CN101867088B - 分集式天线装置与使用该分集式天线装置的电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种分集式天线装置,具有:第1与第2天线单元;第1与第2地线;电抗元件,其连接第1与第2地线;第1可变移相器,其连接于第1天线单元;第2可变移相器,其连接于第2天线单元;合成器,其对第1可变移相器的输出信号与第2可变移相器的输出信号进行合成;信号处理部,其连接于合成器。第1与第2的可变移相器、合成器、信号处理部靠近第1地线与第2地线之中的至少一方而进行配置。信号处理部,导出表示输入至信号处理部的信号的质量的信号质量值,根据信号质量值控制第1与第2可变移相器的移相量。该分集式天线装置能够在共模供电与差模供电下实现高的天线增益。

Description

分集式天线装置与使用该分集式天线装置的电子设备
技术领域
本发明涉及一种能够在无线通信设备中使用的分集式天线装置。
背景技术
图32是特开2007-166188号公报中记载的、可以在无线通信设备中使用的等增益合成方式的分集式天线装置的天线单元102的概略图。天线单元102是具有彼此垂直的偶极天线(dipole antenna)100、101的交叉偶极天线。由于偶极天线100、101的偏振波彼此垂直,因此偶极天线100、101之间相关性低。
图33是以往的分集式天线装置的电路部111的电路图。图32中所示的偶极天线100的供电部103对平衡转换器(balun)105连接从而构成平衡/不平衡转换。同样地,偶极天线101的供电部104对平衡转换器106连接构成平衡/不平衡转换。
平衡转换器105、106的输出信号分别输入至可变移相器107、108,在这些信号的相位变化之后,由合成器109对这些信号进行相加。
合成器109的输出信号由信号处理部110进行解调,导出载波/噪声(C/N)比或误比特率(BER)等的表示信号质量的信号质量值。以信号质量值所表示的质量为最佳的方式信号处理部110控制可变移相器107、108的移相量。
天线单元102的交叉偶极天线虽然偶极天线100、101之间的相关系数低,但是具有大的尺寸,为了保持天线单元102需要复杂的结构。为了减小尺寸并使结构简单,可以代替交叉偶极天线即天线单元102而使用设置于地线面上的2根单极天线来进行等增益合成方式的分集接收。但是,在该情况下,由于不能使2根单极天线的偏振波垂直,因此降低2根单极天线之间的相关系数困难,从而分集式天线装置的接收特性恶化。
发明内容
本发明的分集式天线装置,具有:第1天线单元;第2天线单元;第1地线;第2地线;电抗元件,其连接第1地线与第2地线;第1可变移相器,其连接于第1天线单元,并且靠近于第1地线与第2地线之中的至少1方而进行配置;第2可变移相器,其连接于第2天线单元,并且靠近于第1地线与第2地线之中的至少1方而进行配置;合成器,其对第1可变移相器输出的信号与第2可变移相器输出的信号进行合成,并且靠近于第1地线与第2地线之中的至少1方而进行配置;以及信号处理部,其连接于合成器,并且靠近于第1地线与第2地线之中的至少1方而进行配置。信号处理部导出表示输入至信号处理部的信号的质量的信号质量值,根据信号质量值,控制第1可变移相器的移相量与第2可变移相器的移相量。
该分集式天线装置能够在共模供电与差模供电下实现高的天线增益。
附图说明
图1是具有比较例的分集式天线装置的电子设备的电路框图。
图2是本发明的实施方式1中的分集式天线装置的电路框图。
图3是实施方式1中的分集式天线装置的电路框图。
图4是实施方式1中的分集式天线装置的电路框图。
图5是实施方式1中的分集式天线装置的电路框图。
图6是实施方式1中的分集式天线装置的电路框图。
图7是实施方式1中的分集式天线装置的电路框图。
图8是图7所示的分集式天线装置的电路框图。
图9是图7所示的分集式天线装置的电路框图。
图10是图7所示的分集式天线装置的电路框图。
图11是图7所示的分集式天线装置的电路框图。
图12是图7所示的分集式天线装置的电路框图。
图13是实施方式1中的其他分集式天线装置的电路框图。
图14是图13所示的分集式天线装置的电路框图。
图15实施方式1中的另外的分集式天线装置的电路框图。
图16是本发明的实施方式2中的分集式天线装置的电路框图。
图17是实施方式2中的分集式天线装置的电路框图。
图18是实施方式2中的分集式天线装置的电路框图。
图19是实施方式2中的分集式天线装置的电路框图。
图20是实施方式2中的分集式天线装置的电路框图。
图21是实施方式2中的分集式天线装置的电路框图。
图22是实施方式2中的分集式天线装置的电路框图。
图23是实施方式2中的分集式天线装置的电路框图。
图24是实施方式中其他的分集式天线装置的电路框图。
图25是实施方式2中的另外的分集式天线装置的电路框图。
图26是比较例的分集式天线装置的电路框图。
图27是实施方式3中的分集式天线装置的电路框图。
图28是实施方式4中其他的分集式天线装置的电路框图。
图29是实施方式5中另外的分集式天线装置的电路框图。
图30是实施方式6中的分集式天线装置的电路框图。
图31是实施方式6中的其他的分集式天线装置的电路框图。
图32是以往的分集式天线装置的天线单元的概略图。
图33是以往的分集式天线装置的电路图。
具体实施方式
图1是比较例的分集式天线装置501的框图。分集式天线装置501具有:天线单元2、3;可变移相器4,其连接于天线单元2;可变移相器5,其连接于天线单元3;合成器6,其对可变移相器4、5的输出信号进行合成;信号处理部7,其对合成器6的输出信号进行处理。信号处理部7导出合成器6的输出信号的载波/噪声(C/N)比或误比特率(BER)等的表示质量的信号质量值,并根据该信号质量值控制可变移相器4、5的移相量。天线单元2的输入阻抗与第2天线单元3的输入阻抗大致相同。可变移相器4、5、合成器6、信号处理部7靠近于地线29进行配置。
在分集式天线装置501中,由于天线单元2、3的输入阻抗大致相同,因此天线单元2、3的输出信号是共模的情况与输出信号是差模的情况之中,天线单元2、3的合成的放射图案的偏振波垂直。因此,天线单元2、3即使是放射图案的偏振波彼此不垂直的2根单极天线这种的小型天线单元,在共模以及差模的2种供电模式中能够得到彼此垂直的2个偏振波。因而,天线单元2、3之间的相关系数低、在最大比合成方式以及等增益合成的分集方式中,能够由分集式装置501获得良好的接收特性。
(实施方式1)
在图1所示的比较例的分集式装置501中,由于在共模下的供电与差模下的供电中有助于天线单元2、3的放射的电流的分布不同,因此存在如下的情况,即:在共模下的供电与差模下的供电中分集式天线装置501的谐振频率不一致。因而,例如在共模下的供电中的分集式天线装置501的谐振频率中,难以将差模下的供电中的分集式天线装置501的放射效率维持得高。
图2是具有本发明的实施方式1中的分集式天线装置1的电子设备1001的框图。在图2中与图1所示的比较例中的分集式装置501相同的部分附于相同参考序号。实施方式1中的分集式装置1能够在共模下的供电与差模下的供电中使谐振频率一致。
分集式天线装置1具有:第1天线单元2;第2天线电源3、第1可变移相器4,其电连接于天线单元2;第2可变移相器5,其电连接于天线单元3;合成器6,其对可变移相器4的输出信号与可变移相器5的输出信号进行合成;信号处理部7,其对合成器6的输出信号进行处理。信号处理部7导出表示合成信号输出信号的质量的信号质量值,并根据该信号质量值控制可变移相器4、5中的移相量。
下面,对分集式天线装置1的动作进行说明。
由天线单元2接收到的信号输入至可变移相器4。可变移相器4对输入的信号的相位进行规定移相量的移相并输出至可变放大器8。可变放大器8对所输入的信号的振幅以规定增益进行放大后输出至合成器6。
由天线单元3接收到的信号输入至可变移相器5。可变移相器5对输入的信号的相位进行规定移相量的移相并输出至可变放大器9。可变放大器9对所输入的信号的振幅以规定增益进行放大后输出至合成器6。
合成器6将对可变放大器8、9输入的信号相加而得到的合成信号输出至解调部51。解调部51对所输入的信号进行解调,显示部52根据被解调出的信号显示图像。
信号处理部7导出合成器6输出的合成信号的信号质量值。信号质量值是合成信号的误比特率(BER)或者载波/噪声(C/N)比、信号/噪声(S/N)比等的表示质量的指标。信号处理部7控制可变移相器4、5各自的移相量与可变放大器8、9各自的增益从而使信号质量值表示的质量为最佳。
可变移相器4、5与可变放大器8、9与合成器6以及信号处理部7靠近于第1地线30与第2地线31的至少一个而进行配置。在实施方式2中可变移相器4、5与可变放大器8、9靠近于地线30而配置。合成器靠近于地线31而配置。信号处理部7靠近于地线30、31的双方进行配置。使可变移相器4等的电路靠近于地线30、31的其中一个或者双方进行配置,可以任意决定。地线30经由电抗元件32电连接于地线31。电抗元件32在由分集式天线1接收到高频的频率中、具有电阻分量小到可以忽视的程度的大的电抗。
在分集式天线装置1中,天线单元2的输入阻抗与天线单元3的输入阻抗大致相同。由此,由分集式天线装置1可获得良好的接收特性。
图3是图2中所示的分集式天线装置1的等效电路即分集式天线装置10的框图。分集式天线装置10具有:天线单元2、3;供电部11,其连接于天线单元2;供电部12,其连接于天线单元3;地线板13,其连接于供电部11、12。图3中所示供电部11相当于图2中所示的可变移相器4与可变放大器8,供电部12相当于可变移相器5与可变放大器9,为了简化在图3中并没有标记合成器6与信号处理部7。天线单元2、3彼此靠近而配置。
一般情况下,在2个天线单元靠近而配置时,这些天线单元彼此产生电子耦合,由此接收特性下降。具体的是,从一个天线单元发射的信号的一部分由电磁耦合的另一个的天线单元接收,由连接于另一个天线单元的负载电阻消耗从而发生损耗。为了减少由电磁耦合而产生的这种损耗,如图32所示的交叉偶极天线那样使天线单元彼此垂直而配置,降低单元天线之间的电磁耦合从而减少损耗。该情况下,由于天线单元上的放射所需的电流处于垂直,因此由这些电流产生的2个天线的指向性的峰值方向垂直、因为具有2个垂直的偏振波所以可获得良好的分集效果。但是,图32所示的交叉偶极天线需要在使2个偶极天线垂直的状态下保持,实现其结果困难。
另外,单纯地通过使天线单元以彼此大的间隔进行分离也能够减少由电磁耦合产生的损耗。该情况下,各天线上的放射所需的电流,由于天线单元彼此分离因此其相互之间没有影响。进而,由于2个天线单元以大间隔分离,因此各天线所接收到的信号由2个天线单元的间隔而引起各自的相位不同,因为彼此的相位不同所以可获得良好的分集效果。但是,由于需要使2个天线单元以大间隔分离而进行配置,因此分集式天线装置其体积变大。
在实施方式1的分集式天线装置1中,如图3所示即使在天线单元2、3靠近而彼此产生电磁耦合的状态下,也能够接收相关性少的2个信号从而获得良好的接收灵敏度。
在图3中,连接于天线单元2的供电端口14与连接于天线单元3的供电端口15的2个端口的S参数由式1表示。
S = S 11 S 21 S 12 S 22 (式1)
