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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Oberflächenbefestigungsantenne,
die in eine Kommunikationsvorrichtung, beispielsweise ein tragbares
Telephon, eingebaut ist, und bezieht sich auf eine Kommunikationsvorrichtung
unter Verwendung der Oberflächenbefestigungsantenne.
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16 zeigt
ein Beispiel einer Oberflächenbefestigungsantenne,
die in eine Kommunikationsvorrichtung, wie z.B. ein tragbares Telephon,
eingebaut ist. Eine Oberflächenbefestigungsantenne 1 umfaßt ein dielektrisches
Substrat 2, auf dessen Oberfläche eine Strahlungselektrode 3,
eine Masseelektrode 4 und eine Speisungselektrode 5 gebildet
sind. Die Strahlungselektrode 3 ist über Seitenoberflächen 2a, 2b und 2c des
dielektrischen Substrats 2 gebildet. Die Masseelektrode 4 ist
auf der Gesamtheit einer Seitenoberfläche 2d des dielektrischen
Substrats 2 gebildet, um eine elektrische Verbindung mit
der Strahlungselektrode 3 einzurichten. Die Speisungselektrode 5 ist
auf der Seitenoberfläche 2a derart
gebildet, daß ein
vorbestimmter Abstand zwischen der Speisungselektrode 5 und
der Strahlungselektrode 3 beibehalten ist.
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Die
Speisungselektrode 5 ist mit einer Leistungsversorgung 5 verbunden.
Wenn Leistung von der Leistungsversorgung 6 zu der Speisungselektrode 5 zugeführt wird,
wird die Strahlungselektrode 3 über eine kapazitive Kopplung
von der Speisungselektrode 5 mit Leistung versorgt. Wenn
die zugeführte Leistung
die Strahlungselektrode 3 treibt, sendet oder empfängt die
Oberflächenbefestigungsantenne 1 elektromagnetische
Wellen in einem einzelnen vorbestimmten Frequenzband.
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Gegenwärtig werden
ein 900 MHz-Band und ein 1,9 GHz-Band als Betriebsfrequenzen für tragbare
Telephone verwendet.
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Wenn
es erforderlich ist, daß die
Kommunikationsvorrichtung zwei unterschiedliche Betriebsfrequenzbänder, wie
z.B. die oben genannten, verwendet, muß eine einzelne Oberflächenbefestigungsantenne
die elektromagnetischen Wellen in den zwei unterschiedlichen Frequenzbändern senden
und empfangen. Jedoch kann die Oberflächenbefestigungsantenne 1 in 16 elektromagnetische
Wellen nur in einem einzelnen Frequenzband senden und empfangen.
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Aus
der
EP 0790663 A1 ist
ein Antennenelement zur Befestigung auf der Oberfläche eines Schaltungssubstrats
bekannt, bei der zwei Strahlungselektroden parallel verschaltet
sind. Die Strahlungselektroden sind ausgebildet, um bei unterschiedlichen
Frequenzen zu arbeiten.
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Die
US 5363114 offenbart eine
mäanderförmige Flachantenne
zur Befestigung an einer Autoscheibe.
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Aus
der
JP 05-347507 ist
eine Antenne bekannt, bei der ein mäanderförmiges gespeistes Element und
ein mäanderförmiges nicht
gespeistes Element auf einer Platine vorgesehen sind. Das nicht
gespeiste Element ist vorgesehen, um die Bandbreite des Frequenzbands
des gespeisten Elements zu erhöhen.
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Die
EP 0923158 B1 befasst
sich mit einer Antenne, die ein erstes Betriebsband und ein zweites Betriebsband
aufweist. Ein parasitäres
Element ist vorgesehen, um die Bandbreite von zumindest einem der
Betriebsbänder
zu erhöhen.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Antennenelement
zu schaffen, das elektromagnetische Wellen in mehr als einem Frequenzband
senden und empfangen kann.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Antennenelement nach Anspruch 1 gelöst.
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Um
die oben beschriebenen Probleme zu lösen, schaffen bevorzugte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung eine Oberflächenbefestigungsantenne, die
in der Lage ist, elektromagnetische Wellen in mehr als einem Frequenzband
zu senden und zu empfangen, und eine Kommunikationsvorrichtung unter
Verwendung einer solchen Oberflächenbefestigungsantenne.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung schafft eine Oberflächenbefestigungsantenne, die
folgende Merkmale aufweist: ein dielektrisches Substrat in einer
rechteckigen Parallelepipedform, das eine erste Hauptoberfläche, eine
zweite Hauptoberfläche,
eine erste Seitenoberfläche,
eine zweite Seitenoberfläche,
eine erste Endoberfläche
und eine zweite Endoberfläche
aufweist; eine Strahlungselektrode mit einem mäanderförmigen Muster, die auf zumindest
zwei Oberflächen der
ersten Hauptoberfläche,
der ersten Seitenoberfläche
und der zweiten Seitenoberfläche
des dielektrischen Substrats vorgesehen ist und zumindest eine erste
mäanderförmige Elektrodeneinheit
und eine zweite mäanderförmige Elektrodeneinheit,
die seriell verbunden sind, aufweist; wobei die erste mäanderförmige Elektrodeneinheit
erste Mäanderabstände besitzt
und die zweite mäanderförmige Elektrodeneinheit
zweite Mäanderabstände besitzt,
die schmäler
als die ersten Abstände
sind; wodurch die Strahlungselektrode elektromagnetische Wellen
in zumindest zwei unterschiedlichen Frequenzbändern senden und empfangen
kann.
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Da
bei der mäanderförmigen Strahlungselektrode
zumindest zwei mäanderförmige Elektrodeneinheiten
mit unterschiedlichen Mäanderabständen seriell
verbunden sind, besitzt die Strahlungselektrode eine Mehrzahl von
Resonanzfrequenzen, die den zumindest zwei mäanderförmigen Elektrodeneinheiten
zugeordnet sind. Daher kann die Oberflächenbefestigungsantenne elektromagnetische Wellen
in zumindest zwei unterschiedlichen Frequenzbändern senden und empfangen.
