天线以及便携式无线终端的制作方法

xiaoxiao2020-8-1  2

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专利名称:天线以及便携式无线终端的制作方法
技术领域
本发明涉及具备3个天线元件(antenna element)的天线以及具备该天线的便携式无线终端。
背景技术
这几年来便携式无线终端实现急剧的普及,而可利用的频率资源在世界范围内正在枯竭。此外,由于丰富内容的增加、服务的多样化等,市场对大容量高速度通信的要求也不断提高。受到这些影响,为了应对当前的第三代方式(3G :3rd Generation)中的利用频率的扩大以及用于对应于大容量高速度通信的下一代方式(LTE Long Term Evolution :长期演进),除了以往的低频带(Low-Band) (WCDMA、CMDA2000、AMPS、EGSM 等的 800 900MHz 频带)与高频带(High-Band) (WCDMA、CMDA2000、DCS、PCS 等的 1700 2100MHz 频带)之夕卜,还能够在便携式无线终端利用中频带(Mid_Band)(WCDMA Band IX的I. 5GHz频带)。进而,便携式无线终端的多功能化不断发展,需要应对国际漫游、Iseg收视、GPS、无线LAN、蓝牙(Bluetooth)等各种各样的无线通信方式。因此,针对内置在便携式无线终端中的天线而言,要求在有限的空间中配置多个天线元件。若使各天线元件相对于各自对应的频带的波长充分分离地进行配置,那么能够确保各天线元件的特性并且也能够抑制各天线元件之间的相互干扰导致的劣化。然而,为了在便携式无线终端的小型化以及薄型化之外还实现如上所述的多功能化,需要在无线终端内的某一部分配置多个天线元件。在此,在具备由多个天线元件构成的天线的无线终端中,例如,在由I个壳体构成的直板(straight)型便携式无线终端中,在长边方向的壳体端部配置天线的情况较多,在如折叠型或2轴旋转型等那样由操作侧和显示侧的2个壳体构成并具有以能转动的方式连接两个壳体的铰链(hinge)部的便携式无线终端中,在铰链部或操作侧壳体的与铰链相反的一侧的端部等的易于取得大的空间的区域配置天线的情况较多。此时,如上所述,各天线元件的配置在考虑该天线的特性方面是非常重要的。特别是在具备3个天线元件的复杂的天线中,提供各天线元件的更优选的配置非常有用。作为在同一空间内配置3个天线元件的现有技术,公开了专利文献I。现有技术文献 专利文献
专利文献I :日本国公开专利公报“特开2008-252507号公报(平成20年10月16日公开)”。

发明内容
发明要解决的问题
在专利文献I中,在天线配置区域中的接近于接地(ground)的端部侧配置有环(loop)状电极的顶端区域,牺牲环状电极对应的频带的天线特性。在专利文献I的其它实施例中,在天线配置区域中的接近于接地的端部配置有单极(monopole)状电极的顶端区域,牺牲单极状电极对应的频带的天线特性。这样,在专利文献I所述的技术中,是为了配置3个天线元件而不得不牺牲至少任I个天线元件所对应的频带的天线特性的结构。另一方面,在将3个天线元件用于同一系统的情况下,为了在哪个频带与基站网络连接都无负荷地维持通信状态,而优选该全部天线元件所对应的各频带的辐射效率中没有差。此外,即使用于相互不同的系统的天线元件的连接用端部彼此离开,由于各自连接的无线部电路不同,所以在电路基板上的部件布局中也具有自由度,能够在连接的天线元件附近配置各个无线部电路。另一方面,在用于同一系统的天线元件的连接用端部彼此离开的情况下,任一个天线元件的连接用端部与该天线元件所连接的无线部电路之间也离开,产生因电路基板上的布线长度引起的损失。进而,产生由于不必要地引绕布线而使电路基板上的布线区域减少的缺点。
这样,在将3个天线元件用于同一系统的情况下,与如现有技术那样将各天线元件用于多个系统的情况不同,要求=(A)不牺牲所有天线元件的天线特性、以及(B)各天线元件的向无线部电路的连接部不相互离开。然而,在专利文献I的结构中,不能满足上述(A)或者(B)的要求。本发明是鉴于在将3个天线元件用于同一系统的情况下产生的上述问题而完成的,其主要目的在于,提供一种具备3个天线元件的天线,即使在将各天线元件用于同一系统的情况下,也抑制了各天线元件所对应的频带中的辐射效率之差。用于解决问题的方案
为了解决上述问题,本发明的天线是,一种天线,具备第一天线元件,在第一频带进行工作;第二天线元件,比第一天线元件短,并且在比第一频带高的第二频带进行工作;以及第三天线元件,比第二天线元件短,并且在比第二频带高的第三频带进行工作,所述天线的特征在于,第一、第二以及第三天线元件分别具备作为与无线部电路连接的一侧的端部的第一、第二以及第三连接用端部;作为与第一、第二以及第三连接用端部相反的一侧的端部的第一、第二以及第三顶端部;以及第一、第二以及第三顶端区域,包含第一、第二以及第三顶端部,第二天线元件配置在第一天线元件与第三天线元件之间、或者第一天线元件配置在第二天线元件与第三天线元件之间,第一、第二以及第三连接用端部都配置在与第一顶端部相比更接近于第三顶端部的位置。根据上述结构,本发明的天线具备在3个天线元件中最长的第一天线元件、第二天线元件以及在3个天线元件中最短的第三天线元件。在配置这样的天线元件时,为了使全部天线元件所对应的各频带的辐射效率没有差,优选将对天线特性影响最大的第一、第二以及第三顶端区域以未被其它天线元件夹着或覆盖的方式进行配置,难以屏蔽辐射的电磁波。根据上述结构,最短的第三天线元件未配置在其它2根天线元件之间。