TWI719345B

TWI719345B - 天線裝置

Info

Publication number: TWI719345B
Application number: TW107132579A
Authority: TW
Inventors: 森田治; 佐伯明徳; 岡本慶; 小倉聰
Original assignee: 日商森田科技股份有限公司
Priority date: 2018-08-10
Filing date: 2018-09-17
Publication date: 2021-02-21
Also published as: US20210313690A1; WO2020031364A1; JPWO2020031364A1; KR20210031992A; CN112470340B; JP6703726B1; EP3836303A4; TW202010175A; US11417955B2; KR102446177B1; CN112470340A; EP3836303A1; EP3836303B1

Abstract

藉由在1個的天線裝置使連續性地整合於600MHz ~6GHz的頻寬全體，不用切換天線裝置，可與使用頻寬不同的複數種類的通訊裝置進行通訊。　　在從銅製的圓板除去弓形形狀部分之形狀的天線元件(30)的下方，依次層疊有第一絕緣板(40)、調諧板(45)的電容耦合部(45a)、電波吸收體(50)、被折返於電波吸收體(50)的背面之調諧板(45)的接地部(45b)、金屬電鍍膜被形成於表面的調諧電鍍板(55)。　　對於被設在天線元件(30)的圓弧周緣部(32)的一部分之給電部(33)是從半剛性的訊號輸入構件(61)的中心導體(64)給電。訊號輸入構件(61)的外導體(62)是藉由可彈性地變形的導電性緩衝物(80a、80b)所挾持。接地板(85)是與外導體(62)導通，而將接地部(45b)與調諧電鍍板(55)接地。

Description

天線裝置

本發明是有關天線裝置，特別是有關在被使用於第5世代移動體通訊的頻率600MHz~6GHz(通稱Sub6)中，與其他的無線裝置互相通訊，可實施關於其他的無線裝置的通訊試驗之天線裝置。

近年來，在行動電話或智慧型手機等的移動體通訊終端裝置中，電波的收發訊號頻率擴及複數的頻寬。在實施此等的移動體通訊終端裝置的通訊試驗時，須按成為特定的測定對象的每個頻寬來準備被整合於該頻寬的天線，按每個頻寬切換天線。　　作為1個無線電台利用涉及到數百MHz~數GHz的超廣頻寬的頻寬之無線系統，有UWB(Ultra Wide Band)無線系統為人所知。　　在專利文獻1是記載有UWB天線裝置，具備：平面視左右線對稱大略本壘型的平板狀的天線部、及被配置於與天線部同一基板面而與天線部電容耦合之概略平板矩形狀的接地(ground)部。 [先行技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1] 日本特開2008-199371號公報

(發明所欲解決的課題)

但，在被記載於專利文獻1的天線裝置中，VSWR(Voltage Standing Wave Ratio)成為2.0以下的頻寬是3.1GHz~5GHz，該天線裝置是有在被使用於行動電話或智慧型手機之比較低的頻率的800MHz頻帶、1.5GHz頻帶等未對應(整合)的問題。　　本發明是有鑑於上述的情事而研發者，其目的在於提供一種藉由在1個的天線裝置使連續性地整合於600MHz~6GHz的頻寬全體，不用切換天線裝置，可與使用頻寬不同的複數種類的通訊裝置進行通訊之天線裝置。 (用以解決課題的手段)

為了解決上述的課題，本發明的特徵係具備：　　天線元件，其係在周緣部的至少一部分具備圓弧周緣部，且在該圓弧周緣部的一部分具備給電部；　　調諧板，其係在被絕緣於前述天線元件的背面側的狀態下被對向配置，藉由比前述天線元件的最大徑更長的薄板狀的導電體所構成，且將與前述天線元件的背面對向的區域設為電容耦合部；　　電波吸收體，其係被配置於前述調諧板的前述電容耦合部的背面側，吸收從前述天線元件的背面側輻射的電波；　　前述調諧板的過長部分，其係經由前述電波吸收體的側面部來被折返至該電波吸收體的背面側；　　調諧電鍍板，其係被配置於前述電波吸收體的背面側，在表面形成有金屬電鍍膜，且與設在前述調諧板的過長部分的接地部電性連接；及　　接地構件，其係與前述調諧電鍍板電性連接。 (發明的效果)

若根據本發明，則可提供一種藉由在1個的天線裝置使連續性地整合於600MHz~6GHz的頻寬全體，不用切換天線裝置，可與使用頻寬不同的複數種類的通訊裝置進行通訊之天線裝置。

以下，利用圖示的實施形態來詳細說明本發明。但，被記載於此實施形態的構成要素、種類、組合、形狀、其相對配置等是只要無特定性的記載，則不是將此發明的範圍僅限於此的主旨，只不過是說明例。

[第一實施形態：正規模型(Normal Model)] 　　圖1(a)、(b)是表示本發明的第一實施形態的天線裝置的外觀的立體圖。圖2是本發明的第一實施形態的天線裝置的分解立體圖。圖3是表示沿著訊號輸入構件來切斷天線裝置的剖面的立體圖。圖4是表示依據沿著訊號輸入構件的面及與該面正交的面來切斷天線裝置的剖面的立體圖。　　本實施形態的天線裝置是在絕緣體被***於天線元件(antenna element)與調諧板之間的點具有特徵。　　在以下的說明中，將被輻射電磁波的側設為上側(上面)或表側(表面)，且將其相反側設為下側(下面)或背面(背面)進行說明。並且，將同軸連接器的延伸方向設為進深方向，且將與上下方向及進深方向正交的方向設為寬度方向進行說明。

