专利名称：多谐振天线的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及使用于微波段的移动体通信用无线电设备的多谐振天线、天线模块及使用多谐振天线的无线电装置。
背景技术：
作为与多个频带对应的移动体通信设备用的天线，已知有特开2001-60823号公报所述的电介质补片(patch)天线。图1中，电介质补片天线1在作为基底的板状电介质块2的一面上形成长度a的第1补片天线电极3以及用间隙隔开的长度b的第2补片天线电极4，并在底面形成作为电介质补片天线1的地线的接地电极5。利用作为电介质补片天线1的输入输出端子的馈电针6，连接于安装电介质补片天线1的基板8上的第1馈电线路9。而且利用作为第2输出端子的馈电针7连接于基板8上的第2馈电线路10。
当补片天线电极3的长度a等于电介质块2内的传播波长的约一半的那种频带f1的信号从馈电针6输入到电介质补片天线1时，补片天线电极3受到激振，发射电波。接收时，利用频带f1的入射电波激振补片天线电极3，从馈电针6输出接收信号。
同样，当补片天线电极4的长度b等于电介质块2内的传播波长的约一半的那种频带f2的信号从馈电针7输入到电介质补片天线1时，补片天线电极4受激振，发射电波。接收时，频带f2的入射电波激振补片天线电极4，从馈针7输出接收信号。
上述的已有的天线中，基板8上开孔，用馈电针6、7向天线1馈送信号，故在基板8的表面安装是困难的。
此外，由于馈电针6配置于天线电极3的外侧，故在频率f1上的天线1的输入阻抗变高，为了与例如50Ω系统匹配，需要另设匹配电路，而这种匹配电路降低了天线1的效率。
而且，需要对每一频带设置馈电端口，在将无线电部与天线1分开的情况下，需要多条电缆，要用1条电缆连接就要添加协调用的电路。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供适合于表面安装的与多个频带对应的多谐振天线。
又，本发明的目的还在于，提供可调整输入阻抗的适于表面安装的多谐振天线。
还有，本发明的目的还在于，提供可用1条电缆与无线电部连接的多谐振天线。
本发明的多谐振天线，具有电介质块、位于所述电介质块的一主面的多个补片天线电极、位于所述电介质块的侧壁，作为天线的输入输出端子的一个或多个馈电端子电极、连接于所述馈电端子电极并电磁耦合于所述补片天线电极的所述电介质块的一主面和内层的一个或多个馈电路电极，故能实现与表面安装对应的多谐振天线。
又，电介质块的底部或上部具有由凹坑形成的馈电线路沟，并将馈电线路电极配置于馈电线路沟内，这样就能利用单层的电介质块实现与表面安装对应的多谐振天线。
又，本发明具有位于电介质块的一主面的供第1频带f1的电波收发用的第1补片天线电极，以及用间隙与第1补片天线隔开且内包第1补片天线电极，并供第2频带f2(f1＞f2)的电波收发用的第2补片天线电极，并设置分别电磁耦合于2个补片天线电极的2个馈电线路电极，以此能够实现在各频带中获得良好的输入阻抗特性的与表面安装对应的2谐振天线。
又，本发明具有由具备馈电线路电极作为内层电极的多层基板构成的电介质块，以及利用侧面金属化形成的馈电端子电极，因此能使用多层基板的制造方法实现在各频带能够得到良好的输入阻抗特性的2谐振天线。
如上所述，本发明提供一种多谐振天线，具有电介质块；形成于所述电介质块的一主面上的多个补片天线电极；形成于所述电介质块的侧壁上的一个或多个馈电端子电极；连接于所述馈电端子电极上并电磁地耦合于所述补片天线电极的一个或多个馈电线路电极；设置于电介质块的底部或上部的凹坑构成的馈电线路沟，馈电线路电极配置于所述馈电线路沟内。
本发明提供一种多谐振天线，具有电介质块；形成于所述电介质块的一主面上的多个补片天线电极；形成于所述电介质块的侧壁上的一个或多个馈电端子电极；连接于所述馈电端子电极上并电磁地耦合于所述补片天线电极的一个或多个馈电线路电极，电介质块为具备馈电线路电极作为内层电极的多层基板构成的电介质块，由侧面金属化形成馈电端子电极。
本发明提供一种多谐振天线，具有电介质块；形成于所述电介质块的一主面上的多个补片天线电极；形成于所述电介质块的侧壁上的一个或多个馈电端子电极；连接于所述馈电端子电极上并电磁地耦合于所述补片天线电极的一个或多个馈电线路电极，电介质块为具备馈电线路电极作为内层电极的多层基板构成的电介质块，馈电端子电极由在厚度方向上贯通所述电介质块的通孔形成，以便与馈电线路端连接。
