專利名稱：天線單元和使用天線單元的通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及RF-ID以及使用天線單元的通信裝置，該RFID即與無(wú)線通信介質(zhì) 建立通信的無(wú)線通信介質(zhì)處理裝置或在無(wú)線通信介質(zhì)本身中使用的天線單元，所述無(wú)線通 信介質(zhì)諸如是IC卡和IC標(biāo)簽。
背景技術(shù)：
配備了內(nèi)置RF-ID無(wú)線標(biāo)簽或讀取非接觸IC卡或IC標(biāo)簽的功能的、諸如便攜電 話這樣的便攜終端近來(lái)變得激增。包括附到環(huán)形天線的孔區(qū)域的磁片的天線單元(環(huán)形天 線的線圈軸與磁片垂直)被頻繁使用。然而，當(dāng)金屬元件接近天線的背面時(shí)，通信性能易變差。然而，當(dāng)磁片的厚度增大 以防止發(fā)生通信性能的變差時(shí)，妨礙了便攜終端的微型化和在厚度上的減小。因此，已經(jīng)設(shè)計(jì)了使用具有與近處的金屬表面平行的線圈軸的線圈的天線單元， 諸如著重于在金屬元件附近產(chǎn)生的磁場(chǎng)的分布的天線單元(專利文件1)。專利文件1 JP-A-2008-048376然而，該結(jié)構(gòu)(與專利文件1相關(guān)地描述)使用具有與金屬表面平行的線圈軸的 線圈。因此，在當(dāng)天線單元的背面不接近金屬單元時(shí)顯示的通信性能方面，所設(shè)計(jì)的天線單 元變得次于使用現(xiàn)有技術(shù)的天線的天線單元。該現(xiàn)有技術(shù)的天線具有附到環(huán)形天線的孔區(qū) 域的磁片。因此，當(dāng)因?yàn)樵O(shè)計(jì)改變等原因而對(duì)于要安裝天線的位置進(jìn)行改變時(shí)，產(chǎn)生了妨礙 所設(shè)計(jì)的天線的使用的問(wèn)題。從開始選擇另一個(gè)天線的必要性等可能妨礙發(fā)展。因此，考慮到缺點(diǎn)，本實(shí)用新型旨在提供一種顯示優(yōu)越通信性能的天線單元，而與 在天線和金屬元件之間的距離無(wú)關(guān)，并且本實(shí)用新型旨在提供使用該天線單元的通信裝 置。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種天線單元，包括環(huán)形天線；以及，在 環(huán)形天線的線路中插入的線圈，其中，線圈的線圈軸與環(huán)形天線的孔區(qū)域平行，并且不與流 過(guò)環(huán)形天線的在插入線圈的點(diǎn)前后的線路的部分的電流的方向平行。本實(shí)用新型使得可提供一種顯示優(yōu)越通信性能的天線單元，而與在天線和金屬元 件之間的距離無(wú)關(guān)。

圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施例的天線單元的概念呈現(xiàn)；圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例的天線單元的概念呈現(xiàn)；圖3是本實(shí)用新型的實(shí)施例的天線單元的概念呈現(xiàn)；圖4是當(dāng)金屬元件位于遠(yuǎn)處位置時(shí)并且當(dāng)天線執(zhí)行發(fā)射時(shí)實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型的 實(shí)施例的概念呈現(xiàn)；[0014]圖5是當(dāng)金屬元件位于遠(yuǎn)處位置時(shí)并且當(dāng)天線從外部接收磁場(chǎng)時(shí)實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用 新型的實(shí)施例的概念呈現(xiàn)；圖6是當(dāng)金屬元件位于近處位置時(shí)并且當(dāng)天線執(zhí)行發(fā)射時(shí)實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型的 實(shí)施例的概念呈現(xiàn)；圖7是當(dāng)金屬元件位于近處位置時(shí)并且當(dāng)天線從外部接收磁場(chǎng)時(shí)實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用 新型的實(shí)施例的概念呈現(xiàn)；圖8是當(dāng)金屬元件位于近處位置時(shí)并且當(dāng)天線執(zhí)行發(fā)射時(shí)實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)有技術(shù)的示 例天線單元的概念呈現(xiàn)；圖9是當(dāng)金屬元件位于近處位置時(shí)并且當(dāng)天線從外部接收磁場(chǎng)時(shí)實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)有技 術(shù)的示例的概念呈現(xiàn)；圖10是當(dāng)金屬元件被放置在近處時(shí)現(xiàn)有技術(shù)的天線單元的視圖；圖11是本實(shí)用新型的實(shí)施例的概念呈現(xiàn)；圖12是當(dāng)拆裝便攜終端時(shí)獲取的便攜終端的斜透視圖；圖13是現(xiàn)有技術(shù)的示例天線單元的概念呈現(xiàn)；圖14是示出與到基板的距離和磁場(chǎng)強(qiáng)度相關(guān)的測(cè)試的結(jié)果的曲線圖；圖15是示出與角度和磁場(chǎng)強(qiáng)度相關(guān)的測(cè)試的結(jié)果的圖；圖16是在測(cè)試中使用的本實(shí)用新型的天線單元的概念呈現(xiàn)；圖17是在測(cè)試中使用的現(xiàn)有技術(shù)示例的概念呈現(xiàn)；圖18是在終端之間的通信的概念圖示；圖19是示出繞組數(shù)量測(cè)試的結(jié)果的曲線圖；圖20是本實(shí)用新型的實(shí)施例的概念呈現(xiàn)；圖21是本實(shí)用新型的實(shí)施例的天線單元的概念呈現(xiàn)；圖22是當(dāng)金屬元件位于遠(yuǎn)處位置時(shí)并且當(dāng)天線執(zhí)行發(fā)射時(shí)實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型的 實(shí)施例的概念呈現(xiàn)；圖23是當(dāng)金屬元件位于遠(yuǎn)處位置時(shí)并且當(dāng)天線從外部接收磁場(chǎng)時(shí)實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用 新型的實(shí)施例的概念呈現(xiàn)；圖M是當(dāng)金屬元件位于近處位置時(shí)并且當(dāng)天線執(zhí)行發(fā)射時(shí)實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型的 實(shí)施例的概念呈現(xiàn)；圖25是當(dāng)金屬元件位于近處位置時(shí)并且當(dāng)天線從外部接收磁場(chǎng)時(shí)實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用 新型的實(shí)施例的概念呈現(xiàn)；圖沈是本實(shí)用新型的實(shí)施例的天線單元的概念呈現(xiàn)；以及圖27是本實(shí)用新型的實(shí)施例的天線單元的概念呈現(xiàn)。
具體實(shí)施方式
