JP7012116B2 - アンテナ構造及び電子機器 - Google Patents

Description

本開示は、端末技術の分野に関し、特に、アンテナ構造及び電子機器に関する。

次世代の通信プロトコル標準として、５Ｇ（５ｔｈ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｍｏｂｉｌｅ ｎｅｔｗｏｒｋｓ、第５世代モバイル通信技術）技術は、既に徐々に大衆に注目されている。電子機器が５Ｇプロトコル標準の下で三つのオペレーターネットワークをサポートできるために、電子機器の市場占有率を拡大させ、５Ｇ通信技術の全帯域カバーを実現するように電子機器のアンテナ構造を如何に設計するかということは、既に設計者の焦点と突破点になる。

本開示は、関連技術における欠陥を解決するためのアンテナ構造及び電子機器を提供する。

本開示の実施例の第１の態様によれば、アンテナ構造を提供し、金属フレーム本体と、第１のアンテナブランチと、第２のアンテナブランチと、アンテナスロットと、給電点と、を含み、
前記第１のアンテナブランチは、前記金属フレーム本体の一側の縁部に接続され、
前記第２のアンテナブランチは、前記金属フレーム本体の他側の縁部に接続され、
前記アンテナスロットは、前記第１のアンテナブランチと前記第２のアンテナブランチがそれぞれ前記金属フレーム本体の中部に向かって延在した後に結合して形成され、前記第１のアンテナブランチの延在長さは、前記第２のアンテナブランチの延在長さより大きく、
前記給電点は、一端が接地点に接続され、他端が前記第１のアンテナブランチに接続される。

選択可能に、前記給電点と前記第１のアンテナブランチとの接続箇所は、前記第１のアンテナブランチ上の第１の位置と第２の位置との間に位置し、
前記第１のアンテナブランチと前記金属フレーム本体との接続箇所と、前記第１の位置との間の距離は、前記第１のアンテナブランチの延在長さの２分の１であり、前記第１のアンテナブランチと前記金属フレーム本体との接続箇所と、前記第２の位置との間の距離は、前記第１のアンテナブランチの延在長さの３分の２である。

選択可能に、前記アンテナ構造は、第１の整合回路をさらに含み、前記第１の整合回路は、第１のコンデンサと、第１のインダクタと、を含み、
前記第１のコンデンサは、一端が前記給電点に接続され、他端が前記第１のアンテナブランチに接続され、
前記第１のインダクタは、一端が前記給電点と前記第１のアンテナブランチとの間に接続され、他端は接地され、
前記第１のコンデンサと前記第１のインダクタのうちの少なくとも一つは、前記アンテナ構造が低周波数信号を放射する時にインピーダンス整合を行うために用いられる。

選択可能に、前記第１の整合回路は、第２のコンデンサと、第２のインダクタと、をさらに含み、
前記第２のコンデンサは、一端が前記給電点と前記第１のアンテナブランチとの間に接続され、他端は接地され、
前記第２のインダクタは、一端が前記給電点に接続され、他端が前記第１のアンテナブランチに接続され、
前記第２のコンデンサと前記第２のインダクタのうちの少なくとも一つは、前記アンテナ構造が高周波信号を放射する時にインピーダンス整合を行うために用いられる。

選択可能に、前記アンテナ構造は、第２の整合回路をさらに含み、
前記第２の整合回路は、第３のコンデンサと、スイッチング回路と、を含み、前記第３のコンデンサは、一端が前記給電点に接続され、他端が前記第１のアンテナブランチに接続され、
前記スイッチング回路は、前記第３のコンデンサと並列接続され、前記スイッチング回路のスイッチング状態に基づいて、前記第３のコンデンサの動作状態が切り替えられ、前記アンテナ構造の動作周波数帯域が切り替えられる。

選択可能に、前記スイッチング回路は、オン状態とオフ状態とを含み、
前記スイッチング回路がオフ状態にある場合、前記第３のコンデンサは動作状態にあり、前記アンテナ構造の動作周波数帯域は、Ｎ４１周波数帯域とＮ７９周波数帯域とを含み、前記スイッチング回路がオン状態にある場合、前記第３のコンデンサは短絡状態にあり、前記アンテナ構造の動作周波数帯域は、Ｎ７７周波数帯域とＮ７８周波数帯域とを含む。

選択可能に、前記アンテナ構造は、アンテナ延長領域と、同調回路と、をさらに含み、
前記アンテナ延長領域は、前記第１のアンテナブランチの端部に接続され、且つ前記アンテナ延長領域と前記第２のアンテナブランチは、前記アンテナスロットを介して分離され、前記アンテナ延長領域の長さは、前記第１のアンテナブランチの延在長さの３分の１～２分の１であり、
前記給電点は、前記第１のアンテナブランチと前記金属フレーム本体との接続箇所から第１の長さだけ離れた第１のアンテナブランチ上の位置に接続され、前記第１の長さは、前記アンテナ延長領域と前記第１のアンテナブランチとの長さの合計の３分の１であり、
前記同調回路の一端は接地され、他端が前記第１のアンテナブランチと前記金属フレーム本体との接続箇所から第２の長さだけ離れた第１のアンテナブランチ上の位置に接続され、前記第２の長さは、前記アンテナ延長領域と前記第１のアンテナブランチとの長さの合計の３分の１である。

