CN103748741A - 天线和电子装置 - Google Patents
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Abstract
一种天线，包括：第一导体层，包括围绕第一开口部的第一裂环部，第一裂环部在周向方向上的一部分处设置有第一分裂部，第一裂环部以近似C形连续；第二导体层，包括与第一裂环部相对的第二裂环部，第二裂环部围绕第二开口部，第二裂环部在周向方向上的一部分处具有第二分裂部，第二裂环部以近似C形连续；多个导体过孔，按间隔提供在第一裂环部和第二裂环部的周向方向上，导体过孔将第一裂环部和第二裂环部电连接；以及馈电线，被提供在不同于第一导体层的导体层上，馈电线具有第一端和第二端，第一端电连接到导体过孔的至少其中之一，第二端跨越第一开口部和第二开口部并延伸到与第一裂环部相对的区域。
Description
技术领域
本发明涉及天线和电子装置。
背景技术
已经变得清楚，周期性地布置具有特定结构的导体图案（下面称为超材料）允许控制电磁波的传播特性。已知为最基本组件的超材料是使用C形裂环部的裂环部共振器，在所述C形裂环部中，环形导体在周向方向上的一部分处被切开。裂环部共振器能够通过影响磁场来控制有效磁导率。
在具备通信功能的电子装置中，总是期望小型化。因此，也需要对进行通信的天线的小型化。因此，提出了利用裂环部共振器将天线小型化的技术。
非专利文献1公开了通过将裂环部共振器布置在单极天线附近，使得有效磁导变大来将单极天线小型化的技术。
非专利文献2公开了通过将裂环部共振器周期性地布置在贴片天线的贴片与接地面之间的区域，使得有效磁导变大来将贴片天线小型化的技术。
[现有技术文献]
[非专利文献]
[非专利文献1]“Electrically small split ring resonator antennas（电气小型裂环共振器天线）,”Journal of Applied Physics（应用物理期刊），101，083104（2007）
[非专利文献2]“Patch Antenna With Stacked Split-Ring ResonatorsAs An Artificial Magneto-Dielectric Substrate（具有堆叠裂环共振器作为人造磁介质衬底的贴片天线）,”Microwave and Optical TechnologyLetters（微波与光学技术专栏），Vol.46，No.6，2005年9月20日
发明内容
本发明要解决的技术问题
但是，在非专利文献1和2所公开的两种天线中，必须相对于接地面垂直布置为单极天线或贴片天线单独提供的裂环部共振器。在普通的印刷衬底制造工艺中，相对于接地面垂直布置的裂环部共振器不能与接地面集成制造。因此，存在制造成本增加的问题。
在非专利文献2公开的天线中，通过将裂环部共振器应用于原本具有窄工作频带的贴片天线，存在工作频带变得更窄的问题。
考虑上述情况实现本发明。本发明的示例性目的是在紧凑的同时提供在宽频带内工作并且可以低成本制造的天线，以及包括该天线的电子装置。
解决问题的手段
为了解决上述问题，本发明采用以下措施。
根据本发明的示例性方面的天线包括：第一导体层，该第一导体层包括围绕第一开口部的第一裂环部，第一裂环部在周向方向上的一部分处设置有第一分裂部，第一裂环部以近似C形连续；第二导体层，该第二导体层包括与第一裂环部相对的第二裂环部，第二裂环部围绕第二开口部，第二裂环部在周向方向上的一部分处具有第二分裂部，第二裂环部以近似C形连续；多个导体过孔，以间隔提供在第一裂环部和第二裂环部的周向方向上，导体过孔将第一裂环部和第二裂环部电连接；以及馈电线，馈电线被提供在不同于第一导体层的导体层上，馈电线具有第一端和第二端，第一端电连接到导体过孔的至少其中之一，第二端跨越第一开口部和第二开口部并延伸到与第一裂环部相对的区域。
根据本发明的示例性方面的电子装置包括至少一个上述天线。
本发明的有益效果
根据本发明，夹住电介质层并且相对的第一导体层和第二导体层分别具有以近似C形连续的第一裂环部和第二裂环部。通过利用导体过孔连接第一裂环部和第二裂环部，能够使得裂环部共振器本身成为天线辐射器。因此，可以仅由电介质多层衬底以低成本形成天线，电介质多层衬底至少包括夹住电介质层的多个导体层的层。此外，因为不使用贴片天线，所以这种天线在比较宽的频带上工作。
附图说明
图1是示出根据本发明第一示例性实施例的天线的示例的透视图。
图2是图1的天线的顶视图。
图3是沿着图2的线A-A’的截面图。
图4是示出根据本发明第一示例性实施例，其中提供辅助导体图案用于天线的分裂部的构造的示意图。