在式1中,从供电端口14观察天线单元2时的输入阻抗由S 11表示,从供电端口15观察天线单元3时的输入阻抗由S22表示,天线单元2、3之间的耦合由S12、S21表示。由于天线单元2、3是无源电路因此S21、S12满足式2。
S12=S21≠0        (式2)
在分集式天线装置1中,如式2中所示即使天线单元2、3之间产生电磁耦合也可获得良好的分集效果。
在分集式天线装置1中,用于对天线单元2、3供电从而发生放射的电流由于彼此发生耦合因此不垂直,由这些电流产生的天线单元2、3的指向性的峰值方向也不垂直,因而不能产生彼此垂直的2个偏振波。
在分集式天线装置1中,天线单元2、3彼此同相即由共模进行供电,并且彼此反相即由差模进行供电。
将从供电端口14、15对天线单元2、3以共模即同相进行供电时的输入阻抗由Scc表示,将从供电端口14、15对天线单元2、3以差模即反相进行供电时的输入阻抗由Sdd表示。在从供电端口14、15对天线单元2、3以共模即同相进行供电的情况下,来自天线单元2、3的差模即反相的反射分量由Sdc表示。另外,在从供电端口14、15对天线单元2、3以差模即同相进行供电的情况下,来自天线单元2、3的共模即反相的反射分量由Scd表示。由于天线单元2、3是无源电路因此Sdc=Scd。输入阻抗Scc、Sdd与分量Scd、Sdc由式3表示。
Scc Scd Sdc Sdd
= 1 2 S 11 + S 21 + S 12 + S 22 S 11 + S 21 - S 12 - S 22 S 11 - S 21 + S 12 - S 22 S 11 - S 21 - S 12 + S 22 (式3)
如前所述,根据S21=S12从式3得出式4。
Scc Scd Sdc Sdd
= 1 2 S 11 + 2 × S 21 + S 22 S 11 - S 22 S 11 - S 22 S 11 - 2 × S 21 + S 22 (式4)
由于天线单元2、3的输入阻抗S11、S22彼此大致相等,因此从式4得出式5。
Scc Scd Sdc Sdd = S 11 + S 21 0 0 S 11 - S 21 (式5)
根据式5,能够使表示共模、差模之间的耦合的分量Sdc、Scd为0,能够大致消除由2种供电模式进行供电时的供电模式之间的电磁耦合。其结果在原理上能够消除在分集式天线装置1中由电磁耦合产生的接收特性的下降。也就是说,从供电端口14、15对天线单元2、3以共模进行供电时的在天线单元2、3与地线板13中流过的电流、对从供电端口14、15对天线单元2、3以差模进行供电时的在天线单元2、3与地线板13中流过的电流没有带来影响。
接下来,对该动作原理进行物理性的说明。图4是从供电端口14、15对天线单元2、3以共模进行供电、以差模进行供电时的分集式天线装置1的框图。在图4中,供电部11对供电端口14、15以差模进行供电,供电部12对供电端口14、15以共模进行供电。也就是说,供电部11的正端子11A连接于供电端口14,负端子11B连接于供电端口15。另外,供电部12的正端子12A连接于供电端口14、15,负端子12B连接于地线板13。
图5是供电部12对天线单元2、3以共模进行供电的分集式天线装置1的框图。由于从供电端口14、15分别观察天线单元2、3的输入阻抗大致相同,因此供电端口14、15以大致同电位进行供电。也就是说,在图5中,由于供电部11的正端子11A与负端子11B通常为同电位,因此来自供电部12的信号并不流入供电部11,供电部11与供电部12之间彼此获得隔离度(isolation)。
图6是供电部11对天线单元2、3以差模进行供电的分集式天线装置1的框图。由于天线单元2、3的从供电端口14、15观察到的输入阻抗S11、S22大致相同,因此供电端口14、15以彼此相反电位进行供电。也就是说,在图6中,在供电部12的正端子12A合成产生于供电端口14、15的相反相位的信号,并且通常大致为零电位。由此,来自供电部11的信号并不流入供电部12,供电部11与供电部12之间彼此获得隔离度。
这样,通过对供电端口14、15以共模进行供电、以差模进行供电,各模式下的供电中的信号彼此并不产生影响。所谓信号彼此不产生影响相当于用于放射的电流垂直。也就是说,即使在天线单元2、3靠近而发生电磁耦合的状态下,天线单元2、3也能够产生用于放射的2个垂直的电流。由此,天线单元2、3的指向性的峰值方向垂直,天线单元2、3具有彼此垂直的2个偏振波,分集式天线装置1具有良好的分集效果。
例如,天线单元2、3即使是具有彼此并不是直角的偏振波的小型单极天线,在合成了天线单元2、3的放射图案中,由供电模式(共模以及差模)也能够获得垂直的2个偏振波。因此,分集式天线装置1在最大比合成方式以及等增益合成方式的分集方式中能够获得良好的接收特性。
这样,即使使用了彼此靠近配置从而发生电磁耦合的天线单元2、3,可以由供电部11、12接收彼此相关性低的2个信号,能偶实现小型并且接收特性优异的分集式天线装置1。
下面,对分集式天线装置1的共模下的供电与差模下的供电进行详细说明。
图7是实施方式1中的分集式天线装置1的电路框图。天线单元2、3连接于共模差模分波电路16。共模差模分波电路16由图3所示的供电端口14、15与供电部11、12等构成,天线单元2与供电端口14电连接,天线单元3与供电端口15电连接。
由供电部11接收到的信号输入至图7中所示的调谐器17,由供电部12接收到的信号输入至调谐器18。调谐器17、18连接于分集合成部19。
分集合成部19具有:可变移相器4,输入从调谐器17输出的信号;可变放大器8,输入从可变移相器4输出的信号;可变移相器5,输入从调谐器18输出的信号;可变放大器9,输入从可变移相器5输出的信号;合成器6,其对从可变放大器8输出的信号与从可变放大器9输出的信号进行相加。可变移相器4对调谐器17所输出的信号进行某移相量的移相并输出。可变放大器8对可变移相器4输出的信号以某增益进行放大并输出。可变移相器5对调谐器18所输出的信号进行某移相量的移相并输出。可变放大器9对可变移相器5输出的信号以某增益进行放大并输出。从图7所示的共模差模分波电路16输出的信号是以基带信号对载波进行调制而得到的信号。调谐器17、18输出的信号是从共模差模分波电路16所输出的信号中取出的基带信号。
从合成器6输出的信号的输入至信号处理部7。信号处理部7导出表示所输入的信号质量的信号质量值。信号处理部7控制可变移相器4、5的移相量与可变放大器8、9的增益使其出现所导出的信号质量值表示的最佳质量。
如图7所示,经由共模差模分波电路16将分集合成部19和调谐器17、18连接于天线单元2、3,分集式天线装置10由于图4所示的共模供电、差模供电成为等效方式,因此获得良好的分集效果。
图8是表示共模差模分波电路16的具体电路的分集式天线装置1的电路框图。
共模差模分波电路16具有:供电端口14,其连接于天线单元2;供电端口15,其连接于天线单元3;移相器20,其连接于供电端口14;移相器22,其连接于供电端口14;移相器21,其连接于供电端口15;移相器23,其连接于供电端口15;交点24,其连接于移相器20、21;交点25,其连接于移相器22、23。交点24连接于调谐器17,交点25连接于调谐器18。移相器20、21、22具有90度的移相量。移相器23具有-90度的移相量。
在图8中,从交点24对供电端口14、15供电时,供电端口14、15以同相即共模进行供电。从交点25对供电端口14、15供电时,供电端口14、15以反相即差模进行供电。
在从交点24进行供电时,由于信号经由都具有90度移相量的移相器20、21分别到达供电端口14、15,因此供电端口14、15的电压大致为同电位。因而,在交点25,供电端口14、15处的同相信号经由具有90度移相量的移相器22与具有-90度移相量的移相器23从而进行相加。这样,在交点25处常时大致为零电位,假想交点25接地。
由此,从交点24输入的信号对连接于交点25的供电点没有带来影响,并且在供电端口14、15发生的共模信号一般不出现在交点25。
图9、图10是交点25假想接地的分集式天线装置1的电路框图。如图9所示,由于交点25假设接地,因此供电端口14、15分别经由移相器22、23接地。接地的移相器22、23作为短接线而动作,如图10所示从供电端口14观察可假想移相器22(交点25)的方向为开路,从供电端口15观察可假想移相器23(交点25)的方向为开路。这样,对供电端口14、15以共模提供信号时,信号并不输入至交点25。
从交点25进行供电时,由于信号经由具有90度移相量的移相器22到达供电端口14、信号经由具有-90度移相量的移相器23到达供电端口15,因此供电端口14、15的电压为反相。因而,交点24常时大致为零电位、假想其接地。
由此,从交点25输入的信号对交点24没有带来影响,在供电端口14、15产生的差模信号一般不出现在交点24。
图11与图12是交点24假想接地的分集式天线装置1的电路框图。如图11所示,供电端口14、15分别经由移相器20、21接地。接地的移相器20、21作为短接线而动作,如图12所示从供电端口14观察假想向移相器20(交点24)的方向为开路,从供电端口15观察假想向移相器21(交点24)的方向为开路。这样,对供电端口14、15提供反相即差模的信号时,信号并不输入至交点24。
图13与图14是实施方式1中的其他的分集式天线装置1002的电路框图。在图13中,对于与图7至图12所示分集式天线装置1相同的部分附于相同的参考序号。在分集式天线装置1002中,共模差模分波电路16连接于调谐器17、18与分集合成部19之间。分集式天线装置1002具有与图7至图12所示的分集式天线装置1相同的效果。
图8与图14所示的、具有分集合成部19并且分集合成部19具有由信号处理部7进行控制的可变移相器4、5的、最大比合成方式或者等增益合成方式的分集式天线装置1、1002实质上即使除去共模差模分波电路16也可获得同样的效果。图15是没有共模差模分波电路16的实施方式1中的其他分集式天线装置1003的电路框图。
下面,对分集式天线装置1003的动作进行说明。
首先,对图14所示的分集式天线装置1002的信号进行说明。在图14中,天线单元2输出的接收信号x1(t)与天线单元3输出的接收信号x2(t)由接收信号x1(t)中包含的基带信号s1(t)、接收信号x2(t)中包含的基带信号s2(t)、载波频率fC分别以式6表示。
x1(t)=s1(t)exp(j2πfCt)
x2(t)=s2(t)exp(j2πfCt)    (式6)
由于调谐器17与调谐器18将信号x1(t)与信号x2(t)的载波频率fC转换至基带频率,因此调谐器17、18分别输出去掉了式6中所示的信号x1(t)与信号x2(t)中的exp(j2πfCt)项的信号s1(t)与信号s2(t)。因而,共模差模分波电路16对分集合成部19提供式7所示的信号u1(t)与信号u2(t)。
u 1 ( t ) = exp ( j π 2 ) s 1 ( t ) + exp ( j π 2 ) s 2 ( t )
u 2 ( t ) = exp ( j π 2 ) s 1 ( t ) + exp ( - j π 2 ) s 2 ( t ) (式7)
