專利名稱：同軸諧振隙縫天線及其制造方法和無線終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于無線終端的天線，并特別涉及使用同軸空腔的隙縫天線，這種隙縫天線的制造方法，以及裝有這種隙縫天線無線終端。
在諸如個人手持電話系統(tǒng)(PHS)這種無線終端中，為了增強可攜帶性，使用內(nèi)置型天線正在增加?？蓛?nèi)置于無線終端的普通天線包括諸如在Japanese Patent Laid-open(Kokai)No.Hei 6-177629中所公開的倒F天線以及在Japanese Patent Laid-open(Kokai)No.Hei 5-327331中所公開的細條天線。然而，為了配置足夠的頻帶，需要把天線的尺寸做得很大，因而將這種天線內(nèi)置于小尺寸的無線終端是困難的。此外，即使天線能夠內(nèi)置于無線終端，在無線終端通過從天線發(fā)射的電磁波進行輻射的情形下要產(chǎn)生感應電流，所產(chǎn)生的部分感應電流流過操作者的手。
為了解決這些問題，提出了應用以TEM(橫向電磁)方式操作的同軸空腔的隙縫天線(例如參見Japanese Patent Laid-open(Kokai)No.Hei 5-14047)。這種先有技術(shù)的同軸諧振隙縫天線示于圖27A和27B。圖27A是普通天線的透視圖而圖27B為沿圖27A的直線B-B的截面。在先有技術(shù)的同軸諧振隙縫天線中，一個長條導體53沿整體上為一個矩形棱柱的導電立方體51的內(nèi)部空間中的諧振軸設置。條狀導體的兩端57以電接觸的方式固定在導電立方體51的側(cè)壁54上(參見圖34B的橫截面)。導電立方體51是在其表面(電磁波輻射面)上形成的，帶有橫穿條狀導體53的一個端頭的一個隙縫52。而且，在條狀導體53的另一端導電立方體51的內(nèi)壁上沿條狀導體53的長度(諧振軸線)設置有同軸直線的中心導體的一個附加的導體55。應當注意到，導電立方體51是由外面的導體56保持在接地電位的。
導電立方體51與條狀導體53以TEM方式共同形成了同軸諧振電路。因而，通過附加的導體55提供給導電立方體51的電磁波(發(fā)送信號)沿條狀導體53行進，以便通過隙縫52被輻射到外面的空間。另一方面，從外面的空間經(jīng)過隙縫55進入導電立方體51的電磁波(接收信號)沿著條狀導體53在相反的方向行進，以便由附加的導體55拾取。
因為普通的同軸諧振隙縫天線具有其兩端57電連接到導電立方體51的條狀導體53，因而必須設定天線的總長為使用的波長的1/2。只有在進行了這一設定時，由倍增導電立方體51的長度(或者條狀導體53的長度)所獲得的數(shù)值才以TEM方式形成諧振波長，于是通過導電立方體行進的電磁波的電場強度(振幅)在條狀導體53的兩端57變?yōu)榱?，而在條狀導體53的中心處達到最大電平。這表明原則上不能在沿諧振軸線其長度等效于小于使用的波長的1/2的無線終端中裝設普通的同軸諧振隙縫天線。例如，在用于PHS中的1.9GHZ的頻率時，1/2波長約為80mm，這使得應用這樣的頻率的無線終端的尺寸無法減小到小于80mm。換言之，如果圖34所示的普通的同軸諧振隙縫天線裝設在一個無線終端之內(nèi)，則這種無線終端的尺寸不能減小到小于所使用的波長的1/2。
于是本發(fā)明的一個目的是要提供一種具有新型結(jié)構(gòu)的同軸諧振隙縫天線，這種結(jié)構(gòu)解決了上述問題并有宜于進一步降低裝有這種天線的無線終端的尺寸。本發(fā)明的另一個目的是提供一種根據(jù)本發(fā)明制造同軸諧振隙縫天線的新型方法以及具有裝有根據(jù)本發(fā)明的同軸隙縫天線的一種新型結(jié)構(gòu)的無線終端。
上述問題可以通過在導電立方體的內(nèi)部空間設置整條的導體而得到有效的解決，其方式是條狀導體與導電立方體電絕緣，并且條狀導體與射頻信號發(fā)送線之間的電連接點裝設在距離條狀導體的一端等于所使用的波長大約1/4波長的位置。必須在條狀導體與導電立方體之間通過適當?shù)姆椒ㄔO置絕緣。一般來說，希望通過以絕緣材料填充扁平的導電立方體的內(nèi)部空間來支撐條狀導體。為了使得絕緣體填充導電立方體的內(nèi)部空間，可以使用具有適當介電常數(shù)(例如介電常數(shù)一般與外部空間的介電常數(shù)相同)的聚合物。為了獲得良好的諧振特性并減小天線的尺寸，使用具有高介電常數(shù)和良好的高頻特性的介電材料(例如陶瓷)。另一方面，希望使用包含適當比例的磁性材料的聚合物或者具有良好絕緣(低電導)的磁性材料(例如磁性氧化物絕緣體)。這時，天線的尺寸可被降低到接近通過介電常數(shù)或者磁導率的平方根分割波長所獲得的數(shù)值。
根據(jù)本發(fā)明的同軸諧振隙縫天線可通過金屬片形成于中空的矩形楞體所構(gòu)成的導電立方體的內(nèi)部空間設置條狀導體而易于制造。然而在批量生產(chǎn)中，如同以下具體所述，希望根據(jù)本發(fā)明制造這樣的同軸諧振隙縫天線使用兩層平面絕緣體，在平面絕緣體之上的前表面形成第一金屬膜，在下面的金屬膜的后表面形成第二金屬膜，在第一和第二金屬膜至少之一上面形成一個隙縫，在上面和下面平面絕緣體之間形成第三金屬膜，并在上面和下面的平面絕緣體的周圍形成多個金屬化通孔。這種情形下，導電立方體是通過第一和第二金屬膜以及金屬化通孔構(gòu)成的，并且條狀導體是通過第三金屬膜形成的。
在上述根據(jù)本發(fā)明的同軸諧振隙縫天線中，形成與作為外導體的導電立方體以及作為內(nèi)導體的條狀導體的同軸線。當從連接點向條狀導體提供一個信號時，電磁波沿著條狀導體的縱長以TEM方式傳播。這樣，當使用的信號波長使得電場強度在條狀導體的一端達到最大電平并在連接點達到最小電平時，可產(chǎn)生1/4波長的諧振。通過形成諧振的電磁波，電磁波從隙縫向外部空間輻射。
當根據(jù)本發(fā)明的天線用于接收天線時，從隙縫所吸收并在形成諧振時通過導電立方體向連接點傳播的電磁波由連接點拾取。
應當注意，包含從條狀導體上的連接點延伸到與上述末端相反的一端的條狀導體的立方體空間可用作為所需要類型的短截線(匹配電路)。通過改變從相反一端到連接點的長度，可調(diào)節(jié)同軸空腔的阻抗匹配，以便實現(xiàn)良好的阻抗匹配狀態(tài)。這種調(diào)節(jié)是通過阻抗被輕微校正的程度而進行的，使得其長度與使用的波長的1/4相比一般是很短的。于是，導電立方體的深度可被設定為僅稍微大于1/4波長，因而降低了天線的尺寸到等于1/2波長的普通天線尺寸的大約一半。
而且，當隙縫的設置使得它橫穿電磁波傳播的方向時，則在導電立方體內(nèi)部傳播的TEM方式的電磁波從隙縫被強烈地輻射，而外部空間的電磁波被吸收到隙縫之中。特別，當隙縫的總長接近使用的波長的1/2時，內(nèi)部和外部空間的電磁波與隙縫緊密地連接。如果該隙縫被中途彎曲，其總長(被伸直的隙縫的長度)決定了效率。因而，通過使得隙縫彎曲，可減小立方體的寬度(相對于立方體前表面長度的尺寸)，這將在稍后說明。實際上，立方體的寬度可從使用的波長的1/4到1/8選擇。于是，如需要的，導電立方體的寬度也可減少1/2到1/4，以往這等于波長的1/2。
