專利名稱：多諧振天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及使用于微波段的移動(dòng)體通信用無線電設(shè)備的多諧振天線、天線模塊及使用多諧振天線的無線電裝置。
背景技術(shù)：
作為與多個(gè)頻帶對(duì)應(yīng)的移動(dòng)體通信設(shè)備用的天線，已知有特開2001-60823號(hào)公報(bào)所述的電介質(zhì)補(bǔ)片(patch)天線。圖1中，電介質(zhì)補(bǔ)片天線1在作為基底的板狀電介質(zhì)塊2的一面上形成長(zhǎng)度a的第1補(bǔ)片天線電極3以及用間隙隔開的長(zhǎng)度b的第2補(bǔ)片天線電極4，并在底面形成作為電介質(zhì)補(bǔ)片天線1的地線的接地電極5。利用作為電介質(zhì)補(bǔ)片天線1的輸入輸出端子的饋電針6，連接于安裝電介質(zhì)補(bǔ)片天線1的基板8上的第1饋電線路9。而且利用作為第2輸出端子的饋電針7連接于基板8上的第2饋電線路10。
當(dāng)補(bǔ)片天線電極3的長(zhǎng)度a等于電介質(zhì)塊2內(nèi)的傳播波長(zhǎng)的約一半的那種頻帶f1的信號(hào)從饋電針6輸入到電介質(zhì)補(bǔ)片天線1時(shí)，補(bǔ)片天線電極3受到激振，發(fā)射電波。接收時(shí)，利用頻帶f1的入射電波激振補(bǔ)片天線電極3，從饋電針6輸出接收信號(hào)。
同樣，當(dāng)補(bǔ)片天線電極4的長(zhǎng)度b等于電介質(zhì)塊2內(nèi)的傳播波長(zhǎng)的約一半的那種頻帶f2的信號(hào)從饋電針7輸入到電介質(zhì)補(bǔ)片天線1時(shí)，補(bǔ)片天線電極4受激振，發(fā)射電波。接收時(shí)，頻帶f2的入射電波激振補(bǔ)片天線電極4，從饋針7輸出接收信號(hào)。
上述的已有的天線中，基板8上開孔，用饋電針6、7向天線1饋送信號(hào)，故在基板8的表面安裝是困難的。
此外，由于饋電針6配置于天線電極3的外側(cè)，故在頻率f1上的天線1的輸入阻抗變高，為了與例如50Ω系統(tǒng)匹配，需要另設(shè)匹配電路，而這種匹配電路降低了天線1的效率。
而且，需要對(duì)每一頻帶設(shè)置饋電端口，在將無線電部與天線1分開的情況下，需要多條電纜，要用1條電纜連接就要添加協(xié)調(diào)用的電路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供適合于表面安裝的與多個(gè)頻帶對(duì)應(yīng)的多諧振天線。
又，本發(fā)明的目的還在于，提供可調(diào)整輸入阻抗的適于表面安裝的多諧振天線。
還有，本發(fā)明的目的還在于，提供可用1條電纜與無線電部連接的多諧振天線。
本發(fā)明的多諧振天線，具有電介質(zhì)塊、位于所述電介質(zhì)塊的一主面的多個(gè)補(bǔ)片天線電極、位于所述電介質(zhì)塊的側(cè)壁，作為天線的輸入輸出端子的一個(gè)或多個(gè)饋電端子電極、連接于所述饋電端子電極并電磁耦合于所述補(bǔ)片天線電極的所述電介質(zhì)塊的一主面和內(nèi)層的一個(gè)或多個(gè)饋電路電極，故能實(shí)現(xiàn)與表面安裝對(duì)應(yīng)的多諧振天線。
又，電介質(zhì)塊的底部或上部具有由凹坑形成的饋電線路溝，并將饋電線路電極配置于饋電線路溝內(nèi)，這樣就能利用單層的電介質(zhì)塊實(shí)現(xiàn)與表面安裝對(duì)應(yīng)的多諧振天線。
又，本發(fā)明具有位于電介質(zhì)塊的一主面的供第1頻帶f1的電波收發(fā)用的第1補(bǔ)片天線電極，以及用間隙與第1補(bǔ)片天線隔開且內(nèi)包第1補(bǔ)片天線電極，并供第2頻帶f2(f1＞f2)的電波收發(fā)用的第2補(bǔ)片天線電極，并設(shè)置分別電磁耦合于2個(gè)補(bǔ)片天線電極的2個(gè)饋電線路電極，以此能夠?qū)崿F(xiàn)在各頻帶中獲得良好的輸入阻抗特性的與表面安裝對(duì)應(yīng)的2諧振天線。
又，本發(fā)明具有由具備饋電線路電極作為內(nèi)層電極的多層基板構(gòu)成的電介質(zhì)塊，以及利用側(cè)面金屬化形成的饋電端子電極，因此能使用多層基板的制造方法實(shí)現(xiàn)在各頻帶能夠得到良好的輸入阻抗特性的2諧振天線。
如上所述，本發(fā)明提供一種多諧振天線，具有電介質(zhì)塊；形成于所述電介質(zhì)塊的一主面上的多個(gè)補(bǔ)片天線電極；形成于所述電介質(zhì)塊的側(cè)壁上的一個(gè)或多個(gè)饋電端子電極；連接于所述饋電端子電極上并電磁地耦合于所述補(bǔ)片天線電極的一個(gè)或多個(gè)饋電線路電極；設(shè)置于電介質(zhì)塊的底部或上部的凹坑構(gòu)成的饋電線路溝，饋電線路電極配置于所述饋電線路溝內(nèi)。
本發(fā)明提供一種多諧振天線，具有電介質(zhì)塊；形成于所述電介質(zhì)塊的一主面上的多個(gè)補(bǔ)片天線電極；形成于所述電介質(zhì)塊的側(cè)壁上的一個(gè)或多個(gè)饋電端子電極；連接于所述饋電端子電極上并電磁地耦合于所述補(bǔ)片天線電極的一個(gè)或多個(gè)饋電線路電極，電介質(zhì)塊為具備饋電線路電極作為內(nèi)層電極的多層基板構(gòu)成的電介質(zhì)塊，由側(cè)面金屬化形成饋電端子電極。
