CN1493095A - 内置滤波器的天线 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种内置滤波器的天线。在薄型,扁平形状的电介体层叠构造体(1)上至少形成一个滤波器块(25、35、45)。连接滤波器块安装辐射元件(2、3)。而滤波器块分别至少包含低通滤波器、高通滤波器以及带阻滤波器的一个。在这个电介体层叠构造体的表面(一主面)侧以及侧面,设置至少一个连接所述滤波器块的辐射元件(2、3),在这个电介体层叠构造体的背面设置可以向辐射元件供电的供电部(28、38、48)。其结果天线与滤波器块一体化的同时,在即使发送接收多个频带的信号那样的情况下,可以得到相互之间没有信号干扰那样的造型小,可以在表面安装的内置滤波器的天线。
Description
技术领域
本发明涉及在复数各频带同时发送和接收时,相互不产生干扰不对对手侧造成噪音干扰,具有优秀的隔离功能的滤波功能,适合于在手持电话、便携终端等上搭载的小型易于进行匹配的内置滤波器的天线。更详细地说,涉及蜂窝技术、GPS技术以及蓝牙技术等,将多个频带的信号用一块(1块)天线进行发送接收那样地形成的情况下,也可以得到紧凑的相互没有干扰的构造的内置滤波器的天线。
背景技术
以往,由天线发送接收的信号通过带通滤波器等的滤波器,可以只发送接收所希望的频带的信号。这样的带有滤波功能的天线,比如如图9的框图所示那样,通过连接于辐射元件81上的连接器82的连接导线83连接带通滤波器84那样地构成。作为连接这样的天线的滤波器,分别当要求急剧的衰减特性时,采用分布常数型的同轴共振型单体构造滤波器,而当对小型化要求高时,采用集中常数性的层叠构造的滤波器,一般情况采用同轴共振性单体构造的带通滤波器。
作为滤波器,如果采用分布常数型滤波器,对应使用的波长,由于尺寸、形状的要求会大型化,而采用层叠构造的型滤波器,为了在各层的电极之间进行连接要通过贯通孔连接,而通过这些贯通孔的连接,由于信号传送路径局部地狭窄,会产生高频电阻、电感的增加,成为增加传送信号损失、衰减特性低下的一个原因。进而,为了遮断在层间、层表面配设的多个滤波器用的电路元件、传送路径不需要的电结合以及不需要的辐射,必须进行屏蔽,但是在层叠构造的垂直方向,通过在瓷片上设置接地导体进行屏蔽,而在层叠构造的面方向(与瓷片的平行方向),从贯通孔的连接部的间隙可以横向漏出电波,不能发挥屏蔽的作用。
一方面,近年,比如在手持电话等使用的蜂窝技术无线机中,比如AMPS(美国规格0.8GHz带宽用)与PCS(个人通信服务;美国规格1.8GHz带宽用、相当于日本的PHS)那样地,采用两个频带,作为天线,具有这所有的频带都可以使用那样地双频带化的倾向。而,由1.5GHz带宽的GPS(Global Positioning System;卫星定位系统)检测出每个手持电话所有者的位置的系统也正在研究,而且通过蓝牙BT(Bluetooth;2.45GHz带宽)在世界范围上的规格化,蜂窝用终端机与个人计算机等的近距离无线连接的倾向,对于手持电话等所有这些的频带都必须能够发送和接收的天线。
这种情况,比如在图10所示的那样在手持电话上配置天线时的例子,考虑如果蜂窝技术用或GPS用的天线配置在手持电话的上部,如果是BT用的天线则配置在手持电话的下边。但是,便携机器对小型化的要求更高,而便携机器在各种各样的部位安装天线,与对其小型化的要求背道而驰。
如前所述,以往的带滤波器的天线,由于用连接器以及连接导线连接天线化带通滤波器,装置的规模变大的同时损失也增大。而且由于辐射元件与滤波器独立发挥作用,必须对辐射元件的借口进行整合,就产生更加大型化的问题。因此,从减少传送损失,实现装置小型化的观点,进而从在用户侧如果不进行天线与滤波器的整合的工作,就得不到最佳性能的观点考虑,天线与滤波器一体化是理想的。
一方面,如前所述,要求在小型的便携机器等上搭载可以在多个频带上使用的天线,对应各种各样的用途,滤波器的特性也包括分布常数型的同轴共振型单体构造滤波器和集中常熟型的层叠构造滤波器,如果同时制造这些,制造工艺不同成本增加并且产生伴随单体构造的大型化问题。
