专利名称：多频带天线的制作方法
技术领域：
本发明涉及与多频带天线，并且特别涉及在无线LAN(局域网)、移动电话、蓝牙等中使用的无线电通信装置的多频带天线。
背景技术：
以前，通信装置只能在一个频带中与另一个进行通信。然而最近，已经开发出了可以在多个频带中进行通信的通信装置。例如，在无线LAN中，可以使用采用2.4GHz的频带通信系统以及采用5GHz的频带通信系统。同样在移动电话中，可以使用0.8GHz的频带系统和1.5GHz的频带系统。这种能够在多个频带中进行通信的通信装置，使用能够发送和接收多个频带无线电波的多频带天线。
有各种的多频带天线，例如，在图9中示出的天线具有两个在介质衬底上平行放置的导体制成的天线元件304和306。该天线元件304和306被连接到来自信号源(未示出)的馈线308在中间位置被划分出来的两个分支。(例如，参照文献，FUJIMOTO Kyouhei、YAMADAYoshihide、和TUNEKAWA Kouichi所著的，Sougou Denshi Shuppansha于1996年10月10日出版的名为“Zukai idoutuushinyou antennasystem”的第一版)发明内容用户喜欢小尺寸的通信装置来用于移动电话、无线LAN等，因为这种通信装置便于携带。因此，需要最小化无线电通信装置，并且是通过持续地将天线最小化。
如果，为了最小化如图9所示的天线而将多个天线元件彼此拉近，则由于在天线元件间的电磁干扰，会降低天线元件的特性。具体地，在天线元件之间，电磁波的流动彼此干扰并且会使得中心频率和阻抗都会偏离希望的范围，从而降低了天线元件的增益。另一方面，如果多个天线元件被彼此间隔一定的距离放置，则由于干扰引起的特性的降低会被抑制，但是天线本身的尺寸会变大。
本发明试图解决上述的现有技术中的问题，并且本发明的一个目的是最小化多频带天线。
为此，根据本发明，提供了一种多频带天线，包括介质衬底；以及多个导体部分，形成在介质衬底上并且彼此连接，其中多个导体包括第一导体部分，在第一方向上延伸，具有重复的线性线的山峰和山谷图形，并且达到开口末端；第二导体部分，在与第一方向基本上相对的方向上延伸，具有重复的线性线的山峰和山谷图形，并且达到开口末端；以及第三导体部分，用具有比第一和第二导体部分的每条线性线宽的宽线形成，并且连接到第一和第二导体部分的相对的端，而且还连接到馈线。
在根据本发明的天线中，第一和第二导体部分通过具有比第一和第二导体部分的线性线宽的线性线连接，以便天线能够被减小尺寸。此外，第一和第二导体部分被形成为在基本上相对的方向上延伸，以便在与方向垂直的方向上的天线尺寸的增大能够被抑制。
在天线中，优选地，用于连接第一和第三导体部分的连接位置，以及第二和第三导体部分的连接位置的线与穿过山峰和山谷的中心并且在第一导体的第一方向中延伸的线是不平行的。
为此，连接第一和第二导体的线性线可以用作天线元件的一部分，以便可以抑制在第一方向上的天线自身的增大。
在天线中，在这样的一些点中，即，在这些点，线穿过山峰和山谷的中心并且在第一方向上延伸，并且第一导体部分中的线性线彼此交叉，在这些点中最靠近到第三导体部分的连接位置的点是第一基点。以及，在那样的一些点中，即，在那些点，线穿过山峰和山谷的中心并且在第二方向上延伸，并且第二导体部分中的线性线彼此交叉，在那些点中，最靠近到第三导体的连接位置的点是第二基点。优选地，在从第二基点向着第一基点在第三方向上延伸的线以及在第一方向中延伸的线之间的角度是90度或更小的角。
为此，形成了第一和第二导体部分，以便它们位于与延伸方向垂直的方向上。因此，在第一和第二导体之间的电磁干扰可以被减少。
在天线中，介质衬底可以是用于安装部件的印刷电路板。此外，至少多个导体部分的表面的一部分用绝缘层覆盖。该绝缘层优选地包括与介质衬底相同的陶瓷，或者树脂，例如环氧树脂或者酚醛树脂。绝缘层的厚度是不受限制的，但是优选地，在10到100μm之间。
本发明可以用各种实施例来实现。例如，可以实现为包括本发明的天线的射频模块、无线电通信装置等。
图1示出了作为本发明的第一实施例的天线100的平面图；图2(图2A到2B)示出了表示单频带天线的反射系数的示意图；图3示出了单频带天线的示意图；图4示出了作为本发明的第二实施例的天线110的平面图；图5示出了作为本发明的第三实施例的天线120的平面图；图6示出了作为本发明的第四实施例的天线130的平面图；图7A-7C示出了第一和第二导电部分的位置与第一角θ之间的关系的示意图；图8示出了与图1中的天线100配置在一起的射频模块的结构配置的框图；以及图9示出了现有技术中的多频带天线的示例平面图。
