CN1702909A - 天线装置和天线装置的制造方法 - Google Patents

Abstract

天线装置，具有电绝缘性的基部和固定在基部上的金属制的第1天线单元，第1天线单元具备具有将对边间的一部分由连接条连接而成的梯子状或网格状中的任何一种形状的调整部。若采用该构成，则可以通过调整部较容易地将与天线单元相对应的频率特性调整为所希望的频率特性。此外，还可以实现天线装置的标准化、模具的共用化。

Description

天线装置和天线装置的制造方法

技术领域

本发明涉及装载到以移动电话为代表的各种无线电设备上的天线装置和该天线装置的制造方法。

背景技术

近些年来，各种无线电设备的小型轻重量化正在发展进步，在作为无线电设备的代表的移动电话中，除了声音通话之外，文字·动画等的与数据通信有关的服务已经多样化。因此，作为发送接收电波的出入口的天线装置的性能，就成了左右设备的性能的主要因素之一。

因此，装备在移动电话上的天线装置，人们对其可用1个便携无线电设备用的天线装置高灵敏度地发送接收多个频带的电波的要求日益高涨。

利用图12和图13对装载有以往的天线装置的移动电话进行说明。

图12的示意图示意性地示出了装载有以往的天线装置的移动电话。此外，图13是以往的天线装置的外观立体图。

如图12所示，便携无线电设备用的天线装置3，相对于接地板8并列地配置。天线装置3，具备对第1频率共振的第1天线单元1(以下称作天线1)和对第2频率共振的第2天线单元2(以下称作天线2)。天线装置3，被连接到配置在接地板8上的供电点4上，通过匹配电路5和传送线路6而被连往无线电路7。从天线装置3到无线电路7，并且包括接地板8在内，构成无线电设备9

天线装置3，如图13所示，具有大体上被形成为长方体形状的电绝缘性树脂制的基部11。在基部11上固定、形成有天线1和弯曲状的天线2。天线1具有螺旋状的线圈部分1A。天线2，相对于天线1以电绝缘的状态形成。另外，天线1和天线2，从共用的1个供电点4分别进行供电。

以下，对于这样的构成的天线装置3，采用天线1对GSM(880～960MHz)共振，天线2对比天线1具有更高的频带的DCS(1710～1880MHz)共振的天线装置，在以下进行说明。

在接收GSM的电波时，被由天线1接收到的电波激励起来的电流，从供电点4经由匹配电路5、传送线路7而被传达给无线电路7。由此，就可以接收GSM的电波。

此外，在发送GSM的电波时，在无线电路7中产生的信号，从传送线路6经由匹配电路5、供电点4而向天线1传达。然后，由天线1激励，形成为电波而被发射。由此，就可以发送GSM的电波。

另外，即便是DCS，也与发送接收GSM的电波时同样地，经由供电点4通过天线进行电波的发送接收。

另外，以往的天线装置3，例如，已在日本特许的特开2003-101335号公报等中公开。

发明内容

本发明的天线装置，具有电绝缘性的基部和固定在基部上的金属制的第1天线单元，第1天线单元具备调整部，该调整部具有用连接条将对边间的一部分连接而成的梯子状或网格状中的任何一种形状。根据该构成，可以较容易地利用调整部将与天线单元相对应的频率特性调整为所希望的频率特性。此外，还可以实现天线装置的标准化和模具的共用化。

