CN101926049B - 阵列天线装置及无线通信装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种阵列天线装置，其包括在第一频率下谐振的第一天线元件和在第一频率下谐振第二天线元件，并具备：第一连接线，其电连接第一天线元件内的第一连接点和第二天线元件内的第三连接点；和第二连接线，其电连接第一天线元件内的第二连接点和第二天线元件内的第四连接点。通过按照在从第二供电点经由第三连接点、第一连接线、第一连接点到第一供电点的第一信号路径上传输的高频信号和在从第二供电点经由第四连接点、第二连接线、第二连接点到第一供电点的第一信号路径上传输的高频信号之间的相位差在第一供电点中成为180度的方式，设定第一和第二天线元件的各电长度以及第一和第二连接线的电长度，从而在第一和第二频率下进行谐振。

Description

阵列天线装置及无线通信装置

技术领域

本发明涉及一种可充分确保供电元件间隔离度(isolation)的同时能够在多个频率下工作的阵列天线装置以及使用该阵列天线装置的无线通信装置。 

背景技术

近几年，正在迅速推进移动电话等便携式无线通信装置的小型化、薄型化。此外，便携式无线通信装置除了被用于现有的电话机之外，还完成了向进行电子邮件的收发或基于www(World Wide Web)进行网页浏览等的数据终端机的改变。处理的信息也实现了从以往的声音或文字信息到照片或动态图像的大容量化，并且要求通信品质的更进一步的提高。在这样的情形下，提出了在具备多个天线元件的阵列天线装置中使用同时对多个信道的无线信号进行收发的MIMO(Multi-Input Multi-Output)技术的天线装置。 

作为改善阵列天线的耦合劣化的技术之一，公开了设有移相电路的构成(参照专利文献1)。专利文献1的特征在于，在发送或接收两个频率的电波的天线装置中，具有不同的谐振频率的两个天线元件的供电点分别经由改变相位的两个移相电路与无线电路连接。在这样的天线装置中，通过使天线元件经由移相电路与供电点连接，从而能够将相邻的另一个天线元件的谐振频率下的阻抗特性调整得较高。因此，消除了天线间的影响，能够以简单的构成实现比较接近的不同的频率下的使用。 

作为改善阵列天线的耦合劣化的技术之一，公开了按照使各天线的电流路径不同的方式构成的技术(参照专利文献2)。在专利文献2中，公开了具备长方形形状的导电性基板和隔着电介质设置在上述基板上的平板状的天线的天线装置。该天线装置的特征在于，通过在规定方向上激励天线，从而使电流在基板上的一个对角线方向上流动，并且通过在不同的 方向上激励天线，从而使电流在基板上的另一个对角线方向上流动。由此，在专利文献2的天线装置中，通过改变基板上流动的电流的方向，能够防止天线装置的两个天线电磁耦合的问题的产生。 

专利文献1：日本特开2001-267841号公报 

专利文献2：国际公开WO2002/039544 

非专利文献1：S.Ranvier et al.，“Mutual Coupling Reduction For PatchAntenna Array”，Proceedings of EuCAP 2006，Nice in France，ESA SP-626，October 2006 

但是，根据上述的专利文献1所公开的方式，由于两个元件的谐振频率不同，因此在另一个天线元件的谐振频率下使用一个天线元件时，成为高阻抗。因此，由于使相位改变，因此不能用于在同一频率下同时使两个元件驱动的最大比合成法(MRC(Maximum Ratio Combining))或MIMO天线装置中。此外，根据上述的专利文献2所公开的方式，能够通过改变各天线的电流路径来抑制天线电磁耦合的问题。但是，由于进行开关切换，因此与专利文献1相同，不能使元件同时工作，因此不能用在MRC或MIMO天线装置中。 

此外，在像移动电话那样小型的无线通信装置中设置阵列天线的情况下，无法避免供电元件间的距离变短，因此存在供电元件间的隔离度不充分的问题点。而且，为了进行例如涉及多个应用程序的通信，期望提供一种除了可执行MIMO通信之外还可在多个频带下工作的天线装置。专利文献1和2中并没有公开这样的天线装置。 

图29是非专利文献1公开的关于现有技术的阵列天线装置的俯视图。在图29中，在电介质基板70上形成贴片天线71、71，且分别通过微带线73、74进行供电。在此，如箭头76所示，为了抵消从贴片天线71开始在空间内传送并进入贴片天线72的高频信号，将微带线75连接在各供电点前的微带线73、74之间。但是，为了抵消从贴片天线71进入贴片天线72的高频信号，需要使空间耦合成相反相位，但是问题在于这样的设计极其困难。 

