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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine frequenzvariable Antenne,
die für
eine Funkkommunikation oder zum Rundsenden verwendet wird, und auf
eine Kommunikationsvorrichtung, die dieselbe umfasst.
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Hintergrund
der Technik
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12 zeigt
einfach eine Antennenkonfiguration, die in der japanischen ungeprüften Patentanmeldung
mit der Veröffentlichungsnummer 2002-158529
beschrieben ist. Diese Antennenkonfiguration 40 umfasst
ein dielektrisches Substrat 41; eine Strahlungselektrode 42,
die auf dem dielektrischen Substrat 41 angeordnet ist;
eine Speisungsverdrahtungsstruktur 44, die auf einer Platine
angeordnet ist (z. B. einer Schaltungsplatine einer Kommunikationsvorrichtung) 43;
und eine Anpassungsschaltung 45.
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Die
Strahlungselektrode 42 ist schleifenförmig, wobei ein Leerlaufende 42K an
einem Ende derselben einem Speisungsende 42Q an dem anderen Ende
mit einem Zwischenraum zwischen denselben zugewandt ist. Die Speisungsverdrahtungsstruktur 44 bildet
eine Verbindung mit dem Speisungsende 42Q der Strahlungselektrode 42,
die auf dem dielektrischen Substrat 41 angeordnet ist,
wenn das dielektrische Substrat 41 an einer Einstellposition
der Platine 43 oberflächenbefestigt
ist, um die Strahlungselektrode 42 mit einer Hochfrequenzschaltung 46 zu verbinden,
die für
eine Kommunikation der Kommunikationsvorrichtung verwendet wird.
Wenn z. B. ein Funkübertragungssignal
von der Hochfrequenzschaltung 46 zu der Speisungsverdrahtungsstruktur 44 übertragen
wird, wird das Funkübertragungssignal
von der Speisungsverdrahtungsstruktur 44 zu der Strahlungselektrode 42 geliefert.
Das gelieferte Signal erregt die Strahlungselektrode 42,
so dass das Signal drahtlos gesendet oder empfangen wird.
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Die
Anpassungsschaltung 45 ist in der Mitte der Speisungsverdrahtungsstruktur 44 angeordnet. Die
Anpassungsschaltung 45 umfasst einen Kondensator und einen
Induktor und erreicht eine Eingangsimpedanzanpassung der Speisungsverdrahtungsstruktur 44 und
der Strahlungselektrode 42. In letzter Zeit war eine Miniaturisierung
von Antennen gefragt. Wenn das dielektrische Substrat 41 ansprechend
auf diese Nachfrage miniaturisiert wird, verringert sich unumgänglich eine
physische Länge
der Strahlungselektrode 42. Dementsprechend kann die Impedanz der
Strahlungselektrode 42 bei Frequenzen sehr hoch werden,
die für
eine Funkkommunikation eingestellt sind. Die Anpassungsschaltung 45 ist
vorgesehen, um mit einem solchen Fall umzugehen. Das heißt, durch
Erreichen einer Impedanzanpassung zwischen der Strahlungselektrode 42 und
der Speisungsverdrahtungsstruktur 44 bei einer gewünschten Frequenz
durch Verwenden der Anpassungsschaltung 45 können Verluste
aufgrund einer Signalreflexion an einem Verbindungsabschnitt zwischen
der Strahlungselektrode 42 und der Speisungsverdrahtungsstruktur 44 unterdrückt werden.
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In
den letzten Jahren wurde eine Antenne, die für eine Kommunikation in einem
sehr breiten Frequenzband anpassbar ist, z. B. einem Frequenzband,
das für
ein digitales terrestrisches Fernsehen verwendet wird, benötigt. Wenn
jedoch eine Antenne selbst miniaturisiert wird, wird ein Q-Wert
hoch und eine Bandbreite wird schmal, was nicht an ein breites Frequenzband
für ein
digitales terrestrisches Fernsehen anpassbar ist. Ferner, wenn eine
Frequenz variiert wird, durch Verwenden einer Anpassungsschaltung, verringert
sich eine Verstärkung
und eine Schaltungskonfiguration wird nachteilhaft kompliziert.
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Die
vorliegende Erfindung richtet sich auf das Schaffen einer frequenzvariablen
Antenne, die an eine Kommunikation in einem breiten Frequenzband
anpassbar ist, während
eine Verringerung bei der Verstärkung
unterdrückt
wird, und die eine schleifenförmige
Strahlungselektrode und eine Kommunikationsvorrichtung aufweist,
die die Antenne umfasst.
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Offenbarung
der Erfindung
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Eine
frequenzvariable Antenne der vorliegenden Erfindung umfasst eine
Strahlungselektrode, die eine Monopolantennenoperation ausführt. Die Strahlungselektrode
ist schleifenförmig,
wobei ein Speisungsende an einem Ende der Strahlungselektrode einem
Leerlaufende an dem anderen Ende mit einem Zwischenraum zwischen
denselben zugewandt ist. Eine Schaltung mit einer Reaktanzkomponente
und einer Reaktanzkomponenten-Variiereinheit ist in einem Schleifenweg
der Strahlungselektrode vorgesehen. Die Schaltung funktioniert als
eine frequenzvariierende Schaltung zum Variieren einer Resonanzfrequenz
der Strahlungselektrode durch Variieren einer elektrischen Länge der
Strahlungselektrode durch Variieren der Reaktanzkomponente. Eine
Kommunikationsvorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst oder
verwendet die frequenzvariable Antenne, die eine Konfiguration aufweist,
die in der Beschreibung und den Zeichnungen charakterisiert wird.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist die Strahlungselektrode schleifenförmig, wobei das Speisungsende
dem Leerlaufende mit einem Zwischenraum zwischen denselben zugewandt
ist, und die frequenzvariierende Schaltung ist in dem Schleifenweg
der Strahlungselektrode bereitgestellt. Die frequenzvariierende
Schaltung weist die Reaktanzkomponente und die Reaktanzkomponenten-Variiereinheit
auf, und variiert die Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode durch
Variieren der elektrischen Länge
der Strahlungselektrode durch Variieren der Reaktanzkomponente.
Da die frequenzvariierende Schaltung ermöglicht, die Resonanzfrequenz
der Strahlungselektrode gemäß einer
Kommunikationsfrequenz zu variieren, kann eine Bandbreite, die bei einer
Kommunikation verwendet werden kann, über eine Bandbreite der Strahlungselektrode
verbreitert werden.
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Ferner,
da die frequenzvariierende Schaltung in dem Schleifenweg der Strahlungselektrode vorgesehen
ist, kann eine Variation bzw. Abänderung bei
einem Anpassungszustand zwischen der Strahlungselektrode und einer
Schaltung der Kommunikationsvorrichtung oder Ähnlichem unterdrückt werden, sogar
wenn die Reaktanzkomponente der frequenzvariierenden Schaltung variiert
wird. Dementsprechend kann die Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode
variiert werden unter Verwendung der frequenzvariierenden Schaltung,
während
eine Variation bei der Verstärkung
der frequenzvariablen Antenne unterdrückt wird.
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Daher
kann die frequenzvariable Antenne dieser Erfindung und eine Kommunikationsvorrichtung,
die dieselbe umfasst, eine breitere Bandbreite realisieren, während eine
Verschlechterung der Verstärkung
unterdrückt
wird.
