CN102013575B - 天线以及具备天线的电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种以更加简单的结构，使不同的两个使用频带中的最大辐射方向的倾斜成为可能，并且可小型化的天线。本发明的天线的特征在于，具有对称形状的导体板、形成于导体板上的狭缝、以及设置于导体板的对称轴上的供电点(3)，导体板在与对称轴(5)平行的两个部位向互不相同的面折弯。

Description

天线以及具备天线的电子设备

技术领域

本发明涉及收发由特定的偏振波成分形成的电波的通信系统中使用的天线，涉及使得该通信系统的两个频带中的电波可高效地收发的天线以及具备天线的电子设备。

背景技术

近年来，在车辆的通信中，可取得GPS(Global Positioning System，全球定位系统)的位置信息和道路信息、地面波数字电视播放等各种信息，为了进一步提高使用者的便利性以及提高安全性，而开发了多种无线通信设备以供实用。对于与提高安全性相关的无线通信，开发了紧急时的救援通信系统以及通信时必要的收发垂直偏振波的天线。该天线通过设置在车辆的前玻璃窗等倾斜部分从而最大辐射方向向车顶方向倾斜。对于终端来说，来自很远方的基站的电波，由于是从几乎平行于地面的水平方向来到，因而希望把天线的最大辐射方向控制到相对于地面为水平方向。

作为现有技术的例子，例如，有专利文献1(日本特开2006-14272号公报)中公布的可形成从垂直方向倾向水平方向的主光束的天线装置。该天线是通过安装在后视镜内，使后视镜作为反射板工作，可面对面形成从垂直方向倾向水平方向的光束的天线。这是在一个导体上纵向并列设置两个形状相同的横长狭缝元件，从两个狭缝元件间隔的中央稍微偏离的部位连接微带线。这样，两个狭缝元件通过产生相位差而激振，且以某个间隔隔离天线和后视镜，后视镜作为反射板工作，通过合成来自两个狭缝的辐射和来自反射板的辐射，形成向天线的面的水平方向倾斜的主光束。然而，该场合，对应的工作为一个频带，可推测不能实现在不同的两个频带的工作。假如不能在维持主光束的倾斜的效果的同时可实现不同的两个频带的工作的话，必须对一个频带准备一个天线，因此整体的天线尺寸就会变大。此外，虽然示出了在工作频率5GHz的场合能够设置在后视镜内，但对于更低的工作频率，由于波长较长，天线变大，而不能在后视镜内设置，从而得不到反射板的效果，向天线的面的水平方向的倾斜的效果变小。因此，可推测出难以实现在更低频带的天线的小型化、主光束的倾斜、在不同的两个频带的工作。

如前所述，在现有的技术中，使不同的两个频带的最大辐射方向的倾斜成为可能，用更简单的结构且以小型的天线来实现它是困难的。

发明内容

对此，本发明的目的是，提供以更简单的结构，使不同的两个频带的最大辐射方向的倾斜成为可能，并且可小型化的天线以及具备天线的电子设备。

本发明是为了达到上述目的而提出的方案，是一种天线，具有对称形状的导体板、形成于上述导体板上的狭缝、以及设置在上述导体板的对称轴上的供电点，上述导体板在与上述对称轴平行的两个部位向互不相同的方向折弯。

上述导体板在与上述对称轴等距离的两个部位折弯亦可。

上述狭缝为对称形状，形成为其对称轴与上述导体板的对称轴一致亦可。

上述狭缝形成有两个亦可。

上述两个狭缝形状相同，具有不同的宽度以及/或者不同的长度亦可

上述狭缝为各不相同的形状亦可。

上述狭缝在上述导体板的对称轴上形成一列亦可。

上述狭缝的至少一个形成为在上述导体板的对称轴方向的一端侧开放亦可。

上述供电点仅设置在上述狭缝的一方亦可。

上述导体板是在对称轴方向横长的四边形，为了在该导体板的上述对称轴上的中央部形成狭缝边界导体部，在上述导体板的对称轴上的一方，形成有由横向M字型狭缝和延续该横向M字型狭缝而形成且具有连续扩大直径的开放端的梯形狭缝构成的复合狭缝，在上述导体板的对称轴上的另一方形成有矩形狭缝亦可。

上述矩形狭缝由具有开放端的细长狭缝和延续该细长狭缝而形成的四边形狭缝构成亦可。

在将相对上述复合狭缝的使用频带的设计频率υ1的电波的波长设为λ1、将上述梯形狭缝的上底的宽度设为2d、将上述M字型狭缝的上述对称轴方向的长度设为f、将连接上述梯形狭缝的上底和下底的两边的长度设为h时，调整d、f、h使得d+f+h＝λ1/3.7即可。

在将相对上述复合狭缝的使用频带的设计频率υ2的电波的波长设为λ2、将上述细长狭缝的长度设为g、将上述细长狭缝的宽度设为e、将上述导体板的垂直于对称轴的边的宽度设为b时，调整g、e、b使得g+(b-e)/2＝λ2/3.1即可。

