CN102301526B - 片式天线及天线装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种不仅具有高的自由度而且可以设定天线的共振频率的片式天线及具备其的天线装置。从电介质基体(10)的下表面经由第四侧面到上表面形成有供电电极(11)。从电介质基体(10)的下表面经由第三侧面到上表面形成有无供电电极(12)。供电电极(11)和无供电电极(12)的前端在电介质基体(10)的上表面以规定间隔相面对。在电介质基体(10)的第一侧面形成有频率调整电极(13)。另外，在电介质基体(10)的下表面形成有与待安装的电路基板的接地电极连接且与频率调整电极(13)导通的接地电极(14)、(15)。

Description

片式天线及天线装置
技术领域
本发明涉及片式天线及具备其的天线装置，特别是涉及供电电极及无供电电极在电介质基体上以规定间隔相面对配置的片式天线及天线装置。
背景技术
专利文献1中表示在电介质基体上形成有以规定间隔相面对的供电电极及无供电电极的片式天线。图1(A)是专利文献1所示的片式天线的六面图，图1(B)是其等效电路图。
如图1(A)所示，从长方体形状的电介质基体31的下表面经由第四侧面至上表面形成有供电电极34。同样，从下表面经由第三侧面到上表面形成有无供电电极36。供电电极34和无供电电极36在电介质基体31的上表面以规定间隔相面对。
如图1(B)所示，供电电极34和无供电电极36通过使它们的开放端彼此以规定间隔相面对而结合。由此，得到宽带域特性。
专利文献1：特开2004-7345号公报
但是，在图1所示的现有的片式天线中，在电路基板上的非接地区域安装该片式天线30，但由于天线的共振频率强力依赖于相对于电路基板上的接地电极的位置关系，所以因与片式天线相对于电路基板的安装区域接近的其它安装零件或筐体等、周围的环境，例如使非接地区域的面积变化，而需要调整天线的共振频率。因此，存在不能使非接地区域的面积一定的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供不仅具有高的自由度而且可以设定天线的共振频率的片式天线及具备其的天线装置。
本发明的片式天线如下构成。
一种片式天线，其具备：具有下表面(安装面)、上表面、彼此相面对的第一/第二侧面、及彼此相面对的第三/第四侧面(端面)的长方体形状的电介质基体、和形成于所述电介质基体的外表面的电极，其中，
从所述第四侧面到上表面形成有供电电极，从所述第三侧面到上表面形成有在与所述供电电极之间以规定间隔相面对的无供电电极，
在所述电介质基体的第一侧面形成有频率调整电极，
在所述电介质基体的下表面形成有与待安装的电路基板的接地电极连接且与所述频率调整电极导通的接地电极。
也可以为，所述接地电极从所述电介质基体的下表面到所述第二侧面延设。
也可以为，所述频率调整电极不仅形成于所述电介质基体的第一侧面，而且形成于第二侧面。
也可以为，所述频率调整电极延设至所述电介质基体的第三侧面或第四侧面或第三/第四侧面。
另外，本发明提供一种片式天线，其具备：具有下表面(安装面)、上表面、彼此相面对的第一/第二侧面、及彼此相面对的第三/第四侧面(端面)的长方体形状的电介质基体、和形成于所述电介质基体的外表面的电极，其中，
从所述第四侧面到上表面形成有供电电极，从所述第三侧面到上表面形成有在与所述供电电极之间以规定间隔相面对的无供电电极，
在所述电介质基体的下表面形成有频率调整电极，
在所述电介质基体的第一侧面或第二侧面或第一/第二侧面形成有与待安装的基板的接地电极连接且与所述频率调整电极导通的接地电极。
另外，也可以为，从电介质基体的第四侧面到上表面形成有无供电电极，从电介质基体的第三侧面到上表面形成有在与所述无供电电极之间以规定间隔相面对的无供电电极，
在所述电介质基体的第一侧面形成有频率调整电极，
在所述电介质基体的下表面形成有与待安装的电路基板的接地电极连接且与所述频率调整电极导通的接地电极，
在所述电介质基体上具备与所述两个无供电电极中任一方之间形成有电容，且与待安装的电路基板上的供电线导通的供电电极。
本发明的天线装置有以上所示的构成的任一个片式天线、和安装其的电路基板构成，在所述电路基板上设有频率调整元件，该频率调整元件连接于所述频率调整电极、所述供电电极、所述无供电电极、所述接地电极的一个或几个或全部和所述电路基板的接地电极之间。
