專(zhuān)利名稱(chēng)：平面天線(xiàn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及小尺寸、低輪廓的平面天線(xiàn)，其適合工作在多個(gè)頻率波段中。
背景技術(shù)：
作為一種具有小尺寸和低輪廓的常規(guī)平面天線(xiàn)，日本專(zhuān)利公開(kāi)5-136625A公開(kāi)了一種M型天線(xiàn)，其具有平輻射電極，將結(jié)合圖10和11對(duì)其進(jìn)行描述。
在如圖10所示的常規(guī)M型天線(xiàn)中，輻射電極12由平傳導(dǎo)板形成，其平面外形是方形，放置為與接地板10分隔開(kāi)并且平行于接地板10。饋送插頭14從接地板10一側(cè)豎起，并且電連接到輻射電極12的近似中心部分。此外，在相對(duì)于放置饋送插頭14的位置的近似對(duì)稱(chēng)位置上，提供一對(duì)短路插頭16，使得輻射電極12的兩個(gè)相對(duì)邊的外邊沿部分的中心位置電連接到接地板10。饋送插頭14與接地板10電絕緣。
具有這樣結(jié)構(gòu)的M型天線(xiàn)的VSWR特性如圖11所示。例如，其適合于工作在900MHz附近的單一頻率波段。
進(jìn)而，作為適合于工作在兩個(gè)頻率波段的天線(xiàn)，日本專(zhuān)利公開(kāi)2002-359515A公開(kāi)了組合兩個(gè)M型天線(xiàn)的技術(shù)，每一個(gè)M型天線(xiàn)都由傳導(dǎo)線(xiàn)形成。
參看附圖12到14，將給出對(duì)在這個(gè)公開(kāi)中討論的M型天線(xiàn)的簡(jiǎn)單解釋。在圖12所示的結(jié)構(gòu)中，由傳導(dǎo)線(xiàn)形成的第一輻射電極18配置為離開(kāi)接地板10并且與之平行，并且在將近其中心位置上，使饋送插頭14從接地板10一側(cè)豎起并且電連接到第一輻射電極18。提供一對(duì)短路插頭20，從而將第一輻射電極18的兩端都連接到接地板10。在饋送插頭14的中間位置，由傳導(dǎo)線(xiàn)形成的第二輻射電極22配置為平行于接地板10和第一輻射電極18。饋送插頭14連接到第二輻射電極22的將近中心位置。提供一對(duì)短路插頭24，從而將第二輻射電極22的兩端都電連接到接地板10。具有這樣的結(jié)構(gòu)的M型天線(xiàn)的水平指向性特性如圖13和14所示。如所看到的，不能認(rèn)為第一和第二輻射電極18、22都具有水平平面上的全向指向性。
同時(shí)，近來(lái)的電子設(shè)備具有支持各種媒介和服務(wù)的功能，需要天線(xiàn)能夠工作于多個(gè)頻率波段。此外，一般地，天線(xiàn)的安裝空間有限。日本專(zhuān)利公開(kāi)5-136625A公開(kāi)的M型天線(xiàn)只能夠工作于一個(gè)頻率波段。因此，為了與多個(gè)頻率波段通信，必須額外安裝另一天線(xiàn)。這樣，迫使要添加的該另一天線(xiàn)離開(kāi)輻射電極12或在其之上。因此，這會(huì)需要寬的或高的安裝空間。
最近的電子設(shè)備具有支持各種媒介和服務(wù)的功能，大多數(shù)安裝在車(chē)輛上，要求在天線(xiàn)的水平平面上具有全向指向性。日本專(zhuān)利公開(kāi)2002-359515A中公開(kāi)的M型天線(xiàn)能夠工作于兩個(gè)頻率波段，且使得安裝空間變小。但是，存在以下的缺點(diǎn)其水平指向性不是全向指向的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)勢(shì)方面是提供使用M型天線(xiàn)作為基本結(jié)構(gòu)的平面天線(xiàn)，其能夠保持水平平面上的全向指向性，且不會(huì)增加輻射電極與接地板相分隔的高度，也不會(huì)擴(kuò)張輻射電極的形狀。
