天線及無線通信裝置制造方法
【專利摘要】天線(101)由電介質(zhì)基體(10)和在該電介質(zhì)基體(10)的表面形成的輻射電極構(gòu)成。輻射電極由在電介質(zhì)基體(10)的側(cè)面形成的側(cè)面電極(11a)、和在電介質(zhì)基體(10)的上表面形成的上表面電極(11b)構(gòu)成。輻射電極的一個端部是供電端(11f)，另一個端部是開路端(11e)。從輻射電極的供電端(11f)至開路端(11e)的電長度的途中的第1部位(P1)及第2部位(P2)靠近，由該相鄰部分在第1部位(P1)與第2部位(P2)之間形成電容。此外，從輻射電極的供電端(11f)至開路端(11e)的電長度的途中的第3部位(P3)及第4部位(P4)靠近，由該相鄰部分在第3部位(P3)與第4部位(P4)之間形成電容。
【專利說明】天線及無線通信裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及例如在移動電話終端、GPS接收機等移動體通信設(shè)備、Bluetooth (注 冊商標(biāo)）等具有近距離無線通信功能的電子設(shè)備中所使用的小型天線及具備該天線的無 線通信裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 例如，專利文獻(xiàn)1公開了實現(xiàn)寬頻及多頻帶的天線。圖4是專利文獻(xiàn)1公開的天 線的立體圖。該天線1具備電介質(zhì)基體2、形成于該基體2的環(huán)狀輻射電極3及供電電極 4。上述環(huán)狀輻射電極3從上述供電電極4沿著長方形狀的上表面的各個邊而形成為環(huán)狀。 該環(huán)狀輻射電極3的開路端3a被配置成隔著間隔與供電端部側(cè)電極部位的伸出電極部18 對置，在該開路端3a與供電端部側(cè)電極部位之間形成有電容。
[0003] 在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0004] 專利文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)1 :JP特開2002-158529號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] -發(fā)明要解決的問題-
[0007] 具備圖4所示形狀的輻射電極的天線是輻射電極的開路端和供電部附近相鄰而 形成電容，通過該電容，能夠在幾乎不會影響基模的諧振頻率的情況下，確定高次模的諧振 頻率。
[0008] 但是，在圖4所示的天線中，通過在輻射電極的開路端與供電部之間形成的電容 來控制高次模的頻率，因此不能控制比該高次模更高的高次?；蚱渌?。因此，很難構(gòu)成 以2個模式以上工作的天線。此外，在輻射電極的開路端與供電部之間產(chǎn)生的電容抑制基 模的輻射，因此存在基模的輻射特性劣化的問題。
[0009] 本發(fā)明的目的在于提供一種不會使基模的輻射特性劣化且對應(yīng)于多頻帶的天線 及具備該天線的無線通信裝置。
[0010]-用于解決問題的手段_
[0011] 本發(fā)明的天線裝置具有電介質(zhì)基體及形成于該電介質(zhì)基體的輻射電極，該天線的 特征在于，
[0012] 從所述輻射電極的供電端至開路端的電長度中作為距所述供電端的第1電長度 的位置的第1部位、和在從該第1部位朝向所述開路端的方向上作為所述第1電長度的大 致1/2電長度的位置的第2部位靠近，在所述第1部位與所述第2部位之間形成電容。
[0013] 通過上述構(gòu)成，產(chǎn)生第1部位成為等效的短路端、第2部位成為等效的開路端的諧 振模式。該諧振模式不是利用全部輻射電極，而是利用輻射電極的一部分的模式，因此在比 利用了全部輻射電極的基模高的頻率下諧振。此外，高次模的控制不是由在輻射電極的開 路端與供電部之間形成的電容進(jìn)行的，而是由在開路端附近與從開路端看時成為下一個電 流最大點的部位之間形成的電容進(jìn)行的，因此能夠防止基模的輻射效率的劣化。
