手持ち式装置
【課題】シェル体、回路基板、平面アンテナ及びスイッチを含む手持ち式装置を提供する。
【解決手段】シェル体１１は収納空間１１１を規定し、外表面１１３を有し、且つこの収納空間１１１に回路基板１３が設置される。平面アンテナ１５はこの外表面１１３にパターニングされ、且つ第１の接続点１５１１及び第２の接続点１５１２を含む金属層１５１を備える。スイッチ１７ａはこの金属層１５１のこの第１の接続点１５１１とこの第２の接続点１５１２との間に電気的に接続され、この第１の接続点１５１１とこの第２の接続点１５１２との間の電気的な接続を制御するための第１の電極１７１及び第２の電極１７２を含む。このスイッチ１７ａをオンする場合に、この平面アンテナ１５は第１の中心周波数帯域で作動でき、このスイッチ１７ａをオフする場合に、この平面アンテナ１５は第２の中心周波数帯域で作動できる。
【解決手段】シェル体１１は収納空間１１１を規定し、外表面１１３を有し、且つこの収納空間１１１に回路基板１３が設置される。平面アンテナ１５はこの外表面１１３にパターニングされ、且つ第１の接続点１５１１及び第２の接続点１５１２を含む金属層１５１を備える。スイッチ１７ａはこの金属層１５１のこの第１の接続点１５１１とこの第２の接続点１５１２との間に電気的に接続され、この第１の接続点１５１１とこの第２の接続点１５１２との間の電気的な接続を制御するための第１の電極１７１及び第２の電極１７２を含む。このスイッチ１７ａをオンする場合に、この平面アンテナ１５は第１の中心周波数帯域で作動でき、このスイッチ１７ａをオフする場合に、この平面アンテナ１５は第２の中心周波数帯域で作動できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は手持ち式装置に関する。具体的には、本発明の手持ち式装置の平面アンテナはスイッチを有し、このスイッチを適当にスイッチングすることによって、この平面アンテナは２つの中心周波数帯域で作動できる。
【背景技術】
【０００２】
通信産業の発展に従い、今、人々が無線の送信によって連絡またはデータの伝送を行うことができる。近年、多種な無線通信システムが次々に公開されて実用化され、市販されている携帯電話は２種類以上の無線通信システムにより通信を行うことをサポートすることが多い。例えば、市販している携帯電話は、通常、２Ｇ及び３Ｇ無線通信システムにより通信を行うことをサポートし、即ち、グローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーション（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ Ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；ＧＳＭ）及びユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・システム（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ；ＵＭＴＳ）である。２Ｇ及び３Ｇ無線通信システムに加え、多くのスマートフォンはさらに無線ネットワーク（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ， ＷＬＡＮ）及び３ＧＰＰロング・ターム・エボリューション（３ＧＰＰ Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ；３ＧＰＰ ＬＴＥ）システムによりパッケージ伝送を行い、また、デジタル・ビデオ・ブロードキャスティング（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ， ＤＶＢ）システムによりマルチメディア信号を受信し、又は、グローバル・ポジショニング・システム（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）により測位を行うことをサポートする。
【０００３】
異なる無線通信システムは、通常、異なる周波数帯域を用いて信号の伝送を行う。携帯電話が多周波で作動する機能を持つために、携帯電話のメーカーは通常、携帯電話に複数のアンテナを装着し、それにより携帯電話は異なる無線通信システムが対応する中心周波数帯域で作動する。平面逆Ｆアンテナ（Ｐｌａｎａｒ Ｉｎｖｅｒｔｅｄ−Ｆ Ａｎｔｅｎｎａ；ＰＩＦＡ）は軽くて薄い外観を有するため、通常携帯電話のアンテナとして用いられる。従来の単周波数帯域平面逆Ｆアンテナは、共振の電流経路として約１／４波長のラジエーターのみを有し、仮にこの単周波数帯域平面逆Ｆアンテナが、もっと多い中心周波数帯域で作動しようとすると、その他のパラスティックアンテナ素子（Ｐａｒａｓｉｔｉｃ Ａｎｔｅｎｎａ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ）及び／又はその他のブランチ（Ｂｒａｎｃｈｅｓ）を追加して複数の電流経路を形成する必要がある。
【０００４】
また、異なる中心周波数帯域で作動するために、従来の単周波数帯域平面逆Ｆアンテナはアンテナ素子の追加によって、アンテナ素子間に予想外の結合効果が生じ、アンテナの設計上の複雑さが高まるとともに、アンテナ素子の追加によってもアンテナの体積が大きくなって各種の不都合が生じる。一方、従来の単周波数帯域平面逆Ｆアンテナはスイッチング方式によっては複数の中心周波数帯域で作動することができない。
【０００５】
これに鑑みて、体積が小さく、設計が簡単で、複数の中心周波数帯域で適切に作動できる利点を有する平面アンテナを、どのように設計するかは、業界に差し迫った課題である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、体積が小さく、設計が簡単で、２つの中心周波数帯域で適切に作動できる利点を有する平面アンテナを備える手持ち式装置を提供することにある。本発明によるこの平面アンテナは、ラジエーターとして手持ち式装置のシェル体にパターニングされた金属層のみを有するため、この平面アンテナの体積は従来の単周波数帯域平面逆Ｆアンテナの体積に対して相対的に小さくなる。また、本発明の平面アンテナはその他のパラスティックアンテナ素子及び／又はその他のブランチを追加しなくても２つの中心周波数帯域で作動できるため、平面アンテナの設計上の複雑さも低減できる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成するために、本発明はシェル体、回路基板、平面アンテナ及びスイッチを含む手持ち式装置を開示する。このシェル体は収納空間を規定し、外表面を有し、且つこの収納空間にこの回路基板が設置される。この平面アンテナはラジエータとしてこの外表面にパターニングされ、且つ第１の接続点及び第２の接続点を含む金属層を備える。このスイッチはこの金属層のこの第１の接続点とこの第２の接続点との間に電気的に接続され、この第１の接続点とこの第２の接続点との間の電気的な接続を制御するための第１の電極及び第２の電極を含む。このスイッチをオンする場合に、この平面アンテナが第１の中心周波数帯域で作動し、このスイッチをオフする場合に、この平面アンテナが第２の中心周波数帯域で作動する。
【０００８】
前記目的、技術特徴、及びメリットをよりわかりやすくするように、以下、好適な実施例および図面に基づいて詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施例の手持ち式装置を示す模式図である。
【図２】本発明の第２の実施例の手持ち式装置を示す模式図である。
【図３】本発明の第３の実施例の手持ち式装置を示す模式図である。
【図４】本発明の第４の実施例の手持ち式装置を示す模式図である。
【図５】本発明の第５の実施例の手持ち式装置を示す模式図である。
【図６】本発明の第６の実施例の手持ち式装置を示す模式図である。
【図７】本発明の第６の実施例の手持ち式装置が異なる周波数帯域で作動する電圧定在波比（ＶＳＷＲ）を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は主に平面アンテナ及びスイッチを含む手持ち式装置に関し、且つこのスイッチが適当に切り替えられてこの平面アンテナが少なくとも２つの中心周波数帯域で作動するようになる。説明すべきことは、以下、実施例は例を挙げて本発明の技術内容を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。なお、以下の実施例及び図面において、本発明に関係ない素子が既に省略して示されず、且つ図面における各素子間の寸法関係はただ分かりやすくするためのものであり、実際の割合を限定するものではない。
【００１１】
