專利名稱：使用相同技術(shù)的用于無線通信與便攜式無線裝置的天線的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及用于主要由便攜式電話等等使用的移動無線通信的一種天線，并涉及一種便攜式無線裝置。
最近幾年來，涉及便攜式電話等等的技術(shù)正在飛速地發(fā)展著。在便攜式電話終端中，天線是非常重要的設備之一，并且，隨著終端的小型化，天線也需要進行小型化和內(nèi)置(built-in)。
參考附圖將敘述用于移動無線通信的上述傳統(tǒng)天線的一個例子。
用于移動無線通信的傳統(tǒng)天線表示在圖21中。201是平面天線振子，202是饋電點，203，204是金屬導線而205是導電接地板(conductive ground plate)。天線振子201通過金屬導線203從饋電點202進行饋電。而且，天線振子201通過金屬導線204連接到導電接地板205上。
這通常是指平面反向F天線PIEA并且被作為小型天線使用在便攜式終端中。它的輻射特性表示在圖22中。
可是，由于上述的配置導致不平衡類型的天線，所以大電流進入到形成作為天線的裝置主體的接地板205中。代表性地表示了這個時候的電流的附圖如圖23所示。在這種情況下，當人體握住裝置主體時，天線的輸入阻抗改變很大從而輻射特性惡化。
考慮到在如上所述的傳統(tǒng)天線中存在的問題，本發(fā)明的一個目的是提供用于使用相同技術(shù)的移動無線通信的一種天線，以及便攜式無線裝置，其中減小了裝置主體的電流并且使人體對輻射特性的影響最小化等等。
圖1是本發(fā)明的第一實施例中的用于移動無線通信的天線的抽象電路圖。
圖2是本發(fā)明的第一實施例中的用于移動無線通信的天線的具體電路圖。
圖3A是表示天線之間的距離是窄的情況下的本發(fā)明第一實施例中的用于移動無線通信的天線圖。
圖3B是表示圖3A中的諧振頻率特性圖。
圖4是本發(fā)明的第二實施例中的用于移動無線通信的天線的具體電路圖。
圖5是本發(fā)明的第三實施例中的用于移動無線通信的天線的具體電路圖。
圖6是表示本發(fā)明的第三實施例中的用于移動無線通信的天線的天線振子的一個例子。
圖7是本發(fā)明的第四實施例中的用于移動無線通信的天線的具體電路圖。
圖8A是描述當本發(fā)明的第四實施例中的用于移動無線通信的天線的開關(guān)電路為斷開時的操作原理的類型圖。
圖8B是描述當本發(fā)明的第四實施例中的用于移動無線通信的天線的開關(guān)電路為導通時的操作原理的類型圖。
圖8C是在第四實施例中的天線的寬帶實現(xiàn)的說明圖。
圖9是本發(fā)明的第五實施例中的用于移動無線通信的天線的天線振子的放大圖。
圖10A是描述在本發(fā)明的第五實施例中的用于移動無線通信的天線的頻率f3上的操作原理的典型圖。
圖10B是描述在第五實施例中的用于移動無線通信的天線的頻率f4上的操作原理的典型圖。
圖10C是在第五實施例中的天線的寬帶實現(xiàn)的說明圖。
圖11是本發(fā)明的第六實施例中的用于移動無線通信的天線的天線振子的放大圖。
圖12A是描述在本發(fā)明的第六實施例中的用于移動無線通信的天線的頻率f5上的操作原理的類型圖。
圖12B是描述在第六實施例中的用于移動無線通信的天線的頻率f6上的操作原理的類型圖。
圖12C是在第六實施例中的天線的寬帶實現(xiàn)的說明圖。
圖13是表示本發(fā)明的第七實施例中的用于移動無線通信的天線的天線配置圖。
圖14是本發(fā)明的第七實施例中的用于移動無線通信的天線的俯視圖。
圖15A是表示本發(fā)明的第七實施例中的用于移動無線通信的天線的輻射特性圖。
圖15B是代表性地表示本發(fā)明的第七實施例中的用于移動無線通信的天線的電流分布圖。
圖16A是表示在本發(fā)明的第七實施例中的具有125mm長的接地板的用于移動無線通信的天線圖。
圖16B是表示在本發(fā)明的第七實施例中的具有125mm長的接地板的用于移動無線通信的天線的阻抗圖。
圖16C是表示在本發(fā)明的第七實施例中的具有60mm長的接地板的用于移動無線通信的天線圖。
圖16D是表示在本發(fā)明的第七實施例中的具有60mm長的接地板的用于移動無線通信的天線的阻抗圖。
圖17是表示本發(fā)明的第八實施例中的用于移動無線通信的天線的一種具體結(jié)構(gòu)圖。
圖18是表示本發(fā)明的第八實施例中的用于移動無線通信的天線的輻射特性圖。
圖19是表示本發(fā)明的第九實施例中的用于移動無線通信的天線的一種具體結(jié)構(gòu)圖。
圖20是在本發(fā)明的第十實施例中的便攜式無線裝置的分解透視圖。
圖21是用于移動無線通信的傳統(tǒng)天線的電路圖。
圖22是表示用于移動無線通信的傳統(tǒng)天線的輻射特性的圖表。
圖23是示意性地表示用于移動無線通信的傳統(tǒng)天線的電流分布圖。參考數(shù)描述101，102內(nèi)置式(Built-in)天線103，104饋電點105導電接地板106平衡不平衡電路111，112天線振子113-116金屬導線121，122開關(guān)電路123線圈124電容器141，142天線振子143電介質(zhì)基片144導電接地板145，146饋電點147，148通孔151電介質(zhì)電路基片152，153樹脂外殼(第一實施例)在下文中，將參考附圖描述在本發(fā)明的第一實施例中用于移動無線通信的天線。
圖1概括地表示了本發(fā)明的第一實施例中的用于移動無線通信的天線的電路圖。
