CN104300213A - 宽频带天线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及宽频带天线，被做成能够在700MHz带至3000MHz带中使用的小型的宽频带天线。在基板(10)的表面，形成了中央部被切口而做成“コ”字形的形状的带电元件(11)、和上部开放了的矩形环状的接地元件(12)，在基板(10)的背面，形成了与带电元件(11)连接的馈电带电元件(13)、和与接地元件(12)连接的馈电接地元件(14)。由带电元件(11)和接地元件(12)构成偶极天线，宽频带天线(1)从馈电带电元件(13)和馈电接地元件(14)被馈电。

Description

宽频带天线

技术领域

本发明涉及小型并且宽频带的天线，特别涉及适用于通信模块用的天线的合适的宽频带天线。

背景技术

近年来，在业务用无线中使用了通信模块的系统的开发得到了发展。作为该通信模块利用的通信网之一，可以举出使用了800MHz带以及2000MHz带的便携电话网。进而，为了还对应于宽频带移动无线接入系统、LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统，使用700MHz带至3000MHz带。在该情况下，在通信模块中，需要在通信网利用的频率频带中动作的小型的天线。以往，已知在通信模块用的天线中应用的天线，以往提出了能够应用于利用800MHz带至2000MHz带的通信网的通信模块的平面天线(参照专利文献1)。图22(a)、(b)示出该平面天线的结构。图22(a)是示出以往的平面天线100的天线部的表面的结构的图，图22(b)是示出以往的平面天线的天线部100的背面的结构的图。

在这些图所示的以往的平面天线的天线部100中，在高频特性良好的绝缘性的天线基板110的表面中，如图22(a)所示，通过印刷形成了第一部件120和第二部件121这两个。天线基板110被做成细长的长方形，在上半表面形成了第一部件120，在下半表面形成了第二部件121。第一部件120包括具有从馈电点扩展的锥形部且大致沿着天线基板110的边缘形成了的第一环形部件120a、和在该第一环形部件120a的内部形成了的第一T型部件120b。第一T型部件120b包括从馈电点延伸了的直线部、和形成于直线部的顶端的与直线部大致正交的头部。

另外，第二部件121形成为与第一部件120大致线对称的形状，包括具有从馈电点扩展的锥形部且大致沿着天线基板110的边缘形成了的第二环形部件121a、和在该第二环形部件121a的内部形成了的第二T型部件121b。第二T型部件121b包括从馈电点延伸了的直线部、和形成于直线部的顶端的与直线部大致正交的头部。

如图22(b)所示，在天线基板110的背面，在天线基板110的长轴方向上细长地延伸的无馈电元件122是与第二部件121面对面地形成的。另外，形成有通过通孔120c与第一部件120的馈电点连接了的馈电图案123a、和通过通孔121c与第二部件121的馈电点连接了的接地图案123b。天线部100通过同轴电缆被馈电，但同轴电缆的芯线与馈电图案123a通过锡焊连接，与芯线构成了同轴构造的屏蔽导体与接地图案123b通过锡焊连接。

以往的天线部100被采用为能够在使用了800MHz带以及2000MHz带的便携电话网中动作的天线，在至少815MHz至2170MHz的频率带中呈现成为3以下的VSWR特性。

现有技术文献

【专利文献1】日本专利第5138190号公报

发明内容

在以往的平面天线中，能够在800MHz带以及2000MHz带中使用，能够得到约111％的相对频带，但存在难以在使用700MHz带至3000MHz带的通信系统中使用这样的问题。

因此，本发明的目的在于，提供一种能够在700MHz带至3000MHz带中使用的小型的宽频带天线。

为了解决上述课题，本发明的特征在于具备下述结构。

本发明提供一种宽频带天线，其特征在于，具备：竖长的矩形形状的绝缘性的基板；带电(hot)元件，从该基板的表面的大致中央到上部被形成为中央部被切口了的“コ”字形的形状；接地元件，在所述基板的表面的所述带电元件的下方，形成为上部开放了的大致矩形的环形形状；馈电带电元件，形成于所述基板的背面的大致中央；以及馈电接地元件，形成于该馈电带电元件的正下方，所述带电元件的两侧的下端各自经由所述基板与所述馈电带电元件的两侧的端部的各个端部连接，所述接地元件的上端的一端经由所述基板与所述馈电接地元件的一端连接，从所述馈电带电元件的中途延伸的延伸部、与所述馈电接地元件的大致中央被接近配置，所述馈电带电元件的所述延伸部的顶端、和与所述延伸部的顶端对置的所述馈电接地元件的部位被设为馈电点。

在本发明的宽频带天线中，在绝缘性的基板的表面以及背面中形成了的天线元件能够通过印刷图案形成，所以能够做成小型化、适合于大量生产的天线。另外，还能够在基板上设置馈电电缆、天线壳体等其他构件，能够做成小型且组装容易的宽频带天线。进而，尽管是仅由天线元件的图案构成的结构，也得到非常宽的频带、例如超过700～3000MHz的约124.3％的相对频带(频带宽度约2300MHz)的宽频带特性，能够缩短设计时间。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施例的宽频带天线的表面的结构的主视图。

