АНТЕННА Российский патент 2009 года по МПК H01Q7/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к антеннам, а более конкретно к широкополосной малогабаритной антенне поверхностного монтажа.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В патентном документе 1 раскрыта спиральная антенна в качестве компактной антенны, используемой в мобильной связи, например мобильных телефонах. В спиральной антенне, раскрытой в патентном документе 1, катушка возбуждения намотана в виде спирали вокруг длинного и узкого диэлектрического основного корпуса, и первая и вторая непитающие катушки намотаны в виде спирали вокруг основного корпуса таким образом, что они расположены смежно с катушкой возбуждения. Таким образом, спиральная антенна выполнена с возможностью работы в двух диапазонах частот.

Однако эти два диапазона частот, в пределах которых может работать спиральная антенна, расположены относительно друг друга с интервалом, по меньшей мере, несколько сотен мегагерц, и между этими двумя диапазонами частот невозможно установить интервал, равный 100 МГц или меньше. Кроме того, не может быть достигнута достаточно широкая полоса частот, хотя ширина каждой полосы частот превышает полосу пропускания спиральной антенны с одной катушкой.

Патентный документ 1: публикация японской нерассмотренной заявки на патент № 2003-37426.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачи, которые должны быть решены при помощи настоящего изобретения.

Задачей настоящего изобретения является предоставление малогабаритной антенны, в которой достижим широкий диапазон частот.

Средства для решения указанных задач

Для решения вышеупомянутой задачи первое изобретение предоставляет антенну, включающую в себя питающую клемму и, по меньшей мере, два элемента индуктивности, имеющие различные величины индуктивности. Элементы индуктивности используются для излучения электромагнитных волн. Элементы индуктивности используются в качестве индуктивностей согласующего контура для согласования импеданса устройства, предназначенного для соединения с питающей клеммой и импедансом излучения свободного пространства.

В антенне согласно первому изобретению использование по меньшей мере двух элементов индуктивности, имеющих различные величины индуктивности в виде индуктивностей согласующего контура, позволяет согласовать импеданс устройства, соединенного с питающей клеммой, с импедансом пространства 377Ω в существенно широкой полосе частот. Соответственно, можно реализовать малогабаритную антенну, имеющую широкую полосу частот, и антенна может представлять собой антенну поверхностного монтажа.

Второе изобретение предоставляет антенну, включающую в себя питающую клемму и множество резонансных контуров. Множество резонансных контуров используется для излучения электромагнитных волн. Множество резонансных контуров используется в качестве согласующего контура для согласования импеданса устройства, предназначенного для соединения с питающей клеммой и импедансом излучения свободного пространства.

В антенне согласно второму изобретению при использовании компонентов индуктивности множества резонансных контуров для излучения электромагнитных волн в качестве индуктивности согласующего контура импеданс устройства, соединенный с питающей клеммой, может быть согласован с импедансом пространства 377Ω в существенно широкой полосе частот. Следовательно, можно реализовать малогабаритную антенну, имеющую широкую полосу частот, и антенна может представлять собой антенну поверхностного монтажа.

Согласно второму изобретению каждое множество резонансных контуров может включать в себя элемент емкости и элемент индуктивности. В этом случае является предпочтительным, чтобы множество резонансных контуров было электрически соединено с питающей клеммой непосредственно или через сосредоточенную постоянную емкость или индуктивность. Коэффициент связи между смежными резонансными контурами среди множества резонансных контуров предпочтительно имеет величину, равную, по меньшей мере, 0,1.

Элемент индуктивности в каждом резонансном контуре может быть составлен из паттернов линейных электродов, расположенных в направлении одной оси. Предпочтительно, чтобы элемент емкости был электрически соединен с питающей клеммой для предотвращения выбросов напряжения. При формировании элемента емкости на многослойной подложке элемент емкости не препятствует уменьшению размера антенны. При формировании множества резонансных контуров на многослойной подложке может быть получена малогабаритная антенна, а многослойный процесс облегчает производство малогабаритных антенн.

Третье изобретение предоставляет антенну, включающую в себя первую и вторую питающие клеммы и множество резонансных контуров. Антенна включает в себя первый резонансный контур LC типа, содержащий первый элемент индуктивности и первый и второй элементы емкости, причем первый элемент емкости электрически соединен с одним из концов первого элемента индуктивности, а второй элемент емкости электрически соединен с другим концом первого элемента индуктивности, и второй резонансный контур LC типа, содержащий второй элемент индуктивности и третий и четвертый элементы емкости, причем третий элемент емкости электрически соединен с одним из концов второго элемента индуктивности, а четвертый элемент емкости электрически соединен с другим концом второго элемента индуктивности. Первый элемент индуктивности является магнитно-связанным со вторым элементом индуктивности. Один из концов первого элемента индуктивности электрически соединен с первой питающей клеммой через первый элемент емкости, а другой его конец электрически соединен со второй питающей клеммой через второй элемент емкости. Один из концов второго элемента индуктивности электрически соединен с первой питающей клеммой через третий и первый элементы емкости, а другой его конец электрически соединен со второй питающей клеммой через четвертый и второй элементы емкости.

В антенне согласно третьему изобретению первый и второй резонансные контуры LC типа используются для излучения электромагнитных волн, первый и второй элементы индуктивности функционируют в качестве индуктивностей согласующего контура, и импеданс устройства, соединенного с первой и второй питающими клеммами, может быть согласован с импедансом пространства 377Ω в существенно широкой полосе частот. Кроме того, элементы могут быть легко наслоены для реализации малогабаритной антенны поверхностного монтажа, имеющей широкую полосу частот.

Преимущества

Согласно настоящему изобретению импеданс устройства, соединенного с питающей клеммой, может быть согласован с импедансом пространства 377Ω в существенно широкой полосе частот во множестве элементов индуктивности или множестве резонансных контуров, используемых для излучения электромагнитных волн. Следовательно, отсутствует необходимость в обеспечении отдельного согласующего контура, таким образом реализуя малогабаритную антенну, имеющую широкую полосу частот.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 представляет собой блок-схему эквивалентной схемы антенны согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.2 изображены виды сверху слоистой структуры антенны согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3 представляет собой график, показывающий характеристики отражения антенны согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 представляет собой иллюстрацию, показывающую направленность антенны согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5 представляет собой X-Y диаграмму, указывающую направленность антенны согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.6 представляет собой диаграмму Смита, указывающую импеданс антенны согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.7 представляет собой блок-схему эквивалентной схемы антенны согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.8 показаны виды сверху слоистой структуры антенны согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.9 представляет собой график, показывающий характеристики отражения антенны согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.10 показаны блок-схемы эквивалентных схем, полученных из преобразования контура антенны согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.11 представляет собой блок-схему эквивалентной схемы антенны согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.12 представляет собой вид в перспективе, показывающий вид антенны согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.13 представляет собой график, показывающий характеристики отражения антенны согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.14 представляет собой блок-схему эквивалентной схемы антенны согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.15 показаны виды сверху слоистой структуры антенны согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.16 представляет собой график, показывающий характеристики отражения антенны согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.17 представляет собой блок-схему эквивалентной схемы антенны согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.18 показаны виды сверху слоистой структуры антенны согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.19 представляет собой блок-схему эквивалентной схемы антенны согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.20 показаны виды сверху слоистой структуры антенны согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретение.