[0014] 優(yōu)選從所述輻射電極的供電端至開路端的電長度中作為距所述供電端的第2電 長度的位置的第3部位、和在從該第3部位朝向所述開路端的方向上作為所述第2電長度 的大致1/2電長度的位置的第4部位靠近，在所述第3部位與所述第4部位之間形成電容。 通過該構(gòu)成，能夠作為在3次模以上的諧振模式下諧振的多頻帶天線起作用。
[0015] 所述電介質(zhì)基體是在樹脂材料中分散了電介質(zhì)陶瓷填料的電介質(zhì)復(fù)合樹脂材料 的成型體。由此，能夠成形為與所組裝的設(shè)備框體的形狀相應(yīng)的任意形狀。
[0016] 本發(fā)明的無線通信裝置的特征在于，具備上述構(gòu)成的天線和與該天線連接的通信 電路，在基板構(gòu)成所述通信電路，所述天線與所述基板連接。
[0017] -發(fā)明效果-
[0018] 根據(jù)本發(fā)明，產(chǎn)生利用了全部輻射電極的基模、和利用了輻射電極的一部分的高 次模的諧振，作為多頻帶天線起作用。并且，高次模的控制不是由在輻射電極的開路端與供 電部之間形成的電容進(jìn)行，而是由在開路端附近與從開路端看時成為下一個電流最大點的 部位之間形成的電容進(jìn)行，因此基模的輻射效率不會劣化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1是第1實施方式的天線裝置的立體圖。
[0020] 圖2(A)、圖2(B)、圖2(C)是表示輻射電極上的各諧振模式的電場強度分布的圖。
[0021] 圖3是第2實施方式的天線裝置的立體圖。
[0022] 圖4是專利文獻(xiàn)1所示的表面安裝型天線的立體圖。

【具體實施方式】
[0023] 《第1實施方式》
[0024] 圖1是第1實施方式的天線裝置的立體圖。該天線裝置由基板20、及與框體一體 化的天線101構(gòu)成。天線101由電介質(zhì)基體10、和在該電介質(zhì)基體10的表面形成的福射電 極構(gòu)成。電介質(zhì)基體10是在樹脂材料中分散了電介質(zhì)陶瓷填料的電介質(zhì)復(fù)合樹脂材料的 成型體。輻射電極由在電介質(zhì)基體10的側(cè)面形成的側(cè)面電極11a、和在電介質(zhì)基體10的上 表面形成的上表面電極lib構(gòu)成。輻射電極的一個端部是供電端Ilf，另一個端部是開路端 lie。
[0025] 在輻射電極的供電端Ilf至開路端lie的電長度的途中，第1部位P1及第2部位 P2相靠近。第1部位P1是從輻射電極的供電端Ilf至開路端lie的電長度中的距供電端 Ilf的第1電長度的位置。第2部位P2是距供電端Ilf的第2電長度的位置。該第2部位 P2是從第1部位P1朝向開路端lie的方向上的第1電長度的大致1/2的電長度的位置。
[0026] 由第1部位P1與第2部位P2的相鄰部分（第1電容形成部C1)在第1部位P1 與第2部位P2之間形成電容。
[0027] 此外，在輻射電極的供電端Ilf至開路端lie的電長度的途中，第3部位P3及第 4部位P4相靠近。第3部位P3是從輻射電極的供電端Ilf至開路端lie的電長度中的距 供電端Ilf的第3電長度的位置。第4部位P4是距供電端Ilf的第4電長度的位置。該 第4部位P4是從第3部位P3朝向開路端lie的方向上的第4電長度的大致1/2的電長度 的位置。
[0028] 由第3部位P3與第4部位P4的相鄰部分（第2電容形成部C2)在第3部位P3 與第4部位P4之間形成電容。
[0029] 圖2(A)、圖2(B)、圖2(C)是表示輻射電極上的各諧振模式的電場強度分布的圖。
[0030] 圖2 (A)表示第1部位P1成為等效的短路端、第2部位P2成為等效的開路端的諧 振模式的電場強度分布。第1部位P1和第2部位P2通過第1電容形成部C1而電容耦合， 因此從供電端Ilf看，產(chǎn)生以第1部位P1作為1/2波長的波節(jié)、以第2部位P2作為3/4波 長的波腹的3次模駐波。用電流密度分布表示的話，供電端Ilf及第1部位P1為波腹、供 電端Ilf與第1部位P1之間的中央及第2部位P2為波節(jié)。如圖2(A)所示，λ 2是該3次 模的1個波長。因第1電容形成部C1的電容，第1部位Ρ1與第2部位Ρ2的電位變化的相 位差變成90°，第1部位Ρ1與第2部位Ρ2之間的電位差變大，第1部位Ρ1變成電場強度 的1/2波長的波節(jié)、第2部位Ρ2變成電場強度的3/4波長的波腹。由此，可將第2部位Ρ2 看作3次模的等效的（虛擬的）開路端，可以看作在該諧振模式中不存在第2部位Ρ2至開 路端lie的輻射電極。