图5示出在提供辅助导体图案的情况下，根据对本示例性实施例的天线的电磁场模拟的计算结果。
图6是示出关于根据本发明的第一示例性实施例的天线，其中提供连接多个导体过孔的导体焊盘图案并将馈电线连接到导体焊盘图案的构造的示例的示意图。
图7是示出将根据本发明的第一示例性实施例的天线的第一导体和第二导体制成矩形的情况的示例的示意图。
图8是示出将根据本发明的第一示例性实施例的天线的第一导体和第二导体制成T形的情况的示例的示意图。
图9是示出根据本发明的第一示例性实施例的天线的第一导体和第二导体被提供有环形开口部的情况的示例的示意图。
图10是示出在偏离中心的位置提供根据本发明的第一示例性实施例的天线的分裂部的情况的示例的示意图。
图11是示出在夹住根据本发明的第一示例性实施例的天线的分裂部的两侧分别提供导体过孔的情况的示例的示意图。
图12是根据本发明第二示例性实施例的天线的透视图。
图13是示出根据第二示例性实施例的第二导体的另一形状的示例的示意图。
图14是示出根据第二示例性实施例的第一导体的另一形状的示例的示意图。
图15是根据本发明第三示例性实施例的天线的透视图。
图16是根据本发明第三示例性实施例的修改示例的天线的透视图。
图17是根据本发明第四示例性实施例的天线的透视图。
图18是沿着图17的线A-A’的截面图。
图19A是示出根据第四示例性实施例的裂环部共振器的另一形状的示例的示意图。
图19B是示出根据第四示例性实施例的裂环部共振器的另一形状的示例的示意图。
图19C是示出根据第四示例性实施例的裂环部共振器的另一形状的示例的示意图。
图20是示出根据本发明的第五示例性实施例的天线的顶视图。
图21是示出在第五示例性实施例中，使得第一天线和第二天线的取向正交的示例的示意图。
图22是示出根据本发明的第六示例性实施例的天线的顶视图。
图23是示出其中将根据本示例性实施例的天线连接到母衬底的电子装置的示例的顶视图。
图24是沿着图23的线A-A’的截面图。
图25是根据本发明的第六示例性实施例的第一修改示例的电子装置的截面图。
图26是根据本发明的第六示例性实施例的第二修改示例的电子装置的顶视图。
图27是根据本发明的第六示例性实施例的第二修改示例的电子装置的截面图。
图28是根据本发明的第七示例性实施例的天线的透视图。
图29是根据本发明的第七示例性实施例的天线的顶视图。
图30是沿着图29的线A-A’的截面图。
图31是根据本发明的第七示例性实施例的第一修改示例的天线的截面图。
图32是根据本发明的第七示例性实施例的第二修改示例的天线的截面图。
图33是根据本发明的第七示例性实施例的第三修改示例的天线的顶视图。
图34是沿着图33的线A-A’的截面图。
图35是用于描述在本发明的第七示例性实施例中，其中将开口部布置在形成为使得第二裂环部从矩形衬底突出的突出部中的构造的示意图。
图36是用于描述在本发明的第七示例性实施例中，其中将开口部布置在形成为使得第二裂环部从矩形衬底突出的突出部中的构造的示意图。
具体实施方式
下面参照附图描述根据本发明示例性实施例的天线。但是，本发明绝不限于这些示例性实施例。
[第一示例性实施例]
如图1至图3所示，通过交替叠置多个电介质层9A和9B以及导体层来构造电介质多层衬底7。关于电介质多层衬底7，通过在相互不同的导体层（第一导体层）7A、导体层（第二导体层）7B以及导体层（第三导体层）7C上分别依次形成第一裂环部1、馈电线4以及第二裂环部2来构造天线10。
第一裂环部1和第二裂环部2夹住电介质层9A和9B，并且被布置为使得至少一部分相对。
矩形开口部5a形成在第一裂环部1中。与开口部5a相似的矩形开口部5b形成在第二裂环部2中。开口部5a和开口部5b分别形成为使得当从正交于电介质多层衬底7表面的方向观察时它们相互重叠。
槽形的分裂部（第一分裂部）6a和分裂部（第二分裂部）6b形成在第一裂环部1和第二裂环部2中。分裂部6a和分裂部6b在与第一裂环部1和第二裂环部2的外缘相邻的侧边将开口部5a和开口部5b的边缘连接到第一裂环部1和第二裂环部2的外缘。
在开口部5a和开口部5b的周围，多个导体过孔3形成为使得当从顶视图观察时它们围绕开口部5a和开口部5b。多个导体过孔3穿过电介质层9A和9B，并将第一裂环部1和第二裂环部2电连接。
以这种方式，形成一种构造，其中第一裂环部1和第二裂环部2夹住电介质层9A和9B并彼此相对，且通过导体过孔3电连接。第一裂环部1围绕开口部5a并以近似C形连续，且在周向方向上的一部分处形成有分裂部6a。第二裂环部2围绕开口部5b并以近似C形连续，且在周向方向上的一部分处形成有分裂部6a。
