CN1339849A - 天线装置和便携无线通信装置 - Google Patents

Abstract

一种微带线天线(MSA),在地平板之上、其尺寸对应于工作频率,在其连接点处被电连接至单极天线的一端,单极天线的尺寸对应于工作频率,作为复合天线而工作。MSA与连接点之间的距离确定用于匹配的输入阻抗。微带线或(平面)倒F天线可以提供MSA。单极元件可以是单极天线或螺旋天线。便携无线通信装置包括具有外壳的天线装置。当单极天线从外壳伸出时单极天线与MSA连接。在单极天线与MSA之间可以设置一开关作分集操作。天线装置可以形成在印刷电路板上和被折叠。

Description

天线装置和便携无线通信装置

本发明涉及天线装置和便携无线通信装置。

含有微带线天线的天线装置是已知的，含有微带线天线的天线装置的便携无线通信装置也是已知的。

在半微波频段的便携无线通信装置(移动或基站)，采用微带线天线或单极天线。微带线天线包括以一恒定间隔在地平板上方的正方形或圆形平面元件。平面元件的长度通常为半波长(称为半波长微带线天线)。这一半波长微带线天线在垂直于微带线平面的方向上具有方向性。主要极化方向是单一的并对应于长度为半波长的微带线的边缘。

单极天线装置包括垂直于地平板边缘安排的单极天线(线性元件)。这一单极天线以针对地平板的非平衡条件馈电。单极天线的长度通常为半波长或四分之一波长。主要极化方向是单一的并对应于单极天线的轴向方向。

图17是现有技术的单极天线的透视图。该单极天线装置包括被连接至地平板6上的匹配电路19的单极天线1。由匹配电路19使单极天线1的馈电点阻抗为50Ω。

图18是曲线图，表明图17中所示的单极天线在XZ平面上的现有技术的方向性。实线代表垂直极化分量20，虚线代表水平极化分量21。

正如图18所示，垂直极化分量20的平均水平大大高于水平极化分量21的水平，并具有字母“8”的方向性。如上所述，微带线天线装置具有与单极天线装置相同的单一主极化方向。

日本专利申请临时公报No.57-103406中揭示了包含在便携无线通信装置中的另一种现有技术天线装置。在这份文献中，调节馈电点的偏移距离可提供所需输入阻抗。

图19是使馈电点偏移以提供所需输入阻抗的这种现有技术天线装置。该天线装置被称为平面倒F天线。在平面倒F天线中，倒F天线2的平板导体的角落连接至地平板6，而馈电部分4连接至平板导体上偏离接地点的点，以获得所需输入阻抗。当从地平板的平面上的外部观看该平面倒F天线时，有字母“F”的轮廓。因此，把这种类型的天线装置称为(平面)倒F天线。

图20是曲线图，表明现有技术的平面倒F天线的方向性。在图20中，实线代表垂直极化分量22，虚线代表水平极化分量23。在这个平面倒F天线装置中，水平极化分量23的水平略高于垂直极化分量22的水平。

当人携带便携无线通信装置时，天线装置特性的估算采用水平面上的方向图平均增益(PAG)。

在持有含天线装置的便携无线通信装置的人的头部在Z方向上位于XYZ轴的原点上的条件下，PAG由方程式(1)给出。 $\mathrm{PAG}=\frac{1}{2\mathrm{\π}}\underset{2\mathrm{\π}}{\overset{1}{\∫}}[G_{\mathrm{\θ}}\left(\mathrm{\φ}\right)+\frac{G_{\mathrm{\φ}}\left(\mathrm{\φ}\right)}{\mathrm{XPR}}]\mathrm{d\φ}----\left(1\right)$

在方程式(1)中，Gθ(φ)和Gφ(φ)分别代表垂直极化分量和水平极化分量在水平面(XY平面)上的功率方向性。XPR代表正交极化功率比，即垂直极化分量与水平极化分量的功率比。通常，在移动通信中在多径条件下一般正交极化功率比XPR为4至9dB。

假设XPR为9dB，将对PAG作进一步描述。

图21A至21C是现有技术的视图，表明利用便携无线通信装置的情况。图21A示出便携无线通信装置正在被使用。图21B示出图21中部分A的放大侧视图。图21C示出部分A的放大正视图。正如图21A至21C所示，在纵向方向倾斜60°的位置上使用便携无线通信装置。在这一对话位置中PAG提供实际估测指数。

