專利名稱：用于蜂窩無線裝置的天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于蜂窩無線裝置的天線，該天線用于諸如蜂窩電話的蜂窩無線裝置中。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，作為用于蜂窩無線裝置的天線，通常使用圖1所示的單極天線。該天線具有如下結(jié)構(gòu)，即，輻射元件130設(shè)置在無線裝置底板10的一側(cè)。在具有例如無線裝置的底板10的尺寸為42mm×124mm而輻射元件130的長度為20mm這樣結(jié)構(gòu)的天線中，當(dāng)發(fā)送902MHz的無線信號(hào)時(shí)，在垂直于輻射元件130的平面上的方向性幾乎為全方向的，如圖2所示。
然而，在攜帶并使用帶有該天線的蜂窩無線裝置時(shí)，無線電波從天線在全方向上輻射，因此，受到使用該蜂窩無線裝置的用戶的身體的影響，由此天線增益降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在與人體相反的方向上提供方向性，并由此改善天線增益。
本發(fā)明的要點(diǎn)是寄生元件靠近天線的無線裝置底板上的輻射元件設(shè)置，以便使寄生元件作為引向器或反射器工作，并由此在與用戶身體相反的方向上提供方向性。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，用于蜂窩無線裝置的天線具有如下結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有無線裝置的底板、功率從底板饋送到其上的輻射元件、以及靠近輻射元件設(shè)置并具有作為反射器或引向器工作的電長度的寄生元件。
根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，用于蜂窩無線裝置的天線具有如下結(jié)構(gòu)，即，其中輻射元件由多個(gè)輻射元件構(gòu)成部分構(gòu)成，多個(gè)輻射元件構(gòu)成部分通過設(shè)置在相鄰的輻射元件構(gòu)成部分之間的電感元件串聯(lián)，并且，在發(fā)送和接收電感元件的功率饋線側(cè)的輻射元件構(gòu)成部分在該頻率下諧振的頻率的無線信號(hào)過程中，夾置電感元件的輻射元件構(gòu)成部分電中斷。


圖1是示出用于蜂窩無線裝置的傳統(tǒng)天線的結(jié)構(gòu)的視圖；圖2是示出用于蜂窩無線裝置的傳統(tǒng)天線的方向性的視圖；圖3A是示出根據(jù)本發(fā)明第一和第二實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的結(jié)構(gòu)的示意性透視圖；圖3B是示出根據(jù)本發(fā)明第一和第二實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的方向性的視圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的方向性的視圖；圖6A是示出根據(jù)本發(fā)明第三和第四實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的結(jié)構(gòu)的示意性透視圖；圖6B是根據(jù)本發(fā)明第三和第四實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的結(jié)構(gòu)的視圖；圖8是示出根據(jù)第五實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的另一結(jié)構(gòu)的視圖；圖9是示出根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的結(jié)構(gòu)的視圖；圖10是示出根據(jù)第六實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的另一結(jié)構(gòu)的視圖；圖11是示出根據(jù)第六實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的另一結(jié)構(gòu)的視圖；圖12是示出根據(jù)第六實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的另一結(jié)構(gòu)的視圖；圖13是示出根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的結(jié)構(gòu)的視圖；
