CN101989678A

CN101989678A - 天线以及包含天线的通信设备

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Publication number: CN101989678A
Application number: CN2010102432321A
Authority: CN
Inventors: 作间正雄
Original assignee: Fujitsu Semiconductor Ltd
Current assignee: Socionext Inc
Priority date: 2009-07-29
Filing date: 2010-07-29
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2030-07-29
Also published as: US20110025570A1; KR101175468B1; TW201115835A; EP2280448A1; JP5381463B2; US8614649B2; EP2280448B1; JP2011035440A; CN101989678B; KR20110013276A; TWI506853B

Abstract

本发明涉及天线以及包含天线的通信设备。一种天线，包括电介质基板以及天线元件。天线元件包括馈电元件和基准电位元件。馈电元件包括第一导电层，第一导电层形成在电介质基板上，第一导电层在第一方向延伸并且沿着第一方向具有第一长度。基准电位元件包括第二导电层，第二导电层形成在电介质基板上，第二导电层在与第一方向相对的第二方向上从第二位置延伸，第二位置与第一导电层的端部上的第一位置分开第一距离；以及第三导电层，第三导电层形成在电介质基板上，第三导电层在第一方向上从第二位置延伸，与第一导电层分开第二距离，并且沿着第一方向具有第三长度。

Description

天线以及包含天线的通信设备

技术领域

在此讨论的实施例涉及天线以及包括此天线的通信设备。

背景技术

近年来，已经在例如无线LAN(局域网)和移动WiMAX(微波存取全球互通)的无线通信中推出了服务，包括小型天线的通信设备的供给也已经被市场所需求。这样的新的无线通信标准往往为一个国家或区域分配与另一国家或区域不同的一个频带或多个频带。因此，希望提供给市场的通信设备能够与所有这些不同的频带兼容。这是因为根据针对各个国家或区域的频带开发不同的通信设备将导致不希望的成本的增加。鉴于此，希望开发即使在移动环境中也能使用的小型宽带天线。

这样的天线例如在日本早期公开专利公报No.2005-86794和Yongho Kim，Jun Ito，and Hisashi Morishita，Department of Electrical and Electronic Engineering，The National Defense Academy，″Study and Reduction of Mutual Coupling between Two L-shaped Folded Monopole Antennas for Handset，″IEICE(The Institute of Electronics，Information and Communication Engineers)Transaction on Communication，March 27，2008中被描述。

在WiMAX服务中，第一频带可以被分配给第一国家或区域中的服务，并且第二频带被分配给第二国家或区域。例如，目前，2.5到2.7GHz的频带被分配给日本的WiMAX服务，3.4到3.6GHz的频带被分配给欧洲。因此，能够在这两种频带中操作的小型宽带天线和无线通信电路将提供不用针对这二者频带替换天线的通信设备。

此外，WiMAX采用MIMO(多输入多输出)通信***。在MIMO中，多个发射天线和接收天线被提供以通过相同频带中的信道来同时传送来自多个发射天线的不同的通信信号序列，以从而实现作为资源的频率方面的效率的实质性提高。

在此情况中，如果多个天线被设置得彼此接近，则其相互耦合被增强，从而导致不能实现MIMO通信***。因此，希望提供有助于减少所需空间并且彼此耦合较弱的多个天线。

发明内容

因此，本实施例的一个方面的目的是提供一种小型宽带天线和包括该天线的通信设备。

根据一个方面，天线包括电介质基板以及天线元件。天线元件包括馈电元件和基准电位元件。馈电元件包括第一导电层，第一导电层形成在电介质基板上，第一导电层在第一方向上延伸并且沿着第一方向具有第一长度。基准电位元件包括第二导电层，第二导电层形成在电介质基板上，第二导电层在与第一方向相对的第二方向上从第二位置延伸，第二位置与第一导电层的端部上的第一位置分开第一距离；以及第三导电层，第三导电层形成在电介质基板上，第三导电层在第一方向上从第二位置延伸，与第一导电层分开第二距离，并且沿着第一方向具有第三长度。

