專利名稱：表面安裝型天線以及天線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及表面安裝型的天線以及具備該天線的天線裝置。
背景技術(shù)：
以往在專利文獻(xiàn)1、 2中公開了通過采用強(qiáng)電介質(zhì)材料作為電介質(zhì)來 在多個頻帶中進(jìn)行動作的天線。
上述天線為利用根據(jù)對強(qiáng)電介質(zhì)的施加電壓的大小而其強(qiáng)電介質(zhì)的 介電常數(shù)變化的性質(zhì)，來使諧振頻率變化而實(shí)現(xiàn)寬頻帶化的天線。
這里在圖1 (A)中表示專利文獻(xiàn)1中所示的天線的構(gòu)造。在圖1 (A) 中，通過接地電極11與反F型的放射電極12而構(gòu)成對供電點(diǎn)E進(jìn)行供電 的反F天線，并且在放射電極12的開放(叩en)端與接地電極11之間設(shè) 置有強(qiáng)電介質(zhì)13。
由此通過在放射電極12的開放端與接地電極11之間配置強(qiáng)電介質(zhì) 13，從而其的介電常數(shù)按照強(qiáng)電介質(zhì)的施加電壓的大小來進(jìn)行變化，因此 能夠根據(jù)施加電壓來調(diào)諧天線的諧振頻率。但是，由于在電場最大點(diǎn)局部 地配置強(qiáng)電介質(zhì)，因此存在損耗變大的問題。
此外，在圖1 (B)中表示專利文獻(xiàn)2中所示的天線的構(gòu)造。該天線 構(gòu)成所謂的板天線(patch antenna),在接地電極21與放射電極22之間設(shè) 置強(qiáng)電介質(zhì)23以及正常電介質(zhì)(常誘電體、paraelectric layer) 24的層疊 體。該構(gòu)造的情況下存在下述關(guān)系，即為了根據(jù)DC電壓而使強(qiáng)電介質(zhì)的 介電常數(shù)變化必要量，而需要使正常電介質(zhì)的厚度變薄，另一方面為了提 高天線效率而需要使強(qiáng)電介質(zhì)的厚度變薄的關(guān)系。
專利文獻(xiàn)1日本特表2004—526379號公報專利文獻(xiàn)2日本特表2005 —502227號公報
但是在上述采用現(xiàn)有的強(qiáng)電介質(zhì)的天線中存在以下的應(yīng)解決的課題。 (a)由于基本上強(qiáng)電介質(zhì)一般在高頻域中的損耗大，因此不能得到高增益的天線。尤其在強(qiáng)電介質(zhì)基體的表面形成放射電極時，強(qiáng)電介質(zhì)的 損耗所引起的增益降低變得顯著。
(b) 如圖1所示那樣構(gòu)成為層疊強(qiáng)電介質(zhì)與正常電介質(zhì)并在該層疊 方向上施加電壓，則上述增益降低的問題變小，但由于每次施加電壓的電
容變化量變小，因此頻率可變范圍變窄。因此不能覆蓋(cover)寬頻帶。
(c) 此外，在圖1所示的現(xiàn)有構(gòu)造的天線中，通過電壓施加而放射 電極與接地電極之間的電容變化時，通過該電容變化阻抗也產(chǎn)生變化，因 此匹配狀態(tài)隨著諧振頻率的變化也產(chǎn)生變化。即存在取得匹配的狀態(tài)下的 諧振頻率的變動幅度變小的問題。由此對于阻抗匹配這一點(diǎn)，寬頻帶化是 困難的。

發(fā)明內(nèi)容
在此，本發(fā)明的目的在于提供一種在低損耗'高增益，低反射下在寬頻 帶(a wider range of frequencies)能利用的表面安裝型天線以及天線裝置。 本發(fā)明的表面安裝型天線如下那樣構(gòu)成。
(1) 該表面安裝型天線的特征在于，強(qiáng)電介質(zhì)基體與正常電介質(zhì)基 體構(gòu)成層，
上述強(qiáng)電介質(zhì)基體中具備控制電極以及接地電極，并且由該強(qiáng)電介質(zhì) 基體、上述接地電極以及上述控制電極構(gòu)成阻抗匹配電路，
在上述正常電介質(zhì)基體的表面具有放射電極，規(guī)定上述正常電介質(zhì)基 體以及上述放射電極的形狀以及尺寸以使在該正常電介質(zhì)基體與上述強(qiáng) 電介質(zhì)基體構(gòu)成層的狀態(tài)下，包括上述放射電極的電路在上述強(qiáng)電介質(zhì)的 介電常數(shù)的頻率分散性沒有的頻帶下進(jìn)行諧振。因此，能夠構(gòu)成損耗減少 且諧振頻率可變的天線。
(2) 上述強(qiáng)電介質(zhì)基體具有互相大致平行的兩個主面，上述控制電 極以及上述接地電極形成在兩個主面的規(guī)定位置以使由例如控制電極以 及接地電極夾持上述強(qiáng)電介質(zhì)基體。
(3) 上述強(qiáng)電介質(zhì)基體具有互相大致平行的兩個主面，并且構(gòu)成層 且存在多個，在將在上述控制電極與上述接地電極之間產(chǎn)生的電容并聯(lián)連 接的關(guān)系下在上述多個強(qiáng)電介質(zhì)基體的主面上形成控制電極以及接地電極。
(4) 上述多個強(qiáng)電介質(zhì)基體也可包括例如強(qiáng)介電性互相不同的至少 兩種強(qiáng)電介質(zhì)基體。
(5) 上述接地電極形成在與上述正常電介質(zhì)基體被層疊的一側(cè)相反 側(cè)即強(qiáng)電介質(zhì)基體的一方的主面(下面)上，控制電極包括第1 第2 電容電極，其在強(qiáng)電介質(zhì)基體的另一主面(上面)互相對置而構(gòu)成電容，
并且在與接地電極之間也構(gòu)成電容；和連接部，其連接與第2電容電極相
連接的電感器電極或者外部的電感器，
上述放射電極具有下述結(jié)構(gòu)包括從與強(qiáng)電介質(zhì)基體被層疊的側(cè)相反 側(cè)即正常電介質(zhì)基體的一方的主面(上面)到正常電介質(zhì)基體的端面形成 的電極，將該端面的電極與第l電容電極相連接。