本发明提供一种多谐振天线，具有电介质块；位于电介质块的一主面上，供第一频带电波的收发用的第1补片天线电极；与所述第1补片天线位于同一面上，用间隙隔开并内包所述第一补片天线电极，供低于第1频带的第2频带的电波的收发用的第2补片天线电极；电磁耦合于所述第1补片天线电极的第1馈电线路电极；电磁耦合于所述第2补片天线电极的第2馈电线路电极；形成于所述电介质块的侧壁上，连接于所述第1馈电线路电极的第1馈电端子电极；形成于不同于所述第1馈电端子电极的侧壁上，连接于所述第2馈电线路电极的第2馈电端子电极，所述第1馈电线路电极和第2馈电线路电极由带状线形成。
本发明提供一种多谐振天线，具有电介质块；形成于电介质块的一主面上并供第1频带的电波的收发用的第1补片天线电极；形成于与所述第1补片天线相同的面上，且与所述第1补片天线间隔分开，内包所述第1补片天线电极，并供低于第1频带的第2频带的电波的收发用的第2补片天线电极；电磁耦合于所述第1补片天线电极的馈电线路电极；以及位于所述电介质块侧壁，连接于所述馈电线路电极的馈电端子电极，所述馈电线路电极由带状线形成。
本发明提供一种多谐振天线，具有电介质块；位于所述电介质块的一主面上，供第1频带的电波的收发用的第1补片天线电极；位于所述电介质块的一主面上，且用间隙与第1补片天线电极隔开，并内包所述第1补片天线电极，并供低于第1频带的第2频带的电波的收发用的第2补片天线电极；位于所述电介质块的一主面上，且用间隙与第2补片天线电极隔开，并内包所述第2补片天线电极，供低于第2频带的第3频带的电波的收发用的第3补片天线电极；电磁耦合于所述第1补片天线电极的第1馈电线路电极；电磁耦合于所述第2补片天线电极的第2馈电线路电极；电磁耦合于所述第3补片天线电极的第3馈电线路电极；连接于所述第1馈电线路电极的第1馈电端子电极；连接于所述第2馈电线路电极的第2馈电端子电极；以及连接于所述第3馈电线路电极的第3馈电端子电极，其中各馈电线路电极由带状线形成，所述第1馈电端子电极、第2馈电端子电极和第3馈电端子电极分别形成在所述电介质块的不同的侧面上；或者所述第1馈电端子电极、第2馈电端子电极和第3馈电端子电极中的两个馈电端子电极形成在电介质块的同一侧面上，而另一个馈电端子电极形成在不同于该侧面的一个侧面上。
本发明提供一种多谐振天线，具有电介质块；位于所述电介质块的一主面上，供第1频带的电波的收发用的第1补片天线电极；位于所述电介质块的一主面上，用间隙与第1补片天线电极隔开，并内包所述第1补片天线电极，供低于第1频带的第2频带的电波的收发用的第2补片天线电极；位于所述电介质块的一主面上，用间隙与第2补片天线电极隔开，内包所述第2补片天线电极，供低于第2频带的第3频带的电波的收发用的第3补片天线电极；位于所述电介质块的一主面上，用间隙与第3补片天线电极隔开，并内包所述第3补片天线电极，供低于第3频带的第4频带的电波的收发用的第4补片天线电极；电磁耦合于所述第1补片天线电极的第1馈电线路电极；电磁耦合于所述第2补片天线电极的第2馈电线路电极；电磁耦合于所述第3补片天线电极的第3馈电线路电极；电磁耦合于所述第4补片天线电极的第4馈电线路电极；位于所述电介质块的侧壁上，连接于所述第1馈电线路电极的第1馈电端子电极，位于与所述第1馈电端子电极不同的侧壁上，连接于所述第2馈电线路电极的第2馈电端子电极；位于与所述第1和第2馈电端子电极不同的侧壁上，连接于所述第3馈电线路电极的第3馈电端子电极；位于与所述第1、第2和第3馈电端子电极不同的侧壁上，连接于所述第4馈电线路电极的第4馈电端子电极，其中各馈电线路电极由带状线形成。
本发明提供一种多谐振天线，具有电介质块；位于所述电介质块的一主面上，供第1频带的电波的收发用的第1补片天线电极；位于所述电介质块的一主面上，用间隙与第1补片天线电极隔开，内包所述第1补片天线电极，供低于第1频带的第2频带的电波的收发用的第2补片天线电极；连接于所述第1补片天线电极，在厚度方向上贯通所述电介质块设置第1馈电针电极；电磁耦合于所述第2补片天线电极，位于所述电介质块的表面或内层的第2馈电线路电极；位于所述电介质块的侧壁，连接于所述第2馈电线路电极的第2馈电端子电极，其中各馈电线路电极由带状线形成。
