CN101055940B - 天线器件以及使用该器件的多频段型无线通信设备 - Google Patents

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Abstract

本发明所提出的天线器件能够节省空间、在宽频段(多频段)中工作并且能够实现较好的增益和保持每一个频段中的垂直谐振波的非方向性。该天线器件具有导体天线。位于导体天线的一个端侧上的端部(111a)被作为功率馈送部分贴装,并且位于导体天线110的另一端侧上的端部(112a)被作为开放端引脚贴装。该天线器件还具有由绝缘材料制成的基体,该基体被耦合到导体天线的一端和另一端。在其中具有折回部分的导体天线的电场强度增大的位置中耦合了基带,从而实现了宽频段和高增益的天线器件。

Description

天线器件以及使用该器件的多频段型无线通信设备
技术领域
本发明涉及天线器件,更为具体地说,涉及能够在多个频段(发送/接收频段)内工作的天线器件以及使用该天线器件的多频段无线通信设备。
背景技术
近年,诸如移动电话等无线通信设备已经逐渐普及,并且各种频段也被用于通信。特别是对于被称作双频段、三频段或四频段类型的移动电话等最新上市的移动电话,一个移动电话可以工作于多个频段(发送和接收频段)。在这种情况下,需要快速开发组成内嵌于如上所述能够工作于多个频段(发送/接收频段)的移动电话等中的天线电路的天线器件。因此,尽管天线组件具有增加的趋势,但是为了应对诸如移动电话等无线通信设备的进一步微型化以及在多个频段工作的需求,要求天线器件不仅可以实现微型化,而且能够具有高性能。
例如在专利文献1(日本专利申请未决公开第2004-363789号)中公开了贴装于可以工作于多个频段中的诸如移动电话的一个移动通信设备上的这种现有天线器件的例子,其中具有辐射电极模式的电介质天线部件和平板天线部件组成了反向F天线。另外,在专利文献2(日本专利申请未决公开第2004-7803号)中公开了一种天线器件,其中导电板形辅助元件被附着到具有辐射电极模式的电介质天线部件。在专利文献3(国际公开第WO 99/28990号)中公开了另一天线器件,其中反向F天线是通过在辐射导体和接地导体之间布置电介质构成的。在专利文献4(日本专利申请未决公开第2005-229365号)中公开了仅由电介质制成的又一天线器件。在专利文献5(日本专利申请未决公开第Hei 3-502157号)中公开了又一天线器件,其中电介质核被贴装在环形天线的环中。
不过,在专利文献1和2中所公开的现有天线器件的问题在于由于通过使用在电介质天线部件上所形成的辐射电极模式来执行阻抗匹配,因此不容易进行精细的调节。在专利文献3中所公开的天线器件的问题在于由于电介质位于辐射导体和接地导体之间,因此带宽较窄并且降低了辐射效率。在专利文献4中所公开的天线器件的问题在于与专利文献1、2和3中所公开的天线器件相比,辐射效率和敏感度都降低。在专利文献4中所公开的天线器件还有另一问题,即每一个频段都需要安装天线、用于天线器件的空间很大程度上被天线电路所占据,并且由于为每一个频段所安装的天线之间的相互作用而引起的天线方向性的波动和VSWR(电压驻波比)的恶化导致了其天线增益减小。在专利文献5中所公开的天线器件的问题在于所使用的天线为单个环形天线,其中其线路长度或电气长度由一个波长构成,并且因此在天线器件中天线占据了很大的空间。
发明内容
考虑到上述问题,本发明的目的是提出一种技术,它能够实现可以工作于较宽的频段(多个频段)并且可以实现较好的天线增益并且以节省空间的方式保持每一个频段中的垂直偏振波的非方向性的天线器件。
作为针对小型天线器件的各种研究的成果,本发明的发明人所发明的天线器件与现有天线器件相比可以节省更多的空间,并且还可以在较宽的频段(多个频段)中执行操作,并且可以实现较好的天线增益且保持每一个频段中的垂直偏振波的非方向性,也就是说,为了解决上述问题,所提出的天线器件包括:近似U形的导体天线,在其一个端侧上设置了功率馈送部分并且在其另一端侧上设置端部作为开放端引脚;以及由绝缘材料制成的基体。其中导体天线的一端和导体天线的另一端的位置相互靠近,且基体被插在导体天线的一端和导体天线的另一端之间,并且其中基体被耦合到导体的一个端侧或者导体天线的另一端侧的至少其中之一。
通过如上配置,U形导体天线的一端和另一端的位置相互靠近,并且由绝缘材料制成的基体被贴装于U形导体天线的一端和另一端之间并且被耦合到一端或另一端部的至少其中之一。也就是说,由均作为绝缘材料的电介质材料或磁性材料所制成的基体被耦合到其中导体天线的电场强度增加的位置,并且结果,导体天线的一端和另一端之间的电磁距离变短,达到发生静电耦合的程度,从而可以容易地得到谐振点,且因此通过作为绝缘材料的电介质或磁性材料的波长缩短效果可以使天线达到微型化。因此,允许天线器件工作于较宽的频段(多个频段),并且可以实现较好的天线增益且保持垂直偏振波的非方向性和节省空间。特别地,上述天线器件具有易于在多个频段中实现宽频段操作的灵活性。因此可以实现较好的增益并且在较宽的频段(多个频段)中保持垂直偏振波的非方向性。而且,在每一个频带中,可以得到较好的天线增益,并且在较宽的频带中保持垂直偏振波的非方向性。
另外,根据本发明,所设置天线器件包括近似U形的导体天线,在其一个端侧上设置了功率馈送部分并且在其另一端侧上设置端部作为开放端引脚;以及由绝缘材料制成的基体。其中导体天线的一端和导体天线的另一端的位置相互靠近,且基体被插在导体天线的一端和导体天线的另一端之间,并且其中基体被耦合在导体天线的一端和导体天线的另一端之间。
而且,基体被贴装于用于组成两者彼此相对的导体天线的导体之间,其中至少在用于组成两者彼此相对的导体天线的导体之间的局部中形成了空间。例如,基体可以被放置在靠近位于导体天线的一个端侧上的端部的部分和靠近位于导体天线的另一端侧上的端部的部分之间,或者基体可以被放置在靠近位于导体天线上的中心部分的部分和靠近位于导体天线的另一端侧上的中心部分的部分之间。
另外,导体天线是由金属导体板或金属导体线路制成,或者导体天线是由位于基体上的金属导体箔制成的布线或者金属导体薄膜构成的。
通过如上配置,导体天线的一端电容耦合到导体天线的另一端,并且导体天线的一端和导体天线的另一端电磁互用,并且因此可以改善阻抗匹配属性,结果,可以在每一个频段中进行宽频段操作并且保持垂直谐振波的非方向性。而且,通过执行金属导体箔或金属导体薄膜的刨花部分的机械处理,可以调节导体天线的发送和接收频率。
另外,根据本发明,导体天线是由板形导体制成的,并且位于导体天线上相对于另一端侧的一个端侧上的导体的平面部分与位于导体天线的另一端侧上的导体的平面部分是相垂直的。通过如上配置,导体天线的高度可以很小,从而允许被嵌入了天线器件的无线通信设备的厚度很薄。另外,在导体天线和主板的导体部分之间可以保持一定距离,这有助于提高天线增益和实现宽频段操作。另外,通过将导体平板布置于导体天线的一个端侧和另一端侧上以使其相互平行,可以进一步提高天线增益和实现宽频段操作。
另外,根据本发明,天线器件是由其上贴装有基体和导体天线的主板或次板构成的。可选情况下,该板是主板或者被连接到主板的次板。次板电气连接到主板并且其放置可以远离主板。优选地,附着有贴装硬件,该帖装硬件用于将主板和/或天线器件附着到其中有主板和/或导体天线的设备。另外,位于导体天线的一个端侧上的每一个部分和折回部分可以耦合到板。通过如上配置,在进行组装工作时可以容易地处理天线器件。
而且,根据本发明,所设置的天线器件包括:近似U形的导体天线,在其一个端侧上设置了功率馈送部分并且在其另一端侧上所设置的端部作为开放端引脚;以及由绝缘材料制成的基体。其中导体天线的一端和导体天线的另一端的位置相互靠近,且基体被插在导体的一端和导体天线的另一端之间,并且其中基体被耦合到导体的一个端侧和导体天线的另一端侧中的至少其中之一。通过如上配置,基体和导体天线可以被贴装于次板上,该次板起到不同于主板的板的作用,并且在导体天线和贴装于次板上的基体以及贴装于主板上的导体部分之间可以保持一定距离,并且因此可以减小无用的电容耦合,这有助于实现宽频段和高增益的天线。可选情况下,也可以使用次板或主板的任一个作为上述板。
另外,基体和位于导体天线的一个端侧上的一个部分或者位于导体天线的另一端侧上的一个部分可以被贴装于板的主表面上,并且位于导体天线的一个端侧上的另一部分或者位于导体天线的另一端侧上的另一部分形成于板的主表面的背面。通过如上配置,可以有效使用板的背面,这使得可以实现天线器件的微型化。
另外,位于导体天线的一个端侧上的部分或者位于导体天线的另一端侧上的部分的至少其中之一可以由金属导电板或者金属导体线路制成。在上述结构中,通过使用金属板或金属线型材料,天线器件的组装很容易,并且增加了设计其形状的自由度,这可以提供具有机械强度的天线。
另外,位于导体天线的一个端侧上的部分或者位于导体天线的另一端侧上的部分的任一个是通过由金属导体箔和附着到板的金属导体薄膜制成的布线制成的。通过如上配置,通过使用丝网印刷方法和沉积方法等方法可以容易地制造导体天线,并且因此可以适当地选择直线形、曲折形、弯曲形和螺旋形的天线器件中的任一个。
另外,在其中位于导体天线的一个端侧上的另一部分或者位于导体天线的另一端侧上的另一部分形成于板的主表面的背面上的导体天线中,优选地,经由形成于板上的通孔或者形成于板上的侧电极,位于导体天线的一个端侧上的导体被耦合到位于近似U形折回部分中的导体天线的另一端侧上的导体。通过如上配置,由于位于导体天线的一个端侧上的导体和位于导体天线的另一端侧上的导体是由金属导电板或金属导电线路制成的,因此如果位于另一端侧上的部分是由贴装于板背面上的金属导体箔或金属导体线路制成的,则两者可以很容易地耦合并且增加了机械强度和电气连接中的可靠性。
另外,优选地,位于导体天线的一个端侧上的平面近似垂直于位于与导体天线的一个端侧相对的另一端侧上的平面。通过如上配置,可以允许导体天线的高度很小,同时保持了导体天线的辐射面积,并且允许天线器件或者其中嵌入了天线器件的无线通信设备做得很薄。另外,在导体天线和位于主板上的导电部分之间可以保持一定距离,并且通过形成与基体的地线相垂直的平面来减少电容耦合的发生,这有助于减少无用的电容耦合并且提高天线增益和实现宽频段工作。
另外,可以绕过位于导体天线的另一端侧上的部分,以在板背面上形成L形路线或者コ形路线。通过如上配置,通过改变导体的长度可以调节频率。而且,导体天线可以被配置成绕过存在于狭窄空间中的障碍物或者其他组件。
