CN101971421A - 天线元件 - Google Patents

Abstract

一种天线元件，包括：第一导电板，具有大致矩形的形状；第二导电板，与第一导电板的在宽度方向上的一个边共边，设置成基本垂直于第一导电板，并具有大致矩形的形状；第三导电板，与第二导电板的在宽度方向上的除了与第一导电板共边的那个边之外的另一边共边，基本上垂直地设置成面对第一导电板，并具有大致矩形的形状；第四导电板，与每个第一、第二和第三导电板的一个边共边；第六导电板，从第四导电板的不与第一、第二或第三导电板共边的边延伸，并设置成基本垂直于第四导电板；狭缝，设置在第六导电板与第一导电板之间以及第六导电板与第三导电板之间；短路针，将接地板连接到第一导电板或第二导电板；和馈电针，设置成平行于且邻近短路针，并连接到第一导电板或第二导电板。

Description

天线元件

技术领域

本发明涉及一种能够应对宽频带和多频带传输的天线元件。

背景技术

近来，向便携式无线电装置(例如，便携电话)增加多个无线电系统的功能例如GPS和Bluetooth(注册商标)的要求正在增加。当多个无线电系统设置在便携电话中时，所使用的频带更宽，并且，除了例如便携电话之间通信用的三个波段(800MHz波段、1.7GHz波段和2GHz波段)以外，便携电话还必须应对用于GPS的1.5G波段和用于Bluetooth的2.4GHz波段。因此，当多个无线电系统设置在便携电话中时，内置天线必须确保针对多个频带的预定的天线性能。

图24是专利文献1中公开的长方体天线元件的透视图。图24所示的天线元件是三维形状的天线元件，其具有彼此相对的第一和第二面，以及第三面，上述两个面通过该第三面彼此联接，该天线元件包括芯1以及分别形成在第一至第三面上的导电薄膜21至23，芯1与工作波长相比更小且由电介质材料制成。由于天线元件的形状，除了因电介质材料而缩短波长以外，还实现了使波长进一步缩短几分之一的效果。

图25是示出形成有专利文献2的天线元件的天线芯片的外观图。在图25所示的天线芯片中，弯曲的偶极天线32形成在芯片天线20的表面上，偶极天线32的一端连接到馈电端子31，另一端连接到接地端子36，并且，单极天线41的一端连接到弯曲的偶极天线32，单极天线41形成在天线芯片20的背面和侧面。图25所示的天线芯片包括偶极天线32和单极天线41，因此具有多频带特性。

图26抽象地示出专利文献3的天线的结构。图26所示的天线是由平面导电板构造出的倒F天线，前端部向导电接地板11弯折两次，以构成两个面，开放端邻近导电接地板11。因此，在前端部与导电接地板11之间形成电容，并且实现了谐振频率降低和更宽的带宽。

专利文献1：JP-A-8-084013

专利文献2：JP-A-2006-246070

专利文献3：JP-A-2002-223114

发明内容

本发明要解决的问题

为了使专利文献1公开的天线元件应对低频带，天线元件的尺寸必须增加。而且，为了使天线元件应对多频带传输，需要多个天线元件，因此安装体积变大。

专利文献2公开的天线芯片在实现多频带传输中是有效的，但是在使天线元件进一步小型化以及使带宽更宽方面存在问题。专利文献3中公开的平面倒F天线要求导电接地板11位于天线元件下面。为了实现宽频带，相对于导电接地板11的距离必须为约7mm，因此该天线不适于诸如便携电话的薄型电子设备。

已经考虑到上面讨论的情况做出本发明。本发明的目的是提供一种天线元件，该天线元件小、产生高增益，频带可以更宽，且可以应对多频带传输。

解决问题的手段

本发明提供了一种天线元件，包括：第一导电板，布置成与接地板隔开预定间隔，并且为大致矩形；第二导电板，与第一导电板的在宽度方向上的一个边共边，相对于第一导电板布置成约90度，并且为大致矩形；第三导电板，与第二导电板的在宽度方向上的另一个边共边，该另一个边与和第一导电板共边的那个边相对，该第三导电板布置成约90度，以与第一导电板相对，并且为大致矩形；第四导电板，与第一导电板、第二导电板和第三导电板的各一个边共边；第六导电板，从第四导电板的不与第一导电板、第二导电板和第三导电板的各一个边共边的一个边延伸，并相对于第四导电板布置成约90度；狭缝，分别设置在第六导电板与第一导电板和第三导电板之间；短路针，将接地板连接到第一导电板或第二导电板；和馈电针，平行于短路针且邻近短路针而连接到第一导电板或第二导电板。

该天线元件包括：第五导电板，位于横跨第一导电板、第二导电板和第三导电板与第四导电板相对的位置，并与第一导电板、第二导电板和第三导电板的各一个边共边；第九导电板，从第五导电板的不与第一导电板、第二导电板和第三导电板的各一个边共边的一个边延伸，并相对于第五导电板布置成约90度；和狭缝，分别设置在第九导电板与第一导电板和第三导电板之间。

