专利名称：高频天线组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有两组对应相同频率内部天线的高频天线组件，其用于可携式电话或无线局域网中。在下文中，“高频”是指在100MHz到20GHz的范围中。
背景技术：
用于无线局域网的一些可携式无线通讯设备在所谓的分集系统中使用了多个天线。空间分集、角度分集、极化分集、频率分集和时间分集是分集系统的实例。
在其它情况下，空间分集系统使用两个或更多的接收天线，其彼此为物理分隔。虽然若一个天线能够发送或接收各个方向的电磁波就不需要多个天线，但实际中安装多个天线。作为此种分集系统中的天线，通常采用形成在基板的表面或内部并具有辐射电极的芯片天线(参照专利文档1、2和3)。已知电介质芯片天线的模式有单极天线、倒F、和插片式。由于安装在用于无线局域网的可携式元件中的高频组件需要非常小，所以天线也需要更加小型化。因此，电介质芯片天线安装在印刷板上。在安装基板上排列了多个芯片天线的天线组件是已知的(参照专利文档4)。
JP-A-2000-13126[专利文档2]JP-A-9-55618[专利文档3]JP-A-10-98322[专利文档4]JP-A-9-199939从可携式或无线用途中的小型化的观点来看，使用这种芯片天线的天线组件满足要求，但不满足例如反射系数和辐射增益等的天线性能。本发明人已对天线性能作了详细研究，当两个天线安装在安装基板的一个端面上时，其性能很大程度上依靠两个天线的排列和位置关系。因此，本发明人已找到优化的天线排列和位置关系来获得较好的天线性能。
发明内容
本发明的一个目的是提供用于可携式或无线用途并具有内部天线的高频天线组件，其符合小型化的要求并且它的例如反射系数和辐射增益等天线性能更优良。
为了实现上述目的，根据本发明的第一个方面，提供了一种高频天线组件，包括基板、馈入电极和安装在所述基板上的至少两个电介质芯片天线，所述两个电介质芯片天线中的每一个都具有连接所述馈入电极的基端，和作为开放端的浮动端，其中所述两个电介质芯片天线的所述开放端之间的距离小于所述两个电介质芯片天线的所述基端之间的距离。
根据本发明的第一个方面，两个电介质芯片天线中的每一个都构造为形成在电介质芯片上的一对辐射电极，且具有这样的模式，即每个电介质芯片天线的基端连接一个馈入电极，每个电介质芯片天线的浮动端为开放端，每对辐射电极中的一个对应一个频率，每对中的另一辐射电极对应一个与此频率不同的频率，其中每对辐射电极中一个电极的开放端之间的距离小于其基端之间的距离。
根据本发明的第二个方面，提供了一种依照权利要求1的高频天线组件，其中所述两个电介质芯片天线形成在一个电介质芯片上，其中所述两个电介质芯片天线中的每一个构造为一对辐射电极，所述辐射电极具有这样的模式，即所述两个电介质芯片天线的所述两个基端都连接所述馈入电极，所述浮动端都为开放端，其中所述辐射电极中的一个对应一个频率，所述另一辐射电极对应一个与此频率不同的频率，且所述辐射电极的所述电极开放端之间的距离小于所述辐射电极的所述基端之间的距离。
根据本发明的第二个方面，形成在基板上的两个天线构造为为一对辐射电极，其具有这样一种模式，即每个天线的基端连接馈入电极，每个天线的浮动端为开放端，每对辐射电极中的一个电极对应一个频率，每对中的另一辐射电极对应一个与此频率不同的频率，其中每对辐射电极中一个电极的开放端之间的距离小于其基端之间的距离。
在本发明的第一个和第二个方面中，组成每个天线的辐射电极的模式具有蜿蜒的形状。
图1是示意的平面图，显示的是依照本发明一个实施例的高频天线组件的实质；图2是示意的放大透视图，显示的是用于图1高频天线组件的电介质芯片天线的一个实例；图3是曲线图，显示的是在图1高频天线组件中，电介质芯片天线的位置角和反射系数之间的关系；图4是曲线图，显示的是在图1高频天线组件中，电介质芯片天线的位置角和Y方向水平极化增益之间的关系；图5是示意的平面图，显示的是依照本发明另一个实施例的高频天线组件的实质；以及图6是示意的放大透视图，显示的是用于图5高频天线组件的电介质芯片天线的一个实例。
具体实施方式
现在将参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
图1显示的是依照本发明一个实施例的高频天线组件。在图1中，标号1是安装基板。两根馈入线2和3形成在离安装基板1侧边10mm的位置。馈入线2和3从安装基板1的下端延伸到安装基板1的上端。两个电介质芯片天线4和5与馈入线2和3上端相接触地安装。
