CN113169454B - 天线、基板和通信装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供例如使用开口环谐振器的小型双偏振天线以及该天线用的基板和通信装置。例如，在大致长方形的导体板(a1)的各边各具备一个天线元件(a2)的天线(A1)中，所述天线元件(a2)各自具备：环的一部分被开口部(a21)切断的形状的开口环导体(a22)，以及供电线(a23)；所述供电线(a23)与所述开口环导体(a22)电连接，并且在跨越形成在所述开口环导体(a22)内侧的区域的方向上延伸；四个所述天线元件(a2)中的所述导体板(a1)中的相对的任意两边所具备的两个所述天线元件(a2)以偏振方向的电场朝向大致相同的方式经由各自所具备的所述供电线(a23)被供电。
Description
技术领域
本发明涉及例如天线、基板和通信装置。
背景技术
作为用于无线通信装置的小型天线，已知一种使用开口环谐振器的天线。
例如，专利文献1公开了一种具备开口环谐振器的大致长方形的导体板。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利第9496616号说明书
发明内容
发明要解决的技术问题
本申请发明人发现了如下问题：为了使专利文献1中的天线双偏振化，仅仅是在专利文献1中的导体板的与具备开口环谐振器的边相邻的边还具备开口环谐振器的情况下，不能确保两个偏振波间的辐射图案的正交性。
用于解决技术问题的手段
本公开的一种方式的天线例如可以是在大致长方形的导体板的各边各具备一个天线元件的天线，所述天线元件各自具备：环的一部分被开口部切断的形状的开口环导体，以及供电线；所述供电线与所述开口环导体电连接，并且在跨越形成在所述开口环导体内侧的区域的方向上延伸；四个所述天线元件中的所述导体板中的相对的任意两边所具备的两个所述天线元件，以偏振方向的电场朝向大致相同的方式经由各自所具备的所述供电线被供电。本公开的一种方式的基板例如可以是具备大致长方形的导体板的基板，为了在所述导体板的各边各安装有一个天线元件，具备与所述天线元件中的接地端子对应的端子；为了以所述导体板中的相对的任意两边所具备的所述天线元件的偏振方向的电场朝向大致相同方式使所述天线元件分别经由供电线被供电，具备与所述供电线中的端子对应的端子；所述天线元件各自具备：环的一部分被开口部切断的形状的开口环导体、所述供电线、以及与所述导体板分离的所述接地端子；所述供电线与所述开口环导体电连接，并且在跨越形成在所述开口环导体内侧的区域的方向上延伸。本公开的一种方式的通信装置例如可以是具备本公开的一种方式的天线的通信装置。
发明的效果
根据本公开中的各种方式，例如，能够提供使用开口环谐振器的小型双偏振天线以及该天线用的基板和通信装置。
附图说明
图1是本公开的一种方式的天线的例子。
图2是本公开的一种方式的天线的例子。
图3是本公开的一种方式的天线元件的例子。
图4是本公开的一种方式的天线元件的例子。
图5是本公开的一种方式的天线元件的例子。
图6是本公开的一种方式的天线元件的例子。
图7是本公开的一种方式的天线元件的例子。
图8是本公开的一种方式的天线元件的例子。
图9是本公开的一种方式的天线元件的例子。
图10是本公开的一种方式的天线元件的例子。
图11是本公开的一种方式的天线元件的例子。
图12是本公开的一种方式的天线元件的例子。
图13是本公开的一种方式的天线元件的例子。
图14是本公开的一种方式的天线元件的例子。
图15是本公开的一种方式的天线中的供电电路图的例子。
图16是本公开的一种方式的天线中的供电电路图的例子。
图17是本公开的一种方式的天线中的供电电路图的例子。
图18是天线的特性的例子。
图19是天线的特性的例子。
图20是天线的特性的例子。
图21是本公开的一种方式的天线的例子。
图22是本公开的一种方式的天线中的供电电路图的例子。
图23是本公开的一种方式的基板的例子。
图24是本公开的一种方式的基板的例子。
图25是本公开的一种方式的基板的例子。
图26是本公开的一种方式的基板的例子。
图27是本公开的一种方式的基板的例子。
图28是本公开的一种方式的基板的例子。
