专利名称：天线装置的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及在移动体通信等中所使用的天线装置。
背景技术：
图12表示多个信息通信系统可使用的通信组件。对于图12的通信组件100，可使用具有天线101的Bluetooth系统103和具有天线102的W-LAN系统104这两者的系统。作为这样的通信组件100的问题点，出现在两个系统103、104均使用同一2.4GHz频带，且同时使用两个系统103、104的情况下。此时，在一方的系统处于信号发送过程中、另一方的系统处于信号接收状态的情况下，一方的系统的信号会在另一方的系统中产生妨碍噪音，致使BER(Bit Error Rate比特错误率)明显变差。
另外，作为与本申请的发明有关的在先技术文献信息，已知有比如特许第3114582号公报、特开平2001-177330号公报。
但是，在上述结构中，由于必须将2个天线101、102在物理上分离地配置，故装载通信组件100的外壳的尺寸必然增大。另外，由于使用2个天线101、102，所以必须确保2个天线装载位置，并且也必然需要2倍的天线101、102的制造成本。
发明的内容本发明提供一种天线装置，该天线装置其包括接地板、与接地板相对地配置的辐射板、在辐射板上的零电位的区域上的多个供电端口；在辐射板上设置相对于连接各供电端口和辐射板的中心的第1直线组呈线对称的有4个切口，各切口的2条边与在从辐射板的端部到辐射板的中心的任意点处与第1直线组相正交的第2直线组大致相接触。
附图的简要说明图1A为本发明的实施形态1的天线装置的立体图。
图1B为本发明的实施形态1的天线装置的俯视图。
图2A为本发明的实施形态2的天线装置的立体图。
图2A为本发明的实施形态2的天线装置的俯视图。
图3A为本发明的实施形态3的天线装置的立体图。
图3B为本发明的实施形态3的天线装置的俯视图。
图4A为本发明的实施形态4的天线装置的立体图。
图4B为本发明的实施形态4的天线装置的俯视图。
图5A为本发明的实施形态5的天线装置的立体图。
图5B为本发明的实施形态5的天线装置的俯视图。
图6A为本发明的实施形态6的天线装置的立体图。
图6B为本发明的实施形态6的天线装置的俯视图。
图7A为本发明的实施形态7的天线装置的立体图。
图7B为本发明的实施形态7的天线装置的侧视图。
图8A为本发明的实施形态8的天线装置的立体图。
图8B为本发明的实施形态8的天线装置的侧视图。
图9为本发明的实施形态9的天线装置的立体图。
图10A为本发明的实施形态10的天线装置的立体图。
图10B为本发明的实施形态10的天线装置的俯视图。
图11A为本发明的实施形态11的天线装置的立体图。
图11B为本发明的实施形态11的天线装置的侧视图。
图12为以往的天线装置的概要图。
用于实施发明的最佳形式(实施形态1)图1A和图1B为实施形态1的天线装置，图1A的天线装置为在与接地板2相对地配设的辐射板1的周边部设有第1供电端口3和第2供电端口4的、具有多个供电端口的天线装置，在辐射板1和接地板2之间具有第1基体5。并且在辐射板1上设有2边大体与作为第2直线组的第3直线11、作为第2直线组的第4直线12、作为第2直线组的第5直线13、作为第2直线组的第6直线14相接触的切口6，其中这些直线，在连接各供电端口的位置和辐射板1的中心的作为第1直线组的第1直线9和作为第1直线组的第2直线10上的距辐射板1的周边部1/8波长(电长度)的点处，与作为第1直线组的第1直线9及作为第1直线组的第2直线10正交，切口6的位置、形状相对于辐射板1的中心成点对称结构。
图1B表示图1A所示的具有2个供电端口3、4的天线装置的辐射板1的尺寸与各供电端口3、4的配设位置。辐射板1的形状呈直径为所需的频率的1/2波长(电长度)的圆形，呈第1供电端口3及第2供电端口4被设置于辐射板1的周边部的结构。
