电介质体天线、天线安装基板以及移动式通信装置的制作方法

xiaoxiao2020-8-1  7

专利名称:电介质体天线、天线安装基板以及移动式通信装置的制作方法
技术领域
本发明涉及以便携式电话机或便携无线通信装置等为代表的内置有移动式通信装置的电介质体天线,天线安装基板以及内置有这些元件的移动式通信装置。
背景技术
随着近些年来移动式通信装置的普及,人们希望能够实现其小型轻量化,以便携带或移动。在这类移动式通信装置所内置的电子部件种类中,导电体集成电路等的小型化有了快速的发展。
然而,天线的小型化却没有进展,这阻碍着实现移动式通信装置的小型轻量化。特开2000-196339号公报披露了为实现天线的小型化而以螺旋状或弯曲状形成的元件。可是,若在有限的天线形成面上形成螺旋状或弯曲状元件,则由于元件彼此邻接,因此,很可能会产生由两个元件之间的电容耦合等引发的相互干扰。由于两个元件之间的相互干扰会降低电波的辐射效率或阻碍宽频带化,故应尽可能地避免其产生。本发明的课题在于解决上述问题,并提供在实现小型化的同时,通过抑制元件之间的相互干扰尽可能地排除电波辐射效率的下降以及排除对宽频带化的阻碍电介质体天线,天线安装基板以及内置有这些元件的移动式通信装置。

发明内容
为了实现上述目的,本发明具有以下说明的结构。另外,在说明任意一项发明时所使用的用语的定义等在其性质上可能的范围内也适用于其它的发明。
涉及第1发明的电介质体天线设有具有矩形天线形成面的电介质体基体;在所述天线形成面上,仅与所述天线形成面外周相邻接并延伸的线状元件;所述线状元件所含的至少一个弯曲部;与所述线状元件的基端部相连的供电端子;在所述天线形成面上从所述线状元件的基端部附近分岔的线状导电体;与所述线状导电体顶端相连的接地端子。由于线状元件仅与天线形成面的外周邻接,因此,线状元件的一部分不会与其它部分邻接。
涉及第1发明的电介质体天线为所谓倒F型天线。由于线状元件仅与矩形天线形成面外周邻接延伸,因此,能够尽可能地有效使用天线形成面上的区域。即,通过将线状元件具有的弯曲部设置在天线形成面的角部,同样,使直线部件沿天线形成面的直线部(边)延伸,由此与在相同面积中的其它形状的线状元件相比,能够加长设定其长度。由于通过加长设定线状元件的长度,能够降低线状元件的共振频率,因此,能够实现与之相应的天线自身的小型化。另外,由于仅与天线形成面外周邻接,因此,线状元件彼此之间不相邻接。所以,不会发生邻接时易于产生的相互干扰,因此,可以尽可能地排除电波辐射效率的下降以及排除对宽频带化的阻碍。
涉及第2发明的电介质体天线在涉及第1发明的电介质体天线的结构上增加了限定,其中,所述弯曲部包括从所述基端向顶端顺次设置的第1弯曲部和第2弯曲部;所述线状元件包括位于所述基端和所述第1弯曲部之间的第1部分、位于所述第1弯曲部和所述第2弯曲部之间的第2部分、以及位于所述第2弯曲部和顶端之间的第3部分;所述第1部分和所述第3部分在所述天线形成面上,间隔最大距离相向设置。即,由于弯曲部仅包含第1弯曲部和第2弯曲部,因此,线状元件自身形成类似U字状(倒U字状)的形状,第1部分和第3部分相隔最大距离相向设置。
采用涉及第2发明的电介质体天线,能够增加第1发明的电介质体天线的作用效果,即,尽可能地减小因线状元件弯曲产生的相向部分彼此间干扰的程度。即,虽然上述第1部分和第3部分在天线形成面上是相向设置的,但由于此时两者之间的距离以尽可能远的方式设定,因此,在天线形成面上能够最有效地排除相向的第1部分和第3部分之间的相互干扰。
第3发明的电介质体天线在涉及第1发明的电介质体天线的结构上增加了限定,即,所述弯曲部包括从所述基端向顶端顺次设置的第1弯曲部、第2弯曲部分和第3弯曲部;所述线状元件包括位于所述基端和所述第1弯曲部之间的第1部分、位于所述第1弯曲部和所述第2弯曲部之间的第2部分、位于所述第2弯曲部和所述第3部分之间的第3部分、以及位于所述第3部分和所述顶端之间的第4部分;所述第1部分和所述第3部分在所述天线形成面上,间隔最大距离相向设置,同时,所述第2部分和所述第4部分在所述天线形成面上,间隔最大距离相向设置。即,采用了在第2发明的电介质体天线的线状元件上增加第3弯曲部的结构。因此,第1部分和第3部分以及第2部分和第4部分分别以最大距离相向设置。第3发明的电介质体天线在相同宽度的天线形成面上,以低于第2发明的电介质体天线的共振频率共振的情况下,以及在具有狭小宽度的天线形成面上,以与第2发明的电介质体天线的共振频率相同的频率共振的情况下,是特别有效的。
采用涉及第3发明的电介质体天线,能够增加第1发明的电介质体天线的作用效果,即,尽可能地减小因线状元件弯曲产生的相向部分彼此间干扰的程度。即,虽然上述第1部分和第3部分以及第2部分和第4部分分别在天线形成面上相向设置,但由于此时两者间的各个距离分别以尽可能远的方式设定,因此,在天线形成面上能够最有效地排除相向的第1部分和第3部分以及第2部分和第4部分之间的相互干扰。
涉及第4发明的电介质体天线在第1~第3发明中任意一项的电介质体天线的结构上增加了限定,即,所述线状导电体中的至少一部分是弯曲或蛇行状的。
采用涉及第4发明的电介质体天线,能够增加第1~第3发明中任意一项的电介质体天线的作用效果,即,通过使线状导电体中的至少一部分弯曲或呈蛇行状,可以在相同的天线形成面上加长实际长度。由于与接地部短路的线状导电体虽会影响线状元件的共振,但不会影响电波的辐射,因此,即使通过弯曲或形成蛇行形状使导电体邻接,也难以产生线状元件那样的相互干扰。所以,弯曲或蛇行进是可行的,由此能够在有限的面积中加长实际长度,因此,能在不对特性产生影响的情况下,实现天线的小型化。
涉及第5发明的电介质体天线在第1~第4发明中任意一项的电介质体天线的结构上增加了限定,即,所述电介质体具有4个端面,所述供电端子形成在所述4个端面中的任意一个端面上,所述接地端子形成在与形成有所述供电端子的端面相向的端面上。
采用涉及第5发明的电介质体天线,能够增加第1~第4发明中任意一项的电介质体天线的作用效果,即,可以提供形式符合安装终端情况的电介质体天线。即,安装终端的形式虽有多种,但在这些形式中,可能有的要求供电端子以及接地端子相向设置。采用上述电介质体天线,可以适合所述安装终端的实际情况。
涉及第6发明的电介质体天线在第1~第5发明中任意一项的电介质体天线的结构上增加了限定,即,设有线状副元件,其从所述线状元件分岔,并且可以以第2共振频率共振,所述第2共振频率不同于所述线状元件可共振的第1共振频率。由于线状元件沿天线形成面外周延伸,因此,可以使用所述线状元件邻接或包围的部分。所述可以使用的部分提高了天线的设计自由度,并能够利用该部分形成线状副元件。
采用涉及第6发明的电介质体天线,能够增加第1~第5发明中任意一项的电介质体天线的作用效果,即,通过设置线状副元件,能够实现电介质体天线自身的共振频率的宽频带化或双频带化。即,若以使第1共振频率和第2共振频率的中心频率略微错开的程度设定第1共振频率和第2共振频率的差异,则能够将前者和后者结合而实现电介质体天线整体的共振频率的宽频带化。另外,若使共振频率相差足够大而使第1共振频率独立于第2共振频率,则可形成双频带的电介质体天线。
涉及第7发明的电介质体天线在第6发明的电介质体天线的结构上增加了限定,即,将所述线状副元件设定成可以以所述第2共振频率的1/2波长共振。
采用涉及第7发明的电介质体天线,能够增加第6发明中电介质体天线的作用效果,即,线状副天线以第2共振频率的1/2波长共振。但是其目的并不是排除1/2以外的波长,例如1波长或1/4波长。
涉及第8发明的电介质体天线在第6或第7发明的电介质体天线的结构上增加了限定,即,所述电介质体基体的天线形成面具有第1天线形成面和与所述第1天线形成面不同的第2天线形成面;所述线状元件形成在所述第1天线形成面上;所述线状副元件形成在所述第2天线形成面上。
采用涉及第8发明的电介质体天线,能够增加第6或第7发明中的电介质体天线的作用效果,即,由于通过使天线形成面不同,与天线形成面相同的情况相比,实际上能够确保2倍面积,因此,能够提高线状元件和线状副元件的设计自由度。
涉及第9发明的电介质体天线在第8发明的电介质体天线的结构上增加了限定,即,在所述线状副元件的基端部设置结合部;仅所述结合部经由电容结构与所述线状元件的中间部分结合。
涉及第9发明的电介质体天线为所谓倒F型天线。由于线状元件与矩形天线形成面外周邻接延伸,因此,能够尽可能地有效使用天线形成面上的区域。即,通过将线状元件具有的弯曲部设置在天线形成面的角部,同样,使直线部件沿天线形成面的直线部(边)延伸,与在相同面积中的其它形状的线状元件相比,能够加长设定其长度。由于通过加长设定线状元件的长度,能够降低线状元件的共振频率,因此,能够实现与之相应的天线自身的小型化。另外,可以使用所述线状元件包围的部分。所述可以使用的部分提高了天线的设计自由度,若使用这部分,则能够避免沿电介质体基体厚度方向的不必要的重叠,同时形成线状副元件。避免不必要的重叠的原因在于尽可能地防止线状元件和线状副元件之间的相互干扰。线状副元件通过借助电容结构的结合与线状元件结合。若以使第1共振频率和第2共振频率的中心频率略微错开的程度设定第1共振频率和第2共振频率的差异,则能够将前者和后者结合而实现电介质体整体共振频率的宽频带化。另外,若使共振频率相差足够大而使第1共振频率独立于第2共振频率,则可形成双频带的电介质体天线。
涉及第10发明的电介质体天线在第8发明的电介质体天线的结构上增加了限定,即,在所述线状副元件的基部设置结合部;仅所述结合部经由所述电介质体基体厚度方向的一部分或全部与所述线状元件的中间部分相向设置。“仅结合部”意味着除线状元件结合部以外的其余部分未经由所述电介质体基体厚度方向的一部分或全部与所述线状元件中任一部分相向设置,换言之,不重叠。
涉及第10发明的电介质体天线为所谓倒F型天线。由于线状元件与矩形天线形成面外周邻接延伸,因此,能够尽可能地有效使用天线形成面上的区域。即,通过将线状元件具有的弯曲部设置在天线形成面的角部,同样,使直线部件沿天线形成面的直线部(边)延伸,与在相同面积中的其它形状的线状元件相比,能够加长设定其长度。由于通过加长设定线状元件的长度,能够降低线状元件的共振频率,因此,能够实现与之相应的天线自身的小型化。另外,可以使用所述线状元件包围的部分。所述可以使用的部分提高了天线的设计自由度,若使用这部分,则能够避免沿电介质体基体厚度方向的不必要的重叠而形成线状副元件。避免不必要的重叠的原因在于尽可能地防止线状元件和线状副元件之间的相互干扰。线状副元件经由电介质体基体厚度方向的一部分或全部与所述线状元件结合。若以使第1共振频率和第2共振频率的中心频率略微错开的程度设定第1共振频率和第2共振频率的差异,则能够将前者和后者结合而实现电介质体整体的共振频率的宽频带化。另外,若使共振频率相差足够大而使第1共振频率独立于第2共振频率,则可形成双频带的电介质体天线。
涉及第11发明的电介质体天线在第8~第10的发明中任意一项的电介质体天线的结构上增加了限定,即,设有连接导电体,其连接所述线状副元件的基部和所述线状元件的中间;将所述连接导电体的一部分或全部设置在所述端面上。连接导电体构成了线状副元件的一部分。之所以采用“一部分或全部”,其原因在于例如当线状元件在第1天线形成面上没有空白地与其外周邻接时,由于不必使连接导电体延伸至第1天线形成面上,因此,将整个连接导电体设置在电介质体基体的外周端面上,但在具有空白的情况下,由于需使连接导体在第1天线形成面上延伸空白部分的量,因此仅连接导电体的一部分设置在外周端面上。
