专利名称：天线的制作方法
技术领域：
本发明涉及天线，尤其涉及小型且宽带的表面安装型天线。
技术背景以往，作为用于便携电话等的移动通信的小型天线，专利文献l已揭示一 种螺旋天线，其中在细长的绝缘主体部将激励线圈巻绕成螺旋状，且同时在主体部以与该激励线圈相邻的方式将第1、第2无馈电线圈巻绕成螺旋状，从而 可在2个频段进行工作。然而，上述螺旋天线，其可工作的2个频段的间隔离开大于等于几百兆赫 (MHz)，不能使2个频段靠近在小于等于100兆赫的近处。而且，l个频段的带 宽虽然比用单一线圈形成的螺旋天线大，但还不能确保足够的带宽。 专利文献1:特开2003 — 37426号公报因此，本发明的目的在于提供一种能确保小型且宽带的的天线。发明内容为了达到上述目的，第l发明的天线，具备馈电端子、以及具有不相同的 电感值的至少2个电感元件，其中，将所述电感元件用于辐射电波，同时还作 为使从所述馈电端子看馈电侧的阻抗与自由空间的辐射阻抗得到阻抗匹配的 匹配电路的电感来使用。第1发明的天线中，通过将电感值互不相同的至少2个电感元件用作匹配 电路的电感，使连接馈电端子的设备的阻抗与空间的阻抗377 Q能在宽带中实 质上得到匹配，从而完成小型且宽带的天线，并能做成表面安装型。第2发明的天线，具备馈电端子、以及多个谐振电路的天线，其中，将所 述多个谐振电路用于辐射电波，同时还作为使从所述馈电端子看馈电侧的阻抗与自由空间的辐射阻抗得到阻抗匹配的匹配电路的电感来使用。第2发明的天线中，通过将用于辐射电波的多个谐振电路的电感分量用作匹配电路的电感，使连接馈电端子的设备的阻抗与空间的阻抗377Q能在宽带 实质上得到匹配，从而完成小型且宽带的天线，并能做成表面安装型。第2发明中，多个谐振电路可由电容元件和电感元件构成。这时，最好将 多个谐振电路与馈电端子直接电连接、或者通过集总常数型电容或电感电连 接。而且，最好多个谐振电路中相邻的谐振电路的耦合系数至少大于等于O.l。又，最好构成多个谐振电路的电感元件能由按往单轴方向排列的线状电极 图案构成。作为电涌的对策，最好在馈电端子与电容元件电连接，将该电容元 件形成在叠层衬底上，则小型化不受损。将多个谐振电路形成在叠层衬底上， 则进一步促进小型化，容易利用叠层工艺法制造。第3发明的天线，具备第1和第2馈电端子、以及多个谐振电路的天线， 其中，具备包含第1电感元件和与其两端电连接的第l和第2电容元件的第1 LC 串联谐振电路、以及包含第2电感元件和与其两端电连接的第3和第4电容元 件的第2LC串联谐振电路，第1和第2电感元件相互磁耦合，将第1电感元件的一端通过第1电容元 件与第1馈电端子电连接，另一端通过第2电容元件与第2馈电端子电连接， 并且将第2电感元件的一端通过第3和第1电容元件与第1馈电端子电连接， 另一端通过第4和第2电容元件与第2馈电端子电连接。第3发明中，将第1和第2LC串联谐振电路用于辐射电波，而且第l和第 2电感元件作为匹配电路的电感起作用，能使第1和第2馈电端子连接的设备 的阻抗与空间的阻抗377 Q在宽带中实质上匹配。而且，各元件能方便地叠层 结构化，完成小型且宽带的表面安装型天线。根据本发明，用于辐射电波的多个电感元件或多个谐振电路中，能使连接 馈电端子的设备的阻抗与空间的阻抗377 Q在宽带中实质上匹配，不必另行设 置匹配电路，而能得到小型且宽带的天线。
图1是实施例1的天线的等效电路图。图2是示出实施例1的天线的叠层结构的俯视图。图3是示出第1实施例的天线的反射特性的曲线图。图4是示出第1实施例的天线的反射特性的曲线图。图5是示出第1实施例的天线的方向性的X — Y平面的方向性图。图6是示出第1实施例的天线的阻抗的史密斯圆图。图7是实施例2的天线的等效电路图。图8是示出实施例2的天线的叠层结构的俯视图。图9是示出第2实施例的天线的反射特性的曲线图。图10是实施例2的天线的电路变换后的等效电路图。图11是实施例3的天线的等效电路图。图12是示出实施例3的天线的外观的立体图。图13是示出第3实施例的天线的反射特性的曲线图。图14是实施例4的天线的等效电路图。图15是示出实施例4的天线的叠层结构的俯视图。图16是示出第4实施例的天线的反射特性的曲线图。图17是实施例5的天线的等效电路图。图18是示出实施例5的天线的叠层结构的俯视图。