專利名稱：表面安裝的天線和使用該天線的通信設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及表面安裝的天線和使用該天線的通信設(shè)備，例如蜂窩電話機(jī)。
隨著目前蜂窩電話機(jī)的膨脹式激增，技術(shù)開發(fā)競(jìng)爭(zhēng)正在升溫，其目的是蜂窩電話機(jī)小型化和高性能。為實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，必須減少合并在蜂窩電話機(jī)內(nèi)的天線尺寸而同時(shí)改善該天線性能。
盡管已經(jīng)設(shè)計(jì)和提供了各種天線結(jié)構(gòu)，還沒有天線能夠充分滿足高性能和小型化兩者的要求。此類天線將出現(xiàn)在市場(chǎng)上。
為促進(jìn)緊湊和高效率天線，本發(fā)明側(cè)重于表面安裝天線進(jìn)行天線的研究和開發(fā)。表面安裝天線例如可以通過將一對(duì)電極相互緊密地排列在電介質(zhì)基片的表面上而構(gòu)成。在此情況下，電極對(duì)由反F天線的輻射電極和微帶天線的輻射電極組成。為減少表面安裝天線的尺寸，輻射電極對(duì)需要以相互之間的窄縫隙安置在電介質(zhì)基片上。
可是，當(dāng)不考慮電極的安裝結(jié)構(gòu)而以窄縫隙安置輻射電極對(duì)時(shí)，在輻射電極之間發(fā)生信號(hào)干擾。這產(chǎn)生的嚴(yán)重問題是該天線很難具有寬頻帶。為解決該問題，只需要大大增加電極對(duì)之間的縫隙以便抑制電極對(duì)之間的信號(hào)干擾?？墒?，增加電極對(duì)之間的縫隙導(dǎo)致電介質(zhì)基片尺寸增加，由此必然增加表面安裝天線的尺寸。換句話說，將天線小型化與獲得天線的寬頻帶是相互矛盾的目標(biāo)。當(dāng)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)目標(biāo)中的一個(gè)目標(biāo)時(shí)，另一個(gè)目標(biāo)很難實(shí)現(xiàn)。因此，利用這種將電極對(duì)安置在一起的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，不可能滿足實(shí)現(xiàn)天線小型化和獲得寬頻帶天線的要求。
可是，通過進(jìn)行許多研究和開發(fā)，本發(fā)明已經(jīng)成功地設(shè)計(jì)出一種天線，具有創(chuàng)新的電極排列結(jié)構(gòu)，它能滿足上述兩個(gè)要求。
因此，考慮上述條件，根據(jù)所設(shè)計(jì)的電極排列結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的目的是提供一種表面安裝天線，其尺寸被減少而同時(shí)獲得寬頻帶，和提供使用該表面安裝天線的通信設(shè)備。
為此，提供下列安排以解決上述問題。按照本發(fā)明的第一方面，提供一種表面安裝天線，包括一個(gè)電介質(zhì)基片，形成在電介質(zhì)基片上表面一部分上的一個(gè)第一輻射電極，層壓在電介質(zhì)基片上表面上形成一體的一個(gè)多層電介質(zhì)基片，形成在多層電介質(zhì)基片上表面上的一個(gè)位置上的一個(gè)第二輻射電極，該位置上第二輻射電極不與第一輻射電極相對(duì)。在該表面安裝天線中，第一輻射電極和第二輻射電極激勵(lì)的方向相互交叉。
另外，在該表面安裝天線中，電介質(zhì)基片和多層電介質(zhì)基片兩者的上表面可以具有四邊形形狀。第一輻射電極可以形成在電介質(zhì)基片上表面上基本上一半的區(qū)域上。第二輻射電極可以形成在多層電介質(zhì)基片上表面的基本上一半的區(qū)域上，相對(duì)于第一輻射電極所形成區(qū)域的側(cè)面。呈現(xiàn)在側(cè)面上通過多層電介質(zhì)基片相對(duì)的第一和第二輻射電極的邊緣可以是斜線。
按照本發(fā)明的第二方面，提供一種表面安裝天線，包括一個(gè)電介質(zhì)基片，一個(gè)第一輻射電極和通過一個(gè)縫隙在電介質(zhì)基片上表面上的一個(gè)第二輻射電極，層壓在電介質(zhì)基片上表面上形成一體的至少一個(gè)多層電介質(zhì)基片，和另一個(gè)第一輻射電極以及通過一個(gè)縫隙形成在多層電介質(zhì)基片的表面上的另一個(gè)第二輻射電極。在該安排中，形成在每個(gè)電介質(zhì)基片上的第一輻射電極和第二輻射電極和至少一個(gè)多層電介質(zhì)基片的激勵(lì)方向相互交叉，而且上和底層上垂直相鄰的第一和第二輻射電極方向相互不同。例如，至少垂直相鄰層的第一輻射電極的激勵(lì)方向相互不同。同樣地，至少垂直相鄰層的第二輻射電極的激勵(lì)方向相互不同。
另外，在本發(fā)明第二方面的表面安裝天線中，電介質(zhì)基片和多層電介質(zhì)基片兩者的上表面可以都具有四邊形形狀。通過各個(gè)層的第一輻射電極與第二輻射電極之間縫隙相對(duì)的邊緣可以是斜線。
按照本發(fā)明的第三方面，提供一種表面安裝天線，包括一個(gè)電介質(zhì)基片，形成在電介質(zhì)基片上表面上的一個(gè)第一輻射電極，層壓在電介質(zhì)基片上形成一體的一個(gè)多層電介質(zhì)基片。和形成在多層電介質(zhì)基片上表面上的一個(gè)第二輻射電極。在這個(gè)安排中，第一和第二輻射電極的激勵(lì)方向相互交叉。
另外，在按照本發(fā)明的第一和第三方面的表面安裝天線中，多層電介質(zhì)基片的介電常數(shù)可以設(shè)置高于電介質(zhì)基片的介電常數(shù)。