＜天線元件周邊的概要＞　　天線裝置1是具備形成收容各構成構件的中空的收容部之外殼(case)10，外殼10是具備：概略矩形狀的基底11、及被上螺絲固定於基底11的上蓋12。在延伸於上蓋12的寬度方向之一側面板13是貫通形成有：插通同軸連接器60的訊號輸入構件61之同軸構件插通孔14、及用以將同軸連接器60上螺絲固定於側面板13的插通孔15。　　在外殼10的內部是收容有半圓板狀(或弓形狀)的天線元件30。在天線元件30的下方(背面側)是依次層疊有：將天線元件30與其他的構件絕緣之第一絕緣板40、作為短路短線機能的調諧板45、具有預定的厚度t的電波吸收體50、及調諧電鍍板55。另外，圖中符號16是將天線元件30定位於外殼10內的元件導件。

＜天線元件＞　　圖5是從背面側觀察被安裝於天線裝置的天線元件的立體圖。　　天線元件30是具有從圓形的銅板，以一條弦31來將銅板切開分成兩個時，除去兩個弓形狀部分之中小的弓形狀部分後的形狀。天線元件30是在周緣部的至少一部分具備圓弧周緣部32，且在此圓弧周緣部32的一部分具備給電部33。天線元件30是在周緣部的其他部分具備連接圓弧周緣部32的端點間的弦31。

天線元件30是由厚度0.8mm的銅板所構成，其大小是半徑r=35mm，從中心O到弦31的距離L1=19mm。並且，弦31的長度是約59mm。天線元件30的中心角(對於圓弧周緣部32的中心角)是比180度更大，約245度。藉由設為從圓形的銅板除去中心角小的弓形部分之形狀，相較於不除去的情況，可大幅度改善VSWR特性。另外，從天線元件30輻射的電磁波是直線偏波。　　天線元件30是在圓弧周緣部32的適當的位置，更詳細是圓弧周緣部32的中心部具有給電部33。　　天線元件30的大小是考慮電波吸收體的介電常數所致之波長縮短的影響而決定。若假設電波吸收體為聚氨酯來使介電常數5時的波長縮短係數0.45反映至600MHz的λ/4，則縮短波長成為56mm，因此將直徑56mm的圓設為初期形狀。由從此圓慢慢地擴大直徑來實驗的結果，將最終的圓的直徑設為70mm。而且，為了在600MHz附近取得整合，而除去弓形狀部分來設為配置直線緣(弦31)的形狀，弦31的尺寸也是將縮短係數反映至大概600MHz的λ/4後的大小由實驗為最良好的特性，因此採用約59mm作為弦31的尺寸。

＜第一絕緣板＞　　回到圖2，第一絕緣板40是藉由壓克力板或聚氯乙烯板等，具有絕緣性的合成樹脂所構成。第一絕緣板40是實現將天線元件30與電波吸收體50絕緣的任務。第一絕緣板40是被設定成天線元件30與調諧板45不會電性連接，可確實地保持絕緣狀態的大小。

＜調諧板＞　　調諧板45是作為按照與天線元件30的對向面積來與天線元件30電容耦合而取阻抗整合之短線(stub)(短路短線；Short stub)的機能。　　調諧板45是在被絕緣於天線元件30的背面側的狀態下被對向配置。調諧板45是藉由比天線元件30的最大徑(最大寬)更長的薄板狀的導電體所構成。具體而言，調諧板45是概略帶板形狀，藉由長度方向長115mm，寬度方向長25mm，厚度0.05mm的黃銅箔(黃銅箔，導電體)所構成。

調諧板45之中，隔著第一絕緣板40來與天線元件30的背面對向的區域為電容耦合部45a。並且，調諧板45的過長部分(45b，45c)是經由電波吸收體50的側面部來折返至電波吸收體50的背面側。在被折返至電波吸收體50的背面側之過長部分是設有與調諧電鍍板55電性連接的接地部45b。接地部45b是與電波吸收體50的背面對向。在電容耦合部45a與接地部45b之間是配置有連接兩者的連接部45c。　　調諧板45是藉由被彎曲變形成J字狀、U字狀，或被折彎成角U字狀，電容耦合部45a與接地部45b分別被添設於電波吸收體50的表面側及背面側，而將電波吸收體50夾於厚度方向的構成。藉由此構成，電容耦合部45a會隔著第一絕緣板40來與天線元件30的背面對向，設在長度方向的另一端部的接地部45b會與調諧電鍍板55的表面直接對向。

電容耦合部45a是與天線元件30電容耦合。藉由使電容耦合部45a的面積可變，可調整調諧板45與天線元件30之間的電容耦合量(調諧頻率或共振頻率)。　　在本例中，電容耦合部45a是遍及天線元件30的寬度方向的全域來與天線元件30對向。換言之，電容耦合部45a的長度方向長是被設定為具有與天線元件30的直徑大致同等的長度或以上的長度。因此，與天線元件30的電容耦合量是藉由電容耦合部45a的短邊方向長(天線裝置1的進深方向的長度)來調整。　　在此，分別調整被形成於天線元件30與電容耦合部45a之間的耦合電容C1、依據電容耦合部45a的長度方向長而形成的電感L1時，按照利用阻抗圖(參照圖17)的周知的整合戰略手法，在50Ω的同軸電纜取阻抗整合。　　例如，將本例的調諧板45的調諧頻率設定於1.3GHz ~4.5GHz時，調諧板45的長度方向長是可設定為115mm，電容耦合部45a的長度方向長是可設定為74mm，寬度方向長是可設定為25mm。

＜電波吸收體＞　　電波吸收體50是被配置於調諧板45的電容耦合部45a的背面側。電波吸收體50是吸收從天線元件30的背面側被輻射的電波，使衰減。　　電波吸收體50是藉由使碳粉末分散發泡的發泡聚氨酯所構成。電波吸收體50是具有覆蓋天線元件30的全面的大小(面積)。電波吸收體50的電波吸收特性是依其厚度t而決定。　　電波吸收體50是只要具有在天線裝置1所對應(可整合)的頻率的全域中吸收電波的性能即可。在本例中，電波吸收體50是可採用E&C Engineering Co., Ltd.製的ECOSORB AN74(厚度19mm，對應頻率500MHz~9GHz)。

