DE69604145T2

DE69604145T2 - Oberflächenmontierbare Antenne und entsprechendes Antennensystem

Info

Publication number: DE69604145T2
Application number: DE69604145T
Authority: DE
Inventors: Kazunari Kawahata
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1995-10-04
Filing date: 1996-10-04
Publication date: 2000-02-24
Anticipated expiration: 2016-10-05
Also published as: EP0767510A1; DE69604145D1; KR970024378A; US5748149A; EP0767510B1

Description

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Oberflächenbefestigungsantennen und Antennenvorrichtungen und insbesondere auf eine Oberflächenbefestigungsantenne und eine Antennenvorrichtung, die bei der Mobilkommunikation und lokalen Netzen (LAN; LAN = Local Area Network) verwendet werden.

2. Beschreibung der verwandten Technik

Eine herkömmliche Oberflächenbefestigungsantenne und eine Antennenvorrichtung, die die Oberflächenbefestigungsantenne verwendet, werden nachfolgend bezugnehmend auf Fig. 4 beschrieben.
In Fig. 4 ist ein im wesentlichen rechteckförmiges prismenförmiges Basisbauglied 51 gezeigt, das entweder aus einem dielektrischen Material oder aus einem magnetischen Material oder aus beiden Materialien besteht. Innerhalb des Basisbauglieds 51 ist ein fast zylindrisches Durchgangsloch 52 gebildet, dessen Enden auf gegenüberliegenden Endseiten des Basisbauglieds 51 angeordnet sind. Eine Strahlungselektrode 53, die beispielsweise aus Kupfer gebildet ist, ist auf der inneren Wand des Durchgangslochs 52 gebildet. Auf einer Endseite des Basisbauglieds 52, in der eine Öffnung des Durchgangslochs 52 angeordnet ist, ist eine Leistungsversorgungselektrode 54 gebildet, die mit der Strahlungselektrode 53 elektrisch verbunden ist. Endseitenelektroden 55a und 55b sind an beiden Seiten der Leistungsversorgungselektrode 53 gebildet, derart, daß sie von der Leistungsversorgungselektrode 54 isoliert sind. Auf der anderen Endseite des Basisbauglieds 51, in der eine Öffnung des Durchgangslochs 52 angeordnet ist, ist eine kapazitiv belastete Elektrode 56, die mit der Strahlungselektrode 53 elektrisch verbunden ist, ge bildet, um die Oberflächenbefestigungsantenne 50 fertigzustellen.
Diese Oberflächenbefestigungsantenne 50 ist auf einer gedruckten Schaltungsplatine 57 befestigt. Die Leistungszuführungselektrode 54 ist mit einer Leistungsversorgungsleitung 58 auf der gedruckten Schaltungsplatine 57 verbunden. Die Endseitenelektroden 55a und 55b sind mit einer Masseelektrode 59 auf der gedruckten Schaltungsplatine 57 durch Löten oder Kleben verbunden. Somit ist eine Antennenvorrichtung 60 gebildet. Bei dieser Konfiguration kann der Strahlungselektrode 53 Leistung zugeführt werden, und ein Hochfrequenzsignal kann von der Oberflächenbefestigungsantenne 50 gesendet und empfangen werden.
Die Oberflächenbefestigungsantenne 50 muß kompakt sein, damit sie auf einer gedruckten Schaltungsplatine befestigt werden kann. Um sie kompakt zu machen, wird die Kapazität zwischen der kapazitiv belasteten Elektrode 56 und den Endseitenelektroden 55a und 55b unter Verwendung eines Materials mit großer dielektrischer Konstante für das Basisbauglied 51 erhöht. Wenn die dielektrische Konstante jedoch zunimmt, wird das Frequenzband aufgrund des hohen Werts Q schmäler. Da zusätzlich Herstellungsverfahren, wie z. B. ein Verfahren zum Bilden des Durchgangslochs 52 und ein Verfahren zum Bilden der Strahlungselektrode 53 auf der inneren Wand des Durchgangslochs 52, kompliziert sind, bringen diese hohe Kosten mit sich.

