专利名称：天线设备及其制造方法
技术领域：
本发明涉及天线设备以及制造该设备的方法。
背景技术：
在现有技术中，已经开发了微型天线来用于超短波的通信。特别是在称作UWB(超宽带)的通信标准中，可以提高通信速率，但使用的带宽通常宽至3.1GHz-10.6GHz。因此，已经期望开发出一种天线设备，其能够有效的接收这种宽范围的电波。在现有技术中，双锥天线或盘锥天线已经是熟知的具有宽带频率特性的天线设备。例如，在日本专利No.3,273,463中公开了使用半圆辐射板的宽带天线设备。此外，为了减少天线设备的尺寸，已经建议了各种形状的天线设备以减少宽带天线的尺寸，比如蝴蝶结天线(JP-A-2002-135-37)。
发明内容
然而，在该天线设备中，双锥形天线或盘锥天线具有大的形状以至于难于作为安装在一设备中的天线设备类型。而且，在日本专利No.3,273,463和JP-A-2002-135037中公开的天线具有复杂的形状，而且它们的占用容量对于天线设备不是很小的。而且，各种形状的电极被结合，但它们基本上是平面形辐射电极。因此，如果电极是窄的，则它们的频带也是窄的。因此，已经发现现有技术的天线设备受到小型化的限制。而且，平面形导体部件本身突起并且不能保持有效的长度。
本发明意在解决这些问题并具有提供天线设备的目的，其在尺寸减少和可安装性方面是优秀的同时保持强度。本发明的另一个目的是提供一种天线设备，其对应于超宽频带同时减少其天线的尺寸。
为实现上述的目的，根据本发明的第一个方面，提供一种天线设备，其包括基片；辐射部分，其包括排列在基片的一个主面上的电介质块和在电介质块的表面上以立体形状形成的第一导体层；和接地导体，其包括在基片的另一个主面上形成的第二导体层。该天线设备可以进一步包括在基片的主面上从安置在第一导体层的一端上的馈线部分延伸的馈线。而且，该接地导体还可以形成在基片的另一主面的部分区域上，而且辐射部分也可以被排列在一个主面的这样的区域上以避免具有形成的接地导体的区域。
根据本发明的第二个方面，提供一种天线设备，包括天线部件，该天线部件包括基片；辐射部分，其具有在基片的一个主面上设置的电介质块，和在电介质块的表面上以立体形状形成的第一导体层；和具有在基片的另一主面上形成的第二导体层的接地导体；和在基片主面上从放置在第一导体层的一端上的馈线部分延伸的馈线。该接地导体形成在基片的另一主面的部分区域中，而且辐射部分被排列靠近基片的外围边缘部分和在相应于避免具有形成的接地导体的部分区域的区域的一个主面上。在该天线设备中，辐射部分也可以在沿着接地导体的侧部的方向上靠近基片的其中一侧排列，该接地导体通过基片与该辐射部分相对。
在本发明中，第一导体层也可以形成在电介质块表面的除了与基片接触的接触面外的至少三个面上。而且，第一导体层还可以在电介质块中的接触面的一个部分上连续形成以便与基片接触。可替换的，第一导体层还可以在电介质块的表面的这样一接触面上形成以与基片和与接触面相邻的面接触。
而且，在本发明中，第一导体层还可以从放置在第一导体层的一端上的馈线部分朝着另一端以辐射形来形成。
此外，第一导体层还可以从放置在第一导体层的边缘部分上的馈线部分远离具有形成的接地导体的区域以辐射形式来形成。
本发明中的电介质块可以由任何的铝、钛酸钙、钛酸镁和钛酸钡构成。而且，电介质块也可以具有特殊的介电常数15或更小。
而且，本发明中的第一导体层还可以以这样的辐射形式来形成，其相对于连接放置在第一导体层一端的馈线部分和第一导体层的另一端上的馈线部分的直线具有大于等于80度和小于等于180度的中心角度。
而且，本发明中的接地导体还可以沿着基片的一个主面上的馈线形成，并且该馈线还可以构成为共面线。
根据本发明的另一个方面，提供了用于制造天线设备的一种方法，包括，形成电介质部件为预定形状的步骤；形成馈电极以用作为在电介质部件的预定部分上的天线馈送部分的步骤；在电介质部件的表面上形成导体，以便该导体从电介质部件向后的该馈电极的位置可以整体地形成一立体形状的步骤；和在具有形成的接地部分的基片的另一主面上，排列具有该形成的导体的电介质部件的步骤。
按照本发明，其能够实现尺寸减少的和加宽范围的天线。
图1是透视图，显示了根据本发明第一实施例的在来自辐射部分120的方向中的天线设备100；图2是透视图，显示了根据实施例的在来自辐射部分120的相反方向中的天线设备100；图3是放大图，显示了根据实施例的天线设备100中的辐射部分120的形状；
图4是根据实施例的天线设备100中的辐射部分120的展开；图5显示了根据实施例的从接合面到基片110的方向中的天线设备100中的辐射部分120；图6是流程图，显示了实施例中天线设备100的制造方法的辐射部分120的制造过程；图7图示了根据实施例的一个例子中的频率特性；图8图示了根据实施例的基带部分129的实施例常数和可使用的频率带宽之间的关系；图9图示了实施例的示例中天线电极60的形状和天线特性之间的关系；图10是展开图，显示了根据本发明第二实施例的辐射部分220；图11是展开图，显示了根据本发明第三实施例的辐射部分320；图12是展开图，显示了根据本发明第四实施例的辐射部分420；图13是展开图，显示了根据本发明第四实施例的辐射部分520；图14是透视图，显示了根据本发明第六实施例的在来自辐射部分620的方向中的天线设备600；图15是透视图，显示了根据实施例的在来自辐射部分620的相反方向中的天线设备600；图16是透视图，显示了根据实施例的天线设备600中的辐射部分620的结构；图17图示了该实施例中的VSWR特性；图18是该实施例的史密斯圆图；图19图表显示了适用于该实施例使用的频带；图20图示了该实施例中的VSWR特性；图21是该实施例的史密斯圆图；图22图表显示了适用于该实施例使用的频带；图23图示了该实施例中的VSWR特性；图24是该实施例的史密斯圆图；图25图表显示了适用于该实施例使用的频带；图26图示了该实施例中的VSWR特性；
图27是该实施例的史密斯圆图；图28图表显示了适用于该实施例使用的频带；图29显示了本发明第七实施例的辐射部分720；图30显示了本发明第八实施例的辐射部分820；图31图示了该实施例中的VSWR特性；图32是该实施例的史密斯圆图；图33图表显示了适用于该实施例使用的频带；图34显示了本发明第九实施例的辐射部分920；图35显示了本发明第十实施例的辐射部分1020；图36图示了该实施例中的VSWR特性；图37是该实施例的史密斯圆图；图38图表显示了适用于该实施例使用的频带；图39显示了本发明第十一实施例的辐射部分1120；图40图示了该实施例中的VSWR特性；图41是该实施例的史密斯圆图；图42图表显示了适用于该实施例的频带；图43图示了本发明第一实施例修改的VSWR特性；图44是本发明第一实施例修改的史密斯圆图；图45图表显示了适用于本发明第一实施例的修改的频带；图46图示了本发明第六实施例修改的VSWR特性；图47显示了本发明第六实施例修改的史密斯圆图；图48图表显示了适用于本发明第六实施例使用的修改的频带；图49图示了本发明第六实施例的另一修改的VSWR特性；图50显示了本发明第六实施例的另一修改的史密斯圆图；图51图示了本发明第六实施例的另一修改的VSWR特性；图52显示了本发明第六实施例的另一修改的史密斯圆图；图53图示了本发明第六实施例的另一修改的VSWR特性；图54显示了本发明第六实施例的另一修改的史密斯圆图；图55图示了本发明第六实施例的另一修改的VSWR特性；图56显示了本发明第六实施例的另一修改的史密斯圆图；
