TWI532251B - Antenna device substrate and antenna device - Google Patents

Description

天線裝置用基板及天線裝置

本發明，係有關於能夠進行多重共振(multi-resonant)化之天線裝置用基板、以及具備有此之天線裝置。

從先前技術起，在通訊機器中，為了將天線之共振頻率作多重共振化，係提案有具備著輻射電極和介電質區塊之天線、或者是使用有開關、控制電壓源之天線裝置。

例如，作為由介電質區塊所致之先前技術，在專利文獻1中，係提案有一種：將輻射電極形成於樹脂成形體，並進而將介電質區塊藉由接著劑來作了一體化，藉由此來得到高效率之複合天線。

又，作為使用有開關、控制電壓源之先前技術，在專利文獻2中，係提案有一種天線裝置，其係具備有：第1輻射電極、和第2輻射電極、以及被中介設置於第1輻射電極的途中部和第2輻射電極的基端部之間，並用以將第2輻射電極和第1輻射電極作電性連接或者是切斷之開關。

〔先行技術文獻〕 〔專利文獻〕

〔專利文獻1〕日本特開2010-81000號公報

〔專利文獻2〕日本特開2010-166287號公報

然而，在上述先前技術中，係仍存在有下述之課題。

亦即是，在專利文獻1所記載一般之由介電質區塊所致的技術中，係使用有對於輻射電極作激勵振盪之介電質區塊，而成為必須在每一機器處設置介電質區塊、輻射電極圖案等之設計，而會有由於該設計條件而導致天線性能劣化或者是使不安定要素增加的問題。又，由於輻射電極係被形成於樹脂成形體之表面上，因此，係有必要在樹脂成形體上設計輻射電極圖案，而成為需要因應於所安裝之通訊機器或者是其之用途，來對於天線設計、模具設計作改變，並導致大幅度之成本增加。進而，由於係將介電質區塊和樹脂成形體藉由接著劑來作一體化，因此，除了接著劑之Q值以外，亦會有由於接著條件(接著劑之厚度、接著面積等)而導致天線性能劣化或者是使不安定要素增加的問題。

又，在專利文獻2所記載之使用有開關、控制電壓源之天線裝置的情況時，為了藉由開關來對於共振頻率作切換，係成為需要對於控制電壓源之構成作考慮或者是需要電抗(reactance)電路等，而使得天線構成在每一機器處而複雜化，並且也沒有設計上的自由度，而有著難以進行容易之天線調整的問題。

進而，近年來，對於天線裝置之更進一步的小型化以 及高性能化，亦係有所要求。

本發明，係為有鑑於上述之課題而進行者，其目的，係在於提供一種：能夠進行作了多重共振化之各共振頻率的靈活之調整，並能夠將與各用途或各機器之每一者相互作了對應的天線性能以低價來容易地作確保，並且亦能夠達成小型化或薄型化之天線裝置用基板、以及天線裝置。

本發明，係為了解決上述課題，而採用了以下之構成。亦即是，第1發明之天線裝置用基板，其特徵為，係具備有：絕緣性之基板本體；和在該基板本體上分別藉由金屬箔而作了圖案形成之第1元素、第2元素、第3元素、接地面以及接地連接圖案，前述第1元素，係在基端處被設置有供電點，並且在中間部處，依序具備有能夠與供電側被動元件和第1被動元件作連接之第1連接部、和介電質天線之天線元件，而作延伸存在，前述第2元素，係使基端在前述第1元素之前述供電側被動元件和前述第1連接部之間，經由能夠連接第2被動元件之第2連接部而作連接，並作延伸存在，前述第3元素，係使基端在前述第1元素之前述供電側被動元件和前述第1連接部之間，經由能夠連接第3被動元件之第3連接部而作連接，並作延伸存在，前述接地連接圖案，係被與前述接地面作連接，並經由接地側被動元件，來連接於前述第1元素之較前述第2元素以及前述第3元素更靠基端側處，前述第1元素 ，係能夠產生其與前述第2元素間之浮游電容、和其與第3元素間之浮游電容、以及其與前述接地面間之浮游電容，並相對於前述第2元素、前述第3元素以及前述接地面，而空出有間隔地作延伸存在，前述第1元素、第2元素以及前述第3元素之至少1個，係透過通孔，而從前述基板本體之表面起來涵蓋背面地而被作圖案形成。

在此天線裝置用基板中，第1元素，由於係能夠產生其與第2元素間之浮游電容、和其與第3元素間之浮游電容、以及其與接地面間之浮游電容，並且係相對於第2元素、第3元素以及接地面而空出有間隔地作延伸存在，因此，係能夠藉由對於在所期望之共振頻率處而不會發生自我共振之負載元件的天線元件和各元素間之浮游電容作有效利用，來使其作多重共振化(2共振、3共振)。又，經由對於天線元件以及對於第1~第3連接部作連接之第1~第3被動元件的選擇(常數變更等)，係能夠對於各共振頻率作靈活的調整，而能夠得到一種可因應於設計條件來作2共振化或3共振化之天線裝置。如此這般，在天線之構成上，由於係能夠藉由1個的天線裝置用基板，來對於各共振頻率作靈活的調整，因此，係成為能夠進行共振頻率之替換，並成為能夠因應於用途或機器等來對於由被動元件等所致之調整箇所作變更。另外，帶域寬幅，係能夠藉由對於各元素之長度以及寬幅和各浮游電容之設定，來進行調整。

又，係成為能夠在基板本體之平面內進行設計，相較 於先前技術之使用介電質區塊或樹脂成形體等的情況，係成為能夠薄型化，並且，經由對於身為介電質天線之天線元件的選擇，亦成為能夠作小型化以及高性能化。又，係不需要由於模具、設計之變更等所導致的成本上升，而能夠實現低成本。

進而，在此天線裝置用基板中，由於第1元素、第2元素以及第3元素之至少1個，係透過通孔而從基板本體之表面起涵蓋背面地被作圖案形成，因此，藉由不僅是在基板本體之表面而亦在背面處作了圖案形成之元素的設計，係成為能夠並不增廣天線之佔有面積地來同時謀求天線之高性能化以及小型化。