На Фиг.21 показаны блок-схемы эквивалентных схем антенн согласно другим вариантам осуществления настоящего изобретения.

Фиг.22 представляет собой блок-схему эквивалентной схемы антенны согласно седьмому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.23 представляет собой график, показывающий характеристики отражения антенны согласно седьмому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.24 представляет собой блок-схему эквивалентной схемы антенны согласно восьмому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.25 представляет собой график, показывающий характеристики отражения антенны согласно восьмому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 26 представляет собой блок-схему эквивалентной схемы антенны согласно девятому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.27 представляет собой график, показывающий характеристики отражения антенны согласно девятому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.28 представляет собой блок-схему эквивалентной схемы антенны согласно десятому варианту осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.29 показаны виды сверху слоистой структуры антенны согласно десятому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.30 представляет собой график, показывающий характеристики отражения антенны согласно десятому варианту осуществления настоящего изобретение.

Фиг.31 представляет собой блок-схему эквивалентной схемы антенны согласно одиннадцатому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.32 представляет собой график, показывающий характеристики отражения антенны согласно одиннадцатому варианту осуществления настоящего изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем описании варианты осуществления антенны согласно настоящему изобретению описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи.

(Первый Вариант осуществления, Фиг.1-6)

Антенна 1A согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения включает в себя элементы L1 и L2 индуктивности, имеющие различные величины индуктивности и синфазно магнитно-связанные друг с другом (обозначено взаимной индуктивностью M), как показано в виде эквивалентной схемы на Фиг.1. Элемент L1 индуктивности соединен с питающими клеммами 5 и 6 через элементы C1a и C1b емкости соответственно и соединен параллельно с элементом L2 индуктивности через элементы C2a и C2b емкости. Другими словами, этот резонансный контур включает в себя резонансный контур LC типа, составленный из элемента L1 индуктивности и элементов C1a и C1b емкости, и резонансный контур LC типа, составленный из элемента L2 индуктивности и элементов C2a и C2b емкости.

Антенна 1A, имеющая вышеупомянутую конфигурацию контура, имеет, например, слоистую структуру, показанную на Фиг.2. Керамические листы 11a-11i, изготовленные из диэлектрического материала, наслаивают, прессуют и обжигают для формирования антенны 1A. В частности, лист 11a имеет сформированные на нем питающие клеммы 5 и 6 и сквозные межсоединения 19a и 19b. Лист 11b имеет сформированные на нем конденсаторные электроды 12a и 12b. Лист 11с имеет сформированные на нем конденсаторные электроды 13a и 13b и сквозные межсоединения 19c и 19d. Лист 11d имеет сформированные на нем конденсаторные электроды 14a и 14b, сквозные межсоединения 19c и 19d и сквозные межсоединения 19e и 19f.

Кроме того, лист 11е имеет сформированные на нем паттерны соединительных проводов 15a, 15b и 15c, сквозное межсоединение 19d и сквозные межсоединения 19g, 19h и 19i. Лист 11f имеет сформированные на нем паттерны проводов 16a и 17a, сквозные межсоединения 19g и 19i и сквозные межсоединения 19j и 19k. Лист 11g имеет сформированные на нем паттерны проводов 16b и 17b и сквозные межсоединения 19g, 19i, 19j и 19k. Лист 11h имеет сформированные на нем паттерны проводов 16c и 17c и сквозные межсоединения 19g, 19i, 19j и 19k. Лист 11i имеет сформированные на нем паттерны проводов 16d и 17d.

При наслаивании друг на друга листов 11a-11i паттерны проводов 16a-16d соединяются друг с другом посредством сквозного межсоединения 19j, формируя элемент L1 индуктивности, а паттерны проводов 17a-17d соединяются друг с другом посредством сквозного межсоединения 19k, формируя элемент L2 индуктивности. Элемент C1a емкости составлен из электродов 12a и 13a, а элемент C1b емкости составлен из электродов 12b и 13b. Элемент C2a емкости составлен из электродов 13a и 14a, а элемент C2b емкости составлен из электродов 13b и 14b.

Один из концов элемента L1 индуктивности соединен с конденсаторным электродом 13a посредством сквозного межсоединения 19g, паттерна соединительного провода 15c и сквозного межсоединения 19c. Другой конец элемента L1 индуктивности соединен с конденсаторным электродом 13b посредством сквозного межсоединения 19d. Один из концов элемента L2 индуктивности соединен с конденсаторным электродом 14a посредством сквозного межсоединения 19i, паттерна соединительного провода 15a и сквозного межсоединения 19e. Другой конец элемента L2 индуктивности соединен с конденсаторным электродом 14b посредством сквозного межсоединения 19h, паттерна соединительного провода 15b и сквозного межсоединения 19f.

Питающая клемма 5 соединена с конденсаторным электродом 12a посредством сквозного межсоединения 19a, а питающая клемма 6 соединена с конденсаторным электродом 12b посредством сквозного межсоединения 19b.

В антенне 1A, имеющей вышеупомянутую конфигурацию, резонансные контуры LC типа, которые включают в себя элементы L1 и L2 индуктивности, магнитно-связанные друг с другом, резонируют, заставляя элементы L1 и L2 индуктивности работать в качестве излучающего элемента. Кроме того, связь между элементами L1 и L2 индуктивности через элементы C2a и C2b емкости формирует согласующий контур для согласования импеданса (обычно 50Ω) устройства, соединенного с питающими клеммами 5 и 6, с импедансом свободного пространства (377Ω).

Коэффициент связи k между смежными элементами L1 и L2 индуктивности представлен в виде k² = M²/(L1×L2). Коэффициент связи k предпочтительно является равным или превышает 0,1, и в первом варианте осуществления коэффициент связи k равен приблизительно 0,8975. Величины элементов L1 и L2 индуктивности и степени магнитной связи (взаимная индуктивность M) между элементами L1 и L2 индуктивности устанавливают таким образом, чтобы можно было получить нужную полосу пропускания. Кроме того, поскольку LC резонансные контуры, составленные из элементов C1a, C1b, C2a и C2b емкости и элементов L1 и L2 индуктивности, сконструированы в виде резонансных контуров с постоянными сосредоточенными параметрами, контуры могут быть сконструированы как контуры слоистого типа, имеющие небольшие размеры, и эти контуры в меньшей степени будут подвержены влиянию других элементов. Кроме того, так как соединение с питающими клеммами 5 и 6 выполнено через элементы C1a и C1b емкости, предотвращается появление выбросов напряжения на более низких частотах и обеспечивается возможность защитить устройство от перенапряжения.

