CN101479879B

CN101479879B - 天线装置

Info

Publication number: CN101479879B
Application number: CN2007800242013A
Authority: CN
Inventors: 李成圭; 中村雅彦; 广濑英一郎; 柳尾幸二
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2006-06-29
Filing date: 2007-06-29
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2027-06-29
Also published as: KR101367586B1; JP4688068B2; TWI440251B; TW200810236A; JP2008011281A; EP2040328B1; EP2040328A1; KR20090031689A; US20090273535A1; WO2008001899A1; US7982682B2; CN101479879A; HK1128832A1; EP2040328A4; ES2425369T3

Abstract

本发明提供一种天线装置，能够得到与在基板上宽阔地形成RF地线导体时同样的天线特性，也能够在同一基板上与电路用地线导体共存。该天线装置包括：基板(1)；RF地线导体(13)，至少在两个方向上分支延伸并且至少一部分在上述基板(1)上的表面上形成，成为天线接地地线；天线部(2)，一端连接在上述RF地线导体(13)上。

Description

天线装置

技术领域

本发明涉及适于无线通信设备的小型化的天线装置。

本申请基于在2006年6月29日申请的日本专利申请2006-180513号主张优先权，并在此处援引其内容。

背景技术

在便携电话机或无线通信功能内置的笔记本型个人电脑等无线通信设备中，伴随着其小型化，部件安装密度也逐渐变高。作为其对策，例如，提出了特许第3758495号公报的天线装置。在该天线装置中，在由电介质或磁性体构成的基体表面上形成有螺旋导体层。所谓的芯片天线设置在基板上，并且，芯片天线被接地到在基板上形成的地线(ground)面上。在该情况下，例如，如图5所示，对于将基板1上的芯片天线2接地的RF地线导体3来说，为了得到充分的天线特性，在理想上需要基板1上的大部分面积。

另外，近年来，伴随无线通信设备的数字化，正在研究如下情况：如图6所示，将成为数字电路用地线的电路用地线导体4与将芯片天线2接地的RF地线导体3一起形成在基板1上，并使RF地线导体3和电路用地线导体4在同一基板1上共存。

专利文献1：特许第3758495号公报(图6)

但是，在上述现有技术中存在以下问题。

即，在天线元件的电气长度为1/4波长(λ)的1/4波长型天线中，将天线接地的地线面的大小(特别是长度)很重要。但是，伴随部件安装的高密度化，在如图5所示的理想的状态下充分确保为了得到天线特性所需的地线面积变得困难。

此外，如图6所示，在同一基板1上RF地线导体3和电路用地线导体4共存的情况下，基板1上的地线面被分割，存在不能够确保RF地线导体3所需要的面积的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种天线装置，能够得到与在基板上宽阔地形成RF地线导体时同样的天线特性，也能够与电路用地线导体在同一基板上共存。

本发明为了解决上述问题而采用下面的结构。

本发明的天线装置包括：RF地线导体，至少在两个方向上分支延伸并且至少一部分形成在上述基板上的表面上，成为天线接地地线；天线部，一端连接在上述RF地线导体上。

在该天线装置中，由于RF地线导体至少在两个方向上分支延伸，所以整体的地线面积少，但是，在两个方向上延伸从而确保天线特性所需的长度，能够得到与一个大面积的地线同样的放射效率，具有充分的天线特性。

另外，在本发明的天线装置中，优选上述RF地线导体形成为在相互正交的方向分支的倒L形。在该天线装置中，由于具有分支成倒L形的RF地线导体，所以，在使用矩形形状的基板时，沿着基板的短边以及长边配置RF地线导体，能够有效地利用基板表面。另外，RF地线导体在相互正交的方向分支，从而能够在所有方向上对天线特性作出贡献。

另外，在本发明的天线装置中，优选上述天线部是设置在上述基板上的芯片天线，上述RF地线导体在上述基板上具有：第一地线部，沿着上述芯片天线延伸；第二地线部，在与上述第一地线部的延伸方向正交的方向上且在从上述第一地线部起离开上述芯片天线的方向延伸。在该天线装置中，由沿着芯片天线的第一地线部和与芯片天线垂直的第二地线部构成RF地线导体。因此，由于通过上述那样的配置关系配置芯片天线，所以即使在小空间也能得到良好的天线特性。

