CN101399400A - 天线元件以及宽带天线装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及天线元件以及宽带天线装置。本发明的课题是不仅涵盖UWB的使用频带，还涵盖便携式电话的使用频带。在具备接地板(12)、与该接地板的一端(12u)接近配置的天线元件(40)以及搭载该天线元件的电介质基板的宽带天线装置(10B)中，天线元件(40)包括：截面コ字形的折弯板状单极天线部(44)；从折弯板状单极天线部的第一部位伸出的第一导体元件(46)，以及从折弯板状单极天线部的第二部位伸出的第二导体元件(47)。天线元件设置在接地板(12)的一侧面侧。超宽带天线装置(10B)在接地板和天线元件之间具有设置于仅离一侧面规定距离(d)的位置上的供电点(16)。

Description

天线元件以及宽带天线装置
技术领域
本发明涉及宽带天线装置，尤其涉及内装于便携式设备终端的宽带天线装置及其所使用的天线元件。
背景技术
UWB(Ultra Wide band)意为超宽带无线，是指占中心频率的25％以上或者1.5GHz以上的带宽的无线传输方式的广义用语。用一句话说，是使用超宽带的短脉冲(通常1ns以下)通信并在无线上引起革命的技术。
现有的无线和UWB的决定性的不同可以说是有无载波。就现有的无线而言，通过各种方法调制称为载波的某种频率的正弦波，发送或接收数据。相对于此，UWB则不使用该载波。如UWB的定义中已写的那样，使用超宽带的短脉冲。
UWB正如其名，具有超宽带的频带。另一方面，现有的无线仅具有窄的频带。这是由于频率窄能充分利用电波。电波是有限的资源。那么，至于为何UWB虽然是超宽带也仍受到关注，在于在各频率的输出能量。UWB虽然频带宽但是在各频率的输出非常小。其大小由于几乎掩埋在干扰中，可以说与其它无线通信的干涉非常少。FCC(Federal Communications Commission：美国联邦通信委员会)许可它带有条件，也是因为考虑了与其它无线通信的干涉不成问题。
UWB由于是超宽带，频带涵盖原有的无线通讯服务和频带。因此，现在的状况是，UWB的频带被限定于3.1GHz至10.6GHz之间。
另外，天线基本上利用共振现象。天线通过其长度决定共振的频率，但是在含有很多频率成分的UWB中却难以使其共振。因此，要发送的电波的频带越宽，随之天线的设计越难。
太阳诱电在近距离无线通信的世界，作为可同时实现大容量数据传输和低消耗电力的下一代技术，面向目前最引人注目的UWB，成功地开发出了10mm×8mm的形状的厚度仅有1mm的超小型的陶瓷芯片天线。因该天线的开发，迄今为止限于军事用途的UWB扩展到以超高速连接PDP(等离子体显示屏)电视或数码照相机等数字设备之间的数据等的日常生活用途，连可动装置也放入视野的设备的小型化成为可能。
还有，这种UWB用天线还可用于Bluetooth(商标)或无线LAN(局域网)等用途。
蓝牙(Bluetooth)是为了在台式电脑以及笔记本电脑、PDA(个人数字助理)、便携式电话、打印机、扫描仪、数码照相机、以及家电产品之间实现在比较狭窄的范围的声音以及数据的无线通信的尖端技术的一般公开的规格。篮牙由于使用在地球的任何地方都可以使用的2.4GHz频带的电波来工作，从而可以在世界上使用。简单地说，若利用篮牙，则不需要电缆与数字外围设备的连接，电缆连接那样的烦恼成为了过去。
无线LAN是指利用电波或红外线等有线电缆以外的传送路径的LAN。
一直以来，提出过各种宽带天线装置的方案。例如已知有：形成符合作为目的的频率特性的宽带天线装置，可降低来自不必要的频带的被干涉、对目的外的频带的干涉的宽带天线装置(例如，参照专利文献1)。在该专利文献1中公开的宽带天线装置具有：平面导体底板；以及在该平面导体底板面上沿着与该平面导体底板交叉的方向立起的平面辐射导体。在平面辐射导体的外周部或者其附近设有供电点。在平面辐射导体上设有一个以上的通过切下该平面辐射导体的一部分而形成的切下部分。
另外，已知对应成本方面和使用目的或向设备的安装面等问题，使制造成本低廉、宽带且小型的宽带天线装置(例如，参照专利文献2)。在该专利文献2中公开的宽带天线装置具有：平面导体底板；以及在该平面导体底板面上沿着与该平面导体底板交叉的方向立起而使用的多边形平面辐射导体。并且，将多边形平面辐射导体的顶点作为供电点。
再有，已知作为辐射导体使用了平面状辐射导体的可以更加小型化的宽带天线装置(例如，参照专利文献3)。在该专利文献3中公开的宽带天线装置具有：平面导体底板；以及在该平面导体底板面上沿着与该平面导体底板交叉的方向立起而配置的平面辐射导体。平面辐射导体具有在处于立起于平面导体底板面上的状态时，在与平面导体底板交叉的方向上并排配置的多个导体部分。利用导电率大致在0.1[/Ωm]以上且10.0[/Ωm]以下的低导电率部件，连接多个导体部分之间而形成。
