DE102007056258B4

DE102007056258B4 - Chipantenne und zugehörige Leiterplatte für ein mobiles Telekommunikationsgerät

Info

Publication number: DE102007056258B4
Application number: DE102007056258.8A
Authority: DE
Inventors: Ki Won CHANG; Jeong Sik Seo; Hyun Do Park; Jae Suk Sung
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2006-11-22
Filing date: 2007-11-21
Publication date: 2014-03-13
Anticipated expiration: 2027-11-22
Also published as: GB2444164B; DE102007056258A1; US20080122713A1; KR100799875B1; CN102420347A; US20080122722A1; CN102420347B; CN101188326A; GB2444164A; US8111194B2; US20080129604A1; CN101188326B; US7791541B2; GB0722862D0; US8054227B2

Abstract

Chipantenne (10), welche aufweist:
einen dielektrischen Block (11) mit einer sich gegenüberliegenden oberen und unteren Fläche (11a, 11b) und einer Mehrzahl von Seitenflächen (11c, 11d, 11e, 11f), welche die obere Fläche (11a) und die untere Fläche (11b) verbinden;
eine erste Leiterbahn (12), die auf wenigstens einer der Flächen des dielektrischen Blocks (11) gebildet ist, zur Verbindung mit einem externen Zufuhrteil;
eine zweite Leiterbahn (13), die auf wenigstens einer der Flächen des dielektrischen Blocks (11) gebildet ist, wobei die zweite Leiterbahn (13) von der ersten Leiterbahn (12) beabstandet ist, als Strahler, wobei ein Ende der zweiten Leiterbahn mit einem externen Masseteil verbunden ist; und
eine dritte Leiterbahn (14), die auf wenigstens einer der Flächen des dielektrischen Blocks (11) gebildet ist, wobei die dritte Leiterbahn (14) mit einem Abstand von der ersten Leiterbahn (12) angeordnet ist, wobei die dritte Leiterbahn (14) ein unteres Ende aufweist, das mit dem externen Masseteil verbunden ist, in der Form nach 1A und 1B, wobei die Kopplungskapazität zwischen der ersten und zweiten Leiterbahn (12, 13) größer ist als die Kopplungskapazität zwischen der ersten und dritten Leiterbahn (12, 14).

Description

Für diese Anmeldung wird die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 2006-115951 , angemeldet am 22. November 2006 beim koreanischen Patentamt, beansprucht.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Chipantenne sowie eine zugehörige Leiterplatte für ein mobiles Telekommunikationsgerät.
Beschreibung des Standes der Technik
Auf dem Gebiet der mobilen Telekommunikation ist eine Antenne eine passive Vorrichtung, deren Eigenschaften für äußere Einflüsse anfällig sind. Die Antenne ist in einer Basisstation installiert oder an einer Relaisvorrichtung oder an einer kabellosen Telekommunikationsvorrichtung angebracht. Die Antenne empfängt eine elektrische Welle von außen oder sendet ein elektrisches Signal, das von einer Telekommunikationsvorrichtung erzeugt wurde, nach außen.
Für eine in dem mobilen Telekommunikationsendgerät montierte Chipantenne ist es erforderlich, dass die Eigenschaften jedes Endgeräts, wie beispielsweise Anpassung des Stehwellenverhältnisses (SWR = standing wave ratio), optimiert werden. Eine engere Bandbreite der Chipantenne erfordert eine größere Anzahl an Versuchen zur Optimierung. Andererseits wird durch eine breitere Bandbreite der Chipantenne die Anzahl an Versuchen reduziert, wodurch die Entwicklungszeit verkürzt wird.
Bei einer herkömmlichen Chipantenne wird ein Strahlungsmuster auf einem dielektrischen Block zum Verbinden mit einem Zufuhrteil und einem Erdungsteil gebildet, wodurch eine elektromagnetisch koppelnde Zufuhrstruktur erforderlich ist und ein Strahler, der für ein spezifisches Frequenzband gestaltet sein muss. Jedoch gibt es aufgrund dieser Zufuhrstruktur Einschränkungen bei der Gestaltung der Chipantenne mit Breitbandeigenschaften.
Des Weiteren werden bei der Montage in dem mobilen Telekommunikationsendgerät die Frequenzeigenschaften der Chipantenne verändert, was unvermeidbar einen Abstimmvorgang derselben mit sich bringt. Durch diesen Abstimmvorgang wird die Gestaltung einer Antennenleiterbahn oder eines dielektrischen Blocks verändert, wodurch die Effizienz der Herstellung verschlechtert wird.