当仅在第1供电端口3输入所需的频率的信号的情况下，辐射板1和接地板2作为连接第1供电端口3和辐射板1的中心的第1直线组的第2直线10上的周边部的开放1/2波长的谐振器的动作，第1谐振电流7在辐射板1上流动。在此，在周边部的开放1/2波长的谐振器中，在其中心(距端部1/4波长的点)电位为零。即，在辐射板1上的作为第1直线组的第1直线9上始终是电位为零。由于第2供电端口4位于处于该零电位的作为第1直线组的第1直线9上，故从第1供电端口3输入的所需频率的高频信号不会泄漏到第2供电端口4中。
根据与此相同的原理，当仅在第2供电端口4中输入所需的频率的信号的情况下，第2谐振电流8在辐射板1上流动，在辐射板1上的作为第1直线组的第2直线10上始终是电位为零，因此可以说从第2供电端口4输入的所需频率的信号不会向位于作为该第1直线组的第2直线10上的第1供电端口3泄漏。为了实现上述这样的特性，故按照连接第1供电端口3和辐射板1的中心的作为第1直线组的第2直线10和连接第2供电端口4和辐射板1的中心的作为第1直线组的第1直线9、在辐射板1的中心处正交的方式，确定各供电端口位置。
另外，由于设置有切口6，故作为第1直线组的第1直线9的线路宽度从第1线宽15变更为第2线宽16，因此，在将辐射板1和接地板2视为谐振器时，线路宽度较大的第1线宽15所存在的区域的特性阻抗降低，线路宽度较窄的第2线宽16所在的区域的特性阻抗变高。这样，辐射板1和接地板2之间的特性阻抗在其途中变更，由此，可形成SIR结构(SteppedImpedance Resonator)，可缩短谐振器长度，因此，结果可实现天线装置的小型化。
在实施形态1中，成为在距辐射板1的周边部1/8波长的点改变线路宽度的结构，这是因为在使谐振器的特性阻抗在距其端部1/8波长的点处改变的情况下，可使谐振器最小型化。
(实施形态2)图2A和图2B为实施形态2的天线装置，在图2A和图2B的天线装置，是使实施形态1的作为第1直线组的第1直线9的长度不同于作为第1直线组的第2直线10的长度的装置。并且，由在作为第1直线组的第1直线9、作为第1直线组的第2直线10上、在距辐射板1的周边部分别按电长度(λ1和λ2)为1/8波长的点正交的各第1直线组形成的边界线18上，辐射板1和接地板之间的基体从第1基体5变更为第2基体17。在此，按照第1基体5的相对导磁率除以介电常数的值小于第2基体17的相对导磁率除以介电常数的值的方式，选择各基体5、17。
由于将辐射板1的形状设成椭圆形，故可使第1供电端口3和第2供电端口4的谐振频率不同。由于作为该天线装置的使用例，可将第1供电端口3用作GSM(Global system for Mobile communications)系统的信号发送，另外将第2供电端口4用作信号接收，两供电端口3、4之间的隔离(アイソレ一シヨン)可由天线装置本身确保，因此不必在紧靠天线装置的下方配置共用器。另外，由于还可作为适应于2个系统的天线装置来使用，因此，比如，可将第1供电端口3用作W-LAN，另将第2供电端口4用作Bluetooth。
(实施形态3)图3A、图3B为实施形态3的天线装置，表示辐射板1的形状。图3A、图3B，是将辐射板1的形状从圆形状变更为正方形状之后的样子，图3A表示在辐射板1的角处，设有第1供电端口3和第2供电端口4的情况下的辐射板1的形状，图3B表示在辐射板1的各端边的中点设有各供电端口3、4的情况下的辐射板1的形状。
(实施形态4)图4A、图4B为实施形态4的天线装置，表示辐射板1的形状。图4A、图4B，是将辐射板1的形状从椭圆形状向长方形状变更之后的样子，图4A表示在辐射板1的角处设有第1供电端口3和第2供电端口4的情况下的辐射板1的形状，图4B表示在辐射板1的各端边的中点设有各供电端口3、4的情况下的辐射板形状。