又，第2發明之天線裝置用基板，係在第1發明中，具備有下述特徵：亦即是，前述第1元素，係在較前述天線元件而更前端側處，具備有前端迴圈部，該前端迴圈部，係藉由被圖案形成於前述基板本體之表面上的表面線狀部、和透過通孔而被與該表面線狀部作連接並且以相對於前述表面線狀部而作了折返的狀態來圖案形成於前述基板本體之背面處的背面線狀部，而形成為迴圈狀。

亦即是，在此天線裝置用基板中，由於係在較天線元件而更前端側處，具備有前端迴圈部，該前端迴圈部，係藉由被圖案形成於前述基板本體之表面上的表面線狀部、和透過通孔而被與該表面線狀部作連接並且以相對於前述表面線狀部而作了折返的狀態來圖案形成於前述基板本體之背面處的背面線狀部，而形成為迴圈狀，因此，相較於 將前端設為了開放端的情況，係能夠將阻抗降低，並且，藉由設置折返部，係能夠謀求廣帶域化。又，由於係並不只是表面地而亦對於背面作利用，並成為迴圈狀，因此，係成為能夠並不與表面側之其他元素相互干涉並具備有高設計自由度地來進行圖案形成，並且，係成為亦能夠從背面來作輻射，而能夠謀求高增益化。

又，第3發明之天線裝置用基板，係在第2發明中，具備有下述特徵：亦即是，前述第1元素，係在前述基板本體之表面上，具備有：在從前述接地面而分離之方向上，從前述供電點而延伸出去之第1延伸存在部；和從該第1延伸存在部之前端起，而朝向沿著前述接地面之方向來作延伸之第2延伸存在部：和在從該第2延伸存在部之前端起而經由前述第1連接部來在從前述接地面而分離之方向上作了偏移之基端處，朝向沿著前述接地面之方向而延伸，並與在相同方向上而延伸存在的前述天線元件作了連接之第3延伸存在部；和從前述天線元件之前端起，而朝向前述接地面作延伸之第4延伸存在部；和從該第4延伸存在部之前端起，沿著前述接地面而朝向前述第1延伸存在部作延伸之第5延伸存在部，並且，該第1元素，係在前述基板本體之背面處，具備有：將基端藉由通孔來與前述第5延伸存在部之前端作連接，並將前端藉由通孔來與前述第4延伸存在部之基端作連接之第6延伸存在部，前述第2元素，係從前述第2延伸存在部之前端起而與該第2延伸存在部在相同方向上作延伸，前述第3元素，係在 從前述第1延伸存在部之前端起經由前述第4連接部而在與前述接地面相分離之方向上作了偏移的基端處，而朝向沿著前述接地面之方向作延伸。

亦即是，在此天線裝置用基板處，第2元素，係從第2延伸存在部之前端起，與該第2延伸存在部朝向相同方向而延伸，第3元素，係在從第2延伸存在部之前端而經由第4連接部來朝向從接地面而分離之方向上作了偏移之基端處，朝向沿著接地面之方向作延伸，因此，係能夠產生第2元素與第5延伸存在部之間的浮游電容、和第2元素與第4延伸存在部之間的浮游電容、和第2元素與天線元件間之浮游電容、和第2元素與接地面間之浮游電容、和第3元素與第3延伸存在部間之浮游電容、和第3元素與第2延伸存在部間之浮游電容、以及第2延伸存在部與接地面間之浮游電容，而能夠得到各共振頻率之高調整自由度。

又，第4發明之天線裝置用基板，係在第3發明中，具備有下述特徵：亦即是，前述第3元素，係具備有：被圖案形成於前述基板本體之表面上的表面帶狀部、和透過通孔而被與該表面帶狀部作連接並且在前述基板本體之背面處與前述表面帶狀部相對向地而作了圖案形成的背面帶狀部。

亦即是，在此天線裝置用基板中，第3元素，由於係具備有：被圖案形成於基板本體之表面上的表面帶狀部、和透過通孔而被與該表面帶狀部作連接並且在基板本體之 背面處與表面帶狀部相對向地而作了圖案形成的背面帶狀部，因此，藉由以表面之表面帶狀部和背面之背面帶狀部的表背面來構成第3元素，係能夠將第3元素全體之長度縮短。又，係成為能夠因應於背面帶狀部之形狀來調整其與第3延伸存在部之間的浮游電容，特別是，背面帶狀部之長度，係藉由將表面帶狀部之長度設為最大，並將寬幅擴廣至接地面側，而成為相較於表面帶狀部其阻抗亦變得較低，而對於與第1元素有所關連之共振頻率的干涉之影響亦會變少。

又，第5發明之天線裝置用基板，係在第1~第4發明之任一者中，具備有下述特徵：亦即是，前述接地連接圖案，係具備有：被與前述第1元素之前述供電側被動元件的前端側作了連接之第4被動元件和被與基端側作了連接之第5被動元件，藉由前述供電側被動元件、前述第4被動元件以及前述第5被動元件，而構成阻抗之整合電路。

亦即是，在此天線裝置用基板中，由於接地連接圖案，係具備有被與供電側被動元件之兩端作了連接之第4被動元件以及第5被動元件，並藉由供電側被動元件、第4被動元件以及第5被動元件，而構成阻抗之整合電路，因此，就算是在僅藉由供電側被動元件之設定而並無法進行充分之調整的情況時，亦成為能夠藉由對於構成所謂π型之整合電路的供電側被動元件、第4被動元件以及第5被動元件作設定，來進行共振頻率之微調整以及阻抗之調整 。

又，第6發明之天線裝置用基板，係在第3或第4發明中，具備有下述特徵：亦即是，前述第3延伸存在部，係被設為以和前述第3元素之前端部相對向並能夠產生浮游電容的方式所形成之廣幅部。

亦即是，在此天線裝置用基板中，由於第3延伸存在部，係被設為以和第3元素之前端部相對向並能夠產生浮游電容的方式所形成之廣幅部，因此，係成為容易對於第3元素之前端部和廣幅部之間的浮游電容作設定，並且，天線全體之實效面積亦變廣，而能夠得到廣帶域化以及高增益化。

第7發明之天線裝置，其特徵為：係具備有如第1~第6發明之任一者的天線裝置用基板，前述第1被動元件、前述第2被動元件以及前述第3被動元件，係分別被與相對應之前述第1連接部、前述第2連接部以及前述第3連接部作連接。

