-
Hintergrund der Erfindung
-
1. Gebiet der Erfindung
-
Die
Erfindung bezieht sich auf eine Antenne des Oberflächenbefestigungstyps.
Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf eine Antenne des Oberflächenbefestigungstyps,
die eine dielektrische/magnetische Basis mit einer ersten und einer zweiten
Hauptoberfläche,
die einander gegenüber liegen,
und Seitenoberflächen,
die im Wesentlichen senkrecht zu den Hauptoberflächen sind, eine Speisungselektrode,
die auf der Basis angeordnet ist, eine Erdungselektrode, die auf
der Basis angeordnet ist, und eine Strahlungselektrode, die auf
der Basis angeordnet ist, aufweist, und die ein Leerlaufende, das
mit der Speisungselektrode kapazitiv gekoppelt ist, und ein Kurzschlussende,
das mit der Erdungselektrode verbunden ist, aufweist. Die Antenne
des Oberflächenbefestigungstyps
wird für
Mobilkommunikationsvorrichtungen und eine Kommunikationsvorrichtung,
die die Antenne verwendet, eingesetzt.
-
2. Verwandte Technik der Erfindung
-
7 zeigt
den Stand der Technik der oben beschriebenen Antennenvorrichtung
vom Oberflächenbefestigungstyp.
Ein Bauglied 11, das in der Figur gezeigt ist, ist eine
dielektrische Basis. Elektroden 22b, 23b, 21a, 21b, 21c sind
auf Seitenoberflächen
der dielektrischen Basis 11 gebildet. Elektroden 22a, 23a sind
auf der unteren Hauptoberfläche
gebildet, sowie in der Figur gezeigt ist. Bei diesen Elektroden
funktionieren die Elektroden 22a, 22b als eine Speisungselektrode,
die Elektroden 23a, 23b funktionieren als eine
Erdungselektrode und die Elektroden 21a, 21b, 21c funktionieren
als eine Strahlungselektrode. Das heißt, es wird eine elektrostatische
Kapazität
zwischen einem Leerlaufende der Strahlungselektrode (einem Endabschnitt
der Elektrode 21c) und der Speisungselektrode 22a, 22b gebildet.
Die Strahlungselektrode wird durch die kapazitive Kopplung durch
diese elektrostatische Kapazität
angeregt. Somit funktioniert die Antenne des Oberflächenbefestigungstyps
als eine Antenne vom Resonanztyp.
-
Die
herkömmliche
Antenne des Oberflächenbefestigungstyps
jedoch, die in 7 gezeigt ist, verursacht das
Problem einer erhöhten
Anzahl von Elektrodenbildungsschritten, aufgrund des Bedarfs, Elektroden über viele
Seitenoberflächen
der dielektrischen Basis zu bilden.
-
Die
Strahlungselektroden-Bildungsoberflächen der herkömmlichen
Antenne des Oberflächenbefestigungstyps,
die in 7 gezeigt ist, können modifiziert werden, um
dieses Problem zu lösen. Zum
Beispiel, wie in 8 gezeigt ist, sind die Strahlungselektroden,
angezeigt durch 21a, 21b und 21c, auf
der oberen Hauptoberfläche
und den rechten Rückendoberflächen der
dielektrischen Basis 11 gebildet, wie in der Figur gezeigt
ist. Bei dieser Struktur kann die elektrostatische Kapazität, die an
dem Zwischenraum zwischen dem Leerlaufende der Strahlungselektrode
(einem Endabschnitt der Elektrode 21c) und der Masseelektrode 23b erzeugt
wird, erhöht
werden, und eine vorbestimmte Resonanzfrequenz kann eingestellt
werden, sogar wenn die Induktivität der Strahlungselektrode klein
ist. Vorteilhafterweise kann daher die Gesamtgröße ohne weiteres reduziert
werden. Da jedoch das Ende der Masseelektrode 23b zwischen
der Speisungselektrode 22a, 22b und dem Leerlaufende
der Strahlungselektrode positioniert ist, ist die Kopplung zwischen
der Speisungselektrode und der Strahlungselektrode reduziert, was
zu einer Reduzierung der Fähigkeit
einer Impedanzanpassung an eine externe Schaltung führt.