涉及第11发明的电介质体天线为所谓倒F型天线,并至少以第1共振频率以及第2共振频率共振。由于连接导电体的一部分或全部设置在外周端面上,因此,从线状元件到线状副元件的路径,与例如贯穿电介质体层的情况相比,有所加长。天线形成面上的线状副元件长度进一步缩短与该加长部分相对应的量。通过缩短线状副元件的长度,可以在实现小型化的同时,抑制元件之间的相互干扰。并且,所述抑制能够尽可能地排除电波辐射频率的降低以及排除对宽频带化的阻碍。
涉及第12发明的电介质体天线在第8~第10的发明中任意一项的电介质体天线的结构上增加了限定,即,以矩形形成所述第1天线形成面,所述线状元件以与所述第1天线形成面的外周邻接的方式形成。
采用涉及第12发明的电介质体天线,能够增加第11发明中的电介质体天线的作用效果,即,由于线状元件与矩形天线形成面的外周邻接延伸,所以能够尽可能地有效利用天线形成面上的区域。即,由于与相同面积内的其它形状的线状元件相比,可以加长设定其长度,因此,共振频率降低与之相对应的量,从而能够实现第1线状天线自身的小型化。进而,由于连接导电体的存在,在第2天线形成面上的线状副元件的长度能够缩短与这部分相对应的量。
涉及第13发明的电介质体天线在第8发明的电介质体天线的结构上增加了限定,即,设有结合所述线状元件和所述线状副元件的结合部,所述线状元件和所述线状副元件的交叉仅为所述结合部。
采用第13发明的电介质体天线,由于线状元件与天线形成面外周邻接,因此,在电介质体基体厚度方向上,由线状元件包围的部分形成了空白。若使用所述空白部分形成线状副元件,则除了结合部以外,其他部分可以均不与线状元件交叉(不重叠)。因此,由于不会形成由多余的交叉产生的元件之间的相互干扰,因此,可以在实现小型化的同时,形成辐射效率良好的宽频带天线。不存在相互干扰更容易使线状元件的调整独立于线状副元件的调整。即,减小了一方调整对另一方调整的影响,从而简化了调整。向供电端子供给的高频电流仍旧向线状元件的顶端方向流动,从中间经由结合部,向线状副元件的顶端方向流动。
涉及第14发明的电介质体天线在第13发明的电介质体天线的结构上增加了限定,即,所述结合部经由夹持所述电介质体基体厚度方向的一部分或全部而与所述线状元件相向的所述线状副元件的基端部构成。
采用涉及第14发明的电介质体天线,能够增加第13发明中的电介质体天线的作用效果,即,线状副元件和线状元件的结合是通过电介质体基体的一部分或全部进行的。因此,这两个元件通过电容耦合被结合在一起。
涉及第15发明的电介质体天线在第13发明的电介质体天线的结构上增加了限定,即,由于连接所述线状副元件的基端部和所述线状元件的中间的连接导电体构成所述结合部,将所述连接导电体的一部分或全部设置在所述端面上。
采用涉及第15发明的电介质体天线,能够增加第13发明中的电介质体天线的作用效果,即,线状元件和线状副元件的结合是通过线状副元件的基端部和连接导电体进行的。
涉及第16发明的电介质体天线在第8~第15发明中任意一项的电介质体天线的结构上增加了限定,即,所述电介质体基体由单层电介质体层构成,所述第1天线形成面为所述电介质体层的一个面,所述第2天线形成面为所述电介质体层的另一个面。换言之,将一个电介质体层的上、下两个面作为天线形成面。
涉及第16发明的电介质体天线能够增加第8~第15发明中任意一项的电介质体天线的作用效果,即,构成导电体基体的电介质体层可以用于经由电容结构结合的结构。因此,无需采用为实现经由电容结构的结合的特别的结构。电介质体天线能够实现与之相对应的量的小型化。
涉及第17发明的电介质体天线在第8~第15的发明中任意一项的电介质体天线的结构上增加了限定,即,所述电介质体基体为由多层电介质体层构成的多层体,所述第1天线形成面和所述第2天线形成面形成在同一或不同的电介质体层上。其目的并不是禁止将电介质体基体形成单层,而是指在例如电介质体基体的制造上、元件形成的关系上,在采用多层体有利的情况下,可以采用多层体。
涉及第17发明的电介质体天线能够增加第8~第15发明中任意一项的电介质体天线的作用效果,即,通过使电介质体基体形成多层体,与单层的情况相比,易于进行其制造,通过增减层叠的层数,易于调整电介质体基体自身的厚度。
涉及第18发明的电介质体天线设有具有天线形成面的电介质体基体;在所述天线形成面上与所述天线形成面外周邻接并延伸,并且可以以第1共振频率共振的线状元件;与所述线状元件的基端部相连的供电端子;从所述线状元件的基端部附近分岔形成的线状导电体;与所述线状导电体顶端相连的接地端子;线状副元件,其形成在所述天线形成面上,且能以与第1共振频率不同的第2共振频率共振,其中,所述线状副元件基端经由电容结构与所述线状元件的中间部分结合。即,线状副元件与线状元件形成于同一天线形成面,两者通过电容结构相结合。
涉及第18发明的电介质体天线为所谓倒F型天线。由于线状元件与矩形天线形成面外周邻接延伸,因此,能够尽可能地有效使用天线形成面上的区域。即,通过将线状元件具有的弯曲部设置在天线形成面的角部,同样,使直线部件沿天线形成面的直线部(边)延伸,与在相同面积中的其它形状的线状元件相比,能够加长设定其长度。由于通过加长设定线状元件的长度,线状元件的共振频率降低,因此,能够实现与之相对应的天线自身的小型化。另外,可以使用所述线状元件包围的部分。线状副元件通过借助电容结构的结合与线状元件结合。若以使第1共振频率和第2共振频率的中心频率略微错开的程度设定第1共振频率和第2共振频率的差异,则能够将第1共振频率和第2共振频率结合而实现电介质体整体的共振频率的宽频带化。另外,若使共振频率相差足够大而使第1共振频率独立于第2共振频率,则可形成双频带的电介质体天线。
涉及第19发明的移动式通信装置内置有第8~第15发明中任意一项的电介质体天线。作为所述移动式通信装置的例子,有便携式电话或具有通信功能的小型计算机等。
采用第19发明的移动式通信装置内置有第8~第18发明中任意一项的电介质体天线,所述电介质体天线与前面所述的以往的电介质体天线相比,实现了小型化。因此,内置了所述电介质体天线的移动式通信装置对应于电介质体天线的小型化了的量,也能够实现小型化,或者,即使具有相同的尺寸,也可在内部提供宽松的空间。
涉及第20发明的天线安装基板包括带有底边的长方形安装面;在所述安装面上,沿所述底边邻接的芯片天线以及接地部,在所述芯片天线和所述底边之间的所述安装面上,设有一端仅与所述接地部相连的具有希望长度的线状导体。底边是指在将所述天线安装基板安装在被装载体(例如,小型计算机)上时,朝向所述被装载体侧的边(缘)。只要具有底边,安装面的形状不受特别的限制,但是一般采用横向较长的矩形(长方形)。芯片天线的天线结构不受限制,例如可采用鞭状天线、倒L型天线,倒F型天线,其它线状天线或面状天线。线状导体采用的结构为其一端仅与接地部相连,并且不与天线安装基板上的其它部分或天线安装基板以外的部分(例如,被装载体)相连。这是为了使其不受连接终端的影响。线状导体既可以与接地部一体形成,也可以与接地部分体形成。例如,既可以利用导电胶等与接地部同时形成图形,也可以通过设置在装载面上的导线构成。线状导体的厚度(高度)不受限制。薄于或厚于芯片天线的厚度均是可以的。
采用涉及第20发明的天线安装基板,在将其安装在被装载体上时,通过线状导体的作用,芯片天线能够降低由被装载体产生的影响。因此,能够缩短芯片天线和被装载体的距离,其对于天线安装基板的小型化而言是有利的。另外,由于被装载体的影响较小,因此,即使安装环境发生了变化,仍能够获得稳定的性能。
涉及第21发明的天线安装基板在第20发明的天线安装基板的结构上增加了限定,即,所述芯片天线具有位于所述接地部侧的一个端面和位于与该端面相反侧的另一个端面,与所述线状导体一端相向的另一端以横切通过所述另一个端面、向所述底边引出的垂线的方式形成。即,以在芯片天线和底边之间只存在线状导体的状态构成。
涉及第21发明的天线安装基板能够增加第20发明的天线安装基板的作用效果,即,由于线状元件不存在长度方向上不够长的问题地位于芯片天线和底边之间,因此,与不横切的情况(不够长或较短的情况)相比,能够进一步切实阻止在装载时受到被装载体的影响。
涉及第22发明的天线安装基板在第20或第21发明的天线安装基板的结构上增加了限定,即,所述线状导体与所述接地部形成一体。
涉及第22发明的天线安装基板能够增加第20或第21发明的天线安装基板的作用效果,即,由于与以分体的方式形成相比,使线状导体和接地部一体形成减小了工序数,因此,使制造更为简单。
涉及第23发明的天线安装基板在第22发明的天线安装基板的结构上增加了限定,即,通过所述导体图形构成所述线状导体以及所述接地部。导体图形可通过例如涂敷导电胶或借助蚀刻除去不必要的部分形成。
涉及第23发明的天线安装基板能够增加第22发明的天线安装基板的作用效果,即,由于通过导体案构成了线状导体和接地部,因此,无需花费功夫便可制造出薄型天线安装图形。
涉及第24发明的天线安装基板在第20~23中任意一项发明的天线安装基板的结构上增加了限定,即,设有沿所述底边的整个长度、以希望的形状使所述安装面露出的绝缘用露出部。绝缘用露出部的形状不受限制,例如,可以配合接地部的形状,缩小或加宽其宽度。
涉及第24发明的天线安装基板能够增加第20~23中任意一项发明的天线安装基板的作用效果,即,通过设置绝缘用露出部,线状导体或接地部不会面对安装面的底边。因此,即使天线安装基板接触作为导体的被装载体,线状导体或接地部也不会与被装载体形成电短路,这有利于天线安装基板整体的稳定工作。
涉及第25发明的天线安装基板在第24发明的天线安装基板的结构上增加了限定,即,所述绝缘用露出部以线状形成。
涉及第25发明的天线安装基板能够增加第24发明的天线安装基板的作用效果,即,通过以线状形成所述绝缘用露出部,能够尽可能地减小该部分的宽度(高度)。结果,由于抑制了天线安装基板整体的高度尺寸,因此,有助于实现小型化。
涉及第26发明的电介质体天线在第25发明的天线安装基板的结构上增加了限定,即,所述芯片天线为在电介质体层上形成元件而构成的电介质体天线。
涉及第26发明的天线安装基板能够增加第20~25中任意一项发明的天线安装基板的作用效果,即,通过采用电介质体天线作为芯片天线,能够实现天线安装基板的进一步小型化以及芯片天线的高效率制造。即,电介质体天线一般是由导电胶在其电介质体层上形成元件的,与由导线形成元件的情况相比,能够进一步实现小型化。另外,电介质体天线的制造一般是通过分割电介质体天线的集合体进行的,其理由为与一个一个地制造相比,分隔的方法效率更高。芯片天线的高效率制造能够促进天线安装基板的制造的高效率化。
采用第27发明的通信装置内置有第20~第26中任意一项发明的天线安装基板。作为通信装置有例如小型计算机,PDA(个人数字辅助装置),便携式电话,业余爱好者用·商业用的小型无线装置。
由于采用第27发明的通信装置内置有第20~第26中任意一项发明的天线安装基板,而所述天线安装基板是小型的,因此,其内置空间可制得比较小。另外,由于天线安装基板难以受到作为被装载体的通信装置的影响,因此,易于调整并可进行高效率的通信。
涉及第28发明的通信装置在第27发明的通信装置的结构上增加了限定,即,所述通信装置为小型计算机。
涉及第28发明的通信装置能够增加第27发明的通信装置的作用效果,即,由于所述天线安装基板为小型,因此,能够将其内置于只有有限空间的小型计算机中,并且在内置时,其难以受到由小型计算机的金属构架产生的影响。