进而,在前述那样的带通滤波器中,通过频带增宽后,遮断特性变坏,产生不能做到遮断特性好而且适应频带又宽的带通滤波器的问题。
进而,如前所述,在对应多频带使用的天线中,将天线与滤波器一体化做成滤波器内置型,将蜂窝用、GPS用、BT用等多个频带的辐射元件以及带通滤波器集中在一个地方配置,相互之间产生干扰,产生其他的频带的信号旋绕混入的问题。即在蜂窝用的双频带天线中,由于不会有两方面同时使用的情况,不会产生相互干扰的问题,但是蜂窝用、GPS用、蓝牙用等同时使用时,由于相互间的干扰,使天线性能降低。
特别是在带通滤波器上,使通过了通过信号的频带的整数倍的仿真信号存在容易混入噪音的问题。因此,比如对于AMP的0.8GHz,如果分别发送接收1.5FHz的GPS用、2.45GHz的BT用的信号,成为AMP的信号的约二倍、三倍的频带的关系,作为仿真存在容易混入的问题。
本发明为了解决这样的问题,其目的是提供既可以实现层叠体的滤波器的小型化,又可以使天线与滤波器一体化,并且在发送接收多个频带的信号时,互相之间信号也不会混乱那样的构造的内置滤波器的天线。
本发明的其他的目的,在于提供一种即使发送接收多个频带的信号,由于简单的构成,也不会产生相互干扰使滤波器特性恶化那样的构造的内置滤波器的天线。
本发明的其他目的,在于提供一种小型可以表面安装,复合多个频带的天线的同时可以抑制相互干扰的具体的构造的内置滤波器的天线。
本发明还有其他的目的,在于提供一种内置滤波器的天线小型化的同时不会产生高频电阻、电感的增加的滤波器内置的天线。
本发明还有其他的目的,在于提供一种电介体层叠构造体,当在电介体层叠构造体上形成电气电路时,在形成于各层的元件之间不会对高频产生损失地连接,或者可以提高层叠体的面方向的屏蔽特性。
发明内容
本发明的内置滤波器的天线,在一面形成导电体膜的电介体片由至少构成一个滤波器块那样地层叠并形成的电介体层叠构造体、固定在该电介体层叠构造体上并且连接所述滤波器块而设置的辐射元件构成,所述滤波器块至少包含低通滤波器、高通滤波器以及带阻滤波器的一个,使通过所希望的频带的构造。
这里所谓滤波器块意味着对应一个频带的天线元件的滤波器组,是也包含只有一个滤波器组成的情况的意思。
通过这种构造,比如通过高通滤波器与低通滤波器的组合,可以实现使所希望的频带的频率通过的滤波器,可以自由设定其带宽。进而,如果必要,可以除去特定的频带,只让希望的频带通过。进而,在电介体层叠构造体上固定辐射元件,由于直接连接滤波器,容易整合两者间的电感的同时,连接配线可以变短,可以大幅度减少损失,成为高性能高效率的内置滤波器的天线。
所述滤波器块至少可以发送接收2个以上的频带的信号那样地被形成2个以上,一个滤波器块,在所述2个以上的信号之中,与使通过该一个滤波器块的信号不同的信号的频带被遮断那样地可以是所述低通滤波器、高通滤波器以及带阻滤波器的任一组合而形成,比如即使将蜂窝用与GPS用、BT用的辐射元件与滤波器形成在一个块里,也不会相互干扰,可以进行低噪音发送接收。
本发明的内置滤波器的天线的其他方式,在一面形成导电体膜的电介体片由至少构成一个滤波器块那样地层叠,形成薄型扁平形状的电介体层叠构造体、在该电介体层叠构造体的一主面以及/或侧面设置,与所述滤波器块连接的至少1个辐射电极、向在所述电介体层叠构造体的背面设置的所述辐射电极供电的供电部构成。这里所谓一主面,是在一主面上直接设置的情况以外,从一主面离开一定的间隔或者设置在电介体块内的情况也包括在内的意思。
由这个构造,形成扁平的电介体层叠构造体的滤波器,在其侧面或表面(一主面)或者在其表面侧形成辐射电极的同时,在层叠构造体的背面(一主面相对的面)或者侧面形成供电部而构成天线,因此可以得到非常薄形化的内置滤波器的天线,手持电话、便携终端等可以仅用很小的空间简单安装。并且如后述那样地,可以将蜂窝用、GPS用、蓝牙用(BT)等的天线搭载在这个电介体层叠构造体内,可以将4频带的天线复合化地集中在扁平的电介体层叠构造体内。