在圖1中，101，102是內(nèi)置式天線，103是101的饋電點，104是天線102的饋電點而105是導電接地板。101和102是雙對稱的形狀并且軸向?qū)ΨQ地(附圖中的參考線100作為對稱軸)安排在導電接地板105上。而且，天線101，102大體上以相同的幅度而且大體上以180度的相同相位差進行饋電。例如，在饋電是從諸如同軸電纜等等之類的不平衡線路中產(chǎn)生時的情況下，使用如圖1所示的平衡不平衡轉(zhuǎn)換電路106。
具體地表示圖1的電路圖的一個圖表如圖2所示。在圖2中，111，112是平面天線振子，113，114，115，116是金屬導線而103，104是饋電點。天線振子111的饋電點103通過金屬導線113連接到平衡不平衡電路106。而且，天線振子111通過金屬導線115連接到導電接地板105上。而且，天線振子112的饋電點104通過金屬導線114連接到平衡不平衡電路106。并且，天線振子112通過金屬導線116連接到導電接地板105上。
圖1的天線101由圖2的天線振子111和金屬導線113，115構(gòu)成。同樣地，天線102由天線振子112和金屬導線114，116構(gòu)成。例如，使用矩形形狀的金屬板作為天線振子111，112并且由諸如銅版等等之類的金屬板構(gòu)成導電接地板105。
接下來，將描述本發(fā)明的操作原理。
在本實施例中具有對稱結(jié)構(gòu)的兩個天線101，102在接地板105上軸向?qū)ΨQ地排列。即，天線101和天線102是以圖中的對稱軸100為基礎的軸向?qū)ΨQ結(jié)構(gòu)并且進行配置以使大體上具有相同的面積和相同的周長(其由L表示)。
并且，在本實施例的天線中，在饋電點103和104處產(chǎn)生平衡饋電。如圖1所示，通常通過使用平衡不平衡電路106來產(chǎn)生平衡饋電。
由于如上的此類饋電方法，流向天線101，102的電流不取決于接地板105的形狀和尺寸或者天線101，102排列的位置，但是幾乎全部電流流進天線振子111，112，而幾乎沒有電流流進形成裝置主體的接地板105。為此緣故，即使人體持著該裝置主體，而天線101，102的輸入阻抗的改變依然很小。
結(jié)果，即使人體握住該裝置主體，天線101，102之間的阻抗匹配并且連接天線101，102的發(fā)射接收電路不漂移，從而能控制輻射特性的惡化。
如上所述，通過使用如同本實施例的具有對稱結(jié)構(gòu)的兩個內(nèi)置式天線來產(chǎn)生平衡饋電，則當人體持著該裝置主體時，引起輻射特性惡化的裝置主體的電流減小，從而控制由人體引起的輻射特性的惡化。
結(jié)果，減少人體影響的內(nèi)置式天線可以實現(xiàn)。
而且，在本實施例中，通過在兩個天線101，102(天線振子111，112)之間畫出一個接近不大于長度2L(相應于波長λ的長度)的10％(0.2L)的間距，長度2L大體上是天線101，102的周長L的兩倍，則兩天線之間的漂移電容(floating capacity)增加。
此情況表示在圖3A中。131是漂移電容。利用在有相同諧振頻率的兩個天線之間產(chǎn)生的電容，雙諧振被發(fā)展來充當如圖3B所示的平衡天線以使可以實現(xiàn)天線的寬帶。這里，圖3B是表示如圖3A所示的結(jié)構(gòu)中的諧振頻率特性圖。另外，在圖3B中，坐標軸是VSWR(電壓駐定波比voltage stabilizing waveratio)。
而且，在本實施例中，矩形形狀的金屬板被用于天線振子111和112?？墒?，即使使用除多邊形或圓形之外的其它形狀的金屬板，也可以獲得相同的效果。
而且，在本實施例中，兩個天線101和102排列在導電接地板105上。然而，即使沒有導電接地板，則他們依靠平衡饋電也可操作為天線并因此可以被配置從而不排列在導電接地板上。
通過以這樣的方式配置，可以實現(xiàn)這樣的結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中可去掉以往所需要的導電接地板，因此，該天線可設計為在尺寸更緊密、在重量上更輕。
另外，在沒有如上所述的導電接地板的情況下或者在排列了導電接地板但是沒有電連接到天線的情況下，天線的尺寸需要是上述情況的兩倍。在這種情況下，天線的周長L′和諧振波長λ之間的關(guān)系由L′＝λ來表示。例如，在導電接地板和天線之間的電連接是困難的情況下，這樣的一個結(jié)構(gòu)是有效的。
而且，在本實施例中，天線101，102是軸向?qū)ΨQ地排列。然而，如果沒有以這樣的方式排列，執(zhí)行平衡操作以便可以獲得相同的效果。
而且，在本實施例中，金屬導線115，116被用于把天線振子111和112連接到導電接地板105上。然而，也可通過利用金屬板進行該連接。
即使以這樣的方式進行配置，也不僅僅可以獲得相同的效果，而且可以增加結(jié)構(gòu)的強度。
而且，可以根據(jù)金屬導線接地或者金屬板接地來改變諧振頻率。
而且，在本實施例中，天線振子電接地在一個位置處。然而，它也可以接地在好幾個位置處。在多個位置處電接地可以實現(xiàn)天線的寬帶。
而且，在本實施例中，通過由金屬板和金屬導線構(gòu)成的天線振子來配置天線101和102。然而，通過用通過疊片電介質(zhì)構(gòu)成的電介質(zhì)基片(substrate)或者貼片天線(chip antenna)形成的天線也可以配置天線101和102。通過利用電介質(zhì)，可以達到更小型化(參考圖13)。
而且，在本實施例中，導電接地板105是通過諸如銅版等等之類的金屬板構(gòu)成。然而，即使由具有接地層的電介質(zhì)基片來構(gòu)成它，也可以獲得相同的效果(參考圖20)。(第二實施例)接下來，將參考附圖描述在本發(fā)明的第二實施例中的用于移動無線通信的天線。