馈电线4的一端4a连接到导体过孔3的至少其中之一。当从顶视图观察时，馈电线4的另一端4b跨越开口部5a和开口部5b，并在相对侧延伸到与第一裂环部1相对的区域，且连接到RF电路（图中未示出）。
第一裂环部1、第二裂环部2以及馈电线4一般由铜箔形成。但是，第一裂环部1、第二裂环部2以及馈电线4可由其他材料形成，只要它导电。第一裂环部1、第二裂环部2以及馈电线4各自可以是相同的材料，也可以是不同的材料。
导体过孔3一般是通过镀覆通孔形成的，所述通孔通过钻孔形成在电介质多层衬底7中。但是，导体过孔3可以是任何构造，只要可以使各层被电连接。例如，导体过孔3也可以利用通过激光形成的激光过孔来构造。
在图1和图2中，为了示出内层的结构，省略电介质多层衬底7的电介质层9A和9B。
根据上述构造的天线10，形成LC串联共振电路（裂环部共振器），包括通过沿着开口部5a和5b的边缘在第一裂环部1和第二裂环部2的环形中流动的电流产生的电感以及分裂部6a和6b中产生的电容。因此，天线10作为接近共振频率的天线工作。经由馈电线4向裂环部共振器供应来自RF电路的高频信号。
通过使得开口部5a和5b的尺寸更大，并使得电流路径更长来增加电感，或者通过缩短分裂部6a和6b的间距来增加电容，能够使得裂环部共振器的共振频率为低频率。具体而言，在缩短分裂部6a和6b的间距的方法中，虽然由于电场集中在分裂部6a和6b导致损耗变大，但是在不增加总体尺寸的情况下，可以使得工作频率成为低频率。因此，该方法适合于小型化。
馈电线4通过在它与第一裂环部1相对的区域中与第一裂环部1电接合而形成传输线。通过馈电线4的线路宽度或者第一裂环部1与馈电线4之间的层间距，可以设计该传输线的特征阻抗。因此，通过将传输线的特征阻抗与RF电路的阻抗匹配，就可以在没有反射的情况下将RF电路的信号供应给天线，并且因此这是优选的。但是，即使在传输线的特征阻抗与RF电路的阻抗不匹配的情况下，这对本示例性实施例的基本操作也没有任何影响。
能够提供至少一个上述天线10用于具有通信功能的电子装置。在这种电子装置中，可以使得整个装置更小，因为可以实现天线10的小型化。
以上示例性实施例所描述的构造是示例，并且可以实现诸如本文描述的应用示例。
在本示例性实施例的天线10中，通过改变馈电线4与裂环部共振器之间的连接位置，可以匹配馈电线4和天线的阻抗。图1和图2的连接位置是示例，并且通过将馈电线4连接到另一个导体过孔3，从而改变连接位置，可以调节阻抗使得它们匹配。
前面描述了其中通过缩短分裂部6a和6b的间距来增加阻抗的构造。作为增加电容的替代方法，例如图4所示，也可以考虑其中在分裂部6a和6b上提供辅助导体图案8a和8b的构造。辅助导体图案8a和8b包括关于分裂部6a和6b相对的方向在垂直方向上延伸的带形导体层。辅助导体图案8a和8b增加了夹住分裂部6a和6b的相对导体面积。因此，在不使得整体尺寸更大的情况下可以显著增加电容。
图5示出在提供辅助导体图案的情况下根据本示例性实施例的天线的电磁场模拟的计算结果。模拟在以下条件下进行。电介质多层衬底的尺寸设置为50mm×30mm。裂环部共振器的尺寸设置为10mm×4.5mm。分裂部的间距设置为0.1mm。辅助导体图案的长度L在长度L1（=1.00mm）、L2（=1.20mm）、L3（=1.45mm）之间变化。图5的横轴表示频率。图5的纵轴表示从馈电线4观察时天线的反射损耗（S11）。在图5中，用实线表示辅助导体图案的长度L1的情况下的计算结果。用虚线表示辅助导体图案的长度L2的情况下的计算结果。用交替的长短划线表示辅助导体图案的长度L3的情况下的计算结果。参见图5，可以理解，随着辅助导体图案的长度L变大，裂环部共振器的电容增加，并且共振频率移位到低频率。在辅助导体图案的长度L3（=1.45mm）的情况下，平均频率变为2.445GHz，并且10dB和更低的工作频带变为2.36至2.52GHz。因此，在这种情况，可以确定无线LAN的频带能够被充分覆盖。
可将馈电线4连接到多个导体过孔3。例如，可以考虑图6所示的构造。在图6中，将提供为与多个导体过孔3连接的带形导体焊盘图案9被提供在与馈电线4相同的层上。馈电线4连接到导体焊盘图案9。通过以这种方式来构造它，馈电线4与裂环部共振器之间的连接位置不限于导体过孔3的位置，并且可以自由设计。因此，变得可以更容易地以高精度来匹配阻抗。
