專利名稱：天線裝置及使用該天線裝置的無線通信機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及用于移動通信等的天線裝置及使用該天線裝置的無線通信機。


圖10示出現(xiàn)有的倒F形天線。倒F形天線10由底板11、輻射導(dǎo)體元件12、將底板11和輻射導(dǎo)體元件12短接的短接部14以及向天線供電的供電部15構(gòu)成。該倒F形天線的特性如圖9所示、它的頻帶窄。
這種天線裝置具備平面狀第1輻射導(dǎo)體元件和螺旋狀第2輻射導(dǎo)體元件。進(jìn)一步，供電部由平面狀元件構(gòu)成、配置在平面狀第1輻射導(dǎo)體元件和底板之間，由電磁耦合供電、這樣就能更進(jìn)一步寬頻帶化。
圖1B是電話機的剖面圖。
圖2A是顯示實施方式1中天線裝置概略構(gòu)成的立體圖。
圖2B是實施方式1中天線裝置的剖面圖。
圖3是顯示實施方式1中其他便攜式電話機概略構(gòu)成的剖面圖。
圖4是顯示實施方式1中頻率與電壓駐波比關(guān)系的特性圖。
圖5A是顯示本發(fā)明實施方式2中天線裝置的概略構(gòu)成的立體圖。
圖5B是實施方式2中天線裝置的側(cè)視圖。
圖5C是實施方式2中天線裝置的俯視圖。
圖6是顯示實施方式2中頻率與電壓駐波比關(guān)系的特性圖。
圖7A是顯示實施方式2中天線裝置變形例概略構(gòu)成的立體圖。
圖7B是實施方式2中天線裝置變形例的側(cè)視圖。
圖7C是實施方式2中天線裝置變形例的俯視圖。
圖8A是顯示實施方式2中天線裝置其他變形例概略構(gòu)成的立體圖。
圖8B是實施方式2中天線裝置其他變形例的側(cè)視圖。
圖8C是實施方式2中天線裝置其他變形例的俯視圖。
圖9是顯示現(xiàn)有天線裝置的頻率與電壓駐波比關(guān)系的特性圖。
圖10是現(xiàn)有天線裝置的立體圖。符號說明1—便攜式電話機，2—機殼，3—母板，4—電池組，5—液晶面板，6—操作按紐，10—天線裝置，11—底板，12—第1輻射導(dǎo)體元件，13—第2輻射導(dǎo)體元件，14—短接部，15—供電部，16—電介質(zhì)襯墊，17—連接端子。
在圖1A的結(jié)構(gòu)中、母板3上的遮護(hù)板11能用作底板。此外，在本實施方式中天線裝置形成在便攜式電話機的遮護(hù)板上，也可以利用內(nèi)藏在母板內(nèi)的內(nèi)層底板(圖中未示出)將天線裝置直接形成在母板上。
還有，根據(jù)便攜式電話機1的機殼2的形狀，天線裝置也能變形為圖3所示天線裝置10a的形狀。
圖2A是本發(fā)明實施方式1中天線裝置10的立體圖，圖2B是其剖面圖。天線裝置10具備底板11、平面狀第1輻射導(dǎo)體元件12、螺旋狀第2輻射導(dǎo)體元件13、短接部14、供電部15，平面狀第1輻射導(dǎo)體元件12與底板平行配置、螺旋狀第2輻射導(dǎo)體元件13與底板平行配置并與所述第1輻射導(dǎo)體元件連接、短接部14形成在底板一角的上部、供電部15平面狀形成在底板中央的上部與平面狀第1輻射導(dǎo)體元件和底板絕緣。進(jìn)一步，在電介質(zhì)襯墊16的表面上形成第1輻射導(dǎo)體元件12、短接部14及供電部15，在它的內(nèi)部形成第2輻射導(dǎo)體元件13及供電元件15a，由電介質(zhì)襯墊16能夠保持各元件的穩(wěn)定，與此同時，由于電介質(zhì)的波長短縮效應(yīng)能夠更進(jìn)一步小型化。此外，將這些全部形成在電介質(zhì)襯墊16內(nèi)或者像本實施方式那樣將一部分形成在它的表面、一部分形成在它的內(nèi)部，都能得到同樣的結(jié)果，并不僅限于本實施方式。
圖4示出圖2A、圖2B天線裝置的阻抗特性。圖4中的標(biāo)識示出頻率為880MHz、960MHz、1710MHz、1990MHz。圖9示出圖10中現(xiàn)有天線裝置的阻抗特性。圖9中的標(biāo)識示出頻率為1710MHz、1990MHz。將兩圖比較一下就可以明白，在圖2A中天線裝置在兩個頻帶中諧振。這是由于平面狀的第1輻射導(dǎo)體元件12和螺旋狀的第2輻射導(dǎo)體元件13能夠得到不同的諧振頻率。進(jìn)一步，采用螺旋狀的輻射導(dǎo)體元件也能使天線裝置小型化。
還有，用平面狀元件形成供電部15，使之與各輻射導(dǎo)體元件12、13電磁耦合，由此，使它能夠比通常的供電方法有更寬的頻帶。這是因為采用電磁耦合供電起到匹配電路作用的結(jié)果。
還有，由于供電部15配置在底板11中央的上部，也能拓寬頻帶。這是因為供電部配置在底板的中央上部、流經(jīng)底板左右的電流分布幾乎均等，沒有相位差能夠?qū)崿F(xiàn)寬頻帶。
進(jìn)一步，將短接部14配置在底板11一角上部也能拓寬頻帶。這是因為將短接部配置在底板一角上部、能使流經(jīng)輻射導(dǎo)體元件及底板的電流的流向能集中在一定的方向上。
