CN103299483A - 天线装置用基板及天线装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够灵活地调整多谐振化的各谐振频率并且能够实现小型化或薄型化的天线装置用基板及天线装置。具备：基板主体（2）、第一至第三单元（3至5）、接地面（GND）和接地连接图案（6）；第一单元在基端设置有馈电点（FP），并且延伸使得具有馈电侧无源元件（P0）、第一连接部（C1）和天线元件（AT），第二单元延伸使得经由第二连接部（C2）连接至第一连接部，第三单元延伸使得经由第三连接部连接至第一单元，第一单元空开间隔延伸以能够产生与第二、第三单元和接地面之间的各寄生电容，第一至第三单元的至少一个经由通孔从基板主体的表面到背面形成图案。

Description

天线装置用基板及天线装置

技术领域

本发明涉及一种能够多谐振化的天线装置用基板及具备该基板的天线装置。

背景技术

以往在通信设备中，为了使天线的谐振频率实现多谐振化，提出了具备辐射电极和电介质块的天线，或使用开关、受控电压源的天线装置。例如，作为利用电介质块的现有技术，在专利文献1中提出了将辐射电极形成于树脂成型体，进一步通过粘合剂使电介质块一体从而得到高效率的复合天线。

另外，作为使用开关、受控电压源的现有技术，在专利文献2中提出了具备第一辐射电极、第二辐射电极以及开关的天线装置，所述开关设置在第一辐射电极的中途部与第二辐射电极的基端部之间，用于使第二辐射电极与第一辐射电极电连接或切断。

专利文献1：特开2010-81000号公报

专利文献2：特开2010-166287号公报

但是，上述现有技术中留有以下课题。即，在利用专利文献1中记载的电介质块的技术中，使用激励辐射电极的电介质块，每个设备都需要电介质块、辐射电极图案等的设计，存在根据其设计条件天线性能劣化、不稳定因素增加的弊端。另外，由于辐射电极形成在树脂成型体的表面，因此需要在树脂成型体上设计辐射电极图案，根据安装的通信设备或其用途，需要天线设计、模具设计，招致成本的大幅增加。进一步，由于通过粘合剂使电介质块与树脂成型体一体化，因此除了粘合剂的Q值以外还存在根据粘合条件（粘合剂的厚度、粘合面积等），天线性能劣化、不稳定因素增加的弊端。另外，在专利文献2中记载的使用开关、受控电压源的天线装置的情况下，为了通过开关进行谐振频率的调换，需要受控电压源的结构、电抗电路等，存在每个设备的天线结构复杂化，不具有设计的自由度，难以进行容易的天线调整的问题。进一步，近几年要求天线装置的进一步小型化及高性能化。

发明内容

鉴于前述的课题，本发明的目的在于提供一种能够灵活地调整多谐振化的各谐振频率，能够与用途或每个设备相应廉价且容易地确保天线性能，并且能够实现小型化、薄型化的天线装置用基板及天线装置。

本发明为了解决所述课题而采用以下结构。即，第一发明的天线装置用基板的特征在于，具备：绝缘性的基板主体；以及在该基板主体上分别由金属箔形成图案的第一单元、第二单元、第三单元、接地面和接地连接图案，所述第一单元在基端上设置有馈电点，并且延伸使得在中间部按顺序具有馈电侧无源元件、能够连接第一无源元件的第一连接部、以及电介质天线的天线元件，所述第二单元延伸，使得基端经由能够连接第二无源元件的第二连接部连接在所述第一单元的所述馈电侧无源元件和所述第一连接部之间，所述第三单元延伸，使得基端经由能够连接第三无源元件的第三连接部连接在所述第一单元的所述馈电侧无源元件和所述第一连接部之间，所述接地连接图案连接至所述接地面，并且经由接地侧无源元件连接在所述第一单元的比所述第二单元及第三单元的连接部分更基端侧，所述第一单元相对于所述第二单元、所述第三单元和所述接地面空开间隔延伸，以能够产生与所述第二单元之间的寄生电容、与所述第三单元之间的寄生电容以及与所述接地面之间的寄生电容，所述第一单元、第二单元和所述第三单元这三者中的至少一个经由通孔从所述基板主体的表面到背面形成图案。

在该天线装置用基板中，由于第一单元相对于第二单元、第三单元和接地面空开间隔延伸，以能够产生与第二单元之间的寄生电容、与第三单元之间的寄生电容以及与接地面之间的寄生电容，因此通过有效地利用与期望的谐振频率不发生自谐振的负载元件的天线元件与各单元之间的寄生电容，能够使其多谐振化（双谐振、三谐振）。另外，根据天线元件和连接于第一至第三连接部的第一至第三无源元件的选择（常数变更），能够灵活地调整各谐振频率，并能够得到与设计条件相应的可双谐振化或三谐振化的天线装置。如此在天线结构上，由于以一个天线装置用基板能够灵活地调整各谐振频率，因此能够调换谐振频率，能够变更按照用途和设备由无源元件等引起的调整部分。此外，对于带宽，能够根据各单元的长度及宽度和各寄生电容的设定进行调整。另外，能够在基板主体的平面内设计，与使用现有的电介质块、树脂成型体等的情况相比能够实现薄型化，并且根据作为电介质天线的天线元件的选择，也能够实现小型化及高性能化。另外，无需模具、设计变更等成本，能够实现低成本。进一步，由于在该天线装置用基板中，第一单元、第二单元和第三单元的至少一个经由通孔，从基板主体的表面到背面形成图案，因此不仅在基板主体的表面，背面也根据形成图案的单元的设计，无需扩大天线占有面积，能够谋求天线的高性能化及小型化的并存。

