电子设备的制作方法

文档序号:11656435阅读:313来源:国知局
电子设备的制造方法与工艺

本发明涉及电子设备。



背景技术:

在将gps(globalpositioningsystem,全球定位系统)接收器组装于手表等小型框体的情况下,对于用于该接收器的天线也需要极力减小其体积。这里,现有已经提出了被称为板状倒f型天线的天线。作为适合于小型化的板状倒f型天线的示例,引用文献1的天线具备搭载有高频电路的电子部件的电路基板、和以覆盖高频电路的上方的方式配置的盖。这种板状倒f型天线中,盖的供电导电体部连接于配线图案,此外,盖的接地导体部连接于接地用图案。

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1:日本特开2005-5866号公报

但是,在专利文献1中,由于板状倒f型天线对于手表的搭载的方法或电路基板上的部件的影响,存在天线的灵敏度劣化的问题。



技术实现要素:

本发明鉴于上述情况而完成,作为解决问题,提供易于抑制天线的灵敏度劣化的电子设备。

本发明为了解决上述课题的至少一部分而完成,能够作为以下的方式或者适用例而实现。

[适用例1]本适用例涉及的电子设备包括:天线,包括第一电极板、第二电极板以及将所述第一电极板和所述第二电极板短路的短路部;显示部;壳体,收容所述天线及所述显示部;捆带,连接于所述壳体。与连结所述短路部的连接于所述第一电极板的位置和连接于所述第二电极板的位置的线段交叉的方向上的所述短路部的宽度如下设定。所述短路部的宽度被设定为比沿所述交叉的方向的方向上的所述第一电极板的最大宽度及所述第二电极板的最大宽度窄的宽度。并且,所述短路部在从垂直于所述显示部的方向且从所述显示部侧俯视所述壳体的情况下,如下配置。在将以沿平行于所述捆带的长度方向的线的方向为上下方向的字符显示于所述显示部的情况下,以所述字符的上方向为0度、以向右旋转的方向为正、以一周为360度。在这种情况下,所述短路部的一部分或者全部配置于所述壳体的180度以上360度以下的范围。

根据本适用例,与连结短路部的连接于第一电极板的位置和连接于第二电极板的位置的线段交叉的方向上的天线的宽度,比沿所述交叉的方向的方向上的第一电极板的最大宽度及第二电极板的最大宽度窄。因此,在第一电极板或者第二电极板的最大宽度的全部区域内,电流不会在平行于与第一电极板或者第二电极板的宽度方向交叉的方向上流动,电流从比最大宽度窄的短路部放射状地流动。其结果是,在从短路部流出的电流中存在从第一电极板或者第二电极板的宽度方向向与第一电极板或者第二电极板的宽度方向交叉的方向流动的电流,因此,电流路径变长。其结果是,无需使用电介体而能够得到波长缩短效果。并且,用户通过将具备该天线的电子设备佩戴于胳膊或者手腕,仅通过垂直于胳膊或者手腕和电子设备的接触面的方向的胳膊或者手腕的厚度即能够得到电场屏蔽效果。从而,相对于通过短路部的中点、垂直于短路部的方向的天线中心线,在右侧能够得到右旋圆偏振波,在左侧能够得到左旋圆偏振波。在此,在从垂直于显示部的方向且从显示部侧俯视壳体的情况下,在将以沿平行于捆带的长度方向的线的方向为上下方向的字符显示于显示部的情况下,以字符的上方向为0度、以向右旋转的方向为正、以一周为360度。这种情况下,将短路部的一部分或者全部配置于壳体的180度以上360度以下的范围,从而,当用户采取跑步姿势时,在天顶方向上能够得到右旋圆偏振波。其结果是,能够良好地接收gps的电波。

[适用例2]本适用例涉及的电子设备包括:天线,包括第一电极板、第二电极板以及将所述第一电极板和所述第二电极板短路的短路部;显示部;壳体,收容所述天线及所述显示部;捆带,连接于所述壳体。与连结所述短路部的连接于所述第一电极板的位置和连接于所述第二电极板的位置的线段交叉的方向上的所述短路部的宽度如下设定。所述短路部的宽度,被设定为比沿所述交叉的方向的方向上的所述第一电极板的最大宽度及所述第二电极板的最大宽度窄的宽度。在使用所述捆带将所述壳体佩戴于用户的胳膊或者手腕的状态下,从垂直于所述显示部的方向俯视所述壳体的情况下,如下配置所述短路部的一部分或者全部。在通过所述壳体的中心并平行于所述捆带的长度方向的直线上,以从所述中心朝向所述用户的小拇指侧为0度、以向右旋转的方向为正、以一周为360度。这种情况下,所述短路部配置于所述壳体的180度以上360度以下的范围。

根据本适用例,与连结短路部的连接于第一电极板的位置和连接于第二电极板的位置的线段交叉的方向上的所述短路部的宽度,比沿所述交叉的方向的方向上的第一电极板的最大宽度及第二电极板的最大宽度窄。因此,在第一电极板或者第二电极板的最大宽度的全部区域内,电流不会在平行于与第一电极板或者第二电极板的宽度方向交叉的方向上流动,电流从被设定为比最大宽度窄的宽度短路部放射状地流动。并且,由于从第一电极板或者第二电极板的宽度方向向与第一电极板或者第二电极板的宽度方向交叉的方向流动,因此,电流路径变长。其结果是,无需使用电介体而能够得到波长缩短效果。并且,用户通过将具备该天线的电子设备佩戴于胳膊或者手腕,仅通过垂直于胳膊或者手腕和电子设备的接触面的方向的胳膊或者手腕的厚度即能够得到电场屏蔽效果。从而,相对于通过短路部的中点、垂直于短路部的方向的天线中心线,在右侧能够得到右旋圆偏振波,在左侧能够得到左旋圆偏振波。在此,在使用捆带将壳体佩戴于用户的胳膊或者手腕的状态下,定义从垂直于显示部的方向俯视壳体的情况下的角度。在通过壳体的中心并平行于捆带的长度方向的直线上,以从所述中心朝向所述用户的小拇指侧为0度、以向右旋转的方向为正、以一周为360度。在这种情况下,将短路部的一部分或者全部配置于壳体的180度以上360度以下的范围,从而当用户采取跑步姿势时,在天顶方向上能够得到右旋圆偏振波。其结果是,能够良好地接收gps的电波。

[适用例3]所述电子设备包括间隙保持部件,所述间隙保持部件保持所述第一电极板和所述第二电极板之间的间隙,在所述间隙中填充空气。

根据本适用例,空气存在于被间隙保持部件保持的第一电极板和第二电极板之间的空间,因此,能够将第一电极板和第二电极板的间隙保持为一定,能够从间隙部分接收电波。与没有间隙保持部件的情况相比较,天线的形状稳定,因此能够良好地进行电波的接收。

[适用例4]所述间隙保持部件可以与所述第一电极板嵌合的凹部或者凸部、以及与所述第二电极板嵌合的凹部或者凸部。

根据本适用例,通过凹部或者凸部,防止了第一电极板和间隙保持部件的横向错位以及第二电极板和间隙保持部件的横向错位。从而,由于可以防止第一电极板和第二电极板的横向错位,因此,不会发生第一电极板和第二电极板的重叠位置的错位,能够防止起因于共振频率错位的天线灵敏度的劣化。

[适用例5]所述电子设备可以包括第二短路部,所述第二短路部在与所述短路部不同的位置将所述第一电极板和所述第二电极板短路。

根据本适用例,区别于短路部,包括在与短路部不同的位置使第一电极板和第二电极板短路的第二短路部。包括第二短路部与使原本的短路部的宽度变化是等效的,从而能够进行频率调整。

[适用例6]所述电子设备可以包括:在从垂直于所述显示部的方向俯视所述壳体时配置于与所述天线重叠的位置的环状的导体,所述导体在以围绕所述旋转轴旋转所述一周为360度时,在0度以上180度以下的位置配置有至少一个切口。

根据本适用例,例如,在右旋圆偏振波的天线的情况下,对于在与天线重叠的位置所具备的环状的导体,相对于垂直于捆带的长度方向的方向的天线中心线,在右侧设置切口。从而,相对于天线中心线,导体的左侧的部分比导体的右侧的部分长,抵消流经导体的左侧的部分的天线主体的电流的方向的电流比流经导体的右侧的部分的天线主体的抵消方向的电流大。其结果是,通过抵消使左旋圆偏振波产生的电流分量,能够使右旋圆偏振波增强。

