CN102576938A - 天线 - Google Patents

Abstract

为了以简单的结构来构造天线而无需使用专用天线元件，天线包括第一导体(2b(2d))，从起始点(4)到折叠点(3)具有第一线路长度；以及第二导体(2b(2d))，在从折叠点(3)到起始点(4)的方向上具有第二线路长度，并且在折叠点(3)处电连接至第一导体。此外，天线被配置为以下方式：使得利用第一天线长度来接收第一频率的第一接收信号，第一天线长度包括第一线路长度和第二线路长度；并且利用来接收第二频率的第二接收信号，第二天线长度仅包括第一线路长度和第二线路长度中的一个。

Description

天线

技术领域

本发明涉及天线，尤其涉及具有简单配置而无需专用天线元件的天线。

背景技术

迄今，各种天线已经用作接收各种广播波的天线，诸如电视广播或调频广播。例如，偶极天线或八木-宇田天线通常用于接收电视广播或调频广播。另一方面，在室内、车内或路上接收各种这样的广播波或由广播波承载的信号的机会增大。在这些情况下，要求天线容易进行组装、安装等处理。例如，专利文献1公开了具有简单配置的天线元件的单极天线。

引用列表

专利文献

专利文献1：JP 2004-328364A

发明内容

技术问题

然而，包括专利文献1中所公开的单极天线的传统天线必须包括接收无线电波的天线元件。换言之，还未设计出没有接收无线电波的专用天线元件的天线。

本发明提供了具有简单机制而不使用专用天线元件的天线。

解决问题的方案

在研究的过程中，发明人偶然发现了利用简单机制实现的天线，其具有较少数量的元件，无需设置专用天线元件。

根据本发明的第一方面，为了实现上述目的，提供了一种天线，其包括：第一导体，从起始点到折叠点具有第一线路长度；以及第二导体，在从折叠点到起始点的方向具有第二线路长度，并且在折叠点处电连接至第一导体。在根据本发明该方面的天线中，所接收的具有第一频率的第一信号由具有第一天线长度的导体接收，该第一天线长度与第一线路长度和第二线路长度的组合长度对应。并且，所接收的具有第二频率的第二信号由具有第二天线长度的导体接收，第二天线长度与第一线路长度和第二线路长度中的一个对应。

因此，起始点用作馈电点，一个天线通过第一和第二导体接收具有第频率无线电波和具有第二频率的无线电波这两者。

并且，由于可将接收无线电波所需要的天线长度缩短到比接收无线电波所需要的传统天线长度更短的长度，天线可被小型化。

本发明的有利效果

根据本发明，可通过简单的机制实现该天线，而无需使用专用天线元件。

附图说明

图1为示出根据本发明的电缆天线的配置实例的示图；

图2为示出根据本发明的电缆天线的原理的示图；

图3为示出根据本发明的电缆天线的设计实例的示图；

图4为本发明的电缆天线与无线电波以第二频率共振时的等效电路图；

图5为本发明的电缆天线与无线电波以第一频率共振时的等效电路图；

图6为示出根据本发明第一实施方式的电缆天线的配置实例的示图；

图7为示出根据本发明第一实施方式的电缆天线的谐振频谱实例的示图；

图8为示出根据本发明第一实施方式的电缆天线的第一线路长度设置为其一半时，电缆天线的配置实例的示图；

图9为示出根据本发明第一实施方式的FM/VHF带内电缆天线的峰值增益的测量结果的示图和表格；

图10为示出根据本发明第二实施方式的电缆天线的配置实例的示图；

图11为示出根据本发明第二实施方式的电缆天线的FM/VHF带内电压驻波比特性的实例的示图和表格；

图12为示出根据本发明第二实施方式的FM/VHF带内电缆天线的峰值增益的测量结果的示图和表格；

图13为示出根据本发明第二实施方式的UHF带内电缆天线的峰值增益的测量结果的示图和表格；

图14为示出FM/VHF带内传统偶极天线的峰值增益的测量结果的示图和表格；

图15为示出UHF带内传统偶极天线的峰值增益的测量结果的示图和表格；

图16为示出根据本发明第二实施方式的FM/VHF带内电缆天线的峰值增益和平均增益的测量结果的示图和表格；

图17为示出根据本发明第二实施方式的UHF带内电缆天线的峰值增益和平均增益的测量结果的示图和表格；

图18A为示出根据本发明第一变形例的电缆天线嵌入设备的主体内的实例的示图；

图18B为示出根据本发明第一变形例的该电缆天线嵌入设备的主体内的实例的示图；

图19为示出根据本发明第二变形例的安装在便携式终端上的天线的配置实例的示图；

图20为示出根据本发明第二变形例的安装在便携式终端上的天线在UHF带内的峰值增益的测量结果的示图和图表；

图21为示出根据本发明第三变形例的偶极天线的配置实例的示图；

图22为示出根据本发明第三变形例的偶极天线在FM/VHF带内的峰值增益的测量结果的示图和表格；

图23为示出根据本发明第四变形例的电缆天线的配置实例的示图；

图24为示出根据本发明第四变形例的电缆天线的线路长度的示图；

图25为适应性示出根据本发明第四变形例的电缆天线所接收的无线电波的频带的示意图；

图26为示出评估用偶极天线的配置实例的示图(没有折叠结构)；

图27为示出评估用偶极天线的电压驻波比特性的示图(没有折叠结构)；

图28为示出评估用偶极天线的配置实例的示图(具有一个折叠结构)；

图29为示出评估用偶极天线的电压驻波比特性的示图(具有一个折叠结构)；

图30为示出评估用偶极天线的配置实例的示图(具有两个折叠结构)；

图31为示出评估用偶极天线的电压驻波比特性的示图(具有两个折叠结构)。

具体实施方式

后文中描述实施本发明的方式(后文中称为实施方式)。按照下列的顺序进行描述。

1.描述天线的基本配置和基本原理

2.第一实施方式(通过使用高频衰减组件确定天线的长度的配置的实例)

