CN102341962A - 天线设备和通信设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种能够提供具有宽带特性或分集特性的天线装置的天线装置和通信装置。该天线设备包括第一天线元件(11)、第二天线元件(12)和分配器电路(13),两个天线元件(11、12)分别经由分离的传输线(15、16)与分配器电路(13)连接。通过改变将第一天线元件(11)与分配器电路(13)连接的传输线(15)和将第二天线元件(12)与分配器电路(13)连接的传输线(16)的长度,在所述传输线中的一条传输线上执行延迟处理。进行这种延迟处理,调整第一天线元件和第二天线元件(11、12)的输入阻抗和/或相位,并且产生单独地比第一天线元件和第二天线元件的天线特性更大的宽带。
Description
技术领域
本发明涉及一种理想的天线设备,并且还涉及一种设置有这种天线设备的通信设备,该天线设备用于使用比较高的频率进行无线通信的通信设备,例如,用于无线LAN系统的通信设备。
背景技术
近年来,使用例如从几百MHz到几GHz的比较高的频率进行无线传输的各种无线传输系统激增。例如,作为无线LAN系统,已经开发使用2GHz频带、5GHz频带等的技术。作为设置在使用这些频带的无线通信设备中的天线设备,正在开发和实现各种方法的技术。
在专利文献1中,存在用于这种通信设备的示例性天线的描述。专利文献1中描述的技术被设置有多个天线元件,并且被配置为具有称为分集(diversity)的特性。
引用列表
专利文献
专利文献1:日本未审专利申请公开(PCT申请的译文)No.2009-514292
发明内容
技术问题
使用比较宽的频带作为用于无线通信系统中的无线传输的频带的技术日益增多,并且,作为以诸如从几百MHz到几GHz的比较高的频带使用的天线,期望宽带技术。
此外,即使对于具有分集的天线,也期望具有更好的分集特性且具有简单的、小型化配置的天线。
本发明的目的在于提供一种具有宽带特性的天线设备。
此外,本发明的目的在于提供一种具有良好的分集特性的天线设备。
解决问题的方案
本发明提供一种天线设备,该天线设备包括:第一天线元件;第二天线元件;以及分支电路,第一天线元件和第二天线元件分别经由分离的传输线与分支电路耦接。
另外,通过修改将第一天线元件与分支电路耦接的传输线和将第二天线元件与分支电路耦接的传输线的长度,在所述传输线中的一条传输线上执行延迟处理。
通过进行这种延迟处理,调整第一天线元件和第二天线元件的输入阻抗和/或相位,并且构造单独地比第一天线元件和第二天线元件的天线特性宽的频带特性。
本发明的有益效果
根据本发明,设置有两个天线元件的天线设备被给予分别比单个天线元件的天线特性宽的频带特性,并且获得具有比较简单的配置且具有宽带特性的良好的天线设备。此外,可以使得设置有这种天线设备的通信设备的无线通信特性良好。
附图说明
图1是图示本发明第一实施例的示例性天线设备的配置。
图2是图示本发明第一实施例的天线设备的示例性部署的说明图。
图3是图示本发明第一实施例的天线设备的另一示例性部署的说明图。
图4是图示本发明第一实施例的天线设备的示例性频率特性的图。
图5是图示图3的例子中的天线设备的具体示例性部署的配置。
图6是图示图5的例子中的天线设备的设置状态的说明图。
图7是图示图3的例子中的天线设备的另一具体示例性部署的透视图。
图8是图示图7的相关部分的放大的透视图。
图9是图7中的例子的图。
图10是图7中的例子的图。
图11是图7中的例子的图。
图12是图示本发明第二实施例的示例性天线设备的配置。
图13是图示本发明第二实施例的示例性混合电路的配置。
图14是图示本发明第二实施例的天线设备的示例性频率特性的图。
图15是图示本发明第二实施例的天线设备的示例性方向性特性的图。
图16是图示本发明第二实施例的天线设备的示例性方向性特性的图。
图17是图示本发明第三实施例的示例性天线设备的配置。
图18是图示本发明第三实施例的示例性混合电路的配置。
图19是图示本发明第三实施例的天线设备的示例性频率特性的图。
具体实施方式
将按照以下顺序说明本发明的实施例。
1.第一实施例
1.1天线设备的配置(图1)
1.2天线元件的示例性部署(例子1:图2)
1.3天线元件的示例性部署(例子2:图3)
1.4示例性特性(图4)
