天线装置的制造方法_2

文档序号:8476816阅读:来源:国知局
形成的情况下,第I导体板23被配置于第I框体20的内部。在第I框体20由导电材料、例如金属形成的情况下,第I框体20兼用作第I导体板23。同样地,第2框体21在内部收容第2导体板24,或者兼用作第2导体板24。
[0066]按照沿着旋转机构22的旋转轴30的方式来配置第I供电元件41、第I无源元件42、第2供电元件51、以及第2无源元件52。第I供电元件41以及第I无源元件42互相发生电磁耦合,构成第I天线元件40。同样地,第2供电元件51以及第2无源元件52互相发生电磁耦合,构成第2天线元件50。
[0067]关于与旋转轴30相平行的方向,在两端配置有第I供电元件41以及第2供电元件51。第I无源元件42以及第2无源元件52分别被配置在比第I供电元件41以及第2供电元件51更靠内侧。在即使不配置第I无源元件42以及第2无源元件52也可得到充分的天线特性的情况下,也可省略第I无源元件42以及第2无源元件52。此外,也可将第I无源元件42配置在最外侧,将第I供电元件41配置在比第I无源元件42更靠内侧。同样地,也可将第2无源元件52配置在最外侧,将第2供电元件51配置在比第2无源元件52更靠内侧。旋转机构22被配置在第I天线元件40与第2天线元件50之间。
[0068]导通结构60在第I天线元件40与第2天线元件50之间横穿旋转轴30,以使第I导体板23和第2导体板24之间直流地导通或者高频地导通。所谓“直流地导通”,是指第I导体板23和第2导体板24相互地被电短路的状态。所谓“高频地导通”,是指在第I天线元件40以及第2天线元件50进行工作的频带中,第I导体板23和第2导体板24以低阻抗被电连接的状态。例如,如果第I导体板23与第2导体板24之间的阻抗为几Ω以下,则能够称作两者间实质上“导通”。例如,将第I框体20内的电子电路和第2框体21内的电子电路连接的挠性印刷电路板中形成的导电图案起到作为导通结构60的作用。对于起到作为导通结构60的作用的挠性印刷电路板,能够采用各种结构的电路板,但在此省略针对具体结构的说明。
[0069]在第I框体20中收容有高频电路61。另外,也可在第2框体21中收容高频电路61。高频电路61将高频信号提供给第I供电元件41以及第2供电元件51,并且对由第I供电元件41以及第2供电元件51接收到的高频信号进行信号处理。第I无源元件42以及第2无源元件52与第I导体板23连接。也可在第I供电元件41与高频电路61之间、以及第I无源元件42与第I导体板23之间插入阻抗匹配电路。
[0070]在图2A中示出第I供电元件41、第I框体20、以及第2框体21的、与旋转轴30相垂直的剖视图。用实线来表征第2框体21相对于第I框体20闭合的状态的第2框体21,用虚线来表征打开的状态的第2框体21。第2框体21的可动范围例如为180°。第2框体21内的第2导体板24隔开间隔G而与第I供电元件41相对置。第I供电元件41在第2框体21的可动范围内的任何位置均具有与第2导体板24相对置的表面。作为一例,第I供电元件41的、与第2导体板24相对置的表面具有与以旋转轴30为中心的虚拟圆柱的侧面的一部分相一致的形状。此时,第2框体21在可动范围内的任何位置,间隔G均为一定。第I无源元件42、第2供电元件51、以及第2无源元件52均具有与第I供电元件41相同的剖面形状。
[0071]接下来,对实施例1的天线装置的各种特性的仿真结果进行说明。在成为仿真的对象的天线装置中,第I框体20以及第2框体21分别由纯铜板形成,分别兼用作第I导体板23以及第2导体板24。第I导体板23的厚度Hl以及第2导体板24的厚度H2分别设为13mm以及4mm。间隔G设为1mm。
[0072]如图2B所示,第I导体板23以及第2导体板24在横方向上的尺寸W均设为330mm。第I导体板23在纵方向上的尺寸Dl设为225mm,第2导体板24在纵方向上的尺寸D2设为215mm。第I天线元件40与第2天线元件50设为相对于与旋转轴30相垂直的中央的虚拟平面而面对称的配置。
[0073]在图3中示出仿真对象的天线装置的框图。在图3中,第I导体板23、第2导体板24、导通结构60、第I供电元件41、第I无源元件42、第2供电元件51、以及第2无源元件52的几何学上的位置关系对应于实际的天线装置中的位置关系。
[0074]沿着旋转轴30,在最外侧配置有第I供电元件41以及第2供电元件51。在比第I供电元件41以及第2供电元件51更靠内侧,分别配置有第I无源元件42以及第2无源元件52。第I供电元件41以及第I无源元件42构成第I天线元件40,第2供电元件51以及第2无源元件52构成第2天线元件50。在第I无源元件42与第2无源元件52之间配置有导通结构60。在旋转轴30的两侧配置有第I导体板23以及第2导体板24。导通结构60将第I导体板23与第2导体板24互相连接。第I导体板23、导通结构60、以及第2导体板24作为接地板来发挥功能。