Aus der EP 1860732 A1 ist eine Chipantenne bekannt, umfassend: einen dielektrischen Block mit sich gegenüberliegenden oberen und unteren Flächen und einer Mehrzahl von Seitenflächen, welche die obere Fläche und die untere Fläche verbinden, eine erste Leiterbahn, die auf wenigstens einer der Flächen des dielektrischen Blocks gebildet ist, zur Verbindung mit einem externen Zufuhrteil, eine zweite Leiterbahn, die auf wenigstens einer der Flächen des dielektrischen Blocks gebildet ist, wobei die zweite Leiterbahn mit einem bestimmten Abstand von der ersten Leiterbahn beabstandet ist, um als Strahler zu wirken, wobei ein Ende der zweiten Leiterbahn mit einem externen Masseteil verbunden ist, und eine dritte Leiterbahn, die auf wenigstens einer der Flächen des dielektrischen Blocks gebildet ist, wobei die dritte Leiterbahn mit einem bestimmten Abstand von der ersten Leiterbahn angeordnet ist, wobei die dritte Leiterbahn ein unteres Ende aufweist und wobei die Kopplungskapazität zwischen der ersten und der zweiten Leiterbahn größer ist als die Kopplungskapazität zwischen der ersten und der dritten Leiterbahn.
Aus dem Dokument US 7034752 B2 ist eine Antenne bekannt, die auf einer Unterlage montiert ist. Dort wird beschrieben, wie bei einer derartigen Chipantenne eine Breitbandfrequenz sowie die Impedanz angepasst werden kann. Diese Anpassung erfolgt durch Veränderung der Flächen der zugehörigen Bauteile.
Aus dem Dokument EP 1146589 B1 ist die geometrische Einstellung der Bandbreite einer Antenne mit drei Leiterbahnen auf einem dielektrischen Chip bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Chipantenne mit Breitband-Frequenzeigenschaften und einem guten Stehwellenverhältnis in einem Breitband-Frequenzbereich anzugeben.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Chipantenne mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen.
Daneben betrifft die Erfindung eine Leiterplatte, welche das Abstimmen der Resonanzfrequenz einer in einem mobilen Telekommunikationsendgerät zu montierenden Chipantenne ermöglicht, mit den Merkmalen des Anspruchs 13.
Der dielektrische Block ist als rechteckiges Parallelepiped (Quader) geformt. Die erste und zweite Leiterbahn bilden durch kapazitives Koppeln einen Strahler, der über eine erste Seitenfläche parallel zur Längsrichtung des dielektrischen Blocks, der oberen Fläche und einer zweiten Seitenfläche gegenüber der ersten Seitenfläche des dielektrischen Blocks gebildet ist.
Die erste Leiterbahn ist auf der ersten Seitenfläche parallel zur Längsrichtung des dielektrischen Blocks gebildet. Die erste Leiterbahn ist so gebildet, dass der Abstand zwischen der ersten Leiterbahn und der oberen Fläche des dielektrischen Blocks kleiner ist als der Abstand zwischen der ersten Leiterbahn und der unteren Fläche des dielektrischen Blocks.
Die erste Leiterbahn ist L-förmig. Die erste Leiterbahn weist ein oberes Ende auf, das mit einer Schnittlinie zwischen der ersten Seitenfläche und der oberen Fläche des dielektrischen Blocks in Kontakt ist.
Die zweite Leiterbahn ist über die zweite Seitenfläche, die der ersten Seitenfläche gegenüberliegt, des dielektrischen Blocks und dessen oberer Fläche gebildet. Das andere Ende der zweiten Leiterbahn ist von der Schnittlinie zwischen der oberen Fläche und der ersten Seitenfläche des dielektrischen Blocks beabstandet.
Die dritte Leiterbahn ist auf der unteren Fläche des dielektrischen Blocks gebildet. Die dritte Leiterbahn weist ein unteres Ende auf, das mit einer Schnittlinie zwischen der unteren Fläche und der ersten Seitenfläche des dielektrischen Körpers in Kontakt ist, wobei die dritte Leiterbahn wenigstens eine Biegung aufweist.