发明内容

本发明的目的在于解决以上的问题点，例如提供一种可在MIMO通信等中使用的阵列天线，即一种构成简单，而且可充分确保供电元件间的隔离度并可在多个频带下工作的阵列天线装置以及具备这样的阵列天线装置的无线通信装置。 

第1发明的阵列天线装置包括：第一天线元件，其与第一供电点连接，且在第一频率下进行谐振；和第二天线元件，其与第二供电点连接，且在上述第一频率下进行谐振，该阵列天线装置的特征在于，具备：第一连接线，其电连接上述第一天线元件内的第一连接点和上述第二天线元件内的第三连接点；和第二连接线，其电连接上述第一天线元件内的第二连接点和上述第二天线元件内的第四连接点，通过按照在从上述第二供电点经由上述第三连接点、上述第一连接线、上述第一连接点到上述第一供电点的第一信号路径上传输的第一高频信号和在从上述第二供电点经由上述第四连接点、上述第二连接线、上述第二连接点到上述第一供电点的第二信号路径上传输的第二高频信号之间的相位差在上述第一供电点中实质上成为180度的方式，设定上述第一和第二天线元件的各电长度以及上述第一和第二连接线的电长度，从而上述阵列天线装置在包括上述第一频率和比上述第一频率还高的第二频率下进行谐振。 

在上述阵列天线装置中，特征在于，将上述相位差设定为实质上在上述第一频率和上述第二频率的平均频率中成为180度。 

此外，在上述阵列天线装置中，特征在于，还具备：第一移相器，其连接在上述第一连接点和上述第二连接点之间；第二移相器，其连接在上述第一连接点和上述第三连接点之间；第三移相器，其连接在上述第三连接点和上述第四连接点之间；和第四移相器，其连接在上述第二连接点和上述第四连接点之间。 

并且，在上述阵列天线装置中，特征在于，上述各移相器实质上将输入的高频信号移相90度之后进行输出。 

而且，在上述阵列天线装置中，特征在于，上述各移相器是阻断具有上述第二频率的高频信号的低通滤波器，并且上述低通滤波器构成为包括电感器和电容器。 

此外，在上述阵列天线装置中，特征在于，上述各移相器是具有上述 第二频率的谐振频率且阻断具有上述第二频率的高频信号的并联谐振电路，并且上述并联谐振电路构成为包括电感器和电容器。 

并且，在上述阵列天线装置中，特征在于，上述各移相器包括并联谐振电路和串联谐振电路，上述并联谐振电路具有上述第二频率的谐振频率，且阻断具有上述第二频率的高频信号，并且构成为包括电感器和电容器，上述串联谐振电路具有上述第一频率的谐振频率，且使具有上述第一频率的高频信号通过，并且构成为包括电感器和电容器。 

而且，在上述阵列天线装置中，特征在于，上述第一天线元件和上述第二天线元件构成为互不对称的电路。 

而且，在上述阵列天线装置中，特征在于，通过在除了连接有上述第一移相器的上述第一连接点和上述第二连接点之间的位置、连接有上述第二移相器的上述第一连接点和上述第三连接点之间的位置、连接有上述第三移相器的上述第三连接点和上述第四连接点之间的位置、连接有上述第四移相器的上述第二连接点和上述第四连接点之间的位置之外的上述第一天线元件和上述第二天线元件的至少一方插入具有除上述第一频率和上述第二频率外的谐振频率的并联谐振电路，从而构成为在除上述第一频率和上述第二频率外的谐振频率下进行谐振。 

第二发明的无线通信装置特征在于，具备：上述阵列天线装置；和使用上述阵列天线装置来进行无线通信的无线通信电路。 

(发明效果) 

因此，根据本发明的阵列天线装置，例如能够提供一种可用在MIMO通信等中的阵列天线装置，即一种可充分确保供电元件间的隔离度、并且能够在多个频率下工作的阵列天线装置，以及具备这样的阵列天线装置的无线通信装置。因此，根据本发明，在高频侧的频带中进行MIMO通信时，能够确保供电元件间的足够的隔离度。进而，无需增加供电元件数量，即可在低频侧的频带下进行用于其他应用程序的通信。 

本发明的最大的效果是通过在天线元件内例如具备由串联连接的四个90度移相器形成的移相电路，向一个天线元件的两个供电点供电。此外，即使在同时驱动之际，也能够降低天线元件间的隔离度。通过使90度移相电路由集总参数元件的电感器和电容器构成，选择在低频侧的频带 下对其赋予90度的移相旋转、在高频侧的频率下使其呈开放状态的常数，从而能够在多个频带下进行谐振。 

