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CN205646165U - 天线装置与通信终端装置 - Google Patents

天线装置与通信终端装置 Download PDF

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CN205646165U
CN205646165U CN201490000806.4U CN201490000806U CN205646165U CN 205646165 U CN205646165 U CN 205646165U CN 201490000806 U CN201490000806 U CN 201490000806U CN 205646165 U CN205646165 U CN 205646165U
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

本实用新型的天线装置包括:配置在隔着空间相对的位置上的两个导体面(11、12);在一个位置将两个导体面(11、12)直流连接的第一连接导体(21);以及接近于第一连接导体(21)而配置的天线线圈(30)。天线线圈(30)被配置在通过电磁感应使第一连接导体(21)中有感应电流流过的位置。由于在两个导体面(11、12)的边缘有彼此反向的电流流过,磁场从两个导体面(11、12)相对的空间辐射。基于此,可以不在金属板上设置狭缝或开口,而将金属板等的导体面用作辐射元件,从而避免了机械强度降低的问题、设计受制约的问题以及电场屏蔽效果变差的问题。

Description

天线装置与通信终端装置
技术领域
本实用新型涉及用于HF频带和UHF频带的通信系统的天线装置和通信终端装置。
背景技术
在设于手机终端等电子设备的、进行近距离无线通信(NFC:Near FieldCommunication)等的HF频带的通信的装置中,一般将RFIC和匹配元件安装在电路基板上,将天线贴附在电子设备壳体的内侧,又在RFIC和天线之间通过弹簧销等进行电连接。
另一方面,最近正在推进手机终端等的无线通信终端薄型化,为了弥补薄型化而导致的强度不足,对壳体进行镀镁加工等“金属化”处理的情况不断增多。
可是,在对终端壳体进行了“金属化”时,因为内置于终端的天线周围的电磁场被金属所屏蔽,会发生不能与对方侧天线进行通信的问题。
于是,提出了具有如专利文献1所示结构的天线装置,该结构中,使面积比天线线圈要大的金属板与天线线圈接近(磁耦合),利用金属板作为辐射体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特许第4993045号公报
实用新型内容
实用新型要解决的技术问题
通过采用专利文献1所示出的天线结构,尽管天线被金属所覆盖,也能与对方侧天线进行通信。然而,有必要考虑到伴随在金属板上设置狭缝或开口部会使机械强度下降、且增加制造工时。特别是,如果在金属壳体上设置狭缝或开口,会对壳体的设计产生制约。此外,由于不能在狭缝或开口部附近进行电路的接地连接,会有金属板部分地发生电位变化的情况,由此可能会产生金属板的电场屏蔽效果变差的问题,或者会使第一导体面和第二导体面与其他高频电路发生干扰。
本实用新型的目的在于提供这样的天线装置和设有该天线装置的通信终端装置,所述天线装置不在金属板上设置狭缝或开口,可以利用金属板等的导体面作为辐射元件,从而可以回避机械强度降低的问题、设计受制约的问题、电场屏蔽效果变差的问题,并且可以根据需要抑制与其他高频电路的干扰等问题。
用于解决技术问题的手段
(1)本实用新型的天线装置包括:配置在隔着空间相对的位置上的两个导体面;在一个位置将两个导体面直流连接的第一连接导体;以及接近于该第一连接导体而配置的天线线圈,其特征在于,该天线线圈被配置在通过电磁感应使所述第一连接导体中有感应电流流过的位置。
根据这样的结构,在接近于天线线圈而设置的连接导体中有通过天线线圈的电磁感应而产生的感应电流流过,在两个导体面上有彼此反向的电流流过。因此,起到天线的作用,从两个导体面相对的空间辐射出磁场。
(2)优选的是,所述天线线圈被配置在比所述第一连接导体更靠近两个导体面的中央的位置。通过这样的结构,天线线圈产生的磁场与从两个导体面相对的空间辐射出的磁场之间不相互抵消。
(3)优选的是,所述导体面包括电子设备的壳体的导体部分。通过这样的结构,可以将壳体兼用为辐射元件的一部分兼用。
(4)优选的是,所述导体面包括电路基板上形成的接地电极。通过这样的结构,可以将电路基板的接地电极兼用作为辐射元件的一部分。