3.第二实施方式(未使用高频衰减组件的配置的实例)

4.第一和第二实施方式的各种变形例

<1.描述天线的基本配置和基本原理>

[天线的基本配置的实例]

图1为示出根据本发明实施方式的使用同轴线(同轴电缆)的电缆天线的配置实例的示图。图1中所示的电缆天线10由连接到连接器1的同轴线2构成，连接器1连接到接收器(未显示)。期望选择高频信号的损耗小的连接器作为连接器1。同轴线2的与连接到连接器1的一侧相反的前端部3由树脂(诸如人造橡胶)模制。在前端的内部，通过去除保护涂层2a和屏蔽线2b(第一或第二导体)而露出芯组件2c(电介质)和芯线2d(第一或第二导体)。从芯组件2c延伸的芯线2d的前端通过焊接等连接到屏蔽线2b。

中继部4形成在从前端部3到连接器的1侧的预定长度的位置处。也和前端部3一样模制中继部4。在中继部的内部，通过去除同轴线2的保护涂层2a和屏蔽线(外部导体)2b，从而露出芯组件2c(电介质)。中继部用作该实例的电缆天线10的馈电点Fp。使用这种配置，馈电点Fp(即起始点)和前端部3(即折叠点)之间的同轴线2(具体而言，屏蔽线2b和芯线2d)用作天线元件。连接到连接器1的同轴线2的屏蔽线2b用作地线(后文中称为GND)，并且影像电流(电子影像电流)在屏蔽线2b内流动。即，由天线元件和电子影像构成λ/2偶极天线。

此时，在用作天线元件的部分的屏蔽线2b和芯线2d之间，在起始点和折叠点之间存在等价的阻抗连接。低频率(第一频率)和高频率(第二频率)之间的阻抗值不同。在图中所示的配置中，根据潜在的容抗(电容分量)，在频率高的一侧以高频率进行连接(短路：电容耦合)，从而获得较低的阻抗。结果，存在与两种频率对应的两种天线长度(两个共振)。后文中将参照图2描述等价地存在于用作天线元件的部分中的高频阻抗连接和天线长度之间的关系。在图2中，实线表示用作电缆天线10的天线的元件，两点·(黑圆圈)表示前端部3的折叠部分。

首先，接收高频率(第二频率)时，如图1以及图2的上图中所示，在上述阻抗连接部分(高频连接部分)内，在屏蔽线2b和芯线2d之间进行高电容耦合。进行这种电容耦合时，作为从馈电点Fp到折叠点的线路长度的第一线路长度L1变成天线长度(第二天线长度)，从而可接收无线电波。第一线路长度L1等于从用作上述地线的部分的屏蔽线2b的切割部分到用作天线元件的部分的前端部3的折叠点的长度。

另一方面，接收低频率(第一频率)时，电容耦合根据该频率减小，从而阻抗连接部分的阻抗增大。因此，如图1以及图2的下图中所示，天线长度(第一天线长度)与第一线路长度L1和折叠点内折叠的部分的线路长度(第二线路长度)L2相加之和的线路长度相等。第二线路长度L2等于从前端部3内的折叠点到用作中继部4内的天线元件的部分的屏蔽线2b的切割部分的长度。

在具有上述配置的电缆天线10内，通过基于期望接收的无线电波的频率波长确定第一线路长度或第二线路长度，可接收具有两种不同的任意频率的无线电波。在图1中，已经描述了使用同轴线2构成电缆天线10的实例，但是本发明不限于此。例如，甚至使用馈电线之类的其他电线也可构成相同的电缆天线10，其中两根导电线(导体)设置为基本上平行。

[天线设计的实例]

接下来，参照图3描述基于期望接收的两个频率确定电缆天线10的实际线路长度的方法。为了便于进行描述，图3中未示出同轴线2的保护涂层2a(见图1)。为了便于进行描述，图3中示出了在同轴线2的中间部分切割的芯组件2c。然而，如图1中所示，芯组件2c延伸直到前端部3。

在图3中所示的实例中，假设期望接收的这两个频率的波长为波长λ1和λ2，并且波长的长度满足波长λ1＞波长λ2的关系式。即，例如，接收100MHz和200MHz的无线电波时，波长λ1等于3m，波长λ2等于1.5m。

接下来，天线长度被限定为接收波长λ1和λ2。具体而言，确定用作天线元件的部分的长度(第一线路长度)，以使得波长λ1和λ2的谐振长度均为λ/4(见图3的上图)。波长λ1等于3m时，波长λ1的谐振长度(第一天线长度)为0.75m，并且波长λ2为1.5m，从而波长λ2的谐振长度(第二天线长度)为0.375m。即，第一线路长度设为0.75m时，该部分与100MHz的无线电波共振。第一线路长度设为0.375m时，该部分与200MHz的无线电波共振。

然而，在该实例的电缆天线10内，如上所述，接收作为较高频率的第二频率时，在用作天线元件的部分内发生高频电容耦合。接收作为低频率的第一频率时，未发生电容耦合。从特性的角度来看，如果第二天线长度(0.375m)被设为第一线路长度L1，并且从第一天线长度(0.75m)中减去第二天线长度(0.375m)所得到的长度被从折叠点折叠，那么使用第一线路长度L1可接收两个频率(见图3的下图)。因此，即使当第一线路长度由作为第一天线长度的一半的第二天线长度形成，也可利用第一天线长度接收具有第一频率的无线电波。即，接收具有长波长的低频率的无线电波所需要的线路长度可被设为通常所需要的线路长度的一半。

