CN100418268C - 表面安装型天线、天线设备及无线电通信设备 - Google Patents

Abstract

一种表面安装型天线(1)，包括矩形平行六面体形基体(6)、一组辐射电极(2、3、4)和馈电端(5)。辐射电极组(2、3、4)包括：形成在第一对侧面(6a、6b)上的辐射电极(2、4)，从而从一个端面(6c)侧延伸到另一端面(6d)侧；以及形成在第二对侧面(6e、6f)的一个侧面(6e)的一个端面(6c)侧和另一端面(6d)侧之一上的辐射电极(3)，将此辐射电极(3)与形成在第一对侧面(6a、6b)上的辐射电极(2、4)相连。将馈电端(5)形成在第一对侧面(6a、6b)的另一侧面(6b)的一部分上，部分位于第二对侧面(6e、6f)的另一侧面(6f)附近，将馈电端(5)与辐射电极组(4)相连。

Description

表面安装型天线、天线设备及无线电通信设备

技术领域

本发明涉及一种表面安装型天线，作为可应用于用在如便携式电话等移动通信设备中的双频率的小型天线，以及一种天线设备，和一种使用这种表面安装型天线和天线设备的无线电通信设备。

背景技术

如便携式电话等移动通信设备尺寸上的缩减已经得到了快速的发展。考虑到作为移动通信设备的部件的天线，正在通过使用表面安装型天线等，努力解决尺寸上的缩减。将参照图4的透视图，对传统的表面安装型天线和使用这种表面安装型天线的天线设备的示例进行解释。

在图4中，参考数字61表示表面安装型天线，将其安装在安装衬底72上以构成天线设备。在图4所示的表面安装型天线61中，参考数字66表示矩形平行六面体基体；参考数字65表示馈电端；而参考数字62和63表示辐射电极。此外，在安装衬底72中，参考数字74表示馈电电极，而参考数字73表示接地导体层。

在传统表面安装型天线61的结构中，为了使表面安装型天线61能够通过改变辐射电极的间距而应用于双频率，即，使表面安装型天线61能够处理不同的双频率，在基体66的一侧，使与馈电端65相连的螺旋辐射电极63的间距较宽，而使与辐射电极63相连的螺旋辐射电极62的间距较密。

通过将馈电端65与馈电电极74相连，将这种表面安装型天线61安装在安装衬底72的表面上，借此，构成了可应用于双频率的天线设备71。

此外，作为一种可应用双频率的天线，例如，日本未审专利公开JP-A 2002-204120公开了一种移动通信终端的天线，适合于通过将接地电容器与针对预定频带的天线元件相连以改变预定频带的值，而用在包括与预定频带不同的频带在内的多个频带中。根据此公开，由于无需在发射和接收信号的传输路径中串联插入开关，获得了可以处理多个频率而不会引起信号传输损耗的问题的天线。

此外，例如，日本未审专利公开JP-A 2002-314330公开了一种天线设备，包括：电介质基体；多个馈电辐射元件，形成在基体的表面，并具有馈电电极和辐射电极；以及，衬底，用于固定基体，其中，提供了用于向馈电辐射元件馈电的公共馈电点、短线，从而在衬底表面上或在基体和衬底的表面上，从馈电点连续展开，以及将馈电辐射元件的馈电电极与根据辐射电极的有效线长度而确定的短线的匹配点相连。根据此公开，在取决于辐射电极的有效线长度的谐振频率处，激励各个馈电辐射元件。在这种情况下，对于每个馈电辐射元件，各个馈电辐射元件的馈电电极与作为最优短线长度的短线匹配点相连。因此，在各个馈电辐射元件的各个谐振频率，获得了令人满意的谐振特性，并可以确保各个谐振频率所属于的频带中的所需带宽。

但是，在图4所示的传统表面安装型天线61中，其问题在于，为了使表面安装型天线61的操作频率与用在通信系统中的无线电信号的较低频率f1和较高频率f2相匹配，必需对螺旋辐射电极62和63的长度和间距进行调整，而这种调整需要很多的工时。

此外，还存在的问题是，当试图增加基体66的介电常数以缩减表面安装型天线61的尺寸时，由于在螺旋长辐射电极62和63与接地导体层73之间意外地产生了不必要的谐振模式，并且不能获得可应用双频率的稳定天线特性，难以缩减表面安装型天线61的尺寸。

此外，在JP-A 2002-204120中所公开的移动通信终端的天线中，其问题在于，难以对安装衬底应用表面安装。

此外，在JP-A 2002-314330中所公开的天线设备中，其问题在于，由于辐射电极具有平面图案，增加了天线的尺寸，而难以缩减天线的尺寸。

发明内容

为了解决上述传统技术中的问题，提出本发明。本发明的一个目的是提供一种可应用于双频率的表面安装型天线，利用其可以稳定地获得令人满意的天线特性，并可以容易地执行频率调整，而且可以缩减其尺寸，以及一种使用这种表面安装型天线的天线设备。

