CN115775976A - 天线设备 - Google Patents

天线设备 Download PDF

Info

Publication number
CN115775976A
CN115775976A CN202211081547.XA CN202211081547A CN115775976A CN 115775976 A CN115775976 A CN 115775976A CN 202211081547 A CN202211081547 A CN 202211081547A CN 115775976 A CN115775976 A CN 115775976A
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna
passive element
feed
radio
slot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211081547.XA
Other languages
English (en)
Inventor
土屋正登
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Platforms Ltd
Original Assignee
NEC Platforms Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Platforms Ltd filed Critical NEC Platforms Ltd
Publication of CN115775976A publication Critical patent/CN115775976A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/10—Resonant slot antennas
    • H01Q13/16—Folded slot antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/243—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/20—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a curvilinear path
    • H01Q21/205—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a curvilinear path providing an omnidirectional coverage
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/378—Combination of fed elements with parasitic elements
    • H01Q5/385—Two or more parasitic elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/378—Combination of fed elements with parasitic elements
    • H01Q5/392—Combination of fed elements with parasitic elements the parasitic elements having dual-band or multi-band characteristics
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/42—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole with folded element, the folded parts being spaced apart a small fraction of the operating wavelength

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)

Abstract

提供一种天线设备，其包括能够具有宽带特性和全向特性这两者的天线。根据本公开的天线设备包括馈电天线和布置在馈电天线的Z方向上的无源元件部，其中无源元件部平行于与Z方向正交的XY平面布置、由导体制成、并且包括无源元件，在该无源元件中形成有多个槽。