根據(jù)本實(shí)用新型，通過(guò)包括環(huán)形天線和在環(huán)形天線的線路中插入的線圈來(lái)構(gòu)造天 線單元。線圈的線圈軸與環(huán)形天線的孔區(qū)域平行，并且不與流過(guò)所述環(huán)形天線的在插入所 述線圈的點(diǎn)前后的所述線路的部分的電流的方向平行。因此，可提供一種顯示優(yōu)越通信性 能的天線單元，而與在天線和金屬元件之間的距離無(wú)關(guān)。在環(huán)形天線中提供多個(gè)線圈。由此可以有效地利用由多個(gè)線圈在金屬元件中感應(yīng)的渦流。因此，提供一種天線單元，即使當(dāng)金屬元件定位在近處時(shí)，也顯示優(yōu)越通信性能。使構(gòu)成線圈的導(dǎo)體的匝數(shù)比整數(shù)匝大或小半匝。由此，可以在線圈的兩端設(shè)置線 圈的端子，使得線圈可以容易地被插入構(gòu)成環(huán)形天線的線路中。圍繞線圈的面向金屬元件的一側(cè)纏繞的導(dǎo)體在數(shù)量上小于圍繞線圈的與其面向 金屬元件的一側(cè)相反的一側(cè)纏繞的導(dǎo)體。線圈由此可以有效地產(chǎn)生磁場(chǎng)，并且也有效地捕 獲磁場(chǎng)。線圈被插入環(huán)形天線的相對(duì)的兩邊?？梢匀菀椎貙?shí)現(xiàn)在例如水平布置的終端之間 的通信距離的平衡。當(dāng)接近金屬元件地布置環(huán)形天線時(shí)，線圈位于金屬元件的一端。由此，可使用其中 出現(xiàn)高密度的渦流的金屬元件的部分，使得可以提供顯示高通信性能的天線單元。根據(jù)本實(shí)用新型，通過(guò)下述方式來(lái)構(gòu)造天線單元包括長(zhǎng)方形或正方形的環(huán)形天 線和至少兩個(gè)線圈，所述至少兩個(gè)線圈被布置在環(huán)形天線的線路中，并且被插入天線的各 個(gè)的相對(duì)的邊。線圈的線圈軸與環(huán)形天線的孔區(qū)域平行。而且，線圈軸不與流過(guò)所述環(huán)形 天線的在插入所述線圈的點(diǎn)前后的所述線路的部分的電流的方向平行。作為采用這樣的構(gòu) 造的結(jié)果，可提供一種顯示優(yōu)越通信性能的天線單元，而與在天線和金屬元件之間的距離 無(wú)關(guān)。而且，因?yàn)樗鰞蓚€(gè)線圈在它們的縱向方向上在長(zhǎng)度上彼此相等，所以變得可減 小在天線單元的通信性能上的偏差。而且，環(huán)形天線的一邊的整體對(duì)應(yīng)于線圈。由此可以向所述線圈提供大孔，據(jù)此， 可以增強(qiáng)天線單元的性能。所述兩個(gè)線圈的卷中心被布置使得彼此偏移。由此，防止在不同方向上在所述兩 個(gè)線圈中產(chǎn)生的磁場(chǎng)彼此干擾，這進(jìn)而有助于在設(shè)計(jì)自由度上的改善。根據(jù)本實(shí)用新型，通過(guò)下述方式來(lái)構(gòu)造天線單元包括長(zhǎng)方形或正方形的環(huán)形天 線和至少一個(gè)線圈，所述至少一個(gè)線圈被布置在環(huán)形天線的線路中，并且被插入環(huán)形天線 的與端子相對(duì)的線路上的位置。線圈的線圈軸與環(huán)形天線的孔區(qū)域平行。而且，線圈軸不 與流過(guò)所述環(huán)形天線的在插入所述線圈的點(diǎn)前后的所述線路的部分的電流的方向平行。通 過(guò)采用這樣的構(gòu)造，可提供一種顯示優(yōu)越通信性能的天線單元，而與在天線和金屬元件之 間的距離無(wú)關(guān)。根據(jù)本實(shí)用新型，通過(guò)下述方式來(lái)構(gòu)造通信裝置包括天線單元和金屬元件，所述 天線單元包括環(huán)形天線和被插入環(huán)形天線的線路中的線圈，通過(guò)所述金屬元件，與基板接 近地布置環(huán)形天線，其中，線圈的線圈軸與環(huán)形天線的孔區(qū)域平行，并且不與流過(guò)所述環(huán)形 天線的在插入所述線圈的點(diǎn)前后的所述線路的部分的電流的方向平行。作為采用這樣的構(gòu) 造的結(jié)果，可提供一種顯示優(yōu)越通信性能的天線單元，而與在天線和金屬元件之間的距離 無(wú)關(guān)。而且，提供了在權(quán)利要求12中限定的通信裝置，其中，線圈位于金屬元件的端。因 為可以使用金屬元件的其中出現(xiàn)高密度的渦流的部分，所以可以提供顯示優(yōu)越通信性能的
通f曰裝直ο根據(jù)本實(shí)用新型，通過(guò)下述方式來(lái)構(gòu)造通信裝置包括天線單元、基板和外殼， 所述天線單元包括環(huán)形天線和被插入環(huán)形天線的線路中的線圈，所述基板連接到所述天線單元，所述外殼封裝所述天線單元和所述基板，其中，線圈的線圈軸與環(huán)形天線的孔區(qū)域平 行，并且不與流過(guò)所述環(huán)形天線的在插入所述線圈的點(diǎn)前后的所述線路的部分的電流的方 向平行。作為采用這樣的構(gòu)造的結(jié)果，可提供一種顯示優(yōu)越通信性能的天線單元，而與在天 線和金屬元件之間的距離無(wú)關(guān)。構(gòu)造了在權(quán)利要求14中限定的天線單元，并且其特征在于，所述基板是金屬元 件；所述環(huán)形天線被置于接近所述基板；并且，所述線圈位于所述基板的端。因?yàn)榭梢允褂?基板的其中出現(xiàn)高密度的渦流的部分，所以可以提供顯示優(yōu)越通信性能的通信裝置。提供了一種在權(quán)利要求14中限定的天線單元，其特征在于，所述外殼是金屬元 件；所述環(huán)形天線被布置接近所述外殼；并且，所述線圈位于所述外殼的端。因?yàn)榭梢允褂?外殼的其中出現(xiàn)高密度的渦流的部分，所以可以提供顯示優(yōu)越通信性能的通信裝置。(實(shí)施例)通過(guò)參考附圖來(lái)在以下描述本實(shí)用新型的實(shí)施例。圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施例的天線單元的概念呈現(xiàn)。假定環(huán)形天線1提供了從天線輸入/輸出端子4(或5)到另一個(gè)天線輸入/輸出 端子5 (或4)的路徑，電流沿著該路徑流動(dòng)，并且環(huán)形天線1被限定為通過(guò)由電流感應(yīng)的磁 場(chǎng)或由外部磁場(chǎng)感應(yīng)的電流來(lái)發(fā)射和接收信號(hào)。而且，由環(huán)形天線1的線路圍繞的區(qū)域被 定義為環(huán)形天線1的孔區(qū)域。具體地說(shuō)，在該實(shí)施例中，環(huán)形天線1被控制使得能夠發(fā)射和接收用于例如 RFID(13. 56MHz)的無(wú)線電波。在該實(shí)施例中，線圈2與纏繞相應(yīng)的線圈2的芯3 —起被插入構(gòu)成環(huán)形天線1的 線路的兩個(gè)任意點(diǎn)中。當(dāng)一個(gè)線圈2的線圈軸被當(dāng)作A時(shí)，線圈2被布置使得線圈軸A與 環(huán)形天線1的孔區(qū)域平行，并且與流過(guò)環(huán)形天線1的在插入線圈的點(diǎn)前后的線路的部分的 電流的方向(即，在該實(shí)施例的圖1中的方向C)垂直。在該實(shí)施例中，線圈軸A與方向C垂直，但是必須不能與方向C平行。而且，在該實(shí)施例中，線圈2被布置使得與金屬元件6的端面B垂直，金屬元件6 與線圈相隔距離D?？上胂竦木嚯xD的范圍是從Omm到無(wú)窮大。如下所述，線圈在任何距離 對(duì)于天線單元顯示優(yōu)越的通信性能。將磁性元件用于芯3是優(yōu)選的，因?yàn)榭梢蕴岣咄ㄟ^(guò)線圈2的磁通量，并且增強(qiáng)當(dāng)金 屬元件接近天線時(shí)顯示的通信性能。然而，芯的材料不限于磁性元件，而是也可以由陶瓷或 樹脂等構(gòu)成。