合わせは、図３（ｂ）に対応するスイッチ素子のオン／オフ組み合わせと一致している。すなわち、スイッチ素子１０３ａはオフになっており、スイッチ素子１０３ｂもオフになっている。図３（ｄ）から、指向性パターンモードは水平左方向性であることが分かる。

【0051】

図２に示すプリントアンテナは具体的には、スイッチ素子の４つの異なるオン／オフ組み合わせに対応し得る。以下では表１を用いて、様々なオン／オフ組み合わせに対応しているアンテナの動作周波数および指向性パターンモードを列挙する。説明しやすくするために、以下の表１では、スイッチ素子がオフになっていることを「０」で示し、スイッチ素子がオンになっていることを「１」で示す。

【表1】

【0052】

本願のスイッチ素子は具体的には、複数の異なるタイプを有してよいことに留意されたい。これについては、以下で別々に説明する。

【0053】

タイプ１：スイッチ素子は０Ω抵抗器である。０Ω抵抗器がアンテナにはんだ付けされている場合、０Ω抵抗器はオン状態である。０Ω抵抗器がアンテナにはんだ付けされていない場合、０Ω抵抗器はオフ状態である。

【0054】

図４は、プリントアンテナの０Ω抵抗器がオンまたはオフになっている実際の図である。０Ω抵抗器の２つの端部がそれぞれ、２つの隣接するアンテナブランチにはんだ付けされている場合、これは、０Ω抵抗器がオン状態であることを示すのが理解されるであろう。０Ω抵抗器の２つの端部が２つの隣接するアンテナブランチにはんだ付けされていない場合、または０Ω抵抗器の一端が一方のアンテナブランチにはんだ付けされていない場合、これは、０Ω抵抗器がオフ状態であることを示す。

【0055】

他のタイプのスイッチ素子と比較して、０Ω抵抗器は比較的コストが低く、またＰＣＢ上の元のＢＯＭが最小限にしか変更されないため、プリントアンテナの開発サイクルおよびメンテナンス費用をできる限り低減することができることに留意されたい。

【0056】

タイプ２：スイッチ素子はダイオードであり、ダイオードは、制御モジュールを用いることにより、オンまたはオフになるように制御される。

【0057】

図５は、本願の一実施形態によるプリントアンテナの別の構造の概略図である。基板２０にはさらに、制御モジュール５０が配置されている。ダイオード１０３ａの２つの端部が、２つのバイアス電源ケーブルを用いて別々に制御モジュール５０に接続されており、ダイオード１０３ａの２つの端部はそれぞれ、２つの隣接するアンテナブランチに接続されている。ダイオード１０３ｂの２つの端部も、２つのバイアス電源ケーブルを用いて別々に制御モジュール５０に接続されており、ダイオード１０３ｂの２つの端部はそれぞれ、２つの隣接するアンテナブランチに接続されている。制御モジュール５０はダイオード１０３ａおよびダイオード１０３ｂの電圧降下を制御して、ダイオード１０３ａおよびダイオード１０３ｂをオンまたはオフにする。

【0058】

０Ω抵抗器の代わりにダイオードを用いることの利点とは、制御モジュールを用いてダイオードのオン／オフをリアルタイムで制御することができ、作業者が０Ω抵抗器を手動ではんだ付けすることによってオン／オフ状態を変える必要がないということであることに留意されたい。プリントアンテナの動作周波数または指向性パターンの切り替えがより柔軟になる。

【0059】

任意選択的に、ループアンテナボディ１０１に加えて、プリントアンテナ１０はさらに、少なくとも１つのリフレクタアンテナを含んでよい。以下では、さらなる説明を提供する。

