CN101548428B

CN101548428B - 天线装置和采用该天线装置的电子设备

Info

Publication number: CN101548428B
Application number: CN2007800448425A
Authority: CN
Inventors: 岳山基之; 尾崎晃弘
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-12-04
Filing date: 2007-12-03
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2027-12-03
Also published as: EP2081250A4; EP2081250A1; JPWO2008069165A1; CN101548428A; WO2008069165A1; US20100066615A1; JP4692635B2

Abstract

针对备有若干个天线装置的电子设备，提高接收质量。本发明电子设备(7)中的第1天线装置(8)，具有地线形成体(10)、设在地线形成体(10)上的供电部(11)、一端与供电部(11)连接着的第1天线导体(12)、和分支连接于第1天线导体(12)的另一端的第2天线导体(13)及第3天线导体(14)。第1天线导体(12)的长度与第2天线导体(13)的长度之和，是第1频带的信号的波长的大致(1/4+n/2)倍；并且，第2天线导体(13)的长度与第3天线导体(14)的长度之和，是第2频带的信号的波长的大致(1/2+m/2)倍。

Description

天线装置和采用该天线装置的电子设备

技术领域

本发明涉及天线装置和采用该天线装置的电子设备。

背景技术

下面，参照图17说明已往的移动体通信终端等的电子设备。图17中，已往的电子设备1，备有用第1频带通信的第1天线装置2、和用与第1频带不同的第2频带通信的第2天线装置3。第1天线装置2和第2天线装置3形成在地线形成体4上，并分别备有天线导体5、6。该天线导体5、6的长度是各频带的信号的天线导体上的波长的大致1/4。

另外，与本发明相关的现有技术文献信息，例如有专利文献1。

但是，近年来，随着电子设备1的小型化，第1天线装置2和第2天线装置3非常靠近。这样，天线导体5、6彼此的绝缘降低，存在着接收质量恶化的问题。

专利文献1：日本特开平11-261363号公报

发明内容

本发明的目的是，在备有若干天线装置的的电子设备中，提高接收质量。

为此，本发明的电子设备，备有用第1频带通信的第1天线装置、和用与第1频带不同的第2频带通信的第2天线装置。第1天线装置，具有地线形成体、设在该地线形成体上的供电部、一端与该供电部连接的第1天线导体、和分支连接于该第1天线导体的另一端的第2天线导体及第3天线导体。第1天线导体的长度与第2天线导体的长度之和，是第1频带信号的天线导体上的波长的大致(1/4+n/2)倍(n是0以上的整数)；并且，第2天线导体的长度与第3天线导体的长度之和，是第2频带的信号的天线导体上的波长的大致(1/2+m/2)倍(m是0以上的整数)。

上述第1天线装置中的第2天线导体和第3天线导体构成的导体中，产生第2频带的(m+1)λ/2共振。因此，该共振电流几乎不流到地线形成体，大部分电流只分布在第2天线导体和第3天线导体上。这时，当把这些天线导体做成曲折形状(蛇曲状)等使其小型化时，天线导体中的辐射电阻降低，损耗电阻的影响变大。结果，在第1天线装置中，可以使作为干扰波频带的第2频带的接收电力衰减，可提高第1天线装置中的接收质量。

附图说明

图1是本发明实施形态1中的电子设备的概略图。

图2是该实施形态1中的电子设备的立体图。

图3是该实施形态1中的电子设备的其他概略图。

图4是该实施形态1中的史密斯圆图。

图5是该实施形态1中的电子设备的其他概略图。

图6是该实施形态1中的史密斯圆图。

图7是该实施形态1中的电子设备的其他概略图。

图8是该实施形态1中的史密斯圆图。

图9是该实施形态1中的电子设备的电路图。

图10是该实施形态1中的其他电子设备的立体图。

图11是该实施形态1中的其他电子设备的立体图。

图12是该实施形态1中的天线导体的立体图。

图13是该实施形态1中的天线导体的其他立体图。

图14是该实施形态1中的电子设备的其他立体图。

图15是该实施形态1中的电子设备的其他立体图。

图16是该实施形态1中的天线导体的其他立体图。

图17是已往的电子设备的概略图。

标号说明

7电子设备

8第1天线装置

9第2天线装置

10地线形成体

11供电部

12第1天线导体

13第2天线导体

14第3天线导体

15第4天线导体

16场效应晶体管

17陷波滤波器

18模块

19固定部件

20电介体膜

21柔性配线板

具体实施方式

(实施形态1)

