專利名稱：天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及天線，尤其涉及小型且寬帶的表面安裝型天線。
技術(shù)背景以往，作為用于便攜電話等的移動通信的小型天線，專利文獻(xiàn)l已揭示一 種螺旋天線，其中在細(xì)長的絕緣主體部將激勵線圈巻繞成螺旋狀，且同時在主體部以與該激勵線圈相鄰的方式將第1、第2無饋電線圈巻繞成螺旋狀，從而 可在2個頻段進(jìn)行工作。然而，上述螺旋天線，其可工作的2個頻段的間隔離開大于等于幾百兆赫 (MHz)，不能使2個頻段靠近在小于等于100兆赫的近處。而且，l個頻段的帶 寬雖然比用單一線圈形成的螺旋天線大，但還不能確保足夠的帶寬。 專利文獻(xiàn)1:特開2003 — 37426號公報因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能確保小型且寬帶的的天線。發(fā)明內(nèi)容為了達(dá)到上述目的，第l發(fā)明的天線，具備饋電端子、以及具有不相同的 電感值的至少2個電感元件，其中，將所述電感元件用于輻射電波，同時還作 為使從所述饋電端子看饋電側(cè)的阻抗與自由空間的輻射阻抗得到阻抗匹配的 匹配電路的電感來使用。第1發(fā)明的天線中，通過將電感值互不相同的至少2個電感元件用作匹配 電路的電感，使連接饋電端子的設(shè)備的阻抗與空間的阻抗377 Q能在寬帶中實(shí) 質(zhì)上得到匹配，從而完成小型且寬帶的天線，并能做成表面安裝型。第2發(fā)明的天線，具備饋電端子、以及多個諧振電路的天線，其中，將所 述多個諧振電路用于輻射電波，同時還作為使從所述饋電端子看饋電側(cè)的阻抗與自由空間的輻射阻抗得到阻抗匹配的匹配電路的電感來使用。第2發(fā)明的天線中，通過將用于輻射電波的多個諧振電路的電感分量用作匹配電路的電感，使連接饋電端子的設(shè)備的阻抗與空間的阻抗377Q能在寬帶 實(shí)質(zhì)上得到匹配，從而完成小型且寬帶的天線，并能做成表面安裝型。第2發(fā)明中，多個諧振電路可由電容元件和電感元件構(gòu)成。這時，最好將 多個諧振電路與饋電端子直接電連接、或者通過集總常數(shù)型電容或電感電連 接。而且，最好多個諧振電路中相鄰的諧振電路的耦合系數(shù)至少大于等于O.l。又，最好構(gòu)成多個諧振電路的電感元件能由按往單軸方向排列的線狀電極 圖案構(gòu)成。作為電涌的對策，最好在饋電端子與電容元件電連接，將該電容元 件形成在疊層襯底上，則小型化不受損。將多個諧振電路形成在疊層襯底上， 則進(jìn)一步促進(jìn)小型化，容易利用疊層工藝法制造。第3發(fā)明的天線，具備第1和第2饋電端子、以及多個諧振電路的天線， 其中，具備包含第1電感元件和與其兩端電連接的第l和第2電容元件的第1 LC 串聯(lián)諧振電路、以及包含第2電感元件和與其兩端電連接的第3和第4電容元 件的第2LC串聯(lián)諧振電路，第1和第2電感元件相互磁耦合，將第1電感元件的一端通過第1電容元 件與第1饋電端子電連接，另一端通過第2電容元件與第2饋電端子電連接， 并且將第2電感元件的一端通過第3和第1電容元件與第1饋電端子電連接， 另一端通過第4和第2電容元件與第2饋電端子電連接。第3發(fā)明中，將第1和第2LC串聯(lián)諧振電路用于輻射電波，而且第l和第 2電感元件作為匹配電路的電感起作用，能使第1和第2饋電端子連接的設(shè)備 的阻抗與空間的阻抗377 Q在寬帶中實(shí)質(zhì)上匹配。而且，各元件能方便地疊層 結(jié)構(gòu)化，完成小型且寬帶的表面安裝型天線。根據(jù)本發(fā)明，用于輻射電波的多個電感元件或多個諧振電路中，能使連接 饋電端子的設(shè)備的阻抗與空間的阻抗377 Q在寬帶中實(shí)質(zhì)上匹配，不必另行設(shè) 置匹配電路，而能得到小型且寬帶的天線。


圖1是實(shí)施例1的天線的等效電路圖。圖2是示出實(shí)施例1的天線的疊層結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖3是示出第1實(shí)施例的天線的反射特性的曲線圖。圖4是示出第1實(shí)施例的天線的反射特性的曲線圖。圖5是示出第1實(shí)施例的天線的方向性的X — Y平面的方向性圖。圖6是示出第1實(shí)施例的天線的阻抗的史密斯圓圖。圖7是實(shí)施例2的天線的等效電路圖。圖8是示出實(shí)施例2的天線的疊層結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖9是示出第2實(shí)施例的天線的反射特性的曲線圖。圖10是實(shí)施例2的天線的電路變換后的等效電路圖。圖11是實(shí)施例3的天線的等效電路圖。圖12是示出實(shí)施例3的天線的外觀的立體圖。圖13是示出第3實(shí)施例的天線的反射特性的曲線圖。圖14是實(shí)施例4的天線的等效電路圖。