該實施例的抽象電路圖與圖1相同。圖4表示本發(fā)明的第二實施例中的用于移動無線通信的天線的具體電路圖。
在圖4中，圖2的相同的參考數(shù)字被用于與第一實施例的相同組件，并且，因此省略了它的描述。
本實施例不同于第一實施例在于如果形成天線1的天線振子111的周長由a表示而形成天線2的天線振子112的周長由b表示，則長度a和b是互相不同的。
本實施例的天線與相應于大體上天線振子的周長的兩倍的長度的波長諧振。
因此，通過使兩個天線的周長互相不同，兩天線的諧振頻率都是可以移動的。因此在此方式下，可以實現(xiàn)平面反向F(flat-inverted-F)天線。
為了具體一些，如果a和b之間的差值不大于a的10％，則平衡饋電不會崩潰以便可以實現(xiàn)寬帶。
此外，在本實施例中，兩個天線101，102排列在導電接地板105上。然而，類似于第一實施例，也可以不排列在導電接地板上來對他們進行配置。
通過以這樣的方式配置，可以實現(xiàn)這樣的結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中可去掉已往所需要的導電接地板，因此，該天線可設計得尺寸更緊密、重量更輕。
而且，在本實施例中，天線101，102是軸向?qū)ΨQ的排列。然而，如果沒有以這樣的方式排列，執(zhí)行平衡操作以便可以獲得相同的效果。
而且，本實施例的天線的效果，即，諧振頻率可以改變的效果，可以通過改變饋電點和接地板金屬導線之間的物理關(guān)系甚至通過利用相同的周長的天線振子來實現(xiàn)。
在本實施例中，通過使兩個天線的周長不同來實現(xiàn)寬帶。然而，也可以通過改變饋電點和具有彼此相等的兩個天線的周長的接地板金屬導線之間的物理關(guān)系來實現(xiàn)寬帶。
而且，在本實施例中，類似于第一實施例，矩形金屬板被用于天線振子111，112中?？墒牵词故褂弥T如多邊形或圓形之類的其它形狀的金屬板，也可以獲得相同的效果。
而且，在本實施例中，類似于第一實施例，通過縮小兩個天線之間的間距可以實現(xiàn)天線的寬帶。(第三的實施例)接下來，將參考附圖描述在本發(fā)明的第三實施例中的用于移動無線通信的天線。
本實施例的抽象電路圖與圖1相同。圖5表示本發(fā)明的第三實施例中的用于移動無線通信的天線的具體電路圖。在圖5中，相同的參考數(shù)字被用于第一實施例的相同的組件并且，因此，其說明被省略。
本實施例不同于第一和第二實施例在于通過在多邊形形狀的金屬板中具有一個隙縫來配置天線振子111，112。本實施例的天線也諧振在相應于大體上周長兩倍的波長的那個頻率上。因此，正如本實施例中的利用這樣的方式獲得的該結(jié)構(gòu)，即使實現(xiàn)天線以相同頻率諧振也可以達到小型化。
而且，在本實施例中，隙縫排列在一個位置處。然而，如圖6所示，即使使用把隙縫排列在多個位置處的天線振子117，也可以獲得相同的效果。
而且，在本實施例中，兩個天線101和102排列在導電接地板105上。然而，類似于第一和第二實施例，也可以配置他們不排列在導電接地板上的結(jié)構(gòu)。
通過以這樣的方式配置，可以實現(xiàn)這樣的結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中可去掉以往所需要的導電接地板，因此，該天線可設計為在尺寸更緊密、在重量上更輕。
而且，在本實施例中，天線101和102是軸向?qū)ΨQ地排列。然而，如果沒有以這樣的方式排列，執(zhí)行平衡操作以便可以獲得相同的效果。
而且，在本實施例中，由于通過改變饋電點和接地板金屬導線之間的物理關(guān)系可以改變諧振頻率并且又由于通過使用用于接地的多個接地金屬導線可以實現(xiàn)寬帶，所以可以獲得與第一和第二實施例相同的效果。
而且，甚至通過使兩個天線的周長長度不同，也可以實現(xiàn)寬帶因此可以獲得與第二實施例相同的效果。
而且，在本實施例中，具有隙縫插入在其中的多邊形形狀的金屬板被用在天線振子111和112中。可是，即使使用具有隙縫插入在其中的圓形形狀的金屬板，也可以獲得相同的效果。
而且，在本實施例中，類似于第一和第二實施例，通過縮小兩個天線之間的間距可以實現(xiàn)天線的寬帶。(第四實施例)接下來，將參考附圖描述在本發(fā)明的第四實施例中的用于移動無線通信的天線。
本實施例的抽象電路圖與圖1相同。圖7是本發(fā)明的第四實施例中的用于移動無線通信的天線的具體電路圖。
在圖7中，相同的參考數(shù)字被用于與第三實施例的相同的組件，并且，因此其說明被省略。121，122是開關(guān)電路。對于該開關(guān)電路，例如，使用二極管。
以這樣的方式配置該實施例，該開關(guān)電路插入到天線振子111，112的隙縫部分的一部分。在這里，將參考圖8敘述該操作原理。
圖8A，圖8B是放大了本實施例中的天線振子的典型圖。
當開關(guān)電路是斷開(圖8A)時，天線振子以相應于大體上天線振子111，112的周長d1兩倍的波長的那個頻率諧振。在這個時候諧振頻率由f1表示。
另一方面，當開關(guān)電路是導通(圖8B)時，因為由于該開關(guān)插入在其中而使周長看起來好像它短切(short-cut)了隙縫部分，所以振子以相應于大體上周長d2的兩倍的波長的那個頻率諧振。如果在這個時候諧振頻率由f2表示，則f2變得比f1更高(圖8C)。
通過以這樣的方式配置，當開關(guān)電路是斷開時的諧振頻率f1和當它是導通時的諧振頻率f2可以改變。并且通過控制隙縫的長度和它的數(shù)目，可以隨機地設置方式，在其中諧振頻率改變。
