DE112017004788T5

DE112017004788T5 - Antennenvorrichtung und elektronische ausrüstung

Info

Publication number: DE112017004788T5
Application number: DE112017004788.9T
Authority: DE
Inventors: Kentaro Mikawa; Kenichi Ishizuka; Takafumi Nasu
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2016-11-29
Filing date: 2017-11-29
Publication date: 2019-06-13
Also published as: CN109716583B; US11128046B2; CN112002993B; CN112002992B; US20210376468A1; US20190214727A1; CN109716583A; CN208797170U; CN207800911U; CN112002992A; JP6614363B2; CN112002993A; WO2018101284A1; JPWO2018101284A1

Abstract

Eine Antennenvorrichtung (101) umfasst: ein Strahlungselement (10); eine Kopplungsschaltung (30) und einen nichtstrahlenden Resonanzkreis (20). Die Kopplungsschaltung (30) umfasst ein erstes Kopplungselement (31) und ein zweites Kopplungselement (32), wobei das erste Kopplungselement (31) zwischen einen Speisekreis (1) und das Strahlungselement (10) geschaltet ist, wobei das zweite Kopplungselement (32) an das erste Kopplungselement (31) gekoppelt ist. Ein Ende des zweiten Kopplungselements (32) ist geerdet, und das andere Ende desselben ist mit dem nichtstrahlenden Resonanzkreis (20) verbunden. Eine Frequenzcharakteristik einer Rückflussdämpfung des Strahlungselements (10), von dem Speisekreis (1) gesehen, ist durch eine Resonanzfrequenzcharakteristik des nichtstrahlenden Resonanzkreises (20) eingestellt. Mit dieser Ausbildung wird ein Interferenzproblem bezüglich der Strahlung von zwei Strahlungselementen gelöst.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antennenvorrichtung, die einem breiten Frequenzband entspricht, und auf elektronische Ausrüstung, die die Antennenvorrichtung umfasst.
Hintergrundtechnik
Um ein Frequenzband zu verbreitern oder um mehreren Frequenzbändern zu entsprechen, wird eine Antennenvorrichtung mit zwei Strahlungselementen verwendet, die direkt oder indirekt aneinandergekoppelt sind. Außerdem stellt das Patentdokument 1 eine Antennenvorrichtung mit zwei Strahlungselementen und einer Kopplungsgrad-Einstellschaltung dar, die die Stromspeisung zu den zwei Strahlungselementen steuert.
Liste zitierter Druckschriften
Patentdokument
Patentdokument 1: Internationale Veröffentlichung Nr. 2012/153690
Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Bei der Antennenvorrichtung, die in Patentdokument 1 dargestellt ist, sind das erste Strahlungselement und das zweite Strahlungselement über den Transformator aneinandergekoppelt, und ein Speisekreis und die Antennenvorrichtung sind durch eine Einstellung der Kopplung angepasst. Da das erste Strahlungselement und das zweite Strahlungselement bei der in Patentdokument 1 dargestellten Antennenvorrichtung nicht parallel angeordnet zu sein brauchen, besteht bei der Gestaltung von Mustern für dieselben ein großes Maß an Freiheit. Außerdem kann auch dann, wenn das erste Strahlungselement und das zweite Strahlungselement näher aneinander vorgesehen werden, ein vorbestimmter Kopplungsgrad gewählt sein. Dies erlaubt eine einfache Anpassung des Speisekreises und einer Antenne mit mehreren Resonanzen.
Jedoch wird in einem Frequenzband, in dem eines der Strahlungselemente wesentlich zur Strahlung beiträgt, bei einer Beeinflussung von Strahlung des einen Strahlungselementes durch Strahlung aus dem anderen Strahlungselement eine gewünschte Abstrahlcharakteristik möglicherweise nicht erzielt, was eine Abstrahlcharakteristik einer Antenne verschlechtert.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Antennenvorrichtung, mit der ein Interferenzproblem bezüglich der Strahlung von zwei Strahlungselementen vermieden wird, um das Band zu verbreitern, sowie von elektronischer Ausrüstung, die die Antennenvorrichtung umfasst.
Lösung des Problems
(1) Eine Antennenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst:

ein Strahlungselement;
eine Kopplungsschaltung, die ein erstes Kopplungselement und ein zweites Kopplungselement umfasst, wobei das erste Kopplungselement zwischen das Strahlungselement und einen Speisekreis geschaltet ist, wobei das zweite Kopplungselement an das erste Kopplungselement gekoppelt ist; und
einen nichtstrahlenden Resonanzkreis, der mit dem zweiten Kopplungselement verbunden ist,
wobei eine Frequenzcharakteristik einer Rückflussdämpfung des Strahlungselements durch eine Resonanzfrequenzcharakteristik des nichtstrahlenden Resonanzkreises eingestellt ist.

Bei der obigen Ausbildung stören das Strahlungselement und der nichtstrahlende Resonanzkreis einander bezüglich der Strahlung nicht, wobei das Strahlungselement mit dem ersten Kopplungselement der Kopplungsschaltung verbunden ist, der nichtstrahlende Resonanzkreis mit dem zweiten Kopplungselement der Kopplungsschaltung verbunden ist und eine Abstrahlcharakteristik des Strahlungselements nicht ungünstig beeinflusst wird. Außerdem wird die Frequenzcharakteristik einer Rückflussdämpfung des Strahlungselements, von dem Speisekreis gesehen, durch eine Resonanzcharakteristik des nichtstrahlenden Resonanzkreises eingestellt, und es wird eine Polstelle in einem gewünschten Frequenzband erzeugt, um das Band der Frequenzcharakteristik der Antenne zu verbreitern.
(2) Bevorzugt ist eine Richtung eines Magnetfelds, das erzeugt ist, wenn Strom in dem ersten Kopplungselement in einer Richtung von einem mit dem Speisekreis verbundenen Anschluss zu einem mit dem Strahlungselement verbundenen Anschluss fließt, zu einer Richtung eines Magnetfelds entgegengesetzt ist, das erzeugt ist, wenn Strom in dem zweiten Kopplungselement in eine Richtung von einem mit dem nichtstrahlenden Resonanzkreis verbundenen Anschluss zu einem mit Masse verbundenen Anschluss fließt. Somit verringert eine wechselseitige Induktivität aufgrund der Kopplung zwischen dem ersten Kopplungselement und dem zweiten Kopplungselement die Induktivitäten des ersten Kopplungselements und des zweiten Kopplungselements, mit einem geringen Einfluss auf eine Schaltungscharakteristik und die Abstrahlcharakteristik des Strahlungselements 10.
(3) Bevorzugt sind das erste Kopplungselement und das zweite Kopplungselement mehrschichtige Spulen-Leitermuster, und die Kopplungsschaltung bildet einen Transformator, in dem das erste Kopplungselement und das zweite Kopplungselement elektromagnetisch aneinandergekoppelt sind. Somit wird eine Kopplungsschaltung mit einem hohen Kopplungskoeffizienten zwischen dem ersten Kopplungselement und dem zweiten Kopplungselement gebildet, und die Resonanzcharakteristik des nichtstrahlenden Resonanzkreises, von dem Speisekreis gesehen, zeigt sich mit einiger Wahrscheinlichkeit.
(4) Bevorzugt sind in Planansicht des Strahlungselements eine Hälfte oder mehr des nichtstrahlenden Resonanzkreises in einer Formationsregion des Strahlungselements enthalten. Somit ist der nichtstrahlende Resonanzkreis durch das Strahlungselement abgeschirmt. Dies erhöht eine nichtstrahlende Eigenschaft des nichtstrahlenden Resonanzkreises, aus einer Entfernung gesehen.
(5) Bevorzugt ist das Strahlungselement durch ein leitfähiges Bauteil gebildet, das in Planansicht drei Seiten bildet, und der nichtstrahlende Resonanzkreis ist in Planansicht von den drei Seiten umgeben. Somit ist der nichtstrahlende Resonanzkreis durch das Strahlungselement abgeschirmt. Dies erhöht die nichtstrahlende Eigenschaft des nichtstrahlenden Resonanzkreises, aus einer Entfernung gesehen.
(6) Bevorzugt ist der nichtstrahlende Resonanzkreis durch ein lineares Leitermuster gebildet, das in einer Mitte ein Rückführteil aufweist. Somit wird die Schärfe der Resonanz des nichtstrahlenden Resonanzkreises verringert, und der nichtstrahlende Resonanzkreis kann einen Reflexionskoeffizienten in einem relativ breiten Band dämpfen, einschließlich des Bandes, in dem die Polstelle in der Frequenzcharakteristik der Antenne erzeugt ist, und seiner Peripherie. Außerdem kann der nichtstrahlende Resonanzkreis in einem kleinen Bereich vorgesehen sein.
(7) Bevorzugt umfasst das Leitermuster ein erstes lineares Leitermusterteil, das sich von der Kopplungsschaltung erstreckt, und ein zweites Leitermusterteil, das an dem Rückführteil zurückführt, um von dem Strahlungselement entfernt zu sein. Dies unterdrückt eine unnötige Kopplung zwischen dem nichtstrahlenden Resonanzkreis und dem Strahlungselement.
(8) Bevorzugt wird ferner ein Phasenschieber aufgenommen, der zwischen den Speisekreis und das erste Kopplungselement geschaltet ist und der eine Frequenzabhängigkeit hat. Die ermöglicht die Bildung einer Antennenvorrichtung, die Impedanzanpassung in einem breiten Band durchführt.
(9) Bevorzugt ist ein zweiter Anschluss des zweiten Kopplungselements mit Masse verbunden, wobei der zweite Anschluss zu einem ersten Anschluss entgegengesetzt ist, mit dem der nichtstrahlende Resonanzkreis verbunden ist, und eine Länge einer Leitung zwischen dem ersten Kopplungselement und dem Speisekreis sowie eine Länge einer Leitung zwischen dem zweiten Anschluss des zweiten Kopplungselements und Masse sind jeweils kleiner als 1/8 Wellenlänge einer Resonanzfrequenz.
Da die Kopplungsschaltung hauptsächlich Magnetfeldkopplung verwendet, wird die Stärke der Kopplung erhöht, wenn die Kopplungsschaltung in einen Abschnitt eingefügt ist, wo ein starker Strom fließt. Die starke Kopplung kann den Einfluss von Resonanz erhöhen, die durch das Hinzufügen der Kopplungsschaltung und des parasitären Elements erzielt ist, und da eine Resonanzbandbreite verbreitert wird, wird ein Frequenzband verbreitert, in dem Kommunikation möglich ist. Außerdem wird eine Signalstärke erhöht und eine Kommunikationscharakteristik verbessert.
(10) Die Antennenvorrichtung kann einen Induktor umfassen, der zwischen das zweite Kopplungselement und den nichtstrahlenden Resonanzkreis geschaltet ist. Da der Induktor in einen Abschnitt eingefügt ist, wo der Strom niedrig ist, während eine Veränderung der Kopplung unterdrückt wird (eine Veränderung der Impedanzanpassung unterdrückt wird), kann die Resonanzfrequenz auf der Seite des nichtstrahlenden Resonanzkreises verringert werden und ein gewünschtes Kommunikationsband erzielt werden. Alternativ kann bei Aufrechterhaltung der Resonanzfrequenz die Länge des nichtstrahlenden Resonanzkreises reduziert werden und dadurch der verwendete Bereich reduziert werden.
(11) Die Antennenvorrichtung kann einen Induktor umfassen, der zwischen den ersten Anschluss des zweiten Kopplungselements und Masse geschaltet ist. Somit kann Reaktanz unterdrückt werden, die durch eine parasitäre Kapazität zwischen Masse und der Kopplungsschaltung durch das Einfügen der Kopplungsschaltung erzeugt ist, und eine Veränderung gegenüber einem Anpassungszustand, in dem die Kopplungsschaltung nicht montiert ist, kann unterdrückt werden. Außerdem kann die Resonanzfrequenz des nichtstrahlenden Resonanzkreises verringert werden und ein gewünschtes Kommunikationsband oder eine gewünschte Kommunikationscharakteristik erzielt werden. Alternativ kann bei Aufrechterhaltung der Resonanzfrequenz die Länge der Antenne reduziert werden und dadurch der verwendete Bereich reduziert werden.
(12) Die Antennenvorrichtung kann ferner einen Kondensator umfassen, der zwischen das zweite Kopplungselement und den nichtstrahlenden Resonanzkreis geschaltet ist. Somit kann die Resonanzfrequenz auf der Seite des nichtstrahlenden Resonanzkreises erhöht werden und ein gewünschtes Kommunikationsband erzielt werden.
(13) Die Antennenvorrichtung kann ferner einen Kondensator umfassen, der zwischen den ersten Anschluss des zweiten Kopplungselements und Masse geschaltet ist. Somit kann eine parasitäre Kapazität reduziert werden, die zwischen Masse und der Kopplungsschaltung durch das Einfügen der Kopplungsschaltung erzeugt ist, und eine Veränderung gegenüber einem Anpassungszustand, in dem die Kopplungsschaltung nicht montiert ist, kann unterdrückt werden. Außerdem kann die Resonanzfrequenz auf der Seite des nichtstrahlenden Resonanzkreises erhöht werden und ein gewünschtes Kommunikationsband oder eine gewünschte Kommunikationscharakteristik erzielt werden.
(14) Die Antennenvorrichtung kann so ausgebildet sein, dass dieselbe ferner umfasst: eine zweite Kopplungsschaltung, die ein drittes Kopplungselement und ein viertes Kopplungselement umfasst, wobei das dritte Kopplungselement zwischen das erste Kopplungselement und den Speisekreis geschaltet ist, wobei das vierte Kopplungselement an das dritte Kopplungselement gekoppelt ist; und einen zweiten nichtstrahlenden Resonanzkreis, der mit dem vierten Kopplungselement verbunden ist. Somit kann die Zahl der hinzufügbaren Resonanzen erhöht werden, und eine Bandbreite wird verbreitert, und dementsprechend wird eine Domäne verbreitert, in der Kommunikation möglich ist. Bei gleicher Resonanzfrequenz wird die Impedanzanpassung verbessert.
(15) Die Antennenvorrichtung kann ferner umfassen: eine zweite Kopplungsschaltung, die ein drittes Kopplungselement und ein viertes Kopplungselement umfasst, wobei das dritte Kopplungselement zwischen das zweite Kopplungselement und den nichtstrahlenden Resonanzkreis geschaltet ist, wobei das vierte Kopplungselement an das dritte Kopplungselement gekoppelt ist; und einen zweiten nichtstrahlenden Resonanzkreis, der mit dem vierten Kopplungselement verbunden ist. Mit dieser Struktur können mehrere nichtstrahlende Resonanzkreise verwendet werden, und eine Kommunikationscharakteristik wird verbessert.
(16) Die Antennenvorrichtung kann ferner einen Schalter umfassen, der zwischen den nichtstrahlenden Resonanzkreis und Masse geschaltet ist. Dies kann eine Resonanzfrequenz verändern, die durch das Vorsehen der Kopplungsschaltung und des nichtstrahlenden Resonanzkreises hinzugefügt wird, und kann die Anpassung verändern, um die Impedanzanpassung zu verbessern. Außerdem kann die Resonanzfrequenz oder die Anpassung in der Weise verändert werden, dass die Kopplungsschaltung und der nichtstrahlende Resonanzkreis leicht aneinander koppelbar sind, wodurch die Impedanzanpassung verbessert wird.
(17) In dem Fall, dass die Kopplungsschaltung eine parasitäre Kapazität umfasst, umfasst die Antennenvorrichtung bevorzugt ferner einen Induktor, der mit der Kopplungsschaltung verbunden ist und der eine in der Kopplungsschaltung erzeugte Reaktanzkomponente durch parallele Resonanz mit der parasitären Kapazität unterdrückt. Somit wird eine Reaktanzkomponente aufgehoben, die durch das Einfügen der Kopplungsschaltung hinzugefügt ist, und eine Veränderung gegenüber einem Anpassungszustand, in dem die Kopplungsschaltung nicht montiert ist, kann unterdrückt werden.
(18) Eine Antennenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst:

ein Strahlungselement, mit dem ein Speisekreis verbunden ist;
eine Kopplungsschaltung, die ein erstes Kopplungselement und ein zweites Kopplungselement umfasst, wobei das erste Kopplungselement zwischen das Strahlungselement und Masse geschaltet ist, wobei das zweite Kopplungselement an das erste Kopplungselement gekoppelt ist; und
einen nichtstrahlenden Resonanzkreis, der mit dem zweiten Kopplungselement verbunden ist,
wobei eine Frequenzcharakteristik einer Rückflussdämpfung des Strahlungselements durch eine Resonanzfrequenzcharakteristik des nichtstrahlenden Resonanzkreises eingestellt ist.