图19是实施例6的天线的等效电路图。图20是示出实施例6的天线的叠层结构的俯视图。图21是其它实施例的天线的等效电路图。图22是实施例7的天线的等效电路图。图23是示出第7实施例的天线的反射特性的曲线图。图24是实施例8的天线的等效电路图。图25是示出第8实施例的天线的反射特性的曲线图。图26是实施例9的天线的等效电路图。图27是示出第9实施例的天线的反射特性的曲线图。图28是实施例IO的天线的等效电路图。图29是示出实施例IO的天线的叠层结构的俯视图。 图3 0是示出实施例10的天线的反射特性的曲线图。 图31是实施例11的天线的等效电路图。 图32是示出第11实施例的天线的反射特性的曲线图。
具体实施方式
下面，参照
本发明的天线的实施例。 实施例l(参照图1 图7)如图1中作为等效电路所示，实施例1的天线1A具备具有不相同的电感值 而且相互同相磁耦合(用互感M表示)的电感元件L1、 L2,并将电感元件L1通 过电容元件Cla、 Clb与馈电端子5、 6连接，而且通过电容元件C2a、 C2b与 电感元件L2并联。换句话说，此谐振电路构成包含由电感元件L1和电容元件 Cla、 Clb组成的LC串联谐振电路以及由电感元件L2和电容元件C2a、 C2b 组成的LC串联谐振电路。包含上述电路组成的天线1A由图2中作为一个例子示出的叠层结构组成， 是层叠、压接、烧结电介质组成的陶瓷片11a lli后得到的器件。S卩，在陶瓷 片lla上形成馈电端子5、 6和通路孔导体19a、 19b，在陶瓷片llb上形成电 容器电极12a、 12b，在陶瓷片llc上形成电容器电极13a、 13b和通路孔导体 19c、 19d，在陶瓷片lld上形成电容器电极14a、 14b和通路孔导体19c、 19d、 19e、 19f。又，在陶瓷片lle上形成连接用导体图案15a、 15b、 15c和通路孔导体19d、 19g、 19h、 19i。在陶瓷片llf上形成导体图案19a、 17a和通路孔导体19g、 19i、 19j、 19k。在陶瓷片llg上形成导体图案16b、 17b和通路孔导体19g、 19i、 19j、 19k。在陶瓷片llh上形成导体图案16c、 17c和通路孔导体19g、 19i、 19j、 19k。 又，在陶瓷片lli上形成导体图案16d、 17d。通过层叠上述陶瓷片11a lli，以通路孔导体19j为中介连接导体图案 16a 16d，形成电感元件L1，并以通路孔导体19k为中介连接导体图案17a 17d，形成电感元件L2。电容元件Cla由电极12a、 13a构成，电容元件Clb 由电极12b、 13b构成。电容元件C2a由电极13a、 14a构成，电容元件C2b由 电极13b、 14b构成。然后，将电感元件L1的一端通过通路孔导体19g、连接用导体图案15c、 通路孔导体19c连接到电容器电极13a，另一端通过通路孔导体19d连接到电 容器电极13b。将电感元件L2的一端通过通路孔导体19i、连接用导体图案15a、 通路孔导体19e连接到电容器电极14a，另一端通过通路孔导体19h、连接用导 体图案15b、通路孔导体19f连接到电容器电极14b。又，将馈电端子5通过通路孔导体19a与电容器电极12a连接，将馈电端 子6通过通路孔导体19b与电容器电极12b连接。在包含上述组成的天线1A中，包含相互磁耦合的电感元件L1、 L2的LC 串联谐振电路产生谐振，电感元件L1、 L2作为辐射元件起作用。而且，电感 元件L1、 L2通过电容元件C2a、 C2b耦合，从而作为连接馈电端子5、 6的设 备的阻抗(通常为50Q)和空间的阻抗(377Q)的匹配电路起作用。相邻的电感元件L1、 L2的耦合系数k用k2二M2(LlXL2)表示，最好大于 等于O.l，本实施例1中为实质上0.8975。设定电感元件L1、 L2的电感值和电 感元件L1与电感元件L2的磁耦合的程度(互感M),以便得到希望的带宽。而 且，将电容元件Cla、 Clb、 C2a、 C2b和电感元件Ll、 L2组成的LC谐振电 路作为集总常数谐振电路加以构成，所以作为叠层型，能小型化，并且不容易 受来自其它元件的影响。又，由于馈电端子5、 6中介入电容元件Cla、 Clb， 因此能切断低频电涌，从而能保护设备免受电涌。