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Die
oben beschriebene Oberflächenbefestigungsantenne
kann ferner zumindest eine passive Strahlungselektrode aufweisen,
die auf der Oberfläche
des dielektrischen Substrats angeordnet und mit der Strahlungselektrode
elektromagnetisch gekoppelt ist, wobei die zumindest eine passive
Strahlungselektrode bewirkt, daß eine
Doppelresonanz in zumindest einem Frequenzband der zumindest zwei unterschiedlichen
Frequenzbänder
der Oberflächenbefestigungsantenne
auftritt.
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Wenn
eine gewünschte
Bandbreite eines Frequenzbands nur durch das Treiben der Strahlungselektrode
nicht beibehalten werden kann, bewirkt die passive Strahlungselektrode,
daß eine
Doppelresonanz in dem Frequenzband stattfindet, wodurch die Bandbreite
des Frequenzbands auf die gewünschte
Bandbreite ausgedehnt werden kann. Daher kann die Bandbreite der
Oberflächenbefestigungsantenne
breiter gemacht werden.
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Bei
der oben beschriebenen Oberflächenbefestigungsantenne
kann die zumindest eine passive Strahlungselektrode ein mäanderförmiges Muster besitzen.
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Bei
der oben beschriebenen Oberflächenbefestigungsantenne
kann die zumindest eine passive Strahlungselektrode auf zumindest
zwei Flächen
der ersten Hauptoberfläche,
der ersten Seitenoberfläche und
der zweiten Seitenoberfläche
des dielektrischen Substrats angeordnet sein.
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Da
die Strahlungselektrode oder die passive Strahlungselektrode auf
mehr als einer einzelnen Oberfläche
des rechteckigen parallelepiped-förmigen (quaderförmigen)
dielektrischen Substrats angeordnet ist, kann eine größere angeordnete
Fläche
derselben erhalten werden, verglichen mit einem Fall, bei dem die
Strahlungselektrode oder die passive Strahlungselektrode auf einer
einzelnen Oberfläche des
dielektrischen Substrats angeordnet ist. Ungeachtet der Größe der Strahlungselektrode
oder der passiven Strahlungselektrode kann eine Miniaturisierung
des dielektrischen Substrats erhalten werden.
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Bei
der oben beschriebenen Oberflächenbefestigungsantenne
kann die zumindest eine passive Strahlungselektrode auf zumindest
der ersten Hauptoberfläche
des dielektrischen Substrats angeordnet sein, wobei sich die Anordnungsposition
derselben von der Anordnungsposition der Strahlungselektrode unterscheidet;
und wobei das mäanderförmige Muster
der zumindest einen passiven Strahlungselektrode im wesentlichen
senkrecht zu dem der Strahlungselektrode ist.
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Dadurch,
daß das
mäanderförmige Muster der
passiven Strahlungselektrode und das der Strahlungselektrode angeordnet
sind, um im wesentlichen senkrecht zueinander zu sein, kann ein
Interferenzproblem dahingehend, daß das Treiben der Strahlungselektrode
das Treiben der passiven Strahlungselektrode negativ beeinträchtigt,
vermieden werden. Insbesondere wenn das nicht angeschlossene Ende der
passiven Strahlungselektrode und Masse aufgrund einer kapazitiven
Kopplung indirekt gekoppelt sind, kann diese kapazitive Kopplung
das oben beschriebene Interferenzproblem positiver verhindern. Das
Treiben der Strahlungselektrode und das Treiben der passiven Strahlungselektrode
können
unabhängig
durchgeführt
werden und zu einer Doppelresonanz in einem vorbestimmten Frequenzband
führen.
Folglich kann eine Verschlechterung der Antennencharakteristika
aufgrund der oben beschriebenen Interferenz zwischen der Strahlungselektrode
und der passiven Strahlungselektrode verhindert werden.
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Die
oben beschriebene Oberflächenbefestigungsantenne
kann ferner eine Anpassungsschaltung in Verbindung mit dem dielektrischen
Substrat aufweisen, wobei die Strahlungselektrode über die Anpassungsschaltung
mit einer Leistungsversorgung gekoppelt ist.
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Wenn
die Anpassungsschaltung in dem dielektrischen Substrat vorgesehen
ist, besteht kein Bedarf danach, die Anpassungsschaltung auf einem Schaltungssubstrat
zu bilden, das mit der Oberflächenbefestigungsantenne
versehen werden soll. Da die Implementierungsfläche der Teile des Schaltungssubstrats
ebenso wie die Anzahl der Teile reduziert sein kann, können folglich
die Kosten der Teile und die Kosten der Implementierung reduziert
sein.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung schafft eine Oberflächenbefestigungsantenne zum
Senden und Empfangen von elektromagnetischen Wellen in zumindest zwei
unterschiedlichen Frequenzbändern,
wobei die Oberflächenbefestigungsantenne
eine Einrichtung zum Verbreitern der Bandbreite derselben aufweist, indem
bewirkt wird, daß eine
Doppelresonanz in zumindest einem der zumindest zwei unterschiedlichen Frequenzbänder stattfindet.
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Noch
ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung schafft eine Kommunikationsvorrichtung,
bei der die oben beschriebene Oberflächenbefestigungsantenne auf
einem Schaltungssubstrat befestigt ist.