Bei der obigen Ausbildung stören das Strahlungselement und der nichtstrahlende Resonanzkreis einander bezüglich der Strahlung nicht, wobei das Strahlungselement mit dem ersten Kopplungselement der Kopplungsschaltung verbunden ist, wobei der nichtstrahlende Resonanzkreis mit dem zweiten Kopplungselement der Kopplungsschaltung verbunden ist und die Abstrahlcharakteristik des Strahlungselements nicht ungünstig beeinflusst wird. Außerdem wird die Frequenzcharakteristik einer Rückflussdämpfung des Strahlungselements, von dem Speisekreis gesehen, durch die Resonanzcharakteristik des nichtstrahlenden Resonanzkreises eingestellt, und in einem gewünschten Frequenzband wird eine Polstelle erzeugt, um das Band der Frequenzcharakteristik der Antenne zu verbreitern. Da eine Stromstärke in einem Abschnitt, der mit Masse verbunden ist, besonders hoch ist, können das Strahlungselement und der nichtstrahlende Resonanzkreis über die Kopplungsschaltung aneinandergekoppelt sein. Außerdem besteht größere Freiheit bei der Anordnung der Kopplungsschaltung und des nichtstrahlenden Resonanzkreises.
(19) Elektronische Ausrüstung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die obige Antennenvorrichtung gemäß einem der Punkte (1) bis (18); den Speisekreis, der mit der Kopplungsschaltung verbunden ist; und ein Gehäuse, in dem der Speisekreis aufgenommen ist, wobei ein Teil des Strahlungselements oder das gesamte Strahlungselement ein Teil des Gehäuses ist.
Bei der obigen Ausbildung ist es nicht notwendig, ein leitfähiges Bauteil oder ein Leitermuster eigens für das Strahlungselement vorzusehen, und es kann eine Größenverringerung erreicht werden. Zudem werden bei elektronischer Ausrüstung mit einem Metallgehäuse elektromagnetische Wellen nicht von dem Metallgehäuse blockiert.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Antennenvorrichtung, die das Interferenzproblem bezüglich der Strahlung von zwei Strahlungselementen vermeidet, um das Band zu verbreitern, sowie die elektronische Ausrüstung erzielt werden, die die Antennenvorrichtung umfasst.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine hauptsächliche Ausbildung einer Antennenvorrichtung 101 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel sowie elektronische Ausrüstung darstellt, die die Antennenvorrichtung 101 umfasst.
2 ist eine Planansicht eines Hauptteils der Antennenvorrichtung 101.
3 ist eine Planansicht einer Stelle, an der ein nichtstrahlender Resonanzkreis 20 gebildet ist.
4 stellt eine Ausbildung einer Kopplungsschaltung 30 und einer damit verbundenen Schaltung dar.
5(A) ist ein Äquivalenzschaltungsdiagramm der Antennenvorrichtung 101 in einem hohen Band. 5(B) ist ein Äquivalenzschaltungsdiagramm der Antennenvorrichtung 101 in einem niedrigen Band.
6 stellt eine Frequenzcharakteristik einer Rückflussdämpfung der Antennenvorrichtung 101 und einer Antennenvorrichtung aus einem Vergleichsbeispiel dar.
7 ist ein Konzeptdiagramm, das einen Unterschied der Impedanzanpassung abhängig von der Stärke der Kopplung der Kopplungsschaltung darstellt.
8 ist eine perspektivische Ansicht der Kopplungsschaltung 30.
9 sind auseinandergezogene Planansichten, die einige auf Schichten der Kopplungsschaltung gebildete Leitermuster darstellen.
10 ist ein Schaltungsdiagramm der Kopplungsschaltung 30 mit vier Spulenleitermustern.
11 stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 102 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dar.
12 stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 103 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel dar.
13 stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 104 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel dar.
14 stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 105 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel dar.
15 stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 106A gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel dar.
16 stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 106B gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel dar.
17 stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 106C gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel dar.
18 stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 106D gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel dar.
19(A) stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 107A gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel dar. 19(B) stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 107B gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel dar.
20 ist eine auseinandergezogene Planansicht, die Leitermuster darstellt, welche auf Schichten der Kopplungsschaltung 30 gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel gebildet sind.
21 ist eine Schnittansicht der Kopplungsschaltung 30 gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel.
22 ist eine Planansicht, die eine Überlappung zwischen einem Leitermuster L12 und einem Leitermuster L21 insbesondere in der Kopplungsschaltung 30 gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel darstellt.
23 ist eine auseinandergezogene Planansicht, die Leitermuster darstellt, welche auf Schichten einer weiteren Kopplungsschaltung 30 gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel gebildet sind.
24 stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 108 gemäß einem achten Ausführungsbeispiel dar.
25 stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 109 gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel dar.
26 stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 110 gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel dar.
27(A) und 27(B) stellen Schaltungsausbildungen von Antennenvorrichtungen 111A und 111B gemäß einem elften Ausführungsbeispiel dar.
28 stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 112 gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel dar.
29 stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 113 gemäß einem dreizehnten Ausführungsbeispiel dar.
30 stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 114 gemäß einem vierzehnten Ausführungsbeispiel dar.
31 (A) stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 115 gemäß einem fünfzehnten Ausführungsbeispiel dar. 31(B) stellt eine Frequenzcharakteristik einer Rückflussdämpfung der in 31(A) dargestellten Antennenvorrichtung 115 und einer Antennenvorrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel dar.
32 stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 116 gemäß einem sechzehnten Ausführungsbeispiel dar.
33 stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 117 gemäß einem siebzehnten Ausführungsbeispiel dar.
34 stellt eine Frequenzcharakteristik einer Rückflussdämpfung der Antennenvorrichtung 117 dar.
35 ist ein Schaltungsdiagramm einer Antennenvorrichtung 118A gemäß einem achtzehnten Ausführungsbeispiel.
36 ist ein Schaltungsdiagramm einer weiteren Antennenvorrichtung 118B gemäß dem achtzehnten Ausführungsbeispiel.
37 ist ein Schaltungsdiagramm wiederum einer weiteren Antennenvorrichtung 118C gemäß dem achtzehnten Ausführungsbeispiel.
38 ist eine Planansicht eines Hauptteils einer Antennenvorrichtung 119 gemäß einem neunzehnten Ausführungsbeispiel.
39 ist eine perspektivische Ansicht der Kopplungsschaltung 30 gemäß dem neunzehnten Ausführungsbeispiel.
40 stellt eine Ausbildung einer weiteren Kopplungsschaltung 30 gemäß dem neunzehnten Ausführungsbeispiel dar und ist eine auseinandergezogene Planansicht, die auf Schichten der Kopplungsschaltung 30 gebildete Leitermuster darstellt.
41 ist ein Schaltungsdiagramm einer Antennenvorrichtung 120 gemäß einem zwanzigsten Ausführungsbeispiel, bei dem ein Speisekreis 1 verbunden ist.
42 ist ein Äquivalenzschaltungsdiagramm, das einen Phasenschieber 50 gemäß dem zwanzigsten Ausführungsbeispiel darstellt, bei dem ein idealer Transformator IT und parasitäre Induktivitätskomponenten getrennt dargestellt sind.
43 stellt eine Frequenzcharakteristik eines Phasenverschiebungsbetrags des Phasenschiebers 50 dar.
44(A) ist ein Schaltungsdiagramm der bei dem ersten Ausführungsbeispiel dargestellten Antennenvorrichtung, die nicht den Phasenschieber 50 umfasst, und 44(B) stellt Impedanz-Orte dar, die auf einem Smith-Diagramm Impedanzen bei von dem Speisekreis 1 gesehener Antennenvorrichtung repräsentieren.
45(A) ist ein Schaltungsdiagramm einer Antennenvorrichtung mit hinzugefügtem Phasenschieber 50. 45(B) stellt Impedanz-Orte dar, die auf einem Smith-Diagramm Impedanzen bei von dem Speisekreis 1 gesehener Antennenvorrichtung repräsentieren.
46(A) ist ein Schaltungsdiagramm einer Antennenvorrichtung, die einen Impedanzanpassungs-Kondensator C5 umfasst. 46(B) stellt einen Impedanz-Ort dar, der auf einem Smith-Diagramm eine Impedanz bei von dem Speisekreis 1 gesehener Antennenvorrichtung darstellt.
47 stellt eine Frequenzcharakteristik einer Rückflussdämpfung der in 44(A) und 46(A) dargestellten Antennenvorrichtungen und einer Antennenvorrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel dar.
48 ist eine perspektivische Außenansicht des Phasenschiebers 50.
49 ist eine Planansicht von Schichten in dem Phasenschieber 50.
50 ist eine Schnittansicht des Phasenschiebers 50.
51 ist eine Planansicht, die einen Teil eines Metallgehäuses von elektronischer Ausrüstung gemäß einem einundzwanzigsten Ausführungsbeispiel darstellt.
52(A) und 52(B) sind perspektivische Ansichten, die Teile von Metallgehäusen unterschiedlicher elektronischer Ausrüstungsteile gemäß dem einundzwanzigsten Ausführungsbeispiel darstellen.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden nun mehrere Ausführungsbeispiele für die Umsetzung der vorliegenden Erfindung anhand spezifischer Beispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Zeichnungen gleiche Teile. Im Hinblick auf die Erläuterung hauptsächlicher Punkte und die Verständlichkeit sind die Ausführungsbeispiele der Einfachheit halber getrennt dargestellt. Die in den unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellten Teile können jedoch ersetzt oder kombiniert werden. Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel und weiteren Ausführungsbeispielen wird auf eine Beschreibung des mit einem ersten Ausführungsbeispiel Gemeinsamen verzichtet, und es werden nur abweichende Punkte beschrieben. Insbesondere werden gleiche oder im Wesentlichen gleiche Wirkungen, die durch die gleiche oder im Wesentlichen gleiche Ausbildung erzielt werden, in den Ausführungsbeispielen nicht wiederholt.
Die in den Ausführungsbeispielen dargestellte „Antennenvorrichtung“ ist auf eine solche anwendbar, die Signale sendet, oder auf eine solche, die Signale empfängt. Auch in dem Fall, dass die „Antennenvorrichtung“ als eine Antenne beschrieben ist, die elektromagnetische Wellen abstrahlt, ist die Antennenvorrichtung nicht auf eine Quelle eingeschränkt, die die elektromagnetischen Wellen erzeugt. Auch im Fall des Empfangs einer elektromagnetischen Welle, die von einer Kommunikationspartner-Antennenvorrichtung erzeugt ist, das heißt, auch wenn Senden und Empfang umgekehrt sind, werden die gleichen oder im Wesentlichen die gleichen Wirkungen hervorgebracht.
Erstes Ausführungsbeispiel
1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine hauptsächliche Ausbildung einer Antennenvorrichtung 101 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und von elektronischer Ausrüstung darstellt, die die Antennenvorrichtung 101 umfasst. 2 ist eine Planansicht eines Hauptteils der Antennenvorrichtung 101.
Ein Metallgehäuse der elektronischen Ausrüstung umfasst ein Strahlungselement 10, das ein Endabschnitt des Metallgehäuses ist, und einen Metallgehäuse-Hauptteil 40. Der Metallgehäuse-Hauptteil 40 setzt sich aus einem planen Teil 41 und Seitenflächenteilen 42 und 43 zusammen.
Die Antennenvorrichtung 101 umfasst das Strahlungselement 10, einen nichtstrahlenden Resonanzkreis 20 und die Kopplungsschaltung 30.
Das Strahlungselement 10 ist der Endabschnitt des Metallgehäuses und setzt sich aus einem Endflächenteil 11 und Seitenflächenteilen 12 und 13 zusammen. Ein Endabschnitt des Seitenflächenteils 12 ist über einen Induktor 8 mit einer Masse eines Schaltungssubstrats 6 verbunden (ist geerdet). Obwohl ein Endabschnitt des Seitenflächenteils 13 offen ist, ist zwischen diesem offenen Ende und Masse eine parasitäre Kapazität C erzeugt. Es wird angemerkt, dass auf das Schaltungssubstrat 6 ein Verbinder 7 wie etwa ein USB montiert ist und in dem Endflächenteil 11 eine Öffnung für den Verbinder 7 gebildet ist. Jedoch ist der Verbinder 7 keine Komponente der Antennenvorrichtung 101.
Das Schaltungssubstrat 6 umfasst eine Masseregion GZ, in der eine Masseelektrode GND gebildet ist, und eine Nicht-Masseregion NGZ, in der keine Masseelektrode gebildet ist. Der Endabschnitt des Metallgehäuses, der das Strahlungselement 10 ist, ist auf der Seite der Nicht-Masseregion angeordnet. In der Nicht-Masseregion NGZ des Schaltungssubstrats 6 ist mithilfe eines Leitermusters der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 gebildet. Ebenfalls in der Nicht-Masseregion NGZ des Schaltungssubstrats 6 ist eine Speiseleitung 9 gebildet, die die Kopplungsschaltung 30 und das Strahlungselement 10 miteinander verbindet.
Wie in 2 dargestellt, ist der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 mithilfe eines linearen Leitermusters gebildet, das in der Mitte ein Rückführteil 20FB aufweist. Da das lineare Leitermuster mit einem Rückführteil in der Mitte verwendet wird, ist auf diese Weise der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 in einem kleinen Bereich vorgesehen, und eine elektrische Länge, die für die Resonanz notwendig ist, kann erzielt werden. Außerdem sind in diesem Ausführungsbeispiel ein erstes lineares Leitermusterteil 21, das sich von der Kopplungsschaltung 30 erstreckt, und ein zweites lineares Leitermusterteil 22 enthalten, das zu einer von dem Strahlungselement 10 entfernten Seite zurückführt. Da ein Teil in der Nähe des Strahlungselements 10 (insbesondere des Endflächenteils 11) kurz ist und die Erstreckungsrichtungen zueinander entgegengesetzt sind, ist bei dieser Struktur eine wesentliche Kopplung mit dem Strahlungselement 10 (insbesondere dem Endflächenteil 11) schwach. Dies unterdrückt eine unnötige Kopplung zwischen dem nichtstrahlenden Resonanzkreis 20 und dem Strahlungselement 10.
Es wird angemerkt, dass das zweite lineare Leitermusterteil 22 breiter als das erste lineare Leitermusterteil 21 ist. Somit kann eine Resonanzbandbreite verbreitert werden.
3 ist eine Planansicht, die eine Stelle darstellt, an der der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 gebildet ist. Das Strahlungselement 10 ist durch ein leitfähiges Bauteil gebildet (den Endflächenteil 11 und die Seitenflächenteile 12 und 13), das in Planansicht drei Seiten bildet, und der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 ist von einer Strahlungselement-Formationsregion 10Z umgeben, die in Planansicht von den drei Seiten des Strahlungselements 10 umgeben ist. Es braucht nicht der gesamte nichtstrahlende Resonanzkreis 20 innerhalb der Strahlungselement-Formationsregion 10Z vorgesehen zu sein, und bevorzugt ist eine Hälfte oder mehr des nichtstrahlenden Resonanzkreises 20 in der Strahlungselement-Formationsregion 10Z enthalten. Da der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 nicht als Strahlungselement verwendet wird, ist der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 bevorzugt „nichtstrahlend“. In dem Fall, dass der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 in Planansicht von den drei Seiten des leitfähigen Bauteils umgeben ist und eine Hälfte oder mehr des nichtstrahlenden Resonanzkreises 20 in der Strahlungselement-Formationsregion 10Z enthalten ist, ist somit der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 durch das Strahlungselement 10 abgeschirmt. Dies erhöht eine nichtstrahlende Eigenschaft des nichtstrahlenden Resonanzkreises 20, aus einer Entfernung gesehen.
4 stellt eine Ausbildung der Kopplungsschaltung 30 und einer damit verbundenen Schaltung dar. Die Kopplungsschaltung 30 umfasst ein erstes Kopplungselement 31 und ein zweites Kopplungselement 32, das an das erste Kopplungselement 31 gekoppelt ist, und durch das erste Kopplungselement 31 und das zweite Kopplungselement 32 ist ein Transformator gebildet. Das erste Kopplungselement 31 und das zweite Kopplungselement 32 haben kleine Induktivitäten von jeweils 10 nH oder weniger. Das Strahlungselement 10 und der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 sind über die Kopplungsschaltung 30 mit einem Kopplungskoeffizienten von 0,5 oder mehr aneinandergekoppelt, bevorzugt mit einem Kopplungskoeffizienten von 0,8 oder mehr. Mit einer kleineren Induktivität eines Kopplungselements können der Einfluss auf eine Schaltungscharakteristik und eine Abstrahlcharakteristik des Strahlungselements 10 in höherem Grade unterdrückt werden. Mit höherem Kopplungskoeffizienten sind das Strahlungselement 10 und der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 in höherem Grade elektrisch miteinander verbindbar, und ein Resonanzpunkt kann nur zu einer Frequenz hinzugefügt werden, bei der der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 in größerem Ausmaß zur Resonanz beiträgt. Durch die Ausbildung eines Transformators, bei dem eine elektrische Magnetfeldkopplung zwischen dem ersten Kopplungselement 31 und dem zweiten Kopplungselement 32 gebildet ist, wird auf diese Weise eine Kopplungsschaltung mit einem hohen Kopplungskoeffizienten zwischen dem ersten Kopplungselement 31 und dem zweiten Kopplungselement 32 gebildet, und es zeigt sich mit einiger Wahrscheinlichkeit eine Resonanzcharakteristik des nichtstrahlenden Resonanzkreises 20 bei Sicht des Strahlungselementes 10 von einem Speisekreis 1.