下面，参照附图说明本发明的实施形态1。图1是实施形态1中的电子设备的概略图。图2是实施形态1中的电子设备的立体图。图1中，电子设备7备有用第1频带通信的第1通信部即第1天线装置8、和用与第1频带不同的第2频带通信的第2通信部即第2天线装置9。

第1天线装置8具有地线形成体10、设在该地线形成体10上的供电部11、一端与该供电部11连接着的第1天线导体12、分支连接于该第1天线导体12的另一端的第2天线导体13和第3天线导体14。另外，第1天线导体12的长度与第2天线导体13的长度之和，是第1频带信号的天线导体上的波长、即受天线导体周边的部件、地线形成体等的影响而波长缩短后的波长的大致1/4。并且，第2天线导体13的长度与第3天线导体14的长度之和，是第2频带信号的天线导体上的波长的大致1/2。另外，第2天线装置9具有第4天线导体15，该第4天线导体15的长度，是第2频带信号的天线导体上的波长的大致1/4。

如图2所示，第2天线导体13或第3天线导体14的至少一部分，是曲折状、或螺旋(helical)状、或绕线(spiral)状、或锯齿状。即，从第1天线导体12的供电点端到第3天线导体14的顶端的距离，比第2频带信号的天线导体上的波长的1/2倍长度短。

这里，例如第1频带是从470MHz到750MHz、第2频带是从824MHz到839MHz时，考虑上述的构造。图4表示将图3中箭头所示的包含第1天线导体12的天线导体估计在内的阻抗的史密斯圆图上从100MHz到1GHz频率的轨迹。另外，图4中，F470、F750、Fres1、Fanti1分别表示470MHz、750MHz、700MHz、839MHz的频率。在第1频带的途中，存在着λ/4共振点，即存在着阻抗从电容性变化到电感性的点Fres1。在第2频带内，存在着λ/2共振点，即存在着阻抗从电感性变化到电容性的点Fanti1。这时，在第2频带附近，为λ/2共振，将天线导体估计在内的阻抗变得很大。因此，该共振电流几乎不流向地线形成体，大部分的电流只分布在天线导体上。

另外，构成该天线导体的第1天线导体12、第2天线导体13、第3天线导体14是曲折状等，所以，天线导体12、13、14中的辐射电阻降低，损耗电阻的影响增大。结果，在第1天线装置8中，能使作为干扰波频带的第2频带的接收电力衰减，可以提高第1天线装置8中的接收质量。另外，该辐射电阻的降低引起的接收电力衰减，在Fanti1附近的频率中连续地发生。即，即使Fanti1在第2频带以外，在第2频带中也能得到某程度的衰减量。

另外，图6表示图5中箭头所示的、将不包含第1天线导体12的天线导体估计在内的阻抗的史密斯圆图上从100MHz到1GHz频率的轨迹。图6中，Fres2、Fanti2分别表示720MHz、885MHz的频率。将从图5箭头所示位置开始的天线导体估计在内时的阻抗，如图6所示，Fres1和Fanti1从图4所示位置偏移第1天线导体12的长度的量。在Fres2中，产生λ/4共振，在Fanti2中，产生/2共振。

即，当干扰波频带中最希望衰减的频率为Fanti1时，相应于比Fanti1高考虑了第1天线导体12长度的量的频率(Fanti2)地、决定第2天线导体13和第3天线导体14的长度，由此可以把衰减频率调节为Fanti1。该第1天线导体12，也可以包含安装在地线形成体的基板上、供电用的板簧、弹簧针(pogo pin，天线顶针)等。

下面，说明在图1中没有第3天线导体14的情形。图7是表示从图1中省略了第3天线导体14的图。图8表示此时的史密斯圆图上的从供电点将天线侧估计在内的阻抗的从100MHz到1GHz频率的轨迹。这里，如图8所示，Fres1和Fanti1分别从图4的位置偏移，Fres1从λ/4共振点偏移约4MHz，Fanti1从λ/2共振点偏移约12MHz。由此可见，作为干扰波频带的第2频带的频率偏移，比作为所希望频带的第1频带的频率偏移大，第3天线导体14的长度对λ/2共振频率有很大的影响。

