專利名稱：天線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在小型攜帶終端和無鍵的卡片終端等通信設(shè)備上使用的天線裝置和使用它的通信設(shè)備。
背景技術(shù)：
圖9表示在呼機等移動體通信上使用的現(xiàn)在的小型天線(特公平6-93635號公報)。金屬板101起作為微波帶狀天線的部件的地線平面的作用。在該金屬板101上安裝有形成了無線電路的印刷基板105，同時通過電解體104設(shè)置有導(dǎo)體板102。導(dǎo)體板102的寬度比金屬板101短、以與金屬板101相對的狀態(tài)設(shè)置。電解體104配置成填埋該金屬板101與導(dǎo)體板102間的空隙。
印刷基板105避開金屬板101與導(dǎo)體板102互相相對的部分安裝。金屬板101與導(dǎo)體板102將一端用連接板103進行機械·電氣連接。這樣，用金屬板101、導(dǎo)體板102、連接板103形成コ字狀square U shape的微波帶狀天線。且為了調(diào)諧成該微波帶狀天線希望的頻率，在另一端把電容106設(shè)置在中間，同時調(diào)整供電部107來取得匹配。
但上述結(jié)構(gòu)微波帶狀天線的天線增益一般來說比偶極天線等的增益小，所以需要通過把導(dǎo)體板102和金屬板101的距離盡量加大來提高天線增益。而且為了謀求更小型化，需要不僅在金屬板101的上面，而是在上下兩面上安裝高頻電路，把電路安裝面積縮小到約一半。由于通過導(dǎo)體板構(gòu)成微波帶狀天線，所以批量生產(chǎn)時高尺寸精度的金屬加工和安裝是困難的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種小型·高增益同時適合于批量生產(chǎn)的天線裝置，以解決這個問題。
為達到該目的，本發(fā)明的天線裝置在由導(dǎo)體構(gòu)成的地線部的一部分設(shè)有開口部，在開口部的表面上方具有由導(dǎo)電性材料構(gòu)成的天線板，另一方面在開口部的背面上方具有由導(dǎo)電性材料構(gòu)成的地線板，而且具有在不設(shè)所述開口部的地線部安裝有高頻電路的結(jié)構(gòu)。


圖1A是本發(fā)明實施例1天線裝置的分解立體圖；圖1B是本發(fā)明實施例1天線裝置的分解剖面圖；圖2是表示為說明本發(fā)明實施例1天線裝置技術(shù)效果用的天線樣機的透視立體圖；圖3是表示本發(fā)明實施例1天線裝置由第二短路部的位置引起天線特性變化的特性圖；圖4是表示本發(fā)明實施例1天線裝置由第一短路部的位置引起天線特性變化的特性圖；圖5A是本發(fā)明實施例2天線裝置的俯視圖；圖5B是本發(fā)明實施例2天線裝置的面圖；圖5C是本發(fā)明實施例2天線裝置的仰視圖；圖6是本發(fā)明實施例3天線裝置的俯視圖；圖7A是內(nèi)部裝有有本發(fā)明實施例3天線裝置的通信設(shè)備的外觀圖；圖7B是表示使用內(nèi)部裝有有本發(fā)明實施例3天線裝置的通信設(shè)備時情況的圖；圖8A是表示在本發(fā)明實施例3的天線裝置中使第一導(dǎo)體層作為天線動作時發(fā)射圖形的圖；圖8B是表示在本發(fā)明實施例3的天線裝置中使大致呈線狀的導(dǎo)體部件作為天線動作時發(fā)射圖形的圖；圖9是現(xiàn)在的天線裝置的示意圖。
具體實施例方式
下面用實施例對本發(fā)明的天線裝置進行說明。
(實施例1)用圖1A和圖1B說明本發(fā)明實施例1天線裝置的構(gòu)造。
