CN1557037A - 天线器件和移动射频通信终端 - Google Patents
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Abstract
一种具有改进的天线性能的天线器件和移动射频通信终端。这种天线器件配备有用于传送和接收高频信号的射频电路(22)、拥有馈送部件(25)的凹槽天线(23)以及通过与凹槽天线(23)电磁耦合而工作的凹槽天线(24),并且包括相对高频独立于射频电路(22)的基片(21)。凹槽天线(23)在基片(21)上包括长度为λ/4的直线切口,并从与提供射频电路(22)的位置相反的边缘切开。凹槽天线(24)包括长度略短于λ/4的直线切口,并且从间隔凹槽天线(23)预定的距离d,与凹槽天线(23)相同的末端,与凹槽天线(23)平行地切开。本发明可适用于蜂窝电话。
Description
技术领域
本发明涉及一种天线器件和一种移动射频(radio)通信终端。更具体地讲,本发明涉及适用于改进天线性能的天线器件和移动射频通信终端。
背景技术
凹槽天线(notch antenna)是一种通过打开槽形天线(slot antenna)的边缘端实现的小规格天线。此前,凹槽天线已广泛得以使用。特别是,通过把该凹槽天线形成在半无限基片(substrate)上,可以获得改进的较宽频带特性。
随着最近倾向于实现一种较小规格和较轻重量的移动电话,其中所使用的基片也倾向于小型化。因此,如果把凹槽天线形成在基片上,用作移动电话的天线,就会引发不能精确实现足够宽的频率特性的问题。
以下,将参照图1解释这一问题。
图1说明了提供于移动电话中的传统天线器件的例子。在图1的例子中,把具有馈线3的凹槽天线2形成在拥有水平长度为0.27λr和垂直长度为0.5λr的基片1上。按这样一种方式把整个这一凹槽天线2基本上形成为L形:在相应于距基片1的一个边缘(图中下端)长度为0.04λr的位置将其朝右弯曲,然后切开以拥有距弯曲位置0.13λr的长度。在该图中,λr表示从移动电话所传输的或由移动电话所接收的的电波的长度。
图2A和2B以图形的形式描述了在移动电话中使用图1的一般天线器件的情况下所获得的输入阻抗特性。图2A是表示天线器件的阻抗特性的史密斯图(Smith chart),而图2B说明了表示天线器件的阻抗匹配的VSWR(电压驻波比)。
图2A中表明,表示天线器件阻抗特性的轨迹ml离开中心O。因此,可知该天线器件的阻抗特性不是宽带特性。
在图2B中,横坐标表示频率,其中,从预定中心频率f0向右频率变得越来越高(1.25f0),或向左频率变得越来越低(0.75f0)。纵坐标表示VSWR的值,VSWR的值向上变得越来越大。该天线器件由凹槽天线2形成,并且拥有单谐振特性,因此,例如在带宽BW(0.94f0到1.06f0)的端点,VSWR=4.5。这表明因源于对射频电路(radio circuit)阻抗的失配的损耗而造成的辐射效率劣化了至少36%,因此表明,在该天线器件中未达到足够的带宽。
在最近的小型化移动电话中,如上所述,与将由移动电话所处理的信号的波长相比,使得具有形成在其上的凹槽天线的基片相当小,因此,存在着这样的问题:在任何传统天线器件中,不能确保足够宽的带宽特性。
另外,图3以图形的形式描述了图1的天线器件中基片表面上的电流分布。在图3中,例如,可以把基片表面分割成其中高频电流分布不多的区域e1、其中高频电流分布适中的区域e2以及其中高频电流集中的区域e3。并且把凹槽天线2的切口部分包括在高频电流集中的区域e3中,从而表明在凹槽天线2的切割部分中高频电流的集中。
因此,在该天线器件中,如果人体等处于其中高频电流集中的凹槽天线2的切口部分附近,则因其单谐振使输入阻抗特性在电阻方面变得较低,从而导致与射频电路的失配。结果,使天线器件的辐射效率降低,最终严重地劣化了天线特性。
发明内容
鉴于以上所提到的情况,本发明已经得以实现,其目的旨在改进天线性能。
本发明的第一天线器件包含:相对高频独立于射频电路的基片;形成在基片上的切口形的第一凹槽天线,并拥有馈线;以及通过与第一凹槽天线电磁耦合而工作的切口形的第二凹槽天线。
在切口长度方面,第二凹槽天线的形成可以与第一凹槽天线不同。