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Wenn
die frequenzvariierende Schaltung in der Nähe des Speisungsendes bereitgestellt
ist, wo eine Stromverteilung hoch in dem Schleifenweg der Strahlungselektrode
ist, kann die Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode um einen
großen
Betrag variiert werden, durch Variieren der Reaktanzkomponente an
einem Abschnitt, wo die Stromverteilung hoch ist. In diesem Fall
ist eine Bandbreite der frequenzvariablen Antenne breiter als ein
Fall, in dem die frequenzvariierende Schaltung an einem anderen Abschnitt
in dem Schleifenweg der Strahlungselektrode vorgesehen ist.
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Wenn
die frequenzvariierende Schaltung eine parallele Schaltung umfasst,
die einen Induktor und einen Varaktor umfasst, ist die Schaltungskonfiguration
der frequenzvariierenden Schaltung einfach. Daher kann eine Verkomplizierung
der frequenzvariablen Antenne verhindert werden.
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Wenn
die parallele Schaltung, die den Induktor und den Varaktor umfasst,
eine Mehrzahl von parallelen Schaltungen aufweist, die sequentiell
oder dispergierend in dem Schleifenweg der Strahlungselektrode sind,
und wenn die Mehrzahl von parallelen Schaltungen die frequenzvariierende
Schaltung bilden, umfasst die frequenzvariierende Schaltung eine Mehrzahl
von Induktoren. In diesem Fall ist eine Induktivität jedes
Induktors kleiner als in einem Fall, in dem die frequenzvariierende
Schaltung nur einen Induktor umfasst. Dies erleichtert eine Stromkonzentration
zu dem Induktor und ein Verlust bei elektrischer Leistung kann reduziert
werden, und somit kann die Effizienz der Antenne verbessert werden.
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Wenn
die frequenzvariierende Schaltung ein Paar von Varaktoren umfasst,
bei denen Anschlüsse, die
dieselbe Polarität
aufweisen, miteinander verbunden sind, und Induktoren, die jeweils
parallel mit den Varaktoren verbunden sind, können Kapazitätskomponenten
des Paares von Varaktoren durch dieselbe Steuerspannung gesteuert
werden. Dies trägt
dazu bei, die Schaltungskonfiguration zu vereinfachen.
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Wenn
die Strahlungselektrode und die frequenzvariierende Schaltung auf
einem dielektrischen Substrat angeordnet sind, um eine einzelne
oberflächenbefestigte
Antennenkomponente zu bilden, kann eine physische Länge der
Strahlungselektrode verkürzt
werden durch Erhöhen
einer Permittivität oder
einer dielektrischen Konstante des dielektrischen Substrats, so
dass die Strahlungselektrode eine vorbestimmte elektrische Länge aufweist.
Daher kann das dielektrische Substrat miniaturisiert werden und
ferner kann die fre quenzvariable Antenne und eine Kommunikationsvorrichtung,
die dieselbe umfasst, miniaturisiert werden.
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Wenn
die Strahlungselektrode und die frequenzvariierende Schaltung auf
einer Oberfläche
eines plattenartigen dielektrischen Substrats angeordnet sind, um
eine einzelne, plattenartige Komponente zu bilden, und wenn die
plattenartige Komponente als eine aufrechte Antennenkomponente funktioniert, die
aufrecht auf einer Schaltungsplatine angeordnet ist, kann ein Bereich,
der durch die Antenne in der Schaltungsplatine besetzt wird, bedeutend
reduziert werden. Dementsprechend kann eine Kommunikationsvorrichtung,
die die aufrechte Antennenkomponente umfasst, gemäß dem reduzierten
Bereich der Schaltungsplatine miniaturisiert werden, der durch die
Antenne eingenommen wird.
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Bei
der schleifenförmigen
Strahlungselektrode weisen elektrische Felder, die von parallelen
Abschnitten der Strahlungselektrode abgestrahlt werden, die einen
Bereich umgibt, gegenläufige
Phasen auf und heben einander somit auf. Genauer gesagt, wenn die
Strahlungselektrode auf einem dielektrischen Substrat angeordnet
ist, verkürzt
das dielektrische Substrat eine elektrische Distanz zwischen den parallelen
Abschnitten der Strahlungselektrode, die die elektrischen Felder
mit entgegengesetzten Phasen erzeugen. Daher erhöht sich ein Betrag eines aufgehobenen
elektrischen Feldes. Bei der vorliegenden Erfindung kann die Distanz
zwischen den parallelen Abschnitten der Strahlungselektrode, die
die elektrischen Felder mit entgegengesetzten Phasen erzeugen, elektrisch
vergrößert werden,
um den Betrag eines aufgehobenen elektrischen Feldes zu verringern,
durch Bereitstellen eines Abschnitts mit niedriger Permittivität oder niedriger
dielektrischer Konstante an einem Dielektrisches-Substrat-Abschnitt, umgeben
von der schleifenförmigen
Strahlungselektrode. Dementsprechend kann die Effizienz der Antenne
verbessert werden.
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Wenn
die Strahlungselektrode direkt auf einer Schaltungsplatine angeordnet
ist, kann die Antennen mit niedrigen Kosten gebildet werden.
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Wenn
die Strahlungselektrode eine Auswärtsschleifenform aufweist,
ist das Leerlaufende der Strahlungselektrode auf einer Außenseite
im Hinblick auf das Speisungsende positioniert. Daher reduziert ein
Leiter, der in der Nähe
des Leerlaufendes positioniert ist, so dass ein elektrisches Feld
ohne Weiteres extern von dem Leerlaufende abgestrahlt werden kann.
Dementsprechend kann die Antenneneffizienz der frequenzvariablen
Antenne und einer Kommunikationsvorrichtung, die dieselbe umfasst,
verbessert werden.
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Bei
einer Kommunikationsvorrichtung, die die frequenzvariable Antenne
der vorliegenden Erfindung umfasst, die als eine Antenne zum Empfangen von
Fernsehsignalen und eine Antenne für Telefon dient, wobei die
Antennen separat vorgesehen sind, kann die frequenzvariable Antenne
der vorliegenden Erfindung ohne Weiteres die Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode
variieren. Daher kann die Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode
ohne Weiteres auf eine Resonanzfrequenz eingestellt werden, die
sich von der der Antenne für
das Telefon unterscheidet. Dementsprechend kann eine gegenseitige Interferenz
zwischen der Antenne zum Empfangen von Fernsehsignalen und der Antenne
für Telefon verhindert
werden, so dass eine Verschlechterung der Zuverlässigkeit einer Kommunikation
unterdrückt werden
kann.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1a ist
eine perspektivische Ansicht, die einfach eine frequenzvariable
Antenne gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel
zeigt.
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1b ist
eine Ansicht, die eine frequenzvariierende Schaltung darstellt,
die bei der frequenzvariablen Antenne gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
bereitgestellt ist.
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1c ist
ein Ersatzschaltungsdiagramm der frequenzvariierenden Schaltung,
die in 1b gezeigt ist.
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2 ist
eine Ansicht, die ein Frequenzband der frequenzvariablen Antenne
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
darstellt.