另外，在按照本發(fā)明的第二和第三方面之一的表面安裝天線中，層壓在上上的多層電介質(zhì)基片的介電常數(shù)可以設(shè)置高于任何其它層的電介質(zhì)基片的介電常數(shù)。
另外，按照本發(fā)明的第四方面，提供一種結(jié)合了按照本發(fā)明的第一到第三方面的表面安裝天線之一的通信設(shè)備。
在本發(fā)明的表面安裝天線中，第一輻射電極形成在電介質(zhì)基片上表面上的部分區(qū)域上，而第二輻射電極形成在第二輻射電極不與層壓在電介質(zhì)基片上形成一體的多層電介質(zhì)基片上的第一輻射電極相對(duì)的位置中。第一輻射電極的激勵(lì)方向與第二輻射電極的激勵(lì)方向交叉。在此條件下，第一輻射電極在垂直傾斜方向通過多層電介質(zhì)基片三維相對(duì)于第二輻射電極。利用該安排，即使第一和第二輻射電極設(shè)置在平面方向相互靠近而變窄輻射電極之間的縫隙，在輻射電極之間的絕緣效果仍然可以保持較高。因此，由于可以抑制輻射電極之間的信號(hào)干擾，通信波長(zhǎng)的頻帶可以加寬，和另外該天線尺寸可以減小。
另外，在本發(fā)明的表面安裝天線中，至少一個(gè)電介質(zhì)基片一體地層壓在電介質(zhì)基片上表面上，而第一輻射電極和第二輻射電極通過縫隙形成在電介質(zhì)基片和至少一個(gè)多層電介質(zhì)基片的每個(gè)上表面上。同樣地，形成的每層上的第一和第二輻射電極的激勵(lì)方向相互不同。例如，該方向基本上相互垂直。結(jié)果，在第一和第二輻射電極之間出現(xiàn)的信號(hào)干擾可以被有效地抑制。因此，由于有效的抑制，形成在每層上的第一和第二輻射電極之間的縫隙可以變窄，并且由此減小該天線的尺寸。同時(shí)，由于抑制輻射電極之間出現(xiàn)的信號(hào)干擾的效果，通信波長(zhǎng)的頻帶可以加寬。


圖1是表示按照本發(fā)明第一實(shí)施例的表面安裝天線的主要部分的結(jié)構(gòu)圖；圖2是表示按照本發(fā)明第二實(shí)施例的表面安裝天線的主要部分的結(jié)構(gòu)圖；圖3A和3B表示應(yīng)用于第一和第二實(shí)施例的每個(gè)實(shí)施例的雙諧振操作實(shí)施例的示例；圖4是表示按照本發(fā)明第三實(shí)施例的表面安裝天線的主要部分的結(jié)構(gòu)圖；圖5是表示按照本發(fā)明第四實(shí)施例的表面安裝天線的主要部分的結(jié)構(gòu)圖；圖6是表示按照本發(fā)明第五實(shí)施例的表面安裝天線的主要部分的結(jié)構(gòu)圖；圖7是表示按照本發(fā)明第六實(shí)施例的表面安裝天線的主要部分的結(jié)構(gòu)圖；圖8A和8B表示應(yīng)用于第三到第七實(shí)施例的每個(gè)實(shí)施例的雙諧振工作示例；圖9是表示按照本發(fā)明第七實(shí)施例的表面安裝天線的主要部分的結(jié)構(gòu)圖；圖10是表示按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的通信設(shè)備的圖。
現(xiàn)參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。在下面的每個(gè)實(shí)施例中，相同部分給出相同的參照號(hào)碼，并且將省略和簡(jiǎn)化其說明。
圖1表示按照本發(fā)明第一實(shí)施例的表面安裝天線的主要部分的結(jié)構(gòu)。在該圖中，電介質(zhì)基片1由具有高介電常數(shù)的材料例如陶瓷和樹脂形成，并且具有矩形(矩形平行六面體)結(jié)構(gòu)。在電介質(zhì)基片1的底部，一個(gè)接地電極(未表示)具有寬面積和與接地電極絕緣的饋電連接電極2。饋電連接電極2是從電介質(zhì)基片1的底部伸展到其表面3的前面形成。饋電連接電極2與一個(gè)信號(hào)源4連接。
電介質(zhì)基片1的上表面5具有正四邊形。導(dǎo)電材料形成的梯形第一輻射電極6在電介質(zhì)基片1上表面5的左半?yún)^(qū)域。梯形電極6的邊緣7是斜線。第一輻射電極6與饋電連接電極2通過電容C1連接。利用此電容耦合，信號(hào)源4的饋電信號(hào)通過饋電連接電極2送給第一輻射電極6，以使第一輻射電極6諧振。第一輻射電極6通過安置在電介質(zhì)基片背面8(后側(cè)表面)上的導(dǎo)電電極9(短路電極)與電介質(zhì)基片1底面的接地電極連接。
多層電介質(zhì)基片10層壓在電介質(zhì)基片1上表面5上。電介質(zhì)基片1和10兩者利用黏合劑等形成一體。多層電介質(zhì)基片10使用具有高介電常數(shù)的材料例如陶瓷和樹脂薄薄地形成。第二輻射電極12形成在多層電介質(zhì)基片10的上表面11的右半?yún)^(qū)域中。第二輻射電極12也具有梯形形狀。在此情況下，梯形形狀上和底邊緣的前后位置關(guān)系與第一輻射電極6的梯形形狀的關(guān)系相反。第二輻射電極12的梯形形狀邊緣13是斜線。通過在上部?jī)A斜方向上具有三維縫隙的多層電介質(zhì)基片10，邊緣13與第一輻射電極6的傾斜邊緣7相對(duì)。平面方向上在輻射電極之間的縫隙被設(shè)置為δ1。
第二輻射電極12通過在多層電介質(zhì)基片10和電介質(zhì)基片1的背面(后側(cè)面)的側(cè)面表面上形成的連接電極14(短路電極)與電介質(zhì)基片1的底面上的接地電極連接。由于電介質(zhì)基片1的底面被安裝在安裝基片(未表示)的接地表面上，第一輻射電極6的導(dǎo)電電極9和第二輻射電極12的導(dǎo)電電極14兩者都連接到安裝基片的接地表面上。