图29是本公开的一种方式的基板的例子与本公开的一种方式的天线元件的例子的连接方式的例子。
图30是本公开的一种方式的基板的例子与本公开的一种方式的天线元件的例子的连接方式的例子。
图31是本公开的一种方式的基板的例子与本公开的一种方式的天线元件的例子的连接方式的例子。
图32是本公开的一种方式的基板的例子与本公开的一种方式的天线元件的例子的连接方式的例子。
图33是本公开的一种方式的基板的例子与本公开的一种方式的天线元件的例子的连接方式的例子。
图34是本公开的一种方式的基板的例子与本公开的一种方式的天线元件的例子的连接方式的例子。
图35是本公开的一种方式的基板的例子与本公开的一种方式的天线元件的例子的连接方式的例子。
图36是本公开的一种方式的基板的例子。
附图标记
A1、A2、A3：天线
a1：导体板
a2(a2-1、a2-2、a2-3、a2-4)：天线元件
a21(a21-1、a21-2、a21-3、a21-4)：开口部
a22(a22-1、a22-2、a22-3、a22-4)：开口环导体
a23(a23-1、a23-2、a23-3、a23-4)：供电线
a24(a24-1、a24-2、a24-3、a24-4)：区域
a25(a25-1、a25-2、a25-3、a25-4)：接地端子
a31、a32：供电点
a41、a42：移相器
B1、B2、B3：基板
b1(b1-1、b1-2、b1-3、b1-4)：端子
b2(b2-1、b2-2、b2-3、b2-4)：端子
b3(b3-1、b3-2、b3-3、b3-4)：供电用导体图案
b4(b4-1、b4-2、b4-3、b4-4)：导体
具体实施方式
本公开中的所有方式仅为示例，并不意图从本公开排除其他例子，也并不意图限定权利要求书所记载的发明的技术范围。
对本公开中的各方式彼此的组合的记载省略可能会一部分。该省略意图简化说明，并不意图从本公开的排除，也并不意图限定权利要求书所记载的发明的技术范围。无论有无该省略，本公开中的各方式彼此的所有组合都明确地、隐含地或内在地包括在本公开中。即，无论有无该省略，本公开中的各方式彼此的所有组合都能够直接且明确地从本公开得出。
例如，本公开的一种方式的天线可以是如下天线A1：如图1、图2所示，在大致长方形的导体板a1的各边各具备一个天线元件a2(a2-1、a2-2、a2-3、a2-4)，天线元件a2各自具备：环的一部分被开口部a21(a21-1、a21-2、a21-3、a21-4)切断的形状的开口环导体a22(a22-1、a22-2、a22-3、a22-4)；以及供电线a23(a23-1、a23-2、a23-3、a23-4)，供电线a23与开口环导体a22电连接，在跨越形成在开口环导体a22内侧的区域a24的方向上延伸，四个天线元件a2中的导体板a1中的相对的任意两边所具备的两个天线元件a2(a2-1和a2-3或a2-2和a2-4)以偏振方向的电场朝向大致相同的方式经由各自所具备的供电线a23被供电。
例如，导体板a1可以设置于基板B1。
例如，天线元件a2可以是图3～图14所示的方式和它们的变形。
例如，图1、图2例示了将图3中的天线元件a2及其变形设置在各边上的天线A1，但是天线A1中的各天线元件a2(a2-1、a2-2、a2-3、a2-4)也可以是图4～图14中的任意天线元件a2和它们的变形。
例如，开口部a21可以不填充任何物质，也可以填满树脂等。
例如，开口部a21可以是任意形状，可以是直线、曲线、折线等形状。
例如，开口部a21可以是曲折形状。曲折形状这种术语包含被称为蜿蜒形状、梳齿形状、基于交叉手指结构的形状等术语的概念。例如，曲折形状由直线、曲线、折线等的组合形成。
例如，开口环导体a22可以由金属板形成。
例如，开口环导体a22可以是任意形状，可以是基于沿着方形环的大致C形的形状，也可以是基于沿着圆形环、椭圆形环、跑道环等其他各种环的形状的形状。
例如，形成在开口环导体a22内侧的区域a24可以是任意形状，可以是正方形、长方形等多边形的形状，也可以是圆、椭圆等形状。
例如，可以在开口环导体a22中的夹着开口部a21的部分具备辅助导体。辅助导体可以设置在与开口环导体a22相同的层，也可以设置在不同的层。
