CN1681156A

CN1681156A - 便携式无线机用天线

Info

Publication number: CN1681156A
Application number: CNA2005100081033A
Authority: CN
Inventors: 中川吉信; 佐古公司; 山林正明; 越一峰; 高木直志
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-04-09
Filing date: 2005-02-06
Publication date: 2005-10-12
Anticipated expiration: 2025-02-06
Also published as: JP4439998B2; CN100459283C; US20050225488A1; JP2005323318A; US7180453B2

Abstract

本发明提供能单独高效地把多个天线元件调整到所需的共振频率的便携式无线机用天线。在公共的一个基础部(21)上安装、固定第一天线元件(31)、第二天线元件(41)。个别设置用于对第一天线元件(31)和第二天线元件(41)分别供电的端子部(34)和(42)。端子部(34)和(42)个别与匹配电路(61)和匹配电路(62)连接。通过这样的结构，能单独并且容易地高效进行第一天线元件(31)和第二天线元件(41)的共振频率的调整。

Description

便携式无线机用天线

技术领域

本发明涉及以移动电话为代表的各种便携式无线机上搭载的便携式无线机用天线。

背景技术

近年，各种便携式无线机的小型轻量化不断进展。在其代表的移动电话中，除了声音通话之外，还有文字、动画等的用于数据通信的多样化服务，收发电波，成为信号交换的输入输出的便携式无线机用天线的性能也成为左右机器的性能的要因之一。

而且，在移动电话中，很希望能用一个便携式无线机用天线以高灵敏度收发多个无线频率。

参照图9说明搭载在以往的便携式无线机用天线的移动电话。

图9是简要地表示搭载在以往的便携式无线机用天线的移动电话的图。如图9所示，便携式无线机用天线3具有对于地板8并列配置，与第一无线频率共振的第一天线元件1和与第二无线频率共振的第二天线元件2。无线机9的便携式无线机用天线3与配置在地板8上的供电点4连接，通过匹配电路5、传送线路6连接在无线电路7上。

以往的便携式无线机用天线3采用对第一天线元件1和第二天线元件2从公共的一个供电点4供电的结构。须指出的是，在以下的说明中，第一天线元件1与GSM(Global System for Mobile communication，无线频率：880～960MHz)共振，第二天线元件2与比第一天线元件1还高的无线频率的DCS(Digital Cellular System，无线频率：1710-1880MHz)共振。

此外，以上的结构中，当接收GSM的无线频率时，通过由第一天线元件1接收的电波激励的电流从供电点4通过匹配电路5、传送线路6传递给无线电路7，从而接收给定的信号。

而当发送GSM的无线频率时，由无线电路7产生的给定信号从传送线路6通过匹配电路5、供电点4传递，该信号由第一天线元件1激励，作为电波发射，从而发送。

须指出的是，在DCS中，也与收发GSM时同样，通过一个供电点4，通过第二天线元件2进行电波的收发的方式是以往的形态。

可是，在以往的便携式无线机用天线中，采用能从一个供电点4对第一天线元件1和第二天线元件2供电的结构，并且共享用于取得GSM、DCS等不同的2个共振频率的匹配电路5，所以难以单独并且高效调整大幅度分离的2个范围的共振频率。

须指出的是，与本发明关联的背景技术在日本公开专利特开2003-101335号公报中介绍。

发明内容

本发明解决以往的课题，其目的在于：提供能单独并且高效地把多个设置的天线元件调整为所需的共振频率，并且实现宽带化的便携式无线机用天线。

为了实现所述目的，本发明的便携式无线机用天线在公共的一个树脂制的基础部上固定具有用于连接到第一匹配电路上的第一供电部的第一天线元件、具有用于连接到第二匹配电路上的第二供电部的第二天线元件。

本发明的便携式无线机用天线采用在天线元件上分别配置供电部的结构，所以能在不同的匹配电路上连接各天线元件。因此，能高效地对各天线元件进行向所需的无线频率的匹配的调整。

此外，本发明的便携式无线机用天线与第一天线元件和第二天线元件进行电容耦合。通过电容耦合能提高收发无线频率一侧的频带灵敏度。此外这样的结构把独立的2个天线元件固定在基础部上，所以能有效利用天线元件和其他天线元件之间产生的电容耦合现象。

即与低的无线频率对应的一方的天线元件的共振频率在高的无线频率中也发生，但是它包含在或接近另一方的天线元件的高的对应无线频带内。并且错开设定，从而另一方的天线元件在高的无线频率或比它高一些的无线频率一侧具有共振点，在另一方的天线元件的工作时，能变为对双方的天线元件都供电的电容耦合状态。通过这样的结构，使一方一侧的天线元件的高的无线频率和另一方一侧的天线元件的对应无线频率为耦合状态，能谋求高的无线频率一侧天线特性的高灵敏度化和宽带化。