本發(fā)明還有一個(gè)優(yōu)勢(shì)方面是提供一種平面天線(xiàn)，其能夠放置額外的天線(xiàn)，而不會(huì)增加安置空間。
本發(fā)明還有一個(gè)優(yōu)勢(shì)方面是提供一種平面天線(xiàn)，其能夠任意地設(shè)置可工作的頻率波段。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種平面天線(xiàn)，包括板組件，適合于電氣接地；第一輻射電極，以一間隙與板組件相對(duì)，平行于板組件延伸；第二輻射電極，以一間隙與板組件相對(duì)，平行于板組件延伸；饋送插頭，連接到第一輻射電極的中心部分和第二輻射電極的中心部分，所述饋送插頭適合于將電力饋送到第一輻射電極和第二輻射電極；一對(duì)第一短路插頭，在相對(duì)于饋送插頭的對(duì)稱(chēng)位置上將板組件和第一輻射電極的外邊沿電連接；以及一對(duì)第二短路插頭，將板組件和第二輻射電極的兩端電連接；其中所述第一輻射電極形成有空白部分，該空白部分位于連接饋送插頭和短路插頭的設(shè)想直線(xiàn)上的位置上；以及其中所述第一輻射電極和第二輻射電極彼此齊平。
第一輻射電極和第二輻射電極可以由傳導(dǎo)線(xiàn)形成。
第一輻射電極和第二輻射電極可以由傳導(dǎo)帶形成。
通過(guò)上述的配置，因?yàn)樾纬煽瞻撞糠侄惶峁仓灭佀筒孱^的位置與安置短路插頭的位置進(jìn)行線(xiàn)形連接的傳導(dǎo)組件，饋送插頭和短路插頭之間的電流路徑比線(xiàn)形連接它們的距離要長(zhǎng)。因此，不增加第一輻射電極與接地板分隔的高度，也不擴(kuò)大第一輻射電極的形狀，就可以降低諧振頻率。進(jìn)而，由于第二輻射電極提供在不提供傳導(dǎo)組件的空白部分中，提供了一種能夠工作于兩個(gè)頻率波段的天線(xiàn)，而不改變外部尺寸，其方式為第一和第二輻射電極以彼此不同的頻率波段通信。
可以使第一輻射電極的形狀為具有四個(gè)三角形空白部分的方形。每一個(gè)三角形空白部分的頂點(diǎn)之一可以對(duì)著饋送插頭，其他的頂點(diǎn)可以對(duì)著方形傳導(dǎo)板的轉(zhuǎn)角。第一短路插頭可以安置在方形傳導(dǎo)板的兩個(gè)相對(duì)邊的中間部分上。第二輻射電極的兩端可以安置在不對(duì)著第一短路插頭的兩個(gè)空白部分中。
第一輻射電極可以是形成有四個(gè)扇形空白部分的圓形傳導(dǎo)板。每一個(gè)扇形空白部分的頂點(diǎn)可以對(duì)著饋送插頭，其弧形部分可以對(duì)著圓形傳導(dǎo)板的外周。第一短路插頭可以安置在對(duì)著相對(duì)的兩個(gè)空白部分的弧形部分的位置上。第二輻射電極的兩端可以安置在不對(duì)著第一短路插頭的兩個(gè)空白部分中。
通過(guò)上述任意一種配置，第一輻射電極中提供的空白部分關(guān)于安置饋送插頭的中心幾乎點(diǎn)對(duì)稱(chēng)。為此，可以獲得水平平面上的全向指向性。此外，在沒(méi)有提供第一輻射電極的第一短路插頭的邊的空白部分中，提供第二輻射電極。因此，第二輻射電極只對(duì)第一輻射電極中產(chǎn)生的電流/電壓分布產(chǎn)生很小的影響。
平面天線(xiàn)還可以進(jìn)一步包括額外的天線(xiàn)，其安置在板組件上，從而對(duì)著空白部分之一。
通過(guò)該配置，將額外的天線(xiàn)安置在第一輻射電極的空白部分中，可以有效地利用空間。因此，即使在空白部分中內(nèi)置了額外的天線(xiàn)，安裝空間也不會(huì)增加，而且也不會(huì)增加高度。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的平面天線(xiàn)的透視圖。
