DE69735983T2 - Antennenvorrichtung - Google Patents

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DE69735983T2
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Seiji Nagaokakyo-shi Kanba
Tsuyoshi Nagaokakyo-shi Suesada
Teruhisa Nagaokakyo-shi Tsuru
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
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    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support

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Description

  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antennenvorrichtung zur Verwendung bei einer Funkkommunikationsvorrichtung wie z.B. einem Mobilfunkkommunikationssystem, einem lokalen Netzwerk (LAN) usw.
  • 2. Beschreibung der verwandten Technik
  • Lineare Antennen sind in der Technik bekannt. Sie umfassen eine Dipolantenne, die Leiter mit einer Gesamtlänge von λ/2 (wobei λ die Resonanzwellenlänge ist) aufweist, und eine Monopolantenne, die einen Leiter mit einer Länge von λ/4 aufweist. Jedoch besteht der Nachteil dieser linearen Antennen in ihrer Größe. Beispielsweise beträgt λ/4 für eine Antenne mit einer Resonanzfrequenz von 1,9 GHz etwa 4 cm. Ein derartiger hoher Wert für λ/4 führt zu einer großen Größe der Antenne und somit zu einer großen Größe einer Mobilkommunikationsvorrichtung.
  • Um das obige Problem zu vermeiden, wurde bereits eine dielektrische Dipolantenne 50 wie z.B. die in 10 gezeigte vorgeschlagen. Die dielektrische Dipolantenne 50 umfasst einen Leiter 52, der auf einer Hauptoberfläche eines Dielektrikums 51 gebildet ist, und einen Leiter 53, der auf der gegenüberliegenden Hauptoberfläche des Dielektrikums 51 gebildet ist, wobei sich ein Ende des Leiters 52 über eine Seitenfläche des Dielektrikums 51 erstreckt und mit einem Einspeiseanschluss 54, der auf der gegenüberliegenden Hauptoberfläche gebildet ist, verbunden ist. Ein Ende des Leiters 53 ist mit einer auf der gegenüberliegenden Hauptoberfläche des Dielektrikums 51 gebildeten Elektrode 55 verbunden. Bei dieser Struktur erfolgt eine Resonanz zwischen den Leitern 52 und 53. Da das Dielektrikum 51 dazu dient, die Wellenlänge zu verringern, ist es möglich, als Leiter 52 und 53 kürzere Leiter zu verwenden, wodurch die Gesamtgröße der dielektrischen Dipolantenne 50 verringert wird. Die dielektrische Dipolantenne 50 ist, wie in 11 gezeigt ist, auf einem Anbringsubstrat 58 angebracht, das eine auf seiner oberen Oberfläche gebildete Übertragungsleitung 56 und eine auf seiner rückwärtigen Oberfläche gebildete Masseelektrode 57 aufweist, wodurch eine Antennenvorrichtung 60 konstruiert wird. Bei dieser Antennenvorrichtung 60 ist ein Ende der Übertragungsleitung 56 mit dem Einspeiseanschluss 54 der dielektrischen Dipolantenne 50 verbunden, und das andere Ende der Übertragungsleitung 56 ist mit einer Funkfrequenzschaltung RF bzw. Hochfrequenzschaltung HF einer Funkkommunikationsvorrichtung verbunden, an der die Antennenvorrichtung 60 installiert ist. Die in 10 gezeigte Antenne 55 ist über ein (nicht gezeigtes) Durchkontaktierungsloch mit der Masseelektrode 57 verbunden.
  • Obwohl es bei der oben beschriebenen herkömmlichen dielektrischen Dipolantenne möglich ist, die Größe der Antenne zu verringern, indem die physische Länge der auf den Hauptoberflächen des Dielektrikums gebildeten Leiter verringert wird, nimmt mit der Verringerung der Leiterlänge jedoch der Ausstrahlungsbereich ab, und somit erfolgt eine entsprechende Verringerung der Antennenverstärkung. Dadurch wird es schwierig, die Größe der dielektrischen Dipolantenne zu verringern.
  • Die EP 0 320 404 A offenbart einen spiralförmigen Antennentyp, der zumindest ein abstrahlendes Kabel aufweist, das in einer Drehgestalt spiralförmig gewickelt ist. Die Antenne weist eine Schaltung zur Versorgung der abstrahlenden Kabel auf, die durch eine Übertragungsleitung vom Streifenleitungstyp gebildet sind, welche sowohl die Versorgungsverteilungsfunktion als auch die Funktion des Abstimmens der abstrahlenden Kabel der Antenne erfüllt.