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的移动电话用阵列天线装置101的外观的立体图。 

图2是表示图1的移相电路20的内部构成的电路图。 

图3是表示图2的移相电路20的电流路径的电路图。 

图4A是表示图1的90度移相器21、22、23、24的构成的电路图。 

图4B是表示图4A的电路的第1变形例的构成的电路图。 

图4C是表示图4A的电路的第2变形例的构成的电路图。 

图5A是表示图4A的90度移相器21、22、23、24的反射系数S₁₁的一例的史密斯圆图。 

图5B是表示图4A的90度移相器21、22、23、24的通过系数S₂₁的一例的图表。 

图6A是表示频率f1下的图1的阵列天线装置101的电流路径的电路图。 

图6B是表示频率f2(f1＜f2)下的图1的阵列天线装置的电流路径的电路图。 

图7是表示图4A的90度移相器21、22、23、24的移相误差与隔离度之间的关系的图表。 

图8A是表示本发明的变形例1的移动电话用阵列天线装置102的外观的立体图。 

图8B是表示图8A的并联谐振电路的一例的电路图。 

图9A是表示频率f1下的图8A的阵列天线装置102的电流路径的电路图。 

图9B是表示频率f2(f1＜f2)下的图8A的阵列天线装置102的电流路径的电路图。 

图9C是表示频率f3(f2＜f3)下的图8A的阵列天线装置102的电流路径的电路图。 

图10是表示本发明的变形例2的移动电话用阵列天线装置103的外观的立体图。 

图11是表示本发明的变形例3的移动电话用阵列天线装置104的外观的立体图。 

图12是表示本发明的变形例4的移动电话用阵列天线装置105的外观的立体图。 

图13是表示本发明的变形例5的移动电话用阵列天线装置106的外观的立体图。 

图14是本发明的移动电话用阵列天线装置的电路图。 

图15是本发明的实施例1的移动电话用阵列天线装置的电路图。 

图16是本发明的实施例2的移动电话用阵列天线装置的电路图。 

图17是本发明的实施例3的移动电话用阵列天线装置的电路图。 

图18是本发明的实施例4的移动电话用阵列天线装置的电路图。 

图19是本发明的实施例5的移动电话用阵列天线装置的电路图。 

图20是本发明的实施例6的移动电话用阵列天线装置的电路图。 

图21是本发明的实施例7的移动电话用阵列天线装置的电路图。 

图22是本发明的实施例8的移动电话用阵列天线装置的电路图。 

图23是本发明的实施例9的移动电话用阵列天线装置的电路图。 

图24是本发明的实施例10的移动电话用阵列天线装置的电路图。 

图25是本发明的实施例11的移动电话用阵列天线装置的电路图。 

图26是本发明的试验制作例的移动电话用阵列天线装置的电路图。 

图27是表示图26的移动电话用阵列天线装置的通过系数S₂₁和反射系数S₁₁的频率特性的图表。 

图28是表示图26的移动电话用阵列天线装置的反射系数S₁₁的阻抗特性的史密斯圆图。 

图29是现有技术的阵列天线装置的俯视图。 

图中：1、2-天线元件；1a、1b、2a、2b、E11、E12、E13、E21、E22、E23-天线元件部分；3-无线通信电路；10-电路基板；11-接地导体；20-移相电路；21～24-90度移相器；25、26-移相器；31、33、35-电感器；32、34、36-电容器；41、42-并联谐振电路；51、52-板 状天线元件；53、54-电感器；55-延长天线元件部分；61～64-并联谐振电路；101～106-移动电话用阵列天线装置；A1、A2-天线元件；K1、K2-电流路径；M1、M2-连接线；P1、P2、P3、P4-连接点；Q1、Q2-供电点。 

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。另外，在以下的各实施方式中，对同样的构成要素附加同一符号。 

图1是表示本发明的一实施方式的移动电话用阵列天线装置101的外观的立体图。本实施方式的阵列天线装置101的特征在于，背面由金属接地导体11构成的电介质电路基板10上的两个供电点Q1、Q2上连接有一根线状天线元件1的两端，在供电点Q1、Q2间的天线元件1内具备串联连接四个90度移相器21～24而构成的移相电路20。在此，供电点Q1、Q2上连接有无线通信电路3(在图1中进行图示，在以后的图中省略图示)，天线元件1二分为两根线状的天线元件部分1a、1b，且在其分割点处插入了移相电路20。 

图2是表示图1的移相电路20的内部构成的电路图。在图2中，移相电路20由互相串联连接成方格状的四个90度移相器21～24构成。在此，90度移相器21～24对输入的高频信号实质上进行90度相移之后将其输出。在高频侧的频带下工作时，由移相电路20阻断高频侧频带的高频信号，从供电点Q1、Q2分别互相独立地激励天线元件部分1a、1b来进行MIMO通信的一方面，在低频侧的频带下工作时，作为连接在供电点Q1、Q2间的线状天线来对其进行激励，从而能够以2频率动作进行无线通信。在此，如图1所示，阵列天线101在电路基板10上具备供电点Q1、Q2，供电点Q1、Q2例如在同一平面内，且设置为彼此相隔规定距离。 