另外，已知有低背位化的宽带天线装置(例如，参照专利文献4)。在该专利文献4中公开的宽带天线装置，具有通过用于传送电力的供电线连接，且至少其一部分相互面对地配置的导体底板和辐射导体。使无线频率的导电率大致在0.1[/Ωm]以上且10[/Ωm]以下的物质介于导体底板和辐射导体的相对的部位之间。
另一方面，提出了可进行宽带化且可实现频率特性的改善的UWB用天线(例如，参照专利文献5)。在该专利文献5中公开的UWB用天线具备由上侧电介体、下侧电介体以及夹在它们之间的导体图案构成的辐射元件。导体图案包括：在前面的大致中央部具有供电点，并具有从该供电点向右侧面及左侧面分别以规定的角度扩展的右侧锥形部以及左侧锥形部的倒三角形部分；以及底边与该倒三角形部分的上边接触的矩形部分。而且，在导体图案的供电点上，电连接有在与该导体图案(辐射元件)相同的平面内延伸的接地板。
对涵盖从3.1GHz至10.0GHz之间的UWB的频带的薄型的UWB用的天线也提出了各种方案。例如，已知有将辐射元件做成椭圆形的宽带椭圆形环状天线(例如参照非专利文献1)。还已知实现了接地板的小型化的宽带椭圆形环状天线(例如，参照非专利文献2)。还已知改善了在9GHz以上的使用的宽带椭圆形环型天线(例如，参照非专利文献3)。
此外，还知道各种内装在便携式无线终端的天线装置。例如，提出了对应于两个频带的所谓的双带对应内装天线装置(例如，参照专利文献6)。在该专利文献6中公开的双带对应内装天线装置，是对应于第一频带以及第二频带的天线装置。该双带对应内装天线装置具备构成接地板的接地件、以及分别与第一频带以及第二频带对应的线状的第一及第二倒L形天线元件(辐射导体)。第一及第二辐射导体在与接地板相对的平面内以供电点附近的位置为起点向相互远离的方向延伸而构成。再有，对于第一及第二倒L形天线元件，设有共通的匹配电路。
在专利文献6中，作为具备这种双带对应内装天线装置的便携式无线终端，以如下复合终端为假想对象。在日本，有能够并用使用800[MHz]频带的PDC(个人数字式蜂窝)和使用1.9[GHz]频带的PHS(个人手持电话系统)的复合终端。在欧洲和亚洲各国，有能够并用使用900[MHz]频带的GSM(全球移动通信系统)和使用1.8[GHz]频带的DCS(数字通信系统)的复合终端。在美国，有能够并用使用800[MHz]频带的AMPS(先进移动电话服务)和使用1.9[GHz]频带的PCS(个人通信服务)的复合终端。
另外，作为欧洲的第三代(3G)移动通信系统，有UMTS(通用移动通信系统)。
另外，提出了天线的外型小，且易得到所要的供电点阻抗的复合天线(例如，参照专利文献7)。在该专利文献7中所公开的复合天线，对应于多个使用频带而具备包含以一端为供电点的主元件和从主元件的另一端折回并以终点为开放端的副元件的大致コ字形的多个折回天线。使多个折回天线的主元件成一体化，减小天线整体的外形。在该专利文献7中，作为低频侧的频带以860MHz频带为对象，作为高频侧的频带以1900MHz频带为对象。
专利文献1：日本特开2003-273638号公报；
专利文献2：日本特开2003-283233号公报；
专利文献3：日本特开2003-304114号公报；
专利文献4：日本特开2003-304115号公报；
专利文献5：日本特开2005-94437号公报；
专利文献6：日本特开2002-185238号公报；
专利文献7：日本特开平11-68453号公报。
非专利文献1：服部、近藤、山内、中野，“宽带椭圆形环状天线”，电子信息通信学会综合大会、B-1-104、大阪、2005年3月；
非专利文献2：服部、山内、中野，“宽带椭圆形环状天线第2报”，电子信息通信学会通信联合大会、B-1-82、北海道、2005年9月；
非专利文献3：服部、山内、中野，“宽带椭圆形环状天线第3报”，电子信息通信学会综合大会、B-1-165、东京(国士馆大)、2006年3月；
在上述专利文献1～3公开的宽带天线装置中，平面辐射导体在平面导体底板面上沿着与该平面导体底板交叉的方向立起。因此，宽带天线装置的尺寸变高，难以安装在便携式设备的终端内。另外，在专利文献3所公开的实施方式中的宽带天线装置的低频临界频率是2.32GHz，不能对应比它更低的频率。
另一方面，在专利文献4公开的宽带天线装置中，存在可工作频带狭窄的问题。即使是专利文献5公开的UWB用天线，可使用的频带在大约4GHz～大约9GHz的范围，所以存在狭窄的问题。
