CN201898209U - 天线、天线单元和使用它们的通信装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及天线、天线单元和使用它们的通信装置。天线具有：基体(3)；由围绕所述基体(3)缠绕的导体(4)形成的线圈(30)；以及，连接到所述导体(4)的多个端子(5)。除了所述线圈(30)的匝的开头和结尾之外，在所述基体(3)上形成其中没有所述导体的未覆盖的基体部分(31)。在与线圈轴平行的所述线圈(30)的各侧并且在所述未覆盖的基体部分(31)上设置所述端子(5)。

Description

天线、天线单元和使用它们的通信装置

技术领域

本实用新型涉及RF-ID以及使用天线和天线单元的通信装置，该RF-ID即与无线通信介质建立通信的无线通信介质处理装置或在无线通信介质本身中使用的天线和天线单元，所述无线通信介质诸如是IC卡和IC标签。

背景技术

配备了内置RF-ID无线标签或读取非接触IC卡或IC标签的功能的、诸如便携电话这样的便携终端近来变得激增。每个都包括附加到环形天线的孔区域的磁片的天线单元(环形天线的线圈轴与磁片垂直)被频繁使用。

专利文件1：JP-A-2009-182902

为了附接现有技术天线，必须保证在面积上与天线基本上相等的、在便携终端中的位置。这已经变为妨碍在便携终端的大小和厚度上的减小的因素。

实用新型内容

因此，本实用新型旨在提供天线和天线单元，它们使得能够实现空间节省，并显示优越的通信性能。

本实用新型提供了一种天线，包括：基体；由围绕所述基体缠绕的导体形成的线圈；以及，连接到所述导体的多个端子，其中，除了所述线圈的匝的开头和结尾之外，在所述基体上形成其中没有所述导体的未覆盖的基体部分；以及，在与线圈轴平行的所述线圈的各个面 上并且在未覆盖的基体部分上设置所述端子。

本实用新型使得可提供天线和天线单元以及提供使用它们的通信装置，所述天线和天线单元使得能够实现空间节省，并且显示优越的天线性能。

附图说明

图1是本实用新型的实施例的天线的斜透视图；

图2是本实用新型的实施例的天线的平面图；

图3是本实用新型的实施例的另一个天线的平面图；

图4是使用本实用新型的实施例的天线的第一天线单元的示意图；

图5是使用本实用新型的实施例的另一个天线的天线单元的示意图；

图6是使用本实用新型的实施例的天线的第二天线单元的示意图；

图7是使用本实用新型的实施例的天线的第三天线单元的示意图；

图8是本实用新型的概念呈现；

图9是通过使用普通芯片部件构造实现的天线的平面图；

图10是用于测试1的解释图；

图11是用于测试2和测试3的解释图；

图12是用于测试4的解释图；

图13是用于测试5的解释图；

图14是用于测试6的解释图；

图15是用于测试7的解释图；

图16是示出测试1至7的结果的曲线图；

图17是本实用新型的实施例的天线的斜透视图；

图18是绕组数量测试的示意图；

图19是示出绕组数量测试的结果的曲线图；

图20是使用本实用新型的实施例的天线的便携终端的放大斜透视图；

图21是在图20中所示的基板的背面的斜透视图；

图22是本实用新型的天线电路的电路图；

图23是使用本实用新型的实施例的天线的便携终端的分解斜透视图；

图24是本实用新型的实施例的另一个天线的平面图；

图25是本实用新型的实施例的天线单元的粗略示意图；

图26是本实用新型的实施例的天线单元的粗略示意图；

图27是本实用新型的实施例的天线单元的粗略示意图。

具体实施方式

根据本实用新型，可提供一种天线，包括：基体；由围绕所述基体缠绕的导体形成的线圈；以及，连接到所述导体的多个端子。除了所述线圈的匝的开头和结尾之外，在所述基体上形成其中没有所述导体的未覆盖的基体部分。在与线圈轴平行的所述线圈的各个面并且在未覆盖的基体部分上设置所述端子。由此，可提供天线和天线单元以及使用它们的通信装置，所述天线和天线单元使得能够节省空间，并且显示优越的通信性能。

而且，优选的是，天线的线圈的匝数比整数匝大大约半匝，因为天线可以有效地使用在其上要安装天线的金属元件上流动的电流。

而且，在基体的每端上形成未覆盖的基体部分，据此，使得通过线圈内部的磁场与线圈轴基本上平行，以便可以有效地引导电流。

连接到线圈的多个端子在同一未覆盖的基体部分上。结果，由此可提供天线和天线单元与使用它们的通信装置，所述天线和天线单元使得能够节省空间，并且显示优越的通信性能。

所述端子每一个被置于线圈的大致四个角落。导体连接到在该四个端子中的、被置于基体的两侧的端子，并且其线圈轴介于所述两侧之间。由此可提供天线和天线单元与使用它们的通信装置，所述天线 和天线单元使得能够节省空间，并且显示优越的通信性能。

通过连接到导体的两个端子的假想直线与线圈的绕组方向(winding direction)基本上平行。由此，可以使得通过线圈内部的磁场基本上与线圈轴平行，以便可以有效地引导电流。

而且，通过连接到导体的所述两个端子的假想直线与基体的对角线基本上平行。结果，由此可获取天线单元，所述天线单元使得能够有效地使用在所述金属元件上流动的电流，并且显示优越的通信性能。

