CN1288798C - 表面安装型天线、使用该天线的天线设备、以及通信设备 - Google Patents

Abstract

表面安装型天线包括环状辐射电极，以便在介电基体的多个表面上延伸。环状辐射电极的前端一侧被分支，以便提供多个分支辐射电极。辐射电极的一个侧端充当与外部电路连接的馈电部分。分支辐射电极的其中之一是由包括从辐射电极的馈电部分延伸到分支部分的辐射电极部分、以及与该辐射电极部分连接的另一分支辐射电极的环状电极部分围住的环内分支辐射电极，所述的环内分支辐射电极的位置与环状电极相隔一定的间距。在分支辐射电极的所述的一个和从辐射电极的馈电部分延伸到分支部分的辐射电极部分之间，产生电容。

Description

表面安装型天线、使用该天线的天线设备、以及通信设备

技术领域

本发明涉及一种包括沉积在介电基体上的辐射电极(radiationelectrode)的表面安装型天线(surface mount antenna)、包括这样的天线的天线设备、以及通信设备。

背景技术

近来，注意力主要集中在多频带天线上，其中，通过使用一个天线，可以在多个频带上执行无线通信。例如，执行天线操作的辐射电极包括具有不同的谐振频率的多个谐振模式。因此，通过利用辐射电极的多个谐振模式，可以使用多频带天线在多个频带上执行无线通信(见日本待审专利申请公开No.2002-26624(专利文件1)、欧洲专利申请公开No.EP0938158A2说明书(专利文件2)、国际公开No.WO99/22420小册子(专利文件3)、以及日本待审专利申请公开No.2002-158529(专利文件4)。

通常，对于使用辐射电极的多个谐振模式的多频带天线，使用在基谐模式和高阶模式下的谐振。即，在谐振电极的多个谐振模式中，基谐模式谐振频率最低，与基谐模式谐振频率相比，高阶模式谐振频率较高。因此，对辐射电极的设置如下：在为无线通信设置的多个频带的较低频带中进行辐射电极的基谐模式谐振，在为无线通信设置的多个频带的较高频带中进行辐射电极的高阶模式谐振。

然而，例如，对于诸如表面安装型天线的小尺寸天线，难以独立地控制辐射电极的基谐模式谐振和高阶模式谐振。例如，在某些情况下可以满意地进行基谐模式谐振，但是高阶模式谐振不充分。因此，难以形成使基谐模式谐振和高阶模式谐振能够同时满意地进行的辐射电极。

发明内容

为了克服以上描述的问题，本发明的优选实施例提出了一种表面安装型天线，其中，可以相互独立地控制辐射电极的基谐模式下的谐振及其高阶模式下的谐振，因此，可以如预先所设置的那样容易地执行在多个频带上的无线通信。此外，本发明的优选实施例提出了一种包括这样新颖的表面安装型天线的天线设备、以及包括此天线设备的通信设备。

依据本发明的优选实施例，表面安装型天线包括：介电基体；辐射电极，可用于执行天线操作，并且具有环形的形状，以便在介电基体的多个表面上延伸，所述的辐射电极包括布置在它的一侧上并且与外部电路连接的馈电部分，该辐射电极在存在于从馈电部分到另一端的路径上的分支部分中分支，以便提供多个分支辐射电极，这些分支辐射电极的其中之一为环内分支辐射电极，该环内分支辐射电极由包括从馈电部分延伸到分支部分的辐射电极部分、以及与辐射电极部分连接的另一分支辐射电极围住，所述的环内分支辐射电极与环状电极部分相隔一定的间距，在环内分支辐射电极和从馈电部分延伸到分支部分的辐射电极部分之间形成电容，并且至少各个分支辐射电极的前端被设置在介电基体的不同的表面上。

同时，依据本发明的另一优选实施例，天线设备包括：衬底、以及具有本发明的优选实施例的独特结构并且设置在天线设备的衬底上的表面安装型天线，所述的衬底具有设置在表面安装型天线的安装区域之外的至少一个区域内的接地电极，所述的表面安装型天线设置在衬底的非接地区域。

此外，依据本发明的另一优选实施例，所述的通信设备包括具有本发明的优选实施例的独特结构的表面安装型天线、或者天线设备。

在本发明的优选实施例的表面安装型天线或者天线设备中，环状辐射电极在存在于从馈电部分到另一端的路径上的分支部分上被分支，以便提供多个分支辐射电极，并且至少这些分支辐射电极的前端设置在介电基体的不同表面上，以便相互隔离。因此，例如，最好对分支辐射电极的其中之一进行设置，从而使其与从馈电部分延伸到分支部分的辐射电极部分之间的电磁耦合强于其他分支辐射电极与所述的辐射电极部分之间的电磁耦合。因此，与从馈电部分延伸到分支部分的辐射电极具有较强的电磁耦合的分支辐射电极可以充当用于控制高阶模式的辐射电极。即，已经揭示了可以通过调整环状辐射电极的开端(open end)和与该开端相对的辐射电极的部分之间的电容(电磁耦合程度)，控制高阶模式下的谐振频率或者其他特性。依据本发明的优选实施例，环状辐射电极具有在存在于从馈电部分另一端的一侧的分支部分上被分支的结构，以便定义多个分支辐射电极，并且这些分支辐射电极的其中之一可以充当用于控制高阶模式的辐射电极。因此，通过使用用于控制高阶模式的分支辐射电极，可以控制辐射电极的高阶模式下的谐振频率或者匹配，而不会对基谐模式造成危害性的影响。因而，可以容易地提供能够在预先设置的基谐模式和高阶模式下可靠地进行天线操作的天线电极。此外，当情况变化时，此辐射电极可以容易并且快速地对应于新的设计。