Die erste Leiterbahn ist auf der ersten Seitenfläche des dielektrischen Blocks gebildet und L-förmig, so dass ein oberes Ende der ersten Leiterbahn mit einer Schnittlinie zwischen der ersten Seitenfläche und der oberen Fläche des dielektrischen Blocks in Kontakt ist, die zweite Leiterbahn ist über die zweite Seitenfläche, die der ersten Seitenfläche gegenüberliegt, des dielektrischen Blocks sowie dessen oberer Seite gebildet, wobei das andere Ende der zweiten Leiterbahn von der mit einer Schnittlinie zwischen der oberen Fläche und der ersten Fläche des dielektrischen Blocks beabstandet ist, und die dritte Leiterbahn ist auf der unteren Fläche des dielektrischen Blocks gebildet und weist ein unteres Ende auf, das mit einer Schnittlinie zwischen der unteren Fläche und der ersten Seitenfläche des dielektrischen Blocks in Kontakt ist, wobei die dritte Leiterbahn wenigstens eine Biegung aufweist.
Die Abstimm-Masse-Leiterbahn weist eine offen-quadratische Form auf, die entlang eines Rands eines Abschnitts abgegrenzt ist, der dem Anbringbereich für die Chipantenne entspricht. Die Abstimm-Masse-Leiterbahn kann Linealmarkierungen aufweisen, um das Abstimmen zu erleichtern.
Gemäß einem weiteren Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Leiterplatte mit den Merkmalen des Anspruchs 13 vorgesehen.
Die Abstimm-Leiterbahn ist auf einem Abschnitt der zweiten Fläche gebildet, der dem Anbringbereich für die Chipantenne entspricht. Die Abstimm-Leiterbahn ist eine Leitung, die wenigstens einmal gebogen ist.
Die Abstimm-Leiterbahn ist offen-quadratisch geformt und entlang einem Rand eines Abschnitts, der dem Abstimmbereich für die Chipantenne entspricht, abgegrenzt.
Die Platine weist ein Masseteil auf, und die Abstimm-Leiterbahn ist mit dem Masseteil verbunden.
Das Erdungsteil weist ein erstes Masseteil auf, das auf der ersten Fläche der Platine gebildet ist, und ein zweites Erdungsteil, das auf der zweiten Fläche der Platine gebildet ist, um mit der Abstimm-Leiterbahn verbunden zu werden, wobei die Platine des Weiteren wenigstens eine Masseteil-Leitung aufweist, die auf der ersten Fläche gebildet ist, um sich von dem ersten Erdungsteil zu dem Anbringbereich für die Chipantenne zu erstrecken.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich anhand der folgenden genauen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in welchen:
1A und 1B eine perspektivische und eine Querschnittansicht sind, welche eine Chipantenne, jeweils gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung, darstellen;
2 ein Diagramm ist, welches die Stehwellenverhältnis-Eigenschaften der Chipantenne aus 1 darstellt;
3A und 3B eine perspektivische und eine Rückansicht sind, welche eine Platine darstellen, auf der eine in einem mobilen Telekommunikationsendgerät enthaltene Abstimm-Masse-Leiterbahn gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung gebildet ist, und
4 ein Diagramm ist, in welchem eine Veränderung der Antenneneigenschaften entsprechend einer Veränderung der Länge einer Abstimm-Masse-Leiterbahn in dem mobilen Telekommunikationsendgerät aus 3 dargestellt ist.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Beispielhafte Ausführungsbeispiele werden nun genauer unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1A und 1B sind eine perspektivische Ansicht und eine Querschnittansicht, in welchen eine Chipantenne dargestellt ist.
Unter Bezugnahme auf 1A und 1B weist die Chipantenne einen dielektrischen Block 11, eine erste Leiterbahn 12, eine zweite Leiterbahn 13 und eine dritte Leiterbahn 14 auf.
Der dielektrische Block 11 ist als rechteckiges Parallelepiped geformt. Der dielektrische Block 11 weist eine obere Fläche 11a und eine untere Fläche 11b auf, die sich gegenüberliegen, sowie erste bis vierte Seitenflächen 11c, 11d, 11e und 11f, welche die obere Fläche 11a und die untere Fläche 11b verbinden. Die untere Fläche 11b des dielektrischen Blocks wird mit einer Platine in Kontakt gebracht, wenn eine Antenne auf der Platine angebracht wird.
Der dielektrische Block 11 ist aus einem keramischen Material gebildet.