現(xiàn)在，說明第一實(shí)施例表面安裝天線的工作。當(dāng)從信號(hào)源4輸出饋電信號(hào)時(shí)，該饋電信號(hào)利用饋電連接電極2通過容性耦合提供給第一輻射電極6，同時(shí)該饋電信號(hào)也通過第一輻射電極6與第二輻射電極12之間的電容耦合提供給第二輻射電極12。
提供給第一輻射電極6的信號(hào)電流從高電場(chǎng)部分的短路端(導(dǎo)電電極9)流向開路端15。例如，第一輻射電極6在靠近頻率f1的低頻側(cè)頻率f1-Δf上諧振，以在箭頭A方向上激勵(lì)，該方向與電流矢量方向相同。同時(shí)，提供給第二輻射電極12的信號(hào)電流從高電場(chǎng)部分的短路端(導(dǎo)電電極14)流向開路端16。第二輻射電極12在靠近設(shè)置頻率f1的高頻側(cè)頻率f1+Δf上諧振，以在箭頭B方向上激勵(lì)，該方向與電流矢量方向相同。換句話說，作為其極化方向的第一輻射電極6的激勵(lì)方向被設(shè)置基本上與作為其極化方向的第二輻射電極12的激勵(lì)方向垂直。
利用由第一輻射電極6和第二輻射電極12產(chǎn)生的雙諧振，如圖3A所示，用作通信頻率的設(shè)置頻率f1的頻帶可以加寬。通過使第一輻射電極6的設(shè)置頻率f1與第二輻射電極12的設(shè)置頻率f2相互分開，可能在兩個(gè)頻率f1和f2上進(jìn)行通信。
在上述實(shí)施例中，當(dāng)層壓在電介質(zhì)基片1上的多層電介質(zhì)基片10形成一體時(shí)，第一輻射電極6與第二輻射電極12不彼此相對(duì)。另外，設(shè)置該安排使第一輻射電極6的激勵(lì)方向A基本上與第二輻射電極12的激勵(lì)方向B垂直。另外，第一輻射電極6的邊緣7與第二輻射電極12的邊緣13通過多層電介質(zhì)基片10在垂直傾斜方向上相互三維地相對(duì)。結(jié)果，第一輻射電極6的諧振信號(hào)與第二輻射電極12的諧振信號(hào)之間絕緣，即盡管電極之間的縫隙δ1在水平方向(平面方向)被變窄了，也可以增強(qiáng)對(duì)信號(hào)干擾的抑制。因此，利用這個(gè)安排，可以加寬設(shè)置頻率的帶寬而同時(shí)減少該天線尺寸。
另外，在該實(shí)施例中，由于第一輻射電極6和第二輻射電極12獨(dú)立地形成在形成多層結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)基片1和10上，通過選擇地改變每個(gè)電介質(zhì)基片1和10的介電常數(shù)，可以獲得改善天線特性的優(yōu)點(diǎn)。例如，當(dāng)需要時(shí)通過改變多層電介質(zhì)基片10的介電常數(shù)，第一輻射電極6的諧振信號(hào)與第二輻射電極12的諧振信號(hào)的絕緣特性可以被抑制。換句話說，當(dāng)減少多層電介質(zhì)基片10的介電常數(shù)時(shí)，第一和第二輻射電極6和12之間的電場(chǎng)強(qiáng)度減弱，由此增加了絕緣性。相反，當(dāng)增加多層電介質(zhì)基片10的介電常數(shù)時(shí)，絕緣性減弱，盡管希望高介電常數(shù)以便使電介質(zhì)基片最小。因此，通過選擇地調(diào)節(jié)多層電介質(zhì)基片10的介電常數(shù)，可能自由地控制輻射電極6和12之間的絕緣特性。
另外，當(dāng)表面安裝天線在安裝基片的接地表面上時(shí)，在安裝基片的接地表面與輻射電極6和12之間出現(xiàn)電容(安裝基片電容)，并且輻射電極的電場(chǎng)集中在該電容上，結(jié)果該天線所使用的頻率帶寬變窄?？墒?，在該實(shí)施例中，由于提供了由層壓電介質(zhì)基片1和10構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)，當(dāng)上部多層電介質(zhì)基片10的介電常數(shù)被設(shè)置得高于(大于)下面的電介質(zhì)基片1的介電常數(shù)時(shí)，電場(chǎng)可集中在上部電介質(zhì)基片10上。結(jié)果，在安裝基片電容上的電場(chǎng)密度可以被減少，由此導(dǎo)致獲得所用頻率帶寬可以加寬的優(yōu)點(diǎn)。
當(dāng)該天線被小型化時(shí)，由輻射電極6和12占據(jù)的面積必然減少，和由此該天線增益減少?？墒?，如上所示的，在該實(shí)施例中，可以變窄輻射電極6和12之間的縫隙δ1。由于這個(gè)優(yōu)點(diǎn)，可以增加輻射電極6和12占據(jù)的面積。因此，由該天線小型化產(chǎn)生的天線增益減少可以被抑制。結(jié)果，本實(shí)施例的安排提供一種具有高性能的緊湊表面安裝天線，可以滿足對(duì)保持增益和加寬頻帶的要求。
圖2表示按照本發(fā)明第二實(shí)施例的表面安裝天線主要部分的結(jié)構(gòu)。不同于第一實(shí)施例，在此實(shí)施例中，輻射電極6和12的安置位置從左向右相反，梯形輻射電極6和12的方向也相互相反。在這個(gè)安排中，由于饋電連接電極2和第二輻射電極12是由電容C2耦合，來自信號(hào)源4的饋電信號(hào)通過電容C2電容性地饋電給第二輻射電極12。另外，由于第一輻射電極6與第二輻射電極12容性耦合，來自信號(hào)源4的信號(hào)通過第二輻射電極12饋電給第一輻射電極6。
類似于第一實(shí)施例，在第二實(shí)施例中，第一輻射電極6的邊緣7和第二輻射電極13的邊緣13相互通過多層電介質(zhì)基片10以垂直傾斜方向上的縫隙相對(duì)。另外，第一輻射電極6的激勵(lì)方向A與第而輻射電極12的激勵(lì)方向B基本上垂直。結(jié)果，第二實(shí)施例的輻射電極以與第一實(shí)施例情況相同的方式起作用，可以獲得與第一實(shí)施例所獲得的優(yōu)點(diǎn)相同的優(yōu)點(diǎn)。