圖14是示出根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的結(jié)構(gòu)的視圖；圖15是示出根據(jù)第八實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的另一結(jié)構(gòu)的視圖；圖16是示出根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的結(jié)構(gòu)的視圖；圖17是示出根據(jù)第九實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的另一結(jié)構(gòu)的視圖；圖18是示出根據(jù)本發(fā)明第十實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的結(jié)構(gòu)的視圖；圖19是示出根據(jù)第十實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的另一結(jié)構(gòu)的視圖；圖20A是示出根據(jù)本發(fā)明第十一實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的結(jié)構(gòu)的示意性透視圖；圖20B是示出根據(jù)第十一實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖21A是示出根據(jù)第十一實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的另一結(jié)構(gòu)的示意性透視圖；圖21B是示出根據(jù)第十一實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的另一結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖22是根據(jù)第十一實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的另一結(jié)構(gòu)的視圖；圖23是示出根據(jù)第十一實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的輻射元件和寄生元件的形狀的視圖；以及圖24是示出根據(jù)第十一實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的輻射元件和寄生元件上裝載的電感器的形狀的視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖描述本發(fā)明的各實(shí)施例。
第一實(shí)施例圖3A和3B是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的結(jié)構(gòu)的視圖，另外，圖3A是從使用帶有根據(jù)第一實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的蜂窩無線裝置的用戶身體方向看到的示意性透視圖。在圖3B所示的側(cè)視圖中，用戶的身體存在于蜂窩無線裝置的右側(cè)。
這些圖中所示的用于蜂窩無線裝置的天線由無線裝置底板10、平面輻射元件20和寄生元件30構(gòu)成。
無線裝置底板10為電路板，并將功率饋送到輻射元件20。平面輻射元件20設(shè)置在無線裝置底板10的上表面上，被供給功率并接收和發(fā)送無線信號(hào)。寄生元件30在其一端與無線裝置底板10短路，并設(shè)置成其中心軸平行于平面輻射元件20的中心軸。此外，寄生元件30的長度設(shè)定為作為反射器工作。
圖4是示出通過測(cè)量根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線中發(fā)送和接收的無線信號(hào)的方向性所獲得的結(jié)果的視圖。另外，該測(cè)量是在無線裝置底板10尺寸為42mm×124mm、長度為82mm的寄生元件30與無線裝置底板10間隔開3.5mm，并使用902MHz的無線信號(hào)的條件下進(jìn)行的。寄生元件30具有作為反射器工作的長度。
在圖4中，0°是在無線裝置底板10上存在寄生元件30的一側(cè)的方向上(在本實(shí)施例中為人體一側(cè))，而相反，180°是在無線裝置底板10的另一側(cè)、即上不存在寄生元件30側(cè)的方向上(在本實(shí)施例中為與人體相反的一側(cè))。從圖中可以理解到根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的方向性在0°(人體一側(cè))具有較低的電平，而在180°(與人體相反的一側(cè))具有較高的電平。
如上所述，在根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線中，具有作為反射器工作的長度的寄生元件設(shè)置在朝向蜂窩無線裝置用戶身體的一側(cè)上，因此，天線具有在與人體相反方向上的方向性，從而可以減少受人體的影響，并改善天線增益。
