CN103069648A - 天线装置及无线通信装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种天线装置及无线通信装置。在辐射器(101)中，由辐射导体(1、2、3)、电容器(G1、C2)和电感器(L1、L2)形成大环，由辐射导体(2、3)彼此相邻的部分、电容器(C2)和电感器(L2)形成小环。辐射器(101)被构成为沿着包括电感器(L1)、电容器(C1)、和电感器(L2)或电容器(C2)在内的大环的第1部分、包括从供电点(P1)经由电感器(L1)或电容器(C1)至第2位置的区间、和小环在内的第2部分、和包括从供电点(P1)经由电容器(C1)至第2位置的区间在内的第3部分以规定频率进行谐振。

Description

天线装置及无线通信装置
技术领域
本发明主要涉及移动电话等的移动体通信用的天线装置和具备该天线装置的无线通信装置。
背景技术
目前移动电话等的便携式无线通信装置的小型化、薄型化正在迅猛发展。另外，便携式无线通信装置不仅被用作以往的电话机，也逐渐改观成进行电子邮件的收发或基于WWW(万维网)的网页的阅览等的数据终端机。所处理的信息也完成从以往的声音或文字信息到照片或运动图像的大容量化，从而要求通信品质的进一步提高。针对这种状况，提出了支持多种无线通信方式的多频带天线装置或小型的天线装置。而且，还提出了在配置了多个这些天线装置的情况下可减低电磁耦合、进行高速无线通信的阵列天线装置。
专利文献1涉及的发明为一种双频共用天线，其特征在于具备：在电介质基板的表面被印刷化而形成的供电线路、与该供电线路连接的内侧辐射元件、及外侧辐射元件；在电介质基板表面被印刷化而形成的内侧辐射元件与外侧辐射元件的间隙连接两辐射元件的电感器；在电介质基板的背面被印刷化而形成的供电线路、与该供电线路连接的内侧辐射元件、及外侧辐射元件；在电介质基板背面被印刷化而形成的内侧辐射元件与外侧辐射元件的间隙连接两辐射元件的电感器。根据专利文献1的双频共用天线，设于辐射元件之间的电感器和辐射元件之间的规定电容形成并联谐振电路，从而能够在多频带进行动作。
专利文献2涉及的发明为一种多频带天线，其特征在于，该多频带天线是具备在LC并联谐振电路的两端连接了第1及第2辐射要素的天线元件而成的，所述LC并联谐振电路由电感器自身的自谐振构成。根据专利文献2的多频带天线，通过由鞭状天线的电感器自身的自谐振构成的LC并联谐振电路，能够在多频带进行动作。
-在先技术文献-
-专利文献-
专利文献1：日本特开2001-185938号公报
专利文献2：日本特开平11-55022号公报
专利文献3：日本发明专利第4003077号公报
发明内容
-发明要解决的课题-
近年来，随着基于移动电话的数据传输的高速化的需求提高，而研究了作为下一代移动电话标准的3G-LTE(3rd Generation Partnership ProjectLong Term Evolution)。在3G-LTE中，作为用于实现无线传输的高速化的新技术，决定采用使用多个天线以空间分割多路复用的方式同时收发多个信道的无线信号的MIMO(Multiple Input Multiple Output)天线装置。MIMO天线装置在发送机侧和接收机侧具备多个天线，通过在空间上多路复用数据流，从而使传输速度的高速化成为可能。因为MIMO天线装置使多个天线以同一频率同时进行动作，所以在小型的移动电话内天线被相邻地安装的状况下，天线间的电磁耦合变得非常强。如果天线间的电磁耦合变强，则天线的辐射效率会劣化。伴随与此，接收电波变弱，从而导致传输速度的下降。为此，在相邻配置了多个天线的状态下，需要低耦合的阵列天线。另外，MIMO天线装置为了实现空间分割多路复用，通过使指向性或极化特性等互不相符，从而需要同时执行彼此低相关的多个无线信号的收发。进而，为使通信的高速化，要求天线的宽带化技术。
在专利文献1的双频共用天线中，为使低频域的动作频率变低，辐射元件会变大。另外，内侧辐射元件与外侧辐射元件之间的缝隙不会有助于辐射。
在专利文献2的多频带天线中，为使在低频域动作，必须加长辐射要素的元件长度。另外，LC并联谐振电路不能有助于辐射。
因此，期望提供一种能够达成多频带化和小型化两个方面的天线装置。
本发明的目的在于解决上述问题点，提供一种能够达成多频带化和小型化两个方面的天线装置，另外提供一种具备这种天线装置的无线通信装置。
-用于解决课题的技术方案-
本发明的第1方式提供一种天线装置，具备至少一个的辐射器，其特征在于，
上述各辐射器具备：
辐射导体，其是形成第1环的环状的辐射导体，且沿着上述第1环依次具有供电点、第1位置、第2位置、及第3位置；
第1电感器，其被插入于上述辐射导体的第1位置；
第1电容器，其被插入于上述辐射导体的第3位置；和
第2电感器及第2电容器，相互并联地被插入于上述辐射导体的第2位置，
由上述辐射导体的第2位置及其相邻部分、上述第2电感器、和上述第2电容器形成第2环，
上述各辐射器经由上述供电点而在第1频率、比上述第1频率高的第2频率、和比上述第2频率高的第3频率中的至少两个频率下被激励，
上述各辐射器包括：
(A)该辐射器的第1部分，其沿着包括上述第1电感器、上述第1电容器、和上述第2电感器的上述第1环，或者沿着包括上述第1电感器、上述第1电容器、和上述第2电容器的上述第1环；
(B)该辐射器的第2部分，其包括沿着上述第1环的区间、即从上述供电点经由上述第1电感器或上述第1电容器至上述第2位置的区间、和上述第2环；和
(C)该辐射器的第3部分，其包括沿着上述第1环的区间、即从上述供电点经由上述第1电容器至上述第2位置的区间、或者从上述供电点经由上述第1电容器和上述第2电感器或经由上述第1电容器和上述第2电容器至上述第1位置的区间，