-
Die
US-A-5,581,262 offenbart
eine andere herkömmliche
Antenne des Oberflächenbefestigungstyps.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Es
ist eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Antenne des Oberflächenbefestigungstyps
zu schaffen, bei der die Anzahl von Seitenoberflächen auf der dielektrischen
Basis, auf denen verschiedene Elektrodenstrukturen gebildet sind,
reduziert ist, um die Herstellungskosten zu reduzieren, und die
so angeordnet ist, dass jeweils die Distanz zwischen einem Strahlungselektroden-Leerlaufende
und einer Erdungselektrode und die Distanz zwischen einem Strahlungselektroden-Leerlaufende
und einer Speisungselektrode ohne weiteres eingestellt werden kann.
-
Es
ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, eine Antenne des Oberflächenbefestigungstyps
zu liefern, so dass die oben erwähnte
Impedanzanpassung ohne weiteres ausgeführt werden kann, während eine
Erhöhung
der Gesamtgröße vermieden wird.
-
Die
Erfindung liefert eine Antenne des Oberflächenbefestigungstyps der oben
erwähnten
Art, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Leerlaufende der Strahlungselektrode
kapazitiv mit der Speisungselektrode gekoppelt ist, durch Erweitern
der Strahlungselektrode sowohl zu der ersten als auch der zweiten
Hauptoberfläche.
-
Diese
Struktur macht es möglich,
die elektrostatische Kapazität
zwischen den Strahlungselektroden-Leerlaufenden und der Masseelektrode
zu erhöhen,
und ohne weiteres den Kopplungsbetrag zwischen den Strahlungselektroden-Leerlaufenden und der
Speisungselektrode zu erhöhen,
wodurch eine Impedanzanpassung ermöglicht wird. Ferner wird der
Elektrodenbildungsbereich auf den Seitenoberflächen der dielektrischen Basis
nicht vergrößert und der
Vorteil der guten Bearbeitbarkeit beim Einstellen der Frequenz durch Abschneiden
eines Teils der Strahlungselektrode kann beibehalten werden.
-
Bei
der obigen Antenne des Oberflächenbefestigungstyps
kann die Strahlungselektrode zumindest zwei der Leerlaufenden aufweisen.
-
Durch
diese Struktur kann die Strahlungselektrode beispielsweise mit der
anderen Schaltung und/oder einer elektronischen Komponente verbunden
werden. Wenn zumindest eines der Leerlaufenden selektiv mit Masse über eine
Resonanzfrequenzsteuerungsänderungsschaltung
verbunden wird oder davon abgetrennt wird, ist es möglich, die
Resonanzfrequenz der Antenne zu ändern,
durch Ändern
der Verbindung zwischen dem Leerlaufende der Strahlungselektrode
und der Resonanzfrequenzsteuerungsänderungsschaltung.
-
Bei
der obigen Antenne des Oberflächenbefestigungstyps
kann zumindest ein Teil der Strahlungselektrode schleifenförmig sein
und mit einem der Leerlaufenden verbunden sein.
-
Bei
dieser Struktur funktioniert die Schleife als eine elektrische Wand
und ist in ihrer Funktion entsprechend einer Strahlungselektrode,
die über den
gesamten Bereich gebildet ist, der durch die Schleife umgeben ist,
wodurch es möglich
gemacht wird, den Antennengewinn zu steigern.
-
Ein
anderer Aspekt der Erfindung liefert eine Kommunikationsvorrichtung,
die eine Schaltungsplatine mit Elektroden darauf und die oben beschriebene Antenne
vom Oberflächenbefestigungstyp
aufweist, die auf der Schaltungsplatine befestigt und mit den Elektroden
verbunden ist.
-
Diese
Konstruktion reduziert die Gesamtgröße und ermöglicht die Impedanzanpassung.
