專利名稱：天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及天線，尤其涉及小型且寬帶的表面安裝型天線。
背景技術(shù)：
以往，作為用于便攜電話等的移動通信的小型天線，專利文獻I已揭示一種螺旋天線，其中在細長的絕緣主體部將激勵線圈卷繞成螺旋狀，且同時在主體部以與該激勵線圈相鄰的方式將第I、第2無饋電線圈卷繞成螺旋狀，從而可在2個頻段進行工作。然而，上述螺旋天線，其可工作的2個頻段的間隔離開大于等于幾百兆赫(MHz)，不能使2個頻段靠近在小于等于100兆赫的近處。而且，I個頻段的帶寬雖然比用單一線圈形成的螺旋天線大，但還不能確保足夠的帶寬。專利文獻I :特開2003 - 37426號公報因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能確保小型且寬帶的的天線。

發(fā)明內(nèi)容
為了達到上述目的，第I發(fā)明的天線，具備饋電端子、以及具有不相同的電感值的至少2個電感元件，其中，將所述電感元件用于輻射電波，同時還作為使從所述饋電端子看饋電側(cè)的阻抗與自由空間的輻射阻抗得到阻抗匹配的匹配電路的電感來使用。第I發(fā)明的天線中，通過將電感值互不相同的至少2個電感元件用作匹配電路的電感，使連接饋電端子的設(shè)備的阻抗與空間的阻抗377 Ω能在寬帶中實質(zhì)上得到匹配，從而完成小型且寬帶的天線，并能做成表面安裝型。第2發(fā)明的天線，具備饋電端子、以及多個諧振電路的天線，其中，將所述多個諧振電路用于輻射電波，同時還作為使從所述饋電端子看饋電側(cè)的阻抗與自由空間的輻射阻抗得到阻抗匹配的匹配電路的電感來使用。第2發(fā)明的天線中，通過將用于輻射電波的多個諧振電路的電感分量用作匹配電路的電感，使連接饋電端子的設(shè)備的阻抗與空間的阻抗377Ω能在寬帶實質(zhì)上得到匹配，從而完成小型且寬帶的天線，并能做成表面安裝型。第2發(fā)明中，多個諧振電路可由電容元件和電感元件構(gòu)成。這時，最好將多個諧振電路與饋電端子直接電連接、或者通過集總常數(shù)型電容或電感電連接。而且，最好多個諧振電路中相鄰的諧振電路的耦合系數(shù)至少大于等于O. I。又，最好構(gòu)成多個諧振電路的電感元件能由按往單軸方向排列的線狀電極圖案構(gòu)成。作為電涌的對策，最好在饋電端子與電容元件電連接，將該電容元件形成在疊層襯底上，則小型化不受損。將多個諧振電路形成在疊層襯底上，則進一步促進小型化，容易利用疊層工藝法制造。
第3發(fā)明的天線，具備第I和第2饋電端子、以及多個諧振電路的天線，其中，具備包含第I電感元件和與其兩端電連接的第I和第2電容元件的第ILC串聯(lián)諧振電路、以及包含第2電感元件和與其兩端電連接的第3和第4電容元件的第2LC串聯(lián)諧振電路，第I和第2電感元件相互磁 耦合，將第I電感元件的一端通過第I電容元件與第I饋電端子電連接，另一端通過第2電容元件與第2饋電端子電連接，并且將第2電感元件的一端通過第3和第I電容元件與第I饋電端子電連接，另一端通過第4和第2電容元件與第2饋電端子電連接。第3發(fā)明中，將第I和第2LC串聯(lián)諧振電路用于輻射電波，而且第I和第2電感元件作為匹配電路的電感起作用，能使第I和第2饋電端子連接的設(shè)備的阻抗與空間的阻抗377 Ω在寬帶中實質(zhì)上匹配。而且，各元件能方便地疊層結(jié)構(gòu)化，完成小型且寬帶的表面安裝型天線。根據(jù)本發(fā)明，用于輻射電波的多個電感元件或多個諧振電路中，能使連接饋電端子的設(shè)備的阻抗與空間的阻抗377 Ω在寬帶中實質(zhì)上匹配，不必另行設(shè)置匹配電路，而能得到小型且寬帶的天線。