每个电介质芯片天线4和5采用了有利于小型化的./4天线。电介质芯片包括一个辐射电极，为减小尺寸并保持所需线长将其制造成蜿蜒的形状。也就是，如图2所示，天线在氧化铝陶瓷基体6(介电常数10)上形成为蜿蜒的线形。辐射电极7的基端7a连接从基体6的一个端面到上下表面的馈入电极8。辐射电极7的浮动端7b是开放端。在此方式下，辐射电极形成为蜿蜒的形状，因此电介质芯片成为长方体。电介质芯片的一端可用于馈入，另一端是开放端。电介质芯片的形状并不仅局限于长方体。电介质芯片的形状可以是三角柱、多角柱、具有多边形底面的圆柱和圆锥。
利用例如丝网印刷、蒸镀或电镀等薄膜成形法，通过印刷或镀附作为主要成分的金、银、铜或其合金，将辐射电极7和馈入电极8形成在由氧化铝陶瓷制成的基体6的表面上。
两个成形的电介质芯片天线4和5以这样的方式安装在安装基板1上，即如图1所示，馈入电极8连接两个馈入线2和3的浮动端，两个电介质芯片天线4和5的开放端之间的距离小于其基端之间的距离。电路组件(未显示)包括天线分离滤波器、用于天线分离滤波器的开关元件、放大器、低通滤波器和带通滤波器，并安装在安装基板1的两个馈入线2和3上糙面精整的部分中。
图2所示高频组件中的元件的具体尺寸如下。
安装基板1的尺寸105mm(长)、46mm(宽)馈入线2、3的尺寸85mm(长)、1.7mm(宽)
电介质基板的尺寸10mm(长)、3mm(宽)和1mm(厚)辐射电极的尺寸8mm(长)、0.3mm(宽)、线间距0.3mm、折叠宽度2.5mm图3是曲线图，显示的是用于图2所示高频组件的电介质芯片天线中θ角度和反射系数之间的关系。反射系数要求将-20dB作为标准。角度θ优选从30°到150°。
图4是曲线图，显示的是在图1所示高频天线组件中，角度θ和Y方向水平极化辐射增益之间的关系。在无线局域网天线的辐射方向性中要求不定向的特性。评估辐射方向性的一个标准是Y方向水平极化辐射增益的大小。下表显示了数值。
辐射增益要求将-10dBi作为标准。角度θ优选从90°到180°。因此，为获得反射系数和辐射增益的最优结果而在90°到150°的范围内选择角度θ是最合适的。
图5显示的是依照本发明另一个实施例的高频天线组件。在图5中，标号11对应安装基板。两根馈入线12和13形成在离安装基板11两个侧边10mm的位置并从安装基板11的下端延伸到安装基板11的上端。两个电介质芯片天线14和15与馈入线12和13上端接触地安装。
在如图5所示的实施例中，每个电介质芯片天线14和15和一对辐射电极一起形成，在由与图2相同的电介质材料组成的基板16上，辐射电极包括对应一个频率的较短辐射电极17和对应另一个不同频率的较长辐射电极18。一对辐射电极17和18排列成之间角度为20°到40°的V字形。也就是，如图6所示，作为一对的较短辐射电极17和较长辐射电极18具有连接馈入电极19的基端，其中基端从基板16的一个端面形成到上下表面，且各个浮动端是开放端。此外，一对辐射电极17、18和另一对辐射电极17、18是以对称形式构造。在此情况下，利用例如丝网印刷、蒸镀或电镀等的薄膜成形法，通过印刷或镀附作为主要成分的金、银、铜或其合金，使辐射电极17、18和馈入电极19形成在由氧化铝陶瓷制成的基体6的表面上。
两个成形电介质芯片天线14和15以这样的方式安装在安装基板11上，即如图6所示，馈入电极19连接两个馈入线12和13的浮动端，用于电介质芯片天线14和15的每对辐射电极的一个辐射电极17开放端之间的距离小于其基端之间的距离。电路组件(未显示)包括天线分离滤波器、用于天线分离滤波器的开关元件、放大器、低通滤波器和带通滤波器，并安装在安装基板11的两个馈入线12和13上糙面精整的部分中。
图中示出的以上述方式构造的高频双波天线组件的元件具体尺寸如下。
安装基板11的尺寸长105mm、宽80mm和厚1.0mm馈入线2、3的尺寸长85mm、宽1.7mm电介质基板的尺寸长15mm、宽10mm、厚1mm辐射电极17的尺寸长13mm、线宽0.3mm、线间距0.3mm、折叠宽度2.5mm辐射电极18的尺寸长度8mm、线宽0.3mm、线间距0.3mm、折叠宽度2.5mm
利用依照图5所示实施例的高频双波段天线组件，可获得如图1所示的几乎同样的天线性能。
如图5所示的实施例中，在每对辐射电极17和18中较长辐射电极18和馈入线12和13平行放置。但是，平行排列并不是必须的，只需要将较短辐射电极17的开放端放置在馈入线12和13的范围内。
