DE60118449T2

DE60118449T2 - Oberflächenmontierte Antenne und Kommunikationsvorrichtung mit einer derartigen Antenne

Info

Publication number: DE60118449T2
Application number: DE60118449T
Authority: DE
Inventors: Murata Manufacturing Co. Shoji Nagaokyo-shi Nagumo; Murata Manufacturing Co. Kazunari Nagaokyo-shi Kawahata; Murata Manufacturing Co. Nobuhito Nagaokyo-shi Tsubaki; Murata Manufacturing Co. Takashi Nagaokyo-shi Ishihara; Murata Manufacturing Co. Kengo Nagaokyo-shi Onaka
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-02-04
Filing date: 2001-02-02
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2021-02-03
Also published as: EP1122812A2; CN1147968C; KR20010078335A; US6452548B2; JP2001217643A; EP1122812B1; US20010048390A1; CN1308386A; DE60118449D1; EP1122812A3; KR100396180B1; JP3503556B2

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Oberflächenbefestigungsantenne.
2. Beschreibung der verwandten Technik
In den letzten Jahren ist es nötig geworden, kommerziell ein einzelnes Endgerät bereitzustellen, das eine Mehrbandfähigkeit zur Verwendung in mehreren Anwendungen, wie z. B. GSM (globales System für Mobilkommunikationssysteme), DCS (Digital-Zellular-System), PDC (Personal-Digital-Zellular-Telekommunikationssystem) und PHS (Personal-Handy-System), aufweist. Um die obige Anforderung zu erfüllen, offenbart die japanische ungeprüfte Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 11-214917 eine Mehrfrequenzantenne des Oberflächenbefestigungstyps, die in der Lage ist, Signale in unterschiedlichen Frequenzbändern zu senden und zu empfangen.
In dieser Antenne ist, wie in 22A gezeigt ist, ein dielektrisches Bauteil 105 auf einer Masseplatte 101 angeordnet und eine leitfähige Platte 102 mit einem Ausschnitt 106 ist auf der oberen Oberfläche des dielektrischen Bauteils 105 angeordnet. Wenn ein Signal über eine Speisungsleitung 104 zugeführt wird, fließt ein Strom in einer Grundmode durch die leitfähige Platte 102, entlang eines Pfads L1 von der Seite einer Kurzschlussplatte 103 in Richtung der gegenüberliegenden Seite, und ein Strom in einer Mode hoher Ordnung (bei diesem spezifischen Beispiel Mode dritter Ordnung) fließt entlang eines Pfads L3. So weist diese Antenne eine Frequenzcharakteristik auf, wie z. B. diejenige, die in 22B gezeigt ist, und ist in der Lage, Signale bei zwei unterschiedlichen Frequenzen zu senden und zu empfangen: einer Resonanzfrequenz f1 in der Grundmode und einer Resonanzfrequenz f3 in der Mode hoher Ordnung.
Es wird angemerkt, dass sich bei der vorliegenden Beschreibung die Grundmode auf eine Resonanzmode bezieht, die die geringste Resonanzfrequenz derjenigen in verschiedenen Resonanzmoden aufweist, und die Moden hoher Ordnung sich auf Resonanzmoden beziehen, die Resonanzfrequenzen aufweisen, die höher sind als die Resonanzfrequenz in der Grundmode. Wenn es nötig ist, die jeweiligen Moden hoher Ordnung voneinander zu unterscheiden, werden dieselben durch eine Mode zweiter Ordnung, eine Mode dritter Ordnung usw. in der Reihenfolge ansteigender Resonanzfrequenzen bezeichnet.
In dem Fall, in dem Ströme in der Grundmode und einer Mode hoher Ordnung durch die gleiche leitfähige Platte 102 von deren einem Ende zu dem gegenüberliegenden Ende geleitet werden, wie bei der oben beschriebenen herkömmlichen Antenne, wird die Differenz zwischen den Resonanzfrequenzen in den jeweiligen Moden durch die Differenz zwischen den Längen der Strompfade bestimmt. Allgemein wird die Entfernung von einem Ende zu dem gegenüberliegenden Ende der leitfähigen Platte 102 auf der Basis der Grundmode bestimmt, derart, dass sie im Wesentlichen gleich einem Viertel der effektiven Wellenlänge λ in der Grundmode wird (anders ausgedrückt wird die Resonanzfrequenz in der Grundmode durch die oben beschriebene Entfernung bestimmt). Um die Resonanzfrequenz in einer Mode hoher Ordnung auf einen erwünschten Wert zu setzen, ist es erforderlich, dass die Länge des Strompfads in der Mode hoher Ordnung sich um eine entsprechende Menge von der Länge des Strompfads in der Grundmode unterscheidet. Bei der oben beschriebenen herkömmlichen Technik wird eine Differenz der Strompfadlänge durch ein Bilden des Ausschnitts 106 an einem Ort, an dem der Strom in der Mode hoher Ordnung maximal wird, wodurch der Strompfad L3 in der Mode hoher Ordnung verändert wird, um eine größere Länge aufzuweisen, die erforderlich ist, um die Resonanzfrequenz f3 in der Mode hoher Ordnung auf den erwünschten Wert zu setzen, erzeugt.
Bei der oben beschriebenen herkömmlichen Technik kann, da die gleiche leitfähige Platte 102 zur Resonanz in sowohl der Grundmode als auch der Mode hoher Ordnung verwendet wird, die Größe der Antenne verglichen mit der Größe einer Antenne, in der eine Resonanz in der Grundmode und eine Resonanz in der Mode hoher Ordnung unter Verwendung unterschiedlicher leitfähiger Platten erzielt werden, reduziert werden. Bei der oben beschriebenen herkömmlichen Technik jedoch ist es erforderlich, dass der Ausschnitt 106 in der leitfähigen Platte 102 gebildet ist, und so, dass die leitfähige Platte 102 ausreichend groß ist, um den Ausschnitt 106 zu bilden. Dies macht es schwierig, eine weitere Größenreduzierung der Antenne zu erzielen.
Ferner ist bei der oben beschriebenen herkömmlichen Technik der Strompfad in der Mode hoher Ordnung durch den Ausschnitt 106 gekrümmt, wodurch die Länge desselben erhöht wird. Deshalb ist die Veränderung der Länge des Strompfads innerhalb eines kleinen Bereichs, der durch die Veränderung an dem Umfang des Ausschnitts 106 bestimmt wird, eingeschränkt (d. h. die Veränderung an der Form des Ausschnitts 106). So ist es schwierig, die Differenz zwischen der Resonanzfrequenz in der Grundmode und der Resonanzfrequenz in der Mode hoher Ordnung über einen großen Bereich einzustellen.
Ferner ist es schwierig, die Resonanzfrequenz in der Mode hoher Ordnung genau durch ein Einstellen des Umfangs (Form) des Ausschnitts 106 zu steuern, und so ist es schwierig, eine Antenne mit hoher Leistung und hoher Zuverlässigkeit effizient zu erzeugen und bereitzustellen.
Die WO 99/03168 beschreibt eine Mikrostreifenantennenvorrichtung, in der eine erste Anschlussfläche und eine zweite Anschlussfläche einer Strahlungsstruktur auf einem dielektrischen Substrat angeordnet sind, das an einer Masseplatte einer gedruckten Schaltungsplatine befestigt ist. Die Strahlungsstruktur weist zwischen der ersten und der zweiten Anschlussfläche eine mäanderförmige Struktur auf, die eine Induktivität und eine Kapazität definiert. Die Induktivität und die Kapazität zwischen der ersten und der zweiten Anschlussfläche wirken wie eine offene Schaltung für eine erste Frequenz der Strahlungsstruktur, wohingegen dieselben für eine zweite Frequenz der Strahlungsstruktur wie ein Kurzschluss wirken.
Die US 5,668,559 beschreibt eine Antenne für tragbare Funkvorrichtungen, die eine helische Antenne und eine zurückziehbare Peitsche aufweist. Die helische Antenne weist eine Helix mit zwei Abschnitten auf, derart, dass der erste Abschnitt eine variierende Teilung aufweist und der zweite Abschnitt eine Helix mit konstanter Teilung aufweist.
Die EP 1 063 722 zeigt eine Antennenvorrichtung, die eine Speisungs-Strahlungselektrode und eine Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode aufweist, die separat auf einer Oberfläche eines dielektrischen Substrats angeordnet sind. Die Speisungs-Strahlungselektrode und die Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode weisen jeweils einen Kurzschlussteil, der auf einer Seitenoberfläche des dielektrischen Substrats angeordnet ist, und ein offenes Ende auf, die auf zueinander unterschiedlichen Oberflächenseiten angeordnet sind.
Angesichts des Obigen besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, effizient und wirtschaftlich eine Hochleistungs-Oberflächenbefestigungsantenne mit hoher Zuverlässigkeit und kleiner Größe bereitzustellen, die Merkmale aufweist, dass die Differenz zwischen den Resonanzfrequenzen in der Grundmode und der Mode hoher Ordnung eingestellt und über einen breiten Bereich gesetzt werden kann und beide Resonanzfrequenzen in der Grundmode und der Mode hoher Ordnung präzise auf erwünschte Werte gesetzt werden können, und außerdem eine Kommunikationsvorrichtung zu schaffen, die eine derartige herausragende Antenne umfasst.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird zur Lösung der obigen Aufgabe eine Oberflächenbefestigungsantenne mit folgenden Merkmalen bereitgestellt: einem dielektrischen Substrat; und einer Strahlungselektrode, die auf dem dielektrischen Substrat gebildet ist, wobei ein Ende der Strahlungselektrode ein offenes Ende ist, wobei eine Speisungselektrode oder ein Masseanschluss an dem gegenüberliegenden Ende der Strahlungselektrode gebildet ist, wobei die Strahlungselektrode einen ersten Teil, der eine kleine elektrische Länge pro Einheit physischer Länge aufweist, und einen zweiten Teil umfasst, der eine größere elektrische Länge aufweist als die kleine elektrische Länge, wobei der erste Teil und der zweite Teil in Serie entlang eines Strompfads zwischen dem einen Ende und dem gegenüberliegenden Ende angeordnet sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Oberflächenbefestigungsantenne mit folgenden Merkmalen bereitgestellt: einem dielektrischen Substrat; und einer Strahlungselektrode, die auf dem dielektrischen Substrat gebildet ist, wobei ein Ende der Strahlungselektrode ein offenes Ende ist, wobei eine Speisungselektrode oder ein Masseanschluss an dem gegenüberliegenden Ende der Strahlungselektrode gebildet ist, wobei die Strahlungselektrode einen ersten Teil, in dem ein Resonanzstrom in einer Grundmode maximal wird, und einen zweiten Teil umfasst, in dem ein Resonanzstrom in einer Mode hoher Ordnung maximal wird, wobei der erste Teil und der zweite Teil in Serie entlang eines Strompfads zwischen dem einen Ende und dem gegenüber liegenden Ende angeordnet sind; und wobei zumindest einer des ersten und des zweiten Teils eine Induktivitätskomponente umfasst, die in Serie zu dem Strompfad angeordnet ist.
Vorzugsweise ist die Induktivitätskomponente durch eine Mäanderelektrodenstruktur gebildet.
Alternativ könnte die Induktivitätskomponente durch eine Kapazitätskomponente, die parallel zu dem ersten Teil oder dem zweiten Teil geschaltet ist, gebildet sein.
Die Strahlungselektrode könnte durch eine helische Elektrodenstruktur gebildet sein und die Induktivitätskomponente könnte durch ein Reduzieren der Entfernung zwischen benachbarten Elektroden der helischen Elektrodenstruktur gebildet sein.
Die Induktivitätskomponente könnte auch durch ein Bauteil gebildet sein, das eine hohe Dielektrizitätskonstante aufweist, wobei das Bauteil in dem ersten Teil oder dem zweiten Teil angeordnet ist.
Die Oberflächenbefestigungsantenne könnte ferner eine Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode, die benachbart zu der Strahlungselektrode gebildet ist, aufweisen, wobei die Resonanzmode, die der Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode zugeordnet ist, eine Mehrfachresonanz in Verbindung mit zumindest einer der Grundmode und der Mode hoher Ordnung, die der extern verbundenen Elektrode zugeordnet ist, bildet.
Die Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode könnte einen Teil, der eine kleine elektrische Länge pro Einheit physischer Länge aufweist, und einen Teil umfassen, der eine größere elektrische Länge als die kleine elektrische Länge aufweist, wobei die Teile in Serie entlang eines Pfads eines Stroms, der durch die Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode fließt, angeordnet sind.
Die Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode könnte einen ersten Teil, in dem ein Resonanzstrom in einer Grundmode maximal wird, und einen zweiten Teil umfassen, in dem ein Resonanzstrom in einer Mode hoher Ordnung maximal wird, wobei der erste Teil und der zweite Teil in Serie entlang eines Pfads eines Stroms angeordnet sind, der durch die Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode fließt, und wobei zumindest einer des ersten und des zweiten Teils eine Induktivitätskomponente umfassen könnte, die in Serie in dem Strompfad angeordnet ist.
Die Induktivitätskomponente könnte durch eine Mäanderelektrodenstruktur gebildet sein.
Alternativ könnte die Induktivitätskomponente durch eine Kapazitätskomponente, die parallel zu dem ersten Teil oder dem zweiten Teil geschaltet ist, gebildet sein.
