CN1716688A - 天线设备和便携式无线电终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种天线设备和便携式无线电终端。该天线设备能够应用于便携式无线电终端，并且无论方向如何都能表现出良好的天线特性，便携式无线电终端配备有这种天线设备。被应用于外壳长度相对于发送－接收信号的波长λ而言等于或大于λ/4的便携式无线电终端的天线设备包括：在纵向方向上布置在机壳一端上的天线元件，其中天线元件的一端的至少一点连接到基板上的信号布线图案，并且另一端是开路端；布置在机壳的与天线元件相同侧的无源元件，其中无源元件的一端的一点连接到基板上的地布线，并且另一端是开路端；其中天线元件的开路端和无源元件的开路端彼此靠近并电容耦合。

Description

天线设备和便携式无线电终端

技术领域

本发明涉及在小型无线电终端中所结合的天线设备，尤其涉及无论方向如何都对高频无线电信号表现出良好的接收特性的天线设备以及配备有这种天线的便携式无线电终端。

背景技术

近年来，以移动电话为代表的便携式无线电终端常常使用高频段的无线电信号。例如，第三代移动电话中所使用的频率超过了2GHz(千兆赫)，并且还有向更高频率变动的趋势。

虽然便携式无线电终端变得越来越小，但是从操作的观点看，对于其的进一步小型化存在着限制。因此，当使用较高的频率时，便携式无线电终端的外壳长度常常变为超过波长λ的一半(λ/2)。

因为外壳的长度相对于频率而言变得更长，所以由于外壳的电流，辐射特性改变了。因此，如半波偶极天线所代表的，在水平面上不可能具有均匀的场发射图案(field emission pattern)特性，并且在水平面中出现骤降(零点(null point))。

如果频率在1GHz左右，则波长大约为30厘米。因此，当包括天线的电长度在内的电长度等于或小于λ/2时，即，当外壳的长度等于或小于7.5厘米，并且天线的电长度等于或小于λ/4时，其场发射图案特性变为类似于半波偶极天线。这样，可以在水平面中具有相对均匀的场发射图案特性。

然而，如果频率是2GHz左右，则波长大约是15厘米。因此，即使无线电终端的外壳长度大约为10厘米，包括天线的电长度在内的电长度大约与波长相同或大于波长。这样，由于外壳的电流，场发射图案特性变为不均匀，并且在水平面中出现骤降(零点)。

存在这样的问题：如果便携式无线电终端的外壳具有这样的场发射特性，则便携式无线电终端不能稳定地接收无线电信号，并且接收特性随终端的方向而改变。

作为关于便携式无线电终端的天线的现有技术文献，日本实用新型专利申请早期公开No.62-161410公开了一种用于无线电终端的天线，其中板状辐射元件与无线电终端的金属外壳的表面平行布置，该板状辐射元件的一端连接到无线电终端的外壳并固定不动，馈线电缆连接到该板状辐射元件上指定的位置，并且杆状无源元件(parasitic element)布置在无线电终端的外壳上。

这一现有技术通过使得由具有各个不同谐振频率的板状辐射元件和杆状无源元件组成的反F形天线谐振，实现了小型的且具有宽带特性的天线。

另外，日本专利申请早期公开No.2004-56319公开了意在填充零点的较少零点(null-less)的天线。

在第一现有技术中，虽然无线电终端在两个频段中表现出了良好的辐射特性，但还是没有考虑到零点的生成。因此，当该技术被应用于便携式无线电终端中的天线时，取决于无线电终端的朝向，不能在该无线电终端和另一无线电终端或基站之间发送和接收无线电信号。

同样，第二现有技术是具有多个天线的所谓天线阵列，因此，难以将该技术应用于需要被做得更小且更轻的便携式无线电终端。

如上所述，尚未提出能够应用于便携式无线电终端并且无论终端的方向如何都表现出良好辐射特性的天线设备。

发明内容

因此，为了克服上述问题，本发明的一个目的是提供一种能够应用于便携式无线电终端，并且无论方向如何都表现出良好的天线特性的天线设备，以及配备有这种天线设备的便携式无线电终端。