Das erste Kopplungselement 31 ist zwischen das Strahlungselement 10 und den Speisekreis 1 geschaltet. Ein erstes Ende des zweiten Kopplungselements 32 ist mit dem nichtstrahlenden Resonanzkreis 20 verbunden, und ein zweites Ende desselben ist mit Masse des Schaltungssubstrats 6 verbunden (ist geerdet).
Bei der elektronischen Ausrüstung gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird der Metallteil des Gehäuses, das den Speisekreis aufnimmt, als das Strahlungselement verwendet, und somit ist es unnötig, ein leitfähiges Bauteil oder ein Leitermuster eigens für das Strahlungselement vorzusehen, wodurch eine Größenverringerung erreicht wird. Außerdem werden auch bei elektronischer Ausrüstung mit einem Metallgehäuse elektromagnetische Wellen nicht von dem Metallgehäuse blockiert.
5(A) ist ein Äquivalenzschaltungsdiagramm der Antennenvorrichtung 101 in einem hohen Band. In einem hohen Band (z.B. 1,6 GHz bis 2,3 GHz) hat der Induktor 8 (siehe 2 und 4) eine vorbestimmte hohe Impedanz, und eine Spitze des Strahlungselements 10 ist äquivalent offen. In diesem Zustand dient das Strahlungselement 10 als Antenne vom Monopoltyp, die bei 3/4 Wellenlängen oder (2n+1)/4 Wellenlängen in Resonanz ist (n ist eine natürliche Zahl).
5(B) ist ein Äquivalenzschaltungsdiagramm der Antennenvorrichtung 101 in einem niedrigen Band. In einem niedrigen Band (z.B. 700 MHz bis 900 MHz) hat der Induktor 8 eine vorbestimmte Induktivität, und die Spitze des Strahlungselements 10 ist über den Induktor 8 geerdet. In diesem Zustand dient das Strahlungselement 10 als Schleifenantenne mit einer Wellenlänge oder deren ganzzahligem Vielfachen.
Eine Reihenschaltung, die einen Induktor L20 und einen Kondensator C20 umfasst, welche in 5(A) und 5(B) dargestellt sind, ist ein Element zur Darstellung einer Äquivalenzschaltung, wobei der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 einfach als Schaltung mit konzentrierter Konstante dargestellt ist. Der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 dient als offene Stichleitung, die bei einer vorbestimmten Frequenz bei 3/4 Wellenlängen oder (2n+1)/4 Wellenlängen in Resonanz ist (n ist eine natürliche Zahl). Somit werden zur Darstellung in 5(A) und 5(B) der Induktor L20 und der Kondensator C20 verwendet. Der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 ist beispielsweise in einem Frequenzband in Resonanz, dessen Mitte 2,1 GHz sind. Es wird angemerkt, dass bei diesem Ausführungsbeispiel, da der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 eine Form hat, bei der das lineare Leitermuster in der Mitte zurückgeführt ist, verglichen mit einem einfachen geradlinigen Leitermuster keine deutliche stehende Welle in dem linearen Leitermuster gebildet wird und ein Q-Wert der Resonanz als Resonanzkreis klein ist.
6 stellt eine Frequenzcharakteristik einer Rückflussdämpfung der Antennenvorrichtung 101 und einer Antennenvorrichtung aus einem Vergleichsbeispiel dar. In 6 ist eine Rückflussdämpfungs-Charakteristik RL1 eine Rückflussdämpfung der Antennenvorrichtung 101 gemäß diesem Ausführungsbeispiel, und eine Rückflussdämpfungs-Charakteristik RL2 ist eine Rückflussdämpfung der Antennenvorrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel. Die Antennenvorrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel ist eine Antennenvorrichtung, in der die Kopplungsschaltung 30 und der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 nicht enthalten sind. In beiden Antennenvorrichtungen ist bei einer Zentralfrequenz F1 eines niedrigen Bandes erzeugt (700 MHz bis 900 MHz) eine Polstelle erzeugt. Der Grund hierfür ist die Resonanzcharakteristik der in 5(B) dargestellten Schleifenantenne. Eine weitere Polstelle ist bei einer Frequenz F2 erzeugt (um 1,75 GHz). Der Grund hierfür sind die 3/4 Wellenlängen Resonanz der in 5(A) dargestellten Monopolantenne. Wiederum eine weitere Polstelle ist bei einer Frequenz F3 erzeugt (um 2,3 GHz). Der Grund hierfür sind die 5/4 Wellenlängen Resonanz der in 5(A) dargestellten Monopolantenne.
Es wird angemerkt, dass bevorzugt eine Länge „r1“ einer Leitung zwischen dem ersten Kopplungselement 31 und dem Speisekreis 1, wie in 4 dargestellt, und eine Länge „r2“ einer Leitung zwischen einem Endabschnitt des zweiten Kopplungselements 32 und Masse weniger als 1/8 Wellenlänge der Resonanzfrequenz betragen. Die Wellenlänge kann hier eine effektive Wellenlänge unter Berücksichtigung einer wellenlängenverkürzenden Wirkung eines Magnetkörpers oder eines Dielektrikums bedeuten. Der Schwellenwert ist auf „1/8 Wellenlänge“ gesetzt, weil dies praktikabel ist, bis eine Bedingung erfüllt ist, bei der ein Strom mit 1/8 Wellenlänge 1/√2 beträgt, mit anderen Worten, bis eine Leistung, die übertragen werden kann, halbiert ist.
7 stellt hier ein Konzeptdiagramm eines Unterschieds der Impedanzanpassung abhängig von der Stärke der Kopplung dar. In 7 sind die Orte T1, T2 und T3 Impedanz-Orte, die auf einem Smith-Diagramm Impedanzen bei Sicht der Antennenvorrichtung 101 von dem Speisekreis 1 repräsentieren. Der Ort T1 ist eine Charakteristik in einem Zustand, in dem die Kopplungsschaltung 30 und der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 nicht vorgesehen sind, der Ort T2 ist eine Charakteristik in einem Zustand, in dem das erste Kopplungselement 31 und das zweite Kopplungselement 32 der Kopplungsschaltung 30 in geeigneter Weise aneinandergekoppelt sind, und der Ort T3 ist eine Charakteristik in einem Zustand, in dem die Kopplung zwischen dem ersten Kopplungselement 31 und dem zweiten Kopplungselement 32 der Kopplungsschaltung 30 zu stark ist.
Wenn die Kopplung zwischen dem ersten Kopplungselement 31 und dem zweiten Kopplungselement 32 der Kopplungsschaltung 30 zu stark ist, weicht auf diese Weise die Eingangsimpedanz, von dem Speisekreis gesehen, von der Impedanz (z.B. 50 Ω) auf der Seite des Speisekreises (und der Übertragungsleitung) ab. Daher ist es wichtig, dass das erste Kopplungselement 31 und das zweite Kopplungselement 32 der Kopplungsschaltung 30 angemessen aneinandergekoppelt sind. Die Länge „r1“ der Leitung zwischen dem ersten Kopplungselement 31 und dem Speisekreis 1 sowie die Länge „r2“ der Leitung zwischen dem Endabschnitt des zweiten Kopplungselements 32 und Masse sind auf einen Bereich von weniger als 1/8 Wellenlänge der Resonanzfrequenz gesetzt, und dadurch kann die Kopplung durch die Kopplungsschaltung 30 angemessen eingestellt sein.
In der Antennenvorrichtung 101 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist eine weitere Polstelle bei einer Frequenz F0 erzeugt (um 2,1 GHz). Der Grund hierfür ist die Resonanzcharakteristik des nichtstrahlenden Resonanzkreises 20. Das bedeutet, da der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 in einem Frequenzband in Resonanz ist, dessen Zentralfrequenz 2,1 GHz sind, ist die Polstelle bei 2,1 GHz in der Frequenzcharakteristik einer Rückflussdämpfung der Antennenvorrichtung 101, von dem Speisekreis 1 gesehen, erzeugt. Mit der Antennenvorrichtung 101 gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird ein Hochband-Anwendungsfrequenzband von 1,6 GHz auf 2,3 GHz verbreitert.
Im niedrigen Band ist der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 nicht in Resonanz, und die Rückflussdämpfungs-Charakteristik im niedrigen Band wird nicht beeinflusst. Das bedeutet, der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 beeinflusst die Rückflussdämpfungs-Charakteristik, von dem Speisekreis 1 gesehen, beispielsweise in einem Frequenzband von 1,6 GHz oder darüber, und der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 hat in einem niedrigeren Frequenzband im Wesentlichen keinen Einfluss.
Die Rückflussdämpfungs-Charakteristik um die Frequenz F0 ist durch die Resonanzcharakteristik des nichtstrahlenden Resonanzkreises 20 bestimmt, und dementsprechend kann die Rückflussdämpfungs-Charakteristik bei ungefähr der Frequenz F0 in geeigneter Weise durch die Form des Leitermusters beeinflusst sein, das den nichtstrahlenden Resonanzkreis bildet. Da der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 durch das lineare Leitermuster gebildet ist, das in der Mitte ein Rückführteil aufweist, wird bei diesem Ausführungsbeispiel die Schärfe der Resonanz des nichtstrahlenden Resonanzkreises 20 verringert, und der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 kann einen Reflexionskoeffizienten in einem breiten Band dämpfen, einschließlich des Bandes, in dem die Polstelle bei der Frequenz F0 erzeugt ist, und seiner Peripherie.
Es wird angemerkt, dass der nichtstrahlende Resonanzkreis 20, der als offene Stichleitung dient, im Wesentlichen unabhängig von dem Strahlungselement 10 vorgesehen ist. Somit besteht kein Einfluss auf ein niedriges Band, anders als beispielsweise in dem Fall, dass eine Stichleitung in dem Strahlungselement gebildet ist.
Als Nächstes wird eine Ausbildung der Kopplungsschaltung 30 beschrieben. 8 ist eine perspektivische Ansicht der Kopplungsschaltung 30, und 9 ist eine auseinandergezogene Planansicht, die auf Schichten der Kopplungsschaltung gebildete Leitermuster darstellt.
Die in der Antennenvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel enthaltene Kopplungsschaltung 30 ist eine rechtwinklige paralielepipedförmige Chipkomponente, die auf das Schaltungssubstrat 6 zu montieren ist. In 8 sind eine äußere Form der Kopplungsschaltung 30 und eine innere Struktur derselben getrennt dargestellt. Die äußere Form der Kopplungsschaltung 30 ist durch eine Zweipunkt-Strichlinie repräsentiert. Auf einer Außenfläche der Kopplungsschaltung 30 sind ein Speisekreis-Verbindungsanschluss PF, ein Strahlungselement-Verbindungsanschluss PA, ein Masseanschluss PG und ein Nichtstrahlender-Resonanzkreis-Verbindungsanschluss PS gebildet. Außerdem umfasst die Kopplungsschaltung 30 eine erste Fläche MS1 und eine zweite Fläche MS2, die eine zu der ersten Fläche entgegengesetzte Fläche ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Fläche MS1 eine Montagefläche, und diese Fläche liegt einem Schaltungssubstrat gegenüber. Auf einer oberen Fläche (zweiten Fläche), die eine zu der Montagefläche (ersten Fläche) MS1 entgegengesetzte Fläche ist, ist eine Richtungsunterscheidungsmarkierung DDM vorgesehen. Diese Richtungsunterscheidungsmarkierung DDM wird zum Detektieren einer Richtung einer Chipkomponente verwendet, wenn beispielsweise die Kopplungsschaltung 30 als Chipkomponente in einer Montagevorrichtung auf ein Schaltungssubstrat montiert wird.
Innerhalb der Kopplungsschaltung 30 sind ein erstes Leitermuster L11, ein zweites Leitermuster L12, ein drittes Leitermuster L21 und ein viertes Leitermuster L22 gebildet. Das erste Leitermuster L11 und das zweite Leitermuster L12 sind über einen Schichtenverbindungsleiter V1 miteinander verbunden. Das dritte Leitermuster L21 und das vierte Leitermuster L22 sind über einen Schichtenverbindungsleiter V2 miteinander verbunden. Es wird angemerkt, dass 8 isolierende Materialien S11, S12, S21 und S22, auf denen die jeweiligen Leitermuster gebildet sind, in einer Stapelrichtung getrennt dargestellt. Diese isolierenden Materialien S11, S12, S21 und S22 können ein nichtmagnetischer Keramik-Mehrschichtkörper sein, der aus LTCC (Niedertemperatur-Einbrandkeramik) oder dergleichen gebildet ist, oder können ein Kunstharz-Mehrschichtkörper sein, der aus einem Kunstharzmaterial wie etwa Polyimid oder Flüssigkristallpolymer gebildet ist. Da die Materialschichten nichtmagnetisch (kein magnetischer Ferrit) sind, ist es auf diese Weise möglich, die Materialschichten für eine Kopplungsschaltung auch in einem hohen Frequenzband zu verwenden, das über einige hundert MHz hinausgeht.
Die obigen Leitermuster und die Schichtenverbindungsleiter sind jeweils aus einem Leitermaterial gebildet, das als Hauptkomponente Ag oder Cu enthält und einen geringen spezifischen Widerstand hat. In dem Fall, dass die Materialschichten beispielsweise keramisch sind, sind die Leitermuster und die Schichtenverbindungsleiter durch Siebdrucken und Brennen einer leitfähigen Paste gebildet, die als Hauptkomponente Ag oder Cu enthält. In dem Fall, dass die Materialschichten beispielsweise aus Kunstharz bestehen, sind die Leitermuster und die Schichtenverbindungsleiter durch Ätzen oder dergleichen einer Metallfolie wie etwa einer AI-Folie oder einer Cu-Folie strukturiert.
Wie in 9 dargestellt, sind das erste Leitermuster L11, das zweite Leitermuster L12, das dritte Leitermuster L21 und das vierte Leitermuster L22 von einer Schicht nahe der Montagefläche aus in dieser Reihenfolge gebildet. Ein erstes Ende des ersten Leitermusters L11 ist mit dem Strahlungselement-Verbindungsanschluss PA verbunden, und ein zweites Ende desselben ist über den Schichtenverbindungsleiter V1 mit einem ersten Ende des zweiten Leitermusters L12 verbunden. Ein zweites Ende des zweiten Leitermusters L12 ist mit dem Speisekreis-Verbindungsanschluss PF verbunden. Außerdem ist ein erstes Ende des dritten Leitermusters L21 mit einem Nichtstrahlender-Resonanzkreis-Verbindungsanschluss PS verbunden, und ein zweites Ende des dritten Leitermusters L21 ist über den Schichtenverbindungsleiter V2 mit einem ersten Ende des vierten Leitermusters L22 verbunden. Ein zweites Ende des vierten Leitermusters L22 ist mit dem Masseanschluss PG verbunden.
Außerdem sind eine Wicklungsrichtung des ersten Kopplungselements 31 von dem Speisekreis-Verbindungsanschluss PF zu dem Strahlungselement-Verbindungsanschluss PA und eine Wicklungsrichtung des zweiten Kopplungselements 32 von dem Nichtstrahlender-Resonanzkreis-Verbindungsanschluss PS zu dem Masseanschluss PG zueinander entgegengesetzt. Das bedeutet, ein Magnetfeld (Magnetfluss), das erzeugt ist, wenn in dem ersten Kopplungselement 31 von dem Speisekreis-Verbindungsanschluss PF zu dem Strahlungselement-Verbindungsanschluss PA Strom fließt, und ein Magnetfeld (Magnetfluss), das erzeugt ist, wenn in dem zweiten Kopplungselement 32 von dem Nichtstrahlender-Resonanzkreis-Verbindungsanschluss PS zu dem Masseanschluss PG Strom fließt, schwächen einander ab. Wenn der Strahlungselement-Verbindungsanschluss PA als Monopolantenne in Resonanz ist, haben hier das erste Kopplungselement 31 und das zweite Kopplungselement 32 in der Kopplungsschaltung 30, die über den Speisekreis 1 und die Masseelektrode GND verbunden ist, entgegengesetzte Polaritäten. In dem ersten Kopplungselement 31 fließt Strom von dem Speisekreis-Verbindungsanschluss PF zu dem Strahlungselement-Verbindungsanschluss PA, und in dem zweiten Kopplungselement 32 fließt Strom von dem Nichtstrahlender-Resonanzkreis-Verbindungsanschluss PS zu dem Masseanschluss PG. Magnetfelder (Magnetflüsse), die erzeugt werden, schwächen einander ab. Somit verringert eine wechselseitige Induktivität aufgrund der Kopplung zwischen dem ersten Kopplungselement 31 und dem zweiten Kopplungselement 32 die Induktivitäten des ersten Kopplungselements 31 und des zweiten Kopplungselements 32, mit einem geringen Einfluss auf die Schaltungscharakteristik und die Abstrahlcharakteristik des Strahlungselements 10.
