专利名称：图形天线和装备有该天线的无线通信装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种形成在电路板上的图形天线。本发明尤其涉及一种小型并重量轻尽管如此却允许宽范围发射和接收的图形天线，并涉及装备由这种图形天线的无线通信装置。
背景技术：
在利用诸如蜂窝电话或室内无线LAN(局域网)终端的小型无线设备的移动通信中，用作移动单元的这些无线装置需要装备有小型、高性能的天线。作为用于这种应用的小型天线，细小的平面天线由于其能够合并入装置中而已经受到关注。由于平面天线利用微带天线，微带天线的典型示例为图20A所示的短路微带天线和图20B中所示的平面倒置F形天线。最近，由于无线装置被做得越来越紧凑，例如，在日本专利申请待公开文本H5-347511和2000-59132中已经提出通过将图20A所示的微带天线进一步小型化而获得平面天线。
在日本专利申请待公开文本H5-347511和2000-59132中提出的天线与传统使用的普通天线和线性天线相比被缩小。然而，这些天线中每个都是在电路板上三维地形成，并从而在其接地的电路板上需要专用于其的空间。
图22示出了如图21所示的倒置F形印制图形天线100的电压驻波比(VSWR)的频响。在图21中，倒置F形印制图形天线100包括平行于与其面对的接地导体部分101的侧边缘而形成的细长图形100a，在一端连接到细长图形100a相对其开口端100d的端部而在另一端连接到接地导体部分101的接地导体图形100c，以及在一端连接到细长图形100a的开口端100d和接地导体图形100c之间的细长图形100a上的点，而另一端连接到馈电传输路径102的馈电导体图形100b。如图22所示，以这种方式构造的倒置F形印制图形天线100只在较窄的频率范围内可用。
另一方面，日本专利申请待公开文本H6-334421提出了一种无线通信产品，其采用电路板安装的天线，诸如倒置L形印制图形天线。然而，如上所述，倒置L形印制图形天线本身只能在较窄频率范围内可用。根据另一建议，倒置L形印制图形天线与微带型平面天线一同使用以使其能够在较宽频率范围内可用。然而，这需要用于天线安装的过大的区域，并从而阻碍了其小型化。
发明内容
本发明的目的是提供一种图形天线，其通过利用形成为电路板表面或内侧的图形的图形天线而小型化，并提供一种装备有这种图形天线的无线通信装置。
为了实现上述目的，根据本发明一个方面，形成在电路板上的图形天线被设置有形成在电路板表面上的倒置F形天线图形，该图形天线具有作用为馈电部分的一端以及作为开口端的另一端，具有形成在馈电部分和开口端之间的弯曲部分，且倒置F形天线图形的馈电部分和弯曲部分之间的部分作用为馈电导体图形，并具有形成为从馈电部分和开口端之间的一点伸出的接地导体部分。在此，馈电导体图形和接地导体图形中至少一个被形成为梯形。
根据本发明另一方面，形成在电路板上的图形天线设置有在电路板的表面上形成的倒置L形天线图形，该图形天线具有作用为馈电部分的一端和作为开口端的另一端，并具有形成在馈电部分和开口端之间的弯曲部分，且倒置L形天线图形的馈电部分和弯曲部分之间的部分作用为馈电导体图形。在此，馈电导体图形形成为梯形。
根据本发明另一方面，在具有至少允许向外部装置或从外部装置发射或接收通信信号的图形天线的无线通信装置中，该图形天线被设置有在电路板的表面上形成的倒置F形天线图形，该图形天线具有作用为馈电部分的一端以及作为开口端的另一端，具有形成在馈电部分和开口端之间的弯曲部分，且倒置F形天线图形的馈电部分和弯曲部分之间的部分作用为馈电导体图形，并具有形成为从馈电部分和开口端之间的一点伸出的接地导体部分。在此，馈电导体图形和接地导体图形中至少一个被形成为梯形。
根据本发明的另一方面，在具有至少允许向外部装置或从外部装置发射或接收通信信号的图形天线的无线通信装置中，该图形天线设置有在电路板的表面上形成的倒置L形天线图形，该图形天线具有作用为馈电部分的一端和作为开口端的另一端，并具有形成在馈电部分和开口端之间的弯曲部分，且倒置L形天线图形的馈电部分和弯曲部分之间的部分作用为馈电导体图形。在此，馈电导体图形形成为梯形。
本发明的这些和其他目的及特征将从以下联系参照附图的优选实施例进行的详细描述中变得显而易见。其中图1是示出本发明第一实施例的图形天线中的倒置F形天线图形的结构的平面图；图2是示出第一实施例的图形天线的电压驻波比的频响的曲线；图3A到3C是示出在第一实施例的图形天线中不同于图1所示的天线图形的平面图；图4是示出本发明第二实施例的图形天线中的倒置F形天线图形的结构的平面图；图5是第二实施例的图形天线中的倒置L形天线图形的结构的平面图；图6是示出第二实施例的图形天线的结构的剖面图；图7是示出第二实施例的图形天线的电压驻波比的频响的曲线；图8是示出本发明第三实施例的图形天线中的一个倒置L形天线图形的结构的平面图；图9是示出第三实施例的图形天线中的另一个倒置L形天线图形的结构的平面图；图10是示出第三实施例的图形天线的结构的剖面图；图11是示出第三实施例的图形天线的电压驻波比的频响的曲线；图12是示出本发明第四实施例的图形天线的结构的剖面图；图13是示出本发明第五实施例的图形天线中的倒置L形天线图形的结构的平面图；图14是示出第五实施例的图形天线中的倒置F形天线图形的结构的平面图；