现有技术的微带线天线装置和单极天线装置不能发射组合极化波，即极化方向是单一的。因此，如果倾斜使用便携无线通信装置，主极化方向也倾斜，从而使实际的PAG不充分。此外，馈电点阻抗高，使得现有技术的天线装置需要一个匹配电路来获得50Ω的一般输入阻抗。

此外，在现有技术的平面倒F天线装置中，天线电流被分布在便携无线通信装置的地平板上，因而如果手持便携无线通信装置的话，或者如果将其置于金属台或类似的台上，辐射特性大大降低。因此，在通信期间的实际PAG是低的。

本发明的目的是提供一种超级天线装置和一种超级便携无线通信装置。

根据本发明，本发明的第一方面提供一种天线装置，它包括：在地平板上方的微带线天线，其尺寸对应于所述天线装置的工作频率：和单极元件，其长度对应于所述工作频率，所述单极元件的一端被电连接至平面微带线天线的一个点，所述微带线天线有一个馈电点，它与所述点有一预定距离。

本发明的第二方面提供一种基于第一方面的天线装置，其中所述微带线天线包括倒F天线，它包括在所述点的相反一侧上、与所述馈电点有一段距离、用于接地的短导体。

本发明的第三方面提供一种基于第一方面的天线装置，其中所述微带线天线包括平面倒F天线，它包括在所述点的相对一侧上、与所述馈电点有一段距离、用于接地的短导体。

本发明的第四方面提供一种基于第一方面的天线装置，其中所述尺寸为半波长。

本发明的第五方面提供一种基于第一方面的天线装置，其中所述单极元件包括单极天线。

本发明的第六方面基于第五方面提供一种天线装置，进一步包括：用于滑动支承所述单极天线的滑动支承装置；开关装置；和有一个通孔并装有所述倒F天线、所述单极天线和所述开关装置和滑动支承装置的外壳，其中当所述单极天线用所述滑动支承装置通过所述通孔从所述外壳延伸时所述开关将所述一端电连接至所述点而当所述单极天线用滑动支承装置基本上被包含在所述外壳内时断开所述一端与所述点的电连接。

本发明的第七方面基于第五方面提供一种天线装置，进一步包括：用于滑动支承所述单极天线的滑动支承装置；开关装置；和有一个通孔并装有所述倒F天线、所述单极天线和所述开关装置和滑动支承装置的外壳，其中当所述单极天线用所述滑动支承装置通过所述通孔从所述外壳延伸时所述开关将所述一端电连接至所述点而当所述单极天线用滑动支承装置基本上被包含在所述外壳内时电连接所述单极天线的另一端。

本发明的第八方面基于第五方面提供一种天线装置，进一步包括：开关装置，用于响应于开关控制信号实现所述一端与所述点的电连接或断开所述一端与所述点的电连接，在所述倒F天线与包括所述倒F天线和单极天线的复合天线之间提供分集操作。

本发明的第九方面基于第八方面提供一种天线装置，进一步包括：通信状况检测装置，用于利用所述天线装置检测通信状况，按照所述通信状况产生所述开关控制信号。

本发明的第十方面基于第五方面提供一种天线装置，进一步包括：印刷电路板，它具有把所述点耦合到所述一端的印刷图案。

本发明的第十一方面基于第五方面提供一种天线装置，其中所述地平板具有基本上为直角的角落，所述单极天线具有平行于所述直角角落的第一边的第一部分和平行于所述直角角落的第二边的第二部分。

