CN101461096A - 天线装置及使用该天线装置的无线通信设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供的技术能够实现一种节省空间的天线装置，能够实现宽波段(多个波段)化，能够在各波段内保持良好的增益和垂直偏振波的无指向性，并且能够维持机械可靠性。本发明的一种天线装置包括：导体天线，形成为大致U字状，在一端侧具有供电部，另一端侧为开放端，该导体天线具有折弯部；基体，由绝缘材料构成；以及基板，搭载所述导体天线和所述基体，所述导体天线的一端侧和另一端侧的导体表面彼此成大致直角，所述基体被固定在所述基板上，在所述导体天线中，所述导体天线的至少一端侧固定在所述基体上，所述折弯部固定在所述基板上。

Description

天线装置及使用该天线装置的无线通信设备

技术领域

本发明涉及一种天线装置，特别是涉及能够对应多个波段(收发波段)的天线装置及使用该天线装置的无线通信设备。

背景技术

以往作为装配在移动电话、移动信息终端等无线通信设备中的天线装置的例子，例如专利文献1所公开的天线装置将由电介质材料或磁性材料构成的芯片天线安装在基板上，在该芯片天线上连接由磷青铜构成的增设导体。该天线装置将芯片天线直接安装在基板上，从而提高芯片天线的机械可靠性，并且将增设导体的一端连接在芯片天线的上部，从而增大电体积，提高单波段的增益。

专利文献1：日本专利特开2005-73024号公报

发明内容

近年来，移动电话等无线通信设备快速得到普及，使用于通信上的波段也增多。特别是，最近的移动电话被称为双频方式、三频方式、四频方式等，将多个波段(收发波段)配备在一个移动电话设备中的例子较多。在这种情况下，作为构成移动电话等的内置天线电路的天线装置，上述能够对应多个波段(收发波段)的天线装置的研发日益紧迫。上述天线电路根据移动电话等无线通信设备的进一步小型化和多波段化要求，与天线部件的增加趋势无关地，不仅需要实现高性能和小型化，还需要具备机械可靠性。例如，需要即使设备摔落或略微粗暴地使用时也不产生损坏等的天线装置。在上述专利文献1所记载的天线装置中具备金属制的增设导体，但是该金属导体不可以因外力等而脱落或破损。另外，专利文献1中记载的天线装置中虽然设有金属导体，但其是单波段的天线装置，不能对应多个波段(收发波段)。

本发明是鉴于上述各种课题而研发的，目的在于实现一种节省空间的天线装置，能够实现宽波段(多个波段)化，能够在各波段内保持良好的增益和垂直偏振波的无指向性，并且提高天线装置机械结构的可靠性。

本发明的一种天线装置包括：导体天线，形成为大致U字状，在一端侧具有供电部，另一端侧为开放端，该导体天线具有折弯部；基体，由绝缘材料构成；以及基板，搭载所述导体天线和所述基体，所述导体天线的一端侧和另一端侧的导体表面彼此成大致直角，所述基体被固定在所述基板上，在所述导体天线上，所述导体天线的至少一端侧固定在所述基体上，所述折弯部固定在所述基板上。在此，所述导体天线的一端侧也可以还固定在所述基板上。

根据上述结构，通过使导体天线的一端侧和另一端侧的开放端靠近介电材料或磁性材料等绝缘基体而组合，能够保持宽波段(多个波段)化、良好的增益及垂直偏振波的无指向性。此时，通过使U字形导体天线的一端侧和另一端侧的导体面彼此成大致直角，能够确保导体天线的放射面积的情况下减小高度而实现小型化。并且，由于与基板的接地部分保持一定距离，并形成与接地部分成直角的面，因此电容耦合产生面减小，不必要的电容耦合减少，能够更有利于提高增益和宽波段化。并且，导体天线具有折弯部而形成为大致U字形，由于导体是比较长的平板状，因此自身的刚性不够充分。因此，通过还将其支撑固定在除了基体以外的基板侧，能够分散负荷，提高机械强度，从而提高可靠性。另外，本发明的导体天线可以不是U字形，只要具有折弯部即可。例如，也可以是设有多个折弯部的E字形等。将上述形状统称为大致U字形。

在本发明中，关于基板和导体天线的支撑固定，优选在所述导体天线上设置有用于固定在基板上的卡定部，在所述基板上形成有与所述卡定部对应的凹口部，并在平面彼此间将两者接合固定。

并且，优选在所述导体天线上设置有用于固定在所述基板上的突起部，在所述基板上形成有与所述突起部对应的孔部，并将两者嵌入而接合固定。另外，还可以组合上述固定结构。

本发明的天线装置也可以构成为，在所述天线导体上，一端侧由例如利用金属薄板构成的板状导体构成，另一端侧由形成在基板背面的、例如利用金属箔构成的导体图案(Pattern)构成，所述一端侧的板状导体的折弯部附近的端部卡定在设置于基板上的孔部或凹口部，且与所述另一端侧的导体图案接合，并且该导体天线固定在基板上。

根据上述结构，将一端侧的板状导体支撑固定在基体及/或基板上，并且在另一端侧连接金属导体图案。从而能够形成大致U字形的导体天线，并且将天线导体组装固定在基板上。在此，设置在基板上的孔部还用作通孔，通过焊接同时进行电连接和机械固定。并且，利用印刷装置等在基板的背面设置另一端侧的导体图案，因此能够与基板的厚度相应地减少电容耦合成分，扩大波段宽幅。

本发明的天线装置也可以构成为，所述导体天线的一端侧和另一端侧经由所述基体而靠近配置，所述导体天线另一端部的开放端和所述基体接合而支撑固定在所述基板及基体上。

根据上述结构，由于在U字形导体天线的电场强度高的开放端位置配置基体，因此能够在各波段内实现宽波段化，并保持良好的增益和垂直偏振波的无指向性。并且，除了导体天线的一端部和折弯部之外，另一端部也连接在基体上，从而由基板和基体在3点进行支撑固定，因此能够得到稳定的固定状态。此时，所述导体天线的一端侧的供电部和另一端侧的开放端能够通过焊接与形成在基体上的导体图案直接连接并供电。并且，也可以利用粘结剂牢固地固定。

