專利名稱：天線裝置及使用該裝置的通信機(jī)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用在移動通信等的無線機(jī)中的天線裝置以及使用該天線裝置的通信機(jī)器。
作為以往的技術(shù)，在圖9中示出了一種作為內(nèi)置天線被廣泛使用的倒F形天線100。圖9所示的倒F形天線由接地布圖板101、放射導(dǎo)體元件101、將接地布圖板101與放射導(dǎo)體元件102短路的短路部103和向天線提供電力的供電部104構(gòu)成。
但是，所述的倒F形天線100頻帶很窄，并且存在只能夠以單獨(dú)的頻率使用的問題。而且，如果要擴(kuò)展頻帶帶寬，就要加大放射導(dǎo)體元件102與接地布圖板101的距離，就必須使放射導(dǎo)體元件102本身的形狀加大，要做到既小型化又頻帶寬是很困難的。


圖1是表示本發(fā)明實施例1的通信機(jī)器的構(gòu)成的外觀立體圖。
圖2是表示本發(fā)明實施例1的通信機(jī)器的使用狀況的一例的圖。
圖3是本發(fā)明實施例1的天線裝置的局部立體圖。
圖4A、圖4B是本發(fā)明實施例1的天線裝置的特性圖。
圖5是本發(fā)明實施例1的天線裝置的特性圖。
圖6是表示本發(fā)明實施例2的通信機(jī)器的構(gòu)成的外觀立體圖。
圖7是表示本發(fā)明實施例2的變形例的構(gòu)成的外觀立體圖。
圖8是表示本發(fā)明實施例3的通信機(jī)器的構(gòu)成的外觀立體圖。
圖9是表示以往的天線裝置的構(gòu)成的立體圖。
在圖1中，第1基板1具有接地布圖板1a，第2基板2同樣具有接地布圖板2a，連接部3是由合頁部構(gòu)成的將接地布圖板1a以及2a連接起來的導(dǎo)體。
天線裝置4以適當(dāng)?shù)姆椒ò惭b在第2基板2的點線上。接著，在未圖示的接地布圖板1a以及接地布圖板2a的一部分上進(jìn)一步形成電路布圖，安裝進(jìn)行通信的無線電路、調(diào)制解調(diào)電路、控制電路、話筒、喇叭、LCD等部件以及接口等部件。
通過將這些部件與天線1連接，構(gòu)成以無線方式進(jìn)行通信的通信機(jī)器5。通信機(jī)器5比如可以如圖2所示那樣的形態(tài)進(jìn)行通信，這里，可以采用使天線裝置4接近人體6的口部的結(jié)構(gòu)。
在這里，天線裝置4的結(jié)構(gòu)如圖3所示。
即，作為第1導(dǎo)體部的環(huán)狀元件7是具有供電部7a的導(dǎo)體，作為第1天線元件的螺旋元件8，是其一端開放，另一端連接環(huán)狀元件的導(dǎo)體。
作為第2天線元件的彎曲元件9其兩端開放狀態(tài)，是在螺旋元件8的外周面上被配置成直流絕緣狀態(tài)的導(dǎo)體。
絕緣體10具有環(huán)狀元件7、螺旋元件8、彎曲元件9。
在圖3中，螺旋元件8與彎曲元件9形成相互高頻電場耦合，構(gòu)成他們的長度、元件間的間隙使其可以分別比如在900Mhz頻帶和1.9GHz頻帶上產(chǎn)生共振，對應(yīng)多頻帶天線動作。
進(jìn)而，通過將環(huán)狀元件7與供電部7a一體化，環(huán)狀元件7作為高頻電路進(jìn)行分布常數(shù)電路的動作，從而達(dá)到作為耦合電路的效果。
對于環(huán)狀元件7的效果，將實測的結(jié)果表示在圖4A以及圖4B中。圖4A、圖4B是通過將天線裝置4的阻抗匹配作為VSWR來表示其頻率特性的圖，表示VSWR的值越是向接近于1方向減小，其阻抗匹配的效果越好。
圖4A是表示具有環(huán)狀元件7的情況，圖4B是表示不具有環(huán)狀元件7的情況，是在第1基板1、第2基板2、連接部3天線裝置4等都是同樣尺寸的情況下的比較。由圖4可以明確看出，由于采用了環(huán)狀元件7，考慮VSWR在3以下的頻帶，在低頻帶中由170MHz提高到175MHz，在高頻帶中由235MHz提高到580MHz，分別得到寬帶化效果。換言之，在一般的情況下，如果使天線元件小型化，則頻帶就變窄，但是采用了環(huán)狀元件7以后，即使形狀小也可以得到充分的寬帶區(qū)域的天線裝置4。