  • Die EP 0 762 533 A offenbart eine Antennenvorrichtung, die eine vorbestimmte Impedanz aufweist. Die Vorrichtung weist eine Chipantenne auf, die einen Leiter und eine Befestigungsplatine, an der die Antenne angebracht ist, umfasst. Ein Massemuster und eine Mikrostreifenleitung sind auf der Platine gebildet. Ein Einspeiseanschluss zum Anlegen einer Spannung an den Leiter ist auf der Oberfläche der Antenne angebracht. Es kann ein Lötmittel verwendet werden, um den Einspeiseanschluss der Antenne mit der auf der Platine gebildeten Mikrostreifenleitung zu verbinden. Eine Kapazitätserzeugungsvorrichtung, z.B. ein dielektrisches Harz oder ein Kondensator, ist zwischen der mit dem Einspeiseanschluss der Antenne verbundenen Mikrostreifenleitung und dem Massemuster angeordnet. Somit wird zwischen der Mikrostreifenleitung und dem Massemuster eine Kapazität erzeugt, wodurch eine Regulierung der Impedanz und der Bandbreite der Antennenvorrichtung ermöglicht wird.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Antennenvorrichtung einer geringen Größe zu liefern, bei der die Leiterlänge verringert werden kann, ohne dass eine Verringerung der Verstärkung erfolgt.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Bei der Antennenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt eine Resonanz zwischen dem Leiter der Hauptantenneneinheit und dem Masseleiter, wobei der Masseleiter als Bestandteil des Antennenleiters dient. Dadurch wird es möglich, die Länge des Leiters bzw. der Leiter der Hauptantenneneinheit zu verringern und gleichzeitig den Ausstrahlungsbereich innerhalb einer ausreichend großen Bandbreite zu halten.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1(a) und 1(b) sind eine Draufsicht bzw. eine Unteransicht eines Ausführungsbeispiels der Antennenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht, die die Hauptantenneneinheit bei der in 1 gezeigten Antennenvorrichtung veranschaulicht;
  • 3 ist eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht der in 2 gezeigten Hauptantenneneinheit;
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Modifizierung der in 2 gezeigten Hauptantenneneinheit veranschaulicht;
  • 5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine weitere Modifikation der in 2 gezeigten Hauptantenneneinheit veranschaulicht;
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht, die eine weitere Modifikation der in 2 gezeigten Hauptantenneneinheit veranschaulicht;
  • 7(a) und 7(b) sind eine Draufsicht bzw. eine Unteransicht einer Modifikation der in 1 gezeigten Antennenvorrichtung;
  • 8(a) und 8(b) sind eine Draufsicht bzw. eine Unteransicht einer weiteren Modifikation der in 1 gezeigten Antennenvorrichtung;
  • 9 ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Antennenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 10 ist eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen dielektrischen Dipolantenne; und
  • 11 ist eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Antennenvorrichtung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN DER ERFINDUNG
  • Die Antennenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben.
  • 1(a) und 1(b) sind eine Draufsicht und eine Unteransicht eines Ausführungsbeispiels einer Antennenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Antennenvorrichtung 10 wird konstruiert, indem eine Hauptantenneneinheit 11 auf einem Anbringsubstrat 14 angebracht wird, das eine auf seiner oberen Oberfläche gebildete Übertragungsleitung 12 und eine auf seiner rückwärtigen Oberfläche gebildete Masseelektrode 13, die als Masseleiter dient, aufweist. Bei dieser Antennenvorrichtung 10 ist ein Ende der Übertragungsleitung 12 mit dem Einspeiseanschluss 15 der Hauptantenneneinheit 11 verbunden, und das andere Ende der Übertragungsleitung 12 ist mit der Funkfrequenzschaltung HF einer Funkkommunikationsvorrichtung, auf der die Antennenvorrichtung 10 installiert ist, verbunden. Die Masseelektrode 13 ist geerdet.