(6) 上述接地電極形成在與上述正常電介質(zhì)基體被層疊的一側(cè)相反 側(cè)即上述強(qiáng)電介質(zhì)基體的一方的主面(下面)，上述控制電極包括第1-第2電容電極，每一個在上述強(qiáng)電介質(zhì)基體的另一方的主面上與上述接地
電極相對置并在與該接地電極之間構(gòu)成電容；和電感器電極，其連接該第 l-第2電容電極間，
上述放射電極具有下述結(jié)構(gòu)包括從與上述強(qiáng)電介質(zhì)基體被層疊的一
側(cè)相反側(cè)即上述正常電介質(zhì)基體的一方的主面(上面)到上述正常電介質(zhì)
基體的端面形成的電極，將該端面的電極與上述第1或者第2電容電極相連接。
(7) 上述接地電極形成在與上述正常電介質(zhì)基體被層疊的一側(cè)相反
側(cè)即上述強(qiáng)電介質(zhì)基體的一方的主面(下面)，上述控制電極包括第l'
第2電容電極，每一個在上述強(qiáng)電介質(zhì)基體的另一方的主面(上面)與上 述接地電極相對置并在與該接地電極之間構(gòu)成電容；和電感器電極，其在 與該第1*第2電容電極之間分別構(gòu)成電容，并且在與上述接地電極之間構(gòu) 成電感器，
上述放射電極具有下述結(jié)構(gòu)包括從與上述強(qiáng)電介質(zhì)基體被層疊的側(cè)
相反側(cè)即上述正常電介質(zhì)基體的一方的主面(上面)到上述正常電介質(zhì)基
體的端面形成的電極，將該端面的電極與上述第1或者第2電容電極相連接。(8) 上述接地電極形成在與上述正常電介質(zhì)基體被層疊的一側(cè)相反
側(cè)即上述強(qiáng)電介質(zhì)基體的一方的主面(下面)，上述控制電極包括第1* 第2電容電極對，其在上述強(qiáng)電介質(zhì)基體的另一方主面(上面)互相對置 而構(gòu)成電容；電容電極，其在與該第1*第2電容電極對之間連接，并且與 上述接地電極相對置而在與該接地電極之間構(gòu)成電容；和第1，第2電感器 電極，其與上述第r第2電容電極對分別連接，
上述放射電極具有下述結(jié)構(gòu)包括從與上述強(qiáng)電介質(zhì)基體被層疊的側(cè) 相反側(cè)即上述正常電介質(zhì)基體的一方的主面(上面)到上述正常電介質(zhì)基 體的端面形成的電極，將該端面的電極與上述第1或者第2電感器電極相 連接。
(9) 上述接地電極形成在與上述正常電介質(zhì)基體被層疊的一側(cè)相反 側(cè)即上述強(qiáng)電介質(zhì)基體的一方的主面(下面)，上述控制電極包括第1*
第2*第3電容電極對，其在上述強(qiáng)電介質(zhì)基體的另一方的主面(上面)互 相對置而構(gòu)成電容，并且單個的電極被公共地連接；和電感器電極，其在 上述接地和上述第3電容電極對的與上述被公共地連接的電極相對置的電 極之間連接，
上述放射電極具有下述結(jié)構(gòu)包括從與上述強(qiáng)電介質(zhì)基體被層疊的一 側(cè)相反側(cè)即上述正常電介質(zhì)基體的一方的主面(上面)到上述正常電介質(zhì) 基體的端面形成的電極，將該端面的電極連接到上述第1或者第2電容電 極對的與上述被公共地連接的電極相對置的電極。
(10) 此外，本發(fā)明的天線裝置具備上述結(jié)構(gòu)的表面安裝型天線的任 一個和對該表面安裝型天線的控制電極施加直流控制電壓的電路。
通過本發(fā)明，實(shí)現(xiàn)以下的效果。 (1)放射電極設(shè)置在正常電介質(zhì)基體中并與強(qiáng)電介質(zhì)分離，因此能 夠抑制強(qiáng)電介質(zhì)所引起的損耗。而且，包括放射電極的電路以表示上述強(qiáng) 電介質(zhì)的介電常數(shù)的頻率分散性的頻帶以外的頻率進(jìn)行諧振，因此構(gòu)成損 耗減少且諧振頻率可變的天線。
此外，強(qiáng)電介質(zhì)基體、接地電極、以及控制電極所構(gòu)成的阻抗匹配電 路的阻抗按照頻率而進(jìn)行變化，因此結(jié)果在寬的頻率范圍中取得阻抗匹 配，得到高增益《氏反射特性。
8(2) 上述控制電極以及接地電極按照夾持上述強(qiáng)電介質(zhì)基體的方式 進(jìn)行配置，從而能夠確保在控制電極一接地電極間產(chǎn)生的電容大，能夠增 大相對于控制電壓的施加電壓變化的電容變化，能夠更寬頻帶化。
(3) 通過將上述強(qiáng)電介質(zhì)基體層疊化，并聯(lián)連接在上述控制電極以
及接地電極間產(chǎn)生的電容來形成多個控制電極，從而能夠增大相對于所施 加的控制電壓變化的電容變化，能夠進(jìn)一步寬頻帶化。
(4) 通過使上述多個強(qiáng)電介質(zhì)基體包括強(qiáng)介電性互相不同的至少兩 種強(qiáng)電介質(zhì)基體，從而能夠容易地規(guī)定相對于控制電壓的電壓變化的諧振 頻率變化的特性。
(5) 通過控制電極在強(qiáng)電介質(zhì)基體的主面(上面)互相對置而構(gòu)成 電容，并且在與接地電極之間也構(gòu)成電容，從而能夠確保每單位面積的電 容大，通過該電容和表面方向的電容和電感器而作為阻抗匹配電路發(fā)揮作 用。該阻抗匹配電路在通過強(qiáng)電介質(zhì)基體的介電常數(shù)的電壓依賴性而施加 控制電壓并使諧振頻率變化時，在與該控制電壓相對應(yīng)的寬頻率范圍中取 得阻抗匹配，得到高增益'低反射特性。
