CN101836329A - 天线装置及使用该天线装置的无线通信机 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种能够抑制因制造偏差导致成品率降低的、小型且高性能的天线装置。本发明的天线装置(100)是直接供电型λ/4倒F天线,具有天线模块(10)以及安装该天线模块(10)的安装基板(20)。形成在天线模块(10)的基体(11)上的第1及第2焊盘电极(13,14)、侧面导体部(17)以及上表面导体部(12)构成一条连续的放射导体。在第2侧面导体部(17)上设有间隙(18),在间隙(18)的形成位置的基体(11)的表面上形成有沟。在第1焊接区(23)与接地图案(22)之间设有作为接地电极的阻抗调整图案(27)。即,是天线模块自身不具有接地电极的构造,因此能够抑制制造偏差。
Description
技术领域
本发明涉及天线装置,特别涉及内置在移动电话等中的优选被用作蓝牙或GPS天线的表面安装型天线的导体图案结构。另外,本发明涉及使用该天线装置的无线通信机。
背景技术
对于内置在移动电话等小型移动终端中的贴片天线,优选使用可小型化且容易实现阻抗匹配的倒F天线(参照专利文献1,图9~10)。通常,例如图12所示,倒F天线的结构为,在电介质模块2的某个面上具有供电电极9和接地电极3。
贴片天线的安装方式有接地清除型(Ground Clearance Type)和地上型(On Ground Type)这两种。接地清除型贴片天线被安装在安装基板上的去除了接地图案的一部分而形成的比贴片天线大的接地清除区域内。这里,接地清除型是不仅在天线的安装面上确保有接地清除区域、而且在其背面或下层区域中也确保有接地清除区域的方式,地上型是只在安装面上设置与贴片天线大致相等的天线使用区域的方式。
对于接地清除型,在贴片天线下方完全不存在接地面,因此,贴片天线自身高度很低,但存在占据很大基板面积的问题。另一方面,对于地上型,在安装面以及下方区域均设有接地图案,因此与接地清除型相比,天线的高度高,但是,通过将多层基板的表面作为天线安装面,将安装面以及内层作为接地图案层,能够将基板背面用作部件安装区域,能够实现天线的实质性的小型化。
另一方面,贴片天线的供电方式有直接供电方式和间隙供电方式(参照专利文献1)。在地上型的天线安装中,在采用了间隙供电方式的情况下,耦合电容随安装基板上的天线位置与接地图案之间的位置差异而大幅度地变化,从而天线特性大幅度地变化。因此,在地上型的天线安装方式中,优选采用直接供电方式。
并且,还公知有如下结构的贴片天线,所述结构是:为了在远小于自由空间下的λ/4的有限体积中得到期望的谐振频率,折返地形成放射电极(参照专利文献2)。
专利文献1:日本特开2003-46322号公报
专利文献2:日本特开2003-46314号公报
如上所述,以往的倒F天线具有在电介质模块的某个面上设有供电电极和接地电极的结构。但是,这些电极图案是利用导体膏的丝网印刷而形成的,因此,存在天线的谐振频率和阻抗匹配因印刷偏差而产生偏差的问题。另外,在为了确保天线长度而采用折返地形成放射电极的结构的情况下,电流方向彼此抵消,因此存在效率劣化的问题。此外,还存在如下问题:由于结构复杂,因此在量产时将成为产生谐振频率偏差的因素,导致成品率降低。
另外,贴片天线的谐振频率及阻抗受安装基板的构造以及安装在周围的各种电子部件、甚至壳体的影响而变化。因此,需要针对每个机型对天线的阻抗及谐振频率进行调整,而对于以往的贴片天线,则必须针对每个机型对天线的导体图案进行调整。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种能够抑制因制造偏差导致成品率降低的小型、高性能的天线装置。
另外,本发明的另一目的在于提供一种使用这样的天线装置而构成的小型、高性能的无线通信机。
