CN110875522B - 天线 - Google Patents

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Abstract

本发明的天线具备:介电体,具有第一至第五平面,第一至第五平面以互相平行的方式层叠配置;第一天线电极,在第一平面内形成为环状;第二天线电极,在第二平面内形成为环状,并且与第一天线电极大小不同;第三天线电极,在第三平面内形成为环状;第四天线电极,在第四平面内形成为环状,并且与第三天线电极大小不同;以及至少1个探头电极,形成在第五平面内,并且从层叠方向俯视时,对第一和第三天线电极中的至少一个天线电极与第二和第四天线电极中的至少一个天线电极具有重叠的部分,以便可以对第一至第四天线电极供电。

Description

天线
技术领域
本发明涉及一种对应多频段的天线。
背景技术
随着技术的进步、通信速度的增大,频率宽带化和同时使用规格不同的多个频带的多频段化的需求不断增加。在专利文献1和专利文献2中,公开了:通过在同一平面内形成多个天线电极,来实现多频段化的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2007/060782号
专利文献2:日本特开2008-172697号公报
发明内容
在同一平面内形成多个天线电极的结构中,不易增大多个频带各自的频带宽度。
期望提供一种可以实现多个频带各自的频带宽度大的特性的天线。
本发明的一种实施方式的天线,具备:介电体,具有第一平面、第二平面、不同于第一平面的第三平面、不同于第二平面的第四平面和不同于第一至第四平面的第五平面,第一至第五平面以互相平行的方式层叠配置;第一天线电极,在第一平面内形成为环状;第二天线电极,在第二平面内形成为环状,并且与第一天线电极大小不同;第三天线电极,在第三平面内形成为环状;第四天线电极,在第四平面内形成为环状,并且与第三天线电极大小不同;以及至少1个探头电极,形成在第五平面内,并且从层叠方向俯视时,对第一和第三天线电极中的至少一个天线电极与第二和第四天线电极中的至少一个天线电极具有重叠的部分,以便可以对第一至第四天线电极供电。从层叠方向俯视时,第一至第四天线电极中的最大的天线电极以外的其他天线电极内包于最大的天线电极的外周的内侧。
附图说明
图1是表示比较例的天线的一个结构例子的立体图。
图2是表示比较例的天线的一个结构例子的剖视图。
图3是表示比较例的天线的回波损耗特性的特性图。
图4是表示第一实施方式的天线的一个结构例子的剖视图。
图5是表示第一实施方式的天线的第二天线层的一个结构例子的主视图。
图6是表示第一实施方式的天线的第一天线层的一个结构例子的主视图。
图7是表示第一实施方式的天线整体的反射特性的特性图。
图8是表示相当于第一实施方式的天线的1st模式的反射特性部分的放大特性图。
图9是表示相当于第一实施方式的天线的2nd模式的反射特性部分的放大特性图。
图10是表示第一实施方式的第一变形例的天线的第二天线层的一个结构例子的主视图。
图11是表示第一实施方式的第一变形例的天线的第一天线层的一个结构例子的主视图。
图12是表示第一实施方式的第一变形例的天线的第一截面的结构例子的剖视图。
图13是表示第一实施方式的第一变形例的天线的第二截面的结构例子的剖视图。
图14是表示第一实施方式的第二变形例的天线的一个结构例子的立体图。
图15是表示第一实施方式的第二变形例的天线的E面、频率f=28.0GHz的辐射图案的特性图。
图16是表示第一实施方式的第三变形例的天线的一个结构例子的立体图。
图17是表示第一实施方式的第三变形例的天线的E面、频率f=28.0GHz的辐射图案的特性图。
图18是表示第一实施方式的第四变形例的天线的一个结构例子的立体图。
图19是表示第一实施方式的第四变形例的天线的E面、频率f=28.0GHz的辐射图案的特性图。
图20是表示第一实施方式的第五变形例的天线的一个结构例子的立体图。
图21是表示第一实施方式的第五变形例的天线的第一截面的结构例子的剖视图。
图22是表示第一实施方式的第五变形例的天线的第二截面的结构例子的剖视图。
图23是表示第一实施方式的第五变形例的天线的探头层的一个结构例子的主视图。
图24是表示第一实施方式的第六变形例的天线的一个结构例子的立体图。
图25是表示第二实施方式的天线的第二天线层的一个结构例子的主视图。
图26是表示第二实施方式的天线的第一天线层的一个结构例子的主视图。
图27是表示第二实施方式的天线的一个结构例子的剖视图。
图28是表示第三实施方式的天线的一个结构例子的剖视图。
图29是表示从层叠方向看第三实施方式的天线的一个结构例子的主视图。
图30A~图30C是表示第三实施方式的天线的第一至第三天线层的一个结构例子的主视图。
图31是表示第三实施方式的天线的探头层的一个结构例子的主视图。
图32是表示第三实施方式的天线整体的反射特性的特性图。
图33是表示相当于第三实施方式的天线的1st模式的反射特性部分的放大特性图。
图34是表示相当于第三实施方式的天线的2nd模式的反射特性部分的放大特性图。
图35是表示第三实施方式的一个变形例的天线的一个结构例子的剖视图。
图36是表示从层叠方向看第三实施方式的一个变形例的天线的一个结构例子的主视图。
图37A~图37C是表示第三实施方式的一个变形例的天线的第一至第三天线层的一个结构例子的主视图。
图38是表示第三实施方式的一个变形例的天线的探头层的一个结构例子的主视图。
图39是表示第四实施方式的天线的一个结构例子的剖视图。
图40是表示从层叠方向看第四实施方式的天线的一个结构例子的主视图。
图41A~图41D是表示第四实施方式的天线的第一至第四天线层的一个结构例子的主视图。
图42是表示第四实施方式的天线的探头层的一个结构例子的主视图。
图43是表示第四实施方式的天线整体的反射特性的特性图。
图44是表示相当于第四实施方式的天线的1st模式的反射特性部分的放大特性图。
图45是表示相当于第四实施方式的天线的2nd模式的反射特性部分的放大特性图。
符号说明
1 天线(第一实施方式的天线)
1A、1B、1C、1D、1E、1F 天线(第一实施方式的变形例的天线)
2 天线(第二实施方式的天线)
3 天线(第三实施方式的天线)
3A 天线(第三实施方式的变形例的天线)
4 天线(第四实施方式的天线)
11 第一天线电极
12 第二天线电极
13 第三天线电极
14 第四天线电极
15 第五天线电极
16 第六天线电极
21 第一天线层
22 第二天线层
23 第三天线层
24 第四天线层
31 第一探头电极
32 第二探头电极
33 第三探头电极
34 第四探头电极
41 第一供电连接器
41A 第一贯通导体
42 第二供电连接器
42A 第二贯通导体
43 第三供电连接器
44 第四供电连接器
51 探头层
60 介电体
61 底面
70 接地层
101 天线(比较例的天线)
121 第一绝缘基板
122 天线元件
123 第二绝缘基板
124 探头电极
125 接地层
126 供电连接器
具体实施方式