藉由使電波吸收體50接近於天線元件30而配置，電波吸收體50實現在天線裝置1所對應(可整合)的頻率的全域中改善天線裝置1的反射衰減量(回波損耗(return lose))特性的任務。又，由於電波吸收體50具有某程度的彈力性，因此藉由在安裝時被壓縮於天線裝置1的上下方向，實現防止被安裝於外殼10的內部的各構件的位移的任務。例如，藉由將由厚度20mm程度的發泡體所成的電波吸收體50壓縮2mm程度來安裝於外殼10內，可有效地防止安裝於外殼10的內部的其他的各構件的位移。

＜調諧電鍍板＞　　調諧電鍍板55是被配置於電波吸收體50的背面側。調諧電鍍板55的上面的一部分是與電波吸收體50的背面直接對向而接觸，他部是經由調諧板45的接地部45b及後述的接地板(接地構件)85的長度方向的一端部85a來與電波吸收體50的背面對向。調諧電鍍板55是藉由與調諧板45的接地部45b面接觸而電性連接，藉由與接地板85的長度方向的一端部85a面接觸而電性連接。

調諧電鍍板55是在由合成樹脂的ABS樹脂所成的矩形狀平板的上面形成有金屬電鍍膜。此金屬電鍍膜是真空鎳蒸鍍電鍍膜。調諧電鍍板55是一邊為48mm的正方形狀，厚度為1mm。　　調諧電鍍板55是經由調諧板45來與天線元件30電容耦合，主要實現取得比較低的頻寬的600MHz~1.5GHz頻寬的電磁波的調諧之任務。另外，調諧電鍍板55是由實驗的結果，只要被配置為其面積的85%以上位於天線元件30的正下面，便足夠實現上述任務。　　並且，調諧電鍍板55是實現防止從天線裝置1的下面往外部的電波洩漏之屏蔽的任務。

＜給電、接地部周邊的概要＞　　說明有關給電至天線元件30，且將天線裝置1的各部接地之訊號輸入構件周邊的構成。　　天線裝置1具備：　　同軸連接器60，其係具有：中心導體64被電性･機械性固定於天線元件30的給電部33的訊號輸入構件61；　　可彈性地變形的導電性緩衝物80(80a，80b)，其係至少在外周部(外面)具有布狀的導電體，挾持訊號輸入構件61的外導體62；及　　接地板(接地構件)85，其係與訊號輸入構件61的外導體62導通，且一部分與調諧板45的接地部45b接觸。　　在導電性緩衝物80與天線元件30之間是被***將兩者絕緣的第二絕緣板81。在第二絕緣板81中，使訊號輸入構件61的中心導體64從側面板13側朝向天線元件30側而通過的縫隙81a會被形成於上下方向。

＜同軸連接器＞　　同軸連接器60是具備：　　被配置於軸方向一端部的訊號輸入構件61；　　被配置於軸方向中間部，而與訊號輸入構件61的外導體62導通的凸緣部67；及　　被配置於軸方向另一端部，而與訊號輸入構件61的各導體導通，裝卸自如地連接傳送電纜的連接器部71(同軸容器(receptacle))。

訊號輸入構件61是半剛性的同軸構件，經由同軸構件插通孔14來***至外殼10內。訊號輸入構件61的外導體62是藉由無縫的金屬製的圓筒體所構成。在外導體62的中空部內是隔著氟樹脂或聚醯亞胺等的絕緣體63來收容中心導體64。在本例中，訊號輸入構件61的外導體62為銅製，中心導體64為銀電鍍銅覆鋼線。　　中心導體64的軸方向一端部64a是超過外導體62的軸方向一端緣而突出至外方。換言之，外導體62是在軸方向的另一端部包圍中心導體64。露出於外部的中心導體64的軸方向一端部64a是對於設在天線元件30的背面的給電部33藉由焊錫來固定。訊號輸入構件61的軸方向是以天線裝置1作為基準延伸於其進深方向，對於天線元件30是延伸於沿著圓弧周緣部32的接線的方向，亦即與弦31正交的方向。

在凸緣部67的適當的位置是插通螺絲77的軸部之插通孔68會被貫通形成。凸緣部67是被固定於上蓋12的側面板13。在側面板13的內側面是添設具有螺孔74的連接器板73，該螺孔74是形成有螺紋。並且，在連接器板73的面內適當的位置是形成有使訊號輸入構件61通過的電纜插通部75。凸緣部67及連接器板73是藉由鐵等的導體所構成。　　同軸連接器60是以使連接器板73的螺孔74與分別被形成於側面板13及凸緣部67的插通孔15，68連通的狀態，將螺絲77的軸部***至各孔內而螺接於螺孔74，藉此被固定於上蓋12的側面板13。由於連接器板73是經由導電性的螺絲77來與凸緣部67導通，因此連接器板73是與訊號輸入構件61的外導體62也導通。

連接器部71是SMA(Sub Miniature Type A)型的50Ω連接器，裝卸自如地連接傳送高頻訊號的同軸型的電纜之傳送電纜。藉由將傳送電纜連接至連接器部71，傳送電纜的內導體與訊號輸入構件61的中心導體64會導通，傳送電纜的外導體與訊號輸入構件61的外導體62會導通。

＜接地板＞　　接地板85是在本實施形態的天線裝置1所對應的全部的頻寬(600MHz~6GHz)中，改善VSWR(Voltage Standing Wave Ratio)特性的手段。　　接地板85是概略矩形形狀，由厚度0.05mm的黃銅箔(黃銅箔)所構成。接地板85的寬度方向長是45mm，與導電性緩衝物80的寬度方向長相同。與接地板85的寬度方向正交的方向的長度(長度方向長)是被設定成接地板85可將導電性緩衝物80、調諧電鍍板55及調諧板45直接或間接地接地的長度。