選択可能に、前記アンテナ延長領域の長さは、前記第１のアンテナブランチの延在長さの２分の１であり、前記同調回路は、直列接続された第４のコンデンサと第４のインダクタとを含む。

選択可能に、前記アンテナ構造は、第３の整合回路をさらに含み、前記第３の整合回路は、第５のコンデンサと、第５のインダクタと、を含み、
前記第５のコンデンサは、一端が前記給電点に接続され、他端が前記第１のアンテナブランチ又は前記アンテナ延長領域に接続され、
前記第５のインダクタの一端は接地され、他端が前記給電点と前記第１のアンテナブランチとの間に接続されるか、又は前記給電点と前記アンテナ延長領域との間に接続される。

選択可能に、前記アンテナ構造は、第６のインダクタと、第７のインダクタと、をさらに含み、
前記第６のインダクタは、一端が前記給電点に接続され、他端が前記第１のアンテナブランチ又は前記アンテナ延長領域に接続され、
前記第７のインダクタの一端は接地され、他端が前記給電点と前記第１のアンテナブランチとの間に接続されるか、又は前記給電点と前記アンテナ延長領域との間に接続される。

選択可能に、前記第１のアンテナブランチの延在長さは１５ｍｍ～２０ｍｍであり、前記第２のアンテナブランチの延在長さは５ｍｍ～８ｍｍである。

本開示の実施例の第２の態様によれば、電子機器を提供し、上記のいずれかに記載のアンテナ構造を含む。

本開示の実施例により提供される技術案は、以下の有益な効果を含むことができる。
上記の実施例から分かるように、本開示内のアンテナ構造は、電子機器の金属フレームを介して長いアンテナブランチおよび短いアンテナブランチを形成し、給電点をより長い第１のアンテナブランチに接続することによって、アンテナ構造の５Ｇ通信プロトコル内のＮ４１周波数帯域、Ｎ７８周波数帯域、及びＮ７９周波数帯域を実現し、２．５ＧＨｚ～５ＧＨｚの全周波数帯域をカバーする。また、当該アンテナ構造は、２．５ＧＨｚ～５ＧＨｚの全周波数帯域カバーを実現することができるため、後続のオペレーターにより周波数帯域内の信号帯域幅が拡大されることに適応することに有利であり、継承性と安定性が良い。

なお、上記の一般的な説明及び後述した詳細な説明は、例示的、且つ解釈的なものであり、本開示を限定するものではないと理解すべきである。

ここの図面は、本明細書に組み込まれて本明細書の一部を構成し、本開示に適用される実施例を示しており、本明細書と共に本開示の原理を説明する。

例示的な実施例により示されるアンテナ構造の概略構成図である。 例示的な実施例により示されるアンテナ構造の反射減衰量の曲線図である。 例示的な実施例により示されるアンテナ構造の第１の動作概略図である。 例示的な実施例により示されるアンテナ構造の第２の動作概略図である。 例示的な実施例により示されるアンテナ構造の第３の動作概略図である。 例示的な実施例により示されるアンテナ構造の第４の動作概略図である。 例示的な実施例により示される第１の整合回路、給電点、及び第１のアンテナブランチの接続の概略図である。 例示的な実施例により示される第２の整合回路、給電点、及び第１のアンテナブランチの接続の概略図である。 例示的な実施例により示される別のアンテナ構造の反射減衰量の曲線図である。 図９の実施例におけるアンテナ構造のアンテナ性能の曲線図である。 例示的な実施例により示される別のアンテナ構造の概略構成図である。 例示的な実施例により示されるもう一つのアンテナ構造の反射減衰量の曲線図である。 例示的な実施例により示されるアンテナ構造の反射減衰量の曲線及びアンテナ性能の曲線図である。

ここで、図面に示されている例示的な実施例を詳しく説明する。以下の説明は、図面に係る場合に、他の示しがない限り、異なる図面における同一の数字は、同一又は類似の要素を表す。以下の例示的な実施例に記載されている実施形態は、本開示と一致する全ての実施形態を表すものではない。それらは、添付の特許請求の範囲に詳しく記載された本開示の一部と一致する装置及び方法の例だけである。

本開示に使用された用語は、単に特定の実施例を記述するためのものに過ぎず、本開示を限定するものではない。本開示及び特許請求の範囲に使用された単数形である「一種」、「前記」、及び「当該」も、他の意味を表すと明らかに記載しない限り、複数形も含む。さらに、本開示に使用された用語「及び／または」とは、１つまたは複数の列挙された関連項目の任意または全ての可能な組合せを含むことであると理解されるべきである。

本開示において、用語である第１、第２、第３などを用いて各種情報を記述する可能性があるが、これらの情報はこれらの用語に限定されないと理解されるべきである。これらの用語は、単に同一種類の情報を互いに区分するためのものに過ぎない。例えば、本開示の範囲を逸脱しない場合、第１情報は、第２情報と称されてもよく、同様に、第２情報は、第１情報と称されてもよい。言語環境によって、例えば、ここで使用される言葉である「場合」は、「…ときに」または「…際に」または「決定に応答して」と解釈されてもよい。

