專利名稱：天線單元和配備有該天線單元的便攜式無線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在RFID系統(tǒng)的比如IC卡的便攜式無線裝置中使用的天線單元，并且涉及配備有該天線單元的便攜式無線裝置。
背景技術(shù)：
RFID(射頻識別)系統(tǒng)通常在電子貨幣等等中使用。通過由電磁感應(yīng)(感應(yīng)耦合)引起的無線通信來執(zhí)行RFID卡或者作為含有RFID的裝置的移動(dòng)裝置(便攜式無線裝置)與作為布置在商店等等中的固定機(jī)器的其配套設(shè)備[讀取器/寫入器(R/W)]之間的通信?；陔姶鸥袘?yīng)的無線通信技術(shù)允許僅在移動(dòng)裝置的天線和 配套設(shè)備的天線之間存在高度耦合的范圍內(nèi)建立通信，并且通信距離大約一米那么短。圖12是示出現(xiàn)有技術(shù)的RFID系統(tǒng)的大體構(gòu)造的圖。如圖12中所示，通過標(biāo)記32指示的配套設(shè)備的環(huán)形天線31的中心位置與移動(dòng)裝置40之間的垂直距離來指明移動(dòng)裝置和配套設(shè)備之間的通信距離。通常，通信距離與移動(dòng)裝置的天線的孔徑面積有關(guān)。隨著配備有RFID裝置的裝置變小，對于移動(dòng)裝置的更小的天線的需求正在增長。為了增加隨著天線線圈尺寸的減小而變短的通信距離，迄今已經(jīng)提出了將升壓線圈放置在RFID移動(dòng)裝置的天線線圈的鄰近區(qū)域(例如，參見專利文獻(xiàn)I)。圖13示出了示出圖12中所示的現(xiàn)有技術(shù)的移動(dòng)裝置的天線塊的大體構(gòu)造的框圖，并且圖14示出圖13中所示的現(xiàn)有技術(shù)的移動(dòng)裝置的天線塊的等效電路。如圖14中所示，具有諧振元件45的升壓線圈46被放置在包括環(huán)形天線41、諧振電路42和通信電路塊43的移動(dòng)裝置40的RFID部44的附近，由此增大移動(dòng)裝置40的RFID電路的諧振Q值。移動(dòng)裝置40的環(huán)形天線41經(jīng)由升壓線圈46建立與具有環(huán)形天線31和通信電路塊33的配套設(shè)備30的通信，由此延伸通信距離?！船F(xiàn)有的技術(shù)文獻(xiàn)〉<專利文獻(xiàn)>專利文獻(xiàn)I JP-A-2004-2987
發(fā)明內(nèi)容
<本發(fā)明要解決的問題>然而，在通過給移動(dòng)裝置提供升壓線圈來增大諧振Q值的方法下，產(chǎn)生了 S21特性變小的頻帶和S21特性增加的頻帶。圖15示出了在圖14中所示的等效電路中的點(diǎn)A和B之間實(shí)現(xiàn)的功率增益的頻率響應(yīng)特性(S21特性)。圖15的縱軸表示S21特性[dB]，并且圖15的橫軸表示頻率[MHz]。點(diǎn)A是配套設(shè)備的通信電路塊的輸出端子，而點(diǎn)B是移動(dòng)裝置的通信電路塊的輸入端子。圖15中所示的曲線I描繪當(dāng)移動(dòng)裝置并未配備升壓線圈時(shí)實(shí)現(xiàn)的S21特性，而圖15中所示的曲線2描繪當(dāng)移動(dòng)裝置配備有升壓線圈時(shí)實(shí)現(xiàn)的S21特性。如圖15中所示，曲線2在諧振頻率f0處包括峰，該峰比曲線I的峰陡峭。曲線2在高于fo的頻率處還具有另一個(gè)中等尺寸的峰。S21特性在fO和另一峰之間的寬頻帶處存在大的降落。具體地，當(dāng)移動(dòng)裝置配備有升壓線圈時(shí)，在特定的諧振頻率(圖15中的諧振頻率fO)處S21特性能夠得到改善，但是在其它的頻帶S21特性并未改善。因此，僅在特定的諧振頻率處能夠延伸移動(dòng)裝置和配套設(shè)備之間的通信距離。通常，存在多種類型的RFID配套設(shè)備，并且諧振頻率根據(jù)配套設(shè)備而改變。圖16和圖17示出在現(xiàn)有技術(shù)的RFID系統(tǒng)中響應(yīng)于具有不同諧振頻率的兩個(gè)不同配套設(shè)備而呈現(xiàn)的移動(dòng)裝置的S21特性。在圖16和圖17中，實(shí)線表示當(dāng)移動(dòng)裝置具有升壓線圈時(shí)產(chǎn)生的S21特性，而虛線表示當(dāng)移動(dòng)裝置不具有任何升壓線圈時(shí)產(chǎn)生的S21特性。附圖中的縱軸示出S21特性[dB]，而附圖中的橫軸示出頻率[MHz]。