CN102437407A

CN102437407A - 天线装置

Info

Publication number: CN102437407A
Application number: CN2011102427050A
Authority: CN
Inventors: 四方胜; 沈载荣; 柴山贵光
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2010-09-08
Filing date: 2011-08-23
Publication date: 2012-05-02
Also published as: JP2012060380A

Abstract

本发明提供一种天线装置，其能够作为接收灵敏度从低频到高频都良好的磁场型天线动作，并且天线特性的变动少且也容易安装。内置于便携式设备且能够接收广播信号波的天线装置的发射导体部包括：第一带状导体，其呈立体的带状延伸，一端为供电点，另一端与接地端连接；第二带状导体，其从第一带状导体的中途分支出而延伸，前端为供电点。通过向供电点供电，第一带状导体作为第一环形天线元件进行激振，通过向供电点供电，第一带状导体的一部分与第二带状导体协作而作为第二环形天线元件进行激振。各供电点与可变调谐机构连接，控制可变容量二极管的容量值而能够使各环形天线元件的调谐频率变化。

Description

天线装置

技术领域

本发明涉及能够接收例如地上数字式电视广播等的广播信号的天线装置，尤其涉及能够内置于便携式设备的小型的天线装置。

背景技术

近些年，能够视听地上数字式电视广播的便携式电话机等便携式设备正在普及。在此种便携式设备中，作为地上数字式电视广播接收用的天线装置，广泛地采用频带宽且也容易提高发射效率的鞭状天线等单极天线(电场型天线)。但是，当鞭状天线在便携式电话机等中向外方突出等时，碍事且外观差，并且鞭状天线破损的危险性也高，因此在最近的便携式电话机等中，将地上数字式电视广播接收用的电场型天线内置于框体的结构正在普及。

然而，由于电场型天线在作为电介质的人体(人的手或头等)接近时容易受到人体的影响，因此当内置于便携式设备时，存在难以使接收性能稳定这样的不良情况。与此相对，环形天线等磁场型天线具有即使人接近也难以受到影响的优点，但相反，与电场型天线相比，磁场型天线频带窄且发射效率低。因此，在将磁场型天线作为地上数字式电视广播接收用的内置天线等时需要特别下功夫。

因此，以往提供有一种地上数字式电视广播接收用的天线装置，该天线装置中，将通过对金属板进行折弯加工而成的大小两个环形天线元件配置成能够电磁结合的位置关系，且通过向一方的天线元件供电，另一方的天线元件也能够进行激振(例如，参照专利文献1)。在这样以往的天线装置中，在大的低频用天线元件的供电点连接有包括可变容量二极管(变容二极管)的可变调谐机构，因此在除高频以外的比较宽的频带内能够将该低频用天线元件调谐成广播信号波。另外，在低频用天线元件的内侧接近配置小的高频专用天线元件，通过向低频用天线元件供电，高频专用天线元件进行电磁结合，从而能够调谐成高频率的广播信号波。这样，通过组合两个环形天线元件，能够实现可以接收地上数字式电视广播的全频带的小型的磁场型天线，因此若将其作为携带式电话机的内置天线，则即使人体接近也难以受到影响，从而接收性能稳定。

专利文献1：日本特开2006-325133号公报

然而，如上述的现有例所示，在将两个环形天线元件组合这种结构的天线装置中，必须将在低频用的天线元件的内侧配置的高频专用天线元件形成得相当小，因此在高频中能够调谐的频带变窄。另外，虽然通过可变调谐机构能够使低频用天线元件的调谐频率发生某种程度变化，但当可变容量二极管的容量变化比过大时，天线效率降低。因此，在上述的现有例中，在高频中容易产生接收灵敏度差的频带，例如，在高频的接收频道数多的中国等国家中使用困难。

另外，在上述现有例中，必须将两个环形天线元件配设成适合于电磁结合的位置关系，因此由于两天线元件的相对位置的变动而使天线特性变动较大。因而，在将通过对金属板进行折弯加工而形成的两个天线元件组装于便携式电话机的框体等时，其安装作业变得繁杂，且难以避免安装位置的少许误差，因此存在天线特性也难以稳定的问题。