图57图表显示了本发明第六实施例的另一修改的VSWR特性；图58图示了本发明第六实施例的另一修改的VSWR特性；图59显示了本发明第六实施例的另一修改的史密斯圆图；图60图示了本发明第六实施例的另一修改的VSWR特性；图61显示了本发明第六实施例的另一修改的史密斯圆图；图62图示了本发明第六实施例的另一修改的VSWR特性；图63显示了本发明第六实施例的另一修改的史密斯圆图；图64图表显示了实施例的另一修改的VSWR特性；图65是透视图，显示了根据本发明第十二实施例的在来自辐射部分1220的方向中的天线设备1200；和图66是透视图，显示了根据本发明第十三实施例的在来自辐射部分1320的方向中的天线设备1300。
具体实施例方式
根据本发明的用于解决至少部分上述具体的问题的天线设备具有其本质特征在于在柱形电解质部件的表面上形成导体以形成天线电极，和其中天线电极从在天线电极的一端上形成的馈线部分朝着天线电极的另一端整体地以立体形状形成。
在该天线设备中，在电解质部件的表面上形成天线电极，且其具有立体形状。因此，该天线设备具有小的尺寸但具有宽带天线的功能。在该天线设备中，在具有电介质常数ε的电解质部件中，电磁波的波长λ可以被处理成 因此，与使用非电介质材料的天线设备相比，本发明的天线设备在整体尺寸上能被减小。该天线设备的电介质部件可以具有柱形或多边形，比如四角棱形、五边形或六边形，并可以是在馈线侧和引线侧之间的具有不同截面区域的柱形(或在形成馈线部分的一端和另一端之间)。该电介质材料可以采用各种材料，不仅是铝而可以是钛酸钙(CaTiO3)、钛酸镁(MgTiO3)或钛酸钡(BaTiO3)。任何材料的导体也能适用于天线电极。对于诸如目的或价格的因素而可以选择铜、铝、铁或锡。
这里，天线电极最好形成为圆锥形。通过朝着引导端发散天线电极来改善频带特性，就是说，从天线电极的一端上形成的馈送部分朝着天线电极的另一端。对于这种圆锥形，天线电极形成在圆柱形的电介质部件的各个表面上，比如四角形。而且，通过分散形成在至少一个面上的天线电极也可以形成截头圆锥体形，从具有排列的馈送部分的一端朝着另一端。如果在至少三个连续的面上形成天线电极则能完全作出立体形。通过在一个面上的电极形状可以形成这种完整的圆锥形。此外，通过以三角或四角锥形形成自身的电介质部件和通过在锥形表面上形成天线电极，也可以形成圆锥形。
而且，还可以通过不仅在三个面上形成电极(即四角棱形的顶面和邻接那个顶面的侧面)形成天线电极，而且这样的电极在相对于那个顶面的至少一部分面上或相对于在馈送侧上的表面的至少一部分面上以便延续到在侧面或顶面上形成的天线电极。天线电极因此形成在顶面上和在相对面的至少部分上或在相对于馈送侧和相对的面上的部分面上，以便天线电极能强化它的立体图形以完全地覆盖该宽带。
因此，后述的本发明的用于制造天线设备的方法具有它的本质定位其中电介质部件被形成为预定的形状；其中作为天线馈送部分的馈送电极形成在电介质部件的预定部分上(例如在天线电极的一端上)；和其中导体形成在电介质部件的表面上，使得该导体可以完全从电介质部件(例如，朝着天线电极的另一端)向后从馈送电极的位置形成立体形状。根据这种制造方法，覆盖宽带的微型天线能够通过简单的过程被简单的制造。
下面将结合参考附图详细描述本发明的实施例。
图1是透视图，显示了根据本发明第一实施例的天线设备100的结构并考虑来自天线电极的方向(或辐射部分)，和图2是考虑相反方向的透视图。
如图1和2所示，所构成的天线设备100包括排列在基片110的一个主面上的辐射部分120；馈线130，用于从和到辐射部分120输入和输出发送-接收信号；馈线连接器140，用于与馈线130连接未显示的馈线；和在基片110的另一主面上形成的接地导体150。辐射部分120被排列在一个从基片110的一个主面的中心附近接近一个较短侧的位置上。馈线130这样成形，以使它的一端与在辐射部分120中形成的天线电极的一部分(或馈线部分)电连接，并朝着基片110的另一个较短侧以带形状延伸。而且，馈线130的另一端与馈线连接器140连接。接地导体150以矩形平面形形成在另一主面的这样一区域上，以使其通过基片110与具有其上形成的馈线130的区域对应。特别的是，该接地导体150在这样一区域中形成，其由基片110的两个相对侧、相交两个相对侧的直线和由两个相对侧限定的基片110的一侧密封的。这里，辐射部分120还可以形成到相应的避免具有所形成的接地导体150的区域。
通过矩形印刷电路板和由玻璃钢板等组成示例了基片110。基片110还可以具有印刷电路板的功能，用于排列除天线设备100之外的另一个电路。特别的是，具有诸如排列其中的无线电路部分的基片可以是基片110，或独立用于天线设备100的基片可以是基片110。辐射部分120由以矩形板形或块形被切断的电介质材料(或基底部分129)构成，并具有在它的表面上形成为天线电极的薄膜导电材料。作为天线电极的导电材料可以是薄导体膜，比如薄铜膜或薄银膜，并且通过平板形中形成的陶瓷示例了电介质材料。辐射部分120起到用于辐射电波的辐射器的作用，并与接地导体150相关以构成在四分之一波长模式中起作用的天线设备100。
馈线130由薄导体膜构成，比如薄铜膜或薄银膜，并用于馈送发送信号到辐射部分120中形成的天线电极和提取接收信号。馈线连接器140是诸如SMA连接器的高频连接器。馈线连接器130与馈线连接器140的信号线侧(或芯线侧)电连接，而接地导体150与它的接地侧电连接。取决于天线设备100的实施例，馈线连接器140也可以被省略。接地导体150由薄导体膜制成，比如薄铜膜或薄银膜，并以矩形平面形状形成在基片110的另一个主面上(即在主面的相对侧上的横跨基片110的主面，其上排列了辐射部分120)。形成接地导体150以覆盖形成馈线130的基片110的另一主面的这样一个区域的整个面，也就是，从与辐射部分120连接的部分到与馈线连接器140连接的区域。接地导体150连同馈线130构成微小带状线。而且，形成的接地导体150不重叠基片110对面的辐射部分120。换句话说，辐射部分120被排列在这样一区域中，其避免了通过基片110的具有形成的接地导体150的区域。而且，辐射部分120的馈线部分被安置在辐射部分的一端以最接近接地导体150，并与馈线130电连接。接地导体150具有用作微带状线或馈线接地的作用和作为对应于辐射部分120的接地。
这里，可以这样构成天线设备100，以便将它安置在具有安装在其上的其它电路部分的电路基片的一端上。特别的是，可以构成天线设备100以至于不配备馈线连接器140而从安置在基片110上的无线电路引入收发信号直接到馈线130。在此情况下，基片110安装其它的电路部件并被包容在未显示的外壳中，例如，构建一装配在计算机卡槽中的无线LAN卡。这个无线LAN卡根据UWB标准用未显示的访问点传送数据。在天线设备100被安装在电路基片一端的情况下，基片110是多层基片，其内层具有以焊接方式形成的电源和地线。此外，在基片110的表面上，形成有馈线130，其馈送电源到辐射部分120。