为了解决上述课题,本发明的天线装置的特征在于,该天线装置具有:天线模块;以及安装天线模块的安装基板,天线模块具有:由大致长方体状的电介质或磁性体构成的基体;形成在基体的上表面上的上表面导体部;分别形成在基体的底面的长度方向上的两端部的第1及第2焊盘电极;第1侧面导体部,其形成在基体的第1侧面上,将上表面导体部与第1焊盘电极直接连接;以及第2侧面导体部,其形成在基体的第2侧面上,具有规定宽度的间隙,并隔着间隙将上表面导体部与第2焊盘电极连接,安装基板具有:设置在一个主面上的天线模块的安装区域;与第1及第2焊盘电极的位置对应地,分别设置在安装区域内的第1及第2焊接区图案;设置在安装区域的周围的第1接地图案;与第1焊接区图案连接的供电线;以及连接第1焊接区图案与第1接地图案的第1阻抗调整单元。
根据本发明的天线装置,设置在安装基板上的第1阻抗调整单元作为倒F天线的接地电极发挥功能,天线模块自身不具有接地电极,由于采用了这种结构,因此,能够抑制因接地电极的位置偏离引起的天线特性的偏差。另外,在放射电极的前端部设有间隙,通过调整其电容,能够降低谐振频率。因此,能够将放射导体形成为不具有折返结构的直线图案,能够实现小型且高效率的天线。
在本发明中,优选的是,安装基板还具有第2接地图案,该第2接地图案设置在安装区域下方。这样,本发明的天线装置为地上型,不过分占据基板面积,因此,能够实现基板面积的有效利用,能够实现天线装置实质性的小型化。
优选的是,本发明的天线装置还具有第2阻抗调整单元,该第2阻抗调整单元将供电线与第1接地图案连接。由此,在将天线模块安装到安装基板上时,能够进一步对阻抗进行微调。并且,能够在不改变天线结构的情况下调整谐振频率。
优选的是,本发明的天线装置还具有第1频率调整单元,该第1频率调整单元将第2焊接区图案与第1接地图案连接。由此,能够在不改变天线结构的情况下调整谐振频率。
在本发明中,优选的是,天线模块还具有第3焊盘电极,该第3焊盘电极形成在基体的底面的长度方向上的中央部,安装基板还具有第3焊接区图案,该第3焊接区图案与第3焊盘电极的位置对应地设置在安装区域内。在该情况下,优选本发明的天线装置还具有第2频率调整单元,该第2频率调整单元设置在安装基板上,将第3焊接区图案与第1接地图案连接。由此,在将天线模块安装到安装基板上时,能够对谐振频率进行微调。
优选的是,本发明的天线装置在基体的第2侧面上的间隙形成位置处设有沟。由此,能够形成精度非常高的间隙。并且,优选沟的截面形状为大致U字状。如果沟的截面形状为大致U字状,则不会发生以角部为起点的断裂,因此能够提高基体11的强度。
在本发明中,优选的是,第1侧面导体部具有比基体的宽度窄的细窄部分。由此,能够将第1侧面导体部构成为大致I字状或大致T字状的导体图案,能够吸收在基体的材料批次间产生的介电常数偏差,从而使天线特性恒定。
优选的是,本发明的天线装置在基体的不同于所述第1及第2侧面的第3及第4侧面上设有孔部。孔部可以是贯通孔,也可以不贯通。在基体的第3及第4侧面上设有孔部的情况下,能够实现基体的轻量化,即,天线装置整体的轻量化。
在本发明中,优选所述上表面导体部包括:第1上表面导体部,其设置在基体的上表面的宽度方向中央;以及第2上表面导体部,其与第1上表面导体部平行地设置在第1上表面导体部的至少一侧,第1上表面导体部的一端经由第2侧面导体部与所述第2上表面导体部的一端连接,第2上表面导体部的另一端开放。在该情况下,特别优选的是,所述上表面导体部包括:第1上表面导体部,其设置在基体的上表面的宽度方向中央;以及第2及第3上表面导体部,其与第1上表面导体部平行地设置在第1上表面导体部的两侧,第1上表面导体部的一端经由第2侧面导体部与第2及第3上表面导体部的一端连接,第2及第3上表面导体部的另一端开放。
根据该结构,形成在基体上表面的放射导体为折返结构,因此,即便基体自身小型化,也能确保所希望的电气长度,能够实现谐振频率低的天线,能够得到良好的放射特性。具有间隙的第2侧面导体部介于第1上表面导体部与第2及第3上表面导体部之间的折返位置处,因此,能够与安装基板上的位置无关地得到稳定的天线特性。另外,特别是在第1上表面导体部的两侧分别设有第2及第3上表面导体部的情况下,能够形成左右对称的图案布局。因此,天线设计变得容易,能够减少安装上的限制。
本发明的上述目的还可以利用设有本发明天线装置的无线通信机来实现。