例如,将最短的第三天线元件与其它2根天线元件中的任一个相邻地配置,该2根天线元件中的另一个天线元件夹着上述一个天线元件配置在与第三天线元件相反的一侧。由此,从各个天线元件辐射的电磁波不会被其它天线元件阻碍。也就是说,能够恰当地抑制第三天线元件被其它2个天线元件夹着或覆盖,使第三天线元件面向的开放空间减少而导致天线特性劣化的情况。进而,为了使第一、第二以及第三连接用端部配置成不相互离开,在从配置连接用端部的区域到各天线元件的顶端部的距离中,必须使从该区域到第一顶端部的距离最长、到第三顶端部的距离最短。这是因为,在各天线元件中,第一天线元件最长,第三天线元件最短。在此,根据上述结构,在第一天线元件与第三天线元件之间配置有第二天线元件。因此,第一、第二以及第三顶端区域按该顺序排列。而且,第一、第二以及第三连接用端部配置在与第一顶端部相比更接近于第三顶端部的位置。因此,从配置有第一、第二以及第三连接用端部的区域到各天线元件的顶端部的距离满足上述条件。因此,根据上述结构,能够实现各天线元件的向无线部电路的连接部不相互离开的天线。这样,根据上述结构,能够实现(A)所有天线元件的 天线特性均不牺牲、(B)各天线元件的向无线部电路的连接部不相互离开的天线。因此,能够提供一种即使在将各天线元件用于同一系统的情况下,也抑制了各天线元件所对应的频带中的辐射效率之差的天线。此外,本发明的天线也可以是,一种天线,与设置有无线部电路的导电性构件连接,具备第一天线元件,在第一频带进行工作;第二天线元件,比第一天线元件短,并且在比第一频带高的第二频带进行工作;以及第三天线元件,比第二天线元件短,并且在比第二频带高的第三频带进行工作,第一、第二以及第三天线元件分别具备作为与该无线部电路连接的一侧的端部的第一、第二以及第三连接用端部;作为与第一、第二以及第三连接用端部相反的一侧的端部的第一、第二以及第三顶端部;以及第一、第二以及第三顶端区域,包含第一、第二以及第三顶端部,第一、第二以及第三顶端区域配置在配置该天线的天线配置区域的某个端部,在该天线中第一、第二以及第三顶端区域配置成离该导电性构件最远,在从配置有该导电性构件的一侧的相反侧观察时,第一、第二以及第三顶端区域未被其它该天线元件覆盖,从接近于该导电性构件的一方起,按照第一天线元件、第二天线元件、第三天线元件的顺序进行配置,第一、第二以及第三连接用端部都配置在与第一顶端部相比更接近于第三顶端部的位置。即使是这样的结构,也能够起到与上述的天线同等的效果。再有,本发明的天线也能适合应用于为了利用多个系统而使用全部天线元件的情况。发明效果
本发明的天线是具备至少3个天线元件的天线,抑制了该3个天线元件的辐射效率之差,并且各天线元件的向无线部电路的连接部不相互离开。因此,根据本发明,也能够提供一种即使在将3个天线元件用于同一系统的情况下,无论在哪个频带与基站网络连接都能无负荷地维持通信状态的天线。


图I是表示本发明的一个实施方式的便携式无线终端的概略结构的图,Ca)表示透视俯视图,(b)表示透视侧视图。图2是表示作为参考技术的便携式无线终端的概略结构的俯视透视图。图3是表示本发明的一个实施方式的天线的变化(variation)的图。图4是表示本发明的一个实施方式的天线的变化的图。图5是表示本发明的一个实施方式的连接了第一天线元件和第三天线元件的天线的变化的图。
图6是表示本发明的一个实施方式的无线部电路的概略结构的图。图7是表示本发明的一个实施方式的天线的概略结构的图。图8是表示并联谐振电路的频率特性的图表。图9是表示本发明的一个实施方式的第一天线元件和第三天线元件的频率特性的史密斯图。图10是表示本发明的一个实施方式的具备了频率控制单元的天线的变化的图。
具体实施例方式针对本发明的实施方式,参照

如下。再有,在下文中,本发明的天线是作 为在与基站之间进行用于通话的无线通信的便携式无线终端所具备的天线来进行说明的。但是,本发明的天线不局限于在与基站之间进行用于通话的无线通信的便携式无线终端所具备的天线,还能通常应用于对叠加有一些信号的载波进行接收和/或发送的天线,也可以是便携式无线终端以外的无线终端所具备的天线。〔第一实施方式〕
图I是表示本发明的一个实施方式(第一实施方式)的便携式无线终端100的概略结构的图,Ca)是便携式无线终端100的透视俯视图,(b)是便携式无线终端100的透视侧视图。便携式无线终端100具备通过连结构件103连结的第一壳体101及第二壳体102。第一壳体101内置有电路基板120。在电路基板120的铰链部侧配置有天线基座115。在天线基座115上设置有构成本实施方式的天线110的第一天线元件111、第二天线元件112以及第三天线元件113。再有,有时也将第一、第二以及第三天线元件111 113和天线基座115合起来称为天线组件(antenna assembly)。此外,在本说明书中天线”是指包括从天线元件到天线匹配电路的结构。在电路基板中还设置有用于蜂窝通信系统的无线部电路121、照相机122等。无线部电路121使用3个频带来进行蜂窝通信,并与第一、第二以及第三天线元件111 113的全部连接。再有,虽然未图示,但在第一、第二以及第三天线元件111 113与无线部电路121之间设置有天线匹配部等也可。再有,在本说明书中,“无线部电路”是对包括发送电路、接收电路、天线切换用的开关、将从发送电路到天线的流和从天线到接收电路的高频信号流进行分路的分路滤波器、IC等的各部件的至少任一个的电路进行总称的电路。天线基座115例如由电介质、磁性体、陶瓷等构成,并具有厚度。各天线元件例如是通过在天线基座的顶面(与电路基板120对置的连接面的相反面)上对天线元件形状进行镀敷处理而形成的。作为其它结构,例如也可以通过将薄的金属板加工成各天线元件形状并将其集中固定在天线基座115的称为模内(in-mold)成型或者嵌件(insert)成型的制法来形成。