天线装置制造方法
【专利摘要】本发明的目的在于实现能够提高馈电点之间的隔离的天线装置。本发明所涉及的天线装置的特征在于：具备：具有接地区域的基板、第1和第2以及第3导体；所述第2导体其一端通过第1馈电点被连接到所述接地区域，其另一端被连接到所述第1导体；所述第3导体在任意位置串联地包含第2馈电点并且至少一部分与所述第1导体相对，其两端被连接到所述接地区域。
【专利说明】天线装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及天线装置。
【背景技术】
[0002]近年来,被搭载于移动电话和PDA (Personal Data Assistant)等无线电通讯装置的天线装置伴随于所搭载的通信系统的增加其数量正在不断增加。因此，要完成用一个天线元件来对应于多个通讯系统的各种进步。另外，近年来的无线电装置还被要求有必要同时对应于 GPS (Global Positioning System)、Bluetooth (注册商标)或者 LTE (LongTerm Evolution)等多个通讯系统。作为满足所述要求的天线装置例如专利文献I所公开的天线装置。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本国际申请公开W02007/055232号公报
【发明内容】
[0006]发明所要解决的技术问题
[0007]上述那样的无线电通讯装置具有多个通讯系统的情况下，对应于各个通讯系统的天线装置之间没有电信号的互相干扰是必要的。
[0008]特别是如果将对应于频带相同或者频带相接近的通讯系统的多个天线装置搭载于相同无线电通讯装置，则会有从某一方通讯系统的天线装置放射出的电波被另一方通讯系统的天线装置接收的情况。其结果除了放射到空间的电波发生减少之外，还会有妨碍其他通讯系统的担忧。因此，以各个天线装置的电信号互不干涉的形式在各个天线装置更为具体的是分别在多个馈电点之间取得隔离(isolation)并且相关值要低也是必要的。
[0009]在专利文献I中所公开的是相对于单一的放射导体而设置多个馈电点并且在多个馈电点之间提高隔离的天线装置。但是，多个馈电点互相是以导体进行直接连接，因而会有所谓在不少馈电点之间有信号泄露且得不到充分隔离的问题。
[0010]本发明就是借鉴于上述问题而做的悉心研究之结果，本发明的目的在于实现能够确保馈电点之间的隔离的天线装置。
[0011]解决技术问题的手段
[0012]为了解决上述技术问题并完成本发明之目的，本发明的天线装置的特征在于:具备:具有接地区域的基板、第I和第2以及第3导体；所述第2导体其一端经由第I馈电点被连接到所述接地区域，其另一端被连接到所述第I导体；所述第3导体在任意位置串联地包含第2馈电点并且至少一部分与所述第I导体相对，其两端被连接到所述接地区域。
[0013]通过这样的结构，所述第I馈电点和所述第I导体被所述第2导体连接，而所述第2馈电点与所述第I导体不是由导体进行连接，其供电是在第I导体与第3导体进行相对的地方由磁耦合在非接触的状态下实行的。因此，在第I馈电点与第2馈电点之间因为不存在经由导体的信号传达路径，所以经由导体的电信号互相干涉变小。
[0014]再有，因为第I馈电点作为相对于单极天线的馈电点进行工作，该单极天线将第I导体、第2导体作为放射导体，且第2馈电点作为相对于偶极天线的馈电点进行工作，该偶极天线将第I导体作为放射导体，并且因为共振方向不同，所以经由接地区域的电信号也被抑制，并在2个馈电点之间提高了隔离。
[0015]还有，所谓上述“第3导体在任意位置串联地包含第2馈电点”是指第3导体在包含端部的任意点上被分割、由第2馈电点进行连接的状态，第2馈电点既可以存在于第3导体的中央部，也可以存在于第3导体的一个端部与接地区域之间。
[0016]再有，本发明中，所述第I导体以及所述接地区域具有相对于按照垂直于所述基板的主面的方式选定的假想平面分别成为面对称的形状，所述第I导体与所述第2导体的连接点位于所述假想平面上。