图1为第1实施例的电介质体天线的斜视图。
图2为在图1中所示的电介质体天线的分解斜视图。
图3为平面图,其显示了省略了图1中所示的电介质体天线的上层基板的状态。
图4为平面图,其显示了涉及第1实施例的第1变形例的省略了电介质体天线的上层基板的状态。
图5为平面图,其显示了涉及第1实施例的第1变形例的省略了电介质体天线的上层基板的状态。
图6为涉及第1实施例的第2变形例的电介质体天线的分解斜视图。
图7为平面图,其显示了涉及第1实施例的第2变形例的省略了电介质体天线的上层基板的状态。
图8为第2实施例的电介质体天线的斜视图。
图9为平面图,其显示了省略了图8所示的电介质体天线的上层基板的状态。
图10为显示涉及第2实施例的电介质体天线的频率特性的图表。
图11为显示涉及第2实施例的变形例的电介质体天线的斜视图。
图12为图11中所示的电介质体天线的分解斜视图。
图13为平面图,其显示了省略了图11中所示的电介质体天线的上层基板的状态。
图14为涉及第3实施例的电介质体天线的斜视图。
图15为图14所示的电介质体天线的分解斜视图。
图16为平面图,其显示了省略了图14中所示的电介质体天线的上层基板的状态。
图17为显示图14所示的第2线状元件的等效电路的视图。
图18为显示涉及第3实施例的电介质体天线的频率特性的图表。
图19为平面图,其显示了涉及第3实施例的第1变形例的省略了电介质体天线的上层基板的状态。
图20为涉及第3实施例的第2变形例的电介质体天线的斜视图。
图21为涉及第3实施例的第2变形例的电介质体天线的斜视图。
图22为第4实施例的电介质体天线的斜视图。
图23为图22所示的电介质体天线的分解斜视图。
图24为平面图,其显示了省略电介质体天线的上层基板的状态。
图25为显示涉及第4实施例的电介质体天线的频率特性的图表。
图26为涉及第4实施例的第1变形例的电介质体天线的分解斜视图。
图27为平面图,其显示了涉及第4实施例的第2变形例的省略了电介质体天线的上层基板的状态。
图28为第5实施例的电介质体天线的斜视图。
图29为图28所示的电介质体天线的分解斜视图。
图30为平面图,其显示了省略图28所示的电介质体天线的上层基板的状态。
图31为显示涉及第5实施例的电介质体天线的频率特性的图表。
图32为第5实施例的变形例的电介质体天线的分解斜视图。
图33为平面图,其显示了省略图32所示的电介质体天线的上层基板的状态。
图34为显示电介质体天线的安装状态的斜视图。
图35为显示电介质体天线的安装状态的斜视图。
图36为显示电介质体天线的安装状态的斜视图。
图37为内置有电介质体天线的便携式电话的斜视图。
图38为小型计算机的正面图,所述小型计算机设有第1实施例的天线安装基板。
图39为图38所示的天线安装基板的放大图。
图40为图39所示的天线安装基板的斜视图。
图41为显示涉及第2实施例的天线安装基板的正面图。
图42为图41所示的天线安装基板的斜视图。
图43为作为移动式通信装置的一个例子的小型计算机的正面图。
具体实施例方式
根据图1~图3,说明涉及第1实施例的电介质体天线。电介质天线1A设有电介质体基体7A,该电介质体基体7A是通过层叠由电介质体陶瓷材料制成的具有绝缘性的上层基板3和下层基板5形成的。由于上层基板3和下层基板5形成为在以俯视角度观察时具有相同尺寸的长方形(矩形),因此,层叠它们而形成的电介质体7A为长方体。下层基板5的上表面(与上层基板3相向的面)的前面形成为用于形成天线的天线形成面9。由于下层基板5为长方形,因此,天线形成面9也为长方形(矩形)。采用通过多层体构成电介质体基体7A的结构的原因在于由上层基板3覆盖形成于下层基板5上的元件等(如后文所述),在保护所述元件等方面是令人满意的。电介质体基体7A虽然采用了2层结构,但也可以省略上层基板3而采用单层结构。另外,也可以另外层叠其它的基板以形成3层或4层以上的结构。另外,各块基板既可以是单层体,也可以是多层体。以长方体形状形成电介质体基体7A的原因在于,易于实现由所谓冲切等获得多个电介质体基体,不言而喻,也可以以除此之外的形状形成。
如图2以及图3所示,在天线形成面9上,形成有仅邻接(沿)所述天线形成面9的外周(9a,9b,9c,9d)的线状元件11A。线状元件11A的形成通过印刷导电胶进行较为方便,为了吸收此时的印刷偏差,最好在其与外周9a,9b,9c,9d之间留出空白m,m(参见图3)。在产生一定印刷偏差也不会产生问题的情况下,或者在空白本身是不必要的情况下,也可不留出该空白。
如图2以及图3所示,线状元件11A包括第1部分13、第2部分14、第3部分15以及第4部分16。线状元件11A的第1部分13为位于基端12和第1弯曲部分k1之间的部分,同样,第2部分14为位于第1弯曲部分k1和第2弯曲部分k2之间的部分。另外,第3部分15为位于第2弯曲部分k2和第3弯曲部分k3之间的部分,同样,第4部分16为位于第3弯曲部分k3和开放端17之间的部分。换句话说,第1部分13与外周9a邻接,第2部分14与外周9b邻接,第3部分15与外周9c邻接,第4部分16与外周9d邻接。此外,由于各弯曲部k1,k2,k3位于天线形成面9的各个角部,因此,线状元件11A在天线形成面9上,沿其外周9a,9b,9c,9d以外卷状延伸。线状元件11A的基端12如图1~图3所示,与形成于电介质体7A端面上的供电端子19相连。供电端子19的形成一般是通过将导电胶涂敷在电介质体7A的端面上进行的。
如上所述,以外卷状形成线状元件11A的原因在于即使在形成于相同面积的天线形成面上的情况下,与未以外卷状形成的其它形状的线状元件相比,以外卷状形成的较为绕远,因此,可以使线状元件的长度加长该绕远的部分的量。由于共振频率能够降低与该加长部分相对应的量,因此能够在相同的面积中,以较低的频率共振。换句话说,由于能够在更小的面积中,作相同频率的共振,结果,能够实现天线自身的小型化。另外,通过以外卷状形成线状元件11A,在天线形成面9上,分别使相向的第1部分13与第3部分15之间的距离A(参见图3)以及第2部分14与第4部分16之间的距离B达到最大。由于距离达到最大,因此,可以有效地排除在相同天线形成面9上的第1部分13与第3部分15以及第2部分14与第4部分16之间的相互干扰。
另一方面,为了进一步减小天线形成面9的面积以实现电介质体基体7A自身的小型化,可以考虑采用例如这样的方法,即通过缩短图3中第2部分14而使第2弯曲部分k2以及第3弯曲部分k3从图3中所示的位置向左侧移动,并以与缩短第2部分14部分长度相等的长度加长第4部分16,并且削除电介质体基体中变得不必要的、在图3中所示的右侧部分。若采用这种方法,虽然天线形成面9(电介质体基体7A)自身变小,但由于第4部分16变长,因此仍可能产生不能将整个加长的部分容纳在天线形成面9内的情况。在这种情况下,必须使所述第4部分16的一部分向上(第2部分14所处的方向)弯曲。第4部分16的弯曲部分形成与第1部分13邻接的平行部分。于是,在第1部分13与第4部分16的弯曲部分之间易于产生干扰,在产生干扰的情况下,该干扰有可能对天线的特性造成不良影响。另外,作为使较长的元件容纳在较小面积中的其它方法,虽然也可以考虑使线状元件11A产生局部蛇行状弯曲(形成蛇行状),但是这样则会因元件之间的局部邻接而产生相互干扰,从而同样会对天线的特性产生不良影响。因此,在本实施例中,未采用上述结构。
线状元件11A形成为可在作为第1频率(第1频率带)的2.4GHz带中共振的长度(1/4波长),通过使开放端17的位置在图3的左右方向上移动,换言之,通过改变线状元件11A的整个长度,可以进行共振频率的调整。在使其以高于2.4GHz带的频率共振的情况下,可以使其沿缩短线状元件11A的实际长度的方向移动,相反,在使其以低于第1频率的频率带共振的情况下,同样可以使其沿加长线状元件11A的实际长度的方向移动。将第1频率设定为2.4GHz带是因为目前,便携式电话机等使用该频率,根据需要设定其它的频率(例如,2.0GHz,5.0GHz)也是可以的。
根据图1~图3说明线状导电体。设置在天线形成面9上的线状导电体25为用于获得作为供电点的供电端子19中的阻抗匹配的导电体。线状导电体25在该元件形成面上从线状元件基端12附近的分支点23分岔,其顶端通过弯曲部27与设置在电介质体7A端面上的接地端子21相连。虽然线状导电体25也可以由与线状元件11A不同的工序形成,但是利用导电胶与线状元件11A同时印刷形成线状导电体25的方法是较为方便的。供电点阻抗匹配的调整可通过在线状元件11A的长度方向上移动分支点23的位置进行。进而,由于线状导电体25也是有助于线状元件11A共振的部分,因此,通过调整其长度,能够调整线状元件11A的共振频率。另一方面,由于线状导电体25不参与电波的辐射,因此,即使其与线状元件11A邻接,也不会产生相互干扰。另外,由于不必担心相互干扰,因此,通过使其一部分弯曲或形成蛇行形状等,可以在相同的天线形成面9上加长线状导电体25的长度。另外,接地端子21的形成也可与供电端子19一样,通过在电介质体7A的端部涂敷导电胶方便地进行。
在下层基板5的背面(图3的纸面背侧的面)上,设有将线状元件11A钎焊固定在主基板(未示出)上的虚设电极(未示出)。在安装在主基板(未示出)上时,供电端子19通过钎焊固定与主基板的供电部P相连,接地端子21同样,通过钎焊固定与接地部G相连。
参见图4以及图5,对第1实施例的第1变形例进行说明。即,图4所示的电介质体天线1B具有基本上与前面所述的电介质体天线1A(参见第1图~第3图)相同的结构。两者的不同在于电介质体天线1B中线状元件11B的全长比图3所示的电介质体天线1A的线状元件11A的全长短,即,前者比后者的共振频率高。线状元件11B具有由图3所示的线状元件11A省略了第3弯曲部分k3以下的部分的结构,仅设置有第1弯曲部分k1以及第2弯曲部分k2两个弯曲部。即,线状元件11B在天线形成面9上,沿其外周9a,9b,9c以外卷状延伸,其开放端17与外周9d相向设置。除了共振频率数不同这一点以外,电介质体天线1B的作用效果与以前说明的电介质体天线1A的作用效果相同。
图5所示的电介质体天线1C也具有与上述电介质体天线1A(参见图1~图3)基本相同的结构。两者的不同在于与图4所示的电介质体天线1B的线状元件11B的整个长度相比,进一步缩短了电介质体天线1C的线状元件11C的整个长度。在制造与电介质体天线1B相比,以更高频率共振的天线的情况下,可采用如电介质体天线1C那样的结构。线状元件11C具有由图4所示的线状元件11B省略了第2弯曲部分k2以下的部分的结构,其自身所带的弯曲部仅为第1弯曲部分k1。即,线状元件11C在天线形成面9上,沿其外周9a,9b以外卷状延伸,其开放端17与外周9c相向设置。除了共振频率数不同这一点以外,电介质体天线1C的作用效果与以前说明的电介质体天线1A(电介质体天线1B)的作用效果相同。
