專利名稱：小型寬帶天線和無線電通信設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用介質(zhì)襯底的天線，更具體地涉及用在寬帶無線電通信 中的小型天線。
背景技術(shù)：
已知用于超寬帶無線電通信的UWB (超寬帶)技術(shù)。 一般地，UWB 技術(shù)被用在無線TV、用于筆記本式PC (筆記本式個(gè)人計(jì)算機(jī))或便攜式 信息終端(個(gè)人數(shù)字助理)的無線LAN系統(tǒng)等等中。 一般地，利用UWB 技術(shù)的通信預(yù)期使用3.1 GHz到4.9 GHz的頻帶。為了實(shí)現(xiàn)利用UWB技 術(shù)的通信，需要與UWB無線通信兼容的天線。
作為傳統(tǒng)上已知的寬帶天線，存在如圖25所示的盤錐形天線200'。 盤錐形天線200'具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中以如圖25所示的方式將用作輻射 元件的圓盤201'和錐盤202'裝配到同軸電纜203'，所述同軸電纜203'具有 被同軸外導(dǎo)體205'包覆的同軸中心導(dǎo)體204'。
此外，除如盤錐形天線200'之類的3D天線外，還已知具有如下結(jié)構(gòu) 的平面天線，其中輻射元件被形成在印制電路板上。作為這種類型的天線 技術(shù)，以下的非專利文獻(xiàn)1公開了一種利用自互補(bǔ)輻射元件的寬帶天線。 該天線具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中對(duì)應(yīng)于偶極天線的兩個(gè)系統(tǒng)輻射元件的兩個(gè) 圖案被形成在印制電路板上。所述兩個(gè)圖案之一形成在印制電路板的前表 面上，并且另一個(gè)以不朝向前表面上的圖案的方式形成在印制電路板的后 表面上。
非專禾!j文獻(xiàn) 1 : Journal of Institute of Electronics, Information and Communication Engineers (B) Vol. J88-B No.9, September 2005, pages 1,662 to 1，67
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題
現(xiàn)今，已經(jīng)提出了如下的技術(shù)，即利用上述的UWB技術(shù)以無線方式 來實(shí)現(xiàn)對(duì)便攜式信息終端或筆記本式PC的USB (通用串行總線)連接。 一般地，考慮到便攜式信息終端或筆記本式PC的尺寸或者便攜性，期望 附接到便攜式信息終端或筆記本式PC的USB設(shè)備的尺寸盡可能小，如存 儲(chǔ)棒(通常，具有大約60 mm x 15 mm x 8 mm的長X寬X厚尺寸)。因 此，為了基于UWB技術(shù)來實(shí)現(xiàn)USB連接，要求附接到終端的無線電接口 設(shè)備的尺寸與存儲(chǔ)棒的尺寸一樣小。
天線和實(shí)現(xiàn)連接到天線的通信電路的印制電路板被安裝在根據(jù)UWB 技術(shù)的棒狀USB設(shè)備上，也就是，附接到終端的無線電接口設(shè)備上。印制 電路板具有大約50mmx 10mm的長X寬尺寸。在上述的整個(gè)面積中，大 約20mmx lOmm的長X寬尺寸被指定給天線。
雖然如上所述的盤錐形天線200'可以獲得寬帶特性，但是它具有如圖 25所示的3D形狀并且其尺寸往往較大，因此不適合用作將被附接到便攜 式信息終端的無線電接口設(shè)備。雖然在非專利文獻(xiàn)1中提出的天線具有平 面形狀，但是它需要65mmx40mm的長X寬尺寸。因此，很難將非專利
文獻(xiàn)1的技術(shù)應(yīng)用于上述的無線電接口設(shè)備，在該無線電接口設(shè)備中指定 給天線的尺寸被限于大約20 mm x 10 mm的長X寬尺寸。
考慮到上述問題而提出本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的在于提供一種用于 使寬帶無線電通信中所使用的天線尺寸更小以安裝在印制電路板上的技 術(shù)。
解決問題的手段
本發(fā)明的小型寬帶天線包括在介質(zhì)襯底上形成的輻射元件；以及電力 供應(yīng)單元，用于將偶極電位供應(yīng)到輻射元件。輻射元件包括接地電位部分 和對(duì)極電位部分，該接地電位部分具有從電力供應(yīng)單元向其供應(yīng)接地電位 的電力供應(yīng)點(diǎn)，并且該對(duì)極電位部分具有從電力供應(yīng)單元向其供應(yīng)與接地 電位形成一對(duì)的電位的電力供應(yīng)點(diǎn)。接地電位部分和對(duì)極電位部分的每個(gè) 包括導(dǎo)體對(duì)，所述導(dǎo)體對(duì)以楔形形狀形成在介質(zhì)襯底的前表面和后表面上
并且相互電容性地耦合。接地電位部分和對(duì)極電位部分的電力供應(yīng)點(diǎn)位于 在介質(zhì)襯底的相同面(前面或后面)上形成的導(dǎo)體的楔形頂點(diǎn)處。
本發(fā)明的基本構(gòu)想是，偶極天線的兩個(gè)系統(tǒng)輻射元件被分開，并且通 過分開而獲得的元件部分被配置在介質(zhì)襯底的前面和后面上。因此，兩個(gè) 系統(tǒng)輻射元件存在于襯底的相同表面上。當(dāng)電力被供應(yīng)到具有這樣的結(jié)構(gòu) 的天線時(shí)，形成于介質(zhì)襯底的前表面和后表面上的相同系統(tǒng)的元件經(jīng)由介 質(zhì)襯底在彼此重疊(即朝向彼此)的部分處，彼此電容性地耦合。因此， 相同系統(tǒng)的元件經(jīng)由襯底彼此電連接。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
根據(jù)本發(fā)明，構(gòu)成輻射元件的接地電位部分和對(duì)極電位部分的每個(gè)被 分開，并且用作通過分開而獲得的元件部分的導(dǎo)體被配置在介質(zhì)襯底的前 面和后面。因此，天線尺寸可以被減小。此外，通過以楔形形狀形成每個(gè)