圖2是圖1的平面天線(xiàn)的VSWR特性圖。
圖3是圖1的平面天線(xiàn)在810MHz的水平指向性圖。
圖4是圖1的平面天線(xiàn)在960MHz的水平指向性圖。
圖5是圖1的平面天線(xiàn)在1920MHz的水平指向性圖。
圖6是圖1的平面天線(xiàn)在2170MHz的水平指向性圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的平面天線(xiàn)的透視圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的平面天線(xiàn)的透視圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的平面天線(xiàn)的透視圖。
圖10是第一常規(guī)平面天線(xiàn)的透視圖。
圖11第一常規(guī)平面天線(xiàn)的VSWR特性圖。
圖12是第二常規(guī)平面天線(xiàn)的透視圖。
圖13是第二常規(guī)平面天線(xiàn)中第一輻射電極的水平指向性圖。
圖14是第二常規(guī)平面天線(xiàn)中第二輻射電極的水平指向性圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例實(shí)施例。與圖10和12中所示常規(guī)天線(xiàn)相似的部件將被賦予相同的附圖標(biāo)記。
如圖1所示，在根據(jù)第一實(shí)施例的平面天線(xiàn)中，第一輻射電極30配置為離開(kāi)接地板10并且在平行于接地板10的平面內(nèi)。第一輻射電極30具有由傳導(dǎo)線(xiàn)形成的框架部分?？蚣懿糠值膶?duì)角通過(guò)由傳導(dǎo)線(xiàn)形成的臂狀物而連接，臂狀物在中心部分相交，在該中心部分，使饋送插頭14從接地板10一側(cè)豎起。不用說(shuō)，饋送插頭14沒(méi)有電連接到接地板10。
在關(guān)于饋送插頭14的對(duì)稱(chēng)位置上，在方形框架的兩邊的接近中心位置上提供有一對(duì)第一短路插頭32，從而使得第一輻射電極30的框架部分與接地板10短路。在第一輻射電極30中，不存在將饋送插頭14與第一短路插頭32線(xiàn)形連接的傳導(dǎo)線(xiàn)，但是形成了三角形空白區(qū)域30a。進(jìn)而，不存在將饋送插頭14和沒(méi)有提供第一短路插頭32的框架部分的邊進(jìn)行線(xiàn)形連接的傳導(dǎo)線(xiàn)，但是同樣地形成了三角形空白區(qū)域30b。
而且，在三角形空白區(qū)域30b中提供了第二輻射電極34。第二輻射電極34由傳導(dǎo)線(xiàn)形成，從而具有方形托架形狀，并且配置為與第一輻射電極30齊平。而且，提供有第二短路插頭36，其將第二輻射電極34的兩端與接地板10短路。饋送插頭14電連接到第二輻射電極34的中心位置。
在根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的平面天線(xiàn)中，第一輻射電極30的方形框架部分的一邊的長(zhǎng)度為84mm，其離開(kāi)接地板的最高距離為16.5mm，第二輻射電極34的形狀(包括長(zhǎng)度)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行調(diào)節(jié)。從圖2中可以看出，這個(gè)平面天線(xiàn)工作于兩個(gè)頻率波段。第一輻射電極30設(shè)置為用于PDC800的800MHz波段(用于蜂窩電話(huà))，作為第一頻率波段。第二輻射電極34設(shè)置為2GHz波段，用于IMT-2000，作為第二頻率波段?，F(xiàn)在，第二輻射電極34的長(zhǎng)度可以設(shè)置為使得連接饋送插頭14和第二短路插頭36的線(xiàn)的長(zhǎng)度與饋送插頭14和第二短路插頭36的各自長(zhǎng)度之和在第二頻率波段的中心頻率處為1/2波長(zhǎng)。