附图说明

图1是本发明的实施形态1的天线装置的外观立体图。

图2是说明图1所示的天线装置的制造方法的立体图。

图3是说明图1所示的天线装置的制造方法的立体图。

图4是说明图1所示的天线装置的制造方法的立体图。

图5是说明图1所示的天线装置的制造方法的立体图。

图6是装载有图1所示的天线装置的移动电话的示意图。

图7A～图7C是表示本发明的实施形态1的天线装置的仿真模型的模型图。

图8是表示与图7A～图7C所示的各个仿真模型相对应的频率特性的特性图。

图9A、9B是表示本发明的实施形态2的天线装置的仿真模型的模型图。

图10是表示与图7A、图9A、图9B所示的各个仿真模型相对应的频率特性的特性图。

图11是具备发明的实施形态3的调整部的天线装置的外观立体图。

图12是装载有以往的天线装置的移动电话的示意图。

图13是以往的天线装置的外观立体图。

具体实施方式

下面，参照图1～图11对本发明的实施形态进行说明。

实施形态1

图1是本发明的实施形态1的天线装置的外观立体图。

在图1中，基部21以可收容到便携式的无线电设备(图未示)内的大小形成。此外，基部21由成型树脂构成，大体上是长方体形状。基部21，相对于由金属制的薄板构成的第1天线单元31(以下称作天线31)和第2天线单元41(以下称作天线41)通过嵌入成型而成型、固定。

天线31，是在将金属制的薄板冲裁成规定的形状后，通过弯曲加工而形成的。此外，天线31，是一体地形成有调整部32、弯曲部33和第1端子部34(以下称作端子34)的构造体。调整部32被固定在基部21的上表面上。弯曲部33的截面形状，是四角形的一边开口而成的形状。端子34是从基部21的一侧的侧面突出而形成的。

此外，调整部32具有直线状部32A、32B和连接条32C。直线状部32A、32B，在基部21的上表面上，以相互平行的关系配置在沿着基部21的纵长方向的对边端部位置上。连接条32C，是将直线状部32A和直线状部32B相互连接的多个条。在节部32D处，连接条32C与直线状部2A、32B被连接起来。各个连接条32C，相对于直线状部32A、32B被配置成垂直关系。并且，连接条32C彼此间的配置间距，以等间隔配置。此外，由彼此相邻的连接条32C和连结该连接条32C的两端的节部32D的直线状部32A、32B的一部分形成环形形状的环部。在图1所示的天线装置30中形成有4个环部。

另外，如图1所示，在天线装置30的完成状态下，连接条32C，被配设在基部21的上表面的大体中间位置与端子34的相反侧的一侧的端部之间。此外，在设置有连接条32C的部分上，连接条32C与直线状部32A、32B从俯视图来看形成梯子状的形状。

另外，上述这样的连接条32C的规则性的配置关系，容易进行成为所希望的频率特性那样的天线装置30的调整。但是，直线状部32A、32B与连接条32C之间的配置关系，并不限于上述配置关系。

此外，直线状部32B，在基部21的实质上的中间位置具有一个端部32E。端部32E成为开放端。从端部32E到最接近的连接条32C之间的直线状部32B的形状为带状。天线31的可发送接收的电波的频带，也依赖于端部32E与距端部32E最近的连接条32C之间的间隔(开放端的长度)。

另一方面，直线状部32A，则与弯曲部33的上面部33A连接。另外，调整部32与上面部33A，仅表面在基部21的上面露出来，板厚方向被埋设固定在基部21内。

此外，弯曲部33，包括与上面部33A相对的下面部33B，和将上面部33A与下面部33B相互连接的连接部33C。连接部33C，被埋设在基部21的后面侧。此外，下面部33B被埋设固定在基部21的下面侧。

进而，端子34，被从下面部33B突出地设置，并从基部21的左侧的侧面的后方下端位置导出到外方。为了对天线装置30进行表面贴装(表面安装：surface mounting)，端子34被形成为表面贴装型的形状。此外，端子34是天线31的第1供电点。

另一方面，具有规定的宽度的带状的天线41，被埋设固定在基部21的下面侧。天线41的长度，是基部21的纵长方向的大约一半的长度尺寸，比天线31短。天线41的一端为开放状态。另一端则作为第2端子部42(以下称作端子42)而从基部21的左侧的侧面的前方下端位置导出到外方。端子42，也与端子34同样地，被形成为表面贴装型的形状。端子34和端子42，被设置在基部21的左侧的侧面上，以彼此独立的状态并列设置。端子42，是天线41的第2供电点。