Folglich kann die Einfachheit des Schaltungsentwurfs des Sende-
und Empfangsschaltungsabschnitts verbessert werden.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Antenne des Oberflächenbefestigungstyps,
die ein erstes Ausführungsbeispiel
der Erfindung darstellt.
-
2 ist
ein Ersatzschaltungsdiagramm der Antenne des Oberflächenbefestigungstyps
von 1.
-
3 ist
eine teilweise fragmentarische, perspektivische Ansicht einer Kommunikationsvorrichtung,
die die Antenne des Oberflächenbefestigungstyps
verwendet.
-
4(A) weist eine perspektivische Ansicht einer
Antenne des Oberflächenbefestigungstyps
auf, die ein zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung darstellt, und
-
4(B) ist ein Gesamtersatzschaltungsdiagramm, das
eine Resonanzfrequenzänderungsschaltung
der Antenne aus 4(A) umfasst.
-
5(A) und 5(B) zeigen
eine perspektivische Ansicht von zwei Antennen des Oberflächenbefestigungstyps
gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
-
6(A) und 6(B) zeigen
perspektivische Ansichten von zwei Anten nen des Oberflächenbefestigungstyps
gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
-
7 ist
eine perspektivische Ansicht der Konfiguration einer Antenne des
Oberflächenbefestigungstyps
gemäß dem Stand
der Technik.
-
8 ist
eine perspektivische Ansicht der Konfiguration einer Antenne des
Oberflächenbefestigungstyps
gemäß dem Stand
der Technik.
-
Andere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden
Beschreibung der Erfindung offensichtlich, die sich auf die beiliegenden Zeichnungen
bezieht.
-
Bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung
-
Eine
Antenne des Oberflächenbefestigungstyps,
die ein erstes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt, und eine Kommunikationsvorrichtung,
die die Antenne des Oberflächenbefestigungstyps
verwendet, werden Bezug nehmend auf 1 bis 3 beschrieben.
-
1 ist
eine perspektivische Ansicht der Antenne des Oberflächenbefestigungstyps
des ersten Ausführungsbeispiels.
Ein Bauglied 11, das in der Figur gezeigt ist, ist eine
dielektrische Basis, die aus einer dielektrischen Keramik oder einem
Synthetikharz mit einer vergleichsweise hohen dielektrischen Konstante
hergestellt ist. Elektroden 1a und 1d sind auf
der oberen Oberfläche
(erste Hauptoberfläche) der
dielektrischen Basis 11 gebildet, wie in der Figur gezeigt
ist, und Elektroden 3a, 2a und 1c sind
auf der unteren Oberfläche
(zweite Hauptoberfläche)
gebildet, wie in der Figur gezeigt ist. Elektroden 2b und 3b sind
auf der linken Vorderendenoberfläche
der dielektrischen Basis 11 gebildet. Eine Elektrode 1b ist auf
der rechten Rückendoberfläche der
dielektrischen Basis 11 gebildet. Bei diesen Elektroden
funktionieren die Elektroden 1a, 1b, 1c und 1d als
eine Strahlungselektrode. Die Elektroden 2a und 2b funktionieren
als eine Speisungselektrode und die Elektroden 3a und 3b funktionieren
als eine Erdungselektrode. Das heißt, eine Resonanzschaltung
wird durch die elektrostatische Kapazität, die zwischen einem Endabschnitt
der Erdungselektrode 3b und Endabschnitten der Strahlungselektro de 1c und 1d gebildet
wird, und die Induktivität
der Strahlungselektrode 1a, 1b und 1c gebildet,
und die Strahlungselektrode und die Speisungselektrode sind miteinander durch
die elektrostatische Kapazität
gekoppelt, die zwischen der Speisungselektrode 2a, 2b und
den Endabschnitten der Strahlungselektrode 1c, 1d erzeugt sind.
-
2 ist
ein Ersatzschaltungsdiagramm der Antenne 10 des Oberflächenbefestigungstyps,
die in 1 gezeigt ist. Bezug nehmend auf 2 ist
die Antenne des Oberflächenbefestigungstyps
hauptsächlich
aus einer Induktivität
L, einem Widerstand R und Kondensatoren C23, C21 und C13 gebildet.