本發(fā)明提供一種多諧振天線，具有電介質(zhì)塊；形成于所述電介質(zhì)塊的一主面上的多個(gè)補(bǔ)片天線電極；形成于所述電介質(zhì)塊的側(cè)壁上的一個(gè)或多個(gè)饋電端子電極；連接于所述饋電端子電極上并電磁地耦合于所述補(bǔ)片天線電極的一個(gè)或多個(gè)饋電線路電極，電介質(zhì)塊為具備饋電線路電極作為內(nèi)層電極的多層基板構(gòu)成的電介質(zhì)塊，饋電端子電極由在厚度方向上貫通所述電介質(zhì)塊的通孔形成，以便與饋電線路端連接。
本發(fā)明提供一種多諧振天線，具有電介質(zhì)塊；位于電介質(zhì)塊的一主面上，供第一頻帶電波的收發(fā)用的第1補(bǔ)片天線電極；與所述第1補(bǔ)片天線位于同一面上，用間隙隔開并內(nèi)包所述第一補(bǔ)片天線電極，供低于第1頻帶的第2頻帶的電波的收發(fā)用的第2補(bǔ)片天線電極；電磁耦合于所述第1補(bǔ)片天線電極的第1饋電線路電極；電磁耦合于所述第2補(bǔ)片天線電極的第2饋電線路電極；形成于所述電介質(zhì)塊的側(cè)壁上，連接于所述第1饋電線路電極的第1饋電端子電極；形成于不同于所述第1饋電端子電極的側(cè)壁上，連接于所述第2饋電線路電極的第2饋電端子電極，所述第1饋電線路電極和第2饋電線路電極由帶狀線形成。
本發(fā)明提供一種多諧振天線，具有電介質(zhì)塊；形成于電介質(zhì)塊的一主面上并供第1頻帶的電波的收發(fā)用的第1補(bǔ)片天線電極；形成于與所述第1補(bǔ)片天線相同的面上，且與所述第1補(bǔ)片天線間隔分開，內(nèi)包所述第1補(bǔ)片天線電極，并供低于第1頻帶的第2頻帶的電波的收發(fā)用的第2補(bǔ)片天線電極；電磁耦合于所述第1補(bǔ)片天線電極的饋電線路電極；以及位于所述電介質(zhì)塊側(cè)壁，連接于所述饋電線路電極的饋電端子電極，所述饋電線路電極由帶狀線形成。
本發(fā)明提供一種多諧振天線，具有電介質(zhì)塊；位于所述電介質(zhì)塊的一主面上，供第1頻帶的電波的收發(fā)用的第1補(bǔ)片天線電極；位于所述電介質(zhì)塊的一主面上，且用間隙與第1補(bǔ)片天線電極隔開，并內(nèi)包所述第1補(bǔ)片天線電極，并供低于第1頻帶的第2頻帶的電波的收發(fā)用的第2補(bǔ)片天線電極；位于所述電介質(zhì)塊的一主面上，且用間隙與第2補(bǔ)片天線電極隔開，并內(nèi)包所述第2補(bǔ)片天線電極，供低于第2頻帶的第3頻帶的電波的收發(fā)用的第3補(bǔ)片天線電極；電磁耦合于所述第1補(bǔ)片天線電極的第1饋電線路電極；電磁耦合于所述第2補(bǔ)片天線電極的第2饋電線路電極；電磁耦合于所述第3補(bǔ)片天線電極的第3饋電線路電極；連接于所述第1饋電線路電極的第1饋電端子電極；連接于所述第2饋電線路電極的第2饋電端子電極；以及連接于所述第3饋電線路電極的第3饋電端子電極，其中各饋電線路電極由帶狀線形成，所述第1饋電端子電極、第2饋電端子電極和第3饋電端子電極分別形成在所述電介質(zhì)塊的不同的側(cè)面上；或者所述第1饋電端子電極、第2饋電端子電極和第3饋電端子電極中的兩個(gè)饋電端子電極形成在電介質(zhì)塊的同一側(cè)面上，而另一個(gè)饋電端子電極形成在不同于該側(cè)面的一個(gè)側(cè)面上。
本發(fā)明提供一種多諧振天線，具有電介質(zhì)塊；位于所述電介質(zhì)塊的一主面上，供第1頻帶的電波的收發(fā)用的第1補(bǔ)片天線電極；位于所述電介質(zhì)塊的一主面上，用間隙與第1補(bǔ)片天線電極隔開，并內(nèi)包所述第1補(bǔ)片天線電極，供低于第1頻帶的第2頻帶的電波的收發(fā)用的第2補(bǔ)片天線電極；位于所述電介質(zhì)塊的一主面上，用間隙與第2補(bǔ)片天線電極隔開，內(nèi)包所述第2補(bǔ)片天線電極，供低于第2頻帶的第3頻帶的電波的收發(fā)用的第3補(bǔ)片天線電極；位于所述電介質(zhì)塊的一主面上，用間隙與第3補(bǔ)片天線電極隔開，并內(nèi)包所述第3補(bǔ)片天線電極，供低于第3頻帶的第4頻帶的電波的收發(fā)用的第4補(bǔ)片天線電極；電磁耦合于所述第1補(bǔ)片天線電極的第1饋電線路電極；電磁耦合于所述第2補(bǔ)片天線電極的第2饋電線路電極；電磁耦合于所述第3補(bǔ)片天線電極的第3饋電線路電極；電磁耦合于所述第4補(bǔ)片天線電極的第4饋電線路電極；位于所述電介質(zhì)塊的側(cè)壁上，連接于所述第1饋電線路電極的第1饋電端子電極，位于與所述第1饋電端子電極不同的側(cè)壁上，連接于所述第2饋電線路電極的第2饋電端子電極；位于與所述第1和第2饋電端子電極不同的側(cè)壁上，連接于所述第3饋電線路電極的第3饋電端子電極；位于與所述第1、第2和第3饋電端子電極不同的側(cè)壁上，連接于所述第4饋電線路電極的第4饋電端子電極，其中各饋電線路電極由帶狀線形成。
本發(fā)明提供一種多諧振天線，具有電介質(zhì)塊；位于所述電介質(zhì)塊的一主面上，供第1頻帶的電波的收發(fā)用的第1補(bǔ)片天線電極；位于所述電介質(zhì)塊的一主面上，用間隙與第1補(bǔ)片天線電極隔開，內(nèi)包所述第1補(bǔ)片天線電極，供低于第1頻帶的第2頻帶的電波的收發(fā)用的第2補(bǔ)片天線電極；連接于所述第1補(bǔ)片天線電極，在厚度方向上貫通所述電介質(zhì)塊設(shè)置第1饋電針電極；電磁耦合于所述第2補(bǔ)片天線電極，位于所述電介質(zhì)塊的表面或內(nèi)層的第2饋電線路電極；位于所述電介質(zhì)塊的側(cè)壁，連接于所述第2饋電線路電極的第2饋電端子電極，其中各饋電線路電極由帶狀線形成。
