CN1133237C - 同轴谐振隙缝天线和无线终端 - Google Patents
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Abstract
提供了一种新型同轴谐振隙缝天线,降低了装有这种天线的无线终端的尺寸。还提供了制造这种同轴谐振隙缝天线以及制造使用这种天线的新型结构无线终端的方法。条状导体整体设置在扁平导电立方体之内并与之绝缘。条状导体与射频传输线之间的连接点处于窄条状导体的一端大约1/4波长的位置。隙缝形状为狭窄的矩形并一般整体上为倒“U”形。无线终端具有多个这种天线设置在其多个面上并提供了对于通话状态和备用状态变化所用天线数目的连接机构。
Description
技术领域
本发明涉及适用于无线终端的天线,并特别涉及使用同轴空腔的隙缝天线,这种隙缝天线的制造方法,以及装有这种隙缝天线无线终端。
背景技术
在诸如个人手持电话系统(PHS)这种无线终端中,为了增强可携带性,使用内置型天线正在增加。可内置于无线终端的普通天线包括诸如在Japanese Patent Laid-open(Kokai)No.Hei 6-177629中所公开的倒F天线以及在Japanese Patent Laid-open(Kokai)No.Hei5-327331中所公开的细条天线。然而,为了配置足够的频带,需要把天线的尺寸做得很大,因而将这种天线内置于小尺寸的无线终端是困难的。此外,即使天线能够内置于无线终端,在无线终端通过从天线发射的电磁波进行辐射的情形下要产生感应电流,所产生的部分感应电流流过操作者的手。
为了解决这些问题,提出了应用以TEM(横向电磁)方式操作的同轴空腔的隙缝天线(例如参见Japanese Patent Laid-open(Kokai)No.Hei 5-14047)。这种先有技术的同轴谐振隙缝天线示于图27A和27B。图27A是普通天线的透视图而图27B为沿图27A的直线B-B的截面。在先有技术的同轴谐振隙缝天线中,一个长条导体53沿整体上为一个矩形棱柱的导电立方体51的内部空间中的谐振轴设置。条状导体的两端57以电接触的方式固定在导电立方体51的侧壁54上(参见图27B的横截面)。导电立方体51是在其表面(电磁波辐射面)上形成的,带有横穿条状导体53的一个端头的一个隙缝52。而且,在条状导体53的另一端导电立方体51的内壁上沿条状导体53的长度(谐振轴线)设置有同轴直线的中心导体的一个附加的导体55。应当注意到,导电立方体51是由外面的导体56保持在接地电位的。
导电立方体51与条状导体53以TEM方式共同形成了同轴谐振电路。因而,通过附加的导体55提供给导电立方体51的电磁波(发送信号)沿条状导体53行进,以便通过隙缝52被辐射到外面的空间。另一方面,从外面的空间经过隙缝52进入导电立方体51的电磁波(接收信号)沿着条状导体53在相反的方向行进,以便由附加的导体55拾取。
因为普通的同轴谐振隙缝天线具有其两端57电连接到导电立方体51的条状导体53,因而必须设定天线的总长为使用的波长的1/2。只有在进行了这一设定时,由倍增导电立方体51的长度(或者条状导体53的长度)所获得的数值才以TEM方式形成谐振波长,于是通过导电立方体行进的电磁波的电场强度(振幅)在条状导体53的两端57变为零,而在条状导体53的中心处达到最大电平。这表明原则上不能在沿谐振轴线其长度等效于小于使用的波长的1/2的无线终端中装设普通的同轴谐振隙缝天线。例如,在用于PHS中的1.9GHz的频率时,1/2波长约为80mm,这使得应用这样的频率的无线终端的尺寸无法减小到小于80mm。换言之,如果图27A、27B所示的普通的同轴谐振隙缝天线装设在一个无线终端之内,则这种无线终端的尺寸不能减小到小于所使用的波长的1/2。
发明内容
本发明的一个目的是要提供一种具有新型结构的同轴谐振隙缝天线,这种结构解决了上述问题并有宜于进一步降低装有这种天线的无线终端的尺寸。本发明的另一个目的是提供一种根据本发明制造同轴谐振隙缝天线的新型方法以及具有装有根据本发明的同轴隙缝天线的一种新型结构的无线终端。
上述问题可以通过在导电立方体的内部空间设置整条的导体而得到有效的解决,其方式是:条状导体与导电立方体电绝缘,并且条状导体与射频信号发送线之间的电连接点装设在距离条状导体的一端等于所使用的波长大约1/4波长的位置。
本发明提供一种同轴谐振隙缝天线,包括:一个矩形棱柱形状的导电立方体;一个条状导体,其纵长沿所述导电立方体的内部空间的谐振轴设置;以及用于发送和接收电磁波的一个隙缝,所述隙缝在所述导电立方体的一个表面上形成;其特征在于,所述隙缝包括:一个隙缝部分A,其纵长与谐振轴垂直;二个隙缝部分B,其纵长度平行于谐振轴;二个隙缝部分C,其纵长垂直于揩振轴,并且其长度短于隙缝A,以CBABC顺序连接隙缝部分A、B、C各端,隙缝部分A被设置成横跨于所述条状导体;以及所述条状导体是与所述导电立方体绝缘设置的。
本发明提供一种装有具有n层带状线路层的多层电路板的无线终端,包括:装设在所述多层电路板的第一层或者第n层或者两者的一个射频组件;在所述多层电路板的第m层(1≤m≤n-2)形成的第一带状线路模式;在相对于所述多层电路板的第P层(3≤P≤n,P≤m+2)的所述第一带状线路模式的一个位置上形成的第二带状线路模式,所述第二带状线路模式一般具有与所述第一带状线路模式相同的形状;在所述多层电路板的第0层(m<0<P)上的所述第一带状线路模式与所述第二带状线路模式之间的一个位置处形成带状的一个带状线路导体;围绕用于电连接所述第一带状线路模式到所述第二带状线路模式的外围的所述带状线路导体上形成的彼此平行的多个第一通孔;以及在所述第一带状线路模式上形成的一个隙缝,使得所述隙缝横跨所述带状线路导体;其中所述带状线路导体不与所述第一带状线路模式、所述第二带状线路模式和所述多个第一通孔之一电接触。所述射频组件与所述带状线路导体电连接,以及所述第一带状线路模式、所述第二带状线路模式和所述多个第一通孔之一连接到第二层到第n-1层之一上所形成的接地导体。