因此，使第3天线导体14的长度变化，可以从所希望的频带独立地调节作为/2共振的衰减频带。另外，在第1天线装置8中，当第1频带信号的天线导体上的波长，是第2频带信号的天线导体上的波长的大致2k(k是1以上的整数)倍的长度时，第3天线导体14的长度也可以是0。这时，第1天线装置8，被构成为采用第1天线导体12和第2天线导体13，在第1频带中进行(2n+1)λ/4(n是0以上的整数)共振，采用第2天线导体13，在第2频带中进行(m+1)/2(m是0以上的整数)共振，可得到与上述同样的效果。

另外，第1天线装置8，也可以构成为：采用第1天线导体12和第2天线导体13，在第1频带中进行(2n+1)/4(n是0以上的整数)共振，采用第2天线导体13和第3天线导体14，在第2频带中进行(m+1)λ/2(m是0以上的整数)共振。即，第1天线导体12的长度与第2天线导体13的长度之和，是第1频带信号的天线导体上的波长的大致(1/4+n/2)倍，并且，第2天线导体13的长度与第3天线导体14的长度之和，是第2频带信号的天线导体上的波长的大致(1/2+m/2)倍，也可得到与上述同样的效果。

但是，把电子设备7例如装在移动电话上时，为了小型化，最好使n＝0。另外，这样把电子设备7装在移动电话上时，若将第2频带中所希望波的频带认为是数字电视频带，则设想的干扰波是蜂窝通信(cellularcommunication)用频带，所以，m的值最好是蜂窝频带(cellular band)存在的m≤2。另外，第1天线导体12的长度与第2天线导体13的长度之和、以及第2天线导体13的长度与第3天线导体14的长度之和，分别也可以并不严格地是第1频带信号的天线导体上的波长的(1/4+n/2)倍、以及第2频带信号的天线导体上的波长的(1/2+m/2)倍。即，只要分别在第1频带信号的天线导体上的波长的(1/4+n/2)倍、以及第2频带信号的天线导体上的波长的(1/2+m/2)倍长度的前后15％程度的范围内，就能够衰减第2频带的接收电力，可得到与上述同样的效果。

另外，第1天线装置8，也可以采用第1天线导体12和第3天线导体14，将作为干扰波频带的第2频带的接收电力衰减。即，第1天线导体12的长度与第3天线导体14的长度之和，是第2频带信号的天线导体上的波长的大致(1/2+m/2)倍(m是0以上的整数)，也能得到与上述同样的效果。这时，第1天线导体12或第3天线导体14的至少一部分，是曲折状或螺旋状或锯齿状。即，构成为，从供电部11到第3天线导体14顶端的距离，比第2频带信号的天线导体上的波长的(m+1)/2倍的长度短。

另外，如图9所示，电子设备7最好具有栅G与供电部11连接的、源接地型或漏接地型的场效应晶体管16、和在供电部11与场效应晶体管16之间分路式接地连接的使第2频带的信号衰减的陷波滤波器17。这样，在作为干扰波频带的第2频带中，从供电部11看的天线导体12、13、14的输入阻抗大，另外，源接地型或漏接地型场效应晶体管16的输入阻抗也大。另外，连接在供电部11与场效应晶体管16之间的陷波滤波器17的阻抗小，所以，在天线导体12、13、14与陷波滤波器17之间、以及在陷波滤波器17与场效应晶体管16之间，产生大的阻抗差。结果，除了陷波滤波器17的干扰频带去除效果外，还可得到大的滤波效果。另外，用集电极接地型晶体管(图未示)代替场效应晶体管16时，也能得到同样的效果。