導(dǎo)體，可以獲得寬帶頻率特性。因此，本發(fā)明能夠應(yīng)用于利用UWB技術(shù) 來實(shí)現(xiàn)無線電USB連接的技術(shù)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的小型寬帶天線的第一實(shí)施例的配置視圖2是示出根據(jù)第一實(shí)施例的天線的兩個(gè)面的配置視圖3是根據(jù)本發(fā)明的小型寬帶天線的第二實(shí)施例的配置視圖4是示出根據(jù)第二實(shí)施例的天線的兩個(gè)面的配置視圖5是根據(jù)本發(fā)明的小型寬帶天線的第三實(shí)施例的配置視圖6是示出根據(jù)第三實(shí)施例的天線的兩個(gè)面的配置視圖7是根據(jù)本發(fā)明的小型寬帶天線的第四實(shí)施例的配置視圖8是示出根據(jù)第四實(shí)施例的天線的兩個(gè)面的配置視圖9是根據(jù)本發(fā)明的小型寬帶天線的第五實(shí)施例的配置視圖IO是示出根據(jù)第五實(shí)施例的天線的兩個(gè)面的配置視圖11是根據(jù)本發(fā)明的小型寬帶天線的第六實(shí)施例的配置視圖12是示出根據(jù)第六實(shí)施例的天線的兩個(gè)面的配置視圖13是根據(jù)本發(fā)明的小型寬帶天線的第七實(shí)施例的配置視圖14是示出根據(jù)第七實(shí)施例的天線的兩個(gè)面的配置視圖15是根據(jù)本發(fā)明的小型寬帶天線的第八實(shí)施例的配置視圖16是示出根據(jù)第八實(shí)施例的天線的兩個(gè)面的配置視圖17是根據(jù)本發(fā)明的小型寬帶天線的第九實(shí)施例的配置視圖18是示出根據(jù)第九實(shí)施例的天線的兩個(gè)面的配置視圖19是根據(jù)本發(fā)明的小型寬帶天線的第十實(shí)施例的配置視圖20是根據(jù)本發(fā)明的小型寬帶天線的第十一實(shí)施例的配置視圖21是根據(jù)本發(fā)明的小型寬帶天線的第十二實(shí)施例的配置視圖22是根據(jù)本發(fā)明的小型寬帶天線的第十三實(shí)施例的配置視圖23是示出根據(jù)第十三實(shí)施例的天線的兩個(gè)面的配置視圖24是根據(jù)本發(fā)明的小型寬帶天線的回波損耗特性的說明性視圖;
圖25是傳統(tǒng)盤錐形天線的配置視圖26是示出根據(jù)第十四實(shí)施例的天線的兩個(gè)面的配置視圖； 圖27是根據(jù)第十四實(shí)施例的天線的回波損耗特性的說明性視圖； 圖28是示出根據(jù)第十五實(shí)施例的天線的兩個(gè)側(cè)面的配置視圖； 圖29是示出根據(jù)第十六實(shí)施例的天線的兩個(gè)面的配置視圖； 圖30是示出根據(jù)第十七實(shí)施例的天線的兩個(gè)面的配置視圖；以及 圖31是示意性示出無線電通信設(shè)備的框圖。
標(biāo)號(hào)說明
101到107:天線
1， 61:印制電路板(介質(zhì)襯底)
2:同軸電纜
3:同軸中心導(dǎo)體
4:同軸外導(dǎo)體
5:同軸外導(dǎo)體連接線
11到17， 31， 32， 41， 42:導(dǎo)體 21， 51， 73:通孔
71:微帶線
72:接地
200:印制電路板(介質(zhì)襯底) 201:接地 202:微帶線
203， 301， 401:短截線 204:通孔
具體實(shí)施方式
<實(shí)施例配置說明一1〉
圖1示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的天線101的配置。圖2總體示出在 天線101的前表面和后表面上形成的導(dǎo)體圖案。在根據(jù)本實(shí)施例的天線 101中，在印制電路板l上，每個(gè)都用作輻射元件的導(dǎo)體11到16 (隨后將 進(jìn)行描述)和用作阻抗匹配部分的導(dǎo)體17 (隨后將進(jìn)行描述)被圖案化。 印制電路板1是在縱向方向上具有尺寸"Y"并且在橫向方向上具有尺寸 "X" (X<Y)的矩形介質(zhì)襯底。也就是，在本實(shí)施例和后續(xù)實(shí)施例中所 提及的印制電路板表示導(dǎo)體將被印制到其外部表面上的介質(zhì)襯底。
用作將偶極電位供應(yīng)給輻射元件的電力供應(yīng)單元的同軸電纜2連接到 天線101。同軸電纜2包括呈現(xiàn)接地電位的同軸外導(dǎo)體4，和被同軸外導(dǎo) 體4包覆并且將與接地電位構(gòu)成一對(duì)的電位供應(yīng)給輻射元件的同軸中心導(dǎo) 體3。
印制電路板1具有矩形形狀，并且輻射元件被形成在由兩個(gè)縱向外周 邊(每個(gè)都具有尺寸Y的直線狀外周邊)和兩個(gè)橫向外周邊(每個(gè)都具有 尺寸X的直線狀外周邊)所限定的矩形天線區(qū)域中。
導(dǎo)體11是在印制電路板1的前表面上從第一縱向外周側(cè)邊的中心附 近向橫向上部外周邊伸展的楔形(tapered)導(dǎo)體圖案。導(dǎo)體ll被形成為以 印制電路板1的一個(gè)上部頂點(diǎn)為直角頂點(diǎn)的大致直角三角形，并具有從直 角三角形的斜邊向印制電路板1的第二縱向外周邊伸出的伸出部分。伸出 部分在印制電路板1的上端部分附近被形成為三角形或梯形。
導(dǎo)體12是在印制電路板1的后表面上從第二縱向外周邊的中心附近
向橫向上部外周邊伸展的楔形導(dǎo)體圖案。導(dǎo)體12上被形成為以印制電路 板1的一個(gè)上部頂點(diǎn)為直角頂點(diǎn)的大致的直角三角形，并具有從直角三角 形的斜邊向印制電路板1的第一縱向外周邊伸出的伸出部分。伸出部分在 印制電路板1的上端部分附近被形成為三角形或梯形。導(dǎo)體11和12是對(duì) 應(yīng)于對(duì)極電位部分的組件，與接地電位構(gòu)成一對(duì)的電位被供應(yīng)給該對(duì)極電 位部分。
導(dǎo)體13是在印制電路板1的前表面上從第一縱向外周邊的中心附近 向橫向下部外周邊伸展的楔形導(dǎo)體圖案。導(dǎo)體14是在印制電路板1的后 表面上從第二縱向外周邊的中心附近向橫向下部外周邊伸展的楔形導(dǎo)體圖 案。導(dǎo)體13和14是對(duì)應(yīng)于接地電位部分的組件，接地電位被供應(yīng)給該接 地電位部分，并且導(dǎo)體13和14被形成為以印制電路板1的不同頂點(diǎn)為直 角頂點(diǎn)的大致的直角三角形。
導(dǎo)體15和16被形成在分別對(duì)應(yīng)于印制電路板1的第二和第一縱向外 周邊的兩個(gè)側(cè)表面上，并且它們的每個(gè)連接到導(dǎo)體11和12二者以用作導(dǎo) 體11和12之間短路的單元，導(dǎo)體11和12定位成鄰接印制電路板1的橫 向上部外周邊。導(dǎo)體17是從在印制電路板1的前表面上形成的導(dǎo)體11延 伸的鉤狀(L形)短截線(stub)導(dǎo)體。設(shè)定導(dǎo)體17的彎曲方向以使短截 線導(dǎo)體的前端朝向?qū)w11 (也就是，以使其前端與導(dǎo)體11的對(duì)角線大致 平行地延伸)。導(dǎo)體15、 16和17是對(duì)應(yīng)于阻抗匹配部分的組件，所述阻 抗匹配部分用于使同軸電纜2的特性阻抗與當(dāng)從同軸電纜2向?qū)w11看去 時(shí)的輸入阻抗相匹配。
用作短截線的導(dǎo)體17的形狀并不局限于如所示出的鉤狀，導(dǎo)體17可 以被形成為線帶狀，只要其前端開放(opened)。此外，不一定總是如在 導(dǎo)體17的情況下那樣將短截線配置在導(dǎo)體11的楔形頂點(diǎn)附近，而是可以 根據(jù)阻抗匹配來改變其配置。