另外，在本发明的天线装置中，优选上述RF地线导体包括：基板地线部，形成在上述基板上；外部地线部，基端连接在上述基板地线部上，并且，在与上述基板地线部不同的方向上在上述基板的外部延伸。在该天线装置中，由基板地线部和外部地线部构成RF地线导体，所以在基地表面不能得到充分的地线面的情况下，能够使用基板外的例如金属线等外部地线部来确保地线长度，得到良好的天线特性。

另外，在本发明的天线装置中，优选在所述基板上的表面上形成有成为数字电路用地线的电路用地线导体。在该天线装置中，由于电路用地线导体与RF地线导体一起形成在基板上，所以能够在维持天线特性的同时，确保充分的电路用地线导体的面积。

根据本发明，具有以下效果。

即，根据本发明的天线装置，由于RF地线导体至少在两个方向上分支延伸，所以能够得到与一个大面积的地线的情况同样的放射效率，并具有充分的天线特性。因此，即使在同一基板上使成为数字电路用地线的电路用地线导体与RF地线导体共存的情况下，也能够得到充分的天线特性，能够实现较高的部件安装面积以及无线通信器具的小型化。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式的天线装置的平面图。

图2是表示第一实施方式中频率调整电路的电路图。

图3是表示第一实施方式中天线装置的其他的例子的平面图。

图4是表示本发明第二实施方式的天线装置的平面图。

图5是表示理想例的天线装置的平面图。

图6是表示本发明的现有例的天线装置的平面图。

具体实施方式

下面，参照图1至图3对本发明的天线装置的第一实施方式进行说明。

本发明的天线装置1具备：长方形的基板1、RF地线导体13、芯片天线(天线部)2、电路用地线导体4。基板1例如由树脂等绝缘性材料构成。RF地线导体13形成在基板1上的表面上，作为天线接地地线发挥作用。芯片天线2的一端连接到RF地线导体13上。电路用地线导体4形成在基板1的表面上，作为数字电路用地线发挥作用。

上述芯片天线2是作为加感元件发挥作用的天线元件，由例如以氧化铝等电介质构成的长方体的母材和在该母材的表面上相对于母材的长度方向卷绕成螺旋形状的线状的导体图案构成。该芯片天线2在与基板1的短边侧的一方接近的位置上，从RF地线导体13离开预定距离地配置，并固定在形成于基板1上的预定位置的连接盘(land)(省略图示)上。另外，芯片天线2经由连结导体14与RF地线导体13连接。此外，芯片天线2的导体图案的一端连接到连结导体14上。

另外，如图1和图2所示，在连结导体14上连接有频率调整电路15。该频率调整电路15具备：作为与芯片天线2串联连接的芯片电感器的第一电感器16以及第二电感器17；一端与第二电感器17连接、并且另一端与RF地线导体13连接的作为芯片电感器的第三电感器18。另外，在第二电感器17和第三电感器18之间设置有供电点。此外，第一电感器16以及第二电感器17用于共振频率调整，第三电感器18用于输入功率的反射降低。

对于上述RF地线导体13来说，例如，以铜箔等在基板1上进行图案形成，并且，连接到高频电路(省略图示)的地线上。RF地线导体13具有第一地线部19A和第二地线部19B。第一地线部19A沿着芯片天线2延伸。第二地线部19B在与第一地线部19A的延伸方向正交的方向并且在从第一地线部19A起离开芯片天线2的方向上延伸。即，RF地线导体13形成为在相互正交的两个方向上分支延伸的倒L形。此外，第二地线部19B沿着电路用地线导体4配置在连结导体14侧(在图中，电路用地线导体4的左侧)。

这样，在本实施方式中，RF地线导体13在两个方向上分支为第一地线部19A以及第二地线部19B进行延伸，所以，整体的地线面积少，但是，由于在两个方向上延伸，从而能够确保天线特性所需的长度。因此，能够得到与一个大面积的地线同样的放射效率，具有充分的天线特性。此外，在两个方向上分支的RF地线导体13中，利用与作为天线部的芯片天线2的组合，成为双极性天线的状态。因此，推测出作为电气长度构成接近天线工作波长的1/4的长度，天线特性提高。

另外，由于本实施方式的天线装置具有分支成倒L形的RF地线导体13，所以，沿着基板1的短边以及长边分别配置第一地线部19A以及第二地线部19B，从而能够有效地利用基板1表面。特别是，由于电路用地线导体4与RF地线导体13一起形成在基板1上，所以能够维持天线特性，并且确保充分的电路用地线导体4的面积。另外，RF地线导体13在相互正交的方向上分支，从而能够在所有方向上对天线特性作出贡献。

