DE69606814T2 - Chip Antenne - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antennenvorrichtung, und insbesondere auf eine Antennenvorrichtung für eine Verwendung bei Mobil-Kommunikationen (z. B. im Mobilfunk) und bei lokalen Netzwerken (LAN; LAN = local area network).
• Im folgenden wird nun bezugnehmend auf Fig. 6 eine herkömmliche Antennenvorrichtung beschrieben. Eine Chipantenne 90 weist eine Isolatorschicht 91, eine laminierte Spule 92 in der Form einer flachen Platte, eine Schicht 93 aus einer magnetischen Komponente und einen Anschluß 94 für eine externe Verbindung auf. Diese Chipantenne 90 ist an einer gedruckten Schaltungsplatine 95 angebracht und mittels eines Lötmittels 96 verbunden, wodurch somit eine herkömmliche Antennenvorrichtung gebildet ist.
• Die oben beschriebene herkömmliche Antennenvorrichtung weist jedoch Probleme auf. Da beispielsweise die Chipantenne direkt an einer gedruckten Schaltungsplatine angebracht ist, ist deren Flexibilität und Herabfallfestigkeit gering. Da sich ferner die gedruckte Schaltungsplatine und die Chipantenne in Kontakt miteinander befinden, wird die Chipantenne wahrscheinlich durch die Masseelektrode auf der gedruckten Schaltungsplatine beeinflußt, wodurch bewirkt wird, daß deren Charakteristika von den erforderlichen Charakteristika abweichen werden.
• Die EP-A-0,621,653 bezieht sich auf eine oberflächenbefestigbare Antenneneinheit. Die Antenneneinheit weist ein dielektrisches Substrat und eine Strahlungseinrichtung mit einem Strahlungsteil und einem ersten und zweiten feststehenden Teil auf, die an entgegengesetzten Enden der Strahlungseinrichtung nach unten gebogen sind. Die Strahlungseinrichtung ist an dem dielektrischen Substrat derart befestigt, daß ein Zwischenraum mit einer vorgeschriebenen Dicke zwi schen einer Unterseite des Strahlungsteils der Strahlungseinrichtung und einer Oberseite des elektrischen Substrats gebildet ist.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht folglich darin, eine Antennenvorrichtung zu schaffen, bei der eine Beeinträchtigung der Chrakteristika verhindert wird, und die eine verbesserte Festigkeit aufweist.
• Diese Aufgabe wird durch eine Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
• Aufgrund des Aufbaus der erfindungsgemäßen Antennenvorrichtung ist ein Zwischenraum zwischen der Chipantenne und der Befestigungsplatine, auf der die Chipantenne unter Verwendung des Tragebauglieds angebracht ist, gebildet. Folglich ist der Abstand zwischen der Chipantenne und der Masseelektrode auf der Befestigungsplatine groß, wodurch verhindert werden kann, daß die Charakteristika der Antenne beeinträchtigt werden.
• Da die Chipantenne ferner auf der Befestigungsplatine derart angebracht ist, um an derselben durch ein Tragebauglied gehalten und befestigt zu sein, kann die Flexibilität und die Herabfallfestigkeit erhöht werden.
• Die obigen und weitere Aufgaben, Aspekte und neuartige Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlicher werden.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung bezugnehmend auf die begleitenden Zeichnungen offensichtlich werden. Es zeigen:
• Fig. 1A eine Darstellung einer Antennenvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegen den Erfindung;
• Fig. 1A(a) eine Darstellung der Chipantenne, die innerhalb der Antennenvorrichtung von Fig. 1A angeordnet ist;
• Fig. 1B eine Schnittansicht der Antennenvorrichtung entlang der Linie A-A gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
• Fig. 2 eine perspektivische Ansicht, die eine Chipantennenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
• Fig. 3 eine perspektivische, auseinandergezogene Ansicht der Anordnung einer dielektrischen Basis, die die Chipantenne von Fig. 1 bildet;