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3 ist
ein Graph, der ein Beispiel von Strom- und Spannungs-Verteilungen
einer Strahlungselektrode zeigt.
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4a ist
eine Modellansicht, die ein Beispiel einer Strahlungselektrode zeigt,
die eine Auswärtsschleifenform
aufweist.
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4b ist
eine Modellansicht, die ein Beispiel einer Strahlungselektrode mit
einer Einwärtsschleifenform
zeigt.
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5 ist
eine Ansicht, die eine frequenzvariable Antenne gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
darstellt.
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6a ist
eine Modellansicht, die eine Modifikation einer Strahlungselektrode
darstellt, die in der frequenzvariablen Antenne gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
umfasst ist.
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6b ist
eine Modellansicht, die eine andere Modifikation der Strahlungselektrode
darstellt.
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7 ist
eine Modellansicht, die eine frequenzvariable Antenne gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
darstellt.
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8 ist
eine Modellansicht, die eine frequenzvariable Antenne gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
darstellt.
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9 ist
ein Ersatzschaltungsdiagramm, das eine andere Schaltungskonfiguration
der frequenzvariierenden Schaltung zeigt.
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10 ist
ein Ersatzschaltungsdiagramm, das eine wiederum andere Schaltungskonfiguration der
frequenzvariierenden Schaltung zeigt.
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11 ist
eine Modellansicht, die ein Beispiel einer Kommunikationsvorrichtung
darstellt, die eine Fernsehfunktion und eine Mobiltelefonfunktion aufweist.
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12 ist
eine Modellansicht, die eine frequenzvariable Antenne darstellt,
die in dem Patentdokument 1 beschrieben ist.
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Beste Ausführung der
Erfindung
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Hierin
nachfolgend werden Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung Bezug nehmend auf die Zeichnungen beschrieben.
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1a ist
eine schematische perspektivische Ansicht, die eine frequenzvariable
Antenne gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
zeigt. Die frequenzvariable Antenne 1 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
umfasst eine Strahlungselektrode 2 und eine frequenzvariierende
Schaltung 3. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist die frequenzvariable Antenne 1 in
einer Kommunikationsvorrichtung bereitgestellt, die eine Empfangsfunktion
für ein Land-Digital-Fernsehsignal aufweist
(z. B. einen Fernsehsatz oder ein Mobiltelefon) und daher digitale Land-Digital-Fernsehsignale empfängt.
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Die
Kommunikationsvorrichtung, die mit der frequenzvariablen Antenne 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
versehen ist, umfasst eine Schaltungsplatine 4. Ein Endabschnitt
der Schaltungsplatine 4 ist als ein Nicht-Masse-Bereich
(ein Bereich in dem keine Masse vorgesehen ist) Z definiert, und
der andere Abschnitt der Schaltungsplatine 4 ist als ein
Massebereich G definiert. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel funktioniert
die Strahlungselektrode 2 der frequenzvariablen Antenne 1 als
eine Monopolantenne. Die Strahlungselektrode 2 ist aus
einer Leiterstruktur definiert, die direkt in dem Nicht-Masse-Bereich
Z der Schaltungsplatine gebildet ist. Ein Ende 2Q der Strahlungselektrode 2 dient als
ein Speisungsende, das mit einer Empfängerschaltung 10 verbunden
ist, angeordnet in dem Massebereich G der Schaltungsplatine 4,
und das andere Ende 2K dient als ein Leerlaufende. Die
Strahlungselektrode 2 ist schleifenförmig, wobei das Leerlaufende 2K dem
Speisungsende 2Q mit einem Zwischenraum zwischen denselben
zugewandt ist. Eine Anpassungsschaltung kann zwischen dem Speisungsende 2Q der
Strahlungselektrode 2 und der Empfängerschaltung 10 nach
Bedarf vorgesehen sein.
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Die
frequenzvariierende Schaltung 3 weist eine Reaktanzkomponente
und eine Reaktanzkomponenten-Variiereinheit auf. Die frequenzvariierende Schaltung 3 ist
in der Mitte der Strahlungselektrode 2 bereitgestellt und
variiert eine Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 durch
Variieren einer elektrischen Länge
der Strahlungselektrode 2 durch Variieren der Reaktanzkomponente. 1b zeigt
ein Beispiel einer Schaltungskonfiguration der frequenzvariierenden
Schaltung 3. Bei diesem Beispiel sind ein Chipkondensator 6 und
ein Chipinduktor 7 in Reihe mit der Strahlungselektrode 2 verbunden,
und eine reihenverbundene Einheit, die aus dem Chipkondensator 6 und
dem Chipinduktor 7 gebildet ist, ist parallel zu einem
Varaktor (Varaktordiode) 8 verbunden. Dieser Chipkondensator 6,
der Chipinduktor 7 und der Varaktor 8 bilden die
frequenzvariierende Schaltung 3. 1c ist
ein Ersatzschaltungsdiagramm der frequenzvariierenden Schaltung 3.
In 1b und 1c bezeichnet
das Bezugszeichen 9 einen Induktor, der als eine Drosselspule
dient. Der Induktor 9 ist so entworfen, dass die Impedanz
desselben hoch wird an einer vorbestimmten eingestellten Arbeitsfrequenz
und bei einem Gleichstrom niedrig wird, um einen kurzgeschlossenen
Zustand zu verursachen.
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Der
Varaktor 8 weist eine Kapazitätskomponente auf, deren Betrag
sich gemäß einer
angelegten Spannung ändert.
Die frequenzvariierende Schaltung 3 ist mit einer Steuerspannungs-Einbringeinheit Vct1
versehen zum Einbringen einer Steuerspannung, um eine Spannung zu
steuern, die an den Varaktor 8 angelegt ist. Bei der Kommunikationsvorrichtung,
die in die frequenzvariable Antenne 1 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
eingelagert ist, ist eine Empfangsfrequenzsteuereinheit 11 in
der Empfängerschaltung 10 der
Schaltungsplatine 4 vorgesehen. Die Empfangsfrequenzsteuereinheit 11 bildet eine
Verbindung mit der Steuerspannungs-Einbringeinheit Vct1 der frequenzvariierenden
Schaltung 3, so dass eine Steuerspannung für den Varaktor 8 von der
Empfangsfrequenzsteuereinheit 11 an die frequenzvariierende
Schaltung 3 durch die Steuerspannungs-Einbringeinheit Vct1
angelegt wird.
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Eine
Abweichung bei der Steuerspannung für den Varaktor 8,
geliefert von der Empfangsfrequenzsteuereinheit 11, verursacht
eine Abweichung bei der Spannung, angelegt an den Varaktor 8,
was die Kapazitätskomponente
des Varaktors 8 variiert.
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Dementsprechend
variiert die Reaktanz der frequenzvariierenden Schaltung 3,
gezeigt in 1b und 1c. Übrigens
ist der Kondensator 6 der frequenzvariierenden Schaltung 3 ein
Kondensator zum Beschneiden eines DC.
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Durch
Bereitstellen der frequenzvariierenden Schaltung 3 in der
Mitte der Strahlungselektrode 2 kann die elektrische Länge der
Strahlungselektrode 2 variiert werden aufgrund einer Abweichung
bei der Reaktanzkomponente der frequenzvariierenden Schaltung 3,
so dass die Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 variiert
werden kann, wie oben beschrieben ist.
