專利名稱：多頻帶平面天線及電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多頻帶平面天線及具有多頻帶平面天線的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
以往，已知具有無線通信功能的手持終端、PDA (Personal Digital Assistant)等 便攜式設(shè)備。在該便攜式設(shè)備中搭載了無線通信用的天線。作為便攜式設(shè)備中搭載的無線通信用的天線，已知單頻帶平面天線(例如參照特 開2004-356823號公報(bào)、特開2002-55733號公報(bào))。另外，作為單頻帶平面天線，已知在同一平面上相對地配置兩個平面板的平面板 天線。該平面板天線，以由各個平面板的長度決定的一個共振頻率共振。但是，以往的平面天線是共振頻帶為一個的單頻帶天線。為應(yīng)對便攜式手機(jī)通信 等有多個共振頻帶的無線通信，有將平面天線多頻帶化的要求。為將平面天線多頻帶化，在平面天線中設(shè)置以不同頻率共振，并且具有不同長度 多個邊的天線元件即可。在此，參照圖18 圖20，考慮平面天線50。圖18表示具有不同長度的兩邊的平面天線50的概略結(jié)構(gòu)。圖19表示平面天線50的電流分布。圖20表示平面天線50的與頻率對應(yīng)的S參數(shù)。如圖18所示，考慮具有不同長度的兩邊的平面天線50。平面天線50是平面板天 線。平面天線50具有天線元件53、54。天線元件53、54在供電點(diǎn)P與同軸電纜連接。在圖 18中省略了平面天線50的天線元件53、54的基板及供電點(diǎn)P的細(xì)節(jié)部分。天線元件53、54是隔著供電點(diǎn)P互相線對稱的L字型的平面形狀的天線元件，以 相對的方式設(shè)置在同一平面上。天線元件53具有下邊531和上邊532。天線元件54具有 下邊541和上邊542。下邊531、541的長度相同，設(shè)其長度為L51。上邊532、542的長度相 同，設(shè)其長度為L52。另外，長度L51、L52的關(guān)系為L51 > L52。模擬了在接收與長度L51對應(yīng)的頻率f51及與長度L52對應(yīng)的頻率f52的電波的 情況下，在平面天線50中流過的天線電流。設(shè)與長度L51 = λ 51/4 (λ 51 電波的波長)情 況下的波長λ 51對應(yīng)的頻率為f51，與長度L52 = λ 52/4 ( λ 52 電波的波長)情況下的波 長 λ 52 對應(yīng)的頻率為 f52。在此，設(shè) f51 = 1. 57[GHz]、f52 = 1.91 [GHz]。作為該模擬結(jié)果，在頻率f51和頻率f52下得到圖19所示的相同的天線電流的電 流分布。在圖19中，隨著天線電流的值(Amps/m)由低到高，以從黑到白來表現(xiàn)，下面的天 線電流的電流分布圖也以同樣方式表現(xiàn)。另外，模擬了平面天線50的與頻率對應(yīng)的S參數(shù)的特性。S參數(shù)值越小越表示天 線在共振。該模擬結(jié)果如圖20所示，表示了 S參數(shù)的下降有1. 57 [GHz]這一處的天線特性。 S參數(shù)的下降有一處，因此共振的頻帶也為一個，平面天線50具有單頻帶的天線特性。如上所述，如平面天線50那樣，單純地只設(shè)置具有不同長度的兩邊的天線元件，無法將平面天線多頻帶化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是，使平面天線的共振頻帶為多個。本發(fā)明的多頻帶平面天線，具有絕緣體薄膜；在所述薄膜上形成的第1天線部； 在所述薄膜上形成的、隔著供電點(diǎn)與所述第1天線部相對配置的第2天線部。第1天線部具 有第1天線元件，其在延伸方向上具有與第一共振頻率對應(yīng)的長度的邊，并且為帶狀；第2 天線元件，其與所述第1天線元件間隔預(yù)定距離平行配置，并且為比所述第1天線元件短的 帶狀；以及第1連結(jié)部，其連結(jié)所述第1天線元件與所述第2天線元件。從所述第1天線元 件與所述第2天線元件間的、與所述第2天線元件的所述延伸方向的長度對應(yīng)的部分去除 所述第1連結(jié)部而得到的第1間隙部的所述延伸方向長度，是與比所述第1共振頻率高的 共振頻率對應(yīng)的長度。第2天線部具有第3天線元件，其在延伸方向上具有與所述第1共 振頻率對應(yīng)的長度的邊，并且為帶狀；第4天線元件，其與所述第3天線元件間隔預(yù)定距離 平行配置，并且為比所述第3天線元件短的帶狀；以及第2連結(jié)部，其連結(jié)所述第3天線元 件與所述第4天線元件。從所述第3天線元件與所述第4天線元件間的、與所述第4天線 元件的所述延伸方向的長度對應(yīng)的部分去除所述第2連結(jié)部而得到的第2間隙部的所述延 伸方向長度，是與比所述第1共振頻率高的共振頻率對應(yīng)的長度。本發(fā)明的電子設(shè)備具有多頻帶平面天線；通信部，其通過所述多頻帶平面天線 與外部設(shè)備進(jìn)行無線通信；以及控制部，其控制所述通信部。多頻帶平面天線具有絕緣體 薄膜；在所述薄膜上形成的第1天線部；以及在所述薄膜上形成的、隔著供電點(diǎn)與所述第1 天線部相對配置的第2天線部。