貼片天線的制作方法

專利名稱：貼片天線的制作方法
技術領域：
本發明涉及貼片天線，其適合于以便攜電話機、PDA (Personal Digital Assistants)等的移動設備為首的與無線LAN (Local Area Network)相對應的個人計算機、 游戲機、家電設備等。
背景技術：
作為組裝于便攜電話機等中的天線，在過去人們一般知道有代替桿式天線或螺旋 線圈天線的貼片天線。在這種貼片天線中，在由介電常數大的電介質塑料形成的基體的表 面上，按照適合的圖案而形成由銀合金等形成的天線元件部和供電部(比如，參照專利文 獻1)，具有超小型，高性能的特征。專利文獻1 日本特開平10-247806號公報

發明內容
但是，在專利文獻1中記載的那樣的貼片天線只能對應于單一頻帶，無法發送接 收多個頻帶的電波。于是，本發明的課題在于提供可對應于多個頻帶的貼片天線。本發明的貼片天線為可對應于多個頻帶的貼片天線，其特征在于在由電介質塑料 形成的基體上，相互平行地形成元件長度不同的多個天線元件部。在本發明的貼片天線中，由于形成元件長度不同的多個天線元件部，故可發送接 收多個頻帶的電波。另外，由于多個天線元件部相互平行地形成，故可確實地發送接收直進 性高的GHz頻帶的電波。在本發明的貼片天線中，最好是，在面對安裝基板的基體的底面上形成多個供電 部，該多個供電部與上述各天線元件部連接。在此場合，最好是，多個供電部分別形成于下 述位置，該位置為通過改變相對安裝基板上的安裝位置，可與上述安裝基板上的單一的供 電點連接的位置。在本發明的貼片天線中，最好是，上述天線元件部和供電部通過下述方式形成，該 方式為在由電介質塑料形成的基體上電鍍導電性金屬材料，通過適合的方式，比如，通過 激光加工等方式，對該電鍍層進行布圖處理，該電介質塑料基體的介電常數ε在4 20的 范圍內。由此，可低價格地批量生產比如，對于組裝于下一代的便攜電話機等的小型移動設 備中而使用的天線來說，不可缺少的(超)小型、高性能、高尺寸精度的貼片天線。按照本發明的貼片天線，通過元件長度不同的多個天線元件部，可發送接收多個 頻帶的電波。另外，由于相互平行地形成多個天線元件部，故可確實地發送接收直進性高的 GHz頻帶的電波。另外，在本發明中，在由電介質塑料構成的基體上電鍍導電性金屬材料，通過激光 加工等的適合方式對該鍍覆層進行布圖處理，以形成上述那樣的元件長度不同的多個天線 元件部、供電部，由此，即使在為小型芯片元件的復雜的布圖處理(即，天線元件的形成)的情況下，仍可高精度而容易地實現，低價格地批量生產高性能的小型貼片天線。此時，對于電介質塑料，介電常數ε越高，越獲得小型而高性能的天線這一點是 周知的，但是，因電鍍層形成或激光等的布圖處理加工等，塑料的介電常數會有變化，介電 常數的變化對天線特性產生影響。考慮到這些方面，最好是，按照本發明，天線元件形成后 的基體部(塑料部)的介電常數ε在4 20的范圍內。


圖1為從縱向的一端側觀看而表示本發明的第1實施形式的貼片天線的頂面和左 側面的立體圖；圖2為從縱向的一端側觀看而表示該貼片天線的頂面和右側面的立體圖；圖3為從縱向的另一端側觀看而表示該貼片天線的底面和左側面的立體圖；圖4為從縱向的另一端側觀看而表示該貼片天線的底面和右側面的立體圖；圖5為第1實施形式的貼片天線安裝于左側部分的安裝基板的俯視圖；圖6為第1實施形式的貼片天線安裝于右側部分的安裝基板的俯視圖；圖7為圖5和圖6所示的安裝基板的俯視圖；圖8為從縱向的一端側觀看而表示第2實施形式的貼片天線的頂面和右側面的立 體圖；圖9為從縱向的另一端側觀看而表示該貼片天線的頂面和右側面的立體圖；圖10為從縱向的一端側觀看而表示該貼片天線的底面和右側面的立體圖；圖11為從縱向的另一端側觀看而表示該貼片天線的底面和右側面的立體圖；圖12為第2實施形式的貼片天線安裝于右側部分的安裝基板的俯視圖；圖13為第2實施形式的貼片天線安裝于左側部分的安裝基板的俯視圖；圖14為從縱向的一端側觀看而表示第3實施形式的貼片天線的頂面和左側面的 立體圖；圖15為從縱向的一端側觀看而表示該貼片天線的底面和左側面的立體圖；圖16為表示圖14所示的第3實施形式的貼片天線的發送接收頻率和回波損耗的 關系特性的曲線圖；圖17為與表示第1實施形式的貼片天線的變形例的圖2相對應的立體圖；圖18為與表示第1實施形式的貼片天線的另一變形例的圖1相對應的立體圖。標號說明標號10、20、30表示貼片天線；標號11、21、31表示基體；標號12、22表示第1天線元件部；標號13、23表示第2天線元件部；標號14、24表示第1供電部；標號15、25表示第2供電部；標號16、26、36表示焊盤部；標號17、27、37表示接地部；標號32表示天線元件部；