而且,根据本发明,所提出的天线器件包括:近似U形的导体天线,在其一个端侧上的近似中心部分中设置了功率馈送部分并且在其另一端侧上设置端部作为开放端引脚;由绝缘材料制成的基体;以及其上贴装有基体和导体天线的板。其中导体天线的一端和导体天线的另一端的位置相互靠近,且基体被插在导体的一端和导体天线的另一端之间,并且其中基体被耦合到导体的一个端侧或者所述导体天线的另一端侧的至少其中之一。
另外,导体天线和基体被贴装于板的主表面上。
另外,位于导体天线的一个端侧或另一端侧上的部分是由金属导电板或金属导电线路制成的。
另外,位于导体天线的一个端侧上的部分可以耦合到基体的上表面,并且位于导体天线的另一端侧上的部分被耦合到基体的侧面,并且位于导体天线的一端上的部分可以耦合到基体的侧面,并且位于导体天线的另一端侧上的部分可以被耦合到面对着导体天线的侧面的另一侧面。通过如上配置,导体被配置为夹在导体天线之间,从而实现具有较高机械强度的天线。
另外,位于导体天线的一侧上的部分可以耦合到基体的上表面,并且位于导体天线的另一侧上的部分可以耦合到板的背面。
而且,在具有上述配置的天线器件中,基体可以被连接到位于导体天线的一端上的部分和使得能够调节发送和接收频率的布线。在上述配置中,通过执行布线的刨花部分的机械处理,可以改变导体天线的电容耦合度,从而能够调节天线器件的发送/接收频率。
进而,根据本发明,具有上述配置的天线器件被嵌入到无线通信设备中,用于提供多频段型无线通信设备。天线器件可以实现待被嵌入的天线器件的节省空间的截面,并且增加在无线通信设备的情况中天线器件的布局的自由度,并且实现无线通信设备的微型化。
通过上述配置,可以实现可工作宽频段(多频段)中并且可以实现较好增益且保持每一个频段中的垂直谐振波的非方向性的小型天线器件。因此,当将该天线器件应用到诸如移动电话等多频段无线通信设备时,在天线器件中所嵌入的天线电路的配置可以做到节省空间,用于提高在无线通信设备的情况下设计布置(布局)的自由度,并且容易实现通信设备的微型化。
附图说明
下面结合附图所进行的讲述将使本发明的上述和其他目标、优势和特征更加清楚,其中:
图1示出了根据本发明第一实施例的第一例子的天线器件的基本结构;
图2示出了如图1所示的天线器件的等效电路;
图3示出了在根据本发明第一实施例的天线器件中的VSWR(电压驻波比)和频率之间的关系;
图4示出了在根据本发明第一实施例的天线器件中的辐射效率和频率之间的关系;
图5示出了根据本发明第二实施例的天线器件的基本结构;
图6示出了在根据本发明第一实施例的如图5所示的天线器件中的VSWR和频率之间的关系;
图7示出了根据本发明第三实施例的天线器件的基本结构;
图8示出了在根据本发明第二实施例的如图7所示的天线器件中的VSWR和频率之间的关系;
图9示出了根据本发明第四实施例的天线器件的基本结构;
图10为表格,示出了每一个导体天线的长度、每一个基体在纵向方向上的长度,以及通过改变本发明第一至第三实施例中的基体的介电常数而得到的辐射效率;
图11示出了如图10所示的辐射效率和根据本发明第四实施例的每一个导体天线的长度之间的关系;
图12为体现根据本发明第一实施例的天线器件的例子的透视图;
图13为如图12所示的天线器件的平面图;
图14为三维图,示出了如图12所示的天线器件;
图15示出了在如图12所示的天线器件和现有芯片天线的所有平均增益与频率之间的关系;
图16示出了其中如图12所示的天线器件被应用到作为多频段无线通信设备之一的移动电话的例子;
图17示出了根据本发明第一实施例的天线器件的修订例子;
图18为根据本发明第五实施例的天线器件的透视图;
图19示出了根据第六实施例的天线器件的基本结构,并且图19(a)为从主板的表面来看贴装于次板上的天线器件以及部分次板的透视图;并且图19(b)为从部分主板和次板的背面看贴装于次板上的天线器件的透视图;
图20示出了根据本发明第六实施例的天线器件,并且图20(a)为其平面图,图20(b)为其侧面图,图20(c)为其底面图;
图21示出了本发明第六实施例的天线器件的第一修订例子的天线器件,并且图21(a)为其平面图,图21(b)为其侧面图,图21(c)为其底面图;图21(d)为其透视图;
图22示出了本发明第六实施例的天线器件的第二修订例子的天线器件,并且图22(a)为其平面图,图22(b)为其侧面图,图22(c)为其底面图;图22(d)为其透视图;
图23示出了本发明第六实施例的天线器件的第三修订例子的天线器件,并且图23(a)为其平面图,图23(b)为其侧面图,图23(c)为其底面图;图23(d)为其透视图;
图24示出了本发明第六实施例的天线器件的第四修订例子的天线器件,并且图24(a)为其平面图,图24(b)为其侧面图,图24(c)为其底面图;图24(d)为其透视图;
图25示出了本发明第六实施例的天线器件的第五修订例子的天线器件,并且图25(a)为其平面图,图25(b)为其侧面图,图25(c)为其底面图;图25(d)为其透视图;
图26示出了本发明第六实施例的天线器件的第六修订例子的天线器件,并且图26(a)为其平面图,图26(b)为其侧面图,图26(c)为其底面图;图26(d)为其透视图;
图27示出了本发明第六实施例的天线器件的第七修订例子的天线器件;
图28示出了本发明第六实施例的天线器件的第八修订例子的天线器件;
图29示出了本发明第六实施例的天线器件的第九修订例子的天线器件;
图30示出了被应用到作为多频段无线通信设备之一的移动电话的本发明第六实施例的天线器件,并且图30(a)为透视图,示出了当从背面看的移动电话的基座中的主板、电池、天线器件等,并且图30(b)为透视图,示出了当从键盘侧看的活动板和天线器件等;
图31也示出了被应用到作为多频段无线通信设备之一的移动电话的本发明第六实施例的天线器件,其中具体示出了移动电话中的功率馈送路线而非天线器件、麦克风等;
图32示出了根据本发明第七实施例的天线器件的基本结构,其中天线器件和部分板子是从板的表面来看的;
图33示出了本发明第七实施例的天线器件的结构,并且图33(a)为从前侧(如图29中的箭头所示)看的透视图,图33b)为当从后侧看的透视图;
图34示出了本发明第七实施例的第一修订例子的天线器件,并且图34(a)为从前侧(如图32中的箭头所示)看的透视图,图34(b)为当从后侧看的透视图;
图35示出了本发明第七实施例的第二修订例子的天线器件,并且图35(a)为从前侧(如图31中的箭头所示)看的透视图,图35(b)为当从后侧看的透视图;
图36示出了根据本发明第七实施例的天线器件的概念性结构,其中每一个部件由标号(1)至(5)来表示;
图37绘出了当改变每一个参数(每一个组件的尺寸)时对谐振频率如何变化的测量结果;
图38示出了其上贴装有第七实施例的天线器件的移动电话的整个主板;
图39示出了本发明第八实施例的天线器件的基本结构,并且图39(a)为第一修订例子的透视图,图39(b)为第二修订例子的透视图,图39(c)为第三修订例子的透视图;
图40示出了本发明的第一修订例子的第八实施例的天线器件的结构,并且图40(a)为其平面图,图40(b)为其侧面图,图40(c)为其底面图;图40(d)为其透视图;
图41示出了当从天线贴装板的端部馈送功率时以及当从根据本发明实施例的天线贴装板的中心部分馈送功率时所得到的天线辐射样式(增益方向性)的测量结果;
图42示出了本发明第九实施例的天线器件的结构。
具体实施方式
下面通过使用各种实施例并且结合参附图来更加详细地讲述用于实施本发明的最佳模式。下面参照图1至图4来讲述本发明第一实施例的天线器件。图1示出了本发明第一实施例的第一例子的天线器件的基本结构。图2示出了图1中的天线器件的等效电路。如图1所示,天线器件100包括导体天线110和基体120。
导体天线110是由金属板(金属导电板)制成的,以使其成近似U形,其中功率馈送部分位于在图1下部中被连接到导体天线110的一个端侧上的导体111的端部111a上,并且位于图1上部中的另一端侧上的导体112的端部112a形成开放端引脚。也就是说,导体111和112的位置相隔一定距离,并且带状空间和折回部分114被插在导体111和112之间。另外,只有基体120被耦合到导体111的端部111a或者导体112的端部112a的至少其中之一时,才能够充分实现基体120和导体天线110之间的耦合。导体111电容耦合到导体112,且在导体111和导体112之间插有空间113。而且,位于导体天线110的一个端侧上的导体111的平面和位于导体天线110的另一端侧上的导体112的平面被设置为相互平行。如图2所示,在电感器La1和Lb1之间、La2和Lb2之间,...,Lan和Lbn之间分别存在电容器Ca1、Ca2,...,Ca(n-1)。因此,空间113所提供的间隔处于可以至少进行电容耦合的程度。而且,在导体111和112与地面之间,分别存在Cb1、Cb2,Cb3,...,Cbn,Cb(n+1)。导体天线110是通过使用由例如磷酸青铜、铜和镍等制成的金属板制造的,并且为了减小电阻值以获取较高的天线增益并且使损失达到最小,导体天线110在其表面上设置了金镀层或银镀层。
基体120是由作为电介质材料或磁性材料的绝缘材料制成的(下面,在讲述中使用了电介质材料或磁性材料),并且其被配置为具有立方形,并且被耦合在位于导体天线110的一个端侧上的导体111的端部111a与位于导体天线110的另一端侧上的导体112的端部112a之间,也就是说被耦合到朝向彼此的导体111和112的端部111a和端部112a。这里,位于导体天线110的一个端侧上的导体111的平面和位于另一端侧上的导体112的平面被设置为相互平行。而且,只有基体120被耦合到导体111的端部111a或者导体112的端部112a的至少其中之一时,才能够充分实现基体120和导体天线110之间的耦合。导体111的端部111a电容连接到导体112的端部112a,且在朝向彼此的导体111和112之间插有基体120,也就是说,在电感器Lan和Lbn之间存在电容器Cd。基体120是由诸如矾土、二氧化硅、镁合金等在高频中具有较低损耗的陶瓷制成的。在基体120由磁性材料制成的情况中,基体是由被称作“planar”的Z型或Y型六角铁氧体和包含有铁氧体材料的合成材料制成的。在基体120是由电介质材料制成的情况中,介电常数和电介质损耗对天线属性造成了影响。
天线器件100在每一个都相互不同的发送/接收频带中工作。更为具体地说,在UMTS频段(2200MHz频段)内,与包括有工作于GSM频段(900MHz频段)的折回部分的导体天线110的整个长度(GSM频段的1/4长度)相对应的部分,工作于DCS频段(1700MHz频段)和PCS频段(1800MHz频段)的对应于导体天线110的1/2长度(DCS/PCS频段的1/4长度)的部分。通过如上操作,实现了四频段型的天线器件100。因此,对应于导体天线110的整个长度(λ/4)的部分工作于GSM频段,该频段低于DCS和PCS频段,其中对应于导体天线110的一半长度(λ/4)的部分工作于DCS和PCS频段并且低于UMTS频段,其中包含有位于导体天线110的一个端侧上的导体111的端部111a和位于导体天线110的另一端上的导体112的开放端部112a的基体120在UMTS频段中工作。而且,对应于导体天线110的一半长度(λ/4)的部分在彼此不同但频率接近的DCS和PCS这两个频段中工作。
