CN202997046U - 多频带天线装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种能容易地进行阻抗匹配且天线特性不变差的多频带天线装置。辐射元件分支电路(30)具有：设在辐射元件分支电路(30)所具有的分支点(BP)与低频带用辐射元件(11)之间的低频带用负载电抗元件(X1)；以及设在分支点(BP)与供电点(FP)之间的分支处负载电抗元件(X3)，低频带用负载电抗元件(X1)和分支处负载电抗元件(X3)分别是由线圈图案构成的电感器，低频带用负载电抗元件(X1)和分支处负载电抗元件(X3)相互进行电磁场耦合。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种多频带的天线装置，特别涉及一种装载于移动电话终端等小型的通信终端设备的多频带天线装置。
背景技术
近年来，在移动电话终端等小型的通信终端设备中，为了对应多个频带，例如如专利文献1、2所示使用多频带天线。
专利文献1示出了一种多频带天线装置，该多频带天线装置具备与共用的供电部相连接的低频带用的辐射元件和高频带用的辐射元件，这些辐射元件的开放端相互邻近。图9是专利文献1所示的多频带天线装置的展开图。在该例子中，具备：从供电点1到分支点为止的供电部、由线路3、4、5构成的低频带用辐射元件、以及由线路6、7构成的高频带用辐射元件。
专利文献2示出了一种多频带天线装置，该多频带天线装置具备辐射电极经由频率可变电路与供电电极相连接而成的第1天线部、以及由追加辐射电极和供电电极构成的第2天线部，所述追加辐射电极与频率可变电路的中途相连接且前端开放。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2007－13596号公报
[专利文献2]日本专利特许第4508190号公报
实用新型内容
[实用新型所要解决的问题]
包括专利文献1、2所示的那种多频带天线装置在内，在设计多频带天线装置时，由于天线的周围的状况通常随不同机种而相异，因此其阻抗的调整并不容易。多频带天线的情况更为严重。
使辐射元件在中途分支，分别对一路分配低频带用的辐射元件，对另一路分配高频带用的辐射元件，为了调整各自的谐振频率，例如如图10所示的天线装置是有效的。在图10中，规定从辐射元件分支电路30的分支点BP开始到低频带用辐射元件11的第2端112为止的第1电长度P1、从分支点BP开始到高频带用辐射元件12的第2端122为止的第2电长度P2、以及从分支点BP开始到供电点FP为止的第3电长度P3。
在图10中，通过第1电长度P1和第3电长度P3以低频带的中心频率fL(例如900MHz)进行1/4波长谐振。另外，通过第2电长度P2和第3电长度P3以高频带的中心频率fH(例如1800MHz)进行1/4波长谐振。
辐射元件11、12与电抗元件X1、电抗元件X2、以及电抗元件X3相连接，根据这些电抗元件对低频带和高频带的谐振频率进行调整的话，这些电抗元件的损耗对天线特性影响很大。特别是，在小型天线的情况下，为了对低频带的谐振频率进行调整而负载的电抗元件X1、X3的值在很多情况下都为较大的电感器，从天线特性有可能会变差。
本实用新型是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能容易地进行阻抗匹配且天线特性不变差的多频带天线装置。
[用以解决问题的技术方案]