发明内容

本发明鉴于上述现有技术的实际情况而提出，其目的在于提供一种天线装置，其能够作为接收灵敏度从低频到高频都良好的磁场型天线动作，并且天线特性的变动少且安装容易。

为了完成上述目的，本发明的天线装置具备：第一带状导体，其呈环状延伸，一端为第一供电点，另一端与接地导体连接；第二带状导体，其从该第一带状导体的中途分支出而延伸，且前端为第二供电点；可变调谐机构，其至少与所述第一供电点连接，其中，通过向所述第一供电点供电，而所述第一带状导体作为第一环形天线元件进行激振，该第一环形天线元件的调谐频率能够通过所述可变调谐机构变更，并且通过向所述第二供电点供电，所述第一带状导体的一部分与所述第二带状导体协作而作为第二环形天线元件进行激振，该第二环形天线元件的调谐频率比所述第一环形天线元件的调谐频率高。

在这样构成的天线装置中，第二带状导体从作为第一环形天线元件能够激振的第一带状导体分支出而延伸，所述第一及第二带状导体能够形成为一体件，另外，第一带状导体的一部分和第二带状导体协作而能够作为第二环形天线元件进行激振，因此能够将第二环形天线元件调谐成比第一环形天线元件的调谐频率高的所期望的频率。并且，通过向第一供电点供电，不仅能够使第一环形天线元件以规定的频率激振，还能使第二供电点如接地端那样动作，从而能够以比该频率高的其它频率使发射导体部激振，因此通过可变调谐机构使调谐频率变化，从而能够容易扩宽该天线装置的可接收的频带宽度。因此，该天线装置能够作为接收灵敏度从低频到高频都良好的磁场型天线进行动作，即使人体(人的手或头等)接近也难以受其影响，因此容易使接收性能稳定。另外，由于两种环形天线元件一体化，因此该天线装置向便携式设备的安装容易且天线特性的变动也少。

在上述的结构中，若可变调谐机构与第一供电点和第二供电点这双方连接，则通过向第二供电点供电，不仅能够使第二环形天线元件以规定的频率激振，还能使第一供电点如接地端那样动作，从而也能够以比该频率低的其它频率使发射导体部激振，因此通过可变调谐机构使调谐频率变化，从而能够更加容易扩宽该天线装置的可接收的频带宽度。即，如果不仅在选择低频率带时，而且在选择高频率带时调谐频率也能够变更，则能够接收的高频的频带宽度变宽。

另外，在上述的结构中，若可变调谐机构包含可变容量二极管，则能够使调谐频率对应于施加给可变容量二极管的逆电压的大小进行变化，因此能够简化可变调谐机构的结构，从而优选。

另外，在上述的结构中，若第一带状导体呈划分出相互不平行的多个开口面的立体的环状延伸，则能够将电长度比较长的第一环形天线元件(第一带状导体)形成为紧凑的外形，因此优选。在该情况下，若第一带状导体形成为在多个部位弯曲成直角并同时延伸的导体，并且第二带状导体形成为从第一带状导体呈直角地分支的导体，则第一及第二带状导体的设计和制造变得容易。

另外，在上述的结构中，若在由电介质材料形成的块体的表面图案形成有第一及第二带状导体，则向便携式设备的安装更加容易，而天线特性也容易稳定。

另外，在上述的结构中，若能够接收的频带包括地上数字式电视广播的信号波的频带，则能够得到可内置于便携式电话机等便携式设备且接收灵敏度良好的地上数字式电视广播接收用的磁场型天线。

[发明效果]