圖I是實施例I的天線的等效電路圖。圖2是示出實施例I的天線的疊層結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖3是示出第I實施例的天線的反射特性的曲線圖。圖4是示出第I實施例的天線的反射特性的曲線圖。圖5是示出第I實施例的天線的方向性的X — Y平面的方向性圖。圖6是示出第I實施例的天線的阻抗的史密斯圓圖。圖7是實施例2的天線的等效電路圖。圖8是示出實施例2的天線的疊層結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖9是示出第2實施例的天線的反射特性的曲線圖。圖10是實施例2的天線的電路變換后的等效電路圖。圖11是實施例3的天線的等效電路圖。圖12是示出實施例3的天線的外觀的立體圖。圖13是示出第3實施例的天線的反射特性的曲線圖。圖14是實施例4的天線的等效電路圖。圖15是示出實施例4的天線的疊層結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖16是示出第4實施例的天線的反射特性的曲線圖。圖17是實施例5的天線的等效電路圖。圖18是示出實施例5的天線的疊層結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖19是實施例6的天線的等效電路圖。圖20是示出實施例6的天線的疊層結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖21是其它實施例的天線的等效電路圖。圖22是實施例7的天線的等效電路圖。圖23是示出第7實施例的天線的反射特性的曲線圖。
圖24是實施例8的天線的等效電路圖。圖25是示出第8實施例的天線的反射特性的曲線圖。圖26是實施例9的天線的等效電路圖。圖27是示出第9實施例的天線的反射特性的曲線圖。圖28是實施例10的天線的等效電路圖。圖29是示出實施例10的天線的疊層結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖30是示出實施例10的天線的反射特性的曲線圖。圖31是實施例11的天線的等效電路圖。圖32是示出第11實施例的天線的反射特性的曲線圖。
具體實施例方式下面，參照

本發(fā)明的天線的實施例。 實施例I (參照圖I 圖7)如圖I中作為等效電路所示，實施例I的天線IA具備具有不相同的電感值而且相互同相磁稱合(用互感M表示)的電感元件LI、L2,并將電感元件LI通過電容元件Cla、Clb與饋電端子5、6連接，而且通過電容元件C2a、C2b與電感元件L2并聯(lián)。換句話說，此諧振電路構(gòu)成包含由電感元件LI和電容元件Cla、Clb組成的LC串聯(lián)諧振電路以及由電感元件L2和電容元件C2a、C2b組成的LC串聯(lián)諧振電路。包含上述電路組成的天線IA由圖2中作為一個例子示出的疊層結(jié)構(gòu)組成，是層疊、壓接、燒結(jié)電介質(zhì)組成的陶瓷片Ila Ili后得到的器件。即，在陶瓷片Ila上形成饋電端子5、6和通路孔導體19a、19b，在陶瓷片Ilb上形成電容器電極12a、12b，在陶瓷片Ilc上形成電容器電極13a、13b和通路孔導體19c、19d，在陶瓷片Ild上形成電容器電極14a、14b 和通路孔導體 19c、19d、19e、19f。又，在陶瓷片Ile上形成連接用導體圖案15a、15b、15c和通路孔導體19d、19g、19h、19i。在陶瓷片Ilf上形成導體圖案19a、17a和通路孔導體19g、19i、19j、19k。在陶瓷片Ilg上形成導體圖案16b、17b和通路孔導體19g、19i、19j、19k。在陶瓷片Ilh上形成導體圖案16c、17c和通路孔導體19g、19i、19j、19k。又，在陶瓷片Ili上形成導體圖案16d、17d。通過層疊上述陶瓷片Ila lli，以通路孔導體19j為中介連接導體圖案16a 16d，形成電感元件LI，并以通路孔導體19k為中介連接導體圖案17a 17d，形成電感元件L2。電容元件Cla由電極12a、13a構(gòu)成，電容元件Clb由電極12b、13b構(gòu)成。電容元件C2a由電極13a、14a構(gòu)成，電容元件C2b由電極13b、14b構(gòu)成。然后，將電感元件LI的一端通過通路孔導體19g、連接用導體圖案15c、通路孔導體19c連接到電容器電極13a，另一端通過通路孔導體19d連接到電容器電極13b。將電感元件L2的一端通過通路孔導體19i、連接用導體圖案15a、通路孔導體19e連接到電容器電極14a，另一端通過通路孔導體19h、連接用導體圖案15b、通路孔導體19f連接到電容器電極 14b。又，將饋電端子5通過通路孔導體19a與電容器電極12a連接，將饋電端子6通過通路孔導體19b與電容器電極12b連接。