本实用新型是一种多频带天线装置，具备：低频带用辐射元件，该低频带用辐射元件的第1端与辐射元件分支电路相连接且第2端开放；高频带用辐射元件，该高频带用辐射元件的第1端与所述辐射元件分支电路相连接且第2端开放；以及接地导体，该接地导体与所述低频带用辐射元件和所述高频带用辐射元件一起进行谐振动作，该多频带天线装置的特征在于，所述辐射元件分支电路具有：低频带用负载电抗元件，该低频带用负载电抗元件设在所述辐射元件分支电路所具有的分支点与所述低频带用辐射元件之间；以及分支处负载电抗元件，该分支处负载电抗元件设在所述分支点与供电点之间，至少所述低频带用负载电抗元件和所述分支处负载电抗元件分别是由线圈图案构成的电感器，所述低频带用负载电抗元件和所述分支处负载电抗元件相互进行电磁场耦合。
优选为在所述供电电路与所述供电点之间负载有VSWR(VoltageStanding Wave Ratio：电压驻波比)改善用阻抗转换元件。
优选为采用以下结构：即，将所述低频带用辐射元件和所述高频带用辐射元件的第1端配置在离所述接地导体较近的一侧，将第2端配置在离所述接地导体较远的一侧，而且所述低频带用辐射元件的第2端与所述高频带用辐射元件的第2端经由电容而相互进行耦合。
[实用新型效果]
根据本实用新型，能得到能容易地进行阻抗匹配且天线特性不变差的多频带天线装置。
附图说明
图1(A)是本实用新型的实施方式1所涉及的多频带天线装置101的立体图，图1(B)是以图1(A)的视点为基准从后方观察多频带天线装置101的立体图。
图2是多频带天线装置101的俯视图。
图3是示出多频带天线装置101的辐射元件分支电路30所构成的变压器、电流路径和电长度的图。
图4是示出多频带天线装置101的谐振频率和反谐振频率的图。
图5是图3所示的多频带天线装置101的等效电路图。
图6(A)是实施方式2所涉及的多频带天线装置102的电路图，图6(B)是实施方式2所涉及的多频带天线装置102的等效电路图。
图7是实施方式3所涉及的多频带天线装置的VSWR改善用阻抗转换元件的结构图。
图8是实施方式3所涉及的多频带天线装置的另一个VSWR改善用阻抗转换元件的结构图。
图9是专利文献1所示的多频带天线装置的展开图。
图10是示出具备了辐射元件分支电路的天线装置的结构的图。
具体实施方式
《实施方式1》
图1(A)是本实用新型的实施方式1所涉及的多频带天线装置101的立体图，图1(B)是以图1(A)的视点为基准从后方观察多频带天线装置101的立体图。另外，图2是多频带天线装置101的俯视图。
该多频带天线装置101具备印刷布线板60和芯片天线50，所述芯片天线50安装在该印刷布线板60的非接地区域。芯片天线50具备电介质体10、以及形成在该电介质体10表面的低频带用辐射元件11和高频带用辐射元件12。印刷布线板60具备基材8、形成于该基材8的接地导体9、以及安装于基材8的多个芯片元器件。
如图2所表示的那样，该多频带天线装置101具备辐射元件分支电路30、供电电路32、以及VSWR改善用阻抗转换元件31，所述分支电路30包含低频带用负载电抗元件(以下称为“第1电抗元件”)X1、第2电抗元件X2、以及分支处负载电抗元件(以下称为“第3电抗元件”)X3，所述VSWR改善用阻抗转换元件31负载于供电电路32与第3电抗元件X3之间。例如，第1电抗元件X1、第2电抗元件X2、以及第3电抗元件X3都是感抗元件(电感器)。VSWR改善用阻抗转换元件31的具体例子由后述的实施方式所示。
低频带用辐射元件11的第1端111与辐射元件分支电路30相连接，第2端112开放。另外，高频带用辐射元件12的第1端121与辐射元件分支电路30相连接，第2端122开放。
将低频带用辐射元件11的第1端111配置在离接地导体9较近的一侧，将第2端112配置在离接地导体较远的一侧。另外，将高频带用辐射元件12的第1端121配置在离接地导体9较近的一侧，将第2端122配置在离接地导体9较远的一侧。因此，在低频带用辐射元件11和高频带用辐射元件12与接地导体9之间所产生的、不对辐射作出贡献的寄生电容较小，辐射效率较高。
