CN1409438A - 小型化定向天线 - Google Patents

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Abstract

给出具有至少一个谐振的印刷布线结构(3、4、5)的陶瓷基片(2)的小型化的定向天线的说明，具体的用在高频和微波范围内，该天线特别适合于在提供的导电主板(1，11)上放置基片，同时至少一个印刷布线结构(3、4、5)的一端延伸至主板。由此可获得大部分仅指向在半个空间中的辐射特性。

Description

小型化定向天线
技术领域
本发明涉及具有至少一个谐振的印刷布线结构的陶瓷基片的小型化的定向天线，更具体的涉及用在高频和微波范围的。本发明还涉及这种天线的电气和/或电子元件的表面安装(SMD-表面安装器件)的印刷电路板(PCB)。
背景技术
在现代电信以及更大范围的娱乐电子中，无线电网络的重要性正在稳定的增长。高频电磁波和微波范围用作信息的传输。其例子如移动无线电波段在欧洲为大约880MHz到960MHz之间(GSM 900)、大约1710MHz到1880MHz之间(DCS 1800)、大约1850MHz到1990MHz之间(PCS 1900)、在大约1573MHz的频段发射的GPS导航信号以及频率范围在大约2400MHz到2500MHz之间的用于在个人终端之间数据交换的蓝牙波段。
特别是当重视其小型化程度、节省成本的安装能力和电效率时，用于该目的的电子元件需要满足更高的要求。在天线领域，在将来的移动电话中，对于它们的使用提出的额外要求的例子有：内部定位、多频带能力以及减少用户辐射和/或改进SAR(特定吸收率)的值。
用在移动电话中的常规天线，例如外部单极天线或在介质基片上的内部PIFA(平面反相F天线)，不能满足或不能完全满足上述要求。
例如，从JP-07 240 962中已知，安装在PCB上的天线配备有地金属层并以地金属层位于用户身体和发射波的辐射路径之间的方式安装在移动通信设备中，从而以此方式实现屏蔽效果。但是，为了达到足够的接收灵敏度，需要分离的杆状天线。
发明内容
因此，本发明的一个目的是制造上述配备提高效率并在首选方向上改进方向特性的类型的天线。
此外，制造上述类型的天线，其中阻抗匹配可以采用相对简单的方式。
根据本发明也可以制造具有相对较大带宽的上述类型的天线。
最后，也可以制造出适用于多个上述频段(多波段能力)的上述类型的天线。
最终，根据本发明也可以制造出特别令人满意地实现上述目的的上述类型的天线的PCB。
根据权利要求1的具有至少一个谐振的印刷线路结构的陶瓷基片的定向天线实现该目的，其特征在于提供导电主板，主板上布置基片使至少一个印刷布线结构的一端延伸至主板。
该方案的显著优点存在于以下事实中，采用该天线可以获得大部分仅指向在半个空间中的辐射特性，从而由该天线引起的例如手机用户的电磁波辐射可以显著的降低。
从属权利要求中包含本发明的有利的更进一步的特征。
根据权利要求2的实施例具有如下优点，通过适当的选择基片的层，可以实现天线的希望的带宽。
根据权利要求3的实施例，可以实现极高度的小型化。
根据权利要求4的实施例具有如下优点，通过改变天线引入线及其电容性耦合可以以简单的方式实现阻抗匹配。
特别地，可以以简单的方式实现根据权利要求5的实施例，并且根据本发明的天线可以作为印刷电路板的一部分来实现。
附图说明
下面将参考附图中所示的实施例的例子进一步说明本发明，但是，本发明并不受限于此。
图1示出了根据本发明的天线的示意性的全貌图。
图2示出了图1所示的天线的远场的辐射图。
具体实施方式
根据本发明的天线包括例如根据图1的通过具有金属层11和起保护作用的陶瓷基片2组成的常规板1(载体)形成的导电主板，该基片具有多个谐振印刷布线结构3、4、5和引入线6。在表示在最上面的板1的表面上的金属层11优选覆盖整个表面，只在放置印刷布线12以馈入引入线6的地方留有开口。基片2通过例如点焊(未示出)安装在板1或金属层11上。基片2以透明的方式示出，以清晰地显示出导体条的布局。
陶瓷基片2基本上具有直立立方体的形状，具有与板1的平面成垂直关系的第一到第四侧面21、22、23、24，以及顶面25和底面26。但是，除了这种长方体形的基片外，也可以选择其它几何形状，例如正方形、圆形、三角形或多边形柱体形状，在每种情况下其中有或没有空腔，在该基片上放置成螺旋形状的谐振印刷布线结构。
基片2具有εr＞1的介电常数，和/或相对磁导率μr≥1。典型的材料为具有高频特性的低损耗和低的温度灵敏度的高频兼容基片(NP0或所谓的SL材料)。也可以使用通过以希望的方式在聚合基体中埋入陶瓷粉末可以调节基片的介电常数和/或相对磁导率的基片。
印刷布线结构3到5、引入线6和其它金属层11、12主要由例如银、铜、金、铝或超导体等高导电材料形成。
具体的，以下的部分位于基片2上：由在顶面25上的第一印刷布线31和在基片2的第四侧面24上连接布线31并与其基本成直角向下直到金属层11的第二印刷布线32组成的第一印刷布线结构3。第二印刷布线结构4包括在顶面25上的第一印刷布线41和在基片2的第二侧面22上连接布线41并与其基本成直角向下直到金属层11的第二印刷布线42。最后，第三印刷布线结构5依次包括在顶面25上的第一印刷布线51和在基片2的第二侧面22上连接布线51并与其基本成直角向下直到金属层11的第二印刷布线52。第二印刷布线32、42、52优选分别通过焊接或其它方式粘结到金属层11。
印刷布线结构3、4和5通过引入线6馈入，引入线6由在第一侧面21的下沿处的金属薄片61开始，在基片2的底面26上延伸一小段，并焊接到板1上的共面的印刷布线12上。第一印刷布线62连接的金属薄片61上，印刷布线62在与底面26的边缘区域沿第二侧面22延伸，直到以直角与以顶面25的方向沿第二侧面22延伸一小段的第二印刷布线63相连。
印刷布线结构3、4和5通过引入线6以容性的方式馈入，同时通过引入线6与印刷布线结构3、4和5的距离并由此通过第一和第二印刷布线62、63的长度来实现阻抗匹配。该耦合及其阻抗匹配也可以在天线安装后的状态下通过例如激光束缩短第二印刷布线63的长度来实现。
天线的电气原理是基于基本呈L形的印刷布线结构3、4和5的每一个的四分之一波长谐振的激励，其长度根据所需要的谐振频率来计算，并考虑基片材料的介电常数和/或相对磁导率。
电场分量分别沿第二(垂直)印刷布线32、42、52的每一个成直角进入金属层11，从而在每种情况下从在顶面25的最大值减小到在金属层11上的大约0值。
可以通过改变基片2的高度(level)来影响天线的带宽。实用的关系为随着基片高度的增加，即，从金属层11到第一印刷布线31、41、51的距离的增大，带宽变大。
因为每个印刷布线结构3、4、5可以产生一个谐振频率，所以希望数量的谐振频率可以通过采用相应数量的如上所述的印刷布线结构来实现，从而实现多波段能力。在图1所示的实施例中，第一个、较长的印刷布线结构3作为在GSM 900波段的激励谐振，而两个短的，即，第二和第三印刷布线结构4、5作为高频段例如DCS 1800和PCS 1900波段的激励谐振。
板1上的金属层11达到在半空间中所希望的天线的指向特性。图2示出了图1所示的天线的远场的指向图的剖面(＝0)，而在远场中的电场强度的值在图1中所示的金属层11上面的半空间中形成了一个基本呈球形的图。作为反射器或屏蔽的金属层11位于常规印刷电路板上，金属层的面积大约90×35mm2，基片为24mm长、4mm宽和10mm高。天线工作在大约900Mhz的频率范围内。
根据本发明的天线优选作为PCB的一部分或作为其中的一个区域实现，其中PCB具有除金属层11以外的其它的电器和/或电子元件，用于例如上述类型的移动电信器件。