圖15是示出實(shí)施例4的天線的疊層結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖16是示出第4實(shí)施例的天線的反射特性的曲線圖。圖17是實(shí)施例5的天線的等效電路圖。圖18是示出實(shí)施例5的天線的疊層結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖19是實(shí)施例6的天線的等效電路圖。圖20是示出實(shí)施例6的天線的疊層結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖21是其它實(shí)施例的天線的等效電路圖。圖22是實(shí)施例7的天線的等效電路圖。圖23是示出第7實(shí)施例的天線的反射特性的曲線圖。圖24是實(shí)施例8的天線的等效電路圖。圖25是示出第8實(shí)施例的天線的反射特性的曲線圖。圖26是實(shí)施例9的天線的等效電路圖。圖27是示出第9實(shí)施例的天線的反射特性的曲線圖。圖28是實(shí)施例IO的天線的等效電路圖。圖29是示出實(shí)施例IO的天線的疊層結(jié)構(gòu)的俯視圖。 圖3 0是示出實(shí)施例10的天線的反射特性的曲線圖。 圖31是實(shí)施例11的天線的等效電路圖。 圖32是示出第11實(shí)施例的天線的反射特性的曲線圖。
具體實(shí)施方式
下面，參照

本發(fā)明的天線的實(shí)施例。 實(shí)施例l(參照圖1 圖7)如圖1中作為等效電路所示，實(shí)施例1的天線1A具備具有不相同的電感值 而且相互同相磁耦合(用互感M表示)的電感元件L1、 L2,并將電感元件L1通 過電容元件Cla、 Clb與饋電端子5、 6連接，而且通過電容元件C2a、 C2b與 電感元件L2并聯(lián)。換句話說，此諧振電路構(gòu)成包含由電感元件L1和電容元件 Cla、 Clb組成的LC串聯(lián)諧振電路以及由電感元件L2和電容元件C2a、 C2b 組成的LC串聯(lián)諧振電路。包含上述電路組成的天線1A由圖2中作為一個例子示出的疊層結(jié)構(gòu)組成， 是層疊、壓接、燒結(jié)電介質(zhì)組成的陶瓷片11a lli后得到的器件。S卩，在陶瓷 片lla上形成饋電端子5、 6和通路孔導(dǎo)體19a、 19b，在陶瓷片llb上形成電 容器電極12a、 12b，在陶瓷片llc上形成電容器電極13a、 13b和通路孔導(dǎo)體 19c、 19d，在陶瓷片lld上形成電容器電極14a、 14b和通路孔導(dǎo)體19c、 19d、 19e、 19f。又，在陶瓷片lle上形成連接用導(dǎo)體圖案15a、 15b、 15c和通路孔導(dǎo)體19d、 19g、 19h、 19i。在陶瓷片llf上形成導(dǎo)體圖案19a、 17a和通路孔導(dǎo)體19g、 19i、 19j、 19k。在陶瓷片llg上形成導(dǎo)體圖案16b、 17b和通路孔導(dǎo)體19g、 19i、 19j、 19k。在陶瓷片llh上形成導(dǎo)體圖案16c、 17c和通路孔導(dǎo)體19g、 19i、 19j、 19k。 又，在陶瓷片lli上形成導(dǎo)體圖案16d、 17d。通過層疊上述陶瓷片11a lli，以通路孔導(dǎo)體19j為中介連接導(dǎo)體圖案 16a 16d，形成電感元件L1，并以通路孔導(dǎo)體19k為中介連接導(dǎo)體圖案17a 17d，形成電感元件L2。電容元件Cla由電極12a、 13a構(gòu)成，電容元件Clb 由電極12b、 13b構(gòu)成。電容元件C2a由電極13a、 14a構(gòu)成，電容元件C2b由 電極13b、 14b構(gòu)成。然后，將電感元件L1的一端通過通路孔導(dǎo)體19g、連接用導(dǎo)體圖案15c、 通路孔導(dǎo)體19c連接到電容器電極13a，另一端通過通路孔導(dǎo)體19d連接到電 容器電極13b。將電感元件L2的一端通過通路孔導(dǎo)體19i、連接用導(dǎo)體圖案15a、 通路孔導(dǎo)體19e連接到電容器電極14a，另一端通過通路孔導(dǎo)體19h、連接用導(dǎo) 體圖案15b、通路孔導(dǎo)體19f連接到電容器電極14b。又，將饋電端子5通過通路孔導(dǎo)體19a與電容器電極12a連接，將饋電端 子6通過通路孔導(dǎo)體19b與電容器電極12b連接。在包含上述組成的天線1A中，包含相互磁耦合的電感元件L1、 L2的LC 串聯(lián)諧振電路產(chǎn)生諧振，電感元件L1、 L2作為輻射元件起作用。而且，電感 元件L1、 L2通過電容元件C2a、 C2b耦合，從而作為連接饋電端子5、 6的設(shè) 備的阻抗(通常為50Q)和空間的阻抗(377Q)的匹配電路起作用。相鄰的電感元件L1、 L2的耦合系數(shù)k用k2二M2(LlXL2)表示，最好大于 等于O.l，本實(shí)施例1中為實(shí)質(zhì)上0.8975。設(shè)定電感元件L1、 L2的電感值和電 感元件L1與電感元件L2的磁耦合的程度(互感M),以便得到希望的帶寬。