Eine erste Leiterbahn 12 ist auf der ersten Seitenfläche 11c des dielektrischen Blocks 11 gebildet, und eine zweite Leiterbahn 13 ist auf der oberen Fläche 11a und der zweiten Seitenfläche 11d des dielektrischen Blocks 11 gebildet. Die erste und zweite Leiterbahn 12 und 13 sind voneinander beabstandet, um kapazitiv miteinander gekoppelt zu werden.
Das eine Ende der ersten Leiterbahn 12 ist mit einem externen Zufuhrteil verbunden, um ein Signal zur Antenne zu liefern. Die zweite Leiterbahn 13 ist von der ersten Leiterbahn 12 beabstandet, um kapazitiv mit der ersten Leiterbahn 12 gekoppelt zu werden. Das eine Ende der zweiten Leiterbahn 13 ist mit einem externen Masseteil verbunden. Die erste Leiterbahn 12 und die zweite Leiterbahn 13 werden kapazitiv miteinander gekoppelt, um für die Antenne als Strahler zu dienen.
Um die Außenflächen des dielektrischen Blocks in Form eines rechteckigen Parallelepipeds (Quaders) mit größter Effizienz zu nutzen, ist der durch das kapazitive Koppeln der ersten und der zweiten Leiterbahn 12 und 13 gebildete Strahler über die erste Seitenfläche 11c, die obere Fläche 11a und die zweite Seitenfläche 11d des dielektrischen Blocks gebildet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die erste Leiterbahn 12 auf der ersten Seitenfläche 11c parallel zur Längsrichtung des dielektrischen Blocks gebildet, und die zweite Leiterbahn 13 ist über die zweite Seitenfläche 11d und die obere Fläche 11a des dielektrischen Blocks gebildet.
Die erste Leiterbahn 12 ist L-förmig. Mit einer derartigen Form ist die erste Leiterbahn 12 von dem Masseteil auf der Platine, auf der die Chipantenne angebracht wird, beabstandet, zum Verbinden mit dem externen Zufuhrteil. Die erste Leiterbahn 12 weist ein oberes Ende auf, das mit einer Schnittlinie zwischen der ersten Seitenfläche 11c und der oberen Fläche 11a des dielektrischen Blocks in Kontakt ist.
Die erste Leiterbahn 12 ist jeweils kapazitiv mit der zweiten Leiterbahn 13 und der dritten Leiterbahn 14 gekoppelt, was später beschrieben wird. Jedoch ist die Kopplungskapazität zwischen der ersten Leiterbahn 12 und der dritten Leiterbahn 14 relativ schwächer als die Kopplungskapazität zwischen der ersten Leiterbahn 12 und der zweiten Leiterbahn 13.
Somit wirken die erste und die zweite Leiterbahn 12 und 13 als Antennenstrahler, während die dritte Leiterbahn 14 dazu dient, die Impedanzeigenschaften der Antenne zu ändern.
Die Größe der kapazitiven Kopplung kann gesteuert werden, indem der Abstand der Leiterbahnen zueinander oder von aneinander angrenzenden Bereichen angepasst wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist, um die Größe der Kopplungskapazität der ersten bis dritten Leiterbahn anzupassen, die erste Leiterbahn 12 L-förmig und weist ein oberes Ende in Kontakt mit der Schnittlinie zwischen der ersten Seitenfläche 11c und der oberen Fläche 11a des dielektrischen Blocks auf.
Die zweite Leiterbahn 13 ist auf der zweiten Seitenfläche 11d gebildet, um sich auf der oberen Fläche 11a des dielektrischen Blocks 11 zu erstrecken. Ein Abschnitt der auf der zweiten Seitenfläche 11d des dielektrischen Blocks 11 gebildeten zweiten Leiterbahn entspricht der ersten Leiterbahn 12. Ebenfalls ist ein Abschnitt der auf der oberen Fläche 11a des dielektrischen Blocks 11 gebildeten zweiten Leiterbahn von der Schnittlinie zwischen der ersten Seitenfläche 11c und der oberen Fläche 11a des dielektrischen Blocks 11 beabstandet und so gebildet, dass er der Breite der ersten Leiterbahn 12 entspricht.
Ein Ende der ersten Leiterbahn 12 ist mit dem Zufuhrteil verbunden, um ein Signal von außen zu empfangen, und ein Ende der zweiten Leiterbahn 13 ist mit dem Erdungsteil verbunden.
Das von außen eingegebene Signal wird der zweiten Leiterbahn 13 zugeführt, welche mit einem bestimmten Abstand von der ersten Leiterbahn 12 beabstandet ist, um kapazitiv miteinander gekoppelt zu werden. Somit wirken die erste Leiterbahn 12 und die zweite Leiterbahn 13 als Antennenstrahler.