本发明提供一种天线模块，具有多谐振天线；安装所述多谐振天线的电路基板；覆盖所述多谐振天线的天线罩，其中多谐振天线包含电介质块；位于电介质块的一主面上，供第一频带电波的收发用的第1补片天线电极；与所述第1补片天线位于同一面上，用间隙隔开并内包所述第一补片天线电极，供低于第1频带的第2频带的电波的收发用的第2补片天线电极；电磁耦合于所述第1补片天线电极的第1馈电线路电极；电磁耦合于所述第2补片天线电极的第2馈电线路电极；形成于所述电介质块的侧壁上，连接于所述第1馈电线路电极的第1馈电端子电极；形成于不同于所述第1馈电端子电极的侧壁上，连接于所述第2馈电线路电极的第2馈电端子电极，所述第1馈电线路电极和第2馈电线路电极由带状线形成。
本发明提供一种无线电设备，将多谐振天线配置于基板上，并将所述多谐振天线连接于无线电电路，其中多谐振天线包括电介质块；位于电介质块的一主面上，供第一频带电波的收发用的第1补片天线电极；与所述第1补片天线位于同一面上，用间隙隔开并内包所述第一补片天线电极，供低于第1频带的第2频带的电波的收发用的第2补片天线电极；电磁耦合于所述第1补片天线电极的第1馈电线路电极；电磁耦合于所述第2补片天线电极的第2馈电线路电极；形成于所述电介质块的侧壁上，连接于所述第1馈电线路电极的第1馈电端子电极；形成于不同于所述第1馈电端子电极的侧壁上，连接于所述第2馈电线路电极的第2馈电端子电极，所述第1馈电线路电极和第2馈电线路电极由带状线形成。
图1的已有的天线的立体图。
图2为本发明实施例1的天线的立体图。
图3A为从本发明实施例1的天线的上表面看到的电极配置图，图3B为图2的A-A’线剖面图，图3C为图1的B-B’线剖面图。
图4A、4B为本发明实施例1的天线和特性例示图。
图5A、5B、5C各为从本发明实施例1的其他天线上面看到的电极配置图。
图6A、6B、6C各为安装本发明实施例1的天线的基板的立体图。
图7为使用本发明实施例1的天线的天线模块的立体图。
图8为使用本发明实施例1的天线的无线电装置的立体图。
图9A为本发明实施例2的天线的立体图，图9B为从图9A的上面看到的电极配置图。
图10A为本发明实施例3的天线的立体图，图10B为从上面看图10A的天线的情况下的电极配置图。
图11A为本发明实施例4的天线的立体图，图11B为从上面看图11A的天线的情况下的电极配置图。
图12A、12B为本发明实施例4的天线特性例示图。
图13A为本发明实施例5的天线的立体图，图13B为从上面看图13A的天线的情况下的电极配置图。
图14A为本发明实施形态6的天线的立体图，图14B为从图13A的背面看的立体图，图14C为图14A的A-A’线剖面图。
图15A为本发明实施形态7的天线的立体图，图15B为从图15A的背面看的立体图，图15C为图15A的A-A’线剖面图。
图16为本发明实施形态8的天线的立体图。
图17为本发明实施形态9的天线的立体图。
图18为本发明实施形态10的天线的立体图。
图19A为本发明实施形态11的天线的立体图，图19B为使用本发明实施例11的天线的无线电设备的构成的功能框图。
具体实施例下面参照
本发明的例示性实施例。
第1实施例在图2以及图3A、3B、3C中，天线100是对应于频带f1、f2(f1＞f2)的双频带天线，在水平截面为正方形的板状电介质块101的一主面上，形成用厚膜印刷等方法形成的一边长度为a的正方形的高频带f1用的高频用补片天线电极102。高频用补片天线电极102的一边的长度a是在高频带f1的电介质块101内的传播波长的约一半的长度，在高频带f1谐振。
形成用厚膜印刷等方法形成的一边长度为b的正方形的低频带f2用的低频用补片天线电极103，使其与高频用补片天线电极102以宽度为c的间隙隔开且内包高频用补片天线电极102。低频用补片天线电极103的一边的长度b是在低频带f2的电介质块101内的传播波长的约一半的长度，在低频带f2谐振。
高频用补片天线电极102上，电磁耦合长度为L1且距底面的高度为H1的带线状的内层电极即高频用馈电线路电极104，并在电介质块101的侧面和底面上形成与高频用馈电线路电极104连接，作为天线100的高频带f1用的输入输出端子，而且作为表面安装时的固定端子的高频用馈电端子电极105。