这样,根据本发明,可提供能够抑制由制造偏差导致成品率降低的、小型且高性能的天线装置。
另外,根据本发明,可提供使用上述天线装置而构成的小型且高性能的无线通信机。
附图说明
图1是示出本发明第1实施方式的天线装置100的结构的概略立体图。
图2是图1所示的天线模块的展开图。
图3是示出间隙18附近的构造的概略立体图。
图4是示出间隙18的形状的另一例的概略剖面图。
图5是示出安装基板20的结构的概略平面图。
图6是示出本实施方式的天线装置100的特性(实施例1)与以往的天线装置(参照图8)的特性之间的比较的图。
图7是示出本发明第2实施方式的天线装置200的天线模块50的结构的展开图。
图8是示出本发明第3实施方式的天线装置300的结构的概略立体图。
图9是图8所示的天线模块10的展开图。
图10是示出天线模块10的变形例的展开图。
图11是示出天线模块10的变形例的展开图。
图12是示出以往的普通的倒F天线的结构的概略立体图。
标号说明
10天线模块;11基体;11A基体上表面;11B基体底面;11C基体第1侧面;11D基体第2侧面;11E基体第3侧面;11F基体第4侧面;11H孔部;11T沟(trench);12上表面导体部;12A第1上表面导体部;12B第2上表面导体部;12C第3上表面导体部;13第1焊盘电极;14第2焊盘电极;15第3焊盘电极;16第1侧面导体部;16a细窄部分;17第2侧面导体部;18间隙;19a缝;19b缝;20安装基板;21a天线安装区域;21接地清除区域;22第1接地图案;23第1焊接区;23b第1焊接区的一边;24第2焊接区;24b第2焊接区的一边;25第3焊接区;25a第3焊接区的引脚部分;26供电线;27阻抗调整图案;27b阻抗调整图案的一边;28频率调整图案;28b频率调整图案的一边;29第2接地图案;31贴片电抗器;32贴片电抗器;50天线模块;100天线装置;200天线装置。
具体实施方式
下面,参照附图,对本发明的优选实施方式进行详细说明。
图1是示出本发明第1实施方式的天线装置的结构的概略立体图。另外,图2是图1所示的天线模块的展开图。
如图1所示,本实施方式的天线装置100具有天线模块10以及安装该天线模块10的安装基板20。
如图2所示,天线模块10具有:由长方体状的电介质构成的基体11、形成在基体11的上表面11A上的上表面导体部12、形成在基体11的底面11B上的第1至第3焊盘电极13~15、形成在基体11的与长度方向垂直的第1侧面11C上的第1侧面导体部16、以及形成在与第1侧面11C对置的第2侧面11D上的第2侧面导体部17。另外,在基体11的与长度方向平行的第3及第4侧面11E、11F上未形成导体图案。
基体11的大小可根据设为目标的天线特性来适当地进行设定。基体11的大小没有特别限定,而在本实施方式中可将其设为10×2×4(mm)。
基体11的材料没有特别限定,可使用Ba-Nd-Ti类材料(相对介电常数为80~120)、Nd-Al-Ca-Ti类材料(相对介电常数为43~46)、Li-Al-Sr-Ti(相对介电常数为38~41)、Ba-Ti类材料(相对介电常数为34~36)、Ba-Mg-W类材料(相对介电常数为20~22)、Mg-Ca-Ti类材料(相对介电常数为19~21)、蓝宝石(Sapphire,相对介电常数为9~10)、氧化铝陶瓷(相对介电常数为9~10)、堇青石陶瓷(Cordierite ceramics,相对介电常数为4~6)等。使用模具对这些材料进行烧制,由此来制作基体11。
电介质材料可根据目标频率来适当地进行设定。由于相对介电常数εr越大,越能得到更大的波长缩短效果,因此,可进一步缩短放射导体的长度,但是,并不一定是只要增大相对介电常数εr即可,而是存在恰当的值。因此,例如在目标频率为2.40GHz的情况下,优选使用相对介电常数εr为5~30左右的材料。由此,能够在确保足够的增益的同时,实现放射导体的小型化。作为相对介电常数εr为5~30左右的材料,可优选地举出Mg-Ca-Ti类电介质陶瓷。作为Mg-Ca-Ti类电介质陶瓷,特别优选使用含有TiO2、MgO、CaO、MnO、SiO2的Mg-Ca-Ti类电介质陶瓷。