图2是示出本发明的第一实施例的宽频带天线的背面的结构的背视图。

图3是示出本发明的第一实施例的宽频带天线的尺寸的表记的图。

图4是示出本发明的第一实施例的宽频带天线的正面以及背面的结构的立体图。

图5是示出本发明的第一实施例的宽频带天线的电压驻波比(VSWR)的频率特性的图。

图6是示出本发明的第一实施例的相对宽频带天线的长度EUL的变化的相对频带宽度特性的图。

图7是示出本发明的第一实施例的相对宽频带天线的长度ELUw的变化的相对频带宽度特性的图。

图8是示出本发明的第一实施例的相对宽频带天线的长度ELrL的变化的相对频带宽度特性的图。

图9是示出本发明的第一实施例的相对宽频带天线的长度EUg的变化的频带宽度特性的图。

图10是示出本发明的第一实施例的相对宽频带天线的长度EUgb的变化的相对频带宽度特性的图。

图11是示出本发明的第一实施例的相对宽频带天线的长度FPLL的变化的相对频带宽度特性的图。

图12是示出本发明的第一实施例的相对宽频带天线的长度FPrL的变化的相对频带宽度特性的图。

图13是示出本发明的第一实施例的相对宽频带天线的长度FPrg的变化的相对频带宽度特性的图。

图14是示出本发明的第一实施例的相对宽频带天线的长度FPcw的变化的相对频带宽度特性的图。

图15是示出本发明的第一实施例的相对宽频带天线的长度FPLg的变化的相对频带宽度特性的图。

图16是示出本发明的第一实施例的相对宽频带天线的长度FPLw的变化的相对频带宽度特性的图。

图17是示出本发明的第一实施例的相对宽频带天线的长度FPw的变化的相对频带宽度特性的图。

图18是示出本发明的第二实施例的宽频带天线的表面以及背面的结构的主视图以及背视图。

图19是示出本发明的第二实施例的宽频带天线的正面以及背面的结构的立体图。

图20是示出本发明的第三实施例的宽频带天线的表面以及背面的结构的主视图以及背视图。

图21是示出本发明的第三实施例的宽频带天线的正面以及背面的结构的立体图。

图22是示出以往的平面天线的表面以及背面的结构的主视图以及背视图。

【符号说明】

1：宽频带天线；2：宽频带天线；3：宽频带天线；10：基板；11：带电元件；11a：第一垂直部；11b：水平部；11c：第二垂直部；11d、11e：通孔部；12：接地元件；12a：第一垂直部；12b：第一水平部；12c：第二垂直部；12d：第二水平部；12e：通孔；13：馈电带电元件；13a：直线部；13b：L字形折弯部；13c、13d：通孔部；14：馈电接地元件；14a：第一折弯部；14b：U字形折弯部；14c：通孔部；15：馈电点；16：同轴插头；17：同轴电缆；17a：中心导体；17b：绝缘筒体；17c：屏蔽部；17d：外皮；20：基板；22：接地元件；22a：第一垂直部；22b：第一水平部；22c：蜿蜒状部；22d：第二水平部；22e：通孔；30：基板；33：馈电带电元件；33a：直线部；33b：倾斜L字形折弯部；33c：通孔部；33d：通孔部；34：馈电接地元件；34a：第一折弯部；34b：倾斜U字形折弯部；34c：通孔部；35：馈电点；100：天线部；110：天线基板；120：第一部件；120a：第一环形部件；120b：第一T型部件；120c：通孔；121：第二部件；121a：第二环形部件；121b：第二T型部件；121c：通孔；122：无馈电元件；123a：馈电图案；123b：接地图案。

具体实施方式

图1至图4示出本发明的第一实施例的宽频带天线1的结构。另外，图1是示出本发明的第一实施例的宽频带天线1的表面的结构的主视图，图2是示出本发明的第一实施例的宽频带天线1的背面的结构的背视图，图3(a)是示出本发明的第一实施例的宽频带天线1的尺寸的表记的主视图，图3(b)是示出本发明的第一实施例的宽频带天线1的尺寸的表记的背视图，图4(a)是示出本发明的第一实施例的宽频带天线1的表面的结构的立体图，图4(b)是示出本发明的第一实施例的宽频带天线1的背面的结构的立体图。另外，在图1至图3中将对宽频带天线1馈电的同轴电缆省略而示出。

如这些图所示，第一实施例的宽频带天线1具备在特氟隆基板、环氧玻璃基板等高频特性良好的绝缘性的基板10的表面和背面形成为印刷图案的、构成偶极天线的带电元件11和接地元件12、以及馈电用的馈电带电元件13和馈电接地元件14。在该情况下，基板10为竖长的矩形形状，从基板10的表面的上部到中央部形成了带电元件11，从基板10的表面的中央部到下部形成了接地元件12。另外，在基板10的背面的大致中央部，形成了馈电带电元件13和馈电接地元件14。宽频带天线1从馈电带电元件13和馈电接地元件14被馈电。

