专利名称：天线装置和采用该天线装置的无线通讯设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及天线装置和采用该天线装置的无线通讯设备。
背景技术：
移动电话等的无线通讯设备的系统复合化、多频段化，以及天线装置设置于壳体内的内置化不断发展。这样的无线通讯设备需要与多种频率对应，进而可内置于壳体内的天线装置。作为设置于壳体内的现有技术的内置式天线，经常采用图9所示的对应于多频段的板状逆F天线(PlanarInverted F Antenna，以下称PIFA)。该PIFA由发射导体101、接地导体102、连接发射导体101与接地导体102的短路导线103、和向天线提供电力的供电导线104构成。发射导体101中设置缝隙105，以使发射导体101中流过的电流分路而实现多频段化。有该种结构的天线公开于特愿平11-530597号公报中。
现有技术供电导线104与匹配电路连接以实现所希望的特性。但是，如图9所示，在对应多频段的天线装置的情况下，如果改善一个频段的特性则其他的特性下降。也就是说，独立的调整不能实现，同时改善多个频段的特性非常困难的。而且，还有如果为了调整工作频率而使发射导体101的长度变化，则其他频率也会变化的问题。
发明内容
本发明提供如下天线装置，其包括以第一频率工作的第一发射导体；与第一发射导体连接的第一供电导线；与第一供电导线连接的第一匹配电路；与第一发射导体连接且接地的第一短路导线；设置为相对第一发射导体成绝缘状态且以此第一频率高的第二频率工作的第二发射导体；与第二发射导体连接的第二供电导线；与第二供电导线连接的第二匹配电路；与第二发射导体连接且接地的第二短路导线；与第一匹配电路和第二匹配电路连接的发射接收电路。
而且，本发明提供采用所述天线装置的无线通讯设备。
通过该结构，可实现以下的天线装置，即因为第一发射导体和第二发射导体分别与第一匹配电路连接和第二匹配电路连接，所以可以设计与各自的发射导体的工作频带对应的电路。而且，即使有多个供电导线，因为通过第一匹配电路和第二匹配电路与设置于基板上的一个供电端子连接，所以没有必要设置多个信号线。而且，即使在调整发射导体的长度等的情况下，因为第一发射导体和第二发射导体为绝缘状态，所以不易受到其他的发射导体的影响。
图1是说明天线装置的无线通讯装置的电路图。
图2是图1所示的天线装置的立体图。
图3是本发明第一实施例的天线装置的立体图。
图4是本发明第一实施例的其他天线装置的立体图。
图5A是说明本发明第一实施例的阻抗的影响的图。
图5B是说明本发明第一实施例的阻抗的影响的图。
图6A是本发明第一实施例的其他结构的天线装置的立体图。
图6B是本发明第一实施例的其他构成的天线装置的立体图。
图7A是本发明第一实施例的其他结构的天线装置的立体图。
图7B是本发明第一实施例的其他结构的天线装置的立体图。
图8是本发明第二实施例的天线装置的立体图。
图9是现有技术的天线装置的立体图。
图中1-天线装置；22-印刷基板；23-发射接受电路单元；24-信号线；25-供电端子；26-接地端子；27-第一发射导体；28-第一短路导线；29-第一供电导线；30-第二发射导体；31-第二短路导线；32-第二供电导线；33-间隔器(spacer)；34-天线元件保持用端子；35-第一匹配电路；36-第二匹配电路；37-第一发射导体开放端；38-第二发射导体开放端；39-闩(crosspiece)。
体实施方式以下参照
本发明的实施例。附图为模式图，并不是以尺寸表示正确的各位置关系。另外，在实施例的形态下以移动电话作为无线通讯设备的例子。但是，本发明并不局限于本实施例。