在圖2所示的VSWR特性中，在PDC 800的810MHz作為第一頻率波段時(shí)，VSWR是3.75，仰角θ＝0°處的增益為-2.85dBi；在其960MHz時(shí)，VSWR是3.16，增益是0.01dBi；在IMT-2000的1920MHz作為第二頻率波段時(shí)，VSWR是1.40，增益是0.52dBi；在其2170MHz時(shí)，VSWR是2.06，增益是-1.96dBi。此外，從圖3和4可以看出，在810MHz和960MHz，PDC 800在水平平面上幾乎給出了全向指向性。進(jìn)而，從圖5和6可以看出，在1920MHz和2170MHz，IMT-2000在水平平面上幾乎給出了全向指向性。
進(jìn)而，在不具有第一短路插頭32的空白區(qū)域30b中，提供第二輻射電極34。為此，連接到第一輻射電極30的饋送插頭14與第一短路插頭32之間不可能具有通過(guò)第二輻射電極34的電磁耦合或電容耦合。提供第二輻射電極34對(duì)第一輻射電極30的電流/電壓分布造成較小的影響，因此不對(duì)天線(xiàn)特性造成任何影響。
接下來(lái)，將結(jié)合圖7來(lái)描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。與第一實(shí)施例中相似的部件將被賦予類(lèi)似的附圖標(biāo)記，并且將忽略對(duì)其的重復(fù)解釋。
第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于第一和第二輻射電極30、34、第一和第二短路插頭對(duì)32、36以及饋送插頭14都是由傳導(dǎo)帶形成的，而不是傳導(dǎo)線(xiàn)。在這個(gè)實(shí)施例中，平傳導(dǎo)板適當(dāng)處理和彎曲，使得各部件的形狀基本上與第一實(shí)施例中相同。如在第一實(shí)施例中一樣，第一和第二輻射電極30、34配置為離開(kāi)接地板10并且平行于接地板10。而且，在根據(jù)具有這樣的結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例的平面天線(xiàn)中，可以獲得與根據(jù)第一實(shí)施例的平面天線(xiàn)相同的天線(xiàn)特性。此外，由于帶形第一和第二輻射電極30、34的寬度大于第一實(shí)施例中傳導(dǎo)線(xiàn)的寬度，增加了可工作的帶寬。
此外，在第二實(shí)施例中，第一和第二輻射電極30、34由傳導(dǎo)板形成。但是，可以采用下面的配置。即，例如，在要提供第一和第二輻射電極30、34的高度上提供合成樹(shù)脂板。在板的表面上，由傳導(dǎo)薄膜形成第一和第二輻射電極30、34。第一和第二短路插頭32、36以及饋送插頭14電連接到傳導(dǎo)薄膜的第一和第二輻射電極30、34。
接下來(lái)，將結(jié)合圖8描述本發(fā)明的第三實(shí)施例。與上述實(shí)施例中相似的部件將被賦予類(lèi)似的附圖標(biāo)記，并且將忽略對(duì)其的重復(fù)解釋。
第三實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于由傳導(dǎo)線(xiàn)構(gòu)成的第一輻射電極40的形狀是圓形，第二輻射電極44以線(xiàn)的形狀形成。而且，在根據(jù)具有這樣的結(jié)構(gòu)的第三實(shí)施例的平面天線(xiàn)中，可以獲得與根據(jù)第一實(shí)施例的平面天線(xiàn)相同的天線(xiàn)特性。