圖4表示按照本發(fā)明第三實(shí)施例表面安裝天線主要部分的結(jié)構(gòu)。類似于其它實(shí)施例，在此實(shí)施例中，多層電介質(zhì)基片10層壓在電介質(zhì)基片1的上表面5上形成一體。不同于第一實(shí)施例和第二實(shí)施例，在第三實(shí)施例中，在電介質(zhì)基片1的上表面5和多層電介質(zhì)基片10的一個(gè)上表面11的每個(gè)表面上，通過各個(gè)相應(yīng)縫隙δ1和δ2形成一對(duì)第一輻射電極6和第二輻射電極12。在電介質(zhì)基片1的上表面5的左側(cè)區(qū)域，形成具有梯形形狀的第一輻射電極6，和在其右側(cè)區(qū)域上，同樣形成具有梯形形狀的第二輻射電極12。第一輻射電極6和第二輻射電極12通過縫隙δ1相互相對(duì)，而第一和第二輻射電極6和12的相互相對(duì)的邊緣17和13是斜線。
第一輻射電極6通過電容C1電容性地耦合到饋電連接電極2，而第二輻射電極12通過縫隙δ1的電容電容性地耦合到第一輻射電極6。第一輻射電極6的信號(hào)(諧振信號(hào))與第二輻射電極12的信號(hào)(諧振信號(hào))之間的絕緣程度由縫隙δ1的長(zhǎng)度(寬度)設(shè)置。當(dāng)縫隙δ1的長(zhǎng)度增加時(shí)，絕緣變大。
同樣地，在多層電介質(zhì)基片10上表面11上左側(cè)上，形成具有梯形形狀的另一個(gè)輻射電極6。在其右側(cè)，形成具有梯形形狀的另一個(gè)第二輻射電極12。通過縫隙δ2相互相對(duì)的第一和第二輻射電極6和12的邊緣7和13是斜線。第一輻射電極6與第二輻射電極12對(duì)之間的絕緣程度也由縫隙δ2的長(zhǎng)度設(shè)置。多層電介質(zhì)基片10的第一輻射電極6通過電容C3與電介質(zhì)基片1的第一輻射電極6耦合，而多層電介質(zhì)基片10的第一輻射電極6和第二輻射電極12通過縫隙δ2的電容相互容性耦合。
在圖4中，盡管第一和第二輻射電極6和12的短路線通過導(dǎo)電電極9和14連接到接地表面，也可能去掉導(dǎo)電電極9和14以便產(chǎn)生一種結(jié)構(gòu)，其中第一和第二輻射電極6和12的短路線與接地表面絕緣。
在第三實(shí)施例中，從信號(hào)源4提供的饋電信號(hào)通過電容C1提供給電介質(zhì)基片1的第一輻射電極6，然后通過縫隙δ1的電容提供給電介質(zhì)基片1的第二輻射電極12。同時(shí)，來自電介質(zhì)基片1的第一輻射電極6的饋電信號(hào)通過電容C3提供給多層電介質(zhì)基片10的第一輻射電極6，然后，通過縫隙δ2的電容從多層電介質(zhì)基片10的第一輻射電極6提供給其第二輻射電極12。
在電介質(zhì)基片1和多層電介質(zhì)基片10的每個(gè)第一和第二輻射電極6和12中，電流從短路端(導(dǎo)電電極9和14)流向開路端15和13。然后，電介質(zhì)基片1的第一輻射電極6在與電流流動(dòng)矢量相同的方向A1上激勵(lì)，而第二輻射電極12同樣地在方向B1上激勵(lì)，該方向基本上與方向A1垂直。同樣地，多層電介質(zhì)基片10的第一輻射電極6在方向A2上激勵(lì)，而第二輻射電極12在方向B2上激勵(lì)，該方向基本上與方向A2垂直。
在此情況下，由于電介質(zhì)基片1的輻射電極6和12與多層電介質(zhì)基片10的輻射電極各自諧振，實(shí)現(xiàn)了總共四個(gè)諧振工作。因此，例如，通過設(shè)置各個(gè)輻射電極的諧振頻率接近設(shè)置頻率f1的兩側(cè)，如圖8A所示，結(jié)果是四個(gè)輻射電極的諧振工作，可以加寬設(shè)置頻率f1的頻帶。
另外，例如，當(dāng)電介質(zhì)基片1的輻射電極6和12的諧振頻率被設(shè)置接近設(shè)置頻率f1，而多層電介質(zhì)基片10的輻射電極6和12的諧振頻率被設(shè)置接近設(shè)置頻率f2，作為電介質(zhì)基片1的輻射電極6和12雙重諧振與多層電介質(zhì)基片10的輻射電極6和12的雙重諧振的結(jié)果，如圖8B所示，可以加寬設(shè)置頻率f1和f2的頻帶。
在第三實(shí)施例中，在電介質(zhì)基片1上表面5上形成的第一層的第一輻射電極6和第二輻射電極12的激勵(lì)方向基本上相互垂直。另外，在多層電介質(zhì)基片10的上表面11上形成的第二層的第一輻射電極6和第二輻射電極12的激勵(lì)方向也基本上相互垂直。結(jié)果，即使變窄縫隙δ1和δ2，每層的第一和第二輻射電極6和12的諧振信號(hào)之間的干擾可以抑制，即加強(qiáng)絕緣性。因此，可以獲得該天線的寬的頻帶。
此外，由于縫隙δ1和δ2可以變窄，該天線可以被小型化。另外，通過變窄縫隙δ1和δ2，由于可以增加安置第一和第二輻射電極的面積，可能增加該天線的增益。
當(dāng)如上面所述提供第一輻射電極6和第二輻射電極12組成的兩層結(jié)構(gòu)時(shí)，必須獲得在垂直方向上相互相對(duì)的第一輻射電極6的諧振信號(hào)之間的絕緣，類似地，獲得在垂直方向相互相對(duì)的第二輻射電極12諧振信號(hào)之間的絕緣。在此情況下，在第三實(shí)施例中，各層的第一輻射電極6和第二輻射電極12通過縫隙δ1和δ2安置，第一輻射電極6的邊緣7和第二輻射電極12的邊緣13通過每個(gè)縫隙δ1和δ2相互相對(duì)。通過每個(gè)縫隙δ1和δ2相對(duì)的第一和第二輻射電極6和12的邊緣7和13是斜線。結(jié)果，通過改變縫隙δ1和δ2的長(zhǎng)度和角度θ，上層和底層上的第一和第二輻射電極6和12之間的絕緣可以容易地調(diào)節(jié)。