参照图6以及图7说明第1实施例的第2变形例。第2变形例与前面所述实施例的不同点在于供电端子代替了接地端子。即,电介质体天线1D设有包括上层基板3和下层基板5的电介质体基体7D,下层基板5的上表面的整个区域构成天线形成面9。在天线形成面9上形成有线状元件11D,线状元件11D的基端在天线形成面9的外周9a上。起始于基端的线状元件11D如图7所示,经由第1弯曲部分k31向图7的上方延伸,经由第2弯曲部分k32沿天线形成面9的外周9b延伸。进而,第3弯曲部分k33向图7的下方改变线状元件11D的行进路线,第4弯曲部分k34向该图的左侧方向改变线状天线元件11D的行进路线。因此,线状元件11D沿天线形成面9的外周9c以及9d延伸。开放端17为线状元件11D的终点。结果,第1部分13和第3部分15在天线形成面9上间隔最大距离A’而相向设置,第2部分14和第4部分16同样,在天线形成面9上间隔最大距离B’而相向设置。由于相向的距离是最大的,因此,在天线形成面9上,可以最有效地排除在同一天线形成面上的第1部分13和第3部分15之间以及第2部分14和第4部分16之间的相互干扰。这种有效排除干扰的作用效果与以前说明的本实施例所实现的作用效果相同。
如图7所示,第2弯曲部分k32具有作为线状导电体25从线状元件11D分岔的分支点的作用。线状元件11D从所述第2弯曲部分k32向图7中的右侧方向延伸,同样,线状导电体25向左侧方向延伸。从第2弯曲部分k32看上去的线状导电体25顶端采用了可通过接地端子21与接地部G相连的结构。另一方面,线状元件11D(第1部分13)的基端采用了可通过供电端子19与供电部P相连的结构。线状导电体25的长度调整方式为通过以片状形成图6所示的接地部G的接地端子Ga,同时以宽幅形成接地端子21,并使前者和后者的接触点Gp在该图中所示的双方向箭头T方向上滑动。换言之,如图6所示,若将接触点Gp设定在接地端子21的右端的位置处,则流过接地端子21的电流路径成为如箭头75a所示那样,同样,若将其设置在左端的位置处,则电流路径成为如箭头75b所示那样。如从该图可以看到的那样,箭头75a的电流路径比箭头75b的电流路径长。换言之,由于通过改变接触点Gp的设定位置,可调整电流路径的长度,因此,可以利用这一点将接触点Gp设定在最佳位置处。
参照图8~图10说明第2实施例。在第2实施例以下的内容中,与在前面所述的第1实施例中采用的部件相同的部件使用的符号与第1实施例中使用的符号相同。在第2实施例的电介质体天线1E与图1~图3中所示的电介质体天线1A的不同点在于前者具有后者所没有的线状副元件。所述电介质体天线1E以电介质体基体7E作为主要部件。电介质体基体7E由上层基体3以及下层基体5两层构成,下层基体5的整个上表面区域形成了天线形成面9。各块基板既可以采用单层体,也可以采用多层体,这一点与第1实施例的情况相同。在天线形成面9上,设有可以以第1频率(第1频率带)共振的长度(1/4波长)形成的线状元件(第1线状元件)11E。至此,与图1~图3所示的电介质体天线1A的线状元件11A相同。线状元件11E设有从其中间分支点90分岔形成的线状的线状副元件(第2线状元件)91E。线状副元件91E在天线形成面9上分岔并相向于线状元件11E垂直伸出,之后,通过第4弯曲部分k44以及第5弯曲部分k45延伸至开放端92。在天线形成面9上的线状元件11E如说明第1实施例的字段所述的那样,在天线形成面9上,沿其外周以外卷状形成。因此,在天线形成面9中,由于由线状元件11E包围的部分如庭院那样空着,因此,在一定程度上提高了设计自由度。线状副元件91E可以利用其空着的庭院状部分以自由的形状形成。尽管如此,由于若如前面所述那样,使其弯曲或形成蛇行状,则邻接的元件之间易产生干扰,因此,最好尽可能地仅由直线部和弯曲部构成。
此处,由供电部P供给的高频率电流从线状元件11E的基端12顺次流向第1弯曲部分k41,第2弯曲部分k42,第3弯曲部分k43,然后流向开放端17,另一方面,流过线状副元件91E的高频率电流从基端12穿过第1弯曲部分k41,从分支点90流向线状副元件91E,并顺次流向第4弯曲部分k44,第5弯曲部分k45,然后流向开放端92。线状副元件91E设定成可以以与第1频率不同的第2频率共振的长度。通过沿线状元件11E的长度方向移动分支点90进行阻抗的匹配或共振频率的调整。线状副元件91E的形成可以通过与线状元件11E以及线状副元件91E同时涂敷导电胶来实现。另外,线状元件11E的形状也可以根据其共振频率采用图4或者图5所示的形状。另外,也可以将供电端子以及接地端子设置在图6以及图7所示的位置处。
第2实施例的线状元件11E如上所述,形成可以以第1频率(第1频带)共振的长度(1/4波长),线状副元件91E可以以与第1频率不同的第2频率(第2频带)共振的长度形成。第1频率和第2频率的关系根据电介质体天线1E的使用目的确定。即,如图10(a)所示,通过使线状元件11E的共振频率F1与线状副元件91E的共振频率F2接近,例如,若以可以获得VSWR2以下的频带的方式设定,则通过设置线状副元件91E,与未设置线状副元件91E的情况相比,可以使电介质体天线1E整体的频带形成较宽频带。另外,如图10(b)所示,通过使第1共振频率F1与第2共振频率F2适度分离,可以以两个频率使电介质体天线1E共振,换言之,能够实现双频带。通过发明者进行的实验可知,在将在前者情况下的第1共振频率F1设定为例如1.98GHz时,通过将第2共振频率F2设定为2.10GHz,可以使VSWR2以下的频带形成1.92~2.17GHz的宽频带。同样,在后者的情况下,能够实现将如笔记本电脑或LAN卡这样的无线通信使用的2.45GHz作为第1共振频率F1,同样,将5.25GHz作为第2共振频率F2的双频带。
参见图11~图13,对第2实施例的变形例进行说明。该变形例与第2实施例的不同点在于线状副元件的形成位置。即,在前面所述的实施例2中,线状元件11E以及线状副元件91E两者形成在一个天线形成面9上。另一方面,在本变形例中,这些部件形成在不同的形成面上。换言之,本变形例中的电介质体天线1F将电介质体基体7F作为主要部件。电介质体基体7F由上层基板3、中层基板4以及下层基板5三层构成。中层基板4的整个上表面区域形成了天线形成面(第1天线形成面)9,下层基板5的整个上表面区域形成了副天线形成面(第2天线形成面)10。在天线形成面9上形成线状元件11F,在副天线形成面10上形成线状副元件91F。线状元件11F以及线状副元件91F的基板结构与第2实施例的线状元件11E以及线状副元件91E的基板结构大致相同。所不同的是线状元件11F设有从其分支点113向外周9b方向突出的凸起部114,且所述凸起部114通过形成在中层基板4端面上的连接导电体115,与线状副元件91F相连。
换句话说,由于线状副元件91F通过连接导电体115和凸起部114会合至分支点113,因此,元件的长度加长了这部分的量。反过来说,可以将元件的长度缩短这部分的量。在因天线形成面9不具有足够宽度而难以形成线状副元件91F的情况下,或者在虽然可以形成于副天线形成面10上,但由于要避免与其它元件发生干扰等原因而尽可能短地形成线状副元件91F等的情况下,均是特别有效的。
参见图14~图18,对第3实施例进行说明。首先,根据图14~图16说明涉及第3实施例的电介质体天线的大致结构。电介质天线1G设有电介质体基体7G,该电介质体基体是通过层叠由电介质体陶瓷材料制成的具有绝缘性的上层基板3、中层基板4和下层基板5形成的。由于上层基板3,中层基板4和下层基板5在俯视观察时,以相同尺寸的长方形(矩形)形成,因此,层叠它们形成的电介质体7G为长方体形状。在中层基板4的上表面(与上层基板3的下表面相向的表面)上,形成用于形成天线的第1天线形成面9,并且,在下层基板5的上表面(与中层基板4的下表面相向的表面)上,形成与第1天线形成面9不同的作为天线形成面的第2天线形成面10。代替中层基板4的上表面,第1天线形成面9也可形成在中层基板4的下表面(与中层基板4上表面相向的面)或下层基板5的下表面上。在下层基板5上形成第1天线形成面9的同时,也可在中层基板4上形成第2天线形成面10。由于下层基板5以及中层基板4为长方形,因此,第1天线形成面9以及第2天线形成面10也分别形成长方形。设置上层基板3的原因在于覆盖形成于第1天线形成面9上的元件等(如后文所述),在保护所述元件等方面是令人满意的。虽然电介质体7G采用了3层结构,但是也可以省略上层基板3而采用2层结构。另外,也可以进一步层叠其它层的基板以形成4层或5层结构。以长方体形状形成电介质体基体7G的原因在于,易于实现由所谓冲切等获得多个电介质体基体,不言而喻,也可以以除此之外的形状形成。
如图15以及16所示,在第1天线形成面9上,形成邻接(或沿)所述第1天线形成面9外周(9a,9b,9c,9d)的线状(带状)第1线状元件11G。第1线状元件11G的形成可通过印刷导电胶较为方便地实现,为了吸收此时的印刷偏差,最好在其与外周9a,9b,9c,9d之间留出空白。
如图15和16所示,第1线状元件11G包括第1部分13、第2部分14、第3部分15以及第4部分16。第1线状元件11G的第1部分13为位于基端12和第1弯曲部分k1之间的部分,同样,第2部分14为位于第1弯曲部分k1和第2弯曲部分k2之间的部分,第3部分15为位于第2弯曲部分k2和第3弯曲部分k3之间的部分,同样,第4部分16为位于第3弯曲部分k3和开放端17之间的部分。换句话说,第1部分13与外周9a邻接,第2部分14与外周9b邻接,第3部分15与外周9c邻接,第4部分16与外周9d邻接。在此基础上,由于各个弯曲部分k1、k2、k3位于第1天线形成面9的各个角部,因此,第1线状元件11G在第1天线形成面9上,沿其外周9a,9b,9c,9d以外卷的形状延伸。第1线状元件11G的基端12如图14~图16所示,与形成于电介质体基体7G端面上的供电端子19相连。供电端子19的形成一般是通过将导电胶涂敷在电介质体基体7G的端面上进行的。
如上所述,以外卷状形成线状元件11A的原因在于由于在形成于相同面积的天线形成面上的情况下,与未以外卷状形成的其它形状的线状元件相比,以外卷状形成的较为绕远,因此,能够使线状元件的长度加长该绕远的部分的量。由于共振频率能够降低与该加长部分相对应的量,因此能够在相同的面积中,以较低的频率共振。换句话说,由于能够在更小的面积中,作相同频率的共振,结果,能够实现天线自身的小型化。另外,通过以外卷状形成第1线状元件11G,在天线形成面9上,能够使相向的第1部分13与第3部分15之间的距离以及第2部分14与第4部分16之间的距离达到最大。由于距离达到最大,因此,可以有效地排除在同一第1天线形成面9上的第1部分13与第3部分15以及第2部分14与第4部分16之间的相互干扰。
另一方面,为了进一步减小第1天线形成面9的面积以实现电介质体基体7G自身的小型化,可以考虑采用例如这样的方法,即通过缩短图16中第2部分14以使第2弯曲部分k2以及第3弯曲部分k3从该图中所示的位置向左侧移动,并且以与缩短第2部分14部分的长度相等的长度加长第4部分16,之后削除电介质体基体中不必要的部分。若采用这种方法,虽然第1天线形成面9(电介质体基体7G)自身较小,但由于第4部分16变长,因此,该变长的部分不能完全容纳在第1天线形成面9内。因此,必须使所述第4部分16的一部分向上(第2部分14所处的方向)弯曲。第4部分16的弯曲部分形成与第1部分13邻接的平行部分。于是,在第1部分13与弯曲部分之间易于产生干扰,在产生干扰的情况下,该干扰有可能对天线的特性造成不良影响。另外,作为使较长的元件容纳在较小面积中的其它方法,虽然也可以考虑使第1线状元件11G产生局部蛇状弯曲(以蛇行状形成),但是,这样则会因元件之间的部分邻接而产生相互干扰,仍然可能对天线的特性产生不良影响。因此,在本实施例中,未采用上述结构。