为了达到上述目的，在本发明的第一方面中，被应用于外壳长度相对于发送-接收信号的波长λ而言等于或大于λ/4的便携式无线电终端的天线设备包括：

在纵向方向上布置在机壳一端的天线元件，其中所述天线元件的一端的至少一点连接到基板上的信号布线图案，并且另一端是开路端；和

布置在机壳的与天线元件相同侧的无源元件，其中所述无源元件的一端的一点连接到基板上的地布线，并且另一端是开路端；

其中天线元件的开路端和无源元件的开路端彼此靠近并电容耦合，并且天线元件、无源元件和基板被布置为形成回路。

优选地，在本发明的第一方面中：

天线元件是L形或F形的，并且无源元件是反L形或I形的；

在上述元件的任何配置中，天线元件和无源元件中至少一个在开路端附近是曲折形的；

天线元件和无源元件中至少一个在开路端附近是螺旋形的，并且更优选地，天线元件和无源元件中一个元件的开路端插入到其开路端是螺旋形的另一元件内部；或

天线元件和无源元件中至少一个在开路端附近配置有片状导体。

优选地，在上述元件的任何配置中：

天线元件和无源元件的开路端与基板基本布置在同一平面中，并且从基板到天线元件的开路端的距离与从基板到无源元件的开路端的距离不同；或

天线元件和无源元件两者的开路端与基板间隔开。

优选地，在本发明的第一方面中：

天线元件和无源元件中至少一个具有两个或更多个开路端；

天线元件和无源元件中至少一个元件在至少一个开路端附近是螺旋形的，并且更优选地，天线元件和无源元件中一个元件的开路端中至少一个开路端插入到其开路端是螺旋形的另一元件内部；或

天线元件和无源元件中至少一个元件的开路端中至少一个开路端配置有片状导体。

优选地，天线元件和无源元件的开路端与基板基本布置在同一平面中，并且从基板到天线元件的开路端的距离与从基板到无源元件的开路端的距离不同，或优选地，天线元件和无源元件两者的开路端与基板间隔开。