通过所述电介体层叠构造体的所述电介体片,上下设置的所述导电膜间,通过形成于所述电介体片上的带状的导通柱连接面状,与以往的贯通孔不同,由于连接部的截面积非常大,即使对于高频,也不会招致电阻以及电感的增加,可以得到非常高性能的滤波器电路。这里所谓带状表示导通柱(连接部)的横截面是细长的形状的意思,比如可以指断面的纵横比在2以上的关系。
具体地讲,所述辐射电极的至少一个设置在所述电介体层叠构造体的侧面或侧面近旁的所述一主面,在该侧面或所述一主面与所述辐射电极电容耦合那样地设置供电电极,该供电电极通过所述滤波器块与设置在所述电介体层叠构造体的背面的供电部连接的构造,由此内置滤波器的天线作为天线可以几乎不占用空间地形成。
在所述辐射电极以及供电电极的近旁的所述电介体层叠构造体的一主面、与该一主面相对的背面以及侧面,不设置接地导体的构造,由此,辐射电极、供电电极与接地导体可以确保电气的距离,避免天线辐射电阻的不必要的降低,可以得到高的天线天线效率和宽的天线频带特性。这里所谓近旁,比如从辐射电极等到辐射电极的宽的1/2~2倍程度的范围的意思。
在所述电介体层叠构造体的一主面,除去所述辐射电极近旁并设置接地导体,在该一主面的一部分辐射电极连接用的供电电极与所述接地导体离开间隔并被导出,在其供电电极上,连接杆状辐射电极(元件)、线圈状辐射电极(元件)等,由此比如可以构成蜂窝用天线。
在所述电介体层叠构造体的一主面侧,通过绝缘性支撑体以及空间设置辐射电极,该辐射电极与所述供电电极连接并且在该辐射电极的电感匹配的位置,与所述电介体层叠构造体的接地导体连结,由此,可以构成平板状的双频带蜂窝用天线。
更具体地,在所述电介体层叠构造体的相对的两个侧面,以及该电介体层叠构造体的一主面侧之中,至少在两个地方设置两个以上的辐射电极,至少可以接收两个以上的频带的信号并且分别与该两个以上的辐射电极电耦合,在所述电介体层叠构造体上形成两个以上所述滤波器。
至少形成两个以上可以发送接收两个以上的频带的信号的所述滤波器块,该至少两个以上的滤波器块通过形成于所述电介体片上的带状的导通柱,由所述电介体层叠构造体的电介体片垂直方向形成的屏蔽壁相互之间不干涉的构造,由此,即使在电介体层叠构造体上形成多个频带的滤波器电路,可以相互之间屏蔽,相互之间不形成干扰。其结果,即使很小的电介体层叠构造体和在其周围形成多个频带用的辐射电极,各自可以作为非常高特性的天线发挥作用,可以得到小型化高性能的复合天线。
更具体地,形成于所述电介体层叠构造体的侧面或一主面的天线,是卫星定位系统用以及/或者蓝牙用,可以在所述一主面侧连接供电电极设置的辐射电极作为蜂窝用而形成。
一根天线单元被折叠,与邻接的单元之间电耦合的部分至少形成于两个地方,通过调整该电耦合部分,对所希望的4频带共振那样地形成辐射电极,所述天线单元的一端部通过多路转换器连接各自频带的滤波器,由此,对于蜂窝用、GPS用、BT用的4频带也可以以一个辐射电极构成,进一步实现构造简洁、小型化。
本发明的电介体层叠构造体,是形成导电体膜的电介体片数枚重叠并且固定的电介体层叠构造体,通过在所述电介体片上形成带状的导通柱,形成设置在上下电介片上的导电体膜的连接,或者在所述电介体层叠构造体的厚度方向形成屏蔽壁。通过这个构造,即使是在电介体片上形成导电体膜的层叠构造体,也可以以低电阻连接于介于瓷片的导电体膜之间,并且对于瓷片的水平方向可以完全屏蔽,可以以紧凑的形状形成相互之间不受干扰的高性能电路元件。进而,通过采用这个构造,在周围形成屏蔽壁,可以形成同轴线路。此时,线路自身通过跨两层以上的连接,可以形成粗的线路,可以由层叠构造体形成高频电路。其结果,由层叠构造体也可以形成同轴共振器等。
附图说明
图1(a)~(b)是表示本发明的内置滤波器天线的一实施方式的说明图。
图2(a)~(c)是图1所示的例子的电介体层叠构造替的一例的剖面图,以及形成滤波器的例子的说明图。
图3是说明辐射元件的其他的构成例的图。
图4(a)~(b)是表示本发明的滤波器内置天线的其他实施方式的说明图。