Die Strahlungselektrode könnte durch eine helische Elektrodenstruktur gebildet sein und die Induktivitätskomponente könnte durch ein Reduzieren der Entfernung zwischen benachbarten Elektroden der helischen Elektrodenstruktur gebildet sein.
Die Induktivitätskomponente könnte auch durch ein Bauteil, das eine hohe Dielektrizitätskonstante aufweist, gebildet sein, wobei das Bauteil in dem ersten Teil oder dem zweiten Teil angeordnet ist.
Vorzugsweise sind die Vektorrichtung eines Stroms, der durch die Strahlungselektrode fließt, und die Vektorrichtung eines Stroms, der durch die Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode fließt, senkrecht zueinander.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Kommunikationsvorrichtung bereitgestellt, die eine der oben beschriebenen Oberflächenbefestigungsantennen umfasst.
Bei der vorliegenden Erfindung ist z. B. eine Mäanderstruktur in einem von oder beiden Maximalresonanzstromteilen in der Grundmode und der Mode hoher Ordnung in dem Strompfad der Speisungs-Strahlungselektrode gebildet, so dass eine Serieninduktivitätskomponente lokal in demselben hinzugefügt wird, wodurch die elektrische Länge pro Einheit physischer Länge in demselben größer wird als in den anderen Teilen. So umfasst die Speisungs-Strahlungselektrode eine Serie von Teilen, die derart angeordnet sind, dass die elektrische Länge pro Einheit physischer Länge von einem Teil zu einem anderen abwechselnd groß und klein ist.
Wie oben beschrieben wurde, ist es möglich, die Differenz zwischen der Resonanzfrequenz in der Grundmode und der Resonanzfrequenz in der Mode hoher Ordnung zu variieren, indem lokal die Serieninduktivitätskomponente in einem von oder beiden des Maximalresonanzstromteils in der Grundmode und des Maximalresonanzstromteils in der Mode hoher Ordnung hinzugefügt wird, wodurch die elektrische Länge in demselben erhöht wird. Ferner ist es durch ein lokales Verändern des Werts der Serieninduktivitätskomponente möglich, die Resonanzfrequenz in der Mode, die der Serieninduktivitätskomponente zugeordnet ist, die in den Maximalresonanzstromteilen hinzugefügt wird, unabhängig von der anderen Mode ohne weiteres zu verändern. Außerdem kann die Veränderung oder Einstellung der Resonanzfrequenz mittels eines Veränderns der Serieninduktivitätskomponente über einen großen Bereich durchgeführt werden. Deshalb ist es möglich, die Differenz zwischen der Resonanzfrequenz in der Grundmode und der Resonanzfrequenz in der Mode hoher Ordnung über einen großen Bereich einzustellen oder zu setzen. Dies macht es möglich, eine Oberflächenbefestigungsantenne mit einer Frequenzcharakteristik, die Anforderungen erfüllt, die in einem Endgerät zur Verwendung in Mehrbandanwendungen benötigt werden, ohne weiteres und effizient bereitzustellen. Ferner wird der Freiheitsgrad für den Entwurf der Antenne verbessert. Außerdem kann eine Kostenreduzierung der Oberflächenbefestigungsantenne erzielt werden und die Leistung und Zuverlässigkeit der Oberflächenbefestigungsantenne können verbessert werden.
Die Mäanderstruktur oder dergleichen, die zur Hinzufügung der Serieninduktivitätskomponente verwendet wird, kann hinzugefügt werden, ohne einen wesentlichen Anstieg der Fläche der Speisungs-Strahlungselektrode zu bewirken, und so ist es möglich, eine Oberflächenbefestigungsantenne mit kleiner Größe umzusetzen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Oberflächenbefestigungsantenne gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ist ein Graph, der typische Strom- und Spannungsverteilungen entlang einer Speisungs-Strahlungselektrode einer Oberflächenbefestigungsantenne für jede Mode darstellt;
3 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel der Abhängigkeit der Resonanzfrequenz von der Anzahl von Mäanderlinien einer Mäanderstruktur gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt;
4 ist ein schematisches Diagramm, das eine Kapazität zwischen Mäanderlinien einer Mäanderstruktur darstellt;
5 ist ein Graph, der ein Beispiel der Frequenzcharakteristik einer Oberflächenbefestigungsantenne darstellt;
6 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Oberflächenbefestigungsantenne des λ/4-Resonanz-Direktanregungstyps, die entworfen ist, um in einem Massebereich befestigt zu sein, aufgebaut gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, darstellt;
7 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Oberflächenbefestigungsantenne des λ/4-Resonanz-Kapazitivanregungstyps, die entworfen ist, um in einem Massebereich befestigt zu sein, aufgebaut gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, darstellt;
8 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Oberflächenbefestigungsantenne des Invertiert-F-Typs, aufgebaut gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, darstellt;
9 ist ein schematisches Diagramm, das eine Oberflächenbefestigungsantenne gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
10 ist ein schematisches Diagramm, das die Abhängigkeit der Resonanzfrequenz von der Anzahl von Mäanderlinien einer Mäanderstruktur, die in einem Maximalresonanzstromteil in einer Grundmode in einer Speisungs-Strahlungselektrode gebildet ist, darstellt;
11 ist ein schematisches Diagramm, das eine Art und Weise eines Hinzufügens einer Kapazitätskomponente parallel zu einem Strompfad, wodurch äquiva lent eine Induktivitätskomponente in Serie in dem Strompfad gebildet wird, darstellt;
12 ist ein schematisches Diagramm, das eine Oberflächenbefestigungsantenne gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
13 ist ein schematisches Diagramm, das eine Oberflächenbefestigungsantenne gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
14 ist ein schematisches Diagramm, das eine Oberflächenbefestigungsantenne gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorneigenden Erfindung darstellt;
15 ist ein schematisches Diagramm, das eine Oberflächenbefestigungsantenne gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
16 ist ein schematisches Diagramm, das eine weitere Oberflächenbefestigungsantenne gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
17 ist ein schematisches Diagramm, das wiederum eine weitere Oberflächenbefestigungsantenne gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
18 stellt in der Form von Graphen Beispiele von Frequenzcharakteristika der jeweiligen in den 15–17 gezeigten Oberflächenbefestigungsantennen dar;
19 ist ein schematisches Diagramm, das eine Oberflächenbefestigungsantenne gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
20 ist ein schematisches Diagramm, das eine weitere Oberflächenbefestigungsantenne gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
21 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Kommunikationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt; und
22 ist ein schematisches Diagramm, das eine herkömmliche Technik darstellt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Die vorliegende Erfindung ist unten Bezug nehmend auf bevorzugte Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen detailliert beschrieben.
1A ist ein schematisches Diagramm einer Oberflächenbefestigungsantenne gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Diese Oberflächenbefestigungsantenne 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist eine Dualband-λ/4-Resonanzantenne des Direktanregungstyps, die entworfen ist, um in einem Nicht-Massebereich befestigt zu sein, und die in der Lage ist, Signale in zwei Frequenzbändern, die der Grundmode und der Mode hoher Ordnung (bei diesem ersten Ausführungsbeispiel Mode zweiter Ordnung) entsprechen, zu senden und zu empfangen. Die Oberflächenbefestigungsantenne 1 umfasst eine Speisungs-Strahlungselektrode 3, die auf der Oberfläche eines dielektrischen Substrats 2 in der Form eines rechteckigen Parallelepipeds gebildet ist. In 1A sind die obere Oberfläche 2a und Seitenflächen 2a und 2c in der Form einer Entwicklung gezeigt.
Wie in 1A gezeigt ist, ist die Speisungs-Strahlungselektrode 3 in die Form eines Streifens gebildet, der sich von der oberen Oberfläche 2a zu der Seitenfläche 2b des dielektrischen Substrats 2 erstreckt. Eine Mäanderstruktur 4, die das erste Ausführungsbeispiel kennzeichnet, ist lokal in der Speisungs-Strahlungselektrode 3 gebildet. Ein Ende 3a, auf der linken Seite in 1A, der Speisungs-Strahlungselektrode 3 ist gebildet, um elektrisch offen zu sein, und das Ende 3b auf der rechten Seite ist elektrisch mit einem Speisungsanschluss 5 verbunden, der sich von dem rechten Ende 3b der Speisungs-Strahlungselektrode 3 auf die Seitenfläche 2c und weiter auf die untere Oberfläche erstreckt.
Auf der Seitenfläche 2b des dielektrischen Substrats 2 sind feste Masseelektroden 6 (6a, 6b) an Orten gebildet, die durch Zwischenräume von dem offenen Ende 3a der Speisungs-Strahlungselektrode 3 beabstandet sind.
In praktischen Anwendungen ist die Oberflächenbefestigungsantenne 1 derart auf einer Schaltungsplatine einer Kommunikationsvorrichtung befestigt, dass die untere Oberfläche (nicht gezeigt), gegenüber der oberen Oberfläche 2a des dielektrischen Substrats 2, in Kontakt mit dem Schaltungssubstrat steht. Es wird angemerkt, dass diese Oberflächenbefestigungsantenne 1 entworfen ist, um in einem Nicht-Massebereich einer Schaltungsplatine einer Kommunikationsvorrichtung befestigt zu sein.
Eine Signalquelle 7 und eine Anpassungsschaltung 8 sind derart auf der Schaltungsplatine der Kommunikationsvorrichtung gebildet, dass, wenn die Oberflächenbefestigungsantenne 1 auf der Schaltungsplatine befestigt ist, der Speisungsanschluss 5 der Oberflächenbefestigungsantenne 1 elektrisch mit der Signalquelle 7 über die Anpassungsschal tung 8 verbunden ist. Statt eines Bildens der Anpassungsschaltung 8 auf der Schaltungsplatine der Kommunikationsvorrichtung könnte die Anpassungsschaltung 8 als ein Teil der Elektrodenstruktur auf der Oberfläche des dielektrischen Substrats 2 gebildet sein.
Wenn ein Signal von der Signalquelle 7 über die Anpassungsschaltung 8 an den Speisungsanschluss 5 der Oberflächenbefestigungsantenne 1, die an der Schaltungsplatine befestigt ist, geliefert wird, wird das Signal von dem Speisungsanschluss 5 direkt an die Speisungs-Strahlungselektrode 3 geliefert. Die Zufuhr des Signals bewirkt, dass ein Strom von dem rechten Ende 3b der Speisungs-Strahlungselektrode 3 über die Mäanderstruktur 4 zu dem offenen Ende 3a fließt. Als ein Ergebnis tritt eine Resonanz an der Speisungs-Strahlungselektrode 3 auf und das Signal wird gesendet/empfangen.
In 2 werden für jeweilige Moden typische Stromverteilungen über die Speisungs-Strahlungselektrode 3 durch unterbrochene Linien dargestellt und Spannungsverteilungen durch durchgezogene Linien dargestellt. In 2 entspricht ein Ende A dem Ende, auf der Signalquellenseite, der Speisungs-Strahlungselektrode 3 (entspricht dem rechten Ende 3b der Speisungs-Strahlungselektrode 3 der Oberflächenbefestigungsantenne 1 in dem in 1 gezeigten spezifischen Beispiel) und ein Ende B entspricht dem anderen Ende der Speisungs-Strahlungselektrode 3 (entspricht dem offenen Ende 3a der Speisungs-Strahlungselektrode 3 der Oberflächenbefestigungsantenne 1 in dem in 1 gezeigten spezifischen Beispiel).
Wie in 2 gezeigt ist, weist jede Mode ihre eigene eindeutige Strom- und Spannungsverteilung auf. In der Grundmode z. B. ist ein Maximalresonanzstromteil Z (Z1), der einen Maximalstrompunkt Imax umfasst, an dem der Resonanzstrom einen maximalen Wert aufweist, auf der Seite gebildet, auf der das rechte Ende 3b der Speisungs-Strah lungselektrode 3 angeordnet ist. Im Gegensatz dazu ist in der Mode zweiter Ordnung, die eine der Moden hoher Ordnung ist, ein Maximalresonanzstromteil Z (Z2), der einen Maximalstrompunkt Imax umfasst, an dem der Resonanzstrom einen maximalen Wert aufweist, an einem im Wesentlichen Mittelpunkt der Speisungs-Strahlungselektrode 3 gebildet. Dies bedeutet, dass sich der Ort auf der Speisungs-Strahlungselektrode 3, an dem der Maximalresonanzstromteil Z gebildet ist, für jede Mode unterscheidet.
Die vorliegende Erfindung basiert auf einer Idee der Erfinder der vorliegenden Erfindung, dass, wenn eine induktive Komponente lokal in Serie in einem von oder beiden Maximalresonanzstromteilen Z in der Grundmode und den Moden hoher Ordnung (Mode zweiter Ordnung und Mode dritter Ordnung) hinzugefügt wird, so dass die elektrische Länge pro Einheit physischer Länge in den Maximalresonanzstromteilen Z länger wird als in den anderen Teilen, große Veränderungen an den Strom- und Spannungsverteilungen in jeder Mode verglichen relativ mit denjenigen, die vor dem Hinzufügen der Serieninduktivitätskomponente erhalten werden, auftreten und so die Differenz der Resonanzfrequenz zwischen der Grundmode und den Moden hoher Ordnung sehr groß wird, und dass die Differenz gesteuert werden kann.