亦即是，在此天線裝置中，第1被動元件、第2被動元件以及第3被動元件，由於係分別被與相對應之第1連接部、第2連接部以及第3連接部作連接，因此，僅需對於第1~第3被動元件適宜作選擇，便能夠作2共振化或3共振化，而能夠以與各用途或各機器之每一者相互對應的2個或者是3個的共振頻率來進行通訊。

又，第8發明之天線裝置，其特徵為：係具備有第1~第6發明之任一者的天線裝置用基板，前述第1被動元 件，係被與前述第1連接部作連接，前述第2被動元件以及前述第3被動元件之其中一者，係被與各別所對應之前述第2連接部或前述第3連接部作連接。

亦即是，在此天線裝置中，由於第1被動元件，係被與第1連接部作連接，而第2被動元件以及第3被動元件之其中一者，係分別被與相對應之第2連接部或第3連接部作連接，因此，係能夠以並不對於第2被動元件或第3被動元件作利用的狀態下，來進行2種類之2共振化。

若依據本發明，則能夠得到以下之效果。

若依據本發明之天線裝置用基板以及具備有此之天線裝置，則由於第1元素，係能夠產生其與第2元素間之浮游電容、和其與第3元素間之浮游電容、以及其與接地面間之浮游電容，並且係相對於第2元素、第3元素以及接地面而空出有間隔地作延伸存在，因此，係能夠使其作多重共振化(2共振、3共振)。又，經由對於與第1~第3連接部作連接之第1~第3被動元件的選擇，係能夠對於各共振頻率作靈活的調整，而能夠得到一種可因應於設計條件來作2共振化或3共振化之天線裝置，並且係成為能夠作小型化以及高性能化。進而，由於第1元素、第2元素以及第3元素之至少1個，係透過通孔而從基板本體之表面起涵蓋背面地被作圖案形成，因此，係成為能夠並不增廣天線之佔有面積地來同時謀求天線之高性能化以及小 型化。

故而，本發明之天線裝置用基板以及具備有此之天線裝置，係成為能夠容易地達成與多種類之用途或機器相對應的多重共振化，並且亦能夠謀求省空間化。

以下，參考圖1~圖9，針對本發明之天線裝置用基板以及具備有此之天線裝置的其中一種實施形態作說明。

本實施形態之天線裝置用基板1，係如圖1~圖4中所示一般，具備有絕緣性之基板本體2、和在該基板本體2處分別藉由金屬箔來作了圖案形成之第1元素3、第2元素4、第3元素5、接地面GND以及接地連接圖案6。

上述基板本體2，係為一般性之印刷基板，在本實施形態中，係採用長方形狀之由玻璃環氧樹脂等所成的印刷基板之本體。

又，上述接地面GND，係在基板本體2之背面處，空出有天線佔據空間地而被作圖案形成。另外，接地連接圖案6，係被圖案形成在基板本體2之表面處，並與背面之接地面GND相對向，而相互藉由通孔H來作導通。另外，接地面GND，係亦可形成在基板本體2之表面上。於此情況，接地連接圖案6，係並不透過通孔H地而直接與接地面GND作連接，接地連接圖案6係被與接地面GND一體性地形成。

上述第1元素3，係在基端處被設置有供電點FP，並 且依序具備有可在中間部處連接供電側被動元件P0和第1被動元件P1之第1連接部C1、和介電質天線之天線元件AT。另外，上述供電點FP，係被與設置在基板本體2之接地面GND側處的高頻電路(省略圖示)作連接。

上述第2元素4，係使基端在第1元素3之供電側被動元件P0和第1連接部C1之間，經由能夠連接第2被動元件P2之第2連接部C2而作連接，並作延伸存在。

上述第3元素5，係使基端在第1元素3之供電側被動元件P0和第1連接部C1之間，經由能夠連接第3被動元件P3之第3連接部C3而作連接，並作延伸存在。

上述接地連接圖案6，係被與接地面GND作連接，並經由接地側被動元件(第4被動元件P4以及第5被動元件P5)，來連接於第1元素3之較第2元素4以及第3元素5更靠基端側處。

又，第1元素3、第2元素4以及第3元素5之至少一個，係透過通孔H而從基板本體2之表面起涵蓋背面地被作圖案形成。

上述第1元素3，係在基板本體2之表面上，具備有：在從接地面GND而分離之方向上，從供電點FP而延伸出去之第1延伸存在部E1；和從該第1延伸存在部E1之前端起，而朝向沿著接地面GND之方向(身為相鄰接之接地面GND的外緣之延伸存在方向並且為與從接地面GND而分離之方向相正交的方向)來作延伸之第2延伸存在部E2；和在從該第2延伸存在部E2之前端起而經由第 1連接部C1來在從接地面GND而分離之方向上作了偏移之基端處，朝向沿著接地面GND之方向而延伸，並與在相同方向上而延伸存在的天線元件AT作了連接之第3延伸存在部E3；和從天線元件AT之前端起，而朝向接地面GND作延伸之第4延伸存在部E4；和從該第4延伸存在部E4之前端起，沿著接地面GND而朝向第1延伸存在部E1作延伸之第5延伸存在部E5，並且，該第1元素3，係在基板本體2之背面處，具備有：將基端藉由通孔H來與第5延伸存在部E5之前端作連接，並將前端藉由通孔H來與第4延伸存在部E4之基端作連接之第6延伸存在部E6。

又，第1元素3，係在較天線元件AT而更前端側處，具備有前端迴圈部，該前端迴圈部，係藉由被圖案形成於基板本體2之表面上的表面線狀部、和透過通孔而被與該表面線狀部作連接並且以相對於前述表面線狀部而作了折返的狀態來圖案形成於前述基板本體2之背面處的背面線狀部，而形成為迴圈狀。

亦即是，第4延伸存在部E4以及第5延伸存在部E5，係被設為表面線狀部，並且，第6延伸存在部E6係被設為背面線狀部，藉由第4延伸存在部E4、第5延伸存在部E5以及第6延伸存在部E6，而構成略三角形狀之前端迴圈部。另外，第5延伸存在部E5和第6延伸存在部E6間之連接部分，係成為經由通孔H而折返為銳角狀之折返部。