优选地，在本发明第一方面的任何配置中：

天线元件和无源元件与基板的连接部分是板状的；

天线元件和无源元件的开路端是板状的；

在天线元件和无源元件周围布置有高介电材料；

天线元件和无源元件中至少一个是用基板上的信号布线图案配置的；并且

电容元件或电感元件布置在天线元件的开路端和无源元件的开路端之间。

在本发明的第二方面中，便携式无线电终端配备有具有本发明第一方面中任何一种配置的天线设备。

优选地，在本发明的第二方面中：

两个外壳通过结合机构被连接为可打开并可闭合；

外壳中包含的天线元件和无源元件被布置在结合机构附近，或者外壳中包含的天线元件和无源元件被布置在离结合机构最远的地方；以及

外壳中包含的天线元件和无源元件沿着外壳的内表面布置。

附图说明

当结合附图阅读下面的详细描述时，本发明的上述以及其他目的和新颖特征将被更全面地理解，附图中：

图1是示出了根据本发明第一实施例的天线设备的结构的示图：

图2是示出了根据本发明第一实施例的天线设备的操作的示图；

图3是示出了本发明第一实施例的天线设备的场发射图案特性的示图；

图4是示出了应用了根据本发明第一实施例的天线设备的便携式无线电终端的外壳的电流分布的曲线图；

图5是示出了根据本发明第一实施例的天线设备的结构的另一示例的示图；

图6是示出了根据本发明第二实施例的天线设备的结构的示图；

图7是示出了根据本发明第三实施例的天线设备的结构的示图；

图8是示出了根据本发明第四实施例的天线设备的结构的示图；

图9(a)是示出了根据本发明第四实施例的天线设备的天线元件和无源元件的布置示例的示图；

图9(b)是示出了根据本发明第四实施例的天线设备的天线元件和无源元件的另一布置示例的示图；

图10是示出了根据本发明第五实施例的天线设备的结构的示图；

图11是示出了根据本发明第五实施例的天线设备的结构的另一示例的示图；

图12是示出了根据本发明第六实施例的天线设备的结构的示图；

图13是示出了根据本发明第七实施例的天线设备的结构的示图；

图14是示出了根据本发明第七实施例的天线设备中高介电材料的布置示例的示图；

图15是示出了根据本发明第八实施例的天线设备的结构的示图；

图16是示出了根据本发明第九实施例的天线设备的结构的示图；

图17是示出了根据本发明第十实施例的天线设备的结构的示图；

图18是示出了根据本发明第十一实施例的天线设备的结构的示图；

图19(a)是示出了根据本发明第十二实施例的天线设备的结构的示图；

图19(b)是示出了根据本发明第十二实施例的天线设备的结构的示图；

图20(a)是示出了根据本发明第十三实施例的天线设备的结构的示图；

图20(b)是示出了根据本发明第十三实施例的天线设备的结构的示图；

图21是示出了根据本发明第十四实施例的天线设备的结构的示图；

图22(a)是示出了根据本发明第十五实施例的天线设备的结构的示图；

图22(b)是示出了根据本发明第十五实施例的天线设备的结构的示图；

图23是示出了根据本发明第十六实施例的天线设备的结构的示图；

图24是示出了根据本发明第十七实施例的天线设备的结构的示图；

图25是示出了根据本发明第十八实施例的天线设备的结构的示图；

图26是示出了根据本发明第十九实施例的天线设备的结构的示图；

图27是示出了根据本发明第二十实施例的天线设备的结构的示图；以及

图28是示出了根据本发明第二十一实施例的天线设备的结构的示图。

具体实施方式

下面将给出本发明第一实施例的描述。图1示出了根据该实施例的天线设备的结构，并且图2示出了根据该实施例的天线设备的操作。在该天线设备中，天线元件21和无源元件31被附接在基板10的一端。天线元件21的一端的至少一点电连接到基板10上的信号布线图案，并且该天线元件的另一端是开路端。无源元件31的一端连接到基板10的地，并且无源元件31的另一端是开路端。

天线元件21和无源元件31基本上是L形或反L形的，并且两个开路端彼此接近地布置，并且它们的前端对准。

当天线元件21和无源元件31的开路端如上布置时，如图2所示，高频回路电流流过基板10的地、天线元件21和无源元件31，并且以与回路天线(loop antenna)相同的方式工作。

图3示出了该实施例的天线设备的场发射图案特性。

当天线设备只利用L形天线21工作时，在水平面中出现场发射图案特性的骤降，并且在竖直方向也出现这种骤降。这意味着当天线设备只利用L形天线元件21工作时，信号的发送-接收将会取决于方向而被扰乱。

另一方面，作为该实施例的天线设备，当该天线设备利用无源元件31工作时，在水平方向和竖直方向中的下降变得更小，因此可以获得均匀的场发射图案特性。

图4是示出了应用了该实施例的天线设备的便携式无线电终端的外壳的电流分布的曲线图。当天线设备在没有无源元件31的情况下工作时，机壳的电流值在远离天线元件21的一点达到一个峰值。这使得场发射图案特性恶化。另一方面，在应用了该实施例的天线设备的便携式无线电终端中，通过布置无源元件31，机壳的电流值除了在天线设备处之外不会达到峰值。换言之，利用无源元件31，较小的电流流过基板10的接平面，因此，可以防止由于机壳电流的影响而导致的场发射图案特性的恶化(例如，如上所述，场发射图案特性变为蝴蝶形，并且出现零点)。

在便携式无线电终端中，使用天线设备时的方向取决于用户使用该无线电终端的姿式。因此，便携式无线电终端必须在所有方向中具有大致均匀的场发射图案特性以有效地接收从远方发送的无线电电波。

如图3所示，该实施例的天线设备表现出了与全向天线相似的场发射图案特性。顺便提及，该实施例的天线设备显然可以与传统天线一样应用于便携式无线电终端。

这里，已经描述了天线元件21和无源元件31的末端彼此紧密靠近地对准布置的情形。然而，天线元件21和无源元件31的末端可以不必对准，并且如图5所示，只要天线元件21和无源元件31的末端布置得彼此紧密靠近就足够了。

下面将给出本发明第二实施例的描述。图6示出了该实施例的天线设备。在该天线设备中，天线元件22和无源元件32被附接在基板10的一端。天线元件22的一端的至少一点电连接到基板10上的信号布线图案，并且还连接到接地图案，而天线元件22的另一端是开路端。无源元件32的一端连接到基板10的地，并且无源元件32的另一端是开路端。

天线元件22基本上是F形或反F形，而无源元件32基本上是L形或反L形，并且两者端部对准靠近。

当天线元件22和无源元件32的开路端如上布置时，与第一实施例的天线设备一样，高频回路电流流过基板10的地、天线元件22和无源元件32，并且以与回路天线相同的方式工作。

该实施例的天线设备与第一实施例的天线设备一样，表现出了在所有方向大致均匀的场发射图案特性，因此，该实施例的天线设备可以应用于便携式无线电终端。

下面将给出本发明第三实施例的描述。图7示出了该实施例的天线设备。在该天线设备中，天线元件23和无源元件33被附接在基板10的一端。天线元件23的一端的至少一点电连接到基板10上的信号布线图案，并且天线元件23的另一端是开路端。无源元件33的一端连接到基板10的地，并且无源元件33的另一端是开路端。

天线元件23基本上是L形或反L形，而无源元件33基本上是I形，并且两个开路端靠近布置。

当天线元件23和无源元件33的开路端如上布置时，与第一实施例的天线设备的情况一样，高频回路电流流过基板10的地、天线元件23和无源元件33，并且以与回路天线相同的方式工作。