第二實(shí)施例第二實(shí)施例的特征是提供一種寄生元件，其設(shè)置在無線裝置底板上，帶有作為引向器工作的長度，并將寄生元件設(shè)置在與蜂窩無線裝置的用戶身體相反的一側(cè)上。根據(jù)第二實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的結(jié)構(gòu)基本上與第一實(shí)施例中的相同，并如圖3A和3B所示。另外，在第二實(shí)施例中，圖3A是從與使用帶有根據(jù)第二實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的蜂窩無線裝置的用戶身體相反方向上看到的示意性透視圖。在圖3B所示的側(cè)視圖中，用戶的身體存在于蜂窩無線裝置的左側(cè)。
在圖3A和3B中，寄生元件30其一端與無線裝置底板10短路，并設(shè)定為作為引向器工作的長度。
圖5是示出通過測(cè)量根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線中接收和發(fā)送的無線信號(hào)的方向性所獲得的結(jié)果的視圖。另外，該測(cè)量是在無線裝置底板10的尺寸為42mm×124mm，長度為81mm的寄生元件30與無線裝置底板10間隔開3.5mm，并使用902MHz的無線信號(hào)的條件下進(jìn)行的。寄生元件30具有作為引向器工作的長度。
在圖5中，0°是無線裝置底板10上存在寄生元件30一側(cè)的方向(在這個(gè)實(shí)施例中與人體相反的一側(cè))，而相反180°是無線裝置底板10的另一例的方向，在該側(cè)上不存在寄生元件30(在本實(shí)施例中，為人體一側(cè))。從圖中可以看出根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的方向性在0°(與人體相反的一側(cè))具有較低電平，而在180°(人體一側(cè))具有較低電平。
如上所述，在根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線中，具有作為引向器工作的長度的寄生元件設(shè)置在與蜂窩無線裝置的用戶身體相反的一側(cè)上，因此，天線具有在與人體相反的方向上的方向性，由此可以減小受人體的影響，并改善天線增益。
第三實(shí)施例第三實(shí)施例的特征為寄生元件的相對(duì)端開放，而不與無線裝置底板短路。
圖6A和6B是示出根據(jù)第三實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的結(jié)構(gòu)。另外，圖6A是從使用帶有根據(jù)第三實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的蜂窩無線裝置的用戶的身體方向看到的示意性性透視圖。在圖6B所示的例視圖中，用戶的身體存在于蜂窩無線裝置的右側(cè)。另外，在圖6A和6B中，與圖3A和3B中的用于蜂窩無線裝置的天線相同的元件以相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示，并省略對(duì)其的描述。
這些圖中所示的用于蜂窩無線裝置的天線由無線裝置底板10、平面輻射元件20和寄生元件40構(gòu)成。
寄生元件40在其相對(duì)端是開放的，并設(shè)定了作為反射器工作的長度。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，用于蜂窩無線裝置的天線的方向性在從寄生元件40到平面輻射元件20(與人體相反的一側(cè))的方向上。
如上所述，在根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線中，具有作為反射器工作的長度的寄生元件設(shè)置在朝向蜂窩無線裝置的用戶身體一側(cè)上。因此，天線具有在與人體相反方向上的方向性，并由此可以減少受人體的影響，并改善天線增益。此外，由于寄生元件的相對(duì)端是開放的，因此可以消除寄生元件與無線裝置底板短路的需求。
第四實(shí)施例第四實(shí)施例的特征為寄生元件在其相對(duì)端是開放的，而不與無線裝置底板短路，設(shè)定為作為引向器工作的長度，并設(shè)置在與蜂窩無線裝置用戶的身體相反的一側(cè)上。根據(jù)第四實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的結(jié)構(gòu)基本上與第三實(shí)施例中的相同，并在圖6A和6B中示出。另外，在第四實(shí)施例中，圖6A是從與使用帶有根據(jù)第四實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的蜂窩無線裝置的用戶的身體相反方向上看到的示意性透視圖。在如圖6B所示的側(cè)視圖中，用戶的身體存在于蜂窩無線裝置的左側(cè)。
在圖6A和6B中，寄生元件40在其相對(duì)端上是開放的，并且設(shè)定為作為引向器工作的長度。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，用于蜂窩無線裝置的天線的方向性是在從平面輻射元件20到寄生元件40(與人體相反的一側(cè))的方向上。