次世代の通信プロトコル標準として、５Ｇ（５ｔｈ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｍｏｂｉｌｅ ｎｅｔｗｏｒｋｓ、第５世代モバイル通信技術）技術は、既に徐々に大衆に注目されている。現在、国内三つのオペレーターが使用可能な５Ｇ周波数帯域は、大体、Ｎ４１周波数帯域（２．５１５ＧＨｚ～２．６７５ＧＨｚ）と、Ｎ７８周波数帯域（３．４ＧＨｚ～３．８ＧＨｚ）、Ｎ７９周波数帯域（４．４ＧＨｚ～５ＧＨｚ）とを含む。したがって、電子機器の市場占有率を拡大するために、電子機器をフルネットワークモードに構成し、すなわち電子機器がＮ４１周波数帯域、Ｎ７８周波数帯域、及びＮ７９周波数帯域をサポートし、２．５ＧＨｚ～５ＧＨｚの周波数帯域をカバーするようにすることが、既に設計者の焦点になっている。

これに基づいて、本開示は、図１に示されるアンテナ構造１００を提供し、当該アンテナ構造１００は、電子機器の金属フレームを放射体として利用して、２．５ＧＨｚ～５ＧＨｚのフルカバレッジを実現することができ、電子機器のフルネットワーク通信ニーズを満たすことができ、さらに、Ｎ７７周波数帯域（３．３ＧＨｚ～４．２ＧＨｚ）をカバーして、グローバルな通信モードを実現することができる。

具体的には、図１に示すように、当該アンテナ構造１００は、金属フレーム本体１と、第１のアンテナブランチ２と、第２のアンテナブランチ３と、アンテナスロット４とを含むことができる。ここで、当該金属フレーム本体１は、アンテナ構造１００の基準接地（ｒｅｆｅｒａｎｃｅ ｇｒｏｕｎｄ）であってもよく、第１のアンテナブランチ２と第２のアンテナブランチ３は、当該金属フレーム本体１を介して接地される。例えば、第１のアンテナブランチ２は、金属フレーム本体１の一側の縁部に接続され、第２のアンテナブランチ３は、金属フレーム本体１の他側の縁部に接続され、図１に示すように、第１のアンテナブランチ２は、金属フレーム本体１の左側の縁部に接続され、第２のアンテナブランチ３は、金属フレーム本体１の右側の縁部に接続される。

図１では、第１のアンテナブランチ２と第２のアンテナブランチ３は、いずれも金属フレーム本体１の縁部から金属フレーム本体１の中部に向かって延在し、且つ第１のアンテナブランチ２と第２のアンテナブランチ３が延在されて形成された端部は、結合されてアンテナスロット４を形成することができる。このように、第１のアンテナブランチ２、第２のアンテナブランチ３、及び金属フレーム本体１によって一つのクリアランス領域が囲まれ、アンテナスロット４を介してクリアランス領域を外部に連通して、アンテナ信号の放射を実現することができる。

さらに、当該第１のアンテナブランチ２の金属フレーム本体１への延在長さは、第２のアンテナブランチ３の金属フレーム本体１への延在長さより大きく、すなわち図２に示される延在長さＬ１＞延在長さＬ２である。例えば、第１のアンテナブランチ２の長さは、１５ｍｍ～２０ｍｍの範囲内にあってもよく、第２のアンテナブランチ３の長さは、５ｍｍ～８ｍｍの範囲内にあってもよい。また、図１に示すように、当該アンテナ構造１００は給電点５をさらに含むことができ、当該給電点５は、一端が地面に接続され、他端が第１のアンテナブランチ２に接続される。

当該図１に示すアンテナ構造１００に基づいて、図２に示すアンテナ構造１００の反射減衰量の曲線図を取得することができる。図２に示すように、横座標はアンテナ周波数ＧＨｚであり、縦座標は反射減衰量ｄＢであり、図２に示すように、四つの識別点が示され、第１の識別点座標は（２．５、－５．６１６６）であり、第２の識別点座標は（３．５、－６．１９６３）であり、第３の識別点座標は（４．４、－５．５５４４）であり、第４の識別点の座標は（５、－６．０６０６）である。ここで、第１の識別点と第２の識別点との間には、第１の共振が形成されることができ、第２の識別点と第３の識別点との間には、第２の共振が形成されることができ、第３の識別点と第４の識別点との間には、第３の共振が形成されることができ、当該三つの共振の共通作用は、２．５ＧＨｚ～５Ｇｈｚの全周波数帯域に対するカバーを実現することができる。

具体的には、図２に示すように、第１の識別点と第２の識別点との間の第１の共振の周波数は、２．５ＧＨｚ～４．５ＧＨｚであり、主に、図３に示すように、第１のアンテナブランチ２の長さ経路を流れる、４分の１の波長の単極子電流であり、第１のアンテナブランチ２がＮ４１周波数帯域内のアンテナ信号を生成するために用いられることができる。第２の識別点と第３の識別点との間の第２の共振の周波数は、３．５ＧＨｚ～４．４ＧＨｚであり、図４に示すように、主に、給電点５から第１のアンテナブランチ２上のアンテナスロット４に接近する端部までの間の経路、第２のアンテナブランチ３の長さ経路、及び給電点５から第１のアンテナブランチ２上のアンテナスロット４に接近する端部までの間と、第２のアンテナブランチ３に対応する地面の経路によって形成されたＣ型領域で、２分の１の不等アーム双極子電流を流れることができるため共通作用によりＮ７８周波数帯域内のアンテナ信号を生成し、Ｎ７８周波数帯域に対応する周波数とＮ７７周波数帯域に対応する周波数が類似するため、当該Ｃ型領域は、Ｎ７７周波数帯域内のアンテナ信号を生成するために用いられることもできる。第３の識別点と第４の識別点との間の第２の共振の周波数は、４．４ＧＨｚ～５ＧＨｚであり、図５に示すように、主に、第２のアンテナブランチ３の長さ経路を流れる４分の１の波長の単極子電流と、図６に示すように、給電点５から第１のアンテナブランチ２上のアンテナスロット４に接近する端部までの間の長さ経路と、第２のアンテナブランチ３の長さ経路と、給電点５から第１のアンテナブランチ２上のアンテナスロット４に接近する端部までの間に対応する地面の経路と、及び第２のアンテナブランチ３に対応する地面の経路とにｌｏｏｐ環電流を流れ、両者の共通作用によってＮ７９周波数帯域に対応するアンテナ信号を生成する。

