专利名称：射频设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在使用诸如微波或毫米波之类的射频电磁波的装置中使用的射频设备。
背景技术：
众所周知，提供在接地导体中的缝隙起到等同于辐射电磁波的电偶极子的天线的作用。由于缝隙的低态势和简单结构，可以将它用于多层板之间的电磁耦合，对辐射器馈送电力，等等，从而适合于，例如，用于通信的无线电设备中的射频电路。
与此同时，在一种现有技术中，将缝隙与现有的天线技术组合使用，以改进天线的特性，例如，日本未审查专利公开2000-196341A中所述的。以下参考图19A和19B说明这个文献中所述的技术的概要。
如图19A和19B中所示，该技术涉及一种微带接插(patch)天线701，在这种微带接插天线701中，一个由导体形成的接插704放置在介电基片702的一个表面上，一个同样由导体形成的接地层703放置在另一个表面上，并进一步形成一个将接插704与馈送点706相互电连接的馈电线705。此外，在这个微带接插天线701中，如图19A和19B中所示，在接地层703中提供有一个作为切除部分的缝隙707，并且这个缝隙707相对于接地层703的中心不对称地设置，从而打破反馈电流的平衡，以便为了取得天线特性的非定向性和宽频带，而产生共模的电流。应当指出，图19A是接插天线701的示意平面图，而图19B是沿图19A的接插天线701的A1-A2线的剖面示意图。
发明内容
在使用如上所示的微带线结构的惯用接插天线中，形成在接地层线中的缝隙的谐振频率、模式、辐射Q、以及与供电线的耦合度是由缝隙的形状、尺寸、以及与供电线的位置关系决定的。因此，在传统的缝隙设计中，需要根据理论计算按技术规格预先确定缝隙的形状、位置、等等。通过这样的设计方法，缝隙的确通过宽带从具有稳定传输特性的微带线馈送电力，但是存在着难于在板制备之后，即，在天线的基本结构制备之后，根据使用等条件的变化，改变谐振频率以及与供电线的耦合度的问题。
此外，如图19A和19B中所示结构的接插天线701是一种通过在接地层703中的适当位置形成缝隙707而使得能够进行辐射特性的控制的技术。在这种结构中，由于缝隙707与接插704的形状和位置关系是不可变的，所以存在着在板的基本结构制备之后难于改变形状和位置的参数的问题。
与此同时，存在着能够通过自由地修改天线构造而控制天线特性的技术，这些技术包括文献1USP 6323809，断片孔径天线和宽带地电位面(FragmentedAperture Antennas and Broadband Ground Planes)，和文献2天线和传播IEEE学报，2004年6月，第52卷，第6号，1434页(基于小电金属接插之间的开关链路的可重构孔径天线(AReconfigurable Aperture Antenna Based on Switched Links BetweenElectrically Small Metallic Patches))。
文献1披露了一种由一组平行于一个平面上的两个正交坐标轴中的任何一个的直线形成的给定正交网格，在各个网格给出的边界线内是连续地排列的导电或非导电区，其中导电区的位置是通过考虑到实现目标天线特性的多阶段优化过程而确定的技术。
文献2披露了有关一种具有在小的电金属接插的平面阵列中通过开关相互连接的接插以使特性可变的天线设计的原型示例，其中开关的打开/关闭状态是通过诸如遗传算法之类的优化技术确定的，以便满足频率特性和辐射方向性之类的规定要求，并且其中用场效应管作为开关。
在文献1和2的任意一种情况中，示出了通过优化导电区的形状或开关的打开/关闭状态以满足希望的特性而获得的(射频)设备特性。但是，由于没有示出通过优化形成的电路的构造与发射和接收的电磁波的波长之间的关系，所以不存在获得的特性就是最佳特性的逻辑原因。因此，不仅上述文献中所示的结果不需要是最佳的，而且在某些目标特性改变了的情况下，(射频)特性的优化成为是不可能完成的。
因此，为了解决上述问题，本发明的目的是要提供一种能够实现在基本设备结构制备之后，容易地设置或改变设备的特性，并且使得能够有效地完成特性优化的射频设备。
本发明的另一个目的是要提供一种使得能够通过利用可以改变设备特性的射频设备简单地获得希望的辐射特性的天线设备设计方法。
为了达到上述目的，本发明具有以下构造。
根据本发明的第一方面，提供了一种射频设备，包括平面介电层；放置在介电层的一个表面上的第一导电层；和放置在介电层的另一个表面上的第二导电层，第一导电层具有等于发射的射频信号的有效波长的约1/2左右的宽度尺寸，第二导电层包括多个以大约等于射频信号的有效波长的1/4的阵列间距，相互独立地，周期性和二维地排列的导电元件；和多个用于将相邻导电元件相互电连接的连接元件，其中放置单个连接元件，以便有选择地连接单个相邻导电元件，从而控制由第一和第二导电层形成的电磁场的辐射方向性。
根据本发明的第二方面，提供了如同第一方面定义的射频设备，其中在第二导电层中，单个导电元件是相等尺寸和形状的正方形的，并且在介电层的另一个表面上以阵列间距周期性地放置在网格中。
根据本发明的第三方面，提供了如同第二方面定义的射频设备，其中每个导电元件的宽度尺寸与每个导电元件和其相邻导电元件之间的间隔尺寸的比率被设置在90/10至98/2的范围内。
根据本发明的第四方面，提供了如同第二方面定义的射频设备，其中在第二导电层中，包括至少一组没有被连接元件相互电连接的导电元件，和由导体二维围绕的缝隙形成在包括一组导电元件之间的间隔的区域中。
根据本发明的第五方面，提供了如同第二方面定义的射频设备，其中在第二导电层中，包括没有通过连接元件与四个方向上相邻的导电元件电连接的导电元件，和由导体二维围绕的缝隙形成在包括导电元件与四个导电元件之间的间隔的区域中。
根据本发明的第六方面，提供了如同第二方面定义的射频设备，其中导电元件形成在第二导电层上与在第一导电层的外周边端部的外部的，由等于有效波长的距离围绕的区域对应的区域中。
根据本发明的第七方面，提供丁如同第二方面定义的射频设备，其中第一导电层是对其输入射频信号的或从其输出射频信号的接插部分，和射频设备进一步包括用于执行接插部分与设备外部之间的射频信号传输的信号传输线。
根据本发明的第八方面，提供了如同第二方面定义的射频设备，其中每个连接元件是导电图案模型。