这样,通过在天线基座115上形成第一、第二以及第三天线元件111 113,从而能够使第一、第二以及第三天线元件111 113远离电路基板120上的导体图案地配置在更靠第一壳体101的外侧。此外,通过在同一天线基座115上形成全部天线元件,从而不会成为各天线元件覆盖在其它天线元件上的那样的配置。也就是说,不会出现从任一个天线元件发出的电磁波被其它天线元件阻碍而使特性劣化的情况。第一、第二以及第三天线元件111 113各自的一部分延伸至天线基座115的上述连接面,在该连接面具备作为与无线部电路121连接的一侧的端部的第一连接用端部111b、第二连接用端部112b、以及第三连接用端部113b。第一、第二以及第三连接用端部Illb 113b通过设置在对置的电路基板120上的弹簧等的连接用端子、或者包含第一、第二以及第三连接用端部Illb 113b而构成的具有弹簧特性的部分来与电路基板120上的布线连接,与无线部电路121连接。第一、第二及第三天线元件111 113还在天线基座115的上述顶面上具备与第一、第二以及第三连接用端部Illb 113b相反的一侧的端部即第一顶端部111a、第二顶端部112a以及第三顶端部113a。第一、第二以及第三顶端·部Illa 113a未与其它导电性构件连接,而是成为开放端。此外,将在第一天线元件111中的第一顶端部Illa的周围区域(包含第一顶端部Illa)称为第一顶端区域111c。同样地,将在第二天线元件112中的第二顶端部112a的周围区域(包含第二顶端部112a)称为第二顶端区域112c,将在第三天线元件113中的第三顶端部113a的周围区域(包含第三顶端部113a)称为第三顶端区域113c。第一天线元件111进行工作的第一频带、第二天线元件112进行工作的第二频带以及第三天线元件113进行工作的第三频带为按照该顺序升高的频率。在本实施方式中,作为一个例子,针对作为第一频率而使用WCDMA、CDMA2000、AMPS、EGSM、LTE等用的800 900MHz频带,作为第二频带而使用WCDMA Band XI,LTE等用的I. 5GHz频带,作为第三频带而使用WCDMA、CDMA2000、DCS、PCS、LTE等的I. 7 2. IGHz频带的情况进行说明,但本发明并不限定于此,只要第二频带比第一频带高,第三频带比第二频带高,就能够应用本发明。此外,通常,天线元件的长度与进行工作的频率成反比。即,较低频带的天线元件较长。因此,第一天线元件111、第二天线元件112以及第三天线元件113按照该顺序长度变短。在此,如图I的(a)所示,第一、第二以及第三顶端区域Illc 113c都配置在天线Iio的接近于第一壳体101的外缘的端部,第二天线元件112配置在第一天线元件111与第三天线元件113之间,第一、第二以及第三连接用端部Illb 113b都配置在与第一顶端部Illa相比更接近于第三顶端部113a的位置。S卩,通过将第一、第二以及第三顶端区域Illc 113c配置在天线110的接近于第一壳体101的外缘的端部,从而第一、第二以及第三天线元件111 113的特性变得良好,不会牺牲任一个天线元件的特性。换言之,为了确保第一、第二以及第三天线元件111 113的特性而增大第一、第二以及第三天线元件111 113的天线尺寸的必要性变小,能够满足近来的对便携式无线终端的小型化、薄型化等的要求。此外,从其它观点来看,第一、第二以及第三顶端区域Illc 113c在从无线部电路121、照相机122等的导电性构件所在的一侧的相反侧观察时,未被其它天线元件覆盖,因此不会牺牲第一、第二以及第三天线元件111 113中的任一个天线元件的特性。此外,从其它观点来说,通过未将最短的第三天线元件配置在其它2根天线元件之间,从而能够抑制各天线元件所对应的频带中的辐射效率之差。即,为了使全部天线元件所对应的各频带的辐射效率没有差,优选将对天线特性影响最大的第一、第二以及第三顶端区域以未被其它天线元件夹着或覆盖的方式进行配置,辐射的电磁波难以被屏蔽。为此,优选避免将最短的第三天线元件113配置在其它2根天线元件之间。例如,将最短的第三天线元件113与其它2根天线元件中的任一个相邻地配置,该2根天线元件中的另一个天线元件夹着上述一个天线元件配置在与第三天线元件相反的一侧。由此,从各个天线元件辐射的电磁波不会被其它天线元件阻碍。也就是说,能够恰当地抑制第三天线元件113被其它2个天线元件夹着或覆盖,使第三天线元件113面向的开放空间减少而导致天线特性劣化的情况。再有,虽然在本实施方式中,将第二天线元件112配置在第一天线元件111与第三天线元件113之间,但也可以将第一天线元件111配置在第二天线元件112与第三天线元件113之间。而且,通过抑制全部天线元件所对应的各频带中的辐射效率之差,从而能够实现无论在哪个频带与基站网络连接都无负荷地维持通信状态的无线终端。此外,如图I所示,通过在配置各天线的天线配置区域(例如,天线基座115的顶面)的某个端部(附图上方的端部)配置第一、第二以及第三顶端区域Illc 113c,并使在天线配置区域中的该某个端部成为离照相机122等的导电性构件最远的一侧的端部(换言之第一壳体101的最外周部),从而能够使第一、第二以及第三顶端区域Illc 113c分别面 向从阻碍电磁波的发出的导电性构件离开的开放空间。由此,能够减少来自导电性构件的对特定的天线的不良影响,并能够容易地实现全部天线元件具有同等的辐射效率的天线。进而,将第二天线元件112配置在第一天线元件111与第三天线元件113之间,第一、第二以及第三连接用端部Illb 113b都配置在与第一顶端部Illa相比更接近于第三顶端部113a的位置,由此能够成功地对第一、第二以及第三连接用端部Illb 113b的位置以不相互离开的方式进行配置。