  • Die Hauptantenneneinheit 11 umfasst eine rechteckige Basis 16, die eine Anbringoberfläche 161 und einen in der Basis 16 angeordneten Leiter 17 aufweist, wobei der Leiter 17 spiralförmig um eine Wicklungsachse C gewickelt ist, die sich in einer Längsrichtung der Basis 16 und parallel zu der Anbringoberfläche 161 erstreckt, wie in 2 und 3 gezeigt ist. Die Basis 16 umfasst rechteckige Lageschichten 16a16c, die aus einem dielektrischen Material hergestellt sind, das vor allem Bariumoxid, Aluminiumoxid und Siliziumdioxid enthält, wobei die rechteckigen Lageschichten 16a16c in einer Mehrschichtstruktur platziert sind.
  • Auf der Oberfläche der Lageschichten 16b und 16c sind L-ähnliche oder geradlinig geformte Leitermuster 17a17h mittels Drucken, Verdampfung, Bonden oder Plattierung aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gebildet. Durchkontaktierungslöcher 18 sind in der Lageschicht 16b in ihrer Dickenrichtung an vorbestimmten Positionen (an einem Ende des Leitermusters 17e und an beiden Enden jedes der Leitermuster 17f17h) gebildet.
  • Nachdem die Lageschichten 16a16c in einer Mehrschichtstruktur übereinander platziert wurden, werden die Basis 16 und die Leitermuster 17a17h zu einem einzigen Körper gesintert. Anschließend werden die Leitermuster 17a17h über die Durchkontaktierungslöcher 18 von einem zum anderen verbunden, wodurch in der Basis 16 der Leiter 17 derart gebildet wird, dass der Leiter 17 spiralförmig um die Wicklungsachse C gewickelt ist, die sich in der Längsrichtung der Basis 16 erstreckt, wobei der spiralförmig gewickelte Leiter 17 einen rechteckigen Wicklungsquerschnitt S aufweist, der zu der Wicklungsachse C senkrecht ist.
  • Ein Ende des Leiters 17 (ein Ende des Musters 17d) erstreckt sich zu der Oberfläche der Basis 16 und ist mit einem auf der Oberfläche der Basis 16 gebildeten Einspeiseanschluss 15 verbunden, wodurch ein Einspeisungsteil 191 gebildet wird, so dass über den Einspeiseanschluss 15 eine Spannung an den Leiter 17 angelegt werden kann. Das andere Ende des Leiters 17 (ein Ende des Leitermusters 17e) ist elektrisch offen, wodurch in der Basis 16 ein offenes Ende 192 gebildet wird.
  • Zwischen dem Leiter 17 der Hauptantenneneinheit 11 und der auf der rückwärtigen Oberfläche des Anbringsubstrats 14 ge bildeten Masseelektrode 13 erfolgt eine Resonanz, wobei die Resonanzfrequenz durch die Induktanz und Kapazität des Leiters 17 der Hauptantenneneinheit 11, durch die Induktanz und Kapazität der auf der rückwärtigen Oberfläche des Anbringsubstrats 14 gebildeten Masseelektrode 13 und durch die Kapazität zwischen der Masseelektrode 13 und dem Leiter 17 bestimmt wird.
  • Bei der obigen Struktur, bei der der Leiter 17 in der rechteckigen Basis 16 angeordnet ist, die vorwiegend aus Bariumoxid, Aluminiumoxid und Siliziumdioxid hergestellt ist, erfolgt eine Verringerung der Ausbreitungsgeschwindigkeit, was wiederum eine Verringerung der Wellenlänge bewirkt. Wenn die relative Dielektrizitätskonstante der Basis 16 durch ε gegeben ist, wird die effektive Leitungslänge des Leiters 17 ε1/2 mal so lang wie die physische Länge. Somit ist es möglich, eine größere effektive Leitungslänge zu erzielen als anhand der herkömmlichen linearen Antenne, die dieselbe physische Leiterlänge aufweist, erzielt werden kann. Dies führt zu einer Zunahme des Stromverteilungsbereichs und somit zu einer Zunahme der Funkwellenausstrahlung. Somit ist eine Zunahme der Verstärkung der Antennenvorrichtung erzielt.
  • 46 sind perspektivische Ansichten, die Modifikationen der in 2 gezeigten Hauptantenneneinheit 11 veranschaulichen. Die in 4 gezeigte Hauptantenneneinheit 11a umfasst eine rechteckige Basis 16a, einen in einer Längsrichtung der Basis 16a spiralförmig gewickelten Leiter 17a und einen auf der Oberfläche der Basis 16a angeordneten Einspeiseanschluss 15a, so dass über den Einspeiseanschluss 15a eine Spannung an den Leiter 17a angelegt werden kann. Ein Ende des Leiters 17a ist mit dem Einspeiseanschluss 15a auf der Oberfläche der Basis 16a verbunden. Das andere Ende des Leiters 17a ist in der Basis 16a elektrisch offen, wodurch ein offenes Ende 192a gebildet wird. Die die obige Struktur aufweisende Hauptantenneneinheit kann verwirklicht werden, indem der spiralförmig gewickelte Leiter auf der Oberfläche der Basis mittels eines einfachen Prozesses wie z.B. Siebdrucken gebildet wird.