圖1圖示在兩個(gè)位置設(shè)置線圈2的情況；然而，位置的數(shù)量不限于2。而且，線圈 2被插入在圖1中的兩個(gè)相應(yīng)的相互相對(duì)的邊。因?yàn)橥ㄟ^(guò)這樣的布置來(lái)在例如終端的水平 方向上獲得平衡的通信距離，所以這樣的布置是優(yōu)選的。而且，在圖1中的兩個(gè)位置設(shè)置的線圈2采取相同的形狀，但是也可以在形狀、繞 組數(shù)量和其他方面彼此不同。然而，因?yàn)榭梢詼p少出現(xiàn)錯(cuò)誤的線圈安裝(這否則將在大批 量生產(chǎn)期間產(chǎn)生)的機(jī)會(huì)和部件類型的數(shù)量，所以向線圈2提供相同的形狀是優(yōu)選的。而且，在當(dāng)前的實(shí)施例中，將單獨(dú)的線圈2的導(dǎo)體匝的數(shù)量示為大約1.5匝。而且， 使得纏繞單獨(dú)芯3的面向金屬元件的一側(cè)的導(dǎo)體匝的數(shù)量(當(dāng)導(dǎo)體纏繞芯3來(lái)時(shí)纏繞芯 3的面向金屬元件的側(cè)的導(dǎo)體匝的數(shù)量)小于纏繞單獨(dú)芯3的與其面向金屬元件的側(cè)相反的側(cè)的導(dǎo)體的數(shù)量。通過(guò)采用這樣的結(jié)構(gòu)，可通過(guò)較小數(shù)量的導(dǎo)體匝來(lái)實(shí)現(xiàn)顯示優(yōu)越的效率的天線單兀。圖19示出繞組數(shù)量測(cè)試的結(jié)果。沿著水平軸來(lái)繪制繞組數(shù)量，并且沿著垂直軸來(lái) 繪制通過(guò)由0. 5匝感應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度的歸一化而獲取的值。在測(cè)試中使用的線圈2中，將測(cè) 量為21mmX4mmX0. 2mm的鐵氧體用于芯3。實(shí)驗(yàn)地由具有厚度0. Imm的薄銅板來(lái)制造線 圈，同時(shí)銅板的寬度根據(jù)匝數(shù)從Imm改變到0. 6mm。線圈2接近金屬元件的端而被放置；在 13. 56MHz提供了 50歐姆的匹配；并且，從信號(hào)發(fā)生器向天線輸入在13. 56MHz顯示20dBm的 靈敏度的正弦波信號(hào)，并且，在從金屬元件的主平面提升30mm的點(diǎn)測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度。如圖19中所示，磁場(chǎng)強(qiáng)度隨著在繞組數(shù)量的增大而增大。然而，增大率示出當(dāng)繞 組數(shù)量比整數(shù)匝大半匝時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度顯著地增大。如此的導(dǎo)體不容易受到在金屬元件6的 表面上流動(dòng)的渦流的影響，即，該導(dǎo)體位于不面向金屬元件6的一側(cè)。然而，在線圈2的位 于面向金屬元件6的一側(cè)的導(dǎo)體中，在被金屬元件6的表面上流動(dòng)的渦流抵消的方向上，產(chǎn) 生電流。因此，可以推測(cè)，當(dāng)繞組數(shù)量采用整數(shù)時(shí)，在磁場(chǎng)強(qiáng)度上的增大較小。當(dāng)不提供環(huán)形天線1時(shí)，進(jìn)行在圖19中所示的測(cè)試。然而，即使當(dāng)形成環(huán)形天線 1時(shí)，也考慮線圈2經(jīng)受來(lái)自金屬元件6的類似的影響。因此，可以說(shuō)，由被插入環(huán)形天線1 中的線圈2形成需要較小數(shù)量的匝的有效天線單元。在匝數(shù)上不施加限制。匝數(shù)可以大于或小于在圖1中所示的大約1. 5匝。作為將導(dǎo)體匝數(shù)與整數(shù)匝作比較增加或減少大約半匝的結(jié)果，線圈2的兩端(連 接到環(huán)形天線1的線圈的部分)被形成在兩邊上，并且在其間夾著芯3。因此，線圈向環(huán)形 天線1中的插入變得更容易。具體地說(shuō)，因?yàn)榭梢砸詫⑵胀ōh(huán)形天線的線性部分替換為線圈的方式來(lái)插入線 圈，所以線圈的插入變得更容易。而且，纏繞線圈2的方式可以是順時(shí)針或逆時(shí)針的。根據(jù)要布置天線的位置，可以 根據(jù)需要來(lái)選擇纏繞線圈的方式。通常使用的方法，諸如焊接連接和連接器連接，可以用于在線圈2和環(huán)形天線1的 導(dǎo)體之間進(jìn)行連接。替代地，也可以由單個(gè)連續(xù)導(dǎo)體形成線圈2和環(huán)形天線1。如所公知， 天線輸入/輸出端子4和5要連接到匹配電路和IC的輸入/輸出端子?？梢允褂猛ǔＪ?用的方法，諸如引線接觸、彈簧接觸、引線焊接、彈簧焊接和連接器連接，來(lái)作為連接方法。圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例的天線單元的概念呈現(xiàn)。在該實(shí)施例中，線圈2的線 圈軸被布置使得與各個(gè)芯3的短邊平行。然而，在圖2中，使線圈2的線圈軸與各個(gè)單獨(dú)的 芯3的長(zhǎng)邊平行，并且線圈2和芯3在形狀方面彼此不同。具體地說(shuō)，如圖2中所示，可以 根據(jù)期望的特性和要安裝天線的空間來(lái)自由地選擇線圈2的形狀和芯3的形狀。圖3是本實(shí)用新型的實(shí)施例的天線單元的概念呈現(xiàn)。由環(huán)形天線1、線圈2、芯3和接近金屬元件6設(shè)置的天線輸入/輸出端子4和5 來(lái)構(gòu)成天線單元。線圈2被布置使得接近金屬元件6的各個(gè)端。當(dāng)與環(huán)形天線1的孔區(qū)域 垂直的磁場(chǎng)來(lái)自外部時(shí)，在金屬元件6的表面中產(chǎn)生渦流。越接近金屬元件6的端，渦流顯 示越高的密度。因?yàn)榭梢宰钣行У乩迷诮饘僭?的表面上流動(dòng)的渦流，所以優(yōu)選的是， 將線圈2布置使得位于金屬元件6的各個(gè)端。而且，因?yàn)闇u流的密度在金屬元件6的角落較低，所以期望避免將線圈2布置在角落。假定圖3意欲用于便攜終端，其中，在保證在天線單元和金屬元件6之間的空間上 遇到困難。在該情況下，金屬元件6變得等同于例如在便攜終端中的基板。然而，金屬元 件也可以等同于另一種金屬元件，例如電池或液晶顯示面板等。而且，也可以由被覆銅線 (sheathed copperline)等形成構(gòu)成環(huán)形天線1的導(dǎo)體。然而，導(dǎo)體也可以是位于金屬元件 6上的電極圖案等。另外，線圈2和磁性芯3也可以被布置為安裝在金屬元件6上。雖然未 示出，但是可以在環(huán)形天線1的內(nèi)部間隙中安裝另外的部件，例如照相機(jī)模塊、揚(yáng)聲器、RF 模塊和用于另一個(gè)頻率的天線等。現(xiàn)在通過(guò)參考圖4至8來(lái)描述本實(shí)用新型的天線單元的操作概念。圖4是當(dāng)金屬元件位于遠(yuǎn)處位置時(shí)并且當(dāng)天線執(zhí)行發(fā)射時(shí)實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型的 概念呈現(xiàn)。通過(guò)向天線輸入/輸出端子4和5輸入的信號(hào)的方式，電流7流入環(huán)形天線1， 由此產(chǎn)生磁場(chǎng)8。由線圈2感應(yīng)的磁場(chǎng)13與磁場(chǎng)8垂直，因此不對(duì)磁場(chǎng)8施加任何影響。 雖然在金屬元件6中在抵消由電流7感應(yīng)的磁場(chǎng)8的方向上產(chǎn)生渦流9，但是渦流未在磁場(chǎng) 8上施加多少影響，因?yàn)榻饘僭?位于遠(yuǎn)處位置。