位于导体天线110的一端上的导体111的端部111a通过导体线路130被连接到功率馈送线路141。在功率馈送线路141和导体线路130之间贴装了由芯片元件等组成的阻抗匹配电路。主板150是由玻璃环氧树脂等制成的,并且用作被嵌入在作为稍后讲述的本发明实施例的多频段无线通信设备之一的移动电话中的PCB(印刷电路板)。
在以上这种结构中,通过功率馈送线路141将功率从被贴装在主板150中的发送/接收电路部分(图中未示出)馈送到导体天线110。天线器件100由于形成的尺寸较小并且很薄,因此可以被贴装在主板150的边缘部分150a的前面,而不是主板150上。通常,如果天线、电池、发送/接收电路、麦克风、扬声器等被贴装在狭窄空间中,则由于天线的位置紧邻诸如发送/接收电路等导体部分,因此出现了用于抵消在天线中出现的谐振电路的反相镜像电流,这会导致天线增益的减小。为了抑制镜像电流的影响,天线的位置需要远离诸如发送/接收电路等导体部分。另外,如果辐射电极的位置靠近导体部分,则增加了不利于辐射的电容成分,这也会导致天线增益的减小和带宽的减小。通过如上配置天线器件100,在导体天线110和诸如贴装于主板150上的电池、发送/接收电路、麦克风和扬声器等导体部分之间可以保持一定距离,从而可以实现能够工作于宽频段并且实现高增益天线的天线器件100。
图3示出了在根据本发明第一实施例的天线器件100中的VSWR(电压驻波比)和频率之间的关系。VSWR为用于表示被发射到天线器件100的功率的反射度的值。该值越小(越接近1),则将应用功率发射到天线器件100越好和越有效,并且功率反射越少。较小的值表示天线属性较好。优选地,在待使用的频带中VSWR为5.00或更小。图3清楚地显示出,在靠近GSM频段(900MHz)的频带(860MHz~1100MHz)中、在靠近DCS频段(1700MHz)和PCS频段(1800MHz)的频带(1600MHz~1900MHz)中以及在靠近UMTS的频带(2050MHz~2200MHz)中得到了令人满意的天线属性。
图4示出了在第一实施例的天线器件100中的辐射效率和频率之间的关系。辐射效率表示被应用到天线器件100的功率被辐射到空间中的有效程度。辐射效率越大(越靠近1[100%]),则辐射效率越好。较大的辐射效率值表示天线属性较好。优选地,在待被使用的频带中辐射效率为0.90(90%)。从图4中可以明显看出,在GSM(900MHz)频段中得到了0.95(95%)或更高的令人满意的辐射效率,在DCS(1700MHz)和PCS(1800MHz)频段中所得到的辐射效率为0.98(98%),而在UMTS(2200MHz)频段中所得到的辐射效率为0.99(99%)。
接下来参照图5和6来讲述本发明第二实施例的天线器件。图5示出了根据本发明第二实施例的天线器件200的基本结构,其显示方式与如图1所示的相对应。在图5中,与图1所示的组件相对应的组件被标以相同的标号,并且相应地省略了对它们的讲述。在第二实施例的天线器件200中,其基体220的结构与第一实施例的天线器件100中的不同。也就是说,基体220是由电介质材料制成的,并且形成为立方形,并且进一步被耦合到位于导体天线110的一个端侧上的导体111的中心部分111b和位于导体天线110的另一端侧上的导体112的中心部分112b,也就是说被耦合到朝向彼此的导体111和112的中心部分111b和中心部分112b。而且,仅在基体220被耦合到导体111的中心部分111b或者导体112的中心部分111b的至少其中之一时,才能够充分实现基体120与导体111和112之间的耦合。通过如上配置,在第二实施例中也可以实现与在第一实施例中所得到的一样的行为和效果。
图6示出了根据第二实施例的如图5所示的天线器件200中的VSWR和频率之间的关系。优选地,在待使用的频带中VSWR为5.00。从图6可以明显看出,在靠近GSM(900MHz)频段的频带(860MHz~1100MHz)中、在靠近DCS频段(1700MHz)和PCS(1800MHz)频段的频带(1600MHz~1900MHz)中以及在靠近UMTS(2200MHz)频段的频带(2050MHz~2200MHz)中得到了令人满意的天线属性。
接下来参考图7和8来讲述本发明第三实施例的天线器件。图7示出了本发明第三实施例的天线器件300的基本结构,其显示方式与如图1所示的相对应。在图7中,与图1所示的组件相对应的组件被标以相同的标号,并且相应地省略了对它们的讲述。在第三实施例的天线器件300中,导体天线310的结构与第一实施例的天线器件100中的导体天线的结构不同。也就是说,导体天线310由线型材料(金属导电线)制成以使其成近似U形,其中从位于如图7的下部所示的导体天线310的一个端侧上的导体311的端部311a侧分支出来的功率馈送部分315形成于基体120的表面上,并且位于如图7的上部所示的导体天线310的另一端侧上的导体312的端部312a被形成为开放端引脚。换句话说,导体311和312的位置相隔一定距离,并且在导体311和312之间形成了带状空间313和折回部分314。另外,基体120由电介质材料制成以具有立方形,并且以其中基体120被夹在端部311a和开放端部312a之间的方式,将基体120耦合到导体天线310中朝向导体312的导体311的端部311a以及导体天线310中朝向导体311的导体312的开放端部312a。功率馈送部分315以作为规定路线的方式形成于基体120的功率馈送部分的一侧上,然后与基体120分开,并且平行于端部311a延伸,以连接到导体线路130。而且,仅在基体120被耦合到导体311的端部311a或者导体312的端部312a的至少其中之一时,才能够充分实现基体120与导体311和312之间的耦合。导体天线310是通过使用由例如磷酸青铜、铜和镍等制成的线型材料构成的,并且为了减小电阻值以实现较高的天线增益并且使损失达到最小,导体天线310在其表面上设置了金镀层或银镀层。通过如上配置,在第三实施例中也可以实现与通过第一实施例中的天线器件100所得到的一样的行为和效果。
图8示出了在上述天线器件300中的VSWR和频率之间的关系。优选地,VSWR为5.00或更小。从图8可以明显看出,在靠近GSM频段(900MHz)的频带(810MHz~910MHz)中、在靠近DCS(1700MHz)和PCS(1800MHz)频段的频带(1630MHz~1900MHz)中以及在靠近UMTS频段(2200MHz)的频带(2050MHz~2200MHz)中得到了令人满意的天线属性。
接下来参考图9来讲述本发明第四实施例的天线器件。图9示出了本发明第四实施例的天线器件400的基本结构,其显示方式与图5和图7相对应。在图9中,与图5和图7中的组件相对应的组件被标以相同的标号,并且相应地省略了对它们的讲述。第四实施例的天线器件400是通过组合第三实施例的天线器件300的导体天线310和第二实施例的天线器件200的基体220构成的。也就是说,基体220由电介质材料制成以具有立方形,并且以其中基体被夹在中心部分311b和312b之间的方式,将基体耦合到位于导体天线310的一侧上的导体311的中心部分311b以及位于导体天线310的另一侧上的导体312的中心部分312b,其中导体311朝向导体312。而且,仅在基体220被耦合到导体311的中心部分311b或者导体312的中心部分312b的至少其中之一时,才能够充分实现基体220与导体311和312之间的耦合。通过如上配置,在第四实施例中也可以实现与通过第二和第三实施例中的天线器件200和300所得到的一样的行为和效果。
图10为表格,示出了第一至第四实施例中天线器件100至400中的导体天线110至310的每一个的长度、基体120和220的每一个在纵向方向上的长度(其宽度和高度是相同的)、通过改变基体220的介电常数所得到的辐射效率以及通过改变基体120和220的介电常数所得到的辐射效率。图11示出了如图10所示的辐射效率和每一个导体天线的长度之间的关系。而且,作为比较例子,在上述同一表格中还示出了具有辐射电极模式的现有芯片天线的长度和辐射效率等。从图10和11可以明显看出,天线器件100至300的每一个和比较例子的芯片天线的辐射效率在PCS(1800MHz)频段中约为0.9(90%)或更多,不过,本发明实施例的天线器件100至300的每一个的辐射效率在GSM(900MHz)频段中约为0.89(89%)或更多,而比较例子的现有芯片天线的辐射效率为0.86(86%)。这显示出,在PCS和GSM频段中,不论每一个导体天线(第一和第二实施例中的板形导体天线以及第三和第四实施例中的线形导体天线)的长度和截面轮廓,每一个基体在纵向方向上的长度、每一个基体的相对介电常数,可以得到令人满意的辐射特性。
图12(a)和12(b)为体现第一实施例的天线器件100的例子的透视图。图13(a)和13(b)为体现第一实施例的天线器件100的例子的平面图。图14(包括有14[a]、14[b]和14[c])为三维图,示出了图12中的天线器件的主要部分。第四实施例的天线器件500包括导体天线510、基体520、导体线路530(见图14[b])、功率馈送连接器531和贴装硬件532,所有这些都被贴装于次板540上。形成的天线器件500为小尺寸并且很薄,并且因此除了主板(图中未示出)之外,还设置了次板540。通过如上配置,在导体天线510和基体520之间可以保持一定距离,并且主板中诸如用作接地引脚的边缘部分550b(见图16)等导电部分、由导体天线510制成的天线和基体520可以在宽频段中工作,且可以得到较高的天线增益。