另外，本发明的天线装置中，在所述电路基板上设有阻抗元件，该阻抗元件连接于与所述供电电极导通的所述电路基板上的供电线和所述电路基板上的接地电极之间。
根据本发明，形成于电介质基体的频率调整电极与接地电极连接，可以以片式天线单体的状态分别决定频率调整电极和供电电极之间的电极间距离、及频率调整电极和无供电电极之间的电极间距离。
在供电电极和频率调整电极之间、及无供电电极和频率调整电极之间分别产生电容，流过供电电极及无供电电极的电流经由接地流入频率调整电极，由于该频率调整电极为电流路径，所以可以通过上述电容设定天线的共振频率。因此，可以不改变用于形成于待安装的电路基板的非接地区域的面积而设定天线的共振频率。其结果为，可以降低频率，因此，实现片式天线及天线装置的小型化。
附图说明
图1是专利文献1所示的片式天线的六面图及等效电路图。
图2(A)是第一实施方式的片式天线101的六面图，图2(B)是具备片式天线101的天线装置201的主要部分的立体图，图2(C)是天线装置201的等效电路图。
图3是第二实施方式的片式天线102的六面图。
图4是第三实施方式的片式天线103的六面图。
图5是第四实施方式的片式天线104的六面图。
图6是第五实施方式的片式天线105的六面图。
图7是第六实施方式的片式天线106的六面图。
图8(A)是第七实施方式的片式天线107的六面图，图8(B)是使用了该片式天线107的天线装置207的立体图。
图9是第八实施方式的片式天线108的六面图。
图10是第九实施方式的天线装置209的立体图。
具体实施方式
《第一实施方式》
图2(A)是第一实施方式的片式天线101的六面图，图2(B)是具备片式天线101的天线装置201的主要部分的立体图，图2(C)是天线装置201的等效电路图。
长方体形状的电介质基体10具备：下表面(相对于电路基板的安装面)、上表面、彼此相面对的第一侧面·第二侧面、及彼此相面对的第三侧面·第四侧面。
从电介质基体10的下表面经由第四侧面到上表面形成有供电电极11。另外，从电介质基体10的下表面经由第三侧面到上表面形成有无供电电极12。供电电极11和无供电电极12的前端(开放端)在电介质基体10的上表面以规定间隔相面对。在电介质基体10的第一侧面形成有频率调整电极13。另外，在电介质基体10的下表面形成有与待安装(実装先)的电路基板的接地电极连接且与频率调整电极13导通的接地电极14、15。
如图2(B)所示，在电路基板50的上表面形成有接地电极20，同时设有非接地区域NGA。在该非接地区域NGA内如图所示安装片式天线101。另外，在非接地区域NGA分别形成有供电线21、无供电线22、接地线24、25、及供电分支线26。在片式天线101的安装状态下，供电电极11的基部(形成于电介质基体10的下表面的供电电极11部分)与供电线21导通。无供电电极12的基部(形成于电介质基体10的下表面的无供电电极12部分)与无供电线22导通。另外，下表面侧的接地电极14、15与接地线24、25分别导通。在供电分支线26和接地电极20之间连接图2(B)中未表示的供电电路。
天线装置201的等效电路如图2(C)所示，这样，与接地电极连接的频率调整电极13沿供电电极11及无供电电极12接近。由此，设定频率调整电极13和供电电极11及无供电电极12之间的电容。
通过该构造，在供电电极和频率调整电极之间、及无供电电极和频率调整电极之间分别产生电容，流过供电电极及无供电电极的电流经由接地流入频率调整电极，由于该频率调整电极为电流路径，所以可通过上述电容设定天线的共振频率。因此，可以不改变用于形成于待安装的电路基板的非接地区域的面积而设定天线的共振频率。其结果是，由于可降低频率，所以实现了片式天线及天线装置的小型化。
《第二实施方式》
图3是第二实施方式的片式天线102的六面图。
长方体形状的电介质基体10具备：下表面(相对于电路基板的安装面)、上表面、彼此相面对的第一侧面/第二侧面、及彼此相面对的第三侧面/第四侧面。
从电介质基体10的下表面经由第四侧面到上表面形成有供电电极11。另外，从电介质基体10的下表面经由第三侧面到上表面形成有无供电电极12。供电电极11和无供电电极12的前端(开放端)在电介质基体10的上表面以规定间隔相面对。
在电介质基体10的第二侧面形成有频率调整电极13。从电介质基体10的下表面到第一侧面形成有与待安装(実装先)的电路基板的接地电极连接且与频率调整电极13导通的接地电极14、15。