上述各辐射器按照上述第1、第2、及第3部分中的至少两个谐振的方式构成，在上述第1部分谐振时以上述第1频率进行谐振，在上述第2部分谐振时以上述第2频率进行谐振，在上述第3部分谐振时以上述第3频率进行谐振。
在上述天线装置中，其特征在于，
上述辐射导体包括第1辐射导体和第2辐射导体，
上述第1及第2电容器中的至少一方由在上述第1及第2辐射导体之间产生的电容形成。
在上述天线装置中，其特征在于，上述第1及第2电容器中的至少一方包括被串联连接的多个电容器。
在上述天线装置中，其特征在于，上述第1及第2电感器中的至少一方由带状导体构成。
在上述天线装置中，其特征在于，上述第1及第2电感器中的至少一方由曲折状导体构成。
在上述天线装置中，其特征在于，上述第1及第2电感器中的至少一方包括被串联连接的多个电感器。
在上述天线装置中，其特征在于，上述天线装置还具备接地导体。
在上述天线装置中，其特征在于，
上述天线装置具备印刷布线基板，该印刷布线基板具备上述接地导体和与上述供电点连接的供电线路，
上述辐射器被形成于上述印刷布线基板上。
在上述天线装置中，其特征在于，上述天线装置是包括至少一对辐射器的偶极子天线。
上述天线装置的特征在于具备多个辐射器，上述多个辐射器具有相互不同的第1频率、相互不同的第2频率、和相互不同的第3频率。
在上述天线装置中，其特征在于，上述辐射导体在至少一处被折弯。
上述天线装置的特征在于：具备与相互不同的信号源连接的多个辐射器。
上述天线装置的特征在于：
具备相对于规定的基准轴而相互对称地构成的第1辐射器及第2辐射器，
上述第2辐射器的第1电感器被设置于与上述第1辐射器的第1电容器对应的位置，
上述第2辐射器的第1电容器被配置于与上述第1辐射器的第1电感器对应的位置。
在上述天线装置中，其特征在于，上述第2辐射器的第2电感器被设置于与上述第1辐射器的第2电容器对应的位置，上述第2辐射器的第2电容器被设置于与上述第1辐射器的第2电感器对应的位置。
在上述天线装置中，其特征在于，上述第1及第2辐射器具有沿着上述基准轴随着远离上述第1辐射器的供电点及上述第2辐射器的供电点而上述第1及第2辐射器之间的距离逐渐增大的形状。
根据本发明的第2方式提供一种无线通信装置，其特征在于具备本发明的第1方式涉及的天线装置。
-发明效果-
根据本发明的天线装置，能够提供一种为小型且简单构成、可在多频带动作的天线装置。另外，本发明的天线装置在具备多个辐射器的情况下，在天线元件间彼此为低耦合，可按照同时收发多个无线信号的方式进行动作。另外，根据本发明，能够提供具备这种天线装置的无线通信装置。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式涉及的天线装置的俯视图。
图2是表示本发明的第1实施方式的比较例涉及的天线装置的俯视图。
图3是表示图1的天线装置以低频域谐振频率f1进行动作时的电流路径的图。
图4是表示图1的天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时的第1电流路径的图。
图5是表示图1的天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时的第2电流路径的图。
图6是表示图1的天线装置以高频域谐振频率f3进行动作时的电流路径的图。
图7是表示本发明的第1实施方式的第1变形例涉及的天线装置的俯视图。
图8是表示本发明的第1实施方式的第2变形例涉及的天线装置的俯视图。
图9是表示本发明的第1实施方式的第3变形例涉及的天线装置的俯视图。
图10是表示本发明的第1实施方式的第4变形例涉及的天线装置的俯视图。
图11是表示本发明的第1实施方式的第5变形例涉及的天线装置的俯视图。
图12是表示本发明的第1实施方式的第6变形例涉及的天线装置的俯视图。
图13是表示图12的天线装置以低频域谐振频率f1进行动作时的电流路径的图。
图14是表示图12的天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时的第1电流路径的图。
图15是表示图12的天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时的第2电流路径的图。
图16是表示图12的天线装置以高频域谐振频率f3进行动作时的电流路径的图。
图17是表示本发明的第1实施方式的第7变形例涉及的天线装置的俯视图。
图18是表示本发明的第1实施方式的第8变形例涉及的天线装置的俯视图。
图19是表示本发明的第1实施方式的第9变形例涉及的天线装置的俯视图。
图20是表示本发明的第1实施方式的第10变形例涉及的天线装置的俯视图。
图21是表示本发明的第1实施方式的第11变形例涉及的天线装置的俯视图。
图22是表示图8的天线装置以高频域谐振频率f3进行动作时的电流路径的图。
图23是表示本发明的第1实施方式的第12变形例涉及的天线装置以高频域谐振频率f3进行动作时的电流路径的图。
图24是表示本发明的第1实施方式的第13变形例涉及的天线装置的俯视图。
图25是表示本发明的第1实施方式的第14变形例涉及的天线装置的俯视图。
图26是表示本发明的第1实施方式的第15变形例涉及的天线装置的俯视图。
图27是表示本发明的第1实施方式的第16变形例涉及的天线装置的俯视图。
图28是表示本发明的第1实施方式的第17变形例涉及的天线装置的俯视图。
图29是表示本发明的第1实施方式的第18变形例涉及的天线装置的俯视图。
图30是表示本发明的第1实施方式的第19变形例涉及的天线装置的俯视图。
图31是表示本发明的第1实施方式的第20变形例涉及的天线装置的俯视图。
图32是表示本发明的第1实施方式的第21变形例涉及的天线装置的俯视图。
图33是表示本发明的第2实施方式涉及的天线装置的俯视图。
