CN101351925A

CN101351925A - 用于rf通信设备的改良超宽带切口天线装置

Info

Publication number: CN101351925A
Application number: CNA2006800501901A
Authority: CN
Inventors: 彼得·J·梅西; 凯文·R·博伊尔; 安东尼斯·J·M·德格拉乌; 马蒂恩·乌迪克
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2006-01-02
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2009-01-21
Also published as: WO2007077511A1; US20080278390A1; JP2009522838A; EP1972027A1

Abstract

一种用于RF通信模块的平面天线装置(AA)，包括：i)具有第一长度的第一条直边的导体板，该导体板内形成了具有第一宽度以及等于与工作频带内所选频率相对应的波长的四分之一的第一电气长度、且包含具有位于所述第一条边上的开口端(OE1)以及缩短端(SE1)的笔直部分的第一切口(N1)，以及ii)形成于所述导体板上、横跨所述第一切口(N1)、且被配置为同所述第一切口(N1)相耦合以实现宽带操作的第一馈线(FL1)。第一条边的第一长度等于所述波长的一半。此外，第一切口开口端(OE1)大致位于第一条边的中心。此外，对第一切口(N1)的第一宽度进行选择，使得相对于所选频率同在第一切口周围流动的电流所辐射的功率的乘积结果而言，与第一切口(N1)相关联的场中存储的能量的比例部分较少。

Description

用于RF通信设备的改良超宽带切口天线装置

技术领域

本发明涉及射频(RF)通信设备领域，更准确地说，涉及包含于或连接于RF通信设备且特别适用于超宽带(UWB)应用的平面天线装置。

此处“通信设备”意指适于从和/或向移动(或蜂窝)和/或WLAN和/或广播和/或定位网络接收和/或发射RF信号的任意移动或非移动设备，尤其是移动电话(例如GSM/GPRS、UMTS或WiMax移动电话)、个人数字助理(PDA)、膝上型计算机、(赋予膝上型计算机或诸如监视器或打印机等的其他设备UWB功能的)PCMCIA卡、(适用于计算机及其外设的)USB加密狗、卫星定位设备(例如GPS卫星定位设备)、电视接收机，或更具一般性的RF通信模块。

背景技术

正如所属领域技术人员所知的那样，(平面)切口(notch)天线通常包括：形成于(具有第一长度的第一条边的)导体板内的切口；以及形成于导体板上、横跨切口且设置用于以电磁耦合方式同切口进行耦合以实现宽带操作的馈线。切口具有第一宽度和第一电气长度(等于与工作频带内所选频率相对应的波长的四分之一)，并且包括：具有位于第一条边上的开口端以及缩短端的笔直部分。

由于切口的物理尺寸极小，因而其中形成了切口的导体板可以是安装于通信模块或通信设备内并通常包括电子电路的印刷电路板(PCB)的接地平面。专利文档US 2002/0037739和US 6,424,300、以及S.I.Latif等人发表的″Bandwidth Enhancement and Size Reduction of Microstrip SlotAntennas″，IEEE Transactions on Antennas and Propagation，Vol.53，No.3，March 2005，pp.994-1003中对这种配置的示例进行了描述。在一种变体中，导体板还可以是安装在PCB表面上的模块的一部分。专利文档US 2002/0177416描述了这种配置的一个示例。

这种(平面)切口天线易于制造，适用于低成本(以及薄型(lowprofile))通信设备，尤其是空间有限的航空器。

由于其相应的配置，现有技术中的切口天线无法提供较宽的工作频带，如UWB OFDM(正交频分复用)所需的工作频带，并且/或者会在形成切口天线的PCB中占用大量空间。应该注意到(由多频带OFDM联盟(MBOA)规定的)UWB OFDM需要工作于多个528MHz宽频带(比如在三个528MHz宽频带的情况下，从3168MHz到4752MHz，或者在七个528MHz宽频带的情况下，从3168MHz到4752MHz以及从6172MHz到8184MHz)内的通信设备或模块。

因此本发明的目的在于改善这种情况。

发明内容

为此，本发明提供了一种用于RF通信模块(或通信设备)的平面天线装置，包括：

-具有第一长度的第一条直边的导体板，该导体板内形成了第一切口，所述第一切口具有第一宽度以及第一电气长度(等于与工作频带内所选频率相对应的波长的四分之一)、且包括具有位于第一条边上的开口端以及缩短端的笔直部分，以及