由金属板制成的导体天线510为近似U形,其中折叠导体天线510,以便位于如图12(b)的上部所示的导体天线510的一个端侧上的导体511的平面部分相对于位于导体天线510的另一端侧上的导体512的平面部分是垂直的,并且功率馈送部分515形成于位于一个端侧上的导体511的端部511a中,并且位于另一端侧上的导体512的端部512a形成为开放端引脚。也就是说,导体511和512的位置相隔一定距离,并且在导体511和512之间插有带状空间513和折回部分514。导体天线510是由厚度为0.3mm的金属板制成的,以使其长度为32.5mm,并且为了减小电阻值以获取较高的天线增益并且使损失达到最小,在其表面上设置了金镀层。配置天线器件510使得位于其一个端侧上的导体511的宽度要比位于其另一端侧上的导体512的宽度窄。其原因是,通过使距离接地部分(见图16)较近的导体天线510的导体511的宽度(见图17)较窄,减小了平行于用作接地引脚的主板550的边缘部分550b或者机盒侧金属部分11的部分,并且增加了垂直于边缘部分550b和金属部分550的部分,这使得导体天线510能够远离接地部分,并且减小了导体天线510和接地引脚之间的电容耦合组件,结果,可以拓宽用于提供超过指定水平的增益的带宽。这使得诸如GSM(900MHz)频段等较低的频段提供较高的增益。因此,为了在诸如DCS(1700MHz)、PCS(1800MHz)和UMTS(2200MHz)频段等宽频段中实现较高的天线增益,位于一个端侧上的导体511的宽度需要比位于导体天线510的另一端侧上的导体512的宽度宽。
基体520由电介质材料或磁性材料制成以具有立方形,并且通过使用粘合剂,以其中基体520被夹在端部511a和512a之间的方式,将该基体520耦合在位于导体天线510的一个端侧上的导体511的端部511a和位于导体天线510的另一端上的导体512的开放端部512a之间,也就是说耦合到朝向导体512的导体511的端部511a和朝向导体511的导体512的端部512a。而且,为了实现这种耦合,作为选择的,通过在其中基体520被耦合到导体天线510的平面上进行丝网印刷可以形成电极,并且该电极可以被通过焊接耦合到导体天线510。基体520是由诸如矾土、二氧化硅、镁合金等在高频率中提供较低损耗的陶瓷制成的,以使其尺寸为5.5mm×3mm×2mm。
在次板540的一个表面上贴装有导体511的端部511a、基体520和位于导体天线510的一个端侧上的功率馈送连接器531,并且在次板540的另一表面上贴装有贴装硬件532。如图14(b)所示,功率馈送连接器531连接到功率馈送点541和接地部分542,该功率馈送点541和接地部分542都被印刷在次板540上。功率馈送点541通过导体线路530连接到位于导体天线510的一个端侧上的导体511的端部511a,并且接地部分542经由在次板540中所形成的通孔连接到贴装硬件532和焊接部分544。通孔532a形成于贴装硬件532中,用于以共用的方式连接到地面。而且,可选情况下,在功率馈送点541和导体天线510之间可以贴装匹配电路。
图15示出了在上述天线器件500和现有芯片天线的所有平均增益与频率之间的关系。从图15中可以明显看出,天线器件500的所有平均增益在GSM(900MHz)频段中要比芯片天线的平均增益高3dBi,在DCS(1700MHz)和PCS(1800MHz)频段中要比芯片天线的高2dBi,并且在UMTS(2200MHz)频段中要比芯片天线的高0.5dBi。这显示出在待使用的频带中得到了令人满意的属性。
接下来讲述本发明的其他模式,其中上述结构的天线器件500被嵌入在多频段无线通信设备中。图16示出了其中上述天线器件500被应用到作为多频段无线通信设备之一的移动电话的例子。在移动电话的机盒10中安置了比机盒10要小的机盒侧金属部分11。在机盒侧金属部分11中对应于图16所示的上半部的区域中设置了主板550,并且在对应于图16所示的下半部的区域中设置了电池12,并且在对应于图16所示的端部的区域中设置了天线器件500,其中所贴装的主板550、电池12和天线器件500以及机盒11被以固定的方式通过螺钉将其固定到贴装硬件532的贴装孔532a。贴装于主板550上的连接器551经由功率馈送同轴电缆13连接到贴装于天线器件500的次板540上的功率馈送连接器531。通过如上配置,将功率从贴装于主板550上的发送/接收电路(图中未示出)馈送到导体天线510和基体520的每一个。由于在导体天线510和基体520与包括有用作接地引脚的主板550的边缘部分550b的导体部分之间保持了一定距离,因此导体天线510和基体520作为宽频段和高增益天线工作。
图17示出了第一实施例的天线器件100的修订例子的透视图,并且在图17中,与第一实施例中的组件相对应的组件被标以相同的标号,并且相应地省略了对它们的讲述。修订例子的天线器件600不具有其上贴装有贴装硬件532的次板540。在天线器件600中,位于导体天线510的一个端侧上的导体511的端部511a和基体520被直接贴装于主板650上,并且位于导体天线510的一个端侧上的导体511和位于导体天线510的另一端上的导体512的折回部分514也被直接贴装于主板650上。通过如上配置,通过修订例子的天线器件600可以实现与上述天线器件500所得到的一样的行为和效果,并且因此,在组装天线器件600时容易进行操作,并且即使当接收外力时,具有天线器件600的移动电话也可以保持其强度。而且,在如图12所示的修订例子中,通过使次板540的宽度达到足以容纳整个导体天线510并且将折回部分514固定到次板540,导体天线510可以被稳定地固定到次板540。在其中整个导体天线510被整个装在次板540上的情况中,通过贴装多件贴装硬件532(例如,在次板540的两侧上),天线器件可以被稳定和可靠地固定在多频段无线通信设备中。
图18为本发明第六实施例的天线器件的透视图,这与在通过加长基体620并且通过在作为导电膜的基体620上印刷导体611和612的所有部分而构造的如图19所示的第六实施例中所使用的天线器件相类似。第六实施例的天线器件900被配置使得其基体更长并且通过使用丝网印刷方法和沉积方法等在基体620的表面上印刷金属导电膜,并且将其导体天线910形成为近似U形。适当地可以从直线形、曲折形、弯曲形和螺旋形等中选择金属导电膜的形状。通过如上配置,通过第六实施例的天线器件900可以实现与通过天线器件100至600所得到的一样的行为和效果。另外,可选情况下,可以通过将指定形状的金属导电箔粘贴到基体920来构建天线器件900。在将天线器件900应用到移动电话(在GSM、DCS、PCS和UMTS频段中工作)的情况下,当使用长度为25mm~30mm、宽度为2mm~4mm、高度为2mm~4mm并且介电常数为5~10的陶瓷作为其基体时,天线器件900的增益、敏感性和带宽被证明是最好的。
接下来参照图19和20来讲述本发明第六实施例的天线器件。图19示出了第六实施例的天线器件的基本结构,并且图19(a)为从板的表面看贴装于次板和部分主板上的天线器件的透视图;并且图19(b)为从部分主板的背面看贴装于次板上的天线器件的透视图。图20示出了第六实施例的天线器件600,并且图20(a)为其平面图,图20(b)为其侧面图,图20(c)为其底面图;图20(d)为其透视图。天线器件600包括两者都被贴装于次板640上的导体天线610和基体620。
导体天线610被设置为近似U形,其中形成导体天线610使得位于如图19(a)的上部所示的导体天线610的一个端侧上的导体611的平面部分相对于位于导体天线610的另一端侧上的导体612的平面部分是垂直的,并且功率馈送部分615形成于位于一个端侧上的导体611的端部611a中,并且位于另一端侧上的导体612的端部612a形成为开放端引脚。也就是说,导体611和612的位置相隔一定距离,并且在导体611和612之间形成了带状空间613和折回部分614。位于导体天线610的一个端侧上的导体611是由厚度为0.3mm的金属板制成的,以使其长度为32.5mm,并且为了减小电阻值以实现较高的天线增益并且使损失达到最小,在其表面上设置了金镀层。更为确切地说,导体611是由磷酸青铜制成的金属板构成的,以使其长度为32.5mm,以形成较长的
Figure G200710096044920070420D000211
形截面,并且贴装导体611(以站立状态)使得
Figure G200710096044920070420D000212
形凹面部分形成位于导体611和次板640的主表面640A之间的带状空间613。
基体620由电介质材料制成以具有立方形,并且将其表面贴装在次板640的主表面640A的端部640a上。基体620是由诸如矾土、二氧化硅、镁合金等在高频率中提供较低损耗的陶瓷制成的,以使其尺寸为5.5mm×3m×2mm。
基体620不仅可以由电介质材料制成,而且可以由磁性材料制成。在使用磁性材料的情况下,可以使用被称为“planar”的Z型或Y型六角铁氧体或者包含有这些铁氧体材料的合成材料作为用于基体620的磁性材料物质。优选地,使用铁氧体的烧结体,并且更为优选地,使用Y型铁氧体。铁氧体的烧结体具有高容量的电阻率,并且在针对导体的绝缘效果方面具有优势。使用具有高容量电阻率的铁氧体使得没有必要提供针对导体的绝缘涂层。Y型铁氧体在高达1GHz的高频率中可以保持其磁导率,并且磁损耗在高达1GHz的高频率中很小。Y型铁氧体的烧结体不仅包括单相位的Y型铁氧体,而且包括诸如Z型铁氧体和W型铁氧体等其他相位的铁氧体。与使用电介质材料的情况一样,由磁性材料制成的基体620可以被形成为立方形,并且尺寸为5.5mm×3mm×2mm。
基体620位于导体天线610的一个端侧上的导体611和位于另一端侧上的导体612之间,并且其侧表面620B被耦合到位于导体天线610的一个端侧上的导体611。也就是说,在次板640上的主表面640A的端部640a上表面贴装有基体620,并且通过使用粘合剂将位于导体天线610的一个端侧上的导体611的端部611a耦合到其侧表面620B。而且,虽然图中未示出,可选情况下,可以通过在基体620的侧表面620B和位于导体天线610的一个端侧上的导体611的端部611a之间的耦合面上进行丝网印刷来形成电极,并且可以通过焊接方法将该电极耦合到端部611a。
沿着次板640的长度方向,将位于导体天线610的另一端侧上的导体612表面贴装在朝向位于次板640上的背面640B上的导体611的部分中。更为确切地说,导体612是由具有指定宽度的箔片制成的,并且沿着次板640的长度方向形成于次板的背面640B上。位于导体天线610的一个端侧上的导体611中位于具有较长
Figure G200710096044920070420D000231
形截面的端部611a的相对侧上的
Figure G200710096044920070420D000232
形端部(折回部分614)延伸到次板640的背面640B,然后将其弯曲,并且在弯曲端部上形成了位于导体天线610的另一端侧上的导体612,这导致导体611电气连接到导体612。而且,可选情况下,位于导体天线610的一个端侧上的导体611的
Figure G200710096044920070420D000233