根据本发明的第九方面，提供了如同第二方面定义的射频设备，其中每个连接元件是芯片电容器。
根据本发明的第十方面，提供了一种射频设备包括平面介电层；放置在介电层的一个表面上的第一导电层；和放置在介电层的另一个表面上的第二导电层，第一导电层具有等于发射的射频信号的有效波长的约1/2的宽度尺寸，第二导电层包括多个各具有相等的尺寸和形状，并且在介电层的另一个表面上以规定的阵列间距，二维和周期性地，排列在相互独立的网格中的导电元件；多个用于将多个相邻的导电元件相互电连接的连接元件；和开放导电元件组，所述开放导电元件组包括一个包含多个由多个连接元件相互电连接的n行和n列阵列的导电元件的导电元件组，其中n是等于或大于2的整数，导电元件组具有边长大约等于射频信号的有效波长的1/4的正方形形状，并且没有通过连接元件与放置在其周围的四个方向上的单个导电元件电连接。
由导体二维围绕的缝隙形成在包括开放导电元件组与放置在其周围四个方向上的单个导电元件之间的间隔的区域中，由此控制第一和第二导电层形成的电磁场的辐射方向。
根据本发明的射频设备，在制备好设备的基本结构之后，可以容易地根据使用条件设置和改变诸如缝隙的形状和位置之类的特性。更具体地讲，通过将设备基本结构制备成一种通用结构并且通过使结构经受简单的机加工，可以将设备特性设置或改变到希望的特性，从而可以完成对这种射频设备的有效设计和制造。此外，通过将单个导电元件的阵列周期或相邻导电元件之间的间隔宽度设置到规定条件，可以有效地完成设备特性的优化，从而可以提供具有良好结果的辐射方向性的射频设备。
从以下结合附图对本发明的优选实施例的说明中，可以更为清楚地了解本发明的这些和其它方面和特征，其中图1A是从接地导电层一侧看的，根据本发明实施例的微带天线设备的平面示意图；图1B是沿图1A的天线设备的B1-B2线的剖面示意图；图2是从接插部分一侧看的，图1A的天线设备的剖面示意图；图3是显示在上述实施例中将导电元件构造成规则六边形的情况下，射频设备的接地导电层的一个结构示例的示意图形；图4A是显示在实施例的天线设备中形成前后串列形缝隙之前的导电元件的示意说明图；
图4B是显示一对相邻导电元件之间的连接被释放的状态的示意说明图；图4C是显示形成的前后串列形缝隙的示意说明图；图5A是显示在实施例的天线设备中形成升半音符号形缝隙之前的导电元件的示意说明图；图5B是显示中央导电元件与放置在中央导电元件四边的导电元件之间的连接被释放的状态的示意说明图；图5C是显示形成的升半音符号形缝隙的示意说明图；图6A是显示在实施例的天线设备中形成升半音符号形缝隙之前的导电元件的示意说明图；图6B是显示中央四个导电元件与放置在其周围的导电元件之间的连接被释放的状态的示意说明图；图6C是显示形成的升半音符号形缝隙的示意说明图；图7A是显示根据实施例的一个修改例子的微带天线设备的示意平面图；图7B是沿图7A的天线设备中的D1-D2线的示意剖面图；图8A是根据上述实施例的第一示例的微带天线设备的接地导电层的示意平面图，示出了没有形成缝隙的情况；图8B是第一示例的天线设备的接地导电层的示意平面图，示出了形成了升半音符号形缝隙的情况；图9A是显示在形成了缝隙和没有形成缝隙的两种情况下，第一示例的微带天线设备的回程损耗的模拟结果的曲线图；图9B是显示在形成了缝隙和没有形成缝隙的两种情况下，第一示例中的微带天线设备的回程损耗的测量结果的曲线图；图10A是显示在没有形成缝隙和形成了缝隙的两种情况下，第一示例的微带天线设备的E-平面的辐射增益的模拟结果的曲线图；图10B是显示在没有形成缝隙和形成了缝隙的两种情况下，第一示例的微带天线设备的E-平面的辐射增益的测量结果的曲线图；图11A是显示在没有形成缝隙和形成了缝隙的两种情况下，第一示例的微带天线设备的H-平面的辐射增益的模拟结果的曲线图；图11B是显示在没有形成缝隙和形成了缝隙的两种情况下，第一示例的微带天线设备的H-平面的辐射增益的测量结果的曲线图；图12A是显示在上述实施例的微带天线设备中，由正方形导电元件形成接地导电层的情况下，导电元件的阵列构造和尺寸的示意说明图；图12B是显示在上述实施例的微带天线设备中，由正方形导电元件形成接地导电层的情况下，前后串列形缝隙的形状和尺寸的示意说明图；图12C是显示在上述实施例的微带天线设备中，由正方形导电元件形成接地导电层的情况下，升半音符号形缝隙的阵列构造和尺寸的示意说明图；图12D是显示作为上述实施例的前后串列形缝隙的对比例的，矩形缝隙的形状和尺寸的示意说明图；图13是显示在根据上述实施例的一个改进示例的天线设备中，具有不同形状的导电元件的接地导电层的构造示例的示意平面图；图14A是上述实施例的改进示例中，通过装备接地层的共平面形波导馈送电力的射频设备的剖面示意图；图14B是上述实施例的改进示例中，通过三板带状线馈送电力的射频设备的剖面示意图；图15A是显示在根据上述实施例的第一示例的微带天线设备中，当导电元件之间的间隔改变时E-平面产生的辐射增益的模拟结果的曲线图；图15B是显示在第一示例的微带天线设备中，当导电元件之间的间隔改变时H-平面产生的辐射增益的模拟结果的曲线图；图16是显示在第一示例的微带天线设备中，当导电元件之间的间隔改变时前向辐射增益与反向辐射增益之间的比率的模拟结果的曲线图；图17A是显示在第一示例的微带天线中，在形成缝隙的情况下，当导电元件之间的间隔改变时E-平面产生的辐射增益的模拟结果的曲线图；图17B是显示在第一示例的微带天线中，在形成缝隙的情况下，当导电元件之间的间隔改变时，H-平面产生的辐射增益的模拟结果的曲线图；图18是显示在第一示例的微带天线中，在形成缝隙的情况下，当导电元件之间的间隔改变时产生的前向辐射增益与反向辐射增益的比率的模拟结果的曲线图；图19A是显示在根据现有技术的微带接插天线中额外地提供了一个缝隙的结构的示意平面图；和图19B是沿图19A的微带接插天线中的A1-A2线的示意剖面图；具体实施方式
在说明本发明之前，应当指出在所有附图中相同的部分被赋予了相同的参考标号。
以下，参考附图详细地说明本发明的一个实施例。
(实施例)图1A是作为根据本发明的实施例的射频设备的例子的微带天线设备的结构的示意平面图，图1B是沿图1A的天线设备中的B1-B2线的剖面示意图。