接地板85是一部分(在本例是長度方向的中間部)會被配置於側面板13的內側面與連接器板73之間，藉由螺絲77來與側面板13及凸緣部67一起鎖緊於連接器板73，藉此被固定位置於外殼10內。並且，接地板85是與連接器板73緊貼，藉此經由螺絲77來與訊號輸入構件61的外導體62導通。接地板85是在安裝時使長度方向的適當的位置屈曲或彎曲變形，藉此在外殼10內成為被變形成概略J字狀、L字狀、U字形狀或角U字形狀的姿勢。在本例中，接地板85的長度方向的一端部85a是與調諧電鍍板55的表面及調諧板45的接地部45b的適當的位置面接觸，長度方向的另一端部85b是與導電性緩衝物80面接觸而將各構件接地。　　另外，長度方向的另一端部85b側是被設定成超過第二絕緣板81而在天線元件30側是不突出的長度。亦即，接地板85是與天線元件30的上面不對向。

＜導電性緩衝物＞　　導電性緩衝物80(80a，80b)是將訊號輸入構件61的外導體62從上下方向夾於之間而保持，藉此與外導體62導通。並且，導電性緩衝物80是藉由被推壓於外導體62而變形，實現在天線裝置1的內部使訊號輸入構件61的上下方向位置安定的任務。　　導電性緩衝物80是以可彈性地變形的發泡體作為芯材，藉由使導電性的布材一體化於其外周部來構成。發泡體是最好由發泡聚氨酯、發泡氯丁橡膠、橡膠海綿等的絕緣體所構成。發泡體是亦可使用導電性的胺甲酸乙酯泡沫等。導電性的布材是藉由例如編或織金屬纖維等來形成的網狀的導電體，例如可對銅實施鍍鎳的金屬線材等來形成網狀物。另外，導電性的布材是亦可為不織布。

導電性緩衝物80是被配置為其長度方向會沿著與訊號輸入構件61的軸方向交叉的方向(大概正交的方向)，亦即天線裝置1的寬度方向而延伸。導電性緩衝物80的調諧頻率是可藉由天線裝置1的寬度方向的導電性緩衝物80的長度來調整。　　在此，分別調整被形成於導電性緩衝物80與接地板85之間的耦合電容C2、依據導電性緩衝物80的長度而形成的電感L2時，按照利用阻抗圖(參照圖17)的周知的整合戰略手法，在50Ω的同軸電纜取阻抗整合。　　例如，被配置於訊號輸入構件61的上側之導電性緩衝物80a是可設為厚度(上下方向長)4mm×寬度(進深方向長)10mm×長度45mm，被配置於訊號輸入構件61的下側之導電性緩衝物80b是可設為厚度8mm×寬度10mm×長度45mm。在本例中，導電性緩衝物80的調諧頻率是4.5GHz ~6GHz。

＜電的流動＞　　天線裝置1處於收訊狀態時，從外部來到的電波是以天線元件30來拾取，通過訊號輸入構件61來被誘導至連接器部71。　　另一方面，天線裝置1處於送訊狀態時，被供給至連接器部71的電波是通過訊號輸入構件61來被供給至天線元件30，電波會被放射至空間。

＜效果＞　　如以上般，若根據本實施形態，則採用相對於在天線裝置1所對應(可整合)的頻率(600MHz~6GHz)的波長/4(125mm~12.5mm)考慮了波長縮短的波長充分大的天線元件30，按照各頻寬來安裝改善回波損耗特性的構件。具體而言，調諧電鍍板55是主要改善600MHz~1.5GHz頻寬的回波損耗特性，調諧板45是主要改善1.3GHz~4.5GHz頻帶的回波損耗特性，導電性緩衝物80是主要改善4.5~6GHz頻寬的回波損耗特性。並且，電波吸收體50是在500MHz~ 9GHz頻寬中改善回波損耗特性。　　藉由如此按照各頻寬來安裝改善回波損耗特性的構件，可在一個的天線裝置實施廣範圍的頻寬的電波計測。並且，藉由謀求活用介電常數的整合，波長會被縮短化，可使天線裝置小型化。

[第二實施形態：NFC模型] 　　圖6(a)、(b)是表示本發明的第二實施形態的天線裝置的外觀的立體圖。圖7是本發明的第二實施形態的天線裝置的分解立體圖。　　本實施形態的天線裝置是在具備根據NFC(Near Field Communication)進行無線通訊的NFC基板之點具有特徵。以下，有關與第一實施形態同樣的構成是附上相同的符號而省略其說明。

天線裝置2是具備被配置於天線元件30的上方(表面側)之NFC基板90。NFC基板90是被挾持於元件導件16與上蓋12的上面板17之間，藉此在與天線元件30是非接觸狀態下被收容於外殼10內。NFC基板90是在端緣部的適當的位置具備USB(Universal Serial Bus)端子91，作為有線通訊用的連接端子。USB端子91是經由被貫通形成於上蓋12的任意的側面板18之USB端子孔19來露出至外部。

NFC是利用13.56MHz的頻率之通訊距離10cm程度的近距離無線通訊規格。亦即，NFC基板90是以和天線元件30所輻射的頻寬不同的頻寬來進行近距離無線通訊的通訊基板。NFC基板90是介於可連接至USB端子91的個人電腦等的資訊處理裝置與可進行依據NFC的通訊的無線通訊終端裝置之間，實現資訊處理裝置與無線通訊終端裝置之間的雙方向通訊。在此，所謂無線通訊終端裝置是例如行動電話或智慧型手機、Wi-Fi路由器等，藉由無線進行資訊的收發訊號的裝置，成為使用天線裝置2的各頻寬(在600MHz~6GHz中所含的任一的頻率範圍)的通訊試驗的對象之試驗對象物。

