CN1316678C

CN1316678C - 具有高接收效率的天线装置

Info

Publication number: CN1316678C
Application number: CNB2004100031538A
Authority: CN
Inventors: 原野信也
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2003-02-25
Filing date: 2004-02-24
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2024-02-24
Also published as: JP3721168B2; US7026996B2; JP2004260434A; CN1525594A; US20040227675A1; EP1453138A1

Abstract

一种天线装置，包括主天线元件(22)和寄生天线元件(23)，它们位于导电板(21)上方。馈电终端(24)连接到主天线元件(22)的第一末端部分(221)。主天线元件(22)的第二末端部分(222)包括开放末端。接地终端(25)连接到寄生天线元件(23)第三末端部分。第四末端部分(232)包括开放末端。第一末端部分(221)接近于第三末端部分(233)并在相反的方向上延伸。第二末端部分(222)在垂直于第一和第三末端部分(221和231)的方向上延伸。

Description

具有高接收效率的天线装置

技术领域

本发明涉及用于例如移动电话的无线电通信设备的天线装置，更具体地说，本发明涉及在变化的无线电传播环境下具有高接收效率的天线装置。

背景技术

近来，随着移动电话的小型化，用于内置天线装置的空间减小了。因此，获得移动电话的期望天线特性就变得更加困难。

因为移动电话的移动经常改变无线电传播环境，所以对于移动电话的内置天线装置来说，要求宽的方向性(或全向特性)。但是，内置天线装置通常具有窄的方向性。这部分地是因为移动电话外壳的影响。窄的方向性使得接收具有不同极化面的无线电信号变得困难。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供在变化的无线电传播环境下具有高接收效率的天线装置。

随着描述的进行，本发明的其他目的将变得清楚。

根据本发明的方面，用于无线电通信设备的天线装置包括导电板。主天线元件平行于所述导电板，具有在彼此垂直的不同方向上延伸的第一和第二末端部分。所述第一末端部分提供馈电点(feeding point)。所述第二末端部分形成开放末端。寄生天线元件平行于所述导电板，具有第三和第四末端部分，与所述主天线元件静电耦合。所述主天线元件和所述寄生天线元件这样布置，使得所述第一末端部分比所述第二末端部分更接近所述寄生天线元件，且使得所述第一末端部分平行于所述第三和所述第四末端部分。

附图说明

图1是相关天线装置的示意性立体图；

图2是根据本发明第一实施例的天线装置的示意性立体图；

图3是用于描述在图2的天线装置的主天线元件和寄生天线元件上的电流强度的图；

图4A是用于描述图2的天线装置的主天线元件和导电板之间的连接的框图；

图4B是用于描述图2的天线装置的寄生天线元件与安装在导电板上的无线电发送器/接收器电路之间的连接的框图；

图5是根据本发明第二实施例的天线装置的示意性立体图；

图6是根据本发明第三实施例的天线装置的示意性立体图；

图7是根据本发明第四实施例的天线装置的示意性立体图；以及

图8是根据本发明第五实施例的天线装置的示意性立体图。

具体实施方式

参照图1，为了更好理解本发明，首先将描述相关的天线装置。

如在图1中所图示的，相关的天线装置包括导电板11以及位于导电板11上方的线导体12和13。线导体12和13实际上是彼此平行的，且都平行于导电板11。线导体12和13中的每一个都具有一对末端，一个末端与导电板11短路，另一个末端组成(或形成)开放末端。线导体12和13的取向是相反的。具体地说，线导体12在图1的上部一侧接地，而线导体13在图1的下部一侧接地。线导体12还包括在其末端之间的馈电点。

通过这种结构，相关的天线装置可以具有期望的阻抗特性。此外，因为在与导电板11垂直的方向上的高度可以被减小，所以相关的天线装置需要小的空间。

但是，相关的天线装置也有问题，即接收效率根据移动电话的状态和无线电传播环境而在很大范围内改变。例如这种情况，即当移动电话从直立状态改变为平放状态时，接收效率就会下降。此外，还有另一种情况，其中，天线装置可以接收从期望的信号得到的、具有特定极化面的信号，但是它却不能接收从期望的信号得到的、具有另一个特定极化面的另一个信号。这意味着，移动电话的某种移动距离使得天线装置不能接收城市区域中的期望信号。