此外，依据本发明的优选实施例，分支辐射电极的其中之一是由包括从馈电部分延伸到分支部分的辐射电极部分、以及与该辐射电极部分连接的另一分支辐射电极围住的环内分支辐射电极，所述的环内分支辐射电极与环状电极部分相隔一定间距。因此，环内分支辐射电极的电场可以限制在环内分支辐射电极的环形内。因此，例如，即使诸如能够充当“地”的人体等对象靠近天线，也可以避免辐射电极的电场被强烈地吸引到“地”对象的问题的发生。即，该天线可以防止遭受来自外部的危害性的影响。

此外，依据本发明的优选实施例，该辐射电极在存在于从一端的一侧(馈电部分)到另一端的一侧(即开端侧)路径上的分支部分上被分支，以便形成多个分支辐射电极。换句话说，辐射电极的开端被分离为多个电极，即，多个分支辐射电极。通过设置各个分支辐射电极的开端的布局和位置，可以减小辐射电极的开端和“地”之间的电容。这可以使天线效率和带宽得到提高。

此外，依据本发明的优选实施例，辐射电极最好具有环状的结构。因此，可以容易地增加辐射电极的有效长度，从而产生更大的电长度，这可以在尺寸具有限制的介电基体上进行。此外，可以在从馈电部分延伸到分支部分的辐射电极和分支辐射电极之间设置电容。因此，由电容将电感(inductance)(电长度)施加到辐射电极。依据此结构，可以增加辐射电极的电感。因此，可以容易地降低表面安装型天线、包括此表面安装型天线的天线设备、以及包括此天线设备的通信设备的尺寸。

优选的是，至少环内分支辐射电极的前端被从馈电部分延伸到分支部分的辐射电极部分围住，并且与该辐射电极部分相隔一定的间距，在环内分支辐射电极和靠近环内分支辐射电极且离馈电部分位置相对较近的辐射电极部分之间的间距，大于在环内分支辐射电极和靠近环内分支辐射电极且离馈电部分位置相对较远的辐射电极部分之间的间距。因此，可以环内分支辐射电极和靠近环内分支辐射电极且离馈电部分相对较远的辐射电极的部分定义的环形中产生强电场。因此，可以如以上所描述的，防止可能由能够充当“地”的人体或者其他对象的影响造成的天线特性的恶化。此外，可以容易地增强高阶模式的匹配、以及天线效率。

此外，在与环内分支辐射电极相比位置离馈电部分更近、并且沿着环内分支辐射电极延伸的切口部分的长度，大于与环内分支辐射电极相比位置离馈电部分更远、并且沿着环内分支辐射电极延伸的切口部分的长度的情况下，产生的强电场可以集中在环内分支辐射电极和存在于馈电电极一侧的辐射电极之间。因此，即使人体或者其他对象靠近天线，也可以防止电场被吸引到“地”。因而，可以降低由于人体或者其他对象的影响可能造成的天线特性的改变。

优选的是，设置在高阶模式下与环状辐射电极一起产生双谐振的无馈电(no feeding)辐射电极。在这种情况下，由于环状辐射电极和无馈电辐射电极导致的双谐振状态，因此可以增加辐射电极的高阶模式下的带宽。对于包括安装在衬底上并且具有无馈电辐射电极的表面安装型天线的天线设备，即使设置在表面安装型天线的介电基体上的无馈电辐射电极的电长度，小于对应于设定的谐振频率的电长度，通过将无馈电辐射电极经由具有设置在衬底上的电感的电路来与接地电极进行连接，可以对此较短的电长度进行补偿。因此，可以如预先所设定的那样进行无馈电辐射电极的操作。这有助于降低表面安装型天线的尺寸。

此外，优选的是，可以设置用于调整辐射电极的谐振频率的频率调整部分。在这种情况下，即使由于较低的处理精度或者其他问题可能造成辐射电极的谐振频率与所指定的频率相偏离，通过使用频率调整部分，也可以对谐振频率进行调整。因此，可以提供具有高可靠性的天线特性的表面安装型天线、包括此表面安装型天线的天线设备、以及包括此天线设备的通信设备。

优选的是，可以设置用于控制辐射电极的高阶模式的谐振频率的凹口(cut-in)。在这种情况下，不仅可以容易地控制在高阶模式下的多个谐振状态中频率最低的高阶模式下的谐振，而且可以容易地控制其频率高于以上所述的最低频率的高阶模式下的谐振。

此外，在分支辐射电极的其中之一设置在介电基体的上表面上、以及另一分支辐射电极设置在介电基体的侧表面上、或者环内分支辐射电极具有较大的宽度的情况下，也可以获得以上所述的极佳的优点。