图5(a)~(6)是表示图4所示的例的蜂窝用辐射电极的一例的说明图。
图6是说明图4所示的例的各频带的滤波器块的构成例的图。
图7(a)~(b)是图4所示的4频率的辐射电极在一个天线单元上构成的例的说明图。
图8(a)~(b)是表示辐射元件与供电部的关系的其他例子的说明图。
图9是以往的带滤波器的天线的说明图。
图10是在以往的手持电话机上配置4频率的天线的例子的说明图。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的内置滤波器的天线进行说明。本发明的内置滤波器天线如同在图1期一实施方式的构造说明图以及框图所示那样,在一面形成导电替膜的电介体片11参照图2(a),至少要构成一个滤波器块63那样地被层叠,并形成电介体层叠构造体1。在这个电介体层叠构造体1上安装辐射元件62,辐射元件62连接滤波器块63。而滤波器块63至少包含低通滤波器63a、高通滤波器63b、以及带阻滤波器63c的一个。在图所示的例子中,只是表示了一个辐射元件62和一个滤波器块63,也可以如前所述地将可以进行发送接收多个频带的信号的多个辐射元件和多个滤波器块63安装在电介体层叠构造体1中,内置在里面。
电介体层叠构造体1,其剖面说明图如图2(a)所示那样,比如在瓷片(印刷电路基板)11的一面通过印刷等使导电体膜形成希望的形状,通过夹持构成电感(L)等的带线27、37以及电介体片11并形成导电体膜,形成电容器(C)26、36,在希望的图形上形成导电体膜的同时,在上面以及下面,基本上是全面地与形成导电体膜71、72的瓷片11重合,并在按压状态切断,通过烧结而形成。在外形上,形成比如3.5cm×2cm程度大小,2~7mm程度的厚度。这个L、C,比如通过图2(c)所示那样地连接而形成,可以构成低通滤波器LPF或高通滤波器HPF。其他的滤波器也只要改变其L、C的大小或连接就可以形成。另外,上面以及下面的导电体膜71、72被接地,发挥屏蔽板的功能。
当夹持瓷片11在上下层连接的情况下,在形成于瓷片11上的导通孔内埋入导电体由连接的导通柱29连接,这个导通柱29如图2(b)中图2(a)与直角方向的剖面说明图所示那样地,形成比如0.1mm程度厚,1~2mm程度宽的带状。这个宽是配线(带线)等的宽,可以根据特性要求自由地设定。由这样形成的带状,连接的截面积变大,可以避免了高频电阻、电感的增加,可以形成层叠构造的高特性的滤波器。这里所谓带状,并不限于如前所述那样地,截面的纵横比在十倍以上的形状,而是意味着截面的纵横比在二以上的关系的形状。为了形成这个带状的导通柱,可以通过将瓷片上设置的导通孔形成细长的沟状而形成。
在图2(a)所示的例子中,表示了形成后述的BT用滤波器块25和GPS用滤波器块35的两个滤波器块的例子,在其间形成屏蔽壁12,具有相互屏蔽的构造特征。这个屏蔽壁12与所述的导通柱一样,将屏蔽所必需的幅长的细长的导通孔形成在各瓷片的同样的部位,在那个导通孔内埋入导电体,重叠瓷片,按压并切断后烧结而形成。
滤波器块有如后述图6所示BT用滤波器块25、GPS用滤波器块35等那样地有多个滤波器构成的情况,也有只由一个滤波器构成的情况。而且,当发送接收多个频带时,由于为了除去其对手方的信号的频带,选择滤波器而形成,可以防止干扰等的噪音的混合以及噪音干涉。
在制造这样的电介体层叠构造体1时,比如在100μm程度厚的瓷片11上有成形模具形成导通柱用的细长的沟,通过印刷等形成在其沟内埋入的导电体以及必要的带线。然后,如前所述形成滤波器电路那样地,数十片重叠并压紧固定,切成各个电介体层叠构造体的大小,或者形成切断用沟以后通过烧结而形成。另外,在后述的这个侧面形成辐射元件、接地导体时,通过在其侧面印刷导电体等而设置。
辐射元件2,在图1所示的例子中,采用被称为棒型天线或螺旋型天线的线状的辐射元件。但是,在如图3所示那样的被称为转接天线的电介体基板62上,导电体膜62a也可以采用以规定的大小形成的辐射元件62。而且,如后述那样地,在电介体层叠构造体的表面、侧面,使辐射电极以及供电电极电容耦合,形成所谓电介体天线,形成辐射元件,通过电介体层叠构造体的供电部与导电性连接装置连接外部辐射电极而形成。