(6) 通過具備夾持強(qiáng)電介質(zhì)基體并在與接地電極之間分別構(gòu)成電 容的第l'第2電容電極；和連接該第l'第2電容電極間的電感器電極， 從而由電感器電極和兩個電容器所構(gòu)成的電路作為CLC結(jié)構(gòu)的7C型阻抗 匹配電路發(fā)揮作用，兩個電容器由第1*第2電容電極構(gòu)成。該阻抗匹配電 路在根據(jù)強(qiáng)電介質(zhì)基體的介電常數(shù)的電壓依賴性來施加控制電壓并使諧 振頻率變化的情況下，也在與該控制電壓相對應(yīng)的大的頻率范圍中取得阻 抗匹配，得到高增益'低反射特性。
(7) 構(gòu)成第1，第2電容電極和電感器電極，該第1*第2電容電極在
強(qiáng)電介質(zhì)基體中與接地電極之間分別構(gòu)成電容，電感器電極在與該第1-第2電容電極之間分別構(gòu)成電容，并且在與接地電極之間構(gòu)成電感器，通 過將在正常電介質(zhì)基體形成的放射電極與一方的電容電極相連接，從而作 為CLC結(jié)構(gòu)的T型阻抗匹配電路發(fā)揮作用。該阻抗匹配電路在根據(jù)強(qiáng)電 介質(zhì)基體的介電常數(shù)的電壓依賴性來施加控制電壓并使諧振頻率變化的 情況下，也在與該控制電壓相對應(yīng)的大頻率范圍中取得阻抗匹配，得到高 增益，低反射特性。(8) 具備在強(qiáng)電介質(zhì)基體的主面方向互相對置并構(gòu)成電容的第1-第2電容電極對；在與該第1，第2電容電極對之間連接，并且在與接地電
極之間構(gòu)成電容的電容電極；與第^第2電容電極對分別連接的第P第2
電感器電極，通過將在正常電介質(zhì)基體中形成的放射電極與一方的電感器
電極連接，從而作為LCL結(jié)構(gòu)的T型阻抗匹配電路發(fā)揮作用。該阻抗匹 配電路在通過強(qiáng)電介質(zhì)基體的介電常數(shù)的電壓依賴性，施加控制電壓并使 諧振頻率變化的情況下，也在與該控制電壓相對應(yīng)的大的頻率范圍中取得 阻抗匹配，得到高增益'低反射特性。
(9) 具備在強(qiáng)電介質(zhì)基體中在主面方向相對置并形成電容的第1-第2電容電極對；和在與該第P第2電容電極對之間連接，并且在與接地
電極之間形成電容的電容電極；和在該電容電極與接地之間連接的電感器 電極，通過將在正常電介質(zhì)基體中形成的放射電極與上述電感器電極相連 接，從而作為CLC結(jié)構(gòu)的T型阻抗匹配電路發(fā)揮作用。該阻抗匹配電路 在根據(jù)強(qiáng)電介質(zhì)基體的介電常數(shù)的電壓依賴性而施加控制電壓并使諧振 頻率變化的情況下，也在與該控制電壓相對應(yīng)的寬的頻率范圍中取得阻抗 匹配，得到高增益《氏反射特性。


圖1為表示專利文獻(xiàn)P專利文獻(xiàn)2中所示的天線的結(jié)構(gòu)的圖。 圖2為表示第1實(shí)施方式相關(guān)的表面安裝型天線以及天線裝置的結(jié)構(gòu) 的圖。
圖3為表示強(qiáng)電介質(zhì)的介電常數(shù)的頻率特性、損耗的頻率特性、介電 常數(shù)的施加電壓特性以及施加電壓對介電常數(shù)的頻率特性的關(guān)系的圖。
圖4為對介電常數(shù)的頻率分散的有無以及電壓施加的有無所引起的特 性的不同進(jìn)行表示的圖。
圖5為表示第2實(shí)施方式相關(guān)的表面安裝型天線以及天線裝置的結(jié)構(gòu) 的圖。
圖6為表示第3實(shí)施方式相關(guān)的表面安裝型天線、天線裝置及其特性 的圖。
圖7為表示第4實(shí)施方式相關(guān)的表面安裝型天線的結(jié)構(gòu)的圖。圖8為表示第5實(shí)施方式相關(guān)的表面安裝型天線的結(jié)構(gòu)的圖。 圖9為表示第6實(shí)施方式相關(guān)的表面安裝型天線、天線裝置及其等效 電路的圖。
圖10為表示第7實(shí)施方式相關(guān)的表面安裝型天線、天線裝置及其等 效電路的圖。
圖11為表示第8實(shí)施方式相關(guān)的表面安裝型天線及其等效電路的圖。 圖12為表示第9實(shí)施方式相關(guān)的表面安裝型天線、及其等效電路的圖。
符號的說明
30—強(qiáng)電介質(zhì)基體
31 —接地電極
32—第1電容電極
33 —第2電容電極
34—電感器(inductor)電極
35， 36， 37 —引出電極
40—正常電介質(zhì)基體
41一上面放射電極
42—端面放射電極
43， 44 —引出電極
50， 60 —強(qiáng)電介質(zhì)基體
51， 61 —電極
52—引出電極
70—強(qiáng)電介質(zhì)基體
71 —接地電極
72， 73 —電容電極
74—電感器電極
75， 76—引出電極
80— 強(qiáng)電介質(zhì)基體
81— 接地電極
82， 83 —電容電極84—電感器電極
90—強(qiáng)電介質(zhì)基體
91一接地電極
92， 93 —電感器電極
94， 95， 97—電容電極對
96—電容電極
98—電感器電極
IOI—表面安裝型天線
121—天線裝置
具體實(shí)施例方式
《第1實(shí)施方式》
參照圖2 圖4，對第1實(shí)施方式相關(guān)的表面安裝型天線以及天線裝 置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
圖2 (A)為表面安裝型天線的立體圖，(B)為其分解立體圖，(C) 為表面安裝型天線的等效電路圖，(D)為采用該表面安裝型天線的天線裝 置的等效電路圖。
該第1實(shí)施方式相關(guān)的表面安裝型天線101具備分別構(gòu)成層的強(qiáng)電介 質(zhì)基體30和正常電介質(zhì)基體40。