再有，在非专利文献1～3中发表的宽带椭圆形环状天线中，尽管涵盖了3.1GHz至10.6GHz之间的UWB的频带，但是难以涵盖比它低的频带，例如无线LAN的使用频带(2.45GHz频带)、GPS(全球定位系统)的使用频率(1.57GHz)和便携式电话的使用频带(例如2.1GHz频带)。
尤其是在宽频椭圆天线中，难以涵盖便携式电话的频带即GSM频带(890MHz～960MHz)、DCS频带(1710MHz～1880MHz)、PCS频带(1850MHz～1990MHz)以及UMTS频带(1920MHz～2170MHz)。这里，便携式电话的频带分为类似GSM频带的低频带、DCS频带、PCS频带以及类似UMTS的频带的高频带。
另一方面，在专利文献6和专利文献7公开的天线装置，仅涵盖了800MHz～900MHz的低频带和1.8GHz～2.0GHz的高频带，存在不能涵盖上述UWB的频带的问题。
发明内容
因此，本发明的课题是提供一种不仅可涵盖UMB的使用频带，而且也可涵盖便携式电话的使用频带的超宽带天线装置。
本发明的其他课题是提供一种可安装于便携式设备终端内的尺寸(高度)低的超宽带天线装置。
根据本发明的第一方案，得到一种天线元件40、40A，该天线元件40、40A包括：截面コ字形的折弯板状单极天线部44、44A；从该折弯板状单极天线部的第一部位伸出的第一导体元件46、46A，以及，从上述折弯板状单极天线部的第二部位伸出的第二导体元件47、47A。
根据上述本发明的第一方案所述的天线元件，上述折弯板状单极天线部44、44A包括：具有第一长度的第一导体板441、441A；与该第一导体板平行地配置且具有比上述第一长度还短的第二长度的第二导体板442、442A；以及用一端部连接上述第一导体板和上述第二导体板的连接板443、443A，上述第一导体元件46、46A作为上述第一部位从上述第二导体板伸出，上述第二导体元件47、47A作为上述第二部位从上述连接板伸出即可。优选上述第一导体板441、441A在其前端部的第一侧边一侧具有切口441a。
根据上述本发明的第一方案所述的天线元件，优选折弯上述第一导体元件46、46A以及上述第二导体元件47、47A，使得上述天线元件40、40A可收放于由具有规定宽度W、规定厚度T及规定高度H的假想长方体限定的空间内。上述第一导体板441、441A可以在其前端部的规定位置d具有供电点16。该场合，优选上述第二导体元件47、47A的前端47a、47Aa在上述假想长方体的高度方向Z位于离上述供电点16最远的位置。上述折弯板状单极天线部44、44A涵盖第一频带，上述第二导体元件47、47A涵盖比上述第一频带低的第二频带，上述第一导体元件46、46A和上述第二导体元件47、47A的组合涵盖上述第一频带和上述第二频带之间的第三频带即可。该场合，上述第一频带例如包含UWB(超宽带)频带，上述第二频带例如包含GSM(全球移动通信系统)频带，上述第三频带例如包含DCS(数字通信系统)频带、PCS(个人通信服务)以及UMTS(通用移动通信系统)即可。
根据本发明的第二方案，得到一种宽带天线装置10B，该宽带天线装置10B具备接地板12、与该接地板的一端接近配置的天线元件40、40A、以及搭载该天线元件的基板，其特征在于，上述天线元件包括40、40A：截面コ字形的折弯板状单极天线部44、44A；从该折弯板状单极天线部的第一部位伸出的第一导体元件46、46A，以及从该折弯板状单极天线部的第二部位伸出的第二导体元件47、47A。
根据上述本发明的第二方案所述的宽带天线装置，上述天线元件40、40A设置在上述接地板12的一侧面侧，上述宽带天线装置10B在上述接地板12和上述天线元件40、40A之间具有设置于仅离上述一侧面规定距离d的位置上的供电点16即可。该场合，优选在上述接地板12的宽度和上述折弯板状单极天线部44、44A的宽度LAX之比为2:1的场合，上述接地板的宽度LGX和上述规定距离d之比实质上为5:2。
此外，根据上述本发明的第二方案所述的宽带天线装置，上述折弯板状单极天线部44、44A包括：具有第一长度的第一导体板441、441A；与该第一导体板平行地配置且具有比上述第一长度还短的第二长度的第二导体板442、442A；以及用一端部连接上述第一导体板和上述第二导体板的连接板443、443A，上述第一导体元件46、46A作为上述第一部位从上述第二导体板伸出，上述第二导体元件47、47A作为上述第二部位从上述连接板伸出即可。该场合，优选上述第一导体板441、441A在其前端部的第一侧边一侧具有切口441a。