这样，也可以从电介质基体10的下表面到第二侧面延设频率调整电极13。
《第三实施方式》
图4是第三实施方式的片式天线103的六面图。
长方体形状的电介质基体10具备：下表面(相对于电路基板的安装面)、上表面、彼此相面对的第一侧面/第二侧面、及彼此相面对的第三侧面/第四侧面。
从电介质基体10的下表面经由第四侧面到上表面形成有供电电极11。另外，从电介质基体10的下表面经由第三侧面到上表面形成有无供电电极12。供电电极11和无供电电极12的前端(开放端)在电介质基体10的上表面以规定间隔相面对。
在电介质基体10的第一侧面形成有频率调整电极13。另外，在电介质基体10的第二侧面形成有频率调整电极16。另外，在电介质基体10的下表面形成有与待安装的电路基板的接地电极连接且与率调整电极13、16分别导通的接地电极14、15。
这样，也可以在电介质基体10的第一侧面及第二侧面分别形成频率调整电极13、16。通过该构造，在供电电极11和频率调整电极13、16之间、及无供电电极12和频率调整电极13、16之间产生更大的电容。通过上述电容，流过供电电极及无供电电极的电流经由接地流入频率调整电极，由于该频率调整电极为电流路径，所以相比之前所示的实施方式的情况可以进一步降低频率，可以设定天线的共振频率。因此，可以不改变用于形成于待安装的电路基板的非接地区域的面积而设定天线的共振频率。
《第四实施方式》
图5是第四实施方式的片式天线104的六面图。
长方体形状的电介质基体10具备：下表面(相对于电路基板的安装面)、上表面、彼此相面对的第一侧面/第二侧面、及彼此相面对的第三侧面/第四侧面。
从电介质基体10的下表面经由第四侧面到上表面形成有供电电极11。另外，从电介质基体10的下表面经由第三侧面到上表面形成有无供电电极12。供电电极11和无供电电极12的前端(开放端)在电介质基体10的上表面以规定间隔相面对。
在电介质基体10的下表面形成有频率调整电极13。另外，在电介质基体10的第一侧面形成有与待安装的电路基板的接地电极连接且与频率调整电极13导通的接地电极14、15。
这样，通过在电介质基体10的下表面形成频率调整电极13，在该频率调整电极13和供电电极11之间、及频率调整电极13和无供电电极12之间夹持电介质基体10分别产生电容。因此，流过供电电极及无供电电极的电流经由接地流入频率调整电极。这样，由于上述频率调整电极为电流路径，所以通过上述电容可以设定天线的共振频率。因此，可以不改变用于形成于待安装的电路基板的非接地区域的面积而设定天线的共振频率。
《第五实施方式》
图6是第五实施方式的片式天线105的六面图。
长方体形状的电介质基体10具备：下表面(相对于电路基板的安装面)、上表面、彼此相面对的第一侧面/第二侧面、及彼此相面对的第三侧面/第四侧面。
从电介质基体10的下表面经由第四侧面到上表面形成有供电电极11。另外，从电介质基体10的下表面经由第三侧面到上表面形成有无供电电极12。供电电极11和无供电电极12的前端(开放端)在电介质基体10的上表面以规定间隔相面对。
与第一实施方式中图2所示的例不同，在供电电极11中第四侧面形成为比第四侧面的宽度窄。另外，在无供电电极12中第三侧面形成为比第三侧面的宽度窄。
在电介质基体10的第一侧面形成有频率调整电极13。频率调整电极13从第一侧面延设到电介质基体10的第三侧面及第四侧面。
在电介质基体10的下表面形成有与待安装的电路基板的接地电极连接且与频率调整电极13导通的接地电极14、15。
这样，通过从第一侧面向电介质基体10的第三侧面及第四侧面延设频率调整电极13，频率调整电极13和供电电极11之间、及频率调整电极13和无供电电极12之间遍及长的距离接近，能够在其间产生规定的较大的电容。
另外，通过分别减细第四侧面的供电电极11及第三侧面的无供电电极12的线宽，这些部分的电感成分增加，可减小用于得到规定的共振频率的天线尺寸及电极尺寸，可以相应实现小型化。
《第六实施方式》
图7是第六实施方式的其它片式天线106的六面图。
长方体形状的电介质基体10具备：下表面(相对于电路基板的安装面)、上表面、彼此相面对的第一侧面/第二侧面、及彼此相面对的第三侧面/第四侧面。
从电介质基体10的下表面到第四侧面形成有供电电极11。另外，从电介质基体10的下表面到第二侧面形成有供电电极11。同样，从电介质基体10的下表面到第三侧面形成有无供电电极12，从电介质基体10的下表面到第二侧面形成有无供电电极12。供电电极11和无供电电极12的前端(开放端)在电介质基体10的第二侧面以规定间隔相面对。