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Die
Kommunikationsvorrichtung, die die Oberflächenbefestigungsantenne gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet, kann miniaturisiert sein, da eine Mehrzahl
von Frequenzbändern
durch die Verwendung einer einzelnen Oberflächenbefestigungsantenne abgedeckt
sein kann.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die
beiliegenden Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1A und 1B Darstellungen
der Oberflächenbefestigungsantenne
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 einen
Graphen, der ein Beispiel von Frequenzbändern, in denen die Oberflächenbefestigungsantenne
gemäß 1 elektromagnetische Wellen senden und
empfangen kann, zeigt;
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3 ein
Implementierungsbeispiel eines Schaltungssubstrats, das mit der
Oberflächenbefestigungsantenne
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
versehen ist;
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4 eine
Darstellung einer Oberflächenbefestigungsantenne
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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5A und 5B Graphen,
die Beispiele von Frequenzbändern,
in denen die Oberflächenbefestigungsantennen
gemäß 4 elektromagnetische
Wellen senden und empfangen können,
zeigen;
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6 ein
Implementierungsbeispiel eines Schaltungssubstrats, das mit der
Oberflächenbefestigungsantenne
gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
versehen ist;
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7 eine
Darstellung einer Oberflächenbefestigungsan tenne
gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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8A, 8B und 8C Graphen,
die Beispiele von Frequenzbändern
zeigen, in denen die Oberflächenbefestigungsantenne
gemäß 7 elektromagnetische
Wellen senden und empfangen kann;
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9 ein
Implementierungsbeispiel eines Schaltungssubstrats, das mit der
Oberflächenbefestigungsantenne
gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
versehen ist;
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10A und 10B Darstellungen
eines Beispiels einer Anpassungsschaltung bei einer Oberflächenbefestigungsantenne
gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel,
bei dem eine Anpassung unter Verwendung eines Kondensators durchgeführt wird;
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11A und 11B Darstellungen
eines Beispiels einer Anpassungsschaltung einer Oberflächenbefestigungsantenne
gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel,
bei dem eine Anpassung unter Verwendung eines Induktors durchgeführt wird;
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12 eine
Darstellung eines Implementierungsbeispiels einer Masseelektrode
des Schaltungssubstrats, das mit der Oberflächenbefestigungsantenne versehen
ist;
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13A und 13B Darstellungen
eines weiteren Ausführungsbeispiels;
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14A, 14B und 14C Darstellungen weiterer Ausführungsbeispiele;
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15 eine
Darstellung eines Beispiels einer Kommunikationsvorrichtung, die
mit der Oberflächenbefesti gungsantenne
versehen ist; und
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16 eine
Darstellung einer herkömmlichen
Oberflächenbefestigungsantenne.
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1A zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Oberflächenbefestigungsantenne gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, während 1B in
einem auseinandergezogenen Zustand die Oberflächen eines dielektrischen Substrats 2,
das eine Oberflächenbefestigungsantenne 1 gemäß 1A bildet,
zeigt.
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Wie
in den 1A und 1B gezeigt
ist, umfaßt
die Oberflächenbefestigungsantenne 1 das dielektrische
Substrat 2, bei dem eine mäanderförmige Strahlungselektrode 3 über einer
Vorderfläche 2a, einer
Hauptoberfläche 2e und
einer Endoberfläche 2c desselben
gebildet ist.
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Die
mäanderförmige Strahlungselektrode 3 ist
derart aufgebaut, daß eine
erste Elektrodeneinheit 3a und eine zweite Elektrodeneinheit 3b,
die unterschiedliche Mäanderabstände aufweisen,
seriell verbunden sind. Ein Mäanderabstand
d1 (ein erster Mäanderabstand)
der ersten Elektrodeneinheit 3a ist breiter als ein Mäanderabstand
d2 (ein zweiter Mäanderabstand)
der zweiten Elektrodeneinheit 3b.
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Der
erste Mäanderabstand
d1, die Anzahl von Kehren der ersten Elektrodeneinheit 3a,
der zweite Mäanderabstand
d2 und die Anzahl von Kehren der zweiten Elektrodeneinheit 3b werden
wie folgt bestimmt. Als ein Beispiel ist ein Fall gezeigt, bei dem
die Oberflächenbefestigungsantenne 1 geringe Reflexionsverluste
in einem ersten Frequenzband bei einer Frequenz f1 (beispielsweise
dem 900 MHz-Band) und einem zweiten Band bei einer Frequenz f2 (beispielsweise
dem 1,9 GHz-Band) aufweisen muß,
wie in 2 gezeigt ist. Mit anderen Worten muß die Oberflächenbefestigungsantenne 1 elektromagnetische
Wellen in den Bändern
bei den Frequenzen f1 und f2 senden und empfangen. In diesem Fall
sind der Mäan derabstand
d2 und die Anzahl von Kehren der zweiten Elektrodeneinheit 3b derart
bestimmt, daß die
zweite Elektrodeneinheit 3b, die den geringeren Mäanderabstand
d2 besitzt, die Resonanzfrequenz f2, die in 2 gezeigt
ist, aufweisen kann.
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Es
existiert eine Korrelation zwischen dem Verhältnis des ersten Mäanderabstands
d1 zu dem zweiten Mäanderabstand
d2 und eine Frequenzdifferenz H zwischen den Frequenzen f1 und f2,
die in 2 gezeigt sind, die im voraus berechnet werden können. Folglich
wird der erste Mäanderabstand
d1 der ersten Elektrodeneinheit 3a basierend auf der oben
beschriebenen Korrelation und dem zweiten Mäanderabstand d2 bestimmt. Die
Anzahl von Kehren der ersten Elektrodeneinheit 3a wird
derart bestimmt, daß eine
Resonanz bei der Resonanzfrequenz f1 in der ersten Elektrodeneinheit 3a auftreten kann,
ebenso wie in der zweiten Elektrodeneinheit 3b.
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Wie
in 1B gezeigt ist, ist eine Speisungselektrode 5 auf
der Endoberfläche 2c des
dielektrischen Substrats 2 gebildet, um eine elektrische Verbindung
mit der ersten Elektrodeneinheit 3a der Strahlungselektrode 3 herzustellen.
Eine stationäre Elektrode 7a ist
auf der Endoberfläche 2c des
dielektrischen Substrats 2 gebildet. Der Ort der stationären Elektrode 7a unterscheidet
sich von denjenigen der Strahlungselektrode 3 und der Speisungselektrode 5.
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Stationäre Elektroden 7b und 7c sind
auf den Vorderflächen 2a gebildet,
um einem Leerlaufende der Strahlungselektrode 3 gegenüber zu liegen.
Die Speisungselektrode 5 und die stationären Elektroden 7a, 7b und 7c sind
jeweils gebildet, um Teile einer unteren Fläche 2f des dielektrischen
Substrats 2 zu bedecken.
