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Dokumentenidentifikation DE112004000869T5 16.03.2006
Titel Frequenzvariable Antenne und Kommunikationsvorrichtung, die dieselbe umfasst
Anmelder Murata Mfg. Co., Ltd., Nagaokakyo, Kyoto, JP
Erfinder Yuasa, Atsuyuki, Nagaokakyo, Kyoto, JP;
Ikushima, Mie, Nagaokakyo, Kyoto, JP;
Izawa, Masahiro, Nagaokakyo, Kyoto, JP;
Kawahata, Kazunari, Nagaokakyo, Kyoto, JP
Vertreter Schoppe, Zimmermann, Stöckeler & Zinkler, 82049 Pullach
DE-Aktenzeichen 112004000869
Vertragsstaaten AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, EP, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NA, NI, NO, NZ, OM, PG, PH, PL, PT, RO, RU, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SY, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, YU, ZA, ZM, ZW, BW, GH, GM, KE, LS, MW, MZ, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZM, ZW, AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IT, LU, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR, BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG, BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG
WO-Anmeldetag 20.04.2004
PCT-Aktenzeichen PCT/JP2004/005646
WO-Veröffentlichungsnummer 2004109850
WO-Veröffentlichungsdatum 16.12.2004
Date of publication of WO application in German translation 16.03.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.03.2006
IPC-Hauptklasse H01Q 1/38(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H01Q 1/24(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   H01Q 9/30(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   H01Q 21/28(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine frequenzvariable Antenne, die für eine Funkkommunikation oder zum Rundsenden verwendet wird, und auf eine Kommunikationsvorrichtung, die dieselbe umfasst.

Hintergrund der Technik

12 zeigt einfach eine Antennenkonfiguration, die in der japanischen ungeprüften Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2002-158529 beschrieben ist. Diese Antennenkonfiguration 40 umfasst ein dielektrisches Substrat 41; eine Strahlungselektrode 42, die auf dem dielektrischen Substrat 41 angeordnet ist; eine Speisungsverdrahtungsstruktur 44, die auf einer Platine angeordnet ist (z. B. einer Schaltungsplatine einer Kommunikationsvorrichtung) 43; und eine Anpassungsschaltung 45.

Die Strahlungselektrode 42 ist schleifenförmig, wobei ein Leerlaufende 42K an einem Ende derselben einem Speisungsende 42Q an dem anderen Ende mit einem Zwischenraum zwischen denselben zugewandt ist. Die Speisungsverdrahtungsstruktur 44 bildet eine Verbindung mit dem Speisungsende 42Q der Strahlungselektrode 42, die auf dem dielektrischen Substrat 41 angeordnet ist, wenn das dielektrische Substrat 41 an einer Einstellposition der Platine 43 oberflächenbefestigt ist, um die Strahlungselektrode 42 mit einer Hochfrequenzschaltung 46 zu verbinden, die für eine Kommunikation der Kommunikationsvorrichtung verwendet wird. Wenn z. B. ein Funkübertragungssignal von der Hochfrequenzschaltung 46 zu der Speisungsverdrahtungsstruktur 44 übertragen wird, wird das Funkübertragungssignal von der Speisungsverdrahtungsstruktur 44 zu der Strahlungselektrode 42 geliefert. Das gelieferte Signal erregt die Strahlungselektrode 42, so dass das Signal drahtlos gesendet oder empfangen wird.

Die Anpassungsschaltung 45 ist in der Mitte der Speisungsverdrahtungsstruktur 44 angeordnet. Die Anpassungsschaltung 45 umfasst einen Kondensator und einen Induktor und erreicht eine Eingangsimpedanzanpassung der Speisungsverdrahtungsstruktur 44 und der Strahlungselektrode 42. In letzter Zeit war eine Miniaturisierung von Antennen gefragt. Wenn das dielektrische Substrat 41 ansprechend auf diese Nachfrage miniaturisiert wird, verringert sich unumgänglich eine physische Länge der Strahlungselektrode 42. Dementsprechend kann die Impedanz der Strahlungselektrode 42 bei Frequenzen sehr hoch werden, die für eine Funkkommunikation eingestellt sind. Die Anpassungsschaltung 45 ist vorgesehen, um mit einem solchen Fall umzugehen. Das heißt, durch Erreichen einer Impedanzanpassung zwischen der Strahlungselektrode 42 und der Speisungsverdrahtungsstruktur 44 bei einer gewünschten Frequenz durch Verwenden der Anpassungsschaltung 45 können Verluste aufgrund einer Signalreflexion an einem Verbindungsabschnitt zwischen der Strahlungselektrode 42 und der Speisungsverdrahtungsstruktur 44 unterdrückt werden.

In den letzten Jahren wurde eine Antenne, die für eine Kommunikation in einem sehr breiten Frequenzband anpassbar ist, z. B. einem Frequenzband, das für ein digitales terrestrisches Fernsehen verwendet wird, benötigt. Wenn jedoch eine Antenne selbst miniaturisiert wird, wird ein Q-Wert hoch und eine Bandbreite wird schmal, was nicht an ein breites Frequenzband für ein digitales terrestrisches Fernsehen anpassbar ist. Ferner, wenn eine Frequenz variiert wird, durch Verwenden einer Anpassungsschaltung, verringert sich eine Verstärkung und eine Schaltungskonfiguration wird nachteilhaft kompliziert.

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf das Schaffen einer frequenzvariablen Antenne, die an eine Kommunikation in einem breiten Frequenzband anpassbar ist, während eine Verringerung bei der Verstärkung unterdrückt wird, und die eine schleifenförmige Strahlungselektrode und eine Kommunikationsvorrichtung aufweist, die die Antenne umfasst.

Offenbarung der Erfindung

Eine frequenzvariable Antenne der vorliegenden Erfindung umfasst eine Strahlungselektrode, die eine Monopolantennenoperation ausführt. Die Strahlungselektrode ist schleifenförmig, wobei ein Speisungsende an einem Ende der Strahlungselektrode einem Leerlaufende an dem anderen Ende mit einem Zwischenraum zwischen denselben zugewandt ist. Eine Schaltung mit einer Reaktanzkomponente und einer Reaktanzkomponenten-Variiereinheit ist in einem Schleifenweg der Strahlungselektrode vorgesehen. Die Schaltung funktioniert als eine frequenzvariierende Schaltung zum Variieren einer Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode durch Variieren einer elektrischen Länge der Strahlungselektrode durch Variieren der Reaktanzkomponente. Eine Kommunikationsvorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst oder verwendet die frequenzvariable Antenne, die eine Konfiguration aufweist, die in der Beschreibung und den Zeichnungen charakterisiert wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Strahlungselektrode schleifenförmig, wobei das Speisungsende dem Leerlaufende mit einem Zwischenraum zwischen denselben zugewandt ist, und die frequenzvariierende Schaltung ist in dem Schleifenweg der Strahlungselektrode bereitgestellt. Die frequenzvariierende Schaltung weist die Reaktanzkomponente und die Reaktanzkomponenten-Variiereinheit auf, und variiert die Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode durch Variieren der elektrischen Länge der Strahlungselektrode durch Variieren der Reaktanzkomponente. Da die frequenzvariierende Schaltung ermöglicht, die Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode gemäß einer Kommunikationsfrequenz zu variieren, kann eine Bandbreite, die bei einer Kommunikation verwendet werden kann, über eine Bandbreite der Strahlungselektrode verbreitert werden.