如图1A和1B中所示，作为采用微带线结构的天线设备的微带天线设备(或天线板)100(此后简称为天线设备100)包括大致为正方形的平面介电层102，作为形成在介电层102的一个表面上的第一导电层的例子的接插部分106，和作为形成在另一个表面上的第二导电层的例子的接地导电层103。
如作为从天线设备100中接地导电层103一侧看的示意平面图的图1A中所示，接地导电层103包括由一种导电材料形成在介电层102的另一个表面的周边部分并且在平面视图上具有大致O-形的导电层周边部分108，由一种导电材料形成在导电层周边部分108包围的另一个表面部分上的导电元件(可以是导电单元或单元导电图案模型)104，和使相邻单个导电元件104相互电连接(或耦合)并且使导电层周边部分108电连接到它的相邻单个导电元件104的连接元件(或耦合元件)105。
如图1A中所示，形成为相同尺寸和形状的正方形的导电元件104，以规定的阵列间距并且以网格状布置周期性地排列和布置在介电层102的另一个表面上。此外，连接元件105起到在每个导电元件104中的正方形的四边的中点，与相邻导电元件104或导电层周边部分108电连接(或耦合)的作用。应当指出，连接元件105形成为相同形状和尺寸的正方形。由于接地导电层103具有如上所示的结构，所以在图1A所示的状态下，大概看起来，整个接地层103被设置到电一体状态，即，形成为一个伪一体化导电层的状态。
接下来，图2示出了从接插部分106一侧看的天线设备100的平面示意图。如图2中所示，在平面图中形成为具有，例如，正方形形状的接插106放置在介电层102的一个表面的中央部分，并且由导电材料构成的供电线101形成在接插部分106。
天线设备100具有如上所示的构造，射频信号从输入/输出端口111发送到接插部分106，输入/输出端口111在图2中所示的供电线101的端部，通过输入/输出端口101可以使接插部分106与接地导电层103相互耦合，从而能够辐射在两个构件之间产生的电磁波。应当注意，导电层周边部分108不是必要的，但是，在需要一个与外部设备的接地部分静电连续的区域的情况下，是有用的。
现在参考图12A以及图1A详细地说明接地导电层103的结构，图12A是用于说明导电元件104的阵列的示意说明图。本实施例的天线设备100的接地导电层103采用了一种，例如，将相同形状和尺寸的导电图案模型作为导电元件104以相等的间隔，在相互正交的两个方向上(即，纵向和横向)，以网格状布置排列的结构。更具体地讲，用这样的方式排列单个导电元件104，使得天线设备100的接插部分106的初模(TM01)中的E-平面和H-平面的方向与每个导电元件104的正方形的各个边的方向相同。
如图12A中所示，形成每个导电元件104，使其正方形具有“d”的边长，并且具有相邻导电元件104之间的间隔“s”。因此，导电元件104的周期阵列中，阵列间距，即，纵向和横向阵列周期是p，也就是说(p＝d+s)。在二维和周期性地排列具有相等尺寸和形状的单个图案模型的情况下，阵列周期需要不大于要使用的发射信号的波长λ(即，此后可用的有效波长)的四分之一。此外，在这种情况下，相邻导电元件104之间的电连接可以通过如图12A中所示的正方形导电元件104的侧面的中点之间的连接提供，或通过正方形图案模型的顶点之间的连接提供，或通过其它各种方式的连接提供。此外，正方图案模型的排列方法也不仅是上述的网格状阵列，而也可以是其中每一行或一列位移图案模型的阵列，其中导电元件可以根据需要连接。
此外，如上所述的导电元件104的排列方法(或把接地导电层103分割成单个导电元件104的方式)可以不是其中每个导电元件都是由正方形形成的方法，而可以是其中诸如矩形、等边三角形、规则的六边形之类的任意规则多边形排列从而充满介电层102的表面的方法。作为导电元件的排列方法的一个改进示例，图3示出了在把导电元件204形成为规则六边形的导电图案模型的情况下的接地导电层203的示意说明图。如图3中所示，在接地导电层203中，一个导电元件204与它的周围相邻的六个导电元件204通过它们对应的连接元件205电连接。
此外，尽管没有示出，导电元件也可以采用具有包含圆形或其它曲线的构造的图案模型，并且甚至具有各自不同构造的导电元件可以几乎整个地覆盖介电层102的表面。简单地讲，仅需要能够通过连接元件将各个导电元件相互电连接就可以了。在这些情况下，导电元件具有独特的阵列对称性，从而可以设计独特形状的缝隙。
但是，无论导电元件采用了何种形状或阵列，这些导电元件的阵列周期都必须不大于电磁波的希望的波长的，即，使用的发送信号的波长λ的四分之一，以便射频信号能够低损耗地传播。此外，在排列了不同形状的导电元件的情况下，具有平均形状的导电元件和阵列周期以及阵列周期的变化应当满足规定的条件。
也可以从下面的测量数据理解这些阵列周期的条件。作为一个例子，通过利用具有以发送信号的1/4λ的排列间距形成和排列在其上的正方形图案模型的接地导电层形成一个微带线L1，和不像微带线L1那样，利用没有其上形成图案模型的平面接地导电层形成简单的微带线L2，进行两个微带线之间的有关发送信号的介入损耗的比较。在这种情况下，在利用具有对应于1/4波长的阵列周期执行发送信号的发送中，微带线L2的介入损耗比微带线L2(其线长度是10cm左右)增加大约0.15dB。此外，在相同的条件下以发送信号的3/8λ的阵列间距形成微带线L3的情况下，与微带线L2比较，介入损耗增加大约数个dB之多。具有如上所述的这种包括数个dB的介入损耗增加的特性，不能将微带线用作天线，从而优选将阵列周期设置到发送信号的1/4λ以下。此外，由于这种特性依赖于构成接地导电层的导电元件的诸如形状、阵列周期、间隔之类的参数，因此，需要考虑接地导电层的设计，以便能够根据环境情况获得允许发送使用中的信号的条件。
此外，对于导电元件104的尺寸与其和相邻导电元件104的间隔的比率来说，比率越大(即，提供了导电元件104和间隔的平面中导体部分占据的比率越大)，可以越大地抑制发送信号的群延迟的增加。此外，也可以利用这种延迟实现电路设计。对于没有积极地利用这种群延迟的情况，以下参考图12A说明在，例如，将正方形图案模型用作导电元件104并且导电元件104以恒定的阵列周期网格状布置地排列的情况下的适合的比率。