再有,虽然在本说明书中,“将第二天线元件112配置在第一天线元件111与第三天线元件113之间”是指在第一天线元件111与第三天线元件113之间的空间中配置有第二天线元件112的大部分、至少一半以上,但是包含例如,如图I所示那样,在投影到某个平面(如果是图1,那么是与电路基板120的基板面平行的平面)时,第二天线元件112的影被第一天线元件111的影与第三天线元件113的影夹着的状态。再有,没有必要使第二天线元件112的影的整体被第一天线元件的影与第三天线元件113的影夹着,而是夹着至少第二天线元件112的整体的50%即可。S卩,只要第二天线元件112的大部分夹在第一天线元件111与第三天线元件113之间即可。此外,从其它观点来看,包含将第一天线元件111、第二天线元件112以及第三天线元件113沿着某个方向依次进行配置的情况,优选从接近上述导电性构件的一方起按上述顺序进行配置。在下文中对优选像这样配置第一、第二以及第三天线元件111 113的理由进行说明。首先,如上述那样,在各天线元件的长度中,第一天线元件111最长,第二天线元件112比第一天线元件111短,第三天线元件113最短。因此,为了接近地配置第一、第二以及第三连接用端部Illb 113b,需要在从配置第一、第二以及第三连接用端部Illb 113b的区域到第一、第二以及第三顶端部Illa 113a的各个距离中,使从该区域到第一顶端部Illa的距离最长,使从该区域到第三顶端部113a的距离最短。在此,在第一、第二以及第三天线元件111 113不是上述那样的配置的情况下,难以满足这样的条件。S卩,如果是本实施方式的话,那么将第二天线元件112配置在第一天线元件111与第三天线元件113之间,或者将第一天线元件111、第二天线元件112以及第三天线元件113沿着某个方向以该顺序进行配置。因此,第一、第二以及第三顶端区域Illc 113c按照第一顶端区域111c、第二顶端区域112c、第三顶端区域113c的顺序进行配置。而且,如果是本实施方式的话,那么第一、第二以及第三连接用端部Illb 113b都配置在与第一顶端部11 Ia相比更接近于第三顶端部113a的位置,因此能够使从配置第一、第二以及第三连接用端部Illb 113b的区域到第一、第二以及第三顶端部Illa 113a的各个距离为从该区域到第一顶端部Illa的距离最长,从该区域到第三顶端部113a的距离最短。像这样,通过以上述方式配置第一、第二以及第三天线元件111 113,从而能够成功地使第一、第二以及第三连接用端部Illb 113b接近,能够提高天线特性。特别优选第一、第二以及第三连接用端部Illb 113b都能配置在直径IOmm左右的圆的范围内。此外,由于第一、第二以及第三天线元件分别对应于I个频带,所以能够独立地调整各天线元件来进行各频带的调整。因此,为设计简易的结构。此外,在本实施方式中,第一天线元件111、第二天线元件112以及第三天线元件113形成在相同的天线基座151上。由此,能够将3个天线元件作为I个部件进行处理,因 此能够有助于装入到无线终端中的部件件数的削减以及无线终端组装的高效化。再有,即使如图I所示那样,第一天线元件111、第二天线元件112以及第三天线元件113形成在同一天线基座115上,在第一、第二以及第三天线元件111 113未如上述那样进行配置的情况下,天线特性也会劣化。参照图2对其进行说明。图2是表示在天线基座115上形成有第一、第二以及第三天线元件111 113的参考技术所涉及的便携式无线终端700的概略结构的图。在便携式无线终端700中,不同于便携式无线终端100,第二天线元件112未配置在第一天线元件111与第三天线元件113之间。因此,不能对第一、第二以及第三连接用端部Illb 113b以不相互离开的方式进行配置,无线部电路121与第二连接用端部112b之间离开。因此,连接无线部电路121与第二连接用端部112b的布线变长。由此,在布线中的损耗变大,天线特性劣化。进而,由于RF信号的布线在基板上的占有面积大,所以压缩了电路基板120上的能安装导电性构件的面积,不能实现小型化。接下来,针对上述的本实施方式的第一、第二以及第三天线元件111 113的配置,参照图3和图4更详细地进行说明。图3的(a) (d)和图4的(a) (f)是表示本实施方式的天线组件的变化的图。如图3的(a)所示,第一、第二以及第三顶端区域Illc 113c配置在天线基座115上的方向Dl的端部。再有,“端部”并不一定需要是与外部的边界的那个位置,如图3的(b)、图4的(d)以及图4的(e)所示,第一、第二以及第三顶端区域Illc 113c稍微位于内侧也可。此外,如后述那样,第一、第二以及第三顶端区域Illc 113c没有必要整个区域地配置在上述端部,只要至少一点配置在上述端部即可。第一、第二以及第三连接用端部Illb 113b相对于第一顶端部Illa与第三顶端部113a之间的直线D2位于第三顶端部113a侧。如图3的(c)及(d)所示,在方向Dl上的位置偏离也可。此外,如图4的(f)及图6的(b)所示,第一、第二以及第三连接用端部Illb 113b没有必要在与方向Dl正交的方向上依次排列。此外,如图4的(a) (C)所示,只要第一、第二以及第三顶端区域Illc 113c配置在天线基座115上的方向Dl的端部,第一、第二以及第三顶端部Illa 113a就可以延伸至从该端部离开的位置。