結(jié)果，可以實現(xiàn)天線的寬帶(圖8C)。
在實施例中，隙縫是排列在一個位置上?？墒牵词鼓抢锱帕辛硕鄠€隙縫，也可以獲得相同的效果。在這個時候，即使該開關(guān)電路被排列在多個位置處，也可以獲得相同的效果。
而且，在本實施例中，開關(guān)電路由二極管構(gòu)成?？墒?，即使開關(guān)電路由例如諸如晶體管等等之類的其他元件構(gòu)成，也可以獲得相同的效果。
而且，在本實施例中，兩個天線101，102排列在導電接地板105上。然而，類似于第一、第二和第三實施例，也可以以這樣的方式構(gòu)成該結(jié)構(gòu)，即，該天線沒有排列在導電接地板上。
通過以這樣的方式配置，可以實現(xiàn)這樣的結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中可去掉已往所需要的導電接地板，因此，該天線可設計為在尺寸更緊密、在重量上更輕。
而且，在本實施例中，天線101，102是軸向?qū)ΨQ地排列。然而，如果沒有以這樣的方式排列，執(zhí)行平衡操作以便可以獲得相同的效果。
而且，在本實施例中，具有隙縫插入在其中的多邊形形狀的金屬板被用在天線振子111和112中?？墒?，即使使用具有隙縫插入在其中的圓形形狀的金屬板，也可以獲得相同的效果。
而且，在本實施例中，類似于第一、第二和第三實施例，通過縮小兩個天線之間的間距可以實現(xiàn)天線的寬帶。
而且，在本實施例中，由于通過改變饋電點和接地板金屬導線之間的物理關(guān)系可以改變諧振頻率并且又由于通過使用用于接地的多個接地金屬導線可以實現(xiàn)寬帶，所以可以獲得與第一、第二和第三實施例相同的效果。
而且，甚至通過使兩個天線的周長長度不同，也可以實現(xiàn)寬帶因此可以獲得與第二實施例相同的效果。(第五實施例)接下來，將參考附圖描述在本發(fā)明的第五實施例中的用于移動無線通信的天線。
本實施例的抽象電路圖與圖1相同，并且由于具體電路圖與圖7是相同的，所以被省略。
圖9是放大了本實施例中的天線振子部分的圖。123是一個線圈而124是一個電容器。線圈123和電容器124串聯(lián)連接并且形成串聯(lián)諧振電路。與第四實施例不同的是由線圈123和電容器124構(gòu)成的串聯(lián)諧振電路使用于開關(guān)電路中。
在這里，將參考圖10敘述該操作原理。
如圖10A到圖10C所示，相應于大體上天線振子的周長d3兩倍的波長的那個頻率由f3表示，相應于大體上天線振子的周長d4兩倍的波長的那個頻率由f4表示并且串聯(lián)諧振電路的諧振頻率(參考圖9)由f4表示。在頻率f3的情況下，串聯(lián)諧振電路的阻抗很大并且電路幾乎電斷開。為此緣故，天線以f3諧振(參考圖10A)。
另一方面，在f4的情況下，串聯(lián)諧振電路的阻抗是接近于0歐姆并且該電路電接通。為此緣故，由于天線振子的周長看上去像d4，則該天線甚至以頻率f4諧振(圖10B)。
因此，如本實施例利用這樣的方式獲得的該結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)多諧振天線而不必利用開關(guān)操作以實現(xiàn)寬帶(圖10C)。
而且，在本實施例中，串聯(lián)諧振電路是由線圈和電容器構(gòu)成的?？墒牵词顾怯芍T如分布常數(shù)線路等等之類的其他電路構(gòu)成的，也可以獲得相同的效果。
而且，在本實施例中，隙縫是排列在一個位置上?？墒?，即使那里排列了多個隙縫，也可以獲得相同的效果。在這個時候，即使該開關(guān)電路被排列在多個位置處，也可以獲得相同的效果。
而且，在本實施例中，兩個天線101，102排列在導電接地板105上。然而，類似于第一、第二、第三和第四實施例，也可以以這樣的方式構(gòu)成該結(jié)構(gòu)，即，該天線沒有排列在導電接地板上。
通過以這樣的方式配置，可以實現(xiàn)這樣的結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中可去掉以往所需要的導電接地板，因此，該天線可設計為在尺寸更緊密、在重量上更輕。
而且，在本實施例中，天線101和102是軸向?qū)ΨQ地排列。然而，如果沒有以這樣的方式排列，執(zhí)行平衡操作以便可以獲得相同的效果。
而且，在本實施例中，具有隙縫插入在其中的多邊形形狀的金屬板被用在天線振子111和112中?？墒牵词故褂镁哂邢犊p插入在其中的圓形形狀的金屬板，也可以獲得相同的效果。
而且，在本實施例中，類似于第一、第二、第三和第四實施例，通過縮小兩個天線之間的間距可以實現(xiàn)天線的寬帶。
而且，在本實施例中，由于通過改變饋電點和接地板金屬導線之間的物理關(guān)系可以改變諧振頻率并且又由于通過使用用于接地的多個接地金屬導線可以實現(xiàn)寬帶，所以可以獲得與第一、第二、第三以及第四實施例相同的效果。
而且，甚至通過使兩個天線的周長長度不同，也可以實現(xiàn)寬帶因此可以獲得與第二實施例相同的效果。(第六實施例)接下來，將參考附圖描述在本發(fā)明的第六實施例中的用于移動無線通信的天線。
本實施例的抽象電路圖與圖1相同，并且由于具體電路圖與圖7是相同的，所以被省略。
圖11是放大了本實施例中的天線振子部分的圖。123是一個線圈而124是一個電容器。線圈123和電容器124串聯(lián)連接并且形成串聯(lián)諧振電路。
與第五實施例不同的是由線圈123和電容器124構(gòu)成的串聯(lián)諧振電路使用于開關(guān)電路中。