在第一基板100的表面形成由導(dǎo)體構(gòu)成的地線層1。這時在表面的一部分上設(shè)有沒有導(dǎo)體的開口部4。在第一基板100的開口部4一邊的面上配置由絕緣性樹脂構(gòu)成的第二基板2，在介于所述第一基板100與所述第二基板2相對的位置上配置由絕緣性樹脂構(gòu)成的第三基板3。在第二基板2的表面上設(shè)有起天線板作用的第一導(dǎo)體層5，在第三基板3的表面上形成起地線板的一部分作用的第二導(dǎo)體層6。在第二基板2上形成有第一供電部7，其一端連接在第一導(dǎo)體層5上；第一短路部8，其一端連接在所述第一導(dǎo)體層5上，同時另一端連接在所述地線層1上。在第二基板2上還連接有電容10，其位于與第一供電部7的大致對角線上，并連接第一導(dǎo)體層5和地線層1。在第三基板3上設(shè)有第二短路部9，其一端連接在第二導(dǎo)體層6上，同時另一端經(jīng)由貫通第一基板100形成的地線短路用通孔16連接在地線層1上。形成地線連接用通孔16是通過沖孔和鉆孔加工等的機械加工形成通孔，并在其通孔內(nèi)填充導(dǎo)電性材料而制成的。在貫通孔內(nèi)形成的導(dǎo)電體與第一基板100上的地線層1絕緣。而且作為基板利用把一般的電路基板形成圖形和加工作成。作為各導(dǎo)體層可使用銅等的金屬箔和蒸鍍的金屬層作成。短路部或供電部用導(dǎo)電性糊或金屬粉末等形成。各導(dǎo)體層與短路部或供電部的連接用焊錫連接。也可使用導(dǎo)電性糊代替焊錫。
作為本發(fā)明天線裝置的特征是通過使用第三基板3把相當(dāng)于天線板的第一導(dǎo)體5與相當(dāng)于地線板的第二導(dǎo)體6的間隔擴大了。這樣由于能把天線板與地線板的間隔增大，所以能實現(xiàn)高的發(fā)射增益和寬的帶域?qū)挾取?br> 第一導(dǎo)體層與第二導(dǎo)體層間的電場強度大體通過在對大位置的第一供電部7的對角位置負擔(dān)容量，能把負擔(dān)的容量值減小，因此能減小負擔(dān)容量的損耗。
以前作為天線的材料一直在利用金屬板，但金屬加工和維持天線形狀困難。本發(fā)明中作為天線的材料利用絕緣性樹脂基板，所以制作容易，同時能實現(xiàn)維持穩(wěn)定的天線形狀。而且通過變更作為天線使用的絕緣性樹脂基板的比電容率tanδ還能調(diào)整天線的阻抗特性。
在所述第二基板2、所述第三基板3上使用的絕緣性樹脂基板的比電容率tanδ的值當(dāng)然不需要使用相同的。對于這次采取的匹配天線裝置的方法是事先準(zhǔn)備多個所述第二短路部9的位置不同的所述第三基板3，通過把它們一個個地安裝在所述開口部4上就能迅速并容易地進行。通過所述第二短路部9的位置變更也能變更天線裝置的發(fā)射圖形，所以容易選擇最合適放置天線裝置電波環(huán)境的發(fā)射圖形。
圖2表示了在使所述第二短路部9的位置變化時為表示天線裝置的阻抗特性和發(fā)射圖形的變化所用的天線樣機。作為起天線板作用的第一導(dǎo)體層5、第二導(dǎo)體層6的形狀都是30mm×30mm的正方形，第一供電部7、第一短路部8、第二短路部9的長度定為2mm。
地線層1的形狀定為80mm×80mm的正方形、在其中央設(shè)有30mm×30mm正方形的開口部4。固定第二基板和第三基板以從上下將第一基板100的開口部4夾住的方式進行。其結(jié)果是成為所述第一導(dǎo)體層5和第二導(dǎo)體層6在第一基板100的上下方向上互相相對的結(jié)構(gòu)。在該天線樣機中使所述第二短路部9的位置作如下地變更。
(a)的位置…第一短路部8的正下方(b)的位置…第一供電部7的正下方(c)的位置…從第一供電部7向與第一短路部8相反的方向離開1mm處的正下方對各個情況測量其阻抗特性和發(fā)射圖形變化的結(jié)果表示在圖3。