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Die
Oberflächenbefestigungsantenne 1 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
ist gemäß dem oben
beschriebenen Aufbau ausgebildet und ist, wie beispielsweise in 3 gezeigt
ist, auf einem Schaltungssubstrat 8 einer Kommunika tionsvorrichtung befestigt.
Das Schaltungssubstrat 8 ist unter Verwendung einer gedruckten
Schaltungsplatine (PCB; PCB = printed circuit board) oder dergleichen
aufgebaut und umfaßt
eine Haupteinheit 8a mit einer Masseelektrode 10,
die auf der Oberfläche
derselben gebildet ist, und einer Nicht-Masse-Einheit 8b,
auf deren Oberfläche
keine Masseelektrode gebildet ist. In 3 ist die
Oberflächenbefestigungsantenne 1 auf der
Nicht-Masse-Einheit 8b befestigt.
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Das
Schaltungssubstrat 8 umfaßt eine Leistungsversorgung 6 und
eine Anpassungsschaltung 11, die die Oberflächenbefestigungsantenne 1 treiben.
Wenn die Oberflächenbefestigungsantenne 1 an
einer vorbestimmten Position der Nicht-Masse-Einheit 8b mittels einer Oberflächenbefestigung angebracht
ist, stellen die Speisungselektrode 5 und die Leistungsversorgung 6 eine
elektrische Verbindung über
die Anpassungsschaltung 11 her. Elektrische Leistung wird
der Reihe nach über
die Anpassungsschaltung 11 und die Speisungselektrode 5 von der
Leistungsversorgung 6 zu der Strahlungselektrode 3 zugeführt. wenn
die erste Elektrodeneinheit 3a und die zweite Elektrodeneinheit 3b der
Strahlungselektrode 3 entsprechend der zugeführten Leistung getrieben
werden, ist die Oberflächenbefestigungsantenne 1 bereit,
um elektromagnetische Wellen in dem ersten Band bei der Frequenz
f1 zu senden und zu empfangen. Wenn nur die zweite Elektrodeneinheit 3b gemäß der zugeführten Leistung
getrieben wird, ist die Oberflächenbefestigungsantenne 1 bereit,
um elektromagnetische Wellen in dem zweiten Band bei der Frequenz
f2 zu senden und zu empfangen.
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Da
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel die
Strahlungselektrode 3 derart aufgebaut ist, daß die erste
Elektrodeneinheit 3a und die zweite Elektrodeneinheit 3b,
die unterschiedliche Mäanderabstände besitzen,
seriell verbunden sind, kann die Strahlungselektrode 3 zwei
unterschiedliche Resonanzfrequenzen besitzen. Folglich kann die
Oberflächenbefestigungsantenne 1 elektromagnetische
Wellen in den zwei unterschiedlichen Frequenzbändern senden und empfangen.
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Da
die Strahlungselektrode 3 über mehr als eine einzelne
Fläche
des dielektrischen Substrats 2 gebildet ist, kann ferner
eine größere Fläche, auf
der die Strahlungselektrode 3 gebildet ist, verglichen
mit einem Fall, bei dem die Strahlungselektrode 3 auf einer
einzelnen Fläche
des dielektrischen Substrats 2 gebildet ist, erhalten werden.
Aufgrund dessen ist bis zu einem bestimmten Ausmaß die Entwurfsfreiheit der
Oberflächenbefestigungsantenne 1 nicht
durch die Länge
der Strahlungselektrode 3 begrenzt, wobei eine Miniaturisierung
des dielektrischen Substrats 2 erreicht werden kann. In
den 1A und 1B ist die
zweite Elektrodeneinheit 3b, die den engeren Mäanderabstand
d2 aufweist, über
zwei Flächen
des dielektrischen Substrats 2 gebildet. Jedoch kann die zweite
Elektrodeneinheit 3b in einer einzelnen Fläche (hier 2a)
des dielektrischen Substrats 2 begrenzt sein. Wenn die
zweite Elektrodeneinheit 3b gebildet ist, um in der einzelnen
Fläche
begrenzt zu sein, können
die Resonanzfrequenzen f1 und f2 einfach gesteuert werden.
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Eine
Oberflächenbefestigungsantenne
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Elemente, die identisch
zu entsprechenden Elementen bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind, besitzen
die gleichen Bezugszeichen, wobei auf eine wiederholte Beschreibung
identischer Elemente verzichtet wird.
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Wie
bei dem ersten Ausführungsbeispiel
beschrieben wurde, umfaßt
die Oberflächenbefestigungsantenne 1 die
Strahlungselektrode 3 mit zwei Elektrodeneinheiten 3a und 3b,
die unterschiedliche Mäanderabstände aufweisen.
Folglich kann die Oberflächenbefestigungsantenne 1 elektromagnetische
Wellen in den zwei unterschiedlichen Bändern bei Frequenzen f1 und
f2 senden und empfangen. Es gibt jedoch Fälle, in denen die Bandbreite
von einem der Bänder
bei den Frequenzen f1 und f2 kleiner ist als die gewünschte Bandbreite.
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Bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel
ist, um eine solche Bandbreite auf die gewünschte Bandbreite auszudehnen,
der folgende Aufbau vorgesehen. 4 zeigt
in einem auseinandergezogenen Zustand die Oberflächen des dielektrischen Substrats 2,
das die Oberflächenbefestigungsantenne 1 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
bildet. Ein charakteristisches Merkmal der Oberflächenbefestigungsantenne 1 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
besteht darin, daß eine
passive Strahlungselektrode 12, wie in 4 gezeigt
ist, auf dem dielektrischen Substrat 2 gebildet ist. Die
passive Strahlungselektrode 12 ist ausgebildet, um auf
der Hauptoberfläche 2e eine
mäanderförmige Gestalt
aufzuweisen, um sich von der Seitenoberfläche 2d zu der Seitenoberfläche 2b zu
erstrecken. Eine Anschlußstruktur 12a ist über der
unteren Fläche 2f und
der Seitenoberfläche 2d gebildet.
Ein Ende der mäanderförmigen passiven
Strahlungselektrode 12 ist mit der Anschlußstruktur 12a verbunden,
während
das andere Ende derselben nicht verbunden ist.