分集合成部19对信号u1(t)与信号u2(t)进行分集合成。根据可变移相器4与可变放大器8的合计的加权系数A1、可变移相器5与可变放大器9的合计的加权系数B 1,分集合成部19的合成器6输出式8中所示的信号w(t)。
w ( t ) = A 1 × u 1 ( t ) + B 1 × u 2 ( t )
= A 1 { exp ( j π 2 ) s 1 ( t ) + exp ( j π 2 ) s 2 ( t ) } +
B 1 { exp ( j π 2 ) s 1 ( t ) + exp ( - j π 2 ) s 2 ( t ) } (式8)
接下来,对没有共模差模分波电路16的图15所示的分集式天线装置1003的信号进行说明。
在图15中,与图14同样,天线单元2输出的接收信号x1(t)与天线单元3输出的接收信号x2(t)由接收信号x1(t)中包含的基带信号s1(t)、接收信号x2(t)中包含的基带信号s2(t)、载波频率fC分别以式6表示。
x1(t)=s1(t)exp(j2πfCt)
x2(t)=s2(t)exp(j2πfCt)        (式6)
由于调谐器17与调谐器18将信号x1(t)与信号x2(t)的载波频率fC转换至基带频率,因此调谐器17、18分别输出去掉了式6中所示的信号x1(t)与信号x2(t)中的exp(j2πfCt)项的信号s1(t)与信号s2(t)。分集合成部19对基带信号s1(t)与基带信号s2(t)进行分集合成。
根据可变移相器4与可变放大器8的合计的加权系数A2、可变移相器5与可变放大器9的合计的加权系数B2,分集合成部19的合成器6输出式9中所示的信号w(t)。
w(t)=A2×s1(t)+B2×s2(t)        (式9)
也就是说,在分集合成部19中,加权系数A2、B2若由包含图14所示的分集式天线装置1002的加权系数A1、B1的式10表示,则图15所示的分集式天线装置1003与图14所示的分集式天线装置1002进行同样的动作。
A 2 = A 1 exp ( j π 2 ) + B 1 exp ( - j π 2 )
B 2 = A 1 exp ( j π 2 ) + B 1 exp ( j π 2 ) (式10)
在对天线单元2、3以共模进行供电时与对天线单元2、3以差模进行供电时,分集式天线装置1的谐振频率大多数情况下不同。若共模下的供电与差模下的供电中谐振频率不同,则共模下的供电与差模下的供电能够提高分集式天线装置1的放射效率的频率不同。因此,在共模下的供电的谐振频率中使用分集式天线装置1时,不能使差模下的供电的放射效率最大化。
之所以共模下的供电与差模下的供电时的谐振频率不同,是因为共模下的供电与差模下的供电中、在天线单元2、3产生的用于放射的电流的分布不同而造成的。
分集式天线装置1如图2所示具有:地线30、31;电抗元件32,其电连接地线30与地线31。根据该结构,能够在共模下的供电与差模下的供电中使分集式天线装置1的谐振频率实质上相同。
在图2中,天线单元2、3以共模进行供电时,天线单元2、3等效地作为一个天线单元701发挥功能。同样,地线30、31与电抗元件32等效地作为一个天线单元702发挥功能。这样,在天线单元2、3以共模进行供电时,分集式天线装置1中天线单元701、702作为具有2个端子即供电端口14、15的天线而发挥功能。若改变电抗元件32的电抗值,则由于改变天线单元702的电长度,因此改变天线单元2、3以共模进行供电时的分集式天线装置1的谐振频率。
另一方面,在图2中,在天线单元2、3以差模进行供电时,用于放射的电流的大部分仅分布在天线单元2、3,在地线30、31与电抗元件32实质上没有分布用于放射的电流。因此,在天线单元2、3以差模进行供电的情况下,即使改变电抗元件32的电抗值,实质上也没有改变分集式天线装置1的谐振频率。
因而,通过调整电抗元件32的电抗值,能够以不改变差模下的供电的谐振频率的方式,将共模下的供电与差模下的供电之中的、共模下的供电的分集式天线装置1的谐振频率独立于差模下的供电的谐振频率而进行调整。由此,通过适当调整电抗元件32的电抗值,能够使共模下的供电与差模下的供电的分集式天线装置1的谐振频率一致,能够实现放射效率高的分集式天线装置1。
另外,虽然上述中在具有频率fC的1个载波的情况下进行说明,但是即使是正交频分多址(OFDM)方式这种的多载波的情况,分集式天线装置1、1002、1003也同样地进行动作。
此外,所谓天线单元2的输入阻抗是式1、式3~式5中的S11,具体的是从天线单元2的供电点观察天线单元2的方向的阻抗、是从共模差模分波电路16的供电端口14观察天线单元2的方向的阻抗、或者是从分集合成部19的可变移相器4的输入端向天线单元2的方向的阻抗。
同样的,所谓天线单元3的输入阻抗是式1、式3、式4中的S22,具体的是从天线单元3的供电点观察天线单元3的方向的阻抗、或者是从共模差模分波电路16的供电端口15观察天线单元3的方向的阻抗、或者是从分集合成部19的可变移相器5的输入端观察天线单元3的方向的阻抗。
具有图2所示分集式天线装置1(1002、1003)与显示部52的电子设备,其天线单元2、3彼此处于靠近状态,其体积小并且如上述那样接收性能优异。
(实施方式2)
图16是本发明的实施方式2中的分集式天线装置2001的电路框图。在图16中,对于与图2所示的实施方式1中的分集式天线装置1相同的部分附于相同的参考序号。在图16中,天线单元2、3对于规定的面S28具有彼此大致对称的形状,或者对于规定的线L28具有彼此大致线对称的形状。天线单元2、3彼此靠近而产生电磁耦合。天线单元2具有在面S28或者线L28平行地延伸的部分2A、在面S28(线L28)直角的部分2B。同样地,天线单元3具有在面S28或者线L28平行地延伸的部分3A、在面S28(线L28)直角的部分3B。合成器6对从可变放大器8、9输入的信号进行相加并输出至解调部51。解调部51对所输入的信号进行解调,显示部52根据被解调出的信号显示图像。
图17是分集式天线装置2001的电路框图。与图3所示的实施方式1中的分集式天线装置1同样,如图17所示对天线单元2、3由供电部12以彼此同相以及共模进行供电,由供电部11以反相即差模进行供电。
图18是以共模对天线单元2、3进行供电的分集式天线装置2001的电路框图。由于天线单元2、3具有对于面S28或者线L28彼此对称的形状,因此供电端口14与供电端口15以同电位进行供电。也就是说,供电部11的正端子11A与负端子11B常时为同电位,来自供电部12的信号并不流入供电部11,原理上获得供电部11、12之间的隔离度。
图19是以差模对天线单元2、3进行供电的分集式天线装置2001的电路框图。由于天线单元2、3具有对于面S28或者线L28彼此对称的形状,因此供电端口14与供电端口15以反相的电位进行供电。也就是说,在供电部12的正端子12A,为将供电端口14的电位与供电端口15的电位相加的电位,常时大致为零电位。因此,来自供电部11的信号并不流入供电部12,在原理上获得供电部11、12之间的隔离度。
这样,对天线单元2、3以共模进行供电或者以差模进行供电,供电部11、12彼此没有影响。
图20是表示以共模对供电端口14、15进行供电时的天线单元2、3的电流分布的分集式天线装置2001的电路框图。天线单元2的部分2A在面S28或者线S28平行地延伸,部分2B在面S28(线L28)为直角。同样地,天线单元3的部分3A在面S28或者线S28平行地延伸,部分3B在面S28(线L28)为直角。若以同相即共模对供电端口14、15进行供电,则由天线单元2、3的部分2B、3B中流过的电流产生的电磁场彼此相抵,部分2A、3A中流过的电流用于来自天线单元2、3的电磁场的放射。其结果该电磁场的放射图案P1的峰值朝向与面S28(线L28)大致垂直的方向。
图21表示以差模对供电端口14、15进行供电时的天线单元2、3的电流分布的分集式天线装置2001的电路框图。若以彼此反相即差模对供电端口14、15进行供电,则由天线单元2、3的部分2A、3A中流过的电流产生的电磁场彼此相抵,部分2B、3B中流过的电流用于电磁场的放射。其结果该电磁场的放射图案P2的峰值朝向与面S28(线L28)大致平行的方向。
图22是将图20所示的共模下的供电与图21所示的差模下的供电合在一起的分集式天线装置2001的电路框图。放射图案P1、P2的峰值方向彼此垂直,其结果由于分集式天线装置2001具有2个彼此垂直的偏振波因此能够获得良好的分集效果。
图23是实施方式2中的分集式天线装置2001的电路框图。图24是实施方式2中的其他分集式天线装置2002的电路框图。在实施方式2的分集式天线装置2001、2002中,与根据实施方式1的分集式天线装置1、1002同样可以具有共模差模分波电路16与调谐器17、18。
图25是实施方式2中另外的分集式天线装置2003的电路框图。作为分集合成方式采用最大比合成方式或者等增益合成方式时,分集式天线装置2003没有共模差模分波电路16。通过与图15所示的实施方式1中的分集式天线装置1003同样地设定加权系数,能够简单地实现分集式天线装置2003。
另外,通过使天线单元2、3对于规定的面大致对称、或对于规定的线大致对称,即使天线单元2、3具有图16~图25所示的形状以外的形成也具有同样的效果。也就是说,由共模对天线单元2、3进行供电时产生平行于面S28(线L28)的偏振波,由差模进行供电时产生大致垂直于面S28(线L28)的偏振波。因此,实施方式2中的分集式天线装置能够产生彼此垂直的2个偏振波。
多数情况下如图20所示由共模进行供电时的天线单元2、3的谐振频率与如图21所示由差模进行供电时的天线单元2、3的谐振频率不同。在分集式天线装置2003中,通过改变电抗元件32的电抗值从而调整以共模进行供电时的分集式天线装置2003的谐振频率,能够使差模下的供电时与共模下的供电时的分集式天线装置2003的谐振频率一致。
电抗元件32也可以配置于对称面S28(线L28)上。另外,也可以由多个电抗元件构成电抗元件32,使这些电抗元件32对于对称面S28(线L28)以电气上对称的方式进行配置。由此,地线30、31、电抗元件32对于对称面S28(线L28)在电气上能够具有对称的形状。由此,能够容易地使共模下的供电的放射图案P1中的最大增益的方向、与差模下的供电的放射图案P2的最大增益的方向垂直,能够提高分集式天线装置2003的增益。
天线单元2的偏振波与天线单元3的偏振波所呈角度θ不是0度。在角度θ为0度、即天线单元2、3的偏振波彼此平行的情况下,即使以共模或差模进行供电也不能获得彼此垂直的2个偏振波。
图26是比较例的分集式天线装置5001的电路框图。在图26中,对于与图16所示的分集式天线装置2001相同的部分附于相同参考序号。分集式天线装置5001代替图16中所示的分集式天线装置2001的天线单元2、3而具有天线单元402、403。天线单元402、403在面S28或者线L28平行地延伸,在面S28(线L28)没有直角的部分。天线单元402的偏振波与天线单元403的偏振波在面S28(线L28)平行,即使以差模对天线单元402、403进行供电,生成垂直于面S28(线L28)的偏振波也极为困难,不可能生成2个垂直的偏振波。