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Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
kann die Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 von
einer Frequenz F3, gezeigt in 2, auf Frequenzen
F1, F2, F4 oder F5 abgeändert
werden, durch Verwenden der frequenzvariierenden Schaltung 3.
Wenn die frequenzvariierende Schaltung 3 nicht vorgesehen
ist, ist die Frequenzbandbreite der frequenzvariablen Antenne 1 so
schmal wie eine Bandbreite h (siehe 2) der Strahlungselektrode 2.
Andererseits, bei dem ersten Ausführungsbeispiel, ermöglicht die
variable Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2, realisiert
durch die frequenzvariierende Schaltung 3, dass die frequenzvariable
Antenne 1 eine Frequenzbandbreite H für eine Kommunikation gemäß einer
Variationsbreite der Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 aufweist.
Dementsprechend kann die Bandbreite der frequenzvariablen Antenne 1 ohne
Weiteres verbreitert werden. Da eine Variationsbreite der Kapazitätskomponente des
Varaktors 8 fest ist, hängt
die Variationsbreite der Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 von der
Variationsbreite der Kapazitätskomponente
des Varaktors 8 ab.
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Ferner,
da die Kapazitätskomponente
des Varaktors 8 kontinuierlich variiert durch kontinuierliches
Variieren der Steuerspannung, kann die Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 kontinuierlich
variiert werden. Folglich kann die Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 ohne
Weiteres auf eine erforderliche Frequenz gesetzt werden.
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Bei
einer Kommunikationsvorrichtung, die mit der oben beschriebenen
frequenzvariablen Antenne 1 versehen ist, werden Kommunikationsfrequenzen
der frequenzvariablen Antenne 1 gesteuert, wie nachfolgend
beschrieben wird. Zum Beispiel werden relationale Datenzuordnungsfrequenzen,
die entsprechenden Fernsehkanälen
zugewiesen sind, und die Steuerspannung für den Varaktor 8,
die zu der frequenzvariierenden Schaltung 3 geliefert wird, im
Voraus einer Kommunikationsvorrichtung gegeben, die mit der frequenzvariablen
Antenne 1 ausgestattet ist und die eine Land-Digital-Fernsehsignal-Empfangsfunktion
aufweist. Die Empfangsfrequenzsteuereinheit 11 berechnet
eine Steuerspannung, die zu der frequenzvariierenden Schaltung 3 geliefert
werden soll, gemäß Frequenzinformationen eines
Fernsehkanals, die basierend auf den relationalen Daten empfangen
werden sollen, und liefert die berechnete Steuerspannung zu der
frequenzvariierenden Schaltung 3 durch die Steuerspannungs-Einbringeinheit
Vct1. Dementsprechend wird die Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 auf
eine Frequenz gesetzt, die an den Fernsehkanal anpassbar ist, der
empfangen werden soll, so dass Signale des Fernsehkanals empfangen
werden können.
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3 ist
ein Graph, der Verteilungen eines Stroms und einer Spannung der
Strahlungselektrode zeigt. Wie in diesem Graph ersichtlich ist,
ist die Stromverteilung an dem Speisungsende 2Q bei der Strahlungselektrode 2 am
höchsten.
Es hat sich in einer Studie durch die Erfinder der vorliegenden
Erfindung herausgestellt, dass eine Variationsbreite der Resonanzfrequenz
der Strahlungselektrode 2 breiter ist, wenn die Reaktanzkomponente
an dem Speisungsende 2Q variiert wird, wo die Stromverteilung hoch
ist, im Vergleich zu dem Fall, wenn die Reaktanzkomponente an einem
anderen Abschnitt variiert wird. Anders ausgedrückt, in einem Fall, in dem
die Reaktanzkomponente um den selben Betrag variiert wird, ist eine
Variationsbreite der Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 breiter,
wenn die frequenzvariierende Schaltung 3 an dem Speisungsende 2Q der
Strahlungselektrode 2 vorgesehen ist, im Vergleich zu dem
Fall, wenn die frequenzvariierende Schaltung 3 an einem
anderen Abschnitt der Strahlungselektrode 2 vorgesehen
ist. Daher, wenn die Variationsbreite der Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 einfach
verbreitert werden soll, sollte die frequenzvariierende Schaltung 3 an
dem Speisungsende 2Q der Strahlungselektrode 2 vorgesehen
sein.
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Wenn
jedoch die frequenzvariierende Schaltung 3 an dem Speisungsende 2Q der
Strahlungselektrode 2 bereitgestellt ist, variiert eine
Eingangsimpedanz der Strahlungselektrode 2 gemäß einer
Abweichung der Reaktanzkomponente der frequenzvariierenden Schaltung 3,
was eine Abweichung bei der Verstärkung verursacht. Anders ausgedrückt, wenn die
frequenzvariierende Schaltung 3 an dem Speisungsende 2Q der
Strahlungselektrode 2 vorgesehen ist, variiert eine Impedanz
an dem Speisungsende der Strahlungselektrode 2 um einen
großen
Betrag, aufgrund einer Abweichung bei der Reaktanzkomponente der
frequenzvariierenden Schaltung 3, und somit ändert sich
ein Anpassungszustand zwischen der Seite der Strahlungselektrode 2 und
der Empfängerschaltung 10.
Folglich tritt eine Variation bei der Verstärkung auf, aufgrund der Variation
bei der Reaktanzkomponente der frequenzvariierenden Schaltung 3.
Diese Variation bei der Verstärkung
verursacht ein Problem, d. h., eine Empfangsempfindlichkeit variiert
bei jedem Fernsehkanal.
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Andererseits,
wenn die frequenzvariierende Schaltung 3 an einem Abschnitt
auf einem Schleifenweg der Strahlungselektrode 2 vorgesehen
ist, außer an
dem Speisungsende 2Q der Strahlungselektrode 3,
variiert die Impedanz an dem Speisungsende der Strahlungselektrode 2 nicht
um einen großen
Betrag, sogar wenn die Reaktanzkomponente der frequenzvariierenden
Schaltung 3 variiert, und somit kann eine Variation bei
der Verstärkung
der frequenzvariablen Antenne 1 unterdrückt werden. Daher kann die Resonanzfrequenz
der Strahlungselektrode 2 variiert werden, während eine
Variation bei der Verstärkung unterdrückt wird.
Anders ausgedrückt
kann die Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 variiert
werden, während
die Verstärkung
in einem guten Zustand behalten wird.
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Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
ist die frequenzvariierende Schaltung 3 an einem Abschnitt in
der Nähe
des Speisungsendes in dem Schleifenweg der Strahlungselektrode 2 platziert,
außer
an dem Speisungsende 2Q der Strahlungselektrode 2, durch
Berücksichtigen
der oben beschriebenen Sache und einer Tatsache, dass die Variationsbreite
der Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 verbreitert
werden kann, durch Variieren der Reaktanzkomponente an einem Strahlungselektrodenabschnitt,
wo die Stromverteilung relativ hoch ist. Daher kann bei dem ersten
Ausführungsbeispiel
die frequenzvariable Antenne 1, die ohne Weiteres eine breitere
Bandbreite realisieren kann, während
sie eine Verschlechterung bei der Verstärkung unterdrückt, und
die die schleifenförmige
Strahlungselektrode 2 aufweist, bereitgestellt werden.
