天线装置和包括此类天线装置的设备的制作方法

文档序号:19878342发布日期:2020-02-08 06:41阅读:148来源:国知局
天线装置和包括此类天线装置的设备的制作方法

本发明涉及天线装置。此外,它涉及包括此类天线装置的设备。



背景技术:

介绍

多年以来,已经提出了非常多的不同的天线和天线装置。通常,令人感兴趣的此类天线的要改善的特性中的一些是:尺度(大小)、效率和成本。

ep2704252(a2)描述了一种天线装置,其具有带有槽隙的接地平面。此外,它包括馈给元件,所述馈给元件跨被耦合在槽隙的一侧上的接地与槽隙的另一侧上的信号源之间的槽隙而延伸。所述馈给元件还包括电容器。利用电容器的某些电容值、槽隙的大小以及槽隙之上的馈给位置,实现了双带天线。

us6424300b1描述了印刷电路板上的凹槽天线,所述凹槽天线具有两个侧部分以及被电气地连接到所述侧部分中每一个以及rf电路的rf信号馈给。所述rf信号馈给与所述凹槽的侧部分中的每一个直接物理接触。所述天线被配置成作为所选频带内的天线而谐振。在一个实施例中,所述天线包括在不同频带中谐振的两个凹槽。

us2012/0280890公开了电容馈给类型的天线,其包括复数辐射电极,所述复数辐射电极每个具有被连接到接地电极的一部分。所述天线此外包括被连接到馈给器电路的单个馈给电极。所述馈给电极面对所述辐射电极中的每一个,从而使得在馈给电极与辐射电极中的每个之间出现电容。提供所述复数辐射电极和馈给电极,使得在其中出现电容的电容馈给部分中通过单个馈给电极对每个辐射电极进行电容馈给。

现有技术解决方案的问题

先前提及的us6424300b1通过如下来允许在两个不同带中的操作:在印刷电路板中提供两个凹槽,每个带一个。然而,对于其中印刷电路板上的空间受限的应用,对于第二凹槽所要求的额外空间适应起来可能不可行。

ep2704252(a2)实现了单带和双带操作两者,其取决于某些先决条件。然而,所述天线相当大,具有45到57mm的长度。那可以从许多应用中的使用中排除所述天线。图1示意性地描绘了根据ep2704252(a2)的天线,其具有无线电电路100。根据该文献,接地平面的尺度是近似108mmx60mm。槽隙的长度是大约45mm,并且宽度近似0.6mm。在此配置中并且利用近似从0.5pf到1.5pf的电容器的电容,天线结构的天线效率在824mhz到960mhz的第一带中大于49.7%,并且在1710mhz到2170mhz的第二带中大于35.3%。在960mhz下的波长是大约31cm,并且在2170mhz下的波长是大约14cm。也就是说,所述天线结构大约在波长的1/7与1/3之间。

然而,ep2704252(a2)的天线结构不是很好地适合于较小的天线。例如,在图2中,利用较小的槽隙和移动朝向天线顶部的馈给元件110来重建图1的天线。图2中的槽隙的尺度是6mm深并且2mm宽,并且所述天线与2.4ghz的频率阻抗匹配。在2.4ghz下,波长是近似12.5cm。因而,图2中的天线具有大约1/20波长的大小。如描绘了图2中天线的返回损耗的图3中可以看到的,性能是差的。在许多设计中,必要的是保持电路板上的天线装置尽可能小以便为其它部件和电路提供空间。

us2012/0280890是“芯片天线”类中的天线的示例,其中辐射部件、“芯片”包括天线结构的至少部分。此类芯片参与利用自动化机器的容易的安装。然而,芯片天线可以是相当昂贵的部件并且还具有受限的性能。此外,对于集成而言需要将在其中安装它的pcb的特定布局。对于小产品的现今的趋势,重要的是对于每个产品来优化天线以便得到最佳可能的性能和带宽。这在芯片天线的情况下是不可能的,归因于针对在其中安装它的pcb的特定布局的需要所致。



技术实现要素:

技术问题

本发明的目的是为减少现有技术的问题而提出解决方案。

主要目的因此是提出一种经改进的天线装置,所述天线装置在尺寸上可以是小的,使能实现单带和双带操作两者并且同时提供经济的解决方案。

问题的解决方案

根据本发明,利用具有权利要求1的特征的天线装置来对此进行实现。

此解决方案通过如下来减轻以上问题:提供跨本发明的凹进部分而连接的额外电容。

根据本发明的天线装置使能实现与现有技术的许多版本相比的空间要求中的相当大的节省,而同时提供良好的天线性质。特别地,用其来将天线装置切进电路板边缘的深度可以被保持成是小的,其使得根据本发明的天线装置的电路板的所保存的空间能够被用其它部件和电路填充。

跨凹进部分而添加电容器可以被视为高带短路,并且因此,在此配置的情况下,双带天线应当是不可能的。然而,当电容值被修改成极其低的时候,在此配置的情况下,双模天线是可能的,这是相当令人惊讶的。而且,在具有经修改的电容值的相同天线的情况下,单带配置也是可能的。

此外,根据本发明的天线装置在双带模式中调谐起来更容易。结果是在电气无功网络之间的空隙以及在最接近于凹进部分的底部基侧的电气无功网络与底部基侧本身之间的空隙每个一般仅仅贡献于带中之一中的谐振。也就是说,第一空隙主要贡献于一个带中的谐振,并且第二空隙主要贡献于第二带中的谐振。这是有益的,因为更容易调整每个带的特性。当在一个空隙中调整谐振的时候,主要影响仅一个带,其它带主要保持不受影响,并且反之亦然。

本发明此外涉及一种包括天线装置的设备,其具有与天线装置的那些相对应的优点。

在从属权利要求中公开另外的有利实施例。

作为评论,被称为倒f天线ifa的已知天线结构可稍微类似于本发明。而且,对于此类ifa,存在一种被称为顶部负载电容器的技术,所述顶部负载电容器涉及用于降低ifa的谐振频率的电容器。此类顶部负载电容器处于跨天线中的“凹槽”,位于靠近凹槽的开口处,并且可能似乎类似于第二电气无功网络,其包括根据本发明的集总串联电容器。然而,它们非常不同于彼此。简言之,在具有天线的谐振频率的大约1/4波长的物理大小的天线装置的情况下使用ifa的顶部负载电容器,而在与1/10波长或更小相对应的天线装置的情况下使用本发明的第二电气无功网络的电容器。实际上,它们产生非常不同的性质。

ifa的顶部负载电容器的常见用途是将它们放置在具有高电场的天线的各部分处,用于减小天线的谐振频率。这意味着顶部负载电容器通常被放置在离天线的馈给部分的大约1/4波长处。如果顶部负载电容器将被安置在靠近于馈给部分处,则它将丢失其频率控制性质。相反,本发明的第二电气无功网络的电容器位于离第一电气无功网络的如下的距离处:所述距离小于天线装置的谐振频率的波长的1/12。

对于ifa,通常利用从rf馈给到槽隙的rf馈给部分处的接地的分路电容器来实现电容匹配。为了通过操纵馈给部分来实现较低的谐振频率,通常使用串联电感。

ifa还是一种电气天线结构,其需要被放置在离接地平面中心尽可能远的位置处以用于良好的操作。它还需要具有与接地平面的深度相比显著的深度,并且通常具有接地平面深度的至少50%并且通常多于75%的深度,如从现有技术ep2704252(a2)中所明显的。这样,它将接地平面切成两个半部并且在高电场位置处——也就是说在接地平面的各侧处——生成电场。