本发明的目的和优点将通过尤其在权利要求书中所指出的元件及组合来实现和获得。

应当理解，前面总的描述和下面详细的描述是示例性和说明性的，并且不像权利要求书那样来限制本发明。

附图说明

图1A到图1E是根据第一实施例的天线的配置图；

图2是示出根据第一实施例的天线的反射系数相对于频率的示图；

图3A到图3E是示出根据第一实施例的天线的配置的示图；

图4A到图4E是示出根据第一实施例的天线的配置的示图；

图5A到图5B是示出根据第二实施例的天线的配置的示图；

图6是示出天线间的耦合程度的曲线图；

图7A到图7C是示出根据第二实施例的天线的特性的示图；

图8A到图8C是示出根据第二实施例的天线的特性的示图；

图9A到图9B是示出根据第二实施例的天线的修改例的示图；

图10是示出根据第二实施例的天线的修改例的示图；

图11A和图11B是示出根据第三实施例的天线的结构的示图；

图12A和图12B是示出根据第三实施例的天线的结构的示图；

图13A到图13D是示出根据第四实施例的天线的结构的示图；

图14A和图14B是示出包括根据一实施例的天线的通信设备的外观。

具体实施方式

图1A到图1E是根据第一实施例的天线500和510的配置图。图1A和图1C示出天线500，并且图1B、图1D和图1E示出天线510。如图1A和图1B所示，天线500和510中的每个包括形成在电介质基板10的表面上的导电层11、12、13。电介质基板10的形状不限于在图1A和图1B中所示出的形状。图1C和图1D示出分别沿着在图1A和图1B中所示出的线C-C和D-D所取的截面图。图1E示出沿着图1B中的线E-E所取的截面图。下文中，具有相同标号的元件中的每个具有相似或等同的功能。

参考图1A和图1B，电介质基板10例如是由诸如聚酰亚胺膜或液晶聚合体膜之类的基底材料形成的。该基板也可以由玻璃环氧树脂层压的板材料形成。该基板10的厚度被设为25μm单位。天线500和510的基板例如具有大约0.043mm的厚度，包括18μm厚度的铜箔(其形成下面描述的导电层)，并且电介质基板10的电介质常数ε_r例如在1MHz时约为4.0到4.8。在电介质基板10的表面上，形成有用于形成馈电元件的第一导电层11、用于形成被施加诸如地电位的基准电位的基准电位元件的第二导电层12，以及从第二导电层12延伸的第三导电层13。

用于形成馈电元件的第一导电层11在与图1A和图1B的平面图中垂直向上的方向相应的第一方向中从第一位置P1延伸，并且具有第一长度。在第一位置P1处，发射信号被施加或接收信号被感应出。图1A和图1B中的第一导电层11具有在第一位置P1处较窄并且向其前端(leadingend)宽度逐渐增加的形状。然而，第一导电层11也可以具有有恒定宽度的带状形状，如稍后所描述的。在图1A和图1B中，P1部分可以是具有足以被连接到导线(lead)的形状(诸如圆形)的构件。

用于形成基准电位元件的第二导电层12在与图1A和图1B中所示的平面图中垂直向下的方向相应的第二方向上从第二位置P2延伸并且具有第二长度，第二位置P2与第一位置P1分开一定距离L1。第二导电层12的宽度大于第一导电层11的宽度，但是也可以大致与第一导电层11的宽度相同。此外，第二导电层12的第二位置P2被施加诸如地电位的基准电位。

例如，连接到通信电路基板的同轴电缆的内部导体(在图1A到图1E中未示出)被连接到第一导电层11的第一位置P1，并且该同轴电缆的外部导体被连接到第二导电层12的第二位置P2。

包括由第一导电层11形成的馈电元件和由第二导电层12形成的基准电位元件的天线在配置上与偶极天线相等同。也就是，第一位置P1和第二位置P2之间的射频信号的施加生成了由第一导电层11和第二导电层12发射向空中的电磁波。相反，作为射频信号的接收，电磁波的到达感应出第一位置P1和第二配置之间的电压或信号。