在上述实施例中，电介质芯片4、5或14、15安装在安装基板1或11上，但具有蜿蜒形状的辐射电极的天线可直接安装在安装基板上。在此情况下，利用例如丝网印刷、蒸镀或电镀等的薄膜成形法，通过印刷或镀附，可使具有蜿蜒形状辐射电极的天线形成在安装基板1或11的表面上。具有蜿蜒形状辐射电极的两个天线的定位使得天线开放端之间的距离自然小于馈入端之间的距离。
在此情况下，天线部分的尺寸大于使用电介质芯片天线时的尺寸。
如上所述，根据第一个发明，提供了一种高频天线组件，其具有基板，馈入电极以及安装在所述基板上的两个电介质芯片天线，所述两个电介质芯片天线中的每一个都有连接所述馈入电极的基端，和作为开放端的浮动端，其中所述两个电介质芯片天线的所述开放端之间的距离小于所述两个电介质芯片天线的所述基端之间的距离。因此，天线组件小型化，并在反射系数和辐射增益方面提供有关的优选的天线性能。
根据第二个发明，提供一种依照权利要求1的高频天线组件，其中所述两个电介质芯片天线形成在电介质芯片上，其中所述两个电介质芯片天线中的每一个构造为一对辐射电极，其中所述辐射电极具有这样的模式即所述两个电介质芯片天线的两个基端都连接所述馈入电极，且所述两个浮动端都为开放端，所述辐射电极中的一个电极对应一个频率，所述另一辐射电极对应和此频率不同的频率，所述辐射电极的所述开放端之间的距离小于所述辐射电极的所述基端之间的距离。因此，天线小型化，并在反射系数和辐射增益方面提供优选的天线性能。
此外，形成在基板上的两个电介质芯片天线主体或两个天线可包括一对辐射电极，且具有这样的模式，即每个天线的基端连接馈入电极，每个天线的浮动端为开放端，每对辐射电极中的一个电极对应一个频率，每对中的另一辐射电极对应和此频率不同的频率，其中每对辐射电极中一个电极的开放端之间的距离要小于其基端之间的距离。在此情况下，因为可满足处理双频的优选天线性能和小型化的要求，因此故双频是可处理的。
权利要求1.一种高频天线组件，包括基板；馈入电极；以及安装在所述基板上的至少两个电介质芯片天线，所述两个电介质芯片天线中的每一个都有连接所述馈入电极的基端，和作为开放端的浮动端，其特征在于所述两个电介质芯片天线的所述开放端之间的距离小于所述两个电介质芯片天线的所述基端之间的距离。
2.根据权利要求1所述的高频天线组件，其中所述两个电介质芯片天线形成在一个电介质芯片上，其中所述两个电介质芯片天线的每一个都构造为一对辐射电极，其中所述辐射电极具有这样的模式，即所述两个电介质芯片天线的所述两个基端都连接所述馈入电极，且所述浮动端都为开放端，其中所述辐射电极中的一个对应一个频率，其中所述另一辐射电极对应一个与所述频率不同的频率，以及其中所述辐射电极的所述开放端之间的距离小于所述辐射电极的所述基端之间的距离。
3.根据权利要求2所述的高频天线组件，其中所述辐射电极的模式具有蜿蜒的形状。
4.一种高频天线组件，包括基板；馈入电极；以及至少两个天线作为用于可携式或无线的内部天线安装在所述基板上，所述两个天线中的每一个都有连接所述馈入电极的基端，和作为开放端的浮动端，其特征在于所述两个天线的所述开放端之间的距离小于所述两个天线的所述基端之间的距离。
5.根据权利要求4所述的高频天线组件，其中所述两个天线的每一个都构造为一对辐射电极，其中所述辐射电极具有这样的模式，即所述两个天线的所述两个基端都连接所述馈入电极，且所述浮动端都为开放端，其中所述辐射电极中的一个对应一个频率，其中所述另一辐射电极对应一个与所述频率不同的频率，以及其中所述辐射电极的所述开放端之间的距离小于所述辐射电极的所述基端之间的距离。
6.根据权利要求4所述的高频天线组件，其中所述辐射电极的模式具有蜿蜒的形状。
7.根据权利要求5所述的高频天线组件，其中所述辐射电极的模式具有蜿蜒的形状。
8.根据权利要求3所述的高频天线组件，所述两个电介质芯片天线形成为长方体的形状。
9.根据权利要求6所述的高频天线组件，所述两个电介质芯片天线形成为长方体的形状。
10.根据权利要求7所述的高频天线组件，所述两个电介质芯片天线制造成长方体的形状。
专利摘要高频天线组件具有基板、馈入电吸和安装在所述基板上的两个电介质芯片天线。两个电介质芯片天线中的每一个都有连接馈入电极的基端，和作为开放端的浮动端。两个电介质芯片天线中所述开放端之间的距离小于两个电介质芯片天线中所述基端的距离。
文档编号H01Q9/42GK2704125SQ20042000127
公开日2005年6月8日 申请日期2004年2月6日 优先权日2003年2月7日
发明者大鹰直树, 杉本典康, 高田俊克 申请人:日本特殊陶业株式会社