如上所述，在根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線中，具有作為引向器工作的長度的寄生元件設(shè)置在與蜂窩無線裝置用戶的身體相反的一側(cè)上，因此，天線具有在與人體相反的方向上的方向性，由此可以減小受人體的影響，并改善天線增益。此外，由于寄生元件的相對(duì)端是開放的，因此可以消除寄生元件與無線裝置底板短路的需求。
第五實(shí)施例第五實(shí)施例的特征是在寄生元件上承載有電感器。
圖7是示出根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的結(jié)構(gòu)的視圖，在圖7中，與圖3A和3B中的用于蜂窩無線裝置的天線相同的元件以相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示，并省略了對(duì)其的描述。
圖中所示的用于蜂窩無線裝置的天線由無線裝置底板10、平面輻射元件20、寄生元件30和電感器35構(gòu)成。
電感器35裝載在寄生元件30上。由于裝載電感器35導(dǎo)致寄生元件30的電長度更長，因此，可以使寄生元件以比其物理長度長的長度工作。換句話說，可以減小寄生元件的物理元件長度，并由此使裝置小型化。
當(dāng)在此假設(shè)使寄生元件30具有作為反射器工作的長度時(shí)，用于蜂窩無線裝置的天線的方向性是在從寄生元件30到平面輻射元件20的方向上。在這種情況下，當(dāng)無線裝置底板10中其上設(shè)置寄生元件30的一側(cè)面對(duì)使用蜂窩無線裝置到用戶身體時(shí)，用于蜂窩無線裝置的天線具有在與人體相反方向上的方向性。
同時(shí)，當(dāng)在此假設(shè)使寄生元件30具有作為引向器工作的長度時(shí)，用于蜂窩無線裝置的天線的方向性是在從平面輻射元件20到寄生元件30的方向上。在這種情況下，當(dāng)無線裝置底板10中其上未設(shè)置寄生元件30的一側(cè)面對(duì)使用蜂窩無線裝置的用戶時(shí)，用于蜂窩無線裝置的天線具有在與人體相反方向上的方向性。
此外，圖8示出如下結(jié)構(gòu)，即寄生元件的一端是開放的，而沒有與無線裝置側(cè)短路。
在圖8中，電感器45裝載在寄生元件40上。由于裝載電感器導(dǎo)致寄生元件40的電長度更長，因此，可以使寄生元件以比其實(shí)際長度更長的長度工作。那么，如上所述通過將寄生元件40的長度設(shè)定為作為反射器或引向器工作的長度，則用于蜂窩無線裝置的天線具有在與人體相反方向上的方向性。
如上所述，在根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線中，由于電感器裝載在具有作為反射器或引向器工作的長度的寄生元件上，因此可以縮短寄生元件的長度，同時(shí)天線具有在與人體相反方向上的方向性，由此對(duì)于小型化的天線可以減弱受人體的影響并改善天線增益。
第六實(shí)施例第六實(shí)施例的特征是設(shè)置多個(gè)輻射元件和分別與輻射元件相對(duì)應(yīng)的寄生元件。
圖9是示出根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的結(jié)構(gòu)，在圖9中與圖3A和3B中的用于蜂窩無線裝置的天線相同的元件以相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示，并省略了對(duì)其的描述。
圖中所示的用于蜂窩無線裝置的天線由無線裝置底板10、平面輻射元件20a和20b、以及寄生元件30a和30b構(gòu)成。
平面輻射元件20a靠近寄生元件30a設(shè)置成對(duì)，而平面輻射元件20b靠近寄生元件30b設(shè)置成對(duì)。輻射元件20a和20b間隔預(yù)定長度，而寄生元件30a和30b間隔開預(yù)定長度。這種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)分集式天線，其中當(dāng)發(fā)送和接收無線信號(hào)時(shí)，在平面輻射元件20a和20b上觀察到不同的衰減。
此外，通過將寄生元件30a和30b的長度設(shè)定為作為反射器或引向器工作的長度，用于蜂窩無線裝置的天線可以具有在與人體相反方向上的方向性。
此外，如圖10所示，可以使用如下結(jié)構(gòu)，即，寄生元件40a和40b的相應(yīng)的相對(duì)端是開放的，而不需要與無線裝置底板10短路。
此外，如圖11和12所示，電感器35a、35b、40a和40b分別裝載在寄生元件30a、30b、40a和40b上，由此，可以縮短寄生元件30a、30b、40a和40b的長度。