在偶极天线的情况中，第一导电层11的长度被设为λ/4，即在所使用的频带中的信号波长λ的四分之一。相反，该天线针对与等于第一导电层11的第一长度的长度相对应的频率谐振，并且具有与第一导电层11的宽度相应的频带。此外，用于形成基准电位元件的第二导电层12的长度类似地为λ/4。

在根据本实施例的天线500和510的每个中，基准电位元件还包括第三导电层13，第三导电层13在上述第一方向上从第二导电层12的第二位置P2延伸，并且其位于与第一导电层11分开一定距离L1的位置处。在图11B的示例中，第三导电层13设在第一导电层11的两侧。然而，第三导电层13也可以设在第一导电层11的一侧，如在图1A的示例中那样。

此外，第三导电层13的第三长度L3优选地小于第一导电层11的第一长度的一半。更优选地，当此天线的频带中的一定频率的波长被表示为λ(例如，2.5GHz)时，第三长度L3约为λ/12到λ/8。

因为第一导电层11和第三导电层13都形成在电介质基板10上，所以在它们之间设置了电介质材料。因此，通过布置第三导电层13，还在第一导电层11和第三导电层13之间形成了电容，并且通过因施加到第一导电层11的高频信号或到来的电磁波引起的感应而生成电压。结果，无线电波被辐射或被接收。在导电层11和13之间由上述操作生成的无线电波的频率被认为具有与在第一和第二导电层11和12之间生成的频率不同的谐振频率。结果，天线500和510的每个的频带都比包括与第一和第二导电层11和12类似或等同的导电层的偶极天线的频带宽。半波长(λ/2)偶极天线的天线长度被获得为如下：

天线长度＝λ/2＝C/2f，

其中，λ是自由空间波长，C是光速(3×10⁸m/sec)，并且f是频率。因此，在频率为2.5GHz的情况中，天线长度为60mm。在此情况中，当馈电元件和基准电位元件都形成在相同平面或表面上时，半波长偶极天线的天线长度可以是60mm+L1。然而，当馈电元件和基准电位元件分别形成在电介质基板10的不同表面上时，天线长度可因特定介电常数而被缩短。缩短率是天线被缩短的比率，并且缩短率被表达为如下：

其中，ε_r是特定介电常数，例如为4.0～4.8。

图2是示出根据第一实施例的天线的与反射系数相对应的电压驻波比(VSWR)相对频率的示图。水平轴表示频率，并且垂直轴表示电压驻波比。此结果是从本发明的发明人进行的实验得出的。在低反射系数(即低VSWR)的频带中，从天线辐射的无线电波被发射而具有少量反射。因此，与低反射系数相对应的频带适合用于天线使用的频带。在图2中，虚线表示传统偶极天线的反射系数的频率特性。此外，实线表示根据第一实施例的天线的反射系数的频率特性。很明显，对这两种反射系数特性进行比较，在直到比由虚线表示的反射系数为低处的频率高的频率之前，实线的特性具有低反射系数。因此，实线的特性比虚线的特性具有更宽的频带。此外，在由实线表示的特性中较低频率区域中的频带也比由虚线表示的特性略微扩展了。

第一导电层11和第二导电层12之间的距离，即第一位置P1和第二位置P2之间的距离L1约为λ/80到λ/60，其基本与第一导电层11和第三导电层13间的距离L1相同。当从输入端子对向第一位置P1施加馈电电压并向第二位置P2施加基准电压时，距离L1优选被选作为用于将天线的输入阻抗匹配到50Ω的距离。通过将天线的输入阻抗匹配到50Ω，能够通过使用具有50Ω的特性阻抗的非常通用的同轴电缆、微带线(Microstrip Line)等来将天线耦合到通信电路设备。因此，能够在不使用诸如线圈和电容器之类的组件的情况下实现阻抗匹配，以及降低输入端子之间的高频信号的匹配损耗并抑制反射。

根据由本发明的发明人通过实验得出的在图1A到图1E中所图示出的天线500和510，其中VSWR等于或小于3的频带被成功地增大到2.3到3.6GHz。结果，其带宽率被表示为如下：

