專利名稱：天線設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于發(fā)送和接收無線電信號的天線設(shè)備。具體地說，本發(fā)明涉及一種能夠應(yīng)用于無線通信系統(tǒng)的超寬帶、小尺寸的天線設(shè)備，這種無線通信系統(tǒng)使用超寬帶頻帶比如用于發(fā)送和接收的超寬帶通信。
更具體地說，本發(fā)明涉及根據(jù)通過絕緣襯底的中間體彼此相對地設(shè)置輻射導體和參考導體(接地導體)構(gòu)造的接線天線方案的天線設(shè)備。此外，更具體地，本發(fā)明涉及一種在寬帶中具有單向性的薄的微帶接線天線。
背景技術(shù)：
近年來，隨著處理速度的增加和價格的降低，人們越來越需要無線LAN系統(tǒng)。如今，特別是，通過在人們周圍的多個電子設(shè)備之間構(gòu)造小規(guī)模的無線網(wǎng)絡(luò)，引入了使用個人局域網(wǎng)(PAN)進行信息通信。例如，有各種不同的無線通信系統(tǒng)使用不需要管理的法定機構(gòu)許可的頻帶比如2.4GHz和5GHz頻帶。
近年來，對于作為用于短距離、超高速度傳輸?shù)臒o線系統(tǒng)的“超寬帶(UWB)通信”尤其引起了人們的注意。期望UWB通信是商業(yè)上可得到的。UWB通信系統(tǒng)被設(shè)計為用于通過將數(shù)據(jù)從例如3GHz擴散到10GHz的超寬頻帶發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的無線通信。當前，IEEE802.15.3工作組等正討論對超寬帶通信的存取控制系統(tǒng)。
包括無線LAN的無線通信使用天線進行信息發(fā)射?？梢允褂酶鞣N類型的天線。具體地，通過將數(shù)據(jù)擴展到超寬頻帶，寬帶天線可用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的UWB通信。小天線對于無線設(shè)備的小型化和重量輕有作用。
例如，公知的微帶接線天線是薄天線。即，這種天線設(shè)備通過絕緣襯底的中間體彼此相對地設(shè)置輻射導體和參考導體構(gòu)造。一般地，將輻射導體成形為矩形或圓形，雖然沒有具體地規(guī)定。絕緣襯底插入在輻射導體和參考導體之間并且薄至大約為無線頻率波長的十分之一或更小。因此，微帶接線天線可以被構(gòu)造為很薄。此外，通過蝕刻雙面銅包層的絕緣襯底可以相對容易地制造微帶接線天線。即，微帶接線天線的特征在于相對容易地制造或容易地與電路襯底集成。
附圖7所示為微帶接線天線和它的阻抗匹配電路的實例的結(jié)構(gòu)。輻射導體成形為如附圖7所示的矩形或者圓形。介電材料用于絕緣材料并且具有無線頻率波長的大約十分之一的厚度，即很薄。實際上，通常通過蝕刻雙面銅包層的絕緣襯底可以相對容易地制造微帶接線天線。因此，微帶接線天線可以被相對容易地制造或容易地與電路襯底集成。
在具有上述結(jié)構(gòu)的微帶接線天線在最低的模式(或者矩形天線的TM10-模式)中激勵時，該天線指示大致沿z-軸方向的單向輻射的方向性。存在大約幾dBi的方向增益。因為激勵，在具有從中心稍稍偏離的位置上提供饋送點。調(diào)節(jié)偏移長度使它校準到50歐姆。
微帶接線天線本身使用窄的工作帶。這種微帶接線天線不適合于使用寬帶作為工作帶的PAN系統(tǒng)等。根據(jù)設(shè)計參數(shù)，小于或等于VSWR2的帶寬具有大約幾個百分點的電平。這種缺陷極大地限制了可應(yīng)用的范圍。
