CN101904050B - 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
在通过电磁耦合供给辐射电流这种类型的天线装置中,通过增强电磁耦合来获得高辐射效率。该天线装置具有基体(110);以及形成在基体(110)上的包括辐射导体(121)、馈电导体(122)和耦合用导体(123)的导体图案。馈电导体(122)和耦合用导体(123)一起形成在基体(110)的侧面(115)上。馈电导体(122)的一端(122a)与馈电线连接,另一端(122b)与接地图案连接。馈电导体(122)的耦合部(122b)为大致U字状,耦合用导体(123)与馈电导体(122)的耦合部(122b)电磁耦合。馈电导体(122)平缓弯曲,因此不易发生电场集中。此外,能够增长馈电导体(122)的距离,并且能够在与耦合用导体(123)之间获得更强的电磁耦合。
Description
技术领域
本发明涉及天线装置,尤其涉及在移动电话等中使用的表面安装型天线的导体图案形状。此外,本发明涉及使用该天线装置的无线通信机。
背景技术
在移动电话等小型无线通信机中内置了小型的天线装置。图18和图19是示出现有天线装置的结构一例的概略立体图。
图18所示的天线装置具有由长方体状的电介质构成的基体1、和设置在基体1上表面的宽度方向中央的直线状的辐射导体2,辐射导体2的一端经由间隙g与馈电电极(馈电线)4连接,另一端与设置在基体1底面上的接地导体3连接。辐射导体2的开路端经由间隙g的电容与馈电电极4电磁耦合,因此能够以与馈电线非接触的方式进行激励,且即使在小型化的情况下,阻抗匹配也比较容易(参照专利文献1)。
此外,图19所示的天线装置弯曲辐射导体2的另一端而构成L字状。在基体1表面上形成了馈电电极4,馈电电极4经由间隙g与辐射导体2的短路端连接。由此,能够相对于芯片尺寸增大天线的谐振波长(参照专利文献2)。
专利文献1:日本专利第3114582号公报
专利文献2:日本专利第3114605号公报
专利文献3:日本专利第3331852号公报
但是,图18所示的现有天线装置为细长带状的导体图案的端部彼此间经由预定宽度的间隙g对置的结构,对置的范围比较窄,因此存在不能得到大电容耦合的问题。
另一方面,图19所示的现有天线装置沿着辐射导体的长度方向形成馈电导体,对置的范围比较宽,因此能够得到更大的电容耦合。但是,馈电导体形成在基体的上表面和侧面双方,需要确保用于形成馈电导体的较宽区域,因此存在由于辐射导体而不能有效利用基体的主面,导致天线装置整体大型化的问题。
此外,图18、图19记载的天线装置存在以下问题:天线特性根据印刷基板上的搭载位置而较大地变化。这种问题在专利文献3中被提及,由于印刷基板上的接地图案与天线装置的位置关系变化,从而导致天线特性发生变化。
天线特性根据搭载位置而变化的现象,在使用间隙对辐射导体和馈电导体进行电容耦合的情况下比较显著。因此,为了抑制搭载位置造成的天线特性的变化,而考虑可用电容耦合以外的方法来使辐射导体和馈电导体耦合。
发明内容
本发明正是为了解决这种问题而完成的。由此,本发明的目的是在通过电磁耦合供给辐射电流这种类型的天线装置中,通过增强电磁耦合来获得高辐射效率。
此外,本发明的目的是在通过电感耦合供给辐射电流这种类型的天线装置中,通过高效利用基体的主面来使天线装置整体小型化。
此外,本发明的目的是提供一种使用这种天线装置的无线通信机。
本发明的天线装置的特征在于,该天线装置具有:由电介质或磁性体构成的基体;以及形成在基体上的导体图案,导体图案具有辐射导体;大致U字状的馈电导体;以及与辐射导体的一端连接并且与馈电导体电磁耦合的耦合用导体,馈电导体和耦合用导体是形成在与形成有辐射导体的面不同面上的导体图案,流过辐射导体的辐射电流的方向与流过馈电导体的馈电电流的方向互不相同。
此外,本发明的无线通信机的特征在于具有:印刷基板;以及搭载在印刷基板上的上述天线装置。
根据本发明,辐射电流的方向和馈电电流及感应电流的方向互不相同,因此能够抑制它们相互抵消的现象。结果,能够得到较高的辐射效率。此外,因为辐射导体和馈电导体电感耦合,所以搭载位置导致的天线特性变化也较少。此外,馈电导体和耦合用导体形成在与形成有辐射导体的面不同的面上,因此能够充分确保辐射导体的长度和面积。由此,能够高效利用基体的主面,从而可以使天线装置整体小型化。
