專利名稱：天線設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及天線設備。
背景技術：
在現有技術中，已經開發了微型天線來用于超短波的通信。特別是在稱作UWB(超寬帶)的通信標準中，可以提高通信速率，但使用的帶寬通常寬至3.1GHz-10.6GHz。因此，已經期望開發出一種天線設備，其能夠有效的接收這種寬范圍的電波。在現有技術中，雙錐天線或盤錐天線已經是熟知的具有寬帶頻率特性的天線設備。例如，在日本專利No.3,273,463中公開了使用半圓輻射板的寬帶天線設備。此外，為了減少天線設備的尺寸，已經建議了各種形狀的天線設備以減少寬帶天線的尺寸，比如蝴蝶結天線(JP-A-2002-135-37)。
發明內容
然而，在該天線設備中，雙錐形天線或盤錐天線具有大的形狀以至于難于作為安裝在一設備中的天線設備類型。而且，在日本專利No.3,273,463和JP-A-2002-135037中公開的天線具有復雜的形狀，而且它們的占用容量對于天線設備不是很小的。而且，各種形狀的電極被結合，但它們基本上是平面形輻射電極。因此，如果電極是窄的，則它們的頻帶也是窄的。因此，已經發現現有技術的天線設備受到小型化的限制。而且，平面形導體部件本身突起并且不能保持有效的長度。
本實用新型意在解決這些問題并具有提供天線設備的目的，其在尺寸減少和可安裝性方面是優秀的同時保持強度。本實用新型的另一個目的是提供一種天線設備，其對應于超寬頻帶同時減少其天線的尺寸。
為實現上述的目的，根據本實用新型的第一個方面，提供一種天線設備，其包括基片；輻射部分，其包括排列在基片的一個主面上的電介質塊和在電介質塊的表面上以立體形狀形成的第一導體層；和接地導體，其包括在基片的另一個主面上形成的第二導體層。該天線設備可以進一步包括在基片的主面上從安置在第一導體層的一端上的饋線部分延伸的饋線。而且，該接地導體還可以形成在基片的另一主面的部分區域上，而且輻射部分也可以被排列在一個主面的這樣的區域上以避免具有形成的接地導體的區域。
根據本實用新型的第二個方面，提供一種天線設備，包括天線部件，該天線部件包括基片；輻射部分，其具有在基片的一個主面上設置的電介質塊，和在電介質塊的表面上以立體形狀形成的第一導體層；和具有在基片的另一主面上形成的第二導體層的接地導體；和在基片主面上從放置在第一導體層的一端上的饋線部分延伸的饋線。該接地導體形成在基片的另一主面的部分區域中，而且輻射部分被排列靠近基片的外圍邊緣部分和在相應于避免具有形成的接地導體的部分區域的區域的一個主面上。在該天線設備中，輻射部分也可以在沿著接地導體的側部的方向上靠近基片的其中一側排列，該接地導體通過基片與該輻射部分相對。
在本實用新型中，第一導體層也可以形成在電介質塊表面的除了與基片接觸的接觸面外的至少三個面上。而且，第一導體層還可以在電介質塊中的接觸面的一個部分上連續形成以便與基片接觸。可替換的，第一導體層還可以在電介質塊的表面的這樣一接觸面上形成以與基片和與接觸面相鄰的面接觸。
而且，在本實用新型中，第一導體層還可以從放置在第一導體層的一端上的饋線部分朝著另一端以輻射形來形成。
此外，第一導體層還可以從放置在第一導體層的邊緣部分上的饋線部分遠離具有形成的接地導體的區域以輻射形式來形成。
本實用新型中的電介質塊可以由任何的鋁、鈦酸鈣、鈦酸鎂和鈦酸鋇構成。而且，電介質塊也可以具有特殊的介電常數15或更小。
而且，本實用新型中的第一導體層還可以以這樣的輻射形式來形成，其相對于連接放置在第一導體層一端的饋線部分和第一導體層的另一端上的饋線部分的直線具有大于等于80度和小于等于180度的中心角度。
而且，本實用新型中的接地導體還可以沿著基片的一個主面上的饋線形成，并且該饋線還可以構成為共面線。
根據本實用新型的另一個方面，提供了用于制造天線設備的一種方法，包括，形成電介質部件為預定形狀的步驟；形成饋電極以用作為在電介質部件的預定部分上的天線饋送部分的步驟；在電介質部件的表面上形成導體，以便該導體從電介質部件向后的該饋電極的位置可以整體地形成一立體形狀的步驟；和在具有形成的接地部分的基片的另一主面上，排列具有該形成的導體的電介質部件的步驟。
按照本實用新型，其能夠實現尺寸減少的和加寬范圍的天線。
圖1是透視圖，顯示了根據本實用新型第一實施例的在來自輻射部分120的方向中的天線設備100；圖2是透視圖，顯示了根據實施例的在來自輻射部分120的相反方向中的天線設備100；圖3是放大圖，顯示了根據實施例的天線設備100中的輻射部分120的形狀；圖4是根據實施例的天線設備100中的輻射部分120的展開；圖5顯示了根據實施例的從接合面到基片110的方向中的天線設備100中的輻射部分120；圖6是流程圖，顯示了實施例中天線設備100的制造方法的輻射部分120的制造過程；圖7圖示了根據實施例的一個例子中的頻率特性；圖8圖示了根據實施例的基帶部分129的實施例常數和可使用的頻率帶寬之間的關系；圖9圖示了實施例的示例中天線電極60的形狀和天線特性之間的關系；圖10是展開圖，顯示了根據本實用新型第二實施例的輻射部分220；圖11是展開圖，顯示了根據本實用新型第三實施例的輻射部分320；圖12是展開圖，顯示了根據本實用新型第四實施例的輻射部分420；圖13是展開圖，顯示了根據本實用新型第四實施例的輻射部分520；圖14是透視圖，顯示了根據本實用新型第六實施例的在來自輻射部分620的方向中的天線設備600；圖15是透視圖，顯示了根據實施例的在來自輻射部分620的相反方向中的天線設備600；圖16是透視圖，顯示了根據實施例的天線設備600中的輻射部分620的結構；圖17圖示了該實施例中的VSWR特性；圖18是該實施例的史密斯圓圖；圖19圖表顯示了適用于該實施例使用的頻帶；圖20圖示了該實施例中的VSWR特性；圖21是該實施例的史密斯圓圖；
圖22圖表顯示了適用于該實施例使用的頻帶；圖23圖示了該實施例中的VSWR特性；圖24是該實施例的史密斯圓圖；圖25圖表顯示了適用于該實施例使用的頻帶；圖26圖示了該實施例中的VSWR特性；圖27是該實施例的史密斯圓圖；圖28圖表顯示了適用于該實施例使用的頻帶；圖29顯示了本實用新型第七實施例的輻射部分720；圖30顯示了本實用新型第八實施例的輻射部分820；圖31圖示了該實施例中的VSWR特性；圖32是該實施例的史密斯圓圖；圖33圖表顯示了適用于該實施例使用的頻帶；圖34顯示了本實用新型第九實施例的輻射部分920；圖35顯示了本實用新型第十實施例的輻射部分1020；圖36圖示了該實施例中的VSWR特性；圖37是該實施例的史密斯圓圖；圖38圖表顯示了適用于該實施例使用的頻帶；圖39顯示了本實用新型第十一實施例的輻射部分1120；圖40圖示了該實施例中的VSWR特性；圖41是該實施例的史密斯圓圖；圖42圖表顯示了適用于該實施例的頻帶；圖43圖示了本實用新型第一實施例修改的VSWR特性；圖44是本實用新型第一實施例修改的史密斯圓圖；圖45圖表顯示了適用于本實用新型第一實施例的修改的頻帶；圖46圖示了本實用新型第六實施例修改的VSWR特性；圖47顯示了本實用新型第六實施例修改的史密斯圓圖；圖48圖表顯示了適用于本實用新型第六實施例使用的修改的頻帶；圖49圖示了本實用新型第六實施例的另一修改的VSWR特性；圖50顯示了本實用新型第六實施例的另一修改的史密斯圓圖；