(5)优选的是,所述导体面包括电路基板上形成的接地电极和电子设备的壳体的导体部分,第一连接导体是将接地电极和壳体的导体部分连接的接地引脚。通过这样的结构,可以将接地引脚兼用作为第一连接导体。
(6)优选的是,还包括经由电容器与所述两个导体面连接的第二连接导体,通信信号的载波频率为HF频带的频率,而所述电容器是在UHF频带以上的频率中成为低阻抗的元件。基于这样的情况,UHF频带天线被配置在同一壳体内时,由该UHF频带天线所产生的基板电流难以受到天线线圈的影响,UHF频带天线能取得预定的天线特性。
本实用新型的通信终端装置包括天线装置和与该天线装置连接的馈电电路,
所述天线装置包括配置在隔着空间相对的位置上的两个导体面,在一个位置将所述两个导体面直流连接的第一连接导体,以及接近于所述第一连接导体而配置的天线线圈,其特征在于:所述天线线圈被配置在通过电磁感应使所述第一连接导体中有感应电流流过的位置。
实用新型的效果
根据本实用新型,可以不在导体面上设置狭缝或开口,将两个导体面作为辐射元件来利用,因此,可以避免机械强度降低的问题、设计受制约的问题以及电场屏蔽效果变差的问题。
附图说明
图1(A)是根据第一实施例的天线装置101的立体图,图1(B)是设于天线装置101中的天线线圈30的立体图。
图2是天线装置101的主视图。
图3是表示在第一导体面11、第二导体面12中感应出的电流的示例的展开图。
图4是根据第二实施例的天线装置102的立体图。
图5是表示根据第三实施例的通信终端装置的壳体内部的结构的俯视图。
图6是在通过第一连接导体21和第二连接导体22的位置的剖面图。
具体实施方式
以下,参照附图举出几个具体例子,以表示实施本实用新型的多个方式。各图中在相同的部分标记相同标记。各实施例仅为示例,可以对不同的实施例中所示的结构作出部分的置换或组合这一点是不言而喻的。
《第一实施例》
图1(A)是根据第一实施例的天线装置101的立体图,图1(B)是设于天线装置101中的天线线圈30的立体图。图2是天线装置101的主视图。该天线装置101是在例如13.56MHz等的HF频带中所使用的、与通信对方的天线以接近方式或近旁方式进行电磁耦合(主要为磁耦合)的天线。
天线装置101包括彼此对置的第一导体面11和第二导体面12。第一导体面11和第二导体面12之间由第一连接导体21来连接。(为了与后述的实施例中示出的第二连接导体相区别,这里预先称其为“第一”连接导体。)天线线圈30设置在第一导体面11和第二导体面12之间且接近第一连接导体21的位置。从任何角度在两个导体面11、12的面内方向观察第一连接导体21和天线线圈30时,将天线线圈30配置成比第一连接导体21更靠近导体面11、12中央的位置。即,大体上说,天线线圈30被设置在比第一连接导体21更靠内侧的位置。
如图1(B)所显示,天线线圈30由磁芯31和线圈导体32构成,线圈导体32被形成为卷绕在磁芯31周围的图案。例如,在分散有磁芯铁氧体填料的多个树脂片上形成线圈导体图案,将它们层积并热压,从而成为将矩形螺旋状的线圈导体内置于层叠体内的芯片型天线。该天线线圈30也可以是以磁性铁氧体陶瓷为胚体的芯片型天线。
将天线线圈30设置在第一连接导体21的近旁,从而使得天线线圈30所具有的线圈导体32中接近第一连接导体21的部分与第一连接导体21成为平行关系。
第一导体面11例如是电路基板的接地电极图案。第二导体面12例如是壳体的金属部分。第一连接导体21是弹簧销端子,第一导体面11和第二导体面12之间以直流进行连接。该销端子原本是用来使壳体的金属部分和电路基板的接地电极成为同电位的接地引脚,但如后文所示,在本实施例中兼用为耦合部,用于在第一导体面11和第二导体面12上感应出电流。
如图2所示,通过使天线线圈30的线圈导体32和第一连接导体21接近,第一连接导体21跟与其接近的线圈导体32的部分发生感应耦合。即,在与天线线圈30的线圈导体32中流过的电流方向相反的方向上,在第一连接导体21中流过感应电流。
图3是表示在第一导体面11、第二导体面12中感应出的电流的示例的展开图。此图是在保持经由第一连接导体21连接的状态的情况下、将两个导体面11、12展开后示出的图。通过天线线圈30的线圈导体32的感应,第一连接导体21中有感应电流ic流过时,在第一导体面11和第二导体面12的边缘部分有电流如图中箭头所示那样地流过。
如图3所示,由于两个导体面11、12的相对部分中流过的电流彼此反向,磁场从这两个导体面11、12相对的空间辐射。图1的虚线箭头即为用磁力线表示所辐射的磁场的方向。
再有,由于天线线圈30如上述那样被设置在比第一连接导体21更靠近内侧的位置,因此,从两个导体面11、12相对的空间辐射出的磁场与从天线线圈30辐射出的磁场成为相同极性。即,不会相互抵消。
《第二实施例》