此外，如图3所示，作为本实施方式的其他例，也可以将第二地线部19B沿着电路用地线导体4配置在连结导体14的相反侧(在图中，电路用地线导体4的右侧)。

接着，以下对本发明的天线装置的第二实施方式进行说明。此外，在以下的实施方式的说明中，对在上述实施方式中说明过的相同的构成要素标注相同的附图标记，并省略其说明。

第二实施方式和第一实施方式的不同点如下：在第一实施方式中，构成RF地线导体13的第一地线部19A以及第二地线部19B都在基板1上进行图案形成，相对于此，如图4所示，在第二实施方式的天线装置中，RF地线导体23由基板地线部29A和外部地线部29B构成，该基板地线部29A形成在基板1上，该外部地线部29B的基端连接在基板地线部29A上，并且在与基板地线部29A不同的方向在基板1的外部延伸。

即，在第二实施方式中，由与第一地线部19A同样地在基板1上进行图案形成的基板地线部29A、和基端连接在基板地线部29A的左端并沿着电路用地线导体4在与基板地线部29A的延伸方向正交的方向上延伸的外部地线部29B，构成RF地线导体23。

作为上述外部地线部29B，采用形成了导体的柔性基板、金属线或金属制粘接带等。

这样，在第二实施方式中，由于基板地线部29A和外部地线部29B构成RF地线导体23，所以，在为了确保电路用地线导体4等而在基板1表面得不到充分的地线面的情况下，使用基板1外的外部地线部29B确保地线长度，能够得到良好的天线特性。

实施例

接着，关于本发明的天线装置，具体地说明使用仿真工具进行效果确认的结果。

作为借助仿真工具的计算条件，将频率调整电路15中的第一电感器16～第三电感器18的调整电路常数设为A、B、C。另外，作为各部分的构成材料，在基板1中使用相对介电常数为4.9的FR-4，并且，在芯片天线2中使用相对介电常数为9的氧化铝母材，导体图案以及基板1表面的各导体作成完全导体。

基于上述计算条件，对上述第一实施方式(本发明1)以及第一实施方式其他例(本发明2)进行借助仿真工具的效果确认的评估结果，表示在下面的表1中。此外，对图5所示的理想结构(理想例)以及图6示出的现有结构(现有例)同样地进行仿真的结果，也一起表示在表1中。

表1

如上述表1所示，可以确认：本发明1以及本发明2与现有例相比，天线特性都提高，具有与理想例几乎同样的效果。

此外，本发明并不限于上述各实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内能够进行各种变更。

例如，在频率调整电路15中，作为集中常数元件使用具有电感成分的第一电感器16～第三电感器18，但是并不限于电感成分，也可以使用具有电容成分的电容器，也可以对它们进行组合。

另外，作为芯片天线2的母材，使用作为电介质材料的氧化铝，但是，也可以使用磁性体或兼具电介质以及磁性体的复合材料。

并且，上述RF地线导体13、23在两个方向上分支延伸，但是，也可以在三个方向以上分支延伸。

Claims

1.一种天线装置，其特征在于，包括：

矩形形状的基板；

RF地线导体，至少在两个方向上分支延伸并且至少一部分形成在上述基板上的表面上，成为天线接地地线；以及

天线部，一端连接在上述RF地线导体上，

在上述基板上的表面上形成有成为数字电路用地线的电路用地线导体，

上述RF地线导体形成为在相互正交的方向上分支的倒L形，并且，沿着上述基板的短边以及长边配置，

在上述两个方向上分支并且沿从上述天线部离开的方向延伸的上述RF地线导体的一方沿着上述电路用地线导体配置。

2.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，

上述天线部是设置在上述基板上的芯片天线，

上述RF地线导体在上述基板上具有：第一地线部，沿着上述芯片天线延伸；第二地线部，在与上述第一地线部的延伸方向正交的方向上并且在从上述第一地线部起离开上述芯片天线的方向上延伸，

上述第二地线部沿着上述电路用地线导体配置。

3.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，

上述RF地线导体包括：基板地线部，形成在上述基板上；外部地线部，基端连接在上述基板地线部上，并且在与上述基板地线部不同的方向上在上述基板的外部延伸，

上述外部地线部沿着上述电路用地线导体配置。