上記の実施例から分かるように、本開示内のアンテナ構造１００は、電子機器の金属フレームを介して長いアンテナブランチおよび短いアンテナブランチを形成し、給電点をより長い第１のアンテナブランチ２に接続することによって、アンテナ構造１００が５Ｇ通信プロトコル内のＮ４１周波数帯域、Ｎ７８周波数帯域、及びＮ７９周波数帯域を実現し、２．５ＧＨｚ～５ＧＨｚの全周波数帯域をカバーする。また、当該アンテナ構造１００は、２．５ＧＨｚ～５ＧＨｚの全周波数帯域カバーを実現することができるため、後続のオペレーターにより周波数帯域内の信号帯域幅が拡大されることに適応することに有利であり、継承性と安定性が良い。

本実施例では、図２の反射減衰量曲線における三つの共振をできるだけ均一化するために、当該給電点５と第１のアンテナブランチ２との接続箇所は、図１に示す第１のアンテナブランチ２上の第１の位置Ａと第２の位置Ｂに位置することができる。ここで、第１のアンテナブランチ２と金属フレーム本体１との接続箇所と、第１の位置Ａとの間の距離は、第１のアンテナブランチ２の延在長さＬ１の２分の１、すなわち図１に示すＬ３＝１／２＊Ｌ１であり、第１のアンテナブランチ２と金属フレーム本体１との接続箇所と、第２の位置Ｂとの間の距離は、第１のアンテナブランチ２の延在長さＬ１の３分の２、及び図１に示すＬ４＝２／３＊Ｌ１である。

上記の各実施例では、図１、図３～図６に示すように、当該アンテナ構造１００は、第１の整合回路６をさらに含むことができ、当該第１の整合回路６は、一端が給電点５に接続されることができ、他端が第１のアンテナブランチ２に接続されることができる。図７に示すように、当該第１の整合回路６は、第１のコンデンサ６１と第１のインダクタ６２とを含むことができ、当該第１のコンデンサ６１は、一端が給電点５に接続され、他端が第１のアンテナブランチ２に接続され、第１のインダクタ６２は、一端が給電点５と第１のアンテナブランチ２との間に接続され、他端は接地される。これにより、第１のコンデンサ６１の静電容量と第１のインダクタ６２のインダクタンス値のうちの少なくとも一つを調整することによって、アンテナ構造１００が低周波数信号を放射する時にインピーダンス整合を行って、図２に示す低周波数共振が周波数帯内に均一に収まることができるようになる。

さらに、図７に示すように、当該第１の整合回路６は、第２のコンデンサ６３と第２のインダクタ６４とをさらに含むことができ、当該第２のコンデンサ６３は、一端が給電点５と第１のアンテナブランチ２との間に接続され、他端は接地され、第２のインダクタ６４は、一端が給電点５に接続され、他端が第１のアンテナブランチ２に接続される。これにより、第２のコンデンサ６３の静電容量と第２のインダクタ６４のインダクタンス値のうちの少なくとも一つを調整することによって、アンテナ構造１００が高周波信号を放射する時にインピーダンス整合を行って、図２に示す高周波共振が周波数帯内に均一に収まることができるようになる。

なお、第１のコンデンサ６１、第１のインダクタ６２、第２のコンデンサ６３、及び第２のインダクタ６４に加えて、当該第１の整合回路６は、勿論、他のインダクタ、コンデンサ、及び抵抗のうちの少なくとも一つをさらに含むことができるが、本開示は、これに限定されない。

図１～図７に示す実施例では、当該アンテナ構造１００は、コンデンサとインダクタなどの受動部品を介して周波数帯に対するカバーを実現する。しかし、アンテナ構造１００の使用環境は、通常、変化が発生し、アンテナ性能を低下させる比較的劣悪な環境で使用する必要がある場合があることを理解されたい。例えば、曲面スクリーン技術の発展に伴い、電子機器の金属フレームの幅が大幅に縮小し、金属フレームと吸収材料と接地との間の距離が縮小し、上記の実施例において、第１の整合回路６を構成するアンテナ構造１００の反射減衰量が、従来の約－６ｄＢから約－３ｄＢまで低減され、放射能力に影響する。

したがって、本開示では、図８に示すように、第２の整合回路７をさらに提供し、当該第２の整合回路７は、一端が給電点５に接続され、他端が第１のアンテナブランチ２に接続される。当該第２の整合回路７は、第３のコンデンサ７１とスイッチング回路７２とを含むことができる。当該第３のコンデンサ７１は、一端が給電点５に接続され、他端が第１のアンテナブランチ２に接続され、スイッチング回路７２は、第３のコンデンサ７１と並列接続され、当該スイッチング回路７２のスイッチング状態に基づいて、第３のコンデンサ７１の動作状態が切り替えられ、アンテナ構造１００の動作周波数帯域が切り替えられる。

