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Technischer Bereich
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antennenanordnung, die
mit einem Substrat, mit einer ersten und einer zweiten Erdungselektrode,
einer Speiseelektrode und einer Strahlungselektrode versehen ist,
die auf einer oberen Fläche
des genannten Substrats gebildet ist und sich zweidimensional erstreckt,
wobei das genannte Substrat mit einer Ausnehmung versehen ist, die
sich von einer vorderen Fläche
bis an eine hintere Fläche
des genannten Substrats erstreckt.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Printplatte
sowie auf ein Mobilfunkgerät.
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Hintergrund der Erfindung
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Da
mobile Kommunikationsapparatur, wie mobile Funkgeräte, beispielsweise
Telefone, allgemein verwendet werden, soll ihre Größe geringer werden.
In den jüngsten
Jahren sind zum Genügen dieser
Anforderung beispielsweise Chipantennen für die mobile Kommunikationsapparatur
entwickelt worden.
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US-
5.588.198 beschreibt eine Chipantenne mit einer oberen Fläche, die
mit einer Ausnehmung versehen ist. Die Strahlungselektrode ist an
der inneren Umfangsfläche
der Ausnehmung gebildet. Sie ist mit einer an der Vorderfläche vorhandenen
Speiseelektrode verbunden. Eine erste und eine zweite Erdungselektrode
befinden sich neben diesen Speiseelektroden auf der Vorderfläche. Eine
Endelektrode ist auf der Rückfläche vorhanden.
Die Resonanzfrequenz und die Frequenzbandbreite werden durch einen
Kapazität
bestimmt, die durch die Erdungselektroden und die Endelektrode gebildet
wird, und durch eine Induktivität,
die in der Strahlungselektrode vorhanden ist. Die Resonanzfrequenz
kann dadurch geregelt werden, dass die Strahlungselektrode, die
Erdungselektroden oder die Endelektrode teilweise abgeglichen wird.
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Da
eine Chipantenne im Vergleich zu einer Monopolantenne ziemlich klein
sein kann, kann die tragbare Kommunikationsapparatur selber auch
kleiner gemacht werden, und zwar durch Verwendung der Chipantenne.
Andererseits gibt es aber ein Problem, dass die Bandbreite der Chipantenne
durch die geringe Abmessung der Antenne schmal wird.
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Auf
entsprechende Weise ist es nun u. a. eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Antennenanordnung zu schaffen, die klein von Format aber
groß in
der Bandbreite ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Zum
Erzielen der oben beschriebenen Aufgabe weist die Antennenanordnung
nach der vorliegenden Erfindung das Kennzeichen auf, dass
- – die
Ausnehmung in der unteren Fläche
des Substrats vorgesehen ist;
- – die
Strahlungselektrode mit der ersten und der zweiten Erdungselektrode
elektrisch verbunden ist, die an je einer Seite desjenigen Teils
der genannten unteren Fläche
des Substrats vorgesehen ist, wo die genannte Ausnehmung gebildet ist,
wobei die beiden Erdungselektroden durch eine Kurzschlusselektrode
an der vorderen Fläche
oder der hinteren Fläche
des genannten Substrats mit der Strahlungselektrode verbunden sind.
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Die
in dem Substrat gebildete Ausnehmung schafft einen Effekt der Vergrößerung der
Bandbreite der Antennenanordnung. Wenn die Kurzschlusselektrode
wie oben stehend ausgebildet ist, wird die Bandbreite der Antenne
noch größer.
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Insbesondere
enthält
das Substrat für
die Antennenanordnung nach der vorliegenden Erfindung vorzugsweise
ein dielektrisches Material oder ein magnetisches Material. Dielektrisches
oder magnetisches Material kann als Material für das Substrat verwendet werden,
und zwar abhängig
von der Anwendung. Insbesondere kann das dielektrische Material
eine Antenne schaffen, die eine günstige HF-Charakteristik hat.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnung
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
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1 eine
schaubildliche Darstellung von der Vorderseite eines Antennenanordnung
nach der vorliegenden Erfindung,
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2 eine
schaubildliche Darstellung von der Rückseite der Antennenanordnung
nach 1,
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3 eine
schaubildliche Darstellung von der Rückseite derselben Antennenanordnung
auf den Kopf gestellt,
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4 eine
schaubildliche Darstellung einer herkömmlichen Antennenanordnung,
und
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5 eine
Graphik zum Vergleich der Frequenzkennlinien zwischen einer Antennenanordnung 1 einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und einer herkömmlichen Antennenanordnung 100.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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1 ist
eine schaubildliche Darstellung von der Vorderseite einer Antennenanordnung
nach einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; 2 ist eine
schaubildliche Darstellung von der Rückseite der Antennenanordnung
nach 1, und 3 ist eine schaubildliche Darstellung
von der Rückseite derselben
Antennenanordnung, nun auf den Kopf gestellt.