因此，當(dāng)金屬元件6位于遠(yuǎn)處位置時(shí)，天 線單元以與現(xiàn)有技術(shù)的環(huán)形天線相同的方式來(lái)執(zhí)行通信。因?yàn)檫@個(gè)原因，即使當(dāng)金屬元件 位于遠(yuǎn)處位置時(shí)，也可以獲取優(yōu)越的通信狀態(tài)。圖5是當(dāng)金屬元件位于遠(yuǎn)處位置時(shí)并且當(dāng)天線從外部接收磁場(chǎng)時(shí)實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用 新型的概念呈現(xiàn)。外部磁場(chǎng)10和通過(guò)環(huán)形天線1的磁場(chǎng)11與距離相關(guān)。電流7被磁場(chǎng)11 在環(huán)形天線1中感應(yīng)，并且從天線輸入/輸出端子4和5流出天線。因?yàn)榫€圈2的線圈軸 與磁場(chǎng)11垂直，所以線圈軸不在電流7上施加影響。雖然通過(guò)磁場(chǎng)10在金屬元件6中感 應(yīng)渦流9以因此在相反方向上感應(yīng)磁場(chǎng)12，但是該磁場(chǎng)對(duì)于電流施加很小的影響，因?yàn)榻?屬元件6位于遠(yuǎn)處位置。因此，當(dāng)金屬元件6位于遠(yuǎn)處位置時(shí)，天線單元以與現(xiàn)有技術(shù)的環(huán) 形天線相同的方式來(lái)執(zhí)行通信，即使當(dāng)金屬元件位于遠(yuǎn)處位置時(shí)，本實(shí)用新型的天線單元 也可以提供優(yōu)越的通信狀態(tài)。具體地說(shuō)，在本實(shí)施例中，線圈2被布置使得在抵消渦流9的方向上產(chǎn)生電流。圖6是當(dāng)金屬元件位于近處位置時(shí)并且當(dāng)天線執(zhí)行發(fā)射時(shí)實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型的 概念呈現(xiàn)。進(jìn)入天線輸入/輸出端子4和5的信號(hào)在環(huán)形天線1中感應(yīng)電流7，由此產(chǎn)生磁 場(chǎng)8。渦流9在金屬元件6中在抵消由電流7感應(yīng)的磁場(chǎng)8的方向上產(chǎn)生。磁場(chǎng)8應(yīng)該因 此變得更小，由此使得天線的通信性能變差。然而，流過(guò)線圈2的電流感應(yīng)通過(guò)線圈2的磁 場(chǎng)13，并且磁場(chǎng)13在金屬元件6中感應(yīng)電流14。因?yàn)殡娏?4在方向上與渦流9相反，并 且因?yàn)樗鼈儽舜说窒?，所以磁?chǎng)8最后從渦流9經(jīng)受很小的影響。因此，即使當(dāng)金屬元件6 位于近處位置時(shí)，本實(shí)用新型的天線單元也可以提供優(yōu)越的通信狀態(tài)。圖7是當(dāng)金屬元件位于近處位置時(shí)并且當(dāng)天線從外部接收磁場(chǎng)時(shí)實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用 新型的概念呈現(xiàn)。外部磁場(chǎng)10在環(huán)形天線1中感應(yīng)電流7，并且在金屬元件6中感應(yīng)渦流 9。因?yàn)榻饘僭?和環(huán)形天線1相鄰地定位，所以通過(guò)環(huán)形天線1的磁場(chǎng)11應(yīng)該被由渦 流9在相反方向上感應(yīng)的磁場(chǎng)12減小，結(jié)果是電流7將變小。然而，由渦流9感應(yīng)的磁場(chǎng) 通過(guò)線圈2，據(jù)此，產(chǎn)生磁場(chǎng)13的電流流入線圈2內(nèi)。電流7因此在量上不變小。因此，即 使當(dāng)金屬元件6位于近處位置時(shí)，本實(shí)用新型的天線單元可以提供優(yōu)越的通信狀態(tài)。圖8是當(dāng)金屬元件位于近處位置時(shí)并且當(dāng)天線執(zhí)行發(fā)射時(shí)實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)有技術(shù)的示
9例天線單元的概念呈現(xiàn)。當(dāng)天線與金屬元件隔開時(shí)，天線當(dāng)然不經(jīng)受金屬元件的任何影響。 然而，如圖8中所示，進(jìn)入天線輸入/輸出端子4和5的信號(hào)使得電流7流過(guò)環(huán)形天線101， 由此產(chǎn)生磁場(chǎng)8。渦流9在金屬元件6中在抵消由電流7感應(yīng)的磁場(chǎng)8的方向上產(chǎn)生，并 且，磁場(chǎng)8最終變小，因此使得天線的通信性能變差。因此，當(dāng)金屬元件6位于近處位置時(shí)， 現(xiàn)有技術(shù)的環(huán)形天線101未能顯示足夠的通信性能。圖9是當(dāng)金屬元件位于近處位置時(shí)并且當(dāng)天線從外部接收磁場(chǎng)時(shí)實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)有技 術(shù)的示例的概念呈現(xiàn)。外部磁場(chǎng)10在環(huán)形天線101中感應(yīng)電流7，并且在金屬元件6中感 應(yīng)渦流9。因?yàn)榻饘僭?和環(huán)形天線101相鄰地定位，所以通過(guò)環(huán)形天線101的磁場(chǎng)11 應(yīng)該被由渦流9在相反方向上感應(yīng)的磁場(chǎng)12感應(yīng)減小，結(jié)果是電流7變小。因此，當(dāng)金屬 元件6位于近處位置時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)的環(huán)形天線101未能顯示足夠的通信性能。在圖8和9中所示的情況下，磁片115通常用于減少金屬元件6的影響，如圖10 中所示。然而，這導(dǎo)致在天線的占有面積和厚度上的增加，由此在配備了天線的便攜電話的 微型化上施加困難。在與實(shí)施例對(duì)應(yīng)的圖6和7中的狀態(tài)中，也可以說(shuō)，通過(guò)使用流過(guò)金屬元件6的電 流，金屬元件6被用作天線。因?yàn)楸銛y終端的金屬元件大于天線單元，所以小占有面積的天 線使用大金屬元件來(lái)作為天線單元的能力被認(rèn)為能夠大大地有助于減小未來(lái)的便攜終端 的大小和厚度。雖然在上述附圖中通過(guò)一匝來(lái)圖示環(huán)形天線1和101，但是匝數(shù)不限于一，而是可 以是多個(gè)。當(dāng)使用多個(gè)匝時(shí)，優(yōu)選的是，由線圈2僅形成環(huán)形天線1的最外周路徑的一部 分，或?qū)⑿静迦敫鱾€(gè)匝的路徑內(nèi)，使得各個(gè)線圈2的線圈軸變得共同的，因?yàn)闇p少了當(dāng)金屬 元件接近天線單元時(shí)將產(chǎn)生的通信性能的變差。雖然通過(guò)一條線來(lái)圖示天線，但是這旨在 簡(jiǎn)化附圖。實(shí)際上，天線具有寬度和厚度。圖14是示出作為本實(shí)用新型的天線單元和由現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)形成的比較天線(諸 如在圖13中所示的那些)的測(cè)試的結(jié)果而獲得的結(jié)果。水平軸表示在金屬元件和天線之 間的距離。垂直軸表示當(dāng)天線被提供在13. 56MHz的50歐姆匹配時(shí)和當(dāng)在13. 56MHz輸入 20dBm的正弦波信號(hào)時(shí)在從天線提升30mm的位置測(cè)量的磁場(chǎng)強(qiáng)度的繪圖。