图3是表示图2的移相电路20的电流路径的电路图。即，图3是表示从供电点Q2向天线元件1流动的电流的图。来自供电点Q2的电流I在A点被分支为90度移相器22侧的电流I1和90度移相器23侧的电流I2。若以A点为相位的基准，则到达B点的电流I1相对于A点相位超前了90度。相对于此，由于电流I2通过90度移相器23、24、21，因此相对于A点相位超前270度的电流到达B点。因此，B点的电流I1和电流I2的相位差是180度，所以两者相抵消，来自供电点Q2的电流不会进入供电点Q1。因此，即使在一个天线元件1中具备两个供电点的状态下，能够将其中两者的隔离度设定得非常高。相反，来自供电点Q1的电流也是如此。

图4A是表示图1的90度移相器21、22、23、24的构成的一例的电路图。在图4A中，90度移相器21、22、23、24以L型电路构成了电感器31和电容器32，该电路构成起到使低频侧的频率成分通过且阻断高频侧的频率的低通滤波器的作用。另外，电容器32也可以由电感器31和接地导体11之间的寄生电容构成。 

图4B是表示图4A的电路的第1变形例的构成的电路图。在图4B中，也可以代替图4A的90度移相器21、22、23、24而具备移相器25。在此，移相器25是阻断高频侧频带的高频信号且包括电感器31和电容器32而构成的并联谐振电路。即，在移相器25中，阻断高频侧频带的高频信号，从而起到陷波电路的作用，能够使移动电话用阵列天线装置在两个频率下工作。 

图4C是表示图4A的电路的第2变形例的构成的电路图。在图4B中，也可以代替图4A的90度移相器21、22、23、24而具备移相器26。在此，移相器26通过串联连接阻断高频侧频带的高频信号且构成为包括电感器31和电容器32的并联谐振电路、以及构成为包括电感器33和电容器34的串联谐振电路而构成。在此，为了按以下方式进行调整而设置了后者的串联谐振电路：使高频侧频带的高频信号通过，且经过两个电流路径K1、K2(参照图14)之后在一个供电点Q1中使经过了两个电流路径K1、K2的两个高频信号相互抵消，即在供电点Q1中使两个高频信号的相位差成为180度。而且，电流的方向与上述的情况相反时，为了按以下方式进行调整而设置了后者的串联谐振电路：在供电点Q2中使经过了两个电流路径K1、K2(参照图14)的两个高频信号相互抵消，即在供电点Q2中使两个高频信号的相位差成为180度。由此，在移相器26中，可阻断高频侧频带的高频信号，且经过了两个电流路径K1、K2的两个高频波信号在供电点Q1或Q2中相互抵消，能够使移动电话用阵列天线装置在2个频 率下工作。 

图5A是表示图4A的90度移相器21、22、23、24的反射系数S₁₁的一例的史密斯圆图，图5B是表示图4A的90度移相器21、22、23、24的通过系数S₂₁的一例的图表。在图5A和图5B中，f1和f2表示频率，大小关系满足f1＜f2的关系。从图5A可知，在低频侧的频率f1下，在50Ω获得阻抗匹配，在高频侧的频率f2下成为比50Ω还大的阻抗。从图5B可知，在频率f1下，A-B点间的相位差成90度，通过使用图4A的电感器31和电容器32的电路构成，作为90度移相器进行工作。 

图6A是表示频率f1下的图1的阵列天线装置101的电流路径的电路图，图6B是表示频率f2(f1＜f2)下的图1的阵列天线装置的电流路径的电路图。即，图6A和图6B是表示天线元件1成为两谐振状态的情况的图。图6A表示低频侧频率f1的电流路径，图6B表示高频侧频率f2的电流路径。从图6A和图6B可知，低频侧的频率f1通过移相电路20，高频侧的频率f2在移相电路20前被阻断。由此，若在天线元件中设置多个电长度不同的电流路径，则能够在与其电长度相对应的多个频率下获得谐振状态。在此，谐振状态是将单极天线的电长度例如设定为nλ/4(n是自然数，λ是波长)的情况。 

为了在无线系统中提高通信品质，例如在MIMO通信系统中设置多个信道。各信道也具有对应于无线系统的带宽。如图5B所示，由于相位大小随频率变化，因此在频带内移相器的相位一定会偏离90度。将在图3中来自供电点且流过天线元件1的电流的振幅设为Ia、相位差的误差设为Δθ时，由下式表示隔离度Iso。 