而且，将多个LC串联谐振电路形成在叠层衬底上，所以能做成可在便携电 话等的电路板上进行表面安装的小型天线，也能用作RFID (Radio Frequency Identification:射频标识)系统中使用的无线IC器件的天线。本发明人根据图1所示等效电路的模拟结果，在天线1A中能得到图3所示 的反射特性。从图3判明，在中心频率为760兆赫且700兆赫 800兆赫的宽 带中得到大于等于一10分贝(dB)的反射特性。此外，后面阐述的实施例2中， 详述这样得到宽带反射特性的理由。图4示出天线1A的方向性，图5示出X-Y平面的方向性。X轴、Y轴、 Z轴对应于图2和图4所示的箭头号X、 Y、 Z。图6是示出阻抗的史密斯圆图。实施例2(参照图7 图9)如图7中作为等效电路所示，实施例2的天线1B具备具有不相同的电感值 而且相互同相磁耦合(用互感M表示)的电感元件L1、 L2，并将电感元件L1的 -一端通过电容元件C1与馈电端子5连接，而且通过电容元件C2与电感元件 L2连接。还将电感元件L1、 L2的另一端分别与馈电端子6直接连接。换句话 说，此谐振电路构成包含由电感元件L1和电容元件Cl组成的LC串联谐振电 路、以及由电感元件L2和电容元件C2组成的LC串联谐振电路。设定电感元 件L1、 L2的电感值和电感元件L1与电感元件L2的磁耦合的程度(互感M)， 以便得到希望的带宽。包含上述电路组成的天线1B由图8中作为一个例子示出的叠层结构组成， 是层叠、压接、烧结电介质组成的陶瓷片11a lli后得到的器件。g卩，在陶瓷 片lla上形成馈电端子5、 6和通路孔导体19a、 19b，在陶瓷片llb上形成电 容器电极12a和通路孔导体19m，在陶瓷片llc上形成电容器电极13a和通路 孔导体19c、 19m，在陶瓷片lld上形成电容器电极14a、 14b和通路孔导体19c、 19e、 19m。又，在陶瓷片lle上形成连接用导体图案15a、 15b、 15c和通路孔导体19d、 19g、 19h、 19i。在陶瓷片llf上形成导体图案19a、 17a和通路孔导体19g、 19i、 19j、 19k。在陶瓷片llg上形成导体图案16b、 17b和通路孔导体19g、 19i、 19j、 19k。在陶瓷片llh上形成导体图案16c、 17c和通路孔导体19g、 19i、 19j、 19k。 又，在陶瓷片lli上形成导体图案16d、 17d。通过层叠上述陶瓷片11a lli，以通路孔导体19j为中介连接导体图案 16a 16d，形成电感元件L1，并以通路孔导体19k为中介连接导体图案17a 17d，形成电感元件L2。电容元件C1由电极12a、 13a构成，电容元件C2由 电极13a、 14a构成。然后，将电感元件L1的一端通过通路孔导体19g、连接用导体图案15c、通路孔导体19c连接到电容器电极13a，另一端通过通路孔导体19d、连接用导 体图案15b、通路孔导体19m、 19b连接到馈电端子6。而且，将电容器电极 12a通过通路孔导体19a连接到馈电端子5。另一方面，将电感元件L2的一端通过通路孔导体19i、连接用导体图案15a、 通路孔导体19e连接到电容器电极14a，另一端通过通路孔导体19h、连接用导 体图案15b、通路孔导体19m、 19b连接到馈电端子6。利用连接用导体图案 15b分别连接电感元件Ll、 L2的另一端。在包含上述组成的天线1B中，包含相互磁耦合的电感元件L1、 L2的LC 串联谐振电路产生谐振，电感元件L1、 L2作为辐射元件起作用。而且，电感 元件L1、 L2通过电容元件C2耦合，从而作为连接馈电端子5、 6的设备的阻 抗(通常为50 Q )和空间的阻抗(377 Q )的匹配电路起作用。本发明人根据图7所示等效电路进行模拟的结果，天线1B中得到图9所示 的反射特性。下面，详述实施例2的天线1B得到宽带反射特性的情况。参照图10，该 图(A)示出本天线1B的电路组成，将包含电感元件L1、电容元件C2、电感元 件L2的7t形电路部分变换成T形电路后的电路组成为该图(B)。该图(B)中，Ll 〈L2日寸，根据互感M的大小，形成L1—MS0。这里，L1-M-0日寸，该图(B) 所示的电路能变换成该图(C)所示的电路。L1-M〈0时，该图(C)所示电路的 电容C2为C2'。