CN101728626A - 分集式天线装置及其电子设备 - Google Patents

Abstract

分集式天线装置具备：第1和第2天线振子、分别与第1和第2天线振子连接的第1和第2可变移相器、合成第1和第2可变移相器的输出信号的合成器、与合成器连接的信号处理部。信号处理部，导出表示输入信号处理部的信号的品质的信号品质值，根据信号品质值，控制第1可变移相器的移相量及第2可变移相器的移相量。第1和第2天线振子的输入阻抗大致相同。第1和第2天线振子的极化构成的角度θ为θ≠0度而且θ≠90度。尽管这些天线振子具有较小的尺寸而且具有简单的结构，但是因为两个天线振子之间的相关系数低，所以该分集式天线装置具有优异的接收特性。

Description

分集式天线装置及其电子设备

技术领域

本发明涉及例如可用于无线通信设备的最大比合成方式或等增益合成方式的分集式天线装置。

背景技术

图26是特开2007-166188号公报公开的现有技术的等增益合成方式的分集式天线装置的天线振子102的示意图。天线振子102是具备互相正交的第1偶极子天线100和第2偶极子101的交叉偶极子天线。偶极子天线100、101分别拥有给电部103、104。由于两个偶极子天线100、101的极化(polarization)互相正交，所以两个偶极子天线100、101之间的相关系数低，能够使分集式天线装置的接收特性良好。

图27是现有技术的分集式天线装置的电路部111的方框图。图26所示的第1偶极子天线100的给电部103，与第1平衡-不平衡变换器105连接，进行平衡/不平衡变换。同样，图26所示的第2偶极子天线101的给电部104，与第2平衡-不平衡变换器106连接，进行平衡/不平衡变换。

在第1平衡-不平衡变换器105的输出信号，输入第1可变移相器107的同时，第2平衡-不平衡变换器106的输出信号，输入第2可变移相器108，各自的输入信号的相位变化后，在合成器109中，使各自的信号相加。

合成器109的输出信号，输入信号处理部110。信号处理部110解调该信号，导出该信号的载波/噪声比(C/N)及表示误码率(BER)等的接收信号的品质的信号品质值。而且，信号处理部110控制第1可变移相器107及第2可变移相器108的移相量，从而使该导出的信号品质值表示最佳的品质。

天线振子102的交叉偶极子天线的尺寸较大，用于保持形状的结构复杂。为了减小天线振子102的交叉偶极子天线的尺寸、简化其结构，可以在天线振子102中取代交叉偶极子天线，具备在安装了图27所示的电路部111的接地板上配置2个单极天线，使用这些单极天线，进行等增益合成方式的分集式接收。可是，由于这时不能使2个单极天线的极化正交，所以难以降低2个单极天线之间的相关系数，分集式天线装置的接收特性劣化。

发明内容

分集式天线装置，具备第1和第2天线振子(antenna element)、分别与第1和第2天线振子连接的第1和第2可变移相器、合成第1和第2可变移相器的输出信号的合成器、与合成器连接的信号处理部。信号处理部，导出表示输入信号处理部的信号的品质的信号品质值，并根据信号品质值，控制第1可变移相器的移相量及第2可变移相器的移相量。第1和第2天线振子的输入阻抗大致相同。第1和第2天线振子的极化构成的角度θ为θ≠0度而且θ≠90度。

尽管这些天线振子具有较小的尺寸而且具有简单的结构，但是因为两个天线振子之间的相关系数低，所以该分集式天线装置具有优异的接收特性。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式中的分集式天线装置的方框图。