若根據本實施形態，則利用天線裝置2來進行各頻寬(在600MHz~6GHz的範圍內任一的頻寬)的通訊試驗時，資訊處理裝置可從無線通訊終端裝置依據NFC取得通訊結果、及可發送命令，使從資訊處理裝置對於無線通訊終端裝置依據NFC產生對應於試驗內容的電波。

[圖表的說明] ＜天線系統及計測系統＞　　圖8(a)是表示使用本發明之一實施形態的天線裝置的天線系統及計測系統的方塊圖，圖8(b)是表示用在該計測系統的校正之校準套件(calibrate kit)的立體圖。　　圖8(a)所示的天線系統300是具備1對的天線裝置，將各天線裝置設為第一天線裝置301及第二天線裝置303，藉由對向於第一天線裝置301的放射方向而配置的第二天線裝置303來接收從第一天線裝置301放射的電波。

計測系統310是具備網路分析器315、監視器313，在網路分析器305的端子P1與第一天線裝置301的連接器之間連接同軸電纜307，在端子P2與第二天線裝置303的連接器之間連接同軸電纜309。　　更在網路分析器315的監視器端子305m與監視器313的端子313m之間連接監視器電纜311。另外，網路分析器315是例如使用ANRITSU CORPORATION製的MS46322B。　　天線裝置是對於被測定物接近(緊貼)而配置，為了測定例如從被測定物放射的電波而使用。被測定物是以行動電話、移動終端機等的產生電磁波者作為對象，例如，以利用600MHz~6GHz的頻寬之通訊機器(Sub6)作為對象。　　計測系統310是適於測定天線系統300所具備的第一天線裝置301與第二天線裝置303之間的耦合特性、反射衰減量特性。

如此，天線裝置1是對於被測定物配置於所望的位置或被密接配置於所望的位置，接收從被測定物放射的電波。　　而且，藉由在第一天線裝置301與第二天線裝置303之間配置被測定物，可測定從被測定物放射的電波，或在被測定物收訊時，可測定被測定物所造成的影響程度。

在圖8(a)所示的計測系統310中，將圖8(b)所示的校準套件320使用於校正。　　在校準套件320是具備：連接器320S(SHORT)、連接器320o(OPEN)、連接器320L(LOAD)、連接器320T(THRU)的4個的連接器。另外，在校準套件320是例如使用ANRITSU CORPORATION製的TOSLKF50A-40。

＜計測系統的校準程序＞　　圖9是表示圖8所示的計測系統的校準程序的流程圖。詳細是表示在天線裝置1的反射衰減量特性、耦合特性的測定之前進行的計測系統310的校準程序。　　在步驟S5中，對於網路分析器315輸入測定頻率(例如500MHz~6.2GHz)。　　在步驟S10中，對於網路分析器315設定成校準CAL模式。　　在步驟S15中，在被連接至網路分析器315的端子P1的同軸電纜307的前端連接校準套件的連接器320S，將同軸電纜307的前端形成短路狀態(SHORT)。　　在步驟S20中，網路分析器315會按照使用者的操作來進行測定器內運算。　　在步驟S25中，在被連接至網路分析器315的端子P1的同軸電纜307的前端連接校準套件的連接器320o，將同軸電纜307的前端形成開放狀態(OPEN)。　　在步驟S30中，網路分析器315會按照使用者的操作來進行測定器內運算。　　在步驟S35中，在被連接至網路分析器315的端子P1的同軸電纜307的前端連接校準套件的連接器320L，形成負荷(例如50Ω)被連接至同軸電纜307的前端的負荷狀態(LOAD)。　　在步驟S40中，網路分析器315會按照使用者的操作來進行測定器內運算。

在步驟S45中，在被連接至網路分析器315的端子P2的同軸電纜309的前端連接校準套件的連接器320S，將同軸電纜309的前端形成短路狀態(SHORT)。　　在步驟S50中，網路分析器315會按照使用者的操作來進行測定器內運算。　　在步驟S55中，在被連接至網路分析器305的端子P2的同軸電纜309的前端連接校準套件的連接器320o，將同軸電纜309的前端形成開放狀態(OPEN)。　　在步驟S60中，網路分析器315會按照使用者的操作來進行測定器內運算。　　在步驟S65中，在被連接至網路分析器315的端子P2的同軸電纜309的前端連接校準套件的連接器320L，形成負荷(例如50Ω)被連接至同軸電纜309的前端的負荷狀態(LOAD)。　　在步驟S70中，網路分析器315會按照使用者的操作來進行測定器內運算。

在步驟S75中，在被連接至網路分析器315的端子P1、P2的同軸電纜307、309的前端連接校準套件的連接器320T，將同軸電纜307、309的前端彼此間形成通過狀態(THRU)。　　在步驟S70中，網路分析器315會按照使用者的操作來進行測定器內運算。　　此結果，對於包含網路分析器315、同軸電纜307、309的計測系統，可在被設定的頻寬中將振幅特性、反射衰減量特性、相位特性等校正成平坦的狀態。

＜反射衰減量測定程序＞　　圖10是表示在圖8所示的計測系統中進行的反射衰減量測定程序的流程圖。　　在步驟S105中，在被連接至網路分析器315的端子P1的同軸電纜307的前端連接第一天線裝置301的連接器，形成可測定狀態。　　在步驟S110中，網路分析器315會按照使用者的操作來進行測定器內運算，在監視器313顯示反射衰減量。此時，從網路分析器315的端子P1輸出的頻寬的掃頻中的電力會被反射於第一天線裝置301，測定從第一天線裝置301回來的電力。