1.5例子2的天线的示例性部署(图5、6)
1.6例子2的天线的示例性部署(图7、8)
1.7图7配置的示例性特性(图9、10、11)
2.第二实施例
2.1天线设备的配置(图12、13)
2.2示例性特性(图14、15、16)
3.第三实施例
3.1天线设备的配置(图17、18)
3.2示例性特性(图19)
4.变型
[1.第一实施例]
图1是图示设置有本实施例的无线设备的通信设备的示例性配置的图。
为了概要地说明图1中所示的天线设备的配置,该天线设备包括第一天线元件11、第二天线元件12和分配器电路(divider circuit)13,第一天线元件11和第二天线元件12分别通过分离的传输线15和16与分配器电路13耦接。另外,这样配置:使得通过修改将第一天线元件11与分配器电路13耦接的传输线15和将第二天线元件12与分配器电路13耦接的传输线16的长度,在所述传输线中的一条传输线上执行延迟处理。通过进行这种延迟处理,调整第一天线元件11和第二天线元件12的输入阻抗和/或相位,并且,构造分别比第一天线元件11和第二天线元件12的天线特性宽的频带特性。
接下来,将说明图1中所示的天线设备的具体配置。
通信设备10是在例如从几百MHz到几GHz的频带中进行无线通信的无线通信设备,并且,第一天线元件11和第二天线元件12被提供作为附接于通信设备10的天线设备。
在本实施例的情况中,各个天线元件11和12被配置为所谓的倒F型单极天线,其中,各个天线元件11和12被取为相等长度的元件。稍后论述两个天线元件11和12的示例性部署的细节,但是,这里,两个棒状天线元件11和12以给定的间隔隔开,并且被设置为排列在近似直线上。在图1的例子中,这里,两个天线元件11和12被设置在直线上,但是这两个天线元件11和12也可以被设置为成一定程度的角度。
在第一天线元件11中,第一天线元件11的馈电点(feedpoint)11a经由传输线15与分配器电路(分支电路)13耦接,同时,在第二天线元件12中,第二天线元件12的馈电点12a经由传输线16与分配器电路13耦接。分配器电路13与两个传输线15和16内部地耦接,组合由这两个天线元件11和12接收到的获得的信号,并且将它们供应给馈电端口14。此外,发送时从馈电端口14获得的信号在这两个天线元件11和12之间被分配(分支)。
这里,在两个传输线15和16之间,一条传输线16的长度被制得比另一条传输线15长,并且被配置为用作延迟线。例如,在被配置为用于在2GHz频带中发送和接收的天线的情况中,传输线15的长度L1被取为100mm,而用作延迟线的传输线16的长度L2被取为160mm。这些长度L1和L2的值是一个例子。
[1.2天线元件的示例性部署(例子1)]
图2图示天线元件11和12的示例性部署。
如图2所示,分别被配置为倒F型单极天线的天线元件11和12以与GND平面17的表面间隔微小的距离的方式在该表面上被设置为排列在直线上,该GND平面17是接地电位部。
另外,第一天线元件11的馈电点11a与传输线15耦接。使得馈电点11a经由接合导体11b与GND平面17耦接。
而且,第二天线元件12的馈电点12a与传输线16耦接。使得馈电点12a经由接合导体12b与GND平面17耦接。
在图2的例子的情况中,第一天线元件11的馈电点11a与第二天线元件12的馈电点12a非常接近。
[1.3天线元件的示例性部署(例子2)]
图3是天线元件11’和12’的另一示例性部署。
在图3的例子的情况中,两个天线元件11’和12’同样地被设置在直线上。另外,两个天线元件11’和12’的部署关系与图2中的例子反向。
换句话说,如图3所示,分别被配置为倒F型单极天线的天线元件11’和12’被设置为:第一天线元件11’的馈电点11a和第二天线元件12’的馈电点12a分隔开。另外,第一天线元件11’的顶端(tip)与第二天线元件12’的顶端非常接近。
在图3的例子中,两个天线元件11’和12’设置在直线上,但是,这两个天线元件11’和12’也可以被设置为成一定程度的角度。
在配置天线设备的情况中,可以应用图2中所示的部署或者图3中所示的部署。此外,虽然在稍后论述的第二实施例和第三实施例中对天线元件部署不进行说明,但是可以应用图2或图3的配置。
[1.4示例性特性]
图4图示本实施例的天线元件的示例性频率特性,其中,水平轴表示2GHz频带,垂直轴表示返回损耗(return loss)。