参考编号说明10-13第一导体部分20-23第二导体部分30-33第三导体部分10e-13e开口末端20e-23e开口末端50电馈线56，60低噪声放大器58，62功率放大器500射频模块900，910，920，930介质衬底72，74开关76同向双工器100，110，120，130天线200单频带天线D10-D13第一方向D20-D23第二方向D30-D33第三方向B10-B13第一基点B20-B23第二基点C10-C13连接位置C20-C23连接位置SH天线SL天线具体实施方式
A1第一实施例
A2第二实施例A3第三实施例A4第四实施例B射频模块C修改A1第一实施例图1示出了作为本发明的第一实施例的天线100的平面图。该实施例的天线100与在例如无线LAN等中的无线电通信装置一起使用，并且可以操作于2.4GHz和5GHz两个频带。该天线采用单极形式，其中天线元件的有效长度大约是波长的四分之一。
如图1所示，实施例的天线100包括介质衬底900，通过电介质形成，优选地通过氧化物陶瓷和玻璃陶瓷形成，以及由诸如Ag、Ag-Pt、Ag-Pd、Cu、Au、W、Mo和Mn，以及它们中的至少两种的合金在介质衬底900的表面上形成的第一导体部分10、第二导体部分20和第三导体部分30。
第一导体部分(第一弯曲导体部分)10具有在第一方向D1上延伸到开口末端10e的线性线，具有矩形波形的重复图形，下面将称作弯曲形状。波形可以通过约束线(Curbed line)，直线或者锯齿线，或者它们的组合来形成。它具有相对的端C10，连接到第三导体部分(宽导体部分)30。该第一弯曲导体部分10是用于在5Ghz上的发送和接收的。
第二导体部分(第二弯曲导体部分)20具有在与第一方向D1相差180度的第二方向D2上延伸的线性线，具有到达开口末端20e的弯曲形状。它具有相对的端C20，连接到宽导体部分30。该第二导体部分20可以操作于2.4GHz频带。在该实施例中，第二弯曲导体10的宽度W20与第一弯曲导体部分10的宽度W10相同，但是它们也可以被设置为不同的值。
宽导体部分30被放置在第一和第二弯曲导体部分10和20之间。该宽导体部分30形成为宽线并且W30的线宽宽于第一、第二弯曲导体部分10、20的宽度W10、W20。该宽导体部分30具有弯曲连接部分30a，连接到第一和第二弯曲导体部分10和20，并且馈线连接部分30b连接到馈线50，连接部分30a和30b被连接为近似字母T的形状。该弯曲连接部分30a在与第一和第二弯曲导体部分10、20的方向D10、D20相同的方向上线性延伸。馈线连接部分30b在与方向D10和D20相垂直的方向上延伸。在图1中，第一和第二连接导体部分10和20、弯曲连接部分30a，以及馈线连接部分30b以不同的方式形成，但是它们优选地由相同的材料形成为连续的区域。
该第一弯曲导体部分10与弯曲连接部分30a一起作为一个天线元件(操作于5GHz频带)。同样，第二弯曲导体部分20与弯曲部分30a一起作为一个天线元件(操作于2.4GHz频带)。即，宽导体部分30被两个天线元件共用。每个天线元件的一部分，即每个第一和第二弯曲导体部分10和20形成弯曲形状，以便天线能够被最小化。
在图1中，第一基点B10被示出在接近第一弯曲导体部分10和宽导体部分30的连接位置。该第一基点B10是在这样一些点中最靠近到宽导体部分30的连接位置的点，在这些点，线CL1穿过第一弯曲导体部分10的山峰和山谷的中心并且在第一方向D10上延伸，而且弯曲导体部分10的线性线彼此交叉。形成第一弯曲导体部分10以便穿过第一基点B10，并且在第一方向D10上延伸。简言之，第一弯曲导体部分10被形成为使得线性线重复地跨过在第一方向上延伸的线，以第一基点B10作为起点。即，第一基点B10意味着第一弯曲导体部分10的实质上的起点。
与第一弯曲导体部分10一样，在第二弯曲导体部分20中示出了第二基点B20。该第二基点B20是在这样一些点中最靠近到宽导体部分30的连接位置的点，在这些点，线CL2穿过第二弯曲导体部分20的山峰和山谷的中心并且在第二方向D20上延伸，而且弯曲导体部分20的线性线彼此交叉。该第二弯曲导体部分20被形成为以便穿过第二基点B20并且在与第一方向D10相反的方向(第二方向D20)上延伸。在该实施例中，线CL1、CL2以及弯曲连接部分30a的中心线CL3变成了相同的线。
在该实施例中，第一和第二导体部分10和20被形成以便它们被放置在相同的线上的相对的位置上。因此，在与第一和第二弯曲导体部分10和20的延伸方向垂直的方向上的天线宽度的增加可以被抑制。