＜耦合損失特性的測定程序＞　　圖11是表示在圖8所示的計測系統中進行的耦合損失特性的測定程序的流程圖。　　在步驟S155中，在被連接至網路分析器315的端子P1之同軸電纜307的前端連接第一天線裝置301的連接器，形成可測定狀態。　　在步驟S160中，網路分析器315會進行測定器內運算，在監視器313顯示第一天線裝置301的反射衰減量。　　在步驟S165中，在被連接至網路分析器315的端子P2的同軸電纜309的前端連接第二天線裝置303的連接器，形成可測定狀態。　　在步驟S170中，網路分析器315會進行測定器內運算，在監視器313顯示第二天線裝置303的反射衰減量。　　在步驟S175中，將第一天線裝置301與第二天線裝置303對向而接近(密接)。　　在步驟S180中，網路分析器315會進行測定器內運算，將第一天線裝置301與第二天線裝置303之間的耦合特性、及反射衰減量顯示於監視器313。

＜正規模型的標準特性＞　　圖12是表示在第一實施形態中被構成的第一天線裝置301為正規模型時的反射衰減量的標準特性的曲線圖。　　在圖12中，(a)是顯示-10.9dB的極限線(imit line)，(b)是表示第一天線裝置301的標準特性。　　第一天線裝置301為正規模型時，在頻率600MHz~ 6GHz的頻寬中，顯示反射衰減量(回波損耗)為-10.9dB以上(若為VSWR則1.8以下)的特性。

＜NFC模型的標準特性＞　　圖13是表示在第二實施形態中被構成的第一天線裝置301為NFC模型時的反射衰減量的標準特性的曲線圖。　　在圖13中，(a)是顯示-10.9dB的極限線，(b)是表示第一天線裝置301的標準特性。　　第一天線裝置301為NFC模型時，NFC基板90為藉由具有預定的面積的兩面基板所構成，因此影響頻率600MHz ~6GHz的頻寬的反射衰減量(回波損耗)。　　但，如(b)所示般，在頻率600MHz~6GHz的頻寬中，顯示反射衰減量(回波損耗)為-10.9dB以上(若為VSWR則1.8以下)的特性。

＜調諧板所致的效果＞　　圖14是表示顯現第一天線裝置301的調諧板所致的效果的比較特性的曲線圖。　　在圖14中，(a)是顯示-10.9dB的極限線，(b)是表示第一天線裝置301的標準特性(有調諧板45)，(c)是表示無調諧板45時的特性，(d)是調諧板45未調整時的特性。　　無調諧板時的特性(c)、調諧板45未調整時的特性(d)是在500MHz~1GHz附近超過-10.9dB的極限線(a)。　　相對於此，被設在第一天線裝置301的調諧板45被調整的標準特性(有調諧板45)(b)是在1.9GHz附近產生-35dB~ -39dB的強共振。

＜調諧電鍍板所致的效果＞　　圖15是表示顯現第一天線裝置301的調諧電鍍板所致的效果的比較特性的曲線圖。　　在圖15中，(a)是顯示-10.9dB的極限線，(b)是表示第一天線裝置301的標準特性(有調諧電鍍板55)，(c)是表示無調諧電鍍板55時的特性，(d)是表示將基底11的內面全電鍍時的特性。　　無調諧電鍍板55時的特性(c)、調諧電鍍板55未調整時的特性(d)是在500MHz~1.2GHz附近接近-10.9dB的極限線(a)。　　相對於此，被設在第一天線裝置301的調諧電鍍板55被調整的標準特性(有調諧電鍍板55)(b)是在1.9GHz附近產生-35dB~-39dB的強共振。

＜導電性緩衝物所致的效果＞　　圖16是表示顯現第一天線裝置301的導電性緩衝物所致的效果的比較特性的曲線圖。　　圖16(a)是顯示-10.9dB的極限線，(b)是表示第一天線裝置301的標準特性(有導電性緩衝物80)，(c)是表示對於標準特性，無導電性緩衝物80時的特性，(d)是表示裝填導電性緩衝物80時的特性。　　無導電性緩衝物80時的特性(c)是在500MHz~6GHz中超過-10.9dB的極限線(a)。　　裝填了導電性緩衝物80時的特性(d)是在700MHz~ 1.2GHz附近超過-10.9dB的極限線(a)，另一方面，在3.8GHz~4GHz附近產生-35dB~-40數dB的強共振。　　相對於此，被設在第一天線裝置301的導電性緩衝物80被調整的標準特性(有導電性緩衝物)(b)是在1.9GHz~ 2GHz附近產生-35dB~-39dB的強共振。特別是(b)在6GHz的高頻域有效果。

＜阻抗圖＞　　圖17是為了取得天線裝置1的阻抗整合而使用的阻抗圖。　　阻抗圖是被用在RF(Radio Frequency)或微波的阻抗整合的設計，横軸為阻抗Z的實部(電阻成分)，縱軸為表示虛部(電抗成分)。左端是相當於Z=0(全透過)，右端是相當於Z=∞(全反射)。並且，在周圍表示的角度是電壓反射係數的相位θ(ANG：angle)。中心Z0是相當於負荷與傳送路整合後的狀態，通常是50Ω，但在阻抗圖中，以輸入阻抗為基準正規化而以1.0來表現。