本发明提供一种在所述无线终端的外壳中装有多层电路板的无线终端,包括:装设在所述多层电路板第一主表面上的一个同轴谐振隙缝天线;位于设置在所述第一主表面上的所述同轴谐振隙缝天线的连接点附近的第一射频电路;位于远离所述同轴谐振隙缝天线的连接点的位置处的第二射频电路,所述连接点被设置在相对于所述第一主表面的、所述多层电路板的第二主表面上;以及设置在所述第二主表面上与所述同轴谐振隙缝天线相对的一个位置处的一个频率合成器;所述同轴谐振隙缝天线包括:整体形状为矩形棱柱的一个导电立方体;沿所述导电立方体内部空间的谐振轴线设置的形状狭窄的一个条状导体;以及在所述导电立方体的前侧上形成一个电磁波发送/接收隙缝,该隙缝被设置成横跨于所述条状导体;其中所述同轴谐振隙缝天线设置在所述多层电路板上,该导电立方体的后侧与所述第一主表面接触,所述同轴谐振隙缝天线在与所述第二主表面相反的方向上具有单向性,所述条状导体整体上与所述导电立方体是绝缘的,并且将从所述条状导体到所述第一射频电路的连接点设置在离开所述条状导体的一端等于在所述无线终端中所使用的波长的1/4的一个位置处;以及在所述多层电路板中的一个带状线路层用作为接地层,所述导电立方体通过一个通孔连接到所述接地层,在所述接地层与所述导电立方体的后侧之间的带状线路层上形成一控制信号线路,并且所述频率合成器通过一个通孔电连接到所述控制信号线路。
本发明提供一种装有同轴谐振隙缝天线的无线终端,包括:设置在所述无线终端外壳面向通话状态的操作者的后表面附近的位置处的一个扬声器和一个话筒;以及设置在所述无线终端外壳面向通话状态的操作者反方向的后表面附近的位置处具有单侧模式的一个第一同轴揩振隙缝天线;其中在通话状态,所述第一同轴谐振隙缝天线在几乎与操作者相反的方向上发射电磁波:用于监视所述无线终端是处于通话状态还是备用状态的监视装置;以及设置在所述无线终端外壳面向通话状态的操作者的前表面附近的一个位置处一个第二同轴谐振隙缝天线;其中如果所述监视装置判定所述无线终端处于通话状态,则仅有所述第一同轴谐振隙缝天线被驱动,并且如果所述监视装置判定所述无线终端处于备用状态,则所述第一同轴谐振隙缝天线和所述第二同轴谐振隙缝天线都被驱动。
必须在条状导体与导电立方体之间通过适当的方法设置绝缘。一般来说,希望通过以绝缘材料填充扁平的导电立方体的内部空间来支撑条状导体。为了使得绝缘体填充导电立方体的内部空间,可以使用具有适当介电常数(例如介电常数一般与外部空间的介电常数相同)的聚合物。为了获得良好的谐振特性并减小天线的尺寸,使用具有高介电常数和良好的高频特性的介电材料(例如陶瓷)。另一方面,希望使用包含适当比例的磁性材料的聚合物或者具有良好绝缘(低电导)的磁性材料(例如磁性氧化物绝缘体)。这时,天线的尺寸可被降低到接近通过介电常数或者磁导率的平方根分割波长所获得的数值。
根据本发明的同轴谐振隙缝天线可通过金属片形成于中空的矩形棱柱所构成的导电立方体的内部空间设置条状导体而易于制造。然而在批量生产中,如同以下具体所述,希望根据本发明制造这样的同轴谐振隙缝天线:使用两层平面绝缘体,在平面绝缘体之上的前表面形成第一金属膜,在下面的金属膜的后表面形成第二金属膜,在第一和第二金属膜至少之一上面形成一个隙缝,在上面和下面平面绝缘体之间形成第三金属膜,并在上面和下面的平面绝缘体的周围形成多个金属化通孔。这种情形下,导电立方体是通过第一和第二金属膜以及金属化通孔构成的,并且条状导体是通过第三金属膜形成的。
在上述根据本发明的同轴谐振隙缝天线中,形成与作为外导体的导电立方体以及作为内导体的条状导体的同轴线。当从连接点向条状导体提供一个信号时,电磁波沿着条状导体的纵长以TEM方式传播。这样,当使用的信号波长使得电场强度在条状导体的一端达到最大电平并在连接点达到最小电平时,可产生1/4波长的谐振。通过形成谐振的电磁波,电磁波从隙缝向外部空间辐射。
当根据本发明的天线用于接收天线时,从隙缝所吸收并在形成谐振时通过导电立方体向连接点传播的电磁波由连接点拾取。
应当注意,包含从条状导体上的连接点延伸到与上述末端相反的一端的条状导体的立方体空间可用作为所需要类型的短截线(匹配电路)。通过改变从相反一端到连接点的长度,可调节同轴空腔的阻抗匹配,以便实现良好的阻抗匹配状态。这种调节是通过阻抗被轻微校正的程度而进行的,使得其长度与使用的波长的1/4相比一般是很短的。于是,导电立方体的深度可被设定为仅稍微大于1/4波长,因而降低了天线的尺寸到等于1/2波长的普通天线尺寸的大约一半。
而且,当隙缝的设置使得它横穿电磁波传播的方向时,则在导电立方体内部传播的TEM方式的电磁波从隙缝被强烈地辐射,而外部空间的电磁波被吸收到隙缝之中。特别,当隙缝的总长接近使用的波长的1/2时,内部和外部空间的电磁波与隙缝紧密地连接。如果该隙缝被中途弯曲,其总长(被伸直的隙缝的长度)决定了效率。因而,通过使得隙缝弯曲,可减小立方体的宽度(相对于立方体前表面长度的尺寸),这将在稍后说明。实际上,立方体的宽度可从使用的波长的1/4到1/8选择。于是,如需要的,导电立方体的宽度也可减少1/2到1/4,以往这等于波长的1/2。
而且,上述新型的制造方法可被使用使得根据本发明的同轴谐振隙缝天线嵌入到无线终端中装有射频部件的多层电路板,从而减少了无线终端的造价和尺寸。
从以下联系附图阅读详细的说明,对本发明的以上和其它的目的、优点、操作方式以及特点将能够明了。
附图说明
图1A是表示作为本发明的第一较佳实施例所实施的同轴谐振隙缝天线的透视图;
图1B是表示作为本发明的第一较佳实施例所实施的同轴谐振隙缝天线的剖视图;
图1C是表示作为本发明的第一较佳实施例所实施的同轴谐振隙缝天线的另一剖视图;
图2是表示作为本发明的第二较佳实施例所实施的同轴谐振隙缝天线的顶视图;
图3是表示作为本发明的第二较佳实施例所实施的同轴谐振隙缝天线的另一个顶视图;
图4是表示作为本发明的第二较佳实施例所实施的同轴谐振隙缝天线的又一个顶视图;
图5表示作为本发明的第二较佳实施例所实施的同轴谐振隙缝天线的另外一个顶视图;