带电元件11包括从基板10的右侧边缘的中央部向上部大致平行地形成了的具有规定的宽度的竖长的第一垂直部11a、从基板10的左侧边缘的中央部向上部大致平行地形成了的具有规定的宽度的竖长的第二垂直部11c、以及连接第一垂直部11a和第二垂直部11c的上端之间的与基板10的上边缘大致平行地形成了的具有规定的宽度的横长的水平部11b，中央部从下端被切口而形成为“コ”字形的形状。另外，在第一垂直部11a的下端的右端，向下方突出地形成了矩形形状的通孔部11d，在第二垂直部11c的下端的左端，向下方突出地形成了矩形形状的通孔部11e。

接地元件12包括从基板10的右侧边缘的中央部向上部大致平行地形成了的具有规定的宽度的竖长的第一垂直部12a、从基板10的左侧边缘的中央部向上部大致平行地形成了的具有规定的宽度的竖长的第二垂直部12c、连接第一垂直部12a与第二垂直部12c的下端之间的与基板10的下边缘大致平行地形成了的具有规定的宽度的横长的第一水平部12b、以及从第二垂直部12c的上端与第一水平部12b大致平行地延伸形成了的具有规定的宽度的横长的第二水平部12d，形成为细长的矩形的框状的形状。另外，第二水平部12d的顶端以重叠的方式位于第一垂直部12a的上部，但第二水平部12d的顶端未与第一垂直部12a连接，接地元件12形成为上部的顶端开放了的矩形的环状。另外，在第一垂直部12a的上端的右端，设置了通孔12e。

在基板10的背面的中央部，形成了用于对宽频带天线1馈电的馈电带电元件13和馈电接地元件14的图案。该馈电带电元件13和馈电接地元件14的图案被形成为大致位于在基板10的表面中形成有的带电元件11与接地元件12的图案之间。馈电带电元件13包括直线部13a和L字形折弯部13b，该直线部13a与水平部11b大致平行地在基板10的大致全部宽度内形成了的细的宽度，该L字形折弯部13b从直线部13a的大致中央向下方稍微延伸，其顶端向横方向大致直角地弯曲而与直线部13a大致平行地延伸了规定的长度、其顶端向下方大致直角地弯曲而延伸了规定的长度。在直线部13a的两端，分别形成有向上方按照矩形形状突出的通孔部13c、13d，通孔部13c经由基板10的通孔与表面的通孔部11d连接，通孔部13d经由基板10的通孔与表面的通孔部11e连接。即，馈电带电元件13的直线部13a的两端部分别经由基板10的通孔与第一垂直部11a和第二垂直部11c的下端的各个连接。

馈电接地元件14设置于馈电带电元件13的正下方，包括第一折弯部14a和U字形折弯部14b。第一折弯部14a被形成为：在端部形成有经由通孔12e与第一垂直部12a连接的矩形形状的通孔部14c，从该通孔部14c沿着基板10的侧边缘向上方稍微延伸，其顶端向横方向大致直角地弯曲，并且沿着L字形折弯部13b延伸。U字形折弯部14b被形成为：从第一折弯部14a的顶端向下方大致直角地弯曲，与基板10的侧边缘大致平行地并且沿着L字形折弯部13b地延伸规定的长度，其顶端向横方向大致直角地弯曲而延伸规定的长度，进而其顶端向上方大致直角地弯曲而延伸规定的长度。另外，U字形折弯部14b被形成为包围L字形折弯部13b的向下方延伸了规定的长度的部位。在U字形折弯部14b和L字形折弯部13b被接近配置了的部位，两者电磁耦合。

在宽频带天线1中，经由通孔部11d、11e和通孔部13c、13d的通孔，带电元件11和馈电带电元件13导通，通孔部14c与通孔12e连接，接地元件22和馈电接地元件14导通。另外，L字形折弯部13b的顶端、和与该顶端对置的U字形折弯部14b的部位被采用为宽频带天线1的馈电点15。从如图4所示地在顶端安装了同轴插头16的同轴电缆17对该馈电点15馈电，由带电元件11和接地元件12构成的偶极天线被馈电。在该情况下，同轴电缆17的中心导体17a与L字形折弯部13b的顶端的馈电点15通过锡焊等连接，通过绝缘筒体17b，与中心导体17a同轴地配置的圆筒状的屏蔽部17c与U字形折弯部14b的馈电点15通过锡焊等连接。屏蔽部17c的外周面被外皮17d包覆而构成了同轴电缆17。

图3(a)、(b)示出了图1至图4所示的第一实施例的宽频带天线1的各部的尺寸的表记。以下示出了在将使用频率频带设为700MHz带至3000MHz带并且将能够进行良好的通信的设计质量设为电压驻波比(VSWR)3以下而进行设计的情况下的图3(a)、(b)所示的表记的尺寸的一个例子。该尺寸用mm单位表示，并且以通过700MHz的基板10的表面上的波长λ1(约292.3mm)、3000MHz的基板10的表面上的波长λ2(约68.2mm)换算了的尺寸来表示。另外，基板10的表面上的波长受到基板10的相对介电常数的影响而波长缩短。在该情况下，如果将自由空间的波长设为λ’，则通过下式计算基板10的表面上的波长λ：