根据本发明的天线装置，第二带状导体从能够作为第一环形天线元件进行激振的第一带状导体分支出而延伸，第一带状导体的一部分和第二带状导体能够作为第二环形天线元件进行激振，另外，通过向第一供电点供电，不仅能够使第一环形天线元件以规定的频率激振，还能使第二供电点如接地端那样动作，从而能够使发射导体部以比该频率高的其它频率激振。因此通过可变调谐机构使调谐频率变化，从而能够容易扩宽该天线装置的可接收的频带宽度。即，该天线装置能够作为接收灵敏度从低频到高频都良好的磁场型天线进行动作，即使人体接近也难以受其影响，因此接收性能也容易稳定。另外，由于两种环形天线元件一体化，因此该天线装置向便携式设备的安装容易且天线特性的变动也少。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式例涉及的天线装置的立体图。

图2是从另一角度观察图1的天线装置而得到的立体图。

图3是该天线装置的基本的电路结构图。

图4是表示该天线装置的VSWR特性的说明图。

图5是本发明的第二实施方式例涉及的天线装置的立体图。

图6是本发明的第三实施方式例涉及的天线装置的立体图。

图7是本发明的第四实施方式例涉及的天线装置的立体图。

符号说明：

1、7、9、10发射导体部

2电路基板

3可变调谐机构

4可变容量二极管(变容二极管)

5高频用开关

8块体

11第一带状导体

12第二带状导体

P1第一供电点

P2第二供电点

Q1接地端

Q2连结端

A1第一环形天线元件

A2第二环形天线元件

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明的实施方式例。首先，说明本发明的第一实施方式例涉及的天线装置，该天线装置作为地上数字式电视广播接收用的内置天线而被装入便携式电话机。如图1和图2所示，该天线装置具备将金属板折弯加工成规定形状而得到的发射导体部1和设置在便携式电话机的电路基板2上的可变调谐机构3，发射导体部1安装在电路基板2的长度方向的一端部。

发射导体部1包括呈立体的环状延伸的第一带状导体11、从该第一带状导体11的中途分支出而延伸的第二带状导体12。第一带状导体11的一端成为低频率带用的第一供电点P1，第一带状导体11的另一端成为与设置在电路基板2上的未图示的接地导体连接的接地端Q1。第一带状导体11形成为在多个部位弯曲成直角并同时呈环状延伸的导体，因此划分出彼此正交的多个开口面。第二带状导体12形成为从第一带状导体11呈直角地分支出的导体，该第二带状导体12的前端成为高频率带用的第二供电点P2，基端成为与第一带状导体11连结的连结端Q2。

如图3所示，在可变调谐机构3上具备包括与第一供电点P1和第二供电点P2连接的可变容量二极管(变容二极管)4的匹配电路、配置在第一供电点P1用的信号路径L1与第二供电点P2用的信号路径L2的分支点并与LNA(低噪声放大电路)6连接的高频用开关5。该可变调谐机构3经由LNA6等与调谐电路连接。通过来自调谐电路的控制信号Sc对可变容量二极管4施加逆电压(0伏～2.8伏的直流电压)，可变容量二极管4的容量值对应于该逆电压的大小而变化。并且，高频用开关5作为根据信号的频率而选择性地将信号路径L1和信号路径L2与调谐电路连接的切换开关进行动作。即，在选择低频带时，第一供电点P1与调谐电路连接，在选择高频带时，第二供电点P2与调谐电路连接。但是，无论是选择地频率带时还是选择高频率带时都对可变容量二极管4施加相同大小的逆电压。需要说明的是，也可以代替高频用开关5而使用天线分离滤波器。此外，也可以形成为在信号路径L1夹设低通过滤器(LPF)且在信号路径L2夹设高通过滤器(LPF)的电路结构。

对本实施方式例涉及的天线装置的动作进行说明，通过向第一供电点P1供电，发射导体部1的第一带状导体11作为第一环形天线元件A1而进行激振，该第一环形天线元件A1的调谐频率可以通过可变调谐机构3来变更。即，作为磁场型天线而进行动作的第一环形线圈元件A1的阻抗为感应性(感应的)，其电感在低频中增大且在高频中降低，因此若将施加给可变容量二极管4的逆电压设定得小且将容量值设定得大，则在低频的规定频率中能够使第一环形天线元件A1与阻抗匹配。另外，若将逆电压设定得大且将可变容量二极管4的容量值设定得小，则在更高的频率中能够使第一环形天线元件A1与阻抗匹配。