在另一方面，提供了一種包括通過到電源的饋線連接的參考導體和輻射導體的寬帶天線設(shè)備。參考導體和輻射導體都被設(shè)置成至少它的一部分彼此相對。中間襯底置于在參考導體和輻射導體的相對部分之間。在工作無線頻率上，中間襯底指示約大于或等于0.1并小于或等于10的導電性。因此，該天線設(shè)備在寬帶上可以提供足夠的增益。原因如下。提供在參考導體和輻射導體之間具有約大于或等于0.1并小于或等于10的導電性的襯底。該襯底的特征在于這種導電性可能在參考導體和輻射導體之間產(chǎn)生恰當?shù)男盘栃孤?例如，參見專利文獻1)。
此外，提供一種薄寬帶天線設(shè)備，該天線設(shè)備包括通過到電源的饋線連接的參考導體和輻射導體。參考導體和輻射導體在一極附近彼此相對平行地設(shè)置。磁性材料置于彼此相對的參考導體和輻射導體之間。在工作無線頻率上，磁性材料具有大于1或大致小于或等于8的相對的磁導率。因此，天線設(shè)備可以在寬帶上提供足夠的增益(參見日本專利申請公開No.304115/2003)。
附圖8所示為實例性地說明使用介電材料和磁性材料作為置于彼此相對的參考導體和輻射導體之間的絕緣材料在工作帶寬之間的比較的模擬VSWR特征的結(jié)果。通過適當?shù)卣{(diào)節(jié)相對介電常數(shù)或者相對磁導率以保持相同的天線尺寸來比較帶寬。在使用相對介電常數(shù)為3的介電材料時，工作帶寬指示6.5％(小于2.5的VSWR)。在具有相對磁導率為3.6的磁性材料時，帶寬指示高達21.2％。
在使用磁性材料作為中間體時，通過簡單調(diào)節(jié)在饋送點上的偏移長度可能難以進行阻抗匹配。通過使用例如在附圖7的右側(cè)的阻抗匹配電路可以解決這種情況。

發(fā)明內(nèi)容
然而，在使用磁性材料構(gòu)造微帶接線天線時，帶寬擴展到使未預料的模式的副作用不可忽略。這是因為該模式工作在寬帶中并且容易彼此重疊。為此，在工作頻帶中的最低和最高頻率漸漸具有激勵在該頻帶緊接著之前和之后的未預料的模式的成分。這些成分可能阻礙原始期望的輻射圖形。
當前可用的磁性材料顯示相對介電常數(shù)被設(shè)定到大于或等于1的值，從不設(shè)定到1。(在大多數(shù)情況下，磁性材料顯示相對介電常數(shù)被設(shè)定到大于或等于相對磁導率的值)。即，磁性材料的特征也在于作為介電材料的特性。在這種絕緣材料用作中間體時，它的電介質(zhì)特性可能降低擴展寬帶的影響(雖然由于磁導率的緣故這種影響基本被證實)。
當前，存在對用于高頻的實際工程氧化物磁性材料操作存在大約高達幾百兆赫茲的極限。對于尖晶石鐵氧體，這被稱為“Snoek”極限。在大多數(shù)情況下，在超過頻率的區(qū)域中不能預計高磁導率。在另一方面，實際預計微帶接線天線可用于微波帶(即GHz頻帶)或更高。
因此，需要使用新的磁性材料用于微波帶以便提供實際上極大的磁性材料的微帶接線天線。為此，考慮到降低擴展帶寬的影響的上述問題，不得不選擇具有盡可能低的介電常數(shù)的特征的組合。
在這種情況下，本發(fā)明解決了前述的問題以提供一種在微帶接線天線結(jié)構(gòu)方面優(yōu)良的天線設(shè)備，使用包括磁性材料作為絕緣襯底的中間體通過彼此相對地設(shè)置輻射導體和參考導體提供該結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明也提供一種在寬帶中具有單向性的優(yōu)良的薄微帶接線天線。
根據(jù)前述的情況已經(jīng)作出了本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，提供一種扁平型天線設(shè)備，這種天線設(shè)備具有彼此相對地設(shè)置的輻射導體和參考導體并且在偏離輻射導體中心的中心的位置上在輻射導體和參考導體之間執(zhí)行饋送，該天線包括具有大于1的相對磁導率并置于在輻射導體和參考導體之間的間隙中的絕緣材料層；和設(shè)置在一位置上以抑制不希望的激勵并實現(xiàn)在輻射導體和參考導體之間的電導通的短路導體。