对于根据本发明的微型凹进部分或凹槽,正是馈给部分/具有串联电容器的串联无功网络9作为连同凹槽的大小和形状的主要频率控制部件。较低的无功值(较高的电容器值)降低谐振频率。然而,由于小的凹槽尺寸,根据本发明的天线装置具有非常低的辐射电阻,远离普通的50欧姆匹配。为了将天线匹配到50欧姆,针对匹配网络的明显放置是在rf信号的馈给部分处。对于微型凹槽,那将会涉及添加分路电容器以实现50欧姆匹配。根据us6424300(b1),在1575mhz下,值是大约8pf,其导致对于接地的仅仅12欧姆阻抗。这产生低通滤波器,其在要求第二较高频带的时候在双带操作中是不想要的。

代替地,根据本发明,在凹槽之上的分离的电容(连同馈给部分/串联无功能网络9)可令人惊讶地克服低通滤波情况下的问题。尽管所需要的电容值非常小,但是它非预期地产生针对微型凹槽天线的良好阻抗匹配。并且由于非常小的值,在2.4ghz下大约0.2pf,它不过滤掉用于双带2.4和5ghz操作的频率。此类小电容值导致在2.4ghz下大约300欧姆以及5ghz下150欧姆的阻抗。对于较大的天线,此类小部件值将会具有非常受限的影响。似乎小的凹槽尺寸导致针对小无功值的较大影响。

附图说明

现在将借助于附图来描述例示本发明的实施例,在所述附图中:

图1图示了现有技术的实施例,

图2图示了尝试使图1的现有技术小型化的天线装置,

图3图示了图2的返回损耗,

图4图示了本发明的实施例,

图5图示了在双带配置中图4的返回损耗,

图6图示了图4的返回损耗,

图7图示了具有经变更的几何形状的本发明的进一步小型化的实施例,

图8图示了图7的返回损耗,

图9图示了无功网络的替换放置,

图10图示了图9的返回损耗,

图11图示了具有双带操作的本发明的实施例,

图12图示了图11的返回损耗,

图13图示了双带磁场生成的示意图,

图14图示了根据本发明的经修改的几何结构,

图15图示了本发明的替换的几何结构,

图16图示了图11的辐射效率,

图17图示了包括曲折线的本发明的实施例,

图18图示了图17的返回损耗,并且

图19图示了图17的辐射效率。

具体实施方式

图4描绘了根据本发明的示例性天线装置1。天线装置1包括印刷电路板2,所述印刷电路板2具有在使用中充当接地平面3的金属化区域3。在接地平面3的边缘部分中,形成凹进部分4。所述凹进部分4包括与彼此相对的第一侧13和第二侧14。此外,所述凹进部分4包括底部基侧25,其被连接到第一13和第二14侧以形成凹进部分4的外围5,所述外围5结束于两点6、7中,所述两点6、7形成接地平面3的边缘部分中的凹进部分4的开口8。

天线装置1此外包括第一电气无功网络9,其具有两个端口10、11,包括在其之间的集总串联电容器部件12,其中第一无功网络9桥接凹进部分4,并且具有被电连接到凹进部分4的第一侧13上的接地平面3的一个端口11,以及在凹进部分4的第二侧14处提供无线电信号馈电点15的另一端口10。通常,除了被连接到接地平面的端口11之外,根据本发明的第一电气无功网络9与接地平面3电气隔离。然而,具有借助于某种部件而与接地的某种理论电气连接是可能的,所述部件具有例如确实有意义地变更根据本发明的天线装置的特性的无功值。

此外,天线装置1包括第二电气无功网络16,其具有两个端口17、18,包括在其之间的集总串联电容器部件19。第二无功网络16与第一电气无功网络9分离地桥接凹进部分4,其中第二网络16的一个端口17被电气地连接到凹进部分的第一侧13上的接地平面3,并且第二网络16的另一端口18被电气地连接到凹进部分4的第二侧14上的接地平面3。

天线装置1被配置成当用于发射和/或接收无线电波的无线电电路20被连接到馈电点15并且在谐振频率下接收或发射无线电波的时候作为具有谐振频率的天线而谐振。

凹进部分4的电气长度是天线装置1的谐振频率的波长的1/10或更小,所述电气长度被定义为从开口8到凹进部分4的外围5上位于最远离开口8但不跨任何接地平面8金属的点的物理长度。