通過將同軸電纜2的同軸中心導(dǎo)體3焊接到導(dǎo)體11的楔形頂點(diǎn)，并且 此外，從導(dǎo)體13的楔形頂點(diǎn)開始，將同軸電纜2的同軸外導(dǎo)體4沿印制電 路板1的第一縱向外周邊均一地焊接，來實(shí)現(xiàn)向具有上述配置的天線101 的電力供應(yīng)。接地電位部分和對(duì)極電位部分分別在介質(zhì)襯底1的前表面上
形成的導(dǎo)體11和13的楔形頂點(diǎn)處具有電力供應(yīng)點(diǎn)。
如上所述，對(duì)用作接地電位部分的導(dǎo)體對(duì)13和14進(jìn)行配置，以使得 各導(dǎo)體的楔形頂點(diǎn)附近區(qū)域不會(huì)經(jīng)由介質(zhì)襯底1彼此相對(duì)，并且使得各導(dǎo) 體的剩余區(qū)域(鄰接橫向下部外周邊的區(qū)域)經(jīng)由介質(zhì)襯底1彼此相對(duì)。 類似地，對(duì)用作對(duì)極電位部分的導(dǎo)體對(duì)11和12進(jìn)行配置，以使得各導(dǎo)體 的楔形頂點(diǎn)附近區(qū)域不會(huì)經(jīng)由介質(zhì)襯底1彼此相對(duì)，并且使得各導(dǎo)體的剩 余區(qū)域(鄰接橫向上部外周邊的區(qū)域)經(jīng)由介質(zhì)襯底l彼此相對(duì)。
分別具有接地電位部分和對(duì)極電位部分的電力供應(yīng)點(diǎn)的導(dǎo)體11和13 的楔形頂點(diǎn)位于天線區(qū)域的第一縱向外周邊的中心附近，所述天線區(qū)域具 有對(duì)應(yīng)于印制電路板1的外形的矩形形狀。形成楔形頂點(diǎn)的導(dǎo)體11和13 的邊中的相應(yīng)邊對(duì)應(yīng)于天線區(qū)域的第一縱向外周邊。分別與如下的導(dǎo)體成 對(duì)的導(dǎo)體12和14的楔形頂點(diǎn)位于天線區(qū)域的第二縱向外周邊的中心附 近，所述導(dǎo)體分別具有接地電位部分和對(duì)極電位部分的電力供應(yīng)點(diǎn)。形成 楔形頂點(diǎn)的導(dǎo)體12和14的邊中的相應(yīng)邊對(duì)應(yīng)于天線區(qū)域的第二縱向外周 邊。此外，形成楔形頂點(diǎn)的、用作接地電位部分的導(dǎo)體13和14的邊中的 相應(yīng)其它邊(即，對(duì)角線)彼此交叉；并且形成楔形頂點(diǎn)的、用作對(duì)極電 位部分的導(dǎo)體11和12的邊中的相應(yīng)其它邊(即，對(duì)角線)彼此交叉。注 意上述導(dǎo)體實(shí)際上并不彼此交叉，但是當(dāng)在襯底的前表面或后表面的法線 方向上看去時(shí)，好像彼此交叉。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的天線102的配置。圖4總體地示出 在天線102的前表面和后表面上形成的導(dǎo)體圖案。本實(shí)施例的天線102與 在圖1中示出的天線101的區(qū)別在于用于在導(dǎo)體11和12之間進(jìn)行短路的 單元。具體地，在圖1的天線101中，在側(cè)表面上形成的導(dǎo)體15和16用 作短路單元，而在本實(shí)施例的天線102中，在圖3和圖4中示出的通孔21 用作短路單元。
通孔21是為人熟知的短路單元，并且還被稱作"過孔"。通孔21的 每個(gè)具有這樣的結(jié)構(gòu)導(dǎo)體被形成在穿透位于導(dǎo)體11和12之間的印制電 路板1的孔的內(nèi)壁上。在圖3和圖4的示例中，沿兩個(gè)側(cè)表面的每個(gè)在印 制電路板1的上部部分處配置三個(gè)通孔21，因此形成總共六個(gè)通孔。然
而，通孔21的個(gè)數(shù)可以被任意確定(例如，每側(cè)兩個(gè)通孔進(jìn)而總共四
個(gè)，或者每側(cè)一個(gè)通孔進(jìn)而總共兩個(gè)，或者每側(cè)三個(gè)或更多通孔，等
等)，只要根據(jù)高頻特性，每個(gè)通孔21的尺寸足夠小(即相對(duì)于所使用 的波長而言足夠小)即可。此外，通孔21的配置并不局限于在圖3和圖4 中所示出的那樣。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的天線103的配置。圖6總體地示出 在天線103的前表面和后表面上形成的導(dǎo)體圖案。本實(shí)施例的天線103與 在圖1中示出的天線101的區(qū)別在于短路單元的存在/不存在，以及用作對(duì) 極電位部分的導(dǎo)體圖案的形狀。也就是，天線103不包括用于在印制電路 板1的前表面和后表面上的導(dǎo)體之間進(jìn)行短路的單元，并且包括替代了圖 1的導(dǎo)體11和12的、作為對(duì)極電位部分的導(dǎo)體31和32。
導(dǎo)體31是在印制電路板1的前表面上從第一縱向外周邊的中心附近 向橫向上部外周邊伸展的楔形導(dǎo)體圖案。導(dǎo)體32是在印制電路板1的后 表面上從第二縱向外周邊的中心附近向橫向上部外周邊伸展的楔形導(dǎo)體圖 案。如圖5和圖6所示，導(dǎo)體31和32各被形成為不具有上述導(dǎo)體11和 12所具有的伸出部分的大致直角三角形。
圖7示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的天線104的配置。圖8總體地示出 在天線104的前表面和后表面上形成的導(dǎo)體圖案。根據(jù)本實(shí)施例的天線 104具有這樣的結(jié)構(gòu)，即通過將用作短截線的導(dǎo)體41添加到圖1的天線 101的印制電路板1的后表面而獲得的結(jié)構(gòu)。
在印制電路板1的后表面上形成導(dǎo)體41，以使得其一部分朝向在印制 電路板1的前表面上形成的導(dǎo)體13，從而用作第二短截線導(dǎo)體，該第二短 截線導(dǎo)體構(gòu)成本發(fā)明中用于接地電位部分的阻抗匹配部分。在印制電路板 1的后側(cè)面上，在圖7和圖8中示出的導(dǎo)體41從第一縱向外周邊的中心附 近延伸出來，并且以獨(dú)立的方式被形成使得它不連接到任何其他導(dǎo)體圖 案。導(dǎo)體41的彎曲方向與在印制電路板1的前表面上形成的短截線導(dǎo)體 17的彎曲方向關(guān)于水平方向(與印制電路板1的橫向外周邊平行的方向) 對(duì)稱。也就是，設(shè)定第二短截線導(dǎo)體41的彎曲方向，使得在介質(zhì)襯底1 的前面和后面上(經(jīng)由介質(zhì)襯底1)，其前端朝向電容性地耦合到第二短
截線導(dǎo)體41的、用作接地電位部分的導(dǎo)體13 (也就是，使得其前端與導(dǎo) 體13的對(duì)角線大致平行地延伸)。導(dǎo)體41的形狀并不局限于如所示出的 鉤狀(L形)，導(dǎo)體41可以被形成為線帶狀。
圖9示出根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的天線105的配置。圖IO總體地示出 在天線105的前表面和后表面上形成的導(dǎo)體圖案。