而且，上述新型的制造方法可被使用使得根據(jù)本發(fā)明的同軸諧振隙縫天線嵌入到無線終端中裝有射頻部件的多層電路板，從而減少了無線終端的造價和尺寸。
從以下聯(lián)系附圖閱讀詳細的說明，對本發(fā)明的以上和其它的目的、優(yōu)點、操作方式以及特點將能夠明了。


圖1A是表示作為本發(fā)明的第一較佳實施例所實施的同軸諧振隙縫天線的透視圖；圖1B是表示作為本發(fā)明的第一較佳實施例所實施的同軸諧振隙縫天線的剖視圖；圖1C是表示作為本發(fā)明的第一較佳實施例所實施的同軸諧振隙縫天線的另一剖視圖；圖2是表示作為本發(fā)明的第二較佳實施例所實施的同軸諧振隙縫天線的頂視圖；圖3是表示作為本發(fā)明的第二較佳實施例所實施的同軸諧振隙縫天線的另一個頂視圖；圖4是表示作為本發(fā)明的第二較佳實施例所實施的同軸諧振隙縫天線的又一個頂視圖；圖5表示作為本發(fā)明的第二較佳實施例所實施的同軸諧振隙縫天線的另外一個頂視圖；圖6表示作為本發(fā)明的第二較佳實施例所實施的同軸諧振隙縫天線的另一頂視圖；圖7A是表示圖3的同軸諧振隙縫天線的隙縫結(jié)構(gòu)一個頂視圖；圖7B是表示圖3的同軸諧振隙縫天線的電場模式的一個圖示；圖8是表示圖5的同軸諧振隙縫天線的輻射特性(模式)的一個圖示；
圖9表示作為本發(fā)明的第三較佳實施例所實施的同軸諧振隙縫天線的一頂視圖；圖10A表示作為本發(fā)明的第四較佳實施例所實施的同軸諧振隙縫天線的一透視圖；圖10B表示作為本發(fā)明的第四較佳實施例所實施的同軸諧振隙縫天線的一剖視圖；圖10C表示作為本發(fā)明的第四較佳實施例所實施的同軸諧振隙縫天線的另一剖視圖；圖11A表示作為本發(fā)明的第五較佳實施例所實施的同軸諧振隙縫天線的一透視圖；圖11B表示作為本發(fā)明的第五較佳實施例所實施的同軸諧振隙縫天線的一剖視圖；圖11C表示作為本發(fā)明的第五較佳實施例所實施的同軸諧振隙縫天線的另一剖視圖；圖12A表示作為本發(fā)明的第一較佳實施例所實施的同軸諧振隙縫天線制造方法的一透視圖；圖12B表示作為本發(fā)明的第一較佳實施例所實施的同軸諧振隙縫天線制造方法的另一透視圖；圖12C表示作為本發(fā)明的第一較佳實施例所實施的同軸諧振隙縫天線制造方法的又一透視圖；圖13A表示作為本發(fā)明的第二較佳實施例所實施的同軸諧振隙縫天線制造方法的一頂視圖；圖13B表示作為本發(fā)明的第二較佳實施例所實施的同軸諧振隙縫天線制造方法的一剖視圖；圖14A是表示裝有根據(jù)本發(fā)明的同軸諧振隙縫天線的無線終端的一透視圖，該無線終端是作為本發(fā)明的第一實施例而實施的；圖14B是表示裝有根據(jù)本發(fā)明的同軸諧振隙縫天線的無線終端的一剖視圖，該無線終端是作為本發(fā)明的第一實施例而實施的；
圖15A是表示裝有根據(jù)本發(fā)明的同軸諧振隙縫天線的無線終端的一剖視圖，該無線終端是作為本發(fā)明的第二實施例而實施的；圖15B是表示裝有根據(jù)本發(fā)明的同軸諧振隙縫天線的無線終端的電路框圖，該無線終端是作為本發(fā)明的第二實施例而實施的；圖16A是表示裝有根據(jù)本發(fā)明的同軸諧振隙縫天線的無線終端的剖視圖，該無線終端是作為本發(fā)明的第二實施例而實施的；圖16B是表示用于說明裝有根據(jù)本發(fā)明同軸諧振隙縫天線的無線終端的射頻電路板的透視圖，該無線終端是作為本發(fā)明的第二實施例而實施的；圖17是表示用于說明裝有根據(jù)本發(fā)明同軸諧振隙縫天線的無線終端的射頻電路板層結(jié)構(gòu)的透視圖，圖18是表示用于說明裝有根據(jù)本發(fā)明同軸諧振隙縫天線的無線終端的射頻電路板層結(jié)構(gòu)的另一透視圖，該無線終端是作為本發(fā)明的第二實施例而實施的；圖19是表示當設置根據(jù)本發(fā)明的一到四個同軸諧振隙縫天線時所獲得的衰減程度的圖示；圖20是表示當設置根據(jù)本發(fā)明的一到三個同軸諧振隙縫天線時所獲得的定向模式的圖示；圖21是表示裝有根據(jù)本發(fā)明的同軸諧振隙縫天線的無線終端結(jié)構(gòu)的示意圖，該無線終端是作為本發(fā)明的第三實施例而實施的；圖22是表示裝有根據(jù)本發(fā)明的同軸諧振隙縫天線的無線終端的天線連接的電路圖，該無線終端是作為本發(fā)明的第三實施例而實施的；圖23是表示裝有根據(jù)本發(fā)明的同軸諧振隙縫天線的無線終端結(jié)構(gòu)的示意圖，該無線終端是作為本發(fā)明的第三實施例而實施的；圖24是表示裝有根據(jù)本發(fā)明的同軸諧振隙縫天線的無線終端結(jié)構(gòu)的另一示意圖，該無線終端是作為本發(fā)明的第三實施例而實施的；圖25是表示裝有根據(jù)本發(fā)明的同軸諧振隙縫天線的無線終端的天線連接的另一電路圖，該無線終端是作為本發(fā)明的第三實施例而實施的；圖26是表示裝有根據(jù)本發(fā)明的同軸諧振隙縫天線的無線終端結(jié)構(gòu)的另一示意圖，該無線終端是作為本發(fā)明的第三實施例而實施的；
圖27A是表示先有技術(shù)的同軸諧振隙縫天線的一個透視圖；以及圖27B是表示先有技術(shù)的同軸諧振隙縫天線的一個剖視圖。
以下參照附圖通過本發(fā)明的較佳實施例，進一步詳細說明根據(jù)本發(fā)明的同軸諧振隙縫天線及其制造方法，以及裝有根據(jù)本發(fā)明的同軸諧振隙縫天線的無線終端。
現(xiàn)在參見圖1A，圖中示出表示作為本發(fā)明的第一較佳實施例實施的同軸諧振隙縫天線的透視圖。圖1B是沿圖1A的A-A線的剖視圖，而圖1C是沿圖1A的B-B線的另一剖視圖。
在這些圖示中，標號1表示矩形棱柱的導電立方體；標號1d表示導電立方體1的一個側(cè)壁；標號1e表示射頻發(fā)送線到導電立方體1的后表面1b的接地點。標號2-1表示設在導電立方體1的前表面1a中的一個隙縫；標號3表示平行于前表面1a與后表面1b的導電立方體1的內(nèi)部的一個條狀導體；標號3a與3b表示條狀導體3的末端；標號3c表示條狀導體3上面到射頻發(fā)送線的連接點；標號4表示由填充在導電立方體1內(nèi)部的絕緣物所組成的對于條狀導體3的支撐物；標號5表示設置在導電立方體1的后表面1b中的一個孔；標號6表示從導電立方體1的外部通過孔5連接到連接點3c的一個線性導體；以及標號7表示用于產(chǎn)生發(fā)送信號并處理接收信號的一個射頻電路。
導電立方體1、隙縫2-1以及條狀導體3的位置關(guān)系示于沿圖1的A-A線的截面1B以及沿圖1的B-B線的截面1C。如圖所示，導電立方體1填充了一般具有與自由空間相同的介電常數(shù)和良好的絕緣及高頻特性的絕緣物。這一絕緣體用作為支撐物4，其中條狀導體3是這樣被支撐的，使得條狀導體3的兩端3a和3b與側(cè)壁1d稍微分開，并且條狀導體3不與導電立方體1的任何側(cè)面處于電接觸。而且，條狀導體3的一側(cè)3a與連接點3c之間的距離設定為等于所用波長的1/4的數(shù)值。隙縫2-1設置在端頭3a附近，使得該隙縫橫跨條狀導體3。使用這一結(jié)構(gòu)可由作為中心導體的條狀導體3和作為外部導體的導電立方體1形成TEM方式的同軸空腔。諧振頻率設置為1.9GHZ，而導電立方體1的長度(深度)設定為稍微高于所用波長(即大約40mm)的1/4的一個數(shù)值。