此外，期望用作地线的部分的长度为第一频率的波长λ1的四分之一以上。即，在图3中所示的实例中，期望用作地线的部分的长度为0.75m以上。此时，用作地线的部分的同轴线2的长度刚好由四分之一的波长λ1切割，但是可不进行切割，并且可使用长的长度。

图4和图5为示出如图3的下图中那样构成该实例的电缆天线10时，电缆天线10的等效电路的示图。图4为电缆线以具有波长λ1的第一频率共振时的等效电路图。图5为电缆线以具有波长λ2的第二频率共振时的等效电路图。电缆天线10以第一频率接收无线电波时，如图4的上图中所示，在该天线的折叠部分中，高频电容耦合小。因此，如图4的下图中所示，具有长度1/2λ1的电缆线以具有波长λ1的第一频率共振，该长度为折叠部分的长度所延伸的线路长度(＝1/4λ1)和用作地线的线路长度1/4λ1的总和。

另一方面，电缆天线10以作为较高频率的第二频率接收无线电波时，如图5的上图中所示，通过在天线的折叠部分内进行高频电容耦合，具有长度1/2λ2的电缆线以具有波长λ2的第二频率共振，该长度为第一线路长度L1(1/4λ2)和用作地线的线路长度1/4λ1的总和，如图5的下图中所示。

在图3到图5中，已经描述了第二天线长度刚好为第一天线长度(波长λ1和λ2的关系为1∶2)的一半的实例，但是不发明不限于此。即使具有除波长λ1和λ2的比率为1∶2的关系之外的关系，通过将第二天线长度设为第一线路长度L1，并且从折叠点折叠从第一天线长度中减去第二天线长度所获得的长度，也可构成该实例的电缆天线10。在这种情况下，第一线路长度L1不为1/4λ，而为1/2λ或3/4λ。通过要使用的设备的地线的尺寸调节实际的第一线路长度、实际的第二线路长度或者用作地线的部分的线路长度。

<2.第一实施方式>

接下来，将参照图6描述根据本发明的第一实施方式通过使用高频衰减组件来确定天线长度时电缆天线10的配置实例。在图6中，相同的参考数字用于与图1中的部分对应的部分，并且不重复进行具体的描述。在图6中所示的实例中，铁氧体磁芯5用作高频衰减组件。通过在连接器1的方向与馈电点Fp(中继部4)相距1/4以上的第一频率λ1，而将铁氧体磁芯5设置在同轴线2的理想位置，在同轴线2上从铁氧体磁芯5到连接器1未负载无线电波。因此，可在不考虑从铁氧体磁芯5到连接器1的线路长度的情况下确定天线长度。

[验证天线的特性]

为了验证本发明的理论，通过固定具有上述配置的电缆天线10从馈电点Fp到铁氧体磁芯5的长度(线路长度)L11并且改变第一线路长度L1的长度，发明人进行了接收无线电波的实验。首先，当未将第一线路长度L1设为第一天线长度的一半(等于第二天线长度)而基于第一天线长度确定第一线路长度L1时，验证天线的特性。理论上，具有第一长度L1+线路长L11的同轴线以一个频率共振，具有第一线路长度L1+第二线路长度L2+线路长L11的同轴线以另一个频率共振。在该实验中，从馈电点Fp到铁氧体磁芯5的长度L11固定为98cm，使得同轴线以85MHz共振。

图7示出了第一线路长度L1设为83cm和70cm时共振点的位置的示图。在图7中，水平轴表示频率(MHz)，垂直轴表示驻波比(SWR)。第一线路长度L1设为83cm时，驻波比由实线表示。第一线路长度L1设为70cm时，驻波比由虚线表示。第一线路长度L1设为83cm时，驻波比在大约54MHz和大约84MHz处为4以下，从而可理解的是，发生共振。此外，第一线路长度L1设为70cm时，驻波比在大约64MHz和大约96MHz处为4以下，从而可理解的是，发生共振。即，验证了由同轴线2构成的电缆天线10以两个不同的频率共振。

接下来，还验证了当第一线路长度L1被设为第一天线长度的一半(等于第二天线长度)时天线的特性。图8为示出这种情况下电缆天线10的配置实例的示图。在图8中，相同的参考数字用于与图1到图6的部分对应的部分，并且不重复进行描述。在图8所示的电缆天线10中，线路长L11设为98cm，并且第一线路长度L1设为45cm，与图7中所示的实例中一样。即，考虑到需要接收85MHz的无线电波，第一线路长度L1被设为83cm的大约一半。

图9的上图示出了表示具有参照图8进行描述的配置的电缆天线10在垂直偏振波和水平偏振波中的峰值增益的示图。水平轴表示频率(MHz)，垂直轴表示峰值增益(dBd)。测量对象的频带被设为FM/VHF带(70MHz到220MHz)。垂直偏振波由虚线表示，水平偏振波由实线表示。图9的中图和图9的下图示出图9的上图中所示的示图中的测量点的值。图9的中图示出了垂直偏振波内峰值增益的值。图9的下图示出了垂直偏振波内峰值增益的值。并且，图9的中图和图9的下图仅仅示出了图9的上图的水平轴内所示的频率中从76MHz到107MHz的频率内的测量值。

如图9的上图和图9的中图中所示，在85MHz附近，垂直偏振波的峰值增益在86MHz处为-11.90dBd，在95MHz处为-6.85dBd。如图9的上图和图9的下图中所示，水平偏振波的峰值增益在86MHz处为-16.70dBd，在95MHz处为-13.05dBd。即，可理解的是，该实例的电缆天线10通过在这些频率附近的共振在FM/VHF带内接收垂直偏振波和水平偏振波这两者。

[第一实施方式的有利效果]