下面参照附图对用于实施本发明的实施方式进行详细说明。以下说明的实施方式全都表示本发明所优选的一个具体例子。因此,在以下的实施方式中所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接形态等,仅仅是一个例子,并不旨在限定本发明。因此,对以下的实施方式的构成要素中的、在表示本发明的最上位概念的独立权利要求中没有记载的构成要素,作为任意的构成要素进行说明。再有,各个附图仅是示意图,图示并不一定严密。另外,在各个附图中,对实质上同一的结构附加同一的符号,并且省略或简化重复的说明。再有,说明按以下的顺序进行。
0.比较例和本发明的天线的概要(图1~图3)
1.第一实施方式(具有2层结构的天线电极的天线的结构例子)(图4~图24)
1.1第一实施方式的天线的结构例子(图4~图9)
1.2第一实施方式的变形例(图10~图24)
2.第二实施方式(在1个平面内具有3个以上天线电极的天线的结构例子)(图25~图27)
3.第三实施方式(具有3层结构的天线电极的天线的结构例子)(图28~图38)
3.1第三实施方式的天线的结构例子
3.2第三实施方式的变形例
4.第四实施方式(具有4层结构的天线电极的天线的结构例子)(图39~图45)
4.1第四实施方式的天线的结构例子
4.2第四实施方式的变形例
5.其他实施方式
<0.比较例和本发明的天线的概要>
图1表示比较例的天线101的立体结构例子。图2表示比较例的天线101的截面结构例子。
比较例的天线101具备第一绝缘基板121和第二绝缘基板123。
在第一绝缘基板121上,形成有天线元件122,天线元件122由在同一平面内形成的多个天线电极构成。天线元件122具有作为多个天线电极的多个环状天线电极和方形状天线电极。
在第二绝缘基板123上,形成有探头电极124和接地层125。另外,在第二绝缘基板123上,设置有供电连接器126,供电连接器126的一部分贯通第二绝缘基板123且与探头电极124连接。通过供电连接器126和探头电极124对天线元件122进行供电。
图3表示比较例的天线101的回波损耗特性。在图3中,横轴表示频率(frequency),纵轴表示回波损耗(Return loss)。在图3中,实线表示实测值(Exp.),虚线表示模拟值(Sim.)。
在比较例的天线101中,通过探头电极124供电,形成在同一平面内的多个天线电极各自有电流流过,并且在各个天线电极中基于电流路径产生固有的谐振。在天线101中,基于多个天线电极中的最长电流路径的谐振模式,依次呈现1st模式、2nd模式、3rd模式、4th模式。在图3中,(a)对应1st模式特性,(b)对应2nd模式特性,(c)对应3rd模式特性,(d)对应4th模式特性。
在比较例的天线101中,通过在同一平面内形成多个天线电极,从而形成多频段。然而,因为1个天线电极形成1个频段(频带),所以如图3所示,在各个谐振模式中的频带宽度小。因此,不易实现频带宽度或比频带宽度大的特性。在此,比频带宽度是中心频率f0与反射特性为10dB以下的频带宽度BW的比(BW/f0)。
对此,在本发明中,如下列各个实施方式所述,将4个以上的天线电极分开层叠配置在2个以上的平面上,通过至少使2个天线电极在层叠方向上彼此耦合,形成1个频段(频带),从而作为整体形成2个以上的多频段。在本发明中,通过至少使2个天线电极在层叠方向上彼此耦合,能够增大各个谐振模式的频带宽度。
因为天线电极具有一定程度的宽度;所以如比较例的天线101,如果仅在同一平面内形成多个天线电极,那么将导致各个天线电极的固有谐振频率相差太多,而不能很好地通过多个天线电极的耦合来形成宽频带。对此,在本发明中,将多个天线电极分开形成在不同的平面上,由此可以通过多个天线电极的耦合来形成宽频带。
<1.第一实施方式(具有2层结构的天线电极的天线的结构例子)>
[1.1第一实施方式的天线的结构例子]
图4表示本发明的第一实施方式的天线1的截面结构例子。图5表示天线1的第二天线层22的平面结构例子。图6表示天线1的第一天线层21的平面结构例子。图4表示从侧面看图6的A-A′线的截面的状态。
天线1具备呈平板形状的叠层结构的介电体60。在天线1中,从介电体60的底面61侧依次层叠配置有接地层70、探头层51、第一天线层21、第二天线层22。
天线1具备各自由环状导体图案构成的第一天线电极11、第二天线电极12、第三天线电极13和第四天线电极14。另外,天线1进一步具备:由直线状导体图案构成的第一探头电极31,以及第一供电连接器41。
在此,如图4~图6所示,将介电体60的层叠方向作为Z方向,并且将垂直于Z方向且互相正交的2个轴作为X、Y。本发明的第一~第四平面和第五平面,是平行于XY平面的面。在下文的变形例和其他实施方式中,同样如此。
在天线1中,第二天线层22相当于本发明的第一平面和第二平面的一个具体例子。也就是说,第二天线层22相当于本发明的第一平面与第二平面为同一的情况下的第一面的一个具体例子。第一天线层21相当于本发明的第三平面和第四平面的一个具体例子。也就是说,第一天线层21相当于本发明的第三平面与第四平面为同一的情况下的第二面的一个具体例子。探头层51相当于本发明的第五平面的一个具体例子。
在第二天线层22上,形成有大小互相不同的环状的第一天线电极11和第二天线电极12。第二天线电极12的形状比第一天线电极11大,并且形成在第一天线电极11的外侧。
在第一天线层21上,形成有大小互相不同的环状的第三天线电极13和第四天线电极14。第四天线电极14的形状比第三天线电极13大,并且形成在第三天线电极13的外侧。
第一~第四天线电极11~14构成为:在从层叠方向俯视时,第一~第四天线电极11~14中的最大的天线电极以外的其他天线电极内包于最大的天线电极的外周的内侧。
在天线1中,第二天线电极12为最大的天线电极。另外,第四天线电极14为大小仅次于第二天线电极12的天线电极。第一天线电极11比第四天线电极14小。第三天线电极13为最小的天线电极。
第一~第四天线电极11~14,以对垂直于XY平面的第一对称面镜面对称的方式形成。另外,第一~第四天线电极11~14,以对垂直于XY平面且不同于第一对称面的第二对称面镜面对称的方式形成。第一对称面与第二对称面例如是互相正交的面。第一对称面例如是,通过从层叠方向俯视时的第一~第四天线电极11~14的中心位置且与XZ平面平行的面。第二对称面例如是,通过从层叠方向俯视时的第一~第四天线电极11~14的中心位置且与YZ平面平行的面。另外,第一~第四天线电极11~14,以对垂直于XY平面的旋转轴180度旋转对称的方式形成。旋转轴例如是,通过从层叠方向俯视时的第一~第四天线电极11~14的中心位置且与Z轴平行的轴。
第一供电连接器41具有第一贯通导体41A。在介电体60中,第一贯通导体41A以贯通接地层70和从介电体60的底面61至第一探头电极31的部分的方式设置。通过第一供电连接器41和第一探头电极31,对第一~第四天线电极11~14进行供电。
在探头层51上,形成有第一探头电极31。第一探头电极31构成为,从层叠方向俯视时,对第一和第三天线电极11、13中的至少一个天线电极与第二和第四天线电极12、14中的至少一个天线电极具有重叠的部分,以便可以对第一~第四天线电极11~14供电。在图4~图6的结构例子中,第一探头电极31构成为,从层叠方向俯视时,对第一~第四天线电极11~14全部具有重叠的部分。
再有,探头层51也可以配置在第一天线层21与第二天线层22之间。
在天线1中,通过第一探头电极31供电,由此第一~第四天线电极11~14各自有电流流过,并且在各个天线电极中基于电流路径产生固有的谐振。于是,通过第二和第四天线电极12、14的耦合,在以第一频率fa为中心的频带作为天线工作。另外,通过第一和第三天线电极11、13的耦合,在以第二频率fb为中心的频带作为天线工作。
