CN1248361C - 平板多重天线及便携终端 - Google Patents

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Abstract

提供一种小型化、频带宽、至少能在2个频带上工作的平板多重天线及便携终端。此平板多重天线具备：形成由U字形缝隙部(2a)和将上述U字形缝隙部(2a)的一部分开口的开口缝隙部(2b)构成的缝隙(2)、且至少有2个共振频率的平板状发射导体(3)；和向上述发射导体(3)供电的供电线路(4a，4b)。由于将U字形缝隙部(2a)及开口缝隙部(2b)各部的宽度做成对应频带的宽度，所以能将第1及第2共振频率一同扩大频带，并能谋求实现小型化。

Description

平板多重天线及便携终端
技术领域
本发明涉及一种至少能在2个频带上工作的平板多重天线，以及手机(包括PHS)、移动无线电台、笔记本电脑等便携终端，尤其涉及一种小型化、宽频带的、至少能在2个频带上工作的平板多重天线及便携终端。
背景技术
近年来，手机伴随着通信的高性能化，能在2个频带上工作的正在实用化。
图12示出现有技术中手机上使用的天线，此天线50由J字形缝隙部51a和将其一部分开口的开口缝隙部51b构成，并具备：设有固定缝隙宽度的缝隙51的发射导体52；发射导体52内面整体上配置的电介体53；和向发射导体52供电的供电线路54a、54b。
发明内容
然而，现有技术中的天线，当缝隙宽度加大时，频带虽加宽、但共振点向高端移动，或者因加宽位置而移向低端，使频带调整近于几乎不可能，于是便将缝隙宽度固定，采用改变缝隙长度来调整天线特性，因此在加宽频带上受到限制。另一方面，当天线尺寸(体积)加大时，虽然频带加宽，但天线也随之变大，难以适应小型化的要求。
因此，本发明的目的在于提供一种小型化、频带宽、至少能在2个频带上工作的平板多重天线及便携终端。
本发明为达到上述目的，提供一种平板多重天线，其特征在于，具备：形成与频带相应、有不同宽度同时一端开口的缝隙、且至少有2个共振频率的平板状发射导体；和向上述发射导体供电的供电线路。
本发明为达到上述目的，提供一种平板多重天线，其特征在于，具备：形成U字形缝隙和将上述U字形缝隙的一部分开口的开口缝隙、且至少有2个共振频率的平板状发射导体；和向上述发射导体供电的供电线路。
本发明为达到上述目的，提供一种便携终端，其特征在于，在具有内装于主机中的至少有2个共振频率的平板多重天线的便携终端中，上述平板多重天线具备：形成与频带相应、有不同宽度同时一端形成开口的缝隙、且至少有2个共振频率的平板状发射导体；和向上述发射导体供电的供电线路。
本发明为达到上述目的，提供一种便携终端，其特征在于在具有内装于主机中的至少有2个共振频率的平板多重天线的便携终端中，上述平板多重天线具备：形成U字形缝隙和将上述U字形缝隙的一部分开口的开口缝隙、且至少有2个共振频率的平板状发射导体；和向上述发射导体供电的供电线路。
附图说明
图1为本发明实施方式1涉及的平板多重天线，(a)为平面图，(b)为斜视图；
图2为本发明实施方式1涉及的平板多重天线，(a)示出第1共振频率电磁场的模拟结果图，(b)示出第2共振频率电磁场的模拟结果图；
图3是示出本发明实施方式1涉及的平板多重天线的尺寸比c/d与比频带的关系图；
图4是示出本发明实施方式1涉及的平板多重天线的尺寸比h/i与比频带的关系图；
图5是示出本发明实施方式1涉及的平板多重天线的尺寸比j/k与比频带的关系图；
图6是示出本发明实施方式1涉及的平板多重天线的尺寸比e/(e+f)与增益的关系图；
图7是示出本发明实施方式1涉及的平板多重天线的VSWR(电压驻波比)与频率的关系图；
图8(a)、(b)是示出本发明实施方式1涉及的平板多重天线的供电线路变型例的图；
图9为本发明实施方式2涉及的平板多重天线，(a)为平面图，(b)为斜视图；
图10为本发明实施方式2涉及的平板多重天线，(a)示出第1共振频率电磁场的模拟结果图，(b)示出第2共振频率电磁场的模拟结果图；
图11为本发明实施方式3涉及的作为便携终端的手机，(a)为正面图，(b)为截面图，(c)为背面图；
图12示出现有技术中天线的图。
具体实施方式