另外，雖然這個(gè)實(shí)施例解釋了帶有兩個(gè)輻射元件和兩個(gè)寄生元件的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明不局限于此，而可以應(yīng)用于帶有三個(gè)或多個(gè)輻射元件和寄生元件的結(jié)構(gòu)中。
如上所述，根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線具有兩個(gè)或多個(gè)間隔開的輻射元件和與輻射元件相同數(shù)量的間隔開的寄生元件，寄生元件帶有作為反射器或引向器工作的長度，因此，可以實(shí)現(xiàn)具有在與人體相反方向上的方向性的分集式天線，并由此可以減弱受人體的影響，并改善天線增益。
第七實(shí)施例圖13是示出根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的結(jié)構(gòu)的視圖。
圖中所示的用于蜂窩無線裝置的天線由無線裝置底板10、輻射器50、第一平面輻射元件52、電感器54和第二平面輻射元件56構(gòu)成。
無線裝置底板10為電路板，并向輻射器50饋送功率。輻射器50由第一平面輻射元件52、電感器54和第二平面輻射元件56構(gòu)成，在特定的第一頻率下諧振，并發(fā)送和接收無線信號(hào)。第一平面輻射元件52在比對(duì)應(yīng)于其長度的第一頻率更高的第二頻率下諧振，并發(fā)送和接收無線信號(hào)。電感器54的阻抗在第一平面輻射元件52諧振的第二頻率處幾乎成為無限大。第二平面輻射元件56經(jīng)由電感器54耦合到第一平面輻射元件52上，并對(duì)應(yīng)于其長度，限定了輻射器50諧振的第一頻率。
接著，將描述具有上述結(jié)構(gòu)的用于蜂窩無線裝置的天線的工作方式。
當(dāng)發(fā)送和接收輻射器50諧振的第一頻率的無線信號(hào)時(shí)，由于電感器54的阻抗較低，第一平面輻射元件52、電感器54、和第二平面輻射元件56整體作為單個(gè)輻射器50工作來輻射并吸收無線電波。
當(dāng)發(fā)送和接收高于第一頻率且第一輻射元件52在此諧振的第二頻率的無線信號(hào)時(shí)，由于電感器54的阻抗幾乎為無限大，只有第一平面輻射元件52作為輻射器工作來輻射和吸收無線電波。
另外，雖然這個(gè)實(shí)施例解釋了具有兩個(gè)平面輻射元件的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明不局限于這種結(jié)構(gòu)，而可以應(yīng)用到具有三個(gè)或多個(gè)通過電感器以如上所述相同方式耦合的平面輻射元件的結(jié)構(gòu)中。
如上所述，在根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線中，多個(gè)平面輻射元件經(jīng)由電感器耦合，以便其阻抗在從無線裝置底板到電感器的無線裝置一側(cè)的一端的整個(gè)部分諧振的頻率下成為無限大，從而可以獲得多個(gè)諧振頻率，并拓寬用于蜂窩無線裝置的天線的頻帶。
第八實(shí)施例第八實(shí)施例點(diǎn)特征是多個(gè)寄生元件對(duì)應(yīng)于在多個(gè)頻率下諧振的輻射器設(shè)置。
圖14是示出根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的結(jié)構(gòu)的視圖。另外，在圖14中，與圖13中的用于蜂窩無線裝置的天線相同的元件以相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示，并省略對(duì)其描述。
圖中所示的用于蜂窩無線裝置的天線由無線裝置底板10、輻射器50、第一平面輻射元件52、電感器54、第二平面輻射元件56、以及第一和第二寄生元件60和62構(gòu)成。另外，由于第一寄生元件60比第二寄生元件62長，第一寄生元件60的諧振頻率比寄生元件62的諧振頻率低。
寄生元件60在其一端與無線裝置底板10短路，并在發(fā)送和接收第一平面輻射元件52、電感器54和第二平面輻射元件56構(gòu)成的輻射器50在此諧振的第一頻率的無線信號(hào)過程中，對(duì)應(yīng)于其長度作為反射器或引向器工作。寄生元件62在其一端與無線裝置底板10短路，并在發(fā)送和接收比第一頻率高且第一平面輻射元件52在此諧振的第二頻率的無線信號(hào)時(shí)，對(duì)應(yīng)于其長度作為反射器或引向器工作。
當(dāng)在此假設(shè)使寄生元件60和62具有作為反射器工作的長度時(shí)，在第一平面輻射元件52或輻射器50諧振的兩個(gè)頻率處，用于蜂窩無線裝置的天線的方向性是在從寄生元件60和62到輻射器50的方向上。在這種情況下，當(dāng)無線裝置底板10中其上設(shè)置寄生元件60和62的一側(cè)面對(duì)使用蜂窩無線裝置的用戶的身體時(shí)，用于蜂窩無線裝置的天線具有在與人體相反方向上的方向性。