[数学式1] 

$\mathrm{Iso}=20\×{\log }_{10}(\frac{\sqrt{\mathrm{Ia}}}{2}{e}^{j(90+\mathrm{\Δ\θ})}+\frac{\sqrt{\mathrm{Ia}}}{2}{e}^{j(270+3\mathrm{\Δ\θ})})---\left(1\right)$

图7是表示图4A的90度移相器21、22、23、24的移相误差Δθ与隔离度Iso之间的关系的图表。即，图7是利用式(1)表示了90度移相器21、22、23、24的移相误差与供电点间的隔离度Iso的关系的图。所需的带宽和隔离度有助于90度移相器21、22、23、24的设计。例如，在2频 率动作的情况下，为了将隔离度Iso确保为10dB以上，移相误差Δθ可以是18度左右。即，移相器21、22、23、24的相位差并非限定于90度，优选70～110度，更优选72～108度，最好是设定为80～100度，实质上也可以设定为90度或90度附近的相位差。此外，只要按照在2频率动作的两个频率f1、f2的中间频率或平均频率下移相器21、22、23、24的相位差实质上成为90的方式设定即可。 

接着，在下面说明代替图1的实施方式的移动电话用阵列天线装置101的各种变形例。 

图8A是表示本发明的变形例1的移动电话用阵列天线装置102的外观的立体图，图8B是表示图8A的并联谐振电路的一例的电路图。在图8A中，阵列天线装置102在电路基板10上设置了一个天线元件1的两个供电点Q1、Q2，并且在该两个供电点Q1、Q2间的天线元件1内具备移相电路20。并且，在移相电路20和供电点Q1、Q2的各自之间具备并联谐振电路41、42。如图8B所示，该并联谐振电路41、42由电感器35和电容器36的并联谐振电路(陷波电路)构成，阻断特定的频率成分，且可使那些频率以外的频率通过。 

图9A是表示频率f1下的图8A的阵列天线装置102的电流路径的电路图，图9B是表示频率f2(f1＜f2)下的图8A的阵列天线装置102的电流路径的电路图，图9C是表示频率f3(f2＜f3)下的图8A的阵列天线装置102的电流路径的电路图。即，图9A～图9C是表示天线元件1成为三谐振的状态的图。从图9A～图9C可知，低频侧的频率f1通过并联谐振电路41、42和移相电路20，频率f2在移相电路20前被阻断，频率f3被并联谐振电路41、42阻断。由此，若在天线元件1中设置多个电长度不同的电流路径，则能够在与其电长度相对应的三个频率等多个频率下获得谐振。 

如以上所说明的，根据本实施方式的阵列天线装置，构成简单的同时可充分确保供电元件间的隔离度，并且能够在多个频带下工作。 

在以上的本实施方式和变形例1中，如图1或图8A所示，在电路基板10的面上具备天线元件1，但是并非限定于此。图10是表示本发明的变形例2的移动电话用阵列天线装置103的外观的立体图。如图10所示， 显然也可以在电路基板10的面的外侧具备天线元件2。在图10中，天线元件2二分为天线元件部分2a、2b，且在其分割点处插入了移相电路20。 

在以上的实施方式和变形例中，具备了线状的天线元件1或2，但是并非限定于此。图11是表示本发明的变形例3的移动电话用阵列天线装置104的外观的立体图。如图11所示，也可以将天线元件2的一部分或整体(即，至少一部分)作为板状的天线元件。在图11中，在移相电路20的两端子上连接天线元件部分2a、2b，且在另外的两端子上分别连接板形状的天线元件51、52。 

在以上的实施方式和变形例中，构成为：在夹持供电点Q1、Q2的面(天线元件1或2的大致中央部)上，天线元件1或2为对称电路构成，但是本发明并非限定于此，也可以是非对称的电路构成。图12是表示本发明的变形例4的移动电话用阵列天线装置105的外观的立体图。如图12所示，从供电点Q1、Q2观察时比移相电路20更靠外侧的天线元件2可以不是对称电路构成。在图12中，在移相电路20的两端子上连接天线元件部分2a、2b，且在另外的两端子上分别连接板形状的天线元件51和电感器(延长线圈)53。 

在以上的实施方式和变形例中，构成为在夹持供电点Q1、Q2的面(天线元件1或2的大致中央部)上天线元件1或2为对称电路构成，但是本发明并非限定于此，也可以是非对称的电路构成。图13是表示本发明的变形例5的移动电话用阵列天线装置106的外观的立体图。如图13所示，若从供电点Q1、Q2观察时比移相电路20更靠内侧的天线元件2，其天线元件部分2a、2b的电长度相等，则可以不是对称电路构成。在图13中，天线元件部分2a构成为包括电感器54，并且天线元件部分2b构成为包括天线元件部分55。 