图4是根据第二实施例的天线装置102的立体图。该天线装置102包括第一连接导体21和多个第二连接导体22、23、24。这些连接导体21~24被形成(配置)在第一导体面11和第二导体面12的边缘。第一连接导体21使焊盘11L和第二导体面12之间导通。焊盘11L和第一导体面11之间安装着贴片电感器6。即,在第一连接导体21部分,第一导体面11和第二导体面12经由贴片电感器6来连接。
第二连接导体22使焊盘11L和第二导体面12之间导通。在焊盘11L和第一导体面11之间安装着贴片电容器5。即,在第二连接导体22部分,第一导体面11第二导体面12经由贴片电容器5来连接。至于第二连接导体23、24部分也同样地,第一导体面11和第二导体面12分别经由贴片电容器5来连接。
上述贴片电容器5在通信信号的载波频率频带(HF频带)中具有高阻抗,而在UHF频带以上的频率中则为低阻抗元件。因此,在HF频带中,连接导体22、23、24部分为直流开路状态,与第一实施例中所示的天线装置101同样地进行动作。而在UHF频带以上的频率中,连接导体22、23、24部分成为高频连通的状态,这些部分被可靠地接地。因此,两个导体面11、12的整体都成为稳定的接地电位。
另外,在第一连接导体21部分,由于第一导体面11和第二导体面12经由贴片电感器6来连接,在HF频带中,在该第一连接导体21部分成为高频直接连接的状态,在UHF频带中电流受到抑制。因此,由UHF频带的天线所产生的基板电流不通过第一连接导体21,由UHF频带的天线所产生的基板电流对于天线线圈30的铁氧体几乎没有影响。因此,可以保持UHF频带的天线的特性。
《第三实施例》
图5是表示根据第三实施例的通信终端装置的壳体内部的结构的俯视图。上部壳体91的内部收纳了电路基板61、62、电池组90和相机模块76等。电路基板61中安装有包括通信电路的RFIC60、谐振电容器C、天线线圈30等。该电路基板61上还设有主要的UHF频带天线82等。另外,电路基板62上设有辅助的UHF频带天线83等。电路基板61上的电路和电路基板62上的电路经由电缆来连接。UHF频带天线82、83通过装载贴片天线的方式或形成线路图案的方式等来设置。
接地电极形成在电路基板61的大致整个区域,这样形成的接地电极作为第一导体面。下部壳体92为树脂制,但其内面形成有由金属膜构成的第二导体面12。该金属膜可以是在下部壳体92的内侧贴附铝箔或铜箔而成的,也可以是通过LDS技术等在下部壳体92的内侧描画而成的。另外,优选的是,该金属膜占到电路基板61的主面一半以上的区域,从而达成同时兼作为安装于电路基板61等的各种元器件的屏蔽膜的目的。本例中,在主要天线82、辅助天线83所占区域以外几乎全被金属膜所屏蔽。下部壳体92上形成有开口12A。在该部分以光学式露出的方式设置相机模块76的镜头。
第一连接导体21被安装在电路基板61的接地电极上。连接导体22被安装在焊盘11L上。贴片电容器5被安装在焊盘11L和接地电极之间。
图5中,以粗箭头表示在第一导体面(在电路基板61上形成的地电极)11和第二导体面(壳体的金属部分)12中流过的电流。
图6是在通过上述第一连接导体21和第二连接导体22的位置的剖面图。与第一实施例中图1(A)中所示的天线装置一样,第一导体面(在电路基板61上形成的接地电极)11和第二导体面(壳体的金属部分)12中有电流流过。以这样的方式,两个导体面11、12及它们相对的空间起到辐射元件的作用。
再有,如图5所示那样,第一导体面(接地电极)11和第二导体面(壳体的金属部分)12并不需要整个面相对,部分地相对即可。
以上的各实施例仅为示例,本实用新型不受这些实施例的限制。天线线圈30和RFIC60可以被形成为一体且被模块化。通过这样的结构,RFIC和馈电线圈之间的电导通不需要用电路基板等基板的布线来进行,且增大了安装空间的自由度。
另外,根据本实用新型的第一导体面和第二导体面,不限于其一方为电路基板上形成的接地电极。另外,也不限于其一方要为壳体的金属部分。例如,也可以将屏蔽罩、屏蔽板、电池组、LCD面板等作为第一导体面或第二导体面来加以利用。
另外,图1(A)等示出了平面形状的第一导体面11和第二导体面12,但第二导体面12的形状并不受此限定。第二导体面可以是收纳电路基板的一侧的壳体的金属部分。并且,壳体的金属部分也可以是金属板模压成的型体。
标记说明
C…电容器
5…贴片电容器
6…贴片电器感
11…第一导体面
11L…焊盘
12…第二导体面
12A…开口
21…第一连接导体
22、23、24…第二连接导体
30…天线线圈
31…磁芯
32…线圈导体
60…RFIC
61、62…电路基板
76…相机模块
82、83…UHF频带天线
90…电池组
91…上部壳体
92…下部壳体
101、102…天线装置