另外,天线单元2、3不需要具有对于面S28(线L28)在几何学上对称的形状,通过具有在电气特性上对称的形状可获得同样的效果。
(实施方式3)
图27是本发明的实施方式3中的分集式天线装置201的框图。分集式天线装置201具有天线206,天线206至少具有4个端子即第1端子202、第2端子203、第3端子204以及第4端子205。在图27中,天线206的形状并没特定。分集式天线装置201还具有:第1线路207,其具有连接于天线206的端子202的第1端部207A;第2线路208,其具有连接于天线206的端子203的第3端部208A;第3线路209,其具有连接于天线206的端子204的第5端部209A;第4线路210,其具有连接于天线206的端子205的第7端部210A。线路207的端部207A的相对侧的第2端部207B、与线路208的端部208A的相对侧的第4端部208B之间在第1交点处211连接。线路209的端部209A的相对侧的第6端部209B、与线路210的端部210A的相对侧的第8端部210B之间在第2交点处212连接。
在第1线路207的端部207A、207B之间第1匹配电路213与第1移相器217串联连接。在第2线路208的端部208A、208B之间第2匹配电路214与第2移相器218串联连接。在第3线路209的端部209A、209B之间第3匹配电路215与第3移相器219串联连接。在第4线路210的端部210A、210B之间第4匹配电路216与第4移相器220串联连接。移相器217~220改变信号的相位。匹配电路213设置于天线206与移相器217之间,获取天线206与移相器217的阻抗匹配从而降低反射损耗。匹配电路214设置于天线206与移相器218之间,获取天线206与移相器218的阻抗匹配从而降低反射损耗。匹配电路215设置于天线206与移相器219之间,获取天线206与移相器219的阻抗匹配从而降低反射损耗。匹配电路216设置于天线206与移相器220之间,获取天线206与移相器220的阻抗匹配从而降低反射损耗。
在交点211与第1地线30之间连接负载电路221。在交点212与第2地线31之间连接负载电路222。线路207~210至少靠近地线30、31的1个而进行配置。
从交点211输入信号时,出现在线路209的端部209B的信号的相位、与出现在线路210的端部210B的信号的相位之间的相位差大概是180±360度×n(n为0以上的整数)。同样地,从交点212输入信号时,出现在线路207的端部207B的信号的相位、与出现在线路208的端部208B的信号的相位之间的相位差大概也是180±360度×n(n为0以上的整数)。线路207~210的线路长度、匹配电路213~216、移相器217~220的相位改变量设计为适当的值以满足上述条件。
由于出现在线路209的端部209B的信号的相位、与出现在线路210的端部210B的信号的相位之间的相位差大概是180±360度×n(n为0以上的整数),因此从负载电路221发送的信号实质上并没有从交点212传输至负载电路222。
同样地,出现在线路207的端部207B的信号的相位、与出现在线路208的端部208B的信号的相位之间的相位差大概是180±360度×n(n为0以上的整数),因此从负载电路222发送的信号实质上并没有从交点211传输至负载电路221。
这样,在负载电路221、222之间没有信号传输,在负载电路221、222之间能够确保隔离度。由此,没有时间上、频率上的限制,负载电路221、222的各自能够与1个天线206独立地交换信号。
也可以对线路207~210的线路长度、匹配电路213~216、移相器217~220进行设计,以使在从交点211向交点212输入了信号时、出现在线路209的端部209B的信号的振幅的绝对值与出现在线路210的端部210B的信号的振幅的绝对值实质上相同。
同样地,也可以对线路207~210的线路长度、匹配电路213~216、移相器217~220进行设计,以使在从交点212向交点211输入了信号时、出现在线路207的端部207B的信号的振幅的绝对值与出现在线路208的端部208B的信号的振幅的绝对值实质上相同。由此,能够进一步提高负载电路221、222之间的隔离度。
也可以以如下的方式对线路207~210的线路长度、匹配电路213~216、移相器217~220进行设计,即:在端子202、203彼此同相位,并且输入了振幅的绝对值相等的信号时、出现在线路207的端部207B的信号的相位、与出现在线路208的端部208B的信号的相位之间的差实质上是180±360度×n(n为0以上的整数)。
例如,在端子202、203输入了共模信号时,在端子202、203之间共模信号的电流的相位差为零。因此,在端子202、203为相同相位,并且在输入了该振幅的绝对值的电流信号时、出现在线路207的端部207B的信号的相位、与出现在线路208的端部208B的信号的相位之间的差实质上是180±360度×n(n为0以上的整数),由此,在交点211共模信号的电流相抵,实质上并没有从交点211向负载电路221传输共模信号。
在端子202、203输入了差模信号时,在端子202、203之间差模信号的电流的相位差为±180度。因此,在端子202、203输入了相位差为±180度、并且振幅的绝对值相等的信号时,出现在线路207的端部207B的信号相位与出现在线路208的端部208B的信号的相位的差实质上为0度±360度×n(n为0以上的整数),由此,在交点211差模信号的电流相加,信号从交点211传输至负载电路221。
这样,通过以如下的方式对分集式天线装置201进行设计,即在端子202、203输入相同相位、并且振幅的绝对值相等的信号时,出现在线路207的端部207B的信号相位与出现在线路208的端部208B的信号的相位的差大致为180度±360度×n(n为0以上的整数),能够仅选择在端子202、203之间产生的差模信号从而传输至负载电路221,使端子202、203之间产生的共模信号不能传输至负载电路221。
考虑了如下的两个条件时,从端子202至交点212的相位的变化量、与从端子203至交点212的相位的变化量的差为零,这两个条件分别是:在天线206的端子202、203输入相同相位、并且振幅的绝对值相等的信号时,出现在线路207的端部207B的信号相位与出现在线路208的端部208B的信号的相位的差大致为180度±360度×n(n为0以上的整数);从交点211输入信号时,出现在线路209的端部209B的信号的相位、与出现在线路210的端部210B的信号的相位的相位差大致为180度。也就是说,在端子202、203之间产生的共模信号的电流、在交点212以同相相加并从交点212传输至负载电路222。
在端子202、203之间产生的差模信号的电流、在交点212以反相相加从而相抵,实质上并没有从交点212传输至负载电路222。由此,在端子202、203之间产生的差模信号仅传输至负载电路221而没有传输至负载电路222。另外,在端子202、203之间产生的共模信号实质上仅传输至负载电路222而没有传输至负载电路221。这样,在分集式天线装置201中,经由天线206可以分别取出在端子202、203之间产生的共模信号与差模信号。
该情况下,也可以以如下的方式对线路207、208的线路长度、匹配电路213、214、移相器217、218进行设计,即:在端子202、203输入相同相位并且振幅的绝对值相等的信号时,出现在线路207的端部207B的信号振幅的绝对值、与出现在线路208的端部208B的信号振幅的绝对值实质上相同。由此,能够以更高精度使出现在交点211的共模信号相抵消,对于共模分量、能够增大从交点211传输至负载电路221的信号的差模分量的比例。
同样地,也可以以如下的方式对线路209、210的线路长度、匹配电路215、216、移相器219、220进行设计,即:在端子202、203输入相位差为180度并且振幅的绝对值相等的信号时,出现在线路209的端部209B的信号振幅的绝对值、与出现在线路210的端部210B的信号振幅的绝对值实质上相同。由此,能够以更高精度使出现在交点212的差模信号相抵消,对于信号的差模分量、能够增大从交点212传输至负载电路222的共模分量的比例。
另外,也可以以如下的方式对线路207、208的线路长度、匹配电路213、214、移相器217、218进行设计,即:从端子202至交点211的相位的变化量实质上为90度±360度×n(n为0以上的整数),并且从端子203至交点211的相位的变化量实质上为-90度±360度×n(n为0以上的整数)。
例如,在端子202、203之间产生共模信号时,由于从端子202至交点211的相位的变化量大致为90度±360度×n(n为0以上的整数),并且从端子203至交点211的相位的变化量实质上为-90度±360度×n(n为0以上的整数),因此在交点211共模信号相抵消。也就是说,对于共模信号假想交点211接地。根据从假想接地的交点211至端子202、203的相位的变化量分别为90度、-90度,从端子202、203分别观察交点211时的各自的输入阻抗为无限大。由此,在端子202、203之间产生的共模信号实质上并没有传输至交点211、传输至交点212。由此,对于信号的差模分量能够进一步增大传输至负载电路222的共模分量的比例。另外,对于信号的共模分量、能够增大传输至负载电路221的差模分量的比例。
再有,在该条件中,也可以以如下方式对线路207、208的线路长度、匹配电路213、214、移相器217、218进行设计,即:在端子202、203输入相同相位并且振幅的绝对值相等的信号时,出现在线路207的端部207B的信号的振幅的绝对值、与出现在线路208的端部208B的信号的振幅的绝对值实质上相同。由此,能够以更高精度使出现在交点211的共模信号的电流相抵消,对于信号的共模分量、能够增大从交点211传输至负载电路221的差模分量的比例。由此,能够高精度地分离产生于天线206的相关系数低的共模信号与差模信号,能够实现可以获取相关系数低的2个信号的小型分集式天线装置201。
此外,也可以以如下的方式对线路209、210的线路长度、匹配电路215、216、移相器219、220进行设计,即:从端子202至交点212的相位的变化量大致为+90度±180度×n(n为0以上的整数),并且从端子203至交点212的相位的变化量大致为+90度±180度×n(n为0以上的整数)。例如,在端子202、203之间产生差分信号时,由于从端子202至交点212的相位的变化量、与从端子203至交点212的相位的变化量相同,因此在交点212差模信号相抵消。也就是说,对于差模信号假想交点212接地。由于从假想接地的交点212至端子202的相位的变化量、与从交点212至端子203的相位的变化量都为90度,于是从端子202、203观察交点212时的输入阻抗为无限大。
这样,在端子202、203之间产生的差模信号实质上并没有传输至交点212、传输至交点211。由此,对于信号的共模分量、能够增大传输至负载电路221的差模分量的比例,并且对于信号的差模分量、能够增大传输至负载电路222的共模分量的比例。
