内部天线制造技术

用于小型无线电装置的一种内部平面天线。平面天线的接地平面（３１０）被成形得可以改善天线的匹配。这种成形可以通过在接地平面上加工一条或多条狭缝（３１５，３１６）来实现。狭缝适当地改变了当从短路点（Ｓ）看过去时的接地平面的电长度，这样，接地平面就在天线的一个工作频段内被用作辐射器。同样，可以设置接地平面内的狭缝（３３１），使其在天线的一个工作频段内起到附加的辐射器的作用。由于改善了匹配因此天线增益也增大了，例如也可以将双波段天线的较高频段做得更宽。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
内部天线
本专利技术涉及一种供小型无线电装置使用的内部平面天线。本专利技术还涉及采用了依据本专利技术的天线的一种无线电装置。
技术介绍
在天线设计中，可用空间是一个重要因素。如果没有尺寸限制的话，则制造出一个高品质天线会相对容易一些。在无线电装置中，尤其是在移动电话中，为方便起见，天线最好放置在设备的机壳内。由于设备变得越来越小，因此，用于天线的空间也正在缩小，这意味着在天线设计中需要更紧凑的设计。对此起促进作用的另一个因素就是：通常一个天线必须能够工作于两个或更多个频段。实际上，最容易以平面结构来实现安装在小设备内部的具有满意特性的天线：该天线包括一个辐射平面和与其平行的一个接地平面。为了更容易进行阻抗匹配，辐射平面和接地平面通常在一个适当的点借助于一个短路导体而互相连接在一起，产生一种PIFA(平面倒F天线)型结构。对于天线特性来讲，接地平面的尺寸必然对其具有影响。象单极鞭状天线的情况那样，一个理想的平面天线也具有一个非常大的接地平面。随着接地平面的缩小，天线的谐振变弱，且部分地由于该原因，使天线的增益降低了。如果我们继续减小接地平面的尺寸，则在达到某种程度时它会起辐射器的作用，因此就以不受控制的方式改变了天线特性。图1显示了一种已知的PIFA型内部平面天线。它包括无线电装置的一个电路板105，该板具有一个导电的上表面。该导电平面为该平面天线起到了接地平面110的作用。在该电路板的另一端，存在该天线的辐射平面120，它被一个介质框150支撑在接地平面的上方。该天线结构还包括：在靠近辐射平面的一个拐角上，连接有一个天线馈电导体131，一个短路导体132在点S处将辐射平面连接至接地平面。从馈电导体到电路板105的底面上的一个天线端口有一个通孔，它与地绝缘。在辐射平面上有一条狭缝125，它开始于靠近馈电导体131的平面的边缘，终止于靠近相对边缘的平面的内部区域。从短路点看去，该狭缝125将辐射平面分割为不同长度的两条支路B1、B2。这样，PIFA就具有不同的谐振频率以及相-->应的工作频段。当所讨论的无线电装置非常小时，图1的天线的缺点是它具有稍微一般的电特性。这是由如上所述的接地平面的微小而引起的，也是由于无线电装置被作得相对较扁平而由天线的受到限制的高度而引起的。专利技术概述本专利技术的一个目的是减少已有技术相关的所述缺点。根据本专利技术的天线，其特征在于独立权利要求1中阐明的内容。根据本专利技术的一个无线电装置，其特征在于独立权利要求12中阐明的内容。本专利技术的一些优选实施例在从属权利要求中提出。本专利技术的基本思想如下：在小型无线电装置中的平面天线的接地平面被成形得可改善天线的电特性。这种成形可通过在接地平面上加工一条狭缝或是几条狭缝进行。从短路点观察，该狭缝改变了接地平面的电长度，这样，在天线的工作频段中，该接地平面将会更好地用作辐射器。也可以将该接地平面内的缝隙设置得可以用作天线工作频段内的附加的辐射器。与已有技术中相应的天线相比，本专利技术的一个优点就是随着匹配的改善而使天线增益增大。这样，有可能例如是将接地平面与辐射平面本身的距离缩短一个适当的数量，该数量与天线增益差相对应。这将会使具有相同天线增益的天线更扁平，这在小型无线电装置中是一个优点。本专利技术的另一个优点是例如可以使双波段天线的高频带变得更宽。这可以通过将接地平面内的狭缝辐射器的谐振频率与辐射器本身的谐振频率适当地偏移来实现。本专利技术的另一个优点是按照本专利技术的安装非常简单。附图说明以下将详细说明本专利技术。说明参照了以下附图：图1显示了按照已有技术的平面天线的一个例子；图2a显示了按照已有技术的平面天线的接地平面的一个例子；图2b显示了按照本专利技术的平面天线的接地平面的一个例子；图3显示了按照本专利技术的平面天线的一个例子；图4显示了图3所示的天线的接地平面；图5显示了接地平面中使用分立电容器的一个例子；图6显示了按照本专利技术的接地平面的第四个例子；-->图7显示了按照本专利技术的接地平面的第五个例子；图8显示了本专利技术是如何影响天线匹配的一个例子；图9显示了本专利技术是如何影响天线增益的一个例子；图10显示了具有按照本专利技术的天线的无线电装置的一个例子。具体实施方式图2a、2b举例说明了根据本专利技术的接地平面的电长度增大的原理。图2a显示了从接地平面一侧看去时的图1中描绘的结构的电路板105。在接地平面110的左上角，有一个用于辐射平面的短路点S。由于接地平面没有改变其形状的图案，因此，从短路点测量到的其电长度是由矩形平面的边的长度确定的。由于接地平面相对较小，因此其电长度很重要，这是因为接地平面可以在工作频率的频率量级上进行辐射，就好像偶极子天线的一个分支。图2b显示了一个印刷电路板205，它类似于上面所述的印刷电路板，只是现在在接地平面上有一条狭缝215。在这个例子中，狭缝开始于靠近短路点S的接地平面的长边一侧，并沿着接地平面的短边一侧延伸，超出短边的中间点。由于现在接地平面电流必须绕过狭缝的封闭端，因此狭缝215加大了电长度。开始于短路点的虚线219基本说明了接地平面的电长度。例如，可以对电长度进行设置，以使接地平面可以在低频段内改善双频带天线的匹配。图3显示了根据本专利技术的一个完整的平面天线的实例。它包括无线电装置的一个电路板305，其中，板的导电的上表面用作平面天线的接地平面。从轮廓来看，在电路板的一端，在板的上方，具有天线的一个矩形辐射平面320，它具有不同长度的两条支路B1和B2，从而产生两个工作频段，就像图1那样。靠近辐射平面的一个拐角，有一个短路导体332从辐射平面的长边延伸到接地平面，所述长边与接地平面的短边平行。接地平面具有根据本专利技术的一条第一狭缝315，类似于图2中的狭缝215，该狭缝位于靠近天线的短路点的位置，与接地平面的短边平行。天线的馈线导体331与靠近所述短路导体同一个拐角的辐射平面连接，但在这个例子中，是连接在辐射平面短边一侧上，从而使第一狭缝315位于电路板上标记为S的短路点与标记为F的馈电点之间。这种安装与图1所示的馈电点与其通孔在同一侧而可能产生的情况相比，使得能够将第一狭缝315放置得更靠近接地平面短边一侧。图3中的例子还显示了根据本专利技术的一个第二狭缝316。该狭缝开始于与第一-->狭缝相同的接地平面的一条长边，并与第一狭缝平行地延伸。在这个例子中，馈电点F位于电路板305表面的第一和第二狭缝之间。在显示了图3所示结构的电路板305的图4中，可以更好地看出当从接地平面看去时的第一狭缝315和第二狭缝316，同时还有馈电点F和短路点S。第二狭缝316的布局以及长度，可以使得在该狭缝中所激励起的谐振位于天线的较高的工作频段内。这样它就起着狭缝辐射器的作用，从而改善了较高工作频带内的匹配。与此相似，在按照图2的单狭缝的情况下，可对狭缝进行调谐，使其在较高工作频段内起到辐射器的作用。作为另一种方案，可以在接地平面安装中使用电抗分立元件。图5显示了这种配置的一个例子。它包括无线电装置的一个电路板505，其中，所述电路板的接地平面具有按照图4所示的按照本专利技术的两条狭缝。跨在第二狭缝516上，靠近其开放端，连接有一个电容器C。其电容降低了接地平面的电长度，例如，在双频段天线的情况下，这种做法在较高工作频段自然要比在较低工作频段更有效。如果接地平面内本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于无线电装置的一种内部平面天线，具有一个接地平面、辐射平面、用于后者的馈电导体、以及将所述辐射平面与所述接地平面在短路点（Ｓ）连接在一起的一个短路导体，其特征在于：所述接地平面（２１０；３１０）具有至少一条起始于它的一个边缘的不导电的狭缝（２１５；３１５；３１６；４１５；４１６），以便改善所述天线的匹配。