Zusammenfassung der Erfindung

Dementsprechend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine kompakte, preisgünstige und einfach herzustellende Oberflächenbefestigungsantenne und eine Antennenvorrichtung zu schaffen, wie sie in den Ansprüchen 1 bis 12 definiert sind.
Die obige und weitere Aufgaben werden gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung durch die Bereitstellung einer Oberflächenbefestigungsantenne gelöst, die folgende Merkmale aufweist: ein Basisbauglied; eine Strahlungselektrode, die derart gebildet ist, daß die Strahlungselektrode von einer Endseite des Basisbauglieds zurück zu der Endseite über zumindest eine Seitenfläche, eine Hauptoberfläche oder die andere Endseite zurückgeleitet wird; und einen Zwischenraum, der durch Teilen der Strahlungselektrode gebildet ist, wobei ein Ende der Strahlungselektrode als Masseanschluß dient, und wobei das andere Ende als Leistungsversorgungsanschluß verwendet wird.
Die Strahlungselektrode kann derart gebildet sein, daß die Strahlungselektrode von einer Endseite des Basisbauglieds über eine Hauptoberfläche zu der anderen Endseite geleitet wird, auf der anderen Endseite eine Kurve aufweist, und zurück zu der früheren Endseite von der anderen Endseite über die Hauptoberfläche geleitet wird.
Die Strahlungselektrode kann derart gebildet sein, daß die Strahlungselektrode von einer Endseite des Basisbauglieds über eine Seitenfläche, die andere Endseite und die andere Seitenfläche zurück zu der ersteren Endseite in einem fast schleifenförmigen Weg geleitet wird.
Die obigen und weitere Aufgaben werden gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung durch die Bereitstellung einer Antennenvorrichtung gelöst, die die Oberflächenbefestigungsantenne und eine gedruckte Schaltungsplatine mit einer Masseelektrode und einer Leistungsversorgungselektrode aufweist, wobei die Oberflächenbefestigungsantenne auf der gedruckten Schaltungsplatine plaziert ist, der Masseanschluß mit der Masseelektrode verbunden ist, und der Leistungszuführungsanschluß mit der Leistungsversorgungselektrode verbunden ist.
Wie es oben beschrieben wurde, ist bei einer Oberflächenbe festigungsantenne gemäß der vorliegenden Erfindung, da die Kapazität der Antenne durch Bilden des Zwischenraums groß gemacht wird, der einen Kondensator in einem Teil der Strahlungselektrode bildet, die Oberflächenbefestigungsantenne kompakt und hat ein breites Frequenzband, ohne daß ein Basisbauglied mit einer hohen dielektrischen Konstante verwendet wird.
Die Strahlungselektrode ist nur auf einer Oberfläche des Basisbauglieds gebildet. Die Herstellungsverfahren sind somit einfach, wodurch die Kosten reduziert werden.
Durch Bilden der Strahlungselektrode so, daß sie das Basisbauglied an den Seitenflächen umgibt, wird die Strahlungselektrode lang gemacht, und das Frequenzband wird weiter vergrößert.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Erfindung offensichtlich, die sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht der Antennenvorrichtung, bei der eine Oberflächenbefestigungsantenne gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auf einer gedruckten Schaltungsplatine angebracht ist.
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine weitere Zwischenraumstruktur bei der Oberflächenbefestigungsantenne gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Antennenvorrichtung, bei der eine Oberflächenbefestigungsantenne gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auf einer gedruckten Schaltungsplatine befestigt ist.
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Antennenvorrichtung, bei der eine herkömmliche Oberflächenbefestigungsantenne auf einer gedruckten Schaltungsplatine angebracht ist.
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht einer Antennenvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die Fig. 1 bis 3 beschrieben.
In Fig. 1 ist ein im wesentlichen rechteckiges prismenförmiges Basisbauglied 1 gezeigt, das entweder aus einem dielektrischen Material oder aus einem magnetischen Material oder aus beiden Materialien gebildet ist. Eine Strahlungselektrode 2 ist durch Drucken auf eine Oberfläche des Basisbauglieds 1 gebildet, derart, daß die Elektrode von einer Endseite des Basisbauglieds 1 zur gegenüberliegenden Endseite über eine Hauptoberfläche geleitet wird, die Richtung an der Endseite verändert und dann von der Endseite zu der ersteren Endseite über die Hauptoberfläche in einem fast Tor-förmigen Weg geleitet wird. Ein Zwischenraum 3 ist an einem Teil der Strahlungselektrode 2 vorgesehen, der die Strahlungselektrode 2 teilt. Somit ist die Oberflächenbefestigungsantenne fertiggestellt. Ein Ende der Strahlungselektrode 2 dient als Leistungsversorgungsanschluß 7. Das andere Ende wird als Masseanschluß 8 verwendet.