再有,在该条件中,也可以以如下方式对线路209、210的线路长度、匹配电路215、216、移相器219、220进行设计,即:在端子202、203输入相位差为180度并且振幅的绝对值相等的信号时,出现在线路209的端部209B的信号的振幅的绝对值、与出现在线路210的端部210B的信号的振幅的绝对值大致相同。
由此,能够以更高精度使出现在交点212的差模信号的电流相抵消,对于信号的差模分量、能够增大从交点212传输至负载电路222的共模分量的比例。由此,能够高精度地分离产生于天线206的相关系数低的共模信号与差模信号,能够实现可以获取相关系数低的2个信号的小型分集式天线装置201。
另外,也可以以如下方式对线路209、210的线路长度、匹配电路215、216、移相器219、220进行设计,即:从端子204至交点211的相位的变化量大致为+90度±180度×n(n为0以上的整数),并且从端子205至交点212的相位的变化量大致为+90度±180度×n(n为0以上的整数)。由此,在端子204、205之间产生差分信号时,由于从端子204至交点211的相位的变化量、与从端子205至交点212的相位的变化量相同,因此在交点212差模信号相抵消。也就是说,对于差模信号假想交点212接地。由于从假想接地的交点212至端子204、205的相位的变化量都为90度,于是从端子204、205分别观察交点212时的输入阻抗为无限大。
这样,在端子204、205之间产生的差模信号实质上并没有传输至交点212、传输至交点211。由此,对于信号的共模分量、能够增大传输至负载电路221的差模分量的比例,并且对于信号的差模分量、能够增大传输至负载电路222的共模分量的比例。
再有,在该条件下,也可以以如下方式对线路209、210的线路长度、匹配电路215、216、移相器219、220进行设计,即:在端子204、205输入相位差为180度并且振幅的绝对值相等的信号时,出现在线路209的端部209B的信号的振幅的绝对值、与出现在线路210的端部210B的信号的振幅的绝对值大致相同。
由此,能够以更高精度使出现在交点212的差模信号的电流相抵消,对于信号的差模分量、能够增大从交点212传输至负载电路222的共模分量的比例。
因此,能够高精度地分离产生于天线206的相关系数低的共模信号与差模信号,能够实现可以获取相关系数低的2个信号的小型分集式天线装置201。
另外,在图27中,只要能够满足上述的条件,分集式天线装置201可以不具有匹配电路213~216、移相器217~220之中的至少1个。由此能够降低线路207~210中的传输损耗并且能够减少部件数目,能够使分集式天线装置201小型化、轻量化。
此外,也可以在交点211与负载221之间连接匹配电路。再有,如果需要可以在交点212与负载电路222之间连接匹配电路。由此,能够使分集式天线装置201与负载电路221之间、以及分集式天线装置201与负载电路222之间良好地匹配,能够降低这些之间的反射损耗,其结果可以提高电子设备的通信质量。
另外,匹配电路213~216与移相器217~220基本上由电抗元件的电路进行设计。为了满足如下的条件,即从交点211输入信号时、出现在线路209的端部209B的信号的振幅的绝对值与出现在线路210的端部210B的信号的振幅的绝对值实质上相同,匹配电路213~216与移相器217~220可以包括电阻元件或放大电路。例如,线路207具有发送路径与接收路径的2个路径,各路径可以具有发送用放大电路、接收用放大电路。由此,能够实现负载电路221、222之间的高隔离度特性,并且能够提高电子设备的收发特性。
这样,在实施方式3中的分集式天线装置201中,从天线206的第1端子202与第3端子204之中的一个端子到第2交点221的相位的变化量大致为+90度±180度×n(n为0以上的整数)。另外,从第2端子203与第4端子205之中的一个端子到第2交点221的相位的变化量大致为+90度±180度×n(n为0以上的整数)。
再有,在分集式天线装置201中,在第1端子201与第2端子203输入相位差为180度并且相同振幅的信号时、或者在第3端子204与第4端子205输入相位差为180度并且相同振幅的信号时,出现在第3线路209的第6端部209B的信号的振幅的绝对值、与出现在第4线路210的第8端部210B的信号的振幅的绝对值实质上相同。
再有,在分集式天线装置201中,在从第1交点211输入信号时,出现在第3线路209的第4端部209B的信号的振幅的绝对值、与出现在第4线路210的第8端部210B的信号的振幅的绝对值实质上相同。
再有,在分集式天线装置201中,从第1端子202至第2交点221的相位的变化量大致为+90度±180度×n(n为0以上的整数),从第2端子203至第2交点221的相位的变化量大致为+90度±180度×n(n为0以上的整数)。
再有,在分集式天线装置201中,从第1端子202至第1交点211的相位的变化量大致为+90度±360度×n(n为0以上的整数),从第2端子203至第1交点211的相位的变化量大致为-90度±360度×n(n为0以上的整数)。
在分集式天线装置201中,多数情况下由共模进行供电时的谐振频率、与由差模进行供电时的谐振频率不同。在分集式天线装置201中,通过改变电抗元件32的电抗值从而调整以共模进行供电时的分集式天线装置201的谐振频率,能够使差模下的供电时与共模下的供电时的分集式天线装置201的谐振频率一致。
地线30、31的形状可以任意决定。关于配置电抗元件32的位置也可以任意决定。
(实施方式4)
图28是本发明的实施方式4中的分集式天线装置1201的框图。在图28中对于与图27所示的实施方式3中的分集式天线装置201相同的部分附于相同的参考序号。
实施方式4中的分集式天线装置1201具有天线206,该天线206至少具有3个端子即第1端子202、第2端子203、第3端子204。在图28中,天线206的形状并没特定。分集式天线装置1201还具有:第1线路207,其具有连接于天线206的端子202的第1端部207A;第2线路208,其具有连接于天线206的端子203的第3端部208A;第3线路209,其具有连接于天线206的端子204的第5端部209A。线路207的端部207A的相对侧的第2端部207B、与线路208的端部208A的相对侧的第2端部208B之间由第1交点211连接。以如下的方式对线路207~209的线路长度、匹配电路213~215、移相器217~219进行设计,即:从线路209的端部209B输入信号时,出现在线路207的端部207B的信号的相位、与出现在线路208的端部208B的信号的相位的相位差大致为180度±360度×n(n为0以上的整数)。线路207~209靠近于第1地线30与第2地线31的至少1方而配置。
从负载电路221发送的信号由于在线路209的端部209B与端子204被抵消,因此实质上并没有传输至负载电路222。根据负载电路222所发送的信号,由于出现在线路207的端部207B的信号的相位、与出现在线路208的端部208B的信号的相位的相位差大致为180度±360度×n(n为0以上的整数),因此从负载电路222发送的信号实质上并没从交点211传输至负载电路221。
这样,在负载电路221、222之间没有信号传输,能够确保负载电路221、222之间的隔离度。由此,没有时间上、频率上的限制,负载电路221、222的各自能够与天线206独立地交换信号。另外,实施方式4的天线装置1201与实施方式3的天线装置201相比,由于能够减少连接端子204与负载电路222的线路数目、匹配电路数目、移相器数目,因此能够谋求小型化、轻量化。
再有,可以以如下方式设计线路207、208的线路长度、匹配电路213、214、移相器217、218,即:在从线路209的端部209B输入信号时,出现在线路207的端部207B的信号的振幅的绝对值、与出现在线路208的端部208B的信号的振幅的绝对值实质上相同。由此,能够进一步提高负载电路221、222之间的隔离度。
也可以以如下方式设计线路207、208的线路长度、匹配电路213、214、移相器217、218,即:在端子202、203输入相同相位并且相同振幅的绝对值的信号时,出现在线路207的端部207B的信号的相位、与出现在线路208的端部208B的信号的相位的相位差大致为180度±360度×n(n为0以上的整数)。
例如,在端子202、203之间输入共模信号时,端子202、203之间的这些电流的相位差为零。在端子202、203输入相同相位并且相同振幅的绝对值的信号时,由于出现在线路207的端部207B的信号的相位、与出现在线路208的端部208B的信号的相位的相位差大致为180度±360度×n(n为0以上的整数),因此在交点211共模信号的电流相抵消,共模信号实质上并没有从交点211传输至负载电路221。
例如,在端子202、203之间输入差模信号时,端子202、203之间的这些电流的相位差为±180度。在端子202、203输入相位差为±180度并且振幅的绝对值相等的信号时,由于出现在线路207的端部207B的信号的相位、与出现在线路208的端部208B的信号的相位的相位差大致为0度±360度×n(n为0以上的整数),这样在交点211差模信号的电流相加,差模信号从交点211传输至负载电路221。
这样,通过以如下的方式进行设计,即:在端子202、203输入相同相位并且振幅的绝对值相等的信号时,由于出现在线路207的端部207B的信号的相位、与出现在线路208的端部208B的信号的相位的相位差大致为180度±360度×n(n为0以上的整数),能够仅选择在端子202、203之间产生的差分信号并传输至负载电路221,使在端子202、203产生的共模信号并没有传输至负载电路221。
再有,考虑了如下的两个条件时,从端子202至端子204的相位的变化量、与从端子203至端子204的相位的变化量的差为零,这两个条件分别是:在端子202、203输入相同相位、并且振幅的绝对值相等的信号时,出现在线路207的端部207B的信号的相位、与出现在线路208的端部208B的信号的相位的差大致为180度±360度×n(n为0以上的整数);从线路209的端部209B输入信号时,出现在线路207的端部207B的信号的相位、与出现在线路208的端部208B的信号的相位之间的相位差大致为180度。
也就是说,在端子202、203之间产生的共模信号的电流、在端子204以同相相加并传输至负载电路222。但是,在端子202、203之间产生的差模信号的电流、在端子204以反相相加实质上并没有传输至负载电路222。
这样,在端子202、203之间产生的差模信号实质上仅传输至负载电路221而并没有传输至负载电路222。另外,在端子202、203之间产生的共模信号实质上仅传输至负载电路222而并没有传输至负载电路221。
也就是说,实施方式4中的天线装置1201可以分别取出在端子202、203之间产生的共模信号与差模信号。另外,该情况下,也可以以如下的方式设计线路207、208的线路长度、匹配电路213、214、移相器217、218,即:在端子202、203输入相同相位并且振幅的绝对值相等的信号时,出现在线路207的端部207B的信号的振幅的绝对值、与出现在线路208的端部208B的信号的振幅的绝对值实质上相同。