图1示出本发明实施方式1涉及的平板多重天线。此平板多重天线1具备：由一端形成开口缝隙2且至少有第1共振频率f1和第2共振频率f2(f1＜f2)的平板状发射导体3以及从发射导体3延伸形成的一对供电线路4a、4b构成的导体平板5；和保持导体5的保持体6。
缝隙2由平行的一对第1缝隙部2a1及第2缝隙部2a2和第3缝隙部2a3组成的U字形缝隙部2a；和将U字形缝隙部2a的一部开口的开口缝隙部2b构成。另外，U字形缝隙部2a的角也可以是圆形，第1、第2及第3缝隙部2a1、2a2、2a3也可以是弯曲的。开口缝隙部2b相对第2缝隙部2a2也可以形成斜线或弯曲。
将发射导体3纵向的长度设为a，宽度为b，第1缝隙部2a1的长度为c，第2缝隙部2a2的长度为d，第3缝隙部2a3的宽度为f，(c-f)为e，第3缝隙部2a3外侧发射导体3的宽度为g，第1缝隙部2a1的宽为h，第2缝隙部2a2的宽度为i，第1缝隙部2a1的外侧发射导体3的宽度为j，第2缝隙部2a2的外侧发射导体3的宽度为k。另外，发射导体3形成为同一平面状，而也可以对应实装装置的形状形成弯曲或折曲的。
将一对供电线路4a、4b中的一方供电线路4a作为供电线使用，将另一方供电线路4b作为接地线使用。而供电线和接地线的位置也可以是相反的。
导体平板5由铜、磷青铜等构成，为防蚀进行镍、金等镀层处理。此外，导体平板5通过粘合、镶嵌、非电解镀等方法配置于保持体6上。在使用非电解镀方法时，在镀过铜、磷青铜等之后，为防蚀进行镍、金等镀层处理。
保持体6与发射导体3的尺寸大致相同(a×b)、并具有对应于频带的厚度，可优选使用重量轻、耐热性强、介电损失小的介电材料如ABS、ABS-PC等。另外，保持体6的材料不限于此，只要能保持导体平板5的形状，也可以是其他材料。
图2示出实施方式1的平板多重天线电磁场的模拟结果，(a)为第1共振频率时的情况，(b)为第2共振频率时的情况。第1共振频率的电磁场7如图中(a)所示，在发射导体3的外缘处显示大的值，因此第1共振频率主要按照发射导体3外缘的长度即图1所示的长度(c+b+d+2g)为大约1/4波长的奇数倍确定。第2共振频率的电磁场7如图中(b)所示，在缝隙2的外缘处显示大的值，因此第2共振频率主要按照缝隙2外缘的长度即图1所示的长度(c+b+d-j-k)为大约1/2波长的整数倍确定。另外，第1及第2共振频率此外还会因供电线路4a、4b的位置、保持体6的介电常数等发生变化。
图3示出尺寸比c/d与比频带的关系。尺寸比c/d优选如图所示，为能得到7.5％以上的比频带的0.8～1.15，更优选为能得到0.95～1.05的9％以上的比频带。尤其是当c＝d时，第1共振频率f1及第2共振频率f2共同显示出最高的值。
图4示出尺寸比h/i与比频带的关系。尺寸比h/i优选如图所示，为能得到9％以上的比频带的1.0～2.0。尽管图上测定的关系只表示到1.2。
图5示出尺寸比j/k与比频带的关系。尺寸比j/k优选如图所示，为能得到9％以上的比频带的1.0～2.0。尽管图上测定的关系只表示到1.2。
图6示出尺寸比e/(e+f)与增益的关系。尺寸比e/(e+f)优选如图所示，为能得到-1.0以上增益的0.8～1.0。
图7示出VSWR(电压驻波比)与频率的关系。上述VSWR是发射导体3各部尺寸为下列值时的情况。
厚度0.2mm、a＝40.0mm、b＝18.0mm、c＝23.0mm、d＝23.0mm、e＝18.5mm、f＝4.5mm、g＝3.0mm、h＝2.5mm、i＝1.5mm、j＝4.5mm、k＝4.0mm
此时各尺寸比如下。
c/d＝1.0、h/i＝1.67、j/k＝1.125、e/(e+f)＝0.80
第1共振频率f1可得到920MHz、第2共振频率f2可得到1795MHz，当VSWR为2时的带宽，第1共振频率f1可得到90MHz、第2共振频率f2可得到170MHz。
按照本实施方式1，将U字形缝隙部2a及开口缝隙部2b各部的宽度做成对应频带的宽度，因此能将第1及第2共振频率共同扩大达现有技术的1.2倍的频带，能够谋求提高通信灵敏度，同时能够实现小型化。