另外，本发明的天线装置也可以构成为，所述基体固定在所述基板上，所述导体天线另一端部的开放端和所述基体在分离的状态下分别单独固定在所述基板上。此时，能够使天线装置构成为，在所述基板上设有第1导体图案，在所述基体上形成有第2导体图案，所述第2导体图案和所述导体天线另一端部的开放端经由所述第1导体图案连接，在所述基体上形成有第3导体图案，在所述基板上设有第4导体图案，经由所述第3导体图案及所述第4导体图案向所述导体天线的供电部供电。

根据该结构，由于与上述的结构不同，将基体和导体天线在彼此分离的状态下固定，因此即使基体和导体天线的任一个受到外力等，上述外力也不会彼此传递到其他部件，因此能够互不影响地固定在基板上。

在本发明的天线装置中，优选在所述基体及/或基板上形成有收发频率调整用的导体图案。该收发频率调整用的导体图案也可以形成在所述基板上固定有所述基体的面的背面。并且，导体图案也可以设置在所述导体天线的一端侧附近。

根据上述结构，能够容易切除该导体图案，从而能够进行例如GSM波段的调整。并且，也可以设置在所述导体天线的所述折弯部附近。在这种情况下，通过切除该导体图案，能够进行例如DCS/PCS/UTMS波段的调整。如上所述，仅通过切除导体图案就能够进行收发频率的调整，因此组装天线装置之后，能够容易进行频率调整。

并且，优选所述基板为与主基板连接的副基板。根据上述结构，能够与主基板部独立地进行天线装置的组装生产，因此容易进行工序管理，提高作业效率。

另外，也可以在所述副基板上搭载有电缆连接器，所述基体搭载在所述副基板上的长度方向上所述电缆连接器一侧的端部。从而，在本发明的天线装置中，基体设置在供电侧的端部，因此基板上的导体天线的形状不受基体形状的制约。

另外，本发明的特征在于，将具有上述结构的天线装置内置于无线通信设备中。从而，能够节省无线通信设备的内置天线电路的空间，能够增加无线通信设备框体内天线装置的配置(布局)自由度，并实现该无线通信设备的小型化。

根据本发明，能够实现小型的天线装置，能够实现宽波段(多个波段)化，能够在各波段内保持良好的增益和垂直偏振波的无指向性，并且机械强度和可靠性优异。因此，在移动电话等无线通信设备中使用该天线装置时，能够节省内置天线电路的空间，并且该无线通信设备框体内的天线装置的配置(布局)自由度也增加，容易实现该无线通信设备的小型化。并且，由于容易调整收发频率，因此能够根据使用天线装置的设备更简单地进行调整。而且，能够提高移动电话等无线通信设备的可靠性。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式的天线装置的基本结构的图。

图2是图1所示的天线装置的等效电路图。

图3是表示图1所示天线装置的详细结构的图。

图4是表示图1所示天线装置的组装顺序的图。

图5是用于说明图1所示天线装置的收发频率调整方法的图。

图6是表示图1所示的天线装置在GSM波段中的天线特性的图。

图7是表示图1所示的天线装置在DCS-UMTS波段中的天线特性的图。

图8是表示图1所示的天线装置在GSM波段中的天线增益指向特性的其他图。

图9是表示图1所示的天线装置在DCS波段中的天线增益指向特性的其他图。

图10是表示图1所示的天线装置在PCS波段中的天线增益指向特性的其他图。

图11是表示图1所示的天线装置在UMTS波段中的天线特性的其他图。

图12是表示本发明第二实施方式的天线装置的基本结构的图。

图13是表示图12所示天线装置的组装顺序的图。

图14是表示本发明第三实施方式的天线装置的基本结构的图。

图15是表示图14所示天线装置的组装顺序的图。

图16是表示本发明第四实施方式的天线装置的基本结构的图。

图17是表示图16所示天线装置的组装顺序的图。

图18是表示本发明第五实施方式的天线装置的基本结构的图。

图19是表示图18所示天线装置的组装顺序的图。

图20是表示本发明的第六实施方式的图。

标号说明

100、200、300、400、500、600：天线装置

110、410、610：基体

111、112：天线固定用电极

120、210、320、420、520：导体天线

121、221、321、421、521：一端侧的导体

122、222、322、422、522：另一端侧的导体

121a、122a、221a、222a、321a、322a、421a、422a、521a、522a：端部

121aa、221aa、221ab、224aa、321aa、321ab、324aa、424aa、521aa：突出部

124aa、324aa、524aa：卡定部

123、223、323、423：空间

124、224、324、524：折弯部

124a、224a、324a、524a：第一折弯部

124b、224b、324b：第二折弯部

130、241、341、530：导体线路

131：电缆连接器

140、440、540：副基板

140a、140b：安装部

141：同轴电缆

141a、141b：连接部

142a、142b、242aa、242ab、242b、342aa、342ab、342b、542a、542b：凹口部

150、250、350：主基板

151、251、351：供电端口

221aa、221ab、224aa、321aa、321ab、324aa：扣合突起部

240、340：搭载区域

243、343、643：收发频率调整用图案

443：导体图案

543：固定孔

533：接合用线路(第一导体图案)

511：天线电极(第二导体图案)

512：供电侧电极(第三导体图案)

532：供电用线路(第四导体图案)

具体实施方式

参照附图说明本发明的实施方式。另外，以下说明的实施方式并不限定权利要求书范围中的发明，另外实施方式中说明的特征的组合并不都是实现本发明所必须的。

参照附图详细说明本发明实施方式的天线装置。首先，参照图1至图4说明本发明的第一实施方式。图1是表示本发明第一实施方式的天线装置的基本结构的图，图2是其等效电路图，图3是表示第一实施方式的天线装置的详细结构的图。图4是用于说明第一实施方式的天线装置的组装状态的图。