并且，通过向第一供电点P1供电，不仅能够使第一环形天线元件A1以规定的频率激振，还能使第二供电点P2如接地端那样动作，从而在比该频率高的其它频率中也能够使发射导体部1激振。即，该天线装置在选择向第一供电点P1供电的低频率带时，VSWR(电压驻波比)对应于频率如图4那样变化，出现两个共振点。在该图中，左侧的实曲线表示施加给可变容量二极管4的逆电压为0伏时的VSWR特性，右侧的虚曲线表示逆电压为2.8伏时的VSWR特性。由图4可知，通过可变调谐机构3使调谐频率变化，从而该天线装置能够容易扩宽在低频侧可接收的频带宽度。

另外，通过向第二供电点P2供电，发射导体部1的第二带状导体12和从连结端Q2到接地端Q1的第一带状导体11的L字状部分协作而作为第二环形天线元件A2进行激振。由于该第二环形天线元件A2的电长度远短于第一环形天线元件A1的电长度，因此在高频的规定的频率中能够使第二环形天线元件A2激振。并且，在该情况下，通过向第二供电点P2供电，不仅能够使第二环形天线元件A2以规定的频率激振，还能使第一供电点P1如接地端那样动作，从而在比该频率低的其它频率中也能够使发射导体部1激振。即，通过与上述选择低频率带时同样的动作原理，在向第二供电点P2供电的选择高频率带时，通过控制施加给可变容量二极管4的逆电压的大小，也能够容易扩宽在高频侧可接收的频带宽度。

如此，在本实施方式例涉及的天线装置中，第二带状导体12从作为第一环形天线元件A1能够激振的第一带状导体11分支出而延伸，上述第一及第二带状导体11、12形成为一体件。另外，第一带状导体11的一部分和第二带状导体12协作而能够作为第二环形天线元件A2进行激振，因此能够将第二环形天线元件A2调谐成比第一环形天线元件A1的调谐频率高的所期望的频率。并且，该天线装置的发射导体部1在选择低频率带时，不仅能够使第一环形天线元件A1以规定的频率激振，还能使第二供电点P2如接地端那样动作，从而在比该频率高的其它频率中也能够使发射导体部1激振，因此能够设定两个共振点。同样，发射导体部1在选择低频率带时，也不仅能够使第二环形天线元件A2以规定的频率激振，还能使第一供电点P1如接地端那样动作，从而在比该频率低的其它频率中能够使发射导体部1激振，因此还是能够设定两个共振点。因而，该天线装置通过可变调谐机构3使调谐频率变化，从而能够容易扩宽可接收的频带宽度。即，该天线装置能够作为接收灵敏度从低频到高频都良好的磁场型天线而进行动作，即使人体(人的手或头等)接近也难以受其影响，因此容易使接收性能稳定。另外，由于两种环形天线元件A1、A2一体化，因此该天线装置向便携式电话机的电路基板2的安装容易且天线特性变动也少。

另外，在本实施方式例涉及的天线装置中，第一带状导体11形成为在多个部位弯曲成直角并同时延伸的导体，并且第二带状导体12形成为从第一带状导体11呈直角地分支出的导体，因此将电长度比较长的第一环形天线元件A1(第一带状导体11)形成为紧凑的外形，从而不仅容易实现发射导体部1的小型化，还容易进行第一及第二带状导体11、12的设计及制造。

需要说明的是，在高频的接收频道数少的情况下，在选择高频率带时，即使无法变更调谐频率也能够应对，因此该情况下可以形成第二供电点P2不与可变调谐机构3连接的结构。但是，若如上述的实施方式例所示，不仅在选择低频率带时，而且在选择高频率带时调谐频率也能够变更，则能够接收的高频的频带宽度变宽，因此在高频的接收频道数多的情况下便于使用。