上表面导体部12是形成在基体11的上表面11A的大致整个面上的导体图案。上表面导体部12的长度方向上的一端经由第1侧面导体部16与第1焊盘电极13连接。而上表面导体部12的长度方向上的另一端经由第2侧面导体部17与第2焊盘电极14连接。由此,第1及第2焊盘电极13、14、第1及第2侧面导体部16、17、以及上表面导体部12构成连续的大致直线状的放射导体。这样,放射导体连续地形成在基体11的多个面上,因此,即便基体11自身小型化,也能够确保所希望的电气长度。
第1及第2焊盘电极13、14是分别形成在基体11的底面11B的长度方向上的一端以及另一端的矩形状的导体图案。另外,第3焊盘电极15是形成在基体11的底面11B的长度方向上的中央部的导体图案,其设置在第1焊盘电极13与第2焊盘电极14之间。优选第1及第2焊盘电极13、14的尺寸相同,且优选第1至第3焊盘电极13~15具有这样的对称性:当以与基体11的上下表面11A、11B垂直的轴(Z轴)为基准旋转180度时,仍为相同形状。由此,能够简化安装基板上的布局设计,能够实现天线特性的稳定以及可靠性的提高。
第1侧面导体部16是形成在基体11的第1侧面11C上的大致I字型的导体图案。即,具有比第1侧面11C的宽度窄的细窄部分16a。虽然没有特别限定,但优选的是,基体11的宽度为2mm时第1侧面导体部16的细窄部分16a的宽度为1mm。放射导体的宽度越窄,天线的谐振频率越低,而且越接近供电点,放射导体的宽度对谐振频率的影响越大。因此,将第1侧面导体部16形成为I字型的导体图案,并对细窄部分16a的宽度进行调整,由此,能够吸收在基体11的制造批次间产生的介电常数偏差,能够使天线的谐振频率保持恒定。
第2侧面导体部17是形成在基体11的第2侧面11D的、除间隙18的形成区域之外的大致整个面上的导体图案。间隙18被设置在靠近底面的位置处,即,被设置在距供电点最远的前端部分上。放射导体的前端部分是对天线频率十分敏感的部分,通过将间隙形成在该位置,不仅能够降低天线的谐振频率,还能提高谐振频率的精度。
图3是示出间隙18附近的结构的概略立体图。
如图3所示,优选在间隙18的形成位置处的基体11的表面上,形成沟11T。在利用模具来进行基体11的成型时,该沟11T与基体11同时成型。通常是利用丝网印刷来形成基体11表面的导体图案,但丝网印刷的精度为50μm左右,并不是很高。因此,印刷偏差会导致间隙18的宽度和形状发生变化,容易产生天线特性的偏差。与此相对,利用了模具的沟11T的加工精度高达5μm左右。而且,与印刷偏差相比,因烧制体的收缩率偏差引起的沟形状的偏差非常小。因此,在对基体11的形成了沟11T的侧面进行丝网印刷的情况下,不仅由于沟11T的存在而必然会形成间隙18,还能准确地指定间隙宽度。
图4是示出间隙18的形状的另一例的概略剖面图。
如图4所示,在基体11的第2侧面11D的间隙18的形成位置处,形成了沟11U,但该沟11U与图3所示的具有角部的沟11T不同,其特征在于,其是由无角部的弯曲面构成的。即,该沟11U的截面形状大致为U字状。在这样的沟11U具有这样的弯曲面的情况下,不会以角部为起点发生断裂,因此能够提高基体11的强度。
关于以上形成在基体11各个面上的这些导体图案,优选以与基体11的第3及第4侧面11E、11F平行的平面为基准,左右对称地形成。由此,即使以Z轴为基准使天线模块的方向旋转180度,从安装基板20的端部侧观察到的天线模块的导体图案的形状实质上也是相同的,因此,天线特性不会因安装方向而大幅变化,能够容易地进行天线设计。
图5是示出安装基板20的结构的概略平面图。
如图5(a)以及图1所示,安装基板20具有:未设有接地图案的接地清除区域21、设置在接地清除区域21周围的接地图案22、设置在接地清除区域21内的第1至第3焊接区23~25、以及与第1焊接区23连接的供电线26。另外,安装基板20具有:将第1焊接区23与接地图案22连接起来的阻抗调整图案27、以及将第2焊接区24与接地图案22连接起来的频率调整图案28。另外,由虚线表示的区域是天线模块10的安装区域(天线安装区域)21a。另外,未作图示,在安装基板20上安装有用于构成无线通信机的各种电子部件。