Поскольку на многослойной подложке формируют множество резонансных контуров LC типа, резонансные контуры LC типа могут быть сконструированы в виде малогабаритной антенны, которая может быть смонтирована на подложке на поверхности, например, мобильного телефона. Антенна 1A также может использоваться в качестве антенны для беспроводного устройства в виде интегральной схемы, используемого в системе радиочастотной идентификации (RFID).

В результате моделирования, выполненного изобретателем, на основе эквивалентной схемы, показанной на Фиг.1, антенна 1A демонстрирует характеристики отражения, показанные на Фиг.3. Как видно на Фиг.3, центральная частота составляет 760 МГц и антенна 1A демонстрирует характеристики отражения, равные -10 дБ или ниже в широкой полосе частот от 700 МГц до 800 МГц. Причина, по которой были получены характеристики отражения в широкой полосе частот, более подробно описана ниже во втором варианте осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.4 показана направленность антенны 1A. На Фиг.5 показана направленность на X-Y плоскости. Оси X, Y и Z на Фиг.5 соответствуют стрелкам X, Y и Z на Фиг.2 и 4. Фиг.6 представляет собой диаграмму Смита, иллюстрирующую импеданс антенны 1A.

(Второй Вариант осуществления, Фиг.7-10)

Антенна 1B согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения включает в себя элементы L1 и L2 индуктивности, имеющие различные величины индуктивности и синфазно магнитно-связанные друг с другом (обозначено взаимной индуктивностью M), как показано в виде эквивалентной схемы на Фиг.7. Один из концов элемента L1 индуктивности соединен с питающей клеммой 5 через элемент С1 емкости и соединен с элементом L2 индуктивности через элемент C2 емкости. Другие концы элементов L1 и L2 индуктивности соединены непосредственно с питающей клеммой 6. Другими словами, этот резонансный контур включает в себя резонансный контур LC типа, составленный из элемента L1 индуктивности и элемента С1 емкости, и резонансный контур LC типа, составленный из элемента L2 индуктивности и элемента C2 емкости. Элементы C1b и C2b емкости в антенне 1A согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения в антенне 1B не предоставлены. Величину индуктивности элементов L1 и L2 индуктивности и уровень магнитной связи (взаимная индуктивность M) между элементами L1 и L2 индуктивности устанавливают таким образом, чтобы обеспечить нужную полосу пропускания.

Антенна 1B, имеющая вышеупомянутую конфигурацию контура, имеет, например, слоистую структуру, показанную на Фиг.8. Керамические листы 11a-11i, изготовленные из диэлектрического материала, наслаивают, прессуют и обжигают для формирования антенны 1B. По существу, лист 11a имеет сформированные на нем питающие клеммы 5 и 6 и сквозные межсоединения 19a и 19b. Лист 11b имеет сформированные на нем конденсаторный электрод 12a и сквозное межсоединение 19m. Лист 11с имеет сформированные на нем конденсаторный электрод 13a, сквозное межсоединение 19c и сквозное межсоединение 19m. Лист 11d имеет сформированные на нем конденсаторный электрод 14a, сквозные межсоединения 19c и 19m и сквозное межсоединение 19e.

Кроме того, лист 11е имеет сформированные на нем паттерны соединительных проводов 15a, 15b и 15c и сквозные межсоединения 19d, 19g, 19h и 19i. Лист 11f имеет сформированные на нем паттерны проводов 16a и 17a, сквозные межсоединения 19g и 19i и сквозные межсоединения 19j и 19k. Лист 11g имеет сформированные на нем паттерны проводов 16b и 17b и сквозные межсоединения 19g, 19i, 19j и 19k. Лист 11h имеет сформированные на нем паттерны проводов 16c и 17c и сквозные межсоединения 19g, 19i, 19j и 19k. Лист 11i имеет сформированные на нем паттерны проводов 16d и 17d.

При наслоении друг на друга листов 11a-11i паттерны проводов 16a-16d соединяются друг с другом посредством сквозного межсоединения 19j, формируя элемент L1 индуктивности, а паттерны проводов 17a-17d соединяются друг с другом посредством сквозного межсоединения 19k, формируя элемент L2 индуктивности. Элемент C1 емкости составлен из электродов 12a и 13a. Элемент C2 емкости составлен из электродов 13a и 14a.

Один из концов элемента L1 индуктивности соединен с конденсаторным электродом 13a посредством сквозного межсоединения 19g, паттерна соединительного провода 15c и сквозного межсоединения 19c. Другой конец элемента L1 индуктивности соединен с питающей клеммой 6 посредством сквозного межсоединения 19d, паттерна соединительного провода 15b и сквозных межсоединений 19m и 19b. Конденсаторный электрод 12a соединен с питающей клеммой 5 посредством сквозного межсоединения 19a.

Один из концов элемента L2 индуктивности соединен с конденсаторным электродом 14a посредством сквозного межсоединения 19i, паттерна соединительного провода 15a и сквозного межсоединения 19e. Другой конец элемента L2 индуктивности соединен с питающей клеммой 6 посредством сквозного межсоединения 19h, паттерна соединительного провода 15b и сквозных межсоединений 19m и 19b. Другой конец элемента L1 индуктивности соединен с другим концом элемента L2 индуктивности посредством паттерна соединительного провода 15b.

В антенне 1B, имеющей вышеупомянутую конфигурацию резонансных контуров LC типа, которые включают в себя элементы L1 и L2 индуктивности, магнитно-связанные друг с другом, резонируют, заставляя элементы L1 и L2 индуктивности работать в качестве излучающего элемента. Кроме того, связь между элементами L1 и L2 индуктивности через элемент C2 емкости формирует согласующий контур для согласования импеданса (обычно 50Ω) устройства, соединенного с питающими клеммами 5 и 6, с импедансом свободного пространства (377Ω).

В результате моделирования, выполненного изобретателем, на основе эквивалентной схемы, показанной на Фиг.7, антенна 1B демонстрирует характеристики отражения, представленные на Фиг.9.

Ниже подробно описана причина, по которой антенна 1B согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения имеет характеристики отражения в широкой полосе частот. На Фиг. 10(A) показана конфигурация контура антенны 1B. На Фиг.10(B) показана конфигурация контура, в которой часть контура π, включающая в себя элемент L1 индуктивности, элемент C2 емкости и элемент L2 индуктивности на Фиг.10(A), преобразована в контур T. Обращаясь к Фиг.10(B), если L1<L2, то L1-M≤0 из-за величины взаимной индуктивности М. Если L1-М=0, контур, показанный на Фиг.10(B), может быть преобразован в контур, показанный на Фиг.10(C). Если L1-M<0, то емкость C2 в контуре, показанном на Фиг.10(C), заменяют на емкость C2'. Контур на Фиг.10(C), который получается в результате преобразования указанного контура, включает в себя контур резонансного типа, состоящий из емкости С1 и взаимной индуктивности М, и параллельный резонансный контур, состоящий из емкости C2 и индуктивности L2-M. Увеличение расстояния между резонансными частотами резонансных контуров расширяет полосу пропускания и позволяет достичь широкой полосы частот. Полосу пропускания соответственно устанавливают посредством установки резонансных частот, т.е. величин L1, L2 и M.