【技术特征摘要】
FI 2002-9-19 200216681.用于无线电装置的一种内部平面天线，具有一个接地平面、辐射平面、用于后者的馈电导体、以及将所述辐射平面与所述接地平面在短路点(S)连接在一起的一个短路导体，其特征在于：所述接地平面(210；310)具有至少一条起始于它的一个边缘的不导电的狭缝(215；315；316；415；416)，以便改善所述天线的匹配。2.依据权利要求1的一种天线，其接地平面是无线电装置内的电路板上表面的导电层，其辐射平面是所述接地平面上方的一个导电平面，并具有一个基本为矩形的外形轮廓，其特征在于：与所述辐射平面(320)的侧面的长度相比，所述短路点(S)位于相对靠近电路板内的所述辐射平面的一个拐角的投影处；在所述接地平面内的所述狭缝(215；315：515；615)开始于所述接地平面的边缘，相对靠近所述短路点，并与所述辐射平面的一条长边平行地延伸。3.依据权利要求2的一种天线，其特征在于：当从所述短路点测量时，在所述接地平面内的所述狭缝(215；315；515；615；715)增大了接地平面的物理长度。4.依据权利要求1所述的一种天线，具有至少两个工作频段，其特征在于：在所述接地平面上具有两个所述狭缝，第一(315；515；615)和第二狭缝(316；516；616)。5.依据权利要求3或4的一种天线，其中用于所述辐射平面的所述馈电导体在所述馈电点(F)处穿过所述电路板，其特征在于：如权利要求2中所述的第一狭缝(316；516)，所述第二狭缝(316；516)始于所说接地...

【专利技术属性】
技术研发人员：J米科拉，P安纳马尔，
申请(专利权)人：脉冲芬兰有限公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]