Claims (7)

1.一种具有至少一个谐振的印刷布线结构的陶瓷基片的小型化的定向天线，其特征在于：在提供的导电主板(1，11)上放置具有至少一个印刷布线结构(3、4、5)的一端延伸至主板的基片(2)。
2.如权利要求1的定向天线，其特征在于：基片(2)基本上为立方体，并且至少一个印刷布线结构(3、4、5)具有位于顶面(25)上的第一印刷布线(31；41；51)，其中印刷布线通过沿基片的侧面(21、22、23、24)中的一个延伸的第二印刷布线(32；42；52)连接到主板上。
3.如权利要求1的定向天线，其特征在于：计算至少一个印刷布线结构(3、4、5)用于四分之一波长谐振的激励。
4.如权利要求1的定向天线，其特征在于：在基片(2)上提供用于至少一个印刷布线结构(3、4、5)的容性馈入的引入线(6)。
5.如权利要求1的定向天线，其特征在于：主板由涂覆金属层(11)的P.C.主板(1)形成。
6.一种印刷电路板，具体用于高频和微波范围的移动通讯器件，其特征如权利要求1到5中的一个的定向天线，其中导电主板由涂覆金属层(11)的PCB的区域形成，并且基片(2)放置在金属层上。
7.一种用于高频和微波范围的通讯器件，其特征在于：印刷电路板(PCB)具有如权利要求6中所要求的定向天线。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105243705A (zh) * 2015-08-29 2016-01-13 广东名门锁业有限公司 设有定向蓝牙天线的智能锁具