本发明的第十二方面基于第五方面提供一种天线装置，进一步包括：印刷电路板，其中所述单极天线形成在所述印刷电路板上。

本发明的第十三方面提供一种基于第一方面的天线装置，其中所述单极元件包括螺旋天线。

本发明的第十四方面提供一种基于第一方面的天线装置，其中所述馈电点的位置是由微带线天线上从零电压点起的距离确定的。

本发明的第十五方面提供一种根据上述各方面的便携无线通信装置。

从结合附图所作的以下详细描述，本发明的目的和特征将变得更加明显。

图1是第一实施例的天线装置的透视图。

图2A是现有技术一个波长偶极子的视图。

图2B和2C是根据第一实施例的天线装置的示例视图。

图3是曲线图，表明图1中所示天线装置的垂直XZ平面上的方向性。

图4是第二实施例的天线装置的透视图。

图5A和5B是含有根据第三实施例的天线装置的便携无线通信装置的侧面截面图。

图6是第四实施例的天线装置的透视图。

图7是第五实施例的天线装置的透视图。

图8是第六实施例的天线装置的透视图。

图9是含有根据第七实施例的天线装置的便携无线通信装置的侧面截面图。

图10是第八实施例的天线装置的透视图。

图11是第九实施例的天线装置的透视图。

图12是曲线图，表明图11所示的天线装置在垂直XZ平面上的方向性。

图13是第十实施例的天线装置的透视图。

图14是曲线图，表明图13所示的天线装置在垂直XZ平面上的方向性。

图15是第十一实施例的天线装置的透视图。

图16A和16B是根据第十二实施例的天线装置的截面图。

图17是现有技术的单极的透视图。

图18是曲线图，表明图17所示的单极在垂直XZ平面上的现有技术方向性。

图19是另一现有技术天线装置。

图20是曲线图，表明现有技术平面倒F天线的方向性。

图21A至21C是现有技术视图，表明利用便携无线通信装置的情况。

在整个附图中相同和相对应的元件或部件由相似参考符号表示。

<第一实施例>

将参考图1至8描述根据第一实施例的天线装置。在这个实施例中，假设天线装置的工作频率为2GHz。

图1是第一实施例的天线装置的透视图。单极1在工作频率下具有半波长(75mm)，其作用是从便携无线通信装置伸出的单极元件。

平面倒F天线2包括周长(75mm)约为天线装置工作频率的半波长的正方形导体平板2a。正方形导体平板2a与地平板6以距离h(例如5mm)并行排列。用短路部分5使正方形导体平板2a的一点(角落)与地平板6电连接。即，该点被接地，作为零电压点5a。从短路部分5起的距离s(例如1mm)处，设置一个馈电部分4，具有与地平板6电绝缘的圆端，在馈电点4a上用垂直于地平板6排列的导体4b与正方形导体平板2a电连接。短路部分5垂直于地平板排列且平行于导体4b。换句话说，馈电点4a也是从零电压点5起的距“s”距离。单极1和平面倒F天线2形成包含在便携无线通信装置中的复合天线。

单极1的一端被电连接至正方形导体平板2a面对短路部分5的另一端(对角端)处的连接点3。然后，单极1和平板天线2形成复合天线，其中单极1和平板天线2在单个馈电点4a处被激励。

将参考图2A至2C描述图中所示的天线装置的操作。图2A示出一个波长偶极子7，作为一个例子。一个波长偶极子7的馈电点被连接至四分之一波长匹配短截线8。一个波长偶极子7的馈电点阻抗为数百欧姆，这是比较高的。四分之一波长匹配短截线8的作用是与一个波长偶极子7阻抗相匹配的匹配电路，在四分之一波长匹配短截线8的适当馈电点9提供例如50Ω的所需馈电阻抗。一个波长偶极子7的电流分布由图2A中虚线和箭头示出。

图2B示出通过用地平板13替代图2A中所示的一个波长偶极子7的左侧部分而导出的结构。单极10具有半波长。四分之一波长匹配短截线11对应于四分之一波长匹配短截线8的一侧部分。电流分布由图2B中的虚线和箭头表示。然而，把四分之一波长匹配短截线11看作是安排在地平板之上的倒F天线。

图2C示出通过安排单极从四分之一波长匹配短截线15略微延伸而导出的结构。在图2C中，倒F天线15被安排在地平板6上，单极14的方向与倒F天线15的方向相同。在这种情况中的电流分布由图2C中的虚线和箭头示出。即，单极14和倒F天线15作为由单个馈电点16激励的复合天线工作。这里，倒F天线15作为单极14的匹配电路而工作，以及其自身也作为一部分发射元件而工作。此外，这一复合天线示出了辐射方向性，它不同于仅由单极14获得的方向性或仅通过倒F天线15获得的方向性。

此外，倒F天线15由条状或线状导体形成。然而，通过将单极天线14连接至平面倒F天线的阻抗高的点(角落)，平面倒F天线或微带线天线示出相似特征。

在图2C中，用平面倒F天线代替倒F天线15，提供图1中所示的天线装置。正如图1所示，在平面倒F天线2上的最高阻抗是连接单极天线1的连接点3。

调节馈电点4a与短路部分5之间的距离可提供平面倒F天线2的阻抗匹配。即，距离是这样确定的，使得平面倒F天线2在馈电点4a的阻抗为50Ω。然而，如果单极1被连接至该连接点3，那么，在馈电点4a的阻抗并不会有很大改变，因为平面倒F天线2和单极天线2在连接点3的阻抗彼此都是高的。事实上，在约1mm范围内对距离S作微调，以提供50Ω的阻抗。