(实施形态5)图5A和图5B为实施形态5的天线装置，改变实施形态1的天线装置的各供电端口3、4和辐射板1的连接部分形状，并在辐射板1的中间部添加有第3供电端口26。在第1供电端口3和辐射板1之间设有间隙24，通过调整该间隙24的间距、宽度，可获得第1供电端口3和辐射板1的阻抗匹配。另外，通过将第2供电端口4和辐射板1之间设为交叉指型结构(インタ一デイジタル)25，可将第2供电端口4和辐射板1之间的电容值设定得较大，可扩大第2供电端口4的阻抗调整的范围。
其结果是，通过调整间隙的间距而不采用匹配电路，即可获得天线装置的匹配，可实现匹配电路所需要的成本、安装空间的削减。
第3供电端口26被配设在辐射板1的中心。这是因为辐射板1的中心即使在向第1供电端口3和第2供电端口4供电时也始终是电位为零的缘故。其原因在于在仅向第1供电端口3供给所需的频率的信号时、在辐射板1上产生的电位始终为零的作为第1直线组的第1直线9，和在仅向第2供电端口4供给所需的信号时、在辐射板1上产生的电位始终为零的作为第1直线组的第2直线10相交叉的点为辐射板1的中心。
通常，由于在紧靠第3供电端口26的下方必须要求有用于获得与辐射板1匹配的匹配电路，故也可将填充于辐射板1和接地板2之间的基体5色为叠层结构，由基体5具体实现该匹配电路。
另外，虽然在第3供电端口26处所使用的频率与第1供电端口3和第2供电端口4处所使用的频率不同，但是，可增加这些供电端口之间的隔离值。
在考虑了这样的本天线装置的特性之后，作为该天线装置的使用例，可以考虑将第1供电端口3和第2供电端口4用作W-LAN的极化分集式天线( 波ダイバ一シティアンテナ)，将笫3供电端口26作为使用电视机、CPS(Global positionlng system)、PDC(Personal digital cellular)等2.4GHz频带以外的频率的系统用的天线来使用。
(实施形态6)图6A和图6B为实施形态6的天线装置，在图6A中，对角线的电长度基本为1/2波长的正四边形的辐射板1与接地板2相对而存在，且在辐射板1和接地板2之间填充有第1基体5和第2基体17。第1基体5和第2基体17的边界线18位于从辐射板1的周边部向辐射板1的中心以电长度1/8波长向内侧缩入的部位，按照第1基体的相对导磁率除以介电常数的值小于第2基体的相对导磁率除以介电常数的值的方式进行基材的选择。
在辐射板1上形成有相对于其中心呈点对称的4个切口6，该切口6的外周的2条边与在连接各供电端口和辐射板1的中心的第1直线组上的距辐射板1的周边部按电长度1/8波长的位置处正交的各直线相接触。第1供电端口3和第2供电端口4不在辐射板1的周边部而存在于辐射板1的内侧，并按照连接各供电端口3、4和辐射板1的中心的作为第1直线组的第1直线9及作为第1直线组的第2直线10在辐射板1的中心相正交的方式设置。这样，通过将各供电端口3、4设在作为第1直线组的第1直线9或作为第1直线组的第2直线10上的任意位置上，由此可不采用匹配电路地实现备供电端口3、4的阻抗匹配。
另外，按照相对于作为第1直线组的第1直线9及作为第1直线组的第2直线10、辐射板1的形状呈线对称的方式，在辐射板1的周边部设置缺口27，由此，可降低天线装置的谐振频率，其结果是可使天线装置小型化。
在实施形态6中，表示出了在四边形的辐射板1的周边部设有缺口27的情况，但是，显然在圆形、正多边形、矩形的辐射板的情况下也可获得同样的效果。
(实施形态7)图7A、图7B为实施形态7的天线装置，在图7A、图7B中，在由电介体或磁性体、或电介体与磁性体的混合材料构成的圆筒状的第2基体17(直径按电长度为1/4波长)的周围，配置有成分与第2基体17不同的环(ド一ナツ)状(直径按电长度为1/4波长)的第1基体5，在第1基体5的上面部分及比第1基体5的上面更上方的第2基体17的表面部分形成辐射板1，第1供电端口3和第2供电端口4与辐射板1的周边部连接，同时各供电端口3、4被连接在连接各供电端口3、4与辐射板1的中心的第1直线组相正交那样的位置上。