10 ist ein Schaltungsdiagramm der Kopplungsschaltung 30 mit den vier obigen Spulenleitermustern. Das zweite Leitermuster L12 und das erste Leitermuster L11 sind in Reihe geschaltet, um das erste Kopplungselement 31 zu bilden. Ebenso sind das vierte Leitermuster L22 und das dritte Leitermuster L21 in Reihe geschaltet, um das zweite Kopplungselement 32 zu bilden. Das zweite Leitermuster L12 und das dritte Leitermuster L21 sind in der Dickenrichtung zueinander benachbart, und die Magnetfeldkopplung zwischen dem zweiten Leitermuster L12 und dem dritten Leitermuster L21 ist besonders stark. Somit sind das zweite Leitermuster L12 und das dritte Leitermuster L21 in 10 zueinander benachbart. Wie ersichtlich, ist Magnetfeldkopplung zwischen dem zweiten Leitermuster L12 und dem vierten Leitermuster L22 sowie zwischen dem ersten Leitermuster L11 und dem dritten Leitermuster L21 hergestellt.
Bei dem in 9 dargestellten Beispiel ist ein Kondensatorformations-Leitermuster C11 in einem Teil des zweiten Leitermusters L12 gebildet, und ein Kondensatorformations-Leitermuster C12 ist in einem Teil des dritten Leitermusters L21 gebildet. Wie in 10 dargestellt, ist dementsprechend zwischen einer Mitte des zweiten Leitermusters L12 und dem Nichtstrahlender-Resonanzkreis-Verbindungsanschluss PS ein Kondensator C1 gebildet. Der Kondensator C1 dient als Impedanzanpassungsschaltung zwischen dem Speisekreis 1 und dem nichtstrahlenden Resonanzkreis 20.
Zweites Ausführungsbeispiel
11 stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 102 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel dar. In der Antennenvorrichtung 102 ist ein Induktor 35 zwischen das zweite Kopplungselement 32 der Kopplungsschaltung 30 und den nichtstrahlenden Resonanzkreis 20 geschaltet (eingefügt). Die weitere Ausbildung ist die gleiche wie bei der in 4 dargestellten Schaltung in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Da der Induktor 35 in einen Abschnitt eingefügt ist, in dem der Strom niedrig ist, während eine Veränderung der Kopplung der Kopplungsschaltung 30 unterdrückt wird, kann gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Resonanzfrequenz des nichtstrahlenden Resonanzkreises 20 verringert werden und ein gewünschtes Kommunikationsband erzielt werden. Alternativ kann bei Aufrechterhaltung der Resonanzfrequenz die Länge des nichtstrahlenden Resonanzkreises 20 reduziert werden und dadurch der verwendete Bereich reduziert werden.
Es wird angemerkt, dass der obige Induktor 35 auch mit der Kopplungsschaltung 30 integriert sein kann. Bevorzugt ist der Induktor 35 jedoch so ausgebildet, dass derselbe nicht an das erste Kopplungselement 31 gekoppelt ist.
Drittes Ausführungsbeispiel
12 stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 103 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel dar. In der Antennenvorrichtung 103 ist der Induktor 35 zwischen den zweiten Kopplungselement 32 der Kopplungsschaltung 30 und Masse geschaltet (eingefügt). Die weitere Ausbildung ist die gleiche wie bei der in 4 dargestellten Schaltung in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Wenn die Kopplungsschaltung 30 zu der Antennenvorrichtung hinzugefügt ist, ist zwischen Masse und der Kopplungsschaltung 30 eine parasitäre Kapazität erzeugt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann Resonanz zwischen dem obigen Induktor 35 und der parasitären Kapazität eine Reaktanzkomponente unterdrücken. In einem Frequenzband, in dem eine Antennencharakteristik durch Hinzufügung der Kopplungsschaltung 30 zu der Antennenvorrichtung nicht verändert werden soll, kann daher durch die Einfügung des Induktors 35 mit einer solchen Induktivität, dass derselbe mit der parasitären Kapazität in Resonanz ist, eine Veränderung gegenüber einem Anpassungszustand unterdrückt werden, in dem die Kopplungsschaltung 30 nicht montiert ist.
Außerdem kann die Einfügung des Induktors 35 die Resonanzfrequenz des nichtstrahlenden Resonanzkreises 20 verringern, und ein gewünschtes Kommunikationsband oder eine gewünschte Kommunikationscharakteristik kann erzielt werden. Alternativ können bei Aufrechterhaltung der Resonanzfrequenz die Länge der Antenne reduziert werden und der verwendete Bereich reduziert werden.
Es wird angemerkt, dass der obige Induktor 35 auch mit der Kopplungsschaltung 30 integriert sein kann Bevorzugt ist der Induktor 35 jedoch so ausgebildet dass derselbe nicht an das erste Kopplungselement 31 gekoppelt ist.
Viertes Ausführungsbeispiel
13 stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 104 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel dar. In der Antennenvorrichtung 104 ist ein Kondensator 36 zwischen das zweite Kopplungselement 32 der Kopplungsschaltung 30 und den nichtstrahlenden Resonanzkreis 20 geschaltet (eingefügt). Die weitere Ausbildung ist die gleiche wie bei der in 4 dargestellten Schaltung in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann die Resonanzfrequenz auf der Seite des nichtstrahlenden Resonanzkreises erhöht werden und ein gewünschtes Kommunikationsband erzielt werden.
Es wird angemerkt, dass der obige Kondensator 36 mit der Kopplungsschaltung 30 integriert sein kann.
Fünftes Ausführungsbeispiel
14 stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 105 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel dar. In der Antennenvorrichtung 105 ist der Kondensator 36 zwischen das zweite Kopplungselement 32 der Kopplungsschaltung 30 und Masse geschaltet (eingefügt). Die weitere Ausbildung ist die gleiche wie bei der in 4 dargestellten Schaltung in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann eine parasitäre Kapazität, die zwischen Masse und der Kopplungsschaltung 30 durch das Einfügen der Kopplungsschaltung 30 erzeugt ist, reduziert werden (die kombinierte Kapazität kann reduziert werden), und eine Veränderung gegenüber einem Anpassungszustand, in dem die Kopplungsschaltung 30 nicht montiert ist, kann unterdrückt werden. Außerdem kann die Resonanzfrequenz des nichtstrahlenden Resonanzkreises 20 erhöht werden und ein gewünschtes Kommunikationsband oder eine gewünschte Kommunikationscharakteristik erzielt werden.
Es wird angemerkt, dass der Kondensator 36 mit der Kopplungsschaltung 30 integriert sein kann.
Sechstes Ausführungsbeispiel
15 stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 106A gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel dar. In der Antennenvorrichtung 106A ist der Induktor 35 zwischen das erste Kopplungselement 31 der Kopplungsschaltung 30 und das Strahlungselement 10 geschaltet (eingefügt). Die weitere Ausbildung ist die gleiche wie bei der in 4 dargestellten Schaltung in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Bei der Ausbildung der Antennenvorrichtung 106A befindet sich das erste Kopplungselement 31 näher an dem Speisekreis 1, wo der Strom stark ist, als der eingefügte Induktor 35. Somit kann bei Aufrechterhaltung eines Leistungsanteils zur Zuführung zu dem nichtstrahlenden Resonanzkreis 20 die Resonanzfrequenz des Strahlungselements 10 verändert werden und ein Niveau der Impedanzanpassung eingestellt werden. Außerdem ist die Verringerung einer Eigenresonanzfrequenz unwahrscheinlich, die durch die Induktivitäten des ersten Kopplungselements 31 und des zweiten Kopplungselements 32 und die parasitäre Kapazität bestimmt ist, die zwischen dem ersten Kopplungselement 31 und dem zweiten Kopplungselement 32 erzeugt wird, und somit wirkt sich die Eigenresonanzfrequenz nicht ungünstig auf die Verwendung in einem Kommunikationsfrequenzband aus. Das bedeutet, in einem Zustand der Eigenresonanz gelangt die Energie in dem Frequenzband zur Masse und wird nicht abgestrahlt. In einem Zustand, in dem die Eigenresonanzfrequenz höher als das Kommunikationsfrequenzband ist, entsteht ein solches Problem dagegen nicht.
16 stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 106B gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel dar. In der Antennenvorrichtung 106B ist der Induktor 35 zwischen das erste Kopplungselement 31 der Kopplungsschaltung 30 und den Speisekreis 1 geschaltet (eingefügt). Die weitere Ausbildung ist die gleiche wie bei der in 4 dargestellten Schaltung in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Da das erste Kopplungselement 31 der Kopplungsschaltung 30 auf einer Seite eingefügt ist, auf der der Strom schwächer ist als an der Stelle des Induktors 35, ist verglichen mit einem Fall, in dem der Induktor zwischen dem Strahlungselement 10 und dem ersten Kopplungselement 31 eingefügt ist, bei der Ausbildung der Antennenvorrichtung 106B eine geeignete Einstellung des Niveaus der Impedanzanpassung bei einer Resonanz (Resonanzfrequenz) möglich, die durch die Kopplungsschaltung 30 und den nichtstrahlenden Resonanzkreis 20 hinzugefügt ist. Spezifisch ist es möglich, eine Situation zu vermeiden, in der eine Eingangsimpedanz sich übermäßig verändert und die Impedanz nicht mehr angepasst ist.
Außerdem kann die Einfügung des Induktors 35 die Eigenresonanzfrequenz der Kopplungsschaltung 30 verringern, und somit kann durch Einstellen der Eigenresonanzfrequenz auf ein Frequenzband, das nicht abgestrahlt werden soll, unnötige Strahlung unterdrückt werden.
17 stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 106C gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel dar. In der Antennenvorrichtung 106C ist der Kondensator 36 zwischen das erste Kopplungselement 31 der Kopplungsschaltung 30 und das Strahlungselement 10 geschaltet (eingefügt). Die weitere Ausbildung ist die gleiche wie bei der in 4 dargestellten Schaltung in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Bei der Ausbildung der Antennenvorrichtung 106C kann durch die Kapazität des eingefügten Kondensators 36 die Resonanzfrequenz des Strahlungselements 10 eingestellt werden und das Niveau der Impedanzanpassung eingestellt werden.
18 stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 106D gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel dar. In der Antennenvorrichtung 106D ist der Kondensator 36 zwischen das erste Kopplungselement 31 der Kopplungsschaltung 30 und den Speisekreis 1 geschaltet (eingefügt). Die weitere Ausbildung ist die gleiche wie bei der in 4 dargestellten Schaltung in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Bei der Ausbildung der Antennenvorrichtung 106D kann durch die Kapazität des eingefügten Kondensators 36 die Resonanzfrequenz des Strahlungselements 10 eingestellt werden und das Niveau der Impedanzanpassung eingestellt werden. Da der Kondensator 36 zwischen dem Speisekreis 1 und dem ersten Kopplungselement 31 eingefügt ist, sind außerdem eine parasitäre Kapazität, die zwischen dem ersten Kopplungselement 31 und dem zweiten Kopplungselement 32 erzeugt ist, und der Kondensator 36 in der Struktur in Reihe geschaltet. Dementsprechend wird eine kombinierte Kapazität verringert, die in einem eigenresonanten Schaltungssystem enthalten ist, und die Eigenresonanzfrequenz wird erhöht. Somit kann die Eigenresonanzfrequenz aus dem zu verwendenden Kommunikationsband ausgeschlossen werden.
Siebtes Ausführungsbeispiel
19(A) stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 107A gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel dar, und 19(B) stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 107B gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel dar. Die Ausbildung dieser Antennenvorrichtungen 107A und 107B ist die gleiche wie bei der in 4 dargestellten Schaltung in dem ersten Ausführungsbeispiel. Wenn eine Eigeninduktivität des ersten Kopplungselements 31 der Kopplungsschaltung 30 als L1 repräsentiert ist und eine Eigeninduktivität des zweiten Kopplungselements 32 als L2 repräsentiert ist, haben das erste Kopplungselement 31 und das zweite Kopplungselement 32 der Kopplungsschaltung 30 in der Antennenvorrichtung 107A ein Verhältnis von L2 > L1 und haben in der Antennenvorrichtung 107B ein Verhältnis von L2 < L1. Verglichen mit einem Fall, in dem L1 = L2, kann mit dem Verhältnis von L2 > L1 die Resonanzfrequenz des nichtstrahlenden Resonanzkreises 20 verringert werden. Bei einem Vergleich bei gleicher Resonanzfrequenz kann alternativ der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 verkürzt werden.
Wenn L2 > L1 ist, trägt außerdem verglichen mit einer Ausbildung, bei der der Induktor mit dem zweiten Kopplungselement 32 außerhalb der Kopplungsschaltung 30 verbunden (hinzugefügt) ist, das gesamte zweite Kopplungselement 32 mit einer relativ großen Eigeninduktivität zu der Kopplung mit dem ersten Kopplungselement 31 bei. Somit kann ein dem nichtstrahlenden Resonanzkreis 20 zuzuführender Leistungsanteil erhöht werden.
Wenn L2 < L1 ist, trägt verglichen mit einer Ausbildung, bei der der Induktor mit dem ersten Kopplungselement 31 außerhalb der Kopplungsschaltung 30 verbunden (hinzugefügt) ist, außerdem das gesamte erste Kopplungselement 31 mit einer relativ großen Eigeninduktivität zu der Kopplung mit dem zweiten Kopplungselement 32 bei. Somit kann ein dem nichtstrahlenden Resonanzkreis 20 zuzuführender Leistungsanteil erhöht werden.
20 ist eine auseinandergezogene Planansicht, die Leitermuster darstellt, welche auf Schichten der Kopplungsschaltung 30 gemäß diesem Ausführungsbeispiel gebildet sind. Die Kopplungsschaltung 30, die in einer Antennenvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel enthalten ist, ist eine rechtwinklige parallelepipedförmige Chipkomponente, die auf ein Schaltungssubstrat zu montieren ist.
Auf isolierenden Materialien S11, S12, S21, S22 und S23 sind jeweils Leitermuster L11, L12, L21, L22 und L23 gebildet. Ein erstes Ende des Leitermusters L11 ist mit dem Strahlungselement-Verbindungsanschluss PA verbunden, und ein zweites Ende desselben ist über den Schichtenverbindungsleiter V1 mit einem ersten Ende des Leitermusters L12 verbunden. Ein zweites Ende des Leitermusters L12 ist mit dem Speisekreis-Verbindungsanschluss PF verbunden. Ein erstes Ende des Leitermusters L21 ist mit dem Nichtstrahlender-Resonanzkreis-Verbindungsanschluss PS verbunden, und ein zweites Ende desselben ist über einen Schichtenverbindungsleiter V21 mit einem ersten Ende des Leitermusters L22 verbunden. Ein zweites Ende des Leitermusters L22 ist über einen Schichtenverbindungsleiter V22 mit einem ersten Ende des Leitermusters L23 verbunden. Ein zweites Ende des Leitermusters L23 ist mit dem Masseanschluss PG verbunden.
21 ist eine Schnittansicht der Kopplungsschaltung 30. 22 ist eine Planansicht, die insbesondere eine Überlappung zwischen dem Leitermuster L12 und dem Leitermuster L21 darstellt. Eine Spulenöffnung oder ein Spulendurchmesser der Leitermuster L11 und L12, die das erste Kopplungselement 31 bilden, ist kleiner als eine Spulenöffnung oder ein Spulendurchmesser der Leitermuster L21, L22 und L23, die das zweite Kopplungselement 32 bilden. Außerdem überlappen einander Teile der Leitungsbreite der Leitermuster L11 und L12 sowie der Leitermuster L21, L22 und L23. Bei dem in 21 und 22 dargestellten Beispiel ist circa 1/2 Breite entlang des gesamten Umfangs überlappt.