在本发明中,优选馈电导体的一端与馈电线连接,馈电导体的另一端接地。或者,优选馈电导体的一端与馈电线连接,馈电导体的另一端开路。馈电导体的一端接地时的阻抗和开路时的阻抗不同,因此能够通过与天线的安装状态相应地选择任意一种连接状态来改善天线特性。
此外在本发明中,馈电导体的一端可与馈电线连接,馈电导体的另一端可经由开关单元接地或开路。通过使用开关单元能动地切换馈电导体的连接状态,可以进一步改善天线特性。
在本发明中,优选辐射电流流过的方向与馈电电流流过的方向大致垂直。由此,能够更有效地抑制放电电流与馈电电流的相互抵消。
在本发明中,优选基体为大致长方体,辐射导体的至少一部分形成在基体的上表面,馈电导体和耦合用导体形成在基体的与长度方向垂直的第1侧面上。由此,既能够确保辐射导体的长度和面积,又能够抑制辐射电流与感应电流的相互抵消。尤其是,如果在基体第1面的大致整个面上形成辐射电极,则还能够降低辐射导体的电阻。
形成在所述基体上的所述导体图案优选以预定的基准面为中心而左右对称。该基准面优选为基体的与沿长度方向的侧面平行的面。这样,在导体图案具有对称性的情况下,即使以与基体上表面和底面垂直的轴为基准将天线装置的朝向旋转180度,从印刷基板的端部侧观察到的导体图案的形状实质上也是相同的,因此天线特性不会由于安装朝向而发生较大变化,从而能够容易地进行天线设计。
在本发明中,馈电导体的大致U字状部分可以是平缓弯曲的弯曲形状,也可以是弯曲成直角的弯曲形状。尤其是,在馈电导体的大致U字状部分为直角弯曲形状的情况下,与平缓的弯曲形状的情况相比能够增强电容耦合。
这样,根据本发明,在通过电磁耦合供给辐射电流这种类型的天线装置中,能够增强电磁耦合,由此能够获得较高的辐射效率。
此外,根据本发明,在通过电磁耦合供给辐射电流这种类型的天线装置中,能够通过更有效地利用基体主面来使天线装置整体小型化。
此外,根据本发明,能够提供使用这种天线装置的无线通信机。
附图说明
图1是示出本发明优选第1实施方式的天线装置100的结构的概略立体图。
图2是天线装置100的展开图。
图3是放大示出馈电导体122和耦合用导体123的形状的概略平面图。
图4是示出安装有天线装置100的印刷基板上的图案布局的概略平面图。
图5是示出在印刷基板20上安装有天线装置100的状态的概略立体图。
图6是安装至印刷基板20的状态下的天线装置100的等效电路图。
图7是示出在具有多个天线安装区域的地上型(on-ground)印刷基板50上搭载了天线装置100的例子的示意平面图。
图8是示出搭载在天线安装区域51、52上的天线的天线特性的曲线图,图8(a)示出搭载在天线安装区域51上时的特性,图8(b)示出搭载在天线安装区域52上时的特性。
图9是示出本发明第2实施方式的天线装置200的结构的图,尤其是示出在印刷基板上安装了天线装置200的状态的立体图。
图10是示出本发明第2实施方式的天线装置200的结构的图,尤其是示出印刷基板上的图案布局的平面图。
图11是示出焊盘33为短路状态(参照图4)时的天线装置的阻抗特性变化的曲线图,图11(a)是史密斯圆图,图11(b)是VSWR特性图。
图12是示出焊盘33为悬浮状态(参照图10)时的天线装置的阻抗特性变化的曲线图,图12(a)是史密斯圆图,图12(b)是VSWR特性图。
图13是示出本发明第3实施方式的天线装置300的结构的图,是安装至印刷基板20的状态下的等效电路图。
图14是示出本发明优选第4实施方式的天线装置400的结构的概略立体图。
图15是天线装置400的展开图。
图16是放大示出馈电导体422和耦合用导体423的形状的概略平面图。
图17是放大示出馈电导体422和耦合用导体423的形状变形例的概略平面图。
图18是示出现有天线装置的结构一例的概略立体图。
图19是示出现有天线装置的结构另一例的概略立体图。
标号说明