$\mathrm{\λ}={\mathrm{\λ}}^{,}/(\sqrt{\mathrm{}}\mathrm{\ϵr}/2)---\left(1\right)$

其中，εr是基板10的相对介电常数。此处，如果将相对介电常数εr设为例如约4.3，则频率700MHz的自由空间中的波长λ1’为约428.6mm，波长缩短了的波长λ1为约292.3mm。另外，频率3000MHz的自由空间中的波长λ2’为约100mm，波长缩短了的波长λ2为约68.2mm。在(1)式中设为(εr/2)的原因在于：由于仅在基板10的单面形成有图案(图案被形成为大致不重叠)，所以简易地将相对介电常数εr的影响设为1/2。以下的记载中的波长λ1、λ2采用通过上述(1)式计算了的波长λ1、λ2。

在第一实施例的宽频带天线1中，基板10的宽度M1设为约35mm(约0.120λ1、约0.513λ2)，其高度H1设为约150mm(约0.513λ1、约2.199λ2)。另外，带电元件11的宽度W1设为约33mm(约0.113λ1、约0.484λ2)，从馈电带电元件13的下边缘起的高度EUL设为约50mm(约0.171λ1、约0.733λ2)，第一垂直部11a和第二垂直部11c的间隔EUg设为约13mm(约0.044λ1、约0.191λ2)，水平部11b的宽度EUgb设为约5mm(约0.0.017λ1、约0.073λ2)。接地元件12的高度L1设为约83mm(约0.0.284λ1、约1.217λ2)，第一垂直部12a的高度ELrL设为约80mm(约0.274λ1、约1.173λ2)，其宽度W4设为约10mm(约0.034λ1、约0.147λ2)，第一水平部12b的宽度W3设为约5mm(约0.017λ1、约0.073λ2)，第二垂直部11c的高度L1与接地元件12的高度相同，第二水平部12d的长度ELUw设为约28mm(约0.096λ1、约0.411λ2)，其宽度W2设为约1mm(约0.003λ1、约0.015λ2)。另外，接地元件12的宽度(第一水平部12b的长度)与带电元件11的宽度W1相同，带电元件11的通孔部11d的下端和接地元件12的第一垂直部12a的上端的间隔G1设为约6mm(约0.021λ1、约0.088λ2)。

馈电带电元件13的直线部13a的宽度与带电元件11的宽度W1相同，其宽度W5设为约1mm(约0.003λ1、约0.015λ2)，通孔部13c的高度D1以及宽度D2都设为约2mm(约0.007λ1、约0.029λ2)，通孔部13d也与通孔部13c的高度以及宽度相同。另外，从直线部13a的下边缘至基板10的下端的高度H2设为约100mm(约0.342λ1、约1.466λ2)。馈电带电元件13的L字形折弯部13b中的从直线部13a的大致中央向下方延伸的部位的宽度W6设为约1mm(约0.003λ1、约0.015λ2)，从其顶端向横方向大致直角地弯曲了的部位的宽度W7设为约1mm(约0.003λ1、约0.015λ2)，从其顶端向下方大致直角地弯曲了的部位的宽度FPcw设为约1mm(约0.003λ1、约0.015λ2)。L字形折弯部13b的顶端和直线部13a的下边缘的间隔FPLL设为约18mm(约0.062λ1、约0.264λ2)，基板10的中心线和L字形折弯部13b的顶端的中心线的间隔FPw设为约11mm(约0.038λ1、约0.161λ2)。

馈电接地元件14的第一折弯部14a的上边缘和馈电带电元件13的直线部13a的下边缘的间隔G4设为约3mm(约0.01λ1、约0.044λ2)，第一折弯部14a的宽度W8设为约1mm(约0.003λ1、约0.015λ2)，通孔部14c的宽度D4以及高度D5都设为约2mm(约0.007λ1、约0.029λ2)，通孔部14c的上边缘和馈电带电元件13的直线部13a的下边缘的间隔G3设为约6mm(约0.021λ1、约0.088λ2)。U字形折弯部14b的从第一折弯部14a的顶端向下方弯曲了的部位和L字形折弯部13b的顶端部的间隔FPLg设为约0.5mm(约0.002λ1、约0.007λ2)，其长度FPrL设为约18mm(约0.062λ1、约0.264λ2)，其宽度FPLw设为约1mm(约0.003λ1、约0.015λ2)。另外，其顶端向横方向大致直角地弯曲了的部位的宽度W9设为约1mm(约0.003λ1、约0.015λ2)，与L字形折弯部13b的顶端的间隔G5设为约2mm(约0.007λ1、约0.029λ2)。进而，其顶端向上方大致直角地弯曲了的部位和L字形折弯部13b的顶端部的间隔FPrg设为约3.5mm(约0.012λ1、约0.051λ2)，其顶端向上方大致直角地弯曲了的部位的外缘和L字形折弯部13b的顶端部的间隔G6设为约5mm(约0.017λ1、约0.073λ2)，其顶端向上方大致直角地弯曲了的部位的长度与长度FPrL相同。