【0060】

図６は、本願の一実施形態によるプリントアンテナの別の構造の概略図である。図２に示すプリントアンテナとは異なり、プリントアンテナ１０はさらに、基板２０に配置された少なくとも１つのリフレクタアンテナ１０４（図６に示されているリフレクタアンテナ１０４ａおよびリフレクタアンテナ１０４ｂ）を含む。図６に示すように、リフレクタアンテナ１０４は具体的には、ループアンテナボディ１０１の左側および右側に配置されている。例えば、プリントアンテナ１０は、ループアンテナボディ１０１の左側に配置されたリフレクタアンテナ１０４ａを含む、またはプリントアンテナ１０はループアンテナボディ１０１の右側に配置されたリフレクタアンテナ１０４ｂを含む、またはプリントアンテナ１０は、ループアンテナボディ１０１の左側に配置されたリフレクタアンテナ１０４ａだけでなく、ループアンテナボディ１０１の右側に配置されたリフレクタアンテナ１０４ｂも含む。また、リフレクタアンテナ１０４ａはさらに、２つのリフレクタアンテナブランチを含み、２つのリフレクタアンテナブランチの間にはスイッチ素子１０３ｅが配置されており、スイッチ素子１０３ｅは、２つのリフレクタアンテナブランチを接続または分離するように構成されている。同様に、リフレクタアンテナ１０４ｂも２つのリフレクタアンテナブランチを含み、２つのリフレクタアンテナブランチの間にはスイッチ素子１０３ｆが配置されており、スイッチ素子１０３ｆは２つのリフレクタアンテナブランチを接続または分離するように構成されている。

【0061】

リフレクタアンテナ１０４ａおよびリフレクタアンテナ１０４ｂは具体的には、電磁波を反射するように構成されている。したがって、プリントアンテナ１０の指向性パターンモードは、リフレクタアンテナ１０４ａおよびリフレクタアンテナ１０４ｂを配置してスイッチ素子１０３ｅおよびスイッチ素子１０３ｆのオン／オフを制御することにより調整されてよい。例えば、プリントアンテナ１０の元の指向性パターンモードが水平全方向性であり、スイッチ素子１０３ｅおよびスイッチ素子１０３ｆが両方ともオフになっている場合、プリントアンテナ１０の指向性パターンモードは依然として水平全方向性である。スイッチ素子１０３ｅがオンになっており且つスイッチ素子１０３ｆがオフになっている場合、プリントアンテナ１０の指向性パターンモードは、右方向性である。スイッチ素子１０３ｅがオフになっており且つスイッチ素子１０３ｆがオンになっている場合、プリントアンテナ１０の指向性パターンモードは左方向性である。

【0062】

スイッチ素子１０３ｅおよびスイッチ素子１０３ｆは０Ω抵抗器であってもよく、ダイオードであってもよいことが理解されるであろう。これについては、本明細書では特に限定されない。

【0063】

任意選択的に、ループアンテナボディ１０１の第２端部１０１ｂと接地点４０との間にもスイッチ素子が配置されてよい。以下では、さらなる説明を提供する。

【0064】

図７は、本願の一実施形態によるプリントアンテナの別の構造の概略図である。図２に示すプリントアンテナとは異なり、ループアンテナボディ１０１の第２端部１０１ｂと接地点４０との間にスイッチ素子１０３ｄがさらに配置されてよい。スイッチ素子１０３ｄは、第２端部１０１ｂと接地点４０とを接続または分離するように構成されている。プリントアンテナ１０の動作周波数適用範囲および指向性パターン適用範囲は、スイッチ素子１０３ｄを配置してスイッチ素子１０３ｄのオン／オフを制御することによりさらに拡大され得る。以下では表２を用いて、図７に示すプリントアンテナにより包含され得る動作周波数および指向性パターンモードを列挙する。

【表2】

【0065】

任意選択的に、ループアンテナボディが３つのアンテナブランチに分割されている前述した実施形態に加えて、ループアンテナボディは代替的に、もっと多くのアンテナブランチに分割されてもよい。以下では、ループアンテナボディが４つのアンテナブランチに分割されている一実施形態について説明する。

【0066】

図８は、本願の一実施形態によるプリントアンテナの別の構造の概略図である。図７に示すプリントアンテナとは異なり、ループアンテナボディ１０１はさらにブランチＤを含み、ブランチＣとブランチＤとの間にはスイッチ素子１０３ｃが配置されており、スイッチ素子１０３ｃはブランチＣとブランチＤとを接続または分離するように構成されている。図７に示す実施形態と比較すると、本実施形態は、プリントアンテナ１０の動作周波数適用範囲および指向性パターン適用範囲をさらに拡大する。以下では表３を用いて、図８に示すプリントアンテナによって包含され得る動作周波数および指向性パターンモードを列挙する。

【表3】

【0067】

ループアンテナボディを分割することにより取得されるアンテナブランチの数とスイッチ素子の数とは、実際の要件に従うものであり、本明細書では特に限定されないことに留意されたい。さらに、スイッチ素子の設置位置が複数の方式で決定されてもよい。以下では、図８に示すプリントアンテナを一例として用い、スイッチ素子の設置位置を決定する具体的な実装例を説明する。