Claims (7)

1.一种天线装置,其特征在于,包括:
配置在隔着空间相对的位置上的两个导体面;
在一个位置将两个所述导体面直流连接的第一连接导体;以及
接近于所述第一连接导体而配置的天线线圈,
将所述天线线圈配置在可通过电磁感应使所述第一连接导体中有感应电流流过的位置。
2.如权利要求1所述的天线装置,其特征在于,
将所述天线线圈配置在比所述第一连接导体更靠近所述两个导体面的中央的位置。
3.如权利要求1或2所述的天线装置,其特征在于,
所述导体面包括电子设备的壳体的导体部分。
4.如权利要求1或2所述的天线装置,其特征在于,
所述导体面包括在电路基板上形成的接地电极。
5.如权利要求1或2所述的天线装置,其特征在于,
所述导体面包括在电路基板上形成的接地电极和电子设备的壳体的导体部分,所述第一连接导体是将所述接地电极和所述壳体的导体部分连接的接地引脚。
6.如权利要求5所述的天线装置,其特征在于,
还包括经由电容器连接于两个所述导体面的第二连接导体,
通信信号的载波频率为HF频带的频率,所述电容器是在UHF频带以上的频率中的阻抗比在HF频带的频率中的阻抗要低的元件。
7.一种通信终端装置,该通信终端装置包括天线装置和连接到所述天线装置的馈电电路,其特征在于,
所述天线装置包括:
配置在隔着空间相对的位置上的两个导体面;
在一个位置将两个所述导体面直流连接的第一连接导体;以及
接近于所述第一连接导体而配置的天线线圈,
所述天线线圈被配置在通过电磁感应而使所述第一连接导体中有感应电流流过的位置。
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