換句話說，當(dāng)電介質(zhì)基片1的第一輻射電極6的激勵(lì)方向A1與多層電介質(zhì)基片10的第一輻射電極6的激勵(lì)方向A2平行時(shí)，在上層和底層的第一輻射電極6之間可能發(fā)生諧振信號(hào)干擾。同樣地，當(dāng)電介質(zhì)基片1的第二輻射電極12的激勵(lì)方向B1與多層電介質(zhì)基片10的第二輻射電極12的激勵(lì)方向B2平行時(shí)，在上層和底層的第二輻射電極12之間可能發(fā)生諧振信號(hào)干擾。
在此情況下，只需要改變輻射電極6和12之間的縫隙δ1和δ2的至少一個(gè)縫隙。利用此改變，流過具有改變的縫隙的層的每個(gè)輻射電極6和12的電流方向稍微地改變。按照電流流動(dòng)方向的改變，由于激勵(lì)方向也稍微改變，上層和底層輻射電極6和12的激勵(lì)方向?qū)е虏煌较蛏系恼{(diào)節(jié)，特別在非平行方向，由此防止信號(hào)干擾。
同樣地，當(dāng)改變上層和底層的輻射電極6和12之間的縫隙的角度θ時(shí)，流過具有改變的縫隙角度的層的每個(gè)輻射電極6和12的電流方向稍微改變。按照電流流動(dòng)方向的改變，由于激勵(lì)方向也稍微改變，上層和底層的電極的激勵(lì)方向?qū)е略诓煌较蛏险{(diào)節(jié)，特別在非平行方向上。因此，可以防止信號(hào)干擾。
接近縫隙角度θ為90度的地方，流過輻射電極6的電流方向與流過輻射電極12的電流方向平行。對(duì)應(yīng)于該電流流動(dòng)方向，輻射電極6的激勵(lì)方向變成與輻射電極12的激勵(lì)方向平行。結(jié)果，在輻射電極6和輻射電極12之間可能出現(xiàn)信號(hào)干擾。因此，當(dāng)調(diào)節(jié)每個(gè)縫隙角度時(shí)，為了避免在相同層的輻射電極6和輻射電極12之間出現(xiàn)信號(hào)干擾，必須在除接近90度的角度外的角度范圍中進(jìn)行調(diào)節(jié)。
如上所述，當(dāng)上層和底層的輻射電極6和12的激勵(lì)方向相互平行時(shí)，通過調(diào)節(jié)輻射電極6和12或縫隙角度之間的縫隙長(zhǎng)度，或縫隙長(zhǎng)度和角度兩者，可以增加上層和底層輻射電極之間信號(hào)的絕緣效果以抑制它們之間信號(hào)的干擾，以便實(shí)現(xiàn)加寬頻帶。
此外，如在第一和第二實(shí)施例中描述的，通過選擇地改變多層電介質(zhì)基片10的介電常數(shù)可以調(diào)節(jié)上層和底層的輻射電極之間信號(hào)的絕緣程度。因此，通過進(jìn)行輻射電極6和12之間縫隙、縫隙角度和介電常數(shù)的調(diào)節(jié)的組合，可以非常有助于防止上層和底層輻射電極之間的信號(hào)干擾。
此外，如在上述第一和第二實(shí)施例的每個(gè)情況，同樣地，在第三實(shí)施例中，通過設(shè)置上層多層電介質(zhì)基片10的介電常數(shù)高于電介質(zhì)基片1的介電常數(shù)，安裝基片與輻射電極之間的邊緣電容上的電場(chǎng)集中可以被抑制，以將電場(chǎng)集中在多層電介質(zhì)基片10的上層上，以便實(shí)現(xiàn)加寬頻帶。
圖5表示按照本發(fā)明的第四實(shí)施例的表面安裝天線主要部分結(jié)構(gòu)。不同于第三實(shí)施例，在第四實(shí)施例的天線中，饋電連接電極2的上端延伸到電介質(zhì)基片1前側(cè)表面3的上端以將饋電連接電極2通過電容C2與多層電介質(zhì)基片10的第一輻射電極6耦合。其它結(jié)構(gòu)部分以與第三實(shí)施例中相同的方式形成。第四實(shí)施例的天線以與第三實(shí)施例相同的方式工作以獲得與第三實(shí)施例相同的優(yōu)點(diǎn)。盡管圖5所示的輻射電極6和12之間縫隙δ1和δ2的長(zhǎng)度和縫隙角度θ與圖4中所示不同，這在概念上表示可以按照所改變的縫隙δ1和δ2的長(zhǎng)度和縫隙角度θ通過調(diào)節(jié)絕緣性而防止上層和底層的輻射電極6與12之間的信號(hào)干擾。
圖6表示按照本發(fā)明的第五實(shí)施例的表面安裝天線的主要部分結(jié)構(gòu)。在第五實(shí)施例中，兩個(gè)多層電介質(zhì)基片10即10a和10b層壓在具有在其上形成第一層的輻射電極6和12的電介質(zhì)基片1的上表面5上，與電介質(zhì)基片1形成一體。其它結(jié)構(gòu)部分以與第三實(shí)施例所示的相同方式形成。在多層電介質(zhì)基片10a的上表面11上，通過縫隙δ2形成第二層的輻射電極6和12。在多層電介質(zhì)基片10b的上表面11上，通過縫隙δ3形成第三層的輻射電極6和12。
電介質(zhì)基片1的饋電連接電極2和第一輻射電極6相互容性耦合。電介質(zhì)基片1的第一輻射電極6和多層電介質(zhì)基片10a的第一輻射電極6相互容性耦合。另外，多層電介質(zhì)基片10a的第一輻射電極6和多層電介質(zhì)基片10b的第一輻射電極6也相互容性耦合。各個(gè)層的第一和第二輻射電極6和12通過每個(gè)相應(yīng)縫隙δ1、δ2和δ3的電容相互耦合。結(jié)果，來自信號(hào)源4的饋電信號(hào)通過每個(gè)耦合電容提供給所有輻射電極6和12，然后，在每層的輻射電極6和12之間實(shí)現(xiàn)雙諧振以獲得總共六個(gè)諧振。