又，係以在第6延伸存在部E6之正上方處不會位置有天線元件AT以及第2元素E7的方式，來作了圖案形成。此係因為，若是在天線元件AT以及第2元素E7之正下方處延伸存在有第6延伸存在部E6，則會有產生干涉並導致帶域寬幅變窄或者是天線性能劣化之虞之故。又，若是將第6延伸存在部E6沿著第4延伸存在部E4以及第5延伸存在部E5來作配置，則亦會有產生干涉並導致帶域寬幅變窄或者是天線性能劣化之虞。故而，第6延伸存在部E6，係以避開天線元件AT、第2元素4、第4延伸存在部E4以及第5延伸存在部E5的方式，而圖案形成為傾斜之線。

又，在身為第6延伸存在部E6之前端的透過通孔H而與第4延伸存在部E4之基端作連接之連接部份處，係被圖案形成有背面廣幅部E6a。此背面廣幅部E6a，係被設為與第4延伸存在部E4相對向並且將長邊沿著該第4延伸存在部E4之延伸存在方向來作了配置的長方形狀。在對於第4延伸存在部E4和第5延伸存在部E5之間之阻抗作了考慮的情況時，第4延伸存在部E4之基端側(天線元件AT側)之阻抗係成為最低，藉由背面廣幅部E6a，係能夠將低阻抗部分增廣並降低干涉之影響，而成為能夠廣帶域化。又，背面廣幅部E6a，由於係位在藉由第6延伸存在部E6所發生之第4延伸存在部E4和第5延伸存在部E5之間的開口迴圈內，而影響係為少，因此，係將圖案設計為從第4延伸存在部E4之基端側(天線元件AT 側)起來朝向前端方向作延伸存在之圖案。

又，上述第2元素4，係從第2延伸存在部E2之前端起而與該第2延伸存在部E2朝向相同方向作延伸。又，上述第3元素5，係在從第1延伸存在部E1之前端起而經由第3連接部C3來朝向從接地面GND而分離的方向作了偏移之基端起，在沿著接地面GND之方向上朝向第3延伸存在部E3而延伸。

上述第3元素5，係具備有被圖案形成在基板本體2之表面帶狀部5a、和透過通孔H而被與該表面帶狀部5a作連接並且在基板本體2之背面處與表面帶狀部5a相對向地來作了圖案形成之背面帶狀部5b。

上述接地連接圖案6，係具備有：被與第1元素3之供電側被動元件P0的前端側作了連接之第4被動元件P4以及被與基端側作了連接之第5被動元件P5，藉由供電側被動元件P0、第4被動元件P4以及第5被動元件P5，而構成阻抗之整合電路。

上述第3延伸存在部E3，係被設為與第3元素5之前端部相對向並且以能夠產生浮游電容之方向而作了形成的廣幅部。此被設為廣幅部之第3延伸存在部E3，係被設為相較於第2元素4以及第5延伸存在部E5等之部分而線寬幅為更大之長方形狀，其之基端側的邊係與第3元素5之前端側相對向地而被作配置。又，上述第2延伸存在部E2以及第4延伸存在部E4，亦係被設為廣幅部。

如此這般，第1元素3，係能夠產生其與第2元素4 間之浮游電容、和其與第3元素5間之浮游電容、以及其與接地面GND間之浮游電容，並且係相對於第2元素4、第3元素5以及接地面GND而空出有間隔地作延伸存在。

亦即是，如圖6中所示一般，係能夠發生：第2元素4與第5延伸存在部E5之間的浮游電容Ca、和第2元素4與第4延伸存在部E4之間的浮游電容Cb、和第2元素4與天線元件AT之間的浮游電容Cd、和第2元素4與接地面GND之間的浮游電容Cf、和第3元素5與第3延伸存在部E3之間的浮游電容Cg、和第3元素5與第2延伸存在部E2之間的浮游電容Ch、以及第2延伸存在部E2與接地面GND之間的浮游電容Ci。

在對於上述背面帶狀部5b作設計的情況時，由於在其與身為廣幅部之第3延伸存在部E3之間係產生有浮游電容，因此，若是使其朝向第3延伸存在部E3而延伸，則依存於基板本體2之厚度，會存在有與最低之共振頻率f1的帶域相干涉的情況，因此，係有必要對此點作考慮。亦即是，背面帶狀部5b，係藉由在第2延伸存在部E2側之方向處設為廣幅，而相較於表面帶狀部5a，其之阻抗係變低，且干涉之影響係變少。又，於此情況，背面帶狀部5b和第2延伸存在部E2之間的浮游電容，係藉由以基板本體2之厚度以及介電率所致的浮游電容，而有效地產生。故而，係以使背面帶狀部5b之長度將表面帶狀部5a之長度作為最大並且將寬幅朝向第2延伸存在部E2側作延 伸的設計為有效。

上述天線元件AT，係為不會在所期望之共振頻率處而產生自我共振的負載元件，並例如為如圖5中所示一般之在陶瓷等的介電質21之表面上被形成有Ag等之導體圖案22的晶片天線。天線元件AT，係可因應於共振頻率等之設定，而選擇在其之長度、寬幅、導體圖案22等之構成上互為相異之元件，並且，亦可選擇相同之元件。

上述第1被動元件P1~第5被動元件P5以及供電側被動元件P0，例如係採用電感器、電容器或電阻。另外，第4被動元件P4以及第5被動元件P5，雖然亦依存於所搭載之各機器或者是設計條件，但是，係以相互為電感器、電容器之相異的被動元件為理想。

本實施形態之天線裝置10，係如圖1以及圖2中所示一般，具備有上述之天線裝置用基板1，並且，第1被動元件P1、第2被動元件P2以及第3被動元件P3，係分別被與相對應之第1連接部C1、第2連接部C2以及第3連接部C3作連接。

構成阻抗之整合電路的供電側被動元件P0、第4被動元件P4以及第5被動元件P5，係以如同下述一般地設定為理想。

例如，當將第4被動元件P4設為電感器，並將第5被動元件P5設為電容器的情況時，係能夠藉由第4被動元件P4之常數變更等來進行第1以及第2共振頻率f1、f2之阻抗調整，並且，係能夠藉由第5被動元件P5之常 數變更等來進行第2以及第3共振頻率f2、f3之阻抗調整。