同時(shí)，當(dāng)在此假設(shè)使寄生元件60和62具有作為引向器工作的長度時(shí)，在第一平面輻射元件52或輻射器50諧振的兩個(gè)頻率處，用于蜂窩無線裝置的天線的方向性是在從輻射器50到寄生元件60和62的方向上，在這種情況下，當(dāng)無線裝置底板10中其上未設(shè)置寄生元件60和62的一側(cè)面對(duì)使用蜂窩無線裝置的用戶的身體時(shí)，用于蜂窩無線裝置的天線具有在與人體相反方向上的方向性。
此外，圖15示出每個(gè)寄生元件的一端是開放的而沒有與無線裝置底板短路的結(jié)構(gòu)。
在圖15中，在發(fā)送和接收輻射器50諧振的第一頻率的無線信號(hào)過程中，寄生元件70對(duì)應(yīng)于其長度作為反射器或引向器工作，在發(fā)送和接收比第一頻率高且第一平面輻射元件52諧振的第二頻率的無線信號(hào)過程中，比寄生元件70短的寄生元件72對(duì)應(yīng)于其長度作為反射器或引向器工作。
如上所述，根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，具有在多個(gè)頻率下諧振的輻射元件的用于蜂窩無線裝置的天線設(shè)置有分別與各頻率相對(duì)應(yīng)的寄生元件，并由此具有在與人體相反方向上的方向性。因此，可以減弱受人體的影響，并改善用于發(fā)送和接收多個(gè)頻率無線信號(hào)的天線中的天線增益。
第九實(shí)施例第九實(shí)施例的特征為將承載有電感器的寄生元件設(shè)置在對(duì)應(yīng)于輻射器的中點(diǎn)處，該輻射器在多個(gè)頻率下諧振。
圖16是示出根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的結(jié)構(gòu)的視圖。另外，在圖16中，與圖13中的用于蜂窩無線裝置的天線相同的元件以相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示，并省略了對(duì)其的描述。
圖18中用于蜂窩無線裝置的天線由無線裝置底板10、輻射器50、第一平面輻射元件52、電感器54、第二平面輻射元件56、寄生元件64和電感器66構(gòu)成。
電感器66裝載在寄生元件64上。電感器66在僅僅第一平面輻射元件50作為輻射元件工作的第二頻率處幾乎具有無限大的阻抗。因此，在輻射器50諧振的第一頻率處，寄生元件64整體作為反射器或引向器而工作。在高于第一頻率且僅第一平面輻射元件52作為輻射元件工作的第二頻率處，只有寄生元件64位于電感器66的上部或下部部分，作為反射器或引向器工作。寄生元件64的長度和電感器66的位置由在用于蜂窩無線裝置的電線中發(fā)送和接收的無線信號(hào)的頻率限定。于是，雖然不可能根據(jù)用作反射器還是引向器來改變寄生元件64的長度，具有一定長度且電感器66的位置由待發(fā)送和接收的無線信號(hào)的頻率限定的寄生元件64對(duì)應(yīng)于其長度而作為反射器或引向器工作。
當(dāng)寄生元件64在此假設(shè)具有作為反射器工作的長度時(shí)，用于蜂窩無線裝置的天線的方向性是在從寄生元件64向輻射器50的方向上。在這種情況下，當(dāng)無線裝置底板10中其上設(shè)置寄生元件64的一側(cè)面對(duì)利用蜂窩無線裝置的用戶的身體時(shí)，用于蜂窩無線裝置的天線具有在與人體相反方向上的方向性。
同時(shí)，當(dāng)假設(shè)寄生元件64具有作為引向器工作的長度時(shí)，用于蜂窩無線裝置的天線的方向性是在從輻射器50向寄生元件64的方向上。在這種情況下，當(dāng)無線裝置10底板中其上未設(shè)置寄生元件64的一側(cè)面對(duì)使用蜂窩無線裝置的用戶的身體時(shí)，用于蜂窩無線裝置的天線具有在與人體相反方向上的方向性。
此外，圖17示出其中寄生元件的一端是開放的且與無線裝置底板短路的結(jié)構(gòu)。
在圖17中，電感器76裝載在寄生元件74上。由于裝載了電感器76，寄生元件74隨著頻率改變其電長度，并對(duì)應(yīng)于該長度作為用于多個(gè)頻率的反射器或引向器而工作。
如上所述，在根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線中，由于電感器裝載在寄生元件上，該寄生元件具有作為反射器或引向器的長度，該天線在與人體相反的方向上具有方向性，并由此可以減小人體造成的影響，且改善在用于多個(gè)頻率的小型天線中的天線增益。
第十實(shí)施例第十實(shí)施例的特征為寄生元件分別對(duì)應(yīng)于多個(gè)輻射器設(shè)置，該輻射器在多個(gè)頻率下諧振。
圖18是示出根據(jù)本發(fā)明第十實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的結(jié)構(gòu)的視圖。在圖18中，與圖13中的用于蜂窩無線裝置的天線相同的元件標(biāo)示以相同的附圖標(biāo)記，并省略對(duì)其的描述。