第1天線部具有第1天線元件，其在延伸方向上具有與第 1共振頻率對應(yīng)的長度的邊，并且為帶狀；第2天線元件，其與所述第1天線元件間隔預(yù)定 距離平行配置，并且為比所述第1天線元件短的帶狀；以及第1連結(jié)部，其連結(jié)所述第1天 線元件與所述第2天線元件。從所述第1天線元件與所述第2天線元件之間的、與所述第2 天線元件的所述延伸方向長度對應(yīng)的部分去除所述第1連結(jié)部而得到的第1間隙部的所述 延伸方向長度，是與比所述第1共振頻率高的共振頻率對應(yīng)的長度。第2天線部具有第3 天線元件，其在延伸方向上具有與所述第1共振頻率對應(yīng)的長度的邊，并且為帶狀；第4天 線元件，其與所述第3天線元件間隔預(yù)定距離平行配置，并且為比所述第3天線元件短的帶 狀；以及第2連結(jié)部，其連結(jié)所述第3天線元件與所述第4天線元件。從所述第3天線元件 與所述第4天線元件之間的、與所述第4天線元件的所述延伸方向長度對應(yīng)的部分去除所 述第2連結(jié)部而得到的第2間隙部的所述延伸方向長度，是與比所述第1共振頻率高的共 振頻率對應(yīng)的長度。根據(jù)本發(fā)明，以與第1、第3天線元件的延伸方向長度對應(yīng)的第1頻率和與第1、第 2間隙部的所述延伸方向的長度對應(yīng)的共振頻率共振，因此，平面天線的共振頻帶可以為多 個。


圖1是表示本發(fā)明涉及的實(shí)施方式的多頻帶平面天線的平面結(jié)構(gòu)的圖。圖2A是表示手持終端(handy terminal)的外觀結(jié)構(gòu)的正面圖。
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圖2B是表示手持終端的外觀結(jié)構(gòu)的側(cè)面3是表示手持終端的功能結(jié)構(gòu)的框圖。圖4是表示去除連結(jié)部的一部分前的平面天線的5是表示去除連結(jié)部的一部分后的多頻帶平面天線的6是表示實(shí)施方式的多頻帶平面天線的電場的狀態(tài)的圖。圖7是表示與實(shí)施方式的多頻帶平面天線的共振頻率對應(yīng)的各部分的長度的圖。圖8是表示在實(shí)施方式的多頻帶平面天線的低共振頻率下的電流分布的圖。圖9是表示在實(shí)施方式的多頻帶平面天線的高共振頻率下的電流分布的圖。圖10是表示實(shí)施方式的多頻帶平面天線的與頻率對應(yīng)的S參數(shù)的圖。圖11是在實(shí)施方式的多頻帶平面天線的間隙部的長度是20. 5[mm]情況下的史密 斯圖(smith chart)。圖12是在實(shí)施方式的多頻帶平面天線間隙部的長度是20[mm]情況下的史密斯 圖。圖13是在實(shí)施方式的多頻帶平面天線間隙部的長度是16[mm]情況下的史密斯 圖。圖14是表示實(shí)施方式的多頻帶平面天線中產(chǎn)生的電容器成分的圖。圖15是表示實(shí)施方式的變形例的多頻帶平面天線的平面結(jié)構(gòu)的圖。圖16是表示與變形例的多頻帶平面天線等價的多頻帶偶極子天線(multiband dipoleantenna)的結(jié)構(gòu)的圖。圖17是表示變形例的多頻帶平面天線的與頻率對應(yīng)的S參數(shù)和各共振頻率的電 流分布的圖。圖18是表示具有不同長度的兩邊的以往的平面天線的概略結(jié)構(gòu)的圖。圖19是表示以往的平面天線的電流分布的圖。圖20是表示以往的平面天線的與頻率對應(yīng)的S參數(shù)的圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照

本發(fā)明的最佳實(shí)施方式及實(shí)施方式的變形例。另外，本發(fā)明并 不限于圖示的例子。參照圖1 圖13說明本發(fā)明的實(shí)施方式。首先，參照圖1 圖3說明本實(shí)施方式 的多頻帶平面天線30及手持終端1的裝置結(jié)構(gòu)。圖1表示本實(shí)施方式的多頻帶平面天線30的結(jié)構(gòu)。首先，參照圖1說明本實(shí)施方式的多頻帶平面天線30。多頻帶平面天線30是作為具有2個共振的頻帶的平衡型天線的多頻帶天線。平 衡型天線是電位分布左右對稱的天線。如圖1所示，多頻帶平面天線30具有薄膜31及天線導(dǎo)體部32。薄膜31是 FPC(Flexible Print Circuit)的薄膜，由聚酰亞胺(polyimide)等絕緣體構(gòu)成。天線導(dǎo)體 部32由在薄膜31上形成的銅箔等平面狀的導(dǎo)體構(gòu)成。天線導(dǎo)體部32具有作為第1天線部、第2天線部的天線部33、34。天線部33、34 分別是除焊盤334a及344a以外一體形成的導(dǎo)體的天線部。
天線部33具有作為第1天線元件、第2天線元件的天線元件331、332 ；作為第1連 結(jié)部的連結(jié)部333 ；連接部334 ；以及焊盤334a。天線部34具有作為第3天線元件、第4天 線元件的天線元件341、342 ；作為第2連結(jié)部的連結(jié)部343 ；連接部344 ；以及焊盤344a。天線元件331是帶狀導(dǎo)體的天線元件。天線元件332是與天線元件331以預(yù)定距 離間隔，與天線元件331的延伸方向(縱向、X方向)平行地配置的導(dǎo)體的天線元件。連結(jié) 部333是在天線元件331、332之間，在與它們的延伸方向垂直的方向(Y方向)上配置的、連 結(jié)天線元件331、332的端部的導(dǎo)體部。如后所述，在連結(jié)部333上加入了切割線(縫線)。 