又，當將第4被動元件P4設為電容器，並將第5被動元件P5設為電感器的情況時，係能夠藉由第4被動元件P4之常數變更等來進行第2以及第3共振頻率f2、f3之阻抗調整，並且，係能夠藉由第5被動元件P5之常數變更等來進行第1以及第2共振頻率f1、f2之阻抗調整。

另外，當在第4被動元件P4和第5被動元件P5處而使用了相同之被動元件的情況時、或者是當僅存在有第4被動元件P4或者是僅存在有第5被動元件P5的情況時，係能夠以使第1~第3共振頻率f1~f3之全部作了連動的形態來進行調整。

接著，針對在本實施形態之天線裝置中的共振頻率，參考圖7來作說明。

在本實施形態之天線裝置10中，係如圖7中所示一般，被多重共振化為第1共振頻率f1、第2共振頻率f2以及第3共振頻率f3之3個。

上述第1共振頻率f1，係為3個共振頻率中之低頻率帶者，並藉由第1元素3和天線元件AT和第1被動元件P1和供電側被動元件P0以及浮游電容而被決定。又，上述第2共振頻率f2，係為3個共振頻率中之中間的頻率帶者，並藉由第2元素4和第2被動元件P2和供電側被動元件P0以及浮游電容而被決定。進而，上述第3共振頻率f3，係為3個共振頻率中之高頻率帶者，並藉由第3元 素5和第3被動元件P3和供電側被動元件P0以及浮游電容而被決定。又，係對於各共振頻率，藉由使用第4被動元件P4以及第5被動元件P5來對流動於接地面GND側之高頻電流的流動作控制，來進行最終性之阻抗調整。

以下，針對此些之共振頻率作更詳細之說明。

「關於第1共振頻率f1」

上述第1共振頻率f1之頻率，係可藉由第2延伸存在部E2、第3延伸存在部E3、第4延伸存在部E4以及第5延伸存在部E5之各長度、還有第6延伸存在部E6，來進行設定以及調整。

又，第1共振頻率f1之廣帶域化，係可藉由第2延伸存在部E2、第3延伸存在部E3、第4延伸存在部E4以及第5延伸存在部E5之各長度以及各寬幅，來進行設定。

又，第1共振頻率f1之阻抗調整，係可藉由對於浮游電容Ca、浮游電容Cb、浮游電容Cd、浮游電容Ce以及浮游電容Ci之各浮游電容的設定，來進行調整。

進而，最終性之頻率調整，係可藉由第1被動元件P1以及供電側被動元件P0之選擇，來靈活地進行。

又，最終性之阻抗調整，係可藉由第4被動元件P4以及第5被動元件P5之選擇，來靈活地進行。

如此這般，藉由「各元素之長度、寬幅」、「各被動元件」、「天線元件AT」以及「各元素間之浮游電容」 ，係能夠對於共振頻率、帶域寬幅、阻抗作靈活的調整。亦即是，第1共振頻率f1，主要係藉由圖1中之虛線A1的部分來作調整。

「關於第2共振頻率f2」

上述第2共振頻率f2之頻率，係可藉由第2延伸存在部E2以及第2元素4之各長度來作設定以及調整。

又，第2共振頻率f2之廣帶域化，係可藉由第2延伸存在部E2以及第2元素4之各長度以及各寬幅來作設定。

又，第2共振頻率f2之阻抗調整，係可藉由對於浮游電容Ca、浮游電容Cb、浮游電容Cd、浮游電容Cf以及浮游電容Ci之各浮游電容的設定，來進行調整。

進而，最終性之頻率調整，係可藉由第2被動元件P2以及供電側被動元件P0之選擇，來靈活地進行。

又，最終性之阻抗調整，係可藉由第4被動元件P4以及第5被動元件P5之選擇，來靈活地進行。

如此這般，藉由「各元素之長度、寬幅」、「各被動元件」以及「各元素間之浮游電容」，係能夠對於共振頻率、帶域寬幅、阻抗作靈活的調整。亦即是，第2共振頻率f2，主要係藉由圖1中之一點鍊線A2的部分來作調整。

「關於第3共振頻率f3」

上述第3共振頻率f3之頻率，係可藉由第3元素5(表面帶狀部5a以及背面帶狀部5b)之長度來作設定以及調整。

又，第3共振頻率f3之廣帶域化，係可藉由第2延伸存在部E2以及第2元素4之長度以及寬幅來作設定。

又，第3共振頻率f3之阻抗調整，係可藉由對於浮游電容Cg、浮游電容Ch、以及浮游電容Ci之各浮游電容的設定，來進行調整。

進而，最終性之頻率調整，係可藉由第3被動元件P3以及供電側被動元件P0之選擇，來靈活地進行。

又，最終性之阻抗調整，係可藉由第4被動元件P4以及第5被動元件P5之選擇，來靈活地進行。

如此這般，藉由「各元素之長度、寬幅」、「各被動元件」以及「各元素間之浮游電容」，係能夠對於共振頻率、帶域寬幅、阻抗作靈活的調整。亦即是，第3共振頻率f3，主要係藉由圖1中之2點鍊線A3的部分來作調整。

另外，在基板本體2上之天線佔有區域(天線裝置10所被容許之設置區域)A4，在天線特性上，係以大為理想，其他之構成，則係以設定為以下之條件為理想。

亦即是，在浮游電容的觀點上，較理想，係將從接地面GND起直到天線裝置用基板1之上端(第3元素5)處為止的距離設定為長。

又，在浮游電容的觀點上，天線尺寸之寬幅(從第2 延伸存在部E2之基端起直到第4延伸存在部E4之外緣為止的距離)，係以廣為理想。

又，從接地面GND起直到第5延伸存在部E5為止的距離，係以長為理想。

又，在作為圖案而能夠容易地進行調整之觀點上，第4延伸存在部E4之寬幅，係以廣為理想，並且，廣幅部之第3延伸存在部E3的長度以及寬幅，係以長或廣為理想。

又，第2延伸存在部E2之長度以及寬幅，係以長或廣為理想。

另外，基板本體2之沿著第1延伸存在部E1的方向之尺寸，係以成為所使用之波長的1/4程度之長度為理想。

又，藉由將第2元素4變更為在相同方向上作延伸存在之介電質天線的天線元件(所謂的晶片天線)，係亦能夠將第2元素4縮短。

在本實施形態之天線裝置10中，係可對於天線週邊之影響(週邊零件、人體等)作考慮而對於共振頻率作替換。亦即是，係可因應於用途，來對於天線元件AT以及各被動元件之選擇以及設定作變更，並對於第2共振頻率f2和第3共振頻率f3之調整箇所作靈活的變更。亦即是，藉由將對於第2共振頻率f2進行調整之一點鍊線A2的部分和對於第3共振頻率f3進行調整之二點鍊線A3之部分作替換設定，亦能夠藉由一點鍊線A2之部分來對於第 3共振頻率f3作調整，並藉由二點鍊線A3之部分來對於第2共振頻率f2作調整。