在天线1中,第一探头电极31以在层叠方向上与第一天线层21直接邻接的方式层叠配置,并且构成为从层叠方向俯视时对形成在第一天线层21上的第三天线电极13和第四天线电极14具有重叠的部分。由此,通过第一供电连接器41和第一探头电极31,可以对第一和第三天线电极11、13组与第二和第四天线电极12、14组供电。如上所述,在天线1中,因为第一和第三天线电极11、13彼此耦合;所以即使第一探头电极31与第一天线电极11没有在层叠方向上邻接,也由于第一探头电极31与第三天线电极13在层叠方向上邻接,而可以通过第三天线电极13向第一天线电极11供电。同样,因为第二和第四天线电极12、14彼此耦合;所以即使第一探头电极31与第二天线电极12没有在层叠方向上邻接,也由于第一探头电极31与第四天线电极14在层叠方向上邻接,而可以通过第四天线电极14向第二天线电极12供电。
在天线1中,第一和第三天线电极11、13各自的天线电极的周长比第二和第四天线电极12、14各自的天线电极的周长小,第二频率fb大于第一频率fa(fb>fa)。在下文中,将以频率相对低的第一频率fa为中心的动作模式称作1st模式,将以频率相对高的第二频率fb为中心的动作模式称作2nd模式。
在天线1中,在将第一天线电极11的固有谐振频率作为f1,将第二天线电极12的固有谐振频率作为f2,将第三天线电极13的固有谐振频率作为f3,将第四天线电极14的固有谐振频率作为f4时,固有谐振频率f1~f4优选地全部满足下列式(1)~(8)。由此,能够增大各个动作模式的频带宽度。
|f3-f1|<|f2-f1|……(1)
|f3-f1|<|f4-f1|……(2)
|f3-f1|<|f2-f3|……(3)
|f3-f1|<|f4-f3|……(4)
|f4-f2|<|f2-f1|……(5)
|f4-f2|<|f4-f1|……(6)
|f4-f2|<|f2-f3|……(7)
|f4-f2|<|f4-f3|……(8)
再有,如果调整第一和第三天线电极11、13组各自的天线电极的大小(周长),那么能够使f1=f3。另外,如果调整第二和第四天线电极12、14组各自的天线电极的大小(周长),那么能够使f2=f4。即使在如此结构的情况下,也因为各组的2个天线电极彼此耦合,峰值频率分裂;所以没有像比较例的天线101那样2个天线电极彼此耦合或耦合程度小,各个动作模式与以实质上单独的天线电极工作的情况相比,能够实现更宽的频带。
(天线特性)
以下,表示模拟第一实施方式的天线1的各种天线特性的结果。在模拟时,在图4~图6中,用符号表示的部分的尺寸等,如下所述。εr以外表示尺寸,尺寸的单位为“mm”(毫米)。εr是介电体60的相对介电常数。
Wx=8.0、Wy=8.0、a=b=1.84、c=d=1.40、e=f=2.00、g=h=1.60、w1=0.17、w2=0.18、w3=0.15、w4=0.21、s1=0.05、s2=0.05、Pw=0.2、Ps=1.11、Pl=1.59、D=0.1、t1=0.4、t2=0.1、t3=0.2、εr=2.9
另外,第一~第四天线电极11~14各自的周长L1~L4和固有谐振频率f1~f4,如下所述。周长L1~L4分别是第一~第四天线电极11~14的宽度方向的中心周长。
L1=5.56mm、f1=33.7GHz
L2=7.40mm、f2=24.80GHz
L3=4.48mm、f3=37.9GHz
L4=6.68mm、f4=27.50GHz
图7表示模拟天线1的整体的反射(reflection)特性的结果。图8是相当于天线1的1st模式的反射特性的部分的放大图。图9是相当于天线1的2nd模式的反射特性的部分的放大图。
从图7~图9的结果可知,在各个动作模式中,能够实现宽频带化。
[1.2第一实施方式的变形例]
(第一变形例)
图10表示第一实施方式的第一变形例的天线1A的第二天线层22的平面结构例子。图11表示天线1A的第一天线层21的平面结构例子。图12表示天线1A的第一截面的结构例子。图13表示天线1A的第二截面的结构例子。图12表示从侧面看图11的A-A′线的截面的状态。图13表示从侧面看图11的B-B′线的截面的状态。
第一变形例的天线1A相对于图4~图6所示的天线1的结构,进一步具备第二探头电极32和第二供电连接器42。
第二探头电极32与第一探头电极31同样,由直线状导体图案构成。第二探头电极32与第一探头电极31同样,形成在探头层51上。
第二供电连接器42具有第二贯通导体42A。在介电体60中,第二贯通导体42A以贯通接地层70和从介电体60的底面61至第二探头电极32的部分的方式设置。通过第一供电连接器41和第一探头电极31以及第二供电连接器42和第二探头电极32,对第一~第四天线电极11~14进行供电。第一探头电极31和第二探头电极32互相以差动激发。
第二探头电极32与第一探头电极31同样,构成为从层叠方向俯视时,对第一和第三天线电极11、13中的至少一个天线电极与第二和第四天线电极12、14中的至少一个天线电极具有重叠的部分,以便可以对第一~第四天线电极11~14供电。在图10~图13的结构例子中,第一探头电极31和第二探头电极32构成为,从层叠方向俯视时,对第一~第四天线电极11~14全部具有重叠的部分。
在天线1A中,第二探头电极32配置在从层叠方向俯视时,与第一探头电极31相差90度的位置。
在天线1A中,第一探头电极31与第二探头电极32,以在层叠方向上与第一天线层21直接邻接的方式层叠配置,并且各自构成为从层叠方向俯视时对形成在第一天线层21上的第三天线电极13和第四天线电极14具有重叠的部分。由此,通过第一供电连接器41和第一探头电极31与第二供电连接器42和第二探头电极32,可以对第一和第三天线电极11、13组与第二和第四天线电极12、14组供电。在天线1A中,与图4~图6所示的天线1同样,因为第一和第三天线电极11、13彼此耦合;所以即使第一和第二探头电极31、32与第一天线电极11没有在层叠方向上邻接,也由于第一和第二探头电极31、32与第三天线电极13在层叠方向上邻接,而可以通过第三天线电极13向第一天线电极11供电。同样,因为第二和第四天线电极12、14彼此耦合;所以即使第一和第二探头电极31、32与第二天线电极12没有在层叠方向上邻接,也由于第一和第二探头电极31、32与第四天线电极14在层叠方向上邻接,而可以通过第四天线电极14向第二天线电极12供电。
再有,探头层51也可以配置在第一天线层21与第二天线层22之间。
在天线1A中,通过第一探头电极31和第二探头电极32供电,由此第一~第四天线电极11~14各自有电流流过,并且在各个天线电极中基于电流路径产生固有的谐振。于是,通过第二和第四天线电极12、14的耦合,在以第一频率fa为中心的频带作为天线工作。另外,通过第一和第三天线电极11、13的耦合,在以第二频率fb为中心的频带作为天线工作。
在天线1A中,第二探头电极32配置在从层叠方向俯视时,与第一探头电极31相差90度的位置。因此,天线1A能够在以第一频率fa为中心的频带与以第二频率fb为中心的频带,各自独立收发正交的2个偏振波。
在天线1A的图10~图13中,用符号表示的部分的尺寸等,如下所述。εr以外表示尺寸,尺寸的单位为“mm”(毫米)。εr是介电体60的相对介电常数。