本發(fā)明提供一種天線模塊，具有多諧振天線；安裝所述多諧振天線的電路基板；覆蓋所述多諧振天線的天線罩，其中多諧振天線包含電介質(zhì)塊；位于電介質(zhì)塊的一主面上，供第一頻帶電波的收發(fā)用的第1補(bǔ)片天線電極；與所述第1補(bǔ)片天線位于同一面上，用間隙隔開并內(nèi)包所述第一補(bǔ)片天線電極，供低于第1頻帶的第2頻帶的電波的收發(fā)用的第2補(bǔ)片天線電極；電磁耦合于所述第1補(bǔ)片天線電極的第1饋電線路電極；電磁耦合于所述第2補(bǔ)片天線電極的第2饋電線路電極；形成于所述電介質(zhì)塊的側(cè)壁上，連接于所述第1饋電線路電極的第1饋電端子電極；形成于不同于所述第1饋電端子電極的側(cè)壁上，連接于所述第2饋電線路電極的第2饋電端子電極，所述第1饋電線路電極和第2饋電線路電極由帶狀線形成。
本發(fā)明提供一種無線電設(shè)備，將多諧振天線配置于基板上，并將所述多諧振天線連接于無線電電路，其中多諧振天線包括電介質(zhì)塊；位于電介質(zhì)塊的一主面上，供第一頻帶電波的收發(fā)用的第1補(bǔ)片天線電極；與所述第1補(bǔ)片天線位于同一面上，用間隙隔開并內(nèi)包所述第一補(bǔ)片天線電極，供低于第1頻帶的第2頻帶的電波的收發(fā)用的第2補(bǔ)片天線電極；電磁耦合于所述第1補(bǔ)片天線電極的第1饋電線路電極；電磁耦合于所述第2補(bǔ)片天線電極的第2饋電線路電極；形成于所述電介質(zhì)塊的側(cè)壁上，連接于所述第1饋電線路電極的第1饋電端子電極；形成于不同于所述第1饋電端子電極的側(cè)壁上，連接于所述第2饋電線路電極的第2饋電端子電極，所述第1饋電線路電極和第2饋電線路電極由帶狀線形成。


圖1的已有的天線的立體圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的天線的立體圖。
圖3A為從本發(fā)明實(shí)施例1的天線的上表面看到的電極配置圖，圖3B為圖2的A-A’線剖面圖，圖3C為圖1的B-B’線剖面圖。
圖4A、4B為本發(fā)明實(shí)施例1的天線和特性例示圖。
圖5A、5B、5C各為從本發(fā)明實(shí)施例1的其他天線上面看到的電極配置圖。
圖6A、6B、6C各為安裝本發(fā)明實(shí)施例1的天線的基板的立體圖。
圖7為使用本發(fā)明實(shí)施例1的天線的天線模塊的立體圖。
圖8為使用本發(fā)明實(shí)施例1的天線的無線電裝置的立體圖。
圖9A為本發(fā)明實(shí)施例2的天線的立體圖，圖9B為從圖9A的上面看到的電極配置圖。
圖10A為本發(fā)明實(shí)施例3的天線的立體圖，圖10B為從上面看圖10A的天線的情況下的電極配置圖。
圖11A為本發(fā)明實(shí)施例4的天線的立體圖，圖11B為從上面看圖11A的天線的情況下的電極配置圖。
圖12A、12B為本發(fā)明實(shí)施例4的天線特性例示圖。
圖13A為本發(fā)明實(shí)施例5的天線的立體圖，圖13B為從上面看圖13A的天線的情況下的電極配置圖。
圖14A為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)6的天線的立體圖，圖14B為從圖13A的背面看的立體圖，圖14C為圖14A的A-A’線剖面圖。
圖15A為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)7的天線的立體圖，圖15B為從圖15A的背面看的立體圖，圖15C為圖15A的A-A’線剖面圖。
圖16為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)8的天線的立體圖。
圖17為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)9的天線的立體圖。
圖18為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)10的天線的立體圖。
圖19A為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)11的天線的立體圖，圖19B為使用本發(fā)明實(shí)施例11的天線的無線電設(shè)備的構(gòu)成的功能框圖。
具體實(shí)施例下面參照

本發(fā)明的例示性實(shí)施例。
第1實(shí)施例在圖2以及圖3A、3B、3C中，天線100是對(duì)應(yīng)于頻帶f1、f2(f1＞f2)的雙頻帶天線，在水平截面為正方形的板狀電介質(zhì)塊101的一主面上，形成用厚膜印刷等方法形成的一邊長(zhǎng)度為a的正方形的高頻帶f1用的高頻用補(bǔ)片天線電極102。高頻用補(bǔ)片天線電極102的一邊的長(zhǎng)度a是在高頻帶f1的電介質(zhì)塊101內(nèi)的傳播波長(zhǎng)的約一半的長(zhǎng)度，在高頻帶f1諧振。
形成用厚膜印刷等方法形成的一邊長(zhǎng)度為b的正方形的低頻帶f2用的低頻用補(bǔ)片天線電極103，使其與高頻用補(bǔ)片天線電極102以寬度為c的間隙隔開且內(nèi)包高頻用補(bǔ)片天線電極102。低頻用補(bǔ)片天線電極103的一邊的長(zhǎng)度b是在低頻帶f2的電介質(zhì)塊101內(nèi)的傳播波長(zhǎng)的約一半的長(zhǎng)度，在低頻帶f2諧振。
高頻用補(bǔ)片天線電極102上，電磁耦合長(zhǎng)度為L(zhǎng)1且距底面的高度為H1的帶線狀的內(nèi)層電極即高頻用饋電線路電極104，并在電介質(zhì)塊101的側(cè)面和底面上形成與高頻用饋電線路電極104連接，作為天線100的高頻帶f1用的輸入輸出端子，而且作為表面安裝時(shí)的固定端子的高頻用饋電端子電極105。