強(qiáng)電介質(zhì)基體30構(gòu)成長方體板狀。在該強(qiáng)電介質(zhì)基體30的一方的主 面(圖中下面)的大致全面上形成接地電極31。此外在該強(qiáng)電介質(zhì)基體 30的另一個主面(圖中上面)形成由第1'第2電容電極32、 33以及電感 器電極34構(gòu)成的控制電極。該兩個電容電極32、 33在強(qiáng)電介質(zhì)基體30 的主面方向上相對置，在其間構(gòu)成電容。此外，夾持強(qiáng)電介質(zhì)基體30而 與接地電極31之間分別構(gòu)成電容。上述電感器電極34的一端與第2電容 電極33相連接。
此外，強(qiáng)電介質(zhì)基體30的圖中的從左手前端面到下面的一部分，形 成與第i電容電極32相連接的引出電極35。在電介質(zhì)基體30的圖中的右 后方端面，形成與電感器電極34的端部和下面的接地電極31相連接的引 出電極。
12正常電介質(zhì)基體40構(gòu)成平面形狀與強(qiáng)電介質(zhì)基體30大致相等的長方 體板狀，在其一方的主面(圖中的上面)形成上面放射電極41。此外，在 該正常電介質(zhì)基體40的圖中的左手前端面形成與上面放射電極41相連接 的端面放射電極42。如圖2 (A)所示，該端面放射電極42在層疊強(qiáng)電介 質(zhì)基體30與正常電介質(zhì)基體40的狀態(tài)下與強(qiáng)電介質(zhì)基體30側(cè)的引出電 極35相導(dǎo)通。由該上面放射電極41與端面放射電極42構(gòu)成L型天線(天 線部)。
經(jīng)由電容器(condenser) Co向引出電極35供電發(fā)送信號E。此外， 通過控制電壓的施加使對應(yīng)頻率移位(shift)的情況下，設(shè)置直流遮斷用 的電容器Co，并且經(jīng)由電感器Lo向上述引出電極35施加控制電壓Vc。 在將該表面安裝天線用作接收天線的情況下，上述信號E表示在供電點(diǎn)產(chǎn) 生的電壓。
另外，在圖2 (B)中，表示了電感器電極34的端部經(jīng)由設(shè)置在強(qiáng)電 介質(zhì)基體30的端面的引出電極而與下面的接地電極31接地的例子，但由 于圖2 (D)所示的電感器L1的電感值成為規(guī)定的值，因此在外部設(shè)置電 感器的情況下，也可形成將電感器電極34的端部從強(qiáng)電介質(zhì)基體30的端 面引出到下面的一部分的(由接地電極31絕緣的)引出電極，將其作為 設(shè)置在外部的電感器的連接部。
圖2 (C)中能夠?qū)⒎派潆姌O(41， 42)如圖所示那樣作為電感器表 示。電容器(capacitor) C4相當(dāng)于夾持正常電介質(zhì)基體40而在上面放射 電極41與強(qiáng)電介質(zhì)基體30側(cè)的第2電容電極33以及電感器電極34之間 產(chǎn)生的電容。此外電容器C3相當(dāng)于在該第2電容電極33以及電感器電極 34和接地電極31之間產(chǎn)生的電容。
由此包括放射電極的電路(天線部)能夠由形成了放射電極(41， 42) 的正常電介質(zhì)基體40和形成了上述控制電極以及接地電極的強(qiáng)電介質(zhì)基 體30來作為LC的分布常數(shù)線路表示。
電容器C2相當(dāng)于在第1電容電極32與接地電極31之間產(chǎn)生的電容。 此外，電容器Cl相當(dāng)于在強(qiáng)電介質(zhì)基體30的主面方向上第l'第2電容 電極32—33間產(chǎn)生的電容。電感器Ll相當(dāng)于上述電感器電極34所產(chǎn)生 的電感。該電容器C1， C2以及電感器L1所形成的電路作為阻抗匹配電路MC發(fā)揮作用。
圖2 (D)為將(C)所示的電路作為集中常數(shù)電路表示，并且表示包
括外部電路的天線裝置的等效電路圖。
在此，由放射電極(41， 42)與電容器C3， C4表示上述天線部。由 此，由放射電極(41， 42)與電容器C2， C3， C4構(gòu)成諧振電路，電容器 C2， C3在強(qiáng)電介質(zhì)基體30中構(gòu)成，由此如下所示能夠利用該介電常數(shù)的 電壓依賴性。
此外，由于上述阻抗匹配電路MC內(nèi)的電容器C1、 C2也在強(qiáng)電介質(zhì) 基體30中構(gòu)成，因此能夠利用該介電常數(shù)的電壓依賴性。
圖3為表示上述強(qiáng)電介質(zhì)的介電常數(shù)的頻率分散性、損耗的頻率特性、 以及控制電壓施加時的控制電壓對介電常數(shù)的特性的圖。此外，圖4表示 上述電壓施加的有無所引起的天線的特性變化的例子。圖4中對反射損耗 Sll的特性進(jìn)行表示。
圖3 (A)表示介電常數(shù)相對強(qiáng)電介質(zhì)基體30的頻率的關(guān)系。頻率小 于fa的介電常數(shù)ea與頻率超過fb的狀態(tài)下的介電常數(shù)sb具有sa>sb的關(guān) 系。此外表示頻率在fa fb的范圍中，介電常數(shù)隨著頻率的上升而逐漸降 低的緩和型的頻率分散特性。
從而，由于頻率越高，放射電極(41， 42)與接地電極間的介電常數(shù) 越小，因此圖2 (C)所示的電容器C3的電容變小(電氣的天線體積變小)。 因此，在表示該介電常數(shù)的頻率分散性的頻帶的低頻帶和高頻帶中，能夠 通過包括上述放射電極(41， 42)的電路分別進(jìn)行諧振的方式與寬頻帶相 對應(yīng)。
圖3 (B)為損耗的頻率特性。由此，通過利用表示介電常數(shù)的頻率 分散性的頻帶以外的頻率，在使用頻帶中得到高增益特性。