可以按这样的方式基本上平行于第一凹槽天线形成第二凹槽天线:其主极化变成与第一凹槽天线的主极化一致。
可以把第一和第二凹槽天线中的每一切口形成为L形、Z字形或弯曲形。
可以把第二凹槽天线形成为拥有两个或更多长度互不相同的切口。
可以把第一凹槽天线的开口端和第二凹槽天线的开口端连接在公共开口端。
把金属的、介电的或磁的部件放置在第一凹槽天线的开口端和第二凹槽天线的开口端之间。
第一和第二凹槽天线的至少之一,可以拥有集中常数元件。
第二凹槽天线可以拥有给出所希望的电抗值的相位器。
本发明的第二天线器件包含:相对高频独立于射频电路的基片;第一天线,形成在基片上,并且由拥有馈线的切口形凹槽天线组成;以及第二天线,按这样的方式放置在第一天线的开口端附近:其主极化方向变成与第一天线的主极化方向一致,并且通过与第一天线电磁耦合而工作。
第二天线是线性天线,它可以形成为Z字形、螺线形、弯曲形或环形。
第二天线可以为形成在不同于其中形成第一天线的基片的另一个基片上的凹槽天线。
本发明的第一移动射频通信终端包含:相对高频独立于射频电路的基片;第一切口形凹槽天线,形成在基片上,并且拥有馈线;第二切口形凹槽天线,形成在基片上,并且通过与第一凹槽天线电磁耦合而工作;以及实体,用于容纳基片。
该实体由用于容纳基片的第一体和相对第一体可打开和可关闭的第二体组成。其中,当第一和第二体处于关闭状态时,可以把第一和第二凹槽天线的开口端放置在从第二体探出的第一体的部分中。
本发明的第二移动射频通信终端包含:相对高频独立于射频电路的基片;第一天线,形成在基片上,并且由拥有馈线的切口形凹槽天线组成;第二天线,按这样的方式放置在第一天线的开口端附近:其主极化方向变成与第一天线的主极化方向一致,并且通过与第一天线电磁耦合而工作;以及实体,用于容纳第一和第二天线。
该实体由用于容纳基片的第一体和相对第一体可打开和可关闭的第二体组成,其中,当第一和第二体处于关闭状态时,可以把第一天线和第二天线的开口端放置在从第二体探出的第一体的部分中。
在第一发明中,令基片相对高频保持独立于射频电路,并且把拥有馈线的第一切口形凹槽天线以及通过与第一凹槽天线电磁耦合而工作的第二切口形凹槽天线形成在基片上。
而在第二发明中,令基片相对高频保持独立于射频电路,并且把由拥有馈线的切口形凹槽天线组成的第一天线形成在基片上。并且把通过与第一天线电磁耦合而工作的第二天线按这样的方式放置在第一天线的开口端附近:其主极化方向变成与第一天线的主极化方向一致。
附图说明
图1描述了用于传统移动电话中的天线器件的结构实例;
图2A说明了图1中所示天线器件的阻抗特性;
图2B以图形的形式说明了图1中所示天线器件的阻抗特性;
图3说明了图1的天线器件中的电流分布;
图4描述了其中使用了本发明的移动电话中的天线器件的结构实例;
图5说明了图4的天线器件的具体的结构实例;
图6A说明了图5中所示天线器件的阻抗;
图6B以图形的形式说明了图5中所示天线器件的阻抗特性;
图7A说明了图5中所示天线器件的阻抗特性的另一个实例;
图7B以图形的形式说明了图5中所示天线器件的阻抗特性的另一个实例;
图8A说明了图5中所示天线器件的阻抗特性的又一个实例;
图8B以图形的形式说明了图5中所示天线器件的阻抗特性的又一个实例;
图9描述了其中使用了本发明的天线器件的另一个结构实例;
图10描述了其中使用了本发明的天线器件的又一个结构实例;
图11描述了其中使用了本发明的天线器件的又一个结构实例;
图12说明了图11的天线器件中的电流分布;
图13描述了其中使用了本发明的天线器件的又一个结构实例;
图14描述了其中使用了本发明的天线器件的又一个结构实例;
图15描述了其中使用了本发明的天线器件的又一个结构实例;
图16是其中使用了本发明的天线器件的另一个结构实例;
图17描述了其中使用了本发明的天线器件的又一个结构实例;
图18A描述了使用了图4的天线器件的移动电话的一个外部结构实例;
图18B描述了使用了图4的天线器件的移动电话的一个内部结构实例;
图19A描述了使用了图4的天线器件的移动电话的另一个外部结构实例;
图19B描述了使用了图4的天线器件的移动电话的另一个内部结构实例;