圖51圖示了本實用新型第六實施例的另一修改的VSWR特性；圖52顯示了本實用新型第六實施例的另一修改的史密斯圓圖；圖53圖示了本實用新型第六實施例的另一修改的VSWR特性；圖54顯示了本實用新型第六實施例的另一修改的史密斯圓圖；圖55圖示了本實用新型第六實施例的另一修改的VSWR特性；圖56顯示了本實用新型第六實施例的另一修改的史密斯圓圖；圖57圖表顯示了本實用新型第六實施例的另一修改的VSWR特性；圖58圖示了本實用新型第六實施例的另一修改的VSWR特性；圖59顯示了本實用新型第六實施例的另一修改的史密斯圓圖；圖60圖示了本實用新型第六實施例的另一修改的VSWR特性；圖61顯示了本實用新型第六實施例的另一修改的史密斯圓圖；圖62圖示了本實用新型第六實施例的另一修改的VSWR特性；圖63顯示了本實用新型第六實施例的另一修改的史密斯圓圖；圖64圖表顯示了實施例的另一修改的VSWR特性；圖65是透視圖，顯示了根據本實用新型第十二實施例的在來自輻射部分1220的方向中的天線設備1200；和圖66是透視圖，顯示了根據本實用新型第十三實施例的在來自輻射部分1320的方向中的天線設備1300。
具體實施方式
根據本實用新型的用于解決至少部分上述具體的問題的天線設備具有其本質特征在于在柱形電解質部件的表面上形成導體以形成天線電極，和其中天線電極從在天線電極的一端上形成的饋線部分朝著天線電極的另一端整體地以立體形狀形成。
在該天線設備中，在電解質部件的表面上形成天線電極，且其具有立體形狀。因此，該天線設備具有小的尺寸但具有寬帶天線的功能。在該天線設備中，在具有電介質常數ε的電解質部件中，電磁波的波長λ可以被處理成 因此，與使用非電介質材料的天線設備相比，本實用新型的天線設備在整體尺寸上能被減小。該天線設備的電介質部件可以具有柱形或多邊形，比如四角棱形、五邊形或六邊形，并可以是在饋線側和引線側之間的具有不同截面區域的柱形(或在形成饋線部分的一端和另一端之間)。該電介質材料可以采用各種材料，不僅是鋁而可以是鈦酸鈣(CaTiO3)、鈦酸鎂(MgTiO3)或鈦酸鋇(BaTiO3)。任何材料的導體也能適用于天線電極。對于諸如目的或價格的因素而可以選擇銅、鋁、鐵或錫。
這里，天線電極最好形成為圓錐形。通過朝著引導端發散天線電極來改善頻帶特性，就是說，從天線電極的一端上形成的饋送部分朝著天線電極的另一端。對于這種圓錐形，天線電極形成在圓柱形的電介質部件的各個表面上，比如四角形。而且，通過分散形成在至少一個面上的天線電極也可以形成截頭圓錐體形，從具有排列的饋送部分的一端朝著另一端。如果在至少三個連續的面上形成天線電極則能完全作出立體形。通過在一個面上的電極形狀可以形成這種完整的圓錐形。此外，通過以三角或四角錐形形成自身的電介質部件和通過在錐形表面上形成天線電極，也可以形成圓錐形。
而且，還可以通過不僅在三個面上形成電極(即四角棱形的頂面和鄰接那個頂面的側面)形成天線電極，而且這樣的電極在相對于那個頂面的至少一部分面上或相對于在饋送側上的表面的至少一部分面上以便延續到在側面或頂面上形成的天線電極。天線電極因此形成在頂面上和在相對面的至少部分上或在相對于饋送側和相對的面上的部分面上，以便天線電極能強化它的立體圖形以完全地覆蓋該寬帶。
因此，后述的本實用新型的用于制造天線設備的方法具有它的本質定位其中電介質部件被形成為預定的形狀；其中作為天線饋送部分的饋送電極形成在電介質部件的預定部分上(例如在天線電極的一端上)；和其中導體形成在電介質部件的表面上，使得該導體可以完全從電介質部件(例如，朝著天線電極的另一端)向后從饋送電極的位置形成立體形狀。根據這種制造方法，覆蓋寬帶的微型天線能夠通過簡單的過程被簡單的制造。
下面將結合參考附圖詳細描述本實用新型的實施例。
圖1是透視圖，顯示了根據本實用新型第一實施例的天線設備100的結構并考慮來自天線電極的方向(或輻射部分)，和圖2是考慮相反方向的透視圖。
如圖1和2所示，所構成的天線設備100包括排列在基片110的一個主面上的輻射部分120；饋線130，用于從和到輻射部分120輸入和輸出發送-接收信號；饋線連接器140，用于與饋線130連接未顯示的饋線；和在基片110的另一主面上形成的接地導體150。輻射部分120被排列在一個從基片110的一個主面的中心附近接近一個較短側的位置上。饋線130這樣成形，以使它的一端與在輻射部分120中形成的天線電極的一部分(或饋線部分)電連接，并朝著基片110的另一個較短側以帶形狀延伸。而且，饋線130的另一端與饋線連接器140連接。接地導體150以矩形平面形形成在另一主面的這樣一區域上，以使其通過基片110與具有其上形成的饋線130的區域對應。特別的是，該接地導體150在這樣一區域中形成，其由基片110的兩個相對側、相交兩個相對側的直線和由兩個相對側限定的基片110的一側密封的。這里，輻射部分120還可以形成到相應的避免具有所形成的接地導體150的區域。
通過矩形印刷電路板和由玻璃鋼板等組成示例了基片110。基片110還可以具有印刷電路板的功能，用于排列除天線設備100之外的另一個電路。特別的是，具有諸如排列其中的無線電路部分的基片可以是基片110，或獨立用于天線設備100的基片可以是基片110。輻射部分120由以矩形板形或塊形被切斷的電介質材料(或基底部分129)構成，并具有在它的表面上形成為天線電極的薄膜導電材料。作為天線電極的導電材料可以是薄導體膜，比如薄銅膜或薄銀膜，并且通過平板形中形成的陶瓷示例了電介質材料。輻射部分120起到用于輻射電波的輻射器的作用，并與接地導體150相關以構成在四分之一波長模式中起作用的天線設備100。
饋線130由薄導體膜構成，比如薄銅膜或薄銀膜，并用于饋送發送信號到輻射部分120中形成的天線電極和提取接收信號。饋線連接器140是諸如SMA連接器的高頻連接器。饋線連接器130與饋線連接器140的信號線側(或芯線側)電連接，而接地導體150與它的接地側電連接。取決于天線設備100的實施例，饋線連接器140也可以被省略。接地導體150由薄導體膜制成，比如薄銅膜或薄銀膜，并以矩形平面形狀形成在基片110的另一個主面上(即在主面的相對側上的橫跨基片110的主面，其上排列了輻射部分120)。形成接地導體150以覆蓋形成饋線130的基片110的另一主面的這樣一個區域的整個面，也就是，從與輻射部分120連接的部分到與饋線連接器140連接的區域。接地導體150連同饋線130構成微小帶狀線。而且，形成的接地導體150不重疊基片110對面的輻射部分120。換句話說，輻射部分120被排列在這樣一區域中，其避免了通過基片110的具有形成的接地導體150的區域。而且，輻射部分120的饋線部分被安置在輻射部分的一端以最接近接地導體150，并與饋線130電連接。接地導體150具有用作微帶狀線或饋線接地的作用和作為對應于輻射部分120的接地。