(Третий Вариант осуществления, Фиг.11-13)

Антенна 1С согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения включает в себя блоки A, B и С, каждый из которых включает в себя два ряда LC резонансных контуров, как показано в виде эквивалентной схемы на Фиг.11. Поскольку резонансный контур LC типа, включенный в каждый из блоков A, B и С, имеет такую же конфигурацию контура, что и антенна 1A согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, детальное описание резонансных контуров LC типа в данном случае опущено.

В антенне 1С блоки A, B и С, каждый из которых имеет слоистую структуру, показанную на Фиг.2, расположены способом, проиллюстрированным на Фиг.12. Контуры резонансного типа в блоках A, B и С соединены с общими питающими клеммами 5 и 6.

В антенне 1С, имеющей вышеупомянутую конфигурацию, резонансные контуры LC типа, которые включают в себя магнитно-связанные друг с другом элементы L1 и L2 индуктивности, резонансные контуры LC типа, которые включают в себя магнитно-связанные друг с другом элементы L3 и L4 индуктивности, и резонансные контуры LC типа, которые включают в себя магнитно-связанные друг с другом элементы L5 и L6 индуктивности, резонируют, функционируя в качестве излучающего элемента. Кроме того, связь между элементами индуктивности через элементы емкости формирует согласующий контур для согласования импеданса (обычно 50Ω) устройства, соединенного с питающими клеммами 5 и 6, с импедансом свободного пространства (377Ω).

Другими словами, антенну 1С согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения получают путем параллельного соединения трех антенн 1A согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. В результате моделирования, выполненного изобретателем, на основе эквивалентной схемы, показанной на Фиг.11, антенна 1С демонстрирует характеристики отражения -10 дБ или меньше в трех полосах частот T1, T2 и T3, как показано на Фиг.13. Полоса T1 соответствует ультравысокой частоте (УВЧ) телевидения, полоса T2 соответствует глобальной системе мобильных коммуникаций (GSM), и полоса T3 соответствует беспроводной локальной сети (ЛВС). Другие операции и преимущества согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения подобны операциям и преимуществам согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

(Четвертый Вариант осуществления, Фиг.14-16)

Антенна 1D согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения включает в себя элементы L1, L2, L3 и L4 индуктивности, имеющие разные величины индуктивности и синфазно магнитно-связанные друг с другом (обозначено взаимной индуктивностью M), как показано в виде эквивалентной схемы на Фиг.14. Элемент L1 индуктивности соединен с питающими клеммами 5 и 6 через элементы C1a и C1b емкости соответственно. Элемент L2 индуктивности соединен параллельно с элементом L1 индуктивности через элементы C2a и C2b емкости. Элемент L3 индуктивности соединен параллельно с элементом L2 индуктивности через элементы C3a и C3b емкости. Элемент L4 индуктивности соединен параллельно с элементом L3 индуктивности через элементы C4a и C4b емкости. Другими словами, указанный резонансный контур включает в себя резонансный контур LC типа, состоящий из элемента L1 индуктивности и элементов C1a и C1b емкости, резонансный контур LC типа, состоящий из элемента L2 индуктивности и элементов C2a и C2b емкости, резонансный контур LC типа, состоящий из элемента L3 индуктивности и элементов C3a и C3b емкости, и резонансный контур LC типа, состоящий из элемента L4 индуктивности и элементов C4a и C4b емкости.

Антенна 1D, имеющая вышеупомянутую конфигурацию контура, имеет, например, слоистую структуру, показанную на Фиг.15. Керамические листы 21a-21j, изготовленные из диэлектрического материала, наслаивают, прессуют и обжигают для формирования антенны 1D. В частности, лист 21a имеет сформированные на нем конденсаторные электроды 22a и 22b, причем конденсаторные электроды 22a и 22b также функционируют как питающие клеммы 5 и 6. Лист 21b имеет сформированные на нем конденсаторные электроды 23a и 23b и сквозные межсоединения 29a и 29b. Лист 21c имеет сформированные на нем конденсаторные электроды 24a и 24b, сквозные межсоединения 29a и 29b и сквозные межсоединения 29c и 29d. Лист 21d имеет сформированные на нем конденсаторные электроды 25a и 25b, сквозные межсоединения 29a к 29d и сквозные межсоединения 29e и 29f. Лист 21e имеет сформированные на нем конденсаторные электроды 26a и 26b, сквозные межсоединения 29a-29f и сквозные межсоединения 29g и 29h.

Более того, лист 21f имеет сформированные на нем паттерны соединительных проводов 30a-30d и сквозные межсоединения 28a-28h. Лист 21g имеет сформированные на нем паттерны проводов 31a-31d и сквозные межсоединения 27a-27h. Лист 21h имеет сформированные на нем паттерны проводов 31a-31d и сквозные межсоединения 27a-27h. Лист 21i имеет сформированные на нем паттерны проводов 31a-31d и сквозные межсоединения 27a-27h. Лист 21j имеет сформированные на нем паттерны соединительных проводов 32a-32d.

При наслоении друг на друга листов 21a-21j паттерны проводов 31a-31d соединяются друг с другом посредством сквозных межсоединений 27е-27h, формируя элементы L1, L2, L3 и L4 индуктивности. Один из концов элемента L1 индуктивности соединен с электродом емкости 23a посредством сквозного межсоединения 27e, паттерна соединительного провода 32a, сквозных межсоединений 27a и 28a, паттерна соединительного провода 30a и сквозного межсоединения 29a. Другой конец элемента L1 индуктивности соединен с конденсаторным электродом 23b посредством сквозных межсоединений 28e и 29b. Один из концов элемента L2 индуктивности соединен с конденсаторным электродом 24a посредством сквозного межсоединения 27f, паттерна соединительного провода 32b, сквозных межсоединений 27b и 28b, паттерна соединительного провода 30b и сквозного межсоединения 29c. Другой конец элемента L2 индуктивности соединен с конденсаторным электродом 24b посредством сквозных межсоединений 28f и 29d.

Один из концов элемента L3 индуктивности соединен с конденсаторным электродом 25a посредством сквозного межсоединения 27g, паттерна соединительного провода 32c, сквозных межсоединений 27c и 28c, паттерна соединительного провода 30c и сквозного межсоединения 29e. Другой конец элемента L3 индуктивности соединен с конденсаторным электродом 25b посредством сквозных межсоединений 28g и 29f. Один из концов элемента L4 индуктивности соединен с конденсаторным электродом 26a посредством сквозного межсоединения 27h, паттерна соединительного провода 32d, сквозных межсоединений 27d и 28d, паттерна соединительного провода 30d и сквозного межсоединения 29g. Другой конец элемента L4 индуктивности соединен с конденсаторным электродом 26b посредством сквозных межсоединений 28h и 29h.