又，將長(zhǎng)度為L(zhǎng)2且距底面的高度為H2的帶線狀的內(nèi)層電極即低頻用饋電線路電極106電磁耦合于低頻用補(bǔ)片天線電極103，同樣在電介質(zhì)塊101的側(cè)面和底面上，形成與低頻用饋電線路電極106連接，作為天線100的低頻帶f2用的輸入輸出端子，而且作為表面安裝時(shí)的固定端子的低頻用饋電端子電極107。
在電介質(zhì)塊101的底面上形成作為天線100的接地的接地電極108，并用隔離元件109將饋電端子電極105、107與接地電極108絕緣開來。
在電介質(zhì)塊101的側(cè)面上，形成連接接地電極108，并將天線100接地，同時(shí)作為表面安裝時(shí)的固定端子的接地端子電極110。
為了在高頻帶f1向天線100進(jìn)行信號(hào)的輸入輸出，在高頻用饋電端子電極105上連接由50Ω系列的微帶線路構(gòu)成的高頻用輸入輸出線路121，為了在低頻帶f2向天線100進(jìn)行信號(hào)的輸入輸出，在低頻用饋電端子電極107上連接由50Ω系的微帶線路構(gòu)成的低頻用輸入輸出線路122。為了連接接地端子電極110，設(shè)置接地襯墊123，利用通孔等連接于基板120的接地襯墊124。
通過錫焊等方法將饋電端子電極105、饋電端子電極107、接地端子電極110分別連接于輸入輸出線路121的端頭、輸入輸出線路122的端頭、接地襯墊123，將天線100表面安裝于基板120上。
下面對(duì)動(dòng)作進(jìn)行說明。高頻帶f1的發(fā)送信號(hào)從高頻用輸入輸出線路121經(jīng)由高頻用饋電端子電極105傳輸?shù)礁哳l用饋電線路電極104，通過激振已電磁耦合升高頻用饋電線路電極104的高頻用補(bǔ)片天線電極102，使高頻用補(bǔ)片天線電極102諧振，作為電波發(fā)送出去。接收時(shí)，利用高頻帶f1的到達(dá)電波使高頻用補(bǔ)片天線電極102產(chǎn)生諧振而被激振，傳到與高頻用補(bǔ)片天線電極102電磁耦合的高頻用饋電線路電極104，經(jīng)由高頻用饋電端子電極105向高頻用輸入輸出線路121輸出。
同樣，低頻帶f2的發(fā)送信號(hào)經(jīng)由低頻用輸入輸出線路122、低頻用饋電端子電極107、低頻用饋電線路電極106，激振低頻用補(bǔ)片天線電極103，作為電波發(fā)送出去。又，低頻用補(bǔ)片天線電極103利用低頻帶f2的到達(dá)的電波激振，經(jīng)由低頻用饋電線路106、低頻用饋電端子電極107向低頻用輸入輸出線路122輸出。如上所述，對(duì)于頻帶f1、f2的信號(hào)，作為可發(fā)送、接收的2諧振天線工作。
圖4是電介質(zhì)塊101其剖面的一邊為42mm的正方形，厚度5mm、介電常數(shù)為7，a＝20mm、b＝30mm、c＝1mm時(shí)從饋電端子電極看到的輸入阻抗的分析例中，采用頻帶f1為2.5GHz的頻帶、頻帶f2為1.5GHz的頻帶，VSWR用對(duì)于50Ω系的值。圖4A橫軸是用低頻用天線電極的長(zhǎng)度b對(duì)饋電線路電極的長(zhǎng)度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的值，縱軸是用電介質(zhì)塊的厚度對(duì)饋電線路從底面起算的高度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的值。曲線A是在高頻帶f1中從高頻用饋電端子電極105看到的輸入阻抗的VSWR值為1的高頻用饋電線路電極104的長(zhǎng)度L1、高度H1的條件的軌跡。曲線B是在低頻帶f2中從低頻用饋電端子電極107看到的輸入阻抗的VSWR值為1的低頻用饋電線路電極106的長(zhǎng)度L2、高度H2的條件的軌跡。
例如，當(dāng)饋電線路電極104、106離底面的高度H1＝H2＝電介質(zhì)塊厚度約50％時(shí)，軌跡A中饋電線路電極104的長(zhǎng)并L1約為24％，軌跡B中饋電線路電極106的長(zhǎng)度L2約為3％。
圖4B為饋電線路電極高度H1＝H2＝電介質(zhì)塊厚度的50％時(shí)的分析例，橫軸是饋電線路電極的長(zhǎng)度，縱軸是從饋電端子電極看到的輸入阻抗的VSWR值。軌跡C為高頻帶f1的高頻用饋電線路電極104的長(zhǎng)度L1與VSWR值的關(guān)系曲線，表示長(zhǎng)度L1在24％時(shí)獲得良好的阻抗特性。軌跡D為低頻帶f2的低頻用饋電線路電極106的長(zhǎng)度L2與VSWR特性的關(guān)系的例子。表示長(zhǎng)度L2約為3％時(shí)獲得良好的阻抗特性，獲得更好的天線特性。
圖5為具備圓偏振波用天線電極的本發(fā)明第1實(shí)施例的其他形態(tài)天線的頂視電極圖。圖5A為作為第1天線電極使用圓偏振波補(bǔ)片天線電極130的例子。通過對(duì)正方形補(bǔ)片(patch)的相對(duì)的1對(duì)對(duì)角設(shè)置切口，使設(shè)置切口的對(duì)角線方向的諧振動(dòng)作的相位導(dǎo)前，從而從天線的正面看發(fā)生左旋的諧振動(dòng)作而作為右旋圓偏振波天線工作。因而，天線100在頻帶f1時(shí)成為圓偏振波天線，在頻帶f2時(shí)作為線偏振波天線工作。