本實施例的同軸諧振隙縫天線的供電和接收在條狀導體3上通過射頻發(fā)送線與線性導體6連接的連接點與導電立方體1的后側(cè)上的接地點1e之間進行。連接到射頻發(fā)送線的射頻電路7的發(fā)送電路的輸出阻抗和接收電路輸入阻抗都設置為低數(shù)值(50 ohms)。射頻電路7的接地電位與導電立方體1相等，而來自射頻電路7的發(fā)送信號通過線性導體6提供給條狀導體3，并且來自條狀導體3的接收信號傳送到射頻電路7。所提供的發(fā)送信號變?yōu)榫哂懈哳l能的電磁波并沿條狀導體3的縱長以TEM方式進到隙縫。從隙縫所吸收的電磁波沿條狀導體3的縱長以TEM方式進到連接點。
由于電磁波是TEM方式的，故在沿其縱長垂直于條狀導體3的平面上沒有截止頻率的下限。于是，即使導電立方體1的高度(垂直于導電立方體1的前表面的尺寸)降低，只要在條狀導體3與導電立方體1之間沒有引起擊穿，高頻電能的發(fā)送就不會受到負面的影響。對導電立方體1的高度的限制是由擊穿和機械耐久性所決定的。實際上，該高度可被設定為大約等于波長的1/100的數(shù)值。在本實施例的同軸諧振隙縫天線中，導電立方體1的高度設定為大約等于波長的1/75的數(shù)值(即大約2mm)。
當高頻能作為TEM方式的電磁波進入而在條狀導體3上感應出電流時，在導電立方體1的表面流過相反方向的電流。反方向的電流集中在靠近條狀導體3的部分。因而，如果條狀導體3橫跨在緊靠在隙縫2-1之下，則從條狀導體3的連接點所提供的高頻能集中在與該連接點連接的隙縫2-1上，于是被發(fā)射到外部空間。因而，隙縫2-1的設置使得該隙縫緊靠在沿條狀導體的縱長之上橫跨條狀導體3(即圖1A的線B-B)并靠近電磁場在導電立方體1的內(nèi)部變大的端頭3a。應當注意，在條狀導體3上所感應的電流變?yōu)榱?，因為條狀導體3在端頭3a處是開路的。于是如果從端頭3a到壁1d的部分包含在緊靠隙縫2-1之下，則隙縫2-1不會充分振蕩，因而阻礙了高頻能被有效地發(fā)射到外部空間。于是隙縫2-1是這樣設置的，使得條狀導體3與隙縫2-1緊靠在其下面無間隙地交叉。
導電立方體的表面與接地電位相等。立方體1的每一側(cè)面作為發(fā)射面操作以便使得能量集中到隙縫2-1。因而，隙縫2-1可在垂直于表面的一側(cè)集中地發(fā)射電磁波。于是，如果根據(jù)本實施例的同軸諧振隙縫天線裝入無線終端，則電磁波的發(fā)射方向可與講話的操作者相對設置，從而在操作者身體相反的方向上集中地發(fā)射電磁波。這一布局防止了電磁波被操作者身體吸收，因而提高了無線終端在講話方式中的靈敏度。
在本實施例的同軸諧振隙縫天線中，條狀導體3是由填充在導電立方體1中的支撐物4支撐的。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說很明顯，條狀導體3也可取決于條狀導體3的剛度部分地由多個小塊支撐。
也可在導電立方體1的后側(cè)設置隙縫。而且，可使用兩個隙縫從兩側(cè)發(fā)射電磁波。
以下將參照圖2到6，作為第二較佳實施例而實施，說明帶有改形的隙縫的同軸諧振隙縫天線。
圖2表示其中隙縫2-2一般具有倒“U”形的一例。如圖2所示，在組成一般具有倒“U”形的三個隙縫元件中，沒有端頭的中間的隙縫元件做成沿其縱長橫跨在條狀導體3上。從連接點3c沿條狀導體3所傳播的高頻電能與隙縫2-2連接以便被發(fā)射到外部空間。為了增加發(fā)射效率，隙縫2-2的總長度設置為等于所用波長的1/2的數(shù)值。通過使得隙縫彎曲，導電立方體1的寬度可減小到等于波長的1/4到1/8(本實施例中為40mm到20mm)的數(shù)值，因而降低了同軸諧振隙縫天線的尺寸。雖然隙縫2-2一般具有圖2中所示的倒“U”形，隙縫也可以具有平常的“U”形。
圖3表示具有倒“U”形隙縫2-3的一個實施例，其中一般倒“U”形隙縫2-2的每一端頭在垂直于條狀導體3的縱長方向上向內(nèi)彎曲。隙縫2-3的有效長度可進一步降低，進而降低了導電立方體的寬度。于是這一實施例最終有利于降低同軸諧振隙縫天線的尺寸。
圖4示出具有隙縫2-4的一個實施例，其中隙縫2-3的每一端頭沿條狀導體的縱長方向上進一步向內(nèi)彎曲。根據(jù)圖4的實施例，導電立方體1的寬度可進一步降低，于是進而降低了同軸諧振隙縫天線的尺寸。
圖5和圖6分別示出具有隙縫2-5和2-6的實施例。每一隙縫2-5和2-6具有曲折的端頭。在圖5的隙縫中，每一端頭在條狀導體3的方向伸展。在圖6的隙縫中，每一端頭在向連接到條狀導體3的點的方向上伸展。根據(jù)圖5和圖6的實施例，導電立方體1的寬度可繼續(xù)降低，結(jié)果是進一步降低了同軸諧振隙縫天線的尺寸。
圖2到6的實施例的每一隙縫中，中心隙縫元件是作為基本隙縫。在圖2的實施例中，基本隙縫的每一端頭添加了其縱長垂直于基本隙縫縱長的隙縫元件。在圖3到6的實施例中，基本隙縫的每一個端頭各添加了其縱長垂直于基本隙縫縱長的一個隙縫元件，其縱長與基本隙縫的縱長成水平的另一個隙縫隊元件，以及其縱長與基本隙縫的縱長成垂直的另一個隙縫隊元件等等。這種結(jié)構(gòu)中，使得基本隙縫之外添加的隙縫通過沿基本隙縫的縱長的中心軸線的中心點并對于基本隙縫的縱長成直角圍繞該軸線對稱。并使得隙縫的兩端彼此相對。而且，使得基本隙縫橫跨條狀導體3。這種情形下，使得基本隙縫之外的其它隙縫不重疊在條狀導體3之上。
以下說明在根據(jù)本發(fā)明的同軸諧振隙縫天線的隙縫上所引起的電場的模式與應用例如圖4的隙縫2-4所發(fā)射的電磁能之間的關(guān)系。圖7A與7B示出在隙縫2-4上所引起的電場模式。如圖7B所示沿隙縫2-4引起了一正弦形電場。如圖7A所示，從隙縫2-4的a-b，g-h，c-d和e-f部分所引起電場發(fā)射的電磁能相互抵銷，對發(fā)射沒有貢獻。在隙縫2-4的b-c，f-g部分所引起電場方向和隙縫2-4的d-e部分所引起電場方向相互抵銷。然而，如圖7B所示，所引起的電場的幅度彼此之間是大不相同的，于是來自隙縫2-4的d-e部分電磁能從圍繞隙縫2-4的A-B部分發(fā)射。
因而可以說，在圖2到6每一隙縫中主要發(fā)射電磁波能的的部分位于沒有電場抵銷的緊靠條狀導體有的上方。對于彎曲的隙縫，希望縮短引起對于發(fā)射電磁能部分引起抵銷的垂直于條狀導體3的部分。
對于根據(jù)本發(fā)明的的同軸諧振隙縫天線的發(fā)射特性(模式)的一個例子，圖8示出了圖3的隙縫狀天線的發(fā)射模式(即與條狀導體3在其縱長正交的平面中的發(fā)射模式)。這一天線長度等于波長的大約1/4，寬度大約等于波長的1/4，而高度大約等于波長的1/75。垂直于隙縫所在的平面的外側(cè)方向匹配圖8的180度。從圖8明顯可見，對于與設置隙縫的平面相對的平面的電磁波的發(fā)射能的差設置為8dB，因而抑制了向沒有設置隙縫的平面的發(fā)射。于是，對于無線終端的內(nèi)置天線使用這一天線使得該天線形成了單側(cè)發(fā)射的模式。