此外，本发明的一个目的是提供一种可应用于双频率的无线电通信设备，包括这种可应用于双频率的表面安装型天线和天线设备。

本发明提供了一种表面安装型天线，包括：

基体，形成为矩形平行六面体形，并由电介质或磁性材料制成，所述基体包括彼此相对的第一对侧面、彼此相对的一对端面和彼此相对的第二对侧面；

辐射电极组，形成在所述基体上，包括：形成在所述第一对侧面上的辐射电极，从而从一个端面侧延伸到另一端面侧；以及形成在所述第二对侧面的一个侧面的一个端面侧和另一端面侧之一上的辐射电极，将此辐射电极与形成在所述第一对侧面上的辐射电极相连；以及

馈电端，形成在所述第一对侧面之一的一部分上，所述部分位于所述第二对侧面的另一侧面附近，将所述馈电端与所述辐射电极组相连。

本发明提供了一种表面安装型天线，包括：

基体，形成为矩形平行六面体形，并由电介质或磁性材料制成，所述基体包括彼此相对的第一对侧面、彼此相对的一对端面和彼此相对的第二对侧面；

辐射电极组，形成在所述基体上，包括：形成在所述第一对侧面上的辐射电极，从而从一个端面侧延伸到另一端面侧；以及形成在所述第二对侧面的一个侧面的一个端面侧和另一端面侧之一上的辐射电极，将此辐射电极与形成在所述第一对侧面上的辐射电极相连；以及

馈电端，形成在所述第一对侧面之一的一部分上，所述部分位于所述第二对侧面的所述一个侧面附近，将所述馈电端与所述辐射电极组相连。

在本发明中，设置凹陷或通孔，从所述基体的所述第二对侧面的所述另一侧面向所述一个侧面延伸。

在本发明中，所述基体由电介质材料制成，其相对介电常数ε_r在3至30的范围内。

在本发明中，所述基体由磁性材料制成，其相对磁导率μ_r在1至8的范围内。

根据本发明，由于在基体的第一对侧面上形成了短双谐振模式的辐射电极，从而因为在避免了由于介电常数或相对磁导率所引起的不必要的谐振的同时，由于介电常数或相对磁导率的波长缩减作用，可以实现可应用于双频率的表面安装型天线。

根据本发明，当设置凹陷或通孔，从基体的第二对侧面的另一侧面向所述一个侧面延伸时，由于在保持天线特性的同时，可以减少基体的重量，可以改进安装之后安装强度抗冲击等的可靠性。

根据本发明，辐射电极的有效长度变长，而电流分布中的高电流密度区域增加，从而能够增加从辐射电极组辐射出的无线电波量，并能够增加天线的增益。此外，能够使天线小型化。

根据本发明，辐射电极的阻抗变大，从而能够降低天线的Q值，并增加带宽。

本发明提供了一种天线设备，包括：

安装衬底，在其表面上形成了馈电电极和设置在相对于所述馈电电极一侧的接地导体层；以及

前述表面安装型天线，

其中，将所述表面安装型天线安装在相对于所述馈电电极的另一侧，其状态为：其上形成了所述馈电端的所述第一对侧面之一面向所述安装衬底的所述表面，并将所述馈电端与所述馈电电极相连。

本发明提供了一种天线设备，包括：

安装衬底，在其表面上形成了馈电电极和设置在相对于所述馈电电极一侧的接地导体层；以及

前述表面安装型天线，

其中，将所述表面安装型天线安装在相对于所述馈电电极的另一侧，其状态为：所述第二对侧面的所述另一侧面面向所述安装衬底的所述表面，并将所述馈电端与所述馈电电极相连。

本发明提供了一种天线设备，包括：

安装衬底，在其表面上形成了馈电电极和设置在相对于所述馈电电极一侧的接地导体层；以及

前述表面安装型天线，

其中，将所述表面安装型天线安装在相对于所述馈电电极的另一侧，其状态为：所述第二对侧面的所述一个侧面面向所述安装衬底的所述表面，并将所述馈电端与所述馈电电极相连。

根据本发明，由于在从馈电点向由相对部分和与相对部分相连的部分构成的辐射电极馈电时，能够产生多个谐振。因此，可以使辐射电极组在形成在第一对侧面上的辐射电极部分中与馈电端相连的一侧上处理频率f2，而在形成在第一对侧面上的辐射电极部分中跨过第二对侧面相连的相对侧上处理与f2不同的频率f1(通常，f1小于f2)，以便分别操作为1/4波长天线，并令人满意地操作为可应用于双频率的表面安装型天线。

在这种情况下，例如，当想要进一步减小频率f1并进一步增加频率f2时，使馈电端与辐射电极的连接点脱位到相对于辐射电极组的相对端面的任何一侧，借此可以改变与各个频率f1和f2相对应的辐射电极部分的长度。因此，可以使天线设备处理所需的两个频率。