Diese Oberflächenbefestigungsantenne 10 ist auf einer gedruckten Schaltungsplatine 4 angebracht. Der Leistungsver sorgungsanschluß 7 ist mit einer Leistungsversorgungselektrode 5 auf der gedruckten Schaltungsplatine 4 verbunden, und der Masseanschluß 8 ist mit einer Masseelektrode 6 auf der gedruckten Schaltungsplatine 4 verbunden, und zwar durch Löten oder Klebstoff. Somit ist eine Antennenvorrichtung 11 gebildet. Bei dieser Konfiguration kann bei der Oberflächenbefestigungsantenne 10 Leistung der Strahlungselektrode 2 zugeführt werden, und ein Hochfrequenzsignal kann gesendet und empfangen werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Herstellungsprozesse vereinfacht, da die Strahlungselektrode 2 nur durch das Druckverfahren gebildet wird. Da ferner die Strahlungselektrode 2 lang gebildet werden kann, kann das Basisbauglied kompakt hergestellt werden. Da der Zwischenraum 3 bei dem Druckverfahren für die Strahlungselektrode 2 durch Bereitstellen eines Nicht-Druck-Abschnitts in der Strahlungselektrode 2 gebildet wird, wird kein zusätzliches Verfahren benötigt.
Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, kann die Strahlungselektrode 2 derart gebildet werden, daß sich longitudinale Achsen in einer im wesentlichen L-förmigen Art und Weise um den Zwischenraum 3 herum gegenüberliegen. Die gegenüberliegenden Oberflächen werden größer als die in Fig. 1 gezeigten, wodurch die Kapazität der Antennen größer gemacht wird. Daher kann die Oberflächenbefestigungsantenne kompakter ausgeführt werden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend bezugnehmend auf Fig. 3 beschrieben. In Fig. 3 ist ein im wesentlichen rechteckiges prismenförmiges Basisbauglied 21 gezeigt, das entweder aus einem dielektrischen Material oder aus einem magnetischen Material oder aus beiden Materialien besteht. Eine Strahlungselektrode 23 ist derart gebildet, daß die Elektrode von einer Endseite des Basisbauglieds 21 über eine Seitenfläche zu der gegenüberliegenden Endseite geführt wird, und dann von der Endseite über die andere Seitenfläche zu der ersteren Endseite in einem fast schleifenförmigen Weg geführt wird. Ein Zwischenraum 23 ist an einem Teil der Strahlungselektrode 22 vorgesehen, der die Elektrode 22 teilt. Dann ist die Oberflächenbefestigungsantenne 30 fertiggestellt. Ein Ende der Strahlungselektrode 22 dient als Leistungsversorgungsanschluß 27. Das andere Ende der Strahlungselektrode 22 wird als Masseanschluß 28 verwendet.
Diese Oberflächenbefestigungsantenne 30 wird auf einer gedruckten Schaltungsplatine 24 befestigt. Der Leistungszuführungsanschluß 27 wird mit einer Leistungsversorgungselektrode 25 auf der gedruckten Schaltungsplatine 4 durch Löten oder Klebstoff verbunden. Ferner wird der Masseanschluß 28 mit einer Masseelektrode 26 auf der gedruckten Schaltungsplatine 24 durch Löten oder Klebstoff verbunden. Somit ist eine Antennenvorrichtung 31 fertiggestellt. Bei dieser Konfiguration der Oberflächenbefestigungsantenne 30 kann Leistung der Strahlungselektrode 22 zugeführt werden, und es kann ein Hochfrequenzsignal gesendet und empfangen werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Oberflächenbefestigungsantenne 30 kompakter gemacht werden, da die Strahlungselektrode 22 länger als bei der Oberflächenbefestigungsantenne 10 gebildet werden kann.
Die Frequenz wird niedriger, da der Zwischenraum in der Strahlungselektrode näher an der Leistungsversorgungselektrode positioniert ist. Obwohl die Antenne kompakter gemacht werden kann, wird das Frequenzband schmäler. Dagegen wird die Frequenz höher, wenn der Zwischenraum näher zu dem Masseanschluß hin positioniert wird. Die Antenne muß größer sein, das Frequenzband wird jedoch erweitert. Die Position des Zwischenraums wird abhängig von der Verwendung der Antenne und der erforderlichen Frequenz und Bandbreite entsprechend verändert.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Antennenvorrichtung 40 gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 5 gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist im Gegensatz zu dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel das Ende der Strahlungselektrode 42, die den Leistungsversorgungsanschluß 47 bildet, auf einer Seitenoberfläche des Basisbauglieds angeordnet. Zu diesem Zweck ist die Strahlungselektrode 42 in einem Winkel von 90º auf einer Hauptoberfläche des Basisbauglieds gebogen. Der Zuführungsanschluß 47 der Strahlungselektrode 42 ist mit einer Leistungsversorgungselektrode 45 auf der gedruckten Schaltungsplatine 4 verbunden.