接地清除区域21沿着安装基板20的端部而设置。因此,接地清除区域21的周围3个方向被接地图案22包围,剩余的1个方向是不存在基板的开放空间。接地图案22只形成在安装基板20的表面上,而如图5(b)所示,在安装基板20的背面或内层设有接地图案29,在天线安装区域21a的正下方也存在接地图案29。即,本实施方式的安装基板20为地上型。
接地清除区域21内的第1焊接区23对应于天线模块10的第1焊盘电极13,第2焊接区24对应于第2焊盘电极14,第3焊接区25对应于第3焊盘电极15。因此,在将天线模块10安装到安装基板20上时,将第1焊盘电极13与第1焊接区23焊接,将第2焊盘电极14与第2焊接区24焊接,将第3焊盘电极15与第3焊接区焊接。
在第1焊接区23与接地图案22之间,设有作为第1阻抗调整单元的导体图案(阻抗调整图案)27。本实施方式的阻抗调整图案27是矩形状的导体图案,且阻抗调整图案27的位于基板端部侧的一边27b与第1焊接区23的位于基板端部侧的一边23b处于同一直线上。并且,可通过变更阻抗调整图案27的宽度来进行天线的阻抗调整。
在第2焊接区24与接地图案22之间,设有作为第1频率调整单元的导体图案(频率调整图案)28。本实施方式的频率调整图案28是矩形状的导体图案,且频率调整图案28的位于基板端部侧的一边28b与第2焊接区24的位于基板端部侧的一边24b处于同一直线上。并且,可通过变更频率调整图案28的宽度来调整天线的谐振频率。
供电线26与第1焊接区23连接,在供电线26与接地图案22之间,安装有作为第2阻抗调整单元的贴片电抗器31。优选贴片电抗器31的安装位置处于接地清除区域21的外侧,且位于尽量靠近该接地清除区域21的位置处。
在第3焊接区25与接地图案22之间安装有作为第2频率调整单元的贴片电抗器32。贴片电抗器32被串联地***在第3焊接区25的引线部分25a与接地图案22之间。优选贴片电抗器32的安装位置处于接地清除区域21的外侧,且位于尽量靠近接地清除区域22的位置处。
在以上那样的天线装置100中,从供电线26提供给天线图案10的电流经过第1焊盘电极13、第1侧面导体部16、上表面导体部12、第2侧面导体部17以及第2焊盘电极14而最终流入接地图案22。另外,提供给天线模块10的电流的一部分经过阻抗调整图案27而直接流入接地图案22。这样,第1焊盘电极13经由阻抗调整图案27与接地图案22连接,放射导体在供电点附近被短路,因此,天线装置100具有作为倒F天线的结构。通过这样地向天线装置100流入电流,还产生了规定的电场,从而安装基板20上的包含导体图案在内的天线模块整体作为天线发挥功能。
图6是示出本实施方式的天线装置100的特性(实施例1)与以往的天线装置(参照图8)的特性之间的比较的曲线图,横轴表示频率,纵轴表示天线效率。
根据图6所示可知,本实施方式的天线装置100的天线效率在测量频率范围内,始终优于现有品。天线的中心频率均为2.4GHz,此时的天线装置100的天线效率大约为85%,而现有品的天线装置的天线效率大约为80%。
如以上所说明的那样,根据本实施方式的天线装置100,设置在安装基板上的第1阻抗调整单元作为倒F天线的接地电极发挥功能,天线模块自身不具有接地电极,由于采用了这样结构,因此,能够抑制因通过丝网印刷而形成在天线模块上的接地电极的位置偏差引起的特性偏差。另外,在放射电极的前端部形成有间隙,通过调整前端部的电容,不仅能够调整谐振频率,还能够得到更大的波长缩短效果。因此,可不折返地形成放射导体,而是将其形成为直线图案,能够实现小型且高效的天线。
另外,根据本实施方式的天线装置100,使用安装基板侧的导体图案和贴片电抗器来调整谐振频率和阻抗,因此,无需改变天线结构即可调整谐振频率。
并且,根据本实施方式的天线装置100,不需要在基体11的与长度方向平行的第3及第4侧面11E、11F上形成导体图案,因此,导致成品率降低的因素减少,还能够缩短制造工序,能够提供比较廉价的直接供电型倒F贴片天线。
