天线装置及其设计方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有适应于不同频率频段的裂环(split ring)谐振器的天线装置，和一种用于设计该天线装置的方法。
【背景技术】
[0002]目前，在诸如设置有无线功能的信息终端的电子装置中，用于传输和接收无线电波的天线被形成在印刷基板上。
[0003]非专利文献I公开了一项技术，其中，通过切除环形导电构件的一部分而具有大体上C形的裂环谐振器被用作这样的天线。
[0004]起天线作用的裂环谐振器(在下文中，也称作“SR谐振器”)是紧凑的。例如，可以通过在多层印刷基板上形成起谐振器作用的图案(pattern)来制造裂环谐振器。因此，制造裂环谐振器天线是容易的，而且裂环谐振器天线的制造成本是便宜的。
[0005]此外，专利文献I公开了一种用于实施微带天线的技术，微带天线通过紧凑的尺寸和简化的结构接收多个彼此接近的频率。
[0006][引用列表]
[0007][非专利文献]
[0008][非专利文献I]发表在由电子、信息和通信工程师协会于2011年8月30日出版的电子、信息和通信工程师协会学会会议论文集(Proceedings of the Society Conferenceof the Institute of Electronics, Informat1n and Communicat1n Engineers)(2011通信(I)第133页)中的对小型裂环谐振器天线的研究，由Hiroshi Toyao、Dong Yuandan和 Tatsuo Itoh 著。
[0009][专利文献]
[0010][专利文献I]日本公开专利公告1993(H5)-315828号
【发明内容】
[0011]技术问题
[0012]目前，为了有选择地使用用于各种各样的通信目的的多个频率频段，前面提到的诸如信息终端的电子装置设置有多个天线。
[0013]然而，非专利文献I未能公开如何在印刷基板上形成起使用不同频率频段的天线作用的多个裂环谐振器。
[0014]因此，当在非专利文献I中描述的技术被应用到电子装置的天线时，如何将该技术应用到天线是待解决的问题。
[0015]专利文献I的目标是不通过使用多个天线接收多个频率的信号。
[0016]本发明的目标是提供解决前面提到的问题的一种天线装置和用于设计该天线装置的方法。
[0017]问题解决方案
[0018]根据本发明的天线装置包括多个结构，每个结构包括:
[0019]第一裂环部，第一裂环部被形成在结构构件的第一导体层中，结构构件被构造成介电层和导体层交替地彼此层压，第一导体层在介电层的一个表面侧上延伸，第一裂环部围绕开口，第一裂环部包括在沿开口的周向方向的一部分中形成的第一裂开部；
[0020]第二裂环部，第二裂环部被形成在第二导体层中，第二导体层在介电层的另一个表面侧上延伸，围绕开口的第二裂环部被形成为面对第一裂环部，第二裂环部包括在沿开口的周向方向的一部分中形成的第二裂开部；
[0021]多个导体通孔，导体通孔将第一裂开部和第二裂开部夹到中间的同时，周向地以一定间距彼此分开地形成，而且多个导体通孔与第一裂环部和第二裂环部电连接；和
[0022]馈电线，馈电线被形成在导体层中的特定一个上，馈电线的一端与导体通孔中的至少一个电连接，而且通过沿特定导体层的延伸方向在特定导体层中形成的间隙，使馈电线的另一端与特定导体层绝缘，其中
[0023]结构中的第一个构成在第一频率谐振的第一裂环谐振器天线，而且
[0024]结构中的第二个构成在第二频率谐振的第二裂环谐振器天线。
[0025]作为本发明的另一方面，用于设计天线装置的方法包括:
[0026]以如下方式调整权利要求1至5中的任一项的天线装置，即随着缩短第一裂环谐振器天线形成有第一裂开部和第二裂开部的侧部的长度，和第一裂环谐振器天线面对该侧的一侧的长度，来增大第一裂环谐振器天线的对向电极之间的静电电容，以便使当第二频率的输入信号被反射在第一裂环谐振器天线上时的反射值接近为零，反射值表示将被输入到第一裂环谐振器天线的第二频率的信号的输出功率相对于输入功率的比率。
[0027]发明的有益效果
[0028]即使当适应于不同频率频段的裂环谐振器天线被彼此接近地布置时，本发明也提供以下有益的效果。特别地，在减小从在高频频段谐振的裂环谐振器天线到在低频频段谐振的裂环谐振器天线的信号的泄漏量方面，本发明是有益的。
【附图说明】
[0029]图1是示意性示出根据本发明的第一示例性实施例的天线装置的透视图；
[0030]图2是沿图1所示的线A-A截取的天线装置的剖面图；
[0031]图3是根据第一示例性实施例的天线装置的尺寸简图；
[0032]图4是根据第一示例性实施例的另一个天线装置的透视图；
[0033]图5A是示出根据第二示例性实施例的2.4GHz频段裂环谐振器天线的阻抗特性的简图；
[0034]图5B是示出根据第二示例性实施例的2.4GHz频段裂环谐振器天线的反射特性的简图；
[0035]图6A是示出根据第二示例性实施例的5GHz频段裂环谐振器天线的阻抗特性的简图；