  • Die in 5 gezeigte Hauptantenneneinheit 11b umfasst: eine rechteckige Basis 16b; einen Leiter 17b, der derart in der Basis 16b gebildet ist, dass der Leiter 17b spiralförmig um eine Wicklungsachse C gewickelt ist, die sich in einer Längsrichtung der Basis 16b erstreckt, wobei der spiralförmig gewickelte Leiter 17b einen nahezu elliptischen Wicklungsquerschnitt S aufweist, der zu der Wicklungsachse C senkrecht ist; und einen auf der Oberfläche der Basis 16b gebildeten Einspeiseanschluss 15b, so dass eine Spannung an den Leiter 17b angelegt werden kann. Ein Ende des Leiters 17b erstreckt sich zu der Oberfläche der Basis 16b und ist mit dem Einspeiseanschluss 15b verbunden. Das andere Ende des Leiters 17b ist in der Basis 16b elektrisch offen, wodurch ein offenes Ende 192b gebildet wird. Da der Leiter derart gewickelt ist, dass sein Wicklungsquerschnitt im Wesentlichen elliptisch wird, liegt bei dieser Hauptantenneneinheit keine Kante vor, die einen Verlust bewirken würde, wie in dem Fall, in dem der Wicklungsquerschnitt im Wesentlichen rechteckig ist. Somit ist es möglich, den Gesamtverlust der Antennenvorrichtung zu reduzieren. Der Leiter kann auch derart entlang der Oberfläche der Basis gewickelt sein, dass sein Wicklungsquerschnitt im Wesentlichen elliptisch wird.
  • Die in 6 gezeigte Hauptantenneneinheit 11c umfasst: eine rechteckige Basis 16c; einen mäanderförmigen Leiter 17c, der auf der Oberfläche der Basis 16c gebildet ist; und einen Einspeiseanschluss 15c, der auf der Oberfläche der Basis 16c gebildet ist, so dass über den Einspeiseanschluss 15c eine Spannung an den Leiter 17c angelegt werden kann. Ein Ende des Leiters 17c ist mit dem Einspeiseanschluss 15c auf der Oberfläche der Basis 16c verbunden. Das andere Ende des Leiters 17c ist elektrisch offen, um auf der Oberfläche der Basis 16c ein offenes Ende 192c zu bilden. Da der mäanderförmige Leiter bei dieser Hauptantenneneinheit auf le diglich einer Hauptoberfläche der Basis gebildet ist, ist es möglich, die Dicke der Basis und somit die Gesamtdicke der Hauptantenneneinheit zu verringern. Der mäanderförmige Leiter kann auch in der Basis gebildet sein.
  • 7(a) und 7(b) sind eine Draufsicht bzw. eine Unteransicht einer Modifikation der in 1 gezeigten Antennenvorrichtung. Die Antennenvorrichtung 20 wird konstruiert, indem eine Hauptantenneneinheit 11 auf einem Anbringsubstrat 23 angebracht wird, das eine Übertragungsleitung 21 und eine auf der Oberfläche des Anbringsubstrats 23 gebildete Masseelektrode 22, die als Masseleiter dient, aufweist. Bei dieser Antennenvorrichtung 20 ist ein Ende der Übertragungsleitung 21 mit dem Einspeiseanschluss 15 der Hauptantenneneinheit 11 verbunden, und das andere Ende der Übertragungsleitung 21 ist mit der Funkfrequenzschaltung HF einer Funkkommunikationsvorrichtung, auf der die Antennenvorrichtung 20 installiert ist, verbunden. Die Masseelektrode 22 ist geerdet.
  • Diese Antennenvorrichtung 20 unterscheidet sich von der in 1 gezeigten Antennenvorrichtung 10 darin, dass die als der Masseleiter dienende Masseelektrode 22 auf der oberen Oberfläche des Anbringsubstrats 23 gebildet ist.