23 ist eine auseinandergezogene Planansicht, die Leitermuster darstellt, welche auf Schichten einer weiteren Kopplungsschaltung 30 gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel gebildet sind. Form und Größe der Leitermuster unterscheiden sich von denjenigen in dem in 20 dargestellten Beispiel. Unter den Leitungsmustern der Kopplungsschaltung, die in 23 dargestellt ist, ist ein Spulen-Außendurchmesser der Leitermuster L11 und L12, die das erste Kopplungselement 31 bilden, kleiner als ein Spulen-Innendurchmesser der Leitermuster L21, L22 und L23, die das zweite Kopplungselement 32 bilden.
Bei der in 20 bis 23 dargestellten Ausbildung wird eine parasitäre Kapazität unterdrückt, die zwischen den Leitermustern (L11 und L12), die das erste Kopplungselement 31 bilden, und den Leitermustern (L21, L22 und L23), die das zweite Kopplungselement 32 bilden, erzeugt ist. Dementsprechend wird die Eigenresonanzfrequenz erhöht, die durch die Induktivitäten des ersten Kopplungselements 31 und des zweiten Kopplungselement 32 und die obige parasitäre Kapazität bestimmt ist, und die Eigenresonanzfrequenz kann aus dem zu verwendenden Kommunikationsband ausgeschlossen werden. Auch wenn die Leitermuster (L11 und L12), die das erste Kopplungselement 31 bilden, und die Leitermuster (L21, L22 und L23), die das zweite Kopplungselement 32 bilden, in einer Ebenenrichtung fehlausgerichtet sind (der Richtung der X-Y-Ebene, wie in 22 dargestellt), wird außerdem beständig der Abschnitt aufrechterhalten, an dem die Spulenöffnung des ersten Kopplungselements 31 und die Spulenöffnung des zweiten Kopplungselements 32 einander überlappen. Dementsprechend ist eine Veränderung des Kopplungsgrads der Magnetfeldkopplung zwischen dem ersten Kopplungselement 31 und dem zweiten Kopplungselement 32 klein, wobei die Veränderung verursacht ist durch eine Fehlausrichtung der Leitermuster (L11 und L12), die das erste Kopplungselement 31 bilden, und der Leitermuster (L21, L22 und L23), die das zweite Kopplungselement 32 bilden, in der Ebenenrichtung.
Beide Beispiele in 20 und 23 sind Beispiele für eine Kopplungsschaltung, bei der das oben beschriebene Verhältnis L1 < L2 erfüllt ist. Wenn L1 > L2 ist, kann das erste Kopplungselement 31 durch Leitermuster gebildet sein, deren Spulenöffnung relativ groß ist.
Es wird angemerkt, dass 20 und 23 Beispiele darstellen, bei denen der Einfluss bei einer Fehlausrichtung der Leitermuster (L11 und L12), die das erste Kopplungselement 31 bilden, und der Leitermuster (L21, L22 und L23), die das zweite Kopplungselement 32 bilden, reduziert ist. Ebenso kann der Einfluss bei einer Fehlausrichtung der Leitermuster, die das erste Kopplungselement 31 bilden, in der Ebenenrichtung und der Einfluss bei einer Fehlausrichtung der Leitermuster, die das zweite Kopplungselement 32 bilden, in der Ebenenrichtung reduziert werden. Beispielsweise können Spulenöffnungen oder Spulendurchmesser der Leitermuster L11 und L12. die in der Stapelrichtung zueinander benachbart sind, sich voneinander unterscheiden, und Teile ihrer Leitungsbreite können einander in der Struktur überlappen. Ebenso können beispielsweise Spulenöffnungen oder Spulendurchmesser der Leitermuster L21, L22 und L23, die in der Stapelrichtung zueinander benachbart sind, sich voneinander unterscheiden, und Teile der Leitungsbreite derselben können einander in der Struktur überlappen.
Achtes Ausführungsbeispiel
24 stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 108 gemäß einem achten Ausführungsbeispiel dar. Die Antennenvorrichtung 108 umfasst eine erste Kopplungsschaltung 30A, eine zweite Kopplungsschaltung 30B, einen ersten nichtstrahlenden Resonanzkreis 20A und einen zweiten nichtstrahlenden Resonanzkreis 20B. Die zweite Kopplungsschaltung 30B umfasst ein drittes Kopplungselement 33 und ein viertes Kopplungselement 34, die aneinandergekoppelt sind. Das dritte Kopplungselement 33 der zweiten Kopplungsschaltung 30B ist zwischen das erste Kopplungselement 31 und den Speisekreis 1 geschaltet. Der erste nichtstrahlende Resonanzkreis 20A ist mit dem zweiten Kopplungselement 32 verbunden, und der zweite nichtstrahlende Resonanzkreis 20B ist mit dem vierten Kopplungselement 34 verbunden. Die weitere Ausbildung ist die gleiche wie bei der in 4 dargestellten Schaltung in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Eine Resonanzfrequenz des ersten nichtstrahlenden Resonanzkreises 20A und eine Resonanzfrequenz des zweiten nichtstrahlenden Resonanzkreises 20B unterscheiden sich voneinander, und somit werden mehrere Polstellen entsprechend diesen Resonanzfrequenzen erzeugt, und eine Kommunikationsbandbreite wird verbreitert. Wenn die Resonanzfrequenz des ersten nichtstrahlenden Resonanzkreises 20A und die Resonanzfrequenz des zweiten nichtstrahlenden Resonanzkreises 20B im Wesentlichen gleich sind, werden außerdem die in den zwei nichtstrahlenden Resonanzkreisen erzeugten Polstellen tiefer, und die Impedanzanpassung in diesem Frequenzband wird verbessert.
Neuntes Ausführungsbeispiel
25 stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 109 gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel dar. Die Antennenvorrichtung 109 umfasst die erste Kopplungsschaltung 30A, die zweite Kopplungsschaltung 30B, den ersten nichtstrahlenden Resonanzkreis 20A und den zweiten nichtstrahlenden Resonanzkreis 20B. Die zweite Kopplungsschaltung 30B umfasst das dritte Kopplungselement 33 und das vierte Kopplungselement 34, die aneinandergekoppelt sind.
Das dritte Kopplungselement 33 ist zwischen das zweite Kopplungselement 32 und den ersten nichtstrahlenden Resonanzkreis 20A geschaltet. Der erste nichtstrahlende Resonanzkreis 20A ist mit dem zweiten Kopplungselement 32 verbunden, und der zweite nichtstrahlende Resonanzkreis 20B ist mit dem vierten Kopplungselement 34 verbunden. Die weitere Ausbildung ist die gleiche wie bei der in 4 dargestellten Schaltung in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Resonanzfrequenz des ersten nichtstrahlenden Resonanzkreises 20A und die Resonanzfrequenz des zweiten nichtstrahlenden Resonanzkreises 20B im Wesentlichen gleich, und somit werden die in den zwei nichtstrahlenden Resonanzkreisen erzeugten Polstellen tiefer, und die Impedanzanpassung in diesem Frequenzband wird verbessert.
Zehntes Ausführungsbeispiel
26 ist ein Schaltungsdiagramm einer Antennenvorrichtung 110 gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel. Die Antennenvorrichtung 110 umfasst einen Schalter 37, der zwischen den nichtstrahlenden Resonanzkreis 20 und Masse geschaltet ist. Die Antennenvorrichtung 110 umfasst auch einen Schalter 38 zwischen dem Strahlungselement 10 und Masse. Die weitere Ausbildung ist die gleiche wie bei der in 4 dargestellten Schaltung in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Die Schalter 37 und 38 werden unabhängig oder in Verbindung miteinander geschaltet. Durch Veränderung der Frequenz einer Polstelle, die durch das Vorsehen der Kopplungsschaltung 30 und des nichtstrahlenden Resonanzkreises 20 erzeugt ist, entsprechend dem Zustand des Schalters 37, oder durch Veränderung eines Anpassungszustands, kann die Impedanzanpassung verbessert werden. Durch Veränderung der Resonanzfrequenz des nichtstrahlenden Resonanzkreises 20 oder durch Veränderung des Impedanzanpassungszustands zwischen der Kopplungsschaltung 30 und dem nichtstrahlenden Resonanzkreis 20, um eine einfache Kopplung des nichtstrahlenden Resonanzkreises 20 an den Speisekreis 1 über die Kopplungsschaltung 30 zu ermöglichen, kann außerdem die Impedanzanpassung verbessert werden.
Außerdem kann entsprechend dem Zustand des Schalters 38 die Frequenz einer durch Resonanz des Strahlungselements 10 erzeugten Polstelle verändert werden.
Elftes Ausführungsbeispiel
27(A) und 27(B) stellen Schaltungsausbildungen von Antennenvorrichtungen 111A und 111B gemäß einem elften Ausführungsbeispiel dar. Bei den Beispielen in sowohl 27(A) als auch 27(B) sind parasitäre Kapazitäten, die durch Kondensatoren Cs1 und Cs2 und dergleichen repräsentiert sind, zwischen dem ersten Kopplungselement 31 und dem zweiten Kopplungselement 32 der Kopplungsschaltung 30 enthalten. Außerdem umfasst die Kopplungsschaltung 30 einen Induktor L3, der zwischen das erste Kopplungselement 31 und das zweite Kopplungselement 32 geschaltet ist.
Der Induktor L3 und die Kondensatoren Cs1 und Cs2 von parasitären Kapazitäten sind parallel in Resonanz. Dementsprechend wird eine in der Kopplungsschaltung 30 erzeugte Reaktanzkomponente in diesem parallelen Resonanzfrequenzband unterdrückt. Somit wird eine Reaktanzkomponente, die durch das Einfügen der Kopplungsschaltung 30 hinzugefügt ist, aufgehoben, und eine Veränderung gegenüber einem Anpassungszustand, in dem die Kopplungsschaltung 30 nicht montiert ist, kann unterdrückt werden.
Zwölftes Ausführungsbeispiel
28 stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 112 gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel dar.
Die Antennenvorrichtung 112 gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst das Strahlungselement 10, die Kopplungsschaltung 30 und den nichtstrahlenden Resonanzkreis 20. Der Speisekreis 1 ist mit dem Strahlungselement 10 verbunden. Die Kopplungsschaltung 30 umfasst das erste Kopplungselement 31, das zwischen das Strahlungselement 10 und Masse geschaltet ist, und das zweite Kopplungselement 32, das an das erste Kopplungselement 31 gekoppelt ist. Der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 ist mit dem zweiten Kopplungselement 32 verbunden. Zudem ist der Induktor 35 in diesem Beispiel zwischen dem ersten Kopplungselement 31 und Masse eingefügt.
Bei der obigen Ausbildung stören das Strahlungselement 10 und der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 einander bezüglich der Strahlung nicht, und eine Abstrahlcharakteristik des Strahlungselements 10 wird nicht ungünstig beeinflusst. Außerdem wird eine Frequenzcharakteristik einer Rückflussdämpfung des Strahlungselements 10, von dem Speisekreis 1 gesehen, durch eine Resonanzcharakteristik des nichtstrahlenden Resonanzkreises 20 eingestellt, und in einem gewünschten Frequenzband wird eine Polstelle erzeugt, um das Band der Frequenzcharakteristik der Antenne zu verbreitern. Da eine Stromstärke in einem mit Masse verbundenen Abschnitt besonders hoch ist, können das Strahlungselement 10 und der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 über die Kopplungsschaltung 30 aneinandergekoppelt sein. Außerdem besteht größere Freiheit bei der Anordnung der Kopplungsschaltung 30 und des nichtstrahlenden Resonanzkreises 20.
Dreizehntes Ausführungsbeispiel
29 stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 113 gemäß einem dreizehnten Ausführungsbeispiel dar.
Die Antennenvorrichtung 113 gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst ein Substrat 5, auf dem die Kopplungsschaltung 30 und der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 jeweils mithilfe von Leitermustern gebildet sind. Die weitere Ausbildung ist die gleiche wie bei der in 4 dargestellten Schaltung in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Das Substrat 5 ist aus einem Kunstharz-Mehrschichtsubstrat oder einem Keramik-Mehrschichtsubstrat gebildet. Im Fall eines Kunstharz-Mehrschichtsubstrats sind beispielsweise mehrere thermoplastische Kunstharzmaterialien auf Oberflächen gestapelt, aus denen Kupferfolienmuster gebildet sind, und mit Wärme gepresst. Im Fall eines Keramik-Mehrschichtsubstrats sind mehrere Keramikgrünschichten auf Oberflächen, aus denen Leiterpastemuster gebildet sind, gestapelt und gebrannt.
Es wird angemerkt, dass in dem Fall, dass die Kopplungsschaltung 30 und der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 auf unterschiedlichen Substraten gebildet sind, der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 mithilfe des Kunstharz-Mehrschichtsubstrats oder des Keramik-Mehrschichtsubstrats gebildet sein kann.
Da die Kopplungsschaltung 30 und der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 miteinander integriert sind, wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel der verwendete Bereich reduziert.
Vierzehntes Ausführungsbeispiel
Ein zwölftes Ausführungsbeispiel stellt eine Antennenvorrichtung dar, die eine PIFA (planare umgekehrt F-förmige Antenne) und ein parasitäres Strahlungselement umfasst.
30 stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 114 gemäß dem vierzehnten Ausführungsbeispiel dar. Die Antennenvorrichtung 114 gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst ein Speisungs-Strahlungselement 10A, eine Speiseleitung 10AF, ein parasitäres Strahlungselement 10B und die Kopplungsschaltung 30. Der Speisekreis 1 ist zwischen die Speiseleitung 10AF und Masse geschaltet. Ausbildung und Wirkung der Kopplungsschaltung 30 sind die in den obigen Ausführungsbeispielen beschriebenen.
Das erste Kopplungselement 31 der Kopplungsschaltung 30 ist zwischen einem Verbindungspunkt Ps zwischen dem Speisungs-Strahlungselement 10A und der Speiseleitung AF und Masse geschaltet. Das Speisungs-Strahlungselement 10A, die Speiseleitung 10AF und das erste Kopplungselement 31 bilden eine PIFA. Das bedeutet, das erste Kopplungselement 31 der Kopplungsschaltung 30 ist an einem Abschnitt eines kurzen Stifts der PIFA vorgesehen. Der kurze Stift verbindet hier den Verbindungspunkt Ps und Masse miteinander. In diesem Abschnitt kann ein Kondensator oder ein Induktor vorgesehen sein.
Das parasitäre Strahlungselement 10B ist ein parasitäres Strahlungselement vom Monopoltyp. Das zweite Kopplungselement 32 der Kopplungsschaltung 30 ist in der Nähe eines Masseendes des parasitären Strahlungselements 10B eingefügt.
Ein Resonanzstrom iA des Speisungs-Strahlungselements fließt zwischen einem offenen Ende des Speisungs-Strahlungselements 10A und einem Masseende des ersten Kopplungselements 31. Außerdem fließt ein Resonanzstrom iB zwischen einem offenen Ende des parasitären Strahlungselements 10B und einem Masseende des zweiten Kopplungselements 32. Eine Phase des in dem Speisungs-Strahlungselement 10A fließenden Stroms iA und eine Phase des in dem parasitären Strahlungselement 10B fließenden Stroms iB unterscheiden sich voneinander.
Wenn die Phase der Resonanz des Speisungs-Strahlungselements und die Phase der Resonanz des parasitären Strahlungselements gleich sind, befindet sich allgemein eine Kerbe zwischen den zwei Resonanzfrequenzen in einer Frequenzcharakteristik der Antennenvorrichtung. Daher kann das Band auch dann nicht verbreitert werden, wenn das parasitäre Strahlungselement vorgesehen ist. Das bedeutet, das parasitäre Strahlungselement kann nicht benachbart zu dem Speisungs-Strahlungselement vorgesehen sein, um das Band zu verbreitern.
Dagegen haben bei diesem Ausführungsbeispiel der in dem ersten Kopplungselement 31 der Kopplungsschaltung 30 fließende Strom und der in dem zweiten Kopplungselement 32 fließende Strom eine Phasendifferenz. Die Phase der Resonanz des Speisungs-Strahlungselements 10A und die Phase der Resonanz des parasitären Strahlungselements 10B sind daher nicht gleich, und somit befindet sich zwischen den zwei Resonanzfrequenzen keine Kerbe. Die Phasendifferenz zwischen dem ersten Kopplungselement 31 und dem zweiten Kopplungselement 32 beträgt höchstens 180°, und durch eine parasitäre Komponente ist eine Phasendifferenz von weniger als oder gleich 180° erzeugt. Das bedeutet, durch eine Wirkung der parasitären Kapazität zwischen dem ersten Kopplungselement 31 und dem zweiten Kopplungselement 32 ist die Phasendifferenz zwischen dem in dem ersten Kopplungselement 31 fließenden Strom und dem in dem zweiten Kopplungselement 32 fließenden Strom größer als 0° und kleiner als 180°.