在上述实施方式中，同轴线2的保护涂层2a和屏蔽线2b被去除的部分用作馈电点Fp，通过前端部3连接到屏蔽线2b的芯线2d和屏蔽线2b接收无线电波。因此，由于天线具有简单的配置，其中未使用专用天线元件、连接基板等，所以该天线的成本低。

在上述实施方式中，直至折叠点(前端部3)的第一线路长度L1和通过折叠部分延伸的线路长度(第一线路长度+第二线路长度)根据所接收的频率以不同的频率共振。具体而言，当接收具有长波长的第一频率的无线电波时，第一线路长度+第二线路长度为第一天线长度。当接收具有短波长的第二频率的无线电波时，第一线路长度为第二天线长度。即，由于两个不同的天线长度(第一和第二天线长度)通过折叠结构根据频率的大小以对应于第一线路长度的电缆长度实现，所以可接收具有两种频率的无线电波。即，即使在期望接收低频(第一频率)时，接收低频率所需要的长度(电缆长度)可制造为实际所需要的天线长度(第一线路长度+第二线路长度)的一半(第一线路长度)。即，可将天线小型化。

并且，通过调整第一和第二线路长度的长度或者折叠点处折叠的长度，可任意地改变所接收的频率。

当铁氧体磁芯5作为高频阻挡组件被安装在馈电点Fp和连接器1之间的期望位置时，从铁氧体磁芯5到连接器1未负载无线电波。即，设计天线的长度时，可以不考虑从铁氧体磁芯5到连接器1的同轴线2的长度。因此，由于从铁氧体磁芯5到连接器1的同轴线2的长度可被设为任何值，因此可提高该实例的电缆天线10或接收设备的设置位置的自由度。

由于铁氧体磁芯5安装在馈电点Fp和连接器1之间的期望位置，以便用作高频阻挡元件，所以可防止接收设备中产生的噪音被加载至天线。

<3.第二实施方式>

[天线配置的实例]

接下来，将参照图10描述根据本发明的第二实施方式在不使用高频衰减组件而确定天线长度的情况下电缆天线10的配置实例。在图10中，相同的参考数字用于与图1、6和8的部分对应的部分，并且不重复进行具体描述，在图10中所示的实例中，当不使用高频衰减组件时，无线电波被加载至整个同轴线2。因此，期望以λ为单位来切割用作地线的部分的长度。在图10内所示的电缆天线10中，甚至用作地线的部分(线路长度L11)也积极地加载无线电波。因此，用作天线元件的第一线路长度L1被设为1/4λ，而线路长L11被设为3/4λ。此处，第一线路长度被设为83cm，使得具有第二天线长度(仅使用第一线路长度)的导体以85MHz共振。因此，线路长度L11的长度变成216cm。

图11为示出当电缆天线10具有图10所示的配置时电压驻波比(VSWR)的示图。水平轴表示频率(MHz)，垂直轴表示电压驻波比。在图11的下图中示出了图11的上部分图中所示的示图上的多个测量点的频率以及电压驻波比的值。

如图11的上图以及图11的下图所示，电压驻波比在测量点MK2(80MHz)处为2.33，因此，可理解的是，电缆天线10在80MHz处共振。甚至在点划线所示的UHF带(470MHz到770MHz)内，尤其在测量点MK6(570MHz)到测量点MK7(770MHz)处，电压驻波比为3以下。即，可理解的是，即使在与FM/VHF带的高频率对应的UHF带内，电缆天线也10共振。

图12和图13为示出具有图10所示的天线配置的电缆天线10在垂直偏振波和水平偏振波内的峰值增益的示图。图12示出了FM/VHF带内峰值增益的值。图13示出了UHF带内峰值增益的值。在图12的上图内和图13的上图内所示的示图中，水平轴表示频率(MHz)，垂直轴表示峰值增益(dBd)。垂直偏振波由虚线表示，水平偏振波由实线表示。图12的中图和图13的中图分别示出了表示图12的上图中以及图13的上图中所示的示图的测量点的值的表格。并且，图12的中图仅仅示出了图12的上图的水平轴内所示的频率中从76MHz到107MHz的频率(图12的上图中的垂直虚线所表示的范围)内的测量值。

在图12的上图和图12的中图所示的FM/VHF带内，尤其在76MHz到107MHz之间，垂直偏振波和水平偏振波内的峰值增益为-15dB以下。并且，甚至在图13的上图和图13的中图所示的UHF带内，垂直偏振波和水平偏振波内的峰值增益也为-15dB以下。即，可理解的是，该实例的电缆天线10通过这些频率附近的谐振在FM/VHF带和UHF带内接收垂直偏振波和水平偏振波。

当天线被安装在建筑物的屋顶等上以便接收电视广播时，该天线被设置在看到诸如东京塔的无线电波塔的位置。在这种情况下，由于无线电波塔和天线之间不存在阻碍，所以在无线电波传输期间从无线电波功率中发射的无线电波的偏振方向未改变。另一方面，在很多情况下，到达室内、车内或便携式终端内使用的天线的无线电波被从位于无线电波塔和天线之间的建筑物之类的阻碍物体反射。为此，要求这种环境中所使用的天线接收垂直偏振波和水平偏振波这两者。即，该实例的电缆天线10被配置为满足该要求。

图14和图15为示出被设计为接收具有UHF带的500MHz的无线电波的传统偶极天线在每个频带内的峰值增益的测量结果的示图。图14示出了FM/VHF带内峰值增益的值。图15示出了UHF带内峰值增益的值。在图14的上图和图15的上图所示的示图中，水平轴表示频率(MHz)，垂直轴表示峰值增益(dBd)。垂直偏振波由虚线表示，水平偏振波由实线表示。图14的中图和图15的中图分别示出了表示图14的上图中以及图15的上图中所示的示图的测量点的值的表格。此外，图14的中图仅示出了图14的上图的水平轴内所示的频率中从76MHz到107MHz的频率(图14的上图中的垂直虚线所表示的范围)内的测量值。