  • 8(a) und 8(b) sind eine Draufsicht bzw. eine Unteransicht, die eine weitere Modifikation der in 1 gezeigten Antennenvorrichtung veranschaulichen. Die Antennenvorrichtung 30 wird konstruiert, indem eine Hauptantenneneinheit 11 auf einem Anbringsubstrat 34 angebracht wird, das eine Übertragungsleitung 31 und eine auf der oberen Oberfläche des Anbringsubstrats 34 gebildete Masseelektrode 32, die als Masseleiter dient, aufweist und das ferner eine Masseelektrode 33, die ebenfalls als Masseleiter dient, aufweist, die auf der rückwärtigen Oberfläche des Anbringsubstrats 34 gebildet ist. Bei dieser Antennenvorrichtung 30 ist ein Ende der Übertragungsleitung 31 mit dem Einspeiseanschluss 15 der Hauptantenneneinheit 11 verbunden, und das andere Ende der Übertragungsleitung 31 ist mit der Funkfrequenzschaltung HF einer Funkkommunikationsvorrichtung, auf der die Antennenvorrichtung 30 installiert ist, verbunden. Die Masseelektroden 32 und 33 sind geerdet. Die Masseelektroden 32 und 33 können separat geerdet sein oder können über ein (nicht gezeigtes) Durchkontaktierungsloch, das in dem Anbringsubstrat 34 gebildet ist, gemeinsam geerdet sein.
  • Diese Antennenvorrichtung 30 unterscheidet sich von der in 1 gezeigten Antennenvorrichtung 10 darin, dass die als Masseleiter dienenden Masseelektroden 32 und 33 derart gebildet sind, dass eine auf der oberen Oberfläche und die andere auf der rückwärtigen Oberfläche des Anbringsubstrats 34 gebildet ist.
  • Die Verstärkung wurde für die in 1 gezeigte Antennenvorrichtung 10 und die in 11 gezeigte herkömmliche Antennenvorrichtung 60 ausgewertet. Die Verstärkung der herkömmlichen Antennenvorrichtung 60 betrug –4,8 dB, und die Verstärkung der Antennenvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung betrug 0,1 dB. Die Verstärkungsverringerung der herkömmlichen Antennenvorrichtung 60 ist darauf zurückzuführen, dass der Ausstrahlungsbereich mit der Verringerung der Größe der dielektrischen Dipolantenne 50 abnimmt. Im Gegensatz dazu fungiert bei der Antennenvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung die Masseelektrode 13 als Teil der Antenne, und somit erfolgt keine Verstärkungsverringerung.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie es oben beschrieben wurde, umfasst die Antennenvorrichtung die Hauptantenneneinheit und die als Masseleiter dienende Masseelektrode, die als Teil der Antenne dient, und somit kann die Antennenvorrichtung einen ausreichend großen Ausstrahlungsbereich aufrechterhalten. Somit ist es möglich, die Größe der Antenne zu verringern, ohne dass dabei eine Verringerung der Verstärkung erfolgt.
  • Da die Größe der Hauptantenneneinheit verringert werden kann, kann sie auf einem kleinen Anbringsubstrat angebracht werden. Somit ist es möglich, die Größe der Mobilkommunikationsvorrichtung, die die Antennenvorrichtung aufweist, zu verringern.
  • Wenn der Leiter so gewickelt ist, dass er einen im Wesentlichen rechteckigen Wicklungsquerschnitt aufweist, ist es möglich, die Hauptantenneneinheit ohne weiteres herzustellen, indem eine Mehrzahl von Lageschichten platziert wird und die Basis und die Leiter zu einem einzigen Körper gesintert werden.
  • Obwohl die Basis der Hauptantenneneinheit bei den obigen Ausführungsbeispielen aus einem dielektrischen Material hergestellt ist, das vorwiegend Bariumoxid, Aluminiumoxid und Siliziumdioxid enthält, ist das Material für die Basis nicht auf das obige Dielektrikum beschränkt. Beispielsweise können auch dielektrische Materialien, die vorwiegend Titanoxid und Neodymoxid enthalten, magnetische Materialien, die vorwiegend Nickel, Kobalt und Eisen enthalten, oder ein Gemisch aus einem derartigen dielektrischen Material und einem magnetischen Material verwendet werden.