這里，可以這樣構成天線設備100，以便將它安置在具有安裝在其上的其它電路部分的電路基片的一端上。特別的是，可以構成天線設備100以至于不配備饋線連接器140而從安置在基片110上的無線電路引入收發信號直接到饋線130。在此情況下，基片110安裝其它的電路部件并被包容在未顯示的外殼中，例如，構建一裝配在計算機卡槽中的無線LAN卡。這個無線LAN卡根據UWB標準用未顯示的訪問點傳送數據。在天線設備100被安裝在電路基片一端的情況下，基片110是多層基片，其內層具有以焊接方式形成的電源和地線。此外，在基片110的表面上，形成有饋線130，其饋送電源到輻射部分120。
下面，將結合參考附圖3-圖5描述天線設備100中的輻射部分120。圖3是透視圖，顯示了放大尺寸的輻射部分120；圖4是輻射部分120的展開；和圖5顯示了在基片110的接合面的方向中的輻射部分120。這里，省略了圖3中接地導體150的示例和構成輻射部分120的電介質(或基底部分)的示例。
如圖3所示，構成天線設備100中的輻射部分120以包括由矩形鋁板制成的基底部分129，并且在基底部分129的五個表面上形成天線電極160。具體的是，在基底部分129表面的除去到基片110的接合面的所有面上形成天線電極160。這里，除了與基片110接觸的面外，還可以在至少三個連續面上形成天線電極160。在本實施例中，基底部分129形成為具有15毫米x15毫米x3毫米(厚度)的尺寸的平板形。該基底部分129還可以由另一種電介質材料制成。根據所使用的頻帶來設計基底部分129的介電常數ε和尺寸。
如圖4所示，被安置在實施例的輻射部分120中的天線電極160分別在基底部分129的表面上形成電極161-165，就是說，一個頂面121、兩個側面122和123、與饋線130連接的正面124，和正面124相對的背面125。在下面所述的基底部分129的表面的描述中，“正面”意味著一個面，其上饋線130與基底部分129連接，而“底面”意味著一個面，其上排列基底部分129以與基片110接觸。在對應于頂面121的底面126上不形成電極。在該實施例中，天線電極160是由(例如)銀制成的。天線電極160具有10-15μm的厚度并通過在基底部分129上的絲網印刷銀膏和然后在850℃上燒結來制備。還可以通過另一種方法比如鍍層、濺射或電鍍方法，通過在基底部分129的表面上形成它來制備該天線電極。在頂面121、兩個側面122和123、正面124和背面125上形成的天線電極161、162、163、164和165它們都彼此電傳導。在電極161-165之中，與饋線130連接的電極164起到天線設備100的饋線部分的作用。
如圖4和5所示，天線電極160被形成(輻射)形狀以使它的面積(區域)從形成在焊接到饋線130的一端的正面124上的電極164逐漸放大，以接收朝著北背面125的饋送電能，并通過頂面121上的電極16q、在兩個側面122和123上的電極162和163、以及正面124和背面125上的電極164和165以立體形狀給出。通過電極161-165形成的凹槽顯示在圖5中，而且，存在基底部分129，其由具有介電常數ε的電介質材料構成。
這樣，根據本實用新型的該實施例，在輻射部分120中，天線電極160密封由電介質材料構成的基底部分129。因此，能夠使整個天線尺寸小于四分之一波長模式的常規天線。此外，根據本實用新型的實施例，形成天線電極160以使它的區域從它的饋線部分(或電極164)朝著相對的電極165(或遠離接地導體150的方向)逐漸放射性地放大。因此，能夠增大適于使用的頻率帶寬。
下面，將結合參考圖6描述根據本實用新型的天線設備100的制造方法。圖6是一流程圖，顯示了天線設備100的制造方法中的輻射部分120的制造過程。
如圖6所示，具有介電常數ε的電介質材料(例如鋁)以預定的形狀(例如實施例中的15毫米x15毫米x3毫米的四邊形)被切斷成基底部分129(步驟S10)。
接著，通過在基底部分129的各個面上的絲網印刷方法來應用銀膏(步驟20)。在圖1-4所示的實施例中，將銀膏應用在電極161-165的形狀中，如圖4所示，分別應用在頂面121、側面122、側面123，正面124和背面125，除了與基片110接觸的那個面。
接著，將具有應用了銀膏的基底部分129被放入燒結爐中，并在850℃上燒結(步驟30)。通過這種燒結處理，在基底部分129的期望的表面上該銀膏被形成為薄銀膜，以使該輻射部分120完成。
隨后，排列輻射部分120的基片(例如玻璃鋼板基片)以預定尺寸被切斷成基片110。在基片110的一側上薄銅膜形成為接地導體150。此時，接地導體150不形成在相應于輻射部分120的排列位置的區域上而只在除了那個區域的部分上。結果，接地導體150起到天線輻射元件的作用而不阻礙輻射部分120的電磁波輻射作用。
另一方面，在基片110上，所需的饋線130由薄銅膜形成，并與預定的無線電路電連接。接著，完成的輻射部分120被排列在具有其上形成接地導體150的基片上的預定位置。利用粘合劑將輻射部分129固定在基片110上。
通過后述的處理過程可以簡單的制造天線設備100。
這里，將結合參考圖7-9詳細描述根據實施例的天線設備100的例子。圖7圖示了根據實施例的示例的頻率特性；圖8圖繪了基底部分129的介電常數和它的可使用頻帶之間的關系；和圖9圖繪了基底部分129上形成的天線電極160的形狀和天線特性之間的關系。通過使用圖1和圖2的參考符號來進行下面的描述。
首先，通過圖6所示的處理過程，陶瓷平板以具有15毫米寬度Wr1，15毫米的長度Wr2和3毫米的厚度的四邊形被切斷成基底部分129，并且圖4所示的薄銀膜圖形形成在五個面上，除了與基片110接觸的那個面，借此形成輻射部分120。接著，具有1毫米厚度的玻璃鋼板(FR-4)以具有100毫米的長度L和50毫米的寬度W的矩形被切斷成基片110。
接著，通過從切斷基片110的一個主面的一個較短側的基本中央部分朝著另一較短側蝕刻，形成具有70毫米長度(Lg)的帶形薄銅膜，借此構成微帶線。而且，從切斷基片110的另一主面的另一較短側朝著一個較短側，具有30毫米長度和50毫米寬度的薄銅膜被蝕刻掉。結果，相應于微帶線的具有70毫米長度Lg和50毫米的寬度W的區域形成為接地導體150。
隨后，具有薄銀膜的輻射部分120被粘附到基片110的表面，它相反于形成接地導體150的那個面。這樣排列輻射部分120以便能與基片110上形成的微帶線的開口端相連接，并被焊接到在輻射部分120的正面123上形成的電極164。
這樣，完成了圖1和圖2所示的天線設備100。輻射部分120具有15毫米x15毫米x3毫米的尺寸，而基片110具有100毫米x50毫米的尺寸。接地導體150與基片110的三個連續側接觸，和具有長度70毫米和寬度50毫米的尺寸。而且，排列輻射部分120，使它的正面124被定位在基片的較長側方向上的位置與接地導體150的較短側的位置基本相同。
圖7圖示了如此完成的天線設備的反射特性。如在圖7中的實曲線J所示，在從3GHz-11GHz的寬帶上該示例的天線設備100具有-10dB的反射特性，并具有優良的天線特性。這里，圖7的虛曲線B表示具有相同形狀的天線的特性情況，其中天線電極只形成在電介質部件的基底部分129的頂面121上。兩個曲線的比較表明在所有頻帶上實曲線J具有改進的反射特性。因此，發現通過以這種立體形狀形成天線電極160來密封(或擴展延伸)由電介質材料構成的基底部分129在寬范圍上提高了天線特性，如在該例中所示。
