DE69628212T2

DE69628212T2 - Oberflächenmontierbare Antenne und Kommunikationsgerät mit einer derartigen Antenne

Info

Publication number: DE69628212T2
Application number: DE69628212T
Authority: DE
Inventors: Kazunari Nagaokakyo-shi Kawahata; Ken Nagaokakyo-shi Okada
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1995-09-28
Filing date: 1996-09-24
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2016-09-25
Also published as: DE69626555D1; CA2186807A1; EP1102348B1; EP0766340B1; US5696517A; DE69628212D1; EP0766340A2; EP1102348A1; DE69626555T2; EP1102346A1; EP0766340A3; EP1102346B1; DE69617855D1; CA2186807C; DE69617855T2

Description

Beschreibung der Erfindung 1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Oberflächenbefestigungsantenne zur Verwendung in einer mobilen Kommunikationsvorrichtung, wie z. B. mobilen Zelltelephonen und lokalen Radionetzwerken (LAN = Local Area Network). Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Kommunikationsvorrichtung, die den obigen Antennentyp verwendet.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Bezug nehmend auf 9 weist eine typische Oberflächenbefestigungsantenne eines bekannten Typs, die allgemein durch 20 angezeigt ist, ein Substrat 21 auf. Ein Masseanschluß 22 und ein Teil eines Speisungsanschlusses 23 sind an einer seitlichen Oberfläche 21a des Substrats 21 angeordnet. Der verbleibende Speisungsanschluß 23 ist an einer anderen seitlichen Oberfläche 21c benachbart zu der lateralen Oberfläche 21a bereitgestellt. Eine Ladekondensatorelektrode 24 ist an einer lateralen Oberfläche 21b angeordnet gegenüberliegend zugewandt zu der lateralen Oberfläche 21a. Ein Durchgangsloch 25 ist zwischen den gegenüberliegend zugewandten Oberflächen 21a und 21b gebildet, um eine Strahlungselektrode 25a in denselben aufzunehmen. Diese Strahlungselektrode 25a ist elektrisch mit sowohl dem Masseanschluß 22 als auch der Ladekondensatorelektrode 24 verbunden. Ferner ist ein Durchgangsloch 2b von der lateralen Oberfläche 21c zu dem Durchgangsloch 25 gebildet, um eine Speisungselektrode 26a in demselben zu aufzunehmen. Die Speisungselektrode 26a ist elektrisch mit sowohl dem Spei sungsanschluß 23 als auch dem Strahlungsanschluß 25a verbunden.
Die Oberflächenbefestigungsantenne 20, die aufgebaut ist, wie oben beschrieben, wird an einer gedruckten Schaltungsplatine 27 plaziert, auf der Elektroden 27a und 27b angeordnet sind. Der Masseanschluß 22 und der Speisungsanschluß 23 werden dann an die Elektroden 27a bzw. 27b gelötet.
Ein Hochfrequenzsignal, das an die Strahlungselektrode 25a über die Elektrode 27b, den Speisungsanschluß 23 und die Speisungselektrode 26a angelegt wird, wird als Radiowellen von der Strahlungselektrode 25a abgestrahlt. Radiowellen, die auf die Strahlungselektrode 25a auftreten, werden zu einem Hochfrequenz-Verstärkungsabschnitt (nicht gezeigt) über den Speisungsanschluß 23 und die Elektrode 27b übertragen.