[0017]通过这样制作从而所述第I导体和所述接地区域相对于所述假想平面成为面对称的形状，从第2馈电点被激振并产生于第I导体的驻波在假想平面中心对称地分布，第I导体与假想平面的交点附近成为接近于不发生电位变化的虚拟接地的状态。因此，通过将所述第I导体与所述第2导体的连接点设置于所述假想平面上，从而就能够减少从第2馈电点经由磁耦合而流入到第I馈电点的信号成分。因此，就能够更加提高馈电点之间的隔离。
[0018]此时，通过将所述第I馈电点配置于所述假想平面与所述接地区域的相交线上并将所述第2导体构成于假想平面上，从而就能够进一步提高电气性的对称性并且更进一步提高馈电点之间的隔离。
[0019]还有，重要的是驻波电场分布的节点被形成于第I导体与第2导体的连接点，例如第I导体以及/或者接地区域的形状相对于所述假想平面即使不标准地对称，如果以驻波电场分布的节点被形成于所述连接点的形式保持电气性的对称，则也能够获得同等的效
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[0020]再有，本发明中，所述第3导体两端部以夹持所述假想平面的形式进行定位。
[0021]从所述第I馈电点输入的电流信号经由所述第2导体被传达到所述第I导体。被传达的电流信号因为是流向将第I导体与所述第2导体的导体的连接点作为基点的相反方向，所以在第I导体近旁产生将与第2导体的连接点作为基点的相反方向的磁场。通过将所述第3导体两端部设置于夹持所述假想平面的位置，从而与在相反方向上产生的磁场双方相耦合并相互抵消。因此，就能够进一步减少从第I馈电点经由磁场耦合流入到第2馈电点的信号并且进一步提高馈电点之间的隔离。
[0022]再有，本发明中，所述第3导体相对于所述假想平面具有大致面对称的形状。
[0023]通过如此进行制作从而因为所述第I导体和所述第3导体相对并且产生磁场耦合的区域相对于所述假想平面对称地形成，所以与在相反方向上产生的双方的磁场分别均等地进行耦合并且大部分相互抵消。因此，从所述第I馈电点经由磁场耦合流入到所述第2馈电点的信号成分进一步减少并且进一步提高了馈电点之间的隔离。
[0024]此时，第3导体的电气长度优选为充分短于输入到馈电点的信号频率波长λ。通过如此设计制作从而因为在第3导体上发生的电流分布变成大致相同，所以在夹持所述假想平面的两侧上的磁场耦合的对称性进一步提高并且隔离也更加切实地提高了。因此，优选至少第3导体的电气长度以成为相位不反转的1/4 λ以下的长度的形式构成。
[0025]再有，本发明中，所述第2馈电点位于所述假想平面上。
[0026]通过这样的结构，包含馈电点的整个天线结构相对于所述假想平面成为对称结构，根据与上述相同的理由，从第I馈电点经由磁场耦合流入到第2馈电点的信号成分大致完全相互抵消，并且馈电点之间的隔离进一步提高。
[0027]再有，本发明中，所述接地区域以跨过与所述假想平面的相交线的形式具有切口部，所述第3导体以跨过所述切口部的形式进行定位。
[0028]通过这样的结构，在所述第3导体的近旁产生的磁通量被接地区域阻碍的影响减少，并且所述第I导体与第3导体的磁场耦合进一步变强。另外，通过调整切口部的深度从而就能够调整耦合的强度，并且能够调整在所述第2馈电点上的频带区域。通过进一步设置切口部从而接地区域也与放射导体相同被强烈激振，因而会有从第2馈电点输入的时候的天线放射效率被改善的效果。
[0029]还有，切口部如果是以不阻碍磁通量的形式形成，则既可以被形成于接地区域的边缘端部，也可以被形成于接地区域的内部。
[0030]再有，本发明中，所述第I至第3导体至少任意一个部分被形成于由电介质和/或磁性体构成的基体表面和/或基体内部。
[0031]通过这样的结构，除了从基板使第I导体的设置位置分离来进行构成的方法变得容易之外，折返两前端部来设置长的导体的方法也变得容易，并且对低频的对应、天线放射效率的改善以及对小型化的对应都将成为可能。
[0032]发明效果
[0033]根据本发明，能够实现馈电点之间的隔离被提高的天线装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1是表示实施方式I所涉及的天线装置的立体图。
[0035]图2是表示实施方式I所涉及的天线装置的馈电部分详细结构的立体图。