接下來(lái)，將結(jié)合圖9描述本發(fā)明的第四實(shí)施例。與上述實(shí)施例中相似的部件將被賦予類(lèi)似的附圖標(biāo)記，并且將忽略對(duì)其的重復(fù)解釋。
在第四實(shí)施例中，在不具有第二輻射電極34的空白區(qū)域30a中，安置額外的天線(xiàn)50用于GPS接收，安置額外的天線(xiàn)52用于衛(wèi)星數(shù)字無(wú)線(xiàn)廣播的接收。在這樣的結(jié)構(gòu)中，空間可以得到有效利用，從而使得盡管安置了額外的天線(xiàn)50、52，卻不會(huì)增加安裝空間。不用說(shuō)，對(duì)于額外的天線(xiàn)50、52，可以采用用于包括ETC、藍(lán)牙等等的DSRC或無(wú)線(xiàn)LAN的天線(xiàn)。
應(yīng)該注意，第一輻射電極30、40的形狀應(yīng)該不被限制為上述實(shí)施例中所提議的形狀。將描述例子如下。
通過(guò)將形成圖1所示的交叉形狀部分的每一臂狀物彎曲，可以增加第一輻射電極的長(zhǎng)度?？商鎿Q地，形成交叉形狀部分的臂狀物中的一些可以被彎曲，而其他則可以不被彎曲。
通過(guò)一個(gè)線(xiàn)形部分可以形成第一輻射電極的中心部分，線(xiàn)形部分的兩端可以分支且耦合到方形框架部分的各自轉(zhuǎn)角。
通過(guò)一個(gè)線(xiàn)形部分可以形成第一輻射電極的中心部分，線(xiàn)形部分的兩端可以分支且耦合到方形框架部分的兩邊，由此形成H形部分。
形成圖1所示的交叉部分的每一臂狀物可以以曲折的方式彎曲，使得增加其長(zhǎng)度。
第一輻射電極的交叉形部分可以通過(guò)以下方式形成將臂狀物耦合到方形框架部分的各邊的中間部分，短路插頭可以安置在方形框架部分的兩個(gè)對(duì)角處。
圖1、7和9中所示的沒(méi)有安置短路插頭16的第一輻射電極的方形框架部分的邊沿部分可以被去除。
圖8中所示的沒(méi)有安置短路插頭16的第一輻射電極的圓形框架部分的邊沿部分可以被去除。
第一輻射電極可以具有這樣的形狀其中，安置具有相同形狀的兩個(gè)環(huán)，使得環(huán)的部分互相接觸或互相重疊。饋送插頭14可以安置在兩個(gè)環(huán)相互接觸的部分上，短路插頭16可以分別安置在通過(guò)饋送插頭14的安置位置的線(xiàn)上的環(huán)的其他位置處。
第一輻射電極可以具有這樣的形狀其中，安置具有相同形狀的兩個(gè)矩形，使得矩形框架的部分互相接觸或者互相重疊。饋送插頭14可以安置在兩個(gè)矩形框架相互接觸的部分上，短路插頭16可以分別安置在通過(guò)饋送插頭14的安置位置的線(xiàn)上的矩形框架的其他位置處。
進(jìn)而，第二輻射電極的形狀應(yīng)該不被限制為上述的形狀，而是可以根據(jù)指定的天線(xiàn)要求而改變。
在上述實(shí)施例中，第二輻射電極提供在沒(méi)有提供第一短路插頭32的空白區(qū)域30b中。但是，第二輻射電極可以提供在提供了第一短路插頭32的空白區(qū)域30a中。然而，與第二輻射電極提供在沒(méi)有提供第一短路插頭32的空白區(qū)域30b中的情況相比，在第二輻射電極提供在提供了第一短路插頭32的空白區(qū)域30a中的情況中，由于第一短路插頭32和第二短路插頭36彼此接近地安置，很可能發(fā)生電磁耦合，從而存在使水平平面的指向性惡化的輕微趨勢(shì)。
盡管上面僅僅詳細(xì)描述了本發(fā)明的某些示例實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員將易于認(rèn)識(shí)到，在示例實(shí)施例中可能有許多修改，而本質(zhì)上不會(huì)背離本發(fā)明的新穎性教導(dǎo)和優(yōu)點(diǎn)。因此，所有這樣的修改都希望被包括在本發(fā)明的范圍中。