这样作电路变换后的该图(C)所示的电路包含电容Cl和互感M 的串联谐振电路、以及电容C2和电感L2-M的并联谐振电路，通过加大各谐 振电路的谐振频率的间隔，扩大带宽，谋求宽带化。实施例3(参照图11 图13)如图11中作为等效电路所示，实施例3的天线1C由分别包含2个LC串 联谐振电路的组件A、 B、 C构成。各组件A、 B、 C中包含的LC串联谐振电 路的电路组成与所述实施例1的天线1A相同，省略其详细说明。此天线1C如图12所示那样地并行设置图2所示的叠层结构，分别作为组 件A、 B、 C，并将各组件A、 B、 C的LC串联谐振电路连接公共的馈电端子5、6。在包含上述组成的天线1C中，包含相互磁耦合的电感元件L1和L2、电感 元件L3和L4、以及电感元件L5和L6的LC串联谐振电路分别产生谐振，作 为辐射元件起作用。而且，各电感元件通过电容元件耦合，从而作为连接馈电 端子5、 6的设备的阻抗(通常为50Q)和空间的阻抗(377 Q)的匹配电路起作用。艮口，实施例3的天线1C并联3个实施例1的天线1A，并且本发明人根据 图11所示的等效电路进行模拟的结果，如图13所示，在3个频段T1、 T2、 T3中得到大于等于一IO分贝的反射特性。频段T1相当于UHF电视，频段T2 相当于GSM，频段T3相当于无线LAN。本实施例3的其它作用效果与上述实 施例1相同。实施例4(参照图14 图16)如图14中作为等效电路所示，实施例4的天线1D具备具有不相同的电感 值而且相互同相磁耦合(用互感M表示)的电感元件L1、 L2、 L3、 L4，并将电 感元件L1通过电容元件Cla、 Clb与馈电端子5、 6连接，而且通过电容元件 C2a、 C2b并联电感元件L2，通过电容元件C3a、 C3b并联电感元件L3，通过 电容元件C4a、 C4b并联电感元件L4。换句话说，此谐振电路构成包含由电感 元件L1和电容元件Cla、 Clb组成的LC串联谐振电路、由电感元件L2和电 容元件C2a、 C2b组成的LC串联谐振电路、由电感元件L3和电容元件C3a、 C3b组成的LC串联谐振电路以及由电感元件L4和电容元件C4a、 C4b组成的 LC串联谐振电路。包含上述电路组成的天线1D由图15中作为一个例子示出的叠层结构组成， 是层叠、压接、烧结电介质组成的陶瓷片21a 21j后得到的器件。即，在陶瓷 片21a上形成也作为馈电端子5、 6起作用的电容器电极22a、 22b，在陶瓷片 21b上形成电容器电极23a、 23b和通路孔导体29a、 2%，在陶瓷片21c上形成 电容器电极24a、 24b和通路孔导体29a 29d。在陶瓷片21d上形成电容器电 极25a、 25b和通路孔导体29a 29f,在陶瓷片21e上形成电容器电极26a、 26b 和通路孔导体29a 29h。又，在陶瓷片21f上形成连接用导体图案30a 30d和通路孔导体28a 28h。 在陶瓷片21g上形成导体图案31a 31d和通路孔导体27a 27h。在陶瓷片21h 上形成导体图案31a 31d和通路孔导体27a 27h。在陶瓷片21i上形成导体 图案31a 31d和通路孔导体27a 27h 。又在陶瓷片21j上形成连接用导体图 案32a~ 32d。通过层叠上述陶瓷片21a 21j，以通路孔导体27e 17h为中介连接导体图 案31a 31d，形成电感元件L1 L4。将电感元件Ll的一端通过通路孔导体 27a和28a、连接用导体图案30a以及通路孔导体29a连接到电容器电极23a。 将电感元件L1的另一端通过通路孔导体28e、 29b连接到电容器电极23b。将 电感元件L2的一端通过通路孔导体27f、连接用导体图案32b、通路孔导体27b 和28b、连接用导体图案30b以及通路孔导体29c连接到电容器电极24a。将电 感元件L2的另一端通过通路孔导体28f、 29d连接到电容器电极24b。又，将电感元件L3的一端通过通路孔导体27g、连接用导体图案32c、通 路孔导体27c和28c、连接用导体图案30c、以及通路孔导体29e连接到电容器 电极25a。将电感元件L3的另一端通过通路孔导体28g、 29f连接到电容器电 极25b。将电感元件L4的一端通过通路孔导体27h、连接用导体图案32d、通 路孔导体27d和28d、连接用导体图案30d、以及通路孔导体29g连接到电容 器电极26a。