本實(shí)施例的天線105與圖7的天線104的區(qū)別在于短路單元。具體 地，在圖7的天線104中，被形成在印制電路板1的側(cè)表面上的導(dǎo)體15和 16用作短路單元，而如圖9所示，在本實(shí)施例的天線105中，通孔21用 作短路單元。通孔21的配置與在圖3中示出的配置相同，因而在此省略 其描述。
圖11示出根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的天線106的配置。圖12總體地示 出在天線106的前表面和后表面上形成的導(dǎo)體圖案。本實(shí)施例的天線106 具有這樣的結(jié)構(gòu)，即通過將圖7的天線104所具有的第二短截線導(dǎo)體41添 加到不具有短路單元的圖5的天線103的后表面而獲得的結(jié)構(gòu)。
圖13示出根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的天線107的配置。圖14總體地示 出在天線107的前表面和后表面上形成的導(dǎo)體圖案。本實(shí)施例的天線107 具有這樣的結(jié)構(gòu)，即通過將導(dǎo)體42添加在襯底側(cè)表面處而獲得結(jié)構(gòu)，所 述導(dǎo)體42用于在形成于印制電路板1的前表面上的導(dǎo)體13和形成于印制 電路板1的后表面上的第二短截線導(dǎo)體41之間進(jìn)行短路。
圖15示出根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的天線108的配置。圖16總體地示 出在天線108的前表面和后表面上形成的導(dǎo)體圖案。本實(shí)施例的天線108 具有這樣的結(jié)構(gòu)，即通過將通孔51添加到圖9的天線105而獲得的結(jié)構(gòu)， 所述通孔51用于在形成于印制電路板1的前表面上的導(dǎo)體13和形成于印 制電路板1的后表面上的第二短截線導(dǎo)體41之間進(jìn)行短路。通孔51的配 置與在印制電路板1的上端部分處形成的每個(gè)通孔21的配置相同，因而 在此省略其描述。
圖17示出根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施例的天線109的配置。圖18總體地示 出在天線109的前表面和后表面上形成的導(dǎo)體圖案。本實(shí)施例的天線109 具有這樣的結(jié)構(gòu)，即通過將通孔51添加到圖11的天線106而獲得的結(jié)
構(gòu)，所述通孔51用于在形成于印制電路板1的前表面上的導(dǎo)體13和形成 于印制電路板1的后表面上的第二短截線導(dǎo)體41之間進(jìn)行短路。
在此，將描述到關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的小型寬帶天線的電力供應(yīng)的兩個(gè)實(shí) 施例。圖19示出根據(jù)本發(fā)明第十實(shí)施例的天線110的配置。雖然為了方 便將第一實(shí)施例(圖1和圖2)的導(dǎo)體圖案應(yīng)用于天線110，但是可以采 用任何其他實(shí)施例的圖案。
天線110的電力供應(yīng)方法如下。也就是，同軸電纜2的同軸中心導(dǎo)體 3被焊接到導(dǎo)體11的楔形頂點(diǎn)，并且同軸外導(dǎo)體4通過同軸外導(dǎo)體連接線 5連接到導(dǎo)體13的楔形頂點(diǎn)。更具體地，同軸外導(dǎo)體連接線5的一端被焊 接到同軸外導(dǎo)體4，并且另一端被焊接到導(dǎo)體13的楔形頂點(diǎn)。
在上述第一到第九實(shí)施例中，沿印制電路板1的縱向方向來配置同軸 電纜2以進(jìn)行連接，而在圖19所示的本實(shí)施例中，使同軸中心導(dǎo)體3彎曲 從而使得在大致垂直于印制電路板1的縱向方向的方向上配置同軸電纜 2。
圖20示出作為關(guān)于電力供應(yīng)方法的另一實(shí)施例的本發(fā)明第十一實(shí)施 例。本實(shí)施例的天線111與圖19的天線110的區(qū)別在于同軸外導(dǎo)體4的連 接配置。也就是，在圖19的天線110中，導(dǎo)體13和同軸外導(dǎo)體4通過同 軸外導(dǎo)體連接線5彼此連接，然而，在本實(shí)施例的天線111中，以點(diǎn)接觸 的方式將同軸外導(dǎo)體4直接焊接到導(dǎo)體13的楔形頂點(diǎn)。
如上所述，在實(shí)施本發(fā)明時(shí)，可以根據(jù)同軸電纜2的布線方向來選擇 如圖1、圖19和圖20所示的電力供應(yīng)方法的任一種。
圖21示出本發(fā)明第十二實(shí)施例的配置。在上述的實(shí)施例中，印制電 路板1的尺寸定義了天線的外周尺寸，而在本實(shí)施例中，天線112被形成 在具有比印制電路板1更大的尺寸的印制電路板61的區(qū)域(天線區(qū)域) 上。印制電路板61是安裝在諸如附接到便攜式信息終端的USB兼容無線 電接口設(shè)備之類的無線電通信設(shè)備中的介質(zhì)襯底。印制電路板61用于與 天線112—起形成未示出的通信電路。
也就是，介質(zhì)襯底61具有矩形形狀，并且輻射元件被形成在由介質(zhì) 襯底61的縱向外周邊的一部分及其橫向外周邊的一部分所限定的矩形天
線區(qū)域中。介質(zhì)襯底61的縱向方向不必與天線區(qū)域的縱向方向一致，例 如，它們可以彼此垂直。
因此獲得包括小型寬帶天線和無線電通信電路部分的無線電通信設(shè) 備，利用其上形成了天線的印制電路板61來形成所述無線電通信電路部 分，并且所述無線電通信電路部分電連接到天線。在圖31中示出這樣的 框圖，其示意性地示出這樣的無線電通信設(shè)備的配置。
在圖21中示出的天線112采用在圖3中示出的天線102的導(dǎo)體圖案以 及在圖19中示出的電力供應(yīng)方法?？梢詫⑶笆鰧?shí)施例中的導(dǎo)體圖案的任 一種應(yīng)用于將在印制電路板61上形成的天線。然而，在設(shè)置了短路單元 的情況下，優(yōu)選地采用具有通孔的導(dǎo)體圖案。
圖22示出本發(fā)明第十三實(shí)施例的配置。圖23總體地示出在根據(jù)本實(shí) 施例的天線113的前表面和后表面上形成的導(dǎo)體圖案。
本實(shí)施例的天線U3具有這樣的結(jié)構(gòu)，即通過在印制電路板1的前表 面和后表面上分別形成作為電力供應(yīng)單元的微帶線(micro-strip line) 71和 接地72來替代圖21的天線112的配置(其中同軸電纜2被作為電力供應(yīng) 單元連接)而獲得的結(jié)構(gòu)。具體地，如圖22所示，對(duì)應(yīng)于同軸中心導(dǎo)體3 的微帶線71連接到在印制電路板1的前表面上形成的導(dǎo)體31，并且利用 通孔73在接地72和導(dǎo)體13之間進(jìn)行短路，所述接地72對(duì)應(yīng)于同軸外導(dǎo) 體4并且被形成在印制電路板1的后表面上，所述導(dǎo)體13被形成在印制電 路板l的前表面上。