圖5B為作為第2天線電極使用圓偏振波補(bǔ)片天線131的例子。通過與圖5A相同將相對(duì)的1對(duì)對(duì)角設(shè)置切口，使第2天線電極作為右旋圓偏振波天線工作，從而天線100在頻帶f1時(shí)成為線性偏振波天線，在頻帶f2時(shí)作為圓偏振波天線工作。
圖5C為作為第1和第2天線電極使用2個(gè)圓偏振波補(bǔ)片天線130、131的例子，同樣，天線100在頻帶f1和頻帶f2時(shí)都作為圓偏振波天線工作。也可以這樣使用圓偏振波用天線電極并用于圓偏振波的收發(fā)信。
圖6為安裝本發(fā)明實(shí)施例1的天線的基板的立體圖。圖6A為圖2所示的基板120的立體圖。圖6B為設(shè)有在天線下展開接地的接地襯墊124的例子。圖6C為使在基板的接地面上能安裝天線的基板130的立體圖，具備與第1輸入輸出線路132相對(duì)的襯墊133、與第2輸入輸出線路134相對(duì)的襯墊135、將兩個(gè)襯墊與地分開的間隙136、以及將天線安裝在虛線示出的位置上之際改善接地端子電極的安裝性的間隙138。這樣，在使用基板130上接地用電極的情況下也可以不設(shè)置接地電極。
上述說明中，作為電介質(zhì)塊101的截面示出了正方形的例子，然而也可用長(zhǎng)方形、圓、橢圓、多邊形等。又，作為天線電極雖示出正方形的例子，但也可以是長(zhǎng)方形、圓、橢圓、多邊形的。
又，作為饋電線路的高度，示出高頻用H1與低頻用H2相等的例子，然而也可以為不同的值。這時(shí)，通過使用圖3A中例示的條件能夠獲得良好的特性。
圖7為使用實(shí)施例1的天線100的天線模塊150的部分剖開的立體圖。天線100形成于基板152上，用天線罩加以覆蓋。在天線100的側(cè)面形成高頻用饋電線路153和低頻用饋電線路154。由各自的同軸線路形成的高頻帶f1用連接器電纜155和低頻帶f2用連接器電纜156饋電。這種結(jié)構(gòu)的天線模塊150，由于用天線罩151加以覆蓋，故天線周邊的環(huán)境被固定，可獲得穩(wěn)定的天線動(dòng)作。
圖8為采用由實(shí)施例1構(gòu)成的天線100的無線電設(shè)備160的立體圖。天線100形成在無線電部基板161上，對(duì)無線電設(shè)備164，利用高頻用輸入輸出線162向天線100進(jìn)行高頻帶f1信號(hào)的輸入輸出。同樣，利用低頻用輸入輸出線163進(jìn)行低頻帶f2信號(hào)的輸入輸出。無線電部164是使無線電設(shè)備160進(jìn)行工作的電路系統(tǒng)，可以與天線100一起，用與其他安裝零部件相同的方法安裝于無線電部基座161上，能更廉價(jià)地制造穩(wěn)定特定的無線電設(shè)備。
第2實(shí)施形態(tài)圖9A、9B中，天線140具備其長(zhǎng)度以L2表示的，形成于電介質(zhì)塊101的一主面上的低頻用饋電線路電極141。低頻用饋電線路電極141與補(bǔ)片天線電極103夾著寬度為G的間隙142電磁耦合。其他部分與圖2和圖3A相同。
對(duì)于頻帶f1信號(hào)的動(dòng)作與實(shí)施例1中說明的情況相同。低頻帶f2的發(fā)送信號(hào)從低頻用輸入輸出線路122經(jīng)由低頻用饋電端子電極107傳向低頻用饋電線路電極141，激振經(jīng)間隙142電磁耦合于低頻用饋電線路電極141的低頻用補(bǔ)片天線電極103，通過低頻用補(bǔ)片天線電極103的諧振，作為電波被發(fā)送。接收時(shí)，低頻用補(bǔ)片天線電極103利用低頻帶f2的到達(dá)的電波諧振并被激振，傳到隔著間隙電磁耦合的低頻用饋電線路電極141并經(jīng)由低頻用饋電端子電極107輸出到低頻用輸入輸出線路122。
如上所述，作為可收發(fā)頻率f1、f2信號(hào)的2諧振天線工作。此外，通過調(diào)整頻用饋電線路長(zhǎng)度L2(或圖9的長(zhǎng)度L2’)與間隙142的寬度G，就能調(diào)整天線140的輸入阻抗，獲得更好的天線特性。
第3實(shí)施例實(shí)施例3為對(duì)應(yīng)于頻帶f1、f2、f3(f1＞f2＞f3)三個(gè)頻帶的天線200的實(shí)施例。圖10A、圖10B中，天線200在水平截面為正方形的板狀電介質(zhì)塊201的一主面上具備高頻帶f1用的高頻用補(bǔ)片天線電極202、中頻帶f2用的中頻用補(bǔ)片天線電極203以及低頻用補(bǔ)片天線電極204。高頻用補(bǔ)片天線電極202為用厚膜印刷等方法形成的一邊長(zhǎng)度為a的正方形電極；中頻用補(bǔ)片天線電極203是用寬度為C的間隙與高頻用補(bǔ)片天線電極202隔開并內(nèi)包高頻用補(bǔ)片天線電極202，并用厚膜印刷等方法形成的一邊長(zhǎng)度為b的正方形電極；低頻用補(bǔ)片天線電極204是用寬度為e的間隙與中頻用補(bǔ)片天線電極203隔開并內(nèi)包中頻用補(bǔ)片天線電極203，并用厚膜印刷等方法形成的一邊長(zhǎng)度為d的正方形電極。
作為長(zhǎng)度L1的帶線狀內(nèi)層電極的高頻用饋電線路電極205電磁耦合于高頻用補(bǔ)片天線電極202，作為長(zhǎng)度L2的帶線狀內(nèi)層電極的中頻用饋電線路電極206電磁耦合于中頻用補(bǔ)片天線電極203，作為長(zhǎng)度L3的帶線狀內(nèi)層電極的低頻用饋電線路電極207電磁耦合于低頻用補(bǔ)片天線電極204。
在電介質(zhì)塊201的側(cè)面和底面上，形成連接于高頻用饋電線路電極205、作為天線200的高頻帶f1用的輸入輸出端子且成為表面安裝時(shí)的固定端子的高頻用饋電端子電極208，形成連接于中頻用饋電線路電極20b、作為天線200的中頻帶f2用的輸入輸出端子且成為表成安裝時(shí)的固定端子的中頻用饋電端子電極209，以及形成連接于低頻用饋電線路電極207、作為天線200的低頻帶f3用的輸入輸出端子且成為表面安裝時(shí)的固定端子的低頻用饋電端子電極210。