由此,能够以更高精度使出现在交点211的共模信号的电流相抵消,对于该共模分量、能够提高从交点211传输至负载电路221的信号的差模分量的比例。由此,能够高精度地分离在天线206产生的相关系数低的共模信号与差模信号,能够实现可以获取相关系数低的2个信号的分集式天线装置1201。
此外,可以以如下方式设计线路207、208的线路长度、匹配电路213、214、移相器217、218,即:从端子202至交点211的相位的变化量大致为90度±360度×n(n为0以上的整数),并且从端子203至交点211的相位的变化量大致为-90度±360度×n(n为0以上的整数)。例如,在端子202、203之间产生共模信号时,由于从端子202至交点211的相位的变化量大致为90度±360度×n(n为0以上的整数),并且从端子203至交点211的相位的变化量大致为-90度±360度×n(n为0以上的整数),因此在交点211共模信号相抵消。
也就是说,对于共模信号假想交点211接地。由于从假想接地的交点211至端子202与端子203的相位的变化量分别为90度、-90度,这样分别从端子202以及端子203观察交点211时的输入阻抗无限大。由此,在端子202、203之间产生的共模信号实质上并没有传输至交点211、传输至交点212。
由此,对于信号的共模分量、能够提高传输至负载电路222的差模分量的比例,并且对于信号的差模分量、能够提高传输至负载电路221的共模分量的比例。
再有,在该条件下,可以以如下的方式设计线路207、208的线路长度、匹配电路213、214、移相器217、218,即:在端子202、203输入相同相位并且振幅的绝对值相等的信号时,出现在线路207的端部207B的信号的振幅的绝对值、与出现在线路208的端部208B的信号的振幅的绝对值实质上相同。
由此,能够以更高精度使出现在交点211的共模信号的电流相抵消,对于信号的共模分量、能够提高从交点211传输至负载电路221的差模分量的比例。
因此,能够高精度地分离在天线206产生的相关系数低的共模信号与差模信号的信号,能够实现可以获取相关系数低的2个信号的分集式天线装置1201。
另外,只要能够满足上述的条件,分集式天线装置201可以不具有匹配电路213~216、移相器217~220之中的至少1个。由此能够降低线路207、208中的传输损耗并且能够减少所需的部件数目,能够谋求分集式天线装置1201的小型化、轻量化。
再有,如果需要可以在交点211与负载221之间连接匹配电路。另外,如果需要可以在端子204与负载电路222之间连接匹配电路。由此,能够使分集式天线装置1201与负载电路221之间、以及分集式天线装置1201与负载电路222之间良好的匹配,能够降低这些之间的反射损耗,其结果可以提高电子设备的通信质量。
另外,匹配电路213、214与移相器217、218基本上由电抗元件构成。为了满足如下的条件,即从线路209的端部209B输入信号时、出现在线路207的端部207B的信号的振幅的绝对值与出现在线路208的端部208B的信号的振幅的绝对值实质上相同,匹配电路213、214与移相器217、218可以包括电阻元件或放大电路。例如,线路207具有发送路径与接收路径,各路径可以具有发送用放大电路、接收用放大电路。由此,能够实现负载电路221、222之间的高隔离度特性,并且能够提高电子设备的收发特性。
在实施方式4的分集式天线装置1201中,从第3线路209的第6端部209B输入信号时,出现在第1线路207的第2端部207B的信号的振幅的绝对值、与出现在第2线路208的第4端部208B的信号的振幅的绝对值实质上相同。此时,在第1端子202与第2端子203输入相同相位并且相同振幅的信号时、出现在第1线路207的第2端部207B的信号的振幅的绝对值、与出现在第2线路208的第4端部208B的信号的振幅的绝对值实质上相同。
再有,在分集式天线装置1201中,从第1端子202至第1交点211的相位的变化量大致为90度±360度×n(n为0以上的整数),并且从第2端子203至第1交点211的相位的变化量大致为-90度±360度×n(n为0以上的整数)。此时,在第1端子202与第2端子203输入相同相位并且相同振幅的信号时、出现在第1线路207的第2端部207B的信号的振幅的绝对值、与出现在第2线路208的第4端部208B的信号的振幅的绝对值实质上相同。
在实施方式4的分集式天线装置1201中,多数情况下由共模进行供电时的谐振频率与由差模进行供电时的谐振频率不同。在分集式天线装置1201中,通过改变电抗元件32的电抗值从而调整以共模进行供电时的分集式天线装置1201的谐振频率,能够使差模下的供电时与共模下的供电时的分集式天线装置1201的谐振频率一致。
再有,地线30、31的形状可以任意决定。配置电抗元件32的位置也可以任意决定。
(实施方式5)
图29是本发明的实施方式5中的分集式天线装置2201的框图。在图29中对于与图28所示的实施方式3中的分集式天线装置201相同的部分附于相同的参考序号。
实施方式5的分集式天线装置2201具有天线206,该天线206至少具有2个端子即第1端子202与第2端子203。在图29中,天线206的形状并没特定。分集式天线装置2201还具有:第1线路207,其具有连接于端子202的第1端部207A;第3线路209,其具有连接于端子202的第5端部209A;第2线路208,其具有连接于端子203的第3端部208A;第4线路210,其具有连接于端子203的第7端部210A。线路207的端部207A的相对侧的第2端部207B、与线路208的端部208A的相对侧的第4端部208B之间由第1交点211连接。线路209的端部209A的相对侧的第6端部209B、与线路210的端部210A的相对侧的第8端部210B之间由第2交点212连接。线路207~210靠近第1地线30与第2地线31的至少一个而配置。
在线路207的端部207A、207B之间第1匹配电路213与第1移相器217串联连接。在线路208的端部208A、208B之间第2匹配电路214与第4移相器218串联连接。在线路209的端部209A、209B之间第3匹配电路215与第3移相器219串联连接。在线路210的端部210A、210B之间第4匹配电路216与第4移相器220串联连接。移相器217~220改变信号的相位。匹配电路213设置于天线206与移相器217之间,获取天线206与移相器217的阻抗匹配从而降低反射损耗。匹配电路214设置于天线206与移相器218之间,获取天线206与移相器218的阻抗匹配从而降低反射损耗。匹配电路215设置于天线206与移相器219之间,获取天线206与移相器219的阻抗匹配从而降低反射损耗。匹配电路216设置于天线206与移相器220之间,获取天线206与移相器220的阻抗匹配从而降低反射损耗。以如下方式设计线路207~210的线路长度、匹配电路213~216、移相器217~220,即:从交点211输入信号时,出现在线路209的端部209B的信号相位、与出现在线路210的端部210B的信号相位的相位差大致为180度±360度×n(n为0以上的整数)。
例如,根据从负载电路221发送的信号,由于出现在线路209的端部209B的信号相位、与出现在线路210的端部210B的信号相位的相位差大致为180度±360度×n(n为0以上的整数),因此从负载电路221发送的信号实质上并没有从交点212传输至负载电路222。
根据从负载电路222发送的信号,由于出现在线路207的端部207B的信号相位、与出现在线路208的端部208B的信号相位的相位差大致为180度±360度×n(n为0以上的整数),因此从负载电路222发送的信号实质上并没有从交点211传输至负载电路221。
这样,在负载电路221、222之间没有信号传输,在负载电路221、222之间能够确保隔离度。由此,没有时间上、频率上的限制,负载电路221、222的各自能够独立地与天线206交换信号。
实施方式5中的分集式天线装置2201与实施方式3的分集式天线装置201相比,可以仅由2个连接端子与天线206连接,可以谋求结构的简单化。
可以以如下方式设计线路207~210的线路长度、匹配电路213~216、移相器217~220,即:从交点211输入信号时,出现在线路209的端部209B的信号的振幅的绝对值、与出现在线路210的端部210B的信号的振幅的绝对值实质上相同。
同样地,可以以如下方式设计线路207~210的线路长度、匹配电路213~216、移相器217~220,即:从交点212输入信号时,出现在线路207的端部207B的信号的振幅的绝对值、与出现在线路208的端部208B的信号的振幅的绝对值实质上相同。由此,能够进一步提高负载电路221、222之间的隔离度。
也可以以如下方式设计线路207、208的线路长度、匹配电路213、214、移相器217、218,即:在端子202、203输入相同相位并且振幅的绝对值相等的信号时,出现在线路207的端部207B的信号的相位、与出现在线路208的端部208B的信号的相位的相位差大致为180度±360度×n(n为0以上的整数)。
例如,在端子202、203之间输入共模信号时,在端子202、203之间这些信号的电流的相位差为零。因此,在端子202、203输入相同相位并且振幅的绝对值相等的信号时,出现在线路207的端部207B的信号的相位、与出现在线路208的端部208B的信号的相位的相位差大致为180度±360度×n(n为0以上的整数),这样在交点211共模信号的电流相抵消,共模信号实质上并没有从交点211传输至负载电路221。
例如,在端子202、203之间输入差模信号时,在端子202、203之间这些信号的电流的相位差为±180度。因此,在端子202、203输入相位差为±180度并且振幅的绝对值相等的信号时,出现在线路207的端部207B的信号的相位、与出现在线路208的端部208B的信号的相位的相位差大致为0度±360度×n(n为0以上的整数),这样在交点211差模信号的电流相加,差模信号从交点211传输至负载电路221。
这样,在端子202、203输入相同相位并且振幅的绝对值相等的信号时,出现在线路207的端部207B的信号的相位、与出现在线路208的端部208B的信号的相位的差大致为180度±360度×n(n为0以上的整数),这样仅将在端子202、203之间产生的差模信号传输至负载电路221,能够使在端子202、203之间产生的共模信号并不传输至负载电路221。
在考虑了如下的两个条件时,从端子202至交点212的相位的变化量、与从端子203至交点212的相位的变化量的差为零,这两个条件分别是:在端子202、203输入相同相位、并且振幅的绝对值相等的信号时,出现在线路207的端部207B的信号的相位、与出现在线路208的端部208B的信号的相位的差大致为180度±360度×n(n为0以上的整数);从交点211输入信号时,出现在线路209的端部209B的信号的相位、与出现在线路210的端部210B的信号的相位之间的相位差大致为180度。