在形成于前表面上的導(dǎo)體13和形成于后表面上的接地72之間的短路 配置并不局限于在圖22和圖23中所示出的配置。例如，可以通過利用條 狀導(dǎo)體和導(dǎo)線的焊接連接來實(shí)現(xiàn)導(dǎo)體13和接地72之間的短路?？商娲?地，可以采用這樣的配置，其中通過形成延伸到導(dǎo)體13下面的接地72的 圖案，由靜電電容來實(shí)現(xiàn)導(dǎo)體13和接地72之間的高頻短路。
雖然，在上述實(shí)施例中，形成于印制電路板1的側(cè)表面上的導(dǎo)體15 和16 (例如，圖1)被用作短路單元，但是可以采用這樣的配置，其中用 于在導(dǎo)體11和12之間進(jìn)行短路的導(dǎo)體被形成在印制電路板1的上端表面 上，即，在印制電路板1的橫向上部外周邊上。在這種情況下，作為導(dǎo)體
圖案，可以使用如圖5所示的導(dǎo)體31和32來替代在印制電路板1的上端 部分處具有矩形部分或伸出部分的導(dǎo)體11和12 (圖1)。
此外，就根據(jù)本發(fā)明的小型寬帶天線而言，輻射元件的形狀并不局限 于在上述實(shí)施例中所示出的形狀。例如，用作輻射元件的每個(gè)導(dǎo)體圖案可 以被形成為沒有直角的大致三角形。此外，每個(gè)導(dǎo)體圖案不僅可以被形成 為僅通過直線而限定的形狀，而且可以被形成為包括曲線的形狀，只要其 具有包括頂點(diǎn)(在該頂點(diǎn)處設(shè)定電力供應(yīng)點(diǎn))的楔形形狀即可。此外，可 以采用這樣的配置，其中形成每個(gè)用作接地電位部分和對(duì)極電位部分的導(dǎo) 體的楔形頂點(diǎn)的兩個(gè)邊均不與印制電路板的外周邊一致。 <電氣作用說明一1>
接下來，將描述根據(jù)本發(fā)明的小型寬帶天線的電氣作用。首先通過將 不具有短路單元的圖5的天線103用作示例來進(jìn)行描述。天線103的基本 操作是基于偶極天線。在圖5中，同軸電纜2連接到在印制電路板1的前 表面上的導(dǎo)體31和13。也就是，每個(gè)導(dǎo)體31和13對(duì)應(yīng)于偶極天線的偶 極元件。
然而，作為元件，僅在襯底的前表面上形成導(dǎo)體31和13并不足以確 保絕對(duì)長度。因此，為了彌補(bǔ)不足而形成了導(dǎo)體32和14。也就是，利用 前表面導(dǎo)體31和后表面導(dǎo)體32形成了根據(jù)本發(fā)明的對(duì)極電位部分，并且 利用前表面導(dǎo)體13和后表面導(dǎo)體14形成了根據(jù)本發(fā)明的接地電位部分。
雖然構(gòu)成對(duì)極電位部分的前表面導(dǎo)體31和后表面導(dǎo)體32沒有以通電 的方式實(shí)現(xiàn)傳導(dǎo)，但是它們可以被認(rèn)為是以高頻的方式彼此連接。以高頻 方式進(jìn)行連接表示由導(dǎo)體31和32之間的電容性耦合而導(dǎo)致的作用。更具 體地，當(dāng)從同軸電纜2供應(yīng)電力時(shí)，電容性耦合經(jīng)由印制電路板1出現(xiàn)在 導(dǎo)體31和32之間的交疊部分，藉此導(dǎo)體31和32之間的電氣連接被建
—、,二
因此，當(dāng)將天線103視為偶極天線時(shí)，能夠?qū)⑦B接到同軸中心導(dǎo)體3 的輻射元件的長度視為通過相加導(dǎo)體31和32的長度而獲得的長度，并且 能夠認(rèn)為導(dǎo)體31和32在印制電路板1的上端部分彼此連接并且導(dǎo)體32被 折疊到后側(cè)面。說明書第13/17頁
因?yàn)閷?dǎo)體31和32二者被形成為楔形形狀，所以當(dāng)假設(shè)它們?cè)谙嗤?面上彼此連接的狀態(tài)時(shí)，所獲得的形狀類似于平行四邊形。因此，能夠確 保各種長度的路徑作為從用作電力供應(yīng)點(diǎn)的導(dǎo)體31的楔形頂點(diǎn)到導(dǎo)體32 的電流傳播路徑。這意味著可以分布各種波長，即可以獲得寬帶特性。
作為偶極天線的另一元件的接地電位部分中電氣作用與在上述描述被 應(yīng)用于導(dǎo)體13和14的情況下所獲得的電氣作用相同，因而在此省略其描 述。如上所述，導(dǎo)體17是被形成在適當(dāng)位置以實(shí)現(xiàn)阻抗匹配的短截線。
接下來，通過將具有短路單元的圖1的天線101用作示例來描述本發(fā) 明的電氣作用。圖1的天線101中的電氣作用與圖5的天線103中的電氣 作用基本相同。天線101與103之間的區(qū)別在于存在/不存在用于實(shí)現(xiàn)阻抗 匹配的短路單元。也就是，在天線101中，用作對(duì)極電位部分的導(dǎo)體11 和12的每個(gè)具有伸出部分，并且導(dǎo)體11和12通過連接到伸出部分的導(dǎo)體 15和16被短路。
雖然在圖1的天線101和圖5的天線103之間存在這樣的結(jié)構(gòu)差別， 但是在如下的方面，即在印制電路板1的端部以折疊的方式形成各個(gè)天線 單元并且它們通過經(jīng)折疊而獲得的交疊部分被電容性地耦合方面，它們具 有相同的配置。容易想到天線101和103在阻抗匹配單元方面存在結(jié)構(gòu)差 別，并且可以得到這樣的結(jié)論，即在電氣作用方面，在原理上，它們之間 沒有差別。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的任何一個(gè)小型寬帶天線作為具有偶極元件的 偶極天線在原理上以相同方式進(jìn)行操作。
將描述根據(jù)本發(fā)明的小型寬帶天線的實(shí)際尺寸。可以利用所使用頻率 的最小波長來計(jì)算天線尺寸。例如，天線的橫向尺寸可以被設(shè)定為大約 0.1波長，并且其縱向尺寸可以被設(shè)定為大約0.2波長。在圖1和圖5的示 例中，X被設(shè)定為大約0.1波長，并且Y被設(shè)定為大約0.2波長。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的天線可以被視為這樣的結(jié)構(gòu)，其中具有較寬 中間部分的偶極天線的每個(gè)元件被折疊。因此，因?yàn)樵谡郫B狀態(tài)下的縱向 長度(Y)是0.2波長，所以每個(gè)元件的長度在伸展?fàn)顟B(tài)下變?yōu)?.2波長。 此外，當(dāng)考慮元件的對(duì)角線方向時(shí)，即考慮電流也在上述的偽平行四邊形
中的對(duì)角線方向上流動(dòng)時(shí)，可以認(rèn)為每個(gè)元件的整個(gè)長度為大約0.25波 長。因此，可以理解，本發(fā)明的原理十分實(shí)用并且對(duì)于寬帶天線而言是有 效的。
在所使用頻率的最小值例如是3.1 Ghz的情況下，對(duì)應(yīng)于該頻率的波 長是大約9.7mm。在該情況下，可以理解，當(dāng)可以確保天線尺寸為10 mm X大約20mm的尺寸時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，本發(fā)明可以合適地應(yīng)用 于用以基于UWB技術(shù)來實(shí)現(xiàn)USB連接的無線電接口設(shè)備。