另外，在上述实施方式例中，例示出将天线装置内置于便携式电话机的长度方向的一端部的情况，但将该天线装置内置于便携式电话机以外的便携式设备也能够期待大致同样的效果。

图5是表示本发明的第二实施方式例涉及的天线装置的发射导体部的图，对与图1对应的部分标注同一符号。

图5所示的发射导体部7的环形形状与第一实施方式例所示的发射导体部1相同，但不是由金属板而是由导体图案形成这一点差异较大。即，在该发射导体部7中，在由电介质材料形成的长方体形状的块体8的表面通过图案形成而形成有第一带状导体11和第二带状导体12。

在该第二实施方式例中，由于第一及第二带状导体11、12通过图案形成而形成在块体8的表面，因此各带状导体11、12的位置精度提高，从而容易使天线特性稳定。并且，由于块体8由电介质材料形成，因此通过电介质的波长缩短效果而能够实现发射导体部7的小型化。另外，由于将发射导体部7向便携式设备安装时能够作为一个块体8对待，因此安装作业性大幅提高。

图6是表示本发明的第三实施方式例涉及的天线装置的图，对与图1对应的部分标注同一符号。

图6所示的天线装置中，发射导体部9中的尤其是第二带状导体12的形状与第一实施方式例所示的发射导体部1差异较大。即，该发射导体部9的第二带状导体12从与第一带状导体连结的连结端Q2朝向第二供电点P2呈L字状延伸。但是，将该发射导体部9与第一实施方式例的发射导体部1相比时，第一环形天线元件A1(第一带状导体11)的环形形状和第二环形天线元件A2的环形形状基本相同。

图7是表示本发明的第四实施方式例涉及的天线装置的图，对与图1对应的部分标注同一符号。

图7所示的天线装置中，发射导体部10中的尤其是第一带状导体11的形状与第一实施方式例所示的发射导体部1差异较大。即，该发射导体部10的第一带状导体11沿着与电路基板2大致平行的面以描绘大约一圈半的环形的方式延伸。因此，该发射导体部10容易提高选择低频率带时的接收灵敏度。

需要说明的是，图6所示的第三实施方式例的发射导体部9和图7所示的第四实施方式例的发射导体部10都通过对金属板进行折弯加工而形成，但也可以与第二实施方式例同样，在由电介质材料形成的块体的表面图案形成发射导体部9或发射导体部10。并且，发射导体部(第一及第二带状导体11、12)的形状不局限于上述的各实施方式例，发射导体部的形状可以根据用途或材料等而适当选择。

Claims

1.一种天线装置，其特征在于，具备：

第一带状导体，其呈环状延伸，一端为第一供电点，且另一端与接地导体连接；

第二带状导体，其从该第一带状导体的中途分支出而延伸，且前端为第二供电点；

可变调谐机构，其至少与所述第一供电点连接，

通过向所述第一供电点供电，而所述第一带状导体作为第一环形天线元件进行激振，该第一环形天线元件的调谐频率能够通过所述可变调谐机构变更，并且通过向所述第二供电点供电，所述第一带状导体的一部分与所述第二带状导体协作而作为第二环形天线元件进行激振，该第二环形天线元件的调谐频率比所述第一环形天线元件的调谐频率高。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，

所述可变调谐机构分别与所述第一供电点和所述第二供电点连接。

3.根据权利要求1或2所述的天线装置，其特征在于，

所述可变调谐机构包含可变容量二极管。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的天线装置，其特征在于，

所述第一带状导体呈划分出相互不平行的多个开口面的立体的环状延伸。

5.根据权利要求4所述的天线装置，其特征在于，

所述第一带状导体形成为在多个部位弯曲成直角并同时延伸的导体，并且所述第二带状导体形成为从所述第一带状导体呈直角地分支的导体。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的天线装置，其特征在于，

在由电介质材料形成的块体的表面图案形成有所述第一及第二带状导体。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的天线装置，其特征在于，

能够接收的频带包括地上数字式电视广播的信号波的频带。