CN1385924A - 线状天线 - Google Patents

Abstract

本发明提供的线状天线,具有将带状导体沿带宽方向弯折的天线元件,在带状导体的弯折部外缘设有倒角部。

Description

线状天线

技术领域

本发明涉及移动电话机、移动信息终端机、无线LAN(局部地区网络)的终端机等用的小型线状天线。

背景技术

线状天线(下面仅称为“天线”)，例如备有将天线无件形成为蛇状(下面有时称为蛇天线)的导体。通常，蛇天线的天线元件，是由将贴在感应体基板上的金属板进行形状腐蚀或金属板冲裁加工等而形成的。因此，天线元件是薄而具有一定宽度的带状导体。

但是，如果带状导体的弯折次数多，则蛇天线的频带宽度会变窄。

上述那样的线状天线，公知的有天线元件和树脂成形体一体化的天线。该线状天线是用嵌入成型法制造的。在嵌入成型中，天线元件被放置在金属模具的模腔内，注塑成形树脂。如上所述，如果天线元件具有用薄金属板冲裁加工或腐蚀加工出的蛇形图案(导体是细宽的带状)(包括全部为蛇形图案和一部分为蛇形图案)，则用上述方法制造线状天线时，由于注塑成形时树脂的流动，蛇形图案容易变形。

为此，天线元件用下述方法形成，即，用多个连接部把天线元件和设在其外侧的宽的框连接起来而成为一个整体的导体图形体。进行注塑成形时，用金属模具挟住框和连接部，使蛇形图案不变形。

但是，当蛇形图案复杂化时，则产生连接部不能连接蛇形图案和框的部分，所以，该部分容易变形。

为了防止蛇形图案的变形，比较有效的办法是加宽带状导体的宽度或加厚其厚度，但是这样会导致共振频率升高。

发明内容

本发明的目的是提供改进的天线。

本申请第1发明的线状天线，是更宽频带宽度化的线状天线。

具体地说，本申请第一发明的线状天线，备有将带状导体在带的宽度方向弯折的天线元件，其特征在于，在上述带状导体的弯折部外缘设置倒角部。

通过设置这样的倒角部，可实现天线的宽频带宽度化。

另外，导体图形件的全长这样设定：即，其电路长为该天线收发频率波长λ的n/4倍(n为正整数，通常n＝1)。

本发明的线状天线中，倒角部的大小(倒角为等腰三角形时的二个等边的一边长度)最好为带状导体的导体宽度的0.7倍以上。

本申请第2发明的线状天线，是在树脂成形体的成形时，不容易产生蛇形图案的变形，天线特性稳定的天线。

具体地说，本申请第2发明的线状天线，其特征在于，备有天线元件、树脂成形体和填角部；上述天线元件具有带状导体的蛇形图案，上述树脂成形体与天线元件成形为一体，上述填角部设在上述蛇形图案的多个角部之中的至少1个角部的内侧。这里，设有上述填角部的角部最好是在树脂成形时容易变形的角部。

在树脂变形时容易产生变形者，通常是远离与蛇形图案的外侧框连接部的角部，所以，设有上述填角部的角部最好位于远离连接上述蛇形图案和框的连接部的位置。

另外，天线元件具有蛇行进方向不同的多个蛇形图案时，蛇行进方向变化的角部通常不能设置在靠近与框的连接部的附近，在树脂成形时容易变形，因此，填角部最是好设在这样的角部。

具有蛇形图案的天线元件，蛇形图案的角部最好做成如上述那样外侧倒角的形状。但是，设有填角部的角部最好做成为外侧不倒角的形状。其理由是，设置填角部进加强的角部最好省略倒角来进一步加强。

在树脂成形时容易变形时，构成一个直线部分的2个相邻角部中的、靠近天线元件树脂成形体中心一方的角部不设置填角部，并省略倒角，远离中心的一方角部设置填角部，省略倒角部。其理由是，如果使靠近天线元件中心的一方角部变粗，则频率变动增大。

