專利名稱：天線以及移動(dòng)體通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在移動(dòng)體通信中使用的天線以及具備該天線的移動(dòng)體通信裝置。
背景技術(shù)：
例如在專利文獻(xiàn)I中公開了作為設(shè)置在移動(dòng)體通信裝置的框體內(nèi)并安裝在安裝基板上的天線。圖I是表示專利文獻(xiàn)I的天線構(gòu)造的立體圖。如該圖I所示，放射電極3，其一端側(cè)3A與形成在基板2的表面或背面的導(dǎo)體部連接，一邊以與導(dǎo)體部連接的一端側(cè)(基板連接端部)3A為起點(diǎn)在從導(dǎo)體部離開的方向上膨脹，一邊通過包圍基板端緣2T的環(huán)狀的路徑隔開間隔沿著與上述起點(diǎn)相反一側(cè)的基板面而形成，放射電極3的另一端側(cè)3B形成為與導(dǎo)體部隔開間隔而配置的開放端部。一般，如果天線相對(duì)于安裝基板的高度較低，則天線特性會(huì)劣化，但是如圖I所·示，通過使放射電極3從基板2的一方的基板面?zhèn)认蛄硪环交迕鎮(zhèn)拳h(huán)繞而形成，從而放射電極3的電氣長度變長。由此，能夠在具有設(shè)定的諧振頻率的同時(shí)使放射電極3小型薄型化。此外，由于能夠增加由基板2和放射電極3包圍的空間的大小，所以能夠增加優(yōu)勢(shì)并寬帶化。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I JP特開2004-128605號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題如圖I所示，通過在安裝基板的兩面配置放射電極，與在單面配置的情況相比，能夠增大電極。但是，需要在安裝基板的端部使放射電極環(huán)繞，需要配置放射電極的空間，這一點(diǎn)本身沒有改變。此外，由于近年的便攜式電話終端等移動(dòng)體通信裝置變得薄型化，所以在夾著安裝基板而在兩面配置電極的情況下，與安裝基板放射電極的距離變近，天線特性會(huì)劣化。因此，本發(fā)明目的在于提供一種能夠配置在有限空間內(nèi)且得到高放射效率的天線以及具有該天線的通信性能高的移動(dòng)體通信裝置。用于解決課題的手段本發(fā)明的天線的特征在于，在基體上具備放射電極，如果設(shè)上述基體的長邊方向的長度(尺寸)為L，設(shè)使用頻率范圍中最低的頻率在上述基體上的波長為λ，則存在L< λ/5的關(guān)系，上述放射電極具備供電部(供電端)和開放端，在從上述供電部至上述開放端之間配置相位控制元件。上述基體例如是電介質(zhì)材料的成型體。此外，上述基體例如是電介質(zhì)陶瓷材料和樹脂材料的復(fù)合成形體。上述放射電極可以不是僅僅由供電放射電極構(gòu)成，也可以由供電放射電極和無供電放射電極構(gòu)成。本發(fā)明的移動(dòng)體通信裝置的特征在于，包括在基體上具備放射電極的天線；安裝該天線的基板；以及收容該基板的框體，如果設(shè)上述基體的長邊方向的長度(尺寸)為L，使用頻率在基體上的波長為λ，則存在L< λ/5的關(guān)系，上述放射電極具備供電部(供電端)和開放端，在從上述供電部至上述開放端之間配置相位控制元件。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，通過相位控制元件來控制從供電部至開放端之間的放射電極上的相位，能夠任意控制電流最大點(diǎn)(主要是供電部)和電場(chǎng)最大點(diǎn)(主要是放射電極開放端)中的電流的相位差。由此，即使是在有限的空間內(nèi)配置的放射電極，也由于能夠最優(yōu)化電流的相位差，所以能夠改善天線的放射效率。


圖I是表示專利文獻(xiàn)I的天線構(gòu)造的立體圖。圖2(A)是安裝第一實(shí)施方式涉及的天線101的安裝基板30的立體圖。圖2 (B)是將該安裝基板30配置在框體41、42內(nèi)的移動(dòng)體通信裝置201的概略剖面圖。圖3是安裝在安裝基板30上的天線101的立體圖。 圖4是表示調(diào)查了不改變放射電極的形狀，而使放射電極上的相位控制元件11的相位量發(fā)生變化時(shí)的Ι/Qr的變化的結(jié)果。圖5是表示與圖3所示的天線101等價(jià)的大致相同特性的天線IOlE的立體圖。圖6是表示在安裝基板30上安裝第二實(shí)施方式涉及的天線102的狀態(tài)的立體圖。圖7是表示在安裝基板30上安裝第三實(shí)施方式涉及的天線103的狀態(tài)的立體圖。
