DE60217580T2

DE60217580T2 - Oberflächenmontierte Antenne und Kommunikationsgerät mit einer derartigen Antenne

Info

Publication number: DE60217580T2
Application number: DE60217580T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Kumagaya-shi Aoyama; Keiko Ageo-shi Kikuchi; Yasunori Kumagaya-shi Takaki; Hidetoshi Tottori-shi Hagiwara
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2001-06-15
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2022-06-15
Also published as: EP1770826A2; KR100893738B1; ATE352109T1; EP1267441B1; DE60217580D1; US20030006936A1; KR20020096016A; JP2003069330A; ES2278836T3; CN100388829C; US6873291B2; CN1407832A; EP1770826A3; EP1267441A2; EP1267441A3

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft kleine Antennen mit einem Substrat aus einem dielektrischen oder magnetischen Material wie Keramik, Kunstharz usw. und insbesondere oberflächenmontierte Antennen mit einer Impedanzanpaßfunktion in der Stromzuführelektrode sowie eine Kommunikationsvorrichtung mit einer solchen oberflächenmontierten Antenne.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Oberflächenmontierte Antennen werden verwendet für das globale Positioniersystem (GPS), lokale Netzwerke (WLANs) usw., wobei die Trägerwellen im GHz-Band liegen. Die Miniaturisierung von mobilen Geräten schreitet mit dramatischer Geschwindigkeit fort, und es werden oberflächenmontierte Antennen benötigt, die bei geringer Höhe klein sind, einen guten Strahlungswirkungsgrad ohne Richtungsabhängigkeit aufweisen und die in einem breiten Band benutzt werden können. Die Eigenschaften der herkömmlichen oberflächenmontierten Antennen verschlechtern sich jedoch bei einer Miniaturisierung und Verringerung der Höhe derart, daß damit keine ausreichende Miniaturisierung und Höhenverringerung erreicht werden kann.
Im allgemeinen weist diese An von Antennen eine Strahlungselektrode auf, deren Länge 1/4 der Wellenlänge entspricht. Der Grund dafür ist, daß die Antenne bei einem Viertel der Wellenlänge den maximalen Strahlungswirkungsgrad zeigt. Diese Eigenschaft ist besonders bei mobilen Geräten wichtig, die solange wie möglich mit einer Batterieladung betrieben werden sollen. Es ist bekannt, daß, wenn eine Strahlungselektrode auf einem dielektrischen Substrat angeordnet ist, ihre effektive Länge umgekehrt proportional zur Quadratwurzel der Dielektrizitätskonstanten ε_r ist. Dies wird der Wellenlängen-Reduktionseffekt genannt. Mit dem Wellenlängen-Reduktionseffekt kann die Strahlungselektrode der Antenne kürzer gemacht werden, was zu einer Verkleinerung und Höhenverringerung der Antenne führt.
Je langsamer die Ausbreitung der elektromagnetischen Welle längs der Antenne ist, um so kleiner kann die Anntenne durch die Verwendung eines Materials mit einer großen Dielektrizitätskonstanten für das Substrat gemacht werden. Es gibt jedoch eine Grenze bei der Verwendung von Materialien mit einer hohen Dielektrizitätskonstanten, und in der Praxis werden nur dielektrische Substrate mit einer Dielektrizitätskonstanten ε_r von bis zu etwa 4 eingesetzt, da eine Dielektrizitätskonstanten ε_r über diesem Wert zu Problemen bei der Impedanzanpassung führt. Da sich die Eingangsimpedanz am Stromzuführpunkt bei einer oberflächenmontierten Antenne mit einer hohen Dielektrizitätskonstanten stark verändert, wurde es schwierig, das Problem der Impedanzanpassung bei der Miniaturisierung zu überwinden.
Zum Beispiel umfaßt, wie in der 21 gezeigt, die im US-Patent 5 867 126 beschriebene oberflächenmontierte Antenne eine Strahlungselektrode 92, die auf der Oberseite 91 eines im wesentlichen rechteckigen Substrats 90 ausgebildet ist und die im wesentlichen die Form eines L oder eines rechteckigen U's hat, wobei das eine Ende davon offen und das andere Ende geerdet ist, sowie eine Stromzuführelektrode 94, die auf der Oberseite des Substrats 90 in einem Abstand 96 zur Anregung der Strahlungselektrode 92 ausgeführt ist. Ein Ende der Stromzuführelektrode 94 ist mit einer Stromzuführleitung 99 verbunden. Wie in der 22 gezeigt, ist das Ersatzschaltbild davon ein Parallel-Resonanzkreis mit dem Strahlungswiderstand R und der Induktivität L der Strahlungselektrode 92, der Kapazität C zwischen der Strahlungselektrode 92 und einem Masseleiter und der Kapazität Ci' zwischen der Strahlungselektrode 92 und der Stromzuführelektrode 94.
Bei dieser Antenne wird die elektrische Hochfrequenzenergie von einer Sendeschaltung (nicht gezeigt) über die Stromzuführleitung 99 auf einer Leiterplatte zu der Stromzuführelektrode 94 übertragen und in den Parallel-Resonanzkreis eingeführt, der von der Strahlungselektrode 92 und dem Masseleiter gebildet wird, um von der Strahlungselektrode 92 als elektromagnetische Welle abgestrahlt zu werden. Damit es am Stromzuführpunkt 98 keine Spannungsreflektion gibt, sollte eine Impedanzanpassung erfolgen.
Für die Impedanzanpassung wurden verschiedene Vorschläge gemacht, damit die Eingangsimpedanz der Stromzuführelektrode 94, gesehen von der Sendeschaltung, das heißt die Eingangsimpedanz am Stromzuführpunkt 98, gleich dem Wellenwiderstand von 50 Ω wird. Zum Beispiel ist bei der Antenne der 21 die Strahlungselektrode 92 kapazitiv mit der Stromzuführelektrode 94 verbunden, und die Kapazität Ci' zwischen der Strahlungselektrode 92 und der Stromzuführelektrode 94 wird so eingestellt, daß die Induktivität L der Strahlungselektrode 92 aufgehoben wird, wie es im Ersatzschaltbild der 22 gezeigt ist.
Bei der herkömmlichen Antenne der 21 sind die Stromzuführelektrode und die Strahlungselektrode nicht direkt miteinander verbunden, sondern kapazitiv, ohne daß eine Induktivität für die Impedanzanpassung verwendet wird. Wenn diese Antenne kleiner gemacht wird und ihre Höhe verringert wird, sind ihre Eigenschaften nicht besonders gut für eine Impedanzanpassung geeignet. Bei Antennen für das GPS, für WLANs und dergleichen ist eine Richtungsunabhängigkeit erforderlich, und es sind auch Verbesserungen im Strahlungswirkungsgrad und im Gewinn sowie hinsichtlich einer Erweiterung der Bandbreite erforderlich. Diese Punkte werden bei der herkömmlichen Antenne nicht ausreichend berücksichtigt.
Bei einer Fehlanpassung der Impedanz wird manchmal zwischen die Sende/Empfangsschaltung und die Antenne eine neue Anpaßschaltung eingefügt. Durch die Anpaßschaltung wird jedoch die Antenne größer. Hinsichtlich einer Impedanzanpaßschaltung beschreibt die JP 2000-286615 A eine kleine Antenne mit einem Substrat aus einem Laminat und einer zwischen den Schichten des Laminats ausgebildeten Anpaßschaltung.
Diese Antenne hat jedoch nicht nur einen komplizierten Aufbau, sondern auch den Nachteil von hohen Produktionskosten.
Die WO 01/24316 A1, die der EP 1162688 A1 und dem US-Patent 6 323 811 entspricht, beschreibt eine Antenne mit einer ersten Strahlungselektrode (stromzuführungsseitigen Strahlungselektrode) und einer zweiten Strahlungselektrode (nicht-stromzuführungsseitigen Strahlungselektrode) auf der Oberseite eines Substrats, wobei zwischen den beiden Strahlungselektroden ein Verbund-Resonanzzustand herrscht, und mit einer Elektrode für eine Anpaßschaltung auf einer Seitenfläche des Substrats. Bei dieser Antenne ist die erste Strahlungselektrode (die stromzuführungsseitige Strahlungselektrode) an einer Impedanzanpaßposition direkt mit der Anpaßelektrode verbunden, die Stromzuführelektrode weist jedoch keine Kapazität auf. Die Impedanzanpassung erfolgt somit nur durch Einstellen der Induktivität. Die Elektrodenstruktur mit einer solchen Anpaßschaltung entspricht einer herkömmlichen umgekehrten F-Antenne, einer Antennenstruktur, bei der die Impedanzanpassung bekannt einfach ist.
Die JP 8-186431 A und die JP 11-340726 A beschreiben Techniken zur Impedanzanpassung bei einer gerichteten Antenne mit einem Aufbau aus einem Strahlungsleiter auf der Oberseite eines Substrats und einem Masseleiter, der auf der ganzen Unterseite des Substrats ausgebildet ist. Eine solche Antenne ist nicht für Anwendungen geeignet, bei denen eine Richtungsunabhängigkeit erforderlich ist, etwa beim GPS, WLAN usw. Dies geht klar zum Beispiel aus der Tatsache hervor, daß die beschriebene Antenne einen Aufbau hat, bei dem ein Stromzuführleiter auf der Oberseite des Substrats von einem Strahlungsleiter umgeben ist, mit der Folge einer großen kapazitiven Kopplung. Da auch auf die Miniaturisierung, den Strahlungswirkungsgrad, den Gewinn und die Bandbreite keine Aufmerksam gerichtet ist, gibt es bei dieser Antenne Probleme mit dem GPS usw.