图3是曲线图，表明图1中所示的天线装置在垂直XZ平面上的方向性。实线17代表垂直极化分量，虚线18代表水平极化分量。

图3中所示的水平和垂直极化分量的方向性不同于图18和20中所示的方向性。第一实施例的天线装置的水平极化分量的方向性的平均水平高于图18中所示的平均水平。这是因为在单极天线1和平面倒F天线二者中所分布的天线电流发射无线电波。因此，存在于地平板6中的天线电流低，从而当手上持有含有该天线装置的便携无线通信装置时辐射效率并不极大地降低。再有，水平极化分量高于图17中所示的分量。于是，在通信条件下(图21A至21C)PAG约为-5dB。

如上所述，根据第一实施例的天线装置和便携无线通信装置在通信条件下提供高的天线特性，而无需具有简单结构的匹配电路，即将单极天线1连接至平面倒F天线的一点上。

单极天线1的长度并不局限于半波长。即，单极天线1的长度可以改变，只要提供阻抗匹配。

<第二实施例>

图4是根据第二实施例的天线装置的透视图。

根据第二实施例的天线装置与第一实施例的天线装置基本上相同。差别在于倒F天线24替代平面倒F天线2。

正如图4所示，倒F天线24包括长度约为四分之一波长(37.5mm)而宽为2mm的导体平板24a。倒F天线24沿矩形形状的地平板6的边缘排列在地平板6之上。倒F天线24与地平板6之间的距离例如为5mm。倒F天线24的一端通过短路部分26连接至地平板6。倒F天线24的另一端连接至单极天线1的一端。安排单极天线1垂直于倒F天线24的纵向方向。

正如图4所示，将倒F天线24安排在水平面(XY)内，因而主要辐射水平极化分量。因此，根据第二实施例在方向性上的水平分量水平高于第一实施例的水平。即，在通信期间的PAG约为-4dB，这是相对较高的。

在本实施例中，地平板6具有矩形形状。然而，在倒F天线下只有角落6c可以是直角。

<第三实施例>

图5A和5B数含有根据第三实施例的天线装置的便携无线通信装置的侧面截面图。根据第三实施例的天线装置具有与第一实施例结构基本相同的结构。差别如下：

单极天线27的底部端(在图中)具有将该底部端与平面倒F天线2的端部(角落)电连接的触点28。滑动支承构件62支承具有滑动动作的单极天线27。外壳60装有平面倒F天线2、地平板6和单极天线27，具有让单极天线27从外壳60延伸的通孔。

当单极天线27从外壳60延伸时，触点28使单极天线27电连接至平面倒F天线2的端部。在这种情况下，根据第三实施例的天线装置以与第一实施例的天线装置相同的方法进行工作。

当单极天线27基本上被包含在外壳60中时，触点28并不与平面倒F天线27的一端接触，因而仅有平面倒F天线2工作。因此用户能够选择延伸单极天线和将单极天线含在其中的接收模式。

按照单极天线27与倒F天线2之间的阻抗匹配确定触点28与其接触的位置。

此外，可以用图4中所示的倒F天线24替代平面倒F天线2，正如由图5A和5B中括号内参考标号所表示的。

<第四实施例>

图6是根据第四实施例的天线装置的透视图。根据第四实施例的天线装置的结构具有与第一实施例天线装置结构相似的结构。不同之处在于在平面倒F天线2的一角与单极天线1的一端之间进一步提供一个高频开关30。

高频开关30包括PIN二极管，它使单极天线1在高频(工作频率)下与平面倒F天线2电连接和断开与平面倒F天线2的连接。

相应于由控制电路31产生的切换控制信号63而对高频开关进行控制。馈电部分4把接收信号提供给接收电路32，控制电路31检测接收信号的电平并根据检测电平产生切换控制信号63，使得接收信号的电平保持为高。

当高频开关30闭合时，第四实施例的天线装置起到了包括单极天线1和平面倒F天线2的复合天线作用，具有图3所示的方向性。

当高频开关30打开时，平面倒F天线2作为单个天线工作并提供不同于图3所示的方向性。控制高频开关30使得接收电平保持为高，以致于提供方向性分集操作。

可以按照从该区域内基站发射的上行线传输质量数据而控制这一分集操作。即，基站按照来自这一便携无线通信装置的接收电平等检测上行线传输质量并按照该检测电平产生上行线传输质量数据。控制电路31接收上行线传输质量数据并产生切换控制信号63。