Die erste Leiterbahn und die zweite Leiterbahn, die auf den drei Seitenflächen des rechteckigen parallelepipedförmigen dielektrischen Block gebildet sind, können verschiedenartig gestaltet sein. Das heißt, die erste und die zweite Leiterbahn können mit einem bestimmten Abstand auf der oberen Fläche 11a oder der zweiten Seitenfläche 11d des dielektrischen Körpers voneinander beabstandet sein.
Die dritte Leiterbahn 14 ist auf der unteren Fläche 11b des dielektrischen Blocks 11 gebildet, und ihr unteres Ende ist mit dem externen Erdungsteil verbunden.
Die dritte Leiterbahn 14 ist kapazitiv mit der ersten Leiterbahn 12 gekoppelt, um die Impedanzanpassung der Antenne zu ermöglichen.
Die Länge der dritten Leiterbahn 14 kann variiert werden, um die Impedanzanpassung der Gesamtantenne einzustellen. Das heißt, ist die dritte Leiterbahn 14 kürzer, weist die Antenne eine höhere Resonanzfrequenz auf. Ist andererseits die dritte Leiterbahn 14 länger, weist die Antenne eine niedrigere Resonanzfrequenz auf.
Das untere Ende der dritten Leiterbahn 14 ist mit einer Schnittlinie zwischen der unteren Fläche 11b und der ersten Seitenfläche 11c des dielektrischen Blocks in Kontakt. Die dritte Leiterbahn 14 weist wenigstens eine darin gebildete Biegung auf, um eine bestimmte Länge zu erhalten.
2 ist ein Diagramm, in dem das Stehwellenverhältnis (SWR) einer Chipantenne dargestellt ist.
In dem Diagramm aus 2 gibt die x-Achse die Frequenz (MHz) und die y-Achse das SWR an.
Hier bezeichnet das SWR das Verhältnis zwischen einem Ausgangssignal und einem Reflexionssignal der Antenne. Das SWR ist bei 1 optimal, da es dann keine reflektierten Wellen gibt. Indessen sind bei einem SWR von 3 oder mehr die Antenneneigenschaften nicht sichergestellt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wurde eine Chipantenne mit einer Größe von 40 × 40 × 1,0 [mm³] mit einer darauf gebildeten ersten Leiterbahn auf einer Leiterplatte (PCB = printed circuit board) aus einem FR4-Material angebracht, um ihr SWR zu messen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung, wie in 2 dargestellt, ist das SWR bei 3 oder weniger in einem Frequenzband von 2520 bis 2850 [MHz] aufgetragen, was somit ein überragendes SWR bei einer relativ breiten Bandbreite von 330 [MHz] zeigt.
In einem Fall, in dem für die Antenne der vorliegenden Ausführungsform die Antenne aus 1 ohne die dritte Leiterbahn darauf verwendet wird, können sich die SWR-Eigenschaften verglichen mit der vorliegenden Ausführungsform verschlechtern. Das heißt, dass in dem SWR-Diagramm die Kurve insgesamt nach oben verschoben sein kann, wodurch das Frequenzband bei einem identischen SWR verglichen mit der vorliegenden Erfindung verengt wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die dritte Leiterbahn gebildet, um kapazitiv mit der Strahler-Leiterbahn der Antenne verbunden zu werden. Dadurch wird eine einfachere Impedanzanpassung der gesamten Antenne sichergestellt, wodurch eine Chipantenne mit Breitbandeigenschaften und Antenneneigenschaften in einem Breitband-Frequenzbereich hergestellt wird.
Des Weiteren, obwohl nicht dargestellt, wird hinsichtlich Verstärkung und Strahlungsmuster-Eigenschaften gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung eine durchschnittliche Verstärkung von –3 [dBi] oder mehr in einem Frequenzband von 2485 MHz bis 2885 MHz erzielt, wodurch eine betreibbare Antenne gewährleistet wird. Des Weiteren zeigt die Antenne überragende Eigenschaften auf, mit einem Wirkungsgrad von 80%, einer durchschnittlichen Verstärkung von –0,98 [dBi], einer Spitzenverstärkung von 3,02 [dBi] und einer Richtwirkung von 4,0 [dBi], wenn die Resonanzfrequenz 2645 MHz beträgt.