再有，根据上述本发明的第二方案所述的宽带天线装置，优选折弯上述第一导体元件46、46A以及上述第二导体元件47、47A，使得上述天线元件40、40A可收放于由具有规定宽度W、规定厚度T及规定高度H的假想长方体限定的空间内。上述第一导体板441、441A在其前端部的规定位置d具有供电点16即可。该场合，优选上述第二导体元件47、47A的前端47、47Aa在上述假想长方体的高度方向Z位于离上述供电点16最远的位置。上述折弯板状单极天线部44、44A涵盖第一频带，上述第二导体元件47、47A涵盖比上述第一频带低的第二频带，上述第一导体元件46、46A和上述第二导体元件47、47A的组合涵盖上述第一频带和上述第二频带之间的第三频带即可。该场合，上述第一频带例如包含UWB(超宽带)频带，上述第二频带例如包含GSM(全球移动通信系统)频带，上述第三频带例如包含DCS(数字通信系统)频带、PCS(个人通信服务)以及UMTS(通用移动通信系统)即可。
另外，上述符号是为了易于理解本发明而标注的，只不过一个例子而已，当然并不限定于此。
本发明的天线元件由于包括截面コ字形的折弯板状单极天线部，从该折弯板状单极天线部的第一部位伸出的第一导体元件，以及从该折弯板状单极天线部的第二部位伸出的第二导体元件，所以具有不仅可涵盖UWB的使用频带，而且还可涵盖便携式电话的使用频带的效果。
附图说明
图1是表示第一现有天线装置的概略立体图。
图2是表示第二现有天线装置的概略立体图。
图3是表示图1以及图2所示的现有天线装置的VSWR的频率特性的图。
图4是表示本发明的第一实施方式的超宽带天线装置的概略立体图。
图5是放大表示图4所示的第一实施方式的超宽带天线装置所使用的天线元件的立体图。
图6是图5所示的天线元件的正视图。
图7是图5所示的天线元件的右侧视图。
图8是图5所示的天线元件的分解立体图。
图9是表示图4所示的超宽带天线装置的VSWR的频率特性的图。
图10是表示放大了图9的低频带(0.80GHz～1.00GHz)的、超宽带天线装置的VSWR的频率特性的图。
图11是表示放大了图9的中频带(1.5GHz～2.5GHz)的、超宽带天线装置的VSWR的频率特性的图。
图12是表示放大了图9的高频带(3.0GHz～11.00GHz)的、超宽带天线装置的VSWR的频率特性的图。
图13是表示本发明的第二实施方式的天线元件的立体图。
图14是图13所示的天线元件的展开图。
图中：
10B—超宽带天线装置，12—接地板(电路板)，40、40A—天线元件，44、44A—折弯板状单极天线部，44Aa—切口，441、441A—第一导体板，441a—切口，441b—切口，442、442A—第二导体板，442a—切口，442-1、442A-1—第二导体板部分，443、443A—连结板，443a—切口，46、46A—第一导体元件，46a、46Aa—前端，461、461A—第一导体元件的一部分，47、47A—第二导体元件，47a、47Aa—前端，471、471A—前端侧伸出部。
具体实施方式
以下参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。
参照图1及图2，为了易于理解本发明，对第一及第二现有的天线装置10、10A进行说明。图1是表示第一现有天线装置10的概略立体图，图2是表示第二现有天线装置10A的概略立体图。在图1及图2中，用X轴方向表示左右方向(宽度方向、水平方向)，用Y轴方向表示前后方向(深度方向、厚度方向)，用Z轴方向表示上下方向(高度方向、垂直方向)。
图1所示的第一现有天线装置10是折弯板状单极天线(FPMA)，图2所示的第二现有天线装置10A是倒L形天线(ILA)。
首先，参照图1，对第一现有天线装置(折弯板状单极天线)10进行说明。第一现有天线装置10由接地板12和天线元件14构成。
接地板12做成具有宽度(X轴方向的长度)LGX、高度(Z轴方向的长度)LGZ的矩形形状。在图示的例子中，宽度LGX为40mm，高度LGZ为80mm。换言之，接地板12与由左右方向(水平方向)X和上下方向(垂直方向)Z规定的X—Z平面平行地延伸。
在接近该接地板12的上端(上边)12u的右上角部配置有天线元件14。换言之，天线元件14从接地板12留出规定的间隙(供电间隔)配置在接地板12的右上角部。天线元件14做成具有X轴方向的长度LAX、Z轴方向的长度LAZ以及Y轴方向的长度LAY的截面コ字形的形状。即，天线元件14作为截面コ字形的折弯板状单极天线(FPMA)工作。在图示的例中，X轴方向的长度LAX为20mm、Z轴方向的长度LAZ为15mm、Y轴方向的长度LAY为4mm。