带宽(％)＝(频率带宽/中心频率)×100＝{(高freq-低freq)/[(高freq-低freq/2)+低freq]}×100，其中，freq是指频率。此情况中的带宽比为(3.6-2.3)/{(3.6-2.3)/2+2.3}≈0.441＝44.1％。此外，包括用于形成馈电元件的第一导电层11的一侧上的第三导电层13的天线500的试验产品以及包括第一导电层11的两侧上的第三导电层13的天线510的试验产品被考查。考查证实天线500和510的试验产品都具有如图2所图示的反射系数在宽频带中减小的特性。考查还证实在包括第一导电层11的一侧上的第三导电层13的天线500的试验产品中，低频带中反射略微被减少，而在包括第一导电层11的两侧上的第三导电层13的天线510的试验产品中，高频带中反射略微被减少。

此外，第三导电层13的长度L3方面彼此不同的试验产品被考查。考查证实天线具有如下特征：随着长度L3被减小到短于λ/4时，反射系数变得较低，而与低反射系数相对应的频带从低频带转移到高频带，并且其中，当长度L3是λ/8到λ/12的最佳长度时，反射系数在宽频带中最低。考查还证实，根据如果长度L3等于或短于λ/4，则反射系数减小，同时与低反射系数相对应的频带移向较高频带，从而最终提供由虚线表示的偶极天线特性。

图3A到图3E是示出根据第一实施例的如其他配置的天线520和530的示图。天线520和530的每个在电介质基板10的第一表面上包括第一导电层11、第二导电层12和第三导电层13，第一导电层11形成为具有恒定宽度的带状形状并且在如图3A和图3B所示的垂直向上方向上延伸，第二导电层12形成为具有恒定宽度的带状形状，与第一导电层11分开一定距离L1，并且在如图3A和图3B所示的垂直向下方向上延伸，第三导电层13与第一导电层11分开一定距离L1，并且在所述垂直向上的方向上从第二位置P2延伸。本天线520和530的截面结构与图1C、图1D和图1E中所示的天线500和510的相同。此外，发射信号20在第一位置P1和第二位置P2之间被提供或被感应出，并且与此信号相对应的无线电波被发送或被接收。

在图3B的平面图中，在第一导电层11的两侧设置第三导电层13。然而，第三导电层13也可以配置为使得在第一导电层11的一侧设置第三导电层13，如在图3A所示的天线520的平面图中所示。

图4A到图4E是示出根据第一实施例的天线的其他配置的天线540和550的示图。在此些天线中，形成馈电元件的第一导电层11设在电介质基板10的第一表面上，并且形成基准电位元件的第二和第三导电层12和13设在电介质基板10的与所述第一表面相对的第二表面上。

具有这些配置，能够由于插在诸如第一导电层11之类的馈电元件和诸如第二和第三导电层12和13之类的基准电位元件之间的电介质基板10高电介质常数而减小天线尺寸。类似地，能够通过在电介质基板10的第一表面和第二表面上分别形成馈电元件和基准电位元件来减小具有如图3A到图3E的配置的天线的尺寸。如图4B所示，天线550具有设在第一导电层11的两侧的第三导电层13，而在图4A中所图示的天线540具有设在第一导电层11的一侧上的第三导电层13。可以使用这些配置中的任一种。

图5A和图5B是示出根据第二实施例的天线的配置的示图。天线560和570的每个包括在电介质基板10上并排布置的第一和第二天线元件21和22，其包括形成馈电元件的第一导电层11A和11B；第二导电层12A和12B；以及第三导电层13A和13B。第二和第三导电层12A、12B、13A及13B形成基准电位元件。天线560和570的每个还包括设在电介质基板10上的短路(short circuiting)导电层14，其具有第四长度，并且将第一和第二天线元件21和22的第二导电层12A和12B相耦合。天线560具有第一和第二天线元件21和22的对称基准电位元件，并且第一和第二天线元件21和22的相对应的尺寸彼此相同或相近，天线570的那些天线元件在馈电元件和基准电位元件的形状和大小方面相同。因此，第一和第二天线元件21和22各自的频带彼此相同或相近似，并且它们中的每个可用作MIMO天线。