在被设计为接收500MHz的无线电波的偶极天线内，如图14的上图以及图14的中图所示，可理解的是，在UHF带中的垂直偏振波和水平偏振波中峰值增益的值均为-20dB以上，并且未获得天线增益。即使在此偶极天线中，当天线长度被加长时可接收UHF带的无线电波。然而，在这种情况下，天线本身的尺寸必然会增大。

在UHF带内，如图15的上图以及图15的中图所示，可理解的是，较好地接收由实线表示的水平偏振波，但是很少接收由虚线表示的垂直偏振波，因为每个频率的峰值增益为-15dB以下。

接下来，将参照图16和图17描述由图10所示的天线构成的电缆天线10的方向性特性。图16为示出FM/VHF带内方向性特性的示图。图17为示出UHF带内方向性特性的示图。在图16和图17中，垂直偏振波的方向性特性由虚线表示，水平偏振波的方向性特性由实线表示。

首先，参照图16描述FM/VHF带内电缆天线10的方向性特性。部分16a示出了频率为76MHz时的辐射图。部分16b示出了频率为78.5MHz时的辐射图。部分16c示出了频率为81MHz时的辐射图。部分16d示出了频率为83.5MHz时的辐射图。部分16e示出了频率为86MHz时的辐射图。部分16f示出了频率为95MHz时的辐射图。部分16g示出了频率为101MHz时的辐射图。部分16h示出了频率为107MHz时的辐射图。部分16i示出了部分16a到16h所示的垂直偏振波内的峰值增益(dBd)和平均增益(dBd)的值。部分16j示出了部分16a到16h所示的水平偏振波内的峰值增益(dBd)和平均增益(dBd)的值。

FM/VHF带的频率为包括折叠部分的第一天线长度进行共振的频率。如部分16a到16h中所示，可理解的是，方向性特性在垂直面上为圆形，并且在水平方向形成为完整的8字形。

接下来，参考图17描述UHF带内电缆天线10的方向性特性。部分17a示出了频率为470MHz时的辐射图。部分17b示出了频率为520MHz时的辐射图。部分17c示出了频率为570MHz时的辐射图。部分17d示出了频率为620MHz时的辐射图。部分17e示出了频率为670MHz时的辐射图。部分17f示出了频率为720MHz时的辐射图。部分17g示出了频率为770MHz时的辐射图。部分17h示出了频率为906MHz时的辐射图。部分17i示出了部分17a到17h所示的垂直偏振波内的峰值增益(dBd)和平均增益(dBd)的值。部分17j示出了部分17a到17h所示的水平偏振波内的峰值增益(dBd)和平均增益(dBd)的值。

UHF带的频率为不包括折叠部分的第二天线长度进行共振的频率(实际上，可能包括对于第一天线长度作为共振频率的高频率进行接收的部分，但在以下描述中不考虑这种可能)。如部分17a到17h所示，可理解的是，不可获得任何增益的角度在垂直偏振波和水平偏振波之间不同。即，在垂直偏振波内的增益小的角度处，水平偏振波内的增益高。另一方面，在水平偏振波内的增益小的角度处，垂直偏振波内的增益高。因此，在不能获得垂直偏振波的角度处，可获得水平偏振波，并且在不能获得水平偏振波的角度处，可获得垂直偏振波。因此，即使当电缆天线10用于室内(其中，无线电波被从建筑物等反射并且偏振波的方向被改变)时，也可获得较为满意的接收特性。

即使在第一实施方式的电缆天线10内，也可获得图16和图17的实例中所示的方向性特性。

[第二实施方式的有利效果]

在上述实施方式中，即使当不使用高频率阻挡元件而配置电缆天线10时，根据频率的大小通过与第一线路长度对应的电缆长度来配置第一天线长度或第二天线长度，并且以另一频率共振。即，能够获得与第一实施方式中同样的优点。

<4.第一和第二实施方式的各种变形例>

(1)第一变形例(接收其他频带的天线的应用实例)

在上述实施方式中，假设了从用于接收作为电视广播的频率的VHF带或UHF带的接收器中引出天线的情况，但本发明不限于此。例如，接收1.575GHz频带的全球定位系统的天线等可由相同的同轴线的配置来构成。在这种情况下，用作天线的部分(天线元件部分)的长度可设为2.38cm，用作地线的部分(同轴线部分)的长度可设为4.75cm以上。此外，天线可应用于无线局域网的天线。例如，当构造接收诸如2.4GHz频带的天线时，天线元件部分的长度可设为1.6cm，并且同轴线部分的长度可设为3.1cm以上。

此外，具有上述配置的天线可嵌入便携式接收器(装置)的主体内，诸如笔记本式个人电脑。图18为示出嵌入电缆天线10时的配置的实例的示图。图18A示出了电缆天线嵌入电视接收器内的实例。图18B示出了电缆天线嵌入便携式终端内的实例。在图18A和18B中，电缆天线10由实线表示。这样，通过安装电缆天线10，从而形成偶极天线，以便围绕屏幕的周围。即，形成不依赖于该装置的地线的平行天线。因此，能够形成容易调节并且对设备的噪声抵抗性很好的天线。电缆天线10可被嵌入诸如电视接收器、个人电脑示出器、便携式媒体播放器或平板式便携式终端的设备内。

(2)第二变形例(安装在便携式终端上的天线的应用实例)