另外，天线元件具有蛇行进方向不同的、蛇的节距方向直交的第1蛇形图案和第2蛇形图案；第1蛇形图案具有第1角部和第2角部，该第1角部配置在树脂成形时注入树脂的浇口附近，该第2角部配置在远离上述绕口的位置；配置在与靠近浇口的角部相邻位置的角部上设有填角部。

另外，上述天线元件，包含行进方向不同、宽度不同的2个蛇形图案由连设部连接的蛇形图案；在上述连设部和与该连设部相接的宽度大的蛇形图案侧的2个角部，不设置倒角。

另外，上述天线元件还具有第3角部和第4角部中的至少一方，该第3角部省略了外侧倒角，该第4角部设有填角部。

附图说明

图1A至图1C是表示本发明第1实施例之蛇天线的图，图1A是正视图，图1B是侧视图，图1C是后视图。

图2A至图2C是表示现有技术中的蛇天线的图，图2A是正视图，图2B是侧视图，图2C是后视图。

图3是表示图1A至图1C和图2A至图2C的蛇天线试验结果的曲线图。

图4A是表示本发明蛇天线的倒角部的宽度(大小)和频带宽度关系的曲线图，图4B是表示倒角部大小的定义的说明图。

图5A至图5C是表示本发明第2实施例之蛇天线的图，图5A是正视图，图5B是侧视图，图5C是后视图。

图6是表示本发明第3实施例的正视图。

图7是表示本发明第4实施例之线状天线的平面图。

图8是表示制造图7所示线状天线时用的导体形状的平面图。

图9是表示对图8的全部角部实施倒角的导体形状的平面图。

图10是表示本发明第5实施例之线状天线的平面图。

图11是表示制造图10所示线状天线时用的导体形状的平面图。

图12A和图12B分别是本发明第5实施例中采用的填角部的说明图。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的实施例。(第1实施例)

图1A至图1C是表示本发明第1实施例之线状天线的图。

线状天线10备有天线元件14和金属板16。天线元件14由形成在感应体基板12一侧面上的蛇状带状导体构成。金属板16形成在基板12的另一面上。天线元件14具有约1/4波长的长度，其一端是供电部18，另一端是自由端20。金属板16不接地。即，该金属板16不是接地板，而是作为子元件。天线元件14具有沿蛇宽度方向直线延伸的宽度方向直线部a和沿蛇的节距方向直线延伸的节距方向直线部b，宽度方向直线部a和节距方向直线部b相垂直。即，天线元件14呈直角状弯折。第1实施例的线状天线10例如用下述方法制造。即，准备好预定宽度和长度的双面铜箔基板(铜箔厚度36μm)，然后将基板的一面铜箔腐蚀、或冲裁成形或印刷形成天线元件14。

第1实施例的线状天线10，其天线元件14的带状导体呈直角状弯折，其弯折成直角部分的外缘，被切成等腰三角形状。即，第1实施例的特征是，形成沿着垂直于二等分直线部a和直线部b的交角线的直线切直线部2和直线部b的交角的倒角部22。具体地说，倒角部22相对于节距方向成45°。

如该天线这样，天线元件14比共振频率的波长短、共振动作的线状天线中，蛇状弯折部的角部部位对天线带宽的影响，是已往没有考虑到的。本发明者如前述那样形成倒角部22，与没有倒角部时相比，可加宽频带宽度。其原因虽然并不太明确，但是，本发明者认为，通过设置倒角部22，可以减小天线元件14的弯折部的阻抗变化，所以，可防止不必要的反射，从而抑制频带宽度的减小。(试制例1)

下面，说明试制的本发明第1实施例之线状天线与已往线状天线的比较试验结果。本发明第1实施例之线状天线，是图1A至图1C所示那样的具有倒角部22的线状天线10。该线状天线10，其感应体基板12的长度是36mm，宽度是8mm，厚度是1.6mm。天线元件14的导体宽是1mm，导体间隔是1mm，弯折宽度是6mm。金属板16的长度和宽度与感应体基板12相同。为了与上述试制例比较，已往的线状天线是采用图2A至图2C所示的线状天线10，该已往的线状天线10，除了天线元件14的的弯折部没有倒角外，其余与图1A至图1C所示的线状天线10相同。测定使第1实施例之线状天线和已往线状天线的频率变化时的VSWR(电压驻波比)的变化。测定结果用图3的曲线表示。粗线表示有倒角的第1实施例的线状天线的特性，细线表示无倒角的已往线状天线的特性。表1表示从测定结果求出的若干VSWR的频带宽度。表1