2006年6月15日提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)2006-166423所公開(kāi)的內(nèi)容，包括說(shuō)明書(shū)、附圖和權(quán)利要求，在此整體結(jié)合進(jìn)來(lái)參考。
權(quán)利要求
1.一種平面天線(xiàn)，包括板組件，適合于電氣接地；第一輻射電極，以一間隙與板組件相對(duì)，平行于板組件延伸；第二輻射電極，以一間隙與板組件相對(duì)，平行于板組件延伸；饋送插頭，連接到第一輻射電極的中心部分和第二輻射電極的中心部分，所述饋送插頭適合于將電力饋送到第一輻射電極和第二輻射電極；一對(duì)第一短路插頭，在相對(duì)于饋送插頭的對(duì)稱(chēng)位置上將板組件和第一輻射電極的外邊沿電連接；以及一對(duì)第二短路插頭，將板組件和第二輻射電極的兩端電連接；其中所述第一輻射電極形成有空白部分，該空白部分位于連接饋送插頭和短路插頭的設(shè)想直線(xiàn)上的位置上；以及其中所述第一輻射電極和第二輻射電極彼此齊平。
2.如權(quán)利要求1所述的平面天線(xiàn)，其中第一輻射電極和第二輻射電極由傳導(dǎo)線(xiàn)形成。
3.如權(quán)利要求1所述的平面天線(xiàn)，其中第一輻射電極和第二輻射電極由傳導(dǎo)帶形成。
4.如權(quán)利要求1所述的平面天線(xiàn)，其中使第一輻射電極的形狀為具有四個(gè)三角形空白部分的方形；每一個(gè)三角形空白部分的頂點(diǎn)之一對(duì)著饋送插頭，其他的頂點(diǎn)對(duì)著方形傳導(dǎo)板的轉(zhuǎn)角；第一短路插頭安置在方形傳導(dǎo)板的兩個(gè)相對(duì)邊的中間部分上；以及第二輻射電極的兩端安置在不對(duì)著第一短路插頭的兩個(gè)空白部分中。
5.如權(quán)利要求1所述的平面天線(xiàn)，其中第一輻射電極是形成有四個(gè)扇形空白部分的圓形傳導(dǎo)板；每一個(gè)扇形空白部分的頂點(diǎn)對(duì)著饋送插頭，其弧形部分對(duì)著圓形傳導(dǎo)板的外周；第一短路插頭安置在對(duì)著相對(duì)的兩個(gè)空白部分的弧形部分的位置上；以及第二輻射電極的兩端安置在不對(duì)著第一短路插頭的兩個(gè)空白部分中。
6.如權(quán)利要求5所述的平面天線(xiàn)，進(jìn)一步包括額外的天線(xiàn)，其安置在板組件上，從而對(duì)著空白部分之一。
全文摘要
公開(kāi)一種平面天線(xiàn)。板組件適合于電氣接地。第一輻射電極以一間隙與板組件相對(duì)，平行于板組件延伸。第二輻射電極以一間隙與板組件相對(duì)，平行于板組件延伸。饋送插頭連接到第一輻射電極的中心部分和第二輻射電極的中心部分。所述饋送插頭適合于將電力饋送到第一輻射電極和第二輻射電極。一對(duì)第一短路插頭在相對(duì)于饋送插頭的對(duì)稱(chēng)位置上將板組件和第一輻射電極的外邊沿電連接。一對(duì)第二短路插頭將板組件和第二輻射電極的兩端電連接。第一輻射電極形成有空白部分，該空白部分位于連接饋送插頭和短路插頭的設(shè)想直線(xiàn)上的位置上。第一輻射電極和第二輻射電極彼此齊平。
文檔編號(hào)H01Q21/30GK101090176SQ20071011011
公開(kāi)日2007年12月19日 申請(qǐng)日期2007年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月15日
發(fā)明者歌川尚明, 野崎高志, 都筑一郎, 外間尚記 申請(qǐng)人:株式會(huì)社友華