在這里，將參考圖12A到圖12C來敘述該操作原理。
如圖12A到圖12C所示，相應于大體上天線振子的周長d5兩倍的波長的那個頻率由f5表示，相應于大體上天線振子的周長d6兩倍的波長的那個頻率由f6表示并且串聯(lián)諧振電路的諧振頻率(參考圖11)由f5表示。在頻率f5的情況下，串聯(lián)諧振電路的阻抗很大并且電路幾乎電切斷連接。為此，天線以f5諧振。
另一方面，在f6情況下，通過選擇一個電感值使得充分地降低線圈的阻抗，使并聯(lián)諧振電路的阻抗到達0歐姆并且該電路電導通。為此緣故，天線振子的周長看上去像d6并且該天線甚至以頻率f6諧振。
因此，如本實施例利用這樣的方式獲得的該結(jié)構(gòu)，類似于第五實施例的情況，可以實現(xiàn)多諧振天線而不必執(zhí)行開關(guān)從而可以實現(xiàn)寬帶。在其它方面也可以獲得與第五實施例相同的效果。
另外，在本實施例中，并聯(lián)諧振電路是由線圈和電容器構(gòu)成的。可是，即使它是由諸如分布常數(shù)線路等等之類的其他電路構(gòu)成的，也可以獲得相同的效果。
而且，在本實施例中，具有隙縫插入在其中的多邊形形狀的金屬板被用在天線振子111和112中。可是，即使使用具有隙縫插入在其中的圓形形狀的金屬板，也可以獲得相同的效果。(第七實施例)在下文中，將參考附圖描述在本發(fā)明的第七實施例中的用于移動無線通信的天線。概括地表示電路圖的圖表與圖7的相同。
圖13表示了本發(fā)明的第七實施例中的用于移動無線通信的天線的結(jié)構(gòu)。
在電介質(zhì)基片143上形成矩形形狀的天線振子141，142而在接地板144上形成該電介質(zhì)基片143。例如，介電常數(shù)3.6的絕緣體被用于電介質(zhì)基片143。它的尺寸為長度30mm，短側(cè)為15mm和厚3.2mm并且在那上面形成的該天線振子的尺寸為13mm×12.8。而且，接地板144是長125mm、寬35mm的金屬板。
電介質(zhì)基片143和接地板144之間的物理關(guān)系是如此以使把電介質(zhì)基片的尾端部1排列在離接地板144的尾端部1縱向偏移2mm的位置，如圖13所示。即，電介質(zhì)基片143排列在從接地板144的長度中心偏移的位置處。從電介質(zhì)基片143的尾端部2到接地板的尾端部2的距離是108mm。另一方面，該兩部分大致排列在靠短側(cè)的中心處。
接下來，圖13的俯視圖如圖14所示。
145，146是饋電點而147，148是通孔。天線振子141，142通過該通孔接地到接地板144上。
為了進行天線的阻抗匹配，饋電點145，146安排在非常接近通孔147，148處。
而且，饋電點145，146被排列接近于天線振子141，142的圖中的低端側(cè)，那就是說，接近于電介質(zhì)基片尾端部2并且在與其他天線振子反向的那側(cè)的位置(接近于附圖中的電介質(zhì)基片143的中心部分)。同時，在實施例中，在其中描述是天線振子排列在接近于接地板144的附圖中的上端部的位置中?？墒牵喾吹?，如果天線振子排列在接近于接地板的低端部的位置中，則上述饋電點將安排在接近于電介質(zhì)基片尾端部1的位置中。
即，如果電介質(zhì)基片尾端部11和接地板144的尾端部144a之間的距離與電介質(zhì)基片尾端部2和接地板144的尾端部144b之間的距離進行比較，則將選擇離遠距離的電介質(zhì)尾端部近一點的位置而不是選擇近距離的位置。
因此，與饋電點145(146)和通孔147(148)兩個都安排在天線振子141(142)的中央部分或者這兩個點都孤立安排在天線振子的兩端的情況進行比較，則這種情況將證明這樣一個效果，即，天線的輻射特性進一步增強。
至于饋電方法，類似于如上所述實施例，在饋電點145和146之間的相位差大體上設置為180度的位置執(zhí)行平衡饋電。作為用于實現(xiàn)此類饋電的一種方法，例如，諸如U型平衡不平衡轉(zhuǎn)換電路等等之類的平衡不平衡的轉(zhuǎn)換電路106被使用。
實施例的天線的輻射特性如圖15A所示。
應該理解，本實施例的天線不同于表示現(xiàn)有技術(shù)的不平衡類型的天線的輻射特性的圖22，但是他們給出了類似于通過如圖15B所示的偶極天線的電流分布產(chǎn)生的輻射特性的特性。
據(jù)此，在本實施例的天線中，幾乎全部電流流進天線振子而流進接地板的電流很小。
接下來，在實施例中該天線圖中的接地板的長度改變，而該天線圖和相應于長度上的每個改變的阻抗特性圖表示在圖16A到圖16D中。即，圖16A是接地板144a的長度為125mm的情況而此天線的特性圖如圖16B所示。又，圖16C是接地板144b的長度為60mm的情況而此天線的特性圖如圖16D所示。
據(jù)此，天線的阻抗幾乎不由接地板的長度改變。據(jù)此，電流幾乎不流進接地板。
因此，如本實施例一樣，利用以這樣的方式獲得的該結(jié)構(gòu)，通過從與縱向的接地板的尾端部側(cè)反向的尾端部側(cè)執(zhí)行平衡饋電可以減少裝置主體的電流，天線振子排列在縱向的接地板上。
結(jié)果，在人體握住本裝置的主體時可以減少輻射特性的惡化。而且，在本實施例中，通孔是排列在一個位置上?？墒?，即使它排列在多個位置上，也可以獲得相同的效果。
而且，除了此方面之外，可以獲得與第一實施例的相同的效果。
在上述的第一到第七實施例的每一個中，通過利用不平衡類型的天線的兩段來執(zhí)行平衡操作，則流進裝置主體的電流可以減小。
結(jié)果，在人體握住本裝置的主體時可以減少對天線特性的影響。(第八實施例)接下來，將參考附圖描述在本發(fā)明的第八實施例中的用于移動無線通信的天線。概括地表示電路圖的圖表與圖1相同。