图19为示出根据上述实施方式的天线被安装在诸如蜂窝式电话终端的便携式终端上时天线的配置实例的示图。图19的左图为示出用作天线元件的部分的透视图，图19的右图为示出该部分的剖视图。如图19的左图所示，用作天线20的天线元件的部分由管状金属体21形成。芯线22穿过该部分的中心。芯线22连接到装置24，并且芯线22的前端部以折叠的方式连接到金属体21。如图19的右图所示，芯线22和管状金属体21之间的空间装有绝缘材料23。如图19的左图所示，通过在金属体21和装置24之间形成间隙，而不在金属体21和装置24之间进行接触，芯线22暴露在装置24和金属体21之间的部分成为馈电点Fp。利用这种配置，从馈电点Fp到前端部的第一线路长度L1形成为天线长度，并且从前端部的折叠部分到金属体21的在馈电点Fp一侧上的端部的第二线路长度L2形成为天线长度，以便接收无线电波。在该实例中，装置24被配置作为基板，其中在整个表面上形成接地图案。装置24的垂直尺寸为9.5cm，水平尺寸为4.5cm。此外，管状金属体21的长度被设为6cm。

图20的上图为示出图19所示的天线20在垂直偏振波和水平偏振波内的峰值增益的示图。水平轴表示频率(MHz)，垂直轴表示峰值增益(dBd)。测量对象的频带为UHF。垂直偏振波由虚线表示，水平偏振波由实线表示。图20的中图和图20的下图示出了图20的上图所示的示图内的测量点的值。图20的中图示出了垂直偏振波内峰值增益的值。图20的下图示出了水平偏振波内峰值增益的值。

如图20的上图和图20的中图所示，垂直偏振波的峰值增益在570MHz处为-14.95dBd，在720MHz处为-10.40dBd。如图20的上图和图20的下图所示，水平偏振波的峰值增益在570MHz处为-2.55dBd，在720MHz处为-4.75dBd。即，可理解的是，图19所示的电缆天线20通过在这些频率附近的共振接收UHF带内的垂直偏振波和水平偏振波这两者。

原先配置接收UHF带的天线时，天线长度必须设为大约12cm。因此，与诸如一段(One Seg.)相对应的大量蜂窝式电话终端采用可伸缩的棒状天线。然而，即使当天线具有所需要的天线长度的一半时，该实例的天线也可接收要接收的频率(在该实例中，UHF带)。即，由于不需要采用通过延伸天线的前端部而使用的棒状天线，因此可提高用户的可用性。

(3)第三变形例(偶极天线的应用实例)

图21为示出将根据上述实施方式的天线用于偶极天线时天线的配置实例的示图。在偶极天线30中，用作高频衰减组件的铁氧体磁芯5被插入连接到连接器1的同轴线2的另一端的前端部内。在铁氧体磁芯5的前部内，抽取同轴线2的芯线2d和屏蔽线2b，作为铜线6。铜线6分别连接到在相反的方向(图中的上下方向)打开的两个同轴线2的芯线2d。在两个同轴线2的前端部内，芯线2d连接到屏蔽线2b。在同轴线2的基部中，保护涂层和屏蔽线2b被去除，以露出芯组件2c和芯线2d。这样，基部用作馈电点Fp，并且两个同轴线2用作天线元件。在图21中，用作天线元件的部分由折叠的实线表示。天线元件的长度设为总共1m。

图22的上图为示出图21所示的偶极天线30的垂直偏振波和水平偏振波内的峰值增益的示图。水平轴表示频率(MHz)，垂直轴表示峰值增益(dBd)。测量对象的频带为FM/VHF带。垂直偏振波由虚线表示，水平偏振波由实线表示。图22的中图和图22的下图示出图22的上图中所示的示图内的测量点的值。图22的中图示出了垂直偏振波内峰值增益的值。图22的下图示出了水平偏振波内峰值增益的值。并且，图22的中图和图22的下图仅示出了图22的上图的水平轴所表示的频率中从76MHz到107MHz的频率内的测量值。

如图22的上图和下图所示，尤其在水平偏振波内，大量频带内的峰值增益为-15dB以下。此外，可理解的是，可以以两个频率获得谐振：接近155MHz和接近95MHz。原先配置接收FM/VHF带的天线时，天线长度必须设为大约2m。然而，该实例的偶极天线可利用1m的长度接收FM/VHF带，该长度为所要求的长度的一半。此外，利用从期望接收的无线电波的波长计算的天线长度的一半，不仅可接收原先期望接收的频率，而且可接收比该频率低的频率。

(4)第四变形例(设置多个折叠结构的实例)

在上述实施方式中，已经描述了在一个位置处形成“折叠结构”的实例，在该“折叠结构”中，在同轴线2的前端部内芯线2d连接到屏蔽线2b。然而，可在多个位置处形成“折叠结构”。这样，一个天线可接收更多频带的无线电波。首先，将参照图23到图25描述具有多个折叠结构的天线的多谐振原理。然后，将参照图26到图31描述验证数据。

图23为示出其中形成了两个折叠结构的天线40的配置实例的示图。图23所示的电缆天线40仅由同轴线2α形成。然而，由于形成了两个折叠结构，同轴线2α被配置成具有两根屏蔽线。即，在覆盖芯组件2αc-1的屏蔽线2αb-1外面形成芯组件2αc-2，并且屏蔽线2αb-2缠绕在芯组件2αc-2的外面。屏蔽线2αb-2的外面覆盖有保护涂层2αa。覆盖芯线2αd-1的芯组件2αc-1在图22的右部中所示的同轴线2α的前端部(前端部3)内、以及朝着另一端与前端部相距预定长度的位置(中继部4)处暴露。所露出的部分由诸如人造橡胶(弹性体)的树脂模制。

芯线2αd在模制的前端部3内被连接至内屏蔽线2αb-1。在中继部4内，内屏蔽线2αb-1和外屏蔽线2αb-2由铜线6连接。即，折叠结构形成在同轴线2α的前端部以及朝着另一端与前端部相距预定长度的位置这两个部位处。