20:印刷基板;21:天线安装区域;22:接地图案;31~34:焊盘;41:馈电线;42:调节用元件;50:印刷基板;51、52:天线安装区域;53:接地图案;100:天线装置;110:基体;111:基体的上表面;111:基体的底面;112~116:基体的侧面;121:辐射导体;121a:辐射导体的一端;121b:辐射导体的另一端;122:馈电导体;122a:馈电导体的一端;122b:馈电导体的另一端;122c:馈电导体的耦合部;122s:隙缝;123:耦合用导体;124:调节用导体;129:开关单元;200:天线装置;300:天线装置;400:天线装置;422:馈电导体;422a:馈电导体的一端;422b:馈电导体的另一端;422c:馈电导体的耦合部;422s:隙缝;423:耦合用导体;C1、C2:电容;g:间隙;Ia:辐射电流;Ib:馈电电流;Ic:感应电流;M:变压器。
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是示出本发明优选第1实施方式的天线装置100的结构的概略立体图。此外,图2是天线装置100的展开图。
如图1和图2所示,本实施方式的天线装置100通过由电介质构成的基体110、和形成在基体110上的多个导体图案构成。基体110具有以A方向作为长度方向的长方体形状。由此,基体110具有与A方向平行的4个面111~114、和与A方向垂直的2个面115、116。其中,面112为针对印刷基板的搭载面。
作为基体110的材料,没有特别限定,可以使用Ba-Nd-Ti系材料(相对介电常数为80~120)、Nd-Al-Ca-Ti系材料(相对介电常数为43~46)、Li-Al-Sr-Ti(相对介电常数为38~41)、Ba-Ti系材料(相对介电常数为34~36)、Ba-Mg-W系材料(相对介电常数为20~22)、Mg-Ca-Ti系材料(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110。
电介质材料根据目标频率来适当选择即可。由于相对介电常数εr越大,越能得到更大的波长缩短效果,因此可进一步缩短辐射导体的长度,但是效率降低,因此并不一定是增大相对介电常数εr就好,而是存在恰当的值。由此,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,能够在确保充分效率的同时,实现辐射导体的小型化。作为相对介电常数εr为5~30左右的材料,可优选举出Mg-Ca-Ti系电介质陶瓷。作为Mg-Ca-Ti系电介质陶瓷,特别优选使用含有TiO2、MgO、CaO、MnO、SiO2的Mg-Ca-Ti系电介质陶瓷。
导体图案包含辐射导体121、馈电导体122、耦合用导体123和调节用导体124。这些导体图案可在通过丝网印刷或转印等方法涂覆了电极用胶状材料后,在预定的温度条件下进行烧结而形成。作为电极用胶状材料,可以使用银、银-钯、银-铂、铜等。导体图案除此以外,还可通过电镀或溅射等来形成。
辐射导体121形成在基体110的面111、116的大致整个面上,具有连续的带状结构。辐射导体121的一端121a与耦合用导体123连接,另一端121b在印刷基板上与接地图案连接。
此外,馈电导体122形成在基体110的面115的一部分上,具有大致U字状的连续带状结构。馈电导体122的一端122a在印刷基板上与馈电线连接,另一端122b在印刷基板上与接地图案连接。
此外,耦合用导体123是基体110的面115的一部分,形成在馈电导体122的上方,具有与馈电导体122的U字状相应的弯曲形状。耦合用导体123的上端与辐射导体121的一端121a连接,下端(弯曲部分)隔着大致恒定宽度的间隙g与馈电导体122对置。另外,耦合用导体123的上端与辐射导体121连接,因此还作为辐射导体121的一部分发挥作用。尤其是,与辐射导体121连接部分的馈电导体123的宽度与辐射导体121的宽度一致,因此能够提高辐射效率。
此外,调节用导体124形成在基体110的面112的一部分上,在印刷基板上与特性调节用的焊盘连接。
如图1所示,馈电导体122弯曲成大致U字状并且具有在B方向上延伸的耦合部122c。所谓B方向是指与长度方向垂直的方向。馈电导体122的耦合部122c形成在面115上,馈电导体122和耦合用导体123隔着一定间隔平行配置。由此,馈电导体122的耦合部122c与耦合用导体123可电磁耦合。