在该天线元件中，短路针和馈电针在第一导电板或第二导电板的宽度方向上的大致中间连接到第一导电板或第二导电板。

在该天线元件中，短路针和馈电针是矩形的薄板；并且，第一导电板或第二导电板的宽度方向上的一个边的长度等于或小于短路针的宽度、短路针与馈电针之间的间隔、和馈电针的宽度的总和。

在该天线元件中，短路针的宽度等于馈电针的宽度。

在该天线元件中，第六导电板通过带状线(strip line)形成为蛇曲形状(meander shape)。

在该天线元件中，第九导电板通过带状线形成为蛇曲形状。

在该天线元件中，由第一导电板、第二导电板、第三导电板和第四导电板形成的空间由电介质材料或磁性材料填充。

本发明提供了一种天线元件，包括：第一导电板，布置成与接地板隔开预定间隔，并且为大致矩形；第二导电板，与第一导电板的在宽度方向上的一个边共边，相对于第二导电板布置成约90度，并且为大致矩形；第四导电板，与第一导电板和第二导电板的各一个边共边；第六导电板和第七导电板，分别从第四导电板的不与第一导电板和第二导电板的各一个边共边的两个相邻边延伸，并且相对于第四导电板布置成约90度；狭缝，分别设置在第六导电板和第七导电板与第一导电板和第二导电板之间；短路针，将接地板连接到第一导电板或第二导电板；和馈电针，平行于短路针且邻近短路针而连接到第一导电板或第二导电板。

该天线元件包括：第五导电板，位于横跨第一导电板和第二导电板与第四导电板相对的位置，并与第一导电板和第二导电板的各一个边共边；第九导电板和第十导电板，分别从第五导电板的不与第一导电板和第二导电板的各一个边共边的两个相邻边延伸，并且相对于第五导电板布置成约90度；和狭缝，分别设置在第九导电板和第十导电板与第一导电板和第二导电板之间。

在该天线元件中，第六导电板的一个边与第七导电板的一个边共边，以形成L形的折叠部。

在该天线元件中，第九导电板的一个边与第十导电板的一个边共边，以形成L形的折叠部。

在该天线元件中，短路针和馈电针在第一导电板或第二导电板的宽度方向上的大致中间连接到第一导电板或第二导电板。

在该天线元件中，短路针和馈电针是矩形的薄板，并且，第一导电板或第二导电板的宽度方向上的一个边的长度等于或小于短路针的宽度、短路针与馈电针之间的间隔、和馈电针的宽度的总和。

在该天线元件中，短路针的宽度等于馈电针的宽度。

在该天线元件中，第六导电板或第七导电板通过带状线形成为蛇曲形状。

在该天线元件中，第九导电板或第十导电板通过带状线形成为蛇曲形状。

在该天线元件中，由第一导电板、第二导电板和第四导电板形成的空间由电介质材料或磁性材料填充。

本发明提供了一种天线元件，包括：第二导电板，布置成与接地板隔开预定间隔，并且为大致矩形；第四导电板，与第一导电板的一个边共边，该一个边与接地板分离，并且，该第四导电板相对于第一导电板布置成约90度；第六导电板、第七导电板和第八导电板，分别从第四导电板的不与第一导电板的所述一个边共边的三个边延伸，相对于第四导电板布置成约90度，并且共有各相邻边以形成U形折叠部；狭缝，设置在第六导电板、第七导电板和第八导电板与第二导电板之间；短路针，将接地板连接到第二导电板；和馈电针，平行于短路针且邻近短路针而连接到第二导电板。

该天线元件包括：第五导电板，位于横跨第二导电板与第四导电板相对的位置，并与第二导电板的一个边共边；第九导电板、第十导电板和第十一导电板，分别从第五导电板的不与第二导电板的所述一个边共边的三个边延伸，相对于第五导电板布置成约90度，并共有各相邻边以形成U形折叠部；和狭缝，分别设置在第九导电板、第十导电板和第十一导电板与第二导电板之间。