又，将长度为L2且距底面的高度为H2的带线状的内层电极即低频用馈电线路电极106电磁耦合于低频用补片天线电极103，同样在电介质块101的侧面和底面上，形成与低频用馈电线路电极106连接，作为天线100的低频带f2用的输入输出端子，而且作为表面安装时的固定端子的低频用馈电端子电极107。
在电介质块101的底面上形成作为天线100的接地的接地电极108，并用隔离元件109将馈电端子电极105、107与接地电极108绝缘开来。
在电介质块101的侧面上，形成连接接地电极108，并将天线100接地，同时作为表面安装时的固定端子的接地端子电极110。
为了在高频带f1向天线100进行信号的输入输出，在高频用馈电端子电极105上连接由50Ω系列的微带线路构成的高频用输入输出线路121，为了在低频带f2向天线100进行信号的输入输出，在低频用馈电端子电极107上连接由50Ω系的微带线路构成的低频用输入输出线路122。为了连接接地端子电极110，设置接地衬垫123，利用通孔等连接于基板120的接地衬垫124。
通过锡焊等方法将馈电端子电极105、馈电端子电极107、接地端子电极110分别连接于输入输出线路121的端头、输入输出线路122的端头、接地衬垫123，将天线100表面安装于基板120上。
下面对动作进行说明。高频带f1的发送信号从高频用输入输出线路121经由高频用馈电端子电极105传输到高频用馈电线路电极104，通过激振已电磁耦合升高频用馈电线路电极104的高频用补片天线电极102，使高频用补片天线电极102谐振，作为电波发送出去。接收时，利用高频带f1的到达电波使高频用补片天线电极102产生谐振而被激振，传到与高频用补片天线电极102电磁耦合的高频用馈电线路电极104，经由高频用馈电端子电极105向高频用输入输出线路121输出。
同样，低频带f2的发送信号经由低频用输入输出线路122、低频用馈电端子电极107、低频用馈电线路电极106，激振低频用补片天线电极103，作为电波发送出去。又，低频用补片天线电极103利用低频带f2的到达的电波激振，经由低频用馈电线路106、低频用馈电端子电极107向低频用输入输出线路122输出。如上所述，对于频带f1、f2的信号，作为可发送、接收的2谐振天线工作。
图4是电介质块101其剖面的一边为42mm的正方形，厚度5mm、介电常数为7，a＝20mm、b＝30mm、c＝1mm时从馈电端子电极看到的输入阻抗的分析例中，采用频带f1为2.5GHz的频带、频带f2为1.5GHz的频带，VSWR用对于50Ω系的值。图4A横轴是用低频用天线电极的长度b对馈电线路电极的长度进行标准化后的值，纵轴是用电介质块的厚度对馈电线路从底面起算的高度进行标准化后的值。曲线A是在高频带f1中从高频用馈电端子电极105看到的输入阻抗的VSWR值为1的高频用馈电线路电极104的长度L1、高度H1的条件的轨迹。曲线B是在低频带f2中从低频用馈电端子电极107看到的输入阻抗的VSWR值为1的低频用馈电线路电极106的长度L2、高度H2的条件的轨迹。
例如，当馈电线路电极104、106离底面的高度H1＝H2＝电介质块厚度约50％时，轨迹A中馈电线路电极104的长并L1约为24％，轨迹B中馈电线路电极106的长度L2约为3％。
图4B为馈电线路电极高度H1＝H2＝电介质块厚度的50％时的分析例，横轴是馈电线路电极的长度，纵轴是从馈电端子电极看到的输入阻抗的VSWR值。轨迹C为高频带f1的高频用馈电线路电极104的长度L1与VSWR值的关系曲线，表示长度L1在24％时获得良好的阻抗特性。轨迹D为低频带f2的低频用馈电线路电极106的长度L2与VSWR特性的关系的例子。表示长度L2约为3％时获得良好的阻抗特性，获得更好的天线特性。
图5为具备圆偏振波用天线电极的本发明第1实施例的其他形态天线的顶视电极图。图5A为作为第1天线电极使用圆偏振波补片天线电极130的例子。通过对正方形补片(patch)的相对的1对对角设置切口，使设置切口的对角线方向的谐振动作的相位导前，从而从天线的正面看发生左旋的谐振动作而作为右旋圆偏振波天线工作。因而，天线100在频带f1时成为圆偏振波天线，在频带f2时作为线偏振波天线工作。
图5B为作为第2天线电极使用圆偏振波补片天线131的例子。通过与图5A相同将相对的1对对角设置切口，使第2天线电极作为右旋圆偏振波天线工作，从而天线100在频带f1时成为线性偏振波天线，在频带f2时作为圆偏振波天线工作。