在将第一实施例的宽频带天线1设为以上那样的尺寸的情况下，可知由带电元件11以及接地元件12构成的天线长为约136mm(约0.465λ1)，即为约λ1/2。

图5示出在第一实施例的宽频带天线1中在采用上述尺寸时的本发明的宽频带天线1的电压驻波比(VSWR)的频率特性。在参照图5时，关于宽频带天线1，标识3所示的1850MHz为共振频率fo，在标识2所示的700MHz下能够得到约1.81的良好的VSWR，在标识4所示的3000MHz下能够得到约2.74的良好的VSWR，在700～3000MHz的约124.3％的相对频带(频带宽度约2300MHz)中能够得到VSWR是3以下的良好的VSWR特性。另外，可知在标识1所示的664.5MHz下能够得到约2.97的VSWR，在标识5所示的3083MHz下能够得到约2.98的VSWR，本发明的宽频带天线1在664.5～3083MHz的130.7％的相对频带(频带宽度2418.5MHz)中能够得到3以下的VSWR。

这样，第一实施例的宽频带天线1在宽频带中动作的理由被认为是基于接下来的理由。

接地元件12被形成为上部的顶端开放的矩形的环状，但第二水平部12d的开放了的顶端部与按宽幅(W4)形成了的第一垂直部12a的顶端面对置，在该相对置的部分中，第二水平部12d和第一垂直部12a电磁耦合。关于电磁耦合，在动作频率频带的低频中耦合弱，所以在低频中，接地元件12作为按照矩形形状弯曲了的线状元件动作。另外，在动作频率频带的高频中较强地耦合，所以在高频中作为矩形形状的环元件动作。由此，得到了宽频带特性。进而，接地元件12的第二水平部12d隔着基板10与馈电接地元件14的第一折弯部14a对置，在该相对置的部分中第二水平部12d和第一折弯部14a电磁耦合。关于该电磁耦合，通过第二水平部12d的长度ELUw来确定耦合的程度，所以通过将长度ELUw设为作为最佳的长度的上述尺寸，得到了宽频带特性。进而，馈电带电元件13的直线部13a通过通孔部13c、13d连接在表面按照宽幅的“コ”字形形成了的带电元件11的下端之间，由带电元件11和馈电带电元件13形成矩形环状的元件。另外，第一折弯部14a以及U字形折弯部14b和L字形折弯部13b在被接近配置的部位电磁耦合，所以通过带电元件11和馈电带电元件13，矩形环状的元件与馈电接地元件14耦合。另外，馈电带电元件13和馈电接地元件14的一部分中的平行配置构成了共面线路。

接下来，图6至图17示出了在本发明的第一实施例的宽频带天线1中由各部的尺寸的变化所致的频带宽度的变化。图6至图17的各图中的横轴表示作为对象的尺寸的变化的λ1换算值，纵轴表示在频带500MHz～3500MHz中中心频率(fo)是1850MHz时的VSWR在3以下的相对频带宽度BW。在作为设计值的频带700MHz～3000MHz中，中心频率是1850MHz时的相对频带宽度是约124.3％，所以确定作为得到在它以上的相对频带宽度BW的对象的尺寸。在该情况下，不作为对象的尺寸被固定为上述尺寸。

首先，图6(c)示出了图6(a)、(b)所示的从馈电带电元件13的下边缘起的带电元件11的高度EUL变化为约30mm(约0.103λ1、约0.44λ2)～约68mm(约0.233λ1、约0.997λ2)时的相对频带宽度BW特性。在参照图6(c)时，可知满足从700MHz起的约124.3％的相对频带宽度的高度EUL至少为标识1所示的约40mm(约0.137λ1、约0.587λ2)至标识2所示的约60mm(约0.205λ1、约0.88λ2)的范围。

图7(c)示出了图7(a)、(b)所示的接地元件12的第二水平部12d的长度ELUw变化为约4.3mm(约0.0147λ1、约0.0630λ2)～约34mm(约0.116λ1、约0.499λ2)时的相对频带宽度BW特性。在参照图7(c)时，可知满足从700MHz起的约124.3％的相对频带宽度的长度ELUw至少为标识1所示的约20mm(约0.0684λ1、约0.293λ2)至标识2所示的约30mm(约0.103λ1、约0.440λ2)的范围。

图8(c)示出了图8(a)、(b)所示的接地元件12的第一垂直部12a的高度ELrL变化为约68.7mm(约0.235λ1、约1.007λ2)～约85.5mm(约0.293λ1、约1.254λ2)时的相对频带宽度BW特性。在参照图8(c)时，可知满足从700MHz起的约124.3％的相对频带宽度的高度ELrL至少为标识1所示的约77mm(约0.263λ1、约1.13λ2)至标识2所示的约84mm(约0.287λ1、约1.23λ2)的范围。