从参考附图所采用的以下的优选实施例的详细描述中，本发明的其他特征、要素、特性、以及优点将变得更加显而易见。

附图说明

图1A和1B示出依据本发明的第一优选实施例的表面安装型天线、以及包括此天线的天线设备；

图2示出图1中的辐射电极的简化形式的模型；

图3是依据本发明的第一优选实施例的表面安装型天线的一个改进的展开图；

图4A和4B是依据本发明的第一优选实施例的表面安装型天线的其他改进的展开图；

图5A和5B是依据本发明的第一优选实施例的还有的其他改进的展开图；

图6A和6B示出依据本发明的第二优选实施例的表面安装型天线、以及包括此天线的天线设备；

图7A和7B与图6A和6B相似，示出依据本发明的第二优选实施例的表面安装型天线、以及包括此天线的天线设备；

图8示出依据第二优选实施例的表面安装型天线的模型，其中设置了多个非馈电辐射电极；

图9示出本发明的第三优选实施例；

图10示出本发明的第三优选实施例的一个改进。

图11A示出依据本发明的另一优选实施例的表面安装型天线的模型；

图11B是依据本发明的一个优选实施例的表面安装型天线的展开图；

图12是依据本发明的另一优选实施例的表面安装型天线的展开图；

图13是依据本发明还有的另一优选实施例的表面安装型天线的展开图；

图14是具有在分支辐射电极中形成的凹口的表面安装型天线的实例的展开图；

图15是示出表面安装型天线的阻抗特性的实例的曲线图。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本发明的优选实施例。

图1A是表面安装型天线的第一优选实施例及包括此天线的天线设备的示意透视图。图1B是该表面安装型天线的展开图。

第一优选实施例的天线设备1包括安装在诸如在通信设备中使用的电路衬底3上的表面安装型天线2。接地电极4设置于至少在其中安装表面安装型天线2的区域Z之外的电路衬底3上。因此，表面安装型天线2被表面安装于其中没有设置接地电极4的电路衬底3的非接地区域Z。

表面安装型天线2包括：大致为矩形形状的介电基体6、以及在基体6上设置的辐射电极7。对于辐射电极7，其基端(base-end)部分设置在基体6的侧表面6a上。辐射电极7按照环形的方式布置，其中，电极7从侧表面6a依次通过侧表面6b和6c，延伸到侧表面6d。此外，辐射电极7的前侧(front side)被分支，从而提供了分支辐射电极8A和分支辐射电极8B。即，布置的分支辐射电极8a从侧表面6d向侧表面6a延伸，换句话说，该分支辐射电极按照向基端侧Q返回的方式延伸。分支辐射电极8B设置在上表面6e上。在图2中，以简化的形式示出了辐射电极7。在图1中，对设置在侧表面6a到6d上的辐射电极7的一部分进行布置，以使其弯曲到基体6的上表面6e上。在第一优选实施例中，辐射电极7中从基端侧Q到分支部分的范围内的部分被称为主电极9，其中，电极7从分支部分被分支为分支辐射电极8A和8B。也就是说，辐射电极7包括：主辐射电极9和分支辐射电极8A和8B。

辐射电极7的基端侧Q构成与设置在电路衬底3上的外部电路连接的馈电部分(即，作为发射一接收电路的RF电路)。辐射电极7的各个分支辐射电极8A和8B的前端分别构成开端(open end)。分支辐射电极8A和8B的开端8ak和8bk设置在基体6的不同表面上。特别地，分支辐射电极8A的开端8ak设置在基体6的侧表面6a上，并且与辐射电极7的馈电部分Q相对且与该馈电部分相隔一定的间距。此外，分支辐射电极8B的开端8bk设置在基体6的上表面6e上，并且与辐射电极7中不包括馈电部分Q的部分相对且与该部分相隔一定的间距。

在第一优选实施例中，分支辐射电极8B被包括主辐射电极9(即从辐射电极7的馈电部分Q延伸到分支部分的辐射电极部分)及与主辐射电极9连接的分支辐射电极8A的环状电极部分围住，并且与该环状电极部分相隔一定的间距。因此，分支辐射电极8B是环内(in-loop)分支辐射电极。分支辐射电极(环内分支辐射电极)8B的前侧被主辐射电极9围住，并且相对于主辐射电极9相隔一定的间距。因此，在分支辐射电极8B和围住分支辐射电极8B的主辐射电极9之间形成了电容。

将分支辐射电极8B的开端8bk和与开端8bk相对的主辐射电极9之间的间距Gk设置得足够小，从而使分支辐射电极8B的开端8bk和主辐射电极9可以进行相互的电磁耦合。另一方面，将分支辐射电极8A的开端8ak和辐射电极7的馈电部分Q之间的间距g设置得大于间距Gk，从而使分支辐射电路8A的开端8ak和辐射电极7的馈电部分Q几乎不能够进行相互的电磁耦合。