連接部334被配置在天線元件331的連結(jié)部333 —側(cè)的延長位置上，是用于連接同軸電纜 40的導(dǎo)體部。焊盤334a是設(shè)置在連接部334上的焊接用的導(dǎo)體部，焊接有外部導(dǎo)體43。天線元件341是帶狀導(dǎo)體的天線元件。天線元件342是與天線元件341以預(yù)定距 離間隔，與天線元件341的延伸方向(縱向、X方向)平行配置的導(dǎo)體的天線元件。連結(jié)部 343是在天線元件341、342之間，在與它們的延伸方向垂直的方向(Y方向)上配置的、連 結(jié)天線元件341、342的端部的導(dǎo)體部。如后所述，在連結(jié)部343上加入了切割線(縫線)。 連接部344被配置在天線元件342的連結(jié)部343 —側(cè)的延長位置上，是用于連接同軸電纜 40的導(dǎo)體部。焊盤344a是設(shè)置在連接部344上的焊接用的導(dǎo)體部，焊接有芯線41。天線元件331、341的X方向的長度相同。天線元件332、342的X方向的長度相同。 另外，在天線元件331、332之間的平面中，將從與天線元件332的X方向的長度對應(yīng)的部分 去除連結(jié)部333的矩形部分，設(shè)為作為第1間隙部的間隙部35。同樣，在天線元件341、342 之間的平面中，將從與天線元件342的X方向的長度對應(yīng)的部分去除連結(jié)部343的矩形部 分，設(shè)為作為第2間隙部的間隙部36。間隙部35、36的X方向的長度相同。另外，天線元件 331的X方向的長度比間隙部35的X方向的長度長。同軸電纜40是連接后面所述的無線通信部16及GPS部17和多頻帶平面天線30 之間的電纜。同軸電纜40具有芯線41、絕緣體42、外部導(dǎo)體43及保護(hù)包覆部44。芯線41是與軸方向垂直的面為圓形的銅線等內(nèi)部導(dǎo)體，被焊接在焊盤344a上。絕 緣體42是與芯線41同軸地包覆芯線41的聚乙烯(polyethylene)等絕緣體部。外部導(dǎo)體 43是與芯線41同軸地包覆絕緣體42的網(wǎng)狀的銅線等導(dǎo)體部，被焊接在焊盤334a上。保護(hù) 包覆部44是與芯線41同軸地保護(hù)包覆外部導(dǎo)體43的乙烯樹脂(vinyl)等絕緣體部。同軸電纜40的另一端與無線通信部16及GPS部17連接。具體講，同軸電纜40 的另一端的芯線41與無線通信部16及GPS部17的端子連接，同樣，外部導(dǎo)體43與無線通 信部16及GPS部17的地線(ground)連接。從無線通信部16通過同軸電纜40給多頻帶 平面天線30提供高頻電力。下面，將同軸電纜40和連接部334、344的連接點(diǎn)作為供電點(diǎn) P。接下來，參照圖2及圖3，說明作為搭載多頻帶平面天線30的電子設(shè)備的手持終端 1。圖2A表示手持終端1的正面的外觀結(jié)構(gòu)。圖2B表示手持終端1的側(cè)面的外觀結(jié)構(gòu)。圖3表示手持終端1的功能結(jié)構(gòu)。手持終端1是在超市、便利店、個人商店等中使用的便攜式終端。手持終端1具有 基于用戶操作的信息輸入功能；信息存儲功能；條形碼掃描等功能；通過無線LAN (LocalArea Network)方式，經(jīng)由接入點(diǎn)(Access point)與外部設(shè)備進(jìn)行無線通信的功能；便攜 式電話通信功能；以及利用GPStelobalPositioning System)信號的本機(jī)當(dāng)前位置測定功能等。如圖2A所示，手持終端1具有機(jī)身(case)部2。手持終端1在機(jī)身部2的正面具 有顯示部14及各種鍵12A。如圖2B所示，手持終端1在機(jī)身部2的兩個側(cè)面具有觸發(fā)鍵(trigger key) 12B， 在機(jī)身部2的頂端具有掃描部21。另外，手持終端1在機(jī)身部2的內(nèi)部具有多頻帶平面天 線30。機(jī)身部2是手持終端1的機(jī)身部。各種鍵12A是數(shù)字、文字等的文字輸入鍵及各 種功能鍵等。觸發(fā)鍵12B是接受掃描部21的條形碼掃描的觸發(fā)操作輸入的鍵。各種鍵12A 也可以含有用于掃描部21的條形碼掃描的觸發(fā)鍵。掃描部21是將激光等光照射在條形碼 上，通過接收其反射光并進(jìn)行二值化來讀取條形碼的數(shù)據(jù)的部件。如圖3所示，手持終端1在內(nèi)部具有作為控制部的CPU(Central ProcessingUnit) 11、操作部 12、RAM (Read Access Memory) 13、顯示部 14、ROM (Readonly Memory) 15、多頻帶平面天線30、作為通信部的無線通信部16、GPS部17、天線18a、無線LAN 通信部 18、閃速存儲器(Flash Memory) 19、I/F (Inter Face)部 20 及掃描部 21。CPU11、操 作部12、RAM13、顯示部14、R0M15、無線通信部16、GPS部17、無線LAN通信部18、閃速存儲 器19、I/F部20及掃描部21通過總線22連接。CPUll控制手持終端1的各部。CPUll在RAM13中展開從存儲在R0M15中的系統(tǒng)程 序及各種應(yīng)用程序中指定的程序，通過與在RAM13中展開的程序協(xié)調(diào)工作，執(zhí)行各種處理。CPUll通過與各種程序協(xié)調(diào)工作，接受通過操作部12的操作信息的輸入，從R0M15 將各種信息讀出，將各種信息寫入閃速存儲器19。