[發明專利]天線設備

無效

• 申請號: 200810130527.0
• 申請日: 2008-07-07
• 公開（公告）號: CN101345347A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發明（設計）人: 黑田慎一
• 申請（專利權）人: 索尼株式會社
• 主分類號: H01Q13/08
• 分類號: H01Q13/08;H01Q1/38
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 李春暉;李德山

相關申請的交叉引用

本發明包含涉及2007年7月9日向日本專利局提交的日本專利申請JP2007-180354的主題，該申請的全部內容通過引用合并于此。

技術領域

本發明涉及一種用于發射和接收無線信號的天線設備，尤其涉及一種具有貼片天線結構的天線設備，在該結構中輻射導體板和地導體板彼此相對地布置，在二者之間部署有絕緣材料。

更具體地，本發明涉及一種天線設備，在該天線設備中對在天線基片上生成的表面波所導致的非預期電磁波的輻射進行了抑制，從而減小了輻射方向圖的失真，特別地，本發明涉及一種在貼片天線單元周圍的區域中裝配有具有諧振特性的AMC(人工磁導體)部件的天線設備。

背景技術

在使用無線電波通信方法的無線通信中，通過使用電流流經天線時產生的輻射電場來傳播信號。存在各種類型的天線。特別地，滿足低矮式(low-profile)天線要求的天線的示例包括這樣的天線設備：該天線設備被配置成將輻射導體板與地導體板彼此相對地布置，并在二者之間部署有絕緣材料，該天線設備即微帶貼片天線(在下文中簡稱為“貼片天線”)。

圖6示出了貼片天線結構的示例。針對輻射導體板的形狀，采用了圖中所示的矩形形狀或圓形形狀。針對絕緣體，采用了電介質，并且其厚度約為無線頻率波長的1/10或更??；由此該絕緣體具有低矮的形態。在實際制造中，由于通常通過在兩面均敷銅箔的電介質基片上執行蝕刻處理來制造貼片天線，因此易于制造，并且易于與電路基片相集成。

根據具有這種結構的微帶貼片天線，當以最低階模式(對于矩形形狀的情況是TM₁₀模式)激發該天線時，輻射方向性通常指示單個方向，即z軸方向，并且會獲得大小約為幾個dBi的方向增益。此外，在略微偏離輻射導體板的中心的位置處設有饋電點。當偏移方向(即圖中的x軸方向)中的電流分量增大時，將產生輻射電場，并將激發駐波。然后，通過調整偏移長度，可在50歐姆處實現匹配。

此外，已經提出了一種平面天線(例如，參見日本未審查的專利申請公開11-103213)，例如，其中，貼片天線單元被布置成與地導體單元相對，在二者之間設有電介質，同軸電纜的中心導體以沿著電介質的厚度方向穿過電介質的方式而從地導體板的開口插入，中心導體電連接在貼片天線單元的點P處，并且使用點P充當饋電點來發射或接收無線電波。在要將同軸電纜與貼片天線單元相連時，同軸電纜的中心導體可以被直接插入電介質中，并且可以通過焊接等與饋電點相連。由此，可以簡化天線結構，并且還可以降低制造成本。

此外，可以采用這樣的結構：在該結構中，在地導體板中設有開口，并且從地導體板的背面側經由該開口以電磁耦合方式來執行饋電。

諸如貼片天線之類的平面天線具有以下問題：在天線基片上會發生表面波(在地導體板的表面上傳播的電磁波)，該表面波被傳播至天線基片的端部，并從該天線基片的端部輻射非預期的電磁波(表面波所導致的非預期電磁波)，從而導致從天線輻射的輻射方向圖出現失真。另一問題是，表面波所導致的非預期電磁波被輻射至部署于周圍區域中的電路基片以及另一天線基片，從而發生無線電干擾，并發生半導體部件的故障。

就上述問題而言，已知一種解決方法，即，部署一種用于抑制表面波在天線基片上的傳播的機構。作為用于抑制表面波傳播的機構，存在一種被稱為高阻抗表面或人工磁導體(在下文中簡稱為“AMC”)的機構。例如，通過在地導體板上周期性地布置具有諧振特性的AMC部件，可以抑制表面波的傳播。

圖7示出了使用AMC部件的平面天線(例如，參見美國專利6262495以及Dan?Sievenpiper等人的“High-Impedance?Electromagnetic?Surfaceswith?a?Forbidden?Frequency?Band”(IEEE?Transactions?on?MicrowaveTheory?And?Techniques，第47卷第11期第2059-2074頁))的結構的示例(截面圖)。各個AMC部件是通過柱形導體來支撐板形導體的圖釘型的。通過在貼片天線周圍的區域中布置諸多圖釘型的AMC部件，抑制了到達地導體端部并導致非預期輻射(邊緣是次級波源點的散射)的表面波的傳播。通過抑制過度的非預期輻射，期望獲得在預期方向上(朝向貼片天線的前方，沿著圖7的平面中的向上方向)的增益增加的效果。