Wx=8.0、Wy=8.0、a=b=1.84、c=d=1.40、e=f=2.00、g=h=1.60、w1=0.17、w2=0.18、w3=0.15、w4=0.21、s1=0.05、s2=0.05、Pw=0.2、Ps=1.11、Pl=1.59、D=0.1、t1=0.4、t2=0.1、t3=0.2、εr=2.9
其他结构和动作,与上述第一实施方式的天线1大致相同。
(第二变形例)
图14表示第一实施方式的第二变形例的天线1B的立体结构例子。
第二变形例的天线1B相对于图4~图6所示的天线1的结构,第一探头电极31的平面形状不同。在天线1B中,从层叠方向俯视时,第一探头电极31为L字状,具有不对称平面形状。在图14所示的例子中,从层叠方向俯视时,第一探头电极31对第二对称面具有不对称平面形状。
其他结构和动作,与上述第一实施方式的天线1大致相同。
图15表示模拟第二变形例的天线1B的E面、频率f=28.0GHz的辐射图案的结果。
从图15可知:在天线1B中,辐射图案的对称性被打破,平衡性变差。这起因于第一探头电极31具有不对称平面形状。
(第三变形例)
图16表示第一实施方式的第三变形例的天线1C的立体结构例子。
第三变形例的天线1C与图10~图13所示的第一变形例的天线1A的结构相同,具备第一探头电极31与第二探头电极32。但是,在天线1C中,第一探头电极31与第二探头电极32的平面形状不同。在天线1C中,从层叠方向俯视时,第一探头电极31与第二探头电极32各自为L字状,具有不对称平面形状。在图16所示的例子中,从层叠方向俯视时,第一探头电极31与第二探头电极32各自对第二对称面具有不对称平面形状。
另外,在天线1C中,第一探头电极31和第二探头电极32以对垂直于XY平面的第一对称面镜面对称的方式形成。第一对称面是,通过从层叠方向俯视时的第一~第四天线电极11~14的中心位置且与XZ平面平行的面。
通过第一供电连接器41和第一探头电极31以及第二供电连接器42和第二探头电极32,对第一~第四天线电极11~14以差动进行供电。第一探头电极31和第二探头电极32互相以差动激发。
其他结构和动作,与上述第一实施方式的第一变形例的天线1A大致相同。
图17表示模拟第三变形例的天线1C的E面、频率f=28.0GHz的辐射图案的结果。
从图17可知:在天线1C中,通过使第一探头电极31与第二探头电极32以镜面对称的方式形成,与第二变形例的天线1B(图14、图15)相比,辐射图案为对称,平衡性变好。
(第四变形例)
图18表示第一实施方式的第四变形例的天线1D的立体结构例子。
第四变形例的天线1D与图10~图13所示的第一变形例的天线1A的结构相同,具备第一探头电极31与第二探头电极32。但是,在天线1D中,第一探头电极31与第二探头电极32的平面形状不同。在天线1D中,从层叠方向俯视时,第一探头电极31与第二探头电极32各自为L字状,具有不对称平面形状。在图18所示的例子中,从层叠方向俯视时,第一探头电极31与第二探头电极32各自对第二对称面具有不对称平面形状。
另外,在天线1D中,第一探头电极31和第二探头电极32以对垂直于XY平面的旋转轴180度旋转对称的方式形成。旋转轴是,通过从层叠方向俯视时的第一~第四天线电极11~14的中心位置且与Z轴平行的轴。
其他结构和动作,与上述第一实施方式的第一变形例的天线1A大致相同。
图19表示模拟天线1D的E面、频率f=28.0GHz的辐射图案的结果。
从图19可知:在天线1D中,通过使第一探头电极31与第二探头电极32以180度旋转对称的方式形成,与第二变形例的天线1B(图14、图15)相比,辐射图案为对称,平衡性变好。
(第五变形例)
图20表示第一实施方式的第五变形例的天线1E的立体结构例子。图21表示天线1E的第一截面的结构例子。图22表示天线1E的第二截面的结构例子。图23表示天线1E的探头层51的平面结构例子。图21表示从侧面看图20的A-A′线的截面的状态。图22表示从侧面看图20的B-B′线的截面的状态。
第五变形例的天线1E相对于图16所示的第三变形例的天线1C的结构,进一步具备:第三探头电极33和第三供电连接器43,以及第四探头电极34和第四供电连接器44。
第三探头电极33和第四探头电极34,与第一探头电极31和第二探头电极32同样,形成在探头层51上。
通过第一供电连接器41和第一探头电极31、第二供电连接器42和第二探头电极32、第三探头电极33和第三供电连接器43以及第四探头电极34和第四供电连接器44,对第一~第四天线电极11~14以差动进行供电。第一探头电极31和第二探头电极32互相以差动激发。另外,第三探头电极33和第四探头电极34互相以差动激发。
第三探头电极33和第四探头电极34与第一探头电极31和第二探头电极32同样,构成为从层叠方向俯视时,对第一和第三天线电极11、13中的至少一个天线电极与第二和第四天线电极12、14中的至少一个天线电极具有重叠的部分,以便可以对第一~第四天线电极11~14供电。在图20~图23的结构例子中,第一~第四探头电极31~34构成为,从层叠方向俯视时,对第一~第四天线电极11~14全部具有重叠的部分。
在天线1E中,第一~第四探头电极31~34,以在层叠方向上与第一天线层21直接邻接的方式层叠配置,并且各自构成为从层叠方向俯视时对形成在第一天线层21上的第三天线电极13和第四天线电极14具有重叠的部分。由此,通过第一供电连接器41和第一探头电极31、第二供电连接器42和第二探头电极32、第三探头电极33和第三供电连接器43与第四探头电极34和第四供电连接器44,可以对第一和第三天线电极11、13组与第二和第四天线电极12、14组以差动供电。在天线1E中,与图4~图6所示的天线1同样,因为第一和第三天线电极11、13彼此耦合;所以即使第一~第四探头电极31~34与第一天线电极11没有在层叠方向上邻接,也由于第一~第四探头电极31~34与第三天线电极13在层叠方向上邻接,而可以通过第三天线电极13向第一天线电极11供电。同样,因为第二和第四天线电极12、14彼此耦合,所以即使第一~第四探头电极31~34与第二天线电极12没有在层叠方向上邻接,也由于第一~第四探头电极31~34与第四天线电极14在层叠方向上邻接,而可以通过第四天线电极14向第二天线电极12供电。
再有,探头层51也可以配置在第一天线层21与第二天线层22之间。
在天线1E中,从层叠方向俯视时,第一~第四探头电极31~34各自为L字状,具有不对称平面形状。在图20所示的例子中,从层叠方向俯视时,第一探头电极31与第二探头电极32各自对第二对称面具有不对称平面形状,第三探头电极33与第四探头电极34各自对第一对称面具有不对称平面形状。
另外,在天线1E中,第一探头电极31和第二探头电极32以对垂直于XY平面的第一对称面镜面对称的方式形成。第一对称面是,通过从层叠方向俯视时的第一~第四天线电极11~14的中心位置且与XZ平面平行的面。
并且,在天线1E中,第三探头电极33和第四探头电极34以对垂直于XY平面的第二对称面镜面对称的方式形成。第二对称面是,通过从层叠方向俯视时的第一~第四天线电极11~14的中心位置且与YZ平面平行的面。
根据这样的结构的天线1E,通过使第一探头电极31和第二探头电极32、第三探头电极33和第四探头电极34分别以镜面对称的方式形成,与第二变形例的天线1B(图14、图15)相比,辐射图案为对称,可以获得均衡的特性。