類似于其它實(shí)施例，在第五實(shí)施例中，當(dāng)需要時(shí)通過調(diào)節(jié)各層輻射電極之間的縫隙δ1、δ2和δ3和縫隙角度θ，垂直相鄰的各層的輻射電極的激勵(lì)方向可以在不同方向上調(diào)節(jié)，即在非平行方向上。另外，通過選擇地改變每個(gè)多層電介質(zhì)基片10a和10b的介電常數(shù)，可以調(diào)節(jié)垂直相鄰的上層和底層之間的絕緣性。
此外，在此實(shí)施例中，通過設(shè)置每個(gè)多層電介質(zhì)基片10a和10b的介電常數(shù)高于電介質(zhì)基片1的介電常數(shù)，電場(chǎng)被集中在多層電介質(zhì)基片10a和10b上，以便可以加寬設(shè)置頻率的頻帶。特別通過使多層電介質(zhì)基片10a(10b)上部的介電常數(shù)最大，電場(chǎng)可集中在上面的多層電介質(zhì)基片10(10b)。結(jié)果，設(shè)置頻率的頻帶可以更有效地加寬。除此之外，在第五實(shí)施例中可以獲得與其它實(shí)施例所獲得的相同的其它優(yōu)點(diǎn)。
在第五實(shí)施例中，盡管兩個(gè)多層電介質(zhì)基片10被層壓在電介質(zhì)基片1上，也有可能通過層壓和在其上表面上綜合具有輻射電極6和12的三個(gè)或更多個(gè)多層電介質(zhì)基片10產(chǎn)生更多的諧振。
圖7表示按照本發(fā)明的第六實(shí)施例的表面安裝天線的主要部分結(jié)構(gòu)。在第一到第五實(shí)施例的每個(gè)實(shí)施例中，所提供的天線是容性饋電型天線?？墒?，僅通過改變饋電電路即通過改變電容性饋電電路為直接激勵(lì)型電路，這種電容性饋電型天線可以容易地轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯蛹?lì)性天線。第六實(shí)施例表示一種典型結(jié)構(gòu)，其中圖4所示的電容性饋電型天線可以被轉(zhuǎn)換為直接激勵(lì)型天線。
在第六實(shí)施例中，與第一輻射電極6電連接的饋電連接電極2安置在電介質(zhì)基片1的側(cè)面上。從饋電連接電極2的某個(gè)點(diǎn)分路形成一個(gè)短路電極17。然后，連接到第二輻射電極12的短路電極18形成在接近短路電極17處，以形成直接激勵(lì)電路。電介質(zhì)基片1的第一輻射電極6和多層電介質(zhì)基片10的第一輻射電極6相互容性耦合。多層電介質(zhì)基片10的第一輻射電極6和第二輻射電極12通過縫隙δ2的電容相互耦合。
在圖7所示的電路中，雖然來自信號(hào)源4的饋電信號(hào)通過饋電連接電極2直接提供給電介質(zhì)基片1的第一輻射電極6，利用短路電極18之間的磁場(chǎng)耦合，饋電信號(hào)通過短路電極18提供給電介質(zhì)基片1的第二輻射電極12。提供給電介質(zhì)基片1的第一輻射電極6的饋電信號(hào)通過容性耦合提供給多層電介質(zhì)基片10的第一輻射電極6，然后通過縫隙δ2的容性耦合提供給多層電介質(zhì)基片10的第二輻射電極12。利用該安排，由于每層的輻射電極6和12實(shí)現(xiàn)如同第三實(shí)施例情況下的諧振工作，在第六實(shí)施例中可以獲得與第三實(shí)施例所獲得的相同的優(yōu)點(diǎn)。
圖9表示按照本發(fā)明第七實(shí)施例的表面安裝天線的主要部分結(jié)構(gòu)。在第七實(shí)施例中，在電介質(zhì)基片1的上表面5上形成第一輻射電極6。在電介質(zhì)基片1的上表面5上，層壓了多層電介質(zhì)基片10并形成一體。然后，在多層電介質(zhì)基片10的上表面11上，形成第二輻射電極12。第一輻射電極6展寬到電介質(zhì)基片1的側(cè)面23和24上。第一輻射電極6的寬度在側(cè)面22區(qū)域內(nèi)基本上是平坦的，該區(qū)域是前端側(cè)面的區(qū)域。在電介質(zhì)基片1后側(cè)的后端，輻射電極6側(cè)面23的周邊通過退縮到側(cè)面24而形成彎曲表面30。輻射電極圖形的寬度從前端側(cè)面22到后端側(cè)面象扇型一樣漸漸變細(xì)，該后端側(cè)面是電介質(zhì)基片1的后表面?zhèn)取?br> 在電介質(zhì)基片1的側(cè)面22(前表面)上垂直地形成了一個(gè)饋電連接電極2和一個(gè)短路電極17。通過從饋電連接電極2的中間點(diǎn)分路形成短路電極25。在水平方向上從饋電連接電極2分路的短路電極25在較底方向上垂直彎曲以形成靠近短路電極17的平行圖形。短路電極25的較底端被引導(dǎo)到電介質(zhì)基片1的底面上的接地電極20上。饋電連接電極2的上端連接到電介質(zhì)基片1上表面5的第一輻射電極6上，而且其底端連接到信號(hào)源4。第一輻射電極6與接地電極容性耦合，該接地電極形成在電介質(zhì)基片1的底面?zhèn)让?4(左側(cè)表面)上。結(jié)果，側(cè)面24是開路端15。
接近電介質(zhì)基片1的側(cè)面23(右側(cè)面)后端，從側(cè)面23的上端到中間部分形成了電極21。電極21的低端面通過縫隙由電容C與從電介質(zhì)基片1底面延伸出的接地電極20的上端面容性耦合。
同時(shí)，形成在多層電介質(zhì)基片10上表面11上的第二輻射電極12形成一個(gè)圖形，其右和左位置基本上與第一輻射電極6的圖形相反，除了連接電極圖形外。即，第二輻射電極12的圖形基本上反向了180度。第二輻射電極12通過安置在與電介質(zhì)基片1相同的側(cè)面(前表面)22上的短路電極17連接到電介質(zhì)基片1的短路電極17。
電連接第二輻射電極12的另一個(gè)電極21安置在靠近多層電介質(zhì)基片10側(cè)面(右側(cè)面)23的后端。多層電介質(zhì)基片10上的電極21電連接到安置在電介質(zhì)基片1側(cè)面23上的電極21的上端。結(jié)果，第二輻射電極12通過電極21由電容C與接地電極耦合。容性耦合部分是第二輻射電極12的開路端16。