又，本實施形態之天線裝置用基板1以及天線裝置10，係不僅是上述之3共振化，而亦可作2共振化。例如，係可列舉出：在同一機種中，使用本實施形態之天線裝置10，並在現行階段中以2共振來作使用，且在將來想要以3共振來使用的情況等。於此情況，亦成為能夠將天線裝置用基板1直接作2共振化以及3共振化。

作為上述2共振化之方法，係存在有2種類的對應方法：亦即是，如圖8中所示一般，將第2被動元件P2設為未使用之方法、和如圖9中所示一般，將第3被動元件P3設為未使用之方法。於此情況中之頻率帶，由於係如同上述一般而可個別作調整，因此，係能夠靈活地設計為所期望之頻率帶。

如此這般，在本實施形態之天線裝置用基板1以及天線裝置10中，第1元素3，由於係能夠產生其與第2元素4間之浮游電容、和其與第3元素5間之浮游電容、以及其與接地面GND間之浮游電容，並且係相對於第2元素4、第3元素5以及接地面GND而空出有間隔地作延伸存在，因此，係能夠藉由對於在所期望之共振頻率處而不會發生自我共振之負載元件的天線元件AT和各元素間之浮游電容作有效利用，來使其作多重共振化(2共振、3共振)。

又，經由對於天線元件AT以及對於第1~第3連接 部C1~C3作連接之第1~第3被動元件P1~P3的選擇(常數變更等)，係能夠對於各共振頻率作靈活的調整，而能夠得到一種可因應於設計條件來作2共振化或3共振化之天線裝置。如此這般，在天線之構成上，由於係能夠藉由1個的天線裝置用基板1，來對於各共振頻率作靈活的調整，因此，係成為能夠進行共振頻率之替換，並成為能夠因應於用途或機器等來對於由被動元件等所致之調整箇所作變更。

又，係成為能夠在基板本體2之平面內進行設計，相較於先前技術之使用介電質區塊或樹脂成形體等的情況，係成為能夠薄型化，並且，經由對於身為介電質天線之天線元件AT的選擇，亦成為能夠作小型化以及高性能化。又，係不需要由於模具、設計之變更等所導致的成本上升，而能夠實現低成本。

進而，在此天線裝置用基板1中，由於第1元素3、第2元素4以及第3元素5之至少1個，係透過通孔H而從基板本體2之表面起涵蓋背面地被作圖案形成，因此，藉由不僅是在基板本體2之表面而亦在背面處作了圖案形成之元素的設計，係成為能夠並不增廣天線之佔有面積地來同時謀求天線之高性能化以及小型化。

又，由於係在較天線元件AT而更前端側處，具備有前端迴圈部(第4延伸存在部E4、第5延伸存在部E5以及第6延伸存在部E6)，該前端迴圈部，係藉由被圖案形成於基板本體2之表面上的表面線狀部、和透過通孔H 而被與該表面線狀部作連接並且以相對於表面線狀部而作了折返的狀態來圖案形成於基板本體2之背面處的背面線狀部，而形成為迴圈狀，因此，相較於將前端設為了開放端的情況，係能夠將阻抗降低，並且，藉由設置折返部，係能夠謀求廣帶域化。又，由於係並不只是表面地而亦對於背面作利用，並成為迴圈狀，因此，係成為能夠並不與表面側之其他元素相互干涉並具備有高設計自由度地來進行圖案形成，並且，係成為亦能夠從背面來作輻射，而能夠謀求高增益化。

進而，第3元素5，由於係具備有：被圖案形成於基板本體2之表面上的表面帶狀部5a、和透過通孔H而被與該表面帶狀部5a作連接並且在基板本體2之背面處與表面帶狀部5a相對向地而作了圖案形成的背面帶狀部5b，因此，藉由以表面之表面帶狀部5a和背面之背面帶狀部5b的表背面來構成第3元素5，係能夠將第3元素5全體之長度縮短。又，係成為能夠因應於背面帶狀部5b之形狀來調整其與第3延伸存在部E3之間的浮游電容Cg，特別是，第3元素5之長度，係藉由將表面帶狀部5a之長度設為最大，並將寬幅擴廣至接地面GND側，而成為相較於表面帶狀部5a其阻抗亦變得較低，而對於與第1元素3有所關連之共振頻率的干涉之影響亦會變少。

又，由於接地連接圖案6，係具備有被與供電側被動元件P0之兩端作了連接之第4被動元件P4以及第5被動元件P5，並藉由供電側被動元件P0、第4被動元件P4以 及第5被動元件P5，而構成阻抗之整合電路，因此，就算是在僅藉由供電側被動元件P0之設定而並無法進行充分之調整的情況時，亦成為能夠藉由對於構成所謂π型之整合電路的供電側被動元件P0、第4被動元件P4以及第5被動元件P5作設定，來進行共振頻率之微調整以及阻抗之調整。

又，由於第3延伸存在部E3，係被設為以和第3元素5之前端部相對向並能夠產生浮游電容Cg的方式所形成之廣幅部，因此，係成為容易對於第3元素5之前端部和廣幅部之間的浮游電容Cg作設定，並且，天線全體之實效面積亦變廣，而能夠得到廣帶域化以及高增益化。

故而，在本實施形態之天線裝置10中，由於係具備有上述之天線裝置用基板1，而第1被動元件P1、第2被動元件P2以及第3被動元件P3，係分別被與相對應之第1連接部C1、第2連接部C2以及第3連接部C3作連接，因此，僅需對於第1~第3被動元件P1~P3適宜作選擇，便能夠作2共振化或3共振化，而能夠以與各用途或各機器之每一者相互對應的2個或者是3個的共振頻率來進行通訊。