下面，将结合参考附图3-图5描述天线设备100中的辐射部分120。图3是透视图，显示了放大尺寸的辐射部分120；图4是辐射部分120的展开；和图5显示了在基片110的接合面的方向中的辐射部分120。这里，省略了图3中接地导体150的示例和构成辐射部分120的电介质(或基底部分)的示例。
如图3所示，构成天线设备100中的辐射部分120以包括由矩形铝板制成的基底部分129，并且在基底部分129的五个表面上形成天线电极160。具体的是，在基底部分129表面的除去到基片110的接合面的所有面上形成天线电极160。这里，除了与基片110接触的面外，还可以在至少三个连续面上形成天线电极160。在本实施例中，基底部分129形成为具有15毫米×15毫米×3毫米(厚度)的尺寸的平板形。该基底部分129还可以由另一种电介质材料制成。根据所使用的频带来设计基底部分129的介电常数ε和尺寸。
如图4所示，被安置在实施例的辐射部分120中的天线电极160分别在基底部分129的表面上形成电极161-165，就是说，一个顶面121、两个侧面122和123、与馈线130连接的正面124，和正面124相对的背面125。在下面所述的基底部分129的表面的描述中，“正面”意味着一个面，其上馈线130与基底部分129连接，而“底面”意味着一个面，其上排列基底部分129以与基片110接触。在对应于顶面121的底面126上不形成电极。在该实施例中，天线电极160是由(例如)银制成的。天线电极160具有10-15μm的厚度并通过在基底部分129上的丝网印刷银膏和然后在850℃上烧结来制备。还可以通过另一种方法比如镀层、溅射或电镀方法，通过在基底部分129的表面上形成它来制备该天线电极。在顶面121、两个侧面122和123、正面124和背面125上形成的天线电极161、162、163、164和165它们都彼此电传导。在电极161-165之中，与馈线130连接的电极164起到天线设备100的馈线部分的作用。
如图4和5所示，天线电极160被形成(辐射)形状以使它的面积(区域)从形成在焊接到馈线130的一端的正面124上的电极164逐渐放大，以接收朝着北背面125的馈送电能，并通过顶面121上的电极16q、在两个侧面122和123上的电极162和163、以及正面124和背面125上的电极164和165以立体形状给出。通过电极161-165形成的凹槽显示在图5中，而且，存在基底部分129，其由具有介电常数ε的电介质材料构成。
这样，根据本发明的该实施例，在辐射部分120中，天线电极160密封由电介质材料构成的基底部分129。因此，能够使整个天线尺寸小于四分之一波长模式的常规天线。此外，根据本发明的实施例，形成天线电极160以使它的区域从它的馈线部分(或电极164)朝着相对的电极165(或远离接地导体150的方向)逐渐放射性地放大。因此，能够增大适于使用的频率带宽。
下面，将结合参考图6描述根据本发明的天线设备100的制造方法。图6是一流程图，显示了天线设备100的制造方法中的辐射部分120的制造过程。
如图6所示，具有介电常数ε的电介质材料(例如铝)以预定的形状(例如实施例中的15毫米×15毫米×3毫米的四边形)被切断成基底部分129(步骤S10)。
接着，通过在基底部分129的各个面上的丝网印刷方法来应用银膏(步骤20)。在图1-4所示的实施例中，将银膏应用在电极161-165的形状中，如图4所示，分别应用在顶面121、侧面122、侧面123，正面124和背面125，除了与基片110接触的那个面。
接着，将具有应用了银膏的基底部分129被放入烧结炉中，并在850℃上烧结(步骤30)。通过这种烧结处理，在基底部分129的期望的表面上该银膏被形成为薄银膜，以使该辐射部分120完成。
随后，排列辐射部分120的基片(例如玻璃钢板基片)以预定尺寸被切断成基片110。在基片110的一侧上薄铜膜形成为接地导体150。此时，接地导体150不形成在相应于辐射部分120的排列位置的区域上而只在除了那个区域的部分上。结果，接地导体150起到天线辐射元件的作用而不阻碍辐射部分120的电磁波辐射作用。
另一方面，在基片110上，所需的馈线130由薄铜膜形成，并与预定的无线电路电连接。接着，完成的辐射部分120被排列在具有其上形成接地导体150的基片上的预定位置。利用粘合剂将辐射部分129固定在基片110上。
通过后述的处理过程可以简单的制造天线设备100。
这里，将结合参考图7-9详细描述根据实施例的天线设备100的例子。图7图示了根据实施例的示例的频率特性；图8图绘了基底部分129的介电常数和它的可使用频带之间的关系；和图9图绘了基底部分129上形成的天线电极160的形状和天线特性之间的关系。通过使用图1和图2的参考符号来进行下面的描述。
首先，通过图6所示的处理过程，陶瓷平板以具有15毫米宽度Wr1，15毫米的长度Wr2和3毫米的厚度的四边形被切断成基底部分129，并且图4所示的薄银膜图形形成在五个面上，除了与基片110接触的那个面，借此形成辐射部分120。接着，具有1毫米厚度的玻璃钢板(FR-4)以具有100毫米的长度L和50毫米的宽度W的矩形被切断成基片110。
接着，通过从切断基片110的一个主面的一个较短侧的基本中央部分朝着另一较短侧蚀刻，形成具有70毫米长度(Lg)的带形薄铜膜，借此构成微带线。而且，从切断基片110的另一主面的另一较短侧朝着一个较短侧，具有30毫米长度和50毫米宽度的薄铜膜被蚀刻掉。结果，相应于微带线的具有70毫米长度Lg和50毫米的宽度W的区域形成为接地导体150。
随后，具有薄银膜的辐射部分120被粘附到基片110的表面，它相反于形成接地导体150的那个面。这样排列辐射部分120以便能与基片110上形成的微带线的开口端相连接，并被焊接到在辐射部分120的正面123上形成的电极164。
这样，完成了图1和图2所示的天线设备100。辐射部分120具有15毫米×15毫米×3毫米的尺寸，而基片110具有100毫米×50毫米的尺寸。接地导体150与基片110的三个连续侧接触，和具有长度70毫米和宽度50毫米的尺寸。而且，排列辐射部分120，使它的正面124被定位在基片的较长侧方向上的位置与接地导体150的较短侧的位置基本相同。
图7图示了如此完成的天线设备的反射特性。如在图7中的实曲线J所示，在从3GHz-11GHz的宽带上该示例的天线设备100具有-10dB的反射特性，并具有优良的天线特性。这里，图7的虚曲线B表示具有相同形状的天线的特性情况，其中天线电极只形成在电介质部件的基底部分129的顶面121上。两个曲线的比较表明在所有频带上实曲线J具有改进的反射特性。因此，发现通过以这种立体形状形成天线电极160来密封(或扩展延伸)由电介质材料构成的基底部分129在宽范围上提高了天线特性，如在该例中所示。
另一方面，图8显示了电介质部件的基底部分129的特定介电常数εr和使用的频率带宽之间的关系，就是说，频带宽度的变化更适用于该情况的天线设备100的使用，其中基底部分129的特定介电常数εr是变化的。根据条件VSWR＜2作出更适用于使用的频率带宽的测量。