“供电线a23与开口环导体a22电连接”这种术语包含直接连接导体的电连接和EM供电等无线供电的电连接的两者的概念。
例如，供电线a23可以与开口环导体a22中的任意部分连接，通过调节连接部位，能够使RF电路与天线元件a2的阻抗匹配。
例如，供电线a23可以设置在与开口环导体a22不同的层，例如经由导通孔等与开口环导体a22连接。
例如，供电线a23可以设置在与存在开口环导体a22的层相同的层，并在区域a24内延伸；此外，可以沿设置于开口环导体a22或导体板a1上的间隙延伸。
例如，供电线a23可以由传输线路等电线形成，也可以由金属板形成。
例如，开口环导体a22和供电线a23的金属板部分可以通过利用激光等从一张导体板切出而形成。
例如，向天线元件a2(a2-1、a2-2、a2-3、a2-4)的供电可以通过图15中的电路图P的方式实现。
例如，在图15中，天线元件a2-1和天线元件a2-3由供电点a31供电，天线元件a2-2和天线元件a2-4由供电点a32供电。
“天线元件a2-1和天线元件a2-3以偏振方向的电场朝向大致相同的方式经由各自所具备的所述供电线a23被供电”这种特征例如可以通过图16、图17的方式及其变形例实现。另外，天线元件a2-2和天线元件a2-4也同样。
例如，在图16中，天线元件a2-1和天线元件a2-3仅通过从供电点a31供电，天线元件a2-1中的偏振方向的电场朝向E1和天线元件a2-3中的偏振方向的电场朝向E3大致相同。
此时，例如，从供电点a31观察的向天线元件a2-1的供电线和向天线元件a2-3的供电线成为电气上大致等长的布线。
例如，在图17中，天线元件a2-1仅由供电点a31供电，天线元件a2-3由经由移相器a41(例如180度移相器)的供电点a3供电，由此调节开口环导体a22与供电线a23的连接位置的影响，E1和E3大致相同。
例如，在大致长方形的导体板a1的一边仅具备一个天线元件a2(a2-1)的情况下，与该天线元件a2(a2-1)对应的偏振波的辐射图案如图18所示。
因此，例如通过在与具备该天线元件a2(a2-1)的边相邻的边还具备一个天线元件a2(a2-2或a2-4)，如果要进行双偏振化，则两个偏振波的辐射图案的正交性降低。
相对于此，在本公开的一种方式的天线A1中，例如，与天线元件a2-1和天线元件a2-3对应的偏振波的辐射图案如图19所示，与天线元件a2-2和天线元件a2-4对应的偏振波的辐射图案如图20所示。因此，在本公开的一种方式的天线A1中，例如，两个偏振波的辐射图案的正交性高。
即，根据本公开的一种方式，例如，能够提供使用开口环谐振器的小型双偏振天线。
例如，本公开的一种方式的天线(例如天线A1及其变形例)可以是如下天线A2：如图21所示，四个天线元件a2中的导体板a1中的相邻的任意两边所具备的两个天线元件a2(a2-1和a2-2、a2-2和a2-3、a2-3和a2-4或a2-4和a2-1)各自的各中心(O1、O2、O3、O4)彼此的距离L(L12、L23、L34、L41)为该天线的谐振频率下的电磁波的真空波长λ的大致1/5以下。
L12是连接点O1和点O2的线段的长度。即，L12是点O1与点O2之间的距离。
L23是连接点O2和点O3的线段的长度。即，L23是点O2与点O3之间的距离。
L34是连接点O3和点O4的线段的长度。即，L34是点O3与点O4之间的距离。
L41是连接点O4和点O1的线段的长度。即，L41是点O4与点O1之间的距离。
例如，在仅在大致长方形的导体板a1中的某相邻的两边具备天线元件a2(例如仅a2-1和a2-2)的双偏振天线的情况下，在L(例如L12)为λ的大致1/5以下的情况下，两个偏振波的辐射图案的正交性降低。
相对于此，在本公开的一种方式的天线A2中，例如，即使在L(L12、L23、L34、L41)为λ的大致1/5以下的情况下，两个偏振波的辐射图案的正交性也高。
即，根据本公开的一种方式，例如，能够提供使用开口环谐振器的更小型的双偏振天线。
例如，本公开的一种方式的天线(例如天线A1、A2及其变形例)可以是如下天线A3：如图22所示，四个天线元件a2中的在导体板a1中的相邻的任意两边所具备的两个天线元件a2(a2-1和a2-2、a2-2和a2-3、a2-3和a2-4或a2-4和a2-1)经由各自所具备的供电线a23供电的信号的相位差为90度。