从表1所示结果可知，在天线元件弯折部的外缘设置倒角部22，可以比已往的线状天线加宽频率频带宽度。(试制例2)

下面，说明改变倒角部22的大小时的情形。

如图4B所示，准备好导体宽度为5mm、10mm、15mm的三种线状天线。使倒角部的大小(倒角为直角等腰三角形时的二等边中的一边长度L)在0～2倍导体宽度W的范围内变化，测定该变化时的频带宽度。测定结果如图4A所示。从图4A可知，设无倒角部时的频带宽度为1，则设置了倒角部后，各频带宽度如下述地变化。

(1)导体宽度为5mm时：频带宽度1.00～1.09

           (最大变化量ΔM＝0.09)

(2)导体宽度为10mm时：频带宽度1.00～1.16

           (最大变化量ΔM＝0.16)

(3)导体宽度为15mm时：频带宽度1.00～1.40

           (最大变化量ΔM＝0.40)

在图4A中，倒角部的大小为导体宽度W的0.7倍以上时，频带宽度变化量为ΔM/2以上，在该范围加宽频带宽度的效果显著。因此，最好把倒角部的大小设定为导体宽度W的0.7倍以上。(第2实施例)

图5A至图5C是表示第2实施例之线状天线的图。在图5A至图5C中，与图1A至图1C中相同的部分注以相同标记，其详细说明从略。

第2实施例的线状天线10，在感应体基板12的一面形成由蛇状带状导体构成的天线元件14，在感应体基板12的相反侧的面未设置金属板。如第2实施例的线状天线这样，即使省略掉金属板，也能实现天线的宽域化。(第3实施例)

图6所示的实施例，是把本发明的线状天线用于2频率共用天线的例子。在第3实施例的天线中，导体形状是这样的：在供电部30的附近(称为分支部)分成二股，第1天线元件14a和第2天线元件14b连设着。在分支部形成略V字形的切口，由此形成倒角部22。

另外，在第1实施例至第3实施例中，表示了效果最显著的、沿着直线将带状导体的角部切成的倒角部22。但并不限于此，也可以沿着预定半径圆弧等的曲线将直线部与直线部相交的(弯折的)角部的外侧切成为倒角。另外，即使在倒角部22，为了保持导体宽度，也可以将导体形成为朝角部内侧鼓出的形状、即对角部的内侧实施倒角。

如上述各实施例的所示，在带状导体的弯折部外缘设置倒角部，可以得到比已往更频带宽度的天线。(第4实施例)

上述各实施例中，通过设置倒角部，得到改善了频率特性的线状天线。但是，如果在全部角上部设置倒角部，则存在强度降低的问题。第4实施例即为了解决该问题。

图7是表示本发明第4实施例的线状天线的图。第4实施例之线状天线的天线元件14备有蛇行进方向不同的2个蛇形图案14a、14b。天线元件14埋入在平板状的树脂成形体12中。在天线元件14的一端侧，供电端子18延伸到树脂成形体12外面，在另一端侧，固定到电路基板等的固定端子20延伸到树脂成形体12的外面。

上述线状天线如下述地制造。

首先，对薄金属板(例如铜板)进行冲裁加工或腐蚀形成图8所示那样形状的导体40。该导体40保持着天线元件14。该天线元件14具有配置在四方形大宽度框24内的、蛇行进方向不同的2个蛇形图案14a、14b。天线元件14在多部位通过连接部26与框24连接。天线元件14的一端侧通过供电端子18与框24连接。天线元件14的另一端侧通过固定端子20与框24连接。这样，天线元件14被保持在框24内的预定位置。图8中，表示出了形成在框24四角的定位孔。