在實(shí)驗(yàn)上通過(guò)諸如結(jié)合在圖1中所示的實(shí)施例描述的結(jié)構(gòu)來(lái)制造在測(cè)試中使 用的本實(shí)用新型的天線單元。S卩，環(huán)路的外部形狀被設(shè)置使得測(cè)量為40mmX25mm。該 兩個(gè)25mm的邊的每一個(gè)被替換為一個(gè)線圈，該線圈包括如下的磁性芯，該磁性芯測(cè)量為 21mmX4mmX0. 2mm,并且圍繞該磁性芯纏繞了 1. 5匝的薄銅板，該薄銅板具有Imm的線寬和 0. Imm的厚度。相反，在實(shí)驗(yàn)上通過(guò)諸如在圖13中所示的結(jié)構(gòu)來(lái)制造用于比較目的的現(xiàn)有 技術(shù)的結(jié)構(gòu)的天線。即，環(huán)的外部形狀有可能被設(shè)置使得測(cè)量為40mmX 25mm，并且被薄銅板 的一匝形成，所述薄銅板具有Imm的線寬和0. Imm的厚度。對(duì)于金屬元件，使用假定意欲用 于測(cè)量為40mmX IlOmm的便攜終端的固體基板。從圖14看出，當(dāng)和其中現(xiàn)有技術(shù)的天線單元與金屬元件隔開時(shí)的情況作比較時(shí)， 當(dāng)金屬元件接近天線單元時(shí)，天線單元不能保持通信性能，因?yàn)榇艌?chǎng)強(qiáng)度降低到1/10或更 少。相反，在本實(shí)用新型的天線單元中，即使當(dāng)金屬元件接近天線單元時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度的變差 也小。即使當(dāng)金屬元件接近天線單元時(shí)，該天線單元也可以保持通信性能。因此，可以說(shuō)， 本實(shí)用新型能夠提供一種顯示優(yōu)越通信性能的天線單元，而與在天線和金屬元件之間的距[0092]現(xiàn)在，通過(guò)圖15至18來(lái)描述本實(shí)用新型的通信范圍。圖15示出當(dāng)如圖16和圖17中所示布置在圖14中所示的測(cè)試中使用的天線時(shí)和 當(dāng)從0°到90°測(cè)量在與天線的側(cè)表面相距30mm的距離獲取的磁場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)獲取的結(jié)果。對(duì) 于基板27，使用模仿便攜終端并且測(cè)量為40mmX IlOmm的固體基板。在現(xiàn)有技術(shù)的構(gòu)造的 比較天線的測(cè)量期間，在環(huán)形天線101和基板27之間插入測(cè)量為41mm>^6mmX0. 2mm的 磁片，如圖17中所示，以便在0°方向上實(shí)現(xiàn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度變得與在圖16中所示的相同。從圖15可看出，本實(shí)用新型的天線單元在90°的方向上獲取的磁場(chǎng)強(qiáng)度方面優(yōu) 越于具有現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)造的比較天線。其原因是在90°的方向上獲取的磁場(chǎng)被加強(qiáng)，因?yàn)榫€ 圈軸與基板平行。簡(jiǎn)而言之，在現(xiàn)有技術(shù)的天線中，環(huán)形天線的線圈軸與基板垂直。因此，當(dāng)線圈軸 與基板垂直(即，在0°方向上)時(shí)，可以保持通信特性。然而，當(dāng)線圈軸被定位在90°的 方向上時(shí)，環(huán)形天線的線圈軸變得垂直于磁場(chǎng)的方向；因此，天線的通信特性變差。然而，在 本實(shí)施例中，當(dāng)線圈軸被定位在90°的方向上時(shí)，線圈的線圈軸的方向和磁場(chǎng)的方向彼此 一致。因此，可以保持通信特性。如圖18中所示，這對(duì)于終端之間的通信(對(duì)等通信)是有益的，通過(guò)該終端之間 的通信，在終端觀和四之間交換數(shù)據(jù)，同時(shí)在屏幕上終端被并排地觀看。而且，天線單元 也與指向終端背面的通信(在圖15中所示的0°方向上)兼容，諸如在現(xiàn)有技術(shù)中在支付 或票據(jù)檢查時(shí)主要執(zhí)行的通信。因此，可以說(shuō)，本實(shí)用新型很有效。在本實(shí)施例中，使用環(huán)形天線。然而，如圖11中所示，也可以使用下述形狀，其中， 在金屬元件6上安裝的線圈2的端子16連接到金屬元件6的地。在該情況下，當(dāng)考慮端子16通過(guò)與金屬元件6緊密接觸的、被覆銅線來(lái)連接在一 起的情況時(shí)，銅線的緊密接觸的部分不感應(yīng)電流。因此，可以明白，端子16在電勢(shì)上彼此相寸。因此，端子16可以連接到金屬元件6，據(jù)此，形成通過(guò)線圈2、端子16、金屬元件 6、另一個(gè)端子16和另一個(gè)線圈2從天線輸入/輸出端子4到天線輸入/輸出端子5行進(jìn) 的環(huán)路。該布置使得可省略環(huán)形天線1的導(dǎo)體的一部分，因此可以簡(jiǎn)化端子設(shè)計(jì)。接下來(lái)，將詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的天線單元被安裝在便攜終端上的情況。圖12是 當(dāng)拆裝本實(shí)用新型的實(shí)施例的便攜終端時(shí)獲取的斜透視圖。便攜終端20包括液晶面板21、操作按鈕22、外殼25、外殼沈和在外殼內(nèi)封裝的 基板23和電池M等。在外殼沈的內(nèi)部形成全部屬于本實(shí)用新型的環(huán)形天線1、線圈2、芯 3和天線輸入/輸出端子4和5。通過(guò)鋼板、金屬箔帶或印刷來(lái)形成環(huán)形天線1的線路和天 線輸入/輸出端子4和5。線圈2通過(guò)下述方式被安裝到預(yù)定位置通過(guò)膠帶進(jìn)行的粘結(jié) 或通過(guò)螺釘?shù)墓潭ǖ?。通過(guò)使用連接器或壓接(crimping)、焊接或熔接等進(jìn)行的接觸連接 來(lái)執(zhí)行環(huán)形天線1的線路到線圈2的連接。一種用于將天線輸入/輸出端子4和5連接到 IC的可設(shè)想的方式是通過(guò)引線進(jìn)行的接觸、通過(guò)連接器進(jìn)行的連接和導(dǎo)線的焊接等。在外 殼沈和基板23之間存在的間隙中布置部件，諸如RF-ID IC、匹配電路、用于另一個(gè)頻率的 天線、照相機(jī)單元、揚(yáng)聲器和RF模塊。即使當(dāng)這些部件接近環(huán)形天線1、線圈2和芯3或與 其隔開時(shí)，也可以執(zhí)行優(yōu)越的通信。