在该天线元件中，短路针和馈电针在第二导电板的宽度方向上的大致中间连接到第二导电板。

在该天线元件中，短路针和馈电针是矩形的薄板，并且，第二导电板的宽度方向上的一个边的长度等于或小于短路针的宽度、短路针与馈电针之间的间隔、和馈电针的宽度的总和。

在该天线元件中，短路针的宽度等于馈电针的宽度。

在该天线元件中，第六导电板、第七导电板或第八导电板通过带状线形成为蛇曲形状。

在该天线元件中，第九导电板、第十导电板或第十一导电板通过带状线形成为蛇曲形状。

在该天线元件中，由第二导电板、第四导电板、第六导电板、第七导电板和第八导电板形成的空间由电介质材料或磁性材料填充。

本发明的效果

根据本发明的天线元件，尺寸小、增益高、频带可以更宽，并且该天线元件可以应对多频带传输。

附图说明

[图1]图1是示出平面单极天线的天线元件的透视图。

[图2]图2是示出盒式单极天线的天线元件的透视图。

[图3]图3是示出平面单极天线的天线元件的VSWR特性的图。

[图4]图4是示出盒式单极天线的天线元件的VSWR特性的图。

[图5]图5是示出设置有短路针的盒式单极天线的天线元件的透视图。

[图6]图6是示出设置有短路针的盒式单极天线的天线元件的VSWR特性的图。

[图7]图7是示出第一实施例的天线元件的透视图。

[图8]是示出在馈电针和短路针具有6mm的宽度的情况下第一实施例的天线元件的VSWR特性的图。

[图9]图9是示出在馈电针和短路针具有3mm的宽度的情况下第一实施例的天线元件的VSWR特性的图。

[图10]图10是示出另一实施例的天线元件的透视图。

[图11]图11(a)是示出图10所示的天线元件的VSWR特性的图，图11(b)是示出第一实施例的天线元件的VSWR特性的图。

[图12]图12是示出第一天线元件具有类似盒子形状的天线元件的截面的视图。

[图13]图13是示出第一实施例的天线元件的变型的透视图。

[图14]图14是示出第一实施例的天线元件的变型的透视图。

[图15]图15是示出图7所示的第一实施例的天线元件的视图，其中第二天线元件具有蛇曲结构。

[图16]图16是示出第二实施例的天线元件的透视图。

[图17]图17是示出第二实施例的天线元件的VSWR特性的图。

[图18]图18是示出第三实施例的天线元件的透视图。

[图19]图19是示出第三实施例的天线元件的变型的透视图。

[图20]图20是示出第三实施例的天线元件的变型的透视图。

[图21]图21是示出第三实施例的天线元件的变型的透视图。

[图22]图22是示出第四实施例的天线元件的透视图。

[图23]图23是示出第四实施例的天线元件的变型的透视图。

[图24]图24是专利文献1中公开的长方体天线元件的透视图。

[图25]图25是示出形成有专利文献2的天线元件的天线芯片的外观图。

[图26]图26是抽象地示出专利文献3的天线的结构的视图。

附图标记和符号说明

51       第一导电板

52       第二导电板

53       第三导电板

54       第四导电板

55       第五导电板

56，56′ 第六导电板

57，57′ 第七导电板

58       第八导电板

59       第九导电板

61，61′ 馈电针

63，63′ 短路针

75       馈电点

71       印刷板

具体实施方式

下面，将参照附图描述本发明的实施例。

图1示出在GND平面的端部馈电且厚度为0.5mm的平面单极天线，图2示出位于类似位置的盒式单极天线50，其中由五个导体面构成的外形具有长方体形状。盒式单极天线的外形具有2.0mm的厚度，并且该天线放置在这样的方向上，即，仅一个面不设置导电板，该一个面在GND侧位于下侧的情况下向上指向。利用下面的仿真结果，通过比较具有基本形状的单极天线的特性，来显示本发明的效果。图3是示出平面单极天线的天线元件的VSWR特性的图，图4是示出盒式单极天线的天线元件的VSWR特性的图。

如图3所示，当天线元件是平面单极天线时，VSWR≤3.5的频带是从2.06GHz到3.46GHz，分数带宽(fractional bandwidth)为约50.7％。相反，如图4所示，当天线元件为盒式单极天线时，VSWR≤3.5的频带是从1.92GHz到3.45GHz，分数带宽为约54.5％，在分数带宽中，带宽由相应频带的中心频率表示。以此方式，当天线元件形成为五面体盒形形状时，期望得到分数带宽的带宽更宽的效果。然而，在具有类似盒子形状的天线元件中，从安装面积的观点出发不能得到特别的效果。

接下来，将比较两种天线元件。在图5所示的天线元件中，馈电针61设置在盒式单极天线50中，短路针63邻近馈电针61设置，以形成倒F天线(PIFA：planar inverted F antenna)馈电结构。一般地，倒F天线包括平面元件，并具有如下特点：天线相对于GND表面可以构造成低姿态，并且线状倒F天线具有窄频带。这样，线状倒F天线由类似盒子形状构造出，以获得新效果。短路针63是将印刷板71的接地表面连接到单极天线50的矩形薄板，并设置成与馈电针61平行。图6是示出具有短路针的天线元件的VSWR特性的图。

如图6所示，当盒式单极天线的天线元件具有短路针63时，VSWR≤3.5的频带是从1.88GHz到3.35GHz，分数带宽为约56％。这些特性与单极天线情况下的特性相当，并且同样地，在对盒式天线执行倒F馈电时，期望获得类似的带宽更宽的效果。