在图4中,用虚线表示的特性S1表达单独使用第一天线元件11的天线设备的情况的频率特性。用实线表示的特性S2表达具有图1所示的本实施例的配置的天线设备的频率特性。
在图4中,在例如获得-10dB以上的返回损耗的频率范围被取为天线设备的可用范围的情况中,对于单独使用单个天线元件的天线设备的特性S1,可以发送和接收的带宽为约144MHz。相对照,对于具有图1中的配置的天线设备的特性S2,可以发送和接收的带宽为约483MHz。
因此,根据具有本实施例的配置的天线设备,天线特性能够在极宽的频带之上扩展。由于将传输线15和16中的一条传输线16延长并将它配置为延迟线而导致这种频带变宽。换句话说,通过具有延迟线,调整了各个天线元件11和12的输入阻抗或相位,并且,与仅仅单个天线元件的特性S1相比,综合特性S能够变宽得更多。如上所述,例如,通过将一条传输线15取为100mm并将另一条传输线16取为160mm来给出60mm的长度,并且,通过针对2GHz频率提供约70°的相位差,能够通过具有该相位差的信号的组合来设计频带变宽。
[1.5例子2天线的示例性部署]
接下来,将参照图5和6说明图3的例子中的天线设备的更具体的示例性配置。
为了概要地说明图5和6中所示的天线设备的配置,第一天线元件11和第二天线元件12被安装为以距离D1间隔开。距离D1是连接各个天线元件之上的电流分布中的绝对值最大的位点的距离。第一天线元件11和第二天线元件12分别经由分离的传输线15和16与分配器电路13耦接。传输线15和16之间的距离差被取为距离D2。另外,该天线设备被配置为:当m被取为等于或大于0的整数且n被取为等于或大于1的整数时,参数满足下述关系:|D1-D2|=m·λ0且D1+D2=n·λ0。
现在将参照图5和6说明具体例子。图5中所示的配置与图3中所示的天线设备相同。在图5中,图示了在第一天线元件11’和第二天线元件12’之间设置距离D1的状态。该距离D1是第一天线元件11’的元件之上的电流分布中的绝对值最大的位点11c和第二天线元件12’的元件之上的电流分布中的绝对值最大的位点12c之间的距离。
此外,在L1被取为将第一天线元件11’与分配器电路13耦接的传输线15的长度,并且L2被取为将第二天线元件12’与分配器电路13耦接的传输线16的长度的情况下,L2-L1=D2保持成立。换句话说,传输线15和传输线16之间的长度差被取为D2。该距离D2相当于由传输线构成的延迟线的长度。
图6简单地图示以这样的方式定义的距离D1和D2。两个天线元件11和12被安装为以距离D1间隔开,然而,另外,传输线长度相差距离D2。虽然在图6中图示了天线元件11和12,但是,对于天线元件11’和12’,同样是如此。
现在将说明图6中所示的天线设备的配置。当以这样的方式定义D1和D2时,优选的是,计算D1和D2的值,并且,制造天线设备,以得到如下公式:
|D1-D2|=m·λ0
D1+D2=n·λ0。
这里,m是等于或大于0的整数,n是等于或大于1的整数。λ0是在天线设备中进行发送或接收的中心频率的波长。
作为优选的例子,例如,可以想到取m=0∩n=1的配置。通过以这样的方式配置,从第一天线元件11耦接到第二天线元件12和从第二天线元件12耦接到第一天线元件11都变成同相位的。由此,各个天线被耦接为充当单个大的天线,从而放大天线体积并增大辐射效率。此外,由于传输线的长度差而产生的延迟线损耗变小。
将说明图5和6中的D1和D2的另一个例子。D1和D2也可以被设置为如下面的公式所示:
D1=(1/4+m′)λ0
D2=(1/4+n′)λ0。
这里,m′是等于或大于1的整数,n′是等于或大于0的整数。λ0是在天线设备中进行发送或接收的中心频率的波长。
在本例子的情况中,m′=n′=0是更期望的。
在如本例子中一样设置D1和D2的情况中,从第一天线元件11耦接到第二天线元件12变成同相位的,同时,从第二天线元件12耦接到第一天线元件11变成反相位的,因此,从第一天线元件11导向第二天线元件12的辐射方向性变强。
将说明图5和6中的D1和D2的另一个例子。D1和D2也可以被设置为如下面的公式所示:
D1=(3/4+m′)λ0
D2=(1/4+n′)λ0。
这里,m′是等于或大于1的整数,n′是等于或大于0的整数。λ0是在天线设备中进行发送或接收的中心频率的波长。
在本例子的情况中,m′=n′=0是更期望的。