Die DE-A-100 30 402 beschreibt eine oberflächenmontierte Antenne mit einer Strahlungselektrode, die direkt mit einer elektronischen Schaltung verbunden ist. Die Strahlungselektrode ist auf einem Substrat in Mäanderform ausgebildet.
Der Oberbegriff des Patentanspruchs 1 geht aus von dem Stand der Technik, der in der oben erwähnten WO 01/24316 A1 beschrieben ist.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Entsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine oberflächenmontierte Antenne zu schaffen, bei der leicht eine Impedanzanpassung möglich ist, auch wenn zur Miniaturisierung ein Material mit einer relativ großen Dielektrizitätskonstanten verwendet wird, und die einen hohen Gewinn, eine große Bandbreite und Omnidirektionalität aufweist und die besonders für das GPS, für drahtlose lokale Netzwerke usw. geeignet ist.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kommunikationsvorrichtung mit dieser oberflächenmontierten Antenne für Mobiltelefone, Kopfhörer, PCs, Notebook-PCs, Digitalkameras usw. zu schaffen.
Diese Aufgaben werden mit der Antenne nach Patentanspruch 1 und der Vorrichtung nach Patentanspruch 3 gelöst. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
Bei intensiven Untersuchungen für diese Aufgaben haben die Erfinder festgestellt, daß mit einer Impedanzanpaßfunktion in einem Stromzuführelektrodenaufbau, der nicht nur eine Kapazität, sondern auch eine Induktivität aufweist, auch dann leicht eine Impedanzanpassung möglich ist, wenn ein Material mit einer relativ großen Dielektrizitätskonstante für das Substrat verwendet wird. Es ergibt sich eine kleine, omnidirektionale oberflächenmontierte Antenne. Die vorliegende Erfindung beruht auf dieser Feststellung.
Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen oberflächenmontierten Antenne umfaßt ein Substrat aus einem dielektrischen oder magnetischen Material, eine Strahlungselektrode, die zumindest auf wenigstens einer Oberfläche des Substrats ausgebildet ist, eine Masseelektrode, die derart auf dem Substrat ausgebildet ist, daß sie mit einem Ende der Strahlungselektrode kapazitiv verbunden ist, und eine Stromzuführelektrode, die derart auf wenigstens einer Seitenfläche des Substrats ausgebildet ist, daß die Stromzuführelektrode der Strahlungselektrode mit einem Abstand gegenüberliegt; wobei die Stromzuführelektrode an einem Ende einen Stromzuführpunkt und am anderen Ende einen Massepunkt sowie einen Abschnitt für eine Impedanzanpassung durch eine Kapazität und Induktivität zwischen dem Stromzuführpunkt und dem Massepunkt aufweist; und wobei das Flächenverhältnis der Masseelektrode zur Bodenfläche des Substrats 30 % oder weniger beträgt.
Die Stromzuführelektrode weist eine Portalform mit einem Stromzuführabschnitt an einem Ende und einem Masseabschnitt am anderen Ende sowie einen Abschnitt auf, der mit einem Abstand dazwischen zu der Strahlungselektrode ausgerichtet ist.
Bei der vorliegenden Erfindung wird die Stromzuführelektrode vorzugsweise von ersten und zweiten Elektroden gebildet, die auf gegenüberliegenden Seitenflächen des Substrats ausgebildet sind und die über eine I-förmige Elektrode verbunden sind, die an einer Endfläche des Substrats ausgebildet ist, wobei die erste Elektrode an einem Ende einen Stromzuführabschnitt und die zweite Elektrode an einem Ende einen Masseabschnitt aufweist und die I-förmige Elektrode der ausgerichtete Abschnitt ist, so daß die Stromzuführelektrode die Portalform erhält; und wobei die Strahlungselektrode an einer Endfläche oder an einer Endfläche und auf gegenüberliegenden Seitenflächen des Substrats einen Masseelektrodenabschnitt aufweist.
Wenigstens ein Teil der Stromzuführelektrode und der Strahlungselektrode hat vorzugsweise eine Mäanderform, die Form eines rechteckigen U oder L oder eine gekröpfte Form.
Die Stromzuführelektrode ist derart an einer Seitenfläche des Substrats ausgebildet, daß sie dem offenen Spitzenende der Strahlungselektrode in einem Abstand gegenüberliegt. In diesem Fall weist die Stromzuführelektrode an einer Stelle in der Nähe des offenen Spitzenendes der Strahlungselektrode einen Stromzuführabschnitt auf.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erstreckt sich wenigstens ein Teil der Strahlungselektrode in Längsrichtung von dem einen Ende des Substrats zu dessen anderem Ende, wobei sich ihre Breite im wesentlichen kontinuierlich und/oder stufenweise ändert. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erstreckt sich die Strahlungselektrode in Längsrichtung von dem einen Ende des Substrats zu dessen anderem Ende, wobei sich ihre Breite im wesentlichen kontinuierlich und/oder stufenweise ändert und sie am anderen Ende in eine im wesentlichen rechteckige U-Form gebogen ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erstreckt sich die Strahlungselektrode über eine Seitenfläche, die nicht die Seitenfläche ist, auf der die Stromzuführelektrode ausgebildet ist, zur Oberfläche. In diesem Fall weist die Unterseite des Substrats vorzugsweise im wesentlichen in dem Bereich unter der Strahlungselektrode auf der Oberseite des Substrats keine Masseelektrode auf.
Die Strahlungselektrode und/oder die Stromzuführelektrode weisen vorzugsweise gerundete Ecken auf.
Die erfindungsgemäße Antenne kann des weiteren eine zweite Masseelektrode aufweisen, die dem anderen Ende der Strahlungselektrode in einem Abstand gegenüberliegt.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt die oberflächenmontierte Antenne ein Substrat aus einem dielektrischen oder magnetischen Material, eine auf dem Substrat ausgebildete streifenförmige Strahlungselektrode, eine Masseelektrode, die derart auf dem Substrat ausgebildet ist, daß sie mit einem Ende der Strahlungselektrode direkt oder kapazitiv verbunden ist, und eine Stromzuführelektrode, die an wenigstens einer Seitenfläche des Substrats in einem bestimmten Abstand von der Strahlungselektrode getrennt davon ausgebildet ist; wobei die Strahlungselektrode als Ganzes eine Portalform mit einem Elektrodenabschnitt in Längsrichtung an einer Seitenfläche des Substrats hat, wobei der Elektrodenabschnitt mit einem L-förmigen Elektrodenabschnitt verbunden ist, der an der Oberseite des Substrats ausgebildet ist; wobei die Stromzuführelektrode einen Stromzuführabschnitt und einen Masseabschnitt, die sich jeweils im wesentlichen vertikal auf der anderen Seitenfläche des Substrats erstrecken, und einen ausgerichteten Abschnitt aufweist, der sich zwischen dem Stromzuführabschnitt und dem Masseabschnitt im wesentlichen parallel zur Strahlungselektrode in einem Abstand dazu erstreckt; wobei der Flächenanteil der Masseelektrode auf der Bodenfläche des Substrats 30 % oder weniger beträgt und die Form und Positionsbeziehung der Stromzuführelektrode und der Strahlungselektrode so modifiziert sind, daß die Kapazität und Induktivität für eine Impedanzanpassung eingestellt sind.
Der Stromzuführabschnitt der Stromzuführelektrode befindet sich vorzugsweise in der Nähe des offenen Spitzenendes der Strahlungselektrode, während sich der Masseabschnitt der Stromzuführelektrode vorzugsweise in der Nähe des Substratendes auf der der Masseelektrode gegenüberliegenden Seite befindet.
Das Antennensubstrat der vorliegenden Erfindung besteht vorzugsweise aus einem dielektrischen Material mit einer Dielektrizitätskonstanten ε_r von 6 bis 50.
Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung umfaßt eine Antennenvorrichtung, bei der die obige oberflächenmontierte Antenne in einem Bereich einer Leiterplatte angebracht ist, der keinen Masseleiter aufweist, wobei die sich in Längsrichtung auf dem Substrat erstreckende Strahlungselektrode mit einem Abstand zu einem Rand des Masseleiters ausgerichtet ist; und wobei die Stromzuführelektrode auf der Seite des Masseleiters ausgebildet ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die auf der oberflächenmontierten Antenne gegenüber dem Masseleiter der Leiterplatte ausgebildete Masseelektrode in der Nähe einer Ecke der Leiterplatte angeordnet, und die Masseelektrode ist durch einen linearen Leiter mit einem Leiter der Leiterplatte verbunden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht einer oberflächenmontierten Antenne gemäß einem ersten, für das Verständnis der Erfindung nützlichen Beispiel;
2 zeigt das Ersatzschaltbild der Antenne des ersten Beispiels;
3 ist eine perspektivische Ansicht einer oberflächenmontierten Antenne gemäß einem zweiten, für das Verständnis der Erfindung nützlichen Beispiel;
4 zeigt eine Abwicklung der Strahlungselektrode der 3;
5 zeigt das Ersatzschaltbild der Antenne des zweiten Beispiels;
6 zeigt ein weiteres Beispiel der Stromzuführelektrode;
7 ist eine perspektivische Ansicht einer oberflächenmontierten Antenne gemäß einem dritten, für das Verständnis der Erfindung nützlichen Beispiel;
8 ist eine perspektivische Ansicht einer oberflächenmontierten Antenne gemäß einem vierten, für das Verständnis der Erfindung nützlichen Beispiel;
9 ist eine perspektivische Ansicht einer oberflächenmontierten Antenne gemäß einem fünften, für das Verständnis der Erfindung nützlichen Beispiel;
10(a) ist eine perspektivische Ansicht einer oberflächenmontierten Antenne gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
10(b) zeigt eine Abwicklung der oberflächenmontierten Antenne bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
11(a) ist eine perspektivische Ansicht einer oberflächenmontierten Antenne gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
11(b) zeigt eine Abwicklung der oberflächenmontierten Antenne bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12(a) ist eine perspektivische Ansicht einer oberflächenmontierten Antenne gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12(b) zeigt eine Abwicklung der oberflächenmontierten Antenne bei der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
13(a) ist eine perspektivische Ansicht einer oberflächenmontierten Antenne gemäß einem sechsten, für das Verständnis der Erfindung nützlichen Beispiel;
13(b) zeigt eine Abwicklung der oberflächenmontierten Antenne bei dem sechsten Beispiel;
14(a) ist eine perspektivische Ansicht einer oberflächenmontierten Antenne gemäß einem siebten, für das Verständnis der Erfindung nützlichen Beispiel;
14(b) zeigt eine Abwicklung der oberflächenmontierten Antenne bei dem siebten Beispiel;
15(a) ist eine perspektivische Ansicht einer oberflächenmontierten Antenne gemäß einem achten, für das Verständnis der Erfindung nützlichen Beispiel;
15(b) zeigt eine Abwicklung der oberflächenmontierten Antenne bei dem achten Beispiel;
16(a) ist eine perspektivische Ansicht einer oberflächenmontierten Antenne gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
16(b) zeigt eine Abwicklung der oberflächenmontierten Antenne bei der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
17 zeigt graphisch die Beziehung zwischen der Dielektrizitätskonstanten und der Eingangsimpedanz;
18 ist eine perspektivische Ansicht einer auf einer Leiterplatte angeordneten Antenne;
19 zeigt schematisch eine Kommunikationsvorrichtung mit der Antenne;
20(a) ist eine Aufsicht auf ein Beispiel, bei dem die erfindungsgemäße Antenne auf einer Leiterplatte angeordnet ist;
20(b) ist eine Seitenansicht einer Stromzuführelektrode bei der Antenne der 20(a);
20(c) eine Seitenansicht der Strahlungselektrode bei der Antenne der 20(a);
21 ist eine perspektivische Ansicht eines Beispiels einer herkömmlichen oberflächenmontierten Antenne;
22 zeigt das Ersatzschaltbild der Antenne der 21; und
23 zeigt eine Abwicklung der Strahlungselektrode bei der oberflächenmontierten Antenne des Vergleichsbeispiels 1.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
[1] Impedanzanpassung
Wenn eine Strahlungselektrode, eine Masseelektrode und eine Stromzuführelektrode usw. auf einem Substrat ausgebildet werden, entsteht zwischen diesen Elektroden eine Kapazität. Ein Anstieg der Kapazität zwischen der Stromzuführelektrode und der Strahlungselektrode ergibt eine Abnahme der Eingangsimpedanz, wodurch eine Impedanz-Fehlanpassung entsteht. Da die Kapazität proportional zur Dielektrizitätskonstanten ε_r ansteigt, wird die Impedanz-Fehlanpassung größer, wenn ein Material mit einer großen Dielektrizitätskonstanten verwendet wird, um die Ausbreitungsfrequenz herabzusetzen. Entsprechend wurden bisher Substrate mit einer kleinen Dielektrizitätskonstanten ε_r von höchstens etwa 4 verwendet. Durch die vorliegende Erfindung wird es möglich, dielektrische Materialien mit einer Dielektrizitätskonstanten ε_r von 6 und mehr, vorzugsweise 8 und mehr und insbesondere 20 bis 50 zu verwenden, ohne darauf festgelegt zu sein.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Technik, daß, auch wenn für das Substrat ein Material mit einer großen Dielektrizitätskonstanten verwendet wird, was zu einem Anstieg in der Kapazität zwischen der Strahlungselektrode und der Stromzuführelektrode führt, dieser Anstieg durch eine Verlängerung der Stromzuführelektrode zur Erhöhung ihrer Induktivität aufgehoben werden kann, wodurch wieder eine Impedanzanpassung erreicht wird. Während eine herkömmliche Antenne eine Stromzuführelektrode mit einem Aufbau aufweist, der im Ersatzschaltbild nur eine Kapazität ergibt, umfaßt die vorliegende Erfindung eine Stromzuführelektrode mit einer Form, die eine Kapazität und eine Induktivität ergibt. Insbesondere ist die Stromzuführelektrode in Streifenform ausgebildet, um so auf einfache Weise eine Induktivität zu erhalten, wobei ein Teil der Stromzuführelektrode mit einem Abstand dazu zu der Strahlungselektrode ausgerichtet ist, so daß die Kapazität eingestellt werden kann. Mit der streifenförmigen Stromzuführelektrode mit einem Stromzuführabschnitt an einem Ende und einem Masseabschnitt am anderen Ende werden, wie in der 2 gezeigt, eine Parallelkomponente L₂ und Reihenkomponenten L₁, C_i geschaffen, wodurch leicht eine Impedanzanpassung herzustellen ist, so daß die Entwicklungszeit kürzer wird.
Da die oberflächenmontierte Antenne in Abhängigkeit von ihrer Anwendung verschiedene Formen haben kann, können die Bedingungen zur Impedanzanpassung daran angepaßt werden, um diese Bedingungen zu erfüllen. Wie oben angegeben kann die Stromzuführelektrode bei der vorliegenden Erfindung als Kombination einer Parallelkomponente L₂ mit Reihenkomponenten L₁, C_i betrachtet werden. Wenn die Stromzuführelektrode in die Form eines Mäanders, eines rechteckigen U oder L oder in eine gekröpfte Form oder eine Kombination davon gebracht wird, können die Induktivität und die Kapazität beliebig festgelegt werden, ohne daß durch die Bedingungen für die Impedanzanpassung Einschränkungen zu beachten sind. Zum Beispiel können die Kapazität und die Induktivität im wesentlichen gleich groß sein, oder eine davon ist größer. Die Induktivität ist proportional zur Länge der Stromzuführelektrode und die Kapazität eine Funktion der gegenüberliegenden Strecken der Stromzuführelektrode und der Strahlungselektrode. Entsprechend wird, wenn mit der erfindungsgemäßen Stromzuführelektrode eine Impedanzanpassung erfolgt, zuerst festgelegt, was bei L₁, L₂ und C_i im Ersatzschaltbild um wieviel angehoben oder abgesenkt werden soll. Dann läßt sich unter Ausnutzung der Tatsache, daß L₁ und L₂ zur Länge der Stromzuführelektrode proportional sind und daß C_i eine Funktion der gegenüberliegenden Strecken der Stromzuführelektrode und der Strahlungselektrode ist, leicht die Form der Stromzuführelektrode derart bestimmen, daß sich die Parameter ergeben, die für die Impedanzanpassung erwünscht sind.
[2] Strahlungselektrode und Stromzuführelektrode
Bei dem Antennenaufbau gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Strahlungselektrode wenigstens an der Oberseite des Substrats ausgebildet, wobei das eine Ende davon geerdet ist und das andere Ende ein offenes Spitzenende ist. Dieser Antennenaufbau scheint dem einer umgekehrten F-Antenne ähnlich zu sein, bei dem die Stromzuführelektrode mit der Strahlungselektrode in der Nähe von deren Masseende verbunden ist. Der Antennenaufbau der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich jedoch grundlegend darin von dem der umgekehrten F-Antenne, daß die Strahlungselektrode bei der vorliegenden Erfindung kapazitiv mit der Stromzuführelektrode verbunden ist, da die beiden Elektroden voneinander getrennt sind. Die Stromzuführelektrode ist vorzugsweise an einer Seitenfläche des Substrats ausgebildet, da es dabei keine Fehlausrichtung beim Aufdrucken der Elektrode gibt, wodurch es einfach wird, eine Elektrode mit stabile Eigenschaften auszubilden.
Durch eine geeignete Wahl des Abstands und der zueinander ausgerichteten Strecken der Strahlungselektrode und der Stromzuführelektrode und/oder der Länge und Form der Schenkel der Stromzuführelektrode läßt sich bei der vorliegenden Erfindung leicht eine Impedanzanpassung erreichen. Dadurch wird es möglich, die Bandbreite BW beliebig festzulegen. Wegen der Beziehungen BW ∝ 1/Q und Q = R × (C/L)^1/2 wird durch die Festlegung von C oder C/L auf der Basis des Ausmaßes der kapazitiven Kopplung und der Länge der Elektrode die Bandbreite BW größer. Zum Beispiel kann, wenn die Stromzuführelektrode einen Stromzuführabschnitt in der Nähe des offenen Spitzenendes der Strahlungselektrode aufweist, der Strahlungsendabschnitt als induktives Element betrachtet werden, wodurch es möglich wird, eine große Induktivität L zu erhalten. Bei einem Aufbau für die gleiche Resonanzfrequenz kann die Kapazität C entsprechend dem Anstieg der Induktivität kleiner gemacht werden, mit der Folge eines höheren Q-Werts und damit einer größeren Bandbreite.