如图8所示，显示了构成辐射部分120的基底部分129的特定介电常数εr和天线设备100的频带宽度之间的相关性。特别的是，发现随着介电常数变大可使用的频带宽度趋于变窄。用于UWB通信所需的频带宽度大约是7.5GHz。因此，在此情况下，特定的介电常数εr可以是15或更小。而且，对于较宽的频带，特定的介电常数εr可以是13或更小。对于所使用的较小的频带，能够使用较高介电常数的材料。而且，对于基底部分129来说，所使用的带宽是不同的。如果出于使用的目的，适当的设计特定的介电常数εr和天线电极160的尺寸，这样能够提供较小尺寸和较宽频带的天线设备100。
此外，根据扩展状态和天线电极160的天线特性还作出了进一步的研究。特别的是，相对于与正面124的接触侧的图4中顶面121上的电极161的倾斜角度被指定为θ。该角度θ和在频带3.1GHz-10.6GHz内的VSWR的最大值的测量被描绘在图9中。这里，基底部分129由具有特定的介电常数13的电介质材料构成。
通过改变角度θ来改变VSWR的最大值，如图9所示。对于一般性的使用，期望VSWR具有2或更小的值。因此，期望角度θ大约是0≤θ≤50度。自然的，根据规范该范围外的使用是没有问题的。特别的是，通过设置VSWR为1.9或更小，该角度θ可以在10≤θ≤40度范围内，或通过设置VSWR为1.8或更小，该角度可以在20≤θ≤30度范围内。
换句话说，天线电极160期望用于这种情况，VSWR具有2或更小的值，形成相对于直曲线具有80度或更大的(180-50×2)和180度或更小(180-0×2)的中心角度Φ的辐射形状，如图4所示，该直曲线从天线电极160的一端上的电极164或馈线点朝着电极165或天线电极160的另一端(或远离接地导体150)。同样的，对于1.9或更小的VSWR值，天线电极160还可以形成为具有大于等于100度和小于等于160度的中心角度Φ的辐射形状，和对于1.8或更小的VSWR值具有大于等于120度和小于等于140度的中心角度Φ。
下面，将结合参考附图10描述根据本发明的天线设备100的第二实施例。图10是展开图，显示了根据实施例的天线设备100的辐射部分220。根据该实施例的天线设备被构成为包括如图1和图2所示的基片110，馈线130，馈线连接器140，接地导体150，和如图10所示的辐射部分220。与根据第一实施例的天线设备100的差别仅在于辐射部分120的结构。因此，下述内容省略了与第一实施例的天线设备100重复部分。
在该实施例的天线设备的辐射部分220中，如图10所示，在顶面221、侧面223、侧面223和正面224以及与基片110接触的底面226上分别形成电极261-264，和266以及267。在顶面221、侧面222、侧面223和正面224上形成的电极261-264所形成的形状和位置与辐射部分120的电极161-164相同。
该本实施例中的天线设备中的辐射部分220与第一实施例中的辐射部分120具有下述不同。
在背面225上没有形成电极。
两个侧面222和223上的电极262和263被扩展为它们到达与顶面221相对的底面226，以至于在底面226上形成两个电极266和267。
因此，电极261-264，和266以及267形成完整的天线电极260，比第一实施例更全面的密封辐射部分220的基底部分。而且，两个电极266和267朝着背面225逐渐加宽，并且天线电极(整个天线电极)以从馈线侧的三角形形状被加宽。
因此，具有天线电极260的辐射部分220也在宽带上展现优异的天线特性。
随后，将结合参考图11描述根据本发明的天线设备的第三实施例。图11是展开图，显示了根据实施例的天线设备的辐射部分。构成根据该实施例的天线设备包括如图1和图2所示的基片110、馈线130、馈线连接器140、接地导体150，和如图11所示的辐射部分320。与第一实施例的天线设备100的差别仅在于辐射部分120的结构。因此，下述中在与根据第一实施例的天线设备重叠的部分将被省略。
如图11所示，该实施例中的辐射部分320在侧面322、侧面323、正面324和与基片110接触的底面326上分别形成电极362-366。
该实施例的天线设备中的辐射部分320与第一实施例中的辐射部分120具有下述不同。
在底面326上形成电极366以代替顶面321。
正面324的电极364被形成用于焊接到馈线130所需的尺寸。
因此，电极362-366形成完整的天线电极360，只是从第一实施例的天线电极160进行上下调节。配备有辐射部分320的天线设备，具有上下排列基底部分129中的天线电极160，因而也展示了宽带上的优异的天线特性。
接下来，将结合参考图12描述根据本发明的天线设备的第四实施例。图12是展开图，显示了根据实施例的天线设备的辐射部分420。构成根据该实施例的天线设备包括如图1和图2所示的基片110、馈线130、馈线连接器140、接地导体150，和如图12所示的辐射部分420。与第一实施例的天线设备100的差别仅在于辐射部分120的结构。因此，下述中在与根据第一实施例的天线设备重叠的部分将被省略。
如图12所示，该实施例中的辐射部分420具有在顶面421、侧面422、侧面423、正面424和背面425上形成的电极461-465。
该实施例的天线设备中的辐射部分420与第一实施例中的辐射部分120具有下述不同。
顶面421和侧面422以及423的电极461-463不形成朝着背面425发散的形状，而是形成全部覆盖各个面的形状。
正面424的电极464被连接到顶面421的电极461，同时保持与馈线130相同的宽度。
因此，电极461-465以四角圆柱形形成完整的天线电极460。该天线设备仍然在宽带上展现出优异的天线特性，即使没有从馈线发散的形状。
因此，对于由电介质材料构成的基底部分，天线电极能以各种形状被形成。这些形状能根据使用目的和频率特性来确定。例如，如图13所示，可以采用弓形形状。图13是展开图，显示了根据本发明第五实施例的天线设备的辐射部分520。如图13所示，该实施例中的辐射部分520从馈线朝着背面525以弓形形状形成。
而且，在辐射部分的基底部分中形成的天线电极可以完全通过确定三角形、正方形、矩形、梯形、圆形、椭圆形、半圆形或扇形或任意的多边形，并通过把该形状分配给基底部分的各个面来以立体形状来形成。简言之，还可以这样形成天线电极，以使这种形状的天线电极可以密封由电介质材料构成的基底部分。
下面，将结合参考图14-16详细描述根据本发明的天线设备的第六实施例。图14是透视图，显示了根据本发明第六实施例的在辐射导体排列方向中的天线设备600；图15是透视图，显示了接地导体方向中的天线设备；和图16是透视图，显示了辐射部分的结构。
如图14和图15所示，构成根据该实施例的天线设备600包括构成排列在基片610的一个主面上的辐射部分620的基底部分629；馈线630，用于从和到辐射部分620输入和输出发送-接收信号；馈线连接器640，用于与馈线630连接未显示的馈线；和在基片610的另一个主面上形成的接地导体650。