Description

天线设备
技术领域
本公开涉及一种天线设备，并且具体地涉及一种包括能够具有宽带特性和全向特性这两者的天线的天线设备。
背景技术
近年来，随着5G(第五代移动通信系统)已经变得普遍，存在增加(或加宽)移动终端应该能够处理的频带的趋势。例如，在所谓的Sub6的频率范围(其为6GHz(千兆赫)或更低)的情况下，需要处理3.3GHz至5GHz的宽频带，使得加宽移动终端和类似物可以处理的频带已变得必要。另一方面，载波聚合(CA：Carrier Aggregation)技术已经变得普遍，并且其是在集束(bundle)中使用多个频带的技术。因此，当移动终端使用CA技术时，加宽移动终端可以处理的频带也已变得必要。此外，当移动终端在无线电波被返回的室内环境或类似物中使用时，移动终端需要能够从所有方向接收无线电波，即，需要是全向的。因此，移动终端需要配备具有宽带特性和全向特性这两者的天线。
在移动无线电终端中，由于基站的方向和移动终端本身的取向不断变化，因此不知道无线电波从哪个方向到达，因此采用全向天线作为移动终端的天线是常见的。同时，考虑到移动终端的便携性，移动终端的厚度通常是小的，并且在这样的情况下，由于移动终端的厚度小，因此难以确保足够的天线长度。例如，当移动终端平放在桌子上(即，在水平方向上放置)时，垂直极化(即，垂直极化波)变弱。在天线中，重要的是符合(即，调节)极化(即，极化平面)。因此，即使在全向天线的情况下，如果极化不符合，则接收灵敏度劣化。也就是说，在移动无线电终端中，难以获得水平极化和垂直极化两者。
作为该问题的解决方案，专利文献1公开了一种使用充电设备作为配备有无源元件的托架的方法。然而，在该方法中，需要使无源元件的总长度符合期望的频率。因此，由于获得效果的频带有限，因此难以获得宽带属性。
在专利文献2和专利文献3中也公开了使用配备有无源元件的托架的方法。专利文献2在段落[0039]中公开了在880MHz(兆赫)和2.1GHz的两个频带中同时改善了通信性能。然而，专利文献2没有提及由布线图案形成的无源元件的再发射与极化之间的任何关系。
专利文献3公开了在宽频带上获得改善特性(天线增益)的效果。然而，专利文献3公开了发射变为定向的，并且没有公开全向属性。因此，通过使用专利文献2或专利文献3中公开的方法难以解决需要具有宽带特性和全向特性这两者的天线的问题。
专利文献4公开了通过使用无源元件获得多频谐振的方法。具体地，专利文献4公开了通过在相同平面上布置V形馈电短截线(feeding stub)和菱形无源元件来形成用于多频谐振的微带天线(MSA：Micro Strip Antenna)。然而，由于专利文献4中公开的微带天线是定向天线，因此难以在移动终端中使用该天线。
专利文献1：日本未审查专利申请公开2017-212685
专利文献2：国际专利公开WO2011/145695
专利文献3：国际专利公开WO2015/141133
专利文献4：日本未审查专利申请公开2008-172697
发明内容
如上所述，存在的问题是难以提供一种能够通过使用全向天线在宽频带上在所有平面上获得水平极化/垂直极化的天线设备。也就是说，存在的问题是难以提供一种包括能够具有宽带特性和全向特性这两者的天线的天线设备。
本公开的目的是提供一种能够解决上述问题的天线设备。
根据本公开的天线设备包括馈电天线和布置在馈电天线的Z方向上的无源元件部，其中，
无源元件部平行于与Z方向正交的XY平面布置、由导体制成、并且包括无源元件，在该无源元件中形成有多个槽。
附图说明
当结合附图时，根据以下特定示例实施例的描述，本公开的上述和其他方面、特征和优点将变得更加明显，在附图中：
图1是示出根据第一示例实施例的天线设备的示例的示意图；
图2是示出印刷电路板中的回波损耗的示例的图；
图3A是示出当高频电流被馈送到根据第一示例实施例的馈电天线时，高频电流流过馈电天线、导体层和无源元件的示例的示意图；
图3B是示出当高频电流被馈送到根据第一示例实施例的馈电天线时，高频电流流过馈电天线、导体层和无源元件的示例的示意图；
图4示出展示了印刷电路板中的发射图案的示例的图；
图5是示出印刷电路板的平均增益的示例的图；
图6示出展示了根据第一示例实施例的天线设备中的发射图案的示例的图；
图7是示出根据第一示例实施例的天线设备的平均增益的示例的图；
图8是示出无源元件不包括槽的天线设备的平均增益的示例的图；
图9是示出根据第二示例实施例的天线设备的无源元件部的示例的示意图；
图10A是示出当高频电流被馈送到根据第二示例实施例的馈电天线时，高频电流流过馈电天线、导体层和无源元件的示例的示意图；
图10B是示出当高频电流被馈送到根据第二示例实施例的馈电天线时，高频电流流过馈电天线、导体层和无源元件的示例的示意图；以及
图11是示出根据第二示例实施例的天线设备的平均增益的示例的图。
10、20 天线设备
100t 无线电装置
100 印刷电路板
101 电介质层
102、202 导体层
103 馈电点
104 匹配电路
105、205 馈电天线
105a 末端部
105b 前端部
110、210 无源元件部
111、211 电介质
112、212 无源元件
113、213 第一槽
114、214 第二槽
具体实施方式
下文将参考附图描述根据本公开的示例实施例。在整个附图中，相同的附图标记(或符号)被分配给相同或相应的要素，并且为了清楚说明，适当地省略其重复描述。
[第一示例实施例]
<配置>
图1是示出根据第一示例实施例的天线设备的示例的示意图。
如图1所示，根据第一示例实施例的天线设备10包括馈电天线105(无线电装置100t)和布置在馈电天线105(无线电装置100t)的Z方向上的无源元件部110。