Элемент емкости C1a состоит из электродов 22a и 23a, а элемент емкости C1b состоит из электродов 22b и 23b. Элемент емкости C2a состоит из электродов 23a и 24a, а элемент емкости C2b состоит из электродов 23b и 24b. Элемент емкости C3a состоит из электродов 24a и 25a, а элемент емкости C3b состоит из электродов 24b и 25b. Элемент емкости C4a состоит из электродов 25a и 26a, а элемент емкости C4b состоит из электродов 25b и 26b.

В антенне 1D, имеющей вышеупомянутую конфигурацию, резонансные контуры LC типа, включающие в себя элементы L1-L4 индуктивности, магнитно-связанные друг с другом, резонируют, заставляя элементы L1-L4 индуктивности функционировать в качестве излучающего элемента. Более того, элемент L2 индуктивности связан с элементом L1 индуктивности через элементы емкости C2a и C2b, элемент L3 индуктивности связан с элементом L2 индуктивности через элементы емкости C3a и C3b, и элемент L4 индуктивности связан с элементом индуктивности L3 через элементы емкости C4a и C4b. Связь между элементами индуктивности через элементы емкости формирует согласующий контур для согласования импеданса (обычно 50Ω) устройства, соединенного с питающими клеммами 5 и 6, с импедансом свободного пространства (377Ω).

Коэффициент связи k1 между смежными элементами L1 и L2 индуктивности выражается как: k1² = M²/(L1xL2), коэффициент связи k2 между элементами L2 и L3 индуктивности выражается как: k2² = M²/(L2×L3), и коэффициент связи k3 между элементами L3 и L4 индуктивности выражается как: k3² =M²/(L3×L4). Коэффициенты связи k1, k2 и k3 предпочтительно равны или превышают 0,1. Коэффициент связи k1 равен примерно 0,7624, коэффициент связи k2 равен примерно 0,5750, и коэффициент связи k3 равен примерно 0,6627, согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения. Величины индуктивности элементов L1-L4 индуктивности и коэффициентов связи k1, k2 и k3 устанавливают так, чтобы получить нужную полосу пропускания.

В результате моделирования, выполненного изобретателем, на основе эквивалентной схемы, показанной на Фиг.14, антенна 1D демонстрирует характеристики отражения -6 дБ или меньше в пределах очень широкой полосы частот T4, как показано на Фиг.16. Другие операции и преимущества согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения аналогичны операциям и преимуществам согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

(Пятый Вариант осуществления, Фиг.17 и 18)

Антенна 1Е согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения включает в себя элементы L1 и L2 индуктивности, имеющие разные величины индуктивности и синфазно магнитно-связанные друг с другом (обозначено взаимной индуктивностью M), как показано в виде эквивалентной схемы на Фиг.17. Элемент L1 индуктивности соединен с питающими клеммами 5 и 6 через элементы емкости C1a и C1b соответственно. Элемент индуктивности L1 и элементы емкости C1a и C1b формируют резонансный контур LC типа. Элемент L2 индуктивности соединен последовательно с элементом емкости C2, формируя резонансный контур LC типа.

Антенна 1Е, имеющая вышеупомянутую конфигурацию контура, имеет, например, слоистую структуру, показанную в Фиг.18. Керамические листы 41a-41f, изготовленные из диэлектрического материала, наслаивают, прессуют и обжигают для формирования антенны 1E. В частности, лист 41a имеет сформированные на нем конденсаторные электроды 42a и 42b, причем конденсаторные электроды 42a и 42b также функционируют как питающие клеммы 5 и 6. Лист 41b имеет сформированные на нем конденсаторные электроды 43a и 43b и сквозные межсоединения 49a и 49b.

Более того, лист 41c имеет сформированные на нем паттерны соединительных проводов 44a и 45а и сквозные межсоединения 49с, 49d, 49e и 49f. Лист 41d имеет сформированные на нем паттерны проводов 44b и 45b и сквозные межсоединения 49g и 49h. Лист 41е имеет сформированные на нем конденсаторный электрод 46 и сквозное межсоединение 49i. Лист 41f имеет сформированный на нем конденсаторный электрод 47.

При наслоении друг на друга листов 41a-41f паттерны проводов 44a-44b соединяются друг с другом посредством сквозного межсоединения 49d, формируя элемент L1 индуктивности, а паттерны проводов 45а и 45b соединяются друг с другом посредством сквозного межсоединения 49е, формируя элемент L2 индуктивности. Элемент емкости C1a состоит из электродов 42a и 43a, а элемент емкости C1b состоит из электродов 42b и 43b. Элемент емкости C2 состоит из электродов 46 и 47.

Один из концов элемента L1 индуктивности соединен с конденсаторным электродом 43а посредством сквозных межсоединений 49с и 49а. Другой конец элемента L1 индуктивности соединен с конденсаторным электродом 43b посредством сквозного межсоединения 49b. Один из концов элемента L2 индуктивности соединен с конденсаторным электродом 46 посредством сквозных межсоединений 49f и 49h. Другой конец элемента L2 индуктивности соединен с конденсаторным электродом 47 посредством сквозных межсоединений 49g и 49i.

В антенне 1Е, имеющей вышеупомянутую конфигурацию, резонансные контуры LC типа, включающие в себя элементы L1 и L2 индуктивности, магнитно-связанные друг с другом, резонируют, заставляя элементы L1 и L2 индуктивности функционировать в качестве излучающего элемента. Более того, магнитная связь между элементами L1 и L2 индуктивности формирует согласующий контур для согласования импеданса (обычно 50Ω) устройства, соединенного с питающими клеммами 5 и 6, с импедансом свободного пространства (377Ω).

Работа и преимущества антенны 1Е согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения в основном аналогичны операциям и преимуществам антенны 1А согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

(Шестой вариант осуществления, Фиг.19 и 20)

Антенна 1F согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения включает в себя элементы L1 и L2 индуктивности, имеющие различные величины индуктивности и синфазно магнитно-связанные друг с другом (обозначено взаимной индуктивностью M), как показано в виде эквивалентной схемы на Фиг.19. Элемент L1 индуктивности соединен с питающей клеммой 5 через элемент 1С емкости для формирования резонансного контура LC типа, состоящей из элемента L1 индуктивности и элемента С1 емкости. Элемент L2 индуктивности последовательно соединен с элементом C2 емкости для формирования резонансного контура LC типа. Один из концов элемента L3 индуктивности соединен с питающей клеммой 6, а другой его конец соединен с элементами L1 и L2 индуктивности. Индуктивность элементов L1, L2 и L3 индуктивности и уровня магнитной связи (взаимной индуктивности M) между элементами L1 и L2 индуктивности установлены так, чтобы была получена нужная полоса пропускания.