此外，在本发明的天线设备中，可以通过增加表面安装型天线的基体的介电常数和相对磁导率来减小频率f1和f2的平均频率。此外，例如，可以通过在安装衬底上的馈电电极中串联插入电抗元件，对频率f1和f2的平均频率进行控制，使其为高或低。

本发明提供了一种无线电通信设备，包括：

前述表面安装型天线或前述天线设备；以及

与其相连的发射电路和接收电路中的至少一个，对两个不同频带的无线电信号进行处理。

根据本发明，无线电通信设备包括：本发明的表面安装型天线或本发明的天线设备；以及与其相连的发射电路和接收电路中的至少一个，对两个不同频带的无线电信号进行处理。因此，获得了可应用于双频率的小型和高性能的无线电通信设备，其能够利用一个表面安装型天线或天线设备处理两个频率。

根据本发明，无线电通信设备包括：本发明的表面安装型天线或本发明的天线设备；以及与其相连的发射电路和接收电路中的至少一个，对两个不同频带的无线电信号进行处理。因此，无线电通信设备具有令人满意的针对双频率的天线特性，并可以执行令人满意的可应用于双频率的无线电通信。

如上所述，根据本发明，能够提供一种可应用于双频率的表面安装型天线，利用其可以稳定地获得令人满意的天线特性，并可以容易地执行频率调整，而且可以缩减其尺寸，以及一种使用这种表面安装型天线的天线设备。此外，能够提供一种可应用于双频率的无线电通信设备，包括这种可应用于双频率的表面安装型天线和天线设备。

附图说明

本发明的其他目的、特征和优点，从下面参考附图所作的详细描述中将看得更明显，图中：

图1A是示出了根据本发明第一实施例的表面安装型天线和使用这种表面安装型天线的根据本发明第一实施例的天线设备的透视图；

图1B是图1A所示的表面安装型天线的平面图；

图1C是图1A所示的表面安装型天线的右视图；

图1D是图1A所示的表面安装型天线的底视图；

图2A是示出了根据本发明第二实施例的表面安装型天线和使用这种表面安装型天线的根据本发明第二实施例的天线设备的透视图；

图2B是图2A所示的表面安装型天线的左视图；

图2C是图2A所示的表面安装型天线的平面图；

图2D是图2A所示的表面安装型天线的右视图；

图3A是示出了根据本发明第三实施例的表面安装型天线和使用这种表面安装型天线的根据本发明第三实施例的天线设备的透视图；

图3B是图3A所示的表面安装型天线的左视图；

图3C是图3A所示的表面安装型天线的底视图；

图3D是图3A所示的表面安装型天线的右视图；

图4是示出了传统表面安装型天线的示例和使用这种表面安装型天线的天线设备的透视图；

图5是示出了在本发明的天线设备中反射损耗的频率特性的示例的曲线图；

图6A和图6B是示出了用在根据本发明第一到第三实施例的表面安装型天线中的基体的示例的透视图；以及

图7A和图7B是示出了用在根据本发明第一到第三实施例的表面安装型天线中的辐射电极的形状示例的平面图。

具体实施方式

下面，将参照附图，对本发明的优选实施例进行描述。

以下，将参照附图，对本发明的表面安装型天线、天线设备和无线电通信设备的实施例进行解释。

图1A是示出了根据本发明第一实施例的表面安装型天线和使用这种表面安装型天线的根据本发明第一实施例的天线设备的透视图。图1B是图1A所示的表面安装型天线的平面图。图1C是图1A所示的表面安装型天线的右视图。图1D是图1A所示的表面安装型天线的底视图。

根据本发明第一实施例的表面安装型天线1包括基体6、第一辐射电极2、第二辐射电极4、第三辐射电极3和馈电端5。基体6由电介质或磁性材料制成，并形成为矩形平行六面体形。基体6包括彼此相对的第一对侧面6a和6b、彼此相对的一对端面6c和6d以及彼此相对的第二对侧面6e和6f。将第一辐射电极2形成在第一对侧面6a和6b的一个侧面(即，图1A中基体6的上表面)6a上，从而从一个端面6c侧延伸到另一端面6d侧。将第二辐射电极4形成在第一对侧面6a和6b的另一侧面(即，图1A中基体6的下表面)6b上，从而从一个端面6c侧延伸到另一端面6d侧。将第三辐射电极3形成在第二对侧面6e和6f的一个侧面(即，图1A中基体6远侧的侧表面)6e的一个端面(即，图1A中基体6的近侧的端面)6c侧。第三辐射电极3与第一和第二辐射电极2和4相连。将馈电端5形成在第一对侧面6a和6b中的另一个侧面6b的一部分上。所述部分位于第二对侧面6e和6f的另一侧面(即，图1A中基体6近侧的侧表面)6f附近。馈电端5与第二辐射电极4相连。