该实施例的天线设备与第一实施例的天线设备一样，在所有方向具有大致均匀的场发射图案特性，因此，该实施例的天线设备可以应用于便携式无线电终端。

下面将给出本发明第四实施例的描述。图8示出了该实施例的天线设备。在该天线设备中，天线元件24和无源元件34被附接在基板10的一端。天线元件24的一端的至少一点电连接到基板10上的信号布线图案，并且天线元件24的另一端是开路端。无源元件34的一端连接到基板10的地，并且无源元件34的另一端是开路端。

天线元件24和无源元件34基本上是L形或反L形，并且两者端部都配置有片状导体。天线元件24和无源元件34的开路端彼此靠近布置。

当天线元件24和无源元件34的开路端如上布置时，与第一实施例的天线设备的情况一样，高频回路电流流过基板10的地、天线元件24和无源元件34，并且以与回路天线相同的方式工作。

该实施例的天线设备与第一实施例的天线设备一样，在所有方向具有大致均匀的场发射图案特性，因此，该实施例的天线设备可以应用于便携式无线电终端。

顺便提及，这里，如图9(a)所示，已经给出了如下情况的示例的描述：天线元件24和无源元件34的导体以及基板10布置在同一平面内。另一方面，如图9(b)所示，天线元件24和无源元件34的每个导体可以与基板10垂直地布置。

下面将给出本发明第五实施例的描述。图10示出了该实施例的天线设备的结构。在该天线设备中，天线元件25和无源元件35被附接在基板10的一端。天线元件25的一端的至少一点电连接到基板10上的信号布线图案，并且还连接到接地图案，而天线元件25的另一端是开路端。无源元件35的一端连接到基板10的地，并且无源元件35的另一端是开路端。

天线元件25和无源元件35利用曲折形的导体来配置。天线元件25和无源元件35的开路端彼此靠近布置。

当天线元件25和无源元件35是曲折形时，可以降低它们的自然谐振频率。因此，由于天线元件25或无源元件35的长度相对于波长λ而言等于或小于λ/4，所以该天线设备在这样的低频率上有效地起到天线的作用。

当天线元件25和无源元件35的开路端被紧密靠近布置时，与第一实施例的天线设备一样，高频回路电流流过基板10的地、天线元件25和无源元件35，并且以与回路天线相同的方式工作。

顺便提及，如图11所示，天线元件25和无源元件35的开路端的方向可能不一样。这种情形中，如果天线元件25和无源元件35是电容耦合的，则可以具有在开路端面向相同方向的情形中的正常效果。

该实施例的天线设备与第一实施例的天线设备一样，在所有方向具有大致均匀的场发射图案特性，因此，该实施例的天线设备可以应用于便携式无线电终端。

下面将给出本发明第六实施例的描述。图12示出了该实施例的天线设备的结构。在该天线设备中，天线元件26和无源元件36被附接在基板10的一端。天线元件26的一端的至少一点电连接到基板10上的信号布线图案，并且还连接到接地图案，而天线元件26的另一端是开路端。无源元件36的一端连接到基板10的地，并且无源元件36的另一端是开路端。

天线元件26和无源元件36利用L形(反L形)卷绕导体来配置，并且两个开路端彼此靠近布置。

当天线元件26和无源元件36是卷绕形时，可以降低它们的自然谐振频率。因此，由于天线元件26或无源元件36的长度相对于波长λ而言等于或小于λ/4，所以该天线设备在这样的低频率上有效地起到天线的作用。

当天线元件26和无源元件36的开路端被彼此紧密靠近布置时，与第一实施例的天线设备的情况一样，高频回路电流流过基板10的地、天线元件26和无源元件36，并且以与回路天线相同的方式工作。

该实施例的天线设备与第一实施例的天线设备一样，在所有方向具有大致均匀的场发射图案特性，因此，该实施例的天线设备可以应用于便携式无线电终端。

下面将给出本发明第七实施例的描述。图13示出了该实施例的天线设备的结构。在该天线设备中，天线元件27和无源元件37被附接在基板10的一端。天线元件27的一端的至少一点电连接到基板10上的信号布线图案，并且天线元件27的另一端是开路端。无源元件37的一端连接到基板10的地，并且无源元件37的另一端是开路端。

天线元件27和无源元件37基本上是L形或反L形，并且开路端彼此对准且紧密靠近。通过粘贴或形成在天线元件27和无源元件37周围，布置了高介电材料47。

虽然高介电材料47可以布置在天线元件27和无源元件37附近任意地方，但是还是希望其被布置在基板10与天线元件27和无源元件37的端部之间，如图14所示。

当高介电材料47布置在天线元件27和无源元件37之间时，可以降低它们的自然谐振频率。因此，由于天线元件27或无源元件37的长度相对于波长λ而言等于或小于λ/4，所以该天线设备在这样的低频率上有效地起到天线的作用。