[适用例7]所述第二电极板可以是电路基板。

根据本适用例,例如将第一电极板作为放射板,将电路基板作为第二电极板的导体板使用。其结果是,能够使天线小型化,并且,能够减少部件数量。

[适用例8]所述显示部是电子控制式的显示装置,所述电子设备可以包括:配置于所述短路部和所述壳体之间且将所述显示部和所述第二电极板连接的配线。

天线中的电压分布,第一电极板和第二电极板的开放端侧比短路部侧高。从而,当将配线配置于电压分布高的一侧时,等效地使第一电极板和第二电极板短路,有可能损伤作为天线的功能。但是,本适用例中由于在短路部和壳体之间配置配线,因此,实质上能够形成将配线形成的短路统合于短路部形成的短路的状态,能够抑制配线的影响。从而,能够使天线良好地发挥作用。

[适用例9]在所述俯视时,所述第一电极板的形状和所述显示部的形状可以实质相同,所述第一电极板与所述第二电极板相比被配置于接近所述显示部的位置。

根据本适用例,由于能够通过第一电极板屏蔽具有吸收电波作用的显示部,因此,能够良好地接收电波。

[适用例10]所述电子设备可以包括:配置于所述第一电极板和所述第二电极板之间的电路基板。

根据本适用例,由于电路基板被第一电极板和第二电极板屏蔽,因此,能够良好地接收电波。

附图说明

图1是示出包含作为本发明的第一实施方式涉及的电子设备的一例的天线内置式跑步手表的gps系统的一例的整体图。

图2是电子设备的俯视图。

图3是电子设备的部分截面图。

图4是示出电子设备的电路构成例的框图。

图5是示出比较例的天线中的电流的流动的示意图。

图6是示出第一实施方式的天线中的电流的流动的示意图。

图7是天线的一例的立体图。

图8是天线的一例的部分截面图。

图9是示出垫片的一例的立体图。

图10是示出板状倒f型天线一例的示意图。

图11是示出指向性的一例的图。

图12是示出指向性的一例的图表。

图13是示出指向性的一例的图表。

图14是示出指向性的一例的图表。

图15是示出胳膊位于板状倒f型天线的一例的下方的状态的示意图。

图16是示出胳膊位于板状倒f型天线的一例的下方的状态的图。

图17是示出指向性的一例的图。

图18是示出指向性的一例的图表。

图19是示出贴片天线(patchantenna)的一例的示意图。

图20是示出指向性的一例的图。

图21是示出指向性的一例的图表。

图22是示出指向性的一例的图表。

图23是示出指向性的一例的图表。

图24是示出胳膊位于贴片天线的一例的下方的状态的示意图。

图25是示出指向性的一例的图。

图26是示出指向性的一例的图表。

图27是示出指向性的一例的图。

图28是示出板状倒f型天线的一例的下方的胳膊薄的状态的示意图。

图29是示出指向性的一例的图。

图30是示出板状倒f型天线的一例的下方的胳膊的宽度窄的状态的示意图。

图31是示出指向性的一例的图。

图32是示出电场的一例的图。

图33是示出电流的方向的一例的图。

图34是示出xz平面中的电场矢量的一例的图。

图35是示出yz平面中的电场矢量的一例的图。

图36是示出xy平面中的电场矢量的一例的图。

图37是示出指向性的一例的图。

图38是示出指向性的一例的图。

图39是示出左旋圆偏振波和右旋圆偏振波的优势区域的一例的图。

图40是示出指向性的一例的图。

图41是示出指向性的一例的图。

图42是示出短路部的位置的一例的图。

图43是示出指向性的一例的图表。

图44是示出设置有缺口的座圈的一例的图。

图45是示出电流的流动的一例的图。

图46是示出第二实施方式中的ic电路和短路部的位置关系的一例的图。

图47是示出ic电路相对于短路部的位置关系和放射效率的关系的一例的图表。

图48是示出ic电路相对于短路部的位置关系和放射效率的关系的一例的图表。

图49是示出电阻的构成例的示意图。

图50是示出电容器的构成例的示意图。

图51是示出短路部和电阻或者电容器的位置关系的一例的示意图。

图52是示出电阻列的一例的图。

图53是示出电容器列的一例的图。

图54是示出电阻相对于短路部的位置关系和放射效率的关系的一例的图表。

图55是示出电容器相对于短路部的位置关系和放射效率的关系的一例的图表。

图56是示出屏蔽板和短路部的间隔几乎是零的情况的构造例的图。

图57是示出屏蔽板和短路部的间隔是几毫米(mm)的情况的构造例的图。

图58是示出屏蔽板和短路部的间隔是几毫米(mm)的情况的构造例的图。

图59是示出比较例中的短路部和ic电路的位置关系的一例的图。

图60是示出第二实施方式中的短路部和ic电路的位置关系的一例的图。

图61是示出变形例的天线的构成例的图。

图62是示出变形例的第二短路部的一例的图。

图63是示出变形例的垫片的一例的图。

符号说明

1电子设备、2壳体、3捆带、11壳体本体、12背盖、13玻璃、16座圈、20显示部、21液晶面板、26电路基板、26a矩形部、26b圆形部、28二次电池、30板状倒f型天线、31供电元件、32短路部、34天线电极、34a矩形部、34b圆形部、34c、34d天线电极、35垫片、35a圆环状部分、35b十字部分、35c、35d凸部、44ic电路、50电阻、51铝、52石墨、53焊锡、60电容器、61铜、62电介体、70屏蔽板、100gps卫星、400板状倒f型天线、401导体板、402放射板、402a、402b边、403短路部、404供电元件、405长方体。

具体实施方式

以下,参照附图说明本发明涉及的优选实施方式。在附图中,各部分的尺寸及比例尺和实际适当地不同。并且,以下叙述的实施方式由于为本发明的优选具体例而附加了技术上优选的各种限定,在以下的说明中只要没有特别地限定本发明的记载,本发明的范围不限于例举的实施方式。

<第一实施方式>

a:天线内置式电子设备的机械性构成

图1为示意性示出包含本发明的第一实施方式涉及的电子设备的gps系统的一例的整体图。如图1所示,本实施方式的电子设备1为佩戴于用户的手腕或者胳膊的胳膊佩戴型的跑步手表。该跑步手表内置有通过gps接收器接收从位于上空的多个gps卫星100发送的卫星信号(gps信号)够算出当前位置的gps功能。电子设备1通过使用gps信号算出的位置信息和时刻信息,能够测定例如跑步时奔跑的距离/速度、路径,支援用户的运动。

图2为图1所示的电子设备1的俯视图。如图2所示,电子设备1具备壳体2和捆带(band)3。捆带3以能够缠绕于用户的手腕或者胳膊的方式沿长度方向延伸而形成,在图2中使用波状线省略捆带3的一部分而描绘。此外,在电子设备1中,将用户视认时刻、测定数据的一侧作为表面侧,将佩戴于手腕或者胳膊的一侧作为背面侧。此外,在本实施方式中,在从垂直于显示部20的方向且从显示部20的一侧俯视壳体2的情况下,如下定义角度。当将沿平行于图2所示的捆带3的长度方向的线pq的方向作为上下方向时,使显示于显示部20的字符或数字的上方向为0度。并且,设向右旋转的方向为正,设一周为360度。

图3为图2所示的电子设备1的截面图。如图3所示,壳体2具备壳体本体11和背盖12。壳体本体11为聚碳酸脂树脂等的塑料制,形成为大致圆筒状。背盖12在壳体本体11中安装于作为佩戴电子设备1的胳膊侧的背面侧,堵塞该背面侧的开口。背盖12既可以为与壳体本体11同样的塑料制,也可以为不锈钢等的金属制。并且,作为壳体可以使用将壳体本体11和背盖12一体地形成的一体型部件。

作为透光性部件的玻璃(挡风玻璃)13安装于壳体本体11及壳体2的表面侧的开口。此外,玻璃13既可以由ito(indiumtinoxide,氧化铟锡)形成,也可以将ito形成图案。