连接到导体的所述多个端子被布置在基体的两侧，并且其线圈轴介于所述两侧之间。通过连接到导体的两个端子的假想直线与线圈的绕组方向基本上平行。结果，由此可获取天线单元，所述天线单元使得能够有效地使用在所述金属元件上流动的电流，并且显示优越的通信性能。

导体要连接到的所述多个端子被设置在基体的两侧，并且所述线圈轴介于所述两侧之间。通过所述导体要连接到的所述两个端子的假想直线与所述基体的对角线基本上平行。结果，由此可获取天线单元，所述天线单元使得能够有效地使用在所述金属元件上流动的电流，并且显示优越的通信性能。

所述天线被安装使得在所述天线上设置的所述未覆盖的基体部分的至少一个位于其上安装了所述天线的所述金属元件的外周的外部。结果，由此可获取天线单元，所述天线单元使得能够有效地使用在所述金属元件上流动的电流，并且显示优越的通信性能。

优选的是，以所述线圈的绕组方向和作为金属元件的所述基体的端彼此平行的方式来布置所述线圈，因为可以有效地使用在其上安装了所述天线的所述金属元件上流动的电流。

而且，优选的是，所述线圈被布置使得所述线圈的绕组方向和流过所述金属元件的电流的流动方向彼此平行，因为可以有效地使用在其上安装了所述天线的所述金属元件上流动的电流。

所述多个端子每一个被布置在所述线圈的大致四个角落。在所述四个端子中，两对端子的每对通过沿着所述基体的各侧设置的接合部而接合在一起，其中两对端子的每对由在沿着所述基体的一侧定位的两个角落的附近的两个端子构成。由此，可获取天线单元，所述天线单元不要求所述线圈的过长长度，并且当被安装在所述通信装置上时在方向上不受限。

当安装所述天线单元时，所述端子作为固定部分起作用，据此，所述天线单元可以稳定地被布置在通信装置等中。

所述接合部基本上平行于所述基体的所述线圈轴而延伸。由此，可容易地获取天线单元，所述天线单元不要求所述线圈的过长长度，并且当被安装在所述通信装置上时在方向上不受限。

(实施例)

以下，通过参考附图来描述本实用新型的实施例。

图1是本实用新型的一个实施例的天线的斜透视图。

以下面的方式来构造天线1。即，围绕基体3来缠绕导体4，由此构成线圈30。线圈30被覆盖有保护材料2，并且也具有端子5和固定端子6，端子5连接到导体4，并且固定端子6未连接到导体4，并且意欲增强耐振动性和包装强度。

端子5被设置在与线圈轴A平行的线圈30的各个表面侧上并且在未 设置线圈30的未覆盖的基体部分31内。

对于端子5的布局提供了详细说明。在本实施例中，端子5被设置在与线圈轴A平行的线圈30的各个表面侧上。当在与设置了端子5的表面垂直的方向B上观看时，输入/输出端子5的至少一个位于未覆盖的基体部分31的平面内。即，当在方向B上观看时，端子5的至少一个重叠未覆盖的基体部分31的表面。

你需要做的是将端子5布置在与线圈轴A平行的表面侧上并且在未覆盖的基体部分31附近；即，围绕线圈30的区域或围绕未覆盖的基体部分31的区域，除了与线圈轴A垂直的平面之外。不必以下述方式来布置端子5：当在方向B上看时，端子5的至少一个重叠未覆盖的基体部分31的表面，像在本实施例的情况中那样。

优选的是，将诸如铁氧体的磁性物质用于基体3，据此，通过线圈30的磁通提高，因此使得能够增强通信性能。然而，基体3不限于磁性物质，并且也可以由例如陶瓷和树脂等形成基体3。

优选的是，将诸如被覆铜线(sheathed copper wire)这样的导线或者诸如窄铜箔这样的带状或条状金属来用于导体4。然而，也可以采用一种用于通过镀(plating)或蒸发来将金属固定到磁芯3的表面以使得必要的区域完整无缺，因此形成线圈30的方法。

也优选的是，通过穿孔或弯曲由铜和铁形成的合金等来形成端子5。而且，也优选的是，使用诸如锌这样的金属来镀端子5的表面，使得可以容易地焊接该表面。

也以与输入/输出端子5相同的方式来形成固定端子6。然而，根据天线1的大小和使用，可以省略固定端子6。而且，也可以以任何数量来提供固定端子6。

而且，将诸如环氧树脂等的模具、带和涂料和其他用于保护材料2。可以赋予保护材料2用于防止导体4的导线的断裂、基体3的断裂并且形成用于自动安装机器等的吸入块的目的。而且，为了防止输入/输出引线的零件编号和标记在天线1的上表面上的错误印刷，保护材料2是优选的。虽然在本实施例中天线具有包含保护材料2的使用的构造，但是也可以省略保护材料2。

在图1中，线圈30被缠绕大约7.5匝；即，匝的数量比整数匝大大约半匝。因此，输入和输出端子被布置使得在其间夹着线圈30。这是优选的，因为当多个天线连接时并且当在环形导体的一部分内插入天线时，端子5被置于天线1的两侧上，这便利了布线。

在图1中，当天线1连接到板时，端子5位于天线1的下侧。而且，导体4的匝数被设置为7.5匝。因此，围绕基体3的上表面缠绕的导体4的匝数比围绕基体3的下表面缠绕的导体4的匝数大。

其原因是，当在金属元件上安装天线1时，在天线1的下表面上的导体4变得接近金属元件，并且容易受到从金属元件的涡流产生的在抵消信号的方向上的磁场的影响。然而，在天线1的上表面上的导体4不太容易受到磁场的影响。因此，当不太容易受到涡流的影响的在上表面上的导体4的匝数变大时，改善了线圈30的特性。