图2是第1实施方式中的分集式天线装置的方框图。

图3是第1实施方式中的分集式天线装置的方框图。

图4是第1实施方式中的分集式天线装置的方框图。

图5是第1实施方式中的分集式天线装置的方框图。

图6是第1实施方式中的分集式天线装置的电路方框图。

图7是图6所示的分集式天线装置的电路方框图。

图8是图6所示的分集式天线装置的电路方框图。

图9是图6所示的分集式天线装置的电路方框图。

图10是图6所示的分集式天线装置的电路方框图。

图11是图6所示的分集式天线装置的电路方框图。

图12是第1实施方式中的其它分集式天线装置的电路方框图。

图13是图12所示的分集式天线装置的电路方框图。

图14是第1实施方式中的另一个分集式天线装置的电路方框图。

图15是本发明的第2实施方式中的分集式天线装置的方框图。

图16是第2实施方式中的分集式天线装置的方框图。

图17是第2实施方式中的分集式天线装置的方框图。

图18是第2实施方式中的分集式天线装置的方框图。

图19是第2实施方式中的分集式天线装置的方框图。

图20是第2实施方式中的分集式天线装置的方框图。

图21是第2实施方式中的分集式天线装置的方框图。

图22是第2实施方式中的分集式天线装置的方框图。

图23是第2实施方式中的其它分集式天线装置的方框图。

图24是第2实施方式中的另一个分集式天线装置的方框图。

图25是比较例的分集式天线装置的方框图。

图26是现有技术的分集式天线装置的天线振子的示意图。

图27是现有技术的分集式天线装置的方框图。

具体实施方式

(第1实施方式)

图1是表示本发明的第1实施方式涉及的分集式天线装置1的方框图。分集式天线装置1具备：天线振子2、3，将天线振子2输出的信号移相的可变移相器4，将天线振子3输出的信号移相的可变移相器5，合成可变移相器4的输出信号和可变移相器5的输出信号后输出的合成器6，输入合成器6的输出信号的信号处理部7。信号处理部7，导出表示输入的信号的品质的信号品质值，根据该信号品质值，控制可变移相器4、5使信号移相的量。

天线振子2、3的极化(polarization)，构成规定的角度θ，角度θ为θ≠0度而且θ≠90度。所谓“天线振子2的极化”，是不给天线振子3供电且连接负荷电阻时的天线振子2的极化。另外，所谓“天线振子3的极化”，是不给天线振子2供电且连接负荷电阻时的天线振子3的极化。

另外，天线振子2、3是与接地板共同动作的单极天线时，是与接地板共同动作的结果的天线振子2、3的极化。

天线振子2、3中的至少一个天线振子的极化是椭圆极化或圆极化时，由于极化的方向随着时间变化，所以不能稳定地用角度θ＝0度或θ＝90度维持。这样，就成为角度θ≠0度而且θ≠90度。

天线振子2、3的极化，可以互相交叉。天线振子2、3的极化不交叉时，角度θ是从与天线振子2的极化和天线振子3的极化平行的平面的垂线的方向看的天线振子2、3的极化构成的角度。

角度θ为0度时，互相靠近地配置的天线振子2、3各自的极化，趋于相同的方向，所以用天线振子2、3接收的信号大致相同，不能获得分集式的的效果。

下面，使用图1，讲述分集式天线装置1的动作。

天线振子2接收的信号，输入可变移相器4。可变移相器4使输入的信号的相位旋转规定的移相量后，向增益可变放大器8输出。增益可变放大器8用规定的增益放大输入的信号的振幅后，向合成器6输出。这样，增益可变放大器8与天线振子2耦合。

天线振子3接收的信号，输入可变移相器5。可变移相器5使输入的信号的相位旋转规定的移相量后，向增益可变放大器9输出。增益可变放大器9用规定的增益放大输入的信号的振幅后，向合成器6输出。这样，增益可变放大器9与天线振子3耦合。

合成器6使增益可变放大器8、9输入的信号相加后，输入解调电路51。解调电路51解调输入的信号，显示部52根据解调的信号，显示图像。

合成器6输出的一部分信号，输入信号处理部7。信号处理部7导出表示输入的信号的品质的信号品质值。所谓“信号品质值”，例如是误码率(BER)及载波/噪声比(C/N)或信号/噪声比(S/N)。然后，信号处理部7控制可变移相器4、5各自的移相量和增益可变放大器8、9各自的增益，以便使导出的信号品质值表示最佳的品质。

在分集式天线装置1中，天线振子2的输入阻抗和天线振子3的输入阻抗大致相同。这样，用分集式天线装置1可以获得良好的接收特性。

图2是图1所示的分集式天线装置1的等效电路——分集式天线装置10的方框图。分集式天线装置10，具备：天线振子2、3，与天线振子2连接的给电部11，与天线振子3连接的给电部12，与给电部11、12连接的接地板13。图2所示的给电部12，相当于图1所示的可变移相器5和增益可变放大器8；给电部11，相当于图1所示的可变移相器4和增益可变放大器9。为了简化，在图2中没有标记合成器6及信号处理部7。天线振子2、3被互相靠近地配置。