上述供电点设置在上述矩形狭缝上亦可。

使用同轴电缆供电亦可。

使用多根单芯电缆供电亦可。

使用扁平电缆供电亦可。

上述导体板由导体平板或软性导体片材(薄膜)构成亦可。

上述导体平板由铜板或具有弹性的磷青铜板构成亦可。

上述软性导体片材(薄膜)由铜箔或铝箔构成亦可。

是具备上述任一项所述的天线的电子设备。

本发明可发挥如下的优良效果。

(1)可实现能够以更加简单的结构高效地收发由特定的偏振波成分形成的不同的两个使用频带的电波，使最大辐射方向的倾斜成为可能的小型的天线以及具备了天线的电子设备。

(2)可实现设置条件的自由度大的天线。

附图说明

图1是说明成为本发明的基体的天线的结构的图。

图2是说明成为本发明的基体的天线的工作原理的图。

图3是说明成为本发明的基体的天线的工作原理的图。

图4是说明成为本发明的基体的天线的结构的图。

图5是说明成为本发明的基体的天线的特性的图。

图6是表示成为本发明的基体的天线的在远处边界的指向性的XY平面的测定面定义的图。

图7是说明成为本发明的基体的天线的特性的图。

图8是表示成为本发明的基体的天线的在远处边界的指向性的XZ平面的测定面定义的图。

图9是说明成为本发明的基体的天线的特性的图。

图10是表示本发明的折弯位置的图。

图11是说明本发明第一实施方式的天线的结构的图。

图12是说明天线的配置的图。

图13是说明天线的配置的图。

图14是说明图13的配置中的天线的特性的图。

图15是说明图13的配置中的天线的特性的图。

图16是说明本发明的第一实施方式的天线的结构的侧视图。

图17是说明本发明的第一实施方式的天线的特性的图。

图18是说明本发明的第一实施方式的天线的远场中的指向性的XY平面的测定面定义的图。

图19是说明本发明的第一实施方式的天线的特性的图。

图20是说明本发明的第一实施方式的天线的远场中的指向性的XZ平面的测定面定义的图。

图21是说明本发明的第一实施方式的天线的特性的图。

图22是说明本发明的第二实施方式的天线的结构的图。

图23是说明本发明的第二实施方式的天线的结构的侧视图。

图24是说明本发明的第二实施方式的天线的特性的图。

图25是说明本发明的第二实施方式的天线的远场中的指向性的XY平面的测定面定义的图。

图26是说明本发明的第二实施方式的天线的特性的图。

图27是说明本发明的第二实施方式的天线的远场中的指向性的XZ平面的测定面定义的图。

图28是说明本发明的第二实施方式的天线的特性的图。

图29是说明成为本发明的第三实施方式的基体的天线的结构的图。

图30是说明成为本发明的第三实施方式的基体的天线的结构的侧视图。

图31是说明成为本发明的第三实施方式的基体的天线的特性的图。

图32是说明本发明的第三实施方式的天线的结构的图。

图33是说明本发明的第三实施方式的天线的特性的图。

图34是说明本发明的第三实施方式的天线的远场中的指向性的XY平面的测定面定义的图。

图35是说明本发明的第三实施方式的天线的特性的图。

图36是说明本发明的第三实施方式的天线的远场中的指向性的XZ平面的测定面定义的图。

图37是说明本发明的第三实施方式的天线的特性的图。

图38是说明成为本发明的第四实施方式的基体的天线的结构的图。

图39是说明成为本发明的第四实施方式的基体的天线的结构的侧视图。

图40是说明成为本发明的第四实施方式的基体的天线的特性的图。

图41是说明本发明的第四实施方式的天线的结构的图。

图42是说明本发明的第四实施方式的天线的特性的图。

图43是说明本发明的第四实施方式的天线的远场中的指向性的XY平面的测定面定义的图。

图44是说明本发明的第四实施方式的天线的特性的图。

图45是说明本发明的第四实施方式的天线的远场中的指向性的XZ平面的测定面定义的图。

图46是说明本发明的第四实施方式的天线的特性的图。

图47是说明第一～第四实施方式的天线的结构的图。

图48是示意图47的各天线的特性比较的图。

图49是示意图47的各天线的特性比较的图。

图50是说明供电所使用的同轴电缆的最佳配置的图。

图51是说明本发明的最佳折弯位置和折弯间隔的图。

图52是说明本发明的天线的共振频率的调整的图。

图53是表示本发明的天线的安装的例子。

图54是表示可应用本发明的狭缝的形状的一个例子的图。

图55是表示可应用本发明的狭缝的形状的一个例子的图。

图56是表示可应用本发明的狭缝的形状的一个例子的图。

图57是表示可应用本发明的狭缝的形状的一个例子的图。

图58是表示可应用本发明的狭缝的形状的一个例子的图。

图59是表示可应用本发明的狭缝的形状的一个例子的图。

图60是表示可应用本发明的狭缝的形状的一个例子的图。

图61是表示可应用本发明的狭缝的形状的一个例子的图。

图62是表示可应用本发明的狭缝的形状的一个例子的图。

图63是表示可应用本发明的狭缝的形状的一个例子的图。

图64是表示可应用本发明的狭缝的形状的一个例子的图。

图65是表示可应用本发明的狭缝的形状的一个例子的图。

图66是表示可应用本发明的狭缝的形状的一个例子的图。

图67是表示可应用本发明的狭缝的形状的一个例子的图。

图68是表示可应用本发明的狭缝的形状的一个例子的图。

图69是表示可应用本发明的狭缝的形状的一个例子的图。

图70是表示可应用本发明的狭缝的形状的一个例子的图。

图71是表示内装了本发明的天线的电子设备的一个例子的图。

图72是表示内装了本发明的天线的电子设备的一个例子的图。

图73是表示内装了本发明的天线的电子设备的一个例子的图。

图74是表示内装了本发明的天线的电子设备的一个例子的图。

图75是表示内装了本发明的天线的电子设备的一个例子的图。

图76是表示内装了本发明的天线的电子设备的一个例子的图。

图中：

1-天线，2-导体平板，3-供电点，21-狭缝边界导体部，41-复合狭缝，42-矩形狭缝。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。

本发明的天线使用两个可高效地收发特定的偏振波成分的电波的天线元件结构，在这些天线元件结构内，仅在一方设置供电点，并且从通过供电点以及两个天线元件结构的中央的对称轴以等距离折弯，通过各天线元件结构尺寸的调整，或供电点位置的调整，或组合两种方法的调整，来调整在不同的两个频带的共振特性，收发以特定的偏振波成分形成的不同的两个频带中的电波，以实现使最大辐射方向的倾斜成为可能的小型天线。还有，所谓不同的两个频带不是指利用一个频带的高次谐波来收发共两个频带的电波。