天线装置100包括基体110、导体天线120、导体线路130、及电缆连接器131等，上述部件安装在副基板140上。在该副基板140上，在副基板长度方向的两端部设有安装部140a、140b，在安装部140a一侧安装有电缆连接器131。

并且，在与该副基板140分离的位置具有主基板150。该主基板150由玻璃环氧树脂等形成，构成作为后述本发明的一个实施方式即无线通信设备的移动电话中内置的印刷电路基板(PCB：Printed CircuitBoard)。在该主基板150上设有供电端口151，在供电端口151和电缆连接器131之间设有同轴电缆141。在同轴电缆141上设有连接部141a、141b，通过在供电端口151上连接同轴电缆141的连接部141b，并在电缆连接器131上连接同轴电缆141的连接部141a，从而从供电端口151电连接至导体线路130，经由上述导电部件向导体天线120供电。

基体110由绝缘材料中例如介电材料或磁性材料的至少一种形成为长方体，并直接固定在副基板140上，并且分别在基体上表面设有天线固定用电极111，在基体的一个侧面设有天线固定用电极112。并且，从后述导体天线120的一端侧导体121的端部121a到另一端侧导体122的端部122a之间整体接合。因此，相对的导体121、122的端部121a、122a经由基体110电容耦合，即在电感Lan和Lbn之间存在电容器Cd。另外，另一端侧导体122的端部122a未必需要接合在基体上，只要靠近端部121a配置即可。

基体110由含有电介质材料例如氧化铝、二氧化硅、镁等的在高频段低损耗的陶瓷制成。在使用介电材料时，介电常数和介电损耗对天线特性有较大影响。另外，第一实施方式的基体110的制作尺寸为5.5mm×3mm×2mm。

或者，除了介电材料之外，还可以使用磁性材料来制造。在这种情况下，作为材质可以使用被称为平面型(プラ—ナ)的Z型、Y型等六方晶铁素体、包含上述铁素体材料的复合材料等，但优选铁素体的烧结体，特别优选使用Y型铁素体。铁素体烧结体的体积电阻率高，有利于实现与导体绝缘。如果使用体积电阻率高的铁素体烧结体，则在与导体之间不需要绝缘被覆。Y型铁素体直到1GHz以上的高频维持磁导率，在直到1GHz的频率波段中磁损耗小。Y型铁素体烧结体不限于Y型铁素体单相，也可以包含Z型、W型等其他相。形状和尺寸也可以与介电材料同样形成为长方体，例如与电介质材料同样制作成5.5mm×3mm×2mm。

并且，基体110的天线固定用电极111、112在与导体天线120接合的面上对电极进行丝网印刷而形成，也可以通过焊接与导体天线120接合，也可以为了接合得更牢固而同时使用粘结剂。

导体天线120由金属板形成为大致U字形，并且在折弯部124弯曲，以使相对的图示下方一端侧导体121的平面和图示上方另一端侧导体122的平面成大致直角。并且，一端侧的导体121的端部121a成为供电侧，连接到供电端口151，另一端侧的导体122的端部122a成为开放端侧，与基体120的天线固定用电极111的一部分连接。在此供电侧可以不是端部121a，也可以是端部122a一侧。在以下实施方式中也相同。在这种情况下，端部122a经由天线固定用电极111连接到供电端口151，另一端侧导体122的端部121a成为开放端侧。另外，一端侧的导体121和另一端侧的122之间分离，形成带状的空间123。并且，导体天线120弯曲端部122a的一部分，以便能够在固定时将另一端侧的导体122配置成从副基板140观察时以与基体110分离的距离平行或大致平行于副基板140。

折弯部124包括第一折弯部124a和第二折弯部124b，第一折弯部124a与一端侧的导体121具有同一平面，并向另一端侧导体122方向成直角地延伸，第二折弯部与另一端侧的导体122具有同一平面，并向一端侧导体121的方向成直角地延伸，两个折弯部124a、124b延伸而接合成在接触的位置形成直角。这样，导体天线120的一端侧导体面和另一端侧导体面彼此成大致直角，并且将端部121a与基体110的天线固定用电极112接合，将另一个端部122a与天线固定用电极111接合(但是，端部122a的接合不是必须的)。因此，导体天线中一端侧的导体121位于从主基板150的接地部分远离的位置，并且形成为与接地部分成直角的导体面，因此电容耦合面减小，能够减少不必要的电容耦合，其结果能够扩大波段宽幅。

导体121、122经由空间123电容耦合，即在电感La1和Lb1、La2和Lb2、……、Lan和Lbn之间，存在电容器Ca1、Ca2、……、Ca(n-1)。因此，该空间123至少是能够形成电容耦合的程度的间隔。另外，在导体121、122和接地部分之间存在电容器Cb1、Cb2、Cb3、……、Cbn、Cb(n+1)。使用例如由磷青铜、铜、42镍等构成的金属板制作该导体天线120，但为了减小电阻值而增大作为天线的增益且减小损耗，也可以在表面实施镀金或镀银。

通过将安装部141a、140b螺合固定在未图示的框体上而固定副基板140，安装部140a与框体的接地部分连接而导通。并且，在副基板140上的安装部140a一侧，安装有导体线路130、电缆连接器131。并且，如上所述，在该副基板140上搭载有基体110和导体天线120。