-第一馈线，形成于导体板上、横跨第一切口，且被配置为同第一切口相耦合以实现宽带操作。

该平面天线装置的特征在于：

-第一条边的第一长度等于(与工作频带内所选频率相对应的)波长的一半，

-第一切口开口端大致位于第一条边的中心，以及

-对(第一切口)的第一宽度进行选择，使得相对于所选频率同在第一切口周围流动的电流所辐射的功率的乘积结果而言，与第一切口相关联的场中存储的能量的比例部分较少。

依照本发明的平面天线装置可以具有独立或组合考虑的附加特征，其中值得注意的是：

-(第一切口)的第一宽度小于3毫米；

-第一条边可以具有等于与第一工作频带的中心频率相对应的第一波长的一半的第一长度。至少在导体板中大致位于第一切口左右两侧半边之一的中心处形成一个第二切口。该第二切口包括平行于第一切口笔直部分的笔直部分，并且包括位于第一条边上的开口端以及缩短端，并具有小于第一电气长度的第二电气长度。此外，第二馈线形成于导体板上、横跨第二切口、且被配置为同第二切口耦合以实现所述宽带操作；

第二切口可以具有小于第一宽度的第二宽度；

-每条馈线都可以用串联电容器加以延伸；

每个串联电容器的宽度都可以大于对应馈线的宽度；

-导体板可以安装在包含具有第一和第二两个相对面的介质基板的印刷电路板(PCB)上。

导体板可以安装在基板的第一面上，各馈线可形成于基板的第二面上；

●基板的厚度可以小于第一切口的第一宽度，以便第一切口可以具有最低的介质负载；

●在一种变体中，可以将基板在各切口和其第二面之间厚度的至少一部分切除，以便形成一个充满空气的孔，从而使第一切口具有减小了的介质负载。举例而言，可以将基板在各切口和其第二面之间的厚度全部切除。

导体板可以是安装在基板的第一面上的模块的一部分，并且可以配置成导体板悬置在第一面上，并在不含导体板的区域内同第一面平行。在这种情况下，模块的导体板面对着基板的第一面且包含各切口，各馈线形成于模块M的上表面，与导体板相对，在对应切口之上并横跨对应切口；

-各切口可以是笔直的切口或者可以具有“L”的形状。

本发明还提供了一种装备了如上所述的平面天线装置的RF通信模块。这种RF通信模块可以被合并于RF通信设备之中。

本发明还提供了一种装备了如上所述的平面天线装置的RF通信设备。

附图说明

通过参阅以下详细说明以及附图，本发明的其他特征以及优点将更加明显，附图中：

-图1示意性地示出了依照本发明的平面天线装置的一实施例的第一示例的俯视图，

-图2是图1所示的实施例的第一示例的通过AA轴的横断面，

-图3示意性地示出了图2的第一种变体，

-图4示意性地示出了图2的第二种变体，

-图5示意性地在形成交点和圆周的史密斯圆图上示出了在包含4GHz在内的频带范围内的天线阻抗响应曲线(线形标记位于3、4和5GHz)，

-图6示意性地示出了依照本发明的平面天线装置的一实施例的第二示例的俯视图，

-图7示意性地在形成交点和圆周的史密斯圆图上示出了在包含3GHz在内的频带范围内的天线阻抗响应曲线(线形标记位于3、4和5GHz)，

-图8示意性地示出了依照本发明的平面天线装置的一实施例的第三示例的俯视图，

-图9示意性地示出了依照本发明的平面天线装置的一实施例的第四示例的俯视图，

-图10示意性地示出了依照本发明的平面天线装置的一实施例的第五示例的俯视图，

附图不仅可以用来使本发明完善，需要时还有助于定义本发明。值得注意的是，结合图1至8中平面天线装置定义的元件的相对尺寸并不代表元件各自的实际尺寸。

具体实施方式

首先参考图1至4，介绍依照本发明的平面天线装置AA的主要特征。

在以下说明中，认为平面天线装置AA旨在用于诸如移动电话，比如UMTS电话等的RF通信设备。然而，值得注意的是，本发明并不局限于这种RF通信设备。

事实上，本发明可应用于适于从和/或向移动(或蜂窝)和/或WLAN和/或广播和/或定位网络接收和/或发射RF信号的任意移动或非移动RF通信设备或模块。因此，本发明还可以是个人数字助理(PDA)、膝上型计算机、卫星定位设备(例如GPS卫星定位设备)、加密狗或电视接收机。本发明可适用于任意独立标准或多标准组合，特别是GSM/GPRS和/或UMTS/TD-SCDMA和/或WiMax和/或WLAN(例如802.11a/b/g/n)和/或广播(例如DVB-H和DAB)和/或定位(例如GPS)的组合。