其他结构和动作,与上述第一实施方式的第三变形例的天线1C大致相同。
(第六变形例)
图24表示第一实施方式的第六变形例的天线1F的立体结构例子。天线1F的第一截面和第二截面的结构,与图21、图22大致相同。
第六变形例的天线1F,与图20~图22所示的第五变形例的天线1E的结构同样,具备第一~第四探头电极31~34和第一~第四供电连接器41~44。第一探头电极31和第二探头电极32互相以差动激发。另外,第三探头电极33和第四探头电极34互相以差动激发。
但是,在第六变形例的天线1F中,相对于第五变形例的天线1E,第一~第四探头电极31~34的配置构造不同。
在天线1F中,与第四变形例的天线1D(图18)同样,第一探头电极31和第二探头电极32以对垂直于XY平面的旋转轴180度旋转对称的方式形成。同样,第三探头电极33和第四探头电极34以对垂直于XY平面的旋转轴180度旋转对称的方式形成。旋转轴是,通过从层叠方向俯视时的第一~第四天线电极11~14的中心位置且与Z轴平行的轴。
根据这样的结构的天线1F,通过使第一探头电极31和第二探头电极32、第三探头电极33和第四探头电极34分别以180度旋转对称的方式形成,与第二变形例的天线1B(图14、图15)相比,辐射图案为对称,可以获得均衡的特性。
其他结构和动作,与上述第一实施方式的第四变形例的天线1D或第五变形例的天线1E大致相同。
(第一实施方式的其他变形例)
在第一实施方式中,虽然通过分别在第一、第二天线层21、22上形成环状的2个天线电极,从而形成2个天线电极组;但是天线层的数量并不限于2个。也可以在第一、第二天线层21、22的上层或下层进一步追加1个或多个天线层,从而形成3个或3个以上的天线层,并且在各个天线层形成环状的2个天线电极。于是,也可以将在层叠方向上重叠的3个或3个以上的天线电极作为1组,分别形成由3个或3个以上的天线电极构成的2个天线电极组。由此,也可以通过3个或3个以上的天线电极耦合,形成1个频带。
<2.第二实施方式(在1个平面内具有3个或3个以上天线电极的天线的结构例子)>
其次,对本发明的第二实施方式的天线进行说明。再有,在下文中,对与上述第一实施方式的天线的构成要素大致相同的部分,附加同一符号,并适当省略其说明。
图25表示本发明的第二实施方式的天线2的第二天线层22的平面结构例子。图26表示天线2的第一天线层21的平面结构例子。图27表示天线2的截面结构例子。图27表示从侧面看图26的A-A′线的截面的状态。
第二实施方式的天线2相对于上述第一实施方式的天线1(图4~图6)的结构,进一步具备:各自由环状导体图案构成的第五天线电极15和第六天线电极16。
第五天线电极15与第一天线电极11和第二天线电极12大小互相不同,并且与第一天线电极11和第二天线电极12一样在第二天线层22上形成为环状。第五天线电极15具有例如比第一天线电极11和第二天线电极12大的形状,并且形成在第一天线电极11和第二天线电极12的外侧。
第六天线电极16与第三天线电极13和第四天线电极14大小互相不同,并且与第三天线电极13和第四天线电极14一样在第一天线层21上形成为环状。第六天线电极16具有例如比第三天线电极13和第四天线电极14大的形状,并且形成在第三天线电极13和第四天线电极14的外侧。
在天线2中,例如第五天线电极15为最大的天线电极。第一~第四天线电极11~14和第六天线电极16构成为:从层叠方向俯视时,内包于例如第五天线电极15的外周的内侧。
通过第一供电连接器41和第一探头电极31对第一~第六天线电极11~16进行供电。
在天线2中,第一探头电极31构成为从层叠方向俯视时,对第一和第三天线电极11,13中的至少一个天线电极、第二和第四天线电极12,14中的至少一个天线电极、第五和第六天线电极15,16中的至少一个天线电极具有重叠的部分,以便可以对第一~第六天线电极11~16供电。在图25~图27的结构例子中,第一探头电极31构成为从层叠方向俯视时,对第一~第六天线电极11~16全部具有重叠的部分。
在天线2中,第一探头电极31以在层叠方向上与第一天线层21直接邻接的方式层叠配置,并且构成为从层叠方向俯视时对形成在第一天线层21上的第三天线电极13、第四天线电极14和第六天线电极16具有重叠的部分。由此,通过第一供电连接器41和第一探头电极31,可以对第一和第三天线电极11,13组、第二和第四天线电极12,14组、第五和第六天线电极15,16组供电。在天线2中,与图4~图6所示的天线1同样,因为第一和第三天线电极11、13彼此耦合,所以即使第一探头电极31与第一天线电极11没有在层叠方向上邻接,也由于第一探头电极31与第三天线电极13在层叠方向上邻接,而可以通过第三天线电极13向第一天线电极11供电。同样,因为第二和第四天线电极12、14彼此耦合,所以即使第一探头电极31与第二天线电极12没有在层叠方向上邻接,也由于第一探头电极31与第四天线电极14在层叠方向上邻接,而可以通过第四天线电极14向第二天线电极12供电。并且,因为第五和第六天线电极15、16彼此耦合,所以即使第一探头电极31与第五天线电极15没有在层叠方向上邻接,也由于第一探头电极31与第六天线电极16在层叠方向上邻接,而可以通过第六天线电极16向第五天线电极15供电。
再有,探头层51也可以配置在第一天线层21与第二天线层22之间。
在天线2中,通过第一探头电极31供电,由此第一~第六天线电极11~16各自有电流流过,并且在各个天线电极中基于电流路径产生固有的谐振。于是,通过第二和第四天线电极12、14的耦合,在以第一频率fa为中心的频带作为天线工作。另外,通过第一和第三天线电极11、13的耦合,在以第二频率fb为中心的频带作为天线工作。并且,通过第五和第六天线电极15、16的耦合,在以第三频率fc为中心的频带作为天线工作。
在天线2中,第五和第六天线电极15、16各自的天线电极的周长比第一~第四天线电极11~14的周长大,第三频率fc小于第一频率fa和第二频率fb(fb>fa>fc)。由此,在天线2中,以频带不同的3个模式作为天线工作。
在图25~图27中,天线2的用符号表示的部分的尺寸等,如下所述。εr以外表示尺寸,尺寸的单位为“mm”(毫米)。εr是介电体60的相对介电常数。
Wx=8.0、Wy=8.0、a=b=1.84、c=d=1.40、i=j=2.3、e=f=2.00、g=h=1.60、m=n=2.40、w1=0.17、w2=0.18、w3=0.15、w4=0.21、w5=0.15、w6=0.13、s1=0.05、s2=0.06、Pw=0.2、Ps=0.92、Pl=1.59、D=0.1、t1=0.4、t2=0.1、t3=0.2、εr=2.9
其他结构和动作,与上述第一实施方式的天线1大致相同。
(第二实施方式的变形例)
在天线2中,虽然通过分别在第一、第二天线层21、22上形成环状的3个天线电极,从而形成3个天线电极组;但是在1个天线层形成的天线电极数并不限于3个。也就是说,形成的天线电极组并不限于3个。也可以通过分别在第一、第二天线层21、22上形成环状的4个以上的天线电极,从而形成4个以上的天线电极组。由此,也可以形成4个以上的天线频带。
另外,相对于天线2的结构,与第一实施方式的第一变形例(图10~图13)同样,也可以进一步具备第二探头电极32。另外,与第一实施方式的第三变形例(图16)同样,也可以进一步具备与第一探头电极31互相以差动激发的第二探头电极32。另外,与第一实施方式的变形例(图20~图23、图24等)同样,也可以进一步具备互相以差动激发的第三探头电极33和第四探头电极34。另外,也可以从层叠方向俯视时,各个探头电极的形状为L字状、不对称平面形状。