  • Obwohl die Hauptantenneneinheit bei den obigen Ausführungsbeispielen lediglich einen Leiter umfasst, kann die Hauptantenneneinheit außerdem auch eine Mehrzahl von Leitern umfassen, die parallel zueinander angeordnet sind. In diesem Fall kann die Hauptantenneneinheit je nach der Anzahl von Leitern eine Mehrzahl von Resonanzfrequenzen aufweisen. Dies ermöglicht, dass eine einzige Antenne eine Mehrzahl von Frequenzbändern umfassen kann.
  • Statt den Leiter entweder in der Basis der Hauptantenneneinheit oder auf der Oberfläche der Basis zu bilden, wie bei den obigen Ausführungsbeispielen, kann der gewickelte Leiter außerdem sowohl auf der Oberfläche der als auch in der Basis angeordnet sein.
  • Obwohl der als Teil der Antenne dienende Masseleiter bei den obigen Ausführungsbeispielen durch die Masseelektrode verwirklicht ist, die auf dem Anbringsubstrat gebildet ist, auf dem die Hauptantenneneinheit angebracht ist, kann die Masseleitung der Übertragungsleitung, die dazu verwendet wird, die Antennenvorrichtung 40 mit der Funkfrequenzschaltung HF einer Funkkommunikationsvorrichtung, auf der die Antennenvorrichtung installiert ist, zu verbinden, ebenfalls als Teil der Antenne dienen.
  • Bei dieser Antennenvorrichtung 40, wie sie in 9(a) und (b) gezeigt ist, ist eine Hauptantenneneinheit 11 auf einem Anbringsubstrat 42 angebracht, das eine auf der Oberfläche des Anbringsubstrats 42 gebildete Übertragungsleitung 41 aufweist. Ein Ende der Übertragungsleitung 41 ist mit einem Einspeiseanschluss 15 der Haupteinheit 11 verbunden, und das andere Ende der Übertragungsleitung 41 ist über ein Lötmittel mit dem mittigen Leiter 44 einer Übertragungsleitung verbunden, z.B. einer koaxialen Einspeisungsvorrichtung 43, die dazu verwendet wird, die Antennenvorrichtung 40 mit einer Funkfrequenzschaltung HF einer Funkkommunikationsvorrichtung, auf der die Antennenvorrichtung 40 installiert ist, zu verbinden. In diesem Fall fungiert der äußere Leiter, der als Masseleitung 45 der koaxialen Einspeisungsvorrichtung 43 dient, als Teil der Antenne, und somit weist diese Antennenvorrichtung ähnliche Vorteile auf wie die in 1 gezeigte Antennenvorrichtung 10.
  • Die bei jeglicher Antennenvorrichtung 10, 20 oder 30, die in 1, 7 oder 8 gezeigt sind, verwendete Struktur kann mit der bei der in 9 gezeigten Antennenvorrichtung 40 verwendeten Struktur derart kombiniert werden, dass sowohl die auf dem Anbringsubstrat gebildete Masseelektrode als auch die Masseleitung der Übertragungsleitung als Teil der Antenne fungieren. In diesem Fall wird eine weitere Erhö hung des Ausstrahlungsbereichs erzielt, und somit ist es möglich, die Größe der Hauptantenneneinheit und somit die Größe der Antennenvorrichtung weiter zu verringern. Dies ermöglicht eine weitere Verringerung der Größe der die Antennenvorrichtung enthaltenden Funkkommunikationsvorrichtung.
  • Obwohl bei den in 1 und 8 gezeigten Antennenvorrichtungen 10 und 30 die als Masseleiter dienende Masseelektrode 13 oder 33 auf einem bestimmten Teil der rückwärtigen Oberfläche des Anbringsubstrats 14 oder 34 gebildet ist, kann die Masseelektrode 13 oder 33 auf einem beliebigen Abschnitt der rückwärtigen Oberfläche des Anbringsubstrats 14 oder 34 gebildet sein, solange die Masseelektrode 13 oder 33 zusammen mit der Übertragungsleitung 12 oder 31 als Mikrostreifenstruktur fungiert.
  • Obwohl bei den in 7 und 8 gezeigten Antennenvorrichtungen 20 und 30 die Masseelektrode 22 oder 32, die als Masseleiter dient, auf einem bestimmten Teil der oberen Oberfläche des Anbringsubstrats 23 oder 34 gebildet ist, kann die Masseelektrode 22 oder 32 außerdem auf einem beliebigen Abschnitt der oberen Oberfläche des Anbringsubstrats 23 oder 34 gebildet sein, solange die Masseelektrode 22 oder 32 von der Übertragungsleitung 12 oder 31 elektrisch isoliert ist und die Masseelektrode 22 oder 32 zusammen mit der Übertragungsleitung 12 oder 31 als koplanare Struktur fungiert.
