專(zhuān)利名稱(chēng)：陷波微帶倒f平面天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種天線構(gòu)件，更具體而言是涉及一種微帶的天線構(gòu)件。
相關(guān)技術(shù)的說(shuō)明根據(jù)移動(dòng)通訊設(shè)備的最新進(jìn)展，其關(guān)注的焦點(diǎn)已集中在研制尺寸小和構(gòu)型低的天線，以便使移動(dòng)式無(wú)線通訊設(shè)備更加微型化。其目標(biāo)包括尺寸小，構(gòu)型低，低成本和便于制造。所考慮的頻率可以是用于手持蜂窩式無(wú)線通訊裝置如全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)GSM(890-935MH)和室內(nèi)無(wú)繩電話(huà)如歐洲第一代無(wú)繩電話(huà)CT1+(886-931MH)的900MH頻帶天線，以及用于數(shù)字增強(qiáng)無(wú)線通訊DECT(1.89GHz)和個(gè)人通訊系統(tǒng)PCS(1.8GHz)的1.9GHz頻帶天線。上述的系統(tǒng)在天線特性，如諧振頻率、頻帶寬度、增益等性能有其各自的要求。
現(xiàn)有的用于移動(dòng)電話(huà)的天線包括最普通的鞭狀天線(單極)，微帶板件天線、倒F平面天線。微帶板件天線和倒F平面天線線通常是低構(gòu)形。雖然微波帶板件天線早已有頻帶寬度較窄和效率低的缺點(diǎn)；但是，其尺寸小/構(gòu)形低和重量輕的優(yōu)點(diǎn)仍然是很有吸引力的特性。
然而，當(dāng)將其調(diào)至特定頻率并裝配在更新一代的微型移動(dòng)天線通訊設(shè)備上時(shí)，倒F平面天線和微帶板件天線，則都存在尺寸問(wèn)題。特別當(dāng)現(xiàn)代移動(dòng)電話(huà)設(shè)計(jì)要求將復(fù)調(diào)天線裝入一手持裝置，以便能在兩個(gè)不同系統(tǒng)，在很寬頻帶寬度或更普遍采用天線的多種(diversity)優(yōu)點(diǎn)同時(shí)通訊時(shí)，上述問(wèn)題則更為突出。
歐洲EP749,176“具有不同孔形的平面和非平面雙C-板件天線“公開(kāi)一種板件天線。C-板件天線包括一平切的地平面，具有與地平面重疊的第一表面和對(duì)置的第二表面的介電材料層，以及一電導(dǎo)層。電導(dǎo)層形成一發(fā)射板件并具有非矩形切口。
WO 96/27219的“多轉(zhuǎn)折倒F天線”公開(kāi)一種具有多轉(zhuǎn)折圖案的倒F天線。該天線是一平面發(fā)射構(gòu)件，該元件沿著平行于近乎共同延展的地平面的平面發(fā)射元件或板件的縱向尺寸具有交替切口。
本發(fā)明概述本發(fā)明的目的是開(kāi)發(fā)一種適用于在一個(gè)或多個(gè)頻帶上接收和發(fā)射射頻RF信號(hào)并可裝入手持無(wú)線通訊設(shè)備內(nèi)部的小型微帶天線裝置。
借助于提供一種包括一地平面，至少一第一饋線裝置和N個(gè)發(fā)射元件的微帶天線，在此N是大于零的整數(shù)，以此解決上述問(wèn)題以及天線裝入手持無(wú)線通訊設(shè)備內(nèi)部所用的方法。上述的微帶天線構(gòu)件具有第一電導(dǎo)板件。上述饋線裝置配置在上述第一板件上，用于將射頻信號(hào)饋入上述N發(fā)射元件；至少上述N個(gè)發(fā)射元件的第一個(gè)具有基本為矩形的第二板件。上述第二板件與第一板件是感應(yīng)耦合，而且上述第二板件具有一自由端。
更具體而言，按照一實(shí)施例，是借助于提供上述的微帶天線構(gòu)件實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，其中至少一個(gè)上述N發(fā)射元件具有在上述自由端與地線耦合的一電容耦合器。
更具體而言，按照一實(shí)施例，是借助于提供上述的微帶天線構(gòu)件實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的；其中上述的第一和第二板件是在介質(zhì)載體上的薄電導(dǎo)層。上述載體包括使與所述第一和第二板件電接觸的一元件定位用的至少第一和第二凸臺(tái)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)一種適于安裝在一手持無(wú)線通訊設(shè)備內(nèi)部的小型微帶天線構(gòu)件。