圖17表示本發(fā)明的第八實施例中的用于移動無線通信的天線的天線結(jié)構(gòu)。本實施例的基本的結(jié)構(gòu)與如圖2所述的第一實施例的結(jié)構(gòu)相同。在圖17中，相同的參考數(shù)字附加到圖2的相同的組件上。
在本實施例中，天線振子111，112的尺寸，饋電點103，104的位置，連接到導電接地板105的金屬導線115，116的位置以及該天線振子和該導電接地板之間的距離表示在圖17中。金屬導線115，116排列在每個天線振子外部而該饋電點排列這離那里3.5mm的內(nèi)部。
在本實施例中，類似于第一實施例，以饋電點103和104之間大體上180度的相位差執(zhí)行平衡饋電。結(jié)果，類似于第一實施例的情況，由于電流幾乎不流進形成裝置主體的導電接地板105，在人體握住本裝置的主體時可以減少輻射特性的惡化。
本實施例的天線的輻射特性如圖18所示。輻射特性表明在+X方向上觀測到最大的輻射，由該+X方向定義一個坐標軸如圖18所示。這是因為當與導電接地板短路的金屬導線的位置移動到+z方向上時，天線振子上的電流總值為最大。通常，當人體握住本裝置的主體時并且假定通過電話通話的情形下，+X方向與人體的頭部反向(參考圖20)。即，通過使強烈地在+X方向上發(fā)射，在人體假定通過電話通話的情形時由人體引起的天線特性的惡化可以減小。
而且，在本實施例中，通過由金屬板、金屬導線構(gòu)成的天線振子來配置天線101，102。然而，通過用通過疊片絕緣體構(gòu)成的絕緣的基片(substrate)或者貼片天線(chip antenna)形成的天線也可以構(gòu)成天線101和102。通過利用該電介質(zhì)，可以更進一步實現(xiàn)小型化。
而且，在本實施例中，由諸如銅版等等之類的金屬板來配置導電接地板105?？墒牵词顾怯删哂薪拥貙拥碾娊橘|(zhì)基片構(gòu)成的，也可以獲得相同的效果。(第九實施例)接下來，將參考附圖描述在本發(fā)明的第九實施例中的用于移動無線通信的天線。概括地表示電路圖的圖表與圖1相同。
圖19表示在本發(fā)明的第九實施例中的用于移動無線通信的天線的結(jié)構(gòu)。本實施例的基本的結(jié)構(gòu)與如圖2所述的第一實施例的結(jié)構(gòu)相同。在圖19中，相同的參考數(shù)字附加到圖2的相同的組件上。
在本實施例中，天線振子111，112的尺寸，饋電點103，104的位置，連接到導電接地板105的金屬導線115，116的位置以及該天線振子和該導電接地板之間的距離表示在圖19中。兩個天線振子111，112都排列在導電接地板105的上面?zhèn)炔?在附圖中的接近導電接地板105的上端部的附近)。在這個時候，把兩個金屬導線115，116和饋電點進行排列使得被連接到每個天線振子和導電接地板105的上側(cè)部分上。
在本實施例中，類似于第一實施例，以饋電點103和104之間大體上180度的相位差執(zhí)行平衡饋電。結(jié)果，類似于第一實施例的情況，由于電流幾乎不流進形成裝置主體的導電接地板105，在人體握住本裝置的主體時可以減少輻射特性的惡化?？墒?，因為電流極端地集中在饋電線和短路板上，除了兩個饋電點的位置是完全相同的情況外，電流最后在導電接地板上的在饋電點之間流動。類似地，電流最后也同樣在短路板之間流動。為此緣故，當人體持著本裝置的主體時，手指和導電接地板上的饋電點以及短路板之間的距離變得越短，則天線特性變得越惡化。因此，通過把短路板和每個天線振子的上側(cè)部分上的饋電點安排如圖19所示，則手指和短路板以及饋電點之間的距離可以變得更遠以使由人體引起的天線特性的惡化可以降低。
而且，在本實施例中，通過由金屬板、金屬導線構(gòu)成的天線振子來配置天線101，102。然而，通過用通過疊片電介質(zhì)構(gòu)成的電介質(zhì)基片(substrate)或者片天線(chip antenna)形成的天線也可以配置天線101和102。通過利用該電介質(zhì)，可以更進一步實現(xiàn)小型化。
另外，在本實施例中，由諸如銅版等等之類的金屬板來配置導電接地板105。可是，即使它是由具有接地層的電介質(zhì)基片構(gòu)成的，也可以獲得相同的效果。
此外，饋電線與短路板的排列不限制為圖19，但是最好為至少當人體持著本裝置的主體時距離手指的距離變得更遠的任意位置。(第十實施例)接下來，將參考附圖描述在本發(fā)明的第十實施例中的便攜式無線裝置。
圖20是從后側(cè)看到的本發(fā)明的第十實施例中的便攜式無線裝置的分解透視圖。
使用的天線與第一實施例的相同。在圖20中，相同的參考數(shù)字被附加到第一實施例的相同的組件并且，因此，其說明被省略。
在圖20中，151是電介質(zhì)電路基片。152是由樹脂制成的背部外殼，其覆蓋了電介質(zhì)電路基片151的背部，而153是由樹脂制成的背部外殼，其覆蓋了電介質(zhì)電路基片151的背部而且，在背部外殼153上，在隙縫的外形中的耳機153a排列在相應于排列在電介質(zhì)電路基片151上的揚聲器(未示出)位置的那位置中，而在隙縫的外形中的耳機1 53b排列在相應于麥克風(未示出)位置的那位置中。
電介質(zhì)電路基片151在表面上具有一個層并在背面上具有一個接地層，在該表面上附著了各種電路部分，并且電介質(zhì)電路基片151使用接地層作為第一實施例中的天線的接地板。