也就是说,在端子202、203之间产生的共模信号的电流、在交点212以同相相加并从交点212传输至负载电路222。但是,在端子202、203之间产生的差模信号的电流、在交点212以反相相加从而相抵消,实质上并没有从交点212传输至负载电路222。
这样,在端子202、203之间产生的差模信号仅传输至负载电路221,实质上并没有传输至负载电路222。另外,在端子202、203之间产生的共模信号仅传输至负载电路222,实质上并没有传输至负载电路221。也就是说,实施方式5中的分集式天线装置2201可以分别取得在端子202、203之间产生的差模信号与共模信号。
此外,在该情况下,也可以以如下方式设计线路207、208的线路长度、匹配电路213、214、移相器217、218,即:在端子202、203输入相同相位并且振幅的绝对值相等的信号时,出现在线路207的端部207B的信号的振幅的绝对值、与出现在线路208的端部208B的信号的振幅的绝对值实质上相同。由此,能够以更高精度使出现在交点211的共模信号的电流相抵消,对于信号的共模分量、能够提高从交点211传输至负载电路211的差模分量的比例。
另外,也可以以如下方式设计线路209、210的线路长度、匹配电路215、216、移相器219、220,即:在端子202、203输入相位差为180度并且振幅的绝对值相等的信号时,出现在线路209的端部209B的信号的振幅的绝对值、与出现在线路210的端部210B的信号的振幅的绝对值实质上相同。由此,能够以更高精度使出现在交点212的差模信号的电流相抵消,对于信号的差模分量、能够提高从交点212传输至负载电路222的共模分量的比例。
由此,能够高精度地分离产生于天线206的相关系数低的共模信号与差模信号,能够实现可以获取相关系数低的2个信号的小型分集式天线装置2201。
另外,也可以以如下方式设计线路207、208的线路长度、匹配电路213、214、移相器217、218,即:从端子202至交点211的相位的变化量大致为90度±360度×n(n为0以上的整数),并且从端子203至交点211的相位的变化量实质上为-90度±360度×n(n为0以上的整数)。
例如,在端子202、203之间产生共模信号时,由于从端子202至交点211的相位的变化量大致为90度±360度×n(n为0以上的整数),并且从端子203至交点211的相位的变化量实质上为-90度±360度×n(n为0以上的整数),因此在交点211共模信号相抵消。
也就是说,对于共模信号假想交点211接地。由于从假想接地的交点211至端子202与端子203的相位的变化量分别为90度、-90度,因此从端子202与端子203分别观察交点211时的各自的输入阻抗为无限大。由此,在端子202、203之间产生的共模信号实质上并没有传输至交点211、传输至交点212。
由此,对于信号的差模分量、能够进一步增大传输至负载电路222的共模分量的比例,并且对于信号的共模分量、能够增大传输至负载电路221的差模分量的比例。
在该条件下,可以以如下的方式设计线路207、208的线路长度、匹配电路213、214、移相器217、218,即:在端子202、203输入相同相位并且振幅的绝对值相等的信号时,出现在线路207的端部207B的信号的振幅的绝对值、与出现在线路208的端部208B的信号的振幅的绝对值实质上相同。
由此,能够以更高精度使出现在交点211的共模信号的电流相抵消,对于信号的共模分量、能够提高从交点211传输至负载电路221的差模分量的比例。因此,能够高精度地分离在天线206产生的相关系数低的共模信号与差模信号的信号,能够实现可以获取相关系数低的2个信号的分集式天线装置2201。
另外,可以以如下的方式对线路209、210的线路长度、匹配电路215、216、移相器219、220进行设计,即:从端子202至交点211的相位的变化量大致为+90度±180度×n(n为0以上的整数),并且从端子203至交点212的相位的变化量大致为+90度±180度×n(n为0以上的整数)。
由此,例如在端子202、203之间产生差分信号时,由于从端子202至交点212的相位的变化量、与从端子203至交点212的相位的变化量相同,因此在交点212差模信号相抵消。
也就是说,对于差模信号假想交点212接地。由于从假想接地的交点212至端子202与端子203的相位的变化量都为90度,于是从端子202与端子203分别观察交点212侧时的输入阻抗为无限大。
这样,在端子202、203之间产生的差模信号实质上并没有传输至交点212、传输至交点211。由此,对于信号的共模分量、能够增大传输至负载电路221的差模分量的比例,并且对于信号的差模分量、能够增大传输至负载电路222的共模分量的比例。
再有,在该条件下,也可以以如下方式对线路209、210的线路长度、匹配电路215、216、移相器219、220进行设计,即:在端子202、203输入相位差为180度并且振幅的绝对值相等的信号时,出现在线路209的端部209B的信号的振幅的绝对值、与出现在线路210的端部210B的信号的振幅的绝对值大致相同。
由此,能够以更高精度使出现在交点212的差模信号的电流相抵消,对于信号的差模分量、能够增大从交点212传输至负载电路222的共模分量的比例。由此,能够高精度地分离产生于天线206的相关系数低的共模信号与差模信号,能够实现可以获取相关系数低的2个信号的小型分集式天线装置2201。
另外,在图29中,只要能够满足上述的条件,分集式天线装置2201可以不具有匹配电路213~216、移相器217~220之中的至少1个。由此能够降低线路207~210中的传输损耗并且能够减少所需的部件数目,能够使分集式天线装置2201小型化、轻量化。
此外,如果需要可以在交点211与负载221之间连接匹配电路。再有,如果需要也可以在交点212与负载电路222之间连接匹配电路。由此,能够使分集式天线装置2201与负载电路221之间、以及分集式天线装置2201与负载电路222之间良好地匹配,能够降低这些之间的反射损耗,其结果可以提高电子设备的通信质量。
另外,匹配电路213~216与移相器217~220基本上由电抗元件构成。为了满足如下的条件,即从交点212输入信号时、出现在线路208的端部209B的信号的振幅的绝对值与出现在线路210的端部210B的信号的振幅的绝对值实质上相同,匹配电路213~216与移相器217~220可以包括电阻元件或放大电路。例如,线路207具有发送路径与接收路径,各路径可以具有发送用放大电路、接收用放大电路。由此,能够实现负载电路221、222之间的高隔离度特性,并且能够提高电子设备的收发特性。
在实施方式5中的分集式天线装置2201中,从第1交点211输入信号时,出现在第3线路209的第6端部209B的信号的振幅的绝对值与出现在第4线路210的第8端部210B的信号的振幅的绝对值实质上相同。
另外,在分集式天线装置2201中,从第1端子202至第2交点221的相位的变化量大致为+90度±180度×n(n为0以上的整数)。另外,从第2端子203至第2交点221的相位的变化量大致为+90度±180度×n(n为0以上的整数)。
另外,在分集式天线装置2201中,对第1端子202与第2端子203输入相位差为180度并且相同振幅的信号时,出现在第3线路209的第6端部209B的信号的振幅的绝对值与出现在第4线路210的第8端部201B的信号的振幅的绝对值实质上相同。
另外,在分集式天线装置2201中,从第1端子202至第1交点211的相位的变化量大致为90度±360度×n(n为0以上的整数),并且从第2端子203至第1交点211的相位的变化量大致为-90度±360度×n(n为0以上的整数)。此时,在第1端子202与第2端子203输入相同相位并且相同振幅的信号时,出现在第1线路207的第2端部207B的信号的振幅的绝对值与出现在第2线路208的第4端部208B的信号的振幅的绝对值实质上相同。
在实施方式5的分集式天线装置2201中,多数情况下由共模进行供电时的谐振频率与由差模进行供电时的谐振频率不同。在分集式天线装置2201中,通过改变电抗元件32的电抗值从而调整以共模进行供电时的分集式天线装置2201的谐振频率,能够使差模下的供电时与共模下的供电时的分集式天线装置2201的谐振频率一致。
再有,图29所示的地线30、31的形状可以任意决定。配置电抗元件32的位置也可以任意决定。
与实施方式1中的分集式天线装置1同样,电子设备具有实施方式3至5中的分集式天线装置201、1202、2201之中的1个、对该分集式天线装置输出的信号进行解调的解调器、根据该解调出的信号显示图像的显示部,与实施方式1中的电子设备具有相同效果。
(实施方式6)
图30是本发明的实施方式6中的分集式天线装置301的框图。在图30中对于与图2所示的实施方式1中的分集式天线装置1相同的部分附于相同的参考序号。
分集式天线装置301代替图2所示的实施方式1中的分集式天线装置1的天线单元2、3而具有天线单元302、303。天线单元302具有连接于可变移相器4的端部302A、端部302A的相对侧的端部302B。天线单元303具有连接于可变移相器5的端部303A、端部303A的相对侧的端部303B。可变移相器4、5、可变放大器8、9、合成器6、信号处理部7靠近于地线30而配置。地线31与天线单元302的端部302B以及天线单元303的端部303B电连接。天线单元302、303分别作为具有所接收的频率的1波长的电长度的环形天线而发挥功能。与图2所示的实施方式1中的分集式天线装置1的地线31相比,图30所示的实施方式6中的分集式天线装置301的地线31的尺寸非常小。地线30由电抗元件32与地线31电连接。
在分布式天线装置301中,由于天线单元302、303以共模进行供电时、用于放射的电流分布在天线单元302、303的双方,因此能够使地线31小型化。
另外,在分集式天线装置301中,通过调整电抗元件32的电抗值,在不改变天线单元302、303由差模进行供电时的谐振频率的情况下,能够仅改变天线单元302、303由差模进行供电时的谐振频率。因此,通过调整电抗元件32的电抗值,能够使天线单元302、303由共模进行供电时的谐振频率、与由差模进行供电时的谐振频率一致。
此外,天线单元302、303可以具有对于面S28(线L28)彼此对称的形状,地线30、31与电抗元件32分别可以具有对于面S28(线L28)电气对称的形状。由此,能够容易地使由共模对天线单元302、303进行供电时的分集式天线装置301的放射图案的最大增益的方向、与由差模进行供电时的分集式天线装置301的最大增益的方向垂直。
再有,天线单元302、303可以作为具有图29所示的分集式天线装置2201的2个端子202、203的天线206而连接于线路207~210。该情况下,天线206具有连接于端子202并具有1波长的电长度的环形天线、连接于端子203并具有1波长的电长度的环形天线。
图31是实施方式6中的其他分集式天线装置1301的框图。在图31中对于与图30所示的分集式天线装置301相同的部分附于相同的参考序号。分集式天线装置1301代替图30所示的分集式天线装置301的地线31与电抗元件32而具有地线131、231与电抗元件132、232。