总之，天线元件和位于附近的其他的导体之间具有电磁效应。在具有弯曲形状的天线元件中，因为在从天线元件的位置到任何其他的导体(例如，另一个天线元件或者接地导体部分)位置的方向与天线元件的延伸方向之间的角度是接近90度的，所以，在天线元件和导体之间的干扰作用变得更大了。换句话讲，从天线的角度来看，由于导体被放置的方向和与天线元件的延伸方向相垂直的方向接近，所以天线的特性被天线和导体之间的电磁干扰严重地影响了。在该实施例中，第一和第二弯曲导体部分10和20被形成为使得它们不放置在与天线元件(第一和第二弯曲导体部分10和20)的延伸方向垂直的方向上，以便可以抑制在第一和第二弯曲导体部分10和20之间的电磁干扰。
在第一实施例中，第一和第二弯曲导体部分10和20的延伸方向是完全彼此相对的(第一和第二方向之间的角度是180度)。但是，如果尽管角度与180度有微小的偏差，但是延伸的方向是基本上彼此相对的，则在两个弯曲导体部分10和20之间的电磁干扰可以被减小，并且天线的尺寸的增大可以被抑制。但是，优选地，从最小化天线的角度来看，与180度之间的偏差是小的。例如，优选地，在第一和第二方向之间的角度是160度或者大于160度的；最好是170度或以上。当延伸方向偏离的时候，优选地偏离到馈线的相对的方向上。
此外，在如图1所示的第一实施例的天线中，连接第一和第二弯曲导体部分10和20的宽线30a的宽度是W30，宽导体部分30的宽度大于第一、第二导体部分10、20的线性线的宽度W10、W20。因此，每个第一和第二弯曲导体部分10和20被通过具有宽度W30的线性线连接到馈线50。这里，将沿着弯曲连接部分30a的中心线CL3a从馈线连接部分30b的中心线CL3b到第一弯曲导体部分10和宽导体部分30的连接位置C10的距离设定为L10。将沿着弯曲连接部分30a的中心线CL3a从馈线连接部分30b的中心线CL3b到第二弯曲导体部分20和宽导体部分30的连接位置C20的距离设定为L20。然后，调整长度L10、L20，从而宽导体部分30从第一、第二弯曲导体部分10、20的连接位置C10、C20到馈线50之间的距离可以被调整。因此，长度L10、L20可以被调整，从而可以容易地进行天线操作于的频带的阻抗调整(通过连续的反射系数调整)。
图2A到2B示出了一个测试结果的示意图，该结果是采用单频带天线进行的，以测试宽导体部分30对于天线的反射系数的影响。图2A示出了单频带天线200。该单频带天线200是用宽导体部分Sw和弯曲导体部分Sm形成的。该宽导体部分Sw是具有给定宽度W的线性导体部分，并且在一端连接到馈线(未连接)，并且在另一端连接到弯曲导体部分Sm。该弯曲导体部分Sm在一端被连接到宽导体部分Sw，并且形成在与宽导体部分Sw的延伸方向相同的方向上延伸的弯曲形状，并且另一端是开放端。宽导体部分Sw的宽度W比形成弯曲形状的线性线的宽度Wm宽。
图2B示出了单频带天线的反射系数和频率之间的关系。垂直轴代表天线的反射系数；值越小，反射部分越小，即，天线的效率越高(以dB为单元)。水平轴表示馈线提供的信号的频率。图2B示出了两种情况，其中在图2A的单频带天线中，宽导体部分Sw的长度X是4.5mm，并且在弯曲导体部分Sm的长度Lm是10mm、线性线的宽度Wm是0.25mm、并且宽导体部分Sw的线宽度是2mm的情况下是5.00mm。
如图2B所示，在2.4GHz覆盖范围内反射系数变得小了，并且可以看到在长度X上有区别的单频带天线操作于2.4GHz。另一方面，由于响应于长度X，反射系数的最小值变得不相同了，并且成为了例如在图2B中的-30dB到-50dB。适用于发送和接收信号的带宽(例如，当反射系数是-10dB或者更小时的反射频率范围)也响应于长度X而不同(在图2的示例中，长度X被调整为4.5mm到5.0mm，因此带宽变宽了)。即，宽导体部分Sw的长度X是可以调整的。因此，天线的反射系数(阻抗)可以不通过过多地改变对应的频带而得到调整。