图5C为作为第1和第2天线电极使用2个圆偏振波补片天线130、131的例子，同样，天线100在频带f1和频带f2时都作为圆偏振波天线工作。也可以这样使用圆偏振波用天线电极并用于圆偏振波的收发信。
图6为安装本发明实施例1的天线的基板的立体图。图6A为图2所示的基板120的立体图。图6B为设有在天线下展开接地的接地衬垫124的例子。图6C为使在基板的接地面上能安装天线的基板130的立体图，具备与第1输入输出线路132相对的衬垫133、与第2输入输出线路134相对的衬垫135、将两个衬垫与地分开的间隙136、以及将天线安装在虚线示出的位置上之际改善接地端子电极的安装性的间隙138。这样，在使用基板130上接地用电极的情况下也可以不设置接地电极。
上述说明中，作为电介质块101的截面示出了正方形的例子，然而也可用长方形、圆、椭圆、多边形等。又，作为天线电极虽示出正方形的例子，但也可以是长方形、圆、椭圆、多边形的。
又，作为馈电线路的高度，示出高频用H1与低频用H2相等的例子，然而也可以为不同的值。这时，通过使用图3A中例示的条件能够获得良好的特性。
图7为使用实施例1的天线100的天线模块150的部分剖开的立体图。天线100形成于基板152上，用天线罩加以覆盖。在天线100的侧面形成高频用馈电线路153和低频用馈电线路154。由各自的同轴线路形成的高频带f1用连接器电缆155和低频带f2用连接器电缆156馈电。这种结构的天线模块150，由于用天线罩151加以覆盖，故天线周边的环境被固定，可获得稳定的天线动作。
图8为采用由实施例1构成的天线100的无线电设备160的立体图。天线100形成在无线电部基板161上，对无线电设备164，利用高频用输入输出线162向天线100进行高频带f1信号的输入输出。同样，利用低频用输入输出线163进行低频带f2信号的输入输出。无线电部164是使无线电设备160进行工作的电路系统，可以与天线100一起，用与其他安装零部件相同的方法安装于无线电部基座161上，能更廉价地制造稳定特定的无线电设备。
第2实施形态图9A、9B中，天线140具备其长度以L2表示的，形成于电介质块101的一主面上的低频用馈电线路电极141。低频用馈电线路电极141与补片天线电极103夹着宽度为G的间隙142电磁耦合。其他部分与图2和图3A相同。
对于频带f1信号的动作与实施例1中说明的情况相同。低频带f2的发送信号从低频用输入输出线路122经由低频用馈电端子电极107传向低频用馈电线路电极141，激振经间隙142电磁耦合于低频用馈电线路电极141的低频用补片天线电极103，通过低频用补片天线电极103的谐振，作为电波被发送。接收时，低频用补片天线电极103利用低频带f2的到达的电波谐振并被激振，传到隔着间隙电磁耦合的低频用馈电线路电极141并经由低频用馈电端子电极107输出到低频用输入输出线路122。
如上所述，作为可收发频率f1、f2信号的2谐振天线工作。此外，通过调整频用馈电线路长度L2(或图9的长度L2’)与间隙142的宽度G，就能调整天线140的输入阻抗，获得更好的天线特性。
第3实施例实施例3为对应于频带f1、f2、f3(f1＞f2＞f3)三个频带的天线200的实施例。图10A、图10B中，天线200在水平截面为正方形的板状电介质块201的一主面上具备高频带f1用的高频用补片天线电极202、中频带f2用的中频用补片天线电极203以及低频用补片天线电极204。高频用补片天线电极202为用厚膜印刷等方法形成的一边长度为a的正方形电极；中频用补片天线电极203是用宽度为C的间隙与高频用补片天线电极202隔开并内包高频用补片天线电极202，并用厚膜印刷等方法形成的一边长度为b的正方形电极；低频用补片天线电极204是用宽度为e的间隙与中频用补片天线电极203隔开并内包中频用补片天线电极203，并用厚膜印刷等方法形成的一边长度为d的正方形电极。
作为长度L1的带线状内层电极的高频用馈电线路电极205电磁耦合于高频用补片天线电极202，作为长度L2的带线状内层电极的中频用馈电线路电极206电磁耦合于中频用补片天线电极203，作为长度L3的带线状内层电极的低频用馈电线路电极207电磁耦合于低频用补片天线电极204。
