TWI440251B - 天線裝置 - Google Patents

Description

天線裝置

本申請發明係關於一種適於無線通信機器的小型化之天線裝置。

於行動電話機與無線通信機能內建的筆記型個人電腦等的無線通信機器，隨著其小型化，構件安裝密度亦變高。作為該對策，例如，提案了日本專利第3758495號公報的天線裝置。於該天線裝置，係於具備介電體或是磁性體之機體表面上形成螺旋導體層。所謂之晶片天線係設置於基板上，晶片天線係接地至形成於基板上之接地面。此時，例如，依表示於圖5之方式，基板1上的晶片天線2所接地之RF接地導體3，為了得到充分的天線特性，理想上，係以基板1上的大部分的面積作為必要。

又，近年來，隨著無線通信機器的數位化，依表示於圖6之方式，與晶片天線2所接地之RF接地導體3共同地，於基板1上形成成為數位電路用接地之電路用接地導體4，使RF接地導體3及電路用接地導體4共存於同一基板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為1/4波長(λ)之1/4波長型天線，天線所接地之接地面的大小(特別是長度)係為重要。但是，隨著構件安裝的高密度，為了得到天線特性，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。

本發明係為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為可能。

本發明為了解決前述課題，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，並成為天線接地；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接地導體係因為至少分歧並延長至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字狀係為理想。於該天線裝置，因為具有分歧成反L字狀之RF接地導體，可於使用矩形狀的基板之際，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，係為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係為理想。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，因為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為理想。於該天線裝置，因為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為數位電路用接地之電路用接地導體係為理想。於該天線裝置，因為電路用接地導體係與RF接地導體共同地形成於基板上，一面維持天線特性，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，因為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，即使為於同一基板上使成為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。

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13，係作為形成於基板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13。電路用接地導體4，係形成於基板1上的表面，作為數位電路用接地機能。

前述晶片天線2，係為作為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13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，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，其係為串聯地連接至晶片天線2之晶片電感器；及第3電感器18，其係為一端連接至第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係為共振頻率調整用，第3電感器18係設置用於入射功率的反射降低。

前述RF接地導體13，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13，係具有第1接地部19A及第2接地部19B。第1接地部19A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19A、從晶片天線2開始離間之方向上。亦即，RF接地導體13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14側(圖中，電路用接地導體4的左側)。

依此方式，於本實施形態，RF接地導體13，係因為作為第1接地部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，係藉由與係為天線部之晶片天線2的組合，而成為雙極天線的狀態。隨之，作為電氣長度，係構成接近於天線動作波長的1/4之長度，並推測為天線特性提昇。

又，本實施形態的天線裝置，因為係具有分歧成反L字狀之RF接地導體13，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19B，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13共同地形成於基板1上，一面維持天線特性並確保充分的電路用接地導體4的面積係變得可能。又，因為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，作為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14的相對側(圖中，電路用接地導體4的右側)配置第2接地部19B。

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，係為對於在第1實施形態中，構成RF接地導體13之第1接地部19A及第2接地部19B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；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29A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19A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。

作為前述外部接地部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，因為由基板接地部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)

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。

作為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的調整電路常數設為A、B、C。又，作為各部的構成材料，於基板1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表面的各導體係作為完全導體。

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，亦合併表示於表1。

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。

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15，作為集中常數元件係使用具有電感成分之第1電感器16~第3電感器18，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，作為晶片天線2的素體係使用為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。

1．．．基板

2．．．晶片天線

3、13、23．．．RF接地導體

4．．．電路用接地導體

14．．．連結導體

15．．．頻率調整電路

16．．．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

圖1係為表示關於本發明之第1實施形態的天線裝置之平面圖。

圖2係為表示第1實施形態中之頻率調整電路之電路圖。

圖3係為表示第1實施形態中之天線裝置的其他例子之平面圖。

圖4係為表示關於本發明之第2實施形態之天線裝置之平面圖。

圖5係為表示理想例的天線裝置之平面圖。

圖6係為表示關於本發明之先前例的天線裝置之平面圖。

1．．．基板

2．．．晶片天線

4．．．電路用接地導體

13．．．RF接地導體

14．．．連結導體

15．．．頻率調整電路

19A．．．第1接地部

19B．．．第2接地部

Claims (4)

1. 一種天線裝置，其包含：長方形的基板；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，並成為天線接地；及天線部，其係一端連接至前述RF接地導體；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；前述天線部，乃是設置於靠近到前述基板上的其中一方的短邊之晶片天線；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；前述第1接地部為沿著前述基板的短邊延長，前述第2接地部為延著基板的長邊延長。
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。
3. 如申請專利範圍第1或2項所記載之天線裝置， 其中，於前述基板上的表面上形成成為數位電路用接地之電路用接地導體。
4. 如申請專利範圍第2項所記載之天線裝置，其中於前述基板上的表面上形成成為數位電路用接地之電路用接地導體。