• Fig. 4A, Schnittansichten, die eine Antennenvorrichtung 4B und 4C darstellen;
• Fig. 5A eine Schnittansicht, die eine Antennenvorrichtung darstellt;
• Fig. 5B eine Schnittansicht, die eine Antennenvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt; und
• Fig. 6 eine Schnittansicht, die eine herkömmliche Antennenvorrichtung darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
• Die bevorzugten Ausführungsbeispiele einer Antennenvorrichtung der vorliegenden Erfindung werden im folgenden bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
• Wie es in Fig. 1A und 1A(a) dargestellt ist, ist eine Chipantenne 2 in einem Harzgehäuse 11, das als Tragebauglied dient, angeordnet. Wie es in Fig. 1B dargestellt ist, ist ein Anschluß 21 des Harzgehäuses 11 mit einem Leistungseinspeiseanschluß 9 verbunden, wobei ein weiterer Anschluß 21 beispielsweise mittels eines Lötmittels 14 mit einem Befestigungsanschluß 22 der Chipantenne 2 verbunden ist. In diesem Fall wird die Chipantenne 2 in dem Harzgehäuse 11 derart getragen, daß ein Zwischenraum 13 zwischen einer gedruckten Schaltungsplatine 12, die zum Befestigen der Chipantenne 2 dient, und der Chipantenne 2 vorgesehen ist. Daraufhin wird die Chipantenne 2 an der gedruckten Schaltungsplatine 12 mittels des Verbindungsanschlusses 21 des Harzgehäuses 11 durch das Lötmittel 14 an der gedruckten Schaltungsplatine 12 angebracht, wodurch folglich eine Antennenvorrichtung 1 gebildet ist.
• Der Aufbau der Chipantenne wird im folgenden bezugnehmend auf die Fig. 2 und 3 beschrieben.
• Die Antennenvorrichtung 1 weist einen Leiter 5 auf, der um eine Basis 4 spiralförmig entlang der Länge derselben (in der Richtung des Pfeils L in Fig. 2) innerhalb der Basis 4 gewunden ist, die die Form eines rechteckigen Parallelepipeds aufweist und aus einem dielektrischen Material gebildet ist. Die Basis 4, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, weist eine Laminierung aus dielektrischen Schichten 6a, 6b und 6c auf, die eine rechteckige Form aufweisen und aus einem Keramikmaterial aus gemischten Komponenten, die Bariumoxid, Aluminiumoxid und Siliziumoxid als Hauptbestandteile aufweisen, oder aus gemischten Komponenten aus einem Keramikmaterial und einem Harz hergestellt sind. Auf den dielektrischen Schichten 6b und 6c dieser Schichten sind leitfähige Strukturen 7a bis 7h vorgesehen, die im wesentlichen die Form einer geraden Linie aufweisen und aus Kupfer, einer Kupferlegierung oder dergleichen mittels eines Verfahrens, wie z. B. Aufdrucken, Dampfaufbringung (Aufdampfen), Aufkleben oder Plattieren usw., hergestellt sind, wobei ferner Durchgangslochleiter 8 in der dielektrischen Schicht 6b durch Auffüllen des Durchgangslochs, das entlang der Breite derselben gebildet ist, mit einem Leiter vorgesehen sind. Daraufhin werden die dielektrischen Schichten 6a und 6c laminiert, und die leitfähigen Strukturen 7a bis 7 h werden über die Durchgangslochleiter 8 verbunden. Somit ist ein Leiter 5 in der Form einer Spirale, dessen Querschnitt rechteckig ist, windungsmäßig entlang der Länge (in der Richtung des Pfeils L in Fig. 2) des Basisbauglieds 4 gebildet. Ferner erstreckt sich ein Ende (ein Ende der leitfähigen Struktur 7e) des Leiters 5 auf eine Oberfläche der Basis 4 und ist auf einer Oberfläche der Basis 4 gebildet, wodurch ferner ein Leistungseinspeiseanschluß 3 gebildet wird, der mit dem Leistungseinspeiseanschluß 9 zum Zuführen einer Spannung an den Leiter 5 verbunden ist. Das andere Ende (ein Ende der leitfähigen Struktur 7d) des Leiters 5 bildet ein freies Ende 10 innerhalb der Basis 4. Daraufhin wird der Leistungseinspeiseanschluß 9, mit dem der Leistungseinspeiseanschluß 3 des Leiters 5 verbunden ist, auf einer Seite der Basis 4 gebildet, und der Befestigungsanschluß 22 zum Halten und Befestigen der Chipantenne 2 an dem Tragebauglied wird auf der anderen Seite der Basis 4 gebildet, wodurch folglich die Chipantenne 2 gebildet wird. Der Leistungseinspeiseanschluß 9 dient auch als Befestigungsanschluß.