<3.第三实施方式(具有三层结构的天线电极的天线的结构例子)>
其次,对本发明的第三实施方式的天线进行说明。再有,在下文中,对与上述第一或第二实施方式的天线的构成要素大致相同的部分,附加同一符号,并适当省略其说明。
[3.1第三实施方式的天线的结构例子]
图28表示第三实施方式的天线3的截面结构例子。图29表示从层叠方向看天线3的平面结构例子。图30A~图30C表示天线3的第一~第三天线层21~23的平面结构例子。图31表示天线3的探头层51的平面结构例子。图28表示从侧面看图29的A-A′线的截面的状态。
第三实施方式的天线3相对于上述第一实施方式的天线1(图4~图6)的结构,进一步具备第三天线层23。
在天线3中,从介电体60的底面61侧依次层叠配置有接地层70、探头层51、第一天线层21、第二天线层22、第三天线层23。
在天线3中,第二天线层22相当于本发明的第一平面和第二平面的一个具体例子。也就是说,第二天线层22相当于本发明的第一平面与第二平面为同一的情况下的第一面的一个具体例子。第一天线层21相当于本发明的第三平面的一个具体例子。第三天线层23相当于本发明的第四平面的一个具体例子。探头层51相当于本发明的第五平面的一个具体例子。
在第二天线层22上,形成有大小互相不同的环状的第一天线电极11和第二天线电极12。第二天线电极12的形状比第一天线电极11大,并且形成在第一天线电极11的外侧。
在第一天线层21上,形成有环状的第三天线电极13。
在第三天线层23上,形成有环状的第四天线电极14。第四天线电极14的形状比第三天线电极13大,从层叠方向俯视时,形成在第三天线电极13的外侧。
第一~第四天线电极11~14构成为:从层叠方向俯视时,第一~第四天线电极11~14中的最大的天线电极以外的其他天线电极内包于最大的天线电极的外周的内侧。
在天线3中,例如第四天线电极14为最大的天线电极。另外,第二天线电极12为大小仅次于第四天线电极14的天线电极。第一天线电极11比第二天线电极12小。第三天线电极13为最小的天线电极。
在天线3中,与上述第一实施方式的天线1同样,通过第一探头电极31供电,由此第一~第四天线电极11~14各自有电流流过,并且在各个天线电极中基于电流路径产生固有的谐振。于是,通过第二和第四天线电极12、14的耦合,在以第一频率fa为中心的频带作为天线工作。另外,通过第一和第三天线电极11、13的耦合,在以第二频率fb为中心的频带作为天线工作。
在天线3中,与上述第一实施方式的天线1同样,第一和第三天线电极11、13各自的天线电极的周长比第二和第四天线电极12、14各自的天线电极的周长小,第二频率fb大于第一频率fa(fb>fa)。
在天线3中,在将第一天线电极11的固有谐振频率作为f1,将第二天线电极12的固有谐振频率作为f2,将第三天线电极13的固有谐振频率作为f3,将第四天线电极14的固有谐振频率作为f4时,与上述第一实施方式的天线1同样,固有谐振频率f1~f4优选地全部满足上述式(1)~(8)。由此,能够增大各个动作模式的频带宽度。
在图28~图31中,天线3的用符号表示的部分的尺寸等,如下所述。εr以外表示尺寸,尺寸的单位为“mm”(毫米)。εr是介电体60的相对介电常数。
Wx=8.0、Wy=8.0、a=b=1.30、c=d=1.80、e=f=1.40、g=h=2.00、w1=0.20、w2=0.15、w3=0.15、w4=0.20、s1=0.05、Ph=0.5、Pw=0.40、Ps=0.62、Pl=1.67、D=0.1、t1=0.8、t2=0.1、t3=0.3、t4=0.1、εr=2.9
(天线特性)
以下,表示模拟天线3的各种天线特性的结果。在模拟时,在图28~图31中用符号表示的部分的尺寸等,如上所述。
图32表示模拟天线3的整体的反射特性的结果。图33是表示相当于天线3的1st模式的反射特性的部分的放大图。图34是表示相当于天线3的2nd模式的反射特性的部分的放大图。
从图32~图34的结果可知,在各个动作模式中,能够实现宽频带化。
其他结构和动作,与上述第一实施方式的天线1大致相同。
[3.2第三实施方式的变形例]
图35表示第三实施方式的一个变形例的天线3A的截面结构例子。图36表示从层叠方向看天线3A的平面结构例子。图37A~图37C表示天线3A的第一~第三天线层21~23的平面结构例子。图38表示天线3A的探头层51的平面结构例子。图35表示从侧面看图36的A-A′线的截面的状态。
天线3A相对于图28~图31所示的天线3的结构,探头层51的位置不同。在天线3A中,从介电体60的底面61侧依次层叠配置有接地层70、第一天线层21、探头层51、第二天线层22、第三天线层23。
在天线3A中,第一天线层21相当于本发明的第一平面和第二平面的一个具体例子。也就是说,第一天线层21相当于本发明的第一平面与第二平面为同一的情况下的第一面的一个具体例子。第二天线层22相当于本发明的第三平面的一个具体例子。第三天线层23相当于本发明的第四平面的一个具体例子。探头层51相当于本发明的第五平面的一个具体例子。
在天线3A的第一天线层21上,形成有大小互相不同的环状的第一天线电极11和第二天线电极12。第二天线电极12的形状比第一天线电极11大,并且形成在第一天线电极11的外侧。
另外,在天线3A的第二天线层22上,形成有环状的第三天线电极13。
另外,在天线3A的第三天线层23上,形成有环状的第四天线电极14。第四天线电极14的形状比第三天线电极13大,从层叠方向俯视时,形成在第三天线电极13的外侧。
在天线3A中,第一供电连接器41的第一贯通导体41A,以贯通接地层70和从介电体60的底面61至第一探头电极31的部分的方式设置在介电体60中。通过第一供电连接器41和第一探头电极31对第一~第四天线电极11~14进行供电。
在天线3A中,与上述第一实施方式的天线1同样,通过第一探头电极31供电,由此第一~第四天线电极11~14各自有电流流过,并且在各个天线电极中基于电流路径产生固有的谐振。于是,通过第二和第四天线电极12、14的耦合,在以第一频率fa为中心的频带作为天线工作。另外,通过第一和第三天线电极11、13的耦合,在以第二频率fb为中心的频带作为天线工作。
在天线3A中,第一探头电极31优选地,与第一和第三天线电极11、13中的至少一个(在本实施方式中为第一天线电极11与第三天线电极13的双方)以及第二和第四天线电极12、14中的至少一个(在本实施方式中为第二天线电极12)直接邻接配置。在天线3A中,因为第二和第四天线电极12、14彼此耦合,所以即使第一探头电极31与第四天线电极14没有在层叠方向上邻接,也由于第一探头电极31与第二天线电极12在层叠方向上邻接,而可以通过第二天线电极12向第四天线电极14供电。
在图35~图38中,天线3A的用符号表示的部分的尺寸等,如下所述。εr以外表示尺寸,尺寸的单位为“mm”(毫米)。εr是介电体60的相对介电常数。
Wx=8.0、Wy=8.0、a=b=1.84、c=d=1.52、e=f=1.40、g=h=2.00、w1=0.20、w2=0.24、w4=0.32、w5=0.40、s1=0.05、Pw=0.30、Ps=0.20、Pl=0.98、D=0.15、t1=0.3、t2=0.4、t3=0.4、t4=0.2、εr=2.9