根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的天線設(shè)備使用包括磁性材料(相對磁導率＞1)的絕緣材料提供寬帶操作。此外，天線設(shè)備被構(gòu)造成在一位置上適當?shù)卦O(shè)置短路導體以抑制不希望的高階模式的激勵。短路導體用于在輻射導體和參考導體之間的電導通。
根據(jù)附圖1的實例，例如短路導體部分沿y-軸(x＝0)提供。在這個點上強制使板間電壓歸零使得難以啟動不希望的高階模式。由于y-軸原始地顯示在預計的最低階模式(TM10-模式)中的零電壓，因此不抑制激勵。即，可以僅抑制不希望的高階模式的激勵，而不改變希望的模式。本發(fā)明人認為這種處理對于具有寬帶特征的磁性材料的微帶接線天線非常重要。
根據(jù)本發(fā)明的第二實施例，提供一種扁平型天線設(shè)備，這種天線設(shè)備具有彼此相對地設(shè)置的輻射導體和參考導體并且在偏離輻射導體中心的中心的位置上在輻射導體和參考導體之間執(zhí)行饋送，該天線包括在輻射導體和參考導體之間的間隙中包括多個層比如絕緣材料層和空層的中間層，其中絕緣材料層具有兩者都大于1的相對介電常數(shù)和相對磁導率。
根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的天線設(shè)備使用磁性材料(相對磁導率＞1)作為絕緣材料以提供寬帶操作。然而，絕緣材料不完全填充在輻射導體和參考導體之間的間隙。多層結(jié)構(gòu)用于在其間適當?shù)夭迦肟諏?具有都被設(shè)置到1的相對介電常數(shù)和相對磁導率)。
本發(fā)明考慮到電介質(zhì)特性也包含在用作絕緣材料的磁性材料中并且降低了擴展帶寬的影響。根據(jù)本發(fā)明的實施例，空層插入到絕緣材料層。這確保了給在輻射導體和參考導體之間的整個中間層提供接近1的相對介電常數(shù)εr的效果。優(yōu)選將空層構(gòu)造成介電常數(shù)在電通量方向上不連續(xù)并且磁導率變?yōu)樵诖磐糠较蛏线B續(xù)。在這種情況下，通過防止整個中間層的磁導率的降低可以減小介電常數(shù)。
絕緣材料層可以包括六角晶系鐵氧體。該六角晶系鐵氧體可以是氧化物磁性材料，包括通過通式Ba2Me12Fe12O22表示的Y-型鐵氧體化合物、通過通式Ba3Me12Fe24O41表示的Z-型鐵氧體化合物或通過通式BaMe2xFe(12-x)O19表示的M-型鐵氧體化合物。(在這些通式中，為調(diào)節(jié)組分，Me1從Ni2+、Zn2+、Mn2+、Mg2+、Cu2+、Fe2+和Co2+的一種或多種中適當?shù)剡x擇。為調(diào)節(jié)組分，Me2從Al3+、Cr3+、Sc3+和In3+的一種或多種中適當?shù)剡x擇，或者是(Ti4+、Sn4+、Zn4+)和Me1的相同量的混合物)。為了維持高介電常數(shù)和低導磁率，本發(fā)明調(diào)節(jié)主要獲得包含二價金屬離子或三價金屬離子的組分。這就使得可以提供一種適合于用于微波帶的磁性材料的微帶接線天線的特性。
在輻射導體和參考導體之間的間隙中提供絕緣中間體時，絕緣中間體的過大的介電常數(shù)損害了磁性材料天線的特征。為了降低介電常數(shù)，也可以使用復合材料作為絕緣材料層。復合材料包括作為具有上述的組分的磨碎的材料的氧化物磁性材料和樹脂的混合物(相對介電常數(shù)被設(shè)定到2或3)。