此外,在第一9和第二16电气无功网络9、16之间的物理距离小于天线装置1的谐振频率的波长的1/12。作为示例,在图4中可以看到此物理距离:包括电容器12的网络9与包括电容器19的网络16两者在图中在水平方向上延伸。在它们之间的物理距离仅仅是开始于网络9上某处并且结束于网络16上某处的可能的最短线的长度。(在图4中,那是开始于网络9上并且与那个网络9垂直地延伸直到它命中网络16为止的线。)天线装置的此品质是将它区分于具有顶部负载的ifa天线的一件事:在网络9与馈给16之间的距离与ifa中可能的相比要更小得多。当然,对于给定频率,与此类ifa相比,这使能实现天线装置的更小得多的设计。

在研究中,图4中的实施例被配置成具有6mm的高度以及2mm的宽度。此外,电容器12被设置成0.5pf并且电容器19被设置成0.2pf。可以在图5中研究此实施例的结果得到的性能,图5图示了返回损耗。如可以看到的,在2.4ghz以及大约6ghz下具有谐振。散射相当高,但是在一些应用中可以是适当的。

在进一步的研究中,图4中的实施例被配置成具有6mm的高度以及2mm的宽度,如在先前的段落中那样。电容器12被设置成0.3pf并且电容器19被设置成0.6pf。可以在图6中研究此实施例的结果得到的性能,图6图示了返回损耗。如可以看到的,利用在2.4ghz下的非常良好的谐振来实现单带天线,尽管凹进部分4仅仅具有6mm的高度。

在根据本发明的天线装置1的另外的实施例中,所述凹进部分4可以具有带有基侧25的形状,所述基侧25与凹进部分4的高度一样长或更长。凹进部分的高度被定义为在底部基侧25与开口8之间的最短路径的长度。在凹进部分4的比例被这样配置的情况下,已经注意到,与具有比其宽度的长度更长的高度的凹进部分4相比,在谐振频率周围扩展带宽是可能的。

根据本发明的任何先前的实施例的天线装置1的凹进部分4的几何结构的另外的变型是如下情况:在所述情况中凹进部分4的形状是三角形,其中凹进部分4的开口8在三角形形状的一个顶点处。这可以在图7中被研究。三角形形状允许凹进部分4的高度中的进一步减小,从而促进在非常紧密的空间中包括此天线装置。在图8中图示了图7天线装置的性能,图8描绘了图7中实施例的返回损耗。在这个情况中,图7中天线装置1的尺度是3.5mm的高度,以及8mm的基侧25处的宽度,其以2.4ghz的谐振频率。如图8中可以看到的,谐振频率周围的带宽大体上相同,尽管所述高度显著地小于图4中所示的先前提及的实施例的高度:相比于6mm的3.5mm。图4设计的最优阻抗匹配可以比图7设计更好一点,如图6和8中所看到的。然而,宽泛而言,图7设计的带宽和阻抗匹配同等于图4的那个,而同时提供一种设计,所述设计具有比根据图4的天线装置的高度显著更小的高度。

图9描绘了图7的实施例的变型,以便图示当电气无功网络16的位置变化的时候发生什么。特别地,在图9中,网络16已经被转移成靠近于凹进4的基侧25。在图7中,网络16被定位成更靠近于网络9,并且近似地在凹进部分4的中间。在图10中可以看到图9中的实施例的结果得到的性能。除了网络16的不同放置之外,图9中的天线装置的所有规范都与图7中的那个相同。如图10中可以看到的,网络16的放置的变化与图7中的网络16放置相比产生甚至更好的带宽,其以用于图9中的天线装置的稍微更差的反射系数为代价。因而,如果要求甚至更好的带宽,则可以这样移动网络16。

鉴于第二电气无功网络16的放置,结果是存在许多余地。根据本发明的天线装置1的第二电气无功网络16与第一电气无功网络9相比可以例如位于更靠近于凹进部分4的开口8处,如图11中看到的。因而,与例如现有技术中的一些的天线馈电点处的分路电容器相比,当例如微调根据本发明的天线装置的谐振频率或阻抗匹配的时候,第二电气无功网络16的此灵活放置允许更多的选项。