无线电装置100t包括印刷电路板100和覆盖印刷电路板100的壳体(未示出)。印刷电路板100包括电介质层101、导体层102、无线电电路(未示出)、馈电点103、匹配电路104和馈电天线105。无线电电路布置(例如，形成)在印刷电路板100上。无线电装置100t可以是例如移动终端、平板型终端、智能电话和类似物中的任一个。印刷电路板也可以简称为基板。
电介质层101由电介质形成，并且导体层102由导体形成。电介质层101和导体层102各自形成为单层或多层。
馈电点103是生成无线电信号的无线电电路(未示出)与馈电天线105之间的连接点。
馈电天线105布置在无源元件部110与馈电点103之间，并且将无线电信号发射到空间中(例如，发射到空气中)。馈电天线105是倒L形天线，其从馈电点103(或者，当设置有匹配电路104时，从匹配电路104)在Z方向上延伸，然后在X方向上延伸。具体地，馈电天线105是倒L形图案天线，其由从匹配电路104在Z方向上延伸的末端部105a、和朝向X方向以90度的角度弯曲并沿电介质层101的边缘延伸的前端部105b组成。此外，馈电天线105布置在导体层102中。
匹配电路104布置在馈电天线105与馈电点103之间，并且用于馈电天线105与无线电电路之间的阻抗匹配。关于阻抗匹配，阻抗通常被调节到50Ω(欧姆)。
无源元件部110包括电介质111和无源元件112。无源元件部110布置在包括与印刷电路板100正交的XY平面(与Z方向正交的平面)的位置处。在图1所示的示例中，印刷电路板100布置在XZ平面上，并且无源元件部110布置在XY平面上。此外，无源元件部110被布置成使得馈电天线105的前端部105b平行于无源元件112的一侧。
上述布置的原因是加强馈电天线105与无源元件112之间的空间耦合，从而增加无源元件112中感应出的高频电流。当馈电天线105的前端部105b与无源元件112之间的距离增加时，它们之间的空间耦合变弱。因此，无源元件112优选地布置在馈电天线105附近。例如，它们之间的距离优选地约为期望频率(使用频率)下的波长的十分之一或更短。无源元件112与馈电天线105之间的距离可以是无线电信号使用的频率下的波长的0.11倍或更短。假设使用频率高达5GHz，则波长的十分之一是6mm。因此，图1所示的馈电天线105的前端部105b与无源元件112之间的距离在水平方向(Z轴方向)上为6mm。
无源元件部110可以被布置在无线电装置100t的壳体的与馈电天线105相对的内表面上，而不是布置在无线电装置100t的Z方向上。
关于无源元件部110的电介质111和无源元件112，电介质111可以由壳体形成，并且无源元件112可以由导电带(conductive tape)形成。可替代地，电介质111可以由印刷电路板的电介质层形成，并且无源元件112可以由印刷电路板的导体层形成。无源元件也可以称为寄生天线(或无源天线)。
寄生天线(无源元件112)可以布置在充电器内部并且作为无源元件部110操作(即，用作无源元件部110)，其中该充电器也用作移动终端(无线电装置100t)的托架。
注意，尽管已经基于无源元件部110位于无线电装置100t外部并且位于例如托架内部的假设给出了上述说明，但是天线设备的配置不限于该示例。无源元件部110可以布置在无线电装置100t内部。
电介质111是平行于与Z方向正交的XY平面布置的电介质。尽管在图1中电介质111布置在无源元件112与馈电天线105之间，但是天线设备的配置不限于该示例。也就是说，电介质111可以布置在无源元件112的Z方向上。电介质111布置在无源元件112与馈电天线105之间，或者布置在无源元件112的Z方向上。
无源元件112平行于与Z方向正交的XY平面布置、由导体制成、并且包括多个槽。多个槽包括第一槽113和第二槽114(即，在无源元件112中设置(即，形成)第一槽113和第二槽114)。无源元件112的材料优选为包含具有低表面电阻率的导体的材料，例如包含金、银、铜和铝其中至少之一的材料。
多个槽中的第一槽113和第二槽114是没有导体的部分。第一槽113和第二槽114各自具有这样的形状：槽在中心处或中心附近弯曲，使得槽的前端(一个端部)更靠近无源元件112的一侧(即，朝向无源元件112的一侧延伸)。也就是说，第一槽113在与Z方向正交的X方向上延伸，然后在与X方向和Z方向正交的Y方向上延伸。第二槽114在X方向上延伸，然后在Y方向上延伸。第一槽113的长度比第二槽114的长度长。图1所示的无源元件112的大小例如如下：a＝b＝29.5mm(毫米)；c＝d＝20mm；e＝f＝12mm；并且槽宽度w＝4mm。
第一槽113在X方向上的长度比第二槽114在X方向上的长度长。第一槽113在Y方向上的长度比第二槽114在Y方向上的长度长。
第一槽113的长度等于无线电信号使用的第一频率下的半波长长度。第二槽114的长度等于无线电信号使用的第二频率下的半波长长度。
图2是示出印刷电路板中的回波损耗的示例的图。
在图2中，水平轴指示频率，并且垂直轴指示回波损耗。
图2示出在图1所示的天线设备10中仅设置无线电装置100t(印刷电路板100)的情况下(即，在天线设备10中未设置无源元件部110的情况下)从馈电点103观察到的馈电天线105的回波损耗。回波损耗也称为反射损耗(RL：Return Loss)或反射率。
回波损耗是指示天线的特性的指标之一，并且通过计算公式“10×Log10(返回的功率/入射功率)”获得。由于返回的功率等于或小于输入功率，因此回波损耗的符号为负，并且其单位为dB(分贝)。回波损耗的值越小，返回的入射功率越少，因此发射到空气中的入射功率越多。通常，当回波损耗为-5dB或更小时，馈电天线令人满意地用作天线。