Bei diesem ersten Ausführungsbeispiel ist angesichts des Obigen die Mäanderstruktur 4 lokal in dem Maximalresonanzstromteil Z (Z2) in der Mode zweiter Ordnung in der Speisungs-Strahlungselektrode 3 gebildet, um lokal eine Serieninduktivitätskomponente in dem Maximalresonanzstromteil Z in der Mode hoher Ordnung hinzuzufügen. So weist bei diesem ersten Ausführungsbeispiel der Maximalresonanzstromteil Z (Z2) der Speisungs-Strahlungselektrode 3 eine größere elektrische Länge pro Einheit physischer Länge auf als die anderen Teile. Als ein Ergebnis weist die Speisungs-Strahlungselektrode 3 eine Struktur auf, in der ein Teil Y1 mit einer großen elektrischen Länge, ein Teil Y2 mit einer kleinen elektrischen Länge und ein Teil Y3 mit einer großen elektrischen Länge in Serie in dieser Reihenfolge von der Signalquellenseite (Speisungselektrode 5) angeordnet sind. Eine Äquivalenzschaltung der Speisungs-Strahlungselektrode 3 ist in 1D gezeigt. In 1D stellt L1 eine Induktivitätskomponente in dem Teil Y1 mit der kleinen elektrischen Länge dar und L2 stellt die Serieninduktivitätskomponente, die lokal durch die Mäanderstruktur 4 hinzugefügt wird, dar, wobei die Serieninduktivitätskomponente L2 größer ist als die Induktivitätskomponente L1. L3 stellt eine Induktivitätskomponente in dem Teil Y3 mit der kleinen elektrischen Länge dar, wobei die Induktivitätskomponente L3 kleiner ist als die Serieninduktivitätskomponente L2. Cl und C2 stellen eine Kapazität zwischen der Speisungs-Strahlungselektrode 3 und Masse dar und R1 und R2 stellen Leitungswiderstandswertkomponenten der Speisungs-Strahlungselektrode 3 dar.
Die Bildung der Mäanderstruktur 4 in dem Maximalresonanzstromteil Z in der Mode zweiter Ordnung in der Speisungs-Strahlungselektrode 3 führt zu großen Veränderungen an den Strom- und Spannungsverteilungen in der Mode zweiter Ordnung, wie in den 1B und 1C gezeigt ist. Dies bedeutet, dass es möglich ist, die Differenz zwischen der Resonanzfrequenz in der Grundmode und der Resonanzfrequenz in der Mode hoher Ordnung durch ein Bilden der Mäanderstruktur 4 zu variieren. 1B stellt die Strom- und die Spannungsverteilung in der Grundmode dar, die nach einem Bilden der oben beschriebenen Mäanderstruktur 4 in dem Maximalresonanzstromteil Z (Z2) in der Mode hoher Ordnung erhalten werden. Wie in 1B zu sehen ist, weist die Bildung der Mäanderstruktur 4 in dem Maximalresonanzstromteil Z in der Mode zweiter Ordnung keinen wesentlichen Einfluss auf die Strom- und Spannungsverteilung in der Grundmode auf.
Durch ein Modifizieren der Serieninduktivitätskomponente der Mäanderstruktur 4 ist es möglich, nur die Resonanzfrequenz f2 im Wesentlichen unabhängig von der Resonanzfrequenz f1 in der Grundmode zu verändern. Dies wurde experi mentell durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung bestätigt, wie unten beschrieben ist.
Dies bedeutet, dass die Induktivität der Mäanderstruktur 4 durch ein Variieren der Anzahl von Mäanderlinien der Mäanderstruktur 4 variiert wurde und die Abhängigkeit der Resonanzfrequenz f1 in der Grundmode und der Resonanzfrequenz f2 in der Mode zweiter Ordnung von der Anzahl von Mäanderlinien untersucht wurde. Die Ergebnisse sind in den 3A und 3B gezeigt. Wie zu sehen ist, sinkt die Resonanzfrequenz f2 in der Mode zweiter Ordnung stark mit einer ansteigenden Anzahl von Mäanderlinien der Mäanderstruktur 4 und so mit einer ansteigenden Induktivität der Mäanderstruktur 4. Anders ausgedrückt erhöht sich die Resonanzfrequenz f2 in der Mode zweiter Ordnung mit sinkender Induktivität der Mäanderstruktur 4.
Im Gegensatz dazu führt die Veränderung der Anzahl von Mäanderlinien der Mäanderstruktur 4 (Veränderung der Induktivität der Mäanderstruktur 4) im Wesentlichen zu keiner Änderung an der Resonanzfrequenz f1 in der Grundmode.
Wie oben Bezug nehmend auf die experimentellen Ergebnisse beschrieben wurde, wird es, wenn die Serieninduktivitätskomponente durch ein lokales Bilden der Mäanderstruktur 4 in dem Maximalresonanzstromteil Z (Z2) in der Mode zweiter Ordnung in der Speisungs-Strahlungselektrode 3 hinzugefügt wird, möglich, nur die Resonanzfrequenz f2 in der Mode hoher Ordnung (Mode zweiter Ordnung) zu variieren, ohne die Resonanzfrequenz f1 in der Grundmode zu verändern, um so die Resonanzfrequenz f2 auf einen erwünschten Wert zu setzen, indem die Induktivität der Mäanderstruktur 4 eingestellt wird.
Anstelle eines Veränderns der Anzahl von Mäanderlinien zur Veränderung der Induktivität der Mäanderstruktur 4, wie oben beschrieben wurde, könnte die Induktivität der Mäanderstruktur 4 durch ein Verändern der Mäanderbeabstandung d der Mäanderstruktur 4 verändert werden, wie z. B. so, wie in 4 gezeigt ist, wodurch die Kapazität zwischen Mäanderlinien verändert wird. Die Induktivität der Mäanderstruktur 4 könnte auch durch ein Verändern der Breite der Mäanderlinien der Mäanderstruktur 4 eingestellt werden.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Oberflächenbefestigungsantenne 1 in der oben beschriebenen Weise gebildet. Deshalb kann in der Entwurfsstufe der Oberflächenbefestigungsantenne 1 die Resonanzfrequenz in der Grundmode auf einen erwünschten Wert gesetzt werden, indem die Länge zwischen dem rechten Ende 3b und dem offenen Ende 3a der Speisungs-Strahlungselektrode 3 gesetzt wird, um gleich einem Viertel der effektiven Wellenlänge λ in der Grundmode zu sein. Wie für die Mode zweiter Ordnung kann die Resonanzfrequenz wie folgt auf einen erwünschten Wert gesetzt werden. Zuerst wird die Serieninduktivitätskomponente der Mäanderstruktur 4 berechnet, die in dem Maximalresonanzstromteil Z (Z2) in der Mode zweiter Ordnung gebildet werden soll, um die erwünschte Resonanzfrequenz in der Mode zweiter Ordnung zu erhalten. Danach wird die Anzahl von Mäanderlinien oder die Mäanderbeabstandung d der Mäanderstruktur 4 bestimmt, um so die Serieninduktivitätskomponenten zu erhalten.
Bei diesem ersten Ausführungsbeispiel ist, wie oben beschrieben wurde, die Mäanderstruktur 4 lokal in dem Maximalresonanzstromteil Z (Z2) in der Mode zweiter Ordndung in der Speisungs-Strahlungselektrode 3 gebildet. Dies macht es möglich, lokal eine Serieninduktivitätskomponente zu dem Maximalresonanzstromteil Z (Z2) in der Mode zweiter Ordnung hinzuzufügen, so dass die elektrische Länge in diesem Teil größer als in den anderen Teilen wird. So wird es möglich, die Resonanzfrequenzen in der Grundmode und den Moden hoher Ordnung zu variieren, um so dieselben auf erwünschte Werte einzustellen.
Ferner ist es bei diesem ersten Ausführungsbeispiel, bei dem die Serieninduktivitätskomponente lokal unter Verwendung der Mäanderstruktur 4 hinzugefügt wird, wie oben beschrieben wurde, möglich, die Serieninduktivitätskomponente zu variieren, indem die Anzahl von Mäanderlinien oder die Breite der Mäanderlinien der Mäanderstruktur 4 variiert wird. Deshalb ist es möglich, die elektrische Länge in dem Maximalresonanzstromteil Z (Z2) in der Mode zweiter Ordnung einfach ohne weiteres zu erhöhen, indem die Mäanderstruktur 4 neu entworfen wird, um so die Resonanzfrequenz f2 in der Mode zweiter Ordnung einzustellen.
Die Einstellung der Resonanzfrequenz f2 in der Mode zweiter Ordnung mittels eines Veränderns der Serieninduktivitätskomponente (elektrische Länge) kann unabhängig von der Resonanzfrequenz in der Grundmode durchgeführt werden. Deshalb kann die Resonanzfrequenz f2 in der Mode zweiter Ordnung ohne Bedeutung für den Einfluss der Serieninduktivitätskomponente auf die Grundmode eingestellt werden. Da die Serieninduktivitätskomponente über einen sehr großen Bereich variiert werden kann, kann die Resonanzfrequenz f2 in der Mode zweiter Ordnung auf einen Wert in einem sehr großen Bereich gesetzt werden. So wird der Freiheitsgrad für den Entwurf der Oberflächenbefestigungsantenne 1, die eine Frequenzcharakteristik aufweist, die geeignet zur Verwendung in Mehrbandanwendungen ist, erweitert und es wird möglich, eine derartige Oberflächenbefestigungsantenne 1 effizient zu erzeugen. Außerdem wird eine Kostenreduzierung der Oberflächenbefestigungsantenne 1 erzielt.
Im Gegensatz dazu wird in der in 22 gezeigten herkömmlichen Technik, wie bereits beschrieben wurde, die Reduzierung der Größe der Antenne durch den großen Ausschnitt 106 eingeschränkt, der in der leitfähigen Platte 102 gebildet ist, um die elektrische Länge in der Mode hoher Ordnung einzustellen, um dadurch die Resonanzfrequenz in der Mode hoher Ordnung einzustellen.
Im Gegensatz dazu kann bei dem ersten Ausführungsbeispiel, bei dem die Resonanzfrequenz in der Mode hoher Ordnung durch ein lokales Bilden der Mäanderstruktur 4 eingestellt wird, um so lokal die Serieninduktivitätskomponente zu bilden, die Mäanderstruktur 4 in einem sehr kleinen Bereich gebildet werden und so kann die Oberflächenbefestigungsantenne 1 umgesetzt werden, ohne einen wesentlichen Größenanstieg zu bewirken.
Bei dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel kann die Resonanzfrequenz f2 in der Mode zweiter Ordnung ohne weiteres durch ein Einstellen der Serieninduktivitätskomponente, die durch die Mäanderstruktur 4 realisiert ist; gesteuert werden und so kann die Resonanzfrequenz f2 präzise auf einen erwünschten Wert gesetzt werden. So ist die resultierende Oberflächenbefestigungsantenne 1 hervorragend in Leistung und Zuverlässigkeit.
In dem Fall, in dem die Resonanzfrequenz f2 in der Mode zweiter Ordnung aufgrund einer Einschränkung der Herstellungsgenauigkeit von einem erwünschten Wert f2' auf einen höheren Wert abgelenkt wird, wie durch eine durchgezogene Kurve in 5 dargestellt ist, kann die Resonanzfrequenz in der Mode zweiter Ordnung auf den erwünschten Wert f2' reduziert werden, indem die Breite der Mäanderstruktur 4 mittels Trimmen reduziert wird, wodurch die Induktivitätskomponente der Mäanderstruktur 4 erhöht wird.
Bei der obigen Einstellung der Frequenz mittels Trimmen beeinflusst die Veränderung der Induktivitätskomponente der Mäanderstruktur 4, die aus dem Trimmen resultiert, die Grundmode im Wesentlichen nicht. Dies bedeutet, dass das vorliegende Ausführungsbeispiel einen großen Vorteil aufweist, dass nur die Resonanzfrequenz f2 in der Mode zweiter Ordnung eingestellt werden kann, ohne die Resonanzfrequenz f1 in der Grundmode wesentlich zu verändern.
Wenn beide Resonanzfrequenzen f1 und f2 in der Grundmode und der Mode zweiter Ordnung von den erwünschten Werten auf niedrigere Werte abgelenkt werden, werden, wenn das offene Ende 3a der Speisungs-Strahlungselektrode 3 getrimmt wird, um so die Kapazität zwischen dem offenen Ende 3a und Masse zu reduzieren, die Resonanzfrequenzen f1 und f2 in der Grundmode und der Mode zweiter Ordnung um eine im Wesentlichen gleiche Menge (Δf) erhöht.
Obwohl das erste Ausführungsbeispiel oben Bezug nehmend auf die λ/4-Resonanzantenne des Direktanregungstyps beschrieben wurde, die entworfen ist, um in einem Nicht-Massebereich befestigt zu sein, könnte auch eine ähnliche Struktur gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in anderen Typen von Dualband-Oberflächenbefestigungsantennen gebildet sein. 6 stellt ein Beispiel einer λ/4-Resonanzantenne des Direktanregungstyps dar, die entworfen ist, um in einem Massebereich befestigt zu sein, und 7 stellt ein Beispiel einer λ/4-Resonanzantenne 1 des Kapazitivanregungstyps dar. 8 stellt ein Beispiel einer Oberflächenbefestigungsantenne 1 des Invertiert-F-Typs dar, wobei auch Strom- und Spannungsverteilungen in den jeweiligen Moden gezeigt sind. In den 6–8 sind ähnliche Teile wie diejenigen in der in 1 gezeigten Oberflächenbefestigungsantenne 1 durch ähnliche Bezugszeichen bezeichnet und diese sind hierin nicht weiter detailliert beschrieben.