此外，天线560和570的第一和第二天线元件21和22的第二导电层12A和12B通过具有第四长度的短路导电层14耦合在一起。短路导电层14分别在其耦合点15A和15B处被耦合到第二导电层12A和12B。

当相同频率的无线电波从多个诸如MIMO天线之类的天线发射时，不希望从这些天线之一发射的大部分无线电波被其他天线吸收。这是因为，如果两个天线间的耦合程度很高的话，如在此情况中，会阻止多个天线发射不同信号的无线电波。因此，一般而言，第一和第二天线元件21和22之间的距离L4被设为λ/4或更长。然而，此配置阻碍减小天线的尺寸。

然而，本发明的发明人已经发现，能够通过设置如上所述的短路导电层14来减小耦合程度。也就是说，即使第一和第二天线元件21和22间的距离L4被减小为小于λ/4，也能够提供具有充分小的耦合程度的天线对。

图5B示出其中第三导电层13A或13B设在成对的天线元件21和22每个的第一导电层11A或11B的两侧的示例，而图5A示出其中第三导电层13A或13B设在成对的天线元件21和22的每个的第一导电层11A或11B的一侧的示例。可以使用这些配置中的任一个。

图5A和图5B的天线对可以被配置使得第一导电层11A和11B形成在电介质基板10的第一表面上，并且第二和第三导电层12A、12B、13A和13B形成在电介质基板10的第二表面上，如在图4A到图4E的配置中那样。

图6是示出天线元件21和22间的耦合程度的曲线图。水平轴表示天线间的距离L4，并且垂直轴表示耦合程度S₂₁。耦合程度对应于从天线之一发射的无线电波的衰减量。较小的衰减量表示较低的耦合程度。图6示出在图5A和图5B中不包括短路导电层14时的天线对的耦合程度。距离30mm对应于λ/4，其中λ是当频率为2.5GHz时的波长。如果天线对中的每对不包括短路导电层14，则希望将天线间的距离L4设为30mm(＝λ/4)或更大，以实现天线间的充分隔离。

同时，已证实在图6中所示的耦合程度通过设置短路导电层14(如在图5A和图5B中的配置那样)而被降低。因此，能够将天线间的距离L4减小到接近小于λ/4的值。结果，此天线可以在尺寸上被减小作为MIMO天线。

本发明人已经发现图5A和图5B的由短路导电层14将基准电位元件耦合在一起的天线对具有如下特性：由于短路导电层14的提供，大幅衰减发生在特定频率中。特定窄频带中的衰减特性是与上述天线间的耦合程度的衰减特性分离地或独立地存在的。此外，如果短路导电层14的耦合点15A和15B的各自位置被改变，特定频带也被改变。此外，如果短路导电层14的长度被改变，衰减率也可以被改变。

图7A到图7C是说明根据第二实施例的天线580和590的特性的示图。如上所述，在图5A和5B中所示的天线的每个的天线对中，如果短路导电层14的耦合点15A和15B的各自的位置被改变，则特定频带可以被改变。如图7A和图7B中所示，如果短路导电层14的耦合点15A和15B各自位于接近第三导电层13A和13B的位置，如由虚线和标号14所示的，则特定频带中的频率可以被设为低值。同时，如果耦合点15A和15B各自位于远离第三导电层13A和13B的位置，如由实线和标号14’所示的，则特定频带中的频率可以被设为高值，如下所述。

图7C示出增大衰减量的频率特性。在图7C中，虚线表示其中短路导电层14的耦合点15A和15B各自位于接近第三导电层13A和13B的配置的频率特性。同时，实线表示其中短路导电层14的耦合点15A和15B各自位于远离第三导电层13A和13B的配置的频率特性。基准线AA表示当两个天线被设置得彼此接近时的衰减特性。如图7C中的箭头所指示，如果耦合点15A和15B的各自的位置被改变，则与衰减率的下降相对应的特定频带可以被改变。因此，如果上述特定频率被设为外部干扰无线电信号的频带(其是无线通信中不希望接收的)，则天线可以衰减引起无线电干扰的外部干扰信号。

具体地，日本的WiMAX的频带与无线LAN、Wi-Fi(无线保真)以及蓝牙部分地交叠。因此，如果上述特定频带被匹配到这样的交叠频带，则无线LAN的无线电波可以被截断。