Die Oberflächenbefestigungsantenne 20 des obigen bekannten Typs erfordert die Bereitstellung der zwei Durchgangslöcher 25 und 26 und erfordert ferner eine komplizierte Einrichtung zum Bilden der Strahlungselektrode 25a und der Speisungselektrode 2ba in den jeweiligen Löchern 25 und 26, was somit zu einer Erhöhung der Kosten führt. Genauer gesagt werden die Strahlungswiderstands- und die Reaktanz-Komponente der Strahlungselektrode 25a, die innerhalb des Durchgangslochs 25 gebildet sind, abhängig von dem Durchmesser des Blocks 25 erzeugt und bestimmt. Der Durchmesser des Durchgangslochs 25 kann verringert werden, um die Auswirkung der kürzeren Wellenlänge zu verbessern, so daß die Antenne verkleinert werden kann, aber andererseits macht es dies schwierig, die Strahlungselektrode 25a innerhalb des Durchgangslochs 25 zu bilden. Somit liegt eine Einschränkung für das Verkleinern der Antenne vor, wodurch ferner die Bestimmung der Charakteristikparameter eingeschränkt wird. Einschränkungen werden ferner der Form eines Lochs auferlegt, die nur auf ein gerades Loch beschränkt ist, wodurch es unmöglich gemacht wird, die Strahlungselektrode in einer Längsform oder in unterschiedlichen Formen zu bilden. Zusätzlich dazu stellt eine herkömmliche Kommunikationsvorrichtung, die in die Oberflächenbefestigungsantenne des oben bekannten Typs integriert ist, entsprechend das Problem dar, daß die Häusung für die Vorrichtung nicht verkleinert werden kann.
Die EP 0 621 653 A bezieht sich auf eine Oberflächenbefestigungsantenneneinheit, die ein dielektrisches Substrat umfaßt, das eine rechteckige Ebenenform aufweist, die an einer Seitenoberfläche und/oder einer Bodenoberfläche derselben mit einer Masseelektrode versehen ist. Ein Strahler, der mit einem Strahlungsteil versehen ist, das eine im wesentlichen rechteckige Ebene und eine räumliche Erweiterung aufweist, die im wesentlichen der räumlichen Erweiterung der Hauptoberfläche des dielektrischen Substrats entspricht, ist an einem dielektrischen Substrat befestigt, so daß der Strahler der Hauptoberfläche des dielektrischen Substrats gegenüber liegt. Ein Speisungsteil ist an einer Seitenoberfläche eines Laminats bereitgestellt, das durch das dielektrische Substrat und den Strahler gebildet ist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Oberflächenbefestigungsantenne bereitzustellen, bei der ein weiteres Verkleinern der Antenne erreicht werden kann, und ferner eine Kommunikationsvorrichtung unter Verwendung des obigen Typs der Oberflächenbefestigungsantenne zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch eine Oberflächenbefestigungsantenne gemäß Anspruch 1 gelöst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Oberflächenbefestigungsantenne geschaffen, die folgende Merkmale aufweist: ein Substrat, das aus einem dielektrischen Bauglied oder einem magnetischen Bauglied gebildet ist; eine Strahlungselektrode, die an einer ersten lateralen Oberfläche des Substrats angeordnet ist; eine Speisungselektrode, die in dem inneren Umfang eines Durchgangslochs angeordnet ist, das zwischen der ersten lateralen Oberfläche und einer zweiten lateralen Oberfläche gegenüberliegend zu der ersten lateralen Oberfläche angeordnet ist; eine Ladekondensatorelektrode, die an einer lateralen Oberfläche benachbart zu der ersten lateralen Oberfläche und verbunden mit einem Ende der Strahlungselektrode angeordnet ist; einen Masseanschluß, der an einer anderen lateralen Oberfläche benachbart zu der ersten lateralen Oberfläche und verbunden mit dem anderen Ende der Strahlungselektrode angeordnet ist; und einen Speisungsanschluß, der an zumindest der ersten lateralen Oberfläche und verbunden mit der Speisungselektrode angeordnet ist.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Kommunikationsvorrichtung, die mit einer der Oberflächenbefestigungsantennen gemäß den oben beschriebenen Aspekten der vorliegenden Erfindung beladen ist.
Auf diese Weise, gemäß der vorliegenden Erfindung, wird eine Strahlungselektrode in der Form einer Streifenleitung oder mäanderförmig an einer lateralen Oberfläche eines Substrats gebildet, wodurch es möglich gemacht wird, die Wellenlänge zu verlängern. Eine Ladekondensatorelektrode ist an einer lateralen Oberfläche des Substrats angeordnet, um die Wellenlänge weiter zu verlängern, wodurch die Verkleinerung der Antenne verbessert wird.