標號34表示供電部。
具體實施例方式下面參照附圖，對本發明的貼片天線的優選的實施形式進行說明。在這里，圖1為 從縱向的一端側觀看而表示本發明的第1實施形式的貼片天線的頂面和左側面的立體圖， 圖2為從縱向的一端側觀看而表示該貼片天線的頂面和右側面的立體圖，圖3為從縱向的 另一端側觀看而表示該貼片天線的底面和左側面的立體圖，圖4為從縱向的另一端側觀看 而表示該貼片天線的底面和右側面的立體圖。首先，參照圖1 圖4，對本發明的第1實施形式的貼片天線進行說明。第1實施 形式的貼片天線10為可組裝于比如，下一代便攜電話機等的移動設備中的小型、高性能的 天線，用作以多個GHz頻帶作為共振頻率的1/4波長應對的天線。如圖1 圖4所示的那樣，第1實施形式的貼片天線10包括基體11，其由電介質 塑料形成，其按照長度為7. 5mm,寬度為2. 0mm，厚度為1. 5mm的長方體成形。另外，在該基 體11的表面上，形成可與兩個頻率相對應的第1天線元件部12和第2天線元件部13 ；用 于向它們供電的第1供電部14和第2供電部15 ；焊盤部16，其用于將貼片天線10安裝于 后述的安裝基板上；接地部17，其與安裝基板上的接地端子(GND)連接。構成基體11的電介質塑料由復合材料形成，在該復合材料中，混合有介電常數高 的陶瓷、聚苯硫醚樹脂(PPQ和液晶聚合物(LCP)，具有適合于精密成形的尺寸穩定性和對 焊錫的耐熱性，并且具有介電常數ε為6的較高的介電特性。第1天線元件部12、第2天線元件部13、第1供電部14、第2供電部15、焊盤部16 和接地部17通過下述方式形成，該方式為將銅、鎳、銀合金等的適合的導電性金屬材料電 鍍于由上述電介質塑料構成的基體上，針對該電鍍層通過激光加工或其它的適合方式，按 照規定形狀進行布圖處理。在這里，第1天線元件部12與對應于基體11的介電常數ε，1/4波長(λ /4)縮 短為5. 3mm的比如5. 8GHz頻帶的頻率相對應，按照從基體11的頂面的左側部分，跨到一端 部側的左側面的方式形成。該第1天線元件部12按照下述的鉤形的圖案而形成，在該圖案中，帶狀的直線部 12A、帶狀的直線部12B與帶狀的彎曲部12C相互連接，在該直線部12A中，基體11的頂面 的左側部分從縱向的一端部朝向另一端部而延伸，在該直線部12B中，沿該直線部12A、基 體11的左側面的頂部從一端部朝向另一端部而延伸，該彎曲部12C從直線部12B的一端部 朝向基體11的左側面的底部而直角地彎曲。第2天線元件部13與對應于基體11的介電常數ε，1/4波長(λ/4)縮短為8. 7mm 的比如，3. 5GHz頻帶的頻率相對應，按照從基體11的頂面的右側部分，跨到一端部側的右 側面的方式形成。該第2天線元件部13按照下述的鉤形的圖案而形成，在該圖案中，帶狀的直線部 13A、帶狀的直線部1 與帶狀的彎曲部13C相互連接，在該直線部13A中，基體11的頂面 的右側部分從縱向的一端部朝向另一端部而延伸，在該直線部13B中，沿該直線部13A，基 體11的右側面的頂部從一端部朝向另一端部而延伸，該彎曲部13C從直線部13B的一端部 朝向基體11的右側面的底部而直角地彎曲。