根据本发明,层叠瓷片等的电介体片的电介体层叠构造体而形成滤波器块,与滤波器块连接,在其电介体层叠构造体上形成直接辐射元件,由于安装在其近旁,可以使其阻抗整合一体,没有必要在辐射元件上再设置个别的整合电路,而且,没有比通过连接用的导线、连接器,以非常高效率地紧凑地形成。
而且,如图6中后述的具体例子中那样,不只是使滤波器通过所希望的频带的带通滤波器,为了除去由于有同时发送接收的可能性而容易混合的对手方的频带,通过将低通滤波器、高通滤波器、带阻滤波器等至少两个以上组合使用,即使邻近地设置多个频带的天线,也可以除去基于干涉等的噪音。其结果,在手持电话等非常地要求小型化的便携机器上也不用占用空间而安装多个用途的天线,可以将蜂窝以外的卫星定位系统、BT用等的天线一体化形成。
进而,通过在各滤波器块间形成屏蔽壁,可以在电介体层叠构造体的电介体片与平行方向确实实现屏蔽,可以使周围的几乎一周被屏蔽。其结果,连接于多个频道的天线的各自的滤波器块的上下周围几乎完全被屏蔽,多个频带的天线以及他的滤波器一体形成,构成既紧凑,又可以完全防止相互之间的干扰。
其次,参照图4,对采用这个电介体层叠构造体内置滤波器,比如蓝牙用、GPS用、AMPS/PCS等的双蜂窝用那样地,适合于形成4频率的复合天线的具体的构造的滤波器内置天线的实施方式进行说明。这个实施方式的内置滤波器天线,如图4所示那样,与图1以及图2所示的相同的电介体层叠构造体1,在一面形成导电体膜的电介体片11(参照图2(a)),通过至少构成一个滤波器块那样地层叠,形成薄形、扁平的形状。在这个电介体层叠构造体1的表面(一主面)侧以及/或者侧面,设置与所述滤波器块连接的至少一个辐射元件2~4,在其电介体层叠构造体1的背面设置可以向辐射元件2~4供电的供电部(输入输出端子)28、38、48。另外,在图4中,(b)~(d)分别表示(a)的左视图、仰视图以及后视图。
在图4所示的例子中,表示了一个复合天线的例子。但是作为复合天线,也没有必要将那些全部搭载,可以搭载一个以上所希望的辐射元件。电介体层叠构造体1如图2(a)以及(b)所示那样地形成。在这个构造中,比如为了构成所述的对应4频带的滤波器内置天线,纵×横为20mm×30mm程度,厚度1~2mm的程度大小地形成。在图2(a)所示得例子中,分别地由电容26与带线27形成BT用的滤波器块25、由电容36与带线37形成GPS用的滤波器35。
在图4所示的例子中,在电介体层叠构造体1的表面以及背面除去一部分,分别形成接地导体71、72。而在没有设置辐射元件2、3的侧面,也除去供电部,设置接地导体73、74。表面以及侧面的接地导体71、73、74,发挥使滤波器块25、35、45等不被噪音侵入那样地屏蔽板的功能,并且表面的接地导体71在后述的蜂窝用天线设置在这个上部时,具有作为其底板的功能。背面的接地导体72当安装这个天线的主板等上有接地板时,滤波器也被屏蔽,由于并非一定需要,因此有时可不设置。
作为所述的‘除去一部分’而又没有设置接地导体71、72的部分是:在设置BT用以及GPS用的辐射电极21、31和供电电极22、32的部分(辐射元件2、3的部分)的近旁,即辐射电极21、31的1/2~2倍程度的宽的部分A、B。这些辐射电极21、31、供电电极22、32不在电介体层叠构造体1的侧面,当设置在表面的端部侧时,在那个部分以及其周围(侧面)和背面的对应部分,同样地除去接地导体。而且,当在安装了这个天线的主板上有接地板时,除去那个接地板的该当部分是理想的。在辐射电极21、31以及供电电极22、32的近旁除去这个接地导体71、72,是为了防止在辐射电极21、31的近旁存在接地导体,辐射电极与接地导体之间的电气距离变小,天线辐射电阻降低,天线的效率降低,并且天线的带宽特性降低等这些问题而确保一定的间隔。