Ferner, da die frequenzvariierende Schaltung in dem Schleifenweg der Strahlungselektrode vorgesehen ist, kann eine Variation bzw. Abänderung bei einem Anpassungszustand zwischen der Strahlungselektrode und einer Schaltung der Kommunikationsvorrichtung oder Ähnlichem unterdrückt werden, sogar wenn die Reaktanzkomponente der frequenzvariierenden Schaltung variiert wird. Dementsprechend kann die Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode variiert werden unter Verwendung der frequenzvariierenden Schaltung, während eine Variation bei der Verstärkung der frequenzvariablen Antenne unterdrückt wird.

Daher kann die frequenzvariable Antenne dieser Erfindung und eine Kommunikationsvorrichtung, die dieselbe umfasst, eine breitere Bandbreite realisieren, während eine Verschlechterung der Verstärkung unterdrückt wird.

Wenn die frequenzvariierende Schaltung in der Nähe des Speisungsendes bereitgestellt ist, wo eine Stromverteilung hoch in dem Schleifenweg der Strahlungselektrode ist, kann die Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode um einen großen Betrag variiert werden, durch Variieren der Reaktanzkomponente an einem Abschnitt, wo die Stromverteilung hoch ist. In diesem Fall ist eine Bandbreite der frequenzvariablen Antenne breiter als ein Fall, in dem die frequenzvariierende Schaltung an einem anderen Abschnitt in dem Schleifenweg der Strahlungselektrode vorgesehen ist.

Wenn die frequenzvariierende Schaltung eine parallele Schaltung umfasst, die einen Induktor und einen Varaktor umfasst, ist die Schaltungskonfiguration der frequenzvariierenden Schaltung einfach. Daher kann eine Verkomplizierung der frequenzvariablen Antenne verhindert werden.

Wenn die parallele Schaltung, die den Induktor und den Varaktor umfasst, eine Mehrzahl von parallelen Schaltungen aufweist, die sequentiell oder dispergierend in dem Schleifenweg der Strahlungselektrode sind, und wenn die Mehrzahl von parallelen Schaltungen die frequenzvariierende Schaltung bilden, umfasst die frequenzvariierende Schaltung eine Mehrzahl von Induktoren. In diesem Fall ist eine Induktivität jedes Induktors kleiner als in einem Fall, in dem die frequenzvariierende Schaltung nur einen Induktor umfasst. Dies erleichtert eine Stromkonzentration zu dem Induktor und ein Verlust bei elektrischer Leistung kann reduziert werden, und somit kann die Effizienz der Antenne verbessert werden.

Wenn die frequenzvariierende Schaltung ein Paar von Varaktoren umfasst, bei denen Anschlüsse, die dieselbe Polarität aufweisen, miteinander verbunden sind, und Induktoren, die jeweils parallel mit den Varaktoren verbunden sind, können Kapazitätskomponenten des Paares von Varaktoren durch dieselbe Steuerspannung gesteuert werden. Dies trägt dazu bei, die Schaltungskonfiguration zu vereinfachen.

Wenn die Strahlungselektrode und die frequenzvariierende Schaltung auf einem dielektrischen Substrat angeordnet sind, um eine einzelne oberflächenbefestigte Antennenkomponente zu bilden, kann eine physische Länge der Strahlungselektrode verkürzt werden durch Erhöhen einer Permittivität oder einer dielektrischen Konstante des dielektrischen Substrats, so dass die Strahlungselektrode eine vorbestimmte elektrische Länge aufweist. Daher kann das dielektrische Substrat miniaturisiert werden und ferner kann die frequenzvariable Antenne und eine Kommunikationsvorrichtung, die dieselbe umfasst, miniaturisiert werden.

Wenn die Strahlungselektrode und die frequenzvariierende Schaltung auf einer Oberfläche eines plattenartigen dielektrischen Substrats angeordnet sind, um eine einzelne, plattenartige Komponente zu bilden, und wenn die plattenartige Komponente als eine aufrechte Antennenkomponente funktioniert, die aufrecht auf einer Schaltungsplatine angeordnet ist, kann ein Bereich, der durch die Antenne in der Schaltungsplatine besetzt wird, bedeutend reduziert werden. Dementsprechend kann eine Kommunikationsvorrichtung, die die aufrechte Antennenkomponente umfasst, gemäß dem reduzierten Bereich der Schaltungsplatine miniaturisiert werden, der durch die Antenne eingenommen wird.

Bei der schleifenförmigen Strahlungselektrode weisen elektrische Felder, die von parallelen Abschnitten der Strahlungselektrode abgestrahlt werden, die einen Bereich umgibt, gegenläufige Phasen auf und heben einander somit auf. Genauer gesagt, wenn die Strahlungselektrode auf einem dielektrischen Substrat angeordnet ist, verkürzt das dielektrische Substrat eine elektrische Distanz zwischen den parallelen Abschnitten der Strahlungselektrode, die die elektrischen Felder mit entgegengesetzten Phasen erzeugen. Daher erhöht sich ein Betrag eines aufgehobenen elektrischen Feldes. Bei der vorliegenden Erfindung kann die Distanz zwischen den parallelen Abschnitten der Strahlungselektrode, die die elektrischen Felder mit entgegengesetzten Phasen erzeugen, elektrisch vergrößert werden, um den Betrag eines aufgehobenen elektrischen Feldes zu verringern, durch Bereitstellen eines Abschnitts mit niedriger Permittivität oder niedriger dielektrischer Konstante an einem Dielektrisches-Substrat-Abschnitt, umgeben von der schleifenförmigen Strahlungselektrode. Dementsprechend kann die Effizienz der Antenne verbessert werden.

Wenn die Strahlungselektrode direkt auf einer Schaltungsplatine angeordnet ist, kann die Antennen mit niedrigen Kosten gebildet werden.

Wenn die Strahlungselektrode eine Auswärtsschleifenform aufweist, ist das Leerlaufende der Strahlungselektrode auf einer Außenseite im Hinblick auf das Speisungsende positioniert. Daher reduziert ein Leiter, der in der Nähe des Leerlaufendes positioniert ist, so dass ein elektrisches Feld ohne Weiteres extern von dem Leerlaufende abgestrahlt werden kann. Dementsprechend kann die Antenneneffizienz der frequenzvariablen Antenne und einer Kommunikationsvorrichtung, die dieselbe umfasst, verbessert werden.

Bei einer Kommunikationsvorrichtung, die die frequenzvariable Antenne der vorliegenden Erfindung umfasst, die als eine Antenne zum Empfangen von Fernsehsignalen und eine Antenne für Telefon dient, wobei die Antennen separat vorgesehen sind, kann die frequenzvariable Antenne der vorliegenden Erfindung ohne Weiteres die Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode variieren. Daher kann die Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode ohne Weiteres auf eine Resonanzfrequenz eingestellt werden, die sich von der der Antenne für das Telefon unterscheidet. Dementsprechend kann eine gegenseitige Interferenz zwischen der Antenne zum Empfangen von Fernsehsignalen und der Antenne für Telefon verhindert werden, so dass eine Verschlechterung der Zuverlässigkeit einer Kommunikation unterdrückt werden kann.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1a ist eine perspektivische Ansicht, die einfach eine frequenzvariable Antenne gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.

1b ist eine Ansicht, die eine frequenzvariierende Schaltung darstellt, die bei der frequenzvariablen Antenne gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel bereitgestellt ist.

1c ist ein Ersatzschaltungsdiagramm der frequenzvariierenden Schaltung, die in 1b gezeigt ist.

2 ist eine Ansicht, die ein Frequenzband der frequenzvariablen Antenne gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.

3 ist ein Graph, der ein Beispiel von Strom- und Spannungs-Verteilungen einer Strahlungselektrode zeigt.

4a ist eine Modellansicht, die ein Beispiel einer Strahlungselektrode zeigt, die eine Auswärtsschleifenform aufweist.