第1线状元件11G形成可以以作为第1频率(第1频带)的2.4GHz带共振的长度(1/4波长),并通过使开放端17的位置向图16的左右方向移动,换言之,通过改变第1线状元件11G的整个长度来进行共振频率的调整。在以比2.4GHz带高的频率共振的情况下,可以使其向缩短第1线状元件11G的实际长度的方向移动,相反,在以低于第1频率的频带共振的情况下,可以使其向加长第1线状元件11G实际长度的方向移动。设定2.4GHz带作为第1频率是因为目前无线LAN等均使用该频率,但也可根据需要设定其它的频率(例如,2.0GHz,5.0GHz)。
参见图14~16,对线状导电体进行说明。设置在第1天线形成面9上的线状导电体25为用于获得在作为供电点的供电端子19中的阻抗匹配的导电体。线状导电体25在第1元件形成面9上,从第1线状元件基端12附近的分支点23分岔,其顶端通过弯曲部27与设置在电介质体基体7G端面上的接地端子21相连。虽然线状导电体25也可通过与第1线状元件11G不同的工序形成,但是利用导电胶与第1线状元件11G同时印刷形成的方法省时省力且较为方便。供电点阻抗的调整可通过沿第1线状元件11G的长度方向移动分支点23的位置来进行。进而,由于线状导电体25也是有助于线状元件11G共振的部分,因此,通过调整其长度,也能够调整第1线状元件11G的共振频率。另一方面,由于线状导电体25不参与电波的辐射,因而,即使其与第1线状元件11G邻接,产生相互干扰的可能性也较小。因此,通过使其一部分弯曲或形成蛇行形状等,也可以在相同的天线形成面9上实际上加长线状导电体25的长度。另外,接地端子21的形成与供电端子19一样,一般是通过在电介质体基体7G的端部涂敷导电胶进行的。
在下层基板5的背面(图15中纸面背侧的面)上,设有用于使电介质体天线1G自身牢固钎焊在主基板(未示出)的虚设电极(未示出)。在安装在主基板(未示出)上时,供电端子19通过钎焊固定与主基板的供电部P相连,同样,接地端子21通过钎焊固定与接地部G相连。
如图14~图16所示,在下层基板5的第2天线形成面10上,形成线状(带状)的第2线状元件91G。所述第2线状元件(线状副元件)91G设有结合部33和与所述结合部33连续的第2线状元件主体35,第2线状元件91G在其中间设有台阶部37。之所以设置台阶部37主要是因为能够加长第2线状元件91G的长度。结合部33以通过中层基板4、整个规定长度(面积)范围内与作为第1线状元件11G的中间部分的结合部18相向的方式设置。因此,结合部33通过作为电介质体的中层基板4,在与第1线状元件11G的结合部18之间形成电容结构。在图17中,显示了第2线状元件91G的等价电路。在图17所示的等价电路中,虽然会产生与电容结构并联或串联的微小的电抗,但此处为了避免复杂化而将它们省略。第2线状元件91G的结合部33与第1线状元件11G的结合部18之间的相向面积的大小会影响两者的匹配。这是因为与中层基板4同时形成了电容结构。这一点将在后面说明。
此处,从供电部P供给的高频率电流从第1线状元件11G的基端部12顺次流向第1弯曲部分k1第2弯曲部分k2第3弯曲部分k3,然后流向开放端17。另一方面,流过第2线状元件91G的高频率电流从基端部12,通过结合部18、中层基板4、结合部33流向所述开放端92。第2线状状元件91G设定为能以与第1频率不同的第2频率共振的长度(在本实施例中,为1/2波长)。在将第2线状元件设定为可以以第2频率的1/2波长共振的长度时,供电部P附近的电压达到最大。在这种情况下,供电点阻抗远大于50Ω。之所以在第2线状元件91G和第1线状元件11G之间形成电容结构是为了使所述较大的供电点阻抗接近50Ω而使之匹配。阻抗的匹配是通过调整第2线状元件91G的结合部33相向于第1线状元件11G的结合部108的与其相向的面积来进行的。在进行这种调整的同时,或代替这种调整,也可通过改变中层基板4的厚度来实现该匹配。
第2线状元件91G的共振频率的调整是通过使结合部18和33的位置沿第1线状元件11G上的,例如第1部分13的长度方向移动来进行的。从基端部12至结合部18的长度越长,第2线状元件91G的实际长度就越长,相反,从基端部12至结合部18的长度越短,第2线状元件91G的实际长度就越短。第2线状元件91G的形成与第1线状元件11G以及线状导电体25同时地涂敷导电性橡胶来实现比较方便。另外,可以代替第2天线形成面10,在第1天线形成面9上形成第2线状元件91G,并且在第2天线形成面10上形成第1线状元件11G和线状导电体25。这仅仅是简单的设计改变而已,并无实质上的差异。
根据电介质体天线1G的使用目的确定第1频率和第2频率的关系。即,如图18(a)所示,通过使第1线状元件11G的共振频率F1与第2线状元件91G的共振频率F2相接近,例如以获得VSWR2以下的频带F的方式设定,与未设置第2线状元件91G的情况相比,通过设置该元件,可以使电介质体天线1G整体的频带形成较宽频带。另外,如图18(b)所示,通过使第1共振频率F1与第2共振频率F2适度分离,能够以两个频率使电介质体天线1G共振,换言之,能够实现双频带。通过发明者进行的实验可知,在将在前者情况下的第1共振频率F1设定为例如1.98GHz的情况下,将第2共振频率设定为2.10GHz,使VSWR2以下的频带形成了1.92~2.17GHz的宽频带。同样,在后者的情况下,实现了将由如笔记本电脑或LAN卡这样的无线通信使用的2.45GHz作为第1共振频率F1,同样,将5.25GHz作为第2共振频率F2的双频带。
根据图19说明第3实施例的第1变形例。第1变形例与第3实施例的不同点主要在于元件的形状。下面,仅对不同点加以说明,并且省略了对两者之间共同点的说明。图19所示的电介质体天线1H设有电介质体基体7H,其层叠有由电介质体陶瓷材料制成的具有绝缘性的上层基板(未示出)、下层基板5和中层基板4。电介质体基体7H以长方形形状形成。下层基体5的上表面以及中层基板4的上表面形成有用于构成天线的天线形成面9以及10。电介质体基体7H虽然采用了3层结构,但是也可省略上层基板而采用2层结构。另外,也可以再层叠其它层的基板而采用4或5层以上的结构。电介质体基体7H在其端面设有供电端子19和接地端子21。设有供电端子19的端面(外周9b侧的端面)与设有接地端子21的端面(外周9d侧的端面)相向。结果,在电介质体天线1H的下方,仅设有接地端子21。
之所以仅接地端子21位于下方的原因是为了适应电介质体天线1H的安装终端的情况。作为所述安装终端,例如,为图43所示的小型计算机501。小型计算机501具有LCD503,在所述LCD503的内部装入有框架505。考虑在所述框架505的右上部上,以图19所示的设置方向安装电介质体天线1H的情况。小型计算机501要求天线的条件为尽可能地减小其从框架505向纸面上方的伸出量。其目的在于实现LCD503自身的小型化。就这一点而言,虽然使高频用的连接件107或电缆109等与图19所示的电介质体天线1H的供电端子19相连,但是由于可以将它们设置在电介质体天线1H的侧面(图43的左侧),因此,不会直接影向上方的伸出量。另一方面,由于只需使接地端子21与接地部G相连便可以,因此,以比较小的空间便能满足要求。还存在将框架505用作接地部的情况。如通过该例子所能理解的那样,由于电介质体天线1H沿其宽度方向的伸出量较小,因此,最适合作为设置在小型计算机501等上的天线。
如图19所示,在天线形成面9上,形成邻接(或沿)所述第1天线形成面9外周(9a,9b,9c,9d)的线状(带状)的第1线状元件11H。第1线状元件11H的形成通过印刷导电胶来实现较为方便,为了吸收此时的印刷偏差,最好在其与外周9b,9c,9d之间留出空白。
第1线状元件11H具有从与供电端子19相连的基端部12沿外周9b延伸的第1部分13、通过弯曲部k1沿外周9c延伸的第2部分14、以及通过弯曲部k2沿外周9d延伸的第3部分15。之所以沿天线形成面的外周9b~9d以外卷状形成第1线状元件11H的原因在于与前面所述的第1线状元件11G(参见图16)的情况相同,在形成于相同面积的天线形成面上的情况下,由于与未以外卷状形成的其它形状的第1线状元件相比,以外卷状形成的较为绕远,因此,可以使线状元件的长度加长该绕远的部分的量。第1线状元件11H形成为可以以第1频率(例如2.4GHz带)共振的长度(1/4/波长)。
图19中的符号25表示用于阻抗匹配的线状导电体。线状导电体25从第1线状元件11H的基端部12附近的分支点23分岔并与接地端子21相连。线状导电体25的一部分沿天线形成面9的外周9a延伸,其它部分以弯曲状形成。以弯曲状形成的原因在于在有限的面积中获得长度,而在具有充分的面积的情况下,也可以以直线状形成。虽然线状导电体25可以通过与第1线状元件11H不同的工序形成,但最好使用导电胶与第1线状元件11H同时进行印刷形成。这样形成,能够省时省力。供电点阻抗的调整是通过移动分支点23的位置来进行的。另外,由于线状导电体25也是影响第1线状元件11H共振的部分,因此,通过调整其长度,也能够调整第1线状元件11H的共振频率。
在下层基板5的背面(图19的纸面背侧的面)上,设有用于将电介质体天线1H牢固钎焊固定在主基板(未示出)的虚设电极(未示出)。在安装在主基板(未示出)上时,供电端子19通过钎焊固定与主基板的供电部P相连,同样,接地端子21通过钎焊固定与接地部G相连。
如图19所示,在下层基板5的第2天线形成面10上形成线状(带状)的第2线状元件91H。所述第2线状元件(线状副元件)91H设有结合部33,与所述结合部33相连的第2线状元件主体35,并且在其中间设有阶梯部37。设置所述阶梯部37的原因主要在于能够加长第2线状元件91H的实际长度。结合部33在规定的长度(面积)范围内与第1线状元件11H的结合部18相向地设置。换言之,结合部33通过作为电介质体的中层基板4,在其与第1线状元件18之间形成电容结构。第2线状元件91H的结合部33与第1线状元件11H的结合部18之间的相向面积的大小会影响两者的匹配。即,由于通过加大或减小前者的结合部33的长度(面积)可改变阻抗,因此,通过将其设定为适当值能够实现两者的匹配。
参照图20以及图21说明第3实施例的第2变形例。第2变形例与第3实施例的不同点主要在于其具有用于结合第1线状元件和第2线状元件的结合装置。下面,针对不同点加以说明,并且省略了对两者之间共同点的说明。图20所示的电介质体天线1J与图16所示的电介质体天线1G的不同点在于将作为电介质体基体的电介质体层2中的一个面作为第1天线形成面9并在其上形成第1线状元件11J,同时,将另一个面作为第2天线形成面10并在其上形成第2线状元件91J。第1线状元件11J与第2线状元件91J形成介有电介质体层2的电容器结构。前者以第1共振频率共振,后者以第2共振频率共振。虽然图20所示的电介质体层2为单层,但其本身也可以采用多层,并且也可以设置电介质体层2以外的层。
图21所示的电介质体天线1K以作为电介质体基体的电介质体层2的一个面作为天线形成面9并在其上形成第1线状元件11K以及第2线状元件91K两个元件。第2线状元件91K的基端通过电容器(电容结构)C与第1线状元件11K的中间部分相结合。结合程度的调整可通过改变电容器C的值方便地进行。第1线状元件11K以第1共振频率共振,第2线状元件91K以第2共振频率共振。电介质体层2本身可以采用多个层,也可以设置除电介质体层2以外的层。