将包括设置在基体6上的辐射电极7的表面安装型天线2布置在电路衬底3上的设定位置。因此，天线2通过诸如布线图(wiring pattern)、片状线圈(chip coil)、或者设置在电路衬底3上的其他元件的匹配电路，与RF电路10连接。例如，从外部RF电路10通过诸如片状线圈11或者其他元件的匹配电路，将信号从外部提供给辐射电极7的馈电部分Q。该信号通过馈电部分Q和主辐射电极9传输，以致于到达分支部分。然后，信号被分割并且进入两条路线，即，一条路线经过分支辐射电极8A，另一条路线经过分支辐射电极8B。这样，对信号进行发射。通过信号的发射使辐射电极7辐射谐振，从而可以对天线进行操作。对于将表面安装型天线2设置在电路衬底3上的方法，可以使用各种技术。例如，通过焊接(soldering)将表面安装型天线2的基体6安装在电路衬底2上，通过粘合或者其他适当的材料将基体6接合到电路衬底3上，等等。可以使用任意这样的技术。

辐射电极7的基谐模式下的谐振按照与λ/4单极天线的基谐模式谐振相似的谐振状态进行。

包括分支辐射电极8A和分支辐射电极8B的整个辐射电极7与辐射电极7的基谐模式下的谐振存在一定的关系。因此，对从馈电部分Q到分支辐射电极8A的开端8ak的范围内的有效长度、从馈电部分Q到分支辐射电极8B的开端8bk的范围内的有效长度等进行设置，从而使辐射电极7具有与要求的基谐模式下的谐振频率对应的电长度(electricallength)。

此外，不用说，分支辐射电极8A和分支辐射电极8B都与辐射电极7的高阶模式下的谐振存在一定的关系。然而，在分支辐射电极8A和8B中，分支辐射电极8B与主辐射电极9存在更强的电磁耦合，因此与辐射电极7的高阶模式下的谐振频率和阻抗具有更大的关系。另一分支辐射电极8A与高阶模式下的谐振频率的关系相对较小。

如果可以改变与高阶模式具有较大关系的分支辐射电极8B的开端8bk和与开端8bk相对的主辐射电极9之间的间距Gk和相对区域(换句话说，在开端8bk和与开端8bk相对的辐射电极部分之间的电容)，则可以显著地改变高阶模式下的谐振频率，而使基谐模式下的谐振频率的变化保持得尽可能小。因此，在该第一优选实施例中，对分支辐射电极8B的开端8bk和主辐射电极9之间的间距Gk和相对区域进行设置，从而使辐射电极7的高阶模式下的谐振频率具有设定的值。

此外，在第一优选实施例中，主辐射电极9沿着分支辐射电极8B两个侧边(side edge)布置，并且靠近电极8B且与电极8B相隔一定的间距。在分支辐射电极8B的一个侧边和靠近上述的一个侧边且离馈电部分Q相对较近的主辐射电极9的部分之间的间距Gn、以及在分支辐射电极8B的另一侧边和靠近上述的另一侧边且与馈电部分Q相对较远的主辐射电极9的部分之间的间距Gd，与高阶模式下工作的辐射电极7和RF电路10侧之间的匹配具有很大的关系。即，通过调整间距Gn和Gd(即，调整在间距Gn中产生的电容、以及在间距Gd中产生的电容)，可以控制辐射电极7在高阶模式下的谐振时的匹配，而不会对基谐模式下的谐振造成危害性的影响。匹配与带宽有关。因此，在第一优选实施例中，对间距Gn和Gd进行设置，从而实现辐射电极7在高阶模式下所要求的匹配，此外，可以增加频率带宽。

即，通过调整分支辐射电极(环内分支辐射电极)8B和主辐射电极9之间的间距Gk、Gn和Gd，可以充分独立于基谐模式，对高阶模式下的谐振频率和所述的匹配进行控制，而几乎不会对基谐模式下产生的谐振造成危险性的影响。

在图1A和1B的实例中，间距Gn大致等于间距Gd。然而，这些间距Gn和Gd不必彼此相等。例如，作为对间距Gn和Gd进行研究来实现满意的匹配的结果，如图4A和4B所示，已经揭示出在某些情况下，间距Gn可以大于间距Gd。在这种情况下，如图4A和4B中的长短交替虚线所表示的，电场限制在包括主辐射电极9和分支辐射电极8B的辐射电极7的环(loop)中。因此，可以避免当能够充当“地”的诸如人体或者其他实体的对象靠近(reach)表面安装型天线2时，电场被吸引到“地”对象而对天线特性造成危害性的影响的问题。此外，在某些情况下，间距Gn可以小于间隔Gd。

例如，为了改善匹配，不对间距Gn和Gd进行调整，而是设置与间距Gn和Gd具有几乎相同宽度的切口(slit)，并且对切口的长度Sn和Sd进行调整，以便控制电容Cn和Cd，从而可以改善辐射电极7的高阶模式下的匹配。在上面的描述中，长度Sn(见图3)是与分支辐射电极(环内分支辐射电极)8B相比位置离馈电部分Q相对较近、并且沿着分支辐射电极8B延伸的切口的长度。长度Sd是与分支辐射电极8B相比位置离馈电部分Q相对较远、并且沿着分支辐射电极8B延伸的切口的长度。在分支辐射电极8B和与分支辐射电极8B相对并且位置离馈电部分Q相对较近的主辐射电极9的部分之间，产生电容Cn。在分支辐射电极8B和与分支辐射电极8B相对并且位置离馈电部分Q相对较远的主辐射电极9的部分之间，产生电容Cd。