4b ist eine Modellansicht, die ein Beispiel einer Strahlungselektrode mit einer Einwärtsschleifenform zeigt.

5 ist eine Ansicht, die eine frequenzvariable Antenne gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt.

6a ist eine Modellansicht, die eine Modifikation einer Strahlungselektrode darstellt, die in der frequenzvariablen Antenne gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel umfasst ist.

6b ist eine Modellansicht, die eine andere Modifikation der Strahlungselektrode darstellt.

7 ist eine Modellansicht, die eine frequenzvariable Antenne gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel darstellt.

8 ist eine Modellansicht, die eine frequenzvariable Antenne gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel darstellt.

9 ist ein Ersatzschaltungsdiagramm, das eine andere Schaltungskonfiguration der frequenzvariierenden Schaltung zeigt.

10 ist ein Ersatzschaltungsdiagramm, das eine wiederum andere Schaltungskonfiguration der frequenzvariierenden Schaltung zeigt.

11 ist eine Modellansicht, die ein Beispiel einer Kommunikationsvorrichtung darstellt, die eine Fernsehfunktion und eine Mobiltelefonfunktion aufweist.

12 ist eine Modellansicht, die eine frequenzvariable Antenne darstellt, die in dem Patentdokument 1 beschrieben ist.

Beste Ausführung der Erfindung

Hierin nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung Bezug nehmend auf die Zeichnungen beschrieben.

1a ist eine schematische perspektivische Ansicht, die eine frequenzvariable Antenne gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt. Die frequenzvariable Antenne 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel umfasst eine Strahlungselektrode 2 und eine frequenzvariierende Schaltung 3. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist die frequenzvariable Antenne 1 in einer Kommunikationsvorrichtung bereitgestellt, die eine Empfangsfunktion für ein Land-Digital-Fernsehsignal aufweist (z. B. einen Fernsehsatz oder ein Mobiltelefon) und daher digitale Land-Digital-Fernsehsignale empfängt.

Die Kommunikationsvorrichtung, die mit der frequenzvariablen Antenne 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel versehen ist, umfasst eine Schaltungsplatine 4. Ein Endabschnitt der Schaltungsplatine 4 ist als ein Nicht-Masse-Bereich (ein Bereich in dem keine Masse vorgesehen ist) Z definiert, und der andere Abschnitt der Schaltungsplatine 4 ist als ein Massebereich G definiert. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel funktioniert die Strahlungselektrode 2 der frequenzvariablen Antenne 1 als eine Monopolantenne. Die Strahlungselektrode 2 ist aus einer Leiterstruktur definiert, die direkt in dem Nicht-Masse-Bereich Z der Schaltungsplatine gebildet ist. Ein Ende 2Q der Strahlungselektrode 2 dient als ein Speisungsende, das mit einer Empfängerschaltung 10 verbunden ist, angeordnet in dem Massebereich G der Schaltungsplatine 4, und das andere Ende 2K dient als ein Leerlaufende. Die Strahlungselektrode 2 ist schleifenförmig, wobei das Leerlaufende 2K dem Speisungsende 2Q mit einem Zwischenraum zwischen denselben zugewandt ist. Eine Anpassungsschaltung kann zwischen dem Speisungsende 2Q der Strahlungselektrode 2 und der Empfängerschaltung 10 nach Bedarf vorgesehen sein.

Die frequenzvariierende Schaltung 3 weist eine Reaktanzkomponente und eine Reaktanzkomponenten-Variiereinheit auf. Die frequenzvariierende Schaltung 3 ist in der Mitte der Strahlungselektrode 2 bereitgestellt und variiert eine Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 durch Variieren einer elektrischen Länge der Strahlungselektrode 2 durch Variieren der Reaktanzkomponente. 1b zeigt ein Beispiel einer Schaltungskonfiguration der frequenzvariierenden Schaltung 3. Bei diesem Beispiel sind ein Chipkondensator 6 und ein Chipinduktor 7 in Reihe mit der Strahlungselektrode 2 verbunden, und eine reihenverbundene Einheit, die aus dem Chipkondensator 6 und dem Chipinduktor 7 gebildet ist, ist parallel zu einem Varaktor (Varaktordiode) 8 verbunden. Dieser Chipkondensator 6, der Chipinduktor 7 und der Varaktor 8 bilden die frequenzvariierende Schaltung 3. 1c ist ein Ersatzschaltungsdiagramm der frequenzvariierenden Schaltung 3. In 1b und 1c bezeichnet das Bezugszeichen 9 einen Induktor, der als eine Drosselspule dient. Der Induktor 9 ist so entworfen, dass die Impedanz desselben hoch wird an einer vorbestimmten eingestellten Arbeitsfrequenz und bei einem Gleichstrom niedrig wird, um einen kurzgeschlossenen Zustand zu verursachen.

Der Varaktor 8 weist eine Kapazitätskomponente auf, deren Betrag sich gemäß einer angelegten Spannung ändert. Die frequenzvariierende Schaltung 3 ist mit einer Steuerspannungs-Einbringeinheit Vct1 versehen zum Einbringen einer Steuerspannung, um eine Spannung zu steuern, die an den Varaktor 8 angelegt ist. Bei der Kommunikationsvorrichtung, die in die frequenzvariable Antenne 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel eingelagert ist, ist eine Empfangsfrequenzsteuereinheit 11 in der Empfängerschaltung 10 der Schaltungsplatine 4 vorgesehen. Die Empfangsfrequenzsteuereinheit 11 bildet eine Verbindung mit der Steuerspannungs-Einbringeinheit Vct1 der frequenzvariierenden Schaltung 3, so dass eine Steuerspannung für den Varaktor 8 von der Empfangsfrequenzsteuereinheit 11 an die frequenzvariierende Schaltung 3 durch die Steuerspannungs-Einbringeinheit Vct1 angelegt wird.

Eine Abweichung bei der Steuerspannung für den Varaktor 8, geliefert von der Empfangsfrequenzsteuereinheit 11, verursacht eine Abweichung bei der Spannung, angelegt an den Varaktor 8, was die Kapazitätskomponente des Varaktors 8 variiert.

Dementsprechend variiert die Reaktanz der frequenzvariierenden Schaltung 3, gezeigt in 1b und 1c. Übrigens ist der Kondensator 6 der frequenzvariierenden Schaltung 3 ein Kondensator zum Beschneiden eines DC.

Durch Bereitstellen der frequenzvariierenden Schaltung 3 in der Mitte der Strahlungselektrode 2 kann die elektrische Länge der Strahlungselektrode 2 variiert werden aufgrund einer Abweichung bei der Reaktanzkomponente der frequenzvariierenden Schaltung 3, so dass die Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 variiert werden kann, wie oben beschrieben ist.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel kann die Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 von einer Frequenz F3, gezeigt in 2, auf Frequenzen F1, F2, F4 oder F5 abgeändert werden, durch Verwenden der frequenzvariierenden Schaltung 3. Wenn die frequenzvariierende Schaltung 3 nicht vorgesehen ist, ist die Frequenzbandbreite der frequenzvariablen Antenne 1 so schmal wie eine Bandbreite h (siehe 2) der Strahlungselektrode 2. Andererseits, bei dem ersten Ausführungsbeispiel, ermöglicht die variable Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2, realisiert durch die frequenzvariierende Schaltung 3, dass die frequenzvariable Antenne 1 eine Frequenzbandbreite H für eine Kommunikation gemäß einer Variationsbreite der Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 aufweist. Dementsprechend kann die Bandbreite der frequenzvariablen Antenne 1 ohne Weiteres verbreitert werden. Da eine Variationsbreite der Kapazitätskomponente des Varaktors 8 fest ist, hängt die Variationsbreite der Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 von der Variationsbreite der Kapazitätskomponente des Varaktors 8 ab.