[本發明的實施形態例及作用、效果的總結] ＜第一實施形態＞　　本形態的天線裝置1的特徵係具備：　　天線元件30，其係在周緣部的至少一部分具備圓弧周緣部32，且在該圓弧周緣部的一部分具備給電部33；　　調諧板45，其係在被絕緣於天線元件的背面側的狀態下被對向配置，藉由比天線元件的最大徑更長的薄板狀的導電體所構成，且將與天線元件的背面對向的區域設為電容耦合部45a；　　電波吸收體50，其係被配置於調諧板的電容耦合部的背面側，吸收從天線元件的背面側輻射的電波；　　調諧板的過長部分(45b、45c)，其係經由電波吸收體的側面部來被折返至該電波吸收體的背面側；　　調諧電鍍板55，其係被配置於電波吸收體的背面側，在表面形成有金屬電鍍膜，且與設在調諧板的過長部分的接地部45b電性連接；及　　接地構件(接地板85)，其係與調諧電鍍板電性連接。　　若根據本形態，則可提供一種藉由在1個的天線裝置使連續性地整合於600MHz~6GHz的頻寬全體，不用切換天線裝置，可與使用頻寬不同的複數種類的通訊裝置進行通訊之天線裝置。　　亦即，配置電波吸收體作為在全頻寬中改善從天線元件30輻射的頻率的反射衰減量特性之構件，配置調諧板及調諧電鍍板作為在各頻寬中改善頻率特性之構件，藉此在600MHz~6GHz的頻寬全體中取阻抗整合，VSWR可為1.8以下。

＜第二、第三實施形態＞　　本形態的天線裝置1是以藉由使調諧板45的電容耦合部45a的面積可變來調整與天線元件30的調諧頻率作為特徵。　　並且，以調諧板的調諧頻率是1.3GHz~4.5GHz作為特徵。　　若根據本形態，則藉由使天線元件與調諧板電容耦合，可將特定的頻寬，具體而言是中間的頻率1.3GHz~ 4.5GHz的反射衰減量特性改善整合。

＜第四、五實施形態＞　　在本形態的天線裝置1中，以天線元件30與調諧電鍍板55是經由調諧板45來電容耦合作為特徵。　　並且，以調諧電鍍板的調諧頻率是600MHz~1.5GHz作為特徵。　　若根據本形態，則藉由使天線元件與調諧電鍍板電容耦合，可將特定的頻寬，具體而言是比較低的頻率600 MHz~1.5GHz的反射衰減量特性改善整合。

＜第六實施形態＞　　本形態的天線裝置1是以具備訊號輸入構件61及可彈性變形的導電性緩衝物80a，80b作為特徵，　　該訊號輸入構件61是具備：軸方向一端部64a被電性連接至給電部33的中心導體64、及隔著絕緣體63來包圍中心導體的軸方向另一端部的外導體62；　　該可彈性地變形的導電性緩衝物80a，80b是至少在外周部具有導電體，挾持外導體。　　在本形態中雖是對於天線元件30藉由訊號輸入構件來給電，但藉由利用導電性緩衝物來夾住訊號輸入構件，可改善比較高的頻寬的頻率特性。

＜第七、八實施形態＞　　在本形態的天線裝置1中，導電性緩衝物80是以被配置為長度方向會延伸於與訊號輸入構件61的軸方向交叉的方向，藉由調整導電性緩衝物的長度方向長來調整與天線元件30的調諧頻率作為特徵。　　並且，以導電性緩衝物的調諧頻率是4.5GHz~6GHz作為特徵。　　若根據本形態，則可藉由導電性緩衝物來改善4.5GHz ~6GHz的反射衰減量特性。

＜第九實施形態＞　　在本形態的天線裝置1中，以接地構件(接地板85)是與訊號輸入構件61的外導體62導通作為特徵。　　若根據本形態，則經由接地構件，調諧板45與調諧電鍍板55會被接地，有助於在必要的頻寬的反射衰減量特性的改善且整合。

＜第十實施形態＞　　本形態的天線裝置2是以NFC基板90被配置於天線元件30的表面側作為特徵。　　在此，NFC基板是可使個人電腦等的資訊處理裝置與無線通訊終端裝置之間的雙方向通訊形成可能的基板，該個人電腦等的資訊處理裝置是可經由設在NFC基板的USB端子等的有線通訊用的連接端子來連接，該無線通訊終端裝置是可根據NFC通訊規格進行通訊。　　若根據本形態，則在利用天線裝置來進行無線通訊終端裝置的通訊試驗時，資訊處理裝置可從無線通訊終端裝置依據NFC取得通訊結果，及可發送命令，使從資訊處理裝置對於無線通訊終端裝置依據NFC產生對應於試驗內容的電波。

1、2‧‧‧天線裝置10‧‧‧外殼11‧‧‧基底12‧‧‧上蓋13‧‧‧側面板14‧‧‧同軸構件插通孔15‧‧‧插通孔16‧‧‧元件導件17‧‧‧上面板18‧‧‧側面板19‧‧‧USB端子孔30‧‧‧天線元件31‧‧‧弦32‧‧‧圓弧周緣部33‧‧‧給電部40‧‧‧第一絕緣板45‧‧‧調諧板45a‧‧‧電容耦合部45b‧‧‧接地部45c‧‧‧連接部50‧‧‧電波吸收體55‧‧‧調諧電鍍板60‧‧‧同軸連接器61‧‧‧訊號輸入構件62‧‧‧外導體63‧‧‧絕緣體64‧‧‧中心導體64a‧‧‧軸方向一端部67‧‧‧凸緣部68‧‧‧插通孔71‧‧‧連接器部73‧‧‧連接器板74‧‧‧螺孔75‧‧‧電纜插通部77‧‧‧螺絲80‧‧‧導電性緩衝物80a‧‧‧導電性緩衝物80b‧‧‧導電性緩衝物81‧‧‧第二絕緣板81a‧‧‧縫隙85‧‧‧接地板85a‧‧‧一端部85b‧‧‧另一端部90‧‧‧NFC基板91‧‧‧USB端子300‧‧‧天線系統301‧‧‧第一天線裝置303‧‧‧第二天線裝置305‧‧‧網路分析器305m‧‧‧監視器端子307‧‧‧同軸電纜309‧‧‧同軸電纜310‧‧‧計測系統311‧‧‧監視器電纜313‧‧‧監視器313m‧‧‧端子320‧‧‧校準套件320L‧‧‧連接器320S‧‧‧連接器320T‧‧‧連接器320o‧‧‧連接器