在根据本发明第一实施例的表面安装型天线1中，在矩形平行六面体基体6上，设置了一组辐射电极2、3和4，包括：形成在第一对侧面6a和6b上从而从一个端面6c侧延伸到另一端面侧6d的辐射电极2、4；以及形成在第二对侧面6e和6f中的一个侧面6e的一个端面6c侧和另一端面6d侧之一的辐射电极3，辐射电极3与形成在第一对侧面6a和6b上的辐射电极2和4相连，以及馈电端5形成在第一对侧面6a和6b之一的一部分上，所述部分位于第二对侧面6e和6f的另一个侧面6f附近，馈电端5与辐射电极4相连。

根据本发明第一实施例的天线设备包括表面安装型天线1和安装衬底12。在安装衬底12的表面上，形成了馈电电极14和设置在相对于馈电电极14的一侧(即，图1A中安装衬底12的上表面的左下侧)的接地导体层13。

将根据本发明第一实施例的表面安装型天线1安装在相对于馈电电极14的另一侧(即，图1A中安装衬底12的上表面的右上侧)，其状态为：其上形成了馈电端5的基体6的第一对侧面6a和6b中的个侧面(即，图1A中基体6的下表面)6b面向安装衬底12的所述表面，并将馈电端5与所述馈电电极14相连。按照这种方式，构成了根据本发明第一实施例的天线设备。

根据本发明第一实施例的表面安装型天线1，由形成在第二辐射电极、馈电端5与之相连的基体6的第一对侧面6a和6b中的另一侧面(即，图1A中基体6的下表面)6b上的第二辐射电极4的一部分形成了用于处理用在通信系统中的双频带无线电信号中的较高频率f2的1/4波长单极天线。因此，辐射电极4可以操作为处理频率f2的天线。

此外，由形成在第一辐射电极通过第三辐射电极3与第二辐射电极4相连的基体6的第一对侧面6a和6b的一个侧面(即，图1A中基体6的上表面)6a上的第一辐射电极2的一部分形成了用于处理双频带无线电信号中较低频率f1的1/4波长单极天线。因此，第一辐射电极2可以操作为处理频率f1的天线。

因此，根据本发明第一实施例的表面安装型天线1和使用此表面安装型天线1的根据本发明第一实施例的天线设备，能够用作具有令人满意的天线特性的、可应用于双频率的天线。

图5是示出了由根据本发明第一实施例的天线设备所表示的反射损耗的频率特性的示例的曲线图。在图5中，水平轴表示频率(单位：GHz)，垂直轴表示反射损耗(单位：dB)，而特征曲线表示反射损耗的频率特征。如图中所示，根据本发明第一实施例的天线设备操作为用于处理不同频率f1和f2的可应用于双频率的天线。应当注意的是，稍后描述的根据本发明第二和第三实施例的天线设备具有相同的特性。

在根据本发明第一实施例的表面安装型天线1中，如果第一对侧面6a和6b之间的距离太短，分别形成在第一对侧面6a和6b上的第一辐射电极2和第二辐射电极4之间的电流耦合变强，由此，反向电流流入辐射电极2和4，并且辐射电极2和4较不易操作。因此，需要确保彼此相对的第一辐射电极2和第二辐射电极4之间的间隔尽可能的长。例如，在用于处理800MHz和1900MHz的两个频率的天线的情况下，优选的是，第一辐射电极2与第二辐射电极4之间的间隔为3mm或更多。

此外，在根据本发明第一实施例的表面安装型天线1中，当减小分别形成在第一对侧面6a和6b上的第一辐射电极2和第二辐射电极4的宽度(基体6的第二对侧面6e和6f之间方向上的尺寸)时，减少了各个辐射电极的带宽。此外，当减少第一辐射电极2和第二辐射电极4的长度(基体6的相对端面6c和6d之间方向上的尺寸)时，带宽趋于减小。因此，优选的是，第一和第二辐射电极2和4以尽可能宽的形状延伸到基体6的端面。

此外，在根据本发明第一实施例的天线设备中，在将根据本发明第一实施例的表面安装型天线1安装在安装衬底12上时，如果第一和第二辐射电极2和4与安装衬底12的接地导体层13中间的距离太短，则各个辐射电极的带宽减小。考虑到这一点，需要对第一和第二辐射电极2和4的宽度和长度以及第一和第二辐射电极2和4与接地导体层13之间的距离进行优化。

此外，在根据本发明第一实施例的天线设备中，考虑到馈电端5与第二辐射电极4相连的连接位置，改变从基体6的一对端面6c和6d中较靠近的一个到馈电端5的距离，借此，改变从馈电端5到第二辐射电极4的端面的长度以及从馈电端5到第一辐射电极2的端面的长度。结果，能够实现频率调整。例如，在将馈电端5的连接位置设置为更靠近第二辐射电极4的端面时，减少了馈电端5到第二辐射电极4的长度，借此，增加了频率f2。另一方面，增加从馈电端5到第一辐射电极2的端面的距离，借此，减小了频率f1。此外，还能够通过将如片式电感器等电抗元件与馈电电极14串联来实现频率调整。