此外，在图3的实例中，切口长度Sn最好大于切口长度Sd。在这种情况下，在与分支辐射电极8B相比位置离馈电部分Q较近的切口中产生的电容Cn，大于在与分支辐射电极8B相比位置离馈电部分Q较远的切口中产生的电容Cd。因此，在分支辐射电极8B和位置离馈电部分Q较近的主辐射电极9的部分之间的电场强度更大。因而，可以降低由于人体或者其他对象靠近天线时产生的天线特性的改变。

如以上所述，依据第一优选实施例，在存在于从一侧端部的馈电部分Q到另一侧(开端)的路径上的分支部分，对辐射电极7进行分割，以便形成多个分支辐射电极8A和8B。因而，辐射电极7具有其中该电极7的开端一侧被分支和分离的配置。在辐射电极7的开端和辐射电极7的“地”之间将会产生最高的电场。在开端7和“地”之间的电场与表面安装型天线2的天线效率和带宽的降低之间存在一定的关系。然而，在第一优选实施例中，最好将辐射电极7的开端一侧分支为两个分支辐射电极8A和8B。因此，与作为另一分支辐射电极的分支辐射电极8A相比，作为分支辐射电极之一的分支辐射电极8B可以位于离“地”较远处。因此，可以降低在辐射电极7和“地”之间产生的电场强度。因而，可以改善表面安装型天线2的天线效率和带宽。

此外，在第一优选实施例中，分支辐射电极的其中之一构成了环内分支辐射电极8B。环内分支辐射电极8B的前端部分由主辐射电极9围住，并且在前端部分和主辐射电极9之间设置了一定的间距，从而可以形成电容。可以将电容施加到辐射电极7，从而增加辐射电极7的电感(电长度)。因此，在辐射电极的有效长度彼此大致相等的条件下，与具有线性形状的辐射电极的谐振频率相比，可以降低第一优选实施例的辐射电极7的谐振频率。一个原因在于：对应于由以上提到的电容产生的电感，增加了辐射电极7的电感。换句话说，当要求相同的谐振频率时，可以将第一优选实施例的辐射电极7的有效长度设置得比诸如线性辐射电极的有效长度要短。因此，可以容易地减小基体6(即，表面安装型天线2)的尺寸。

此外，在第一优选实施例中，辐射电极7具有环状，并且将辐射电极7在位于从辐射电极7的馈电部分Q到另一端的一侧的路径上的分支部分上进行分支，以便设置分支辐射电极8A和8B，并且分支辐射电极8B的开端和主辐射电极9之间电磁耦合要强于在分支辐射电极8A的开端和主辐射电极之间的电磁耦合。依据此结构，分支辐射电极8A和8B都与基谐模式下产生的谐振存在一定的关系。然而，分支辐射电极8B与在高阶模式下形成的谐振具有更大的关系，而分支辐射电极8A几乎与该谐振无关。因此，其优点在于，可以将分支辐射电极8B用作对高阶模式下的谐振进行控制的电极，因而，可以彼此充分独立地进行基谐模式下的谐振频率的控制和匹配等、以及在高阶模式下的谐振频率控制和匹配等。

依据第一优选实施例，对部分地构成辐射电极7的主辐射电极9进行布置，从而使其在基体6的所有四个侧表面6a到6d上连续地延伸。然而，不必在基体6的所有四个侧表面6a到6d上设置主辐射电极9。例如，如图5A和5B所示的表面安装型天线2的展开图所示，可以将主辐射电极9设置在基体的四个侧表面6a到6d中的至少一个上。

此外，如图14所示，可以在分支辐射电极8A上形成凹口21。在这种情况下，如图15A中的阻抗特性的曲线图所示，可以对三阶和四阶谐振(高阶模式)进行控制，从而使这两个谐振状态在曲线图中相互位置较接近。通过如图15B所示，将表面安装型天线2(大致具有以下尺寸：宽度8mm、长度23mm、以及厚度6mm)安装在衬底3上进行试验，可以获得图15A中的曲线图。在图15A中的实线α表示当衬底3上的接地电极4的长度L大约为90mm时获得的阻抗特性。虚线β表示当衬底3上的接地电极4的长度L大约为180mm时获得的阻抗特性。可以对图14所示的表面安装型天线2进行构造，从而使第一谐振(基谐模式)发生在图15A所示的低频带，并且使第二到第四谐振(高阶模式)发生在高频带。依据由本发明的发明人所进行的试验，已经确认第二到第四谐振(高阶模式)可以分别由内环分支辐射电极8B和主要在分支辐射电极8A中形成的凹口21来控制。

下面，将描述第二优选实施例。在第二优选实施例的描述中，使用相同的参考符号表示与第一优选实施例相同的元件，并且不再对其进行重复描述。

在优选的第二实施例中，如图6A、6B、7A和7B所示，除了环形辐射电极7之外，还在表面安装型天线2的基体6上设置无馈电辐射电极12，并且在电极7和12之间设置一定的间距。优选的是，除了无馈电辐射电极12之外，第二优选实施例的结构与第一优选实施例的结构相同。图6A和图7A分别为天线设备的示意透视图。图6B是图6A所示的表面安装型天线2的展开图。图7B是图7A所示的表面安装型天线2的展开图。