此外,作为透光性部件不限于玻璃制,也可以为塑料制,只要为用户从透光性部件的背面侧能够视认透光性部件背面侧(显示部20)的板状的部件即可。

作为环状的导体的座圈16安装于壳体本体11的表面侧。座圈16为不锈钢、钛、铝、铜、银等的金属制,形成为环状。实施了电镀的部件也能够用于座圈16。此外,座圈16也可以包含ito。座圈16也具有加强将玻璃13压入固定于壳体本体11的功能。

如图3所示,在壳体本体11及背盖12之间的内部空间内,按照从玻璃13侧向背盖12侧的顺序,配置有显示部20和天线30。天线30包括作为第一电极板的天线电极34和作为第二电极板的电路基板26。天线30的详细构成将于后述。

显示部20具备:作为电子控制式的显示装置的带有背光的液晶面板21和保持液晶面板21的面板框(未图示)。液晶面板21经由柔性基板连接于电路基板26。面板框由塑料等的非导电性部件构成。

电路基板26控制显示部20的显示,且安装有处理由天线30接收的卫星信号的各种ic等。并且,在本实施方式中,电路基板26也作为接地(gnd)板而发挥作用。

b:天线内置式电子设备的电路构成

下面,参照图4说明本实施方式的电子设备1中的电路构成。本实施方式的电子设备1以接收来自gps卫星100的电波产生的定位用信号等并使用的方式而构成。

图1所示的gps卫星100为在地球的上空的规定的轨道上环绕的位置信息卫星,例如,将使导航信息等重叠于1.57542ghz的微波的卫星信号发送至地上。gps卫星100搭载有原子时钟,卫星信号中包含由原子时钟计时的极为准确的时刻信息即gps时刻信息。因此,具备作为gps接收器的功能的电子设备1通过接收至少一个卫星信号,修正内部时刻的提前或者推迟而能够显示准确的时刻。该修正作为测时模式而进行。

并且,卫星信号中也包含示出gps卫星100的轨道上的位置的轨道信息等。也就是说,电子设备1也能够进行定位计算,通常具有通过接收分别从四颗以上的gps卫星100发送的卫星信号,使用其中包含的轨道信息以及gps时刻信息而进行定位计算的功能等。通过定位计算,电子设备1能够容易地结合当前位置修正时差等,该修正作为定位模式而进行。gps卫星100发出的电波为右旋圆偏振波,使得由于接收天线的姿势产生的接收灵敏度的变动、楼宇的谷间等的多路径的影响而导致的测时、定位的误差为最小。

除此之外,利用卫星信号的话,也能够进行当前位置显示、移动距离测定、移动速度计测等的各种应用,通过电子设备1能够将上述的信息通过显示部20的液晶面板21进行数字显示。如图1及图2所示,电子设备1具备按钮40、41、42、43,操作上述的按钮40、41、42、43进行显示于液晶面板21的信息的切换或其他的各种控制。

下面,对于作为具备gps接收功能的跑步手表的电子设备1的电路构成进行说明。图4为说明本实施方式涉及的电子设备1的框图。如图4所示,电子设备1包括天线部910、接收模块940、包括控制部955的显示部950、二次电池28而构成。

接收模块940连接有天线部910,构成为包括saw(surfaceacousticwave,表面声波)滤波器921、rf(radiofrequency,射频)部920、基带部930而构成。saw滤波器921进行从天线部910接收的电波中抽出卫星信号的处理。rf部920包含lna(lownoiseamplifier,低噪声放大器)922、混合器923、vco(voltagecontrolledoscillator,压控振荡器)927。此外,rf部920构成为包括pll(phaselockedloop,锁相回路)控制电路928、if(intermediatefrequency,中频)放大器924、if滤波器925、adc(a/d转换器)926。

saw滤波器921抽出的卫星信号被lna922放大,被混合器923与vco927输出的局部信号混合而被降频转换为中频的信号。pll控制电路928和vco927形成相位固定回路。并且,将vco927输出的局部信号分频的信号和稳定的基准时钟信号进行相位比较,通过反馈使局部信号和基准时钟信号同步,实现准确的频率的局部信号的产生和稳定化。被混合器923混合的信号被if放大器924放大,由if滤波器925除去不要的信号。通过if滤波器925的信号被adc(a/d转换器)926转换为数字信号。

基带部930构成为包括dsp(digitalsignalprocessor,数字信号处理器)931、cpu(centralprocessingunit,中央处理器)932、sram(staticrandomaccessmemory,静态随机存储器)934、rtc(realtimeclock,实时时钟)933。并且,在基带部930连接有温度补偿晶体振荡电路(tcxo:temperaturecompensatedcrystaloscillator,温度补偿晶体振荡器)935、闪存936等。

温度补偿晶体振荡电路(tcxo)935与温度无关地生成几乎固定频率的基准时钟信号,当前位置信息或时差信息等存储于闪存936。基带部930当被设定为测时模式或定位模式时,进行从rf部920的adc926转换的数字信号解调基带信号的处理。并且,基带部930取得捕捉的gps卫星100的导航信息中包含的轨道信息或gps时刻信息等的卫星信息并存储于sram934。

显示部950构成为包括控制部955及晶体振子951等。控制部955具备存储部953、振荡电路952和驱动电路954,进行各种控制。控制部955控制接收模块940,在将控制信号发送至接收模块940而控制接收模块940的接收动作的同时,经由控制部955内的驱动电路954控制液晶面板21的显示。存储部953内存储以内部时刻信息为首的各种信息。二次电池28供给电路的动作、显示所需要的能量。

控制部955、cpu932、dsp931协同动作而算出测时、定位信息,基于上述信息分离出时刻、当前位置、移动距离、移动速度等的信息。并且,控制部955进行上述的信息向液晶面板21的显示的控制、根据图1及图2所示的按钮40、41、42、43的操作而进行电子设备1的动作模式或显示模式的设定等的控制。能够付与将当前位置显示于地图上的导航等的高度的功能。

c:天线的构造

接着,参照图5至图10说明本实施方式的电子设备1中的天线30的构造。

本实施方式的天线30为应用了板状倒f型天线(pifa(plateinvertedfantenna或者planarinvertedfantenna))的天线。板状倒f型天线以使作为第二电极板的导体板和作为第一电极板的放射板相互对向的方式配置,形成使用短路部将导体板和放射板短路的同时,通过供电元件向放射板供电而得到电波放射的构造。

图5为示出比较例的板状倒f型天线中的电流的流动的示意图。图6为示出本实施方式的板状倒f型天线中的电流的流动的示意图。在图5中,作为第一电极板的放射板302和短路部303连接。并且,在图5中,作为第二电极板的导体板301和短路部303连接。在图5中,将沿与连接短路部303连接于作为第一电极板的放射板302的位置和短路部303连接于作为第二电极板的导体板301的位置的线段交叉的方向的方向作为x轴方向。并且,在图5中,将垂直于作为第一电极板的放射板302的表面或者作为第二电极板的导体板301的表面的方向且垂直于x轴方向的方向作为z轴方向。并且,在图5中,将垂直于x轴方向及z轴方向的方向作为y轴方向。以下,在说明板状倒f型天线的图中,将沿与连接短路部303连接于第一电极板的位置和短路部303连接于第二电极板的位置的线段交叉的方向的方向作为x轴方向。并且,将垂直于第一电极板的表面或者第二电极板的表面的方向且垂直于x轴方向的方向作为z轴方向。此外,将垂直于x轴方向及z轴方向的方向作为y轴方向而说明。在图6中,将沿与连接短路部403连接于作为第一电极板的放射板402的位置和短路部连接于作为第二电极板的导体板401的位置的线段交叉的方向的方向作为x轴方向。并且,在图6中,垂直于作为第一电极板的放射板402的表面或者作为第二电极板的导体板401的表面的方向且垂直于x轴方向的方向为z轴方向。并且,在图6中,垂直于x轴方向及z轴方向的方向成为y轴方向。

在图5及图6中,放射板上示出的箭头(除了箭头b及箭头c之外)示出通过模拟求得的电流的流动,箭头的方向示出电流的方向,箭头的大小示出电流的大小。以下使用图5及图6对于比较例的板状倒f型天线和本实施方式的板状倒f型天线中的电流的流动进行说明。