具体的には、当該スイッチング回路７２は、オン状態とオフ状態とを含むことができる。スイッチング回路７２がオフ状態にある場合、第３のコンデンサ７１は動作状態にあり、この時のアンテナ構造１００の動作周波数帯域は、Ｎ４１周波数帯域およびＮ７９周波数帯域を含み、スイッチング回路７２がオン状態にある場合、第３のコンデンサ７１が短絡され、アンテナ構造１００の動作周波数帯域は、Ｎ７７周波数帯域とＮ７８周波数帯域とを含む。

同じ環境では、アンテナ構造１００が第１の整合回路６と第２の整合回路７を採用した場合の反射減衰量の比較曲線を図９に示す。

図９に示すように、Ｓ１は、アンテナ構造１００が第１の整合回路６を採用する時の反射減衰量曲線であり、Ｓ２とＳ３は、アンテナ構造１００が第２の整合回路７を採用する時の反射減衰量曲線である。ここで、曲線Ｓ２に対応するスイッチング回路７２は、オフ状態であり、曲線Ｓ３に対応するスイッチング回路７２は、オン状態である。まず、曲線Ｓ２上の第１の識別点（２．５、－５．０３６２）と第２の識別点（２．７、－５．８５６）との間の共振に基づいて、スイッチング回路７２がオフ状態にある場合、アンテナ構造１００は、Ｎ４１周波数帯域内のアンテナ信号を生成することができ、当該類似する一つの共振におけるＳ１曲線の反射減衰量に比較して、Ｓ２の反射減衰量がより深く、整合度がより高くなることが分かる。同様に、曲線Ｓ２上の第３の識別点（４．４、－６．２９０９）と第４の識別点（５、－７．２３６）との間の共振に基づいて、スイッチング回路７２がオフ状態にある場合、アンテナ構造１００は、Ｎ７９周波数帯域内のアンテナ信号を生成することができ、当該類似する一つの共振におけるＳ１曲線の反射減衰量に比較して、Ｓ２の反射減衰量がより深く、整合度がより高くなることを分かることができる。また、曲線Ｓ３上の第５の識別点（３．３、－５．９３６３）と第６の識別点（３．８、－６．２５３６）との間の共振に基づいて、スイッチング回路７２がオン状態にある場合、アンテナ構造１００は、Ｎ７７及びＮ７８周波数帯域内のアンテナ信号を生成することができ、当該類似する一つの共振におけるＳ１曲線の反射減衰量に比較して、Ｓ３の反射減衰量がより深く、整合度がより高くなることが分かる。

さらに、図１０にアンテナ性能の曲線図を示す。ここで、Ｓ４曲線は、アンテナ性能の理論曲線図であり、Ｓ５は、アンテナ構造１００が第１の整合回路６を採用する時のアンテナ性能の曲線図であり、Ｓ６は、アンテナ構造１００が第２の整合回路７を採用し、且つスイッチング回路７２がオフ状態にある場合のアンテナ性能の曲線図であり、Ｓ７は、アンテナ構造１００が第２の整合回路７を採用し、且つスイッチング回路７２がオン状態にある場合のアンテナ性能の曲線図である。アンテナ構造１００は、実用上、損失が存在するため、曲線Ｓ５、曲線Ｓ６、及び曲線Ｓ７に示すアンテナ性能は、いずれも曲線Ｓ４に示すアンテナ性能より低い。曲線Ｓ５と曲線Ｓ６を比較すると、アンテナ構造１００が第２の整合回路７を採用し、且つスイッチング回路７２がオフ状態にある場合、当該アンテナ構造１００がＮ４１及びＮ７９周波数帯域内で動作する時のアンテナ性能は、アンテナ構造１００が第１の整合回路６を採用してＮ４１とＮ７９周波数帯域内で動作する時のアンテナ性能より高いことが分かる。曲線Ｓ５と曲線Ｓ７を比較すると、アンテナ構造１００が第２の整合回路７を採用し、且つスイッチング回路７２がオン状態にある場合、当該アンテナ構造１００がＮ７７とＮ７８周波数帯域内で動作する時のアンテナ性能は、アンテナ構造１００が第１の整合回路６を採用してＮ７７とＮ７８周波数帯域内で動作する時のアンテナ性能より高いことが分かる。

これから分かるように、アンテナ構造１００が第２の整合回路７を構成する場合、当該アンテナ構造１００が異なる環境に対する適応性が向上することができる。なお、当該第２の整合回路７は、第３のコンデンサ７１とスイッチング回路７２とを含む以外に、他のインダクタ、コンデンサ、及び抵抗のうちの少なくとも一つをさらに含むことができる。さらに、図８に示すように、当該第２の整合回路７は、一端が接地され、且つ他端が第３のコンデンサ７１と給電点５との間に接続されたコンデンサ７３と、一端が給電点５に接続され、且つ他端が第１のアンテナブランチ２に接続されたインダクタとをさらに含むことができる。勿論、他の場合も存在することができるが、ここでは列挙して説明しない。