上述特定的偏振波成分的电波，一般而言限定于垂直偏振波或水平偏振波之中的一个。

此外，上述天线元件是相对于特定的偏振波成分的电波，其收发信号的效率良好的众所周知的结构的元件，在本发明中应用该结构。

上述本发明的天线具有以下结构，在内装于电子设备的箱体中、或设置于使用了金属(导体)的设备等的场合，只要箱体内或设备等的金属(导体)部不接近或接触有助于两个天线元件结构各自的电磁辐射的部分和调整共振特性的部分，就不会影响天线元件的电波收发特性。

上述本发明的天线具有以下结构，如果供电线路的引出位置不与两个天线元件各自的非导体区域交叉，就不会对天线元件的电波收发特性造成影响。

上述本发明的天线能够内装在电子设备的箱体中、或设置在设备等中。

上述本发明的天线能够设置在电子设备箱体的塑料材质部分或窗玻璃等电介质成型物的表面。

使用图1至图3对成为本发明的基体的天线结构进行说明。

如图1所示，成为本发明的基体的天线1在长度方向(图中的横向)的长度a和宽度方向(图中的纵向)的宽度b的导体平板2上形成有复合狭缝41和矩形狭缝42，该复合狭缝41包含以宽度2d的狭缝边界导体部21为边界分别具有开放端的宽度2d和长度f的横向M字型狭缝41m和延续该M字型狭缝41m形成的上底2d、下底b的梯形狭缝41t，以通过这些狭缝41、42的各宽度的中心(狭缝边界导体部21的宽度方向的中心)和导体平板2的宽度b的中心的对称轴5成线对称结构。

导体平板2由例如铜板或具有弹性的磷青铜板构成。在梯形狭缝41t的上下形成有锐角导体部2a，在M字型狭缝41m的上下形成有横长导体部2b。

矩形狭缝42由具有开放端的宽度e和长度g的细长狭缝421和延续该细长狭缝421形成的四边形狭缝42s构成。在细长狭缝421的上下形成有矩形导体部2c。四边形狭缝42s形成于M字型狭缝41m的中央部附近。复合狭缝41和矩形狭缝42分别为对称形状，各自的对称轴与天线1的对称轴5一致。

将在对两个工作频带的第一个设计频率v1的电波的波长设为λ1，将在第二个设计频率v2的电波的波长设为λ2的场合，d+f+h约为λ1/3.7，g+c(在此，c＝(b-e)/2)约为λ2/3.1。

对天线1供给电力的供电点3设在一方的矩形狭缝42内，供电点3的位置做在离矩形狭缝42的开放端长度g的位置。还有，上述两个工作频带在把本发明的天线内装在机器箱体内的场合或设置在设备等上的场合，由构成机器箱体或设备等的各种电介质的材料或周边物体的配置决定。在设置于各种电介质成型物的表面的场合，由本发明的天线及其周边物体的距离和周边物体的配置以及电介质特有的波长缩短效应决定。

根据图1的结构，定义波长λ1的设计频率v1时，具有该频率成分，并且由供电点3在构成天线1的导体平板2上产生的电流伴随着共振动作，在d+f+h约为λ1/3.7的复合狭缝41的相对的导体边缘附近分布时，产生如图2所示的电流分布91，能够实现在设计频率v1工作的狭缝天线。

另一方面，根据图1的结构，定义波长λ2的设计频率v2时，具有该频率成分，并且由供电点3在构成天线1的导体平板2上产生的电流伴随着共振动作，在g+c约为λ2/3.1的矩形狭缝42的相对的导体边缘附近分布时，产生如图3所示的电流分布92，能够实现在v2工作的狭缝天线。

以上，成为本发明的基体的天线1能以一个供电点3为边界把在设计频率v1和设计频率v2工作的两个狭缝天线并列配置在同一平面。因此，在两个频带中的特定偏振波成分的电波的收发通过成为本发明的基体的天线而可以实现。

以下，用图4至图9对成为本发明的基体的天线1的特性进行说明。

图4表示使用同轴电缆6对图1的天线1进行供电的天线11。天线11中，在沿着矩形狭缝42的长度方向平行地相对的导体边缘的一个上，用具有导电性的焊接材料63连接有同轴电缆6的内导体61，在另一个上用具有导电性的焊接材料63连接有同轴电缆6的外导体62。作为同轴电缆6的内导体61和外导体62的中间层的绝缘层64可以是绝缘树脂或空心、即通过空气来绝缘。还有，同轴电缆等的供电线路的连接除了通过具有导电性的焊接材料等的热粘连接外，还可以使用可保持导电性的形状的专用连接器或支柱等。

图4的天线11使用厚度0.2mm的导体平板，根据图1的定义，使尺寸分别为a＝102mm、b＝50mm、c＝24mm、d＝10mm、e＝2mm、f＝45mm、g＝26mm、h＝41mm。为了使天线11在800MHz频带和1900MHz频带这两个频带工作，使d+f+h为在第一个设计频率860MHz的电波的波长的约1/3.7，使g+c为在第二个设计频率1920MHz的电波的波长的约1/3.1。此外，对天线11的供电使用直径约1.1mm的同轴电缆，在与天线11的导体部重叠的部分以外，考虑到对各特性的影响，而安装铁氧体。还有，在以下的本发明的天线的说明中，对使用的同轴电缆，与上述同样地安装有铁氧体。

图5表示图4的天线11的频率特性，横轴表示频率，纵轴表示回波损耗(リタ一ン口ス)。根据图5可知，天线11在两个频带即800MHz频带和1900MHz频带工作。

图6表示在图4的天线11的远场(速方界)的指向性的XY平面的测定面定义。测定中心位于天线的横方向的长度a的一半的长度m、天线的纵方向的宽度b的一半的宽度o的位置。在以下的本发明的天线的说明中，测定中心采取上述同样的定义。