[3] Masseelektrode
Die erfindungsgemäße oberflächenmontierte Antenne ist dadurch gekennzeichnet, daß sie zugunsten einer guten Richtungsunabhängigkeit auf der Bodenfläche im wesentlichen keine Masseelektrode aufweist. Wenn auf der ganzen Bodenfläche eine Masseelektrode ausgebildet ist, verliert die Antenne wegen der kapazitiven Kopplung mit der Strahlungselektrode an der Oberseite ihre Richtungsunabhängigkeit. Insbesondere ist das Verhältnis der Gesamtfläche der Masseelektrode an der Bodenfläche/der Gesamtfläche des Bodens auf der Unterseite vorzugsweise 30 % oder kleiner, besser 20 % oder kleiner. Vorzugsweise gibt es auch in dem Bereich der Bodenfläche, der unter der Strahlungselektrode auf der Oberseite liegt, keine Masseelektrode.
Gegenüber dem offenen Spitzenende der Strahlungselektrode kann im Abstand dazu eine zweie Masseelektrode angeordnet sein. In diesem Fall hat wegen der starken kapazitiven Kopplung mit der gegenüberliegenden Masseelektrode die in der Nähe angeordnete Stromzuführelektrode nur einen geringen Einfluß. Beim Einstellen der Ausbreitungsfrequenz kann entsprechend dadurch eine Grobeinstellung der Frequenz erreicht werden, daß das Ausmaß der Kopplung zwischen der Strahlungselektrode und der zweiten Masseelektrode verändert wird. Die Feineinstellung der Frequenz erfolgt dann durch Verändern des Ausmaßes der Kopplung zwischen der Strahlungselektrode und der Stromzuführelektrode.
[4] Obergrenze der Dielektrizitätskonstanten
Bei der vorliegenden Erfindung liegt die Dielektrizitätskonstante ε_r des Substrats vorzugsweise im Bereich von 6 bis 50. Die Dielektrizitätskonstante ε_r wird unter Berücksichtigung des Temperaturkoeffizienten des dielektrischen Materials, der Bearbeitungsgenauigkeit des Substrats usw. festgelegt, und eine Verbesserung der Qualität des Materials, der Bearbeitungsgenauigkeit usw. führt dementsprechend zu einer Erhöhung der Obergrenze. Das Substrat mit der Dielektrizitätskonstanten ε_r kann eine dielektrische Keramik sein, die zum Beispiel durch Sintern eines Materials mit 22,22 Gew.-% MgO, 5,13 Gew.-% CaCO₃, 48,14 Gew.-% TiO₂ und 24,51 Gew.-% ZnO entsteht. Diese dielektrische Keramik, die eine Dielektrizitätskonstante ε_r von 21 aufweist, umfaßt 36,6 Mol-% MgO, 3,4 Mol-% CaO, 40,0 Mol-% TiO₂ und 20,0 Mol-% ZnO.
Wenn ein Substrat aus einem Material mit hoher Dielektrizität verwendet wird, nimmt der Strahlungswirkungsgrad der Strahlungselektrode ab. Um die Abnahme des Strahlungswirkungsgrades auszugleichen, werden die Strahlungselektrode und die Masseelektrode so ausgebildet, daß die Abstrahlung in den freien Raum erhöht ist, oder es wird ein Verbundsubstrat aus einem Material hoher Dielektrizität und einem Material geringer Dielektrizität verwendet.
[5] Bestimmte Beispiele oberflächenmontierter Antennen
Die 1 ist eine perspektivische Ansicht einer oberflächenmontierten Antenne gemäß einem ersten, dem Verständnis der vorliegenden Erfindung dienenden Beispiel. Diese Antenne 1A umfaßt eine Strahlungselektrode 2, die an der Oberseite eines rechteckigen Substrats 1 ausgebildet ist, eine Masseelektrode 3, die mit einem Ende der Strahlungselektrode 2 verbunden ist, und eine Stromzuführelektrode 4, die getrennt von der Strahlungselektrode 2 in einem vorgegebenen Abstand G1 davon an einer Seitenfläche ausgebildet ist. Das andere Ende der Strahlungselektrode 2 ist ein offenes Spitzenende 20. Der Aufbau der Antenne 1A ist zwar dem einer umgekehrten F-Antenne ähnlich, er unterscheidet sich jedoch darin von der umgekehrten F-Antenne, daß die Stromzuführelektrode 4 der Strahlungselektrode 2 mit dem Abstand G1 gegenüberliegt. Außer den Lötelektroden an der Unterseite 1a des Substrats 1 gibt es keine weiteren Elektroden, und die Antenne 1A wird auf einem Bereich einer Leiterplatte angeordnet, der keinen Masseleiter aufweist. Entsprechend zeigt die Antenne 1A ein omnidirektionales Verhalten mit einem Strah lungsmuster des elektrischen Feldes, das im wesentlichen in jeder Richtung gleichmäßig ist.
Die Stromzuführelektrode 4 ist eine streifenförmige Elektrode, die an zwei Stellen so umgebogen ist, daß sie eine Portalform erhält, wobei der Abschnitt 41, der der Strahlungselektrode 2 gegenüberliegt, im wesentlichen zu dessen Rand 23 ausgerichtet ist. Die Stromzuführelektrode 4 weist an einem Ende einen Stromzuführabschnitt 43 auf, dessen Stromzuführpunkt 40 mit der Stromzuführleitung einer Sende/Empfangsschaltung (nicht gezeigt) verbunden ist, und am anderen Ende einen Erdungsabschnitt 44, dessen Masseende 42 mit einem Masseleiter verbunden ist. Der Stromzuführabschnitt 43 und der Erdungsabschnitt 44 der Stromzuführelektrode 4 bilden hauptsächlich eine Induktivität, während die Strahlungselektrode 2 und der ausgerichtete Abschnitt 41 hauptsächlich eine Kapazität bilden. Entsprechend ist das Ersatzschaltbild der oberflächenmontierten Antenne der vorliegenden Erfindung das der 2.
Die Induktivität L₁, L₂ wird von den Schenkelabschnitten 43, 44 der Stromzuführelektrode 4 erzeugt, während die Kapazität C_i zwischen der Strahlungselektrode 2 und dem ausgerichteten Abschnitt 41 der Stromzuführelektrode 4 erzeugt wird. Entsprechend kann, wenn die Länge und Form der Schenkelabschnitte 43, 44 und des ausgerichteten Abschnitts 41 geeignet für eine Änderung von L₁, L₂ und C_i modifiziert werden, die Eingangsimpedanz Z_in, wenn die Strahlungselektrode 2 vom Stromzuführpunkt 40 gesehen wird, gleich 50 Ω gemacht werden. Es ist daher ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß die Anpassung der Eingangsimpedanz unabhängig dadurch ausgeführt werden kann, daß nicht nur die Kapazität zwischen der Strahlungselektrode 2 und der Stromzuführelektrode 4, sondern auch die Induktivität der Stromzuführelektrode 4 geändert wird. Es ist anzumerken, daß die Positionen des Stromzuführpunkts 40 und des Massepunkts 42 seitlich vertauscht werden können. Dies gilt auch bei den folgenden Ausführungsformen. Der ausgerichtete Abschnitt 41 braucht nur in einem Abstand davon zu der Strahlungselektrode 2 ausgerichtet zu sein, sie brauchen nicht parallel zu sein.
Die 3 ist eine perspektivische Ansicht einer oberflächenmontierten Antenne gemäß einem zweiten Beispiel, die 4 eine Abwicklung der Strahlungselektrode davon und die 5 eine Darstellung des Ersatzschaltbildes dieser Antenne.
Die oberflächenmontierte Antenne 1B ist für das GPS vorgesehen, sie umfaßt ein rechteckiges Substrat 1, eine auf der Oberseite 1c und einer angrenzenden Seitenfläche 1d ausgebildete Strahlungselektrode 2, eine mit einem Ende der Strahlungselektrode 2 verbundene Masseelektrode 3 und eine Stromzuführelektrode 4, die in Portalform auf dem Substrat 1 ausgebildet ist und die sich in Längsrichtung von einer Seitenfläche 1b zur Oberseite 1c erstreckt. Die Stromzuführelektrode 4 kann auch nur auf der Seitenfläche 1b ausgebildet sein. Die Anordnung und Form der portalförmigen Stromzuführelektrode kann unter Berücksichtigung der Ausgewogenheit zwischen einer Impedanzanpassung und einer Bandbreitenerweiterung bestimmt werden.
Die Strahlungselektrode 2 hat eine Form, die sich von einem Ende des Substrats 1 in Längsrichtung weg erstreckt, wobei ihre Breite sich im wesentlichen kontinuierlich und/oder stufenweise ändert. Wie in der Abwicklung der 4 gezeigt, wird die Strahlungselektrode 2 von einem Strahlungselektrodenabschnitt 21 an der Oberseite 1c des Substrats 1 und einem sich daran kontinuierlich anschließenden Strahlungselektrodenabschnitt 22 auf der angrenzenden Seitenfläche 1d gebildet, wobei auch der Strahlungselektrodenabschnitt 22 eine Breite aufweist, die zum Spitzenende hin allmählich abnimmt. Durch das Ausbilden der Strahlungselektrode derart, daß ihre Breite nicht nur auf der Oberseite 1c des Substrats, sondern auch auf der angrenzenden Seitenfläche 1d allmählich abnimmt, kann eine Mehrfachresonanz induziert werden, wodurch die Antenne kleiner und richtungsunabhängiger wird.