该天线装置100具有各不相同的收发频率波段，具体地，导体天线120的(折弯)全长(GSM波段的1/4波长)具有GSM波段(900MHz波段)作为收发频率波段，导体天线120的一半长度(DCS波段和PCS波段的大致1/4波长)具有DCS波段(1700MHz波段)及PCS波段(1800MHz波段)、以及UMTS波段(2200MHz波段)作为收发频率波段，从而实现四频方式的天线装置100。这样，导体天线120的全长(GSM波段的1/4波长)具有最低的频率波段GSM波段作为其收发频率波段。导体天线120的一半长度(DCS波段和PCS波段的大致1/4波长)具有DCS波段和PCS波段这两个不同但接近的频率波段作为其收发频率波段。并且，包括导体天线120的一端侧导体121的端部121a和另一端侧导体122的端部122a的基体110部分具有比DCS波段/PCS波段高的频率波段即UMTS波段作为其收发频率波段。

另外，使用由厚度为0.3mm的磷青铜等构成的金属板制作第一实施方式的导体天线120，并且为了减小电阻值而增大作为天线的增益且减小损耗，在表面施加镀金等。一端侧导体121的宽度和另一端侧导体122的宽度合越大放射效率越高，能够形成为宽波段，但如果宽幅过大，则与接地部分的相对面积增大，实际距离变近，反而降低波段宽幅BW和增益。因此，优选在不引起波段宽幅BW的窄波段化及增益降低的范围内调整导体宽度。例如，在此一端侧导体121的宽度比另一端侧导体122的宽度窄，从而能够提高GSM波段(900MHz)等低频侧的增益。另一方面，在提高DCS波段(1700MHz波段)、PCS波段(1800MHz波段)、UMTS波段(2200MHz波段)等高频侧的增益时，只要使一端侧导体121的宽度比另一端侧导体122的宽度宽即可。这样，以在低频侧和高频侧不产生增益偏差的方式确定一端侧导体121和另一端侧导体122的宽度。

下面，参照图4说明导体天线的固定结构。

在组装天线装置100时，首先经由形成在接合面上的导体箔，通过焊接将基体110直接固定在副基板140上。在该副基板140上设有用于固定导体天线120的天线固定部即凹口部142a和142b。另外，导体天线120的端部121a形成为与凹口部142a扣合的突起部121aa。并且，在导体121的第一折弯部124a的下端侧形成与所述基板一侧的凹口部142b扣合的卡定部124aa。

并且，从图示的前方侧，将导体天线120的突起部121aa和卡定部124aa一起插入凹口部142a、142b中，从而导体天线120安装到副基板140上。并且，通过焊接将导体天线120的突起部121aa和卡定部124aa分别接合在凹口部142a、142b，导体天线120的一端侧和折弯部被固定到副基板上。另外，在本实施例中，通过焊接将另一端侧导体的端部122a接合在已固定的基体110的天线固定用电极111上，从而牢固地固定在副基板140上。另外，突起部121aa在与凹口部142a接合时，处于与基体110的天线固定用电极112及导体线路130接触并接合的状态。

这样，在第一实施方式的天线装置100中，导体天线120除了与基体110接合之外，突起部121aa及卡定部124aa部分固定在副基板140上，从而在副基板140上形成三点支撑。并且，在本实施例中，由于导体天线120的端部122a固定在基体110上，因此导体天线120的负荷作用于基体110。此时，由于导体天线120的另外两点固定在副基板140上，因此可以将该导体天线120的另一端侧导体122理解为以折弯部124侧为固定端、以端部122a为自由端的悬臂梁。此时，由于端部122a从另一端侧导体122向基体110一侧弯曲，因此作用在该基体110上的负荷成为将基体110向下方向即副基板140方向按压的力。从而，在第一实施方式的天线装置100中，基体110和导体天线120被稳定且牢固地固定而难以脱落，机械可靠性提高。

并且，如图5所示，在第一实施方式的天线装置100中，基体110的天线固定用电极111仅在一部分与导体天线120的端部122a接合。因此，如图5中的虚线所示，即使在基体110固定于副基板140上的状态下，也能够进行切除形成在基体110上的天线固定用电极111的一部分等加工。从而，仅通过切除该天线固定用电极111，也能够进行天线装置100的、特别是GSM波段的收发频率调整。

下面，参照图6至图11说明第一实施方式的天线装置100的性能。图6是表示天线装置100在GSM波段的天线特性的图，图7是表示天线装置100在DCS-UMTS波段的天线特性的图。并且，图8至图11是表示天线装置100分别在GSM、DCS、PCS、UMTS波段中的发送波段和接收波段的中心频率的增益指向性的图。

图6(a)、(b)、(c)分别利用曲线表示第一实施方式的天线装置在GSM波段的天线特性中天线的立体指向性，上述曲线以3维的XYZ轴作为基准，在XY面、YZ面、ZX面的剖面上，以2维方式从中心点分布天线的指向性。也就是说，图6(a)所示的E2-面表示XY面，图6(b)所示的E1-面表示YZ面，图6(c)所示的H-面表示ZX面。在上述附图中，从中心点分布的曲线从中心点在径向上越大，表示指向性及增益越高，从中心点在径向上分布越均匀而接近(正)圆，表示没有指向性及增益的下降而均匀。其中，例如作为搭载于移动电话终端的天线，图6(c)所示ZX面的天线指向性很重要，优选在该ZX面中增益最大，且得到均匀的增益、指向性。这表示在与上述副基板140的表面正交的方向上能否得到均匀的增益、指向性。

即，表示相对于副基板140在其圆周方向上能够得到什么程度的均匀的增益、指向性。在移动电话终端中，由于沿着薄而长的终端设备框体的长度方向配置副基板140及与该副基板140连接的主基板150，因此相对于终端设备框体的圆周方向能够得到什么程度的均匀的增益、指向性变得很重要。这样，如果能够相对于终端设备框体的圆周方向得到均匀的增益、指向性，则容易根据框体内金属部位的配置情况控制指向性，因此上述ZX面的垂直偏振波的指向性均匀化(无指向性)很重要。因此，优选该ZX面中表示垂直偏振波指向性的曲线从中心点在径向上均匀分布而接近(正)圆。在图6(c)所示ZX面的数据中，表示垂直偏振波指向性的垂直偏振曲线表示在0.00附近均匀的圆(正圆)，未发现图中的X即横轴方向上的增益下降，可知得到了均匀的指向性及增益。