對(duì)于頻帶f1、f2的信號(hào)進(jìn)行的動(dòng)作實(shí)施例1的情況相同。低頻帶f3的發(fā)送信號(hào)經(jīng)由低頻用輸入輸出線路223、低頻用饋電端子電極210、低頻用饋電線路電極207，激振低頻用補(bǔ)片天線電極204并作為電波被發(fā)送。接收時(shí)，利用低頻帶f3的到達(dá)電波激振低頻用補(bǔ)片天線電極204，經(jīng)由低頻用饋電線路電極207、低頻用饋電端子電極210輸出到低頻用輸入輸出線路223。
根據(jù)上面所述，能夠?qū)崿F(xiàn)可在3個(gè)頻帶上獲得良好特性的，對(duì)應(yīng)于表面安裝的天線。
通過在圖10A、圖10B結(jié)構(gòu)的天線基板上進(jìn)一步內(nèi)包各補(bǔ)片天線電極地設(shè)置供頻率f4、f5…(f3＞f4＞f5)的收發(fā)信的電介質(zhì)補(bǔ)片天線，形成與頻帶f1、f2、f3、f4、f5…的各補(bǔ)片天線電極分別對(duì)應(yīng)的饋電端子電極和饋電線路電極，就能夠?qū)崿F(xiàn)即使4個(gè)以上頻率也可獲得良好特性的對(duì)應(yīng)于表面安裝的天線。
第4實(shí)施例實(shí)施例4為天線輸出為1個(gè)的實(shí)施例。圖11A、11B中，天線300具備長(zhǎng)度為L(zhǎng)L且與天線電極102、103電磁耦合并饋電的饋電線路電極301，以及形成于電介質(zhì)塊101的側(cè)面和底面，作為連接于饋電線路電極301的天線300的輸入輸出端子，且作為表面安裝時(shí)的固定端子的饋電端子電極302。其余部分與圖2和圖3A相同。
高頻帶f1的發(fā)送信號(hào)，從輸入輸出線路121經(jīng)饋電端子電極302傳到饋電線路電極301，激振高頻用補(bǔ)片天線電極102，并使之諧振，作為電波發(fā)送。接收時(shí)，利用高頻帶f1的到達(dá)電波使高頻用補(bǔ)片天線電極102諧振并使激振，傳到電磁耦合于高頻用補(bǔ)片天線電極102的饋電線路電極301，經(jīng)饋電端子電極302輸出到輸入輸出線路121。同樣，也收發(fā)低頻帶f2的發(fā)送信號(hào)。這樣對(duì)于頻帶f1、f2的信號(hào)可作為2諧振天線進(jìn)行收發(fā)工作。
圖12是電介質(zhì)塊101斷面的一邊為42mm的正方形，厚度5mm、比介電常數(shù)7、a＝20mm、b＝30mm、c＝1mm時(shí)在天線的饋電端子電極的輸入阻抗的分析例。采用頻帶f1為2.5GHz、頻帶f2為1.5GHz，VSWR用50Ω系的值。
圖12A，模軸是用低頻用天線電極的長(zhǎng)度b對(duì)饋電線路的長(zhǎng)度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的值L，縱軸是用電介質(zhì)塊101的厚度對(duì)從底面起算的饋電線路的高度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的值H。曲線A為在頻帶f1中饋電端子電極302的輸入阻抗的VSWR值為1的條件的軌跡。曲線B為在頻帶f2中饋電端子電極302的輸入阻抗的VSWR值為1的條件的軌跡。例如，當(dāng)從底面起算的饋電線路的高度H＝30％時(shí)，軌跡A、B均為L(zhǎng)＝49％。
圖12B為在饋電線路的標(biāo)準(zhǔn)化高度H＝30％的情況下，橫軸為饋電線路的標(biāo)準(zhǔn)化長(zhǎng)度L，縱軸為VSWR值，軌跡C為在頻帶f1上的饋電線路的標(biāo)準(zhǔn)化長(zhǎng)度L與VSWR特性的關(guān)系，表示在標(biāo)準(zhǔn)化長(zhǎng)度L約49％時(shí)獲得良好的阻抗特性。又，軌跡D是在頻帶f2上的饋電線路的標(biāo)準(zhǔn)化長(zhǎng)度L與VSWR特性的關(guān)系例子，表示在標(biāo)準(zhǔn)化長(zhǎng)度L約49％時(shí)獲得良好的阻抗特性。
采用本實(shí)施例，則由于天線輸出為1個(gè)，故在無線電模塊與天線分離并用電纜連接的結(jié)構(gòu)中只用一條電纜即可，可廉價(jià)地構(gòu)成無線電部。
如上所述，可獲得在2個(gè)頻率上良好的阻抗特性，可實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)于單一輸入輸出的表面安裝的2諧振天線。
第5實(shí)施例圖13A、圖13B中，天線400被安裝于基板401上。形成貫通電介質(zhì)塊101并連接于天線電極102的饋電針401，用來向天線400饋電的、由微帶線路構(gòu)成的高頻用輸入輸出線路411和低頻用輸入輸出線路412連接于饋電針401。
通過用錫焊等方法將饋電針401連接到輸入輸出線路411，將饋電端子電極107連接到輸入輸出線路412端，將接地端子110連接于已連在電線413的接地襯墊416上，將天線400表面安裝于基板120上。其他部分與圖2和圖3A相同。
高頻帶f1的發(fā)送信號(hào)從高頻用輸入輸出線路411經(jīng)饋電針401使高頻用補(bǔ)片天線電極激振，使高頻用補(bǔ)片天線電極102諧振，以此作為電波發(fā)送出去。接收時(shí)，利用高頻帶f1的到達(dá)的電波使高頻用補(bǔ)片天線電極102諧振并激振，通過饋電針401傳送，向高頻用輸入輸出線路411輸出。低頻帶f2的發(fā)送信號(hào)與實(shí)施例1相同收發(fā)，對(duì)頻帶f1、f2的信號(hào)，作為可收發(fā)信的2諧振天線工作。