以上,形成在基体110各个面上的这些导体图案优选形成为以与基体110的侧面113、114平行的平面为基准左右对称。由此,即使以与基体110的面111、112垂直的轴(Z轴)为基准将天线装置100的朝向旋转180度,从印刷基板的端部侧观察到的天线装置100的导体图案的形状实质上也是相同的,因此天线特性不会由于安装朝向而大幅变化,从而能够容易地进行天线设计。
图3是放大示出馈电导体122和耦合用导体123的形状的概略平面图。
如图3所示,将馈电导体122形成为带状导体所需的绝缘区域(隙缝)122s规定了馈电导体122的折返形状,但是如箭头所示,可以通过调节隙缝122s的深度或宽度来进行阻抗的变更。在为了小型化而使辐射导体细长时,具有电磁耦合变得过强的情况,但是可以通过使隙缝122s的深度D变浅来减弱耦合。阻抗调节还可以通过调节馈电导体122和耦合用导体123之间的间隙宽度g来进行,但是基于隙缝122s的深度或宽度变更而进行的阻抗调节与调节间隙宽度g的情况相比,具有容易实现微调的优点。
图4是示出安装了天线装置100的印刷基板上的图案布局的概略平面图。
如图4所示,在印刷基板20上设置有周围3个方向被接地图案22包围的天线安装区域21。在天线安装区域21内形成了4个焊盘31~34,天线装置100被焊在这些焊盘31~34上。
焊盘31为与辐射导体121的另一端121b连接的焊盘。焊盘32为与馈电导体122的一端122a连接的焊盘。焊盘33为与馈电导体122的另一端122b连接的焊盘。焊盘34为与调节用导体124连接的焊盘。如图4所示,焊盘31、33与接地图案22连接,焊盘32与馈电线41连接。此外,焊盘34经由调节用元件42与接地图案22连接。
作为调节用元件42,可以使用电感元件或电容元件。如后所述,调节用元件42是在改变天线特性时附加的元件。因此,连接这种调节用元件42不是必须的。在不使用调节用元件42的情况下,焊盘34可以与接地图案22直接连接,也可以设为悬浮状态。
图5是示出在印刷基板20上安装有天线装置100的状态的概略立体图,示出了使用本实施方式的天线装置100的无线通信机的一部分。
如图5所示,在印刷基板20上安装天线装置100时,辐射导体121的另一端121b经由焊盘31与接地图案22连接。另一方面,在辐射导体121的一端121a上,经由耦合用导体123供给信号电流,因此在辐射导体121上,主要在基体110的长度方向即A方向上流过辐射电流Ia。
此外,关于馈电导体122,一端122a经由焊盘32与馈电线41连接,另一端122b经由焊盘33与接地图案22连接。因此,经由馈电线41供给的馈电电流Ib经由耦合部122c流至接地图案22。此处,馈电导体122的耦合部122c和耦合用导体123经由间隙的电容耦合而连接,因此馈电电流Ib的一部分经由电容耦合流入耦合用导体123。尤其是,耦合部122c弯曲成U字状,与耦合用导体123对置的范围较宽,因此可以得到更大的电容耦合。
此外,在耦合部122c中流过馈电电流Ib时,在耦合用导体123中流过对应于馈电电流Ib的感应电流Ic。如图5所示,馈电导体122的耦合部122c和耦合用导体123在与长度方向垂直的B方向上延伸,因此感应电流Ic的流过方向也为B方向。在B方向上流动的感应电流Ic经由耦合用导体123供给到辐射导体121,结果,辐射导体121在A方向上流过辐射电流Ia。
由此,在本实施方式的天线装置100中,辐射电流Ia的流过方向和馈电电流Ib的流过方向相差90°,所以它们相互抵消的情况比较少。因此,可以防止相互抵消造成的辐射效率的下降。
图6是安装到印刷基板20的状态下的天线装置100的等效电路图。
如图6所示,本实施方式的天线装置100构成通过电磁耦合馈电的一种倒F天线。馈电导体122和耦合用导体123彼此接近地配置,因此在两者间产生电容C1。尤其是馈电导体122的耦合部122c为大致U字状,与耦合用导体123对置的范围比较宽,因此可以得到较大的电容耦合。
此外,通过以馈电导体122的耦合部122c作为一次侧、以耦合用导体123作为二次侧的变压器M来进行电磁耦合。此外,辐射导体121和调节用导体124隔着基体110对置,因此在它们之间还产生电容C2。由此,为了得到期望的天线特性,除了电容C1的值以外,还需要考虑变压器M的耦合特性或电容C2的值。