Wenn die Variationsbreite der Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 schmal
sein kann, kann die frequenzvariierende Schaltung 3 in
der Mitte der Strahlungselektrode 2 oder an einem Abschnitt
in der Nähe
des Leelaufendes angeordnet sein. Auf diese Weise wird die Position
der frequenzvariierenden Schaltung 3 geeignet eingestellt
durch Berücksichtigen
verschiedener Zustände,
wie z. B. Raum für
Komponenten der frequenzvariierenden Schaltung 3 und einer
erforderlichen Variationsbreite der Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2.
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Nebenbei
bemerkt wird die Schleifenform der Strahlungselektrode 2,
bei der das Speisungsende 2Q dem Leerlaufende 2K mit
einem Zwischenraum zwischen denselben zugewandt ist, in eine Auswärtsschleifenform,
gezeigt in der Modellansicht aus 4a, und
eine Einwärtsschleifenform,
gezeigt in der Modellansicht aus 4b, klassifiziert.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel
kann jede Form für die
Strahlungselektrode 2 angenommen werden. Es wird darauf
hingewiesen, dass, wenn die Einwärtsschleifenform
für die
Strahlungselektrode 2 angenommen wird, das Leerlaufende 2K der
Strahlungselekt rode 2 von einem Leiter des anderen Abschnitts der
Strahlungselektrode 2 und Masse über Raum umgeben ist. Daher
wird ein elektrisches Feld (Funkwellen) E, abgestrahlt von dem Leerlaufende 2K,
hin zu dem Leiter in der Nähe
des Leerlaufendes 2K gezogen (das elektrische Feld ist
geschlossen), so dass das elektrische Feld schwer nach außen zu strahlen ist
(siehe 4b). Im Vergleich dazu, wenn
die Auswärtsschleifenform
für die
Strahlungselektrode 2 angenommen wird, ist das Leerlaufende 2K der
Strahlungselektrode 2 offen für eine Außenkante der Schaltungsplatine 4.
Bei dieser Konfiguration kann das elektrische Feld (Funkwellen)
E von dem Leerlaufende 2K ohne Weiteres extern abgestrahlt
werden, so dass die Effizienz der Antenne ohne Weiteres verbessert
wird. Aus diesem Grund, bei dem Beispiel, das in 1 gezeigt
ist, weist die Strahlungselektrode 2 eine Auswärtsschleifenform
auf und das Leelaufende 2K der Strahlungselektrode 2 ist
an einer Außenseite
im Hinblick auf das Speisungsende 2Q positioniert.
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Hierin
nachfolgend wird ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben.
In der nachfolgenden Beschreibung über das zweite Ausführungsbeispiel
sind Komponenten, die dieselben sind wie jene bei dem ersten Ausführungsbeispiel
durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und eine doppelte Beschreibung der
gleichen Teile wird weggelassen.
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Bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel,
wie in einer schematischen perspektivischen Ansicht gezeigt ist,
die in 5 gezeigt ist, sind die Strahlungselektrode 2 und
die frequenzvariierende Schalung 3 auf einem dielektrischen
Substrat (z. B. einem Substrat hergestellt aus Keramik, wie z. B.
Aluminium) 13 angeordnet. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
ist die Strahlungselektrode 2 ebenfalls schleifenförmig, wobei
das Leerlaufende 2K dem Speisungsende 2Q mit einem
Zwischenraum zwischen denselben zugewandt ist, und die Schleife
auswärts
gerichtet ist. Die frequenzvariierende Schaltung 3 ist
in der Nähe
des Speisungsendes 2Q in einem Schleifenweg der Strahlungselektrode 2 positioniert.
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Bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel
ist die Strahlungselektrode 2 an einer Außenseitenoberfläche des
dielektrischen Substrat 13 positioniert, so dass ein elektrisches
Feld ohne Weiteres extern abgestrahlt werden kann. Ferner ist bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel
ein Loch 16 in dem dielektrischen Substrat 13 an
einem Abschnitt vorgesehen, der von der schleifenförmigen Strahlungselektrode 2 umgeben
ist. Dieses Loch 16 erstreckt sich durch das dielektrische
Substrat 13 und eine Permittivität oder dielektrische Konstante
desselben ist niedriger als die des anderen Teils des dielektrischen
Substrats 13. Das heißt,
das Loch 16 funktioniert als ein Abschnitt mit niedriger
Permittivität
oder niedriger dielektrischer Konstante. Ein Grund für das Bereitstellen des
Lochs 16 als einen Abschnitt mit niedriger Permittivität oder niedriger
dielektrischer Konstante ist wie folgt. Zum Beispiel weisen ein
elektrisches Feld basierend auf einem Teil A der Strahlungselektrode und
ein elektrisches Feld basierend auf einem Teil B der Strahlungselektrode,
gezeigt in 5, entgegengesetzte Phasen auf
und heben einander somit auf, was die Effizienz der Antenne verringert.
Daher wird bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
der Abschnitt mit niedriger Permittivität oder niedriger dielektrischer
Konstante zwischen dem Teil A und dem Teil B der Strahlungselektrode
bereitgestellt, wo die elektrischen Felder entgegengesetzte Phasen
aufweisen. Durch Verwenden der niedrigen Permittivität oder niedrigen
dielektrischen Konstante werden die Teile A und B der Strahlungselektrode
elektrisch weiter voneinander getrennt, um einen Betrag eines elektrischen
Feldes zu reduzieren, der aufgehoben werden soll. Dementsprechend
wird eine Verringerung der Effizienz der Antenne verhindert.
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Die
oben beschriebene Strahlungselektrode 2, die frequenzvariierende
Schaltung 3 und das dielektrische Substrat 13 bilden
eine einzelne Komponente, und diese Komponente dient als eine oberflächenbefestigte
Antennekomponente, die an der Oberfläche der Schaltungsplatine 4 befestigt
ist. In diesem Fall ist die oberflächenbefestigte Antennenkomponente
in dem Nichtmassebereich Z der Schaltungsplatine 4 befestigt.
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Verdrahtungsstrukturen 14 und 15 sind
in dem antennenkomponentenbefestigten Abschnitt der Schaltungsplatine 4 angeordnet.
Ein Ende der Verdrahtungsstruktur 14 bildet eine Verbindung
mit dem Speisungsende 2Q der Strahlungselektrode 2,
und das andere Ende derselben bildet eine Verbindung mit der Empfängerschaltung 10,
so dass die Verdrahtungsstruktur 14 als eine leitfähige Leitung
dient, um die Strahlungselektrode 2 mit der Empfängerschaltung 10 zu
verbinden. Ein Ende der Verdrahtungsstruktur 15 bildet
eine Verbindung mit der Steuerspannungs-Einbringeinheit Vct1 der
frequenzvariierenden Schaltung 3, und das andere Ende derselben bildet
eine Verbindung mit der Empfangsfrequenzsteuereinheit 11,
so dass die Verdrahtungsstruktur 15 als eine leitfähige Leitung
dient, um die frequenzvariierende Schaltung 3 mit der Empfangsfrequenzsteuereinheit 11 zu
verbinden.