11[0102]而且，金屬元件6的端面在圖1至3中形成平面。也由直線導(dǎo)體形成線圈2。然 而，金屬元件6的端面可以是如圖20中圖示的彎曲的表面，并且，也可以由與金屬元件6的 端面的彎曲表面符合的曲線形成線圈2。也可以將本實(shí)施例的天線單元實(shí)現(xiàn)為具有下面的特性的天線單元。具體地說(shuō)，天 線單元具有環(huán)形天線1，其采取長(zhǎng)方形或正方形形狀；以及，至少兩個(gè)線圈2，其位于環(huán)形 天線1的線路中，并且被插入天線的各個(gè)相互相對(duì)的邊中。線圈2的線圈軸與環(huán)形天線1 的孔區(qū)域平行。而且，線圈軸不與流過(guò)環(huán)形天線1的在插入線圈2的點(diǎn)前后的線路的部分 的電流的方向平行。通過(guò)采用這樣的構(gòu)造，可提供一種顯示優(yōu)越通信性能的天線單元，而與 在天線1和金屬元件6之間的距離無(wú)關(guān)。而且，因?yàn)閮蓚€(gè)線圈2在它們的縱向上在長(zhǎng)度上 彼此相等，所以可減小在天線單元的通信性能上的偏差。而且，使得構(gòu)成每一個(gè)線圈2的導(dǎo)體匝的數(shù)量比整數(shù)匝大或小半匝，據(jù)此，可以在 各個(gè)線圈2的兩端設(shè)置線圈2的端子。因此，可以容易地插入構(gòu)成環(huán)形天線1的線路中。而且，將金屬元件6置于環(huán)形天線1的孔區(qū)域的一側(cè)上，并且，使得圍繞線圈2的 面向金屬元件6的側(cè)纏繞的導(dǎo)體匝在數(shù)量上小于圍繞線圈2的與其面向金屬元件6的側(cè)相 反的側(cè)纏繞的導(dǎo)體匝。線圈可以有效地產(chǎn)生磁場(chǎng)，并且可以有效地捕獲該磁場(chǎng)。環(huán)形天線1的每邊的整體由線圈2構(gòu)成，據(jù)此可以使得在線圈2之間的開口大，因 此可以增強(qiáng)天線單元的性能。當(dāng)將環(huán)形天線1布置得接近金屬元件6時(shí)，沿著金屬元件6的各個(gè)端來(lái)定位線圈 2?？梢允褂媒饘僭?的其中出現(xiàn)高密度的渦流的部分。因此，可以提供顯示優(yōu)越的通信 性能的天線單元。該兩個(gè)線圈21的卷中心被布置使得彼此偏離。由此，防止在不同方向上在該兩個(gè) 線圈2中產(chǎn)生的磁場(chǎng)彼此干擾，這進(jìn)而有助于在設(shè)計(jì)自由度上的改善。本實(shí)用新型的天線單元也具有長(zhǎng)方形或正方形的環(huán)形天線1和至少一個(gè)線圈2， 該線圈被插入環(huán)形天線1的與端子相對(duì)的線路上的點(diǎn)中。天線單元也可以被實(shí)現(xiàn)為包括線 圈2的天線單元，在該線圈2中，線圈2的線圈軸與環(huán)形天線1的孔區(qū)域平行，并且線圈2的 線圈軸不與流過(guò)環(huán)形天線1的在插入線圈2的點(diǎn)前后的線路的部分的電流的方向平行。由 此，可提供一種顯示優(yōu)越通信性能的天線單元，而與在天線和金屬元件之間的距離無(wú)關(guān)。在環(huán)形天線1的孔區(qū)域的一側(cè)上設(shè)置金屬元件，并且，使得圍繞線圈2的面向金屬 元件6的側(cè)纏繞的導(dǎo)體匝的數(shù)量小于圍繞線圈2的與其面向金屬元件6的側(cè)相反的側(cè)纏繞 的導(dǎo)體匝的數(shù)量。由此，線圈可以有效地產(chǎn)生磁場(chǎng)，并且也可以有效地捕獲磁場(chǎng)。而且，環(huán)形天線1的每邊的整體由線圈2構(gòu)成，以便可以使得在線圈2之間形成的 開口大，并且可以增強(qiáng)天線單元的性能。當(dāng)將環(huán)形天線1置于接近金屬元件6時(shí)，沿著金屬元件6的各個(gè)端來(lái)定位線圈?？?以使用金屬元件6的其中出現(xiàn)高密度的渦流的部分。因此，可以提供顯示優(yōu)越通信性能的 天線單元。以下，通過(guò)參考附圖來(lái)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例。圖21是本實(shí)用新型的天線單元的概念呈現(xiàn)。在本實(shí)施例中，環(huán)形天線1被控制使得能夠發(fā)射或接收例如RFID (13. 56MHz)無(wú)線 電波。[0116]在本實(shí)施例中，線圈2所纏繞的芯3被插入構(gòu)成環(huán)形天線1的線路上的任意一個(gè) 點(diǎn)中。線圈2被插入其中線圈與天線輸入/輸出端子4和5相對(duì)的點(diǎn)中。由此，在形成環(huán)形天線期間，可通過(guò)將線圈2連接到天線輸入/輸出端子4、5而自 由地形成環(huán)形天線1。而且，當(dāng)線圈2的線圈軸被取作A時(shí)，線圈2具有下述布置其中，線圈軸A與環(huán)形 天線1的孔區(qū)域平行，并且與流過(guò)在插入線圈的點(diǎn)前后的環(huán)形天線1的所述線路的部分的 電流的方向(g卩，在該實(shí)施例中的在圖21中的方向C)垂直。雖然在該實(shí)施例中線圈軸A與方向C垂直，但是可以在任何方向上定位線圈軸，只 要線圈軸保持不與方向C平行。在該實(shí)施例中，線圈2被布置使得在與金屬元件6的端面B相隔距離D的同時(shí)與 金屬元件6的端面B垂直?？稍O(shè)想的距離D的范圍為從Omm到無(wú)窮大。然而，如下所述，天 線單元在任何情況下都顯示優(yōu)越通信性能?？梢蕴岣咄ㄟ^(guò)線圈2的磁通量，并且也可以增強(qiáng)當(dāng)金屬元件6接近天線單元時(shí)顯 示的通信性能。因此，芯3的磁性物質(zhì)的使用是優(yōu)選的。然而，芯3不限于磁性物質(zhì)，而是 也可以由陶瓷或樹脂等形成。線圈2被布置使得位于金屬元件6的端，由此實(shí)現(xiàn)流過(guò)金屬元件6的電流的最大 使用。在本實(shí)施例中，線圈2的導(dǎo)體的匝數(shù)被圖示為大約是1. 5匝。使得圍繞芯3的面 向金屬元件的一側(cè)纏繞的導(dǎo)體匝的數(shù)量(即，當(dāng)圍繞芯3來(lái)纏繞導(dǎo)體時(shí)圍繞芯3的面向金 屬元件的一側(cè)纏繞的導(dǎo)體匝的數(shù)量)小于圍繞芯3的與其面向金屬元件的一側(cè)相反的一側(cè) 纏繞的導(dǎo)體匝的數(shù)量。這樣的布置使得可通過(guò)較小數(shù)量的匝來(lái)實(shí)現(xiàn)有效的天線單元。在圖21中，在環(huán)形天線1上布置了長(zhǎng)方體芯3的縱向。然而，也可以布置芯3的橫 向?？梢愿鶕?jù)期望特性和要安裝天線的空間來(lái)自由地選擇線圈2的形狀和芯3的形狀。然而，當(dāng)布置芯的橫向時(shí)，不必說(shuō)，芯3在其橫向上被線圈2纏繞，以因此建立線圈。圖19示出繞組數(shù)量測(cè)試的結(jié)果。沿著水平軸繪制繞組數(shù)量，并且沿著垂直軸繪 制通過(guò)由0. 5匝感應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度的歸一化獲取的值。在測(cè)試中使用的線圈2中，將測(cè)量為 21mmX4mmX0. 2mm的鐵氧體用于芯3。在實(shí)驗(yàn)上由具有厚度0. Imm的薄銅板來(lái)制造線圈， 同時(shí)銅板的寬度根據(jù)匝數(shù)而從Imm改變到0. 6mm。線圈2接近金屬元件的端而被放置；在 13. 56MHz提供了 50歐姆的匹配；并且，從信號(hào)發(fā)生器向天線輸入在13. 56MHz顯示20dBm的 靈敏度的正弦波信號(hào)，并且，在從金屬元件的主平面提升30mm的點(diǎn)測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度。如圖19中所示，磁場(chǎng)強(qiáng)度隨著在繞組數(shù)量的增大而增大。然而，增大率示出當(dāng)繞 組數(shù)量比整數(shù)匝大半匝時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度顯著地增大。位于不面向金屬元件6的一側(cè)的導(dǎo)體不 容易受到在金屬元件6的表面上流動(dòng)的渦流的影響。然而，在線圈2的位于其中導(dǎo)體面向 金屬元件6的一側(cè)的導(dǎo)體中，在由在金屬元件6的表面上流動(dòng)的渦流抵消的方向上，產(chǎn)生電 流。因此，可以假定，當(dāng)繞組數(shù)量采用整數(shù)時(shí)，在磁場(chǎng)強(qiáng)度上的增大較小。當(dāng)不提供環(huán)形天線1時(shí)，進(jìn)行在圖19中所示的測(cè)試。然而，即使當(dāng)形成環(huán)形天線1時(shí)，也考慮線圈2經(jīng)受來(lái)自金屬元件6的類似的影響。