无馈电辐射电极12可以与辐射电极7进行电磁耦合，以便与辐射电极7一起，产生高阶模式下的双谐振状态。因此，例如，可以增加在高阶模式下的带宽。无馈电辐射电极12与辐射电极7的电磁耦合与无馈电辐射电极12和辐射电极7的双谐振状态存在一定的关系。无馈电辐射电极12和辐射电极7之间的距离D与以上提到的电磁耦合具有一定的关系。在第二优选实施例中，对无馈电辐射电极12和辐射电极7之间的间距等进行设置，从而使无馈电辐射电极12和辐射电极7可以具有要求的双谐振状态。

如图6A和6B所示，对分支辐射电极8b的开端8bk和无馈电辐射电极12的前端进行设置，从而使部分地构成辐射电极7的主辐射电极9介于开端8bk和电极12的前端之间。在这种情况下，不仅无馈电辐射电极12的前端和主辐射电极9之间的间距D，而且无馈电辐射电极12的前端和分支辐射电极8B的开端8bk之间间距d，以及存在于无馈电辐射电极12的前端和分支辐射电极8B的开端8bk之间的主辐射电极9的部分的宽度W，都与无馈电辐射电极12和辐射电极7的电磁耦合(即，双谐振)存在一定的关系。因此，在这种情况下，不仅要对间距D、而且要对间距d及主辐射电极9的宽度W进行设置，从而使无馈电辐射电极12和辐射电极7可以具有满意的双谐振状态。

在第二优选实施例的天线电极1中，如图6A和7A所示，表面安装型天线2的无馈电辐射电极12与电路衬底3上的接地电极4连接。对于表面安装型天线2，需要减小尺寸。同时，基体6的尺寸的减小需要满足要求。因此，当在小尺寸的基体6上不仅形成环状辐射电极7，而且形成无馈电的辐射电极12时，不可避免地，必须将无馈电辐射电极12所位于的区域设置得较窄。因此，在某些情况下，无馈电辐射电极12的电长度变得比所要求的长度要短。对于这样的情况，无馈电辐射电极12不直接与接地电极4连接，而是在无馈电辐射电极12和接地电极4之间延伸的连接路线上包括具有电感的电路13。电路13可以将电感施加到无馈电辐射电极12。因此，从表面上看，无馈电辐射电极12的电长度变得大于实际无馈电辐射电极12电长度。因此，形成电路13，从而具有可以对无馈电辐射电极12的电长度的不足(shortness)进行补偿的电感。因此，从表面上看，无馈电辐射电极12的电长度具有设定的值，从而可以在辐射电极7和无馈电辐射电极12之间产生满意的双谐振状态。

电路13可以包括串联于无馈电辐射电极12和接地电极4之间的连接路线上的电感器。同时，电路13可以具有包括电感器和电容器的并联电路，以便降低基谐模式下的带宽。

依据第二优选实施例，除了环状辐射电极7之外，还设置无馈电辐射电极12。由于辐射电极7和无馈电电极12的双谐振，可以增加高阶模式下的带宽。

在图6A、6B、7A和7B的实例中，优选的是，设置一个无馈电辐射电极12。然而，例如，可以如图8所示设置多个无馈电辐射电极12a和12b。在这种情况下，通过适当地设置无馈电辐射电极12a和12b的布置和电长度，以使无馈电辐射电极12的其中之一可以充当基谐模式下的双谐振的无馈电辐射电极，而另一个充当高阶模式下的双谐振的无馈电辐射电极，从而可以容易地同时增加基谐模式和高阶模式下的带宽。此外，可以使多个无馈电辐射电极12都充当基谐模式和高阶模式其中之一下的双谐振的无馈电辐射电极。

下面将描述本发明的第三优选实施例，在第三优选实施例的描述中，使用相同的参考符号来表示与第一和第二优选实施例相同的元件，并且不再对其重复描述。

在第三优选实施例中，其特征在于，如图9所示在环状辐射电极7中形成频率调整部分14。除了频率调整部分14之外，第三优选实施例的其他结构与第一和第二优选实施例中的每一个的结构相同。

频率调整部分14能够可变地改变存在于分支辐射电极8B中离馈电电极Q相对较远的侧边(side edge)、和靠近以上提到的电极8B的部分的主辐射电极9的部分之间存在的切口SL的部分的长度，从而可以调整存在于切口SL的两侧的电极8B和9之间产生的电容。因而，可以调整辐射电极7的谐振频率。

依据第三优选实施例，沿着切口SL的延长线以一定的间距排列多个去掉电极的部分15，以便定义频率调整部分14。频率调整部分14有效地增加了切口SL的长度。即，通过剪切(trimming)或者其他适当的工艺，可以切下切口SL和相邻的电极部分之间的电极部分、以及去掉电极的部分15之间的电极部分(由图9中的虚线P围住)，从而增加切口SL的长度。因此能够可变地调整谐振频率。

依据第三优选实施例，如以上所描述的，对用于调整辐射电极7的谐振频率的部分进行设置。因此，可以提供具有如预先所设置的准确的谐振频率的表面安装型天线2，以及包括这样的表面安装型天线的天线设备1。