图5所示的比较例的板状倒f型天线300在使用与导体板301相同大小的放射板302的同时,以从z轴方向观察时的导体板301和放射板302的x轴方向的位置以及y轴方向的位置一致的方式重合配置。并且,比较例的板状倒f型天线300使用与导体板301的x轴方向的宽度及放射板302的x轴方向的宽度相同宽度的短路部303。供电元件304设置于短路部303的附近。在板状倒f型天线300中,如图5中的多个箭头所示,与沿短路部303的y轴方向的边302a平行的电流流动。从而,如箭头b所示,电流路径的长度成为边302a的长度。在比较例的板状倒f型天线300中,作为接收λ信号的波长,将电流路径的长度设定为λ/4,例如,将边302a的长度设为36mm的情况下,λ/4为36mm。因此,比较例的板状倒f型天线300共振频率为2.077ghz。

在图6所示的本实施方式的板状倒f型天线400中,在使用与导体板401相同大小的放射板402的同时,以从z轴方向观察时的导体板401和放射板402的x轴方向的位置以及y轴方向的位置一致的方式重合配置。但是,在短路部403的x轴方向的宽度比导体板401的x轴方向的最大宽度及放射板402的x轴方向的最大宽度窄的方面,与比较例的板状倒f型天线300不同。在本实施方式的板状倒f型天线400中,供电元件404也设置于短路部403的附近。在本实施方式的板状倒f型天线400的情况下,如图6中的多个箭头所示,电流从短路部403的位置呈放射状流动。因此,箭头c所示的电流路径成为从短路部403的位置起,沿着沿x轴方向延伸的边402b之后,沿着沿y轴方向延伸的边402a的路径,长于比较例的板状倒f型天线300的电流路径。在本实施方式的板状倒f型天线400中,将电流路径的长度设定为λ/4,在将边402a的长度设为36mm、边402b的宽度设为28mm的情况下,箭头b所示的电流路径成为50mm。也就是说,由于λ/4为50mm,因此,本实施方式的板状倒f型天线400共振频率为1.514ghz,如本实施方式的电子设备1所示,能够作为接收由来自gps卫星100的电波而产生的定位用信号等的天线使用。

在图7及图8中示出本实施方式的天线30的基本构造。图7为用于图2所示的电子设备1的天线30的立体图,图8为天线30的截面图。在图6中,为了易懂地示出模拟的结果,示出了使用矩形的第一电极板和矩形的第二电极板的板状倒f型天线。另一方面,用于图2所示的电子设备1的天线30,由于需要配置于具有圆筒形状的内壁的壳体2内,因此,其为圆形部26b、34b和矩形部26a、34a成为一体的形状的使用第一电极板及第二电极板的板状倒f型天线。此外,也能够将使用了图6所示的矩形的电极板的天线30配置于壳体2,如后所述,在将一电极板作为电路基板使用的情况下,当电极板的形状接近壳体的内壁的形状时,壳体内的空间的利用效率得以提高。

并且,如图7及图8所示,天线30作为板状倒f型天线中的第二电极板使用电路基板26,作为板状倒f型天线中的第一电极板使用也兼作液晶面板21的屏蔽板的天线电极34。电路基板26和天线电极34通过短路部32连接。供电元件31连接于天线电极34,将由天线电极34及电路基板26接收的信号向电路基板26上的电路供给。此外,在图7中,为了易于理解,以电路基板26上的部件透过天线电极34的方式描绘。

电路基板26一体地形成有作为电路基板26和短路部32的连接部的矩形部26a和圆形部26b。天线电极34一体地形成有作为天线电极34和短路部32的连接部的矩形部34a和圆形部34b。短路部32的宽度w1相对于圆形部26b、34b的最大宽度即直径w2变窄。天线30例如如图2中虚线所示,配置于壳体2内。如图2所示,将作为天线30的圆形部26b、34b的最大宽度的直径w2和与矩形部26a、34a的宽度相等的短路部32的宽度w1比较时,短路部32的宽度w1比作为圆形部26b、34b的最大宽度的直径w2窄。并且,如图2所示,俯视作为第一电极板的天线电极34的情况的形状和俯视显示部20的情况的形状实质相同,天线电极34配置于接近显示部20的位置,发挥作为屏蔽板的功能。

例如,在将圆形部26b、34b的直径w2设为36mm的情况下,短路部32的宽度w1被设定为15mm。短路部32的宽度w1为15mm以下即可,能够适当变更。在本实施方式中,与电路基板26和天线电极34的圆形部26b、34b的直径w2相比,将短路部32的宽度w1较窄地设定。因此,能够与图6所示的板状倒f型天线400同样地增长电流路径,无需使用电介体而能够缩小λ/4的天线的尺寸。此外,圆形部26b、34b的直径w2在20mm至50mm的范围内能够适当变更。

短路部32的宽度w1需要比天线电极34的最大宽度窄且比电路基板26的最大宽度也窄。其原因如下所述:例如,在天线电极34或电路基板26的一方的最大宽度为短路部32的宽度w1以下的情况下,天线电极34或电路基板26的另一方(宽度宽的一方)只有在一方(宽度窄的一方)的最大宽度时才能作为天线而有效地发挥作用。其结果是,不再发生上述的电流的路径变化的现象。

并且,在将电路基板26作为板状倒f型天线中的第二电极板使用的情况下,在电路基板26上安装部件的情况与不安装的情况相比,共振频率大幅降低。作为一例而计测时,在没有安装部件的情况下,共振频率为1.5ghz,与此相对,在有安装部件的情况下,共振频率为1.15ghz。这是由于电路基板26的基板图案和部件的相互作用所导致的。如此,由于共振频率在部件安装时下降,因此,即使设定为相同的共振频率的情况下,也能够进一步使天线小型化。

接着,参照图9对于天线30中的天线电极34的间隙保持部件进行说明。天线30,由于不为在电路基板26和天线电极34之间夹持电介体模块的构造,因此,在天线电极34和电路基板26之间需要间隙保持构造。在本实施方式中,作为一例,在电路基板26和天线电极34之间设置图9所示的作为一体或者分体地形成有圆环状部分35a和十字部分35b的间隙保持部件的垫片35。垫片35例如通过截面矩形的0.6mm×0.5mm大小的树脂等形成。此外,垫片35的截面可以为圆等,截面形状任意。

本实施方式的天线30,在电路基板26和天线电极34的间隙设置有垫片35,空气填充于该间隙。如以往的板状倒f型天线那样地在第一电极板和第二电极板的间隙配置有电介体的情况下,由于电介体的介电正接不为零,因此,电波被电介体吸收,产生天线的灵敏度的劣化。但是,本实施方式的天线30,由于在电路基板26和天线电极34的间隙填充有介电正接极为接近零的空气,因此,与使用电介体的现有的板状倒f型天线相比能够使天线灵敏度改善。此外,代替空气,也可以使电路基板26和天线电极34之间的空间为真空。

d:天线的指向性

下面,在参照图10至图37的同时,对于本实施方式中的天线的指向性进行说明。图10是示出使短路部403的x轴方向的宽度比导体板401及放射板402的x轴方向的宽度窄的本实施方式的板状倒f型天线400的示意图。图11为三维地示出图10所示的板状倒f型天线400的指向性的图。图12至图14为二维地示出图10所示的板状倒f型天线400的指向性的图。此外,图12示出zx平面中的角度和板状倒f型天线400的增益的关系,关于角度,设从导体板401向放射板402沿z轴的方向为0度、设向右旋转的方向为正、设半周为180度。以下,关于角度,在二维地示出天线的指向性的图中是同样的。并且,图12中的增益圆示出-1.67db、-0.33db、1.00db。图13示出zy平面中的角度和板状倒f型天线400的增益的关系,图13中的增益圆示出-1.67db、-0.33db、1.00db。图14示出xy平面中的角度和板状倒f型天线400的增益的关系,图14中的增益圆示出-2.00db、-1.00db、0.00db、1.00db。

图10所示的板状倒f型天线400,其指向性由在短路部403中流动的电流决定,成为图11至图14所示的在x轴方向及y轴方向上膨胀的环型的指向性。

图15为在将沿z轴方向的方向设为上下方向的情况下相当于用户的胳膊的长方体405存在于图10所示的板状倒f型天线400的导体板401的下方向情况下的示意图。图15所示的状态相当于如图16所示地将电子设备1安装于用户的左胳膊406的状态。在图16中,将垂直于电子设备1的显示部20的面的方向设为z轴方向、将垂直于z轴方向的、沿用户的左胳膊406的长度方向的方向设为x轴方向、将垂直于z轴方向及x轴方向的方向设为y轴方向。这种情况下,相当于图10所示的板状倒f型天线400的天线,成为如图16所示的以平行于xy平面的方式被收容于电子设备1。