図１は本発明の第１の実施例の手持ち式装置１を示し、それは携帯電話、ノートパソコン、タブレットパソコン、無線ネットワークルーター又はその他の、多周波で作動する必要がある装置でよい。手持ち式装置１はシェル体１１、回路基板１３、平面アンテナ１５及びスイッチ１７を含む。注意すべきことは、説明を簡単化するために、手持ち式装置１のその他の素子、例えば表示モジュール、通信モジュール、入力モジュール、電力供給モジュール及び本発明にあまり関係ない素子は、いずれも図に省略して示されていない。また、本発明の平面アンテナ１５は、符号分割多元接続システム（ＣＤＭＡ）、３ＧＰＰロング・ターム・エボリューション技術システム(ＬＴＥ)、グローバル・ポジショニング・システム、デジタル通信システム（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ；ＤＣＳ）、個人通信サービスシステム（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ；ＰＣＳ）及び通用移動通信システム、デジタル・ビデオ・ブロードキャスティングシステム、グローバル・ポジショニング・システム（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）並びにワールドワイド相互運用マイクロ波アクセス（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ；ＷｉＭＡＸ）システム等の各種の通信システムに応用できる。
【００１２】
さらには、シェル体１１は収納空間１１１を規定し、且つ内表面１１２（図示せず）及び外表面１１３を有する。回路基板１３は収納空間１１１内に設置される。説明すべきことは、前記収納空間１１１はシェル体１１によって被覆された内部空間であり、外表面１１３は外方に露出したシェル体１１のいずれかの表面層であり、内表面１１２は外表面１１３に対向し、且つ内方に隠されたシェル体１１のいずれかの表面層である。平面アンテナ１５は、ラジエーターとして外表面１１３にパターニングされ、且つ第１の接続点１５１１及び第２の接続点１５１２を含む金属層１５１を備える。説明を簡単化するために、本発明の以下の内容は、主に平面アンテナ１５が外表面１１３に配置されたものを実施例とするが、これに限られない。この技術を熟知するものは勿論、平面アンテナ１５をシェル体１１の内表面１１２に配置し、又は、射出成形等の方式で平面アンテナ１５をシェル体１１内に嵌め入れてもよい。しかしながら、手持ち式装置に最適な受信効果を持たせるために、平面アンテナ１５を外表面１１３に配置することが好ましい実施形態である。
【００１３】
金属層１５１は二重プラスチック射出又はレーザー彫刻技術（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｒｅｃｔ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇ；ＬＤＳ）等のプロセスにより外表面１１３にパターニングすることができるが、この２種類のプロセスに限られないため、金属層１５１を外表面１１３にパターニングできるプロセスのいずれも本発明の範囲に含まれる。金属層１５１はラジエーターとして共振の電流経路を形成し、且つ電磁波の放射を起こし、本実施例に記載のパターニングとは、外表面１１３に所定のパターンの金属層１５１を形成することを指し、且つ前記所定のパターンは平面アンテナ１５が電磁波を放射できる輪郭を広く指すものであり、言い換えれば、従来の平面逆Ｆアンテナ輪廓又は従来の平面逆Ｆアンテナ輪廓に基づいて設計した輪廓のいずれも本発明の範囲に含まれる。
【００１４】
詳細には、金属層１５１は接地接続部１５１ａ及びフィードイン接続部１５１ｂを含む。第１の接続点１５１１は接地接続部１５１ａにより回路基板１３の接地端１３１に結合され、第２の接続点１５１２はフィードイン接続部１５１ｂにより回路基板１３の無線周波数信号端１３３に結合され、金属層１５１は平面逆Ｆアンテナに類似した方式で表現され、且つ電流経路の端点１５１８を有する。回路基板１３は手持ち式装置１全体のシステム接地面と見なされてもよい。スイッチ１７は第１の電極１７１及び第２の電極１７２を含み、且つ回路基板１３に設けられ、第１の電極１７１は接地接続部１５１ａにより第１の接続点１５１１に結合され、且つ第２の電極１７２はフィードイン接続部１５１ｂにより第２の接続点１５１２に結合され、即ち、第１の電極１７１及び第２の電極１７２は第１の接続点１５１１と第２の接続点１５１２との間に電気的に接続される。このように、スイッチ１７のオフとオンによって第１の接続点１５１１と第２の接続点１５１２との間の電気的な接続を制御できる。
【００１５】
スイッチ１７をオンする場合に、平面アンテナ１５は第１の中心周波数帯域で作動でき、且つスイッチ１７、第１の電極１７１及び第２の電極１７２は平面アンテナ１５の一部のラジエーターとなり、金属層１５１と同じ放射機能を持ち、言い換えれば、金属層１５１、スイッチ１７、第１の電極１７１及び第２の電極１７２はいずれも平面アンテナ１５の一部の電流経路と見なされてもよい。このため、スイッチ１７をオンする場合に、電流経路は、基本的に、まず接地端１３１から始まり、接地接続部１５１ａを経て第１の接続点１５１１に達し、そして端点１５１８に延在した第１の部分と、接地端１３１からも始まり、第１の電極１７１、スイッチ１７及び第２の電極１７２を経て、そしてフィードイン接続部１５１ｂに沿って第２の接続点１５１２に達し、そして端点１５１８に延在した第２の部分と、の少なくとも両部分を含み、このため、電流経路は上述した両部分の総和になる。
【００１６】
一方、スイッチ１７をオフする場合に、平面アンテナ１５は第２の中心周波数帯域で作動でき、電流経路はただ接地端１３１から始まり、接地接続部１５１ａを経て第１の接続点１５１１に達し、そして端点１５１８に延在すると計算される。これによって、スイッチ１７をオンする場合は、スイッチ１７をオフする場合よりも平面アンテナ１５の電流経路が長いことが分かった。言い換えれば、平面アンテナ１５が第１の中心周波数帯域で作動する周波数は第２の中心周波数帯域で作動する周波数よりも低い。
【００１７】
具体的には、スイッチ１７をオン・オフする場合に、金属層１５１上の電流経路が変更されることによって、平面アンテナ１５が第１の中心周波数帯域と第２の中心周波数帯域という２つの異なる中心周波数帯域で作動できるようになる。説明すべきことは、スイッチ１７は機械スイッチ、電子スイッチ又は第１の接続点１５１１と第２の接続点１５１２との間の電気的な接続を制御できるいずれかの素子でよい。なお、本実施例の接地端１３１と無線周波数信号端１３３が回路基板１３に位置する箇所は単に本発明の手持ち式装置１の一実施形態であり、その他の実施例において、接地端１３１と無線周波数信号端１３３が回路基板１３に位置する箇所を入れ替えててもよい。また、本発明の実施例に前記した「接続部」は金属導体であり、金属層１５１が直接延在してなる金属スプリング（Ｓｐｒｉｎｇ）、分離する金属ピン（Ｐｉｎ）、スプリング、金属ポゴピン（Ｐｏｇｏ ｐｉｎ）又は金属層１５１の接続点を回路基板１３に電気的に接続できる、いずれかの金属導体でよい。
【００１８】
本発明の第２の実施例による手持ち式装置２を図２に示す。説明すべきことは、本実施例において、第１の実施例と同一の素子は同一の素子符号で一部の素子を示し、本実施例に特に説明しない限り、これらの一部の素子のプロセス、特性及び接続等の定義はいずれも第１の実施例に記載したものと同一である。言い換えれば、これらの一部の素子は第１の実施例に同一符号の素子と同じであり、このため、第１の実施例と同一符号の一部の素子の記述はここで再度述べない。
【００１９】
具体的には、第２の実施例で第１の実施例と異なるのは、第２の実施例による手持ち式装置２は回路基板１３に設置される直流抵抗素子１８及び無線周波数抵抗素子１９をさらに含み、且つスイッチ１７はダイオード素子１７ａであることにある。ダイオード素子１７ａの第２の電極１７２は直流抵抗素子１８及びフィードイン接続部１５１ｂにより第２の接続点１５１２に結合され、ダイオード素子１７ａの第１の電極１７１は接地接続部１５１ａにより第１の接続点１５１１に結合される。また、ダイオード素子１７ａの第２の電極１７２はさらに無線周波数抵抗素子１９により回路基板１３の直流信号端１３５に結合されてダイオード素子１７ａをオンするかどうかを制御する直流信号を受信する。
【００２０】
説明すべきことは、ダイオード素子１７ａの第２の電極１７２及び回路基板１３の無線周波数信号端１３３に電気的に接続された直流抵抗素子１８は、直流制御信号が回路基板１３の無線周波数信号端１３３に伝達されることを遮断するためのものである。直流抵抗素子１８はキャパシタンス素子、直流信号の通過を遮断できるいずれかの素子や素子の組合せでよい。なお、ダイオード素子１７ａの第２の電極１７２及び回路基板１３の直流信号端１３５に電気的に接続された無線周波数抵抗素子１９は、無線周波数信号流が回路基板１３の直流信号端１３５に伝達することを遮断するためのものである。無線周波数抵抗素子１９は、キャパシタンス素子とインダクタンス素子の組合せ、無線周波数信号の通過を遮断できるいずれかの単一素子や素子の組合せでよい。