又，由於第1被動元件P1，係被與第1連接部C1作連接，而第2被動元件P2以及第3被動元件P3之其中一者，係分別被與相對應之第2連接部C2或第3連接部C3作連接，因此，係能夠以並不對於第2被動元件P2或第3被動元件P3作利用的狀態下，來進行2種類之2共振 化。

〔實施例〕

接著，針對實際製作了本實施形態之天線裝置用基板以及具備有此之天線裝置的實施例，針對在各共振頻率處之輻射形態作測定，並參考圖10來對於該結果作說明。

另外，係將第1延伸存在部E1之延伸存在方向設為X方向，並將第2延伸存在部E2之延伸存在方向設為Y方向，而將相對於接地面GND之垂直方向(朝向表面之垂直方向)設為Z方向。針對此時之相對於YZ面的垂直偏波作了測定。

又，各被動元件，係為第1被動元件P1：4.7nH、第2被動元件P2：5.6nH、第3被動元件P3：10nH之不論在何者處均使用了電感器。又，係使用第4被動元件P4：6.8nH之電感器、和第5被動元件P5：0.5pF之電容器，並且，係使用了供電側被動元件P0：1.2nH之電感器。

圖10之(a)，係為800MHz帶域之第1共振頻率f1處的輻射形態，而為第1共振頻率f1：871MHz、VSWR：1.71、帶域寬幅(V.S.W.R≦3)：85MHz。

又，圖10之(b)，係為1575MHz帶域之第2共振頻率f2處的輻射形態，而為第2共振頻率f2：1569MHz、VSWR：1.57、帶域寬幅(V.S.W.R≦3)：86MHz。

進而，圖10之(c)，係為2000MHz帶域之第3共振頻率f3處的輻射形態，而為第3共振頻率f3： 2005MHz、VSWR：1.72、帶域寬幅(V.S.W.R≦3)：214MHz。

如同由此些之輻射形態而可得知一般，關於800MHz帶、1575MHz帶，係得到有略無指向性之天線特性，關於2000MHz帶，則係得到於90度方向具備有指向性之天線特性。

另外，本發明係並不被限定於上述實施形態，在不脫離本發明之趣旨的範圍內，係可施加各種之變更。

在上述實施形態中，雖係在各連接部各安裝有1個的被動元件，但是，係並不被限定於1個，而亦可作複數之安裝。例如，在像是需要對於共振頻率而進行更進一步之微調整的情況等時，亦可針對第1~第3被動元件，而以串聯或並聯來作2個的安裝。

1‧‧‧天線裝置用基板

2‧‧‧基板本體

3‧‧‧第1元素

4‧‧‧第2元素

5‧‧‧第3元素

5a‧‧‧表面帶狀部

5b‧‧‧背面帶狀部

6‧‧‧接地連接圖案

10‧‧‧天線裝置

AT‧‧‧天線元件

C1‧‧‧第1連接部

C2‧‧‧第2連接部

C3‧‧‧第3連接部

E1‧‧‧第1延伸存在部

E2‧‧‧第2延伸存在部

E3‧‧‧第3延伸存在部

E4‧‧‧第4延伸存在部

E5‧‧‧第5延伸存在部

E6‧‧‧第6延伸存在部

FP‧‧‧供電點

GND‧‧‧接地面

H‧‧‧通孔

P0‧‧‧供電側被動元件

P1‧‧‧第1被動元件

P2‧‧‧第2被動元件

P3‧‧‧第3被動元件

P4‧‧‧第4被動元件(接地側被動元件)

P5‧‧‧第5被動元件(接地側被動元件)

〔圖1〕對於本發明之天線裝置用基板以及天線裝置的其中一種實施形態中之天線裝置用基板以及天線裝置作展示的配線圖。

〔圖2〕對於本實施形態中之天線裝置作展示的平面圖。

〔圖3〕對於本實施形態中之天線裝置用基板作展示的平面圖。

〔圖4〕對於本實施形態中之天線裝置用基板作展示的背面圖。

〔圖5〕對於本實施形態中之天線元件用基板作展示的(a)立體圖、(b)平面圖、(c)正面圖以及(d)底面圖。

〔圖6〕對於本實施形態中之在天線裝置用基板以及天線裝置處所產生的浮游電容作展示之配線圖。

〔圖7〕對於本實施形態中之作了3共振化時的VSWR特性(電壓駐波比)作展示之圖表。

〔圖8〕對於本實施形態中之將第2被動元件設為未使用並作了2共振化的天線裝置作展示之配線圖。

〔圖9〕對於本實施形態中之將第3被動元件設為未使用並作了2共振化的天線裝置作展示之配線圖。

〔圖10〕對於本發明之天線裝置用基板以及天線裝置的實施例中之天線裝置的輻射形態作展示之圖表。

1‧‧‧天線裝置用基板

2‧‧‧基板本體

3‧‧‧第1元素

4‧‧‧第2元素

5‧‧‧第3元素

6‧‧‧接地連接圖案

10‧‧‧天線裝置

A1‧‧‧虛線

A2‧‧‧一點鍊線

A3‧‧‧二點鍊線

A4‧‧‧天線佔有區域

AT‧‧‧天線元件

C1‧‧‧第1連接部

C2‧‧‧第2連接部

C3‧‧‧第3連接部

FP‧‧‧供電點

GND‧‧‧接地面

P0‧‧‧供電側被動元件

P1‧‧‧第1被動元件

P2‧‧‧第2被動元件

P3‧‧‧第3被動元件

P4‧‧‧第4被動元件(接地側被動元件)

P5‧‧‧第5被動元件(接地側被動元件)

Claims (12)