Andererseits erfordert eine Kommunikationsvorrichtung nur einen kleinen Raum zum Laden der Oberflächenbefestigungsantennenvorrichtung der vorliegenden Erfindung, wodurch das Vorhandensein der Antenne von außen im wesentlichen unbemerkbar gemacht wird.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung offensichtlich, die sich auf die beiliegenden Zeichnungen bezieht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Oberflächenbefestigungsantenne;
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Oberflächenbefestigungsantenne;
3 ist eine perspektivische Ansicht einer Oberflächenbefestigungsantenne;
4 ist eine perspektivische Ansicht einer Oberflächenbefestigungsantenne gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5 ist eine perspektivische Ansicht einer Oberflächenbefestigungsantenne;
6 ist eine elektrische Ersatzschaltung von jeder der Antennen, die in den 1 bis 4 gezeigt sind;
7 ist eine elektrische Ersatzschaltung der Antenne, die in 5 gezeigt ist;
8 ist eine perspektivische Ansicht einer Kommunikationsvorrichtung der vorliegenden Erfindung; und
9 ist eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Oberflächenbefestigungsantenne.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung
Oberflächenbefestigungsantennen werden nun Bezug nehmend auf die Zeichnungen beschrieben. Bezug nehmend auf 1 weist eine Oberflächenbefestigungsantenne gemäß einem ersten Beispiel und allgemein bezeichnet durch 10 ein rechteckiges Substrat 1 auf, das auf einem dielektrischen Material, einem magnetischen Material oder ähnlichem gebildet ist. Ein Masseanschluß 2 und ein Speisungsanschluß 3 sind separat an einer lateralen Oberfläche 1a des Substrats 1 angeordnet. Eine Ladekondensatorelektrode 4 ist an einer anderen lateralen Oberfläche 1b gegenüberliegend zugewandt zu der lateralen Oberfläche 1a gebildet. An der vorderen Oberfläche des Substrats 1 ist eine Streifenleitungsstrahlungselektrode 5 angeordnet, die an den jeweiligen Enden mit der Masseelektrode 2 und der Ladekondensatorelektrode 4 verbunden ist. Ferner ist an der vorderen Oberfläche des Substrats 1 eine gebogene Speisungselektrode 6 gebildet, die an einem Ende mit einem Anpassungsabschnitt 5d der Strahlungselektrode 5 und an dem anderen Ende mit dem Speisungsanschluß 3 verbunden ist.
Die Oberflächenbefestigungsantenne 10, die z. B. wie oben beschrieben aufgebaut ist, wird z. B. auf eine gedruckte Schaltungsplatine 11 plaziert, an der Elektroden 11a und llb gebildet sind. Der Masseanschluß 2 und der Speisungsanschluß 3 sind an die Elektroden 11a bzw. llb gelötet.
Die elektrische Ersatzschaltung der obigen Antenne kann schematisch angezeigt sein, wie in 6 gezeigt ist. Ein Ladekondensator C, der zwischen dem Masseanschluß 2 und der Ladekondensatorelektrode 4 erzeugt ist, ein Strahlungswiderstand R und ein Induktor L der Strahlungselektrode 5 sind parallel zueinander angeschlossen, um eine Parallelresonanzschaltung zu bilden. Ein Hochfrequenzsignal f, das an die Strahlungselektrode 5 über die Elektrode llb der Platine 11, den Speisungsanschluß 3 und die Speisungselektrode 6 angelegt ist, erzeugt eine Parallelresonanz und wird als Radiowellen von der Strahlungselektrode 5 abgestrahlt.
Es wird nun eine Erklärung eines zweiten Beispiels einer Oberflächenbefestigungsantenne unter Bezugnahme auf 2 gegeben. Die Oberflächenbefestigungsantenne 10a des zweiten Beispiels unterscheidet sich von dem ersten Beispiel insofern, daß die Strahlungselektrode 5a in der Form einer Nokkenwelle gebildet ist. Die anderen Konstruktionen sind ähnlich zu jenen des ersten Beispiels. Die selben und entsprechende Elemente zu jenen des ersten Beispiels werden durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, und eine Erklärung derselben wird somit weggelassen. Die elektrische Ersatzschaltung der Antenne 10a kann ferner wie in 6 dargestellt ist angezeigt werden, wie bei dem ersten Beispiel.