Bei der Struktur mit der Konfiguration, die in 1 gezeigt
ist, entspricht der Induktor L der Selbstinduktivität der Strahlungselektrode,
die aus den Elektroden 1a, 1b, 1c und 1d besteht,
der Kondensator C13 entspricht der elektrostatischen Kapazität, die zwischen Leerlaufenden
der Strahlungselektrode (hauptsächlich
einem Endabschnitt der Elektrode 1c) und der Erdungselektrode 3b gebildet
ist, der Kondensator C21 entspricht der elektrostatischen Kapazität, die zwischen
den Leerlaufenden der Strahlungselektrode (hauptsächlich einem
Endabschnitt der Elektrode 1c) und der Speisungselektrode 2a, 2b gebildet
ist, und der Kondensator C23 entspricht der elektrostatischen Kapazität, die zwischen
der Speisungselektrode 2a, 2b und der Erdungselektrode 3b gebildet
ist. Der Widerstand R stellt den Strahlungswiderstand der Oberflächenbefestigungsantenne
dar.
-
Bei
der Ersatzschaltung, die in 2 gezeigt ist,
ist die Resonanzschaltung hauptsächlich
aus dem Induktor L, dem Widerstand R und dem Kondensator C13 gebildet.
Wenn ein Signal aus einer Hochfrequenzsignalquelle in die Resonanzschaltung über den
Kondensator 21 eingegeben wird, tritt eine Resonanz mit
der Energie des Signals in der Resonanzschaltung auf und ein Teil
der Resonanzenergie wird durch die Luft abgestrahlt. Somit funktioniert
die Schaltung als eine Antenne. Diese abgestrahlte Energie wird
als eine Entsprechung der Energie ausgedrückt, die durch den Widerstand
R verbraucht wird.
-
3 ist
eine teilweise fragmentarische, perspektivische Ansicht der Konfiguration
einer Kommunikationsvorrichtung, wie z. B. eines tragbaren Telefons,
das die Antenne des Oberflächenbefestigungstyps
verwendet, die in 1 gezeigt ist. Ein Bauglied 16,
das in 3 gezeigt ist, ist eine Schaltungsplatine, und
die Antenne 10 des Oberflächenbefestigungstyps, die in 1 gezeigt
ist, ist auf eine Oberflächenbefestigungsweise
an einer vorderen Oberfläche
der Schaltungsplatine 16 befestigt. Keine Elektroden sind
auf der Vorder- und Rückoberfläche des
Teils der Schaltungsplatine 16 gebildet, auf der die Antenne
des Oberflächenbefestigungstyps
befestigt ist.
-
Ein
Endabschnitt der Elektrode 1c der Strahlungselektrode erstreckt
sich auf der unteren Oberfläche
(zweite Hauptoberfläche)
der dielektrischen Basis 11, wie in 1 gezeigt
ist, um den Grad einer Kopplung zwischen der Speisungselektrode 2a, 2b und
den Leerlaufenden der Strahlungselektrode zu erhöhen (um die elektrostatische
Kapazität
C21 zu erhöhen,
gezeigt in 2), wodurch eine Impedanzanpassung
an eine externe Schaltung ermöglicht wird.
Ferner, da ein Teil der Strahlungselektrode auf der oberen Oberfläche der
dielektrischen Basis gebildet ist, kann eine Frequenzeinstellung
durch Abschneiden eines vorbestimmten Teils derselben mit verbesserter
Einfachheit ausgeführt
werden.
-
4(A) ist eine perspektivische Ansicht einer Antenne
des Oberflächenbefestigungstyps,
die ein zweites Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Struktur dieser Antenne
des Oberflächenbefestigungstyps
unterscheidet sich von der, die in 1 gezeigt
ist, insofern, dass Teile der Erdungs- und Strahlungselektroden,
die in 1 gezeigt sind, abgeschnitten sind, um eine Elektrode 4b zu
bilden, und dass eine Elektrode 4a, die mit der Elektrode 4b verbunden
ist, ebenfalls auf der unteren Oberfläche der dielektrischen Basis 11 gebildet
ist. Die Elektroden 4a und 4b funktionieren als
eine Steuerelektrode zum Ändern
der Resonanzfrequenz. Zusätzlich
dazu ist eine Elektrode 1c auf der unteren Oberfläche der
Basis 11 vorgesehen.