本發(fā)明另一優(yōu)點(diǎn)是上述天線構(gòu)件可以調(diào)至與多頻率應(yīng)答。
按照本發(fā)明一實(shí)施例，優(yōu)點(diǎn)是可借助于選用或不選用分離元件完成所述天線構(gòu)件。
按照本發(fā)明一實(shí)施例，優(yōu)點(diǎn)是可以直接在手持無(wú)線通訊設(shè)備的后蓋內(nèi)側(cè)完成所述天線構(gòu)件。
此外，根據(jù)下文詳述，本發(fā)明的適用范圍將一目了然。然而，由于對(duì)于本專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員而言，根據(jù)詳述在本發(fā)明范圍內(nèi)的各種修改和變更將顯而易見(jiàn)，所以，詳細(xì)說(shuō)明，具體例子，以及簡(jiǎn)述的本發(fā)明較佳實(shí)施例應(yīng)視為僅以例證方式提供。
附圖簡(jiǎn)介參照附圖和下文詳述本發(fā)明將更為一目了然，附圖和詳述僅以例證的方式提供，并非對(duì)本發(fā)明的限定。附圖包括

圖1是本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的透視示意圖；圖2是本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的透視示意圖；圖3a，3b和3c是本發(fā)明較佳實(shí)施例的一定位器裝置示意圖；圖4是本發(fā)明第二實(shí)施例的簡(jiǎn)圖；圖5是本發(fā)明第三實(shí)施例的簡(jiǎn)圖；圖6a，6b是本發(fā)明第四實(shí)施例的不同方案的簡(jiǎn)圖；圖7a，7b，7c，7d是本發(fā)明第四實(shí)施例的不同方案的簡(jiǎn)圖；圖8a，8b，8c是本發(fā)明第五實(shí)施例不同方案的簡(jiǎn)圖；圖9a，9b是本發(fā)明第六實(shí)施例不同方案的簡(jiǎn)圖；較佳實(shí)施例詳述圖1是本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的透視示意圖。序號(hào)101標(biāo)注的地平面敷在印刷電路板102的背側(cè)。介電載體103作為發(fā)射構(gòu)件104的支承件。在該較佳實(shí)施例中，發(fā)射構(gòu)件104是一電導(dǎo)結(jié)構(gòu)，可以采用如本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員眾所熟知的MID工藝(模塑擠壓工藝)制作。另一種可能性是采用的電導(dǎo)圖形為印刷在有粘合劑的撓性薄膜上的簾柵。
發(fā)射構(gòu)件104包括一第一板件105和第二板件106。第一板件105包括饋線裝置107，用于將射頻RF信號(hào)饋入發(fā)射構(gòu)件。第一板件105是借助一多轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)108與第二板件106相接。多轉(zhuǎn)折構(gòu)件108作為在第一和第二板件105、106之間的感應(yīng)聯(lián)接件。其電感是取決于多轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)108的轉(zhuǎn)折數(shù)和寬度。第二板件106沿邊109折疊并繼續(xù)朝向地平面101延伸，以便有效地實(shí)現(xiàn)第二板件106和地平面101之間的電容耦合。當(dāng)然，電容耦合也存在于第一板件105和第二板件106之間，而且電導(dǎo)率取決于兩板件之間的距離。
圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例的透視示意圖。地平面用序號(hào)201標(biāo)注，介電載體用202標(biāo)注，第一板件是203，第二板件是204。同軸電纜式的饋線裝置用205標(biāo)注。同軸電纜的屏蔽線在第一接點(diǎn)206處與第一板件203相接，而同軸電纜的饋線在第二接點(diǎn)211處與第一板件203相接。第一接點(diǎn)和第二接點(diǎn)之間的距離將確定輸入電抗。介電載體包括分別由207，208，209和210標(biāo)注的第一，第二，第三和第四凸臺(tái)。第一板件203包括沿第一凸臺(tái)207折疊的一電導(dǎo)片，第二板件包括沿第二凸臺(tái)208折疊的一電導(dǎo)片。設(shè)置第一和第二凸臺(tái)用于固定與上述第一和第二板件呈電接觸的一分離元件，如一線圈或更常見(jiàn)的是一電感。為清楚起見(jiàn)，在圖2中未顯示所述的分離元件。所述凸臺(tái)有一定程度的撓性或彈性，因此在折疊片和分離元件之間的對(duì)應(yīng)邊上產(chǎn)生一接觸力。當(dāng)然，也可能用釬焊固定分立的元件，以便達(dá)到更佳的定位性能。
第二板件204包括沿第三凸臺(tái)209折疊的第二電導(dǎo)片，而地平面包括沿第四凸臺(tái)210折疊的電導(dǎo)片。于是，分離元件，如電容器(圖中未示)可以固定在第三和第四凸臺(tái)之間，與上述第二板件204和地平面210呈電接觸。
圖3a，3b和3c顯示圖2定位裝置不同方案的局部視圖。在圖3a中，序號(hào)301標(biāo)注的一分離元件，如一線圈、有源電感線圈、可調(diào)電感線圈或其它感應(yīng)裝置。第一板件203和沿第一凸臺(tái)207折疊的電導(dǎo)片是采用釬焊與元件301固定。第二板件204沿第二凸臺(tái)208折疊并與元件301釬焊。
圖3b公開(kāi)一種不同的定位器裝置，在此充分利用了介電載體的彈性或撓性特征。在該實(shí)施例中，不需要采用纖焊。當(dāng)分離元件302向下推入定位器時(shí)，第一和第二凸臺(tái)303和304后曲，以便讓元件302通過(guò)。一旦元件進(jìn)入定位器內(nèi)，凸臺(tái)則恢復(fù)至其初始位置，借助于凸臺(tái)中較小切口使元件302有效定位。在圖3b中，地平面305沿其一邊折疊并又覆蓋凸臺(tái)303，以便與地平面305與元件303之間的電接觸。
在圖3c中，在元件305和地平面307之間是借助于一觸頭裝置308實(shí)現(xiàn)電接觸。
圖4a和4b是顯示本發(fā)明一較佳實(shí)施例的第一和第二示意簡(jiǎn)圖。序號(hào)401標(biāo)注第一板件，402標(biāo)注第二板件，403標(biāo)注第一和第二板件之間的電感耦合元件。第二板件和地線之間的第一電容耦合元件用404標(biāo)注，在圖4b中，第一和第二板件之間的電容耦合元件用405標(biāo)注。在圖4a中，406是信號(hào)發(fā)生器，407是地線接頭。發(fā)射構(gòu)件調(diào)節(jié)至具有第一諧振頻率f1，對(duì)此頻率而言，感應(yīng)元件403和第二電容元件405有效作為開(kāi)路，在此基本只有第一板件發(fā)射射頻RF信號(hào)。對(duì)于第二諧振頻率f2而言，電感元件403和第二電容元件405有效作為一短路，而且基本上第一和第二板件作為一個(gè)天線元件都發(fā)射射頻RF信號(hào)。于是，第一和第二板件之間組合的電感和電容耦合元件作為一陷波器防止一特定頻帶范圍內(nèi)的信號(hào)穿過(guò)耦合元件。盡管圖4中未示，然而，當(dāng)然可能有一分離電容元件，以便實(shí)現(xiàn)第一板件401和第二板件402之間的電容耦合。例如參照?qǐng)D2所述可實(shí)現(xiàn)上述意圖。
圖5a是5b是本發(fā)明第三實(shí)施例的示意簡(jiǎn)圖，其中未采用表層電容。
圖6a和6b是本發(fā)明第四實(shí)施例的簡(jiǎn)圖。601標(biāo)注的第一板件具有分別標(biāo)為602和603的第一和第二凸臺(tái)段。用于將射頻信號(hào)RF饋至發(fā)射構(gòu)件的饋線裝置標(biāo)注為序號(hào)604，地線饋點(diǎn)是序號(hào)605。第二板件是序號(hào)606，第三板件是序號(hào)607。借助于第一電感(608)，第二板件與第一凸臺(tái)602耦合；而借助于第二電感，使第三板件607與第二凸臺(tái)603耦合。于是實(shí)現(xiàn)各自均可調(diào)至上述不同諧振頻率的兩個(gè)分開(kāi)的平行的發(fā)射臂。圖6b以更詳細(xì)的示意圖公開(kāi)上述裝置。