另外，CPUll通過與各種程序協(xié)調(diào)工作， 經(jīng)由無線通信部16及多頻帶平面天線30與基站(通過基站被中繼的外部設(shè)備)進(jìn)行通信， 利用多頻帶平面天線30及GPS部17進(jìn)行手持終端1的當(dāng)前位置的測定。另外，CPUll通 過與各種程序協(xié)調(diào)工作，經(jīng)由無線LAN通信部18及天線18a，與接入點(diǎn)(在接入點(diǎn)被中繼的 外部設(shè)備)進(jìn)行通信，利用掃描部21讀取條形碼的數(shù)據(jù)，經(jīng)由I/F部20與外部設(shè)備進(jìn)行有 線通信。操作部12含有各種鍵12A及觸發(fā)鍵12B，將由操作者按下輸入的各個鍵的鍵輸入 信號輸出到CPU11。另外，操作部12可以與顯示部14 一體構(gòu)成為觸摸屏的觸控板。RAM13是臨時存儲信息的易失性的存儲器，具有存儲要執(zhí)行的各種程序或者與 所述各種程序相關(guān)的數(shù)據(jù)等的工作區(qū)。顯示部14由LCD (Liquid CrystalDisplay), ELD(Electro Luminescent Display)等構(gòu)成，根據(jù)來自CPUll的顯示信號進(jìn)行各種顯示。R0M15是存儲各種程序、各種數(shù)據(jù)的只讀方式的存儲部。無線通信部16與多頻帶平面天線30連接，通過利用多頻帶平面天線30的便攜式 電話通信方式的通信，向基站發(fā)送信息。在本實(shí)施方式中，將無線通信部16作為，在作為 第3代便攜式電話通信方式的W-CDMA (Wideband CodeDivision Multiple Access)的頻分 復(fù)用(FDD (Frequency Division Duplex))通信方式的上行通信中，使用頻帶1. 9 [GHz]進(jìn) 行無線通信的無線通信部來說明。無線通信部16將從多頻帶平面天線30輸入的W-CDMA 的接收電波的電信號進(jìn)行解調(diào)，然后輸出到CPU11。多頻帶平面天線30是與GPS通信的1.57[GHz]與便攜式電話通信方式的1.9[GHz]的2個頻帶相匹配的多頻帶平面天線。但是 并不限定于此，多頻帶平面天線30及無線通信部16也可以采用其它的便攜式電話的無線 通信方式的頻帶、或進(jìn)行便攜式電話以外的無線通信方式的無線通信的結(jié)構(gòu)。GPS部17與多頻帶平面天線30連接，通過GPS通信方式的通信，經(jīng)由多頻帶平面 天線30接收從GPS衛(wèi)星發(fā)送的頻率1.575 [GHz]的GPS信號的電波。另外，GPS部17將接 收到的GPS信號解調(diào)，獲得GPS信息，根據(jù)該GPS信息生成當(dāng)前手持終端1的位置信息(緯 度經(jīng)度信息)，輸出到CPUll。無線LAN通信部18與天線18a連接，經(jīng)由天線18a通過無線LAN通信方式進(jìn)行與 接入點(diǎn)的信息接收發(fā)送。閃速存儲器19是能讀出以及寫入各種數(shù)據(jù)等信息的存儲部。I/F部20通過通信電纜與外部設(shè)備收發(fā)信息。I/F部20例如是USB (Universal Serial Bus)方式的有線通信部。掃描部21具有激光等的發(fā)光部、受光部、增益電路、二值化電路等。在掃描部21 中，從發(fā)光部出射的光照射在條形碼上，其反射光由受光部接收，被轉(zhuǎn)換為電信號，該電信 號由增益電路放大，由二值化電路變換為黑白的條形碼圖像的數(shù)據(jù)。如此，掃描部21讀取 條形碼圖像，將該條形碼圖像的數(shù)據(jù)輸出到CPU11。接下來，參照圖4和圖5說明多頻帶平面天線30制作時的共振頻率的調(diào)整方法。圖4表示去除連結(jié)部的一部分前的平面天線30A。圖5表示去除連結(jié)部的一部分后的多頻帶平面天線30。在圖4及圖5中省略了多頻帶平面天線(平面天線)的薄膜和同軸電纜40的連 接部，只表示了天線導(dǎo)體部及供電點(diǎn)P，在下面的圖中也相同。在多頻帶平面天線30的制作工序中，制作圖4中表示的平面天線30A。平面天線 30A具有在薄膜31上形成的天線部33A、34A。另外，假定平面天線30A具有供電點(diǎn)P(同軸 電纜40及其連接部)。天線33A具有天線元件331、332及連結(jié)部333A。天線部34A具有 天線元件341、342及連結(jié)部343A。連結(jié)部333A整體地加入了切割線(縫線)，是連結(jié)天線元件331、332的導(dǎo)體部。連 結(jié)部333A的X方向的長度(寬)，與天線元件332的X方向(延伸方向)的長度相同。連 結(jié)部333A的切割線，被加入到了天線元件331、332及連結(jié)部333A的邊界，并且在與天線元 件331、332的延伸方向垂直的方向(Y方向)上加入了多條。連結(jié)部343A也與連結(jié)部333A 同樣地被加入了切割線。然后，如圖5所示，將連結(jié)部333A中與供電點(diǎn)P相反一側(cè)的X方向的任意長度部分 沿切割線切除。同樣，將連結(jié)部343A中與供電點(diǎn)P相反一側(cè)的X方向的任意長度部分沿切 割線切除。如此，制作了多頻帶平面天線30。連結(jié)部333A的切除部分成為間隙部35。連 結(jié)部343A的切除部分成為間隙部36。