上記の実施例における第１の整合回路６を採用するアンテナ構造１００と第２の整合回路７を採用するアンテナ構造１００とに基づいて、本開示では、第１のアンテナブランチ２を長くすることによって別のアンテナ構造１００を取得することもでき、当該アンテナ構造１００は、前述の実施例に対して、アンテナ構造１００の低周波数のカバー範囲を広げることができる。例えば、１．１７６ＧＨｚ±１．０２３Ｍｈｚに拡張し、アンテナ構造１００がＧＰＳのＬ５周波数帯域内で動作し、より正確な位置決めを実現でき、又は１．５７５ＧＨｚ±１．０２３Ｍｈｚに拡張し、アンテナ構造１００がＧＰＳのＬ１周波数帯域内で動作することもでき、又は、２．４ＧＨｚのＷＩＦＩと５ＧＨｚのＷｉｆｉの周波数帯域をカバーすることもでき、以下は、これについて詳細に説明する。

具体的には、図１１に示すように、アンテナ構造１００は、アンテナ延長領域８をさらに含むことができ、当該アンテナ延長領域８は、第１のアンテナブランチ２の端部に接続され、当該アンテナ延長領域８と第２のアンテナブランチ３は、アンテナスロット４を介して分離され、当該アンテナ延長領域８の長さは、第１のアンテナブランチ２の延在長さＬ１の３分の１～２分の１であり、給電点５は、当該第１のアンテナブランチ２と金属フレーム本体１との接続箇所から第１の長さだけ離れた第１のアンテナブランチ２上の位置に接続されることができ、当該第１の長さは、アンテナ延長領域８と第１のアンテナブランチ２との長さの合計の３分の２に等しい。当該アンテナ構造１００は、同調回路９をさらに含むことができ、当該同調回路９の一端は接地され、他端が第１のアンテナブランチ２と金属フレーム本体１との接続箇所から第２の長さだけ離れた第１のアンテナブランチ２上の位置に接続され、当該第２の長さは、アンテナ延長領域８と第１のアンテナブランチ２との長さの合計の３分の１に等しい。

一実施例では、図１２に示すように、第１のアンテナブランチ２の長さは、Ｌ１であり、アンテナ延長領域８の長さは、Ｌ５であり、Ｌ５＝１／２＊Ｌ１であり、第１のアンテナブランチ２と金属フレーム本体１との接続箇所から給電点５と第１のアンテナブランチ２との接続箇所までの距離はＬ５であり、第１のアンテナブランチ２と金属フレーム本体１との接続箇所から同調回路９と第１のアンテナブランチ２との接続箇所までの距離はＬ６である。ここで、Ｌ５＝２／３＊（Ｌ１+Ｌ５）、Ｌ６＝１／３＊（Ｌ１+Ｌ５）であり、給電点５と第１のアンテナブランチ２との接続箇所は、同調回路９と第１のアンテナブランチ２との接続箇所よりもアンテナスロット４にもっと接近する。同調回路９は、直列接続された第４のコンデンサ９１と第４のインダクタ９２とを含むことができる。これに基づいて、アンテナ延長領域８を介して金属フレーム本体１の左側の放射体の長さが長くなるため、左側の放射体は、より低い周波数帯域を放射することができる。したがって、アンテナ構造１００がＮ４１周波数帯域をカバーすることができるために、本開示は、左側の放射体の長さを長くするとともに、接地する同調回路を増加する。図１２に示すように、アンテナ構造１００は、依然として第２の識別点（２．５、－１２．１３）と第４の識別点（２．７、－６．５３２９）との間の共振を生成することによって、Ｎ４１周波数帯域をカバーすることができる。また、アンテナ構造１００は、主に、第２のアンテナブランチ３と、給電点５からアンテナスロット４までの間の経路とによってＮ７７周波数帯域、Ｎ７８周波数帯域、及びＮ７９周波数帯域を生成するため、第１のアンテナブランチ２上にアンテナ延長領域８を増加し、アンテナ構造１００にＮ７７周波数帯域、Ｎ７８周波数帯域、及びＮ７９周波数帯域が生成する影響が小さいため、図１２に示すように、第３の識別点（３．３、－８．３３９７）と第５の識別点（３．８、－６．８６６）との間に共振が存在し、アンテナ構造１００は、Ｎ７７周波数帯域とＮ７８周波数帯域をカバーすることができ、第６の識別点（４．４、－６．５０１５）後に存在する共振で、アンテナ構造１００は、Ｎ７９周波数帯域をカバーすることができる。

さらに、アンテナ延長領域８を介して第１のアンテナブランチ２の長さを増加させ、同調回路９は、ＧＰＳのＬ５周波数帯域内にコンデンサ負荷に同等とすることができるため、両者を組み合わせて共通作用し、周波数を低減し、ＧＰＳＬ５周波数帯域内で動作する共振を生成することができる。

別の実施例では、アンテナ延長領域８の長さＬ５＜１／２＊Ｌ１は、Ｌ５＝１／２＊Ｌ１に対して、第１のアンテナブランチ２の長さ増加量が減少されるため、アンテナ構造１００がカバーできる最低周波数を高めることによって、アンテナ構造１００がＧＰＳ Ｌ１周波数帯域内で動作する共振を生成することもできる。具体的、図１３に示すように、曲線Ｓ８は、アンテナ構造１００の反射減衰量曲線であり、Ｓ９は、アンテナ性能曲線である。曲線Ｓ８では、第１の識別点（１．５４８、－９．１３９９）付近にＧＰＳ Ｌ１周波数帯域内で動作する共振を生成することができ、アンテナ構造１００は、ＧＰＳのＬ１周波数帯域内に動作し、曲線Ｓ９の第１の識別点（１．５７５、－４．６１８）接近する曲線と曲線Ｓ８の第１の識別点（１．５４８、－９．１３９９）接近する曲線を比較することによって、アンテナ性能が良いことが分かる。