在辐射板1上，形成相对于其中心呈点对称的4个切口6，该切口6的外周的2条边与在连接各供电端口3、4和辐射板1的中心的第1直线组上的距辐射板1的周边部按电长度1/8波长的位置处正交的各第2直线组相接触。另外，按照第1基体5的相对导磁率除以电介常数的值小于第2基体17的相对导磁率除以电介常数的值的方式选择基材。
由此，填充有第2基体17的区域的辐射板1和接地板2之间的特性阻抗可实现大于填充有第1基体5的区域的特性阻抗。另外，由于第2基体17所在的区域的辐射板1与接地板2的间隔比第1基体5所在的区域的辐射板1与接地板2的间隔宽，因此从结构上也可较大地设计填充有第2基体17的区域的特性阻抗。
此外，由于通过在辐射板1中形成切口6可获得与实施形态1的情况相同的效果，所以可以使在连接各供电端口3、4和辐射板1的中心的第1直线组上直到距辐射板1的周边部按电长度1/8波长的位置的区域的特性阻抗小于其它区域的特性阻抗。
由于因具有这样的天线结构，可在距辐射板1的周边部按电长度1/8波长的点处，根据材料、结构、辐射板形状而使特性阻抗较大地变化，因此可具体地实现SIR结构，可使天线装置小型化。
(实施形态8)图8A、图8B为实施形态8的天线装置，是使实施形态7的辐射板1的外形的形状从圆形向正四边形状变化的情况。伴随该情况，对于第2基体17的形状也形成为具有1条边按电长度为1/4波长的底面的正四边形柱。另外，切口6的形状虽然按照与在连接各供电端口3、4和辐射板1的中心的第1直线组上、在距辐射板1的周边部按电长度1/8波长的位置正交的各直线大致接触的方式构成，但是在特性上可获得与实施形态7的情况基本相同的效果。由于辐射板1的外形的形状为圆形、正四边形都是相对于连接各供电端口3、4与第2基体17的上面的中心的第1直线组呈线对称的，所以无论哪一个都具有相同的特性。
另外，通过在相对于连接供电端口和辐射板的中心的第1直线组呈线对称的辐射板的周边部的任意位置上设置任意数量的切口，可以根据切口等效地较长地设计辐射板的电长度，其结果是，可实现天线装置的小型化。
(实施形态9)图9为实施形态9的天线装置，是使连接实施形态7的天线装置中的第1供电端口3和第2基体17的上面的中心的第1直线组、和连接第2供电端口14和第2基体17的上面的中心的第1直线组的长度不同的天线装置。通过这样的方案，可实现第1供电端口3与第2供电端口4的谐振频率不同的小型的天线装置。
(实施形态10)图10A、图10B为实施形态10的天线装置，是在实施形态1所示的天线装置中，使第1电抗元件28的一方的前端，电性连接在与第1供电端口3的位置相对于辐射板1的中心呈点对称的辐射板1的周边部上，使第2电抗元件29电性连接在与第2供电端口4的位置相对于辐射板1的中心呈点对称的辐射板1的周边部上的情况。
通过这些电抗元件28、29，可使在向各供电端口3、4供电的情况下的电长度增长，因此可实现天线装置的小型化，另外，通过研磨调整各电抗元件28、29的形状，还可进行天线装置的阻抗的调整。另外，显然，即便将电抗元件28、29的未与辐射板1相连接的另一方的前端连接在接地板2上，也能够获得同样的效果。
另外，是通过切断前端为开放状态的电抗元件的前端的周边部，而调整了接口之间的隔离的天线装置，并可通过调节前端为开放状态的导电性组件的长度来调整因安装的框体而变化的天线装置的特性，所以能够快速地应对各种各样的框体。
(实施形态11)图11A和图11B为实施形态11的天线装置，与在实施形态7中通过将辐射板1设为凸形状的截面而扩大了辐射板1和接地板2之间的距离的情况相对，在实施形态11中，是通过将接地板2设为凹形状的截面而扩大了辐射板1和接地板2之间的距离的例子。由于无论采用哪种结构，均可实现SIR结构，故与实施形态6同样具有可使天线装置小型化的效果。