在如本例子中一样设置D1和D2的情况中,从第一天线元件11耦接到第二天线元件12变成反相位的,然而,从第二天线元件12耦接到第一天线元件11变成同相位的,因此,从第一天线元件11导向第二天线元件12的辐射方向性变强。
如这些例子中的各个例子所示,可以通过任意地控制两个天线元件之间的距离D1和延迟线的距离D2来调整到期望的方向性和辐射效率。
[1.6例子2天线的示例性部署]
图7和8是图3中所示的天线设备安装在GND平面17的端面(edge face)上的例子,该GND平面17是接地电位部。图8是图示图7的天线元件部分的放大的图。
为了概要地说明图7和8中所示的天线设备的配置,第一天线元件11’和第二天线元件12’以给定的距离间隔开的方式被安装在GND平面17的边缘17a上,该GND平面17是接地电位部。使得各个天线元件11’和12’平行地延伸的方向与边缘17a平行。此外,将各个天线元件11’和12’与边缘17a分隔开的高度方向被取为与GND平面17作为平面延伸的方向平行。关于第一天线元件11’和第二天线元件12’的安装状态、以及与各个天线元件耦接的传输线的配置,例如,应用通过图5和6等说明的配置。
将参照图7和8说明具体的示例性配置。在本例子中,当在天线设备中进行发送和接收的频率的中心频率为2GHz的情况中,作为一个例子,图示各个部件的尺寸。
如图7所示,作为接地电位部的GND平面17被取为具有约190mm的垂直长度V1和约300mm的水平长度H1。例如,该GND平面17的尺寸假定为安装在笔记本型计算机设备中的板的尺寸。
另外,如图7所示,第一天线元件11’和第二天线元件12’以给定的距离间隔开的方式且在面对的状态中被安装在GND平面17的边缘17a上,该GND平面17是接地电位部,在GND平面17的边缘17a上第一天线元件11’和第二天线元件12’的顶端非常接近。使得各个天线元件11’和12’平行地延伸的方向与边缘17a平行。各个天线元件11’和12’的长度La(图8)被取为约38mm。接合导体11b和12b从馈电点11a和12a与边缘17a平行地延伸的长度Lb被取为约8.5mm。
将各个天线元件11’和12’与边缘17a分隔开的高度方向被取为与GND平面17作为平面延伸的方向平行。将天线元件11’和12’与边缘17a分隔开的此高度Ha(图8)被取为约5mm。
如图8中通过放大所示,对于构成各个天线元件11’和12’的材料,使用具有约0.1mm的厚度Ta和约2mm的宽度Tb的布线材料(wire material)。
此外,包括接合导体11b和12b(图8)的各个天线元件11’和12’的长度Da被取为约102mm。该Da是包括两个天线元件11’和12’的顶端之间的距离的长度。
这里,在图8中针对天线元件11’和12’中的一个图示了长度、高度、厚度和宽度,但是,对于两个天线元件11’和12’,这些值被取为相同。
关于与各个天线元件11’和12’耦接的传输线和分配器电路的配置,例如,应用通过图5和6等说明的配置。
[1.7图7配置的示例性特性]
接下来,在图9、10和11中图示具有图7和8中的配置的天线设备的示例性辐射特性。
图9是通过Smith图图示的特性。特性S11是仅仅安装有第一天线元件11’的天线设备的辐射特性,然而,特性C11是针对如图7中所示的设置有两个天线元件11’和12’的配置的情况的辐射特性。
图10是返回损耗特性的图示,并且图示以约2GHz为中心的从1.3GHz到2.8GHz的特性。特性S12是仅仅安装有第一天线元件11’的天线设备的返回损耗特性,然而,特性C12是针对如图7中所示的设置有两个天线元件11’和12’的配置的情况的返回损耗特性。
图11是辐射效率特性的图示,并且图示以约2GHz为中心的从1.3GHz到2.8GHz的特性。特性S13是仅仅安装有第一天线元件11’的天线设备的辐射效率特性,然而,特性C13是针对如图7中所示的设置有两个天线元件11’和12’的配置的情况的辐射效率特性。
如图11中的辐射效率特性所示,设置有两个天线元件11’和12’的本实施例的示例性配置的辐射效率特性与仅仅单个天线元件的情况相比更好。
[2.第二实施例]
在下文中,将参照图12至16说明本发明的示例性第二实施例。在图12至16中,对于与已经说明的第一实施例相对应的部分,给予相同的附图标记。