图9(c)示出了图9(a)、(b)所示的带电元件11的第一垂直部11a和第二垂直部11c的间隔EUg变化为约4.3mm(约0.0147λ1、约0.0630λ2)～约30mm(约0.103λ1、约0.440λ2)时的相对频带宽度BW特性。在参照图9(c)时，可知满足从700MHz起的约124.3％的相对频带宽度的间隔EUg至少为标识1所示的约8mm(约0.0274λ1、约0.117λ2)至标识2所示的约27mm(约0.0924λ1、约0.396λ2)的范围。

图10(c)示出了图10(a)、(b)所示的带电元件11的水平部11b的宽度EUgb变化为约1mm(约0.003λ1、约0.015λ2)～约51mm(约0.181λ1、约0.748λ2)时的相对频带宽度BW特性。在参照图10(c)时，可知满足从700MHz起的约124.3％的相对频带宽度的宽度EUgb为标识1所示的约47mm(约0.161λ1、约0.689λ2)以下的范围。

图11(c)示出了图11(a)、(b)所示的馈电带电元件13的L字形折弯部13b的顶端和直线部13a的下边缘的间隔FPLL变化为约10.5mm(约0.0359λ1、约0.154λ2)～约23.5mm(约0.0804λ1、约0.345λ2)时的相对频带宽度BW特性。在参照图11(c)时，可知满足从700MHz起的约124.3％的相对频带宽度的间隔FPLL至少为标识1所示的约12.2mm(约0.0417λ1、约0.179λ2)至标识2所示的约22mm(约0.0753λ1、约0.323λ2)的范围。

图12(c)了示出图12(a)、(b)所示的U字形折弯部14b的从第一折弯部14a的顶端向下方弯曲了的部位和L字形折弯部13b的顶端部的长度(向U字形折弯部14b的上方大致直角地弯曲了的部位的长度)FPrL变化为约15mm(约0.0513λ1、约0.220λ2)～约22mm(约0.0753λ1、约0.323λ2)时的相对频带宽度BW特性。在参照图12(c)时，可知满足从700MHz起的约124.3％的相对频带宽度的长度FPrL至少为标识1所示的约17.5mm(约0.0599λ1、约0.257λ2)至标识2所示的约20.2mm(约0.0691λ1、约0.296λ2)的范围。

图13(c)了示出图13(a)、(b)所示的U字形折弯部14b的向上方大致直角地弯曲了的部位和L字形折弯部13b的顶端部的间隔FPrg变化为约2.15mm(约0.0074λ1、约0.0315λ2)～约3.85mm(约0.0132λ1、约0.0565λ2)时的相对频带宽度BW特性。在参照图13(c)时，可知满足从700MHz起的约124.3％的相对频带宽度的间隔FPrg成为标识1所示的约3mm(约0.0103λ1、约0.0440λ2)以上的范围。

图14(c)示出了图14(a)、(b)所示的L字形折弯部13b的从顶端向下方大致直角地弯曲了的部位的宽度FPcw变化为约0.45mm(约0.00154λ1、约0.00660λ2)～约1.5mm(约0.00513λ1、约0.0220λ2)时的相对频带宽度BW特性。在参照图14(c)时，可知满足从700MHz起的约124.3％的相对频带宽度的宽度FPcw成为标识1所示的约1.2mm(约0.00411λ1、约0.0176λ2)以下的范围。

图15(c)示出了图15(a)、(b)所示的U字形折弯部14b的从第一折弯部14a的顶端向下方弯曲了的部位和L字形折弯部13b的顶端部的间隔FPLg变化为约0.22mm(约0.00075λ1、约0.00323λ2)～约1.07mm(约0.00363λ1、约0.0157λ2)时的相对频带宽度BW特性。在参照图15(c)时，可知满足从700MHz起的约124.3％的相对频带宽度的间隔FPLg至少为标识1所示的约0.46mm(约0.00157λ1、约0.00674λ2)至标识2所示的约0.75mm(约0.00257λ1、约0.0110λ2)的范围。

图16(c)示出了图16(a)、(b)所示的U字形折弯部14b的从第一折弯部14a的顶端向下方弯曲了的部位的宽度FPLw变化为约0.1mm(约0.00034λ1、约0.00147λ2)～约4.2mm(约0.0144λ1、约0.0616λ2)时的相对频带宽度BW特性。在参照图16(c)时，可知满足从700MHz起的约124.3％的相对频带宽度的宽度FPLw至少为标识1所示的约0.5mm(约0.00171λ1、约0.00733λ2)至标识2所示的约3mm(约0.0103λ1、约0.0440λ2)的范围。

图17(c)示出了图17(a)、(b)所示的基板10的中心线和L字形折弯部13b的顶端的中心线的间隔FPw变化为约5.2mm(约0.0178λ1、约0.0762λ2)～约11mm(约0.0376λ1、约0.161λ2)时的相对频带宽度BW特性。在参照图17(c)时，可知满足从700MHz起的约124.3％的相对频带宽度的间隔FPw为标识1所示的约7mm(约0.02398λ1、约0.103λ2)以上的范围。