另外，第二发明的天线装置用基板，其特征在于，在第一发明中所述第一单元在比所述天线元件更前端侧具有由表面线状部和背面线状部以环状形成的前端环部，所述表面线状部在所述基板主体的表面形成图案，所述背面线状部经由通孔连接至该表面线状部，并以相对于所述表面线状部折回的状态在所述基板主体的背面形成图案

即，在该天线装置用基板中，由于在比天线元件更前端侧具有由表面线状部和背面线状部以环状形成的前端环部，表面线状部在所述基板主体的表面形成图案，所述背面线状部经由通孔连接至该表面线状部，并以相对于所述表面线状部折回的状态在所述基板主体的背面形成图案，因此与前端为开放端的情况相比能够降低阻抗，并且通过设置折回部能够谋求宽带化。另外，由于不仅利用表面而且还利用背面形成为环状，不干涉背面侧的其他单元，能够具有高的设计自由度形成图案，并且也能够从背面辐射，能够谋求高增益化。

另外，第三发明的天线装置用基板，其特征在于，在第二发明中所述第一单元在所述基板主体的表面具有：第一延伸部，从所述馈电点向远离所述接地面的方向延伸；第二延伸部，从该第一延伸部的前端向沿着所述接地面的方向延伸；第三延伸部，从基端向沿着所述接地面的方向延伸，并连接至同方向延伸的所述天线元件，所述基端从该第二延伸部的前端经由所述第一连接部向远离所述接地面的方向偏离；第四延伸部，从所述天线元件的前端朝向所述接地面延伸；以及第五延伸部，从该第四延伸部的前端沿着所述接地面朝向所述第一延伸部延伸，并且所述第一单元在所述基板主体的背面具有：第六延伸部，基端由通孔连接至该第五延伸部的前端，前端由通孔连接至所述第四延伸部的基端；所述第二单元从所述第二延伸部的前端与该第二延伸部同方向延伸，所述第三单元，从基端向沿着所述接地面的方向延伸，所述基端从所述第一延伸部的前端经由所述第四连接部向远离所述接地面的方向偏离。

即，在该天线装置用基板中，由于所述第二单元从第二延伸部的前端与该第二延伸部同方向延伸，并且所述第三单元，从基端向沿着所述接地面的方向延伸，所述基端从第二延伸部的前端经由第四连接部向远离所述接地面的方向偏离，因此能够使第二单元与第五延伸部之间的寄生电容、第二单元与第四延伸部之间的寄生电容、第二单元与天线元件之间的寄生电容、第二单元与接地面之间的寄生电容、第三单元与第三延伸部之间的寄生电容、第三单元与第二延伸部之间的寄生电容、第二延伸部与接地面之间的寄生电容产生，能够得到各谐振频率的高的调整自由度。

另外，第四发明的天线装置用基板，其特征在于，在第三发明中所述第三单元具有表面带状部和背面带状部，所述表面带状部在所述基板主体的表面形成图案，所述背面带状部经由通孔连接至该表面带状部，并且在所述基板主体的背面与所述表面带状部相对置地形成图案。即，在该天线装置用基板中，由于所述第三单元具有表面带状部和背面带状部，所述表面带状部在所述基板主体的表面形成图案，所述背面带状部经由通孔连接至该表面带状部，并且在所述基板主体的背面与所述表面带状部相对置地形成图案，因此通过由表面的表面带状部和背面的背面带状部的表面和背面构成第三单元，能够缩短第三单元整体的长度。另外，能够按照背面带状部的形状调整与第三延伸部之间的寄生电容，特别是，背面带状部的长度以表面带状部的长度作为最大，并且通过使宽度向接地面侧扩大，与表面带状部相比降低阻抗，也减少对与第一单元相关的谐振频率的干涉的影响。

另外，第五发明的天线装置用基板，其特征在于，在第一至第四发明的任一发明中，所述接地连接图案具有连接在所述第一单元的所述馈电侧无源元件的前端侧的第四无源元件和连接在基端侧的第五无源元件，并且通过所述馈电侧无源元件、所述第四无源元件和所述第五无源元件构成阻抗匹配电路。即，在该天线装置用基板中，由于接地连接图案具有连接在馈电侧无源元件的两端上的第四无源元件和第五无源元件，并且通过馈电侧无源元件、第四无源元件和第五无源元件构成阻抗匹配电路，因此即使在仅凭馈电侧无源元件的设定不能充分调整的情况下，也能够根据所谓构成π型的匹配电路的馈电侧无源元件、第四无源元件和第五无源元件的设定，进行谐振频率的微调和阻抗的调整。