将电感元件L4的另一端通过通路孔导体28h、 29h连接到电容器 电极26b。电容元件Cla由电极22a、 23a构成，电容元件Clb由电极22b、 23b构成。 电容元件C2a由电极23a、 24a构成，电容元件C2b由电极23b、 24b构成。电 容元件C3a由电极24a、 25a构成，电容元件C3b由电极24b、 25b构成。电容 元件C4a由电极25a、 26a构成，电容元件C4b由电极25b、 26b构成。在包含上述组成的天线1D中，包含相互磁耦合的电感元件L1 L4的LC 串联谐振电路产生谐振，电感元件L1 L4作为辐射元件起作用。而且，电感 元件L1 L4通过电容元件C2a、 C2b和C3a、 C3b和C4a、 C4b进行耦合，从 而作为连接馈电端子5、 6的设备的阻抗(通常为50Q)和空间的阻抗(377 Q)的 匹配电路起作用。相邻的电感元件L1、 L2的耦合系数kl、电感元件L2、 L3的耦合系数k2、 电感元件L3、 L4的耦合系数k3，分别用kl2 = M2(LlXL2) 、 k22 = M2(L2X L5) 、 k32 = M2(L3XL4)表示，最好分别大于等于O.l，本实施例4中kl为实 质上0.7624， k2为实质上0.5750, k3为实质上0.6627。设定这些电感元件Ll L4的电感值和耦合系数kl、 k2、 k3的值，以便得到希望的带宽。本发明人根据图14所示等效电路进行模拟的结果，天线1D中，如图16所 示，在极宽的频带T4得到大于等于一6分贝的反射特性。而且，本实施例4 的其它作用效果与实施例1相同。实施例5(参照图17和图18)如图17中作为等效电路所示，实施例5的天线1E具备具有不相同的电感 值而且相互同相磁耦合(用互感M表示)的电感元件L1、 L2，并将电感元件L1 通过电容元件Cla、 Clb与馈电端子5、 6连接，构成包含由电感元件L1和电 容元件Cla、 Clb组成的LC串联谐振电路。而且，将电感元件L2与和电容元 件C2串联，构成LC串联谐振电路。包含上述电路组成的天线1E由图18中作为一个例子示出的叠层结构组成， 是层叠、压接、烧结电介质组成的陶瓷片41a 41f后得到的器件。g卩，在陶瓷 片41a上形成也作为馈电端子5、 6起作用的电容器电极42a、 42b，在陶瓷片 41b上形成电容器电极43a、 43b和通路孔导体49a、 49b。又，在陶瓷片41c上形成导体图案44a、 45a和通路孔导体49c、 49d、 49e、 49f。在陶瓷片41d上形成导体图案44b、 45b和通路孔导体49g、 49h。在陶瓷 片41e上形成电容器电极46和通路孔导体49i。又，在陶瓷片41f上形成电容 器电极47。通过层叠上述陶瓷片41a 41f，以通路孔导体49d为中介连接导体图案44a、 44b，形成电感元件L1，并以通路孔导体49e为中介连接导体图案45a、 45b， 形成电感元件L2。电容元件Cla由电极42a、 43a构成，电容元件Clb由电极 42b、 43b构成。电容元件C2由电极46、 47构成。然后，将电感元件L1的一端通过通路孔导体49c、 49a连接到电容器电极43a，另一端通过通路孔导体49b连接到电容器电极43b。将电感元件L2的一 端通过通路孔导体49f、49h连接到电容器电极46，另一端通过通路孔导体49g、 49i连接到电容器电极47。在包含上述组成的天线1E中，包含相互磁耦合的电感元件L1、 L2的LC 串联谐振电路产生谐振，电感元件L1、 L2作为辐射元件起作用。而且，电感 元件L1、 L2通过电容元件C2a、 C2b耦合，从而作为连接馈电端子5、 6的设 备的阻抗(通常为50Q)和空间的阻抗(377 Q)的匹配电路起作用。本实施例5的天线1E的作用效果与上述实施例1的天线1A基本相同。实施例6(参照图19和图20)如图19中作为等效电路所示，实施例6的天线1F具备具有不相同的电感 值而且相互同相磁耦合(用互感M表示)的电感元件L1、 L2，并将电感元件L1 通过电容元件Cl与馈电端子5连接，构成包含由电感元件Ll和电容元件Cl 组成的LC串联谐振电路。将电感元件L2和电容元件C2串联，构成LC串联 谐振电路。而且，将电感元件L3的一端与馈电端子6连接，另一端分别连接 电感元件L1、 L2。