以下參照圖9說明作為本發(fā)明的第三較佳實施例所實施的同軸諧振隙縫天線，其中條狀導體設置在離開導電立方體1的中心的位置。
圖9示出第三實施例，其中條狀導體3′設置在離開導電立方體1的中心的一個位置，平行于具有圖2隙縫形狀的同軸諧振隙縫天線中的導電立方體1的表面1a。應當注意，條狀導體3′設置在不與左和右隙縫元件重疊的范圍。在本實施例的同軸諧振隙縫天線中，隙縫2-2在導電立方體1中的條狀導體3′之上形成，橫跨條狀導體3′的縱長，使得高頻能有效地從隙縫2-2發(fā)射出去。連接點3c′也與條狀導體一同平移，使得條狀導體3′可首先通過確定連接點3c′的位置設置。結(jié)果，連接點3c′的位置可以一定的自由度被選擇，使得在根據(jù)本發(fā)明的同軸諧振隙縫天線裝設到無線終端的殼體時射頻電路7的位置可以一定的自由度選擇。
以下參照圖10A，10B與10C說明作為本發(fā)明的第四較佳實施例所實施的同軸諧振隙縫天線，其中射頻發(fā)送線通過條狀導體3的端頭3b的側(cè)壁1d裝設。圖10A為表示第四實施例的透視圖。圖10B是沿圖10A的A-A線的剖視圖。圖10C是沿圖10A的B-B線的剖視圖。在這些圖中，標號5′表示設置在導電立方體1的側(cè)壁1d中的小孔，而標號6′表示通過小孔5′連接到條狀導體3的連接點3c的線性導體。條狀導體3的連接點3c匹配條狀導體3的端頭3b。接地點1e為導電立方體1的后表面上的一點。應當注意，接地點1e可設置在小孔5′的附近的側(cè)壁上而不是后表面上。在本實施例的同軸諧振隙縫天線中，條狀導體3的總長設置為等于所用波長的1/4的數(shù)值。
上述第四實施例同第一實施例中所使用的填充導電立方體1的材料相比，以較高的介電常數(shù)和較低的高頻損耗的介電材料4′實施了同軸諧振隙縫天線。象第一實施例那樣，介電材料4′形成了對于條狀導體3的支撐。導電立方體1的內(nèi)部的電磁場按介電材料4′的介電常數(shù)的平方根降低，于是在尺寸保持不變的情形下諧振頻率降低到諧振頻率除以介電常數(shù)的平方根所得的一個數(shù)值。于是對于同樣的諧振頻率，導電立方體1的尺寸可以減小到尺寸除以介電常數(shù)的平方根所得的數(shù)值。
應當注意，在外部空間和導電立方體1的內(nèi)部空間之間出現(xiàn)介電常數(shù)的不連續(xù)性，以隙縫2-1的平面作為不連續(xù)性的界面，于是從隙縫2-1發(fā)射的高頻能的反射在諧振頻率以外的頻帶之中增加了。于是本實施例的同軸諧振隙縫天線具有一個特性，即使得頻帶寬度變窄。因而希望這一同軸諧振隙縫天線將用于允許這種限制的應用中。
還應當注意，可以使用具有低電導以至可減輕導電立方體1的內(nèi)部諧振Q-值衰減的磁性材料代替介電材料4′。這種情形下，導電立方體1的尺寸也可設置為通過沒有填充物的尺寸除以介電常數(shù)的平方根所獲得的數(shù)值。
以下參照圖11A，11B與11C說明作為本發(fā)明的第五較佳實施例所實施的同軸諧振隙縫天線，其中介電材料僅在導電立方體1的底面和條狀導體3的平面之間的空間中填充。圖11A第五實施例的透視圖。圖11B是沿圖11A的A-A線的剖視圖。圖11C是沿圖11A的B-B線的剖視圖。應當注意，小孔5和5′，線性導體6和6′，以及射頻電路7在這些圖中沒有示出。在這些圖中，標號4b表示填充的介電材料。條狀導體3設置介電材料4b的頂部。與第四實施例相比，第五實施例降低了尺寸減小的效果。但是由于在外部空間和導電立方體1中的空間之間沒有引起介電常數(shù)的不連續(xù)性，故從隙縫2-1所發(fā)射高頻能不會被反射，從而抑制了頻帶寬度的降低。
應當注意，在第五實施例中，也可以使用具有低電導以至可減輕導電立方體1的內(nèi)部諧振Q-值衰減的磁性材料代替介電材料4b。這種情形下，一般可達到如同介電材料4b的情形那樣同樣的效果。
還應當注意，條狀導體3與導電立方體1的內(nèi)部的上表面之間的空間4b可填充具有比介電材料4b低的介電常數(shù)的材料。這種情形下，同軸諧振隙縫天線具有介于第五和第四實施例之間的特性。
以下參照圖12A、12B和12C說明與本發(fā)明相關(guān)的同軸諧振隙縫天線的制造方法，該方法是作為本發(fā)明的第一較佳實施例實施的。在本實施例中，使用了平面絕緣體4a和4b。平面絕緣體4a僅在其表面上帶有導電薄膜1a。因而，在前表面通過蝕刻形成隙縫2-2而進行成型的，形成了提供導電立方體1的前表面的模式(圖12A的左側(cè))。平面絕緣體4b形成帶有導電薄膜1b。通過蝕刻在前表面進行成型以形成提供條狀導體3的模式(圖12A的右側(cè))，同時通過蝕刻在后表面設置小孔5以形成提供導電立方體1的后表面的模式。小孔在其內(nèi)部形成帶有金屬化的通孔以便形成連接點。平面絕緣體4a與平面絕緣體4b鄰接，平面絕緣體4a的后側(cè)與平面絕緣體4b前側(cè)相抵(圖12B)。這時所得的兩層的絕緣體板周圍的壁由導電薄膜1d和1c覆蓋，它們被固定使得導電薄膜1d和1c與兩層絕緣體板的前表面上的金屬薄膜1a及后表面的金屬薄膜1b電接觸，從而導電立方體1的側(cè)壁(圖12C)。根據(jù)這一方法，印刷電路板可用作為平面絕緣體4a和4b，從而降低制造成本。
以下參照圖13A、13B和13C說明與本發(fā)明相關(guān)的同軸諧振隙縫天線的制造方法，該方法是作為本發(fā)明的第二較佳實施例實施的。在這些圖中，標號8表示一個兩層的絕緣板。圖13A示出兩層絕緣板8的上平面絕緣體的頂視圖。圖13B示出沿圖13A的A-A線的一個剖視圖。兩層絕緣板的下平面絕緣體在其整個后表面上形成帶有形成接地板的導電薄膜1b。通過在上和下平面絕緣體之間的成型而形成條狀導體3。上平面絕緣體通過在其前表面形成帶有隙縫2的導電薄膜1a。進而在其周圍形成貫穿上和下平面絕緣體的多個孔。這些多個孔被金屬化以形成多個金屬化的通孔9。多個金屬化通孔9是用于電連接上平面絕緣體的導電薄膜1a與下平面絕緣體的導電薄膜1b。相鄰的金屬化通孔之間的間距設置為小于波長的1/100的數(shù)值，使得能夠抑制電磁波從由多個金屬化通孔9所包圍的空間發(fā)散。
上述新型的結(jié)構(gòu)允許兩層絕緣板8的后表面上的導電薄膜1b形成導電立方體1的后表面，兩層絕緣板8的前表面上的導電薄膜1a形成導電立方體1的前表面，以及多個金屬化通孔形成導電立方體1的壁1c和1d，從而形成用于天線操作的結(jié)構(gòu)。
雖然沒有示出，但是連接點是通過在緊靠條狀導體3的連接點之下的導電薄膜1b中提供一個孔而形成的，該孔的直徑稍微大于金屬化通孔的直徑，該孔在其內(nèi)部形成僅僅到達條狀導體3的金屬化的通孔。
根據(jù)上述的制造方法，普通的二維印刷電路板制造技術(shù)不需要進行三維處理即可使用，從而降低了制造成本。
應當注意，兩層的絕緣板8可通過柔性材料形成。如果這樣形成的隙縫天線被彎曲不是在沿電磁波傳播方向的條狀導體3的縱長的方向，而是稍微垂直于條狀導體3的的縱長的方向上，則隙縫天線內(nèi)部的電磁場變?yōu)榇笾睆降耐S線路。因而能夠保持電磁場的TEM方式，于是維持了天線的工作。