如图1中的第一实施例所示，与宽导体部分的长度是可以调整的一样，阻抗的调整也可以以相似的方式来进行。在图1中示出的天线100中，第一弯曲导体部分10与从宽导体部分30的馈线到第二弯曲导体部分20的通道一起作为一个天线元件。因此，从第一、第二弯曲导体部分10、20的连接位置C10、C20，以及宽导体部分30到馈线的分支位置的长度L10、L20被调整了，从而从馈线50到第一、第二弯曲导体部分10、20的长度可以被调整。即，长度L10是可以调整的，从而可以容易地调整在此之后被称为第一频带的，由第一弯曲导体部分10发送和接收的信号的频带中的阻抗。此外，长度L10是独立于从宽导体部分30到第二弯曲导体部分20的通道的长度的。因此，长度L10可以不用过大地影响第二弯曲导体部分20发送和接收的信号的频带，下面称为第二频带中的阻抗来调整。因此，可以分别独立地进行对于第一和第二频带中的阻抗的调整。因为宽导体部分(即，L10或者L20)的长度是可调整的，所以如果对应的频带(具有小反射系数的频率区域)与目标频带之间有偏差，则具有对应的弯曲形状的第一、第二弯曲导体部分10、20被拉长或者变短，所以频带可以被调整。
因为连接第一和第二弯曲导体部分10、20的宽导体部分30的宽度中的线性线(弯曲连接部分30a)的宽度W30变大了，所以可以更加容易地调节阻抗；但是，优选地，宽度W30从天线自身的尺寸的角度来看，最好不要过大。例如，优选地，宽度W30在第一、第二弯曲导体部分10、20的线性线的宽度W10、W20的5到20倍之间的范围中；特别优选地在线性线的宽度W10、W20的10到15倍范围之间。馈线连接部分30b的宽度W30可以与弯曲连接部分30a的宽度W30不同。但是，优选地，从抑制在宽度改变的位置上的信号反射的能力的角度来看，宽度W30和W30b最好被设定为相同的值。
此外，在如图1所示的第一实施例的天线中，具有比第一、第二弯曲导体部分10、20的线性线的宽度W10、W20宽的宽导体部分30，在第一和第二频带之间共用。因此，整个的天线长度LD可以被制作成比两个单频带天线的总长度小的长度，以操作于该频带。
图3是一张示意图，示出了一种对比，该对比是在用于发送和接收与图1中示出的多频带天线100相同的两个频带的两个单频带天线SH和SL与多频带天线100之间进行的。第一单频带天线SH被用于第一频带(5GHz频带)，并且第二单频带天线SL被用于第二频带(2.4GHz频带)。
第一天线SH的长度LH是8mm，第二天线SL的长度LL是12mm，并且总长度LDt是20mm。另一方面，多频带天线100的长度LD是14mm(宽导体部分的宽度W30被制作成为与第一、第二单频带天线SH、SL的宽度Ws相同)。在该例子中，使用了多频带天线100，它可以使得整个的天线长度减短30％(20mm到14mm)。连接到馈线的分支部分的长度D是2mm并且由于考虑到了共用部分的长度，可以将整个的天线长度简短20％(20mm到16mm)。
因此，从第一和第二弯曲导体部分10和20到馈线50的通道的一部分是被共用的，以便整个天线的长度LD可以制作得小于两个单频带天线的长度的总和TDt，以操作于该频带。
在第一实施例中，第一和第二弯曲导体部分10和20的整个的宽度，即，在垂直线性线的重复图形的延伸方向(第一和第二方向)的方向上的宽度W10A和W20A(图1)可以被分别设定，以响应于操作的频带，并且还可以被单独地设定为第三导体的宽度W30。但是，优选地，从有效地使用天线结构要求的区域的角度考虑，宽度W10A和W20A最好被设定为相同的值。
在第一实施例的天线100中，第一、第二和第三导体部分10、20和30可以形成在介质衬底900的相同的表面上。因此，相对于将导体形成在介质衬底的表面、侧面和背面或者形成在介质衬底中而言，天线100的制造过程可以被简化了。
为了在介质衬底900上形成第一、第二和第三导体部分10、20和30。例如，在介质衬底900的表面上进行形成导体部分10、20和30的形状的银膏丝网印刷，并且在预定的温度烘干的方法可以被使用。
A2第二实施例图4示出了作为本发明的第二实施例的天线110的平面图。天线110不同于如上所述的图1中的第一实施例的天线100，区别在以下两点第一，连接第一弯曲导体部分11和宽导体部分31的连接位置C11以及连接第二弯曲导体部分21和宽导体部分31的连接位置C21之间的线，与穿过第一导体部分的山峰和山谷的中心并且在第一方向D11上延伸的线CL11彼此不平行。即，两个连接位置C11和C12在垂直于第一方向D11的方向上彼此是有偏差的。第二，宽导体部分31具有阶梯形状，换句话说，一个曲柄形状。
宽导体部分31放置在第一和第二弯曲导体部分11和21之间。宽导体部分31形成了弯曲连接部分31a，连接第一和第二弯曲导体部分11和21并且连接到馈线50的馈线连接部分31b。该弯曲连接部分31a被形成为类似曲柄的形状，并且形成第一延伸部分311、第二延伸部分312和弯曲部分313以连接延伸部分。第一和第二延伸部分311和312形成弯曲连接部分31a的每一个端。该弯曲部分313放置在第一和第二延伸部分311和312之间，以连接延伸部分311和312。