如图2所示，在2.5GHz至5GHz的频带中，回波损耗为-10dB或更小。因此，可以说馈电天线105在2.5GHz至5GHz的范围内令人满意地起作用。
<操作>
图3A是示出当高频电流被馈送到根据第一示例实施例的馈电天线时，高频电流流过馈电天线、导体层和无源元件的示例的示意图。
图3B是示出当高频电流被馈送到根据第一示例实施例的馈电天线时，高频电流流过馈电天线、导体层和无源元件的示例的示意图。
如图3A和图3B所示，当高频电流被馈送到馈电天线105时，高频电流流过馈电天线105和导体层102的位于其周围的部分(由实线箭头指示)，并且在布置在馈电天线105附近的无源元件112中也感应出高频电流。
在无源元件112中感应出的高频电流在槽长度变为等于一半波长(半波长)的频率下谐振，并且以集中的方式在槽部中流动(由虚线箭头指示)。第一槽113的长度为40mm(＝c+d)，并且第二槽114的长度为24mm(＝e+f)。因此，槽在正常条件下的谐振频率约为3.8GHz和6GHz。然而，由于无源元件112与电介质111接触，因而谐振频率受到波长缩短的影响。因此，当电介质111的相对介电常数为3时，第一槽113在约2.8GHz下谐振，并且第二槽114在约4.2GHz下谐振。
图3A是示出2.8GHz下的高频电流的示例的示意图(简化图像)。在2.8GHz的频率下，高频电流集中在第一槽113中。在该状态下，出现两个一半波长电流分布，在各个一半波长电流分布中，在第一槽113的前端部处的电流大。此外，通过将高频电流大的前端部设置在无源元件112的边缘上，在无源元件112的边缘上感应出方向与在第一槽113的前端处流动的电流的方向相同(即，平行)的高频电流。结果，当从Z方向上的相反侧的位置观察时，在无源元件112的上侧、左侧、右侧和下侧中的各侧上生成由实线指示的一半波长高频电流，其中在第一槽113的前端部处或附近的电流大。由于该高频电流包括在Y方向上流动的电流，因此有助于XZ平面上的垂直极化。
图3B是示出4.2GHz下的高频电流的示例的示意图(简化图像)。在4.2GHz的频率下，高频电流集中在第二槽114中。在该状态下，类似于2.8GHz的频率，出现两个一半波长电流分布，在各个一半波长电流分布中，在第二槽114的前端部处的电流大。此外，当从Z方向上的相反侧的位置观察时，由于第二槽114的前端部处的高频电流，由实线指示的一半波长电流分布出现在无源元件112的左侧和下侧中的各侧上。然而，与2.8GHz相反，在4.2GHz的情况下，在无源元件112的上侧和右侧中的各侧上还生成由点划线指示的一半波长高频电流。尽管由实线指示的高频电流的相位和由点划线指示的高频电流的相位彼此相反，但是在第二槽114的前端处或附近由实线指示的电流更大，因而不会抵消。因此，由实线指示的高频电流有助于发射，从而使得可以在XZ平面上获得垂直极化。
<效果>
图4示出展示了印刷电路板中的发射图案的示例的图。
图4示出在图1所示的天线设备10中仅设置无线电装置100t(印刷电路板100)的情况下(即，在天线设备10中未设置无源元件部110的情况下)，2.8GHz下的馈电天线105的在三个平面(XZ平面/YZ平面/XY平面)上的发射图案。
如图4所示，在XZ、YZ和XY平面中的各平面上获得水平极化，但是在XZ平面上没有获得垂直极化。
图5是示出印刷电路板中的平均增益的示例的图。
图5是示出图4中所示的XZ平面上的垂直极化的平均增益的示例的图。在图5中，水平轴指示频率，并且垂直轴指示平均增益。平均增益的单位是dBi(每等向性的分贝(decibels per isotropic))，以示出天线的绝对增益。
如图5所示，印刷电路板的平均增益非常低，即在2.5GHz至5GHz的频率范围内约为-40dBi。
图6示出展示了根据第一示例实施例的天线设备中的发射图案的示例的图。
图6示出在图1所示的天线设备10中在2.8GHz下在三个平面(XZ平面/YZ平面/XY平面)上的发射图案。
如图6所示，与图4所示的印刷电路板中的发射图案不同，在天线设备10中的发射图案下在XZ平面上发生垂直极化。
图7是示出根据第一示例实施例的天线设备的平均增益的示例的图。
图7示出图1所示的天线设备10中在2.5GHz至5GHz范围内在XZ平面上的垂直极化的平均增益。在图7中，水平轴指示频率，并且垂直轴指示平均增益。
如图7所示，与如图5所示的仅设置印刷电路板100的情况下的平均增益相比，天线设备10中在XZ平面上的垂直极化的平均增益在所有频率上增加。
图8是示出在无源元件不包括槽的情况下天线设备的平均增益的示例的图。
图8示出图1所示的无源元件112不包括第一槽113和第二槽114的天线设备10中在2.5GHz至5GHz范围内在XZ平面上的垂直极化的平均增益。
如图8所示，与如图5所示的仅设置印刷电路板100的情况下的平均增益相比，在无源元件不包括槽的情况下天线设备在XZ平面上的平均增益在所有频率上增加。然而，与图7所示的天线设备10的情况下的平均增益相比，在2.8GHz下或附近存在6dB或更大的差异。当该差异转换成差值时，约是图7所示的天线设备10的情况下的距离的两倍。
当无源元件112简单地布置在馈电天线105附近时，不可能获得所需的特性(全向发射图案以及等于或高于预定增益的平均增益)。然而，如图6和图7所示，通过采用根据第一示例实施例的天线设备10的配置，变得可以在宽频带上获得所有平面(XZ平面/YZ平面/XY平面)上的水平极化和垂直极化所需的发射图案和平均增益。
结果，根据第一示例实施例，可以提供一种天线设备，其包括能够具有宽带特性和全向特性这两者的天线。因此，根据第一示例实施例的天线设备10可以用作(诸如符合3G/4G/5G/无线LAN(局域网)的通信设备等的)通信设备的天线。