接地导体9与低频带用辐射元件11和高频带用辐射元件12一起进行谐振动作。也就是说对低频带和高频带的辐射作出贡献。
图3是示出多频带天线装置101的辐射元件分支电路30所构成的变压器、电流路径和电长度的图。另外，图4是示出多频带天线装置101的谐振频率和反谐振频率的图。
在图3中，第1电抗元件X1和第3电抗元件X3分别是由线圈图案构成的电感器，通过电磁场耦合(主要是磁场耦合)构成了变压器T。
在图3中，对从辐射元件分支电路30的分支点BP开始到低频带用辐射元件11的第2端112为止的第1电长度(低频带谐振路径的电长度)P1、从分支点BP开始到高频带用辐射元件12的第2端122为止的第2电长度(高频带谐振路径的电长度)P2、以及从分支点BP开始到供电点FP为止的第3电长度P3进行规定。
通过第1电长度P1和第3电长度P3以低频带的中心频率fL(例如900MHz)进行1/4波长谐振。另外，通过第2电长度P2和第3电长度P3以高频带的中心频率fH(例如1800MHz)进行1/4波长谐振。
通过第1电长度P1和第2电长度P2决定反谐振频率fa(例如1300MHz)。即，在图3中通过电长度P4以反谐振频率fa进行1/2波长谐振。
此外，在图3中，根据第2电长度P2和第1电长度P1通过电长度以低频带的中心频率fL进行3/4波长谐振。
图5是图3所示的多频带天线装置101的等效电路图。在图5中，变压器T是以T型等效电路来表示如图3所示的变压器T的变压器。另外，在图5中，以50Ω的终端电阻33来表示由图3的VSWR改善用阻抗转换元件31和供电电路32所构成的电路。
由图5可知，低频带的谐振路径所负载的电抗为(L1＋L3＋2M)，高频带的谐振路径所负载的电抗为(L2＋L3)。
在低频带中电感增加由电磁场耦合而产生的互感M的2倍大小。由此，能减小构成期望的电感L1、L3的线圈的物理尺寸，其结果是，能降低由第1电抗元件X1和第3电抗元件X3带来的损耗。
如果以k来表示第1电抗元件X1和第3电抗元件X3的耦合系数的话，所述互感M为因此，优选为构成第1电抗元件X1的线圈与构成第3电抗元件X3的线圈进行强电磁场耦合。
另外，在高频带的谐振路径中，所产生的互感M相互抵消，因此能抑制由第1电抗元件X1和第3电抗元件X3的耦合所带来的影响。高频带比低频带的频率要高，因此大多不需要大的电感，该互感M的相互抵消是令人满意的。
《实施方式2》
图6(A)是实施方式2所涉及的多频带天线装置102的电路图，图6(B)是该多频带天线装置102的等效电路图。与如图3、图5所示的实施方式1的等效电路所不同的是，在第3电抗元件X3的供电电路一侧连接有第4电抗元件X4。另外，在第1电抗元件X1与低频带用辐射元件11之间连接有第5电抗元件X5。
第4电抗元件X4和第5电抗元件X5是不与第1电抗元件X1、第2电抗元件X2以及第3电抗元件X3进行耦合的微调用电感分量，作为外部负载电感来起作用。第5电抗元件X5作为低频带用辐射元件11的负载电感来起作用。
《实施方式3》
实施方式3示出了VSWR改善用阻抗转换元件的具体例子。
在图7的例子中，由电容器C6和电感器L6所组成的LC并联电路来构成VSWR改善用阻抗转换元件31。在该LC并联电路中，对电容器C6的电容和电感器L6的电感进行规定，使得在低频带具有电感性，在高频带具有电容性，从供电电路32观察辐射元件一侧的阻抗在哪个频带都匹配。
在图8的例子中，具备电感器L1a，L1b，L2a和L2b。在图8中，在端口#1上连接有供电电路32，在端口#2上连接有辐射元件分支电路30。