本发明特别适用于用户设备(或模块)，尤其适用于适于诸如快速文件传输和视频传输所需的短程高数据速率通信的无线设备(或模块)。此外，本发明还可装备于旨在为个人计算机或具有USB连接器的其他设备添加功能的、比如USB型的UWB加密狗中。

如图1和2所示，平面天线装置AA包含：具有至少一个切口N 1的至少一个导体板CP、以及以电容耦合方式同相应切口N1耦合的至少第一条馈线FL1。

在以下说明中，认为导体板CP的形状为矩形。但这并非是强制性的。

在本例中，导体板CP具有：至少延伸第一长度LP1(平行于X方向)的第一和第二条平行(直)边以及至少延伸第二长度LP2(平行于Y方向)且垂直于第一和第二条边的第三和第四条平行边。

第一切口N1形成于导体板CP内。第一切口N1包含至少一个笔直部分，笔直部分具有位于第一条边上(或任意接近于第一条边)的开口端OE1以及缩短端SE1。在如图所示的示例中，笔直部分大致平行于第三和第四条边(因此平行于Y方向)。但这并非是强制性的。第一切口N 1具有(沿X方向的)第一宽度LN1以及(沿Y方向的)第一电气长度LN2。在图1所示的实施例的示例中，第一切口N1是直的，即沿Y方向延伸。然而正如下面参考图6所阐释的那样，可以将第一切口N 1弯折(成“L”形)。

应注意到，第一电气长度LN2可以和物理长度LN2有所不同。这实际上取决于第一切口N1的介质环境。如果用介质基板S将导体板CP(因而第一切口N1)与馈线FL1分开，则第一电气长度LN2大于物理长度LN2。

第一馈线FL1形成于导体板CP上，横跨第一切口N1。正如以下所阐释的那样，第一馈线FL1设置成电容耦合方式同第一切口N1耦合，以实现宽带操作。第一馈线可以是50[欧姆]的微带线。如图2至4所示，通过连接至50[欧姆]激励探针EP的端口端PT为第一馈线FL1馈电，第一馈线FL1再以电容耦合方式向第一切口N1馈电。

如图1至7所示，导体板CP可以是印刷电路板(PCB)P的接地平面。但这并非是强制性的。如果导体板CP是PCB P的接地平面，就将其安装在介质基板S的第一(反)面上，同时第一馈线FL1形成在该介质基板S的与第一面相对的第二(正)面上。

依照本发明，平面天线装置AA必须至少具有以下技术特征的组合：

-第一切口N1的第一电气长度LN2必须等于与工作频带中所选频率(f)相对应的波长的四分之一(λ/4)，

-第一和第二条边的第一长度LP1必须等于与工作频带中所选频率(f)相对应的波长的一半(λ/2)，

-第一切口N1的开口端OE1必须大致位于第一条边的中心(即误差在+/-15％的范围以内)，以及

-对第一切口N1的第一宽度LN 1进行选择，使得相对于所选频率(对应于λ的f)同在第一切口N1周围流动的电流所辐射的功率的乘积结果而言，与第一切口N1相关联的场中存储的能量的比例部分较少。

与波长λ相对应的频率f可以是比如工作频带的中心频率。但这并非是强制性的。

等于四分之一波长λ/4的第一切口N1的长度在第一切口N1周围引起一阶谐振(即高强度电流)，更准确地说，在从其一边到另一边引起高强度电流。由于第一长度LP1是所选波长的一半λ/2，因此还存在沿第一长度LP1方向横跨导体板CP的与电流相关联的二阶谐振。因而，切口馈线FL1既同(第一)切口谐振耦合，又同横跨导体板CP的(第二)谐振耦合，而这引起辐射。