一般地说，2个天线振子被靠近地配置时，这些天线振子互相电磁耦合，接收特性因此而劣化。具体地说，一个天线振子辐射的一部分信号，被电磁耦合的另一个天线振子接收，并且被与另一个天线振子连接的负荷电阻消耗，从而产生损耗。为了减少电磁耦合导致的这种损耗，如图26所示的交叉偶极子天线那样，互相正交地配置天线振子，减少天线振子之间的电磁耦合，从而减少损耗。这时，由于参与天线振子上的放射的电流正交，所以由这些电流产生的两个天线的指向性的峰值方向正交，因为具有两个正交的极化，所以可以获得良好的分集效果。可是，图26所示的交叉偶极子天线，因为需要用正交的状态保持两个偶极子天线，所以难以实现其结构。

另外，单纯地用较大的间隔使天线振子互相隔开后，能够减少电磁耦合导致的损耗。这时，由于天线振子彼此隔开，所以参与各自的天线振子上的放射的电流互不影响。进而，因为用较大的间隔使两个天线振子互相隔开，所以起因于两个天线振子的间隔，各自的天线振子接收的信号的相位互不相同。这样，因为互不相同，所以能够获得良好的分集。可是，因为需要用较大的间隔使两个天线振子隔开地配置，所以大型化。

第1实施方式中的分集式天线装置1，如图2所示，即使在天线振子2、3靠近地互相电磁耦合的状态中，也能够接收相关性较小的2个信号，获得良好的接收灵敏度。

在图2中，用公式1表示与天线振子2连接的给电端口14和与天线振子3连接的给电端口15的两端口的S参数。

$S=\left(\begin{array}{cc}S11& S21\\ S12& S22\end{array}\right)$

…(公式1)

在公式1中，用S11表示从给电端口14看天线振子2时的输入阻抗，用S22表示从给电端口15看天线振子3时的输入阻抗，用S12、S21表示天线振子2、3之间的耦合。由于天线振子2、3是无源电路，所以S21、S12满足公式2。

S12＝S21≠0…(公式2)

在分集式天线装置1中，如用公式2所示的那样，即使天线振子2、3之间电磁耦合，也能够获得良好的分集效果。

在分集式天线装置1中，用彼此同相即偶模式向天线振子2、3给电，而且用彼此反相即奇模式向天线振子2、3给电。

用Scc表示从给电端口14、15向天线振子2、3用偶模式即彼此同相地给电时的输入阻抗，用Sdd表示从给电端口14、15向天线振子2、3用奇模式即彼此反相地给电时的输入阻抗。用Sdc表示从给电端口14、15向天线振子2、3用偶模式即彼此同相地给电时来自天线振子2、3的奇模式即反相的反射的成分。另外，用Scd表示从给电端口14、15向天线振子2、3用偶模式即彼此同相地给电时来自天线振子2、3的奇模式即反相的反射的成分。由于天线振子2、3是无源电路，所以Sdc＝Scd。用公式3表示输入阻抗Scc、Sdd和成分Scd、Sdc。

$\left(\begin{array}{cc}\mathrm{Scc}& \mathrm{Scd}\\ \mathrm{Sdc}& \mathrm{Sdd}\end{array}\right)$

$=\frac{1}{2}\left(\begin{array}{cc}S11+S21+S12+S22& S11+S21-S12-S22\\ S11-S21+S12-S22& S11-S21-S12+S22\end{array}\right)$

…(公式3)

如前所述，根据S21＝S12，可以由公式3获得公式4。

$\left(\begin{array}{cc}\mathrm{Scc}& \mathrm{Scd}\\ \mathrm{Sdc}& \mathrm{Sdd}\end{array}\right)$

$=\frac{1}{2}\left(\begin{array}{cc}S11+2\×S21+S22& S11-S22\\ S11-S22& S11-2\×S21+S22\end{array}\right)$

…(公式4)

因为天线振子2、3的输入阻抗S11、S22彼此大致相等，所以由公式4获得公式5。

$\left(\begin{array}{cc}\mathrm{Scc}& \mathrm{Scd}\\ \mathrm{Sdc}& \mathrm{Sdd}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}S11+S21& 0\\ 0& S11-S21\end{array}\right)$

…(公式5)

根据公式5，可以使表示偶模式、奇模式之间的耦合的成分Scd、Sdc为0，可以大致忽略用两个给电模式给电时的给电模式之间的电磁耦合。其结果，从原理上说，分集式天线装置1几乎能够杜绝电磁耦合导致的接收特性的劣化。就是说，从给电端口14、15向天线振子2、3用偶模式给电时的流入天线振子2、3及接地板13的电流，不影响从给电端口14、15向天线振子2、3用奇模式给电时的流入天线振子2、3及接地板13的电流。