另一方面，圖8顯示了電介質部件的基底部分129的特定介電常數εr和使用的頻率帶寬之間的關系，就是說，頻帶寬度的變化更適用于該情況的天線設備100的使用，其中基底部分129的特定介電常數εr是變化的。根據條件VSWR＜2作出更適用于使用的頻率帶寬的測量。
如圖8所示，顯示了構成輻射部分120的基底部分129的特定介電常數εr和天線設備100的頻帶寬度之間的相關性。特別的是，發現隨著介電常數變大可使用的頻帶寬度趨于變窄。用于UWB通信所需的頻帶寬度大約是7.5GHz。因此，在此情況下，特定的介電常數εr可以是15或更小。而且，對于較寬的頻帶，特定的介電常數εr可以是13或更小。對于所使用的較小的頻帶，能夠使用較高介電常數的材料。而且，對于基底部分129來說，所使用的帶寬是不同的。如果出于使用的目的，適當的設計特定的介電常數εr和天線電極160的尺寸，這樣能夠提供較小尺寸和較寬頻帶的天線設備100。
此外，根據擴展狀態和天線電極160的天線特性還作出了進一步的研究。特別的是，相對于與正面124的接觸側的圖4中頂面121上的電極161的傾斜角度被指定為θ。該角度θ和在頻帶3.1GHz-10.6GHz內的VSWR的最大值的測量被描繪在圖9中。這里，基底部分129由具有特定的介電常數13的電介質材料構成。
通過改變角度θ來改變VSWR的最大值，如圖9所示。對于一般性的使用，期望VSWR具有2或更小的值。因此，期望角度θ大約是0≤θ≤50度。自然的，根據規范該范圍外的使用是沒有問題的。特別的是，通過設置VSWR為1.9或更小，該角度θ可以在10≤θ≤40度范圍內，或通過設置VSWR為1.8或更小，該角度可以在20≤θ≤30度范圍內。
換句話說，天線電極160期望用于這種情況，VSWR具有2或更小的值，形成相對于直曲線具有80度或更大的(180-50x2)和180度或更小(180-0x2)的中心角度Φ的輻射形狀，如圖4所示，該直曲線從天線電極160的一端上的電極164或饋線點朝著電極165或天線電極160的另一端(或遠離接地導體150)。同樣的，對于1.9或更小的VSWR值，天線電極160還可以形成為具有大于等于100度和小于等于160度的中心角度Φ的輻射形狀，和對于1.8或更小的VSWR值具有大于等于120度和小于等于140度的中心角度Φ。
下面，將結合參考附圖10描述根據本實用新型的天線設備100的第二實施例。圖10是展開圖，顯示了根據實施例的天線設備100的輻射部分220。根據該實施例的天線設備被構成為包括如圖1和圖2所示的基片110，饋線130，饋線連接器140，接地導體150，和如圖10所示的輻射部分220。與根據第一實施例的天線設備100的差別僅在于輻射部分120的結構。因此，下述內容省略了與第一實施例的天線設備100重復部分。
在該實施例的天線設備的輻射部分220中，如圖10所示，在頂面221、側面223、側面223和正面224以及與基片110接觸的底面226上分別形成電極261-264，和266以及267。在頂面221、側面222、側面223和正面224上形成的電極261-264所形成的形狀和位置與輻射部分120的電極161-164相同。
該本實施例中的天線設備中的輻射部分220與第一實施例中的輻射部分120具有下述不同。
在背面225上沒有形成電極。
兩個側面222和223上的電極262和263被擴展為它們到達與頂面221相對的底面226，以至于在底面226上形成兩個電極266和267。
因此，電極261-264，和266以及267形成完整的天線電極260，比第一實施例更全面的密封輻射部分220的基底部分。而且，兩個電極266和267朝著背面225逐漸加寬，并且天線電極(整個天線電極)以從饋線側的三角形形狀被加寬。
因此，具有天線電極260的輻射部分220也在寬帶上展現優異的天線特性。
隨后，將結合參考圖11描述根據本實用新型的天線設備的第三實施例。圖11是展開圖，顯示了根據實施例的天線設備的輻射部分。構成根據該實施例的天線設備包括如圖1和圖2所示的基片110、饋線130、饋線連接器140、接地導體150，和如圖11所示的輻射部分320。與第一實施例的天線設備100的差別僅在于輻射部分120的結構。因此，下述中在與根據第一實施例的天線設備重疊的部分將被省略。
如圖11所示，該實施例中的輻射部分320在側面322、側面323、正面324和與基片110接觸的底面326上分別形成電極362-366。
該實施例的天線設備中的輻射部分320與第一實施例中的輻射部分120具有下述不同。
在底面326上形成電極366以代替頂面321。
正面324的電極364被形成用于焊接到饋線130所需的尺寸。
因此，電極362-366形成完整的天線電極360，只是從第一實施例的天線電極160進行上下調節。配備有輻射部分320的天線設備，具有上下排列基底部分129中的天線電極160，因而也展示了寬帶上的優異的天線特性。
接下來，將結合參考圖12描述根據本實用新型的天線設備的第四實施例。圖12是展開圖，顯示了根據實施例的天線設備的輻射部分420。構成根據該實施例的天線設備包括如圖1和圖2所示的基片110、饋線130、饋線連接器140、接地導體150，和如圖12所示的輻射部分420。與第一實施例的天線設備100的差別僅在于輻射部分120的結構。因此，下述中在與根據第一實施例的天線設備重疊的部分將被省略。
如圖12所示，該實施例中的輻射部分420具有在頂面421、側面422、側面423、正面424和背面425上形成的電極461-465。
該實施例的天線設備中的輻射部分420與第一實施例中的輻射部分120具有下述不同。
頂面421和側面422以及423的電極461-463不形成朝著背面425發散的形狀，而是形成全部覆蓋各個面的形狀。
正面424的電極464被連接到頂面421的電極461，同時保持與饋線130相同的寬度。
因此，電極461-465以四角圓柱形形成完整的天線電極460。該天線設備仍然在寬帶上展現出優異的天線特性，即使沒有從饋線發散的形狀。
因此，對于由電介質材料構成的基底部分，天線電極能以各種形狀被形成。這些形狀能根據使用目的和頻率特性來確定。例如，如圖13所示，可以采用弓形形狀。圖13是展開圖，顯示了根據本實用新型第五實施例的天線設備的輻射部分520。如圖13所示，該實施例中的輻射部分520從饋線朝著背面525以弓形形狀形成。
而且，在輻射部分的基底部分中形成的天線電極可以完全通過確定三角形、正方形、矩形、梯形、圓形、橢圓形、半圓形或扇形或任意的多邊形，并通過把該形狀分配給基底部分的各個面來以立體形狀來形成。簡言之，還可以這樣形成天線電極，以使這種形狀的天線電極可以密封由電介質材料構成的基底部分。
下面，將結合參考圖14-16詳細描述根據本實用新型的天線設備的第六實施例。圖14是透視圖，顯示了根據本實用新型第六實施例的在輻射導體排列方向中的天線設備600；圖15是透視圖，顯示了接地導體方向中的天線設備；和圖16是透視圖，顯示了輻射部分的結構。
如圖14和圖15所示，構成根據該實施例的天線設備600包括構成排列在基片610的一個主面上的輻射部分620的基底部分629；饋線630，用于從和到輻射部分620輸入和輸出發送-接收信號；饋線連接器640，用于與饋線630連接未顯示的饋線；和在基片610的另一個主面上形成的接地導體650。