-
4(B) ist ein Gesamtersatzschaltungsdiagramm der
Antenne des Oberflächenbefestigungstyps,
die in 4(A) gezeigt ist, und eine Frequenzänderungsschaltung,
die mit der Antenne des Oberflächenbefestigungstyps
verbunden ist. In 4(B) stellt L11 eine Hauptinduktivitätskomponente
dar, die durch die Strahlungselektroden 1a, 1b, 1c und 1d gebildet
ist; L12 stellt eine Induktivitätskomponente
dar, die durch die Steuerelektrode 4a, 4b gebildet
ist; und C43 stellt die elektrostatische Kapazität dar, die zwischen der Steuerelektrode 4a, 4b und
der Erdungselektrode erzeugt wird. Komponenten D, C1, L und C2 bilden
eine Resonanzfrequenzänderungsschaltung.
Die Konfiguration von anderen Komponenten C23, C21, C13 und R ist
dieselbe wie die, die in 2 gezeigt ist. In einem Zustand,
in dem kein Steuersignal an einen Steueranschluss IN angelegt ist,
tritt eine Resonanz bei einer Frequenz auf, die durch die Resonanzschaltung
bestimmt wird, die durch C13 und L11 gebildet ist. Wenn eine positive
Steuerspannung an den Steueranschluss IN angelegt ist, wird die
Diode D leitfähig
und ein Ende der Induktivitätskomponente
L12 ist mit Masse durch die Diode D und den Kondensator C1 verbunden.
Die Induktivitätskomponente
der Resonanzschaltung, gebildet aus C13, L11 und L12, wird dadurch
reduziert. Folglich wird die Resonanzfrequenz erhöht. Die
Resonanzfrequenz der Antenne wird dadurch erhöht. Die Komponenten L und C2
der Resonanzfrequenzänderungsschaltung
funktionieren als eine HF-Drosselschaltung.
-
5(A) und 5(B) sind
perspektivische Ansichten von zwei Antennen des Oberflächenbefestigungstyps
gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Die Struktur der Antenne des Oberflächenbefestigungstyps, gezeigt
in 5(A), unterscheidet sich von
der Struktur der Antenne des Oberflächenbefestigungstyps, gezeigt
in 4(A), insofern, dass die Elektrode 4a auf
der unteren Oberfläche
der dielektrischen Basis gebildet ist, um eine Verbindung mit der
Strahlungselektrode 1b zu erzeugen. Bei dieser Struktur
bilden die Strahlungselektrode 1a und 1b und die
Steuerelektrode 4a und 4b eine Schleife, die als
eine elektrische Wand funktioniert und die in ihrer Funktion einer
Strahlungselektrode entspricht, die über den gesamten Bereich der
rechten Vorderendenoberfläche
der dielektrischen Basis 11 gebildet ist, wie in der Figur
gezeigt ist, wodurch es möglich
gemacht wird, den Antennengewinn zu erhöhen. Bei der Antenne, die in 5(B) gezeigt ist, die eine Modifikation der Antenne
ist, die in 5(A) gezeigt ist, ist das Ende
der Strahlungselektrode 1a, das mit der Erdungselektrode verbunden
ist, eine vergleichsweise große
Distanz entfernt eingestellt, wodurch es möglich gemacht wird, den Änderungsbetrag
(Versatz) der Resonanzfrequenz zu erhöhen.