图34是表示本发明的第2实施方式的第1变形例涉及的天线装置的俯视图。
图35是表示本发明的第2实施方式的比较例涉及的天线装置的俯视图。
图36是表示图33的天线装置以低频域谐振频率f1进行动作时的电流路径的图。
图37是表示图33的天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时的电流路径的图。
图38是表示图33的天线装置以高频域谐振频率f3进行动作时的电流路径的图。
图39是表示本发明的第2实施方式的第2变形例涉及的天线装置的俯视图。
图40是表示图39的天线装置以低频域谐振频率f1进行动作时的电流路径的图。
图41是表示图39的天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时的电流路径的图。
图42是表示图39的天线装置以高频域谐振频率f3进行动作时的电流路径的图。
图43是表示本发明的第2实施方式的第3变形例涉及的天线装置的俯视图。
图44是表示图43的天线装置以低频域谐振频率f1进行动作时的电流路径的图。
图45是表示图43的天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时的电流路径的图。
图46是表示图43的天线装置以高频域谐振频率f3进行动作时的电流路径的图。
图47是表示本发明的第2实施方式的第4变形例涉及的天线装置的俯视图。
图48是表示本发明的第2实施方式的第5变形例涉及的天线装置的俯视图。
图49是表示第1实施例涉及的天线装置的立体图。
图50是表示图49的辐射器161的详细构成的展开图。
图51是表示图49的天线装置的反射系数S11的频率特性的图表。
图52是表示第1实施例的比较例的辐射器211的详细构成的展开图。
图53是表示图52的天线装置的反射系数S11的频率特性的图表。
图54是表示第1实施例的变形例涉及的天线装置的立体图。
图55是表示图54的天线装置的反射系数S11的频率特性的图表。
图56是表示第2实施例涉及的天线装置的立体图。
图57是表示图56的辐射器171的详细构成的顶视图。
图58是表示图56的天线装置以低频域谐振频率f1进行动作时的电流路径的图。
图59是表示在图56的天线装置以低频域谐振频率f1进行动作时从供电点P1看到的电感器L1的阻抗Z’L1及从供电点P1看到的电容器C1的阻抗Z’C1的史密斯圆图。
图60是表示图56的天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时的电流路径的图。
图61是表示在图56的天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时从供电点P1看到的电感器L1的阻抗Z’L1及从供电点P1看到的电容器C1的阻抗Z’C1的史密斯圆图。
图62是表示图56的天线装置以高频域谐振频率f3进行动作时的电流路径的图。
图63是表示在图56的天线装置以高频域谐振频率f3进行动作时从供电点P1看到的电感器L1的阻抗Z’L1及从供电点P1看到的电容器C1的阻抗Z’C1的史密斯圆图。
图64是表示第2实施例的第1变形例涉及的天线装置以低频域谐振频率f1进行动作时的电流路径的图。
图65是表示在第2实施例的第1变形例涉及的天线装置以低频域谐振频率f1进行动作时从供电点P1看到的电感器L1的阻抗Z’L1及从供电点P1看到的电容器C1的阻抗Z’C1的史密斯圆图。
图66是表示第2实施例的第1变形例涉及的天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时的电流路径的图。
图67是表示在第2实施例的第1变形例涉及的天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时从供电点P1看到的电感器L1的阻抗Z’L1及从供电点P1看到的电容器C1的阻抗Z’C1的史密斯圆图。
图68是表示第2实施例的第1变形例涉及的天线装置以高频域谐振频率f3进行动作时的电流路径的图。
图69是表示在第2实施例的第1变形例涉及的天线装置以高频域谐振频率f3进行动作时从供电点P1看到的电感器L1的阻抗Z’L1及从供电点P1看到的电容器C1的阻抗Z’C1的史密斯圆图。
图70是表示图56的天线装置的反射系数S11的频率特性的图表。
图71是表示第2实施例的第2变形例涉及的天线装置的反射系数S11的频率特性的图表。
图72是表示第2实施例的第3变形例涉及的天线装置的反射系数S11的频率特性的图表。
图73是表示第2实施例的第4变形例涉及的天线装置的反射系数S11的频率特性的图表。
图74是表示第2实施例的第5变形例涉及的天线装置的反射系数S11的频率特性的图表。
图75是表示第2实施例的第6变形例涉及的天线装置的反射系数S11的频率特性的图表。
图76是表示第2实施例的第7变形例涉及的天线装置的反射系数S11的频率特性的图表。
图77是表示第2实施例的第1变形例涉及的天线装置的反射系数S11的频率特性的图表。
图78是表示第2实施例的第1比较例涉及的天线装置的俯视图。
图79是表示图78的天线装置的反射系数S11的频率特性的图表。
图80是表示第2实施例的第2比较例涉及的天线装置的俯视图。
图81是表示图80的天线装置的反射系数S11的频率特性的图表。
图82是表示本发明的第1实施方式的第22变形例涉及的天线装置的俯视图。
图83是表示本发明的第3实施方式涉及的无线通信装置、即具备图1的天线装置的无线通信装置的构成的框图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。此外，对同样的构成要素赋予同一符号。
第1实施方式.