[0075]第I供电元件41以及第2供电元件51分别经由阻抗匹配电路43以及53而与高频电路61连接。第I无源元件42以及第2无源元件52分别经由阻抗匹配电路44以及54而与第I导体板23连接。将高频电路61与阻抗匹配电路43的相互连接点定义为第I端口 P1,将高频电路61与阻抗匹配电路53的相互连接点定义为第2端口 P2。
[0076]在图4A中示出天线装置的S参数的仿真结果。横轴以单位“GHz”来表征频率,纵轴以单位“dB”来表征S参数的大小。图4A中的粗实线表示回波损耗Sll以及S22,细实线表示隔离性S21。回波损耗S11、S22,是指将高频功率分别提供给第I端口 P1、第2端口P2(图3)时的反射功率相对于输入功率之比。隔离性S21,是指在将高频功率提供给第I端口 Pl时输出到第2端口 P2的功率相对于输入功率之比。第I导体板23与第2导体板24 (图2A)所构成的角度设为90°。由于第I天线元件40与第2天线元件50 (图3)相互具有面对称的关系,因此Sll与S22相一致。
[0077]在图4B中示出天线装置的辐射效率的仿真结果。横轴以单位“GHz”来表征频率,纵轴以单位“dB”来表征辐射效率。图4B中的圆记号表示反射功率补正效率nr,四方记号表示无反射功率补正效率nt。在此,“反射功率补正效率”,是指第I天线元件40以及第2天线元件50完全地阻抗匹配,第I天线元件40与第2天线元件50的隔离性无限大时的辐射效率。“无反射功率补正效率”,是指考虑了回波损耗以及隔离性时的辐射效率。第I天线元件40的反射功率补正效率nr与第2天线元件50的反射功率补正效率nr相等,第I天线元件40的无反射功率补正效率n t与第2天线元件50的无反射功率补正效率n t相等。
[0078]在图5A中示出天线装置的俯视图以及方位角的定义。第I框体20被水平地配置。将从旋转轴30的中心开始相对于旋转轴30垂直且朝向第I框体20侧的方位定义为0°,将在俯视时顺时针旋转定义为方位角的正向。
[0079]在图5B?图中示出第I天线元件40的指向特性的仿真结果。在任何情况下均将第I框体20与第2框体21所构成的角度设为90°。图5B、图5C、图分别表示频率700MHz、1700MHz、以及2500MHz下的指向特性。与图5B?图的同心圆相对应地赋予的数值为以单位“dB”来表征辐射效率的数值。图5B?图的粗实线以及细实线分别表示垂直极化波以及水平极化波的指向特性。
[0080]如图4A所示,确保了第I天线元件40与第2天线元件50的充分的隔离性。此外,第I天线元件40与第2天线元件50的相关系数在0.5GHz?3GHz的所有区域处于0.1以下。如图3所示,认为通过在第I天线元件40与第2天线元件50之间配置作为接地板发挥功能的导通结构60,从而能够确保天线元件间的充分的隔离性,并且实现充分小的相关系数。
[0081]在长期演进(LTE)通信标准中,使用700MHz?960MHz的低频带(low band)、以及1710MHz?2700MHz的高频带(high band)。可知仿真对象的天线装置在LTE通信标准的低频带以及高频带中,可得到充分小的回波损耗Sll、S22(图4A),并且可得到充分高的辐射效率(图4B)。在低频带与高频带之间的频带中,回波损耗Sll、S22变得比低频带以及高频带中的回波损耗S11、S22高。如果将高频带的频带扩展到1575MHz?2700MHz的范围,则也能将天线装置作为全球定位系统(GPS)用接收天线来利用。
[0082]在图6中示出将第I导体板23与第2导体板24所构成的角度Θ设为90°、110°、130°、以及150°来进行了回波损耗Sll的仿真的结果。横轴以单位“GHz”来表征频率,纵轴以单位“dB”来表征S参数的大小。对于图6中的各曲线赋予第I导体板23与第2导体板24所构成的角度Θ的值。
[0083]根据图6可知,在角度Θ至少为90°?150°的范围中,回波损耗Sll大致相等。此外,即使角度Θ发生变化,辐射效率也几乎不变化这一点通过仿真已被确认。
[0084]在图7A?图7D中示出接地板、即第I导体板23、第2导体板24以及导通结构60中被激励的电流的大小的仿真结果。第I导体板23与第2导体板24所构成的角度Θ设为90°,并对第I供电元件41进行了供电。图7A、图7B、图7C、以及图7D分别表示频率为700MHz、940MHz、1.7GHz、以及2.5GHz时的电流的分布。在图7A?图7D中,颜色的浓度与被激励的电流的振幅的大小相对应,颜色越浓的区域则电流的振幅越大。
[0085]可知,在第I导体板23以及第2导体板24的、配置有第I供电元件41的一侧(图7A?图7D中左侧)的边缘,电流的振幅变大。如此,第I导体板
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