還有，將螺旋狀的第2輻射導(dǎo)體元件13和平面狀第1輻射導(dǎo)體元件的連接位置置于短接部14的相反一側(cè)，將供電部15夾持在中間，也能拓寬頻帶。這是因為將兩個輻射導(dǎo)體元件的連接位置置于短接部相反一側(cè)，而將供電部夾在中間能夠同時對各輻射導(dǎo)體元件匹配。進(jìn)一步，將第2輻射導(dǎo)體元件13制成螺旋狀，與適應(yīng)通常的雙頻率天線相比、能使天線裝置小型化。
還有，平面狀供電元件15的面積是20×20＝400mm2，平面狀第1輻射導(dǎo)體元件12的面積是25×25＝625mm2，其比例約是2∶3。
由于將供電元件和第1輻射導(dǎo)體元件大小的比例定在2∶3，供電元件就能一面保持與每1輻射導(dǎo)體元件的耦合，又能抑制與螺施狀第2輻射導(dǎo)體元件不必要的耦合，能夠?qū)蓚€輻射導(dǎo)體元件匹配。
此外，在本實施方式中，底板的大小是110×35mm，平面狀第1輻射導(dǎo)體元件12的大小是25×25mm，螺旋狀第2輻射元件13的大小是25×7×3mm，平面狀供電部15的大小是20×20mm，平面狀供電部與平面狀第1輻射導(dǎo)體元件的間隔是0.5mm。圖4示出它的阻抗特性。本實施方式的天線裝置以機殼內(nèi)部能夠配置的大小在880-960MHz和1710-1990MHz頻帶內(nèi)得到期望的特性。
本發(fā)明不僅僅限定于該實施方式，將各個的大小最佳化、能夠得到適應(yīng)于880-960MHz(GSM)和1710-1880MHz(DCS)，或者880-960MHz和1710-2170MHz，或者824-894MHz(AMPS)和1850-1990MHz(PCS)頻率的天線裝置及便攜式無線機。
將與底板21幾乎平行設(shè)置的彎曲狀第2輻射導(dǎo)體元件23的一部分彎曲形成折返部23a。由此，能夠?qū)嵸|(zhì)上延長天線的長度，對小型化非常有效。折返部23a也可由使第1輻射導(dǎo)體元件22的一部分彎曲形成，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化。
短接部24將第1輻射導(dǎo)體元件22和底板21短接，它形成在第1輻射導(dǎo)體元件22一角部分上。供電部25幾乎與底板21平行配置、具有與第1輻射導(dǎo)體元件22縱向相同橫向稍長的平面狀供電元件25a。供電元件25的一部分用連接部24a與短接部24連接，另外的一部分與第2輻射導(dǎo)體元件23連接。
還有，供電元件25的一部分僅將一邊的一部分彎曲形成折返部25b。由此能夠?qū)嵸|(zhì)上延長天線的長度、對小型化有效。進(jìn)一步，在供電元件25的一部分上設(shè)置狹縫25c，調(diào)整狹縫25c的位置、長度、寬度等，就能調(diào)整天線的阻抗。
這里，狹縫25c比第1輻射導(dǎo)體元件22的狹縫22a更長、二者稍稍偏離對向形成。由兩個狹縫的位置關(guān)系也能調(diào)整阻抗。
此外，雖然圖中未示出，本實施方式與實施方式1一樣能在電介質(zhì)襯墊的表面和內(nèi)部形成上述元件。例如，在表面上形成第1及第2輻射導(dǎo)體元件22、23、短接部24及供電部15、在它的內(nèi)部形成供電元件25，或者將這些全部形成在電介質(zhì)襯墊內(nèi)，都能得到與實施方式1同樣的效果。
還有，由于能夠僅用一枚導(dǎo)體板經(jīng)切削、彎曲加工就能形成第2輻射導(dǎo)體元件23、折返部23a、供電部25、供電元件25a、折返部25b及狹縫25c等全部元件，就能更高效率制造天線。
圖6示出本實施方式中天線裝置的阻抗特性。圖6中的標(biāo)識與圖4一樣分別表示頻率880MHz、960MHz、1710MHz、1990MHz。從兩圖的比較可以明白在圖6情況下、特別在高頻帶區(qū)的帶寬擴寬了。像圖5A所示的結(jié)構(gòu)，也就是說，由于供電元件25a的一部分通過連接部24a與短接部連接，天線裝置變成實質(zhì)上具有兩個倒F天線。由于兩個倒F天線各自的諧振和它們的耦合，使得阻抗特性曲線能夠保持雙峰特性(具有兩個諧振部分的特性)，能實現(xiàn)頻帶的進(jìn)一步寬帶化。
其次，用圖7A說明圖5A天線裝置的變形例。
圖7A是顯示本發(fā)明實施方式2中天線裝置變形例概略構(gòu)成的立體圖、圖7B是側(cè)視圖、圖7c是頂視圖。此外，與實施方式2的圖5A不同的是供電元件的一部分是與短接部連接、還是直接與底板連接？與圖5A相同結(jié)構(gòu)部分注以同樣的符號，其省略說明。