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Abgesehen
von den oben beschriebene Teilen ist die Konfiguration der frequenzvariablen
Antenne 1 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
dieselbe wie die des ersten Ausführungsbeispiels.
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Bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel
sind die Strahlungselektrode 2 und die frequenzvariierende
Schaltung 3 in dem dielektrischen Substrat 13 getrennt
von der Schaltungsplatine 4 bereitgestellt. Da das Baumaterial
der Schaltungsplatine 4 aufgrund von verschiedenen Einschränkungen
begrenzt ist, ist es schwierig eine hohe Permittivität oder dielektrische
Konstante bei der Schaltungsplatine 4 zu erhalten. Andererseits
sind Einschränkungen
für das
Baumaterial des dielektrischen Substrats 13 nicht streng, da
das dielektrische Substrat 13 eine Komponente ist, die
für die
frequenzvariable Antenne zweckgebunden ist. Daher kann das dielektrische
Substrat 13 aus einem dielektrischen Material mit einer
hohen Permittivität
oder dielektrischen Konstante (z. B. einer relativen Permittivität oder dielektrischen
Konstante von 6 oder mehr) hergestellt sein. Durch Bilden des dielektrischen
Substrats 13 durch Verwenden eines dielektrischen Materials
einer hohen Permittivität
oder dielektrischen Konstante trägt
ein Wellenlängenverkürzungseffekt,
erhalten durch die hohe Permittivität oder dielektrische Konstante,
dazu bei, eine physische Länge
der Strahlungselektrode 2 zu verkürzen, die einer eingestellten
Resonanzfrequenz entspricht. Dementsprechend kann das dielektrische Substrat 13 miniaturisiert
werden und somit kann die frequenzvariable Antenne und die Kommunikationsvorrichtung,
die dieselbe umfasst, miniaturisiert werden.
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Ferner
ist eine Permittivität
oder dielektrische Konstante zwischen dem Leerlaufende 2K und dem
Speisungsende 2Q der Strahlungselektrode 2 höher wenn
die Strahlungselektrode 2 auf dem dielektrischen Substrat 13 angeordnet
ist, im Verglich zu dem Fall, wenn die Strahlungselektrode 2 auf
der Schaltungsplatine 4 angeordnet ist. Durch Erhöhen der
Permittivität
oder der dielektrischen Konstante zwischen dem Leerlaufende 2K und
dem Speisungsende 2Q der Strahlungselektrode 2 kann
die Effizienz der Antenne verbessert werden.
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Bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel
ist die Strahlungselektrode 2 auf der Außenseitenoberfläche des
dielektrischen Substrats 13 vorgesehen. Alternativ kann
die Strahlungselektrode 2 auf einer oberen Oberfläche des
dielektrischen Substrats 13 vorgesehen sein. Zusätzlich dazu,
wie in 6a gezeigt ist, kann sich die
Strahlungselektrode 2 entlang einer Umfangsoberfläche des
dielektrischen Substrats 13 erstrecken. Alternativ, wie
in 6b gezeigt ist, kann die Strahlungselektrode 2 schleifenförmig sein,
während
sie sich auf Seitenoberflächen
und der oberen Oberfläche
des dielektrischen Substrats 13 erstreckt. Auf diese Weise
wird die Position der Strahlungselektrode 2 auf dem dielektrischen
Substrat 13 nicht eingeschränkt.
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Ferner,
bei dem zweiten Ausführungsbeispiel,
dient das Loch 16 als ein Abschnitt mit niedriger Permittivität oder niedriger
dielektrischer Konstante des dielektrischen Substrats 13.
Anstelle des Lochs kann ein Abschnitt, hergestellt aus einem dielektrischen
Material mit einer niedrigeren Permittivität oder dielektrischen Konstante
als der des anderen Abschnitts des dielektrischen Substrats 13 als
der Abschnitt mit niedriger Permittivität oder niedriger dielektrischer
Konstante vorgesehen sein.
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Hierin
nachfolgend wird ein drittes Ausführungsbeispiel beschrieben.
Bei der nachfolgenden Beschreibung über das dritte Ausführungsbeispiel werden
Komponenten, die dieselben sind wie jene bei dem ersten und zweiten
Ausführungsbeispiel, durch
die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine doppelte Beschreibung
der selben Teile wird weggelassen.
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Bei
dem dritten Ausführungsbeispiel,
wie in einer auseinandergezogenen, schematischen Ansicht aus 7 gezeigt
ist, sind die Strahlungselektrode 2 und die frequenzvariierende
Schaltung 3 auf einer Oberfläche eines plattenartigen dielektrischen Substrats 18 angeordnet.
Das plattenartige dielektrische Substrat 18 ist aufrecht
in dem Nichtmassebereich Z angeordnet, positioniert an einem Ende
der Schaltungsplatine 4. Genauer gesagt sind Anschlüsse 20 vorgesehen,
abwärts
an einer unteren Kante des dielektrischen Substrats 18.
Löcher 21 sind
in dem Nichtmassebereich Z an dem Ende der Schaltungsplatine 4 vorgesehen,
derart, dass die Löcher 21 den
Positionen der Anschlüsse 20 des
dielektrischen Substrats 18 entsprechen. Durch Einfügen der Anschlüsse 20 des
dielektrischen Substrats 18 in die Löcher 21 in der Schaltungsplatine 4 und
durch Fixieren der Anschlüsse 20 an
der Schaltungsplatine 4 durch Verwenden eines Bond-Materials,
wie z. B. eines Lötmittels,
wird das dielektrische Substrat 18 aufrecht an dem Ende
der Schaltungsplatine 4 angeordnet. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel
ist das dielektrische Substrat 18 aufrecht an dem Ende
der Schaltungsplatine 4 derart angeordnet, dass die Oberfläche, die
mit der Strahlungselektrode 2 versehen ist, auswärts gerichtet
ist, so dass ein elektrisches Feld ohne Weiteres extern abgestrahlt
wird. Ferner bilden bei dem dritten Ausführungsbeispiel die Strahlungselektrode 2,
die frequenzvariierende Schaltung 3 und das dielektrische
Substrat 18 eine einzelne plattenartige Komponente. Diese
plattenartige Komponente dient als eine aufrechte Antennenkomponente.
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Bei
dem dritten Ausführungsbeispiel
sind die Anschlüsse 20 aus
einem leitfähigen
Material hergestellt. Ein Anschluss 20 (20a) bildet
eine Verbindung mit dem Speisungsende 2Q der Strahlungselektrode 2,
und ein anderer Anschluss 20 (20b) bildet eine Verbindung
mit der Steuerspannungseinbringeinheit Vct1 der frequenzvariierenden
Schaltung 3. Auf der Seite der Schaltungsplatine 4 sind
leitfähige
Filme an Innenwandoberflächen
der Löcher 21a und 21b vorgesehen,
die jeweils den Anschlüssen 20a und 20b entsprechen.
Ferner sind Elektrodenanschlussflächen 22a und 22b an Öffnungskanten
der entsprechenden Löcher 21a und 21b derart
vorgesehen, dass die Elektrodenanschlussflächen 22a und 22b mit
den leitfähigen
Filmen auf den Innenwandoberflächen
der Löcher 21 kommunizieren.