如图10所示，最好把场效应晶体管16和陷波滤波器17配置在天线导体12、13、14与地线形成体10之间。例如，把由场效应晶体管16和陷波滤波器17构成的模块18，安装在形成有天线导体12、13、14的固定部件19的侧面，这样，可实现电子设备7的小型化。另外，电子设备7的天线性能，主要由地线形成体10和天线导体12、13、14的位置关系决定。于是，把模块18安装在比天线导体12、13、14靠近地线形成体10的面上，可以减低对天线性能的影响，同时可使电子设备7小型化。另外，在地线形成体10上，备有用于驱动模块18的电源端子31。

如图11所示，从地线形成体10到第2天线导体13的最远点的距离D1、从地线形成体10到第3天线导体14的最远点的距离D2、第1天线导体12的长度与第2天线导体13的长度之和的大致4倍的长度λ1、第1天线导体12的长度与第3天线导体14的长度之和的大致4倍的长度λ2之间的关系，最好满足D1/λ1≥D2/λ2的条件。根据该构造，第3天线导体14与地线接近。这样，第1天线导体12和第3天线导体14的长度的大致4倍的波长的信号具有的频带中的放射效率降低。结果，可以降低对与供电部11连接的电路产生不良影响的无用波。

如图12所示，第3天线导体14的宽度也可以不均匀。例如，把第3天线导体14做成锥状，这样，在第2频带中以各种波长共振。因此，可以广泛消除作为干扰去除频带的第2频带，可进行稳定的通信。

如图13所示，第2天线导体13的主极化方向和第3天线导体14的主极化方向，也可以相互大致正交。根据该构造，第2天线导体13和第3天线导体14上的电流的行进方向正交，相互的电磁耦合弱。结果，在调节第1频带和第2频带的频率时，可以提高第2天线导体13和第3天线导体的设计独立性，容易调节。

另外，固定第1天线导体12、第2天线导体13、第3天线导体14的固定部件19，最好含有电介体和磁性体中至少一种材料。电介体和磁性体等是损耗材料。结果，如图14所示，在干扰波频带(第2频带)中，电流集中在区域32内，主要只从天线导体放射，所以，损耗材料的损失成分影响显著。这样，干扰波频带的放射效率降低。另一方面，在所希望波频带(第1频带)中，电流分布在供电部11成为波腹。因此，如图15所示，在所希望波频带(第1频带)中，电流集中在区域33内，电流向地线形成体10的流入大，从地线形成体10的放射是支配性的。因此，固定部件19的损耗材料的影响小，可以将所希望波频带的放射效率降低抑制在极小的程度。

如图16所示，包含第1天线导体12、第2天线导体13、第3天线导体14的天线元件，也可以是由柔性配线板20构成的薄膜天线21，该柔性配线板20，是把导体印刷在电介体膜的单面上而形成的。该薄膜天线21的导体的厚度，通常在1μm以上且30μm以下，比用板金加工形成的通常200μm程度厚度的天线导体薄。即，薄膜天线21的截面积比板金天线(板式天线)小，所以，薄膜天线21与板金天线相比，导体电阻大，导电率降低1位左右。因此，如图14所示，在天线导体的导体电阻显著影响的干扰波频带(第2频带)中，可以使天线的放射效率降低。

另一方面，在所希望波频带(第1频带)中，电流分布在供电部11成为波腹，所以，如图15所示，电流向地线形成体10的流入大，从地线形成体10的放射是支配性的。即，在所希望波频带(第1频带)中，天线导体的导体电阻的影响小，即使采用导体电阻大的薄膜天线21，所希望波频带中的放射效率的降低也很小。另外，通过使用这样的薄膜天线21，天线元件只占有极小的区域，并且，由于薄膜天线21具有柔软性，所以，配置的自由度增加，可使电子设备整体小型化。

另外，图9所示的场效应晶体管16和陷波滤波器17，也可以安装在柔性配线板20上。这样，可以缩短从天线元件到场效应晶体管16及陷波滤波器17的距离，可以减小从天线元件到陷波滤波器17的阻抗的变化。结果，在第2天线导体13及第3天线导体14上进行λ/2共振引起的干扰波频带的去除频率和陷波滤波器17的去除频率的偏差变得极小。这样，可以高效地使作为干扰波频带的第2频带的接收电力衰减，可提高第1天线装置8中的接收质量。