形端部(折回部分614)在没有延伸到次板640的背面640B的情况下,可以被折叠在主表面640A上,并且通过使用在次板640中所形成的通孔电极(图中未示出),可以将折叠部分连接到位于另一端侧上的箔片导体612。优选地,导体天线610的一个端部或另一端部是通过由金属导电板制成的金属板构成的。在这种情况下,相对于导体天线610的一个端部或另一端部的端部可以由诸如形成于次板640上的铜箔等金属导电箔制成,或者可以通过采用丝网印刷方法或沉积方法在次板640上印刷金属导电膜来制造相对于导体天线610的一个端部或另一端部的端部。
而且,在第六实施例中,位于导体天线610的另一端侧上的导体612是通过将箔片粘贴到背面640B来形成的,不过,与位于一个端侧上的导体611的情况一样,可以通过使用由磷酸青铜制成的金属板来形成导体612。在这种情况下,可以通过在背面640B上粘贴金属板的平面部分来形成导体612。另外,位于导体天线610的另一端侧上的导体612是由金属板制成,并且可以通过组合其他材料,例如通过使用线型材料(金属导电线)等来形成导体611。在这种情况下,导体612和611可以经由通孔电极进行耦合,或者可以经由形成于用作折回部分的板子的侧面上的侧面电极进行电气连接。
因此,在第六实施例的天线器件600中,位于导体天线610的另一端侧上的导体612的端部612a朝向位于次板640上的背面640B上的基体620的底部延伸。结果,位于另一端侧上的导体612的端部612a被耦合到基体620的底部,且对应于次板640的厚度的缝隙被插在端部612a和底部之间,并且导体612的端部612a被电容耦合到位于另一端侧上的导体611的端部611a。
而且,优选地,位于另一端侧上的导体612被配置使得其宽度要比位于一个端侧上的导体611的宽度窄。其原因是通过减小其中板形平面平行于主板650的边缘650b的导体部分并且通过增大与边缘650b相垂直的导体部分,并且结果,在纵向方向上离主板650的边缘650b最近也就是离地面最近的导体611的边缘的位置远离主板650的边缘650b,并且因此,在导体天线610和地面之间可以保持有效距离,这会减少导体天线610和地面之间的电容分量,因此可以实现超过指定水平的增益,并且拓宽带宽。这可以在诸如GSM(900MHz)频段等低频段中实现天线器件600的高增益和宽频带工作。
位于导体天线610的一个端侧上的导体611的端部611a经由导体线路630连接到功率馈送线路641。在功率馈送线路641和导体线路630之间贴装有由芯片元件631等组成的阻抗匹配电路。主板650是由玻璃环氧树脂等制成的,并且用作被嵌入在作为本发明实施例的多频段型无线通信设备之一的移动电话中的PCB。
通过如上配置,通过功率馈送线路641将功率从贴装于主板650上的发送/接收电路(图中未示出)馈送到导体天线610。天线器件600被配置为小尺寸并且很薄,并且因此可以将其贴装于与主板650相比很小的次板640上。通过如上配置,在导体天线610和基体620之间以及导体部分和用作接地引脚的主板650的边缘部分650b之间可以保持一定距离,并且减小了导体天线610和位于主板650上的地面之间的静电电容,这使得导体天线610和基体620作为宽频带和高增益天线工作。另外,通过使用如图12至14所示的贴装硬件532可以将次板640固定到之后讲述的移动电话的机盒。
而且,天线器件600和其次板640被装在待描述的移动电话的机盒等的下部中。在许多情况下在机盒等的下部中装有麦克风。在第六实施例中,麦克风649被贴装于次板640上,并且位于一个端侧上的导体611以站立的方式形成于一端部上,该端部位于与次板640上的主表面640A上的麦克风649相对的宽度方向上,并且位于另一端侧上的导体612形成于位于与次板640的宽度方向中的麦克风649相对的端部中。因此,通过配置使得位于导体天线610的一个端侧上的导体611和位于另一端侧上的导体612的位置距离麦克风649尽可能远,可以减小在导体611和612与麦克风649之间的静电电容分量,这可以减小麦克风649对导体天线610的影响。优选地,位于导体天线610的另一端侧上的导体612是由可以提供形状设计的自由度的金属导电箔或者金属导电膜制成,以使导体远离麦克风649等或者绕过障碍物。而且,在使用次板的情况下,根据不同于制造主板的方法来管理贴装天线器件或麦克风的工作,从而使移动电话的生产合理化并且缩短制造时间。
这里,通过参照图21至29来讲述本发明第六实施例的天线器件的修订例子。图21示出了本发明第六实施例的天线器件的第一修订例子的天线器件。图21(a)为其平面图,图21(b)为其侧面图,图21(c)为其底面图;图21(d)为其透视图;
在第一修订例子的天线器件601中,基体620被连接到导体天线610的一个端部611,并且其上形成了能够调节发送/接收频率的布线666。也就是说,特别是在GSM频段中,用于调节发送/接收频率的布线666是由朝向一个端侧的基体620的上表面形成的,并且通过执行诸如对用于调节发送/接收频率的布线666进行刨花处理等机械处理,可以调节天线器件601的发送/接收频率。通过改变用于调节发送/接收频率的布线666的尺寸,可以增大或者减小导体611和位于贴装于次板640上的背面640B上的导体天线610的另一端侧上的导体612(也就是导体612的端部612a)之间的电容,这使得能够容易地调节发送/接收频率。
图22示出了本发明第六实施例的天线器件的第二修订例子的天线器件。图22(a)为其平面图,图22(b)为其侧面图,图22(c)为其底面图;图22(d)为其透视图。在第二修订例子的天线器件602中,改变了其中位于贴装于次板640的一个主面(表面)上的导体天线610的一个端侧上的导体611(金属板)被耦合到位于贴装于次板640的另一主面(背面)上的导体天线610的另一端侧上的导体612(铜箔)的位置。也就是说,位于另一端侧上的导体612(铜箔)在纵向方向上形成于次板640的其它主面(背面)的整个长度之上,不过,形成位于导体天线610的一个端部上的导体611(金属板)使得其比导体612要短一些,更为具体地说,长度约为位于次板640的表面上的功率馈送侧的3/4,并且
Figure G200710096044920070420D000261
形端部被耦合到处于纵向方向上的约3/4的位置中的背面上的导体612(铜箔)。因此根据第二修订例子的天线器件602,通过改变其中位于贴装于次板640的表面上的导体天线610的一个端侧上的导体611(金属板)被耦合到位于形成于次板640的背面上的导体天线610的另一端侧上的导体612的位置,可以容易实现发送/接收频率的调节。可选情况下,通过在纵向方向上在次板640的长度的中点上折回导体611,位于导体天线610的一个端侧上的导体611可以被耦合到导体612(铜箔),并且仅在其中形成了近似U形折回部分的位置上将位于导体天线610的一个端侧上的导体611耦合到位于另一端侧上的导体612。另外,通过在相对于功率馈送侧的方向上改变位于从其中导体611被耦合到导体612的位置开始延伸的板子侧上的导体612的高度,可以对GSM频段中的谐振频率进行校准。
图23示出了本发明第六实施例的天线器件的第三修订例子的天线器件,并且图23(a)为其平面图,图23(b)为其侧面图,图23(c)为其底面图;图23(d)为其透视图。在第三修订例子的天线器件中,位于贴装于次板640上的一个主面(表面)上的导体天线610的一个端侧上的导体611(金属板)中位于来自导体天线610的另一端侧上的导体612的折回侧上的约一半被形成,使得其平面部分与次板640的主面相垂直,并且导体611中位于功率馈送侧上的约一半从旁经过,以便其平面部分被耦合到基体620的上面。结果,位于功率馈送侧上的端部611a的朝向平行于位于导体天线610的另一端上的导体612的端部612a,且基体620被插在端部611a和端部612a之间,并且因此,通过改变相互平行的两表面之间的距离,可以增大或者减小端部611a和端部612a之间的电容。这可以容易地调节发送/接收频率。因此,可选情况下,导体天线610被配置为从旁经过,以便位于导体天线610的一端上的导体611的一部分位于基体620的上表面,这使得位于导体天线610的一端上的导体611的一部分与如图23所示的麦克风649的位置分开,因此防止了麦克风649和导体天线610相互靠近而引起的天线增益的下降和窄波段,并且还可以调节发送/接收频率。
图24示出了本发明第六实施例的天线器件的第四修订例子的天线器件,并且图24(a)为其平面图,图24(b)为其侧面图,图24(c)为其底面图;图24(d)为其透视图。在第四修订例子的天线器件中,形成位于导体天线610的另一端侧上的导体612使得其在次板640的背面上为L形或
Figure G200710096044920070420D000271
形,并且结果,在次板640在宽度方向上的背面的端部与导体612之间保持了一定距离。这导致了位于导体天线610的另一端侧上的导体612的长度的增大和电感值的增加,并且因此可以容易地调节发送/接收频率。
图25示出了本发明第六实施例的天线器件的第五修订例子的天线器件,并且图25(a)为其平面图,图25(b)为其侧面图,图25(c)为其底面图;图25(d)为其透视图。在第五修订例子的天线器件中,形成位于导体天线610的另一端侧上的导体612使得其宽度近似等于位于次板640上的基体620的宽度。这导致了位于导体天线610的另一端侧上的导体612的面积增大和电容分量的增加,这可以容易地调节发送/接收频率。
图26示出了本发明第六实施例的天线器件的第六修订例子的天线器件,并且图26(a)为其平面图,图26(b)为其侧面图,图26(c)为其底面图;图26(d)为其透视图。在第六修订例子的天线器件中,将功率从次板640的背面640B馈送到导体天线610的导体612。通过功率馈送部分615将导体天线610的导体612的端部612a连接到导体线路630。在如上配置中,通过功率馈送线路641和导体线路630将功率从贴装于主板650上的发送/接收部分(图中未示出)供应到功率馈送部分615,然后将功率从该功率馈送部分615馈送到导体天线610。虽然图中没有显示出来,由芯片元件等组成的阻抗匹配电路被贴装于功率馈送线路641和导体线路630之间。因此,可选情况下,功率可以被馈送到形成于次板640的背面上的导体天线610的导体612。在如图25所示的第六实施例的第五修订例子的天线器件中,被连接到功率馈送部分的导体611构成了位于导体天线610的一个端侧上的导体,并且导体612构成了位于另一端侧上的导体,其中该导体612的另一端部形成了开放端引脚。不过,在如图26所示的第六修订例子的天线器件中,被连接到功率馈送部分的导体612构成了位于一个端侧上的导体,并且导体611构成了位于另一端侧上的导体,其中该导体611的端部形成了开放端引脚。因此,被连接到基体620的侧面620B的导体611的端部611a构成了开放端引脚。