在包含上述組成的天線IA中，包含相互磁耦合的電感元件LI、L2的LC串聯(lián)諧振電路產(chǎn)生諧振，電感元件LI、L2作為輻射元件起作用。而且，電感元件LI、L2通過電容元件C2a、C2b耦合，從而作為連接饋電端子5、6的設(shè)備的阻抗(通常為50 Ω )和空間的阻抗(377 Ω)的匹配電路起作用。相鄰的電感元件LI、L2的耦合系數(shù)k用k2=M2(LlXL2)表示，最好大于等于O. 1，本實施例I中為實質(zhì)上O. 8975。設(shè)定電感元件L1、L2的電感值和電感元件LI與電感元件L2的磁耦合的程度(互感M)，以便得到希望的帶寬。而且，將電容元件Cla、Clb、C2a、C2b和電感元件LI、L2組成的LC諧振電路作為集總常數(shù)諧振電路加以構(gòu)成，所以作為疊層型，能小型化，并且不容易受來自其它元件的影響。又，由于饋電端子5、6中介入電容元件Cla、Clb，因此能切斷低頻電涌，從而能保護設(shè)備免受電涌。
而且，將多個LC串聯(lián)諧振電路形成在疊層襯底上，所以能做成可在便攜電話等的電路板上進行表面安裝的小型天線，也能用作RFID(Radio Frequency Identification :射頻標識)系統(tǒng)中使用的無線IC器件的天線。本發(fā)明人根據(jù)圖I所示等效電路的模擬結(jié)果，在天線IA中能得到圖3所示的反射特性。從圖3判明，在中心頻率為760兆赫且700兆赫 800兆赫的寬帶中得到大于等于一10分貝(dB)的反射特性。此外，后面闡述的實施例2中，詳述這樣得到寬帶反射特性的理由。圖4示出天線IA的方向性，圖5示出X-Y平面的方向性。X軸、Y軸、Z軸對應(yīng)于 圖2和圖4所示的箭頭號X、Y、Z。圖6是示出阻抗的史密斯圓圖。實施例2 (參照圖7 圖9)如圖7中作為等效電路所示，實施例2的天線IB具備具有不相同的電感值而且相互同相磁稱合(用互感M表示)的電感元件L1、L2,并將電感元件LI的一端通過電容元件Cl與饋電端子5連接，而且通過電容元件C2與電感元件L2連接。還將電感元件L1、L2的另一端分別與饋電端子6直接連接。換句話說，此諧振電路構(gòu)成包含由電感元件LI和電容元件Cl組成的LC串聯(lián)諧振電路、以及由電感元件L2和電容元件C2組成的LC串聯(lián)諧振電路。設(shè)定電感元件LI、L2的電感值和電感元件LI與電感元件L2的磁耦合的程度(互感M)，以便得到希望的帶寬。包含上述電路組成的天線IB由圖8中作為一個例子示出的疊層結(jié)構(gòu)組成，是層疊、壓接、燒結(jié)電介質(zhì)組成的陶瓷片Ila Ili后得到的器件。即，在陶瓷片Ila上形成饋電端子5、6和通路孔導體19a、19b，在陶瓷片Ilb上形成電容器電極12a和通路孔導體19m，在陶瓷片Ilc上形成電容器電極13a和通路孔導體19c、19m，在陶瓷片Ild上形成電容器電極14a、14b和通路孔導體19c、19e、19m。
又，在陶瓷片Ile上形成連接用導體圖案15a、15b、15c和通路孔導體19d、19g、19h、19i。在陶瓷片Ilf上形成導體圖案19a、17a和通路孔導體19g、19i、19j、19k。在陶瓷片Ilg上形成導體圖案16b、17b和通路孔導體19g、19i、19j、19k。在陶瓷片Ilh上形成導體圖案16c、17c和通路孔導體19g、19i、19j、19k。又，在陶瓷片Ili上形成導體圖案16d、17d。通過層疊上述陶瓷片Ila lli，以通路孔導體19j為中介連接導體圖案16a 16d，形成電感元件LI，并以通路孔導體19k為中介連接導體圖案17a 17d，形成電感元件L2。電容元件Cl由電極12a、13a構(gòu)成，電容元件C2由電極13a、14a構(gòu)成。然后，將電感元件LI的一端通過通路孔導體19g、連接用導體圖案15c、通路孔導體19c連接到電容器電極13a，另一端通過通路孔導體19d、連接用導體圖案15b、通路孔導體19m、19b連接到饋電端子6。而且，將電容器電極12a通過通路孔導體19a連接到饋電端子5。另一方面，將電感元件L2的一端通過通路孔導體19i、連接用導體圖案15a、通路孔導體19e連接到電容器電極14a，另一端通過通路孔導體19h、連接用導體圖案15b、通路孔導體19m、19b連接到饋電端子6。利用連接用導體圖案15b分別連接電感元件L1、L2的