Ferner, da die Kapazitätskomponente des Varaktors 8 kontinuierlich variiert durch kontinuierliches Variieren der Steuerspannung, kann die Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 kontinuierlich variiert werden. Folglich kann die Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 ohne Weiteres auf eine erforderliche Frequenz gesetzt werden.

Bei einer Kommunikationsvorrichtung, die mit der oben beschriebenen frequenzvariablen Antenne 1 versehen ist, werden Kommunikationsfrequenzen der frequenzvariablen Antenne 1 gesteuert, wie nachfolgend beschrieben wird. Zum Beispiel werden relationale Datenzuordnungsfrequenzen, die entsprechenden Fernsehkanälen zugewiesen sind, und die Steuerspannung für den Varaktor 8, die zu der frequenzvariierenden Schaltung 3 geliefert wird, im Voraus einer Kommunikationsvorrichtung gegeben, die mit der frequenzvariablen Antenne 1 ausgestattet ist und die eine Land-Digital-Fernsehsignal-Empfangsfunktion aufweist. Die Empfangsfrequenzsteuereinheit 11 berechnet eine Steuerspannung, die zu der frequenzvariierenden Schaltung 3 geliefert werden soll, gemäß Frequenzinformationen eines Fernsehkanals, die basierend auf den relationalen Daten empfangen werden sollen, und liefert die berechnete Steuerspannung zu der frequenzvariierenden Schaltung 3 durch die Steuerspannungs-Einbringeinheit Vct1. Dementsprechend wird die Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 auf eine Frequenz gesetzt, die an den Fernsehkanal anpassbar ist, der empfangen werden soll, so dass Signale des Fernsehkanals empfangen werden können.

3 ist ein Graph, der Verteilungen eines Stroms und einer Spannung der Strahlungselektrode zeigt. Wie in diesem Graph ersichtlich ist, ist die Stromverteilung an dem Speisungsende 2Q bei der Strahlungselektrode 2 am höchsten. Es hat sich in einer Studie durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgestellt, dass eine Variationsbreite der Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 breiter ist, wenn die Reaktanzkomponente an dem Speisungsende 2Q variiert wird, wo die Stromverteilung hoch ist, im Vergleich zu dem Fall, wenn die Reaktanzkomponente an einem anderen Abschnitt variiert wird. Anders ausgedrückt, in einem Fall, in dem die Reaktanzkomponente um den selben Betrag variiert wird, ist eine Variationsbreite der Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 breiter, wenn die frequenzvariierende Schaltung 3 an dem Speisungsende 2Q der Strahlungselektrode 2 vorgesehen ist, im Vergleich zu dem Fall, wenn die frequenzvariierende Schaltung 3 an einem anderen Abschnitt der Strahlungselektrode 2 vorgesehen ist. Daher, wenn die Variationsbreite der Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 einfach verbreitert werden soll, sollte die frequenzvariierende Schaltung 3 an dem Speisungsende 2Q der Strahlungselektrode 2 vorgesehen sein.

Wenn jedoch die frequenzvariierende Schaltung 3 an dem Speisungsende 2Q der Strahlungselektrode 2 bereitgestellt ist, variiert eine Eingangsimpedanz der Strahlungselektrode 2 gemäß einer Abweichung der Reaktanzkomponente der frequenzvariierenden Schaltung 3, was eine Abweichung bei der Verstärkung verursacht. Anders ausgedrückt, wenn die frequenzvariierende Schaltung 3 an dem Speisungsende 2Q der Strahlungselektrode 2 vorgesehen ist, variiert eine Impedanz an dem Speisungsende der Strahlungselektrode 2 um einen großen Betrag, aufgrund einer Abweichung bei der Reaktanzkomponente der frequenzvariierenden Schaltung 3, und somit ändert sich ein Anpassungszustand zwischen der Seite der Strahlungselektrode 2 und der Empfängerschaltung 10. Folglich tritt eine Variation bei der Verstärkung auf, aufgrund der Variation bei der Reaktanzkomponente der frequenzvariierenden Schaltung 3. Diese Variation bei der Verstärkung verursacht ein Problem, d. h., eine Empfangsempfindlichkeit variiert bei jedem Fernsehkanal.

Andererseits, wenn die frequenzvariierende Schaltung 3 an einem Abschnitt auf einem Schleifenweg der Strahlungselektrode 2 vorgesehen ist, außer an dem Speisungsende 2Q der Strahlungselektrode 3, variiert die Impedanz an dem Speisungsende der Strahlungselektrode 2 nicht um einen großen Betrag, sogar wenn die Reaktanzkomponente der frequenzvariierenden Schaltung 3 variiert, und somit kann eine Variation bei der Verstärkung der frequenzvariablen Antenne 1 unterdrückt werden. Daher kann die Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 variiert werden, während eine Variation bei der Verstärkung unterdrückt wird. Anders ausgedrückt kann die Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 variiert werden, während die Verstärkung in einem guten Zustand behalten wird.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist die frequenzvariierende Schaltung 3 an einem Abschnitt in der Nähe des Speisungsendes in dem Schleifenweg der Strahlungselektrode 2 platziert, außer an dem Speisungsende 2Q der Strahlungselektrode 2, durch Berücksichtigen der oben beschriebenen Sache und einer Tatsache, dass die Variationsbreite der Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 verbreitert werden kann, durch Variieren der Reaktanzkomponente an einem Strahlungselektrodenabschnitt, wo die Stromverteilung relativ hoch ist. Daher kann bei dem ersten Ausführungsbeispiel die frequenzvariable Antenne 1, die ohne Weiteres eine breitere Bandbreite realisieren kann, während sie eine Verschlechterung bei der Verstärkung unterdrückt, und die die schleifenförmige Strahlungselektrode 2 aufweist, bereitgestellt werden. Wenn die Variationsbreite der Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 schmal sein kann, kann die frequenzvariierende Schaltung 3 in der Mitte der Strahlungselektrode 2 oder an einem Abschnitt in der Nähe des Leelaufendes angeordnet sein. Auf diese Weise wird die Position der frequenzvariierenden Schaltung 3 geeignet eingestellt durch Berücksichtigen verschiedener Zustände, wie z. B. Raum für Komponenten der frequenzvariierenden Schaltung 3 und einer erforderlichen Variationsbreite der Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2.

Nebenbei bemerkt wird die Schleifenform der Strahlungselektrode 2, bei der das Speisungsende 2Q dem Leerlaufende 2K mit einem Zwischenraum zwischen denselben zugewandt ist, in eine Auswärtsschleifenform, gezeigt in der Modellansicht aus 4a, und eine Einwärtsschleifenform, gezeigt in der Modellansicht aus 4b, klassifiziert. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel kann jede Form für die Strahlungselektrode 2 angenommen werden. Es wird darauf hingewiesen, dass, wenn die Einwärtsschleifenform für die Strahlungselektrode 2 angenommen wird, das Leerlaufende 2K der Strahlungselektrode 2 von einem Leiter des anderen Abschnitts der Strahlungselektrode 2 und Masse über Raum umgeben ist. Daher wird ein elektrisches Feld (Funkwellen) E, abgestrahlt von dem Leerlaufende 2K, hin zu dem Leiter in der Nähe des Leerlaufendes 2K gezogen (das elektrische Feld ist geschlossen), so dass das elektrische Feld schwer nach außen zu strahlen ist (siehe 4b). Im Vergleich dazu, wenn die Auswärtsschleifenform für die Strahlungselektrode 2 angenommen wird, ist das Leerlaufende 2K der Strahlungselektrode 2 offen für eine Außenkante der Schaltungsplatine 4. Bei dieser Konfiguration kann das elektrische Feld (Funkwellen) E von dem Leerlaufende 2K ohne Weiteres extern abgestrahlt werden, so dass die Effizienz der Antenne ohne Weiteres verbessert wird. Aus diesem Grund, bei dem Beispiel, das in 1 gezeigt ist, weist die Strahlungselektrode 2 eine Auswärtsschleifenform auf und das Leelaufende 2K der Strahlungselektrode 2 ist an einer Außenseite im Hinblick auf das Speisungsende 2Q positioniert.