图27示出了本发明第六实施例的天线器件的第七修订例子的天线器件。在第七修订例子的天线器件中,导体天线610包括:位于导体天线610的一个端侧上的导体611、位于导体天线610的另一端侧上的导体612、基体620、功率馈送连接器531、由芯片元件组成的阻抗匹配电路632,以及导体线路630,所有这些组件都被贴装在次板640上。位于导体611的一端上的端部611a被通过印刷方法连接到形成于基体620上的功率馈送电极615’,并且构成了功率馈送部分615。位于另一端侧上的导体611的端部611a被连接到折回部分614,并且被经由次板640上的通孔导体连接到位于另一端侧上的导体612。在次板640的背面640B上印刷位于导体天线610的另一端侧上的导体612来作为导电膜,并且位于导体天线610的另一端侧上的导体612的端部612a和612b作为开放端引脚工作。导体天线610的电极的整个截面为近似U形,这是通过位于一个端侧上的导体611、折回部分614和位于另一端侧上的导体612形成的,且次板640被夹在这些组件之中,其中位于导体天线610的另一端侧上的导体612的端部612b从折回部分614稍微向上延伸到外部。也就是说,导体611和612的位置相互分开,且次板640被夹在导体611和612之间。另外,当从次板640来看时,导体610以弧形形式位于在次板640的上部中的机盒侧上的位置中,并且经由穿过次板640的主面640A的通孔643连接到位于形成于背面640B上的另一端侧上的导体612并且被放置在那里(以站立方式)。经由位于次板640上的导体线路和匹配电路632将功率从功率馈送连接器631馈送到功率馈送部分615,并且进一步将功率馈送到导体天线610。
图28示出了本发明第六实施例的天线器件的第八修订例子的天线器件。(在图28中,由于结构与在修订例子7中所讲述的是相同的,因此被标以与修订例子7中所示的相同的标号)。在第八修订例子的天线器件中,导体天线610包括:位于导体天线610的一个端侧上的导体611、位于另一端侧上的导体612、基体620、功率馈送连接器631、由芯片元件组成的阻抗匹配电路632,以及导体线路630,所有这些组件都被贴装在次板640上。位于导体天线610的另一端侧上的导体611的端部611a被连接到在基体620上所印刷的功率馈送电极615’,并且通过基体620构成了功率馈送部分615。导体611的另一端部被连接到折回部分614,并且经由形成于次板640上的通孔被进一步连接到位于另一端侧上的导体612。在次板640的背面640B上印刷位于导体天线610的另一端侧上的导体612来作为导电膜,并且位于另一端侧上的端部612a和612b作为开放端引脚工作。导体天线610的电极的整个截面为近似U形,这是通过导体611、折回部分614和导体612形成的,且次板640被夹在这些组件之中,并且导体612的端部612b从折回部分614稍微向上延伸到外部。导体天线的结构与其他天线的不同之处在于导体611在朝着板子640的上表面进行折叠以在导体611的长度中点上具有弯曲形截面之后,被连接到折回部分614。也就是说,导体611和612的位置相互分开,且次板640被夹在导体611和612之间,并且在导体611和612之间形成了带状空间,这还示出了其中根据周围组件、机盒等的形状可以改变该部分的截面的例子。然后,与上述情况一样,当从次板640来看时,导体610以弧形形式位于(以站立方式)在次板640的上部中的机盒侧上的位置中,并且经由穿过次板640的主面640A的通孔643连接到形成于背面640B上的导体612。经由位于次板640上的导体线路和匹配电路632将功率从功率馈送连接器631馈送到功率馈送部分615,并且进一步将功率馈送到导体天线610。
图29示出了本发明第六实施例的天线器件的第九修订例子的天线器件。(在图29中,由于结构与在修订例子7中所讲述的是相同的,因此被标以与修订例子7中所示的相同的标号)。在第九修订例子的天线器件中,导体天线610包括:位于导体天线610的一个端侧上的导体611、位于导体天线610的另一端侧上的导体612、基体620、功率馈送连接器631、由芯片元件组成的阻抗匹配电路632,以及导体线路630,所有这些组件都被贴装在次板640上。通过印刷方法将位于导体天线610的一个端侧上的导体611的端部611a连接到形成于板子620上的功率馈送电极615’,并且构成了功率馈送部分。基体611的另一端部被连接到折回部分614,并且经由形成于次板640上的通孔被进一步连接到位于另一端侧上的导体612。在次板640的背面640B上印刷位于另一端侧上的导体612来作为导电膜,并且位于另一端侧上的端部612a和612b作为开放端引脚工作。导体天线610的电极的整个截面为近似U形,这是通过导体611、折回部分614和导体612形成的,且次板640被夹在这些组件之中,并且导体612的端部612b从折回部分614稍微向上延伸到外部。导体天线610的结构与其他天线的不同之处在于支撑部分611b从导体611的长度中点朝着次板640的上表面进行延伸,以支撑导体611并且以站立的方式位于次板640上。也就是说,导体611和612的位置相互分开,且次板640被夹在导体611和612之间,并且在导体611和612之间形成了带状空间,这示出了其中通过设置适当的支撑组件可以增大该部分的强度的例子。与其他情况一样,当从次板640来看时,导体610以弧形形式位于(以站立方式)在次板640的上部中的机盒侧上的位置中,并且经由穿过次板640的主面640A的通孔643连接到形成于背面640B上的导体612。经由位于次板640上的导体线路和匹配电路632将功率从功率馈送连接器631馈送到功率馈送部分615,并且进一步将功率馈送到导体天线610。
在上述结构中,通过改变端部612b的长度,可以调节位于低频段侧上的谐振频率。在谐振频率与导体612的操作相匹配的条件下,端部612b的长度越长,位于低频段侧上的辐射效率提高得越多。另外,通过将导体611构造成可以在导体611的长度中点上朝着次板640的上表面进行弯曲的弯曲状,在导体611和诸如麦克风等金属部分之间可以保持一定距离,并且因此可以减少导体610和金属部分之间的电容分量,从而实现宽频带和高增益的天线器件。而且,通过将支撑部分611b构造成以站立方式位于在导体611的长度中心上的次板640上,增加了支撑导体611的部分,这可以实现带有较高机械强度的天线器件并且可以增加组装天线器件时的方便性。另外,根据该结构,基体620位于次板640上,并且被耦合到导体611。由于次板640具有指定介电常数,因此在频带不需要具有与基体620的相同的介电常数的情况下或者具有相对较大的天线空间的情况下,不需要使用基体620,并且作为等效于基体的部分,次板640或主板650被看作是绝缘材料也就是电介质材料,这可以减少组件从而导致低成本,因此进一步使天线器件达到微型化。
接下来,讲述其中具有上述结构的天线器件被嵌入在无线通信设备中的本发明的其它模式。图30和31示出了其中本发明第六实施里的天线器件被应用到作为无线通信设备之一的移动电话中的例子,并且图30(a)为透视图,示出了当从后侧看的移动电话基座中的主板、电池、天线器件等;并且图30(b)为透视图,示出了当从键盘侧(前侧)看的活动板和天线器件等。图31也示出了其中第六实施例的天线器件被应用到移动电话的例子,其中具体示出了移动电话中不同于天线器件的功率馈送路线、麦克风等。在移动电话的机盒10中装有稍微小于机盒10的位于机盒侧上的金属部分(图中未示出)。在机盒侧上的金属部分中,如图30(a)所示,从移动电话的背侧来看,主板650位于图30(a)中的上半区域中,并且电池12位于图30(a)的下半区域中,并且天线器件600等位于图30(a)的下端中。如图31所示,通过功率馈送线路641和导体线路630将功率从贴装于位于主板650的一个端侧的中心部分中的功率馈送端口659馈送到功率馈送部分615(见图19)。另外如图30(b)所示,从移动电话的键盘侧看,用于移动电话的数字按钮的活动板651位于图30(b)的上下区域中,并且天线器件600和麦克风649(见图31)等位于图30(b)中的下端中(见图31)。通过如上配置,物理地并且电气地保持在导体天线610和基体620与诸如电池12、麦克风649、活动板651等金属部分之间的距离(例如,在导体天线和地面之间不存在电介质),并且因此减少了导体天线610与活动板651等的地之间的电容分量,从而使导体天线610和基体620成为宽频带和高增益的天线。也就是说,根据本实施例,通过使天线器件600远离存在于包括有活动板651、电池12、麦克风649等的天线附近的金属部分,得到了高增益的天线器件。
接下来通过图32至38来讲述本发明第七实施例的天线器件。图32示出了本发明第七实施例的天线器件的基本结构,并且图32为从板子表面来看的贴装于板子上的天线器件和部分板子的透视图。图33(a)为从前侧看的如图32所示的天线器件的透视图。图33(b)为第七实施例的第一修订例子的天线器件,其中改变如图32和32(a)所示的导体710的折回部分的位置,以使其从板子的后侧看是相互反向的。
在如图32以及33(a)和33(b)所示的天线器件700中,在板子背面上没有形成导体天线的模式,并且用于功率馈送的结构与第六实施例的天线器件600的不同。也就是说,天线器件700具有导体天线710、基体720和导体线路730,所有这些组件都被贴装在主板750的主面(表面)上的顶部755上。所形成的导体天线710在折回部分中为近似U形,以便位于图32的上部中的一个端侧上的导体711的平面部分与位于图32的下部中的另一端侧上的导体712的平面部分近似垂直,并且在位于一个端侧上的导体711中贴装有功率馈送部分715,并且位于另一端侧上的导体712的端部712a作为开放端引脚进行工作。也就是说,导体711和712的位置相隔一定距离,并且在导体711和712之间形成了带状空间。
位于导体天线710的一个端侧上的导体711和位于另一端侧上的导体712是由金属板(金属导电板)制成的,并且为了减小电阻、实现高增益和减小损耗,在其表面上设置了金镀层。更为确切地说,导体天线710是通过由磷酸青铜制成的金属板构成的,以近似成U形,并且位于导体天线710的一个端侧上的导体711的近似中心部分被耦合到基体720的上表面,并且位于另一端侧上的导体712的近似中心部分被耦合到基体720的侧面并且被贴装在位于主板750上的主面(表面)750的顶部755中。位于一个端侧上的导体711的近似中心部分711b位于基体720的上表面上,并且通过粘合剂将导体712的近似中心部分712b耦合到基体720的侧面。而且,虽然图中没有显示出来,但是可选情况下通过丝网印刷方法将电极印刷在基体720的耦合面上,该电极可以通过焊接被耦合到导体天线710(也就是说,位于一端上的导体711的近似中心部分和位于另一端侧上的导体712的近似中心部分之间的近似中心部分)。