在圖16中，實(shí)線的峰在位置上低于虛線的峰。同時(shí)，在示出不同于圖16中所示的諧振頻率的情況的圖17中，實(shí)線的峰在位置上高于虛線 的峰。因此，即便移動(dòng)裝置中含有升壓線圈，與移動(dòng)裝置并未配備升壓線圈的情況相比較，在圖17中所示的特定諧振頻率處S21特性得到改善。然而，在圖16中所示的其它的特定諧振頻率處S21特性并未改善。因此，即便移動(dòng)裝置配備有升壓線圈，移動(dòng)裝置也不能夠應(yīng)對在不同的諧振頻率操作的多個(gè)配套設(shè)備。如上所述，在現(xiàn)有技術(shù)的RFID系統(tǒng)中，移動(dòng)裝置能夠應(yīng)用于在某特定頻率操作的一個(gè)配套設(shè)備但是不能夠應(yīng)用于在其它特定頻率操作的多個(gè)配套設(shè)備。因此，本發(fā)明旨在提供一種天線單元和便攜式無線裝置，該便攜式無線裝置配備有該天線單元并且能夠響應(yīng)于具有不同諧振頻率的多種類型的配套設(shè)備來操作而同時(shí)改善其通過特性?！从糜诮鉀Q問題的措施>作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種天線單元，該天線單元執(zhí)行源自感應(yīng)耦合的無線通信，該天線單元包括環(huán)形天線，該環(huán)形天線由導(dǎo)體以平面形狀盤繞；和金屬板，該金屬板部分地圍繞該環(huán)形天線的周圍并且被放置在提供該環(huán)形天線的相同平面上。作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種天線單元，該天線單元執(zhí)行源自感應(yīng)耦合的無線通信，該天線單元包括環(huán)形天線，該環(huán)形天線由導(dǎo)體以平面形狀盤繞；和金屬板，該金屬板在一個(gè)方向上偏離該環(huán)形天線而定位并且當(dāng)在該一個(gè)方向觀察時(shí)該金屬板部分地圍繞該環(huán)形天線的周圍，其中當(dāng)從該方向觀察時(shí)該金屬板的末端中的每一個(gè)于該環(huán)形天線的一部分重疊。在天線單元中，金屬板的末端中的每一個(gè)位于環(huán)形天線的線圈的最內(nèi)側(cè)的線圈部分和最外側(cè)的線圈部分之間。在天線單元中，金屬板是由柔性材料制成的。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，提供了一種便攜式無線裝置，該便攜式無線裝置具有并入外殼中的天線單元。在便攜式無線裝置中，天線單元的金屬板是由便攜式無線裝置的金屬外殼構(gòu)成的?！幢景l(fā)明的優(yōu)點(diǎn)〉本發(fā)明能夠提供能夠響應(yīng)于具有不同諧振頻率的多種類型的配套設(shè)備來操作而同時(shí)改善其通過特性的天線單元，以及具有該天線單元的便攜式無線裝置。


圖I是第一實(shí)施例的天線單元I的平面圖。圖2中(a)是示出當(dāng)配備有天線單元I的移動(dòng)裝置響應(yīng)于在特定諧振頻率操作的配套設(shè)備來操作時(shí)所呈現(xiàn)的S21特性以及當(dāng)配備現(xiàn)有技術(shù)的天線單元的移動(dòng)裝置響應(yīng)于配套設(shè)備來操作時(shí)所呈現(xiàn)的S21特性的圖；(b)是示出當(dāng)配備有天線單元I的移動(dòng)裝置響應(yīng)于在不同于(a)中采用的諧振頻率的諧振頻率處操作的其它的配套設(shè)備來操作時(shí)所呈現(xiàn)的S21特性以及配備有現(xiàn)有技術(shù)的天線單元的移動(dòng)裝置響應(yīng)于配套設(shè)備來操作時(shí)所呈現(xiàn)的S21特性的圖；并且(c)是示出當(dāng)響應(yīng)于具有不同諧振頻率的十種類型的配套設(shè)備使用配備有天線單元I的移動(dòng)裝置時(shí)實(shí)現(xiàn)的RP端子電壓的圖。圖3中(a)是用于解釋天線單元I的金屬板3的 尺寸的示意圖；(b)是示出金屬板的示例的示意圖；并且(C)是示出金屬板的另一示例的示意圖。圖4中(a)是用于解釋當(dāng)便攜式無線裝置配備有天線單元I時(shí)采用的屏蔽方法的過程(I)的示意圖；(b)是用于解釋當(dāng)便攜式無線裝置配備有天線單元I時(shí)采用的屏蔽方法的過程(2)的示意圖；并且(C)是用于解釋當(dāng)便攜式無線裝置配備有天線單元I時(shí)采用的屏蔽方法的過程(3)的示意圖。