  • Bei der Antennenvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Antennenvorrichtung mit der Hauptantenneneinheit und dem Masseleiter so aufgebaut, dass der Masseleiter als Teil der Antenne fungiert, wodurch ein ausreichend großer Ausstrahlungsbereich erhalten wird. Somit ist es möglich, die Größe der Antenne zu verringern, ohne auf eine Verringerung der Verstärkung zu stoßen.
  • Da die Hauptantenneneinheit, die eine verringerte Größe aufweist, auf einem Anbringsubstrat, das eine verringerte Größe aufweist, angebracht werden kann, ist es möglich, eine Verringerung der Größe einer Mobilkommunikationsvorrichtung, in der die Antennenvorrichtung installiert ist, zu erzielen.
  • Bei der Antennenvorrichtung ist bezüglich eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung der Leiter der Hauptantenneneinheit spiralförmig gewickelt, so dass er einen im Wesentlichen rechteckigen Wicklungsquerschnitt aufweist. Die Hauptantenneneinheit, die eine derartige Struktur aufweist, kann ohne weiteres dadurch erzeugt werden, dass eine Mehrzahl von Lageschichten platziert wird und die Basis und der Leiter zu einem einzigen Körper gesintert werden.
  • Bei der Antennenvorrichtung gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Leiter der Hauptantenneneinheit derart spiralförmig gewickelt, dass er einen im Wesentlichen kreisförmigen oder elliptischen Wicklungsquerschnitt aufweist, wodurch keine Kante vorliegt, die einen Verlust bewirken würde, wie in dem Fall, in dem der Wicklungsquerschnitt im Wesentlichen rechteckig ist. Dies ermöglicht eine Verringerung des Gesamtverlustes der Antennenvorrichtung.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung in Bezug auf bestimmte Ausführungsbeispiele derselben beschrieben wurde, werden Fachleuten viele andere Variationen und Modifikationen und andere Verwendungen einleuchten. Somit sollte die vorliegende Erfindung nicht durch die hierin erfolgte spezifische Offenbarung beschränkt sein, sondern lediglich durch die beigefügten Patentansprüche.

Claims (18)

  1. Eine Antennenvorrichtung, die eine Hauptantenneneinheit (11) und ein Anbringsubstrat (14; 23; 34) umfasst; wobei: die Hauptantenneneinheit (11) folgende Merkmale umfasst: eine Basis (16), die zumindest entweder ein dielektrisches Material und/oder ein magnetisches Material umfasst; einen Antennenleiter (17), der zumindest ein Leitermuster (17a17h) umfasst, das zumindest entweder auf einer Oberfläche der Basis oder in der Basis gebildet ist, wobei der Antennenleiter ein Erstes-Ende-Leitermuster (17e) und ein Zweites-Ende-Leitermuster (17d) aufweist, wobei das Zweite-Ende-Leitermuster (17d) in einem freien Ende (192; 192a; 192b; 192c) zumindest entweder in der Basis (16) und/oder auf der Oberfläche der Basis endet; und zumindest einen Einspeiseanschluss (15), der auf der Oberfläche der Basis (16) gebildet und mit dem Erstes-Ende-Leitermuster (17e) des Antennenleiters (17) verbunden ist, so dass über den Einspeiseanschluss (15) eine Spannung an den Antennenleiter (17) angelegt wird; die Hauptantenneneinheit (11) an dem Anbringsubstrat (14; 23; 34) angebracht ist, und das Anbringsubstrat (14, 23; 34) folgende Merkmale umfasst: eine Masseelektrode (13; 22; 32), die auf dem Anbringsubstrat (14; 23; 34) gebildet ist, wobei die Masseelektrode (13; 22; 32) und die Hauptantenneneinheit (11) auf eine nicht-überlappende Weise zueinander angeordnet sind; und eine Übertragungsleitung (12; 21; 31), die auf dem Anbringsubstrat (14; 23; 34) gebildet ist, wobei ein Ende der Übertragungsleitung (12; 21; 31) mit dem Einspeiseanschluss (15) der Hauptantenneneinheit (11) verbunden ist und das andere Ende der Übertragungsleitung (12; 21; 31) dazu ausgelegt ist, mit einer Funkfrequenzschaltung (RF) verbunden zu sein, und die Übertragungsleitung (12; 21; 31) gegenüber dem Masseleiter (13; 22; 32) des Anbringsubstrats (14; 23; 34) angeordnet ist; wobei eine Resonanz zwischen dem Antennenleiter (17) der Hauptantenneneinheit (11) und dem Masseleiter (13; 22; 32) des Anbringsubstrats (14; 23; 34) erfolgt, derart, dass der Masseleiter (13; 22; 32) des Anbringsubstrats (14; 23; 34) als Teil des Ausstrahlungsbereichs der Antennenvorrichtung dient, und wobei die Basis (16) eine Mehrzahl von Schichten (16a, 16b, 16c) umfasst, wobei zumindest ein Abschnitt des Antennenleiters (17a17e) auf zumindest zwei der Schichten (16b, 16c) liegt, wobei zumindest ein Durchkontaktierungsloch (18) auf zumindest einer der Schichten vorgesehen ist, wobei die Schichten zusammenlaminiert sind, um die Basis zu bilden, und die Abschnitte des Antennenleiters durch das zumindest eine Durchkontaktierungsloch (18) miteinander verbunden sind, wenn die Schichten zusammenlaminiert sind.