即，金屬導線115，116連接到電介質(zhì)電路基片151的該接地層。而且，電介質(zhì)電路基片151的表面和存在于天線振子11 1上的饋電點103經(jīng)金屬導線113連接。以相同的方式，電介質(zhì)電路基片151的表面和存在于天線振子112上的饋電點104經(jīng)金屬導線114連接。
便攜式無線裝置具有一個外形，在其中電介質(zhì)電路基片151和天線振子111，112由樹脂制成的外殼152，153覆蓋著。而且，以這樣的方式來配置外殼152，153，即當裝配時，他們整體地聯(lián)合在一起。
在本實施例中，同樣，類似于第一實施例，由于電流幾乎不流進是天線接地板的電介質(zhì)電路基片151的接地層，所以即使當人體持著便攜式無線裝置時，天線特性也沒有惡化。即，該天線執(zhí)行與第一實施例的情況相同的操作，從而實現(xiàn)人體幾乎不影響天線特性的便攜式無線裝置。
而且，在本實施例中，電介質(zhì)電路基片配置為這樣一個層，其中各種電路部分附著在表面上和配置為接地層的背部上?？墒?，即使以別的方式配置他們，也可以獲得相同的效果。而且，即使使用多層基片，也可以獲得相同的效果。
另外，在本實施例中，天線被規(guī)定為那些具有與第一實施例相同結(jié)構(gòu)的天線。然而，也可以使用第二到第七實施例的任一個的天線。在這種情況下，同樣，由于天線執(zhí)行與每個實施例情況相同的操作，所以可以獲得與每個實施例情況相同的效果。即，可以實現(xiàn)這樣的便攜式無線裝置，在其中，人體幾乎不影響天線特性。
此外，人們通常需要便攜式無線裝置在尺寸上達到人可以攜帶的尺度。在本實施例的便攜式無線裝置的情況下，當操作在UHF頻帶(特高頻帶)之上的頻率上時，由于使用的天線的尺寸和長度之間的關(guān)系，該無線裝置可以配置為人可以攜帶的尺寸而沒有任何障礙。
而且，在如上所述的實施例中，對于天線排列在接地板上并電連接到接地板上進行描述?？墒?，例如，不限制于此，天線可以不電連接到接地板上?；蛘呓拥匕灞旧砜梢允遣豢捎玫摹Ａ硗?，天線不必直接地排列在接地板，但是可以排列在接地板的附近地區(qū)。
而且，在如上所述的實施例中，對天線的饋電相位差大體上為180度情況進行了描述。可是，不限制于此，饋電相位差可以是大致180±30度的范圍。
而且，在如上所述的實施例中，對振子的結(jié)構(gòu)是雙對稱的情況進行了描述?？墒?，不限制于此，每個振子的外形可以是不同的結(jié)構(gòu)。
而且，在如上所述的實施例中，對天線振子的結(jié)構(gòu)大體上是雙對稱的情況進行了描述?？墒?，不限制于此，例如，兩個天線振子的排列可以偏移軸向?qū)ΨQ的位置。
從上面的描述事實上很清楚，本發(fā)明可以提供用于移動無線通信的天線以及利用相同的技術(shù)的便攜式無線裝置，在該移動無線裝置中，裝置主體的電流減少并且人體的影響被最小化。
權(quán)利要求
1.一種用于移動無線通信的天線，包括兩個天線，其中所述兩個天線的饋電相位大體上互不相同。
2.如權(quán)利要求1所述的用于移動無線通信的天線，其中，所述兩個天線之間的饋電相位的差值大體上是180度。
3.如權(quán)利要求1所述的用于移動無線通信的天線，其中，所述兩個天線排列在接近接地板的附近。
4.如權(quán)利要求3所述的用于移動無線通信的天線，其中，所述兩個天線是相同的形狀，而且，兩個天線各自的周長或者是相同的或者是相互不同的。
5.如權(quán)利要求4所述的用于移動無線通信的天線，其中，所述兩個天線排列在使他們變成大體上軸向?qū)ΨQ的位置上。
6.如權(quán)利要求3所述的用于移動無線通信的天線，包括連接到每個天線的饋電點，其中，所述兩個天線的每一個是多邊形或者圓形并且所述兩個天線的每一個至少在一個位置由與所述接地板電短路的金屬板構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求5所述的用于移動無線通信的天線，包括連接到每個天線的饋電點，其中，所述兩個天線的每一個是多邊形或者圓形并且所述兩個天線的每一個至少在一個位置由與所述接地板電短路的金屬板構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求7所述的用于移動無線通信的天線，其中，隙縫至少安置在所述金屬板的一個位置處。
9.如權(quán)利要求8所述的用于移動無線通信的天線，其中，能夠電連接隙縫開路端的開關(guān)電路連接到所述隙縫。
10.如權(quán)利要求9所述的用于移動無線通信的天線，其中，所述開關(guān)電路由串聯(lián)諧振電路構(gòu)成。
11.如權(quán)利要求9所述的用于移動無線通信的天線，其中，所述開關(guān)電路由并聯(lián)諧振電路構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求1到11的任何一個所述的用于移動無線通信的天線，其中，在電介質(zhì)基片上形成所述兩個天線。
13.一種用于移動無線通信的天線，包括大體矩形形狀的一個導電接地板；一個電介質(zhì)基片，排列在接近于與作為基底的縱向?qū)щ娊拥匕宓闹行奈恢玫乃鰞啥瞬康牧硗庖欢瞬康母浇? 以及在所述電介質(zhì)基片上形成的大體矩形形狀的兩個天線振子，其中，所述兩個天線的每一個具有一個饋電點和至少一個通孔并通過該通孔與所述導電接地板電短路。
14.如權(quán)利要求13所述的用于移動無線通信的天線振子，其中，所述兩個天線振子之間的饋電相位差大體上是180度。
15.如權(quán)利要求13所述的用于移動無線通信的天線，其中，所述兩個天線振子大體上是軸向?qū)ΨQ的結(jié)構(gòu)。