[0036]图3是表示实施方式I所涉及的天线装置的俯视图。
[0037]图4是表示实施方式2所涉及的天线装置的立体图。
[0038]图5是表示实施方式3所涉及的天线装置的立体图。
[0039]图6是表示从实施方式3所涉及的天线装置底面侧看到的馈电部详细结构的立体图。
[0040]图7是表示实施方式3所涉及的天线装置的俯视图。
[0041]图8是表示从实施方式4所涉及的天线装置的底面侧看到的馈电部的详细结构的立体图。
[0042]图9是实施方式4所涉及的天线装置的仿真结果。
【具体实施方式】
[0043]以下是参照附图并就为了实施本发明的实施方式进行详细说明。本发明并不限定于以下实施方式所记载的内容。另外，对于以下所记载的构成要素来说是本行业者能够容易设想到的东西，包含了实质上相同的东西。再有，以下所记载的构成要素能够作一些适当组合。
[0044]另外，关于以下本发明的说明，馈电点为了方便起见是处于线路基板的边缘上或者处于从基板分开的位置正如以上所述，但是不言而喻实际上是从线路基板上的无线电电路进行馈电并且能够由任意的手段被传送至所述边缘上。
[0045](实施方式I)
[0046]图1是表示实施方式I所涉及的天线装置的立体图。图2是表示实施方式I所涉及的天线装置的馈电部分的详细结构的立体图。图3是表示实施方式I所涉及的天线装置的俯视图。基板101的外形尺寸为60mmX50mm，厚度为1mm。天线装置如图1、2、3所示具备具有接地区域201的基板、第I导体1、第2导体2以及第3导体3 ;所述第2导体2其一端经由第I馈电点11被连接到所述接地区域201，其另一端被连接到所述第I导体I ;所述第3导体3在任意位置串联地包含第2馈电点12并且至少一部分与所述第I导体I相对，其两端被连接到所述接地区域201。
[0047]通过这样的结构，所述第I馈电点11和所述第I导体I被所述第2导体2连接，而所述第2馈电点12与所述第I导体I不是由导体进行连接，其供电是在第I导体与第3导体进行相对的地方由磁耦合在非接触的状态下实行的。因此，在第I馈电点11与第2馈电点12之间因为不存在经由导体的信号传达路径，所以抑制了电信号互相干涉。
[0048]再有，因为第I馈电点11作为相对于单极天线的馈电点进行工作，该单极天线将第I导体1、第2导体2作为放射导体；且第2馈电点12作为相对于偶极天线的馈电点进行工作，该偶极天线将第I导体I作为放射导体，并且因为从各个馈电点进行激振的时候的共振方向不同，所以经由接地区域201的信号的相互干涉也被抑制。由该效果而抑制了馈电点之间的相互干涉并且提高了隔离。
[0049]再有，在本实施方式中如图1、2、3所示所述第I导体I以及所述接地区域201具有相对于假想平面10分别成为面对称的形状，该假想平面10垂直于所述基板101的主面而选定，所述第I导体I与所述第2导体2的连接点位于所述假想平面10上。
[0050]通过这样的结构，所述第I导体I相对于所述假想平面10成为对称的形状，从第2馈电点12被激振并在第I导体I产生的驻波在假想平面10中心对称地分布，第I导体I与假想平面10的交点近旁成为接近于不发生电位变化的虚拟接地的状态。因此，通过将所述第I导体I与所述第2导体2的连接点设置于所述假想平面10与所述第I导体I的交点上，从而就能够减少从第2馈电点12经由磁耦合而流入到第I馈电点11的信号成分。因此，就能够更加提高馈电点之间的隔离。
[0051]再有，在本实施方式中所述第2馈电点12位于所述接地区域201与所述假想平面10的相交线上，所述第2导体2位于所述假想平面10上。通过这样的结构，减少所述第2导体2相对于从第2馈电点12被激振并在第I导体I产生的驻波的分布所带来的影响，并且能够更加切实地提高隔离。
[0052]再有，在本实施方式中如图1、2、3所示所述第3导体的两端部以夹持所述假想平面的形式进行定位，并且相对于所述假想平面具有大致对称的形状。