圖7a是第四較佳實(shí)施例的一種方案，在此，第一和第二表層電容701和702與第一和第二發(fā)射臂703和704耦合。在圖7b中，第二發(fā)射臂是一細(xì)長(zhǎng)的電導(dǎo)片705，而不采用表層電容元件。在圖7c中，第一發(fā)射臂703包括一表層電容701；而在圖7d中，第二發(fā)射臂704包括一表層電容702。
圖8a是本發(fā)明第五實(shí)施例簡(jiǎn)圖，在此采用三個(gè)發(fā)射臂。上述臂平行配置，并且各臂包括電感耦合。在圖8b中，上述臂配置成Y型；而在圖8c中，上述臂配置成T型。盡管圖中未示，各單獨(dú)的臂可以包括，或者可以不包括與地線相對(duì)的表層電容。而且盡管所示各臂包括一電感耦合元件，但也有可能使各臂作為一細(xì)長(zhǎng)的電導(dǎo)片。另外，為清楚起見(jiàn)取消饋線裝置以及在圖8b和8c中天線與地線可能的短路聯(lián)接。
圖9a顯示本發(fā)明第五較佳實(shí)施例的簡(jiǎn)圖，在此采用四個(gè)發(fā)射臂。發(fā)射臂呈十字形配置并且各發(fā)射臂包括電感耦合元件。在圖9b中，上述發(fā)射臂呈H型配置。另外，在此實(shí)施例中也可能采用細(xì)長(zhǎng)電導(dǎo)片和/或表層電容。
顯而易見(jiàn)，上文所述的本發(fā)明可以按照諸多方式變化。所述的各種變更并不視為偏離本發(fā)明的原則和范圍；而且對(duì)于本專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員而言，所有上述更改是顯而易見(jiàn)的，都將包括在下列權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于接收和發(fā)射射頻信號(hào)的微帶天線構(gòu)件，包括一地平面裝置；至少一第一饋線裝置，和N個(gè)發(fā)射元件，在此，N是一大于零的整數(shù)；其特征在于上述微帶天線構(gòu)件具有一第一電導(dǎo)板件；上述饋線裝置設(shè)置用于將射頻信號(hào)饋入上述第一板件；至少一上述N個(gè)發(fā)射元件的第一個(gè)具有一第二板件；電感裝置用于上述第二板件與上述第一板件電感耦合；和上述第二板件具有一自由端。
2.如權(quán)利要求1所述的天線構(gòu)件，其特征在于上述第一和第二板件是在一介電載體上的薄電導(dǎo)層；上述地平面裝置基本與靠近上述板件配置的N個(gè)發(fā)射裝置共同延伸。
3.如權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的天線構(gòu)件，其特征在于上述的第二板件基本為矩形。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的天線構(gòu)件，其特征在于上述第一和第二板件相互以一特定距離配置，以便上述第一和第二板件之間以一特定電容值實(shí)現(xiàn)電容耦合。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的天線構(gòu)件，其特征在于設(shè)置第一電容裝置用于上述第一板件與上述第二板件的電容耦合。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的天線構(gòu)件，其特征在于一定位裝置將用于固定與上述第一和第二板件呈電接觸的至少一個(gè)分離元件。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的天線構(gòu)件，其特征在于上述的介電載體包括至少一第一和第二凸臺(tái)，用于固定與上述第一和第二板件電接觸的至少一個(gè)分離元件。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的天線構(gòu)件，其特征在于N等于1；和上述第一板件基本為矩形。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的天線構(gòu)件，其特征在于至少上述N個(gè)發(fā)射元件的第二個(gè)是一具有一自由端的細(xì)長(zhǎng)形電導(dǎo)片。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的天線構(gòu)件，其特征在于N大于1；上述第一電導(dǎo)板件包括至少一第一凸臺(tái)段；至少一第二發(fā)射元件包括一基本為矩形的第三電導(dǎo)板件；電感裝置將用于上述第三板件與上述第一凸臺(tái)段電感耦合；和上述第三板件具有一自由端。