本實(shí)施例中，通過調(diào)整將饋電針401連接于高頻用天線電極102的位置(圖13B的D1)，可調(diào)整阻抗，獲得良好的天線特性。又，通過用饋電針401將天線400固定于基板410，可增加天線400的固定強(qiáng)度。
如上所述，可在2個(gè)頻率上得到良好的阻抗特性，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)固定強(qiáng)度的2諧振天線。
第6實(shí)施例圖14A～14C中，在電介質(zhì)塊101的底面設(shè)置饋電線路溝501，并在饋電線路溝501的頂板上形成饋電線路電極502。在饋電線路電極502上連接作為輸入輸出端子的饋電端子電極503。其他部分與圖2、圖3相同。
在頻帶f1和f2上的收發(fā)信與實(shí)施例4相同。通過在饋電線路溝501內(nèi)設(shè)置饋電線路電極502，可把具有例如溝狀的凹坑的電介質(zhì)陶瓷作為電介質(zhì)塊101使用，天線700的制造就變得容易。又，通過激光加工等方法調(diào)整饋電線路電極502，天線形成后的調(diào)整就成為可能。
又，通過在電介質(zhì)塊101的表面設(shè)置補(bǔ)片天線電極102、103以及饋電線路電極502，就可能在電介質(zhì)塊101形成后變更電極形狀，容易地與所希望的頻率對(duì)應(yīng)。例如在使用電介質(zhì)陶瓷構(gòu)成電介質(zhì)塊101的情況下，用一種類型的電介質(zhì)塊101可容易地實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)頻率不同的天線。
如上所述，可在2個(gè)頻率上得到良好阻抗特性，實(shí)現(xiàn)制造容易的1點(diǎn)饋電的2諧振天線。
第7實(shí)施例圖15A～15C中，在電介質(zhì)塊101的底面設(shè)置十字形的饋電線路溝601，并在饋電線路溝601的頂板上形成饋電線路電極105。在饋電線路電板105上連接作為輸入輸出端子的饋電端子電極104。其他部分與圖2、圖3A相同。
在頻帶f1和f2上的收發(fā)信與實(shí)施例1相同。
通過在饋電線路溝601內(nèi)設(shè)置饋電線路電極105，可把具備例如溝狀的凹坑的電介質(zhì)陶瓷作為電介質(zhì)塊101使用，天線的制造就變得容易。
如上所述，可在2個(gè)頻率上得到良好的阻抗特性，實(shí)現(xiàn)制造容易的2點(diǎn)饋電的2諧振天線。
第8實(shí)施例實(shí)施例8為對(duì)應(yīng)于頻帶f1、f2、f3(f1＞f2＞f3)的3頻帶的天線700的實(shí)施例。圖16中，天線700具有在由水平截面為正方形的電介質(zhì)疊合基板構(gòu)成的電介質(zhì)質(zhì)塊701的一主面上用蝕刻等方法形成圖案的高頻帶f1用的高頻用補(bǔ)片天線電極702、低頻帶f2用的低頻用補(bǔ)片天線電極703。高頻用補(bǔ)片天線電極702為一邊長(zhǎng)度為a的正方形電極，低頻用補(bǔ)片天線電極703為一邊長(zhǎng)度為b的正方形電極，低頻用補(bǔ)片天線電極703與高頻用補(bǔ)片天線電極702用寬度為c的間隙隔開且低頻用補(bǔ)片天線電極703內(nèi)包高頻用補(bǔ)片天線電極702。
作為長(zhǎng)度L1的帶線狀的內(nèi)層電極的高頻用饋電線路電極705與高頻用補(bǔ)片天線電極702電磁耦合，作為長(zhǎng)度L2的帶線狀的內(nèi)層電極的中頻用饋電線路電極705與低頻用補(bǔ)片天線電極703電磁耦合。
在電介質(zhì)塊701的側(cè)面和底面上，形成高頻用饋電端子電極706和低頻饋電端子電極707，所述高頻用饋電端子電極706連接于高頻用饋電線路電極704，是天線700的高頻帶f1用的輸入輸出端子，且是表面安裝時(shí)的固定端子，用側(cè)面金屬化等方法形成；所述低頻用饋電端子707連接低頻用饋電線路電極705，是天線700的低頻帶f2用的輸入輸出端子，且是表面安裝時(shí)的固定端子。
利用錫焊將饋電端子電極706連接到輸入輸出線路721的端上，將饋電端子電極707連接到輸入輸出線路722的端上，以此將天線700表示安裝于基板720上。
對(duì)頻帶f1、f2的動(dòng)作與實(shí)施例1相同。采用本結(jié)構(gòu)，能利用通常的多層基板制作方法制作多諧振天線。
第9實(shí)施例圖17示出實(shí)施例9的天線。本實(shí)施例的天線710利用由通孔構(gòu)成的饋電針711對(duì)高頻用補(bǔ)片天線電極702提供信號(hào)。其他的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作與圖16中說明的實(shí)施例上相同。通過調(diào)整饋電針711的位置，能夠獲得良好的阻抗特性。
第10實(shí)施例圖18示出實(shí)施例10的天線。本實(shí)施例的天線730利用由通孔構(gòu)成的饋電端子電極731對(duì)低頻用饋電線路電極705提供信號(hào)，其他的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作與圖17中說明的實(shí)施例9相同。本實(shí)施例中也通過調(diào)整電針711的位置獲得良好的阻抗特性。