所述第二短路部9各位置的阻抗特性在(a-3)、(b-3)、(c-3)的各史密斯圓圖上描繪的圓的軌跡的尺寸在變化的同時，共振頻率的值也變大。發(fā)射特性也有大的變化，即與在(a)的位置向X軸或Y軸方向的天線增益高相對，在(c)的位置在Z軸方向上天線增益變高。
實施例1中表示了所述第二短路部9只一根時的特性，當(dāng)然具備多根時也同樣地在阻抗特性、發(fā)射特性的調(diào)整上利用。
同樣，圖4表示了把第一短路部8的位置變更到(d)、(e)時阻抗特性、發(fā)射圖形的變化。
(d)的位置…距第一供電部7為1mm的位置(e)的位置…距第一供電部7為2mm的位置雖然發(fā)射圖形沒有大的變化，但能變更史密斯圓圖上阻抗的軌跡的圓尺寸的同時還能調(diào)整共振頻率。
即通過把短路部配置在第一供電部7的近旁，不必對第一供電部7重新附加匹配電路就能取得天線裝置的匹配。
在實施例1中使用的第一導(dǎo)體層的形狀是扁平的正方形，但通過在任意端部設(shè)置任意數(shù)的切口來調(diào)整天線裝置的阻抗特性也沒有問題。
(實施例2)用圖5說明本發(fā)明的實施例2。圖5A表示了本發(fā)明天線裝置上面(第一面)的圖，圖5B表示了剖面圖、圖5C表示下面(第二面)的圖。圖5中的H1和H2分別表示第二基板2和第三基板3的厚度。在地線層1開口部4以外區(qū)域的上面設(shè)有機械開關(guān)13和第一高頻電路12。第一高頻電路12通過供電線路12與第一供電部7連接。
在地線層1開口部4以外區(qū)域的下面配置有電池14和電池固定卡具15及第二高頻電路17。第二高頻電路17配置在設(shè)在第一基板1背面的第二地線層25上。第一高頻電路12和第二高頻電路17間通過貫通第一基板1的導(dǎo)電性通孔(未圖示)連接。
如圖5B所示，對第二基板2的厚度H1及第三基板3的厚度H2來說通過把比它們的高度低的部件配置在地線層1的上下面上，能把天線裝置需要的投影面積縮小到約一半。這樣能實現(xiàn)小型且高增益的天線裝置。
(實施例3)用圖6說明本發(fā)明的實施例3。在圖6中把大致線狀的導(dǎo)體部件18大體配置在地線層1的周圍，將其一端通過第二供電部19連接在天線切換開關(guān)20上，第一供電部7也同樣地連接在所述天線切換開關(guān)20上，這樣實現(xiàn)了能自由選擇通過周圍環(huán)境使用天線的結(jié)構(gòu)。
圖7A表示了內(nèi)部裝有有本發(fā)明天線裝置的通信設(shè)備的外觀形狀。通信設(shè)備的外側(cè)被絕緣性樹脂套21所覆蓋，把機械開關(guān)形成在第一基板100的地線部以便能操作機械開關(guān)13。
在所述絕緣性樹脂套21的一部分上開有孔，成為能從外部操作所述機械開關(guān)的構(gòu)造。圖7B表示了用手指實際操作通信設(shè)備的情況。
圖8A表示了使圖7B所示狀態(tài)的第一導(dǎo)體層5起天線作用時的發(fā)射圖形。通過用手指按機械開關(guān)使通信設(shè)備動作時，在X方向(身體的正面方向)產(chǎn)生發(fā)射圖形的零位點，在該方向上存在通信對方時，有時產(chǎn)生通信質(zhì)量的顯著惡化。因此在圖7B那樣的通信設(shè)備的使用狀態(tài)通過僅使大致線狀的導(dǎo)體部件18作為天線動作能提高X方向(身體的正面方向)的天線增益。圖8B表示了僅使所述大致線狀的導(dǎo)體部件18作為天線動作時的發(fā)射圖形。即通過使用天線切換開關(guān)切換天線在X方向也能得到充分的增益。