【００２１】
さらには、ダイオード素子１７ａをオンする場合に、平面アンテナ１５は第１の中心周波数帯域で作動し、ダイオード素子１７ａをオフする場合に、平面アンテナ１５は第２の中心周波数帯域で作動する。言い換えれば、ダイオード素子１７ａをオンするかどうかにより、金属層１５１に２種類の共振の電流経路が形成され、このため、平面アンテナ１５はダイオード素子１７ａをオンするかどうかを制御することにより、第１の中心周波数帯域と第２の中心周波数帯域で作動する。同様にして、ダイオード素子１７ａをオンする場合は、ダイオード素子１７ａをオフする場合よりも平面アンテナ１５の電流経路が長い。言い換えれば、平面アンテナ１５が第１の中心周波数帯域で作動する周波数は第２の中心周波数帯域で作動する周波数よりも低い。
【００２２】
本発明の第３の実施例による手持ち式装置３を図３に示す。第２の実施例と異なり、第３の実施例による手持ち式装置３の金属層１５１は２つのブロックにパターニングされ、且つ第３の接続点１５１３及び第１の接続部１５１ｃをさらに含み、第１の接続点１５１１は接地接続部１５１ａにより回路基板１３の接地端１３１に結合され、且つ第２の接続点１５１２はフィードイン接続部１５１ｂにより回路基板１３の無線周波数信号端１３３に電気的に接続される。また、手持ち式装置３は回路基板１３に設置される直流抵抗素子１８及び無線周波数抵抗素子１９をさらに含み、直流抵抗素子１８は接地接続部１５１ａ及びフィードイン接続部１５１ｂにより第１の接続点１５１１と第２の接続点１５１２との間に電気的に接続される。
【００２３】
同様に、第３の実施例において、スイッチ１７はまたダイオード素子１７ａである。ダイオード素子１７ａの第１の電極１７１は接地接続部１５１ａにより金属層１５１の第１の接続点１５１１に電気的に接続され、且つダイオード素子１７ａの第２の電極１７２は第１の接続部１５１ｃにより金属層１５１の第３の接続点１５１３に電気的に接続される。第３の接続点１５１３はさらに第２の接続点１５１２、フィードイン接続部１５１ｂ及び無線周波数抵抗素子１９により回路基板１３の直流信号端１３５に電気的に接続され、上述した経路方式により第１の接続部１５１ｃによってダイオード素子１７ａに伝達され、且つダイオード素子１７ａをオンするかどうかを制御するための直流信号を受信する。
【００２４】
本発明の第４の実施例による手持ち式装置４を図４に示す。第２の実施例と異なり、第４の実施例による手持ち式装置４の金属層１５１は２つのブロックにパターニングされ、且つ第３の接続点１５１３、第４の接続点１５１４、第１の接続部１５１ｃ及び第２の接続部１５１ｄをさらに含み、第２の接続点１５１２はフィードイン接続部１５１ｂにより回路基板１３の無線周波数信号端１３３に電気的に接続され、且つ第４の接続点１５１４は接地接続部１５１ａにより回路基板１３の接地端１３１に電気的に接続される。同様に、手持ち式装置４は回路基板１３に設置される直流抵抗素子１８及び無線周波数抵抗素子１９を含み、直流抵抗素子１８はこの第１の接続部１５１ｃ及びフィードイン接続部１５１ｂにより第１の接続点１５１１と第２の接続点１５１２との間に電気的に接続される。
【００２５】
また、スイッチ１７はダイオード素子１７ａである。ダイオード素子１７ａの第１の電極１７１は第１の接続部１５１ｃにより金属層１５１の第１の接続点１５１１に電気的に接続され、且つダイオード素子１７ａの第２の電極１７２は第２の接続部１５１ｄにより金属層１５１の第３の接続点１５１３に電気的に接続される。第３の接続点１５１３はさらに第２の接続点１５１２、フィードイン接続部１５１ｂ及び無線周波数抵抗素子１９により回路基板１３の直流信号端１３５に結合される。直流信号は上述した経路方式により第２の接続部１５１ｄによってダイオード素子１７ａに伝達され、且つダイオード素子１７ａをオンするかどうかを制御するために受信される。
【００２６】
本発明の第５の実施例による手持ち式装置５を図５に示す。第２の実施例と異なり、本実施例による手持ち式装置５の金属層１５１は２つのブロックにパターニングされ、且つ第３の接続点１５１３、第４の接続点１５１４、第５の接続点１５１５、第６の接続点１５１６、第１の接続部１５１ｃ、第２の接続部１５１ｄ、第３の接続部１５１ｅ及び第４の接続部１５１ｆをさらに含み、第２の接続点１５１２はフィードイン接続部１５１ｂにより回路基板１３の無線周波数信号端１３３に電気的に接続され、且つ第４の接続点１５１４は接地接続部１５１ａにより回路基板１３の接地端１３１に電気的に接続される。さらに、手持ち式装置５は回路基板１３に設置される直流抵抗素子１８及び無線周波数抵抗素子１９をさらに含み、直流抵抗素子１８は第３の接続部１５１ｅ及び第４の接続部１５１ｆにより第５の接続点１５１５と第６の接続点１５１６との間に結合される。
【００２７】
また、スイッチ１７もダイオード素子１７ａであり、ダイオード素子１７ａの第１の電極１７１は第１の接続部１５１ｃにより金属層１５１の第１の接続点１５１１に電気的に接続され、ダイオード素子１７ａの第２の電極１７２は第２の接続部１５１ｄにより金属層１５１の第３の接続点１５１３に電気的に接続され、第３の接続点１５１３がさらに第２の接続点１５１２、フィードイン接続部１５１ｂ及び無線周波数抵抗素子１９により回路基板１３の直流信号端１３５に電気的に接続される。直流信号は上述した経路方式により第２の接続部１５１ｄによってダイオード素子１７ａに伝達され、且つダイオード素子１７ａをオンするかどうかを制御するために受信される。
【００２８】
本発明の第６の実施例による手持ち式装置６を図６に示す。第２の実施例と異なる第６の実施例で、第２の実施例と異なるのは、第６の実施例による手持ち式装置６は第２の接続点１５１２から外表面１１３の縁に向け、且つ縁に沿って徐々に延在する補助金属層１５１’をさらに含み、且つ電流経路の端点１５１７を有し、言い換えれば、補助金属層１５１’は金属層１５１及び第２の接続点１５１２に電気的に接続され、且つ補助金属層１５１’は外表面１１３に延在することにある。電流経路全体に基づく構成は補助金属層１５１’の追加によって変更され、第６の実施例の平面アンテナ１５は中心周波数帯域で高周波電流経路と低周波電流経路で同時に作動できる二重周波数モードを達成できる。本発明の技術特徴を説明しやすくために、この金属層および補助金属層の長さ／幅はいずれも模式的に示すものであり、この技術に熟知するものは本発明の精神及び構成で、そのパターニングされた輪郭や範囲を任意に調節できる。
【００２９】
さらには、ダイオード素子１７ａをオンする場合に、平面アンテナ１５は第１の低周波電流経路及び第１の高周波電流経路を含む第１の中心周波数帯域で作動できる。この第１の低周波電流経路は、基本的に、まず接地端１３１から始まり、接地接続部１５１ａを経て第１の接続点１５１１に達し、そして端点１５１８に延在した第１の部分と、接地端１３１からも始まり、第１の電極１７１、ダイオード素子１７ａ及び第２の電極１７２を経て、そしてフィードイン接続部１５１ｂに沿って第２の接続点１５１２に達し、そして端点１５１８に延在した第２の部分との、少なくとも両部分を含み、このため、第１の低周波電流経路は上述した両部分の総和になる。一方、第１の高周波電流経路は、基本的に、まず接地端１３１から始まり、接地接続部１５１ａを経て第１の接続点１５１１に達し、そして第２の接続点１５１２に沿って端点１５１７に延在した第１の部分と、接地端１３１からも始まり、第１の電極１７１、スイッチ１７及び第２の電極１７２を経て、そしてフィードイン接続部１５１ｂに沿って第２の接続点１５１２に達し、そして端点１５１７に延在した第２の部分との、少なくとも両部分を含み、このため、第１の高周波電流経路は上述した両部分の総和になる。ダイオード素子１７ａをオンする場合に、平面アンテナ１５は二重周波数作動モードを達成できることは明らかである。
【００３０】
一方、スイッチ１７をオフする場合に、平面アンテナ１５は第２の低周波電流経路及び第２の高周波電流経路を含む第２の中心周波数帯域で作動できる。この第２の低周波電流経路はただ接地端１３１から始まり、接地接続部１５１ａを経て第１の接続点１５１１に達し、そして端点１５１８に延在すると計算され、この第２の高周波電流経路も接地端１３１から始まり、接地接続部１５１ａを経て第１の接続点１５１１に達し、そして第２の接続点１５１２に沿って端点１５１７に延在すると計算方される。同様に、ダイオード素子１７ａをオフする場合に、平面アンテナ１５も二重周波数作動モードを達成できる。これによると、第６の実施例による手持ち式装置６は４種類の作動可能な周波数帯域のモードを含む。
【００３１】
例えば、図７は第６の実施例による手持ち式装置６が異なる周波数帯域で作動する電圧定在波比（ＶＳＷＲ）を示す模式図である。図７に示すように、スイッチをオンする場合に、手持ち式装置６の平面アンテナ１５は低周波電流経路（ＬＴＥシステムで作動できる基本周波数ｆ１）及び高周波電流経路（ＬＴＥシステムで作動できる倍増周波数ｆ２）を有する第１の中心周波数帯域で作動できる。スイッチをオフする場合に、手持ち式装置６の平面アンテナ１５は低周波電流経路（ＣＤＭＡシステムで作動できる基本周波数ｆ３）及び２つの高周波電流経路（ＣＤＭＡシステムで作動できる倍増周波数ｆ４及ｆ５）を有する第２の中心周波数帯域で作動できる。