关于调节用导体124,如上所述可以与接地图案22直接连接,也可以设为悬浮状态,但是在希望使天线特性变化的情况下,如图5所示连接调节用元件42即可。如果连接调节用元件42,则辐射导体121和地之间的电抗变化,所以可以相应地使天性特性变化。
如以上所说明那样,本实施方式的天线装置100为通过电磁耦合馈电的天线,辐射电流Ia的流过方向和馈电电流Ib的流过方向相差90°。由此,辐射电流Ia和馈电电流Ib难以相互抵消,所以够防止辐射效率的下降。
此外,本实施方式的天线装置100具有耦合用导体123,辐射导体121和馈电导体122经由耦合用导体123电磁耦合。由此,在辐射导体121中不会直接流过馈电电流Ib,所以可以更有效地防止辐射电流Ia和馈电电流Ib的相互抵消。
此外,对于本实施方式的天线装置100,馈电导体122为大致U字状且平缓弯曲,因此难以引起电场集中。尤其是,可以通过将馈电导体122设为大致U字状来使其距离更长,在与耦合用导体123之间可以得到更强的电磁耦合。由此,可以抑制电流损失,并可以提高辐射效率。
此外,在本实施方式的天线装置100中,辐射导体121形成在与长度方向平行的面111的整个面上,馈电导体122和耦合用导体123形成在与面111不同的面上,因此可以充分确保辐射导体121的长度和面积。此外,耦合用导体123可以与辐射导体121等宽度地连接,因此还可以使耦合用导体123作为辐射导体121的一部分有效发挥作用。由此,可以有效利用基体的主面,所以可以提高辐射效率,可以使天线装置整体小型化。此外,还可以降低辐射导体121的电阻。
而且,馈电导体122和耦合用导体123形成在基体110的表面上,因此不需要在基体110上形成贯穿孔等,可以抑制制造成本。
图7是示出在具有已配置接地图案的多个天线安装区域的地上型印刷基板50上搭载天线装置100的例子的示意性平面图。
图7所示的印刷基板50具有两个天线安装区域51、52。天线安装区域51位于印刷基板50的角部上,因此从2个方向被接地图案53包围。另一方面,天线安装区域52沿着印刷基板50的边设置,因此从3个方向被接地图案53包围。
图8是示出搭载在天线安装区域51、52上的天线装置的特性的曲线图,图8(a)示出搭载在天线安装区域51上时的特性,图8(b)示出搭载在天线安装区域52上时的特性。在图8(a)和图8(b)中,搭载了图1所示的天线装置100时的特性用实线示出,搭载了图18所示的现有天线装置时的特性用虚线示出。
如图8(a)所示,在安装到天线安装区域51的情况下,在两个天线装置的特性(此处为辐射效率和VSWR)中没有大的差异,但是如图8(b)所示,可知在安装到天线安装区域52的情况下,现有天线装置的特性比本发明的天线装置100低。这是因为,在安装到天线安装区域51的情况下,从间隙观察到的接地图案53的长度G1相对较长,与此相对,在安装到天线安装区域52的情况下,从间隙观察到的接地图案53的长度G2相对较短。
在使用了图1所示的天线装置100的情况下,安装位置导致的天线特性差异非常小,这是因为,不仅使用间隙的电容耦合较大,而且还通过电感耦合进行馈电。这样,根据本实施方式的天线装置100,还可以抑制由于印刷基板上的搭载位置而导致的天线特性变化。
图9和图10是示出本发明第2实施方式的天线装置200的结构的图,尤其,图9是示出在印刷基板上安装了天线装置200的状态的立体图。此外,图10是示出安装了天线装置200的印刷基板上的图案布局的概略平面图。
如图9和图10所示,本实施方式的天线装置200在以下方面与天线装置100不同:印刷基板200上的焊盘33不与接地图案22连接,而成为悬浮状态。其他方面与天线装置100相同,因此对相同要素标注同一标号,并省略重复说明。
在焊盘33为悬浮状态的情况下,在安装天线装置200时,馈电导体122的一端122a不接地,而成为开路状态。这样,可以将通常与地连接的馈电导体122的另一端122b设为开路端,从而使天线的阻抗变化。由此,可以用作为将天线装置内置于移动电话机等中时的阻抗调节单元。