设定电感元件L1、 L2、 L3的电感值和电感元件Ll与电感 元件L2的磁耦合的程度(互感M)，以便得到希望的带宽。包含上述电路组成的天线1F由图20中作为一个例子示出的叠层结构组成， 是层叠、压接、烧结电介质组成的陶瓷片51a 51h后得到的器件。g卩，在陶瓷 片51a上形成馈电端子5、 6和通路孔导体59a、 59b。在陶瓷片51b上形成电 容器电极52a和通路孔导体59c。在陶瓷片51c上形成电容器电极52b、导体图 案56b和通路孔导体59c、 59d。又，在陶瓷片51d上形成导体图案53、 56c和通路孔导体59c、 59e。在陶 瓷片51e上形成导体图案56d和通路孔导体59c、 59f、 59g。在陶瓷片51f上形 成电容器电极54a、导体图案56e和通路孔导体59c、 59g。在陶瓷片51g上形 成电容器电极54b、导体图案56f和通路孔导体59c、 59g、 59h。又，在陶瓷片 51h上形成导体图案55，并将该导体图案55的另一端侧的端部作为导体56g。通过层叠上述陶瓷片51a 51h，将导体图案53作为电感元件L1加以构成，将导体图案55作为电感元件L2加以构成。而且，以通路孔导体59c为中介连 接导体图案56a 56g，形成电感元件L3。容元件Cl由电容电极52a、 52b构 成，电容元件C2由电容电极54a、 54b构成。将电感元件L1的一端通过通路孔导体59d连接到电容器电极52b，另一端 通过通路孔导体59e、 59g连接到电感元件L2的另一端。将电感元件L2的一 端通过通路孔导体59h连接到电容器电极54b，另一端如上文所述那样通过通 路孔导体59g、 59e连接电感元件Ll的另一端，且同时连接电感元件L3的一 端(导体图案56g)。将电感元件L3的另一端通过通路孔导体56b连接到馈电端 子6。而且，将电容器电极52a通过通路孔导体59a连接到馈电端子5。在包含上述组成的天线1F中，包含相互磁耦合的电感元件L1、 L2的LC 串联谐振电路产生谐振，电感元件L1、 L2作为辐射元件起作用。而且，电感 元件L1、 L2磁耦合，从而作为连接馈电端子5、 6的设备的阻抗(通常为50Q) 和空间的阻抗(3 77 Q )的匹配电路起作用。本天线1F中，由于直接连接元件L1、 L2，尽管电感元件L1、 L2的磁耦合 小也能确保宽带。又，由于将电感元件L1、 L2的另一端通过电感元件L3连接 到馈电端子6，能使电感元件L1、 L2的耦合系数k提高。而且，通过添加电感 元件L3，即使电感元件L1、 L2的耦合系数小，也能实现宽带化。实施例6的 天线1F的其它作用效果与上述实施例1的天线1A基本相同。(具有LC谐振电路的其它谐振电路、参照图21)构成天线的谐振电路除实施例1 6外，还能采用例如图21(A) (E)中以等 效电路示出的各种方式，并能得到小型且宽带的特性。图21(A)由电感元件L1和电容元件C1、以及由电感元件L2和电容元件C2 分别构成LC串联谐振电路，将电感元件L1、 L2直接相联，并将电感元件L1 的一端连接到馈电端子5，将电容元件C1、 C2连接到馈电端子6。图21(B)由电感元件L1和电容元件C1、以及由电感元件L2和电容元件C2 分别构成LC串联谐振电路，将电感元件L1的一端连接到馈电端子5，在电感 元件Ll与L2之间连接电容元件C2，并将电容元件Cl和电感元件L2的另一 端连接到馈电端子6。图21(C)由电感元件Ll和电容元件Cl、以及由电感元件L2和电容元件C2 分别构成LC串联谐振电路，将电感元件L1、 L2直接相联，并将电容元件C1 连接到馈电端子5，将电容元件C2和电感元件L1的另一端连接到馈电端子6。图21(D)由电感元件L1和电容元件C1、以及由电感元件L2和电容元件C2 分别构成LC串联谐振电路，将电感元件L1、L2的一端通过电感元件C1连接， 另一端直接相联。将电感元件L1的一端连接到馈电端子5，将电感元件L1、 L2的另一端连接到馈电端子6。图21(E)由电感元件Ll和电容元件Cl、以及由电感元件L2和电容元件C2 分别构成LC串联谐振电路，将电感元件L1、 L2直接相联，并将电感元件L1 的一端与电容元件Cl的连接点连接到馈电端子5，将电感元件L2的另一端与 电容元件Cl的连接点连接到馈电端子6。