另一端。在包含上述組成的天線IB中，包含相互磁耦合的電感元件LI、L2的LC串聯(lián)諧振 電路產(chǎn)生諧振，電感元件L1、L2作為輻射元件起作用。而且，電感元件L1、L2通過電容元件C2耦合，從而作為連接饋電端子5、6的設(shè)備的阻抗(通常為50Ω)和空間的阻抗(377Ω)的匹配電路起作用。本發(fā)明人根據(jù)圖7所示等效電路進行模擬的結(jié)果，天線IB中得到圖9所示的反射特性。下面，詳述實施例2的天線IB得到寬帶反射特性的情況。參照圖10，該圖㈧示出本天線IB的電路組成，將包含電感元件LI、電容元件C2、電感元件L2的π形電路部分變換成T形電路后的電路組成為該圖(B)。該圖⑶中，L1〈L2時，根據(jù)互感M的大小，形成Ll-M彡O。這里，Ll-M=O時，該圖(B)所示的電路能變換成該圖(C)所示的電路。L1_M〈0時，該圖(C)所示電路的電容C2為C2’。這樣作電路變換后的該圖(C)所示的電路包含電容Cl和互感M的串聯(lián)諧振電路、以及電容C2和電感L2-M的并聯(lián)諧振電路，通過加大各諧振電路的諧振頻率的間隔，擴大帶寬，謀求寬帶化。實施例3 (參照圖11 圖13)如圖11中作為等效電路所示，實施例3的天線IC由分別包含2個LC串聯(lián)諧振電路的組件A、B、C構(gòu)成。各組件A、B、C中包含的LC串聯(lián)諧振電路的電路組成與所述實施例I的天線IA相同，省略其詳細說明。此天線IC如圖12所示那樣地并行設(shè)置圖2所示的疊層結(jié)構(gòu)，分別作為組件A、B、C，并將各組件A、B、C的LC串聯(lián)諧振電路連接公共的饋電端子5、6。在包含上述組成的天線IC中，包含相互磁耦合的電感元件LI和L2、電感元件L3和L4、以及電感元件L5和L6的LC串聯(lián)諧振電路分別產(chǎn)生諧振，作為輻射元件起作用。而且，各電感元件通過電容元件耦合，從而作為連接饋電端子5、6的設(shè)備的阻抗(通常為50 Ω)和空間的阻抗(377 Ω)的匹配電路起作用。S卩，實施例3的天線IC并聯(lián)3個實施例I的天線1A，并且本發(fā)明人根據(jù)圖11所示的等效電路進行模擬的結(jié)果，如圖13所示，在3個頻段T1、T2、T3中得到大于等于一 10分貝的反射特性。頻段Tl相當于UHF電視，頻段Τ2相當于GSM，頻段Τ3相當于無線LAN。本實施例3的其它作用效果與上述實施例I相同。實施例4 (參照圖14 圖16)如圖14中作為等效電路所示，實施例4的天線ID具備具有不相同的電感值而且相互同相磁稱合(用互感M表示)的電感元件L1、L2、L3、L4,并將電感元件LI通過電容元件Cla、Clb與饋電端子5、6連接，而且通過電容元件C2a、C2b并聯(lián)電感元件L2，通過電容元件C3a、C3b并聯(lián)電感元件L3,通過電容元件C4a、C4b并聯(lián)電感元件L4。換句話說,此諧振電路構(gòu)成包含由電感元件LI和電容元件Cla、Clb組成的LC串聯(lián)諧振電路、由電感元件L2和電容元件C2a、C2b組成的LC串聯(lián)諧振電路、由電感元件L3和電容元件C3a、C3b組成的LC串聯(lián)諧振電路以及由電感元件L4和電容元件C4a、C4b組成的LC串聯(lián)諧振電路。包含上述電路組成的天線ID由圖15中作為一個例子示出的疊層結(jié)構(gòu)組成，是層疊、壓接、燒結(jié)電介質(zhì)組成的陶瓷片21a 21j后得到的器件。即，在陶瓷片21a上形成也作為饋電端子5、6起作用的電容器電極22a、22b，在陶瓷片21b上形成電容器電極23a、23b和通路孔導體29a、29b，在陶瓷片21c上形成電容器電極24a、24b和通路孔導體29a 29d。在陶瓷片21d上形成電容器電極25a、25b和通路孔導體29a 29f，在陶瓷片21e上形成電容器電極26a、26b和通路孔導體29a 29h。又，在陶瓷片21f上形成連接用導體圖案30a 30d和通路孔導體28a 28h。在陶瓷片21g上形成導體圖案31a 31d和通路孔導體27a 27h。在陶瓷片21h上形成導體圖 案31a 31d和通路孔導體27a 27h。在陶瓷片21i上形成導體圖案31a 31d和通路孔導體27a 27h。又在陶瓷片21j上形成連接用導體圖案32a 32d。