例如，该90度的相位差可以通过图22中的电路图Q的方式及其变形例实现。
如上所述，根据本公开的一种方式，例如，能够提供使用开口环谐振器的小型圆偏振天线。
例如，本公开的一种方式的基板可以是如下基板B1：如图23所示，具备大致长方形的导体板a1，为了在导体板a1的各边各安装一个天线元件a2(a2-1、a2-2、a2-3、a2-4)，具备与天线元件a2(a2-1、a2-2、a2-3、a2-4)中的接地端子a25(a25-1、a25-2、a25-3、a25-4)对应的端子b1(b1-1、b1-2、b1-3、b1-4)；为了以导体板a1中的相对的任意两边所具备的天线元件a2(a2-1和a2-3或a2-2和a2-4)的偏振方向的电场朝向大致相同的方式，天线元件a2(a2-1、a2-2、a2-3、a2-4)分别经由供电线a23(a23-1、a23-2、a23-3、a23-4)被供电，具备与供电线a23(a23-1、a23-2、a23-3、a23-4)中的端子对应的端子b2(b2-1、b2-2、b2-3、b2-4)；天线元件a2分别具备：环的一部分被开口部a21切断的形状的开口环导体a22、供电线a23、以及与导体板分离的接地端子a25；供电线23与开口环导体a22电连接，并且在跨越形成在开口环导体a22内侧的区域a24的方向上延伸。
如图23所示，大致长方形这种术语包含从大致长方形的形状切除例如与天线元件a2的安装部位等对应的部分的形状。
例如，基板B1可以具备具有导体板a1的层，并且具备其他层。
例如，天线元件a2-1中的接地端子a25-1可以是一个，也可以是多个。
因此，与接地端子a25-1对应的基板B1中的端子b1-1也同样可以是一个，也可以是多个。
天线元件a2-2、a2-3、a2-4中的接地端子a25-2、a25-3、a25-4也同样，端子b1-2、b1-3、b1-4也同样。
例如，基板B1可以具备包括端子b2的供电用导体图案b3。
例如，供电用导体图案b3可以设置在与具备导体板a1的层相同的层。
例如，如图24所示，供电用导体图案b3可以设置于在天线元件a2安装于基板B1的情况下基板B1的与天线元件a2(也包括区域a24)的区域a24相对的部分。
例如，如图25所示，供电用导体图案b3也可以设置于在天线元件a2安装于基板B1的情况下基板B1的与天线元件a2(也包括区域a24)相对的部分以外的部分。
例如，图15～图17中的电路图的方式及其变形例可以安装于基板B1中的具备供电用导体图案b3的层以外的层，也可以安装于基板B1中的具备供电用导体图案b3的层以外的层。
例如，如图25所示，在天线元件a2安装于基板B1的情况下，在基板B1的与天线元件a2(也包括区域a24)的区域a24相对的部分可以不存在导体。
例如，如图26所示，在天线元件a2安装于基板B1的情况下，在基板B1的与天线元件a2(也包括区域a24)的区域a24相对的部分也可以存在导体b4，导体b4可以在电气上从导体板a1断开。
例如，如图27、图28所示，在天线元件a2安装于基板B1的情况下，在基板B1的与天线元件a2(也包括区域a24)的区域a24相对的部分也可以已经具备天线元件a2。
如上所述，在本公开的一种方式中，例如，如图29～35所示，将接地端子a25与端子b1连接，将供电线a23中的端子与对应的端子b2连接，由此能够使与供电的RF信号对应的电流流过天线元件a2。
因此，根据本公开的一种方式，例如，能够将天线元件a2作为部件以单体流通，或者能够根据设计要求灵活地组合。
即，根据本公开的一种方式，例如，能够将天线元件a2器件作为部件使用。
如上所述，在本公开的一种方式中，例如，能够提供用于使用开口环谐振器的小型双偏振天线的基板。
例如，如图36所示，本公开的一种方式的基板(例如基板B1及其变形例)可以是基板B2，该基板B2构成为：在导体板a1的各边各安装有一个天线元件a2(a2-1、a2-2、a2-3、a2-4)的情况下，设置在导体板a1中的相邻的任意两边的两个天线元件a2(a2-1和a2-2、a2-2和a2-3、a2-3和a2-4或a2-4和a2-1)各自的各中心(O1、O2、O3、O4)彼此的距离L(L12、L23、L34、L41)为天线元件a2的谐振频率下的电磁波的真空波长的1/5以下。