为了能够有效地进行辐射，同切口谐振相关联的电流应自第一切口N1扩散开来。然而，形成第一切口的切口线的相对的导电侧形成了横跨切口的电容。该电容很容易吸引第一切口N1周围的电流。因此，第一切口N1越窄，其单位长度的电容就越大，因而紧邻第一切口N1附近的电流的集中程度也就越高。因此，使用较窄的第一切口N1，切口辐射的能量较少，但具有较高的辐射质量因子。对于高辐射质量因子的切口，第一切口N1的第一宽度LN1的微小增加就可以改善辐射进而改善带宽。

当第一切口N1的开口端OE1大致位于第一条边的中心时，工作频带宽度可以得到优化。

在一种具有优势的实施例中，选择第一切口N1的第一宽度LN1小于3毫米，最好是小于或等于2毫米(≤2mm)。这种做法可以使得PCB P上第一切口N1所占的面积达到最小。

如前所述，第一电气长度LN2的值取决于是否在第一切口N1和馈线FL1之间***介质基板S。可以设想到有三种情形。

第一种情形如图2所示。在这种情形下，在第一切口N1和其上形成了第一馈线FL1的基板S的第二(正)面之间，彻底切除基板S的厚度(沿Z方向)。在这种情况下，在基板S内形成了一个充满空气的孔H，为第一切口N1提供了一个较小的介质负载。

第二种情形如图3所示。在这种中间情形下，在第一切口N1和其上形成了第一馈线FL1的基板S的第二(正)面之间，部分切除基板S的厚度(沿Z方向)。在这种情况下，在基板S内形成了一个同样充满空气的小孔H，为第一切口N1提供了一个中等程度的介质负载。这个中等负载的值取决于第一切口N1和第一馈线FL1之间基板S的剩余厚度。

在第一和第二种情况下，第一馈线FL1“悬”跨于孔H上。

第三种情形如图4所示。在这种情形下，在第一切口N1和其上形成了第一馈线FL1的基板S的第二(正)面之间，并未切除基板S。在这种情况下，第一切口N1的介质负载最大。然而，也可能通过使用一个厚度小于第一切口N1的第一宽度LN1的基板S而得到最小的介质负载。

如果第一切口N1的介质负载增加，电气长度与物理长度的比就会增加。因此，对于一个固定的工作频带中心频率而言，增加介质负载将导致第一切口N1的第一物理长度LN2的缩短以及工作频带宽度的减小。如果降低第一切口N1的介质负载，则必须增加其第一物理长度LN2，因而带宽增加。

举例而言，(如图5所示)以在形成交点和圆周的史密斯圆图上绘制的在包含4GHz在内的频带范围上的天线阻抗响应曲线为例，如果基板被切除(或去掉)，那么为了得到4GHz左右的谐振，可以采用：

-第一长度LP1等于44mm、第二长度LP2等于40mm、并且包含厚度为0.8mm的FR4型(介电常数取为4.4，介质损耗角正切等于0.02的基于环氧的)基板S以及铜制的厚度为0.035μm的薄导体板CP的PCB，

-第一长度LN2等于18mm、第一宽度LN1等于1mm的第一切口N1，以及

-中心线距离第一切口N1的缩短端SE15mm、宽度LF1等于1.5mm的第一馈线FL1。

在通常发生在PCB P上的、空间受限的情况下，必须减小第一切口N1的第一物理长度LN2。因此，为了补偿工作频带宽度的减小，同时将第一馈线FL1匹配成50Ω，如图6所示，最好用串联电容器CA延伸第一馈线FL1。该串联电容器CA可以是微带贴片，优选情况下，为了增加单位长度的电容，微带贴片比第一馈线FL1要宽。

举例而言，如果基板被完全切除(或者去掉)，那么为了在包含3GHz的宽带范围内将天线匹配至50Ω，可以采用：

-第一长度LN2等于18mm、第一宽度LN1等于1mm的第一切口N1，以及

-距离第一切口N1的缩短端SE1约5mm、宽度LF1等于1.5mm、用对应于0.6pF至0.7pF电容量的3mm×3mm串联电容器CA延伸了的第一馈线FL1。

图7示出了实施例的该示例的史密斯圆图。

在沿Y方向空间受限的情况下，可以用“L”形的第一切口N1代替笔直的切口。“L”的形状使大量电流需要流经更长的距离，并更为广泛地被散布于导体板CP上。图8示意性地示出了这种情况。