而且在圖4中，是由于具備螺旋元件8以及彎曲元件9的構(gòu)成的結(jié)果，根據(jù)圖4，可以看出，能夠在800～1000Mhz和1.7GHz～2.3GHz雙頻帶工作，從而通過采用實施例1所述的結(jié)構(gòu)，可以得到小型化、寬頻帶并且可在雙頻帶上工作的天線裝置以及通信機(jī)器。
而且，雖然在實施例1中沒有圖示，但是由于通過在螺旋元件8的開放端側(cè)附加與環(huán)狀元件7同樣的第2環(huán)狀元件，作為第2導(dǎo)體部的第2環(huán)狀元件即便使螺旋元件8的長度縮短，也能夠以同一頻率發(fā)生諧振，因此可以使天線裝置4進(jìn)一步小型化。
而且在實施例1中，環(huán)狀元件7、螺旋元件8、彎曲元件9可以采用金屬片鉆孔、沖壓成形加工工藝構(gòu)成，此時，如果使用銅制的金屬片，則由于其加工方便、可減小導(dǎo)電損失，因此可以實現(xiàn)生產(chǎn)簡單、特性差異小，效率高的天線裝置4。
而且，本發(fā)明除上述工藝以外，采用導(dǎo)體漿的圖形成形法、蝕刻法等也可以容易制造，得到同樣的效果。
而且，絕緣體10最好采用介電比率在5以下的材料，比如可以使用ABS樹脂、苯酚、聚碳酸酯、四氟乙烯等，進(jìn)而將中心部分做成空洞，使實效介電比率在5以下也可以。
通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，可具體體現(xiàn)良好的阻抗特性以及天線放射特性具體化，進(jìn)而在具有空洞的情況下，可以得到更輕量化的天線裝置4。
而且在圖3中所示的接地布圖板2與天線裝置4的距離X變化時的VSWR，用圖5表示其在3以下時的頻帶比的變化狀態(tài)。從圖5可以看出，當(dāng)X成為6mm以上時，頻帶比不再是在很大程度上依賴于X。所以，通過將X設(shè)置在6mm以上，在寬頻帶可以得到特性更穩(wěn)定的天線裝置。
另外，在對實施例1的說明中，在圖3中雖然表示出了將彎曲元件9構(gòu)成在紙面的上部的情況，但由于通過將其構(gòu)成在接地布圖板2a的相反一側(cè)，即圖的背面?zhèn)?，可以增大彎曲元?與接地布圖板2a之間的距離，因此可以獲得在寬頻帶具有更高性能的天線裝置4。
在實施例2中，對于實施例1說明過的構(gòu)成不再說明。實施例2在結(jié)構(gòu)上的第1特征是，相對第1基板以及第2基板2的橫寬尺寸A，使連接部3的橫寬尺寸B為1/3以上。對在變更通過利用電磁場模擬而得到的連接部3的橫寬尺寸時的電流分布。其結(jié)果是，在連接部3及其近旁分布著比較大的高頻電流。這是由于在這個部位受到手等的夾緊等較大的影響，并且?guī)捵杩固匦宰冋木壒?。?dāng)使圖6所示的B為A的1/3時，可大副緩和同樣的高頻電流的集中，由此解決了上述的問題。
如圖7所示，比如由3a、3b、以及3c的多個來構(gòu)成連接部3，也可以的到同樣的效果。
而且，在圖6所示的實施例2中，其第2特征是，天線裝置4安裝在與話筒11互相重疊的位置。
話筒1的尺寸最近被大幅度小型化到7mm以下，即使安裝在與天線4重合的位置，話筒11的影響也很小，通過充分地調(diào)整環(huán)狀元件7、螺旋元件8、彎曲元件9的形狀和相互的位置，就可以滿足所要求的特性。而且，由于話筒11與天線裝置4位置重疊地安裝，第2基板2的尺寸可以更小，可以得到更小型的通信機(jī)器。
實施例3的特征是，在連接部構(gòu)成的通信機(jī)器的合頁部具備新的天線元件12。天線元件12的一端與接地布圖板2a連接，另一端為開放狀態(tài)。構(gòu)成連接部3的部位如實施例2中敘述的一樣，是高頻電流高度集中的部位。所以，通過在這個部位構(gòu)成作為放射元件的天線元件12，作為總體上來說可以提高放射特性和寬頻帶化。
而且，在實施例3中，附圖對彎曲元件進(jìn)行了表示，但是比如線狀、螺旋狀的元件也可以得到同樣效果。