图17为三维地示出图15的状态的板状倒f型天线400的指向性的图,图18为二维地示出图15的状态的板状倒f型天线400的指向性的图。图18示出zy平面中的角度和板状倒f型天线400的增益的关系,图18中的增益圆示出-21.50db、-14.50db、-7.50db、-0.50db。

板状倒f型天线400在沿z轴方向的方向的、从导体板401朝向放射板402的方向上原本就无指向性。从而,图15所示的情况,在该方向上灵敏度未被增强,如图17及图18所示,保留原本存在的x轴方向和y轴方向的指向性。

图19为示出现有的贴片天线500的示意图,图20为三维地示出贴片天线500的指向性的图,图21至图23为二维地示出贴片天线500的指向性的图。此外,所谓贴片天线是指以电介体基板、在电介体基板的两面印刷配线的放射元件和导体板为构成要素的平面天线。图21示出zx平面中的角度和贴片天线500的增益的关系,图21中的增益圆示出-7.667db、-5.333db、-3.000db。图22示出zy平面中的角度和贴片天线500的增益的关系,图22中的增益圆示出-8.600db、-7.200db、-5.800db、-4.400db、-3.000db。图23示出xy平面中的角度和贴片天线500的增益的关系,图23中的增益圆示出-7.667db、-5.333db、-3.000db。

图19所示的现有的贴片天线500,由于在沿x轴方向的贴片天线500的短边流动的磁流的周围出现环型的指向性,因此,成为如图20至图23所示的在z方向及y方向上膨胀的环型的指向性。

图24为在将沿z轴方向的方向设为上下方向的情况下相当于用户的胳膊的长方体505存在于图19所示的贴片天线500的下方向情况下的示意图,为对应于图15的图。图25为三维地示出图24的状态的贴片天线500的指向性的图,图26为二维地示出图24的状态的贴片天线500的指向性的图。图26示出zy平面中的角度和贴片天线500的增益的关系,图26中的增益圆示出-21.50db、-14.50db、-7.50db、-0.50db、5.50db。

如图24所示,在用户的胳膊垂直于沿贴片天线500的z轴方向的下方向的情况下,胳膊在吸收电波的同时也进行反射。在现有的贴片天线500中由于该效果,如图25及图26所示,沿贴片天线500的z轴方向的上方向的指向性被增强,在该方向上得到较强的指向性。

如上所述,在用户的胳膊存在于沿贴片天线500的z轴方向的下方向的情况下,沿贴片天线500的z轴方向的上方向的指向性被增强,在该方向上得到较强的指向性。但是,在用户的胳膊存在于沿板状倒f型天线400的z轴方向的下方向的情况下,在y轴方向具有指向性。

这种指向性在相对于电路基板26和天线电极34的圆形部26b、34b的直径w2使短路部32的宽度w1较窄的图2及图7所示的天线30中也能够同样地得到。

在将天线30如图2所示配置于电子设备1的内部,将该电子设备1如图16所示佩戴于用户的左胳膊406的状态下,天线30在y轴方向具有指向性。当用户将电子设备1佩戴于左胳膊而采取跑步的姿势时,一般而言,手背朝向几乎垂直于天顶方向的方向(换言之,用户的拇指侧即挠骨侧朝向天顶方向)。因此,图16所示的电子设备1,垂直于显示部20的面的z轴方向朝向几乎垂直于天顶方向的方向,垂直于沿左胳膊的长度方向的x轴方向和z轴方向的y轴方向成为沿天顶方向的方向。以天线30的天线电极34和电路基板26的面与图16所示的xy平面平行的方式,将图2及图7所示的天线30配置于电子设备1,用户采取将电子设备1佩戴于左胳膊而跑步的姿势。这种情况下,天线30在y轴方向即天顶方向上具有指向性,易于接收来自gps卫星100的电波。

不过,并非任意板状倒f型天线都会如图17及图18所示在y轴方向上具有环型的指向性。例如,图5所示的在x轴方向上具有与导体板301及放射板302的宽度相等的宽度的短路部303的板状倒f型天线300的指向性如下。

板状倒f型天线的指向性由如下的第一指向性和第二指向性的合成决定。所谓第一指向性是指由于沿第一电极板和第二电极板的x轴方向的前端(开放端)的边缘流动的磁流而产生的以x轴为中心环状扩展的指向性。所谓第二指向性是指由于在第一电极板和第二电极板之间与z轴方向平行地流动的电流而产生的以z轴为中心环状扩展的指向性。

天线300的情况下,由于短路部303的x轴方向的宽度与导体板301及放射板302的x轴方向的宽度相等,因此,不会作为偶极天线而发挥作用,所述第一指向性比所述第二指向性强。其结果是,如图27所示,示出在z轴方向上也示出强指向性的同心圆状的指向性。

另一方面,图6及图15所示的板状倒f型天线400,越使得短路部403的x轴方向的宽度比导体板401及放射板402的x轴方向的宽度窄,则作为偶极天线的作用就越为增强。其结果是,所述第二指向性比所述第一指向性强。其结果是,如图17及图18所示,在y轴方向上具有环型的指向性。

因此,图2及图7所示的天线30也是同样。也就是说,如图7所示,由于矩形部26a、34a设置于天线30,因此,整体的y轴方向的长度与x轴方向的最大宽度即直径w2相比相应地长出矩形部26a、34a的y轴方向的长度l。也就是说,成为与图15所示的板状倒f型天线400同样的比率。并且,短路部32的x轴方向的宽度w1由于如图2所示比圆形部26b、34b的最大宽度即直径w2窄,因此,天线30作为偶极天线的作用增强,所述第二指向性比所述第一指向性强。其结果是,如图17及图18所示,在y轴方向上具有环型的指向性。从而,在将电子设备1如图16所示佩戴于胳膊的情况下,y轴方向即天顶方向的指向性增强。

不过,图2及图7所示的天线30的指向性,在将电子设备1如图16所示佩戴于胳膊的情况下,在y轴方向上短路部32的相反方向的指向性变强。这是胳膊的侧面的电场遮断效果而非胳膊的表面部分产生的吸收效果导致的。以下对于该电场遮断效果进行说明。

如图28所示,在使模拟性示出胳膊的长方体405的z轴方向的厚度变薄时,天线400的指向性如图29所示朝向垂直于天线400的放射板402的面的方向(z轴方向)。也就是说,可以得知不朝向短路部403的相反方向。

此外,如图30所示,在缩短模拟性示出胳膊的长方体405的y轴方向的长度的情况下,如图31所示,可以得知天线400的指向性朝向短路部403的相反方向。也就是说,可以得知能够得到朝向短路部403的相反方向的y轴方向的指向性,是胳膊的侧面的电场遮断效果而非胳膊的表面部分产生的吸收效果导致的。

在图32示出板状倒f型天线400的电场强度分布。在以z轴方向为上下方向时,在胳膊不存在于天线400的下方向的情况下,由于不会遮断天线400的y轴方向的电场,因此,整体的电场强度成为天线400的y轴方向的电场被合成的电场的强度。

另一方面,如图32所示,在模拟性示出胳膊的长方体405存在于天线400的下方向的情况下,长方体405成为对于电场的障碍。其结果是,以长方体405为界,遮断在y轴方向上从远离短路部403的一侧出现的电场向接近短路部403的一侧的传播。或者,遮断从接近短路部403的一侧出现的电场向远离短路部403的一侧的传播。其结果是,在长方体405存在于天线400的下方向的情况下,由于胳膊的存在,在y轴方向上短路部403的相反方向的增益变高。这一原理在图7所示的天线30中也是同样。从而,在将图7所示的天线30用于电子设备1的情况下,用户将电子设备1佩戴于胳膊而采取跑步的姿势时,天线30的短路部32以朝向地面方向的方式设定即可。通过这样设定,能够在短路部32的相反方向的天顶方向上得到强指向性。其结果是,能够良好地接收gps卫星的电波。