【００３２】
このため、第１、第２の中心周波数帯域は、それぞれ低周波（即ち、基本周波数（ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ））電流経路と少なくとも１つの高周波（即ち倍増周波数（ｈａｒｍｏｎｉｃ））電流経路を有してよい二重周波数作動である。説明すべきことは、図７に示す第１の中心周波数帯域は例えばＬＴＥ周波数帯域であり、且つ第２の中心周波数帯域は例えばＣＤＭＡ８５０周波数帯域であるが、第１、第２の中心周波数帯域はこれらに限られない。これによって、本発明の第６の実施例は、異なる設計要求に応じて、且つ位置した環境によって、平面アンテナを異なる中心周波数帯域に適応してスイッチングすることができるだけでなく、個別の周波数帯域で少なくとも二重周波数の作動モードを有することで、平面アンテナの信号受信効果及び手持ち式装置の利便性を大幅に向上したことが分かった。
【００３３】
以上述べたことをまとめれば、本発明はスイッチを設置することによって平面アンテナの電流経路を変更する。このスイッチはダイオード素子により実現でき、且つ直流信号によりダイオード素子をオンするかどうかを制御する。また、本発明は平面アンテナの金属層（即ち、ラジエーター）を手持ち式装置のシェル体の表面に形成し、且つダイオード素子、直流抵抗素子及び無線周波数抵抗素子を回路基板に設置し、接続部により平面アンテナの金属層に電気的に接続され、このように、回路基板上の電子素子が平面アンテナの特性に影響を与えることを避け、且つ、電子素子を平面アンテナに配置してシェル体の外に露出させると、手持ち式装置全体の設計外観に不適当な影響を与えるだけでなく、これらの電子素子は外力による損傷や人体との接触による影響をさらに受けやすくなって保護されず、有るべき効果を果たすことができなくなる。これらのことから、本発明による手持ち式装置の平面アンテナは、体積が小さく、設計が簡単で、２つの中心周波数帯域で適当に作動できる利点を有する。最も重要なのは、平面アンテナの設計に対して弾力性を持ち、シェル体の外観や形状にかかわらず、シェル体に任意にパターニングすることができ、同時に、アンテナの高度を増加し、これによって、信号受信効果を改善、向上でき、電子素子に限制されて手持ち式装置の内部の回路基板または搭載部に配置しなければならなということがない。
【００３４】
本発明の実施様態及び技術特徴を前記実施例を例として開示したが、これは決して本発明を限定するものではなく、当該分野の技術を熟知しているものであれば、本発明の精神と領域を逸脱しない範囲内で、多様な変更や修正を加えることができる。従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【符号の説明】
【００３５】
１：手持ち式装置
１１：シェル体
１１１：収納空間
１１３：外表面
１３：回路基板
１３１：接地端
１３３：無線周波数信号端
１３５：直流信号端
１５：平面アンテナ
１５１：金属層
１５１’：補助金属層
１５１１：第１の接続点
１５１２：第２の接続点
１５１３：第３の接続点
１５１４：第４の接続点
１５１５：第５の接続点
１５１６：第６の接続点
１５１７：端点
１５１８：端点
１５１ａ:接地接続部
１５１ｂ:フィードイン接続部
１５１ｃ:第１の接続部
１５１ｄ:第２の接続部
１５１ｅ：第３の接続部
１５１ｆ：第４の接続部
１７：スイッチ
１７１：第１の電極
１７２：第２の電極
１７ａ：ダイオード素子
１８：直流抵抗素子
１９：無線周波数抵抗素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は手持ち式装置に関する。具体的には、本発明の手持ち式装置の平面アンテナはスイッチを有し、このスイッチを適当にスイッチングすることによって、この平面アンテナは２つの中心周波数帯域で作動できる。
【背景技術】
【０００２】
通信産業の発展に従い、今、人々が無線の送信によって連絡またはデータの伝送を行うことができる。近年、多種な無線通信システムが次々に公開されて実用化され、市販されている携帯電話は２種類以上の無線通信システムにより通信を行うことをサポートすることが多い。例えば、市販している携帯電話は、通常、２Ｇ及び３Ｇ無線通信システムにより通信を行うことをサポートし、即ち、グローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーション（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ Ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；ＧＳＭ）及びユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・システム（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ；ＵＭＴＳ）である。２Ｇ及び３Ｇ無線通信システムに加え、多くのスマートフォンはさらに無線ネットワーク（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ， ＷＬＡＮ）及び３ＧＰＰロング・ターム・エボリューション（３ＧＰＰ Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ；３ＧＰＰ ＬＴＥ）システムによりパッケージ伝送を行い、また、デジタル・ビデオ・ブロードキャスティング（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ， ＤＶＢ）システムによりマルチメディア信号を受信し、又は、グローバル・ポジショニング・システム（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）により測位を行うことをサポートする。
【０００３】
異なる無線通信システムは、通常、異なる周波数帯域を用いて信号の伝送を行う。携帯電話が多周波で作動する機能を持つために、携帯電話のメーカーは通常、携帯電話に複数のアンテナを装着し、それにより携帯電話は異なる無線通信システムが対応する中心周波数帯域で作動する。平面逆Ｆアンテナ（Ｐｌａｎａｒ Ｉｎｖｅｒｔｅｄ−Ｆ Ａｎｔｅｎｎａ；ＰＩＦＡ）は軽くて薄い外観を有するため、通常携帯電話のアンテナとして用いられる。従来の単周波数帯域平面逆Ｆアンテナは、共振の電流経路として約１／４波長のラジエーターのみを有し、仮にこの単周波数帯域平面逆Ｆアンテナが、もっと多い中心周波数帯域で作動しようとすると、その他のパラスティックアンテナ素子（Ｐａｒａｓｉｔｉｃ Ａｎｔｅｎｎａ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ）及び／又はその他のブランチ（Ｂｒａｎｃｈｅｓ）を追加して複数の電流経路を形成する必要がある。
【０００４】
また、異なる中心周波数帯域で作動するために、従来の単周波数帯域平面逆Ｆアンテナはアンテナ素子の追加によって、アンテナ素子間に予想外の結合効果が生じ、アンテナの設計上の複雑さが高まるとともに、アンテナ素子の追加によってもアンテナの体積が大きくなって各種の不都合が生じる。一方、従来の単周波数帯域平面逆Ｆアンテナはスイッチング方式によっては複数の中心周波数帯域で作動することができない。
【０００５】
これに鑑みて、体積が小さく、設計が簡単で、複数の中心周波数帯域で適切に作動できる利点を有する平面アンテナを、どのように設計するかは、業界に差し迫った課題である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、体積が小さく、設計が簡単で、２つの中心周波数帯域で適切に作動できる利点を有する平面アンテナを備える手持ち式装置を提供することにある。本発明によるこの平面アンテナは、ラジエーターとして手持ち式装置のシェル体にパターニングされた金属層のみを有するため、この平面アンテナの体積は従来の単周波数帯域平面逆Ｆアンテナの体積に対して相対的に小さくなる。また、本発明の平面アンテナはその他のパラスティックアンテナ素子及び／又はその他のブランチを追加しなくても２つの中心周波数帯域で作動できるため、平面アンテナの設計上の複雑さも低減できる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成するために、本発明はシェル体、回路基板、平面アンテナ及びスイッチを含む手持ち式装置を開示する。このシェル体は収納空間を規定し、外表面を有し、且つこの収納空間にこの回路基板が設置される。この平面アンテナはラジエータとしてこの外表面にパターニングされ、且つ第１の接続点及び第２の接続点を含む金属層を備える。このスイッチはこの金属層のこの第１の接続点とこの第２の接続点との間に電気的に接続され、この第１の接続点とこの第２の接続点との間の電気的な接続を制御するための第１の電極及び第２の電極を含む。このスイッチをオンする場合に、この平面アンテナが第１の中心周波数帯域で作動し、このスイッチをオフする場合に、この平面アンテナが第２の中心周波数帯域で作動する。