3A und 3B sind eine perspektivische Ansicht und eine Rückansicht, welche eine Leiterplatte darstellen, bei der eine in einem mobilen Telekommunikationsendgerät enthaltene Abstimm-Masse-Leiterbahn gebildet ist.
Unter Bezugnahme auf 3A und 3B umfasst die Leiterplatte 35 mit einer darauf angebrachten Chipantenne eine Platine 35c aus einem für eine PCB üblichen Material und Masseteile 35a und 35b, die auf beiden Flächen der Platine gebildet sind. Die Masseteile 35a und 35b sind miteinander mittels einer Mehrzahl von Durchgangslöchern 36 verbunden.
Die Chipantenne 10 ist auf einer der Flächen der Platine 35c angebracht, insbesondere auf einem Abschnitt der Platine 35c, auf dem das Erdungsteil 35a nicht gebildet ist.
Wenn die Chipantenne 10 die in 1 dargestellte Chipantenne ist, ist eine erste Leiterbahn der Chipantenne 10 mit einer Zufuhrsignalleitung 32 auf der Platine verbunden, um ein Signal zu empfangen. Des Weiteren sind eine zweite und eine dritte Leiterbahn mit dem Masseteil 35a jeweils durch eine erste und eine zweite Masseteil-Leitung 33 und 34 verbunden.
Das Masseteil 35b ist nicht auf einem Abschnitt gebildet, der der Anbringfläche der Chipantenne 10 entspricht, sondern auf einer rückwärtigen Fläche der PCB 35 gegenüber einer Fläche, auf der die Chipantenne 10 angebracht ist, wodurch ermöglicht wird, dass die Platine 35c direkt bloßgelegt wird. Eine Abstimm-Masse-Leiterbahn 38 wird entlang eines Rands des Abschnitts gebildet, der der Anbringfläche für die Chipantenne auf der bloßgelegten Platine 35c entspricht. Ein Ende der Abstimm-Masse-Leiterbahn 38 ist mit dem Masseteil 35b verbunden.
Ein Ende der Abstimm-Masse-Leiterbahn 38 ist gebogen, um eine bestimmte Länge zu erhalten. Die Abstimm-Masse-Leiterbahn 38 ist kapazitiv mit der Chipantenne 10 verbunden, die auf der gegenüberliegenden Fläche der Leiterplatte 35 angebracht ist, wodurch die Frequenzeigenschaften der Antenne gemäß der Länge der Masseleiterbahn 38 variiert werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Masseleiterbahn 38 in einer offen-quadratischen Form entlang einem Rand eines Abschnitts gebildet, der der Anbringfläche der Chipantenne auf der Platine 35c entspricht, damit ein Ende mit dem Masseteil 35b verbunden wird. Ein offenes Ende der Masseleiterbahn kann so beginnen, dass es teilweise abgeschnitten wird, um die Länge der Abstimm-Masse-Leiterbahn 38 anzupassen.
Um das Abstimmen der Masseleiterbahn zu erleichtern, können Linealmarkierungen auf der Abstimm-Masse-Leiterbahn 38 gebildet sein. Bei der vorliegenden Ausführungsform haben die Linealmarkierungen einen Abstand von 1 mm.
Die Abstimm-Masse-Leiterbahn 38 ermöglicht ein einfacheres Abstimmen der Frequenzeigenschaften, was wesentlich zum Montieren der Platine mit der Chipantenne 10 darauf in dem mobilen Telekommunikationsendgerät erforderlich ist. Das heißt, dass die Länge der Abstimm-Masse-Leiterbahn 38 angepasst werden kann, ohne dass die Leiterbahn oder der dielektrische Block, die auf der Chipantenne gebildet sind, neu gestaltet werden, wodurch die Resonanzfrequenz der Chipantenne 10 verändert wird.
4 ist ein Diagramm, in welchem die Veränderung der Antenneneigenschaften entsprechend der Veränderung der Länge der Abstimm-Masse-Leiterbahn in dem mobilen Telekommunikationsendgerät aus 3 dargestellt ist.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wurde eine Chipantenne mit einer Größe von 6 × 2 × 1,5 [mm³] mit einer darauf gebildeten ersten bis dritten Leiterbahn auf einer Testplatine aus einem FR4-Material angebracht, und eine Abstimm-Masse-Leiterbahn von 15 mm wurde auf einer rückwärtigen Fläche der Platine gebildet. In dem Diagramm aus 4 ist die Veränderung der Resonanzfrequenz der Antenne mit einer abstufbaren Minderung der Länge der Abstimm-Masse-Leiterbahn aufgetragen.