如已经提及的,根据本发明的先前实施例中任一个的天线装置1可以被配置成当用于发射和/或接收无线电波的无线电电路20被连接到馈电点15并且在另外的谐振频率下接收或发射无线电波的时候作为具有另外的谐振频率的天线而谐振。与单带相比,对于根据本发明的天线装置的双带操作,要求凹槽的稍微更大的区域,例如更深且更宽。

当天线装置被配置用于双带操作(例如通过微调凹进部分的区域)并且根据本发明的天线装置1的第二电气无功网络16与第一电气无功网络9相比位于更靠近于凹进部分4的开口8处的时候已发现根据本发明的在双模中工作的天线装置的特别有利的配置。可以在图12中研究图11中根据本发明的天线装置的此类双带配置的性能。图12图示了当图11中的天线装置被配置有具有5.5mm的高度和基侧25处10mm的宽度的凹进部分的时候图11的返回损耗。如可以看到的,此配置对于双带操作而言是有益的。

当设计此类双带天线的时候,网络9主要影响2.4ghz带中的谐振频率,并且网络16主要影响5ghz带中的谐振频率。网络16还影响2.4ghz带的阻抗匹配。位于两个网络之间的凹进部分4的空隙/部分的区域以及图11中网络9与底侧25之间的空隙的区域也影响谐振频率。如果网络9向下移动,则双带配置的较低频率(在此情况中基线为2.4ghz)将增大。较高的谐振频率(在此情况中基线为5ghz)将减小。然而,馈给网络9的位置不能胡乱地四处移动,而是必须被保持在容差区域内,其中双带配置具有有利的特性。此容差区域必须在实验上确立,其取决于凹进部分4/凹槽的特定几何结构。

区分根据本申请的天线装置1与来自某些现有技术的、在馈给处使用分路电容器来用于阻抗匹配的第二电气无功网络16的一件事是:第二电气无功网络16的电抗可相当高。对于本发明的所有实施例而言,具有如在天线装置1的操作频率下所测量的比100ω更高的阻抗是可能的。与现有技术的馈给部分处的分路电容器相反,这促进根据本发明的天线装置的阻抗匹配,而不使天线装置的潜在上带短路。因而,根据本发明的此设计还允许潜在的上带/双带设计。

能够以许多方式提供本发明的天线装置。例如,它可以连同任何无线电电路一起占据主板,或者它可以作为独立的板来被提供。在任何情况中,在使用的时候,根据本发明的天线装置1还将会包括被连接到馈电点15的用于发射和/或接收无线电波的无线电电路20。此类无线电电路20于是将会具有在其上将会发生接收和/或发射的至少一个谐振频率。

作为针对本发明的电容的合适的值的示例,根据本发明的天线装置1可以具有第一电气无功网络9的在0.1pf到0.8pf之间的范围中、优选在0.2pf与0.5pf之间的串联电容。第二电气无功网络16的串联电容可以在0.05pf到0.6pf之间、优选在0.07pf与0.4pf之间的范围中。在具有这些电容值以及如在本文档中别处详细说明的凹进部分的合适尺寸的情况下,天线装置1适合于在2ghz到6ghz之间的范围中的操作。

可能值得提及针对根据本发明的单带天线的特定实施例的特定值。根据本发明的此天线装置1具有第一电气无功网络9的大约0.3pf的串联电容以及第二电气无功网络16的大约0.2pf的串联电容。凹进部分的高度是3.5mm并且基侧25的宽度是8mm。这产生大约2.4ghz的谐振频率。凹进部分的高度被定义为在底部基侧与开口8之间的最短路径的长度。此实施例大体上对应于先前描述的图7中的那个。