图2是本实用新型的实施例的天线的平面图。

本实用新型的特性在于连接到导体4的端子5沿着未覆盖的基体部分31定位。在图2中所示的天线中，如端子5的情况中那样，沿着另一个未覆盖的基体部分31设置固定端子6。然而，不具体限制固定端子6的位置。

在图1中所示的未覆盖的基体部分指定了其中未设置导体4的在基体3上的区域，而不是其中导体4紧密地围绕基体缠绕的线圈30。

在本实施例中，在基体3的各个端设置了未覆盖的基体部分31。然而，该布置是优选的，因为例如当磁场来自外部时，变得有可能通过这样的布局使得通过线圈30的内部的磁场与线圈轴更平行，由此提高由线圈30感应的电流。而且，两个端子5被置于同一未覆盖的基体部分31的平面内。由此变得有可能当在金属元件上安装天线1时，实现显示最高性能的布局。天线的整体几何形状大致是正方形的；然而，几何形状不限于正方形。

图3是本实用新型的实施例的另一个天线的平面图。

在端子5的位置方面，该天线与在图2中所示的天线不同。沿着对角线来布置端子5。当在金属元件上安装这样的天线1时，该天线变得在性能上略次于在图1中所示的天线。然而，因为该次于不施加任何实质影响，所以可以根据使用天线的情况来选择诸如结合本实施例所述的端子布局。

图24是本实用新型的实施例的另一个天线的平面图。

在图24中，导体4的匝的开头和结尾是斜的，并且在未覆盖的基体部分31中存在导体4。因为本实用新型的未覆盖的基体部分31被定义为除了匝的开头和结尾之外并且其中没有导体4的区域，所以，在图24中所示的天线也落在本实用新型的范围内。匝的开头和结尾被认为是大约半匝。

当本实用新型的天线被置于金属元件上时，当将未覆盖的基体部分置于金属元件内部时并且当将未覆盖的基体部分置于金属元件的端时，作为设置未覆盖的基体部分的结果，获得下面的优点。

当在将磁性物质用作基体的情况下将未覆盖的基体部分置于金属元件内部时，与未提供未覆盖的基体部分的情况相比，在线圈内部产生的磁场变得更平行于线圈轴。因此，可以有效地执行发射和接收操作，使得可以增强天线的效率。

而且，当未覆盖的基体部分被置于金属元件的外部上，并且当使用具有被连接到未覆盖的基体部分的两端的端子的天线时，可以通过最少数量的线圈匝来使得天线有效。

当将线圈缠绕达到基体的两端而未使用未覆盖的基体部分时，如现有技术的情况中那样，位于金属元件外部的线圈不能捕获由电流感应的在金属元件上的磁场；因此，线圈不有助于天线特性或效率。当基体不从金属元件突出时并且当线圈缠绕达到基体的两端时，甚至当基体是磁性物质时，在基体的端附近在线圈中产生的磁场也不变得与线圈轴平行，使得天线特性变差。

因为这些原因，在本实施例中，在天线的两侧上设置了未覆盖的基体部分。以便增强天线特性。

图4是使用本实用新型的实施例的天线的第一天线单元的示意图，示出当在基板7上安装在图2中所示的天线1时实现的构造。因为以放大的方式来图示基板7的端，所以未示出基板7的右、左和下部分。

沿着形成地的导体图案8的外周来设置没有导体的地拉出部分11。并且沿着该外周设置输入/输出端子平台9，使得定位天线1的未覆盖的基体部分31和端子5。

在线圈轴的方向上实现的未覆盖的基体部分的长度与地拉出部分11的长度基本上相同。

导体图案8被进一步设置有用于固定固定端子6的固定端子平台10，并且固定端子平台电连接到导体图案8。

在性能上，优选的是，在地拉出部分11中应当没有作为基板的内层的地电极。然而，当基板7厚或其他情况时，也可以采用其中仅在天线1附近的层中设置地拉出部分11的构造。

玻璃环氧基材等通常用于基板7，并且铜经常用于导体图案8。然而，基板和导体图案不限于这些材料，并且也可以使用其他材料。基板的表面通常设置有阻焊剂和丝网印刷(silk screen print)等。而且，在本实施例中，假定导体图案8是地，但是也可以使用从地抬起的图案。此时，导体图案具有较大面积较好。例如，当从外部将磁场施加在天线上时，在导体图案中产生的涡流变大，结果是改善了通信性能。

虽然图4示出其中在基板7上安装天线1的实施例，但是其中要安装天线的位置不限于基板。例如，也可以在诸如电池框和液晶面板框这样的金属元件上安装天线。作为采用诸如在图4中所示的构造的结果，线圈30可以使用其中出现最高电流密度的导体图案8上的区域，以便因此可以使得天线1的性能最佳。

图5是使用本实用新型的实施例的另一个天线的天线单元的示意图，示出其中在基板7上安装在图3中所示的天线的构造。沿着形成地的导体图案8的外周来设置没有导体的地拉出部分11。输入/输出端子平台9和固定端子平台10被设置使得天线1的未覆盖的基体部分31、端子5和固定端子6位于地拉出部分中。在导体图案8中设置了其他输入/输出端子平台9和其他固定端子平台10。通过这样的构造，线圈30可以使用其中出现最高电流密度的导体图案8上的区域。因此，可以获得比由在图4中所示的构造实现的通信性能略次的优越通信性能。