图6表示作为本发明的第二较佳实施例所实施的同轴谐振隙缝天线的另一顶视图;
图7A是表示图3的同轴谐振隙缝天线的隙缝结构一个顶视图;
图7B是表示图3的同轴谐振隙缝天线的电场模式的一个图示;
图8是表示图5的同轴谐振隙缝天线的辐射特性(模式)的一个图示;
图9表示作为本发明的第三较佳实施例所实施的同轴谐振隙缝天线的一顶视图;
图10A表示作为本发明的第四较佳实施例所实施的同轴谐振隙缝天线的一透视图;
图10B表示作为本发明的第四较佳实施例所实施的同轴谐振隙缝天线的一剖视图;
图10C表示作为本发明的第四较佳实施例所实施的同轴谐振隙缝天线的另一剖视图;
图11A表示作为本发明的第五较佳实施例所实施的同轴谐振隙缝天线的一透视图;
图11B表示作为本发明的第五较佳实施例所实施的同轴谐振隙缝天线的一剖视图;
图11C表示作为本发明的第五较佳实施例所实施的同轴谐振隙缝天线的另一剖视图;
图12A表示作为本发明的第一较佳实施例所实施的同轴谐振隙缝天线制造方法的一透视图;
图12B表示作为本发明的第一较佳实施例所实施的同轴谐振隙缝天线制造方法的另一透视图;
图12C表示作为本发明的第一较佳实施例所实施的同轴谐振隙缝天线制造方法的又一透视图;
图13A表示作为本发明的第二较佳实施例所实施的同轴谐振隙缝天线制造方法的一顶视图;
图13B表示作为本发明的第二较佳实施例所实施的同轴谐振隙缝天线制造方法的一剖视图;
图14A是表示装有根据本发明的同轴谐振隙缝天线的无线终端的一透视图,该无线终端是作为本发明的第一实施例而实施的;
图14B是表示装有根据本发明的同轴谐振隙缝天线的无线终端的一剖视图,该无线终端是作为本发明的第一实施例而实施的;
图15A是表示装有根据本发明的同轴谐振隙缝天线的无线终端的一剖视图,该无线终端是作为本发明的第二实施例而实施的;
图15B是表示装有根据本发明的同轴谐振隙缝天线的无线终端的电路框图,该无线终端是作为本发明的第二实施例而实施的;
图16A是表示装有根据本发明的同轴谐振隙缝天线的无线终端的剖视图,该无线终端是作为本发明的第二实施例而实施的;
图16B是表示用于说明装有根据本发明同轴谐振隙缝天线的无线终端的射频电路板的透视图,该无线终端是作为本发明的第二实施例而实施的;
图17是表示用于说明装有根据本发明同轴谐振隙缝天线的无线终端的射频电路板层结构的透视图,
图18是表示用于说明装有根据本发明同轴谐振隙缝天线的无线终端的射频电路板层结构的另一透视图,该无线终端是作为本发明的第二实施例而实施的;
图19是表示当设置根据本发明的一到四个同轴谐振隙缝天线时所获得的衰减程度的图示;
图20是表示当设置根据本发明的一到三个同轴谐振隙缝天线时所获得的定向模式的图示;
图21是表示装有根据本发明的同轴谐振隙缝天线的无线终端结构的示意图,该无线终端是作为本发明的第三实施例而实施的;
图22是表示装有根据本发明的同轴谐振隙缝天线的无线终端的天线连接的电路图,该无线终端是作为本发明的第三实施例而实施的;
图23是表示装有根据本发明的同轴谐振隙缝天线的无线终端结构的示意图,该无线终端是作为本发明的第三实施例而实施的;
图24是表示装有根据本发明的同轴谐振隙缝天线的无线终端结构的另一示意图,该无线终端是作为本发明的第三实施例而实施的;
图25是表示装有根据本发明的同轴谐振隙缝天线的无线终端的天线连接的另一电路图,该无线终端是作为本发明的第三实施例而实施的;
图26是表示装有根据本发明的同轴谐振隙缝天线的无线终端结构的另一示意图,该无线终端是作为本发明的第三实施例而实施的;
图27A是表示先有技术的同轴谐振隙缝天线的一个透视图;以及
图27B是表示先有技术的同轴谐振隙缝天线的一个剖视图。
具体实施方式
以下参照附图通过本发明的较佳实施例,进一步详细说明根据本发明的同轴谐振隙缝天线及其制造方法,以及装有根据本发明的同轴谐振隙缝天线的无线终端。
现在参见图1A,图中示出表示作为本发明的第一较佳实施例实施的同轴谐振隙缝天线的透视图。图1B是沿图1A的A-A线的剖视图,而图1C是沿图1A的B-B线的另一剖视图。
在这些图示中,标号1表示矩形棱柱的导电立方体;标号1d表示导电立方体1的一个侧壁;标号1e表示射频发送线到导电立方体1的后表面1b的接地点。标号2-1表示设在导电立方体1的前表面1a中的一个隙缝;标号3表示平行于前表面1a与后表面1b的导电立方体1的内部的一个条状导体;标号3a与3b表示条状导体3的末端;标号3c表示条状导体3上面到射频发送线的连接点;标号4表示由填充在导电立方体1内部的绝缘物所组成的对于条状导体3的支撑物;标号5表示设置在导电立方体1的后表面1b中的一个孔;标号6表示从导电立方体1的外部通过孔5连接到连接点3c的一个线性导体;以及标号7表示用于产生发送信号并处理接收信号的一个射频电路。
导电立方体1、隙缝2-1以及条状导体3的位置关系示于沿图1的A-A线的截面1B以及沿图1的B-B线的截面1C。如图所示,导电立方体1填充了一般具有与自由空间相同的介电常数和良好的绝缘及高频特性的绝缘物。这一绝缘体用作为支撑物4,其中条状导体3是这样被支撑的,使得条状导体3的两端3a和3b与侧壁1d稍微分开,并且条状导体3不与导电立方体1的任何侧面处于电接触。而且,条状导体3的一侧3a与连接点3c之间的距离设定为等于所用波长的1/4的数值。隙缝2-1设置在端头3a附近,使得该隙缝横跨条状导体3。使用这一结构可由作为中心导体的条状导体3和作为外部导体的导电立方体1形成TEM方式的同轴空腔。谐振频率设置为1.9GHz,而导电立方体1的长度(深度)设定为稍微高于所用波长(即大约40mm)的1/4的一个数值。
本实施例的同轴谐振隙缝天线的供电和接收在条状导体3上通过射频发送线与线性导体6连接的连接点与导电立方体1的后侧上的接地点1e之间进行。连接到射频发送线的射频电路7的发送电路的输出阻抗和接收电路输入阻抗都设置为低数值(50ohms)。射频电路7的接地电位与导电立方体1相等,而来自射频电路7的发送信号通过线性导体6提供给条状导体3,并且来自条状导体3的接收信号传送到射频电路7。所提供的发送信号变为具有高频能的电磁波并沿条状导体3的纵长以TEM方式进到隙缝。从隙缝所吸收的电磁波沿条状导体3的纵长以TEM方式进到连接点。