圖5是示出其中蜂窩電話10配備有天線單元I的第二實(shí)施例的示例的示意圖。圖6是示出金屬板3被添加到現(xiàn)有的蜂窩電話的環(huán)形天線的情況的描述性視圖。圖7是第二實(shí)施例的天線單兀23的平面圖和截面圖。圖8是實(shí)施例的天線單元23的通過特性和其配套R/W的天線的通過特性的仿真結(jié)果。圖9中(a)是用于解釋天線單元23的金屬板25的尺寸的示意圖；(b)是金屬板25的示例；并且(c)示出金屬板25的另一示例。圖10中(a)是作為具有并入的天線單元23的便攜式無線裝置的蜂窩電話IOA的簡要示意圖；并且(b)是示出蜂窩電話IOA的天線塊的截面的示意圖。圖11是示出金屬板25被添加到現(xiàn)有的蜂窩電話的環(huán)形天線的情況的說明圖。圖12是示出現(xiàn)有技術(shù)的RFID系統(tǒng)的大體構(gòu)造的示意圖。圖13是示出圖12中所示的移動(dòng)裝置的天線塊的大體構(gòu)造的框圖。圖14是圖13中所示的移動(dòng)裝置的天線塊的等效電路。圖15示出圖14中所示的等效電路的點(diǎn)A和B之間實(shí)現(xiàn)的功率增益的頻率響應(yīng)特性。圖16是示出在現(xiàn)有技術(shù)的RFID系統(tǒng)中移動(dòng)裝置響應(yīng)于其配套設(shè)備的S21特性的圖。圖17是示出在現(xiàn)有技術(shù)的RFID系統(tǒng)中移動(dòng)裝置響應(yīng)于另一配套設(shè)備呈現(xiàn)的S21特性的圖。
具體實(shí)施例方式在下文中參考附圖來描述本發(fā)明的實(shí)施例。(第一實(shí)施例)
圖I是第一實(shí)施例的天線單元I的平面圖。如圖I中所示，天線單元I被設(shè)置在移動(dòng)裝置的RFID塊20的天線塊22中。圖I中所示的天線單元I具有環(huán)形天線2和以環(huán)形的形式部分地圍繞環(huán)形天線2的周圍的金屬板3。環(huán)形天線2用作作為RFID系統(tǒng)的便攜式無線電單元的移動(dòng)裝置的主天線。在本實(shí)施例中，環(huán)形天線是由銅箔等制成的四匝矩形環(huán)構(gòu)成的。環(huán)形天線2的兩端2a被從矩形的下側(cè)的中心處拉出金屬板3的外側(cè)并且通過RFID塊20的諧振電路4被連接到通信電路塊5。金屬板3用作增強(qiáng)環(huán)形天線2的增益的輔助天線。在本實(shí)施例中，金屬板3被形成為由銅箔等制成的矩形環(huán)。在附圖中，不連續(xù)的開口端3a形成在矩形下側(cè)的中心處。
對于金屬板3的本質(zhì)要求是要基本提供在與提供環(huán)形天線2相同的平面中。除了提供在由環(huán)形天線2構(gòu)成的相同平面上之外，金屬板3也能夠在垂直的方向上偏離該平面大約I至2毫米來放置。如圖I中所示，金屬板3和環(huán)形天線2之間的間隙(G)(水平距離)取決于天線單元將被并入的移動(dòng)裝置。然而，例如，間隙范圍是從O. Imm至3mm。對于金屬板3的本質(zhì)要求是要以部分的方式圍繞環(huán)形天線2的周圍。金屬板3并未圍繞環(huán)形天線2的周圍的不連續(xù)的區(qū)域能夠位于環(huán)形天線2周圍的任何位置。金屬板3能夠由單金屬板制成或者通過接合多個(gè)金屬板制成。圖2中(a)至(C)示出了當(dāng)使用天線單元I時(shí)獲取的RP端子電壓的仿真結(jié)果。圖2中(a)示出了當(dāng)配備有天線單元I的移動(dòng)裝置響應(yīng)于在特定諧振頻率操作的配套設(shè)備而操作時(shí)所呈現(xiàn)的S21特性[dB](在附圖中通過實(shí)線表示)以及當(dāng)配備了不含金屬板3的現(xiàn)有技術(shù)的天線單元的移動(dòng)裝置響應(yīng)于配套設(shè)備而操作時(shí)所呈現(xiàn)的S21特性[dB](在附圖中通過虛線表示)的圖。圖2中(b)示出了當(dāng)配備有天線單元I的移動(dòng)裝置響應(yīng)于在不同于(a)中所示的配套設(shè)備所操作的諧振頻率的諧振頻率處操作的其它配套設(shè)備而操作時(shí)所呈現(xiàn)的S21特性[dB](在附圖中通過實(shí)線表示)以及當(dāng)配備了不含金屬板3的現(xiàn)有技術(shù)的天線單元的移動(dòng)裝置響應(yīng)于配套設(shè)備而操作時(shí)所呈現(xiàn)的S21特性[dB](在附圖中通過虛線表示)的圖。