参照图2和图4，将描述根据本发明第一实施例的天线装置。

图2是天线装置的示意性立体图。如在图2中所示出的，天线装置包括导电板21、主天线元件22和寄生天线元件23。天线元件22和23位于导电板21的上方，基本上平行于导电板21。

主天线元件22包括具有第一和第二末端部分221和222的L形薄金属板。第一和第二末端部分221和222包括纵向边缘223和224，且在基本上彼此垂直的不同方向上延伸。第一末端部分221提供馈电点，其通过馈电终端24连接到安装在导电板21上的无线电发送器/接收器电路(图4A的42)。该馈电点接近纵向边缘223。第二末端部分222包括(或形成)与任何物体都不连接的开放末端。通过这种结构，主天线元件22成为驱动元件。

寄生天线元件23包括I形薄金属板，其具有在狭窄的直线上的第三和第四末端部分231和232。第三和第四末端部分231和232包括纵向边缘233和234。寄生天线元件23基本上平行于主天线元件22的第一末端部分221。第三末端部分231提供通过接地终端25与导电板21接地的接地点。该接地点接近纵向边缘233。第四末端部分232包括不与任何其他物体相连的开放末端。第三末端部分231比第四末端部分232更接近主天线元件22的第一末端部分221。

接下来，将参照图3描述图2的天线装置的操作。

图3用于描述在主天线元件22和寄生天线元件23上的电流强度。

当从馈电点向主天线元件22馈送时，电流从它的一个末端流到另一个末端。图3示出了电流从第一末端部分221流向第二末端部分222的情况。这时，静电感应在寄生天线元件23上激发另一个电流。对于所述静电感应，寄生天线元件23具有这样的特性阻抗，其基本上等于用具有预定频率的输入信号馈送的主天线元件22的阻抗。换句话说，寄生天线元件23具有的谐振频率基本上等于或接近于主天线元件22的谐振频率。

当提供给所述馈电点的输入信号的波长为λ而主天线元件22的长度小于λ/4时，流经主天线元件22的电流在馈电点附近具有最大值。如果主天线元件22的长度大于或接近λ/4，最大值也会出现在馈电点附近。顺便说一句，随着主天线元件22的长度的增加，最大值点会更加靠近开放末端(或第二末端部分222)。

因此，为了增强主天线元件22和寄生天线元件23之间的静电感应，接地终端25被放置为接近馈电终端24。第一末端部分221和第三末端部分231在馈电终端24附近部分地彼此靠近。纵向边缘223和233(或第一和第三末端部分221和231)的取向是相反的。通过这种结构，主天线元件22和寄生天线元件23之间的静电感应被增强了。

第二末端部分包含在主天线元件22的主要部分中。主天线元件22的主要部分在垂直于寄生天线元件23的方向上延伸。因此，天线装置可以在各种使用条件下有效地接收从基站传输的垂直极化信号和水平极化信号。

此外，如在图4A中所图示的，主天线元件22可以通过匹配电路41被连接到无线电发送器/接收器42。类似地，如在图4B中所图示的，寄生天线元件23可以通过阻抗匹配元件43接地。匹配电路41被用于调整主天线元件22的阻抗，而阻抗匹配元件43被用于调整寄生天线元件23的阻抗。因为匹配电路41独立于阻抗匹配元件43，所以可以不管主天线元件22而做出对寄生天线元件23的阻抗调整。这样，就容易匹配主天线元件22与寄生天线元件23之间的阻抗。

图5是根据本发明第二实施例的天线装置的示意性立体图。相同的标号指示相同的部分。

除了树脂部件51之外，该天线装置类似于第一实施例的天线装置。即，图5的天线装置包括导电板21、主天线元件22、寄生天线元件23和树脂部件51。

树脂部件51使主天线元件22和寄生天线元件23合成一体，以维持主天线元件22和寄生天线元件23之间的相对设置。即，树脂部件51维持主天线元件22和寄生天线元件23之间的距离以及它们的阻抗。此外，树脂部件51防止主天线元件22和寄生天线元件23变形。这使得容易组装天线装置。