图6是使用本实用新型的实施例的天线的第二天线单元的示意图。虽然具有类似的布局，但是该天线单元与在图4中所示的天线单元在未覆盖的地拉出部分11的形状、输入/输出端子平台9的形状和固定端子平台10的形状方面不同。优选的是，将如图6中所示的图案的边缘圆整，因为可以避免损耗的发生，否则当沿着导体图案8的外周周围流动的电流集中在边缘上时引起损耗。虽然图示了当在图2中所示的天线中设置端子时实现的端子布局，但是端子布局不限于所图示的布局。

图7是使用本实用新型的实施例的天线的第三天线单元的示意图。该天线单元与在图4至6中所示的天线单元的不同在于：建立输入/输出端子平台9，使得一个未覆盖的基体部分31被布置在导体图案8的外周的外部，而不是地拉出部分11被设置在一个未覆盖的基体部分31之下。甚至该构造使得线圈30有可能使用其中产生最高电流密度的导体图案8上的区域，从而可以获取优越的通信性能。虽然图示当在图2中所示的天线中设置端子时实现的端子布局，但是端子布局不限于所图示的布局。甚至在图3中所示的天线的情况下，也可以获取类似的布局。

虽然在图4至7中未示出到输入/输出端子平台9的信号线，但是优选的是，规定线的路径使得通过基板7的内层或背面行进，因为该线不妨碍流过导体图案8的电流。而且，固定端子平台10可以连接到导体图案8或可以不连接到导体图案8。

当在不是基板的金属元件上安装天线1时，在执行回流安装操作中认为遇到问题。在该情况下，通过双面胶带等将天线1固定到预定位置。可以通过引线的物理接触或导线的焊接等来向端子5馈送电力。因此，可以以与在基板上安装天线的情况中相同的方式来设置显示优越通信性能的天线单元。

现在解释通过表面安装而设置在金属元件上的本实用新型的天线1作为在与金属元件的平面垂直的方向上的天线起作用的思想。

图8是本实用新型的概念呈现。该图图示在基板7上安装本实用新型的天线1，使得未覆盖的基体部分位于导体图案外周12的外部。

首先，将解释向天线1输入信号的情况。当向天线1输入信号时，电流流入天线1的线圈，并且电流在线圈的线圈轴的方向上感应磁场。具体地说，如果天线连续地保持在这个状态中，则该天线保持与垂直于基板7的磁场正交，并且因此，该天线不能作为天线起作用。磁场在基板7中感应电流14，电流14在抵消天线1的磁场的方向上产生磁场13。电流14沿着导体图案外周12流动，并且在外周显示最高电流密度，并且随着到基板内部的距离越大，则显示越小的电流密度。因为沿着导体图案外周12流动的电流14形成大的环路，由此在与基板7的主平面垂直的方向上产生磁场。因此，可看出，天线1变为在与基板7的主表面垂直的方向上显示优越性能的天线。

通过参考图8，现在说明其中从外部在与基板7垂直的方向上在基板7上施加磁场的情况。当施加与基板7的主平面垂直的外部磁场时，在基板7中产生电流(涡流)14，电流(涡流)14在抵消外部磁场的方向上感应磁场。由电流14引起的磁场13在天线1中感应电流，并且该电流作为信号被输出。因此，可明白天线1变为相对于在与基板7的主平面垂直的方向上的外部磁场显示优越性能的天线。

从上面，可以说，天线1当被安装在金属元件上时变为显示优越通信性能的天线。图8示出其中天线1被安装在基板7上的情况的概念呈现。然而，其中要安装天线1的部件不限于基板。该部件也可以是金属元件，诸如电池框、液晶面板框和金属外壳。

用于指定方向的在图8中设置的箭头用于表达在特定时刻获得的方向。实际上，磁场和信号保持在特定频率振荡；因此，它们的方向在另一个时刻变得相反。

在图8中，为了解释概念，在基板7上未设置用于向天线1输入信号或从天线1输出信号的平台或固定平台。在这种状态中，没有妨碍在基板7的平面上流动的电流的结构。然而，必须通过空中布线等来体现在天线单元1和其他部件之间的连接，这不理想地妨碍了整个天线单元的微型化等。当考虑自动安装时，实际上必须设置平台。需要考虑一种平台布局，其结构最小地妨碍在基板7上流动的电流。

为此，已经在本实施例中在下面的条件下考虑了平台布局。

在用于测试的天线中，将测量为5mm×5mm×0.4mm的长方体铁氧体用于基体3；将具有0.26mm的直径的被覆铜线用作导体4；并且，使用具有7.5匝的天线。此时，线圈30的长度被设置为3mm，并且具有宽度1mm的未覆盖的基体部分31被设置在线圈的任何一侧上。

诸如由在图9中所示的通过普通芯片部件结构实现的天线的平面图而图示的天线被假定为普通可想到的结构，并且，将该天线当作本实施例的比较示例。为了优先考虑天线灵敏度，考虑在天线的线圈的开口方向上不设置端子。在通常不很大的芯片线圈等中，输入/输出端子105采用下述结构：其中，设置了其中每一个都具有与芯片的宽度接近的宽度的端子，如图9中所示。因为仅设置了作为输入和输出端子的总和的两个端子，所以认为两个端子足够。一个可想到的原因被谈到，即，根据安装操作的容易性和焊接强度而期望较大的端子宽度。