在电介质块201的侧面和底面上，形成连接于高频用馈电线路电极205、作为天线200的高频带f1用的输入输出端子且成为表面安装时的固定端子的高频用馈电端子电极208，形成连接于中频用馈电线路电极20b、作为天线200的中频带f2用的输入输出端子且成为表成安装时的固定端子的中频用馈电端子电极209，以及形成连接于低频用馈电线路电极207、作为天线200的低频带f3用的输入输出端子且成为表面安装时的固定端子的低频用馈电端子电极210。
对于频带f1、f2的信号进行的动作实施例1的情况相同。低频带f3的发送信号经由低频用输入输出线路223、低频用馈电端子电极210、低频用馈电线路电极207，激振低频用补片天线电极204并作为电波被发送。接收时，利用低频带f3的到达电波激振低频用补片天线电极204，经由低频用馈电线路电极207、低频用馈电端子电极210输出到低频用输入输出线路223。
根据上面所述，能够实现可在3个频带上获得良好特性的，对应于表面安装的天线。
通过在图10A、图10B结构的天线基板上进一步内包各补片天线电极地设置供频率f4、f5…(f3＞f4＞f5)的收发信的电介质补片天线，形成与频带f1、f2、f3、f4、f5…的各补片天线电极分别对应的馈电端子电极和馈电线路电极，就能够实现即使4个以上频率也可获得良好特性的对应于表面安装的天线。
第4实施例实施例4为天线输出为1个的实施例。图11A、11B中，天线300具备长度为LL且与天线电极102、103电磁耦合并馈电的馈电线路电极301，以及形成于电介质块101的侧面和底面，作为连接于馈电线路电极301的天线300的输入输出端子，且作为表面安装时的固定端子的馈电端子电极302。其余部分与图2和图3A相同。
高频带f1的发送信号，从输入输出线路121经馈电端子电极302传到馈电线路电极301，激振高频用补片天线电极102，并使之谐振，作为电波发送。接收时，利用高频带f1的到达电波使高频用补片天线电极102谐振并使激振，传到电磁耦合于高频用补片天线电极102的馈电线路电极301，经馈电端子电极302输出到输入输出线路121。同样，也收发低频带f2的发送信号。这样对于频带f1、f2的信号可作为2谐振天线进行收发工作。
图12是电介质块101断面的一边为42mm的正方形，厚度5mm、比介电常数7、a＝20mm、b＝30mm、c＝1mm时在天线的馈电端子电极的输入阻抗的分析例。采用频带f1为2.5GHz、频带f2为1.5GHz，VSWR用50Ω系的值。
图12A，模轴是用低频用天线电极的长度b对馈电线路的长度进行标准化的值L，纵轴是用电介质块101的厚度对从底面起算的馈电线路的高度进行标准化的值H。曲线A为在频带f1中馈电端子电极302的输入阻抗的VSWR值为1的条件的轨迹。曲线B为在频带f2中馈电端子电极302的输入阻抗的VSWR值为1的条件的轨迹。例如，当从底面起算的馈电线路的高度H＝30％时，轨迹A、B均为L＝49％。
图12B为在馈电线路的标准化高度H＝30％的情况下，横轴为馈电线路的标准化长度L，纵轴为VSWR值，轨迹C为在频带f1上的馈电线路的标准化长度L与VSWR特性的关系，表示在标准化长度L约49％时获得良好的阻抗特性。又，轨迹D是在频带f2上的馈电线路的标准化长度L与VSWR特性的关系例子，表示在标准化长度L约49％时获得良好的阻抗特性。
采用本实施例，则由于天线输出为1个，故在无线电模块与天线分离并用电缆连接的结构中只用一条电缆即可，可廉价地构成无线电部。
如上所述，可获得在2个频率上良好的阻抗特性，可实现对应于单一输入输出的表面安装的2谐振天线。
第5实施例图13A、图13B中，天线400被安装于基板401上。形成贯通电介质块101并连接于天线电极102的馈电针401，用来向天线400馈电的、由微带线路构成的高频用输入输出线路411和低频用输入输出线路412连接于馈电针401。
通过用锡焊等方法将馈电针401连接到输入输出线路411，将馈电端子电极107连接到输入输出线路412端，将接地端子110连接于已连在电线413的接地衬垫416上，将天线400表面安装于基板120上。其他部分与图2和图3A相同。
高频带f1的发送信号从高频用输入输出线路411经馈电针401使高频用补片天线电极激振，使高频用补片天线电极102谐振，以此作为电波发送出去。接收时，利用高频带f1的到达的电波使高频用补片天线电极102谐振并激振，通过馈电针401传送，向高频用输入输出线路411输出。低频带f2的发送信号与实施例1相同收发，对频带f1、f2的信号，作为可收发信的2谐振天线工作。