此外，關(guān)于圖2 (D)所示的阻抗匹配電路MC內(nèi)的電容器Cl， C2 也在強(qiáng)電介質(zhì)基體30中構(gòu)成，因此隨著信號頻率的變化，應(yīng)匹配的阻抗 也與其相適應(yīng)而產(chǎn)生變化。即由于頻率越高，阻抗匹配電路MC內(nèi)的并聯(lián) 電容變得越小，因此進(jìn)行阻抗匹配的頻率變得高。因此，能夠在夾持表示 上述介電常數(shù)的頻率分散性的頻帶的寬頻帶中保持阻抗匹配。因此能夠在 寬頻帶中得到高增益且低反射的特性。圖3 (C)表示對上述表面安裝型天線施加控制電壓時的施加電壓與 強(qiáng)電介質(zhì)基體30的介電常數(shù)之間的關(guān)系。由此，越增大施加電壓，強(qiáng)電
介質(zhì)基體30的介電常數(shù)越減小。
圖3 (D)表示合成了 (A)所示的介電常數(shù)的頻率分散所引起的特性 與(B)所示的施加電壓對介電常數(shù)的特性后的特性。由此，隨著控制電 壓的施加而全體的介電常數(shù)降低。
由此，在施加控制電壓的情況下，在fa fb以外的頻率范圍中仍保持 諧振狀態(tài)來控制強(qiáng)電介質(zhì)的介電常數(shù)，從而能夠進(jìn)行調(diào)諧，此外能夠在取 得匹配的狀態(tài)下移位波形。 《第2實(shí)施方式》
參照圖5，對第2實(shí)施方式相關(guān)的表面安裝型天線進(jìn)行說明。
圖5為兩種類型的表面安裝型天線的分解立體圖。
圖5 (A)、 (B)的任一個與圖2所示的表面安裝型天線不同點(diǎn)在于， 以與對放射電極供電不同的其他路徑進(jìn)行上面放射電極41與第1電容電 極32之間的連接。gp、經(jīng)由在正常電介質(zhì)基體40的圖中的右手前端面形 成的引出電極43使上面放射電極41在第1電容電極32的端部中導(dǎo)通。
此外，在該圖5所示的例子中，將電感器電極34的端部作為電感器 連接部，將外部的電感器L1與該連接部相連接。
圖5 (A)和(B)中，強(qiáng)電介質(zhì)基體30中形成的兩個電容電極32、 33以及電感器電極34的朝向不同。此外端面放射龜極42的位置也不同。
由此，即使在強(qiáng)電介質(zhì)基體30中形成的控制電極的圖案不同，還有 即使在正常電介質(zhì)基體40中形成的放射電極的供電路徑不同，作為等效 電路也與圖2 (C)、 (D)所示的部分相同，實(shí)現(xiàn)與第1實(shí)施方式的情況相 同的作用效果。
《第3實(shí)施方式》
參照P 6對第3實(shí)施方式相關(guān)的表面安裝型天線進(jìn)行說明。
圖6 (A)為第3實(shí)施方式相關(guān)的表面安裝型天線的分解立體圖。該 表面安裝型天線為對圖2所示的構(gòu)造的表面安裝型天線進(jìn)一步設(shè)置另一個 強(qiáng)電介質(zhì)基體50的層的天線。在該強(qiáng)電介質(zhì)基體50的上面的全面上形成 電極51。該電極51經(jīng)由值大的電阻R而進(jìn)行接地。在強(qiáng)電介質(zhì)基體30的右后方端面的中央部形成使電感器電極34的端 部向接地電極31接地的引出電極36。
通過在強(qiáng)電介質(zhì)基體50的電極51與接地之間連接上述電阻R或者值 大的電感器，從而正常電介質(zhì)基體40的上面放射電極41處于例如正電位， 強(qiáng)電介質(zhì)基體50的電極51處于零電位，能夠?qū)?qiáng)電介質(zhì)基體50施加電 壓。但是，強(qiáng)電介質(zhì)基體50的電極51經(jīng)由大的電阻R或者電感器進(jìn)行接 地，因此高頻地開路(open)，不能接地。
通過如上那樣構(gòu)成，正常電介質(zhì)基體40上的上面放射電極41作為用 于勵磁(勵振)強(qiáng)電介質(zhì)基體50上的電極51的勵磁電極發(fā)揮作用，上面 放射電極41與電極51兩方作為放射電極發(fā)揮作用。即構(gòu)成電容供電型的 板天線。
在該例中，上面放射電極41與強(qiáng)電介質(zhì)基體50相接觸，但通過使強(qiáng) 電介質(zhì)基體50變薄，該強(qiáng)電介質(zhì)所產(chǎn)生的損耗被在某程度上抑制。此外， 在該例子中，使上部的強(qiáng)電介質(zhì)基體50的大小與正常電介質(zhì)基體40的大 小相同，但在上部的強(qiáng)電介質(zhì)基體50比正常電介質(zhì)基體40小時，提高來 自正常電介質(zhì)基體40的上面放射電極41的放射效率。
由此，通過使在強(qiáng)電介質(zhì)基體50中形成的電極51與在正常電介質(zhì)基 體40中形成的電極41雙方作為放射電極發(fā)揮作用，從而具備兩個在寬頻 帶中進(jìn)行諧振的諧振電路，能夠進(jìn)一步寬頻帶化。
圖6 (B)為用于說明該寬頻帶化的圖。在該圖6 (B)中分別由S參 數(shù)的Sll特性表示W(wǎng)l和W2， Wl為包括在正常電介質(zhì)基體40中形成的 上面放射電極41所構(gòu)成的諧振電路(包括正常電介質(zhì)基體40、上面放射 電極41、下部強(qiáng)電介質(zhì)基體30、接地電極31的諧振電路)進(jìn)行諧振的頻 率的頻帶，W2為包括在強(qiáng)電介質(zhì)基體50中形成的電極51所構(gòu)成的諧振 電路(包括上部強(qiáng)電介質(zhì)基體50、電極51、正常電介質(zhì)基體40、下部強(qiáng) 電介質(zhì)基體30、接地電極31的諧振電路)進(jìn)行諧振的頻率的頻帶。通過 對強(qiáng)電介質(zhì)基體50施加控制電壓，從而該諧振頻帶的全體如圖中箭頭所 示進(jìn)行頻率移位。由此，通過使兩個諧振頻帶大致連續(xù)，從而能夠使整體 更寬頻帶化。
《第4實(shí)施方式》參照圖7，對第4實(shí)施方式相關(guān)的表面安裝型天線進(jìn)行說明。