可以用倒F天线24替代平面倒F天线2。

如上所述，根据第四实施例的天线装置用高频开关30提供定向分集操作。

<第五实施例>

图7是根据第五实施例的天线装置的透视图。根据第五实施例的天线装置具有与第二实施例结构基本相同的结构。差别在于将倒F天线24设置在印刷电路板36上。单极天线35的端部连接至圆端33或与其接触。倒F天线24的端部通过焊接导体24b连接至该圆端33。馈电部分25通过焊接连接至印刷电路板36上的圆端34。倒F天线24的另一端用短路部分26连接至地平板37。

图7所示的天线装置与第二实施例的天线装置一样地工作。在制造中，焊接倒F天线24，然后附着单极天线35，使得单极天线的端部接触圆端33，从而能够简化倒F天线24与单极天线35之间的连接结构，改善制造的效率。

此外，通过增加一圆端(未示出)可以将第四实施例中的高频开关30设置在单极天线35与倒F天线24之间。

<第六实施例>

图8是根据第六实施例的天线装置的透视图。根据第六实施例的天线装置具有与图1所示第一实施例结构基本相同的结构。差别在于螺旋天线38替代单极天线1。即，螺旋天线38起单极元件的作用。螺旋天线38以法向模式(轴向模式)工作。例如，螺旋天线的高度为10mm，直径约为5mm。螺旋天线38在连接点3与平面倒F天线2电连接。使螺旋天线38在连接点处的阻抗等于半波长单极天线的阻抗。

这一天线显示了与图1所示第一实施例的天线装置方向性基本相同的方向性。此外，在工作频率下，螺旋天线38的高度约为10mm，以致于能够减小这一实施例的天线装置的尺寸。此外，可以用倒F天线24替代平面倒F天线2，正如图8所示。

<第七实施例>

图9是含有根据第七实施例的天线装置的便携无线通信装置的侧面截面图。根据第七实施例的天线装置具有与第六实施例结构基本相同的结构。不同的是螺旋天线39被安排为沿并行六面体外壳40的最短边(外壳的厚度方向)或者螺旋天线39被安排在地平板6平面的垂直方向上。

在操作中，如果螺旋天线39不存在且无线电波仅由平面倒F天线2接收或发射，那么平面倒F天线2非常靠近金属台41，以致于平面倒F天线2与金属台41之间的电相互作用降低了天线特性。在这种情况中，PAG降低例如约-20dB。

另一方面，在本实施例的天线装置中，螺旋天线39被安排在垂直于地平板6和金属台41表面的方向上。那么，螺旋天线39以法向模式工作并显示高辐射特性，以致于PAG提高到-13dB。

<第八实施例>

图10是根据第八实施例的天线装置的透视图。

根据第八实施例的天线装置具有与第一实施例结构基本相同的结构。即，天线装置1被连接至微带线天线42，后者用馈电点43a的位置来调节输入阻抗并与单极天线1一起作为复合天线工作。换句话说，平面倒F天线2被微带线42所替代。

微带线天线42的长约为半波长(75mm)，宽约15mm。微带线天线42的一端在连接点3处被连接至单极天线1。馈电部分43被连接至馈电点43a，与连接点3分开一预定距离。此外，按照馈电点43a与在微带线43上电压为零的零电压点64(但是这一点显示最大电流)之间的距离调节输入阻抗。

在图10中，虚线和箭头表明半波长微带线42和单极天线1的电流分布。包括半波长微带线天线42和单极天线1的复合天线的方向性不同于第一实施例(图1)的方向性(图3)并在Z方向和-Z方向上偏置。如果使半波长微带线天线42的宽度b变宽，带宽被扩宽，因为天线的电学体积变大。例如，图1所述的平面倒F天线2具有100MHz的带宽(带宽比率为5％)。另一方面，半波长微带线天线42的带宽约为150MHz(带宽比率为7.5％)。

如上所述，使单极天线1与半波长微带线天线42相连接提供了根据第八实施例的天线装置，从而提供高的天线特性，而且还提供宽的带宽。

在前面的实施例中可以使用微带线天线42。即，微带线天线42可以替代图5A和5B中所述的第三实施例中的平面倒F天线2。此外，微带线天线42可以替代图6中所述的第四实施例中的平面倒F天线2、图7中所述的第五实施例中的倒F天线24、图8中所述的第六实施例中的平面倒F天线2。

<第九实施例>

图11是根据第九实施例的天线装置的透视图。根据第九实施例的天线装置具有与第一实施例结构基本相同的结构。不同的是折叠单极天线44替代了单极天线1。

折叠单极天线44具有半波长(75mm)，其一端在连接点3处被连接至平面倒F天线2。折叠单极天线44的第一部分44a被安排为沿矩形形状地平板6的(直)边缘6a。单极天线44的第二部分44b被安排为沿地平板6的相邻边缘6b，其中第一部分44a和第二部分44b具有垂直关系。单极天线44的第一部分44a与地平板6的边缘6a之间的距离g约为5mm。单极天线44被装在外壳60内。