在第七實(shí)施例中，從信號(hào)源4提供的饋電信號(hào)從作為短路的饋電連接電極2提供給第一輻射電極6。電流從被激勵(lì)的第一輻射電極6中的短路端流向開路端15。在此情況下，電流流動(dòng)的矢量方向等效于第一輻射電極6的激勵(lì)方向A。
同時(shí)，從信號(hào)源4提供的饋電信號(hào)通過短路電極25與短路電極17之間的磁場(chǎng)耦合發(fā)送給第二輻射電極12。電流從第二輻射電極12中的短路端流向開路端16。電流流動(dòng)的矢量方向等效于第二輻射電極6的激勵(lì)方向B。在此方向上，第二輻射電極12被激勵(lì)。
類似于其它實(shí)施例，在第七實(shí)施例中，由于第一輻射電極6的激勵(lì)方向(方向A)被設(shè)置得基本上與第二輻射電極12的激勵(lì)方向(方向B)垂直，輻射電極6和12之間的諧振信號(hào)干擾可以被抑制，由此導(dǎo)致頻帶加寬。另外，如在每個(gè)實(shí)施例中所述的，通過選擇地調(diào)節(jié)多層電介質(zhì)基片10的介電常數(shù)，可以調(diào)節(jié)上和下輻射電極6和12之間的絕緣性。另外，通過設(shè)置多層電介質(zhì)基片10的介電常數(shù)高于電介質(zhì)基片1的介電常數(shù)，可以獲得較寬的頻帶。
圖10表示安徽子本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的通信設(shè)備。在該圖中，一個(gè)安裝基片50被安置在通信設(shè)備30例如蜂窩電話機(jī)的機(jī)殼31中。饋電電路32形成在安裝基片50上。在安裝基片50的接地表面33(接地電極)上，安裝了按照上述第一到第七實(shí)施例之一的表面安裝天線100。表面安裝天線100直接或通過容性耦合連接到具有信號(hào)源4饋電電路32。饋電電路32通過開關(guān)電路34連接到發(fā)射電路35和接收電路36。在該通信設(shè)備中，饋電電路32的信號(hào)源4的饋電信號(hào)提供給表面安裝天線100以便執(zhí)行上述天線工作，該饋電信號(hào)等同于輻射電極6和12的激勵(lì)。然后，通過開關(guān)電路34的切換操作，可以平滑地進(jìn)行信號(hào)發(fā)射/接收。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例。各種修改和改變可以應(yīng)用于本發(fā)明。例如，在每個(gè)上述實(shí)施例中，盡管第一輻射電極6的激勵(lì)方向被設(shè)置得基本上與第二輻射電極12的激勵(lì)方向垂直，兩個(gè)方向不必是基本上相互垂直的。例如，當(dāng)保持輻射電極6和12之間的窄縫隙時(shí)，兩個(gè)方向只需要相互交叉一個(gè)角度，該角度能夠使第一輻射電極6和第二輻射電極12諧振信號(hào)之間的干擾抑制到實(shí)際上不出現(xiàn)問題的程度。
另外，第一輻射電極6和第二輻射電極12的形狀(電極圖形)不限于上述實(shí)施例中的形狀。也可以根據(jù)性能技術(shù)規(guī)范使用其它電極形狀。
另外，通信設(shè)備不限于蜂窩電話機(jī)。本發(fā)明可以應(yīng)用于結(jié)合了天線的各種通信設(shè)備。
如上所述，在按照本發(fā)明的每個(gè)天線和通信設(shè)備中，多層電介質(zhì)基片層壓在電介質(zhì)基片上表面上形成一體，并且在電介質(zhì)基片上表面上形成的第一輻射電極的激勵(lì)方向與在多層電介質(zhì)基片上表面上形成的第二輻射電極的激勵(lì)方向不同。即，上述方向不是相互平行的。利用這個(gè)安排，可以有效地抑制較底第一輻射電極和較高第二輻射電極之間諧振信號(hào)的干擾。因此，增加了絕緣性并且可以由加寬所使用頻率的頻帶。
特別由于在電介質(zhì)基片上表面上形成的第一輻射電極不與在多層電介質(zhì)基片上表面上形成的第二輻射電極相對(duì)，可以更增強(qiáng)絕緣性以加寬頻帶。另外，如上所述，由于較底第一輻射電極和較高第二輻射電極的激勵(lì)方向相互不同，即使電介質(zhì)基片上的第一輻射電極與平行方向上的多層電介質(zhì)基片上的第二輻射電極之間縫隙變窄，仍可以獲得足夠的絕緣性。因此，由于可以變窄該縫隙，該天線尺寸和結(jié)合該天線的通信設(shè)備尺寸可以減小。
另外，通過電介質(zhì)基片上表面上縫隙形成作為第一層輻射電極的第一和第二輻射電極，作為第二層輻射電極的其它第一和第二輻射電極通過多層電介質(zhì)基片上表面上的縫隙形成，該多層電介質(zhì)基片通過層壓在電介質(zhì)基片上表面上而形成一體。在按照本發(fā)明的該天線和具有這個(gè)安排的通信設(shè)備中，由于每層的第一和第二輻射電極的激勵(lì)方向相互不同，即使變窄每層上形成的第一和第二輻射電極之間的縫隙，也可以增強(qiáng)第一和第二輻射電極之間信號(hào)的絕緣性。由于縫隙可以變窄，該天線和通信設(shè)備可以小型化。另外，通過變窄該縫隙，另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由輻射電極所占用的面積可以減小。
此外，由于垂直相鄰的較底輻射電極和較高輻射電極激勵(lì)方向相互不同，即，由于方向被設(shè)置相互不平行，可以獲得較底和較高輻射電極之間的高絕緣性。以此方式，由于可以獲得相同層之間的絕緣性和垂直相鄰輻射電極之間的絕緣性兩者，可以正常執(zhí)行每層上第一和第二輻射電極的雙諧振而同時(shí)抑制它們之間的信號(hào)干擾。利用這個(gè)安排，可以實(shí)現(xiàn)頻帶的滿意的加寬。