本发明是由长轴和短轴的各自的电长度大体为所需的频率的1/2波长的椭圆形的辐射板、或连接各供电端口与辐射板的中心的第1直线组上的一方的辐射板的周边部到另一方的辐射板的周边部的电长度大体为1/2波长的正多边形以外的方形的辐射板构成的天线装置，在1个天线装置中可以具体实现确保隔离的谐振频率不同的2个供电端口。
本发明为在辐射板的端部设置有供电端口的天线装置，在考虑天线装置的制造方面、以及向基板(衬底)上的安装的情况下，向辐射板的外周部设置供电端口的方面比较容易。
本发明是在连接辐射板的端部的任意点和辐射板的中心的第1直线组上设有供电端口的天线装置，通过将供电部向辐射板的周边部的更内侧设置，可获得各供电端口的匹配。
本发明是将供电端口使用于不同系统的通信的天线装置，由于各接口之间的隔离被确保而不必紧靠天线在下方配置对每一系统的信号分波处理的共用器，可实现共用器所必需的成本、安装空间的削减，并且，对于同时使用W-LAN与Bluetooth的便携终端，由于两个系统使用同一频率，因此在滤波共用器中区分两个系统信号是不可能的，所以就有必要将天线本身准备2个，并为确保两个天线之间的隔离而以一定间隔分离地使用两个天线，但是，如果采用本发明的天线装置，由于可通过1个天线装置而具体实现，故可削减天线所必需的成本，另外还能够实现终端的小型化。
本发明是将第1供电端口使用于第1系统的通信、将第2供电端口和第3供电端口使用于第2系统的分集式的通信的天线装置，可使分集式天线和共用器一体化，可实现便携终端的小型化。
本发明是将第1供电端口使用于第1系统的通信、将第2供电端口和第3供电端口作为第2系统的信号发送、信号接收而使用的天线装置，可使对每一系统的信号进行电波分离的共用器、和对发送、接收信号进行电波分离的共用器一体化，可实现对应于多功能的便携终端的小型化。
如果像上述那样采用本发明，则可在1个天线上设置确保了隔离的2个或2个以上的供电端口，并且还可实现这样的天线装置的小型化。
产业上的利用可能性本发明主要涉及移动体通信等中所使用的天线装置，可在1个天线上设置确保了隔离的2个或2个以上的供电端口，并可实现这样的天线装置的小型化。
权利要求
1.一种天线装置，其包括接地板；与上述接地板相对地配置的辐射板；在上述辐射板上的零电位的区域上的多个供电端口；在上述辐射板上设置相对于连接上述各供电端口和上述辐射板的中心的第1直线组呈线对称的4个切口，上述各切口的2条边与在从上述辐射板的端部到上述辐射板的中心的任意点处与上述第1直线组正交的第2直线组大致相接触。
2.一种天线装置，其包括接地板；与上述接地板相对地配置的辐射板；在上述辐射板上的零电位的区域上的多个供电端口；在上述辐射板上设置相对于连接上述各供电端口和上述辐射板的中心的第1直线组呈线对称的4个切口，上述各切口的2条边与在从上述辐射板的端部到上述辐射板的中心的任意点处与上述第1直线组正交的第2直线组大致相接触，并且上述辐射板的形状相对于上述辐射板的中心呈点对称。
3.如权利要求1所述的天线装置，其中上述辐射板由长轴和短轴各自的电长度大致为所需的频率的1/2波长的椭圆形的辐射板、或连接各供电端口与辐射板的中心的第1直线组上的从一方的辐射板的周边部到另一方的辐射板的周边部的电长度大致为1/2波长的正多边形以外的方形的辐射板构成。
4.如权利要求2所述的天线装置，其中上述辐射板由直径按电长度大致为1/2波长的圆形的辐射板、或在连接各供电端口与辐射板的中心的第1直线组上的从一方的辐射板的周边部到另一方的辐射板的周边部的电长度大致为1/2波长的正多边形的辐射板构成。
5.如权利要求3或4所述的天线装置，其中上述各切口的2条边，与在连接上述各供电端口和上述辐射板的中心的第1直线组上、在距上述辐射板的周边部按电长度大致1/8波长的点处与上述第1直线组正交的上述第2直线组大致相接触。
6.如权利要求1或2所述的天线装置，其中将上述供电端口设置在上述辐射板的端部。