图20A描述了使用了图4的天线器件的移动电话的又一个外部结构实例;
图20B描述了使用了图4的天线器件的移动电话的又一个内部结构实例;
图20C描述了其中把使用了图4的天线器件的移动电话折叠起来的状态下的又一个结构实例;
图21描述了其中使用了本发明的天线器件的另一个结构实例;以及
图22说明了其中把图21的天线器件折叠起来的状态。
具体实施方式
以下,将参照附图描述本发明的一些实施例。
图4描述了形成在基片上的天线器件的结构实例,该基片容纳在其中使用了本发明的移动电话中。在该基片上,还提供了各种电路,包括麦克风、扬声器、显示器、控制器等,为了便于解释,图4的实例中省略了它们。该基片用作把这些电路连接于它的参照电位地。
在图4中,天线器件包括:射频电路22,用于把高频信号传输至附近的基站(未在图中显示)等,或从该基站等接收高频信号;以及基片21,其中提供了凹槽天线23和凹槽天线24。该基片21对高频保持独立于射频电路22。
在基片21上,这样地形成凹槽天线23:拥有开口端23a,该开口端23a具有预定宽度,以及距离对射频电路22的位置相反一侧上基片21的一个边缘(在该图的下侧)λ/4的长度。凹槽天线23拥有馈线25,并根据从射频电路22经由馈线25获得的高频电流而工作。
这样地形成凹槽天线24:拥有具有长度略短于λ/4的线性切口的开口端24a,并且沿与凹槽天线23的方向相同的方向,从其相同边缘,在与凹槽天线23间隔距离d的位置切开。平行于凹槽天线23并等于其宽度,形成凹槽天线24。凹槽天线24不具有馈线25,并通过与凹槽天线电磁耦合而工作。
凹槽天线23和凹槽天线24是这样的关系:当距离d变短或变长时(具体地,当开口端23a和开口端24a之间的距离d变短或变长时),其电磁耦合强度倾向于增强或减弱。根据某些实验,例如,当相应于参照频率F0的波长为λ时,优选地,令距离d的长度在λ/30到λ/5的范围内。
实现天线器件的多谐振是可能的,即通过略微改变两个凹槽天线23和24的长度,拓宽其频带。并且可以通过沿同一方向(互相平行)形成两个天线的切口,使主极化的方向变为一致。
图5说明了图4的天线器件中的具体的结构实例。在图5中,任何与图4中相对应的组成部分均由相同的参照数字或符号表示,而且以下将省略对其重复的解释。
在图5中,对基片21的尺寸这样确定:拥有0.27λr的水平长度和0.5λr的垂直长度,其中λr表示通信射频波的波长。凹槽天线23由在距离基片1的一个边缘0.2λr长的位置切开的线性切口形成。通过与凹槽天线23电磁耦合而工作的凹槽天线24由另一个切口形成,该切口在与凹槽天线23向右间隔0.1λr的距离的位置并与凹槽天线23平行地切开。所形成的凹槽天线24的切口略短于0.2λr,0.2λr为凹槽天线23的长度。
在图5的天线器件中,如上所述,以与拥有馈线25的凹槽天线23协调(tune)的方式,通过其尺寸(dimension)参数,调整通过电磁耦合工作的凹槽天线24。
在图6A和6B中,说明了图5的天线器件的输入阻抗特性。图6A为代表该天线器件阻抗特性的史密斯图,图6B以图形的形式说明了指示该天线器件的阻抗匹配的电压驻波比(VSWR)。
在图6A中,轨迹m2表示天线器件的阻抗特性为集中在史密斯图中心O的α型,从而表明使天线器件的阻抗特性变得适合于较宽的频带。
在图6B中,横坐标表示频率,从预定中心频率f0(=1/λr),向右变得越来越高(1.25f0),向左变得越来越低(0.75f0)。而纵坐标表示VSWR的值,向上变得越来越大。这表明随VSWR的值变小,阻抗匹配增强。
在图6B的实例中,在0.94f0到1.06f0的带宽BW中,最大值VSWR为3.0。这表明由于至少与射频电路22的阻抗失配所产生的损耗,辐射效率劣化了14%。即,根据该天线器件,与参照图2解释的其中辐射效率为36%的传统天线器件相比,其辐射效率提高了22%。
现在参照图7A、7B、8A以及8B,将给出在手持该电话的情况下、关于装备有图5的天线器件的移动电话的输入阻抗特性的解释。图7A和8A每一个均代表了该天线器件阻抗特性的史密斯图,而图7B和8B每一个均以图形的形式说明了指示该天线器件阻抗匹配的特性的电压驻波比(VSWR)。