[0031] 由此，不是利用輻射電極的全部產(chǎn)生駐波，而是產(chǎn)生利用了輻射電極的一部分的3 次諧振模式的駐波，因此在與使用了全部輻射電極的諧振模式不同的頻率下諧振。其諧振 頻率例如是2100MHz頻帶的頻率。
[0032] 圖2 (B)表示了第3部位P3變成等效的短路端、第4部位P4附近變成等效的開路 端的諧振模式的電場強度分布。第3部位P3和第4部位P4通過第2電容形成部C2電容耦 合，因此從供電端Ilf看，產(chǎn)生以第3部位P3作為1/2波長的波節(jié)、以第4部位P4作為3/4 波長的波腹的3次模的駐波。圖2(B)所示的λ 1是該3次模的1個波長。即，與圖2(A) 相同，因第2電容形成部C2的電容，第3部位Ρ3與第4部位Ρ4的電位變化的相位差變成 90°，第3部位Ρ3與第4部位Ρ4之間的電位差變大，第3部位Ρ3成為電場強度的1/2波 長的波節(jié)、第4部位Ρ4成為電場強度的3/4波長的波腹。該諧振頻率例如是1800MHz頻帶 的頻率。
[0033] 圖2(C)表示了供電端Ilf變成短路端、開路端lie變成開路端的基本諧振模式的 電場強度分布。這樣，產(chǎn)生以開路端lie為電場強度的1/4波長的波腹的基本諧振模式的 駐波。圖2(C)所示的λ 〇是該基本諧振模式的1個波長。該諧振頻率例如是800MHz頻帶 的頻率。
[0034] 另外，輻射電極上的第1部位P1及第2部位P2的位置不一定是局部靠近的。如 圖2㈧所示，若以所關(guān)注的3次模的諧振頻率（2100MHz帶）的波長為準(zhǔn)從供電端Ilf相 隔了 1/2波長的部位（P1)、與從該部位（P1)以所述諧振頻率（2100MHz頻帶）的波長為準(zhǔn) 相隔了 1/4波長的位置（P2)靠近，則在該第1部位P1與第2部位P2之間產(chǎn)生電容，出現(xiàn) 電容耦合。換言之，若存在滿足上述條件的第1部位P1及第2部位P2,則可在所關(guān)注的3 次模的諧振頻率下產(chǎn)生駐波。
[0035] 上述情況在第3部位P3及第4部位P4的位置關(guān)系也是相同的。在圖1所示的例 中，第3部位P3及第4部位P4的位置存在于輻射電極中互相平行且靠近的范圍內(nèi)。第3 部位P3及第4部位P4的位置并不是任意的，而是以所關(guān)注的3次模的諧振頻率（1800MHz 帶）的波長為基準(zhǔn)從供電端Ilf相隔了 1/2波長的部位是第3部位P3,從該第3部位P3以 所述諧振頻率（1800MHz頻帶）的波長為基準(zhǔn)相隔了 1/4波長的位置是第4部位P4。但是， 即使是偏離了所關(guān)注的3次模的諧振頻率（1800MHz頻帶）的頻率，若存在相當(dāng)于P3、P4的 部位，則在這種頻率下也會產(chǎn)生3次模的駐波。因此，諧振頻率的頻帶具有一定寬度。
[0036] 如圖2(A)、圖2(B)所示，在高次模下使從供電部開始成為駐波分布的1/2波長 的位置（電場強度最小位置）更靠近跟前（供電端側(cè)），而不是更靠近開路端lie，從而通 過新構(gòu)成的電容構(gòu)成部C1、C2控制高次模的諧振頻率，能夠使原來的（基模下的）開路端 lie遠(yuǎn)離供電部，能夠抑制基模的劣化。即，如圖4所示，不是通過使輻射電極的開路端和供 電部靠近來構(gòu)成電容并通過該電容控制諧振頻率的構(gòu)成，因此基模的開路端不會接近供電 部，即開路端不會接近地線，不會導(dǎo)致基模的輻射特性劣化。
[0037] 如以上所述，作為2100MHz頻帶、1800MHz頻帶、800MHz頻帶這3個波段的天線起 作用。
[0038] 在基板20上構(gòu)成與供電電極21連接的通信電路。天線101與移動電話終端等無 線通信裝置的框體一體化，在該框體中組裝了基板20的狀態(tài)下，輻射電極的供電端Ilf經(jīng) 由管腳端子而與供電電極21連接。由此構(gòu)成了無線通信裝置。