图10是在基板7上安装天线101。因为设置了输入/输出端子105，所以在导体图案外周12中形成用于输入/输出端子105的地拉出部分115。

因为这个原因，即使当基板7从外部接收到磁场时和当已经在基板7中产生电流时，在基板7上的电流14的流动也被地拉出部分115阻挡， 因此变得曲折。因此，认为天线的特性是不理想的。

具体地说，当如图10中所示建立导体图案时并且当布置天线时，在与天线的线圈轴垂直的方向上流动的电流小，并且天线不能有效地接收在基板7上流动的电流。因此，天线特性变差。

这种状态被当作测试1，并且建立地拉出部分115使得测量为4mm高×2mm宽。在图10中所示的状态中，天线与在13.56MHz的50欧姆匹配。从信号发生器向天线输入在13.56MHz显示20dBm的灵敏度的正弦波信号，并且在从基板7的主平面抬升30mm的点测量磁场强度。在此时测量的磁场强度被取为100％，并且比较下面给出的测试2至7。

图11是测试2和3的说明视图。为了防止出现在图10中所示的测试1的说明图中看到的电流14的大曲折，建立区域C使得不中断导体图案外周12。区域C是导体图案的部分区域，该部分区域的宽度等于从导体图案外周12到用于布置输入/输出端子平台的地拉出部分15的距离。从导体图案外周到内部的区域C的宽度被取作C。附图标记D是从导体图案外周12到用于布置输入/输出端子平台的地拉出部分15的基板的内端的距离。在距离D被设置为4mm的同时，在宽度C对于测试2为1mm并且宽度C对于测试3为3mm的条件下，以与在测试1中相同的方式来进行测量。测试结果显示，当与在测试1中获取的磁场强度作比较，在测试2中获取的磁场强度达到124％，并且当与测试1中获取的磁场强度作比较，在测试3中获取的磁场强度为131％。可看出，当宽度C更大时，天线特性改善。

图12是测试4的说明图。建立从导体图案外周12伸出的天线的非线圈区域以便增大在图11中所示的区域C被终止，并且取代而设置了地拉出部分11。宽度C由此可以被提高到4mm。而且，距离D此时为5mm。在地拉出部分11的大小测量为5mm宽×1mm高的假设下，执行与结合测试1描述的测量类似的测量。因此，当与在测试1中获取的磁场强度 作比较，磁场强度为124％。测量结果比在测试3中获取的测量结果差的可推测的原因是地拉出部分的垂直边缘接近线圈，并且电流14由此变得与线圈轴部分平行。

图13是测试5的说明图。响应于测试4的结果，以角度45°切割地拉出部分11的边缘，以便将该边缘定位为远离线圈。由此，可以使得电流14的路径大致垂直于线圈轴，以便可以假定恢复了天线特性。以与在对于测试1的情况中相同的方式执行的测量的结果示出，当与在测试1中获取的磁场强度作比较，磁场强度被改善为134％。

图14是测试6的说明图。为了使得测试5的状态更好，需要将用于布置妨碍电流14的输入/输出端子平台9的地拉出部分15从电流14的路径偏离。为此，地拉出部分11被扩大，并且在电流14的路径中布置的输入/输出端子的仅一半被向地拉出部分11内移动。一个输入/输出端子平台9被布置在地拉出部分11中。在向地拉出部分仍然提供9mm的宽度和1mm的高度的同时，此时执行与结合测试1描述的测量类似的测量。测量的结果示出，当与在测试1中获取的磁场强度作比较，磁场强度被进一步改善为138％。

图15是测试7的说明图。在测试6中执行的将用于布置输入/输出端子平台9的地拉出部分15重新定位到地拉出部分11的内部是有效的。因此，用于布置输入/输出端子平台9的另一个地拉出部分15被移动到地拉出部分11的内部，并且在地拉出部分11中总共设置两个输入/输出端子平台9。在向地拉出部分11仍然提供11mm的宽度和1mm的高度的同时，此时执行与结合测试1描述的测量类似的测量。测量的结果示出，当与在测试1中获取的磁场强度作比较，磁场强度被进一步改善为145％。

如在图8中所看到，通过将匹配电路直接地连接到天线端子而测量当在基板7上未设置平台时获得的磁场强度，由此可以测量出134％的磁 场强度。

图16示出与测试1至7的结果相关的曲线图。在134％的水平提供的虚线描述了在基板7上未设置平台的理想状态(图8)中获取的磁场强度。结果示出，所有的措施对于在图9中所示的比较示例的天线是有效的，并且显示优越的通信特性。

而且，可以明白，测试5(图13)、测试6(图14)和测试7(图15)显示比由作为理想状态的、在图8中的构造获得的通信特性更好的通信特性，并且通信特性变得比天线1的原始特性更好。

这一点的可推测的原因是，作为沿着导体图案外周12设置地拉出部分11的结果，沿着地拉出部分11来弯曲电流14，使得在低于天线1的位置，特别是低于线圈30的位置，提高了电流密度。因此，可以说，地拉出部分11的提供和在地拉出部分11中布置未覆盖的基体部分是很有效的。可以明白，本实用新型对于提供显示优越的通信性能的天线和天线单元是有效的。

为了更多的比较，通过使用具有现有技术结构的片状的环形天线来执行类似的测试。测量为25mm×15mm并且具有0.4mm的厚度的铁氧体片被附加到在图8中所示的天线1的位置，并且，向铁氧体片上的位置附加如下的天线，该天线的平面设置有三匝直径为0.26mm的被覆铜线，并且该天线具有测量为24mm×14mm的外部形状。现有技术的天线的磁场强度为137％。因此，测试显示，本实用新型的天线可以通过现有技术天线的面积的7％(按照铁氧体的面积计算)来显示等于或大于由现有技术的天线显示的磁场强度的磁场强度。具体地说，可以说，本实用新型提供了一种能够大大地有助于空间节省的天线。