圖中所示的用于蜂窩無線裝置的天線由無線裝置底板10、輻射器50a和50b、第一平面輻射元件52a和52b、電感器54a和54b、第二平面輻射元件56a和56b、寄生元件64a和64b、以及電感器66a和66b。
輻射器50a由第一平面輻射元件52a、電感器54a和第二平面輻射元件56a構(gòu)成，并靠近寄生元件64a設(shè)置成對(duì)，而輻射器50b由第一平面輻射元件52b、電感器54b和第二平面輻射元件56b構(gòu)成，并靠近寄生元件64b設(shè)置成對(duì)。輻射器50a和50b間隔開預(yù)定長度，而寄生元件64a和64b間隔開預(yù)定長度。這種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了分集式天線，其中在接收和發(fā)送無線信號(hào)時(shí)在輻射器50a和50b中觀察到不同的衰減。
此外，通過將寄生元件64a和64b的長度設(shè)置為作為反射器或引向器工作的長度，用于蜂窩無線裝置的天線具有與人體相反方向上的方向性。寄生元件64a和64b分別裝載有電感器66a和66b，并因此對(duì)于兩個(gè)頻率作為引向器或反射器工作。
此外，如圖19所示，可以使用如下結(jié)構(gòu)，即，寄生元件74a和74b的相應(yīng)的相對(duì)端是開放的，從而不需要與無線裝置底板10短路。
另外，雖然這個(gè)實(shí)施例解釋了具有兩個(gè)輻射器和兩個(gè)寄生元件的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明不局限于這種結(jié)構(gòu)，而可以應(yīng)用于帶有三個(gè)或多個(gè)輻射器和寄生元件的結(jié)構(gòu)。
如上所述，根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線具有在多個(gè)頻率下諧振的兩個(gè)或多個(gè)分隔開的輻射器以及與輻射元件相同數(shù)量的間隔開的寄生元件，該寄生元件具有作為輻射器或引向器工作的長度。從而，可以實(shí)現(xiàn)能夠發(fā)送和接收多個(gè)頻率的無線信號(hào)的分集式天線，同時(shí)具有在與人體相反方向上的方向性，并因此，可以減弱人體造成的影響，并改善在抗多路衰減的天線中的天線增益。
第十一實(shí)施例第十一實(shí)施例的特征是輻射元件和寄生元件印刷在無線裝置底板上。
圖20A和20B分別是示出根據(jù)本發(fā)明第十一實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線的結(jié)構(gòu)的示意性透視圖和側(cè)視圖。
圖中所示的用于蜂窩無線裝置的天線由無線裝置底板10、平面輻射元件84和平面寄生元件86構(gòu)成。
平面輻射元件84印刷到無線裝置底板10的一側(cè)面80上，平面寄生元件86印刷到無線裝置底板10的另一側(cè)面82上。對(duì)應(yīng)于其長度，平面寄生元件86作為反射器或引向器工作。這種結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)用于蜂窩無線裝置的薄的天線。
當(dāng)平面寄生元件86具有作為反射器工作的長度時(shí)，用于蜂窩無線裝置的天線的方向性是在從平面寄生元件86到平面輻射元件84的方向上的。在這種情況下，當(dāng)無線裝置底板10中其上設(shè)置平面寄生元件86的側(cè)面面對(duì)使用蜂窩無線裝置的用戶的身體時(shí)，用于蜂窩無線裝置的天線具有在與人體相反方向上的方向性。
同時(shí)，當(dāng)平面寄生元件86具有作為引向器工作的長度時(shí)，用于蜂窩無線裝置的天線的方向性是從平面輻射元件84到平面寄生元件86的方向上。在這種情況下，當(dāng)無線裝置底板10中其上未設(shè)置平面寄生元件86的側(cè)面面對(duì)使用蜂窩無線裝置的用戶的身體時(shí)，用于蜂窩無線裝置的天線具有在與人體相反方向上的方向性。
此外，如圖21A和21B所示，可以使用如下結(jié)構(gòu)，即無線裝置底板10夾在介電元件90a和90b之間。
這種結(jié)構(gòu)產(chǎn)生介電效應(yīng)，縮短平面輻射元件84和平面寄生元件86的物理長度，并由此使用于蜂窩無線裝置的天線能夠進(jìn)一步小型化。
如上所述，在根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的用于蜂窩無線裝置的天線中，平面輻射元件印刷到無線裝置底板的一側(cè)上面，而平面寄生元件印刷到底板的另一側(cè)面上，由此形成在與人體相反方向上的方向性，并從而對(duì)于更薄和小型天線能夠減弱人體造成的影響，并改善天線增益。