具體實(shí)施例方式《第一實(shí)施方式》參照?qǐng)D2 圖5來說明第一實(shí)施方式涉及的天線以及移動(dòng)體通信裝置。圖2(A)是安裝了天線101的安裝基板30的立體圖。圖2(B)是在框體41、42內(nèi)配置了該安裝基板30的移動(dòng)體通信裝置201的概略剖面圖。天線101由長方體形狀的電介質(zhì)基體(電介質(zhì)塊)20、形成在其外面的規(guī)定圖案的導(dǎo)體構(gòu)成。安裝基板構(gòu)成用于實(shí)現(xiàn)移動(dòng)體通信裝置所需的功能的電路。在該安裝基板上對(duì)天線101進(jìn)行了表面安裝的狀態(tài)下，供電電路與天線101的供電端子電極連接。如圖2(B)所示，為了使移動(dòng)體通信裝置201薄型化，需要天線101薄型。圖3是安裝在安裝基板30上的天線101的立體圖。在天線101的電介質(zhì)基體20的下表面(相對(duì)于安裝基板30的安裝面)形成供電端子電極。在電介質(zhì)基體20的近前的面上形成從供電端子電極延伸的導(dǎo)體圖案E11。在電介質(zhì)基體20的上表面形成從導(dǎo)體圖案Ell連續(xù)的導(dǎo)體圖案E12、E13、E14。由這些導(dǎo)體圖案E11、E12、E13、E14構(gòu)成放射電極。在導(dǎo)體圖案E12的中途串聯(lián)連接有相位控制元件11。天線101配置(面安裝)在安裝基板30的接地電極(安裝基板的電極部分)之上。經(jīng)由供電線將來自供電電路的供電電壓施加在放射電極的供電端(供電端子電極)。由導(dǎo)體圖案E11、E12、E13、E14構(gòu)成的放射電極，其前端部作為開放端起作用，其基端部作為供電端起作用。在連接供電端子電極的安裝基板上的連接電極和供電線之間安裝有進(jìn)行供電電路和天線101之間的阻抗匹配的匹配元件19。相位控制元件11控制放射電極的電場(chǎng)最大點(diǎn)的位置和電流最大點(diǎn)的位置。以往以來，結(jié)果上，電場(chǎng)最大點(diǎn)的位置和電流最大點(diǎn)的位置由放射電極的長度和配置來控制。這里，圖5示出表示與圖3所示的天線101等價(jià)的大致相同特性的天線IOlE的立體圖。該天線IOlE在電介質(zhì)基體20的近前的面上形成從供電端子電極延伸的導(dǎo)體圖案E11，在電介質(zhì)基體20的上表面，形成從導(dǎo)體圖案Ell連續(xù)的導(dǎo)體圖案E12、E13、E14、E15、E16。由這些導(dǎo)體圖案Ell E16構(gòu)成放射電極。在天線IOlE的放射電極的導(dǎo)體圖案Ell E16中，如圖中實(shí)線箭頭所示，從供電端向開放端方向(以及其相反方向)流過電流Ir，在放射電極的電場(chǎng)最大點(diǎn)即開放端和安裝基板的接地電極間產(chǎn)生位移電流(displacement current) Id,由此向安裝基板的供電點(diǎn) 附近的方向(以及其相反方向)在接地電極上流過電流Ig。這一系列的電流的流動(dòng)為了將安裝基板作為放射器來利用是重要的。在天線的基體20的最大邊的長度L和使用的頻率范圍中最低的頻率在基體上的波長λ存在L< λ/5的關(guān)系那樣的小型天線中，為了得到需要的天線放射特性，將安裝基板的接地電極(是安裝基板的電極部分，在將基板認(rèn)為是一片金屬電極時(shí)，與該電極相當(dāng))作為放射器來利用是重要的。即，如果基體20的最大邊的長度L比λ/4短，則由于必要的放射電極的長度比沿基體20的長邊方向的邊的長度長，所以放射電極成為在基體的上表面折疊的形狀。但是，由于也能夠利用基體的垂直面，所以如果基體20的最大邊的長度L實(shí)質(zhì)上比λ /5短，則放射電極成為在基體的上表面至少折疊一次的形狀。為了將安裝基板作為放射器而充分利用，天線電極中的電場(chǎng)最大點(diǎn)的位置和電流最大點(diǎn)的位置是重要的。