如圖2中(a)和(b)所示，當(dāng)與配備了不含金屬板3的現(xiàn)有技術(shù)的天線單元的移動(dòng)裝置進(jìn)行比較時(shí)，具有天線單元I的移動(dòng)裝置能夠甚至響應(yīng)于在不同于的諧振頻率處操作的多個(gè)配套設(shè)備改善S21特性。圖2中(C)示出了當(dāng)響應(yīng)于具有不同諧振頻率的十種類型的配套設(shè)備[包括圖2中(a)和(b)所示的多個(gè)配套設(shè)備]使用配備有天線單元I的移動(dòng)裝置時(shí)所獲得的通信電路塊5的一系列輸入端子電壓(RP端子電壓)。各自的實(shí)線表示出間隙G的變化。實(shí)線L表示并未使用金屬板3的情況。實(shí)線M表示間隙G是I毫米的情況。實(shí)線N表示間隙G是O. I毫米的情況。實(shí)線P表示間隙G是O. 5毫米的情況。如圖2中(C)所示，與金屬板3未被提供在環(huán)形天線2周圍的情況相比，當(dāng)以環(huán)形的形式的、部分地圍繞環(huán)形天線2的周圍的金屬板3在相同平面上被提供在環(huán)形天線2周圍時(shí)，能夠在寬頻帶上提高移動(dòng)裝置的RF端子電壓；即，配備有天線單元I的移動(dòng)裝置的S21的特性。因此，即便配套設(shè)備的諧振頻率不同，移動(dòng)裝置也能夠響應(yīng)于具有不同諧振頻率的多種類型的配套設(shè)備在增加的通信距離上執(zhí)行無線通信。
通過參考圖3中(a)至(C)，現(xiàn)在描述天線單元I的金屬板3的尺寸。圖3中(a)是用于描述天線單元I的金屬板3的尺寸的示意圖；(b)示出了金屬板3的示例；(c)示出了金屬板3的另一示例。如圖3中(a)所示，由附圖中的虛線表示的金屬板3的尺寸能夠遵照天線單元I被并入的移動(dòng)裝置的外殼的尺寸來改變。如圖3中(b)所示，當(dāng)移動(dòng)裝置的外殼小并且當(dāng)放置金屬板3的空間小時(shí)，金屬板3形成為小尺寸并且被使用。如圖3中(c)所示，當(dāng)移動(dòng)裝置的外殼大并且當(dāng)放置金屬板3的空間大時(shí)，金屬板3能夠形成為大尺寸并且被使用。如上所述，金屬板3的尺寸能夠遵照使用的移動(dòng)裝置的外殼的尺寸來確定。 當(dāng)天線單元I被并入到移動(dòng)裝置中時(shí)，為了阻擋源自移動(dòng)裝置中的電子器件的電磁場而向環(huán)形天線2提供電磁屏蔽，如圖4中所示。圖4中(a)是用于解釋當(dāng)便攜式無線裝置配備有天線單元I時(shí)采用的屏蔽方法的過程(I)的示意圖。圖4中(b)是用于解釋當(dāng)便攜式無線裝置配備有天線單元I時(shí)采用的屏蔽方法的過程(2)的示意圖。圖4中(c)是用于解釋當(dāng)便攜式無線裝置配備有天線單元I時(shí)采用的屏蔽方法的過程(3)的示意圖。具體地，磁性片7放置在環(huán)形天線2的背面[圖4中(a)]。后金屬板8放置在磁性片7的背面[圖4中(b)和(c)]，由此屏蔽環(huán)形天線2。金屬板3被定位在這樣屏蔽的環(huán)形天線2的周圍，并且天線單元I被并入移動(dòng)裝置的天線塊中。(第二實(shí)施例)作為本發(fā)明的第二實(shí)施例，對于便攜式無線裝置被用作本發(fā)明的天線單元I被并入其中的示例移動(dòng)裝置的情況給出解釋。圖5示出其中本發(fā)明的天線單元I被并入到作為便攜式無線裝置的蜂窩電話10的外殼中的示例。圖5中所示的蜂窩電話10具有借助于鉸鏈11自由開閉地接合在一起的上外殼體12和下外殼體13。顯示面板14等等被提供在上外殼體12的自由開閉側(cè)的前表面上，并且具有各種操作按鈕或者按鍵的操作塊15被提供在下外殼體13的自由開閉側(cè)的前表面上。在本實(shí)施例中，當(dāng)組裝和生產(chǎn)蜂窩電話10時(shí)，并入本發(fā)明的天線單元I。天線塊IA被放置在蜂窩電話10的下外殼體13的表面上靠近鉸鏈的位置，并且在操作部15的背面，并且天線塊IA的下外殼體13的底板17是由金屬板制成。在底板17中鉆孔矩形孔18，矩形孔18具有形成在圖5中所示的金屬底板17的上側(cè)和下側(cè)中的向下的開口 18a，由此在底板17上通過開口 18a形成不連續(xù)的環(huán)形。借助于磁性片7和后金屬板來電磁屏蔽環(huán)形天線2的背面(外殼體的內(nèi)部)。