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Die
Antennenanordnung 1, wie in 1 dargestellt,
umfasst ein dielektrisches Substrat 2, das hauptsächlich ein
dielektrisches Material, wie Keramik, enthält. In einer unteren Fläche dieses
dielektrischen Substrats ist eine Ausnehmung 2a vorgesehen,
die sich von einer Vorderfläche 2d zu
einer Rückfläche 2e des
dielektrischen Substrats erstreckt (siehe 3), so dass
Vorsprünge 2b und 2c,
die gegenüber
der Ausnehmung 2a hervorragen, an beiden Seiten der Ausnehmung 2a gebildet
werden.
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Außerdem ist
auf der oberen Fläche 2f des dielektrischen
Substrats 2 eine Strahlungselektrode 3 in einer
Rechteckform gebildet. Weiterhin ist, wie in 3 dargestellt,
eine Erdungselektrode 6 auf einer unteren Fläche eines
Vorsprungs 2c gebildet und sind eine andere Erdungselektrode 7 sowie
eine Unterfläche-Speiseelektrode 8 in
einer unteren Fläche des
anderen Vorsprungs 2b gebildet. Die Erdungselektrode 7 und
die Unterfläche-Speiseelektrode 8 liegen
getrennt voneinander. Außerdem
ist eine Oberfläche-Speiseelektrode 4 auf
der Vorsprungseite 2b der Vorderfläche 2d gebildet, wie
in 1 dargestellt. Diese Vorderfläche-Speiseelektrode 4 ist
mit der Unterfläche-Speiseelektrode 8 verbunden,
wie in 3 dargestellt. Auf der Rückfläche 2e des dielektrischen Substrats 2 ist
noch, wie in 2 dargestellt, eine Kurzschlusselektrode
gebildet, die mit der Strahlungselektrode 3 verbunden ist.
Diese Kurzschlusselektrode erstreckt sich von der Vorsprungseite 2b zu der
Vorsprungseite 2c innerhalb der Rückfläche 2e des dielektrischen
Substrats 2. Ein Endteil 5a der Vorsprungseite 2b der
Kurzschlusselektrode 5 ist mit der Erdungselekt rode 7 verbunden
und der andere Endteil 5b an der Vorsprungseite 2c der
Kurzschlusselektrode 5 ist mit der Erdungselektrode 6 verbunden
(siehe 3).
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Eine
derart konstruierte Antennenanordnung 7 ist eine Chipantennenanordnung,
die durch Anordnung der Elektroden 3, 4, 5, 6, 7 und 8 auf
dem dielektrischen Substrat konstruiert worden ist. Mit einer derartigen
Chipstruktur kann das Format der Antennenanordnung 1 reduziert
werden.
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Weiterhin
ist in dieser Antennenanordnung 1 die Ausnehmung 2a in
dem dielektrischen Substrat 2 gebildet. Diese Ausnehmung 2a trägt zu der
Vergrößerung der
Bandbreite der Antennenanordnung 1 bei. Außerdem ist
in dieser Ausführungsform
die Kurzschlusselektrode mit den beiden Erdungselektroden 6 und 7 verbunden,
statt nur mit einer dieser zwei Erdungselektroden 6 und 7.
Die Frequenzbandbreite kann weiterhin dadurch vergrößert werden, dass
die Anordnung mit einer derartigen Verbindungsstruktur zu den beiden
Erdungselektroden 6 und 7 versehen wird, die im
Vergleich zu der Verbindungsstruktur zu nur einer der zwei Erdungselektroden 6 und 7.