由于电磁波是TEM方式的,故在沿其纵长垂直于条状导体3的平面上没有截止频率的下限。于是,即使导电立方体1的高度(垂直于导电立方体1的前表面的尺寸)降低,只要在条状导体3与导电立方体1之间没有引起击穿,高频电能的发送就不会受到负面的影响。对导电立方体1的高度的限制是由击穿和机械耐久性所决定的。实际上,该高度可被设定为大约等于波长的1/100的数值。在本实施例的同轴谐振隙缝天线中,导电立方体1的高度设定为大约等于波长的1/75的数值(即大约2mm)。
当高频能作为TEM方式的电磁波进入而在条状导体3上感应出电流时,在导电立方体1的表面流过相反方向的电流。反方向的电流集中在靠近条状导体3的部分。因而,如果条状导体3横跨在紧靠在隙缝2-1之下,则从条状导体3的连接点所提供的高频能集中在与该连接点连接的隙缝2-1上,于是被发射到外部空间。因而,隙缝2-1的设置使得该隙缝紧靠在沿条状导体的纵长之上横跨条状导体3(即图1A的线B-B)并靠近电磁场在导电立方体1的内部变大的端头3a。应当注意,在条状导体3上所感应的电流变为零,因为条状导体3在端头3a处是开路的。于是如果从端头3a到壁1d的部分包含在紧靠隙缝2-1之下,则隙缝2-1不会充分振荡,因而阻碍了高频能被有效地发射到外部空间。于是隙缝2-1是这样设置的,使得条状导体3与隙缝2-1紧靠在其下面无间隙地交叉。
导电立方体的表面与接地电位相等。立方体1的每一侧面作为发射面操作以便使得能量集中到隙缝2-1。因而,隙缝2-1可在垂直于表面的一侧集中地发射电磁波。于是,如果根据本实施例的同轴谐振隙缝天线装入无线终端,则电磁波的发射方向可与讲话的操作者相对设置,从而在操作者身体相反的方向上集中地发射电磁波。这一布局防止了电磁波被操作者身体吸收,因而提高了无线终端在讲话方式中的灵敏度。
在本实施例的同轴谐振隙缝天线中,条状导体3是由填充在导电立方体1中的支撑物4支撑的。对于本领域技术人员来说很明显,条状导体3也可取决于条状导体3的刚度部分地由多个小块支撑。
也可在导电立方体1的后侧设置隙缝。而且,可使用两个隙缝从两侧发射电磁波。
以下将参照图2到6,作为第二较佳实施例而实施,说明带有改形的隙缝的同轴谐振隙缝天线。
图2表示其中隙缝2-2一般具有倒“U”形的一例。如图2所示,在组成一般具有倒“U”形的三个隙缝元件中,没有端头的中间的隙缝元件做成沿其纵长横跨在条状导体3上。从连接点3c沿条状导体3所传播的高频电能与隙缝2-2连接以便被发射到外部空间。为了增加发射效率,隙缝2-2的总长度设置为等于所用波长的1/2的数值。通过使得隙缝弯曲,导电立方体1的宽度可减小到等于波长的1/4到1/8(本实施例中为40mm到20mm)的数值,因而降低了同轴谐振隙缝天线的尺寸。虽然隙缝2-2一般具有图2中所示的倒“U”形,隙缝也可以具有平常的“U”形。
图3表示具有倒“U”形隙缝2-3的一个实施例,其中一般倒“U”形隙缝2-2的每一端头在垂直于条状导体3的纵长方向上向内弯曲。隙缝2-3的有效长度可进一步降低,进而降低了导电立方体的宽度。于是这一实施例最终有利于降低同轴谐振隙缝天线的尺寸。
图4示出具有隙缝2-4的一个实施例,其中隙缝2-3的每一端头沿条状导体的纵长方向上进一步向内弯曲。根据图4的实施例,导电立方体1的宽度可进一步降低,于是进而降低了同轴谐振隙缝天线的尺寸。
图5和图6分别示出具有隙缝2-5和2-6的实施例。每一隙缝2-5和2-6具有曲折的端头。在图5的隙缝中,每一端头在条状导体3的方向伸展。在图6的隙缝中,每一端头在向连接到条状导体3的点的方向上伸展。根据图5和图6的实施例,导电立方体1的宽度可继续降低,结果是进一步降低了同轴谐振隙缝天线的尺寸。
图2到6的实施例的每一隙缝中,中心隙缝元件是作为基本隙缝。在图2的实施例中,基本隙缝的每一端头添加了其纵长垂直于基本隙缝纵长的隙缝元件。在图3到6的实施例中,基本隙缝的每一个端头各添加了其纵长垂直于基本隙缝纵长的一个隙缝元件,其纵长与基本隙缝的纵长成水平的另一个隙缝队元件,以及其纵长与基本隙缝的纵长成垂直的另一个隙缝队元件等等。这种结构中,使得基本隙缝之外添加的隙缝通过沿基本隙缝的纵长的中心轴线的中心点并对于基本隙缝的纵长成直角围绕该轴线对称。并使得隙缝的两端彼此相对。而且,使得基本隙缝横跨条状导体3。这种情形下,使得基本隙缝之外的其它隙缝不重叠在条状导体3之上。
以下说明在根据本发明的同轴谐振隙缝天线的隙缝上所引起的电场的模式与应用例如图4的隙缝2-4所发射的电磁能之间的关系。图7A与7B示出在隙缝2-4上所引起的电场模式。如图7B所示沿隙缝2-4引起了一正弦形电场。如图7A所示,从隙缝2-4的a-b,g-h,c-d和e-f部分所引起电场发射的电磁能相互抵销,对发射没有贡献。在隙缝2-4的b-c,f-g部分所引起电场方向和隙缝2-4的d-e部分所引起电场方向相互抵销。然而,如图7B所示,所引起的电场的幅度彼此之间是大不相同的,于是来自隙缝2-4的d-e部分电磁能从围绕隙缝2-4的A-B部分发射。
因而可以说,在图2到6每一隙缝中主要发射电磁波能的的部分位于没有电场抵销的紧靠条状导体有的上方。对于弯曲的隙缝,希望缩短引起对于发射电磁能部分引起抵销的垂直于条状导体3的部分。
对于根据本发明的的同轴谐振隙缝天线的发射特性(模式)的一个例子,图8示出了图3的隙缝状天线的发射模式(即与条状导体3在其纵长正交的平面中的发射模式)。这一天线长度等于波长的大约1/4,宽度大约等于波长的1/4,而高度大约等于波长的1/75。垂直于隙缝所在的平面的外侧方向匹配图8的180度。从图8明显可见,对于与设置隙缝的平面相对的平面的电磁波的发射能的差设置为8dB,因而抑制了向没有设置隙缝的平面的发射。于是,对于无线终端的内置天线使用这一天线使得该天线形成了单侧发射的模式。