以下详细说明，天线元件14包括：在与接地板12延伸的X—Z面相同的平面上延伸的矩形的第一导体板141；从该第一导体板141沿厚度方向Y仅隔开4mm的厚度LAY且与第一导体板141平行地并排设置的矩形的第二导体板142；以及在远离接地板12的一侧的端部，连接第一导体板141和第二导体板142的连接板143。各第一导体板141以及第二导体板142都具有X轴方向的长度LAX、Z轴方向的长度LAZ。连接板143具有X轴方向的长度LAX、Y轴方向的长度LAY。第一导体板141、第二导体板142以及连接板143例如可以通过对一张金属板进行折弯加工来制造。
如图1所示，在接地板12和天线元件14之间，在从接地板12的右上角仅离开规定距离的位置上设有供电点16。
其次，参照图2，对第二现有天线装置(倒L形天线)10A进行说明。如下所述，第二现有天线装置10A除了其天线元件的结构与图1所示的结构不同之外，具有与图1所示的第一现有天线装置10同样的结构。因此，对天线元件标注了参照符号14A。
天线元件14A接近接地板12的上端(上边)12u进行配置。天线元件14A做成在与接地板12延伸的X—Z面相同的平面上延伸的具有宽度WA的倒L字形的板形状。即，天线元件14A作为倒L形天线(ILA)工作。详细地说，天线元件14A包括：从接地板12的右上角部留出规定的间隙(供电间隔)并在高度方向Z上仅延伸Z轴方向的长度LAZ的第一金属板146；以及从该第一金属板146在远离接地板12的一侧的端部与接地板12平行地向左右方向X仅延伸X轴方向的长度LAX’的第二金属板147。在图示的例中，宽度WA为7mm、Z轴方向的长度LAZ为15mm、X轴方向的长度LAX’为40mm。
如图2所示，在接地板12和天线元件14A之间，在从接地板12的右上角仅离开规定距离的位置上设有供电点16。
图3表示图1所示的第一现有天线装置10及图2所示的第二现有天线装置10A的VSWR的频率特性。图示的VSWR的频率特性是使用有限积分法进行分析的。在图3中，横轴表示频率(frequency)[GHz]，纵轴表示VSWR。在图3中，实线表示第一现有天线装置(FPMA)10的VSWR的频率特性，虚线表示第二现有天线装置(ILA)10A的VSWR的频率特性。
从图3可知，图1所示的第一现有天线装置(FPMA)10，在频率为大约2.2GHz以上的频率范围时，VSWR为3以下，但是在频率为大约2.2GHz以下的频率范围时，VSWR为3以上。对此，可知图2所示的第二现有天线装置(ILA)10A，在频率为大约1.1GHz～大约1.9GHz的频率范围时，VSWR为3以下，在此以外的频率范围，VSWR为3以上。
从以上内容可知，折弯板状单极天线(FPMA)可以在比较高的频率范围内使用，倒L形天线(ILA)可以在比较低的频率范围内使用。
本发明者考虑到，如果有机地结合这些折弯板状单极天线(FPMA)和倒L形天线(ILA)，则应该能有效利用这些天线的各特长，在更广阔的频率范围得到较小的VSWR的频率特性，最终想到了本发明。还有，随着说明的进展可知，本发明者确认到，为了获得良好的VSWR的频率特性，需要将供电点设置在最佳位置上。
作为携带式设备终端的一种有便携式电话。便携式电话有各种类型。大致分为平板式和折叠式。折叠式便携式电话具有：具有数字键等操作部的下侧单元、具有显示部的上侧单元、以及开闭自如地结合下侧单元和上侧单元的铰链部。就折叠式便携式电话而言，操作部和显示部搭载在不同的单元，在打开的状态下，折叠式便携式电话成为比较大的尺寸。与此相对，平板式便携式电话将操作部和显示部搭载在一个单元主体上。其结果，平板式便携式电话与打开状态的折叠式便携式电话比较，是其一半左右的大小(尺寸)。
参照图4，对本发明的第一实施方式的超宽带天线装置10B进行说明。图示的超宽带天线装置10B是可安装于平板式便携式电话内的天线装置。图示的超宽带天线装置10B，除了天线元件被变更成如后所述的结构之外，具有与图1所示的第一现有天线装置10同样的结构。因此，对天线元件标注了参照符号40。因此，对于与图1所示的部件具有同样功能的部件标注同一参照符号，为了简化说明，省略对这些部件的说明。
图5是仅放大天线元件40来表示的立体图。图6是天线元件40的正视图，图7是的天线元件40的右侧视图。图8是天线元件40的分解立体图。另外，虽然在图4中未图示出，但天线元件40被搭载(安装)在平板式便携电话等的电路板上。
图示的天线元件40具有：截面コ字形的折弯板状单极天线部44；从该折弯板状单极天线部44的第一部位伸出的第一导体元件46，以及从折弯板状单极天线部44的第二部位伸出的第二导体元件47。折弯板状单极天线部44也称为板状天线。