构成辐射部分620的基底部分629被排列在一个位置上，例如，它位于从接近矩形基片610的一个主面的中央到一个长边侧。这里，构成辐射部分620的基底部分629还可以被排列在空间上与基片610的主面平行的位置上，从形成接地导体650的区域和接近于基片610的周围边缘部分。可替换的，还可以排列基底部分629以沿着相对基片610的接地导体650的侧部的方向接近基片610的任何侧部。馈线630在它的一端与构成辐射部分620的基底部分629中形成的天线电极的一部分电连接，并以带状以朝着形成接地导体650的区域被扩展。而且，馈线630的另一端与馈线连接器640相连接。该馈线连接器640被固定在基片610的边缘部分上。接地导体650以平面形形成在与具有形成了馈线630的区域的基片610的另一个主面的区域上，并与馈线连接器640电连接。
基片610、辐射部分620、基底部分629、馈线630、馈线连接器640和接地导体650分别对应于第一实施例中的基片110、辐射部分120、基底部分129、馈线130、馈线连接器140和接地导体150，并由相同的材料构成和提供相同的特性。简言之，根据该实施例的天线设备600通过改变根据第一实施例(如图1-图4所示)的辐射部分120的形状和天线设备在基片110中的排列位置，是根据图1-4所示的第一实施例的天线设备100的改进。因此，在下述中，与根据第一实施例的天线设备100共同的部分将被省略。
在根据该实施例的天线设备600中，如图14所示，辐射部分620(或基底部分629)被排列在接近基片610的一个较长侧，但相距d1的位置上。而且，辐射部分620和接地导体650在基片610较长侧方向中被排列在预定距离d2上与基片610相对。馈线630被排列与基片610的较长侧平行扩展延伸到相应于辐射部分620的位置。馈线连接器640被排列在一个位置上以对应于馈线630。
图16是一透视图，显示了天线电极660的立体形状，其构成根据该实施例的天线设备600的辐射部分620。在图16中，基底部分629由虚线显示以便容易理解的给出天线电极660的形状。
在该实施例的辐射部分620中，如图16所示，像图11所示的本发明第三实施例的辐射部分320一样，在五个面上形成电极662-666，除了电介质材料构成的基底部分629的顶面之外，借此共同形成天线电极660。具体的是，电极662-666分别形成在两个侧面、正面、背面，和与基片610接触的基底部分629的底面上。形成的电极664具有所需的尺寸和足够用于被焊接到馈线630。另一方面，在基底部分629的底面上形成的电极666以从侧部倾斜角θ线性形成以便于正面624接触，它的区域可以从与电极664接触的侧部朝着在基底部分629的另个侧面上形成的电极662和663被逐渐加宽。换句话说，该电极66相对于从电极664(即电极660的一端)直接到电极665(即电极660的另一端)的直线以中心角度Φ线性地形成，借此形成线性对称的梯形。
这里，将结合参考图17-图28描述根据该实施例的天线设备600的例子。在该实施例中基片610的长度L是变化的情况下，图17-图19图示了VSWR特性、史密斯圆图和适于使用的上限和下限频率。在该实施例中基片610的较短侧方向中的辐射部分620的位置是变化的情况下，图23-图25图示了VSWR特性、史密斯圆图和适于使用的上限和下限频率。在该实施例中在基片610的较长侧方向中的辐射部分620和接地导体650之间的距离是变化的情况下，图26-图28图示了VSWR特性、史密斯圆图和适于使用的上下限频率。这里，下述说明使用图14所示的参考符号。
对于辐射部分620，具有1毫米厚度的铝板首先被切断作为具有8毫米宽度Wr1和10毫米长度Wr2的基底部分629中的电介质材料。接着，切断的基底部分629用形状如图16所示的银膏的天线电极660来印刷，并接着受到烧结处理以制备辐射部分620。基片610具有40毫米的宽度。在辐射部分620和基片610的较长侧之间的距离d1是2毫米，而且在辐射部分620和接地导体650之间的基片610的较长侧方向中的距离d2是1毫米。接着，在基片610的长度L变化的情况下，检验该特性的变化。
作为结果，获得如图17所示的电压驻波比特性(VSWR)，以及如图18所示的史密斯圆图。在图17和18中，实曲线、虚曲线和单点(single-dotted)曲线表示诸情况的VSWR特性和史密斯圆图，其中基片610的长度L是45毫米，其中基片610的长度L是70毫米，以及其中基片610的长度L是100毫米。而且，基于图17所示的VSWR特性的适用于假设的UWB标准的上限和下限频率被列表如图19所示。
如图19表格所示，UWB标准的上限和下限频率(以下表示图19中的“SPEC”)对于下限频率是3,100MHz和对于上限频率是10,600MHz。从图19发现适用的条件是满足的，如果设置VSWR＜2.5，根据UWB标准的上限和下限频率，长度L可以采用任何值。换句话说，发现通常匹配UWB标准的足够的频率带宽被保留，而无论基片610的长度L采用何值。
随后的检验根据这种情况来作出，其中基片610的宽度W是变化的。在这些检验中，辐射部分620的天线电极660的图形是不变的。然而基片610的长度L是45毫米；在辐射部分620和基片610的较长侧之间的距离d1是2毫米；以及在辐射部分620和接地导体650之间的基片610较长侧方向中的距离d2是1毫米。接着，根据特性变化的情况进行检验，其中基片610的宽度W是变化的。
结果，可以获得如图20所示的VSWR特性，和如图21所示的史密斯圆图。在图20和21中，实曲线、虚曲线和单点曲线表示下列情况的VSWR特性和史密斯圆图，其中基片610的宽度W是30毫米，其中基片610的宽度W是40毫米，和其中基片610的宽度W是50毫米。而且，基于图20所示的VSWR特性的适用于假设的UWB标准的上限和下限频率如图22表格所示。
如图20所示，随着基片610的宽度变化VSWR特性剧烈的变化。根据此观点，下限频率满足UWB标准，然而，从图22发现在宽度处于30-50毫米范围内、特别是大约40毫米的情况下获得令人满意的结果，。
随后，在此情况下进行检验，其中基片610上的辐射部分620的位置是变化的。首先，通过改变辐射部分620和基片610的一个较长侧之间的距离d1来检验特性变化。不改变辐射部分620的天线电极660的图形，基片610的长度L和宽度W分别是45毫米和40毫米。而且，在辐射部分620和接地导体650之间的基片610的较长侧方向中的距离d2是1毫米。然后，在辐射部分620和基片610较长侧之间的距离d1是变化的情况下进行特性变化的检验。
结果，获得如图23所示的VSWR特性，以及如图24所示的史密斯圆图。在图23和24中，实曲线、虚曲线和单点曲线表示下列情况的VSWR特性和史密斯圆图，其中距离d1是2毫米，其中距离d1是9毫米，和其中距离d1是16毫米(即辐射部分620被排列在基片610的较短侧方向中心的情况)。而且，基于图23所示的VSWR特性的适用于假设的UWB标准的上限和下限频率如图25表格所示。
如图23所示，随着距离d1变化，VSWR特性也剧烈地变化。在距离d1是9毫米和16毫米的情况下，如图25所示，该标准不满足上限和下限频率。此外，当距离d1变得小于16毫米、9毫米和2毫米时，发现(VSWR＜2.5)的下限频率位移到3,510MHz，3,390MHz，2,970MHz的下限频率，并且(VSWR＜2.5)的上限频率位移到5,420MHz，8,600MHz，和12,000MHz的较高频率。简言之，如果d1是至少9毫米或更小，期望是2毫米或更小，在辐射部分620和基片610的一个较长侧之间的距离d1能覆盖满足UWB标准的带宽频率。