图15是示出其上形成第五实施例的图形天线的电路板的表面结构的平面图；图16是示出第五实施例的图形天线的结构的剖面图；图17A和17B是分别示出具有钩形和曲折形图形的天线图形的结构的平面图；图18A和18B是示出其上放置有片状电容器的天线图形的结构的平面图图19是示出实施本发明的无线通信装置的内部构造的示例的方块图；图20A和20B是示出传统的微带天线的结构的外部透视图；图21是示出传统的倒置F形印制图形天线的结构的平面图；以及图22是示出传统的倒置F形天线的电压驻波比的频响的曲线。
具体实施例方式
以下，将描述本发明的实施例。
第一实施例将参照附图描述本发明的第一实施例。图1是示出该实施例的图形天线的表面的示意图。图2是示出该实施例的图形天线的电压驻波比的频响的曲线。
如图1所示，该实施例的图形天线由在玻璃-环氧树脂(玻璃纤维加强的环氧树脂)电路板4的表面上形成的倒置F形天线图形1构成。倒置F形天线图形1形成在电路板4的边缘部分，该电路板4还具有形成于其上的其他电路图形等。
如图1所示，在电路板4的表面上，形成有两个接地导体部分3，而在两个接地导体部分3之间形成一馈电传输路径2。如图1所示，形成在电路板4的表面上的倒置F形天线图形1包括平行于其面对的接地导体图形3的侧边缘而形成的细长图形1a、一端连接到细长图形1a相对其开口端1d的端部而另一端连接于接地导体部分3的接地导体图形1c，以及一端连接到细长图形1a的位于细长图形1a的开口端1d和接地导体图形1c之间的一点上，而另一端连接到馈电传输路径2上的馈电导体图形1b。
在此，馈电导体图形1b形成为梯形形状，以便其宽度从其连接到馈电传输路径2的地方向细长图形1b而增大。在倒置F形天线图形1中，假设在其可用频率范围的中心频率处的天线有效波长为λ，从开口端1d通过接地导体图形1c到接地导体部分3的细长图形1a的优选路径长度Li为0.25×λ。
此外，在细长部分1a和接地导体部分3之间的优选间隙为0.02×λ或更宽。该原因为，为正如倒置F形或类似的天线的可用频率范围随着其辐射器板和接地导体部分之间的间隙变窄而变窄一样，所讨论的倒置F形天线图形1的可用频率范围随着它与接地导体部分3之间的间隙变窄而变窄。此外，考虑到图形形成的精度，构成图形天线的倒置F形天线图形1的优选的线宽度为0.5mm或更宽。
在如上所述构造的图形天线中，作用为驱动元件的倒置F形天线图形1使其馈电导体图形1b形成为梯形形状。结果，细长部分1a如箭头A所指示沿其内侧及如箭头B所指示沿其外侧从开口端1d通过馈电导体图形1b到馈电传输路径2具有不同的路径长度。
从而，例如当如箭头A所指示的内侧路径长度被做成短于0.25λ，而箭头B所指示的外侧路径长度被做成长于0.25λ时，由内侧路径长度所导致的可用频率范围和由外侧路径长度所导致的可用频率范围彼此影响，因此图1所示构造的图形天线的电压驻波比呈现出如图2所示的频响，提供了比传统获得的更宽的VSWR＜2范围。这使在较宽频率范围内获得满意的阻抗匹配成为可能，并从而在较宽的频率范围内发射和接收通信信号。
在这个实施例中，图形天线被描述为如图1所示由倒置F形天线图形1所构成。然而，其馈电导体图形1b并不需要一定形成为两侧具有等锥角的径向扩宽的形状，而可以形成为如图3A所示的具有只在一侧的锥角的径向扩宽的形状。此外，除了馈电导体图形1b以外，接地导体图形1c也可以形成为如图3B中所示的形状。
此外，在细长图形1和接地导体部分2之间的间隙足够宽，并从而在不提供连接于细长图形1a相对其开口端1d的端部的接地导体图形1c前提下而获得与细长图形1a通过馈电传输路径2所连接的馈电线足够的阻抗匹配的情况下，图形天线可以如图3C所示由倒置L形天线图形构成，该L形天线图形包括细长图形1a和连接到细长图形1a相对其开口端1d的一端上的锥形馈电导体图形1b。当使用如图3C所示的倒置L形天线图形时，细长图形1a从开口端1d通过馈电导体图形1b到馈电传输路径2的优选路径长度为0.25×λ。
第二实施例以下参照附图描述本发明第二实施例。图4是示出该实施例的图形天线的正面侧表面的视图；图5是示出这个实施例的反面侧表面的视图；图6是这个实施例的图形天线沿图1和2所示的线X-Y取得的剖面图；图7是示出这个实施例的图形天线的电压驻波比(VSWR)频响的曲线。在此，与第一实施例的图形天线中用于相同目的的元件用相同的附图标记标识，且将不再重复它们的详细描述。
这个实施例的图形天线由如图4所示的形成在玻璃-环氧树脂(即，玻璃纤维加强的环氧树脂)电路板4的正面侧表面上的倒置F形天线图形1和如图5所示的形成在电路板4的背面侧上的倒置L形天线图形5构成。倒置F形天线图形1和倒置L形天线图形5形成在电路板4的边缘部分，该电路板还具有其上形成的其他电路图形等。