在本例中，弯折的第一切口N1包括：沿Y方向延伸、且包括开口端OE1的第一部分N1a，以及沿X方向延伸、且包括缩短端SE1的第二部分N1b。

举例而言，如果基板没有被切除(或去掉)，那么为了得到3GHz左右的谐振，可以采用：

-第一长度LP1等于34mm，第二长度LP2等于20mm，并且包含厚度为0.8mm的FR4型基板S以及铜制的厚度为0.035μm的薄导体板的PCB，

-包含长度为10mm的第一部分N1、长度为8mm的第二部分N1、第一宽度LN1等于1mm的第一切口N1，以及

-距离第一切口N1的第二部分N1b的缩短端SE1约2.5mm、宽度LF1等于1.5mm的第一馈线FL1，用对应于1pF左右电容量的串联电容器CA延伸了，后接2nH左右的电感，以及对应于2.1pF左右电容量的另一电容，并同激励探针相耦合。

具有单一(第一)切口的(平面)切口天线装置AA能够覆盖大约2∶1的带宽(应注意到，n∶m带宽是指频带上限频率n与该频带下限频率的比)。因此，为了覆盖比如说FCC指定的3.1GHz至10.6GHz UWB带宽的整个3∶1带宽，平面天线装置AA必须至少包含以电磁方式分别同第一FL1和第二FL2馈线相耦合的第一N1和第二N2切口。图9示意性地示出了这种情况。

在本例中，第一和第二条边(沿X方向)全长LP1。第二切口N2形成于导体板CP内。包含平行于第一切口N1笔直部分的笔直部分。该第二切口N2的第二电气长度LN22长度小于第一切口N1的第一电气长度LN12，第二切口N2的第二宽度LN21小于第一切口N1的第一宽度LN11。

第一切口同第二切口N2共享其激励空间，并充当第二切口N2在平面天线装置AA上(以及比如PCB P上)的半波边缘分界。这种配置使结构非常紧凑。举例而言，第一切口N1可以覆盖5GHz以下的频率(3.1GHz至5GHz)，而第二切口N2可以覆盖6GHz以上的频率(6GHz to 10.6GHz)。

平面天线装置AA必须具有如下结构：

-第一切口N1的第一电气长度LN21必须等于与较低工作频带的中心频率(f1)相对应的第一波长的四分之一(λ1/4)，

-第一和第二条边的第一长度LP2必须等于第一波长的一半(λ1/2)，并等于与较高工作频带的中心频率(f2)相对应的第二波长(λ2)。

-第一切口N1的开口端OE1必须大致位于第一条边的中心(即误差在+/-15％的范围以内)，

-对第一切口N1的第一宽度LN1进行选择，使得相对于中心频率(对应于λ1的f1)同在第一切口N1周围流动的电流所辐射的功率的乘积结果而言，与第一切口N1相关联的场中存储的能量的比例部分较少。

-第二切口N2的第二电气长度LN22必须等于第二波长的四分之一(λ2/4)，以及

-第二切口N2的开口端OE2必须大致位于处于第一切口N1左侧或者右侧的第一条边的一半的中心(即误差在+/-15％的范围以内)。

在一种具有优势的实施例中，第一切口N1的第一宽度LN1小于3毫米，最好是小于或等于2毫米(≤2mm)。这种做法可以使得PCB P上的第一N1和第二N2切口所占的面积达到最小。

第二切口N2的第二宽度LN12可以小于第一切口N1的第一宽度LN11。但这并非是强制性的。

第一FL1和第二FL2馈线形成于导体板CP上，并分别横跨在第一N1和第二N2上。馈线FL1或FL2分别设置成同相应的切口N1或N2耦合，以实现宽带操作。馈线可以是50Ω的微带线。分别通过连接至50[欧姆]激励探针EP(未示出)的第一PT1和第二PT2端口端为第一FL1和第二FL2馈线馈电。

在图9所示的实施例的示例中，第一N1和第二N2切口是直的，即沿Y方向延伸。然而正如前面参考图8所阐释的那样，可以将它们弯折(成“L”形)。在这种情况下，切口N1和N2的方向可以是相同的。然而，切口还可以具有相反的方向。