下面，将描述不同于上述的平面或五面体盒式天线元件的第一实施例的天线元件。图7是示出第一实施例的天线元件的透视图。如图7所示，第一实施例的天线元件包括第一导电板51、第二导电板52、第三导电板53、第四导电板54、第五导电板55、第六导电板56、馈电针61和短路针63。

第一导电板51是布置成与接地板隔开预定间隔的大致矩形的薄导体。例如，长边的长度为24mm，短边的长度为5mm。第一导电板51和第二导电板52共有在宽度方向上的一个边(长边)，并处于弯曲约90度角的状态下。第二导电板52为基本上矩形的薄导体，与第一导电板51的在宽度方向上的一个边共边，并设置成相对于第一导电板51(的表面方向)弯曲约90度。

第三导电板53是基本上矩形的薄导体，与第二导电板52的在宽度方向上的两个边(长边)中的不与第一导电板51共有的一个边共边，并且处于弯曲约90度角的状态。第三导电板53处于相对于第二导电板52弯曲约90度角的状态，从而与第一导电板51相对。

第四导电板54是基本上矩形的薄导体，与第一导电板51、第二导电板52和第三导电板53的各一个边(短边)共边(三个边)。该第四导电板54设置在与馈电点65分离的端面上。

第五导电板55是基本上矩形的薄导体，与第一导电板51、第二导电板52和第三导电板53的各一个边(短边)共边(三个边)。该第五导电板55设置在接近馈电点65的端面上。

第六导电板56是基本上矩形的薄导体，从第四导电板54的不与第一导电板51、第二导电板52和第三导电板53共边的一个边延伸，并处于相对于第四导电板54弯曲约90度的状态。第六导电板56的两个侧端没有联接到第一导电板51和第三导电板53，从而在第六导电板56与第一导电板51和第三导电板53之间设置有类似狭缝的间隙(下文中称为“狭缝”)。同样地，第六导电板56的与第四导电板54相反的端部没有联接到第五导电板55。

馈电针61和短路针63是矩形薄板，并布置成以隔开预定间隔的方式彼此平行。在该实施例中，馈电针61和短路针63设置于印刷板71的拐角处。电力通过馈电针61从馈电点65馈送到第一导电板51。第一导电板51通过短路针63连接到印刷板71的接地表面。

随着馈电针61和短路针63的宽度变大，更大的电流流过印刷板71的接地表面，因此天线元件的频带变宽。当馈电针61的宽度等于短路针63的宽度时，容易地得到宽带匹配(broadband matching)。即，当电流主动流过第一至第六导电板以及由导体形成的接地表面时，带宽更宽，因此天线元件的频带变宽。然而，当大电流流至GND侧时，从设计的观点出发，可能会对天线元件产生不利影响。因此，优选地，通过调节天线元件，使天线元件应对所需的波段。

此外，馈电针61与短路针63之间的间隔影响由第一至第五导电板51至55构造出的天线元件的谐振频率。由第六导电板56构造出的天线元件的谐振频率受到从第四导电板54延伸的第六导电板56的长度的影响。

当由第一至第五导电板51至55构成的五面体被设为第一天线元件且第六导电板56被设为第二天线元件时，第一天线元件具有这样的宽带特性，该宽带特性具有各种电流分布，并且第二天线元件在特定的波段谐振。图8和9是示出第一实施例的天线元件的VSWR特性的图。图8的曲线图示出馈电针61和短路针63具有6mm宽度的情况，图9的曲线图示出馈电针61和短路针63具有3mm宽度的情况。

如图8和9所示，第一天线元件在2GHz频带谐振，并呈现出宽带特性。相反，第二天线元件在不同于第一天线元件的谐振频率的3.3GHz附近谐振。在图8所示的曲线图中，VSWR≤3.5的频带是从2.0GHz到4.22GHz，分数带宽为约71％。在图9所示的曲线图中，VSWR≤3.5的频带是从1.9GHz到3.58GHz，分数带宽为约61％。以此方式，馈电针61和短路针63的宽度影响相应的带宽，并且，针的宽度越大，频带越宽，从而容易地获得宽带特性。

长度为16.1mm的第六导电板56在约4.5GHz具有λ/4的尺寸。然而，正如上面所描述的，狭缝设置在第六导电板56与第一导电板51和第三导电板53之间，因此在第二天线元件与第一天线元件之间获得电容成分，结果，因第二天线元件而导致谐振频率降低约1GHz。相对于第二天线元件的谐振频率λ，狭缝具有约0.02λ或更小的宽度，或者例如是0.5mm。