Dieses Beispiel ist vorteilhaft gegenüber dem ersten Beispiel, da die Strahlungselektrode 5a verlängert ist, durch Bilden derselben in der Form einer Nockenwelle, um mit niedrigeren Frequenzen umzugehen, die dieselbe Chipgröße aufweisen wie das erste Beispiel. Dies macht es möglich, die Chipgröße der Antenne bei der gleichen Frequenz wie dem ersten Beispiel weiter zu verkleinern.
Ein drittes Beispiel der vorliegenden Erfindung wird nun Bezug nehmend auf 3 beschrieben. Die Oberflächenbefestigungsantenne l0b des dritten Beispiels unterscheidet sich von dem ersten Beispiel insofern, daß der Speisungsanschluß 3 und der Anpassungsabschnitt 5e der Strahlungselektrode 5 miteinander an derselben lateralen Oberfläche 1a verbunden sind, und daß der Masseanschluß 2 und der Speisungsanschluß 3 miteinander mit Hilfe einer schmalen Elektrode verbunden sind. Die selben und entsprechende Komponenten ähnlich zu jenen des ersten Beispiels werden durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, und eine Erklärung derselben wird somit weggelassen. Die elektrische Ersatzschaltung der Antenne 10b kann ferner wie in 6 gezeigt ist angezeigt werden, wie bei dem ersten Beispiel.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun Bezug nehmend auf 4 beschrieben. Die Oberflächenbefestigungsantenne l0c Bezug nehmend auf 4. Die Oberflächenbefestigungsantenne lOc dieses Ausführungsbeispiels un terscheidet sich von dem ersten Beispiel in den nachfolgenden Aspekten. Der Speisungsanschluß 3a ist über beide lateralen Oberflächen 1a und 7a benachbart zueinander angeordnet, während die Streifenleitungsstrahlungselektrode 5b an einer anderen lateralen Oberfläche 7b in der Nähe der lateralen Oberfläche 1a bereitgestellt ist. Ein Durchgangsloch 8 ist von der lateralen Oberfläche 7a zu der lateralen Oberfläche 7b gebildet, um den Speisungsanschluß 6a in derselben aufzunehmen, der dann an den jeweiligen Enden mit dem Speisungsanschluß 3a und der Strahlungselektrode 5b verbunden wird. Die anderen Konstruktionen sind ähnlich zu jenen des ersten Beispiels. Die selben und entsprechende Komponenten ähnlich zu jenen des ersten Beispiels werden durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, und eine Erklärung derselben wird somit weggelassen. Die elektrische Ersatzschaltung der Antenne lOc kann ferner wie in 6 gezeigt ist angezeigt werden, wie bei dem ersten Beispiel.
Es wird nun eine Erklärung eines vierten Beispiels einer Oberflächenbefestigungsantenne Bezug nehmend auf 5 gegeben. Die Oberflächenbefestigungsantenne l0d des vierten Beispiels unterscheidet sich von dem ersten Beispiel in dem nachfolgenden Punkt. Die Speisungselektrode 6b ist an einem Ende mit dem Speisungsanschluß 3 verbunden und ist an dem anderen Ende gebogen. Das gebogene Ende der Speisungselektrode 6b ist in der Nähe des Anpassungsabschnitts der Strahlungselektrode 5 über einen Zwischenraum g plaziert. Die Speisungselektrode 6b und die Strahlungselektrode 5 sind elektromagnetisch miteinander aufgrund eines Kondensators gekoppelt, der in diesem Zwischenraum g erzeugt ist. Die anderen Konstruktionen sind ähnlich zu jenen des ersten Beispiels. Die selben und entsprechende Elemente wie jene des ersten Beispiels werden durch gleiche Bezugszeichen angezeigt, und eine Erklärung derselben wird somit weggelassen. Die elektrische Ersatzschaltung dieser Antenne lOd kann wie in 7 gezeigt ist angezeigt sein . Eine Reihenschaltung des Speisungskondensators Cg des Speisungsabschnitts und eines Hochfrequenzsignals f ist parallel zu einer parallelen Schaltung eines Ladekondensators C, eines Strahlungswiderstands R und eines Induktors L geschaltet, implementiert in der elektrischen Ersatzschaltung des ersten Beispiels.