這樣電磁屏蔽的環(huán)形天線2被裝配進(jìn)矩形孔18并且被粘接固定到下外殼體13內(nèi)的支撐。通過利用下外殼體13的底板17形成部分地包圍環(huán)形天線2的周圍的金屬板3。天線單元I由環(huán)形天線2和底板17構(gòu)成，并且天線單元I被并入蜂窩電話10中。盡管由金屬板形成天線塊IA的下外殼體13的底板17，但是下外殼體13的整體也能夠由金屬板構(gòu)成。在實(shí)施例中，因?yàn)樘炀€單元I的金屬板3形成在蜂窩電話10的下外殼體13的金屬部分中的底板17上，所以能夠使天線單元I本身小型化。本實(shí)施例示出在生產(chǎn)蜂窩電話10時(shí)新設(shè)置本發(fā)明的天線單元I。然而，如圖6中所示，所有你需要做的僅是借助于雙面膠帶將金屬板3貼附到現(xiàn)有的蜂窩電話的環(huán)形天線20由此，通過使用現(xiàn)有的環(huán)形天線2來構(gòu)建本發(fā)明的天線單元1，由此能夠提高現(xiàn)有的蜂窩電話的天線性能。盡管已經(jīng)通過將蜂窩電話作為示例便攜式無線裝置在本實(shí)施例中給出了解釋，但是本發(fā)明不限于蜂窩電話。本發(fā)明能夠應(yīng)用于任何裝置，只要該裝置用作RFID系統(tǒng)的移動(dòng)裝置，比如RFID卡和含有RFID的設(shè)備。
(第三實(shí)施例)如上所述，本發(fā)明的第一和第二實(shí)施例的天線單元I有助于S21特性的改善。關(guān)于第三實(shí)施例的天線單元23，現(xiàn)在描述用于產(chǎn)生增強(qiáng)S21特性的顯著效果的另一構(gòu)造。圖7是第三實(shí)施例的天線單元23的平面圖和截面圖。如圖7中所示，天線單元23被放置在移動(dòng)裝置的RFID塊28的天線塊29中。圖7中所示的天線單元23具有環(huán)形天線24和像環(huán)一樣部分圍繞環(huán)形天線24的周圍的金屬板25。環(huán)形天線24被用作作為RFID系統(tǒng)的便攜式無線裝置的移動(dòng)裝置的主天線。在本實(shí)施例中，環(huán)形天線24由銅箔等制成的四匝矩形環(huán)構(gòu)成。在附圖中，環(huán)形天線24的兩端2a被從矩形的可變中心處拉出金屬板25的外側(cè)并且通過RFID塊28的諧振電路26被連接到通信電路塊27。如圖7中所示，從環(huán)形天線24的內(nèi)半徑開始的銅箔的第一匝間存在的寬度被視為內(nèi)寬度W2。此外，從環(huán)形天線24的內(nèi)半徑開始的第四彎間存在的寬度，即，從環(huán)形天線24的外半徑開始的銅箔的第一匝間存在的寬度被視為外部寬度W1。金屬板25被用作用于增強(qiáng)環(huán)形天線24的增益的輔助天線。在本實(shí)施例中，金屬板25由銅箔等形成為矩形的環(huán)狀。在附圖中，在矩形的下側(cè)的中心處外匝形成不連續(xù)的開口端 25a。金屬板25在垂直方向(B卩，圖7中的方向Z)上偏離環(huán)形天線24來定位。當(dāng)從與垂直方向(圖7中的方向Z)基本正交的截面觀察時(shí)，金屬板25的末端25b中的每一個(gè)存在于環(huán)形天線24的內(nèi)寬度W2和外寬度Wl之間。此外，金屬板25具有開口端25a，開口端25a自金屬板25的相應(yīng)的末端25b延伸。在本實(shí)施例中，金屬板25由銅箔等形成矩形環(huán)。在附圖中，在矩形的下側(cè)的中心處形成不連續(xù)的開口端25a。盡管提供了自金屬板25的相應(yīng)的末端25b延伸的開口端25a,但是末端25b本身也可以形成開口端。當(dāng)從垂直方向(圖7中的方向Z)觀察時(shí),金屬板25的末端25b中的每一個(gè)位于構(gòu)成環(huán)形天線24的最外匝的銅箔和構(gòu)成環(huán)形天線24的最內(nèi)匝的銅箔之間。如圖7中所示，金屬板25和環(huán)形天線24之間的間隙Gl (垂直距離)取決于天線單元23被并入的移動(dòng)裝置；然而，例如，其范圍是從O. Imm至3mm。盡管對于金屬板25的本質(zhì)要求是要部分地圍繞環(huán)形天線24的周圍，但是當(dāng)從垂直方向(圖7中的方向Z)觀察時(shí)在本實(shí)施例中金屬板25的末端25b的每一個(gè)位于該末端重疊其相對應(yīng)的環(huán)形天線24的位置處。當(dāng)從與垂直方向(圖7中的方向Z)基本正交的截面觀察時(shí)，金屬板25的末端25b位于環(huán)形天線24的內(nèi)寬度W2和外寬度Wl之間。