而且,第二天线元件112配置在第一天线元件111与第三天线元件113之间。这也从以下情况示出例如,在图3的(a)中,在直线D2上,第二天线元件112比第一天线元件111位于方向Dl指向的位置,在直线D3,第三天线元件113比第二天线元件112位于方向Dl指向的位置。(变形例) 虽然在图中未特别示出,但是只要天线110在第一壳体101所包含的范围内配置在最外侧,那么在哪个位置配置都可以,没有必要如上述那样配置在铰链部。此外,第一、第二以及第三天线元件111 113例如也能够通过将薄的金属板加工成各天线元件形状并将其集中固定在天线基座115的称为模内成型或嵌件成型的制法来形成。此外,虽然如上述那样,优选第一、第二以及第三天线元件111 113形成在天线基座115上,但也能够省略天线基座115。例如,在FPC制作第一、第二以及第三天线元件111 113,并将该FPC粘贴于内置天线的壳体盒或固定用的树脂也可,如图3的(e)所示那样,采用由具有立体的形状的金属板形成第一、第二以及第三天线元件111 113并将其粘贴于内置天线的壳体盒的内侧那样的结构也可。这样,只要第一、第二以及第三天线元件111 113至少在空间上为上述那样的配置,那么不管以什么样的方法形成及固定第一、第二以及第三天线元件111 113,都是本发明的范畴。〔第二实施方式〕
针对本发明的另一实施方式(第二实施方式),参照图5 10进行说明。再有,对与第一实施方式相同的构件标注相同的构件编号,并省略其说明。图5是表不本实施方式的天线210的概略结构的图。本实施方式的天线210经由2根布线(第一布线130和第二布线131)与无线部电路121连接。第一布线130与第一天线元件111及第三天线元件113连接,第二布线131与第二天线元件112连接。在此方面不同于第一实施方式的天线110。在图5的(a)中不出了第一布线130具有一方与第一连接用端部Illb连接、另一方与第三连接用端部113b连接的分支点132的结构。如图5的(a)所示,第一布线130在分支点132分成两股,一方与第一连接用端部Illb连接,另一方与第三连接用端部113b连接。第一布线130的相反侧与无线部电路121的第一电路负载121a连接。第二布线131连接第二连接用端部112b和无线部电路121的第二电路负载121b。图5的(b)表示第一连接用端部Illb与第三连接用端部113b变成一个的结构。如图5的(b)所示,在天线基座115上第一连接用端部Illb与第三连接用端部113b变为一个,作为连接用端部114,被第一天线元件111和第三天线元件113共用。第一布线130对连接用端部114和无线部电路121的第一电路负载121a进行连接。第二布线131对连接用端部112b和无线部电路121的第二电路负载121b进行连接。图6是表示无线部电路121的结构的一个例子的图。如图6所示,来自与第一天线元件111和第三天线元件连接的第一布线130的信号通过开关140,在使用第一天线元件111或第三天线元件时与开关142连接,在不使用时与第一未使用时端子146连接。来自与第二天线元件112连接的第二布线131的信号通过开关141,在使用第二天线元件112时与开关142连接,在不使用时与第二未使用时端子147连接。第一未使用时端子146和第二未使用时端子147具有在图6中示出的那样的开关元件固有的阻抗也可,预先加感调整用的常数使设计者能调整成任意的阻抗也可。开关142根据使用的天线元件来与处理第一频带的 信号的第一 RF电路143、处理第二频带的信号的第二 RF电路144、处理第三频带的信号的第三RF电路145连接。利用这样的结构,无线部电路121具有第一电路负载121a以及第二电路负载121b。如上文所述,通过合并从无线部电路121向天线210供电的路径的一部分,从而能够实现省空间化、低成本化。这是因为,当供电路径多时,相应地需要较多的匹配电路和连接天线元件的连接用端部与电路基板120上的布线的连接用端子,因此部件件数增加,压缩了电路基板120上的能安装导电性构件的面积。在此,合并第一天线元件111和第三天线元件113的供电路径是因为该组合是最优选的。这是因为,第一天线元件111进行工作的第一频带与第三天线元件113进行工作的第三频带之差比任一个与第二天线元件112进行工作的第二频带之差大。进而,在本实施方式中,由于第二频带为第一频带的约2次谐波,所以第一天线元件111和第二天线元件112反谐振,此外,由于第二频带与第三频带的低频侧(I. 7GHz附近)接近,所以相互干扰大,无法得到良好的天线特性。与此相对地,第三频带为第一频带的约3次谐波且两频带不接近,因此相互干扰小,能够得到良好的天线特性。因此,能够恰当地合并第一天线元件111和第三天线元件113的供电路径。 进而,通过合并第一天线元件111和第三天线元件113的供电路径,从而如下文那样能使第一天线元件111和第三天线元件113波及到第二天线元件112的影响最小化。如图7所示,为了使第一天线元件111和第三天线元件113匹配,在第一天线元件111及第三天线元件113和第一电路负载121a之间加感有第一匹配部133,为了使第二天线元件112匹配,在第二天线元件112和第二电路负载121b之间加感有第二匹配部134,此时,作为第一匹配部133,优选使用对第一布线130并联地加感、连接于接地的并联谐振电路。如图8所示,并联谐振电路的传输特性是在比谐振频率f0低的频率作为电感性来进行工作,在比谐振频率f0高的频率作为电容性来进行工作。在此,若调整谐振频率fo以使其包含在第三频带中,则第一匹配部133相对于第一频带几乎作为电感性元件(并联L匹配)来进行工作,因此能使作为λ /4单极天线来进行工作的第一天线元件111的长度比λ /4稍短,能够实现天线210的小型化。此外,利用第三天线元件113的谐振与并联谐振电路的谐振,能够使第三天线元件113宽频带化。这一方面还有利于天线210的小型化。在此,说明在将向图7中的包含第一匹配部133的第一天线元件111以及第三天线元件113的输入端设为端口 I、将向包含第二匹配部134的第二天线元件112的输入端设为端口 2时的从端口 I观察第一天线元件111以及第三天线元件113侧的天线输入阻抗的变动方式进行说明。在比并联谐振电路的f0低的频率,该电路作为电感性元件进行工作,在史密斯图上阻抗绕逆时针方向旋转。而且,随着频率接近于f0,逆时针方向的旋转量减少,在f0不旋转。另一方面,在比f0高的频率,该电路作为电容性元件进行工作,在史密斯图上阻抗绕顺时针方向旋转,随着频率变高,顺时针方向的旋转量增加。因此,在端口 I的天线输入阻抗的频率特性典型地为图9的史密斯图所示出的那样。