图7是示出本发明第2实施方式的天线装置200的天线模块50的结构的展开图。
如图7所示,本实施方式的天线装置200的特征在于:具有天线模块50,在构成天线模块50的基体11的第3及第4侧面11E、11F上形成了孔部11H。由于本实施方式的天线装置200在基体11的侧面上未形成导体图案,因此,形成孔部11H来实现基体11的轻量化。并且,孔部11H的深度和数量没有特别限定。另外,虽然图示的孔部11H不是贯通的,但也可以形成贯通孔。这样,根据本实施方式的天线装置200,除了第1实施方式的发明效果以外,还能实现天线装置200整体的轻量化。另外,基体11的有效介电常数降低,因此可实现高效率化。另外,能够进行与侧面导体部的形状相应的特性调整,因此,能够进行自由度高的设计。
图8是示出本发明第3实施方式的天线装置的结构的概略立体图。另外,图9是图8所示的天线模块的展开图。
如图8及图9所示,本实施方式的天线装置300的特征在于,在构成天线模块10的基体11的上表面上设有第1~第3上表面导体部12A~12C。
第1上表面导体部12A是设置在基体11的上表面11A的宽度方向中央的带状导体图案,其沿着基体11的长度方向的全长而设置。第1上表面导体部12A的长度方向上的一端经由第1侧面导体部16与第1焊盘电极13连接。另外,第1上表面导体部12A的长度方向上的另一端经由第2侧面导体部17与第2焊盘电极14连接。
第2及第3上表面导体部12B、12C是与第1上表面导体部11A一起设置在基体11的上表面11A上的带状导体图案,其设置在第1上表面导体12A的两侧。第2及第3上表面导体部12B、12C沿着基体11的上表面11A的边缘与第2上表面导体部11A平行地设置。第2及第3上表面导体部12B、12C的宽度被设定为比第1上表面导体部12A窄,优选设定为上述导体部11A的宽度的0.3~0.6倍左右。在本实施方式中,第2及第3上表面导体部12B、12C沿着基体11的长度方向的全长而设置,但也可以如图10所示那样,形成到基体11的长度方向上的中途。即,第2及第3上表面导体部12B、12C的全长可以比第1上表面导体部12A短。
第2及第3上表面导体部12B、12C的一端与第2侧面导体部17连接,另一端形成为开放端。因此,第1上表面导体部11A的另一端经由具有间隙18的第2侧面导体部17与第2及第3上表面导体部12B、12C的一端连接。这样,第1上表面导体部12A利用第2侧面导体部17而折返地与第2上表面导体部12B连接,而且利用第2侧面导体部17而折返地与第3上表面导体部12C连接,从而构成折返结构的放射导体。因此,即便基体11自身小型化,也能确保所希望的电气长度,能够实现谐振频率低的天线。
第1侧面导体部16具有比第1侧面11C的宽度窄的细窄部分16a,细窄部分16a的宽度被设定为与上表面导体部21A的宽度相等,细窄部分16a直接与第1上表面导体部12A的一端连接。即,第1侧面导体部16在第1侧面11C的上端部,不具有与第1侧面11C的宽度相等的部分。在第1实施方式中,由于上表面导体部12沿着基体11的上表面11A的整个宽度方向而形成,因此,优选在第1侧面11C的上端部具有与上表面导体部12相等的宽度。但在第3实施方式中,上表面导体部12A的宽度比基体11的上表面11A窄,而且需要将第2及第3上表面导体部12B、12C的另一端形成为开放端,因此在本实施方式中,将第1侧面11C的上端部的第1侧面导体部16的宽度设定为比第1侧面11C的宽度窄。
在本实施方式中,第1上表面导体部11A的另一端与第2及第3上表面导体部12B、12C的一端之间经由第2侧面导体部17以最短距离连接,但也可以如图11所示那样,通过在第2侧面导体部17上设置缝19a、19b,来拉长第1上表面导体部11A的另一端与第2及第3上表面导体部12B、12C的一端之间的距离。这里,缝19a可认为是使将第1上表面导体部11A与第2上表面导体部12B分开的缝直接延伸到第2侧面11D上而形成的,缝19b可认为是使将第1上表面导体部11A与第3上表面导体部12C分开的缝直接延伸到第2侧面11D上而形成的。根据这样的结构,能够实现谐振频率更低的天线。