现在描述与绕组数量相关地进行的测试。

图19示出绕组数量测试的结果的曲线图。沿着水平轴绘制绕组数量，并且沿着垂直轴来绘制通过由0.5匝感应的磁场强度的归一化而获取的值。在测试中使用的天线采用诸如在图17中所示的天线的斜透视图中所示的形状这样的形状。将测量为21mm×4mm×0.2mm的铁氧体用于基体3。在实验上，由具有厚度0.1mm的薄铜板制造天线，同时铜板的宽度根据匝数从1mm改变到0.6mm。如示出绕组数量测试的图18中的示意图中所示，使得天线1接近基板7的端，并且将天线布置成使得未覆盖的基体部分位于导体图案8外部。在基板7上不建立平台，并且，图案直接地连接到端子5。天线与在13.56MHz的50欧姆匹配，并且，从信号发生器向天线输入在13.56MHz显示20dBm的灵敏度的正弦波信号，并且，从金属元件的主平面抬升30mm的点测量磁场强度。如图19中所示，磁场强度随着在绕组数量的增大而增大。然而，增大率显示，当绕组数量比整数大半匝时，磁场强度显著地增大。位于其中导体不面向金属元件6的一侧上的线圈的导体不容易受到在金属元件6的表面上流动的涡流的影响。然而，在位于其中导体面向金属元件6的一侧上的线圈2的导体中，在被金属元件6的表面上流动的涡流抵消的方向上，产生电流。因此，当绕组数量采用整数时，可以推测在磁场强度上的增大较小。这对于由较小数量的材料有效地设计天线是有效的。

现在说明在便携终端中建立天线的情况。

图20是使用本实用新型的实施例的天线的便携终端的分解斜透视图，并且，图21是在图20中所示的基板的背面的斜透视图。便携终端16包括液晶板17、按钮18、以及在外壳21和22中封装的基板19和电池20等。天线1附接到基板19。天线1被安装在基板19的与其中设置了液晶板17的一侧相反的表面上。在基板19中形成地拉出部分11。虽然未示出，但是诸如IC、RF模块、用于其他频率的天线、扬声器和照相机单元这样的部件被认为被安装在基板19上。

图21是示出基板19的背面的视图，并且在基板19上设置了两个天线1。当如上所述多个地提供天线时，可以比使用一个天线的情况更有效地使用在基板的表面上流动的电流。因此，使用两个天线是优选的。当然，不必将天线1对称地被布置在水平方向上，如图21中所示，天线的数量也不限于2。当天线被安装在基板的其中在基板之上流动的电流的最高密度出现的各个长边的大致中心点时，显示最佳的性能。然而，天线即使当被安装在任何位置时也执行它们的功能，只要它们在基板19周围。因此，通过将天线安装在未占用的空间，可生产天线单元，而不用关心天线的占地面积。而且，当天线1在高度上小于要安装的其他部件时，将天线1安装在更高的安装的部件之间的空间中，据此，天线1的厚度不对于便携终端的设计厚度施加任何影响。因此，可以生产天线单元，而不涉及便携电话的厚度上的增加，而通过使用现有技术的片状的天线则将引起便携电话的厚度的增加。在图20中的基板19上安装天线1。然而，可以通过在诸如电池20的框和液晶面板17的框这样的金属元件上安装天线1来生产天线单元。

图22是本实用新型的天线电路的电路图。图22A是包含一个天线1的情况的电路图。图22B是关于安装两个天线的情况的电路图。图22C是关于使用三个天线的情况的电路图。该电路包括天线(一个或多个)1、端子5、谐振频率控制电容器34和连接到匹配电路、IC等的匹配电路连接端子33。当使用多个天线时，通过互连导体(一个或多个)32来互连天线1，据此，可以容易地提高天线的数量。因此，可容易地增强天线特性。从当将天线1被安装在预定位置时获得的天线1的电感和从所使用的频率来确定谐振频率控制电容器34的电容。图22仅示出一个谐振频率控制电容器34，也可以通过使用多个谐振频率控制电容器来使能精细的控制。而且，谐振频率控制电容器34也可以被设置在连接到匹配电路连接端子33的匹配电路中。

图23是使用本实用新型的实施例的天线的便携终端的分解斜透视图。在外壳22的内部表面上设置了天线1。基板19或要被安装在基板19 上的未示出的部件被用作用于天线1的金属元件。即使当未将天线1直接地安装在金属元件上时，也可以通过采用其中当装配便携终端时在天线1附近定位金属元件的布置来生产显示优越通信性能的天线装置。如上，除了被安装在金属元件上，天线1也可以被设置在外壳的内部表面上。

现在详细说明端子结构。

该结构包括：大致长方体的磁性物质、缠绕磁性物质并且具有两端的线圈；第一端子，其具有分别在沿着磁性物质的一侧定位的两个角落的附近设置的第一连接部分，并且具有沿着磁性物质的一侧设置的用于连接第一连接部分的接合部；以及，第二端子，其具有分别在沿着与磁性物质的一侧相反的、磁性物质的一侧定位的两个角落的附近设置的第二连接部分，并且具有沿着磁性物质的该相反侧设置的用于连接第二连接部分的接合部。线圈的一端连接到第一连接部分的任何一个，并且，线圈的另一端连接到第二连接部分的任何一个。由此，有可能生产下述天线单元，其线圈不需要任何过多的长度，并且当被安装在通信装置中时在方向上不受限。