接下来，在辐射部分620和接地导体650之间的基片610的较长侧方向中的距离d2是变化的情况检验特性的变化。辐射部分620的天线电极660的图形不改变的，但基片610的长度L和宽度W分别是45毫米和40毫米。而且，辐射部分620和基片610的一个较长侧之间的距离d1是2毫米。然后，在辐射部分620和接地导体650之间的基片正面方向上的距离d2是变化的情况下进行特性变化检验。
结果，获得如图26所示的VSWR特性，以及如图27所示的史密斯圆图。在图26和27中，实曲线、虚曲线和单点曲线表示下列情况的VSWR特性和史密斯圆图，其中距离d2是0毫米，其中距离d2是1毫米，以及其中距离d2是2毫米。此外，基于图26所示的VSWR特性的适用于假设的UWB标准的上限和下限频率如图28表格所示。
随着距离d2变化，如图26所示，VSWR特性也较大的改变。当距离d2变为0毫米、1毫米和2毫米时，发现VSWR特性完全位移到较低频率侧。因此，发现距离d2可以被增大来用于减少下限频率。另一方面，根据满足UWB标准的观点，从图28发现距离d2至少是0毫米或更多，期望是1毫米或更多。
随后，将结合图14、图15、图29和图30详细描述本发明天线设备的第七和第八实施例。图29是透视图，显示了本发明第七实施例中辐射部分720的结构，和图30是透视图，显示了本发明第八实施例中辐射部分820的结构。在此的图29和图30中，通过虚线显示基底部分729和829以便可以容易理解天线电极760和860的形状。
在根据本发明的第七和第八实施例中，分别通过图29和图30显示的辐射部分720和辐射部分820替换根据第六实施例的天线设备600中的辐射部分620。因此，将省略描述与第六实施例那些共同的部分。
在这些实施例的辐射部分720和820中，如图29和图30所示，在基底部分729和829的五个除了顶面之外的面上形成电极762-766以及电极862-866，以便它们分别的共同的形成天线电极760和860。具体的是，在各个基底部分729和829的另个侧面、正面、背面和底面上形成电极762-766和电极862-866。另一方面，在基底部分729和829的底面上形成的电极766和866以弓形而形成，以至于它们的区域从接触电极764和864侧朝着分别在基底部分729和829的两个侧面上形成的电极762和763以及电极862和863逐渐加宽。这里，第七和第八实施例之间的差别是弓形的方向。具体的是，第七实施例中电极766的弓形是凹的，而第八实施例中电极866的弓形是凸的。
这里，将结合参考图31-图33描述根据第七和第八实施例的天线设备的例子。图31-图33图示了VSWR特性、史密斯圆图和适用的上限和下限频率，它们分别对比第六-第八实施例。
对于辐射部分720和820，具有1毫米厚度的铝板首先被切断作为具有8毫米宽度Wr1和10毫米长度Wr2基底部分729和829中的电介质材料。接着，切断的基底部分729和829被印刷为具有银膏的天线电极760和860，其形状如图29和30所示，并然后受到烧结处理以制备辐射部分720和820。基片710和810具有40毫米的宽度W和45毫米的长度L。在辐射部分720和820和基片710和810各个较长侧之间的距离d1是2毫米，而且辐射部分720和820和接地导体750和850之间的基片的较长侧方向中的距离d2是1毫米。然后，连同第六实施例的辐射部分620检验特性中的差别作为比较的例子。
结果，获得如图31所示的VSWR特性，和如图32所示的史密斯圆图。在图31和32中，实曲线、虚曲线和单点曲线表示第六、第七和第八实施例的VSWR特性和史密斯圆图。而且，基于图31所示的VSWR特性适用于假设的UWB标准的上限和下限频率如图33表格所示。
从图31看出，在辐射部分620、720和820中，即使有的话，VSWR特性是几乎不同。而且，如图33表格所示，任何辐射部分能获得满足UWB标准的大的频率带宽。
随后，将结合参考图14、图15、图34和图35详细描述根据本发明的天线设备的第九和第十实施例。图34是透视图，显示了本发明第九实施例中辐射部分920的结构，以及图35是透视图，显示了本发明第十实施例中辐射部分1020的结构。在此的图34和图35中，通过虚线显示基底部分929和1029。
在根据本发明的第九和第十实施例中，分别通过图34和图35显示的辐射部分920和辐射部分1020替换根据第六实施例的天线设备600中的辐射部分620。因此，将省略描述与第六实施例那些共同的部分。
在这些实施例的辐射部分920和1020中，如图34和图35所示，分别在只基底部分929和1029的正面、背面和底面上形成电极964-966和电极1064-1066。在第九实施例中，更为具体的，分别对应于图16中所示的在辐射部分620的侧面622和623上形成的电极662和663的电极被省略。在第十实施例中，相同的相应电极被揭露并与电极1066相结合。另一方面，第六实施例中的电极666是公共的，在基底部分929的基础面上形成的电极966和1066以倾斜角θ线性形成(在以中心角度Φ线性形成)。
这里，将结合参考图36-38描述根据第九和第十实施例的天线设备的例子。图36到图38图示了可适用的VSWR特性、史密斯圆图和上限和下限频率，以便它们分别相对照于第六、第九和第十实施例。
这里，在和第七和第八实施例示例的那些例子的相同的条件设定辐射部分的尺寸、基片的尺寸以及基片中辐射部分的位置，并结合第六实施例的辐射部分620检验特性来作为比较示例。
作为结果，获得如图36所示的VSWR特性，和如图37所示的史密斯圆图。在图36和37中，实曲线、虚曲线和单点曲线表示第六实施例、第九实施例和第十实施例的VSWR特性和史密斯圆图。而且，基于图36所示的VSWR特性适用于假设的UWB标准的上限和下限频率如图38表格所示。
在图36中可看出，在辐射部分620、920和1020中VSWR特性是稍微不同的。特别的是第十实施例是轻微的，但比起第六和第九实施例来说，更加朝着较低频率侧位移频率。而且，在高频率侧第九实施例VSWR特性恶化。此外，如图38表格所示，第十实施例在下限频率上低于第六和第九实施例，并发现能保持较宽的频带。
随后，将结合图14、图15和图39详细描述根据本发明的天线设备的第十一实施例。图39是透视图，显示了本发明第十一实施例中辐射部分1120的结构。这里在图39中，通过虚线显示基底部分1129。
在根据本发明的第十一实施例中，分别通过图39所示的辐射部分1120替代根据第六实施例的天线设备600中的辐射部分620。因此，将省略描述与第六实施例的那些共同部分。
在该实施例的辐射部分1120中，如图39所示，在基底部分1129的除了顶面的五个面上形成电极1162-1166，以便它们共同集成的构成天线电极1160。具体的是，分别在基底部分1129的两个侧面、前面、背面和底面上形成电极1162-1166。作为与第六实施例的辐射部分620的比较，该实施例的辐射部分1120的不同仅在于在电极1162中形成缝隙和在基底部分1129的两个侧面上形成电极1162和1163。