当天线元件27和无源元件37的开路端被彼此紧密靠近布置时，与第一实施例的天线设备的情况一样，高频回路电流流过基板10的地、天线元件27和无源元件37，并且以与回路天线相同的方式工作。

该实施例的天线设备与第一实施例的天线设备一样，在所有方向具有大致均匀的场发射图案特性，因此，该实施例的天线设备可以应用于便携式无线电终端。

下面将给出本发明第八实施例的描述。图15示出了该实施例的天线设备的结构。在该天线设备中，天线元件28被附接在基板10的一端。天线元件28的一端的至少一点电连接到基板10上的信号布线图案，并且天线元件28的另一端是开路端。在基板10上，形成了基本为L形(或反L形)的地布线图案，并且配置了无源元件38。无源元件38的一端是开路端。

当天线元件28和无源元件38的开路端被彼此紧密靠近布置时，与第一实施例的天线设备的情况一样，高频回路电流流过基板10的地、天线元件28和无源元件38，并且以与回路天线相同的方式工作。

顺便提及，这里，虽然已经给出了如下情况的示例的描述：利用基板10的布线图案配置了无源元件38，但是也可以由布线图案配置天线元件28或天线元件28与无源元件38两者。

该实施例的天线设备与第一实施例的天线设备一样，在所有方向具有大致均匀的场发射图案特性，因此，该实施例的天线设备可以应用于便携式无线电终端。

下面将给出本发明第九实施例的描述。图16示出了该实施例的天线设备的结构。在该天线设备中，天线元件29和无源元件39被附接在基板10的一端。天线元件29的一端的至少一点电连接到基板10上的信号布线图案，并且天线元件29的另一端是开路端。无源元件39的一端连接到基板10的地，并且无源元件39的另一端是开路端。

天线元件29和无源元件39基本上是L形或反L形，并且两个开路端形成了电容器49。

当天线元件29和无源元件39的开路端被彼此紧密靠近布置时，与第一实施例的天线设备的情况一样，高频回路电流流过基板10的地、天线元件29和无源元件39，并且以与回路天线相同的方式工作。

该实施例的天线设备与第一实施例的天线设备一样，在所有方向具有大致均匀的场发射图案特性，因此，该实施例的天线设备可以应用于便携式无线电终端。

另外，因为由天线元件29和无源元件39的开路端形成的电容器49的电容耦合的程度可以被强制调整，所以可以容易地获得希望的天线特性。换言之，即使天线元件29和无源元件39各自的末端不能彼此靠得足够接近来以希望的电容值电容耦合，通过在天线元件29和无源元件39各自的末端上布置电容性元件，天线元件29和无源元件39也可以以希望的电容值电容耦合。

顺便提及，当天线元件29和无源元件39以等于或大于希望的电容值电容耦合时，通过在天线元件29和无源元件39的末端布置电感元件，可以强制天线元件29和无源元件39以希望的电容值电容耦合。

下面将给出本发明第十实施例的描述。图17示出了该实施例的天线设备的结构。在该天线设备中，天线元件210和无源元件310被附接在基板10的一端。天线元件210的一端的至少一点电连接到基板10上的信号布线图案，并且天线元件210的另一端是开路端。无源元件310的一端连接到基板10的地，并且无源元件310的另一端是开路端。

根据该实施例，天线元件210和无源元件310的每个开路端形成了卷绕元件，其横截面基本上是方形的。横截面基本为方形的卷绕元件可以形成比横截面基本为圆形的卷绕元件更长的天线。换言之，因为横截面基本为方形的卷绕元件具有更长的缠绕长度(turn length)，所以可以在外壳中包含具有更长电长度的天线。这样，可以在基板10上安装用于发送和接收低频电磁波的天线。顺便提及，大多数便携式无线电终端的内部空间基本上具有矩形的立体形状，因此，通过形成横截面基本为方形的线圈，天线设备可以容易地包含在外壳中，而不会造成死区。

下面将给出本发明第十一实施例的描述。图18示出了该实施例的天线设备的结构。在该天线设备中，天线元件211和无源元件311被附接在基板10的一端。天线元件211的一端的至少一点电连接到基板10上的信号布线图案，并且天线元件211的另一端是开路端。无源元件311的一端连接到基板10的地，并且无源元件311的另一端是开路端。

根据该实施例，在天线元件211的馈线端附近以及无源元件311的接地端附近提供了缠绕段(换言之，少数几个缠绕的部分)。每个元件的开路端是直线形的，并且彼此紧密靠近布置。