Wie die in 1 gezeigte Oberflächenbefestigungsantenne 1 ist die Oberflächenbefestigungsantenne 1, die in 6 gezeigt ist, in der Lage, Funkwellen in zwei unterschiedlichen Frequenzbändern in der Grundmode und der Mode zweiter Ordnung (Mode hoher Ordnung) zu senden und zu empfangen. Die in den 7 und 8 gezeigten Oberflächenbefestigungsantennen 1 sind in der Lage, Funkwellen in zwei unterschiedlichen Frequenzbändern in der Grundmode und der Mode dritter Ordnung (Mode hoher Ordnung) zu senden und zu empfangen.
In der in 6 gezeigten Oberflächenbefestigungsantenne 1 ist eine Mäanderstruktur 4 lokal in einem Maximalresonanzstromteil Z in der Mode zweiter Ordnung in einer Speisungs-Strahlungselektrode 3 gebildet, so dass eine Serieninduktivitätskomponente lokal in dem Maximalresonanzstromteil Z in der Mode zweiter Ordnung hinzugefügt wird. Andererseits ist in jeder der in den 7 und 8 gezeigten Oberflächenbefestigungsantennen 1 eine Mäanderstruktur 4 lokal in einem Maximalresonanzstromteil Z in der Mode dritter Ordnung in einer Speisungs-Strahlungselektrode 3 gebildet, so dass eine Serieninduktivitätskomponente lokal in dem Maximalresonanzstromteil Z in der Mode dritter Ordnung hinzugefügt wird. In den in den 7 und 8 gezeigten Oberflächenbefestigungsantennen 1 ist ein Masseanschluss 9 an einem Ende, gegenüber einem offenen Ende, der Speisungs-Strahlungselektrode 3 gebildet.
Ebenso könnte in den in den 6–8 gezeigten Oberflächenbefestigungsantennen 1 eine ähnliche Struktur, die in der Oberflächenbefestigungsantenne 1 aus 1 eingesetzt wird, gebildet sein, um so große Vorteile zu erzielen, die denjenigen ähneln, die in der in 1 gezeigten Oberflächenbefestigungsantenne 1 erhalten werden.
Ein zweites Ausführungsbeispiel ist unten beschrieben. Das zweite Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu der Struktur gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel eine Mäanderstruktur 10 in einem Maximalresonanzstromteil Z (Z1) in der Grundmode in einer Speisungs-Strahlungselektrode 3, wie in 9A gezeigt ist, gebildet ist. Mit Ausnahme des Obigen ähnelt das zweite Ausführungsbeispiel in der Struktur dem ersten Ausführungsbeispiel. Deshalb sind bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel ähnliche Teile wie diejenigen des ersten Ausführungsbeispiels durch ähnliche Bezugszeichen beschrieben und doppelte Beschreibungen derselben sind hierin nicht gegeben.
Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist, wie oben beschrieben wurde, eine Mäanderstruktur nicht nur in dem Maximalresonanzstromteil Z (Z2) in der Mode zweiter Ordnung in der Speisungs-Strahlungselektrode 3 gebildet, sondern auch in dem Maximalstromteil Z (Z1) in der Grundmode. Als ein Ergebnis werden Serieninduktivitätskomponenten lokal in den jeweiligen Maximalresonanzstromteilen Z in der Grundmode und der Mode zweiter Ordnung in der Speisungs-Strahlungselektrode 3 hinzugefügt, wodurch die elektrische Länge pro Einheit physischer Länge in diesen Maximalresonanzstromteilen Z größer wird als in den anderen Teilen. Dies bedeutet, dass bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die Speisungs-Strahlungselektrode 3 eine Serie von Teilen X1, X2, X3 und X4, die in dieser Reihenfolge von der Signalquellenseite angeordnet sind, umfasst, wobei die elektrische Länge in den Teilen X1 und X3 groß, in den Teilen X2 und X4 jedoch kurz ist.
9B stellt eine Äquivalenzschaltung der Speisungs-Strahlungselektrode 3 des zweiten Ausführungsbeispiels dar. In 9B stellt L1 die Serieninduktivitätskomponente dar, die lokal in dem Maximalresonanzstromteil Z1 in der Grundmode durch die Mäanderstruktur 10 hinzugefügt wird. L2 stellt eine Induktivitätskomponente in dem Teil X2, der die kleine elektrische Länge aufweist, dar, wobei die Induktivitätskomponente L2 kleiner ist als die Induktivitätskomponente L1. L3 stellt die Serieninduktivitätskomponente dar, die lokal in dem Maximalresonanzstromteil Z2 in der Mode zweiter Ordnung durch die Mäanderstruktur 4 hinzugefügt wird, wobei die Induktivitätskomponente L3 größer ist als die Induktivitätskomponente L2. L4 stellt eine Induktivitätskomponente in dem Teil X4 dar, der die kleine elektrische Länge aufweist, wobei die Induktivitätskomponente L4 kleiner ist als die Induktivitätskomponente L3. C1 und C2 stellen eine Kapazität zwischen der Speisungs-Strahlungselektrode 3 und Masse dar und R1 und R2 stellen Leitungswiderstandswertkomponenten der Speisungs-Strahlungselektrode 3 dar.
Das Bilden der Speisungs-Strahlungselektrode 3 auf die oben beschriebene Art und Weise macht es möglich, die Resonanzfrequenzen in der Grundmode und der Mode hoher Ordnung in einer fortschrittlicheren Weise einzustellen. Dies bedeutet, dass es möglich ist, ohne weiteres nicht nur die Resonanzfrequenz f2 in der Mode zweiter Ordnung einzustellen, sondern auch die Resonanzfrequenz f1 in der Grundmode.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben experimentell die Abhängigkeit der Induktivitätskomponente, die durch die Mäanderstruktur 10 bereitgestellt wird, von der Resonanzfrequenz f1 in der Grundmode untersucht, indem die Anzahl von Mäanderlinien der Mäanderstruktur 10 variiert wurde, wodurch die Induktivitätskomponente variiert wird. Die Ergebnisse sind in den 10A und 10B gezeigt.
Wie aus den 10A und 10B zu sehen ist, nimmt die Resonanzfrequenz f1 in der Grundmode mit ansteigender Anzahl von Mäanderlinien der Mäanderstruktur 10 und so mit ansteigender Serieninduktivitätskomponente ab. Anders ausgedrückt nimmt die Resonanzfrequenz f1 in der Grundmode mit sinkender Anzahl von Mäanderlinien der Mäanderstruktur 10 und so mit sinkender Serieninduktivitätskomponente zu. Die Resonanzfrequenz f2 in der Mode zweiter Ordnung jedoch wird im Wesentlichen konstant gehalten, wenn die Anzahl von Mäanderlinien der Mäanderstruktur 10 variiert wird.
Deshalb kann durch ein Variieren der Serieninduktivitätskomponente, die lokal in dem Maximalresonanzstromteil Z (Z1) in der Grundmode in der Mäanderstruktur 10 hinzugefügt wird, die Resonanzfrequenz f1 in der Grundmode unabhängig von der Resonanzfrequenz f2 in der Mode zweiter Ordnung eingestellt werden. Natürlich könnte anstelle eines Variierens der Anzahl von Mäanderlinien der Mäanderstruktur 10 die Mäanderbeabstandung d oder die Breite der Mäanderlinien der Mäanderstruktur 10 variiert werden, um die äquivalente Serieninduktivitätskomponente der Mäanderstruktur 10 zu variieren, um dadurch die Resonanzfrequenz f1 in der Grundmode einzustellen.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird, wie oben beschrieben wurde, zusätzlich zu der Mäanderstruktur 4, die die Serieninduktivitätskomponente lokal in dem Maximalresonanzstromteil Z (Z2) in der Mode zweiter Ordnung bereitstellt, die Mäanderstruktur 10 gebildet, um die Serieninduktivitätskomponente lokal in dem Maximalresonanzstromteil Z (Z1) in der Grundmode bereitzustellen, so dass die elektrische Länge in den jeweiligen Maximalresonanzstromteilen Z in der Grundmode und der Mode hoher Ordnung größer wird als in den anderen Teilen, wodurch es möglich gemacht wird, die jeweiligen Resonanzfrequenzen in der Grundmode und der Mode hoher Ordnung über breitere Bereiche einzustellen.
In der Entwurfsstufe können die jeweiligen Resonanzfrequenzen f1 und f2 in der Grundmode und der Mode hoher Ordnung einfach durch ein Bestimmen der Mäanderstrukturen 4 und 10 bestimmt werden, ohne dass zusätzliche große Veränderungen an dem Entwurf nötig sind. Die Resonanzfrequenzen f1 in der Grundmode und die Resonanzfrequenz f2 in der Mode zweiter Ordnung können präzise unabhängig voneinander gesteuert werden. Dies schafft eine Erhöhung des Freiheitsgrads für den Entwurf der Mehrbandantenne. Dies bedeutet, dass die jeweiligen Resonanzfrequenzen f1 und f2 ohne weiteres präzise auf erwünschte Werte gesetzt und eingestellt werden können. So ist die resultierende Oberflächenbefestigungsantenne 1 hervorragend in Leistung und Zuverlässigkeit.
Die oben beschriebene Technik zum Einstellen der jeweiligen Resonanzfrequenzen f1 und f2 in der Grundmode und der Mode hoher Ordnung mittels Einstellens der Serieninduktivitätskomponenten der Mäanderstrukturen 4 und 10 erlaubt eine Erweiterung der Bereiche, innerhalb der die jeweiligen Resonanzfrequenzen f1 und f2 gesetzt werden können.
So wird es möglich, ohne weiteres und effizient eine Oberflächenbefestigungsantenne 1 bereitzustellen, die die Anforderungen erfüllt, die in den Mehrbandanwendungen benötigt werden, und eine Kotenreduzierung der Oberflächenbefestigungsantenne 1 kann erzielt werden. Die Mäanderstruktur 4 kann in sehr kleinen Bereichen gebildet werden und so kann die Oberflächenbefestigungsantenne 1 in einer Form mit einer kleinen Größe realisiert werden.
Außerdem können bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel, wenn die Oberflächenbefestigungsantenne 1 aufgrund einer Einschränkung der Herstellungsgenauigkeit Abweichungen der Resonanzfrequenzen f1 und f2 in der Grundmode und der Mode zweiter Ordnung von erwünschten Werten aufweist, die Resonanzfrequenzen in der Grundmode und der Mode zweiter Ordnung unabhängig von den erwünschten Werten eingestellt werden, indem die Induktivitätskomponenten der Mäanderstrukturen 4 und 10 mittels Trimmen in einer ähnlichen Weise, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, eingestellt werden. Dies macht es möglich, eine höhere Leistung und Zuverlässigkeit in der Oberflächenbefestigungsantenne 1 zu erzielen.
Obwohl das zweite Ausführungsbeispiel oben Bezug nehmend auf die in 9 gezeigte Oberflächenbefestigungsantenne 1 beschrieben wurde, könnte die Struktur, die das zweite Ausführungsbeispiel kennzeichnet, in einer der Oberflächenbefestigungsantennen 1 gebildet sein, die in den 6 – 8 gezeigt sind (d. h. eine Mäanderstruktur 10 könnte lokal in dem Maximalresonanzstromteil Z (Z1) in der Grundmode gebildet sein (in dem Teil auf der Signalquellenseite der Speisungs-Strahlungselektrode 3), um so große Vorteile zu erhalten, die den oben beschriebenen ähneln.
Im Folgenden wird ein drittes Ausführungsbeispiel beschrieben. Bei diesem dritten Ausführungsbeispiel sind ähnliche Teile wie diejenigen der vorherigen Ausführungsbeispiele durch ähnliche Bezugszeichen bezeichnet und doppelte Beschreibungen derselben sind hierin nicht gegeben.
Wenn Kapazitätskomponenten C parallel zu einem Strompfad (Übertragungsleitung) 12 angeordnet sind, wie in 11A gezeigt ist, kann diese Parallelkapazitätskomponente wie eine äquivalente Serieninduktivitätskomponente L wirken, die aussieht, als ob sie tatsächlich vorhanden wäre.
Dies wird bei dem dritten Ausführungsbeispiel genutzt, um lokal eine äquivalente Serieninduktivitätskomponente in einem von oder beiden der Maximalresonanzstromteile in der Grundmode und der Mode hoher Ordnung zu bilden. Spezifische Beispiele von Oberflächenbefestigungsantennen 1 mit einer derartigen Struktur sind in den 12A, 12B und 12C gezeigt.
In jeder der Oberflächenbefestigungsantennen 1, die in den 12A, 12B und 12C gezeigt sind, ist eine äquivalente Serieninduktivitätskomponente lokal in einem Maximalresonanzstromteil Z (Z2) in der Mode zweiter Ordnung hinzugefügt. Bei dem in 12A gezeigten Beispiel ist ein Seitenende der streifenförmigen Speisungs-Strahlungselektrode 3 teilweise ausgeschnitten, um so einen Ausschnittsabschnitt 13 in einem Maximalresonanzstromteil Z (Z2) in der Mode zweiter Ordnung zu bilden, und eine Parallelkapazitätselektrode 14 ist in dem Ausschnittsteil derart angeordnet, dass die Parallelkapazitätselektrode 14 von der Speisungs-Strahlungselektrode 3 durch einen Zwischenraum beabstandet ist, wodurch eine Parallelkapazitätskomponente C zwischen der Parallelkapazitätselektrode 14 und dem Ausschnittsabschnitt 13 in dem Maximalresonanzstromteil Z (Z2) in der Mode zweiter Ordnung gebildet wird. Als ein Ergebnis wird äquivalent eine Serieninduktivitätskomponente in dem Maximalresonanzstromteil Z (Z2) in der Mode zweiter Ordnung hinzugefügt.