参照图22~图25说明第4实施例。首先,根据图22~图24,说明涉及第4实施例的电介质体天线的大致结构。电介质体天线1L设有长方体状的电介质体基体7L,该电介质体由层叠以电介质体陶瓷材料制成的具有绝缘性的上层基板3、中层基板4以及下层基板5形成。这些基板中的每一块既可采用单层体,也可采用多层体。在附图中,为了制图方便,将各块基板作为单层体加以说明。由于上层基板3、中层基板4以及下层基板5中的任意一块在俯视观察时,均以相同大小的长方形(矩形)形成,因此,层叠三块基板所形成的电介质体基体7L形成了长方体。下层基板5的上表面(与中层基板4相向的表面)用作形成后面所述的第2线状元件(线状副元件)的第2天线形成面10。另外,同样中层基板4的上表面(与上层基板3相向的表面),用作形成后面所述的第1线状元件的第1天线形成面9。上层基板3并不用于形成天线,该基板作为电介质体层,其主要目的在于保护形成于第1天线形成面9上的第1线状元件等。虽然电介质体基体7L采用了3层结构,但是也可以省略上层基板3而采用2层结构。另外,也可以另外层叠其它层的基板以构成4层或5层以上的结构。以长方体形状形成电介质体基体7L的原因在于易于通过所谓冲切获得多个电介质体基体,不言而喻,也可以采用除长方体以外的形状形成。
如图23以及图24所示,在第1天线形成面9上,形成仅邻接(沿)所述第1天线形成面9的外周(9a,9b,9c,9d)的第1线状元件11L。第1线状元件11L的形成可通过印刷导电胶方便地进行,为了吸收此时的印刷偏差,最好在其与外周9a,9b,9c,9d之间留出空白。另一方面,在即使产生一定的印刷偏差也不会出现问题的情况下,若它们本身是不必要的,则不必留出该空白。
如图23以及图24所示,第1线状元件11L包括第1部分13、第2部分14、第3部分15以及第4部分16。第1线状元件11L的第1部分13为位于基端12和第1弯曲部分k1之间的部分,同样,第2部分14为位于第1弯曲部分k1和第2弯曲部分k2之间的部分,第3部分15为位于第2弯曲部分k2和第3弯曲部分k3之间的部分,同样,第4部分16为位于第3弯曲部分k3和开放端17之间的部分。换句话说,第1部分13与外周9a邻接,第2部分14与外周9b邻接,第3部分15与外周9c邻接,第4部分16与外周9d邻接。此外,由于各弯曲部k1,k2,k3位于天线形成面9的各个角部,因此,第1线状元件11L在第1天线形成面9上,沿其外周9a,9b,9c,9d以外卷状延伸。第1线状元件11L的基端部12如图22~图24所示,与形成于电介质体基体7L端面上的供电端子19相连。供电端子19的形成一般是通过将导电胶涂敷在电介质体基体7L的端面上进行的。
如上所述,以外卷状形成第1线状元件11L的原因在于由于在形成于具有相同面积的天线形成面上的情况下,与未以外卷状形成的其它形状的第1线状元件相比,以外卷状形成的较为绕远,因此,可以使线状元件的长度加长该绕远的部分的量。由于共振频率能够降低与该加长部分相对应的量,因此能够在相同的面积中,以较低的频率共振。换句话说,由于能够在更小的面积中,作相同频率的共振,结果,能够实现天线自身的小型化。另外,通过以外卷状形成第1线状元件11L,在第1天线形成面9上,分别使相向的第1部分13与第3部分15之间的距离以及第2部分14与第4部分16之间的距离达到最大。由于距离达到最大,因此,可以有效地排除在相同的天线形成面9上的第1部分13与第3部分15以及第2部分14与第4部分16之间的相互干扰。
根据图22~图24说明线状导电体。设置在第1天线形成面9上的线状导电体25为用于获得作为供电点的供电端子19中的阻抗匹配的导电体。线状导电体25在第1天线形成面9上,从第1线状元件11L的基端部12附近的分支点23分岔,其顶端通过弯曲部27与设置在电介质体基体7L端面上的接地端子21相连。虽然线状导电体25也可以由与第1线状元件11L不同的工序形成,但是利用导电胶与第1线状元件11L同时印刷形成线状导电体25的方法是较为方便的。供电点阻抗的调整可通过沿第1线状元件11L的长度方向移动分支点23的位置来进行。进而,由于线状导电体25也是影响第1线状元件11L共振的部分,因此,通过调整其长度,能够调整第1线状元件11L的共振频率。另一方面,由于线状导电体25不参与电波的辐射,因此,即使与第1线状元件11L邻接,不会产生相互干扰。另外,由于不会产生相互干扰,因此,通过使其一部分弯曲或形成蛇行形状等,可以在相同的第2天线形成面10上加长线状导电体25的长度。另外,接地端子21的形成与供电端子19一样,也可方便地通过在电介质体基体7L的端部涂敷导电胶进行。
如图22~图24所示,第2供电端子91L在第2天线形成面10上,在外周10b(参见图23)处,从基端部43垂直向内伸出,之后,通过弯曲部37延伸至开放端92。由于第1线状元件11L如以前所述那样,在第1天线形成面9上以沿其外周的外卷形状形成,因此,第1天线形成面9的由第1线状元件11L包围的部分为如庭院那样空着。第2线状元件91L可以利用所述空着的庭院部分以自由的形状形成,且不应局限于上述形状。虽说如此,但由于若采用弯曲或蛇行形状,则如前面所述那样,易于在邻接的元件之间产生干扰,因此最好尽可能仅通过直线部和弯曲部形成。
第1线状元件11L在其中间具有结合部18,使带状连接导电体29的一端与所述结合部18相结合。所述连接导电体29的另一端经中层基板4的外周端面与第2线状元件91L的基端部43结合。图23所示的连接导电体29不仅延伸至中层基板4,而且延伸至下层基板5以及上层基板3的外周端面。这是因为本实施例的连接导电体29是通过涂敷导电胶形成的,此时,较之仅在中层基板4上形成,在其它基板上也形成的涂敷要简单。在连接导电体29中,若能以涂敷或其他手段仅形成中层基板4上的部分,那么除该部分以外的其它部分,可省略所述涂敷或其它手段的加工。连接导电体29中的中层基板4上的部分构成了第2线状元件91L的一部分。因此,第2天线形成面10上的第2线状元件91L的长度缩短与所述连接导电体29部分相对应的量。
此处,从供电部P向第1线状元件11L供给的高频率电流经过供电端子19,从基端部12顺次流向第1弯曲部分k1,第2弯曲部分k2,第3弯曲部分k3,然后流向开放端17。另一方面,流过第2线状元件91L的高频率电流顺次从基端部12穿过第1弯曲部分k41,进而从结合部18流入连接导电体29,再穿过基端部43,经弯曲部37流向开放端92。第2线状元件91L以可实现以与第1频率不同的第2频率共振的长度设定。通过沿第1线状元件11L的长度方向移动结合部18进行阻抗的匹配或共振频率的调整。
第2线状元件91L以能够以与第1频率不同的第2频率(第2频带)共振的长度形成。第1频率以及第2频率的关系根据电介质体天线1L的使用目的确定。即,如图25(a)所示,通过使第1线状元件11L的共振频率F1与第2线状元件91L的共振频率F2接近,例如,以获得VSWR2以下的频带F的方式设定,与未设置第2线状元件91L的情况相比,通过设置该元件可以使电介质体天线1L整体的频带形成较宽的频带。另外,如图25(b)所示,通过使第1共振频率F1与第2共振频率F2适度分离,便能使电介质体天线1L以两个频率共振,换言之,能够实现双频带。通过发明者进行的实验可知,在将在前者情况下的第1共振频率F1设定为例如1.98GHz的情况下,将第2共振频率设定为2.10GHz,可以使VSWR2以下的频带形成1.92~2.17GHz的宽频率。同样,在后者的情况下,能够实现将由如笔记本电脑或LAN卡这样的无线通信使用的2.45GHz作为第1共振频率F1,同样,将5.25GHz作为第2共振频率F2的双频带。
另外,在下层基板5的背面(图24的纸面背侧的面)上,设有用于将导电体天线1L牢固钎焊在主基板(未示出)上的虚设电极(未示出)。在安装在主基板(未示出)上时,供电端子19通过钎焊固定与主基板的供电部P相连,同样,接地端子21通过钎焊固定与接地部G相连。
参见图26,对第4实施例的第1变形例进行说明。在第1变形例中的电介质体天线1M与图23所示的电介质体天线1L的不同点在于形成第2线状元件(线状副元件)91M的位置。下面,对不同点进行说明,并省略了对两者之间相同点的说明。即,图26所示的电介质体天线1M由上层基板3、中层基板4以及下层基板5层叠形成,这一点与第4实施例的电介质体天线1L相同。其相同点还有在中层基板4的天线形成面9上形成第1线状元件11M。图26所示的下层基板5,其背面形成天线形成面10,在所述天线形成面10上形成第2线状元件91M。结果,连接导电体29’具有将29a和29b这2层部分的长度相加的长度。换言之,其为以前说明的连接导电体29长度的大约2倍。因此,可以进一步缩短第2天线形成面10上的第2线状元件91M的长度。可以由多层体构成下层基板5本身,也可以在下层基板5的下层设置其它的基板(未示出)。相反,为了使电介质体天线1M自身变薄,可以省略上层基板3,这一点与电介质体天线1L的情况相同。在未设置下层基板5时,也可以将中层基板4的背面作为天线形成面。
根据图27说明第4实施例的第2变形例。本实施例与第4实施例的不同点主要在于元件的形状。下面,对不同点加以说明,并且并省略了对两者之间相同点的说明。即,在电介质体天线1N的第1天线形成面9上,形成邻接(沿)所述第1天线形成面9外周(9b,9c,9d)的第1线状元件11N。第1线状元件11N的形成可通过印刷导电胶方便地进行,为了吸收此时的印刷偏差,最好在其与外周9b,9c,9d之间留出空白。
第1线状元件11N具有从与供电端子19相连的基端部12沿外周9b延伸的第1弯曲部分13、通过弯曲部k1沿外周9c延伸的第2部分14以及通过弯曲部k2沿外周9d延伸的第3部分15。沿天线形成面的外周9b~9d以外卷状形成第1线状元件11N的原因在于与前面所述的第1线状元件11L(参见图24)的情况相同,在形成于具有相同面积的天线形成面上的情况下,与未以外卷状形成的其它形状的第1线状元件相比,以外卷状形成的较为绕远,因此,可以使线状元件的长度加长该绕远的部分的量。第1线状元件11N形成为可以以第1频率(例如,2.4GHz带)共振的长度(1/4波长)。
图27中的符号25表示用于阻抗匹配的线状导电体。线状导电体25从第1线状元件11N的基端12附近的分支点23分岔并与接地端子21相连。线状导电体25的一部分沿第1天线形成面9的外周9a延伸,其他部分以蛇行状形成。以蛇行状形成的原因在于在有限的面积中获得长度,而在具有足够面积的情况下,也可以以直线状形成。线状导电体25虽然可以通过与第1线状元件11H不同的工序形成,但使用导电胶与第1线状元件11N同时印刷形成较好。以这种方式形成,能够省时省力。供电点阻抗的调整是通过移动分支点23的位置来进行的。另外,由于线状导电体25也是影响第1线状元件11N共振的部分,因此,通过调整其长度,也能够调整第1线状元件11N的共振频率。
如图27所示,在具有下层基板5的第2天线形成面10上,形成以阶梯状弯曲的第2线状元件91N。以阶梯状弯曲的原因在于避免与线状导电体25的高频率接触,且不使其形成夹持中层基板4的电容结构。第2线状元件91N的基端部43通过形成在中层基板4的外周端面上的连接导电体29结合至第1线状元件11N的中间。由于连接导电体29构成了第2线状导电体29中的一部分,因此,第2线状元件91N的长度可缩短这部分的量。