以下参照图9说明作为本发明的第三较佳实施例所实施的同轴谐振隙缝天线,其中条状导体设置在离开导电立方体1的中心的位置。
图9示出第三实施例,其中条状导体3'设置在离开导电立方体1的中心的一个位置,平行于具有图2隙缝形状的同轴谐振隙缝天线中的导电立方体1的表面1a。应当注意,条状导体3'设置在不与左和右隙缝元件重叠的范围。在本实施例的同轴谐振隙缝天线中,隙缝2-2在导电立方体1中的条状导体3'之上形成,横跨条状导体3'的纵长,使得高频能有效地从隙缝2-2发射出去。连接点3c'也与条状导体一同平移,使得条状导体3'可首先通过确定连接点3c'的位置设置。结果,连接点3c'的位置可以一定的自由度被选择,使得在根据本发明的同轴谐振隙缝天线装设到无线终端的壳体时射频电路7的位置可以一定的自由度选择。
以下参照图10A,10B与10C说明作为本发明的第四较佳实施例所实施的同轴谐振隙缝天线,其中射频发送线通过条状导体3的端头3b的侧壁1d装设。图10A为表示第四实施例的透视图。图10B是沿图10A的A-A线的剖视图。图10C是沿图10A的B-B线的剖视图。在这些图中,标号5'表示设置在导电立方体1的侧壁1d中的小孔,而标号6'表示通过小孔5'连接到条状导体3的连接点3c的线性导体。条状导体3的连接点3c匹配条状导体3的端头3b。接地点1e为导电立方体1的后表面上的一点。应当注意,接地点1e可设置在小孔5'的附近的侧壁上而不是后表面上。在本实施例的同轴谐振隙缝天线中,条状导体3的总长设置为等于所用波长的1/4的数值。
上述第四实施例同第一实施例中所使用的填充导电立方体1的材料相比,以较高的介电常数和较低的高频损耗的介电材料4'实施了同轴谐振隙缝天线。象第一实施例那样,介电材料4'形成了对于条状导体3的支撑。导电立方体1的内部的电磁场按介电材料4'的介电常数的平方根降低,于是在尺寸保持不变的情形下谐振频率降低到谐振频率除以介电常数的平方根所得的一个数值。于是对于同样的谐振频率,导电立方体1的尺寸可以减小到尺寸除以介电常数的平方根所得的数值。
应当注意,在外部空间和导电立方体1的内部空间之间出现介电常数的不连续性,以隙缝2-1的平面作为不连续性的界面,于是从隙缝2-1发射的高频能的反射在谐振频率以外的频带之中增加了。于是本实施例的同轴谐振隙缝天线具有一个特性,即使得频带宽度变窄。因而希望这一同轴谐振隙缝天线将用于允许这种限制的应用中。
还应当注意,可以使用具有低电导以至可减轻导电立方体1的内部谐振Q-值衰减的磁性材料代替介电材料4'。这种情形下,导电立方体1的尺寸也可设置为通过没有填充物的尺寸除以介电常数的平方根所获得的数值。
以下参照图11A,11B与11C说明作为本发明的第五较佳实施例所实施的同轴谐振隙缝天线,其中介电材料仅在导电立方体1的底面和条状导体3的平面之间的空间中填充。图11A第五实施例的透视图。图11B是沿图11A的A-A线的剖视图。图11C是沿图11A的B-B线的剖视图。应当注意,小孔5和5',线性导体6和6',以及射频电路7在这些图中没有示出。在这些图中,标号4b表示填充的介电材料。条状导体3设置介电材料4b的顶部。与第四实施例相比,第五实施例降低了尺寸减小的效果。但是由于在外部空间和导电立方体1中的空间之间没有引起介电常数的不连续性,故从隙缝2-1所发射高频能不会被反射,从而抑制了频带宽度的降低。
应当注意,在第五实施例中,也可以使用具有低电导以至可减轻导电立方体1的内部谐振Q-值衰减的磁性材料代替介电材料4b。这种情形下,一般可达到如同介电材料4b的情形那样同样的效果。
还应当注意,条状导体3与导电立方体1的内部的上表面之间的空间4b可填充具有比介电材料4b低的介电常数的材料。这种情形下,同轴谐振隙缝天线具有介于第五和第四实施例之间的特性。
以下参照图12A、12B和12C说明与本发明相关的同轴谐振隙缝天线的制造方法,该方法是作为本发明的第一较佳实施例实施的。在本实施例中,使用了平面绝缘体4a和4b。平面绝缘体4a仅在其表面上带有导电薄膜1a。因而,在前表面通过蚀刻形成隙缝2-2而进行成型的,形成了提供导电立方体1的前表面的模式(图12A的左侧)。平面绝缘体4b形成带有导电薄膜1b。通过蚀刻在前表面进行成型以形成提供条状导体3的模式(图12A的右侧),同时通过蚀刻在后表面设置小孔5以形成提供导电立方体1的后表面的模式。小孔在其内部形成带有金属化的通孔以便形成连接点。平面绝缘体4a与平面绝缘体4b邻接,平面绝缘体4a的后侧与平面绝缘体4b前侧相抵(图12B)。这时所得的两层的绝缘体板周围的壁由导电薄膜1d和1c覆盖,它们被固定使得导电薄膜1d和1c与两层绝缘体板的前表面上的金属薄膜1a及后表面的金属薄膜1b电接触,从而导电立方体1的侧壁(图12C)。根据这一方法,印刷电路板可用作为平面绝缘体4a和4b,从而降低制造成本。
以下参照图13A、13B说明与本发明相关的同轴谐振隙缝天线的制造方法,该方法是作为本发明的第二较佳实施例实施的。在这些图中,标号8表示一个两层的绝缘板。图13A示出两层绝缘板8的上平面绝缘体的顶视图。图13B示出沿图13A的A-A线的一个剖视图。两层绝缘板的下平面绝缘体在其整个后表面上形成带有形成接地板的导电薄膜1b。通过在上和下平面绝缘体之间的成型而形成条状导体3。上平面绝缘体通过在其前表面形成带有隙缝2的导电薄膜1a。进而在其周围形成贯穿上和下平面绝缘体的多个孔。这些多个孔被金属化以形成多个金属化的通孔9。多个金属化通孔9是用于电连接上平面绝缘体的导电薄膜1a与下平面绝缘体的导电薄膜1b。相邻的金属化通孔之间的间距设置为小于波长的1/100的数值,使得能够抑制电磁波从由多个金属化通孔9所包围的空间发散。
上述新型的结构允许两层绝缘板8的后表面上的导电薄膜1b形成导电立方体1的后表面,两层绝缘板8的前表面上的导电薄膜1a形成导电立方体1的前表面,以及多个金属化通孔形成导电立方体1的壁1c和1d,从而形成用于天线操作的结构。
虽然没有示出,但是连接点是通过在紧靠条状导体3的连接点之下的导电薄膜1b中提供一个孔而形成的,该孔的直径稍微大于金属化通孔的直径,该孔在其内部形成仅仅到达条状导体3的金属化的通孔。