在图12A中所示的导电元件104的阵列中，如果导电元件104的一侧长度(宽度尺寸)’d’与从相邻导电元件104的间隔宽度’s’是9∶1(即，90∶10)或更大，那么可以认为比率在允许的范围内，因为与接地导体是整个金属层的板相比，利用对应于1/4波长的导电元件104的阵列周期’p’可以将发送信号的群延迟的增加抑制到10％左右。应当指出，如果导电元件104的一侧长度’d’与另一个导电元件104的间隔宽度’s’的比率进一步减小到太小时，群延迟将增大从而使得不能用作一种射频设备。此外，在接地导电层103带有缝隙从而利用来自缝隙的辐射的情况下，由于导电元件之间的距离太窄而不能允许有宽的孔径，造成在一些情况下辐射效率降低，所以需要将比率设计到一个适当的值。
以下说明介电层102的另一个表面上排列导电元件104的区域的宽度，即，区域范围，与形成在一个表面上的接插部分106的尺寸的关系。
首先，如图2中所示，如上所述，形成在介电层102的一个表面上的接插部分106形成在介电层102的中央部分，并且形成为正方形。此外，将正方形的一边长度’d’(即，接插部分106的宽度尺寸)设置到要发送到天线设备100的发送信号的波长λ的一半(即，1/2λ)。通过将接插106的长度设置到这样的值，激励基谐模的谐振，这导致单向辐射特性，使得能够容易地处理天线设备100。此外，接插部分106的长度仅需要是大约1/2λ，并且也可以设置为{(n+1)/2}·λ(其中n是不小于0的整数)。
为了更容易地理解形成在介电层102的一个表面上的接插部分106与在上述条件下形成在另一个表面上的单个导电元件104之间的平面布置关系，在图2中用间断线表示另一个表面上形成的单个导电元件104。在图2中所示的接插部分106与导电元件104之间的平面布置关系中，当通过供电线101从输入/输出端口111提供电力时，不希望形成在接地导电层103中的缝隙(缝隙及其形成方法将在以后说明)与接插106之间的平面距离太大，因为它们的耦合会变弱。不考虑介电层102的厚度，由于在本实施例的天线设备100中将导电元件104的阵列周期设定到发送信号的1/4波长，所以优选将缝隙形成在离开作为供电元件的接插部分106的外围端部的距离不大于发送信号的一个波长(即，不大于1λ)的范围内。更具体地讲，在图2中，如果给出一个与其距离不大于一个波长的区域C1，那么最好是如此排列导电元件104，使得能够将缝隙形成在区域C1。通过使用缝隙形成在区域C1内的条件，可以提供允许有效地利用谐振器(缝隙和接插部分106)之间的电磁耦合的天线设备100。
图2中所示的本实施例的天线设备100被描述为一个具有利用接地导电层103作为微带线的接地层，并且将供电线101和接插部分106提供在介电层102的面对接地导电层103的表面上的结构。但是，本实施例的射频设备不仅限于这种结构。尽管没有示出，但是也可以采用其中供电线101的前端复数地分支的结构，其中复数地提供接插部分106的结构，和提供多个供电线101的结构。此外，也可以采用装备有接地层或三板带状线的共平面波导的结构。此外，也可以采用其中通过喇叭式天线从外部供电的结构。
现在，作为上述本实施例的射频设备的一个修改示例，图14A示出了一个采用了装备有接地层的共平面波导的结构的射频设备200的剖面示意图，图14B示出了采用三板带状线结构的射频设备300的剖面示意图。
如图14A中所示，在采用了装备有接地层的共平面波导的结构的射频设备200中，提供在介电层202-1的与其上提供了与共平面波导的中央导体201在同一表面上的接地层203-2的表面相反的表面上的接地导电层203-1是由多个导电元件204-1、连接元件205-1、和导电层周边部分208-1构成的。在这种结构的射频设备200中，可以经过接地导电层203-1有选择地向下表面一侧辐射电磁波。
此外，如图14B中所示，在采用了三板带状线结构的射频设备300中，如图中所示，由多个导电元件304-1、连接元件305-1、和一个导电层周边部分308-1构成的接地导电层303-1提供在第一介电层302-1的下表面上，而如图中所示，第二介电层302-2经过形成在第一介电层302-1的上表面上的供电线301叠层在其上。此外，如图中所示，由多个导电元件304-2、连接元件305-2、和一个导电层周边部分308-2构成的接地导电层303-2提供在第二介电层302-2的上表面上。在这种结构的射频设备300中，可以经过两层的接地导电层303-1和303-2向上和下两个表面辐射电磁波。
对于包括在本实施例的天线设备100中的介电层102，优选使用射频电路中通常使用的低介电损耗材料。尽管材料可以是，例如，特氟纶(Teflon)(注册商标)、陶瓷、砷化镓或其他半导体、玻璃环氧树脂等等，但是，仍然需要根据使用的频带中的介电损耗选择使用的材料。
构成接地导电层103的导电元件104和导电层周边部分108优选是由低损耗的良导体材料形成，并且可以利用，例如，铜或铝等形成为导电图案模型(或金属图案模型)。此外，可以预先利用如同导电元件104一样的低损耗的良导体材料将单个连接元件105形成为金属图案模型，或可以利用各种不同类型的电子组件给出。在把电子组件用作这种连接元件105的情况下，电子组件需要是在使用的频带下的低损耗的元件。例如，这种电子组件(元件)可以是电容器或其它芯片组件，半导体元件，等等。也可以使用上述金属图案模型和各种电子组件的组合作为连接元件105。此外，在图1A和1B以及图2中所示的天线设备100中，不是使用金属图案模型而是使用电子组件作为每个连接元件105。
现在参考根据本实施例的一个修改示例的天线设备400，图7A示出了在把用于将单个导电元件404电连接到接地导电层403的连接元件405形成为金属图案模型的情况下的设备的示意平面图，图7B示出了沿图7A的天线设备400中的D1-D2线的示意剖面图。如图7A和7B中所示，天线设备400的接地导电层403是由周期性排列的导电元件404，通过形成在相邻导电元件404之间的间隔内的金属图案模型给出的连接元件405，和形成以便围绕导电元件404的放置区域的导电层周边部分构成的。在这种将连接元件405形成为金属图案模型的情况下，具有可以将作为一个整体的接地导电层403形成为一个金属图案模型，并且可以有效地执行其制造过程的优点。