-
6(A) und 6(B) sind
perspektivische Ansichten von zwei Antennen des Oberflächenbefestigungstyps
gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Die Antenne des Oberflächenbefestigungstyps
dieses Ausführungsbeispiels
unterscheidet sich von jenen des ersten bis dritten Ausführungsbeispiels
insofern, dass eine Erdungselektrode, die eine elektrostatische
Kapazität mit
einem Strahlungselektroden-Leerlaufende bildet, getrennt von einem
Erdungsende der Strahlungselektrode bereitgestellt ist. Das heißt, Bezug
nehmend auf 6(A), wird eine Strahlungselektrode,
angezeigt durch 1a, 1b, 1c und 1d,
gebildet, die sich von einer Position auf der oberen Oberfläche zu Positionen
auf der oberen und unteren Oberfläche über die rechte Rückendoberfläche der
dielektrischen Basis 11 erstreckt, wie in der Figur gezeigt
ist; eine Erdungselektrode, angezeigt durch 3a und 3b,
ist gebildet, die sich von einer Position der unteren Oberfläche zu einer
Position der linken Vorderendenoberfläche der dielektri schen Basis 11 erstreckt,
wie in der Figur gezeigt ist; eine Speisungselektrode, angezeigt durch 2a, 2b und 2c,
ist gebildet, die sich von einer Position auf der unteren Oberfläche zu einer
Position auf der oberen Oberfläche über die
linke Vorderendenoberfläche
der dielektrischen Basis 11 erstreckt, wie in der Figur
gezeigt ist; und ferner ist eine Erdungselektrode gebildet, angezeigt
durch 5a und 5b, die sich von einer Position auf
der unteren Oberfläche
zu einer Position auf der linken Vorderendenoberfläche erstreckt.
Bei dieser Struktur wird eine elektrostatische Kapazität zur Kopplung
zwischen der Speisungselektrode (hauptsächlich 2c) und den Strahlungselektroden-Leerlaufenden (hauptsächlich 1d)
erzeugt, während
eine elektrostatische Kapazität für die Resonanzschaltung
zwischen den Strahlungselektroden-Leerlaufenden (hauptsächlich 1c)
und der Masseelektrode 5a, 5b erzeugt wird.
-
Bezug
nehmend auf 6(B) ist eine Strahlungselektrode
gebildet, angezeigt durch 1a, 1b, 1c und 1d,
die sich von einer Position auf der oberen Oberfläche zu Positionen
auf der oberen und unteren Oberfläche über die rechte Rückendoberfläche der dielektrischen
Basis 11 erstreckt, wie in der Figur gezeigt ist; eine
Erdungselektrode ist gebildet, angezeigt durch 3a und 3b,
die sich von einer Position auf der unteren Oberfläche zu einer
Position auf der linken Vorderendenoberfläche der dielektrischen Basis 11 erstreckt,
wie in der Figur gezeigt ist; eine Speisungselektrode ist gebildet,
angezeigt durch 2a und 2b, die sich von einer
Position auf der unteren Oberfläche
zu einer Position auf der linken Vorderendenoberfläche der
dielektrischen Basis 11 erstreckt, wie in der Figur gezeigt
ist; und ferner ist eine Masseelektrode gebildet, angezeigt durch 5a, 5b und 5c,
die sich von einer Position auf der unteren Oberfläche zu einer
Position auf der oberen Oberfläche über die
linke Vorderendenoberfläche
erstreckt. Bei dieser Struktur wird eine elektrostatische Kapazität zum Koppeln
zwischen der Speisungselektrode (hauptsächlich 2a) und den
Strahlungselektroden-Leerlaufenden (hauptsächlich 1c) erzeugt,
während
eine elektrostatische Kapazität
für die
Resonanzschaltung zwischen den Speisungselektroden-Leerlaufenden (hauptsächlich 1d)
und der Masseelektrode (hauptsächlich 5c)
erzeugt wird.
-
Während eine
dielektrische Basis bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
verwendet wird, kann auch ein dielektrisches, magnetisches Material
verwendet werden. In einem solchen Fall, wenn das verwendete Material
eine hohe Permeabilität
aufweist, ist die Impedanz der Elektroden erhöht und entsprechend ist Q geeignet
reduziert, so dass eine Breitfrequenzbandcharakteristik erhalten
werden kann.