贴片天线和使用该天线的电子设备制造技术

提供一种贴片天线，该天线具有全方向性和宽带宽特性。一种贴片天线１由提供在电介质片２的一个表面上的一个接地板３与每个都提供在电介质片２的其它表面上的一个贴片４和用于连接至该贴片４的一个馈线５一起组成。在此贴片天线１中，在接地板３的一个位置上提供一个孔径７，该孔径与接地板３的中心为非对称。通过以对接地板３的中心非对称的方式在接地板３上安放该孔径７，回流分布变得非对称以至于产生一个共模式电流。以此方式，有可能实现全方向性和宽带宽特性。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
贴片天线和使用该天线的电子设备本专利技术涉及一种贴片天线，该天线主要用于移动通信或无线LAN，和涉及使用该天线的电子设备。作为用于移动通信或无线LAN的小型平面天线，已经广泛使用带有加厚带的微带天线或贴片天线。图6表示了这样一个贴片天线的示范性结构。在图6所示的例子中，贴片天线51包括一个电介质片52，提供于电介质片52全部表面上的一个接地板53，提供在电介质片52的另一个表面上的一个贴片54，和提供在电介质片另一个表面上的一个馈线55用于连接到贴片54。另外，数字56表示用于向馈线55和接地板53馈送功率的一个馈电点。上述结构的贴片天线51有一个优点，即其小且薄，因此它不占用大空间。可是，在用其作为用于移动通信例如移动计算的天线或作为用于无线通信的天线用来将一个计算机连接到网络的情况，就产生一个问题，即由于提供在电介质片52表面上的接地板53该天线不仅具有窄的方向性，而且由于高Q值也具有一个窄的频率带宽。即，如果这样的贴片天线具有窄方向性和窄频率带宽，就需要在无线通信中将天线对着通信伙伴，或在安装电子设备例如计算机时指定天线的方向。显然，这些问题使得这样的贴片天线不实用。为此目的，在移动通信或无线LAN领域所需要的是改善这样的常规贴片天线以便其基本上没有方向性和具有更宽的频率带宽。另一方面，已经提出了一种技术以在贴片天线上提供一个孔径用于延长其电流路径，由此降低天线尺寸。在接地板上提供一个孔径也是公知的，由此从带状线通过电磁耦合向天线馈送功率。另外，日本专利10-22723公开了一种技术用于在接地电极上(接地板)形成开槽以抑制明显的极化波；日本专利10-233617公开了一种技术用于通过使用带有孔径(接地板)的接地板改善反向F型平面天线；和日本专利7-46033公开了一种技术用于在接地板单元(接地板)上形成一对缝隙以提供两个频率或多频率能力。可是，尽管使用了这些技术，仍不能实现全方向性和宽带宽特性的贴片天线。本专利技术的一个目的是弱化上述问题，由此提供一种贴片天线具有-->全方向性和宽带宽特性。在本专利技术的贴片天线中，在电介质片的一个表面提供一个接地板，而一个贴片和连接到该贴片的一个馈线被提供在电介质片的另一个表面上。本贴片天线特征在于在接地板的一个位置上提供一个孔径，该孔径对于接地板中心是非对称的。在本专利技术中，由于以对接地板中心非对称方式在接地板上提供该孔径，回流分布变得不对称以至产生共模式电流。以此方式，本专利技术能够实现全方向性和宽带宽特性。为有效实现所述非方向性和宽带宽特性，本贴片天线最好具有下列特性：(1)位于接地板上的孔径位置产生更强的电场；(2)该孔径具有矩形形状；(3)沿该孔径的周长基本上等于贴片天线谐振频率的一个波长；和(4)所述贴片分别与所述馈线平行和垂直的每个方向上被逻辑上分为两个半部分以一起形成四个区域，由此该孔径被放置在接近馈线的两个区域之一中。在此注意，如果沿孔径的周长被设置为基本上等于贴片天线谐振频率的一个波长，还能够增加来自接地侧的辐射增益。另外，本专利技术是指使用所述贴片天线作为天线的电子设备。更具有地，假设为一个作为电子设备的计算机，本专利技术的所述贴片天线用来作为用于移动计算和/或无线LAN的天线。这样，就减少了改变通信伙伴位置和/或基于该天线的计算机的设计的必要性。如同从上述说明中所见，按照本专利技术，通过在接地板的一个位置上安放一个孔径有可能实现贴片天线的非方向性和宽带宽特性，该孔径与接地板中心不对称。另外，按照本专利技术，与其它天线的安装相比有可能实现移动通信和/或无线LAN而不必担心电子设备的位置。图1(a)和(b)是本专利技术贴片天线的示范性结构的平面图和截面图。图2是用于解释使用本专利技术的贴片天线的电子设备的例子的一个图。