图7(a)、(b)、(c)与图6(a)、(b)、(c)同样立体(3维)地表示第一实施方式的天线装置100在DCS-UMTS波段中的天线特性中天线的指向性。在本实施例的天线装置11中，在图7(c)所示ZX面的天线指向性数据中，表示垂直偏振波指向性的垂直偏振曲线表示大致圆形，增益下降小，可知得到了实际使用所需的足够的指向性及增益。

图8表示第一实施方式的天线装置100的指向性增益中GSM波段中的发送波段和接收波段的中心频率的增益指向性。在此，图8(a)、(b)、(c)表示在GSM-Tx(GSM波段的发送波段的中心频率)下E2-面、E1-面、H-面中的各指向性增益，图8(d)、(e)、(f)表示在GSM-Rx(GSM波段的接收波段的中心频率)下E2-面、E1-面、H-面中的各指向性增益。另外，在第一实施方式中，GSM的发送波段的中心频率为895.5MHz，接收波段的中心频率为940.5MHz。

在图8(c)、(f)所示的H-面的数据中，表示垂直偏振波指向性的垂直偏振曲线表示在0.00附近均匀的圆(正圆)，未发现图中的X即纵轴方向上的增益下降。也就是说，可知在该天线装置100中，在GSM波段中的发送波段及接收波段均得到了均匀的指向性及增益。

图9表示第一实施方式的天线装置100的指向性增益中DCS波段中的发送波段和接收波段的中心频率的增益指向性。在此，图9(a)、(b)、(c)表示在DCS-Tx(DCS波段的发送波段的中心频率)下E2-面、E1-面、H-面中的各指向性增益，图9(d)、(e)、(f)表示在DCS-Rx(DCS波段的接收波段的中心频率)下E2-面、E1-面、H-面中的各指向性增益。另外，在第一实施方式中，DCS的发送波段的中心频率为1747.5MHz，接收波段的中心频率为1842.5MHz。

在图9(c)、(f)所示的H-面的数据中，表示垂直偏振波指向性的垂直偏振曲线在局部存在零点(Null point)，但是表示水平偏振波指向性的水平偏振曲线弥补该点。因此，两者的结合表示大致圆形，图中的X即纵轴方向上的增益下降也小。也就是说，可知在该天线装置100中，在DCS波段中的发送波段和接收波段均得到了实际使用所需的足够的指向性及增益。

图10表示第一实施方式的天线装置100的指向性增益中PCS波段中的发送波段和接收波段的中心频率的增益指向性。在此，图10(a)、(b)、(c)表示在PCS-Tx(PCS波段的发送波段的中心频率)下E2-面、E1-面、H-面中的各指向性增益，图10(d)、(e)、(f)表示在PCS-Rx(PCS波段的接收波段的中心频率)下E2-面、E1-面、H-面中的各指向性增益。另外，在第一实施方式中，PCS的发送波段的中心频率为1880MHz，接收波段的中心频率为1960MHz。

在图10(c)、(f)所示的H-面的数据中，表示垂直偏振波指向性的垂直偏振曲线在局部存在零点，但是表示水平偏振波指向性的水平偏振曲线弥补该点。因此，两者的结合表示大致圆形，图中的X即纵轴方向上的增益下降也小。也就是说，可知在该天线装置100中，在PCS波段中的发送波段和接收波段均得到了实际使用所需的足够的指向性及增益。

图11表示第一实施方式的天线装置100的指向性增益中UMTS波段中的发送波段和接收波段的中心频率的增益指向性。在此，图11(a)、(b)、(c)表示在UMTS-Tx(UMTS波段的发送波段的中心频率)下E2-面、E1-面、H-面中的各指向性增益，图11(d)、(e)、(f)表示在UMTS-Rx(UMTS波段的接收波段的中心频率)下E2-面、E1-面、H-面中的各指向性增益。另外，在第一实施方式中，UMTS的发送波段的中心频率为1950MHz，接收波段的中心频率为2140MHz。

在图11(c)、(f)所示的H-面的数据中，表示垂直偏振波指向性的垂直偏振曲线表示大致圆形，图中的X即纵轴方向上的增益下降也小。也就是说，可知在该天线装置100中，在UMTS波段中的发送波段和接收波段均得到了实际使用所需的足够的指向性及增益。

根据上述安装结构，由于能够确保基体110及导体天线120与主基板150的接地部分的距离，因此能够由基体110及导体天线120得到上述的宽波段、高增益的天线。

下面，参照图12、图13说明本发明的第二实施方式。

图12是表示本发明第二实施方式的天线装置基本结构的图，图13是表示第二实施方式的天线装置的组装状态的图。另外，对本发明的第二实施方式和第一实施方式的相同部分标以相同的参照标号，省略其说明。

天线装置200包括基体110、导体天线220、及导体线路230等，上述部件安装在设置于主基板250上的搭载区域240。该主基板250由与第一实施方式的主基板150相同的材质形成，并设有供电端口251和导体线路241。并且，从该供电端口251电连接有导体线路241和天线固定用电极112，并经由上述导电部件向导体天线220供电。

导体天线220由金属制(厚度为0.3mm的磷青铜)的薄板材形成为大致U字形，并且在折弯部224弯曲，以使相对的图示下方的一端侧导体221的平面和图示上方的另一端侧导体220的平面成大致直角。并且，一端侧导体221的端部221a为供电侧，连接到供电端口251，另一端侧导体222的端部222a为开放端侧，与基体220的天线固定用电极111的一部分连接。并且，导体221、222之间分离，形成带状的空间223。并且，导体天线220形成为在固定时能够将导体222配置成从安装区域240观察时以与基体110大致相同的距离平行于安装区域240。