图1是表示本发明的第1实施方式涉及的天线装置的俯视图。本实施方式的天线装置其特征在于，使单一的辐射器101进行三频带动作。
在图1中，辐射器101具备：具有规定的电气长度的第1辐射导体1；具有规定的电气长度的第2辐射导体2；具有规定的电气长度的第3辐射导体3；在规定的位置相互连接辐射导体1、2的电感器L1；在规定的位置相互连接辐射导体1、3的电容器C1；在规定的位置相互连接辐射导体2、3的电容器C2及电感器L2。电容器C2及电感器L2相互被并联连接。在辐射器101中，由辐射导体1、2、3、电容器C1、C2和电感器L1、L2形成包围中央的中空部分的第1环(以下称为“大环”。)，由辐射导体2、3彼此相邻的部分、电容器C2和电感器L2形成具有与第1环不同的谐振频率的第2环(以下称为“小环”。)。进而，在辐射导体1上设置有供电点P1。因此，在辐射导体上沿着大环依次设置有供电点P1、第1位置、第2位置、及第3位置，在第1位置插入电感器L1，在与第1位置不同的第2位置相互并联地插入电感器L2及电容器C2，在与第1及第2位置不同的第3位置插入电容器C1。换言之，沿着大环，以电感器L1及电容器C1作为边界，在一侧(即辐射导体1上)设置有供电点P1，在另一侧(即辐射导体2、3之间)设置有电感器L2及电容器C2。信号源Q1概略性表示与图1的天线装置连接的无线通信电路，产生包含于低频域频带中的第1频率(以下称为低频域谐振频率f1)、包含于中频域频带中且比第1频率高的第2频率(以下称为中频域谐振频率f2)、以及包含于高频域频带中且比第2频率高的第3频率(以下称为高频域谐振频率f3)的无线频率信号。信号源Q1与辐射导体1上的供电点P1连接，并且与被相邻设置于辐射器101的接地导体G1上的连接点P2连接。在辐射器101中，以低频域谐振频率f1进行激励时的电流路径、以中频域谐振频率f2进行激励时的电流路径、和以高频域谐振频率f3进行激励时的电流路径分别不同，由此能够有效地实现三频带动作。
本实施方式的天线装置如在后述的实施例中进行说明那样，例如作为低频域侧谐振频率f1而使用900MHz频带的频率，作为中频域侧谐振频率f2而使用1500MHz频带的频率，作为高频域侧谐振频率f3而使用1900MHz频带的频率，但是并不限定于这些频率。
图2是表示本发明的第1实施方式的比较例涉及的天线装置的俯视图。本申请的申请人在日本特愿2011-057555号中提出了特征在于使单一的辐射器进行双频带动作的天线装置，图2表示该天线装置。在图2的辐射器200中，由辐射导体201、202、电容器C1和电感器L1形成包围中央的中空部分的环。因此，辐射器200取代图1的辐射导体2、3、电感器L2及电容器C2而具备辐射导体202。产生低频域谐振频率f1及高频域谐振频率f2的无线频率信号的信号源Q2与辐射导体1上的供电点P1连接，并且与被相邻地设置于辐射器200的接地导体G1上的连接点P2连接。在辐射器200中，以低频域谐振频率f1进行激励时的电流路径和以高频域谐振频率f2进行激励时的电流路径不同，由此能够有效地实现双频带动作。
以下，参照图3～图6，对本申请发明的三频带动作进行说明。
图3是表示图1的天线装置以低频域谐振频率f1进行动作时的电流路径的图。具有低频率成分的电流存在如下性质：能通过电感器(低阻抗)但却无法通过电容器(高阻抗)。因此，天线装置以低频域谐振频率f1进行动作时的电流I1，在辐射导体1中从供电点P1流到与电感器L1连接的点，通过电感器L1，在辐射导体2中从与电感器L1连接的点流到与电感器L2或电容器C2连接的点，通过电感器L2或电容器C2，在辐射导体3中流到连接有电容器C1的点。电流I1通过电感器L2及电容器C2中的哪个部件是由天线装置以低频域谐振频率f1进行动作时的电感器L2及电容器C2的阻抗所决定的(后面详细叙述)。在图3中示出电流I1流过电感器L2的情况。进而，由电容器C1的两端的电位差引起：在辐射导体1中电流从与电容器C1连接的点流到供电点P1，从而与电流I1连接。因此，实质上，电流I1能够视作也通过电容器C1。电流I1在大环中较强地流过与中央的中空部分相邻的内侧边沿。辐射器101在天线装置以低频域谐振频率f1进行动作时，在图3所示那样的电流路径中流动电流I1，构成为电感器L1、电容器C1、电感器L2或电容器C2、和沿着大环的辐射导体以低频域谐振频率f1进行谐振。详细而言，辐射器101构成为电流I1在电流路径中的电气长度的总和(即、参照图1，则指的是在辐射导体1中从供电点P1到与电感器L1连接的点为止的电气长度A1、电感器L1的电气长度、电容器C1的电气长度、在辐射导体2中从与电感器L1连接的点到与电感器L2或电容器C2连接的点为止的电气长度A3或A4、电感器L2或电容器C2的电气长度、在辐射导体3中从与电感器L2或电容器C2连接的点到与电容器C1连接的点为止的电气长度A6或A7、和在辐射导体1中从与电容器C1连接的点到供电点P1为止的电气长度A2之和)成为以低频域谐振频率f1进行谐振的电气长度。该谐振的电气长度例如是低频域谐振频率f1的动作波长的0.2～0.25倍。另外，在接地导体G1上的与辐射器101相邻的部分中，电流I0朝向连接点P2流动。