而 且，將電容元件Cla、 Clb、 C2a、 C2b和電感元件Ll、 L2組成的LC諧振電 路作為集總常數(shù)諧振電路加以構(gòu)成，所以作為疊層型，能小型化，并且不容易 受來自其它元件的影響。又，由于饋電端子5、 6中介入電容元件Cla、 Clb， 因此能切斷低頻電涌，從而能保護(hù)設(shè)備免受電涌。而且，將多個LC串聯(lián)諧振電路形成在疊層襯底上，所以能做成可在便攜電 話等的電路板上進(jìn)行表面安裝的小型天線，也能用作RFID (Radio Frequency Identification:射頻標(biāo)識)系統(tǒng)中使用的無線IC器件的天線。本發(fā)明人根據(jù)圖1所示等效電路的模擬結(jié)果，在天線1A中能得到圖3所示 的反射特性。從圖3判明，在中心頻率為760兆赫且700兆赫 800兆赫的寬 帶中得到大于等于一10分貝(dB)的反射特性。此外，后面闡述的實(shí)施例2中， 詳述這樣得到寬帶反射特性的理由。圖4示出天線1A的方向性，圖5示出X-Y平面的方向性。X軸、Y軸、 Z軸對應(yīng)于圖2和圖4所示的箭頭號X、 Y、 Z。圖6是示出阻抗的史密斯圓圖。實(shí)施例2(參照圖7 圖9)如圖7中作為等效電路所示，實(shí)施例2的天線1B具備具有不相同的電感值 而且相互同相磁耦合(用互感M表示)的電感元件L1、 L2，并將電感元件L1的 -一端通過電容元件C1與饋電端子5連接，而且通過電容元件C2與電感元件 L2連接。還將電感元件L1、 L2的另一端分別與饋電端子6直接連接。換句話 說，此諧振電路構(gòu)成包含由電感元件L1和電容元件Cl組成的LC串聯(lián)諧振電 路、以及由電感元件L2和電容元件C2組成的LC串聯(lián)諧振電路。設(shè)定電感元 件L1、 L2的電感值和電感元件L1與電感元件L2的磁耦合的程度(互感M)， 以便得到希望的帶寬。包含上述電路組成的天線1B由圖8中作為一個例子示出的疊層結(jié)構(gòu)組成， 是層疊、壓接、燒結(jié)電介質(zhì)組成的陶瓷片11a lli后得到的器件。g卩，在陶瓷 片lla上形成饋電端子5、 6和通路孔導(dǎo)體19a、 19b，在陶瓷片llb上形成電 容器電極12a和通路孔導(dǎo)體19m，在陶瓷片llc上形成電容器電極13a和通路 孔導(dǎo)體19c、 19m，在陶瓷片lld上形成電容器電極14a、 14b和通路孔導(dǎo)體19c、 19e、 19m。又，在陶瓷片lle上形成連接用導(dǎo)體圖案15a、 15b、 15c和通路孔導(dǎo)體19d、 19g、 19h、 19i。在陶瓷片llf上形成導(dǎo)體圖案19a、 17a和通路孔導(dǎo)體19g、 19i、 19j、 19k。在陶瓷片llg上形成導(dǎo)體圖案16b、 17b和通路孔導(dǎo)體19g、 19i、 19j、 19k。在陶瓷片llh上形成導(dǎo)體圖案16c、 17c和通路孔導(dǎo)體19g、 19i、 19j、 19k。 又，在陶瓷片lli上形成導(dǎo)體圖案16d、 17d。通過層疊上述陶瓷片11a lli，以通路孔導(dǎo)體19j為中介連接導(dǎo)體圖案 16a 16d，形成電感元件L1，并以通路孔導(dǎo)體19k為中介連接導(dǎo)體圖案17a 17d，形成電感元件L2。電容元件C1由電極12a、 13a構(gòu)成，電容元件C2由 電極13a、 14a構(gòu)成。然后，將電感元件L1的一端通過通路孔導(dǎo)體19g、連接用導(dǎo)體圖案15c、通路孔導(dǎo)體19c連接到電容器電極13a，另一端通過通路孔導(dǎo)體19d、連接用導(dǎo) 體圖案15b、通路孔導(dǎo)體19m、 19b連接到饋電端子6。而且，將電容器電極 12a通過通路孔導(dǎo)體19a連接到饋電端子5。另一方面，將電感元件L2的一端通過通路孔導(dǎo)體19i、連接用導(dǎo)體圖案15a、 通路孔導(dǎo)體19e連接到電容器電極14a，另一端通過通路孔導(dǎo)體19h、連接用導(dǎo) 體圖案15b、通路孔導(dǎo)體19m、 19b連接到饋電端子6。利用連接用導(dǎo)體圖案 15b分別連接電感元件Ll、 L2的另一端。在包含上述組成的天線1B中，包含相互磁耦合的電感元件L1、 L2的LC 串聯(lián)諧振電路產(chǎn)生諧振，電感元件L1、 L2作為輻射元件起作用。而且，電感 元件L1、 L2通過電容元件C2耦合，從而作為連接饋電端子5、 6的設(shè)備的阻 抗(通常為50 Q )和空間的阻抗(377 Q )的匹配電路起作用。本發(fā)明人根據(jù)圖7所示等效電路進(jìn)行模擬的結(jié)果，天線1B中得到圖9所示 的反射特性。下面，詳述實(shí)施例2的天線1B得到寬帶反射特性的情況。參照圖10，該 圖(A)示出本天線1B的電路組成，將包含電感元件L1、電容元件C2、電感元 件L2的7t形電路部分變換成T形電路后的電路組成為該圖(B)。