把这样该导体40放在金属模具中，进行注塑成形。导体40被上模和下模挟住。用金属模具挟住导体40时，双点划线表示的框内成为模腔42。因此，在图8中，双点划线外侧的部分(导体40的连接部26的外端侧、端子18、20的外端侧及框24)被金属模具挟住。用于把树脂注入模腔42内的浇口设在天线元件14的固定端子20侧的模腔42的面42a上。在这样的金属模具中进行了注塑成形后，沿着树脂成形体的周面切断连接部26，同时留下适当长度地切断供电端子18和固定端子20，则得到图7所示的线状天线。

第4实施例之线状天线的天线元件14，具有蛇行进方向不同的2个蛇形图案14a、14b。因此，蛇形图案复杂化。这样，由于蛇形图案复杂化，出现了不能形成连接部26的角部。例如在角部T1、T2等上不能形成连接部26。该角部T1、T2在树脂成形时，容易因树脂的流动而变形。另外，虽然第2蛇形图案14b内侧的角部T4也是不能形成连接部的角部，但由于第2蛇形图案14b的蛇宽度窄，所以不容易产生变形，即使保持原样也没有问题。

具有蛇形图案的天线元件14如图9所示，在全部角部的外侧都设置倒角部22，对于加宽域是有利的。但是，在树脂成形时容易变形的角部T1、T2上设置倒角部22会使该部分的机械强度降低，结果助长变形。

因此，在第4实施例中，在不能形成连接部26那样的、存在强度问题的部分(角部)，不在其外侧设置倒角部，以便提高机械强度。

在第4实施例中，第1蛇形图案14a和第2蛇形图案14b的蛇节距方向相互直交。第1蛇形图案14a的蛇宽度比第2蛇形图案14b宽。在树脂成形时，第1蛇形图案14a，其宽度方向的一端靠近设有模腔42的浇口的面42a，另一端配置在远离面42a的位置。在树脂成形时流入模腔的树脂沿着第1蛇形图案14a的蛇宽度方向流动。角部T2在树脂成形时比与其相邻的角部T1更靠近浇口。另外，角部T2比与其相邻的角部T3更靠近浇口。换言之，在第1蛇形图案14a内，角部T2最靠近浇口，在挟着它的位置有相邻的角部T1、T3。这些角部T1、T2、T3外侧的倒角被省略。

树脂成形时用于注入树脂的浇口，通常在树脂成形品30上留下浇口痕迹。

根据上述构造，第1蛇形图案14a的未形成连接部的部分、尤其是角部T2的周边被加强。因此，在树脂成形时，可抑制天线元件14的变形。结果，可得到特性稳定的线状天线。在第4实施例中，省略了3个角部T1、T2、T3的倒角，其余的角部全部倒角。因此，被倒角的角部占大部分，所以，省略了3个角部T1、T2、T3的倒角并不太影响宽域化。(第5实施例)

图10是表示本发明第5实施例之线状天线的图。图11是表示第5实施例之线状天线所用的导体40的图。在图10和图11中，与图7和图8相同的部分注以相同标记。

在第5实施例中，在角部T1、T3、即机械强度弱的角部，在内侧设置了填角部44。这样，使导体宽度局部加宽，可提高机械强度。

这里所说的“填角部”，如图12A或图12B所示，是指在天线元件14弯折的角部T1，从天线元件14的内侧的直线边交叉部分向内侧伸出的部分44。通过设置该填角部44，可以加强角部。因此，在树脂成形时角部不容易产生变形。另外，设置了填角部44，该部分的导体宽度加宽。但是，由于导体宽度加宽是局部的，所以可抑制共振频率的升高。

在图12A和图12B中，表示了不进行角部倒角的例。但是，对于设置了填角部44的部位，也可以如第1实施例至第3实施例那样设置倒角部22。这样，即使设置了倒角部22，也能确保角部的强度。

角部T2也与角部T1同样地设置填角部44可提高强度。但是，如果在相邻两个角部上设置填角部44，则频率变化大，所以不太好。这是因为包含这些角部的曲柄状部分的电路长度显著缩短的缘故。