参照图28~图31,对第5实施例进行说明。首先,根据图28~图30对涉及第5实施例的电介质体天线的大致结构进行说明。电介质体天线1P设有长方体状的电介质体基体7P,该电介质体基体7P层叠有由电介质体陶瓷材料制成的具有绝缘性的上层基板3、中层基板4以及下层基板5。上层基板3、中层基板4以及下层基板5中的任意一块在俯视观察时,均以相同大小的长方形(矩形)形成,因此,层叠三块基板所形成的电介质体基体7P成为长方体形状。各块基板既可以以单层体构成,也可以以多层体构成。中层基板4的上表面(与上层基板3相向的表面)用作形成后面所述的第1线状元件的第1天线形成面9。另外,下层基板5的上表面(与中层基板4相向的表面)同样,用作形成后面所述的第2线状元件(线状副元件)的第2天线形成面10。上层基板3并不用于形成天线,该基板为电介质体层,其主要目的在于保护形成于第1天线形成面9上的第1线状元件等。虽然电介质体基体7P采用了3层结构,但是其也可以省略上层基板3而采用2层结构。另外,也可以另外层叠其它层的基板以构成4层或5层以上的结构。以长方体形状形成电介质体基体7P的原因在于易于通过所谓冲切获得多个电介质体基体,不言而喻,也可以采用长方体以外的形状形成。
如图29以及图30所示,在第1天线形成面9上,形成邻接(沿)所述第1天线形成面9的外周(9a,9b,9c,9d)的第1线状元件11P。第1线状元件11P的形成可通过印刷导电胶方便地进行,为了吸收此时的印刷偏差,最好在其与外周9a,9b,9c,9d之间留出空白。
如图29以及图30所示,第1线状元件11P包括第1部分13、第2部分14、第3部分15以及第4部分16。第1线状元件11P的第1部分13为位于基端12和第1弯曲部分k1之间的部分,同样,第2部分14为位于第1弯曲部分k1和第2弯曲部分k2之间的部分,第3部分15为位于第2弯曲部分k2和第3弯曲部分k3之间的部分,同样,第4部分16为位于第3弯曲部分k3和开放端17之间的部分。换句话说,第1部分13与外周9a邻接,第2部分14与外周9b邻接,第3部分15与外周9c邻接,第4部分16与外周9d邻接。此外,由于各弯曲部k1,k2,k3位于天线形成面9的各个角部,因此,第1线状元件11P在第1天线形成面9上,沿其外周9a,9b,9c,9d以外卷状延伸。第1线状元件11P的基端部12如图29~图30所示,与形成于电介质体基体7P端面上的供电端子19相连。供电端子19的形成一般是通过将导电胶涂敷在电介质体基体7P的端面上进行的。
如上所述,以外卷状形成第1线状元件11P的原因在于在形成于具有相同面积的天线形成面上的情况下,与未以外卷状形成的其它形状的第1线状元件相比,以外卷状形成的较为绕远,因此,线状元件能够加长与该绕远的部分相对应的量。另外,其原因还在于能够有效地利用由具有外卷状的第1线状元件包围的空白部分。对于前者而言,由于加长第1线状元件的长度能够降低该部分的共振频率,因此,能够在相同的面积中以低频率共振。换句话说,由于能在更小的面积中作相同频率的共振,结果,能够实现天线自身的小型化。对于后者而言,通过以外卷状形成第1线状元件11P,使相向的第1部分13与第3部分15的距离以及第2部分14与第4部分16的距离在第1天线形成面9上分别达到最大。由于距离达到最大,因此,可以有效地排除在相同天线形成面9上的第1部分13与第3部分15之间以及第2部分14与第4部分16之间的相互干扰。另外,还能够排除与后面所述的第2线状元件的相互干扰。
参见图28~30,对线状导电体进行说明。设置在第1天线形成面9上的线状导电体25为用于获得作为供电点的供电端子19中的阻抗匹配的导电体。线状导电体25在第1元件形成面9、从第1线状元件基端部12附近的分支点23分岔,其顶端通过弯曲部27与设置在电介质体基体7P端面上的接地端子21相连。虽然线状导电体25也可以由与线状元件11P不同的工序形成,但是利用导电胶与第1线状元件11P同时印刷形成的方法是较为方便的。供电点阻抗的调整可通过沿第1线状元件11P的长度方向移动分支点23的位置来进行。进而,由于线状导电体25也是影响第1线状元件11P共振的部分,因此,通过调整其长度,能够调整第1线状元件11P的共振频率。另一方面,由于线状导电体25不参与电波的辐射,因此,即使与第1线状元件11P邻接,产生相互干扰的可能性也较小。另外,接地端子21的形成与供电端子19相同,通过在电介质体基体7P的端部涂敷导电性胶进行较为方便。
如图28~图30所示,第2线状元件91P在第2天线形成面10上,在外周10b(参见图29),从基端43垂直向内伸出,之后,通过弯曲部37延伸至开放端92。由于第1线状元件11P如以前所述,在第1天线形成面9上,以沿其外周的外卷形状形成,因此,在第1天线形成面9中,由第1线状元件11P包围的空白部分为庭院那样空着。虽然第2线状元件91P可利用所述空着的庭院部分以自由形状形成,但在从电介质体基体7P的厚度方向(与图30的纸面垂直的方向)观察时(俯视观察时),其不与第1线状元件11P交叉。因此,能够排除与第1线状元件11P之间的相互干扰。所述相互干扰的排除,能够提高电介质体天线1P的辐射效率,并且能够实现宽频带化。另外,可以独立于第2线状元件91P调整第1线状元件11P。相反,在调整第2线状元件91P时,也可以独立于第1线状元件11P进行调整。可独立进行调整能够简化电介质体1P自身的调整。另外,不言而喻,只要第2线状元件91P的除了结合部以外的其余部分均不与第1线状元件11P重叠,也可以选择除图30所示形状以外的其它形状。
第1线状元件11P在其中间具有结合部23’,使带状连接导电体29的一端与所述结合部23’结合。所述所述导电体29的另一端经中层基板4的外周端面与第2线状元件91P的基端部43结合。图29所示的连接导电体29不仅延伸至中层基板4的外周端面,而且延伸至下层基板5以及上层基板3的外周端面。这是因为本实施例的连接导电体29是通过导电胶印刷形成的,此时,较之仅在中层基板4上形成,在其它基板上也形成的涂敷要简单。在连接导电体29中,若能以涂敷或其他手段仅形成中层基板4上的部分,那么除该部分以外的其它部分,可省略所述涂敷或其它手段的加工。连接导电体29的中层基板4部分构成了第2线状元件91P的一部分。因此,第2天线形成面10上的第2线状元件91P的长度能够缩短与所述连接导电体29部分相对应的量。第2线状元件91P的基端部43与连接导电体29相当于本实施例的第2线状元件91P的结合部。
此处,由供电部P供给的高频率电流从第1线状元件11P的基端部12顺次流向第1弯曲部分k1、第2弯曲部分k2、以及第3弯曲部分k3,然后流向开放端17。第1线状元件11P以第1共振频率共振。另一方面,流过线状副元件91P的高频率电流从基端部12穿过第1弯曲部分k1,进而从结合部23’流入连接导电体29,再穿过基端部43,经弯曲部37流向开放端92。第2线状副元件91P以能够以与第1频率不同的第2频率共振的长度设定。通过沿第1线状元件11P的长度方向移动结合部23’的位置进行阻抗的匹配或共振频率的调整。第2线状副元件91P以与第1共振频率不同的第2共振频率共振。
根据电介质体天线1P的使用目的确定上述第1共振频率与第2共振频率的关系。即,如图31(a)所示,通过使第1线状元件11P的共振频率F1与第2线状元件91P的共振频率F2相接近,例如以获得VSWR2以下的频带F的方式设定,通过设置第2线状元件91,与未设置该元件的情况相比,可以使电介质体天线1P整体的频带形成较宽的频带。另外,如图31(b)所示,通过使第1共振频率F1与第2共振频率F2适度分离,能够使电介质体天线1P以两个频率共振,换言之,能够实现双频带。通过发明者进行的实验可知,在将在前者情况下的第1共振频率F1设定为例如1.98GHz的情况下,将第2共振频率设定为例如2.10GHz,可以使VSWR2以下的频带形成1.92~2.17GHz的宽频带。同样,在后者的情况下,能够实现将由如笔记本电脑或LAN卡这样的无线通信使用的2.45GHz作为第1共振频率F1,同样,将5.25GHz作为第2共振频率F2的双频带。
另外,在下层基板5的背面(图30的纸面背侧的面)上,设置用于将电介质体天线1P牢固钎焊固定在主基板(未示出)的虚设电极(未示出)。在安装在主基板(未示出)上时,供电端子19通过钎焊固定与主基板的供电部P相连,同样,接地端子21通过钎焊固定与接地部G相连。
参见图32以及图33,说明第5实施例的变形例。涉及本变形例的电介质体天线1R与图29所示的电介质体天线1P的不同点在于元件之间的结合形式。此处,仅对不同点加以说明,并且省略了对两者之间共同点的说明。即,电介质天线1P设有电介质体基体7R,该电介质体基体7R是通过层叠由电介质体陶瓷材料制成的具有绝缘性的上层基板3、中层基板4和下层基板5形成的。在具有中层基板4的第1天线形成面9上,形成邻接(沿)所述第1天线形成面9的外周(9a,9b,9c,9d)的第1线状元件11R。图32中的符号25表示与第1线状元件11R相连的阻抗匹配用的线状导电体。
在具有下层基板5的第2天线形成面10上,形成第2线状元件(线状副元件)91R。虽然第2线状元件91R的形状可以与本实施例的第2线状元件91P(参见图29)不同,但是在本变形例中,是以相同的形状形成的。第2线状元件91R的基端部43(参见图32)与第1线状元件11R的结合部18相向,因此,在两者之间形成了通过作为电介质体的中层基板4形成的电容结构。即,从供电部P供给的高频率电流从第1线状元件11R的结合部18通过中层基板4、流至第2线状元件。基端部43和结合部18之间的相向面积的大小会影响两者的匹配。即,由于加大或减小前者的基端部43的长度(面积)可改变阻抗,因此,通过将其设定为适当的值,能够调整两者的结合。
采用涉及前面所述的第1~第5实施例的本发明的电介质天线,在实现小型化的同时,通过抑制元件之间的相互干扰,能够在整个宽频带中更有效地发射电波。因此,采用内置有所述电介质体天线的移动式通信装置,在能够实现所述移动式通信装置自身小型化的同时,通过良好的电波收发,可以进行舒适的移动式通信。
根据图34~图37说明电介质体天线安装方式的一个例子。图34所示的电介质体天线1(相当于第1~第5实施例中任意一种的电介质体天线)并设在接地部G上。这种情况的优点在于由于线状元件11(线状副元件91)与接地部G相距离最远,因此,难以受到接地部G的影响,图35所示的电介质体天线1容纳在形成于接地部G上部中的切槽Gu内。由于在这种情况下,电介质体天线1不会从切槽Gu中伸出,因此,其全部容纳在接地部G长度尺寸L内,这一点有助于实现结构的紧凑。
图36所示的电介质体天线1’(相当于第1~第5实施例中任意一种的电介质体天线)安装在接地部G的上方。在这种情况下,要使线状元件11(线状副元件91)与接地部G分离,可以通过增加层状基板的块数,使电介质体天线7的厚度D增大至天线特性不受影响的程度。
另外,可以使涉及前面所述的第1~第5实施例的电介质体天线1或1’内置于各种移动式通信装置内。作为移动式通信装置,有例如业余爱好者用·商业用的无线通信装置或图37所示的便携式电话机等。图37所示为电介质体天线1(1’),其内置于作为移动式通信装置的一个例子的便携式电话机520内。由于本发明的电介质体天线如前所述,在实现小型化的同时,以高效率·宽频带构成,因此,内置有电介质体天线的便携式带电话520也能够实现小型化。另外,还可以通过良好的电波收发实现舒适的移动通信。作为可以内置本发明的电介质体天线的移动式通信装置的其它例子,还有小型计算机(个人计算机)等。下面,通过与与小型计算机的关系,说明备有前面所述的第1~第5实施例中任意一种电介质体天线的天线安装基板的实施例。