假设根据本发明第一实施例的表面安装型天线1具有以下尺寸。例如，基体6具有6.7的介电常数，35mm长，第一对侧面6a和6b之间的距离为5mm，以及第二对侧面6e和6f之间的距离为5mm。第一辐射电极2的长度为34mm，宽度为4mm。第二辐射电极4的长度为34mm，宽度为4mm。将第三辐射电极3设置在距相对端面6c和6d中的一个端面6c 11mm的位置，并且宽度为3mm。将馈电端5设置在距相对端面6c和6d中的一个端面6c 15mm的位置。将表面安装型天线1安装在安装衬底12的表面上，其状态为：第二辐射电极4面向安装衬底的表面，并且将从其尺寸为40×80mm的接地导体层13到第二辐射电极4的距离保持在5mm。在这种情况下，能够获得可应用于双频率的天线，在第一辐射电极2的一部分中，处理CDMA(频带：824到894MHz)，而在第二辐射电极4的一部分中，处理PCS(频带：1820到1990MHz)。

图2A是示出了根据本发明第二实施例的表面安装型天线和使用这种表面安装型天线的根据本发明第二实施例的天线设备的透视图。图2B是图2A所示的表面安装型天线的左视图。图2C是图2A所示的表面安装型天线的平面图。图2D是图2A所示的表面安装型天线的右视图。

根据本发明第二实施例的表面安装型天线21包括基体26、第一辐射电极22、第二辐射电极24、第三辐射电极23和馈电端25。基体26由电介质或磁性材料制成，并形成为矩形平行六面体形。基体26包括彼此相对的第一对侧面26a和26b、彼此相对的一对端面26c和26d以及彼此相对的第二对侧面26e和26f。将第一辐射电极22形成在第一对侧面26a和26b的一个侧面(即，图2A中基体26远侧的侧面)26a上，从而从一个端面26c侧延伸到另一端面26d侧。将第二辐射电极24形成在第一对侧面26a和26b的另一侧面(即，图2A中基体26近侧的侧面)26b上，从而从一个端面26c侧延伸到另一端面26d侧。将第三辐射电极23形成在第二对侧面26e和26f的一个侧面(即，图2A中基体26的上表面)26e的一个端面(即，图2A中基体26的近侧的端面)26c侧。第三辐射电极23与第一和第二辐射电极22和24相连。将馈电端25形成在第一对侧面26a和26b中的另一个侧面26b的一部分上。所述部分位于第二对侧面26e和26f的另一侧面(即，图2A中基体26的下表面)26f附近。馈电端25与第二辐射电极24相连。

在根据本发明第二实施例的表面安装型天线21中，在矩形平行六面体基体26上，设置了一组辐射电极22、23和24，包括：形成在第一对侧面26a和26b上从而从一个端面26c侧延伸到另一端面侧26d的辐射电极22、24；以及形成在第二对侧面26e和26f中的一个侧面26e的一个端面26c侧和另一端面26d侧之一的辐射电极23，辐射电极23与形成在第一对侧面26a和26b上的辐射电极22和24相连，以及馈电端25形成在第一对侧面26a和26b之一的一部分上，所述部分位于第二对侧面26e和26f的另一个侧面26f附近，馈电端25与辐射电极24相连。

根据本发明第二实施例的天线设备包括表面安装型天线21和安装衬底32。在安装衬底32的表面上，形成了馈电电极34和设置在相对于馈电电极34的一侧(即，图2A中安装衬底32的上表面的左下侧)的接地导体层33。

将根据本发明第二实施例的表面安装型天线21安装在相对于馈电电极34的另一侧(即，图2A中安装衬底32的上表面的右上侧)，其状态为：基体26的第二对侧面26e和26f的另一侧面(即，图2A中基体26的下表面)26f面向安装衬底32的所述表面，并将馈电端25与所述馈电电极34相连。按照这种方式，构成了根据本发明第二实施例的天线设备。

根据本发明第二实施例的表面安装型天线21，由形成在馈电端25与第二辐射电极相连的基体26的第一对侧面26a和26b中的另一侧面(即，图2A中基体26近侧的侧面)26b上的第二辐射电极24的一部分形成了用于处理用在通信系统中的双频带无线电信号中的较高频率f2的1/4波长单极天线。因此，辐射电极24可以操作为处理频率f2的天线。此外，由形成在第一辐射电极通过第三辐射电极23与第二辐射电极24相连的基体26的第一对侧面26a和26b的一个侧面(即，图2A中基体26远侧的侧面)26a上的第一辐射电极22的一部分形成了用于处理双频带无线电信号中较低频率f1的1/4波长单极天线。因此，第一辐射电极22可以操作为处理频率f1的天线。因此，根据本发明第二实施例的表面安装型天线21和使用此表面安装型天线21的根据本发明第二实施例的天线设备，能够用作具有令人满意的天线特性的、可应用于双频率的天线。