折弯部224大致包括第一折弯部224a和第二折弯部224b。第一折弯部224a与导体221具有同一平面，并向导体222方向成直角地延伸，第二折弯部与另一端侧的导体222具有同一平面，并向一端侧的导体221方向成直角地延伸，两个折弯部224a、224b延伸而接合成在会合的位置形成直角。在第一实施方式中，通过该折弯部224的形状，能够将导体天线220的端部221a从基体210迂回而与固定用电极112接合，将端部222a与天线固定用电极111接合。

图13用于说明第二实施方式的天线装置200的组装状态的图。在组装天线装置200时，首先将基体110直接固定在安装区域240上，并固定导体天线220。在该安装区域240上设有由通孔构成的天线固定孔242aa、242ab、242b，用于固定导体天线220。并且，在导体天线220的端部221a的前端部设有与所述固定孔242aa、242ab扣合的突起部221aa、221ab。并且，在固定孔242b，在导体天线220的一端侧导体221和第一折弯部224a折弯的部分即图示下端侧设有突起部224aa。

并且，从图示上方侧，将导体天线220的突起部221aa、221ab、224aa一起插入固定孔242aa、242ab、242b中，从而导体天线220安装到安装区域240。并且，通过焊接将导体天线220的突起部221aa、221ab、242aa分别接合在固定孔242aa、242ab、242b，并通过焊接将端部222a接合在已固定的基体110的天线固定用电极111上，从而导体天线220被固定在安装区域240上。另外，突起部221aa在与固定孔242aa接合时，处于与基体110的天线固定用电极112及导体线路241接触并接合的状态。

这样，在第二实施方式的天线装置200中，导体天线220在安装区域240上除了将一端侧接合在基体上之外，在突起部221aa、221ab、224aa和端部222a的4个点进行固定，从而在安装区域240上形成4点支撑。

另外，由于导体天线220的端部222a固定在直接固定于安装区域240上的基体110上，因此导体天线220的负荷作用于该基体110。此时，导体天线220的突起部224aa固定支撑在安装区域240上，导体222被固定成相对于安装区域240分离与从安装区域240到天线固定用电极111的距离大致相同的距离，并与安装区域240平行。因此，可以将另一端侧的导体222理解为由基体110和突起部224aa支撑的两端支撑梁，从另一端侧的导体222对基体110向剥离基体110的方向作用的负荷被突起部224aa分散，从而减轻至约一半。

另外，在第二实施方式的天线装置200中，在安装区域240上搭载有基体110等的面的背面，设有收发频率调整用图案243(利用虚线表示)。该收发频率调整用图案243经由天线固定部242b连接到突起部224aa，通过进行切除该收发频率调整用图案243的一部分等加工，也能够进行天线装置200的、特别是DCS/PCS/UMTS波段中的收发频率调整。

因此，即使是上述结构，也能够得到与第一实施方式的天线装置100相同的作用、效果。

接着，参照图14、图15说明本发明的第三实施方式。图14是表示本发明第三实施方式的天线装置基本结构的图，图15是表示第三实施方式的天线装置的组装状态的图。另外，对本发明的第三实施方式和第一、第二实施方式的相同部分标以相同的参照标号，并省略其说明。

天线装置300包括基体110、导体天线320、及导体线路341等，上述部件安装在设置于主基板350上的搭载区域340。该主基板350由与第一实施方式的主基板150相同的材质形成，并设有供电端口351和供电线341，从该供电端口351经由导体线路341向导体天线320供电。

图15是用于说明第三实施方式的天线装置300的组装状态的图。在天线装置300中，在安装区域340上设有用于固定导体天线320的凹口部342aa、342ab、342b。并且，在导体天线320的端部321a的前端设有与所述凹口部342aa、342ab扣合的突起部321aa、321ab。并且，在凹口部342b，在导体天线320的一端侧导体321和第一折弯部324a折弯的部分即图示下端侧设有突起部324aa。

凹口部342aa、342ab、342b形成为凹口，仅通过使突起部321aa、321ab、324a与该凹口扣合，就能够安装该天线装置300的导体天线320，因此能够从图示前方侧或图示上方侧插入而安装。也就是说，在天线装置300中，可以选择安装导体天线320的方向，能够从容易安装的方向进行安装。并且，固定为与第二实施方式相同的状态。

并且，在第三实施方式的天线装置300中，在安装区域340上搭载有基体110等的面的背面，设有收发频率调整用图案343。该收发频率调整用图案343经由凹口部342aa、342ab连接到突起部321aa、321ab，通过进行切除该收发频率调整用图案343的一部分等加工，也能够进行天线装置300的、特别是GSM波段中的收发频率调整。

因此，即使是上述结构，也能够实现与第一实施方式的天线装置100相同的作用、效果。

下面，参照图16、图17说明本发明的第四实施方式。图16是表示本发明第四实施方式的天线装置基本结构的图，图17是表示第四实施方式的天线装置的组装状态的图。另外，对本发明的第四实施方式和上述实施方式中相同的部分标以相同的参照标号，并省略其说明。

天线装置400包括基体110、导体天线420、及导体图案443等，上述部件安装在副基板440上。副基板440可以与第一实施方式的副基板140相同，在此省略导体线路、电缆连接器、及两端部的安装部。并且，主基板也可以使用与上述实施方式相同的材质和结构的主基板，从主基板一侧的供电端口电连接至副基板一侧的导体线路，经由上述导电部件向导体天线420供电。

在该实施方式中，导体天线420包括：一端侧的导体421，由金属制(厚度为0.3mm的磷青铜)的薄板材形成；和另一端侧的导体422，由在副基板的背面对金属箔(铜)进行印刷等而形成的导体图案443(利用单点划线表示)形成，并且连接一端侧导体421的折弯部424和导体图案443形成为大致U字形的导体天线。此时，一端侧导体421的平面和另一端侧导体422的平面成大致直角，一端侧导体421的端部421a为供电侧，并连接到供电端口(未图示)，另一端侧的导体图案443的端部422a为开放端侧。并且，导体421、422之间经由副基板而分离，在其之间形成带状的空间423。另外，也可以将该空间423设计得较大，在一端侧导体421的前端突起部421aa上设置折弯部，设计成构成在该空间内延伸的其他导体的实施方式等。