該圖(B)中，Ll 〈L2日寸，根據(jù)互感M的大小，形成L1—MS0。這里，L1-M-0日寸，該圖(B) 所示的電路能變換成該圖(C)所示的電路。L1-M〈0時，該圖(C)所示電路的 電容C2為C2'。這樣作電路變換后的該圖(C)所示的電路包含電容Cl和互感M 的串聯(lián)諧振電路、以及電容C2和電感L2-M的并聯(lián)諧振電路，通過加大各諧 振電路的諧振頻率的間隔，擴(kuò)大帶寬，謀求寬帶化。實(shí)施例3(參照圖11 圖13)如圖11中作為等效電路所示，實(shí)施例3的天線1C由分別包含2個LC串 聯(lián)諧振電路的組件A、 B、 C構(gòu)成。各組件A、 B、 C中包含的LC串聯(lián)諧振電 路的電路組成與所述實(shí)施例1的天線1A相同，省略其詳細(xì)說明。此天線1C如圖12所示那樣地并行設(shè)置圖2所示的疊層結(jié)構(gòu)，分別作為組 件A、 B、 C，并將各組件A、 B、 C的LC串聯(lián)諧振電路連接公共的饋電端子5、6。在包含上述組成的天線1C中，包含相互磁耦合的電感元件L1和L2、電感 元件L3和L4、以及電感元件L5和L6的LC串聯(lián)諧振電路分別產(chǎn)生諧振，作 為輻射元件起作用。而且，各電感元件通過電容元件耦合，從而作為連接饋電 端子5、 6的設(shè)備的阻抗(通常為50Q)和空間的阻抗(377 Q)的匹配電路起作用。艮口，實(shí)施例3的天線1C并聯(lián)3個實(shí)施例1的天線1A，并且本發(fā)明人根據(jù) 圖11所示的等效電路進(jìn)行模擬的結(jié)果，如圖13所示，在3個頻段T1、 T2、 T3中得到大于等于一IO分貝的反射特性。頻段T1相當(dāng)于UHF電視，頻段T2 相當(dāng)于GSM，頻段T3相當(dāng)于無線LAN。本實(shí)施例3的其它作用效果與上述實(shí) 施例1相同。實(shí)施例4(參照圖14 圖16)如圖14中作為等效電路所示，實(shí)施例4的天線1D具備具有不相同的電感 值而且相互同相磁耦合(用互感M表示)的電感元件L1、 L2、 L3、 L4，并將電 感元件L1通過電容元件Cla、 Clb與饋電端子5、 6連接，而且通過電容元件 C2a、 C2b并聯(lián)電感元件L2，通過電容元件C3a、 C3b并聯(lián)電感元件L3，通過 電容元件C4a、 C4b并聯(lián)電感元件L4。換句話說，此諧振電路構(gòu)成包含由電感 元件L1和電容元件Cla、 Clb組成的LC串聯(lián)諧振電路、由電感元件L2和電 容元件C2a、 C2b組成的LC串聯(lián)諧振電路、由電感元件L3和電容元件C3a、 C3b組成的LC串聯(lián)諧振電路以及由電感元件L4和電容元件C4a、 C4b組成的 LC串聯(lián)諧振電路。包含上述電路組成的天線1D由圖15中作為一個例子示出的疊層結(jié)構(gòu)組成， 是層疊、壓接、燒結(jié)電介質(zhì)組成的陶瓷片21a 21j后得到的器件。即，在陶瓷 片21a上形成也作為饋電端子5、 6起作用的電容器電極22a、 22b，在陶瓷片 21b上形成電容器電極23a、 23b和通路孔導(dǎo)體29a、 2%，在陶瓷片21c上形成 電容器電極24a、 24b和通路孔導(dǎo)體29a 29d。在陶瓷片21d上形成電容器電 極25a、 25b和通路孔導(dǎo)體29a 29f,在陶瓷片21e上形成電容器電極26a、 26b 和通路孔導(dǎo)體29a 29h。又，在陶瓷片21f上形成連接用導(dǎo)體圖案30a 30d和通路孔導(dǎo)體28a 28h。 在陶瓷片21g上形成導(dǎo)體圖案31a 31d和通路孔導(dǎo)體27a 27h。在陶瓷片21h 上形成導(dǎo)體圖案31a 31d和通路孔導(dǎo)體27a 27h。在陶瓷片21i上形成導(dǎo)體 圖案31a 31d和通路孔導(dǎo)體27a 27h 。又在陶瓷片21j上形成連接用導(dǎo)體圖 案32a~ 32d。通過層疊上述陶瓷片21a 21j，以通路孔導(dǎo)體27e 17h為中介連接導(dǎo)體圖 案31a 31d，形成電感元件L1 L4。將電感元件Ll的一端通過通路孔導(dǎo)體 27a和28a、連接用導(dǎo)體圖案30a以及通路孔導(dǎo)體29a連接到電容器電極23a。 將電感元件L1的另一端通過通路孔導(dǎo)體28e、 29b連接到電容器電極23b。將 電感元件L2的一端通過通路孔導(dǎo)體27f、連接用導(dǎo)體圖案32b、通路孔導(dǎo)體27b 和28b、連接用導(dǎo)體圖案30b以及通路孔導(dǎo)體29c連接到電容器電極24a。將電 感元件L2的另一端通過通路孔導(dǎo)體28f、 29d連接到電容器電極24b。又，將電感元件L3的一端通過通路孔導(dǎo)體27g、連接用導(dǎo)體圖案32c、通 路孔導(dǎo)體27c和28c、連接用導(dǎo)體圖案30c、以及通路孔導(dǎo)體29e連接到電容器 電極25a。