图7是把在图6的测定面测定时的指向性分成两个频带以及垂直偏振波(Vertical)和水平偏振波(Horizontal)来表示。根据图7，在两个频带中的各频率，两者都得到了垂直偏振波下的良好的无指向性。

图8表示在图4的天线11的远场中的指向性的XZ平面的测定面定义。测定中心位于天线的横方向的长度a的一半的长度m、天线的纵方向的宽度b的一半的宽度o的位置。在以下的本发明的天线的说明中，测定中心采取上述同样的定义。

图9是把在图8的测定面测定时的指向性分成两个频带以及垂直偏振波(Vertical)和水平偏振波(Horizontal)来表示。根据图9，在两个频带中的各频率，两者都得到了8字型的指向性的垂直偏振波。在把图4的天线11设置在车辆前玻璃窗等倾斜的部分时，为了使上述8字型指向性的最大辐射方向朝向水平方向，有时需要使8字型指向性的最大辐射方向从与设置面垂直的方向(图9的0°、180°方向)向水平方向(图9的90°、270°方向)侧倾斜。具体地说，对于卡车等前玻璃窗的倾斜相对于地面接近90°的车辆，由于在设置于前玻璃窗时XZ平面的垂直偏振波的最大辐射方向朝向水平方向，从而不需要倾斜。但是，对于赛车等前玻璃窗的倾斜相对于地面接近0°的车辆，由于在设置于前玻璃窗时XZ平面的垂直偏振波的最大辐射方向朝向垂直方向，从而需要使上述最大辐射方向大幅度地向水平方向侧倾斜。

以下，用图10至图19说明针对倾斜上述最大辐射方向的问题进行的本发明的第一实施方式进行说明。

图10表示的是展示图4的天线11的用于倾斜最大辐射方向的折弯位置和折弯间隔的天线111。折弯位置71、74是从天线11的上下对称轴70在图的上侧以及下侧分别空出相等距离72、73(本实施方式中为6mm)的间隔的位置。

图11表示以图10所示的折弯位置以及折弯间隔折弯的本发明第一实施方式的天线112。天线112在与上下对称轴70平行的折弯位置71、74向相互不同的面方向折弯。即，在图11中，比天线112的折弯位置71更靠图的上侧的部分向图的后方折弯，比天线112的折弯位置74更靠图的下侧的部分向图的前方折弯。

图12是说明天线的配置的侧视图。天线81是从侧面所见的图10的天线111的图。图12表示以与地面82垂直的方式将天线81配置在倾斜25°的前玻璃窗80下方的状态。可以实现图12那样的配置的话，就不必倾斜上述天线的最大辐射方向。但是，如图12那样的配置的话，由于从前玻璃窗(天线设置面)的突出部分非常大，因而需要考虑别的配置方法。

图13是说明天线的配置的侧视图。图13表示以与前玻璃窗80平行的方式将天线81配置在倾斜25°的前玻璃窗80下方的状态。通过配置成图13那样，与图12所示的配置不同，从前玻璃窗(天线设置面)的突出部分抑制到很小。但是，图13的场合，由于以与倾斜25°的前玻璃窗平行的方式配置上述天线81，从而天线81的最大辐射方向朝向仰角65°。因此，需要把上述天线81的最大辐射方向(仰角65°)向水平方向(仰角0°)倾斜。

在图14中，是将以图13所示的状态在XY面的测定面测定时的指向性分成两个频带以及垂直(vertical)偏振波和水平(Horizontal)偏振波来表示。根据图14，在两个频带中的各频率，两者都得到了垂直偏振波的无指向性。但是，与图7的倾斜90°时的特性相比的话，水平偏振波大幅度上升，垂直偏振波下降。这是由于通过使天线面倾斜25°，天线的最大辐射方向从与地面平行的水平方向偏向车顶方向而产生的变化。

在图15中，是将以图13的状态在XZ面的测定面测定时的指向性分成两个频带以及垂直偏振波(vertical)和水平偏振波(Horizontal)来表示。根据图15，在两个频带中的各频率，两者都得到了8字型指向性的垂直偏振波。但是，与图9的倾斜90°时的特性相比的话，8字型指向性的最大辐射方向变化65°。这是由于通过使天线面倾斜25°，天线的最大辐射方向从水平方向偏向车顶方向而产生的变化。

图16是侧视图，表示在倾斜25°的前玻璃窗80的下方配置了图11的天线112的侧视图即天线81的状态。

图17表示图11的天线112的频率特性，横轴表示频率，纵轴表示回波损耗，图10的天线111的结果也用粗线表示。根据图17，天线112在主要以未设供电点的复合狭缝41工作的800MHz频带、和主要以设置供电点的矩形狭缝42工作的1900MHz频带这两个频带得到了共振特性。与图10的天线111的结果比较的情况下，通过折弯，上下导体平板接近，出现伴随着阻抗的匹配劣化的特性劣化，但大致实现了作为目的的在两个频带的共振特性。

图18表示图11的天线112的远场中的指向性的XY平面的测定面定义。

图19是将在图18的测定面测定时的指向性分成两个频带以及垂直偏振波(vertical)和水平偏振波(Horizontal)来表示。根据图19，在两个频带中的各频率，两者都得到了垂直偏振波的无指向性。但是，与图7的平面时的特性相比的话，水平偏振波大幅度上升，垂直偏振波稍微下降。这是由于通过折弯，上下导体间的距离接近，在平面时在纵向产生的电流变成在横向产生的电流。