实施例7(参照图22和图23)如图22中作为等效电路所示，实施例7的天线1G具备具有不相同的电感 值而且相互同相磁耦合(用互感M表示)的电感元件L1、 L2，并将该电感元件 Ll、 L2相互并联在馈电端子5、 6上。包含上述电路组成的天线1G中，电感元件L1、 L2具有不相同的电感值， 并且同相磁耦合。于是，电感元件Ll、 L2因磁耦合而产生Ll -L2 = M的互感。 根据本发明人的模拟，天线1G作为具有图23所示宽带反射特性的辐射元件起 作用。再者，仅用2个电感元件L1、 L2构成匹配电路时，连接馈电端子5、 6的 设备的阻抗或电抗受到限制，但能得到图23所示的宽带反射特性。实施例8(参照图24和图25)如图24中作为等效电路所示，实施例8的天线1H对上述实施例7所示的 电感元件L1、 L2，在电感元件L1的一端与馈电端子5之间连接电容元件C1。包含上述电路组成的天线1H中，因具有不相同的电感值的电感元件L1和 L2的磁耦合而产生互感M。根据本发明人的模拟，能得到图25所示的宽带反射特性。实施例9(参照图26和图27)如图26中作为等效电路所示，实施例9的天线ll对上述实施例7所示的电 感元件L1、 L2，在各自的一端与馈电端子5之间连接电容元件C1、 C2。包含上述电路组成的天线II中，也因具有不相同的电感值的电感元件L1 和L2的磁耦合而产生互感M。根据本发明人的模拟，能得到图27所示的宽带 反射特性。实施例IO(参照图28 图30)如图28中作为等效电路所示，实施例10的天线1J在上述实施例2所示的 电感元件L1设置"中间抽头"，该中间抽头连接馈电端子5，并省略电容元件 Cl。其作用效果与实施例2相同，但通过配合馈电端子5与6之间的阻抗设置 抽头，能取空间的阻抗与连接在馈电端子5与6之间的设备的阻抗的匹配，而 不使电磁场能量减小。这里，将电感元件L1划分成电感Lla、 Llb。包含上述电路组成的天线1J由图29中作为一个例子示出的叠层结构组成， 是层叠、压接、烧结电介质组成的陶瓷片11a llh后得到的器件。即，在陶瓷 片lla上形成馈电端子5、 6和通路孔导体19a、 19b，在陶瓷片llb上形成电 容器电极13a、连接用导体图案15d和通路孔导体19c、 19m、 19n，在陶瓷片 llc上形成电容器电极14a和通路孔导体19c、 19e、 19m、 19n。又，在陶瓷片lld上形成连接用导体图案15a、 15b、 15c和通路孔导体19d、 19g、 19h、 19i、 19n。在陶瓷片lle上形成导体图案16a、 17a和通路孔导体19g、 19i、 19j、 19k、 19n。在陶瓷片llf上形成导体图案16b、 17b和通路孔导体19g、 19i、 19j、 19k、 19n。在陶瓷片llg上形成导体图案16c、 17c和通路孔导体19g、 19i、 19j、 19k。又，在陶瓷片llh上形成导体图案16d、 17d。通过层叠上述陶瓷片11a llh，以通路孔导体19j为中介连接导体图案16a 16d，形成电感元件L1，而且导体图案16c的分支部16c'作为中间抽头起作用。将该分支部16c，通过通路孔导体19n，进而通过连接用导体图案15d和通 路孔导体19a连接到馈电端子5。以通路孔导体19k为中介连接导体图案17a~ 17d，形成电感元件L2。电容元件C2由电极13a、 14a构成。然后，将电感元件L1的一端通过通路孔导体19g、连接用导体图案15c、 通路孔导体19c连接到电容器电极13a，另一端通过通路孔导体19d、连接用导 体图案15b、通路孔导体19m、 19b连接到馈电端子6。另一方面，将电感元件L2的一端通过通路孔导体19i、连接用导体图案15a、 通路孔导体19e连接到电容器电极14a，另一端通过通路孔导体19h、连接用导 体图案15b、通路孔导体19m、 19b连接到馈电端子6。利用连接用导体图案 15b分别连接电感元件Ll、 L2的另一端。在包含上述组成的天线1J中，包含相互磁耦合的电感元件L1、 L2的LC 串联谐振电路产生谐振，电感元件L1、 L2作为辐射元件起作用。又，电感元 件L1、 L2通过电容元件C2耦合，而且设置分支部16c'(中间抽头)，从而作为 连接馈电端子5、 6的设备的阻抗(通常为50Q)和空间的阻抗(377Q)的匹配电 路起作用。