• Durch Halten und Befestigen der Chipantenne 2 in dem Harzgehäuse 11, wie es oben beschrieben wurde, werden die Flexibilität und die Herabfallfestigkeit erhöht. Ferner kann durch Vorsehen des Zwischenraums 14 zwischen der Chipantenne 2 und der gedruckten Schaltungsplatine 12 verhindert werden, daß die Charakteristika der Chipantenne beeinträchtigt werden oder sich ändern.
• Wie es in Fig. 4A, 4B und 4C gezeigt ist, kann eine J-Biegung 15 als Tragebauglied verwendet werden. Die Form der J- Biegung kann die in Fig. 4A bis 4C dargestellten Formen annehmen, und kann auf unterschiedliche Weise entsprechend der Verwendung der Chipantenne geändert werden.
• Um eine Unterstützung für die Chipantenne 2 vorzusehen und um einen zweckmäßigen Lötpunkt vorzusehen, sind ferner auf den Tragebaugliedern 15 Leisten 15a vorgesehen.
• Wie es in Fig. 5A und 5B dargestellt ist, kann die Chipantenne 2 ferner auf der gedruckten Schaltungsplatine 12 derart angebracht werden, um vertikal an dem Befestigungsbauglied befestigt zu sein. Durch vertikales Anbringen der Chipantenne 2 an der gedruckten Schaltungsplatine 12 auf diese Weise, ist es weniger wahrscheinlich, daß die Chipantenne 2 durch die Masseelektrode auf der gedruckten Schaltungsplatine 12 beeinflußt wird, wobei folglich verhindert werden kann, daß die Charakteristika der Chipantenne beeinträchtigt werden.
• Bei der oben beschriebenen Chipantenne ist die Windungsform des Leiters nicht auf eine quadratische oder rechteckige Form begrenzt, sondern kann ferner eine kreisförmige Form oder eine im wesentlichen ovale Form mit einer geraden Linie in einem Teil derselben, oder eine im wesentlichen halbkreisförmige Form annehmen, wobei der Leiter auf der Oberfläche der dielektrischen Basis gebildet sein kann. Obwohl die dielektrische Basis vorzugsweise durch Laminieren einer Mehrzahl von dielektrischen Basisschichten gebildet wird, kann die dielektrische Basis beispielsweise aus einem einzigen nicht-laminierten dielektrischen Block gebildet sein. Ferner ist das Material der Basis nicht auf ein dielektrisches Material begrenzt. Selbst wenn beispielsweise eine Basis, die unter Verwendung eines magnetischen Materials mit Ferrit, das aus Ni, Co oder Fe als Hauptbestandteile gebildet ist, oder eine Basis, die durch Kombinieren eines dielektrischen Materials und eines magnetischen Materials gebildet ist, verwendet wird, können Vorteile erreicht werden, die mit dem Fall vergleichbar sind, wenn ein dielektrisches Material verwendet wird. Ferner ist die Form der Basis nicht auf eine rechteckige Parallelepipedform begrenzt, sondern kann wenn erforderlich beispielsweise in eine Polyeder-Form, eine Barren-Form (Tonnen-Form) oder eine Kreiszylinder-Form geändert werden.
• Bei der oben beschriebenen Antennenvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist, wenn eine Chipantenne angebracht ist, ein Zwischenraum zwischen der Chipantenne und einer Basis, die zum Anbringen der Chipantenne vorgesehen ist, unter Verwendung eines Tragebauglieds gebildet. Folglich ist der Abstand zwischen der Chipantenne und einer Masseelektrode auf der Basis groß, wobei verhindert werden kann, daß die Charakteristika der Antenne beeinträchtigt werden oder sich ändern. Da die Chipantenne derart an der Basis angebracht ist, um durch das Tragebauglied gehalten und befestigt zu werden, kann zusätzlich die Flexibilität und die Herabfallfestigkeit erhöht werden, indem die Chipantenne mittels eines Tragebauglieds an der Basis gehalten und befestigt wird.