图10示出设置有不同于该实施例的简单折叠元件的由同一突起量构造出的类似形状，或者如下构造：第一天线元件仅由第一导电板51构造出，狭缝设置在构成第二天线元件的第六导电板56与第一导电板51之间。图11(a)是示出图10所示的天线元件的VSWR特性的图，图11(b)是示出第一实施例的天线元件的VSWR特性的图。如图11所示，在图10所示的天线元件中，第二天线元件在4.3GHz附近谐振，而在该实施例的天线元件中，第二天线元件在3.3GHz附近谐振。正如上面所描述的，在所提出的第一天线元件具有五面体盒形形状且狭缝相对于第二天线元件设置的结构中，第二天线元件的谐振频率大大降低。这在实现天线所需的小型化方面十分有利。此外，在频带方面，在比较第二天线元件的频带时，之前为4.6％的分数带宽可以加宽至7.5％。

即使在第一天线元件具有类似盒形形状的情况下，如图12(a)所示，当第二天线元件面对第一天线元件时，电流以反相的关系流过相面对的表面，因此妨碍了第二天线元件的辐射。相反，在该实施例中，第二天线元件不与第一天线元件面对面接触，如图12(b)所示，并且狭缝设置在第二天线元件与第一天线元件之间。由于狭缝中设置了足够的电容成分，因此期望有双重效果，即，可以延长第二天线元件的电长度，以及可以减小反相电流对辐射的不利影响。

正如上面所描述的，根据该实施例，第一天线元件和第二天线元件具有彼此不同的谐振频带，并且可以通过调节构成第二天线元件的第六导电板56的长度、馈电针61和短路针63的宽度、以及馈电针61和短路针63之间的间隔来调节谐振频率。因此，可以提供能够应对更宽的带宽和多频带传输的天线元件。

第一天线元件不限于上面开口的五面体盒形形状。可选择地，元件可以具有下面开口或侧面开口的形状，如图13所示。在该情况下，第六导电板56从第四导电板54朝开口面延伸。如图14所示，并不是总是需要设置有第五导电板55。

并不总是需要将馈电针61和短路针63设置在印刷板71的拐角处，而是可以设置在印刷板71的中间。

形成该实施例的第二天线元件的导电板可以由蛇曲结构(meanderstructure)代替，在该蛇曲结构中，可以通过带状线使元件长度在电学上更长。图15是示出图7所示的实施例的天线元件的视图，其中第二天线元件具有蛇曲结构。如图15所示，当狭缝设置在第一导电板51和第三导电板53与蛇曲元件之间时，可以获得比第二天线元件由导电板构造出的情况下的谐振频率低的谐振频率。因此，天线元件设计的灵活性提高。

(第二实施例)

将描述第二元件的天线元件。在构成第二实施例的天线元件的部件中，与已经作为第一实施例描述的天线元件的那些部件相同的部件用相同的附图标记表示，并省略重复的说明。

图16是示出第二实施例的天线元件的透视图。如图16所示，第二实施例的天线元件包括第一导电板51、第二导电板52、第四导电板54、第五导电板55、第六导电板56、第九导电板59、馈电针61′和短路针63′。

第九导电板59是基本上矩形的薄导体，从第五导电板55的不与第一导电板51、第二导电板52和第三导电板53共边的一个边延伸，并置于相对于第五导电板55弯曲约90度的状态。第九导电板59的两侧端不联接到第一导电板51和第三导电板53，并且类似狭缝的间隙(下文中称为“狭缝”)设置在第九导电板59与第一导电板51和第三导电板53之间。第九导电板59的与第五导电板55相反的端部不联接到第六导电板56。

馈电针61′和短路针63′是矩形的薄板，并布置成以隔开预定间隔的方式彼此平行。在该实施例中，馈电针61′和短路针63′设置在印刷板71的大致中间。电力通过馈电针61′从馈电点65馈送到第一导电板51。第一导电板51通过短路针63′连接到印刷板71的接地表面。此外，在该实施例中，与第一实施例类似，由第一至第五导电板51至55构成的天线元件的谐振频率可以通过调节馈电针61′和短路针63′的宽度以及馈电针61′与短路针63′之间的间隔来调节。

当由第一至第五导电板51至55构成的五面体被设定为第一天线元件、第六导电板56被设定为第二天线元件、第九导电板59被设定为第三天线元件时，第一天线元件具有这样的宽带特性：该宽带特性具有各种电流分布，并且，第二天线元件和第三天线元件分别在特定的频带谐振。

图17是示出第二实施例的天线元件的VSWR特性的图。如图17所示，第一天线元件在1.9GHz附近的频带谐振，第二天线元件在3.3GHz附近的频带谐振，第三天线元件在2.8GHz附近的频带谐振。在图17所示的图中，VSWR≤3.5的频带是从1.86GHz到3.63GHz，分数带宽为约64.4％。

在该实施例中，从第四导电板54延伸的第六导电板56的长度等于从第五导电板55延伸的第九导电板59的长度。然而，从馈电针61′到第六导电板56和第九导电板59的电长度是彼此不同的。因此，在图16所示的示例中，到作为第三天线元件的第九导电板59的电长度比到作为第二天线元件的第六导电板56的电量长，因此第三天线元件以更低的频率谐振。