接下来，参考图1A和1B以及图2中所示的天线设备100，以下参考图4A和4B，图4C，图5A，5B和图5C中所示的接地导电层103的放大示意局部平面图，说明接地导电层103中形成缝隙的方法。
首先，图4A示出了一种其中周期性排列成两行和三列的导电元件104通过连接元件105电连接到相邻导电元件104的结构。如图4B中所示，在这样的导电元件104的放置结构中，当把排列在中间列的一对相邻导电元件104相互断开时(即，当把负责连接的连接元件105取出的时候)，包括存在在这对导电元件104之间的间隔的区域R1成为被在其周围保持着相互连接的导电元件104和负责连接的连接元件105二维地包围。一个如上所示的其中没有放置由导体围绕的导体的区域是一个缝隙。如图4C中所示，这个区域R1被形成为一个，例如，具有前后串列形状的缝隙107(即，前后串列形缝隙)。也就是说，缝隙107是下述形状的，即使得在把连接元件105取下之后，相互邻接放置并且呈现图14A中所示的连接元件105取下之前状态的+(正号)形的两个区域相互串联在一起。
接下来，图5A示出了一种其中以三行三列周期性排列的导电元件104通过连接元件105电连接到相邻的导电元件104的结构。在导电元件的这种放置结构中，如图5B中所示，当一个放置在中央的导电元件104和在四个方向上环绕放置的相邻的四个导电元件104分别相互断开时(即，当取下负责连接的连接元件105的时候)，一个包括环绕中央导电元件104的间隔的区域R2，被在四个方向上围绕放置的单个导电元件104和负责它们的相互连接的单个连接元件105二维地包围。这样的区域R2形成为具有如图5C中所示的升半音符号形状(sharp-symbol-shaped)的缝隙109(升半音符号形缝隙)。这种缝隙109是一个具有由于取下连接元件105的结果，使得如图5A中所示的取下连接元件105之前排列成两行和两列并存在的十字形的四个区域纵向和横向相互连接的形状的缝隙。也就是说，也可以说缝隙109是一个具有大致上矩形框架形并且具有位于框架形的四个角部分的外部的单个转角形区域的缝隙。应当注意，在图5C中，放置在升半音符号形缝隙109的内部的断开的导电元件110不直接形成缝隙，而是定义了一个缝隙区，以使得能够将其本身说成是一个开放元件。此外，这种开放元件110的谐振频率独自，以及升半音符号形缝隙109的谐振频率彼此不相等，但是升半音符号形缝隙109的谐振频率是由开放元件110上流过的感应电流确定的。
此外，如图5B和5C中所示，这种升半音符号形缝隙109不必限于由导电元件104的三行，三列阵列结构形成的缝隙。例如，也可以如图6A中所示，利用导电元件104的四行，四列放置结构形成升半音符号形缝隙109。更具体地讲，如果将如图6B中所示放置在中央的两行，两列四个导电元件考虑为，例如，在图5B中央的一个导电元件104，那么可以将包括周围间隔的区域R3形成为一个升半音符号形缝隙111。在这种情况下，保持中央四个导电元件104之间的电连接关系，使得能够将四个导电元件104用作一个开放元件组(或开放导电元件组)112。应当注意，这种构成升半音符号形缝隙111的一个开放元件组112可以应用到数量大于两行、两列结构的n-行、n-列结构(其中n是等于大于2的整数)。在这种情况下，将开放元件组112形成为其一边具有1/4波长的长度的大致正方形，使得升半音符号形缝隙111能够具有大致等于接插部分106的谐振频率的谐振频率。同样，前后串列形缝隙107也可以应用于数量上大于两行、三列结构的两行、m-列结构(其中m是3或大于3的整数)。此外，利用通过取下大量的相邻连接元件105形成的大量开放元件，和利用相互之间连接形成的开放元件，可以将连接的开放元件形成的开放元件组用于任何给予的任意谐振频率。
以下参考天线设备100的接地导电层103，说明形成如上所述的缝隙107、109、111的三种方法。
首先，第一种方法是一种包括以下步骤的方法预先形成作为连接元件105的、具有允许容易地后处理(即，选择性地取下处理)的尺寸和形状的、并且用作单个导电元件104之间的电连接的金属图案模型，进行导电元件104之间的静电连接，由此完成天线设备100的基本结构的制备，和随后通过激光加工等有选择地除去放置在要断开的导电元件104之间的连接的部分上的用于电连接的金属图案模型(即，连接元件)。结果，在除去了用于电连接的金属图案模型的部分上形成了如图，例如，4B和4C中所示的缝隙107。
接下来，第二种方法是一种包括以下步骤的方法利用电容器或其它芯片元件作为电连接元件105有选择地进行单个导电元件104之间的连接，并且进一步有选择地抑制将连接元件105放置在不给予导电元件104之间的连接的部分上，从而形成了希望的缝隙。在如同这里的使用芯片元件作为连接元件105的情况下，需要考虑到芯片元件的阻抗依赖于使用的电磁波的频率。使用的芯片元件的尺寸可以是，例如，1.0mm×0.5mm×0.5mm，或类似尺寸。尽管要根据芯片元件的尺寸限制导电元件的设计，但是可以在一个规定的频率范围上使用上述尺寸的元件。此外，可以取代如上所示地实现作为连接元件105的芯片元件的选择性放置的情况，而是在预先放置好以便提供所有导电元件104之间的电连接的芯片元件之后有选择地除去要形成缝隙的部分的芯片元件。根据芯片元件的安装方法，可以利用，例如，热传输焊料去除机，或通过切断焊线，完成芯片元件的这种选择性去除。
然后，第三种方法是一种利用SPST(单刀单掷)-RF(射频)开关或MEMS(微电机系统)开关或其它有源元件作为连接元件以便有选择地进行导电元件104之间的电连接的方法。否则，也可以使用利用PIN二极管或SPDT(单刀双掷)开关进行连接。在一些情况下，与芯片元件相比，这些开关的使用允许根据元件的特性使用更高的频率。但是，需要附加地提供用于控制信号的输入线。
此外，当使用芯片元件或有源元件作为连接元件105时，得到的射频设备的可用频率范围也受使用的元件的可用频率范围的限制。此外，除了元件的限制之外，制备一个以高频谐振的缝隙将包括有关在接地导电层103上形成微小和精确的金属图案模型并将元件安装在接地导电层103上的处理过程。此外，在任何一种情况下，在连接部分的电连接元件105的阻抗失配将造成发送信号的回程损耗，可能导致传输特性的恶化。因此，需要选择低损耗和具有适当输入和输出阻抗的元件。