通過層疊上述陶瓷片21a 21 j，以通路孔導體27eTl7h為中介連接導體圖案31a 31d,形成電感元件L1 L4。將電感元件LI的一端通過通路孔導體27a和28a、連接用導體圖案30a以及通路孔導體29a連接到電容器電極23a。將電感元件LI的另一端通過通路孔導體28e、29b連接到電容器電極23b。將電感元件L2的一端通過通路孔導體27f、連接用導體圖案32b、通路孔導體27b和28b、連接用導體圖案30b以及通路孔導體29c連接到電容器電極24a。將電感元件L2的另一端通過通路孔導體28f、29d連接到電容器電極24b。又，將電感元件L3的一端通過通路孔導體27g、連接用導體圖案32c、通路孔導體27c和28c、連接用導體圖案30c、以及通路孔導體29e連接到電容器電極25a。將電感元件L3的另一端通過通路孔導體28g、29f連接到電容器電極25b。將電感元件L4的一端通過通路孔導體27h、連接用導體圖案32d、通路孔導體27d和28d、連接用導體圖案30d、以及通路孔導體29g連接到電容器電極26a。將電感元件L4的另一端通過通路孔導體28h、29h連接到電容器電極26b。電容元件Cla由電極22a、23a構(gòu)成，電容元件Clb由電極22b、23b構(gòu)成。電容元件C2a由電極23a、24a構(gòu)成，電容元件C2b由電極23b、24b構(gòu)成。電容元件C3a由電極24a、25a構(gòu)成，電容元件C3b由電極24b、25b構(gòu)成。電容元件C4a由電極25a、26a構(gòu)成，電容元件C4b由電極25b、26b構(gòu)成。在包含上述組成的天線ID中，包含相互磁耦合的電感元件LI L4的LC串聯(lián)諧振電路產(chǎn)生諧振，電感元件LI L4作為輻射元件起作用。而且，電感元件LI L4通過電容元件C2a、C2b和C3a、C3b和C4a、C4b進行耦合，從而作為連接饋電端子5、6的設(shè)備的阻抗(通常為50 Ω)和空間的阻抗(377 Ω)的匹配電路起作用。相鄰的電感元件LI、L2的耦合系數(shù)kl、電感元件L2、L3的耦合系數(shù)k2、電感元件L3、L4 的耦合系數(shù) k3，分別用 kl2=M2(LlXL2)、k22=M2(L2XL5)、k32=M2(L3XL4)表示，最好分別大于等于O. I，本實施例4中kl為實質(zhì)上O. 7624，k2為實質(zhì)上O. 5750，k3為實質(zhì)上O. 6627。設(shè)定這些電感元件LI L4的電感值和耦合系數(shù)kl、k2、k3的值，以便得到希望的帶寬。本發(fā)明人根據(jù)圖14所示等效電路進行模擬的結(jié)果，天線ID中，如圖16所示，在極寬的頻帶T4得到大于等于一 6分貝的反射特性。而且，本實施例4的其它作用效果與實施例I相同。實施例5 (參照圖17和圖18)如圖17中作為等效電路所示，實施例5的天線IE具備具有不相同的電感值而且相互同相磁稱合(用互感M表示)的電感元件L1、L2,并將電感元件LI通過電容元件Cla、Clb與饋電端子5、6連接，構(gòu)成包含由電感元件LI和電容元件Cla、Clb組成的LC串聯(lián)諧振電路。而且，將電感元件L2與和電容元件C2串聯(lián)，構(gòu)成LC串聯(lián)諧振電路。
包含上述電路組成的天線IE由圖18中作為一個例子示出的疊層結(jié)構(gòu)組成，是層疊、壓接、燒結(jié)電介質(zhì)組成的陶瓷片41a 41f后得到的器件。即，在陶瓷片41a上形成也作為饋電端子5、6起作用的電容器電極42a、42b，在陶瓷片41b上形成電容器電極43a、43b和通路孔導體49a、49b。又，在陶瓷片41(3上形成導體圖案44&、45&和通路孔導體49(、49(1、496、49€。在陶瓷片41d上形成導體圖案44b、45b和通路孔導體49g、49h。在陶瓷片41e上形成電容器電極46和通路孔導體49i。又，在陶瓷片41f上形成電容器電極47。通過層疊上述陶瓷片41a 41f，以通路孔導體49d為中介連接導體圖案44a、44b，形成電感元件LI，并以通路孔導體49e為中介連接導體圖案45a、45b，形成電感元件L2。電容元件Cla由電極42a、43a構(gòu)成，電容元件Clb由電極42b、43b構(gòu)成。