本发明人根据图28所示等效电路进行模拟的结果，天线1J中得到图30所 示的反射特性。实施例ll(参照图31和图32)如图31中作为等效电路所示，实施例11的天线1K在上述实施例10所示 的天线1J中添加电容元件C1。其作用效果与实施例IO相同，通过配合馈电端 子5与6之间的阻抗设置中间抽头，能取空间的阻抗与连接在馈电端子5与6 之间的设备的阻抗的匹配，而不使电磁场能量减小。通过对实施例10添加电 容元件C1，容易取与馈电端子5、 6之间的阻抗匹配。在包含上述组成的天线1K，其组成与图8和图29所示的叠层结构相同， 省略详述。本发明人根据图31所示等效电路进行模拟的结果，天线1K中得到 图32所示的反射特性。通过上述实施例IO和实施例11那样设置中间抽头，使与馈电端子5、 6的阻抗匹配容易取时，反射变大，带宽随之扩大。因而，为了得到希望的频段， 在设定各电感元件的常数时，需要考虑阻抗匹配的程度。(其它实施例)再者，本发明的天线不限于上述实施例，可在其要旨的范围作各种变换。 例如上述各实施例中，用集总常数型谐振电路构成LC谐振电路，但也可用分布常数型谐振电路构成。而且，内置此LC谐振电路的叠层体不仅可为电介质，而且可为绝缘体；作为材料，能用陶瓷、树脂等。工业上的实用性综上所述，本发明对表面安装型天线有用，尤其在能确保小型且宽带方面 优良。
权利要求
1、一种天线，具备馈电端子、以及电感值互不相同的至少2个电感元件，其特征在于，将所述电感元件用于辐射电波，同时还作为使从所述馈电端子看馈电侧的阻抗与自由空间的辐射阻抗得到阻抗匹配的匹配电路的电感来使用。
2、 如权利要求1中所述的天线，其特征在于，还具备电容元件，并由该电容元件和所述电感元件构成多个谐振电路。
3、 一种天线，具备馈电端子、以及多个谐振电路，其特征在于， 将所述多个谐振电路用于辐射电波，同时还作为使从所述馈电端子看馈电侧的阻抗与自由空间的辐射阻抗得到阻抗匹配的匹配电路的电感来使用。
4、 如权利要求3中所述的天线，其特征在于， 所述多个谐振电路由电容元件和电感元件构成。
5、 如权利要求3或4中所述的天线，其特征在于，将所述多个谐振电路与所述馈电端子直接电连接、或者通过集总常数型电 容或电感电连接。
6、 如权利要求3至5中任一项所述的天线，其特征在于， 所述多个谐振电路中相邻的谐振电路的耦合系数至少大于等于0.1。
7、 如权利要求3至6中任一项所述的天线，其特征在于， 构成多个谐振电路的电感元件由按往单轴方向排列的线状电极图案构成。
8、 如权利要求3至7中任一项所述的天线，其特征在于， 所述馈电端子与电容元件电连接。
9、 如权利要求8中所述的天线，其特征在于， 在叠层衬底上形成连接所述馈电端子的电容元件。
10、 如权利要求3至9中任一项所述的天线，其特征在于， 将所述多个谐振电路形成在叠层衬底上。
11、 一种天线，具备第1和第2馈电端子、以及多个谐振电路，其特征在 于，具备包含第1电感元件和与其两端电连接的第1电容元件和第2电容元件的第1 LC串联谐振电路；以及包含第2电感元件和与其两端电连接的第3电容元件和第4电容元件的第2 LC串联谐振电路，所述第1和第2电感元件相互磁耦合，将所述第1电感元件的一端通过所述第1电容元件与所述第1馈电端子电 连接，另一端通过所述第2电容元件与所述第2馈电端子电连接，并且将所述第2电感元件的一端通过所述第3电容元件和第1电容元件与所述 第1馈电端子电连接，另一端通过所述第4电容元件和第2电容元件与所述第 2馈电端子电连接。
全文摘要
得到能确保小型且宽带的天线。该天线具备相互磁耦合的电感元件(L1)、(L2)，并且包含由电感元件(L1)和电容元件(C1a)、(C1b)组成的LC串联谐振电路；以及由电感元件(L2)和电容元件(C2a)、(C2b)组成的LC串联谐振电路。将多个LC串联谐振电路用于辐射电波，且用作使从馈电端子(5)、(6)看馈电侧的阻抗(50Ω)与自由空间的辐射阻抗(377Ω)得到阻抗匹配的匹配电路的电感。
文档编号H01Q7/00GK101331651SQ200780000708
公开日2008年12月24日 申请日期2007年3月6日 优先权日2006年4月14日
发明者加藤登 申请人:株式会社村田制作所