这样，即使为在第二侧面形成有供电电极11和无供电电极12的构造，也可以在频率调整电极13和供电电极11之间、及频率调整电极13和无供电电极12之间分别产生电容，流过供电电极及无供电电极的电流经由接地流入频率调整电极，由于其频率调整电极为电流路径，所以可以通过上述电容设定天线的共振频率。因此，可以不改变用于形成于待安装的电路基板的非接地区域的面积而设定天线的共振频率。其结果是，由于可以降低频率，所以实现了片式天线及天线装置的小型化。
《第七实施方式》
图8(A)是第七实施方式的片式天线107的六面图，图8(B)是使用了该片式天线107的天线装置207的立体图。
长方体形状的电介质基体10具备：下表面(相对于电路基板的安装面)、上表面、彼此相面对的第一侧面/第二侧面、及彼此相面对的第三侧面/第四侧面。
从电介质基体10的下表面经由第四侧面到上表面形成有无供电电极18。另外，从电介质基体10的下表面经由第三侧面到上表面形成有无供电电极12。无供电电极18和无供电电极12的前端(开放端)在电介质基体10的上表面以规定间隔相面对。
在电介质基体10的第一侧面形成有频率调整电极13。另外，在电介质基体10的下表面形成有与待安装的电路基板的接地电极连接且与频率调整电极13导通的接地电极14、15。
与第一实施方式中图2所示的例不同，在第四侧面近接形成有供电电极19和无供电电极18。
如图8(B)所示，在电路基板50的上表面形成有接地电极20，并且设有非接地区域NGA。在该非接地区域NGA内如图所示安装片式天线107。另外，在非接地区域NGA分别形成有无供电线22、28、接地线24、25、及供电线27。在片式天线107的安装状态下，形成于供电电极19的基部(形成于电介质基体10的下表面的供电电极19部分)与供电线27导通。形成于无供电电极12的基部(形成于电介质基体10的下表面的无供电电极12部分)与无供电线22导通。另外，下表面侧的接地电极14、15与接地线24、25分别导通。在供电线27和接地电极20之间连接图8(B)中未表示的供电电路。
通过该构造，在电介质基体10的第四侧面，在无供电电极18和供电电极19之间产生规定的电容。因此，通过在供电线27连接供电电路，可以对片式天线107进行电容供电
《第八实施方式》
图9是第八实施方式的片式天线108的六面图。
长方体形状的电介质基体10具备：下表面(相对于电路基板的安装面)、上表面、彼此相面对的第一侧面/第二侧面、及彼此相面对的第三侧面/第四侧面。
从电介质基体10的下表面经由第四侧面到上表面形成有供电电极11。另外，从电介质基体10的下表面经由第三侧面到上表面形成有无供电电极12。供电电极11和无供电电极12的前端(开放端)在电介质基体10的上表面以规定间隔相面对。在电介质基体10的第一侧面形成有频率调整电极13。进而，在电介质基体10的下表面形成有与待安装的电路基板的接地电极连接且与频率调整电极13导通的接地电极14、15。
与第一实施方式中图2所示的例不同，形成于第一侧面的频率调整电极13形成为半球状。
《第九实施方式》
图10是第九实施方式的天线装置209的立体图。
在电路基板50的上表面形成有接地电极20，并且设有非接地区域NGA。在该非接地区域NGA内如图所示安装片式天线101。该片式天线101与第一实施方式中表示的片式天线101相同。在电路基板50的非接地区域NGA分别形成有供电线21、无供电线22、接地线24、25、及供电分支线26。
在片式天线101的安装状态下，供电电极11的基部(形成于电介质基体10的下表面的供电电极11部分)与供电线21导通。无供电电极12的基部(形成于电介质基体10的下表面的无供电电极12部分)与无供电线22导通。另外，下表面侧的接地电极14、15与接地线24、25分别导通。在供电分支线26和接地电极20之间连接图10中未表示的供电电路。
在该例中，相对于无供电线22串联连接有频率调整元件63，相对于接地线24串联连接有频率调整元件62，进而在供电线21和接地电极20之间并联连接有阻抗元件61。