Bei dem in 12B gezeigten Beispiel ist zusätzlich zu der Struktur gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, die oben Bezug nehmend auf 1 beschrieben wurde, eine Parallelkapazitätselektrode 14 nahe an, jedoch durch einen Zwischenraum beabstandet von Ecken einer Mäanderstruktur 4 angeordnet. Außerdem ist in dieser Struktur, wie in der in 12A gezeigten Struktur, eine Parallelkapazitätskomponente C in einem Maximalresonanzstromteil Z (Z2) in der Mode zweiter Ordnung in der Mäanderstruktur 4 gebildet. So ist bei diesem in 12B gezeigten Beispiel die Summe der Serieninduktivitätskomponente, die durch die Mäanderstruktur 4 bereitgestellt wird, und der äquivalenten Serieninduktivitätskomponente, die durch die Kapazitätskomponente C zwischen der Mäanderstruktur 4 und der Parallelkapazitätselektrode 14 bereitgestellt wird, in dem Maximalresonanzstromteil Z (Z2) in der Mode zweiter Ordnung gebildet.
Andererseits ist bei dem in 12C gezeigten Beispiel zusätzlich zu der Struktur gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, die oben Bezug nehmend auf 1 beschrieben wurde, eine Parallelkapazitätselektrode 14 in der Form eines Kamms nahe an einer Mäanderstruktur 4 angeordnet, derart, dass dieselben interdigital miteinander über einen Zwischenraum gekoppelt sind. Außerdem ist bei diesem Fall, wie bei der in 12B gezeigten Struktur, eine Parallelkapazitätskomponente C in einem Maximalresonanzstromteil Z (Z2) in der Mode zweiter Ordnung in der Mäanderstruktur 4 gebildet. Als ein Ergebnis ist die Summe einer Serieninduktivitätskomponente, die durch die Mäanderstruktur 4 bereitgestellt wird, und der äquivalenten Serieninduktivitätskomponente, die durch die Kapazitätskomponente C zwischen der Mäanderstruktur 4 und der Parallelkapazitätselektrode 14 bereitgestellt wird, in dem Maximalresonanzstromteil Z (Z2) in der Mode zweiter Ordnung gebildet.
Die Struktur, die verwendet wird, um äquivalent eine Serieninduktivitätskomponente unter Verwendung einer Parallelkapazitätskomponente zu bilden, ist nicht auf diejenigen eingeschränkt, die in den 12A–12C gezeigt sind. Anstelle eines Bildens der Parallelkapazitätskomponente C in dem Maximalresonanzstromteil Z in der Mode hoher Ordnung z. B. könnte eine ähnliche Struktur in dem Maximalresonanzstromteil Z (Z1) in der Grundmode gebildet sein, um so äquivalent eine Serieninduktivitätskomponente unter Verwendung einer Parallelkapazitätskomponente C zu bilden.
Ferner könnten ähnliche Strukturen in den jeweiligen Maximalresonanzstromteilen Z in der Grundmode und der Mode hoher Ordnung gebildet sein, um so äquivalent lokale Serieninduktivitätskomponenten unter Verwendung von Parallelkapazitätskomponenten C zu bilden. In einer beliebigen der in den 12A–12C gezeigten Strukturen könnte eine Mäanderstruktur, die der Mäanderstruktur 10 ähnelt, die bei dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet wird, ferner in dem Maximalresonanzstromteil Z (Z1) in der Grundmode gebildet sein.
Obwohl die in den 12A–12C gezeigten spezifischen Beispiele λ/4-Resonanz-Antennen des Direktanregungstyps sind, die entworfen sind, um in einem Nicht-Massebereich befestigt zu sein, könnte eine ähnliche Struktur gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel auch in anderen Typen von Oberflächenbefestigungsantennen gebildet sein, wie z. B. einer λ/4-Resonanz-Antenne des Kapazitivanregungstyps, die entworfen ist, um in einem Nicht-Massebereich befestigt zu sein, einer λ/4-Resonanz-Antenne des Direktanregungstyps, die entworfen ist, um in einem Massebereich befestigt zu sein, einer λ/4-Resonanz-Antenne des Kapazitivanregungstyps, die entworfen ist, um in einem Massebereich befestigt zu sein, und einer Oberflächenbefestigungsantenne des Invertiert-F-Typs, um so große Vorteile zu erhalten, die denjenigen, die oben beschrieben wurden, ähneln.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel wird, wie oben beschrieben wurde, unter Ausnutzung der Tatsache, dass eine Serieninduktivitätskomponente äquivalent in einem Strompfad hinzugefügt werden kann, indem eine Kapazitätskomponente C parallel zu dem Strompfad gebildet wird, eine Serieninduktivitätskomponente lokal in einem von oder beiden der Maximalresonanzstromteile in der Grundmode und der Mode hoher Ordnung hinzugefügt. So liefert das dritte Ausführungsbeispiel, das auf die oben beschriebene Art und Weise aufgebaut ist, große Vorteile, wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen, dass die Differenz zwischen der Frequenz in der Grundmode und der Frequenz in der Mode hoher Ordnung variiert werden kann, die jeweiligen Resonanzfrequenzen f1 und f2 in der Grundmode und der Mode hoher Ordnung ohne weiteres gesteuert werden können, der Freiheitsgrad für den Entwurf der Mehrbandantenne erhöht wird, die Oberflächenbefestigungsantenne 1, die die Anforderungen erfüllt, die in den Mehrbandanwendungen benötigt werden, in einer leichten und effizienten Art und Weise erzeugt werden kann und Größe- und Kostenreduzierungen der Oberflächenbefestigungsantenne 1 erzielt werden können.
Der Wert der äquivalenten Serieninduktivitätskomponente kann durch ein Variieren des Werts der Parallelkapazitätskomponente C variiert werden. Deshalb kann, wenn aufgrund einer Einschränkung bei der Herstellungsgenauigkeit eine Abweichung der Resonanzfrequenz in der Grundmode oder der Mode hoher Ordnung von dem erwünschten Wert vorliegt die Resonanzfrequenz durch ein Variieren des Werts der äquivalenten Serieninduktivitätskomponente, die durch die Parallelkapazitätskomponente C bereitgestellt wird, z. B. mittels Trimmen der Parallelkapazitätselektrode 14 eingestellt werden.
Ein viertes Ausführungsbeispiel ist unten beschrieben. Bei diesem vierten Ausführungsbeispiel sind ähnliche Teile wie diejenigen der vorherigen Ausführungsbeispiele durch ähnliche Bezugszeichen bezeichnet und doppelte Beschreibungen derselben sind hierin nicht gegeben.
Das vierte Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass ein dielektrisches Substrat 2 aus mehreren Stücken von Dielektrika hergestellt ist, die in ein einzelnes Stück verbunden sind, derart, dass ein Stück Dielektrikum mit einer großen Dielektrizitätskonstante in zumindest einem der Maximalresonanzstromteile Z in der Grundmode und der Mode hoher Ordnung angeordnet ist.
13A stellt ein spezifisches Beispiel einer Oberflächenbefestigungsantenne 1 mit der oben beschriebenen Struktur dar. Bei dem spezifischen in 13A gezeigten Beispiel umfasst ein dielektrisches Substrat 2 zwei Stücke Dielektrika 15a und ein Stück Dielektrikum 15b, das eine Dielektrizitätskonstante aufweist, die größer ist als diejenige der Stücke Dielektrika 15a, wobei dieselben über ein Keramikhaftmittel oder dergleichen in die Form eines einzelnen Stücks verbunden sind, derart, dass das Stück Dielektrikum 15b zwischen den beiden Stücken Dielektrika 15a angeordnet ist. Das Stück Dielektrikum 15b mit der hohen Dielektrizitätskonstante ist an einem Ort angeordnet, der einem Maximalresonanzstromteil Z (Z2) in der Mode zweiter Ordnung entspricht.
Als ein Ergebnis des Anordnens des Stücks Dielektrikum 15b mit der Dielektrizitätskonstante, die größer ist als diejenige der anderen Stücke Dielektrika, an dem Ort, der dem Maximalresonanzstromteil Z (Z2) in der Mode zweiter Ordnung in dem dielektrischen Substrat 2 entspricht, wird die Kapazität zwischen dem Maximalresonanzstromteil Z (Z2) in der Mode zweiter Ordnung in der Speisungs-Strahlungselektrode 3 und Masse größer als die Kapazität zwischen den anderen Teilen und Masse. Da die Kapazität zwischen dem Maximalresonanzstromteil Z (Z2) in der Mode zweiter Ordnung und Masse parallel zu dem Strompfad der Speisungs-Strahlungselektrode 3 angeordnet ist, liefert die Parallelkapazitätskomponente C eine äquivalente Serieninduktivitätskomponente, die lokal in dem Maximalresonanzstromteil Z (Z2) in der Mode zweiter Ordnung angeordnet ist, wie oben Bezug nehmend auf das dritte Ausführungsbeispiel beschrieben wurde.
Bei dem spezifischen in 13A gezeigten Beispiel ist, wie oben beschrieben wurde, das Stück Dielektrikum 15b mit der Dielektrizitätskonstante, die größer ist als die Dielektrizitätskonstanten der anderen Abschnitte, an dem Ort angeordnet, der dem Maximalresonanzstromteil Z (Z2) in der Mode zweiter Ordnung in dem dielektrischen Substrat 2 entspricht, um so die Serieninduktivitätskomponente lokal in dem Maximalresonanzstromteil Z (Z2) in der Mode zweiter Ordnung in der Speisungs-Strahlungselektrode 3 zu bilden. Dies bedeutet, dass das Stück Dielektrikum 15b zur Bildung der äquivalenten Serieninduktivität dient.
Ein weiteres spezifisches Beispiel ist in 13B gezeigt. Bei diesem in 13B gezeigten Beispiel ist zusätzlich zu der Struktur, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird, das oben Bezug nehmend auf 1 beschrieben wurde, ein Stück Dielektrikum 15b, das zur Bildung einer äquivalenten Serieninduktivität dient, an einem Ort angeordnet, der einem Maximalresonanzstromteil Z (Z2) in der Mode zweiter Ordnung entspricht (d. h. an einem Ort, an dem eine Mäanderstruktur 4 gebildet ist), wie bei dem in 13A gezeigten Beispiel. Bei dem spezifischen in 13B gezeigten Beispiel ist als ein Ergebnis eines Anordnens des Stücks Dielektrikum 15B mit der großen Dielektrizitätskonstante eine äquivalente Serieninduktivitätskomponente, bewirkt durch eine Parallelkapazitätskomponente C mit einem größeren Wert als die anderen Abschnitte zwischen der Mäanderstruktur 4 und Masse in dem Maximalresonanzstromteil Z (Z2) in der Mode zweiter Ordnung in der Speisungs-Strahlungselektrode 3 gebildet, zusätzlich zu einer Serieninduktivitätskomponente, die durch die Mäanderstruktur 4 bereitgestellt wird. Ferner wird die Kapazität zwischen Mäanderlinien d, wie z. B. denjenigen, die in 4 gezeigt sind, durch das Stück Dielektrikum 15b erhöht und die Wirkung der Hinzufügung der äquivalenten Serieninduktivitätskomponente wird verbessert.
Die Struktur, die zur äquivalenten Bildung einer Serieninduktivitätskomponente unter Verwendung eines dielektrischen Materials verwendet wird, das eine große Dielektrizitätskonstante aufweist, ist nicht auf diejenigen eingeschränkt, die in den 13A und 13B gezeigt sind, und verschiedene andere Strukturen könnten ebenso eingesetzt werden. Statt eines lokalen Bildens einer Serieninduktivitätskomponente in dem Maximalresonanzstromteil Z (Z2) in der Mode zweiter Ordnung unter Verwendung eines dielektrischen Materials mit einer großen Dielektrizitätskonstante, wie bei den in den 13A und 13B gezeigten Beispielen, könnte z. B. eine äquivalente Serieninduktivität in dem Maximalresonanzstromteil Z (Z1) in der Grundmode unter Verwendung eines dielektrischen Materials mit einer großen Dielektrizitätskonstante hinzugefügt werden. In diesem Fall ist z. B. ein Stück Dielektrikum 15b, das eine große Dielektrizitätskonstante aufweist und dazu dient, die äquivalente Serieninduktivität zu bilden, in dem dielektrischen Substrat 2 an einem Ort angeordnet, der dem Maximalresonanzstromteil Z (Z1) in der Grundmode entspricht.
Äquivalente Serieninduktivitätskomponenten könnten lokal in beiden Maximalresonanzstromteilen Z in der Grundmode und der Mode zweiter Ordnung unter Verwendung eines dielektrischen Materials mit einer großen Dielektrizitätskonstante hinzugefügt werden. In diesem Fall sind z. B. Stücke Dielektrika 15b, die eine große Dielektrizitätskonstante aufweisen und dazu dienen, die äquivalente Serieninduktivität zu bilden, in dem dielektrischen Substrat 2 an jeweiligen Orten, die den Maximalresonanzstromteilen Z (Z1) in der Grundmode und der Mode zweiter Ordnung entsprechen, angeordnet.