此外，本发明的便携式无线机用天线中，第一供电部和第二供电部为适合于表面安装的端子形状，能与其它零件同样用自动安装进行向使用的便携式无线机的布线基板的搭载，能以高精度容易地安装。

此外本发明的便携式无线机用天线把固定第一天线和第二天线的基础部构成大致长方体形状。配置在基础部的长度方向的侧面部的供电端子或增强用的虚设端子形成L字状，并且从基础部向侧面突出，安装部位与所述基础部的长度方向平行。

基础部由树脂制造，形成大致长方体，当安装各天线元件时，预测也发生向长度方向一侧的伸缩。可是根据这样的结构，能减少伸缩引起的对焊锡附加部分的影响，维持稳定的安装状态。

此外本发明的便携式无线机用天线中，第一天线元件或第二天线元件由比相当于对应的无线频率的长度还短的天线长度构成，由搭载在机器一侧的线圈元件补充该不足部分的线圈成分。

根据这样的结构，能缩短天线元件的长度，使配置天线元件的基础部的大小即便携式无线机用天线进一步小型化，谋求薄型化。

附图说明

图1是本发明一实施例的便携式无线机用天线的外观立体图。

图2是其俯视图。

图3是简要地表示天线的搭载状态的图。

图4A是表示只有第一天线元件的工作时的匹配电路图。

图4B是表示只有第一天线元件的工作时的电压驻波比(VSWR：VoltageStanding Wave Ratio)特性图。

图5A是只有第二天线元件的工作时的匹配电路图。

图5B是只有第二天线元件的工作时的VSWR特性图。

图6A是第一和第二天线元件的电容耦合状态下的工作时的匹配电路图。

图6B是第一和第二天线元件的电容耦合状态下的工作时的VSWR特性图。

图7是表示天线端子部的改善事例的俯视图。

图8是简要地表示其他天线的搭载状态的图。

图9是简要地表示搭载以往的便携式无线机用天线的移动电话的图。

具体实施方式

下面，参照图1～图8说明本发明实施例。须指出的是，在以下的说明中，例如使用“左侧面”、“上表面”、“下表面”等所谓的表示相对位置关系的语句。希望理解它是为了便于说明，表示正视附图的状态下的各构件放置的相对位置，并不表示这些构件的绝对位置。

(实施例)

图1是本发明一实施例的便携式无线机用天线的外观立体图，图2是其俯视图。

在图1、图2中，基础部21以能收纳在便携式无线机内部的尺寸形成，使用具有能进行表面安装的耐热性的聚苯邻二甲酰亚胺(PPA)等成形树脂，介电常数约为4左右。须指出的是，如果使用介电常数高的材料，就能降低共振频率，或使天线小型化，但是必须承认相应地会使介电损失增大，天线的发射特性恶化。

此外，其形状为大致长方体形状。在基础部21上通过插入成形固定由金属薄板构成的第一天线元件31和第二天线元件41。

而且如图1所示，第一天线元件31由固定在基础部21的上表面上的带状部32、局部开口的U字状部33、以及从基础部21的左侧面突出的端子部34构成。把金属薄板冲压为给定形状后，通过弯曲加工，一体形成所述各部位和构件。

而且，带状部32沿着基础部21的上表面外周配置为大致同一宽度的U字状，其一端32A开放状态，另一端32B与固定在基础部21的左端部位置的U字状部33的上表面部33A一体构成。带状部32和U字状部33在板厚度方向嵌入固定在基础部21内，它们的表面从基础部21的上表面一侧露出。

而且，U字状部33由上表面部33A、相对向的下表面部33B和连接它们之间的连接部33C构成。连接部33C的全面嵌入基础部21的后表面一侧，下表面部33B的全面嵌入基础部21的下表面一侧，进行固定。

而且，端子部34从U字状部33的下表面部33B突出设置，从基础部21的左侧面后方下端位置向外方导出。端子部34形成表面安装型的形状。即端子部34(33B)的底面和基础部21的底面大致配置在同一面上。端子部34成为第一天线元件31的第一供电点。

而第二天线元件41的形状加工为带状，其全面嵌入基础部21的下表面一侧，进行固定。其长度为基础部21长度方向的大致一半尺寸，设定为比第一天线元件31还短的尺寸，其一端41A设置为开放状态，另一端41B连接在端子部42上，从基础部21的左侧面的前方下端位置向外方导出。端子部42的底面部和基础部21的底面部形成大致配置在相同的面上的所谓的表面安装型的形状。正视附图1，端子部34和42在彼此独立的状态下同时设置在基础部21的左侧面上。端子部42成为第二天线元件41的第二供电点。