接下來，參照圖6 圖14說明多頻帶平面天線30的動作。首先，參照圖6說明多頻帶平面天線30的2個頻帶中的共振。圖6表示多頻帶平 面天線30的電場的狀態(tài)。如圖6所示，平面天線30A與圖18中表示的以往的平面天線50的說明同樣，是以 與天線元件331 (341)的X方向的長度(下邊的長度)對應(yīng)的1個頻帶共振的單頻帶天線。平面天線30A的共振頻率，是與天線元件331 (341)的X方向的長度=λ1/4(λ1:電波的 波長)的波長λ 1對應(yīng)的頻率。并且，多頻帶平面天線30具有間隙部35及36。在多頻帶平面天線30中，當(dāng)收發(fā) 電波時，在天線元件331、332之間產(chǎn)生橫穿間隙部35的電場Ε。因此，在多頻帶平面天線 30中，出現(xiàn)與以間隙部35的X方向的長度為λ 2/4的波長λ 2對應(yīng)的共振頻率下的共振。 同樣，在多頻帶平面天線30中，出現(xiàn)與以間隙部36的X方向的長度為λ 2/4的波長λ 2對 應(yīng)的共振頻率下的共振。因此，多頻帶平面天線30成為以2個頻帶共振的多頻帶天線。接下來，參照圖7 圖10說明多頻帶平面天線30中的共振。圖7表示與多頻帶平面天線30的共振頻率對應(yīng)的各部分的長度。圖8表示在多頻帶平面天線30的較低的共振頻率fl下的天線電流的分布。圖9表示在多頻帶平面天線30的較高的共振頻率f2下的天線電流的分布。圖10表示多頻帶平面天線30的與頻率對應(yīng)的S參數(shù)。如圖7所示，將多頻帶平面天線30的天線元件331 (341)的X方向的長度(下邊 的長度)設(shè)為長度Li。將與該長度Ll = λ 1/4(λ 1 電波的波長)情況下的波長λ 1對應(yīng) 的頻率設(shè)為頻率fl。另外，將多頻帶平面天線30的間隙部35(36)的X方向的長度設(shè)為長 度L2。將與該長度L2= λ2/4(λ2:電波的波長)情況下的波長λ2對應(yīng)的頻率設(shè)為頻 率f2。頻率Π、f2是在多頻帶平面天線30中共振的共振頻率Π、f2。設(shè)共振頻率Π = 1. 57 [GHz]，設(shè)共振頻率 f2 = 1. 9 [GHz]。另外，設(shè)多頻帶平面天線30的天線元件332(342)的X方向的長度為長度L3。長 度L3與共振沒有直接關(guān)系。在此，模擬了在接收到較低的共振頻率Π的電波的情況下的多頻帶平面天線30 中流過的天線電流。該模擬結(jié)果為圖8所示的電流分布。如圖8所示，在與多頻帶平面天線30的天線元件331、341對應(yīng)的部分流過較高天 線電流，進(jìn)行共振。另外，模擬了在接收到較高的共振頻率f2的電波的情況下的多頻帶平面天線30 中流過的天線電流。該模擬結(jié)果為圖9所示的電流分布。如圖9所示，在與多頻帶平面天線30的間隙部35、36的周圍對應(yīng)的部分流過較高 天線電流，進(jìn)行共振。然后，如圖10所示，多頻帶平面天線30的S參數(shù)，在1. 57[GHz]和1. 9[GHz]的2 個頻率觀察到了下降。也就是說，確認(rèn)了多頻帶平面天線30是在頻率fl、f2共振的多頻帶 天線。接下來，參照圖11 圖13說明多頻帶平面天線30中的較高的共振頻率f2的阻 抗(impedance)調(diào)整。圖11表示多頻帶平面天線30的間隙部35(36)的長度L2是20. 5mm情況下的史
密斯圖。圖12表示多頻帶平面天線30的間隙部35(36)的長度L2是20mm情況下的史密斯圖。圖13表示多頻帶平面天線30的間隙部35(36)的長度L2是16mm情況下的史密斯圖。
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作為圖11 圖13的史密斯圖的阻抗測定條件，將多頻帶平面天線30的接收電波 的共振頻率設(shè)為2[GHz]。在圖11 圖13中，在多頻帶平面天線30中分別以Si、S2及S3 表示在頻率2[GHz]的阻抗點(diǎn)。另外，將圖11 圖13的史密斯圖的圓的中心點(diǎn)設(shè)為50[ Ω ]。將頻率為2[GHz]的情況下的多頻帶平面天線30的阻抗與作為最佳阻抗值的 50[Ω]配合。如圖11所示，在長度L2是20. 5mm的情況下，在頻率2[GHz]的點(diǎn)Si，多頻 帶平面天線30的阻抗達(dá)到71.44[Ω]。如圖12所示，在長度L2是20mm的情況下，在頻率 2 [GHz]的點(diǎn)S2，多頻帶平面天線30的阻抗達(dá)到54. 03[Ω]。如圖13所示，在長度L2是 16mm的情況下，在頻率2 [GHz]的點(diǎn)S3，多頻帶平面天線30的阻抗達(dá)到106. 03 [ Ω ]。如此，通過改變長度L2能夠改變較高共振頻率f2a的阻抗。并且，利用史密斯圖， 通過將長度L2設(shè)為20mm，能夠使多頻帶平面天線30的阻抗，在較高共振頻率2 [GHz]的頻 帶調(diào)整到作為理想阻抗的50[ Ω ]附近。即使將該共振頻率2[GHz]作為共振頻率f2，同樣 也能適當(dāng)?shù)卣{(diào)整在共振頻率f2的頻帶中的阻抗。接下來，參照圖14說明在多頻帶平面天線30的較低共振頻率f 1的輸入阻抗的調(diào)