(第一实施例)以下参照
本发明的第一实施例。
图1表示移动电话的电路。天线元件1通过天线双工器2与发射线3和接收线4连接。天线双工器2由发射过滤器6和接收过滤器5构成。由天线元件1接收的电波通过天线双工器2向接收线4传输。接收线4按照放大器7、级间过滤器8、混频器9、IF过滤器10和解调器11的顺序与扬声器12连接。由此，接收的的电波作为声音而被输出。
另外，输入话筒13的声音通过调制器14、混频器15、级间过滤器16、放大器17、设置隔离体18的发射线3和天线双工器2从天线元件12作为电波发射。
另外，电压控制振荡器(VCO)19通过过滤器20与混频器9连接，且通过过滤器21与混频器15连接。
图2表示天线元件的体的结构。由从天线双工器2到解调器11的接收线4的部件以及从天线双工器2到调制器14的发射线3的部件所构成的发射接收电路单元23，形成于印刷基板22上。发射接受电路单元23与信号线24连接，供电端子25连接于信号线24。如图1所示，供电端子25设置于天线元件1和天线双工器2之间，连接供电端子25和天线元件1。另外，印刷基板22上设置有接地端子26。
下面，以图3表示本发明的天线装置的结构。例如，设第一工作频率为900MHz，第二工作频率为1.8GHz。如图3所示，以900MHz工作的第一板状逆F天线(Planar Inverted F Antenna，以下称PIFA)包括第一发射导体27、与第一发射导体27连接的第一短路导线28和第一供电导线29。短路导线28和供电导线29空出规定的距离与第一发射导体27的同一边连接。另外，以1.8GHz工作的第二PIFA与第一PIFA相同，有第二发射导体30、第二短路导线31、第二供电导线32。在此，第一发射导体27和第二发射导体30设置为绝缘状态。另外，天线元件1也可以构成于诸如使用ABS树脂等的绝缘材料的间隔器33的表面或内部。间隔器33的形状可采用长方体。通过采用间隔器33，不仅可以防止天线元件1的变形，利用由间隔器33的介电常数造成的缩短波长的效果可实现第一发射导体27和第二发射导体30的小型化各个导线的位置关系优选为在第一供电导线29和第二供电导线32之间设置第一短路导线28和第二短路导线31。通过该结构，第一短路导线28和第二短路导线31可以在下端部连接。这样，天线元件1的端子数可以从4根减少为3根，所以就没有必要设置多个印刷基板22上的接地端子26。第一短路导线28和第二短路导线31与接地端子26进行电连接和机械连接。进而，通过该结构的设置，各个短路导线侧流过的电流大，供电导线侧流过的电流变小。这样，来自相对方的供电单元的影响变小，可确保天线间的绝缘。第一供电导线29和第二供电导线32分别与第一匹配电路35和第二匹配电路36连接，第一匹配电路35和第二匹配电路36与印刷基板22上的供电端子25连接。第一匹配电路35和第二匹配电路36也可以是传输线或零阻抗，不一定局限于电容器和电感器。第一匹配电路35是为了改善900MHz带的第一工作频率的特性而设置的，第二匹配电路36是为了改善1.8GHz带的特性而设置的。因此，优选第一匹配电路35设计为诸如在900MHz下可以高效工作的高通型的电路，优选第二匹配电路36设计为诸如在1.8GHz下可以高效工作的低通型的电路。这样，第一匹配电路连接于第一发射导体，第二匹配电路相对第二发射导体连接，所以各自的天线可在各自的工作频段下设置为最适合的阻抗。这样，可减小对其他的频带的影响，可在各自的频带下提高特性。