圖24示出在圖1的配置中回波損耗特性的實(shí)際測(cè)量值。假設(shè)在圖1中 示出的印制電路板1具有大約20 mmX10 mmXO.8 mm的長(Y) X寬 (X) X厚尺寸。印制電路板1的材料是FR-4襯底(玻璃環(huán)氧樹脂襯 底)。如圖24所示，在3.1 Ghz和4.9 Ghz之間的回波損耗大約是一7.4 dB，并且所獲得的VSWR是2.5或更小。
根據(jù)上述實(shí)施例，能夠在印制電路板上形成這樣的小型天線，其能夠 滿足諸如UWB之類的寬帶無線電通信的需求。 <實(shí)施例配置說明一2>
圖26示出本發(fā)明第十四實(shí)施例的配置。圖26總體地示出在根據(jù)本實(shí) 施例的天線114的前表面和后表面上形成的導(dǎo)體圖案。本實(shí)施例的天線 114是基于具有作為電力供應(yīng)單元的1[帶線(71和72)的天線113 (圖22 和圖23)。
天線114包括印制電路板200，其中整個(gè)形狀或者至少天線區(qū)域的形 狀被形成為矩形、被形成在印制電路板200的端部的前表面和后表面上的 導(dǎo)體11、 12、 13和14以及用作電力供應(yīng)單元的微帶線202和接地201。 微帶線202對(duì)應(yīng)于構(gòu)成本發(fā)明中的微帶線的第一導(dǎo)體，并且接地201對(duì)應(yīng) 于其第二導(dǎo)體。
導(dǎo)體11到14的形狀與在上述實(shí)施例中示出的相應(yīng)導(dǎo)體的形狀基本相 同。然而，導(dǎo)體13在其逐漸加寬的端部處連接到接地201，并與接地201 充分結(jié)合。接地201是所謂的接地板，其形成在印制電路板200上從而為 諸如用于在印制電路板200上實(shí)施的UWB的LSI (未示出)之類的組件 提供接地電位。在本實(shí)施例中，導(dǎo)體13和接地201彼此結(jié)合，因此接地
201被天線114和所實(shí)施的組件共用。
如圖26所示，天線114具有短截線203，該短截線203是從形成于印 制電路板200的前表面上的導(dǎo)體13的楔形頂點(diǎn)延伸的鉤狀短截線導(dǎo)體。 設(shè)定短截線203的彎曲方向以使得短截線的前端朝向?qū)w13 (也就是，以 使得其前端與導(dǎo)體13的對(duì)角線大致平行地延伸)。短截線203被設(shè)置用 于調(diào)節(jié)天線114的電阻抗，因此短截線的配置和數(shù)目并不局限于所示出的 配置和數(shù)目，而是可以根據(jù)需要被改變。
通過經(jīng)由通孔204而連接到導(dǎo)體11的楔形頂點(diǎn)的微帶線202來對(duì)天線 114進(jìn)行電力供應(yīng)。如果需要，那么微帶線202的一端被連接到諸如用于 在接地201 —側(cè)實(shí)施的UWB的LSI之類的電路。
因此獲得包括小型寬帶天線和無線電通信電路部分的無線電通信設(shè) 備，利用其上形成了天線的印制電路板200來形成所述無線電通信電路部 分，并且所述無線電通信電路部分電連接到天線。 <電氣作用說明一2>
天線114中的電氣作用在原理上與通過將天線101和103 (圖1和圖 5)用作示例描述的電氣作用相同。引用上述描述，天線114可以被視為 豎直偶極天線。此外，導(dǎo)體13和接地201在天線114中彼此結(jié)合，因此如 在對(duì)關(guān)于圖5的天線的電氣作用進(jìn)行說明時(shí)所描述的，導(dǎo)體13的右端 (圖26中)部分地用作偶極子的另一元件的一部分。因此，通過將導(dǎo)體 13連接到接地201以允許導(dǎo)體13上的電流自由流動(dòng)到接地201 —側(cè)，阻 抗匹配的效果可以被增強(qiáng)。
圖27示出圖26的配置中的回波損耗特性。假設(shè)印制電路板200具有 10 mmX45 mmXO.8 mm的寬X長X厚尺寸。印制電路板200的材料是 FR-4襯底(玻璃環(huán)氧樹脂襯底)。如圖27所示，在用戶頻帶(3.1 Ghz和 4.9 Ghz之間)中的回波損耗大約是一ll dB，其對(duì)應(yīng)于1.8或更小的 VSWR。這樣的令人滿意的VSWR可以被獲得，并且因此由于阻抗失配而 導(dǎo)致的由天線所反射的功率被減小，從而增強(qiáng)了天線的輻射效率和增益。
如上所述，通過由天線和所實(shí)施的組件共用用于諸如在印制電路板 (200)上實(shí)施的UWB的LSI之類的組件的接地板(201)的配置，能夠
實(shí)現(xiàn)更令人滿意的VSWR特性、輻射效率和增益。 <實(shí)施例配置說明一3>
如上所述，如圖26所示的短截線203之類的短截線導(dǎo)體的配置和數(shù) 目并不限于所示出的那些配置和數(shù)目。以下，將參考圖28、圖29和圖30 來描述這樣的實(shí)施例，其中從天線114的配置修改了短截線導(dǎo)體(203) 的配置和數(shù)目。
圖28示出本發(fā)明第十五實(shí)施例的配置。圖28總體地示出在根據(jù)本實(shí) 施例的天線115的前表面和后表面上形成的導(dǎo)體圖案。上述天線114 (圖 26)具有從導(dǎo)體13延伸出的短截線203，而如圖28所示，本實(shí)施例的天 線115具有在印制電路板200的后表面上從微帶線202延伸出的短截線 301。短截線301具有類似于短截線203的鉤狀，并且其彎曲方向被設(shè)定 以使得短截線的前端經(jīng)由印制電路板200朝向?qū)w11 (也就是，以使得其 前端與導(dǎo)體ll的對(duì)角線大致平行地延伸)。
圖29示出本發(fā)明第十六實(shí)施例的配置。圖29總體地示出在根據(jù)本實(shí) 施例的天線116的前表面和后表面上形成的導(dǎo)體圖案。本實(shí)施例的天線 116具有在印制電路板200的前表面上從導(dǎo)體11的楔形頂點(diǎn)(即通孔204 附近)延伸出的鉤狀短截線401。如圖29所示，短截線401的彎曲方向被 設(shè)定以使得短截線的前端朝向?qū)w11 (也就是，以使得其前端與導(dǎo)體11 的對(duì)角線大致平行地延伸)。
圖30示出本發(fā)明第十七實(shí)施例的配置。圖30總體地示出在根據(jù)本實(shí) 施例的天線117的前表面和后表面上形成的導(dǎo)體圖案。本實(shí)施例的天線 117具有在印制電路板200的前表面上從導(dǎo)體13延伸出的上述短截線203 (圖26)和在印制電路板200的后表面上從微帶線202延伸出的短截線 301 (圖28)。
通過從如圖26所示的天線114對(duì)短截線導(dǎo)體(203)的配置或數(shù)目進(jìn) 行修改而獲得的配置并不局限于在圖28到圖30中所示出的那些配置，而 是可以取決于阻抗匹配的便利性根據(jù)需要改變所述配置。 產(chǎn)業(yè)應(yīng)用性
本發(fā)明的小型寬帶天線可以合適地應(yīng)用于需要小型和寬范圍頻帶的使
用，并且可以被合適地用作在UWB無線電技術(shù)中使用的天線、用于無線 LAN的天線、用于接收地面數(shù)字TV廣播的天線、用于移動(dòng)電話的天線 等。