本發(fā)明提供一種在微帶接線天線結(jié)構(gòu)方面優(yōu)良的天線設(shè)備，使用包括磁性材料作為絕緣襯底的中間體通過彼此相對地設(shè)置輻射導體和參考導體提供該結(jié)構(gòu)。
在磁性材料用作中間體的絕緣襯底時，本發(fā)明解決了涉及擴展頻帶的副作用的問題。本發(fā)明可以提供一種在寬帶上具有單向性的良好的薄微帶接線天線。根據(jù)本發(fā)明的實施例的微帶接線天線能夠適當?shù)赜糜诔瑢拵o線通信系統(tǒng)，該無線通信系統(tǒng)使用例如用于發(fā)送和接收的超寬頻帶。
通過參考下文的描述和附加的附圖容易確定本發(fā)明的這些和其它的目的和新穎的特征。


附圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的微帶接線天線的結(jié)構(gòu)的示意圖；附圖2所示為使用沿z-軸方向模擬內(nèi)部電場分布的結(jié)果根據(jù)本發(fā)明的實施例的微帶接線天線的特征的舉例說明；附圖3所示為使用模擬的輻射圖形的結(jié)果根據(jù)本發(fā)明的實施例的微帶接線天線的特征的舉例說明；附圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的微帶接線天線的結(jié)構(gòu)的示意圖；附圖5所示為使用模擬VSWR特征根據(jù)本發(fā)明的實施例的在附圖4中所示的微帶接線天線的工作帶寬；附圖6所示為通過如下構(gòu)造的微帶接線天線的結(jié)構(gòu)的實例將在抑制不需要的高階模式的激勵的位置上設(shè)置在附圖1中的短路導體的結(jié)構(gòu)和將交替地包括絕緣材料和空層的多個層置于在輻射導體和參考導體之間的間隙的結(jié)構(gòu)組合；附圖7所示為微帶接線天線和它的阻抗匹配電路(在過去的實例)的結(jié)構(gòu)的舉例說明；和附圖8所示為使用介電材料和磁性材料作為置于在彼此相對的參考導體和輻射導體之間的絕緣材料在工作帶寬之間實例性比較的模擬VSWR特征的結(jié)果。
具體實施例方式
下文進一步參考附圖詳細地描述本發(fā)明的實施例。
附圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的微帶接線天線的結(jié)構(gòu)的示意圖；如附圖1所示，該微帶接線天線是扁平的天線，包括使用中間體的彼此相對地設(shè)置的輻射導體和參考導體，該中間體包括具有適當?shù)慕^緣性的物質(zhì)。在附圖1中，xy坐標系的原點置于輻射導體的中心。Z-軸沿xy平面的正交的方向設(shè)置。為了激勵，在從輻射導體的中心(即xy原點)偏移fp的位置上提供饋點。
該實施例使用磁性材料(相對磁導率＞1)作為寬帶操作的絕緣材料。該實施例被構(gòu)造成在一位置上適當?shù)卦O(shè)置短路導體以抑制不希望的高階模式的激勵。短路導體用于在輻射導體和參考導體之間的電導通。
例如，根據(jù)附圖1中的實例，沿y-軸(x＝0)部分地提供短路導體。在這一點上使板間電壓強制為零使得它難以產(chǎn)生不希望的高階模式。由于y-軸原始顯示在預期的最低階模式(TM10-模式)中的零電位，因此激勵不被抑制。即，可以僅抑制不需要的高階模式的激勵，而不改變所預期的模式。本發(fā)明人認為，這種處理對以寬帶特性為特征的磁性材料微帶接線天線是非常重要的。
附圖2所示為使用模擬沿z-軸方向的內(nèi)部電場分布的結(jié)果具有根據(jù)該實施例的短路導體的微帶接線天線的特性的實例說明。作為對比，在附圖2中的模擬結(jié)果表示如下。左側(cè)表示“沒有提供短路導體”。右側(cè)表示“提供了短路導體”。上部使用3GHz的工作頻率。下部使用4GHz的工作頻率。與在附圖8中的特性實例一樣，在附圖2中的實例也使用在大約3至4GHz的最低階模式中工作的參數(shù)(εr＝1，μr＝10，σ＝0，l＝20mm，L＝50mm，h＝4mm)。每個曲線的中心處的方形對應(yīng)于輻射導體。