Unter Bezugnahme auf 4 führt eine Änderung der Länge der Abstimm-Masse-Leiterbahn zu einer Veränderung der Resonanzfrequenz der Antenne.
Das heißt, wenn die Abstimm-Masse-Leiterbahn eine Länge von 8 mm (D) aufweist, beträgt die Resonanzfrequenz ungefähr 2,8 GHz. Des Weiteren beträgt die Resonanzfrequenz jeweils ungefähr 2,55 GHz (C), 2,4 GHz (B) und 2,25 GHz (A), wenn die Länge ungefähr 6 mm, 4 mm und 0 mm beträgt. Basierend auf diesen Versuchsergebnissen wird, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die Frequenz um ungefähr 65 MHz pro 1 mm der Abstimm-Masse-Leiterbahn verändert. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann eine Chipantenne alleine ein Frequenzband von 2 GHz abdecken. Somit kann die Chipantenne für das ISM-Frequenzband und als S-DMB-(satellite-digital multimedia broadcasting)Chipantenne verwendet werden.
Des Weiteren wird mit einer Änderung der Länge der Abstimm-Masse-Leiterbahn die Resonanzfrequenz der Antenne verändert, aber das SWR bleibt konstant.
Obwohl nicht dargestellt, weist die Antenne hinsichtlich Verstärkung und Strahlungsmuster gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine durchschnittliche Verstärkung von wenigstens –3 dBi bei einer Bandbreite von 84 MHz um die Resonanzfrequenz auf, bevor und nachdem die Erdungsleiterbahn entfernt wurde.
Wie oben beschrieben, weist die Chipantenne Breitbandeigenschaften und gute Antenneneigenschaften in einem Breitband-Frequenzbereich auf. Bei der Platine können die Frequenzeigenschaften der Antenne leicht abgestimmt werden, wenn die Chipantenne in einem Endgerät montiert wird.

Claims

Chipantenne (10), welche aufweist: einen dielektrischen Block (11) mit einer sich gegenüberliegenden oberen und unteren Fläche (11a, 11b) und einer Mehrzahl von Seitenflächen (11c, 11d, 11e, 11f), welche die obere Fläche (11a) und die untere Fläche (11b) verbinden; eine erste Leiterbahn (12), die auf wenigstens einer der Flächen des dielektrischen Blocks (11) gebildet ist, zur Verbindung mit einem externen Zufuhrteil; eine zweite Leiterbahn (13), die auf wenigstens einer der Flächen des dielektrischen Blocks (11) gebildet ist, wobei die zweite Leiterbahn (13) von der ersten Leiterbahn (12) beabstandet ist, als Strahler, wobei ein Ende der zweiten Leiterbahn mit einem externen Masseteil verbunden ist; und eine dritte Leiterbahn (14), die auf wenigstens einer der Flächen des dielektrischen Blocks (11) gebildet ist, wobei die dritte Leiterbahn (14) mit einem Abstand von der ersten Leiterbahn (12) angeordnet ist, wobei die dritte Leiterbahn (14) ein unteres Ende aufweist, das mit dem externen Masseteil verbunden ist, in der Form nach 1A und 1B, wobei die Kopplungskapazität zwischen der ersten und zweiten Leiterbahn (12, 13) größer ist als die Kopplungskapazität zwischen der ersten und dritten Leiterbahn (12, 14).
Chipantenne gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dielektrische Block (11) als rechteckiges Parallelepiped (Quader) geformt ist.
Chipantenne gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Leiterbahn (12, 13), über eine erste Seitenfläche (11c) parallel zur Längsrichtung des dielektrischen Blocks (11), der oberen Fläche (11a) und einer zweiten Seitenfläche (11d) gegenüber der ersten Seitenfläche (11c) des dielektrischen Blocks (11) gebildet ist.
Chipantenne gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leiterbahn (12) auf der ersten Seitenfläche (11c) parallel zur Längsrichtung des dielektrischen Blocks (11) gebildet ist.
Chipantenne gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leiterbahn (12) so gebildet ist, dass ein Abstand zwischen der ersten Leiterbahn (12) und der oberen Fläche (11a) des dielektrischen Blocks (11) kleiner als ein Abstand zwischen der ersten Leiterbahn (12) und einer unteren Fläche (11b) des dielektrischen Blocks (11) ist.