因此，第一线路长度L1(即从用作馈电点Fp的中继部4到前端部3的折叠点的线路长度)为第二天线长度，使得具有第二天线长度的电缆天线接收具有谐振频率f1(波长：λ10)的无线电波。此外，第一线路长度L1和第二线路长度L2之和的长度(即从前端部的折叠点到馈电点Fp的线路长度)为第一天线长度，使得具有第一天线长度的电缆天线接收具有谐振频率f2(波长：λ10×2)的无线电波。此外，第一线路长度L1、第二线路长度L2和第三线路长度L3之和的长度(即从馈电点Fp到屏蔽线2αb-2的端部的线路长度)为第三天线长度，使得具有第一天线长度的电缆天线接收具有谐振频率f3(波长：λ10×3)的无线电波。即，图23所示的电缆天线40所接收的频率的大小具有“谐振频率f1＞谐振频率f2＞谐振频率f3”的关系。

在图23中，已经描述了形成两个折叠结构的情况。然而，可形成更多的折叠结构，例如三个或四个折叠结构。通过形成更多的折叠结构，可接收具有更多的频带的无线电波。

将参照图24描述具有多个折叠结构的天线在多个不同的频带内与无线电波共振的原理。在图24中，实线表示用作具有多个折叠结构的天线的天线元件的部分。在图24中，例如，形成三个折叠结构，以便于进行描述。

在折叠结构的各部分中，如上所述，在起始点和折叠点之间存在等价的阻抗连接。在图24中，在各阻抗连接部分中(即，在线路长度L1和L2之间、线路长度L2和L3之间以及线路长度L3和L4之间的各部分中)形成静电电容部分。静电电容部分的静电电容由静电电容C1、静电电容C2以及静电电容C3表示。由于从芯线2d开始(在径向上朝着外侧)同轴线2α的直径越来越大，所以芯线和屏蔽线之间或屏蔽线之间的芯组件(绝缘组件)的体积增大。因此，从同轴线2α的中心到外侧，阻抗连接部分的静电电容增大。即，静电电容C1到C3的大小具有“静电电容C1＜静电电容C2＜静电电容C3”的关系。

因此，当谐振频率f1较高而通过静电电容C1时，具有静电电容C2和C3的静电电容部分会出现短路。因此，在图23的实例中，仅利用第一线路长度L1的天线长度(第二天线长度)接收无线电波。当谐振频率f2略低于谐振频率f1并且为使得静电电容C3出现短路的这种程度的频率时，利用“第一线路长度L1+第二线路长度L2”的天线长度(第一天线路长度)接收无线电波。当谐振频率f3低于谐振频率f2时，利用“第一线路长度L1+第二线路长度L2+第三线路长度L3”的天线长度(第三天线路长度)接收无线电波。由于根据频率的大小在一条同轴线2α中形成具有不同线路长度的部分，所以电缆天线可接收具有多个大小不同的频率的无线电波。

图25为示意性示出电缆天线40的频率特性的示图。在图25中，水平轴表示频率(MHz)，垂直轴表示电压驻波比。在电缆天线40中，如图25所示，原则上能够以三个频率获得共振：具有波长λ10的谐振频率f1、其波长为波长λ10的两倍的谐振频率f2以及其波长为波长λ10的三倍的谐振频率f3。

为了验证该原理的正确性，发明人等人制造了评估用天线并且测量了电压驻波比。偶极天线被用作评估用天线，由于偶极天线中右导线和左导线的长度彼此相等，所以认为可获得更精确的数据。作为评估用偶极天线，制备不具有折叠结构、具有一个折叠结构以及具有两个折叠结构的三种天线。利用跨线阻抗为50Ω的同轴线2制造评估用天线。

图26所示的评估用偶极天线不具有折叠结构。即，评估用偶极天线与传统偶极天线具有相同的配置。在图26中，相同的参考数字用于与图21的部分对应的部分，并且不重复进行描述。引出同轴线2的芯线2d和屏蔽线2b，作为铜线6。在相反的方向打开铜线6。平衡不平衡转换器(balun)7插在同轴线2和用作天线元件的两根铜线6之间。用作天线元件的两根铜线6的总长度设为15cm。图27为示出图26所示的评估用偶极天线的天线特性的示图。水平轴表示频率(MHz)，垂直轴表示电压驻波比。图27示出可在480MHz附近获得共振，接近通过计算获得的500MHz。

图28的上图所示的评估用偶极天线具有一个折叠结构。在图28中，相同的数字用于与图21到图27的部分对应的部分，并且不重复进行描述。与图21中所示的配置中一样，天线元件部分由同轴线2构成，并且芯线2d和屏蔽线2b在两个前端部内彼此连接。这样，第一线路长度L1由实线表示并且为从馈电点Fp到折叠点的线路长度，第二线路长度L2由虚线表示并且为从折叠点到馈电点Fp的线路长度，第一线路长度和第二线路长度用作天线元件。具体而言，如图28的下图所示，第一线路长度L1以谐振频率f1进行共振，第一线路长度L1和第二线路长度L2组合的长度以谐振频率f2进行共振。

图29为示出图28的上图所示的评估用偶极天线的天线特性的示图。水平轴表示频率(MHz)，垂直轴表示电压驻波比。图29不仅示出了原先利用15cm的天线长度得到的可在450MHz附近获得的共振，而且示出了可在较低的240MHz附近获得的共振。即，可理解的是，图28所示的第一线路长度L1以450MHz附近的频率(谐振频率f1)进行共振，并且第一线路长度L1+第二线路长度L2的长度以240MHz附近的频率(谐振频率f2)进行共振。