在這里，第2天線元件部13的直線部13B按照與第1天線元件部12的直線部12A 基本相同的寬度，與直線部12A平行地形成，第2天線元件部13的彎曲部13C按照與第1 天線元件部12的彎曲部12C基本相同的寬度，與彎曲部12C平行地形成。另一方面，第2天線元件部13的直線部13B與第1天線元件部12的直線部12B 平行地形成，但是，第2天線元件部13的直線部13B的寬度設定為小于第1天線元件部12 的直線部12B的寬度的尺寸。由此，第2天線元件部13的彎曲部13C的長度大于第1天線元件部12的彎曲部 12C的長度，按照此量，第2天線元件部13的元件長度長于第1天線元件部12的元件長度。 另外，因該元件長度的差異，第1天線元件部12可發送接收5. 8GHz頻帶的電波，第2天線 元件部13可發送接收3. 5GHz頻帶的電波。對第1天線元件部12供電的第1供電部14如圖3所示的那樣，形成于基體11的 一端部的底面中的左側部分，與第1天線元件部12的彎曲部12B連接。另一方面，對第2 天線元件部13供電的第2供電部15如圖4所示的那樣，形成于基體11的一端部的底面中 的右側部分，與第2天線元件部13的彎曲部13C連接。該第1供電部14和第2供電部15 形成于基體11的一端部的底面的左右對稱位置。用于將貼片天線10安裝于后述的安裝基板上的焊盤部16如圖4所示的那樣， 形成于基體11的另一端部的底面的右側部分。另一方面，連接于安裝基板上的接地端子 (GND)的接地部17如圖3所示的那樣，形成于基體11的另一端部的底面的左側部分。如上述那樣構成的第1實施形式的貼片天線10，在用作5. 8GHz頻帶的電波的發送 接收天線的場合，比如，如圖5所示的那樣，第1供電部14沿面臨安裝基板B的左右方向中 間部的橫向而設置，安裝于安裝基板B的左側部分。另一方面，在用作3. 5GHz頻帶的電波 的發送接收天線的場合，比如，如圖6所示的那樣，第2供電部15沿面臨安裝基板B的左右 方向中間部的橫向而設置，安裝于安裝基板B的右側部分。由于這樣，可使貼片天線10旋轉180°，有選擇地將其安裝于安裝基板B的左右兩 側的兩個位置，故在安裝基板B的左右方向中間部，如圖7所示的那樣，設置有單一供電端 子F，在其上有選擇地焊接而固定有貼片天線10的第1供電部14或第2供電部15 ；條帶線 SL,其與該供電端子F連接，向下方伸出；安裝端子M,其上焊接而固定有未固定于貼片天線 10的供電端子F上的第2供電部15或第1供電部14。此外，在安裝基板B的左側部分上，設置有分別焊接而固定有圖5所示的貼片天線 10的焊盤部16和接地部17的安裝端子M和接地端子GND，在安裝基板B的右側部分上，設 置有分別焊接而固定有圖6所示的貼片天線10的焊盤部16和接地部17的安裝端子M和 接地端子GND。在這里，如圖5所示的那樣，安裝于安裝基板B的左側部分的貼片天線10用作單 極天線，其中，經由安裝基板B的條帶線SL和供電端子F，從貼片天線10的第1供電部14， 對第1天線元件部12供電，由此，第1天線元件部12可發送接收5. 8GHz頻帶的電波。另一方面，如圖6所示的那樣，安裝于安裝基板B的右側部分的貼片天線10用作 單極天線，其中，經由安裝基板B的條帶線SL和供電端子F，從貼片天線10的第2供電部 15對第2天線元件部13供電，由此，第2天線元件部13可發送接收3. 5GHz頻帶的電波。于是，按照第1實施形式的貼片天線10，可確實發送接收3. 5GHz頻帶和5. 8GHz頻帶的直進性高的電波。下面參照圖8 圖11，對本發明的第2實施形式的貼片天線進行說明。在這里， 圖8為從縱向的一端側觀看而表示第2實施形式的貼片天線的頂面和右側面的立體圖，圖 9為從縱向的另一端側觀看而表示該貼片天線的頂面和右側面的立體圖，圖10為從縱向的 一端側觀看而表示該貼片天線的底面和右側面的立體圖，圖11為從縱向的另一端側觀看 而表示貼片天線的底面和右側面的立體圖。如圖8和圖9所示的那樣，第2實施形式的貼片天線20包括與第1實施形式的貼 片天線10的基體11相同的基體21，在該基體21的表面上，形成分別與第1實施形式的貼 片天線10的第1天線元件部12、第2天線元件部13、第1供電部14、第2供電部15、焊盤 部16、接地部17相對應的第1天線元件部22、第2天線元件部23、第1供電部24、第2供 電部25、焊盤部沈、接地部27。第1天線元件部22與5. 