專利名稱：透明天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)透明的天線。
本發(fā)明申請(qǐng)主張于2006年10月20日提出的日本國(guó)特許出愿第 2006-286244號(hào)的優(yōu)先權(quán)，并在本說(shuō)明書(shū)中引用了其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及光學(xué)透明的天線。使用該天線，能夠在不影響美觀的情 況下，把天線設(shè)置在無(wú)線設(shè)備和無(wú)線終端的表面或顯示器的窗口上。本 發(fā)明的透明天線不僅可設(shè)置在設(shè)置部位受限制的小型無(wú)線設(shè)備上，而 且，通過(guò)把天線設(shè)置在設(shè)備的表面，能夠使設(shè)備內(nèi)部的電子器件遠(yuǎn)離天 線，可減小電子器件對(duì)天線的影響，所以能夠使天線的設(shè)計(jì)更加容易。
作為與本發(fā)明有關(guān)的以往技術(shù)，例如公知有以下文獻(xiàn)1 7所公開(kāi)的 技術(shù)。到目前為止，作為透明天線，提出了各種方式的天線，例如可列 舉出把金屬做成格子狀的天線(參照文獻(xiàn)1 )、使用了非常薄的金屬的天 線(參照文獻(xiàn)2)、以及使用了透明電極的天線(參照文獻(xiàn)3 7)等。
這里，作為在文獻(xiàn)3-7中所公開(kāi)的透明天線的透明電極，使用了摻 雜了錫的氧化銦(ITO)薄膜。 M. S. Wu and K. Ito. "Meshed microstrip antennas constructed on a transparent substrate," IEICE Trans.， vol. E-74, no. 5, pp. 1277-1282，1991.日本特許第3682480號(hào)公才艮在實(shí)施例2中，作為透明導(dǎo)電膜而使用了 FTO薄膜，按照與實(shí)施 例1相同的尺寸制作了天線4,并測(cè)定了天線特性。

圖18表示波長(zhǎng)550nm 下的、在玻璃基板5上形成了 FTO薄膜的狀態(tài)下的天線4的透射率與 FTO薄膜的薄膜電阻的關(guān)系。
圖19~圖21表示實(shí)施例2的天線4在2.4GHz下的輻射圖形。圖19 是表示2.4GHz下的XY面的Ee的輻射圖形的曲線圖。圖20是表示 2.4GHz下的XZ面的E。的輻射圖形的曲線圖，圖21是表示2.4GHz下 的YZ面的Ee的輻射圖形的曲線圖。
另外，測(cè)定了實(shí)施例2的天線4在2.4GHz和5.0GHz下的最大增益， 并且與理論計(jì)算值一同表示在圖22中。其中，最大增益用相對(duì)值來(lái)表 示，該相對(duì)值是以使用了金屬膜的天線在最大輻射方向上的增益為基準(zhǔn) 的。
另外，測(cè)定了實(shí)施例2的天線4在2.4GHz和5.0GHz下的天線輻射 效率，并且與理論計(jì)算值一同表示在圖23中。
作為透明導(dǎo)電膜，使用ITO薄膜和FTO薄膜，制作了如圖24所示 的雙極型天線8，并進(jìn)行了測(cè)定。該雙極型天線8具有透明導(dǎo)電膜9A、 9B,該透明導(dǎo)電膜9A、 9B由平行的2條帶狀基部、和從該基部的一端 彎曲且向外方延伸的四邊形形狀的2個(gè)主體部構(gòu)成，各個(gè)基部的另一端 與電路電連接。主體部的基部側(cè)的邊的長(zhǎng)度Wp與Wj目對(duì)的邊的長(zhǎng)度 W2、主體部的長(zhǎng)度L、基部的長(zhǎng)度Ws、基部間隔G滿足0，1mm《Wi 《15mm、 0.1mm《W2《15mm、 0《W3《10mm、 2mm《L《50mm、 0.05mm《G《5mm的關(guān)系。
在該雙極型天線8中，^1L=21、 W尸3mm、 W2=9mm、 W3=6mm、 G=lmm，在與實(shí)施例l相同的玻璃基板上形成了圖形。與實(shí)施例l、實(shí) 施例2同樣地對(duì)該天線進(jìn)行了透射率和輻射特性的測(cè)定，而獲得了與實(shí) 施例1和實(shí)施例2大致相同的結(jié)果。