接着,对于在本实施方式的板状倒f型天线中得到圆偏振波和指向性的决定原理进行说明。图33为用于说明使板状倒f型天线400的x轴方向的宽度变窄而为线状的情况的电流的方向的图。关于圆偏振波的产生原理,由于无论倒f型天线为线状还是板状都是一样的,因此,这里以线状说明。如图33所示,在板状倒f型天线400中流动z轴方向的纵向电流和y轴方向的横向电流。z轴方向的纵向电流以天线的共振频率切换为如下的方向。首先为沿z轴方向从导体板401朝向放射板402的方向(以下称为z轴的正方向)的电流。其次为沿z轴方向从放射板402朝向导体板401的方向(以下称为z轴的负方向)的电流。以天线的共振频率切换为上述的各个相反方向的电流。与此相对,y轴方向的横向的电流如下。一个为沿y轴方向从短路部403朝向导体板401及放射板402的开放端的方向(以下称为y轴的正方向)的电流。另一个为沿y轴方向从导体板401及放射板402的开放端朝向短路部403的方向(以下称为y轴的负方向)的电流。如此,分别在导体板401和放射板402中成为相反方向电流。上述的电流保持方向相反的状态以共振频率重复两次方向的反转。此外,以下的说明中将x轴方向中的从z轴的正方向向右旋转90度的方向作为x轴的正方向,将从z轴的正方向向左旋转90度的方向作为x轴的负方向。

在此,首先说明yz平面的z轴正方向的电场的方向作为由上述电流产生的电场的合成矢量如何变化。由于所述纵向电流在放射板402和导体板401之间产生电压,从而在该位置产生电场,该电场向空间放射。此时,天线400的y轴的正方向的一端开放成为最大电压,大电场向空间放射,与此相对,在设置有短路部403的天线400的一端放射板402和导体板401被短路,几乎不放射电场。当关注yz平面的z轴的正方向上的天线的上方向时,在该位置产生从所述开放端放射的电场和由所述横向电流产生的电场的合成电场,该合成电场的矢量在yz平面上总是向同一方向旋转。从yz平面的远处观察该旋转电场矢量时,由于该电场矢量的方向以天线400的共振频率重复两次反转,并且,不具有x方向分量,因此,看上去为直线偏振波的电波源。

但是,当从x轴的正方向且z轴的正方向的区域观察同一电场矢量时,这种情况下,看上去总是向右旋转。因此,在该方向上,天线400作为右旋圆偏振波天线而发挥作用。相反,当从x轴的负方向且z轴的正方向的区域观察同一电场矢量时,这种情况下,看上去总是向左旋转。因此,在该方向上,天线400作为左旋圆偏振波天线而发挥作用。

接着,说明yz平面的z轴负方向的电场的方向作为由上述电流产生的电场的合成矢量如何变化。由于所述纵向电流在放射板402和导体板401之间产生电压,从而在该位置产生电场,该电场向空间放射。此时,天线400的y轴的正方向的一端开放成为最大电压,大电场向空间放射,与此相对,在设置有短路部403的天线400的一端放射板402和导体板401被短路,几乎不放射电场。另一方面,电场的方向在z轴的负方向上与z轴的正方向相反。此外,关于y轴方向的横向电场,由于z轴的正方向(天线上侧)和下方向(天线下侧)临近的电流的方向不同,因此,电场的方向也相反。从而,yz平面的z轴的负方向上与z轴的正方向相反旋转,电场矢量总是向同一方向旋转。从yz平面的远处观察该旋转电场矢量时,由于该电场矢量的方向以天线400的共振频率重复两次反转,并且,不具有x方向分量,因此,看上去为直线偏振波的电波源。

但是,当从x轴的正方向且z轴的负方向的区域观察同一电场矢量时,这种情况下,看上去总是向左旋转。因此,在该方向上,天线400作为左旋圆偏振波天线而发挥作用。相反,当从x轴的负方向且z轴的负方向的区域观察同一电场矢量时,这种情况下,看上去总是向右旋转。因此,在该方向上,天线400作为右旋圆偏振波天线而发挥作用。

图19所示的贴片天线500的情况下,由于不像板状倒f型天线那样地设置短路部,因此,电场从贴片天线500的两端放射相反方向的电场。此时,从两端产生的电场矢量以右旋转→左旋转→右旋转→左旋转…的方式矢量方向从贴片天线500的中心来看以同心圆状重合,该波纹状的波向空间放射。此时,电场矢量的方向仅重复反转但不旋转。从而,只要在贴片天线500内部产生相位不同的两个方向不同的共振,就不会产生如板状倒f型天线那样的圆偏振波。

以圆偏振波为相差90度角度的不同电场的重合的观点,说明上述的圆偏振波的产生及右旋和左旋的指向性决定机制。

在以z轴为中心的φ方向上产生的电场(磁场)和在以x轴为中心的θ方向上产生的电场(磁场)这两个相差90度角度的电场(磁场)以具有90度的相位差而重叠,产生圆偏振波。

图34为示出模拟xz平面的电场矢量的结果的图。并且,图37为三维地示出θ方向的指向性的图。图34所示的斜线图纹的箭头示出代表性的θ分量的矢量的方向。如图34所示,z轴正方向且x轴正方向的区域中的θ分量的矢量的方向和z轴正方向且x轴负方向的区域中的θ分量的矢量的方向反转。从而,可知存在图37中虚线箭头所示的矢量的电场。有关该矢量方向,如果考虑与z轴平行的偶极的电场方向的话,偶极的电场或者从导体板401朝向放射板402,或者相反。

图35为示出模拟yz平面的电场矢量的结果的图。并且,图38为三维地示出φ方向的指向性的图。图35所示的斜线图纹的箭头示出代表性的φ分量的矢量的方向。如图35所示,z轴正方向且y轴正方向的区域中的φ分量的矢量的方向和z轴负方向且y轴正方向的区域中的φ分量的矢量的方向反转。从而,可知存在图38中虚线箭头所示的矢量的电场。

图36为示出模拟xy平面的电场矢量的结果的图。图36所示的斜线图纹的箭头示出代表性的φ分量的矢量的方向。如图36所示,y轴正方向且x轴正方向的区域中的φ分量的矢量的方向和y轴正方向且x轴负方向的区域中的φ分量的矢量的方向反转。

以上说明了存在电场的φ分量和θ分量的方向的组合不同的区域,为了产生圆偏振波,电场的φ分量和θ分量需要相位相差90度。天线400向放射板402和导体板401这两片平行导体板之间供电,这与向由第一电极和第二电极构成的电容器供电是同样的。在流过电容器的电流i[a]和电容器的两端的电压e[v]之间存在如下关系。

i=ωc|e|εj(θ+π/2)

这里,ω为信号的角频率,θ为信号的相位,c为电容的容量。

如该式所示,i与e之间存在90度的相位差。并且,电场的θ分量由于为z轴方向,因此,主要通过放射板402和导体板401之间的电压e[v]产生,与e[v]同相。与此相对,电场φ分量主要以图33的横向电流为触发器而与电流大致同相产生。以以上的机制为主,电场的φ分量和θ分量具有大致90度的相位差,在电场的φ分量的矢量和电场的θ分量的矢量存在大致90度的方向的差的话,产生圆偏振波。

按照xz平面的图34所示的各象限将以上说明的φ分量和θ分量的电场的方向整理如下。

也就是说,如图39所示,从xz平面来看,第一象限和第三象限右旋,第二象限和第四象限左旋。左旋示出图40所示的圆偏振波指向性,右旋示出图41所示的圆偏振波指向性。

以上的天线400中的圆偏振波的指向性在图7所示的天线30中也能够同样地得到。从xz平面观察图7所示的天线30的情况下,x轴的正方向侧相对于通过短路部32的z轴方向的中心线成为右旋优势,x轴的负方向侧成为左旋优势。从而,在用户将电子设备1佩戴于手腕而采取跑步的姿势时,为了使天线30的圆偏振波的指向性在gps卫星的方向上为最大,需要如下设定短路部32的位置。即,当使胳膊的长度方向为x轴的方向时,需要将短路部32的位置从图2所示的位置起向右旋转0度~90度。

在从垂直于显示部20的方向并且显示部20一侧俯视壳体2的情况下,在将以沿平行于捆带3的长度方向的线的方向为上下方向的字符显示于显示部20的情况下,如下定义角度。如图2所示,以字符的上方向为0度、以向右旋转的方向为正,以一周为360度。这种情况下,短路部32的一部分或者全部在壳体2向右旋转的方向上优选在180度以上360度以下的范围内,更优选为270度以上360度以下的范围内配置。此外,将180度和360度包含于范围的原因在于,当短路部32的位置位于上述角度时,右旋偏振波和左旋偏振波的指向性各半,恰为接收性能的分界。