因此，可以說(shuō)，甚至由被插入環(huán)形天 線1中的線圈2形成需要較小數(shù)量的匝的有效天線單元。在匝數(shù)上不施加限制。匝數(shù)可以大于或小于在圖21中所示的大約1. 5匝。作為將匝數(shù)與整數(shù)匝作比較增加或減少大約半匝的結(jié)果，在兩側(cè)上形成線圈2的 兩端(連接到環(huán)形天線1的線圈的部分)，并且在其間夾著芯3。因此，向環(huán)形天線1中的 線圈的插入變得更容易。具體地說(shuō)，因?yàn)榭梢砸詫⑵胀ōh(huán)形天線的線性部分替換為線圈的方式來(lái)插入線 圈，所以線圈的插入變得更容易。而且，纏繞線圈2的方式可以是順時(shí)針或逆時(shí)針的。根據(jù)要布置線圈的位置，可以 根據(jù)需要來(lái)選擇纏繞線圈的方式。通常使用的方法，諸如焊接連接和連接器連接，可以用于在線圈2和環(huán)形天線1的 導(dǎo)體之間進(jìn)行連接。替代地，也可以由單個(gè)連續(xù)導(dǎo)體形成線圈2和環(huán)形天線1。如所公知， 天線輸入/輸出端子4和5要連接到匹配電路和IC的輸入/輸出端子?？梢允褂猛ǔＪ?用的方法，諸如引線接觸、彈簧接觸、引線焊接、彈簧焊接和連接器連接，來(lái)作為連接方法。由環(huán)形天線1、線圈2、磁芯3和接近金屬元件6設(shè)置的天線輸入/輸出端子4和 5來(lái)建立天線單元。線圈2被布置使得達(dá)到金屬元件6的端。當(dāng)與環(huán)形天線1的孔區(qū)域垂 直的磁場(chǎng)來(lái)自外部時(shí)，在金屬元件6的表面中產(chǎn)生渦流。渦流在越接近金屬元件6的端，顯 示越高的密度。因?yàn)榭梢宰钣行У乩迷诮饘僭?的表面上流動(dòng)的渦流，所以優(yōu)選的是， 將線圈2布置使得位于金屬元件6的端。而且，因?yàn)闇u流的密度在金屬元件6的角落變低， 所以期望避免將線圈2布置在角落。圖21示出其中環(huán)形天線1和金屬元件6彼此相隔特定間隙度的布置。當(dāng)在便攜 終端等中布置了環(huán)形天線時(shí)，在一些情況下不能保證間隙。在該情況下，將環(huán)形天線1和金 屬元件6布置得彼此接近。金屬元件6變得等同于例如在便攜終端中的基板。然而，金屬元件也可以等同于 另一種金屬元件，例如電池或液晶顯示面板等。而且，也可以由被覆銅線等形成構(gòu)成環(huán)形天線1的導(dǎo)體。然而，導(dǎo)體也可以是位于 金屬元件6上的電極圖案等。另外，在被安裝在金屬元件6上的同時(shí)，也可以布置線圈2和 磁芯3。雖然未示出，但是可以在環(huán)形天線1的內(nèi)部間隙中安裝另一個(gè)部件，例如照相機(jī) 模塊、揚(yáng)聲器、RF模塊和用于另一個(gè)頻率的天線等。現(xiàn)在通過(guò)參考圖22至25來(lái)描述本實(shí)用新型的天線單元的操作概念。圖22是當(dāng)金屬元件位于遠(yuǎn)處位置時(shí)并且當(dāng)天線執(zhí)行發(fā)射時(shí)實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型的 概念呈現(xiàn)。通過(guò)向天線輸入/輸出端子4和5輸入的信號(hào)的方式，電流7流入環(huán)形天線1， 由此產(chǎn)生磁場(chǎng)8。由線圈2感應(yīng)的磁場(chǎng)13與磁場(chǎng)8垂直，因此不對(duì)磁場(chǎng)8施加任何影響。 雖然在金屬元件6中在抵消由電流7感應(yīng)的磁場(chǎng)8的方向上產(chǎn)生渦流9，但是渦流未在磁場(chǎng) 8上施加多少影響，因?yàn)榻饘僭?位于遠(yuǎn)處位置。因此，當(dāng)金屬元件6位于遠(yuǎn)處位置時(shí)，天 線單元以與現(xiàn)有技術(shù)的環(huán)形天線相同的方式來(lái)執(zhí)行通信。因?yàn)檫@個(gè)原因，即使當(dāng)金屬元件 位于遠(yuǎn)處位置時(shí)，也可以獲取優(yōu)越的通信狀態(tài)。圖23是當(dāng)金屬元件位于遠(yuǎn)處位置時(shí)并且當(dāng)天線從外部接收磁場(chǎng)時(shí)實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型的概念呈現(xiàn)。外部磁場(chǎng)10和通過(guò)環(huán)形天線1的磁場(chǎng)11與距離相關(guān)。電流7被磁場(chǎng)11 在環(huán)形天線1中感應(yīng)，并且從天線輸入/輸出端子4和5離開天線。因?yàn)榫€圈2的線圈軸 與磁場(chǎng)11垂直，所以線圈軸不在電流7上施加影響。雖然通過(guò)磁場(chǎng)10在金屬元件6中感 應(yīng)渦流9以因此在相反方向上感應(yīng)磁場(chǎng)12，但是該磁場(chǎng)對(duì)于電流施加很小的影響，因?yàn)榻?屬元件6位于遠(yuǎn)處位置。因此，當(dāng)金屬元件6位于遠(yuǎn)處位置時(shí)，天線單元以與現(xiàn)有技術(shù)的天 線單元相同的方式來(lái)執(zhí)行通信，即使當(dāng)金屬元件位于遠(yuǎn)處位置時(shí)，本實(shí)用新型的天線單元 也可以提供優(yōu)越的通信狀態(tài)。具體地說(shuō)，在本實(shí)施例中，線圈2被布置使得在抵消渦流9的方向上產(chǎn)生電流。圖M是當(dāng)金屬元件位于近處位置時(shí)并且當(dāng)天線執(zhí)行發(fā)射時(shí)實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型的 的概念呈現(xiàn)。進(jìn)入天線輸入/輸出端子4和5的信號(hào)在環(huán)形天線1中感應(yīng)電流7，由此產(chǎn)生 磁場(chǎng)8。在金屬元件6中在抵消由電流7感應(yīng)的磁場(chǎng)8的方向上產(chǎn)生渦流9。磁場(chǎng)8應(yīng)該 因此變得更小，由此使得天線的通信性能變差。然而，通過(guò)線圈2的磁場(chǎng)13被流過(guò)線圈2 的電流感應(yīng)，并且磁場(chǎng)13在金屬元件6中感應(yīng)電流14。因?yàn)殡娏?4在方向上與渦流9相 反，并且因?yàn)樗鼈儽舜说窒源艌?chǎng)8最后從渦流9經(jīng)受很小的影響。因此，即使當(dāng)金屬 元件6位于近處位置時(shí)，本實(shí)用新型的天線單元也可以提供優(yōu)越的通信狀態(tài)。圖25是當(dāng)金屬元件位于近處位置時(shí)并且當(dāng)天線從外部接收磁場(chǎng)時(shí)實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用 新型的概念呈現(xiàn)。外部磁場(chǎng)10在環(huán)形天線1中感應(yīng)電流7，并且在金屬元件6中感應(yīng)渦流 9。因?yàn)榻饘僭?和環(huán)形天線1相鄰地定位，所以通過(guò)環(huán)形天線1的磁場(chǎng)11應(yīng)該被由渦 流9在相反方向上感應(yīng)的磁場(chǎng)12所減小，結(jié)果是電流7將變小。然而，由渦流9感應(yīng)的磁 場(chǎng)通過(guò)線圈2，據(jù)此，產(chǎn)生磁場(chǎng)13的電流流入線圈2內(nèi)。電流7因此在量上不變小。因此， 即使當(dāng)金屬元件6位于近處位置時(shí)，本實(shí)用新型的天線單元可以提供優(yōu)越的通信狀態(tài)。