Die Elektrodenanschlussfläche 22a bildet
eine Verbindung mit der Empfängerschaltung 10 und
die Elektrodenanschlussfläche 22b mit
der Empfangsfrequenzsteuereinheit 11. Mit diese Konfiguration,
durch Einfügen der
Anschlüsse 20 des
dielektrischen Substrats 18 in die Löcher 21 in der Schaltungsplatine 4,
um das dielektrische Substrat 18 auf der Schaltungsplatine 4 einzustellen,
wird die Strahlungselektrode 2 in elektrische Verbindung
mit der Empfängerschaltung 10 über den
Anschluss 20a und die Elektrodenanschlussfläche 22a gebracht,
und die frequenzvariierende Schaltung 3 wird in elektrische
Verbindung mit der Empfangsfrequenzsteuereinheit 11 über den
Anschluss 20b der Elektrodenanschlussfläche 22b gebracht.
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Abgesehen
von den oben beschriebenen Teilen ist die Konfiguration der frequenzvariablen
Antenne gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
dieselbe wie die des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels.
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Bei
dem dritten Ausführungsbeispiel
sind die Strahlungselektrode 2 und die frequenzvariierende Schaltung 3 auf
dem plattenartigen dielektrischen Substrat 18 angeordnet,
und das plattenartige dielektrische Substrat 18 ist aufrecht
am Ende der Schaltungsplatine 4 angebracht. Mit dieser
Konfiguration kann ein Bereich, in dem die Antenne der Schaltungsplatine 4 vorgesehen
ist (ein Bereich belegt durch die Antenne) bedeutend reduziert werden. Dies
trägt zu
einer Miniaturisierung einer Kommunikationsvorrichtung bei.
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Zusätzlich dazu,
wenn die Strahlungselektrode 2 auf dem plattenartigen dielektrischen
Substrat 18 angeordnet ist, wie bei dem dritten Ausführungsbeispiel,
kann ein Abschnitt mit niedriger Permittivität oder niedriger dielektrischer
Konstante mit einer niedrigeren Permittivität oder dielektrischen Konstante
als der des anderen Abschnitts des dielektrischen Substrats an einem
Abschnitt vorgesehen sein, umgeben von dem Schleifenweg der Strahlungselektrode 2,
wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel.
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Hierin
nachfolgend wird ein viertes Ausführungsbeispiel beschrieben.
Bei der nachfolgenden Beschreibung über das vierte Ausführungsbeispiel sind
Komponenten, die dieselben sind wie jene bei dem ersten bis dritten
Ausführungsbeispiel
durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine doppelte Beschreibung
der selben Teile wird weggelassen.
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Bei
dem vierten Ausführungsbeispiel,
wie in einer schematischen perspektivischen Ansicht aus 8 gezeigt
ist, ist ein Teil der schleifenförmigen Strahlungselektrode 2 auf
einem dielektrischen Substrat 24 angeordnet, und der andere
Teil ist direkt auf der Schaltungsplatine 4 angeordnet.
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Abgesehen
davon ist die Konfiguration gleich zu der des ersten Ausführungsbeispiel.
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Bei
dem vierten Ausführungsbeispiel,
da der Teil der Strahlungselektrode 2 auf dem dielektrischen Substrat 24 angeordnet
ist, kann ein Wellenlängenverkürzungseffekt
durch das dielektrische Substrat 24 erhalten werden und
somit kann die elektrische Länge
der Strahlungselektrode 2 erhöht werden. Dementsprechend
kann eine physische Länge
der Strahlungselektrode 2 gemäß einer eingestellten Resonanzfrequenz
reduziert werden. Als Ergebnis können
die frequenzvariable Antenne 1 und eine Kommunikationsvorrichtung,
die dieselbe umfasst, miniaturisiert werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf das erste bis vierte Ausführungsbeispiel
beschränkt
und andere verschiedene Ausführungsbeispiele
können angepasst
werden. Zum Beispiel umfasst bei dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel
die frequenzvariierende Schaltung 3 eine in Reihe geschaltete Einheit
des Kondensators 6 und des Induktors 7, mit der
der Varaktor 8 parallel geschaltet ist. Die frequenzvariierende
Schaltung 3 kann jedoch andere verschiedene Konfigurationen
aufweisen. Zum Beispiel, wie in 9 gezeigt
ist, kann die frequenzvariierende Schaltung 3 eine Mehrzahl
von sequentiellen parallelen Schaltungen 26 umfassen, wobei
jede parallele Schaltung eine in Reihe geschaltete Einheit des Kondensators 6 und
des Induktors 7 umfasst, mit der der Varaktor 8 parallel
geschaltet ist.
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Alternativ
kann die Mehrzahl von parallelen Schaltungen 26 dispersiv
in der Strahlungselektrode 2 vorgesehen sein, und die Mehrzahl
von parallelen Schaltungen 26 kann die frequenzvariierende
Schaltung 3 bilden. In 9 bezeichnet
das Bezugszeichen 25 einen DC-Schnitt-Kondensator.
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Wie
oben beschrieben ist, wenn die frequenzvariierende Schaltung 3 die
Mehrzahl von parallelen Schaltungen 26 umfasst, wird eine
Mehrzahl von Induktoren 7 bereitge stellt. In diesem Fall
ist eine Induktivität
jedes Induktors 7 geringer als bei einem Fall, bei dem
die frequenzvariierende Schaltung 3 nur einen Induktor 7 umfasst.
Wenn die Induktivität
des Induktors 7 groß ist,
konzentriert sich Strom an dem Induktor 7, was den Verlust
an elektrischer Leistung erhöht.
Andererseits, durch Bereitstellen der Mehrzahl von Induktoren 7,
so dass die Induktivität
jedes Induktors 7 gering ist, kann die Stromkonzentration zu
dem Induktor 7 reduziert werden und eine Erhöhung des
Verlusts an elektrischer Leistung kann unterdrückt werden. Dementsprechend
kann eine Verschlechterung der Effizienz der Antenne verhindert werden.
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Wenn
z. B. eine Variationsbreite der Resonanzfrequenz, die für die Strahlungselektrode 2 benötigt wird,
schmal ist, kann eine Variationsbreite der Reaktanzkomponente der
frequenzvariierenden Schaltung 3 ebenfalls schmal sein,
und somit kann ein Induktor 7 mit einer geringen Induktivität verwendet
werden. Daher verursacht die oben beschriebene Stromkonzentration
zu dem Induktor 7 kein wesentliches Problem, sogar wenn
die frequenzvariierende Schaltung 3 nur einen Induktor 7 umfasst.
Im Hinblick darauf ist die Konfiguration, bei der die frequenzvariierende
Schaltung 3 eine Mehrzahl von parallelen Schaltungen 26 umfasst
und somit eine Mehrzahl von Induktoren 7 umfasst, wirksam,
wenn eine erforderliche Variationsbreite der Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 breit
ist und wenn eine Variationsbreite der Reaktanzkomponente der frequenzvariierenden
Schaltung 3 breit sein muss. Das heißt, durch Bereitstellen einer
Mehrzahl von Induktoren 7 in der frequenzvariierenden Schaltung 3 kann
eine Variationsbreite der Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 verbreitert
werden und eine Bandbreite der frequenzvariablen Antenne 1 kann
verbreitert werden, während
eine Verschlechterung der Effizienz der Antenne unterdrückt wird.