另外，在上述實(shí)施例的每一個(gè)中，如圖22所示，可以例如利用淀積或粘結(jié)將寄生元件95固定到殼體100的內(nèi)表面上。此外，可以通過將輻射元件和/或寄生元件110形成為如圖23所示的曲折形狀或Z字形，或者在無線裝置底板10上將要裝載于輻射元件和寄生元件上的電感器120印刷成如圖24所示的圖案，可以使輻射元件和寄生元件小型化。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以提供在與人體相反方向上的方向性，并改善增益。
這個(gè)申請(qǐng)是基于2001年7月25日提交的日本專利申請(qǐng)2001-225197，其整個(gè)內(nèi)容特別合并于此作為參考。
工業(yè)應(yīng)用性本申請(qǐng)可應(yīng)用于在諸如蜂窩電話的蜂窩無線裝置內(nèi)使用的用于蜂窩無線裝置的天線中。
權(quán)利要求
1.一種用于蜂窩無線裝置的天線，包括無線裝置的底板；輻射元件，功率從無線裝置的底板饋送到其上；以及寄生元件，其靠近輻射元件設(shè)置，并具有作為反射器或引向器工作的電長度。
2.如權(quán)利要求1所述的用于蜂窩無線裝置的天線，其中，寄生元件在其一端上與底板短路。
3.如權(quán)利要求1所述的用于蜂窩無線裝置的天線，其中，寄生元件在其相對(duì)端上是開放的。
4.如權(quán)利要求1所述的用于蜂窩無線裝置的天線，其中，在寄生元件中點(diǎn)處裝載電感元件，該元件在電學(xué)上延伸寄生元件的長度。
5.如權(quán)利要求1所述的用于蜂窩無線裝置的天線，其中，設(shè)置了兩個(gè)或多個(gè)輻射元件以及與輻射元件數(shù)量相同的寄生元件，且無線信號(hào)以空間分集發(fā)送和接收。
6.如權(quán)利要求1所述的用于蜂窩無線裝置的天線，其中，輻射元件由多個(gè)輻射元件構(gòu)成部分構(gòu)成，這些構(gòu)成部分經(jīng)由電感元件串聯(lián)，而電感元件設(shè)置在相鄰的輻射元件構(gòu)成部分之間，并且，在發(fā)送和接收輻射元件中電感元件功率饋線側(cè)的一部分諧振的頻率的無線信號(hào)過程中，夾置電感元件的輻射元件電隔斷。
7.如權(quán)利要求6所述的用于蜂窩無線裝置的天線，其中，寄生元件在其一端與底板短路。
8.如權(quán)利要求6所述的用于蜂窩無線裝置的天線，其中，寄生元件在其相對(duì)端是開放的。
9.如權(quán)利要求6所述的用于蜂窩無線裝置的天線，其中，在寄生元件中點(diǎn)處裝載了電感元件，該元件在電學(xué)上延伸寄生元件的長度。
10.如權(quán)利要求6所述的用于蜂窩無線裝置的天線，其中，設(shè)置了兩個(gè)或多個(gè)輻射元件以及與輻射元件數(shù)量相同的寄生元件，且無線信號(hào)以空間分集發(fā)送和接收。
11.如權(quán)利要求1所述的用于蜂窩無線裝置的天線，其中，輻射元件和寄生元件的至少一個(gè)固定到底板上。
12.如權(quán)利要求6所述的用于蜂窩無線裝置的天線，其中，輻射元件和寄生元件中的至少一個(gè)固定到底板上。
13.如權(quán)利要求11所述的用于蜂窩無線裝置的天線，其中，底板在其兩側(cè)由介電元件覆蓋。
14.如權(quán)利要求12所述的用于蜂窩無線裝置的天線，其中，底板在其兩側(cè)由介電元件覆蓋。
15.如權(quán)利要求1所述的用于蜂窩無線裝置的天線，其中，寄生元件固定到蜂窩無線裝置的殼體的內(nèi)表面上。
16.如權(quán)利要求6所述的用于蜂窩無線裝置的天線，其中，寄生元件固定到蜂窩無線裝置的殼體的內(nèi)表面上。
17.如權(quán)利要求1所述的用于蜂窩無線裝置的天線，其中，輻射元件和寄生元件中至少一個(gè)為曲折或Z字形形狀。
18.如權(quán)利要求6所述的用于蜂窩無線裝置的天線，其中，輻射元件和寄生元件中至少一個(gè)為曲折或Z字形形狀。
19.一種通信終端裝置，其具有如權(quán)利要求1所述的用于蜂窩無線裝置的天線。
20.一種通信終端裝置，其具有如權(quán)利要求6所述的用于蜂窩無線裝置的天線。
21.一種基站裝置，其與如權(quán)利要求19所述的無線終端裝置進(jìn)行無線通信。
22.一種基站裝置，其與如權(quán)利要求20所述的無線終端裝置進(jìn)行無線通信。
全文摘要
一種便攜無線電用天線，具有朝向與人體相反一側(cè)的方向性，并增強(qiáng)了天線的增益。作用為電路板的無線電底板(10)將功率饋送到板狀輻射元件(20)。板狀輻射元件(20)設(shè)置在無線電底板(10)上，以接收和發(fā)送無線電波。在其一端與無線電底板(10)短路的無源元件(30)以其中心軸保持與板狀輻射元件(20)的中心軸平行地設(shè)置。另外，無源元件(30)的長度設(shè)定成作為反射器工作。
文檔編號(hào)H01Q21/24GK1473375SQ02802770
公開日2004年2月4日 申請(qǐng)日期2002年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月25日
發(fā)明者伊藤英雄, 江川潔, 小向康文, 文 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社