图7A和图7B代表了当用手覆盖凹槽天线23和24的切口的上半部时所获得的该天线器件的阻抗特性。在图7A中,表示该天线器件阻抗特性的轨迹m3为集中在史密斯图中心O的α型,从而表明该天线器件拥有宽带特性。在图7B中,在0.94f0到1.06f0的带宽BW中,天线器件的VSWR小于1.8,因此,表明达到稳定的阻抗特性。
图8A和8B以图形的形式说明了当用手完全覆盖凹槽天线23和24的切口时所获得的阻抗特性。在图8A中,表示该天线器件阻抗特性的轨迹m4集中在史密斯图中心O的附近,从而表明仍保持该天线器件的宽带特性。在图8B中,在0.94f0到1.06f0的带宽BW中,天线器件的VSWR小于2.2,因此,表明达到稳定的阻抗特性。
如上所述,以能够与拥有馈线25的凹槽天线23相协调(不管手的干扰或影响)的方式,通过其尺寸参数,调整通过电磁耦合工作的凹槽天线24,以致于可以达到稳定的宽带阻抗特性。
将给出形成在其中使用了本发明的移动电话的内部基片上的天线器件的另一个结构实例的进一步解释。在以下的描述中,任何与图4中所使用的组成部分相对应的组成部分均由相同的参照数字或符号表示,而且以下将省略对其重复的解释。
在图9的天线器件中,把具有馈线25的凹槽天线23形成为L形:在图中距离基片21的一个边缘上的开口端23a预定长度的位置(点P1)将其切口朝左弯曲,然后从点P1到预定的位置(末端)切开。把另一个通过与凹槽天线23电磁耦合而工作的凹槽天线24形成为L形:在图中距离基片21的一个边缘的开口端24a预定长度的位置(点P2)将其切口朝右弯曲,然后从点P2到预定的位置(末端)切开。
在凹槽天线23中,把包括从基片21的开口端23a到点P1的长度和从点P1到末端点的长度的整个长度设置成λ/4。与此同时,在凹槽天线24中,把包括从基片21的开口端24a到点P2的长度和从点P2到末端点的长度的整个长度设置成稍微短于λ/4。因此,可能沿基片21的长度(longitudinal)方向缩短切口长度(即从基片21的开口端23a、24a到点P1、P2),以致于与图4的天线器件相比,可以小型化由凹槽天线23和24构成的图9的天线器件。
尽管在图9中把凹槽天线23和24形成为L形,但也可以将其形成为弯曲形或Z字形。
在图10的天线器件中,通过与凹槽天线23电磁耦合而工作的凹槽天线由两个凹槽天线24-1和24-2构成,凹槽天线24-1和24-2由两个线性切口形成,每一个线性切口具有距离基片21的一个边缘预定的长度。把凹槽天线24-1形成在向右与凹槽天线23间隔预定的距离的位置上,而且拥有距离开口端24-1a略大于λ/4的长度。并且把凹槽天线24-2形成在向右与凹槽天线24-1间隔预定的距离的位置上,而且拥有略大于λ/4的长度。与凹槽天线23平行地形成这两个凹槽天线24-1和24-2。
因此,在图10的天线器件中,多个通过电磁耦合工作的凹槽天线按这样的方式形成:拥有相互不同的长度,从而与在单一凹槽天线的情况下所获得的整个谐振带相比,整个谐振带可被拓宽。通常,把天线的谐振表示为(λ/4)×N(天线的个数),以致于在不同于拥有馈线25的凹槽天线23的所希望的频率,凹槽天线24-1和24-2能够获得多谐振。
尽管图10仅说明通过电磁耦合工作的两个凹槽天线24-1和24-2,但其数量可以为3个或3个以上。另外,尽管把凹槽天线23放置在左侧,而把凹槽天线24-1和24-2放置在右侧,但其放置也可以反过来,该排列无关紧要。
在图11的天线器件中,把连接于基片21的金属导体部件31a和31b互相靠近地放置在基片21上的凹槽天线23的开口端23a和凹槽天线24开口端24a的附近(金属导体部件3 1a和3 1b可以由基片21构成)。在该结构中,加强因某种原因(如鉴于与某些其它组成部分的位置关系,不可能缩短凹槽天线23和24之间的距离d)减弱电磁耦合是可能的。
可以把该结构视为经由开口端31c把金属导体部件31a和31b互相相对,或可以将其视为把开口端23a和开口端23b连接于用作公共开口端的开口端31c。
如所描述的,在图11的天线器件中,通过在其上靠近地放置基片21或与其连接的金属导体部件31,使进行调整以加强电磁耦合变得可能,从而应对这样问题:在基片21上,因为与其它组成部分(未在图中加以显示)的关系,不能把凹槽天线23和24放置在其理想的位置上,因而减弱了两个凹槽天线之间电磁耦合。