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7275602B2 (en) * 1999-12-22 2007-10-02 Weatherford/Lamb, Inc. Methods for expanding tubular strings and isolating subterranean zones
US6809687B2 (en) * 2001-10-24 2004-10-26 Alps Electric Co., Ltd. Monopole antenna that can easily be reduced in height dimension
DE10247297A1 (de) * 2002-10-10 2004-04-22 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Empfangsmodul
JP2004266333A (ja) * 2003-01-30 2004-09-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd アンテナ装置
DE102004029440A1 (de) * 2004-06-18 2006-01-12 Infineon Technologies Ag Sende-/Empfangs-Einrichtung
US7834813B2 (en) * 2004-10-15 2010-11-16 Skycross, Inc. Methods and apparatuses for adaptively controlling antenna parameters to enhance efficiency and maintain antenna size compactness
US7663555B2 (en) 2004-10-15 2010-02-16 Sky Cross Inc. Method and apparatus for adaptively controlling antenna parameters to enhance efficiency and maintain antenna size compactness
US8000737B2 (en) * 2004-10-15 2011-08-16 Sky Cross, Inc. Methods and apparatuses for adaptively controlling antenna parameters to enhance efficiency and maintain antenna size compactness
KR100707242B1 (ko) * 2005-02-25 2007-04-13 한국정보통신대학교 산학협력단 유전체 칩 안테나
US7443345B2 (en) * 2005-05-18 2008-10-28 Hitachi Cable, Ltd. Antenna device
TWI358156B (en) * 2007-05-07 2012-02-11 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Antenna
US20090295541A1 (en) * 2008-05-27 2009-12-03 Intellidot Corporation Directional rfid reader
KR101615760B1 (ko) * 2009-07-22 2016-04-27 삼성전자주식회사 이동통신 단말기의 안테나 장치 제조 방법
CN102035070B (zh) * 2009-09-28 2014-01-01 深圳富泰宏精密工业有限公司 天线组件
US8754814B2 (en) 2009-11-13 2014-06-17 Blackberry Limited Antenna for multi mode MIMO communication in handheld devices
EP2323217B1 (en) * 2009-11-13 2014-04-30 BlackBerry Limited Antenna for multi mode mimo communication in handheld devices
TWI423520B (zh) * 2009-12-31 2014-01-11 Acer Inc 行動通訊裝置
US8896489B2 (en) 2012-05-18 2014-11-25 Nokia Corporation Antenna
TWI528631B (zh) * 2013-04-24 2016-04-01 智易科技股份有限公司 平面倒ｆ型天線
KR101538158B1 (ko) * 2013-08-30 2015-07-22 대구대학교 산학협력단 세라믹 칩형 엘티이 단일 대역 안테나
TWI553963B (zh) * 2015-10-06 2016-10-11 銳鋒股份有限公司 十頻段天線
US20170149136A1 (en) 2015-11-20 2017-05-25 Taoglas Limited Eight-frequency band antenna
US9755310B2 (en) 2015-11-20 2017-09-05 Taoglas Limited Ten-frequency band antenna
US11289195B2 (en) * 2020-08-09 2022-03-29 Kevin Patel System for remote medical care

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3147728B2 (ja) * 1995-09-05 2001-03-19 株式会社村田製作所 アンテナ装置
JP3319268B2 (ja) 1996-02-13 2002-08-26 株式会社村田製作所 表面実装型アンテナおよびこれを用いた通信機
JPH114113A (ja) * 1997-04-18 1999-01-06 Murata Mfg Co Ltd 表面実装型アンテナおよびそれを用いた通信機
CA2364445A1 (en) 1999-03-05 2000-09-14 Katrin A Flotti Jacobsen A microstrip antenna arrangement in a communication device
WO2001026181A1 (en) * 1999-10-06 2001-04-12 Rangestar Wireless, Inc. Single and multiband quarter wave resonator
AU2001271193A1 (en) * 2000-08-07 2002-02-18 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Antenna
DE10049844A1 (de) * 2000-10-09 2002-04-11 Philips Corp Intellectual Pty Miniaturisierte Mikrowellenantenne
DE10143168A1 (de) * 2001-09-04 2003-03-20 Philips Corp Intellectual Pty Schaltungsplatine und SMD-Antenne hierfür
KR100444219B1 (ko) * 2001-09-25 2004-08-16 삼성전기주식회사 원형편파용 패치 안테나

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105243705A (zh) * 2015-08-29 2016-01-13 广东名门锁业有限公司 设有定向蓝牙天线的智能锁具

Also Published As

Publication number Publication date
US6759988B2 (en) 2004-07-06
JP2003188624A (ja) 2003-07-04
TWI223910B (en) 2004-11-11
US20030063033A1 (en) 2003-04-03
KR20030028402A (ko) 2003-04-08
EP1298760A1 (de) 2003-04-02
DE10148370A1 (de) 2003-04-10

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