而且，在基础部21的大致中央部，设置形成表面安装型的形状的虚设端子51。这里所谓表面安装型的形状，如上所述，就是端子的底面部和基础部21的底面部配置为大致位于同一面上。

作为用于把基础部21安装到布线基板上的增强用的固定构件，准备虚设端子51。此外，使虚设端子51的掩埋在基础部21中的部分的形状带有凹凸。通过该凹凸，缓和尤其是作用在基础部21的宽度方向的应力，并且能使与基础部21的接合状态坚固。

本发明实施例的天线把第一天线元件31以及第二天线元件41固定在公共的一个基础部21上，并且从这些天线元件个别导出端子部34、42。端子34、42和51构成表面安装型的形状，成为适合于所谓的表面安装的零件形状，对于使用的便携式无线机的布线基板，能以的安装位置高精度、高效进行表面安装，使用。

而且，便携式无线机用天线在第一天线元件31以及第二天线元件41上分别具有成为供电点的端子部34、42。因此，如图3所示，在搭载第一天线元件31的状态下，端子部34能与在机器一侧构成的第一匹配电路61连接。并且第二天线元件41的端子部42能与不同于第一匹配电路61的、在机器一侧构成的第二匹配电路62连接。第一匹配电路61和第二匹配电路62通过传送线路63连接在机器内的一个天线电路64上。

通过上述搭载状态，便携式无线机用天线能用第一匹配电路61或第二匹配电路62分别单独对第一天线元件31或第二天线元件41进行对于无线频率的微调。

下面说明便携式无线机用天线的进一步的特征。第一天线元件31的全长比第二天线元件41的全长还长，与GSM的无线频率880-960MHz共振。此外，第二天线元件41设定为与比第一天线元件31还高的无线频率的DCS(1710-1880MHz)/PCS(1850-1990MHz)/UMTS(1920-2170MHz)共振。

这里，说明利用电容耦合的第一天线元件31和第二天线元件41。

作为该规格的天线，在结构上与上述的结构相同，在一个公共的基础部21上固定与低的无线频率对应的第一天线元件31和与高的无线频率对应的第二天线元件41，并且第一天线元件31和第二天线元件41分别具有成为供电点的端子部34、42。

在容积小的基础部21内配置第一天线元件31和第二天线元件41的该便携式无线机用天线中，在这些天线元件之间产生很大的电容耦合。

作为本发明的特征之一的所谓的电容耦合规格的天线，能充分利用电容耦合的特征，提高对应无线频带的特性。下面参照图4A、图4B、图5A、图5B、图6A、图6B，说明其机制。

首先说明只使第一天线元件31工作时，即只对第一天线元件31供电，对第二天线元件41不供电的状态。

在所述附图中，图4A是只使与GSM的无线频率880-960MHz共振的第一天线元件31工作时的匹配电路图，图4B是这时的VSWR特性图。须指出的是，图4B、后面描述的图5B、图6B的横轴表示无线频率，最小(左端)的值表示500MHz，最大(右端)的值表示2500MHz。此外，横轴的一个刻度表示200MHz。因此无线频率的值从左端向右端变为500MHz、700MHz、900MHz、……、2100MHz、2300MHz、2500MHz。

如图4B所示，第一天线元件31在高的无线频率一侧也具有共振点，该共振点包含在或接近第二天线元件41的共振频带内。

这里，高的无线频率一侧的共振表现为GSM的无线频率的3倍高次谐波成分。这时，通过使第一天线元件31和第二天线元件41的间隔接近，或使基础部21为高介电常数材料，能增加电容耦合。结果能使共振频率下降到所需的DCS/PCS/UMTS的无线频率。

通过这样控制第一天线元件31和第二天线元件41的间隔或基础部21的介电常数，能具有在GSM以及DCS/PCS/UMTS的无线频带共振的共振点。

下面，说明只使第二天线元件41工作时，即只对第二天线元件41供电，对第一天线元件31不供电的状态。

图5A是只使设定为在DCS(无线频率：1710-1880MHz)/PCS(无线频率：1850-1990MHz)/UMTS(无线频率：1920-2170MHz)下能共振的第二天线元件41工作时的匹配电路图。

图5B是这时的VSWR特性图。如图5B所示，第二天线元件41在对应的频带DCS/PCS/UMTS的无线频率共振。

最后说明使双方的天线工作时，即对第一天线元件31和第二天线元件41双方供电的状态。

图6A是使设定为在GSM/DCS/PCS/UMTS下能共振的第一天线元件31和第二天线元件41双方工作时的匹配电路图。

这时，图4B所示的只使第一天线元件31工作时的高的无线频率的共振与图5B所示的只使第二天线元件41工作时的共振重合。结果如图6B的区域A所示，在DCS(1710-1880MHz)/PCS(1850-1990MHz)/UMTS(1920-2170MHz)的无线频带中，能取得宽带的特性。