【0068】

段階１：複数の動作周波数を有し且つ指向性パターンが単一の放射モードであるアンテナを設計する。図９は、単一の放射モードを有するアンテナの概略図である。ループアンテナボディの異なる構成要素で、異なるモードのアンテナを形成できることが分かる。アンテナ９０１は、５ＧＨｚの動作周波数と水平全方向性の指向性パターンモードとを有するモノポールアンテナである。アンテナ９０２は、５ＧＨｚの動作周波数と左方向性の指向性パターンモードとを有するアンテナである。アンテナ９０３は、５ＧＨｚの動作周波数と垂直カバレッジの指向性パターンモードとを有するアンテナである。アンテナ９０４は、２．４ＧＨｚの動作周波数と水平全方向性の指向性パターンモードとを有するモノポールアンテナである。アンテナ９０５は、１．６ＧＨｚ～２．２ＧＨｚの動作周波数と水平全方向性の指向性パターンモードとを有するモノポールアンテナである。

【0069】

段階２：ループアンテナボディを完全なアンテナとして用いて、単一の放射モードを有するアンテナを分割し、互いに重なり合わない複数のアンテナブランチを取得する。図１０は、単一の放射モードを有するアンテナの分割に関する概略図である。アンテナ９０３はループアンテナボディ１０１に対応し、アンテナ９０１は図８に示すブランチＡに対応することが分かる。アンテナ９０６は、アンテナ９０２を用いてアンテナ９０３を分割することにより取得されてよく、アンテナ９０６は図８に示すブランチＢに対応する。アンテナ９０７は、アンテナ９０５を用いてアンテナ９０３を分割することにより取得されてよく、アンテナ９０７は図８に示すブランチＤに対応する。アンテナ９０８は、アンテナ９０４を用いてアンテナ９０３を分割することにより取得されてよく、アンテナ９０９はアンテナ９０７を用いてアンテナ９０８をさらに分割することにより取得されてよく、アンテナ９０９は図８に示すブランチＣに対応する。

【0070】

段階３：アンテナブランチに基づいてスイッチ素子の位置を決定する。具体的には、ループアンテナボディは、段階１および段階２を行うことで、ブランチＡ、ブランチＢ、ブランチＣ、およびブランチＤに分割されてよい。この場合、どの２つの隣接するブランチ間の位置も、各スイッチ素子が配置される位置である。さらに、ブランチＤと接地点との間にも、スイッチ素子が配置されてよい。

【0071】

プリントアンテナの動作周波数帯域が、無線ローカルエリアネットワーク（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＷＬＡＮ）規格の動作周波数帯域（２．４ＧＨｚおよび５ＧＨｚを含む）と、ロングタームエボリューション（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ：ＬＴＥ）規格の動作周波数帯域（１．６ＧＨｚ～２．２ＧＨｚおよび２．３ＧＨｚ～２．７ＧＨｚを含む）とを包含することに留意されたい。さらに、本願で提供されるプリントアンテナは、ＷＬＡＮ周波数帯域およびＬＴＥ周波数帯域に限定されない。プリントアンテナのサイズ、アンテナブランチの数、および分割方式が、もっと多くの適用要件を満たすように調整されてよい。

【0072】

本願の実施形態では、ループアンテナボディは複数のループアンテナブランチを含み、どの２つの隣接するループアンテナブランチ間にもスイッチ素子が配置されている。各スイッチ素子は、２つの隣接するループアンテナブランチを接続または分離することができる。ループアンテナの動作周波数は、スイッチ素子がオンまたはオフになっている２つの異なる状態に変化する。したがって、各スイッチ素子のオンまたはオフを調整することにより、複数の動作周波数および指向性パターンが包含され得るので、アンテナが選択できる動作周波数および指向性パターン適用モードが拡大する。

【0073】

前述の実施形態は、本願を限定するのではなく、本願の技術的解決手段を単に説明することを目的としていることに留意されたい。本願は前述の実施形態を参照して詳細に説明されているが、当業者であれば依然として、本願の実施形態の技術的解決手段の趣旨および範囲から逸脱することなく、前述の実施形態で説明した技術的解決手段に対して変更を行うことも、そのいくつかの技術的特徴に対して均等な置換を行うこともできることを理解するはずである。

【図1】

【図2】

【図3(a)】

【図3(b)】

【図3(c)】

【図3(d)】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【国際調査報告】