Hierin nachfolgend wird ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung über das zweite Ausführungsbeispiel sind Komponenten, die dieselben sind wie jene bei dem ersten Ausführungsbeispiel durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und eine doppelte Beschreibung der gleichen Teile wird weggelassen.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, wie in einer schematischen perspektivischen Ansicht gezeigt ist, die in 5 gezeigt ist, sind die Strahlungselektrode 2 und die frequenzvariierende Schalung 3 auf einem dielektrischen Substrat (z. B. einem Substrat hergestellt aus Keramik, wie z. B. Aluminium) 13 angeordnet. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Strahlungselektrode 2 ebenfalls schleifenförmig, wobei das Leerlaufende 2K dem Speisungsende 2Q mit einem Zwischenraum zwischen denselben zugewandt ist, und die Schleife auswärts gerichtet ist. Die frequenzvariierende Schaltung 3 ist in der Nähe des Speisungsendes 2Q in einem Schleifenweg der Strahlungselektrode 2 positioniert.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Strahlungselektrode 2 an einer Außenseitenoberfläche des dielektrischen Substrat 13 positioniert, so dass ein elektrisches Feld ohne Weiteres extern abgestrahlt werden kann. Ferner ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ein Loch 16 in dem dielektrischen Substrat 13 an einem Abschnitt vorgesehen, der von der schleifenförmigen Strahlungselektrode 2 umgeben ist. Dieses Loch 16 erstreckt sich durch das dielektrische Substrat 13 und eine Permittivität oder dielektrische Konstante desselben ist niedriger als die des anderen Teils des dielektrischen Substrats 13. Das heißt, das Loch 16 funktioniert als ein Abschnitt mit niedriger Permittivität oder niedriger dielektrischer Konstante. Ein Grund für das Bereitstellen des Lochs 16 als einen Abschnitt mit niedriger Permittivität oder niedriger dielektrischer Konstante ist wie folgt. Zum Beispiel weisen ein elektrisches Feld basierend auf einem Teil A der Strahlungselektrode und ein elektrisches Feld basierend auf einem Teil B der Strahlungselektrode, gezeigt in 5, entgegengesetzte Phasen auf und heben einander somit auf, was die Effizienz der Antenne verringert. Daher wird bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Abschnitt mit niedriger Permittivität oder niedriger dielektrischer Konstante zwischen dem Teil A und dem Teil B der Strahlungselektrode bereitgestellt, wo die elektrischen Felder entgegengesetzte Phasen aufweisen. Durch Verwenden der niedrigen Permittivität oder niedrigen dielektrischen Konstante werden die Teile A und B der Strahlungselektrode elektrisch weiter voneinander getrennt, um einen Betrag eines elektrischen Feldes zu reduzieren, der aufgehoben werden soll. Dementsprechend wird eine Verringerung der Effizienz der Antenne verhindert.

Die oben beschriebene Strahlungselektrode 2, die frequenzvariierende Schaltung 3 und das dielektrische Substrat 13 bilden eine einzelne Komponente, und diese Komponente dient als eine oberflächenbefestigte Antennekomponente, die an der Oberfläche der Schaltungsplatine 4 befestigt ist. In diesem Fall ist die oberflächenbefestigte Antennenkomponente in dem Nichtmassebereich Z der Schaltungsplatine 4 befestigt.

Verdrahtungsstrukturen 14 und 15 sind in dem antennenkomponentenbefestigten Abschnitt der Schaltungsplatine 4 angeordnet. Ein Ende der Verdrahtungsstruktur 14 bildet eine Verbindung mit dem Speisungsende 2Q der Strahlungselektrode 2, und das andere Ende derselben bildet eine Verbindung mit der Empfängerschaltung 10, so dass die Verdrahtungsstruktur 14 als eine leitfähige Leitung dient, um die Strahlungselektrode 2 mit der Empfängerschaltung 10 zu verbinden. Ein Ende der Verdrahtungsstruktur 15 bildet eine Verbindung mit der Steuerspannungs-Einbringeinheit Vct1 der frequenzvariierenden Schaltung 3, und das andere Ende derselben bildet eine Verbindung mit der Empfangsfrequenzsteuereinheit 11, so dass die Verdrahtungsstruktur 15 als eine leitfähige Leitung dient, um die frequenzvariierende Schaltung 3 mit der Empfangsfrequenzsteuereinheit 11 zu verbinden.

Abgesehen von den oben beschriebene Teilen ist die Konfiguration der frequenzvariablen Antenne 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel dieselbe wie die des ersten Ausführungsbeispiels.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die Strahlungselektrode 2 und die frequenzvariierende Schaltung 3 in dem dielektrischen Substrat 13 getrennt von der Schaltungsplatine 4 bereitgestellt. Da das Baumaterial der Schaltungsplatine 4 aufgrund von verschiedenen Einschränkungen begrenzt ist, ist es schwierig eine hohe Permittivität oder dielektrische Konstante bei der Schaltungsplatine 4 zu erhalten. Andererseits sind Einschränkungen für das Baumaterial des dielektrischen Substrats 13 nicht streng, da das dielektrische Substrat 13 eine Komponente ist, die für die frequenzvariable Antenne zweckgebunden ist. Daher kann das dielektrische Substrat 13 aus einem dielektrischen Material mit einer hohen Permittivität oder dielektrischen Konstante (z. B. einer relativen Permittivität oder dielektrischen Konstante von 6 oder mehr) hergestellt sein. Durch Bilden des dielektrischen Substrats 13 durch Verwenden eines dielektrischen Materials einer hohen Permittivität oder dielektrischen Konstante trägt ein Wellenlängenverkürzungseffekt, erhalten durch die hohe Permittivität oder dielektrische Konstante, dazu bei, eine physische Länge der Strahlungselektrode 2 zu verkürzen, die einer eingestellten Resonanzfrequenz entspricht. Dementsprechend kann das dielektrische Substrat 13 miniaturisiert werden und somit kann die frequenzvariable Antenne und die Kommunikationsvorrichtung, die dieselbe umfasst, miniaturisiert werden.

Ferner ist eine Permittivität oder dielektrische Konstante zwischen dem Leerlaufende 2K und dem Speisungsende 2Q der Strahlungselektrode 2 höher wenn die Strahlungselektrode 2 auf dem dielektrischen Substrat 13 angeordnet ist, im Verglich zu dem Fall, wenn die Strahlungselektrode 2 auf der Schaltungsplatine 4 angeordnet ist. Durch Erhöhen der Permittivität oder der dielektrischen Konstante zwischen dem Leerlaufende 2K und dem Speisungsende 2Q der Strahlungselektrode 2 kann die Effizienz der Antenne verbessert werden.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Strahlungselektrode 2 auf der Außenseitenoberfläche des dielektrischen Substrats 13 vorgesehen. Alternativ kann die Strahlungselektrode 2 auf einer oberen Oberfläche des dielektrischen Substrats 13 vorgesehen sein. Zusätzlich dazu, wie in 6a gezeigt ist, kann sich die Strahlungselektrode 2 entlang einer Umfangsoberfläche des dielektrischen Substrats 13 erstrecken. Alternativ, wie in 6b gezeigt ist, kann die Strahlungselektrode 2 schleifenförmig sein, während sie sich auf Seitenoberflächen und der oberen Oberfläche des dielektrischen Substrats 13 erstreckt. Auf diese Weise wird die Position der Strahlungselektrode 2 auf dem dielektrischen Substrat 13 nicht eingeschränkt.