如图16所示,在使用捆带3将壳体2佩戴于用户的胳膊或者手腕的状态下,在从垂直于显示部20的方向(z轴方向)俯视壳体2的情况下,也能够如下定义。在平行于捆带3的长度方向(y轴方向)的通过壳体2的中心的直线上,以从所述中心朝向所述用户的小拇指一侧为0度,以向右旋转的方向为正,以一周为360度。这种情况下,短路部32的一部分或者全部在壳体2向右旋转的方向上优选在180度以上360度以下的范围内,更优选为270度以上360度以下的范围内配置。

此外,将180度和360度包含于范围的原因在于,当短路部32的位置位于上述角度时,右旋偏振波和左旋偏振波的指向性各半,恰为接收性能的分界。

此外,这里所谓“壳体2的中心”是指与壳体2的正面、背面、左侧面、右侧面、平面及底面相接的长方体的重心。

进一步换一种说法的话,能够如下定义短路部的位置。考虑在使用所述捆带3将所述壳体2佩戴于用户的胳膊或者手腕的状态下,在包含平行于所述捆带3的长度方向的直线且垂直于所述显示部20的平面内以体积在手掌侧和肩侧相等的方式二等分所述壳体2的情况。这种情况下,所述短路部32以所述短路部32的一部分或者全部包含于所述肩侧的方式配置。

图42示出将图7所示的天线30的短路部32从图2所示的位置向左旋转错开90度的示例。这种情况下的圆偏振波的指向性示于图43。实线所示的曲线为左旋圆偏振波的指向性,虚线所示的曲线为右旋圆偏振波的指向性。这样,以短路部32的端面与图16所示的电子设备1的x轴方向交叉的方式,将天线30安装于电子设备1的壳体2内。这种情况下,在用户如图16所示将电子设备1安装于左胳膊406而采取跑步姿势时,天线30在电子设备1的y轴方向即天顶方向上能够得到右旋的圆偏振波的强指向性。从而,用户在跑步的情况下,天线30能够灵敏度良好地接收来自gps卫星的电波。

接着,对于图42所示的天线30的圆偏振波的轴比改善进行说明。在图42中,以沿z轴从天线电极34朝向座圈16的方向为z轴的正方向。以从z轴的正方向在zy平面内向右旋转90度的方向为y轴的正方向。以从z轴的正方向在zy平面内向左旋转90度的方向为y轴的负方向。以从z轴的正方向在zx平面内向右旋转90度的方向为x轴的正方向,以从z轴的正方向在zx平面内向左旋转90度的方向为x轴的负方向(以下在图44及图45中也是同样)。此外,在以沿x轴的线的将宽度w1的短路部32二等分的直线为天线30的中心线cl时,天线30在与中心线cl相比图42的y轴的正方向侧产生右旋圆偏振波(rhcp:right-handcircularpolarization,右旋圆极化)。并且,在与中心线cl相比y轴的负方向侧产生左旋圆偏振波(lhcp:left-handcircularpolarization,左旋圆极化)。其比例为1:1,从gps卫星发出的电波的情况下,由于为右旋圆偏振波,因此,提高与中心线cl相比图42的y轴的正方向侧的比例能够得到更高的灵敏度。

因此,如图44所示,例如可以在金属制的座圈16上加入两处切口19。在图44的示例中,切口19与天线30的中心线cl相比设置于图44的y轴的正方向侧。

这样,当加入切口19而断开座圈16时,主指向性方向变短。如图44所示,当以平行于中心线cl的线且通过两个切口19的线为基准线rl时,如图45所示,抵消天线30主体的电流的方向的电流流过与基准线rl相比的y轴的负方向侧的座圈16的较长的部分。该电流的大小比与基准线rl相比的y轴的正方向侧的座圈16的较短的部分大。并且,该抵消天线30主体的电流的方向的电流能够抵消使得不需要的左旋圆偏振波产生的电流分量(图45中以斜线图纹的箭头所示的分量),能够使得右旋圆偏振波增强。

此外,虽然存在图44所示的座圈16的短的部分抵消使左旋圆偏振波产生的电流分量的效果更大,但除去座圈16的短的部分仅保留座圈16的长的部分也能够得到效果。在这种情况下,可以说座圈16具有一个切口19。在本发明中,在以图44所示的中心线cl的x轴的正方向侧为0度、以座圈16的一周为360度时,在0度以上180度以下的位置设置至少一个切口19即可。

此外,在希望使天线30接收左旋圆偏振波的情况下,在相对于天线30的中心线的y轴的负方向侧,在平行于天线30的中心线的线和座圈16的交点的位置设置切口19即可。

接着,对于将天线30组装于电子设备1的位置进行说明。关于组装位置,考虑如下的方式。这里,作为电子设备1的构造部件具备:液晶面板21、电路基板26及二次电池28。并且,在从垂直于显示部20的方向且从显示部20侧俯视壳体2的情况下,以液晶面板21、电路基板26及二次电池28的顺序配置。

第一方式:液晶面板21-天线30-电路基板26

第二方式:电路基板26-天线30-二次电池28

第三方式:液晶面板21-第一电极板-电路基板26-第二电极板-二次电池28

第四方式:液晶面板21-第一电极板-电路基板26-二次电池28-第二电极板

在所述第一方式、第二方式、第三方式中,通过如下设定短路部的位置,天线30的灵敏度提高的同时性能稳定。在液晶面板21和电路基板26之间,从电路基板26连接多根控制液晶面板21的配线。在天线30的第一电极板和液晶面板21或者天线30的第一电极板和电路基板26之间存在寄生电容,通过该寄生电容和所述信号线缆而构成天线30的第一电极板及第二电极板的电位泄漏,灵敏度劣化。为了抑制该劣化,使天线30的短路部32和所述配线的位置一致。从而,所述信号线缆被短路部32屏蔽,不产生这种灵敏度劣化。此外,在从垂直于显示部20的方向且从显示部20一侧俯视壳体2的情况下,只要所述配线配置于与短路部32重合的位置,就能够发挥所述屏蔽的效果。并且,在垂直于显示部20的截面视中,只要配置于短路部32和壳体2之间的位置的话,就能够发挥所述屏蔽的效果。

<第二实施方式>

接着,参照图46至图60对于本发明的第二实施方式进行说明。在以下的说明中,对于与第一实施方式共通的结构使用同一符号并省略重复的说明。

在本实施方式中,通过模拟求得在图7所示的板状倒f型天线30中,在使从电路基板26至ic电路44的间隔变化的同时使ic电路44的y轴方向的位置变化的情况下的放射效率。图46为用于说明电路基板26和ic电路44的间隔g及y轴方向的位置的示意图。在图46中,在以z轴方向为上下方向、以从电路基板26朝向天线电极34的方向为上方向时,间隔g为电路基板26的上面和ic电路44的下面的间隔。

并且,在本实施方式中,如图46所示,以天线电极34和电路基板26的y轴方向的开放端附近为外侧、以设置有短路部32的一侧为内侧、进一步以外侧和内侧的中间为中央。

在本实施方式中,使图46所示的从电路基板26至ic电路44的间隔g变化为0.1mm、0.3mm及0.5mm并且通过模拟求得以ic电路44的位置为外侧、中央以及内侧时的放射效率。其结果示于图47。并且,使ic电路44的电阻值变化为7000(s/m)、70000(s/m)、700000(s/m)并且通过模拟求得以ic电路44的位置为外侧、中央以及内侧时的放射效率。其结果示于图48。此外,ic电路44作为等价的石墨块来进行模拟。

如图47及图48所示,可以得知将ic电路44配置于外侧更加改善放射效率。并且,如图47所示,当使ic电路44和电路基板26的间隔g接近时ic电路44和电路基板26之间的电容增加,接近将ic电路44和电路基板26连接的状态。此时,ic电路44接近于后述的图55所示的电容器60同等的状态,图表的斜率变小。此外,如图48所示,可知ic电路44的电阻值越大则放射效率变得越高。

上述的图表基本上都是渐增的原因在于越向电路基板26的外侧则天线30的电流分布越为变小的缘故。与在对向的电路基板26的表面流动电流相反方向地、与电阻值s的电流成正比的电流,流经安装于电路基板26的部件的下面。此时,由于ic电路44的表面存在电阻,因此,流经此处的电流发热而损失。由于越位于电路基板26的外侧该损失越小,因此,放射效率提高。