如前所述，参考图2至4，在切口N1和N2以及相对应的馈线FL1和FL2之间，可以将基板S全部或部分去掉(或切除)，也可以保留基板S。

举例而言，如果基板被去掉(或切除)，可以采用：

-第一长度LP1等于44mm、第二长度LP2等于40mm、并且包含厚度为0.8mm的FR4型基板S以及铜制的厚度为0.035μm的薄导体板CP的PCB，

-第一长度LN21等于18mm、第一宽度LN11等于1mm的第一切口N1，

-距离第一切口N1的缩短端SE16mm、宽度LF1等于1.5mm、用3.5mm×3.5mm的串联电容器CA延伸了的第一馈线FL1，

-第二长度LN22等于7mm、第二宽度LN12等于0.5mm的第二切口N2，以及

-距离第二切口N2的缩短端SE2约2.5mm、宽度FL2等于1.5mm、用1.7mm×1.7mm串联电容器CA延伸了的第二馈线FL2。

可以用独立的收发机为激励探针(EP)馈电。在这种情况下，第一收发机覆盖较低的工作频带(例如从3.1GHz到5GHz)，并连接至同(较长的)第一切口N1相耦合的第一馈线FL1，第二收发机覆盖较高的工作频带(例如从6GHz到10.6GHz)，并连接至同(较短的)第二切口N2相耦合的第一馈线FL2。

或者，可以用一个UWB收发机为激励探针(EP)馈电。在这种情况下，可以用双工器将收发机同时连接至比如用于3.1GHz至5GHz的(较长)的第一切口N1和比如用于6GHz至10.6GHz的(较短)的第二切口N2。

值得注意的是，为了进一步扩展工作频带，可以在接地平面CP上形成两个以上(例如3或甚至4个)的切口。举例而言，第三切口平行于第一N1和第二N2切口，其开口端大致位于处于第二切口N2左侧的第一条边的一部分的中心(即误差在+/-15％的范围以内)，其(第三)电气长度等于与较高工作频带的中心频率(f3)相对应的第三波长的四分之一(λ3/4)，还可以具有小于第二切口N2的第二宽度LN12的(第三)宽度(但这并非是强制性的)。

此外，还还以使用不带任何馈线的“分界”切口，使得“分界”切口仅仅充当同馈线相耦合的、开口端大致位于不带任何馈线的分界切口的左边或者右边的中心的另一切口(依照本发明，如第一切口N1)在平面天线装置AA上(以及比如PCB P上)的半波边缘分界。在这种情况下，第一长度LP1是边界切口和平面天线装置AA的边缘之间定义的长度。

在上述实施例的示例中，各切口形成于PCB P的接地平面CP中。但这并非是强制性的。事实上，平面天线装置AA可以包含安装在基板S表面(可能是PCB P的基板S)上的模块M，并包含悬置在该表面上且平行于该表面的、其中形成了切口N1(或N1和N2)的导体板MCP。

如果模块M安装在PCB P的表面上，如图10所示，该表面最好是(其上装有接地平面CP)的基板S的第一(反)面。更准确地说，模块M的导电平面MCP形成于(正对PCB P的接地平面CP的)模块的下表面，并且模块M的下方存在一个不含接地平面(带)PCB P的区域。

上面引用的专利文档US 2002/0177416对这种模块进行了特别说明。因而，此处将不再描述将其安装在可能的PCB上的方法及其安置方式。

这种模块M可以包括比如参考图1至9所述的、形成于其导电平面MCP内的一个或更多个的笔直或L形切口N1。馈线FL1(或FL1和FL2)均形成于模块M的(与其下表面相对的)上表面上。在这种情况下，馈线FL1可以包含横跨于切口N1上的两个组件(电感和电容(比如参考图1至9所述的电感和电容))。

本发明并不局限于上述仅仅作为示例的平面天线装置AA和RF通信设备或者模块的实施例，相反，本发明包括所属领域技术人员认为处于所附权利要求范围内的所有候选实施例。

应该理解的是，必需以所属领域技术人员使用波长尺寸的方式解释权利要求中给出的全部波长尺寸，其中所属领域技术人员在使用波长尺寸时通常要考虑各种参数，这并不会扰乱波长尺寸的大小关系。

