TW200810236A - Antenna device - Google Patents

Description

200810236 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本申請發明係關於一種適於無線通信機器的小 天線裝置。 【先前技術】 於行動電話機與無線通信機能內建的筆記型個 # 等的無線通信機器，隨著其小型化，構件安裝密度 。作爲該對策，例如，提案了日本專利第3 75 8495 的天線裝置。於該天線裝置，係於具備介電體或是 之機體表面上形成螺旋導體層。所謂之晶片天線係 基板上，晶片天線係接地至形成於基板上之接地面 ，例如，依表示於圖5之方式，基板1上的晶片天 接地之RF接地導體3，爲了得到充分的天線特性 上，係以基板1上的大部分的面積作爲必要。 • 又，近年來，隨著無線通信機器的數位化，依 圖6之方式，與晶片天線2所接地之RF接地導體 地，於基板1上形成成爲數位電路用接地之電路用 體4，使RF接地導體3及電路用接地導體4共存 基板1上亦正檢討著。 但是，於前述先前的技術，殘留了以下的課題 亦即，於天線元件的電氣長爲1 /4波長（λ )之 長型天線，天線所接地之接地面的大小（特別是長 爲重要。但是，隨著構件安裝的高密度，爲了得到 型化之 人電腦 亦變高 號公報 磁性體 設置於 。此時 線2所 ，理想 表示於 3共同 接地導 於同一 1/4波 度）係 天線特 -5- 200810236 (2) 性，於如表示於圖5之理想的狀態下充分地確保必要的 接地面積係變得困難。 又，依表示於圖6之方式，於同一基板1上，RF接 地導體3及電路用接地導體4共存時，分割基板1上的接 地面，係有所謂無法確保接地導體3的必要的面積之不便 處。 φ 【發明內容】 本發明係爲鑑於前述之課題而成，其目的在於提供一 種天線裝置，其係可以得到與廣泛地形成RF接地導體於 基板上之情形同樣的天線特性，於同一基板上與電路用接 地導體的共存亦爲可能。 本發明爲了解決前述課題，係採用以下的構成。 本發明之天線裝置係包含了 ： RF接地導體，其係至 少分歧並延長至2方向，於前述基板上的表面上至少形成 # 一部分，並成爲天線接地；及天線部，其係一端連接至前 述RF接地導體。 於該天線裝置，RF接地導體係因爲至少分歧並延長 至2方向，全體的接地面積雖少，延長至2方向，於天線 特性上係確保了必要的長度，可得到與一個大面積的接地 同樣的放射效率’並具有充分的天線特性係變得可能。 又’於本發明的天線裝置，前述RF接地導體，形成 分歧在互相正交之方向之反L字狀係爲理想。於該天線裝 置，因爲具有分歧成反L字狀之rf接地導體，可於使用 -6- 200810236 (3) 矩形狀的基板之際，沿著基板的短邊及長邊配置RF接地 導體，而有效地使用基板表面。又，藉由RF接地導體分 歧在互相正交之方向上，可以全方向地貢獻於天線特性。 又，於本發明之天線裝置，前述天線部，係爲設置於 * 前述基板上之晶片天線；前述RF接地導體，係於前述基 * 板上具有：第1接地部，其係沿著前述晶片天線延長；及 第2接地部，其係延長在相對於前述第1接地部的延長方 φ 向而正交之方向上，並且由前述第1接地部、從前述晶片 天線開始離間之方向上係爲理想。於該天線裝置，係由沿 著晶片天線之第1接地部及垂直於晶片天線之第2接地部 來構成RF接地導體。隨之，因爲藉由如前述之配置關係 來配置晶片天線，即使是小的空間，亦可得到良好的天線 特性。 又，於本發明之天線裝置，前述RF接地導體，係包 含：基板接地部，其係形成於前述基板上；及外部接地部 * ，其係在連接基端於前述基板接地部、與前述基板接地部 相異之方向上，延長至前述基板的外部係爲理想。於該天 線裝置，因爲係由基板接地部及外部接地部來構成RF接 地導體，於基板表面上無法得到充分的接地面時，可以使 用基板外的例如金屬線等的外部接地部來確保接地長度， 並得到良好的天線特性。 又，於本發明之天線裝置，於前述基板上的表面上形 成成爲數位電路用接地之電路用接地導體係爲理想。於該 天線裝置，因爲電路用接地導體係與RF接地導體共同地 -7 - 200810236 (4) 形成於基板上，——面維持天線特性，一面確保充分的電路 用接地導體的面積係變得可能。 若藉由本發明，會奏效以下的效果。 亦即，若藉由關於本發明之天線裝置，因爲RF接地 導體係至少分歧並延長至2方向，可得到與一個大面積的 ' 接地之情形同樣的放射效率，並具有充分的天線特性係變 得可能。隨之，即使爲於同一基板上使成爲數位電路用接 • 地之電路用接地導體及RF接地導體共存之情形，亦可得 到充分的天線特性，並可實現高度的構件安裝面積及無線 通信機器的小型化。 【實施方式】 以下，一邊從圖1參照至圖3，一邊說明關於本發明 之天線裝置的第1實施形態。 本實施形態的天線裝置1，係具備··長方形的基板1 ;RF接地導體13 ;晶片天線（天線部）2 ;及電路用接地 導體4。基板1，係由例如樹脂等的絕緣性材料所成。RF 接地導體1 3，係作爲形成於基板1上的表面之天線接地機 能。晶片天線2，係連接一端於RF接地導體1 3。電路用 接地導體4，係形成於基板1上的表面，作爲數位電路用 接地機能。 前述晶片天線2，係爲作爲負載元件機能之天線元件 ’係藉由長方體的素體，其係由例如氧化鋁等的介電體所 成；及線狀的導體圖案，其係於該素體表面上對於素體的 -8 - 200810236 (5) 長邊方向，捲繞成螺旋形狀；所構成。該晶片天線2，係 於接近於基板1的短邊側的一方之位置上，從RF接地導 體1 3開始只離間特定距離並設置，並固定在形成於基板1 上的特定位置之金屬銲點（圖示省略）上。又，晶片天線 2係經由RF接地導體13及連結導體14作連接。又，晶 ' 片天線2的導體圖案，’其中一端係連接至連結導體14。 又，於連結導體14，係依表示於圖1及圖2之方式， φ 連接頻率調整電路15。該頻率調整電路15，係具備··第1 電感器16及第2電感器17，其係爲串聯地連接至晶片天 線2之晶片電感器；及第3電感器1 8，其係爲一端連接至 第2電感器17，並且另一端連接至RF接地導體13之晶 片電感器。又，於第2電感器17及第3電感器18之間， 係設置供電點。