接着,作为其他部件而示出对于电阻和电容器研究的结果。图49示出研究时使用的电阻50的模型。电阻50在铝51上具备石墨52,通过焊锡53而安装于电路基板26。大小为1.0mm×0.5mm。并且,图50示出研究时使用的电容器60的模型。电容器60形成将电介体62的板至于长方体的铜61块之上的构造。此外,在该研究时,将电介体62的相对介电常数设定为100。大小为1.6mm×0.8mm。

如图51所示,考虑将图49的模型的电阻50及图50的模型的电容器60在电路基板上安装于接近短路部32的内侧、接近电路基板26的开放端的外侧、以及上述的中间的中央的情况。通过模拟求得这种情况的放射效率,得到以下的结果。此外,在模拟中,为了易于观察影响,电阻50如图52所示为20个,电容器60如图6所示为5个。图54及图55示出模拟的结果。

如图54所示,可知电阻50示出与ic电路44同样的特性。并且,如图55所示,可知电容器60具有与ic电路44相反的斜率。使电容器(金属块)60远离短路部32的面时放射效率劣化是由于贯通在电容器60的表面和作为放射板的天线电极34之间构成的电容而流动的损失电流增加的缘故。

接着,在设置有ic电路44的屏蔽板的情况下,关于改变屏蔽板和短路部32的间隔的情况下的共振频率的变化也通过模拟求得。图56示出使屏蔽板70和短路部32的间隔几乎为零的情况下的构造的示例。并且,图57及图58示出使屏蔽板70和短路部32的间隔为数mm的情况下的构造的示例。可知图56的构造的情况下,共振频率为2.2ghz,与此相对,在图57及图58的构造中,共振频率则为1.8ghz。也就是说,可知通过调整短路部32和屏蔽板70之间的距离能够调整天线的共振频率。

关于基板布局的变更例参照图59及图60进行说明。图59为示出比较例的现有的布局的图,图60为示出本实施方式的布局的图。

比较图59和图60可以清楚得知,在本实施方式中,电容器60配置于接近短路部32的位置,ic电路44以远离短路部32的方式配置。在这种布局中通过进行比较例和本实施方式的灵敏度的改善量的实测,可以确认1.8db的灵敏度改善。

如上所述,根据本实施方式,通过ic电路44等的部件位置的调整,能够实现灵敏度的改善。并且,通过使用上述的屏蔽板70,与不存在屏蔽板70的情况相比,通过模拟能够确认大约能够改善3db的天线的放射效率。并且,根据本实施方式,灵敏度提高了1db,与通过屏蔽壳体整面覆盖部件的情况相比较,能够将成本削减10日元左右。根据本实施方式,能够没有损失地使灵敏度提高。

<变形例>

本发明不限于上述的实施方式,例如能够进行下述的各种变形。并且,下述的变形的方式能够适当地组合任意选择的一个或者多个。

(变形例1)

在上述的各实施方式中,对于如图8所示,将电路基板26作为导体板(第二电极板)使用,将作为放射板(第一电极板)的天线电极34兼用作液晶屏蔽板的示例进行了说明,但本发明不限于上述的示例。例如,如图61所示,也可以将天线电极34c、34d与电路基板26及液晶屏蔽板分体地设置。

(变形例2)

如图62所示,也可以与短路部32不同地、通过将作为第二短路部的频率调整杆32a安装于天线电极34和电路基板26之间而进行频率的调整。这种情况下,通过改变频率调整杆32a的根数和安装位置,能够进行频率的调整。这是由于通过设置频率调整杆32a能够得到与使短路部32的宽度变化同等的效果。在调整频率的情况下,也可以通过模拟算出改变频率调整杆32a的根数和安装位置的情况下的共振频率而进行。

(变形例3)

当放射板(第一电极板)即天线电极34和导体板(第二电极板)即电路基板26的重叠位置错位时,天线30产生共振频率错位而导致天线灵敏度劣化。或者,不再能接收目标电波。因此,为了防止天线电极34和电路基板26的重叠位置的错位,如图63所示,在垫片35的十字部分35b的两处设置凸部35c、35d。并且,在天线电极34和电路基板26上配合凸部35c、35d的位置而形成凹部(包含贯通的孔,以下称为孔),使35c、35d嵌合于孔。这样可以通过凸部35c、35d和孔形成嵌合部,防止天线电极34和电路基板26的重叠位置的错位。此外,由于垫片35、天线电极34及电路基板26能够嵌合即可,因此,垫片35可以具有孔,也可以具有孔和凸部。并且,即使通过粘结剂等固定天线电极34和电路基板26,虽然与不固定的情况比较能够抑制天线灵敏度的劣化,但有可能因为制造误差而产生粘接位置错位。通过嵌合部进行固定,由于不会产生这样的错位,因此更为优选。

(变形例4)

在上述各实施方式及各变形例中,对于在本发明的天线中接受1.5ghz的gps电波的情况进行了说明,但本发明不限于该结构。本发明的天线例如适合接收频率为100mhz至30ghz的电波。

在将本发明适用于手表大小的电子设备的情况下,gps的1.5ghz或无线lan的2.4ghz附近最为适合。并且,在将本发明适用于手机大小的电子设备的情况下,手机所使用的700mhz或900mhz最为适合。

作为能够使用的定位用卫星的信号,除了gps之外,还可以列举glonass(globalnavigationsatellitesystem,全球导航卫星系统)、galileo、beidou(beidounavigationsatellitesystem,北斗卫星导航系统)。此外,还可以列举waas(wideareaaugmentationsystem,广域扩增系统)、qzss(quasizenithsatellitesystem,准天顶卫星系统)等。

此外,还可以接收对应于bluetooth(注册商标)或者wi-fi(注册商标)等的规格的电波。

(变形例5)

在上述各实施方式及各变形例中,对于作为第一放射元件的第一带和作为第二放射元件的第二带的等效电气长度分别为1/4波长的情况进行了说明,本发明不限于该结构。例如,所述等效电气长度可以为1/4波长的整数倍。

(变形例6)

在上述各实施方式及各变形例中,作为本发明的电子设备的示例列举了跑步手表,但本发明不限于此。本发明能够适用于由天线接收电波并显示信息的各种的电子设备。例如,也能够适用于搭载有gps功能的手表型的活动量计等的可佩带电子设备。

(变形例7)

在上述各实施方式及各变形例中,作为显示部的示例列举了液晶面板,如果为电子控制式的显示装置的话,也能够同样地使用。例如,可以使用有机el(有机电致发光显示器)或epd(electrophoreticdisplay,电泳平板显示器)等。

(变形例8)

在上述各实施方式及各变形例中,示出了通过在壳体的180度以上360度以下的范围内配置短路部而使得右旋的圆偏振波易于接收的示例,相反也能够提供适合左旋的圆偏振波的接收的电子设备。即,通过在壳体的0度以上180度以下的范围内配置短路部,在用户采取跑步姿势的情况下,能够在天顶方向得到左旋的圆偏振波的强指向性。

(变形例9)

在上述的各实施方式中,短路部32设置于第一电极板和第二电极板的端部,但本发明不限于此。例如,图6中的短路部403未设置于作为第一电极板的放射板402及作为第二电极板的导体板401的端部,而是设置于从端部进入内侧的位置。

在板状倒f型天线中,将电路板设置于第一电极板和第二电极板的端部,从使天线的灵敏度提高的观点来看是优选的。但是,在实际的天线中,也会出现例如由于部件配置的关系而无法将短路部设置于端部的情况。在这样的情况下,某一频率的天线的灵敏度也取决于电流路径的长度。为此,如果短路部的宽度(在图5的示例中为x轴方向的长度)比第一电极板的最大宽度及第二电极板的最大宽度窄的话,能够增长电流路径的长度。因此,本发明的天线与短路部的宽度和第一电极板的最大宽度及第二电极板的最大宽度一致的现有的天线相比较,能够提高某一频率的天线的灵敏度。并且,在图6所示的示例中,短路部403的宽度方向即x轴方向和作为第一电极板的放射板402及作为第二电极板的导体板401的宽度方向一致,但本发明不限于此,短路部403的宽度方向也可以相对于x轴若干倾斜。不过,从天线的灵敏度的观点来看,优选短路部的宽度方向和第一电极板及第二电极板的宽度方向一致。

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