在组装天线装置400时，首先通过焊接等将基体110直接固定在副基板440的预定位置。在副基板440的长度方向端部上设有由通孔构成的天线固定孔442b，在与通孔固定孔442b相连的背面，通过印刷等形成由铜箔等构成的导体图案443。另一方面，导体天线420的端部421a的前端部形成为突起部421aa，在另一端侧折弯部的端部424a上也形成有突起部424aa。因此，将一端侧导体421的突起部424aa一起插入固定孔442b中，在与导体图案443连接的基础上通过焊接接合。此时或在此之后，将另一个突起部421aa和端部421a的一部分与基体110的天线固定用电极112、113连接，并通过焊接接合。导体天线420的一端侧导体421和另一端侧导体422构成为大致U字形，导体天线420被安装固定在基体110和副基板440这两者上。另外，也可以在副基板上设置用于插入一端侧导体421的突起部421aa的固定孔，使一端侧的导体421也嵌入并固定在基板上。

即使是上述结构，也能够得到与第一实施方式的天线装置相同的作用、效果。

下面，参照图18、图19说明本发明的第五实施方式。图18是表示本发明第五实施方式的天线装置基本结构的图，图19是表示第五实施方式的天线装置的组装状态的图。另外，对本发明的第五实施方式和上述实施方式中相同的部分标以相同的参照标号，并省略其说明。

天线装置500包括基体110、导体天线520、及导体线路530等，上述部件安装在副基板540上。与第一实施方式同样地，该副基板540位于与主基板(未图示)分离的位置，并在长度方向的两端部设置安装部140a、140b，在安装部140a一侧安装电缆连接器531，利用同轴电缆141与分离的主基板连接。

在该实施方式中，从基体110上表面到基体110的一个侧面设有天线电极(第二导体图案)511，在基体110的一个侧面设有供电侧电极(第三导体图案)512。并且，天线电极(第二导体图案)511经由接合用线路(第一导体图案)533与后述导体天线520的另一端侧导体522的端部开放端522a接合，供电侧电极(第三导体图案)512经由供电用线路(第四导体图案)532与导体天线520的一端侧导体521的端部供电部521a接合。由此，在基体110上，在天线电极(第二导体图案)511、供电侧电极(第三导体图案)512之间间接地接合，上述天线电极511、供电侧电极512经由供电用线路(第四导体图案)532、接合用线路(第一导体图案)533分别与导体天线520的一端侧导体521的端部供电部521a和另一端侧导体522的端部522a连接，从而相对的导体521、522的端部侧经由基体110电容耦合。

与第一实施方式同样地，导体天线520在折弯部524弯曲而形成为大致U字形，以使一端侧导体521的平面和另一端侧导体522的平面成大致直角。并且，一端侧导体521的端部521a为供电侧，经由供电用线路(第四导体图案)532、供电侧电极(第三导体图案)512、导体线路530、及电缆连接器531与供电端口连接。并且，另一端侧导体522的端部522a为开放端侧，经由接合用线路(第一导体图案)533与基体100的天线电极(第二导体图案)511接合。

在组装天线装置500时，首先通过焊接将基体110直接固定在副基板540的预定位置，进而通过焊接将导体天线520以不与基体110接触的状态固定在副基板540上。在该副基板540上设有用于固定导体天线520的凹口部542a、542b和固定孔543。一端侧导体521的端部521a形成为与凹口部542a扣合的突起部521aa。凹口部542b与第一折弯部524a下端侧的卡定部524aa抵接。并且，另一端侧导体522的端部522a插入固定孔543中。

并且，通过将突起部521aa和卡定部524aa一起插入凹口部542a、542b，将端部522a嵌入固定孔543中，导体天线120被安装到副基板540上。此时或在此之后，通过焊接将导体天线520的突起部521aa和卡定部524aa分别接合在凹口部542a、542b上，并通过焊接将端部522a接合在固定孔543上，从而导体天线520固定在副基板540上。另外，突起部521aa在与凹口部542a接合时处于与供电线路532接触的状态，同样地导体522的端部522a在与固定孔543接合时处于与接合用线路533接触的状态。

在第五实施方式的天线装置500中，能够得到与第一实施方式的天线装置相同的作用、效果。进而，由于基体110和导体天线520分别固定在副基板540上，因此彼此不产生力学干扰。因此，施加在基体110上的外力不会传递到导体天线520上，相反地施加在导体天线520上的外力不会传递到基体110上。并且，基体110直接固定在副基板540上，导体天线520在突起部521aa、卡定部524aa及端部522a这3点固定，从而在副基板540上形成3点支撑。另外，在该天线装置500中，由于能够分别搭载基体110和导体天线520，因此能够自由地颠倒为容易搭载的顺序。因此，组装时也容易，还能够提高生产效率。

下面，参照图20说明本发明的第六实施方式。图20是表示本发明第六实施方式的天线装置的特征部分即基体的图。另外，本发明第六实施方式除了基体与第一～第五实施方式不同之外，具有大致相同的结构。因此，对相同的部分标以相同的参照标号，并省略其说明。

在第六实施方式的天线装置600中，在基体610上设有收发频率调整用图案643。在此，在图20(a)中，从基体610的上表面到一个侧面设置收发频率调整用图案643，该收发频率调整用图案643从基体610上表面的与导体天线另一端侧的端部122a接合的一侧，向上表面另一端侧延伸，并在该另一端侧向一个侧面一侧折弯之后，向一个侧面的端部延伸。从而，在该基体610上尽可能长地设置收发频率调整用图案643。

图20(b)表示不同的实施方式，在此从基体610′的上表面到一个侧面设置收发频率调整用图案643′。该收发频率调整用图案643′在基体610′上表面的中央部向一个侧面一侧折弯之后，向一个侧面上的另一端侧延伸。从而，在该基体610′上，收发频率调整用图案643′在两个表面上向相同的方向延伸。