另外,图12描述了图11的天线器件中的基片表面上的电分布。在图12中,例如,可以把整个分布划分成其中几乎没有高频电流分布的区域e0、其中高频电流分布不多的区域e1、其中高频电流分布适中的区域e2以及其中高频电流分布集中的区域e3。如其中高频电流分布集中的区域e3中所指示的,根据图11的天线器件,把通过电磁耦合工作的凹槽天线24的开口端24a与拥有馈线25的凹槽天线23的开口端23a一起连接于公共开口端31c,从而可以把高频电流分散在两个天线(凹槽天线23和24)中。结果,即使例如如人体的接触等的某些干扰影响一个凹槽天线23,由于另一个凹槽天线的存在,因而也不改变输入阻抗特性而容易最终获得阻抗特性中的稳定性。
接着在图13的天线器件中,在其中形成了凹槽天线23的开口端23a和凹槽天线24的开口端24a的基片21的一侧上,把金属部件41***凹槽天线23和凹槽天线24之间。在该情况中,与图11的天线器件相反,减弱由于由于凹槽天线23和24之间的距离d太小的某种原因而过度加强电磁耦合是可能的。
如果有效地减弱电场,金属部件41可以是介电部件或磁部件,而不仅限于金属。
如所描述的,在图13的天线器件中,通过在凹槽天线23和24之间放置金属部件等,使进行调整以减弱电磁耦合变得可能,从而应对这样问题:在基片21上,因为与某些其它组成部分(未在图中加以显示)的关系,不能把凹槽天线23和24放置在其理想的位置上,因而过度加强了其间电磁耦合。
在图14的天线器件中,与在先前所提到的图11的天线器件中,在其中形成了凹槽天线23的开口端23a和凹槽天线24的开口端24a的基片21的其一侧上,把基片21的部分扩展为基片21a和基片21b,而且基片21a和基片21b互相靠近。把由电容或导体等组成的集中常数元件51a、51b和51c放置在互相靠近的基片21a和基片21b上。例如,在图14的例子中,这样的集中常数元件51a、51b和51c中的中心集中常数元件51b由电容组成,而其它的集中常数元件51a和51c由导体组成,可以通过改变由电容组成的集中常数元件51b的电容C,调整电磁耦合的强度。
如所描述的,在图14的天线器件中,通过在基片21的部分中提供集中常数元件,以及通过改变凹槽天线的切口尺寸或凹槽天线之间的距离,可以调整天线特性。
另外,在图15的天线器件中,在包括于图4的天线器件中并通过电磁耦合工作的凹槽天线24的位置,提供拥有所希望的电抗(reactance)部件的相位器61。由于在图15的这一天线器件中通过相位器61可自适应地改变电磁耦合的强度,因而把电磁耦合的强度设置成其最佳值是可能的,例如,当这种强度的最佳值依赖于用户是否把使用该天线器件的移动终端持在手中而变化时。
因此,在图15的天线器件中,当希望时,可以通过连接于通过电磁耦合工作的凹槽天线24的相位器61,调整包括阻抗、辐射模式的天线特性。而且,由于相位器61能够把相位量改变到所希望的值,所以能够根据通信环境主动调整天线特性。
如所描述的,把通过电磁耦合工作的凹槽天线形成在这样一个基片上:其中以与生成相同主极化的方式形成另一个拥有馈线的凹槽天线,并相对切口的形状和它们之间的距离,调整这样的凹槽天线之间的关系,或把金属部件、集中常数元件或相位器额外地提供在其中,以致于可以使天线器件的输入阻抗特性变得适合于较宽的频带,即适合于实现多谐振。
接下来,参照图16和17,将给出关于这样天线器件的解释:在该天线器件中把通过与拥有馈线25的凹槽天线23电磁耦合而工作的一个天线,放置在不同于形成凹槽天线23的基片21的某一其它位置上。
在如图16中的例子所示的天线器件中,把线性天线71用作通过与拥有馈线25的凹槽天线23电磁耦合而工作的天线。通过与凹槽天线23电磁耦合而工作的天线71拥有λ/2的长度,并将其放置在凹槽天线23的开口端23a的附近。把该线性天线71垂直凹槽天线23的切口而以这样的方式定位:其主极化在方向上变成与凹槽天线23的方向一致。因此,因为凹槽天线23的主极化方向横向于其切口(即该图中水平的),所以可以使线性天线71的主极化方向h(即垂直的)变得与凹槽天线23的主极化方向一致(平行)。