如以上的详细叙述，根据本发明的实施方式以及变形例的阵列天线装置，例如能够提供一种可用于MIMO通信等中的阵列天线装置，即一种可充分确保供电元件间的隔离度且可在多个频带下工作的阵列天线装置，以及具备这样的阵列天线装置的无线通信装置。因此，根据本发明，在高频侧的频带下进行MIMO通信时，能够确保供电元件间的充分的隔离度。并且，不会使供电元件数量增加，能够在低频侧的频带下进行用于其它应用 程序的通信。 

本发明的实施方式的最大效果是通过在天线元件1内构成移相电路20(串联连接四个90度移相电路21～24而构成)，经两个供电点Q1、Q2向一个天线元件1或2进行供电。此外，即使在同时驱动之际，也能够降低天线元件部分间的隔离度。通过由作为集中参数元件的电感器31和电容器32构成90度移相电路21～24，并且选择在低频侧的频带下向该90度移相电路21～24赋予90度的移相旋转、在高频侧的频率下使其开放的参数，从而能够在多个频带下进行谐振。 

图14是本发明的移动电话用阵列天线装置的电路图。即，图14是表示本发明的装置的技术构思宗旨的电路图，在图14中，在天线元件A1和天线元件A2之间，经由具备电长度L31的连接线M1而电连接天线元件A1的连接点P1和天线元件A2的连接点P3，并且经由具备电长度L32的连接线M2而电连接天线元件A1的连接点P2和天线元件A2的连接点P4。在此，天线元件A1构成为具备：具有电长度L11的天线元件部分E11；具有电长度L12的天线元件部分E12；具有电长度L13的天线元件部分E13。此外，天线元件A1构成为具备：具有电长度L21的天线元件部分E21；具有电长度L22的天线元件部分E22；具有电长度L23的天线元件部分E23。 

在如以上所述那样构成的阵列天线装置中，设定为以下构成：将低频侧的频率f1的高频信号输入给供电点Q1时，具有电长度(＝L11+L12+L13)的天线元件A1在低频侧的频率f1下呈谐振状态；将低频侧的频率f1的高频信号输入给供电点Q2时，具有电长度(＝L21+L22+L23)的天线元件A2在低频侧的频率f1下呈谐振状态。此外，设定为以下构成：将高频侧的频率f2的高频信号输入给供电点Q1时，具有第一电长度(＝L11+M1+L22+L23)或第二电长度(＝L11+L12+M2+L23)的天线元件装置在高频侧的频率f2下呈谐振状态，具有第三电长度(＝L21+M1+L12+L13)或第二电长度(＝L21+L22+M2+L13)的天线元件装置在高频侧的频率f2下呈谐振状态。在此，例如当由供电点Q2供电的低频侧的频率f1的高频信号的电流经由天线元件部分E21、连接线M1、天线元件部分E11而通过电流路径K1流过供电点Q1，另一方面由由供电点Q2供电的低频侧的频率f1的高频信号的电流经由天线元件部分E21、天线元件部分E22、连接线M2、天线元件部分E12、天线元件部分E11而通过电流路径K2流过供电点Q1时，按照这些经由两个电流路径K1、K2流动的高频信号在供电点Q1中成为相反相位的方式，调整各电长度。另外，针对由供电点Q1供电的低频侧的频率f1的高频信号的电流也相同。通过如上所述的调整，该阵列天线装置能够在两个频率f1、f2下工作，而且可在两个天线元件A1、A2间获得规定的隔离度。

图15是本发明的实施例1的移动电话用阵列天线装置的电路图。图15中，在天线元件部分E12中插入90度移相器21，在连接线M1中插入90度移相器22，在天线元件部分E22中插入90度移相器23，在连接线M2中插入90度移相器24。在图15的实施例1中，调整各电长度，使得天线元件A1、A2都在高频侧的频率f2下呈谐振状态。在此，例如从连接点P3经由连接线M1到达连接点P1的电流路径和从连接点P3经由天线元件部分E22、连接线M2、天线元件部分E12到达连接点P1的电流路径具有180度的相位差，并且同样地，从连接点P1到达连接点P3的两个电流路径也是如此，因此能够在连接点P1或P2中抵消低频侧的频率f1的高频信号，且该阵列天线装置在两个频率f1、f2下呈谐振状态，而且可在两个天线元件A1、A2间获得规定的隔离度。 