如图4中所示，在电路板4的正面侧表面上，形成两个接地导体部分3，而在这两个接地导体部分3之间形成一馈电传输路径2。在接地导体部分3的周围部分，形成通孔6以允许接地导体部分3电连接到其他电路图形上。如图5所示，在电路板4的背面侧表面上，如其正面侧表面上一样，接地导体部分3形成有在其四周部分内形成的通孔6。在电路板4的正面侧表面上的两个接地导体部分3形成为与在电路板4的背面侧表面上的接地导体部分3重叠，并将电路板4的材料夹于其间。
如图4所示，形成在电路板4的正面侧表面上的倒置F形天线图形1包括平行于其面对的接地导体部分3的侧边缘形成的细长图形1a、一端连接到细长图形1a相对其开口端1d的端部而另一端连接到馈电传输路径2上的馈电导体图形1b、以及一端连接到细长图形1a的位于细长图形1a开口端1d与馈电导体图形1b之间的一点而另一端连接到接地导体部分3上的接地导体图形1c。在以这种方式构成的倒置F形天线图形1中，馈电导体图形1b和接地导体图形1c都形成为如图3B所示的只在一侧具有锥角的径向扩宽形状。
另一方面，如图5所示，形成在电路板4的背面侧表面上的倒置L形天线图形5包括平行于其面对的接地导体部分3的侧边缘形成的细长图形5a、以及一端连接到细长图形5a相对其开口端5c的端部上而另一端连接到接地导体部分3上的接地导体图形5b。在以这种方式构造的倒置L形天线图形5中，如图4中所示的倒置F形天线图形1的接地导体图形1c一样，其接地导体部分5b形成为只在一侧具有锥角的径向扩宽形状。
倒置L形天线图形5形成为重叠倒置F形天线图形1，且电路板4，即，电路板的材料以如下方式夹于其间，即，倒置L形天线图形5的细长图形5a直接位于倒置F形天线图形1的细长图形1a的下面，而另外，如图6的剖面图所示，倒置L形天线图形5的接地导体图形5b直接位于倒置F形天线图形1的馈电导体图形1b之下。
在此，从倒置L形天线图形5的细长图形5a的开口端1d通过接地导体图形5b到接地导体部分3的路径长度Lp被设定为稍长于从倒置F形天线图形1的细长图形1a的开口端1d通过接地导体图形1c到接地导体部分3的路径长度Li。更具体地说，假设天线在其可用频率范围的中心频率处的有效波长为λ，路径长度Li和Lp被设定为满足0.236×λ≤Li＜0.25×λ且0.25×λ≤Lp＜0.273×λ。
此外，如在第一实施例中一样，在倒置F形天线图形1和倒置L形天线图形5中，细长图形1a或5a和接地导体部分3之间的优选间隙为0.02×λ或更宽。此外，考虑到图形形成的精度，倒置F形天线图形1和倒置L形天线图形5的优选的图形线宽为0.5mm或更宽。
如上所述形成的倒置F形和倒置L形天线图形1和5分别作用为电能所施加的驱动元件和被作用为由作为驱动元件的倒置F形天线图形1所驱动的被动元件。此外，倒置F形和倒置L形天线图形1和5的路径长度被设定为在相对方向从0.25×λ偏离的两个值。结果，当单独考虑时，倒置F形和倒置L形天线图形1和5分别具有向作为整体的图形天线的可用频率范围的中心频率，即，对应其有效波长λ的频率的低频和高频侧偏移的可用频率范围。
分别具有向作为整体的图形天线的可用频率范围的中心频率，即，对应其有效波长λ的频率的低频和高频侧偏移的可用频率范围的倒置F形和倒置L形天线图形1和5如上所述彼此影响。结果，在如上所述构造的图形天线中，电压驻波比呈现出如图7所示的频响，提供了比第一实施例(图2)中获得的更宽的VSWR＜2的频率范围。这使在较宽频率范围内获得满意的阻抗匹配成为可能，并从而在较宽频率范围内发射并接收通信信号。
在这个实施例中，倒置F形和倒置L形天线图形已经被描述为使其接地导体和馈电导体图形形成为只在一侧具有锥角的径向扩宽形状。然而，这些导体图形可以形成为在两侧具有相同锥角的径向加宽图形。倒置F形天线图形可以只使其馈电导体图形形成为如第一实施例(图1)中所示的锥形形状。
第三实施例参照附图将描述本发明的第三实施例。图8是示出这个实施例的图形天线的正面侧表面的视图；图9是示出这个实施例的图形天线的背面侧表面的视图；图10是这个实施例的图形天线沿图8和图9所示的线X-Y取得的剖面图；图11是示出这个实施例的图形天线的电压驻波比(VSWR)的频响的曲线。在此，与第二实施例中相同目的所用的元件由相同的附图标记标识，且不再重复其详细解释。
这个实施例的图形天线由如图8所示的形成在玻璃-环氧树脂电路板4的正面侧表面上的倒置L形天线图形7和如图9所示的形成在电路板4的背面侧表面上的倒置L形天线图形8构成。倒置L形天线图形7和倒置L形天线图形8形成在电路板4的边缘部分，电路板还具有其上形成的其他电路图形等。如第二实施例(图4)中一样，在电路板4的正面侧表面上形成有馈电传输路径2和具有在其四周部分形成的通孔6的接地导体部分3。如第二实施例(图5)中一样，在电路板4的背面侧表面上形成具有在其四周部分形成的通孔6的接地导体部分3。
如图8所示，形成在电路板4的正面侧表面上的倒置L形天线图形7包括平行于其面对的接地导体部分3的侧边缘形成的细长图形7a和一端连接到细长图形7a相对其开口端7c的端部而另一端连接到馈电传输路径2上的馈电导体图形7b。另一方面，如图9所示，如第二实施例中的一样，形成在电路板4的背面侧表面上的倒置L形天线图形8包括平行于其面对的接地导体部分3的侧边缘形成的细长图形8a、以及一端连接到细长图形8a相对其开口端8c的端部上而另一端连接到接地导体部分3上的接地导体图形8b。象图4中所示的倒置F形天线图形1的馈电导体图形1b等一样，馈电导体图形7b和接地导体图形8b形成为只在一侧具有锥角的径向扩宽形状。