在天线装置以低频域谐振频率f1进行动作时，电流I1在图3所示那样的电流路径中流动，由此辐射器101的大环以环形天线模式、即磁流模式进行动作。通过辐射器101以环形天线模式进行动作，从而在为小型形状的同时能够确保较长的谐振长度，所以在天线装置以低频域谐振频率f1进行动作时，也能够实现良好的特性。另外，在辐射器101以环形天线模式进行动作时，具有较高的Q值。在大环中中央的中空部分越宽(即大环的径越大)则越能提高天线装置的辐射效率。
图4是表示图1的天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时的第1电流路径的图。天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时的电流通过电感器L1及电容器C1中的哪个部件是由天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时的电感器L1及电容器C1的阻抗所决定的(后面详细叙述)。在图4中示出在天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时通过电感器L1的电流I2。天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时的电流I2，在辐射导体1中从供电点P1流到与电感器L1连接的点，通过电感器L1，在辐射导体2中从与电感器L1连接的点流到与电感器L2或电容器C2连接的点，接下来沿着小环流动。电流I2朝向电感器L2及电容器C2中的哪个部件流动是由天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时的电感器L2及电容器C2的阻抗所决定的(后面详细叙述)。在图4中示出电流I2朝向电感器L2流动的情况。如果电流I2通过电感器L2，则电流在辐射导体3中从与电感器L2连接的点流到与电容器C2连接的点，进而通过电容器C2，在辐射导体2中从与电容器C2连接的点流到与电感器L2连接的点，从而与电流I2连接。此时，一部分的电流I3从小环通过电容器C1而朝向供电点P1流动。辐射器101构成为：在天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时，电流I2在图4所示那样的电流路径中流动，包括沿着大环的区间、即从供电点P1经由电容器C1至小环的位置的区间、和小环在内的该辐射器101的部分以中频域谐振频率f2进行谐振。详细而言，辐射器101构成为电流I2在电流路径中的电气长度的总和(即、参照图1，则指的是在辐射导体1中从供电点P1到与电感器L1连接的点为止的电气长度A1、电感器L1的电气长度、在辐射导体2中从与电感器L1连接的点到与电感器L2或电容器C2连接的点为止的电气长度A3或A4、在辐射导体2中从与电感器L2连接的点到与电容器C2连接的点为止的电气长度A5、电感器L2及电容器C2的电气长度、在辐射导体3中从与电感器L2连接的点到与电容器C2连接的点为止的电气长度A8之和)成为以中频域谐振频率f2进行谐振的电气长度。该谐振的电气长度例如是中频域谐振频率f2的动作波长的0.25倍。另外，在接地导体G1上的与辐射器101相邻的部分中，电流I0朝向连接点P2流动。
图5是表示图1的天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时的第2电流路径的图。在图5中示出在天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时通过电容器C1的电流I4。天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时的电流I4，在辐射导体1中从供电点P1流到与电容器C1连接的点，通过电容器C1，在辐射导体3中从与电容器C1连接的点流到与电感器L2或电容器C2连接的点，接下来沿着小环流动。电流I4朝向电感器L2及电容器C2中的哪个部件流动是由天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时的电感器L2及电容器C2的阻抗所决定的(后面详细叙述)。在图5中示出电流I4朝向电容器C2流动的情况。如果电流I4通过电容器C2，则电流在辐射导体2中从与电容器C2连接的点流到与电感器L2连接的点，进而流过电感器L2，在辐射导体3中从与电感器L2连接的点流到与电容器C2连接的点，从而与电流I4连接。此时，一部分的电流I5从小环通过电感器L1而朝向供电点P1流动。辐射器101构成为：在天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时，电流I4在图5所示那样的电流路径中流动，包括沿着大环的区间、即从供电点P1经由电感器L1至小环的位置的区间、和小环在内的该辐射器101的部分以中频域谐振频率f2进行谐振。详细而言，辐射器101构成为电流I4在电流路径中的电气长度的总和(即、参照图1，则指的是在辐射导体1中从供电点P1到与电容器C1连接的点为止的电气长度A2、电容器C1的电气长度、在辐射导体3中从与电容器C1连接的点到与电感器L2或电容器C2连接的点为止的电气长度A6或A7、在辐射导体3中从与电感器L2连接的点到与电容器C2连接的点为止的电气长度A8、电感器L2及电容器C2的电气长度、和在辐射导体2中从与电感器L2连接的点到与电容器C2连接的点为止的电气长度A5之和)成为以中频域谐振频率f2进行谐振的电气长度。另外，在接地导体G1上的与辐射器101相邻的部分中，电流I0朝向连接点P2流动。