第一连接部分和第二连接部分被布置使得在安装天线单元时作为固定部分。天线单元由此可以被稳定地设置在通信装置等中。

该结构也包括：大致长方体的磁性物质、缠绕磁性物质并且具有两端的线圈；第一端子，其具有分别在沿着磁性物质的一侧定位的两个角落的附近设置的第一连接部分，并且具有沿着磁性物质的一侧设置的用于连接第一连接部分的接合部；以及，第二端子，其具有分别在沿着与磁性物质的一侧相反的、磁性物质的一侧定位的两个角落的附近设置的第二连接部分，并且具有沿着磁性物质的该相反侧设置的用于连接第二连接部分的接合部。线圈的一端连接到第一连接部分之一，并且，线圈的另一端连接到第一连接部分的另一个。第一端子的 第一连接部分被断开。由此，可通过使用多个连接部分的任何一个来连接通信装置等的线与线圈。具体上，可将属于一个端子的连接部分连接到通信装置等的线，由此，可以在进一步增强当安装天线时实现的方向性同时生产天线单元。

图25是本实用新型的实施例的天线单元的粗略示意图，其示出在缠绕线圈之前获得的天线单元的状态。附图标记101表示采用大致长方体形状的铁氧体。附图标记102a和102b表示连接到铁氧体的四个角落附近的位置的端子部分。端子部分102a在位置A和C之间建立了电连接，并且端子部分102b在位置B和D之间建立电连接。端子部分102a包括在位置A从铁氧体101向外突出的端子103a、在位置C从铁氧体101向外突出的端子103c和互连连接部分的杆状接合部104a。沿着铁氧体101的一侧设置了接合部104a。端子部分102b也采用与端子部分102a的结构相同的结构。沿着与该一侧相反的铁氧体101的另一侧设置的接合部104b互连端子103b和103d。各个端子103a至103d也表现当在通信装置等上安装天线单元时将天线单元固定到通信装置等的功能。

图26和27是本实用新型的实施例的天线单元的粗略示意图，其示出线圈围绕在图25中所示的天线单元缠绕。在图26中，线圈105的一端连接到端子部分102a的位于位置A的端子103a，并且线圈105的另一端连接到端子部分102b的位于位置B的端子103b。在端子部分102a中，端子103a和端子103c通过接合部104a而接合在一起，并且端子部分102a的端子103c和端子部分102b的端子103b通过线圈105被保持在电导通的状态中。因此，如图26中所示，即使当线圈105分别连接到端子103a和端子103b时，通信装置的线也可以连接到端子部分102a的位于位置C的端子103c和端子部分102b的位于位置B的端子103b。在图26中所示的天线单元的情况下，通信装置的一条线可以连接到端子部分102a的位于位置A的端子103a或端子部分102a的位于位置C的端子103c。另一条线可以连接到端子部分102b的位于位置B的端子103b或端子部分102b的位于位置D的端子103d。因此，可以增强当在通信装置上安装天线单元时 获得的方向自由度。

图27示出通信装置的线单独地连接到一个端子部分102a的情况。线圈105连接到端子部分102a的位于位置A的端子103a和端子部分102a的位于位置C的端子103c。同时，通信装置的线也连接到端子部分102a的端子103a和端子103c。如果端子部分102a保持在图26中所示的状态中，则端子103a和端子103c彼此连接，因此电导通。如上所述，当仅期望在通信装置的线和仅一个端子部分102a之间的连接时，所有你要做的是断开接合部104a，如图27中所示。只要断开接合部104a，则天线装置的一侧可以连接到通信装置的线。如在图26中所示的天线单元的情况中那样，可以增强当在通信装置上安装天线单元时获得的方向自由度。

当实际被安装在通信装置上时，在使用树脂等涂敷铁氧体101和端子部分102a和102b的同时，使用天线单元。在该情况下，仅通过树脂暴露各个端子103a、103b、103c和103d的末端，并且，如此暴露的末端连接到通信装置的线。

如上所述，天线单元包括：基体3；由围绕基体3缠绕的导体4形成的线圈30；以及，连接到导体4的多个端子5。在除了线圈30的匝的开头和结尾之外的基体3上形成其中没有导体4的未覆盖的基体部分31。在与线圈轴平行的线圈30的端面侧上并且在未覆盖的基体部分31中设置端子5。由此，可提供天线和天线单元以及使用该天线和天线单元的通信装置，其中，该天线和天线单元使得能够节省空间，并且显示优越的通信性能。

而且，优选的是，天线1的线圈30的匝数比整数匝大大约半匝，因为天线由此可以有效地使用在其上要安装天线的金属元件上流动的电流。

而且，在基体3的每端上形成未覆盖的基体部分31，据此，使得通 过线圈内部的磁场大致平行于线圈轴，以便可以有效地引导电流。

连接到线圈30的多个端子5位于单个未覆盖的基体部分31上。结果，由此，可提供天线和天线单元以及使用该天线和天线单元的通信装置，其中，该天线和天线单元使得能够节省空间，并且显示优越的通信性能。

端子5每一个位于线圈30的大致四个角落。导体4连接到在四个端子5中的、位于基体3的两侧的端子5，并且其线圈轴介于所述两侧之间。由此，可提供天线和天线单元以及使用该天线和天线单元的通信装置，其中，该天线和天线单元使得能够节省空间，并且显示优越的通信性能。