在本发明中，严密地定义最大辐射方向的意思，是把半高宽(从指向性的主波瓣的最大值下降了3dB的点之间的角宽度)的中间方向定义为最大辐射方向。在以下本发明的天线的说明中，最大辐射方向采用与上述同样的定义。本发明的发明者们在评价8字型指向性的最大辐射方向的基础上，以半高宽的中间方向、两个零信号点(指向性的最小方向)的中间方向、两个峰值的最大值方向这三类评价方法进行了比较。结果，半高宽的中间方向和两个零信号点的中间方向表示出几乎相等的方向，两个峰值的最大值的方向表示出与其它两个评价方法很大的不同的方向。此外，一般地使用半高宽的辐射方向的评价方法已广为所知。因此，在本发明中，以半高宽的中间方向作为最大辐射方向来进行评价。此外，在本发明中，测定在频率特性中的共振峰值的指向性来评价最大辐射方向。

图20表示图11的天线112的远场中的指向性的XZ平面的测定面定义。

图21是把在图20的测定面测定时的指向性分成两个频带以及垂直偏振波(vertical)和水平偏振波(Horizontal)来表示。根据图21，在两个频带中的各频率，两者都得到了8字型指向性的垂直偏振波。上述8字型指向性的半高宽的中间方向即最大辐射方向需要从相对于倾斜25°的前玻璃窗设置面的垂直方向(图21的295°、115°方向)向水平方向(图21的0°、180°方向)倾斜。图21的(a)、(c)中所示的两个频带中的最大辐射方向在以正面方向为0°、背面方向为180°时，在890MHz和1950MHz，在正面朝向仰角(0°方向和最大辐射方向的角度)61°和47°，在背面朝向俯角(180°方向和最大辐射方向的角度)51°和52°。这是通过像图11(侧面为图16)那样把天线折弯到正面方向和背面方向，与平面时的图10(侧面为图13)相比，在正面仅向水平方向倾斜4°和18°，在背面仅向水平方向倾斜14°和13°。这是由于可用直线连接离图2和图3所示的电流分布91、92的供电点最远的点得到的主要的电场产生面为平面时(图13)相比，接近垂直于地面。

根据以上图21所示的结果，采用本发明的第一实施方式的天线112的话，通过用两个可高效收发特定的偏振波成分的电波的天线元件结构，并在这些天线元件结构内，仅在一方设置供电点，并且从对称轴等距离的两个部位折弯，倾向在不同的两个频带的最大辐射方向，从而能够实现在比平面时更接近水平方向的方向收发由特定的偏振波成分形成的不同的两个频带的电波的天线。

其次，使用图22至图28对本发明第二实施方式进行说明。

图22表示将以图10所示的折弯位置以及折弯间隔(在本实施方式中上下都为6mm)折弯，并且使从侧面观察时的折弯角度如图23那样折弯的本发明的第二实施方式的天线113。

图24表示图22的天线113的频率特性，横轴表示频率，纵轴表示回波损耗，图10的天线111的结果也用粗线表示。根据图24，天线113在主要以未设供电点的复合狭缝41工作的800MHz频带、和主要以设置供电点的矩形狭缝42工作的1900MHz频带这两个频带得到了共振特性。与图10的天线111的结果比较的场合，通过折弯，上下导体平板接近，出现伴随着阻抗的匹配劣化的特性劣化，但大致实现了作为目的的在两个频带的共振特性。

图25表示图22的天线113的远场中的指向性的XY平面的测定面定义。

图26是把在图25的测定面测定时的指向性分成两个频带以及垂直偏振波(vertical)和水平偏振波(Horizontal)来表示。根据图26，在两个频带中的各频率，两者都得到了垂直偏振波的无指向性。但是，与图7的平面时的特性相比的话，水平偏振波上升，垂直偏振波稍微下降。这是由于通过折弯，上下导体间的距离接近，在平面时在纵向产生的电流变成在横向产生的电流。

图27表示图22的天线113的远场中的指向性的XZ平面的测定面定义。

图28是把在图27的测定面测定时的指向性分成两个频带以及垂直偏振波(vertical)和水平偏振波(Horizontal)来表示。根据图28，在两个频带中的各频率，两者都得到了8字型指向性的垂直偏振波。上述8字型指向性的半高宽的中间方向即最大辐射方向需要从相对于倾斜25°的前玻璃窗设置面的垂直方向(图28的295°、115°方向)向水平方向(图28的0°、180°方向)倾斜。图28的(a)、(c)所示的两个频带中的最大辐射方向在890MHz和1950MHz，在正面朝向仰角36°和32°，在背面朝向俯角43°和47°。这是通过像图22(侧面为图23)那样折弯，与平面时的图10(侧面为图13)相比，在正面仅向水平方向倾斜29°和33°，在背面仅向水平方向倾斜22°和18°。这是由于与可用直线连接离图2和图3所示的电流分布91、92的供电点最远的点得到的主要的电场产生面为平面时(图13)相比，接近垂直于地面。

根据以上图28所示的结果，采用本发明的第二实施方式的天线113的话，通过用两个可高效收发特定的偏振波成分的电波的天线元件结构，在这些天线元件结构内，仅在一方设置供电点，并且从对称轴等距离的两个部位折弯，倾向在不同的两个频带的最大辐射方向，从而能够实现在比平面时更接近水平方向的方向收发由特定的偏振波成分形成的不同的两个频带的电波的天线。

其次，使用图29至图37对本发明第三实施方式进行说明。

图29表示将以图10所示的折弯位置及折弯间隔(在本实施方式中上下均为6mm)折弯，并且使从侧面观察时的折弯角度如图30那样折弯的天线114。

图31表示图29的天线114的频率特性，横轴表示频率，纵轴表示回波损耗，图10的天线111的结果也用粗线表示。根据图31，天线114在主要以未设供电点的复合狭缝41工作的800MHz频带、和主要以设置供电点的矩形狭缝42工作的1900MHz频带这两个频带得到了共振特性。与图10的天线111的结果比较的场合，通过折弯，上下导体平板接近，出现伴随着阻抗的匹配劣化的特性劣化，但大致实现了作为目的的在两个频带的共振特性。