在图1和图2中，示出在第一裂环部1或者第二裂环部2的区域中不布置组件或布线的示例中的情况。但是，绝不限于这种构造。可将诸如LSI或IC这样的组件或布线布置在为电介质多层衬底7提供的层的任意一层的第一裂环部1或者第二裂环部2的区域中。例如，可以考虑其中在第一裂环部1或者第二裂环部2的区域中提供连接到馈电线4的RF电路的构造。在这种情况下，在第一裂环部1或者第二裂环部2中提供的用于布置组件或布线的孔径优选小于开口部5a和5b。这是因为本示例性实施例的天线的电流不仅流向裂环部共振器，也流向第一裂环部1和第二裂环部2。因此，如果存在大于开口部5a和5b的孔径，则作为流向孔径周围的电流的结果，孔径充当天线，导致产生非预期的发射。但是，即使在为了便于组件或布线的布置而不能避免孔径的情况下，这对于本示例性实施例的天线10的基本操作也没有任何影响。
此外，在图1和图2中，示出第二裂环部2与第一裂环部1的形状和尺寸相同的情况。但是，绝不限于这种构造。第二裂环部2可以是任何形状或尺寸，只要从顶视图观察时它包括开口部5b。例如，如图7所示，它可以是以近似均匀的宽度形成的环形，使得第二裂环部2围绕开口部5b。
此外，优选第二裂环部2以C形连续。但是，即使一部分第二裂环部2不连续，对于本示例性实施例的天线10的基本操作也没有任何影响。例如，可以考虑为了避开其他安装的组件，其中一部分第二裂环部2不连续的构造。
在图7中，示出第一裂环部1为矩形的情况。但是，绝不限于这种构造。第一裂环部1可以是任何形状或尺寸，只要从顶视图观察时它包括开口部5a。例如，可以考虑诸如图8所示第一裂环部1的构造。在图8中，第一裂环部1形成在突出部7e上，从而从矩形衬底7d突出。开口部5a布置在该突出部7e上。
在图1和图2中，示出开口部5a和5b为矩形的情况。但是，开口部的形状不一定限于此。例如，如图9所示，可以考虑其中提供环形开口部5a和5b的构造。当然，开口部的形状也可以是其他形状。
在图1和图2中，示出其中在纵向方向上将分裂部6a和6b提供在开口部5a和5b中心部分的示例。但是，分裂部的位置不必限于此。例如，如图10所示，可将它们提供在沿纵向方向从中心部分偏移的位置。也可以考虑其中将分裂部提供在两个位置的构造。
在图1和图2中，示出其中将导体过孔3布置为从顶视图观察时它们围绕开口部5a和开口部5b的示例。但是，导体过孔3的布置绝不限于此，只要多个导体过孔3提供在开口部周围。例如，如图11所示，也可以是在夹住分裂部的两侧分别提供导体过孔3的情况。
可以通过任何类型的材料构造和通过任何类型的工艺形成电介质多层衬底7，只要它是多层衬底。
例如，电介质多层衬底7可以是使用玻璃环氧树脂的印刷电路板。电介质多层衬底7可以是诸如LSI的插入衬底。电介质多层衬底7可以是使用诸如LTCC的陶瓷材料的模块衬底。当然电介质多层衬底7可以是诸如硅的半导体衬底。
这里，描述在电介质多层衬底7中形成本示例性实施例的天线10的情况作为示例。但是，只要如上所述布置和连接由导体制成的相应组件，就不要求相应组件之间的空间必须填充电介质材料。例如，也可以考虑其中由金属片来制造相应组件并且相应组件之间的间隔由电介质材料支撑构件部分地支撑的构造。在这种情况下，除了电介质材料支撑构件之外的部分是空的，因此减少了介电损耗，并且可以提高天线的辐射效率。
[第二示例性实施例]
图12是根据本发明的第二示例性实施例的天线20的透视图。如图12所示，根据本示例性实施例的天线20除了以下点之外，与第一示例性实施例的天线10相同。
图12所示的天线20在与馈电线4相同的层中包括第三裂环部（第二裂环部）21。第三裂环部21被布置为使得其至少一部分与第一裂环部1以及第二裂环部2相对。
第三裂环部21使得矩形开口部5c按照与第一裂环部1以及第二裂环部2相同的方式形成。开口部5a、5b和5c被布置为从顶视图观察时它们分别重叠。
槽形分裂部（第二分裂部）6c部分开放地形成为从顶视图观察时它与分裂部6a和6b重叠。开口部5c利用分裂部6c与第三裂环部21的外缘接合。
第三裂环部21在馈电线4延伸到的区域被提供有间隙22。第三裂环部21和馈电线4利用间隙22绝缘。
导体过孔3被布置为从顶视图观察时它们围绕开口部5a、5b和5c。导体过孔3将第一裂环部1、第二裂环部2以及第三裂环部21电连接。在本第二示例性实施例的天线20中，形成LC串联共振电路（裂环部共振器），包括通过沿着开口部5a、5b和5c的边缘在环形中流动的电流产生的电感，以及在分裂部6a、6b和6c中产生的电容。因此，它作为共振频率附近的天线工作。
馈电线4连接到第三裂环部21。因此，馈电线4能将来自RF电路的高频信号供应给裂环部共振器。
本示例性实施例代表其中在三个分裂部6a、6b和6c产生的电容并行连接的构造。因此，在本示例性实施例中，能够将电容从第一示例性实施例增加了分裂部6c的量。因此，与第一示例性实施例的天线10相比，本示例性实施例的天线20能使得共振频率成为低频率。