图18以及图19示出本发明的第二实施例的宽频带天线2的结构。另外，图18(a)是示出本发明的第二实施例的宽频带天线2的表面的结构的主视图，图18(b)是示出本发明的第二实施例的宽频带天线2的背面的结构的背视图，图19(a)是示出本发明的第二实施例的宽频带天线2的表面的结构的立体图，图19(b)是示出本发明的第二实施例的宽频带天线2的背面的结构的立体图。另外，在图18(a)、(b)中，将对宽频带天线2馈电的同轴电缆省略而示出。

第二实施例的宽频带天线2为将第一实施例的宽频带天线1的接地元件12的第二垂直部12c用做成蜿蜒状的蜿蜒状部22c置换了的宽频带天线2。关于具备蜿蜒状部22c的第二实施例的宽频带天线2，接地元件22的高度(长度)被缩短，所以宽频带天线2的全长变短而小型化。具体而言，在第一实施例的宽频带天线1中由带电元件11以及接地元件12构成的天线长为约136mm，但在第二实施例的宽频带天线2中由带电元件11以及接地元件22构成的天线长被小型化为约110mm(约0.376λ1、约1.613λ2)。关于第二实施例的宽频带天线2，即便这样被小型化，相对频带仍为约124.3％以上，能够实现宽频带化。

即，第二实施例的宽频带天线2中的接地元件22包括：从基板20的右侧边缘的中央部向上部大致平行地形成了的具有规定的宽度的竖长的第一垂直部22a、从基板20的左侧边缘的中央部沿着上部蜿蜒状地形成了的竖长的蜿蜒状部22c、连接第一垂直部22a与蜿蜒状部22c的下端之间的与基板20的下边缘大致平行地形成了的具有规定的宽度的横长的第一水平部22b、以及从蜿蜒状部22c的上端与基板20的上边缘大致平行地延伸而形成了的具有规定的宽度的横长的第二水平部22d，形成为竖长的矩形的环形形状。另外，第二水平部22d的顶端以重叠的方式位于第一垂直部22a的上部，但第二水平部22d的顶端未与第一垂直部22a连接。另外，在第一垂直部22a的上端的右端设置了通孔22e。第二实施例的宽频带天线2的其他结构与第一实施例的宽频带天线1相同，所以其说明省略。

另外，在第二实施例的宽频带天线2中，如果使图6至图17所示的各尺寸变化，则也与第一实施例的宽频带天线1同样地，相对频带宽度BW变化。

图20以及图21示出本发明的第三实施例的宽频带天线3的结构。另外，图20(a)是示出本发明的第三实施例的宽频带天线3的表面的结构的主视图，图20(b)是示出本发明的第三实施例的宽频带天线3的背面的结构的背视图，图21(a)是示出本发明的第三实施例的宽频带天线3的表面的结构的立体图，图21(b)是示出本发明的第三实施例的宽频带天线3的背面的结构的立体图。另外，在图20(a)、(b)中，将对宽频带天线3馈电的同轴电缆省略而示出。

第三实施例的宽频带天线3为将第一实施例的宽频带天线1的接地元件12的第二垂直部12c用做成蜿蜒状的蜿蜒状部22c置换，并且使馈电带电元件33以及馈电接地元件34偏向基板30的中央部弯曲了的宽频带天线3。关于该宽频带天线3，接地元件22的高度(长度)被缩短，所以宽频带天线2的全长变短而被小型化，并且馈电点35配置于基板30的大致中央。在该情况下，在第三实施例的宽频带天线3中，由带电元件11以及接地元件22构成的天线长被小型化为约110mm(约0.376λ1、约1.613λ2)的情形与第二实施例的宽频带天线2相同。

即，第三实施例的宽频带天线3中的接地元件22为与上述第二实施例的宽频带天线2的接地元件22相同的结构，但其说明省略。

另外，形成于基板30的背面的中央部的馈电带电元件33包括直线部33a和倾斜L字形折弯部33b，该直线部33a与基板30的上边缘大致平行地在基板30的大致全部宽度中形成了的细的宽度，该倾斜L字形折弯部33b从直线部33a的大致中央向下方稍微延伸、其顶端向横方向大致直角地弯曲而与直线部33a大致平行地延伸规定的长度、其顶端向下方大致直角地弯曲而延伸规定的长度、但其中途以朝向中央倾斜的方式弯曲了。该倾斜L字形折弯部33b的顶端构成了配置于基板30的大致中央的馈电点35的一个。在直线部33a的两端，分别形成有向上方突出的矩形形状的通孔部33c、33d，通孔部33c经由基板30的通孔与表面的通孔部11d连接，通孔部33d经由基板30的通孔与表面的通孔部11e连接。

馈电接地元件34由第一折弯部34a和倾斜U字形折弯部34b构成。第一折弯部34a是在端部形成有与通孔12e连接的矩形形状的通孔部34c，从该通孔部34c沿着基板30的侧边缘向上方稍微延伸，其顶端向横方向大致直角地弯曲，沿着L字形折弯部33b的直线部33a延伸而形成的。U字形折弯部34b是从第一折弯部34a的顶端向下方大致直角地弯曲而与基板30的侧边缘大致平行地延伸规定的长度，但中途以朝向中央倾斜的方式弯曲，沿着倾斜L字形折弯部33b延伸而形成的。进而，其顶端向横方向大致直角地弯曲而延伸规定的长度，其顶端向上方大致直角地弯曲而延伸规定的长度，但中途以朝向侧边缘倾斜的方式弯曲，沿着倾斜L字形折弯部33b延伸而形成。另外，倾斜U字形折弯部34b被形成为包围倾斜L字形折弯部33b的向下方延伸了规定的长度的部位。倾斜U字形折弯部34b和倾斜L字形折弯部33b在被接近配置了的部位，两者电磁耦合。