如以上所說明，把使第一導(dǎo)體層作為天線作用時的發(fā)射增益弱的方向通過使大致線狀的導(dǎo)體部件作為天線起作用而蓋上，具備該天線裝置的通信設(shè)備即使被放置在各種方向時也能收發(fā)通信質(zhì)量高的信號。
用手指操作機械開關(guān)時使能得到優(yōu)越發(fā)射圖象的大致線狀的導(dǎo)體部件作為天線動作，插入胸部口袋時和接近香煙盒時通過使具有優(yōu)越天線特性的第一導(dǎo)體層起天線作用，可實現(xiàn)提供在各種使用環(huán)境下都不產(chǎn)生顯著特性惡化、穩(wěn)定通信質(zhì)量的天線裝置。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性根據(jù)以上本發(fā)明，裝在ID卡和呼機等攜帶終端內(nèi)的天線裝置用高增益能實現(xiàn)寬帶域特性的同時，能容易并迅速地取得阻抗匹配，且由于天線的形狀變化少，所以能長期間保持高質(zhì)量。
權(quán)利要求
1.一種天線裝置，其特征在于，包括第一絕緣基板，其具有第一面和把所述第一面的相反面作為第二面；第一地線層，其由導(dǎo)體構(gòu)成，在所述第一基板上的第一面上設(shè)置形成規(guī)定形狀的開口部；第一導(dǎo)體層，其具有與所述開口部大致相同的形狀，在所述開口部與所述第一面相對離開；第二導(dǎo)體層，其具有與所述開口部大致相同的形狀，在所述開口部的背面與所述第二面相對離開；第一供電部，其由帶狀的導(dǎo)體構(gòu)成，連接在所述第一導(dǎo)體層上；第一短路部，其由帶狀的導(dǎo)體構(gòu)成，連接所述第一導(dǎo)體層和所述第一地線層；第二短路部，其由帶狀的導(dǎo)體構(gòu)成，連接所述第二導(dǎo)體層和所述第一地線層；電容，其連接在所述第一導(dǎo)體層和所述地線層間，該天線裝置把所述第一導(dǎo)體層作為第一天線。
2.如權(quán)利要求1所述的天線裝置，其特征在于，在由絕緣性樹脂構(gòu)成的第二基板上具有所述第一導(dǎo)體層；在由絕緣性樹脂構(gòu)成的第三基板上具有所述第二導(dǎo)體層；沿所述第二基板的側(cè)面外緣具有所述第一供電部和所述第一短路部；沿所述第三基板的側(cè)面外緣具有所述第二短路部；所述第二基板和所述第三基板固定在所述第一基板上。
3.如權(quán)利要求1所述的天線裝置，其特征在于，在遠離所述第二基板的位置或其近旁具有所述電容和所述第一供電部。
4.如權(quán)利要求1所述的天線裝置，其特征在于，具有接近的所述第一供電部和所述第一短路部。
5.如權(quán)利要求1所述的天線裝置，其特征在于，在相同位置或接近位置具有所述第一供電部和所述第二短路部。
6.如權(quán)利要求1所述的天線裝置，其特征在于，在不同位置具有所述第一短路部和所述第二短路部。
7.如權(quán)利要求1所述的天線裝置，其特征在于，所述開口部是四邊形，在所述四邊形的大致對角位置上具有所述電容和所述第一供電部。
8.如權(quán)利要求1所述的天線裝置，其特征在于，在所述第一基板上具有充電導(dǎo)電體的短路用通孔，所述第一地線層和所述第二短路部通過所述短路用通孔連接。
9.如權(quán)利要求1所述的天線裝置，其特征在于，在不設(shè)所述第一面所述開口部的區(qū)域具有與所述第一供電部連接的第一高頻電路。
10.如權(quán)利要求1所述的天線裝置，其特征在于，在不設(shè)所述第二面所述開口部背面的區(qū)域具有第二地線層和配置在所述第二地線層上的第二高頻電路，所述第一高頻電路和所述第二高頻電路用導(dǎo)電性通孔連接。
11.如權(quán)利要求1所述的天線裝置，其特征在于，具有大致線狀的導(dǎo)體部件和在不設(shè)所述第一面所述開口部的區(qū)域還具有第二供電部，所述大致線狀的導(dǎo)體部件和所述第一高頻電路用所述第二供電部連接。