圖7為其的分解立體圖。在該圖7中，按照將強(qiáng)電介質(zhì)基體60插入 到強(qiáng)電介質(zhì)基體30與正常電介質(zhì)基體40之間的方式進(jìn)行配置這一點(diǎn)，與 圖2所示的表面安裝型天線不同。在強(qiáng)電介質(zhì)基體60的圖中的左手前端 面的中央部形成電極61。在層疊了強(qiáng)電介質(zhì)基體30、 60以及正常電介質(zhì) 基體40的狀態(tài)下，端面放射電極42經(jīng)由電極61與引出電極35導(dǎo)通。
另外，在該例子中，在強(qiáng)電介質(zhì)基體30的上面形成與第2電容電極 33相導(dǎo)通的引出電極37，并且從強(qiáng)電介質(zhì)基體30的端面到下面的一部分 形成與引出電極37導(dǎo)通的引出電極。該引出電極與在安裝基板上安裝的 電感器相連接。
對該表面安裝型天線的供電電路、控制電壓施加電路的結(jié)構(gòu)、以及包 括它們的天線裝置全體的等效電路與圖2所示的部分相同。
由此，通過在形成第1 '第2電容電極32、 33的強(qiáng)電介質(zhì)基體30的上 部也配置強(qiáng)電介質(zhì)基體60所構(gòu)成的強(qiáng)電介質(zhì)層，從而能夠增大第1*第2 電容電極32—33間的電容，能夠提高介電常數(shù)的電壓依賴性的效果。 《第5實(shí)施方式》
參照圖8對第5實(shí)施方式相關(guān)的表面安裝型天線進(jìn)行說明。
圖8為其分解立體圖。在該圖8中，配置兩個強(qiáng)電介質(zhì)基體30a、 30b 這一點(diǎn)與圖2所示的表面安裝型天線不同。
在兩個強(qiáng)電介質(zhì)基體30a、30b的上面分別形成第1電容電極32a，32b、 第2電容電極33a、 33b以及引出電極36a、 36b、 37a、 37b。此外在該兩 個強(qiáng)電介質(zhì)基體30a、30b的左手前端面的中央部分別形成與引出電極36a、 36b相導(dǎo)通的引出電極35a、 35b。同樣，在該兩個強(qiáng)電介質(zhì)基體30a、 30b 的右后方端面的中央部形成與引出電極37a、 37b相導(dǎo)通的引出電極。
在強(qiáng)電介質(zhì)基體30a的下面的一部分中，分別形成與左手前端面的引 出電極35a相導(dǎo)通的電極、以及與右后方端面的引出電極相導(dǎo)通的電極。
對該表面安裝型天線的供電電路、控制電壓施加電路的結(jié)構(gòu)、包括它 們的天線裝置全體的等效電路圖，與圖2所示的部分相同。
由此通過將第1，第2電容電極32、 33多層化，從而能夠增大第l-第 2電容電極32—33間的電容，能夠提高介電常數(shù)的電壓依賴性的效果。《第6實(shí)施方式》
參照圖9，對第6實(shí)施方式相關(guān)的表面安裝型天線進(jìn)行說明。
圖9 (A)為其的分解立體圖，(B)為采用該表面安裝型天線的天線 裝置的等效電路圖。
在強(qiáng)電介質(zhì)基體70的下面的大致全面上形成接地電極71 。在其上面， 形成在與接地電極71之間構(gòu)成電容的第1電容電極72以及第2電容電極 73。此外，形成連接該兩個電容電極72—73間的電感器電極74。進(jìn)而， 分別形成與第1電容電極72相連接的引出電極75、與第2電容電極73 相連接的引出電極76。從該強(qiáng)電介質(zhì)基體70的右后方端面到下面的一部 分，形成與引出電極75相導(dǎo)通的引出電極。
在正常電介質(zhì)基體40的上面的全面形成上面放射電極41。此外，在 其左手前端面的中央部形成端面放射電極42。在強(qiáng)電介質(zhì)基體70中層疊 了正常電介質(zhì)基體40的狀態(tài)下端面放射電極42與引出電極75相導(dǎo)通。
在圖9 (B)中，電感器L2為上述電感器電極74的電感器，電容器 C5、 C6為在上述電容電極72、 73與接地電極71之間構(gòu)成的電容。
另外，在該例子中，僅作為線路表示了放射電極(41， 42)，但該放 射電極所構(gòu)成的等效電路與圖2 (C)、 (D)所示的部分相同。圖中，虛線 FE所包圍的電路為CLC結(jié)構(gòu)且為Ti型的低通濾波器電路，作為阻抗匹配 電路發(fā)揮作用。該阻抗匹配電路在強(qiáng)電介質(zhì)基體中構(gòu)成，因此其阻抗由于 介電常數(shù)的電壓依賴性而按照(追隨)電壓進(jìn)行變化。因此結(jié)果的在寬的 頻率范圍中取得供電電路與天線部之間的阻抗匹配，得到高增益4氐反射 特性。
《第7實(shí)施方式》 參照圖10對第7實(shí)施方式相關(guān)的表面安裝型天線進(jìn)行說明。 圖10 (A)為其的分解立體圖，(B)為采用該表面安裝型天線的天線 裝置的等效電路圖。
在強(qiáng)電介質(zhì)基體80的上面形成電感器電極84，其在與第1 "第2電容 電極82、 83之間構(gòu)成電容，并且在與接地電極81之間構(gòu)成電感器。例如 在強(qiáng)電介質(zhì)基體80中形成過孔(viahole)，將該過孔用作電感器。此外， 也可將強(qiáng)電介質(zhì)基體80形成多層構(gòu)造，在此構(gòu)成繞組型的電感器。
18在該例中，經(jīng)由電感器Lol對第1電容電極82施加第1的控制電壓 Vcl，經(jīng)由電感器Lo2對第2電容電極83施加第2的控制電壓Vc2。
在圖10 (B)中，為由虛線FE包圍的CLC結(jié)構(gòu)且T型的高通濾波器 電路，作為阻抗匹配電路發(fā)揮作用。對電容器C7施加控制電壓Vcl，對 電容器C8施加第2的控制電壓Vc2。由此能夠通過兩個控制電壓控制阻 抗匹配電路的阻抗。當(dāng)然，也可根據(jù)目的而在該結(jié)構(gòu)中設(shè)Vcl-Vc2。