此外，在基部21上，在设置有端子34、42的左侧的侧面以外的剩下的侧面上，也固定有被形成为表面贴装型的形状的虚设端子51(以下称作端子51)。

如上所述，就构成了天线装置30。各天线31、41，呈所谓的单极式的天线的形态。

其次，对天线装置30的制造方法进行说明。

首先，准备环带状的金属制的薄板并施行冲裁加工，形成环带(hoop)60。然后，如图2所示，与环带60的进给方向(输送方向)(图2的箭头A方向)成平行关系的两侧部分成为进给条(输送条)61。两侧的进给条61分别具有导引孔61A(以下称作孔61A)。此外，在两侧的进给条61之间的规定的区域内，以平面性地排列的配置状态形成有成为天线31的部分、成为天线41的部分和成为端子51的部分。在该区域的外方位置上，形成将进给条61彼此连接的连接条61B。另外，各孔61A，是为了环带60的搬运等的目的而形成的，相对于环带60的纵长方向以规定的间距配设。

另外，在环带60的形成工序中，如图2所示，将成为天线31的部分、成为天线41的部分和成为配置在基部21的前后方面上的端子51的部分，以连接成一体的形状冲裁。这样，若一体地形成各个构成部位，则易于将各个构成部位的精度加工成高精度。在该环带60的形成工序中，形成天线31的第1天线单元的形成工序和形成天线41的第2天线形成工序几乎同时进行。

此外，成为调整部32的部分，如图2所示，被形成为由以相互平行关系配置的直线状部32A、32B，和与直线状部32A、32B相垂直的连接条32C连接而成的梯子形状。由于直线状部32B的长度比直线状部32A的长度短，所以，各连接条32C，遍及直线状部32B的全长地以相互平行且等间隔的配置间距形成。另外，图2示出的是形成有8个连接条32C的例子，形成有7个环部。

此外，直线状部32A，经由2个部位的辅助条62，连接在与调整部32外方相邻的连接条61B上。此外，从直线状部32B，也伸出了2个部位的连接条62。一方的连接条62，连接到与调整部32外方相邻的连接条61B上。另一方的连接条62，则连接到成为天线41的部分上。并且，各个辅助条62，与环带60的长度方向构成为平行关系，而且，在各个辅助条62上，都形成有定位孔62A(以下称作孔62A)。

此外，直线状部32A连接在以展开状态形成的、成为弯曲部33的上面部33A的部分上。

然后，环带60，以孔61A为基准被搬运到下一个工序。然后，在利用孔61A、62A定位后，再次施行冲裁加工。然后，如图3所示，将成为天线31的部分、成为天线41的部分、成为配置在前方面上的端子51的部分的各个之间的辅助条62切断分离。由此，成为天线31的部分、成为天线41的部分、成为配置在前方面上的端子51，就分别被加工成仅一端连接在进给条61或连接条61B的状态。另外，辅助条62，被切断加工为使得配设有孔62A的部分保留在成为天线31的部分侧。

此外，在上述各部位的切断分离的同时，调整部32，也被进行了施加冲裁加工的调整工序。在图3中，示出了中央部分的3个连接条32C被进行切断加工并被切掉后的情况。通过3个连接条32C被切断加工，从而3个环部被切断，从而开放。这样，就成了剩下4个环部的状态。另外，如果冲裁加工的模具部分为可对应调整部32的切断加工而进行更换的构造，则可以容易地加工成上述以外的形状。由此，模具的共用化等的高效率化也是可能的。

另外，调整部32的加工部位被设定为使得天线31和天线41可以得到所希望的频率特性。因此，也可以将连接条32C以外的直线状部32A、32B的规定部位切掉。此外，有时也以如下方式进行加工，即，使连接条32C的切掉部位被交替地切掉，或者使连接条32C与直线状部32A、32B以组合的状态被切掉，或者成为其他的构成或组合。即，设置在图2所示的环带60内的环部，也可以通过冲裁加工而使环部被切掉而开放，从而使之失去环状形状。此外，即便是通过将连接条32C切掉，使彼此相邻的2个环部变化成1个大的环部，也可以进行调整的。