第一延伸部分311具有线性形状，该线性形状具有沿着第一方向D11测量的宽度W31，并且在一端连接到第一弯曲导体部分11。该第一延伸部分311和第一弯曲导体部分11被放置在相同的线上。即，第一延伸部分311的中心线CL311和穿过第一弯曲导体部分11的中心的线CL11成为了相同的线。
第二延伸部分312具有线性形状，该线性形状具有沿着第二方向D21测量的宽度W32，并且在一端连接到第二弯曲导体部分21。该第二延伸部分312和第二弯曲导体部分12被放置在相同的线上。即，第二延伸部分312的中心线CL312和穿过第二弯曲导体部分12的中心的线CL21成为了相同的线。
弯曲部分313具有线性形状，该线性形状具有沿着与弯曲导体部分11、21的延伸方向D11、D12垂直的方向测量的宽度W33。在弯曲部分313的一端，第一延伸部分311和弯曲部分313被大致连接为字母L的形状。在弯曲部分313的相对的端，第二延伸部分312和弯曲部分313被大致地连接为字母L的形状。当从弯曲部分313的角度来看的时候，第一和第二延伸部分311和312被放置为以便在相对的方向上延伸。因此，从第一延伸部分311通过弯曲部分313到第二延伸部分312的通道形成了曲柄形。
馈线连接部分31b形成了线性形状，具有与弯曲部分313相同的宽度W33。馈线连接部分31b沿着与弯曲部分313相同的方向从弯曲部分313的一端延伸并且达到馈线50。
第一和第二延伸部分311和312以及弯曲部分313的宽度W31到W33被形成为宽于第一、第二导体部分的线宽度W11、W21。在图4中，第一和第二弯曲导体部分11以及21、第一和第二延伸部分311和312、弯曲部分313以及馈线连接部分31b以不同的方式形成，但是它们优选地用相同的材料形成为连续的区域。
因此，宽导体部分31形成了沿着第一和第二方向D11和D21延伸的延伸部分311和312以及弯曲部分313，以及在与方向D11和D21垂直的方向中(Y方向)延伸的馈线连接部分31b。具体地，从第一导体部分11到馈线50的宽通道形成了第一延伸部分311、弯曲部分313和馈线连接部分31b。这里，将沿着第一延伸部分311的中心线，从弯曲部分313的中心线CL313到第一弯曲导体部分11和第一延伸部分311的连接位置C11的距离设定为L11。将沿着弯曲部分313的中心线CL313，从第一延伸部分311和弯曲部分313的中心线CL311和CL313的交叉点到与馈线50连接的连接位置之间的距离设定为L12。然后，可以调节L11、L12，因此，从第一弯曲导体部分11到馈线50的连接位置的宽导体部分的长度可以被调节。因此，可以调整长度L11和L12，因此，可以容易地调节第一弯曲导体部分11操作于的第一频率中的阻抗(反射系数的调节)。此外，可以调节第一方向D11上的长度L11，因此，可以不用在与第一方向D11垂直的方向上增大天线自身来调节阻抗。在与第一方向D11垂直的方向上的长度L12是可调节的，因此，可以不用在第一方向D11上放大天线自身而调节阻抗。此外，由于长度L11和L12独立于从第二弯曲导体部分21到馈线部分的宽导体部分的长度，所以可以不用过大地影响在第二弯曲导体部分21发送和接收的信号的频带中的阻抗来调节长度L11和L12。
对于第二弯曲导体部分21，同样，可以便利地进行阻抗调节。将沿着第二延伸部分312的中心线CL312测量的，从弯曲部分313的中心线CL313到与第二弯曲导体部分21的连接位置C21的距离设定为L21。将沿着弯曲部分313的中心线CL313测量的，从第二延伸部分3 12和弯曲部分313的中心线CL312、CL313的交叉点到与馈线50的连接位置的距离设定为L22。然后，长度L21、L22可以调节，从而可以便捷地进行在第二频带中的阻抗调节，而不会过大地影响在第一频带中的阻抗。宽导体部分31沿着第二方向D21测量的长度L21是可以调节的，从而可以抑制与第二方向D21垂直的方向上的天线自身的尺寸增大。宽导体部分31在与第二方向D21垂直的方向上的长度L22是可以调节的，从而可以抑制天线自身在第二方向D21中的尺寸的增大。
因此，第二实施例的天线110中，宽导体部分31具有曲柄形状，以便用于阻抗调节的宽导体部分31的宽度可以在沿着第一、第二方向D11、D21或者与其垂直的方向中的任意一个方向上调节。因此，如果根据方向，对于天线的安装位置的尺寸施加了不同的限制，那么天线的尺寸可以与安装位置匹配并且可以简便并且适当地对天线的阻抗进行调节。