【０００８】
前記目的、技術特徴、及びメリットをよりわかりやすくするように、以下、好適な実施例および図面に基づいて詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施例の手持ち式装置を示す模式図である。
【図２】本発明の第２の実施例の手持ち式装置を示す模式図である。
【図３】本発明の第３の実施例の手持ち式装置を示す模式図である。
【図４】本発明の第４の実施例の手持ち式装置を示す模式図である。
【図５】本発明の第５の実施例の手持ち式装置を示す模式図である。
【図６】本発明の第６の実施例の手持ち式装置を示す模式図である。
【図７】本発明の第６の実施例の手持ち式装置が異なる周波数帯域で作動する電圧定在波比（ＶＳＷＲ）を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は主に平面アンテナ及びスイッチを含む手持ち式装置に関し、且つこのスイッチが適当に切り替えられてこの平面アンテナが少なくとも２つの中心周波数帯域で作動するようになる。説明すべきことは、以下、実施例は例を挙げて本発明の技術内容を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。なお、以下の実施例及び図面において、本発明に関係ない素子が既に省略して示されず、且つ図面における各素子間の寸法関係はただ分かりやすくするためのものであり、実際の割合を限定するものではない。
【００１１】
図１は本発明の第１の実施例の手持ち式装置１を示し、それは携帯電話、ノートパソコン、タブレットパソコン、無線ネットワークルーター又はその他の、多周波で作動する必要がある装置でよい。手持ち式装置１はシェル体１１、回路基板１３、平面アンテナ１５及びスイッチ１７を含む。注意すべきことは、説明を簡単化するために、手持ち式装置１のその他の素子、例えば表示モジュール、通信モジュール、入力モジュール、電力供給モジュール及び本発明にあまり関係ない素子は、いずれも図に省略して示されていない。また、本発明の平面アンテナ１５は、符号分割多元接続システム（ＣＤＭＡ）、３ＧＰＰロング・ターム・エボリューション技術システム(ＬＴＥ)、グローバル・ポジショニング・システム、デジタル通信システム（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ；ＤＣＳ）、個人通信サービスシステム（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ；ＰＣＳ）及び通用移動通信システム、デジタル・ビデオ・ブロードキャスティングシステム、グローバル・ポジショニング・システム（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）並びにワールドワイド相互運用マイクロ波アクセス（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ；ＷｉＭＡＸ）システム等の各種の通信システムに応用できる。
【００１２】
さらには、シェル体１１は収納空間１１１を規定し、且つ内表面１１２（図示せず）及び外表面１１３を有する。回路基板１３は収納空間１１１内に設置される。説明すべきことは、前記収納空間１１１はシェル体１１によって被覆された内部空間であり、外表面１１３は外方に露出したシェル体１１のいずれかの表面層であり、内表面１１２は外表面１１３に対向し、且つ内方に隠されたシェル体１１のいずれかの表面層である。平面アンテナ１５は、ラジエーターとして外表面１１３にパターニングされ、且つ第１の接続点１５１１及び第２の接続点１５１２を含む金属層１５１を備える。説明を簡単化するために、本発明の以下の内容は、主に平面アンテナ１５が外表面１１３に配置されたものを実施例とするが、これに限られない。この技術を熟知するものは勿論、平面アンテナ１５をシェル体１１の内表面１１２に配置し、又は、射出成形等の方式で平面アンテナ１５をシェル体１１内に嵌め入れてもよい。しかしながら、手持ち式装置に最適な受信効果を持たせるために、平面アンテナ１５を外表面１１３に配置することが好ましい実施形態である。
【００１３】
金属層１５１は二重プラスチック射出又はレーザー彫刻技術（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｒｅｃｔ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇ；ＬＤＳ）等のプロセスにより外表面１１３にパターニングすることができるが、この２種類のプロセスに限られないため、金属層１５１を外表面１１３にパターニングできるプロセスのいずれも本発明の範囲に含まれる。金属層１５１はラジエーターとして共振の電流経路を形成し、且つ電磁波の放射を起こし、本実施例に記載のパターニングとは、外表面１１３に所定のパターンの金属層１５１を形成することを指し、且つ前記所定のパターンは平面アンテナ１５が電磁波を放射できる輪郭を広く指すものであり、言い換えれば、従来の平面逆Ｆアンテナ輪廓又は従来の平面逆Ｆアンテナ輪廓に基づいて設計した輪廓のいずれも本発明の範囲に含まれる。
【００１４】
詳細には、金属層１５１は接地接続部１５１ａ及びフィードイン接続部１５１ｂを含む。第１の接続点１５１１は接地接続部１５１ａにより回路基板１３の接地端１３１に結合され、第２の接続点１５１２はフィードイン接続部１５１ｂにより回路基板１３の無線周波数信号端１３３に結合され、金属層１５１は平面逆Ｆアンテナに類似した方式で表現され、且つ電流経路の端点１５１８を有する。回路基板１３は手持ち式装置１全体のシステム接地面と見なされてもよい。スイッチ１７は第１の電極１７１及び第２の電極１７２を含み、且つ回路基板１３に設けられ、第１の電極１７１は接地接続部１５１ａにより第１の接続点１５１１に結合され、且つ第２の電極１７２はフィードイン接続部１５１ｂにより第２の接続点１５１２に結合され、即ち、第１の電極１７１及び第２の電極１７２は第１の接続点１５１１と第２の接続点１５１２との間に電気的に接続される。このように、スイッチ１７のオフとオンによって第１の接続点１５１１と第２の接続点１５１２との間の電気的な接続を制御できる。
【００１５】
スイッチ１７をオンする場合に、平面アンテナ１５は第１の中心周波数帯域で作動でき、且つスイッチ１７、第１の電極１７１及び第２の電極１７２は平面アンテナ１５の一部のラジエーターとなり、金属層１５１と同じ放射機能を持ち、言い換えれば、金属層１５１、スイッチ１７、第１の電極１７１及び第２の電極１７２はいずれも平面アンテナ１５の一部の電流経路と見なされてもよい。このため、スイッチ１７をオンする場合に、電流経路は、基本的に、まず接地端１３１から始まり、接地接続部１５１ａを経て第１の接続点１５１１に達し、そして端点１５１８に延在した第１の部分と、接地端１３１からも始まり、第１の電極１７１、スイッチ１７及び第２の電極１７２を経て、そしてフィードイン接続部１５１ｂに沿って第２の接続点１５１２に達し、そして端点１５１８に延在した第２の部分と、の少なくとも両部分を含み、このため、電流経路は上述した両部分の総和になる。
【００１６】
一方、スイッチ１７をオフする場合に、平面アンテナ１５は第２の中心周波数帯域で作動でき、電流経路はただ接地端１３１から始まり、接地接続部１５１ａを経て第１の接続点１５１１に達し、そして端点１５１８に延在すると計算される。これによって、スイッチ１７をオンする場合は、スイッチ１７をオフする場合よりも平面アンテナ１５の電流経路が長いことが分かった。言い換えれば、平面アンテナ１５が第１の中心周波数帯域で作動する周波数は第２の中心周波数帯域で作動する周波数よりも低い。
【００１７】
具体的には、スイッチ１７をオン・オフする場合に、金属層１５１上の電流経路が変更されることによって、平面アンテナ１５が第１の中心周波数帯域と第２の中心周波数帯域という２つの異なる中心周波数帯域で作動できるようになる。説明すべきことは、スイッチ１７は機械スイッチ、電子スイッチ又は第１の接続点１５１１と第２の接続点１５１２との間の電気的な接続を制御できるいずれかの素子でよい。なお、本実施例の接地端１３１と無線周波数信号端１３３が回路基板１３に位置する箇所は単に本発明の手持ち式装置１の一実施形態であり、その他の実施例において、接地端１３１と無線周波数信号端１３３が回路基板１３に位置する箇所を入れ替えててもよい。また、本発明の実施例に前記した「接続部」は金属導体であり、金属層１５１が直接延在してなる金属スプリング（Ｓｐｒｉｎｇ）、分離する金属ピン（Ｐｉｎ）、スプリング、金属ポゴピン（Ｐｏｇｏ ｐｉｎ）又は金属層１５１の接続点を回路基板１３に電気的に接続できる、いずれかの金属導体でよい。