1. 一種天線裝置用基板，其特徵為，係具備有：絕緣性之基板本體；和在該基板本體上分別藉由金屬箔而作了圖案形成之第1元素、第2元素、第3元素、接地面以及接地連接圖案，前述第1元素，係在基端處被設置有供電點，並且在中間部處，依序具備有能夠與供電側被動元件和第1被動元件作連接之第1連接部、和介電質天線之天線元件，而作延伸存在，前述第2元素，係使基端在前述第1元素之前述供電側被動元件和前述第1連接部之間，經由能夠連接第2被動元件之第2連接部而作連接，並作延伸存在，前述第3元素，係使基端在前述第1元素之前述供電側被動元件和前述第1連接部之間，經由能夠連接第3被動元件之第3連接部而作連接，並作延伸存在，前述接地連接圖案，係被與前述接地面作連接，並經由接地側被動元件，來連接於前述第1元素之較前述第2元素以及前述第3元素更靠基端側處，前述第1元素，係能夠產生其與前述第2元素間之浮游電容、和其與前述第3元素間之浮游電容、以及其與前述接地面間之浮游電容，並相對於前述第2元素、前述第3元素以及前述接地面，而空出有間隔地作延伸存在，前述第1元素、第2元素以及前述第3元素之至少1 個，係透過通孔，而從前述基板本體之表面起來涵蓋背面地而被作圖案形成。
2. 如申請專利範圍第1項所記載之天線裝置用基板，其中，前述第1元素，係在較前述天線元件而更前端側處，具備有前端迴圈部，該前端迴圈部，係藉由被圖案形成於前述基板本體之表面上的表面線狀部、和透過通孔而被與該表面線狀部作連接並且以相對於前述表面線狀部而作了折返的狀態來圖案形成於前述基板本體之背面處的背面線狀部，而形成為迴圈狀。
3. 如申請專利範圍第2項所記載之天線裝置用基板，其中，前述第1元素，係在前述基板本體之表面上，具備有：在從前述接地面而分離之方向上，從前述供電點而延伸之第1延伸存在部；和從該第1延伸存在部之前端起，而朝向沿著前述接地面之方向來作延伸之第2延伸存在部；和在從該第2延伸存在部之前端起而經由前述第1連接部來在從前述接地面而分離之方向上作了偏移之基端處，朝向沿著前述接地面之方向而延伸，並與在相同方向上而延伸存在的前述天線元件作了連接之第3延伸存在部；和從前述天線元件之前端起，而朝向前述接地面作延伸之第4延伸存在部；和從該第4延伸存在部之前端起，沿著前述接地面而朝向前述第1延伸存在部作延伸之第5延伸存在部，並且，該第1元素，係在前述基板本體之背面處，具備有：將基端藉由通孔來與前述第5延伸存在部之前端作 連接，並將前端藉由通孔來與前述第4延伸存在部之基端作連接之第6延伸存在部，前述第2元素，係從前述第2延伸存在部之前端起而與該第2延伸存在部在相同方向上作延伸，前述第3元素，係在從前述第1延伸存在部之前端起經由前述第4連接部而在與前述接地面相分離之方向上作了偏移的基端處，而朝向沿著前述接地面之方向作延伸。
4. 如申請專利範圍第3項所記載之天線裝置用基板，其中，前述第3元素，係具備有：被圖案形成於前述基板本體之表面上的表面帶狀部、和透過通孔而被與該表面帶狀部作連接並且在前述基板本體之背面處與前述表面帶狀部相對向地而作了圖案形成的背面帶狀部。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之天線裝置用基板，其中，前述接地連接圖案，係具備有：被與前述第1元素之前述供電側被動元件的前端側作了連接之第4被動元件和被與基端側作了連接之第5被動元件，藉由前述供電側被動元件、前述第4被動元件以及前述第5被動元件，而構成阻抗之整合電路。
6. 如申請專利範圍第3項所記載之天線裝置用基板，其中，前述第3延伸存在部，係被設為以和前述第3元素之前端部相對向並能夠產生浮游電容的方式所形成之廣幅部。
7. 一種天線裝置，其特徵為：係具備有如申請專利範圍第1項或第2項所記載之天 線裝置用基板，前述第1被動元件、前述第2被動元件以及前述第3被動元件，係被與各別所對應之前述第1連接部、前述第2連接部以及前述第3連接部作連接。
8. 一種天線裝置，其特徵為：係具備有如申請專利範圍第1項或第2項所記載之天線裝置用基板，前述第1被動元件，係被與前述第1連接部作連接，前述第2被動元件以及前述第3被動元件之其中一者，係被與各別所對應之前述第2連接部或前述第3連接部作連接。
9. 一種天線裝置，其特徵為，係具備有：如申請專利範圍第1項或第2項所記載之天線裝置用基板，其中，該天線裝置用基板，係具有下述特徵：前述接地連接圖案，係具備有：被與前述第1元素之前述供電側被動元件的前端側作了連接之第4被動元件和被與基端側作了連接之第5被動元件，藉由前述供電側被動元件、前述第4被動元件以及前述第5被動元件，而構成阻抗之整合電路，前述第1被動元件、前述第2被動元件以及前述第3被動元件，係被與各別所對應之前述第1連接部、前述第2連接部以及前述第3連接部作連接。
10. 一種天線裝置，其特徵為，係具備有：如申請專利範圍第1項或第2項所記載之天線裝置用 基板，其中，該天線裝置用基板，係具有下述特徵：前述接地連接圖案，係具備有：被與前述第1元素之前述供電側被動元件的前端側作了連接之第4被動元件和被與基端側作了連接之第5被動元件，藉由前述供電側被動元件、前述第4被動元件以及前述第5被動元件，而構成阻抗之整合電路，前述第1被動元件，係被與前述第1連接部作連接，前述第2被動元件以及前述第3被動元件之其中一者，係被與各別所對應之前述第2連接部或前述第3連接部作連接。
11. 一種天線裝置，其特徵為：係具備有如申請專利範圍第3項所記載之天線裝置用基板，其中，該天線裝置用基板，係具有下述特徵：前述第3延伸存在部，係被設為以和前述第3元素之前端部相對向並能夠產生浮游電容的方式所形成之廣幅部，前述第1被動元件、前述第2被動元件以及前述第3被動元件，係分別被與相對應之前述第1連接部、前述第2連接部以及前述第3連接部作連接。
12. 一種天線裝置，其特徵為：係具備有如申請專利範圍第3項所記載之天線裝置用基板，其中，該天線裝置用基板，係具有下述特徵：前述第3延伸存在部，係被設為以和前述第3元素之前端部相對向並能夠產生浮游電容的方式所形成之廣幅部，前述第1被動元件，係被與前述第1連接部作連接， 前述第2被動元件以及前述第3被動元件之其中一者，係被與各別所對應之前述第2連接部或前述第3連接部作連接。