其他结构和动作,与上述第一实施方式的天线1或上述第三实施方式的天线3大致相同。
(第三实施方式的其他变形例)
在天线3、3A中,虽然形成了2个天线电极组,但是形成的天线电极组并不限于2个。也可以像第二实施方式的天线2(图25~图27)那样,在第一~第三天线层21~23中的任意2个天线层追加第五天线电极15和第六天线电极16,形成3个天线电极组,从而形成3个天线频带。进一步说,也可以追加2个以上的天线电极,形成4个以上的天线电极组,从而形成4个以上的天线频带。
另外,探头层51也可以配置在第二天线层22与第三天线层23之间。
另外,相对于天线3、3A的结构,与第一实施方式的第一变形例(图10~图13)同样,也可以进一步具备第二探头电极32。另外,与第一实施方式的第三变形例(图16)同样,也可以进一步具备与第一探头电极31互相以差动激发的第二探头电极32。另外,与第一实施方式的变形例(图20~图23、图24等)同样,也可以进一步具备互相以差动激发的第三探头电极33和第四探头电极34。另外,也可以从层叠方向俯视时,各个探头电极的形状为L字状、不对称平面形状。第二~第四探头电极32~34与第一探头电极31同样,优选地与第一和第三天线电极11、13中的至少一个以及第二和第四天线电极12、14中的至少一个直接邻接配置。
<4.第四实施方式(具有4层结构的天线电极的天线的结构例子)>
其次,对本发明的第四实施方式的天线进行说明。再有,在下文中,对与上述第一至第三中的任何一个实施方式的天线的构成要素大致相同的部分,附加同一符号,并适当省略其说明。
[4.1第四实施方式的天线的结构例子]
图39表示第四实施方式的天线4的截面结构例子。图40表示从层叠方向看天线4的平面结构例子。图41A~图41D表示天线4的第一~第四天线层21~24的平面结构例子。图42表示天线4的探头层51的平面结构例子。图39表示从侧面看图40的A-A′线的截面的状态。
第四实施方式的天线4相对于上述第一实施方式的天线1(图4~图6)的结构,进一步具备第三天线层23、第四天线层24。
在天线4中,从介电体60的底面61侧依次层叠配置有接地层70、第一天线层21、探头层51、第二天线层22、第三天线层23、第四天线层24。
在天线4中,第一天线层21相当于本发明的第一平面的一个具体例子。第二天线层22相当于本发明的第二平面的一个具体例子。第三天线层23相当于本发明的第三平面的一个具体例子。第四天线层24相当于本发明的第四平面的一个具体例子。探头层51相当于本发明的第五平面的一个具体例子。
在天线4的第一天线层21上,形成有环状的第一天线电极11。另外,在第二天线层22上,形成有环状的第二天线电极12。第二天线电极12的形状比第一天线电极11大,从层叠方向俯视时,形成在第一天线电极11的外侧。
另外,在天线4的第三天线层23上,形成有环状的第三天线电极13。另外,在第四天线层24上,形成有环状的第四天线电极14。第四天线电极14的形状比第三天线电极13大,从层叠方向俯视时,形成在第三天线电极13的外侧。
第一~第四天线电极11~14构成为:从层叠方向俯视时,第一~第四天线电极11~14中的最大的天线电极以外的其他天线电极内包于最大的天线电极的外周的内侧。
在天线4中,例如第四天线电极14为最大的天线电极。另外,第二天线电极12为大小仅次于第四天线电极14的天线电极。第三天线电极13比第二天线电极12小。第一天线电极11为最小的天线电极。
在天线4中,第一供电连接器41的第一贯通导体41A,以贯通接地层70和从介电体60的底面61至第一探头电极31的部分的方式设置在介电体60中。通过第一供电连接器41和第一探头电极31对第一~第四天线电极11~14进行供电。
在天线4中,第一探头电极31以在层叠方向上与第一天线层21和第二天线层22直接邻接的方式层叠配置,并且构成为从层叠方向俯视时对形成在第一天线层21上的第一天线电极11和形成在第二天线层22上的第二天线电极12具有重叠的部分。由此,通过第一供电连接器41和第一探头电极31,可以对第一和第三天线电极11,13组、第二和第四天线电极12,14组供电。
在天线4中,第一探头电极31优选地,与第一和第三天线电极11、13中的至少一个(在本实施方式中为第一天线电极11)以及第二和第四天线电极12、14中的至少一个(在本实施方式中为第二天线电极12)直接邻接配置。在天线4中,因为第一和第三天线电极11、13彼此耦合,所以即使第一探头电极31与第三天线电极13没有在层叠方向上邻接,也由于第一探头电极31与第一天线电极11在层叠方向上邻接,而可以通过第一天线电极11向第三天线电极13供电。同样,因为第二和第四天线电极12、14彼此耦合,所以即使第一探头电极31与第四天线电极14没有在层叠方向上邻接,也由于第一探头电极31与第二天线电极12在层叠方向上邻接,而可以通过第二天线电极12向第四天线电极14供电。
在天线4中,与上述第一实施方式的天线1同样,通过第一探头电极31供电,由此第一~第四天线电极11~14各自有电流流过,在各个天线电极中基于电流路径产生固有的谐振。于是,通过第二和第四天线电极12、14的耦合,在以第一频率fa为中心的频带作为天线工作。另外,通过第一和第三天线电极11、13的耦合,在以第二频率fb为中心的频带作为天线工作。
在天线4中,与上述第一实施方式的天线1同样,第一和第三天线电极11、13各自的天线电极的周长比第二和第四天线电极12、14各自的天线电极的周长小,第二频率fb大于第一频率fa(fb>fa)。
在天线4中,在将第一天线电极11的固有谐振频率作为f1,将第二天线电极12的固有谐振频率作为f2,将第三天线电极13的固有谐振频率作为f3,将第四天线电极14的固有谐振频率作为f4时,与上述第一实施方式的天线1同样,固有谐振频率f1~f4优选地全部满足上述式(1)~(8)。由此,能够增大各个动作模式的频带宽度。
在图39~图42中,天线4的用符号表示的部分的尺寸等,如下所述。εr以外表示尺寸,尺寸的单位为“mm”(毫米)。εr是介电体60的相对介电常数。
Wx=8.0、Wy=8.0、a=b=1.42、c=d=1.80、e=f=1.52、g=h=2.00、w1=0.23、w3=0.30、w4=0.32、w5=0.40、Pw=0.30、Ps=0.20、Pl=0.98、D=0.15、t1=0.3、t2=0.4、t3=0.1、t4=0.3、t5=0.2、εr=2.9
另外,在天线4中,第一~第四天线电极11~14各自的周长L1~L4和固有谐振频率f1~f4,如下所述。周长L1~L4分别是第一~第四天线电极11~14的宽度方向的中心周长。
L1=4.76mm、f1=39.1GHz
L2=6.00mm、f2=31.2GHz
L3=4.80mm、f3=38.6GHz
L4=6.40mm、f4=29.6GHz
其他结构和动作,与上述第一实施方式的天线1大致相同。
(天线特性)
以下,表示模拟天线4的各种天线特性的结果。在模拟时,在图39~图42中用符号表示的部分的尺寸等,如上所述。另外,第一~第四天线电极11~14各自的周长L1~L4和固有谐振频率f1~f4,如上所述。
图43表示模拟天线4的整体的反射特性的结果。图44是表示相当于天线4的1st模式的反射特性的部分的放大图。图45是表示相当于天线4的2nd模式的反射特性的部分的放大图。