3GHz頻率的結(jié)果指示不依賴是否提供短路導體在y-軸上的最小電場(幾乎零板間電壓)。該結(jié)果也顯示發(fā)生了公知的TM10-模式的電場分布，因此電場強度朝上和下邊界增加。由于在y-軸上的板間電壓幾乎為零，因此不管是否提供短路導體，都會維持規(guī)定的分布。
4GHz頻率的結(jié)果指示TM10-模式的分布開始變形并且高階模式的影響顯著。在不使用短路導體時，將高場區(qū)域劃分為三個部分，幾乎不留下TM10-模式的軌跡。相反，在使用短路導體時，盡管變形了，但是仍然將高場區(qū)域劃分為上和下邊界，稍稍保持TM10-模式的軌跡。這是因為提供的短路導體抑制了不期望的高階模式。原始地，不期望的高階模式指示在提供了短路導體的位置上沒有板間電壓。認為，使該位置的強制短路造成激勵困難。
附圖3所示為使用模擬輻射圖形的結(jié)果根據(jù)本發(fā)明的實施例的微帶接線天線的特性的實例說明。附圖3的模擬結(jié)果表示在提供短路導體和不提供短路導體的情況之間的比較。上部部分使用3GHz的工作頻率。下部部分使用4GHz的工作頻率。與在附圖8中的特征實例一樣，在附圖2中的實例也使用在大約3至4GHz的最低階模式中工作的參數(shù)(εr＝1，μr＝10，σ＝0，l＝20mm，L＝50mm，h＝4mm)。選擇測量平面以滿足φ＝90度(y-z平面)。即，測量平面被選擇為使所預期的最低階模式分量作為φ矢量分量出現(xiàn)，并且緊接著隨后高階模式分量作為θ矢量分量出現(xiàn)。
3GHz頻率的結(jié)果指示不管是否提供短路導體在最低階模式中都僅出現(xiàn)φ矢量成分。沿θ＝0度的方向(z-軸方向)獲得了最低階模式固有的單向性。在附圖3中的模擬結(jié)果顯示沿這個方向5.8dBi的峰值增益。
4GHz頻率的結(jié)果指示不僅出現(xiàn)了在最低階模式中的φ矢量，而且還出現(xiàn)了在高階模式中的θ矢量分量。在不提供短路導體時，高階模式分量將電功率顯著地分布在不期望的方向上。結(jié)果，φ矢量分量的峰值增益下降到低至3.0dBi。相反，在提供了短路導體時，極大地抑制了高階模式分量。所預期的φ矢量分量的峰值增益指示4.7dBi。這意味著相當小的損失。即，提供短路導體抑制了電功率輻射到不期望的方向，因此改善了在預期方向上的電功率。認為，這些結(jié)果表示在電場分布上的上述不同。
附圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的微帶接線天線的結(jié)構(gòu)的示意圖。
如附圖4所示，微帶接線天線是扁平的天線，包括使用中間體彼此相對設(shè)置的輻射導體和參考導體，該中間體包括具有適當絕緣性的襯底。在附圖1中，xy坐標系的原點置于輻射導體的中心。z-軸沿與xy平面正交的方向設(shè)置。為了激勵，在從輻射導體的中心(即xy原點)偏移fp的位置上提供饋點。
該實施例使用磁性材料(相對磁導率＞1)作為用于寬帶操作的絕緣材料。然而，絕緣材料不完全填充在輻射導體和參考導體之間的間隙。使用多層結(jié)構(gòu)在其間適當?shù)夭迦肟諏?相對介電常數(shù)和相對磁導率都被設(shè)置為1)。
該實施例考慮將電介質(zhì)特性也包含在用作絕緣材料的磁性材料中，并且降低擴展帶寬的影響。根據(jù)本實施例，空層插入在絕緣材料層中。對于在輻射導體和參考導體之間的整個中間層，這確保了提供接近于1的相對介電常數(shù)εr的效果。優(yōu)選將空層構(gòu)造為使介電常數(shù)在電通量方向上不連續(xù)但磁導率在磁通量方向上連續(xù)。在這種情況下，通過減小在整個中間層的磁導率可以降低介電常數(shù)。