倒置L形天线图形8形成为重叠倒置L形天线图形7，且电路板4，即电路板的材料以如下方式夹于其间，即，倒置L形天线图形8的开口端8c直接位于倒置L形天线图形7的开口端7c之下，且另外如图10的剖视图所示，倒置L形天线图形8的接地导体图形8b不与倒置L形天线图形7的馈电导体图形7b重叠。
在此，如在第二实施例中，从倒置L形天线图形8的细长图形8a的开口端8c通过接地导体图形8b到接地导体部分3的路径长度Lp被设定为稍长于从倒置L形天线图形7的细长图形7a的开口端7c通过馈电导体图形7b到馈电传输路径2的路径长度Li。更具体地说，假设，天线在其可用频率范围的中心频率处的有效波长为λ，路径长度Li和Lp被设定为满足0.236×λ≤Li＜0.25×λ且0.25×λ≤Lp＜0.273×λ。
此外，如第二实施例中的，在倒置L形天线图形7和8中，细长图形7a或8a与接地导体部分3之间的优选间隙为0.02×λ或更宽。此外，考虑到图形形成的精度，构成图形天线的倒置L形天线图形7和8的优选地图形线宽为0.5mm或更宽。
在如上所述构造的图形天线中，倒置L形天线图形7作用为驱动元件，而倒置L形天线图形8作用为被动元件。结果，在这个图形天线中，电压驻波比呈现出图11所示的频响，与第二实施例(图7)中的一样，提供了比在第一实施例(图2)中所获得的更宽的VSWR＜2的频率范围。这使在较宽频率范围内实现满意的阻抗匹配成为可能，并从而在较宽的频率范围内发射及接收通信信号。
在这个实施例中，倒置L形天线图形被描述成使其接地导体和馈电导体图形形成为只在一侧具有锥角的径向扩宽形状。然而，这些导体图形可以形成为在两侧都具有相同锥角的径向扩宽形状。
第四实施例参照附图，下面将描述本发明的第四实施例。图12是该实施例的图形天线的剖面图。在此，与第二实施例的图形天线中用于相同目的的元件由相同的附图标记标识，且不再重复它们的详细解释。应指出的是图12的剖视图与图6一样是沿图4和5的线X-Y取得的。
如图12所示，本实施例的图形天线形成在由三层玻璃-环氧树脂电路板4a、4b、4c(这些电路板4a、4b、4c对应于电路板4)构成的多层玻璃-环氧树脂电路板9的上面和之中。在以下描述中，这些电路板从上向下被称为第一层电路板4a、第二层电路板4b以及第三层电路板4c。如第二实施例的电路板4一样，以这种方式构成的多层电路板9具有其上形成的其他电路图形。
在这个多层电路板9中，第二层和第三层电路板4b和4c的每个正面侧表面上形成有如图4所示的倒置F形天线图形1，而在每个第一层电路板4a的正面侧表面和第三层电路板4c的背面侧表面上，形成有倒置L形天线图形5。图5中所示的倒置L形天线图形的形状与从第一层电路板的背面侧通过第一层电路板4a看到的形成在第一层电路板4a的正面侧表面上的倒置L形天线图形5一致。
倒置F形天线图形1和倒置L形天线图形5形成在多层电路板9的边缘部分内，该多层电路板具有其上形成的其他电路图形等。在每个第二层和第三层电路板4b和4c的正面侧表面上，如第二实施例(图4)中的一样，形成有馈电传输路径2和具有在其四周部分内形成的通孔6的接地导体部分3。另一方面，在第一层电路板4a的正面侧表面和第三层电路板4c的背面侧表面的每一个上，如第二实施例(图5)中一样，形成具有在其四周部分形成的通孔6的接地导体部分3。
多层电路板9的每层上，如第一实施例中一样，倒置F形天线图形1和倒置L形天线图形5形成为平行于其面对的接地导体部分3的侧边缘而形成的它们相应的细长图形1a和5a彼此重叠，且电路板9的材料夹于其间，而另外，连接到馈电传输路径2上的前者的馈电导体图形1b和连接到接地导体部分3上的后者的接地导体图形5b彼此重叠，且电路板9的材料夹于其间。
构成本实施例的图形天线的倒置F形天线图形1和倒置L形天线图形5具有与第二实施例中的它们对应物相同的特性，由于前面关联第二实施例已给出而因此不再重复对它们详细描述。
在由将多个倒置F形天线图形和多个倒置L形天线图形以这种方式组合到一起所形成的图形天线中，电压驻波比呈现出围绕可用频率范围的电压驻波比的最大值小于在第二实施例(图4)中的最大值的频响。这使在较宽的VSWR＜2的频率范围内获得更好的阻抗匹配成为可能，并从而在较宽的频率范围内发射及接收通信信号。
这个实施例涉及图形天线由多个倒置F形天线图形和多个倒置L形天线图形构成的示例。然而，也有可能通过在多层电路板9上形成象第三实施例中作用为驱动元件的天线图形7那样的多个倒置L形天线图形和象第三实施例中的作用为被动元件的天线图形8那样的多个倒置L形天线图形。在多层电路板9中，作用为驱动元件的天线图形和作用为被动元件的天线图形可以以不同于图12的剖面图中所特定示出的其他形式以它们彼此重叠的顺序及其他方式形成，例如，图形天线可以由一个驱动元件和多个具有不同路径长度的被动元件构成。