Антенна 1F, имеющая вышеупомянутую конфигурацию контура, имеет, например, слоистую структуру, показанную на Фиг.20. Керамические листы 51a-51h, изготовленные из диэлектрического материала, наслаивают, прессуют и обжигают для формирования антенны 1F. В частности, лист 51a имеет сформированные на нем питающие клеммы 5 и 6 и сквозные межсоединения 59a и 59b. Лист 51b имеет сформированные на нем конденсаторный электрод 52a, паттерн провода 56a и сквозное межсоединение 59c. Лист 51c имеет сформированные на нем конденсаторный электрод 52b, паттерн провода 56b и сквозные межсоединения 59c и 59d.

Кроме того, лист 51d имеет сформированные на нем паттерны проводов 53 и 56c, сквозное межсоединение 59c и сквозное межсоединение 59e. Лист 51e имеет паттерн провода 56d, сквозное межсоединение 59c и сквозные межсоединения 59f и 59g. Лист 51f имеет сформированные на нем конденсаторный электрод 54a, паттерн провода 56e и сквозные межсоединения 59c и 59g. Лист 51g имеет сформированные на нем конденсаторный электрод 54b, паттерн провода 56f, сквозные межсоединения 59c и 59g и сквозное межсоединение 59h. Лист 51h имеет сформированный на нем паттерн провода 55. Один из концов паттерна провода 55 служит в качестве паттерна провода 56g.

Наслоение друг на друга листов 51a-51h приводит к тому, что паттерн 53 провода формируется в виде элемента индуктивности L1, а паттерн провода 55 формируется в виде элемента индуктивности L2. Паттерны проводов 56a-56g соединены посредством сквозного межсоединения 59c, формируя элемент индуктивности L3. Элемент С1 емкости состоит из электродов 52a и 52b, а элемент C2 емкости состоит из электродов 54a и 54b.

Один из концов элемента L1 индуктивности соединен с конденсаторным электродом 52b посредством сквозного межсоединения 59d, а другой его конец соединен с другим концом элемента индуктивности L2 посредством сквозных межсоединений 59e и 59g. Один из концов элемента L2 индуктивности соединен с конденсаторным электродом 54b посредством сквозного межсоединения 59h. Как описано выше, другой конец элемента индуктивности L2 соединен с другим концом элемента L1 индуктивности посредством сквозных межсоединений 59g и 59e и соединен с одним из концов (паттерном провода 56g) элемента L3 индуктивности. Другой конец элемента L3 индуктивности соединен с питающей клеммой 6 посредством сквозного межсоединения 59b. Конденсаторный электрод 52a соединен с питающей клеммой 5 посредством сквозного межсоединения 59a.

В антенне 1F, имеющей вышеупомянутую конфигурацию, резонансные контуры LC типа, включающие в себя магнитно-связанные друг с другом элементы L1 и L2 индуктивности, резонируют, заставляя элементы L1 и L2 индуктивности функционировать в качестве излучающего элемента. Более того, магнитная связь между элементами L1 и L2 индуктивности формирует согласующий контур для согласования импеданса (обычно 50Ω) устройства, соединенного с питающими клеммами 5 и 6, с импедансом свободного пространства (377Ω).

В антенне 1F широкая полоса частот обеспечивается, даже когда магнитная связь между элементами L1 и L2 индуктивности слаба, поскольку элемент L1 индуктивности соединен непосредственно с элементом L2 индуктивности. Кроме того, так как другие концы элементов L1 и L2 индуктивности соединены с питающей клеммой 6 через элемент L3 индуктивности, коэффициент связи k между элементами L1 и L2 индуктивности может быть увеличен. Кроме того, добавление элемента L3 индуктивности может реализовать широкую полосу частот, даже если коэффициент связи между элементами L1 и L2 индуктивности является небольшим. Другие операции и преимущества антенны 1F согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения в основном аналогичны операциям и преимуществам антенны 1A согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

(Другие резонансные контуры, включающие в себя LC резонансные контуры, Фиг.21)

Дополнительно к первому - шестому вариантам осуществления настоящего изобретения, описанным выше, резонансный контур, составляющий антенну, может быть реализован различными способами, обозначенными, например, эквивалентными схемами, показанными на Фиг.21(A)-21(E). Также с резонансными контурами различных способов можно реализовать малогабаритные широкополосные антенны.

На Фиг.21(A) показан резонансный контур, включающий в себя резонансный контур LC типа, который состоит из элемента L1 индуктивности и элемента С1 емкости, и резонансный контур LC типа, который состоит из элемента L2 индуктивности и элемента C2 емкости. В резонансном контуре по Фиг.21(A) элемент L1 индуктивности соединен непосредственно с элементом L2 индуктивности, один из концов элемента индуктивности L1 соединен с питающей клеммой 5, а элементы С1 и С2 емкости соединены с питающей клеммой 6.

На Фиг.21(B) показан резонансный контур, включающий в себя резонансный контур LC типа, который состоит из элемента L1 индуктивности и элемента С1 емкости, и резонансный контур LC типа, который состоит из элемента L2 индуктивности и элемента C2 емкости. В резонансном контуре по Фиг.21(B) один из концов элемента индуктивности L1 соединен с питающей клеммой 5, элемент C2 емкости соединен с элементами L1 и L2 индуктивности, а элемент С1 емкости соединен с другим концом элемента L2 индуктивности и питающей клеммой 6.

На Фиг.21(C) показан резонансный контур, включающий в себя резонансный контур LC типа, который состоит из элемента L1 индуктивности и элемента С1 емкости, и резонансный контур LC типа, который состоит из элемента L2 индуктивности и элемента C2 емкости. В резонансном контуре по Фиг.21(C) элемент L1 индуктивности соединен непосредственно с элементом L2 индуктивности, элемент С1 емкости соединен с питающей клеммой 5, а элемент C2 емкости и другой конец элемента L1 индуктивности соединены с питающей клеммой 6.

На Фиг.21(D) показан резонансный контур, включающий в себя резонансный контур LC типа, который состоит из элемента L1 индуктивности и элемента С1 емкости, и резонансный контур LC типа, который состоит из элемента L2 индуктивности и элемента C2 емкости. В резонансном контуре по Фиг.21(D) один из концов элемента L1 индуктивности соединен с одним из концов элемента L2 индуктивности через элемент С1 емкости, а другой конец элемента L1 индуктивности соединен непосредственно с другим концом элемента L2 индуктивности. Один из концов элемента L1 индуктивности соединен с питающей клеммой 5, а другие концы элементов L1 и L2 индуктивности соединены с питающей клеммой 6.

На Фиг.21(E) показан резонансный контур, включающий в себя резонансный контур LC типа, который состоит из элемента L1 индуктивности и элемента С1 емкости, и резонансный контур LC типа, который состоит из элемента L2 индуктивности и элемента C2 емкости. В резонансном контуре по Фиг.21(E) элемент L1 индуктивности соединен непосредственно с элементом L2 индуктивности, узел между одним из концов элемента L1 индуктивности и элементом С1 емкости соединен с питающей клеммой 5, а узел между другим концом L2 элемента индуктивности и элемента С1 емкости соединен с питающей клеммой 6.