须指出的是，对于收纳在便携式无线机内的基础部21的容积，由于第一天线元件31在高的无线频率一侧产生的共振频率，发生在比第二天线元件41的设定频率稍低一些的一侧，所以预先把第二天线元件41的设定频率提高一些，如上所述使电容耦合后，也可以实现高的无线频率一侧的宽带化。

此外，采用能在第一天线元件31、第二天线元件41中通过分别的供电点连接在不同的匹配电路61、62上的结构，所以对于第一天线元件31和第二天线元件41的对应无线频率的设定也能容易地进行微调，能容易地实现所述特征的天线。

须指出的是，所述实施例，说明了关于固定在基础部21上的第一天线元件31和第二天线元件41为2个时的情况。可是，也可以把分别具有供电点的三个以上的天线元件固定在公共的一个基础部上。

此外，如上所述，在端子部34、42和51为表面安装型的形状的该便携式无线机用天线中，当基础部21为大致长方形时，可能会出现在安装时，发生向基础部21的长度方向一侧的伸缩，尤其是从长度方向的侧面部向外突出的虚设端子51的焊锡附加接连部分作用扭力。

作为改善方法，如图7所示，使配置在基础部21的长度方向的侧面部的虚设端子52从上表面观察为L字状，用焊锡接合与从所述侧面部正交突出的端部连接的与长度方向平行的顶端部。如果是这样的结构，就能把从侧面部的突出抑制在很小，并且即使发生基础部21向长度方向的伸缩，也能用L字状部分减轻其影响。须指出的是，伴随着便携式无线机的使用环境，在基础部21的伸缩发生时也同样，能用L字状部分减轻其影响，能长期维持稳定的安装状态。

此外，如上所述，第一天线元件31、第二天线元件41上分别配置单独的给电点的端子部34、42后，便携式无线用天线的外形可实现进一步的小型化。

也就是说，便携式无线机用天线的基础部21的大小有必要设定能确保与特别低的无线频率对应的第一天线元件31要求的给定天线长度。这时，例如如图8所示，把第一天线元件31A设定为比与GSM(880-960MHz)对应的更短的天线长度，并且在从第一天线元件31A的供电点到第一匹配电路61之间，串联安装填补该差的电感量的片式线圈71。

本发明的便携式无线机用天线是在第一天线元件31A、第二天线元件41中分别具有个别的供电点的构造，所以作为所述结构，对于另一方的天线元件41的影响程度小，并且如上所述，能用连接在第一天线元件31A上的个别的匹配电路61进行第一天线元件31A一侧的调整。

如果是以上的结构，就能使需要长的天线长度的第一天线元件31A小型化，伴随着此，能谋求作为便携式无线机用天线的小型薄型化。此外，如果第一天线元件31A自身的天线长度变为过短，则天线发射效率恶化，所以当是与上述的GSM(880-960MHz)对应的第一天线元件31A时，优选例如进行使片式线圈71为1-10nH左右的设定，谋求第一天线元件31A自身的天线长度减少1/4～1/10左右。

此外，本发明的上述技术思想并不仅在第一天线元件31A中，也可以在第二天线元件41一侧采用。片式线圈71也可以不使用单独的，用配置在匹配电路内的线圈构件等补充。

本发明的便携式无线机用天线具有能取得在固定在一个公共的基础部上的多个天线元件中分别设置成为供电部的端子部，把各天线元件连接在不同的匹配电路上，能高效进行各天线元件向所需的无线频率的匹配的调整的表面安装型天线的效果，所以作为搭载在各种便携式无线机上的便携式无线机用天线是有用的。

Claims

1.一种便携式无线机用天线，其特征在于：

在公共的一个树脂制的基础部上固定具有用于连接到第一匹配电路上的第一供电部的第一天线元件、和具有用于连接到第二匹配电路上的第二供电部的第二天线元件。

2.根据权利要求1所述的便携式无线机用天线，其中：

第一天线元件和第二天线元件通过树脂制的基础部进行电容耦合，通过该电容耦合，提高高的收发无线频率一方的频带灵敏度。

3.根据权利要求1所述的便携式无线机用天线，其中：

第一供电部和第二供电部为表面安装型的端子形状。

4.根据权利要求3所述的便携式无线机用天线，其中：

基础部形成大致长方体，配置在其长度方向的侧面部的供电端子或虚设端子为L字状，从所述基础部向侧方突出，安装部位与所述基础部的长度方向平行。

5.根据权利要求1所述的便携式无线机用天线，其中：

第一天线元件或第二天线元件，由比相当于工作区的无线频率的长度还短的天线长度构成，其不足部分的电感成分由搭载在机器一侧的电感元件补充。