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Wenn
ein Induktor 7 mit einer hohen Induktivität verwendet
wird, kann eine Fehlfunktion des Induktors 7 auftreten, aufgrund
einer LC-Resonanz des Varaktors 8 und des Induktors 7.
Andererseits, wenn eine Mehrzahl von Induktoren 7 verwendet
wird, kann eine Induktivität
jedes Induktors 7 verringert werden, so dass ein solches
Problem verhindert werden kann.
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Ferner
kann die frequenzvariierende Schaltung 3 eine Schaltungskonfiguration
aufweisen, wie in 10 gezeigt ist. Die in 10 gezeigte
Schaltung umfasst ein Paar aus Varaktoren 27 (27a und 27b),
bei denen Anschlüsse
derselben Polarität
miteinander verbunden sind (Kathoden sind in der Figur verbunden);
und in Reihe geschaltete Einheiten, die jeweils parallel zu den
Varaktoren 27a und 27b geschaltet sind, wobei
jede Einheit einen Kondensator 28 und einen Induktor 29 umfasst.
Die frequenzvariierende Schaltung 3 ist in Reihe mit der
Strahlungselektrode 2 geschaltet durch Verbinden der Verbindungspunkte
Pa und Pb, gezeigt in 10, mit geeigneten Abschnitten
der Strahlungselektrode 2, geteilt in zwei Teile. Die Steuerspannungseinbringeinheit
Vct1 bildet eine Verbindung mit der Empfangsfrequenzsteuereinheit 11.
Bei der frequenzvariierenden Schaltung 3, gezeigt in 10,
wird das Paar von Varaktoren 27a und 27b durch
die selbe Steuerspannung gesteuert, die von der Empfangsfrequenzsteuereinheit 11 geliefert
wird.
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Bei
der oben beschriebenen Schaltungskonfiguration umfasst die frequenzvariierende
Schaltung 3 die Mehrzahl von Induktoren 7. Daher
kann der oben beschriebene Vorteil, der durch Verwenden der Mehrzahl
von Induktoren 7 erhalten werden kann, erhalten werden,
und das Paar von Varaktoren 27 kann durch dieselbe Steuerspannung
gesteuert werden. Dementsprechend ist die Anzahl von Steuerspannungseinbringeinheiten
Vct1 geringer als die Anzahl der Varaktoren 27, so dass
die Schaltungskonfiguration nicht kompliziert wird. In 10 bezeichnen
Bezugszeichen L1, La und Lb Drosselspulen, um einen Hochfrequenzstrom
zu blockieren, und das Bezugszeichen C1 bezeichnet einen Umgehungskondensator
um eine Rauschkomponente von einer Leistungsversorgung zu beschneiden.
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Bei
dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel
ist die frequenzvariierende Schaltung 3 konfiguriert, um
die Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 zu variieren,
durch Variieren der Induktivität (Reaktanzkomponente)
des Induktors durch Verwenden des Varaktors. Wenn jedoch eine Variationsbreite
der Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 schmal sein
kann, kann die frequenzvariierende Schaltung 3 konfiguriert
sein, um die Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 zu
variieren, durch Variieren der Kapazitätskomponente (Reaktanzkomponente)
des Varaktors, während
der Induktor weggelassen wird.
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Ferner
ist bei dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel die frequenzvariable
Antenne 1 in der Kommunikationsvorrichtung vorgesehen,
die eine Land-Digital-Fernsehsignalempfangsfunktion aufweist. Die
frequenzvariable Antenne 1 gemäß den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
kann jedoch auch in eine Kommunikationsvorrichtung eingelagert sein,
die eine Land-Digital-Fernsehsignalempfangsfunktion und eine Mobiltelefonfunktion
aufweist. Bei der Kommunikationsvorrichtung, wie in 11 gezeigt
ist, sind die frequenzvariable Antenne 1 gemäß den oben
beschriebenen Ausführungsbeispielen,
die Empfängerschaltung 10 für ein Land-Digital-Fernsehsystem,
eine Telefonantenne (z. B. eine Monopolantenne) 31 und
eine Telefonkommunikationsschaltung 32 auf der Schaltungsplatine 4 vorgesehen.
In diesem Fall sollte die Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 der
frequenzvariablen Antenne 1 vorzugsweise unterschiedlich
von der Resonanzfrequenz der Telefonantenne 31 sein, um
eine Störung
zwischen der frequenzvariablen Antenne 1, die eine Antenne
zum Empfangen von Fernsehsignalen ist, und der Telefonantenne 31 zu
verhindern. Natürlich
ist die frequenzvariable Antenne der vorliegenden Erfindung nicht
darauf beschränkt,
Land-Digital-Fernsehsignale zu empfangen, sondern ist in der Lage,
als eine Antenne zum Empfan gen oder Senden anderer Kommunikationssignale
zu funktionieren, oder als eine Antenne zum Empfangen und Senden
anderer Kommunikationssignale. Das heißt, die frequenzvariable Antenne
kann verwendet werden durch Einlagern derselben in eine Kommunikationsvorrichtung,
die keine Land-Digital-Fernsehsignalempfangsfunktion
aufweist.
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Gewerbliche
Anwendbarkeit
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Wie
oben beschrieben ist, können
die frequenzvariable Antenne und die Kommunikationsvorrichtung,
die dieselbe umfasst, gemäß der vorliegenden
Erfindung ohne Weiteres eine breitere Frequenzbreite realisieren,
ohne eine Verringerung bei der Verstärkung der Antenne zu verursachen,
und dieselben sind geeignet für
eine Funkkommunikation, die ein breites Frequenzband erfordert.
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Zusammenfassung
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Eine
Strahlungselektrode (2), die eine Monopolantennenoperation
ausführt,
ist schleifenförmig, wobei
ein Leerlaufende (2K) derselben einem Speisungsende (2Q)
mit einem Zwischenraum zwischen denselben zugewandt ist. Eine frequenzvariierende Schaltung
(3) ist in einem Schleifenweg der Strahlungselektrode (2)
vorgesehen. Die frequenzvariierende Schaltung (3) umfasst
eine Reaktanzkomponente und eine Reaktanzkomponenten-Variiereinheit,
und die frequenzvariierende Schaltung (3) funktioniert
als eine Schaltung zum Variieren einer Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode
(2) durch Variieren einer elektrischen Länge der
Strahlungselektrode (2) durch Variieren der Reaktanzkomponente. Durch
Bereitstellen der frequenzvariierenden Schaltung (3) in
dem Schleifenweg der Strahlungselektrode (2) außer dem
Speisungsende (2Q) kann die Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode
(2) variiert werden, während
ein guter Anpassungszustand zwischen der Strahlungselektrode (2)
und einer Schaltung einer Kommunikationsvorrichtung beibehalten wird
(während
eine Reduzierung der Verstärkung
unterdrückt
wird). Durch Variieren der Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode
(2) gemäß einer
Frequenz, die für
eine Kommunikation erforderlich ist, kann eine Bandbreite einer
frequenzvariablen Antenne (1) über eine Bandbreite der Strahlungselektrode (2)
selbst verbreitert werden.