另外，第六发明的天线装置用基板，其特征在于，在第三或第四发明中，所述第三延伸部被设为宽幅部，所述宽幅部被形成为与所述第三单元的前端部对置而能够产生寄生电容。即，在该天线装置用基板中，由于第三延伸部被设为宽幅部，所述宽幅部被形成为与第三单元的前端部对置而能够产生寄生电容，因此易于设定第三单元的前端部与宽幅部之间的寄生电容，并且天线整体的有效面积变宽，可得到宽带化及高增益化。

第七发明的天线装置具备第一至第六发明的任一天线装置用基板，其特征在于，所述第一无源元件、所述第二无源元件和所述第三无源元件分别连接至对应的所述第一连接部、所述第二连接部和所述第三连接部。即，在该天线装置中，由于第一无源元件、第二无源元件和第三无源元件分别连接至对应的第一连接部、第二连接部和第三连接部，因此仅适当选择第一至第三无源元件就可双谐振化或三谐振化，并能够以与用途或每个设备对应的两个或三个谐振频率进行通信。

另外，第八发明的天线装置具备第一至第六发明的任一天线装置用基板，其特征在于，所述第一无源元件连接至所述第一连接部，所述第二无源元件和所述第三无源元件中的任意一个连接至各自对应的所述第二连接部或所述第三连接部。即，在该天线装置中，由于第一无源元件连接至第一连接部，第二无源元件和第三无源元件中的任意一个连接至各自对应的第二连接部或第三连接部，因此能够在不使用第二无源元件或第三无源元件的情况下实现两种双谐振化。

根据本发明，实现以下的效果。根据本发明的天线装置用基板及具备该基板的天线装置，由于第一单元相对于第二单元、第三单元和接地面空开间隔延伸，以能够产生与第二单元之间的寄生电容、与第三单元之间的寄生电容以及与接地面之间的寄生电容，因此能够使其多谐振化（双谐振、三谐振）。另外，根据连接于第一至第三连接部的第一至第三无源元件的选择，能够灵活地调整各谐振频率，能够得到与设计条件相应的可双谐振化或三谐振化的天线装置，并且能够实现小型化以及高性能化。进一步，由于第一单元、第二单元和第三单元的至少一个经由通孔从基板主体的表面到背面形成图案，因此无需扩大天线占有面积，就能够谋求天线的高性能化以及小型化的并存。因此，本发明的天线装置用基板及具备该基板的天线装置能够容易地实现与多种用途或设备对应的多谐振化，并且能够谋求省空间化。

附图说明

图1是表示在本发明所涉及的天线装置用基板及天线装置的一实施方式中，天线装置用基板及天线装置的配线图。

图2是表示在本实施方式中天线装置的俯视图。

图3是表示在本实施方式中天线装置用基板的俯视图。

图4是表示在本实施方式中天线装置用基板的后视图。

图5是表示在本实施方式中天线元件的立体图（a）、俯视图（b）、正视图（c）和底视图（d）。

图6是表示在本实施方式中由天线装置用基板及天线装置产生的寄生电容的配线图。

图7是表示在本实施方式中三谐振化时的VSWR特性（电压驻波比）的图表。

图8是表示在本实施方式中未使用第二无源元件而双谐振化的天线装置的配线图。

图9是表示在本实施方式中未使用第三无源元件而双谐振化的天线装置的配线图。

图10是表示在本发明所涉及的天线装置用基板及天线装置的实施例中天线装置的辐射方向图的图表。

具体实施方式

下面，参考图1至图9对本发明所涉及的天线装置用基板及具备该基板的天线装置的一实施方式进行说明。

如图1至图4所示，本实施方式中的天线装置用基板1具备：绝缘性的基板主体2；以及在该基板主体2上分别由金属箔形成图案的第一单元3、第二单元4、第三单元5、接地面GND和接地连接图案6。

上述基板主体2为通常的印刷电路板，在本实施方式中，采用长方形状的由玻璃环氧树脂等构成的印刷电路板的主体。

另外，上述接地面GND在基板主体2的背面空开天线占有区域形成图案。另外，接地连接图案6在基板主体2的表面形成图案并与背面的接地面GND对置，由通孔H互相导通。此外，接地面GND也可形成在基板主体2的表面。此时，接地连接图案6不经由通孔H，直接连接至接地面GND，并且接地连接图案6可与接地面GND一体地形成。

上述第一单元3在基端设置有馈电点FP，并且延伸使得在中间部按顺序具有馈电侧无源元件P0、能够连接第一无源元件P1的第一连接部C1、以及电介质天线的天线元件AT。此外，上述馈电点FP连接于设置在基板主体2的接地面GND侧的高频电路（图示省略）。上述第二单元4延伸，使得基端经由能够连接第二无源元件P2的第二连接部C2连接在第一单元3的馈电侧无源元件P0与第一连接部C1之间。

上述第三单元5延伸，使得基端经由能够连接第三无源元件P3的第三连接部C3连接在第一单元3的馈电侧无源元件P0与第一连接部C1之间。上述接地连接图案6连接至接地面GND，并且经由接地侧无源元件（第四无源元件和第五无源元件）连接在第一单元3的比第二单元4及第三单元5的连接部分更基端侧。另外，第一单元3、第二单元4和第三单元5这三者中的至少一个经由通孔H从基板主体2的表面到背面形成图案。