图32是为了调整图29的天线114的阻抗匹配，根据各部分的长度以及宽度p、q、r、s变形的本发明的第三实施方式的天线124。在本实施方式，使p＝2mm、q＝13mm、r＝2.5mm、s＝8mm。

图33表示图32的天线124的频率特性，横轴表示频率，纵轴表示回波损耗，图10的天线111的结果也用粗线表示。通过图32那样变形，调整由折弯导致的阻抗的匹配劣化，大致实现了作为目的的在两个频带的共振特性。

图34表示图32的天线124的远场中的指向性的XY平面的测定面定义。

图35是把在图34的测定面测定时的指向性分成两个频带以及垂直偏振波(vertical)和水平偏振波(Horizontal)来表示。根据图35，在两个频带中的各频率，两者都得到了垂直偏振波的无指向性。但是，与图7的平面时的特性相比的话，水平偏振波上升，垂直偏振波稍微下降。这是由于通过折弯，上下导体间的距离接近，在平面时在纵向产生的电流变成在横向产生的电流。

图36表示图32的天线124的远场中的指向性的XZ平面的测定面定义。

图37是把在图36的测定面测定时的指向性分成两个频带以及垂直偏振波(vertical)和水平偏振波(Horizontal)来表示。根据图37，在两个频带中的各频率，两者都得到了8字型指向性的垂直偏振波。上述8字型指向性的半高宽的中间方向即最大辐射方向需要从相对于倾斜25°的前玻璃窗设置面的垂直方向(图37的295°、115°方向)向水平方向(图37的0°、180°方向)倾斜。图37的(a)、(c)所示的两个频带中的最大辐射方向在910MHz和1950MHz，在正面朝向仰角33°和28°，在背面朝向俯角40°和22°。这是通过像图29那样(侧面为图30)折弯，与平面时的图10(侧面为图13)相比，在正面仅向水平方向倾斜32°和37°，在背面仅向水平方向倾斜25°和43°。这是由于与可用直线连接离图2和图3所示的电流分布91、92的供电点最远的点得到的主要的电场产生面为平面时(图13)相比，接近垂直于地面。

根据以上图37所示的结果，采用本发明的第三实施方式的天线124的话，通过用两个可高效收发特定的偏振波成分的电波的天线元件结构，在这些天线元件结构内，仅在一方设置供电点，并且从对称轴等距离的两个部位折弯，倾向在不同的两个频带的最大辐射方向，从而能够实现在比平面时更接近水平方向的方向接受由特定的偏振波成分形成的不同的两个频带的电波的天线。

其次，使用图38至图46对本发明第四实施方式进行说明。

图38表示将以图10所示的折弯位置及折弯间隔(在本实施方式中上下均为6mm)折曲，并且使从侧面观察时的折弯角度如图39那样折弯的天线115。

图40表示图38的天线115的频率共振特性，横轴表示频率，纵轴表示回波损耗，图10的天线111的结果也用粗线表示。根据图40，天线115在主要以未设供电点的复合狭缝41工作的800MHz频带、和主要以设置供电点的矩形狭缝42工作的1900MHz频带这两个频带得到了共振特性。与图10的天线111的结果比较的场合，通过折弯，上下导体平板接近，出现伴随着阻抗的匹配劣化的特性劣化，但大致实现了作为目的的在两个频带的共振特性。

图41是为了调整图38的天线115的阻抗匹配，根据各部分的长度以及宽度p、q、r、s变形的本发明的第四实施方式的天线124。在本实施方式，使p＝2mm、q＝13mm、r＝2.5mm、t＝9mm。

图42表示图41的天线125的频率特性，横轴表示频率，纵轴表示回波损耗，图10的天线111的结果也用粗线表示。通过图41那样变形，调整由折弯导致的阻抗的匹配劣化，大致实现了作为目的的在两个频带的共振特性。

图43表示图41的天线125的远场中的指向性的XY平面的测定面定义。

图44是把在图43的测定面测定时的指向性分成两个频带以及垂直偏振波(vertical)和水平偏振波(Horizontal)来表示。根据图44，在两个频带中的各频率，两者都得到了垂直偏振波的无指向性。但是，与图7的平面时的特性相比的话，水平偏振波上升，垂直偏振波稍微下降。这是由于通过折弯，上下导体间的距离接近，在平面时在纵向产生的电流变成在横向产生的电流。

图45表示图41的天线125的远场中的指向性的XZ平面的测定面定义。

图46是把在图45的测定面测定时的指向性分成两个频带以及垂直偏振波(vertical)和水平偏振波(Horizontal)来表示。根据图46，在两个频带中的各频率，两者都得到了8字型指向性的垂直偏振波。上述8字型指向性的半高宽的中间方向即最大辐射方向需要从相对于倾斜25°的前玻璃窗设置面的垂直方向(图37的295°、115°方向)向水平方向(图37的0°、180°方向)倾斜。图46的(a)、(c)所示的两个频带中的最大辐射方向在910MHz和1990MHz，在正面朝向仰角31°和24°，在背面朝向俯角38°和25°。这是通过像图38(侧面为图39)那样折弯，与平面时的图10(侧面为图13)相比，在正面仅向水平方向倾斜34°和41°，在背面仅向水平方向倾斜27°和40°。这是由于与可用直线连接离图2和图3所示的电流分布91、92的供电点最远的点得到的主要的电场产生面为平面时(图13)相比，接近垂直于地面。