此外，依据第三优选实施例，可以应用频率调整部分14，以便可变地调整切口SL的长度，从而能够可变地调整辐射电极7的频率。在这种情况下，例如，可以使用图10所示的配置。在图10所示出的实例中，沿着分支辐射电极8B的一个侧边设置有多个突出部(protuberance)16。这些突出部构成了频率调整部分14。在图10的实例中的频率调整部分14中，通过剪切或者其他适当的工艺去除至少一个突出部16，从而对在切口SL两边的电极8B和9之间的电容进行可变地改变。因此，例如，通过剪切或者其他适当的工艺，可以可变地调整辐射电极7的谐振频率。

在图9和10所示的实例中，在基体6上只设置了环状辐射电极7。不用说，在设置有无馈电的辐射电极12的情况下，也可以设置频率调整部分14。

下面将描述第四优选实施例。第四优选实施例涉及一种通信设备。其特征在于，该天线设备具有在第一到第三优选实施例中描述的天线设备1和表面安装型天线2的其中之一。除了天线设备1或者表面安装型天线2之外，该通信设备的结构没有特别的限制。可以对通信设备进行适当地构造，以便满足在本说明书中未包括其描述的各种要求。上面已经描述天线设备1和表面安装型天线2，因此省略对其的重复描述。

该通信设备具有具有在第一到第三优选实施例中描述的天线设备1和表面安装型天线2的其中之一。因此，由于天线设备1或者表面安装型天线2的尺寸较小，可以降低通信设备的尺寸。此外，可以增强使用该通信设备进行的无线天线的可靠性。

本发明不局限于以上描述的第一到第四优选实施例。还可以采用各种形式。例如，在第一到第四优选实施例中，只在基体6的上表面上设置了部分地构成辐射天线7的分支辐射电极8B。然而，例如，可以对分支辐射电极8B进行布置，从而使其如图11A和11B所示，在基体6的几个表面上延伸。因此，电极8B可以是比除了电极8B之外的分支辐射电极8的部分具有更大的宽度的分支辐射电极。

此外，如图12所示，辐射电极7的一部分具有曲折(meandering)形状。在这种情况下，可以增加辐射电极7的电长度。因此，可以进一步实现尺寸的减小。特别地，如果将曲折形状的部分设置在辐射电极7中电流分布最大的区域，则可以增强曲折形状的部分对增加辐射电极7的电长度效果。因此，可以实现进一步的更大的尺寸减小。

此外，在第一到第四优选实施例中，在分支辐射电极8A的开端8ak和馈电部分Q之间的间距g最好大于在分支辐射电极8B的开端8bk与主辐射电极9之间的间距Gk。然而，如图3所示，可以将间距g设置得大致等于间距Gk。在这种情况下，例如，最好增加其中电极8B由主辐射电极9围住的分支辐射电极8B的长度，从而使分支辐射电极8B和主辐射电极9之间的电磁耦合显著地强于分支辐射电极8A的开端8ak和馈电部分Q之间的电磁耦合。同时，在这种情况下，可以像第一到第四优选实施例一样执行天线操作。可以获得与第一到第四优选实施例相同的优点。

此外，在第一到第四实施例中，考虑其中之一，即部分地构成辐射电极7的分支辐射电极8A和8B中的电极8A，开端8ak设置在与辐射电极7的馈电部分Q相同的基体6的表面6a上，以便与馈电部分Q相对且与馈电部分Q相隔一定的间距。然而，如图13所示，对于分支辐射电极8A和8B的其中之一，可以对开端进行布置，以使其不与辐射电极7的馈电部分Q相对。

此外，对于部分地构成辐射电极7的环内分支辐射电极8B，其前端一侧由主辐射电极9围住。然而，如图13所示，环内分支辐射电极8B的一个侧边靠近主辐射电极9且与其相隔间距Gd。环内分支辐射电极8B的相对的侧边靠近分支辐射电极8A且与其相隔一定的间距。因此，可以形成环内分支辐射电极8B，以使其被包括主辐射电极9和分支辐射电极8A的环状电极围住。在图13的实例中，高阶模式的谐振频率可以由分支辐射电极8B的开端8bk和与开端8bk相对的主辐射电极的间距来控制。此外，高阶模式下的匹配可以由分支辐射电极8B和主辐射电极9之间的间距Gd来控制。图13所示的表面安装型天线2与第一到第四优选实施例的各个表面安装型天线2大致相同的优点。

此外，如图14所示，通过在具有较大宽度的分支辐射电极8A中形成凹口21，可以容易地控制高阶模式下的第二、第三和第四谐振(见图15A)。

此外，在第一到第四优选实施例中，在辐射电极7中形成两个分支辐射电极，即分支辐射电极8A和8B。然而，可以形成至少三个分支辐射电极。

本发明不局限于以上描述的每一个优选实施例，而可以在权利要求所限定的范围内进行各种修改。通过适当地组合在不同的优选实施例中的每一个中公开的技术特征获得的实施例被包括于本发明的技术领域内。

Claims (19)