金屬板25也可以由單個(gè)金屬板形成或者通過將多個(gè)金屬板接合在一起而形成。圖8示出了本實(shí)施例的天線單元23和在特定諧振頻率操作的配套設(shè)備的R/W的天線的通過特性的仿真結(jié)果。通過示例，圖8示出仿真結(jié)果。具體地，當(dāng)天線單元23的環(huán)形天線24的銅箔的線圈具有三匝時(shí)，當(dāng)金屬板25的開口端25a的位置在環(huán)形天線24的內(nèi)寬度W2和外寬度Wl之間改變時(shí)實(shí)現(xiàn)通過特性S21。圖8中的縱軸表示通過特性S21 [dB]，并且圖8中的橫軸表示在仿真期間實(shí)現(xiàn)的頻率[MHz]。為了進(jìn)行比較，圖8中示出的曲線C表示當(dāng)并未提供金屬板25時(shí)產(chǎn)生的仿真結(jié)果。圖8中所示的曲線B表示當(dāng)金屬板25的末端25b位于環(huán)形天線24的內(nèi)寬度W2和外寬度Wl之間時(shí)產(chǎn)生的仿真結(jié)果。為了進(jìn)行比較，圖8中所示的曲線A表示當(dāng)金屬板25的末端25b位于環(huán)形天線24的最外側(cè)線圈外部 時(shí)產(chǎn)生的仿真結(jié)果。如圖8中的曲線B所表示，當(dāng)金屬板25的末端25b位于環(huán)形天線24的內(nèi)寬度W2和外寬度Wl之間時(shí)，通過特性S21變得最令人滿意。此外，當(dāng)金屬板25的末端25b并未位于環(huán)形天線24的內(nèi)寬度W2和外寬度Wl之間時(shí)；即，在圖8中所示的曲線A和曲線C的情況下，通過特性S21比圖8中所示的曲線B低。因此，當(dāng)金屬板25的末端25b位于環(huán)形天線24的內(nèi)寬度W2和外寬度Wl之間時(shí)，與末端25b并未位于環(huán)形天線24的內(nèi)寬度W2和外寬度Wl之間的情況相比能夠改善通過特性S21。如圖8中的曲線B所表示，當(dāng)金屬板25的末端25b位于環(huán)形天線24的內(nèi)寬度W2和外寬度Wl之間時(shí)，能夠在寬頻帶上改善通過特性S21。因此，即便配套設(shè)備在不同的諧振頻率操作，通過使用響應(yīng)于在不同諧振頻率操作的多種類型的配套設(shè)備的移動(dòng)裝置也能夠在較長的通信距離上建立無線通信。通過參考圖9中(a)至(C)，現(xiàn)在描述天線單元23的金屬板25的尺寸。圖9中(a)是用于描述天線單元23的金屬板25的尺寸的示意圖。圖9中(b)示出了金屬板25的示例。圖9中(c)示出了金屬板25的另一示例。如圖9中(a)所示，由附圖中的虛線表示的金屬板25的尺寸能夠遵照天線單元23被并入的移動(dòng)裝置的外殼的尺寸而改變。盡管提供了自金屬板25的相應(yīng)的末端25b延伸的開口端25a,但是末端25b本身也能夠被形成為開口端。如圖9中(b)所示，當(dāng)移動(dòng)裝置的外殼小并且當(dāng)其中將要提供金屬板25的空間小時(shí)，以小尺寸形成并使用金屬板25。盡管提供了自金屬板25的相應(yīng)的末端25b延伸的開口端25a,但是末端25b本身也能夠被形成為開口端。如圖9中(C)所示，當(dāng)移動(dòng)裝置的外殼大時(shí)并且當(dāng)其中將要提供金屬板25的空間大時(shí)，能夠以大尺寸形成并使用金屬板25。如上所述，能夠遵照使用的移動(dòng)裝置的外殼的尺寸來確定金屬板25的尺寸。盡管提供了自金屬板25的相應(yīng)的末端25b延伸的開口端25a,但是末端25b本身也能夠是開口端。當(dāng)與金屬板25的末端25b并未位于環(huán)形天線24的內(nèi)寬度W2和外寬度Wl之間的情況相比時(shí)，當(dāng)金屬板25的末端25b位于環(huán)形天線24的內(nèi)寬度W2和外寬度Wl之間時(shí)，實(shí)施例的天線單元23能夠改善通過特性S21。此外，即便配套設(shè)備在不同的諧振頻率操作，通過使用響應(yīng)于在不同諧振頻率操作的多種類型的配套設(shè)備的移動(dòng)裝置也能夠在較長的通信距離上建立無線通信。(第四實(shí)施例)通過參考圖10中(a)和(b)，作為本發(fā)明的第四實(shí)施例，現(xiàn)在給出對便攜式無線裝置用作第三實(shí)施例的天線單元23被并入其中的移動(dòng)裝置的示例的情況的解釋。圖10中(a)是作為具有并入的天線單元23的便攜式無線裝置的蜂窩電話IOA的簡要示意圖。