第二实施例是耦接作为90°移相器的混合电路而不是图1中所示的分配器电路13的例子。
[2.1天线设备的配置]
图12是图示设置有本实施例的天线设备的通信设备的示例性配置的图。
为了概要地说明天线设备的配置,该天线设备设置有第一天线元件11和第二天线元件12。第一天线元件11和第二天线元件12分别通过分离的传输线15和16与90°混合电路23耦接。这样配置:使得通过修改将第一天线元件11与90°混合电路23耦接的传输线15和将第二天线元件12与90°混合电路23耦接的传输线16的长度,在所述传输线中的一条传输线上执行延迟处理。90°混合电路23将与相应天线元件11和12耦接的两个端口的输入阻抗和/或相位设置为给定的状态。
接下来,将参照图12说明具体配置。
通信设备20是在例如从几百MHz到几GHz的频带中进行无线通信的无线通信设备,并且,第一天线元件11和第二天线元件12被提供作为附接于通信设备20的天线设备。关于各个天线元件11和12的示例性部署,这里,同样地应用在图1和2等中针对第一实施例说明的配置。
另外,在第一天线元件11中,第一天线元件11的馈电点11a经由传输线15与90°混合电路23耦接。在第二天线元件12中,第二天线元件12的馈电点12a经由传输线16与90°混合电路23耦接。与第一实施例类似地,修改传输线15和传输线16的长度,并且,传输线16被配置为充当延迟线。然而,延迟线的长度不限于与第一实施例中描述的长度相同。
90°混合电路23被配置为与两个馈电端口21和22耦接,并且可以例如将各个馈电端口21和22分别与分离的通信电路耦接。
图13是图示90°混合电路23的示例性配置的图。这里,使得电路板上的导体图形24构成90°混合电路23,并且,导体图形24被设置有第一端口23a、第二端口23b、第三端23c和第四端口23d。导体图形24设置在该电路板的水平方向上的长度L11被取为约70mm,在垂直方向上的长度L12被取为约68mm。
第一至第四端口23a至23d通过以正方形的形状耦接的导体图形24与相邻的端口耦接。例如,第一端口23a经由传输线15与第一天线元件11耦接,而第二端口23b经由传输线16与第二天线元件12耦接。此外,第三端口23c与馈电端口21耦接,而第四端口23d与馈电端口22耦接。
通过制备四个端口23a至23d通过导体图形24耦接的这种90°混合电路23,来自两个天线元件11和12的信号在给定的频率处被给予90°相位差并被组合。而且,以90°相位差在第三端口23c和第四端口23d处获得组合信号。
此外,通过使用在两个给定的频率(例如,800MHz和2GHz)处操作的元件作为天线元件,信号在这两个频率处被给予90°相位差并被组合,同时也以90°相位差被取回。
在90°混合电路23是90°移相器的情况中,在该90°混合电路23的四个端口23a至23d处的信号可以通过如下的S矩阵来表示:
[公式1]
[2.2示例性特性]
图14图示在90°混合电路23的第三端口23c和第四端口23d处获得的信号(即,在馈电端口21和22处获得的信号)的示例性频率特性。虚线特性S21以参考的方式表示仅仅使用单个第一天线元件11的情况的特性,然而,实线特性S22是在第三端口23c和第四端口23d处获得的信号。
如图14中所示的特性S22所示,可以在多个频带处设计频带变宽。在图14的例子中,例如,在800MHz频带和2GHz频带处设计频带变宽。
此外,在第三端口23c处获得的信号和在第四端口23d处获得的信号具有分集。即,例如,图15是在第三端口23c处获得的信号的示例性辐射图形(X-Y平面),而图16是在第四端口23d处获得的信号的示例性辐射图形。如通过比较图15的图形和图16的图形所示,这些图形处于以给定的角度偏移的状态,并且,在不同的方向上具有敏感度(sensitivity)。
因此,在通过从馈电端口21将在第三端口23c处获得的信号供应给通信电路而接收到的信号与通过从馈电端口22将在第四端口23d处获得的信号供应给通信电路而接收到的信号之间实现了空间分集。
此外,90°混合电路23还可以被配置为:针对诸如两个频率的多个频率,赋予约90°相位差。
[3.第三实施例]
在下文中,将参照图17至19说明本发明的示例性第三实施例。在图17至19中,对于与已经说明的第一实施例和第二实施例相对应的部分,给予相同的附图标记。
第三实施例是耦接作为180°移相器的混合电路而不是图12中所示的90°混合电路23的例子。