根据上述的制造方法,普通的二维印刷电路板制造技术不需要进行三维处理即可使用,从而降低了制造成本。
应当注意,两层的绝缘板8可通过柔性材料形成。如果这样形成的隙缝天线被弯曲不是在沿电磁波传播方向的条状导体3的纵长的方向,而是稍微垂直于条状导体3的的纵长的方向上,则隙缝天线内部的电磁场变为大直径的同轴线路。因而能够保持电磁场的TEM方式,于是维持了天线的工作。
以下参照图14A和14B说明装有与本发明相关的同轴谐振隙缝天线的无线终端,该无线终端是作为本发明的第一较佳实施例而实施的。
这些图示出同轴谐振隙缝天线嵌入装有无线终端的外壳中射频组件的多层电路板的实施例。图14A示出表示构成多层电路板的每一带状发送线层的一个透视图。图14B示出多层电路板沿图14A的B-B线的剖视图。在这些图中,第一层构成了部件安装面,其上装有射频组件7a和用于相互连接射频组件的带状发送线模式7b。第二层提供了接地板,其上除去了导体以形成隙缝2-1,并以直角的方式围绕隙缝2-1形成作为空腔壁的多个通孔9。第三层例如形成有控制线。第三层向装在第一层的组件提供控制信号。控制信号沿用于控制信号11的带状发送线发送,该带状发送线通过第二层中的孔与其无电接触地通过控制线通孔10。第三层在由空腔壁通孔9包围的一个区域中形成有条状导体3,与通孔9没有电接触。射频电能从第一层的组件经过天线馈送通孔6与其无电接触地通过第二层中的的孔提供给条状导体3。提供给条状导体3的射频电能从在第二层上所形成的隙缝2-1经过填充在第一和第二层之间的电介质材料4'发射到自由空间。第四层形成有例如电能供给带状发送线。第四层向设置在第一层的组件提供电源。电源是通过电源带状发送线模式13经由电源通孔12与之无电接触地通过第二层的孔发送的。第四层形成有包含与电源带状发送线13无电接触的通孔9的带状发送线模式1b,从而在多层电路板中通过第二层上的接地导体和空腔壁通孔9实现了立方体空腔。由于这一结构是作为立方空腔工作的,故邻接的立方体空腔通孔9之间的间隔设置为等于小于1/200的天线驱动波长的数值。根据上述实施例,同轴谐振隙缝天线可在多层电路板中构成,从而可以除去诸如连接器和同轴电缆等用于天线驱动的三维机械部件,于是减少了与本发明相关的无线终端的成本。进而,在构成同轴谐振隙缝天线的结构中,其上形成隙缝2-1的导体平面部分除了围绕隙缝2-1的部分的邻域之外可用作为接地平面,于是与构成天线的部分从多层电路板取出以便连接该部分到射频电路板的情形相比,安装包括天线在内的射频组件的效率增加了,降低了无线终端的尺寸。
以下参照图15A、15B、图16A、16B,图17以及图18说明装有与本发明相关的同轴谐振隙缝天线无线终端,该无线终端是作为本发明的第二较佳实施例而实施的。
与本发明相关的无线终端的第二较佳实施例将参照每一图示详细说明。
图15A示出第二实施例的无线终端的剖视图。射频电路板14的第一主表面28沿射频信号的流装设有与本发明相关的同轴谐振隙缝天线15,以及在天线连接点附近的射频电路的一部分16。第二主表面29沿射频信号流和连接器18装设有远离天线连接点的射频电路的另一部分17。一个基带电路板19装设有基带电路20,一个扬声器21,一个LCD 22,一个键盘23,以及一个话筒24。射频电路板14和基带电路板19是由连接器18相互连接的,并与电池25一同容纳在外壳26中,从而构成了该无线终端。
图15B是表示该无线终端的框图。同轴谐振隙缝天线15与并联的发送电路模块16a以及接收电路模块16b连接。发送电路模块16a与连接到基带电路模块27的发送电路17a中频模块连接。接收电路模块16b与连接到基带电路模块27的接收电路17b的中频模块连接。发送电路模块16a和接收电路模块16b与第一级PLL电路17c-1连接,该PLL电路是频率合成器17c的单元电路。发送电路17a的中频模块和接收电路17b的中频模块与第二级PLL电路17c-2连接,这是频率合成器17c的另一个单元电路。PLL电路17c-2的第二级以及PLL电路17c-1的第一级与原始振荡器17c-3连接,这是频率合成器17c的另一个单元电路。频率合成器17c从基带电路模块27供以控制信号。对于当前的无线终端所必须的电池的高度为5到10mm。射频组件的的高度为1到4mm。射频电路板的厚度大约为1mm。于是如果使用双面射频电路板并沿电池和无线终端的纵长设置,则电池的高度和装有组件的射频电路板的厚度达到大约相同的水平。因而,根据本实施例,电路板和组件可密集装在无线终端的外壳内,从而减小了无线终端的尺寸。
图16A和16B示出与本发明相关的同轴谐振隙缝天线在内置于无线终端时的发射部分。图16A表示外壳26和电池25未示出的无线终端的一个剖视图。图16B是表示无线终端的射频电路板的一个剖视图。装在射频电路板14的第一主面28上的同轴谐振隙缝天线15具有对第二主面29相反的方向上的单向性。射频电路板14的第一主面28装有同轴谐振隙缝天线15,发送电路模块16a,以及接收电路模块16b。同轴谐振隙缝天线15形成有作为天线操作的相反隙缝2-4。这一同轴谐振隙缝天线15在垂直于第一主面28并与第二主面29相反的方向30上具有单向性。根据本实施例,抑制了在无线终端的操作者通话时所在的第二主面29的方向上从同轴谐振隙缝天线所发射的电磁波,于是可减少由同轴谐振隙缝天线15所发射的电磁波对第二主面29上的电路模块的电磁波干扰。而且,抑制了在通话时被操作者吸收的电磁波,从而提高了无线终端的灵敏度。此外,由于同轴谐振隙缝天线15是作为射频电路板14的一个组件装入的,故可使用作为传统的部件组装工艺的浸流和软流焊接技术,与传统的外部天线相比减少了天线组装工艺过程的数目,因而降低了无线终端的造价。