圖10中(b)是示出蜂窩電話IOA的天線塊的截面的示意圖。在本實(shí)施例中，并未提供自金屬板25的相應(yīng)的末端25b延伸的開口端25a，并且末端25b本身也兼作開口端。圖10中(a)示出的蜂窩電話IOA具有通過鉸鏈IlA自由開閉地接合在一起的上外殼體12A和下外殼體13A。上外殼體12A的自由開閉側(cè)表面具有顯示面板14A等等。包括各種操作按鈕和操作按鍵的操作塊15A被提供在下外殼體13A的自由開閉側(cè)表面上。在本實(shí)施例中，在蜂窩電話IOA的組裝期間構(gòu)建第三實(shí)施例的天線單元23。如圖10中(a)所示，天線塊29A被放置在蜂窩電話IOA的下外殼體13A的操作塊15A的背面上靠近鉸鏈的位置。通過導(dǎo)電帶53將金屬板25固定到天線塊的下外殼體13A的底板17A的內(nèi)表面[見圖10中(b)]。
如圖10中(b)所不，下外殼體13A包括金屬板25,該金屬板25通過導(dǎo)電帶53固定到與配套設(shè)備的R/W相對的、下外殼體13A的底板17A的內(nèi)表面；天線基板52和天線接觸點(diǎn)54，通過雙面膠帶56A將天線基板52和天線接觸點(diǎn)54固定到與下外殼體13A相對的、金屬板25的表面的另一側(cè)；磁性片51,通過雙面膠帶56B將該磁性片51固定到與金屬板25相對的、天線基板52的表面的另一側(cè)；保護(hù)帶57,該保護(hù)帶57被結(jié)合到與天線基板52相對的、磁性片51的表面的另一側(cè),從而保護(hù)磁性片51 ;以及基板50,通過彈簧59將該基板50連接到與它面向金屬板25的表面相對的、天線接觸點(diǎn)54的另一側(cè)。金屬板25的末端25b在下外殼體13A的厚度方向(附圖中的Z方向)中位于環(huán)形天線24的內(nèi)寬度W2和外寬度Wl之間。用于控制顯示面板14A和操作塊15A的電路；8卩，圖7中所示的諧振電路26和通信電路塊27被組裝在基板50上。磁性片51是柔性磁性片。提供磁性片51使得滿足天線單元23建立與配套設(shè)備的R/W的通信所需的通信標(biāo)準(zhǔn)。構(gòu)成天線單元23的環(huán)形天線24被形成在天線基板52上。導(dǎo)電帶53將金屬板25固定到與配套設(shè)備的R/W相對的下外殼體13A的內(nèi)表面。此外，因?yàn)閷?dǎo)電帶53呈現(xiàn)導(dǎo)電性，所以部分或者整體由金屬形成的下外殼體13A能夠被認(rèn)為是金屬板25的一部分，使得能夠增強(qiáng)天線單元23的特性。在上面，如在第三實(shí)施例中，當(dāng)與末端25b并未位于環(huán)形天線24的內(nèi)寬度W2和外寬度Wl之間的情況相比時(shí)，當(dāng)金屬板25的末端25b位于環(huán)形天線24的內(nèi)寬度W2和外寬度Wl之間時(shí)，并入有本實(shí)施例的天線單元23的蜂窩電話IOA能夠增強(qiáng)通過特性S21。因此，即便配套設(shè)備在不同的諧振頻率操作，通過使用響應(yīng)于在不同諧振頻率操作的多種類型的配套設(shè)備的移動(dòng)裝置也能夠在較長的通信距離建立無線通信。盡管已經(jīng)通過將蜂窩電話作為示例便攜式無線裝置在本實(shí)施例中給出了解釋，但是本發(fā)明不限于蜂窩電話。本發(fā)明能夠應(yīng)用于任何裝置，只要該裝置被用作RFID系統(tǒng)的移動(dòng)裝置，比如RFID卡和含有RFID的設(shè)備。本實(shí)施例示出在生產(chǎn)蜂窩電話10時(shí)新設(shè)置第三實(shí)施例的天線單元23。然而，如圖11中所示，所有你需要做的僅是通過雙面膠帶將金屬板25貼附到現(xiàn)有的蜂窩電話的環(huán)形天線2A。由此，通過使用現(xiàn)有的環(huán)形天線2A來構(gòu)建第三實(shí)施例的天線單元23，由此能夠提高現(xiàn)有的蜂窩電話的天線性能。