根据以上图46所示的结果，采用本发明的第四实施方式的天线125的话，通过用两个可高效收发特定的偏振波成分的电波的天线元件结构，在这些天线元件结构内，仅在一方设置供电点，并且从对称轴等距离的两个部位折弯倾向在不同的两个频带的最大辐射方向，从而能够实现在比平面时更接近水平方向的方向收发以特定的偏振波成分形成的不同的两个频带的电波的天线。

其次，用图47至图49对与折弯角度相关的特性比较进行说明。

图47是用折弯角度α、β来定义本发明的实施方式的天线的结构。还有，图中(1)～(4)对应于第一～第四实施方式。

图48表示第一～第四实施方式的天线的特性比较。这是把正面方向作为0°，背面方向作为180°，在各频带和各方向对天线的8字型指向性的峰值的方向从地面和水平方向即正面方向或背面方向偏离的角度进行分类来表示。根据该特性比较，在折弯角度(4)为High-band(高频带)的背面以外，从0°、180°的偏离最小(偏离角度最接近0°)，为良好的特性。最大辐射方向的最佳折弯角度依次表示为(4)、(3)、(2)、(1)。

图49表示第一～第四实施方式的天线的特性比较。这是把正面方向作为0°，背面方向作为180°，在各频带和各方向对天线的8字型指向性的最大增益进行分类来比较。根据该特性比较，在折弯角度(2)为Low-band(低频带)的正面以外最大增益最高，为良好的特性。最大增益良好的折弯角度依次表示为(2)、(1)、(4)、(3)。

此外，将折弯前的面积相等、并且形状大致相等的天线按照(1)～(4)的折弯角度折弯时的体积进行比较时，按照小型的顺序表示的话，依次为(3)、(1)、(4)、(2)。以折弯的难易度比较时折弯的难易度(在接近90°的角度的折弯角度数的)顺序依次表示为(4)、(1)、(2)、(3)。因此，使最大辐射方向、最大增益、体积、折弯难易度4点从第一位到第四位为1点到4点，点数最少的折弯角度为最佳时，综合起来最佳的折弯角度为(4)。

图50表示在上述实施方式中，像(a)那样供电使用的同轴电缆进入矩形狭缝的配置的话，得不到良好的特性，像(b)那样供电使用的同轴电缆未进入矩形狭缝的配置的话，可得到良好的特性。还有，天线的供电线是在天线的长度方向沿水平方向延伸与天线的供电点连接亦可，在天线的宽度方向沿水平方向延伸与天线的供电点连接亦可，在与天线的构造面垂直的方向延伸与天线的供电点连接亦可。

图51表示在上述实施方式中，如(a)～(c)那样使折弯位置和折弯间隔从对称轴等距离的话，共振频率在±20MHz以内变化。

图52表示在上述实施方式中，不会因为了调整800MHz频带的共振频率使上下的导体部分75上下对称地变形、为了调整1900MHz频带的共振频率使上下的导体部分76上下对称地变形而使共振特性劣化，能够调整共振频率。

图53表示在第四实施方式中，可把天线125安装到台阶状的构件上的情况。

此外，天线的狭缝形状不限于上述实施方式的形状，例如，将对称形状的狭缝形成为其对称轴与导体平板的对称轴一致也可以。以下说明可应用本发明的狭缝形状的一个例子。

图54表示在上述实施方式中，可将本发明应用于上下对称的天线中两端短路型长方形狭缝43的结构。

图55表示在上述实施方式中，可将本发明应用于上下对称的天线中两端短路型梯形狭缝44的结构。

图56表示在上述实施方式中，可将本发明应用于上下对称的天线中两端短路型三角形狭缝45的结构。

图57表示在上述实施方式中，可将本发明应用于上下对称的天线中两端短路型菱形狭缝46的结构。

图58表示在上述实施方式中，可将本发明应用于上下对称的天线中两端短路型蝴蝶结形狭缝47的结构。

图59表示在上述实施方式中，可将本发明应用于上下对称的天线中两端短路型椭圆形狭缝48的结构。

图60表示在上述实施方式中，可将本发明应用于上下对称的天线中单侧敞开型沙漏形狭缝49的结构。

图61表示在上述实施方式中，可将本发明应用于上下对称的天线中单侧敞开型长方形狭缝50的结构。

图62表示在上述实施方式中，可将本发明应用于上下对称的天线中单侧敞开型梯形狭缝51的结构。

图63表示在上述实施方式中，可将本发明应用于上下对称的天线中单侧敞开型三角形狭缝52的结构。

图64表示在上述实施方式中，可将本发明应用于上下对称的天线中单侧敞开型菱形狭缝53的结构。

图65表示在上述实施方式中，可将本发明应用于上下对称的天线中单侧敞开型蝴蝶结形狭缝54的结构。

图66表示在上述实施方式中，可将本发明应用于上下对称的天线中单侧敞开型椭圆形狭缝55的结构。

图67表示在上述实施方式中，可将本发明应用于上下对称的天线中单侧敞开型沙漏形狭缝56的结构。

图68表示在上述实施方式中，可将本发明应用于上下对称的天线中两端短路型狭缝的结构43在对称轴5上保持对称结构的同时两个配置成1列，且仅在单个上设置供电点的情况。

图69表示在上述实施方式中，可将本发明应用于上下对称的天线中单侧敞开型狭缝的结构50在对称轴5上保持对称结构的同时两个配置成1列，且仅在单个上设置供电点的情况。

图70表示在上述实施方式中，可将本发明应用于上下对称的天线中两端短路型狭缝43和单侧敞开型狭缝50在对称轴5上保持对称结构的同时每一个配置成1列，且仅在单个上设置供电点的情况。