在存在结构限制的情况中，例如，在必须在两个开路端附近(换言之，外壳的中部)打孔的情况中，上述配置是有效的。

下面将给出本发明第十二实施例的描述。图19(a)示出了该实施例的天线设备的结构。在该天线设备中，天线元件212和无源元件312被附接在基板10的一端。天线元件212的一端的至少一点电连接到基板10上的信号布线图案，并且天线元件212的另一端是开路端。无源元件312的一端连接到基板10的地，并且无源元件312的另一端是开路端。

根据该实施例，无源元件312的开路端是卷绕形的，并且天线元件212的开路端是直线形的。如图19(b)所示，天线元件212的开路端被插入到无源元件312所形成的线圈内。

在必须做出相对于天线设备更长的线圈(元件)的情况中，上述配置是有效的。换言之，利用这种结构，无需扩大天线设备的宽度，就可以做出更长的线圈，并且，两个线圈(元件)被强电容耦合。

顺便提及，虽然作为示例，天线元件212的开路端是直线形的，而无源元件312的开路端是卷绕形的，但是天线元件212的开路端可以是卷绕形的，而无源元件312的开路端可以是直线形的，并且无源元件312可以被插入到由天线元件212所形成的线圈内。另外，天线元件212和无源元件312中一个元件可以是具有较长外径的卷绕形，而另一元件也可以是具有较短外径的卷绕形，并且具有较短外径的线圈可以被插入到具有较长外径的线圈内。因此，天线元件212和无源元件312中的一个元件插入到另一元件内部，这样，可以获得与上面相同的效果。

下面将给出本发明第十三实施例的描述。图20(a)示出了该实施例的天线设备的结构。在该天线设备中，天线元件213和无源元件313被附接在基板10的一端。天线元件213的一端的至少一点电连接到基板10上的信号布线图案，并且天线元件213的另一端是开路端。无源元件313的一端连接到基板10的地，并且无源元件313的另一端是开路端。

根据该实施例，无源元件313的开路端是曲折形的，并且垂直于基板10，而天线元件213的开路端是直线形的。如图20(b)所示，天线元件213和无源元件313在基本与基板10同一平面中基本彼此平行地布置。

根据该实施例，与第十二实施例相同，无需扩大天线设备的宽度，就可以做出更长的线圈，并且天线元件213和无源元件313被强电容耦合。然而，与第十二实施例不同，一个元件没有插入到另一元件内，这样，在工厂里每个元件可以单独安装到基板10上。换言之，天线元件213和无源元件313可以容易地安装到基板10上。

虽然作为示例，天线元件213的开路端是直线形的，而无源元件313的开路端是曲折形的，但是也可以选择其他形状。

下面将给出本发明第十四实施例的描述。图21示出了该实施例的天线设备的结构。在该天线设备中，天线元件214和无源元件314被附接在基板10的一端。天线元件214的一端的至少一点电连接到基板10上的信号布线图案，并且天线元件214的另一端是开路端。无源元件314的一端连接到基板10的地，并且无源元件314的另一端是开路端。

根据该实施例，天线元件214的开路端分支为两部分，并且在各端附近形成卷绕元件(214a、214b)。无源元件314的开路端也分支为两部分，并且在各端附近形成卷绕元件(314a、314b)。

通过在天线元件214和无源元件314中形成两个或更多个元件，可以形成多谐振天线或宽带天线。

虽然在该实施例的结构中以示例的方式对天线元件214和无源元件314中每一个都配备有两个元件，但是当然可以提供三个或更多个元件。顺便提及，元件并不限于卷绕形。例如，元件可以是曲折形或直线形。

下面将给出本发明第十五实施例的描述。图22(a)出了该实施例的天线设备的结构。在该天线设备中，天线元件215和无源元件315被附接在基板10的一端。天线元件215的一端的至少一点电连接到基板10上的信号布线图案，并且天线元件215的另一端是开路端。无源元件315的一端连接到基板10的地，并且无源元件315的另一端是开路端。接触板215a附接在天线元件215的馈线端，并且接触板315a附接在无源元件315的接地端，并且每个元件与每个相应的接触板是电连接的。顺便提及，这些元件的形状是自由选择的。

对于各个元件，接触板215a和315a是与基板10相连接的电连接点。为了获得与基板10的电连接，连接器布置在基板10上并且与接触板215a和315a接触。通过经过接触板215a和315a进行电连接，天线元件215和无源元件315被确定地电连接到基板10。

另外，当基板10和外壳之间的空间太狭窄而不能在基板10上布置连接器时，如图22(b)所示，为了获得电连接，接触板215a和315a中每一个的一部分被形成为弹簧形。