Da, wie in 30 dargestellt, der Resonanzstrom iA zwischen dem offenen Ende und der kurzen Stelle in der PIFA fließt, unterscheiden sich die Phase von in dem Speisekreis 1 fließendem Strom und die Phase des Resonanzstroms iA voneinander. Wenn das erste Kopplungselement 31 der Kopplungsschaltung 30 in die Speiseleitung 10AF eingefügt ist und das parasitäre Strahlungselement 10B mit dem zweiten Kopplungselement 32 verbunden ist, können dementsprechend, da keine Korrelation zwischen der Phase des in dem parasitären Strahlungselement 10B fließenden Stroms iB und der Phase des in dem Speisungs-Strahlungselement 10A fließenden Stroms iA besteht, wie oben beschrieben, die Resonanz des Speisungs-Strahlungselements 10A und die Resonanz des parasitären Strahlungselements 10B die gleiche Phase haben, wobei dann die obige Kerbe vorhanden ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel entsteht ein solches Problem nicht, und das parasitäre Strahlungselement 10B und das Speisungs-Strahlungselement 10A können zueinander benachbart vorgesehen sein.
Obwohl dieses Ausführungsbeispiel ein Beispiel für die Bildung des Speisungs-Strahlungselements als PIFA ist, ist das Speisungs-Strahlungselement nicht auf eine PIFA begrenzt und kann auch eine typische umgedreht F-förmige Antenne sein. Es kann die gleiche oder im Wesentlichen die gleiche Wirkung erzielt werden.
Fünfzehntes Ausführungsbeispiel
Ein fünfzehntes Ausführungsbeispiel stellt ein Beispiel für eine Antennenvorrichtung dar, die mehrere parasitäre Strahlungselemente umfasst.
31(A) stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 115 gemäß dem fünfzehnten Ausführungsbeispiel dar. Die Antennenvorrichtung 115 gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst das Speisungs-Strahlungselement 10A, die Speiseleitung 10AF, das parasitäre Strahlungselement 10B, ein parasitäres Strahlungselement 10C und die Kopplungsschaltung 30. Der Speisekreis 1 ist zwischen die Speiseleitung 10AF und Masse geschaltet.
Das parasitäre Strahlungselement 10C ist um ein Masseende desselben hauptsächlich an die Speiseleitung 10AF zu dem Speisungs-Strahlungselement 10A gekoppelt. Die weitere Ausbildung ist die gleiche wie bei der in 30 dargestellten Antennenvorrichtung 114.
31 (B) stellt eine Frequenzcharakteristik einer Rückflussdämpfung der in 31(A) dargestellten Antennenvorrichtung 115 und einer Antennenvorrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel dar. In 31(B) ist eine Rückflussdämpfungs-Charakteristik RL1 eine Rückflussdämpfung der Antennenvorrichtung 115 gemäß diesem Ausführungsbeispiel, und eine Rückflussdämpfungs-Charakteristik RL2 ist eine Rückflussdämpfung der Antennenvorrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel. Die Antennenvorrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel ist eine Antennenvorrichtung, in der die Kopplungsschaltung 30 und das parasitäre Strahlungselement 10B nicht enthalten sind und das erste Kopplungselement 31 lediglich als kurzer Stift einer PIFA dient. Bei beiden Antennenvorrichtungen ist eine Polstelle bei einer Zentralfrequenz F1 eines niedrigen Bandes erzeugt. Der Grund hierfür ist eine Resonanz des Speisungs-Strahlungselements 10A von 1/4 Wellenlänge. Eine weitere Polstelle ist bei einer Frequenz F2 erzeugt. Der Grund hierfür ist eine Resonanz des Speisungs-Strahlungselements 10A von 3/4 Wellenlängen. Wiederum eine weitere Polstelle ist bei einer Frequenz F3 erzeugt. Der Grund hierfür ist eine Resonanz des parasitären Strahlungselements vom Monopoltyp 10C von 1/4 Wellenlänge.
In der Antennenvorrichtung 115 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist auch bei einer Frequenz F0 eine Polstelle erzeugt. Der Grund hierfür ist eine Resonanzcharakteristik des parasitären Strahlungselements 10B. Auf diese Weise ist die Bildung einer Antennenvorrichtung möglich, die das parasitäre Strahlungselement 10B, das mit der Kopplungsschaltung 30 verbunden ist, und das parasitäre Strahlungselement 10C umfasst, das keine Kopplung der Kopplungsschaltung 30 zwischenschaltet.
Zudem ist bei diesem Ausführungsbeispiel das Speisungs-Strahlungselement nicht auf eine PIFA begrenzt und kann auch eine typische umgedreht F-förmige Antenne sein. Es wird die gleiche oder im Wesentlichen die gleiche Wirkung erzielt.
Sechzehntes Ausführungsbeispiel
Ein sechzehntes Ausführungsbeispiel stellt ein Beispiel für eine Antennenvorrichtung dar, die mehrere parasitäre Strahlungselemente umfasst.
32 stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 116 gemäß dem sechzehnten Ausführungsbeispiel dar. Die Antennenvorrichtung 116 gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst das Speisungs-Strahlungselement 10A, die Speiseleitung 10AF, einen kurzen Stift 10AS, die parasitären Strahlungselemente 10B und 10C und die Kopplungsschaltung 30. Das Speisungs-Strahlungselement 10A ist ein Strahlungselement einer PIFA.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das erste Kopplungselement 31 der Kopplungsschaltung 30 um das Masseende des parasitären Strahlungselements 10B eingefügt, und das zweite Kopplungselement 32 der Kopplungsschaltung 30 ist um das Masseende des parasitären Strahlungselements 10C eingefügt. Das parasitäre Strahlungselement 10B ist um das Masseende desselben hauptsächlich an die Speiseleitung 10AF zu dem Speisungs-Strahlungselement 10A gekoppelt.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel können die zwei parasitären Strahlungselemente 10B und 10C so ausgebildet sein, dass dieselben über die Kopplungsschaltung 30 aneinandergekoppelt sind.
Es wird angemerkt, dass bei diesem Ausführungsbeispiel das Speisungs-Strahlungselement nicht auf eine PIFA oder eine umgekehrt F-förmige Antenne begrenzt ist und beispielsweise ein Strahlungselement vom Monopoltyp sein. Das bedeutet, jedes Speisungs-Strahlungselement, das an das parasitäre Strahlungselement 10B oder dergleichen gekoppelt ist, kann verwendet werden, und es wird die gleiche oder im Wesentlichen die gleiche Wirkung erzielt.
Siebzehntes Ausführungsbeispiel
33 stellt eine Schaltungsausbildung einer Antennenvorrichtung 117 gemäß einem siebzehnten Ausführungsbeispiel dar. Die Antennenvorrichtung 117 gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst Speisungs-Strahlungselemente 10U und 10V, die Speiseleitung 10AF, das parasitäre Strahlungselement 10B, das parasitäre Strahlungselement 10C und die Kopplungsschaltung 30. Der Speisekreis 1 ist zwischen die Speiseleitung 10AF und Masse geschaltet. Ausbildung und Wirkung der Kopplungsschaltung 30 sind die in den obigen Ausführungsbeispielen beschriebenen.
Die Speisungs-Strahlungselemente 10U und 10V und die Speiseleitung 10AF bilden eine Zweigspeisungs-Monopolantenne oder eine Zweigspeisungs-PIFA. Das parasitäre Strahlungselement 10C ist hauptsächlich mit der Speiseleitung 10AF gekoppelt, um als Antenne vom Monopoltyp oder Antenne vom umgekehrt L-förmigen Typ zu dienen.
34 stellt eine Frequenzcharakteristik einer Rückflussdämpfung der Antennenvorrichtung 117 dar. In 34 entsteht eine Polstelle, die durch eine Frequenz F1 angezeigt ist, hauptsächlich durch eine Grundwelle, die in dem Speisungs-Strahlungselement 10U und der Speiseleitung 10AF in einer Zweigantenne erzeugt ist, welche durch die Speisungs-Strahlungselemente 10U und 10V und die Speiseleitung 10AF gebildet ist. Eine Polstelle, die durch eine Frequenz F2 angezeigt ist, entsteht durch eine Grundwelle, die in dem parasitären Strahlungselement 10C erzeugt ist. Eine durch eine Frequenz F3 angezeigte Polstelle ist beispielsweise hauptsächlich durch eine 3/4-Wellenlängen-Harmonische verursacht, die in dem Speisungs-Strahlungselement 10U und der Speiseleitung 10AF erzeugt ist. Eine Polstelle, die durch eine Frequenz F4 angezeigt ist, entsteht durch eine in dem parasitären Strahlungselement 10B erzeugte Grundwelle. Eine Polstelle, die durch eine Frequenz F5 angezeigt ist, entsteht hauptsächlich durch Resonanz, die in dem Speisungs-Strahlungselement 10V in der durch die Speisungs-Strahlungselemente 10U und 10V und die Speiseleitung 10AF gebildeten Zweigantenne erzeugt ist.
Es wird angemerkt, dass eine parasitäre Kapazität zwischen dem Speisungs-Strahlungselement 10V und dem parasitären Strahlungselement 10B aktiv so erzeugt wird, dass eine Phasendifferenz von Resonanzstrom zwischen dem Speisungs-Strahlungselement 10V und dem parasitären Strahlungselement 10B mit circa 90° gestaltet ist. Somit werden eine durch die Frequenz F4 angezeigte Polstelle des Speisungs-Strahlungselements 10V und eine durch die Frequenz F5 angezeigte Polstelle des parasitären Strahlungselements 10B erzeugt.
Durch die Aufnahme der Zweigantenne mit dem Speisungs-Strahlungselement 10V kann in der Antennenvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Kommunikationsband abgedeckt werden, das auf 2700 MHz verbreitert ist, und es kann eine Breitbandantenne gebildet werden, die ein niedriges Band von 700 MHz bis 900 MHz und ein hohes Band von 1700 MHz bis 2700 MHz abdeckt.
Achtzehntes Ausführungsbeispiel
35 ist ein Schaltungsdiagramm einer Antennenvorrichtung 118A gemäß einem achtzehnten Ausführungsbeispiel. In der Antennenvorrichtung 118A ist das parasitäre Strahlungselement 10B an einem Seitenflächenteil des Metallgehäuses gebildet. Das zweite Kopplungselement 32 der Kopplungsschaltung 30 ist mit dem parasitären Strahlungselement 10B verbunden. Die weitere Ausbildung ist die gleiche wie bei der in 4 dargestellten Schaltung in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Bei der Struktur der Antennenvorrichtung 118A kann das parasitäre Strahlungselement 10B von dem Strahlungselement 10 getrennt sein, und es kann eine gute Abstrahlcharakteristik bei einer Resonanzfrequenz erzielt werden, die durch die Kopplungsschaltung 30 und das parasitäre Strahlungselement 10B hinzugefügt ist. Des Weiteren wird die Abstrahlcharakteristik des Strahlungselements 10 bei anderen Frequenzen als der Resonanzfrequenz nicht verschlechtert.
36 ist ein Schaltungsdiagramm einer weiteren Antennenvorrichtung 118B gemäß dem achtzehnten Ausführungsbeispiel. In der Antennenvorrichtung 118B ist das parasitäre Strahlungselement 10B an einem Seitenflächenteil des Metallgehäuses gebildet. Ein Endabschnitt des parasitären Strahlungselements 10B ist über den Induktor 8 mit Masse eines Schaltungssubstrats oder dergleichen verbunden (geerdet). Das parasitäre Strahlungselement 10B dient als 1/2-Wellenlängen-Resonanz-Antenne.
Da die Spitze des Seitenflächenteils des Metallgehäuses geerdet ist, können bei der Struktur der Antennenvorrichtung 118B Schwankungen der Antennencharakteristik aufgrund einer Veränderung der Umgebung unterdrückt werden. Auch in dem Fall, dass sich vor der Spitze des Seitenflächenteils des Metallgehäuses ein Seitenflächenteil eines anderen Metallgehäuses befindet, das über einen Schlitz geerdet ist, bewegt sich ein Feld-Maximalpunkt, da die Spitze des Seitenflächenteils des Metallgehäuses geerdet ist, von der Spitze des parasitären Strahlungselements 10B zu einer Mitte, und es kann eine gute Abstrahlcharakteristik bei einer Resonanzfrequenz erzielt werden, die durch die Kopplungsschaltung 30 hinzugefügt ist. Des Weiteren kann die Resonanzfrequenz leicht durch die Induktivität des Induktors 8 eingestellt werden.
37 ist ein Schaltungsdiagramm wiederum einer weiteren Antennenvorrichtung 118C gemäß dem achtzehnten Ausführungsbeispiel. In der Antennenvorrichtung 118C ist das Speisungs-Strahlungselement 10A von einem Endflächenteil des Metallgehäuses zu einem Seitenflächenteil desselben gebildet. Ebenso ist das parasitäre Strahlungselement 10B von einem Endflächenteil des Metallgehäuses zu einem Seitenflächenteil desselben gebildet. Auf diese Weise kann der Hauptteil des parasitären Strahlungselements 10B sich an dem Endflächenteil des Metallgehäuses befinden. Außerdem kann das parasitäre Strahlungselement 10B nahe an einem Masseende des Speisungs-Strahlungselements 10A liegen. Da ein Feld-Maximalpunkt des Speisungs-Strahlungselements 10A sich von der Masseende zu einer Mitte bewegt, kann mit dieser Struktur unnötige Interferenz zwischen dem Speisungs-Strahlungselement 10A und dem parasitären Strahlungselement 10B unterdrückt werden.
Neunzehntes Ausführungsbeispiel
38 ist eine Planansicht eines Hauptteils einer Antennenvorrichtung 119 gemäß einem neunzehnten Ausführungsbeispiel.
Ein Metallgehäuse elektronischer Ausrüstung umfasst das Strahlungselement 10, das ein Endabschnitt des Metallgehäuses ist. Eine Verbindungsposition der Speiseleitung 9 für das Strahlungselement 10 und eine Stelle des nichtstrahlenden Resonanzkreises 20 unterscheiden sich von denjenigen bei der in 2 dargestellten Antennenvorrichtung 101 in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist, in Planansicht des Schaltungssubstrats 6, die Speiseleitung 9 mit dem linken Seitenflächenteil 13 des Strahlungselements 10 verbunden. Dementsprechend ist der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 auf der rechten Seite der Kopplungsschaltung 30 angeordnet. Dieses Positionsverhältnis ist zu dem in 2 dargestellten Beispiel umgekehrt (symmetrisches Verhältnis). Die weitere Ausbildung ist die gleiche wie die im ersten Ausführungsbeispiel dargestellte.
39 ist eine perspektivische Ansicht der Kopplungsschaltung 30 gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Die äußere Form der Kopplungsschaltung 30 ist durch eine Zweipunkt-Strichlinie repräsentiert. Auf einer Außenfläche der Kopplungsschaltung 30 sind der Speisekreis-Verbindungsanschluss PF, der Strahlungselement-Verbindungsanschluss PA, der Masseanschluss PG und der Nichtstrahlender-Resonanzkreise-Verbindungsanschluss PS gebildet. Die Kopplungsschaltung 30 ist im Wesentlichen die gleiche wie die in 1 dargestellte Kopplungsschaltung 30 in dem ersten Ausführungsbeispiel. Jedoch ist die zweite Fläche MS2 die Montagefläche, und diese Fläche liegt dem Schaltungssubstrat gegenüber. Auf einer oberen Fläche (ersten Fläche), die eine zu der Montagefläche (zweiten Fläche) MS2 entgegengesetzte Fläche ist, ist die Richtungsunterscheidungsmarkierung DDM vorgesehen. Somit unterscheidet sich die Stelle der Anschlüsse von derjenigen in der in 1 dargestellten Kopplungsschaltung 30 in Planansicht. In der in 1 dargestellten Kopplungsschaltung 30 sind, in Planansicht, der Masseanschluss PG, der Speisekreis-Verbindungsanschluss PF und der Nichtstrahlender- Resonanzkreis-Verbindungsanschluss PS von dem Strahlungselement-Verbindungsanschluss PA aus in dieser Reihenfolge im Uhrzeigersinn gebildet. In dem neunzehnten Ausführungsbeispiel, wie in 39 dargestellt, sind der Masseanschluss PG, der Speisekreis-Verbindungsanschluss PF und der Nichtstrahlender- Resonanzkreis-Verbindungsanschluss PS von dem Strahlungselement-Verbindungsanschluss PA aus in dieser Reihenfolge gegen den Uhrzeigersinn gebildet.