權(quán)利要求
1. 一種小型寬帶天線，包括在介質(zhì)襯底上形成的輻射元件；以及電力供應(yīng)單元，用于將偶極電位供應(yīng)到所述輻射元件，其中，所述輻射元件包括接地電位部分和對(duì)極電位部分，所述接地電位部分具有從所述電力供應(yīng)單元向其供應(yīng)接地電位的電力供應(yīng)點(diǎn)，并且所述對(duì)極電位部分具有從所述電力供應(yīng)單元向其供應(yīng)與所述接地電位形成一對(duì)的電位的電力供應(yīng)點(diǎn)，并且其中，所述接地電位部分和所述對(duì)極電位部分的每個(gè)包括導(dǎo)體對(duì)，所述導(dǎo)體對(duì)以楔形形狀形成在所述介質(zhì)襯底的前表面和后表面上并相互電容性地耦合，并且所述接地電位部分和所述對(duì)極電位部分的所述電力供應(yīng)點(diǎn)位于在所述介質(zhì)襯底的相同面上形成的所述導(dǎo)體的楔形頂點(diǎn)處。
2. 如權(quán)利要求1所述的小型寬帶天線，其中，對(duì)構(gòu)成所述接地電位部分和所述對(duì)極電位部分的每個(gè)的所述導(dǎo)體對(duì)進(jìn)行配置，以使得所述導(dǎo)體對(duì) 的所述楔形頂點(diǎn)附近的區(qū)域不會(huì)經(jīng)由所述介質(zhì)襯底彼此相對(duì)，并且使得除 了所述導(dǎo)體對(duì)的所述楔形頂點(diǎn)附近的所述區(qū)域之外的區(qū)域經(jīng)由所述介質(zhì)襯 底彼此相對(duì)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的小型寬帶天線，其中，所述介質(zhì)襯底具有 矩形形狀，并且所述輻射元件被形成在由所述介質(zhì)襯底的縱向外周邊的至 少一部分和所述介質(zhì)襯底的橫向外周邊的至少一部分限定的矩形天線區(qū)域 上，對(duì)具有所述接地電位部分和所述對(duì)極電位部分的所述電力供應(yīng)點(diǎn)的所 述導(dǎo)體進(jìn)行配置，以使得其所述楔形頂點(diǎn)位于所述天線區(qū)域的第一縱向邊 的中心附近，并且使得形成所述楔形頂點(diǎn)的邊中的相應(yīng)邊對(duì)應(yīng)于所述天線 區(qū)域的所述第一縱向邊，對(duì)與具有所述接地電位部分和所述對(duì)極電位部分的所述電力供應(yīng)點(diǎn)的 所述導(dǎo)體成對(duì)的導(dǎo)體進(jìn)行配置，以使得其所述楔形頂點(diǎn)位于所述天線區(qū)域 的第二縱向邊的中心附近，并且使得形成所述楔形頂點(diǎn)的邊中相應(yīng)邊對(duì)應(yīng) 于所述天線區(qū)域的所述第二縱向邊，并且構(gòu)成所述接地電位部分的所述導(dǎo)體對(duì)的、形成所述楔形頂點(diǎn)的邊中相 應(yīng)其它邊彼此交叉，并且構(gòu)成所述對(duì)極部分的所述導(dǎo)體對(duì)的、形成所述楔 形頂點(diǎn)的邊中的相應(yīng)其它邊彼此交叉。
4. 如權(quán)利要求1所述的小型寬帶天線，還包括用于在所述輻射元件和 所述電力供應(yīng)單元之間進(jìn)行阻抗匹配的阻抗匹配部分。
5. 如權(quán)利要求4所述的小型寬帶天線，其中，所述阻抗匹配部分包括 從構(gòu)成所述對(duì)極電位部分的所述導(dǎo)體之一延伸出的并且具有開放端的短截 線導(dǎo)體。
6. 如權(quán)利要求5所述的小型寬帶天線，其中，所述短截線導(dǎo)體具有鉤 狀形狀。
7. 如權(quán)利要求5所述的小型寬帶天線，其中，所述阻抗匹配部分包括 第二短截線導(dǎo)體，所述第二短截線導(dǎo)體經(jīng)由所述介質(zhì)襯底電容性地耦合到 構(gòu)成所述接地電位部分的、在其上形成了所述短截線導(dǎo)體的所述介質(zhì)襯底 的相同面上形成的所述導(dǎo)體，并且所述第二短截線導(dǎo)體被形成在其上形成 了所述短截線導(dǎo)體的所述介質(zhì)襯底的相反面上。
8. 如權(quán)利要求4至7中任一項(xiàng)所述的小型寬帶天線，其中，所述阻抗 匹配部分包括側(cè)表面導(dǎo)體，所述側(cè)表面導(dǎo)體形成在所述介質(zhì)襯底的側(cè)表面 上并且連接到構(gòu)成所述對(duì)極電位部分的所述導(dǎo)體對(duì)，并且所述側(cè)表面導(dǎo)體 使構(gòu)成所述對(duì)極電位部分的所述導(dǎo)體對(duì)短路。
9. 如權(quán)利要求4至7中任一項(xiàng)所述的小型寬帶天線，其中，所述阻抗 匹配部分包括通孔，所述通孔形成在所述介質(zhì)襯底中，并且所述通孔使構(gòu) 成所述對(duì)極電位部分的所述導(dǎo)體對(duì)短路。
10. 如權(quán)利要求1所述的小型寬帶天線，其中，對(duì)構(gòu)成所述接地電位 部分和所述對(duì)極電位部分的每個(gè)的所述導(dǎo)體對(duì)進(jìn)行配置，以使得每個(gè)導(dǎo)體 具有大致的直角形狀，其中形成所述楔形形狀的所述邊之一被設(shè)定為斜 邊，并且使得一個(gè)導(dǎo)體的所述斜邊與另一個(gè)導(dǎo)體的所述斜邊交叉。
11. 如權(quán)利要求8所述的小型寬帶天線，其中，對(duì)構(gòu)成所述接地電位 部分和所述對(duì)極電位部分的每個(gè)的所述導(dǎo)體對(duì)進(jìn)行配置，以使得每個(gè)導(dǎo)體 具有大致的直角形狀，其中形成所述楔形形狀的所述邊之一被設(shè)定為斜 邊，并且使得一個(gè)導(dǎo)體的所述斜邊與另一個(gè)導(dǎo)體的所述斜邊交叉，并且構(gòu)成所述對(duì)極電位部分的所述導(dǎo)體對(duì)在其斜邊上具有伸出部分，并且 所述伸出部分分別連接到所述側(cè)表面導(dǎo)體。
12. 如權(quán)利要求9所述的小型寬帶天線，其中，對(duì)構(gòu)成所述接地電位 部分和所述對(duì)極電位部分的每個(gè)的所述導(dǎo)體對(duì)進(jìn)行配置，以使得每個(gè)導(dǎo)體 具有大致的直角形狀，其中形成所述楔形形狀的所述邊之一被設(shè)定為斜 邊，并且使得一個(gè)導(dǎo)體的所述斜邊與另一個(gè)導(dǎo)體的所述斜邊交叉，并且構(gòu)成所述對(duì)極電位部分的所述導(dǎo)體對(duì)在其斜邊上具有伸出部分，并且 所述伸出部分分別連接到所述通孔。
13. 如權(quán)利要求5所述的小型寬帶天線，其中，所述阻抗匹配部分包 括在其上形成了所述短截線導(dǎo)體的所述介質(zhì)襯底的相反面上形成的第二短 截線導(dǎo)體，并且還包括側(cè)表面導(dǎo)體，所述側(cè)表面導(dǎo)體形成在所述介質(zhì)襯底 的側(cè)表面上，并且所述側(cè)表面導(dǎo)體連接到所述第二短截線導(dǎo)體和構(gòu)成所述 接地電位部分的、在其上形成了所述第二短截線導(dǎo)體的所述介質(zhì)襯底的相 反面上形成的導(dǎo)體以使它們短路。