如果在天线110和馈线50之间的边界不是很清楚，则长度L12和L22可以从馈线上的任何需要的位置来确定。此外，长度L12和L22是可调节的，因此，可以进行阻抗调节。
可以将宽导体部分31的部分的宽度W31到W33设定为不同的值；例如，连接到第一弯曲导体部分11的部分的宽度W31和第一弯曲导体部分11的整个宽度W11A可以是一样的。连接到第二弯曲导体部分21的部分的宽度W32和第二弯曲导体部分21的整个宽度W21A可以是一样的。但是，优选地，从抑制在宽度改变位置的信号反射的能力的角度来看，宽度W31到W33最好被设定为一致。在任何一种情况下，宽度W31到W33中的每一个被形成为宽于第一、第二弯曲导体部分11、21的线性线的宽度W11、W21，因此，可以简便地进行在每一个频带中的阻抗调节。
在该实施例的天线110中，形成了第一和第二弯曲导体部分11和21，以便它们不被放置在与弯曲导体部分的延伸方向垂直的方向上。因此，在弯曲导体部分11和21之间的电磁干扰可以被抑制，并且天线特性的降低也可以被抑制。
A3第三实施例图5示出了作为本发明的第三实施例的天线120的平面图。天线120与前面参照图4所述的第二实施例中的天线110的区别在于，宽导体部分32只形成为沿着与第一方向D12垂直的方向延伸的线性线。宽导体部分32被在一端连接到馈线50，并且沿着与第一弯曲导体部分12、第二弯曲导体部分22的方向D12、D22垂直的方向(Y方向)线性延伸。此外，宽导体部分32和第一弯曲导体部分12在线性延伸的宽导体部分32的中间点，在连接位置C12被大致连接成为字母T的形状。在宽导体部分32的相对的端，宽导体部分32和第二弯曲导体部分22被大致连接成为字母L的形状。当从宽导体部分32的角度来看，第一和第二弯曲导体部分12和22被连接到宽导体部分32，以便在相对的方向上延伸。
在该实施例中，第一弯曲导体部分12和宽导体部分32的连接位置C12是可调整的，因此，可以进行在第一频带中的阻抗调整。将沿着宽导体部分32的中心线CL32测量的从连接位置C12到与馈线50的连接位置的距离设定为L13，然后，调节L13，从而从第一弯曲导体部分12到馈线50的宽导体部分的长度可以被调节。因此，长度L13是可调的，因此，在第一频带中的阻抗调节(反射系数调节)可以简便地进行。此外，在与第一方向D12垂直的方向上的长度L13是可以调整的，从而可以不必增加在第一方向D12上的天线的尺寸的增大来调节阻抗。由于长度L13是独立于从第二弯曲导体部分22到馈线50的宽导体部分的长度的，因此，可以不必过大地影响在第二频带中的阻抗而调节长度L13。
对于第二弯曲导体部分22，同样，可以简便地调节阻抗。将沿着宽导体部分32的中心线CL32测量的，从第二弯曲导体部分22和宽导体部分32的连接位置C22到与馈线50的连接位置的距离设定为L23。然后，长度L23，即，宽导体部分32的长度是可以调节的，因此，可以不必过大地影响在第一频带中的阻抗来简便地在第二频带中调节阻抗。
因此，在该实施例的天线120中，用于调整阻抗的宽导体部分32的长度L13、L23可以沿着与第一方向D12垂直的方向调节。因此，在抑制了沿着第一方向D12测量的天线自身的尺寸的增大的同时，可以调整阻抗。
A4第四实施例图6示出了作为本发明的第四实施例的天线130的平面图。天线130不同于前面参照图1所述的第一实施例的天线100或者参照图5所述的第三实施例的天线120的地方在于，天线130被形成为使得沿着第一方向D13测量的宽导体部分33的宽度W35和沿着与第一方向D13垂直的方向(Y方向)测量的宽度W36基本上相同。此时，优选地，沿着第一方向D13测量的宽度W35或者沿着Y方向测量的宽度W36中的较窄的一个，也被做成比第一导体部分13、第二导体部分23的线性线的宽度宽。为此，天线自身可以被减小尺寸并且阻抗可以被简便地调节。
此外，在第一和第二弯曲导体部分之间的位置关系在上述的每个实施例中和可以被如下考虑
图7A-7C示出了第一和第二弯曲导电部分1和2之间的三种放置位置关系的示意图。在图中，宽导体部分没有被示出。第一弯曲导体部分1被形成，以便在第一方向D1上以第一基点B1为大致的起点而延伸。同样，第二弯曲导体部分2被形成，以便以第二基点B2为大致的起点而在与第一方向D1相对的方向上延伸。从第二基点B2到第一基点B1的第三方向D3被用作指示第一和第二弯曲导体部分1、2的位置方向指示器。角θ是在第一方向和第三方向之间的角，并且指出了在从第二基点B2到第一基点B1的第三方向上延伸的线与在第一方向上延伸的线之间的角。在图7中，第三方向D3是通过单线箭头来指示的，并且第一方向是通过双箭头来指示的。图中的距离LA指出了通过在第一方向上测量整个天线提供的尺寸。