第五实施例以下参照附图将描述本发明第五实施例。图13是示出本实施例的图形天线的正面侧表面的示意图；图14是示出本实施例的图形天线的背面侧表面的示意图；图15是本实施例的图形天线所安装的电路板的正面侧表面及电路板上形成的焊盘图形一同被示出的示意图；图16是该实施例沿图13到15的线X-Y取得的剖面图。在此，与第二实施例中用于相同目的的元件由相同的附图标记标识，且不再重复它们的详细描述。
如图形天线形成在其他电路图形所形成的相同电路板上的第一到第四实施例的图形天线相反，这个实施例的图形天线形成在于其上形成其他电路图形等的电路板分离的电路板上，且图形天线在其上形成的电路板安装到其上形成其他电路图形等的电路板上。
具体地说，这个实施例的图形天线由如图13所示的形成在玻璃环氧树脂电路板4d的正面侧表面上的倒置L形天线图形5和如图14所示的形成在电路板4d的背面侧表面上的倒置F形天线图形1构成。如图13所示，在电路板4d的正面侧表面上形成有带状接地导体部分3a。如图14所示，在电路板4d的背面侧表面上形成两个带状接地导体部分3a和多个用于与后面描述的其他电路板10的相关部分电连接的多个焊盘标记11a。
在此，如在第二实施例(图4和图5)中的一样，形成在电路板4d的正面侧表面和背面侧表面上的接地导体部分3a形成为彼此重叠，且电路板4d，即电路板的材料夹在其间，且这些接地导体部分3a具有其内形成的通孔6a。形成在电路板4d的背面侧表面上的焊盘标记11a位于电路板4d的四个角部内，接地导体部分3a上，且在两个接地导体部分3a之间。
如上所述形成在电路板4d上的倒置F形天线图形1和倒置L形天线图形5象在第一实施例中形成在电路板上的倒置F形天线图形和倒置L形天线图形一样被形成为它们相应的细长图形1a和5a，以及前者的馈电导体图形1b和后者的接地导体图形5b彼此重叠，且电路板4d，即电路板的材料夹在其间。此外，在以这种方式形成的倒置F形天线图形1中，馈电导体图形1b连接到位于两个接地导体部分3a之间的位置处的焊盘图形11a上。
构成本实施例的图形天线的倒置F形天线图形1和倒置L形天线图形5具有与第二实施例中的对应物相同的特征，并由于已在前面关联第二实施例给出而因此将不再重复描述它们。
通过以这种方式在电路板4d上形成倒置F形天线图形1和倒置L形天线图形5而构建的图形天线安装到另一电路板10的表面上。这个电路板10将参照图15加以描述。在电路板10的正面侧表面上，如在第二实施例(图3)的电路板4上一样，两个接地导体部分3b形成有其内形成的通孔6，并且在这两个接地导体部分3b之间，形成一馈电传输路径2a。
此外，为了与电路板4d的背面侧表面上形成的焊盘图形11a电连接，焊盘图形11b形成在电路板10的角部内，接地导体部分3b上及馈电传输路径2a上。从而，图形天线以形成在电路板4d上的焊盘图形11a，尤其是形成在接地导体部分3a和接地导体部分3a之间的焊盘图形11a与形成在电路板10上的尤其是形成在接地导体部分3b和馈电传输路径2a上的焊接图形11b相重叠而安装到电路板10上。
由于这种安装，在电路板4d的背面侧表面上的接地导体部分3a和在电路板10的正面侧表面上的接地导体部分3b，及由此的在接地导体部分3a内形成的通孔6a和在接地导体部分3b内形成的通孔6b相互重叠。此外，在倒置F形天线图形1中，馈电导体图形1b通过焊盘图形11a和11b的方式电连接到馈电传输路径2a上，而接地导体图形1c通过接地导体部分3a和焊盘11a及11b的方式电连接到接地导体部分3b上。此外，在倒置L形天线图形5中，接地导体图形5b通过接地导体部分3a、通孔6a和焊盘图形11a及11b的方式电连接到接地导体部分3b上。
当图形天线以这种方式安装到电路板10上时，电路板10、玻璃-环氧树脂电路板4d、倒置F形天线图形1以及倒置L形天线图形5布置成如图16的剖面图所示。尤其是，倒置F形天线图形1形成在电路板10的正面侧表面和玻璃-环氧树脂电路板4d的背面侧表面之间，而倒置L形天线图形5形成在玻璃-环氧树脂电路板4d的正面侧表面上。
在这个实施例中，安装到另一电路板上的图形天线具有与第二实施例的图形天线相似的结构。然而，也有可能将与第一、第三或第四实施例的图形天线类似结构的图形天线安装到另一电路板上。
第一到第五实施例涉及其中倒置F形和倒置L形天线图形具有直线组成的细长图形的示例。然而，那些天线图形可以形成为与上面具体描述的不同的其他形状；例如，它们可以包括带有如图17A所示的垂直弯向接地导体部分的细长图形的开口端的钩形图形，或带有如图17B所示的以曲折形状弯曲的细长图形的开口端部分的曲折形图形。这些结构有利于减少对每个天线图形所要确保的区域面积，从而天线整体紧凑。虽然图17A和17B示出了各自设置有馈电导体图形和接地导体图形的驱动元件，类似的结构也可以应用于只设置有馈电导体图形的驱动元件或只设置有接地导体图形的被动元件。
如图18A所示，也有可能在细长图形的开口端部分和接地导体部分之间放置一片状电容器，或如图18B所示将细长图形分成两部分，并将一片状电容器C2放置在它们之间。以这种方式设置提供电容的片状电容器C1或C2有助于缩短每个天线图形的路径长度。这有助于减小对每个天线图形要确保的区域面积，并从而使天线整体紧凑。虽然图18A和18B示出了各自设置有馈电导体部分和接地导体部分的驱动元件，类似的结构也可以应用于只设置有馈电导体图形的驱动元件或只设置有接地导体图形的被动元件。