圖1(a)、(b)是表示本發明的第一實施形態的天線裝置的外觀的立體圖。　　圖2是本發明的第一實施形態的天線裝置的分解立體圖。　　圖3是表示沿著訊號輸入構件來切斷天線裝置的剖面的立體圖。　　圖4是表示依據沿著訊號輸入構件的面及與該面正交的面來切斷天線裝置的剖面的立體圖。　　圖5是從背面側觀察被安裝於天線裝置的天線元件的立體圖。　　圖6(a)、(b)是表示本發明的第二實施形態的天線裝置的外觀的立體圖。　　圖7是本發明的第二實施形態的天線裝置的分解立體圖。　　圖8(a)是表示使用本發明之一實施形態的天線裝置的天線系統及計測系統的方塊圖，(b)是表示用在該計測系統的校正之校準套件的立體圖。　　圖9是表示圖8所示的計測系統的校準程序的流程圖，詳細是表示在天線裝置的反射衰減量特性、耦合特性的測定之前進行的計測系統的校準程序。　　圖10是表示在圖8所示的計測系統中進行的反射衰減量測定程序的流程圖。　　圖11是表示在圖8所示的計測系統中進行的耦合損失特性的測定程序的流程圖。　　圖12是表示在第一實施形態中被構成的第一天線裝置為正規模型時的反射衰減量的標準特性的曲線圖。　　圖13是表示在第二實施形態中被構成的第一天線裝置為NFC模型時的反射衰減量的標準特性的曲線圖。　　圖14是表示顯現第一天線裝置的調諧板所致的效果的比較特性的曲線圖。　　圖15是表示顯現第一天線裝置的調諧電鍍板所致的效果的比較特性的曲線圖。　　圖16是表示顯現第一天線裝置的導電性緩衝物所致的效果的比較特性的曲線圖。　　圖17是為了取得天線裝置的阻抗整合而使用的阻抗圖。

1‧‧‧天線裝置

10‧‧‧外殼

11‧‧‧基底

12‧‧‧上蓋

13‧‧‧側面板

14‧‧‧同軸構件插通孔

15‧‧‧插通孔

16‧‧‧元件導件

30‧‧‧天線元件

31‧‧‧弦

32‧‧‧圓弧周緣部

33‧‧‧給電部

40‧‧‧第一絕緣板

45‧‧‧調諧板

45a‧‧‧電容耦合部

45b‧‧‧接地部

45c‧‧‧連接部

50‧‧‧電波吸收體

55‧‧‧調諧電鍍板

60‧‧‧同軸連接器

61‧‧‧訊號輸入構件

62‧‧‧外導體

64‧‧‧中心導體

67‧‧‧凸緣部

68‧‧‧插通孔

71‧‧‧連接器部

73‧‧‧連接器板

77‧‧‧螺絲

80a‧‧‧導電性緩衝物

80b‧‧‧導電性緩衝物

81‧‧‧第二絕緣板

81a‧‧‧縫隙

85‧‧‧接地板

85a‧‧‧一端部

85b‧‧‧另一端部

Claims

一種天線裝置，其特徵係具備：　　天線元件，其係在周緣部的至少一部分具備圓弧周緣部，且在該圓弧周緣部的一部分具備給電部；　　調諧板，其係在被絕緣於前述天線元件的背面側的狀態下被對向配置，藉由比前述天線元件的最大徑更長的薄板狀的導電體所構成，且將與前述天線元件的背面對向的區域設為電容耦合部；　　電波吸收體，其係被配置於前述調諧板的前述電容耦合部的背面側，吸收從前述天線元件的背面側輻射的電波；　　前述調諧板的過長部分，其係經由前述電波吸收體的側面部來被折返至該電波吸收體的背面側；　　調諧電鍍板，其係被配置於前述電波吸收體的背面側，在表面形成有金屬電鍍膜，且與設在前述調諧板的過長部分的接地部電性連接；及　　接地構件，其係與前述調諧電鍍板電性連接。
如申請專利範圍第1項之天線裝置，其中，藉由使前述調諧板的前述電容耦合部的面積可變，調整與前述天線元件的調諧頻率。
如申請專利範圍第1或2項之天線裝置，其中，前述調諧板的調諧頻率為1.3GHz~4.5GHz。
如申請專利範圍第1至3項中的任一項所記載之天線裝置，其中，前述天線元件與前述調諧電鍍板，係經由前述調諧板來電容耦合。
如申請專利範圍第1至4項中的任一項所記載之天線裝置，其中，前述調諧電鍍板的調諧頻率為600MHz ~1.5GHz。
如申請專利範圍第1至5項中的任一項所記載之天線裝置，其中，具備：　　訊號輸入構件，其係具備：軸方向一端部被電性連接至前述給電部的中心導體、及隔著絕緣體來包圍前述中心導體的軸方向另一端部的外導體；及　　可彈性地變形的導電性緩衝物，其係至少在外周部具有導電體，挾持前述外導體。
如申請專利範圍第6項之天線裝置，其中，前述導電性緩衝物，係被配置為長度方向延伸於與前述訊號輸入構件的軸方向交叉的方向，藉由調整前述導電性緩衝物的長度方向長來調整與前述天線元件的調諧頻率。
如申請專利範圍第6或7項之天線裝置，其中，前述導電性緩衝物的調諧頻率為4.5GHz~6GHz。
如申請專利範圍第6至8項中的任一項所記載之天線裝置，其中，前述接地構件，係與前述訊號輸入構件的前述外導體導通。
如申請專利範圍第1至9項中的任一項所記載之天線裝置，其中，NFC基板被配置於前述天線元件的表面側。