通过连接到导体4的两个端子5的假想直线与线圈30的绕组方向大致平行。由此，可以使得通过线圈内部的磁场与线圈轴平行，以便可以有效地引导电流。

而且，通过连接到导体4的两个端子5的假想直线与基体3的对角线大致平行。结果，由此，有可能获取使得能够有效地利用在金属元件上流动的电流并且显示优越的通信性能的天线单元。

连接到导体4的多个端子5被布置在基体3的两侧，其线圈轴介于所述两侧之间。通过连接到导体4的两个端子5的假想直线与线圈30的绕组方向大致平行。结果，由此，可获取使得能够有效地利用在金属元件上流动的电流并且显示优越的通信性能的天线单元。

而且，连接到导体4的多个端子5被布置在基体3的两侧上，并且线圈轴介于所述两侧之间。通过连接到导体4的两个端子5的假想直线与基体3的对角线大致平行。结果，由此，可获取使得能够有效地利用在金属元件上流动的电流并且显示优越的通信性能的天线单元。

天线被安装使得在天线上设置的未覆盖的基体部分的至少一个位于其上安装了天线的金属元件的外周的外部。结果，由此，可获取使得能够有效地利用在金属元件上流动的电流并且显示优越的通信性能的天线单元。

也优选的是，以下述方式来布置线圈30：线圈的绕组方向和作为金属元件的基体7的端变得彼此平行，因为可以有效地利用在其上安装了天线的金属元件上流动的电流。

也优选的是，以下述方式来布置线圈30：线圈的绕组方向和流过金属元件的电流的流动变得彼此平行，因为可以有效地利用在其上安装了天线的金属元件上流动的电流。

多个端子5每一个位于线圈30的大致四个角落。在四个端子5中，两对端子5(其中每一对由位于沿着基体3的一侧定位的两个角落附近的两个端子5构成)每一对通过沿着基体3的各侧设置的接合部104而接合在一起。由此，可获得不要求线圈的过长长度并且当被安装在通信装置上时在方向上不受限的天线单元。

当安装天线单元时，端子5作为固定部分起作用，据此，可以在通信装置等中稳定地布置天线单元。

接合部104与基体3的线圈轴大致平行地延伸。由此，可容易地获取不要求线圈的过长长度并且当被安装在通信装置上时在方向上不受限的天线单元。

根据本实用新型的天线和天线单元，可以通过使用在外壳中的部件之间的间隙来建立天线单元。因此，天线单元的空间节省变得可能，这有益于外壳的微型化。例如，天线和天线单元可以被用作便携电话 的RF-ID天线(标签)。

包括说明书、附图和权利要求的、在2009年8月28日提交的日本专利申请No.2009-197844的公开通过引用被整体包含在此。

Claims (15)

1.一种天线，包括：

基体；

由围绕所述基体缠绕的导体形成的线圈；以及，

连接到所述导体的多个端子，

其中，除了所述线圈的匝的开头和结尾之外，在所述基体上形成其中没有所述导体的未覆盖的基体部分；以及，所述端子被设置在与线圈轴平行的所述线圈的各侧并且在所述未覆盖的基体部分上。

2.根据权利要求1所述的天线，其中，所述天线的所述线圈的匝数比整数匝大大约半匝。

3.根据权利要求1所述的天线，其中，在所述基体的每一端形成所述未覆盖的基体部分。

4.根据权利要求1所述的天线，其中，连接到所述线圈的所述多个端子在单个所述未覆盖的基体部分上。

5.根据权利要求1所述的天线，其中，在所述线圈的大致四个角落设置所述端子的每一个，并且，所述导体连接到在四个所述端子中的、位于所述基体的两侧的所述端子，并且其线圈轴介于所述两侧之间。

6.根据权利要求5所述的天线，其中，通过连接到所述导体的两个端子的假想直线与所述线圈的绕组方向大致平行。

7.根据权利要求5所述的天线，其中，通过连接到所述导体的两个端子的假想直线与所述基体的对角线大致平行。 

8.根据权利要求1所述的天线，其中，连接到所述导体的所述多个端子被布置在所述基体的两侧，其线圈轴介于所述两侧之间，并且，通过连接到所述导体的两个所述端子的假想直线与所述线圈的绕组方向大致平行。

9.根据权利要求1所述的天线，其中，连接到所述导体的所述多个端子被布置在所述基体的两侧，其线圈轴介于所述两侧之间，并且，通过连接到所述导体的两个所述端子的假想直线与所述基体的对角线大致平行。

10.一种天线单元，包括：

在权利要求1中限定的所述天线，其中，所述未覆盖的基体部分的至少一个位于其上安装了所述天线的金属元件的外周的外部。

11.根据权利要求10所述的天线单元，其中，所述线圈被布置使得所述线圈的绕组方向变得与所述金属元件的端平行。

12.根据权利要求10所述的天线单元，其中，所述线圈被布置使得所述线圈的绕组方向变得与在所述金属元件上流动的电流的流动方向平行。

13.根据权利要求10所述的天线单元，其中，所述多个端子每一个被大致设置在所述线圈的四个角落；并且，在四个所述端子中，两对端子的每一对端子通过沿着所述基体的各侧设置的各个接合部而接合在一起，其中所述每一对端子由位于沿着所述基体的一侧定位的两个角落的附近的两个端子构成。

14.根据权利要求13所述的天线单元，其中，当安装所述天线单元时，所述端子作为固定部分起作用。 

15.根据权利要求13所述的天线单元，其中，所述接合部与所述基体的线圈轴大致平行地延伸。 

Images