16.如權(quán)利要求13所述的用于移動無線通信的天線，其中，每個所述饋電點和每個所述通孔安排在它們的任一個變成軸向?qū)ΨQ的位置處。
17.如權(quán)利要求13所述的用于移動無線通信的天線，其中，所述兩個天線之間的距離或者所述兩個天線振子之間的距離是一個不大于十分之一波長的長度，該波長相應于大體上每個所述天線或者每個所述天線振子的周長兩倍的長度。
18.如權(quán)利要求14所述的用于移動無線通信的天線，其中，每個所述饋電點和每個所述通孔安排在它們的任一個變成軸向?qū)ΨQ的位置處。
19.如權(quán)利要求14所述的用于移動無線通信的天線，其中，所述兩個天線之間的距離或者所述兩個天線振子之間的距離是一個不大于十分之一波長的長度，該波長相應于大體上每個所述天線或者每個所述天線振子的周長兩倍的長度。
20.如權(quán)利要求15所述的用于移動無線通信的天線，其中，每個所述饋電點和每個所述通孔安排在它們的任一個變成軸向?qū)ΨQ的位置處。
21.如權(quán)利要求15所述的用于移動無線通信的天線，其中，所述兩個天線之間的距離或者所述兩個天線振子之間的距離是一個不大于十分之一波長的長度，該波長相應于大體上每個所述天線或者每個所述天線振子的周長兩倍的長度。
22.如權(quán)利要求13到21的任一個所述的用于移動無線通信的天線，進一步包括用于對所述兩個天線或者所述兩個天線振子進行饋電的平衡不平衡電路。
23.如權(quán)利要求6所述的用于移動無線通信的天線，其中，每個所述金屬板是矩形形狀并且在每一部分中，安排在大體上軸向?qū)ΨQ的位置中的所述兩個金屬板的每一個與所述接地板電短路，而該每一部分是在接近于所述金屬板的外圍部分的附近。
24.如權(quán)利要求7所述的用于移動無線通信的天線，其中，每個所述金屬板是矩形形狀并且在每該部分中，安排在大體上軸向?qū)ΨQ的位置中的所述兩個金屬板的每該個與所述接地板電短路，而該每該部分是在接近于所述金屬板的外圍部分的附近。
25.如權(quán)利要求23所述的用于移動無線通信的天線，其中，所述部分是在接近于與每個分別側(cè)反向的一側(cè)附近，在每個分別側(cè)處，所述金屬板以所述軸向?qū)ΨQ方式彼此面對面地排列，從所述部分查看，每個所述天線從接近于所述金屬板的中央部分的附近進行饋電。
26.如權(quán)利要求24所述的用于移動無線通信的天線，其中，所述部分是在接近于與每個分別側(cè)反向的一側(cè)附近，在每個分別側(cè)處，所述金屬板以所述軸向?qū)ΨQ方式彼此面對面地排列，從所述部分查看，每個所述天線從接近于所述金屬板的中央部分的附近進行饋電。
27.如權(quán)利要求23所述的用于移動無線通信的天線，其中，所述兩個天線通過傾向于作為基底的所述接地板的中央部分的那兩側(cè)的一個來進行排列，并且每個所述部分和每個所述饋電點排列在接近于所述一側(cè)的附近。
28.如權(quán)利要求24所述的用于移動無線通信的天線，其中，所述兩個天線通過傾向于作為基底的所述接地板的中央部分的那兩側(cè)的一個來進行排列，并且每個所述部分和每個所述饋電點排列在接近于所述一側(cè)的附近。
29.如權(quán)利要求23所述的用于移動無線通信的天線，其中，在電介質(zhì)上形成所述兩個天線。
30.如權(quán)利要求24所述的用于移動無線通信的天線，其中，在電介質(zhì)上形成所述兩個天線。
31.如權(quán)利要求1到11的任一個所述的用于移動無線通信的天線，其中，工作頻帶在UHF頻帶之上。
32.如權(quán)利要求13到21的任一個所述的用于移動無線通信的天線，其中，工作頻帶在UBF頻帶之上。
33.如權(quán)利要求23到30的任一個所述的用于移動無線通信的天線，其中，工作頻帶在UBF頻帶之上。
34.一種便攜式無線裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求3到11的任一個的用于移動無線通信的天線，所述天線利用所述接地層作為具有接地層的電介質(zhì)電路基片上的接地板，其中，所述電介質(zhì)電路基片和所述天線或者天線振子覆蓋著由樹脂制成的外殼。
35.一種便攜式無線裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求13到21的任一個的用于移動無線通信的天線，所述天線利用所述接地層作為具有接地層的電介質(zhì)電路基片上的接地板，其中，所述電介質(zhì)電路基片和所述天線或者天線振子覆蓋著由樹脂制成的外殼。
36.一種便攜式無線裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求23到30的任一個的用于移動無線通信的天線，所述天線利用所述接地層作為具有接地層的電介質(zhì)電路基片上的接地板，其中，所述電介質(zhì)電路基片和所述天線或者天線振子覆蓋著由樹脂制成的外殼。
全文摘要
一種用于移動無線通信的天線,其中具有雙對稱形狀的兩個內(nèi)置式天線101,102排列在接地板105的軸向?qū)ΨQ的位置并且,通過利用平衡不平衡轉(zhuǎn)換電路106以相同的幅度和180度的相位差對兩個天線進行饋電,從而執(zhí)行平衡操作。
文檔編號H01Q1/38GK1308382SQ0013233
公開日2001年8月15日 申請日期2000年10月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月18日
發(fā)明者松吉俊滿, 小川晃一, 巖井浩 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社