图6是根据本发明第三实施例的天线装置的示意性立体图。

该天线装置包括主天线元件22a。主天线元件22a的总长度小于图2或图5中的主天线元件22的长度。主天线元件22a通过接地终端61接地到导电板21。接地终端61与馈电终端24a一起连接到第一末端部分233。接地终端61比馈电终端24a更接近纵向边缘233。通过这种结构，主天线元件22a所具有的更短的长度可以使整个天线装置小型化。

图7是根据本发明第四实施例的天线装置的示意性立体图。

该天线装置的寄生天线元件没有接地终端。换句话说，第三和第四末端部分231和232两者都形成开放末端。以此为基础，主天线元件22比图2中的情况更接近第四末端部分232。具体来说，连接到馈电终端24的馈电点被放置于寄生天线元件23的中间附近。换句话说，该馈电点距离开放末端是等距的。这是因为流经寄生天线元件23的电流最大值经常出现在寄生天线元件23的中间。通过将馈电点放置在寄生天线元件23的中间附近，主天线元件22和寄生天线元件23之间的静电感应被增强了。

图8是根据本发明第五实施例的天线装置的示意性立体图。

该天线装置包括主天线元件22b和寄生天线元件23b。天线元件22b和23b位于导电板21上方，基本上平行于导电板21。

主天线元件22b包括第一马蹄形的部分，其包括第一末端部分223。寄生天线元件23b包括第二马蹄形的部分，其包括第三末端部分231。第三和第四末端部分基本上彼此平行，且取向是相同的。

第一和第二马蹄形的部分彼此啮合，以在它们之间留下空间。第一末端部分221比第二末端部分222更接近寄生天线元件23b。第一末端部分221基本上平行于第三和第四末端部分233、234，并且朝向相反。

通过这种结构，馈电点被寄生天线元件23b部分地包围。即，寄生天线元件23b邻近馈电点的部分多于图2的寄生天线元件23的相应部分。因此，流经寄生天线元件23b的电流大于流经图2的寄生天线元件23的电流。这样，该天线装置的输出功率和接收灵敏度都要大于图2的寄生天线元件23。

虽然前面已经结合本发明的优选实施例描述了本发明，但是对于本领域的技术人员来讲，将很容易以多种其他的方式实施本发明。例如，可以将具有导线形状的导体用于主天线元件和寄生天线元件中的每一个。此外，一个或多个附加的寄生天线元件位于导电板上方且靠近馈电点。

本发明要求在先申请JP2003-47598的优先权，所述在先申请的公开文本通过引用而包含于本申请中。

Claims

1.一种用于无线电通信设备的天线装置，包括：

导电板；

主天线元件，其平行于所述导电板，具有在彼此垂直的不同方向上延伸的第一和第二末端部分，所述第一末端部分提供馈电点，所述第二末端部分形成开放末端；以及

寄生天线元件，其平行于所述导电板，具有第三和第四末端部分，用于与所述主天线元件静电耦合；其中

所述主天线元件和所述寄生天线元件这样布置，使得所述第一末端部分比所述第二末端部分更接近所述寄生天线元件，且使得所述第一末端部分平行于所述第三和所述第四末端部分；其中

所述第三末端部分提供连接到所述导电板的接地点，而所述第四末端部分形成开放末端；

所述第三末端部分朝向所述第一末端部分的相反方向，并且所述第三末端部分比所述第四末端部分更接近于所述第一末端部分。

2.如权利要求1所述的天线装置，其中，所述主天线元件是L形，而所述寄生天线元件是I形。

3.如权利要求1所述的天线装置，其中，所述主天线元件和所述寄生天线元件具有分别包括所述第一和第三末端部分的马蹄形部分；

所述马蹄形部分彼此啮合，在所述马蹄形部分之间留下空间。

4.如权利要求1所述的天线装置，其中，所述第一末端部分提供比所述馈电点更接近其纵向边缘的另一个接地点。

5.如权利要求1所述的天线装置，其中，所述馈电点位于与形成开放末端的所述第三和第四末端部分等距的位置。

6.如权利要求1所述的天线装置，其中，通过使用树脂将所述主天线元件和所述寄生天线元件合成为一体。