8GHz頻帶的頻率相對應，按照下述的鉤形的圖案而形成， 在該圖案中，帶狀的直線部22A、帶狀的直線部22B與帶狀的彎曲部22C相互連接，在該直線 部22A中，基體21的頂面的右側部分從縱向的一端部，朝向另一端部的靠近自己側而延伸， 在該直線部22B中，與該直線部22A平行地，基體21的右側面的頂部從一端部朝向另一端 部的靠近自己側而延伸，該彎曲部22C從直線部22B的一端部側，朝向基體11的右側面的 底部而直角地彎曲。第2天線元件部23與3. 5GHz頻帶的頻率相對應，按照下述的鉤形的圖案而形成， 在該圖案中，帶狀的直線部23A、彎曲部2 與帶狀的彎曲部22C相互連接，在該直線部23A 中，基體21的頂面的左側部分從縱向的一端部，朝向另一端部而延伸，在該彎曲部23B中， 從該直線部23A的另一端部，朝向基體11的頂面的右側部分而直角地彎曲，該彎曲部22C 從該彎曲部2 朝向基體11的右側面的底部而直角地彎曲。在這里，具有直線部23A、彎曲部2 和彎曲部22C的第2天線元件部23的元件 長度長于具有直線部22A、直線部22B和彎曲部22C的第1天線元件部22的元件長度。另 外，因該元件長度的不同，第1天線元件部22可發送接收5. 8GHz頻帶的電波，第2天線元 件部23可發送接收3. 5GHz頻帶的電波。如圖10和圖11所示的那樣，對第1天線元件部22供電的第1供電部M形成于 基體21的一端部的底面中的右側部分上，與第1天線元件部22的彎曲部22C連接。另一 方面，對第2天線元件部23供電的第2供電部25形成于基體21的另一端部的底面中的右 側部分，與第2天線元件部23的彎曲部23C連接。焊盤部沈形成于基體21的一端部的底 面中的左側部分，接地部27形成于基體21的另一端部的底面中的左側部分。如上述那樣構成的第2實施形式的貼片天線20，在用作5. 8GHz頻帶的電波的發送 接收天線的場合，如圖12所示的那樣，第1供電部M沿面臨安裝基板B的左右方向中間部 的橫向而設置，安裝于安裝基板B的右側部分。另一方面，在用作3. 5GHz頻帶的電波的發 送接收天線的場合，如圖13所示的那樣，第2供電部25沿面臨安裝基板B的左右方向中間 部的橫向而設置，安裝于安裝基板B的左側部分。由于這樣，將貼片天線20可有選擇地安裝于沿安裝基板B的左右方向滑動的兩個 位置，故在圖12和圖13所示的安裝基板B中，將圖7所示的安裝基板B的左側部分的接地 端子GND變更為安裝端子M，將中間部的安裝端子M變更為接地端子GND。
在這里，如圖12所示的那樣，安裝于安裝基板B的右側部分的貼片天線20用作單 極天線，其中，經由安裝基板B的條帶線SL和供電端子F，從貼片天線20的第1供電部M 對第1天線元件部22供電，由此，第1天線元件部22可發送5. 8GHz頻帶的電波。另一方面，如圖13所示的那樣，安裝于安裝基板B的左側部分的貼片天線20用作 單極天線，其中，經由安裝基板B的條帶線SL和供電端子F，從貼片天線20的第2供電部 25，對第2天線元件部23供電，由此，第2天線元件部23可發送3. 5GHz頻帶的電波。下面參照圖14和圖15，對本發明的第3實施形式的貼片天線進行說明。第3實施 形式的貼片天線30由在3 IlGHz頻帶的范圍內的極寬的頻帶的UWB(Ultra Wide Band) 中具有比如，3個共振頻率的1/4波長對應的天線構成。第3實施形式的貼片天線30包括與第1實施形式的貼片天線10的基體11相同 的基體31，但是，該基體31的寬度按照比貼片天線10的基體11的寬度稍大的程度設定。 另外，在基體31的表面上，形成分別與第1實施形式的貼片天線10的第1天線元件部12、 第2天線元件部13、第1供電部14、焊盤部16、接地部17相對應的天線元件部32、供電部 34、焊盤部36、接地部37。在這里，天線元件部32與2. 5GHz,3. 5GHz和5. 8GHz的3個頻帶相對應，按照下述 的圖案形成，在該圖案中，最大長度的直線部32A、中間長度的直線部32B、最小長度的直線 部32C與帶狀的集合部32D連接，該直線部32A呈帶狀，其中，基體31的頂面的右側部分從 縱向的一端部朝向另一端部而延伸，該直線部32B呈帶狀，其中，按照與該直線部32A平行 的方式，基體31的頂面的中間部分從縱向的一端部，朝向另一端部的靠近自己側而延伸， 該直線部32C呈帶狀，其中，按照與該直線部32B平行的方式，基體31的頂面的左側部分從 縱向的一端部，朝向另一端部的靠近自己側而延伸，該集合部32D寬度較大，按照將前述部 分集合的方式，從基體31的一端部側的頂面跨到左側面而形成。