注意，可以使无源元件112的外部形状的长度长于使用频带的下限频率的一个波长。
此外，可以使第一槽113或第二槽114的长度等于从要使用的多个频带中选择的预定频率下的波长的一半。
此外，馈电天线105可以布置成使得其前端部105b平行于无源元件112的一侧。
下面将描述根据第一示例实施例的天线设备10的特征。
天线设备10包括薄无线电装置100t和无源元件112，其中，薄无线电装置100t中设置了馈电天线105，无源元件112包括布置在馈电天线105附近并垂直于馈电天线105的第一槽113和第二槽114。此外，通过将馈电天线105与无源元件112在空间上耦合，由在Y方向(无线电装置100t的厚度方向)上流动的高频电流生成的无线电波在多个频带中被加强，使得频带被加宽，否则该无线电波将仅由于馈电天线105而变弱。
此外，下文将从其他角度描述根据第一示例实施例的天线设备10的特征。
-在天线设备10中，无源元件112以无源元件112具有与馈电天线105的平面(即，表面)不同的平面的方式被布置在全向馈电天线105附近，其中，该无源元件112的外部形状的长度被调节到频率F0下的一个波长或更大，该全向馈电天线105的使用频率在F0[GHz]至F1[GHz]的范围内。
-在无源元件112中设置(即，形成)一个或多于一个弯曲槽。
-使(一个或多于一个)槽的长度((一个或多于一个)槽长度)等于在F0至F1范围内的频率下的波长的一半。
以该方式，当高频电流馈送到馈电天线105时，高频电流流到无源元件112的(一个或多于一个)槽，并且通过上述高频电流在无源元件112的边缘上感应出高频电流，使得将无线电波发射到空间中(即，发射到空气中)。此外，通过来自馈电天线105和无源元件112的发射，可以在宽频带上以多平面方式获得水平极化和垂直极化。
注意，(一个或多于一个)槽是弯曲的，以减小无源元件112的外部形状的长度、以及将电流大的前端部布置在无源元件112的边缘附近，从而在无源元件112的边缘上感应出电流。
[第二示例实施例]
<配置>
图9是示出根据第二示例实施例的天线设备的无源元件部的示例的示意图。
如图9所示，在根据第二示例实施例的无源元件部210中，槽的取向不同于根据第一示例实施例的无源元件部110的槽的取向。
无源元件部210包括电介质211和由导体制成的无源元件212。无源元件212具有这样的形状：正方形(或矩形)的四个角之一被切除。无源元件212包括第一槽213和第二槽214。第一槽213和第二槽214各自具有这样的形状：槽的前端弯曲以更接近(即，朝向无源元件212的不同侧的边缘延伸)无源元件212的不同侧的边缘。也就是说，无源元件212具有在其一部分上的切除口(cut-out)，其中，在Z方向上观察的情况下，所述一部分在X方向上的相反侧上且在Y方向上的相反侧上。第一槽213在与Z方向正交的X方向上延伸，然后在同与X方向和Z方向正交的Y方向相反的方向上(即，朝向Y方向上的负侧)延伸。第二槽214在X方向上延伸，然后在与Y方向相反的方向上延伸。第一槽213的长度比第二槽214的长度长。图9所示的无源元件212的大小如下：a＝b＝29mm；c＝d＝23mm；e＝f＝17mm；以及g＝h＝14mm。此外，馈电天线205与无源元件212之间的距离在Z方向上为6mm。
图10A是示出当高频电流被馈送到根据第二示例实施例的馈电天线时，高频电流流过馈电天线、导体层和无源元件的示例的示意图。
图10A示出了2.8GHz的情况。
图10B是示出当高频电流被馈送到根据第二示例实施例的馈电天线时，高频电流流过馈电天线、导体层和无源元件的示例的示意图。图10B示出3.8GHz的情况。
如图10A所示，无源元件212的操作(即，行为)类似于图3A所示的无源元件112的操作。如图10B所示，无源元件212的操作(即，行为)类似于图3B所示的无源元件112的操作。根据第一槽213的长度来确定谐振频率，并且在该谐振频率下高频电流集中在第一槽213中。根据第二槽214的长度来确定谐振频率，并且在该谐振频率下高频电流集中在第二槽214中。通过分别在第一槽213和第二槽214的前端部中流动的大的电流，在无源元件212的边缘上感应出一半波长(半波长)的高频电流。
图11是示出根据第二示例实施例的天线设备的平均增益的示例的图。
图11示出图9所示的无源元件212中在2.5GHz至5GHz范围内在XZ平面上的垂直极化的平均增益。
如图11所示，在宽频带上获得XZ平面上的垂直极化。如上所述，在根据第二示例实施例的天线设备20中，可以通过改变无源元件212的各个大小(即，各个长度)和/或通过无源元件212的切除口来调节获得效果的频带。
尽管上面参考示例实施例描述了本公开，但是本公开不限于上述示例实施例。在本公开的范围内，可以对本公开的配置和细节进行本领域技术人员可以理解的各种修改。
注意，本公开不局限于上述示例实施例，并且可以在不脱离本发明的范围和精神的情况下适当地修改上述示例实施例。
本领域普通技术人员可以根据需要组合第一实施例和第二实施例。
虽然已经参考本公开的实施例具体示出和描述了本公开，但是本公开不限于这些实施例。本领域普通技术人员将理解，在不脱离由权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。
根据本公开，可以提供包括能够具有宽带特性和全向特性这两者的天线的天线设备。
交叉引用
本申请基于并要求于2021年9月6日提交的日本专利申请2021-144679的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。