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Der
Mäanderabstand
und die Anzahl von Kehren der passiven Strahlungselektrode 12 sind
wie folgt bestimmt. Beispielsweise ist es erwünscht, daß zwischen den Bändern bei
den Frequenzen f1 und f2 die Bandbreite des Bands bei der Frequenz
f1 vergrößert ist.
Der Mäanderabstand
und die Anzahl von Kehren der passiven Strahlungselektrode 12 sind derart
bestimmt, daß die
Resonanzfrequenz der passiven Strahlungselektrode 12 bei
einer Frequenz f1' liegt,
die leicht von der Resonanzfrequenz f1 der Strahlungselektrode 3 abweicht,
wie in 5A gezeigt ist. Wenn die passive
Strahlungselektrode 12 ausgebildet ist, um einen solchen
bestimmten Mäanderabstand
und eine bestimmte Anzahl von Kehren aufzuweisen, besitzt die Strahlungselektrode 3 Reflexionsverlust-Charakteristika,
die durch eine durchgezogene Linie in dem Band bei der Frequenz
f1 in 5A gezeigt sind. Die passive
Strahlungselektrode 12 besitzt Reflexionsverlust-Charakteristika,
die durch eine gestrichelte Linie in 5A gezeigt
sind. Daher bewirkt die Kombination der Strahlungselektrode 3 und
der passiven Strahlungselektrode 12, daß ei ne Doppelresonanz in dem
Band bei der Frequenz f1 auftritt, wie in 5B gezeigt
ist.
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Wenn
die Bandbreite des Bands bei der Frequenz f2 vergrößert werden
soll, werden der Mäanderabstand
und die Anzahl von Kehren der passiven Strahlungselektrode 12 derart
bestimmt, daß die
Resonanzfrequenz der passiven Strahlungselektrode 12 eine
Frequenz f2' ist,
die leicht von der Resonanzfrequenz f2 der Strahlungselektrode 3 abweicht,
wie in 5A gezeigt ist. Wenn die passiven
Strahlungselektrode 12 ausgebildet ist, um einen solchen
bestimmten Mäanderabstand
und eine bestimmte Anzahl von Kehren aufzuweisen, bewirkt die Kombination
der Strahlungselektrode 3 und der passiven Strahlungselektrode 12,
daß eine
Doppelresonanz in dem Band bei der Frequenz f2 auftritt.
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Wie
in 4 gezeigt ist, ist die Speisungselektrode 5 über die
Seitenoberfläche 2d und
die untere Fläche 2f des
dielektrischen Substrats 2 vorgesehen, um in der Nähe der Anschlußstruktur 12a vorzuliegen.
Auf die gleiche Art und Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel
ist die Strahlungselektrode 3, bei der die erste Elektrodeneinheit 3a und
die zweite Elektrodeneinheit 3b, die unterschiedliche Mäanderabstände aufweisen,
seriell verbunden sind, über der
Hauptoberfläche 2e und
der Seitenoberfläche 2a gebildet.
Die mäanderförmige Struktur
der Strahlungselektrode 3 und die mäanderförmige Struktur der passiven
Strahlungselektrode 12 sind ausgebildet, um einen bestimmten
Abstand zwischen denselben beizubehalten und allgemein senkrecht
zueinander zu sein. Ein Ende der Strahlungselektrode 3 ist mit
der Speisungselektrode 5 verbunden, wenn das andere Ende
derselben nicht verbunden ist.
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Wie
in 4 gezeigt ist, sind die stationären Elektroden 7a und 7b auf
der Seitenoberfläche 2b des
dielektrischen Substrats 2 gebildet, um einen bestimmten
Abstand zwischen denselben beizubehalten, während die stationären Elektroden 7c und 7d auf
der Seitenoberfläche 2d gebildet
sind. Die stationären
Elektroden 7a, 7b, 7c und 7d sind
jeweils über den
entsprechenden Seitenoberflächen
und der unteren Fläche 2f gebildet.
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Die
Oberflächenbefestigungsantenne 1 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
ist mit dem oben beschriebenen Aufbau ausgebildet. Wie beispielsweise
in 6 gezeigt ist, ist die Oberflächenbefestigungsantenne 1 auf
die gleiche Art und Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel
in der Nicht-Masse-Einheit 8b des
Schaltungssubstrats 8 implementiert. Eine solche Implementierung
der Oberflächenbefestigungsantenne 1 bei
dem Schaltungssubstrat 8 ermöglicht, daß die Strahlungselektrode 3 über die
Speisungselektrode 5 und die Anpassungsschaltung 11 mit
der Spannungsversorgung 6 verbunden ist. Die stationären Elektroden 7a, 7b, 7c und 7d und
die Anschlußstruktur 12a sind
mit der Masseelektrode 10 des Schaltungssubstrats 8 verbunden,
weshalb dieselben geerdet sind.
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Wenn
die Leistungsversorgung 6 über die Anpassungsschaltung 11 elektrische
Leistung zu der Speisungselektrode 5 der Oberflächenbefestigungsantenne 1 liefert,
wird die Leistung von der Speisungselektrode 5 zu der Strahlungselektrode 3 und ferner
durch eine elektromagnetische Kopplung zu der Anschlußstruktur 12a geliefert.
Da die gelieferte Leistung die Strahlungselektrode 3 treibt,
kann die Oberflächenbefestigungsantenne 1 elektromagnetische
Wellen in den Bändern
bei den Frequenzen f1 und f2 senden und empfangen. Wenn ferner die
passive Strahlungselektrode 12 gemäß der zugeführten Leistung getrieben wird,
tritt eine Doppelresonanz in dem Band bei der Frequenz f1 oder f2
auf, was die Bandbreite des gewünschten
Frequenzbands vergrößert.
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Die
passive Strahlungselektrode 12 ist auf der Oberfläche des
dielektrischen Substrats 2 derart vorgesehen, daß die Doppelresonanz
in einem der Bänder
bei den Frequenzen f1 und f2 auftritt, in denen die Oberflächenbefestigungsantenne 1 elektromagnetische
wellen senden und empfangen kann. Folg lich kann die Bandbreite eines
gewünschten
Frequenzbandes der Bänder
bei den Frequenzen f1 und f2 vergrößert sein, was eine Verbreiterung
der Bandbreite der Antenne 1 ergibt.