作为根据本发明的具有双带特性的天线装置的示例,第一电气无功网络9的串联电容可以在0.2到0.4pf的范围中。此外,第二电气无功网络16的串联电容可以是大约0.07pf。凹进部分的高度是5.5mm并且基侧25的宽度是10mm。这产生大约2.4ghz的谐振频率,以及大约5ghz的另外的谐振频率。如先前那样,凹进部分的高度被定义为在底部基侧25与开口8之间的最短路径的长度。此实施例大体上对应于先前描述的图11中的那个。

更一般地,为了设计根据本发明的天线装置,在本文档中所述的一些实施例可以被用作起始点,然后例如被缩放到所期望的频率。因此,如果特定的原始设计具有用于某个谐振频率的7.8mm的高度,并且新设计的所期望的谐振频率是原始设计的一半,则新设计的高度可以被取为是原始设计的两倍。而且,原始设计的电容在新设计中可以加倍。此新设计可以提供作为新设计的第一近似,其当然能被进一步微调以实现所期望的特性。

当提到本领域中常规天线的阻抗匹配的时候,通常匹配涉及设置生成器馈给,检查设置的特性,然后将部件(诸如电容性分路装置)连接到生成器馈给以将它匹配到所期望的系统阻抗。

然而,对于本发明,匹配必须以不同的、更加特别的方式来完成,因为第二电气无功网络16不直接连接到馈电点。待调整的变量包括例如:凹进部分的大小、凹进部分的几何结构、第一和第二电气无功网络9、16的电容、跨凹进部分的网络的放置、以及在网络9、16之间的相互的物理距离。此特别的匹配使得本发明的令人惊讶的品质更加明显,因为,通常,本领域技术人员在调谐天线设计的时候将会使用常规的阻抗匹配程序,并且因此将不会偶然发现本发明的设计。

在某种设备中将通常采用根据先前实施例中任一个的天线装置1。例如,在汽车、移动电话、平板电脑、传感器或任何其它设备中,其中需要无线电连接,并且天线的尺寸必须是小的。

本发明在双带操作中的一个优点是在根据本发明的天线装置的电气无功网络之间的空隙,所述空隙在图13中可以看到,每个大体上仅仅贡献于其自己的频带的特性。例如,在图13中,可以看到天线装置的5ghzh场发源自三角形天线装置的上部空隙,而2.4ghzh场主要发源自底部空隙。这意味着为了修改带中之一的特性,空隙中的仅一个必须被修改。相反,修改空隙之一来影响频带之一的特性不影响其它带。因而,相当直接的是在此意义上将根据本发明的天线装置调谐到双带配置。

根据本发明的天线装置的其它变型也是可能的。例如,图14和15图示了凹进部分的几何结构不必是矩形或三角形的,而是还可以具有其它几何结构。对于任何几何结构,网络9、16的电容的大小必须被调谐以实现天线装置的所期望的性质。

除了前两个之外,根据本发明的天线装置的另一变型还可以包括第三电气无功网络。此类第三电气无功网络可以具有两个端口,并且在其之间还包括集总串联电容器部件。以与先前描述的第二无功网络16类似的方式,第三无功网络可以与第一和第二电气无功网络分离地桥接本发明的凹进部分。第三网络21的一个端口22将会被电气地连接到凹进部分的第一侧上的接地平面,并且第二网络的另一端口将会被电气地连接到凹进部分的第二侧上的接地平面。这样,根据本发明的天线装置的进一步精细的调谐是可能的。

应当注意到的是,根据本发明的天线装置是磁性天线。也就是说,此天线“优选”具有高磁场的位置:当它位于远离接地平面/印刷电路板的拐角的时候它最佳地工作。所述优选位置在接地平面的最长侧的中间处。

因为根据本发明的天线装置是磁性类型天线,所以它不要求深切进印刷电路板(pcb)的凹进部分来用于其操作。

对于根据本发明的天线装置,到印刷电路板中的凹进部分4沿着印刷电路板的方向的物理深度可以是在具有良好性能的情况下印刷电路板2在相同方向上的深度的25%或更少。这是有吸引力的性质,因为内部pcb区域对于其它电路和部件是非常有价值的。