[0036]图6B是示出根据第二示例性实施例的5GHz频段裂环谐振器天线的反射特性的简图；
[0037]图7是示出隔离特性的简图，该隔离特性表示在第二示例性实施例中，当从2.4GHz频段裂环谐振器天线的馈电线输入信号时，将从5GHz频段裂环谐振器天线的馈电线输出的信号的输出功率相对于输入功率的比率；
[0038]图8是根据第二个实施例，当通过增大2.4GHz频段裂环谐振器天线和5GHz频段裂环谐振器天线之间的距离，减小了通过从2.4GHz频段裂环谐振器天线辐射并且向5GHz频段裂环谐振器天线泄漏的5GHz频段频率的信号的强度时，示出天线之间的距离的简图；
[0039]图9是描述如下状态的简图，即根据第二示例性实施例，减小了 2.4GHz频段裂环谐振器天线的尺寸，减小了 5GHz频段频率的信号的泄漏量，而且缩短了 2.4GHz频段裂环谐振器天线和5GHz频段裂环谐振器天线之间的距离；
[0040]图1OA是在第二示例性实施例中，当缩短了 2.4GHz频段裂环谐振器天线和5GHz频段裂环谐振器天线之间的距离时，示出2.4GHz频段裂环谐振器天线的阻抗特性的简图；
[0041]图1OB是在第二示例性实施例中，当缩短了 2.4GHz频段裂环谐振器天线和5GHz频段裂环谐振器天线之间的距离时，示出2.4GHz频段裂环谐振器天线的反射特性的简图；
[0042]图11是示出隔离特性的简图，该隔离特性表示在第二示例性实施例中，将从5GHz频段裂环谐振器天线的馈电线输出的信号的输出功率相对于输入功率的比率；
[0043]图12A是示意性地示出高频电流的流动的简图，该高频电流即，在根据本发明的第三示例性实施例，5GHz频段裂环谐振器天线中的裂开部和馈电线的位置互换之前，从2.4GHz频段裂环谐振器天线泄漏的2.4GHz频段频率的信号；
[0044]图12B是示意性地示出高频电流的流动的简图，该高频电流即，在根据第三示例性实施例，5GHz频段裂环谐振器天线中的裂开部和馈电线的位置互换之后，从2.4GHz频段裂环谐振器天线10泄漏的2.4GHz频段的信号；和
[0045]图13是示出隔离特性的简图，该隔离特性表示，在第三示例性实施例中，当在5GHz频段裂环谐振器天线中的裂开部和馈电线的位置互换之后，从2.4GHz频段裂环谐振器天线的馈电线输入信号时，将从5GHz频段裂环谐振器天线的馈电线输出的信号的输入功率相对于输入功率的比率。
【具体实施方式】
[0046]参照附图详细描述本发明的示例性实施例。
[0047]<第一示例性实施例>
[0048]图1是示意性示出根据本发明的第一示例性实施例的天线装置的透视图。
[0049]参照图1，在示例性实施例中的天线装置包括导电基板1，导电基板I被构造成介电层(图1中未示出)和导体层(图1未示出)彼此层压，2.4GHz频段裂环谐振器天线10和5GHz频段裂环谐振器天线20被形成在导电基板I上。在下文中，2.4GHz频段裂环谐振器天线10和5GHz频段裂环谐振器天线20也被相应地缩写为“SR谐振器天线10”和“SR谐振器天线20”。
[0050]2.4GHz频段裂环谐振器天线10包括开口 2a、导体通孔3、馈电线4a和裂开部5a。
[0051]5GHz频段裂环谐振器天线20包括开口 2b、导体通孔3、馈电线4b和裂开部5b。
[0052]SR谐振器天线10和20分别形成有导体层，导体层在开口 2a和2b的边缘依次具有大体上C形(或者C形(在下文中，应用相同的描述))。特别地，具有大体上C形的导体层具有如下结构，即表示裂开部5a和5b的部分被依次分别切除。具有大体上C形的导体层分别形成为将在随后描述的第一裂环部31和第二裂环部32。第一裂环部31和第二裂环部32布置成相互重叠。在下文的描述中，开口 2a和2b可被统称为“开口 2”。
[0053]而且，将SR谐振器天线10和20依次分别形成在导电基板I上，使得SR谐振器天线10和20的形成有裂开部5a和5b的侧部在导电基板I的一个端面上暴露。在下文的描述中，裂开部5a和5b可被统称为“裂开部5”。在图1中将导体通孔3示意性示为灰色正方形。特别地，如图4所示，导体通孔3的每个具体结构是例如圆柱形通孔。沿开口 2的周向方向被示意性示为与导体通孔3相邻的白色正方形的部分，表示导电基板I。图4是根据第一示例性实施例的另一个天线装置的透视图。
[0054]描述了导电基板I的结构。图2是沿图1所示的线A-A截取的天线装置的剖面图。
[0055]如图2所示，导电基板I包括多个层，这些层被构造成将介电层35和导体层36交替地彼此层压。在示例性实施例中，在一个例子中，导电基板I在第一至第五层的每一层中包括介电层35和导体层36。沿第五层延伸的第六层仅包括导体层36。
[0056]为了简化描述，包括第一层的导体层36也被称为第一导体层36A，其中，第一层用作导体基板I的最外层表面。在图1所示的SR谐振器天线10和20中，将大体上C形的第一裂环部31a和第一裂环部31b依次分别形成在第一层中，第一层由第一导体层36A和介电层35构成。在下文的描述