以下參照圖14A和14B說明裝有與本發(fā)明相關(guān)的同軸諧振隙縫天線的無線終端，該無線終端是作為本發(fā)明的第一較佳實施例而實施的。
這些圖示出同軸諧振隙縫天線嵌入裝有無線終端的外殼中射頻組件的多層電路板的實施例。圖14A示出表示構(gòu)成多層電路板的每一帶狀發(fā)送線層的一個透視圖。圖14B示出多層電路板沿圖14A的B-B線的剖視圖。在這些圖中，第一層構(gòu)成了部件安裝面，其上裝有射頻組件7a和用于相互連接射頻組件的帶狀發(fā)送線模式7b。第二層提供了接地板，其上除去了導體以形成隙縫2-1，并以直角的方式圍繞隙縫2-1形成作為空腔壁的多個通孔9。第三層例如形成有控制線。第三層向裝在第一層的組件提供控制信號。控制信號沿用于控制信號11的帶狀發(fā)送線發(fā)送，該帶狀發(fā)送線通過第二層中的孔與其無電接觸地通過控制線通孔10。第三層在由空腔壁通孔9包圍的一個區(qū)域中形成有條狀導體3，與通孔通孔9沒有電接觸。射頻電能從第一層的組件經(jīng)過天線饋送通孔6與其無電接觸地通過第二層中的的孔提供給條狀導體3。提供給條狀導體3的射頻電能從在第二層上所形成的隙縫2-1經(jīng)過填充在第一和第二層之間的電介質(zhì)材料4′發(fā)射到自由空間。第四層形成有例如電能供給帶狀發(fā)送線。第四層向設置在第一層的組件提供電源。電源是通過電源帶狀發(fā)送線模式13經(jīng)由電源通孔12與之無電接觸地通過第二層的孔發(fā)送的。第四層形成有包含與電源帶狀發(fā)送線13無電接觸的通孔9的帶狀發(fā)送線模式1b，從而在多層電路板中通過第二層上的接地導體和空腔壁通孔9實現(xiàn)了立方體空腔。由于這一結(jié)構(gòu)是作為立方空腔工作的，故鄰接的立方體空腔通孔9之間的間隔設置為等于小于1/200的天線驅(qū)動頻率的數(shù)值。根據(jù)上述實施例，同軸諧振隙縫天線可在多層電路板中構(gòu)成，從而可以除去諸如連接器和同軸電纜等用于天線驅(qū)動的三維機械部件，于是減少了與本發(fā)明相關(guān)的無線終端的成本。進而，在構(gòu)成同軸諧振隙縫天線的結(jié)構(gòu)中，其上形成隙縫2-1的導體平面部分除了圍繞隙縫2-1的部分的鄰域之外可用作為接地平面，于是與構(gòu)成天線的部分從多層電路板取出以便連接該部分到射頻電路板的情形相比，安裝包括天線在內(nèi)的射頻組件的效率增加了，降低了無線終端的尺寸。
以下參照圖15A、15B、圖16A、16B，圖17以及圖18說明裝有與本發(fā)明相關(guān)的同軸諧振隙縫天線無線終端，該無線終端是作為本發(fā)明的第二較佳實施例而實施的。
與本發(fā)明相關(guān)的無線終端的第二較佳實施例將參照每一圖示詳細說明。
圖15A示出第二實施例的無線終端的剖視圖。射頻電路板14的第一主表面28沿射頻信號的流裝設有與本發(fā)明相關(guān)的同軸諧振隙縫天線15，以及在天線連接點附近的射頻電路的一部分16。第二主表面29沿射頻信號流和連接器18裝設有遠離天線連接點的射頻電路的另一部分17。一個基帶電路板19裝設有基帶電路20，一個揚聲器21，一個LCD22，一個鍵盤23，以及一個話筒24。射頻電路板14和基帶電路板19是由連接器18相互連接的，并與電池25一同容納在外殼26中，從而構(gòu)成了該無線終端。
圖15B是表示該無線終端的框圖。同軸諧振隙縫天線15與并聯(lián)的發(fā)送電路模塊16a以及接收電路模塊16b連接。發(fā)送電路模塊16a與連接到基帶電路模塊27的發(fā)送電路17a中頻模塊連接。接收電路模塊16b與連接到基帶電路模塊27的接收電路17b的中頻模塊連接。發(fā)送電路模塊16a和接收電路模塊16b與第一級PLL電路17c-1連接，該PLL電路是頻率合成器17c的單元電路。發(fā)送電路17a的中頻模塊和接收電路17b的中頻模塊與第二級PLL電路17c-2連接，這是頻率合成器17c的另一個單元電路。PLL電路17c-2的第二級以及PLL電路17c-1的第一級與原始振蕩器17c-3連接，這是頻率合成器17c的另一個單元電路。頻率合成器17c從基帶電路模塊27供以控制信號。對于當前的無線終端所必須的電池的高度為5到10mm。射頻組件的的高度為1到4mm。射頻電路板的厚度大約為1mm。于是如果使用雙面射頻電路板并沿電池和無線終端的縱長設置，則電池的高度和裝有組件的射頻電路板的厚度達到大約相同的水平。因而，根據(jù)本實施例，電路板和組件可密集裝在無線終端的外殼內(nèi)，從而減小了無線終端的尺寸。
圖16A和16B示出與本發(fā)明相關(guān)的同軸諧振隙縫天線在內(nèi)置于無線終端時的發(fā)射部分。圖16A表示外殼26和電池25未示出的無線終端的一個剖視圖。圖16B是表示無線終端的射頻電路板的一個剖視圖。裝在射頻電路板14的第一主面28上的同軸諧振隙縫天線15具有對第二主面29相反的方向上的單向性。射頻電路板14的第一主面28裝有同軸諧振隙縫天線15，發(fā)送電路模塊16a，以及接收電路模塊16b。同軸諧振隙縫天線15形成有作為天線操作的相反隙縫2-4。這一同軸諧振隙縫天線15在垂直于第一主面28并與第二主面29相反的方向30上具有單向性。根據(jù)本實施例，抑制了在無線終端的操作者通話時所在的第二主面29的方向上從同軸諧振隙縫天線所發(fā)射的電磁波，于是可減少由同軸諧振隙縫天線15所發(fā)射的電磁波對第二主面29上的電路模塊的電磁波干擾。而且，抑制了在通話時被操作者吸收的電磁波，從而提高了無線終端的靈敏度。此外，由于同軸諧振隙縫天線15是作為射頻電路板14的一個組件裝入的，故可使用作為傳統(tǒng)的部件組裝工藝的浸流和軟流焊接技術(shù)，與傳統(tǒng)的外部天線相比減少了天線組裝工藝過程的數(shù)目，因而降低了無線終端的造價。
圖17示出無線終端的第二實施例中射頻電路板14的剖面。該射頻電路板是由四層組成的。第一主面28裝有天線15以及射頻電路模塊16。第二主面29裝有中頻電路模塊17a，17b以及頻率合成器17c。在第二主面29之上裝有一接地面31。在接地面31和第一主面28之間裝有一電源線路和控制信號線路層32。每一電路模塊通過接地通孔33向接地面31接地。電路模塊之間的信號傳輸是通過信號線路34及信號線路通孔35進行的?？刂菩盘柕膫鬏敽拖螂娐纺K的供電是通過控制信號電路36和控制信號電路通孔370，以及電源線路37與電源線路通孔38進行的。如參見圖15A和15B所作的說明，設置在射頻電路板14上的電路模塊的頻率合成器17c被供以大量的控制信號。根據(jù)本實施例，頻率合成器17c設置在圍繞射頻電路板14的接地面31并與天線15相對的一個位置，從而向頻率合成器17c所提供的控制信號線36是由天線15的接地導體以及射頻電路板14的接地面31進行電磁屏蔽的。于是顯著降低了從除了天線15之下的部分以外表面層的部分上所形成的射頻信號線34所產(chǎn)生的射頻信號的干擾場的發(fā)射對設置在該表面層的射頻電路板14和射頻組件16的影響，從而提高了無線終端的靈敏度。