電容元件C2由電極46、47構(gòu)成。然后，將電感元件LI的一端通過通路孔導體49c、49a連接到電容器電極43a，另一端通過通路孔導體49b連接到電容器電極43b。將電感元件L2的一端通過通路孔導體49f、49h連接到電容器電極46，另一端通過通路孔導體49g、49i連接到電容器電極47。在包含上述組成的天線IE中，包含相互磁耦合的電感元件LI、L2的LC串聯(lián)諧振電路產(chǎn)生諧振，電感元件LI、L2作為輻射元件起作用。而且，電感元件LI、L2通過電容元件C2a、C2b耦合，從而作為連接饋電端子5、6的設(shè)備的阻抗(通常為50 Ω )和空間的阻抗(377 Ω)的匹配電路起作用。本實施例5的天線IE的作用效果與上述實施例I的天線IA基本相同。實施例6 (參照圖19和圖20)如圖19中作為等效電路所示，實施例6的天線IF具備具有不相同的電感值而且相互同相磁稱合(用互感M表示)的電感元件L1、L2,并將電感元件LI通過電容元件Cl與饋電端子5連接，構(gòu)成包含由電感元件LI和電容元件Cl組成的LC串聯(lián)諧振電路。將電感元件L2和電容元件C2串聯(lián)，構(gòu)成LC串聯(lián)諧振電路。而且，將電感元件L3的一端與饋電端子6連接,另一端分別連接電感元件L1、L2。設(shè)定電感元件L1、L2、L3的電感值和電感元件LI與電感元件L2的磁耦合的程度(互感M)，以便得到希望的帶寬。包含上述電路組成的天線IF由圖20中作為一個例子示出的疊層結(jié)構(gòu)組成，是層疊、壓接、燒結(jié)電介質(zhì)組成的陶瓷片51a 51h后得到的器件。即，在陶瓷片51a上形成饋電端子5、6和通路孔導體59a、59b。在陶瓷片51b上形成電容器電極52a和通路孔導體59c。在陶瓷片51c上形成電容器電極52b、導體圖案56b和通路孔導體59c、59d。又，在陶瓷片51d上形成導體圖案53、56c和通路孔導體59c、59e。在陶瓷片51e上形成導體圖案56d和通路孔導體59c、59f、59g。在陶瓷片51f上形成電容器電極54a、導體圖案56e和通路孔導體59c、59g。在陶瓷片51g上形成電容器電極54b、導體圖案56f和通路孔導體59c、59g、59h。又，在陶瓷片51h上形成導體圖案55，并將該導體圖案55的另一端側(cè)的端部作為導體56g。通過層疊上述陶瓷片51a 51h，將導體圖案53作為電感元件LI加以構(gòu)成，將導體圖案55作為電感元件L2加以構(gòu)成。而且，以通路孔導體59c為中介連接導體圖案56a 56g，形成電感元件L3。容元件Cl由電容電極52a、52b構(gòu)成，電容元件C2由電容電極54a、54b構(gòu)成。將電感元件LI的一端通過通路孔導體59d連接到電容器電極52b，另一端通過通 路孔導體59e、59g連接到電感元件L2的另一端。將電感元件L2的一端通過通路孔導體59h連接到電容器電極54b，另一端如上文所述那樣通過通路孔導體59g、59e連接電感元件LI的另一端，且同時連接電感元件L3的一端(導體圖案56g)。將電感元件L3的另一端通過通路孔導體56b連接到饋電端子6。而且，將電容器電極52a通過通路孔導體59a連接到饋電端子5。在包含上述組成的天線IF中，包含相互磁耦合的電感元件LI、L2的LC串聯(lián)諧振電路產(chǎn)生諧振，電感元件LI、L2作為輻射元件起作用。而且，電感元件LI、L2磁耦合，從而作為連接饋電端子5、6的設(shè)備的阻抗(通常為50Ω)和空間的阻抗(377 Ω)的匹配電路起作用。本天線IF中，由于直接連接元件LI、L2，盡管電感元件LI、L2的磁耦合小也能確保寬帶。又，由于將電感元件LI、L2的另一端通過電感元件L3連接到饋電端子6，能使電感元件LI、L2的稱合系數(shù)k提高。而且,通過添加電感元件L3,即使電感元件LI、L2的率禹合系數(shù)小，也能實現(xiàn)寬帶化。實施例6的天線IF的其它作用效果與上述實施例I的天線IA基本相同。(具有LC諧振電路的其它諧振電路、參照圖21)構(gòu)成天線的諧振電路除實施例I 6夕卜，還能采用例如圖21⑷ (E)中以等效電路示出的各種方式，并能得到小型且寬帶的特性。