在图12中，示出第三裂环部21是接近开口部5c的尺寸的环形的情况。但是，第三裂环部21可以是任何尺寸或任何形状，只要从顶视图观察时它包括开口部5c。例如，第三裂环部21可以是与第一裂环部1相同的形状和尺寸。
在图12中，虽然示出第二裂环部2是与第一裂环部1相同的形状和尺寸的情况，但是第二裂环部2可以是任何尺寸或任何形状，只要从顶视图观察时它包括开口部5b。例如，如图13所示，它可以是以近似均匀的宽度形成的环形，使得第二裂环部2围绕开口部5b。
在图12中，示出第一裂环部1为矩形的情况。但是，第一裂环部1可以是任何尺寸或任何形状，只要从顶视图观察时它包括开口部5a。例如，可以考虑诸如图14所示的第一裂环部1的构造。在图14中，第一裂环部1形成在突出部7e上，从而从矩形衬底7d突出。开口部5a布置在该突出部7e上。
在图12中，示出仅将第三裂环部21提供给与馈电线4相同的层的情况。但是，绝不限于这种构造。可提供多个第三裂环部21用于第一裂环部1与第二裂环部2之间的多个层，包括与馈电线4相同的层。
在这种情况下，馈电线4将连接到为与馈电线4相同的层所提供的第三裂环部21。
[第三示例性实施例]
图15是根据本发明第三示例性实施例的天线30的透视图。
如图15所示，根据本示例性实施例的天线30除了以下点之外，与第一示例性实施例的天线10相同。
在图15所示的天线30中，将馈电线4布置在与第二裂环部2相同的层中。馈电线4的一端4a连接到第二裂环部2的开口部5b的边缘。第二裂环部2在馈电线4延伸到的区域中被提供有间隙32。第二裂环部2和馈电线4利用间隙32绝缘。通过如上所述的构造，利用馈电线4，可将来自RF电路的高频信号供应给裂环部共振器。
在图15中，示出第二裂环部2是以近似均匀的宽度形成的环形，使得它围绕开口部5b的情况。但是，第二裂环部2可以是任何形状，只要从顶视图观察时它包含开口部5b。
例如，如图16所示，第二裂环部2可以是与第一裂环部1相同的形状和尺寸。在图16的情况下，按照与图15的情况相同的方式，第二裂环部2在馈电线4延伸到的区域中被提供有间隙32。第二裂环部2和馈电线4利用间隙32绝缘。通过如上所述的构造，利用馈电线4，可将来自RF电路的高频信号供应给裂环部共振器。
在图16的情况下，馈电线4在它与第一裂环部1相对的区域中通过与第一裂环部1以及第二裂环部2电接合而形成传输线。通过馈电线4的线路宽度、第一裂环部1与馈电线4之间的间距或者第二裂环部2与馈电线4之间的层间距，可以设计该传输线的特征阻抗。因此，在图16的情况下，按照与图15完全相同的方式，通过将传输线的特征阻抗与RF电路的阻抗匹配，就可以在没有反射的情况下将RF的信号供应给天线。
根据本示例性实施例，因为可以由两个层来构造天线，所以与第一示例性实施例的天线10相比，可以使得电介质多层衬底7更薄。
[第四示例性实施例]
图17是根据本发明第四示例性实施例的天线40的顶视图。图18是沿着图17的天线的顶视图的线A-A’的截面图。如图17和图18所示，根据本示例性实施例的天线40除了以下点之外，与第一示例性实施例的天线10相同。
在图17和图18所示的天线40中，将裂环共振器41布置在与第一裂环部1相同的层的开口部5a的内部以及与第二裂环部2相同的层的开口部5b的内部的每一个中。裂环共振器41具有环形导体图案41A以及布置在导体图案41A内部的环形导体图案41B。导体图案41A有裂缝。导体图案41B具有与导体图案41A相同方式的裂缝，并且比导体图案41A略小。外侧和内侧上的相应的环中提供的裂缝42a和42b被构造为它们相互面向相对侧。
裂环共振器41影响穿过开口部5a和5b的磁通，并且天线的有效磁导率能够被控制。具体而言，因为在裂环共振器41的共振频率附近可以使得有效磁导率成为大值，所以可以使得天线40的工作频率成为低频率。
裂环共振器41不一定限于图17的形状。例如，使用图19A至图19C所示的裂环共振器可以获得类似的效果。图19A表示其中在内侧和外侧双倍提供矩形裂环共振器41C和41D的构造的示例，并且分裂部42c和42d形成为它们相互面向相对侧。图19B表示单个C形裂环共振器41E的示例。图19C表示单个裂环共振器41F的示例。在裂环共振器41F中，在其夹住分裂部42e的两侧形成带形辅助导体图案8c和8d。作为这种构造的结果，可以增加分裂部42e的电容，并且因此能够实现更大的有效磁导率。
此外，在图17和图18中，示出在每个开口部5a和5b中布置两个裂环共振器41的示例。但是，可以在每个开口部5a和5b中布置一个裂环共振器41，或者可以在每个开口部5a和5b中布置三个或更多裂环共振器41。在图18中，示出将裂环共振器41布置在与第一裂环部1以及第二裂环部2相同的层中的示例。但是，裂环共振器41当然可以被提供用于其它层，只要从顶视图观察时它位于开口部5a和5b内部。但是，在将裂环共振器41提供用于与馈电线4相同的层的情况下，在布置中要注意使得裂环共振器41与馈电线4不形成接触。