[0053]从第I馈电点11输入的电流信号经由第2导体2被传导到第I导体I。被传达的电流信号因为将第I导体I与第2导体2的连接点作为基点而在第I导体上以相反方向进行流动，所以在第I导体的近旁以与第2导体的连接点作为基点而产生相反方向的磁场。通过在夹持所述假想平面10的两侧将所述第3导体3连接到接地区域201并进一步使所述第3导体3相对于所述假想平面构成为大致面对称的形状，从而发生磁场耦合的区域夹持假想平面10并成为对称，与在相反方向上所产生的磁场的双方分别均等地进行耦合并且大部分发生相互抵消。因此，减少了从第I馈电点11经由磁场耦合流入到第2馈电点12的信号成分。因此也就进一步提高了隔离。
[0054]另外，在本实施方式中将所述第I馈电点11、所述第I导体1、所述第2导体2构成于所述基板101的一个主面，将所述第2馈电点12、所述第3导体3构成于另一个主面。
[0055]如果以如本实施方式那样使用基板的不同2层的图形来构成第1、第2、第3导体，则因为没有必要以其他途径准备用于构成所述导体的构件，所以谋求天线装置构成的简便化也将成为可能。
[0056]如以上所述如果是实施方式I的天线装置，则因为第I馈电点11作为相对于单极天线的馈电点进行工作，该单极天线将第I导体I以及第2导体2作为放射导体，所以驻波的方向相对于配置有馈电点的接地区域201的一边为垂直。另外，第2馈电点12作为相对于偶极天线的馈电点进行工作，该偶极天线将第I导体I作为放射导体，所以驻波的方向相对于所述一边为平行。因此，因为共振方向为正交所以相关值变低。
[0057]另外，因为共振方向不同所以在2个馈电点之间能够抑制经由接地区域201的信号干涉。再有，第2馈电点12因为是在相对于作为放射导体的第I导体I进行分开的状态下进行馈电的，所以第I馈电点11和第2馈电点12不由导体直接连接，从而能够抑制经由导体的信号干涉。根据上述理由能够作为隔离被提高的天线装置来进行使用。
[0058]还有，在这里所说的“相关值低”的状态是指在从各个馈电点进行激振的时候各自具有不同的偏振面的状态。在评价相关值的时候使用相关系数，具有如果偏振面相同的话则相关系数接近于1，如果是正交的话则接近于O的倾向。
[0059](实施方式2)
[0060]图4是表示实施方式2所涉及的天线装置的立体图。实施方式2相对于实施方式I的不同点在于:其接地区域202以跨过与所述假想平面10的相交线的形式具有切口部5，所述第3导体3以跨过所述切口部5的形式进行定位。
[0061]通过这样的结构，就能够减少发生于第3导体3近旁的磁通量被接地区域202阻碍的影响，并且第I导体I与第3导体3的磁场耦合进一步变强。另外，通过调整切口部5的深度从而就能够调整耦合的强度，并且第2馈电点12的频带宽的调整也将成为可能。再有，通过设置切口部5，从而接地区域202也与放射导体相同被强烈激振，并会有天线放射效率被改善的效果。
[0062](实施方式3)
[0063]图5是表示实施方式3所涉及的天线装置的立体图。图6是表示实施方式3所涉及的天线装置的馈电部的详细结构的立体图。图7是表示实施方式3所涉及的天线装置的俯视图。基板103的外形尺寸为IIOmmX 60mm,厚度为Imm,被配置于基板103上的基体130的外形尺寸为BOmmX 18.5_X5mm。
[0064]在实施方式3中相对于在实施方式2中第I导体1、第2导体2以及第3导体3全被形成于基板101上，在以下所述方面与实施方式2有所不同，即，第I导体1、第2导体2以及第3导体3任意一个部分或者全体被形成于以其他途径进行准备的电介质的基体130表面。
[0065]在本实施方式中第I导体I的全体和第2导体2的一部分被形成于基体130的表面。基体130为大致长方体并且在馈电部附近附加更小的长方体，但是根据设计也可以没有这个更小的长方体。基体130是由廉价的介电常数比较低的聚碳酸酯进行形成的，并且通过内部镂空从而进一步降低实质上的介电常数。
[0066]所述基体130的材质无论是陶瓷、树脂，也可以是磁性体。符合所希望的特性来适当设定有效相对介电常数或者相对磁导率。不同材料特性的构件也可以进行组合。如果低介电常数是必要，则可以镂空基体内部，另外，如果是将导体包含于内部的层叠体，则跨越于层间的线圈等长而复杂的图形也容易制作。