盡管在各個(gè)實(shí)施例的天線單元中金屬板具有矩形的外形，但是外形不限于矩形。金屬板的外形是任意的。例如，只要金屬板被給予與其配套設(shè)備的天線相同的外形，則能夠進(jìn)一步增強(qiáng)通過特性S21。在各個(gè)實(shí)施例的每個(gè)天線單元中，當(dāng)金屬板被固定到外殼時(shí)，能夠使用導(dǎo)電粘合齊U，但是也能夠使用非導(dǎo)電粘合劑。在各個(gè)實(shí)施例的每個(gè)天線單元中，金屬板的材料能夠是堅(jiān)硬的材料或者片狀的柔性材料。特別地，即便部分地或者全部地由金屬板 構(gòu)成的蜂窩電話的外殼的一部分具有曲率，只要金屬板由片狀的柔性材料形成，金屬板也能夠遵照曲率來變形。在各個(gè)實(shí)施例的每個(gè)天線單元中，只要滿足建立與配套設(shè)備的通信所需的通信標(biāo)準(zhǔn)，最好不要在金屬板上提供磁性基板(例如，磁性片)。盡管已經(jīng)參考特定的實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說很顯然，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可對本發(fā)明做出各種改變或者修改。本專利申請基于2009年6月24日提交的日本專利申請(JP-2009-150009)，和2010年3月11日提交的日本專利申請(JP-2010-054642)，通過引用將其整個(gè)主題合并在此?！垂I(yè)實(shí)用性〉本發(fā)明的天線單元和配備有該天線單元的便攜式無線裝置能夠響應(yīng)于在不同諧振頻率操作的多種類型的配套設(shè)備來操作，同時(shí)改善其通過特性，并且因此有益于作為例如蜂窩電話的天線單元。<附圖標(biāo)記和符號的描述>1，23天線單元IA天線塊2，24環(huán)形天線3，25 金屬板3a, 25a 開口端4諧振電路5通信電路塊7，51 磁性片8后金屬板10，IOA蜂窩電話13，13A下外殼體17，17A 底板18矩形孔18a 開口20RFID 塊22天線塊25b 末端
權(quán)利要求
1.一種天線單元，所述天線單元執(zhí)行源自感應(yīng)耦合的無線通信，所述天線單元包括 環(huán)形天線，所述環(huán)形天線由導(dǎo)體以平面形狀盤繞；和 金屬板，所述金屬板部分地圍繞所述環(huán)形天線的周圍，并且所述金屬板被放置在提供所述環(huán)形天線的相同平面上。
2.一種天線單元，所述天線單元執(zhí)行源自感應(yīng)耦合的無線通信，所述天線單元包括 環(huán)形天線，所述環(huán)形天線由導(dǎo)體以平面形狀盤繞；和 金屬板，所述金屬板在一個(gè)方向上偏離所述環(huán)形天線而定位并且當(dāng)從所述方向觀察時(shí)所述金屬板部分地圍繞所述環(huán)形天線的周圍；其中當(dāng)從所述方向觀察時(shí)所述金屬板的末端中的每一個(gè)與所述環(huán)形天線的一部分重疊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的天線單元，其中所述金屬板的所述末端中的每一個(gè)位于所述環(huán)形天線的線圈的最內(nèi)側(cè)線圈部分和最外側(cè)線圈部分之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中的任何一項(xiàng)所述的天線單元，其中所述金屬板是由柔性材料制成的。
5.一種便攜式無線裝置，所述便攜式無線裝置具有并入在外殼中的在權(quán)利要求I至4中的任何一項(xiàng)所定義的所述天線單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的便攜式無線裝置，其中所述天線單元的所述金屬板是由所述便攜式無線裝置的金屬外殼構(gòu)成的。
全文摘要
公開了一種天線裝置，該天線裝置的特征在于能夠與不同諧振頻率的多種類型的其他裝置一起操作同時(shí)增強(qiáng)通過特性。還公開了一種配備該天線裝置的便攜式無線裝置。執(zhí)行基于感應(yīng)耦合的無線通信的天線裝置被提供有環(huán)形天線，該環(huán)形天線由平面形狀的導(dǎo)體盤繞；并帶有金屬板，該金屬板在第一方向上偏離環(huán)形天線而布置并且當(dāng)在這個(gè)方向上觀看時(shí)其部分地環(huán)繞圍繞環(huán)形天線的區(qū)域。當(dāng)從該第一方向觀看時(shí)金屬板的末端與環(huán)形天線的一部分重疊。
文檔編號G06K19/07GK102804499SQ201080028080
公開日2012年11月28日 申請日期2010年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月24日
發(fā)明者竹山和彥, 柳健司, 大谷俊朗 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社