本实施例中，通过调整将馈电针401连接于高频用天线电极102的位置(图13B的D1)，可调整阻抗，获得良好的天线特性。又，通过用馈电针401将天线400固定于基板410，可增加天线400的固定强度。
如上所述，可在2个频率上得到良好的阻抗特性，实现增强固定强度的2谐振天线。
第6实施例图14A～14C中，在电介质块101的底面设置馈电线路沟501，并在馈电线路沟501的顶板上形成馈电线路电极502。在馈电线路电极502上连接作为输入输出端子的馈电端子电极503。其他部分与图2、图3相同。
在频带f1和f2上的收发信与实施例4相同。通过在馈电线路沟501内设置馈电线路电极502，可把具有例如沟状的凹坑的电介质陶瓷作为电介质块101使用，天线700的制造就变得容易。又，通过激光加工等方法调整馈电线路电极502，天线形成后的调整就成为可能。
又，通过在电介质块101的表面设置补片天线电极102、103以及馈电线路电极502，就可能在电介质块101形成后变更电极形状，容易地与所希望的频率对应。例如在使用电介质陶瓷构成电介质块101的情况下，用一种类型的电介质块101可容易地实现对应频率不同的天线。
如上所述，可在2个频率上得到良好阻抗特性，实现制造容易的1点馈电的2谐振天线。
第7实施例图15A～15C中，在电介质块101的底面设置十字形的馈电线路沟601，并在馈电线路沟601的顶板上形成馈电线路电极105。在馈电线路电板105上连接作为输入输出端子的馈电端子电极104。其他部分与图2、图3A相同。
在频带f1和f2上的收发信与实施例1相同。
通过在馈电线路沟601内设置馈电线路电极105，可把具备例如沟状的凹坑的电介质陶瓷作为电介质块101使用，天线的制造就变得容易。
如上所述，可在2个频率上得到良好的阻抗特性，实现制造容易的2点馈电的2谐振天线。
第8实施例实施例8为对应于频带f1、f2、f3(f1＞f2＞f3)的3频带的天线700的实施例。图16中，天线700具有在由水平截面为正方形的电介质叠合基板构成的电介质质块701的一主面上用蚀刻等方法形成图案的高频带f1用的高频用补片天线电极702、低频带f2用的低频用补片天线电极703。高频用补片天线电极702为一边长度为a的正方形电极，低频用补片天线电极703为一边长度为b的正方形电极，低频用补片天线电极703与高频用补片天线电极702用宽度为c的间隙隔开且低频用补片天线电极703内包高频用补片天线电极702。
作为长度L1的带线状的内层电极的高频用馈电线路电极705与高频用补片天线电极702电磁耦合，作为长度L2的带线状的内层电极的中频用馈电线路电极705与低频用补片天线电极703电磁耦合。
在电介质块701的侧面和底面上，形成高频用馈电端子电极706和低频馈电端子电极707，所述高频用馈电端子电极706连接于高频用馈电线路电极704，是天线700的高频带f1用的输入输出端子，且是表面安装时的固定端子，用侧面金属化等方法形成；所述低频用馈电端子707连接低频用馈电线路电极705，是天线700的低频带f2用的输入输出端子，且是表面安装时的固定端子。
利用锡焊将馈电端子电极706连接到输入输出线路721的端上，将馈电端子电极707连接到输入输出线路722的端上，以此将天线700表示安装于基板720上。
对频带f1、f2的动作与实施例1相同。采用本结构，能利用通常的多层基板制作方法制作多谐振天线。
第9实施例图17示出实施例9的天线。本实施例的天线710利用由通孔构成的馈电针711对高频用补片天线电极702提供信号。其他的结构和动作与图16中说明的实施例上相同。通过调整馈电针711的位置，能够获得良好的阻抗特性。
第10实施例图18示出实施例10的天线。本实施例的天线730利用由通孔构成的馈电端子电极731对低频用馈电线路电极705提供信号，其他的结构和动作与图17中说明的实施例9相同。本实施例中也通过调整电针711的位置获得良好的阻抗特性。
第11实施例图19为共用2个频带的馈电线路电极的实施例，图19A示出在基板安装状态下的立体图。图19A中与图10相同的部分标注相同符号并省略其说明。