8 stellt eine Kommunikationsvorrichtung beladen mit einer der Oberflächenbefestigungsantennen dar, die oben beschrieben sind. Die Oberflächenbefestigungsantenne 10 (10a bis 10d) ist an einer Kommunikationsvorrichtung 9 befestigt, durch Löten des Masseanschlusses 2 und des Speisungsanschlusses 3 an eine gedruckte Schaltungsplatine (oder deren Teilplatine) der Vorrichtung 9.
Wie aus der vorangehenden Beschreibung deutlich hervorgeht, bietet die vorliegende Erfindung die nachfolgenden Vorteile.
Eine Strahlungselektrode ist an der Oberfläche des Substrats gebildet und eine Ladekondensatorelektrode ist ebenfalls angeordnet, wodurch eine einfache Bildung der Elektroden sowie ein Verkleinern der Antenne verbessert wird. Um die vorliegende Erfindung weiter zu entwickeln, ist die Strahlungselektrode in einer mäanderförmigen Form gebildet, um die Größe der Antenne weiter zu verringern. Ferner, da die Strahlungselektrode und die Ladekondensatorelektrode an den Oberflächen des Substrats angeordnet sind, können Anpassungen an den Charakteristika der Antenne leicht durchgeführt werden, wie z. B. an Frequenzen und ähnlichem.
Ferner erfordert eine Kommunikationsvorrichtung nur einen geringen Raum zum Laden der Oberflächenbefestigungsantenne der vorliegenden Erfindung, wodurch das Vorhandensein der Antenne von außen im wesentlichen unerkennbar gemacht wird und die Vorrichtung selbst verkleinert wird.
Obwohl die vorliegende Erfindung Bezug nehmend auf bestimmte Ausführungsbeispiele derselben beschrieben wurde, werden viele Variationen und Modifikationen und andere Verwendun gen für Fachleute auf dem Gebiet offensichtlich. Daher sollte die vorliegende Erfindung nicht durch die spezifischen Offenbarungen hierin beschränkt sein, sondern nur durch die beiliegenden Ansprüche.

Claims

Eine Oberflächenbefestigungsantenne, die folgende Merkmale aufweist: ein Substrat (1), das mindestens entweder ein dielektrisches Bauglied oder ein magnetisches Bauglied aufweist, wobei das Substrat (1) zwei gegenüberliegende Hauptoberflächen und seitliche Oberflächen aufweist, die die Hauptoberflächen verbinden, wobei die seitlichen Oberflächen kleiner sind als die Hauptoberflächen; eine Strahlungselektrode (5b); eine Speisungselektrode (6a); eine Elektrode eines Ladekondensators (4), die an einer seitlichen Oberfläche (1a) benachbart zu der ersten seitlichen Oberfläche (7b) angeordnet ist und mit einem ersten Ende der Strahlungselektrode (5b) verbunden ist; einen Masseanschluß (2), der an einer anderen seitlichen Oberfläche (1a) benachbart zu der ersten seitlichen Oberfläche (7b) angeordnet ist und mit einem zweiten Ende der Strahlungselektrode (5b) verbunden ist; und einen Speisungsanschluß (3a), der an zumindest der zweiten seitlichen Oberfläche (7a) angeordnet ist und mit der Speisungselektrode (6a) verbunden ist; dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungselektrode (5b) an einer ersten seitlichen Oberfläche (7b) des Substrats (1) angeordnet ist; und die Speisungselektrode (6a) in einem inneren Umfang eines Durchgangslochs (8) angeordnet ist, der zwischen der ersten seitlichen Oberfläche (7b) und einer zweiten seitlichen Oberfläche (7a) gegenüber der ersten seitlichen Oberfläche (7b) gebildet ist.
Eine Kommunikationsvorrichtung mit einer Oberflächenbefestigungsantenne gemäß Anspruch 1.