一般地,大多数用户以略偏于水平方向手持移动电话的同时打(使用)电话,因此,在通信期间,线性天线71的主极化方向h几乎垂直于地面,从而变成与移动电话的基站的垂直极化方向相一致,使增益倾向于增大。
在图16的例子中,把线性天线71形成为直线,但它也可以为弯曲形、Z字形或螺线形。
在如图17的例子所示的天线器件中,取代图16中的线性天线71,使用了通过把长度为λ的天线做成环形形成的折叠天线81。类似于线性天线71,也把折叠天线81沿与主极化方向h一致的方向而放置。因此,可得到与图16的线性天线71中一样的有益效果。
在该情况中,把垂直于主极化方向h的折叠天线81的向后折叠距离e设置得非常小。
在以上所提到的例子中,这样设置通过电磁耦合工作的天线:其主极化方向变成与其附近拥有馈线25的凹槽天线23的主极化方向一致,从而,可得到与图4的天线器件中一样的有益效果。
现在,参照图18A和18B、19A和19B以及20A到20C,给出关于把以上所描述的天线器件用于移动电话的某些情况的解释。在以下的描述中,假设把图4中所示的天线器件用于移动电话。
在图18A和19A中,移动电话201包含拥有显示器214和扬声器215的上体211、拥有手动控制器216和麦克风217的下体212以及用于把上体211和下体212互相结合在一起的枢纽213。尽管在图18A和19A中简化了枢纽213,然而,下体211和下体212是由枢纽213以旋转方式支撑的。
图18B和19B各描述了图18A和19A的移动电话201中内部基片的结构实例。在图18B和19B中,任何与图4中相对应的组成部分均由相同的参考数字或符号表示,而且以下将省略对其重复的解释。
在图18B的例子中,以这样的方式把具有形成在其上的天线器件的基片21a容纳在下体212中:把凹槽天线23和24放置在移动电话201的最下部分,并且把不具任何天线器件的基片21b容纳在移动电话201的上体211中,从而把凹槽天线23和24(具体讲,把凹槽天线23的开口端23a和凹槽天线24的开口端24a)定位在头之下,因此减少了否则可能由头引起的并施加给天线特性的有害影响。
在图19B的例子中,以这样的方式把具有形成在其上的天线器件的基片21a容纳在上体211中:把凹槽天线23和24放置在移动电话201的最上部分,并且把不具任何天线器件的基片21b容纳在移动电话201的下体212中,因此减少了否则可能施加给天线特性的来自握持移动电话201的用户的手的有害影响。
尽管没有具体示出,但可以把天线器件提供在上体211和下体212两者中。在该情况下,通过有选择地切换上体211和下体212中的天线器件,或通过组合在这两个天线器件中所接收的信号,可以获得符合通信环境的最佳的天线特性。
以上给出的解释涉及其中其上体211和下体212为可旋转的可折叠型移动电话。然而,本发明也适用于不同于这样的可折叠型的直型移动电话。
图20A描述了其中把图18A的移动电话201的上体211和下体212通过上体221和下体222分别放置的实例。
在图20A中,把上体221形成为短于下体222预定的长度r,并且为了与其一致,如图20B中所示,把不具有天线器件并容纳于上体221中的基片21c,形成为短于具有形成于其上的天线器件并容纳于下体222中的基片21a预定的该长度r。
因此,如图20C中所示,当在枢纽213上旋转移动电话201的上体211并为与下体212相结合而对其加以折叠时,下体222的下部分231不重叠在下体221上,并向下探出。因此,图20B中所示的凹槽天线23的开口端23a和凹槽天线24的开口端24a不重叠在(不相对于)另一个基片21c上,并向下探出。
结果,特别是在关闭了下体222和上体221的待机状态下,减小下面的不希望的可能性成为可能:因对另一个基片21c相对放置的凹槽天线23和24所产生的有害影响,而不能实现宽带特性。
进一步参照图21,将给出其中上体211和下体212是可旋转的可折叠型移动电话201中所使用的另一种天线器件的结构实例的解释。在图21中,任何与图4中相对应的组成部分均由相同的参考数字或符号表示,而且以下将省略对其重复的解释。