Claims (9)

1.一种天线设备，包括馈电天线和布置在所述馈电天线的Z方向上的无源元件部，其中，
所述无源元件部平行于与所述Z方向正交的XY平面布置、由导体制成、并且包括无源元件，在所述无源元件中形成有多个槽。
2.根据权利要求1所述的天线设备，其中，所述无源元件部还包括电介质，所述电介质布置在所述无源元件与所述馈电天线之间，或者布置在所述无源元件的Z方向上。
3.根据权利要求1或2所述的天线设备，其中，
所述多个槽中的第一槽在与所述Z方向正交的X方向上延伸，然后在与所述X方向和所述Z方向正交的Y方向上延伸，以及
所述多个槽中的第二槽在所述X方向上延伸，然后在所述Y方向上延伸。
4.根据权利要求1或2所述的天线设备，其中，
所述无源元件包括在其一部分上的切除口，其中，在所述Z方向上观察的情况下，所述一部分在X方向上的相反侧上且在Y方向上的相反侧上，
所述多个槽中的第一槽在与所述Z方向正交的所述X方向上延伸，然后在同与所述X方向和所述Z方向正交的所述Y方向相反的方向上延伸，以及
所述多个槽中的第二槽在所述X方向上延伸，然后在与所述Y方向相反的方向上延伸。
5.根据权利要求1所述的天线设备，还包括无线电装置，所述无线电装置包括：
无线电电路，其被配置为生成无线电信号；
馈电点，其被配置为用作所述无线电电路与所述馈电天线之间的连接点；以及
所述馈电天线，其布置在所述无源元件部与所述馈电点之间，所述馈电天线被配置为将所述无线电信号发射到空间中。
6.根据权利要求5所述的天线设备，其中，
所述多个槽中的第一槽的长度等于所述无线电信号所使用的第一频率下的半波长的长度，以及
所述多个槽中的第二槽的长度等于所述无线电信号所使用的第二频率下的半波长的长度。
7.根据权利要求5所述的天线设备，其中，所述馈电天线是从所述馈电点在所述Z方向上延伸、然后在X方向上延伸的倒L形天线。
8.根据权利要求5所述的天线设备，还包括匹配电路，所述匹配电路布置在所述馈电天线与所述馈电点之间，所述匹配电路被设置用于所述馈电天线与所述无线电电路之间的阻抗匹配。
9.根据权利要求5所述的天线设备，其中，
所述无线电装置还包括：
基板，其包括所述无线电电路；以及
壳体，其被配置为覆盖所述基板，其中，
所述无源元件部被布置在所述壳体的与所述馈电天线相对的内表面上，而不是布置在所述无线电装置的Z方向上。
CN202211081547.XA 2021-09-06 2022-09-06 天线设备 Pending CN115775976A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-144679 2021-09-06
JP2021144679A JP2023037871A (ja) 2021-09-06 2021-09-06 アンテナ装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115775976A true CN115775976A (zh) 2023-03-10