图7A示出了当第三方向D3和第一方向D1之间的角θ(第一角)是0度的时候，即，导体部分在相同的方向中。例如，应用了前面参照图1所述的第一实施例中的天线100和前面参照图6所述的第四实施例中的天线130。因此，如若角度θ是0度，则第一和第二导体部分1和2被放置在了相同的线上。因此，在与第一方向垂直的方向中的天线宽度的增大被抑制了。此外，第一和第二导体部分1和2被放置为使得它们没有被放置在与延伸方向(例如，第一方向)垂直的方向上，即，没有放置在与第一方向垂直的方向中的投影区域中。在图7中，第一弯曲导体部分1在与第一方向垂直的方向上的投影区域RG被示出了。在图7A中的位置中，第二弯曲部分2没有被放置在区域RG中。因此，在第一和第二导体部分之间的电磁干扰可以被抑制，并且天线的特性的降低也可以被抑制。
图7B示出了当角θ大于0度而小于90度的时候导体部分的位置。例如，应用前面参照图4所述的第二实施例的天线110和参照图5所述的天线120的第二实施例中的天线120。此时，第一和第二导体部分1和2的位置使得它们没有被放置在与延伸方向(例如，第一方向)垂直的方向中。因此，在第一和第二导体部分之间的电磁干扰可以被抑制。此外，角θ越大，沿着第一方向D1测量的LA的尺寸越小，以便天线自身沿着第一方向D1测量的尺寸可以变小。
图7C示出了当第一角θ大于90度时的导体部分的位置情况。此时，不同于图7A、7B中的示例，第一和第二导体部分1和2被放置为以便它们被放置在与延伸方向(例如，第一方向)垂直的方向上。例如，第二弯曲导体部分2被放置在第一弯曲导体部分1在与第一方向垂直的方向上的投影区域RG中。因此，在第一和第二导体部分之间的电磁干扰变得比在图7A、7B中的位置形式中的要大。因此，从提高反射系数的角度来看，优选地，角θ是在0到90度中的值，最好在0度附近。但是角θ越大，沿着第一方向测量的尺寸LA越小，以便相对于图7A、7B中的位置形式，图7C中的位置形式可以减小天线自身沿着第一方向上测量的尺寸。
B射频模块上述的第一到第三实施例的天线100、110、120、130被安装在例如无线LAN等中的通信装置上，作为射频模块的一个元件。图8示出了与前面参照图1说明的天线100配置在一起的射频模块的结构。
如图8所示，射频模块500包括基带IC52、射频(RF)IC54、低噪声放大器56和60，功率放大器58和62、带通滤波器(BPF)64和68、低通滤波器(LPF)66和70、开关72和74、同向双工器76、和图1中的天线100。低噪声放大器56，功率放大器58、BPF 64、LPF66和开关72是用于2.4GHz频带的电路，并且低噪声放大器60，功率放大器62、BPF 68、LPF70、开关75是用于5GHz频带的电路。
基带IC52控制RFIC54并且从其发送低频信号或者将低频信号发送到RFIC54。RFIC54将从基带IC52收到的低频传输信号转换成为射频信号并且将射频接收信号转换成为低频信号并将低频信号传给基带IC52。
同向双工器76执行在2.4GHz和5GHz频带之间的切换。具体地，为了在2.4GHz频带中进行通信，同向双工器76将天线100和2.4GHz频带电路进行了连接；为了在5GHz频带中进行通信，同向双工器76将天线100和5GHz频带电路进行了连接。
每一个开关72和74响应于发送和接收来进行信号路径切换。具体地，为了接收信号，选择了在BPF侧的信号路径；为了发送信号，选择了在LPF侧的信号路径。
因此，例如，如果通信是在2.4GHz频带中进行的，并且天线100接收信号，则收到信号通过同向双工器76和开关72输入到BPF64，并且通过BPF64服从于频带限制，而且随后信号通过低噪声放大器56放大并输出到RFIC54。RFIC54将收到信号从2.4GHz频带转换到低频频带，并且将转换结果传送到基带IC52。
相反，为了通过天线100传送信号，低频传输信号从基带IC52传给RFIC54，它随后将传送信号从低频频带转换到2.4GHz频带。传送信号通过功率放大器58放大，然后，低频频带通过LPF66被截取并且随后该信号被从天线100通过开关72和同向双工器76传送。
另一方面，为了在5GHz频带中进行通信，使用了5GHz频带电路、根据与2.4GHz频带通信中的类似的步骤进行在发送和接收中的处理过程，并且使用与在2.4GHz频带中相同的天线100来进行信号的发送和接收。