Da, wie oben beschrieben, das erste Ende und das zweite Ende des ersten Kopplungselements und das erste Ende und das zweite Ende des zweiten Kopplungselements auf sowohl der ersten Fläche MS1 als auch der zweiten Fläche MS2 gebildet sind, kann entweder die erste Fläche oder die zweite Fläche als Montagefläche dienen. Dementsprechend kann entweder die erste Fläche MS1 oder die zweite Fläche MS2 der Kopplungsschaltung 30 als Montagefläche zur Montage auf einem Schaltungssubstrat gewählt werden, so dass die Anschlüsse an Stellen angeordnet sind, die für die Stelle einer Schaltung oder eines Elements geeignet sind, mit dem die auf der Kopplungsschaltung 30 gebildete erste Spule und zweite Spule verbunden sind.
Die in 8 und 39 dargestellten Beispiele stellen Beispiele dar, bei denen Schichtenverbindungsleiter, die die vier auf der ersten Fläche MS1 gebildeten Anschlüsse und die vier auf der zweiten Fläche MS2 gebildeten Anschlüsse miteinander verbinden, auf Endflächen des Mehrschichtkörpers gebildet sind. Jedoch können innerhalb des Mehrschichtkörpers mehrere Durchgangsleiter gebildet sein, und die vier auf der ersten Fläche MS1 gebildeten Anschlüsse und die vier auf der zweiten Fläche MS2 gebildeten Anschlüsse können über diese Durchgangsleiter miteinander verbunden sein.
Zusätzlich zu der Bildung der obigen Durchgangsleiter können auf der Montagefläche der Kopplungsschaltung 30 LGA-Anschlüsse (Land Grid Array bzw. Kontaktflächen-Gitter-Array) gebildet sein.
40 stellt eine Ausbildung einer weiteren Kopplungsschaltung 30 gemäß diesem Ausführungsbeispiel dar und ist eine auseinandergezogene Planansicht, die auf Schichten der Kopplungsschaltung 30 gebildete Leitermuster darstellt.
Wie in 40 dargestellt, sind das erste Leitermuster L11, das zweite Leitermuster L12, das dritte Leitermuster L21 und das vierte Leitermuster L22 jeweils auf dem isolierenden Material S11, dem isolierenden Material S12, dem isolierenden Material S21 und dem isolierenden Material S22 gebildet. Die isolierenden Materialien S11, S12, S21 und S22 sind so gestapelt, dass diese Spulenleitermuster ausgehend von einer Schicht nahe der Montagefläche in folgender Reihenfolge angeordnet sind: erstes Leitermuster L11, zweites Leitermuster L12, drittes Leitermuster L21 und viertes Leitermuster L22.
Ein erstes Ende des ersten Leitermusters L11 ist mit dem Strahlungselement-Verbindungsanschluss PA verbunden, und ein zweites Ende desselben ist über den Schichtenverbindungsleiter V1 mit einem ersten Ende des zweiten Leitermusters L12 verbunden. Ein zweites Ende des zweiten Leitermusters L12 ist mit dem Speisekreis-Verbindungsanschluss PF verbunden. Ein erstes Ende des dritten Leitermusters L21 ist mit dem Nichtstrahlender-Resonanzkreis-Verbindungsanschluss PS verbunden, und ein zweites Ende des dritten Leitermusters L21 ist über den Schichtenverbindungsleiter V2 mit einem ersten Ende des vierten Leitermusters L22 verbunden. Ein zweites Ende des vierten Leitermusters L22 ist mit dem Masseanschluss PG verbunden.
Die Leitermuster auf den in 40 dargestellten Schichten stehen zu den in 9 dargestellten Leitermustern in einem symmetrischen Verhältnis. Somit sind in der Kopplungsschaltung, die diese Leitermuster umfasst, in Planansicht der Masseanschluss PG, der Speisekreis-Verbindungsanschluss PF und der Nichtstrahlender-Resonanzkreis-Verbindungsanschluss PS von dem Strahlungselement-Verbindungsanschluss PA aus in dieser Reihenfolge gegen den Uhrzeigersinn gebildet.
Gemäß diesem Beispiel können die Anschlüsse an Stellen angeordnet sein, die für die Stelle einer Schaltung oder eines Elements geeignet sind, mit dem die in der Kopplungsschaltung 30 gebildete erste Spule und zweite Spule verbunden sind.
Zwanzigstes Ausführungsbeispiel
Ein zwanzigstes Ausführungsbeispiel stellt eine Antennenvorrichtung dar, die des Weiteren einen Phasenschieber umfasst.
41 ist ein Schaltungsdiagramm einer Antennenvorrichtung 120 gemäß dem zwanzigsten Ausführungsbeispiel, in dem der Speisekreis 1 verbunden ist. In der Antennenvorrichtung 120 ist zwischen den Speisekreis 1 und den ersten Kopplungselement 31 der Kopplungsschaltung 30 ein Phasenschieber 50 geschaltet. Der Phasenschieber 50 ist ein Phasenschieber, durch den ein Phasenverschiebungsbetrag sich abhängig von der Frequenz verändert (Frequenzabhängigkeit hat). Der Phasenschieber 50 umfasst eine erste Spule Lp, eine zweite Spule Ls und einen Kondensator C3, die aneinandergekoppelt sind.
Es wird angemerkt, dass in diesem Beispiel Kondensatoren C4 und C5 zur Impedanzanpassung zwischen den Speisekreis 1 und den Phasenschieber 50 geschaltet sind.
Die Ausbildung der Kopplungsschaltung 30, des Strahlungselements 10 und des nichtstrahlenden Resonanzkreises 20 ist die gleiche wie die im ersten Ausführungsbeispiel dargestellte.
42 ist ein Äquivalenzschaltungsdiagramm, das den obigen Phasenschieber 50 darstellt, wobei ein idealer Transformator IT und parasitäre Induktivitätskomponenten (serielle parasitäre Induktivitätskomponenten La und Lc und parallele parasitäre Induktivitätskomponente Lb) getrennt dargestellt sind.
Der Kopplungskoeffizient zwischen der ersten Spule Lp und der zweiten Spule Ls, die in 41 dargestellt sind, ist niedriger als bei einem üblichen Hochfrequenzwandler, und dementsprechend ist die serielle parasitäre Induktivitätskomponente Lc groß. Da jedoch die Kapazität des Kondensators C3 ebenfalls groß ist, ist eine Impedanzanpassung gewährleistet. Da außerdem die Kapazität des Kondensators C3 groß ist, ist ein Anteil eines Hochbandsignals, das den Kondensator C3 umgeht, höher als bei demjenigen, das den durch die erste Spule Lp und die zweite Spule Ls gebildeten Transformator umgeht, und eine Phasenverschiebungswirkung des Transformators ist klein. Mit Bezug auf das niedrige Band ist dagegen die Menge, die den Kondensator C3 umgeht, relativ klein, und die Phasenverschiebungswirkung des Transformators ist groß. Somit wird der Kopplungskoeffizient so bestimmt, dass der Phasenverschiebungsbetrag in Bezug auf ein Niederbandsignal im Wesentlichen 180° beträgt und der Phasenverschiebungsbetrag in Bezug auf ein Hochbandsignal im Wesentlichen 90° beträgt.
43 stellt eine Frequenzcharakteristik des Phasenverschiebungsbetrags des Phasenschiebers 50 dar. In diesem Beispiel ist der Phasenverschiebungsbetrag in einem niedrigen Band (700-MHz- bis 900-MHz-Band) im Wesentlichen 180°, und der Phasenverschiebungsbetrag in einem hohen Band (1,7-GHz- bis 2,7-GHz-Band) ist im Wesentlichen 90°.
Als Nächstes werden Wirkungen beschrieben, die durch das Vorsehen des Phasenschiebers 50 zusammen mit der Kopplungsschaltung 30 erzielt werden. 44(A) ist ein Schaltungsdiagramm der in dem ersten Ausführungsbeispiel dargestellten Antennenvorrichtung, die nicht den Phasenschieber 50 umfasst, und 44(B) stellt Impedanz-Orte dar, die auf einem Smith-Diagramm Impedanzen bei von dem Speisekreis 1 gesehener Antennenvorrichtung repräsentieren.
45(A) ist ein Schaltungsdiagramm einer Antennenvorrichtung mit hinzugefügtem Phasenschieber 50, und 45(B) stellt Impedanz-Orte dar, die auf einem Smith-Diagramm Impedanzen bei von dem Speisekreis 1 gesehener Antennenvorrichtung repräsentieren. Diese Antennenvorrichtung ist eine Schaltung, die nicht den Kondensator C5 in der in 41 dargestellten Schaltung umfasst.
46(A) ist ein Schaltungsdiagramm einer Antennenvorrichtung, die den Impedanzanpassungs-Kondensator C5 umfasst (den gleichen wie in 41 dargestellt), und 46(B) stellt einen Impedanz-Ort dar, der auf einem Smith-Diagramm eine Impedanz bei von dem Speisekreis 1 gesehener Antennenvorrichtung repräsentiert.
In 44(B) ist der Ort T0 ein Impedanz-Ort einer Antennenvorrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel, bei dem die Kopplungsschaltung 30 und der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 nicht vorgesehen sind, und der Ort T1 ist ein Impedanz-Ort der Antennenvorrichtung, die in 44(A) dargestellt ist. Beides sind Ergebnisse aus einem Durchlauf von 1,7 GHz bis 2,7 GHz. Wie aus 44(B) hervorgeht, wird durch die Aufnahme der Kopplungsschaltung 30 und des nichtstrahlenden Resonanzkreises 20, wie oben beschrieben, in der Frequenzcharakteristik der Antenne eine Polstelle erzeugt (kleine Schleife in dem Diagramm), und dementsprechend bewegt sich das Resonanzfrequenzband zu der Mitte des Diagramms. Es wird angemerkt, dass sich ein höheres Frequenzband noch in einem Randbereich des Diagramms befindet und eine Anpassung in dem hohen Frequenzband sich als schwierig erweist.
In 45(B) ist der Ort T2 ein Impedanz-Ort der Antennenvorrichtung, die den Phasenschieber 50, die Kopplungsschaltung 30 und den nichtstrahlenden Resonanzkreis 20 umfasst, und der Ort T1 ist der gleiche wie der in 44(A) dargestellte Ort T1. Beides sind Ergebnisse aus einem Durchlauf von 1,7 GHz bis 2,7 GHz. Wie aus 45(B) hervorgeht, bewegt sich durch die Aufnahme des Phasenschiebers 50 die Phase in einem niedrigen Band um im Wesentlichen 180° fort, und in einem hohen Band bewegt sich die Phase im Wesentlichen um 90° fort. Dementsprechend bewegt sich das Hochfrequenzband ebenfalls zu der Mitte des Diagramms.
In 46(B) ist der Ort T3 ein Impedanz-Ort der Antennenvorrichtung, die in 46(A) dargestellt ist, und ist ein Ergebnis aus einem Durchlauf von 1,7 GHz bis 2,7 GHz. Wie aus einem Vergleich mit dem in 45(B) dargestellten Ort T2 hervorgeht, dreht sich das Hochfrequenzband durch eine Funktion des Kondensators C5, der nebengeschlossen ist, im Uhrzeigersinn. Somit wird die Anpassung in allen Frequenzbändern verbessert.
47 stellt eine Frequenzcharakteristik einer Rückflussdämpfung der in 44(A) und 46(A) dargestellten Antennenvorrichtungen und der Antennenvorrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel dar. In 47 ist eine Rückflussdämpfungs-Charakteristik RL1 eine Rückflussdämpfungs-Charakteristik der Antennenvorrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel, in der die Kopplungsschaltung 30 und der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 nicht enthalten sind, eine Rückflussdämpfungs-Charakteristik RL2 ist eine Rückflussdämpfungs-Charakteristik der in 44(A) dargestellten Antennenvorrichtung, und eine Rückflussdämpfungs-Charakteristik RL3 ist eine Rückflussdämpfungs-Charakteristik der in 46(A) dargestellten Antennenvorrichtung. Die Rückflussdämpfungs-Charakteristiken RL1 und RL2 in 47 sind die gleichen wie die in 6 dargestellten. Bei einem Vergleich der Rückflussdämpfungs-Charakteristiken RL2 und RL3 erweist sich, dass die Rückflussdämpfung in allen Bändern klein ist und dass das hohe Band bei gleichem Strahlungselement zu einem breiten Band von beispielsweise 1,4 GHz bis 2,6 GHz verbreitert wird.
48 ist eine perspektivische Außenansicht des Phasenschiebers 50, und 49 ist eine Planansicht von Schichten in dem Phasenschieber 50. Außerdem ist 50 eine Schnittansicht des Phasenschiebers 50.
Eine obere Oberfläche aus einem Material S1 entspricht einer Montagefläche (unteren Fläche) eines Mehrschichtkörpers 100. Auf dem Material S1 sind ein Anschluss T1 als erstes Tor P1, ein Anschluss T2 als zweites Tor P2, ein Masseanschluss G und ein offener Anschluss NC gebildet.
Die Materialschichten des Mehrschichtkörpers 100 können ein nichtmagnetischer Keramik-Mehrschichtkörper sein, der aus LTCC oder dergleichen gebildet ist, oder können ein Kunstharz-Mehrschichtkörper sein, der aus einem Kunstharzmaterial wie etwa Polyimid oder Flüssigkristallpolymer gebildet ist. Da die Materialschichten nichtmagnetisch (kein magnetischer Ferrit) sind, ist es auf diese Weise möglich, auch in einem hohen Frequenzband, das über einige hundert MHz hinausgeht, die Materialschichten als Transformator und Phasenschieber mit einer vorbestimmten Induktivität und einem vorbestimmten Kopplungskoeffizienten zu verwenden.
Die obigen Leitermuster und die Schichtenverbindungsleiter sind jeweils aus einem Leitermaterial gebildet, das als Hauptkomponente Ag oder Cu enthält und einen geringen spezifischen Widerstand hat. In dem Fall, dass die Materialschichten beispielsweise keramisch sind, sind die Leitermuster und die Schichtenverbindungsleiter durch Siebdrucken und Brennen einer leitfähigen Paste gebildet, die als Hauptkomponente Ag oder Cu enthält. In dem Fall, dass die Materialschichten beispielsweise aus Kunstharz bestehen, sind die Leitermuster und die Schichtenverbindungsleiter durch Ätzen oder dergleichen einer Metallfolie wie etwa einer AI-Folie oder einer Cu-Folie strukturiert.
Der Phasenschieber 50 umfasst mehrere isolierende Materialien S1 bis S9. Auf den Materialien S1 bis S9 sind verschiedene Leitermuster gebildet. Die „verschiedenen Leitermuster“ umfassen nicht nur Leitermuster, die auf Oberflächen der Materialien gebildet sind, sondern auch Schichtenverbindungsleiter. Die Schichtenverbindungsleiter umfassen nicht nur Durchgangsleiter, sondern auch Endflächenelektroden, die auf Endflächen des Mehrschichtkörpers gebildet sind.
Die obere Oberfläche des Materials S1 entspricht der Montagefläche (unteren Fläche) des Mehrschichtkörpers. Auf dem Material S1 sind der Anschluss T1 als erstes Tor P1, der Anschluss T2 als zweites Tor P2, der Masseanschluss G und der offene Anschluss NC gebildet.
Auf den Materialien S5 und S4 sind die Leiter L1A1 beziehungsweise L1A2 gebildet. Auf dem Material S3 sind die Leiter L1A3 und L1B1 gebildet. Auf dem Material S2 sind die Leiter L1B2 und L1C gebildet.
Ein erstes Ende des Leiters L1A1 ist mit dem Anschluss T1 als erstem Tor verbunden. Ein zweites Ende des Leiters L1A1 ist über einen Schichtenverbindungsleiter V11 mit einem ersten Ende des Leiters L1A2 verbunden. Ein zweites Ende des Leiters L1A2 ist über einen Schichtenverbindungsleiter V12 mit einem ersten Ende des Leiters L1A3 verbunden. Ein zweites Ende des Leiters L1A3 ist mit einem ersten Ende des Leiters L1B1 verbunden. Das zweite Ende des Leiters L1A3 und das erste Ende des Leiters L1B1 sind über einen Schichtenverbindungsleiter V13 mit einem ersten Ende des Leiters L1B2 verbunden. Ein zweites Ende des Leiters L1B1 ist über einen Schichtenverbindungsleiter V14 mit einem zweiten Ende des Leiters L1B2 verbunden. Das zweite Ende des Leiters L1B2 ist mit einem ersten Ende des Leiters L1C verbunden. Ein zweites Ende des Leiters L1C mit dem Masseanschluss G verbunden.