下面将给出本发明第十六实施例的描述。图23出了该实施例的天线设备的结构。在该天线设备中，天线元件216和无源元件316被附接在基板10的一端。天线元件216的一端的至少一点电连接到基板10上的信号布线图案，并且天线元件216的另一端是开路端。无源元件316的一端连接到基板10的地，并且无源元件316的另一端是开路端。开路端片216a附接在天线元件216的开路端顶部，并且开路端片316a附接在无源元件316的开路端顶部，并且每个元件与每个相应的开路端片是电连接的。顺便提及，这些元件的形状是自由选择的。

当每个元件顶部之间的空间相同时，元件通过开路端片216a和316a被强电容耦合。因此，即使在由于结构原因而必须留出空间(开路端不能靠近)的情况中，利用开路端片，元件也可以以希望的电容值电容耦合，因此获得了较好的天线特性。

下面将给出本发明第十七实施例的描述。图24出了该实施例的天线设备的结构。在该天线设备中，天线元件217和无源元件317被附接在基板10的一端。天线元件217的一端的至少一点电连接到基板10上的信号布线图案，并且天线元件217的另一端是开路端。无源元件317的一端连接到基板10的地，并且无源元件317的另一端是开路端。接触板217a附接在天线元件217的馈线端，并且接触板317a附接在无源元件317的接地端，并且每个元件与每个相应的接触板是电连接的。开路端片217b附接在天线元件217的开路端顶部，并且开路端片317b附接在无源元件317的开路端顶部，并且每个元件与每个相应的开路端片是电连接的。顺便提及，这些元件的形状是自由选择的。

该实施例的天线具有第十五实施例和第十六实施例的天线设备两者的优点。这里省略了对每个优点的重复解释。

下面将给出本发明第十八实施例的描述。图25出了该实施例的天线设备的结构。在该天线设备中，天线元件218和无源元件318被附接在基板10的一端附近。天线元件218在基板10一端附近的馈线端处电连接到信号布线图案，并且天线元件218的另一端是开路端。无源元件318的一端连接到基板10的地，并且无源元件318的另一端是开路端。

天线元件218和无源元件318的每部分在相对于基板10基本垂直的方向上，分别从馈线端和接地端被延长，并且两个元件都被布置在基板10的投影平面内。

利用这种结构，即使基板10和元件不能在外壳中彼此靠近布置在基本相同的平面上，也可以获得良好的天线特性。

下面将给出本发明第十九实施例的描述。图26出了该实施例的天线设备的结构。应用了该实施例的天线设备的终端是通过由结合机构(例如铰链、滑动机构)将两个外壳(上外壳8和下外壳9)连接在一起而组装的。顺便提及，虽然在图中示出了其元件是卷绕形的天线元件219和无源元件319，但是也可以应用与上述实施例相同形状的元件。

如图26所示，天线设备被布置，使得元件处于两个外壳的结合部分附近。利用这种结构，当终端闭合时，天线元件219、无源元件319和上外壳8彼此分离，因此可以获得良好的天线特性。另一方面，当终端打开时，天线元件219、无源元件319和上外壳8彼此紧密靠近，因此与闭合的终端相比，天线特性变低。这样，该实施例的天线设备最好应用于经常在闭合状态下使用的便携式无线电终端。

下面将给出本发明第二十实施例的描述。图27出了该实施例的天线设备的结构。应用了该实施例的天线设备的终端是通过由结合机构(例如铰链、滑动机构)将两个外壳(上外壳8和下外壳9)连接在一起而组装的。顺便提及，虽然在图中示出了其元件是卷绕形的天线元件220和无源元件320，但是也可以应用与上述实施例相同形状的元件。

根据该实施例，与第十九实施例相反，元件远离两个外壳的结合部分布置。利用这种结构，当终端打开时，天线元件220、无源元件320和上外壳8彼此分离，因此可以获得良好的天线特性。另一方面，当终端闭合时，天线元件220、无源元件320和上外壳8彼此紧密靠近，因此与打开的终端相比，天线特性变低。这样，该实施例的天线设备最好应用于经常在打开状态下使用的便携式无线电终端。

下面将给出本发明第二十一实施例的描述。图28出了该实施例的天线设备的结构。根据该实施例的天线设备的结构，元件沿着外壳的内表面布置。

利用这种结构，在外壳中保证了基板10和元件之间的距离尽可能长，并可以获得更好的天线特性。顺便提及，可以自由选择元件的形状，并且也可以应用与上述实施例相同形状的元件。