Obwohl bei den spezifischen in den 13A und 13B gezeigten Beispielen das dielektrische Substrat 1 aus mehreren unterschiedlichen Typen Dielektrika 15a und 15b hergestellt ist, die in das einzelne Stück verbunden sind, könnte das dielektrische Substrat 1 derart gebildet sein, dass z. B. eine Rille oder ein Durchgangsloch in dem dielektrischen Substrat 2 an einem Ort gebildet ist, der einem oder beiden der Maximalresonanzstromteile Z in der Grundmode und der Mode hoher Ordnung entspricht, und dass die Rille oder das Durchgangsloch mit einem dielektrischen Material gefüllt ist, das eine größere Dielektrizitätskonstante als diejenigen der anderen Abschnitte aufweist und zum Bilden einer äquivalenten Serieninduktivität dient. Alternativ könnte ein Stück eines plattenförmigen (chipförmigen) dielektrischen Materials mit einer großen Dielektrizitätskonstante mit dem dielektrischen Substrat 2 an einem Ort, der einem von oder beiden der Maximalresonanzstromteile Z in der Grundmode und der Mode hoher Ordnung entspricht, verbunden sein.
Obwohl bei dem in 13B gezeigten Beispiel die Struktur, die das vierte Ausführungsbeispiel kennzeichnet, in der Oberflächenbefestigungsantenne 1 mit der Struktur gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gebildet ist, könnte die Struktur, die das vierte Ausführungsbeispiel kennzeichnet, in der Oberflächenbefestigungsantenne 1 gebildet sein, die die Struktur gemäß einem von oder einer Kombination des ersten bis dritten Ausführungsbeispiels aufweist.
Obwohl die spezifischen in den 13A und 13B gezeigten Beispiele λ/4-Resonanzantennen des Direktanregungstyps sind, die entworfen sind, um in einem Nicht-Massebereich befestigt zu sein, könnte eine ähnliche Struktur gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel auch in anderen Typen von Oberflächenbefestigungsantennen gebildet sein, wie z. B. einer λ/4-Resonanzantenne des Kapazitivanregungstyps, die entworfen ist, um in einem Nicht-Massebereich befestigt zu sein, einer λ/4-Resonanzantenne des Direktanregungstyps, die entworfen ist, um in einem Massebereich befestigt zu sein, einer λ/4-Resonanzantenne des Kapazitivanregungstyps, die entworfen ist, um in einem Massebereich befestigt zu sein, und einer Oberflächenbefestigungsantenne des Invertiert-F-Typs, um so große Vorteile zu erhalten, die denjenigen, die oben beschrieben wurden, ähneln.
Bei diesem vierten Ausführungsbeispiel ist, wie oben beschrieben wurde, das Dielektrikum, das die Dielektrizitätskonstante aufweist, die größer ist als diejenigen der anderen Abschnitte, und das zur Bildung der äquivalenten Serieninduktivität dient, in dem dielektrischen Substrat 2 an dem Ort, der zumindest einem der Maximalresonanzstromteile Z in der Grundmode und der Mode hoher Ordnung entspricht, angeordnet, wodurch lokal die Serieninduktivitätskomponente in dem Maximalresonanzstromteil Z in der Grundmode und der Mode hoher Ordnung gebildet wird. So schafft das vierte Ausführungsbeispiel große Vorteile, die denjenigen ähneln, die bei den vorherigen Ausführungsbeispielen erhalten werden.
Nun wird unten ein fünftes Ausführungsbeispiel beschrieben. Bei diesem fünften Ausführungsbeispiel sind ähnliche Teile wie diejenigen der vorherigen Ausführungsbeispiele durch ähnliche Bezugszeichen bezeichnet und wiederholte Beschreibungen derselben sind hierin nicht gegeben.
Das fünfte Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Speisungs-Strahlungselektrode 3 in der Form einer helischen Struktur, wie in 14 gezeigt ist, gebildet ist und eine Serieninduktivitätskomponente lokal in einem von oder beiden Maximalresonanzstromteilen Z in der Grundmode und der Mode hoher Ordnung in der helischen Speisungs-Strahlungselektrode 3 hinzugefügt ist.
In der Speisungs-Strahlungselektrode 3, die in der Form der helischen Struktur gebildet ist, wird, wenn die Entfernung von Leitung zu Leitung der helischen Struktur lokal reduziert ist, wie dies der Fall in einem in 14 gezeigten Teil P ist, die Induktivität lokal erhöht. Der Wert der lokal erhöhten Induktivität kann durch ein Variieren der Anzahl helischer Leitungen oder der Entfernung von Leitung zu Leitung oder durch ein lokales Variieren der Dielektrizitätskonstante des dielektrischen Substrats 2, wie in dem vierten Ausführungsbeispiel durchgeführt, variiert werden. Dies wird bei dem fünften Ausführungsbeispiel ausgenutzt, um lokal eine Serieninduktivität in einem von oder beiden Maximalresonanzstromteilen in der Grundmode und der Mode hoher Ordnung zu bilden.
Dies bedeutet, dass bei diesem fünften Ausführungsbeispiel in der Oberflächenbefestigungsantenne 1, die die helische Speisungs-Strahlungselektrode 3 umfasst, die Serieninduktivitätskomponente lokal in einer von oder beiden der Maximalresonanzstromteile in der Grundmode und der Mode hoher Ordnung gebildet ist und so große Vorteile, die denjenigen ähneln, die bei den vorherigen Ausführungsbeispielen erhalten werden, ebenso erhalten werden.
Nun wird unten ein sechstes Ausführungsbeispiel beschrieben. Bei diesem sechsten Ausführungsbeispiel sind ähnliche Teile wie diejenigen der vorherigen Ausführungsbeispiele durch ähnliche Bezugszeichen bezeichnet und doppelte Beschreibungen derselben sind hierin nicht gegeben.
Das sechste Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass in einer Oberflächenbefestigungsantenne 1, die eine Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 sowie eine Speisungs-Strahlungselektrode 3 umfasst, die beide auf der Oberfläche eines dielektrischen Substrats 2 gebildet sind, eine Serieninduktivitätskomponente lokal in einer von oder beiden Maximalresonanzstromteilen Z in der Grundmode und der Mode hoher Ordnung in der Speisungs-Strahlungselektrode 3 hinzugefügt ist, in einer ähnlichen Weise wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen, wie in den 15–17 gezeigt ist.
Bei den in den 15 und 16 gezeigten Beispielen umfasst jede Oberflächenbefestigungsantenne 1 eine Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20. Wenn die Resonanzfrequenz f der Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 nahe an die Resonanzfrequenz f1 in der Grundmode der Speisungs-Strahlungselektrode 3 gesetzt ist, liefert die Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 eine Mehrfachresonanz in Verbindung mit einer Resonanzwelle in der Grundmode, die durch die Speisungs-Strahlungselektrode 3 bereitgestellt wird, wie durch ein Frequenzcharakteristikdiagramm, das in 18A gezeigt ist, dargestellt ist, und so wird eine Erweiterung der Bandbreite in der Grundmode erzielt.
Andererseits liefert, wenn die Resonanzfrequenz f der Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 nahe an die Resonanzfrequenz f2 in der Mode hoher Ordnung der Speisungs-Strahlungselektrode 3 gesetzt ist, die Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 eine Mehrfachresonanz in Verbindung mit einer Resonanzwelle in der Mode hoher Ordnung, die durch die Speisungs-Strahlungselektrode 3 bereitgestellt wird, wie durch ein Frequenzcharakteristikdiagramm, das in 18C gezeigt ist, dargestellt ist, und so kann eine Erweiterung der Bandbreite in der Mode hoher Ordnung erzielt werden.
Bei dem in 17 gezeigten Beispiel umfasst jede Oberflächenbefestigungsantenne 1 zwei Nicht-Speisungs-Strahlungselektroden 20 (20a, 20b). Wenn die Resonanzfrequenzen fa und fb der jeweiligen Nicht-Speisungs-Strahlungselektroden 20a und 20b leicht unterschiedlich voneinander und nahe an der Resonanzfrequenz f1 in der Grundmode der Speisungs-Strahlungselektrode 3 gesetzt sind, tritt eine Dreifachresonanz in der Grundmode, die der Speisungs-Strahlungselektrode 3 zugeordnet ist, wie in 18B gezeigt ist, auf und so kann eine weitere Erweiterung der Bandbreite in der Grundmode, die der Speisungs-Strahlungselektrode 3 zugeordnet ist, erzielt werden.
Andererseits tritt, wenn die Resonanzfrequenzen fa und fb der jeweiligen Nicht-Speisungs-Strahlungselektroden 20a und 20b leicht unterschiedlich voneinander und nahe an die Resonanzfrequenz f2 in der Grundmode der Speisungs-Strahlungselektrode 3 gesetzt sind, eine Dreifachresonanz in der Mode hoher Ordnung, die der Speisungs-Strahlungselektrode 3 zugeordnet ist, auf, wie in 18D gezeigt ist, und so wird eine weitere Erweiterung der Bandbreite in der Mode hoher Ordnung, die der Speisungs-Strahlungselektrode 3 zugeordnet ist, erzielt.
Alternativ könnte eine der Resonanzfrequenzen der Nicht-Speisungs-Strahlungselektroden 20a und 20b nahe an die Resonanzfrequenz f1 in der Grundmode der Speisungs-Strahlungselektrode 3 gesetzt sein und die andere der Resonanzfrequenzen der Nicht-Speisungs-Strahlungselektroden 20a und 20b könnte nahe an die Resonanzfrequenz f2 in der Mode hoher Ordnung der Speisungs-Strahlungselektrode 3 gesetzt sein, so dass eine Mehrfachresonanz in sowohl der Grundmode als auch der Mode hoher Ordnung, die der Speisungs-Strahlungselektrode 3 zugeordnet ist, wie in 18E gezeigt ist, auftritt, wodurch eine Erweiterung der Bandbreite in sowohl der Grundmode als auch der Mode hoher Ordnung erzielt wird.
Bei den spezifischen in den 15 – 17 gezeigten Beispielen ist eine Mäanderstruktur 4 in einem Maximalresonanzstromteil Z in der Mode hoher Ordnung in der Speisungs-Strahlungselektrode 3 gebildet, um so lokal eine Serieninduktivitätskomponente wie in dem ersten Ausführungsbeispiel bereitzustellen, und so werden große Vorteile erzielt, die denjenigen ähneln, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten werden.
Die in den 15A und 15B gezeigten Oberflächenbefestigungsantennen 1 sind von dem λ/4-Resonanz-Direktanregungstyp, der entworfen ist, um in einem Nicht-Massebereich befestigt zu sein. Bei dem in 15A gezeigten Beispiel ist eine mäanderförmige Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 auf der oberen Oberfläche 2a eines dielektrischen Substrats 2 gebildet, während bei dem in 15B gezeigten Beispiel eine mäanderförmige Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 auf einer Seitenfläche 2c eines dielektrischen Substrats 2 gebildet ist. Mit Ausnahme des Obigen sind die Oberflächenbefestigungsantennen 1, die in den 15A und 15B gezeigt sind, strukturmäßig ähnlich zueinander.
Die Oberflächenbefestigungsantennen 1, die in den 15C und 15D gezeigt sind, sind von dem λ/4-Resonanz-Direktanregungstyp, der entworfen ist, um in einem Massebereich befestigt zu sein. Bei dem in 15C gezeigten Beispiel ist eine mäanderförmige Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 auf einer Seitenfläche 2d eines dielektrischen Substrats 2 gebildet. Bei dem in 15D gezeigten Beispiel ist eine mäanderförmige Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 derart gebildet, dass sie sich von der oberen Oberfläche 2a auf eine Seitenfläche 2e eines dielektrischen Substrats 2 erstreckt. Bei dem in 15C gezeigten Beispiel ist die Speisungs-Strahlungselektrode 3 derart gebildet, dass ihre Breite von der Seite einer Speisungselektrode 5 zu einer Mäanderstruktur 4 zunimmt, während die Breite der Speisungs-Strahlungselektrode 3 bei dem in 15D gezeigten Beispiel im Wesentlichen über die gesamte Länge von einem Ende zu dem gegenüberliegenden Ende fest ist. Mit Ausnahme des Obigen sind die Oberflächenbefestigungsantennen 1, die in den 15C und 15D gezeigt sind, strukturmäßig ähnlich zueinander.
Bei den jeweiligen Oberflächenbefestigungsantennen 1, die in den 15A–15D gezeigt sind, ist die Vektorrichtung des Stromflusses durch die Speisungs-Strahlungselektrode 3 durch einen Pfeil A in den jeweiligen Figuren bezeichnet und die Vektorrichtung des Stromflusses durch die Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 ist durch einen Pfeil B in den jeweiligen Figuren bezeichnet, wobei die Vektorrichtung A des Stromflusses durch die Speisungs-Strahlungselektrode 3 und die Vektorrichtung B des Stromflusses durch die Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 im Wesentlichen senkrecht zueinander sind.
Da die Vektorrichtung A des Stromflusses durch die Speisungs-Strahlungselektrode 3 und die Vektorrichtung B des Stromflusses durch die Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 im Wesentlichen senkrecht zueinander sind, können die Speisungs-Strahlungselektrode 3 und die Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 eine stabile Mehrfachresonanz schaffen, ohne eine gegenseitige Interferenz zu bewirken. Dies macht es möglich, eine Breitband-Oberflächenbefestigungsantenne 1 zu realisieren, die eine hohe Zuverlässigkeit in Bezug auf die Frequenzcharakteristik aufweist.