本发明还适用于除了所呈现的2.4和510ghz之外的其它通信标准和频率。它可以用于gps、全球导航卫星系统或其它定位系统。它可以用于蜂窝式通信。它可以用于以ism带的天线以及其它单带或双带系统。

返回到图11中的天线,出于另外的原因,它是令人感兴趣的。当提到天线的时候,真正关键的特性是辐射效率。即,天线的所测量的现实世界性能(例如在天线实验室中被测量)。图16描绘了图11中的天线的此性能、辐射效率,并且结果是对于此类天线它是令人惊讶地高。

如以上已经提及的,图11的天线具有凹进部分,所述凹进部分具有5.5mm的高度以及基侧25处为10mm的宽度。以此大小和驱动频率,天线可以被定义成是小天线。在wheeler,h.的“fundamentallimitationsofsmallantennas”,proc.ire,vol.35,no.12,pp.1479-1484,1947中,“小天线”被定义为小于λ/(2*π)。以此大小及以下,严重影响天线的性能。

电气小型天线与正常大小的天线相比通常具有非常低的效率。为了得到高效率,它们需要被放置在较大的对象上,通常是具有铜层的电子板。然后,电气小型“天线”更多地充当激励元件,从发射电磁辐射的电子板得到显著贡献。为了恰当地工作,小型天线需要具有以所期望的频率的谐振性质以及连同良好辐射效率一起被要求的足够带宽。当设计电气小型天线的时候,这是大挑战。

电气小型天线可以被视为具有电容性和电感性元件、电抗性元件的谐振电路。天线结构需要被实现成使得电抗性元件产生具有适当阻抗和带宽的谐振。常见的是组合集总元件连同铜层中的结构,从而给出所期望的性质。当缩小天线尺寸的时候,难以具有对于应用而言足够良好的带宽和辐射效率。

图17图示了本发明的另外的实施例。第一电气无功网络9的电线的至少一部分是以曲折形式。在图17中,它可以被视为是以沿着网络9的整个长度的曲折形式。

本发明的此曲折特征,如图17中所描绘的示例,带来以经改善的带宽的形式的优点。在描绘了图17中的实施例的返回损耗的图18中,大约5-6ghz的带宽可以被视为与没有图11中看到的曲折线的对应设备的带宽相比已有改善(图12中对应的返回损耗图)。而且,如图19中可以看到的,根据图17的此曲折线实施例的对应辐射效率非常高。

参考符号列表

1.天线装置

2.印刷电路板

3.接地平面

4.凹进部分

5.凹进部分的外围

6.外围上的点

7.外围上的点

8.开口

9.第一电气无功网络

10.第一无功网络的端口

11.第一无功网络的端口

12.集总电容器

13.凹进部分的第一侧

14.凹进部分的第二侧

15.无线电信号馈电点

16.第二电气无功网络

17.第二无功网络的端口

18.第二无功网络的端口

19.集总电容器

20.无线电电路

21.第三电气无功网络

22.第三无功网络的端口

23.第三无功网络的端口

24.集总电容器

25.凹进部分的基侧

100.无线电电路

110.电气无功网络

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种天线装置(1),包括:

-印刷电路板(2),所述印刷电路板(2)具有在使用中充当接地平面(3)的金属化区域(3),

-在接地平面(3)的边缘部分中的凹进部分(4),所述凹进部分(4)包括与彼此相对的第一侧(13)和第二侧(14),底部基侧(25),所述底部基侧(25)被连接到第一(13)和第二(14)侧以形成凹进部分(4)的外围(5),所述外围(5)结束于两点(6、7)中,所述两点(6、7)形成接地平面(3)的边缘部分中的凹进部分(4)的开口(8),

-第一电气无功网络(9),其具有两个端口(10、11),包括在其之间的集总串联电容器部件(12),其中第一无功网络(9)桥接凹进部分(4),并且具有被电气地连接到凹进部分(4)的第一侧(13)上的接地平面(3)的一个端口(11),以及在凹进部分(4)的第二侧(14)处提供无线电信号馈电点(15)的另一端口(10),