圖18示出無線終端的第二實施例中射頻電路板14的另一剖面。在射頻電路板14的第一主面28的天線15和是電路模塊16之間裝有一個天線連接器39。天線連接器39的裝設簡化了檢查過程，最終降低了無線終端的造價。根據(jù)圖18的例子，除了由圖17的例子所提供的優(yōu)點以外，從射頻電路16向天線15所提供的發(fā)送功率可被直接測量，從而與沒有提供連接器39時使用某些類型的及其配置數(shù)值的射頻耦合器的發(fā)送功率測量相比，可降低測量過程的數(shù)目并可提高測量精度。這又簡化了無線終端特性調(diào)節(jié)的的過程，降低了無線終端的造價。
根據(jù)無線終端的第二實施例，通過把天線作為射頻電路板上的一個組件安裝，無線終端的天線可內(nèi)置于無線終端之中，降低了來自外部和其它射頻電路組件的電磁波對特定射頻電路組件特別是頻率合成器的電磁波干擾，從而實現(xiàn)了無線終端的小型化，高靈敏度和低造價。
以下參照圖19到26說明裝有與本發(fā)明相關(guān)的同軸諧振隙縫天線的無線終端，該無線終端是作為本發(fā)明的第三較佳實施例實施的。
把在其單側(cè)形成有隙縫的同軸諧振隙縫天線內(nèi)置于無線終端可實現(xiàn)小型化、高性能的無線終端。
通過沿隙縫的寬度掠過隙縫的電磁場或者在導電立方體的上表面正交于該電磁場的磁場可以說明電磁波的發(fā)射特性。由于磁場對導體表面形成正象，當從導體表面觀看時磁場所在的方向上電磁波具有方向性的尖峰，而在沒有磁場存在的方向上幾乎沒有輻射。于是當與本發(fā)明相關(guān)的同軸諧振隙縫天線以其后側(cè)置于同無線終端的外殼的表面接觸時，從隙縫所輻射的很少的電磁波輻射到外殼一側(cè)，從而電磁波向外殼表面的能量轉(zhuǎn)移被抑制，于是抑制了外殼表面上所感應的電流。
由于電磁波強烈地向垂直于隙縫表面的外部方向輻射，在操作狀態(tài)時裝設天線使得輻射的方向背向操作者的身體，特別是背向操作者的頭部，可防止在傳統(tǒng)的全向天線所出現(xiàn)的電磁波能被頭部吸收。因而這一新型的布局加強了無線終端在通話時的靈敏度，并降低了干擾場對操作者身體的輻射。
另一方面，當無線終端在備用方式離開操作者身體使用或者象在從基地臺輻射以及具有眾多途徑的電磁波來自房屋或者市區(qū)不確定方向的環(huán)境中時，如果當從無線終端的外殼觀看時與其通話的基地臺在隙縫不在的方向上，則通話可能無法進行。
例如在無線終端的前平面和后平面以及側(cè)平面設置與本發(fā)明相關(guān)的同軸諧振隙縫天線，使得無線終端操作者通話時所面向的或者由操作者的耳朵接觸的平面例如為前平面，按備用方式驅(qū)動所有這些天線，并在通話時解除設置在前平面的天線使得無線終端保持通話時高靈敏度，并在備用時通過組合的天線保持基本一致的方向性。
在具有裝設了多個同軸諧振隙縫天線的組合方向性的無線終端與具有全方向性的無線終端之間進行比較，在評價使用與本發(fā)明相關(guān)的同軸諧振隙縫天線無線終端的方案中是重要的。通常，由于基地臺的方向?qū)τ诓僮髡呤俏粗模蔬@樣考慮是合理的，即與這種基地臺通信的不可能性是由操作者面向的方向與基地臺所處的方向之間的關(guān)系中統(tǒng)計地出現(xiàn)的。
對于基于上述假設的數(shù)字化通信，為了獲得與全向天線相同的誤碼率所需的電功率是通過計算獲得的。該計算是以這樣的方式進行的。即，通過在作為縱向等于1/4波長且橫向等于1/2波長的導體平板的中心處設置一個輻射電磁波的磁流元所獲得的方向性用作為基準模式。點對稱地設置兩個、三個、和四個天線以便組合方向性。計算所得的結(jié)果示于圖19的圖示中。電功率的增加即必要的增益的上升被視為一種損耗，這由圖19的圖示的垂直軸線表示。對于一個、兩個和三個天線按上述所設置的天線的方向性示于圖20之中。
如圖19所示，在天線數(shù)目增加時，為了實現(xiàn)如同全向天線那樣相同的靈敏度所必須的增益的增加被很快地抑制了。參見圖19，即使兩個方向性被合成，即僅在無線終端外殼的前平面和后平面裝設天線，必須的增益增加也沒有達到1dB。因而，在外殼的多個平面或者至少在前平面和后平面設置與本發(fā)明相關(guān)的單側(cè)方向天線，以備用方式驅(qū)動所有的這些天線，并解除在前平面所設置的天線可實現(xiàn)如同裝有拉桿天線或外部天線的無線終端在備用狀態(tài)下相同的終端靈敏度，并實現(xiàn)了在通話方式下其靈敏度超過上述無線終端靈敏度的無線終端。
圖21示出裝有與本發(fā)明相關(guān)的兩個同軸諧振隙縫天線單元無線終端的結(jié)構(gòu)。圖22示出表示與這兩個同軸諧振隙縫天線連接的圖示。在圖21中，標號40表示無線終端的外殼，標號41a表示裝在外殼40前平面的一個隙縫天線，而標號41b表示裝在外殼40后平面的一個隙縫天線。在圖22中，標號42a、42b和42c表示連接線，標號43表示一個分頻器，標號44a和44b表示開關(guān)，標號45表示通話狀態(tài)監(jiān)視電路，標號46a和46b表示控制信號線路，以及標號47表示一個射頻電路。前平面是操作者面對或者接觸操作者耳朵的外殼的平面，而后平面與前平面相對。
天線41a通過連接線42a連接到分頻器43的一個驅(qū)動端。天線41b通過連接線42b連接到開關(guān)44a的一個公共接觸點。分頻器43的另一個驅(qū)動端連接到開關(guān)44a的一個開關(guān)接觸點。開關(guān)44a另一接觸點與連接線42c的一個末端連接。連接線42c的另一末端連接到開關(guān)44b的一個開關(guān)接觸點。開關(guān)44b的另一接觸點連接到分頻器43的公共端。開關(guān)44b的公共接觸點連接到射頻電路47。
通話控制監(jiān)視電路45分別根據(jù)通話狀態(tài)或者備用狀態(tài)通過控制信號線46a和46b控制開關(guān)44a和44b。在通話狀態(tài)，只有天線41b通過分頻器43連接到射頻電路。在備用狀態(tài)，天線41a和天線41b通過分頻器43連接到射頻電路。
在備用狀態(tài)的天線的方向性是由如圖20中所示的兩個天線提供的。對于全向天線的增益損耗限制在如圖19所示大約小到0.6 dB的數(shù)值。這樣在備用狀態(tài)所引起的增益損耗限制在一個低水平。在通話狀態(tài)，電磁波向作為高頻電磁波吸收者的操作者身體的輻射被抑制，于是與全向天線相比，在裝在無線終端上時本實施例的天線增益增加了，提高了無線終端的靈敏度。
圖23表示一個實際的無線終端的例子。在前平面40，設置有一個揚聲器48和一個話筒49。在同一平面上裝有一個天線41a。天線41b裝在后平面上。這一布局必須要無線終端的指向使得其前平面面向通話狀態(tài)的操作者，使得天線41b指向相反的方向。
圖24表示除了天線41a和天線41b之外在外殼40的頂面裝有第三個天線41c的一例。天線41c連接到天線41b。這一連接示于圖25中。天線41c與天線41b一同經(jīng)過連接線42d連接到開關(guān)44a的公共接觸點。根據(jù)這一連接，在備用狀態(tài)下三個天線被驅(qū)動，使得這三個天線合成的方向性比上述兩個天線的結(jié)構(gòu)更接近全向方向性，進一步降低了在備用狀態(tài)下天線靈敏度的損耗。