这里，将结合参考图40-图42描述根据第六和第九实施例的天线设备的例子。图40-42图示的显示了VSWR特性、史密斯圆图和适于使用的上限和下限频率，以便它们分别相对照于第六和第十一实施例。
这里，在与第七到第十实施例的那些例子的相同条件下设定辐射部分的尺寸、基片的尺寸以及基片中辐射部分的位置。在辐射部分1120的电极1162和1163中，分别具有单独形成的两个缝隙，他们具有这些电极宽度的五分之一的宽度。在此，结合第六实施例的辐射部分620作为比较示例来检验特性。
结果，获得如图40所示的VSWR特性，和如图41所示的史密斯圆图。在图40和41中，实曲线、虚曲线和单点曲线表示第六和第十一实施例的VSWR特性和史密斯圆图。而且，基于图40所示的VSWR特性适用于假设的UWB标准的上限和下限频率如图42表格所示。
如图40所示，在辐射部分620和1120之间，即使有的话，VSWR特性是几乎无差别。而且，如图42表格所示，任何辐射部分能获得满足UWB标准的大的频率带宽。
这里，将结合参考图43-48描述根据本发明第一到第六实施例的天线设备的其他示例。图43-图48图示了适用于第一至第六实施例的其他例子的VSWR特性、史密斯圆图和上限和下限频率。在这些例子中，将根据下列情况的特性变化进行检验，其中天线电极构成在所有除了与基片接触的底面的五个面上形成辐射部分，如图4所示，以及在与基片接触的底面和在与底面相邻的所有四个面(即除了顶面的所有面)上被形成。
对于第一实施例的辐射部分120，具有2毫米厚度的铝板首先被切断作为具有12毫米宽度Wr1和12毫米长度Wr2基底部分129中的电介质材料。然后，切断的基底部分129来银膏的天线电极160以如图16所示的形状(将被称作“上部开口型”)来印刷，和以如图4所示(将被称作“下部开口型”)形状来印刷，并然后受到烧结处理以制备两种类型的辐射部分120。基片110具有1毫米厚度、40毫米的宽度W和100毫米长度L。辐射部分120和基片110较长侧之间的距离d是19毫米(辐射部分120处于基片较短侧方向中的中心)，而且辐射部分120和接地导体150之间的基片的较长侧方向中的距离是0毫米。
结果，获得如图43所示的VSWR特性，和如图44所示的史密斯圆图。在图43和44中，实曲线、虚曲线和单点曲线表示下列情况的VSWR特性和史密斯圆图，其中辐射部分120的电极160是上部开口型，以及其中辐射部分120的电极160是下部开口型。而且，基于图43所示的VSWR特性适用于假设的UWB标准的上限和下限频率如图45表格所示。在这些实施例的条件下，对于上部开口型可以获得足够的宽带特性，如图43和图45所示。
随后，对于第六实施例中的辐射部分620，具有1毫米厚度的铝板被切断作为具有8毫米宽度Wr1和10毫米长度Wr2基底部分629中的电介质材料。然后，切断的基底部分629用图16和图4所示的上部开口型和下部开口型中的银膏的天线电极160来印刷，并接着受到烧结处理以制备两种类型的辐射部分620。基片610具有1毫米厚度、40毫米的宽度W和45毫米长度L。在辐射部分620和基片610较长侧之间的距离d1是2毫米，而在辐射部分620和接地导体650之间的基片610的较长侧方向中的距离d2是1毫米。
结果，获得如图46所示的VSWR特性，和如图47所示的史密斯圆图。在图46和47中，实曲线、虚曲线和单点曲线表示下列情况的VSWR特性和史密斯圆图，其中辐射部分620的电极660是上部开口型，以及其中辐射部分620的电极660是下部开口型。而且，基于图46所示的VSWR特性适用于假设的UWB标准的上限和下限频率如图48表格所示。在这些实施例的条件下，对于上部开口型和下部开口型可以获得足够的宽带特性，如图46所示。另一方面，在下部开口型中形成辐射部分620的情况下，结果是下限频率和上限频率位移到较低频率侧。
接下来，将结合参考图49到图64描述根据第六实施例的天线设备的其他实施例。图49到图64图示了VSWR特性、史密斯圆图和适用于下列情况的上限和下限频率，其中在辐射部分620上形成的天线电极660的倾斜角度θ以及辐射部分620和接地导体650之间的基片610的较长侧方向中的距离d2是可变的。
对于图14中所示的辐射部分620，具有0.8毫米厚度的铝板首先被切断作为具有8毫米宽度Wr1和8毫米长度Wr2基底部分629中的电介质材料。然后，切断的基底部分629用图16所示形状的银膏的天线电极660来印刷，并然后受到烧结处理以制备辐射部分620。此时，电极664的宽度(或宽度W方向中的长度)是2毫米。基片610具有40毫米的宽度W和45毫米的长度，而且辐射部分620和基片610的较长侧之间的距离是2毫米。然后，通过改变在辐射部分620和接地导体650之间的基片610的较长侧方向中的距离d2，以及电极666的倾斜角度θ来检验特性的变化。
结果，获得如图49-56所示的VSWR特性和史密斯圆图。图49、51、53和图55，以及图50、52、54和图56图示了下列VSWR特性和史密斯圆图的情况，其中倾斜角度θ是0度、20度、40度和60度。实曲线表示的情况是距离d2是1毫米；虚曲线表示的情况是距离d2是1.5毫米；单点线表示的情况是距离d2是2.5毫米。另一方面，图57表示适于使用的作为从那些结果中所获得的上限和下限频率。
如图49至图56所示，发现对于较短的距离d2，在高频段的VSWR是较好的，而在低频段VSWR是较差的。另一方面，在距离d2是常量的情况下，如图57所示，发现对于较大的倾斜角度θ下限频率是较低的。对于从3,100MHz的下限频率到10,600MHz的上限频率的宽频带，根据满足VSWR＜2.5条件的观点，另一方面，发现距离d2适于在1.5毫米-2.5毫米的范围内，最好大约是2毫米，而且倾斜角度θ期望在0度-40度的范围内。换句话说，如果该电极660以这样一辐射形状被形成，以使相对于从电极664(或电极660的一端)或者朝着对置的电极665(或电极660的另一端)的馈送点的直线具有大于等于100度(180-40×2)到小于等于180度(180-0×2)的中心角度Φ，则将获得满意的结果。
基于这些结果，该检验将进一步在下列情况进行，其中距离d2从2.0毫米-2.6毫米变化，而倾斜角度θ从0度至40度变化，辐射部分620和基片610的尺寸是不变的。结果，获得如图58至图63所示的VSWR特性和史密斯圆图。图59、61和图63图示了VSWR特性和史密斯圆图的情况，其中倾斜角度是0度、20度和40度。实曲线、虚曲线、单点曲线和双点线表示下列情况，其中距离d2分别是2.0毫米、2.2毫米、2.4毫米和2.6毫米。而且，图64表示作为从那些结果所获得的适于使用的上限和下限频率。
如图58-63所示，发现对于较短距离d2来说VSWR特性较好，而对于低频段较差。如图64所示，发现在d2是固定的情况下，对于较大的倾斜角度下限频率变得较低，但VSWR特性对于高频段变得较差。从满足VSWR＜2.5条件的观点来看，对于宽频带从3,100MHz的下限频率到10,600MHz的上限频率，另一方面，发现距离d2适于在2.2m到2.6毫米的范围内，最好大约是2.2-2.4毫米的范围，而且倾斜角度θ期望在0度到20度的范围内。换句话说，如果电极660相对于从电极664(或电极660的一端)或者直到朝着对置的电极665(或电极660的另一端)的馈送点的直线以这样一种辐射状来形成，以具有大于等于140度(180-20×2)到小于等于180度(180-0×2)的中心角度Φ，这将获得满意的结果。