在附圖4中的實例包括一個絕緣材料層和一個空層。可以使用多層結(jié)構(gòu)來使這些層交替。
在使用包括具有超過1的相對介電常數(shù)的磁性材料(即具有磁導率和電介質(zhì)特性的絕緣材料)的中間體時本實施例比較有效。在這種絕緣材料被用于在過去的天線結(jié)構(gòu)時，電介質(zhì)特性降低了帶寬擴展效應(yīng)(主要根據(jù)磁導率證實)。
附圖5所示為根據(jù)結(jié)構(gòu)實例的微帶接線天線的工作帶寬和在過去的實施例之間的比較。附圖5代表使用模擬VSWR特性的結(jié)果的天線的工作帶寬。假設(shè)輻射導體具有26mm的邊長。適當?shù)卣{(diào)節(jié)參數(shù)以使在相對介電常數(shù)＝相對磁導率的限制條件下工作頻帶指示3GHz的下限頻率。
附圖5的左端顯示了根據(jù)過去的實例的結(jié)構(gòu)的微帶接線天線的工作帶寬，在過去的實例中以絕緣材料(相對介電常數(shù)和相對磁導率都被設(shè)置為2)完全填充間隙。如附圖5所示，工作帶寬指示9.3％(小于2.5的VSWR)。與在附圖8中的純磁性材料(相對介電常數(shù)被設(shè)定為1，相對磁導率被設(shè)置為3.6)相比，帶寬降低了。這顯示由于電介質(zhì)特性降低帶寬的效果。
附圖5的中心顯示根據(jù)該實施例的微帶接線天線的工作帶寬，該實施例將絕緣材料和空層插入在輻射導體和參考導體之間的間隙中。空層具有1/2的體積比。絕緣材料的相對介電常數(shù)和相對磁導率都被設(shè)置到3.9。在這種情況下，帶寬恢復到如附圖5所示的11.7％。由于在電通量上提供空層，因此認為，降低電介質(zhì)特性的作用優(yōu)于降低磁導率的作用。
附圖5的右端顯示通過增加插入在輻射導體和參考導體之間的間隙中的空層的體積比的微帶接線天線的工作帶寬。在這種情況下，帶寬進一步恢復到如附圖5所示的14.5％。
根據(jù)本發(fā)明的實施例的上述的微帶接線天線實現(xiàn)了特定的效果。當然，通過一起使用該實施例同時期望這些效果。附圖6實例性說明了通過組合兩種結(jié)構(gòu)的微帶接線天線的結(jié)構(gòu)。根據(jù)一種構(gòu)造(參見附圖1)，扁平天線包括彼此相對的輻射導體和參考導體，在其間具有以適當絕緣性的材料制成的中間體。在某一位置上提供短路導體用于在輻射導體和參考導體之間的電導通以抑制不需要的高階模式的激勵。根據(jù)其它的構(gòu)造(參見附圖4)，在輻射導體和參考導體之間的間隙被形成為包括交替的絕緣材料層和空層的多個層。
最后，下文描述根據(jù)上述的實施例在輻射導體和參考導體之間的間隙中插入的絕緣中間體。本實施例使用磁性材料作為絕緣材料以實現(xiàn)擴展工作帶寬的效果。如上文所述，氧化物磁性材料比如尖晶石鐵氧體存在“Snoek極限”的問題，即在高頻帶中不能預計高磁導率。為解決這個問題，本實施例使用如下的氧化物磁性材料。
Y-型鐵氧體(a)Zn2Y(Ba2Me12Fe12O22)(b)NiZnY(Ba3Me12Fe24O41)M-型鐵氧體(c)BaM(BaFe9.75Sn1Mn1.25O19)這些鐵氧體的基本化合物例如公開在J.Smit和H.P.Wijn撰寫的“Ferrites”(Philips Technical Library(1959))中。本發(fā)明構(gòu)造了六角晶系鐵氧體的絕緣材料層。為了維持高磁導率和低介電常數(shù)，本發(fā)明調(diào)節(jié)主要包含二價金屬離子或三價金屬離子的成分。這使得它可以提供適合于微波帶的磁性材料微帶接線天線的特性。