圖26表示第三個天線不是設置在頂部平面而是設置在側(cè)面的一例。如圖所示，標號41d表示這樣設置的第三個天線。同兩個天線結(jié)構(gòu)相比時，在垂直于外殼40的縱長的平面中的方向性的均勻性增加了，于是在備用狀態(tài)下的無線終端的靈敏度的損耗進一步被降低。
根據(jù)本發(fā)明，與傳統(tǒng)的對照部分相比，具有單側(cè)方向性的扁平結(jié)構(gòu)的隙縫天線在其尺寸上可顯著降低。因而，根據(jù)本發(fā)明的天線適用于用作為無線終端中的內(nèi)置天線。本發(fā)明便于在無線終端中裝設多個天線。當根據(jù)本發(fā)明的天線設置在無線終端的外殼的多個平面上時，在備用狀態(tài)使得所有的天線工作而在通話狀態(tài)解除面向操作者的天線，這使得能夠保持無線終端在備用狀態(tài)的靈敏度如同裝有全向天線的傳統(tǒng)無線終端一般相同的水平，并增強了具有根據(jù)本發(fā)明的天線的無線終端在通話狀態(tài)下的靈敏度。
權(quán)利要求
1.一種同軸諧振隙縫天線，包括一個整體為矩形棱柱形狀的導電立方體；一個條狀導體，該條狀導體窄長并沿所述導電立方體的諧振軸線設置在所述導電立方體的內(nèi)部空間中；以及用于發(fā)送和接收電磁波的一個隙縫，所述隙縫在所述導電立方體的一個表面上形成并橫跨所述條狀導體；其中所述條狀導體其整體是與所述導電立方體絕緣設置的，并且所述條狀導體和一個射頻傳輸線之間的連接點設在離開所述條狀導體一端大約1/4波長的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的同軸諧振隙縫天線，其中從所述隙縫的一端到該隙縫的另一端的距離大約等于波長的1/2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的同軸諧振隙縫天線，其中所述導電立方體內(nèi)部填充介電材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的同軸諧振隙縫天線，其中所述導電立方體內(nèi)部填充具有足夠低的電導性用于緩解諧振Q-值的降低的磁性材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的同軸諧振隙縫天線，其中所述導電立方體由所述條狀導體的前表面所形成的平面劃分為兩個空間，一個空間相對于其上形成所述隙縫的前表面而填充介電材料，所述介電材料在其帶有所述條狀導體的前表面上形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的同軸諧振隙縫天線，進而包括一個由上平面絕緣體和下平面絕緣體組成的兩層的絕緣板；其中導電立方體的組成是具有從所述上平面絕緣體的前表面上起的所述隙縫的第一金屬膜，在所述下平面絕緣體上在其后表面與所述第一金屬膜相對而形成的第二金屬膜，以及在所述上平面絕緣體和所述下平面絕緣體的周圍形成的多個金屬化通孔，以便使得所述第一金屬膜電連接到所述第二金屬膜；其中所述條狀導體由在所述上平面絕緣體和所述下平面絕緣體之間形成的第三金屬膜組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的同軸諧振隙縫天線，其中所述隙縫具有“U”形狀，由三個窄隙縫元件形成所述隙縫，沒有端頭的中心的隙縫元件橫跨所述條狀導體設置，其它具有端頭的隙縫元件的設置不重疊在所述條狀導體上面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的同軸諧振隙縫天線，其中所述隙縫從其一端到另一端的總長大約等于波長的1/2。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的同軸諧振隙縫天線，其中所述導電立方體其內(nèi)部填充介電材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的同軸諧振隙縫天線，其中所述導電立方體內(nèi)部填充具有足夠低的電導性用于緩解諧振Q-值的降低的磁性材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的同軸諧振隙縫天線，其中所述導電立方體由所述條狀導體的前表面所形成的平面劃分為兩個空間，一個空間相對于其上形成所述隙縫的前表面而填充介電材料，所述介電材料在其帶有所述條狀導體的前表面上形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的同軸諧振隙縫天線，進而包括一個由上平面絕緣體和下平面絕緣體組成的兩層的絕緣板；其中導電立方體的組成是具有從所述上平面絕緣體的前表面上起的所述隙縫的第一金屬膜，在所述下平面絕緣體上在其后表面與所述第一金屬膜相對而形成的第二金屬膜，以及在所述上平面絕緣體和所述下平面絕緣體的周圍形成的多個金屬化通孔以便使得所述第一金屬膜電連接到所述第二金屬膜；其中所述條狀導體由在所述上平面絕緣體和所述下平面絕緣體之間形成的第三金屬膜組成。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的同軸諧振隙縫天線，其中所述隙縫具有一個狹窄的基本隙縫，所述基本隙縫的每一個端頭連續(xù)形成為并交替地帶有其縱長垂直于所述基本隙縫的縱長的隙縫并然后其縱長平行于所述基本隙縫縱長的另一個隙縫，添加的隙縫通過沿所述基本隙縫的縱長的中心軸線的中點并對稱于與所述基本隙縫的縱長成直角的方向通過的軸線形成，所述添加的隙縫的兩個端頭彼此相對，所述基本隙縫橫跨所述條狀導體設置，所述添加的隙縫的設置不與所述條狀導體重疊。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的同軸諧振隙縫天線，其中所述隙縫從其一端到另一端的總長大約等于波長的1/2。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的同軸諧振隙縫天線，其中所述導電立方體其內(nèi)部填充介電材料。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的同軸諧振隙縫天線，其中所述導電立方體內(nèi)部填充具有足夠低的電導性用于緩解諧振Q-值的降低的磁性材料。
17.根據(jù)權(quán)利要求13的同軸諧振隙縫天線，其中所述導電立方體由所述條狀導體的前表面所形成的平面劃分為兩個空間，一個空間相對于其上形成所述隙縫的前表面而填充介電材料，所述介電材料在其帶有所述條狀導體的前表面上形成。
18.根據(jù)權(quán)利要求13的同軸諧振隙縫天線，進而包括一個由上平面絕緣體和下平面絕緣體組成的兩層的絕緣板；其中導電立方體的組成是具有從所述上平面絕緣體的前表面上起的所述隙縫的第一金屬膜，在所述下平面絕緣體上在其后表面與所述第一金屬膜相對而形成的第二金屬膜，以及在所述上平面絕緣體和所述下平面絕緣體的周圍形成的多個金屬化通孔以便使得所述第一金屬膜電連接到所述第二金屬膜；其中所述條狀導體由在所述上平面絕緣體和所述下平面絕緣體之間形成的第三金屬膜組成。