在该实施例中，图形天线形成在具有相对低的介电常数的玻璃环氧树脂电路板上。然而，例如，在用于发射和接收频率3GHz或更高的高频信号的天线中，也有可能利用特氟隆-玻璃电路板，该电路板仍提供较小的介电常数，并提供较低的介电损失。
单独的天线图形，即倒置F形和倒置L形天线图形通过基于蚀刻、印制或类似与在普通电路板上形成电路图形的方式的构图(patteming)工艺形成。
装备有实施本发明的天线的无线通信装置以下，将描述装备有如第一到第五实施例的任一个构造的天线的无线通信装置。图19是示出这个实施例的无线通信装置的内部结构的方块图。
图19所示的无线通信装置具有声音、图像或数据从外部装置提供给其的输入部分20、用于将馈入到输入部分20的数据编码的编码器电路21、用于调制被编码器电路21编码的数据的调制器电路22、用于放大被调制器电路22调制的信号以产生要被发射的稳定信号的发射器电路23，用于发射和接收信号的天线24、用于放大由天线24接收的信号并只允许在预定频率范围内的信号通过的接收器电路25。用于检测并从而解调被接收器电路25放大的接收到的信号的解调器电路26，用于解调从解调器电路26输出的信号的解码器电路27，以及用于输出被解码器电路27解码的声音、图像或数据的输出部分28。
在这个无线通信装置中，首先，馈入诸如麦克风、摄像机或键盘的输入部分20中的声音、图像或数据被编码器电路21编码。然后，通过调制器电路22，被编码的数据用具有预定频率的载波调制。然后，被调制的信号被发射器电路23放大。该信号然后作为被发射的信号由天线24发射，该天线24构造成如前述的第一到第五实施例中那样的图形天线。
另一方面，当信号被天线24接收时，首先，信号被接收器电路25放大，并通过设置在该接收器电路25中的滤波器电路等只允许预定频率范围内的信号通过，从而馈入到解调器电路26中。然后解调器电路26探测并从而解调从接收器电路25馈入的信号，并接着，被解调的信号被解码器电路27解码。作为解码器电路27解码的结果的声音、图像或数据然后输出到诸如扬声器或显示器的输出部分28上。
在这个无线通信装置中，当如第一到第四实施例中那样的图形天线被用作天线24时，在天线24所形成的相同的电路板上，也形成有作为电路图形的编码器电路21、调制器电路22、发射器电路23、接收器电路25、解调器电路26、解码器电路27。另一方面，当如第五实施例中那样的图形天线被用作天线24时，其上形成天线24的电路板被安装到其上形成有作为电路图形的编码器电路21、调制器电路22、发射器电路23、接收器电路25、解调器电路26、解码器电路27的另一电路板上，且形成在两个电路板上的焊盘图形连接到一起。
上面所述的实施例涉及一种无线通信装置的示例，其中较早描述的第一到第五实施例的一种的图形天线被用作发射和接收二者用的天线。然而，那些实施例中任一种图形天线可以在无线接收机装置中只用作接收用的天线，或在无线发射器装置中只用作发射用的天线。
根据本发明，图形天线有各天线图形构成。这就消除了如传统天线所需求的要确保的三维空间，且另外，通过弯曲构成天线的天线图形，有可能减少确保形成那些天线图形所需的区域面积。这不仅有助于最小化天线本身，而且有助于使合并有实施本发明的图形天线的无线通信装置最小化。此外，通过将馈电和接地图形形成为梯形，有可能在较宽频率范围内获得阻抗匹配，并从而实现在较宽频率范围内可以传输和接收信号。
权利要求
1.一种形成在电路板上的图形天线，包括形成在电路板表面上的倒置F形天线图形，其具有作用为馈电部分的一端和留作开口端的另一端，具有形成在馈电部分和开口端之间的弯曲部分，且倒置F形天线图形的馈电部分和弯曲部分之间的部分作用为馈电导体图形；以及具有形成为从馈电部分和开口端之间的一点上伸出的接地导体图形；其中，馈电导体图形和接地导体图形中至少一个形成为梯形形状。
2.如权利要求1所述的图形天线，其中，在天线图形中，馈电导体图形或接地导体图形形成为梯形形状，其宽度随远离在电路板上形成的馈电线或接地导体部分而增大。
3.如权利要求1所述的图形天线，其中，在天线图形中，在开口端和弯曲部分之间形成的图形为带有在开口端形成的弯曲的钩形图形，或为其一部分弯曲成曲折形状的图形。
4.如权利要求1所述的图形天线，其中，片状电容器放置在天线图形上。
5.如权利要求1所述的图形天线，其中，天线图形形成在电路板的边缘部分中。
6.如权利要求1所述的图形天线，其中，电路板为玻璃-环氧树脂或特氟隆-玻璃电路板。
7.如权利要求1所述的图形天线，其中，其他电路图形形成在电路板上。
8.如权利要求1所述的图形天线，其中，焊盘图形形成在电路板上以用于与另一电路板电连接。
9.一种形成在电路板上的图形天线，包括形成在电路板表面上的倒置L形天线图形，其具有作用为馈电部分的一端和留作开口端的另一端，并且具有在馈电部分和开口端之间形成的弯曲部分，且例置L形天线图形的馈电部分和弯曲部分之间的部分作用为馈电导体图形；其中，馈电导体图形形成为梯形形状。