上述第一单元3在基板主体2的表面具有：第一延伸部E1，从所述馈电点FP向远离接地面GND的方向延伸；第二延伸部E2，从该第一延伸部E1的前端向沿着接地面GND的方向（是邻接地面GND的外缘的延伸方向，是垂直于远离接地面GND的方向的方向）延伸；第三延伸部E3，从基端向沿着接地面GND的方向延伸，并连接至同方向延伸的天线元件AT，所述基端从该第二延伸部E2的前端经由第一连接部C1向远离接地面GND的方向偏离；第四延伸部E4，从天线元件AT的前端朝向接地面GND延伸；以及第五延伸部E5，从该第四延伸部E4的前端沿着接地面GND朝向第一延伸部E1延伸；并且第一单元3在基板主体2的背面具有：第六延伸部E6，基端由通孔H连接至第五延伸部E5的前端，前端由通孔H连接至所述第四延伸部E4的基端。

另外，第一单元3在比天线元件AT更前端侧具有由表面线状部和背面线状部以环状形成的前端环部，表面线状部在基板主体2的表面形成图案，背面线状部经由通孔连接至该表面线状部，并以相对于表面线状部折回的状态在基板主体2的背面形成图案。

即，第四延伸部E4和第五延伸部E5为表面线状部，并且第六延伸部E6为背面线状部，根据第四延伸部E4、第五延伸部E5和第六延伸部E6构成大致三角形的前端环部。此外，第五延伸部E5与第六延伸部E6的连接部分经由通孔H构成锐角折回的折回部。另外，在第六延伸部E6的正上方形成图案使得不放置天线元件AT和第二单元E7。即，是因为若在天线元件AT和第二单元E7的正下方延伸第六延伸部E6，则有干涉而带宽变窄、天线性能劣化的倾向的缘故。另外，即使沿着第四延伸部E4和第五延伸部E5配设第六延伸部E6，也有干涉而带宽变窄、天线性能劣化的倾向。因此，第六延伸部E6以倾斜的线状形成图案，使得避开天线元件AT、第二单元4、第四延伸部E4和第五延伸部E5。

另外，背面宽幅部E6a在作为第六延伸部E6的前端与经由通孔H的第四延伸部E4的连接部分形成图案。该背面宽幅部E6a为与第四延伸部E4对置并沿着该第四延伸部E4的延伸方向配设长边的长方形状。在考虑第四延伸部E4与第五延伸部E5之间的阻抗的情况下，第四延伸部E4的基端侧（天线元件AT侧）阻抗最低，根据背面宽幅部E6a扩大低阻抗部分而减少干涉的影响，从而能够实现宽带化。另外，背面宽幅部E6a作为通过第六延伸部E6产生第四延伸部E4与第五延伸部E5之间的内开口环，由于影响少，从而使其从第四延伸部E4的基端侧（天线元件AT侧）向前端方向延伸并设计图案。

另外，上述第二单元4从第二延伸部E2的前端与该第二延伸部E2同方向延伸。另外，上述第三单元5，从基端向沿着接地面GND的方向朝向第三延伸部E3延伸，基端从第一延伸部E1的前端经由第三连接部C3向远离接地面GND的方向偏离。

上述第三单元5具有表面带状部5a和背面带状部5b，表面带状部5a在基板主体2的表面形成图案，背面带状部5b经由通孔H连接至该表面带状部5a，并且在所述基板主体2的背面与表面带状部5a相对置地形成图案。上述接地连接图案6具有连接在第一单元3的馈电侧无源元件P0的前端侧的第四无源元件P4和连接在基端侧的第五无源元件P5，并且通过馈电侧无源元件P0、第四无源元件P4和第五无源元件P5构成阻抗匹配电路。

上述第三延伸部E3被设为宽幅部，所述宽幅部被形成为与第三单元5的前端部对置而能够产生寄生电容。作为该宽幅部的第三延伸部E3为与第二单元4和第五延伸部E5等的部分相比线宽设定得较大的长方形状，基端侧的边被配置成与第三单元5的前端部对置。另外，上述第二延伸部E2和第四延伸部E4也为宽幅部。

如此，第一单元3相对于第二单元4、第三单元5和接地面GND空开间隔延伸，以能够产生与第二单元4之间的寄生电容、与第三单元5之间的寄生电容以及与接地面GND之间的寄生电容。即，如图6所示，能够产生第二单元4与第五延伸部E5之间的寄生电容Ca、第二单元4与第四延伸部E4之间的寄生电容Cb、第二单元4与天线元件AT之间的寄生电容Cd、第二单元4与接地面GND之间的寄生电容Cf、第三单元5与第三延伸部E3之间的寄生电容Cg、第三单元5与第二延伸部E2之间的寄生电容Ch、第二延伸部E2与接地面GND之间的寄生电容Ci。

在设计上述背面带状部5b时，由于与作为宽幅部的第三延伸部E3之间产生寄生电容，而若朝向第三延伸部E3延伸，则因存在根据基板主体2的厚度，导致对共振频率f1最低的带宽干涉的情况，从而需要考虑该情况。即，背面带状部5b通过使其向第二延伸部E2侧的方向进行宽幅，从而与表面带状部5a相比阻抗变低、干涉的影响变少。另外，此时背面带状部5b与第二延伸部E2之间的寄生电容通过由基板主体2的厚度和电容率引起的寄生电容，有效地产生。因此，对于背面带状部5b的长度，以表面带状部5a的长度作为最大值并使宽度向第二延伸部E2侧延伸的设计是有效的。

上述天线元件AT为与期望的谐振频率不发生自谐振的负载元件，例如图5所示，为在陶瓷等电介质21的表面形成有Ag等导体图案22的芯片天线。天线元件AT按照谐振频率等的设定，还可以选择其长度、宽度、导体图案22等互不相同的元件，并且还可以选择相同的元件。

上述第一无源元件P1至第五无源元件P5和馈电侧无源元件P0可采用例如感应器、电容器或电阻。此外，第四无源元件P4和第五无源元件P5与搭载的各设备或设计条件有关，但最好是感应器、电容器的互相不同的无源元件。本实施方式的天线装置10，如图1和图2所示，具备上述天线装置用基板1，第一无源元件P1、第二无源元件P2和第三无源元件P3分别连接至对应的第一连接部C1、第二连接部C2和第三连接部C3。

构成阻抗匹配电路的馈电侧无源元件P0、第四无源元件P4和第五无源元件P5优选设定为如下。例如，在第四无源元件P4为感应器，第五无源元件P5为电容器的情况下，根据第四无源元件P4的常数变更等能够进行第一谐振频率f1和第二谐振频率f2的阻抗调整，并且根据第五无源元件P5的常数变更等能够进行第二谐振频率f2和第三谐振频率f3的阻抗调整。

另外，在第四无源元件P4为电容器，第五无源元件P5为感应器的情况下，根据第四无源元件P4的常数变更等能够进行第二谐振频率f2和第三谐振频率f3的阻抗调整，并且根据第五无源元件P5的常数变更等能够进行第一谐振频率f1和第二谐振频率f2的阻抗调整。此外，在第四无源元件P4与第五无源元件P5使用同一无源元件的情况以及仅第四无源元件P4或仅第五无源元件P5的情况下，能够以第一至第三谐振频率f1至f3全部联动的形式进行调整。

接着，参照图7对本实施方式的天线装置所涉及的谐振频率进行说明。

如图7所示，在本实施方式的天线装置10中，实现第一谐振频率f1、第二谐振频率f2和第三谐振频率f3这三者的多谐振化。上述第一谐振频率f1在三个谐振频率之中为低频带，由第一单元3、天线元件AT、第一无源元件P1、馈电侧无源元件P0和寄生电容确定。另外，上述第二谐振频率f2在三个谐振频率之中为中频带，由第二单元4、第二无源元件P2、馈电侧无源元件P0和寄生电容确定。进一步，上述第三谐振频率f3在三个谐振频率之中为高频带，由第三单元5、第三无源元件P3、馈电侧无源元件P0和寄生电容确定。另外，对于各谐振频率，通过使用第四无源元件P4和第五无源元件P5，控制流向接地面GND侧的高频电流的流动，进行最终的阻抗调整。下面，更详细地对这些谐振频率进行说明。

“关于第一谐振频率f1”

上述第一谐振频率f1的频率能够根据第二延伸部E2、第三延伸部E3、第四延伸部E4和第五延伸部E5的各长度以及第六延伸部E6进行设定和调整。另外，第一谐振频率f1的宽带化能够根据第二延伸部E2、第三延伸部E3、第四延伸部E4和第五延伸部E5的各长度和各宽度进行设定。

另外，第一谐振频率f1的阻抗调整能够由寄生电容Ca、寄生电容Cb、寄生电容Cd、寄生电容Ce和寄生电容Ci的各寄生电容的设定进行。进一步，最终的频率调整能够根据第一无源元件P1和馈电侧无源元件P0的选择灵活地进行。

另外，最终的阻抗调整能够根据第四无源元件P4和第五无源元件P5的选择灵活地进行。如此能够根据“各单元长的长度、宽度”、“各无源元件”、“天线元件AT”和“各单元之间的寄生电容”，灵活地调整谐振频率、带宽、阻抗。即，第一谐振频率f1主要由图1中的虚线A1的部分调整。

“关于第二谐振频率f2”

上述第二谐振频率f2的频率能够根据第二延伸部E2和第二单元4的各长度进行设定和调整。另外，第二谐振频率f2的宽带化能够根据第二延伸部E2和第二单元4的各长度和各宽度进行设定。

另外，第二谐振频率f2的阻抗调整能够由寄生电容Ca、寄生电容Cb、寄生电容Cd、寄生电容Cf和寄生电容Ci的各寄生电容的设定进行。进一步，最终的频率调整能够根据第二无源元件P2和馈电侧无源元件P0的选择灵活地进行。

另外，最终的阻抗调整能够根据第四无源元件P4和第五无源元件P5的选择灵活地进行。如此能够根据“各单元长的长度、宽度”、“各无源元件”和“各单元之间的寄生电容”，灵活地调整谐振频率、带宽、阻抗。即，第二谐振频率f2主要由图1中的点划线A2的部分调整。

“关于第三谐振频率f3”

上述第三谐振频率f3的频率能够根据第三单元5（表面带状部5a和背面带状部5b）的长度进行设定和调整。另外，第三谐振频率f3的宽带化能够根据第二延伸部E2和第二单元4的长度和宽度进行设定。

另外，第三谐振频率f3的阻抗调整能够由寄生电容Cg、寄生电容Ch和寄生电容Ci的各寄生电容的设定进行。进一步，最终的频率调整能够根据第三无源元件P3和馈电侧无源元件P0的选择灵活地进行。

另外，最终的阻抗调整能够根据第四无源元件P4和第五无源元件P5的选择灵活地进行。如此能够根据“各单元长的长度、宽度”、“各无源元件”和“各单元之间的寄生电容”，灵活地调整谐振频率、带宽、阻抗。即，第三谐振频率f3要由图1中的双点划线A3部分调整。

此外，作为天线特性希望在基板主体2上的天线占有区域A4（天线装置10所允许的设置区域）较大，其他结构优选设定为以下的条件。即，根据寄生电容的关系，希望从接地面GND到天线装置用基板1的上端（第三单元5）的距离设定为较长。另外，根据寄生电容的关系，希望天线尺寸的宽度（从第二延伸部E2的基端到第四延伸部E4的外缘的距离）较宽。

另外，希望从接地面GND到第五延伸部E5的距离较长。另外，由于作为图案易于调整，从而希望第四延伸部E4的宽度较宽，并且希望宽幅部的第三延伸部E3的长度和宽度较长或较宽。另外，希望第二延伸部E2的长度和宽度较长或较宽。此外，希望沿着基板主体2的第一延伸部E1的方向的尺寸为所使用的波长的四分之一左右。另外，通过使第二单元4变更成同方向延伸的电介质天线的天线元件（所谓芯片天线），也能够缩短第二单元4。

在本实施方式的天线装置10中，能够考虑天线周边的影响（周边零件、人体等）调换谐振频率。即，按照用途变更天线元件AT和各无源元件的选择和设定，能够灵活地变更第二谐振频率f2的调整部分和第三谐振频率f3的调整部分。即，通过调换调整第二谐振频率f2的点划线A2的部分和调整第三谐振频率f3的双点划线A3的部分来进行设定，能够由点划线A2的部分调整第三谐振频率f3，还能够由双点划线A3的部分调整第二谐振频率f2。

另外，在本实施方式的天线装置用基板1及天线装置10中，不仅能够实现三谐振化，还能够实现双谐振化。例如，可列举出在同一机型使用本实施方式的天线装置10，在现阶段中以双谐振使用，而将来希望以三谐振使用的情况等。即使该情况，也能够使天线装置1按原样双谐振化和三谐振化。

作为上述双谐振化的方法有如图8所示的未使用第二无源元件P2的方法和如图9所示的未使用第三无源元件P3的方法的2种对应方法。此时的频带如上所述由于能够进行个别调整，而能够灵活地设计成期望的频带。

如此，在本实施方式的天线装置用基板1及天线装置10中，由于第一单元3相对于第二单元4、第三单元5和接地面GND空开间隔延伸，以能够产生与第二单元4之间的寄生电容、与第三单元5之间的寄生电容和与接地面GND之间的寄生电容，因此通过有效地利用与期望的谐振频率不发生自谐振的负载元件的天线元件AT与各元件间的寄生电容，能够实现多谐振化（双谐振、三谐振）。

另外，根据连接于天线元件AT和第一至第三连接部C1至C3的第一至第三无源元件P1至P3的选择（常数变更等），能够灵活地调整各谐振频率，能够得到与设计条件相应的可双谐振化或三谐振化的天线装置。如此，在天线结构上，由于以一个天线装置用基板1可灵活地调整各谐振频率，因此能够进行谐振频率的调换，能够按照用途或设备变更由无源元件等引起的调整部分。

另外，能够在基板主体2的平面内设计，与使用现有的电介质块或树脂成型体等的情况相比能够实现薄型化，并且根据作为电介质天线的天线元件AT的选择，也能够实现小型化和高性能化。另外，无需模具、设计变更等的成本，能够实现低成本。

进一步，由于在该天线装置用基板1中，第一单元3、第二单元4和第三单元5的至少一个经由通孔H，从基板主体2的表面到背面形成图案，因此不仅在基板主体2的表面，背面也根据形成图案的单元的设计，无需扩大天线占有面积，能够谋求天线的高性能化及小型化的并存。

另外，由于在比天线元件AT更前端侧具有由表面线状部和背面线状部以环状形成的前端环部（第四延伸部E4、第五延伸部E5和第六延伸部E6），表面线状部在基板主体2的表面形成图案，背面线状部经由通孔H连接至该表面线状部，并以相对于所述表面线状部折回的状态在基板主体2的背面形成图案，因此与前端为开放端的情况相比能够降低阻抗，并且通过设置折回部能够谋求宽带化。另外，由于不仅利用表面还利用背面形成为环状，因此能够不干涉背面侧的其他元件，具有高的设计自由度形成图案，并且也能够从背面辐射，能够谋求高增益化。

进一步，由于第三单元5具有表面带状部5a和背面带状部5b，表面带状部5a在基板主体2的表面形成图案，背面带状部5b经由通孔H连接至该表面带状部5a，并且在基板主体2的背面与表面带状部5a相对置地形成图案，因此通过以表面的表面带状部5a和背面的背面带状部5b的表面和背面构成第三单元5，能够缩短第三单元5整体的长度。另外，能够按照背面带状部5b的形状调整与第三延伸部E3之间的寄生电容Cg，特别是，第三单元5的长度以表面带状部5a的长度作为最大，并且通过使宽度向接地面GND侧扩大，从而与表面带状部5a相比降低阻抗，也减少对与第一单元3相关的谐振频率的干涉的影响。

另外，由于接地连接图案6具有连接至馈电侧无源元件P0的两端的第四无源元件P4和第五无源元件P5，并且通过馈电侧无源元件P0、第四无源元件P4和第五无源元件P5构成阻抗匹配电路，因此即使在仅凭馈电侧无源元件P0的设定不能充分调整的情况下，也根据构成所谓π型的匹配电路的馈电侧无源元件P0、第四无源元件P1和第五无源元件P5的设定，能够进行谐振频率的微调和阻抗的调整。

另外，由于第三延伸部E3被设为宽幅部，所述宽幅部被形成为与第三单元5的前端部对置而能够产生寄生电容Cg，因此易于设定第三单元5的前端部与宽幅部之间的寄生电容Cg，并且天线整体的有效面积变宽，可得到宽带化及高增益化。

因此，在本实施方式的天线装置10中，由于具备上述天线装置用基板1，并且第一无源元件P1、第二无源元件P2和第三无源元件P3分别连接至对应的第一连接部C1、第二连接部C2和第三连接部C3，因此仅适当选择第一至第三无源元件P1至P3就可双谐振化或三谐振化，并且能够以与用途或每个设备对应的两个或三个谐振频率进行通信。

另外，由于第一无源元件P1与第一连接部C1连接，并且第二无源元件P2和第三无源元件P3中的任意一个连接至各自对应的第二连接部C2或第三连接部C3，因此能够以不使用第二无源元件P2或第三无源元件P3的状态实现两种双谐振化。

实施例

接着，参照图10，对在实际制作本实施方式的天线装置用基板及具备该基板的天线装置的实施例测定各谐振频率下的辐射方向图的结果进行说明。此外，将第一延伸部E1的延伸方向设为X方向，将第二延伸部E2的延伸方向设为Y方向，将对于接地面GND的垂直方向（朝向表面的垂直方向）设为Z方向。测定了此时对于YZ面的垂直极化波。另外，对于各无源元件，使用了第一无源元件P1：4.7nH、第二无源元件P2：5.6nH、第三无源元件P3：10nH，均为电感器。另外，第四无源元件P4使用了6.8nH的感应器和第五无源元件P5使用了0.5pF的电容器，并且馈电侧无源元件P0使用了1.2nH的感应器。

图10的（a）是800MHz频带的第一谐振频率f1下的辐射方向图，第一谐振频率f1：871MHz、VSWR：1.71、带宽（V.S.W.R≤3）：85MHz。另外，图10的（b）是1575MHz频带的第二谐振频率f2下的辐射方向图，第二谐振频率f2：1569MHz、VSWR：1.57、带宽（V.S.W.R≤3）：86MHz。进一步，图10的（c）是2000MHz频带的第三谐振频率f3下的辐射方向图，第三谐振频率f3：2005MHz、VSWR：1.72、带宽（V.S.W.R≤3）：214MHz。由这些辐射方向图可知，对于800MHz频带、1575MHz频带可得到几乎全向的天线特性，对于2000MHz频带可得到在90度方向具有指向性的天线特性。

此外，本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明宗旨的范围内能够施加各种变更。在上述实施方式中，在各连接部安装有一个无源元件，但并不限定一个，还可以安装多个。例如，对谐振频率需要进一步微调的情况等，还可以串联或并联地安装两个第一至第三无源元件。

符号说明

1…天线装置用基板、2…基板主体、3…第一单元、4…第二单元、5…第三单元、5a…表面带状部、5b…背面带状部、6…接地连接图案、10…天线装置、AT…天线元件、C1…第一连接部、C2…第二连接部、C3…第三连接部、E1…第一延伸部、E2…第二延伸部、E3…第三延伸部、E4…第四延伸部、E5…第五延伸部、E6…第六延伸部、FP…馈电点、GND…接地面、H…通孔、P0…馈电侧无源元件、P1…第一无源元件、P2…第二无源元件、P3…第三无源元件、P4…第四无源元件（接地侧无源元件）、P5…第五无源元件（接地侧无源元件）

Claims (12)

1.一种天线装置用基板，其特征在于，具备：绝缘性的基板主体；以及在该基板主体上分别由金属箔形成图案的第一单元、第二单元、第三单元、接地面和接地连接图案，

所述第一单元在基端设置有馈电点，并且延伸使得在中间部按顺序具有馈电侧无源元件、能够连接第一无源元件的第一连接部、以及电介质天线的天线元件，

所述第二单元延伸，使得基端经由能够连接第二无源元件的第二连接部连接在所述第一单元的所述馈电侧无源元件和所述第一连接部之间，

所述第三单元延伸，使得基端经由能够连接第三无源元件的第三连接部连接在所述第一单元的所述馈电侧无源元件和所述第一连接部之间，

所述接地连接图案连接至所述接地面，并且经由接地侧无源元件连接在所述第一单元的比所述第二单元及第三单元的连接部分更基端侧，

所述第一单元相对于所述第二单元、所述第三单元和所述接地面空开间隔延伸，以能够产生与所述第二单元之间的寄生电容、与所述第三单元之间的寄生电容以及与所述接地面之间的寄生电容，

所述第一单元、第二单元和所述第三单元这三者中的至少一个经由通孔从所述基板主体的表面到背面形成图案。

2.根据权利要求1所述的天线装置用基板，其特征在于，所述第一单元在比所述天线元件更前端侧具有由表面线状部和背面线状部以环状形成的前端环部，所述表面线状部在所述基板主体的表面形成图案，所述背面线状部经由通孔连接至该表面线状部，并以相对于所述表面线状部折回的状态在所述基板主体的背面形成图案。

3.根据权利要求2所述的天线装置用基板，其特征在于，所述第一单元在所述基板主体的表面具有：第一延伸部，从所述馈电点向远离所述接地面的方向延伸；第二延伸部，从该第一延伸部的前端向沿着所述接地面的方向延伸；第三延伸部，从基端向沿着所述接地面的方向延伸，并连接至同方向延伸的所述天线元件，所述基端从该第二延伸部的前端经由所述第一连接部向远离所述接地面的方向偏离；第四延伸部，从所述天线元件的前端朝向所述接地面延伸；以及第五延伸部，从该第四延伸部的前端沿着所述接地面朝向所述第一延伸部延伸，

并且所述第一单元在所述基板主体的背面具有：第六延伸部，基端由通孔连接至该第五延伸部的前端，前端由通孔连接至所述第四延伸部的基端；

所述第二单元从所述第二延伸部的前端与该第二延伸部同方向延伸，

所述第三单元，从基端向沿着所述接地面的方向延伸，所述基端从所述第一延伸部的前端经由所述第四连接部向远离所述接地面的方向偏离。

4.根据权利要求3所述的天线装置用基板，其特征在于，所述第三单元具有表面带状部和背面带状部，所述表面带状部在所述基板主体的表面形成图案，所述背面带状部经由通孔连接至该表面带状部，并且在所述基板主体的背面与所述表面带状部相对置地形成图案。

5.根据权利要求1或2所述的天线装置用基板，其特征在于，所述接地连接图案具有连接在所述第一单元的所述馈电侧无源元件的前端侧的第四无源元件和连接在基端侧的第五无源元件，并且通过所述馈电侧无源元件、所述第四无源元件和所述第五无源元件构成阻抗匹配电路。

6.根据权利要求3所述的天线装置用基板，其特征在于，所述第三延伸部被设为宽幅部，所述宽幅部被形成为与所述第三单元的前端部对置而能够产生寄生电容。

7.一种天线装置，其特征在于，具备权利要求1或2所述的天线装置用基板，所述第一无源元件、所述第二无源元件和所述第三无源元件分别连接至对应的所述第一连接部、所述第二连接部和所述第三连接部。

8.一种天线装置，其特征在于，具备权利要求1或2所述的天线装置用基板，所述第一无源元件连接至所述第一连接部，所述第二无源元件和所述第三无源元件中的任意一个连接至各自对应的所述第二连接部或所述第三连接部。

9.一种天线装置，其特征在于，具备权利要求1或2所述的天线装置用基板，所述天线装置用基板的特征在于，所述接地连接图案具有连接在所述第一单元的所述馈电侧无源元件的前端侧的第四无源元件和连接在基端侧的第五无源元件，并且通过所述馈电侧无源元件、所述第四无源元件和所述第五无源元件构成阻抗匹配电路，

所述第一无源元件、所述第二无源元件和所述第三无源元件分别连接至对应的所述第一连接部、所述第二连接部和所述第三连接部。

10.一种天线装置，其特征在于，具备权利要求1或2所述的天线装置用基板，所述天线装置用基板的特征在于，所述接地连接图案具有连接在所述第一单元的所述馈电侧无源元件的前端侧的第四无源元件和连接在基端侧的第五无源元件，并且通过所述馈电侧无源元件、所述第四无源元件和所述第五无源元件构成阻抗匹配电路，

所述第一无源元件连接至所述第一连接部，所述第二无源元件和所述第三无源元件中的任意一个连接至各自对应的所述第二连接部或所述第三连接部。

11.一种天线装置，其特征在于，具备权利要求3所述的天线装置用基板，所述天线装置用基板的特征在于，所述第三延伸部被设为宽幅部，所述宽幅部被形成为与所述第三单元的前端部对置而能够产生寄生电容，

所述第一无源元件、所述第二无源元件和所述第三无源元件分别连接至对应的所述第一连接部、所述第二连接部和所述第三连接部。

12.一种天线装置，其特征在于，具备权利要求3所述的天线装置用基板，所述天线装置用基板的特征在于，所述第三延伸部被设为宽幅部，所述宽幅部被形成为与所述第三单元的前端部对置而能够产生寄生电容，

所述第一无源元件连接至所述第一连接部，所述第二无源元件和所述第三无源元件中的任意一个连接至各自对应的所述第二连接部或所述第三连接部。

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