接着，从物理上讲述该动作原理。图3是从给电端口14、15向天线振子2、3用偶模式给电和用奇模式给电时的分集式天线装置1的方框图。在图3中，给电部11向给电端口14、15用奇模式给电，给电部12向给电端口14、15用偶模式给电。就是说，给电部11的正端子11A与给电端口14连接，负端子11B与给电端口15连接。另外，给电部12的正端子12A与给电端口14、15连接，负端子12B与接地板13连接。

图4是给电部12向天线振子2、3用偶模式给电时的分集式天线装置1的方框图。由于分别从给电端口14、15看天线振子2、3时的输入阻抗大致相同，所以给电端口14、15被用大致相同的电位给电。就是说，在图4中，因为给电部11的正端子11A和负端子11B始终成为同电位，所以来自给电部12的信号不流入给电部11，给电部11和给电部12互相取得隔离。

图5是给电部11向天线振子2、3用奇模式给电时的分集式天线装置1的方框图。由于从天线振子2、3的给电端口14、15看的输入阻抗S11、S22大致相同，所以给电端口14、15被用互相相反的电位给电。就是说，在图5中，在给电部12的正端子12A，合成给电端口14、15产生的相反电位信号，始终大致成为零电位。因此，来自给电部11的信号不流入给电部12，给电部11和给电部12互相取得隔离。

这样，对给电端口14、15而言，用偶模式给电和用奇模式给电用各自的模式给电涉及的信号互不影响。信号互不影响，相当于参与放射的电流正交。就是说，即使在天线振子2、3靠近地电磁耦合的状态中，天线振子2、3也能够形成参与放射的2个正交的电流。因此，天线振子2、3的指向性的峰值方向正交，，天线振子2、3具有2个互相正交的极化，分集式天线装置1具有良好的分集效果。

例如：即使是天线振子2、3具有互不为直角的极化的小型的单极天线时，在合成天线振子2、3的放射图案中，利用给电的模式(偶模式及奇模式)，也可以获得正交的两个极化。这样，分集式天线装置1能够在最大比合成方式或等增益合成方式的分集方式中，获得良好的接收特性。

这样，即使使用互相靠近地配置后电磁耦合的天线振子2、3，也可以用给电部11、12接收相关性较低的2个信号，能够实现小型而且接收特性优异的分集式天线装置1。

下面，详细讲述分集式天线装置1的用偶模式的给电和用奇模式的给电。

图6是第1实施方式中的分集式天线装置1的电路方框图。天线振子2、3与偶模式奇模式分波电路16连接。偶模式奇模式分波电路16，由图3所示的给电端口14、15和给电部11、12等构成，天线振子2和给电端口14电气性地连接，天线振子3和给电端口15电性地连接。

用给电部11接收的信号，输入图6所示的调谐器17；用给电部12接收的信号，输入调谐器18。调谐器17、18与分集合成部19连接。

分集合成部19，具有：输入调谐器17输出的信号的可变移相器4，输入可变移相器4输出的信号的增益可变放大器8，输入调谐器18输出的信号的可变移相器5，输入可变移相器5输出的信号的增益可变放大器9，将增益可变放大器8输出的信号和增益可变放大器9输出的信号相加的合成器6。可变移相器4使调谐器17输出的信号移相某个移相量后输出。增益可变放大器8用某个增益将可变移相器4输出的信号放大后输出。可变移相器5使调谐器18输出的信号移相某个移相量后输出。增益可变放大器9用某个增益将可变移相器5输出的信号放大后输出。图6所示的偶模式奇模式分波电路16输出的信号，是用基带信号调制载波后获得的信号。调谐器17、18输出的信号，是从偶模式奇模式分波电路16输出的信号中取出的基带信号。

合成器6输出的信号，输入信号处理部7。信号处理部7，导出表示输入的信号的品质的信号品质值。信号处理部7控制可变移相器4、5的移相量和增益可变放大器8、9的增益，以便使导出的信号品质值表示最佳的品质。

如图6所示，通过偶模式奇模式分波电路16作媒介，将分集合成部19及调谐器17、18与天线振子2、3连接后，因为分集式天线装置10和图3所示的偶模式给电、奇模式给电等效，所以可以获得良好的分集效果。