图12是曲线图，表明图11所述的天线装置在垂直XZ平面上的方向性。在图12中，实线代表垂直极化分量45而虚线代表水平极化分量46。仅从平面倒F天线2的方向性提高了垂直极化分量的平均电平，因此，水平面(XY平面)的辐射得到增强。

在用这一天线装置的如图21A至21C所示的通信条件下，折叠单极天线44可以靠近用户的头。然而，天线装置安排在扬声器的相对一侧，因而这一安排消除了人体对天线装置的辐射特性的影响。

如果天线装置用在无线数据终端中，作为便携无线通信装置，例如用户将无线数据终端放在胸部口袋内。无线数据终端的外壳的取向不是恒定的。即，在图19所示的现有技术的情况中，或者倒F天线靠近人体，或者另一侧靠近人体。如果倒F天线靠近人体，那么PAG约为-8dB。

另一方面，图11所示的天线装置的PAG得到提高，因为不管外壳的方向怎样折叠单极天线44不靠近人体。因此，无线数据终端的PAG约为-6dB，所以根据第九示例的天线装置作为无线数据终端是更好的。这个实施例可应用于图7所示的第五实施例。即，单极天线44可以替代单极天线35(38)。

<第十实施例>

图13是根据第十实施例的天线装置的透视图。根据第十实施例的天线装置具有与第九实施例结构基本相同的结构。不同的是倒F天线24替代平面倒F天线2。

图14是曲线图，表明图13所示的天线装置在垂直XZ平面上的方向性。在图14中，实线代表垂直极化分量47，虚线代表水平极化分量48。仅从平面2倒F天线24的方向性提高了垂直极化分量的平均电平，因此，水平面(XY平面)的辐射得到增强。

在用这一天线装置的如图21所示的通信条件下，折叠单极天线44可以靠近用户的头。然而，天线装置安排在扬声器的相对一侧，因而这一安排消除了人体对天线装置的辐射特性的影响。

如果天线装置用在无线数据终端中，作为便携无线通信装置，例如用户将无线数据终端放在胸部口袋内。无线数据终端的外壳的取向不是恒定的。即，或者倒F天线靠近人体，或者另一侧靠近人体。如果倒F天线靠近人体，那么PAG约为-8dB。

相反地，图13所示的天线装置的PAG得到提高，因为不管外壳的方向怎样，折叠单极天线44不靠近人体。因此，当用在无线数据终端时的PAG约为-6dB，所以根据第九示例的天线装置作为无线数据终端是更好的。

<第十一实施例>

图15是根据第十一实施例的天线装置的透视图。根据第十一实施例的天线装置的结构与第十实施例的结构基本相同。不同的是折叠单极天线49形成在印刷电路板36上。具有半波长的单极天线49形成的印刷电路板36上，倒F天线24的一端连接至连接圆端50或与其接触。倒F天线24的另一端连接至形成在印刷电路板36上的地平板37。

在制造中，单极天线49、地平板37和馈电部分25形成在印刷电路板36上。然而，倒F天线24安装在印刷电路板36上，正如图15所示。因此，制造过程得到简化。

此外，平面倒F天线2可以替代倒F天线24。

<第十二实施例>

图16A和16B是根据第十二实施例的天线装置的截面图。根据第十二实施例的天线装置具有与图5A和5B中所示的第三实施例结构基本相同的结构。不同的是触点54进一步与在单极天线51上端处的触点53相接触。

单极天线51具有半波长以及下端(附图中)处的触点52和上端处的触点53。当单极天线51通过通孔61从外壳延伸时，触点52使平面倒F天线2耦合至单极天线51，所以根据第十二实施例的天线装置以与根据第一实施例天线装置(图1)相似的方式工作。因此，提供高的PAG。

当将单极天线54装在外壳60中时，触点53与平面倒F天线2的触点54接触。然而，在这一条件下天线装置以与图11所示天线装置相同的方式工作。因此，如果把含有根据本实施例的天线装置的便携无线通信装置放在胸部口袋内，可提供高PAG。

如上所述，当单极天线51被延伸时，以与图1所示相同的方式，单极天线51与平面倒F天线2相连接。此外，当单极天线51被推进外壳60内时，以与图11所示的相同方式，单极天线51与平面倒F天线2相连接，从而能够按照使用条件(位置)自动地改变天线特性。