將電感元件L3的另一端通過通路孔導(dǎo)體28g、 29f連接到電容器電 極25b。將電感元件L4的一端通過通路孔導(dǎo)體27h、連接用導(dǎo)體圖案32d、通 路孔導(dǎo)體27d和28d、連接用導(dǎo)體圖案30d、以及通路孔導(dǎo)體29g連接到電容 器電極26a。將電感元件L4的另一端通過通路孔導(dǎo)體28h、 29h連接到電容器 電極26b。電容元件Cla由電極22a、 23a構(gòu)成，電容元件Clb由電極22b、 23b構(gòu)成。 電容元件C2a由電極23a、 24a構(gòu)成，電容元件C2b由電極23b、 24b構(gòu)成。電 容元件C3a由電極24a、 25a構(gòu)成，電容元件C3b由電極24b、 25b構(gòu)成。電容 元件C4a由電極25a、 26a構(gòu)成，電容元件C4b由電極25b、 26b構(gòu)成。在包含上述組成的天線1D中，包含相互磁耦合的電感元件L1 L4的LC 串聯(lián)諧振電路產(chǎn)生諧振，電感元件L1 L4作為輻射元件起作用。而且，電感 元件L1 L4通過電容元件C2a、 C2b和C3a、 C3b和C4a、 C4b進(jìn)行耦合，從 而作為連接饋電端子5、 6的設(shè)備的阻抗(通常為50Q)和空間的阻抗(377 Q)的 匹配電路起作用。相鄰的電感元件L1、 L2的耦合系數(shù)kl、電感元件L2、 L3的耦合系數(shù)k2、 電感元件L3、 L4的耦合系數(shù)k3，分別用kl2 = M2(LlXL2) 、 k22 = M2(L2X L5) 、 k32 = M2(L3XL4)表示，最好分別大于等于O.l，本實(shí)施例4中kl為實(shí) 質(zhì)上0.7624， k2為實(shí)質(zhì)上0.5750, k3為實(shí)質(zhì)上0.6627。設(shè)定這些電感元件Ll L4的電感值和耦合系數(shù)kl、 k2、 k3的值，以便得到希望的帶寬。本發(fā)明人根據(jù)圖14所示等效電路進(jìn)行模擬的結(jié)果，天線1D中，如圖16所 示，在極寬的頻帶T4得到大于等于一6分貝的反射特性。而且，本實(shí)施例4 的其它作用效果與實(shí)施例1相同。實(shí)施例5(參照圖17和圖18)如圖17中作為等效電路所示，實(shí)施例5的天線1E具備具有不相同的電感 值而且相互同相磁耦合(用互感M表示)的電感元件L1、 L2，并將電感元件L1 通過電容元件Cla、 Clb與饋電端子5、 6連接，構(gòu)成包含由電感元件L1和電 容元件Cla、 Clb組成的LC串聯(lián)諧振電路。而且，將電感元件L2與和電容元 件C2串聯(lián)，構(gòu)成LC串聯(lián)諧振電路。包含上述電路組成的天線1E由圖18中作為一個例子示出的疊層結(jié)構(gòu)組成， 是層疊、壓接、燒結(jié)電介質(zhì)組成的陶瓷片41a 41f后得到的器件。g卩，在陶瓷 片41a上形成也作為饋電端子5、 6起作用的電容器電極42a、 42b，在陶瓷片 41b上形成電容器電極43a、 43b和通路孔導(dǎo)體49a、 49b。又，在陶瓷片41c上形成導(dǎo)體圖案44a、 45a和通路孔導(dǎo)體49c、 49d、 49e、 49f。在陶瓷片41d上形成導(dǎo)體圖案44b、 45b和通路孔導(dǎo)體49g、 49h。在陶瓷 片41e上形成電容器電極46和通路孔導(dǎo)體49i。又，在陶瓷片41f上形成電容 器電極47。通過層疊上述陶瓷片41a 41f，以通路孔導(dǎo)體49d為中介連接導(dǎo)體圖案44a、 44b，形成電感元件L1，并以通路孔導(dǎo)體49e為中介連接導(dǎo)體圖案45a、 45b， 形成電感元件L2。電容元件Cla由電極42a、 43a構(gòu)成，電容元件Clb由電極 42b、 43b構(gòu)成。電容元件C2由電極46、 47構(gòu)成。然后，將電感元件L1的一端通過通路孔導(dǎo)體49c、 49a連接到電容器電極43a，另一端通過通路孔導(dǎo)體49b連接到電容器電極43b。將電感元件L2的一 端通過通路孔導(dǎo)體49f、49h連接到電容器電極46，另一端通過通路孔導(dǎo)體49g、 49i連接到電容器電極47。在包含上述組成的天線1E中，包含相互磁耦合的電感元件L1、 L2的LC 串聯(lián)諧振電路產(chǎn)生諧振，電感元件L1、 L2作為輻射元件起作用。而且，電感 元件L1、 L2通過電容元件C2a、 C2b耦合，從而作為連接饋電端子5、 6的設(shè) 備的阻抗(通常為50Q)和空間的阻抗(377 Q)的匹配電路起作用。本實(shí)施例5的天線1E的作用效果與上述實(shí)施例1的天線1A基本相同。實(shí)施例6(參照圖19和圖20)如圖19中作為等效電路所示，實(shí)施例6的天線1F具備具有不相同的電感 值而且相互同相磁耦合(用互感M表示)的電感元件L1、 L2，并將電感元件L1 通過電容元件Cl與饋電端子5連接，構(gòu)成包含由電感元件Ll和電容元件Cl 組成的LC串聯(lián)諧振電路。