Die Masseelektrode 3 kann mit der Strahlungselektrode 2 über eine kontaktfreie kapazitive Kopplung verbunden sein. Die Masseelektrode 3 kann an den vier Seitenflächen ausgebildet sein, die die eine Endfläche 1e des Substrats umgeben. Die auf der Bodenfläche 1a ausgebildete Masseelektrode 3 dient auch als Lötelektrode, die mit dem Masseleiter auf der Leiterplatte verbunden wird. Die Stromzuführelektrode 4 weist auf der Bodenfläche 1a des Substrats 1 ebenfalls einen Masseelektrodenabschnitt 50 auf, der als Elektrode dient, die an die Leiterplatte angelötet wird.
Die Stromzuführelektrode 4 hat eine Portalform (rechteckige U-Form) mit einer Breite von 1 mm und einer äquivalenten Länge von 10 mm. Die 6(a) bis 6(c) zeigen beispielhaft verschiedene Formen der Stromzuführelektrode 4. Die 6(a) zeigt eine rechteckig U-förmige Stromzuführelektrode 4 mit im wesentlichen gleichen Induktivitäten L₁, L₂ in den seitlichen Schenkelabschnitten. Die 6(b) und (c) zeigen seitliche Schenkelabschnitte mit unterschiedlichen Längen, Beispiele, bei denen die Induktivität durch die Länge des Leiters eingestellt wird. In der 6(b) hat der Schenkelabschnitt auf der rechten Seite eine Mäanderform, mit L₁ < L₂. In der 6(c) hat der linke Schenkelabschnitt eine gekröpfte Form, während der rechte Schenkelabschnitt eine Mäanderform hat, mit L₁ > L₂. Bei der Einstellung der Induktivität wird L₁ vergrößert, wenn die Eingangsimpedanz anzuheben ist, während L₂ vergrößert wird, wenn die Eingangsimpedanz herabzusetzen ist.
Der ausgerichtete Mittelabschnitt 41 der Stromzuführelektrode 4 ist eines der Merkmale der vorliegenden Erfindung. Durch den ausgerichteten Mittelabschnitt können C und C_i beliebig eingestellt werden. Die Kapazität C_i ist im wesentlichen proportional der Länge W des ausgerichteten Abschnitts 41 und umgekehrt proportional zum Abstand G₁ zwischen dem ausgerichteten Abschnitt 41 und der Strahlungselektrode 2. Entsprechend wird zum Anheben von C_i der ausgerichtete Abschnitt 41 länger gemacht oder der Abstand G₁ zwischen dem ausgerichteten Abschnitt 41 und der Strahlungselektrode 2 verringert. Wenn C_i herabzusetzen ist, werden die gegenteiligen Maßnahmen ergriffen. C_i kann damit durch Ändern der Länge W des ausgerichteten Abschnitts 41 und des Abstands G₁ zwischen dem ausgerichteten Abschnitt 41 und der Strahlungselektrode 2 eingestellt werden.
Die Grundform der Strahlungselektrode 2 ist derart, daß ihre Länge in der Richtung senkrecht zum Fluß des Hochfrequenzstroms (Längsrichtung des Substrats 1), das heißt ihre Breite nicht konstant ist, sondern allmählich mit der Annäherung an das offene Spitzenende 20 abnimmt. Der von einer Zuführquelle der Stromzuführelektrode 4 zugefiürte Hochfrequenzstrom ist bei einer Frequenz, die durch die Induktivität der Strahlungselektrode 2 und die Kapazität zwischen der Strahlungselektrode 2 und Masse bestimmt wird, in Resonanz und wird als elektromagnetische Energie in den Raum abgestrahlt. Der Stromverteilungsmodus ist derart, daß sich der Knoten an der Masseelektrode 3 und der Bauch am offenen Spitzenende 20 befinden. Wenn die Strahlungselektrode 2 eine konstante Breite hat, gibt es nur einen Stromverteilungsmodus. Wenn die Strahlungselektrode 2 jedoch keine konstante Breite hat, wird im Ersatzschaltbild der Antenne wie in der 5 gezeigt eine Resonanzschaltung mit einer Anzahl von Induktivitäten Lr₁, Lr₂, Lr₃ ... und Kapazitäten Cr₁, Cr₂, Cr₃ ... ausgebildet. Da diese Resonanzschaltungen nahe beieinanderliegende Resonanzfrequenzen aufweisen, ergibt sich eine kontinuierlich ändernde Resonanz, mit der Folge von Breitband-Resonanzeigenschaften.
Die 7 zeigt eine oberflächenmontierte Antenne gemäß einem dritten Beispiel, das dem Verständnis der vorliegenden Erfindung dient. Gleichen Abschnitten sind die gleichen Symbole und Bezugszeichen zugeordnet wie in den obigen Darstellungen, und ihre Erläuterung wird hier weggelassen. Die Strahlungselektrode 24 weist im wesentlichen eine Trapezform auf, die sich von dem einen Ende des Substrats 1 in Längsrichtung zum anderen Ende erstreckt, wobei sich ihre Breite im wesentlichen kontinuierlich und/oder stufenweise ändert. Auf dem Substrat 1 ist eine Strahlungselektrode 4 ausgebildet, die sich von der Seitenfläche 1b zur Oberseite 1c erstreckt. Da die Stromzuführelektrode 4 eine U-Form hat, ist der Abstand zwischen dem ausgerichteten Abschnitt 41 und der Strahlungselektrode 24 nicht konstant und die Kapazität relativ klein. Die Strahlungselektrode 24 und die Stromzuführelektrode 4 brauchen nicht parallel zu sein, sie brauchen nur teilweise ausgerichtet zu sein.
Die 8 zeigt eine oberflächenmontierte Antenne gemäß einem vierten Beispiel, das dem Verständnis der vorliegenden Erfindung dient. Gleichen Abschnitten sind die gleichen Symbole und Bezugszeichen zugeordnet wie in den obigen Darstellungen, und ihre Erläuterung wird hier weggelassen. Die Strahlungselektrode 25 hat die Form einer Mikrostreifenleitung, von der das eine Ende geerdet und das andere 20 offen ist. In den obigen Beispielen verläuft die Strahlungselektrode 2 über die ganze Länge des dielektrischen Substrats 1 und dessen Oberseite 1c davon, die Länge der Strahlungselektrode kann jedoch auch bei der gewünschten Frequenz auf 1/4 der Wellenlänge festgelegt werden, was nicht notwendigerweise gleich der ganzen Länge des Substrats 1 ist. Die Strahlungselektrode 25 ist kürzer als das Substrat 1, wodurch es möglich wird, einen Einstellbereich zum Herabsetzen der Mittenfrequenz des sich ausbreitenden Signals zu erhalten. Auch bilden Größenunregelmäßigkeiten, Risse usw. an den Rändern des Substrats 1 kein Problem bei der Ausbildung der Strahlungselektrode 25.
Die 9 zeigt eine oberflächenmontierte Antenne gemäß einem fünften Beispiel, das dem Verständnis der vorliegenden Erfindung dient. Gleichen Abschnitten sind die gleichen Symbole und Bezugszeichen zugeordnet wie in den obigen Darstellungen, und ihre Erläuterung wird hier weggelassen. Auf dem Substrat 1 ist eine zweite Masseelektrode 5 derart ausgebildet, daß sie dem offenen Spitzenende 20 der Strahlungselektrode 26 in einem Abstand G2 gegenüberliegt. Dadurch wird zwischen dem offenen Spitzenende 20 der Strahlungselektrode 26 und einem Masseleiter eine große, stabile Kapazität erhalten, wodurch die Frequenz grob eingestellt wird. Die Feineinstellung kann mit der Induktivität und der Kapazität der Stromzuführelektrode 4 erfolgen.
Durch die mit dem Abstand G2 zwischen dem offenen Spitzenende 20 der Strahlungselektrode 26 und der zweiten Masseelektrode 5 erhaltene Kapazität kann die gewünschte Frequenz eingestellt werden, auch wenn die Strahlungselektrode 26 kurz ist und damit eine kleine Induktivität hat. Entsprechend ist die oberflächenmontierte Antenne mit diesem Aufbau für eine Miniaturisierung gut geeignet.
Auch wenn die Stromzuführelektrode 4 auf dem Substrat 1 von der Seitenfläche 1b zur Oberseite 1c ausgebildet ist, kann sie in Abhängig von den vorliegenden Bedingungen auch nur auf der Seitenfläche 1b ausgebildet sein. Dies gilt für jedes der obigen Beispiele. Wenn die Stromzuführelektrode 4 nur auf der Seitenfläche 1b ausgebildet ist, ist es nicht erforderlich, dem Übergang usw. bei der Ausbildung der Stromzuführelektrode 4 mittels Siebdruck usw. Beachtung zu schenken, wodurch sich die Anzahl der Schritte verringert, was unter dem Gesichtspunkt der Herstellung günstig ist.
Die 10 bis 12 zeigen oberflächenmontierte Antennen gemäß ersten bis dritten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Gleichen Abschnitten sind die gleichen Symbole und Bezugszeichen zugeordnet wie in den obigen Darstellungen, und ihre Erläuterung wird hier weggelassen. In diesen Ausführungsformen ist jeweils die streifenförmige Strahlungselektrode 2 auf dem Substrat 1 von der Seitenfläche 1d zur Oberseite 1c ausgebildet.