BT用辐射元件2以及GPS用辐射元件3分别由辐射电极21、31、与那个辐射电极21、31的一端部侧电容耦合使之共振的供电电极22、32构成,在那个供电电极22、32中,通过在内层的层叠片上形成的连接用图形23、33分别连接所述的BT用滤波器块25、GPS用滤波器块35,滤波器块的另一端分别连接输入输出端子28、38。那个输入输出端子28、38在图4(c)~(d)所示的例子中,是跨越电介体层叠构造体1的一个侧面以及背面形成的,由于在背面或侧面至少一方设置,当在手持电话等的主板等的搭载基板上搭载时,由于带有架座成为可以直接安装在表面的构造。另外,BT用输入输出端子28是发送接收共用端子TRX,GPS用输入输出端子38成为接收端子。这个BT用辐射元件2以及GPS用辐射元件3不在电介体层叠构造体1的侧面,也可以设置在侧面侧的表面(一主面)。
蜂窝用辐射元件4,比如作为AMPS/PCS用的双天线的一个例子的平板状天线的例子,如图5所示那样,连接形成于电介体层叠构造体1的表面的供电电极42和外部辐射电极41那样地,通过导电性连接装置43连接的同时,为了与外部辐射电极41的接口取得匹配,通过使外部辐射电极41的一部分与电介体层叠构造体1的表面侧接地导体71的一部分71a进行电接触的导电性连接装置44进行连接的同时,通过绝缘性支撑机构45被支撑着。这个外部辐射电极41作为支撑、连结电介体层叠构造体1的导电性连接装置43、44,由于采用弹簧式的导通柱(连针),与外部辐射电极41可以插拔,将电介体层叠构造体1安装到主板上后,可以安装外部辐射电极41,极大地提高了方便性。
另外,在图5所示的天线构造中,电介体层叠构造体1的大小与前述的一样,在其表面侧设置蜂窝用的放电电极状态的整体厚度形成7mm程度(电介体层叠构造体1的厚度2mm的程度)。在图5所示的例子中,是以平面状辐射电极图形,形成AMPS和PCS(1.8GHz)用的双天线的例子,也可以是构成蜂窝用的双频带的天线图形,以及拉杆天线、弯曲形状的天线、将折叠天线与邻近的单元之间结合调整共振频率的线状天线辐射电极连接供电电极42(电介体层叠构造体1的侧面也行)的构造。
这个供电电极42的另一端侧,连接形成电介体层叠构造体1的滤波器块45,那个滤波器块的另一端部侧,如图4(c)~(d)所示那样,连接从电介体层叠构造体1的一侧面开始跨越其背面形成的输入端子48。而,输入端子48分别对于AMPS用以及PCS用,设置发送用端子TX和接收用端子RX。
各个频带的滤波器块25、35、45,比如在图6的框图中所示那样的构造中,有所述的层叠体形成的电容、带线的电感等形成。此时,一个滤波器块可以遮断通过其他的滤波器块的信号的频带那样地,通过所述低通滤波器、高通滤波器以及带阻滤波器组合而形成,即使将蜂窝用、GPS用、BT用的辐射元件与滤波器形成在一个块内,相互之间也不会有信号干扰,可以进行低噪音的发送与接收。
比如BT(2.45GHz)用滤波器块25由于比其他的蜂窝用(0.8Ghz和1.8GHz)、GPS用(1.5GHz)的频带要高,高于1.8GHz的频率,更理想的是插入可以通过高于2.4GHz的频率的高通滤波器HPF的话,完全不必担心对方的信号作为噪音被混合,在这个例子中,为了进一步除去这些频带信号以外的噪音,插入与以往相同的带通滤波器。
而且,GPS用滤波器块35比其他的BT用的低,并且与PCS的频带接近,因此将BT频带排除,比如由截断高于1.6GHz的高频带的低通滤波器LPF、排除接近1.5GHz的PCS带的1.8GHz带的带阻滤波器BEF、排除其他噪音的带通滤波器BPF构成。
进而,蜂窝用(AMPS/PCS)滤波器块45同样地插入排除BT带的低通滤波器LPF与排除GPS带的带阻滤波器BEF,进而插入分离AMPS与PCS的天线分离滤波器,各自的信号记忆部由天线共用器分离成发送信号频带TX与接收信号频带RX,并连接到输入输出端子48。
这些滤波器块25、35以及45在所述的电介体层叠构造体1中形成的平面的位置关系,比如如图4(a)的虚线所示那样地,是平面上分离的,这些滤波器全体所占的面积约2cm2程度(层叠体全体的面积2cm×3cm程度)。在这些滤波器块之间在纵方向形成所述屏蔽壁的话,可以完全防止上下周围的相互干扰。另外,滤波器块25、35以及45的构成不限于所所述的例子,也可以组合其它的滤波器。