图17示出无线终端的第二实施例中射频电路板14的剖面。该射频电路板是由四层组成的。第一主面28装有天线15以及射频电路模块16。第二主面29装有中频电路模块17a,17b以及频率合成器17c。在第二主面29之上装有一接地面31。在接地面31和第一主面28之间装有一电源线路和控制信号线路层32。每一电路模块通过接地通孔33向接地面31接地。电路模块之间的信号传输是通过信号线路34及信号线路通孔35进行的。控制信号的传输和向电路模块的供电是通过控制信号电路36和控制信号电路通孔370,以及电源线路37与电源线路通孔38进行的。如参见图15A和15B所作的说明,设置在射频电路板14上的电路模块的频率合成器17c被供以大量的控制信号。根据本实施例,频率合成器17c设置在围绕射频电路板14的接地面31并与天线15相对的一个位置,从而向频率合成器17c所提供的控制信号线36是由天线15的接地导体以及射频电路板14的接地面31进行电磁屏蔽的。于是显著降低了从除了天线15之下的部分以外表面层的部分上所形成的射频信号线34所产生的射频信号的干扰场的发射对设置在该表面层的射频电路板14和射频组件16的影响,从而提高了无线终端的灵敏度。
图18示出无线终端的第二实施例中射频电路板14的另一剖面。在射频电路板14的第一主面28的天线15和是电路模块16之间装有一个天线连接器39。天线连接器39的装设简化了检查过程,最终降低了无线终端的造价。根据图18的例子,除了由图17的例子所提供的优点以外,从射频电路16向天线15所提供的发送功率可被直接测量,从而与没有提供连接器39时使用某些类型的及其配置数值的射频耦合器的发送功率测量相比,可降低测量过程的数目并可提高测量精度。这又简化了无线终端特性调节的的过程,降低了无线终端的造价。
根据无线终端的第二实施例,通过把天线作为射频电路板上的一个组件安装,无线终端的天线可内置于无线终端之中,降低了来自外部和其它射频电路组件的电磁波对特定射频电路组件特别是频率合成器的电磁波干扰,从而实现了无线终端的小型化,高灵敏度和低造价。
以下参照图19到26说明装有与本发明相关的同轴谐振隙缝天线的无线终端,该无线终端是作为本发明的第三较佳实施例实施的。
把在其单侧形成有隙缝的同轴谐振隙缝天线内置于无线终端可实现小型化、高性能的无线终端。
通过沿隙缝的宽度掠过隙缝的电磁场或者在导电立方体的上表面正交于该电磁场的磁场可以说明电磁波的发射特性。由于磁场对导体表面在相同方向上形成镜像,当从导体表面观看时磁场所在的方向上电磁波具有方向性的尖峰,而在没有磁场存在的方向上几乎没有辐射。于是当与本发明相关的同轴谐振隙缝天线以其后侧置于同无线终端的外壳的表面接触时,从隙缝所辐射的很少的电磁波辐射到外壳一侧,从而电磁波向外壳表面的能量转移被抑制,于是抑制了外壳表面上所感应的电流。
由于电磁波强烈地向垂直于隙缝表面的外部方向辐射,在操作状态时装设天线使得辐射的方向背向操作者的身体,特别是背向操作者的头部,可防止在传统的全向天线所出现的电磁波能被头部吸收。因而这一新型的布局加强了无线终端在通话时的灵敏度,并降低了干扰场对操作者身体的辐射。
另一方面,当无线终端在备用方式离开操作者身体使用或者象在从基地台辐射以及具有众多途径的电磁波来自房屋或者市区不确定方向的环境中时,如果当从无线终端的外壳观看时与其通话的基地台在隙缝不在的方向上,则通话可能无法进行。
例如在无线终端的前平面和后平面以及侧平面设置与本发明相关的同轴谐振隙缝天线,使得无线终端操作者通话时所面向的或者由操作者的耳朵接触的平面例如为前平面,按备用方式驱动所有这些天线,并在通话时解除设置在前平面的天线使得无线终端保持通话时高灵敏度,并在备用时通过组合的天线保持基本一致的方向性。
在具有装设了多个同轴谐振隙缝天线的组合方向性的无线终端与具有全方向性的无线终端之间进行比较,在评价使用与本发明相关的同轴谐振隙缝天线无线终端的方案中是重要的。通常,由于基地台的方向对于操作者是未知的,故这样考虑是合理的,即与这种基地台通信的不可能性是由操作者面向的方向与基地台所处的方向之间的关系中统计地出现的。
对于基于上述假设的数字化通信,为了获得与全向天线相同的误码率所需的电功率是通过计算获得的。该计算是以这样的方式进行的。即,通过在作为纵向等于1/4波长且横向等于1/2波长的导体平板的中心处设置一个辐射电磁波的磁流元所获得的方向性用作为基准模式。点对称地设置两个、三个、和四个天线以便组合方向性。计算所得的结果示于图19的图示中。电功率的增加即必要的增益的上升被视为一种损耗,这由图19的图示的垂直轴线表示。对于一个、两个和三个天线按上述所设置的天线的方向性示于图20之中。
如图19所示,在天线数目增加时,为了实现如同全向天线那样相同的灵敏度所必须的增益的增加被很快地抑制了。参见图19,即使两个方向性被合成,即仅在无线终端外壳的前平面和后平面装设天线,必须的增益增加也没有达到1dB。因而,在外壳的多个平面或者至少在前平面和后平面设置与本发明相关的单侧方向天线,以备用方式驱动所有的这些天线,并解除在前平面所设置的天线可实现如同装有拉杆天线或外部天线的无线终端在备用状态下相同的终端灵敏度,并实现了在通话方式下其灵敏度超过上述无线终端灵敏度的无线终端。
图21示出装有与本发明相关的两个同轴谐振隙缝天线单元无线终端的结构。图22示出表示与这两个同轴谐振隙缝天线连接的图示。在图21中,标号40表示无线终端的外壳,标号41a表示装在外壳40前平面的一个隙缝天线,而标号41b表示装在外壳40后平面的一个隙缝天线。在图22中,标号42a、42b和42c表示连接线,标号43表示一个分频器,标号44a和44b表示开关,标号45表示通话状态监视电路,标号46a和46b表示控制信号线路,以及标号47表示一个射频电路。前平面是操作者面对或者接触操作者耳朵的外壳的平面,而后平面与前平面相对。
天线41a通过连接线42a连接到分频器43的一个驱动端。天线41b通过连接线42b连接到开关44a的一个公共接触点。分频器43的另一个驱动端连接到开关44a的一个开关接触点。开关44a另一接触点与连接线42c的一个末端连接。连接线42c的另一末端连接到开关44b的一个开关接触点。开关44b的另一接触点连接到分频器43的公共端。开关44b的公共接触点连接到射频电路47。