如上所述，在本公开的一种方式中，例如，能够提供用于使用开口环谐振器的更小型的双偏振天线的基板。
例如，本公开的一种方式的基板(例如基板B1、B2及其变形例)可以是基板B3，该基板B3构成为：在导体板a1的各边各安装有一个天线元件a2(a2-1、a2-2、a2-3、a2-4)的情况下，对设置在导体板a1中的相邻的任意两边的两个天线元件a2(a2-1和a2-2、a2-2和a2-3、a2-3和a2-4或a2-4和a2-1)分别供电的信号的相位差为90度。
例如，该90度的相位差可以通过图22中的电路图Q的方式及其变形例实现。
例如，图22中的电路图Q的方式及其变形例可以安装于基板B1中的具备供电用导体图案b3的层以外的层，也可以安装于基板B1中的具备供电用导体图案b3的层以外的层。
如上所述，在本公开的一种方式中，例如，能够提供用于使用开口环谐振器的小型圆偏振天线的基板。
例如，本公开的一种方式的通信装置可以具备本公开的一种方式的天线(例如天线A1、A2、A3及其变形例)。
如上所述，根据本公开的一种方式，例如，能够提供具备使用开口环谐振器的小型双偏振天线的通信装置。
以上，参照实施方式对本申请发明进行了说明，但是本申请发明不限定于上述说明。本申请发明的结构、细节能够在发明的范围内进行本领域技术人员能够理解的各种变更。
本申请主张以2018年12月27日提交的日本申请特愿2018-243860为基础的优先权，将该公开的全部内容并入本文。
Claims (7)
1.一种天线，其特征在于，
在大致长方形的导体板的各边各具备一个天线元件，
所述天线元件各自具备：
环的一部分被开口部切断的形状的开口环导体，以及
供电线；
所述供电线与所述开口环导体电连接，并且在跨越形成在所述开口环导体内侧的区域的方向上延伸；
四个所述天线元件中的所述导体板中的相对的任意两边所具备的两个所述天线元件，以偏振方向的电场朝向大致相同的方式经由各自所具备的所述供电线通过一个供电点被供电；
通过一个所述供电点被供电的两个所述天线元件以外的两个所述天线元件不相邻，而通过与所述供电点不同的一个供电点被供电。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，
四个所述天线元件中的所述导体板中的相邻的任意两边所具备的两个所述天线元件各自的各中心彼此的距离为所述天线的谐振频率下的电磁波的真空波长的1/5以下。
3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，
四个所述天线元件中的所述导体板中的相邻的任意两边所具备的两个所述天线元件经由各自所具备的所述供电线供电的信号的相位差为90度。
4.一种基板，其特征在于，
具备大致长方形的导体板；
为了在所述导体板的各边各安装一个天线元件，具备与所述天线元件中的接地端子对应的端子；
为了以所述导体板中的相对的任意两边所具备的所述天线元件的偏振方向的电场朝向大致相同方式使所述天线元件分别经由供电线通过一个供电点被供电，具备与所述供电线中的端子对应的端子；
与所述两边不同的两边上所具备的所述天线元件不相邻，而通过与所述供电点不同的一个供电点被供电；
所述天线元件分别具备：
环的一部分被开口部切断的形状的开口环导体、
所述供电线、以及
与所述导体板分离的所述接地端子；
所述供电线与所述开口环导体电连接，并且在跨越形成在所述开口环导体内侧的区域的方向上延伸。
5.根据权利要求4所述的基板，其特征在于，
构成为：在所述导体板的各边各安装有一个所述天线元件的情况下，所述导体板中的相邻的任意两边所具备的两个所述天线元件各自的各中心彼此的距离为所述天线元件的谐振频率下的电磁波的真空波长的1/5以下。
6.根据权利要求4所述的基板，其特征在于，
构成为：在所述导体板的各边各安装有一个所述天线元件的情况下，对所述导体板中的相邻的任意两边所具备的两个所述天线元件分别供电的信号的相位差为90度。
7.一种通信装置，其特征在于，具备权利要求1至3中任一项所述的天线。
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