[3.1天线设备的配置]
图17是图示设置有本实施例的天线设备的通信设备的示例性配置的图。
为了概要地说明天线设备的配置,该天线设备设置有第一天线元件11和第二天线元件12。第一天线元件11和第二天线元件12分别通过分离的传输线15和16与180°混合电路33耦接。这样配置:使得通过修改将第一天线元件11与180°混合电路33耦接的传输线15和将第二天线元件12与180°混合电路33耦接的传输线16的长度,在所述传输线中的一条传输线上执行延迟处理。
接下来,将参照图17说明具体配置。
通信设备30是在例如从几百MHz到几GHz的频带中进行无线通信的无线通信设备,并且,第一天线元件11和第二天线元件12被提供作为附接于通信设备30的天线设备。关于各个天线元件11和12的示例性部署,这里,同样地应用在图1和2等中针对第一实施例说明的配置。
另外,在第一天线元件11中,第一天线元件11的馈电点11a经由传输线15与180°混合电路33耦接。在第二天线元件12中,第二天线元件12的馈电点12a经由传输线16与180°混合电路33耦接。与第一实施例类似地,修改传输线15和传输线16的长度,并且,传输线16被配置为充当延迟线。然而,延迟线的长度不限于与第一实施例中描述的长度相同。
180°混合电路33被配置为与两个馈电端口31和32耦接,并且可以例如将各个馈电端口31和32分别与分离的通信电路耦接。
图18是图示180°混合电路33的示例性配置的图。这里,180°混合电路33包括电路板上的导体图形34,并且,被设置有第一端口33a、第二端口33b、第三端口33c和第四端口33d。导体图形34设置在该电路板的水平方向上的长度L31被取为约73mm,在垂直方向上的长度L32被取为约65mm。
第一至第四端口33a至33d通过以正方形的形状耦接的导体图形34与相邻的端口耦接,但是,在第三端口33c和第四端口33d之间设置曲折部(meander part)34a。导体图形34的形状是示例性的,并且也可以采用另一种图形形状。
第一端口33a经由传输线15与第一天线元件11耦接,而第二端口33b经由传输线16与第二天线元件12耦接。此外,第三端口33c与馈电端口31耦接,而第四端口33d与馈电端口32耦接。
通过制备四个端口33a至33d通过导体图形34耦接的这种180°混合电路33,来自两个天线元件11和12的信号在给定的频率处被给予180°相位差并被组合。而且,以180°相位差在第三端口33c和第四端口33d处获得组合信号。
此外,通过使用在两个给定的频率(例如,800MHz和2GHz)处操作的元件作为天线元件,信号在这两个频率处被给予180°相位差并被组合,同时也以180°相位差被取回。
在180°混合电路33是180°移相器的情况中,在该180°混合电路33的四个端口33a至33d处的信号可以通过如下的S矩阵来表示:
[公式2]
[3.2示例性特性]
图19图示在180°混合电路33的第三端口33c和第四端口33d处获得的信号(即,在馈电端口31和32处获得的信号)的示例性频率特性。虚线特性S31以参考的方式表示仅仅使用单个第一天线元件11的情况的特性,然而,实线特性S32是在第三端口33c和第四端口33d处获得的信号。
如图19中所示的特性S32所示,可以在多个频带处设计频带变宽。在图19的例子中,例如,在800MHz频带和2GHz频带处设计频带变宽。这里,在只观看频率特性的情况中,图14中的90°混合电路23和图19中的180°混合电路33具有相同的特性。
此外,在第三端口33c处获得的信号和在第四端口33d处获得的信号具有分集。然而,由于存在180°相位差,所以辐射图形不同于图15和16中的90°相位差的例子。
此外,180°混合电路33还可以被配置为:针对诸如两个频率的多个频率,赋予约180°相位差。
[4.变型]
在以上论述的第二实施例和第三实施例中,在使传输线15和16中的一条传输线成为延迟线之后耦接90°混合电路23或180°混合电路33,但是,传输线15和15也可以采用相同的长度。换句话说,也可以这样配置:使得通过仅仅调整90°混合电路23或180°混合电路33来获得频带变宽和分集。此外,在第二实施例和第三实施例中,这样配置:使得设置两个馈电端口并可以实现分集接收,但是在不需要分集接收的情况中,仅仅提供单个馈电端口也是可接受的。