与倾斜L字形折弯部33b的顶端对置的倾斜U字形折弯部34b的部位为第三实施例的宽频带天线3的另一个馈电点35，馈电点35配置于基板30的大致中央。在将本发明的第一、二实施例的宽频带天线1、2容纳于针对电波透明的壳体的情况下，由于存在固定基板10、20的壳体的爪以及壳体彼此的固定爪，所以对将同轴电缆17向中央引出的需求强烈。在本发明的第三实施例的宽频带天线3中，馈电点35配置于基板30的大致中央，能够实现同轴电缆17的中央引出。

第三实施例的宽频带天线3的其他结构与第一实施例的宽频带天线1相同，所以其说明省略。

另外，在第三实施例的宽频带天线3中，如果使图6至图17所示的各尺寸变化，则也与第一实施例的宽频带天线1同样地，相对频带宽度BW变化。

【产业上的可利用性】

关于本发明的各实施例的宽频带天线，动作频率频带为700MHz～3000MHz，所以能够应用于700MHz带、800MHz带、1400MHz带、1700MHz带、1900MHz带、2000MHz带等便携电话系统、920MHz带的特定小电力系统、2400MHz带的无线LAN系统、2600MHz带的宽频带移动无线接入系统等这些全部。

以上说明了的本发明的各实施例的宽频带天线的尺寸是一个例子，也可以为上述以外的尺寸。另外，在同轴电缆中，能够使用半刚性电缆、半柔性电缆、柔性电缆等电缆，其特性阻抗能够设为75Ω、或者其他特性阻抗。进而，形成有带电元件以及接地元件等的基板的相对介电常数能够设为4.3以外的相对介电常数。进而，宽频带天线的各元件的形状不限于上述形状，并且也可以设为上述各部的尺寸以外的宽度、长度、间隔。另外，通过使各部的尺寸变化，也可以使动作频率频带设为700MHz～3000MHz以外的频率频带。

在以上说明了的第一实施例至第三实施例的宽频带天线中，作为由带电元件和接地元件构成了的偶极天线进行动作，通过垂直地配置基板，能够做成垂直偏振波接收用天线，通过水平地配置基板，能够做成水平偏振波接收用天线。另外，在上述说明中，通过在基板的表面以及背面中形成印刷图案而构成了宽频带天线，但不限于此，也可以例如在树脂基板上通过导体蒸镀、板金粘贴等构成宽频带天线。

另外，也可以把将本发明的第三实施例的宽频带天线3中的馈电点配置于基板的大致中央的结构应用于第一实施例的宽频带天线1。

Claims (5)

1.一种宽频带天线，其特征在于，具备：

竖长的矩形形状的绝缘性的基板；

带电元件，从该基板的表面的大致中央到上部被形成为中央部被切口了的“コ”字形的形状；

接地元件，在所述基板的表面的所述带电元件的下方，被形成为上部开放了的大致矩形的环形形状；

馈电带电元件，形成于所述基板的背面的大致中央；以及

馈电接地元件，形成于该馈电带电元件的正下方，

所述带电元件的两侧的下端各自经由所述基板与所述馈电带电元件的两侧的端部的各个端部连接，

所述接地元件的上端的一端经由所述基板与所述馈电接地元件的一端连接，

从所述馈电带电元件的中途延伸的延伸部、与所述馈电接地元件的大致中央被接近配置，

所述馈电带电元件的所述延伸部的顶端、和与所述延伸部的顶端对置的所述馈电接地元件的部位被设为馈电点。

2.根据权利要求1所述的宽频带天线，其特征在于，

所述接地元件包括沿着所述基板的两侧形成了的两个垂直部、形成为连接该两个垂直部的下端之间的第一水平部、以及从所述两个垂直部中的一个的顶端与所述第一水平部大致平行地延伸的第二水平部，该第二水平部的顶端与宽幅地形成了的所述两个垂直部中的另一个的顶端面对置。

3.根据权利要求1或者2所述的宽频带天线，其特征在于，

所述延伸部从所述馈电带电元件的大致中央向所述馈电接地元件侧弯曲地延伸，并且所述馈电接地元件的大致中央被做成沿着所述延伸部弯曲而接近配置的折弯部。

4.根据权利要求2或者3所述的宽频带天线，其特征在于，

所述接地元件的一边被做成蜿蜒状的形状，所述接地元件的高度被缩短。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的宽频带天线，其特征在于，

所述馈电带电元件的所述延伸部与所述馈电接地元件的所述折弯部的中途倾斜，以使所述馈电点位于所述基板的大致中央。