【００１８】
本発明の第２の実施例による手持ち式装置２を図２に示す。説明すべきことは、本実施例において、第１の実施例と同一の素子は同一の素子符号で一部の素子を示し、本実施例に特に説明しない限り、これらの一部の素子のプロセス、特性及び接続等の定義はいずれも第１の実施例に記載したものと同一である。言い換えれば、これらの一部の素子は第１の実施例に同一符号の素子と同じであり、このため、第１の実施例と同一符号の一部の素子の記述はここで再度述べない。
【００１９】
具体的には、第２の実施例で第１の実施例と異なるのは、第２の実施例による手持ち式装置２は回路基板１３に設置される直流抵抗素子１８及び無線周波数抵抗素子１９をさらに含み、且つスイッチ１７はダイオード素子１７ａであることにある。ダイオード素子１７ａの第２の電極１７２は直流抵抗素子１８及びフィードイン接続部１５１ｂにより第２の接続点１５１２に結合され、ダイオード素子１７ａの第１の電極１７１は接地接続部１５１ａにより第１の接続点１５１１に結合される。また、ダイオード素子１７ａの第２の電極１７２はさらに無線周波数抵抗素子１９により回路基板１３の直流信号端１３５に結合されてダイオード素子１７ａをオンするかどうかを制御する直流信号を受信する。
【００２０】
説明すべきことは、ダイオード素子１７ａの第２の電極１７２及び回路基板１３の無線周波数信号端１３３に電気的に接続された直流抵抗素子１８は、直流制御信号が回路基板１３の無線周波数信号端１３３に伝達されることを遮断するためのものである。直流抵抗素子１８はキャパシタンス素子、直流信号の通過を遮断できるいずれかの素子や素子の組合せでよい。なお、ダイオード素子１７ａの第２の電極１７２及び回路基板１３の直流信号端１３５に電気的に接続された無線周波数抵抗素子１９は、無線周波数信号流が回路基板１３の直流信号端１３５に伝達することを遮断するためのものである。無線周波数抵抗素子１９は、キャパシタンス素子とインダクタンス素子の組合せ、無線周波数信号の通過を遮断できるいずれかの単一素子や素子の組合せでよい。
【００２１】
さらには、ダイオード素子１７ａをオンする場合に、平面アンテナ１５は第１の中心周波数帯域で作動し、ダイオード素子１７ａをオフする場合に、平面アンテナ１５は第２の中心周波数帯域で作動する。言い換えれば、ダイオード素子１７ａをオンするかどうかにより、金属層１５１に２種類の共振の電流経路が形成され、このため、平面アンテナ１５はダイオード素子１７ａをオンするかどうかを制御することにより、第１の中心周波数帯域と第２の中心周波数帯域で作動する。同様にして、ダイオード素子１７ａをオンする場合は、ダイオード素子１７ａをオフする場合よりも平面アンテナ１５の電流経路が長い。言い換えれば、平面アンテナ１５が第１の中心周波数帯域で作動する周波数は第２の中心周波数帯域で作動する周波数よりも低い。
【００２２】
本発明の第３の実施例による手持ち式装置３を図３に示す。第２の実施例と異なり、第３の実施例による手持ち式装置３の金属層１５１は２つのブロックにパターニングされ、且つ第３の接続点１５１３及び第１の接続部１５１ｃをさらに含み、第１の接続点１５１１は接地接続部１５１ａにより回路基板１３の接地端１３１に結合され、且つ第２の接続点１５１２はフィードイン接続部１５１ｂにより回路基板１３の無線周波数信号端１３３に電気的に接続される。また、手持ち式装置３は回路基板１３に設置される直流抵抗素子１８及び無線周波数抵抗素子１９をさらに含み、直流抵抗素子１８は接地接続部１５１ａ及びフィードイン接続部１５１ｂにより第１の接続点１５１１と第２の接続点１５１２との間に電気的に接続される。
【００２３】
同様に、第３の実施例において、スイッチ１７はまたダイオード素子１７ａである。ダイオード素子１７ａの第１の電極１７１は接地接続部１５１ａにより金属層１５１の第１の接続点１５１１に電気的に接続され、且つダイオード素子１７ａの第２の電極１７２は第１の接続部１５１ｃにより金属層１５１の第３の接続点１５１３に電気的に接続される。第３の接続点１５１３はさらに第２の接続点１５１２、フィードイン接続部１５１ｂ及び無線周波数抵抗素子１９により回路基板１３の直流信号端１３５に電気的に接続され、上述した経路方式により第１の接続部１５１ｃによってダイオード素子１７ａに伝達され、且つダイオード素子１７ａをオンするかどうかを制御するための直流信号を受信する。
【００２４】
本発明の第４の実施例による手持ち式装置４を図４に示す。第２の実施例と異なり、第４の実施例による手持ち式装置４の金属層１５１は２つのブロックにパターニングされ、且つ第３の接続点１５１３、第４の接続点１５１４、第１の接続部１５１ｃ及び第２の接続部１５１ｄをさらに含み、第２の接続点１５１２はフィードイン接続部１５１ｂにより回路基板１３の無線周波数信号端１３３に電気的に接続され、且つ第４の接続点１５１４は接地接続部１５１ａにより回路基板１３の接地端１３１に電気的に接続される。同様に、手持ち式装置４は回路基板１３に設置される直流抵抗素子１８及び無線周波数抵抗素子１９を含み、直流抵抗素子１８はこの第１の接続部１５１ｃ及びフィードイン接続部１５１ｂにより第１の接続点１５１１と第２の接続点１５１２との間に電気的に接続される。
【００２５】
また、スイッチ１７はダイオード素子１７ａである。ダイオード素子１７ａの第１の電極１７１は第１の接続部１５１ｃにより金属層１５１の第１の接続点１５１１に電気的に接続され、且つダイオード素子１７ａの第２の電極１７２は第２の接続部１５１ｄにより金属層１５１の第３の接続点１５１３に電気的に接続される。第３の接続点１５１３はさらに第２の接続点１５１２、フィードイン接続部１５１ｂ及び無線周波数抵抗素子１９により回路基板１３の直流信号端１３５に結合される。直流信号は上述した経路方式により第２の接続部１５１ｄによってダイオード素子１７ａに伝達され、且つダイオード素子１７ａをオンするかどうかを制御するために受信される。
【００２６】
本発明の第５の実施例による手持ち式装置５を図５に示す。第２の実施例と異なり、本実施例による手持ち式装置５の金属層１５１は２つのブロックにパターニングされ、且つ第３の接続点１５１３、第４の接続点１５１４、第５の接続点１５１５、第６の接続点１５１６、第１の接続部１５１ｃ、第２の接続部１５１ｄ、第３の接続部１５１ｅ及び第４の接続部１５１ｆをさらに含み、第２の接続点１５１２はフィードイン接続部１５１ｂにより回路基板１３の無線周波数信号端１３３に電気的に接続され、且つ第４の接続点１５１４は接地接続部１５１ａにより回路基板１３の接地端１３１に電気的に接続される。さらに、手持ち式装置５は回路基板１３に設置される直流抵抗素子１８及び無線周波数抵抗素子１９をさらに含み、直流抵抗素子１８は第３の接続部１５１ｅ及び第４の接続部１５１ｆにより第５の接続点１５１５と第６の接続点１５１６との間に結合される。
【００２７】
また、スイッチ１７もダイオード素子１７ａであり、ダイオード素子１７ａの第１の電極１７１は第１の接続部１５１ｃにより金属層１５１の第１の接続点１５１１に電気的に接続され、ダイオード素子１７ａの第２の電極１７２は第２の接続部１５１ｄにより金属層１５１の第３の接続点１５１３に電気的に接続され、第３の接続点１５１３がさらに第２の接続点１５１２、フィードイン接続部１５１ｂ及び無線周波数抵抗素子１９により回路基板１３の直流信号端１３５に電気的に接続される。直流信号は上述した経路方式により第２の接続部１５１ｄによってダイオード素子１７ａに伝達され、且つダイオード素子１７ａをオンするかどうかを制御するために受信される。
【００２８】
本発明の第６の実施例による手持ち式装置６を図６に示す。第２の実施例と異なる第６の実施例で、第２の実施例と異なるのは、第６の実施例による手持ち式装置６は第２の接続点１５１２から外表面１１３の縁に向け、且つ縁に沿って徐々に延在する補助金属層１５１’をさらに含み、且つ電流経路の端点１５１７を有し、言い換えれば、補助金属層１５１’は金属層１５１及び第２の接続点１５１２に電気的に接続され、且つ補助金属層１５１’は外表面１１３に延在することにある。電流経路全体に基づく構成は補助金属層１５１’の追加によって変更され、第６の実施例の平面アンテナ１５は中心周波数帯域で高周波電流経路と低周波電流経路で同時に作動できる二重周波数モードを達成できる。本発明の技術特徴を説明しやすくために、この金属層および補助金属層の長さ／幅はいずれも模式的に示すものであり、この技術に熟知するものは本発明の精神及び構成で、そのパターニングされた輪郭や範囲を任意に調節できる。
【００２９】