構成輻射部分620的基底部分629被排列在一個位置上，例如，它位于從接近矩形基片610的一個主面的中央到一個長邊側。這里，構成輻射部分620的基底部分629還可以被排列在空間上與基片610的主面平行的位置上，從形成接地導體650的區域和接近于基片610的周圍邊緣部分。可替換的，還可以排列基底部分629以沿著相對基片610的接地導體650的側部的方向接近基片610的任何側部。饋線630在它的一端與構成輻射部分620的基底部分629中形成的天線電極的一部分電連接，并以帶狀以朝著形成接地導體650的區域被擴展。而且，饋線630的另一端與饋線連接器640相連接。該饋線連接器640被固定在基片610的邊緣部分上。接地導體650以平面形形成在與具有形成了饋線630的區域的基片610的另一個主面的區域上，并與饋線連接器640電連接。
基片610、輻射部分620、基底部分629、饋線630、饋線連接器640和接地導體650分別對應于第一實施例中的基片110、輻射部分120、基底部分129、饋線130、饋線連接器140和接地導體150，并由相同的材料構成和提供相同的特性。簡言之，根據該實施例的天線設備600通過改變根據第一實施例(如圖1-圖4所示)的輻射部分120的形狀和天線設備在基片110中的排列位置，是根據圖1-4所示的第一實施例的天線設備100的改進。因此，在下述中，與根據第一實施例的天線設備100共同的部分將被省略。
在根據該實施例的天線設備600中，如圖14所示，輻射部分620(或基底部分629)被排列在接近基片610的一個較長側，但相距d1的位置上。而且，輻射部分620和接地導體650在基片610較長側方向中被排列在預定距離d2上與基片610相對。饋線630被排列與基片610的較長側平行擴展延伸到相應于輻射部分620的位置。饋線連接器640被排列在一個位置上以對應于饋線630。
圖16是一透視圖，顯示了天線電極660的立體形狀，其構成根據該實施例的天線設備600的輻射部分620。在圖16中，基底部分629由虛線顯示以便容易理解的給出天線電極660的形狀。
在該實施例的輻射部分620中，如圖16所示，像圖11所示的本實用新型第三實施例的輻射部分320一樣，在五個面上形成電極662-666，除了電介質材料構成的基底部分629的頂面之外，借此共同形成天線電極660。具體的是，電極662-666分別形成在兩個側面、正面、背面，和與基片610接觸的基底部分629的底面上。形成的電極664具有所需的尺寸和足夠用于被焊接到饋線630。另一方面，在基底部分629的底面上形成的電極666以從側部傾斜角θ線性形成以便于正面624接觸，它的區域可以從與電極664接觸的側部朝著在基底部分629的另個側面上形成的電極662和663被逐漸加寬。換句話說，該電極66相對于從電極664(即電極660的一端)直接到電極665(即電極660的另一端)的直線以中心角度Φ線性地形成，借此形成線性對稱的梯形。
這里，將結合參考圖17-圖28描述根據該實施例的天線設備600的例子。在該實施例中基片610的長度L是變化的情況下，圖17-圖19圖示了VSWR特性、史密斯圓圖和適于使用的上限和下限頻率。在該實施例中基片610的較短側方向中的輻射部分620的位置是變化的情況下，圖23-圖25圖示了VSWR特性、史密斯圓圖和適于使用的上限和下限頻率。在該實施例中在基片610的較長側方向中的輻射部分620和接地導體650之間的距離是變化的情況下，圖26-圖28圖示了VSWR特性、史密斯圓圖和適于使用的上下限頻率。這里，下述說明使用圖14所示的參考符號。
對于輻射部分620，具有1毫米厚度的鋁板首先被切斷作為具有8毫米寬度Wr1和10毫米長度Wr2的基底部分629中的電介質材料。接著，切斷的基底部分629用形狀如圖16所示的銀膏的天線電極660來印刷，并接著受到燒結處理以制備輻射部分620。基片610具有40毫米的寬度。在輻射部分620和基片610的較長側之間的距離d1是2毫米，而且在輻射部分620和接地導體650之間的基片610的較長側方向中的距離d2是1毫米。接著，在基片610的長度L變化的情況下，檢驗該特性的變化。
作為結果，獲得如圖17所示的電壓駐波比特性(VSWR)，以及如圖18所示的史密斯圓圖。在圖17和18中，實曲線、虛曲線和單點(single-dotted)曲線表示諸情況的VSWR特性和史密斯圓圖，其中基片610的長度L是45毫米，其中基片610的長度L是70毫米，以及其中基片610的長度L是100毫米。而且，基于圖17所示的VSWR特性的適用于假設的UWB標準的上限和下限頻率被列表如圖19所示。
如圖19表格所示，UWB標準的上限和下限頻率(以下表示圖19中的“SPEC”)對于下限頻率是3,100MHz和對于上限頻率是10,600MHz。從圖19發現適用的條件是滿足的，如果設置VSWR＜2.5，根據UWB標準的上限和下限頻率，長度L可以采用任何值。換句話說，發現通常匹配UWB標準的足夠的頻率帶寬被保留，而無論基片610的長度L采用何值。
隨后的檢驗根據這種情況來作出，其中基片610的寬度W是變化的。在這些檢驗中，輻射部分620的天線電極660的圖形是不變的。然而基片610的長度L是45毫米；在輻射部分620和基片610的較長側之間的距離d1是2毫米；以及在輻射部分620和接地導體650之間的基片610較長側方向中的距離d2是1毫米。接著，根據特性變化的情況進行檢驗，其中基片610的寬度W是變化的。
結果，可以獲得如圖20所示的VSWR特性，和如圖21所示的史密斯圓圖。在圖20和21中，實曲線、虛曲線和單點曲線表示下列情況的VSWR特性和史密斯圓圖，其中基片610的寬度W是30毫米，其中基片610的寬度W是40毫米，和其中基片610的寬度W是50毫米。而且，基于圖20所示的VSWR特性的適用于假設的UWB標準的上限和下限頻率如圖22表格所示。
如圖20所示，隨著基片610的寬度變化VSWR特性劇烈的變化。根據此觀點，下限頻率滿足UWB標準，然而，從圖22發現在寬度處于30-50毫米范圍內、特別是大約40毫米的情況下獲得令人滿意的結果，。
隨后，在此情況下進行檢驗，其中基片610上的輻射部分620的位置是變化的。首先，通過改變輻射部分620和基片610的一個較長側之間的距離d1來檢驗特性變化。不改變輻射部分620的天線電極660的圖形，基片610的長度L和寬度W分別是45毫米和40毫米。而且，在輻射部分620和接地導體650之間的基片610的較長側方向中的距離d2是1毫米。然后，在輻射部分620和基片610較長側之間的距離d1是變化的情況下進行特性變化的檢驗。
結果，獲得如圖23所示的VSWR特性，以及如圖24所示的史密斯圓圖。在圖23和24中，實曲線、虛曲線和單點曲線表示下列情況的VSWR特性和史密斯圓圖，其中距離d1是2毫米，其中距離d1是9毫米，和其中距離d1是16毫米(即輻射部分620被排列在基片610的較短側方向中心的情況)。而且，基于圖23所示的VSWR特性的適用于假設的UWB標準的上限和下限頻率如圖25表格所示。