基体720由电介质材料制成并且形成为立方形,并且在宽度方向上被表面贴装在主板750的主面(表面)750A的顶部755的中心部分中。基体720是由诸如矾土、二氧化硅、镁合金等在高频率中提供较低损耗的陶瓷制成的,以使其尺寸为5.5mm×3mm×2mm。因此,基体720由电介质材料或磁性材料中的至少一个制成,并且形成为立方形,并且被耦合到位于导体天线710的一个端侧上的导体711的近似中心部分711b和位于导体天线710的另一端侧上的导体712的中心部分712b,也就是被耦合到面对彼此的导体711和712的中心部分711b和中心部分712a。因此,根据本实施例的天线器件,位于导体天线710的另一端侧上的导体712被电容耦合到位于导体711的一个端侧上的中心部分711b,且基体720被夹在导体711和712之间。
位于导体天线710的一个端侧上的近似中心部分711b被通过导体线路730连接到功率馈送线路741(见图38)。在功率馈送线路741和导体线路730之间贴装有由玻璃环氧树脂等制成的阻抗匹配电路(图中未示出)。主板750是由玻璃环氧树脂等制成,并且用作被嵌入在作为稍后讲述的本发明实施例的多频段无线通信设备之一的移动电话中的PCB。
图38示出了其上贴装有第七实施例的天线器件700的移动电话的整个主板750。通过功率馈送线路741将功率从贴装于主板750上的发送/接收电路(图中未示出)馈送到远离发送/接收电路放置的导体天线710。天线器件700被配置为小尺寸并且相对于板子表面是三维的,并且因此在板子表面的方向中可以被制造得很薄,并且可以位于远离主板750的主面(表面)750A的顶部755并且远离主板750的接地部分的侧面上。通过如上配置,在导体天线710和基体720(见图34、35和36)与主板750的接地部分之间可以保持一定距离,并且因此减少了导体天线710与主板750之间的电容分量,这可以将导体天线710和基体720制成宽频段和高增益的天线。
而且,以与其中嵌入了天线器件700的移动电话的机盒的下部的形状相匹配的方式去掉主板750的主面(表面)750A的顶部755的拐角,并且因此位于导体天线710的另一侧上的导体712的两端的相应延伸部分712A和712B弯曲,以便导体712可以与该形状相匹配。
现在通过参照图34至35来讲述本发明第七实施例的第二修订例子。图34(a)示出了本发明第七实施例的第二修订例子的天线器件,并且图34(a)为从前侧看的天线器件的透视图。而且,图34(b)示出了图3的天线器件,并且在该透视图中,改变如图34(a)所示的导体710的折回部分的位置使得从背侧看时其是相互反向的。
在如图32和33所示的修订例子中,如上所述,在图32和33的上部中位于导体天线710的一个端侧上的导体711的平面部分与位于导体天线710的另一端侧上的导体712的平面是近似垂直的,不过在第二和第三修订例子的天线器件700中,如图34(a)和34(b)所示,朝向位于一个端侧上的导体712的导体711的平面部分平行于位于另一端侧上的导体712的平面部分,且基体720被插在导体711和712之间。也就是说,导体天线710被配置使得其成近似U形,并且位于一个端侧上的导体711的平面部分平行于导体712的平面部分,且基体720被插在导体711和712之间,并且在位于一个端侧上的导体711中形成功率馈送部分715,并且位于另一端侧上的导体712的端部712a作为开放端引脚工作。结果,导体711和712的位置相隔一定距离,并且在导体711和712之间形成了带状空间713。位于导体天线710的一个端侧上的导体711和位于另一端侧上的导体712都是由金属板(金属导电板)制成的,并且为了减小电阻、实现高增益和减小损耗,在其表面上设置了金镀层。更为具体地说,导体天线710是由磷酸青铜制成的厚度为0.3mm的金属板构成的,以便使其成近似U形,并且位于导体天线710的一个端侧上的导体711的近似中心部分被耦合到位于另一侧上的侧面720,并且位于另一端侧上的导体712的近似中心部分被耦合到朝向基体720的主面720A的另一侧面720B,并且位于主板750的主面(表面)750A的顶部755上。通过使用粘合剂将位于一个端侧上的导体711的近似中心部分711b耦合到位于另一端侧上的基体720的侧面720A,并且通过使用粘合剂将近似中心部分耦合到基体720的侧面720B。而且,虽然图中没有显示出来,但是可选情况下通过丝网印刷方法将电极印刷在基体720的耦合面上,可以通过焊接将该电极耦合到导体天线710(也就是说,位于一端上的导体711的近似中心部分和位于另一端侧上的导体712的近似中心部分之间的近似中心部分)。
进而,与如图32和38所示的情况一样,导体天线710被通过导体线路730连接到功率馈送线路741。通过如上配置,通过功率馈送线路741将功率从贴装于主板750中的发送/接收电路(图中未示出)馈送到导体天线710。虽然图中没有显示出来,在功率馈送线路741和导体线路730之间是由芯片元件等组成的阻抗匹配电路。
图35(a)示出了第七实施例的第四修订例子的天线器件,它是从前侧看的天线器件的透视图。图35(a)为透视图,其中改变如图35(a)所示的导体710的折回部分的位置,使得从后侧看时其是相互反向的。
在第四和第五修订例子的天线器件700中,与第二和第三修订例子中的天线器件的情况一样,位于朝向导体720的导体天线710的一个端侧上的导体711的平面部分与位于另一端侧上的导体712的平面是平行的,且基体720被插在两个平面部分之间,并且另外,基体720被连接到位于导体天线710的一个端侧上的导体711,以提供能够调节发送/接收频率的布线766。也就是说,特别是在GSM频段中,用于调节发送/接收频率的布线766是由朝向一个端侧的基体720的上表面形成的,并且通过执行诸如对用于调节发送/接收频率的布线766的一部分进行刨花处理等机械处理,可以调节天线器件710的发送/接收频率。因此,根据第四和第五修订例子的天线器件,通过改变用于调节发送/接收频率的布线766的尺寸,可以增加或减少位于另一端侧上的导体天线710和导体712之间的电容分量,从而容易地调节发送/接收频率。
图36示出了根据本发明第七实施例的天线的概念性结构,其中每一个部件由标号(1)至(5)来表示。在图36中,标号720表示基体,标号715表示中心功率馈送部分。在图36中,标号(1)作为参数,表示位于另一端侧上的导体712的延伸部分712A的弯曲部分的长度;标号(2)表示位于另一端侧上的导体712的延伸部分712B的弯曲部分的长度;标号(3)表示位于一个端侧上的导体711的长度;标号(4)作为参数,表示位于一个端侧上的导体711的宽度;并且标号(5)表示被形成为近似U形的导电天线710的折回部分的位置。
图37绘出了当改变图36中所示的每一个参数(每一个组件的尺寸)时谐振频率如何变化的测量结果。图37(a)显示出改变标号(1)、(2)、(4)和(5)的尺寸时处于低频带中的谐振频率是如何变化的,图37(b)显示出改变标号(1)、(3)、(4)和(5)的尺寸时处于高频带中的谐振频率是如何变化的。从图37所示的图形确认出,在本实施例的天线器件中,当使得如(1)所示的位于另一端侧上的导体712的延伸部分712b的弯曲部分的长度较长时,在低频段和高频段中谐振频率都是朝向较低的水平变化。不过,通过调节长度来改变谐振频率有点慢,因此这可以用于精确调节。从图37所示的图形还确认出,在本实施例的天线器件中,当使得如(2)所示的位于另一端侧上的导体712的延伸部分712b的弯曲部分的长度较长时,在低频段中谐振频率朝向较低的水平变化。因此,这可以用作在GSM频段中调节发送/接收频率的方法。从图37所示的图形还确认出,在本实施例的天线器件中,当使得如(3)所示的位于一个端侧上的导体711的长度较长时,在较高的频段侧上谐振频率朝向较低的水平变化,因此,这可以用作在DCS/PCS/UMTS频段中调节发送/接收频率的方法。从图37所示的图形进一步确认出,在本实施例的天线器件中,当使得如(4)所示的位于一个端侧上的导体711的宽度较宽时,在低频段中谐振频率朝向较低的水平变化,不过与此相反,在高频段中谐振频率朝向较高的水平变化。因此,这可以用作在GSM和UMTS频段中调节发送/接收频率的方法。还进一步确认出,当使得形成为如(5)所示的近似U形的导电天线710的折回部分的位置较远时,在低频段和高频段中谐振频率都朝向较低的水平变化。因此,这可以用作在GSM和UMTS频段中调节发送/接收频率的方法。
图38示出了其上贴装有第七实施例的天线器件的移动电话的整个主板。在主板750的中心部分中贴装了功率馈送端口759,并且通过功率馈送线路741和导体线路730将功率从功率馈送端口759馈送到导体天线710和基体720。而且,可选情况下,通过用于功率馈送的同轴电缆,可以通过将贴装于主板750上的连接器连接到贴装于主板750上的顶部755上的功率馈送连接器(图中未示出)来馈送功率。
接下来,将参照图39至41讲述本发明的第八实施例的天线器件。图39示出了本发明第八实施例的天线器件的基本结构,并且图39(a)为第一修订例子的透视图,图39(b)为第二修订例子的透视图,并且图39(c)为从板的背面看的第三修订例子的透视图。图40示出了第一修订例子的第八实施例的天线器件的结构,并且图40(a)为其平面图,图40(b)为其侧面图,图40(c)为其底面图;图40(d)为其透视图;
第八实施例的天线器件800与第七实施例的天线器件700的相同之处在于从板的中心部分馈送功率,不过,不同之处在于由金属导电箔制成的布线形成于板的背面上,并且位于一个端侧上的导体811的平面部分朝向位于另一侧上的由金属导电箔制成的导体812的平面部分,且由电介质材料制成的基体和板被夹在位于一个端侧上的平面部分和位于另一端侧上的平面部分之间。也就是说,天线器件800具有导体810、基体820和导体线路830(图中未示出),所有这些组件都被贴装在主板的主面(表面)的顶部上。导体天线810被配置为使得其成近似U形,并且使得位于图39的上部中的导体天线810的一个端侧上的导体811的平面部分与位于图39的下部中的另一端侧上的朝向导体811的导体812的平面部分相平行。位于导体天线810的一个端侧上的导体811的中心部分811b被耦合到导体812的上面,并且将其通过折回部分814连接到位于另一端侧上的导体812。位于另一端侧上的导体812是由位于板的顶部855的背面上的金属导电箔制成的。功率馈送部分815被连接到位于一个端侧上的导体811,并且位于另一端侧上的导体812作为开放端引脚工作。也就是说,导体811和812的位置相互远离,并且带状空间813被插在导体811和812之间。从而,形成了带状空间813。位于导体天线810的一个端侧上的导体811是由例如磷酸青铜制成的且厚度为0.3mm的金属板(金属导电板)构成的,并且为了减小电阻值以获取较高的天线增益并且使损耗达到最小,在导体811的表面上设置了金镀层或银镀层。