可以理解，本发明并不局限于其特定的实施例，并且在不脱离该发明的精神和范围内，可以产生本发明的各种不同的实施例。例如，下面的修改是可能的C修改C1第一修改在上述的实施例中，天线专用衬底被用作介质衬底900、910、920和930，但是用于安装元件的印刷电路板可以用来代替专用的衬底。例如，将本发明的天线应用到如图8所示的射频模块，构成本发明的天线元件可以形成在印刷电路板的部分区域上，在该印刷电路板上构制了部分或者所有的射频模块。
C2第二修改在上述的实施例中，第一和第二导体部分的线性线是矩形波形状的周期性重复的图形，但是该图形并不局限于矩形波形状并且总之，可以使用山峰和山谷的各种重复形状。例如，在与第一、第二导体部分的延伸方向垂直的方向上的线性线的回转部分可以使用具有半圆的线性线形成。该图形可以是sin功能等的重复图形的波形。此时，如果图形是这样的图形，即，重复跨过第一、第二导体部分的中心线的线性线，线性线的长度与图形占用的长度相比，可以被加长，以便可以减少天线自身的尺寸。
C3第三修改在上述的实施例中，连接第一和第二弯曲导体部分的宽导体部分被形成，以便在与弯曲导体部分的中心线平行或者垂直的方向上延伸。此外，宽导体部分可以被形成为使得在相对于弯曲导体部分的中心线的方向的倾斜方向上延伸。而且此时，在连接第一和第二弯曲导体部分的线性线中的较窄的宽度被做成比第一、第二弯曲导体部分的线性线的宽度要宽，因此，天线自身的尺寸可以减小并且可以容易地调整阻抗。
C4第四实施例在该实施例中，说明了当天线用于在无线LAN等中的无线电通信装置的情况，但是天线可以用于在移动电话、蓝牙等中的无线电通信装置。
本申请是基于2002年12月3日的日本专利申请JP2002-350735，并且将其全部内容在此进行交叉引用，正如此前所详细阐述的。
权利要求1.一种多频带天线，其特征在于，该天线包括介质衬底；以及多个导体部分，形成在介质衬底的表面上并且彼此连接，其中多个导体部分包括第一导体部分，在第一方向上延伸，具有重复的线性线的山峰和山谷图形，并且达到开口末端；第二导体部分，在与第一方向基本上相对的第二方向上延伸，具有重复的线性线的山峰和山谷图形，并且达到开口末端；以及第三导体部分，用具有比第一和第二导体部分的每条线性线宽的宽线形成，并且连接到第一和第二导体部分的相对的端，而且还连接到馈线。
2.根据权利要求1所述的多频带天线，其特征在于，所述天线操作于2.4GHz和5GHz两个频带。
3.根据权利要求1所述的多频带天线，其特征在于，连接第一和第三导体部分的连接位置和第二和第三导体部分的连接位置的线，以及穿过山峰和山谷的中心并且在第一导体部分的第一方向上延伸的线是不平行的。
4.根据权利要求1所述的多频带天线，其特征在于，在这样的一些点中，即，在这些点，线穿过山峰和山谷的中心并且在第一方向上延伸，并且第一导体部分中的线性线彼此交叉，在这些点中最靠近第三导体部分的连接位置的点是第一基点；并且，在那样的一些点中，即，在那些点，线穿过山峰和山谷的中心并且在第二方向上延伸，并且第二导体部分中的线性线彼此交叉，在那些点中，最靠近第三导体的连接位置的点是第二基点；在从第二基点向着第一基点在第三方向上延伸的线和在第一方向中延伸的线之间的第一角是90度或更小的角。
5.根据权利要求1所述的多频带天线，其特征在于，介质衬底是用于安装元件的印刷电路板。
6.根据权利要求5所述的多频带天线，其特征在于，印刷电路板安装用于无线电通信装置的元件。
7.一种用于发送和接收射频信号的射频模块，其特征在于，包括根据权利要求1的多频带天线。
8.一种用于发送和接收射频信号的射频模块，其特征在于，包括根据权利要求2的多频带天线。
9.一种用于发送和接收射频信号的射频模块，其特征在于，包括根据权利要求3的多频带天线。
10.根据权利要求7所述的射频模块，其特征在于，它还包括开关，用于响应于发送和接收来切换信号路径。
专利摘要一种多频带天线，包括介质衬底；以及多个导体部分，形成在介质衬底的表面上并且彼此连接，其中多个导体包括第一导体部分，在第一方向上延伸，具有重复的线性线的山峰和山谷图形，并且达到开口末端；第二导体部分，在与第一方向基本上相对的方向上延伸，具有重复的线性线的山峰和山谷图形，并且达到开口末端；以及第三导体部分，形成具有比第一和第二导体部分的每条线性线宽的宽线，并且连接到第一和第二导体部分的相对的端，而且还连接到馈线。
文档编号H01Q9/28GK2672889SQ0326491
公开日2005年1月19日 申请日期2003年5月28日 优先权日2002年12月3日
发明者大鹰直树, 杉本典康, 高田俊克 申请人:日本特殊陶业株式会社