如例子中所示,在图21的天线器件中,把基片21容纳在移动电话201的上体211中,并且把基片301容纳在移动电话201的下体212中。在图21中,移动电话201的上体211和下体212处于打开状态。
在基片301上,按这样的方式形成通过与凹槽天线23电磁耦合而工作的凹槽天线302:距离其面对基片21的一个边缘处的开口端302a的长度略短于λ/4。因此,把基片301上的凹槽天线302的开口端302a放置在基片21上的凹槽天线23的开口端23a的附近。沿同一方向切开这两个天线(以形成平行的切口),以致于可以使主极化的方向相同(平行)。
图22说明了另一种状态,其中,在使用了图21的天线器件的移动电话201中,在枢纽213(图19A)上旋转基片21和基片301,并以朝内向后折叠的方式把其中容纳基片301的下体212结合于容纳基片21的上体211,如箭头P所示。
如图22中所示,当折叠上体211和下体212时,也把凹槽天线302的开口端302a定位在凹槽天线23的开口端23a的附近。因此,可以获得宽带特性,甚至是在移动电话折叠的情况下,以及在其上体和下体打开的情况下。
因此,甚至在形成在另一个基片上的凹槽天线中,也以这样一种方式把天线提供在具有馈线的凹槽天线的开口端的附近:生成相同的主极化,从而可获得与以上提到的图16的天线器件中相同的有益效果。
如上所述,把通过电磁耦合工作的天线提供在具有馈线的凹槽天线的开口端附近,以便生成相同的主极化,因此获得天线器件的宽带或多谐振输入阻抗特性。
以上给出的描述涉及把本发明用于移动电话的示例情形。然而,本发明也适用于具有天线器件的某些其它移动射频通信终端,如PDA(个人数字助理)等。
产业上的可利用性
因此,根据本发明,改进天线器件的性能是可能的。而且,本发明确保了稳定的阻抗特性。另外,根据本发明,还可以实现宽带特性。
权利要求书
(按照条约第19条的修改)
1.一种天线器件,包括:
相对高频独立于射频电路的基片;
形成在所述基片上的切口形的第一凹槽天线,并拥有馈线;以及
形成在所述基片上的切口形的第二凹槽天线,并通过与所述第一凹槽天线电磁耦合而工作。
2.根据权利要求1所述的天线器件,其中,所述第二凹槽天线的形成在切口长度方面与所述第一凹槽天线不同。
3.根据权利要求1所述的天线器件,其中,按其主极化变成与所述第一凹槽天线的主极化一致这样的方式,基本上平行于所述第一凹槽天线而形成所述第二凹槽天线。
4.根据权利要求1所述的天线器件,其中,把所述第一和第二凹槽天线中的每一切口形成为L形、Z字形或弯曲形。
5.根据权利要求1所述的天线器件,其中,把所述第二凹槽天线形成为拥有两个或更多长度互不相同的切口。
6.根据权利要求1所述的天线器件,其中,把所述第一凹槽天线的开口端和所述第二凹槽天线的开口端连接在公共开口端。
7.根据权利要求1所述的天线器件,其中,把金属的、介电的或磁的部件放置在所述第一凹槽天线的开口端和所述第二凹槽天线的开口端之间。
8.根据权利要求1所述的天线器件,其中,把由电容器组成的集中常数元件插在所述第一凹槽天线的开口端和所述第二凹槽天线的开口端之间。
9.根据权利要求1所述的天线器件,其中,所述第二凹槽天线拥有给出所希望电抗值的相位器。
10.一种天线器件,包括:
相对高频独立于射频电路的基片;
第一天线,形成在所述基片上,并且由拥有馈线的切口形凹槽天线构成;以及
第二天线,按这样的方式放置在所述第一天线的开口端附近:其主极化方向变成与所述第一天线的主极化方向一致,并且通过与所述第一天线电磁耦合而工作。
11.根据权利要求10所述的天线器件,其中,所述第二天线是形成Z字形、螺线形、弯曲形或环形的线性天线。
12.根据权利要求10所述的天线器件,其中,所述第二天线为凹槽天线,形成在不同于其中形成所述第一天线的所述基片的另一个基片上。
13.一种移动射频通信终端,包含:
相对高频独立于射频电路的基片;
第一切口形凹槽天线,形成在所述基片上,并且拥有馈线;
第二切口形凹槽天线,形成在所述基片上,并且通过与所述第一凹槽天线电磁耦合而工作;以及
实体,用于容纳所述基片。
14.根据权利要求13所述的移动射频通信终端,其中,所述实体由用于容纳所述基片的第一体和相对所述第一体可打开和可关闭的第二体组成,其中,当所述第一和第二体处于关闭状态时,所述第一和第二凹槽天线的开口端放置在从所述第二体探出的所述第一体的部分中。