图7是表示偶模式奇模式分波电路16的具体的电路的分集式天线装置1的电路方框图。

偶模式奇模式分波电路16具备：与天线振子2连接的给电端口14，与天线振子3连接的给电端口15，与给电端口14连接的移相器20，与给电端口14连接的移相器22，与给电端口15连接的移相器21，与给电端口15连接的移相器23，与移相器20、21连接的交点24，与移相器22、23连接的交点25。交点24与调谐器17连接，交点25与调谐器18连接。移相器20、21、22具有90度的移向量。移相器23具有-90度的移向量。

在图7中，从交点24向给电端口14、15给电时，电端口14、15被用同相即偶模式给电。从交点25向给电端口14、15给电时，电端口14、15被用反相即奇模式给电。

因为从交点24给电时，信号分别通过移相器20、21(这些移相器都具有90度的移向量)作媒介，到达给电端口14、15，所以给电端口14、15的电压大致成为同电位。这样，在交点25中，在给电端口14、15中同相的信号，通过移相器22(该移相器具有90度的移向量)和移相器23(该移相器具有-90度的移向量)作媒介而互相补充。这样，在交点25中始终大致成为零电位，被假想性地接地。

因此，在从交点24输入的信号，不影响与交点25连接的给电点的同时，给电端口14、15产生的偶模式的信号还几乎不会在交点25中出现。

图8和图9是交点25被假想性地接地的分集式天线装置1的电路方框图。如图8所示，因为交点25被假想性地接地，所以给电端口14、15被分别通过移相器22、23作媒介接地。被接地的移相器22、23，作为短接线动作，如图9所示，从给电端口14看，移相器22(交点25)的方向被假想性地敞开。这样，用偶模式向给电端口14、15供给信号时，信号不会输入交点25。

因为从交点25给电时，信号通过移相器22(该移相器具有90度的移向量)作媒介到达给电端口14，通过移相器23(该移相器具有-90度的移向量)到达给电端口15，所以给电端口14、15的电压成为反向。这样，交点24始终大致成为零电位，被假想性地接地。

因此，从交点25输入的信号，不影响交点24，给电端口14、15产生的奇模式的信号几乎不会在交点24中出现。

图10和图11是交点24被假想性地接地的分集式天线装置1的电路方框图。如图10所示，给电端口14、15被分别通过移相器20、21作媒介接地。被接地的移相器20、21，作为短接线动作，如图11所示，从给电端口14看，去往移相器20(交点24)的方向被假想性地敞开；从给电端口15看，去往移相器21(交点24)的方向被假想性地敞开。这样，向给电端口14、15供给反向及奇模式的信号时，信号不会输入交点24。

图12和图13是第1实施方式中的其它分集式天线装置1002的电路方框图。在图12中，对于和图6～图11所示的分集式天线装置1相同的部分，赋予相同的参照编号。在分集式天线装置1002中，偶模式奇模式分波电路16被在调谐器17、18和分集合成部19之间连接。分集式天线装置1002具有和图6～图11所示的分集式天线装置1相同的效果。

具备具有图7和图13所示的用信号处理部7控制的可变移相器4、5的分集合成部19的最大比合成方式或等增益合成方式的分集式天线装置1、1002，实质上即使删除偶模式奇模式分波电路16也能够获得同样的效果。图14是不具有偶模式奇模式分波电路16的第1实施方式中的另一个分集式天线装置1003的电路方框图。

下面，讲述分集式天线装置1003的动作。

首先，讲述图13所示的分集式天线装置1002的信号。在图13中，天线振子2输出的接收信号x1(t)和天线振子3输出的接收信号x2(t)，利用接收信号x1(t)包含的基带信号s1(t)、接收信号x2(t)包含的基带信号s2(t)和载波频率f_c，分别用公式6表示。

x1(t)＝s1(t)exp(j2πf_Ct)

x2(t)＝s2(t)exp(j2πf_Ct)

…(公式6)

因为调谐器17和调谐器18将信号x1(t)和信号x2(t)的载波频率f_c向基带频率变换，所以调谐器17、18分别输出消除公式6)所示的信号x1(t)和信号x2(t)中的exp(j2nf_ct)的项的信号s1(t)和信号s2(t)。这样，偶模式奇模式分波电路16向分集合成部19供给公式7所示的信号u1(t)和信号u2(t)。