以往以來，通過使電極的形狀和安裝基板之間的距離(與天線高度相當(dāng))等發(fā)生變化，來使電流最大點(diǎn)和電場(chǎng)最大點(diǎn)的相對(duì)位置和電氣長度這些量進(jìn)行變化，從而使電氣上的長度發(fā)生變化。由此，為了得到天線特性，需要某程度的電極的大小和距安裝基板的高度。對(duì)于圖3所示的天線101，在放射電極的導(dǎo)體圖案Ell Ε14中，如圖中實(shí)線的箭頭所示，從供電端向開放端方向(以及其相反方向)流過電流Ir，在放射電極的電場(chǎng)最大點(diǎn)即開放端和安裝基板的接地電極間產(chǎn)生位移電流Id，由此向安裝基板的供電點(diǎn)附近的方向(以及其相反方向)在接地電極上流過電流Ig。由于天線的小型化和電極形狀的限制、薄型化，在電場(chǎng)最大點(diǎn)的位置和電流最大點(diǎn)的位置不是最佳的情況下，由放射電極上的相位控制元件11來控制流過放射電極的電流的相位，由此控制以供電點(diǎn)附近為起點(diǎn)的環(huán)上的電流的流動(dòng)方式以及量。這樣即使電場(chǎng)最大點(diǎn)的位置和電流最大點(diǎn)的位置發(fā)生變化，通過相位控制元件11，也能夠使電場(chǎng)最大點(diǎn)的位置和電流最大點(diǎn)的位置最優(yōu)化。由此，關(guān)于從始于電場(chǎng)最大點(diǎn)的位移電流開始至安裝基板上的電流的電流的流動(dòng)方式，實(shí)質(zhì)上能夠不受電極形狀變化的影響。其結(jié)果是，能夠?qū)惭b基板作為放射器來充分利用，得到與圖5所示的天線IOlE同等的天線特性。在相位控制元件為電感元件的情況下，其電感越大，則放射電極所需的全長的縮短效果越高，此外，越接近電流分布大的供電部附近，則縮短效果越高。考慮到這些情況來決定相位控制元件的電感以及向放射電極上的安裝位置即可。但是，相位控制元件不限于電感元件。相位控制元件例如是由電感器和電容器構(gòu)成的電路，是在信號(hào)通過時(shí)能夠使其相位任意變化的電路。此外，為了將安裝基板作為放射元件來利用，安裝基板中的天線的安裝位置也是重要的因素。能夠通過天線的電場(chǎng)最大點(diǎn)的位置和電流最大點(diǎn)的位置來補(bǔ)正該位置造成的影響。通過該效果，能夠增加安裝位置的自由度。圖4是表示調(diào)查了不改變放射電極的形狀，而使放射電極上的相位控制元件11的相位量發(fā)生變化時(shí)的Ι/Qr的變化的結(jié)果。Ι/Qr是與放射能力相對(duì)應(yīng)的指標(biāo)，其值越大，放射能力越高。這樣，通過改變相位值，不使放射電極變化就能夠控制1/Qr?！兜诙?shí)施方式》
圖6是表示將第二實(shí)施方式涉及的天線102安裝在安裝基板30上的狀態(tài)的立體圖。在天線102的電介質(zhì)基體20的下表面(相對(duì)于安裝基板30的安裝面)形成供電端子電極。在電介質(zhì)基體20的近前的面上形成從供電端子電極延伸的導(dǎo)體圖案E11。在電介質(zhì)基體20的上表面形成從導(dǎo)體圖案Ell連續(xù)的導(dǎo)體圖案E12、E13、E14。由這些導(dǎo)體圖案E11、E12、E13、E14構(gòu)成放射電極。在導(dǎo)體圖案Ell的中途串聯(lián)連接相位控制元件13，在導(dǎo)體圖案E12的中途串聯(lián)連接相位控制元件11，在導(dǎo)體圖案E14的中途串聯(lián)連接相位控制元件12。這樣，也可以將多個(gè)相位控制元件與放射電極連接。通過分散配置多個(gè)相位控制元件，能夠使放射電極上的電流分布整體上平穩(wěn)，并且，能夠增大所能控制的相位量。此外，通過將相位控制元件分為大致控制用和微小控制用，能夠?qū)χ圃炱罱档挽`敏度，在批量生產(chǎn)時(shí)能夠得到穩(wěn)定的特性?！兜谌龑?shí)施方式》圖7是表示在安裝基板30上安裝第三實(shí)施方式涉及的天線I 03的狀態(tài)的立體圖。在天線103的電介質(zhì)基體20的下表面(相對(duì)于安裝基板30的安裝面)形成供電端子電極。在電介質(zhì)基體20的近前的面上形成從供電端子電極延伸的導(dǎo)體圖案E11。