在天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时，通过使电流I2或I4在图4或图5所示那样的电流路径中流动，从而辐射器101的小环以环形天线模式、即磁流模式进行动作，进而从辐射器101的供电点P1到小环为止的区间以单极天线模式、即电流模式进行动作。通过辐射器101以环形天线模式及电流模式的“混合模式”进行动作，从而在为小型形状的同时能够确保充足长度的谐振长度，所以在天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时也能够实现良好的特性。
图6是表示图1的天线装置以高频域谐振频率f3进行动作时的电流路径的图。具有高频率成分的电流存在如下性质：能通过电容器(低阻抗)但却难以通过电感器(高阻抗)。因此，天线装置以高频域侧谐振频率f3进行动作时的电流I6，在沿着大环的区间、即包括电容器C1、包括电感器L2或电容器C2但不包括电感器L1且将一端设为供电点P1的区间内流动。即、电流I6在辐射导体1中从供电点P1流到与电容器C1连接的点，通过电容器C1，在辐射导体3中流到连接有电感器L2或电容器C2的点，通过电感器L2或电容器C2，在辐射导体2中从与电感器L2或电容器C2连接的点流到与电感器L1连接的点。电流I6通过电感器L2及电容器C2中的哪个部件是由天线装置以高频域谐振频率f3进行动作时的电感器L2及电容器C2的阻抗所决定的(后面详细叙述)。在图6中示出电流I6流过电容器C2的情况。电流I6较强地流过大环的外周。辐射器101构成为：在天线装置以高频域谐振频率f3进行动作时，电流I6在图6所示那样的电流路径中流动，包括沿着大环的区间、即从供电点P1经由电容器C1、和电感器L2或电容器C2至电感器L1的位置的区间在内的该辐射器101的部分以高频域谐振频率f3进行谐振。详细而言，辐射器101构成为电流I6在电流路径中的电气长度的总和(即、参照图1，则指的是在辐射导体1中从供电点P1到与电容器C1连接的点为止的电气长度A2、电容器C1的电气长度、在辐射导体3中从与电容器C1连接的点到与电感器L2或电容器C2连接的点为止的电气长度A6或A7、电感器L2或电容器C2的电气长度、和在辐射导体2中从与电感器L2或电容器C2连接的点到与电感器L1连接的点为止的电气长度A3或A4之和)成为以高频域谐振频率f3进行谐振的电气长度。该谐振的电气长度例如是高频域谐振频率f3的动作波长的0.25倍。在接地导体G1上的与辐射器101相邻的部分中，电流I0朝向连接点P2流动。
在天线装置以高频域谐振频率f3进行动作时，通过使电流I6在图6所示那样的电流路径中流动，从而辐射器101以单极天线模式、即以电流模式进行动作。此外，电流I6也可不流经电感器L2及电容器C2，而在辐射导体3中从与电容器C1连接的点流到与电感器L2及电容器C2连接的点。在该情况下，辐射器101构成为：在天线装置以高频域谐振频率f3进行动作时，电流I6在图6所示那样的电流路径中流动，包括沿着大环的区间、即从供电点P1经由电容器C1至小环的位置的区间在内的该辐射器101的部分以高频域谐振频率f3进行谐振。详细而言，辐射器101构成为电流I6在电流路径中的电气长度的总和(即、参照图1，则指的是在辐射导体1中从供电点P1到与电容器C1连接的点为止的电气长度A2、电容器C1的电气长度、和在辐射导体3中从与电容器C1连接的点到与电感器L2或电容器C2连接的点为止的电气长度A6或A7之和)成为高频域谐振频率f3的动作波长λ3的4分之1。
在此，说明本实施方式的天线装置的动作原理。以下，由“L1”、“L2”表示电感器L1、L2的电感，由“C1”、“C2”表示电容器C1、C2的电容。
由下式表示电感器L1的阻抗ZL1和电容器C1的阻抗ZC1。
[数学式1]
ZL1＝j·ω·L1
[数学式2]
Z C 1 = 1 j · ω · C 1
另外，由下式表示电感器L1的反射系数ΓL1和电容器C1的反射系数ΓC1。
[数学式3]
Γ L 1 = Z L 1 - Z 0 Z L 1 + Z 0
[数学式4]
Γ C 1 = Z C 1 - Z 0 Z C 1 + Z 0
在此，Z0为线路的阻抗，为了简化而设为常数。
利用辐射导体1中的从供电点P1到电感器L1及电容器C1为止的电气长度A1、A2，由下式近似地表示从供电点P1看到的电感器L1的阻抗Z’L1及从供电点P1看到的电容器C1的阻抗Z’C1。
[数学式5]
Z L 1 ′ = Z 0 · 1 + Γ L 1 · exp ( - 2 · γ · A 1 ) 1 - Γ L 1 · exp ( - 2 · γ · A 1 )
[数学式6]
Z C 1 ′ = Z 0 · 1 + Γ C 1 · exp ( - 2 · γ · A 2 ) 1 - Γ C 1 · exp ( - 2 · γ · A 2 )