图12B和12C示出了导电元件104的阵列周期‘p’与通过图4A至4C和图5A至5C中所示的方法形成的缝隙的两个尺寸之间的关系的示意说明图。假设连接元件105的尺寸(特别是宽度尺寸)如此之小，从而对于导电元件104来说可以忽略，如图12B中所示的前后串列形缝隙107成为具有它的最长部分是导电元件104的阵列周期‘p’的两倍的长度。与最长部分具有等价长度(2p)的直线缝隙907(见图12D的示意图)相比，这个独特形状的缝隙107具有它的谐振频率可以降低的特性。
此外，当使用诸如芯片电容器之类的电容元件作为导电元件104之间的连接元件105时，形成的缝隙的谐振频率依赖于使用的连接元件105的电抗。因此，利用变容二极管或其它可变电容元件作为导电元件104之间的连接形成缝隙，使得缝隙的谐振频率能够通过改变耦合电容而改变。
此外，就使用了具有足够低的阻抗的电连接元件105而言，使用其中以网格状排列正方形导电元件104的接地导电层103，使得图4A至4C中形成的前后串列形缝隙107的谐振波长能够近似地等于发送信号的波长，发送信号的1/4波长等于导电元件104的阵列周期。因此，使得图4C和5C中形成的缝隙107，109能够通过沿着与接地的接地导电层103一起使用的微带线传播的发送信号激励谐振。
图4A或图5A中所示的正方形导电元件104以网格状排列的结构的优点在于，可以通过除去一个电连接元件105或除去放置在导电元件104周围的四个方向的四个连接元件105的简单处理过程，制备通过其1/4波长等于导电元件104的阵列周期的信号谐振的缝隙107，109。此外，在每个导电元件是矩形或规则六边形或其它取代正方形的形状的情况下，也可以获得能够简单地制备由阵列周期确定的特定频率谐振的缝隙的优点。此外，在正方形和矩形导电元件以网格状排列的情况下，可以制备一个线性连续的缝隙，从而使得能够简化缝隙的放置设计。
此外，如图6A至6C中所示，通过将多个相邻连接元件105打开形成的缝隙111被认为具有比图4C的前后串列形缝隙107和图5C的升半音符号形缝隙109更低的谐振频率。对应于它们的频率的信号的波长比1/4波长等于导电元件104的阵列周期的信号的波长更长，从而可以沿使用接地导电层103接地的微带线传播信号。因此，使得通过打开多个相邻连接元件105形成的缝隙111能够通过沿微带线传播的信号激励谐振。
尽管上述说明主要是有关利用缝隙的谐振的相互作用，但是也可以是以在发送信号的频率非谐振尺寸和形状形成缝隙，以便与发送信号相互作用。
此外，以上对有关相同缝隙和尺寸的导电元件104周期性地排列的结构进行了说明。但是，在本发明中，在制备了作为射频设备的基本结构之后，有选择地控制在接地导电层103中放置电连接元件105，由此，例如，制备缝隙。因此，单个导电元件104的形状和尺寸不需要全都相同，并且不限于周期性阵列的情况。以下示出了一个作为根据图13中本实施例的一个修改示例的射频设备500的，其中导电元件在形状和尺寸上是非均匀的并且它们的阵列不是周期性的情况的例子，图13是射频设备500的平面示意图。
如图13中所示，在射频设备500中，排列形状和尺寸相互不同的导电元件504以形成一个接地导电层503，此外，导电元件504通过连接元件505相互之间电连接。即使通过具有图13中所示结构的射频设备500，也可以获得可以在接地导电层503中制备缝隙的形状和位置的优点。但是，对于发送的信号的频率范围或可能制备的缝隙位置和谐振频率，难于如同图1A中的导电元件104周期性地排列的射频设备一样地加以讨论。因此，需要对应于设备的每次使用加以讨论。
(示例1)接下来，说明利用如上所述的结构的示例。使用了一个利用在接地导电层中制备的缝隙的天线设备，作为根据本例的一个天线设备，并且对它的回程损耗特性和辐射方向性进行电磁场模拟和测量。
这个示例1的天线设备是通过具有2.17的介电常数和140mm×140mm×1.6mm尺寸的介电层，具有5.2mm的线宽的供电线，和即使在接地导电层是由一个连续的导电层给出的条件下也在TM01模式下以5.0GHz谐振的正方形(20mm×20mm)形成的接插部分构成的。在这种情况下，微带线的有效波长λ是大约44mm。
此外，在接地导电层中，与外部耦合的导电层周边部分提供在周边部分中，并且一个10行、10列正方形类型的导电元件的周期阵列模制在其内部。由于每个导电元件的尺寸是9.2mm×9.2mm，并且具有0.8mm的元件与元件之间的距离，所以元件的阵列周期是10mm(10mm＝9.2mm+0.8mm)。这接近天线设备的谐振波长(有效波长λ)的四分之一。
对其中天线设备通过连接元件电连接到位于紧接着供电线附近的下方的区域中的接地导电层的所有导电元件的天线设备(称为天线设备A)，和其中从它的周围断开的开放元件大致提供在天线设备的E-平面方向中(即，形成升半音符号形缝隙)的另一个天线设备(称为天线设备B)执行模拟和测量。此外，使用了并联焊接的两个1pF芯片电容器(每个具有1.0mm×0.5mm×0.5mm的尺寸)作为连接元件，以便通过导电元件各个边的中点将导电元件相互耦合。图8A(天线设备A)和8B(天线设备B)中示出了它们的接地导电层的示意图案模型图。此外，在图8A和8B中，为了更容易理解天线设备A和B中的结构，给与图1A和1B中使用的相同的组成部分赋予了相同的参考号，并且省略了它们的说明。
作为模拟的结果，根据接地导电层103是一个连续的导电层的假设，基谐模(fundamental mode)(TM01)中接插部分106独自的谐振频率是5.0GHz。此外，在为了设置与下面的原型示例中相同的条件，而使用通过凭借1pF芯片电容器连接单个导电元件104建立的接地导电层的天线设备中，谐振频率是4.9GHz。此外，在为了在与以下的原型示例相同的条件下评价升半音符号形缝隙，在把与图8B的接地导电层103中相同的升半音符号形缝隙形成在通过凭借1pF芯片电容器连接单个导电元件104建立的接地导电层中的情况下，在4.8GHz的频率下激励谐振。
对于如上所示的天线设备A，在图9A(示出了模拟结果)和图9B(示出了测量结果)中示出了模拟和测量中的回程损耗的测量结果。应当注意，在图9A和9B中，垂直轴代表回程损耗(dB)，水平轴代表频率(GHz)。