$u1\left(t\right)=\exp \left(j\frac{\mathrm{\π}}{2}\right)\mathrm{sl}\left(t\right)+\exp \left(j\frac{\mathrm{\π}}{2}\right)s2\left(t\right)$

$u2\left(t\right)=\exp \left(j\frac{\mathrm{\π}}{2}\right)s1\left(t\right)+\exp (-j\frac{\mathrm{\π}}{2})s2\left(t\right)$

…(公式7)

分集合成部19分集合成信号u1(t)和信号u2(t)。分集合成部19的合成器6，利用可变移相器4和增益可变放大器8合计的加权系数A1、可变移相器5和增益可变放大器9合计的加权系数B1，输出公式8所示的信号w(t)。

$w\left(t\right)=A1\×u1\left(t\right)+B1\×u2\left(t\right)$

$=A1\{\exp \left(j\frac{\mathrm{\π}}{2}\right)s1\left(t\right)+\exp \left(j\frac{\mathrm{\π}}{2}\right)s2\left(t\right)\}+$

$B1\{\exp \left(j\frac{\mathrm{\π}}{2}\right)s1\left(t\right)+\exp (-j\frac{\mathrm{\π}}{2})s2\left(t\right)\}$

…(公式8)

接着，讲述不具备偶模式奇模式分波电路16的图14所示的分集式天线装置1003的信号。

在图14中，和图13同样，天线振子2输出的接收信号x1(t)和天线振子3输出的接收信号x2(t)，利用接收信号x1(t)包含的基带信号s1(t)、接收信号x2(t)包含的基带信号s2(t)和载波频率f_c，分别用公式6表示。

x1(t)＝s1(t)exp(j2πf_Ct)

x2(t)＝s2(t)exp(j2πf_Ct)

…(公式6)

因为调谐器17和调谐器18将信号x1(t)和信号x2(t)的载波频率f_c向基带频率变换，所以调谐器17、18分别输出消除公式6)所示的信号x1(t)和信号x2(t)中的exp(j2nf_ct)的项的信号s1(t)和信号s2(t)。分集合成部19分集合成基带信号s1(t)和基带信号s2(t)。

分集合成部19的合成器6，利用可变移相器4和增益可变放大器8合计的加权系数A2、可变移相器5和增益可变放大器9合计的加权系数B2，输出公式9所示的信号w(t)。

w(t)＝A2×s1(t)+B2×s2(t)…(公式9)

就是说，在分集合成部19中，用包含图13所示的分集式天线装置1002的加权系数A1、B1在内的公式10，表示加权系数A2、B2后，图14所示的分集式天线装置1003进行和图13所示的分集式天线装置1002同样的动作。

$A2=A1\exp \left(j\frac{\mathrm{\π}}{2}\right)+B1\exp (-j\frac{\mathrm{\π}}{2})$

$B2=A1\exp \left(j\frac{\mathrm{\π}}{2}\right)+B1\exp \left(j\frac{\mathrm{\π}}{2}\right)$

…(公式10)

此外，以上讲述了具有一个频率为f_c的载波的情况。但是即使是正交频率分割多重(OFDM)方式之类多载波时，分集式天线装置1、1002、1003也进行同样动作。

此外，所谓“天线振子2的输入阻抗”，是公式1、公式3～公式5的S11，具体地说，是从天线振子2的给电点看天线振子2的方向的阻抗，是从偶模式奇模式分波电路16的给电端口14看去往天线振子2的方向的阻抗，或者是从分集合成部19的可变移相器4的输入端去往天线振子2的方向的阻抗。

同样，所谓“天线振子3的输入阻抗”，是公式1、公式3、公式4的S22，具体地说，是从天线振子3的给电点去往天线振子2的方向的阻抗，或者是从偶模式奇模式分波电路16的给电端口15去往天线振子3的方向的阻抗，或者是从分集合成部19的可变移相器5的输入端看的去往天线振子3的方向的阻抗。

具有图1所示的分集式天线装置1(1002、1003)和显示部52的电子设备，天线振子2、3为互相靠近的状态，小型而且接收性能优异。

(第2实施方式)