Die Oberflächenbefestigungsantennen 1, die in den 16A und 15B gezeigt sind, sind von dem λ/4-Resonanz-Direktanregungstyp, der entworfen ist, um in einem Nicht-Massebereich befestigt zu sein. Bei der in 15A gezeigten Oberflächenbefestigungsantenne 1 ist eine mäanderförmige Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 derart gebildet, dass sie sich von der oberen Oberfläche 2a auf eine Seitenfläche 2b eines dielektrischen Substrats 2 erstreckt, während bei der in 15B gezeigten Oberflächenbefestigungsantenne 1 eine mäanderförmige Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 auf einer Seitenfläche 2c eines dielektrischen Substrats 2 gebildet ist. Mit Ausnahme des Obigen sind die Oberflächenbefestigungsantennen 1, die in den 16A und 16B gezeigt sind, strukturmäßig ähnlich zueinander.
Die Oberflächenbefestigungsantennen 1, die in den 16C und 16D gezeigt sind, sind von dem λ/4-Resonanz-Direktanregungstyp, der entworfen ist, um in einem Massebereich befestigt zu sein. Bei der in 15C gezeigten Oberflächenbefestigungsantenne 1 ist eine mäanderförmige Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 auf einer Seitenfläche 2d eines dielektrischen Substrats 2 gebildet, während bei der in 16D gezeigten Oberflächenbefestigungsantenne 1 eine mäanderförmige Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 derart gebildet ist, dass sie sich von der oberen Oberfläche 2a auf eine Seitenfläche 2e eines dielektrischen Substrats 2 erstreckt. Bei der in 16C gezeigten Oberflächenbefestigungsantenne 1 ist die Speisungs-Strahlungselektrode 3 derart gebildet, dass ihre Breite von der Seite einer Speisungselektrode 5 zu einer Mäanderstruktur 4 zunimmt, während die Breite der Speisungs-Strahlungselektrode 3 in der Oberflächenbefestigungsantenne 1, die in 16D gezeigt ist, im Wesentlichen über die gesamte Länge von einem Ende zu dem gegenüberliegenden Ende fest ist. Mit Ausnahme des Obigen sind die Oberflächenbefestigungsantennen 1, die in den 16C und 16D gezeigt sind, strukturmäßig ähnlich zueinander.
Bei den spezifischen Beispielen, die in den 16A – 16D gezeigt sind, wird das elektrische Feld, das der Speisungs-Strahlungselektrode 3 zugeordnet ist, in einem Teil, der durch eine unterbrochene Linie α umgeben ist, maximal und das elektrische Feld, das der Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 zugeordnet ist, wird in einem Teil, der durch eine unterbrochene Linie β umgeben ist, maximal, wobei der Teil α, in dem das elektrische Feld, das der Speisungs-Strahlungselektrode 3 zugeordnet ist, maximal wird, und der Teil β, in dem das elektrische Feld, das der Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 zugeordnet ist, maximal wird, weit voneinander entfernt sind. Da der Teil α, in dem das elektrische Feld, das der Speisungs-Strahlungselektrode 3 zugeordnet ist, maximal wird, und der Teil β, in dem das elektrische Feld, das der Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 zugeordnet ist, maximal wird, weit voneinander entfernt sind, wie in den 16A–16D gezeigt ist, können die Speisungs-Strahlungselektrode 3 und die Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 eine stabile Mehrfachresonanz liefern, ohne eine gegenseitige Interferenz zu bewirken, wodurch sichergestellt wird, dass eine breite Bandbreite ohne jegliches Problem erzielt werden kann.
Andererseits umfasst bei den spezifischen Beispielen, die in den 17A–17C gezeigt sind, wie oben beschrieben wurde, jede Oberflächenbefestigungsantenne 1 zwei Nicht-Speisungs-Strahlungselektroden 20a und 20b, um so eine weitere Erweiterung der Bandbreite zu erzielen. Wie zu sehen ist, gibt es Unterschiede bei Formen und Orten der Nicht-Speisungs-Strahlungselektroden 20a und 20b unter den Beispielen, die in den 17A–17C gezeigt sind. Mit Ausnahme des Oberen besitzen dieselben eine ähnliche Struktur.
Bei der Oberflächenbefestigungsantenne 1 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel, bei dem eine Erweiterung der Bandbreite mittels einer Mehrfachresonanz unter Verwendung der Speisungs-Strahlungselektrode 3 und der Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 erzielt wird, werden auch große Vorteile, die denjenigen ähneln, die in den vorherigen Ausführungsbeispielen erhalten wurden, durch ein Bilden der Speisungs-Strahlungselektrode 3, um eine der Strukturen aufzuweisen, die in den vorherigen Ausführungsbeispielen verwendet werden, erhalten.
Bei den spezifischen in den 15–17 gezeigten Beispielen wird eine Serieninduktivitätskomponente in dem Maximalresonanzstromteil Z in der Mode hoher Ordnung in der Speisungs-Strahlungselektrode 3 hinzugefügt. Alternativ könnte natürlich eine Serieninduktivitätskomponente auch nicht lokal in dem Maximalresonanzstromteil Z in der Mode hoher Ordnung hinzugefügt werden, sondern in dem in der Grundmode in der Speisungs-Strahlungselektrode, die auf der Oberflächenbefestigungsantenne gebildet ist. Ferner könnten, wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, Serieninduktivitätskomponenten lokal in beiden Maximalresonanzstromteilen Z in der Grundmode und der Mode hoher Ordnung in der Speisungs-Strahlungselektrode 3 hinzugefügt werden.
Ferner könnte auch eine Serieninduktivitätskomponente lokal in einer von oder beiden der Maximalresonanzstromteile Z in der Grundmode und der Mode hoher Ordnung unter Verwendung einer Parallelkapazitätskomponente C wie bei dem dritten Ausführungsbeispiel hinzugefügt werden, oder unter Verwendung eines dielektrischen Materials, das eine hohe Dielektrizitätskonstante aufweist, zum Bereitstellen einer äquivalenten Serieninduktivität wie bei dem vierten Ausführungsbeispiel, oder anderweitig unter Verwendung einer beliebigen Kombination des ersten bis vierten Ausführungsbeispiels.
Obwohl die Oberflächenbefestigungsantennen 1, die in den 15–17 gezeigt sind, von dem Direktanregungstyp sind, könnte eine ähnliche Struktur, die bei einem beliebigen Ausführungsbeispiel eingesetzt wird, auch auf andere Typen von Oberflächenbefestigungsantennen angewendet werden, wie z. B. einen Kapazitivkopplungstyp, einen helischen Typ oder einen Invertiert-F-Typ, wodurch große Vorteile erzielt werden, die denjenigen ähneln, die in den jeweiligen Ausführungsbeispielen erhalten werden.
Nun wird unten ein siebtes Ausführungsbeispiel beschrieben. Bei diesem siebten Ausführungsbeispiel sind ähnliche Teile wie diejenigen der vorherigen Ausführungsbeispiele durch ähnliche Bezugszeichen bezeichnet und doppelte Beschreibungen derselben sind hierin nicht gegeben.
Das siebte Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass in einer Oberflächenbefestigungsantenne 1, die sowohl eine Speisungs-Strahlungselektrode 3 als auch eine Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 umfasst, eine Serieninduktivitätskomponente lokal in einer von oder beiden Maximalresonanzstromteilen in der Grundmode und der Mode hoher Ordnung nicht nur in der Speisungs-Strahlungselektrode 3, sondern auch in der Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 hinzugefügt wird, indem eine der Techniken eingesetzt wird, die in den vorherigen Ausführungsbeispielen offenbart sind.
Anders ausgedrückt ist bei diesem siebten Ausführungsbeispiel nicht nur die Speisungs-Strahlungselektrode 3, sondern auch die Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 gebildet, um eine Serie von Teilen zu umfassen, die derart angeordnet sind, dass die elektrische Länge pro Einheit physischer Länge abwechselnd von einem Teil zu dem anderen groß und klein ist.
Spezifische Beispiele der Oberflächenbefestigungsantennen 1, die auf die oben beschriebene Art und Weise aufgebaut sind, sind in den 19A–19C, 20A und 20B gezeigt. Bei den Oberflächenbefestigungsantennen 1, die in den 19A–19C, 20A und 20B gezeigt sind, ist eine Mäanderstruktur 4 lokal in einer Speisungs-Strahlungselektrode 3 gebildet und eine Mäanderstruktur 21 ist lokal in einer Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 gebildet, so dass die Mäanderstrukturen 4 und 21 Serieninduktivitätskomponenten lokal in Maximalresonanzstromteilen Z in der Mode hoher Ordnung in der Speisungs-Strahlungselektrode 3 bzw. der Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 liefern.
Die Oberflächenbefestigungsantennen 1, die in den 19A–19C gezeigt sind, sind von dem λ/4-Resonanz-Direktanregungstyp, der entworfen ist, um in einem Massebereich befestigt zu sein. Bei den in den 19A und 19C gezeigten Oberflächenbefestigungsantennen 1 sind die Vektorrichtung A des Stromflusses durch die Speisungs-Strahlungselektrode 3 und die Vektorrichtung B des Stromflusses durch die Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 im Wesentlichen senkrecht zueinander und so wird sichergestellt, dass die Speisungs-Strahlungselektrode 3 und die Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 eine stabile Mehrfachresonanz bereitstellen können, ohne eine gegenseitige Interferenz zu bewirken. Ferner sind bei den Oberflächenbefestigungsantennen 1, die in den 19A–19C gezeigt sind, ein Teil α, in dem das elektrische Feld, das der Speisungs-Strahlungselektrode 3 zugeordnet ist, maximal wird, und ein Teil β, in dem das elektrische Feld, das der Nicht-Speisungs- Strahlungselektrode 20 zugeordnet ist, maximal wird, weiter voneinander entfernt, um sicherzustellen, dass die Speisungs-Strahlungselektrode 3 und die Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 eine stabile Mehrfachresonanz bereitstellen können, ohne eine gegenseitige Interferenz zu bewirken.
Die Oberflächenbefestigungsantennen 1, die in den 20A und 20B gezeigt sind, sind von dem λ/4-Resonanz-Direktanregungstyp, der entworfen ist, um in einem Nicht-Massebereich befestigt zu sein. Bei der in 20A gezeigten Oberflächenbefestigungsantenne sind, wie bei denjenigen, die in den 19A und 19C gezeigt sind, die Vektorrichtung A des Stromflusses durch die Speisungs-Strahlungselektrode 3 und die Vektorrichtung B des Stromflusses durch die Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 im Wesentlichen senkrecht zueinander. In der Oberflächenbefestigungsantenne 1, die in 20B gezeigt ist, sind, wie bei denjenigen, die in den 19A–19C gezeigt sind, ein Teil α, in dem das elektrische Feld, das der Speisungs-Strahlungselektrode 3 zugeordnet ist, maximal wird, und ein Teil β, in dem das elektrische Feld, das der Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 zugeordnet ist, maximal wird, weit voneinander entfernt. Ein Verwenden derartiger Strukturen in den Oberflächenbefestigungsantennen 1, die in den 20A und 20B gezeigt sind, macht es möglich, eine stabile Mehrfachresonanz zu erzielen, ohne eine Interferenz zwischen der Speisungs-Strahlungselektrode 3 und der Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 zu haben.
Bei der Oberflächenbefestigungsantenne 1 des Mehrfachresonanztyps gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel wird die Serieninduktivitätskomponente nicht nur in der Speisungs-Strahlungselektrode 3 lokal hinzugefügt, sondern auch in der Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20, indem eine der Techniken eingesetzt wird, die in den vorherigen Ausführungsbeispielen beschreiben sind, wie oben beschrieben wurde, wodurch es möglich gemacht wird, die Resonanzfrequenz, die der Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 zuge ordnet ist, ohne weiteres zu variieren und auf einen erwünschten Wert zu setzen. So wird es noch einfacher, eine Oberflächenbefestigungsantenne 1 bereitzustellen, die die Anforderungen erfüllt, die in Mehrbandanwendungen erforderlich sind.
Das siebte Ausführungsbeispiel wurde oben Bezug nehmend auf die spezifischen Beispiele beschrieben, die in den 19A–19C, 20A und 20B gezeigt sind. Das siebte Ausführungsbeispiel ist jedoch nicht auf diejenigen spezifischen Ausführungsbeispiele eingeschränkt, die in den 19A–19C, 20A und 20B gezeigt sind. Obwohl z. B. bei den Beispielen, die in den 19A–19C, 20A und 20B gezeigt sind, die Serieninduktivitätskomponente lokal in den Maximalresonanzstromteilen Z in der Mode hoher Ordnung in der Speisungs-Strahlungselektrode 3 und der Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode 20 hinzugefügt wird, könnte eine Serieninduktivitätskomponente auch nicht lokal in dem Maximalresonanzstromteil Z in der Mode hoher Ordnung hinzugefügt werden, sondern in dem in der Grundmode, oder Serieninduktivitätskomponenten könnten lokal in beiden Maximalresonanzstromteilen Z in der Grundmode und der Mode hoher Ordnung hinzugefügt werden.
Ferner könnte statt eines Verwendens einer Mäanderstruktur zur Bildung einer Serieninduktivitätskomponente eine Parallelkapazität, ein dielektrisches Material zum Bilden einer äquivalenten Serieninduktivität oder ein anderes Mittel, das in den vorherigen Ausführungsbeispielen offenbart ist, eingesetzt werden, um lokal eine Serieninduktivitätskomponente hinzuzufügen.