如图11所示，构成蛇形图案的一个直线部分的相邻2个角部T1、T2之中，在靠近天线元件14的树脂成形体中心的角部T2上设置填角部44，使角部T2变粗时，有频率变化增大的倾向。这是由于导体周围的感应体的体积引起的。具体地说是以下原因。埋在感应体片(树脂成形体)周边附近的导体，由于位于片周边部分，在也包含外侧(空气)的状态，感应率起作用。因此，实效的感应率降低，感应体引起的波长缩短效果越到片中心部越不大。因此，频率不因导体长度变化而大幅度变动。但是，感应体片中央附近的导体与周边部的导体相比，空气的影响程度小。结果，片中央附近导体的实效感应率高，其波长缩短效果也大。因此，导体长度的很小变化，产生大的频率变化。

因此，在第5实施例中，在靠近天线元件14的树脂成形体中心的角部T2不设置填角部，靠近树脂成形体12外面一方(远离中心的一方)的角部T1、T3设置填角部44。这样，提高天线元件整体的机械强度，并且减少频率的变动。

在图11中，在角部T1、T3上设置了填角部44。另外，这些角部T1、T2、T3的外侧设置了倒角，但也可以省略掉倒角，这样可更加提高天线元件的机械强度。

在第4实施例和第5实施例中，说明了把天线元件14埋在树脂成形体12中的情形。但并不限于此，例如，在本发明实施例的线状天线中，也可以把天线元件14一体地设置在树脂成形体12的表面。这时，成形树脂成形体的金属模具是采用在上模和下模中的任一方上形成模腔的金属模具，在未形成模腔的一方金属模具的模面上，放置天线元件，进行注塑成形。

根据第4实施例和第5实施例，在具有蛇形图案的天线元件和树脂成形体一体化的线状天线中，在树脂成形体的成形时，可抑制蛇形图案的变形。因此，可得到天线特性稳定的线状天线。

Claims (11)

1.线状天线，备有将带状导体在带的宽度方向弯折的天线元件，其特征在于，在上述带状导体的弯折部外缘设置倒角部。

2.如权利要求1所述的线状天线，其特征在于，倒角部的大小(倒角为等腰三角形时的二个等边的一边长度)为带状导体的导体宽度的0.7倍以上。

3.线状天线，其特征在于，备有天线元件、树脂成形体和填角部；上述天线元件具有带状导体的蛇形图案，上述树脂成形体与天线元件成形为一体，上述填角部设在蛇形图案的多个角部之中的至少1个角部的内侧。

4.如权利要求3所述的线状天线，其特征在于，设有上述填角部的角部是在树脂成形时容易变形的角部。

5.如权利要求3所述的线状天线，其特征在于，设有上述填角部的角部位于远离连接上述蛇形图案和框的连接部的位置。

6.如权利要求3所述的线状天线，其特征在于，上述天线元件具有蛇行进方向不同的多个蛇形图案，上述填角部设在蛇行进方向变化的角部。

7.如权利要求3所述的线状天线，其特征在于，上述天线元件具有第1角部和第2角部，上述第1角部的外侧被倒角，上述第2角部的外侧倒角省略，并设有填角部。

8.如权利要求7所述的线状天线，其特征在于，上述天线元件备有构成一个U形弯的2个角部；一方角部在树脂成形时容易变形时，变形容易的、构成一个直线部分的2个相邻角部之中的、配置在靠近上述天线元件树脂成形体中心的部分的角部省略了倒角，配置在远离上述中心部分的角部设有填角部。

9.如权利要求3所述的线状天线，其特征在于，天线元件具有蛇行进方向不同的、蛇的节距方向直交的第1蛇形图案和第2蛇形图案；第1蛇形图案具有第1角部和第2角部，该第1角部配置在树脂成形时注入树脂的浇口附近，该第2角部配置在远离浇口的位置；在配置在与靠近浇口的角部相邻位置的角部上设有填角部。

10.如权利要求1或3所述的线状天线，其特征在于，上述天线元件包含由连设部连接行进方向不同、宽度不同的2个蛇形图案的蛇形图案；在上述连设部和与该连设部相连接的宽度大的蛇形图案侧的2个角部不设置倒角。

11.如权利要求7所述的线状天线，其特征在于，上述天线元件还具有第3角部和第4角部中的至少一方，该第3角部省略了外侧倒角，该第4角部设有填角部。

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