如以上所说明的那样,本实施方式的天线装置300具有设置在基体11的上表面11A的宽度方向中央的作为主放射导体的第1上表面导体部12A、以及设置在其两侧的作为副放射体的第2及第3上表面导体部12B、12C,向第1上表面导体部12A的一端直接供电,并且,作为电容载荷电极的第2侧面导体部17介于第1上表面导体部12A与第2及第3上表面导体部12B、12C之间的折返位置处,因此,能够与安装基板上的位置无关地得到稳定的天线特性。并且,形成在基体11的上表面11A上的放射导体采用了折返结构,因此,与第1实施方式所示的由无折返的放射导体图案构成的天线装置100相比,能够在更低的谐振频率下得到良好的放射特性。另外,在设谐振频率恒定的情况下,能够构成更小型的天线。
另外,在本实施方式中,是由在第1上表面导体部12A的两侧设置第2及第3上表面导体部12B、12C而成的3条带状导体图案构成的,但上表面导体部的条数没有特别限定,例如,也可以在第1上表面导体部12A的一侧,只设置第2上表面导体部12B或只设置第3上表面导体部12C,从而由2条带状导体图案构成。不过,在第1上表面导体部两侧分别设置第2及第3上表面导体部的情况下,将构成为左右对称的图案布局,因此图案设计容易,能够减少安装上的限制。并且,在本发明中,还可以在中央的带状导体图案两侧各设置2条带状导体图案,从而由总共5条带状导体图案构成。
以上,根据本发明的优选实施方式对本发明进行了说明,但本发明不限于上述实施方式,可以在不脱离本发明的主旨的范围内添加各种变更,显然这些变更也包含在本发明的范围内。
另外,对于上述各实施方式的天线装置,基体11具有长方体形状,但并不必须是严格的长方体,例如也可以在长方体的角部设置用于确定其方向的锥形。
另外,在上述实施方式中,使用了电介质作为基体11的材料,但除了电介质以外,也可以使用具有介电性的磁性体。在该情况下,能够得到1/{(ε×μ)1/2}的波长缩短效果,因此,通过使用导磁率为μ的高磁性体,能够得到很大的波长缩短效果。另外,μ/ε决定了电极的阻抗,因此,通过使用导磁率为μ的高磁性体,能够提高阻抗。由此,能够降低过高的天线Q值,得到宽频带特性。
另外,在上述实施方式中,通过在形成有沟11T的基体11上直接进行导体膏的丝网印刷来形成第2侧面导体部17,不过,也可以在将树脂填充到沟11T内之后进行导体膏的丝网印刷。在丝网印刷之后去除了树脂的情况下,不需要的导体膏也被一并去除,因此,能够防止导体膏进入到沟11T内。因此,能够进一步提高间隙18的加工精度。
另外,在上述实施方式中,使用了与基体的上下表面平行的直线状间隙,但是,例如也可以是相对于基体11的上下表面倾斜的直线状的间隙,还可以是弯曲状的间隙。
另外,在上述实施方式中,形成在基体11的第1侧面11C上的导体图案为I字型的图案,但本发明不限于I字型,例如也可以是T字状那样的、具有比第1侧面11C的宽度窄的部分的其它形状。并且,还可以在整个第1侧面上形成导体图案。另外,I字型图案的形成位置不限于第1侧面11C,也可以形成在基体11的上表面11A上。
另外,在上述实施方式中,是使用导体图案作为第1阻抗调整单元,并使用贴片电抗器作为第2阻抗调整单元,但本发明不限于这样的结构,也可以是,第1及第2阻抗调整单元均采用导体图案,或者双方均采用贴片电抗器。不过,当第1阻抗调整单元采用导体图案时,能够与基板上的其它导体图案一起形成。并且,当第2阻抗调整单元采用贴片部件时,能够针对用第1阻抗单元未能充分调整的部分进行更高精度的调整。并且,以上对于频率调整单元也是同样。
Claims (13)
1.一种天线装置,其特征在于,该天线装置具有:
天线模块;以及
安装所述天线模块的安装基板,
所述天线模块具有:
由大致长方体状的电介质或磁性体构成的基体;
形成在所述基体的上表面上的上表面导体部;
分别形成在所述基体的底面的长度方向上的两端部的第1及第2焊盘电极;
第1侧面导体部,其形成在所述基体的第1侧面上,将所述上表面导体部与所述第1焊盘电极直接连接;以及