(Седьмой Вариант осуществления, Фиг.22 и 23)

Антенна 1G согласно седьмому варианту осуществления настоящего изобретения включает в себя элементы L1 и L2 индуктивности, имеющие различные величины индуктивности и синфазно магнитно-связанные друг с другом (обозначено взаимной индуктивностью M), как показано в виде эквивалентной схемы на Фиг.22. Элементы индуктивности L1 и L2 соединены параллельно с питающими клеммами 5 и 6.

В антенне 1G, имеющей вышеупомянутую конфигурацию контура, элементы L1 и L2 индуктивности имеют различные величины индуктивности и магнитно связаны друг с другом в фазе. Магнитная связь между элементами индуктивности L1 и L2 вызывает взаимную индуктивность М=L1-L2. Согласно моделированию, выполненному изобретателем, как показано на Фиг.23, антенна 1G функционирует как излучающий элемент, имеющий характеристики отражения в широкой полосе частот.

Конфигурация согласующего контура только с двумя элементами L1 и L2 индуктивности достигает характеристик отражения в широкой полосе частот как показано на Фиг.23, хотя импеданс или реактанс устройства, соединенного между питающими клеммами 5 и 6, ограничен конфигурацией.

(Восьмой Вариант осуществления, Фиг.24 и 25)

Антенна 1H согласно восьмому варианту осуществления настоящего изобретения имеет конфигурацию, которая включает в себя элементы L1 и L2 индуктивности согласно седьмому варианту осуществления настоящего изобретения и элемент С1 емкости, соединенный с одним из концов элемента L1 индуктивности и питающей клеммой 5, как показано в виде эквивалентной схемы на Фиг.24.

Также в антенне 1H, имеющей вышеупомянутую конфигурацию контура, магнитная связь между элементами L1 и L2 индуктивности, имеющими различные величины индуктивности, вызывает взаимную индуктивность М. Согласно моделированию, выполненному изобретателем, как показано на Фиг.25, антенна 1H имеет характеристики отражения в широкой полосе частот.

(Девятый Вариант осуществления, Фиг.26 и 27)

Антенна 1I согласно девятому варианту осуществления настоящего изобретения имеет конфигурацию, которая включает в себя элементы L1 и L2 индуктивности согласно седьмому варианту осуществления настоящего изобретения, элемент С1 емкости, соединенный с одним из концов элемента L1 индуктивности и питающей клеммой 5, и элемент C2 емкости, соединенный с одним из концов элемента L2 индуктивности и питающей клеммой 5, как показано в виде эквивалентной схемы на Фиг.26.

Также в антенне 1I, имеющей вышеупомянутую конфигурацию контура, магнитная связь между элементами L1 и L2 индуктивности, имеющими различные величины индуктивности, вызывает взаимную индуктивность М. Согласно моделированию, выполненному изобретателем, как показано на Фиг.27, антенна 1I имеет характеристики отражения в широкой полосе частот.

(Десятый Вариант осуществления, Фиг.28-30)

Антенна 1J согласно десятому варианту осуществления настоящего изобретения имеет конфигурацию, в которой так называемый средний отвод предусмотрен в элементе L1 индуктивности согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения и питающая клемма 5 соединена с средним отводом, как показано в виде эквивалентной схемы на Фиг.28. В антенне 1J не предоставлен элемент С1 емкости.

В десятом варианте осуществления настоящего изобретения предлагаются те же самые операции и преимущества, что и во втором варианте осуществления настоящего изобретения. Обеспечивая средний отвод, импеданс пространства и импеданс устройства, соединенного с питающими клеммами 5 и 6, могут быть согласованы без уменьшения энергии электромагнитного поля. Элемент L1 индуктивности разделен на индуктивности L1a и L1b.

Антенна 1J, имеющая вышеупомянутую конфигурацию контура, имеет, например, слоистую структуру, показанную на Фиг.29. Керамические листы 11a-11h, изготовленные из диэлектрического материала, наслаивают, прессуют и обжигают, формируя антенну 1J. В частности, лист 11a имеет сформированные на нем питающие клеммы 5 и 6 и сквозные межсоединения 19a и 19b. Лист 11b имеет сформированные на нем конденсаторный электрод 13a, паттерн соединительного провода 15d и сквозные межсоединения 19c, 19m и 19n. Лист 11с имеет сформированные на нем конденсаторный электрод 14a, сквозные межсоединения 19c, 19m и 19n и сквозное межсоединение 19e.

Кроме того, лист 11d имеет сформированные на нем паттерны соединительных проводов 15a, 15b и 15c, сквозное межсоединение 19n и сквозные межсоединения 19d, 19g, 19h и 19i. Лист 11е имеет сформированные на нем паттерны проводов 16a и 17a, сквозные межсоединения 19g, 19i и 19n и сквозные межсоединения 19j и 19k. Лист 11f имеет сформированные на нем паттерны проводов 16b и 17b и сквозные межсоединения 19g, 19i, 19j, 19k и 19n. Лист 11g имеет сформированные на нем паттерны проводов 16c и 17c и сквозные межсоединения 19g, 19i, 19j и 19k. Лист 11h имеет сформированные на нем паттерны проводов 16d и 17d.

При наслоении друг на друга вышеупомянутых листов 11a-11h паттерны 16a-16d соединяются друг с другом посредством межсквозного соединения 19j, формируя элемент L1 индуктивности и приводя к тому, что ветвь 16c' паттерна провода 16c функционирует в качестве отвода, а ветвь 16c' соединяется с питающей клеммой 5 посредством сквозного межсоединения 19n, паттерна соединительного провода 15d и сквозного межсоединения 19a. Кроме того, паттерны проводов 17a-17d соединены друг с другом посредством сквозного межсоединения 19k, формируя элемент L2 индуктивности. Элемент C2 емкости состоит из электродов 13a и 14a.

Один из концов элемента L1 индуктивности соединен с конденсаторным электродом 13a посредством сквозного межсоединения 19g, паттерна соединительного провода 15c и сквозного межсоединения 19c. Другой конец элемента L1 индуктивности соединен с питающей клеммой 6 посредством сквозного межсоединения 19d, паттерном соединительного провода 15b и сквозного межсоединения 19m и 19b.

Один из концов элемента L2 индуктивности соединен с конденсаторным электродом 14a посредством сквозного межсоединения 19i, паттерна соединительного провода 15a и сквозного межсоединения 19e. Другой конец элемента L2 индуктивности соединен с питающей клеммой 6 посредством сквозного межсоединения 19h, паттерна соединительного провода 15b и сквозных межсоединений 19m и 19b. Другие концы элементов L1 и L2 индуктивности соединены посредством паттерна соединительного проводника 15b.