通话控制监视电路45分别根据通话状态或者备用状态通过控制信号线46a和46b控制开关44a和44b。在通话状态,只有天线41b通过分频器43连接到射频电路。在备用状态,天线41a和天线41b通过分频器43连接到射频电路。
在备用状态的天线的方向性是由如图20中所示的两个天线提供的。对于全向天线的增益损耗限制在如图19所示大约小到0.6dB的数值。这样在备用状态所引起的增益损耗限制在一个低水平。在通话状态,电磁波向作为高频电磁波吸收者的操作者身体的辐射被抑制,于是与全向天线相比,在装在无线终端上时本实施例的天线增益增加了,提高了无线终端的灵敏度。
图23表示一个实际的无线终端的例子。在前平面40,设置有一个扬声器48和一个话筒49。在同一平面上装有一个天线41a。天线41b装在后平面上。这一布局必须要无线终端的指向使得其前平面面向通话状态的操作者,使得天线41b指向相反的方向。
图24表示除了天线41a和天线41b之外在外壳40的顶面装有第三个天线41c的一例。天线41c连接到天线41b。这一连接示于图25中。天线41c与天线41b一同经过连接线42d连接到开关44a的公共接触点。根据这一连接,在备用状态下三个天线被驱动,使得这三个天线合成的方向性比上述两个天线的结构更接近全向方向性,进一步降低了在备用状态下天线灵敏度的损耗。
图26表示第三个天线不是设置在顶部平面而是设置在侧面的一例。如图所示,标号41d表示这样设置的第三个天线。同两个天线结构相比时,在垂直于外壳40的纵长的平面中的方向性的均匀性增加了,于是在备用状态下的无线终端的灵敏度的损耗进一步被降低。
根据本发明,与传统的对照部分相比,具有单侧方向性的扁平结构的隙缝天线在其尺寸上可显著降低。因而,根据本发明的天线适用于用作为无线终端中的内置天线。本发明便于在无线终端中装设多个天线。当根据本发明的天线设置在无线终端的外壳的多个平面上时,在备用状态使得所有的天线工作而在通话状态解除面向操作者的天线,这使得能够保持无线终端在备用状态的灵敏度如同装有全向天线的传统无线终端一般相同的水平,并增强了具有根据本发明的天线的无线终端在通话状态下的灵敏度。
Claims (10)
1.一种同轴谐振隙缝天线,包括:
一个矩形棱柱形状的导电立方体;
一个条状导体,其纵长沿所述导电立方体的内部空间的谐振轴设置;以及
用于发送和接收电磁波的一个隙缝,所述隙缝在所述导电立方体的一个表面上形成;
其特征在于,
所述隙缝包括:一个隙缝部分A,其纵长与谐振轴垂直;两个隙缝部分B,其纵长平行于谐振轴;两个隙缝部分C,其纵长垂直于谐振轴,并且其长度短于隙缝A,以CBABC顺序连接隙缝部分A、B、C各端,隙缝部分A被设置成横跨于所述条状导体;以及
所述条状导体是与所述导电立方体绝缘设置的。
2.根据权利要求1所述的同轴谐振隙缝天线,其特征在于,所述隙缝从其一端到另一端的总长等于在该同轴谐振隙缝天线中所使用的波长的1/2。
3.根据权利要求1所述的同轴谐振隙缝天线,其特征在于,所述导电立方体其内部填充介电材料。
4.根据权利要求1所述的同轴谐振隙缝天线,其特征在于,隙缝部分C的长度比隙缝部分A的长度的一半短,并且安排隙缝部分B和C,以不重叠在所述条状导体上。
5.根据权利要求1所述的同轴谐振隙缝天线,其特征在于,所述隙缝还包括:两个隙缝部分D,其纵长平行于谐振轴且其长度短于隙缝B,以DCBABCD顺序连接隙缝部分A、B、C、D各端。
6.根据权利要求5所述的同轴谐振隙缝天线,其特征在于,所述隙缝从其一端到另一端的总长等于在该同轴谐振隙缝天线中所使用的波长的1/2。
7.根据权利要求5所述的同轴谐振隙缝天线,其特征在于,所述导电立方体其内部填充介电材料。
8.根据权利要求5所述的同轴谐振隙缝天线,其特征在于,隙缝部分C的长度比隙缝部分A的长度的一半短,并且安排隙缝部分B、C和D,以不重叠在所述条状导体上。
9.一种无线终端,在所述无线终端的外壳中装有多层电路板,包括:
装设在所述多层电路板第一主表面上的一个同轴谐振隙缝天线;
位于设置在所述第一主表面上的所述同轴谐振隙缝天线的连接点附近的第一射频电路;
位于远离所述同轴谐振隙缝天线的连接点的位置处的第二射频电路,所述连接点被设置在相对于所述第一主表面的、所述多层电路板的第二主表面上;以及
设置在所述第二主表面上与所述同轴谐振隙缝天线相对的一个位置处的一个频率合成器;
所述同轴谐振隙缝天线包括:
整体形状为矩形棱柱的一个导电立方体;
沿所述导电立方体内部空间的谐振轴线设置的形状狭窄的一个条状导体;以及
在所述导电立方体的前侧上形成一个电磁波发送/接收隙缝,该隙缝被设置成横跨于所述条状导体;
其中所述同轴谐振隙缝天线设置在所述多层电路板上,该导电立方体的后侧与所述第一主表面接触,所述同轴谐振隙缝天线在与所述第二主表面相反的方向上具有单向性,
所述条状导体整体上与所述导电立方体是绝缘的,并且将从所述条状导体到所述第一射频电路的连接点设置在离开所述条状导体的一端等于在所述无线终端中所使用的波长的1/4的一个位置处;以及
在所述多层电路板中的一个带状线路层用作为接地层,所述导电立方体通过一个通孔连接到所述接地层,在所述接地层与所述导电立方体的后侧之间的带状线路层上形成一控制信号线路,并且所述频率合成器通过一个通孔电连接到所述控制信号线路。
10.根据权利要求9所述的无线终端,其特征在于,还包括:设置在所述多层电路板的所述第一主表面上的一个天线连接器;
其中所述同轴谐振隙缝天线的所述条状导体通过所述天线连接器电连接到所述第一射频电路。
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Granted publication date: 20031231 Termination date: 20150905 |
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EXPY | Termination of patent right or utility model |