第2侧面导体部,其形成在所述基体的第2侧面上,具有规定宽度的间隙,并经由所述间隙将所述上表面导体部与第2焊盘电极连接,
所述安装基板具有:
设置在一个主面上的所述天线模块的安装区域;
与所述第1及第2焊盘电极的位置对应地,分别设置在所述安装区域内的第1及第2焊接区图案;
设置在所述安装区域的周围的第1接地图案;
与所述第1焊接区图案连接的供电线;以及
连接所述第1焊接区图案与所述第1接地图案的第1阻抗调整单元。
2.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,
所述安装基板还具有第2接地图案,该第2接地图案设置在所述安装区域的下方。
3.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,
该天线装置还具有第2阻抗调整单元,该第2阻抗调整单元将所述供电线与所述第1接地图案连接。
4.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,
该天线装置还具有第1频率调整单元,该第1频率调整单元将所述第2焊接区图案与所述第1接地图案连接。
5.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,
所述天线模块还具有第3焊盘电极,该第3焊盘电极形成在所述基体的底面的长度方向上的中央部上,
所述安装基板还具有第3焊接区图案,该第3焊接区图案与所述第3焊盘电极的位置对应地设置在所述安装区域内。
6.根据权利要求5所述的天线装置,其特征在于,
该天线装置还具有第2频率调整单元,该第2频率调整单元设置在所述安装基板上,将所述第3焊接区图案与所述第1接地图案连接。
7.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,
在所述基体的所述第2侧面上的所述间隙的形成位置处设有沟。
8.根据权利要求7所述的天线装置,其特征在于,
所述沟的截面形状为大致U字状。
9.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,
所述第1侧面导体部具有比所述基体的宽度窄的细窄部分。
10.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,
在所述基体的不同于所述第1及第2侧面的第3及第4侧面上设有孔部。
11.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,
所述上表面导体部包括:第1上表面导体部,其设置在所述基体的上表面的宽度方向中央;以及第2上表面导体部,其与所述第1上表面导体部平行地设置在所述第1上表面导体部的至少一侧,
所述第1上表面导体部的一端经由所述第2侧面导体部与所述第2上表面导体部的一端连接,所述第2上表面导体部的另一端开放。
12.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,
所述上表面导体部包括:第1上表面导体部,其设置在所述基体的上表面的宽度方向中央;以及第2及第3上表面导体部,其与所述第1上表面导体部平行地设置在所述第1上表面导体部的两侧,
所述第1上表面导体部的一端经由所述第2侧面导体部与所述第2及第3上表面导体部的一端连接,所述第2及第3上表面导体部的另一端开放。
13.一种无线通信机,其特征在于,
在该无线通信机中设有权利要求1所述的天线装置。
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GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20121219 Termination date: 20151023 |
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EXPY | Termination of patent right or utility model |