如上文所述，顯然，絕緣中間體的過量介電常數(shù)損害了作為磁性材料天線的特征。為了降低介電常數(shù)，也可以使用包括上述的化合物和樹脂的混合物的復合材料(相對介電常數(shù)被設(shè)定到2或3)。例如，復合材料是包括與公知的樹脂(ABS，PC，PS，苯酚，環(huán)氧樹脂，CP橡膠，丙烯酸等)復合的上述氧化物磁性材料作為粉末材料的樹脂復合物。還提供了如下的優(yōu)點減小重量，阻止了脆性斷裂，改善了破碎強度，增強了設(shè)計天線形狀的自由度，等等。
一般地，通過濕或干處理制造鐵氧體。下文描述制造鐵氧體的干處理。
所使用的原材料粉末是BaCO3、αFe2O3、Co2O3、ZnO和NiO。作為開始材料，所有的粉末具有99％或更大的純度并且考慮所包括的雜質(zhì)稱量。根據(jù)從罐中研磨的金屬粉末和在球磨機中的小球的混合物(將在下文中描述)，將原材料Fe2O3適當?shù)卣{(diào)節(jié)在從0.1％至1％的范圍內(nèi)。根據(jù)在高溫下烘焙的過程中ZnO的蒸發(fā)將氧化鋅ZnO適當?shù)卣{(diào)節(jié)到從0.1％至2％的范圍內(nèi)。添加少量的SiO2、CaO等以改善燒結(jié)特性。在稱量到指定的成分之后，使用濕型行星式球磨機混合這些粉末。這時，優(yōu)選適當?shù)厥褂盟⒁掖?、三氯乙烯等作為溶劑。本實施例使用酒精乙醇。本實施例適當?shù)厥褂锰蓟奈镔|(zhì)和氧化物作為開始材料的模式。此外，優(yōu)選使用金屬醇鹽、草酸鹽有機金屬絡(luò)合物等。
使所混合的漿狀物干燥并做成顆粒。在1000℃至1400℃(最佳溫度取決于組份)焙燒以生產(chǎn)鐵氧體化合物。對顆粒進行粗研磨，然后使用球磨機以濕的方式進行精細研磨。由于下述的原因一次生產(chǎn)鐵氧體化合物，然后研磨它。由于在原材料中的氣體或蒸氣成分反應(yīng)，因此需要降低由于從顆粒中清除帶來的不利影響。
在精細研磨之后，再次將漿狀物作成顆粒并最終焙燒?？紤]到氧解離壓力，在不活潑氣體或優(yōu)選氣體比如N2中焙燒。所得的顆粒具有大約99％或更大的密度，并且?guī)缀踅咏鎸嵜芏?。顆粒被研磨并篩選以提供具有不同的顆粒尺寸分布的多個粉末變量。所得的粉末與樹脂混合，并使用三輥機器或公知的片狀混合物做成片狀。所使用的樹脂是ABS、PC、PPS等。在30％和60％的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)鐵氧體粉末填充量。雖然高度填充提供了增加磁導率的優(yōu)點，但是介電常數(shù)也增加以致從可適用于本發(fā)明所要求的天線特性的特征范圍中偏離。執(zhí)行計算以計算基于燒結(jié)體的值的填充量。將片的厚度從0.1調(diào)節(jié)到4毫米。對于天線設(shè)計優(yōu)選大約1毫米?？墒褂醚心C輥進行片狀成形。此外，其它的方法比如沖壓和刮刀都可使用。
絕緣材料的導電性并不總是為零。這應(yīng)用于上述的所有實施例。只在絕緣材料幾乎不顯示象導體一樣的特征時，甚至非零導電性仍然不會妨礙本發(fā)明的實施。作為本發(fā)明的特定的實施例，鐵氧體或鐵氧體復合物具有大約103至1014Ωcm的電阻率。雖然這些值高于金屬的電阻率(大約10至7Ωcm)，但是這些值隨著材料的改變而變化。
參考特定的實施例已經(jīng)詳細地描述了本發(fā)明。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以清楚地理解到，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下可以作出各種各樣的改變和替代。即，本發(fā)明已經(jīng)通過實例公開。本說明書的內(nèi)容不應(yīng)該限制性地解釋。附加的權(quán)利要求應(yīng)該被看作是本發(fā)明的精神要點。