7.如权利要求1或2所述的天线装置，其中在连接上述辐射板的端部的任意点和辐射板的中心的第1直线组上设置供电端口。
8.如权利要求1或2所述的天线装置，其中上述供电端口隔着间隙地与上述辐射板连接。
9.如权利要求8所述的天线装置，其中将面对间隙的部分的供电端口和辐射板的形状设为交叉指型结构。
10.如权利要求1或2所述的天线装置，其中在上述辐射板的中心上设有第3供电端口。
11.如权利要求1或2所述的天线装置，其构成为设置在上述辐射板的中心的供电端口的辐射板的谐振频率与其他的供电端口的谐振频率不同。
12.如权利要求1或2所述的天线装置，其中在连接上述供电端口和上述辐射板的中心的第1直线组上，在从上述辐射板的端部到上述辐射板的中心之间，上述辐射板和上述接地板的间距有变化，且与上述辐射板的周边部相比、上述辐射板的中心的辐射板和上述接地板的间距大。
13.如权利要求12所述的天线装置，其中在连接上述供电端口和上述辐射板的中心的第1直线组上，在距辐射板的周边部按电长度大致1/8波长的点处，使上述辐射板与上述接地板的间距扩大。
14.如权利要求3、4、12中的任意一项所述的天线装置，其中在上述辐射板和上述接地板之间填充由电介体或磁性体、或电介体和磁性体的混合体构成的基体，在连接上述各供电端口与上述辐射板的中心的第1直线组上，在上述辐射板的端部和上述辐射板的中心之间的任意点处，上述基体的相对导磁率除以电介常数的值变化，与上述第1直线组上的靠近辐射板的端部的区域的基体的相对导磁率除以电介常数的值相比，靠近上述辐射板的中心的区域的上述基体的相对导磁率除以电介常数的值大。
15.如权利要求3、4、12中的任意一项所述的天线装置，其中在连接上述各供电端口和上述辐射板的中心的第1直线组上，在距上述辐射板的端部按电长度大致1/8波长的位置处，上述接地板和上述辐射板之间的上述基体的相对导磁率除以电介常数的值增大。
16.如权利要求1或2所述的天线装置，其中在相对于连接上述供电端口和上述辐射板的中心的第1直线组呈线对称的辐射板的周边部的任意位置上，设有任意数量的切口。
17.如权利要求1或2所述的天线装置，其中由导电线路构成上述供电端口，并且相对于上述接地板成任意的角度地形成上述导电线路。
18.如权利要求1或2所述的天线装置，其中在以略圆形的辐射板的中心、或略正多边形的辐射板的对角线的交点为基准时的相对于上述供电端口的位置呈对称的位置上，进一步具有前端为开放状态的电抗元件。
19.如权利要求18所述的天线装置，其中通过将前端为开放状态的电抗元件的前端的周边部切断，来调整接口间的隔离。
20.如权利要求18所述的天线装置，其中将上述电抗元件的开放端向接地板连接。
21.如权利要求1或2所述的天线装置，其中将上述各供电端口使用于分集式的通信。
22.如权利要求1或2所述的天线装置，其中将上述各供电端口使用于不同系统的通信。
23.如权利要求10所述的天线装置，其中将上述第1供电端口使用于第1系统的通信，将上述第2供电端口和上述第3供电端口使用于第2系统的分集式的通信。
24.如权利要求10所述的天线装置，其中将上述第1供电端口使用于第1系统的通信，将上述第2供电端口和上述第3供电端口作为第2系统的信号发送、信号接收来使用。
全文摘要
本发明的天线装置采用下述的结构与接地板(2)相对地设置的、具有电长度大致为1/2波长的直径的圆形的辐射板(1)，在其的周边部具有第1供电端口(3)和第2供电端口(4)，这些供电端口(3)、(4)被设置在各供电端口和辐射板(1)的中心正交的位置上，在辐射板(1)上设置有相对于连接辐射板(1)的各供电端口和辐射板(1)的中心的直线呈线对称的4个切口(6)，各切口(6)的周边的2条边大致接触。
文档编号H01Q19/00GK1586024SQ0380148
公开日2005年2月23日 申请日期2003年10月2日 优先权日2002年10月3日
发明者福岛奖 申请人:松下电器产业株式会社