-第二电气无功网络(16),其具有两个端口(17、18),包括在其之间的集总串联电容器部件(19),其中第二无功网络(16)与第一电气无功网络(9)分离地桥接凹进部分(4),其中第二网络(16)的一个端口(17)被电气地连接到凹进部分的第一侧(13)上的接地平面(3),并且第二网络(16)的另一端口(18)被电气地连接到凹进部分(4)的第二侧(14)上的接地平面(3),

其中天线装置(1)被配置成当用于发射和/或接收无线电波的无线电电路(20)被连接到馈电点(15)并且在谐振频率下接收或发射无线电波的时候作为具有谐振频率的天线而谐振,

其中凹进部分(4)的电气长度是天线装置(1)的谐振频率的波长的1/10或更小,所述电气长度被定义为从开口(8)到凹进部分(4)的外围(5)上位于最远离开口(8)但不跨任何接地平面(8)金属的点的物理长度,并且其中

在第一(9)和第二(16)电气无功网络(9、16)之间的物理距离小于天线装置(1)的谐振频率的波长的1/12,并且其特征在于凹进部分(4)的形状是三角形,其中凹进部分(4)的开口(8)在三角形形状的一个顶点处。

2.根据权利要求1所述的天线装置(1),其中所述凹进部分(4)具有如下形状:所述形状具有和凹进部分(4)的高度一样长或更长的基侧,所述凹进部分的高度被定义为在底部基侧与开口(8)之间的最短路径的长度。

3.根据权利要求1-2中任一个所述的天线装置(1),其中所述第二电气无功网络(16)与第一电气无功网络(9)相比位于更靠近于凹进部分(4)的开口(8)处。

4.根据权利要求1-3中任一个所述的天线装置(1),其中天线装置(1)被配置成当用于发射和/或接收无线电波的无线电电路(20)被连接到馈电点(15)并且在另外的谐振频率下接收或发射无线电波的时候作为具有另外的谐振频率的天线而谐振。

5.根据权利要求1-4中任一个所述的天线装置(1),其中第二电气无功网络(16)的电抗在天线装置(1)的操作频率下高于100ω。

6.根据权利要求1-5中任一个所述的天线装置(1),包括被连接到馈电点(15)的用于发射和/或接收无线电波的无线电电路(20),并且其中所述无线电电路(20)具有至少一个谐振频率。

7.根据权利要求1-6中任一个所述的天线装置(1),其中第一电气无功网络(9)的串联电容在0.1pf到0.8pf之间、优选地在0.2pf与0.5pf之间的范围中,并且第二电气无功网络(16)的串联电容在0.05pf到0.6pf之间、优选地在0.07pf与0.4pf之间的范围中,其中所述天线装置(1)适合于在2ghz到6ghz之间的范围中操作。

8.根据权利要求7所述的天线装置(1),其中

-第一电气无功网络(9)的串联电容是大约0.3pf,并且

-第二电气无功网络(16)的串联电容是大约0.2pf,

-凹进部分的高度是3.5mm,

-基侧25的宽度是8mm,

以大约2.4ghz的谐振频率,其中凹进部分的高度被定义为在底部基侧与开口(8)之间的最短路径的长度。

9.根据权利要求7所述的天线装置(1),其中

-第一电气无功网络(9)的串联电容在0.2到0.4pf的范围中,并且

-第二电气无功网络(16)的串联电容是大约0.07pf,

-凹进部分的高度是5.5mm,

-基侧25的宽度是10mm,

以大约2.4ghz的谐振频率,以及大约5ghz的另外的谐振频率,其中凹进部分的高度被定义为在底部基侧(25)与开口(8)之间的最短路径的长度。

10.根据权利要求1-9中任一个所述的天线装置(1),其中到印刷电路板中的凹进部分(4)沿着印刷电路板的方向的物理深度是印刷电路板(2)在相同方向上的深度的25%或更少。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的天线装置(1),其中第一电气无功网络(9)的电线的至少一部分是以曲折形式。

12.一种设备,包括根据权利要求1-11中任一项所述的天线装置(1)。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1