倒F天线24可以替代平面倒F天线2。微带线天线42可以替代平面倒F天线2。

在上述实施例中，可以给平面倒F天线2、倒F天线24和半波长微带线天线提供形成在介质基板上的印刷图案。

如上所述，根据本发明的天线装置，其波长对应于工作频率的单极天线的一端连接至地平板上的其尺寸对应于工作频率的微带线天线的一个点。针对零电压点调节馈电点，以提供所需输入阻抗。包括单极天线和微带线(倒F天线)天线的复合天线显示出适当的方向性和发射效率。

在上述实施例中，可以用图1、4、6、7和10中所示的单极天线替代螺旋天线38。

Claims (39)

1.一种天线装置，其特征在于所述装置包括：

地平板之上的微带线天线，其尺寸对应于所述天线装置的工作频率；以及

其长度对应于所述工作频率的单极元件，所述单极元件的一端被电连接至所述平面微带线天线的一个点，所述微带线天线有一馈电点，它与所述点有一预定距离。

2.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述微带线天线包括倒F天线，它包括在所述点的相对一侧上、与所述馈电点有一距离、用于接地的短导体。

3.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述单极元件包括单极天线。

4.如权利要求3所述的天线装置，其特征在于进一步包括：用于滑动支承所述单极天线的滑动支承装置；

开关装置；以及

具有一个通孔并含有所述倒F天线、所述单极天线、所述开关装置和滑动支承装置的外壳，其中当所述单极天线用所述滑动支承装置通过所述通孔从所述外壳延伸时所述开关将所述一端电连接至所述点而当所述单极天线用所述滑动支承装置基本上包含在所述外壳中时断开所述一端与所述点的电连接。

5.如权利要求3所述的天线装置，其特征在于进一步包括：用于滑动支承所述单极天线的滑动支承装置；

开关装置；以及

具有一个通孔并含有所述倒F天线、所述单极天线、所述开关装置和滑动支承装置的外壳，其中当所述单极天线用所述滑动支承装置通过所述通孔从所述外壳延伸时所述开关将所述一端电连接至所述点而当所述单极天线用所述滑动支承装置基本上包含在所述外壳中时电连接所述单极天线的另一端。

6.如权利要求3所述的天线装置，其特征在于进一步包括：响应于切换控制信号，使所述一端与所述点电连接或从所述点电断开的切换装置，以提供所述倒F天线与含有所述倒F天线和单极天线的复合天线之间的分集操作。

7.如权利要求6所述的天线装置，其特征在于进一步包括：通信状况检测装置，用于利用所述天线装置检测通信状况，根据所述通信状况产生所述切换控制信号。

8.如权利要求3所述的天线装置，其特征在于进一步包括印刷电路板，具有使所述点耦合至所述一端的印刷图案。

9.如权利要求3所述的天线装置，其特征在于，所述单极天线包括以预定距离沿所述地平板的一直边缘安排的一个部分。

10.如权利要求3所述的天线装置，其特征在于进一步包括印刷电路板，其中所述单极天线形成在所述印刷电路板上。

11.如权利要求2所述的天线装置，其特征在于，所述单极元件包括螺旋天线。

12.如权利要求11所述的天线装置，其特征在于进一步包括用于包含所述倒F天线和所述螺旋天线的基本上为平行六面体形状的外壳，其中所述螺旋天线沿所述平行六面体形状的最短一边排列。

13.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述微带线天线包括平面倒F天线，它包括在所述点的相对一侧上、与所述馈电点有一距离、用于接地的短导体。

14.如权利要求13所述的天线装置，其特征在于，所述单极元件包括单极天线。

15.如权利要求14所述的天线装置，其特征在于进一步包括：

用于滑动支承所述单极天线的滑动支承装置；

开关装置；以及

具有一个通孔并含有所述平面倒F天线、所述单极天线、所述开关装置和滑动支承装置的外壳，其中当所述单极天线用所述滑动支承装置通过所述通孔从所述外壳延伸时所述开关将所述一端电连接至所述点，而当所述单极天线用所述滑动支承装置基本上包含在所述外壳中时电断开所述一端与所述点的电连接。

16.如权利要求14所述的天线装置，其特征在于，进一步包括：用于滑动支承所述单极天线的滑动支承装置；

开关装置；以及

具有一个通孔并含有所述倒F天线、所述单极天线、所述开关装置和滑动支承装置的外壳，其中当所述单极天线用所述滑动支承装置通过所述通孔从所述外壳延伸时所述开关将所述一端电连接至所述点而当所述单极天线用所述滑动支承装置基本上包含在所述外壳中时电连接所述单极天线的另一端。