参照图38~图40说明天线安装基板的第1实施例。天线安装基板101设有横向较长的矩形的陶瓷材料或合成树脂制成的基板103。在基板103的一个面(安装面105)上形成接地部107和线状导体109。符号111表示芯片天线。在本实施例中的芯片天线111为电介质体天线。采用电介质体天线的原因在于其比较有利于实现小型化,但是也可以采用除此之外的天线。沿底边106,即以图39的横向使接地部107和线状导体109邻接。
虽然接地部107和线状导体109通过在安装面105上涂敷导电胶使两者一体形成,但是除了所述导电图形以外的方法,还可通过例如蚀刻等化学方法形成。作为一体形成的结果,线状导电体109的一端(图39的右端)仅与接地部107相连,另一端延伸至安装面105的边缘。仅与接地部107相连的线状导体109虽然从通过上述方法一体形成可省时省力这一点来看比较方便,但是也可以以分体形式构成所述线状导体。在分体构成的情况下,使其一端与接地部107相连,并且使其另一端敞开。另外,线状导体109也可以采用导电图像以外的方法形成。代替导电图形,也可以采用例如将如铜丝这样的线状导体设置在安装面105上的方法。将接地部107的长度(尺寸)设定为与芯片天线111的共振频率的1/4波长相同的长度。
芯片天线111以矩形状形成,其含有位于接地部107一侧的端面111a和位于与所述一侧的端面111a相反侧的另一端面111b,与线状导体109一端相向侧的另一端109a横切通过另一侧端面111b、向底边106引出的垂线L。即,其以在芯片天线111和底边106之间只存在线状导体109的状态构成。设置线状导体109的原因在于通过使芯片天线111与所述线状导体109结合,换句话说,通过隔断芯片天线111与金属框架517的结合,除去在将芯片天线111或者天线安装基板101设置在金属框架517上时的不稳定性。换言之,通过设置线状导体109使芯片天线111独立于金属框架517,通过所述独立尽可能地抑制由两者之间相对位置的偏移产生的特性变化。通过发明者进行的实验可知,如上所述,虽然芯片天线111的另一例端面111b横切垂线L是最理想的,但是在缩短线状导体109长度时(使垂线L向图39的右侧方向移动时)的特性上的极限在芯片天线111的中央附近。例如,因固定螺钉(未示出)的紧固工具或安装孔(未示出)的间隙的存在,天线安装基板101相向于金属框架517的相向位置改变时的特性变化的可使用范围存在如上所述,垂线L在芯片天线111中央附近的情况。
参照图41以及图42说明天线安装基板的第2实施例。涉及第2实施例的天线安装基板121与涉及第1实施例的天线安装基板101的不同点在于前者具有后者没有的绝缘用露出部。此处,仅对所述不同点加以说明,并省略了对其余相同部分的说明。即,天线安装基板121设有矩形的陶瓷或合成树脂制成的基板123,在基板123的一个面上形成接地部127以及线状导体129。符号131表示芯片天线。另外,设有沿底边126的整个长度、以线状使安装面125露出的绝缘用露出部133。以线状形成绝缘用露出部133的原因在于通过使其宽度尺寸形成必需的最小限度,可尽可能小地形成天线安装基板121的纵向尺寸,由此能够降低天线安装基板121自身的高度尺寸。另一方面,在高度尺寸充裕的情况下,或在根据接地部127的形状减小或加宽宽度的情况下,采用线状以外的形状也没有问题。
设置绝缘用露出部133的原因在于使线状导体129或接地部127并不面对安装面125的底边126,换言之,不与金属框架157接触。若接地部127或线状导体129使作为被装载体的金属框架电短路,则由于很可能会造成天线安装基板121整体工作的不稳定,因此,在安装前面所述的天线安装基板101时,必须想办法使其从金属框架上浮起等安装以不造成短路。另一方面,在将天线安装基板121安装在金属框架517的情况下,由于存在绝缘用露出部133而可以直接将其安装在金属框架517上,因此,与天线安装基板101相比,更便于安装。
上述说明的天线安装基板101和121,即使是小型的且设置在金属等上,也不太会受到所述金属的影响。因此,也可以设置在图38所示的小型计算机(通信装置)515的金属框架517的上表面或侧面等很小的间隙内。
采用前面所述的天线安装基板,在实现小型化的同时,即使安装环境产生了变化,也可容易地调整,并且能提供稳定性能。因此,可以内置于只具有有限空间的通信装置内,在内置于这种装置中时,难以受到金属的影响。因此,可通过这种通信装置实现稳定的通信。
本发明可用于提供电介质体天线,天线安装基板以及内置这些元件的移动式通信装置,这些元件和装置能够通过在实现小型化的同时,抑制元件之间相互干扰,尽可能地排除电波辐射效率的下降并排除对宽频带化的阻碍。
权利要求
1.一种电介质体天线,其特征在于包括具有矩形天线形成面的电介质体基体;在所述天线形成面上,仅与所述天线形成面外周相邻接并延伸的线状元件;所述线状元件所含的至少一个弯曲部;与所述线状元件的基端部相连的供电端子;在所述天线形成面上从所述线状元件的基端部附近分岔形成的线状导电体;与所述线状导电体顶端相连的接地端子。
2.根据权利要求1所述的电介质体天线,其特征在于所述弯曲部包括从所述基端向顶端顺次设置的第1弯曲部和第2弯曲部;所述线状元件包括位于所述基端和所述第1弯曲部之间的第1部分、位于所述第1弯曲部和所述第2弯曲部之间的第2部分、以及位于所述第2弯曲部和顶端之间的第3部分,其中,所述第1部分和所述第3部分在所述天线形成面上,间隔最大距离相向设置。
3.根据权利要求1所述的电介质体天线,其特征在于所述弯曲部包括从所述基端向顶端顺次设置的第1弯曲部,第2弯曲部分和第3弯曲部;所述线状元件包括位于所述基端和所述第1弯曲部之间的第1部分、位于所述第1弯曲部和所述第2弯曲部之间的第2部分、位于所述第2弯曲部和所述第3部分之间的第3部分、以及位于所述第3部分和所述顶端之间的第4部分,其中,所述第1部分和所述第3部分在所述天线形成面上,间隔最大距离相向设置,并且,所述第2部分和所述第4部分在所述天线形成面上,间隔最大距离相向设置。
4.根据权利要求1~3中任意一项所述的电介质体天线,其特征在于所述线状导电体中的至少一部分是弯曲或蛇行状的。
5.根据权利要求1~4中任意一项所述的电介质体天线,其特征在于所述电介质体基体具有4个端面;所述供电端子形成在所述4个端面中的任意一个端面上;所述接地端子形成在与形成有所述供电端子的端面相向的端面上。
6.根据权利要求1~5中任意一项所述的电介质体天线,其特征在于设有线状副元件,所述线状副元件从所述线状元件分岔形成,并且可以以第2共振频率共振,其中,所述第2共振频率不同于所述线状元件可共振的第1共振频率。
7.根据权利要求6中所述的电介质体天线,其特征在于所述线状副元件设定得可以以所述第2共振频率的1/2波长共振。
8.根据权利要求6或7所述的电介质体天线,其特征在于所述电介质体基体的天线形成面具有第1天线形成面和与所述第1天线形成面不同的第2天线形成面,并且,所述线状元件形成在所述第1天线形成面上;所述线状副元件形成在所述第2天线形成面上。
9.根据权利要求8所述的电介质体天线,其特征在于在所述线状副元件的基端部设置结合部;其中,仅所述结合部经由电容结构与所述线状元件的中间部分结合。
10.根据权利要求8所述的电介质体天线,其特征在于在所述线状副元件的基部设置结合部,其中,仅所述结合部介有所述电介质体基体厚度方向的一部分或全部与所述线状元件的中间部分相向设置。
11.根据权利要求8~10中任意一项所述的电介质体天线,其特征在于设有连接导电体,其连接所述线状副元件的基部和所述线状元件的中间;将所述连接导电体的一部分或全部设置在所述端面上。
12.根据权利要求11所述的电介质体天线,其特征在于以矩形形成所述第1天线形成面,所述线状元件以与所述第1天线形成面的外周邻接的方式形成。
13.根据权利要求8所述的电介质体天线,其特征在于设有结合所述线状元件和所述线状副元件的结合部,其中,所述线状元件和所述线状副元件的交叉仅为所述结合部。
14.根据权利要求13所述的电介质体天线,其特征在于所述结合部由夹持所述电介质体基体的厚度方向的一部分或全部而与所述线状元件相向的所述线状副元件的基端部构成。
15.根据权利要求13所述的电介质体天线,其特征在于由连接所述线状副元件的基端部和所述线状元件的中间的连接导电体构成所述结合部,并且,将所述连接导电体的一部分或全部设置在所述端面上。
16.根据权利要求8~15中任意一项所述的电介质体天线,其特征在于所述电介质体基体由单层电介质体层构成,所述第1天线形成面为所述电介质体层的一个面,所述第2天线形成面为所述电介质体层的另一个面。
17.根据权利要求8~15中任意一项所述的电介质体天线,其特征在于所述电介质体基体为由多层电介质体层构成的多层体;所述第1天线形成面和所述第2天线形成面形成在同一或不同的电介质体层上。
18.一种电介质体天线,其特征在于其包括具有天线形成面的电介质体基体;在所述天线形成面上,在与所述天线形成面外周邻接并延伸的同时,可以以第1共振频率共振的线状元件;与所述线状元件的基端部相连的供电端子;从所述线状元件的基端部附近分岔形成的线状导电体;与所述线状导电体顶端相连的接地端子;线状副元件,其形成在所述天线形成面上,且以与第1共振频率不同的第2共振频率共振;所述线状副元件基端通过电容结构与所述线状元件的中间部分结合。
19.一种移动式通信装置,内置有权利要求1~18中任意一项所述的电介质体天线。
20.一种天线安装基板,其特征在于其包括带有底边的长方形安装面;在所述安装面上,沿所述底边邻接的芯片天线以及接地部;在所述芯片天线和所述底边之间的所述安装面上,设有一端仅与所述接地部相连的具有希望长度的线状导体。
21.根据权利要求20所述的天线安装基板,其特征在于所述芯片天线具有位于所述接地部侧的一个端面和位于与该端面相反侧的另一个端面;位于与所述线状导体一端相反的另一端以横切通过所述另一个端面而向所述底边引出的垂线的方式形成。
22.根据权利要求20或21所述的天线安装基板,其特征在于所述线状导体与所述接地部形成一体。
23.根据权利要求22所述的天线安装基板,其特征在于由所述导体图形构成所述线状导体以及所述接地部。
24.根据权利要求20~23中任意一项所述的天线安装基板,其特征在于设有沿所述底边的整个长度,以希望的形状使所述安装面露出的绝缘用露出部。
25.根据权利要求24所述的天线安装基板,其特征在于所述绝缘用露出部以线状形成。
26.根据权利要求20~25中任意一项所述的天线安装基板,其特征在于所述芯片天线为在电介质体层上形成元件而构成的电介质体天线。
27.一种通信装置,其内置有权利要求20~26中任意一项所述的天线安装基板。
28.根据权利要求27所述的通信装置,其特征在于所述通信装置为小型计算机。
全文摘要
在具有电介质体基体(7A)的矩形天线形成面(9)上,设置仅与所述天线形成面(9)的外周(9a,9b,9c,9d)邻接的线状元件(11A)。用于阻抗匹配的线状导电体(25)从所述线状元件(11A)分岔。由于仅与天线形成面(9)的外周(9a,9b,9c,9d)邻接,因此,线状元件(11A)彼此之间不会邻接。所以,不会产生在邻接时易于发生的相互干扰,因此,能够尽可能地排除电介质体天线(1A)的电波辐射效率的下降并排除对宽频带化的阻碍。
文档编号H01Q9/04GK1518783SQ03800490
公开日2004年8月4日 申请日期2003年7月4日 优先权日2002年7月5日
发明者冈户广则 申请人:太阳诱电株式会社

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