如圖23所示，隨著距離d1變化，VSWR特性也劇烈地變化。在距離d1是9毫米和16毫米的情況下，如圖25所示，該標準不滿足上限和下限頻率。此外，當距離d1變得小于16毫米、9毫米和2毫米時，發現(VSWR＜2.5)的下限頻率位移到3,510MHz，3,390MHz，2,970MHz的下限頻率，并且(VSWR＜2.5)的上限頻率位移到5,420MHz，8,600MHz，和12,000MHz的較高頻率。簡言之，如果d1是至少9毫米或更小，期望是2毫米或更小，在輻射部分620和基片610的一個較長側之間的距離d1能覆蓋滿足UWB標準的帶寬頻率。
接下來，在輻射部分620和接地導體650之間的基片610的較長側方向中的距離d2是變化的情況檢驗特性的變化。輻射部分620的天線電極660的圖形不改變的，但基片610的長度L和寬度W分別是45毫米和40毫米。而且，輻射部分620和基片610的一個較長側之間的距離d1是2毫米。然后，在輻射部分620和接地導體650之間的基片正面方向上的距離d2是變化的情況下進行特性變化檢驗。
結果，獲得如圖26所示的VSWR特性，以及如圖27所示的史密斯圓圖。在圖26和27中，實曲線、虛曲線和單點曲線表示下列情況的VSWR特性和史密斯圓圖，其中距離d2是0毫米，其中距離d2是1毫米，以及其中距離d2是2毫米。此外，基于圖26所示的VSWR特性的適用于假設的UWB標準的上限和下限頻率如圖28表格所示。
隨著距離d2變化，如圖26所示，VSWR特性也較大的改變。當距離d2變為0毫米、1毫米和2毫米時，發現VSWR特性完全位移到較低頻率側。因此，發現距離d2可以被增大來用于減少下限頻率。另一方面，根據滿足UWB標準的觀點，從圖28發現距離d2至少是0毫米或更多，期望是1毫米或更多。
隨后，將結合圖14、圖15、圖29和圖30詳細描述本實用新型天線設備的第七和第八實施例。圖29是透視圖，顯示了本實用新型第七實施例中輻射部分720的結構，和圖30是透視圖，顯示了本實用新型第八實施例中輻射部分820的結構。在此的圖29和圖30中，通過虛線顯示基底部分729和829以便可以容易理解天線電極760和860的形狀。
在根據本實用新型的第七和第八實施例中，分別通過圖29和圖30顯示的輻射部分720和輻射部分820替換根據第六實施例的天線設備600中的輻射部分620。因此，將省略描述與第六實施例那些共同的部分。
在這些實施例的輻射部分720和820中，如圖29和圖30所示，在基底部分729和829的五個除了頂面之外的面上形成電極762-766以及電極862-866，以便它們分別的共同的形成天線電極760和860。具體的是，在各個基底部分729和829的另個側面、正面、背面和底面上形成電極762-766和電極862-866。另一方面，在基底部分729和829的底面上形成的電極766和866以弓形而形成，以至于它們的區域從接觸電極764和864側朝著分別在基底部分729和829的兩個側面上形成的電極762和763以及電極862和863逐漸加寬。這里，第七和第八實施例之間的差別是弓形的方向。具體的是，第七實施例中電極766的弓形是凹的，而第八實施例中電極866的弓形是凸的。
這里，將結合參考圖31-圖33描述根據第七和第八實施例的天線設備的例子。圖31-圖33圖示了VSWR特性、史密斯圓圖和適用的上限和下限頻率，它們分別對比第六-第八實施例。
對于輻射部分720和820，具有1毫米厚度的鋁板首先被切斷作為具有8毫米寬度Wr1和10毫米長度Wr2基底部分729和829中的電介質材料。接著，切斷的基底部分729和829被印刷為具有銀膏的天線電極760和860，其形狀如圖29和30所示，并然后受到燒結處理以制備輻射部分720和820。基片710和810具有40毫米的寬度W和45毫米的長度L。在輻射部分720和820和基片710和810各個較長側之間的距離d1是2毫米，而且輻射部分720和820和接地導體750和850之間的基片的較長側方向中的距離d2是1毫米。然后，連同第六實施例的輻射部分620檢驗特性中的差別作為比較的例子。
結果，獲得如圖31所示的VSWR特性，和如圖32所示的史密斯圓圖。在圖31和32中，實曲線、虛曲線和單點曲線表示第六、第七和第八實施例的VSWR特性和史密斯圓圖。而且，基于圖31所示的VSWR特性適用于假設的UWB標準的上限和下限頻率如圖33表格所示。
從圖31看出，在輻射部分620、720和820中，即使有的話，VSWR特性是幾乎不同。而且，如圖33表格所示，任何輻射部分能獲得滿足UWB標準的大的頻率帶寬。
隨后，將結合參考圖14、圖15、圖34和圖35詳細描述根據本實用新型的天線設備的第九和第十實施例。圖34是透視圖，顯示了本實用新型第九實施例中輻射部分920的結構，以及圖35是透視圖，顯示了本實用新型第十實施例中輻射部分1020的結構。在此的圖34和圖35中，通過虛線顯示基底部分929和1029。
在根據本實用新型的第九和第十實施例中，分別通過圖34和圖35顯示的輻射部分920和輻射部分1020替換根據第六實施例的天線設備600中的輻射部分620。因此，將省略描述與第六實施例那些共同的部分。
在這些實施例的輻射部分920和1020中，如圖34和圖35所示，分別在只基底部分929和1029的正面、背面和底面上形成電極964-966和電極1064-1066。在第九實施例中，更為具體的，分別對應于圖16中所示的在輻射部分620的側面622和623上形成的電極662和663的電極被省略。在第十實施例中，相同的相應電極被揭露并與電極1066相結合。另一方面，第六實施例中的電極666是公共的，在基底部分929的基礎面上形成的電極966和1066以傾斜角θ線性形成(在以中心角度Φ線性形成)。
這里，將結合參考圖36-38描述根據第九和第十實施例的天線設備的例子。圖36到圖38圖示了可適用的VSWR特性、史密斯圓圖和上限和下限頻率，以便它們分別相對照于第六、第九和第十實施例。
這里，在和第七和第八實施例示例的那些例子的相同的條件設定輻射部分的尺寸、基片的尺寸以及基片中輻射部分的位置，并結合第六實施例的輻射部分620檢驗特性來作為比較示例。
作為結果，獲得如圖36所示的VSWR特性，和如圖37所示的史密斯圓圖。在圖36和37中，實曲線、虛曲線和單點曲線表示第六實施例、第九實施例和第十實施例的VSWR特性和史密斯圓圖。而且，基于圖36所示的VSWR特性適用于假設的UWB標準的上限和下限頻率如圖38表格所示。
在圖36中可看出，在輻射部分620、920和1020中VSWR特性是稍微不同的。特別的是第十實施例是輕微的，但比起第六和第九實施例來說，更加朝著較低頻率側位移頻率。而且，在高頻率側第九實施例VSWR特性惡化。此外，如圖38表格所示，第十實施例在下限頻率上低于第六和第九實施例，并發現能保持較寬的頻帶。
隨后，將結合圖14、圖15和圖39詳細描述根據本實用新型的天線設備的第十一實施例。圖39是透視圖，顯示了本實用新型第十一實施例中輻射部分1120的結構。這里在圖39中，通過虛線顯示基底部分1129。
在根據本實用新型的第十一實施例中，分別通過圖39所示的輻射部分1120替代根據第六實施例的天線設備600中的輻射部分620。因此，將省略描述與第六實施例的那些共同部分。