Ferner, bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, dient das Loch 16 als ein Abschnitt mit niedriger Permittivität oder niedriger dielektrischer Konstante des dielektrischen Substrats 13. Anstelle des Lochs kann ein Abschnitt, hergestellt aus einem dielektrischen Material mit einer niedrigeren Permittivität oder dielektrischen Konstante als der des anderen Abschnitts des dielektrischen Substrats 13 als der Abschnitt mit niedriger Permittivität oder niedriger dielektrischer Konstante vorgesehen sein.

Hierin nachfolgend wird ein drittes Ausführungsbeispiel beschrieben. Bei der nachfolgenden Beschreibung über das dritte Ausführungsbeispiel werden Komponenten, die dieselben sind wie jene bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine doppelte Beschreibung der selben Teile wird weggelassen.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel, wie in einer auseinandergezogenen, schematischen Ansicht aus 7 gezeigt ist, sind die Strahlungselektrode 2 und die frequenzvariierende Schaltung 3 auf einer Oberfläche eines plattenartigen dielektrischen Substrats 18 angeordnet. Das plattenartige dielektrische Substrat 18 ist aufrecht in dem Nichtmassebereich Z angeordnet, positioniert an einem Ende der Schaltungsplatine 4. Genauer gesagt sind Anschlüsse 20 vorgesehen, abwärts an einer unteren Kante des dielektrischen Substrats 18. Löcher 21 sind in dem Nichtmassebereich Z an dem Ende der Schaltungsplatine 4 vorgesehen, derart, dass die Löcher 21 den Positionen der Anschlüsse 20 des dielektrischen Substrats 18 entsprechen. Durch Einfügen der Anschlüsse 20 des dielektrischen Substrats 18 in die Löcher 21 in der Schaltungsplatine 4 und durch Fixieren der Anschlüsse 20 an der Schaltungsplatine 4 durch Verwenden eines Bond-Materials, wie z. B. eines Lötmittels, wird das dielektrische Substrat 18 aufrecht an dem Ende der Schaltungsplatine 4 angeordnet. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist das dielektrische Substrat 18 aufrecht an dem Ende der Schaltungsplatine 4 derart angeordnet, dass die Oberfläche, die mit der Strahlungselektrode 2 versehen ist, auswärts gerichtet ist, so dass ein elektrisches Feld ohne Weiteres extern abgestrahlt wird. Ferner bilden bei dem dritten Ausführungsbeispiel die Strahlungselektrode 2, die frequenzvariierende Schaltung 3 und das dielektrische Substrat 18 eine einzelne plattenartige Komponente. Diese plattenartige Komponente dient als eine aufrechte Antennenkomponente.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel sind die Anschlüsse 20 aus einem leitfähigen Material hergestellt. Ein Anschluss 20 (20a) bildet eine Verbindung mit dem Speisungsende 2Q der Strahlungselektrode 2, und ein anderer Anschluss 20 (20b) bildet eine Verbindung mit der Steuerspannungseinbringeinheit Vct1 der frequenzvariierenden Schaltung 3. Auf der Seite der Schaltungsplatine 4 sind leitfähige Filme an Innenwandoberflächen der Löcher 21a und 21b vorgesehen, die jeweils den Anschlüssen 20a und 20b entsprechen. Ferner sind Elektrodenanschlussflächen 22a und 22b an Öffnungskanten der entsprechenden Löcher 21a und 21b derart vorgesehen, dass die Elektrodenanschlussflächen 22a und 22b mit den leitfähigen Filmen auf den Innenwandoberflächen der Löcher 21 kommunizieren. Die Elektrodenanschlussfläche 22a bildet eine Verbindung mit der Empfängerschaltung 10 und die Elektrodenanschlussfläche 22b mit der Empfangsfrequenzsteuereinheit 11. Mit diese Konfiguration, durch Einfügen der Anschlüsse 20 des dielektrischen Substrats 18 in die Löcher 21 in der Schaltungsplatine 4, um das dielektrische Substrat 18 auf der Schaltungsplatine 4 einzustellen, wird die Strahlungselektrode 2 in elektrische Verbindung mit der Empfängerschaltung 10 über den Anschluss 20a und die Elektrodenanschlussfläche 22a gebracht, und die frequenzvariierende Schaltung 3 wird in elektrische Verbindung mit der Empfangsfrequenzsteuereinheit 11 über den Anschluss 20b der Elektrodenanschlussfläche 22b gebracht.

Abgesehen von den oben beschriebenen Teilen ist die Konfiguration der frequenzvariablen Antenne gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel dieselbe wie die des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel sind die Strahlungselektrode 2 und die frequenzvariierende Schaltung 3 auf dem plattenartigen dielektrischen Substrat 18 angeordnet, und das plattenartige dielektrische Substrat 18 ist aufrecht am Ende der Schaltungsplatine 4 angebracht. Mit dieser Konfiguration kann ein Bereich, in dem die Antenne der Schaltungsplatine 4 vorgesehen ist (ein Bereich belegt durch die Antenne) bedeutend reduziert werden. Dies trägt zu einer Miniaturisierung einer Kommunikationsvorrichtung bei.

Zusätzlich dazu, wenn die Strahlungselektrode 2 auf dem plattenartigen dielektrischen Substrat 18 angeordnet ist, wie bei dem dritten Ausführungsbeispiel, kann ein Abschnitt mit niedriger Permittivität oder niedriger dielektrischer Konstante mit einer niedrigeren Permittivität oder dielektrischen Konstante als der des anderen Abschnitts des dielektrischen Substrats an einem Abschnitt vorgesehen sein, umgeben von dem Schleifenweg der Strahlungselektrode 2, wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel.

Hierin nachfolgend wird ein viertes Ausführungsbeispiel beschrieben. Bei der nachfolgenden Beschreibung über das vierte Ausführungsbeispiel sind Komponenten, die dieselben sind wie jene bei dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine doppelte Beschreibung der selben Teile wird weggelassen.

Bei dem vierten Ausführungsbeispiel, wie in einer schematischen perspektivischen Ansicht aus 8 gezeigt ist, ist ein Teil der schleifenförmigen Strahlungselektrode 2 auf einem dielektrischen Substrat 24 angeordnet, und der andere Teil ist direkt auf der Schaltungsplatine 4 angeordnet.

Abgesehen davon ist die Konfiguration gleich zu der des ersten Ausführungsbeispiel.

Bei dem vierten Ausführungsbeispiel, da der Teil der Strahlungselektrode 2 auf dem dielektrischen Substrat 24 angeordnet ist, kann ein Wellenlängenverkürzungseffekt durch das dielektrische Substrat 24 erhalten werden und somit kann die elektrische Länge der Strahlungselektrode 2 erhöht werden. Dementsprechend kann eine physische Länge der Strahlungselektrode 2 gemäß einer eingestellten Resonanzfrequenz reduziert werden. Als Ergebnis können die frequenzvariable Antenne 1 und eine Kommunikationsvorrichtung, die dieselbe umfasst, miniaturisiert werden.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das erste bis vierte Ausführungsbeispiel beschränkt und andere verschiedene Ausführungsbeispiele können angepasst werden. Zum Beispiel umfasst bei dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel die frequenzvariierende Schaltung 3 eine in Reihe geschaltete Einheit des Kondensators 6 und des Induktors 7, mit der der Varaktor 8 parallel geschaltet ist. Die frequenzvariierende Schaltung 3 kann jedoch andere verschiedene Konfigurationen aufweisen. Zum Beispiel, wie in 9 gezeigt ist, kann die frequenzvariierende Schaltung 3 eine Mehrzahl von sequentiellen parallelen Schaltungen 26 umfassen, wobei jede parallele Schaltung eine in Reihe geschaltete Einheit des Kondensators 6 und des Induktors 7 umfasst, mit der der Varaktor 8 parallel geschaltet ist.