Auf den Materialien S6 und S7 sind die Leiter L2A1 beziehungsweise L2A2 gebildet. Auf dem Material S8 sind die Leiter L2A3 und L2B1 gebildet. Auf dem Material S9 sind die Leiter L2B2 und L2C gebildet.
Ein erstes Ende des Leiters L2A1 ist mit dem Anschluss T2 als zweitem Tor verbunden. Ein zweites Ende des Leiters L2A1 ist über einen Schichtenverbindungsleiter V21 mit einem ersten Ende des Leiters L2A2 verbunden. Ein zweites Ende des Leiters L2A2 ist über einen Schichtenverbindungsleiter V22 mit einem ersten Ende des Leiters L2A3 verbunden. Ein zweites Ende des Leiters L2A3 ist mit einem ersten Ende des Leiters L2B1 verbunden. Das zweite Ende des Leiters L2A3 und das erste Ende des Leiters L2B1 sind über einen Schichtenverbindungsleiter V23 mit einem ersten Ende des Leiters L2B2 verbunden. Ein zweites Ende des Leiters L2B1 ist über einen Schichtenverbindungsleiter V24 mit einem zweiten Ende des Leiters L2B2 verbunden. Das zweite Ende des Leiters L2B2 ist mit einem ersten Ende des Leiters L2C verbunden. Ein zweites Ende des Leiters L2C ist mit dem Masseanschluss G verbunden.
Die Leiter L1A1, L1A2, L1A3, L1B1, L1B2 und L1C sowie die Schichtenverbindungsleiter V11, V12, V13 und V14 bilden die erste Spule Lp. Außerdem bilden die Leiter L2A1, L2A2, L2A3, L2B1, L2B2 und L2C sowie die Schichtenverbindungsleiter V21, V22, V23 und V24 die zweite Spule Ls. Sowohl die erste Spule Lp als auch die zweite Spule Ls sind rechtwinklige helixförmige Spulen.
Einundzwanzigstes Ausführungsbeispiel
Ein einundzwanzigstes Ausführungsbeispiel stellt ein Strahlungselement mit einer Struktur dar, die sich von derjenigen des Strahlungselements unterscheidet, das in dem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt ist.
51 ist eine Planansicht eines Teils eines Metallgehäuses elektronischer Ausrüstung. Das Metallgehäuse elektronischer Ausrüstung umfasst das Strahlungselement 10, das ein Endabschnitt des Metallgehäuses ist, und den Metallgehäuse-Hauptteil 40. Obwohl im ersten Ausführungsbeispiel ein Beispiel dargestellt wurde, bei dem der Endabschnitt des Metallgehäuses mit drei Seiten in Planansicht als Strahlungselement 10 verwendet wird, wie in 51 dargestellt, kann das Strahlungselement 10 durch einen planen Endabschnitt des Metallgehäuses gebildet sein.
52(A) und 52(B) sind perspektivische Ansichten von Teilen von Metallgehäusen unterschiedlicher elektronischer Ausrüstungsteile. Bei einem in 52(A) dargestellten Beispiel hat das Strahlungselement 10, das der Endabschnitt des Metallgehäuses ist, eine zu der X-Y-Ebene parallele Ebene und eine zu der Y-Z-Ebene parallele Ebene. Bei einem in 52(B) dargestellten Beispiel hat das Strahlungselement 10, das der Endabschnitt des Metallgehäuses ist, eine zu der X-Y-Ebene parallele Ebene, eine zu der Y-Z-Ebene parallele Ebene und zwei zu der X-Z-Ebene parallele Ebenen.
Wie in 52(A) und 52(B) dargestellt, kann der Endabschnitt des Metallgehäuses verschiedene Formen haben.
Weitere Ausführungsbeispiele
In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wurden Beispiele dargestellt, bei denen der Endabschnitt des Metallgehäuses als Strahlungselement verwendet wird. Jedoch kann ein Teil des Strahlungselements oder das gesamte Strahlungselement ein Leitermuster sein, das auf einem Schaltungssubstrat oder dergleichen gebildet ist, oder kann ein anderes Bauteil als das Gehäuse sein.
Obwohl das in 4 dargestellte Beispiel einen Fall darstellt, in dem eine parasitäre Kapazität zwischen einem Ende des Strahlungselements 10 und Masse erzeugt ist, kann eine Kapazität mit niedriger Impedanz in einem hohen Band an dieser Stelle aktiv vorgesehen sein, um zu bewirken, dass das Strahlungselement 10 als PIFA dient. Außerdem kann die Stelle, an der die Kapazität erzeugt ist, mit Masse verbunden sein, um eine PIFA zu bilden.
Das lineare Leitermuster des nichtstrahlenden Resonanzkreises 20 ist nicht auf eine Form begrenzt, die in der Mitte zurückführt, und kann sich auch nur in einer Richtung erstrecken. Alternativ kann der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 zu einer L-Form gebogen sein oder kann gekrümmt sein. Des Weiteren kann der nichtstrahlende Resonanzkreis 20 ein Leitermuster umfassen, das sich in mehrere Zweige teilt. Somit können mehrere Polstellen erzeugt sein.
Außerdem kann an dem nichtstrahlenden Resonanzkreis 20 eine Spitze des linearen Leitermusters mit Masse verbunden sein, um eine Schaltung ähnlich einer kurzen Stichleitung zu bilden.
In den oben beschriebenen Beispielen wurden hauptsächlich Beispiele für die Verwendung einer Grundwellenresonanz des nichtstrahlenden Resonanzkreises 20 beschrieben. Jedoch kann jede harmonische Resonanz des nichtstrahlenden Resonanzkreises 20 ebenfalls verwendet werden, wie etwa Doppelwellenresonanz (sekundäre Resonanz), Dreiwellenresonanz (tertiäre Resonanz) oder 3/2-Wellen-Resonanz. Außerdem können sowohl die Grundwellenresonanz als auch die harmonische Resonanz verwendet werden, oder es können mehrere harmonische Resonanzen verwendet werden.
Ebenso kann mit Bezug auf das Strahlungselement 10 ebenfalls jede harmonische Resonanz wie etwa Doppelwellenresonanz (sekundäre Resonanz), Dreiwellenresonanz (tertiäre Resonanz) oder 3/2-Wellen-Resonanz verwendet werden. Außerdem können sowohl die Grundwellenresonanz als auch die harmonische Resonanz verwendet werden, oder es können mehrere harmonische Resonanzen verwendet werden.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele haben ein sogenanntes Smartphone oder elektronische Ausrüstung mit der gleichen Form wie ein Smartphone beschrieben. Jedoch sind die Ausführungsbeispiele in ähnlicher Weise auf verschiedene elektronische Ausrüstungsstücke anwendbar wie etwa ein Mobiltelefon einschließlich eines Feature-Telefons, ein am Körper tragbares Endgerät einschließlich einer intelligenten Uhr und einer intelligenten Brille, ein Laptop-PC, ein Tabfet-Endgerät, eine Kamera, eine Spielkonsole, ein Spielzeug oder dergleichen.
Schließlich sind die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele in jeder Hinsicht exemplarische Ausführungsbeispiele und nicht einschränkend. Jede Umbildung und Abwandlung kann von einem Fachmann in geeigneter Weise vorgenommen werden. Der Umfang der vorliegenden Erfindung ist durch die Ansprüche und nicht durch die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele definiert. Außerdem umfasst der Umfang der vorliegenden Erfindung ferner Abwandlungen der Ausführungsbeispiele innerhalb eines Umfangs, der zu den Ansprüchen äquivalent ist.
Bezugszeichenliste

C, C1: Kapazität
C3,: C4 Kondensator
C5: Impedanzanpassungs-Kondensator
C11, C12: Kapazitätformations-Leitermuster
C20: Kondensator
Cs1, Cs2: Kondensator (parasitäre Kapazität)
G: Masseanschluss
GND: Masseelektrode
GZ: Masseregion
IT: idealer Transformator
L1A1, L1A2, L1A3, L1B1, L1B2, L1C: Leiter
L2A1, L2A2, L2A3, L2B1, L2B2, L2C: Leiter
La, Lc: serielle parasitäre Induktivitätskomponente
Lb: parallele parasitäre Induktivitätskomponente
Lp: erste Spule
Ls: zweite Spule
L11: erstes Leitermuster
L12: zweites Leitermuster
L20: Induktor
L21: drittes Leitermuster
L22: viertes Leitermuster
L21 bis L23: Leitermuster
L3: Induktor
MS1: erste Fläche
MS2: zweite Fläche
NGZ: Nicht-Masseregion
PA: Strahlungselement-Verbindungsanschluss
PF: Speisekreis-Verbindungsanschluss
PG: Masseanschluss
PS: Nichtstrahlender-Resonanzkreis-Verbindungsanschluss
Ps: Verbindungspunkt
P1: erstes Tor
P2: zweites Tor
S1 bis S9: Material
S11, S12, S21, S22, S23: isolierendes Material
T1, T2: Anschluss
V1, V2: Schichtenverbindungsleiter
V11, V12, V13, V14, V21, V22, V23, V24: Schichtenverbindungsleiter
1: Speisekreis
5: Substrat
6: Schaltungssubstrat
7: Verbinder
8: Induktor
9: Speiseleitung
10: Strahlungselement
10A: Speisungs-Strahlungselement
10AF: Speiseleitung
10AS: kurzer Stift
10B, 10C: parasitäres Strahlungselement
10U, 10V: Speisungs-Strahlungselement
10Z: Strahlungselement-Formationsregion
11: Endflächenteil
12, 13: Seitenflächenteil
20: Nichtstrahlender-Resonanzkreis-Verbindungsanschluss
20A: erster nichtstrahlender Resonanzkreis
20B: zweiter nichtstrahlender Resonanzkreis
20FB: Rückführteil
21: erstes lineares Leitermusterteil
22: zweites lineares Leitermusterteil
30: Kopplungsschaltung
30A: erste Kopplungsschaltung
30B: zweite Kopplungsschaltung
31: erstes Kopplungselement
32: zweites Kopplungselement
33: drittes Kopplungselement
34: viertes Kopplungselement
35: Induktor
36: Kondensator
37, 38: Schalter
40: Metallgehäuse-Hauptteil
41: planer Teil
42, 43: Seitenflächenteil
50: Phasenschieber
100: Mehrschichtkörper
101 bis 105: Antennenvorrichtung
106A bis 106D: Antennenvorrichtung
107A, 107B: Antennenvorrichtung
108 bis 110: Antennenvorrichtung
111A, 111B: Antennenvorrichtung
112 bis 117: Antennenvorrichtung
118A bis 118C: Antennenvorrichtung
119, 120: Antennenvorrichtung

Claims

Antennenvorrichtung, die folgende Merkmale aufweist: ein Strahlungselement; eine Kopplungsschaltung, die ein erstes Kopplungselement und ein zweites Kopplungselement umfasst, wobei das erste Kopplungselement zwischen das Strahlungselement und einen Speisekreis geschaltet ist, wobei das zweite Kopplungselement an das erste Kopplungselement gekoppelt ist; und einen nichtstrahlenden Resonanzkreis, der mit dem zweiten Kopplungselement verbunden ist, wobei eine Frequenzcharakteristik einer Rückflussdämpfung des Strahlungselements durch eine Resonanzfrequenzcharakteristik des nichtstrahlenden Resonanzkreises eingestellt ist.
Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner eine Masse aufweist, wobei eine Richtung eines Magnetfelds, das erzeugt wird, wenn Strom in dem ersten Kopplungselement in einer Richtung von einem mit dem Speisekreis verbundenen Anschluss zu einem mit dem Strahlungselement verbundenen Anschluss fließt, zu einer Richtung eines Magnetfelds entgegengesetzt ist, das erzeugt wird, wenn Strom in dem zweiten Kopplungselement in einer Richtung von einem mit dem nichtstrahlenden Resonanzkreis verbundenen Anschluss zu einem mit Masse verbundenen Anschluss fließt.
Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der das erste Kopplungselement und das zweite Kopplungselement mehrschichtige Spulen-Leitermuster sind und die Kopplungsschaltung einen Transformator bildet, in dem das erste Kopplungselement und das zweite Kopplungselement elektromagnetisch aneinandergekoppelt sind.
Antennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der eine Hälfte oder mehr des nichtstrahlenden Resonanzkreises in Planansicht des Strahlungselements in einer Formationsregion des Strahlungselements enthalten ist.
Antennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Strahlungselement durch ein leitfähiges Bauteil gebildet ist, das in Planansicht drei Seiten bildet, und der nichtstrahlende Resonanzkreis in Planansicht von den drei Seiten umgeben ist.
Antennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der der nichtstrahlende Resonanzkreis durch ein lineares Leitermuster gebildet ist, das in einer Mitte ein Rückführteil aufweist.
Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 6, bei der das Leitermuster ein erstes lineares Leitermusterteil, das sich von der Kopplungsschaltung erstreckt, und ein zweites Leitermusterteil, das an dem Rückführteil zurückführt, um von dem Strahlungselement entfernt zu sein, umfasst.
Antennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, die ferner einen Phasenschieber aufweist, der zwischen den Speisekreis und das erste Kopplungselement geschaltet ist und der eine Frequenzabhängigkeit hat.
Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner eine Masse aufweist, wobei ein zweiter Anschluss des zweiten Kopplungselements mit Masse verbunden ist, wobei der zweite Anschluss einem ersten Anschluss gegenüberliegt, mit dem der nichtstrahlende Resonanzkreis verbunden ist, und wobei eine Länge einer Leitung zwischen dem ersten Kopplungselement und dem Speisekreis und eine Länge einer Leitung zwischen dem zweiten Anschluss des zweiten Kopplungselements und Masse jeweils weniger als 1/8 Wellenlänge einer Resonanzfrequenz betragen.
Antennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, die ferner einen Induktor aufweist, der zwischen das zweite Kopplungselement und den nichtstrahlenden Resonanzkreis geschaltet ist.
Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 9, die ferner einen Induktor aufweist, der zwischen den ersten Anschluss des zweiten Kopplungselements und Masse geschaltet ist.
Antennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, die ferner einen Kondensator aufweist, der zwischen das zweite Kopplungselement und den nichtstrahlenden Resonanzkreis geschaltet ist.
Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 9, die ferner einen Kondensator aufweist, der zwischen den ersten Anschluss des zweiten Kopplungselements und Masse geschaltet ist.
Antennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, die ferner folgende Merkmale aufweist: eine zweite Kopplungsschaltung, die ein drittes Kopplungselement und ein viertes Kopplungselement umfasst, wobei das dritte Kopplungselement zwischen das erste Kopplungselement und den Speisekreis geschaltet ist, wobei das vierte Kopplungselement an das dritte Kopplungselement gekoppelt ist; und einen zweiten nichtstrahlenden Resonanzkreis, der mit dem vierten Kopplungselement verbunden ist.
Antennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, die ferner aufweist: eine zweite Kopplungsschaltung, die ein drittes Kopplungselement und ein viertes Kopplungselement umfasst, wobei das dritte Kopplungselement zwischen das zweite Kopplungselement und den nichtstrahlenden Resonanzkreis geschaltet ist, wobei das vierte Kopplungselement an das dritte Kopplungselement gekoppelt ist; und einen zweiten nichtstrahlenden Resonanzkreis, der mit dem vierten Kopplungselement verbunden ist.
Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner aufweist: eine Masse und einen Schalter, der zwischen den nichtstrahlenden Resonanzkreis und Masse geschaltet ist.
Antennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, bei der die Kopplungsschaltung eine parasitäre Kapazität umfasst und wobei die Antennenvorrichtung ferner einen Induktor aufweist, der mit der Kopplungsschaltung verbunden ist und der eine in der Kopplungsschaltung erzeugte Reaktanzkomponente durch parallele Resonanz mit der parasitären Kapazität unterdrückt.
Antennenvorrichtung, die aufweist: ein Strahlungselement, mit dem ein Speisekreis verbunden ist; eine Kopplungsschaltung, die ein erstes Kopplungselement und ein zweites Kopplungselement umfasst, wobei das erste Kopplungselement zwischen das Strahlungselement und Masse geschaltet ist, wobei das zweite Kopplungselement an das erste Kopplungselement gekoppelt ist; und einen nichtstrahlenden Resonanzkreis, der mit dem zweiten Kopplungselement verbunden ist, wobei eine Frequenzcharakteristik einer Rückflussdämpfung des Strahlungselements durch eine Resonanzfrequenzcharakteristik des nichtstrahlenden Resonanzkreises eingestellt ist.
Elektronische Ausrüstung, die die Antennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, den mit der Kopplungsschaltung verbundenen Speisekreis und ein Gehäuse, in dem der Speisekreis aufgenommen ist, aufweist, wobei ein Teil des Strahlungselements oder das gesamte Strahlungselement ein Teil des Gehäuses ist.