さらには、ダイオード素子１７ａをオンする場合に、平面アンテナ１５は第１の低周波電流経路及び第１の高周波電流経路を含む第１の中心周波数帯域で作動できる。この第１の低周波電流経路は、基本的に、まず接地端１３１から始まり、接地接続部１５１ａを経て第１の接続点１５１１に達し、そして端点１５１８に延在した第１の部分と、接地端１３１からも始まり、第１の電極１７１、ダイオード素子１７ａ及び第２の電極１７２を経て、そしてフィードイン接続部１５１ｂに沿って第２の接続点１５１２に達し、そして端点１５１８に延在した第２の部分との、少なくとも両部分を含み、このため、第１の低周波電流経路は上述した両部分の総和になる。一方、第１の高周波電流経路は、基本的に、まず接地端１３１から始まり、接地接続部１５１ａを経て第１の接続点１５１１に達し、そして第２の接続点１５１２に沿って端点１５１７に延在した第１の部分と、接地端１３１からも始まり、第１の電極１７１、スイッチ１７及び第２の電極１７２を経て、そしてフィードイン接続部１５１ｂに沿って第２の接続点１５１２に達し、そして端点１５１７に延在した第２の部分との、少なくとも両部分を含み、このため、第１の高周波電流経路は上述した両部分の総和になる。ダイオード素子１７ａをオンする場合に、平面アンテナ１５は二重周波数作動モードを達成できることは明らかである。
【００３０】
一方、スイッチ１７をオフする場合に、平面アンテナ１５は第２の低周波電流経路及び第２の高周波電流経路を含む第２の中心周波数帯域で作動できる。この第２の低周波電流経路はただ接地端１３１から始まり、接地接続部１５１ａを経て第１の接続点１５１１に達し、そして端点１５１８に延在すると計算され、この第２の高周波電流経路も接地端１３１から始まり、接地接続部１５１ａを経て第１の接続点１５１１に達し、そして第２の接続点１５１２に沿って端点１５１７に延在すると計算方される。同様に、ダイオード素子１７ａをオフする場合に、平面アンテナ１５も二重周波数作動モードを達成できる。これによると、第６の実施例による手持ち式装置６は４種類の作動可能な周波数帯域のモードを含む。
【００３１】
例えば、図７は第６の実施例による手持ち式装置６が異なる周波数帯域で作動する電圧定在波比（ＶＳＷＲ）を示す模式図である。図７に示すように、スイッチをオンする場合に、手持ち式装置６の平面アンテナ１５は低周波電流経路（ＬＴＥシステムで作動できる基本周波数ｆ１）及び高周波電流経路（ＬＴＥシステムで作動できる倍増周波数ｆ２）を有する第１の中心周波数帯域で作動できる。スイッチをオフする場合に、手持ち式装置６の平面アンテナ１５は低周波電流経路（ＣＤＭＡシステムで作動できる基本周波数ｆ３）及び２つの高周波電流経路（ＣＤＭＡシステムで作動できる倍増周波数ｆ４及ｆ５）を有する第２の中心周波数帯域で作動できる。
【００３２】
このため、第１、第２の中心周波数帯域は、それぞれ低周波（即ち、基本周波数（ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ））電流経路と少なくとも１つの高周波（即ち倍増周波数（ｈａｒｍｏｎｉｃ））電流経路を有してよい二重周波数作動である。説明すべきことは、図７に示す第１の中心周波数帯域は例えばＬＴＥ周波数帯域であり、且つ第２の中心周波数帯域は例えばＣＤＭＡ８５０周波数帯域であるが、第１、第２の中心周波数帯域はこれらに限られない。これによって、本発明の第６の実施例は、異なる設計要求に応じて、且つ位置した環境によって、平面アンテナを異なる中心周波数帯域に適応してスイッチングすることができるだけでなく、個別の周波数帯域で少なくとも二重周波数の作動モードを有することで、平面アンテナの信号受信効果及び手持ち式装置の利便性を大幅に向上したことが分かった。
【００３３】
以上述べたことをまとめれば、本発明はスイッチを設置することによって平面アンテナの電流経路を変更する。このスイッチはダイオード素子により実現でき、且つ直流信号によりダイオード素子をオンするかどうかを制御する。また、本発明は平面アンテナの金属層（即ち、ラジエーター）を手持ち式装置のシェル体の表面に形成し、且つダイオード素子、直流抵抗素子及び無線周波数抵抗素子を回路基板に設置し、接続部により平面アンテナの金属層に電気的に接続され、このように、回路基板上の電子素子が平面アンテナの特性に影響を与えることを避け、且つ、電子素子を平面アンテナに配置してシェル体の外に露出させると、手持ち式装置全体の設計外観に不適当な影響を与えるだけでなく、これらの電子素子は外力による損傷や人体との接触による影響をさらに受けやすくなって保護されず、有るべき効果を果たすことができなくなる。これらのことから、本発明による手持ち式装置の平面アンテナは、体積が小さく、設計が簡単で、２つの中心周波数帯域で適当に作動できる利点を有する。最も重要なのは、平面アンテナの設計に対して弾力性を持ち、シェル体の外観や形状にかかわらず、シェル体に任意にパターニングすることができ、同時に、アンテナの高度を増加し、これによって、信号受信効果を改善、向上でき、電子素子に限制されて手持ち式装置の内部の回路基板または搭載部に配置しなければならなということがない。
【００３４】
本発明の実施様態及び技術特徴を前記実施例を例として開示したが、これは決して本発明を限定するものではなく、当該分野の技術を熟知しているものであれば、本発明の精神と領域を逸脱しない範囲内で、多様な変更や修正を加えることができる。従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【符号の説明】
【００３５】
１：手持ち式装置
１１：シェル体
１１１：収納空間
１１３：外表面
１３：回路基板
１３１：接地端
１３３：無線周波数信号端
１３５：直流信号端
１５：平面アンテナ
１５１：金属層
１５１’：補助金属層
１５１１：第１の接続点
１５１２：第２の接続点
１５１３：第３の接続点
１５１４：第４の接続点
１５１５：第５の接続点
１５１６：第６の接続点
１５１７：端点
１５１８：端点
１５１ａ:接地接続部
１５１ｂ:フィードイン接続部
１５１ｃ:第１の接続部
１５１ｄ:第２の接続部
１５１ｅ：第３の接続部
１５１ｆ：第４の接続部
１７：スイッチ
１７１：第１の電極
１７２：第２の電極
１７ａ：ダイオード素子
１８：直流抵抗素子
１９：無線周波数抵抗素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
収納空間を規定し、外表面を有するシェル体と、
前記収納空間に設置される回路基板と、
前記外表面にパターニングされ、且つ第１の接続点及び第２の接続点を含む金属層を備える平面アンテナと、
前記金属層の前記第１の接続点と前記第２の接続点との間に電気的に接続され、前記第１の接続点と前記第２の接続点との間の電気的な接続を制御するための第１の電極及び第２の電極を含むスイッチと、を備える手持ち式装置であって、
前記スイッチをオンする場合に、前記平面アンテナが第１の中心周波数帯域で作動でき、前記スイッチをオフする場合に、前記平面アンテナが第２の中心周波数帯域で作動できる手持ち式装置。
【請求項２】
前記平面アンテナは接地接続部及びフィードイン接続部をさらに含み、前記第１の接続点は前記接地接続部により前記回路基板の接地端に電気的に接続され、前記第２の接続点は前記フィードイン接続部により前記回路基板の無線周波数信号端に電気的に接続され、前記第１の電極及び前記第２の電極はそれぞれ前記接地接続部及び前記フィードイン接続部により前記金属層の前記第１の接続点と前記第２の接続点との間に電気的に接続される請求項１に記載の手持ち式装置。
【請求項３】
前記回路基板に設置される直流抵抗素子及び無線周波数抵抗素子をさらに含み、前記スイッチは前記回路基板に設置されるダイオード素子であり、前記ダイオード素子の前記第２の電極は前記直流抵抗素子及び前記フィードイン接続部により前記第２の接続点に電気的に接続され、前記ダイオード素子の前記第１の電極は前記接地接続部により前記第１の接続点に電気的に接続され、前記ダイオード素子の前記第２の電極はさらに前記無線周波数抵抗素子により前記回路基板の直流信号端に電気的に接続されて前記ダイオード素子のオン状態を制御するための直流信号を受信する請求項２に記載の手持ち式装置。
【請求項４】
前記平面アンテナは接地接続部、フィードイン接続部、第３の接続点及び第１の接続部をさらに含み、前記第１の接続点は前記接地接続部により前記回路基板の接地端に電気的に接続され、前記第２の接続点は前記フィードイン接続部により前記回路基板の無線周波数信号端に電気的に接続され、前記第１の電極は前記接地接続部により前記第１の接続点に電気的に接続され、前記第２の電極は前記第１の接続部及び第３の接続点により前記第２の接続点に電気的に接続されることによって、前記第１の電極及び前記第２の電極は前記金属層の前記第１の接続点と前記第２の接続点との間に電気的に接続される請求項１に記載の手持ち式装置。
【請求項５】
前記回路基板に設置される直流抵抗素子及び無線周波数抵抗素子をさらに含み、前記直流抵抗素子は前記接地接続部及び前記フィードイン接続部により前記第１の接続点と前記第３の接続点との間に電気的に接続され、前記スイッチは前記回路基板に設置されるダイオード素子であり、前記第２の接続点はさらに前記フィードイン接続部及び前記無線周波数抵抗素子により前記回路基板の直流信号端に電気的に接続されて前記ダイオード素子のオン状態を制御するための直流信号を受信する請求項４に記載の手持ち式装置。