1.一种表面安装型天线，包括：介电基体；辐射电极，用于进行天线操作，并且按照环状设置，以便在介电基体的多个表面上延伸；

所述的辐射电极包括设置在其一侧并且与外部电路连接的馈电部分，该辐射电极在沿着从馈电部分到另一端的路线上存在的分支部分上被分支，以便定义多个分支辐射电极；

分支辐射电极的其中之一是由包括从馈电部分延伸到分支部分的辐射电极部分、以及与该辐射电极部分连接的另一分支辐射电极的环状电极围住的环内分支辐射电极，所述的环内分支辐射电极与环状电极部分相隔一定的间距；

环内分支辐射电极和从馈电部分延伸到分支部分的辐射电极部分定义了两者间的电容；以及

至少各个分支辐射电极的前端设置在介电基体的不同表面上。

2.根据权利要求1所述的表面安装型天线，其特征在于：至少环内分支辐射电极的前端由从馈电部分延伸到分支部分的辐射电极部分围住，并且在环内分支辐射电极的至少前端部分的侧边、和靠近该侧边且离馈电部分的位置相对较近的辐射电极部分之间的间距，大于在环内分支辐射电极的至少前端部分的另一侧边、和靠近此另一侧边且离馈电部分的位置相对较远的辐射电极部分之间的间距。

3.根据权利要求1所述的表面安装型天线，其特征在于：至少环内分支辐射电极的前端部分由从辐射电极的馈电部分延伸到分支部分的辐射电极部分，通过具有大致恒定不变的宽度的切口围住，与其位置比环内分支辐射电极离馈电部分远、并且沿着环内分支辐射电极延伸的其他切口部分相比，其位置比环内分支辐射电极离馈电部分近、并且沿着环内分支辐射电极延伸的切口部分具有更大的长度。

4.根据权利要求1所述的表面安装型天线，其特征在于：在部分地构成辐射电极的多个分支辐射电极中，一个分支辐射电极的前端设置在与辐射电极的馈电部分相同的介电基体的表面上，并且该前端与馈电部分相对且与馈电部分相隔一定的间距，环内分支辐射电极的前端设置在与不包括馈电部分的辐射电极部分相同的基体表面上，并且该前端与不包括馈电部分的辐射电极部分相对且与其相隔一定的间距，在馈电部分和与馈电部分相对的分支辐射电极的前端之间的间距，大于在不包括馈电部分的辐射电极部分和与不包括馈电部分的辐射电极部分相对的环内分支辐射电极的前端之间的间距。

5.根据权利要求1所述的表面安装型天线，其特征在于：环内分支辐射电极设置在介电基体的上表面上，并且其他的分支辐射电极的其中之一设置在介电基体的侧表面上。

6.根据权利要求1所述的表面安装型天线，其特征在于：环内分支辐射电极比其他的分支辐射电极中的任一个具有较大的宽度。

7.根据权利要求1所述的表面安装型天线，其特征在于：在介电基体上除了设置环状辐射电极之外，还设置至少一个无馈电辐射电极，并且设置的无馈电辐射电极与环状辐射电极相隔一定的间距，并且与环状辐射电极进行电磁耦合，从而使无馈电辐射电极与环状辐射电极一起在高阶模式下产生双谐振状态。

8.根据权利要求1所述的表面安装型天线，其特征在于：设置的环内分支辐射电极的至少一个侧表面通过切口，靠近从馈电部分延伸到分支部分的辐射电极部分，并且在邻近切口的地方存在的电极部分中设置频率调整部分，所设置的频率调整部分可变地改变切口的宽度和长度的至少其中之一，以便调整辐射电极的谐振频率。

9.根据权利要求1所述的表面安装型天线，其特征在于：部分地构成辐射电极的分支辐射电极的其中之一具有用于控制在辐射电极的高阶模式下的谐振频率的凹口。

10.根据权利要求1所述的表面安装型天线，其特征在于：通过设置环内分支辐射电极和包括另一分支辐射电极的环状电极之间的间距，或者通过设置环内分支辐射电极与从辐射电极的馈电部分延伸到分支部分的辐射电极部分之间的间距，可以调整天线的匹配。

11.根据权利要求1所述的表面安装型天线，其特征在于：通过设置环内分支辐射电极的开端和与所述开端相对的主辐射电极之间的间距，可以调整高阶模式下的谐振频率。

12.一种包括衬底和根据权利要求1所述的表面安装型天线的天线设备。

13.根据权利要求12所述的天线设备，其特征在于：所述的衬底具有至少设置在不包括表面安装型天线的安装区域的区域内的接地电极，所述的表面安装型天线设置在衬底的非接地区域上。

14.根据权利要求12所述的天线设备，其特征在于：在介电基体上除了设置环状辐射电极之外，还设置至少一个无馈电辐射电极，所设置的无馈电辐射电极与环状辐射电极相隔一定的间距，并且与环状辐射电极进行电磁耦合，从而使无馈电辐射电极与环状辐射电极一起在高阶模式下产生双谐振状态。

15.根据权利要求14所述的天线设备，其特征在于：无馈电辐射电极的一端的一侧通过具有设置在衬底上的电感的电路，与衬底的接地电极连接。

16.一种包括根据权利要求1所述的表面安装型天线的通信设备。

17.一种包括根据权利要求12所述的天线设备的通信设备。

18.一种包括根据权利要求14所述的天线设备的通信设备。

19.一种包括根据权利要求15所述的天线设备的通信设备。

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