另外，改變天線的尺寸，使其主體部的基部側(cè)的邊的長(zhǎng)度Wp W2、 主體部的長(zhǎng)度L、基部的長(zhǎng)度W3、基部間隔G滿足0.1mm《Wi《15mm、
0.1mm《W2《15mm、 0《W3《10mm、 2mm《L《50mm、 0.05mm《G 《5mm的關(guān)系。在這種情況下，也獲得了與實(shí)施例1和實(shí)施例2同等 程度的由薄膜電阻導(dǎo)致的增益下降和輻射效率。輻射圖形如果除去由薄 膜電阻導(dǎo)致的增益下降，則與銅制天線大致相同。
把實(shí)施例3的天線8，如圖25所示那樣，形成在具有電介質(zhì)筐體 IO的無(wú)線設(shè)備的表面。另外，無(wú)線設(shè)備的上部表面采用絕緣材料。
在這種情況下，天線8的輻射特性雖然受無(wú)線設(shè)備上表面的電介質(zhì) 筐體10的介電常數(shù)的影響，但與如實(shí)施例1和實(shí)施例2那樣單獨(dú)設(shè)置 的情況相比，只有VSWR特性產(chǎn)生微小變動(dòng)。該天線尤其能夠設(shè)置在 無(wú)線設(shè)備的顯示器部上，而且，還能夠設(shè)置在顯示器的玻璃或透明塑料 的內(nèi)面上。
[實(shí)施例5
把實(shí)施例3的天線8，如圖26所示那樣，形成在無(wú)線設(shè)備的電介質(zhì) 筐體10的表面。無(wú)線設(shè)備的上部表面采用絕緣材料，天線8形成在玻 璃和塑料等那樣的透明電介質(zhì)基板上，并且構(gòu)成了以把透明導(dǎo)電膜9A、 9B夾在中間的方式層疊了電介質(zhì)基板11的構(gòu)造。
在這種情況下，天線8的輻射特性雖然受無(wú)線設(shè)備上表面的電介質(zhì) 筐體10的影響，但與如實(shí)施例l和實(shí)施例2那樣單獨(dú)設(shè)置的情況相比， 只有VSWR特性產(chǎn)生微小變動(dòng)。而且，在該情況下，從上表面覆蓋的 電介質(zhì)基板11還具有保護(hù)天線的作用。
以上，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不限于這些實(shí) 施例，在不超出本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)，可進(jìn)行結(jié)構(gòu)的附加、省略、置 換、以及其他的變更。本發(fā)明不受上述說(shuō)明的限定，而只受所附權(quán)利要 求書(shū)限定。
權(quán)利要求
1.一種透明天線，具有可透過(guò)350nm～780nm的可見(jiàn)光波長(zhǎng)區(qū)域的光、并且以100MHz～20GHz頻段輻射電磁波的輻射元件，其中，上述輻射元件是由ITO薄膜和FTO薄膜的一方或雙方構(gòu)成的透明導(dǎo)電膜，該透明導(dǎo)電膜的膜厚大于等于100nm，在上述可見(jiàn)光波長(zhǎng)區(qū)域下的透射率大于等于40％，薄膜電阻小于等于20Ω/□。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明天線，其中，上述透明導(dǎo)電膜形成 在透明電介質(zhì)基板上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明天線，其中，上述透明導(dǎo)電膜的膜 厚大于等于100nm,在上述可見(jiàn)光波長(zhǎng)區(qū)域下的透射率大于等于60%， 薄膜電阻小于等于20D/口。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明天線，其中，上述透明導(dǎo)電膜的膜 厚在大于等于100nm且小于等于lnm的范圍內(nèi)。