这样形成的天线,当向手持电话的主板上安装之际,当将这个电介体层叠构造体搭载到主板的上端(比如手持电话器的上部)时,在那个主板的上边以及/或者侧面配置所述的辐射电极那样地安装是理想的。这是因为将辐射电极朝向手持电话等的机器的外侧那样地安装,可以无损耗地接收和发送信号。
根据本实施方式,由将瓷片等的电介体层叠称非常扁平薄形化的电介体层叠构造体而形成滤波器块,进而直接在那个电介体层叠构造体上形成天线,在其近旁安装而形成的构造,因此可以非常紧凑地形成,可以一体化地形成蜂窝以外的卫星定位系统、BT用等的天线。其结果,手持电话那样的非常小型化的便携机器上也不用占用空间安装多种用途的天线。并且,本发明的电介体层叠构造体通过导通柱进行多层膜之间的导电体膜的连接,因此不会产生以往的由于层叠构造体产生的高频电阻的增加以及电感的增加和随之而来的性能降低,可以进行高性能的滤波处理。
进而,由于采用本发明的电介体层叠构造体的带状的导通柱,也可以与层叠构造体的电介体片平行的方向确实地进行屏蔽,如前所述,可以对周围的一周进行屏蔽。其结果,连接多个频带的天线的滤波器块的上下周围全部可以屏蔽,即使多个频带的天线以及其滤波器块在一个整体形成,并很紧凑地构成,也可以完全防止其相互之间的干扰。
在所述的例子中,分别形成BT用、GPS用以及蜂窝用的辐射电极,是在电介体层叠构造体的周围配置多远见多供电(MEMF:Multi ElementMulti Feed)的例子,比如通过与邻接天线单元的单元的电容以及/或者电介体的结合那样地折叠,在一根单元从一个部委供电在多个频带共振的单元件单供电(SESF:Single Element Single Feed)的构造形成也可以。在这个构造中,通过调整其邻接的单元间的间隔,可以使所述的4频率分别共振。比如如图7(a)所示那样,最初的两个单元51a与后面的两个单元51b分别耦合,最初的两个单元51a与后面的两个单元51b之间不耦合那样地调整,通过分别在两个单元之间调整耦合度,对所述4频率可以成为由一个部位的供电产生共振的辐射电极。
如果采用这样构造的辐射电极,一个辐射电极51,只要将滤波器与形成的所述的在各个频带用的滤波器连接,就可以发送和接收。此时,如图7(b)所示那样,在辐射电极51上连接多路转换器,由此分离各频带,只分别将各频带的信号与各滤波器块25、35、以及45连接。
进而,辐射电极与供电部的关系如图8(a)所示那样,比如将各供电电极分别与同一供电部结合那样地形成多元件单供电(MESF:MultiSingle Feed)构造,如图8(b)所示那样,比如在倒F天线构造中,也可以形成在各自的频带,匹配位置上连接供电部的单元件多供电(SEMF:Single Element Multi Feed)构造等。
另外,作为所述的各实施例的变形例,还可以在所述辐射电极、层叠体构造的主面的更上侧至少配置一层层叠片。而且,在所述例中,作为蜂窝用,举出的是AMPS/PCS的例,根据国家的不同这个构造会变化,也不限于卫星定位系统(GPS)与BT等的组合,即使其他频带的组合,通过本发明排除可以同时使用的其他频带那样地而构成滤波器块,即使在复合化的天线的情况下,也可以不受噪音等的影响,成为高性能的天线。
根据本发明,既采用滤波器块由电介体层叠构造的构成又不会引起电感、高频电阻的增加而构成,因此可以非常小型地得到具有高性能的滤波特性的天线。其结果像手持电话那样的要求小型化的便携机器也可以简单地搭载。并且,由于即使多个频带用被复合化,也可以防止相互之间的干扰,在机器离分散,安装多个天线,作为一个内置滤波器的天线,比如双频带的蜂窝用、GPS用、BT用的4频率天线非常小地形成。因此,在手持电话里,不仅蜂窝用,不管是GPS用、BT用等几乎不论什么情况都可以搭载。
进而,根据本发明的电介体层叠构造体,在各层设置的配线等的连接,对于高频也是低电阻,可以几乎不增加电感地连接。因此,即使不采用共振器等的构造,也可以形成非常高性能的滤波器,对电子机器的小型化具有更大的贡献。