图7A示出天线580来作为其中第三导电层13A或13B设在成对天线的每个的第一导电层11A或11B的两侧的示例，而图7B的平面图示出天线590来作为其中第三导电层13A或13B设在成对天线的每个的第一导电层11A或11B的一侧的示例。从这两种配置获得了类似的特性。在图7A和图7B中，为了容易理解，示出了在没有图1A和图1B中的电介质基板10之类的电介质基板时的导电模型。为了相同的目的可以采用这样的去除。

图8C是示出根据第二实施例的天线的特性的示图。如上所述，在图5A和图5B的天线对中，如果短路导电层14的长度被改变，则天线对的衰减率可以被改变。在图8A中所示的天线600的天线对31是包括由于导电层14A而具有短长度的短路导电层14B的示例，而天线610的天线对32是包括具有比天线600的短路导电层14B长的长度的短路导电层14C的示例。

如在图8C中所示，如果短路导电层14的长度像天线600那样短，则衰减率被降低。相反，如果短路导电层14的长度像天线610那样长，则衰减率被增大。然而，如果如天线610那样衰减率被增大，则在接近特定频带的频带中衰减率也被增大。因此，如果短路导电层14的长度被适当地选择，则能够将特定频带的衰减率减小到所希望的水平，而不减小接近特定频带的频带的衰减率。

图8A和图8B的平面图仅示出其中第三导电层13A或13B设在形成天线对的每个天线的第一导电层11A或11B的两侧的示例。然而，其中第三导电层13A或13B设在第一导电层11A或11B的一侧的示例也能够获得类似的特性。

图9A和图9B是示出根据第二实施例的天线的修改例的天线620的示图。如图9A所示，天线620包括耦合点开关组15SW并且包括长度开关组14SW，耦合点开关组15SW能够改变短路导电层14将形成成对天线21和22的基准电位元件的第二导电层12A和12B相耦合的耦合点，长度开关组14SW能够改变短路导电层14的长度。当使这些开关组之一进入导通状态时，能够将耦合点设置到各个所希望的位置并且将长度设置到所希望的长度。

如果利用开关组15SW选择了与衰减率的下降相对应的特定频带，并且如果利用开关组14SW选择了衰减率水平，则能够减小天线对间的耦合程度，并且阻止特定频带的无线电波。

图10是示出作为根据第二实施例的天线的修改例的天线630。与图9A的示例天线620不同，在该天线中，第三导电层13A或13B设在每个天线的第一导电层11A或11B的一侧。天线630的此结构也可以被按照与图9A的结构相类似的方式来设置。

图11A和图11B是示出根据第三实施例的天线640的结构的示图。在成对天线21和22中，天线21包括第四导电层11Ae，如图所示，第四导电层11Ae在水平方向上从形成馈电元件的第一导电层11A的与第一位置P1相对的第三位置P3延伸。类似地，天线22包括第四导电层11Be，第四导电层11Be在水平方向上从第三位置P3延伸。

天线21还包括第五导电层12Ae，第五导电层12Ae与第二导电层12A分开并且在图11A中的垂直向上的方向中从形成基准电位元件的第二导电层12A的第四位置P4延伸。类似地，天线22包括第五导电层12Be，第五导电层12Be在垂直向上的方向上从第四位置P4延伸。

此外，在这两个天线21和22中，形成馈电元件的第一导电层11A和11B以及第四导电层11Ae和11Be被形成在电介质基板10的一个平坦表面上。此外，形成基准电位元件的第二导电层12A和12B以及第五导电层12Ae和12Be被形成在电介质基板10的另一平坦表面上。此外，如沿线B-B所取的截面中所示，位于第二导电层12A和12B与第五导电层12Ae和12Be间的电介质基板10的各部分被去除，如由标号10A和10B所指示的。

如果馈电元件和基准电位元件二者都如此配置为具有长的长度并且分开地设置在电介质基板10的相对表面上，则倘若馈电元件具有相同长度的话，图4A和图4B中的天线可以变得比图3A和图3B中的天线小。