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Die
mäanderförmige Struktur
der Strahlungselektrode 3 und die der passiven Elektrode 12 sind
ausgebildet, um im wesentlichen senkrecht zueinander zu sein. Daher
kann ein Interferenzproblem dahingehend, daß das Treiben der Strahlungselektrode 3 das
Treiben der passiven Strahlungselektrode 12 nachteilig
beeinflußt,
vermieden werden. Daher kann eine Verschlechterung von Antennencharakteristika
aufgrund der oben beschriebenen Interferenz zwischen der Strahlungselektrode 3 und
der passiven Strahlungselektrode 12 verhindert werden.
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Eine
Oberflächenbefestigungsantenne 1 gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Elemente, die identisch
zu entsprechenden Elementen bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen
sind, besitzen die gleichen Bezugszeichen, wobei auf eine wiederholte
Beschreibung derartiger identischer Elemente verzichtet wird.
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7 zeigt
in einem auseinandergezogenen Zustand die Oberflächen des dielektrischen Substrats 2,
das die Oberflächenbefestigungsantenne 1 gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
bildet. Ein charakteristisches Merkmal des dritten Ausführungsbeispiels
besteht darin, daß eine
erste passive Strahlungselektrode 13 und eine zweite passive
Strahlungselektrode 14 gebildet sind, wie in 7 gezeigt ist.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel
ist die mäanderförmige Strahlungselektrode 3 über der
Hauptoberfläche 2e und
der Seitenoberfläche 2b gebildet, wie
in 7 gezeigt ist. Die erste passive Strahlungselektrode 13 und
die zweite passive Strahlungselektrode 14 sind gebildet,
um die Strahlungselektrode 3 zu flankieren. Die erste passive
Strahlungselektrode 13 ist über der Hauptoberfläche 2e und
der Seitenoberfläche 2a in
der mäanderförmigen Struktur gebildet,
während
die zweite passive Strahlungselektrode 14 über der
Hauptoberfläche 2e und
der Seitenoberfläche 2c in
der mäanderförmigen Struktur gebildet
ist. Diese mäanderförmigen Strukturen
der ersten passiven Strahlungselektrode 13 und der zweiten
passiven Strahlungselektrode 14 sind im wesentlichen senkrecht
zueinander, während
ein bestimmter Abstand zwischen denselben beibehalten ist.
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Der
Mäanderabstand
und die Anzahl von Kehren von jeder der ersten passiven Strahlungselektrode 13 und
der zweiten passiven Strahlungselektrode 14 sind wie folgt
bestimmt. Wenn die Oberflächenbefestigungsantenne 1 beispielsweise
elektromagnetische Wellen in den zwei unterschiedlichen Bändern bei
den Frequenzen f1 und f2 senden und empfangen muß, ist es erwünscht, daß die Bandbreiten
der beiden Bänder
bei den Frequenzen f1 und f2 vergrößert sind. In diesem Fall sind
der Mäanderabstand
und die Anzahl von Kehren von einer der ersten passiven Strahlungselektrode 13 und
der zweiten passiven Strahlungselektrode 14 derart bestimmt, daß die Resonanzfrequenz
f1' derselben leicht
von der Resonanzfrequenz f1 der Strahlungselektrode 3 abweicht,
wie in 8 gezeigt ist. Der Mäanderabstand
und die Anzahl von Kehren der anderen passiven Strahlungselektrode
sind derart bestimmt, daß die
Resonanzfrequenz f2' derselben
leicht von der Resonanzfrequenz f2 der Strahlungselektrode abweicht.
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Beispielsweise
ist es erwünscht,
daß die Bandbreite
des Bands bei der Frequenz f1 von den Bändern bei den Frequenzen f1
und f2 vergrößert ist. In
diesem Fall sind der Mäanderabstand
und die Anzahl von Kehren von einer der ersten passiven Strahlungselektrode 13 und
der zweiten passiven Strahlungselektrode 14 derart bestimmt,
daß, wie
in 8B gezeigt ist, die Resonanzfrequenz f1' derselben von der
Resonanzfrequenz f1 der Strahlungselektrode 3 um eine vorbestimmte
Abweichung ..f abweicht. Der Mäanderabstand
und die Anzahl von Kehren der anderen passiven Strahlungselektrode sind
derart bestimmt, daß die
Resonanzfrequenz f1'' derselben von der
Resonanzfrequenz f1 um die Abweichung ..f' ab weicht, die nicht gleich der Abweichung
..f ist.
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Beispielsweise
ist es erwünscht,
die Bandbreite des Bands bei der Frequenz f2 zu vergrößern. In
gleicher Weise sind dann, wie in 8C gezeigt ist,
der Mäanderabstand
und die Anzahl von Kehren von einer der ersten passiven Strahlungselektrode 13 und
der zweiten passiven Strahlungselektrode 14 derart bestimmt,
daß die
Resonanzfrequenz f2' derselben
von der Resonanzfrequenz f2 der Strahlungselektrode 3 um
eine vorbestimmte Abweichung ..f abweicht. Der Mäanderabstand und die Anzahl
von Kehren der anderen passiven Strahlungselektrode sind derart
bestimmt, daß die
Resonanzfrequenz f2'' derselben von der
Resonanzfrequenz f2 um eine Abweichung ..f' abweicht, die nicht gleich der Abweichung
..f ist.
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Wenn
der Mäanderabstand
und die Anzahl von Kehren von jeder der ersten passiven Elektrode 13 und
der zweiten passiven Elektrode 14 wie oben beschrieben
bestimmt sind, kann eine Doppelresonanz in einem gewünschten
Frequenzband aus den Bändern
bei den Frequenzen f1 und f2 auftreten. Folglich kann die Bandbreite
des Frequenzbands der Oberflächenbefestigungsantenne 1 vergrößert sein.