其次，在弯曲工序中，如图4所示，对弯曲部33施行弯曲加工。弯曲部33，被加工成上面部32A与下面部32B之间在后方侧由连接部33C连接起来的形状。由此，弯曲部33的截面形状，就成为四角形的一边被打开后的形状。这时，与进给条61相连接的上面部33B，以与进给条61保持同一面的状态被进行弯曲加工，与上面部33A相连接的调整部32被配置在上方。

接着，对图4所示的那样的环带60，在其次的基部形成工序中，施行树脂的嵌入成型，在形成基部21的同时，将成为天线31、41的部分向基部21上固定(参看图5)。

在该基部形成工序中，调整部32，保持着与向外方侧突出的各个辅助条62相连接的状态不变。因此，在基部21的成型时，可借助辅助条62与孔62A进行定位。由此，基部21和天线31、41就可以高定位精度地成型固定。

最后，在精加工工序中，在各辅助条62被从调整部32上切掉的同时，进给条61和连接条61B也被切割开。接着，对连接在进给条61和连接条61B上的部分施行弯曲加工，成型为端子34、42、51的形状。这样，就成为如图1所示的天线装置30。

如上所述，天线装置30的制造方法，无须改变天线装置30的外形等。并且，通过部分地更换调整部32的加工模具，即可改变调整部32的冲裁加工状态。由此，就可以得到具有所希望的频率特性的天线装置30。因此，就可以实现模具的共用化，而且还可以较容易地得到标准化的薄型形状的天线装置30。

此外，天线装置30，在每个天线31、41中都具有作为供电点的端子34、42。因此，对于要装载天线装置30的设备来说，如图6所示，就可以分别独立地将天线31、41连接、装载在电路上。

天线装置30的装配状态，是端子34被连接在第1匹配电路65(以下称作电路65)上，而且，端子42被连接在与电路65不同的第2匹配电路66(以下称作电路66)上。电路65、66，经由传送线路67而连接到无线电路68上。电路65、66、传送线路67和无线电路68，均在装配天线装置30的设备一侧构成。

如上所述，由于天线31、41被独立地连接在无线电路68上，因此对应频率的微调整，可以按每个天线31或天线41，在各个电路65或电路66中独立地进行。因此，就可以高调整性能地进行天线31、41的对应频率的微调整。

另外，天线装置30，将天线31的全长构成得比天线41更长。因此，天线31，就成为对GSM(880～960MHz)共振的构成。此外，天线41就成为对比天线31更高的频率的DCS(1710～1880MHz)/PCS(1850～1990MHz)等共振的设定。如上所述，就可以对天线31和天线41分别设定各自的对应频率，作为天线装置是极其有用的。

接着，参照图7～图10，以梯子状地构成的调整部32的冲裁状态为参数，对利用仿真验证频率特性的推移的结果的概要进行说明。

图7A是未切掉连接条32C的状态的仿真模型的外观立体图。

另外，如图7A所示，在仿真模型中，天线31以距接地板70离开规定距离的状态配置。此外，对天线31、41，分别电连有配设在接地板70上的传送线路70A、70B。

此外，调整部32，在配置成平行关系的直线状部32A、32B之间，等间隔地配置12有个连接条32C。由此，就形成了11个环部。直线状部32A、32B与连接条32C为梯子状。另外，由于除了调整部32与天线41处于相向配置关系这一点以外的其他构成，与上述的天线装置30为相同构成，所以省略说明。

此外，图7B是从图7A所示的仿真模型上切掉中央部分的6个连接条32C，剩下5个环部的状态的仿真模型的外观立体图。此外，图7C，是同样地从图7A所示的仿真模型上切掉中央部分的11个连接条32C，从而使所有的环部被切断、开放的状态的仿真模型的外观立体图。