在該實施例的輻射部分1120中，如圖39所示，在基底部分1129的除了頂面的五個面上形成電極1162-1166，以便它們共同集成的構成天線電極1160。具體的是，分別在基底部分1129的兩個側面、前面、背面和底面上形成電極1162-1166。作為與第六實施例的輻射部分620的比較，該實施例的輻射部分1120的不同僅在于在電極1162中形成縫隙和在基底部分1129的兩個側面上形成電極1162和1163。
這里，將結合參考圖40-圖42描述根據第六和第九實施例的天線設備的例子。圖40-42圖示的顯示了VSWR特性、史密斯圓圖和適于使用的上限和下限頻率，以便它們分別相對照于第六和第十一實施例。
這里，在與第七到第十實施例的那些例子的相同條件下設定輻射部分的尺寸、基片的尺寸以及基片中輻射部分的位置。在輻射部分1120的電極1162和1163中，分別具有單獨形成的兩個縫隙，他們具有這些電極寬度的五分之一的寬度。在此，結合第六實施例的輻射部分620作為比較示例來檢驗特性。
結果，獲得如圖40所示的VSWR特性，和如圖41所示的史密斯圓圖。在圖40和41中，實曲線、虛曲線和單點曲線表示第六和第十一實施例的VSWR特性和史密斯圓圖。而且，基于圖40所示的VSWR特性適用于假設的UWB標準的上限和下限頻率如圖42表格所示。
如圖40所示，在輻射部分620和1120之間，即使有的話，VSWR特性是幾乎無差別。而且，如圖42表格所示，任何輻射部分能獲得滿足UWB標準的大的頻率帶寬。
這里，將結合參考圖43-48描述根據本實用新型第一到第六實施例的天線設備的其他示例。圖43-圖48圖示了適用于第一至第六實施例的其他例子的VSWR特性、史密斯圓圖和上限和下限頻率。在這些例子中，將根據下列情況的特性變化進行檢驗，其中天線電極構成在所有除了與基片接觸的底面的五個面上形成輻射部分，如圖4所示，以及在與基片接觸的底面和在與底面相鄰的所有四個面(即除了頂面的所有面)上被形成。
對于第一實施例的輻射部分120，具有2毫米厚度的鋁板首先被切斷作為具有12毫米寬度Wr1和12毫米長度Wr2基底部分129中的電介質材料。然后，切斷的基底部分129來銀膏的天線電極160以如圖16所示的形狀(將被稱作“上部開口型”)來印刷，和以如圖4所示(將被稱作“下部開口型”)形狀來印刷，并然后受到燒結處理以制備兩種類型的輻射部分120。基片110具有1毫米厚度、40毫米的寬度W和100毫米長度L。輻射部分120和基片110較長側之間的距離d是19毫米(輻射部分120處于基片較短側方向中的中心)，而且輻射部分120和接地導體150之間的基片的較長側方向中的距離是0毫米。
結果，獲得如圖43所示的VSWR特性，和如圖44所示的史密斯圓圖。在圖43和44中，實曲線、虛曲線和單點曲線表示下列情況的VSWR特性和史密斯圓圖，其中輻射部分120的電極160是上部開口型，以及其中輻射部分120的電極160是下部開口型。而且，基于圖43所示的VSWR特性適用于假設的UWB標準的上限和下限頻率如圖45表格所示。在這些實施例的條件下，對于上部開口型可以獲得足夠的寬帶特性，如圖43和圖45所示。
隨后，對于第六實施例中的輻射部分620，具有1毫米厚度的鋁板被切斷作為具有8毫米寬度Wr1和10毫米長度Wr2基底部分629中的電介質材料。然后，切斷的基底部分629用圖16和圖4所示的上部開口型和下部開口型中的銀膏的天線電極160來印刷，并接著受到燒結處理以制備兩種類型的輻射部分620。基片610具有1毫米厚度、40毫米的寬度W和45毫米長度L。在輻射部分620和基片610較長側之間的距離d1是2毫米，而在輻射部分620和接地導體650之間的基片610的較長側方向中的距離d2是1毫米。
結果，獲得如圖46所示的VSWR特性，和如圖47所示的史密斯圓圖。在圖46和47中，實曲線、虛曲線和單點曲線表示下列情況的VSWR特性和史密斯圓圖，其中輻射部分620的電極660是上部開口型，以及其中輻射部分620的電極660是下部開口型。而且，基于圖46所示的VSWR特性適用于假設的UWB標準的上限和下限頻率如圖48表格所示。在這些實施例的條件下，對于上部開口型和下部開口型可以獲得足夠的寬帶特性，如圖46所示。另一方面，在下部開口型中形成輻射部分620的情況下，結果是下限頻率和上限頻率位移到較低頻率側。
接下來，將結合參考圖49到圖64描述根據第六實施例的天線設備的其他實施例。圖49到圖64圖示了VSWR特性、史密斯圓圖和適用于下列情況的上限和下限頻率，其中在輻射部分620上形成的天線電極660的傾斜角度θ以及輻射部分620和接地導體650之間的基片610的較長側方向中的距離d2是可變的。
對于圖14中所示的輻射部分620，具有0.8毫米厚度的鋁板首先被切斷作為具有8毫米寬度Wr1和8毫米長度Wr2基底部分629中的電介質材料。然后，切斷的基底部分629用圖16所示形狀的銀膏的天線電極660來印刷，并然后受到燒結處理以制備輻射部分620。此時，電極664的寬度(或寬度W方向中的長度)是2毫米。基片610具有40毫米的寬度W和45毫米的長度，而且輻射部分620和基片610的較長側之間的距離是2毫米。然后，通過改變在輻射部分620和接地導體650之間的基片610的較長側方向中的距離d2，以及電極666的傾斜角度θ來檢驗特性的變化。
結果，獲得如圖49-56所示的VSWR特性和史密斯圓圖。圖49、51、53和圖55，以及圖50、52、54和圖56圖示了下列VSWR特性和史密斯圓圖的情況，其中傾斜角度θ是0度、20度、40度和60度。實曲線表示的情況是距離d2是1毫米；虛曲線表示的情況是距離d2是1.5毫米；單點線表示的情況是距離d2是2.5毫米。另一方面，圖57表示適于使用的作為從那些結果中所獲得的上限和下限頻率。
如圖49至圖56所示，發現對于較短的距離d2，在高頻段的VSWR是較好的，而在低頻段VSWR是較差的。另一方面，在距離d2是常量的情況下，如圖57所示，發現對于較大的傾斜角度θ下限頻率是較低的。對于從3,100MHz的下限頻率到10,600MHz的上限頻率的寬頻帶，根據滿足VSWR＜2.5條件的觀點，另一方面，發現距離d2適于在1.5毫米-2.5毫米的范圍內，最好大約是2毫米，而且傾斜角度θ期望在0度-40度的范圍內。換句話說，如果該電極660以這樣一輻射形狀被形成，以使相對于從電極664(或電極660的一端)或者朝著對置的電極665(或電極660的另一端)的饋送點的直線具有大于等于100度(180-40x2)到小于等于180度(180-0x2)的中心角度Φ，則將獲得滿意的結果。
基于這些結果，該檢驗將進一步在下列情況進行，其中距離d2從2.0毫米-2.6毫米變化，而傾斜角度θ從0度至40度變化，輻射部分620和基片610的尺寸是不變的。結果，獲得如圖58至圖63所示的VSWR特性和史密斯圓圖。圖59、61和圖63圖示了VSWR特性和史密斯圓圖的情況，其中傾斜角度是0度、20度和40度。實曲線、虛曲線、單點曲線和雙點線表示下列情況，其中距離d2分別是2.0毫米、2.2毫米、2.4毫米和2.6毫米。而且，圖64表示作為從那些結果所獲得的適于使用的上限和下限頻率。