另外，如图4所示，间隔器33可以如下设置为表面安装部件(SMD)。间隔器33由聚苯硫醚或聚邻苯二甲酰胺等的有耐热性的树脂形成。而且，保持天线元件1的端子34设置于形成有短路导线28和31或供电导线29和32的部位的相对面。这样，即使需要多个天线元件1的端子，通过本发明的SMD，也可以实现稳定地安装于印刷基板22。进而，与其他的部件相同，利用供件器(part feeder)可实现天线元件1的供给和组装，操作也变得简单。
进而，为了减小对其他频带的影响，优选第一PIFA构成为在第二频率(1.8GHz)下成为高阻抗，第二PIFA构成为在第一频率(900MHz)下成为高阻抗。图5A和图5B是说明第二PIFA在第一频率下因阻抗的不同而产生的特性的史密斯圆图(Smith Chart)。图5A表示第二PIFA在第一频率下的低阻抗的情况下的特性，图5B表示第二PIFA在第一频率下的高阻抗的情况下的特性。诸如该结构的PIFA在一点供电的情况下，可以从以下看出，图5B时可抑止第一PIFA的特性变动。在史密斯圆图中最外圆的右端表示开放(即阻抗是8O)，左端表示短路(即阻抗是0O)，所以越靠近图右侧则阻抗越高。图5B的第二PIFA的特性中的900MHz的标记位置比图5A的情况靠右。因此，第一频率(900MHz)下，图5B的第二PIFA的阻抗高，电流不易流动。换句话说，连接两个供电部的情况下，图5B可抑止第一PIFA的特性变动。另外，图5A与5B中的数字的900和1.8分别表示第一频率(900MHz)和第二频率(1.8GHz)。
下面，说明决定天线元件1的工作频率的第一发射导体27与第二发射导体30。一般地说，由发射导体的长度决定天线的工作频率。该构成的天线元件1由与各频带对应的PIFA构成。PIFA在从短路端向开放端的长度约为λ/4时开始谐振，通过由该谐振电流发射电波而作为天线工作。在此所说的λ/4状态是指短路单元的电流成为最大，距短路单元最远的开放端的电流最小，且是电压成为最大的谐振状态。
另外，λ表示谐振频率下的波长。如图6A所示，为了使在希望的频带工作，可在第一发射导体27和第二发射导体30之间设置缝隙。此时，进而如图6B所示，在缝隙部分可设置闩39。而且，通过切断闩39可调整或变更工作频率，所以没有必要制作新的模来形成元件。
另外第一发射导体27和第二发射导体30在图3中构成于同一平面，但也可如图7A和图7B所示，形成于在长方体形状的间隔器33上的不同平面。通过这样的结构，可有效使用对天线装置赋予的区域。
另外，本实施例中，如图3所示，与第一工作频率对应的第一发射导体27形成于外侧，与第二工作频率对应的第二发射导体30形成于内侧，但是可以与此相反。图7A和图7B也与此相同，第一发射导体27和第二发射导体30的位置关系和工作频率不限定于此。
(实施例2)以下参照
本发明的实施例2的天线装置。还有，在未特别说明的情况下，构成要件与实施例1相同。
图8表示实施例2的天线装置和移动电话的印刷基板。在本结构的第一发射导体27的开放端37和第二发射导体30的开放端38，在间隔器33的外轮廓彼此相对地远离设置，所以可进一步保证发射导体之间的绝缘。这是基于成为高电场的开放端37和38彼此相对地远离设置，所以导体间的结合变小的效果。
而且，第二短路导线31与第一短路导线28的面大致成90度。短路导线中流过强电流，所以有必要保证一定的线宽。因此，如果2根短路导线并排设置，则接地端子26与第一匹配电路35和第二匹配电路36构成的面积增加。但是，诸如本结构的一个短路导线的面与另一个短路导线的面基本成90设置，所以供电导线之间的间隔变窄，可缩小构成电路的面积，可缩小印刷基板的使用面积。