圖2UA)由電感元件LI和電容元件Cl、以及由電感元件L2和電容元件C2分別構(gòu)成LC串聯(lián)諧振電路，將電感元件L1、L2直接相聯(lián)，并將電感元件LI的一端連接到饋電端子5，將電容元件Cl、C2連接到饋電端子6。圖21⑶由電感元件LI和電容元件Cl、以及由電感元件L2和電容元件C2分別構(gòu)成LC串聯(lián)諧振電路，將電感元件LI的一端連接到饋電端子5，在電感元件LI與L2之間連接電容元件C2，并將電容元件Cl和電感元件L2的另一端連接到饋電端子6。圖21 (C)由電感元件LI和電容元件Cl、以及由電感元件L2和電容元件C2分別構(gòu)成LC串聯(lián)諧振電路，將電感元件LI、L2直接相聯(lián)，并將電容元件Cl連接到饋電端子5，將電容元件C2和電感元件LI的另一端連接到饋電端子6。圖21 (D)由電感元件LI和電容元件Cl、以及由電感元件L2和電容元件C2分別構(gòu)成LC串聯(lián)諧振電路，將電感元件LI、L2的一端通過電感元件Cl連接，另一端直接相聯(lián)。將電感元件LI的一端連接到饋電端子5,將電感元件LI、L2的另一端連接到饋電端子6。圖21 (E)由電感元件LI和電容元件Cl、以及由電感元件L2和電容元件C2分別構(gòu)成LC串聯(lián)諧振電路，將電感元件LI、L2直接相聯(lián)，并將電感元件LI的一端與電容元件Cl的連接點連接到饋電端子5，將電感元件L2的另一端與電容元件Cl的連接點連接到饋電端子6。實施例7 (參照圖22和圖23)如圖22中作為等效電路所示，實施例7的天線IG具備具有不相同的電感值而且相互同相磁耦合(用互感M表示)的電感元件LI、L2，并將該電感元件LI、L2相互并聯(lián)在饋電端子5、6上。
包含上述電路組成的天線IG中，電感元件LI、L2具有不相同的電感值，并且同相磁耦合。于是，電感元件L1、L2因磁耦合而產(chǎn)生L1-L2=M的互感。根據(jù)本發(fā)明人的模擬，天線IG作為具有圖23所示寬帶反射特性的輻射元件起作用。再者，僅用2個電感元件L1、L2構(gòu)成匹配電路時，連接饋電端子5、6的設(shè)備的阻抗或電抗受到限制，但能得到圖23所示的寬帶反射特性。實施例8 (參照圖24和圖25)如圖24中作為等效電路所示，實施例8的天線IH對上述實施例7所示的電感元件LI、L2，在電感元件LI的一端與饋電端子5之間連接電容元件Cl。包含上述電路組成的天線IH中，因具有不相同的電感值的電感元件LI和L2的磁耦合而產(chǎn)生互感M。根據(jù)本發(fā)明人的模擬，能得到圖25所示的寬帶反射特性。實施例9 (參照圖26和圖27)如圖26中作為等效電路所示，實施例9的天線II對上述實施例7所示的電感元件LI、L2，在各自的一端與饋電端子5之間連接電容元件Cl、C2。包含上述電路組成的天線II中，也因具有不相同的電感值的電感元件LI和L2的磁耦合而產(chǎn)生互感M。根據(jù)本發(fā)明人的模擬，能得到圖27所示的寬帶反射特性。 實施例10 (參照圖28 圖3O)如圖28中作為等效電路所示,實施例10的天線IJ在上述實施例2所示的電感元件LI設(shè)置“中間抽頭”，該中間抽頭連接饋電端子5，并省略電容元件Cl。其作用效果與實施例2相同，但通過配合饋電端子5與6之間的阻抗設(shè)置抽頭，能取空間的阻抗與連接在饋電端子5與6之間的設(shè)備的阻抗的匹配，而不使電磁場能量減小。這里，將電感元件LI劃分成電感Lla、Llb。包含上述電路組成的天線IJ由圖29中作為一個例子示出的疊層結(jié)構(gòu)組成，是層疊、壓接、燒結(jié)電介質(zhì)組成的陶瓷片Ila Ilh后得到的器件。S卩，在陶瓷片Ila上形成饋電端子5、6和通路孔導體19a、19b，在陶瓷片Ilb上形成電容器電極13a、連接用導體圖案15d和通路孔導體19c、19m、19η，在陶瓷片Ilc上形成電容器電極14a和通路孔導體19c、19e、19m、19n0又，在陶瓷片Ild上形成連接用導體圖案15a、15b、15c和通路孔導體19d、19g、19h、19i、19η。在陶瓷片lie上形成導體圖案16a、17a和通路孔導體19g、19i、19j、19k、19η。在陶瓷片Ilf上形成導體圖案16b、17b和通路孔導體19g、19i、19j、19k、19n。在陶瓷片Ilg上形成導體圖案16c、17c和通路孔導體19g、19i、19 j、19k。