在電介質(zhì)基體20的上表面形成從導(dǎo)體圖案Ell連續(xù)的導(dǎo)體圖案E12、E13。由這些導(dǎo)體圖案E11、E12、E13構(gòu)成放射電極。在導(dǎo)體圖案E13的中途串聯(lián)連接相位控制元件12。此外，在電介質(zhì)基體20的近前的面上形成從接地端子電極延伸的導(dǎo)體圖案E21、E22、E23、E24。在電介質(zhì)基體20的上表面形成從導(dǎo)體圖案E24連續(xù)的導(dǎo)體圖案E25、E26。由這些導(dǎo)體圖案E21 E26構(gòu)成無供電放射電極。由于無供電放射電極中特別是導(dǎo)體圖案E25、E26與放射電極(供電放射電極)中的導(dǎo)體圖案E12、E13并行，所以兩者進(jìn)行容量性耦合。通過具備這2個(gè)放射電極(供電放射電極和無供電放射電極)，來得到大的帶寬特性。 這樣，在具備無供電放射電極的天線中也能夠應(yīng)用?！镀渌麑?shí)施方式》作為形成放射電極的基體，除了電介質(zhì)陶瓷的成型體以外，也可以是電介質(zhì)陶瓷材料和樹脂材料的復(fù)合成形體。符號(hào)說明
E11、E12、E13、E14、E15、E16 導(dǎo)體圖案E21、E22、E23、E24、E25、E26 導(dǎo)體圖案Id位移電流Ig 電流Ir 電流11、12、13相位控制元件19匹配元件20 基體
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30安裝基板41、42 框體101 天線IOlE 天線102、103 天線201移動(dòng)體通信裝置
權(quán)利要求
1.一種安裝在基板上的天線，在基體上具備放射電極，該天線的特征在于， 如果設(shè)上述基體的長邊方向的長度為L，設(shè)使用頻率范圍中最低的頻率在上述基體上的波長為λ，則存在L < λ /5的關(guān)系， 上述放射電極具備供電部和開放端，在從上述供電部至上述開放端之間配置相位控制元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的天線，其特征在于， 上述基體是電介質(zhì)材料的成型體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的天線，其特征在于， 上述基體是電介質(zhì)陶瓷材料和樹脂材料的復(fù)合成形體。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的天線，其特征在于， 上述放射電極由供電放射電極和無供電放射電極構(gòu)成。
5.一種移動(dòng)體通信裝置，包括在基體上具備放射電極的天線；安裝該天線的基板；以及收容該基板的框體， 該移動(dòng)體通信裝置的特征在于， 如果設(shè)上述基體的長邊方向的長度為L，設(shè)使用頻率在基體上的波長為λ，則存在L< λ /5的關(guān)系， 上述放射電極具備供電部和開放端，在從上述供電部至上述開放端之間配置相位控制元件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種天線以及移動(dòng)體通信裝置。在天線(101)的電介質(zhì)基體(20)的下表面形成供電端子電極。在電介質(zhì)基體(20)的近前的面上形成從供電端子電極延伸的導(dǎo)體圖案(E11)。在電介質(zhì)基體(20)的上表面形成從導(dǎo)體圖案(E11)連續(xù)的導(dǎo)體圖案(E12、E13、E14)。由這些導(dǎo)體圖案(E11、E12、E13、E14)構(gòu)成放射電極。在導(dǎo)體圖案(E12)的中途串聯(lián)連接有相位控制元件(11)。通過該構(gòu)成，能夠構(gòu)成配置在有限空間內(nèi)且得到高放射效率的天線以及具有該天線的通信性能高的移動(dòng)體通信裝置。
文檔編號(hào)H01Q9/42GK102884677SQ20118001626
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月8日
發(fā)明者駒木邦宏, 向井剛, 后川祐之 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所