图11和图12是示出天线装置的阻抗特性变化的曲线图,尤其,图11是示出焊盘33为短路状态(参照图4)时的曲线图,图12示出悬浮状态(开路状态,参照图10)时的曲线图。在图11和图12中,(a)是史密斯圆图,(b)是VSWR特性图。
如图11和图12所示,天线装置的阻抗特性在焊盘33短路时和开路时差异较大。尤其是,如图11(b)所示可知在焊盘33短路时,阻抗特性的变化比较小,VSWR特性在2.4GHz附近具有陡峭的峰值,与此相对,在焊盘33开路时,阻抗特性的变化比较大,VSWR特性在2.4GHz附近具有平缓的峰值。这样,天线装置的阻抗特性根据焊盘33的连接状态而发生较大变化,因此可以使用焊盘33的连接状态来作为天线装置的阻抗调节手段。还可以结合实际使用时的阻抗变化,能动地改变馈电导体122的连接状态。
图13是示出本发明第3实施方式的天线装置300的结构的图,是安装到印刷基板20的状态下的等效电路图。
如图13所示,本实施方式的天线装置300在以下方面与天线装置100不同:具有使馈电导体122的另一端122b接地或开路的开关单元129。其他方面与天线装置100相同,因此对相同要素标注同一标号,并省略重复说明。
在图示的开关单元129的情况下,在接通的状态时接地,在断开的状态时开路。虽然没有特别限定,但是作为开关单元129可使用例如晶体管。使开关单元129的切换定时与天线周围的电波环境的变化相对应即可。例如,在电波环境由于翻盖型移动电话机的开闭状态而变化的情况下,可与开闭状态联动地进行开关。此外,也可以根据是否是移动电话机工作中(或者手持的状态)来进行开关。
这样,本实施方式的天线装置300具有使馈电导体122的另一端122b接地或开路的开关单元129,因此可以与实际使用时的天线阻抗变化相应而能动地改变馈电导体122的连接状态,即使天线周围的状况发生变化也可以维持良好的天线特性。此外,馈电导体122的连接状态不限于接地和开路,也可以经由预定的电阻而短接。
图14是示出本发明优选第4实施方式的天线装置400的结构的概略立体图。此外,图15是天线装置400的展开图。
如图14和图15所示,本实施方式的天线装置400的特征是具有大致U字状的馈电导体422,但馈电导体422的大致U字部分不是平缓弯曲的弯曲形状,而是弯曲成直角的弯曲形状(コ字状)。此外,耦合用导体423具有与馈电导体422的コ字状相应的弯曲形状。由此,馈电导体422和耦合用导体423经由弯曲成直角的弯曲形状的间隙g而电容耦合。耦合用导体423的上端与辐射导体121的一端121a连接,下端(弯曲部分)隔着大致恒定宽度的间隙g与馈电导体422对置。其他结构与第1实施方式的天线装置100实质上相同,因此对相同结构要素标注统一标号并省略详细说明。
图16是放大示出馈电导体422和耦合用导体423的形状的概略平面图。此外,图17是放大示出馈电导体422和耦合用导体423的形状变形例的概略平面图。
如图16所示,将馈电导体422形成为带状导体所需的绝缘区域(隙缝)422s规定了馈电导体422的折返形状,但是如箭头所示,可以通过调节隙缝422s的深度或宽度来进行阻抗的变更。在为了小型化而使辐射导体细长时,具有电磁耦合变得过强的情况,但是可以通过使隙缝422s的深度D变浅来减弱耦合。阻抗调节还可以通过调节馈电导体422和耦合用导体423之间的间隙宽度g来进行,但是利用隙缝422s的深度或宽度变更而进行的阻抗调节与调节间隙宽度g的情况相比,具有容易实现微调的优点。
此外,通过变更耦合用导体423的在与B方向垂直的方向(上下方向)上延伸的部分的宽度W,可以进行阻抗的调节。导体宽度W优选为间隙g的0.5倍以上3倍以下。这是因为在小于0.5时具有电磁耦合变得过强的问题,相反在超过3倍时具有电磁耦合变得过弱的问题。在为了满足该条件而希望使导体宽度W变窄的情况下,如图17所示,可不沿着基体侧面115的边缘115e形成导体,而形成在边缘115e的内侧。
这样,对于本实施方式的天线装置400,馈电导体422和耦合用导体423经由弯曲成直角的弯曲形状的间隙来电容耦合,所以与平缓弯曲形状的间隙的情况相比可以增强电容耦合。此外,可通过变更为了将馈电导体422形成为带状而设置的隙缝422s的高度或宽度来调节阻抗。