然而，第六导电板56的长度不必等于第九导电板59的长度。当第六导电板56和第九导电板59的长度彼此不同时，它们分别以更不相同的频率谐振，因此能够灵活地应对多频带传输。

如上所述，根据该实施例，第一天线元件、第二天线元件和第三天线元件具有各自不同的谐振频带，并且谐振频率可以通过调节构成第二天线元件的第六导电板56的长度、构成第三天线元件的第九导电板59的长度、馈电针61′和短路针63′的宽度、以及馈电针61′与短路针63′之间的间隔来调节。因此，可以提供能够应对更宽的带宽和多频带传输的天线元件。

第一天线元件不限于上面开口的五面体盒形形状。或者，该元件可以具有下面开口或侧面开口的形状。

(第三实施例)

在上面描述的实施例中，第二天线元件由单一导电板构造出。在第三实施例中，第二天线元件由两个导电板构造出。图18是示出第三实施例的天线元件的透视图。如图18所示，第四实施例的天线元件包括第一导电板51、第二导电板52、第四导电板54、第五导电板55、第六导电板56、第七导电板57、馈电针61和短路针63。在构成第三实施例的天线元件的部件中，与已经作为第一实施例描述的天线元件的部件相同的部件用相同的附图标记表示，并省略重复的说明。

第七导电板57是基本上矩形的薄导体，从第四导电板54的不与第一导电板51和第二导电板52共边的两个相邻边中的一个边延伸，并布置成相对于第四导电板54弯曲约90度的状态。第七导电板57的两侧端不联接到第二导电板52和第六导电板56，类似狭缝的间隙(下文中称为“狭缝”)设置在第六导电板56与第一导电板51之间、第六导电板56与第七导电板57之间、以及第七导电板57与第二导电板52之间。第七导电板57的与第四导电板54相反的端部不联接到第五导电板55。

在该实施例中，第一天线元件由第一导电板51、第二导电板52、第四导电板54和第五导电板55构成，第二天线元件由第六导电板56构成，第三天线元件由第七天线元件57构成。根据该实施例的天线元件，第一天线元件具有如下宽带特性：该宽带特性具有各种电流分布，第二天线元件和第三天线元件在彼此不同的特定频带谐振。

根据该实施例，第一天线元件、第二天线元件和第三天线元件具有各自不同的谐振频带，并且谐振频率可以通过调节构成第二天线元件的第六导电板56的长度和构成第三天线元件的第七天线元件57的长度来调节。因此，可以提供能够应对更宽的带宽和多频带传输的天线元件。

作为第三实施例的变型，图19所示的天线元件可以构造成类似于第一实施例与第二实施例之间的关系。即，还可以在第五导电板55侧设置对应于第二天线元件和第三天线元件的第四天线元件(第九导电板)和第五天线元件(第十导电板)。

此外，作为第三实施例的变型，如图20所示，彼此邻近的第六导电板56和第七导电板57的边联接在一起，从而具有类似L截面的第六导电板56′和第七导电板57′可以设置为第二天线元件。当第二天线元件的面积增加时，第二天线元件使带宽变宽的效果变得显著。类似于第一实施例与第二实施例之间的关系，可以构造出图21所示的天线元件。即，还可以在第五导电板55侧设置对应于第二天线元件的第三天线元件。

(第四实施例)

在第三实施例中，第二天线元件由两个导电板构成。在第四元件中，第二天线元件由三个导电板构成。图22是示出第四实施例的天线元件的透视图。如图22所示，第四实施例的天线元件包括第一导电板51′、第二导电板52′、第三导电板53′、第四导电板54、第五导电板55、第六导电板56′、第七导电板57′、第八导电板58、馈电针61和短路针63。馈电针61和短路针63与第一实施例中的类似。

第一导电板51′是布置成与接地板隔开预定间隔的L状薄导体。第一导电板51′的外周的长边和第二导电板52的在宽度方向上的一个边(长边)共边，并布置成弯曲约90度角的状态。第二导电板52是基本上矩形的薄导体，与第一导电板51′的外周的长边共边，并设置成相对于第一导电板51′(的表面方向)弯曲约90度。

第三导电板53′是L状的薄导体。第三导电板53′的外周的长边和第二导电板52的在宽度方向上的两个边(长边)中不与第一导电板51共边的那个边共边，并布置成弯曲约90度角的状态。第三导电板53′处于相对于第二导电板52弯曲约90度角的状态，以面对第一导电板51′。

第四导电板54是基本上正方形的薄导体，并与第一导电板51′、第二导电板52和第三导电板53′的各一个边(短边)共边(三个边)。第四导电板54设置在与馈电导体61分离的端面上。