图示的折弯板状单极天线部44包括：在Z轴方向具有第一长度、在X轴方向具有第一宽度的第一导体板441；与该第一导体板441平行地配置的第二导体板442；用一端部(远离接地板12的一侧的端部)连接第一导体板441和第二导体板442的连接板443。如图5所示，第二导体板442具有比第一长度LAZ1短的第二长度。在图示的例中，第一长度LAZ1为13mm，而且，第二导体板442在X轴方向具有比第一宽度小的第二宽度。在图示的例中，第一宽度为20mm。
如图5所示，第一导体元件446作为第一部位从第二导体板442伸出，第二导体元件447作为第二部位从连接板443伸出。
在图示的例中，第一导体板441在其前端部(与接地板12相对的一侧的端部)的右侧具有切口441a。在本例中，将折弯板状单极天线部44的右边称为第一侧边，将左边称为第二侧边。因而，切口441a形成于第一导体板441的前端部的第一侧边一侧。
这样在第一导体板441上形成切口441a是为了提高折弯板状单极天线部44单独的频率特性。
如图5至图7所示那样，三维地折弯第一导体元件46以及第二导体元件47，使得天线元件40可收放于由在X轴方向具有规定宽度W、在Y轴方向具有规定厚度T以及在Z轴方向具有规定高度H的假想长方体限定的空间内。在图示例中，规定宽度W为40.0mm，规定厚度T为4.0mm，规定高度H为15.0mm。因此，规定宽度W与接地板12的宽度LGX相等。
如图4所示，第一导体板441在其前端部的规定位置具有供电点(供电部)16。第二导体元件47的前端47a在上述假想长方体的高度方向Z位于离供电点16最远的位置上。
换言之，如图5以及图6所示，将包含第二导体元件47的前端47a的前端侧伸出部471配置在从接地板12观察时的第一导体元件46以及折弯板状单极天线部44的上侧。由此可实现GSM频带的接收。即可提高在天线元件40的GSM频带的利益。
另外，在折弯板状单极天线部44的第二导体板442上形成切口442a。换言之，将在该切口442a剩余的第二导体板442的部分442-1作为第一导体元件46的一部分461。由此实现天线元件40的小型化。
在图示的天线元件40中，折弯板状单极天线部44涵盖第一频带(高频带)，第二导体元件47涵盖比第一频带低的第二频带(低频带)，第一导体元件46和第二导体元件47的组合涵盖第一频带和第二频带之间的第三频带(中频带)。具体地说，第一频带包含UWB频带，第二频带包含GSM频带，第三频带包含DSM频带、PCS频带以及UMTS频带。
总之，由第一导体元46及第二导体元件47涵盖便携式电话的使用频带，由折弯板状单极天线部44涵盖UWB的使用频带。即、图示的天线元件40的天线特性如后述那样成为低频带、中频带、高频带三个能带。
为了涵盖这种频带，在图示的天线元件40中，从供电点(供电部)16至第二导体元件47的前端47a的长度成为GSM频带的0.27波长，从供电点(供电部)16至第一导体元件46的前端46a的长度成为DCS频带的0.33波长。另外，天线元件40的形状考虑设置在平板式便携电话的接地板(电路板)12上而被优化。
而且，如图4所示，设置在接地板(电路板)12和天线元件之间40之间的供电点16位于仅离接地板(电路板)12的右上角(右侧面)规定距离d的位置上。这里，将该规定距离d称为供电位置。在图示例中，供电位置d为16mm。因此，在接地板12的宽度LGX和天线元件40的第一导体板441之比为2:1的场合，接地板12的宽度LGX和供电位置(规定距离)d之比实质上为5:2。
图9表示图4所示的超宽带天线装置10B的VSWR的频率特性。在图9中，横轴表示频率(frequency)[GHz]，纵轴表示VSWR。
图10是表示放大了图9的低频带(0.80GHz～1.00GHz)的、超宽带天线装置的VSWR的频率特性的图。换言之，图10表示GSM频带的VSWR的频率特性。图11是表示放大了图9的中频带(1.5GHz～2.5GHz)的、超宽带天线装置的VSWR的频率特性的图。换言之，图11表示DCS频带、PCS频带一级UMTS频带的VSWR的频率特性。图12是表示放大了图9的高频带(3.0GHz～11.00GHz)的、超宽带天线装置的VSWR的频率特性的图。换言之，图12表示UWB频带的VSWR的频率特性。
从图10可知，频率在890MHz～960MHz频带时，VSWR为3以下。这是因为第二导体元件47的基本波涵盖了包含GSM频带的第二频带(低频带)。
另外，从图11可知，频率在1710MHz～2170MHz的DCS频带(1710MHz～1880MHz)、PCS频带(1850MHz～1990MHz)以及UMTS频带(1920MHz～2170MHz)时，VSWR在3以下。这是因为第一导体元件46和第二导体元件47的第二高次谐波涵盖了包含DCS频带、PCS频带以及UMTS频带的第三频带(中频带)。