15.一种移动射频通信终端,包含:
相对高频独立于射频电路的基片;
第一天线,形成在所述基片上,并且由拥有馈线的切口形凹槽天线组成;
第二天线,按这样的方式放置在所述第一天线的开口端附近:其主极化方向变成与所述第一天线的主极化方向一致,并且通过与所述第一天线电磁耦合而工作;以及
实体,用于容纳所述第一和第二天线。
16.根据权利要求15所述的移动射频通信终端,其中,所述实体由用于容纳所述基片的第一体和相对所述第一体可打开和可关闭的第二体组成,其中,当所述第一和第二体处于关闭状态时,把所述第一天线和所述第二天线的开口端放置在从所述第二体探出的所述第一体的部分中。
17.根据权利要求8所述的天线器件,其中,所述第一凹槽天线在其开口端拥有由导体构成的第一集中常数元件,而所述第二凹槽天线在其开口端拥有第二集中常数元件。
Claims (16)
1.一种天线器件,包括:
相对高频独立于射频电路的基片;
形成在所述基片上的切口形的第一凹槽天线,并拥有馈线;以及
形成在所述基片上的切口形的第二凹槽天线,并通过与所述第一凹槽天线电磁耦合而工作。
2.根据权利要求1所述的天线器件,其中,所述第二凹槽天线的形成在切口长度方面与所述第一凹槽天线不同。
3.根据权利要求1所述的天线器件,其中,按其主极化变成与所述第一凹槽天线的主极化一致这样的方式,基本上平行于所述第一凹槽天线而形成所述第二凹槽天线。
4.根据权利要求1所述的天线器件,其中,把所述第一和第二凹槽天线中的每一切口形成为L形、Z字形或弯曲形。
5.根据权利要求1所述的天线器件,其中,把所述第二凹槽天线形成为拥有两个或更多长度互不相同的切口。
6.根据权利要求1所述的天线器件,其中,把所述第一凹槽天线的开口端和所述第二凹槽天线的开口端连接在公共开口端。
7.根据权利要求1所述的天线器件,其中,把金属的、介电的或磁的部件放置在所述第一凹槽天线的开口端和所述第二凹槽天线的开口端之间。
8.根据权利要求1所述的天线器件,其中,所述第一和第二凹槽天线的至少之一拥有集中常数元件。
9.根据权利要求1所述的天线器件,其中,所述第二凹槽天线拥有给出所希望电抗值的相位器。
10.一种天线器件,包括:
相对高频独立于射频电路的基片;
第一天线,形成在所述基片上,并且由拥有馈线的切口形凹槽天线构成;以及
第二天线,按这样的方式放置在所述第一天线的开口端附近:其主极化方向变成与所述第一天线的主极化方向一致,并且通过与所述第一天线电磁耦合而工作。
11.根据权利要求10所述的天线器件,其中,所述第二天线是形成Z字形、螺线形、弯曲形或环形的线性天线。
12.根据权利要求10所述的天线器件,其中,所述第二天线为凹槽天线,形成在不同于其中形成所述第一天线的所述基片的另一个基片上。
13.一种移动射频通信终端,包含:
相对高频独立于射频电路的基片;
第一切口形凹槽天线,形成在所述基片上,并且拥有馈线;
第二切口形凹槽天线,形成在所述基片上,并且通过与所述第一凹槽天线电磁耦合而工作;以及
实体,用于容纳所述基片。
14.根据权利要求13所述的移动射频通信终端,其中,所述实体由用于容纳所述基片的第一体和相对所述第一体可打开和可关闭的第二体组成,其中,当所述第一和第二体处于关闭状态时,所述第一和第二凹槽天线的开口端放置在从所述第二体探出的所述第一体的部分中。
15.一种移动射频通信终端,包含:
相对高频独立于射频电路的基片;
第一天线,形成在所述基片上,并且由拥有馈线的切口形凹槽天线组成;
第二天线,按这样的方式放置在所述第一天线的开口端附近:其主极化方向变成与所述第一天线的主极化方向一致,并且通过与所述第一天线电磁耦合而工作;以及
实体,用于容纳所述第一和第二天线。
16.根据权利要求15所述的移动射频通信终端,其中,所述实体由用于容纳所述基片的第一体和相对所述第一体可打开和可关闭的第二体组成,其中,当所述第一和第二体处于关闭状态时,把所述第一天线和所述第二天线的开口端放置在从所述第二体探出的所述第一体的部分中。
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