該阻抗匹配電路的阻抗由于介電常數(shù)的電壓依賴性而按照電壓發(fā)生 變化，因此結(jié)果上在大的頻率范圍中取得供電電路與天線部之間的阻抗匹 配，得到高增益'低反射特性。 《第8實(shí)施方式》
參照圖11對第8實(shí)施方式相關(guān)的表面安裝型天線進(jìn)行說明。
圖11 (A)為其分解立體圖，(B)為采用該表面安裝型天線的天線裝 置的等效電路圖。
在強(qiáng)電介質(zhì)基體90的上面分別形成兩個電容電極對94， 95;在與 該第1 "第2電容電極對94， 95之間相連接并在與下面的接地電極91之間 構(gòu)成電容的電容電極96;與1'第2電容電極對94， 95分別連接的第1電 感器電極92以及第2電感器電極93。
在正常電介質(zhì)基體40的上面的全面上形成上面放射電極41，在左手 前端面的中央部形成端面放射電極42。在強(qiáng)電介質(zhì)基體90上層疊了正常 電介質(zhì)基體40的狀態(tài)下端面放射電極42與第2電感器電極93相導(dǎo)通。
在圖11 (B)中，電容器Cll為第1電容電極對94所構(gòu)成的電容， 電容器C12為第2電容電極對95所構(gòu)成的電容。此外，電容器C10為在 電容電極96與接地電極91之間構(gòu)成的電容。電感器L11為第1電感器電 極92所構(gòu)成的電感器，電感器L12為第2電感器電極93所構(gòu)成的電感器。 在此，規(guī)定電路常數(shù)，以使電感器L11與電容器C11所構(gòu)成的串聯(lián)電路以 及電容器C12與電感器L12所構(gòu)成的串聯(lián)電路看起來分別為電感性。因此 為與電容器cio —起，作為全體為LCL結(jié)構(gòu)且為T型的低通濾波器電路，
作為阻抗匹配電路發(fā)揮作用。
該阻抗匹配電路的各電容器CIO、 Cll、 C12均在強(qiáng)電介質(zhì)基體90中
構(gòu)成，因此該阻抗匹配電路的阻抗由于介電常數(shù)的電壓依賴性而按照電壓發(fā)送變化。因此，結(jié)果在大的頻率范圍中取得在供電電路與天線部之間的 阻抗匹配，得到高增益'低反射特性。 《第9實(shí)施方式》
參照圖12，對第9實(shí)施方式相關(guān)的表面安裝型天線進(jìn)行說明。
圖12(A)為表面安裝型天線中采用的強(qiáng)電介質(zhì)基體90的平面圖，(B) 為采用該表面安裝型天線的天線裝置的等效電路圖。
強(qiáng)電介質(zhì)基體90的上面形成在該強(qiáng)電介質(zhì)基體90的上面互相對置 而構(gòu)成電容的第1電容電極對94、第2電容電極對95、第3電容電極對 97。上述電容電極對公共地連接各個單個的電極。此外，在該強(qiáng)電介質(zhì)基 體卯的上面，形成在第3電容電極對97與下面的接地電極之間連接的電 感器電極98。在強(qiáng)電介質(zhì)基體90的下面的大致全面形成接地電極。
在該強(qiáng)電介質(zhì)基體90的上部層疊的正常電介質(zhì)基體的結(jié)構(gòu)與圖11 (A)所示的部分相同。
在強(qiáng)電介質(zhì)基體90的上部層疊了上述正常電介質(zhì)基體的狀態(tài)下，端 面放射電極與第2電容電極對95的外側(cè)的電極相導(dǎo)通。而且，對第1電 容電極對94的外側(cè)的電極進(jìn)行供電。
在圖12 (B)中，電容器C13為第1電容電極對94所構(gòu)成的電容， 電容器C14為第2電容電極對95所構(gòu)成的電容，電容器C15為第3電容 電極對97所構(gòu)成的電容。此外電感器L13為電感器電極98所構(gòu)成的電感 器。
規(guī)定電路常數(shù)，以使電容器C15與電感器L13所構(gòu)成的串聯(lián)電路作為 全體看起來為電容性。因此包括電容器C13， C14的全體為CLC結(jié)構(gòu)且構(gòu) 成T型的高通濾波器電路。該電路作為阻抗匹配電路發(fā)揮作用。
另外，在第6 第9的各實(shí)施方式中，由濾波器電路構(gòu)成阻抗匹配電
路，但除此之外也可由相位器構(gòu)成阻抗匹配電路。也可使包括至少控制電
極以及接地電極的電路在強(qiáng)電介質(zhì)基體中構(gòu)成。
此外，不限于在正常電介質(zhì)基體中形成的放射電極構(gòu)成L型天線，也
可構(gòu)成反F天線。
權(quán)利要求
1. 一種表面安裝型天線，強(qiáng)電介質(zhì)基體與正常電介質(zhì)基體構(gòu)成層，上述強(qiáng)電介質(zhì)基體中具備控制電極以及接地電極，并且由該強(qiáng)電介質(zhì)基體、上述接地電極以及上述控制電極構(gòu)成阻抗匹配電路，在上述正常電介質(zhì)基體的表面具有放射電極，在該正常電介質(zhì)基體與上述強(qiáng)電介質(zhì)基體構(gòu)成層的狀態(tài)下，包括上述放射電極的電路以表示上述強(qiáng)電介質(zhì)的介電常數(shù)的頻率分散性的頻帶以外的頻率進(jìn)行諧振。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的表面安裝型天線，其特征在于，上述強(qiáng)電介質(zhì)基體具有互相大致平行的兩個主面，上述控制電極以及上述接地電極形成在上述兩個主面的位置以使由該控制電極以及接地電極夾持上述強(qiáng)電介質(zhì)基體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的表面安裝型天線，其特征在于，上述強(qiáng)電介質(zhì)基體具有互相大致平行的兩個主面，并且構(gòu)成層且存在多個，在將在上述控制電極與上述接地電極之間產(chǎn)生的電容并聯(lián)連接的關(guān)系下在上述多個強(qiáng)電介質(zhì)基體的主面上形成上述控制電極。