在本说明书以及权利要求中，元件前的词语“一”不排除存在多个类似元件。此外，词语“包括”不排除存在所列出的元件或步骤以外的其他元件或步骤。

权利要求中括号内包含的参考标记旨在帮助理解，而并非是限制性的。

Claims

1.一种用于RF通信模块的平面天线装置(AA)，包括：i)具有第一长度的第一条直边的导体板(CP、MCP)，所述导体板内形成了具有第一宽度以及等于与工作频带的所选频率相对应的波长的四分之一的第一电气长度、且包括具有位于所述第一条边上的开口端(OE1)以及缩短端(SE1)的笔直部分的第一切口(N1)，以及ii)形成于所述导体板(CP、MCP)上、横跨所述第一切口(N1)、且被配置为同所述第一切口(N1)相耦合以实现宽带操作的第一馈线(FL1)，其特征在于：所述第一条边的所述第一长度等于所述波长的一半；所述第一切口开口端(OE1)大致位于所述第一条边的中心；以及对所述第一切口(N1)的所述第一宽度进行选择，使得相对于所选频率同在所述第一切口周围流动的电流所辐射的功率的乘积结果而言，与所述第一切口(N1)相关联的场中存储的能量的比例部分较少。

2.根据权利要求1所述的平面天线装置，其中所述第一宽度小于3毫米。

3.根据权利要求1和2中的任意一项所述的平面天线装置，其中第一条边具有等于与第一工作频带的中心频率相对应的第一波长的一半的第一长度，其特征在于，所述平面天线装置包括：i)至少一个第二切口(N2)，在大致位于所述第一切口(N1)左右两侧的所述导体板(CP、MCP)两个半边之一的中心形成，包括平行于所述第一切口(N1)笔直部分的笔直部分，并且包括位于所述第一条边上的开口端(OE2)以及缩短端(SE2)，并具有小于所述第一电气长度的第二电气长度；以及ii)第二馈线(FL2)，形成于所述导体板(CP、MCP)上，横跨所述第二切口(N2)，且被配置为同所述第二切口(N2)耦合以实现所述宽带工作。

4.根据权利要求3所述的平面天线装置，其中第二切口(N2)具有小于所述第一宽度的第二宽度。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的平面天线装置，其中用串联电容器(CA)对各馈线(FL1、FL2)加以延伸。

6.根据权利要求5所述的平面天线装置，其中每个串联电容器(CA)的宽度都大于对应馈线(FL1、FL2)的宽度。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的平面天线装置，其中导体板(CP)安装在包含具有第一和第二相对面的介质基板(S)的印刷电路板(P)上。

8.根据权利要求7所述的平面天线装置，其中导体板(CP)安装在所述基板的所述第一面上，且各馈线(FL1、FL2)形成于所述印刷电路板基板(S)的所述第二面上。

9.根据权利要求8所述的平面天线装置，其中基板(S)的厚度小于所述第一切口(N1)的所述第一宽度，以便所述第一切口(N1)具有最小的介质负载。

10.根据权利要求8所述的平面天线装置，其中在各切口(N1、N2)和基板的第二面之间，将基板(S)的至少部分厚度切除，以便形成充满空气的孔(H)，从而使所述切口(N1、N2)具有减小了的介质负载。

11.根据权利要求10所述的平面天线装置，其中在各切口(N1、N2)和基板的第二面之间，将基板(S)的整个厚度切除。

12.根据权利要求7所述的平面天线装置，其中，所述平面天线装置包括模块(M)，所述模块(M)安装在所述基板(S)的所述第一面上，包括面对所述第一面、并在其中形成各切口(N1、N2)的导体板(MCP)，并且所述模块(M)配置成所述导体板(MCP)悬置在所述第一面上，并在不含导体板的区域内同第一面平行，并且，各馈线(FL1、FL2)形成于所述模块(M)的上表面，与所述导体板(MCP)相对，在对应切口(N1、N2)之上并横跨对应切口(N1、N2)。

13.根据权利要求1至12中任意一项所述的平面天线装置，其中，各切口(N1、N2)是笔直的切口。

14.根据权利要求1至12中任意一项所述的平面天线装置，其中，各切口(N1、N2)具有“L”的形状。

15.射频通信模块，包括根据前述权利要求中任意一项所述的平面天线装置(AA)。

16.射频通信设备，包括根据权利要求15所述的射频通信模块。

17.射频通信设备，包括连接至根据权利要求1至14中任意一项所述的平面天线装置(AA)的射频通信模块。