另外，天線元件部32的集 合部32D與形成于基體31的一端部的底面中的左側部分上的供電部34連接。在這樣的天線元件部32中，最大長度的直線部32A可與集合部32D協同作用， 發送接收2. 5GHz頻帶的電波，中間長度的直線部32B可與集合部32D協同作用，發送接 收3. 5GHz頻帶的電波。另外，最小長度的直線部32C可與集合部32D協同作用，發送接收 5. 8GHz頻帶的電波。如上述那樣構成的第3實施形式的貼片天線30用作單極天線，其中，通過安裝于 圖中未示出的安裝基板上，對天線元件部32供電，與集合部32D協同作用的直線部32A、 32B、32C分別可接收發送2. 5GHz、3. 5GHz和5. 8GHz頻帶的電波。隨便說一下，圖16表示第3實施形式的貼片天線30發送接收的電波的頻率和回 波損耗R/L的關系，在2. 5GHz,3. 5GHz和5. 8GHz頻帶，回波損耗R/L分別按照負25dB、負 20dB、負15dB的程度而減少。本發明的貼片天線并不限于上述各實施形式。比如，構成貼片天線10、20、30的基 體11、21、31的電介質塑料的介電常數ε可在ε = 4 20的范圍內適當地選定。另外， 基體(貼片天線)的尺寸、形狀均不限于上述情況，尺寸上為最大長度為10mm，最小長度為 Imm,最好是，最大長度在8 5mm的范圍內，最小長度3 Imm的范圍內的超小型，形狀也 可為正六面體。另外，圖2所示的貼片天線10的第2天線元件部13如圖17所示的那樣，也可按照下述的圖案形成，在該圖案中，帶狀的直線部13D與帶狀的彎曲部13E連接，該直線部13D 在基體11的頂面，從貼片天線10的一端部朝向另一端部而延伸，該彎曲部13E在貼片天線 10的一端部，從基體11的頂面，跨到右側面而形成。同樣在此場合，第2天線元件部13的元件長度僅比第1天線元件部12長出彎曲 部13E的長度，可發送接收3. 5GHz頻帶的電波。此外，圖1所示的貼片天線10的第1天線元件部12和第2天線元件部13也可按 照圖18所示的圖案形成。在這里，在第1天線元件部12中，從貼片天線10的一端部朝向 另一端部而延伸的波形部12D形成于基體11的頂面上，在第2天線元件部13中，從貼片天 線10的一端部，朝向另一端部延伸的波形部13F形成于基體11的頂面上。同樣在該場合，第1天線元件部12的波形部12D與第2天線元件部13的波形部 13F中的面對的波形的邊緣部相互平行，由此，第1天線元件部12和第2天線元件部13相 互平行。
權利要求
1.一種貼片天線，其可對應于多個頻帶，其特征在于在由電介質塑料形成的基體上，相互平行地形成元件長度不同的多個天線元件部。
2.根據權利要求1所述的貼片天線，其特征在于在上述基體的底面上形成多個供電 部，該多個供電部與上述各天線元件部連接；各供電部形成于通過改變貼片天線相對安裝基板上的安裝位置，可與上述安裝基板上 的單一的供電點連接的位置。
3.根據權利要求1或2所述的貼片天線，其特征在于在上述天線元件部和供電部中，電鍍于上述電介質塑料基體上的導電性金屬材料層通 過布圖處理而形成；上述電介質塑料基體的介電常數在4 20的范圍內。
全文摘要
本發明的課題在于提供可對應于多個頻帶的貼片天線。由于在貼片天線(10)的基體(11)上，形成元件長度不同的第1天線元件部(12)和第2天線元件部(13)，故可發送接收兩個頻帶的電波。另外，由于第1天線元件部(12)和第2天線元件部(13)沿基體(11)的縱向而相互平行地形成，因此，如3.5GHz頻帶和5.8GHz頻帶的直進性高的電波均可可靠地發送接收。
文檔編號H01Q9/30GK102119469SQ20098013133
公開日2011年7月6日 申請日期2009年8月12日 優先權日2008年8月12日
發明者伊藤淳, 馬場祐一 申請人:康達智株式會社