19.一種制造同軸諧振隙縫天線的方法，包括以下步驟在第一平面絕緣體的前表面上形成第一金屬膜；通過模式成型在所述第一金屬膜上形成一個隙縫；在第二平面絕緣體的后表面上形成第二金屬膜；通過模式成型在所述第二平面絕緣體的前表面上形成條狀的第三金屬膜；通過粘合所述第一平面絕緣體和所述第二平面絕緣體形成一個兩層的多層絕緣板，所述第一平面絕緣體的后表面與所述第二平面絕緣體的前表面相對，使得所述隙縫橫跨所述第三金屬膜；以及以導體薄膜覆蓋圍繞所述兩層的多層絕緣板的壁，使得所述第一金屬膜和所述第二金屬膜與所述導體薄膜電連接。
20.一種制造同軸諧振隙縫天線的方法，包括以下步驟在第一平面絕緣體的前表面上形成第一金屬膜；通過模式成型在所述第一金屬膜上形成一個隙縫；在第二平面絕緣體的后表面上形成第二金屬膜；通過模式成型在所述第二平面絕緣體的前表面上形成條狀的第三金屬膜；通過粘合所述第一平面絕緣體和所述第二平面絕緣體形成一個兩層的多層絕緣板，所述第一平面絕緣體的后表面與所述第二平面絕緣體的前表面相對，使得所述隙縫橫跨所述第三金屬膜；以及在所述兩層的多層絕緣板的周邊形成多個孔，并提供所述多個孔具有通孔的金屬化，使得所述第一金屬膜和所述第二金屬膜相互電連接。
21.一種裝有具有n層帶狀線路層的多層電路板的無線終端，包括裝設在所述多層電路板的第一層或者第n層或者兩者的一個射頻組件；在所述多層電路板的第m層(1≤m≤n-2)形成的第一帶狀線路模式；在相對于所述多層電路板的第p層(3≤p≤n，p≤m＋2)的所述第一帶狀線路模式的一個位置上形成的第二帶狀線路模式，所述第二帶狀線路模式一般具有與所述第一帶狀線路模式相同的形狀；在所述多層電路板的第o層(m＜o＜p)上的所述第一帶狀線路模式與所述第二帶狀線路模式之間的一個位置處形成帶狀的一個帶狀線路導體；圍繞用于電連接所述第一帶狀線路模式到所述第二帶狀線路模式的外圍的所述帶狀線路導體上形成的彼此平行的多個第一通孔；以及在所述第一帶狀線路模式上形成的一個隙縫，使得所述隙縫橫跨所述帶狀線路導體；其中所述帶狀線路導體不與所述第一帶狀線路模式、所述第二帶狀線路模式和所述多個第一通孔之一電接觸，所述射頻組件與所述帶狀線路導體電連接，以及所述第一帶狀線路模式、所述第二帶狀線路模式和所述多個第一通孔之一連接到第二層到第n-1層之一上所形成的接地導體。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的裝有具有n層帶狀線路層的多層電路板的無線終端，其中所述多層電路板設置在所述無線終端外殼的內(nèi)部，使得來自所述隙縫的電磁波的輻射方向一般是相對于通話狀態(tài)的操作者的頭部。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的裝有具有n層帶狀線路層的多層電路板的無線終端，其中所述隙縫從其一端到另一端的總長等于所述無線終端波長的大約1/2，所述隙縫橫跨所述帶狀線路導體的部分在所述帶狀線路導體一端附近，并且電連接到所述無線終端組件的所述帶狀線路導體的一部分在離開所述帶狀線路導體的所述一端等于所述無線終端的波長的大約1/4的一個位置。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的裝有具有n層帶狀線路層的多層電路板的無線終端，其中沒有射頻組件設置在相對于所述多層電路板的所述第一層上的所述隙縫的一個位置處。
25.一種在所述無線終端的外殼中裝有多層電路板的無線終端，包括裝設在所述多層電路板第一主面上的一個同軸諧振隙縫天線；位于設置在所述第一主面上的所述同軸諧振隙縫天線的連接點附近的第一射頻電路；位于遠離設置在相對于所述第一主面的所述多層電路板的第二主面上的所述同軸諧振隙縫天線的連接點的第二射頻電路；以及設置在所述第二主面上與所述同軸諧振隙縫天線相對的一個位置處的一個頻率合成器；所述同軸諧振隙縫天線包括整體形狀為矩形棱柱的一個導電立方體；沿所述導電立方體內(nèi)部空間的諧振軸線設置的形狀狹窄的一個帶狀導體；以及在所述導電立方體的前表面上所形成一個電磁波發(fā)送/接收隙縫，使得所述隙縫橫跨所述條狀導體；其中所述同軸諧振隙縫天線設置在所述多層電路板上，使得所述導電立方體的后表面與所述第一主面接觸，所述同軸諧振隙縫天線在相對于所述第二主面的方向上具有單向性，所述條狀導體整體上與所述導電立方體是絕緣的，并且所述條狀導體到所述第一射頻電路的連接點設置在離開所述條狀導體的一端等于大約所述無線終端的波長的1/4的一個位置處，以及在所述多層電路板中帶狀線路層之一用作為接地層，所述導電立方體通過一個通孔連接到所述接地層，在所述接地層與所述導電立方體的后表面之間的帶狀線路層上形成一控制信號線路，并且所述頻率合成器通過一個通孔電連接到所述控制信號線路。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的在所述無線終端的外殼中裝有多層電路板的無線終端，還包括設置在所述多層電路板的所述第一主面上的一個天線連接器；其中所述同軸諧振隙縫天線的所述條狀導體通過所述天線連接器電連接到所述第一射頻電路。
27.一種裝有同軸諧振隙縫天線的無線終端，包括設置在所述無線終端外殼面向通話狀態(tài)的操作者的后表面附近的位置處的一個揚聲器和一個話筒；以及設置在所述無線終端外殼面向通話狀態(tài)的操作者反方向的后表面附近的位置處具有單側(cè)模式的一個第一同軸諧振隙縫天線；其中在通話狀態(tài)，所述第一同軸諧振隙縫天線在幾乎與操作者相反的方向上發(fā)射電磁波
28.根據(jù)權(quán)利要求27裝有同軸諧振隙縫天線的無線終端，還包括用于監(jiān)視所述無線終端是處于通話狀態(tài)還是備用狀態(tài)的監(jiān)視裝置；以及設置在所述無線終端外殼面向通話狀態(tài)的操作者的前表面附近的一個位置處一個第二同軸諧振隙縫天線；其中如果所述監(jiān)視裝置判定所述無線終端處于通話狀態(tài)，則僅有所述第一同軸諧振隙縫天線被驅(qū)動，并且如果所述監(jiān)視裝置判定所述無線終端處于備用狀態(tài)，則所述第一同軸諧振隙縫天線和所述第二同軸諧振隙縫天線都被驅(qū)動。
全文摘要
提供了一種新型同軸諧振隙縫天線，降低了裝有這種天線的無線終端的尺寸。還提供了制造這種同軸諧振隙縫天線以及制造使用這種天線的新型結(jié)構(gòu)無線終端的方法。條狀導體整體設置在扁平導電立方體之內(nèi)并與之絕緣。條狀導體與射頻傳輸線之間的連接點處于窄條狀導體的一端大約1/4波長的位置。隙縫形狀為狹窄的矩形并一般整體上為倒“U”形。無線終端具有多個這種天線設置在其多個面上并提供了對于通話狀態(tài)和備用狀態(tài)變化所用天線數(shù)目的連接機構(gòu)。
文檔編號H01Q1/24GK1148740SQ96111189
公開日1997年4月30日 申請日期1996年9月5日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月5日
發(fā)明者武井健, 桑原干夫, 岡部寬, 岸田浩, 堀一行, 今門義隆, 野村具德 申請人:株式會社日立制作所