10.如权利要求9所述的图形天线，其中，在天线图形中，馈电导体图形形成为梯形形状的图形，其宽度随远离形成在电路板上的馈电线而增大。
11.如权利要求9所述的图形天线，其中，在天线图形中，形成在开口端和弯曲部分之间的图形为具有在开口端形成的弯曲的钩形图形，或为一部分弯折为曲折形状的图形。
12.如权利要求9所述的图形天线，其中，片状电容器放置在天线图形上。
13.如权利要求9所述的图形天线，其中，天线图形形成在电路板的边缘部分内。
14.如权利要求9所述的图形天线，其中，电路板为玻璃-环氧树脂或特氟隆-玻璃电路板。
15.如权利要求9所述的图形天线，其中，其他电路图形形成在电路板上。
16.如权利要求9所述的图形天线，其中，焊盘图形形成在电路板上以用于与另一电路板电连接。
17.一种形成在电路板上的图形天线，包括形成在电路板的第一表面上的第一倒置F形天线图形，其具有作用为馈电部分的一端和留作开口端的另一端，具有在馈电部分和开口端之间形成的弯曲部分，且第一天线图形的馈电部分和弯曲部分之间的部分作用为馈电导体图形；并具有形成为从馈电部分和开口端之间的一点上伸出的接地导体图形，其中，馈电导体图形和接地导体图形中至少一个形成为梯形形状；形成在电路板的第二表面上的第二倒置L形天线图形，其具有作用为接地部分的一端和留作开口端的另一端，并且具有在接地部分和开口端之间形成的弯曲部分，且第二天线图形的接地部分和弯曲部分之间的部分作用为接地导体图形，其中，接地导体图形形成为梯形形状。
18.如权利要求17所述的图形天线，其中，在天线图形中，所述第一天线图形的馈电导体图形和接地导体图形之一或第二天线图形的接地导体图形被形成为梯形图形，其宽度随远离形成在电路板上的馈电线或接地导体部分而增大。
19.如权利要求17所述的图形天线，其中，第一和第二天线图形被形成为彼此重叠，且电路板的材料夹于其间。
20.一种形成在电路板上的图形天线，包括形成在电路板的第一表面上的第一例置L形天线图形，其具有作用为馈电部分的一端和留作开口端的另一端，并且具有在馈电部分和开口端之间形成的弯曲部分，且第一天线图形的馈电部分和弯曲部分之间的部分作用为馈电导体图形，其中，馈电导体图形形成为梯形形状；以及形成在电路板第二表面上的第二倒置L形天线图形，其具有作用为接地部分的一端和留作开口端的另一端，并且具有在接地部分和开口端之间形成的弯曲部分，且第二天线图形的接地部分和弯曲部分之间的部分作用为接地导体图形，其中，接地导体图形形成为梯形形状。
21.如权利要求20所述的图形天线，其中，在天线图形中，第一天线图形的馈电导体图形或第二天线图形的接地导体图形形成为梯形图形，其宽度随远离形成在电路板上的馈电线或接地导体部分而增大。
22.如权利要求20所述的图形天线，其中，第一和第二天线图形被形成为彼此重叠，且电路板的材料夹于其间。
23.一种形成在多层电路板之上及之内的图形天线，包括分别形成在构成多层电路板的层的表面上或各层之间的交界面上的多个第一例置F形天线图形，其具有作用为馈电部分的一端和留作开口端的另一端，具有在馈电部分和开口端之间形成的弯曲部分，且第一天线图形的馈电部分和弯曲部分之间的部分作用为馈电导体图形；并具有形成为从馈电部分和开口端之间的一点上伸出的接地导体图形，其中，馈电导体图形和接地导体图形中至少一个形成为梯形形状；以及形成在构成多层电路板的层的表面上或各层之间的交界面上的多个第二倒置L形天线图形，其具有作用为接地部分的一端和留作开口端的另一端，并且具有在接地部分和开口端之间形成的弯曲部分，且第二天线图形的接地部分和弯曲部分之间的部分作用为接地导体图形，其中，接地导体图形形成为梯形形状。
24.如权利要求23所述的图形天线，其中，在天线图形中，所述每个第一天线图形的馈电导体图形和接地导体图形之一或每个第二天线图形的接地导体图形形成为梯形图形，其宽度随远离多层电路板之上或之内形成的馈电线或接地导体部分而增大。
25.如权利要求23所述的图形天线，其中，第一和第二天线图形形成为彼此重叠，且电路板的材料夹于其间。
26.如权利要求23所述的图形天线，其中，第一和第二天线图形都形成在构成多层电路板的各层的不同表面上。
27.一种形成在多层电路板之上及之内的图形天线，包括分别形成在构成多层电路板的层的表面上或各层之间的交界面上的多个第一倒置L形天线图形，其具有作用为馈电部分的一端和留作开口端的另一端，并且具有在馈电部分和开口端之间形成的弯曲部分，且第一天线图形的馈电部分和弯曲部分之间的部分作用为馈电导体图形，其中，馈电导体图形形成为梯形形状；以及形成在构成多层电路板的层的表面上或各层之间的交界面上的多个第二倒置L形天线图形，其具有作用为接地部分的一端和留作开口端的另一端，并且具有在接地部分和开口端之间形成的弯曲部分，且第二天线图形的接地部分和弯曲部分之间的部分作用为接地导体图形，其中，接地导体图形形成为梯形形状。
28.如权利要求27所述的图形天线，其中，在天线图形中，每个第一天线图形的馈电导体部分或每个第二天线图形的接地导体部分形成为梯形图形，其宽度随远离在多层电路板上或之内形成的馈电线或接地导体部分增大。