[0039] 《第2實施方式》
[0040] 圖3是第2實施方式的天線裝置的立體圖。該天線裝置由基板20、及與框體一體 化的天線102構(gòu)成。天線102由電介質(zhì)基體10、和在該電介質(zhì)基體10的表面形成的輻射電 極構(gòu)成。輻射電極的一個端部是供電端Ilf，另一個端部是開路端lie。
[0041] 從輻射電極的供電端Ilf至開路端lie的電長度的途中的第1部位P1及第2部 位P2相互靠近。由第1部位P1與第2部位P2的相鄰部分（第1電容形成部C1)在第1 部位P1與第2部位P2之間形成電容。
[0042] 此外，從輻射電極的供電端Ilf至開路端lie的電長度的途中的第3部位P3及第 4部位P4相互靠近。由第3部位P3與第4部位P4的相鄰部分（第2電容形成部C2)在第 3部位P3與第4部位P4之間形成電容。
[0043] 輻射電極上的第1電容形成部C1及第2電容形成部C2的電位置與第1實施方式 所示出的位置相同。因此，與第1實施方式示出的天線101相同，作為3個波段的天線起作 用。
[0044] 在圖3所示的天線102中，通過將輻射電極的供電端附近設(shè)為曲線狀，從而增加供 電端附近的電感分量，由此能夠縮短輻射電極整體的物體長度。此外,通過將輻射電極上的 第3部位P3設(shè)為曲線狀并使第3部位P3和第4部位P4局部靠近，從而能夠在規(guī)定的局部 位置形成第2電容形成部C2。
[0045] 另外，以上所示的各實施方式中在天線的電介質(zhì)基體重使用了電介質(zhì)復(fù)合樹脂材 料的成型體，但是作為電介質(zhì)基體也可以使用電介質(zhì)陶瓷在基板上構(gòu)成表面安裝型芯片天 線。
[0046] 符號說明
[0047] C1 · · ·第1電容形成部
[0048] C2…第2電容形成部
[0049] P1…第1部位
[0050] P2…第2部位
[0051] P3…第3部位
[0052] P4…第4部位
[0053] 10…電介質(zhì)基體
[0054] 11a…側(cè)面電極
[0055] lib…上表面電極
[0056] lie…開路端
[0057] Ilf· ··供電端
[0058] 20…基板
[0059] 21· ··供電電極
[0060] 101，102 …天線
【權(quán)利要求】
1. 一種天線，具有電介質(zhì)基體及形成于該電介質(zhì)基體的輻射電極，該天線的特征在于， 從所述輻射電極的供電端至開路端的電長度中作為距所述供電端的第1電長度的位 置的第1部位、和在從該第1部位朝向所述開路端的方向上作為所述第1電長度的大致1/2 電長度的位置的第2部位靠近，在所述第1部位與所述第2部位之間形成電容。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于， 從所述輻射電極的供電端至開路端的電長度中作為距所述供電端的第2電長度的位 置的第3部位、和在從該第3部位朝向所述開路端的方向上作為所述第2電長度的大致1/2 電長度的位置的第4部位靠近，在所述第3部位與所述第4部位之間形成電容。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的天線，其特征在于， 所述電介質(zhì)基體是在樹脂材料中分散了電介質(zhì)陶瓷填料的電介質(zhì)復(fù)合樹脂材料的成 型體。
4. 一種無線通信裝置，其特征在于， 具備權(quán)利要求1?3中任一項所述的天線、和與該天線連接的通信電路， 在基板構(gòu)成所述通信電路，所述天線與所述基板連接。
【文檔編號】H01Q5/10GK104094469SQ201380008179
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2013年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月8日
【發(fā)明者】駒木邦宏, 南千春 申請人:株式會社村田制作所