此外,在以上的说明中这样解释:在各个实施例中通过延迟线和混合电路来调整相位,但是,也可以这样配置:使得调整天线元件的输入阻抗。换句话说,可以这样配置:通过用延迟线调整输入阻抗和相位中的一个或二者来设计频带变宽。可替换地,还可以这样配置:通过用90°混合电路23或180°混合电路33调整输入阻抗和相位中的一个或二者来设计频带变宽。
此外,虽然第一天线元件和第二天线元件以举例的方式被描述为倒F型天线,但是也可以应用其它形式的天线元件。在这种情况下,除了使用第一天线元件和第二天线元件的阻抗具有相同的频率特性的元件以外,还可以这样配置:使得第一天线元件和第二天线元件的阻抗具有不同的频率特性。
此外,用于计算在各个示例性实施例中描述的特性的中心频率可以不同于天线设备所使用的频带的精确的中心处的频率,并且可以是在中心附近的频率。可替换地,例如,它也可以是在天线设备中进行发送和接收的代表性频率。
附图标记列表
10 通信设备
11、11’ 第一天线元件
11a 馈电点
11b 接合导体
11c 电流分布最大值
12、12’ 第二天线元件
12a 馈电点
12b 接合导体
12c 电流分布最大值
13 分配器电路
14 馈电端口
15 传输线
16 传输线(延迟线)
17 GND平面
17a 边缘
20 通信设备
21 馈电端口
22 馈电端口
23 90°混合电路
24 导体图形
30 通信设备
31 馈电端口
32 馈电端口
33 180°混合电路
34 导体图形
34a 曲折部
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种天线设备,包括:
第一天线元件;
第二天线元件;以及
分支电路,第一天线元件和第二天线元件分别经由分离的传输线与分支电路耦接,
其中,通过修改将第一天线元件与分支电路耦接的传输线和将第二天线元件与分支电路耦接的传输线的长度,在所述传输线中的一条传输线上执行延迟处理,从而调整第一天线元件和第二天线元件的输入阻抗和/或相位,使得配置比第一天线元件和第二天线元件的单独的天线特性宽的频带特性,
当在第一天线元件的电流分布之上绝对值最大的位点与在第二天线元件的电流分布之上绝对值最大的位点之间的距离被取为天线至天线的距离时,并且当由于两条传输线的长度之差而产生的延迟线的长度被取为延迟线距离时,
使得天线至天线的距离和延迟线距离之间的差的绝对值等于在天线设备中执行发送或接收的频率的波长的等于或大于0的整数倍,并且
使得天线至天线的距离和延迟线距离之和等于在天线设备中执行发送或接收的近中心频率的波长的等于或大于1的整数倍。
2.根据权利要求1所述的天线设备,其中
分支电路被配置为混合电路,在该混合电路中,在与相应天线元件耦接的两个端口处的输入阻抗和/或相位被设置为给定状态。
3.根据权利要求1所述的天线设备,其中
分支电路被配置为混合电路,该混合电路设置有作为与通信电路耦接的端口的两个端口,并且
在与通信电路耦接的两个端口处获得的接收到的信号具有分集特性。
4.根据权利要求1所述的天线设备,其中
分支电路被配置为混合电路,在该混合电路中在与相应天线元件耦接的两个端口处的输入阻抗和/或相位被设置为给定状态,该分支电路还设置有作为与通信电路耦接的端口的两个端口,并且
在与通信电路耦接的两个端口处获得的接收到的信号具有分集特性。
5.根据权利要求4所述的天线设备,其中
混合电路给第一频率赋予约90°相位差。
6.根据权利要求4所述的天线设备,其中
混合电路给第一频率赋予约180°相位差。
7.根据权利要求4所述的天线设备,其中
混合电路给第一频率赋予约90°相位差,并且对第二频率也赋予约90°相位差。
8.根据权利要求4所述的天线设备,其中
混合电路给第一频率赋予约180°相位差,并且对第二频率也赋予约180°相位差。
9.根据权利要求4所述的天线设备,其中
第一天线元件和第二天线元件的阻抗具有相同的频率特性。
10.根据权利要求1所述的天线设备,其中
第一天线元件和第二天线元件的阻抗具有不同的频率特性。
11.一种包括天线设备的通信设备,其中
作为天线设备,包括:
第一天线元件;
第二天线元件;以及
分支电路,第一天线元件和第二天线元件分别经由分离的传输线与分支电路耦接,并且