在與該實(shí)施例對(duì)應(yīng)的圖對(duì)和25中的狀態(tài)中，也可以說(shuō)，通過(guò)使用流過(guò)金屬元件6 的電流，金屬元件6被用作天線。因?yàn)楸銛y終端的金屬元件大于天線單元，所以認(rèn)為小占有 面積的天線將大金屬元件用作天線單元的能力能夠大大地有助于減小未來(lái)的便攜終端的 大小和厚度。雖然在上述附圖中通過(guò)一匝來(lái)圖示環(huán)形天線1，但是匝數(shù)不限于一，而是可以是 多個(gè)。當(dāng)使用多個(gè)匝時(shí)，優(yōu)選的是，由線圈2僅形成環(huán)形天線1的最外周路徑的一部分，或 將芯插入各個(gè)匝的路徑內(nèi)，使得線圈2的線圈軸變得共同的，因?yàn)闇p小了當(dāng)金屬元件接近 天線單元時(shí)將產(chǎn)生的通信性能的變差。雖然通過(guò)一條線來(lái)圖示天線，但是這旨在簡(jiǎn)化附圖。 實(shí)際上，天線具有寬度和厚度。現(xiàn)在描述本實(shí)用新型的天線單元的布置。除了前述的線圈布置之外，當(dāng)環(huán)形天線1 被形成為長(zhǎng)方體的形狀時(shí)，也可以在與其中已經(jīng)設(shè)置了線圈2的邊相鄰的兩邊的任何一個(gè) 中另外設(shè)置線圈2，如圖沈中所示。替代地，也可以在除了設(shè)置天線輸入/輸出端4子和5 的邊之外的所有邊設(shè)置線圈2，如圖27中所示。當(dāng)考慮在產(chǎn)生環(huán)形天線1時(shí)實(shí)現(xiàn)的自由度 時(shí)，期望將線圈2布置在與天線輸入/輸出端子4和5相對(duì)的位置。本實(shí)用新型的天線單元可以保持天線的通信特性，而與在天線和其上安裝了天線 的外殼上設(shè)置的金屬元件之間的距離無(wú)關(guān)。結(jié)果，天線單元作為用于諸如便攜電話這樣的 各種電子裝置的天線是有用的。通過(guò)引用來(lái)整體在此包含在2009年8月觀日提交的日本專利申請(qǐng)No. 2009-197843、在2010年3月17日提交的日本專利申請(qǐng)No. 2010-060618和在2010年 4月觀日提交的日本專利申請(qǐng)No. 2010-103^5的公開，包括說(shuō)明書、附圖和權(quán)利要求。
權(quán)利要求1.一種天線單元，包括 環(huán)形天線；以及，插入所述環(huán)形天線的線路中的線圈，其中，所述線圈的線圈軸與所述環(huán)形天線的孔區(qū)域平行，并且不與流過(guò)所述環(huán)形天線的在插 入所述線圈的點(diǎn)前后的所述線路的部分的電流的方向平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線單元，其中，在所述環(huán)形天線中設(shè)置多個(gè)所述線圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線單元，其中，構(gòu)成所述線圈的導(dǎo)體的匝數(shù)比整數(shù)匝大或 小半匝。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的天線單元，其中，在所述環(huán)形天線的所述孔區(qū)域的一側(cè)設(shè)置 金屬元件，并且，圍繞所述線圈的面向所述金屬元件的一側(cè)纏繞的所述導(dǎo)體在數(shù)量上小于 圍繞所述線圈的與其面向所述金屬元件的一側(cè)相反的一側(cè)纏繞的所述導(dǎo)體。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的天線單元，其中，所述線圈被插入所述環(huán)形天線的相對(duì)的兩邊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線單元，其中，當(dāng)接近金屬元件地布置所述環(huán)形天線時(shí)，所 述線圈位于所述金屬元件的端。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線單元，其中，所述線圈與在所述環(huán)形天線的線路中插入 的并且沿著相對(duì)的邊的至少兩個(gè)線圈對(duì)應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的天線單元，其中，所述兩個(gè)線圈在它們的縱向方向上在長(zhǎng)度 上彼此相等。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線單元，其中，所述環(huán)形天線的每一邊的整體由線圈構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的天線單元，其中，所述兩個(gè)線圈的卷中心被布置使得彼此偏移。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線單元，其中，所述線圈對(duì)應(yīng)于至少一個(gè)線圈，所述至少 一個(gè)線圈被布置在所述環(huán)形天線的線路中，并且被插入在與端子彼此相對(duì)的位置。
12.一種通信裝置，包括天線單元，包括環(huán)形天線和被插入所述環(huán)形天線的線路中的線圈；以及 金屬元件，通過(guò)所述金屬元件，所述環(huán)形天線與基板接近地被布置，其中， 所述線圈的線圈軸與所述環(huán)形天線的孔區(qū)域平行，并且不與流過(guò)所述環(huán)形天線的在插 入所述線圈的點(diǎn)前后的所述線路的部分的電流的方向平行。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的通信裝置，其中，所述線圈位于所述金屬元件的端。
14.一種通信裝置，包括天線單元，所述天線單元包括環(huán)形天線和被插入所述環(huán)形天線的線路中的線圈； 基板，所述基板被連接到所述天線單元；以及 外殼，所述外殼封裝所述天線單元和所述基板，其中，所述線圈的線圈軸與所述環(huán)形天線的孔區(qū)域平行，并且不與流過(guò)所述環(huán)形天線的在 插入所述線圈的點(diǎn)前后的所述線路的部分的電流的方向平行。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的通信裝置，其中，所述基板是金屬元件； 所述環(huán)形天線被置于接近所述基板；以及，所述線圈位于所述基板的端。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的通信裝置，其中，所述外殼是金屬元件； 所述環(huán)形天線被置于接近所述外殼；以及， 所述線圈位于所述外殼的端。
專利摘要本實(shí)用新型涉及天線單元和使用天線單元的通信裝置。天線單元包括環(huán)形天線(1)；在環(huán)形天線(1)的孔區(qū)域的一側(cè)設(shè)置的金屬元件(6)；以及，在所述環(huán)形天線(1)的線路中插入的線圈(2)。線圈(2)的線圈軸與環(huán)形天線(1)的孔區(qū)域平行，并且不與流過(guò)環(huán)形天線(1)的在插入線圈(2)的點(diǎn)前后的線路的部分的電流的方向平行。
文檔編號(hào)H01Q7/00GK201898208SQ201020511619
公開日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2010年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月28日
發(fā)明者中村浩一, 山口修一郎 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社