Bei der in der 10 gezeigten ersten Ausführungsform ist im Endabschnitt der Oberseite 1c ein L-förmiger Elektrodenabschnitt 27 ausgebildet und kontinuierlich anschließend daran auf der angrenzenden Seitenfläche 1d des Substrats 1 eine L-förmige Elektrode 28. Die Stromzuführelektrode 4 hat eine Portalform mit Schenkelabschnitten 43, 44 und einem Stromzuführende und einem Masseende sowie einem Mittelabschnitt 41, der zu der Strahlungselektrode ausgerichtet ist und der auf der Seitenfläche 1b des Substrats 1 in der Nähe des offenen Spitzenendes des L-förmigen Elektrodenabschnitts 27 ausgebildet ist.
Bei der in der 11 gezeigten zweiten Ausführungsform ist im Endabschnitt der Oberseite 1c des Substrats 1 ein L-förmiger Elektrodenabschnitt 27 ausgebildet und kontinuierlich anschließend daran auf der angrenzenden Seitenfläche 1d eine L-förmige Elektrode 29. Bei der in der 12 gezeigten dritten Ausführungsform ist im Endabschnitt der Oberseite 1c des Substrats 1 ein L-förmiger Elektrodenabschnitt 27 ausgebildet und konti nuierlich anschließend daran auf der angrenzenden Seitenfläche 1d eine I-förmige Elektrode 30. Bezüglich der Form der Stromzuführelektrode 4 kann diese bei der zweiten und der dritten Ausführungsform im wesentlichen die gleiche sein wie bei der ersten Ausführungsform.
Die Elektroden 51 sind jene, die zum Befestigen der Antenne an eine Leiterplatte angelötet werden. Die Ausführungsformen der 11 und 12 enthalten zusätzliche Elektroden 52, die zum Erhöhen der Verbindungsfestigkeit an die Leiterplatte angelötet werden. Die Elektroden 51, 52 sind nicht mit dem Masseleiter der Leiterplatte verbunden. Bei den Ausführungsformen der 10 bis 12 hat die Strahlungselektrode eine L-Form, um die Induktivität zu erhöhen. Bei der Ausführungsform der 11 haben der L-förmige Strahlungselektrodenabschnitt 29 und die portalförmige Stromzuführelektrode 4 jeweils runde Biegeabschnitte. Den Krümmungsradius R braucht nur die Strahlungselektrode zu haben. Wenn das Substrat 1 eine geringe Höhe hat, kann wie in der 12 gezeigt die Lötelektrode 52 direkt über eine Verbindungselektrode 31 mit der Strahlungselektrode 30 verbunden sein, um die Antenneneigenschaften zu stabilisieren und große Schwankungsbreiten zu vermeiden.
Wenn der L-förmige Elektrodenabschnitt 29 wie in der 11 gezeigt einen runden Biegeabschnitt R aufweist, erhöht sich der Strahlungsgewinn. Bei einer herkömmlichen Strahlungselektrode mit einem Biegeabschnitt in der Form eines L, eines rechteckigen U, von Mäandern oder gekröpften Formen haben der gerade Abschnitt und der Biegeabschnitt unterschiedliche Breiten, die auf eine rechteckige Art verbunden sind. Das hat zur Folge, daß sich die Impedanz diskontinuierlich ändert, was zu einer teilweisen Reflexion der sich ausbreitenden Welle führt. Entsprechend weist ein eingegebenes Hochfrequenzsignal einen großen Reflexionsverlust auf, mit der Folge einer Abnahme des Gewinns. Es hat sich herausgestellt, daß es möglich ist, die Diskontinuität der Impedanz zu vermeiden, wenn der Biegeabschnitt gerundet wird, um eine Leitungselektrode mit im wesentlichen der gleichen Breite zu schaffen. Es hat sich auch herausgestellt, daß ein Abschrägen des Biegeabschnitts wirkungsvoll ist. Wenn der Reflexionsverlust im Biegeabschnitt vermieden wird, verringert sich der Übertragungsverlust in dem durch die Strahlungselektrode der Antenne fließenden Resonanzstrom, mit der Folge eines erhöhten Gewinns.
Die 13 und 14 zeigen oberflächenmontierte Antennen gemäß sechsten und siebten Beispielen, die dem Verständnis der vorliegenden Erfindung dienen. Gleichen Abschnitten sind die gleichen Symbole und Bezugszeichen zugeordnet wie in den obigen Darstellungen, und ihre Erläuterung wird hier weggelassen. Diese Beispiele weisen eine Strahlungselektrode 33 und eine Stromzuführelektrode 4 auf. Die Strahlungselektrode 33 ist hauptsächlich auf der Oberseite 1c des Substrats 1 ausgebildet und wird wie bei dem Beispiel der 3 durch einen Strahlungselektrodenabschnitt 33a, der sich von dem mit einer Masseelektrode 3 verbundenen Ende mit kontinuierlich und/oder stufenweise abnehmender Breite in Längsrichtung zum anderen Ende erstreckt, und einem Strahlungs elektrodenabschnitt 33b gebildet, der am linken Endabschnitt in der Form eines rechteckigen U oder U's umgebogen ist. Mit einer solchen Strahlungselektrode 33 können mit dem Strahlungselektrodenabschnitt 33a in Trapezform Breitband-Resonanzeigenschaften erhalten werden, wobei die Induktivität durch den gebogenen Strahlungselektrodenabschnitt 33b ergänzt wird. Die Elektroden 51, die zum Befestigen der Antenne an der Leiterplatte angelötet werden, sind minimal ausgebildet.
Zwischen dem äußeren Rand der Strahlungselektrode 33 und dem Rand des Substrats 1 ist ein Abstand von etwa 0,2 bis 0,5 mm vorgesehen. Mit diesem Abstand wird das Aufdrucken der Elektroden erleichtert, und eine Fehlausrichtung beim Drucken wird weniger wahrscheinlich. Auch wird verhindert, daß sich die Elektroden durch Verformungen und Risse am Rand des Substrats 1 usw. ablösen. Durch Verhindern von Fehlausrichtungen und einem Ablösen der aufgedruckten Elektroden ist es möglich, Variationen in den sich ausbreitenden Frequenzen zu verhindern. Ein Aufbau, bei dem die Strahlungselektrode 33 nur auf der Oberseite 1c des Substrats 1 ausgebildet ist, weist eine kleinere kapazitive Kopplung mit dem Masseleiter der Leiterplatte auf als ein Aufbau, bei dem die Strahlungselektrode 33 auch auf einer Seitenfläche ausgebildet ist, so daß mit ersterem ein höherer Gewinn erhalten wird.
Wie in der 13 gezeigt, liegt dem offenen Spitzenende 20 des Strahlungselektrodenabschnitts 33b eine portalförmige Stromzuführelektrode 4 gegenüber. Die Stromzuführelektrode 4 der 14 umfaßt einen L-förmigen Elektrodenabschnitt 41 mit einem Stromzuführende 43 an einem Ende, der an der Seitenfläche 1b ausgebildet ist, einen I-förmigen Elektrodenabschnitt 42, der an der Endfläche 1f ausgebildet ist, und einen L-förmigen Elektrodenabschnitt 45 mit einem Masseende 44 an einem Ende, der an der Seitenfläche 1d ausgebildet ist. Die portalförmige Stromzuführelektrode 4 umfaßt einen rechteckig U-förmigen ausgerichteten Abschnitt 41, der von den Elektrodenabschnitten 41, 42, 45 auf den beiden Seitenflächen 1b, 1d und der Endfläche 1f gebildet wird, und den ausgerichteten Abschnitt 41, der der rechteckig U-förmigen Strahlungselektrode 33b gegenüberliegt. Mit dieser Stromzuführelektrode 4 kann über im wesentlichen den ganzen rechteckig U-förmigen Abschnitt der Strahlungselektrode 33 eine kapazitive Kopplung erhalten werden, was zur Miniaturisierung der Antenne vorteilhaft ist. Auch kann zwischen der Stromzuführelektrode 4 und der Strahlungselektrode 33 für die gleiche Kapazität ein größerer Abstand vorgesehen werden, mit der Folge einer Abnahme der Änderungen in der Kapazität aufgrund einer Fehlausrichtung beim Drucken usw. und Änderungen in der Ausbreitungsfrequenz.
Die 15 zeigt eine oberflächenmontierte Antenne gemäß einem achten, dem Verständnis der vorliegenden Erfindung dienenden Beispiel. Dieses Beispiel unterscheidet sich von den anderen Ausführungsformen und Beispielen im Aufbau der Stromzuführelektrode 4. Die Stromzuführelektrode 4 umfaßt einen F-förmigen Elektrodenabschnitt 41, der an der Seitenfläche 1b des Substrats 1 ausgebildet ist und der ein Stromzuführende 43 und ein Masseende 44 aufweist, sowie gerade Elektrodenabschnitte 42, 45, die an der Endflä che 1f und der Seitenfläche 1d ausgebildet sind. Die Stromzuführelektrode dieses Beispiels ermöglicht eine Impedanzanpassung, und durch die Verwendung einer Verbundresonanz erhöht sich die Bandbreite.