又，第1電感器16及第2電感器17係爲 共振頻率調整用，第3電感器1 8係設置用於入射功率的 反射降低。 • 前述RF接地導體1 3，係在以銅箔等形成圖案於例如 基板1上的同時，連接至高頻電路（圖示省略）的接地。 RF接地導體1 3，係具有第1接地部19 A及第2接地部 19B。第1接地部1 9A係沿著晶片天線2延長。第2接地 部19B，係延長在相對於第1接地部19A的延長方向而正 交之方向上，並且由第1接地部1 9 A、從晶片天線2開始 離間之方向上。亦即，RF接地導體1 3係形成分歧並沿長 在互相正交之2方向之反L字狀。又，第2接地部19B， 係沿著電路用接地導體4，並配置於連結導體1 4側（圖中 -9 - 200810236 (6) ，電路用接地導體4的左側）。 依此方式’於本實施形態，R F接地導體1 3，係因爲 作爲第1接地邰19A及第2接地部19B分歧並延長在2方 向上’全體的接地面積雖少，不過延長於2方向上係確保 了在天線特性上必要的長度。藉此，可得到與一個大面積 • 的接地同樣的放射效率，並具有充分的天線特性係變得可 能。又’於分歧在2方向上之RF接地導體13，係藉由與 係爲天線部之晶片天線2的組合，而成爲雙極天線的狀態 。隨之，作爲電氣長度，係構成接近於天線動作波長的 1 /4之長度，並推測爲天線特性提昇。 又，本實施形態的天線裝置，因爲係具有分歧成反L 字狀之RF接地導體1 3，藉由沿著基板1的短邊及長邊來 分別配置第1接地部19A及第2接地部1 9B，可以有效地 使用基板1的表面。特別是，電路用接地導體4，係與RF 接地導體1 3共同地形成於基板1上，一面維持天線特性 Φ 並確保充分的電路用接地導體4的面積係變得可能。又， 因爲RF接地導體13係分歧在互相正交之方向上，可以全 方向地貢獻於天線特性上。 又，作爲本實施形態的其他例子，係依表示於圖3之 方式，亦可沿著電路用接地導體4，於連結導體1 4的相對 側（圖中，電路用接地導體4的右側）配置第2接地部 1 9B。 次之，關於本發明之天線裝置的第2實施形態，於以 下說明。又，於以下的實施形態的說明中，係於在前述實 -10 - 200810236 (7) 施形態中說明之同一的構成要素上附上同一的符號，該說 明係省略。 第2實施形態及第1實施形態之相異點，係爲對於在 第1實施形態中，構成RF接地導體1 3之第1接地部1 9A 及第2接地部1 9B係共同地形成圖案於基板1上，第2實 施形態的天線裝置，係依表示於圖4之方式，RF接地導 體23，係包含：基板接地部29A，其係形成於基板1上； φ 及外部接地部29B，其係在連接基端於基板接地部29A、 與基板接地部2 9 A相異之方向上，延長至基板1的外部； 之點。 亦即，於第2實施形態，係以基板接地部29A，其係 與第1接地部1 9 A同樣地形成圖案於基板1上；及外部接 地部29B，其係連接基端至基板接地部29A的左端，並沿 著電路用接地導體4，延長在正交於基板接地部29A的延 長方向之方向上；來構成RF接地導體23。 Φ 作爲前述外部接地部29B，係採用形成導體之彈性基 板、金屬線或是金屬製黏著帶等。 依此方式，於第2實施形態，因爲由基板接地部29A 及外部接地部29B來構成RF接地導體23 ’可以在用以確 保電路用接地導體4等，而無法於基板1表面上得到充分 的接地面之情形時，使用基板1外的外部接地部29B以確 保接地長度，並得到良好的天線特性。 (實施例） -11 - 200810236 (8) 次之’關於本發明之天線裝置，係使用模擬工具來具 體地說明進行效果確認之結果。 作爲藉由模擬工具之計算條件，係將於頻率調整電路 15之第1電感器16〜第3電感器18的調整電路常數設爲 A、B、C。又，作爲各部的構成材料，於基板〗上使用介 質常數4.9的FR-4的同時，於晶片天線2上使用介質常 數9的氧化鋁素體，導體圖案及基板1表面的各導體係作 φ 爲完全導體。 將關於前述第1實施形態（本發明1 )及第1實施形 態的其他例子（本發明2)所進行基於前述計算條件、藉 由模擬工具之效果確認之評價結果表示於以下的表1。又 ，關於表示於圖5之理想的構成（理想例）及表示於圖6 之先前的構成（先前例），亦同樣地進行模擬之結果，亦 合倂表示於表1。 (表1 ) 項目 調整電路常數 回波損耗 共振頻率 放射效率 A B C 先前例 6nH 240nH lOnH -30 dB 430MHz 10% 6nH 240nH 14nH -21 dB 430MHz 26% 本發明1 5nH 240nH llnH -23 dB 430MHz 25% --本發明-2 一 - -240nH— lOnH- -20dB 430MHz 24 % 依表示於前述表1之方式，本發明1及本發明2，任 一者天線特性皆較先前例提昇，確認了幾乎與理想例同樣 的效果。 -12- 200810236 Ο) 又’本發明係並非限定於前述各實施形態，可以於不 逸脫本發明的要旨之範圍內加上種種的變更。 例如，於頻率調整電路1 5，作爲集中常數元件係使用 具有電感成分之第1電感器1 6〜第3電感器1 8，並不限制 於電感成分，使用具有電容成分之電容器亦佳，組合該等 • 亦佳。 又，作爲晶片天線2的素體係使用爲介電體材料之氧 • 化鋁，使用磁性體或是兼備介電體及磁性體之複合材料亦 佳。 再者，前述RF接地導體13、23，係分歧並延長至2 方向，亦可分歧並延長至3方向以上。 【圖式簡單說明】 圖1係爲表示關於本發明之第1實施形態的天線裝置 之平面圖。 φ 圖2係爲表示第1實施形態中之頻率調整電路之電路 圖。 圖3係爲表示第1實施形態中之天線裝置的其他例子 之平面圖。 圖4係爲曼示||玲_卒發明吝第2實施形態之天線裝置 之平面圖。 圖5係爲表示理想例的天線裝置之平面圖。 圖6係爲表示關於本發明之先前例的天線裝置之平面 圖。 -13- 200810236 (10) 【主要元件之符號說明】 1 :基板 2 :晶片天線 3、13、23 : RF接地導體 4 :電路用接地導體 1 4 :連結導體 _ 1 5 :頻率調整電路 1 6 :第1電感器’ 17 :第2電感器 18 :第3電感器 19A :第1接地部 19B :第2接地部 29A :基板接地部 29B :外部接地部。