图8(a)、(B)示出供电线路4a、4b的其他变型例。该图示出供电线路4a、4b展开后的状态。供电线路4a、4b既可位于图8(a)所示的位置，也可位于图8(b)所示的位置。另外，供电用线和接地用线也可以与图示的位置相反。此外，供电线路4a、4b的位置也可以设于图1所示的第1缝隙部2a1的外侧，或第3缝隙部2a3的外侧的发射导体3处。
图9示出本发明实施方式2的平板多重天线。此平板多重天线1相对实施方式1是将开口缝隙部2b的位置挪到第3缝隙部2a3侧，并将供电线路4a、4b的位置设于开口缝隙2b附近。而且各部位的尺寸对应于开口部2b及供电线路4a、4b的位置，不同于实施方式1。
图10示出实施方式2的平板多重天线电磁场的模拟结果，(a)为第1共振频率时的情况，(b)为第2共振频率时的情况。第1共振频率的电磁场7如图(a)所示，在发射导体3的外缘处显示大的值，第2共振频率的电磁场7如图中(b)所示，在缝隙2的外缘处显示大的值。因而与实施方式1相同，第1共振频率主要由发射导体3外缘的长度确定，第2共振频率主要由缝隙2外缘的长度确定。另外，第1及第2共振频率此外还会因供电线路4a、4b的位置、保持体6的介电常数等发生变化。
按照本实施方式2，第1共振频率f1可得到902MHz、第2共振频率f2可得到1828MHz，与实施方式1相同能将第1及第2共振频率共同扩大，并能谋求小型化。
图11示出本发明实施方式3的作为便携终端的手机。此手机10具备：印刷电路基板11，在此印刷电路基板11的表面配置有液晶显示器12、按键13、电路元件14C等，在印刷电路基板11的背面配置有构成发送接收电路的电路元件14A、覆盖此电路元件14A的密封罩15A、显示器12、控制按键13的电路元件14B，覆盖此电路元件14B的密封罩15B、电池16、与发送接收电路电连接的实施方式1所示的平板多重天线1等。这些部件以机壳17覆盖，机壳17的背面设有电池盖18。
平板多重天线1供电线用的供电线路4a连接于印刷电路基板11上的天线信号垫片上，接地线用的供电线路4b连接于印刷电路基板11上的密封套垫片上，通过开关等，能够选择与平板多重天线1具有的2个共振频率(根据内装位置周围的材质及结构等最终确定的)中的一个共振频率对应的使用频率。平板多重天线1的导体平板5根据手机10的设置空间而具有弯曲或折曲的形状，保持体6也仿效导体平板5的形状，具有弯曲或折曲的形状。平板多重天线1各部的尺寸，要考虑到手机10的机壳等使用的各种材料的介电常数、以及液晶显示器12等上使用的导体部件的影响，按照使天线1符合实际内装后的2个使用频率、且能得到良好的激振性来加以确定。
按照本实施方式3，使用了第1及第2共振频率都具有宽频带的平板多重天线1，因此能实现薄型化，结果，即使是设置空间很薄的手机10也能简便地内装。而且因为能选择2个使用频率，所以能谋求提高无线通信性能。另外，平板多重天线1通过制成符合移动无线电台、笔记本电脑等其他便携终端设置空间的形状，也能设置于这些便携终端中。
本发明不仅限于上述各实施方式，还可以是各种实施方式。例如即使平行的一对缝隙部的一方缝隙部是超过另一方缝隙部的1.2倍的缝隙部(J字形缝隙部)，通过将J字形缝隙部及开口缝隙部各部的缝隙宽度做成对应频带的宽度，也能扩大频带。
如上所述，按照本发明，将形成于平板状发射导体上的一端开口的缝隙各部的宽度对应频带加以确定，因此能够提供一种小型化、频带宽、至少能在2个频带上工作的平板多重天线及将其内装的便携终端。

Claims (3)

1.一种平板多重天线，具备：形成U字形缝隙和将上述U字形缝隙的一部分开口的开口缝隙、且至少有2个共振频率的平板状发射导体；和向上述发射导体供电的供电线路，其特征在于，构成所述发射导体的所述U字形缝隙的一对平行的缝隙部中的一方所述缝隙部的长度为另一方所述缝隙部长度的0.8～1.2倍。
2.根据权利要求1所述的平板多重天线，其特征在于，所述一对平行的缝隙部中，与所述开口缝隙部相反侧的所述缝隙部的宽度，为另一方所述缝隙部宽度的0.9～2倍。
3.根据权利要求1所述的平板多重天线，其特征在于，在构成所述发射导体的所述U字形缝隙的一对平行的缝隙部的外侧的一对发射导体部分中，与所述开口缝隙相反侧的所述发射导体部分的宽度，为另一方所述发射导体部分宽度的1.0～2.0倍。
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