从图43~图45的结果可知,在各个动作模式中,能够实现宽频带化。
[4.2第四实施方式的变形例]
在天线4中,虽然形成了2个天线电极组,但是形成的天线电极组并不限于2个。也可以像第二实施方式的天线2(图25~图27)那样,在第一~第四天线层21~24中的任意2个天线层追加第五天线电极15和第六天线电极16,形成3个天线电极组,从而形成3个天线频带。进一步说,也可以追加2个以上的天线电极,形成4个以上的天线电极组,从而形成4个以上的天线频带。
相对于图39~图42所示的天线4的结构,也可以在第二天线层22与第三天线层23之间配置探头层51。或者,也可以在第三天线层23与第四天线层24之间配置探头层51。
另外,相对于天线4的结构,与第一实施方式的第一变形例(图10~图13)同样,也可以进一步具备第二探头电极32。另外,与第一实施方式的第三变形例(图16)同样,也可以进一步具备与第一探头电极31互相以差动激发的第二探头电极32。另外,与第一实施方式的变形例(图20~图23、图24等)同样,也可以进一步具备互相以差动激发的第三探头电极33和第四探头电极34。另外,也可以从层叠方向俯视时,各个探头电极的形状为L字状、不对称平面形状。第二~第四探头电极32~34与第一探头电极31同样,优选地与第一和第三天线电极11、13中的至少一个以及第二和第四天线电极12、14中的至少一个直接邻接配置。
<5.其他实施方式>
本发明的技术不限于上述各种实施方式所述的内容,可以进行各种变化。
例如也可以将上述各种实施方式的天线与其他电路一起搭载于1个基板而模块化。
根据本发明的一种实施方式的天线,因为以适当的结构层叠配置了环状的第一至第四天线电极与探头电极,所以可以实现多个频带各自的频带宽度大的特性。
再有,本技术也能够采用以下结构。
(1)
一种天线,具备:
介电体,具有第一平面、第二平面、不同于所述第一平面的第三平面、不同于所述第二平面的第四平面和不同于所述第一至第四平面的第五平面,所述第一至第五平面以互相平行的方式层叠配置;
第一天线电极,在所述第一平面内形成为环状;
第二天线电极,在所述第二平面内形成为环状,并且与所述第一天线电极大小不同;
第三天线电极,在所述第三平面内形成为环状;
第四天线电极,在所述第四平面内形成为环状,并且与所述第三天线电极大小不同;以及
至少1个探头电极,形成在所述第五平面内,并且从层叠方向俯视时,对所述第一和第三天线电极中的至少一个天线电极与所述第二和第四天线电极中的至少一个天线电极具有重叠的部分,以便可以对所述第一至第四天线电极供电,
从层叠方向俯视时,所述第一至第四天线电极中的最大的天线电极以外的其他天线电极内包于所述最大的天线电极的外周的内侧。
(2)
所述(1)所述的天线,其中,
所述第一平面与所述第二平面为同一的第一面,
所述第三平面与所述第四平面为同一的第二面,
在所述第一面中,所述第二天线电极形成在所述第一天线电极的外侧,
在所述第二面中,所述第四天线电极形成在所述第三天线电极的外侧。
(3)
所述(1)所述的天线,其中,
所述第一平面与所述第二平面为同一面,
在所述同一面中,所述第二天线电极形成在所述第一天线电极的外侧。
(4)
所述(1)所述的天线,其中,
所述第一至第四平面是互相不同的面。
(5)
所述(1)至所述(4)中的任一项所述的天线,其中,
所述至少1个探头电极包括第一探头电极与第二探头电极,
所述第一至第四天线电极以对垂直于所述第一至第四平面的第一对称面镜面对称的方式形成,
所述第一探头电极和所述第二探头电极以对所述第一对称面镜面对称的方式形成,并且互相以差动激发。
(6)
所述(5)所述的天线,其中,
所述至少1个探头电极进一步包括第三探头电极与第四探头电极,
所述第一至第四天线电极以对垂直于所述第一至第四平面且不同于所述第一对称面的第二对称面镜面对称的方式形成,
所述第三探头电极和所述第四探头电极以对所述第二对称面镜面对称的方式形成,并且互相以差动激发。
(7)
所述(1)至所述(4)中的任一项所述的天线,其中,
所述至少1个探头电极包括第一探头电极与第二探头电极,
所述第一至第四天线电极以对垂直于所述第一至第四平面的旋转轴180度旋转对称的方式形成,
所述第一探头电极和所述第二探头电极以对所述旋转轴180度旋转对称的方式形成,并且互相以差动激发。
本公开含有涉及在2018年8月30日在日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2018-161911中公开的主旨,其全部内容包含在此,以供参考。
本领域的技术人员应该理解,虽然根据设计要求和其他因素可能出现各种修改,组合,子组合和可替换项,但是它们均包含在附加的权利要求或它的等同物的范围内。

Claims (7)

1.一种天线,具备:
介电体,具有第一平面、第二平面、不同于所述第一平面的第三平面、不同于所述第二平面的第四平面和不同于所述第一至第四平面的第五平面,所述第一至第五平面以互相平行的方式层叠配置;
第一天线电极,在所述第一平面内形成为环状;
第二天线电极,在所述第二平面内形成为环状,并且与所述第一天线电极大小不同;
第三天线电极,在所述第三平面内形成为环状;
第四天线电极,在所述第四平面内形成为环状,并且与所述第三天线电极大小不同;以及
至少1个探头电极,形成在所述第五平面内,并且从层叠方向俯视时,对所述第一和第三天线电极中的至少一个天线电极与所述第二和第四天线电极中的至少一个天线电极具有重叠的部分,以便可以对所述第一至第四天线电极供电,
从层叠方向俯视时,所述第一至第四天线电极中的最大的天线电极以外的其他天线电极内包于所述最大的天线电极的外周的内侧。
2.根据权利要求1所述的天线,其中,
所述第一平面与所述第二平面为同一的第一面,
所述第三平面与所述第四平面为同一的第二面,
在所述第一面中,所述第二天线电极形成在所述第一天线电极的外侧,
在所述第二面中,所述第四天线电极形成在所述第三天线电极的外侧。
3.根据权利要求1所述的天线,其中,
所述第一平面与所述第二平面为同一面,
在所述同一面中,所述第二天线电极形成在所述第一天线电极的外侧。
4.根据权利要求1所述的天线,其中,
所述第一至第四平面是互相不同的面。
5.根据权利要求1至权利要求4中的任一项所述的天线,其中,
所述至少1个探头电极包括第一探头电极与第二探头电极,
所述第一至第四天线电极以对垂直于所述第一至第四平面的第一对称面镜面对称的方式形成,
所述第一探头电极和所述第二探头电极以对所述第一对称面镜面对称的方式形成,并且互相以差动激发。
6.根据权利要求5所述的天线,其中,
所述至少1个探头电极进一步包括第三探头电极与第四探头电极,
所述第一至第四天线电极以对垂直于所述第一至第四平面且不同于所述第一对称面的第二对称面镜面对称的方式形成,
所述第三探头电极和所述第四探头电极以对所述第二对称面镜面对称的方式形成,并且互相以差动激发。
7.根据权利要求1至权利要求4中的任一项所述的天线,其中,
所述至少1个探头电极包括第一探头电极与第二探头电极,
所述第一至第四天线电极以对垂直于所述第一至第四平面的旋转轴180度旋转对称的方式形成,
所述第一探头电极和所述第二探头电极以对所述旋转轴180度旋转对称的方式形成,并且互相以差动激发。
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