[第五示例性实施例]
图20是根据本发明第五示例性实施例的天线50的顶视图。如图20所示，根据本示例性实施例的天线50基于第一示例性实施例，并且其特征在于包括根据第一示例性实施例的两个天线。
本示例性实施例的天线50在电介质多层衬底7的第一裂环部1和第二裂环部2处包括第一天线51和第二天线52。作为这种构造的结果，例如这可以在诸如MIMO（多输入多输出）的需要多个天线的通信方法中使用。
为了利用MIMO获得高吞吐量，已知，期望天线之间的低相关系数。因此，如图21所示，可以考虑其中通过使得第一天线和第二天线的取向正交来减少天线之间的相关系数的构造。
这里，描述基于第一示例性实施例的情况作为示例。但是，当然也可以考虑基于其他示例性实施例的构造。
这里，描述提供两个天线的情况作为示例。但是，当然也可以考虑提供多于两个天线的情况。
[第六示例性实施例]
图22是根据本发明第六示例性实施例的天线60的顶视图。图23是示出电子装置70的示例的顶视图，其中本示例性实施例的天线60连接到母衬底68。图24是沿着图23的线A-A’的电子装置70的截面图。如图22所示，根据本示例性实施例的天线60除了以下点之外，与根据第三示例性实施例的天线30相同。
也就是说，本示例性实施例的天线60在第二裂环部2的区域包括RF电路63。它被构造为使得来自RF电路63的信号被输入到馈电线4，并充当无线模块。母衬底68具有除了无线通信之外的功能。提供固定螺孔65以便将天线60固定于该母衬底68，此外还形成天线60与母衬底68之间的电连接。固定螺孔65被提供在与提供第一裂环部1和第二裂环部2的至少其中之一的开口部5a、5b的一侧的相对侧附近的区域。
在图23和图24所示的电子装置70中，导电螺丝67穿过固定螺孔65，并穿过母衬底68的接地面69的区域中提供的螺孔，从而将天线固定于母衬底68。
固定螺孔65和导电螺丝67充当电连接部，从而将天线60的第一裂环部1和第二裂环部2的至少其中之一与母衬底68的接地面69电连接。因此，可以使得两个元件的电势相同。
例如，在诸如反F天线这样的普通衬底天线的情况下，天线电流流向天线的整个接地面。因此，当天线的接地面与母衬底的接地面电连接时，天线电流的路径改变，因此天线特性变得非常可变。与之相比，在本示例性实施例的天线60中，天线电流集中在开口部5a和5b周围，并且在固定螺孔65位置处的天线电流比较小。因此，即使对于将其连接到母衬底68的情况，对天线电流的影响也小，并且可以抑制天线特性的改变。
在图24中，示出在不提供间距的情况下将天线60安装于母衬底68的情况。但是，例如，如图25所示，可通过在天线60与母衬底68之间插入间隔件来在天线60与母衬底68之间提供间距。在这种情况下，能够将天线60从母衬底68的接地面69分离，其中母衬底68的接地面69是导电材料。因此，可以抑制天线特性的劣化。但是，即使在不提供间距的情况下，也不会对本示例性实施例的天线60的基本操作有任何影响。
这里，描述提供两个固定螺孔65的情况作为示例。但是，可以是一个固定螺孔65，或者是三个固定螺孔65或更多。
这里，描述固定螺孔65和导电螺丝67充当电连接部的情况作为示例。但是，电连接部的构造不一定限于此，只要它们被设置在与第一裂环部1和第二裂环部2的至少其中之一的开口部5a、5b所被设置的一侧的相对侧的附近的区域。例如，如图26和图27所示，也可以考虑电连接部的这种构造，其中，在该区域中，提供连接到第一裂环部1或第二裂环部2的至少其中之一的连接件72，并经由连接件72形成与母衬底68的接地面69的连接。
在图23中，示出天线60连接到母衬底68角部的情况。但是，天线60的连接位置不限于该位置。例如，天线60当然也可以连接母衬底68的中心部分附近。
在图23中，示出仅一个天线60连接到母衬底68的情况。但是，当然也可以考虑其中多个天线60连接到母衬底68的情况。
这里，描述基于第三示例性实施例的情况作为示例。但是，当然也可以考虑基于其他示例性实施例的构造。
[第七示例性实施例]
图28是根据本发明第七示例性实施例的天线80的透视图。图29是天线80的顶视图。图30是沿着图29的线A-A’的截面图。如图28至图30所示，根据本示例性实施例的天线80除了以下点之外，与根据第三示例性实施例的天线30相同。