第11實(shí)施例圖19為共用2個(gè)頻帶的饋電線路電極的實(shí)施例，圖19A示出在基板安裝狀態(tài)下的立體圖。圖19A中與圖10相同的部分標(biāo)注相同符號(hào)并省略其說明。
天線800為對(duì)應(yīng)于頻帶f1、f2、f3(f1＞f2＞f3)的天線，在水平截面為正方形的板狀的電介質(zhì)塊201的一主面上具有高頻帶f1用的高頻用補(bǔ)片天線電極202、中頻帶f2用的中頻用補(bǔ)片天線電極203以及低頻帶f3用的低頻用補(bǔ)片天線電極204。
作為長(zhǎng)度L1的帶線狀的內(nèi)層電極的高中頻用饋電線路電極801電磁耦合于高頻用補(bǔ)片線天線202和中頻用補(bǔ)片天線電極203，作為高頻帶f1和中頻帶f2用的輸入輸出端子并作為表面安裝時(shí)的固定端子的高中頻用饋電端子電極802形成于電介質(zhì)塊201的側(cè)面和底面并連接于高中頻饋電線路電極801。高中頻用輸入輸出線路811連接于高中頻用饋電端子電極802。
圖19B為使用該天線的無線電部結(jié)構(gòu)的功能框圖。含有天線800的天線部815具有低頻用低噪聲放大器820和天線共用器821，天線共用器821與無線電部816的分配器822由電纜817連接。分配器822的輸出分配到與高頻無線電部的連接端口823、與中頻用無線電部的連接端口824以及與低頻用無線電部的連接端口825。
基本的動(dòng)作與實(shí)施例3相同，以下說明與實(shí)施例3的不同之處。高頻帶f1的發(fā)送信號(hào)經(jīng)高中頻用輸入輸出線路811、高中頻用饋電端子電極802、高中頻用饋電線路電極801，激振高頻用補(bǔ)片天線電極202，并作為電波發(fā)送出去。又，中頻帶f2的發(fā)送信號(hào)經(jīng)高中頻用輸入輸出線路811、高中頻用饋電端子電極802、高中頻用饋電線路電極801，激振中頻用補(bǔ)片天線203，并作為電波發(fā)送出去。
接收時(shí)，利用高頻帶f1的到達(dá)的電波激振高頻用補(bǔ)片天線電極202，經(jīng)高中頻用饋電線路電極801、高中頻用饋電端子電極802，輸出到高中頻用輸入輸出線路811。又，利用中頻帶f2的到達(dá)的電波激振中頻用補(bǔ)片天線電極203，經(jīng)高中頻用饋電線路電極801、高中頻用饋電端子電極802，輸出到高中頻用輸入輸出線路811。對(duì)于頻帶f3的信號(hào)的動(dòng)作如實(shí)施例3中所說明那樣。
圖19B的結(jié)構(gòu)中，設(shè)想作為使用低頻的系統(tǒng)例如GPS那樣的輸入信號(hào)小且只具備接收功能的無線電部，通過利用低頻用饋電線路電極的長(zhǎng)度進(jìn)行阻抗調(diào)整，可與低頻用低噪聲放大器820良好匹配，能夠構(gòu)成更高靈敏度的接收機(jī)。又，高頻與中頻間的天線共用電路成為不必要，并且利用與實(shí)施例4同樣的動(dòng)作，可實(shí)現(xiàn)與例如50Ω的良好匹配，能構(gòu)成更高效率的天線部。
本實(shí)施例中雖然示出共用高頻與中頻的饋電線路電極的例子，但也可以共用例如高頻與低頻、中頻與低頻的饋電線路電極。
如上所述，能在3個(gè)頻率上得到良好的特性，實(shí)現(xiàn)與表面安裝對(duì)應(yīng)的天線。
權(quán)利要求
1.一種多諧振天線，其特征在于，具有電介質(zhì)塊；位于所述電介質(zhì)塊的一主面上，供第1頻帶的電波的收發(fā)用的第1補(bǔ)片天線電極；位于所述電介質(zhì)塊的一主面上，用間隙與第1補(bǔ)片天線電極隔開，內(nèi)包所述第1補(bǔ)片天線電極，供低于第1頻帶的第2頻帶的電波的收發(fā)用的第2補(bǔ)片天線電極；連接于所述第1補(bǔ)片天線電極，在厚度方向上貫通所述電介質(zhì)塊設(shè)置第1饋電針電極；電磁耦合于所述第2補(bǔ)片天線電極，位于所述電介質(zhì)塊的表面或內(nèi)層的第2饋電線路電極；位于所述電介質(zhì)塊的側(cè)壁，連接于所述第2饋電線路電極的第2饋電端子電極，其中各饋電線路電極由帶狀線形成。
2.如權(quán)利要求1所述的多諧振天線，其特征在于，電介質(zhì)塊為由多層基板構(gòu)成的電介質(zhì)塊，饋電針電極由在厚度方向上貫通所述多層基板的通孔形成。
3.如權(quán)利要求1所述的多諧振天線，其特征在于，第2饋電端子電極兼作表面安裝時(shí)的固定端子。
4.如權(quán)利要求1所述的多諧振天線，其特征在于，電介質(zhì)塊是其水平截面為方形的板塊。
全文摘要
本發(fā)明揭示了使用于微波段的移動(dòng)通信用無線電通信設(shè)備的多諧振表面安裝天線。在電介質(zhì)塊的一主面上配置用間隙分開的高頻用和低頻用的補(bǔ)片天線電極，饋電線路電極電磁地耦合于各補(bǔ)片天線電極。各饋電線路電極連接于各饋電端子電極，并連接于基板上的每個(gè)頻帶的輸入輸出線路上，以此可以表面安裝對(duì)應(yīng)于2頻帶的多諧振表面安裝天線。
文檔編號(hào)H01Q1/38GK1819339SQ20061000931
公開日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2003年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月25日
發(fā)明者安達(dá)尚季, 佐藤潤(rùn)二 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社