图30的上图所示的评估用偶极天线具有两个折叠结构。在图30的上图中，相同的数字用于与图23的部分对应的部分，并且不重复进行描述。与图23所示的电缆天线40中一样，形成双屏蔽线，并且在前端部内，芯线2αd-1连接到内屏蔽线2αb-1。在馈电点Fp中，内屏蔽线2αb-1连接外屏蔽线2αb-2。即，在同轴线2α的前端部和馈电点Fp这两个部分中形成折叠结构。这样，由于不仅第一线路长度L1(由实线表示)和第二线路长度L2(由虚线表示)，而且第三线路长度L3(由点划线表示并且用作从折叠点处的馈电点Fp到前端部的线路长度)是天线长度，因此可接收无线电波。具体而言，如图30的下图中所示，第一线路长度L1以谐振频率f1进行共振，第一线路长度L1和第二线路长度L2组合的长度以谐振频率f2进行共振，并且第一线路长度L1、第二线路长度L2以及第三线路长度L3组合的长度以谐振频率f3进行共振。

图31为示出图30的上图所示的评估用偶极天线的天线特性的示图。水平轴表示频率(MHz)，垂直轴表示电压驻波比。图31不仅示出了原先利用15cm的天线长度得到的可在450MHz附近获得的共振，而且示出了可在较低的240MHz附近获得的共振以及可在甚至更低的210MHz附近获得的共振。即，可理解的是，图30所示的第一线路长度L1以接近450MHz的频率(谐振频率f1)进行共振，并且第一线路长度L1+第二线路长度L2的长度以接近240MHz的频率(谐振频率f2)进行共振。并且，可理解的是，第一线路长度L1+第二线路长度L2+第三线路长度L3的长度以接近210MHz的频率(谐振频率f3)进行共振。

通过调节天线的涂层的电介质的介电常数，可获得与原理上估计的共振点更接近的共振点处的共振。

电缆天线40为本发明的天线的变形例并且具有多个折叠结构，在该电缆天线内，通过仅使用一根同轴线2α，根据折叠结构的数量，能够接收具有多个不同频带的无线电波。

此外，通过在天线的前端部和/或馈电点Fp等部分中形成折叠结构，能够实际上缩短用作天线元件的部分的长度。例如，当FM带的无线电波由1/2波长的天线接收时，要求天线长度大约为2m。然而，当FM带的无线电波由具有两个折叠结构的电缆天线40利用第一线路长度L1+第二线路长度L2+第三线路长度L3的线路长度来接收时，天线长度可缩短至大约67cm，为天线长度的1/3。例如，当电缆天线40用于多媒体广播天线(其通过使用VHF带的无线电波将图像发送给蜂窝电话终端)时，天线可被构造为小型化，并且接收更宽频带的无线电波。

参考符号列表

1  连接器          2  同轴线        2a、2αa  保护涂层

2b  屏蔽线         2c  芯组件       2d   芯线

3  前端部          4  中继部        5  铁氧体磁芯

6  铜线            7  平衡不平衡转换器

10  电缆天线       20  天线         21  金属体

22  芯线           23  绝缘材料     24  装置

30  偶极天线       40  天线         C1到C3  静电电容

Fp  馈电点         L1 第一线路长度  L1  第一线路长度

L2  第二线路长度   L3 第三线路长度  L11   线路长度

f1到f3 谐振频率

Claims (9)

1.一种天线，包括：

第一导体，从起始点到折叠点具有第一线路长度；以及

第二导体，在从所述折叠点到所述起始点的方向上具有第二线路长度，并且在所述折叠点处电连接至所述第一导体，

其中，具有第一频率的第一接收信号由具有第一天线长度的导体接收，所述第一天线长度与通过组合所述第一线路长度和所述第二线路长度而获得的长度相对应，并且

具有第二频率的第二接收信号由具有第二天线长度的导体接收，所述第二天线长度与所述第一线路长度和所述第二线路长度中的一个相对应。

2.根据权利要求1所述的天线，其中，在所述第一导体和所述第二导体中的一个的位于所述起始点一侧的一端附近与其中另一个之间等效地存在阻抗连接，在所述阻抗连接中，所述第一频率的阻抗值与所述第二频率的阻抗值不同。

3.根据权利要求2所述的天线，其中，所述阻抗连接为高频电容性耦合。

4.根据权利要求1所述的天线，其中，所述第一导体和所述第二导体中的一个为同轴线的芯线，其中另一个为所述同轴线的外部导体。

5.根据权利要求4所述的天线，其中，在所述起始点处，所述同轴线的保护涂层和所述外部导体被去除。

6.根据权利要求1所述的天线，其中，所述第一线路长度大约为所述第二频率的波长的λ/4到3λ/4λ。

7.根据权利要求1所述的天线，其中，衰减高频电流的高频衰减组件被设置在从所述起始点开始在与所述折叠点所存在的方向相反的方向上与等于或大于所述第一线路长度的长度相对应的位置处。

8.根据权利要求1所述的天线，进一步包括：

第三导体，在所述起始点处电连接至所述第二导体，并且从所述起始点开始在所述折叠点的方向上具有第三线路长度，

其中，具有第三频率的第三接收信号由具有第三天线长度的导体接收，所述第三天线长度与所述第一线路长度、所述第二线路长度和所述第三线路长度的组合长度相对应。

9.根据权利要求8所述的天线，

其中，在所述第一导体和所述第二导体中的一个的位于所述起始点一侧的一端附近与其另一个之间、以及在所述第二导体和所述第三导体中的一个的位于所述起始点一侧的一端附近与其另一个之间存在阻抗连接，在所述阻抗连接中，所述第一频率、所述第二频率和所述第三频率的阻抗值彼此不同，并且

存在于所述第一导体和所述第二导体中的一个的位于所述起始点一侧的一端附近与其另一个之间的阻抗连接部分的静电电容的大小小于存在于所述第二导体和所述第三导体中的一个的位于所述起始点一侧的一端附近与其另一个之间的阻抗连接部分的静电电容的大小。

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