图12A和图12B是示出作为根据第三实施例的不同示例的天线650的结构的示图。与在图11A和图11B中所示的天线640不同，在本示例中，第三导电层13A或13B设在每个天线的第一导电层11A或11B的一侧上。天线650的配置也可以具有与图11A和图11B的天线640类似的特性。

图13A和图13C以及图13B和图13D是分别示出根据第四实施例的天线660和670的结构的示图。天线660和670中的每个包括两个天线31和32。天线660和670中的每个天线31实质上分别具有与在图1A和图1B中所示的天线500和510类似的结构。天线660和670中的每个包括形成馈电元件的第一导电层11A和形成基准电位元件的第二导电层12A和第三导电层13A。同时，天线660和670中的每个天线32实质上分别具有与在图12A和图11A中所示的天线650和640的每个天线22类似的结构。如在图13A和图13B中所示，天线660和670的每个馈电元件包括第一导电层11B和第四导电层11Be，并且基准电位元件包括第二导电层12B、第三导电层13B以及第五导电层12Be。此外，相同的发送信号从输入端子30被施加到或引入这两个馈电元件。标号29指示接地电极或基准电位电极。另外，第一导电层11A和第四导电层11Be优选地可以布置在基板10的背面。

由天线660和670的天线32的第一导电层11B和第四导电层11Be形成的馈电元件的长度长于由每个天线31的第一导电层11A形成的馈电元件的长度。因此，每个天线32的频带低于天线31的频带，并且因此这两个天线31和32具有不同的频带。此外，即使天线31和32间的距离小于λ/4，例如，这两个天线也具有不同的频率，因此不会耦合在一起。结果，成对天线31和32具有覆盖两个频带的宽频带。

天线660和670优选地被布置以使得按照与图4A和图4B中的天线540和500相同的配置那样将馈电元件与基准电位元件分开形成在电介质基板10的相对表面上。

虽然如图13A中所示的天线660那样，第三导电层13A和13B可以分别设在第一导电层11A和11B的一侧上，但是如图13B中所示，根据第四实施例的天线670可以包括如下的配置，其中，第三导电层13A和13B设在第一导电层11A和11B的两侧。

图14A和图14B是包括根据上述实施例之一的天线的通信设备的外观。图14A和图14B示出两种通信设备。每种通信设备包括连接器50(诸如USB(通用串行总线))、包含通信电路的第一壳体51以及存储天线的第二壳体52。图14A是示出其中存储天线的壳体52躺在水平方向中的配置，而图14B示出其中存储天线的壳体52在垂直方向上直立的配置。对于图14B的配置，无线电播在围绕耦合偶极天线的馈电元件和基准电位元件的直线周围以360°方向被发射。因此，能够提供适合除了向上和向下方向的各方向的天线。

在此叙述的所有示例和条件语言旨在教导的目的，以帮助读者理解本发明和本发明人为了深化技术所贡献的观念思想，并且被解释为不限制于这样的具体叙述的示例和条件，说明书中这样的示例的组织结构也不涉及本发明的优劣性的展示。虽然详细地描述了本发明的实施例，但是应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下可以对其做出各种改变、置换、变更。

Claims

1.一种天线，包括：

电介质基板；以及

天线元件，所述天线元件包括，

馈电元件，所述馈电元件包括第一导电层，所述第一导电层形成在所述电介质基板上，所述第一导电层在第一方向延伸并且沿着所述第一方向具有第一长度；以及

基准电位元件，所述基准电位元件包括，

第二导电层，所述第二导电层形成在所述电介质基板上，所述第二导电层在与所述第一方向相对的第二方向上从第二位置延伸，所述第二位置与所述第一导电层的端部上的第一位置分开第一距离；以及

第三导电层，所述第三导电层形成在所述电介质基板上，所述第三导电层在所述第一方向上从所述第二位置延伸，与所述第一导电层分开第二距离，并且沿着所述第一方向具有第三长度。