位于导体天线810的另一端侧上的导体812被贴装在板的顶部855的背面上,并且更为具体地说,导体812是由具有指定宽度并且沿着板的顶部855的背面上的去角外部边缘延伸的铜箔制成的。而且,在本发明的第八实施例中,位于导体天线810的另一端侧上的导体812是由铜箔制成的,不过,可选情况下可以与位于导体天线810的一个端侧上的导体811的情况一样,经由磷酸青铜制成的金属板构造成。在这种情况下,金属板的平面部分可以粘和到板子的顶部855的背面。可选情况下,位于导体天线810的另一端侧上的导体812是由金属板制成的,并且位于另一端侧上的导体811是由诸如线型材料(金属导电线路)等其它材料制成的。优选情况下,位于导体天线810的一个端侧或另一端侧上的导体的至少其中之一是由金属板(金属导电线路)构成的。而且,在这种情况下,可以印刷诸如铜箔等在上述实施例中所使用的贴装于板子上的金属导电箔,或者可以通过丝网印刷、沉积等方法在板表面上形成金属导电膜,以用作位于导体天线的一个端侧或另一端侧上的另一导体。
因此,根据第八实施例的天线器件800,在板的顶部855的背面上,位于导体天线810的另一端侧上的导体812的中心部分812b在基体820的底面部分上延伸,并且结果,位于另一端侧上的导体812的中心部分812b被耦合到基体820的底面且在中心部分812和基体820的底面之间插有对应于板的顶部855的厚度的距离,并且被电容耦合到位于一个端侧上的导体811的中心部分811b,且在中心部分812b和中心部分811b之间插有基体820。
在第八实施例的修订例子中,如图39(b)所示,在基体820上形成了布线866,用于调节到位于导体天线810的另一端侧上的导体811的电容耦合。也就是说,在通过导体820的底面的侧面上,形成了用于调节电容耦合的布线866,并且通过对布线866的一部分执行刨花处理等机械处理,可以改变对导体811的电容耦合度,这使得可以在天线器件800中在GSM频段中调节发送/接收频率。
可选情况下,通过在主板850的顶部855上形成通孔(图中未示出)并且使用通孔,位于主板850的背面上的另一端侧上的导体812(箔片等)可以被连接到位于一个端侧上的导体812(箔片等)和位于另一端上的导体811(金属板)。
图41示出了当从贴装有天线的板的端部馈送功率时以及当从贴装有天线的板的中心部分馈送功率时所得到的天线辐射模式(增益方向性)的测量结果。图41(a)示出了当从天线贴装板的端部馈送功率时所观察到的天线辐射模式。图41(b)示出了当从天线贴装板的中心部分馈送功率时所观察到的天线辐射模式。数值5、-5、-15、-25和-35表示增益[dBi],并且数值0、30、60,...,330表示方位角。测量是在1.91GHz的频率上进行的。如图41(a)和41(b)所示,确认当从天线贴装板的中心部分馈送功率时,天线辐射模式(增益方向性)显示出均匀圆环的特征,这可以提供均匀的方向性,也就是,较好的增益。
图42示出了本发明的第九实施例的天线器件的结构。如图42(a)和42(b)所示,第九实施例的天线器件1000被配置使得在贴装导体天线1010时插有塑料支撑体(支架)。塑料支撑体1030是由诸如塑料等树脂制成的,并且其形成方式与其上贴装有天线器件1000的移动电话的机盒的形状相对应。导体天线1010是由金属导电板、金属导电线、金属导电膜或金属导电箔制成的。当金属导电板或金属导电线用于导体天线1010时,如图42(c)所示,基体1020被固定在次板1040上,并且使用粘合剂将塑料支撑体1030直接粘连到其上,或者在将突出物插入到待被固定的板子中之后,将事先进行了机械处理以与塑料支撑体的表面形状相匹配的金属导电板或金属导电线粘附于其上。通过直接将导体天线1010的端部焊接到位于基体1020的表面上的模式电极,实现了模式电极到基体1020的连接。当金属导电膜或金属导电箔用于导体天线1010时,如图42(d)所示,基体1020被固定在次板1040上,并且通过使用粘合剂直接将塑料支撑体1030黏附到其上,其中塑料支撑体1030是事先通过将金属导电膜或金属导电箔粘附到塑料支撑体1030的表面而形成的,或者通过将突出物插入到板子中来固定塑料支撑体1030。通过直接将形成于塑料支撑体1030的表面上的金属导电膜或金属导电箔的端部焊接到位于基体1020的表面上的模式电极,实现了模式电极到基体1020的连接。以与塑料支撑体1030的形状相对应方式,导体天线1010可以具有直线形部分、曲折形部分、弯曲形部分或者螺旋形部分,并且可以整个近似U形。通过配置导体天线1010为由塑料支撑体1030进行支撑,可以在不降低增益和敏感度的情况下增大其震荡电阻和/或衰落电阻。另外,通过采用树脂涂覆导体天线1010和塑料支撑体1030以集成和固化这两个组件,可以进一步增大其震荡电阻和/或衰落电阻。
如上所述,根据上述实施例的天线器件,可以实现空间节省的嵌入型天线电路,并且能够在包括有GSM波段、DCS/PCS波段和UMTS波段的宽频段(例如四频段)中工作,并且能够实现每一个频段中的较好的增益和保持垂直谐振波的非方向性。而且,本实施例的每一个天线器件具有其中天线器件被配置为小尺寸,和提供设计自由度的结构性特征,并且可以通过将由作为绝缘材料的电介质或磁性物质制成的基体添加到由例如近似U形的金属板制成的导体天线,来提供设计自由度。进而,根据本实施例的天线器件,简单地通过将由一段电介质物质或一段磁性物质制成的基体添加到由金属板制成的一段导体天线,而使得天线器件可以在多种频段中工作,并且不需要在每一个不同的频段中附加天线。与其上形成有辐射模式的已知电介质芯片不同,根据本发明的实施例,不需要将辐射电极附着到陶瓷电介质或陶瓷磁性物质,并且因此,可以减少制造处理,从而实现成本降低。
另外,所添加的由电介质或磁性物质制成的基体不是位于辐射电极和接地导体之间,而是处于其中在导体天线电极之间(也就是说,在作为具有折回部分的导体天线的一个端侧上的顶侧并且近似U形的端部以及靠近位于另一端侧上的功率馈送部分的端部之上)电场强度增大的位置上,并且因此,在导体天线的一端和另一端之间的电磁距离短到发生静电耦合的程度,这可以容易地得到谐振点。因此,通过作为绝缘材料的电介质或磁性材料的波长缩短效果,可以实现天线的微型化。因此,小尺寸的天线器件可以工作在宽频段中。另外,具有近似U形剖面的导体天线被配置使得其相对于接地导体是垂直的或者具有更多垂直于接地导体的部分,这减小了接地导体之间的静电电容,从而实现了辐射效率的提高和在宽频段中的工作。通过天线器件的配置使得天线的位置远离地面、麦克风、扬声器等,可以减小用于抵消在天线中的导体部分中发生的谐振电流的反相镜像电流,这可以提高辐射效率和S/N(信噪)比。本实施例的天线器件具有其中确保了带宽要比仅由电介质基体制成的天线的带宽大两折的功能特征,从而提高了天线增益。通过将由电介质或磁性物质制成的基体添加到天线器件,可以得到缩短波长的效果,这能够实现整个天线器件的微型化。
具体来说,通过使用陶瓷电介质来增大介电常数,由其他频段所引起的影响可以达到最小,并且可以防止方向性的波动和VSWR的退化。另外,通过增加介电常数以使陶瓷电介质达到微型化,可以减小近似U形的导体天线和接地引脚之间的有效静电电容,并且可以提高辐射效率,并且可以在宽频段(多频段)中工作。在近似U形的导体天线和噪声源之间保持有效距离,并且因此提高了S/N比。贴装带有足够厚度和宽度的近似U形的导体天线用于提高无线电波的辐射效率。通过改变近似U形的导体天线的长度、陶瓷电介质的介电常数和天线器件的位置,可以控制多个谐振频率,这可以在宽频段(多频段)中工作。即使不是使用导电板而是使用线性材料作为用于近似U形的天线的材料,也可以得到相同的效果,不过,使用金属板允许在制造天线器件时有较大的自由度来设计天线器件的形状,并且保持其强度和在低成本进行生产。
另外,本发明的天线器件不仅可以广泛应用到移动电话中,而且可以应用到包括有GPS(全球定位系统)、无线LAN等在内的各种多频段无线通信设备。
很明显,本发明并不限于上述实施例,并且在不偏离本发明的范围和精神主旨的情况下可以对其进行更正和修改。

Claims (7)

1.一种天线器件,包括:
由电介质材料或磁性材料制成的基体;
将导体设为近似U形的导体天线,
其中,所述导体天线在从导体的一个端侧到另一端侧之间具有折回部分,在所述导体天线的一端侧与折回部分之间的第一导体部和在另一端侧与折回部分之间的第二导体部隔开空间相对,
所述基体被放置在所述第一导体部和第二导体部之间的空间,
所述导体天线的一端连接到馈电侧,另一端作为开放端,
其中,所述导体天线的一端和所述导体天线的另一端被放置成使得与所述基体相互靠近,并且
其中,所述基体被耦合到所述导体天线的所述一个端侧和所述导体天线的所述另一端侧的至少其中之一。
2.如权利要求1所述的天线器件,其中,所述基体放置在靠近在所述导体天线的一个端侧上的端部的部分和靠近在所述导体天线的另一端侧上的端部的部分之间。
3.如权利要求1所述的天线器件,其中,所述基体放置在靠近在所述导体天线的一个端侧上的中心部分的部分和靠近在所述导体天线的另一端侧上的中心部分的部分之间。
4.如权利要求1至3中的任何一个权利要求所述的天线器件,其中所述导体天线包括金属导体板或金属导体线。
5.如权利要求1至3中的任何一个权利要求所述的天线器件,其中所述导体天线包括由位于所述基体上的金属导体箔或者金属导体膜制成的布线。
6.如权利要求1至3中的任何一个权利要求所述的天线器件,其中,将所述基体连接到所述导体天线的所述一个端侧,并且在所述基体上形成有能够调节发送和接收频率的布线。
7.一种多频段无线通信设备,在所述多频段无线通信设备的外壳内内置有如权利要求1至3中的任何一个权利要求所述的天线器件,
其特征在于,将所述天线器件设置为远离设有发送/接收电路的基板,通过功率馈送线路将功率从所述发送/接收电路部分馈送到导体天线。
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