17.如权利要求14所述的天线装置，其特征在于进一步包括，响应于切换控制信号使所述一端与所述点电连接或从所述点电断开的切换装置，以提供所述平面倒F天线与含有所述平面倒F天线和单极天线的复合天线之间的分集操作。

18.如权利要求17所述的天线装置，其特征在于，进一步包括通信状况检测装置，用于利用所述天线装置检测通信状况，根据所述通信状况产生所述切换控制信号。

19.如权利要求14所述的天线装置，其特征在于进一步包括印刷电路板，具有使所述点耦合至所述一端的印刷图案。

20.如权利要求14所述的天线装置，其特征在于，所述单极天线包括以预定距离沿所述地平板的直边缘安排的一个部分。

21.如权利要求14所述的天线装置，其特征在于进一步包括印刷电路板，其中所述单极天线形成在所述印刷电路板上。

22.如权利要求13所述的天线装置，其特征在于，所述单极元件包括螺旋天线。

23.如权利要求22所述的天线装置，其特征在于进一步包括用于包含所述平面倒F天线和所述螺旋天线的基本上为平行六面体形状的外壳，其中所述螺旋天线沿所述平行六面体形状的最短一边排列。

24.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述尺寸为半波长。

25.如权利要求24所述的天线装置，其特征在于，所述单极元件包括单极天线。

26.如权利要求25所述的天线装置，其特征在于进一步包括：

用于滑动支承所述单极天线的滑动支承装置；

开关装置；以及

具有一个通孔并含有所述微带线天线、所述单极天线、所述开关装置和滑动支承装置的外壳，其中当所述单极天线用所述滑动支承装置通过所述通孔从所述外壳延伸时所述开关将所述一端电连接至所述点而当所述单极天线用所述滑动支承装置基本上包含在所述外壳中时电断开所述一端与所述点的电连接。

27.如权利要求25所述的天线装置，其特征在于进一步包括：

用于滑动支承所述单极天线的滑动支承装置；

开关装置；以及

具有一个通孔并含有所述微带线天线、所述单极天线、所述开关装置和滑动支承装置的外壳，其中当所述单极天线用所述滑动支承装置通过所述通孔从所述外壳延伸时所述开关将所述一端电连接至所述点而当所述单极天线用所述滑动支承装置基本上包含在所述外壳中时电连接所述单极天线的另一端。

28.如权利要求25所述的天线装置，其特征在于，响应于切换控制信号使所述一端与所述点电连接或从所述点电断开的切换装置，以提供所述平面倒F天线与含有所述平面倒F天线和单极天线的复合天线之间的分集操作。

29.如权利要求28所述的天线装置，其特征在于，进一步包括通信状况检测装置，用于利用所述天线装置检测通信状况，根据所述通信状况产生所述切换控制信号。

30.如权利要求25所述的天线装置，其特征在于，进一步包括印刷电路板，具有将所述点耦合至所述一端的印刷图案。

31.如权利要求24所述的天线装置，其特征在于，所述单极元件包括螺旋天线。

32.如权利要求31所述的天线装置，其特征在于进一步包括用于包含所述平面倒F天线和所述螺旋天线的基本上为平行六面体形状的外壳，其中所述螺旋天线沿所述平行六面体形状的最短一边排列。

33.一种便携无线通信装置，它包括：

天线装置，它包括：

在地平板上的微带线天线，其尺寸对应于所述天线装置的工作频率；和

其长度对应于所述工作频率的单极元件，所述单极元件的一端与所述平面微带线天线的一点电连接，所述微带线天线具有一馈电点，与所述点有一预定距离；

提供用所述天线装置通信的接收和发射装置；以及

含有所述接收和发射装置和所述天线装置的外壳。

34.如权利要求33所述的便携无线通信装置，其特征在于，所述微带线天线包括倒F天线，它包括在所述点的相对一侧上、与所述馈电点有一距离、用于接地的短导体。

35.如权利要求33所述的便携无线通信装置，其特征在于，所述微带线天线包括平面倒F天线，它包括在所述点的相对一侧上、与所述馈电点有一距离、用于接地的短导体。

36.如权利要求33所述的便携无线通信装置，其特征在于，所述尺寸为半波长。

37.如权利要求33所述的便携无线通信装置，其特征在于，所述单极元件包括单极天线。

38.如权利要求33所述的便携无线通信装置，其特征在于，所述单极元件包括螺旋天线。

39.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述馈电点的位置是由从微带线天线上的零电压点起的距离确定的。

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