如图9所示,在第二频带中,从端口 I观察到的阻抗几乎接近于开路。在此,天线间的相互耦合量以从端口 I向端口 2的传输振幅(表示为I S21 I。等效于从端口 2向端口 I的传输振幅I S12 I )进行表示,若第二频带中的从端口 I观察到的阻抗开路,则I S21I变小。即,天线间的相互耦合被缓和,能够使第一天线元件111和第三天线元件113波及
到第二天线元件的影响最小化。在本实施方式的天线210中,第一天线元件111及第三天线元件113和第一布线130的至少任一个还具备用于使从第一天线元件111和第三天线元件113的输入侧观察的、第二频带中的输入阻抗增加的频率控制部(频率控制单元)也可。各天线元件的长度以及天线匹配的常数由于受到天线组件附近的导电性构件(金属部件、接地等)或者由在折叠型、滑动型的便携式无线终端等中能取得打开/关闭等多个形状的变形壳体导致的接地导体形状的变化等的影响,所以未必是理想的长度。此外,这些影响存在具有频率特性的情况,在图9所示的史密斯图中,阻抗未均等地旋转,因此需要进行再调整。作为频率控制部,能够使用电感器、电容器等的电路元件、或者具有电感性或电容性的阻抗的短截线(stub)图案等。 在图10中示出具备频率控制部150 156的天线210的变化。例如,在天线210为如图5的(a)所示那样的、第一布线130具有一方与第一连接用端部Illb连接、另一方与第三连接用端部113b连接的分支点132的结构的情况下,例如,如图10的(a)所示那样,在第一布线130上的、分支点132与第一天线元件111及第三天线元件113的每一个之间加感频率控制部150及151也可,仅对任一方加感也可。此外,在天线210为如图5的(b)所示那样的、第一连接用端部Illb与第三连接用端部113b变为一个的结构的情况下,例如,如图10的(b)所示那样,在第一布线130上的、连接用端部114和第一匹配部133之间加感频率控制部150也可。此外,设置频率控制部的位置不限定在第一布线130上,例如,也可以设置在第一天线元件111以及第三天线元件113上。例如,在天线210为如图5的(a)所示那样的结构的情况下,例如,如图10的(c)所示那样,在第一天线元件111和第三天线元件113的中途分别设置频率控制部153以及频率控制部154也可,仅对任一方设置也可。此外,在天线210为如图5的(b)所示那样的结构的情况下,例如如图10的(d)所示那样,在第一天线元件111和第三天线元件113的中途分别设置频率控制部155以及频率控制部156也可,仅对任一方设置也可。虽然在上文中,基于实施方式对本发明具体地进行了说明,但本发明不限定于上述的实施方式,能在技术方案所示的范围内进行各种变更,对于将在不同的实施方式中分别公开的技术方案适当地进行组合而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。〔总结〕
即,本发明的天线是,一种天线,具备第一天线元件,在第一频带进行工作;第二天线元件,比第一天线元件短,并且在比第一频带高的第二频带进行工作;以及第三天线元件,比第二天线元件短,并且在比第二频带高的第三频带进行工作,所述天线的特征在于,第一、第二以及第三天线元件分别具备作为与无线部电路连接的一侧的端部的第一、第二以及第三连接用端部;作为与第一、第二以及第三连接用端部相反的一侧的端部的第一、第二以及第三顶端部;以及第一、第二以及第三顶端区域,包含第一、第二以及第三顶端部,第二天线元件配置在第一天线元件与第三天线元件之间、或者第一天线元件配置在第二天线元件与第三天线元件之间,第一、第二以及第三连接用端部都配置在与第一顶端部相比更接近于第三顶端部的位置。根据上述结构,本发明的天线具备在3个天线元件中最长的第一天线元件、第二天线元件以及在3个天线元件中最短的第三天线元件。在配置这样的天线元件时,为了使全部天线元件所对应的各频带的辐射效率没有差,优选将对天线特性影响最大的第一、第二以及第三顶端区域以未被其它天线元件夹着或覆盖的方式进行配置,辐射的电磁波难以被屏蔽。根据上述结构,最短的第三天线元件不会配置在其它2根天线元件之间。例如,将最短的第三天线元件与其它2根天线元件中的任一个相邻地配置,该2根天线元件中的另一个天线元件夹着上述一个天线元件配置在与第三天线元件相反的一侧。由此,从各个天线元件辐射的电磁波不会被其它天线元件阻碍。也就是说,能够恰当地抑制第三天线元件被其它2个天线元件夹着或覆盖,使第三天线元件面向的开放空间减少而导致天线特性劣化的情况。 进而,为了使第一、第二以及第三连接用端部配置成不相互离开,在从配置连接用端部的区域到各天线元件的顶端部的距离中,必须使从该区域到第一顶端部的距离最长、到第三顶端部的距离最短。这是因为,在各天线元件中,第一天线元件最长,第三天线元件最短。在此,根据上述结构,在第一天线元件与第三天线元件之间配置有第二天线元件。因此,第一、第二以及第三顶端区域按该顺序排列。