Chipantenne gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leiterbahn (12) L-förmig ist.
Chipantenne gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leiterbahn (12) ein oberes Ende aufweist, das mit einer Schnittlinie zwischen der ersten Seitenfläche (11c) und der oberen Fläche (11a) des dielektrischen Blocks (11) in Kontakt ist.
Chipantenne gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Leiterbahn (13) über eine zweite Seitenfläche (11d), die der ersten Seitenfläche (11c) gegenüberliegt, des dielektrischen Blocks (11) und dessen oberer Fläche (11a) gebildet ist.
Chipantenne gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Ende der zweiten Leiterbahn (13) von der Schnittlinie zwischen der oberen Fläche (11a) und der ersten Seitenfläche (11c) des dielektrischen Blocks (11) beabstandet ist.
Chipantenne gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Leiterbahn (14) auf der unteren Fläche (11b) des dielektrischen Blocks (11) gebildet ist.
Chipantenne gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Leiterbahn (14) ein unteres Ende aufweist, das mit einer Schnittlinie zwischen der unteren Fläche (11b) und der ersten Seitenfläche (11c) des dielektrischen Blocks (11) in Kontakt ist, wobei die dritte Leiterbahn (14) wenigstens eine Biegung aufweist.
Chipantenne gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leiterbahn (12) auf der ersten Seitenfläche (11c) des dielektrischen Blocks (11) gebildet und L-förmig ist, so dass ein oberes Ende der ersten Leiterbahn (12) mit einer Schnittlinie zwischen der ersten Seitenfläche (11c) und der oberen Fläche (11a) des dielektrischen Blocks (11) in Kontakt ist, die zweite Leiterbahn (13) über die zweite Seitenfläche (11d), die der ersten Seitenfläche (11c) gegenüberliegt, des dielektrischen Blocks (11) sowie dessen oberer Fläche (11a) gebildet ist, wobei das andere Ende der zweiten Leiterbahn (13) von der Schnittlinie zwischen der oberen Fläche (11a) und der ersten Seitenfläche (11c) des dielektrischen Blocks (11) beabstandet ist, und die dritte Leiterbahn (14) auf der unteren Fläche (11b) des dielektrischen Blocks (11) gebildet ist und ein unteres Ende aufweist, das mit einer Schnittlinie zwischen der unteren Fläche (11b) und der ersten Seitenfläche (11c) des dielektrischen Blocks (11) in Kontakt ist, wobei die dritte Leiterbahn (14) wenigstens eine Biegung aufweist.
Leiterplatte (35) für ein mobiles Telekommunikationsgerät, welche aufweist: eine Platine (35c) mit einer ersten Fläche, auf der ein Anbringbereich für eine Chipantenne (10) nach Anspruch 1 vorgesehen ist, und einer zweiten Fläche, die der ersten Fläche gegenüberliegt; eine Zufuhrsignalleitung (32), die auf der ersten Fläche gebildet ist, um sich zu dem Anbringbereich für die Chipantenne (10) zu erstrecken; und eine Abstimm-Leiterbahn (38), die auf einem Abschnitt der zweiten Fläche gebildet ist, der dem Anbringbereich für die Chipantenne (10) entspricht.
Leiterplatte gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstimm-Leiterbahn (38) eine Leitung ist, die wenigstens einmal gebogen ist.
Leiterplatte gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstimm-Leiterbahn (38) offen-quadratisch geformt ist und entlang einem Rand eines Abschnitts, der dem Anbringbereich für die Chipantenne (10) entspricht, abgegrenzt ist.
Leiterplatte gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstimm-Leiterbahn Linealmarkierungen aufweist, um das Abstimmen zu erleichtern.
Leiterplatte gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine (35c) ein Masseteil aufweist und die Abstimm-Leiterbahn (38) mit dem Masseteil verbunden ist.
Leiterplatte gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Masseteil ein erstes Masseteil (35a) aufweist, das auf der ersten Fläche der Platine (35c) gebildet ist, und ein zweites Masseteil (35b), das auf der zweiten Fläche der Platine (35c) gebildet ist, um mit der Abstimm-Leiterbahn (38) verbunden zu werden, wobei die Platine (35c) weiter wenigstens eine Masseteil-Leitung (33, 34) aufweist, die auf der ersten Fläche gebildet ist, um sich von dem ersten Masseteil (35a) zu dem Anbringbereich für die Chipantenne (10) zu erstrecken.