第五导电板55是基本上正方形的薄导体，并与第一导电板51′、第二导电板52和第三导电板53′的各一个边(短边)共边(三个边)。第五导电板55设置在邻近馈电导体61的端面上。

第六导电板56′是基本上矩形的薄导体，从第四导电板54的不与第一导电板51′、第二导电板52和第三导电板53′共边的一个边延伸，并处于相对于第四导电板54弯曲约90度的状态。第七导电板57′是基本上矩形的薄导体，从第四导电板54的与第一导电板51′的一个边共边的一个边延伸，并处于相对于第四导电板54弯曲约90度的状态。第八导电板58是基本上矩形的薄导体，从第四导电板54的与第三导电板53′的一个边共边的一个边延伸，并处于相对于第四导电板54弯曲约90度的状态。

第六导电板56′、第七导电板57′和第八导电板58构成共有相邻长边且具有U状截面的第二天线元件。第八导电板58的在第一导电板51′侧的端部不联接到第一导电板51，并且类似狭缝的间隙(下文中称为“狭缝”)设置在第八导电板58与第一导电板51′之间。第七导电板57′的在第三导电板53′侧的端部不联接到第三导电板53，并且狭缝设置在第七导电板57′与第三导电板53′之间。此外，第六导电板56′、第七导电板57′和第八导电板58的与第四导电板54相反的端部不联接到第五导电板55。

在该实施例中，第一天线元件由第一导电板51′、第二导电板52、第三导电板53′、第四导电板54和第五导电板55构成，第二天线元件由第六导电板56′、第七导电板57′和第八导电板58构成。根据该实施例的天线元件，第一天线元件具有这样的宽带特性，该宽带特性具有各种电流分布，第二天线元件在特定的频带谐振。

根据该实施例，第一天线元件和第二天线元件具有各自不同的谐振频带，谐振频率的带宽可以通过调节第二天线元件的表面面积来调节，第二天线元件的表面面积通过调节构成第二天线元件的第六导电板56′、第七导电板57′和第八导电板58的长度来调节。因此，可以提供能够应对更宽的带宽和多频带传输的天线元件。

作为第四实施例的变型，图23所示的天线元件可以构造成类似于第一实施例与第二实施例之间的关系。即，还可以在第五导电板55侧设置与第二天线元件对应的第三天线元件(第九导电板、第十导电板和第十一导电板)。

虽然已经参照具体实施例详细地描述了本发明，但是显然地，在不偏离本发明的精神和范围的条件下，本领域技术人员可以做各种改变和变型。

本申请基于2008年3月11日提交的日本专利申请(日本专利申请No.2008-061307)，这里将其主题引入作为参考。

工业实用性

本发明的天线元件适于用在可添加诸如GPS或Bluetooth的功能的多个无线电系统中，并例如优选地应用于诸如便携电话或PDA的便携无线电装置的天线。

Claims (26)