其中,通过修改将第一天线元件与分支电路耦接的传输线和将第二天线元件与分支电路耦接的传输线的长度,在所述传输线中的一条传输线上执行延迟处理,从而调整第一天线元件和第二天线元件的输入阻抗和/或相位,使得配置比第一天线元件和第二天线元件的单独的天线特性宽的频带特性,
当在第一天线元件的电流分布之上绝对值最大的位点与在第二天线元件的电流分布之上绝对值最大的位点之间的距离被取为天线至天线的距离时,并且当由于两条传输线的长度之差而产生的延迟线的长度被取为延迟线距离时,
使得天线至天线的距离和延迟线距离之间的差的绝对值等于在天线设备中执行发送或接收的频率的波长的等于或大于0的整数倍,并且
使得天线至天线的距离和延迟线距离之和等于在天线设备中执行发送或接收的近中心频率的波长的等于或大于1的整数倍。
Claims (13)
1.一种天线设备,包括:
第一天线元件;
第二天线元件;以及
分支电路,第一天线元件和第二天线元件分别经由分离的传输线与分支电路耦接,
其中,通过修改将第一天线元件与分支电路耦接的传输线和将第二天线元件与分支电路耦接的传输线的长度,在所述传输线中的一条传输线上执行延迟处理,从而调整第一天线元件和第二天线元件的输入阻抗和/或相位,使得配置比第一天线元件和第二天线元件的单独的天线特性宽的频带特性。
2.根据权利要求1所述的天线设备,其中
当在第一天线元件的电流分布之上绝对值最大的位点与在第二天线元件的电流分布之上绝对值最大的位点之间的距离被取为天线至天线的距离时,并且当由于两条传输线的长度之差而产生的延迟线的长度被取为延迟线距离时,
使得天线至天线的距离和延迟线距离之间的差的绝对值等于在天线设备中执行发送或接收的频率的波长的等于或大于0的整数倍,并且
使得天线至天线的距离和延迟线距离之和等于在天线设备中执行发送或接收的近中心频率的波长的等于或大于1的整数倍。
3.根据权利要求1所述的天线设备,其中
分支电路被配置为混合电路,在该混合电路中,在与相应天线元件耦接的两个端口处的输入阻抗和/或相位被设置为给定状态。
4.根据权利要求1所述的天线设备,其中
分支电路被配置为混合电路,该混合电路设置有作为与通信电路耦接的端口的两个端口,并且
在与通信电路耦接的两个端口处获得的接收到的信号具有分集特性。
5.根据权利要求1所述的天线设备,其中
分支电路被配置为混合电路,在该混合电路中在与相应天线元件耦接的两个端口处的输入阻抗和/或相位被设置为给定状态,该分支电路还设置有作为与通信电路耦接的端口的两个端口,并且
在与通信电路耦接的两个端口处获得的接收到的信号具有分集特性。
6.根据权利要求5所述的天线设备,其中
混合电路给第一频率赋予约90°相位差。
7.根据权利要求5所述的天线设备,其中
混合电路给第一频率赋予约180°相位差。
8.根据权利要求5所述的天线设备,其中
混合电路给第一频率赋予约90°相位差,并且另外给第二频率赋予约90°相位差。
9.根据权利要求5所述的天线设备,其中
混合电路给第一频率赋予约180°相位差,并且另外给第二频率赋予约180°相位差。
10.根据权利要求5所述的天线设备,其中
第一天线元件和第二天线元件的阻抗具有相同的频率特性。
11.根据权利要求1所述的天线设备,其中
第一天线元件和第二天线元件的阻抗具有不同的频率特性。
12.一种包括天线设备的通信设备,其中
作为天线设备,包括:
第一天线元件;
第二天线元件;以及
分支电路,第一天线元件和第二天线元件分别经由分离的传输线与分支电路耦接,并且
其中,通过修改将第一天线元件与分支电路耦接的传输线和将第二天线元件与分支电路耦接的传输线的长度,在所述传输线中的一条传输线上执行延迟处理,从而调整第一天线元件和第二天线元件的输入阻抗和/或相位,使得配置比第一天线元件和第二天线元件的单独的天线特性宽的频带特性。
13.根据权利要求12所述的通信设备,其中
当在第一天线元件的电流分布之上绝对值最大的位点与在第二天线元件的电流分布之上绝对值最大的位点之间的距离被取为天线至天线的距离时,并且当由于两条传输线的长度之差而产生的延迟线的长度被取为延迟线距离时,
使得天线至天线的距离和延迟线距离之间的差的绝对值等于在天线设备中执行发送或接收的频率的波长的等于或大于0的整数倍,并且
使得天线至天线的距离和延迟线距离之和等于在天线设备中执行发送或接收的近中心频率的波长的等于或大于1的整数倍。
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