天线800为对应于频带f1、f2、f3(f1＞f2＞f3)的天线，在水平截面为正方形的板状的电介质块201的一主面上具有高频带f1用的高频用补片天线电极202、中频带f2用的中频用补片天线电极203以及低频带f3用的低频用补片天线电极204。
作为长度L1的带线状的内层电极的高中频用馈电线路电极801电磁耦合于高频用补片线天线202和中频用补片天线电极203，作为高频带f1和中频带f2用的输入输出端子并作为表面安装时的固定端子的高中频用馈电端子电极802形成于电介质块201的侧面和底面并连接于高中频馈电线路电极801。高中频用输入输出线路811连接于高中频用馈电端子电极802。
图19B为使用该天线的无线电部结构的功能框图。含有天线800的天线部815具有低频用低噪声放大器820和天线共用器821，天线共用器821与无线电部816的分配器822由电缆817连接。分配器822的输出分配到与高频无线电部的连接端口823、与中频用无线电部的连接端口824以及与低频用无线电部的连接端口825。
基本的动作与实施例3相同，以下说明与实施例3的不同之处。高频带f1的发送信号经高中频用输入输出线路811、高中频用馈电端子电极802、高中频用馈电线路电极801，激振高频用补片天线电极202，并作为电波发送出去。又，中频带f2的发送信号经高中频用输入输出线路811、高中频用馈电端子电极802、高中频用馈电线路电极801，激振中频用补片天线203，并作为电波发送出去。
接收时，利用高频带f1的到达的电波激振高频用补片天线电极202，经高中频用馈电线路电极801、高中频用馈电端子电极802，输出到高中频用输入输出线路811。又，利用中频带f2的到达的电波激振中频用补片天线电极203，经高中频用馈电线路电极801、高中频用馈电端子电极802，输出到高中频用输入输出线路811。对于频带f3的信号的动作如实施例3中所说明那样。
图19B的结构中，设想作为使用低频的系统例如GPS那样的输入信号小且只具备接收功能的无线电部，通过利用低频用馈电线路电极的长度进行阻抗调整，可与低频用低噪声放大器820良好匹配，能够构成更高灵敏度的接收机。又，高频与中频间的天线共用电路成为不必要，并且利用与实施例4同样的动作，可实现与例如50Ω的良好匹配，能构成更高效率的天线部。
本实施例中虽然示出共用高频与中频的馈电线路电极的例子，但也可以共用例如高频与低频、中频与低频的馈电线路电极。
如上所述，能在3个频率上得到良好的特性，实现与表面安装对应的天线。
权利要求
1.一种多谐振天线，其特征在于，具有电介质块；形成于所述电介质块的一主面上的多个补片天线电极；形成于所述电介质块的侧壁上的一个或多个馈电端子电极；连接于所述馈电端子电极上并电磁地耦合于所述补片天线电极的一个或多个馈电线路电极，电介质块为具备馈电线路电极作为内层电极的多层基板构成的电介质块，馈电端子电极由在厚度方向上贯通所述电介质块并与馈电线路端连接的通孔形成。
2.如权利要求1所述的多谐振天线，其特征在于，在电介质块的底面有接地电极。
3.如权利要求2所述的多谐振天线，其特征在于，还具有形成于电介质块的侧面上，并连接于接地电极的一个或多个接地端子电极。
4.如权利要求2所述的多谐振天线，其特征在于，在电介质块的的底面具有分离接地电极和馈电端子电极的间隙构成的隔离元件。
5.如权利要求1所述的多谐振天线，其特征在于，在电介质块的侧面具有作为表面安装时的固定端子的馈电端子电极。
6.如权利要求1所述的多谐振天线，其特征在于，补片天线电极收发圆偏振波。
7.如权利要求1所述的多谐振天线，其特征在于，馈电端子电极兼作表面安装时的固定端子。
8.如权利要求1所述的多谐振天线，其特征在于，电介质块是其水平截面为方形的板块。
全文摘要
本发明揭示了使用于微波段的移动通信用无线电通信设备的多谐振表面安装天线。在电介质块的一主面上配置用间隙分开的高频用和低频用的补片天线电极，馈电线路电极电磁地耦合于各补片天线电极。各馈电线路电极连接于各馈电端子电极，并连接于基板上的每个频带的输入输出线路上，以此可以表面安装对应于2频带的多谐振表面安装天线。
文档编号H01Q1/38GK1819340SQ20061000931
公开日2006年8月16日 申请日期2003年4月25日 优先权日2002年4月25日
发明者安达尚季, 佐藤润二 申请人:松下电器产业株式会社