图15是表示本发明的第2实施方式中的分集式天线装置2001的电路方框图。在图15中，对于和图1所示的第1实施方式中的分集式天线装置1相同的部分，赋予相同的参照符号。在图15中，天线振子2、3具有对于某个面S28而言互相大致对称的形状，或者具有对于某个线L28而言互相大致对称的形状。天线振子2、3互相接近地电磁耦合。天线振子2具有与面S28或线L28平行地延伸的部分2A，和与面S28(线L28)成为直角的部分2B。同样，天线振子3具有与面S28或线L28平行地延伸的部分3A，和与面S28(线L28)成为直角的部分3B。合成器6将增益可变放大器8、9输入的信号互相补充后，向解调电路51输出。解调电路51将输入的信号解调，显示部52根据解调的信号显示图像。

图16是分集式天线装置2001的电路方框图。和图3所示的第1实施方式中的分集式天线装置1同样，如图16所示，用给电部12以互相同相即偶模式向天线振子2、3给电，用给电部11以互相反相即奇模式向天线振子2、3给电。

图17是用偶模式向天线振子2、3给电的分集式天线装置2001的电路方框图。因为天线振子2、3具有对于面S28或线L28而言互相对称的形状，所以给电端口14和给电端口15被用同电位给电。就是说，给电部11的正端子11A和负端子11B始终成为同电位，来自给电部12的信号不流入给电部11，从原理上说可以取得给电部11、12之间的隔离。

图18是用奇模式向天线振子2、3给电的分集式天线装置2001的电路方框图。因为天线振子2、3具有对于面S28或线L28而言互相对称的形状，所以给电端口14和给电端口15被用相反的电位给电。就是说，在给电部12的正端子12A中，成为加上给电端口14的电位和给电端口15的电位的电位，始终大致成为零电位。因此，来自给电部11的信号不流入给电部12，从原理上说可以取得给电部11、12之间的隔离。

这样，通过用偶模式或者用奇模式向天线振子2、3给电后，给电部11、12互不影响。

图19是表示使给电端口14、15用偶模式给电时的天线振子2、3的电流分布的分集式天线装置2001的电路方框图。天线振子2的部分2A，与面S28或线L28平行地延伸，部分2B则与面S28(线L28)成为直角。同样，天线振子3的部分3A，与面S28或线L28平行地延伸，部分3B则与面S28(线L28)成为直角。使给电端口14、15用同相即偶模式给电后，在流入天线振子2、3的部分2B、3B的电流的作用下产生的电磁场互相抵消，只有流入部分2B、3B的电流参与来自天线振子2、3的电磁场的放射。其结果，该电磁场的放射图案P1的峰值，朝着与面S28(线L28)大致正交的方向。

图20是表示使给电端口14、15用奇模式给电时的天线振子2、3的电流分布的分集式天线装置2001的电路方框图。使给电端口14、15用互相反相即奇模式给电后，在流入天线振子2、3的部分2A、3A的电流的作用下产生的电磁场互相抵消，只有流入部分2B、3B的电流参与电磁场的放射。其结果，该电磁场的放射图案P2的峰值，朝着与面S28(线L28)大致平行的方向。

图21是表示组合图19所示的用偶模式给电和图20所示的用奇模式给电的分集式天线装置2001的电路方框图。放射图案P、P2的峰值的方向互相正交，其结果因为具有两个互相正交的极化，所以分集式天线装置2001可以获得良好的分集效果。

图22是第2实施方式中的分集式天线装置2001的电路方框图。图23是第2实施方式中的其它分集式天线装置2002的电路方框图。在第2实施方式中的分集式天线装置2001、2002中，和采用第1实施方式的分集式天线装置1、1002同样，可以具备偶模式奇模式分波电路16和调谐器17、18。

图24是表示本发明的第2实施方式中的另一个分集式天线装置2003的电路方框图。作为分集合成方式，使用最大比合成方式或等增益合成方式时，分集式天线装置2003不具备偶模式奇模式分波电路16。和图14所示的第1实施方式中的分集式天线装置1003同样，设定加权系数后，能够简单地实现分集式天线装置2003。

此外，使天线振子2、3对于某个面大致对称或对于某条线大致对称后，即使天线振子2、3具有图15～图24所示的形状以外的形状时，也具有同样的效果。就是说，使天线振子2、3在用偶模式给电时产生与面S28(线L28)大致平行的极化，在用奇模式给电时产生与面S28(线L28)大致正交的极化。这样，第2实施方式中的分集式天线装置能够产生互相正交的两个极化。