图3A是示出了根据本发明第三实施例的表面安装型天线和使用这种表面安装型天线的根据本发明第三实施例的天线设备的透视图。图3B是图3A所示的表面安装型天线的左视图。图3C是图3A所示的表面安装型天线的底视图。图3D是图3A所示的表面安装型天线的右视图。

根据本发明第三实施例的表面安装型天线41包括基体46、第一辐射电极42、第二辐射电极44、第三辐射电极43和馈电端45。基体46由电介质或磁性材料制成，并形成为矩形平行六面体形。基体46包括彼此相对的第一对侧面46a和46b、彼此相对的一对端面46c和46d以及彼此相对的第二对侧面46e和46f。将第一辐射电极42形成在第一对侧面46a和46b的一个侧面(即，图3A中基体46远侧的侧面)46a上，从而从一个端面46c侧延伸到另一端面46d侧。将第二辐射电极44形成在第一对侧面46a和46b的另一侧面(即，图3A中基体46近侧的侧面)46b上，从而从一个端面46c侧延伸到另一端面46d侧。将第三辐射电极43形成在第二对侧面46e和46f的一个侧面(即，图3A中基体46的下表面)46e的一个端面(即，图3A中基体46的近侧的端面)46c侧。第三辐射电极43与第一和第二辐射电极42和44相连。将馈电端45形成在第一对侧面46a和46b中的另一个侧面46b的一部分上。所述部分位于第二对侧面46e和46f的另一侧面46f附近。馈电端45与第二辐射电极44相连。

在根据本发明第三实施例的表面安装型天线41中，在矩形平行六面体基体46上，设置了一组辐射电极42、43和44，包括：形成在第一对侧面46a和46b上从而从一个端面46c侧延伸到另一端面侧46d的辐射电极42、44；以及形成在第二对侧面46e和46f中的一个侧面46e的一个端面46c侧和另一端面46d侧之一的辐射电极43，辐射电极43与形成在第一对侧面46a和46b上的辐射电极42和44相连，以及馈电端45形成在第一对侧面46a和46b之一的一部分上，所述部分位于第二对侧面46e和46f的另一个侧面46f附近，馈电端45与辐射电极44相连。

根据本发明第三实施例的天线设备包括表面安装型天线41和安装衬底52。在安装衬底52的表面上，形成了馈电电极54和设置在相对于馈电电极54的一侧(即，图3A中安装衬底52的上表面的左下侧)的接地导体层53。

将根据本发明第三实施例的表面安装型天线41安装在相对于馈电电极54的另一侧(即，图3A中安装衬底52的上表面的右上侧)，其状态为：基体46的第二对侧面46e和46f的一个侧面(即，图3A中基体46的下表面)46e面向安装衬底52的所述表面，并将馈电端45与所述馈电电极54相连。按照这种方式，构成了根据本发明第三实施例的天线设备。

根据本发明第三实施例的表面安装型天线41，由形成在第二辐射电极、馈电端45与之相连的基体46的第一对侧面46a和46b中的另一侧面(即，图3A中基体46近侧的侧面)46b上的第二辐射电极44的一部分形成了用于处理用在通信系统中的双频带无线电信号中的较高频率f2的1/4波长单极天线。因此，辐射电极44可以操作为处理频率f2的天线。此外，由形成在第一辐射电极通过第三辐射电极43与第二辐射电极44相连的基体46的第一对侧面46a和46b的一个侧面(即，图3A中基体46远侧的侧面)46a上的第一辐射电极42的部分形成了用于处理双频带无线电信号中较低频率f1的1/4波长单极天线。因此，第一辐射电极42可以操作为处理频率f1的天线。因此，根据本发明第三实施例的表面安装型天线41和使用此表面安装型天线41的根据本发明第三实施例的天线设备，能够用作具有令人满意的天线特性的、可应用于双频率的天线。

在本发明的表面安装型天线1、21和41中，基体6、26和46由矩形平行六面体电介质或磁性材料制成。例如，使用通过对包含氧化铝作为主要成分的电介质材料(相对介电常数ε_r：9.6)的粉末进行压模和烘烤而获得的陶瓷来制造基体6、26和46。此外，对于基体6、26和46，可以使用作为电介质材料的陶瓷和树脂的合成材料，或者可以使用如铁氧体等磁性材料。

在基体6、26和46由电介质材料制成时，高频信号在辐射电极2到4、22到24以及42到44中的传播速度下降，引起了波长的缩短。假定基体6、26和46的相对介电常数为ε_r时，辐射电极2到4、22到24以及42到44的导体图案的有效长度将增加ε_r ^1/2倍。因此，在导体图案的图案长度相同的情况下，电流分布中的高电流密度区域增加，从而，能够提高辐射出的无线电波量，并能够提高天线的增益。

此外，反过来说，在采用与常规天线特性相同的特性的情况下，能使辐射电极2到4、22到24以及42到44的图案长度为1/ε_r ^1/2，因而能够使表面安装型天线1、21和41小型化。