1.一种天线元件，包括：

第一导电板，布置成与接地板隔开预定间隔，并且为大致矩形；

第二导电板，与第一导电板的在宽度方向上的一个边共边，相对于第一导电板布置成约90度，并且为大致矩形；

第三导电板，与第二导电板的在宽度方向上的另一个边共边，该另一个边与和第一导电板共边的那个边相对，该第三导电板布置成约90度，以与第一导电板相对，并且为大致矩形；

第四导电板，与第一导电板、第二导电板和第三导电板的各一个边共边；

第六导电板，从第四导电板的不与第一导电板、第二导电板和第三导电板的各一个边共边的一个边延伸，并相对于第四导电板布置成约90度；

狭缝，分别设置在第六导电板与第一导电板和第三导电板之间；

短路针，将接地板连接到第一导电板或第二导电板；和

馈电针，平行于短路针且邻近短路针而连接到第一导电板或第二导电板。

2.根据权利要求1的天线元件，还包括：

第五导电板，位于横跨第一导电板、第二导电板和第三导电板与第四导电板相对的位置，并与第一导电板、第二导电板和第三导电板的各一个边共边；

第九导电板，从第五导电板的不与第一导电板、第二导电板和第三导电板的各一个边共边的一个边延伸，并相对于第五导电板布置成约90度；和

狭缝，分别设置在第九导电板与第一导电板和第三导电板之间。

3.根据权利要求2的天线元件，其中，短路针和馈电针在第一导电板或第二导电板的宽度方向上的大致中间连接到第一导电板或第二导电板。

4.根据权利要求1-3中任一项的天线元件，其中，短路针和馈电针是矩形的薄板；并且

其中，第一导电板或第二导电板的宽度方向上的一个边的长度等于或小于短路针的宽度、短路针与馈电针之间的间隔、和馈电针的宽度的总和。

5.根据权利要求4的天线元件，其中，短路针的宽度等于馈电针的宽度。

6.根据权利要求1-4中任一项的天线元件，其中，第六导电板通过带状线形成为蛇曲形状。

7.根据权利要求2-4中任一项的天线元件，其中，第九导电板通过带状线形成为蛇曲形状。

8.根据权利要求1-7中任一项的天线元件，其中，由第一导电板、第二导电板、第三导电板和第四导电板形成的空间由电介质材料或磁性材料填充。

9.一种天线元件，包括：

第一导电板，布置成与接地板隔开预定间隔，并且为大致矩形；

第二导电板，与第一导电板的在宽度方向上的一个边共边，相对于第二导电板布置成约90度，并且为大致矩形；

第四导电板，与第一导电板和第二导电板的各一个边共边；

第六导电板和第七导电板，分别从第四导电板的不与第一导电板和第二导电板的各一个边共边的两个相邻边延伸，并且相对于第四导电板布置成约90度；

狭缝，分别设置在第六导电板和第七导电板与第一导电板和第二导电板之间；

短路针，将接地板连接到第一导电板或第二导电板；和

馈电针，平行于短路针且邻近短路针而连接到第一导电板或第二导电板。

10.根据权利要求9的天线元件，还包括：

第五导电板，位于横跨第一导电板和第二导电板与第四导电板相对的位置，并与第一导电板和第二导电板的各一个边共边；

第九导电板和第十导电板，分别从第五导电板的不与第一导电板和第二导电板的各一个边共边的两个相邻边延伸，并且相对于第五导电板布置成约90度；和

狭缝，分别设置在第九导电板和第十导电板与第一导电板和第二导电板之间。

11.根据权利要求9或10的天线元件，其中，第六导电板的一个边与第七导电板的一个边共边，以形成L形的折叠部。

12.根据权利要求10或11的天线元件，其中，第九导电板的一个边与第十导电板的一个边共边，以形成L形的折叠部。

13.根据权利要求10-12中任一项的天线元件，其中，短路针和馈电针在第一导电板或第二导电板的宽度方向上的大致中间连接到第一导电板或第二导电板。

14.根据权利要求9-13中任一项的天线元件，其中，短路针和馈电针是矩形的薄板；并且

其中，第一导电板或第二导电板的宽度方向上的一个边的长度等于或小于短路针的宽度、短路针与馈电针之间的间隔、和馈电针的宽度的总和。

15.根据权利要求14的天线元件，其中，短路针的宽度等于馈电针的宽度。

16.根据权利要求9-14中任一项的天线元件，其中，第六导电板或第七导电板通过带状线形成为蛇曲形状。

17.根据权利要求10-14中任一项的天线元件，其中，第九导电板或第十导电板通过带状线形成为蛇曲形状。

18.根据权利要求9-17中任一项的天线元件，其中，由第一导电板、第二导电板和第四导电板形成的空间由电介质材料或磁性材料填充。

19.一种天线元件，包括：

第二导电板，布置成与接地板隔开预定间隔，并且为大致矩形；

第四导电板，与第一导电板的一个边共边，该一个边与接地板分离，并且，该第四导电板相对于第一导电板布置成约90度；

第六导电板、第七导电板和第八导电板，分别从第四导电板的不与第一导电板的所述一个边共边的三个边延伸，相对于第四导电板布置成约90度，并且共有各相邻边以形成U形折叠部；

狭缝，设置在第六导电板、第七导电板和第八导电板与第二导电板之间；

短路针，将接地板连接到第二导电板；和

馈电针，平行于短路针且邻近短路针而连接到第二导电板。

20.根据权利要求19的天线元件，还包括：

第五导电板，位于横跨第二导电板与第四导电板相对的位置，并与第二导电板的一个边共边；

第九导电板、第十导电板和第十一导电板，分别从第五导电板的不与第二导电板的所述一个边共边的三个边延伸，相对于第五导电板布置成约90度，并共有各相邻边以形成U形折叠部；和

狭缝，分别设置在第九导电板、第十导电板和第十一导电板与第二导电板之间。

21.根据权利要求19或20的天线元件，其中，短路针和馈电针在第二导电板的宽度方向上的大致中间连接到第二导电板。

22.根据权利要求19-21中任一项的天线元件，其中，短路针和馈电针是矩形的薄板；并且

其中，第二导电板的宽度方向上的一个边的长度等于或小于短路针的宽度、短路针与馈电针之间的间隔、和馈电针的宽度的总和。

23.根据权利要求22的天线元件，其中，短路针的宽度等于馈电针的宽度。

24.根据权利要求19-22中任一项的天线元件，其中，第六导电板、第七导电板或第八导电板通过带状线形成为蛇曲形状。

25.根据权利要求20-22中任一项的天线元件，其中，第九导电板、第十导电板或第十一导电板通过带状线形成为蛇曲形状。

26.根据权利要求19-25中任一项的天线元件，其中，由第二导电板、第四导电板、第六导电板、第七导电板和第八导电板形成的空间由电介质材料或磁性材料填充。

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