从显示模拟结果的图9A中，可以看到，与没有缝隙109的天线设备相比，给出了带有缝隙109的天线设备B的回程损耗的局部最低点的频率向较高的频率一侧移动了大约100MHz，此外，谐振的带宽加宽，而Q降低了相当的程度。此外，根据示出了测量结果的图9B，与天线设备A相比，天线设备B的谐振的带宽加宽和Q降低，并且给出回程损耗的局部最低点的频率向较低的频率一侧移动。在图9A和9B的比较中，天线设备A和B，尽管在谐振频率移动的方向上彼此不同，但是在有关带宽或其它谐振状态如何改变方面还是十分类似的，并且图9B中所示的测量结果能够通过图9A中所示的模拟结果确认。从此，可以确认缝隙的提供导致谐振器(接插部分106和缝隙109)之间的电磁耦合，由此系统的谐振的状态改变，结果是，谐振频率和带宽改变。此外，可以将谐振频率、回程损耗、和带宽等中的模拟与测量结果之间的差异考虑为是由于诸如试验中使用的射频设备的介电常数，与元件的电容理想值的差异，和安装精确度的变化。
接下来，对于根据如上所示的示例1的天线设备A和天线设备B，在图10A(E-平面模拟结果)、图10B(E-平面测量结果)、图11A(H-平面模拟结果)、和图11B(H-平面测量结果)中示出了模拟和测量中辐射增益的测量结果。应当注意，术语“E-平面”是指，例如，一个正交于图2中所示的天线设备100中的介电层102的平面，这个平面沿供电线101的放置方向延伸，而术语“H-平面”是指一个正交于介电层102并且正交于E-平面的平面。
在图10A中所示的E-平面模拟结果中，天线设备A的方向性的主瓣沿345度的仰角指向，天线设备B的方向性显示出在270至0度的仰角上的增益减小，而在20至90度上的增益增加。图10B的E-平面测量结果在波束形状上与模拟结果不同，其主要原因是由于板形等的有限性造成的边缘效应，并且通过提供缝隙造成的上述倾向性与模拟结果一致。此外，在图11A和11B中所示的H-平面结果中，表明朝向0度的仰角的方向性在上半球(上半圆)中的点对于天线设备A和B是一样的，但是，天线设备B表明下半球(下半圆)的更强的方向性的倾向在模拟结果和测量结果之间是一致的。因此，可以确认缝隙109的设置产生了改变波束方向性的效果。
如上所示，通过使用允许在基本结构制备之后借助简单措施改变接地导电层103的形状的射频设备，能够根据使用的环境中的变化，容易地改变诸如缝隙的形状和位置之类的特性。通过利用这样一种结构制造天线设备，使得能够实现一种允许容易地将辐射方向性或其它特性改变到希望的情况的天线。
接下来，对于本实施例的天线设备，下面根据有关工作示例的模拟结果和测量结果说明确定单个导电元件之间的间隔的方法。
首先，例如，在没有提供升半音符号形缝隙109的情况下，图15A示出了在谐振频率E-平面辐射方向性增益的模拟结果(示出了具有标准化到0dB的最大值的增益)，图15B示出了H-平面辐射方向性增益的模拟结果(示出了具有归一化到0dB的最大值的增益)，结果是在导电元件104的阵列周期(图12中的阵列周期’p’)固定到10mm并且改变了导电元件104之间的间隔(图12A中的间隔宽度’s’)的条件下取得到。应当注意，有关介电层102、接插部分106等的形状和尺寸的条件，以及连接元件105的结构，与图9A和9B、图10A和10B、以及图11A和11B中的模拟和测量的条件和结构相同。此外，对于导电元件104之间的间隔’s’，采用了0.2mm，0.8mm，1.6mm和3.0mm的四种条件，并且示出了每种情况的结果。
对于图15A和15B中的水平轴，0度的仰角对应于垂直于介电层102的向上辐射(前向辐射)(即，-90至90度的仰角的区域对应于朝向紧靠介电层102的接插部分106一侧的2π的立体角的半球方向)，和-180至-90度和90至180度的区域对应于朝向指向紧靠介电层102的接地导电层103的2π的立体角的半球方向的向下辐射(反向辐射)。反向辐射是从来自介电层102的端部和来自接地导电层103中相邻导电元件104之间的间隔(在测量频率的非谐振缝隙)的衍射产生的。从图15A和15B可以知道，增加导电元件104之间的间隔将造成反向辐射的相对增益增加，而前向辐射的电功率的比率将减小，从而辐射电磁波，这一般是不希望的。但是，例如，当不知道通信对方的方向的时候，在希望尽可能地加宽一个天线能够覆盖的间隔区域的情况下，或在希望可交换地使用前向辐射或全向辐射的情况下，可以利用如上所述的反向辐射。此外，在天线背后增加一个用于测量电功率的电路，使得能够通过测量反向辐射增益而监视净辐射功率。
图16中示出了更为详细的结果。在图16中，在每个E-平面和H-平面，水平轴代表在导电元件104的阵列周期固定到10mm的条件下导电元件104之间的间隔宽度，而垂直轴代表最大辐射方向上的前向辐射增益(主波束的增)与在最大辐射方向上的反向辐射增益(在从绕一个由对应于从前向辐射的最大增益方向(主波束方向)的180度的仰角(对应于后侧)的方向给出的中心的仰角向后和向前60度的范围内的子波束增益)的比率。这个作为显示不需要的辐射的比率的指标之一的比率，显示了相对反向辐射增益随着比率值的增加而减小。由于反向辐射功率成为不大于总辐射功率的10％左右，所以F/B比率不小于10dB的任何区域都是适合的。因此，从图16的曲线图中，可以知道设计具有10dB或更高的F/B比率的天线的一个条件是接地导电层103的导电元件104的尺寸’d’与元件间隔’s’的比率是90∶10或更高。
此外，在设计通过打开连接元件提供的缝隙(升半音符号形缝隙109等)以随输入信号谐振的图10A和10B以及11A和11B的天线设备B中，与其中没有提供谐振缝隙的天线A相比，反向辐射增加，从而F/B比率减小。以下参考图17A和17B以及18说明这一方面。
如图15A和15B一样，图17A示出了在谐振频率E-平面辐射方向性增益的模拟结果(示出了具有标准化到0dB的最大值的增益)，图17B示出了H-平面辐射方向性增益的模拟结果(示出了具有标准化到0dB的最大值的增益)，模拟结果是在提供了升半音符号形缝隙109的情况下，在把导电元件104的阵列周期’p’固定到10mm，并且改变导电元件之间的间隔’s’的条件下得到的。介电层102、接插部分106等的形状和尺寸以及连接元件105的结构之类的条件与图9A和9B、图10A和10B、和图11A和11B中的模拟和测量的条件相同。示出了导电元件104之间的间隔’s’是0.1mm、0.8mm和1.6mm的三种情况下的结果。应当注意，图17A和17B的水平轴代表的意义与图15A和15B的相同。