应当注意的是，在基体6、26和46由电介质材料制成的情况下，如果相对介电常数ε_r小于3，则其接近空气中的相对介电常数(ε_r＝1)，因此，满足天线小型化的市场要求是相当困难的。此外，当相对介电常数ε_r大于30时，小型化是可能的，但是天线的增益和带宽变得太小，因为天线的增益和带宽正比于天线的大小，也许不能实现作为天线的特性。因此，在基体6、26和46由电介质材料制成的情况下，希望使用相对介电常数ε_r大于等于3且小于等于30的电介质材料。例如，这样的电介质材料为包括氧化铝陶瓷和氧化锆陶瓷的陶瓷材料，和包括四氟乙烯和玻璃环氧树脂的树脂材料。

另一方面，在基体6、26和46由磁性材料制成的情况下，由于辐射电极2到4、22到24以及42到44的阻抗变大，所以能降低天线的Q值和增加带宽。

在基体6、26和46由磁性材料制成的情况下，当相对磁导率μ_r大于8时，天线的带宽增加，以及天线的带宽变宽，因为天线的增益和带宽正比于天线的大小，所以天线的增益和带宽变成太小，，以致不能实现作为天线的特性。所以，在基体6、26和46由磁性材料制成的情况下，希望使用相对磁导率μ_r大于等于1且小于等于8的磁性材料。例如，这样的磁性材料是YIG(钇铁石榴石)，Ni-Zr化合物和Ni-Co-Fe化合物。

辐射电极2到4、22到24以及42到44、馈电电极5、25和45由金属制成，所述金属包含从以下金属所构成的组中选择的一个，例如，铝、铜、镍、银、钯、铂和金，作为主要成分。为了利用这些金属形成各个图案，只需通过如印刷、沉积和溅射、金属箔叠压方法、电镀方法等多种薄膜形成方法，分别在基体6、26和46的预定侧面上形成所需图案形状的导体层。

将玻璃环氧树脂、氧化铝陶瓷等普通电路衬底用作安装衬底12、32和52。

此外，接地导体层13、33和53以及馈电电极4、34和54由如铜或银等用在普通电路衬底中的导体形成。

应当注意的是，作为一种将本发明的表面安装型天线1、21和41安装在安装衬底12、32和52的表面上，并将馈电端5、25和45与馈电电极4、34和54相连的方法，可以使用重熔炉的焊料安装。

应当注意的是，如图6A和6B中基体6、26和46的透视图所示，在表面安装型天线1、21和41中，设置凹陷A和通孔B，从基体6、26和46的第二对侧面6e、6f；26e、26f和46e、46f的另一侧面6f、26f和46f向一个侧面6e、26e和46e延伸。可以减少基体的重量，并可以改进安装之后安装强度抗冲击的可靠性。

本发明的无线电通信设备(未示出)包括上述根据本发明第一到第三实施例的表面安装型天线1、21或41或者根据本发明第一到第三实施例的天线设备，以及与其相连的、用于处理两个不同频带的无线电信号的发射电路和接收电路中的至少一个。此外，无线电信号处理电路可以与表面安装型天线、天线设备、发射电路或接收电路相连，以便使其能够执行所需的无线电通信。可以采用其他多种结构。

根据本发明的这种无线电通信设备，无线电通信设备包括上述本发明的表面安装型天线1、21和41或本发明的天线设备，以及与其相连的、用于处理两个不同频带的无线电信号的发射电路和接收电路中的至少一个。因此，所述无线电通信设备可以用作可应用于双频率的小型且高性能的无线电通信设备。

应当注意，本发明的表面安装型天线和天线设备并不局限于上述实施例，在不偏离本发明范围的前提下，可以将多种修改应用于表面安装型天线和天线设备。例如，本发明的表面安装型天线1、21和41的辐射电极2、3、4、22、23、24、42、43和44的形状并不局限于如图7A所示的矩形形状。可以采用如图7B的平面图所示的弯曲形状的辐射电极2′、3′、4′、22′、23′、24′、42′、43′和44′。通过按照这种方式改变电长度，可以减小相应的频率，或者可以生产小型天线。

在不偏离本发明的精神或基本特征的情况下，本发明可以用其他特殊形式实施。因此，现有的这些实施例在所有方面都应认为是解说性的而不是限制性的，因此，由所附权利要求而不是前面的描述所指示的本发明的范围、以及在权利要求的等效含意和范围内的所有修改，都倾向于被包含在其中。

Claims (12)

1. 一种表面安装型天线(1、21)，包括：

基体(6、26)，形成为矩形平行六面体形，并由电介质或磁性材料制成，所述基体(6、26)包括彼此相对的第一对侧面(6a、6b；26a、26b)、彼此相对的一对端面(6c、6d；26c、26d)和彼此相对的第二对侧面(6e、6f；26e、26f)；

辐射电极组(2、3、4；22、23、24)，形成在所述基体上(6、26)，包括：形成在所述第一对侧面(6a、6b；26a、26b)的两个面上的辐射电极(2、4；22、24)，从而从一个端面(6c、26c)侧延伸到另一端面(6d、26d)侧；以及形成在所述第二对侧面(6e、6f；26e、26f)的一个侧面(6e、26e)的一个端面(6c、26c)侧和另一端面(6d、26d)侧之一上的辐射电极(3、23)，将此辐射电极(3、23)与形成在所述第一对侧面(6a、6b；26a、26b)上的辐射电极(2、4；22、24)相连；以及

馈电端(5、25)，形成在所述第一对侧面(6a、6b；26a、26b)之一的一部分上，所述部分位于所述第二对侧面(6e、6f；26e、26f)的另一侧面(6f、26f)附近，将所述馈电端(5、25)与所述辐射电极组(4、24)相连。

2. 根据权利要求1所述的表面安装型天线(1、21)，其特征在于设置凹陷(A)或通孔(B)，从所述基体(6、26)的所述第二对侧面(6e、6f；26e、26f)的所述另一侧面(6f、26f)向所述一个侧面(6e、26e)延伸。

3. 根据权利要求1所述的表面安装型天线(1、21)，其特征在于所述基体(6、26)由电介质材料制成，其相对介电常数ε_r大于等于3且小于等于30。

4. 根据权利要求1所述的表面安装型天线(1、21)，其特征在于所述基体(6、26)由磁性材料制成，其相对磁导率μ_r大于等于1且小于等于8。

5. 一种表面安装型天线(41)，包括：

基体(46)，形成为矩形平行六面体形，并由电介质或磁性材料制成，所述基体(46)包括彼此相对的第一对侧面(46a、46b)、彼此相对的一对端面(46c、46d)和彼此相对的第二对侧面(46e、46f)；

辐射电极组(42、43、44)，形成在所述基体(46)上，包括：形成在所述第一对侧面(46a、46b)的两个面上的辐射电极(42、44)，从而从一个端面(46c)侧延伸到另一端面(46d)侧；以及形成在所述第二对侧面(46e、46f)的一个侧面(46e)的一个端面(46c)侧和另一端面(46d)侧之一上的辐射电极(43)，将此辐射电极(43)与形成在所述第一对侧面(46a、46b)上的辐射电极(42、44)相连；以及

馈电端(45)，形成在所述第一对侧面(46a、46b)之一的一部分上，所述部分位于所述第二对侧面(46e、46f)的所述一个侧面(46e)附近，将所述馈电端(45)与所述辐射电极组相连(4)。

6. 根据权利要求5所述的表面安装型天线(41)，其特征在于设置凹陷(A)或通孔(B)，将其从所述基体(46)的所述第二对侧面(46e、46f)的所述另一侧面(46f)向所述一个侧面(46e)延伸。

7. 根据权利要求5所述的表面安装型天线(41)，其特征在于所述基体(46)由电介质材料制成，其相对介电常数ε_r大于等于3且小于等于30。

8. 根据权利要求5所述的表面安装型天线(41)，其特征在于所述基体(46)由磁性材料制成，其相对磁导率μ_r大于等于1且小于等于8。

9. 一种天线设备，包括：

安装衬底(12)，在其表面上形成了馈电电极(14)和设置在相对于所述馈电电极(14)一侧的接地导体层(13)；以及

如权利要求1或2所述的表面安装型天线(1)，

其中，将所述表面安装型天线(1)安装在相对于所述馈电电极(14)的另一侧，其状态为：所述第一对侧面(6a、6b)的形成了所述馈电端的一个面面向所述安装衬底(12)的所述表面，并将所述馈电端(5)与所述馈电电极(14)相连。

10. 一种天线设备，包括：

安装衬底(32)，在其表面上形成了馈电电极(34)和设置在相对于所述馈电电极(34)一侧的接地导体层(33)；以及

如权利要求1或2所述的表面安装型天线(21)，

其中，将所述表面安装型天线(21)安装在相对于所述馈电电极(34)的另一侧，其状态为：所述第二对侧面(26e、26f)的所述另一侧面(26f)面向所述安装衬底(32)的所述表面，并将所述馈电端(25)与所述馈电电极(34)相连。

11. 一种天线设备，包括：

安装衬底(52)，在其表面上形成了馈电电极(54)和设置在相对于所述馈电电极(54)一侧的接地导体层(53)；以及

如权利要求5或6所述的表面安装型天线(41)，

其中，将所述表面安装型天线(41)安装在相对于所述馈电电极(54)的另一侧，其状态为：所述第二对侧面(46e、46f)的所述一个侧面(46e)面向所述安装衬底(52)的所述表面，并将所述馈电端(45)与所述馈电电极(54)相连。

12. 一种无线电通信设备，包括：

如权利要求1、2、5或6所述的表面安装型天线(1、21、41)或如权利要求9到11之一所述的天线设备；以及

与表面安装型天线或与天线设备相连的发射电路和接收电路中的至少一个，对两个不同频带的无线电信号进行处理。

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