В антенне 1J, имеющей вышеупомянутую конфигурацию резонансных контуров LC типа, которые включают в себя магнитно-связанные друг с другом элементы L1 и L2 индуктивности, резонируют, заставляя элементы L1 и L2 индуктивности функционировать в качестве излучающего элемента. Кроме того, связь между элементами L1 и L2 индуктивности через элемент C2 емкости и наличие ветви 16c' (отвода) формирует согласующий контур для согласования импеданса (обычно 50Ω) устройства, соединенного с питающими клеммами 5 и 6, с импедансом свободного пространства(377Ω).

В результате моделирования, выполненного изобретателем, на основе эквивалентной схемы, показанной на Фиг.28, антенна 1J продемонстрировала характеристики отражения, представленные на Фиг.30.

(Одиннадцатый Вариант осуществления, Фиг.31 и 32)

Антенна 1K согласно одиннадцатому варианту осуществления настоящего изобретения имеет конфигурацию, в которой к антенне 1J согласно десятому варианту осуществления настоящего изобретения добавлен элемент С1 емкости, как показано в виде эквивалентной схемы на Фиг.31. В одиннадцатом варианте осуществления настоящего изобретения обеспечиваются те же самые операции и преимущества, что и в десятом варианте осуществления настоящего изобретения. Обеспечивая средний отвод, импеданс пространства и импеданс устройства, соединенного с питающими клеммами 5 и 6, могут быть подобраны так, что они не будут уменьшать энергию электромагнитного поля. Добавление элемента С1 емкости к антенне 1J согласно десятому варианту осуществления настоящего изобретения облегчает согласование импеданса между питающими клеммами 5 и 6.

Поскольку антенна 1K, имеющая вышеупомянутую конфигурацию контура, как правило, имеет слоистую структуру, подобную той, что показана на Фиг.8 и 29, детальное описание слоистой структуры антенны 1K в данном случае опущено. В результате моделирования, выполненного изобретателем, основанным на эквивалентной схеме, показанной на Фиг.31, антенна 1K продемонстрировала характеристики отражения, представленные на Фиг.32.

Предоставление среднего отвода, как в десятом и одиннадцатом вариантах осуществления настоящего изобретения, для облегчения согласования импеданса между питающими клеммами 5 и 6, обеспечивает увеличение отражения, и полоса пропускания расширяется в соответствии с увеличенным отражением. Другими словами, изменение степени согласования импеданса изменяет полосу пропускания. Следовательно, при установке константы для каждого элемента индуктивности для достижения нужной полосы пропускания необходимо учитывать степень согласования импеданса.

(Другие Варианты осуществления)

Антенна согласно настоящему изобретению не ограничена описанными выше вариантами осуществления, и в пределах объема настоящего изобретения могут быть сделаны различные изменения и модификации.

Например, хотя LC резонансные контуры согласно вышеупомянутым вариантам осуществления конфигурируются в виде контуров с сосредоточенными параметрами, LC резонансные контуры могут конфигурироваться в виде контуров с распределенными параметрами. Слоистое изделие, включающее в себя LC резонансные контуры, вместо диэлектрического материала может быть изготовлено из изоляционного материала. Слоистое изделие может быть изготовлено, например, из керамики или смолы.

Промышленная применимость

Как описано выше, настоящее изобретение применимо к антенне поверхностного монтажа и, в частности, обеспечивает преимущества при производстве широкополосной малогабаритной антенны.

Изобретение относится к широкополосной малогабаритной антенне поверхностного монтажа. Антенна обеспечена элементами (L1) и (L2) индуктивности, магнитно-связанными друг с другом. Антенна включает в себя резонансный контур LC типа, состоящий из элемента (L1) индуктивности и элементов (С1а) и (C1b) емкости, и резонансный контур LC типа, состоящий из элемента (L2) индуктивности и элементов (С2а) и (С2b) емкости. Для излучения электромагнитных волн используется множество резонансных контуров LC типа. Множество резонансных контуров LC типа используется в качестве согласующего контура для согласования импеданса (50Ω) устройства, предназначенного для соединения с питающими клеммами (5) и (6), с импедансом излучения свободного пространства (377Ω). Технический результат - расширение диапазона частот. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 32 ил.

1. Антенна, включающая в себя питающую клемму и, по меньшей мере, два элемента индуктивности, имеющих различные величины индуктивности,
причем элементы индуктивности используются для излучения электромагнитных волн, и
причем элементы индуктивности используются в качестве индуктивностей согласующего контура для согласования импеданса устройства, предназначенного для соединения с питающей клеммой, и импеданса излучения свободного пространства.

2. Антенна по п.1, дополнительно содержащая элемент емкости,
причем элемент емкости и элементы индуктивности составляют множество резонансных контуров.

3. Антенна, включающая в себя питающую клемму и множество резонансных контуров,
причем множество резонансных контуров используется для излучения электромагнитных волн, и
причем множество резонансных контуров используется в качестве согласующего контура для согласования импеданса устройства, предназначенного для соединения с питающей клеммой, и импеданса излучения свободного пространства.

4. Антенна по п.3, в которой каждый из множества резонансных контуров включает в себя элемент емкости и элемент индуктивности.

5. Антенна по п.3, в которой множество резонансных контуров электрически соединено с питающей клеммой непосредственно или через сосредоточенную постоянную емкость или индуктивность.

6. Антенна по п.3, в которой коэффициент связи между смежными резонансными контурами среди множества резонансных контуров имеет величину, по меньшей мере, равную 0,1.

7. Антенна по п.4, в которой элемент индуктивности в каждом резонансном контуре состоит из паттернов линейных электродов, расположенных в направлении одной оси.

8. Антенна по п.4, в которой элемент емкости электрически соединен с питающей клеммой.

9. Антенна по п.8, в которой элемент емкости, соединенный с питающей клеммой, сформирован на многослойной подложке.

10. Антенна по п.3, в которой множество резонансных контуров сформировано на многослойной подложке.

11. Антенна, включающая в себя первую и вторую питающие клеммы и множество резонансных контуров, причем антенна содержит:
первый резонансный контур LC типа, содержащий первый элемент индуктивности и первый и второй элементы емкости, причем первый элемент емкости электрически соединен с одним из концов первого элемента индуктивности, а второй элемент емкости электрически соединен с другим концом первого элемента индуктивности; и
второй резонансный контур LC типа, содержащий второй элемент индуктивности и третий и четвертый элементы емкости, причем третий элемент емкости электрически соединен с одним из концов второго элемента индуктивности, а четвертый элемент емкости электрически соединен с другим концом второго элемента индуктивности, причем первый элемент индуктивности магнитно-связан со вторым элементом индуктивности,
причем один из концов первого элемента индуктивности электрически соединен с первой питающей клеммой через первый элемент емкости, а его другой конец электрически соединен со второй питающей клеммой через второй элемент емкости, и
причем один из концов второго элемента индуктивности электрически соединен с первой питающей клеммой через третий и первый элементы емкости, а его другой конец электрически соединен со второй питающей клеммой через четвертый и второй элементы емкости.