Die 16 zeigt eine oberflächenmontierte Antenne gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die streifenförmige Strahlungselektrode 133 wird durch einen gekröpften Elektrodenabschnitt 133d, der in Längsrichtung an der Seitenfläche 1d ausgebildet ist, und durch einen L-förmigen Elektrodenabschnitt 133c gebildet, der an der Oberseite 1c ausgebildet ist, wodurch die Strahlungselektrode insgesamt eine Ponalform erhält. Da die Strahlungselektrode 133 sich von der Oberseite 1c des Substrats 1 auf eine gebogene Weise zur Seitenfläche 1d erstreckt, kann die ganze Strahlungselektrode 133 länger gemacht werden. Im Ergebnis kann das Antennensubstrat 1 für die gleiche Bandbreite kleiner gemacht werden.
Die Positionsbeziehung zwischen dem Stromzuführabschnitt 143 und dem Masseabschnitt 144 der Stromzuführelektrode 104 ist entgegengesetzt wie bei den obigen Ausführungsformen und Beispielen. Der Stromzuführpunkt 140 befindet sich im wesentlichen in der Mitte des Substrats und der Stromzuführabschnitt 143 in der Nähe des offenen Spitzenendes der Strahlungselektrode 133. Wenn der auf der Oberseite 1c ausgebildete L-förmige Elektrodenabschnitt 133c auf die Bodenfläche 1a projiziert wird, überlappt er daher die Masseelektrode 32 nicht. Diese Anordnung ergibt gut ausgeglichene Antenneneigenschaften für das GPS; eine erhöhte Bandbreite und eine gute Richtungsunabhängigkeit. Das offene Spitzenende der Strahlungselektrode 133 befindet sich in der Nähe des ausgerichteten Abschnitts 141 der Stromzuführelektrode 104. Der breite ausgerichtete Abschnitt 141 ermöglicht eine leichte Impedanzanpassung, mit der Folge einer leichten Verbesserung im Gewinn.
Der ausgerichtete Abschnitt 141 hat bei dieser Ausführungsform eine breite Rechteckform. Die Form der Stromzuführelektrode 104 kann jedoch in Abhängigkeit von der Anbringungsposition auf der Leiterplatte, der Anordnung des Leitermusters auf der Leiterplatte, dem Aufbau der Strahlungselektrode usw. auch geändert werden. Sogar wenn sich die Spezifikationen der Leiterplatte und der Strahlungselektrode 133 ändern, kann die Induktivität und Kapazität durch geeignetes Wählen der Anordnung, Form, Größe usw. der Stromzuführelektrode 104 zwischen dem Stromzuführpunkt 140 und dem Massepunkt 142 zur Impedanzanpassung eingestellt werden.
Die 17 zeigt die durch eine Simulation erhaltene Beziehung zwischen der Eingangsimpedanz Z_in und der Dielektrizitätskonstanten ε_r des Substrats bei der oberflächenmontierten Antenne der 1 und der oberflächenmontierten Antenne der 21 (dem herkömmlichen Beispiel). Es ist zu sehen, daß ein Anstieg der Kapazität durch die Verwendung eines Substrats mit großer Dielektrizitätskonstanten über die Induktivität ausgeglichen werden kann, wodurch es möglich wird, ein stark dielektrisches Material mit einer Dielektrizitätskonstanten ε_r von bis zu etwa 50 zu verwenden. Es ist damit möglich, ein dielektrisches Material mit einer Dielektrizitätskonstanten ε_r zu verwenden, die fünfmal oder mehr größer ist als das ε_r (etwa 4) des herkömmlichen dielektrischen Materials. Für die Miniaturisierung der Antenne ist dies von Nutzen. Wenn bei hohen Temperaturen stabile dielektrische Materialien entwickelt werden oder diese besser zu bearbeiten sind, kann die Obergrenze für die Eingangsimpedanz Z_in weiter angehoben werden. Außerdem wird erwartet, daß die Obergrenze auch ansteigt, wenn Verbundmaterialien aus Material mit einer großen Dielektrizitätskonstanten und Material mit einer kleinen Dielektrizitätskonstanten entwickelt werden.
[4] Kommunikationsvorrichtung
Die 18 zeigt die auf einer Leiterplatte 6 angebrachte Antenne 1B der 3. In der 18 sind die anderen Teile außer der Antenne weggelassen worden. Die Antenne 1B ist auf der Leiterplatte 6 in einem freien Bereich 65 angebracht, der keinen Masseleiter enthält, und sie ist zum Rand 63 des Masseleiters 62 in Längsrichtung mit einem kleinen Abstand dazwischen ausgerichtet. In diesem Fall befindet sich die Stromzuführelektrode 4 neben dem Masseleiter 62, und das offene Spitzenende 20 der Strahlungselektrode 2 befindet sich an einer Stelle, die vom Masseleiter 62 weit weg ist. Ein Ende der portalförmigen Stromzuführelektrode 4 ist mit einer Stromzuführleitung 61 verbunden und das andere Ende davon mit dem Masseleiter 62. Bei diesem Aufbau wird das von einer Zuführquelle 60 zugeführte Hochfrequenzsignal über die Stromzuführleitung 61 zu der Stromzuführelektrode 4 gesendet, und der Signalstrom wird in einen Strom, der vom Stromzuführende 40 über den ausgerichteten Abschnitt 41 zur Strahlungselektrode 2 fließt, und einen Strom aufgeteilt, der über das Masseende 42 zum Masseleiter 62 fließt, wodurch eine Impedanzanpassung und eine Anregung der Strahlungselektrode 2 erhalten wird. Im Ergebnis werden von dem offenen Spitzenende 20 der Strahlungselektrode 2 elektromagnetische Wellen in den Raum abgestrahlt.
Die meisten herkömmlichen Antennen sind senkrecht zum Rand des Masseleiters 62 angeordnet. In einem solchen Fall ist der nicht ausgenutzte Platz auf der Leiterplatte groß, was zu einer Verringerung der Konstruktionsfreiheiten führt. Wenn jedoch die Antenne auf der Leiterplatte parallel zum Rand des etwas davon getrennten Masseleiters 62 angebracht ist, ist der Platzbedarf (einschließlich des nicht genutzten Raumes) für die Antenne erheblich geringer, mit der Folge eines Anstiegs in der Freiheit und der Dichte des Anordnungslayouts und damit einer Verringerung des Platzbedarfs für die Antennenvorrichtung.
Die seitliche Anordnung des Stromzuführabschnitts 43 und des Masseabschnitts 44 der Stromzuführelektrode 4 kann in Abhängigkeit von der Anordnung der Stromzuführleitung 61 und des Masseleiters 62 auf der Leiterplatte 6 geändert werden, auch wenn es erforderlich ist, daß sich zumindest die Stromzuführelektrode 4 auf der Seite der Stromzuführleitung 61 befindet und daß der Masseleiter 62 und das Antennensubstrat 1 in Längsrichtung parallel zueinander sind, um die Vorteile der vorliegenden Erfindung mit gerin gem Platzbedarf zu erhalten. Damit sie richtungsunabhängig ist, wird die Antenne am besten in einem freien Bereich 65 angeordnet, der keinen Masseleiter 62 enthält.
Mit der auf der Leiterplatte 6 angebrachten Antenne in einem Mobiltelephon, einem PC usw., wie es schematisch in der 19 gezeigt ist, kann diese als Kommunikationsvorrichtung verwendet werden, die die Funktionen des GPS und des WLAN erfüllt.
Die 20 zeigt ein Beispiel, bei dem die Antenne der 16 auf einer Leiterplatte 6 angebracht ist, die sich von der der 18 unterscheidet. Für gleiche Abschnitte wie in der 18 werden die gleichen Bezugszeichen verwendet. Die Antenne 1L ist in einem freien Bereich 65 der Leiterplatte 6, der keinen Masseleiter 62 enthält, derart angeordnet, daß das Antennensubstrat 1 zum Rand 63 des Masseleiters 62 mit einem kleinen Abstand dazwischen ausgerichtet ist.
Die Stromzuführelektrode 4 ist auf der Seite des Masseleiters 62 an der Seitenfläche 1b des Substrats 1 ausgebildet, wobei das Stromzuführende 140 der Stromzuführelektrode 104 mit der Stromzuführleitung 61 verbunden ist und das Masseende 142 mit dem Masseleiter 62. Ein Abschnitt der mit der Strahlungselektrode 133, die in der Nähe einer Ecke der Leiterplatte 6 angeordnet ist, verbundenen Masseelektrode 32 ist über eine lineare Elektrode 66 mit dem Masseleiter 62 der Leiterplatte 6 verbunden. Die lineare Elektrode 66 dient als Induktivität, wodurch es einfach wird, das Antennensubstrat 1 zu miniaturisieren. Bei dem gleichen Substrat 1 kann die Bandbreite durch die Verwendung eines Materials mit niedriger Dielektrizitätskonstanten erweitert werden. Die metallisierten Bereiche 51', 53' sind dafür vorgesehen, das Antennensubstrat 1 durch Anlöten an der Leiterplatte 6 zu befestigen.
Es wurden die Eigenschaften des in der 3 gezeigten Beispiels 2, des in der 11 gezeigten Beispiels 7 und des in der 16 gezeigten Beispiels 12 untersucht. Als Vergleichsbeispiel 1 wurde eine Antenne wie in der 3 gezeigt verwendet, mit der Ausnahme, daß ein Teil der Strahlungselektrode 2 wie in der 23 in Mäanderform ausgebildet wurde, um die Eigenschaften der Antenne festzustellen. Das Antennensubstrat wurde von einer dielektrischen Keramik mit einer Dielektrizitätskonstanten ε_r von 21 gebildet. Die Größe des Substrats betrug im Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 1 15 mm in der Länge × 3 mm in der Breite × 3 mm in der Dicke und in den Beispielen 7 und 12 10 mm in der Länge × 3 mm in der Breite × 2 mm in der Dicke. Bei einer Ausbreitungsfrequenz mit einer Mittenfrequenz von 1,575 GHz ± 1 MHz wurde die Bandbreite BW (MHz), der mittlere Gewinn (dBi) und die Richtungsabhängigkeit bei einem Spannungs-Stehwellenverhältnis (VSWR) von 2 gemessen.