如图17A中所示，如上所述，将导电元件104之间的间隔宽度’s’设置到s＝0.8mm和s＝1.6mm造成在E-平面的0至90度的仰角的增益增加和在-90至0度的仰角的增益减小原因是，天线设备和升半音符号形缝隙构成的谐振器之间的电磁耦合改变了辐射方向性。此时，在s＝0.1mm的设置下，没有发现主波束方向上的变化，与图15A大致相等，从而看到与普通天线设备的方向性几乎没有改变。此外，在反向辐射中，在s＝0.8mm和s＝1.6mm时的特定方向上(120至150度的仰角)的增益大，在这里，辐射方向性改变，但是在s＝0.1mm增益低。就反向辐射而言，图17B中所示的H-平面的辐射方向增益也具有相同的倾向。因此，与其中没有提供升半音符号形缝隙的图15A和15B的情况不同，可以知道当升半音符号形缝隙109与接插部分106谐振器耦合从而辐射方向性改变时，反向辐射增益增加，但是，当没有提供谐振器之间的电磁耦合时，反向辐射增益低。
图18中示出了更详细的结果。图18中的垂直轴和水平轴具有与图16的曲线图中相同的意义。如图18中所示，当导电元件104之间的间隔在0.1mm时F/B比率不小于10dB，但是，在间隔不小于0.2mm时F/B比率成为大约4dB左右，显示较小变化的比率的值依赖于导电元件104之间的间隔。如图17A和17B的曲线图中所述，在导电元件104之间的间隔宽度’s’是0.1mm时，E-平面的辐射方向性等同于天线设备的辐射方向性，但是，在导电元件之间的间隔加宽的例子中，E-平面的辐射方向性发生改变。从这些结果可以知道，在接插部分106与升半音符号形缝隙109之间产生谐振器耦合的条件下，辐射方向性改变，它包括反向辐射增益的增加，但是，在通过使导电元件104之间的间隔变窄而弱化谐振器耦合的情况下，辐射方向性几乎不会发生改变。
因此，可以说接地导电层103中导电元件104的尺寸’d’与元件间隔’s’的比率优选在90∶10至98∶2的范围内，这成为设计能够实现在具有10dB以上的F/B比率的普通天线设备的状态与通过放置升半音符号形缝隙改变了辐射方向性的状态之间适当切换的天线。
应当指出，通过适当地组合上述各实施例的任意实施例，可以产生它们拥有的效果。
尽管通过参考附图结合其优选实施例充分说明了本发明，但是应当注意，熟悉本领域的人员知道可以有各种改变和修改。应当知道这些改变和修改包括在所附权利要求定义的本发明的范围内，除非它们脱离了权利要求定义的范围。
根据本发明的射频设备，使得能够通过简单的设计方法提供一种允许在设备的基本共同结构制备之后，通过对连接元件的选择性放置控制从而可以获得希望的特性，而改变接地导电层的特性的射频设备。
包括说明书、附图、和权利要求在内的日本专利申请2004-200307的说明全部结合在此作为参考。
权利要求
1.一种射频设备，包括平面介电层；放置在所述介电层的一个表面上的第一导电层；和放置在所述介电层的另一个表面上的第二导电层，第一导电层具有等于发送的射频信号的有效波长的大约1/2的宽度尺寸，第二导电层包括多个以等于射频信号的有效波长的大约1/4的阵列间距，周期性地和二维地，相互独立地排列的多个导电元件；和多个用于将导电元件中相邻的导电元件相互电连接的连接元件，其中放置单个连接元件以便有选择地连接单个相邻导电元件，从而控制由第一和第二导电层形成的电磁场的辐射方向性。
2.根据权利要求1所述的射频设备，其中在第二导电层中，单个导电元件是相同尺寸和形状的正方形的，并且以阵列间距周期性网格状地放置在介电层的另一个表面上。
3.根据权利要求2所述的射频设备，其中每个导电元件的宽度尺寸与每个导电元件和它的相邻导电元件之间的间隔尺寸的比率被设置在90/10至98/2的范围内。
4.根据权利要求2所述的射频设备，其中在第二导电层中，包括至少一组没有通过连接元件相互电连接的导电元件，和由导体二维围绕的缝隙形成在包括一组导电元件之间的间隔的区域内。
5.根据权利要求2所述的射频设备，其中在第二导电层中，包括没有通过连接元件与四个方向上相邻的导电元件电连接的导电元件，和由导体二维围绕的缝隙形成在包括导电元件与四个导电元件之间的间隔的区域内。
6.根据权利要求2所述的射频设备，其中导电元件形成在第二导电层上与第一导电层的外周边端部的外侧的由等于有效波长的距离包围的区域对应的区域中。
7.根据权利要求2所述的射频设备，其中第一导电层是对其输入射频信号或从其输出射频信号的接插部分，和射频设备进一步包括用于执行接插部分与设备外部之间的射频信号的传输的信号传输线。
8.根据权利要求2所述的射频设备，其中每个连接元件是一个导电图案模型。
9.根据权利要求2所述的射频设备，其中每个连接元件是一个芯片电容器。
10.一种射频设备，包括平面介电层；放置在所述介电层的一个表面上的第一导电层；和放置在所述介电层的另一个表面上的第二导电层，第一导电层具有等于发送的射频信号的有效波长的大约1/2的宽度尺寸，第二导电层包括多个各具有相等尺寸和形状的正方形并且以规定的阵列间距二维和周期性地以网格状相互独立地排列在介电层的另一个表面上的导电元件；多个用于将导电元件的多个相邻导电元件相互电连接的连接元件；和包括一个包含多个通过多个连接元件相互电连接的n行和n列阵列的导电元件的导电元件组的开放导电元件组，其中n是等于或大于2的整数，导电元件组具有其一侧长度等于射频信号的有效波长的大约1/4的大致正方形的形状，并且没有通过连接元件与放置在其周围四个方向上的单个导电元件电连接，其中由导体二维围绕的缝隙形成在包括开放导电元件组与放置在其周围四个方向上的单个导电元件之间的间隔的区域中，由此控制第一和第二导电层形成的电磁场的辐射方向性。
全文摘要
在其中介电层、第一导电层和第二导电层相互叠层的射频设备中，第二导电层包括多个以规定阵列间距周期性地相互独立地排列的导电元件，和多个用于将导电元件中多个相邻导电元件相互电连接的连接元件。通过连接元件有选择地进行连接，从而使得能够控制第一和第二导电层形成的电磁场的辐射方向。
文档编号H01Q3/01GK1879257SQ20058000127
公开日2006年12月13日 申请日期2005年7月6日 优先权日2004年7月7日
发明者藤岛丈泰, 崎山一幸, 寒川潮, 菅野浩 申请人:松下电器产业株式会社