如图8所示，从端口#1向图中的箭头a方向提供电流时，在导体图案L1a中沿图中的箭头b方向流过电流，并且在导体图案L1b中沿图中的箭头c方向流过电流。然后，利用这些电流，来形成以图中箭头A示出的磁通(通过闭磁路的磁通)。
由于导体图案L1a和导体图案L2a互相配置为卷绕轴和导体图案重叠，因此在导体图案L1a中流过电流b而产生的磁场与导体图案L2a耦合，在导体图案L2a中沿反方向流过感应电流d。同样地，由于导体图案L1b和导体图案L2b互相配置为卷绕轴和导体图案重叠，因此在导体图案L1b中流过电流c而产生的磁场与导体图案L2b耦合，在导体图案L2b中沿反方向流过感应电流e。然后，利用这些电流，来形成以图中箭头B示出的、通过闭磁路的磁通。
由导体图案L1a、L1b在第1电感元件中所产生的磁通A的闭磁路与由导体图案L2a、L2b在第2电感元件中所产生的磁通B的闭磁路独立，因此在第1电感元件与第2电感元件之间产生等效的磁畴壁MW。
另外，导体图案L1a与导体图案L2a通过电场进行耦合。同样地，导体图案L1b与导体图案L2b通过电场进行耦合。图20中的电容器Ca、Cb是象征性地表示用于所述电场耦合的耦合电容的标号。
第1电感元件(L1a、L1b)和第2电感元件(L2a、L2b)通过磁场和电场这两者来进行强耦合。如此一来，VSWR改善用阻抗转换元件31也可以是变压器结构。
如此一来，具备有VSWR改善用阻抗转换元件31，从而供电电路31与多频带天线装置之间的阻抗得到匹配，能获得较高的电力效率。
标号说明
BP：分支点
FP：供电点
L1a，L1b，L2a，L2b：电感器
M：互感
P1：第1电长度
P2：第2电长度
P3：第3电长度
T：变压器
X1：第1电抗元件(低频带用负载电抗元件)
X2：第2电抗元件
X3：第3电抗元件(分支处负载电抗元件)
X4：第4电抗元件
X5：第5电抗元件
8：基材
9：接地导体
10：电介质体
11：低频带用辐射元件
12：高频带用辐射元件
30：辐射元件分支电路
31：VSWR改善用阻抗转换元件
32：供电电路
33：终端电阻
50：芯片天线
60：印刷布线板
101，102：多频带天线装置
111：低频带用辐射元件的第1端
112：低频带用辐射元件的第2端
121：高频带用辐射元件的第1端
122：高频带用辐射元件的第2端
Claims (3)
1.一种多频带天线装置，具备：
低频带用辐射元件，该低频带用辐射元件的第1端与辐射元件分支电路相连接且第2端开放；
高频带用辐射元件，该高频带用辐射元件的第1端与所述辐射元件分支电路相连接且第2端开放；以及
接地导体，该接地导体与所述低频带用辐射元件和所述高频带用辐射元件一起进行谐振动作，
该多频带天线装置的特征在于，
所述辐射元件分支电路具有：
低频带用负载电抗元件，该低频带用负载电抗元件设在所述辐射元件分支电路所具有的分支点与所述低频带用辐射元件之间；以及
分支处负载电抗元件，该分支处负载电抗元件设在所述分支点与供电点之间，
至少所述低频带用负载电抗元件和所述分支处负载电抗元件分别是由线圈图案构成的电感器，所述低频带用负载电抗元件和所述分支处负载电抗元件相互进行电磁场耦合。
2.如权利要求1所述的多频带天线装置，其特征在于，
在供电电路与所述供电点之间负载有电压驻波比改善用阻抗转换元件。
3.如权利要求1或2所述的多频带天线装置，其特征在于，
将所述低频带用辐射元件和所述高频带用辐射元件的第1端配置在离所述接地导体较近的一侧，将第2端配置在离所述接地导体较远的一侧，而且所述低频带用辐射元件的第2端与所述高频带用辐射元件的第2端经由电容而相互进行耦合。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20130612 |