Family

ID=85385209

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211081547.XA Pending CN115775976A (zh) 2021-09-06 2022-09-06 天线设备

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230076815A1 (zh)
JP (1) JP2023037871A (zh)
CN (1) CN115775976A (zh)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023037871A (ja) 2023-03-16
US20230076815A1 (en) 2023-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6218992B1 (en) Compact, broadband inverted-F antennas with conductive elements and wireless communicators incorporating same
EP1405367B1 (en) An integrated antenna for laptop applications
US9225053B2 (en) Antenna and electronic device having the same
US9379432B2 (en) Antenna device, electronic apparatus, and wireless communication method
US6229487B1 (en) Inverted-F antennas having non-linear conductive elements and wireless communicators incorporating the same
US20080129627A1 (en) Notched-fed antenna
EP3172797B1 (en) Slot antenna
US7969371B2 (en) Small monopole antenna having loop element included feeder
CN110970709B (zh) 天线结构及具有该天线结构的无线通信装置
US20090051614A1 (en) Folded dipole antenna
KR20110043637A (ko) 컴팩트 멀티밴드 안테나
US20160134013A1 (en) Antenna device
WO2021078260A1 (zh) 双频天线和飞行器
EP2280448B1 (en) Antenna and communication device including the same
JP2007221344A (ja) アンテナ装置、アンテナ装置を搭載したｉｃ、およびアンテナ装置を搭載した携帯端末
US20070126640A1 (en) Planar antenna structure
EP2375488B1 (en) Planar antenna and handheld device
CN111969304A (zh) 天线结构及电子设备
JPH05299929A (ja) アンテナ
CN113078445A (zh) 天线结构及具有该天线结构的无线通信装置
CN113078444A (zh) 天线结构及具有该天线结构的无线通信装置
US11621492B2 (en) Spiral wideband low frequency antenna
CN115775976A (zh) 天线设备
TWM547192U (zh) 多頻天線
CN218648132U (zh) 天线组件及电子设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination