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CN104094469A - 天线及无线通信装置 - Google Patents

天线及无线通信装置 Download PDF

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CN104094469A
CN104094469A CN201380008179.9A CN201380008179A CN104094469A CN 104094469 A CN104094469 A CN 104094469A CN 201380008179 A CN201380008179 A CN 201380008179A CN 104094469 A CN104094469 A CN 104094469A
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驹木邦宏
南千春
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

天线(101)由电介质基体(10)和在该电介质基体(10)的表面形成的辐射电极构成。辐射电极由在电介质基体(10)的侧面形成的侧面电极(11a)、和在电介质基体(10)的上表面形成的上表面电极(11b)构成。辐射电极的一个端部是供电端(11f)，另一个端部是开路端(11e)。从辐射电极的供电端(11f)至开路端(11e)的电长度的途中的第1部位(P1)及第2部位(P2)靠近，由该相邻部分在第1部位(P1)与第2部位(P2)之间形成电容。此外，从辐射电极的供电端(11f)至开路端(11e)的电长度的途中的第3部位(P3)及第4部位(P4)靠近，由该相邻部分在第3部位(P3)与第4部位(P4)之间形成电容。

Description

天线及无线通信装置
技术领域
本发明涉及例如在移动电话终端、GPS接收机等移动体通信设备、Bluetooth(注册商标)等具有近距离无线通信功能的电子设备中所使用的小型天线及具备该天线的无线通信装置。
背景技术
例如，专利文献1公开了实现宽频及多频带的天线。图4是专利文献1公开的天线的立体图。该天线1具备电介质基体2、形成于该基体2的环状辐射电极3及供电电极4。上述环状辐射电极3从上述供电电极4沿着长方形状的上表面的各个边而形成为环状。该环状辐射电极3的开路端3a被配置成隔着间隔与供电端部侧电极部位的伸出电极部18对置，在该开路端3a与供电端部侧电极部位之间形成有电容。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2002-158529号公报
发明内容
-发明要解决的问题-
具备图4所示形状的辐射电极的天线是辐射电极的开路端和供电部附近相邻而形成电容，通过该电容，能够在几乎不会影响基模的谐振频率的情况下，确定高次模的谐振频率。
但是，在图4所示的天线中，通过在辐射电极的开路端与供电部之间形成的电容来控制高次模的频率，因此不能控制比该高次模更高的高次模或其他基模。因此，很难构成以2个模式以上工作的天线。此外，在辐射电极的开路端与供电部之间产生的电容抑制基模的辐射，因此存在基模的辐射特性劣化的问题。
本发明的目的在于提供一种不会使基模的辐射特性劣化且对应于多频带的天线及具备该天线的无线通信装置。
-用于解决问题的手段-
本发明的天线装置具有电介质基体及形成于该电介质基体的辐射电极，该天线的特征在于，
从所述辐射电极的供电端至开路端的电长度中作为距所述供电端的第1电长度的位置的第1部位、和在从该第1部位朝向所述开路端的方向上作为所述第1电长度的大致1/2电长度的位置的第2部位靠近，在所述第1部位与所述第2部位之间形成电容。
通过上述构成，产生第1部位成为等效的短路端、第2部位成为等效的开路端的谐振模式。该谐振模式不是利用全部辐射电极，而是利用辐射电极的一部分的模式，因此在比利用了全部辐射电极的基模高的频率下谐振。此外，高次模的控制不是由在辐射电极的开路端与供电部之间形成的电容进行的，而是由在开路端附近与从开路端看时成为下一个电流最大点的部位之间形成的电容进行的，因此能够防止基模的辐射效率的劣化。
优选从所述辐射电极的供电端至开路端的电长度中作为距所述供电端的第2电长度的位置的第3部位、和在从该第3部位朝向所述开路端的方向上作为所述第2电长度的大致1/2电长度的位置的第4部位靠近，在所述第3部位与所述第4部位之间形成电容。通过该构成，能够作为在3次模以上的谐振模式下谐振的多频带天线起作用。
所述电介质基体是在树脂材料中分散了电介质陶瓷填料的电介质复合树脂材料的成型体。由此，能够成形为与所组装的设备框体的形状相应的任意形状。
本发明的无线通信装置的特征在于，具备上述构成的天线和与该天线连接的通信电路，在基板构成所述通信电路，所述天线与所述基板连接。
-发明效果-
根据本发明，产生利用了全部辐射电极的基模、和利用了辐射电极的一部分的高次模的谐振，作为多频带天线起作用。并且，高次模的控制不是由在辐射电极的开路端与供电部之间形成的电容进行，而是由在开路端附近与从开路端看时成为下一个电流最大点的部位之间形成的电容进行，因此基模的辐射效率不会劣化。
附图说明
图1是第1实施方式的天线装置的立体图。
图2(A)、图2(B)、图2(C)是表示辐射电极上的各谐振模式的电场强度分布的图。
图3是第2实施方式的天线装置的立体图。
图4是专利文献1所示的表面安装型天线的立体图。
具体实施方式
《第1实施方式》
图1是第1实施方式的天线装置的立体图。该天线装置由基板20、及与框体一体化的天线101构成。天线101由电介质基体10、和在该电介质基体10的表面形成的辐射电极构成。电介质基体10是在树脂材料中分散了电介质陶瓷填料的电介质复合树脂材料的成型体。辐射电极由在电介质基体10的侧面形成的侧面电极11a、和在电介质基体10的上表面形成的上表面电极11b构成。辐射电极的一个端部是供电端11f，另一个端部是开路端11e。
在辐射电极的供电端11f至开路端11e的电长度的途中，第1部位P1及第2部位P2相靠近。第1部位P1是从辐射电极的供电端11f至开路端11e的电长度中的距供电端11f的第1电长度的位置。第2部位P2是距供电端11f的第2电长度的位置。该第2部位P2是从第1部位P1朝向开路端11e的方向上的第1电长度的大致1/2的电长度的位置。
由第1部位P1与第2部位P2的相邻部分(第1电容形成部C1)在第1部位P1与第2部位P2之间形成电容。
此外，在辐射电极的供电端11f至开路端11e的电长度的途中，第3部位P3及第4部位P4相靠近。第3部位P3是从辐射电极的供电端11f至开路端11e的电长度中的距供电端11f的第3电长度的位置。第4部位P4是距供电端11f的第4电长度的位置。该第4部位P4是从第3部位P3朝向开路端11e的方向上的第4电长度的大致1/2的电长度的位置。
由第3部位P3与第4部位P4的相邻部分(第2电容形成部C2)在第3部位P3与第4部位P4之间形成电容。
图2(A)、图2(B)、图2(C)是表示辐射电极上的各谐振模式的电场强度分布的图。
图2(A)表示第1部位P1成为等效的短路端、第2部位P2成为等效的开路端的谐振模式的电场强度分布。第1部位P1和第2部位P2通过第1电容形成部C1而电容耦合，因此从供电端11f看，产生以第1部位P1作为1/2波长的波节、以第2部位P2作为3/4波长的波腹的3次模驻波。用电流密度分布表示的话，供电端11f及第1部位P1为波腹、供电端11f与第1部位P1之间的中央及第2部位P2为波节。如图2(A)所示，λ2是该3次模的1个波长。因第1电容形成部C1的电容，第1部位P1与第2部位P2的电位变化的相位差变成90°，第1部位P1与第2部位P2之间的电位差变大，第1部位P1变成电场强度的1/2波长的波节、第2部位P2变成电场强度的3/4波长的波腹。由此，可将第2部位P2看作3次模的等效的(虚拟的)开路端，可以看作在该谐振模式中不存在第2部位P2至开路端11e的辐射电极。
由此，不是利用辐射电极的全部产生驻波，而是产生利用了辐射电极的一部分的3次谐振模式的驻波，因此在与使用了全部辐射电极的谐振模式不同的频率下谐振。其谐振频率例如是2100MHz频带的频率。
图2(B)表示了第3部位P3变成等效的短路端、第4部位P4附近变成等效的开路端的谐振模式的电场强度分布。第3部位P3和第4部位P4通过第2电容形成部C2电容耦合，因此从供电端11f看，产生以第3部位P3作为1/2波长的波节、以第4部位P4作为3/4波长的波腹的3次模的驻波。图2(B)所示的λ1是该3次模的1个波长。即，与图2(A)相同，因第2电容形成部C2的电容，第3部位P3与第4部位P4的电位变化的相位差变成90°，第3部位P3与第4部位P4之间的电位差变大，第3部位P3成为电场强度的1/2波长的波节、第4部位P4成为电场强度的3/4波长的波腹。该谐振频率例如是1800MHz频带的频率。
图2(C)表示了供电端11f变成短路端、开路端11e变成开路端的基本谐振模式的电场强度分布。这样，产生以开路端11e为电场强度的1/4波长的波腹的基本谐振模式的驻波。图2(C)所示的λ0是该基本谐振模式的1个波长。该谐振频率例如是800MHz频带的频率。
另外，辐射电极上的第1部位P1及第2部位P2的位置不一定是局部靠近的。如图2(A)所示，若以所关注的3次模的谐振频率(2100MHz带)的波长为准从供电端11f相隔了1/2波长的部位(P1)、与从该部位(P1)以所述谐振频率(2100MHz频带)的波长为准相隔了1/4波长的位置(P2)靠近，则在该第1部位P1与第2部位P2之间产生电容，出现电容耦合。换言之，若存在满足上述条件的第1部位P1及第2部位P2，则可在所关注的3次模的谐振频率下产生驻波。
上述情况在第3部位P3及第4部位P4的位置关系也是相同的。在图1所示的例中，第3部位P3及第4部位P4的位置存在于辐射电极中互相平行且靠近的范围内。第3部位P3及第4部位P4的位置并不是任意的，而是以所关注的3次模的谐振频率(1800MHz带)的波长为基准从供电端11f相隔了1/2波长的部位是第3部位P3，从该第3部位P3以所述谐振频率(1800MHz频带)的波长为基准相隔了1/4波长的位置是第4部位P4。但是，即使是偏离了所关注的3次模的谐振频率(1800MHz频带)的频率，若存在相当于P3、P4的部位，则在这种频率下也会产生3次模的驻波。因此，谐振频率的频带具有一定宽度。
如图2(A)、图2(B)所示，在高次模下使从供电部开始成为驻波分布的1/2波长的位置(电场强度最小位置)更靠近跟前(供电端侧)，而不是更靠近开路端11e，从而通过新构成的电容构成部C1、C2控制高次模的谐振频率，能够使原来的(基模下的)开路端11e远离供电部，能够抑制基模的劣化。即，如图4所示，不是通过使辐射电极的开路端和供电部靠近来构成电容并通过该电容控制谐振频率的构成，因此基模的开路端不会接近供电部，即开路端不会接近地线，不会导致基模的辐射特性劣化。
如以上所述，作为2100MHz频带、1800MHz频带、800MHz频带这3个波段的天线起作用。
在基板20上构成与供电电极21连接的通信电路。天线101与移动电话终端等无线通信装置的框体一体化，在该框体中组装了基板20的状态下，辐射电极的供电端11f经由管脚端子而与供电电极21连接。由此构成了无线通信装置。
《第2实施方式》
图3是第2实施方式的天线装置的立体图。该天线装置由基板20、及与框体一体化的天线102构成。天线102由电介质基体10、和在该电介质基体10的表面形成的辐射电极构成。辐射电极的一个端部是供电端11f，另一个端部是开路端11e。
从辐射电极的供电端11f至开路端11e的电长度的途中的第1部位P1及第2部位P2相互靠近。由第1部位P1与第2部位P2的相邻部分(第1电容形成部C1)在第1部位P1与第2部位P2之间形成电容。
此外，从辐射电极的供电端11f至开路端11e的电长度的途中的第3部位P3及第4部位P4相互靠近。由第3部位P3与第4部位P4的相邻部分(第2电容形成部C2)在第3部位P3与第4部位P4之间形成电容。
辐射电极上的第1电容形成部C1及第2电容形成部C2的电位置与第1实施方式所示出的位置相同。因此，与第1实施方式示出的天线101相同，作为3个波段的天线起作用。
在图3所示的天线102中，通过将辐射电极的供电端附近设为曲线状，从而增加供电端附近的电感分量，由此能够缩短辐射电极整体的物体长度。此外，通过将辐射电极上的第3部位P3设为曲线状并使第3部位P3和第4部位P4局部靠近，从而能够在规定的局部位置形成第2电容形成部C2。
另外，以上所示的各实施方式中在天线的电介质基体重使用了电介质复合树脂材料的成型体，但是作为电介质基体也可以使用电介质陶瓷在基板上构成表面安装型芯片天线。
符号说明
C1···第1电容形成部
C2…第2电容形成部
P1…第1部位
P2…第2部位
P3…第3部位
P4…第4部位
10…电介质基体
11a…侧面电极
11b…上表面电极
11e…开路端
11f···供电端
20…基板
21···供电电极
101，102…天线

Claims (4)

1.一种天线，具有电介质基体及形成于该电介质基体的辐射电极，该天线的特征在于，
从所述辐射电极的供电端至开路端的电长度中作为距所述供电端的第1电长度的位置的第1部位、和在从该第1部位朝向所述开路端的方向上作为所述第1电长度的大致1/2电长度的位置的第2部位靠近，在所述第1部位与所述第2部位之间形成电容。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，
从所述辐射电极的供电端至开路端的电长度中作为距所述供电端的第2电长度的位置的第3部位、和在从该第3部位朝向所述开路端的方向上作为所述第2电长度的大致1/2电长度的位置的第4部位靠近，在所述第3部位与所述第4部位之间形成电容。
3.根据权利要求1或2所述的天线，其特征在于，
所述电介质基体是在树脂材料中分散了电介质陶瓷填料的电介质复合树脂材料的成型体。
4.一种无线通信装置，其特征在于，
具备权利要求1～3中任一项所述的天线、和与该天线连接的通信电路，
在基板构成所述通信电路，所述天线与所述基板连接。
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