將電感元件L2和電容元件C2串聯(lián)，構(gòu)成LC串聯(lián) 諧振電路。而且，將電感元件L3的一端與饋電端子6連接，另一端分別連接 電感元件L1、 L2。設(shè)定電感元件L1、 L2、 L3的電感值和電感元件Ll與電感 元件L2的磁耦合的程度(互感M)，以便得到希望的帶寬。包含上述電路組成的天線1F由圖20中作為一個例子示出的疊層結(jié)構(gòu)組成， 是層疊、壓接、燒結(jié)電介質(zhì)組成的陶瓷片51a 51h后得到的器件。g卩，在陶瓷 片51a上形成饋電端子5、 6和通路孔導(dǎo)體59a、 59b。在陶瓷片51b上形成電 容器電極52a和通路孔導(dǎo)體59c。在陶瓷片51c上形成電容器電極52b、導(dǎo)體圖 案56b和通路孔導(dǎo)體59c、 59d。又，在陶瓷片51d上形成導(dǎo)體圖案53、 56c和通路孔導(dǎo)體59c、 59e。在陶 瓷片51e上形成導(dǎo)體圖案56d和通路孔導(dǎo)體59c、 59f、 59g。在陶瓷片51f上形 成電容器電極54a、導(dǎo)體圖案56e和通路孔導(dǎo)體59c、 59g。在陶瓷片51g上形 成電容器電極54b、導(dǎo)體圖案56f和通路孔導(dǎo)體59c、 59g、 59h。又，在陶瓷片 51h上形成導(dǎo)體圖案55，并將該導(dǎo)體圖案55的另一端側(cè)的端部作為導(dǎo)體56g。通過層疊上述陶瓷片51a 51h，將導(dǎo)體圖案53作為電感元件L1加以構(gòu)成，將導(dǎo)體圖案55作為電感元件L2加以構(gòu)成。而且，以通路孔導(dǎo)體59c為中介連 接導(dǎo)體圖案56a 56g，形成電感元件L3。容元件Cl由電容電極52a、 52b構(gòu) 成，電容元件C2由電容電極54a、 54b構(gòu)成。將電感元件L1的一端通過通路孔導(dǎo)體59d連接到電容器電極52b，另一端 通過通路孔導(dǎo)體59e、 59g連接到電感元件L2的另一端。將電感元件L2的一 端通過通路孔導(dǎo)體59h連接到電容器電極54b，另一端如上文所述那樣通過通 路孔導(dǎo)體59g、 59e連接電感元件Ll的另一端，且同時連接電感元件L3的一 端(導(dǎo)體圖案56g)。將電感元件L3的另一端通過通路孔導(dǎo)體56b連接到饋電端 子6。而且，將電容器電極52a通過通路孔導(dǎo)體59a連接到饋電端子5。在包含上述組成的天線1F中，包含相互磁耦合的電感元件L1、 L2的LC 串聯(lián)諧振電路產(chǎn)生諧振，電感元件L1、 L2作為輻射元件起作用。而且，電感 元件L1、 L2磁耦合，從而作為連接饋電端子5、 6的設(shè)備的阻抗(通常為50Q) 和空間的阻抗(3 77 Q )的匹配電路起作用。本天線1F中，由于直接連接元件L1、 L2，盡管電感元件L1、 L2的磁耦合 小也能確保寬帶。又，由于將電感元件L1、 L2的另一端通過電感元件L3連接 到饋電端子6，能使電感元件L1、 L2的耦合系數(shù)k提高。而且，通過添加電感 元件L3，即使電感元件L1、 L2的耦合系數(shù)小，也能實(shí)現(xiàn)寬帶化。實(shí)施例6的 天線1F的其它作用效果與上述實(shí)施例1的天線1A基本相同。(具有LC諧振電路的其它諧振電路、參照圖21)構(gòu)成天線的諧振電路除實(shí)施例1 6外，還能采用例如圖21(A) (E)中以等 效電路示出的各種方式，并能得到小型且寬帶的特性。圖21(A)由電感元件L1和電容元件C1、以及由電感元件L2和電容元件C2 分別構(gòu)成LC串聯(lián)諧振電路，將電感元件L1、 L2直接相聯(lián)，并將電感元件L1 的一端連接到饋電端子5，將電容元件C1、 C2連接到饋電端子6。圖21(B)由電感元件L1和電容元件C1、以及由電感元件L2和電容元件C2 分別構(gòu)成LC串聯(lián)諧振電路，將電感元件L1的一端連接到饋電端子5，在電感 元件Ll與L2之間連接電容元件C2，并將電容元件Cl和電感元件L2的另一 端連接到饋電端子6。圖21(C)由電感元件Ll和電容元件Cl、以及由電感元件L2和電容元件C2 分別構(gòu)成LC串聯(lián)諧振電路，將電感元件L1、 L2直接相聯(lián)，并將電容元件C1 連接到饋電端子5，將電容元件C2和電感元件L1的另一端連接到饋電端子6。圖21(D)由電感元件L1和電容元件C1、以及由電感元件L2和電容元件C2 分別構(gòu)成LC串聯(lián)諧振電路，將電感元件L1、L2的一端通過電感元件C1連接， 另一端直接相聯(lián)。將電感元件L1的一端連接到饋電端子5，將電感元件L1、 L2的另一端連接到饋電端子6。圖21(E)由電感元件Ll和電容元件Cl、以及由電感元件L2和電容元件C2 分別構(gòu)成LC串聯(lián)諧振電路，將電感元件L1、 L2直接相聯(lián)，并將電感元件L1 的一端與電容元件Cl的連接點(diǎn)連接到饋電端子5，將電感元件L2的另一端與 電容元件Cl的連接點(diǎn)連接到饋電端子6。實(shí)施例7(參照圖22和圖23)如圖22中作為等效電路所示，實(shí)施例7的天線1G具備具有不相同的電感 值而且相互同相磁耦合(用互感M表示)的電感元件L1、 L2，并將該電感元件 Ll、 L2相互并聯(lián)在饋電端子5、 6上。包含上述電路組成的天線1G中，電感元件L1、 L2具有不相同的電感值， 并且同相磁耦合。于是，電感元件Ll、 L2因磁耦合而產(chǎn)生Ll -L2 = M的互感。 根據(jù)本發(fā)明人的模擬，天線1G作為具有圖23所示寬帶反射特性的輻射元件起 作用。再者，僅用2個電感元件L1、 L2構(gòu)成匹配電路時，連接饋電端子5、 6的 設(shè)備的阻抗或電抗受到限制，但能得到圖23所示的寬帶反射特性。實(shí)施例8(參照圖24和圖25)如圖24中作為等效電路所示，實(shí)施例8的天線1H對上述實(shí)施例7所示的 電感元件L1、 L2，在電感元件L1的一端與饋電端子5之間連接電容元件C1。包含上述電路組成的天線1H中，因具有不相同的電感值的電感元件L1和 L2的磁耦合而產(chǎn)生互感M。根據(jù)本發(fā)明人的模擬，能得到圖25所示的寬帶反射特性。實(shí)施例9(參照圖26和圖27)如圖26中作為等效電路所示，實(shí)施例9的天線ll對上述實(shí)施例7所示的電 感元件L1、 L2，在各自的一端與饋電端子5之間連接電容元件C1、 C2。包含上述電路組成的天線II中，也因具有不相同的電感值的電感元件L1 和L2的磁耦合而產(chǎn)生互感M。根據(jù)本發(fā)明人的模擬，能得到圖27所示的寬帶 反射特性。實(shí)施例IO(參照圖28 圖30)如圖28中作為等效電路所示，實(shí)施例10的天線1J在上述實(shí)施例2所示的 電感元件L1設(shè)置"中間抽頭"，該中間抽頭連接饋電端子5，并省略電容元件 Cl。其作用效果與實(shí)施例2相同，但通過配合饋電端子5與6之間的阻抗設(shè)置 抽頭，能取空間的阻抗與連接在饋電端子5與6之間的設(shè)備的阻抗的匹配，而 不使電磁場能量減小。這里，將電感元件L1劃分成電感Lla、 Llb。包含上述電路組成的天線1J由圖29中作為一個例子示出的疊層結(jié)構(gòu)組成， 是層疊、壓接、燒結(jié)電介質(zhì)組成的陶瓷片11a llh后得到的器件。即，在陶瓷 片lla上形成饋電端子5、 6和通路孔導(dǎo)體19a、 19b，在陶瓷片llb上形成電 容器電極13a、連接用導(dǎo)體圖案15d和通路孔導(dǎo)體19c、 19m、 19n，在陶瓷片 llc上形成電容器電極14a和通路孔導(dǎo)體19c、 19e、 19m、 19n。又，在陶瓷片lld上形成連接用導(dǎo)體圖案15a、 15b、 15c和通路孔導(dǎo)體19d、 19g、 19h、 19i、 19n。在陶瓷片lle上形成導(dǎo)體圖案16a、 17a和通路孔導(dǎo)體19g、 19i、 19j、 19k、 19n。在陶瓷片llf上形成導(dǎo)體圖案16b、 17b和通路孔導(dǎo)體19g、 19i、 19j、 19k、 19n。在陶瓷片llg上形成導(dǎo)體圖案16c、 17c和通路孔導(dǎo)體19g、 19i、 19j、 19k。又，在陶瓷片llh上形成導(dǎo)體圖案16d、 17d。通過層疊上述陶瓷片11a llh，以通路孔導(dǎo)體19j為中介連接導(dǎo)體圖案16a 16d，形成電感元件L1，而且導(dǎo)體圖案16c的分支部16c'作為中間抽頭起作用。將該分支部16c，通過通路孔導(dǎo)體19n，進(jìn)而通過連接用導(dǎo)體圖案15d和通 路孔導(dǎo)體19a連接到饋電端子5。以通路孔導(dǎo)體19k為中介連接導(dǎo)體圖案17a~ 17d，形成電感元件L2。電容元件C2由電極13a、 14a構(gòu)成。然后，將電感元件L1的一端通過通路孔導(dǎo)體19g、連接用導(dǎo)體圖案15c、 通路孔導(dǎo)體19c連接到電容器電極13a，另一端通過通路孔導(dǎo)體19d、連接用導(dǎo) 體圖案15b、通路孔導(dǎo)體19m、 19b連接到饋電端子6。另一方面，將電感元件L2的一端通過通路孔導(dǎo)體19i、連接用導(dǎo)體圖案15a、 通路孔導(dǎo)體19e連接到電容器電極14a，另一端通過通路孔導(dǎo)體19h、連接用導(dǎo) 體圖案15b、通路孔導(dǎo)體19m、 19b連接到饋電端子6。利用連接用導(dǎo)體圖案 15b分別連接電感元件Ll、 L2的另一端。在包含上述組成的天線1J中，包含相互磁耦合的電感元件L1、 L2的LC 串聯(lián)諧振電路產(chǎn)生諧振，電感元件L1、 L2作為輻射元件起作用。又，電感元 件L1、 L2通過電容元件C2耦合，而且設(shè)置分支部16c'(中間抽頭)，從而作為 連接饋電端子5、 6的設(shè)備的阻抗(通常為50Q)和空間的阻抗(377Q)的匹配電 路起作用。本發(fā)明人根據(jù)圖28所示等效電路進(jìn)行模擬的結(jié)果，天線1J中得到圖30所 示的反射特性。實(shí)施例ll(參照圖31和圖32)如圖31中作為等效電路所示，實(shí)施例11的天線1K在上述實(shí)施例10所示 的天線1J中添加電容元件C1。其作用效果與實(shí)施例IO相同，通過配合饋電端 子5與6之間的阻抗設(shè)置中間抽頭，能取空間的阻抗與連接在饋電端子5與6 之間的設(shè)備的阻抗的匹配，而不使電磁場能量減小。通過對實(shí)施例10添加電 容元件C1，容易取與饋電端子5、 6之間的阻抗匹配。在包含上述組成的天線1K，其組成與圖8和圖29所示的疊層結(jié)構(gòu)相同， 省略詳述。本發(fā)明人根據(jù)圖31所示等效電路進(jìn)行模擬的結(jié)果，天線1K中得到 圖32所示的反射特性。通過上述實(shí)施例IO和實(shí)施例11那樣設(shè)置中間抽頭，使與饋電端子5、 6的阻抗匹配容易取時，反射變大，帶寬隨之?dāng)U大。因而，為了得到希望的頻段， 在設(shè)定各電感元件的常數(shù)時，需要考慮阻抗匹配的程度。(其它實(shí)施例)再者，本發(fā)明的天線不限于上述實(shí)施例，可在其要旨的范圍作各種變換。 例如上述各實(shí)施例中，用集總常數(shù)型諧振電路構(gòu)成LC諧振電路，但也可用分布常數(shù)型諧振電路構(gòu)成。而且，內(nèi)置此LC諧振電路的疊層體不僅可為電介質(zhì)，而且可為絕緣體；作為材料，能用陶瓷、樹脂等。工業(yè)上的實(shí)用性綜上所述，本發(fā)明對表面安裝型天線有用，尤其在能確保小型且寬帶方面 優(yōu)良。
權(quán)利要求
1、一種天線，具備饋電端子、以及電感值互不相同的至少2個電感元件，其特征在于，將所述電感元件用于輻射電波，同時還作為使從所述饋電端子看饋電側(cè)的阻抗與自由空間的輻射阻抗得到阻抗匹配的匹配電路的電感來使用。
2、 如權(quán)利要求1中所述的天線，其特征在于，還具備電容元件，并由該電容元件和所述電感元件構(gòu)成多個諧振電路。
3、 一種天線，具備饋電端子、以及多個諧振電路，其特征在于， 將所述多個諧振電路用于輻射電波，同時還作為使從所述饋電端子看饋電側(cè)的阻抗與自由空間的輻射阻抗得到阻抗匹配的匹配電路的電感來使用。
4、 如權(quán)利要求3中所述的天線，其特征在于， 所述多個諧振電路由電容元件和電感元件構(gòu)成。
5、 如權(quán)利要求3或4中所述的天線，其特征在于，將所述多個諧振電路與所述饋電端子直接電連接、或者通過集總常數(shù)型電 容或電感電連接。
6、 如權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的天線，其特征在于， 所述多個諧振電路中相鄰的諧振電路的耦合系數(shù)至少大于等于0.1。
7、 如權(quán)利要求3至6中任一項(xiàng)所述的天線，其特征在于， 構(gòu)成多個諧振電路的電感元件由按往單軸方向排列的線狀電極圖案構(gòu)成。
8、 如權(quán)利要求3至7中任一項(xiàng)所述的天線，其特征在于， 所述饋電端子與電容元件電連接。
9、 如權(quán)利要求8中所述的天線，其特征在于， 在疊層襯底上形成連接所述饋電端子的電容元件。
10、 如權(quán)利要求3至9中任一項(xiàng)所述的天線，其特征在于， 將所述多個諧振電路形成在疊層襯底上。
11、 一種天線，具備第1和第2饋電端子、以及多個諧振電路，其特征在 于，具備包含第1電感元件和與其兩端電連接的第1電容元件和第2電容元件的第1 LC串聯(lián)諧振電路；以及包含第2電感元件和與其兩端電連接的第3電容元件和第4電容元件的第2 LC串聯(lián)諧振電路，所述第1和第2電感元件相互磁耦合，將所述第1電感元件的一端通過所述第1電容元件與所述第1饋電端子電 連接，另一端通過所述第2電容元件與所述第2饋電端子電連接，并且將所述第2電感元件的一端通過所述第3電容元件和第1電容元件與所述 第1饋電端子電連接，另一端通過所述第4電容元件和第2電容元件與所述第 2饋電端子電連接。
全文摘要
得到能確保小型且寬帶的天線。該天線具備相互磁耦合的電感元件(L1)、(L2)，并且包含由電感元件(L1)和電容元件(C1a)、(C1b)組成的LC串聯(lián)諧振電路；以及由電感元件(L2)和電容元件(C2a)、(C2b)組成的LC串聯(lián)諧振電路。將多個LC串聯(lián)諧振電路用于輻射電波，且用作使從饋電端子(5)、(6)看饋電側(cè)的阻抗(50Ω)與自由空間的輻射阻抗(377Ω)得到阻抗匹配的匹配電路的電感。
文檔編號H01Q7/00GK101331651SQ200780000708
公開日2008年12月24日 申請日期2007年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月14日
發(fā)明者加藤登 申請人:株式會社村田制作所