本示例性实施例的天线80的第一裂环部1和第二裂环部2具有形成为使得它们在平面图上相互重叠的第一间距81a和第二间距81b。按照相同的方式，第一裂环部1和第二裂环部2具有形成为使得它们在平面图上相互重叠的第二第一间距82a和第二第二间距82b。
第一片式组件83连接到第二间距81b，从而连接到被第二间距81b划分的第二裂环部2的两侧。按照相同的方式，第二片式组件84连接到第二第二间距82b，从而连接到被第二第二间距82b划分的第二裂环部2的两侧。
在本示例性实施例的天线80中，进一步将通过第一片式组件83和第二片式组件84形成的阻抗串联加入第三示例性实施例的天线30的裂环共振器。因此，可以改变裂环共振器的共振频率。
例如，对于将片式电感器用作第一片式组件83和第二片式组件84的情况，电感被串联加入裂环共振器。因此，根据电感的值能够使得共振频率成为低频率。
例如，对于将片式电容器用作第一片式组件83和第二片式组件84的情况，电容被串联加入裂环共振器。因此，根据电容的值能够使得共振频率成为高频率。因此，通过适当选择第一片式组件83和第二片式组件84的阻抗，可以容易地调节天线80的工作频率。
如果将零欧姆电阻用作第一片式组件83和第二片式组件84的情况，则串联阻抗不加入裂环共振器。结果，裂环共振器的共振频率不改变。因此，对于不必调节天线80的工作频率的情况，可以选择零欧姆电阻作为第一片式组件83和第二片式组件84。
这里，描述将第一片式组件83连接到第二间距81b的情况作为示例。但是，可将第一片式组件83连接到第一间距81a和第二间距81b的其中之一，或者两者。
按照相同的方式，在图30中，描述将第二片式组件84连接到第二第二间距82b的情况作为示例。但是，可将第二片式组件84连接到第二第一间距82a和第二第二间距82b的其中之一，或者两者。
例如，如图31所示，也可以考虑其中将第一片式组件83每一个分别连接到第一间距81a和第二间距81b两者，将第二片式组件84每一个分别连接到第二第一间距82a和第二第二间距82b两者的构造。
如图32所示，也可以是其中将第一片式组件83连接到第一间距81a，将第二片式组件84连接到第二第二间距82b的构造。
这里，描述提供两个间距用于第一裂环部1和第二裂环部2的每一个的情况。但是，可以提供单个间距用于第一裂环部1和第二裂环部2的每一个。例如，如图33和图34所示，也可以考虑其中分别在第一裂环部1和第二裂环部2上形成第一间距81a和第二间距81b，从而它们在平面图上重叠的构造。
作为这种构造的结果，可以按照与图29的情况完全相同的方式调节天线80的工作频率。此外，与图29的情况相比，可以使得片式组件的数量更少，并且因此可以降低由于片式组件所致的损耗。
作为第一裂环部1和第二裂环部2的形状，例如也可以考虑诸如图35所示的构造。在图35中，第二裂环部2形成在突出部7e上，从而从矩形衬底7d突出。开口部5a布置在该突出部7e上。在这种情况下，第一裂环部1也是其中将开口部5a布置在突出部7e上的构造，其中突出部7e形成为从矩形衬底7d突出。
在图35的构造中，提供第一间距81a和第二间距81b用于衬底7d与突出部7e之间的边界的其中之一。此外，提供第二第一间距82a和第二第二间距82b用于衬底7d与突出部7e之间的其他边界。作为这种构造的结果，可以按照与图29的情况相同的方式调节天线80的工作频率。
这里，描述基于第三示例性实施例的情况作为示例。但是，当然也可以考虑基于其他示例性实施例的构造。例如，如图36所示，当然也可以考虑基于第六示例性实施例的构造。
自然，在其内容不冲突的范围内能够将前述示例性实施例和多个修改示例组合。此外，在前述示例性实施例和修改示例中，详细描述了相应组件的功能等等。在满足本发明的范围内，能够将其功能改变为任何类型。
本申请基于2011年8月24日提交的日本专利申请No.2011-182325以及2012年2月8日提交的日本专利申请No.2012-024848，并要求其优先权，通过参考将其全部内容合并于此。
工业实用性
本发明可应用于天线和包括天线的电子装置。应用了本发明的天线以及包括该天线的电子装置，在被压缩尺寸的同时，在宽广的频带内工作，并且可以低成本制造。
附图标记
1 第一裂环部
2 第二裂环部
3 导体过孔
4 馈电线
5a，5b，5c 开口部
6a 分裂部（第一分裂部）
6b 分裂部（第二分裂部）
6c 分裂部
7 电介质多层衬底
7A 导体层（第一导体层）
7B 导体层（第二导体层）
7C 导体层（第三导体层）
7d 衬底
7e 突出部
8a，8b 辅助导体图案
9 导体焊盘图案
10,20,30,40,50,60,80 天线
21 第三裂环部（第二裂环部）
22，32 间隙
41 裂环共振器
51 第一天线