iF. ο圖14表示在多頻帶平面天線30中產(chǎn)生的電容器成分。如圖14所示，在多頻帶平面天線30中的天線元件331、341中，在與大地之間產(chǎn)生 作為可視化的電容器成分的電容器37。另外，將天線元件331、341的橫向(Y方向)的長度 設(shè)為長度L4。如果將長度L4設(shè)得較大，作為電容器37的導(dǎo)體的天線元件331、341的面積也變 大，電容器37的靜電電容C變大。電容器37的靜電電容C變得越大，與多頻帶平面天線30 中的共振頻率Π對應(yīng)的輸入阻抗越降低。如此，通過調(diào)整長度L4，能把多頻帶平面天線30的共振頻率f 1的輸入阻抗調(diào)整到 作為理想值的50[Ω]。上面，根據(jù)本實(shí)施方式，多頻帶平面天線30具有在薄膜31上隔著供電點(diǎn)P相對的 天線部33、34。天線部33具有以共振頻率fl共振的X方向的長度Ll的天線元件331、天 線元件332及連結(jié)部333。天線部34具有以共振頻率fl共振的X方向的長度Ll的天線元 件341、天線元件342及連結(jié)部343。間隙部35的X方向的長度L2和間隙部36的X方向 的長度L2是與比共振頻率Π高的共振頻率f2對應(yīng)的長度。因此，由于多頻帶平面天線30以與天線元件331、341的長度Ll對應(yīng)的共振頻率 fl及與間隙部35、36的長度L2對應(yīng)的共振頻率f2共振，因此，可以把平面天線的共振頻帶 設(shè)為2個。另外，間隙部35、36的長度L2被調(diào)整為與在共振頻率f2的頻帶的最佳阻抗 50 Ω (附近)對應(yīng)的長度。因此，能將多頻帶平面天線30的較高的共振頻率f2的阻抗設(shè)定 為適當(dāng)值。另外，天線元件331、341的面積，通過長度L4的調(diào)整，被調(diào)整為與最佳的輸入阻抗 50 Ω (附近)對應(yīng)的面積。因此，能將多頻帶平面天線30的較低的共振頻率Π的輸入阻抗 設(shè)定為適當(dāng)值。另外，從具有能將平面天線30Α的X方向的任意長度的一部分切除的切割線的連 結(jié)部333Α、334Α，利用該切割線切除與間隙部35、36對應(yīng)的部分，由此制作了多頻帶平面天線30。因此，能容易地將較高共振頻率f2調(diào)整到期望的值。另外，也能容易地將較高共振 頻率f2的阻抗調(diào)整到適當(dāng)?shù)闹?。另外，手持終端1具有多頻帶平面天線30、無線通信部16、GPS部17及CPU11。因 此，可以利用多頻帶平面天線30使共振頻帶為2個(GPS信號的接收和W-CDMA的發(fā)送的頻 帶)來進(jìn)行通信。(變形例)參照圖15 圖17說明上述實(shí)施方式的變形例。首先，參照圖15及圖16，說明本 變形例的多頻帶平面天線30B的結(jié)構(gòu)。圖15表示多頻帶平面天線30B的平面結(jié)構(gòu)。圖16表示與多頻帶平面天線30B等價的多頻帶偶極子天線30C的結(jié)構(gòu)。本變形例的裝置結(jié)構(gòu)，是在手持終端1中將多頻帶平面天線30替代為多頻帶平面 天線30B的結(jié)構(gòu)。因此，以多頻帶平面天線30B為主進(jìn)行說明。多頻帶平面天線30B是作 為具有3個共振頻帶的不平衡型天線的多頻帶天線。不平衡型天線是電位的分布左右非對 稱的天線。上述實(shí)施方式的多頻帶平面天線30是以2個頻帶共振的多頻帶天線。但是，例如 作為多頻帶平面天線，為了進(jìn)行GPS通信方式、W-CDMA方式的上行及下行的組合等的通信， 具有以3個頻帶共振的3頻帶天線的要求。因此，多頻帶平面天線30B構(gòu)成為3頻帶天線。 多頻帶平面天線30B作為一個例子，是作為在GPS通信的1. 57 [GHz]頻帶、W-⑶MA方式的 上行的1.9[GHz]頻帶及同樣的下行的2.1 [GHz]頻帶的3個頻帶共振的多頻帶天線。另外，無線通信部16將從多頻帶平面天線30輸入的W-CDMA的接收電波的電信號 解調(diào)后輸出到CPU11，并且將從CPUll等輸入的發(fā)送用數(shù)據(jù)的電信號調(diào)制，輸出到多頻帶平 面天線30，發(fā)送W-CDMA的電波。如圖15所示，多頻帶平面天線30B具有薄膜31 (圖略)及天線導(dǎo)體部32B。天線 導(dǎo)體部32B具有作為第1天線部、第2天線部的天線部33B及34B。天線部33B具有天線元件331及332、作為第1連結(jié)部的連結(jié)部333B、連接部及焊 盤(圖略)。天線部34B具有天線元件341及342、作為第2連結(jié)部的連結(jié)部343B、連接部 及焊盤(圖略)。另外，在天線元件331、332之間的平面上，將從與天線元件332的X方向 的長度對應(yīng)的部分除連結(jié)部333B以外的矩形部分，設(shè)為作為第1間隙部的間隙部35B。同 樣，在天線元件341、342之間的平面上，將從與天線元件342的X方向的長度對應(yīng)的部分除 連結(jié)部343B以外的矩形部分，設(shè)為作為第2間隙部的間隙部36B。連結(jié)部333B與連結(jié)部333同樣，但X方向的長度不同。連結(jié)部343B與連結(jié)部343 同樣，但X方向的長度不同。同樣，作為第1間隙部的間隙部35B與間隙部35同樣，但X方 向的長度不同。作為第2間隙部的間隙部36B與間隙部36同樣，但X方向的長度不同。S卩，多頻帶平面天線30B與多頻帶平面天線30同樣地，切除平面天線30A的連結(jié) 部333A、343A的一部分被制作。將間隙部35B的X方向的長度設(shè)為長度L22。將間隙部36B 的X方向的長度設(shè)為長度L23。另外，L22興L23，Ll > L22 > L23。