  2. Die Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Resonanzfrequenz durch die Induktanz und Kapazität des Antennenleiters (17) der Hauptantenneneinheit (11), die Induktanz und Kapazität des Masseleiters (13; 22; 32) des Anbringsubstrats (14; 23; 34) und die Kapazität zwischen dem Masseleiter (13; 22; 32) des Anbringsubstrats (14; 23; 34) und dem Antennenleiter (17) der Hauptantenneneinheit (11) bestimmt wird.
  3. Die Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der der Antennenleiter der Hauptantenneneinheit (11) spiralförmig gewickelt ist und der Wicklungsquerschnitt des Leiters im Wesentlichen rechteckig ist.
  4. Die Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der der Antennenleiter der Hauptantenneneinheit (11) spiralförmig gewickelt ist und der Wicklungsquerschnitt des Leiters im Wesentlichen kreisförmig oder elliptisch ist.
  5. Die Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Masseelektrode (22) des Anbringsubstrats (23) auf einer Oberfläche des Anbringsubstrats (23) gebildet ist, auf der die Hauptantenneneinheit (11) angeordnet ist.
  6. Die Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Masseelektrode (13) des Anbringsubstrats (14) auf einer Oberfläche des Anbringsubstrats (14) gebildet ist, die der Oberfläche, auf der die Hauptantenneneinheit (11) angeordnet ist, gegenüberliegt.
  7. Die Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Masseelektrode (33) des Anbringsubstrats (34) auf zwei gegenüberliegenden Oberflächen des Anbringsubstrats (34) gebildet ist.
  8. Die Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der der Antennenleiter (17) in dem Substrat (16b) angeordnet ist.
  9. Die Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der der Antennenleiter (17) auf der Oberfläche des Substrats (16c) angeordnet ist.
  10. Die Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der der Antennenleiter (17) einen planaren mäanderförmigen Leiter umfasst.
  11. Die Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Übertragungsleitung (21) auf einer Oberfläche des Substrats (23) angeordnet ist und die Masseelektrode (22) des Anbringsubstrats (23) auf der Oberfläche des Substrats auf einer von beiden Seiten der Übertragungsleitung (21) angeordnet ist.
  12. Die Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Masseelektrode (13; 22; 32) des Anbringsubstrats (14; 23; 34) und die Übertragungsleitung (12; 21; 31) auf derselben Oberfläche des Anbringsubstrats (14; 23; 34) angeordnet sind.
  13. Die Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der der mäanderförmige Leiter (17c) auf einer Oberfläche der Basis (16c) angeordnet ist.
  14. Die Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Basis (16) ein dielektrisches Material umfasst, das Bariumoxid, Aluminiumoxid und Siliziumdioxid umfasst.
  15. Die Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Basis (16) ein dielektrisches Material umfasst, das Titanoxid und Neodymoxid umfasst.
  16. Die Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Basis (16) ein dielektrisches Material umfasst, das Nickel, Kobalt und Eisen umfasst.
  17. Die Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Basis (16) eine Kombination eines dielektrischen Materials und eines magnetischen Materials umfasst.
  18. Die Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der eine Richtung einer Wicklungsachse des Antennenleiters senkrecht zu einer Dickenrichtung der Mehrzahl von Schichten ist.
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