图3是表示本专利技术的贴片天线和常规贴片天线的频率与回流损耗之间关系的模拟结果的曲线图以确定带宽。图4是表示本专利技术的贴片天线和常规贴片天线的方向性的模拟结果的曲线图以确定带宽。-->图5是表示对本专利技术的贴片天线和常规贴片天线实测的实际增益结果的曲线图。图6是常规贴片天线示范性结构的透视图。图1(a)和1(b)表示了本专利技术的贴片天线1的一个示范性结构。更具体地，图1(a)是贴片天线1的平面图，而图1(b)是贴片天线1沿图1(a)中的A-A线的截面图。在图1(a)和1(b)的例子中，贴片天线1包括一个电介质片2，提供在电介质片2表面上的一个接地板3，提供在电介质片2的另一个表面上的预定图形的一个贴片4，和提供在电介质片5另一个表面上的一个馈线5用于连接到该贴片4。另外，数字6表示用于向馈线5和接地板3馈送功率的一个馈电点。刚刚描述的结构与常规贴片天线的结构相同。本专利技术的特征在于在接地板3的一个位置上提供一个孔径7，该位置对于接地板3的中心O是非对称的。在图1(a)和1(b)的例子中，作为优选实施例，孔径7安放在接地板靠近馈线5的位置，在此电场相对较强。也选择具有矩形形状的孔径7。另外，沿孔径7的周长设置为基本上等于贴片天线1的谐振频率的一个波长。而且，贴片4分别在对于馈线5平行和垂直的每个方向上被逻辑地分成两个半部分，以形成四个一起的区域，由此孔径7被放置在靠近馈线5的两个区域之一中。在本专利技术中，由于以对于接地板3中心非对称方式提供接地板3上的孔径7，贴片天线1的特性被保持和回流分布为非对称以至产生共模式电流。以此方式，有可能实现贴片天线1的全方向性和宽带宽特性。如果沿孔径7的周长也设置为基本上等于贴片天线1的谐振频率的一个波长，在相关频率上的各个谐振被叠加在一起，由此改善了输出或接收效率。形成本专利技术的贴片天线1的电介质片2，接地板3，贴片4和馈线5的材料不特别限制为具体材料。这是因为已经被常规用于这些元件的任何这样的材料可以以与以前相同的方式使用。图2是用于说明使用本专利技术贴片天线的电子设备的一个例子的图。更具体地，图2表示了这样一个例子，其中作为终端的一台个人计算机11被通过无线LAN互连到主计算机12。在该实施例中，如果本专利技术的上述贴片天线1被用作天线用于每个个人计算机11和主计-->算机12，有可能放置个人计算机11和主计算机12而不必担心贴片天线1的安装或固定位置。在图3中，表示回流损耗(S11)三个例子的模拟结果，包括：(1)第一例子(W/缝隙)，其中在所述四个区域中靠近馈线5的两个区域上的任何一个提供孔径7，如图1中所示；(2)第二例子(W/缝隙(顶部))，其中在所述四个区域中远离馈线5的两个区域上的任何一个提供孔径7；和(3)第三例子(W/O缝隙)，其中如图6中所示没有提供孔径。注意模拟结果已经由EMI模拟器获得，该结果基于由Rubin等人开发的“边界单元法/瞬时法”(B J Rubin，SDai javad：“Radiation and scattering from structures InvolvingFinite-Size Dielectric Regions”，IEEE学报，天线传播，AP-38，1866-1873页(1990))。在下面的表1中也总结了该结果。           (表1)无缝隙 缝隙    缝隙(顶部)谐振频率2.62GHz 2.48GHz    2.53GHz带宽40MHz 100MHz    4本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有在电介质片的一个表面上提供的一个接地板，和还具有在电介质片其它表面上提供的一个贴片和一个连接到该贴片的馈电线的一个贴片天线中，其改进包括： 提供在接地板上的一个孔径，处于与接地板中心非对称的位置。

【技术特征摘要】
JP 1998-12-14 366757/981.具有在电介质片的一个表面上提供的一个接地板，和还具有在电介质片其它表面上提供的一个贴片和一个连接到该贴片的馈电线的一个贴片天线中，其改进包括：提供在接地板上的一个孔径，处于与接地板中心非对称的位置。2.权利要求1的贴片天线，其中所述孔径位于接地板产生更强电场的位置上。3.权利要求1或2的贴片天线，其中所述孔径具有矩形形...

【专利技术属性】
技术研发人员：浅野武，樱井秋久，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]