而且，在實施例3中，是將天線元件連接在接地布圖板2a上，但是連接在接地布圖板1a上也可以得到同樣的效果。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過以上述的結(jié)構(gòu)配置環(huán)狀元件、螺旋元件、彎曲元件，可以提供對應(yīng)多頻率，小型、寬頻帶的天線裝置以及使用該天線裝置的無線通信機(jī)器。
而且，通過對短路部及供電部的位置、各元件的大小和配置進(jìn)行最佳化調(diào)整，可以獲得在所希望的頻率下的更寬的頻帶特性。
本發(fā)明由于主要是涉及用于移動通信等無線機(jī)的天線裝置以及使用這種裝置的通信機(jī)器，所以可提供對應(yīng)多個頻率，小型化，寬頻帶的天線裝置以及使用這種裝置的無線通信機(jī)器。
權(quán)利要求
1.一種天線裝置，其特征在于具有被設(shè)置成一端是開放的，而另一端與供電部連接的第1天線元件、其兩端為開放狀態(tài)，并且以絕緣狀態(tài)被配置在所述第1天線元件的外周面上的第2天線元件，所述第1天線元件的另一端通過環(huán)狀的第1導(dǎo)體部連接在所述供電部上。
2.如權(quán)利要求1所述的天線元件，其特征在于在所述第1天線元件的開放端側(cè)還具有環(huán)狀的第2導(dǎo)體部，所述第2導(dǎo)體部為開放狀態(tài)。
3.一種通信機(jī)器，是一種配置由權(quán)利要求1所述的天線裝置的通信機(jī)器，其特征在于具有形成用于控制機(jī)器的電路部的基板、在所述基板的單面或者雙面設(shè)置的接地布圖板，在將所述天線裝置安裝到所述基板上時，將所述天線裝置的所述供電部和所述電路部的一部分電連接，并且使所述天線裝置與所述接地布圖板不形成直接及間接的重疊。
4.如權(quán)利要求1所述的通信機(jī)器，其特征在于所述天線裝置與所述接地布圖板的最短距離為6mm以上。
5.一種通信機(jī)器，是一種將喇叭部和話筒部分別配置的折疊型通信機(jī)器，其特征在于具有形成有用于控制設(shè)置在所述喇叭部側(cè)和所述話筒部側(cè)的各自的殼體內(nèi)的機(jī)器的電路部的第1基板以及第2基板、設(shè)置在所述第1基板以及第2基板的各自的單面或者雙面上的第1接地布圖板以及第2接地布圖板、用于電連接所述第1接地布圖板以及第2接地布圖板由導(dǎo)體形成的連接部、在所述第1基板或所述第2基板的至少一方安裝權(quán)利要求1所述的天線裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的通信機(jī)器，其特征在于所述連接部形成的寬度為所述第1接地布圖板或者所述第2接地布圖板的任意一個寬度的1/3以上。
7.如權(quán)利要求5所述的通信機(jī)器，其特征在于所述連接部由同一寬度或者不同寬度的的多個導(dǎo)體形成。
8.如權(quán)利要求5所述的通信機(jī)器，其特征在于在構(gòu)成所述天線裝置的所述連接部部位的近旁，形成螺旋狀或直線狀的一端連接所述第1接地布圖板或者所述第2接地布圖板，另一端為開放的導(dǎo)體。
9.如權(quán)利要求5所述的通信機(jī)器，其特征在于所述天線裝置被配置成與所述話筒的一部分或全部相互重疊。
全文摘要
本發(fā)明的天線裝置具有其一端開放狀態(tài)，而另一端與供電部連接那樣地設(shè)置的第1天線元件、其兩端為開放狀態(tài)并且以絕緣狀態(tài)被配置在第1天線元件的外周面上的第2天線元件，第1天線元件的另一端具有通過環(huán)狀的第1導(dǎo)體部與供電部連接。
文檔編號H01Q5/01GK1478313SQ02803260
公開日2004年2月25日 申請日期2002年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月25日
發(fā)明者井口明彥, 佐藤祐己, 己, 福島獎 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社