再有，从图12可知，频率在3.1GHz～10.6GHz的UWB频带时，VSWR在3以下。这是因为折弯板状单极天线部44涵盖了包含UWB频带的第一频带(高频带)。
总之，超宽带天线装置10B涵盖了便携式电话的使用频率和UWB的使用频率。
参照图13以及图14，对本发明的第二实施方式的天线元件40A进行说明。图13是天线元件40A的立体图，图14是天线元件40A的展开图。
图示的天线元件40A可通过冲切加工以及弯曲加工一张金属板来制造。
图示的天线元件40A具有：截面コ字形的折弯板状单极天线部44A；从该折弯板状单极天线部44A的第一部位伸出的第一导体元件46A，以及从折弯板状单极天线部44A的第二部位伸出的第二导体元件47A。折弯板状单极天线部44A也称为板状天线。
图示的折弯板状单极天线部44A包括：在Z轴方向具有第一长度、在X轴方向具有第一宽度LAX的第一导体板441A；与该第一导体板441A平行地配置的第二导体板442A；用一端部(远离接地板12(图4)的一侧的端部)连接第一导体板441A和第二导体板442A的连接板443A。如图13所示，第二导体板442A在Z轴方向具有比第一长度短的第二长度。在图示的例中，第一长度为13mm，而且，第二导体板442A在X轴方向具有比第一宽度LAX小的第二宽度。在图示的例中，第一宽度LAX为20mm。
如图13所示，第一导体元件46A作为第一部位从第二导体板442A伸出，第二导体元件47A作为第二部位从连接板443A伸出。
在图示的例中，第一导体板441A在其前端部(与接地板12(图4)相对的一侧的端部)的右侧具有切口441a。在本例中，将折弯板状单极天线部44A的右边称为第一侧边，将左边称为第二侧边。因而，切口441a形成于第一导体板441A的前端部的第一侧边一侧。
这样在第一导体板441A上形成切口441a是为了提高折弯板状单极天线部44A单独的频率特性。
另外，图示的第一导体板441A在其后端部的左侧也具有切口441b。而且在第二导体板442A以及连接板443A上也分别形成442a以及443a。即、在折弯板状单极天线部44A上形成有切口441b、442a及443a构成的切口44Aa。换言之，将在该切口44Aa剩余的第二导体板442A的部分442A-1作为第一导体元件46A的一部分461A。由此实现天线元件40A的小型化。
如图13所示那样，二维地折弯第一导体元件46A、三维地折弯第二导体元件47A，使得天线元件40A可收放于由在X轴方向具有规定宽度、在Y轴方向具有规定厚度以及在Z轴方向具有规定高度的假想长方体限定的空间内。在图示例中，规定宽度为40.0mm，规定厚度为4.0mm，规定高度为15.0mm。因此，规定宽度与接地板12的宽度LGX相等。
在图示的天线元件40A中，第一导体元件46A在折弯板状单极天线部44A的第二导体板442A延续的平面上二维地延伸。以折弯板状单极天线部44A的第一导体板441A的左端为基准的第一导体元件46A的X轴方向的宽度LAX1为18mm。另一方面，第二导体元件47A的X轴方向的宽度LAX2与接地板12(图4)的宽度LGX相等，为40mm。
虽然在图13中未图示出，但如图4所示，第一导体板441A在其前端部的规定位置具有供电点(供电部)。第二导体元件47A的前端47Aa在上述假想长方体的高度方向位于离供电点最远的位置上。
换言之，如图13所示，将包含第二导体元件47A的前端47Aa的前端侧伸出部471A配置在从接地板12(参照图4)观察时的第一导体元件46A以及折弯板状单极天线部44A的上侧。由此可实现GSM频带的接收。即可提高天线元件40A的GSM频带的利益。
在图示的天线元件40A中，折弯板状单极天线部44A涵盖第一频带(高频带)，第二导体元件47A涵盖比第一频带低的第二频带(低频带)，第一导体元件46A和第二导体元件47A的组合涵盖第一频带和第二频带之间的第三频带(中频带)。具体地说，第一频带包含UWB频带，第二频带包含GSM频带，第三频带包含DSM频带、PCS频带以及UMTS频带。
总之，由第一导体元46A及第二导体元件47A涵盖便携式电话的使用频带，由折弯板状单极天线部44A涵盖UWB的使用频带。即、图示的天线元件40A的天线特性如后述那样成为低频带、中频带、高频带三个能带。
为了涵盖这种频带，在图示的天线元件40A中，从供电点(供电部)16至第二导体元件47A的前端47Aa的长度成为GSM频带的0.27波长，从供电点(供电部)16(图4)至第一导体元件46A的前端46Aa的长度成为DCS频带的0.33波长。另外，天线元件40A的形状考虑设置在平板式便携电话的接地板(电路板)12上而被优化。
如果接近接地板12来配置并构成超宽带天线装置，可将图13所示的天线元件40A如图4所示那样安装在平板式便携电话内，本发明者确认到与图9所示的情况同样，如此构成的超宽带天线装置涵盖了便携式电话的使用频率和UMB的使用频率。