地线131、231分别经由电抗元件132、232连接于地线31。天线单元302的端部302B连接于地线131。天线单元303的端部303B连接于地线231。天线单元302、地线131以及电抗元件132关于面S28(线L28)对于天线单元303、地线231以及电抗元件232具有对称的形状。地线31对于面S28(线L28)具有对称的形状。分集式天线装置1301获得与图30所示的分集式天线装置301同样的效果。
如上所述,实施方式2~5中的分集式天线装置使用彼此耦合的2个天线单元,从而能够在共模与差模下获得彼此垂直的高增益的2个偏振波,适用于小型的通信设备等的电子设备。
另外,实施方式1~5中的“连接”不仅指的是直流上的连接,还包含频率上的连接。

Claims (24)

1.一种分集式天线装置,其特征在于,
具有:第1天线单元;
第2天线单元;
第1地线;
第2地线;
电抗元件,其连接所述第1地线与所述第2地线;
第1可变移相器,其连接于所述第1天线单元,并且靠近于所述第1地线与所述第2地线之中的至少1方而进行配置;
第2可变移相器,其连接于所述第2天线单元,并且靠近于所述第1地线与所述第2地线之中的至少1方而进行配置;
合成器,其对所述第1可变移相器输出的信号与所述第2可变移相器输出的信号进行合成,并且靠近于所述第1地线与所述第2地线之中的至少1方而进行配置;以及
信号处理部,其连接于所述合成器,并且靠近于所述第1地线与所述第2地线之中的至少1方而进行配置,
所述信号处理部导出表示输入至所述信号处理部的信号的质量的信号质量值,根据所述信号质量值,控制所述第1可变移相器的移相量与所述第2可变移相器的移相量。
2.根据权利要求1所述的分集式天线装置,其特征在于,
所述第1天线单元作为具有1个波长的电长度的第1环形天线而发挥功能,
所述第2天线单元作为具有1个波长的电长度的第2环形天线而发挥功能。
3.根据权利要求1所述的分集式天线装置,其特征在于,
所述第1天线单元的输入阻抗与所述第2天线单元的输入阻抗大致相同。
4.根据权利要求1所述的分集式天线装置,其特征在于,
所述第1天线单元与所述第2天线单元具有对于规定的线或者规定的面彼此对称的形状。
5.一种电子设备,其特征在于,具有:
权利要求1至4的其中一个所述的分集式天线装置;
解调部,其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;以及
显示部,其根据所述解调出的信号显示图像。
6.一种分集式天线装置,其特征在于,
具有:天线,具有第1端子、第2端子、第3端子以及第4端子;
第1地线;
第2地线;
电抗元件,其连接所述第1地线与所述第2地线;
第1线路,其具有连接于所述天线的所述第1端子的第1端部、所述第1端部的相对侧的第2端部,靠近于所述第1地线与所述第2地线之中的至少1方而进行配置;
第2线路,其具有连接于所述天线的所述第2端子的第3端部、所述第3端部的相对侧的第4端部,靠近于所述第1地线与所述第2地线之中的至少1方而进行配置;
第3线路,其具有连接于所述天线的所述第3端子的第5端部、所述第5端部的相对侧的第6端部,靠近于所述第1地线与所述第2地线之中的至少1方而进行配置;以及
第4线路,其具有连接于所述天线的所述第4端子的第7端部、所述第7端部的相对侧的第8端部,靠近于所述第1地线与所述第2地线之中的至少1方而进行配置,
所述第1线路的所述第2端部与所述第2线路的所述第4端部在第1交点处连接,
所述第3线路的所述第6端部与所述第4线路的所述第8端部在第2交点处连接,
从所述第1交点输入信号时,出现在所述第3线路的所述第6端部的信号的相位、与出现在所述第4线路的所述第8端部的信号的相位之间的相位差大致为180度,
在对所述第1端子与所述第2端子输入相同相位并且相同振幅的信号时,出现在所述第1线路的所述第2端部的信号的相位、与出现在所述第2线路的所述第4端部的信号的相位的差大致为180度。
7.根据权利要求6所述的分集式天线装置,其特征在于,
从所述第1端子与所述第3端子之中的1方至所述第2交点为止的相位的变化量大致为+90±180度×n,n为0以上的整数,
从所述第2端子与所述第4端子之中的1方至所述第2交点为止的相位的变化量大致为+90±180度×n,n为0以上的整数。
8.根据权利要求6所述的分集式天线装置,其特征在于,
在对所述第1端子与所述第2端子输入相位差为180度并且相同振幅的信号时,或者在对所述第3端子与所述第4端子输入相位差为180度并且相同振幅的信号时,出现在所述第3线路的所述第6端部的信号的振幅的绝对值、与出现在所述第4线路的所述第8端部的信号的振幅的绝对值实质上相同。
9.根据权利要求6所述的分集式天线装置,其特征在于,
从所述第1交点输入信号时,出现在所述第3线路的所述第6端部的信号的振幅的绝对值、与出现在所述第4线路的所述第8端部的信号的振幅的绝对值实质上相同。
10.根据权利要求6所述的分集式天线装置,其特征在于,
从所述第1端子至所述第1交点为止的相位的变化量大致为90度±360度×n,n为0以上的整数,
从所述第2端子至所述第1交点为止的相位的变化量大致为-90度±360度×n,n为0以上的整数。
11.根据权利要求10所述的分集式天线装置,其特征在于,
在对所述第1端子与所述第2端子输入相同相位并且相同振幅的信号时,出现在所述第1线路的所述第2端部的信号的振幅的绝对值、与出现在所述第2线路的所述第4端部的信号的振幅的绝对值实质上相同。
12.一种分集式天线装置,其特征在于,
具有:天线,具有第1端子与第2端子;
第1地线;
第2地线;
电抗元件,其连接所述第1地线与所述第2地线;
第1线路,其具有连接于所述第1端子的第1端部、所述第1端部的相对侧的第2端部,靠近于所述第1地线与所述第2地线之中的至少1方而进行配置;
第2线路,其具有连接于所述第2端子的第3端部、所述第3端部的相对侧的第4端部,靠近于所述第1地线与所述第2地线之中的至少1方而进行配置;
第3线路,其具有连接于所述第1端子的第5端部、所述第5端部的相对侧的第6端部,靠近于所述第1地线与所述第2地线之中的至少1方而进行配置;以及
第4线路,其具有连接于所述第2端子的第7端部、所述第7端部的相对侧的第8端部,靠近于所述第1地线与所述第2地线之中的至少1方而进行配置,
所述第1线路的所述第2端部与所述第2线路的所述第4端部在第1交点处连接,
所述第3线路的所述第6端部与所述第4线路的所述第8端部在第2交点处连接,
从所述第1交点输入信号时,出现在所述第3线路的所述第6端部的信号的相位、与出现在所述第4线路的所述第8端部的信号的相位之间的相位差大致为180度,
在对所述第1端子与所述第2端子输入相同相位并且相同振幅的信号时,出现在所述第1线路的所述第2端部的信号的相位、与出现在所述第2线路的所述第4端部的信号的相位的差大致为180度。
13.根据权利要求12所述的分集式天线装置,其特征在于,
所述天线具有:第1环形天线,其连接于所述第1端子,具有1个波长的电长度;
第2环形天线,其连接于所述第2端子,具有1个波长的电长度。
14.根据权利要求12所述的分集式天线装置,其特征在于,
从所述第1交点输入信号时,出现在所述第3线路的所述第6端部的信号的振幅的绝对值、与出现在所述第4线路的所述第8端部的信号的振幅的绝对值实质上相同。
15.根据权利要求12所述的分集式天线装置,其特征在于,
从所述第1端子至所述第2交点为止的相位的变化量大致为+90度±180度×n,n为0以上的整数,
从所述第2端子至所述第2交点为止的相位的变化量大致为+90度±180度×n,n为0以上的整数。
16.根据权利要求12所述的分集式天线装置,其特征在于,
在对所述第1端子与所述第2端子输入相位差为180度并且相同振幅的信号时,出现在所述第3线路的所述第6端部的信号的振幅的绝对值、与出现在所述第4线路的所述第8端部的信号的振幅的绝对值实质上相同。
17.根据权利要求12所述的分集式天线装置,其特征在于,
从所述第1端子至所述第1交点为止的相位的变化量大致为90度±360度×n,n为0以上的整数,
从所述第2端子至所述第1交点为止的相位的变化量大致为-90度±360度×n,n为0以上的整数。
18.根据权利要求17所述的分集式天线装置,其特征在于,
在对所述第1端子与所述第2端子输入相同相位并且相同振幅的信号时,出现在所述第1线路的所述第2端部的信号的振幅的绝对值、与出现在所述第2线路的所述第4端部的信号的振幅的绝对值实质上相同。
19.一种分集式天线装置,其特征在于,
具有:天线,其具有第1端子、第2端子以及第3端子;
第1地线;
第2地线;
电抗元件,其连接所述第1地线与所述第2地线;
第1线路,其具有连接于所述第1端子的第1端部、所述第1端部的相对侧的第2端部,靠近于所述第1地线与所述第2地线之中的至少1方而进行配置;
第2线路,其具有连接于所述第2端子的第3端部、所述第3端部的相对侧的第4端部,靠近于所述第1地线与所述第2地线之中的至少1方而进行配置;以及
第3线路,其具有连接于所述第3端子的第5端部、所述第5端部的相对侧的第6端部,靠近于所述第1地线与所述第2地线之中的至少1方而进行配置,
所述第1线路的所述第2端部与所述第2线路的所述第4端部在第1交点处连接,
从所述第3线路的所述第6端部输入信号时,出现在所述第1线路的所述第2端部的信号的相位、与出现在所述第2线路的所述第4端部的信号的相位之间的相位差大致为180度,
在对所述第1端子与所述第2端子输入相同相位并且相同振幅的信号时,出现在所述第1线路的所述第2端部的信号的相位、与出现在所述第2线路的所述第4端部的信号的相位的差大致为180度。
20.根据权利要求19所述的分集式天线装置,其特征在于,
从所述第3线路的所述第6端部输入信号时,出现在所述第1线路的所述第2端部的信号的振幅的绝对值、与出现在所述第2线路的所述第4端部的信号的振幅的绝对值实质上相同。
21.根据权利要求19所述的分集式天线装置,其特征在于,
在对所述第1端子与所述第2端子输入相同相位并且相同振幅的信号时,出现在所述第1线路的所述第2端部的信号的振幅的绝对值、与出现在所述第2线路的所述第4端部的信号的振幅的绝对值实质上相同。
22.根据权利要求19所述的分集式天线装置,其特征在于,
从所述第1端子至所述第1交点为止的相位的变化量大致为90度±360度×n,n为0以上的整数,
从所述第2端子至所述第1交点为止的相位的变化量大致为-90度±360度×n,n为0以上的整数。
23.根据权利要求22所述的分集式天线装置,其特征在于,
在对所述第1端子与所述第2端子输入相同相位并且相同振幅的信号时,出现在所述第1线路的所述第2端部的信号的振幅的绝对值、与出现在所述第2线路的所述第4端部的信号的振幅的绝对值实质上相同。
24.一种电子设备,其特征在于,具有:
权利要求6至权利要求23之中的任意一项所述的分集式天线装置;
解调部,其对所述分集式天线装置输出的信号进行解调;以及
显示部,其根据所述解调出的信号显示图像。
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