在圖7中，短接部25d設(shè)在平面狀供電元件25的一部分上。與圖5A那樣供電元件25的一部分通過連接部24a與短接部24連接不同，由于能夠僅用供電元件25的一部分彎曲形成短接部25d，能夠更高效制造天線裝置。還有，由于能夠僅僅用一枚導(dǎo)體板經(jīng)切削、彎曲加工就能形成第2輻射導(dǎo)體元件23、供電部25、供電元件25a、折返部25b、狹縫25c及短接部25d等全部元件，能更進(jìn)一步提高天線裝置的生產(chǎn)性。
再次，用圖8A說明圖5A的天線裝置的變形例。
圖8A是顯示實施方式2中天線裝置的其它變形例概略構(gòu)成的立體圖、圖8B是側(cè)視圖、圖8C是頂視圖。此外，與實施方式2的圖5A特別不同是第2輻射導(dǎo)體元件是彎曲狀還是螺旋狀？與圖5A同樣構(gòu)成的部分注以同樣的符號、其省略說明。
在圖8A中螺旋狀形成的第2輻射導(dǎo)體元件26代替了圖5A那樣的彎曲狀第2輻射導(dǎo)體元件23。與圖1A的螺旋狀第2輻射導(dǎo)體元件13不同，由于能夠僅用1枚導(dǎo)體板經(jīng)切削、彎曲加工而成，能夠更高效制造輻射導(dǎo)體元件23。由于用1枚導(dǎo)體板經(jīng)切削、彎曲加工就能形成第2輻射導(dǎo)體元件26、供電部25、供電元件25a及狹縫25c等全部元件，能夠提高天線裝置的生產(chǎn)性。
此外，如圖8B、圖8C所示，與圖5A的天線裝置不同、在圖8A的天線裝置中，第1輻射導(dǎo)體元件22和供電元件25a有幾乎相同的大小。狹縫22a和25c幾乎對向形成，進(jìn)一步，在供電元件25a上不形成折返部。
由狹縫的有無、狹縫的位置、長度、寬度以及兩個狹縫的位置關(guān)系能夠調(diào)整天線的阻抗。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明提供適用于多個頻率的小型、寬帶天線裝置及使用該天線裝置的無線通信機。用平面狀的供電元件構(gòu)成供電部，由于采用電磁耦合供電、能夠進(jìn)一步得到寬帶特性。將短接部和供電部的位置、各元件的大小和配置最佳化，能得到在期望頻率下的更寬頻帶特性。
權(quán)利要求
1.一種天線裝置，它具備底板、第1輻射導(dǎo)體元件、第2輻射導(dǎo)體元件、短接部和供電部；第1輻射導(dǎo)體元件成平面狀、對所述底板略成平行的配置，第2輻射導(dǎo)體元件與所述第1輻射導(dǎo)體元件的一部分相連接、同時它成螺旋狀或者彎曲狀、對所述底板略成平行的配置，短接部將所述第1輻射導(dǎo)體元件和所述底板連接，供電部向所述第1和第2輻射導(dǎo)體元件供給電力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線裝置，所述第2輻射導(dǎo)體元件是螺旋狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線裝置，所述第2輻射導(dǎo)體元件是彎曲狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線裝置，所述供電部具有平面狀的供電元件，所述供電元件在第1輻射導(dǎo)體元件和底板之間、至少它的一部分與所述第1輻射導(dǎo)體元件相重疊、直流絕緣、對向配置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天線裝置，所述供電元件通過電磁耦合與第1輻射導(dǎo)體元件電氣連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天線裝置，所述供電元件與所述第1輻射導(dǎo)體元件的面積比約為2∶3。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天線裝置，所述供電元件與所述第1輻射導(dǎo)體元件的間隔是0.2～2mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天線裝置，所述供電元件是略正方形。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的天線裝置，所述供電元件的一邊是10～20mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天線裝置，所述供電元件與所述短接部連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天線裝置，所述供電元件與所述底板直接連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天線裝置，在所述供電元件上設(shè)置了第1狹縫。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的天線裝置，用所述第1狹縫的形狀和位置能夠調(diào)整阻抗。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的天線裝置，在所述第1輻射導(dǎo)體元件上、在與所述第1狹縫幾乎對向的位置上設(shè)置了第2狹縫。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的天線裝置，由所述第1狹縫和第2狹縫的形狀和位置能夠調(diào)整阻抗。