这样，通过将频率调整元件62、63、阻抗元件61、及片式天线101安装于电路基板50，构成天线装置209。阻抗元件61、频率调整元件62、63例如为片状电容器或片状电感，利用这些阻抗可以进行天线的共振频率及阻抗的设定。例如，通过将串联连接于无供电电极12的根部的频率调整元件63设为电感性元件，可以降低天线的共振频率。另外，利用相对于连接频率调整电极13的接地线24串联连接的频率调整元件62，可以调整频率。另外，利用连接于供电线21和接地电极20之间的阻抗元件61，可以实现供电电路和天线装置209的阻抗匹配。
符号说明
10…电介质基体
101～108…片式天线
11…供电电极
12、18…无供电电极
13…频率调整电极
13、16…频率调整电极
14、15…接地电极
19…供电电极
20…接地电极
21…供电线
22、28…无供电线
24、25…接地线
26…供电分支线
27…供电线
30…片式天线
50…电路基板
61…阻抗元件
62、63…频率调整元件
201…天线装置
207、209…天线装置
NGA…非接地区域

Claims (8)

1.一种片式天线，具备：具有下表面、上表面、彼此相对的第一／第二侧面、和彼此相对的第三／第四侧面的长方体形状的电介质基体，以及形成于所述电介质基体的外表面的电极，其特征在于，
从所述第四侧面到上表面形成有供电电极，从所述第三侧面到上表面形成有与所述供电电极之间以规定间隔相面对的无供电电极，
在所述电介质基体的第一侧面形成有频率调整电极，
在所述电介质基体的下表面形成有与待安装的电路基板的接地电极连接且与所述频率调整电极导通的接地电极，
所述频率调整电极靠近所述供电电极以及所述无供电电极而在与所述供电电极之间及与所述无供电电极之间分别产生电容，
与所述频率调整电极导通的接地电极有多个并与所述频率调整电极的互不相同的位置导通。
2.如权利要求1所述的片式天线，其特征在于，
所述接地电极从所述电介质基体的下表面到所述第二侧面延设。
3.如权利要求1所述的片式天线，其特征在于，
所述频率调整电极形成于所述电介质基体的第一侧面及第二侧面。
4.如权利要求1～3中任一项所述的片式天线，其特征在于，
所述频率调整电极延设至所述电介质基体的第三侧面、或第四侧面、或第三／第四侧面。
5.一种片式天线，具备：具有下表面、上表面、彼此相对的第一／第二侧面、和彼此相对的第三／第四侧面的长方体形状的电介质基体、以及形成于所述电介质基体的外表面的电极，其特征在于，
从所述第四侧面到上表面形成有供电电极，从所述第三侧面到上表面形成有与所述供电电极之间以规定间隔相面对的无供电电极，
在所述电介质基体的下表面形成有频率调整电极，
在所述电介质基体的第一侧面、或第二侧面、或第一／第二侧面形成有与待安装的基板的接地电极连接且与所述频率调整电极导通的接地电极，
所述频率调整电极靠近所述供电电极以及所述无供电电极而在与所述供电电极之间及与所述无供电电极之间分别产生电容，
与所述频率调整电极导通的接地电极有多个并与所述频率调整电极的互不相同的位置导通。
6.一种片式天线，具备：具有下表面、上表面、彼此相对的第一／第二侧面、和彼此相对的第三／第四侧面的长方体形状的电介质基体、以及形成于所述电介质基体的外表面的电极，其特征在于，
从所述第四侧面到上表面形成有无供电电极，从所述第三侧面到上表面形成有与所述无供电电极之间以规定间隔相面对的无供电电极，
在所述电介质基体的第一侧面形成有频率调整电极，
在所述电介质基体的下表面形成有与待安装的电路基板的接地电极连接且与所述频率调整电极导通的接地电极，
在所述电介质基体上具备与所述两个无供电电极中任一方之间形成电容、且与待安装的电路基板上的供电线导通的供电电极，
所述频率调整电极靠近所述供电电极以及所述无供电电极而在与所述供电电极之间及与所述无供电电极之间分别产生电容，
与所述频率调整电极导通的接地电极有多个并与所述频率调整电极的互不相同的位置导通。
7.一种天线装置，其包括权利要求1～6中任一项所述的片式天线、和安装所述片式天线的电路基板，其特征在于，
在所述电路基板上设有：频率调整元件，该频率调整元件连接于所述频率调整电极、所述供电电极、所述无供电电极、所述接地电极的一个或几个或全部与所述电路基板的接地电极之间。
8.一种天线装置，包括权利要求1～6中任一项所述的片式天线、和安装所述片式天线的电路基板，其特征在于，
在所述电路基板上设有阻抗元件，该阻抗元件连接于与所述供电电极导通的所述电路基板上的供电线和所述电路基板上的接地电极之间。
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