这样，狭缝即使是两个形状也相同，具有不同的宽度以及/或者不同的长度亦可。此外，狭缝是各不相同的形状亦可。

在上述实施方式中，在导体平板2上形成狭缝而做成天线，但除了导体平板2之外也可以在由铜箔或铝箔构成的软性导体片材(薄膜)上形成狭缝来做成天线。

此外，在上述实施方式中，供电使用了同轴电缆，但也可以使用多根单芯电缆或扁平电缆。

其次，对内装了本发明的天线的电子设备进行说明。

图71表示在第四实施方式中，在具备显示器102的便携终端(手机等)101之中，如图那样可内装天线1。

图72表示在第四实施方式中，在电子设备(笔记本电脑等)103之中，如图那样可将天线1内装于显示器的框架部分(图表示框架上部)。

图73表示在第四实施方式中，在电子设备(笔记本电脑等)103之中，如图那样可将天线1内装于键盘的跟前侧。

这样，在将本发明的天线内装于电子设备时，天线的供电线配置在电子设备的箱体内亦可。

图74表示在第四实施方式中，可在安装组件(树脂制的盒等)104之中，如图那样内装天线1，用具有粘着性的胶带(双面胶带等)105设置到建筑物的墙壁、天花板、窗玻璃或车辆的窗玻璃等上。

图75表示在第四上述实施方式中，可在安装单元(树脂制的盒等)104之中，如图那样内装天线1，用具有吸附性的物体(吸盘等)106设置到建筑物的墙壁、天花板、窗玻璃或车辆的窗玻璃等上。

图76表示在第四实施方式中，在一体型单元(树脂制的盒等)107之中，如图那样，内装本发明的蜂窝电话对应天线108，通过在空的空间内装与无线通讯电话以外的无线系统对应的天线109，从而可对应两个以上的无线系统。

综上所述，本发明的天线，通过使用两个能够高效地收发特定的偏振波成分的天线元件结构，在这些天线元件结构内，仅在一方设置供电点，并且在离通过供电点及两个天线元件结构的中央的对称轴等距离处折弯，并进行各天线元件结构的尺寸调整、或供电位置的调整、或组合两种方法的调整，从而能够调整在不同的两个频带的共振特性，因而能够以更简单的结构用单体收发由特定的偏振波成分形成的不同的两个频带的电波，能够实现使最大辐射方向的倾斜成为可能的小型天线。

此外，本发明的天线在内装在电子设备的箱体内时，或者设置在使用了金属(导体)的设备等时，只要箱体内或设备等的金属(导体)部不接近或接触有助于两个天线元件结构的各电磁辐射的部分和调整共振特性的部分，就不会影响到天线的电波收发特性，从而容易选择天线位置。

本发明的天线中使用的供电线只要在不与两个天线元件各自的无导体区域交叉的位置，就不会对天线元件的电波收发特性造成影响，能够自由选择引出方向，因此在内装于电子设备的箱体时或设置于设备等时，能够使供电线的配置变得容易。

Claims (19)

1.一种天线，其特征在于，

具有：由金属构成的对称形状的导体板；

形成于上述导体板上的狭缝；以及

设置于上述导体板的对称轴上的供电点，

上述导体板在与上述对称轴平行的两个部位向相互不同的方向折弯，

上述狭缝为对称形状，形成为其对称轴与上述导体板的对称轴一致，

上述导体板是在对称轴方向横长的四边形，

为了在该导体板的上述对称轴上的中央部形成狭缝边界导体部，在上述导体板的对称轴上的一方，形成有由横向M字型狭缝和延续该横向M字型狭缝而形成且具有逐渐扩大直径的开放端的梯形狭缝构成的复合狭缝，在上述导体板的对称轴上的另一方形成有矩形狭缝；或者在上述导体板的对称轴上形成两端短路型狭缝。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，

上述导体板在与上述对称轴等距离的两个部位折弯。

3.根据权利要求1或2所述的天线，其特征在于，

上述狭缝形成有两个。

4.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，

上述两个狭缝形状相同，具有不同的宽度以及/或者不同的长度。

5.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，

上述狭缝分别为不同形状。

6.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，

上述狭缝在上述导体板的对称轴上形成一列，且上述狭缝的至少一方被折弯。

7.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，

上述狭缝的至少一个形成为在上述导体板的对称轴方向的一端侧开放。

8.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，

上述供电点仅设置在上述狭缝的一方。

9.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，

上述矩形狭缝由具有开放端的细长狭缝和延续该细长狭缝而形成的四边形狭缝构成。

10.根据权利要求9所述的天线，其特征在于，

在将相对上述复合狭缝的两个频带的第一设计频率υ1的电波的波长设为λ1、将上述梯形狭缝的上底宽度设为2d、将上述M字型狭缝的上述对称轴方向的长度设为f、将连接上述梯形狭缝的上底和下底的两边的长度设为h时，调整d、f、h使得d+f+h＝λ1/3.7。

11.根据权利要求10所述的天线，其特征在于，

在将相对上述矩形狭缝的两个频带的第二设计频率υ2的电波的波长设为λ2、将上述细长狭缝的长度设为g、将上述细长狭缝的宽度设为e、将上述导体板的垂直于对称轴的边的宽度设为b时，调整g、e、b使得g+(b-e)/2＝λ2/3.1。

12.根据权利要求9-11任一项所述的天线，其特征在于，

上述供电点设置在上述矩形狭缝上。

13.根据权利要求1或2所述的天线，其特征在于，

使用同轴电缆供电。

14.根据权利要求1或2所述的天线，其特征在于，

使用多根单芯电缆供电。

15.根据权利要求1或2所述的天线，其特征在于，

使用扁平电缆供电。

16.根据权利要求1或2所述的天线，其特征在于，

上述导体板由导体平板或软性导体片材构成。

17.根据权利要求16所述的天线，其特征在于，

上述导体平板由铜板或具有弹性的磷青铜板构成。

18.根据权利要求16所述的天线，其特征在于，

上述软性导体片材由铜箔或铝箔构成。

19.一种电子设备，其特征在于，

具备权利要求1～18任一项所述的天线。