在此，γ＝α±jβ，α为衰减常数，β为相位常数。在存在正的辐射电阻的情况下，衰减常数α具有0以上的值。
在低频域谐振频率f1下成为|Z’L1|＜|Z’C1|，因此如图3所示，电流I1并非从供电点P1朝向电容器C1流动而朝向电感器L1流动。另外，在高频域谐振频率f3下成为|Z’L1|＞|Z’C1|，因此如图6所示，电流I6并非从供电点P1朝向电感器L1流动而朝向电容器C1流动。另一方面，在中频域谐振频率f2下，|Z’L1|和|Z’C1|成为几乎相同的值，因此电感器L1及电容器C1实质上都具有电流易于通过的性质。因此，在中频域谐振频率f2下，根据天线装置的实际的构造(辐射导体的电气长度、电感器的电感、电容器的电容)或实际的动作频率，|Z’L1|＜|Z’C1|和|Z’L1|＞|Z’C1|中的其中一个成立，与之相应地，电流以选择低阻抗的电流路径的方式朝向电感器L1及电容器C1中的其中一个部件流动(图4及图5)。
如上述那样通过电感器L1及电容器C1中的其中一个部件的电流，进而朝向构成小环的电感器L2及电容器C2中的其中一个部件流动。该电流朝向电感器L2及电容器C2中的哪个部件流动，与针对从供电点P1朝向电感器L2或电容器C2流动的电流进行过说明的情况同样地，按照从电感器L1或电容器C1看到的电感器L2的阻抗Z’L2、和从电感器L1或电容器C1看到的电容器C2的阻抗Z’C2，以选择低阻抗的电流路径的方式来决定。阻抗Z’L2及Z’C2与数学式5及数学式6同样地，依赖于辐射导体2、3上的电气长度A3、A4、A6、A7、电感器L2的电感、和电容器C2的电容。
其中，如果电感器L2及电容器C2的阻抗大于电感器L1或电容器C1的阻抗，则在电感器L2及电容器C2中会切断电流。在天线装置以低频域谐振频率f1及高频域谐振频率f3进行动作时，不期望进行这种电流的切断。因此，在电感器L1的阻抗ZL1、电容器C1的阻抗ZC1、电感器L2的阻抗ZL2、及电容器C2的阻抗ZC2之间满足下式的关系。
[数学式7]
|ZL1|≥|ZL2|
[数学式8]
|ZL1|≥|ZC2|
[数学式9]
|ZC1|≥|ZL2|
[数学式10]
|ZC1|≥|ZC2|
这样，根据本实施方式的天线装置，辐射器101在以低频域谐振频率f1进行动作时通过形成沿着大环的电流路径从而以环形天线模式(磁流模式)进行动作，在以中频域谐振频率f2进行动作时通过形成从供电点P1到小环的电流路径和沿着小环的电流路径从而以单极天线模式及环形天线模式的混合模式进行动作，在以高频域谐振频率f3进行动作时通过形成非环状的电流路径从而以单极天线模式(电流模式)进行动作，由此有效地实现三频带动作。在现有技术中，在以低频域谐振频率f1(动作波长λ1)进行动作时需要(λ1)/4左右的天线元件长度，然而在本实施方式的天线装置中通过形成环状的电流路径，从而能够使辐射器101的纵横长度小型化到(λ1)/15左右。在辐射器101中如果扩大电容器C1与电感器L1之间的距离以增大大环的尺寸，则可提高天线装置的辐射效率。
辐射器101也可在低频域谐振频率f1、中频域谐振频率f2、及高频域谐振频率f3中的至少两个频率下被激励。此时，构成为图3所示的流动电流I1的部分、图4所示的流动电流I2的部分或图5所示的流动电流I4的部分、和图6所示的流动电流I6的部分之中的至少两个部分以所对应的频率进行谐振。通过使辐射器101进行双频带动作，从而能够以较高的自由度来实现双频带动作。
作为具备环状的辐射导体、和沿着辐射导体的环而被插入于规定位置的电容器及电感器的天线装置，例如有专利文献3的发明。但是，专利文献3的发明由电容器及电感器构成并联谐振电路，该并联谐振电路根据频率以基本模式和高次模式之中的其中一个模式进行动作。另一方面，本申请发明是基于如下的全新原理：使辐射器101根据动作频率以环形天线模式及单极天线模式中的其中一个模式进行动作。
图7是表示本发明的第1实施方式的第1变形例涉及的天线装置的俯视图。图7的天线装置具备将电感器L2及电容器C2的位置与图1的天线装置的情况调换后的辐射器102。即便是这种构成，也能够起到与图1的天线装置同样的效果。
图8～图11是表示本发明的第1实施方式的第2～第5变形例涉及的天线装置的俯视图。在图8～图11的天线装置中，在远离供电点P1的位置存在电感器L1，在供电点P1附近存在电容器C1。另外，小环(即、电感器L2及电容器C2)能够沿着大环设置于电感器L1与电容器C1之间的任意的位置。其中，小环沿着大环，在以电感器L1及电容器C1为边界时被设置于不包含供电点P1的一侧。图8及图9的天线装置分别具备小环与电容器C1相邻地设置的辐射器103、104。在辐射器103、104的辐射导体1a、2a、3a之中，小环与电容器C1之间的辐射导体3a短于图1的辐射导体3。图10及图11的天线装置分别具备小环与电感器L1相邻地设置的辐射器105、106。在辐射器105、106的辐射导体1b、2b、3b之中，小环与电感器L1之间的辐射导体2b短于图1的辐射导体2。即便是这种构成，也能够起到与图1的天线装置同样的效果。本申请发明者们，通过计算确认了无论在图8～图11的哪个构成中都能实现三频带动作。在高频域谐振频率f3下，因为电流通过电容器C1朝向电感器L1流动，所以作为天线装置的开放端从接地导体G1离开。因此，在高频域谐振频率f3下，存在辐射电阻进一步增加的效果。