Claims (1)

1. (1) 200810236 十、申請專利範圍 1 · 一種天線裝置，其特徵在於包含了 ： 基板； RF接地導體，其係至少分歧並延長至2方向，於前 述基板上的表面上至少形成一部分，並成爲天線接地；及 天線部，其係一端連接至前述RF接地導體。 2·如申請專利範圍第1項所記載之天線裝置，其中 • 前述RF接地導體，係形成分歧在互相正交之方向之 反L字狀。 3 ·如申請專利範圍第2項所記載之天線裝置，其中 前述天線部，係爲設置於前述基板上之晶片天線； 前述RF接地導體，係於前述基板上具有：第1接地 部，其係沿著前述晶片天線延長；及第2接地部，其係延 長在相對於前述第1接地部的延長方向而正交之方向上， 並且由前述第1接地部、從前述晶片天線開始離間之方向 # 上。 4·如申請專利範圍第1或2項所記載之天線裝置， 其中 前述RF接地導體，係包含：基板接地部，其係形成 於前述基板上；及外部接地部，其係在連接基端於前述基 — - · + _·_ _______________ - · - - · _ 板接地部、與前述基板接地部相異之方向上，延長至前述 基板的外部。 5 ·如申請專利範圍第1至3項之任一項所記載之天 線裝置，其中 -15- 200810236 (2) 於前述基板上的表面上形成成爲數位電路用接地之電 路用接地導體。 6.如申請專利範圍第4項所記載之天線裝置，其中 於前述基板上的表面上形成成爲數位電路用接地之電 ~ 路用接地導體。

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