[0067]通过以以上所述形式使用基体130，从而首先从接地区域203分开第I导体I来进行配置将变得容易。再有，将第I导体I制成长而复杂的图形将变得容易。为此，缩小占据线路基板上的天线装置的区域面积将成为可能。或者，在天线的特性方面能够以相同形状降低工作频率，能够扩大频带宽并且能够改善放射效率。
[0068]另外，在本实施方式中第2馈电点12其一端是被设置于第3导体3的端部，其另一端与接地区域203直接连接。通过这样设置第2馈电点12从而与第I馈电点11相同作为不平衡输入输出来进行处理将成为可能。通常的无线电电路因为具有不平衡输入输出，所以以这种方式设计或制造无线电装置将变得容易。
[0069](实施方式4)
[0070]图8是表示实施方式4所涉及的天线装置的具体馈电部的立体图。相对于在实施方式3中第2馈电点12被配置于第3导体3的端部与接地区域203之间这一点，在本实施方式中所不同的点在于所述第2馈电点12在所述第3导体3与所述假想平面10的交点上串联地被包含于第3导体3。
[0071]通过这样的结构，含有馈电点的天线结构整体相对于所述假想平面10成为对称结构，根据与上述相同的理由则从第I馈电点11经由磁场耦合流入到第2馈电点12的信号成分被取消，并且进一步改善了隔离特性。
[0072]以实施方式4的构成方式实行仿真的结果被表示于图9中。图9的电气特性是以在各个馈电点之前被调整成50欧姆的状态进行获得的仿真结果。仿真是使用Ansys公司制的HFSS Version-14来实施的。图中的21是从第I馈电点11看到的回波损耗特性，22是从第2馈电点12看到的回波损耗特性，23是第I馈电点11与第2馈电点12之间的隔离特性。另外，由仿真而获得的放射图形的相关系数的计算值为0.0012。通过以本实施方式进行构成，从而被证实能够大幅度地提高隔离并且获得充分低的相关值。
[0073]产业上的利用可能性
[0074]以上所述本发明所涉及的天线装置在将多个天线装置搭载于同一个无线电通信装置的情况下是适宜的。
[0075]符号说明
[0076]1.第I导体
[0077]2.第2导体
[0078]3.第3导体
[0079]5.切口部[0080]10.假想平面
[0081]11.第I馈电点
[0082]12.第2馈电点
[0083]21.从第I馈电点看到的回波损耗特性
[0084]22.从第2馈电点看到的回波损耗特性
[0085]23.第I馈电点与第2馈电点的隔离特性
[0086]101、102、103.基板
[0087]130.基体
[0088]201,202,203.接地区域
【权利要求】
1.一种天线装置，其特征在于: 具备:具有接地区域的基板、以及第1、第2和第3导体， 所述第2导体其一端经由第I馈电点被连接到所述接地区域，另一端被连接到所述第I导体， 所述第3导体在任意位置串联地包含第2馈电点并且至少一部分与所述第I导体相对，其两端被连接到所述接地区域。
2.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于: 所述第I导体以及所述接地区域具有相对于按照垂直于所述基板的主面的方式选定的假想平面分别成为面对称的形状，所述第I导体与所述第2导体的连接点位于所述假想平面上。
3.如权利要求2所述的天线装置，其特征在于: 所述第3导体的两端部以夹持所述假想平面的形式进行定位。
4.如权利要求3所述的天线装置，其特征在于: 所述第3导体相对于所述假想平面具有大致面对称的形状。
5.如权利要求4所述的天线装置，其特征在于: 所述第2馈电点位于所述假想平面上。
6.如权利要求2?5中任意一项所述的天线装置，其特征在于: 所述接地区域以跨过与所述假想平面的相交线的形式具有切口部，所述第3导体以跨过所述切口部的形式进行定位。
7.如权利要求2?6中任意一项所述的天线装置，其特征在于: 所述第I至第3导体中至少任意一个部分被形成于由电介质和/或磁性体构成的基体的表面和/或内部。
【文档编号】H01Q1/52GK103515706SQ201310160765
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年5月3日 优先权日:2012年6月14日
【发明者】原康之, 远藤谦二, 柴田哲也 申请人:Tdk株式会社