以上通过优选实施方式对本发明进行了说明，当然，本发明并不限定于上述的实施方式。例如，板状的天线44、44A不是方形也可以。具体地说，可以是圆形、环形、本垒形、扇形等宽带板状单极。第一以及第二天线导体元件也可以是弯曲状。也可以将天线元件的角做成圆形。也可以将天线元件40、40A搭载在PDA(个人数字助理)上。

Claims (16)

1.一种天线元件，其特征在于，包括：
截面コ字形的折弯板状单极天线部；
从该折弯板状单极天线部的第一部位伸出的第一导体元件，以及，
从上述折弯板状单极天线部的第二部位伸出的第二导体元件。
2.根据权利要求1所述的天线元件，其特征在于，
上述折弯板状单极天线部包括：具有第一长度的第一导体板；与该第一导体板平行地配置且具有比上述第一长度还短的第二长度的第二导体板；以及用一端部连接上述第一导体板和上述第二导体板的连接板，
上述第一导体元件作为上述第一部位从上述第二导体板伸出，
上述第二导体元件作为上述第二部位从上述连接板伸出。
3.根据权利要求2所述的天线元件，其特征在于，
上述第一导体板在其前端部的第一侧边一侧具有切口。
4.根据权利要求3所述的天线元件，其特征在于，
折弯上述第一导体元件以及上述第二导体元件，使得上述天线元件可收放于由具有规定宽度、规定厚度及规定高度的假想长方体限定的空间内。
5.根据权利要求4所述的天线元件，其特征在于，
上述第一导体板在其前端部的规定位置具有供电点，
上述第二导体元件的前端在上述假想长方体的高度方向位于离上述供电点最远的位置上。
6.根据权利要求1至5任一项所述的天线元件，其特征在于，
上述折弯板状单极天线部涵盖第一频带，
上述第二导体元件涵盖比上述第一频带低的第二频带，
上述第一导体元件和上述第二导体元件的组合涵盖上述第一频带和上述第二频带之间的第三频带。
7.根据权利要求6所述的天线元件，其特征在于，
上述第一频带包含UWB(超宽带)频带，
上述第二频带包含GSM(全球移动通信系统)频带，
上述第三频带包含DCS(数字通信系统)频带、PCS(个人通信服务)频带以及UMTS(通用移动通信系统)频带。
8.一种宽带天线装置，具备接地板、与该接地板的一端接近配置的天线元件、以及搭载该天线元件的基板，其特征在于，
上述天线元件包括：
截面コ字形的折弯板状单极天线部；
从该折弯板状单极天线部的第一部位伸出的第一导体元件，以及，
从该折弯板状单极天线部的第二部位伸出的第二导体元件。
9.根据权利要求8所述的宽带天线装置，其特征在于，
上述天线元件设置在上述接地板的一侧面侧，
上述宽带天线装置在上述接地板和上述天线元件之间具有设置于仅离上述一侧面规定距离的供电位置上的供电点。
10.根据权利要求9所述的宽带天线装置，其特征在于，
在上述接地板的宽度和上述折弯板状单极天线部的宽度之比为2:1的场合，上述接地板的宽度和上述规定距离之比实质上为5:2。
11.根据权利要求8至10任一项所述的宽带天线装置，其特征在于，
上述折弯板状单极天线部包括：具有第一长度的第一导体板；与该第一导体板平行地配置且具有比上述第一长度还短的第二长度的第二导体板；以及用一端部连接上述第一导体板和上述第二导体板的连接板，
上述第一导体元件作为上述第一部位而从上述第二导体板伸出，
上述第二导体元件作为上述第二部位而从上述连接板伸出。
12.根据权利要求11述的宽带天线装置，其特征在于，
上述第一导体板在其前端部的第一侧边一侧具有切口。
13.根据权利要求12所述的宽带天线装置，其特征在于，
折弯上述第一导体元件以及上述第二导体元件，使得上述天线元件可收放于由具有规定宽度、规定厚度及规定高度的假想长方体限定的空间内。
14.根据权利要求13所述的宽带天线装置，其特征在于，
上述第一导体板在其前端部的规定位置具有供电点，
上述第二导体元件的前端在上述假想长方体的高度方向上位于离上述供电点最远的位置上。
15.根据权利要求8至13任一项所述的宽带天线装置，其特征在于，
上述折弯板状单极天线部涵盖第一频带，
上述第二导体元件涵盖比上述第一频带低的第二频带，
上述第一导体元件和上述第二导体元件的组合涵盖上述第一频带和上述第二频带之间的第三频带。
16.根据权利要求15所述的宽带天线装置，其特征在于，
上述第一频带包含UWB(超宽带)频带，
上述第二频带包含GSM(全球移动通信系统)频带，
上述第三频带包含DCS(数字通信系统)频带、PCS(个人通信服务)频带以及UMTS(通用移动通信系统)频带。
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