曲線Ｓ８における第２の識別点（２．４、－７．４２２２）及び第３の識別点（２．５、－５．９３４３）付近に、２．４ＧＨｚ ＷＩＦＩ周波数帯域内で動作する共振を生成することができ、アンテナ構造１００は、２．４ＧＨｚ ＷＩＦＩの周波数帯域内で動作することができ、曲線Ｓ８における第４の識別点（３．３、－４．８８１３）及び第５の識別点（３．８、－４．６４１２）付近に、Ｎ７７周波数帯域とＮ７８周波数帯域内で動作する共振を生成することができ、アンテナ構造１００は、Ｎ７７周波数帯域及びＮ７８周波数帯域内で動作することができ、曲線Ｓ９における第２の識別点（２．４５、－２．１８２９）及び第３の識別点（３．５、－１．９９０６）付近の曲線と、曲線Ｓ８における第２の識別点（２．４、－７．４２２２）及び第５の識別点（３．８、－４．６４１２）付近の曲線を比較することによって、アンテナ性能が良いことが分かる。

曲線Ｓ８における第６の識別点（５．２、－３．２３４）は、５ＧＨｚ ＷＩＦＩ周波数帯域内で動作する共振を生成することができ、アンテナ構造１００は、５ＧＨｚ ＷＩＦＩの周波数帯域内で動作することができる。曲線Ｓ９における第４の識別点（５．５、－３．６１）付近の曲線と曲線Ｓ８における第６の識別点（５．２、－３．２３４）を比較することによって、アンテナ性能が良いことが分かる。

上記の二つの実施例に基づいて、図１１に示すように、当該アンテナ構造１００は、第３の整合回路１０をさらに含むことができ、当該第３の整合回路１０は、第５のコンデンサ１０１と第５のインダクタ１０２と含むことができ、第５のコンデンサ１０１は、一端が給電点５に接続され、他端が第１のアンテナブランチ２又はアンテナ延長領域８（具体的には、アンテナ延長領域の長さと第１のアンテナブランチ２の長さ、及び給電点５とアンテナ延長領域の長さと第１のアンテナブランチ２の長さとの位置関係に基づいて決定される）に接続され、第５のインダクタ１０２の一端は接地され、他端が給電点５と第１のアンテナブランチ２との間に接続されるか、又は給電点５と前記アンテナ延長領域８との間に接続される（具体的には、アンテナ延長領域の長さと第１のアンテナブランチ２の長さ、及び給電点５とアンテナ延長領域の長さと第１のアンテナブランチ２の長さとの位置関係に基づいて決定される）。第５のコンデンサ１０１と第５のインダクタ１０２の更なる同調作用によって、アンテナ構造１００の放射周波数を低下させ、ＧＰＳのＬ５周波数帯域とＬ１周波数帯域をカバーすることができる。

なお、第３の整合回路１０は、第５のコンデンサ１０１及び第５のインダクタ１０２に加えて、他のコンデンサ、抵抗、及びインダクタのうちの一つ又は複数をさらに含むことができる。例えば、図１１において、当該第３の整合回路１０は、並列接続されたインダクタ１０３とインダクタ１０４とをさらに含むことができる。勿論、他の接続形式が存在する可能性があるが、ここでは列挙して説明しない。

本開示は、電子機器をさらに提供し、当該電子機器は、上記の実施例のいずれかに記載のアンテナ構造１００を含む。当該電子機器は、携帯電話端末、タブレット端末、スマートホームなどの機器を含むことができ、本開示は、これに限定されない。

当業者は、明細書を考慮して本明細書に開示されたものを実施して、本開示の他の実施例を容易に想到する。本願は、本開示の任意の変形、用途又は適宜な変更を含むことを意図しており、これらの変形、用途又は適宜な変更は、本開示の一般的な原理に従い、本開示に開示されていない当技術分野における周知技術又は通常の技術手段を含む。明細書及び実施例は単なる例示的なものとみなされ、本開示の実際の範囲及び趣旨は以下の特許請求の範囲によって示される。

なお、本開示は、以上に既に説明され、図面に示された精確な構成に限定されるものではなく、本開示の範囲から逸脱しない範囲で、様々な修正及び変更をすることができる。本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲のみによって限定される。

Claims (11)