图16是本发明的实施例2的移动电话用阵列天线装置的电路图。与图15的实施例1相比，图16的实施例2的特征在于去掉了天线元件部分E13和E23(L13＝L23＝0)。如以上方式构成，也能够具有与图15的实施例1相同的作用效果。 

图17是本发明的实施例3的移动电话用阵列天线装置的电路图。图17的实施例3与图15的实施例1相同，各天线元件1、2电长度在实施例1和3中相同，都是1/4波长的整数倍。如以上方式构成，也能够具有与图15的实施例1相同的作用效果。 

图18是本发明的实施例4的移动电话用阵列天线装置的电路图。与图17的实施例3相比，图18的实施例4的特征在于去掉了天线元件部分E11和E21(L11＝L21＝0)。如以上方式构成，也能够具有与图17的实施例3相同的作用效果。 

图19是本发明的实施例5的移动电话用阵列天线装置的电路图。与图17的实施例3相比，图19的实施例5的特征在于去掉了天线元件部分E21，取而代之，将该电长度附加在天线元件部分E13中。如以上方式构成，也能够具有与图17的实施例3相同的作用效果。 

图20是本发明的实施例6的移动电话用阵列天线装置的电路图。图20的实施例6与图17的实施例3相同，各天线元件1、2电长度在实施例1和3中不同，但都是1/4波长的整数倍。如以上方式构成，也能够具有与图17的实施例3相同的作用效果。 

在以下的实施例7～11中，例如构成为插入并联谐振电路来构成3频率谐振。 

图21是本发明的实施例7的移动电话用阵列天线装置的电路图。图21的实施例7通过分别在图16的实施例2的天线元件部分E11和E21中插入具有频率f3(f1＜f2＜f3)下的谐振频率的并联谐振电路61、62，从而除了实施例2的两个频率f1、f2之外，还可在频率f3下谐振。另外，频率f3是以从各供电点Q1、Q2分别至并联谐振电路61、62的电长度进行谐振的谐振频率。 

在以下的实施例8～11中，以下针对将各天线元件A1、A2的谐振频率设定为f0(f0＜f1＜f2＜f3)的情况的各实施例进行说明。图22是本发明的实施例8的移动电话用阵列天线装置的电路图。图22的实施例8通过分别在图17的实施例3的天线元件部分E11和E21中插入具有频率f3(f1＜f2＜f3)下的谐振频率的并联谐振电路61、62，并且分别在天线元件部分E13和E23中插入具有频率f1下的谐振频率的并联谐振电路63、64，从而除了图17的实施例3的两个频率f1、f2之外，还可在频率f0、f3下谐振。 

图23是本发明的实施例9的移动电话用阵列天线装置的电路图。图23的实施例9的特征在于在图22的实施例8中去掉了天线元件部分E11和E21，由此，可在频率f0、f1、f2下谐振。 

图24是本发明的实施例10的移动电话用阵列天线装置的电路图。图24的实施例10通过分别在图19的实施例5的天线元件部分E13和E23中插入具有频率f1下的谐振频率的并联谐振电路63、64，从而除了图17 的实施例3的两个频率f0、f2之外，还可在频率f1下谐振。 

图25是本发明的实施例11的移动电话用阵列天线装置的电路图。图25的实施例11通过分别在图20的实施例6的天线元件部分E11和E21中插入具有频率f3(f1＜f2＜f3)下的谐振频率的并联谐振电路61、62，并且分别在天线元件部分E13和E23中插入具有频率f1下的谐振频率的并联谐振电路63、64，从而除了图17的实施例3的两个频率f0、f2之外，还可在频率f1、f3下谐振。 

另外，例如如图4B所示，图21～图25的并联谐振电路61～64是由电感器31、电容器32构成的并联谐振电路。 

图26是本发明的试验制作例的移动电话用阵列天线装置的电路图。图27是表示图26的移动电话用阵列天线装置的通过系数S₂₁和反射系数S₁₁的频率特性的图表，图28是表示图26的移动电话用阵列天线装置的反射系数S₁₁的阻抗特性的史密斯圆图。该试验制作例的移动电话用阵列天线装置是由本发明的发明者们试验性地制作的，对应于图14的移动电话用阵列天线装置。在此，本发明的发明者们根据特性阻抗50Ω设计了线路高和线路宽且试验性地制作了阵列天线装置。从图27和图28可知，在2GHz下阻抗匹配，而且在更低的频率1.8GHz附近隔离度最大。 

在以上的实施方式中，设定为电流路径K1、K2，但是本发明并非限于此，也可以是包括电流路径的信号路径。此外，也可以构成为互相替换供电点Q1、Q2。 

(产业上的可利用性) 