Alternativ kann die Mehrzahl von parallelen Schaltungen 26 dispersiv in der Strahlungselektrode 2 vorgesehen sein, und die Mehrzahl von parallelen Schaltungen 26 kann die frequenzvariierende Schaltung 3 bilden. In 9 bezeichnet das Bezugszeichen 25 einen DC-Schnitt-Kondensator.

Wie oben beschrieben ist, wenn die frequenzvariierende Schaltung 3 die Mehrzahl von parallelen Schaltungen 26 umfasst, wird eine Mehrzahl von Induktoren 7 bereitgestellt. In diesem Fall ist eine Induktivität jedes Induktors 7 geringer als bei einem Fall, bei dem die frequenzvariierende Schaltung 3 nur einen Induktor 7 umfasst. Wenn die Induktivität des Induktors 7 groß ist, konzentriert sich Strom an dem Induktor 7, was den Verlust an elektrischer Leistung erhöht. Andererseits, durch Bereitstellen der Mehrzahl von Induktoren 7, so dass die Induktivität jedes Induktors 7 gering ist, kann die Stromkonzentration zu dem Induktor 7 reduziert werden und eine Erhöhung des Verlusts an elektrischer Leistung kann unterdrückt werden. Dementsprechend kann eine Verschlechterung der Effizienz der Antenne verhindert werden.

Wenn z. B. eine Variationsbreite der Resonanzfrequenz, die für die Strahlungselektrode 2 benötigt wird, schmal ist, kann eine Variationsbreite der Reaktanzkomponente der frequenzvariierenden Schaltung 3 ebenfalls schmal sein, und somit kann ein Induktor 7 mit einer geringen Induktivität verwendet werden. Daher verursacht die oben beschriebene Stromkonzentration zu dem Induktor 7 kein wesentliches Problem, sogar wenn die frequenzvariierende Schaltung 3 nur einen Induktor 7 umfasst. Im Hinblick darauf ist die Konfiguration, bei der die frequenzvariierende Schaltung 3 eine Mehrzahl von parallelen Schaltungen 26 umfasst und somit eine Mehrzahl von Induktoren 7 umfasst, wirksam, wenn eine erforderliche Variationsbreite der Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 breit ist und wenn eine Variationsbreite der Reaktanzkomponente der frequenzvariierenden Schaltung 3 breit sein muss. Das heißt, durch Bereitstellen einer Mehrzahl von Induktoren 7 in der frequenzvariierenden Schaltung 3 kann eine Variationsbreite der Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 verbreitert werden und eine Bandbreite der frequenzvariablen Antenne 1 kann verbreitert werden, während eine Verschlechterung der Effizienz der Antenne unterdrückt wird.

Wenn ein Induktor 7 mit einer hohen Induktivität verwendet wird, kann eine Fehlfunktion des Induktors 7 auftreten, aufgrund einer LC-Resonanz des Varaktors 8 und des Induktors 7. Andererseits, wenn eine Mehrzahl von Induktoren 7 verwendet wird, kann eine Induktivität jedes Induktors 7 verringert werden, so dass ein solches Problem verhindert werden kann.

Ferner kann die frequenzvariierende Schaltung 3 eine Schaltungskonfiguration aufweisen, wie in 10 gezeigt ist. Die in 10 gezeigte Schaltung umfasst ein Paar aus Varaktoren 27 (27a und 27b), bei denen Anschlüsse derselben Polarität miteinander verbunden sind (Kathoden sind in der Figur verbunden); und in Reihe geschaltete Einheiten, die jeweils parallel zu den Varaktoren 27a und 27b geschaltet sind, wobei jede Einheit einen Kondensator 28 und einen Induktor 29 umfasst. Die frequenzvariierende Schaltung 3 ist in Reihe mit der Strahlungselektrode 2 geschaltet durch Verbinden der Verbindungspunkte Pa und Pb, gezeigt in 10, mit geeigneten Abschnitten der Strahlungselektrode 2, geteilt in zwei Teile. Die Steuerspannungseinbringeinheit Vct1 bildet eine Verbindung mit der Empfangsfrequenzsteuereinheit 11. Bei der frequenzvariierenden Schaltung 3, gezeigt in 10, wird das Paar von Varaktoren 27a und 27b durch die selbe Steuerspannung gesteuert, die von der Empfangsfrequenzsteuereinheit 11 geliefert wird.

Bei der oben beschriebenen Schaltungskonfiguration umfasst die frequenzvariierende Schaltung 3 die Mehrzahl von Induktoren 7. Daher kann der oben beschriebene Vorteil, der durch Verwenden der Mehrzahl von Induktoren 7 erhalten werden kann, erhalten werden, und das Paar von Varaktoren 27 kann durch dieselbe Steuerspannung gesteuert werden. Dementsprechend ist die Anzahl von Steuerspannungseinbringeinheiten Vct1 geringer als die Anzahl der Varaktoren 27, so dass die Schaltungskonfiguration nicht kompliziert wird. In 10 bezeichnen Bezugszeichen L1, La und Lb Drosselspulen, um einen Hochfrequenzstrom zu blockieren, und das Bezugszeichen C1 bezeichnet einen Umgehungskondensator um eine Rauschkomponente von einer Leistungsversorgung zu beschneiden.

Bei dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel ist die frequenzvariierende Schaltung 3 konfiguriert, um die Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 zu variieren, durch Variieren der Induktivität (Reaktanzkomponente) des Induktors durch Verwenden des Varaktors. Wenn jedoch eine Variationsbreite der Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 schmal sein kann, kann die frequenzvariierende Schaltung 3 konfiguriert sein, um die Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 zu variieren, durch Variieren der Kapazitätskomponente (Reaktanzkomponente) des Varaktors, während der Induktor weggelassen wird.

Ferner ist bei dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel die frequenzvariable Antenne 1 in der Kommunikationsvorrichtung vorgesehen, die eine Land-Digital-Fernsehsignalempfangsfunktion aufweist. Die frequenzvariable Antenne 1 gemäß den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen kann jedoch auch in eine Kommunikationsvorrichtung eingelagert sein, die eine Land-Digital-Fernsehsignalempfangsfunktion und eine Mobiltelefonfunktion aufweist. Bei der Kommunikationsvorrichtung, wie in 11 gezeigt ist, sind die frequenzvariable Antenne 1 gemäß den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen, die Empfängerschaltung 10 für ein Land-Digital-Fernsehsystem, eine Telefonantenne (z. B. eine Monopolantenne) 31 und eine Telefonkommunikationsschaltung 32 auf der Schaltungsplatine 4 vorgesehen. In diesem Fall sollte die Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode 2 der frequenzvariablen Antenne 1 vorzugsweise unterschiedlich von der Resonanzfrequenz der Telefonantenne 31 sein, um eine Störung zwischen der frequenzvariablen Antenne 1, die eine Antenne zum Empfangen von Fernsehsignalen ist, und der Telefonantenne 31 zu verhindern. Natürlich ist die frequenzvariable Antenne der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt, Land-Digital-Fernsehsignale zu empfangen, sondern ist in der Lage, als eine Antenne zum Empfangen oder Senden anderer Kommunikationssignale zu funktionieren, oder als eine Antenne zum Empfangen und Senden anderer Kommunikationssignale. Das heißt, die frequenzvariable Antenne kann verwendet werden durch Einlagern derselben in eine Kommunikationsvorrichtung, die keine Land-Digital-Fernsehsignalempfangsfunktion aufweist.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Wie oben beschrieben ist, können die frequenzvariable Antenne und die Kommunikationsvorrichtung, die dieselbe umfasst, gemäß der vorliegenden Erfindung ohne Weiteres eine breitere Frequenzbreite realisieren, ohne eine Verringerung bei der Verstärkung der Antenne zu verursachen, und dieselben sind geeignet für eine Funkkommunikation, die ein breites Frequenzband erfordert.