52 第二天线
63 RF电路
65 固定螺孔（电连接部）
67 导电螺丝（电连接部）
68 母衬底
69 接地面
70 电子装置
80 天线
81a 第一间距
81b 第二间距
83 第一片式组件
84 第二片式组件
Claims (11)
1.一种天线，包括：
第一导体层，所述第一导体层包括围绕第一开口部的第一裂环部，所述第一裂环部在周向方向上的一部分处设置有第一分裂部，所述第一裂环部以近似C形连续；
第二导体层，所述第二导体层包括与所述第一裂环部相对的第二裂环部，所述第二裂环部围绕第二开口部，所述第二裂环部在周向方向上的一部分处具有第二分裂部，所述第二裂环部以近似C形连续；
多个导体过孔，所述多个导体过孔按间隔被设置在所述第一裂环部和所述第二裂环部的周向方向上，所述导体过孔将所述第一裂环部和所述第二裂环部电连接；以及
馈电线，所述馈电线被设置在不同于所述第一导体层的导体层上，所述馈电线具有第一端和第二端，所述第一端电连接到所述导体过孔的至少其中之一，所述第二端跨越所述第一开口部和所述第二开口部并且延伸到与所述第一裂环部相对的区域。
2.根据权利要求1所述的天线，进一步包括第三导体层，所述第三导体层包括围绕第三开口部的第三裂环部，所述第三裂环部在周向方向上的一部分处具有第三分裂部，所述第三裂环部以近似C形连续。
3.根据权利要求1所述的天线，进一步包括：
第三导体层，所述第三导体层被设置在所述第一导体层与所述第二导体层之间，
其中，所述馈电线被设置在所述第三导体层中，并且所述馈电线电连接到相对的所述第一裂环部，从而与所述第一裂环部一起构成传输线。
4.根据权利要求2所述的天线，
其中，所述第三导体层被设置在所述第一导体层与所述第二导体层之间，并且
所述馈电线被设置在所述第三导体层中，并且所述馈电线电连接到相对的所述第一裂环部，从而与所述第一裂环部一起构成传输线。
5.根据权利要求1所述的天线，
其中，所述馈电线被设置在所述第二导体层中，所述馈电线的所述第一端连接到所述第二裂环部的所述第二开口部的边缘，并且所述馈电线的所述第一端经由所述第二裂环部而电连接到所述导体过孔的至少其中之一，
在所述馈电线延伸到的区域中，在所述馈电线与所述第二裂环部之间设置有间隙，并且所述馈电线与所述第二裂环部相互绝缘，并且
所述馈电线电连接到相对的所述第一裂环部，从而与所述第一裂环部一起构成传输线。
6.根据权利要求2所述的天线，
其中，所述馈电线被设置在所述第三导体层中，所述馈电线的所述第一端连接到所述第三裂环部的所述第三开口部的边缘，并且所述馈电线的所述第一端经由所述第三裂环部而电连接到所述导体过孔的至少其中之一，
在所述馈电线延伸到的区域中，在所述馈电线与所述第三裂环部之间设置有间隙，并且所述馈电线与所述第三裂环部相互绝缘，并且
所述馈电线电连接到相对的所述第一裂环部，从而与所述第一裂环部一起构成传输线。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的天线，
其中，所述第一裂环部在将所述第一分裂部夹在中间的所述第一裂环部的两侧上的相对部分上包括有第一辅助导体图案，并且所述第一辅助导体图案增加导体面积从而增加电容，以及
所述第二裂环部在将所述第二分裂部夹在中间的所述第二裂环部的两侧上的相对部分上包括有第二辅助导体图案，并且所述第二辅助导体图案增加导体面积从而增加电容。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的天线，其中，在至少一个所述开口部的内部设置有至少一个裂环部共振器。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的天线，进一步包括：
片式组件，
其中，所述第一裂环部进一步包括在所述周向方向的一部分处设置的第一间距，
所述第二裂环部进一步包括在所述周向方向上的一部分处设置的第二间距，并且
所述片式组件被设置在所述第一间距和所述第二间距的至少其中之一中，从而连接到通过所述第一间距划分的所述第一裂环部的两侧，或者连接到通过所述第二间距划分的所述第二裂环部的两侧。
10.一种电子装置，包括至少一个根据权利要求1至9中的任一项所述的天线。
11.根据权利要求10所述的电子装置，进一步包括：
母衬底，所述母衬底包括接地面；以及
电连接部，所述电连接部在所述天线中的所述第一分裂部和所述第二分裂部所被设置在的一侧的相对侧的附近的区域中，
其中，所述天线的所述第一裂环部或者所述第二裂环部通过所述电连接部与所述接地面相互电连接。
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