此外，图8的特性图示出了与上述图7A～图7C的各个仿真模型相对应的频率特性的状态。在图8中，X轴表示的是频率，Y轴表示的是作为阻抗适配的指标的VSWR。此外，在图8中，实线表示相对于图7A的模型的结果，虚线表示相对于图7B的模型的结果。此外，点划线表示相对于图7C的模型的结果。

由图8可知，不论在哪一个仿真模型中，都具有VSWR的值变成为极小点的2个的共振点。频率低的一侧的共振点与天线31对应，频率高的一侧的共振点与天线41对应。

此外，如从图7A到图7B、进而从图7B到图7C所示，如果从中央部分开始依次切掉连接条32C，则如图8所示那样，可以得到共振点的位置向低的频率一侧转移这样的结果。此外，特别是在频率高的一方的共振点，可以确认在频率的转移的同时，带宽有扩宽的倾向。

可以推测，这是因为当连接条32C的切掉数增加时，连接到直线状部32B的端部32E上的直线状部变长，电荷变得易于集中，由此，在天线31的开放端与天线41之间形成的电容耦合不断增加的缘故。

如上所述，如果是天线装置30的构成，则当以一定的冲裁方向依次切掉连接条32C时，就可以使2个天线31、41的对应频率同时向低频一侧移动。即，可以同时调整使2个天线31、41的对应频率。

另外，如果等间隔地配置连接条32C，则易于推断2个天线31、41是频率转移状态，比较理想。但是，连接条32C的配置并不限定于等间隔配置。

此外，通过调整部32的后续加工，天线31、41的对应频率向低的一侧推移。因此，若进行特别地预先初始设定为具有比所希望的频率略高一些的共振点，通过连接条32C的冲裁加工，使共振点降低，使其与所希望的频率相一致这样的处理，则对应频率的调整就更为容易。

如上所述，若采用本实施形态，则可以较容易地实现易于进行频率特性的调整、而且可实现天线装置本身的标准化等的表面贴装型的天线装置30。

另外，对具有2个天线单元31、41的天线装置30进行了说明。但是。在仅具备具有调整部32的天线31的天线装置或具备3个或其以上的天线单元的天线装置中，也可以适用通过调整部32的部分的冲裁加工而较容易地调整频率特性的概念。

另外，环部，虽然制成被连接条32C和直线状部32A、32B围起来的四边形的环形形状，但只要是环形形状即可，并不限于四边形。例如，只要具有圆环状、椭圆环状、长圆环状、多边形形状等的各种各样的环形形状，就可以得到同样的作用效果。

此外，通过调整部32的冲裁加工，在调整部32的侧面上，多少会剩下一些切断痕迹。但是，在天线31、41发挥作为天线的功能方面不会造成大的影响。

实施形态2

其次，用图9、图10对制成了弯曲状的调整部32的实施形态2进行说明。本实施形态是通过对实施形态1的天线装置变更调整部32的冲裁加工的方法而得到的，对于与实施形态1同样的构成，标以同样的标号而省略详细的说明。实施形态2的说明，主要说明利用仿真验证频率特性的推移的结果的概要。

图9A的外观立体图，示出了从图7A的模型上，以调整部32的中央部成为弯曲状的那样，将直线状部32A、32B部分地交错地切掉3个部位，留下8个环部的状态的仿真模型。此外，图9B的外观立体图，示出了从图7A的模型上，以整个调整部32成为弯曲状的那样，将直线状部32A、32B部分地交错地切掉，使所有的环部被切断、开放后的状态的仿真模型。

此外，图10的特性图示出了与图7A和图9A、9B的各个仿真模型相对应的频率特性。在图10中，与图8同样，X轴表示频率，Y轴表示VSWR。

在图10中，实线标号相对于图7A的模型的结果，同样，虚线表示相对于图9A的模型的结果。此外，点划线表示相对于图9B的模型的结果。

在图9A、9B的模型的情况下，具有相对于上述的图7A的模型，频率低的一侧的共振点向频率低的一侧转移的倾向。图9A、9B的模型，相对于图7A的模型，随着将弯曲部加长地构成，天线31的视在有效天线长度变长。即，表明与天线31相对应的频率低的一侧的共振点，随着调整部32的冲裁加工而对应地变化。