另外，由于通過縫隙相對(duì)的第一和第二輻射電極邊緣是斜線，第一和第二輻射電極的激勵(lì)方向可以設(shè)置不同。此外，通過改變?cè)摽p隙的長(zhǎng)度和角度，另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以容易和自由地調(diào)節(jié)激勵(lì)方向。
另外，由于多層電介質(zhì)基片層壓在電介質(zhì)基片上，通過選擇地改變多層電介質(zhì)基片的介電常數(shù)，可以容易地調(diào)節(jié)在電介質(zhì)基片上形成的輻射電極與在多層電介質(zhì)基片上形成的輻射電極之間的絕緣性。同樣地，當(dāng)多個(gè)多層電介質(zhì)基片層壓到電介質(zhì)基片上表面上形成一體時(shí)，通過選擇地改變所指定層的多層電介質(zhì)基片介電常數(shù)，可以容易地調(diào)節(jié)所指定多層電介質(zhì)基片的較高和較低輻射電極之間的絕緣性。
另外，通過設(shè)置多層電介質(zhì)基片的介電常數(shù)高于電介質(zhì)基片的介電常數(shù)，電場(chǎng)可以集中在多層電介質(zhì)基片上，而不集中在安裝基片的電容上。結(jié)果，由于可以防止由在安裝基片的電容上集中電場(chǎng)所產(chǎn)生的頻帶變窄，可以實(shí)現(xiàn)加寬所使用頻率的設(shè)置頻率的帶寬。
另外，在按照本發(fā)明的天線和通信設(shè)備中，如上所述，由于通過增強(qiáng)輻射電極之間的絕緣性可以加寬通信的頻帶，也可以改善通信的可靠性。
權(quán)利要求
1．一種表面安裝天線，包括一個(gè)電介質(zhì)基片；一個(gè)第一輻射電極，形成在電介質(zhì)基片上表面的一部分上，一個(gè)多層電介質(zhì)基片，層壓在電介質(zhì)基片上表面上形成一體；和一個(gè)第二輻射電極，在多層電介質(zhì)基片上表面上的一個(gè)位置上形成，在該位置第二輻射電極不與第一輻射電極相對(duì)；其中第一輻射電極和第二輻射電極的激勵(lì)方向相互交叉。
2．按照權(quán)利要求1的一種表面安裝天線，其中電介質(zhì)基片和多層電介質(zhì)基片兩者的上表面具有四邊形形狀；第一輻射電極形成在電介質(zhì)基片上表面上的基本上一半的區(qū)域中；第二輻射電極形成在多層電介質(zhì)基片上表面上的基本上一半的區(qū)域中，該區(qū)域與形成第一輻射電極的一側(cè)相反；和通過多層電介質(zhì)基片在相互相對(duì)兩側(cè)上的第一和第二輻射電極的邊緣是斜線。
3．一種表面安裝天線包括一個(gè)電介質(zhì)基片；一個(gè)第一輻射電極和一個(gè)第二輻射電極，通過縫隙在電介質(zhì)基片上表面上形成；至少一個(gè)多層電介質(zhì)基片，層壓在電介質(zhì)基片的上表面上形成一體；和另一個(gè)第一輻射電極和另一個(gè)第二輻射電極，通過縫隙在多層電介質(zhì)基片的上表面上形成；其中形成在每個(gè)電介質(zhì)基片和至少一個(gè)多層電介質(zhì)基片上的第一輻射電極和第二輻射電極的激勵(lì)方向相互交叉，上層和底層的垂直相鄰的第一和第二輻射電極的激勵(lì)方向相互不同。
4．按照權(quán)利要求3的一種表面安裝天線，其中電介質(zhì)基片和多層電介質(zhì)基片兩者的上表面具有四邊形形狀，而且通過各層的第一輻射電極和第二輻射電極之間的縫隙相對(duì)的邊緣是斜線。
5．一種表面安裝天線包括一個(gè)電介質(zhì)基片；一個(gè)第一輻射電極，在電介質(zhì)基片上表面上形成，一個(gè)多層電介質(zhì)基片，層壓在電介質(zhì)基片上表面上形成一體；和一個(gè)第二輻射電極，在多層電介質(zhì)基片上表面上形成；其中第一和第二輻射電極的激勵(lì)方向相互交叉。
6．按照權(quán)利要求1到5之一的一種表面安裝天線，其中多層電介質(zhì)基片的介電常數(shù)被設(shè)置得高于電介質(zhì)基片的介電常數(shù)。
7．按照權(quán)利要求3到5之一的一種表面安裝天線，其中上層的多層電介質(zhì)基片的介電常數(shù)被設(shè)置得高于任何其它層的電介質(zhì)基片的介電常數(shù)。
8．一種通信設(shè)備，包括按照權(quán)利要求1到7之一的表面安裝天線。
全文摘要
本發(fā)明公開了具有寬頻帶的一種緊湊表面安裝天線。在該表面安裝天線中,一個(gè)第一輻射電極在電介質(zhì)基片上表面的左半?yún)^(qū)域上形成。一個(gè)多層電介質(zhì)基片層壓在電介質(zhì)基片上表面上被粘著和并且固定在其上。一個(gè)第二輻射電極在多層電介質(zhì)基片上表面右半?yún)^(qū)域上形成。第一和第二輻射電極不是垂直地相對(duì)。第一和第二輻射電極的相對(duì)邊緣是斜線。信號(hào)源的饋電信號(hào)通過容性耦合從饋電連接電極提供給第一輻射電極,然后通過第一和第二輻射電極之間的容性耦合從第一輻射電極提供給第二輻射電極。第一輻射電極的激勵(lì)方向設(shè)置得基本上與第二輻射電極的激勵(lì)方向垂直。
文檔編號(hào)H01Q21/06GK1296309SQ0013313
公開日2001年5月23日 申請(qǐng)日期2000年9月15日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月17日
發(fā)明者椿信人, 南云正二, 川端一也 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所