以上,对本发明的优选实施方式进行了说明,但本发明不限于上述实施方式,可以在不脱离本发明主旨的范围内进行各种变更,这些变更当然也包含在本发明的范围内。
例如,对于上述各实施方式中的天线装置,基体均具有长方体形状,但在本发明中这一点不是必须的。由此,基体是立方体形状或圆柱形状等亦可。此外,也可以在长方体的角部上设置用于确定其朝向的楔部。
此外,在上述实施方式中,使用电介质作为基体的材料,但除了电介质以外,也可以使用具有介电性的磁性体。在此情况下,可以得到1/{(ε×μ)1/2}的波长缩短效果,因此可以通过使用导磁率μ高的磁性体,来得到较大的波长缩短效果。
此外,在上述各实施方式的天线装置中,辐射电流Ia流过的方向和馈电电流Ib流过的方向呈90°角度,但在本发明中,它们所成的角度为90°不是必须的,至少它们的电流方向不同就足够。但是,为了最有效防止辐射电流Ia和馈电电流Ib的相互抵消,如上述各实施方式那样,最好将它们形成的角度设定为90°。
此外,上述各实施方式的天线装置均具有调节用导体124,但是在本发明中设置调节用导体124不是必须的,也可以对其进行省略。
此外,上述各实施方式的天线装置均为倒F天线,但是本发明的天线装置为倒F天线不是必须的,也可以是其他类型。
Claims (12)
1.一种天线装置,其特征在于,
该天线装置具有:由电介质或磁性体构成的基体;以及形成在所述基体上的导体图案,
所述导体图案具有辐射导体;大致U字状的馈电导体;以及与所述辐射导体的一端连接并且与所述馈电导体电磁耦合的耦合用导体,
所述馈电导体和所述耦合用导体是形成在与形成有所述辐射导体的面不同面上的导体图案,
流过所述辐射导体的辐射电流的方向与流过所述馈电导体的馈电电流的方向互不相同。
2.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,
所述馈电导体的一端与馈电线连接,所述馈电导体的另一端接地。
3.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,
所述馈电导体的一端与馈电线连接,所述馈电导体的另一端开路。
4.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,
所述馈电导体的一端与馈电线连接,
所述馈电导体的另一端经由开关单元接地或开路。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的天线装置,其特征在于,
所述辐射电流流过的方向与所述馈电电流流过的方向大致垂直。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的天线装置,其特征在于,
所述基体为大致长方体,所述辐射导体的至少一部分形成在所述基体的上表面,所述馈电导体和所述耦合用导体形成在所述基体的与长度方向垂直的第1侧面上。
7.根据权利要求1至4中任意一项所述的天线装置,其特征在于,
形成在所述基体上的所述导体图案以预定的基准面为中心左右对称。
8.根据权利要求1至4中任意一项所述的天线装置,其特征在于,
所述馈电导体的大致U字状部分为平缓弯曲的弯曲形状。
9.根据权利要求1至4中任意一项所述的天线装置,其特征在于,
所述馈电导体的大致U字状部分为弯曲成直角的弯曲形状。
10.一种无线通信机,其特征在于,
该无线通信机具有印刷基板、和搭载在所述印刷基板上的权利要求1至7中任意一项所述的天线装置。
11.根据权利要求10所述的无线通信机,其特征在于,
所述印刷基板具有接地图案,所述辐射导体的另一端与所述印刷基板上的所述接地图案连接。
12.根据权利要求11所述的无线通信机,其特征在于,
所述印刷基板还具有搭载了所述天线装置的天线安装区域,并且由所述接地图案从至少2个方向包围所述天线安装区域。
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JP2004064353A (ja) * | 2002-07-26 | 2004-02-26 | Tdk Corp | アンテナ用部品、アンテナ装置、および、通信機器 |
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