此外，由于同时还缓慢地使天线31、41彼此间的电容耦合状态降低，故与天线41相对应的频率高的一侧的共振点，呈现出对应频率的下方侧的频率略微扩宽、被宽带化的倾向。

此外，图7C和图9B所示的仿真模型，是两者都是使所有的环部被切断、开放的状态，但是，由于环部的切断、开放状态不同，所以在对应频率的变化上得到不同的结果。特别是当比较2个模型时，在与天线41相对应的高侧的共振点上表现出较大的差异。即，可以认为明显地表明了天线31和天线41的电容偶合状态，会给对应频率带来很大的影响。

如上所述，可获得能够通过一边预计2个天线31、41间的电容耦合状态一边施行调整部32的冲裁加工，来进行频率特性的调整这样的结果。并且，由于上述那样的频率特性的调整方法，与以往的伴有线圈部的变更那样的情况相比极其容易，因此可以实现天线设计的高效率化。此外，由于调整部32自身的大小不需要变更，仅通过规定部分的冲裁加工，就可以调整对应频率特性，故易于实现天线装置的标准化。

此外，实施形态2的构成的天线装置，是一种将直线状部32A和直线状部32B交错地部分地切掉而使得调整部32成为弯曲状的构成。即，表明调整部32的冲裁加工，并不限于仅仅是连接条32C的冲裁加工。

实施形态3

利用图11对实施形态3进行说明。

如图11所示，在本实施形态中，将调整部的构成制成为网格状而不是梯子状的调整部55。

网格状的调整部55，与梯子状的调整部32相比，可以进行更为绵密的形状的冲裁加工。即，如图11所示，网格状的调整部55，也可以冲裁加工成在调整部55的对边间的途中弯曲的形状。由此，能够进行更加细微的调整。

另外，如果调整部55的网格形状是等间隔地配设的状态的网格形状，则易于进行频率特性的推定等。但是。并不限定于等间隔的网格形状。

此外，调整部32、55也不限于梯子状或网格状。

Claims (6)

1.一种天线装置，具备电绝缘性的基部和固定在基部上的金属制的第1天线单元；其中，上述第1天线单元，具备具有将对边间的一部分用连接条连接而成的梯子状或网格状中的任何一种形状的调整部。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其中，上述第1天线单元将从上述调整部伸出的对边的一方构成为开放端，同时进一步具备相对于上述第1天线单元以电容耦合状态固定在上述基部上的第2天线单元。

3.一种天线装置的制造方法，包括：形成包括具有对边间由连接条连接而成的梯子状或网格状中的任何一种形状的调整部的金属制的第1天线单元的第1天线单元形成工序；和

切掉上述调整部的一部分，调整与上述第1天线单元相对应的频率特性的调整工序。

4.根据权利要求3所述的天线装置的制造方法，进一步包括：形成与上述第1天线单元电容耦合的第2天线单元的第2天线单元形成工序；

上述调整工序，是与上述第1天线单元和上述第2天线单元之间的电容耦合状态相对应地切掉上述调整部的一部分，调整分别与上述第1天线单元和上述第2天线单元相对应的频率特性的工序。

5.根据权利要求4所述的天线装置的制造方法，其中，上述调整工序，是以从上述调整部伸出的对边的一方成为直线形状的开放端的方式将上述连接条的一部分切掉，使上述第1天线单元和上述第2天线单元之间的电容耦合状态增加，从而将上述第1天线单元和上述第2天线单元的各自的共振频率向下方侧变化调整的工序。

6.根据权利要求4所述的天线装置的制造方法，其中，上述调整工序，是将上述调整部部分地切掉而形成弯曲状部位，调整分别与上述第1天线单元和上述第2天线单元相对应的频率特性的工序。

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