11.如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的天線構(gòu)件，其特征在于至少一個(gè)上述的N發(fā)射元件在上述自由端具有一與上述地平面裝置耦接的電容耦合元件；上述電容耦合元件調(diào)至一特定的電容值。
12.如權(quán)利要求11所述的天線構(gòu)件，其特征在于一電導(dǎo)延伸裝置向上述地平面機(jī)構(gòu)延伸，以便實(shí)現(xiàn)上述的電容耦合。
13.如權(quán)利要求11所述的天線構(gòu)件，其特征在于上述天線構(gòu)件還包括一實(shí)現(xiàn)上述電容耦合的一分離元件。
14.如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的天線構(gòu)件，其特征在于上述電感裝置是一多轉(zhuǎn)折電導(dǎo)片。
15.如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的天線構(gòu)件，其特征在于上述電感裝置是一線圈。
16.如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的天線構(gòu)件，其特征在于上述電感裝置是一可調(diào)的有源電感器。
17.如權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的天線構(gòu)件，其特征在于上述N個(gè)發(fā)射元件基本平行配置。
18.如權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的天線構(gòu)件，其特征在于N是3，上述第一板件具有三個(gè)基本成Y形的突出段，和第一，第二和第三發(fā)射元件從上述突出段延伸。
19.如權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的天線構(gòu)件，其特征在于N是3，上述第一板件有三個(gè)基本成一T形的突出段；和述第一，第二和第三發(fā)射元件從上述突出段延伸。
20.如權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的天線構(gòu)件，其特征在于N是3，第一和第二發(fā)射元件基本沿平行于第一方向延伸；和第三發(fā)射元件沿上述第一方向相反的方向延伸。
21.如權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的天線構(gòu)件，其特征在于N是4，上述第一板件具有基本呈十字形的突出段；和第一，第二，第三和第四發(fā)射元件從上述突出段延伸。
22.如權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的天線構(gòu)件，其特征在于N是4；上述第一板件具有基本呈H形的突出段；和第一，第二，第三和第四發(fā)射元件從上述突出段延伸。
23.如權(quán)利要求1至22中任一項(xiàng)所述的天線構(gòu)件，其特征在于耦合裝置將用于上述第一板件與地線耦合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種小型微帶天線裝置,可裝入手持無(wú)線通訊設(shè)備內(nèi)部,用于在一個(gè)頻帶或更多頻帶范圍內(nèi)接收和發(fā)射射頻(RF)信號(hào)。該微帶天線包括一地平面裝置(101),至少一第一饋線裝置(107)和N個(gè)發(fā)射元件;在此N是大于零的整數(shù)。上述微帶天線構(gòu)件具有一第一電導(dǎo)板件(104)。上述饋線裝置配置在上述第一板件上,用于將射頻信號(hào)饋入上述N個(gè)發(fā)射元件;上述N個(gè)發(fā)射元件中至少第一個(gè)具有一第二板件(106)。上述第二板件與第一板件電感耦合(108)。
文檔編號(hào)H01Q1/24GK1262791SQ9880694
公開(kāi)日2000年8月9日 申請(qǐng)日期1998年7月7日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月9日
發(fā)明者斯特凡·莫倫, 科比特·羅威爾 申請(qǐng)人:奧根公司