另外，发射接收电路单元23由于有半导体的特性，所以有第一频率下的最佳负载阻抗Z1与第二频率下的最佳负载阻抗Z2。而且，在一般情况下，Z1和Z2不同。本结构个别调整第一PIFA和第一匹配电路的阻抗、与第二PIFA和第二匹配电路的阻抗。这样，可使第一PIFA的阻抗与在第一频率下的负载阻抗大致相等。同样地，可使第二PIFA的阻抗与第二频率下的负载阻抗大致相等。如上所述，本发明可提供在各频率下的特性优异的移动电话。
工业应用性本发明的天线装置可根据各频带改善特性，所以适合需要针对多个频带进行调整的天线装置。而且，该天线装置可广泛使用于无线通讯设备。
权利要求
1.一种天线装置，其包括以第一频率工作的第一发射导体；与所述第一发射导体连接的第一供电导线；与所述第一供电导线连接的第一匹配电路；与所述第一发射导体连接且接地的第一短路导线；设置为相对所述第一发射导体成绝缘状态，且以比所述第一频率高的第二频率工作的第二发射导体；与所述第二发射导体连接的第二供电导线；与所述第二供电导线连接的第二匹配电路；与所述第二发射导体连接且接地的第二短路导线；与所述第一匹配电路和所述第二匹配电路连接的发射接收电路单元。
2.根据权利要求1所述的天线装置，其中，所述第一短路导线及所述第二短路导线设置于所述第一供电导线与所述第二供电导线之间。
3.根据权利要求1所述的天线装置，其中，所述第一短路导线和所述第二短路导线在下端部连接。
4.根据权利要求1所述的天线装置，其中，所述第一发射导体及所述第二发射导体构成于由电介质构成的间隔器的表面和内部中的任一个。
5.根据权利要求1所述的天线装置，其中，所述第一发射导体与所述第二发射导体构成在不同的平面上。
6.根据权利要求1所述的天线装置，其中，在所述第一频率下，所述第二发射导体的阻抗高于所述第一发射导体的阻抗。
7.根据权利要求1所述的天线装置，其中，在所述第二频率下，所述第一发射导体的阻抗高于所述第二发射导体的阻抗。
8.根据权利要求1所述的天线装置，其中，在所述第一发射导体和所述第二发射导体之间形成调整频率用的闩。
9.根据权利要求1所述的天线装置，其中，所述第一匹配电路由高通型电路构成，所述第二匹配电路由低通型电路构成。
10.根据权利要求4所述的天线装置，其中，在与分别连接所述第一供电导线和所述第二供电导线的部位、及连接所述第一短路导线和所述第二短路导线的部位相对的部位，设置保持天线元件用的端子。
11.根据权利要求1所述的天线装置，其中，在所述第一频率下，所述发射接收电路单元的负载阻抗与从所述第一匹配电路到所述第一发射导体为止的阻抗大致相等，在所述第二频率下，所述发射接收电路单元的负载阻抗与从所述从第二匹配电路到所述第一发射导体为止的阻抗大致相等。
12.根据权利要求1所述的天线装置，其中，所述第一短路导线的面与所述第二短路导线的面所成的角度为大致90度。
13.根据权利要求4所述的天线装置，其中，在所述间隔器的外轮廓，彼此相对地设置所述第一发射导体的开放端与所述第二发射导体的开放端。
14.一种无线通讯设备，其采用权利要求1至权利要求13中的任意一项所述的天线装置。
全文摘要
本发明提供以下天线装置，其包括以第一频率工作的第一板状逆F天线PIFA、和以比第一频率高的第二频率工作且设置为与第一PIFA成绝缘状态的第二PIFA，该天线装置包括将第一短路导线和第二短路导线与设置于基板上的接地端子连接，第一供电导线和第二供电导线分别通过第一匹配电路和第二匹配电路与设置于基板上的供电端子连接的天线元件。由此，可实现与多个频带对应的特性调整的自由度高的天线装置。
文档编号H01Q9/04GK1943076SQ20068000006
公开日2007年4月4日 申请日期2006年1月31日 优先权日2005年3月15日
发明者井口明彦, 佐藤祐己, 笹川美砂子 申请人:松下电器产业株式会社