Claims

1. Eine Oberflächenbefestigungsantenne (10; 30) mit folgenden Merkmalen:

einem Basisbauglied (1; 21) mit zwei Hauptoberflächen, zwei Endseiten und zwei seitlichen Seiten; und

einer Strahlungselektrode (2; 22);

wobei ein Ende der Strahlungselektrode (2; 22) einen Masseanschluß (8; 28) aufweist, und wobei das andere Ende einen Leistungsversorgungsanschluß (7; 27) aufweist;

dadurch gekennzeichnet, daß

ein Zwischenraum (3; 23) in der Strahlungselektrode (2; 22) gebildet ist; und

die Strahlungselektrode (2; 22) von einer Endseite des Basisbauglieds (1; 21) zurück zu der einen Endseite entweder über die seitlichen Seiten und die andere Endseite oder über eine Hauptoberfläche und die andere Endseite geführt ist.

2. Eine Oberflächenbefestigungsantenne (10) nach Anspruch 1, bei der die Strahlungselektrode (2) derart gebildet, ist, daß die Strahlungselektrode (2) von der einen Endseite des Basisbauglieds (1) über die eine Hauptoberfläche zu der anderen Endseite geführt ist, an der anderen Endseite ihre Richtung verändert, und von der anderen Endseite über die Hauptoberfläche zurück zu der einen Endseite geführt ist.

3. Eine Oberflächenbefestigungsantenne (30) nach Anspruch 1, bei der die Strahlungselektrode (22) derart gebildet ist, daß die Strahlungselektrode (22) von der einen Endseite des Basisbauglieds (21) über eine seitliche Seite die andere Endseite und die andere seitliche Seite zurück zu der einen Endseite geführt ist.

4. Eine Oberflächenbefestigungsantenne (40) mit folgenden Merkmalen:

einem Basisbauglied (1) mit zwei Hauptoberflächen, zwei Endseiten und zwei seitlichen Seiten; und

einer Strahlungselektrode (42);

wobei ein Ende der Strahlungselektrode (42) einen Masseanschluß (8) aufweist, und wobei das andere Ende einen Leistungsversorgungsanschluß (47) aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß

ein Zwischenraum (43) in der Strahlungselektrode (42) gebildet ist; und

die Strahlungselektrode (42) von einer Endseite des Basisbauglieds (1) über eine Hauptoberfläche, die andere Endseite und die eine Hauptoberfläche zu einer seitlichen Seite geführt ist.

5. Eine Oberflächenbefestigungsantenne (40) nach Anspruch 4, bei der die Strahlungselektrode (42) derart gebildet ist, daß die Strahlungselektrode (42) von der einen Endseite des Basisbauglieds (1) über die eine Hauptoberfläche zu der anderen Endseite geführt ist, ihre Richtung an der anderen Endseite verändert und über die Hauptoberfläche zu der einen seitlichen Seite geführt ist.

6. Eine Oberflächenbefestigungsantenne (10; 30; 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der das Basisbauglied (1; 21) entweder ein dielektrisches Material oder ein magnetisches Material oder beide Materialien aufweist.

7. Eine Oberflächenbefestigungsantenne (10; 30; 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Strahlungselektrode (2; 22; 42) durch Drucken auf eine Oberfläche des Basisbauglieds (1; 21) gebildet ist.

8. Eine Oberflächenbefestigungsantenne (10; 30; 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Breite der Strahlungselektrode (2; 22; 42) an dem Zwischenraum (3; 23; 43) verändert werden kann, um eine Kapazität des Zwischenraums (3; 23; 43) zu variieren.

9. Eine Oberflächenbefestigungsantenne (10; 30; 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der der Zwischenraum (3; 23; 43) näher an dem Leistungsversorgungsanschluß (7; 27; 47) positioniert ist, um die Betriebsfrequenz zu verringern, oder bei der der Zwischenraum (3; 23; 43) näher an dem Masseanschluß (8; 28) positioniert ist, um die Betriebsfrequenz zu erhöhen.

10. Eine Oberfächenbefestigungsantenne (10; 30; 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der der Zwischenraum (3; 23; 43) näher an dem Leistungsversorgungsanschluß (7; 27; 47) positioniert ist, um die Bandbreite zu verringern, oder bei der der Zwischenraum (3; 23; 43) näher an dem Masseanschluß (8; 28) positioniert ist, um die Bandbreite zu erhöhen.

11. Eine Oberflächenbefestigungsantenne (10; 30; 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die Basis (1; 21) ein rechteckiges Parallelepiped aufweist.

12. Eine Antennenvorrichtung (11; 31) mit folgenden Merkmalen:

einer Oberflächenbefestigungsantenne (10; 30; 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 11; und

einer gedruckten Schaltungsplatine (4; 24) mit einer Masseelektrode (6) und einer Leistungsversorgungselektrode (5; 25; 45), wobei die Oberflächenbefestigungsantenne (10; 30; 40) auf der gedruckten Schaltungsplatine (4; 24) angeordnet ist, wobei der Masseanschluß (8; 28) mit der Masseelektrode (6) verbunden ist, und wobei der Leistungsversorgungsanschluß (7; 27; 47) mit der Leistungsversorgungselektrode (5; 25; 45) verbunden ist.