12.如權(quán)利要求1所述的天線裝置，其特征在于，把所述大致線狀的導(dǎo)體部件作為第二天線。
13.如權(quán)利要求11所述的天線裝置，其特征在于，在不設(shè)所述第一面所述開口部的區(qū)域還具有切換開關(guān)，所述切換開關(guān)連接所述第二供電部、所述第一供電部和所述高頻電路設(shè)置。
14.如權(quán)利要求13所述的天線裝置，其特征在于，所述切換開關(guān)切換所述第一天線和所述第二天線。
15.如權(quán)利要求1所述的天線裝置，其特征在于，在不設(shè)所述第一面所述開口部區(qū)域的所述第一基板上具有機械開關(guān)。
16.一種天線裝置的制造方法，該天線裝置包括第一絕緣基板，其具有第一面和把所述第一面的相反面作為第二面；第一地線層，其由導(dǎo)體構(gòu)成，在所述第一基板上的第一面上設(shè)置形成規(guī)定形狀的開口部；第一導(dǎo)體層，其具有與所述開口部大致相同的形狀，在所述開口部與所述第一面相對離開；第二導(dǎo)體層，其具有與所述開口部大致相同的形狀，在所述開口部的背面與所述第二面相對離開；第一供電部，其由帶狀的導(dǎo)體構(gòu)成，連接在所述第一導(dǎo)體層上；第一短路部，其由帶狀的導(dǎo)體構(gòu)成，連接所述第一導(dǎo)體層和所述第一地線層；第二短路部，其由帶狀的導(dǎo)體構(gòu)成，連接所述第二導(dǎo)體層和所述第一地線層；電容，其連接在所述第一導(dǎo)體層和所述地線層間，高頻電路，其連接在所述第一供電部上，其特征在于，具有調(diào)整工序，其進行所述第一供電部和所述第一短路部和所述第二短路部的位置調(diào)整。
17.如權(quán)利要求16所述的天線裝置的制造方法，其特征在于，還具有在由具有所述第一導(dǎo)體層的絕緣性樹脂構(gòu)成的第二基板的側(cè)面用導(dǎo)電性材料形成所述第一供電部和所述第一短路部的工序；在由具有所述第二導(dǎo)體層的絕緣性樹脂構(gòu)成的第三基板的側(cè)面用導(dǎo)電性材料形成所述第二短路部的工序；把所述第二基板和第三基板固定在所述第一基板上的工序。
18.如權(quán)利要求17所述的天線裝置的制造方法，其特征在于，所述調(diào)整工序包括從與所述第二短路部的位置不同的多個第三基板中選擇一個滿足所希望天線特性的第三基板。
19.如權(quán)利要求17所述的天線裝置的制造方法，其特征在于，所述調(diào)整工序包括從與所述第一短路部和第一供電部的距離不同的多個第二基板中選擇一個滿足所希望天線特性的第二基板。
全文摘要
一種在移動體通信等的無線機上使用的天線裝置，為了提供一種能在人體近旁使用的小型、高增益并且容易調(diào)整天線阻抗、形狀隨時間變化少的天線裝置，本發(fā)明在天線裝置由導(dǎo)體構(gòu)成的地線部的一部分上設(shè)有開口部，在開口部的表面上方具有由導(dǎo)電性材料構(gòu)成的天線板，另一方面在開口部的背面上方具有由導(dǎo)電性材料構(gòu)成的地線板，而且具有在不設(shè)所述開口部的地線部安裝高頻電路的結(jié)構(gòu)。
文檔編號H01Q1/38GK1500298SQ02807759
公開日2004年5月26日 申請日期2002年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月28日
發(fā)明者福島獎, 吉井昌弘, 弘 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社