29.如权利要求27所述的图形天线，其中，第一和第二天线图形形成为彼此重叠，且电路板的材料夹于其间。
30.如权利要求27所述的图形天线，其中，第一和第二天线图形都形成在构成多层电路板的各层的不同表面上。
31.一种包含图形天线的无线通信装置，其中所述图形天线允许至少向外部装置发射通信信号或从外部装置接收通信信号，所述图形天线包括形成在电路板表面上的倒置F形天线图形，其具有作用为馈电部分的一端和留作开口端的另一端，具有形成在馈电部分和开口端之间的弯曲部分，且倒置F形天线图形的馈电部分和弯曲部分之间的部分作用为馈电导体图形；并具有形成为从馈电部分和开口端之间的一点上伸出的接地导体图形；其中，馈电导体图形和接地导体图形中至少一个形成为梯形形状。
32.一种包含图形天线的无线通信装置，其中所述图形天线允许至少向外部装置发射通信信号或从外部装置接收通信信号，所述图形天线包括形成在电路板表面上的倒置L形天线图形，其具有作用为馈电部分的一端和留作开口端的另一端，并且具有在馈电部分和开口端之间形成的弯曲部分，且倒置L形天线图形的馈电部分和弯曲部分之间的部分作用为馈电导体图形；其中，馈电导体图形形成为梯形形状。
33.一种包含图形天线的无线通信装置，其中所述图形天线允许至少向外部装置发射通信信号或从外部装置接收通信信号，所述图形天线包括形成在电路板的第一表面上的第一例置F形天线图形，其具有作用为馈电部分的一端和留作开口端的另一端，具有在馈电部分和开口端之间形成的弯曲部分，且第一天线图形的馈电部分和弯曲部分之间的部分作用为馈电导体图形；并具有形成为从馈电部分和开口端之间的一点上伸出的接地导体图形，其中，馈电导体图形和接地导体图形中至少一个形成为梯形形状；形成在电路板的第二表面上的第二倒置L形天线图形，其具有作用为接地部分的一端和留作开口端的另一端，并且具有在接地部分和开口端之间形成的弯曲部分，且第二天线图形的接地部分和弯曲部分之间的部分作用为接地导体图形，其中，接地导体图形形成为梯形形状。
34.一种包含图形天线的无线通信装置，其中所述图形天线允许至少向外部装置发射通信信号或从外部装置接收通信信号，所述图形天线包括形成在电路板的第一表面上的第一倒置L形天线图形，其具有作用为馈电部分的一端和留作开口端的另一端，并且具有在馈电部分和开口端之间形成的弯曲部分，且第一天线图形的馈电部分和弯曲部分之间的部分作用为馈电导体图形，其中，馈电导体图形形成为梯形形状；以及形成在电路板第二表面上的第二倒置L形天线图形，其具有作用为接地部分的一端和留作开口端的另一端，并且具有在接地部分和开口端之间形成的弯曲部分，且第二天线图形的接地部分和弯曲部分之间的部分作用为接地导体图形，其中，接地导体图形形成为梯形形状。
35.一种包含图形天线的无线通信装置，其中所述图形天线允许至少向外部装置发射通信信号或从外部装置接收通信信号，所述图形天线包括分别形成在构成多层电路板的层的表面上或各层之间的交界面上的多个第一倒置F形天线图形，其具有作用为馈电部分的一端和留作开口端的另一端，具有在馈电部分和开口端之间形成的弯曲部分，且第一天线图形的馈电部分和弯曲部分之间的部分作用为馈电导体图形；并具有形成为从馈电部分和开口端之间的一点上伸出的接地导体图形，其中，馈电导体图形和接地导体图形中至少一个形成为梯形形状；以及形成在构成多层电路板的层的表面上或各层之间的交界面上的多个第二倒置L形天线图形，其具有作用为接地部分的一端和留作开口端的另一端，并且具有在接地部分和开口端之间形成的弯曲部分，且第二天线图形的接地部分和弯曲部分之间的部分作用为接地导体图形，其中，接地导体图形形成为梯形形状。
36.一种包含图形天线的无线通信装置，其中所述图形天线允许至少向外部装置发射通信信号或从外部装置接收通信信号，所述图形天线包括分别形成在构成多层电路板的层的表面上或各层之间的交界面上的多个第一倒置L形天线图形，其具有作用为馈电部分的一端和留作开口端的另一端，并且具有在馈电部分和开口端之间形成的弯曲部分，且第一天线图形的馈电部分和弯曲部分之间的部分作用为馈电导体图形，其中，馈电导体图形形成为梯形形状；以及形成在构成多层电路板的层的表面上或各层之间的交界面上的多个第二倒置L形天线图形，其具有作用为接地部分的一端和留作开口端的另一端，并且具有在接地部分和开口端之间形成的弯曲部分，且第二天线图形的接地部分和弯曲部分之间的部分作用为接地导体图形，其中，接地导体图形形成为梯形形状。
全文摘要
一种倒置F形天线图形l形成为玻璃－环氧树脂电路板4表面上的驱动元件。该天线图形1具有连接到电路板4表面上形成的馈电传输路径2上的馈电导体图形1b和连接到在电路板表面上形成的接地导体部分3上的接地导体图形1c。馈电导体图形1b形成为梯形形状,以便其宽度从其连接到馈电传输路径2上的地方向天线图形1的细长图形1a逐渐增大。
文档编号H01Q9/40GK1341980SQ0113240
公开日2002年3月27日 申请日期2001年8月30日 优先权日2000年8月31日
发明者增田义行 申请人:夏普公司