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Wie
in 7 gezeigt ist, ist die Speisungselektrode 5 über der
Seitenoberfläche 2d und
der unteren Fläche 2f gebildet,
während
die stationären Elektroden 7a und 7b auf
der Seitenoberfläche 2b des
dielektrischen Substrats 2 gebildet sind, um einen bestimmten
Abstand zwischen denselben beizubehalten. Die stationären Elektroden 7c und 7d sind auf
der Seitenoberfläche 2d gebildet.
Zusätzlich
sind Anschlußstrukturen 13a und 14a auf
der Seitenoberfläche 2d gebildet,
um sich in der Nähe
der Speisungselektrode 5 zu befinden.
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Die
stationären
Elektroden 7a, 7b, 7c und 7d und
die Anschlußstrukturen 13a und 14a bedecken jeweils
Teile der unteren Fläche 2f des
dielektrischen Substrats 2.
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Die
Oberflächenbefestigungsantenne 1 ist mit
dem oben be schriebenen Aufbau ausgebildet und in der Nicht-Masse-Einheit 8b des
Schaltungssubstrats 8, das in 9 gezeigt
ist, implementiert. Folglich ermöglicht
die Implementierung der Oberflächenbefestigungsantenne 1,
daß die
Strahlungselektrode 3 über
die Speisungselektrode 5 und die Anpassungsschaltung 11 mit
der Leistungsversorgung 6 verbunden ist. Die stationären Elektroden 7a, 7b, 7c und 7d und
die Anschlußstrukturen 13a und 14a sind
mit der Masseelektrode 10 des Schaltungssubstrats 8 verbunden,
weshalb dieselben geerdet sind.
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Die
erste passive Strahlungselektrode 13 und die zweite passive
Strahlungselektrode 14 sind derart aufgebaut, daß die Doppelresonanz
in zumindest einem der zwei unterschiedlichen Bänder bei den Frequenzen f1
und f2 auftritt. Dieser Aufbau ermöglicht, daß die Bandbreite des Frequenzbands
für die
Oberflächenbefestigungsantenne 1 auf
eine gewünschte
Bandbreite vergrößert wird,
was nicht durch alleiniges Treiben der Strahlungselektrode 3 erhalten
werden kann. Daher kann eine Verbreiterung der Bandbreite für die Oberflächenbefestigungsantenne 1 erhalten
werden.
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Die
mäanderförmige Struktur
der Strahlungselektrode 3 und die mäanderförmige Struktur von jeder der
ersten passiven Strahlungselektrode 13 und der zweiten
passiven Strahlungselektrode 14 sind ausgebildet, um im
wesentlichen senkrecht zueinander zu sein. Da ferner das nicht verbundene Ende
von jeder der ersten passiven Elektrode 13 und der zweiten
passiven Elektrode 14 auf der entsprechenden Seitenoberfläche des
dielektrischen Substrats 2 gebildet ist, ist eine kapazitive
Kopplung zwischen diesen passiven Elektroden und Masse verbessert.
Folglich kann das Interferenzproblem dahingehend, daß das Treiben
der Strahlungselektrode 3 das Treiben der ersten passiven
Strahlungselektrode 13 und das der zweiten passiven Strahlungselektrode 14 nachteilig
beeinträchtigt,
positiver vermieden werden, wodurch die gewünschte Doppelresonanz erhalten
werden kann. Ferner kann eine Verschlechterung der Antennencharakterisitika
aufgrund der Interferenz zwischen der Strahlungselektrode 3,
der ersten passiven Strahlungselektrode 13 und der zweiten
passiven Strahlungselektrode 14 verhindert werden.
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Eine
Oberflächenbefestigungsantenne 1 gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
wird nun beschrieben. Ein charakteristisches Merkmals des vierten
Ausführungsbeispiels
besteht darin, daß die
Anpassungsschaltung 11 auf der Oberfläche des dielektrischen Substrats 2 gebildet
ist. Im übrigen
ist der Aufbau desselben identisch zu denjenigen gemäß den vorhergehenden
Ausführungsbeispielen.
Elemente, die identisch zu entsprechenden Elementen bei dem ersten
Ausführungsbeispiel
sind, besitzen die gleichen Bezugszeichen, wobei auf eine wiederholte
Beschreibung identischer Elemente verzichtet wird.
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Bei
dem vierten Ausführungsbeispiel,
das in den 10A und 11A gezeigt
ist, ist die Anpassungsschaltung 11 auf der Oberfläche des
dielektrischen Substrats 2 gebildet und mit der Speisungselektrode 5 verbunden.
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10B zeigt eine äquivalente Schaltung der Anpassungsschaltung 11 in 10A. Die Anpassung wird bei der Anpassungsschaltung 11 durch
die Verwendung eines Kondensators C in 10B erhalten.
Wie in 10A gezeigt ist, besitzt die
Anpassungsschaltung 11 den Kondensator C, der eine leitfähige Struktur 11a,
die mit der Speisungselektrode 5 verbunden ist, und eine
leitfähige
Struktur 11b, die der leitfähigen Struktur 11a gegenüberliegt,
während ein
bestimmter Abstand zwischen denselben beibehalten ist, aufweist.
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11B zeigt eine äquivalente Schaltung der Anpassungsschaltung 11,
die in 11A gezeigt ist. Die Anpassung
wird bei der Anpassungsschaltung 11 durch die Verwendung
eines Induktors L erhalten, die in 11B gezeigt
ist. Wie in 11A gezeigt ist, besitzt die
Anpassungsschaltung 11 den Induktor L, der eine mäanderförmige leitfähige Struktur 11c aufweist.
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Das
Vorsehen der Anpassungsschaltung 11 an dem dielektrischen
Substrat 2 ermöglicht,
daß im wesentlichen
die gleichen Vorteile, wie sie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen
erhalten werden, erreicht werden. Da ferner kein Bedarf danach besteht,
die Anpassungsschaltung 11 an dem Schaltungssubstrat 8 vorzusehen,
kann die Größe des Schaltungssubstrats 8 reduziert
sein.
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Die
Anpassungsschaltung 11 umfaßt die leitfähigen Strukturen 11a und 11b oder
die leitfähige Struktur 11c.