天线振子2的极化和天线振子3的极化构成的角度θ不是0度。在角度θ为0度即天线振子2、3的极化互相平行时，即使用偶模式及奇模式给电，也不能获得互相正交的两个极化。

图25是比较例的分集式天线装置5001的电路方框图。在图25中，对于和图15所示的分集式天线装置2001相同的部分，赋予相同的参照符号。分集式天线装置5001取代图15所示的分集式天线装置2001的天线振子2、3，具备天线振子202、203。天线振子202、203与面S28或线L28平行地延伸，没有与面S28(线L28)成为直角的部分。天线振子202的极化和天线振子203的极化与面S28(线L28)平行，即使用奇模式给电，也难以生成与面S28(线L28)正交的极化，不能生成两个正交的极化。

此外，天线振子2、3不需要具有对于面S28(线L28)而言的几何学的对称形状，具有电气性的对称形状后，可以获得同样的效果。

Claims (12)

1.一种分集式天线装置，具备：

第1天线振子、

第2天线振子、

与所述第1天线振子连接的第1可变移相器、

与所述第2天线振子连接的第2可变移相器、

合成所述第1可变移相器输出的信号和所述第2可变移相器输出的信号的合成器、和

与所述合成器连接的信号处理部；

所述信号处理部，导出表示输入所述信号处理部的信号的品质的信号品质值，并根据所述信号品质值，控制所述第1可变移相器的移相量和所述第2可变移相器的移相量；

所述第1天线振子的输入阻抗与所述第2天线振子的输入阻抗大致相同；

所述第1天线振子的极化与所述第2天线振子的极化构成的角度θ，为θ≠0度而且θ≠90度。

2.如权利要求1所述的分集式天线装置，其特征在于：所述信号处理部，控制所述第1可变移相器和所述第2可变移相器的移相量，以便使所述信号品质值表示最佳的品质。

3.如权利要求1所述的分集式天线装置，其特征在于，进而具备：

与所述第1天线振子耦合的第1增益可变放大器、和

与所述第2天线振子耦合的第2增益可变放大器；

所述信号处理部，根据所述信号品质值，控制所述第1增益可变放大器和所述第2增益可变放大器的增益。

4.如权利要求3所述的分集式天线装置，其特征在于：所述信号处理部，控制所述第1可变移相器和所述第2可变移相器的移相量，以便使所述信号品质值表示最佳的品质。

5.如权利要求4所述的分集式天线装置，其特征在于：所述信号处理部，控制所述第1增益可变放大器和所述第2增益可变放大器的增益，以便使所述信号品质值表示最佳的品质。

6.一种电子设备，具备：

权利要求1所述的分集式天线装置、

对所述分集式天线装置的所述合成器输出的信号进行解调的解调器、和

根据所述解调的信号，显示图像的显示部。

7.一种分集式天线装置，具备：

第1天线振子、

第2天线振子、

与所述第1天线振子连接的第1可变移相器、

与所述第2天线振子连接的第2可变移相器、

合成所述第1可变移相器输出的信号和所述第2可变移相器输出的信号的合成器、和

与所述合成器连接的信号处理部；

所述信号处理部，导出表示输入所述信号处理部的信号的品质的信号品质值，并根据所述信号品质值，控制所述第1可变移相器的移相量和所述第2可变移相器的移相量；

所述第1天线振子与所述第2天线振子具有相对于某个线或某个面而言互相对称的形状；

所述第1天线振子的极化与所述第2天线振子的极化构成的角度θ，为θ≠0度而且θ≠90度。

8.如权利要求7所述的分集式天线装置，其特征在于：所述信号处理部，控制所述第1可变移相器和所述第2可变移相器的移相量，以便使所述信号品质值表示最佳的品质。

9.如权利要求7所述的分集式天线装置，其特征在于：进而具备：

与所述第1天线振子耦合的第1增益可变放大器、和

与所述第2天线振子耦合的第2增益可变放大器；

所述信号处理部，根据所述信号品质值，控制所述第1增益可变放大器和所述第2增益可变放大器的增益。

10.如权利要求9所述的分集式天线装置，其特征在于：所述信号处理部，控制所述第1可变移相器和所述第2可变移相器的移相量，以便使所述信号品质值表示最佳的品质。

11.如权利要求10所述的分集式天线装置，其特征在于：所述信号处理部，控制所述第1增益可变放大器和所述第2增益可变放大器的增益，以便使所述信号品质值表示最佳的品质。

12.一种电子设备，具备：

权利要求7所述的分集式天线装置、

对所述分集式天线装置的所述合成器输出的信号进行解调的解调器、和

根据所述解调的信号，显示图像的显示部。

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