16.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天線裝置，所述供電元件具備由該供電元件的一部分彎曲形成的折返部。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線裝置，所述供電部具有平面狀的供電元件，所述供電元件通過電磁耦合與第1輻射導(dǎo)體元件電氣連接。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線裝置，所述第2輻射導(dǎo)體元件與所述第1輻射導(dǎo)體元件將所述供電部夾在中間、在相反一側(cè)與所述短接部連接。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線裝置，所述底板的一邊長50～120mm、另一邊的長度是20～40mm。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線裝置，所述第1輻射導(dǎo)體元件是略正方形。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的天線裝置，所述第1輻射導(dǎo)體元件的一邊是20～25mm。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線裝置，所述第2輻射導(dǎo)體元件的大小約為7×25×3mm。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線裝置，所述第1和第2輻射導(dǎo)體元件適應(yīng)于880～960MHz和1710～1880MHz、或者880-960MHz和1710-1990MHz、或者880-960MHz和1710-2170MHz、或者824-894MHz和1850-1990MHz中的任何一個。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線裝置，還具備將所述第1、第2輻射導(dǎo)體元件和所述短接部及所述供電部收納在它的表面或者內(nèi)部的電介質(zhì)襯墊。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線裝置，設(shè)有所述第1輻射導(dǎo)體元件狹縫。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線裝置，用所述狹縫的形狀和位置能夠調(diào)整阻抗。
27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線裝置，所述第1輻射導(dǎo)體元件具備將它的一部分彎曲形成的折返部。
28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線裝置，所述第2輻射導(dǎo)體元件形成為彎曲狀，具備將它的一部分彎曲形成的折返部。
29.一種無線通信機，它具備權(quán)利要求1所述的天線裝置和與所述底板和第1、第2輻射導(dǎo)體元件連接的母板，所述第1、第2輻射導(dǎo)體元件與所述底板一體成形。
30.一種無線通信機，它具備權(quán)利要求1所述的天線裝置和收納所述天線裝置的機殼；所述短接部配置在所述底板的角上。
31.一種無線通信機，它具備權(quán)利要求1所述的天線裝置和收納所述天線裝置的機殼；所述供電部配置在所述底板的中央上部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種小型天線裝置和使用該小型天線裝置的無線通信機。小型天線裝置用于便攜式電話等移動無線機,與現(xiàn)有的天線裝置相比它頻帶寬、適用于多個頻率、能配置在機殼內(nèi)部。該天線裝置具備平面狀的第1輻射導(dǎo)體元件、螺旋狀的第2輻射導(dǎo)體元件和平面狀的供電部,平面狀供電部絕緣配置在第1輻射導(dǎo)體元件和底板之間、由電磁耦合供電。
文檔編號H01Q9/04GK1386312SQ01802296
公開日2002年12月18日 申請日期2001年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月4日
發(fā)明者井口明彥, 福島獎, 佐藤祐己 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社