【請求項６】
前記平面アンテナは接地接続部、フィードイン接続部、第３の接続点、第４の接続点、第１の接続部及び第２の接続部をさらに含み、前記第２の接続点は前記フィードイン接続部により前記回路基板の無線周波数信号端に電気的に接続され、前記第４の接続点は前記接地接続部により前記回路基板の接地端に電気的に接続され、前記第１の電極は前記第１の接続部により前記第１の接続点に電気的に接続され、前記第２の電極は前記第２の接続部及び第３の接続点により前記第２の接続点に電気的に接続されることによって、前記第１の電極及び前記第２の電極は前記金属層の前記第１の接続点と前記第２の接続点との間に電気的に接続される請求項１に記載の手持ち式装置。
【請求項７】
前記回路基板に設置される直流抵抗素子及び無線周波数抵抗素子をさらに含み、前記直流抵抗素子は前記第１の接続部及び前記フィードイン接続部により前記第１の接続点と前記第３の接続点との間に電気的に接続され、前記スイッチは前記回路基板に設置されるダイオード素子であり、前記第２の接続点はさらに前記フィードイン接続部及び前記無線周波数抵抗素子により前記回路基板の直流信号端に電気的に接続されて前記ダイオード素子のオン状態を制御するための直流信号を受信する請求項６に記載の手持ち式装置。
【請求項８】
前記回路基板に設置される直流抵抗素子及び無線周波数抵抗素子をさらに含み、前記金属層は第５の接続点、第６の接続点、第３の接続部及び第４の接続部をさらに含み、前記直流抵抗素子は前記第３の接続部及び前記第４の接続部により前記第５の接続点と前記第６の接続点との間に電気的に接続され、前記スイッチは前記回路基板に設置されるダイオード素子であり、前記第２の接続点はさらに前記フィードイン接続部及び前記無線周波数抵抗素子により前記回路基板の直流信号端に電気的に接続されて前記ダイオード素子のオン状態を制御するための直流信号を受信する請求項６に記載の手持ち式装置。
【請求項９】
前記平面アンテナは補助金属層をさらに含み、前記補助金属層は前記金属層及び前記第２の接続点に電気的に接続され、前記補助金属層は前記外表面に延在し、前記スイッチをオンする場合に、前記平面アンテナが前記第１の中心周波数帯域の第１の低周波電流経路及び第１の高周波電流経路で作動でき、前記スイッチをオフする場合に、前記平面アンテナが前記第２の中心周波数帯域の第２の低周波電流経路及び第２の高周波電流経路で作動できる請求項１に記載の手持ち式装置。
【請求項１】
収納空間を規定し、外表面を有するシェル体と、
前記収納空間に設置される回路基板と、
前記外表面にパターニングされ、且つ第１の接続点及び第２の接続点を含む金属層を備える平面アンテナと、
前記金属層の前記第１の接続点と前記第２の接続点との間に電気的に接続され、前記第１の接続点と前記第２の接続点との間の電気的な接続を制御するための第１の電極及び第２の電極を含むスイッチと、を備える手持ち式装置であって、
前記スイッチをオンする場合に、前記平面アンテナが第１の中心周波数帯域で作動でき、前記スイッチをオフする場合に、前記平面アンテナが第２の中心周波数帯域で作動できる手持ち式装置。
【請求項２】
前記平面アンテナは接地接続部及びフィードイン接続部をさらに含み、前記第１の接続点は前記接地接続部により前記回路基板の接地端に電気的に接続され、前記第２の接続点は前記フィードイン接続部により前記回路基板の無線周波数信号端に電気的に接続され、前記第１の電極及び前記第２の電極はそれぞれ前記接地接続部及び前記フィードイン接続部により前記金属層の前記第１の接続点と前記第２の接続点との間に電気的に接続される請求項１に記載の手持ち式装置。
【請求項３】
前記回路基板に設置される直流抵抗素子及び無線周波数抵抗素子をさらに含み、前記スイッチは前記回路基板に設置されるダイオード素子であり、前記ダイオード素子の前記第２の電極は前記直流抵抗素子及び前記フィードイン接続部により前記第２の接続点に電気的に接続され、前記ダイオード素子の前記第１の電極は前記接地接続部により前記第１の接続点に電気的に接続され、前記ダイオード素子の前記第２の電極はさらに前記無線周波数抵抗素子により前記回路基板の直流信号端に電気的に接続されて前記ダイオード素子のオン状態を制御するための直流信号を受信する請求項２に記載の手持ち式装置。
【請求項４】
前記平面アンテナは接地接続部、フィードイン接続部、第３の接続点及び第１の接続部をさらに含み、前記第１の接続点は前記接地接続部により前記回路基板の接地端に電気的に接続され、前記第２の接続点は前記フィードイン接続部により前記回路基板の無線周波数信号端に電気的に接続され、前記第１の電極は前記接地接続部により前記第１の接続点に電気的に接続され、前記第２の電極は前記第１の接続部及び第３の接続点により前記第２の接続点に電気的に接続されることによって、前記第１の電極及び前記第２の電極は前記金属層の前記第１の接続点と前記第２の接続点との間に電気的に接続される請求項１に記載の手持ち式装置。
【請求項５】
前記回路基板に設置される直流抵抗素子及び無線周波数抵抗素子をさらに含み、前記直流抵抗素子は前記接地接続部及び前記フィードイン接続部により前記第１の接続点と前記第３の接続点との間に電気的に接続され、前記スイッチは前記回路基板に設置されるダイオード素子であり、前記第２の接続点はさらに前記フィードイン接続部及び前記無線周波数抵抗素子により前記回路基板の直流信号端に電気的に接続されて前記ダイオード素子のオン状態を制御するための直流信号を受信する請求項４に記載の手持ち式装置。
【請求項６】
前記平面アンテナは接地接続部、フィードイン接続部、第３の接続点、第４の接続点、第１の接続部及び第２の接続部をさらに含み、前記第２の接続点は前記フィードイン接続部により前記回路基板の無線周波数信号端に電気的に接続され、前記第４の接続点は前記接地接続部により前記回路基板の接地端に電気的に接続され、前記第１の電極は前記第１の接続部により前記第１の接続点に電気的に接続され、前記第２の電極は前記第２の接続部及び第３の接続点により前記第２の接続点に電気的に接続されることによって、前記第１の電極及び前記第２の電極は前記金属層の前記第１の接続点と前記第２の接続点との間に電気的に接続される請求項１に記載の手持ち式装置。
【請求項７】
前記回路基板に設置される直流抵抗素子及び無線周波数抵抗素子をさらに含み、前記直流抵抗素子は前記第１の接続部及び前記フィードイン接続部により前記第１の接続点と前記第３の接続点との間に電気的に接続され、前記スイッチは前記回路基板に設置されるダイオード素子であり、前記第２の接続点はさらに前記フィードイン接続部及び前記無線周波数抵抗素子により前記回路基板の直流信号端に電気的に接続されて前記ダイオード素子のオン状態を制御するための直流信号を受信する請求項６に記載の手持ち式装置。
【請求項８】
前記回路基板に設置される直流抵抗素子及び無線周波数抵抗素子をさらに含み、前記金属層は第５の接続点、第６の接続点、第３の接続部及び第４の接続部をさらに含み、前記直流抵抗素子は前記第３の接続部及び前記第４の接続部により前記第５の接続点と前記第６の接続点との間に電気的に接続され、前記スイッチは前記回路基板に設置されるダイオード素子であり、前記第２の接続点はさらに前記フィードイン接続部及び前記無線周波数抵抗素子により前記回路基板の直流信号端に電気的に接続されて前記ダイオード素子のオン状態を制御するための直流信号を受信する請求項６に記載の手持ち式装置。
【請求項９】
前記平面アンテナは補助金属層をさらに含み、前記補助金属層は前記金属層及び前記第２の接続点に電気的に接続され、前記補助金属層は前記外表面に延在し、前記スイッチをオンする場合に、前記平面アンテナが前記第１の中心周波数帯域の第１の低周波電流経路及び第１の高周波電流経路で作動でき、前記スイッチをオフする場合に、前記平面アンテナが前記第２の中心周波数帯域の第２の低周波電流経路及び第２の高周波電流経路で作動できる請求項１に記載の手持ち式装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１８６７７７（Ｐ２０１２−１８６７７７Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１６３１９（Ｐ２０１１−１１６３１９）
【出願日】平成２３年５月２４日（２０１１．５．２４）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＧＳＭ
【出願人】（５０９１９６１３２）宏達國際電子股▲分▼有限公司 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２４日（２０１１．５．２４）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＧＳＭ
【出願人】（５０９１９６１３２）宏達國際電子股▲分▼有限公司 (4)
【Ｆターム（参考）】
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