而且,第一、第二以及第三连接用端部配置在与第一顶端部相比更接近于第三顶端部的位置。因此,从配置有第一、第二以及第三连接用端部的区域到各天线元件的顶端部的距离满足上述条件。因此,根据上述结构,能够实现各天线元件的向无线部电路的连接部不相互离开的天线。再有,特别优选第一、第二以及第三连接用端部都能配置在直径IOmm左右的圆的范围内。这样,根据上述结构,能够实现(A)所有天线元件的天线特性均不牺牲、(B)各天线元件的向无线部电路的连接部不相互离开的天线。因此,能够提供一种即使在将各天线元件用于同一系统的情况下,也抑制了各天线元件所对应的频带中的辐射效率之差的天线。再有,在上述天线中,特别优选在投影到某个平面时,第二天线元件的影被第一天线元件的影与第三天线元件的影夹着。此外,在上述天线中,更优选第一、第二以及第三顶端区域都配置在配置上述天线的天线配置区域的某个端部。第一、第二以及第三顶端区域配置在天线配置区域的某个端部,并使天线配置区域中的某个端部成为离内置有该天线的便携式无线终端中搭载的导电性构件最远的一侧的端部,由此能够使第一、第二以及第三顶端区域分别面向从阻碍电磁波的发出的导电性构件离开的开放空间。因此,根据上述结构,从第一、第二以及第三天线元件福射的电磁波未受到其它天线元件或内置有该天线的无线终端中搭载的导电性构件等的影响,因此能够容易地实现全部天线元件具有同等的辐射效率的天线。此外,在上述天线中,优选第一、第二以及第三天线元件形成在同一天线基座上。根据上述结构,由于各天线元件设置在同一天线基座上,所以天线元件不会成为覆盖在其它天线元件上的那样的配置。也就是说,能够成功地避免从任一个天线元件发出的电磁波被其它天线元件阻碍而使特性劣化的情况。此外,由于能够将3个天线元件作为I个部件进行处理,所以能够有助于装入到无线终端中的部件件数的削减以及无线终端组装的闻效化。优选上述天线具备用于与上述无线部电路连接的第一布线以及第二布线,第一布线与第一及第三天线元件连接,第二布线与第二天线元件连接。上述天线是第一布线具有一方与第一连接用端部连接、另一方与第三连接用端部连接的分支点的天线也可,是第一连接用端部与第三连接用端部变为一个的天线也可。根据上述结构,能够合并从无线部电路到第一天线元件的供电系统和从无线部电路到第三天线元件的供电系统。当供电系统多时,分别需要天线匹配电路、以及连接电路基板上的布线与天线元件的弹簧等的连接用端子,使天线用部件的占有面积增大,因此减少了安装其它导电性构件的电路基板上的有效面积,但根据上述结构,能够抑制安装天线用部件以外的导电性构件的电路基板上的有效面积的减少。在上述天线中,优选在第一布线,为了使第一及第三天线元件匹配,对第一布线并联地加感有并联谐振电路。此外,优选上述并联谐振电路的谐振频率存在于第三频带中。·根据上述结构,由于上述并联谐振电路在比谐振频率低的频率具有电感性的阻抗,在比谐振频率高的频率具有电容性的阻抗,所以从第一天线元件与第三天线元件的输入侧观察的天线输入阻抗典型地为如图9那样的频率特性。因此,能够仅使第二频带中的上述天线输入阻抗接近于开路,能够缓和第二天线元件与第一及第三天线元件的相互耦

口 ο特别是在上述并联谐振电路的谐振频率存在于第三频带中的情况下,并联谐振电路在第一频带中的合成阻抗为电感性,并作为并联L匹配来发挥作用,因此能够使第一天线元件的长度变短。即,能够使最长的天线元件变短,这从天线的小型化的观点出发是优选的。此外,关于第三天线元件,也通过上述并联谐振电路的谐振频率存在于第三频带中,从而能够使第三天线元件宽频带化,这还有利于天线的小型化。上述天线可以是第一及第三天线元件和第一布线的至少任一个具备用于使从第一天线元件与第三天线元件的输入侧观察的、第二频带中的天线输入阻抗增加的频率控制单元的天线。根据上述结构,由于利用频率控制单元能够使从第一天线元件与第三天线元件的输入侧观察的、第二频带中的天线输入阻抗增加,所以能够使第二频带中的上述天线输入阻抗更接近于开路,能够更成功地缓和第二天线元件与第一及第三天线元件的相互耦合。此外,本发明的便携式无线终端可以是具备本发明的天线和上述无线部电路,并且第一、第二以及第三天线元件都与上述无线部电路连接的便携式无线终端。根据上述结构,由于具备本发明的天线,并且该天线的各天线元件与同一无线部电路连接,所以能够提供发挥本发明的天线的优点的便携式无线终端。优选上述便携式无线终端具备内置上述天线的壳体,第一、第二以及第三顶端区域配置在该壳体内的最外周侧。根据上述结构,第一、第二以及第三顶端区域配置在壳体内的最外周侧、即最接近于端的位置,由此能够使各天线元件的特性良好。此外,本发明的天线也可以是,一种天线,与设置有无线部电路的导电性构件连接,具备第一天线元件,在第一频带进行工作;第二天线元件,比第一天线元件短,并且在比第一频带高的第二频带进行工作;以及第三天线元件,比第二天线元件短,并且在比第二频带高的第三频带进行工作,第一、第二以及第三天线元件分别具备作为与该无线部电路连接的一侧的端部的第一、第二以及第三连接用端部;作为与第一、第二以及第三连接用端部相反的一侧的端部的第一、第二以及第三顶端部;以及第一、第二以及第三顶端区域,包含第一、第二以及第三顶端部,第一、第二以及第三顶端区域配置在配置该天线的天线配置区域的某个端部,在该天线中第一、第二以及第三顶端区域配置成离该导电性构件最远,在从配置有该导电性构件的一侧的相反侧观察时,第一、第二以及第三顶端区域未被其它该天线元件覆盖,从接近于该导电性构件的一方起,按照第一天线元件、第二天线元件、第三天线元件的顺序进行配置,第一、第二以及第三连接用端部都配置在与第一顶端部相比更接近于第三顶端部的位置。再有,特别优选第一、第二以及第三连接用端部均能配置在直径IOmm左右的圆的范围内。即使是这样的结构,也能够起到与上述的天线同等的效果。再有,本发明的天线也能适合应用于为了利用多个系统而使用全部天线元件的情况。 产业上的可利用性