Solange aber die gewünschte
Frequenzbandbreite erhalten werden kann, ist die Verbindungsstruktur
der Kurzschlusselektrode 5 zu nur einer der beiden Erdungselektroden 6 und 7 erlaubt.
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In
dieser Ausführungsform
ist die Antennenanordnung 1 mit dem dielektrischen Substrat 2 versehen,
das hauptsächlich
aus dem keramischen material besteht. Es sei aber bemerkt, dass
die Antennenanordnung 1 mit einem magnetischen Substrat
versehen sein kann, das hauptsächlich
ein magnetisches Material enthält
(beispielsweise ein Ferritmaterial), statt des dielektrischen Substrats 2.
In dem Fall, dass die Antennenanordnung 1 mit dem magnetischen
Substrat statt des dielektrischen Substrats 2 versehen
ist, ist es möglich,
die Frequenzbandbreite der Antennenanordnung dadurch zu vergrößern, dass
in dem magnetischen Substrat eine Ausnehmung (Rille) gebildet wird.
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Weiterhin
ist in dieser Ausführungsform
die Ausnehmung 2a des dielektrischen Substrats 2 derart
gebildet, dass sie sich von der Vorderfläche 2d zu der Rückfläche 2e erstreckt.
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Es
sei ebenfalls bemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf
die oben genannte Ausführungsform
begrenzt werden soll und dass mehrere Abwandlungen der oben genannten
Ausführungsformen
möglich
sind.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Antennenanordnung nach der vorliegenden Erfindung wird nachstehend
näher erläutert. In
diesem Ausführungsbeispiel
wird die An tennenanordnung 1 mit der Struktur aus 1 verwendet.
Die Dielektrizitätskonstante ε des dielektrischen
Substrats 2 der Antennenanordnung 1 ist in dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa
gleiche 20. In Bezug auf die Größe der Antennenanordnung 1 ist
die Länge
X, die Breite Y und die Höhe
Z des dielektrischen Substrats 2, wie in 1 dargestellt,
9 mm, 6 mm bzw. 2 mm, und die Breite y und Tiefe z der Ausnehmung 2a sind
4 mm bzw. 1 mm (die Länge
der Ausnehmung 2a ist 9 mm, was der Länge X des dielektrischen Substrats 2 entspricht). 4 zeigt
eine Antennenanordnung 100 als ein Beispiel zum vergleich.
Die Differenzen zwischen der Antennenanordnung 1 als Ausführungsbeispiel
und der Antennenanordnung 100 als Vergleichsbeispiel sind,
dass das dielektrische Substrat 2 der Antennenanordnung 1 als
Ausführungsbeispiel die
Ausnehmung 2a aufweist, während das dielektrische Substrat 200 der
Antennenanordnung 100 als Ausführungsbeispiel nicht eine derartige
Ausnehmung aufweist, sondern in einem Rechteckigen Festkörper gebildet
ist und dass eine Erdungselektrode für die Antennenanordnung 100 als
Ausführungsbeispiel über fast
die ganze untere Fläche
des dielektrischen Substrats 200 gebildet ist.
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5 zeigt
Frequenzkennlinien der Antennenanordnung 1 als Ausführungsbeispiel
und der Antennenanordnung 100 als Vergleichsbeispiel. Die
gezogene Linie stallt die Frequenzkennlinie der Antennenanordnung 1 als
Ausführungsbeispiel
dar und die gestrichelte Linie stellt die Frequenzkennlinie der
Antennenanordnung 100 als Vergleichsbeispiel dar. Wie in 5 ersichtlich,
liegen die beiden Zentralfrequenzen für das Ausführungsbeispiel und das Vergleichsbeispiel
in 2,4 GHz. Aber auf der –10
dB Linie ist die Bandbreite der Antennenanordnung 100 als
Vergleichsbeispiel 45 MHz, während
die der Antennenanordnung 1 als Ausführungsbeispiel 150 MHz ist, was
bedeutet, dass die Bandbreite in dem Ausführungsbeispiel um das Dreifache
größer geworden
ist, dies im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel.
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Folglich
kann die vorliegende Erfindung dazu beitragen, eine Antennenanordnung
zu schaffen, die klein im Format, aber groß in der Bandbreite ist.