根据本发明的天线装置和无线通信装置，例如能够作为移动电话来安装，或者也可以作为无线LAN用装置来安装。该天线装置可搭载在例如用于进行MIMO通信的无线通信装置中，但是并非限于MIMO，也可以搭载在用于进行需要供电元件间的隔离度大的其他的任意的通信的无线通信装置中。 

Claims (9)

1.一种阵列天线装置，其包括：第一天线元件，其与第一供电点连接，且在第一频率下进行谐振；和第二天线元件，其与第二供电点连接，且在上述第一频率下进行谐振，该阵列天线装置的特征在于，具备：

第一连接线，其电连接上述第一天线元件内的第一连接点和上述第二天线元件内的第三连接点；和

第二连接线，其电连接上述第一天线元件内的第二连接点和上述第二天线元件内的第四连接点，

通过按照在从上述第二供电点经由上述第三连接点、上述第一连接线、上述第一连接点而到达上述第一供电点的第一信号路径上传输的第一高频信号和在从上述第二供电点经由上述第四连接点、上述第二连接线、上述第二连接点而到达上述第一供电点的第二信号路径上传输的第二高频信号之间的相位差在上述第一供电点中实质上成为180度的方式，设定上述第一和第二天线元件的各电长度以及上述第一和第二连接线的电长度，从而上述阵列天线装置在包括上述第一频率和比上述第一频率还高的第二频率下进行谐振。

2.根据权利要求1所述的阵列天线装置，其特征在于，还具备：

第一移相器，其连接在上述第一连接点和上述第二连接点之间；

第二移相器，其连接在上述第一连接点和上述第三连接点之间；

第三移相器，其连接在上述第三连接点和上述第四连接点之间；和

第四移相器，其连接在上述第二连接点和上述第四连接点之间。

3.根据权利要求2所述的阵列天线装置，其特征在于，

上述各移相器实质上将所输入的高频信号移相90度之后进行输出。

4.根据权利要求2所述的阵列天线装置，其特征在于，

上述各移相器是阻断具有上述第二频率的高频信号的低通滤波器，并且上述低通滤波器构成为包括电感器和电容器。

5.根据权利要求2所述的阵列天线装置，其特征在于，

上述各移相器是具有上述第二频率的谐振频率且阻断具有上述第二频率的高频信号的并联谐振电路，并且上述并联谐振电路构成为包括电感器和电容器。

6.根据权利要求2所述的阵列天线装置，其特征在于，

上述各移相器包括并联谐振电路和串联谐振电路，

上述并联谐振电路具有上述第二频率的谐振频率，且阻断具有上述第二频率的高频信号，并且构成为包括电感器和电容器，

上述串联谐振电路具有上述第一频率的谐振频率，且使具有上述第一频率的高频信号通过，并且构成为包括电感器和电容器。

7.根据权利要求1所述的阵列天线装置，其特征在于，

上述第一天线元件和上述第二天线元件构成为互不对称的电路。

8.根据权利要求1所述的阵列天线装置，其特征在于，

通过在除了下述位置之外的上述第一天线元件和上述第二天线元件的至少一方插入具有除上述第一频率和上述第二频率外的谐振频率的并联谐振电路，从而构成为在除上述第一频率和上述第二频率外的谐振频率下进行谐振，这些位置为：连接有上述第一移相器的上述第一连接点和上述第二连接点之间的位置、连接有上述第二移相器的上述第一连接点和上述第三连接点之间的位置、连接有上述第三移相器的上述第三连接点和上述第四连接点之间的位置、连接有上述第四移相器的上述第二连接点和上述第四连接点之间的位置。

9.一种无线通信装置，其特征在于，具备：

阵列天线装置；和

无线通信电路，其使用上述阵列天线装置来进行无线通信，

上述阵列天线装置包括：

第一天线元件，其与第一供电点连接，且在第一频率下进行谐振；和

第二天线元件，其与第二供电点连接，且在上述第一频率下进行谐振，

该阵列天线装置还具备：

第一连接线，其电连接上述第一天线元件内的第一连接点和上述第二天线元件内的第三连接点；和

第二连接线，其电连接上述第一天线元件内的第二连接点和上述第二天线元件内的第四连接点，

通过按照在从上述第二供电点经由上述第三连接点、上述第一连接线、上述第一连接点而到达上述第一供电点的第一信号路径上传输的第一高频信号和在从上述第二供电点经由上述第四连接点、上述第二连接线、上述第二连接点而到达上述第一供电点的第二信号路径上传输的第二高频信号之间的相位差在上述第一供电点中实质上成为180度的方式，设定上述第一和第二天线元件的各电长度以及上述第一和第二连接线的电长度，从而上述阵列天线装置在包括上述第一频率和比上述第一频率还高的第二频率下进行谐振。

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