Folglich kann durch ein einfaches Bilden der leitfähigen Struktur 11a und 11b oder
der leitfähigen
Struktur 11c auf der Oberfläche des dielektrischen Substrats 2 durch
Drucken oder dergleichen die Anpassungsschaltung 11 ohne
weiteres gebildet werden. Daher ist die Anzahl von erforderlichen
Teilen der Anpassungsschaltung 11 verringert, was die Herstellungskosten
reduziert.
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Eine
Kommunikationsvorrichtung gemäß einem
fünften
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Ein charakteristisches
Merkmal des fünften
Ausführungsbeispiels
besteht darin, daß die
Kommunikationsvorrichtung die Oberflächenbefestigungsantenne 1,
die gemäß einem
der vorhergehenden Ausführungsbeispiele
gezeigt ist, in derselben eingebaut aufweist. Elemente, die identisch
zu entsprechenden Elementen bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen
sind, besitzen die gleichen Bezugszeichen, wobei auf eine wiederholte
Beschreibung identischer Elemente verzichtet wird.
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15 zeigt
ein Beispiel eines tragbaren Telephons 20, das eine typische
Kommunikationsvorrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel
ist. Wie in 15 gezeigt ist, besitzt das
tragbare Telephon 20 ein Gehäuse 21, das mit dem
Schaltungssubstrat 8 versehen ist. Das Schaltungssubstrat 8 umfaßt die Leistungsversorgung 6,
die Masseelektrode 10 und die Oberflächenbefestigungsantenne 1, die
auf der Masseelek trode 10 vorgesehen ist. Die Leistungsversorgung 6 ist über eine
Umschaltschaltung 22 mit einer Sendeschaltung 23 und
einer Empfangsschaltung 24 verbunden.
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Bei
der Kommunikationsvorrichtung 20 wird elektrische Leistung
von der Leistungsversorgung zu der Oberflächenbefestigungsantenne 1 zugeführt, in der
die oben beschriebenen Antennenaktionen durchgeführt werden. Zwischen dem Senden
oder dem Empfang von Signalen wird sanft gemäß Aktionen der Umschaltschaltung 22 umgeschaltet.
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Da
gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel das
tragbare Telephon 20 mit der Oberflächenbefestigungsantenne 1 versehen
ist, können
elektromagnetische Wellen in den zwei unterschiedlichen Frequenzbändern mit
der einzelnen Antenne gesendet oder empfangen werden. Folglich kann
die Kommunikationsvorrichtung (hier das tragbare Telephon) 20 miniaturisiert
werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorhergehenden Ausführungsbeispiele
begrenzt und kann verschiedene andere Formen von Ausführungsbeispielen
annehmen. Beispielsweise kann, obwohl das dielektrische Substrat
bei den vorher genannten Ausführungsbeispielen
ein rechteckiger Quader ist, dasselbe säulenförmig sein.
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Gemäß dem ersten
bis vierten Ausführungsbeispiel
ist die Oberflächenbefestigungsantenne 1 in der
Nicht-Masse-Einheit 8b des Schaltungssubstrats implementiert.
Die vorliegende Erfindung kann auf eine Oberflächenbefestigungsantenne 1 angewendet werden,
die auf der Masseelektrode 1 des Schaltungssubstrats 8 implementiert
ist, wie in 12 gezeigt ist.
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Bei
den vorher genannten Ausführungsbeispielen
ist die Strahlungselektrode 3 derart aufgebaut, daß zwei Elektrodeneinheiten 3a und 3b,
die unterschiedliche Mäanderabstände besitzen,
seriell verbunden sind. Jedoch kann die Strah lungselektrode 3 aufgebaut
sein, um mehr als zwei Elektrodeneinheiten mit unterschiedlichen
Mäanderabständen, die
seriell verbunden sind, aufzuweisen. Beispielsweise ist die Strahlungselektrode 3,
die in 13A gezeigt ist, derart aufgebaut,
daß drei
Elektrodeneinheiten 3a, 3b und 3c, die
unterschiedliche Mäanderabstände d1,
d2 bzw. d3 aufweisen, seriell verbunden sind. In diesem Fall der
Strahlungselektrode 3 ist der Reflexionsverlust der Oberflächenbefestigungsantenne 1 in
jedem von drei unterschiedlichen Frequenzbändern f1, f2 und f3, wie in 13B gezeigt ist, in denen elektromagnetische Wellen
gesendet und empfangen werden können,
reduziert.
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Ein
Lochabschnitt 17 oder ein Hohlraumabschnitt 18 kann
in dem dielektrischen Substrat 2 vorgesehen sein, wie in
den 14A, 14B und 14C gezeigt ist. Ein solches Vorsehen des Lochabschnitts 17 oder
Hohlraumabschnitts 18 führt zu
einem leichtgewichtigen elektrischen Substrat 2. Da ferner
die elektrische Konstante zwischen der Masse und der Strahlungselektrode 3 verringert
ist und die Intensivierung des elektrischen Feldes abgeschwächt ist,
können
eine Oberflächenbefestigungsantenne 1 mit
einem breiten Frequenzband und einer hohen Verstärkung erhalten werden.
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Bei
den vorhergehenden Ausführungsbeispielen
ist die Strahlungselektrode 3 über mehr als einer Fläche des
dielektrischen Substrats 2 gebildet. Die Strahlungselektrode 3 kann
ausgebildet sein, um innerhalb einer einzelnen Fläche des
dielektrischen Substrats 2 begrenzt zu sein, wenn dies
der Mäanderabstand,
die Anzahl von Kehren und dergleichen von jeder der ersten Elektrodeneinheit 3a und
der zweiten Elektrodeneinheit 3b ermöglichen.
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Bei
dem fünften
Ausführungsbeispiel
ist das tragbare Telephon 20 mit der Oberflächenbefestigungsantenne 1 versehen.
Die Oberflächenbefestigungsantenne 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung kann in einer anderen Kommunikationsvorrichtung als dem
tragbaren Telephon 20 vorgesehen sein. Wie oben be schrieben
wurde, kann eine Miniaturisierung der Kommunikationsvorrichtung
erhalten werden.