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的表面安裝型天線，其特征在于，上述多個強(qiáng)電介質(zhì)基體包括強(qiáng)介電性互相不同的至少兩種強(qiáng)電介質(zhì)基體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的表面安裝型天線，其特征在于，上述接地電極形成在與上述正常電介質(zhì)基體被層疊的一側(cè)相反側(cè)即上述強(qiáng)電介質(zhì)基體的一方的主面上，上述控制電極包括第l'第2電容電極，其在上述強(qiáng)電介質(zhì)基體的另一主面(上面)互相對置而構(gòu)成電容，并且每一個也與上述接地電極相對置，在該接地電極之間也構(gòu)成電容；和連接部，其連接與第2電容電極相連接的電感器電極或者外部的電感器，上述放射電極包括從與上述強(qiáng)電介質(zhì)基體被層疊的側(cè)相反側(cè)即上述正常電介質(zhì)基體的一方的主面到上述正常電介質(zhì)基體的端面形成的電極，將該端面的電極與上述第1電容電極相連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的表面安裝型天線，其特征在于，上述接地電極形成在與上述正常電介質(zhì)基體被層疊的一側(cè)相反側(cè)即上述強(qiáng)電介質(zhì)基體的一方的主面，上述控制電極包括第1'第2電容電極，每一個在上述強(qiáng)電介質(zhì)基體的另一方的主面上與上述接地電極相對置并在與該接地電極之間構(gòu)成電容；和電感器電極，其連接該第1*第2電容電極間，上述放射電極包括從與上述強(qiáng)電介質(zhì)基體被層疊的一側(cè)相反側(cè)即上述正常電介質(zhì)基體的一方的主面到上述正常電介質(zhì)基體的端面形成的電極，將該端面的電極與上述第1或者第2電容電極相連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的表面安裝型天線，其特征在于，上述接地電極形成在與上述正常電介質(zhì)基體被層疊的一側(cè)相反側(cè)即上述強(qiáng)電介質(zhì)基體的一方的主面，上述控制電極包括第P第2電容電極，每一個在上述強(qiáng)電介質(zhì)基體的另一方的主面與上述接地電極相對置并在與該接地電極之間構(gòu)成電容；和電感器電極，其在與該第1'第2電容電極之間分別構(gòu)成電容，并且在與上述接地電極之間構(gòu)成電感器，上述放射電極包括從與上述強(qiáng)電介質(zhì)基體被層疊的側(cè)相反側(cè)即上述正常電介質(zhì)基體的一方的主面到上述正常電介質(zhì)基體的端面形成的電極，將該端面的電極與上述第1或者第2電容電極相連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的表面安裝型天線，其特征在于，上述接地電極形成在與上述正常電介質(zhì)基體被層疊的一側(cè)相反側(cè)即上述強(qiáng)電介質(zhì)基體的一方的主面，上述控制電極包括第P第2電容電極對，其在上述強(qiáng)電介質(zhì)基體的另一方主面互相對置而構(gòu)成電容；電容電極，其在與該第l'第2電容電極對之間連接，并且與上述接地電極相對置而在與該接地電極之間構(gòu)成電容；和第P第2電感器電極，其與上述第1'第2電容電極對分別連接，上述放射電極包括從與上述強(qiáng)電介質(zhì)基體被層疊的側(cè)相反側(cè)即上述正常電介質(zhì)基體的一方的主面到上述正常電介質(zhì)基體的端面形成的電極，將該端面的電極與上述第1或者第2電感器電極相連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的表面安裝型天線，其特征在于，上述接地電極形成在與上述正常電介質(zhì)基體被層疊的一側(cè)相反側(cè).即上述強(qiáng)電介質(zhì)基體的一方的主面，上述控制電極包括第l'第2'第3電容電極對，其在上述強(qiáng)電介質(zhì)基體的另一方的主面互相對置而構(gòu)成電容，并且單個的電極被公共地連接；和電感器電極，其在上述接地和上述第3電容電極對的與上述被公共地連接的電極相對置的電極之間連接，上述放射電極包括從與上述強(qiáng)電介質(zhì)基體被層疊的一側(cè)相反側(cè)即上述正常電介質(zhì)基體的一方的主面到上述正常電介質(zhì)基體的端面形成的電極，將該端面的電極連接到上述第1或者第2電容電極對的與上述被公共地連接的電極相對置的電極。
10. —種天線裝置，具備權(quán)利要求1 9任一項(xiàng)中所述的表面安裝型天線；和對該表面安裝型天線的上述控制電極施加直流控制電壓的電路。
全文摘要
本發(fā)明的表面安裝型天線，在強(qiáng)電介質(zhì)基體(30)的下面形成接地電極(31)，在上面形成由電容電極(32，33)以及電感器電極(34)構(gòu)成的控制電極，在正常電介質(zhì)基體(40)形成上面放射電極(41)以及端面放射電極(42)。此外，層疊強(qiáng)電介質(zhì)基體(30)與正常電介質(zhì)基體(40)，按照包括放射電極(41，42)的電路以表示介電常數(shù)的頻率分散性的頻帶以外的頻率進(jìn)行諧振的方式來規(guī)定它們的形狀以及尺寸。
文檔編號H01Q13/08GK101467305SQ20078002199
公開日2009年6月24日 申請日期2007年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月12日
發(fā)明者川端一也, 椿信人 申請人:株式會社村田制作所