如圖16所示，與多頻帶平面天線30B等價的多頻帶偶極子天線30C具有天線元件 331C、332C、341C、342C及連結(jié)部333C、343C。天線元件331C(341C)的X方向的長度是長 度Li。天線元件332C的X方向的長度是長度L22。天線元件342C的X方向的長度是長度L23。將與長度L22= λ22/4(λ22 電波的波長)的情況下的波長λ 22對應(yīng)的頻率 設(shè)為f22。另外，將與長度L23= λ23/4(λ23:電波的波長)的情況下的波長λ 23對應(yīng) 的頻率設(shè)為f23。設(shè)頻率fl = 1. 57[GHz]、共振頻率f22 = 1. 91 [GHz]、共振頻率f23 = 2. 12[GHz]。接下來，參照圖17說明多頻帶平面天線30B的動作。圖17表示多頻帶平面天線30B的與頻率對應(yīng)的S參數(shù)及各個共振頻率的天線電 流分布。如圖17所示，多頻帶平面天線30B的S參數(shù)，在1. 57 [GHz]、1. 91 [GHz]及 2. 12 [GHz]的3個頻率觀察到下降。即，確認(rèn)了多頻帶平面天線30B是以頻率fl、f22及f23 共振的多頻帶天線。另外，模擬了在接收(或發(fā)送)共振頻率H、f22及f23的電波的情況下的多頻帶 平面天線30B中流過的天線電流。該模擬結(jié)果為圖17所示的電流分布。如圖17所示，對應(yīng)于多頻帶平面天線30B的共振頻率fl，在與天線元件331、341 對應(yīng)的部分流過較高天線電流，進(jìn)行共振。另外，對應(yīng)于多頻帶平面天線30B的共振頻率 f22，在與間隙部35B的周圍對應(yīng)的部分流過較高天線電流，進(jìn)行共振。另外，對應(yīng)于多頻帶 平面天線30B的共振頻率f23，在與間隙部36B的周圍對應(yīng)的部分流過較高天線電流，進(jìn)行 共振。上面，根據(jù)本變形例，多頻帶平面天線30B，天線元件331、341的X方向的長度Ll 是與共振頻率fl對應(yīng)的長度，間隙部35B的X方向的長度L22是與比共振頻率fl高的共 振頻率f22對應(yīng)的長度，間隙部36B的X方向的長度L23是與比共振頻率fl、f22高的共振 頻率f23對應(yīng)的長度。因此，由于多頻帶平面天線30B以與天線元件331、341的長度Ll對應(yīng)的共振頻率 fl、與間隙部35B的長度L22對應(yīng)的共振頻率f22及與間隙部36B的長度L23對應(yīng)的共振 頻率f23共振，因此，能將平面天線的共振頻帶設(shè)定為3個。多頻帶平面天線的3個共振頻率的頻帶的組合并不限定于GPS通信的1.57[GHz]、 W-CDMA的通信的上行1.91 [GHz]、下行2. 1 [GHz]的頻帶的組合，也可以是其它頻帶的組 合。例如，多頻帶平面天線作為海外的便攜式電話通信方式的天線，可以采用在GSM(Global System for Mobile Communication)的 850MHz、900MHz、1. 8[GHz]、1. 9[GHz]的頻帶中的 3 個頻帶共振的結(jié)構(gòu)。另外，上述實(shí)施方式及變形例的記述，是本發(fā)明的多頻帶平面天線及電子設(shè)備的 一個例子，但并不限定于此種構(gòu)成方式。例如可以采用將上述實(shí)施方式(阻抗調(diào)整等)及變形例組合的結(jié)構(gòu)。另外，在上述實(shí)施方式及變形例中，采用了作為電子設(shè)備而利用手持終端的結(jié) 構(gòu)，但是并不限定于此種構(gòu)成方式。作為電子設(shè)備，可以是PDA、便攜式電話機(jī)、膝上型 PC (Personal Computer)等其他電子設(shè)備。另外，在上述實(shí)施方式及變形例中，手持終端1具有基于利用多頻帶平面天線30 及無線通信部16的便攜式電話通信的數(shù)據(jù)通信功能，但并不限定于此種構(gòu)成方式。例如， 手持終端1可以具有包含揚(yáng)聲器及麥克風(fēng)的通話部，具有基于利用多頻帶平面天線30及通
13話部的便攜式電話通信的通話功能。另外，在上述實(shí)施方式及變形例中，采用了使多頻帶平面天線30的天線導(dǎo)體部32 面向機(jī)身部2—側(cè)來配置的構(gòu)成方式，但并不限定于此種構(gòu)成方式。例如，也可以采用使多 頻帶平面天線30的薄膜31面向機(jī)身部2 —側(cè)來配置的構(gòu)成方式。另外，也可以采用在薄 膜31上面設(shè)置的天線導(dǎo)體部32的上面進(jìn)一步設(shè)置絕緣體的絕緣層的構(gòu)成方式。另外，關(guān)于上述實(shí)施方式及變形例中的多頻帶平面天線30、30B及手持終端1的各 個結(jié)構(gòu)要素的詳細(xì)結(jié)構(gòu)及詳細(xì)動作，在不偏離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)可以有適當(dāng)?shù)淖兏?br> 權(quán)利要求