本发明能适合在通常用于无线通信的天线、特别是用于便携式无线终端的天线以及具备该天线的无线终端的制造领域中利用。附图标记的说明
100便携式无线终端;
101第一壳体;
102第二壳体;
103连结构件;
110天线;
111第一天线元件;
112第二天线元件;
113第三天线元件;
Illa第一顶端部;
112a第二顶端部;
113a第三顶端部;
Illb第一连接用端部;
112b第二连接用端部;
113b第三连接用端部;
Illc第一顶端区域;
112c第二顶端区域;
113c第三顶端区域;
114连接用端部;
115天线基座;
120电路基板;
121无线部电路;
121a第一电路负载;121b第二电路负载;
122照相机;
130第一布线;
131第二布线;
132分支点;
133第一匹配部;
134第二匹配部;
146第一未使用时端子;
147第二未使用时端子;
150 156频率控制部(频率控制单元)。
权利要求
1.一种天线,具备 第一天线元件,在第一频带进行工作; 第二天线元件,比第一天线元件短,并且在比第一频带高的第二频带进行工作;以及 第三天线元件,比第二天线元件短,并且在比第二频带高的第三频带进行工作, 所述天线的特征在于, 第一、第二以及第三天线元件分别具备作为与无线部电路连接的一侧的端部的第一、第二以及第三连接用端部;作为与第一、第二以及第三连接用端部相反的一侧的端部的第一、第二以及第三顶端部;以及第一、第二以及第三顶端区域,包含第一、第二以及第三顶端部, 第二天线元件配置在第一天线元件与第三天线元件之间,或者第一天线元件配置在第二天线元件与第三天线元件之间, 第一、第二以及第三连接用端部都配置在与第一顶端部相比更接近于第三顶端部的位置。
2.根据权利要求I所述的天线,其特征在于,第一、第二以及第三顶端区域都配置在配置所述天线的天线配置区域的某个端部。
3.根据权利要求I或2所述的天线,其特征在于,在投影到某个平面时,第二天线元件的影被第一天线元件的影与第三天线元件的影夹着。
4.根据权利要求I至3的任一项所述的天线,其特征在于,第一、第二以及第三天线元件形成在同一天线基座上。
5.根据权利要求I至4的任一项所述的天线,其特征在于, 具备用于与所述无线部电路连接的第一布线以及第二布线, 第一布线与第一及第三天线元件连接, 第二布线与第二天线元件连接。
6.根据权利要求5所述的天线,其特征在于,在第一布线,为了使第一和第三天线元件匹配,对第一布线并联地加感有并联谐振电路。
7.根据权利要求6所述的天线,其特征在于,所述并联谐振电路的谐振频率存在于第三频带中。
8.根据权利要求5至7的任一项所述的天线,其特征在于,第一及第三天线元件和第一布线的至少任一个具备用于使从第一天线元件与第三天线元件的输入侧观察的、第二频带中的输入阻抗增加的频率控制单元。
9.根据权利要求5至8的任一项所述的天线,其特征在于,第一连接用端部与第三连接用端部变为一个。
10.根据权利要求5至9的任一项所述的天线,其特征在于,第一布线具有一方与第一连接用端部连接、另一方与第三连接用端部连接的分支点。
11.一种便携式无线终端,其特征在于, 具备权利要求I至10的任一项所述的天线和所述无线部电路, 第一、第二以及第三天线元件都与所述无线部电路连接。
12.根据权利要求11所述的便携式无线终端,其特征在于, 具备内置所述天线的壳体,第一、第二以及第三顶端区域配置在该壳体内的最外周侧。
13.一种天线,与设置有无线部电路的导电性构件连接,其特征在于,具备 第一天线元件,在第一频带进行工作; 第二天线元件,比第一天线元件短,并且在比第一频带高的第二频带进行工作;以及 第三天线元件,比第二天线元件短,并且在比第二频带高的第三频带进行工作, 第一、第二以及第三天线元件分别具备作为与该无线部电路连接的一侧的端部的第一、第二以及第三连接用端部;作为与第一、第二以及第三连接用端部相反的一侧的端部的第一、第二以及第三顶端部;以及第一、第二以及第三顶端区域,包含第一、第二以及第三顶端部, 第一、第二以及第三顶端区域配置在配置该天线的天线配置区域的某个端部, 在该天线中第一、第二以及第三顶端区域配置成离该导电性构件最远, 在从配置有该导电性构件的一侧的相反侧观察时,第一、第二以及第三顶端区域未被其它该天线元件覆盖, 从接近于该导电性构件的一方起,按照第一天线元件、第二天线元件、第三天线元件的顺序进行配置, 第一、第二以及第三连接用端部都配置在与第一顶端部相比更接近于第三顶端部的位置。
全文摘要
天线(110)具备第一天线元件(111)、第二天线元件(112)、以及第三天线元件(113),第二天线元件(112)配置在第一天线元件(111)与第三天线元件(113)之间,第一连接用端部(111b)、第二连接用端部(112b)以及第三连接用端部(113b)都配置在与第一顶端部(111a)相比更接近于第三顶端部(113a)的位置。由此,能提供一种具备3个天线元件的天线,即使在将各天线元件用于同一系统的情况下,也抑制了各天线元件所对应的频带中的辐射效率之差。
文档编号H01Q21/28GK102763280SQ20118001075
公开日2012年10月31日 申请日期2011年2月22日 优先权日2010年2月24日
发明者仓元干雄, 引野望, 末竹弘泰, 武部裕幸, 近藤俊范 申请人:夏普株式会社

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