根据本发明，可以提供一种能够应用于便携式无线电终端并且无论方向如何都表现出良好的天线特性的天线设备，以及配备有这种天线设备的便携式无线电终端。

虽然使用具体的术语描述了本发明的优选实施例，但是这些描述只是用于举例说明的目的。例如，虽然上述实施例中的天线元件基本是L形或基本是F形的，但是可以应用任何形状，只要天线元件和无源元件能电容耦合。

如上所述，可以对本发明做出改变和修改，而不脱离所附权利要求的精神或范围。

Claims (25)

1.一种应用于便携式无线电终端的天线设备，相对于发送-接收信号的波长λ，所述便携式无线电终端的设备外壳长度等于或大于λ/4，所述天线设备包括：

在纵向方向上布置在所述机壳的一端上的天线元件，其中所述天线元件的一端的至少一点连接到基板上的信号布线图案，并且另一端是开路端；和

在所述机壳的与所述天线元件相同侧上布置的无源元件，其中所述无源元件的一端的一点连接到所述基板上的地布线，并且另一端是开路端；

其中，所述天线元件的开路端和所述无源元件的开路端彼此靠近并电容耦合，并且所述天线元件、所述无源元件和所述基板被布置为形成回路。

2.根据权利要求1所述的天线设备，其中：

所述天线元件是L形或F形的；并且

所述无源元件是反L形或I形的。

3.根据权利要求1所述的天线设备，其中，所述天线元件和所述无源元件中的至少一个元件在开路端附近是曲折形的。

4.根据权利要求1所述的天线设备，其中，所述天线元件和所述无源元件中的至少一个元件在开路端附近是螺旋形的。

5.根据权利要求4所述的天线设备，其中，所述天线元件和所述无源元件中的一个元件的开路端插入到其开路端是螺旋形的另一元件内部。

6.根据权利要求1所述的天线设备，其中，所述天线元件和所述无源元件中的至少一个元件在开路端附近配置有片状导体。

7.根据权利要求1所述的天线设备，其中：

所述天线元件和所述无源元件的开路端布置在基本与所述基板相同的平面中；并且

从所述基板到所述天线元件的开路端的距离与从所述基板到所述无源元件的开路端的距离不同。

8.根据权利要求1所述的天线设备，其中，所述天线元件和所述无源元件的开路端与所述基板间隔开。

9.根据权利要求1所述的天线设备，其中，所述天线元件和所述无源元件中的至少一个元件具有两个或更多个开路端。

10.根据权利要求9所述的天线设备，其中，所述天线元件和所述无源元件中的至少一个元件的开路端中的至少一个开路端是曲折形的。

11.根据权利要求9所述的天线设备，其中，所述天线元件和所述无源元件中的至少一个元件的开路端中的至少一个开路端是螺旋形的。

12.根据权利要求11所述的天线设备，其中，所述天线元件和所述无源元件中的一个元件的开路端中的至少一个开路端插入到其开路端是螺旋形的另一元件内部。

13.根据权利要求9所述的天线设备，其中，所述天线元件和所述无源元件中的至少一个元件的开路端中的至少一个开路端配置有片状导体。

14.根据权利要求9所述的天线设备，其中：

所述天线元件和所述无源元件的开路端布置在基本与所述基板相同的平面中；并且

从所述基板到所述天线元件的开路端的距离与从所述基板到所述无源元件的开路端的距离不同。

15.根据权利要求9所述的天线设备，其中，所述天线元件和所述无源元件的开路端与所述基板间隔开。

16.根据权利要求1所述的天线设备，其中，所述天线元件和所述无源元件到所述基板的连接部分是板状的。

17.根据权利要求1所述的天线设备，其中，所述天线元件和所述无源元件的开路端是板状的。

18.根据权利要求1所述的天线设备，其中，高介电材料被布置在所述天线元件和所述无源元件周围。

19.根据权利要求1所述的天线设备，其中，所述天线元件和所述无源元件中的至少一个元件是利用所述基板上的信号布线图案配置的。

20.根据权利要求1所述的天线设备，其中，电容元件或电感元件被布置在所述天线元件的开路端和所述无源元件的开路端之间。

21.一种便携式无线电终端，所述便携式无线电终端配备有根据权利要求1所述的天线设备。

22.根据权利要求21所述的便携式无线电终端，其中，两个外壳通过结合机构被连接为可打开和可闭合。

23.根据权利要求22所述的便携式无线电终端，其中，所述外壳中包含的所述天线元件和所述无源元件被布置在所述结合机构附近。

24.根据权利要求22所述的便携式无线电终端，其中，所述外壳中包含的所述天线元件和所述无源元件被布置在离所述结合机构最远的地方。

25.根据权利要求22所述的便携式无线电终端，其中，所述外壳中包含的所述天线元件和所述无源元件沿着所述外壳的内表面布置。

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