5. 才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的透明天線，其中，上述透明導(dǎo)電膜由FTO 薄膜構(gòu)成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的透明天線，其中，在上述透明電介質(zhì)基 板上形成了上述透明導(dǎo)電膜的狀態(tài)下，在350nm 780nm的可見(jiàn)光波長(zhǎng) 區(qū)域下的透射率大于等于30%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的透明天線，其中，在上述透明電介質(zhì)基 板上形成了上述透明導(dǎo)電膜的狀態(tài)下，在350nm 780nm的可見(jiàn)光波長(zhǎng) 區(qū)域下的透射率大于等于50%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明天線，其中，上述透明導(dǎo)電膜形成 在不透明的電介質(zhì)基板上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明天線，其中，在lGHz 12GHz下， 與使用相同尺寸的金屬薄膜制作的天線相比，增益下降小于等于6dB， 輻射效率大于等于20%。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明天線，其中，在lGHz 12GHz下， 由透明導(dǎo)電膜的薄膜電阻導(dǎo)致的增益下降率小于等于0.5dB/ ( Q/口 )， 輻射效率的下降率小于等于5%/ ( O/口 )。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的透明天線，其中，該透明天線是單極型 天線，上述透明導(dǎo)電膜形成為四邊形，其下邊與電路電連接，并且，下邊Wp上邊W2、高L滿足0.1mm《Wi《15mm、 0.1mm《W2《15mm、 2mm《L《50mm的關(guān)系。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的透明天線，其中，該透明天線是雙極型 天線，上述透明導(dǎo)電膜由平行的2條帶狀基部、和從該基部的一端彎曲 且向外方延伸的四邊形形狀的2個(gè)主體部構(gòu)成，各個(gè)基部的另一端與電 路電連接，并且，主體部的基部側(cè)的邊的長(zhǎng)度Wp與Wi相對(duì)的邊的長(zhǎng) 度\￥2、主體部的長(zhǎng)度L、基部的長(zhǎng)度\￥3、基部間隔G滿足0.1mm《 W^15mm、 0.1mm《W2《15mm、 0《W3《10mm、 2mm《L《50mm、 0.05mm《G《5mm的關(guān)系。
13. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的透明天線，其中，上述透明導(dǎo)電膜形成 在具有電介質(zhì)筐體的無(wú)線設(shè)備的表面、或顯示器的內(nèi)外面的一方或雙方 上。
14. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的透明天線，其中，具有以下構(gòu)造上述 透明導(dǎo)電膜形成在具有電介質(zhì)篋體的無(wú)線設(shè)備的表面、或顯示器的內(nèi)外 面的一方或雙方上，并且層疊了把該透明導(dǎo)電膜夾在中間的電介質(zhì)基 板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種透明天線，其中，具有可透過(guò)350nm～780nm的可見(jiàn)光波長(zhǎng)區(qū)域的光，并且以100MHz～20GHz頻段輻射電磁波的輻射元件，輻射元件是由ITO薄膜和FTO薄膜的一方或雙方構(gòu)成的透明導(dǎo)電膜，透明導(dǎo)電膜的膜厚大于等于100nm，在可見(jiàn)光波長(zhǎng)區(qū)域下的透射率大于等于40％，薄膜電阻小于等于20Ω/□。根據(jù)本發(fā)明，可提供具有充分透明度以及充分輻射特性的透明天線。
文檔編號(hào)H01Q1/00GK101188324SQ20071016430
公開(kāi)日2008年5月28日 申請(qǐng)日期2007年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月20日
發(fā)明者伊藤公一, 古屋洋高, 后藤謙次, 寧 官 申請(qǐng)人:株式會(huì)社藤倉(cāng);國(guó)立大學(xué)法人千葉大學(xué)