一種多頻帶平面天線，其特征在于，具有絕緣體薄膜；在所述薄膜上形成的第1天線部；以及在所述薄膜上形成的、隔著供電點(diǎn)與所述第1天線部相對配置的第2天線部，所述第1天線部具有第1天線元件，其在延伸方向上具有與第1共振頻率對應(yīng)的長度的邊，并且為帶狀；第2天線元件，其與所述第1天線元件間隔預(yù)定距離平行配置，并且為比所述第1天線元件短的帶狀；以及第1連結(jié)部，其連結(jié)所述第1天線元件以及所述第2天線元件，從所述第1天線元件與所述第2天線元件之間的、與所述第2天線元件的所述延伸方向的長度對應(yīng)的部分去除所述第1連結(jié)部而得到的第1間隙部的所述延伸方向的長度，是與比所述第1共振頻率高的共振頻率對應(yīng)的長度，所述第2天線部具有第3天線元件，其在延伸方向上具有與所述第1共振頻率對應(yīng)的長度的邊，并且為帶狀；第4天線元件，其與所述第3天線元件間隔預(yù)定距離平行配置，并且為比所述第3天線元件短的帶狀；以及第2連結(jié)部，其連結(jié)所述第3天線元件以及所述第4天線元件，從所述第3天線元件與所述第4天線元件之間的、與所述第4天線元件的所述延伸方向的長度對應(yīng)的部分去除所述第2連結(jié)部而得到的第2間隙部的所述延伸方向長度，是與比所述第1共振頻率高的共振頻率對應(yīng)的長度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻帶平面天線，其特征在于，所述第1間隙部的所述延伸方向的長度與所述第2間隙部的所述延伸方向的長度相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻帶平面天線，其特征在于，所述第1間隙部的所述延伸方向的長度與所述第2間隙部的所述延伸方向的長度，是 與比所述第1共振頻率高的共振頻率的頻帶中的適當(dāng)?shù)淖杩箤?yīng)的長度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻帶平面天線，其特征在于，所述第1天線元件和所述第3天線元件，具有與比所述第1共振頻率高的共振頻率中 的適當(dāng)?shù)妮斎胱杩箤?yīng)的面積。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻帶平面天線，其特征在于，所述第1間隙部的所述延伸方向的長度與所述第2間隙部的所述延伸方向的長度不同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻帶平面天線，其特征在于，從具有用于將與所述延伸方向?qū)?yīng)的任意長度的部分切除的切割線的、連結(jié)所述第1 天線元件及所述第2天線元件的連結(jié)部，利用該切割線切除一部分，由此制作所述第1連結(jié) 部，從具有用于將與所述延伸方向?qū)?yīng)的任意長度的部分切除的切割線的、連結(jié)所述第3 天線元件及所述第4天線元件的連結(jié)部，利用該切割線切除一部分，由此制作所述第2連結(jié)部。
7. 一種電子設(shè)備，其特征在于， 具有多頻帶平面天線；通信部，其通過所述多頻帶平面天線與外部設(shè)備進(jìn)行無線通信；以及 控制部，其控制所述通信部， 所述多頻帶平面天線具有 絕緣體薄膜；在所述薄膜上形成的第1天線部；以及在所述薄膜上形成的、隔著供電點(diǎn)與所述第1天線部相對配置的第2天線部， 所述第1天線部具有第1天線元件，其在延伸方向上具有與第1共振頻率對應(yīng)的長度的邊，并且為帶狀； 第2天線元件，其與所述第1天線元件間隔預(yù)定距離平行配置，并且為比所述第1天線 元件短的帶狀；以及第1連結(jié)部，其連結(jié)所述第1天線元件以及所述第2天線元件， 從所述第1天線元件與所述第2天線元件之間的、與所述第2天線元件的所述延伸方 向長度對應(yīng)的部分去除所述第1連結(jié)部而得到的第1間隙部的所述延伸方向長度，是與比 所述第1共振頻率高的共振頻率對應(yīng)的長度， 所述第2天線部具有第3天線元件，其在延伸方向上具有與所述第1共振頻率對應(yīng)的長度的邊，并且為帶狀；第4天線元件，其與所述第3天線元件間隔預(yù)定距離平行配置，并且為比所述第3天線 元件短的帶狀；以及第2連結(jié)部，其連結(jié)所述第3天線元件以及所述第4天線元件， 從所述第3天線元件與所述第4天線元件之間的、與所述第4天線元件的所述延伸方 向長度對應(yīng)的部分去除所述第2連結(jié)部而得到的第2間隙部的所述延伸方向長度，是與比 所述第1共振頻率高的共振頻率對應(yīng)的長度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種多頻帶平面天線及電子設(shè)備。該多頻帶平面天線具有絕緣體薄膜；在薄膜上形成的第1天線部；在薄膜上形成的、隔著供電點(diǎn)與第1天線部相對配置的第2天線部。第1天線部具有第1天線元件，在延伸方向有與第1共振頻率對應(yīng)的長度的邊，并且為帶狀；第2天線元件，與第1天線元件間隔預(yù)定距離平行配置，為比第1天線元件短的帶狀；第1連結(jié)部，連結(jié)第1天線元件與第2天線元件。從第1天線元件與第2天線元件間的、與第2天線元件的延伸方向長度對應(yīng)的部分去除第1連結(jié)部而得的第1間隙部的延伸方向長度，是與比所述第1共振頻率高的共振頻率對應(yīng)的長度。第2天線部具有與第1天線部相同的結(jié)構(gòu)。
文檔編號H04M1/02GK101901959SQ20101018978
公開日2010年12月1日 申請日期2010年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月27日
發(fā)明者八木茂, 小高有希 申請人:卡西歐計(jì)算機(jī)株式會社