接下来，将结合参考图65和图66详细描述根据本发明的天线设备的第十二和十三实施例。图65和图66是透视图，分别显示了根据本发明十二实施例和十三实施例的在辐射导体的排列方向的天线设备1200和1300。
如图65和图66所示，构成的天线设备1200和1300包括基底部分1229和1329，用于构成排列在基片1210和1310主面上的辐射部分1220和1320；馈线1230和1330，用于从和到辐射部分1220和1320输入和输出发送-接收信号；馈线连接器1240和1340，用于连接未显示的馈线和馈线1230以及1330；和在基片1210和1310的主面区域上分别沿着馈线1230和1330并在另一个主面上形成的接地导体1250和1350m。简言之，图65和图66所示的十二和十三实施例是通过用共面线替代微带线来作为图1和图14所示的第一和第六实施例中的馈线130和630来修改的。
根据本发明，如图65和66所示，能够获得微型宽带天线特性，即使用共面线替换天线设备1200和1300的馈线1230和1330。
在前述的实施例中，电介质部件的基底部分被容易地给出制造的柱形状。然而，也可以通过把基底部分铸模成圆柱形、圆锥形、多边形，比如规则四面体或十二面体、立方体或椭圆体，和通过在铸模的基底部分上形成电极来构成立体形的天线电极。而且，基底部分可以形成具有内部空腔。在前述的实施例中，采用单极结构以减少占用面积。然而，也可以在两个镜像位置上排列两个相同的天线设备以构成双极天线。而且，馈线不应该被限制为微带线或共面线而可以是带状线。
尽管根据它的实施例已经描述了本发明，但至少不应构成对它们的限制。在不脱离它的本质的情况下实际上本发明能以其他的各种模式来实践。例如，天线电极能以铜或铝制成。而且，天线设备不仅能用于收容在IC卡中的LAN设备中而且也能用于移动电话的天线。
本申请是基于2003年7月14日提出的日本专利申请JP2003-196496，和2004年6月17日提出的日本专利申请JP2004-179987，前述中具有相同的内容，在此结合参考它们的全部内容。
权利要求
1.一种天线设备，包括基片；辐射部分，其包括安装在所述基片的一个主面上的电介质块和在所述电介质块的表面上以立体形状形成的第一导体层；和接地导体，其包括在所述基片的另一个主面上设置的第二导体层。
2.根据权利要求1的天线设备，进一步包括在所述基片的主面上从放置在所述第一导体层的一端上的馈线部分延伸的馈线。
3.根据权利要求1的天线设备，其中所述接地导体被设置在所述基片的所述另一主面的部分区域上，以及所述辐射部分被排列在所述一个主面的这样一区域上以避免具有形成的所述接地导体的区域。
4.根据权利要求3的天线设备，其中在所述电介质块的表面的除了与所述基片接触的接触面之外的至少三个面上设置所述第一导体层。
5.根据权利要求4的天线设备，其中在所述电介质块中的接触面的一部分上连续的设置所述第一导体层以便与所述基片接触。
6.根据权利要求3的天线设备，其中在所述电介质块的表面的接触面上设置所述第一导体层以便与所述基片和与所述接触面相邻的多个面接触。
7.根据权利要求3的天线设备，其中所述第一导体层从放置在所述第一导体层的一端上的馈线部分朝着所述第一导体层的另一端以辐射状设置。
8.根据权利要求3的天线设备，其中所述第一导体层从放置在所述第一导体层的边缘部分上的馈线部分远离具有所述形成的接地导体的区域以辐射状设置。
9.根据权利要求3的天线设备，其中所述电介质块至少包含铝、钛酸钙、钛酸镁和钛酸钡中的一个。
10.根据权利要求3的天线设备，其中所述电介质块具有特定的介电常数15或更小。
11.根据权利要求3的天线设备，其中所述第一导体层以这样一辐射状设置，其相对于连接放置在所述第一导体层的一端上的馈线部分和所述第一导体层的另一端的直线具有大于等于80度和小于等于180度的中心角度。
12.根据权利要求2的天线设备，其中在所述基片的一个主面上沿着所述馈线进一步设置所述接地导体，以及所述馈线构成一共面线。
13.一种天线设备，包括天线元件，包括基片；辐射部分，该辐射部分包括排列在所述基片的一个主面上的电介质块，和在所述电介质块的表面上以立体形状形设置的第一导体层；接地导体，其包括在所述基片的另一主面上形成的第二导体层；和馈线，其在所述基片的一个主面上从放置在所述第一导体层的一端上的馈线部分延伸，其中所述接地导体形成在所述基片的另一主面的部分区域中，而且所述辐射部分被排列靠近所述基片的外围边缘部分并在对应于避免具有形成的所述接地导体的所述部分区域的区域的一个主面上。
14.根据权利要求13的天线设备，其中所述辐射部分在沿着所述接地导体的侧部方向靠近所述基片的其中一侧被排列，而所述接地导体通过所述基片与所述辐射部分相对。
15.根据权利要求13的天线设备，其中所述第一导体层被设置在所述电介质块的除了与所述基片接触的接触面之外的表面的至少三个面上。
16.根据权利要求15的天线设备，其中所述第一导体层连续设置在所述电介质块中的这样一接触面的一个部分上以便与所述基片接触。
17.根据权利要求13的天线设备，其中所述第一导体层形成在所述电介质块的表面的这样一接触面上以与所述基片和与所述接触面相邻的多个面接触。
18.根据权利要求13的天线设备，其中所述第一导体层从放置在所述第一导体层的一端上的馈线部分朝着所述第一导体层的另一端以辐射状设置。
19.根据权利要求13的天线设备，其中所述第一导体层从放置在所述第一导体层的边缘部分上的馈线部分远离具有所述形成的接地导体的区域以辐射状设置。
20.根据权利要求13的天线设备，其中所述电介质块至少包含铝、钛酸钙、钛酸镁和钛酸钡中的一个。
21.根据权利要求13的天线设备，其中所述电介质块具有特殊的介电常数15或更小。
22.根据权利要求13的天线设备，其中所述第一导体层以这样一辐射状设置，其相对于连接放置在所述第一导体层的一端上的馈线部分和所述第一导体层的另一端的直线具有大于等于80度和小于等于180度的中心角度。
23.根据权利要求13的天线设备，其中在所述基片的一个主面上沿着所述馈线进一步设置所述接地导体，以及所述馈线构成共面线。
24.一种用于制造天线设备的方法，包括形成电介质部件为预定形状的步骤；形成馈电极以用作为在所述电介质部件的预定部分上的天线馈送部分的步骤；在电介质部件的表面上形成导体，以便所述导体从所述电介质部件向后的所述馈电极的位置整体地形成一立体形状的步骤；和在具有形成的接地导体的所述基片的另一主面上，排列具有所述形成的导体的所述电介质部件的步骤。
全文摘要
一种天线设备包括基片；辐射部分，其包括在所述基片的一个主面上排列的电介质块和在所述电介质块的表面上以立体形状形成的第一导体层；和接地导体，其包括在所述基片的另一个主面上形成的第二导体层。
文档编号H01Q1/32GK1577964SQ20041006388
公开日2005年2月9日 申请日期2004年7月14日 优先权日2003年7月14日
发明者大鹰直树, 青山惠哉, 杉本典康 申请人:日本特殊陶业株式会社