Der Stromzuführanschluß an einem Endabschnitt der auf einer Leiterplatte angebrachten Antenne wurde über ein Koaxialkabel (Wellenwiderstand 50 Ω) an den Eingangsanschluß eines Netzwerkanalysators geführt und die Streuparameter der Antenne am Stromzuführanschluß aus der Sicht des Netzwerkanalysators gemessen. Das VSWR wurde aus den sich ergebenden Meßwerten berechnet. Der Gewinn wurde durch Anschließen eines Signalgenerators an den Stromzuführanschluß der getesteten Antenne (Sendeseite) und Aufnahme der von der getesteten Antenne ausgestrahlten elektrischen Leistung durch eine Bezugsempfangsantenne in einem reflexionsarmen Raum gemessen. Der Gewinn Ga der getesteten Antenne wird durch Ga = Gr × Pa/Pr ausgedrückt, wobei Pa die von der getesteten Antenne erhaltene elektrische Leistung ist und Pr die von einer Bezugssendeantenne mit einem bekannten Gewinn Gr erhaltene elektrische Leistung. Zur Messung der Richtungsabhängigkeit wird die getestete Antenne auf einem Drehtisch angeordnet und wie in der 18 gezeigt um die X-, Y- und Z-Achse gedreht, um bei jedem Rotationswinkel den Gewinn zu messen. Außerdem wurde, da die fragliche Antenne bei einer Kommunikationsvorrichtung wie einem Mobiltelephon usw. wie in der 19 gezeigt verwendet werden soll, die Abhängigkeit der Eigenschaften der Antenne von Metall geprüft. Die Meßergebnisse sind in der Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1
Aus den obigen Ergebnissen geht hervor, daß bei den Antennen des Beispiels 2 und der Ausführungsformen 2 und 4 trotz eines Substrats mit einer relativ großen Dielektrizitätskonstanten leicht eine Impedanzanpassung zu erreichen ist. Wenn auch bei den Antennen des Beispiels 2 und der Ausführungsform 2 die Bandbreite etwas geringer ist als beim Vergleichsbeispiel 1, wiesen diese doch einen hohen Ausstrahlungsgewinn und stabile Eigenschaften auf, mit nur einer geringen Abnahme des Gewinns bei Annäherung eines Metalls. Die Antennen der Ausführungsformen 2 und 4 haben eine gute Bandbreite und einen guten Gewinn, auch wenn die Größe nur etwa 2/3 betrug. Hinsichtlich der Richtungsunabhängigkeit hatten drei davon einen Gewinn, der in allen drei Achsen einem Kreis nahekam, was darauf hinweist, daß sie keine Richtungsabhängigkeit aufweisen und daß sie damit richtungsunabhängig sind. Es ergibt sich, daß die Antennen der Ausführungsformen 2 und insbesondere 4 eine gut ausgeglichene Kombination aus der Bandbreite, dem Ausstrahlungsgewinn, der Richtungsunabhängigkeit und der Abhängigkeit von Metall aufweisen. Der geringe Strahlungsgewinn des Vergleichsbeispiels 1 scheint darauf zurückzuführen zu sein, daß wegen Schwierigkeiten bei der Impedanzanpassung die Strahlungselektrode eine Mäanderform hat, um die Anpaßinduktivität zu erhöhen.
Aus all dem ergibt sich, daß durch die Verwendung einer Strahlungselektrode mit der in den 10 bis 16 gezeigten Form die Antenne sehr klein gemacht werden kann mit etwa 10 mm oder weniger Länge, etwa 3 mm oder weniger Breite und etwa 2 mm oder weniger Dicke.
Die Form des Antennensubstrats ist nicht auf einen rechteckigen Festkörper beschränkt, sondern es kann jede geeignete Form haben, und es können ein magnetischer Körper, ein Kunstharzkörper oder Laminate davon verwendet werden. Um die Bandbreite zu erweitern und die Frequenz einzustellen, kann wirkungsvoll der ausgerichtete Abschnitt 23a oder das Substrat 1 in der Nähe des Spitzenendes der Strahlungselektrode 2 getrimmt werden.
Die Strahlungselektrode kann zwar verschiedene Formen wie eine Trapezform, eine stufige Form, eine gekrümmte Form, eine Mäanderform, eine teilweise mäandrierende Form, eine gekröpfte Form usw. haben; wünschenswert ist es jedoch, wenn die Strahlungselektrode eine Form hat, bei der sich die Breite in Längsrichtung kontinuierlich und/oder stufenweise ändert. Das eine Ende der Strahlungselektrode ist nicht notwendigerweise kontinuierlich mit der Masseelektrode verbunden, es kann auch eine diskontinuierliche kapazitive Kopplung verwendet werden.
Wenn die erfindungsgemäße Antenne auf einem Bereich der Leiterplatte angebracht wird, der keinen Masseleiter aufweist, können maximale Eigenschaften erwartet werden; die Antenne kann jedoch auch unter Inkaufnahme einer Verschlechterung ihrer Eigenschaften auf einem Masseleiter angebracht werden. Die Antennenstrukturen der obigen Beispiele und Ausführungsformen können kombiniert werden, und innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung können verschiedene Modifikationen erfolgen.
Wie beschrieben ist bei der vorliegenden Erfindung leicht eine Impedanzanpassung möglich, besonders wenn für das Substrat ein Material mit einer großen Dielektrizitätskonstanten verwendet wird, so daß sich eine kleine, leichte, omnidirektionale oberflächenmontierte Breitbandantenne mit hohem Gewinn ergibt. Bei der Verwendung mit dem GPS, einem WLAN usw. dient die erfindungsgemäße oberflächenmontierte Antenne als Kommunikationsvorrichtung, wobei ihre Eigenschaften voll zur Geltung kommen.

Claims

Oberflächenmontierte Antenne mit einem rechteckigen Substrat (1) aus einem dielektrischen oder magnetischen Material mit einer Oberseite, einer Unterseite und Seitenflächen, einer streifenförmigen Strahlungselektrode (2, 133) auf dem Substrat, einer Masseelektrode (32), die auf dem Substrat ausgebildet und die direkt oder kapazitiv mit einem Ende der Strahlungselektrode verbunden ist, und mit einer Stromzuführelektrode (4, 104) mit einem Stromzuführabschnitt (43, 143) und einem Masseabschnitt (44, 144), die jeweils im wesentlichen vertikal auf einer Seitenfläche (1b) der Längsseite des Substrats verlaufen, und mit einem ausgerichteten Abschnitt (41, 141), der zwischen dem Stromzuführabschnitt und dem Masseabschnitt verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der Masseelektrode (32) auf der Unterseite (1a) des Substrats 30 % oder weniger der Bodenfläche ausmacht, die Strahlungselektrode (2, 133) insgesamt eine Streifenform hat mit einem Elektrodenabschnitt (28, 29, 30, 133d) auf der anderen Seitenfläche (1d) der Längsseite des Substrats, der mit einem L-förmigen Elektrodenabschnitt (27, 133c) auf der Oberseite (1c) des Substrats verbunden ist, und daß der ausgerichtete Abschnitt (41, 141) zwischen dem Stromzuführabschnitt (43, 143) und dem Masseabschnitt (44, 144) im wesentlichen parallel zu einem Teil des L-förmigen Elektrodenabschnitts (27, 133c) verläuft und die Stromzuführelektrode (4, 104) von der Strahlungselektrode (2, 133) durch einen Abstand zwischen dem ausgerichteten Abschnitt (41, 141) und dem L-förmigen Elektrodenabschnitt (27, 133c) getrennt ist, wobei die Form und Positionsbeziehung der Stromzuführelektrode (4, 104) und der Strahlungselektrode (2, 133) eine zur Impedanzanpassung eingestellte Kapazität und Induktivität aufweisen.
Antenne nach Anspruch 1, wobei der Stromzuführabschnitt (143) in der Nähe des offenen Spitzenendes der Strahlungselektrode (133) angeordnet ist, während der Masseabschnitt (144) in der Nähe des Endes des Substrats (1) angeordnet ist, das der Masseelektrode (32) gegenüberliegt.
Kommunikationsvorrichtung mit einer Antenne nach einem der vorstehenden Ansprüche, die in einem Bereich (65) einer Leiterplatte (6) angebracht ist, der keinen Masseleiter (62) aufweist, wobei das Substrat (1) mit der sich in Längsrichtung erstreckenden Strahlungselektrode (133) über einen Abstand zu einem Rand des Masseleiters ausgerichtet ist und die Stromzuführelektrode (104) auf der Antenne auf der dem Masseleiter zugewandten Seite angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Masseelektrode (32) auf der Antenne auf der dem Masseleiter (62) gegenüberliegenden Seite in der Nähe einer Ecke der Leiterplatte (6) angeordnet und über einen linearen Leiter (66) mit einem Leiter der Leiterplatte verbunden ist.