上述柔性配线板20，即使是仅在安装场效应晶体管16和陷波滤波器17的部位为硬基板的挠曲刚性配线板，也可得到同样的效果。

工业实用性

本发明，在备有若干天线装置的电子设备中，可提高接收质量，可用于移动电话等的电子设备。

Claims

1.一种电子设备，备有用第1频带接收或发送的第1通信部、和用与上述第1频带不同的第2频带接收或发送的第2通信部；

上述第1通信部，具有地线形成体、设在上述地线形成体上的供电部、和天线，该天线包括一端与上述供电部连接着的第1天线导体、和分支连接于上述第1天线导体的另一端的第2天线导体及第3天线导体；

将n和m设为0以上的整数时，上述第1天线导体的长度与上述第2天线导体的长度之和，是上述第1频带的信号的天线导体上的信号的波长的大致(1/4+n/2)倍；并且，上述第2天线导体的长度与上述第3天线导体的长度之和，是上述第2频带的信号的天线导体上的信号的波长的大致(1/2+m/2)倍。

2.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，从上述第2天线导体的顶端到上述第3天线导体的顶端的距离，比上述第2频带的信号的天线导体上的波长的(m+1)/2倍的长度短。

3.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，上述第2天线导体或上述第3天线导体的至少一部分，形成为曲折状或螺旋状或锯齿状。

4.一种电子设备，备有用第1频带通信的第1天线装置、和用与上述第1频带不同的第2频带通信的第2天线装置；

上述第1天线装置，具有地线形成体、设在上述地线形成体上的供电部、一端与上述供电部连接着的第1天线导体、和分支连接于上述第1天线导体的另一端的第2天线导体及第3天线导体；

将n和m设为0以上的整数时，上述第1天线导体的长度与上述第2天线导体的长度之和，是上述第1频带的信号的天线导体上的信号的波长的大致(1/4+n/2)倍；并且，上述第1天线导体的长度与上述第3天线导体的长度之和，是上述第2频带的信号的天线导体上的信号的波长的大致(1/2+m/2)倍。

5.如权利要求4所述的电子设备，其特征在于，从上述供电部到上述第3天线导体的顶端的距离，比上述第2频带的信号的天线导体上的波长的(m+1)/2倍的长度短。

6.如权利要求4所述的电子设备，其特征在于，上述第1天线导体或上述第3天线导体的至少一部分，形成为曲折状或螺旋状或绕线状或锯齿状。

7.如权利要求1或4所述的电子设备，其特征在于，具有栅与上述供电部连接着的场效应晶体管或基极与上述供电部连接着的集电极接地型晶体管，和在上述供电部与上述场效应晶体管之间或在上述供电部与上述集电极接地型晶体管之间分路式接地连接、且使上述第2频带的信号衰减的陷波滤波器。

8.如权利要求7所述的电子设备，其特征在于，上述场效应晶体管或上述集电极接地型晶体管和上述陷波滤波器，配置在上述第1、第2、第3天线导体与上述地线形成体之间。

9.如权利要求8所述的电子设备，其特征在于，上述场效应晶体管或上述集电极接地型晶体管和上述陷波滤波器，比上述第1、第2、第3天线导体接近地线形成体。

10.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，从上述地线形成体到上述第2天线导体的最远点的距离D1、从上述地线形成体到上述第3天线导体的最远点的距离D2、上述第1天线导体的长度与上述第2天线导体的长度之和的大致4倍的长度λ1、上述第1天线导体的长度与上述第3天线导体的长度之和的大致4倍的长度λ2之间的关系，满足D1/λ1≥D2/λ2的条件。

11.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，上述第3天线导体的宽度不均匀。

12.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，上述第2天线导体的主极化方向与上述第3天线导体的主极化方向，相互大致正交。

13.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，固定上述第1、第2、第3天线导体的固定部件，包含电介体和磁性体中至少一种材料。

14.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，包含上述第1、第2、第3天线导体的天线元件，由柔性配线板构成，该柔性配线板是将导体印刷在电介体膜的单面上而形成的。

15.如权利要求7所述的电子设备，其特征在于，上述场效应晶体管或上述集电极接地型晶体管和上述陷波滤波器，安装在柔性配线板上，该柔性配线板是将导体印刷在电介体膜的单面上而形成的。