2.根据权利要求1所述的天线，其中，发射信号被施加于所述第一位置附近，并且基准电位被施加于所述第二位置附近。

3.根据权利要求2所述的天线，其中，所述第一距离和所述第二距离彼此近似，并且所述第一位置和所述第二位置之间的阻抗为50欧姆。

4.根据权利要求2所述的天线，其中，所述第三长度等于或短于所述第一长度的一半。

5.根据权利要求3所述的天线，其中，所述第三长度等于或短于所述第一长度的一半。

6.根据权利要求2所述的天线，其中，所述第一长度是由所述馈电元件和所述基准电位元件发射或接收的波的波长的四分之一，并且所述第三长度在所述波长的十二分之一到八分之一的范围内。

7.根据权利要求3所述的天线，其中，所述第一长度是由所述馈电元件和所述基准电位元件发射或接收的波的波长的四分之一，并且所述第三长度在所述波长的十二分之一到八分之一的范围内。

8.根据权利要求2所述的天线，其中，所述第一导电层形成在所述电介质基板的第一表面上，并且所述第二导电层和所述第三导电层形成在所述电介质基板的与所述第一表面相对的第二表面上。

9.根据权利要求2所述的天线，进一步包括彼此并行布置在所述电介质基板上用于形成天线对的天线元件组，以及耦合在此些天线元件的基准电位元件之间的短路导电层，所述短路导电层形成在所述电介质基板上并且具有第四长度。

10.根据权利要求9所述的天线，还包括第一开关组，用以改变所述短路导电层被耦合到此些基准电位元件的每个的位置。

11.根据权利要求9所述的天线，还包括第二开关组，用以改变所述第四长度。

12.根据权利要求10所述的天线，还包括第二开关组，用以改变所述第四长度。

13.根据权利要求2所述的天线，其中，所述馈电元件包括第四导电层，所述第四导电层在第四方向上从与所述第一导电层的所述第一位置相对的第三位置延伸，所述第四方向与所述第一方向不同，并且所述基准电位元件包括第五导电层，所述第五导电层在所述第一方向上从处于所述第二导电层的端部的第四位置延伸，此所述第二导电层的端部与所述第二位置被设置处的端部相对。

14.根据权利要求9所述的天线，其中，所述馈电元件包括第四导电层，所述第四导电层在第四方向上从与所述第一导电层的所述第一位置相对的第三位置延伸，所述第四方向与所述第一方向不同，并且所述基准电位元件包括第五导电层，所述第五导电层在所述第一方向上从处于所述第二导电层的端部的第四位置延伸，此所述第二导电层的端部与所述第二位置被设置处的端部相对。

15.根据权利要求9所述的天线，其中，所述天线对的第二天线的馈电元件包括第四导电层，所述第四导电层在第四方向上从与所述第一导电层的所述第一位置相对的第三位置延伸，所述第四方向与所述第一方向不同，并且所述第二天线的基准电位元件包括第五导电层，所述第五导电层在所述第一方向上从处于所述第二导电层的端部的第四位置延伸，此所述第二导电层的端部与所述第二位置被设置处的端部相对。

16.一种通信设备，包括：

天线，所述天线包括，

电介质基板；以及

天线元件，所述天线元件包括，

馈电元件，所述馈电元件包括第一导电层，所述第一导电层形成在所述电介质基板上，所述第一导电层在第一方向上延伸并且沿着所述第一方向具有第一长度；以及

基准电位元件，所述基准电位元件包括，

第二导电层，所述第二导电层形成在所述电介质基板上，所述第二导电层在与所述第一方向相反的第二方向上从第二位置延伸，所述第二位置与所述第一导电层的端部上的第一位置分开第一距离，以及

第三导电层，所述第三导电层形成在所述电介质基板上，所述第三导电层在所述第一方向上从所述第二位置延伸，与所述第一导电层分开第二距离，并且沿着所述第一方向具有第三长度，

通信电路设备，所述通信电路设备用于向所述馈电元件提供发射信号以及向所述基准电位元件提供基准电位。

17.根据权利要求16所述的通信设备，进一步包括彼此并行布置在所述电介质基板上用于形成天线对的天线元件组，以及耦合在此些天线元件的基准电位元件之间的短路导电层，所述短路导电层形成在所述电介质基板上并且具有第四长度。