14. 如權(quán)利要求5所述的小型寬帶天線，其中，所述阻抗匹配部分包 括在其上形成了所述短截線導(dǎo)體的所述介質(zhì)襯底的相反面上形成的第二短 截線導(dǎo)體，并且還包括通孔，所述通孔形成在所述介質(zhì)襯底中，并且所述 通孔連接到所述第二短截線導(dǎo)體和構(gòu)成所述接地電位部分的、在其上形成 了所述第二短截線導(dǎo)體的所述介質(zhì)襯底的相反面上形成的導(dǎo)體以使它們短 路。
15. 如權(quán)利要求6所述的小型寬帶天線，其中，所述短截線導(dǎo)體從構(gòu) 成所述對(duì)極電位部分的所述導(dǎo)體的所述楔形頂點(diǎn)延伸出來，并且以鉤狀的 方式被彎曲以使得其前端朝向構(gòu)成所述對(duì)極電位部分的所述導(dǎo)體。
16. 如權(quán)利要求7所述的小型寬帶天線，其中，所述第二短截線導(dǎo)體 具有鉤狀形狀，并且被彎曲以使得其前端朝向構(gòu)成所述接地電位部分的、 所述第二短截線導(dǎo)體經(jīng)由所述介質(zhì)襯底與其電容性地耦合的導(dǎo)體。
17. 如權(quán)利要求5、 7、 13和14中任一項(xiàng)所述的小型寬帶天線，其 中，所述短截線導(dǎo)體或所述第二短截線導(dǎo)體具有直線狀形狀。
18. 如權(quán)利要求1所述的小型寬帶天線，其中，所述電力供應(yīng)單元是 同軸電纜，所述同軸電纜包括連接到構(gòu)成所述對(duì)極電位部分的所述導(dǎo)體之 一的中心導(dǎo)體，和包覆所述中心導(dǎo)體并將接地電位供應(yīng)給所述接地電位部 分的外導(dǎo)體。
19. 如權(quán)利要求18所述的小型寬帶天線，其中，所述同軸電纜的所述 外導(dǎo)體沿著作為形成所述楔形頂點(diǎn)的邊之一并且對(duì)應(yīng)于所述介質(zhì)襯底的所 述外周邊的邊，連接到構(gòu)成所述接地電位部分的、在其上所述中心導(dǎo)體連 接到構(gòu)成所述對(duì)極電位部分的所述導(dǎo)體的所述介質(zhì)襯底的相同面上形成的 所述導(dǎo)體。
20. 如權(quán)利要求18所述的小型寬帶天線，其中，在與作為所述對(duì)極電 位部分和所述接地電位部分的所述邊之一的邊相交的方向上配置所述同軸 電纜，所述被相交的邊具有形成所述楔形頂點(diǎn)的所述電力供應(yīng)點(diǎn)并對(duì)應(yīng)于 所述介質(zhì)襯底的所述外周邊。
21. 如權(quán)利要求20所述的小型寬帶天線，其中，所述外導(dǎo)體經(jīng)由連接 線連接到所述導(dǎo)體。
22. 如權(quán)利要求1所述的小型寬帶天線，其中，所述電力供應(yīng)單元是 在所述介質(zhì)襯底上形成的微帶線。
23. 如權(quán)利要求22所述的小型寬帶天線，其中，所述微帶線包括從構(gòu) 成所述對(duì)極電位部分的所述導(dǎo)體之一延伸出的導(dǎo)體，和通過在所述介質(zhì)襯 底中形成的通孔與構(gòu)成所述接地電位部分的所述導(dǎo)體之一短路的導(dǎo)體。
24. 如權(quán)利要求1所述的小型寬帶天線，其中，基于所使用頻率的最 小值，通過具有0.1波長乂0.2波長的尺寸的矩形來限定所述輻射元件的外 周。
25. 如權(quán)利要求24所述的小型寬帶天線，其中，所述介質(zhì)襯底的尺寸 對(duì)應(yīng)于限定所述輻射元件的外周的所述尺寸。
26. —種無線電通信設(shè)備，其包括如權(quán)利要求1所述的小型寬帶天線 和利用所述小型寬帶天線的介質(zhì)襯底而形成的無線電通信電路部分。
27. 如權(quán)利要求23所述的小型寬帶天線，其中，所述微帶線包括通過 在所述介質(zhì)襯底中形成的通孔與構(gòu)成所述對(duì)極電位部分的所述導(dǎo)體之一短 路的第一導(dǎo)體，和與構(gòu)成所述接地電位部分的所述導(dǎo)體之一結(jié)合并且其上 安裝了無線電通信電路的第二導(dǎo)體。
28. 如權(quán)利要求27所述的小型寬帶天線，其中，所述阻抗匹配部分包 括從構(gòu)成與所述第二導(dǎo)體相結(jié)合的所述接地電位部分的所述導(dǎo)體之一延伸 出的并且具有開放端的鉤狀短截線導(dǎo)體，并且所述鉤狀短截線導(dǎo)體被彎曲 以使得其前端朝向構(gòu)成所述接地電位部分的所述導(dǎo)體之一。
29. 如權(quán)利要求27或28所述的小型寬帶天線，其中，所述阻抗匹配 部分包括從所述第一導(dǎo)體延伸出的并且具有開放端的鉤狀短截線導(dǎo)體，并 且從所述第一導(dǎo)體延伸出的所述鉤狀短截線導(dǎo)體被彎曲以使得其前端朝向 構(gòu)成所述對(duì)極電位部分的所述導(dǎo)體之一。
30. 如權(quán)利要求27所述的小型寬帶天線，其中，所述阻抗匹配部分包 括從構(gòu)成所述對(duì)極部分的、配置在其上形成了所述第二導(dǎo)體的所述介質(zhì)襯 底的相同面上的所述導(dǎo)體之一延伸出的并且具有開放端的鉤狀短截線導(dǎo) 體，并且所述鉤狀短截線導(dǎo)體被彎曲以使得其前端朝向構(gòu)成所述對(duì)極電位 部分的所述導(dǎo)體之一。
全文摘要
一種小型寬帶天線(103)，包括在介質(zhì)襯底(1)上形成的輻射元件和作為將偶極電位供應(yīng)到輻射元件的電力供應(yīng)單元的同軸電纜(2)。輻射元件包括接地電位單元和對(duì)極電位單元，接地電位經(jīng)由同軸電纜的外導(dǎo)體(4)被供應(yīng)給該接地電位單元，并且與接地電位形成一對(duì)的對(duì)極電位經(jīng)由同軸電纜的中心導(dǎo)體(3)被供應(yīng)給該對(duì)極電位單元。接地電位單元包括在介質(zhì)襯底的前表面和后表面上以楔形形狀形成的并且相互電容性地耦合的導(dǎo)體對(duì)(13，14)。對(duì)極電位單元包括在介質(zhì)襯底的前表面和后表面上以楔形形狀形成的并且相互電容性地耦合的導(dǎo)體對(duì)(31，32)。接地電位單元和對(duì)極電位單元的每個(gè)在導(dǎo)體的(13，31)的楔形頂點(diǎn)處具有電力供應(yīng)點(diǎn)。小型寬帶天線(103)還包括作為在輻射元件和電力供應(yīng)單元之間進(jìn)行阻抗匹配的阻抗匹配單元的短截線導(dǎo)體(17)。
文檔編號(hào)H01Q1/46GK101385199SQ20078000585
公開日2009年3月11日 申請(qǐng)日期2007年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月16日
發(fā)明者倉本晶夫, 望月拓志 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社;恩益禧電子股份有限公司