根据本发明,由于可以发送接收多个频带的信号的内置滤波器的天线可以非常小型地形成,手持电话、便携终端机器等的小型的无线机器,也可以搭载利用高性能的天线。进而通过可以使用多个频带的天线,小型的无线机器不只可以用于一个目的,可以有各种各样的应用。
Claims (13)
1.一种内置滤波器的天线,其特征在于:在一面形成导电体膜的电介体片由至少构成一个滤波器块那样地层叠并形成的电介体层叠构造体、固定在该电介体层叠构造体上并且连接所述滤波器块而设置的辐射元件构成,所述滤波器块至少包含低通滤波器、高通滤波器以及带阻滤波器的一个,使通过所希望的频带。
2.如权利要求所述的天线,其特征在于:所述滤波器块至少可以发送接收2个以上的频带的信号那样地形成2个以上,一个滤波器块,在所述2个以上的信号之中,与使通过该一个滤波器块的信号不同的信号的频带被遮断那样地可以是所述低通滤波器、高通滤波器以及带阻滤波器的任一组合而形成。
3.一种内置滤波器的天线,其特征在于:在一面形成导电体膜的电介体片由至少构成一个滤波器块那样地层叠,形成薄型扁平形状的电介体层叠构造体、在该电介体层叠构造体的一主面以及/或侧面设置,与所述滤波器块连接的至少1个辐射电极、向在所述电介体层叠构造体的背面设置的所述辐射电极供电的供电部构成。
4.如权利要求3所述的天线,其特征在于:通过所述电介体层叠构造体的所述电介体片,上下设置的所述导电膜间,通过形成于所述电介体片上的带状的导通柱连接面状而成。
5.如权利要求3或4所述的天线,其特征在于:所述辐射电极的至少一个设置在所述电介体层叠构造体的侧面或侧面近旁的所述一主面,在该侧面或所述一主面与所述辐射电极电容耦合那样地设置供电电极,该供电电极通过所述滤波器块与设置在所述电介体层叠构造体的背面的供电部连接。
6.如权利要求5所述的天线,其特征在于:在所述辐射电极以及供电电极的近旁的电介体层叠构造体的一主面、与该一主面相对的背面以及侧面,不设置接地导体的构造。
7.如权利要求3~6的任一项所述的天线,其特征在于:在所述电介体层叠构造体的一主面,除去所述辐射电极近旁并设置接地导体,在该一主面的一部分辐射电极连接用的供电电极与所述接地导体离开间隔并导出而成。
8.如权利要求7所述的天线,其特征在于:在所述电介体层叠构造体的一主面侧,通过绝缘性支撑体以及空间设置辐射电极,该辐射电极与所述供电电极连接并且在该辐射电极的电感匹配的位置,与所述电介体层叠构造体的接地导体连结而成。
9.如权利要求3~8的任一项所述的天线,其特征在于:所述电介体层叠构造体的相对的两个侧面,以及该电介体层叠构造体的一主面侧之中,至少在两个地方设置两个以上的辐射电极,至少可以接收两个以上的频带的信号并且分别与该两个以上的辐射电极电耦合,在所述电介体层叠构造体上形成两个以上所述滤波器而成。
10.如权利要求1或3所述的天线,其特征在于:至少形成两个以上可以发送接收两个以上的频带的信号的所述滤波器块,该至少两个以上的滤波器块通过形成于所述电介体片上的带状的导通柱,由所述电介体层叠构造体的电介体片垂直方向形成的屏蔽壁相互之间不干涉的构造。
11.如权利要求9所述的天线,其特征在于:形成于所述电介体层叠构造体的侧面或一主面的天线,是卫星定位系统用以及/或者蓝牙用,在所述一主面侧连接供电电极设置的辐射电极是蜂窝用。
12.如权利要求3、4或者9所述的天线,其特征在于:一根天线单元被折叠,与邻接的单元之间电耦合的部分至少形成于两个地方,通过调整该电耦合部分,对所希望的4频带共振那样地形成辐射电极,所述天线单元的一端部通过多路转换器连接各自频带的滤波器而成。
13.一种电介体层叠构造体,是形成导电体膜的电介体片数枚重叠并且固定的电介体层叠构造体,其特征在于:通过在所述电介体片上形成带状的导通柱,形成设置在上下电介片上的导电体膜的连接,或者在所述电介体层叠构造体的厚度方向形成屏蔽壁而成。
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