又，在陶瓷片IIh上形成導體圖案 16d、17d。通過層疊上述陶瓷片lla llh，以通路孔導體19j為中介連接導體圖案16a 16d，形成電感元件LI，而且導體圖案16c的分支部16c’作為中間抽頭起作用。將該分支部16c’通過通路孔導體19η，進而通過連接用導體圖案15d和通路孔導體19a連接到饋電端子5。以通路孔導體19k為中介連接導體圖案17a 17d，形成電感元件L2。電容元件C2由電極13a、14a 構(gòu)成。然后，將電感元件LI的一端通過通路孔導體19g、連接用導體圖案15c、通路孔導體19c連接到電容器電極13a，另一端通過通路孔導體19d、連接用導體圖案15b、通路孔導體19m、19b連接到饋電端子6。另一方面，將電感元件L2的一端通過通路孔導體19i、連接用導體圖案15a、通路孔導體19e連接到電容器電極14a，另一端通過通路孔導體19h、連接用導體圖案15b、通路孔導體19m、19b連接到饋電端子6。利用連接用導體圖案15b分別連接電感元件L1、L2的
另一端。在包含上述組成的天線IJ中，包含相互磁耦合的電感元件LI、L2的LC串聯(lián)諧振電路產(chǎn)生諧振，電感元件LI、L2作為福射元件起作用。又，電感元件LI、L2通過電容元件C2耦合，而且設(shè)置分支部16c’ (中間抽頭)，從而作為連接饋電端子5、6的設(shè)備的阻抗(通常為50Ω)和空間的阻抗(377 Ω)的匹配電路起作用。本發(fā)明人根據(jù)圖28所示等效電路進行模擬的結(jié)果，天線IJ中得到圖30所示的反射特性。 實施例11 (參照圖31和圖32)如圖31中作為等效電路所示，實施例11的天線IK在上述實施例10所示的天線IJ中添加電容元件Cl。其作用效果與實施例10相同，通過配合饋電端子5與6之間的阻抗設(shè)置中間抽頭，能取空間的阻抗與連接在饋電端子5與6之間的設(shè)備的阻抗的匹配，而不使電磁場能量減小。通過對實施例10添加電容元件Cl，容易取與饋電端子5、6之間的阻抗匹配。在包含上述組成的天線1K，其組成與圖8和圖29所示的疊層結(jié)構(gòu)相同，省略詳述。本發(fā)明人根據(jù)圖31所示等效電路進行模擬的結(jié)果，天線IK中得到圖32所示的反射特性。通過上述實施例10和實施例11那樣設(shè)置中間抽頭，使與饋電端子5、6的阻抗匹配容易取時，反射變大，帶寬隨之擴大。因而，為了得到希望的頻段，在設(shè)定各電感元件的常數(shù)時，需要考慮阻抗匹配的程度。(其它實施例)再者，本發(fā)明的天線不限于上述實施例，可在其要旨的范圍作各種變換。例如上述各實施例中，用集總常數(shù)型諧振電路構(gòu)成LC諧振電路，但也可用分布常數(shù)型諧振電路構(gòu)成。而且，內(nèi)置此LC諧振電路的疊層體不僅可為電介質(zhì)，而且可為絕緣體；作為材料，能用陶瓷、樹脂等。工業(yè)上的實用性綜上所述，本發(fā)明對表面安裝型天線有用，尤其在能確保小型且寬帶方面優(yōu)良。
權(quán)利要求
1.一種天線，具備 第I饋電端子和第2饋電端子； 一端與所述第I饋電端子相連接、另一端與所述第2饋電端子相連接的第I電感元件；以及 與所述第I電感元件磁耦合的第2電感元件， 其特征在于，所述第I電感元件和所述第2電感元件不直接連接。
2.如權(quán)利要求I所述的天線，其特征在于，還具備電容元件，該電容元件的一端與所述第2電感元件的一端相連接，另一端與所述第2電感元件的另一端相連接。
全文摘要
得到能確保小型且寬帶的天線。該天線具備相互磁耦合的電感元件(L1)、(L2)，并且包含由電感元件(L1)和電容元件(C1a)、(C1b)組成的LC串聯(lián)諧振電路；以及由電感元件(L2)和電容元件(C2a)、(C2b)組成的LC串聯(lián)諧振電路。將多個LC串聯(lián)諧振電路用于輻射電波，且用作使從饋電端子(5)、(6)看饋電側(cè)的阻抗(50Ω)與自由空間的輻射阻抗(377Ω)得到阻抗匹配的匹配電路的電感。
文檔編號H01Q1/24GK102780084SQ20121026710
公開日2012年11月14日 申請日期2007年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月14日
發(fā)明者加藤登 申請人:株式會社村田制作所