Claims (13)

1. Eine Antennenvorrichtung (1) mit:

einer Chipantenne (2), mit

einer Basis (4);

einem Leiter (5), der zumindest entweder an einer Oberfläche der Basis (4) oder innerhalb der Basis (4) angeordnet ist;

einem Leistungseinspeiseanschluß (9), der auf der Oberfläche der Basis (4) vorgesehen ist, zum Anlegen einer Spannung an den Leiter (5); und

einem Tragebauglied (11) zum Anbringen der Chipantenne (2) an einer Befestigungsplatine (12),

dadurch gekennzeichnet, daß

die Chipantenne (2) mittels des Tragebauglieds (11) an der Befestigungsplatine (12) angebracht ist, wobei ein Zwischenraum (13) zwischen der Chipantenne (2) und der Befestigungsplatine (12) vorgesehen ist, und

das Tragebauglied (11) ein Gehäuse aufweist, das die Chipantenne (2) umschließt und die Chipantenne (2) in einer inneren Ausnehmung des Gehäuses aufnimmt, wobei die Ausnehmung auf einer Seite, die der Befestigungsplatine (12) gegenüberliegt, offen ist, und wobei die Chip-Antenne (2) in der Ausnehmung angeordnet ist, so daß die Chipantenne (2) in einem Abstand von der Befestigungsplatine gehalten wird, der den Zwischenraum (13) definiert.

2. Die Antennenvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, bei der das Tragebauglied (11) einen Leistungseinspeiseanschluß (21), der mit dem Leistungseinspeiseanschluß (9) an der Basis (4) gekoppelt ist, und einen Befestigungsanschluß (21), der mit einem Befestigungsanschluß (22) an der Basis (4) gekoppelt ist, aufweist.

3. Die Antennenvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Chipantenne (2) eine breite Oberfläche aufweist, wobei die breite Oberfläche koplanar zu der Befestigungsplatine (12) angeordnet ist.

4. Die Antennenvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Chipantenne (2) eine breite Oberfläche aufweist, wobei die breite Oberfläche senkrecht zu der Befestigungsplatine (12) angeordnet ist.

5. Die Antennenvorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Basis (4) eine Mehrzahl von laminierten Schichten (6b, 6c) aufweist, wobei auf jeder derselben ein Abschnitt des Leiters (7a bis 7 h) angeordnet ist, wobei zumindest ein Durchgangsloch (8) in zumindest einer der Schichten (6b) zum Verbinden der Abschnitte des Leiters (5) vorgesehen ist, um den Leiter (5) zu bilden.

6. Die Antennenvorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Basis einen einheitlichen Block aus einem Material aufweist.

7. Die Antennenvorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Basis entweder ein dielektrisches Material, ein magnetisches Material oder eine Kombination aus einem magnetischen Material und einem dielektrischen Material aufweist.

8. Die Antennenvorrichtung (1) gemäß einem der vorherge henden Ansprüche, bei der der Leiter (5) spiralförmig ist.

9. Die Antennenvorrichtung (1) gemäß Anspruch 8, bei der der Leiter (5) entweder eine quadratische, rechteckige, kreisförmige, ovale Querschnittsform mit einer teilweise geraden Linie oder eine im wesentlichen halbkreisförmige Querschnittsform aufweist.

10. Die Antennenvorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Basis (4) entweder eine rechteckige Parallelepipedform, eine Würfelform, eine Polyederform, eine Tonnenform oder eine Zylinderform aufweist.

11. Die Antennenvorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Tragebauglied (11; 15) die Flexibilität und die Herabfallfestigkeit der Antennenvorrichtung (1) erhöht.

12. Die Antennenvorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Zwischenraum (13) den Einfluß einer Masseelektrode auf der Befestigungsplatine (12) auf die Antennenvorrichtung (11) verringert.

13. Die Antennenvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, bei der das Gehäuse (11) ein Harzgehäuse aufweist.