如圖58-63所示，發現對于較短距離d2來說VSWR特性較好，而對于低頻段較差。如圖64所示，發現在d2是固定的情況下，對于較大的傾斜角度下限頻率變得較低，但VSWR特性對于高頻段變得較差。從滿足VSWR＜2.5條件的觀點來看，對于寬頻帶從3,100MHz的下限頻率到10,600MHz的上限頻率，另一方面，發現距離d2適于在2.2m到2.6毫米的范圍內，最好大約是2.2-2.4毫米的范圍，而且傾斜角度θ期望在0度到20度的范圍內。換句話說，如果電極660相對于從電極664(或電極660的一端)或者直到朝著對置的電極665(或電極660的另一端)的饋送點的直線以這樣一種輻射狀來形成，以具有大于等于140度(180-20x2)到小于等于180度(180-0x2)的中心角度Φ，這將獲得滿意的結果。
接下來，將結合參考圖65和圖66詳細描述根據本實用新型的天線設備的第十二和十三實施例。圖65和圖66是透視圖，分別顯示了根據本實用新型十二實施例和十三實施例的在輻射導體的排列方向的天線設備1200和1300。
如圖65和圖66所示，構成的天線設備1200和1300包括基底部分1229和1329，用于構成排列在基片1210和1310主面上的輻射部分1220和1320；饋線1230和1330，用于從和到輻射部分1220和1320輸入和輸出發送-接收信號；饋線連接器1240和1340，用于連接未顯示的饋線和饋線1230以及1330；和在基片1210和1310的主面區域上分別沿著饋線1230和1330并在另一個主面上形成的接地導體1250和1350m。簡言之，圖65和圖66所示的十二和十三實施例是通過用共面線替代微帶線來作為圖1和圖14所示的第一和第六實施例中的饋線130和630來修改的。
根據本實用新型，如圖65和66所示，能夠獲得微型寬帶天線特性，即使用共面線替換天線設備1200和1300的饋線1230和1330。
在前述的實施例中，電介質部件的基底部分被容易地給出制造的柱形狀。然而，也可以通過把基底部分鑄模成圓柱形、圓錐形、多邊形，比如規則四面體或十二面體、立方體或橢圓體，和通過在鑄模的基底部分上形成電極來構成立體形的天線電極。而且，基底部分可以形成具有內部空腔。在前述的實施例中，采用單極結構以減少占用面積。然而，也可以在兩個鏡像位置上排列兩個相同的天線設備以構成雙極天線。而且，饋線不應該被限制為微帶線或共面線而可以是帶狀線。
盡管根據它的實施例已經描述了本實用新型，但至少不應構成對它們的限制。在不脫離它的本質的情況下實際上本實用新型能以其他的各種模式來實踐。例如，天線電極能以銅或鋁制成。而且，天線設備不僅能用于收容在IC卡中的LAN設備中而且也能用于移動電話的天線。
本申請是基于2003年7月14日提出的日本專利申請JP2003-196496，和2004年6月17日提出的日本專利申請JP2004-179987，前述中具有相同的內容，在此結合參考它們的全部內容。
權利要求1.一種天線設備，包括基片；輻射部分，其包括安裝在所述基片的一個主面上的電介質塊和在所述電介質塊的表面上以立體形狀形成的第一導體層；和接地導體，其包括在所述基片的另一個主面上設置的第二導體層。
2.根據權利要求1的天線設備，進一步包括在所述基片的主面上從放置在所述第一導體層的一端上的饋線部分延伸的饋線。
3.根據權利要求1的天線設備，其中所述接地導體被設置在所述基片的所述另一主面的部分區域上，以及所述輻射部分被排列在所述一個主面的這樣一區域上以避免具有形成的所述接地導體的區域。
4.根據權利要求3的天線設備，其中在所述電介質塊的表面的除了與所述基片接觸的接觸面之外的至少三個面上設置所述第一導體層。
5.根據權利要求4的天線設備，其中在所述電介質塊中的接觸面的一部分上連續的設置所述第一導體層以便與所述基片接觸。
6.根據權利要求3的天線設備，其中在所述電介質塊的表面的接觸面上設置所述第一導體層以便與所述基片和與所述接觸面相鄰的多個面接觸。
7.根據權利要求3的天線設備，其中所述第一導體層從放置在所述第一導體層的一端上的饋線部分朝著所述第一導體層的另一端以輻射狀設置。
8.根據權利要求3的天線設備，其中所述第一導體層從放置在所述第一導體層的邊緣部分上的饋線部分遠離具有所述形成的接地導體的區域以輻射狀設置。
9.根據權利要求3的天線設備，其中所述電介質塊至少包含鋁、鈦酸鈣、鈦酸鎂和鈦酸鋇中的一個。
10.根據權利要求3的天線設備，其中所述電介質塊具有特定的介電常數15或更小。
11.根據權利要求3的天線設備，其中所述第一導體層以這樣一輻射狀設置，其相對于連接放置在所述第一導體層的一端上的饋線部分和所述第一導體層的另一端的直線具有大于等于80度和小于等于180度的中心角度。
12.根據權利要求2的天線設備，其中在所述基片的一個主面上沿著所述饋線進一步設置所述接地導體，以及所述饋線構成一共面線。
13.一種天線設備，包括天線元件，包括基片；輻射部分，該輻射部分包括排列在所述基片的一個主面上的電介質塊，和在所述電介質塊的表面上以立體形狀形設置的第一導體層；接地導體，其包括在所述基片的另一主面上形成的第二導體層；和饋線，其在所述基片的一個主面上從放置在所述第一導體層的一端上的饋線部分延伸，其中所述接地導體形成在所述基片的另一主面的部分區域中，而且所述輻射部分被排列靠近所述基片的外圍邊緣部分并在對應于避免具有形成的所述接地導體的所述部分區域的區域的一個主面上。
14.根據權利要求13的天線設備，其中所述輻射部分在沿著所述接地導體的側部方向靠近所述基片的其中一側被排列，而所述接地導體通過所述基片與所述輻射部分相對。
15.根據權利要求13的天線設備，其中所述第一導體層被設置在所述電介質塊的除了與所述基片接觸的接觸面之外的表面的至少三個面上。
16.根據權利要求15的天線設備，其中所述第一導體層連續設置在所述電介質塊中的這樣一接觸面的一個部分上以便與所述基片接觸。
17.根據權利要求13的天線設備，其中所述第一導體層形成在所述電介質塊的表面的這樣一接觸面上以與所述基片和與所述接觸面相鄰的多個面接觸。
18.根據權利要求13的天線設備，其中所述第一導體層從放置在所述第一導體層的一端上的饋線部分朝著所述第一導體層的另一端以輻射狀設置。
19.根據權利要求13的天線設備，其中所述第一導體層從放置在所述第一導體層的邊緣部分上的饋線部分遠離具有所述形成的接地導體的區域以輻射狀設置。
20.根據權利要求13的天線設備，其中所述電介質塊至少包含鋁、鈦酸鈣、鈦酸鎂和鈦酸鋇中的一個。
21.根據權利要求13的天線設備，其中所述電介質塊具有特殊的介電常數15或更小。
22.根據權利要求13的天線設備，其中所述第一導體層以這樣一輻射狀設置，其相對于連接放置在所述第一導體層的一端上的饋線部分和所述第一導體層的另一端的直線具有大于等于80度和小于等于180度的中心角度。
23.根據權利要求13的天線設備，其中在所述基片的一個主面上沿著所述饋線進一步設置所述接地導體，以及所述饋線構成共面線。
專利摘要一種天線設備包括基片；輻射部分，其包括在所述基片的一個主面上排列的電介質塊和在所述電介質塊的表面上以立體形狀形成的第一導體層；和接地導體，其包括在所述基片的另一個主面上形成的第二導體層。
文檔編號H01Q9/04GK2793945SQ20042000598
公開日2006年7月5日 申請日期2004年7月14日 優先權日2003年7月14日
發明者大鷹直樹, 青山惠哉, 杉本典康 申請人:日本特殊陶業株式會社