Zusammenfassung

Eine Strahlungselektrode (2), die eine Monopolantennenoperation ausführt, ist schleifenförmig, wobei ein Leerlaufende (2K) derselben einem Speisungsende (2Q) mit einem Zwischenraum zwischen denselben zugewandt ist. Eine frequenzvariierende Schaltung (3) ist in einem Schleifenweg der Strahlungselektrode (2) vorgesehen. Die frequenzvariierende Schaltung (3) umfasst eine Reaktanzkomponente und eine Reaktanzkomponenten-Variiereinheit, und die frequenzvariierende Schaltung (3) funktioniert als eine Schaltung zum Variieren einer Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode (2) durch Variieren einer elektrischen Länge der Strahlungselektrode (2) durch Variieren der Reaktanzkomponente. Durch Bereitstellen der frequenzvariierenden Schaltung (3) in dem Schleifenweg der Strahlungselektrode (2) außer dem Speisungsende (2Q) kann die Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode (2) variiert werden, während ein guter Anpassungszustand zwischen der Strahlungselektrode (2) und einer Schaltung einer Kommunikationsvorrichtung beibehalten wird (während eine Reduzierung der Verstärkung unterdrückt wird). Durch Variieren der Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode (2) gemäß einer Frequenz, die für eine Kommunikation erforderlich ist, kann eine Bandbreite einer frequenzvariablen Antenne (1) über eine Bandbreite der Strahlungselektrode (2) selbst verbreitert werden.


Anspruch[de]
  1. Eine frequenzvariable Antenne, die folgende Merkmale aufweist:

    eine Strahlungselektrode, die eine Monopolantennenoperation ausführt,

    wobei die Strahlungselektrode schleifenförmig ist, wobei ein Speisungsende an einem Ende der Strahlungselektrode einem Leerlaufende an dem anderen Ende mit einem Zwischenraum zwischen denselben zugewandt ist,

    wobei eine Schaltung, die eine Reaktanzkomponente und eine Reaktanzkomponenten-Variiereinheit aufweist, in einem Schleifenweg der Strahlungselektrode vorgesehen ist, und

    wobei die Schaltung als eine frequenzvariierende Schaltung funktioniert zum Variieren einer Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode durch Variieren einer elektrischen Länge der Strahlungselektrode durch Variieren der Reaktanzkomponente.
  2. Die frequenzvariable Antenne gemäß Anspruch 1, bei der die frequenzvariierende Schaltung in der Nähe des Speisungsendes vorgesehen ist, wo eine Stromverteilung in dem Schleifenweg der Strahlungselektrode hoch ist.
  3. Die frequenzvariable Antenne gemäß Anspruch 1, bei der die frequenzvariierende Schaltung eine Parallelschaltung umfasst, die einen Induktor und einen Varaktor umfasst, wobei die Parallelschaltung in Reihe mit der Strahlungselektrode geschaltet ist.
  4. Die frequenzvariable Antenne gemäß Anspruch 3, bei der die Parallelschaltung, die den Induktor und den Varaktor umfasst, eine Mehrzahl von Parallelschaltungen aufweist, die sequentiell oder dispersiv in dem Schleifenweg der Strahlungselektrode vorgesehen sind, und bei der die Mehrzahl von Parallelschaltungen die frequenzvariierende Schaltung bildet.
  5. Die frequenzvariable Antenne gemäß Anspruch 1, bei der die frequenzvariierende Schaltung ein Paar aus Varaktoren umfasst, bei der Anschlüsse, die die selbe Polarität aufweist, eine Verbindung miteinander bilden und Induktoren jeweils parallel zu den Varaktoren verbunden sind.
  6. Die frequenzvariable Antenne gemäß Anspruch 1, bei der die schleifenförmige Strahlungselektrode und die frequenzvariierende Schaltung auf einem dielektrischen Substrat angeordnet sind, um eine einzelne Komponente zu bilden, und die Komponente als eine oberflächenbefestigte Antennenkomponente funktioniert, die an der Oberfläche einer Schaltungsplatine befestigt ist.
  7. Die frequenzvariable Antenne gemäß Anspruch 1, bei der die schleifenförmige Strahlungselektrode und die frequenzvariierende Schaltung auf einer Oberfläche eines plattenartigen dielektrischen Substrats angeordnet sind, um eine einzelne plattenartige Komponente zu bilden, und die plattenartige Komponente als eine aufrechte Antennenkomponente funktioniert, die aufrecht auf einer Schaltungsplatine angeordnet ist.
  8. Die frequenzvariable Antenne gemäß Anspruch 6, bei der ein Dielektriksubstratabschnitt, umgeben von der schleifenförmigen Strahlungselektrode, mit einem Abschnitt mit niedriger Permittivität oder niedriger dielektrischer Konstante versehen ist, der eine niedrigere Permittivität oder dielektrische Konstante aufweist als eine Permittivität oder dielektrische Konstante des anderen Abschnitts des dielektrischen Substrats.
  9. Die frequenzvariable Antenne gemäß Anspruch 1, bei der die Strahlungselektrode eine Leiterstruktur umfasst, direkt angeordnet auf einer Schaltungsplatine.
  10. Die frequenzvariable Antenne gemäß Anspruch 1, bei der ein Teil der schleifenförmigen Strahlungselektrode auf einem dielektrischen Substrat angeordnet ist, vorgesehen auf einer Schaltungsplatine, und der andere Teil der Strahlungselektrode direkt auf der Schaltungsplatine angeordnet ist.
  11. Die frequenzvariable Antenne gemäß Anspruch 1, bei der die Strahlungselektrode an einem Ende einer Schaltungsplatine positioniert ist und eine Auswärtsschleifenform aufweist, und das Leerlaufende der Strahlungselektrode, die die Auswärtsschleifenform aufweist, an einer Außenseite im Hinblick auf das Speisungsende positioniert ist.
  12. Eine Kommunikationsvorrichtung, die die frequenzvariable Antenne gemäß Anspruch 1 aufweist.
  13. Die Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 12,

    wobei die Kommunikationsvorrichtung zumindest eine Mobiltelefonfunktion und eine Fernsehfunktion aufweist und mit einer Antenne, die für eine Funkkommunikation in einem Telefon verwendet wird, und einer Antenne, die zum Empfangen von Fernsehsignalen verwendet wird, ausgestattet ist, wobei die Antennen separat vorgesehen sind,

    wobei die frequenzvariable Antenne als die Antenne vorgesehen ist, die zum Empfangen von Fernsehsignalen verwendet wird, und

    wobei eine Resonanzfrequenz der Strahlungselektrode der frequenzvariablen Antenne gesteuert wird, um unterschiedlich von einer Resonanzfrequenz der Antenne für ein Telefon zu sein.
Es folgen 7 Blatt Zeichnungen






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