Obwohl die Oberflächenbefestigungsantennen, die in den 19A–19C, 20A und 20B gezeigt sind, von dem Direktanregungstyp sind, könnte das siebte Ausführungsbeispiel auch auf andere Typen von Oberflächenbefestigungsantennen angewendet werden, wie z. B. einen Kapazitivkopplungstyp, einen helischen Typ oder einen Invertiert-F-Typ. Auch in diesem Fall werden große Vorteile, die denjenigen ähneln, die oben beschrieben sind, erhalten.
Nun wird unten ein achtes Ausführungsbeispiel beschrieben. Bei diesem achten Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel einer Kommunikationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung offenbart. Insbesondere ist ein tragbares Telefon, wie z. B. dasjenige, das in 21 gezeigt ist, hierin als eine Kommunikationsvorrichtung gemäß dem achten Ausführungsbeispiel offenbart. Das tragbare Telefon 30 umfasst eine Schaltungsplatine 32, die in einem Gehäuse 31 angeordnet ist, und eine Oberflächenbefestigungsantenne 1, die gemäß einem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele aufgebaut ist, ist an der Schaltungsplatine 32 befestigt.
Auf der Schaltungsplatine 32 des tragbaren Telefons sind, wie in 21 gezeigt ist, auch eine Sendeschaltung 33, eine Empfangsschaltung 34 und ein Duplexer 35 vorgesehen. Die Oberflächenbefestigungsantenne 1 ist derart an der Schaltungsplatine 32 befestigt, dass sie elektrisch mit der Sendeschaltung 33 oder der Empfangsschaltung 34 über den Duplexer 35 verbunden ist. Bei diesem tragbaren Telefon 30 werden Sende- und Empfangsoperationen untereinander durch den Duplexer 35 umgeschaltet.
Bei diesem achten Ausführungsbeispiel ist, da das tragbare Telefon 30 die Dualband-Oberflächenbefestigungsantenne umfasst, die gemäß einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele aufgebaut ist, das tragbare Telefon 30 in der Lage, Signale in zwei unterschiedlichen Frequenzbändern unter Verwendung der gleichen einzelnen Oberflächenbefestigungsantenne 1 zu senden und zu empfangen. Ferner können die Resonanzfrequenzen in der Grundmode und der Mode hoher Ordnung, die der Speisungs-Strahlungselektrode 3 zugeordnet ist, genau auf erwünschte Werte gesetzt werden, wobei es möglich ist, eine Kommunikationsvorrichtung bereitzustellen, die eine Hochleistungsantennencharakteristik mit hoher Zuverlässigkeit aufweist.
Wie zuvor beschrieben wurde, kann die Oberflächenbefestigungsantenne 1, die gemäß einem der vorherigen Ausführungsbeispiele aufgebaut ist, mit geringen Kosten bereitgestellt werden und so kann die Kommunikationsvorrichtung, die die billige Oberflächenbefestigungsantenne 1 umfasst, auch mit geringen Kosten bereitgestellt werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung oben mit den spezifischen Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele eingeschränkt. Obwohl bei dem achten Ausführungsbeispiel z. B. das tragbare Telefon 30 als ein Beispiel der Kommunikationsvorrichtung beschrieben wurde, könnte die vorliegende Erfindung auch auf andere Typen von Funkkommunikationsvorrichtungen angewendet werden.
Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich wird, liefert die vorliegende Erfindung große Vorteile, wie unten beschrieben ist. Dies bedeutet, dass in der Oberflächenbefestigungsantenne gemäß der vorliegenden Erfindung eine Serie von Teilen entlang des Strompfads der Speisungs-Strahlungselektrode derart gebildet ist, dass die elektrische Länge pro Einheit physischer Länge abwechselnd von einem Teil zu einem anderen groß und klein ist, wodurch es möglich gemacht wird, die Differenz zwischen der Resonanzfrequenz in der Grundmode und derjenigen in der Mode hoher Ordnung über einen breiten Bereich zu steuern. Insbesondere ist es, wenn eine Serieninduktivitätskomponente lokal in einem von oder beiden Maximalresonanzstromteilen in der Grundmode und der Mode hoher Ordnung in der Speisungs-Strahlungselektrode der Oberflächenbefestigungsantenne hinzugefügt wird, wodurch ein Teil mit einer großen elektrischen Länge gebildet wird, möglich, die Differenz zwischen der Resonanzfrequenz in der Grundmode und derjenigen in der Mode hoher Ordnung genau zu steuern.
Es ist durch ein einfaches Variieren des Werts der Serieninduktivitätskomponente, wie oben beschrieben wurde, möglich, die Resonanzfrequenz in der Mode, die der oben hinzugefügten Serieninduktivität zugeordnet ist, unabhängig von der Resonanzfrequenz in der anderen Mode (Grundmode oder Mode hoher Ordnung) einzustellen und zu setzen. So wird es leichter, die jeweiligen Resonanzfrequenzen in der Grundmode und der Mode hoher Ordnung zu variieren und zu setzen, und der Freiheitsgrad für den Entwurf der Antenne zur Verwendung in Mehrbandanwendungen wird erweitert.
Deshalb ist es möglich, die Oberflächenbefestigungsantenne ohne weiteres und effizient zu entwerfen, um eine erwünschte Frequenzcharakteristik aufzuweisen. Außerdem kann, wenn die Resonanzfrequenz durch die Serieninduktivitätskomponente gesetzt wird, die Resonanzfrequenz ohne weiteres und präzise gesteuert werden. So liefert die vorliegende Erfindung sehr große Vorteile, dass die Oberflächenbefestigungsantenne mit verbesserter Leistung und Zuverlässigkeit billiger bereitgestellt werden kann.
Eine Serieninduktivitätskomponente zum Bilden eines Teils mit einer großen elektrischen Länge kann durch ein Bilden einer Mäanderstruktur in einer Speisungs-Strahlungselektrode oder durch ein Hinzufügen einer äquivalenten Serieninduktivitätskomponente unter Verwendung einer Parallelkapazitätskomponente oder andernfalls durch ein lokales Anordnen eines dielektrischen Materials mit einer großen Dielektrizitätskonstante realisiert werden. In jedem Fall kann eine Serieninduktivitätskomponente in einem von oder beiden Maximalresonanzstromteilen in der Grundmode und der Mode hoher Ordnung hinzugefügt werden, ohne eine Vergrößerung der Oberflächenbefestigungsantenne zu bewirken. Der Wert der Serieninduktivitätskomponente kann ohne weiteres über einen sehr großen Bereich variiert werden und so kann die Resonanzfrequenz in der Mode, die der hinzugefügten Serieninduktivitätskomponente zugeordnet ist, über einen sehr großen Bereich gesteuert, eingestellt und gesetzt werden.
Wenn eine Speisungs-Strahlungselektrode in der Form einer helischen Struktur gebildet ist und eine Serieninduktivitätskomponente durch ein lokales Senken der Entfernung von Leitung zu Leitung der helischen Struktur in einer von oder beiden Maximalresonanzstromteilen in der Grundmode und der Mode hoher Ordnung bereitgestellt wird, kann eine Oberflächenbefestigungsantenne des helischen Typs, die große Vorteile aufweist, die denjenigen ähneln, die oben beschrieben wurden, realisiert werden. Außerdem können in dem Fall einer Oberflächenbefestigungsantenne des Mehrfachresonanztyps, die eine Speisungs-Strahlungselektrode und eine Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode aufweist, ähnlich große Vorteile durch ein Hinzufügen einer Serieninduktivitätskomponente in einem von oder beiden Maximalresonanzstromteilen in der Grundmode und der Mode hoher Ordnung in der Speisungs-Strahlungselektrode erhalten werden.
Ferner könnte in der Oberflächenbefestigungsantenne des Mehrfachresonanztyps eine Serieninduktivitätskomponente auch nicht nur zu der Speisungs-Strahlungselektrode hinzugefügt werden, sondern auch zu der Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode, oder die Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode könnte aus einer Serie von Teilen gebildet sein, die derart angeordnet sind, dass die elektrische Länge abwechselnd von einem Teil zu einem anderen groß und klein wird. In diesem Fall wird es leicht, nicht nur die Resonanzfrequenz, die der Speisungs-Strahlungselektrode zugeordnet ist, sondern auch die Resonanzfrequenz, die der Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode zugeordnet ist, einzustellen und zu setzen, und so wird es möglich, eine Oberflächenbefestigungsantenne mit einer erwünschten Breitband-Frequenzcharakteristik, die mittels Mehrfachresonanz erzielt wird, billig bereitzustellen.
Ferner könnten bei der Oberflächenbefestigungsantenne des Mehrfachresonanztyps die Speisungs-Strahlungselektrode und die Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode derart gebildet sein, dass die Vektorrichtung eines Stromflusses durch die Speisungs-Strahlungselektrode und die Vektorrichtung eines Stromflusses durch die Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode im Wesentlichen senkrecht zueinander werden, und/oder derart, dass ein Teil, in dem das elektrische Feld, das der Speisungs-Strahlungselektrode zugeordnet ist, maximal wird, und ein Teil, in dem das elektrische Feld, das der Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode zugeordnet ist, maximal wird, weit voneinander entfernt sind, wodurch verhindert wird, dass die Speisungs-Strahlungselektrode und die Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode einander stören, wobei so eine stabile Mehrfachresonanz erzielt wird.
Die vorliegende Erfindung stellt außerdem eine Kommunikationsvorrichtung mit einer Oberflächenbefestigungsantenne mit den oben beschriebenen Vorteilen bereit. Dies bedeutet, dass es möglich ist, eine Kommunikationsvorrichtung bereitzustellen, die eine sehr zuverlässige Antennencharakteristik aufweist.

Claims

Ein Verfahren zum Herstellen einer Oberflächenbefestigungsantenne (1), mit folgenden Schritten: B ereitstellen einer Oberflächenbefestigungsantenne (1), die ein dielektrisches Substrat (2) und eine Strahlungselektrode (3), die auf dem dielektrischen Substrat (2) gebildet ist, aufweist, wobei ein Ende (3a) der Strahlungselektrode (3) ein offenes Ende ist, wobei eine Speisungselektrode (5) oder ein Masseanschluss an dem gegenüberliegenden Ende (3b) der Strahlungselektrode (3) gebildet ist, wobei die Strahlungselektrode (3) einen Resonanzstrom einer Grundmode und einen Resonanzstrom einer Mode hoher Ordnung definiert; wobei die Strahlungselektrode (3) einen ersten Teil (Z (Z1)), der derart angeordnet ist, dass der Resonanzstrom in der Grundmode in demselben maximal wird, und einen zweiten Teil (Z (Z2), Z (Z3)) umfasst, der derart angeordnet ist, dass der Resonanzstrom in der Mode hoher Ordnung maximal (Imax) wird, wobei der erste Teil (Z (Z1)) und der zweite Teil (Z (Z2), Z (Z3)) in Serie entlang eines Strompfads zwischen dem einen Ende (3a) und dem gegenüberliegenden Ende (3b) angeordnet sind und zumindest einer des ersten (Z (Z1)) und des zweiten Teils (Z (Z2), Z (Z3)) eine Induktivitätskomponente (4) umfasst, die in Serie in dem Strompfad angeordnet ist; und Verschieben einer Frequenz des Resonanzstroms in der Mode hoher Ordnung, während eine Frequenz des Resonanzstroms in der Grundmode durch ein Variieren der Induktivität der Induktivitätskomponente beibehalten wird.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der erste Teil der Strahlungselektrode eine kleinere elektrische Länge pro Einheit physischer Länge aufweist als der zweite Teil und der Schritt des Verschiebens der Frequenz den Schritt eines Variierens der elektrischen Länge pro Einheit physischer Länge des zweiten Teils aufweist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die Induktivitätskomponente durch ein Mäander gebildet ist und der Schritt des Verschiebens der Frequenz den Schritt eines Trimmens des Mäanders aufweist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die Induktivitätskomponente durch eine Kapazitätskomponente gebildet ist, die parallel zu dem ersten Teil oder dem zweiten Teil geschaltet ist, und der Schritt des Verschiebens der Frequenz durch ein Trimmen der Kapazitätskomponente erzielt wird.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Oberflächenbefestigungsantenne ferner eine Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode (20) aufweist, die benachbart zu der Strahlungselektrode (3) gebildet ist, wobei die Resonanzmode, die der Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode (20) zugeordnet ist, eine Mehrfachresonanz (fa, fb) in Verbindung mit zumindest einer der Grundmode (f1) und der Mode hoher Ordnung (f2), die der extern verbundenen Elektrode zugeordnet ist, bildet, wobei die Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode (20) einen ersten Teil, in dem ein Resonanzstrom in einer Grundmode maximal wird, und einen zweiten Teil, in dem ein Resonanzstrom in einer Mode hoher Ordnung maximal wird, umfasst, wobei der erste Teil und der zweite Teil in Serie entlang eines Pfads eines Stroms angeordnet sind, der durch die Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode (20) fließt, und zumindest einer des ersten und des zweiten Teils eine Induktivitätskomponente umfasst, die in Serie in dem Strompfad angeordnet ist; und wobei der Schritt des Verschiebens einer Frequenz ein Variieren der Induktivität der Induktivitätskomponente der Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode (20) aufweist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 5, bei dem der zweite Teil der Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode (20) die Induktivität aufweist, wobei die Induktivität eine größere elektrische Länge pro Einheit physischer Länge aufweist als der erste Teil und der Schritt des Verschiebens der Frequenz den Schritt eines Variierens der elektrischen Länge pro Einheit physischer Länge des zweiten Teils der Nicht-Speisungs-Strahlungselektrode (20) aufweist.