1. アンテナ構造であって、
   金属フレーム本体と、第１のアンテナブランチと、第２のアンテナブランチと、アンテナスロットと、給電点と、第１の整合回路と、を含み、
   前記第１のアンテナブランチは、前記金属フレーム本体の一側の縁部に接続され、
   前記第２のアンテナブランチは、前記金属フレーム本体の他側の縁部に接続され、
   前記アンテナスロットは、前記第１のアンテナブランチと前記第２のアンテナブランチがそれぞれ前記金属フレーム本体の中部に向かって延在した後に結合して形成され、前記第１のアンテナブランチの延在長さは、前記第２のアンテナブランチの延在長さより大きく、
   前記給電点は、一端が接地点に接続され、他端が前記第１のアンテナブランチの前記金属フレーム本体の中部に向かって延在する部分に接続され、
   前記第１の整合回路は、第１のコンデンサと、第１のインダクタと、を含み、
   前記第１のコンデンサは、一端が前記第１のインダクタに接続され、他端が前記第１のアンテナブランチに接続され、
   前記第１のインダクタは、一端が前記給電点と前記第１のアンテナブランチとの間に接続され、他端が接地され、
   前記第１のコンデンサと前記第１のインダクタのうちの少なくとも一つは、前記アンテナ構造が低周波数信号を放射する時にインピーダンス整合を行うために用いられる、
   ことを特徴とするアンテナ構造。
2. 前記給電点と前記第１のアンテナブランチとの接続箇所は、前記第１のアンテナブランチ上の第１の位置と第２の位置との間に位置し、
   前記第１のアンテナブランチと前記金属フレーム本体との接続箇所と、前記第１の位置との間の距離は、前記第１のアンテナブランチの延在長さの２分の１であり、前記第１のアンテナブランチと前記金属フレーム本体との接続箇所と、前記第２の位置との間の距離は、前記第１のアンテナブランチの延在長さの３分の２である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ構造。
3. 前記第１の整合回路は、第２のコンデンサと、第２のインダクタと、をさらに含み、
   前記第２のコンデンサは、一端が前記第２のインダクタと前記第１のコンデンサとの間に接続され、他端が接地され、
   前記第２のインダクタは、一端が前記給電点に接続され、他端が前記第１のアンテナブランチに接続され、
   前記第２のコンデンサと前記第２のインダクタのうちの少なくとも一つは、前記アンテナ構造が高周波信号を放射する時にインピーダンス整合を行うために用いられる、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ構造。
4. 前記アンテナ構造は、第２の整合回路をさらに含み、
   前記第２の整合回路は、第３のコンデンサと、スイッチング回路と、を含み、
   前記第３のコンデンサは、一端が前記給電点に接続され、他端が前記第１のアンテナブランチに接続され、
   前記スイッチング回路は、前記第３のコンデンサと並列接続され、前記スイッチング回路のスイッチング状態に基づいて、前記第３のコンデンサの動作状態が切り替えられ、前記アンテナ構造の動作周波数帯域が切り替えられる、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ構造。
5. 前記スイッチング回路は、オン状態とオフ状態とを含み、
   前記スイッチング回路がオフ状態にある場合、前記第３のコンデンサは動作状態にあり、前記アンテナ構造の動作周波数帯域は、Ｎ４１周波数帯域とＮ７９周波数帯域とを含み、前記スイッチング回路がオン状態にある場合、前記第３のコンデンサは短絡状態にあり、前記アンテナ構造の動作周波数帯域は、Ｎ７７周波数帯域とＮ７８周波数帯域とを含む、
   ことを特徴とする請求項４に記載のアンテナ構造。
6. 前記アンテナ構造は、アンテナ延長領域と、同調回路と、をさらに含み、
   前記アンテナ延長領域は、前記第１のアンテナブランチの端部に接続され、且つ前記アンテナ延長領域と前記第２のアンテナブランチは、前記アンテナスロットを介して分離され、前記アンテナ延長領域の長さは、前記第１のアンテナブランチの延在長さの３分の１～２分の１であり、
   前記給電点は、前記第１のアンテナブランチと前記金属フレーム本体との接続箇所から第１の長さだけ離れた第１のアンテナブランチ上の位置に接続され、前記第１の長さは、前記アンテナ延長領域と前記第１のアンテナブランチとの長さの合計の３分の２であり、
   前記同調回路は、一端が接地され、他端が、前記第１のアンテナブランチと前記金属フレーム本体との接続箇所から第２の長さだけ離れた第１のアンテナブランチ上の位置に接続され、前記第２の長さは、前記アンテナ延長領域と前記第１のアンテナブランチとの長さの合計の３分の１である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ構造。
7. 前記アンテナ延長領域の長さは、前記第１のアンテナブランチの延在長さの２分の１であり、前記同調回路は、直列接続された第４のコンデンサと第４のインダクタとを含む、
   ことを特徴とする請求項６に記載のアンテナ構造。
8. 前記アンテナ構造は、第３の整合回路をさらに含み、
   前記第３の整合回路は、第５のコンデンサと、第５のインダクタと、を含み、
   前記第５のコンデンサは、一端が前記第５のインダクタに接続され、他端が、前記第１のアンテナブランチ又は前記アンテナ延長領域に接続され、
   前記第５のインダクタは、一端が前記第５のコンデンサに接続され、他端が、前記給電点に接続される、
   ことを特徴とする請求項６に記載のアンテナ構造。
9. 前記アンテナ構造は、第６のインダクタと、第７のインダクタと、をさらに含み、
   前記第６のインダクタは、一端が前記第５のコンデンサと前記第１のアンテナブランチ又は前記アンテナ延長領域との間に接続され、他端が接地され、
   前記第７のインダクタは、一端が前記第５のコンデンサと前記第５のインダクタとの間に接続され、他端が接地される、
   ことを特徴とする請求項８に記載のアンテナ構造。
10. 前記第１のアンテナブランチの延在長さは１５ｍｍ～２０ｍｍであり、前記第２のアンテナブランチの延在長さは５ｍｍ～８ｍｍである、
    ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ構造。
11. 電子機器であって、
    請求項１～１０のいずれかに記載のアンテナ構造を含む、
    ことを特徴とする電子機器。

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