權(quán)利要求
1.一種扁平型天線設(shè)備，具有彼此相對地設(shè)置的輻射導體和參考導體并且在偏離所說的輻射導體中心的中心的位置上在所說的輻射導體和所說的參考導體之間執(zhí)行饋送，所說的天線包括絕緣材料層，該絕緣材料層具有大于1的相對磁導率并置于在所說的輻射導體和所說的參考導體之間的間隙中；和在一位置上設(shè)置以抑制不希望的激勵并且能夠在所說的輻射導體和所說的參考導體之間實現(xiàn)電導通的短路導體。
2.一種扁平型天線設(shè)備，具有彼此相對地設(shè)置的輻射導體和參考導體并且在偏離所說的輻射導體中心的中心的位置上在所說的輻射導體和所說的參考導體之間執(zhí)行饋送，所說的天線包括在所說的輻射導體和所說的參考導體之間的間隙中的中間層，該中間層包括多個層比如絕緣材料層和空層，其中所說的絕緣材料層的相對介電常數(shù)和相對磁導率兩者都大于1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的天線設(shè)備，其中所說的絕緣材料層包括六角晶系鐵氧體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的天線設(shè)備，其中所說的絕緣材料層由包括如下材料的氧化物磁性材料制成通過通式Ba2Me12Fe12O22表示的Y-型鐵氧體化合物(這里Me1從Ni2+、Zn2+、Mn2+、Mg2+、Cu2+、Fe2+和Co2+的一種或多種中適當?shù)剡x擇以調(diào)節(jié)組分)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的天線設(shè)備，其中所說的絕緣材料層由包括如下材料的氧化物磁性材料制成通過通式Ba3Me12Fe24O41表示的Z-型鐵氧體化合物(這里Me1從Ni2+、Zn2+、Mn2+、Mg2+、Cu2+、Fe2+和Co2+的一種或多種中適當?shù)剡x擇以調(diào)節(jié)組分)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的天線設(shè)備，其中所說的絕緣材料層由包括如下材料的氧化物磁性材料制成通過通式BaMe2xFe(12-x)O19表示的M-型鐵氧體化合物(這里Me2從Al3+、Cr3+、Sc3+和In3+的一種或多種中適當?shù)剡x擇以調(diào)節(jié)組分，或者是(Ti4+、Sn4+、Zn4+)和Me1的相同量的混合物)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一所述的天線設(shè)備，其中所說的絕緣材料層由作為粉末材料的所說的氧化物磁性材料制成并且與樹脂復合以形成樹脂復合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及天線設(shè)備，具體公開了一種扁平型天線設(shè)備，具有彼此相對地設(shè)置的輻射導體和參考導體并且在偏離輻射導體中心的中心的位置上在輻射導體和參考導體之間執(zhí)行饋送。該天線包括絕緣材料層，該絕緣材料層具有大于1的相對磁導率并置于在輻射導體和參考導體之間的間隙中；和在一位置上設(shè)置以抑制不希望的激勵并且能夠在輻射導體和參考導體之間實現(xiàn)電導通的短路導體。
文檔編號H01Q1/24GK1674355SQ20051005947
公開日2005年9月28日 申請日期2005年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月26日
發(fā)明者黒田慎一, 山浦智也, 伊賀章, 岡山克巳 申請人:索尼株式會社