并且，通过进行切除上述收发频率调整用图案643的一部分等加工，能够进行天线装置600的、特别是GSM波段中的收发频率调整。

如上所述，根据本实施方式的天线装置，能够实现节省空间的内置天线装置，能够实现包括GSM波段、DCS/PCS波段、及UMTS波段的宽波段(四频)化，能够在各波段内保持良好的增益和垂直偏振波的无指向性。并且，作为结构特长，例如通过在由形状自由度高的金属板构成的大致U字形导体天线上，设置能够使天线小型化的陶瓷电介质或陶瓷磁体等绝缘性基体，能够实现整体的小型化，并得到设计的自由度。并且，通过在一张金属板的导体天线上设置一个陶瓷电介质或陶瓷磁体的基体，能够对应多个波段，不需要按不同的波段分别设置天线，因此还能够节省空间。

并且，陶瓷电介质或者陶瓷磁体的基体并不是安装在放射电极和接地导体之间，而是设置在具有折弯部的金属板导体天线的电极间电场强度强的位置(金属板的前端和供电部附近之间)，因此能够实现多频化、宽波段化。并且，由于金属板的导体天线与接地导体垂直或垂直的部分较多，因此接地导体间的电容减小，能够提高放射效率，实现宽波段化。并且，作为功能特长，能够确保仅由电介质构成的天线的2倍的宽波段，能够进一步提高增益。并且，通过设置陶瓷电介质或陶瓷磁体的基体，能够得到波长缩短的效果。特别是，通过使用陶瓷电介质而增大介电常数，能够减少来自其他波段的影响，防止指向性紊乱和VSWR恶化。

并且，能够使介电常数大于通常使用的金属板天线或树脂上粘贴导体箔的天线，通过使陶瓷电介质小型化，能够减小金属板的导体天线和接地部分间的有效电容，提高放射效率，实现宽波段化。并且，由于金属板的导体天线和噪声源的有效距离也增大，因此能够提高S/N。此外，通过设置具有厚度和宽度的金属板的导体天线，能够提高电波的放射效率。另外，能够根据折弯金属板的导体天线长度、陶瓷电介质的介电常数、及配置位置，能够控制多个共振频率。当然，本发明的大致U字形的天线即使不是金属板，也能够得到相同的效果，但在金属板的情况下，相比较而言具有形状的自由度，能够以低成本构成，更有优势。

另外，在本实施方式的天线装置中，将与直接固定在基板上的基体接合的导体天线固定在基板上。因此，导体天线在基板上有多点支撑，从而能够分散作用在基体上的导体天线的负荷。并且，根据结构还能够从导体天线向基体施加将基体本身朝向基板按压的负荷。从而，由于导体天线在基板上有多点支撑，因此能够保持稳定性地进行固定，能够使用更长的导体天线。另外，能够减轻直接固定在基板上的基体受到的、由所接合的导体天线产生的向剥离基体的方向作用的应力，因此能够保持稳定性地进行固定。因此，能够防止天线装置因基体的剥离等而破损，能够维持机械可靠性。

本实施方式中，从导体线路直接向导体天线供电，但本发明的实施方式不限于此。例如，也可以在基体上设置导体图案，将该导体图案与导体线路连接，并经由基体的导体图案向导体天线的端部供电。另外，在本发明的第一实施方式中，副基板固定在框体上，但是本发明的副基板也可以固定在主基板上。

工业上的可利用性

本发明并不限于移动电话，也能够作为GPS、无线LAN等各种无线通信设备的天线而广泛适用。

Claims (11)

1.一种天线装置，其特征在于，

包括：导体天线，形成为大致U字状，在一端侧具有供电部，另一端侧为开放端，该导体天线具有折弯部；

基体，由绝缘材料构成；以及

基板，搭载所述导体天线和所述基体，

所述导体天线的一端侧和另一端侧的导体表面彼此成大致直角，所述基体被固定在所述基板上，在所述导体天线上，所述导体天线的至少一端侧固定在所述基体上，所述折弯部固定在所述基板上。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，

所述导体天线的一端侧还固定在所述基板上。

3.根据权利要求1或2所述的天线装置，其特征在于，

在所述导体天线上设置有用于固定在所述基板上的卡定部，在所述基板上形成有与所述卡定部对应的凹口部。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的天线装置，其特征在于，

在所述导体天线上设置有用于固定在所述基板上的突起部，在所述基板上形成有与所述突起部对应的孔部。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的天线装置，其特征在于，

在所述导体天线上，一端侧由板状导体构成，另一端侧由形成在基板背面的导体图案构成，所述一端侧的板状导体的折弯部附近的端部卡定在设置于基板上的孔部或凹口部，且与所述另一端侧的导体图案接合，并且该导体天线固定在基板上。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的天线装置，其特征在于，

所述导体天线的一端侧和另一端侧经由所述基体而靠近配置，所述导体天线另一端部的开放端和所述基体接合而支撑固定在所述基板及基体上。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的天线装置，其特征在于，

所述基体固定在所述基板上，所述导体天线另一端部的开放端和所述基体在分离的状态下分别单独固定在所述基板上。

8.根据权利要求7所述的天线装置，其特征在于，

在所述基板上设有第1导体图案，

在所述基体上形成有第2导体图案，

所述第2导体图案和所述导体天线另一端部的开放端经由所述第1导体图案连接，

在所述基体上形成有第3导体图案，

在所述基板上设有第4导体图案，

经由所述第3导体图案及所述第4导体图案向所述导体天线的供电部供电。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的天线装置，其特征在于，

在所述基体及/或基板上形成有收发频率调整用的导体图案。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的天线装置，其特征在于，

所述基板为与主基板连接的副基板。

11.一种无线通信设备，其特征在于，

内置有权利要求1至10中任一项所述的天线装置。

Images