图12是表示本发明的第1实施方式的第6变形例涉及的天线装置的俯视图。在图1的天线装置中按照电容器C1比电感器L1更相邻于供电点P1的方式进行了图示，但是并不限定于这种构成，图12的天线装置具备电感器L1比电容器C1更相邻于供电点P1的辐射器111。
图13是表示图12的天线装置以低频域谐振频率f1进行动作时的电流路径的图。天线装置以低频域谐振频率f1进行动作时的电流I11，在辐射导体1中从供电点P1流到与电感器L1连接的点，通过电感器L1，在辐射导体3中从与电感器L1连接的点流到与电感器L2或电容器C2连接的点，通过电感器L2或电容器C2，在辐射导体2中流到连接有电容器C1的点。电流I11通过电感器L2及电容器C2中的哪个部件是由天线装置以低频域谐振频率f1进行动作时的电感器L2及电容器C2的阻抗所决定的。在图13中示出电流I11流经电感器L2的情况。进而，由电容器C1的两端的电位差引起，在辐射导体1中电流从与电容器C1连接的点流到供电点P1，从而与电流I11连接。辐射器111构成为电流I11在电流路径中的电气长度的总和(即、参照图12，则指的是在辐射导体1中从供电点P1到与电感器L1连接的点为止的电气长度A12、电感器L1的电气长度、在辐射导体3中从与电感器L1连接的点到与电感器L2或电容器C2连接的点为止的电气长度A16或A17、电感器L2或电容器C2的电气长度、在辐射导体2中从与电感器L2或电容器C2连接的点到与电容器C1连接的点为止的电气长度A13或A14、和在辐射导体1中从与电容器C1连接的点到供电点P1为止的电气长度A11之和)成为低频域谐振频率f1的动作波长λ1的4分之1。另外，在接地导体G1上的与辐射器111相邻的部分中，电流I0朝向连接点P2流动。
图14是表示图12的天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时的第1电流路径的图。在图14中示出在天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时通过电感器L1的电流I12。天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时的电流I12，在辐射导体1中从供电点P1流到与电感器L1连接的点，通过电感器L1，在辐射导体3中从与电感器L1连接的点流到与电感器L2或电容器C2连接的点，接下来沿着小环流动。电流I12朝向电感器L2及电容器C2中的哪个部件流动是由天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时的电感器L2及电容器C2的阻抗所决定的。在图14中示出电流I12朝向电感器L2流动的情况。如果电流I12通过电感器L2，则电流在辐射导体2中从与电感器L2连接的点流到与电容器C2连接的点，进而通过电容器C2，在辐射导体3中从与电容器C2连接的点流到与电感器L2连接的点，从而与电流I12连接。此时，一部分的电流I13从小环通过电容器C1朝向供电点P1流动。辐射器111构成为电流I12在电流路径中的电气长度的总和(即、参照图12，则指的是在辐射导体1中从供电点P1到与电感器L1连接的点为止的电气长度A12、电感器L1的电气长度、在辐射导体3中从与电感器L1连接的点到与电感器L2或电容器C2连接的点为止的电气长度A16或A17、在辐射导体3中从与电感器L2连接的点到与电容器C2连接的点为止的电气长度A18、电感器L2及电容器C2的电气长度、和在辐射导体2中从与电感器L2连接的点到与电容器C2连接的点为止的电气长度A15之和)成为中频域谐振频率f2的动作波长λ2的4分之1。另外，在接地导体G1上的与辐射器111相邻的部分中，电流I0朝向连接点P2流动。
图15是表示图12的天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时的第2电流路径的图。在图15中示出在天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时通过电容器C1的电流I14。天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时的电流I14，在辐射导体1中从供电点P1流到与电容器C1连接的点，通过电容器C1，在辐射导体2中从与电容器C1连接的点流到与电感器L2或电容器C2连接的点，接下来沿着小环流动。电流I14朝向电感器L2及电容器C2中的哪个部件流动是由天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时的电感器L2及电容器C2的阻抗所决定的。在图15中示出电流I14朝向电容器C2流动的情况。如果电流I14通过电容器C2，则电流在辐射导体3中从与电容器C2连接的点流到与电感器L2连接的点，进而流经电感器L2，在辐射导体2中从与电感器L2连接的点流到与电容器C2连接的点，从而与电流I14连接。此时，一部分的电流115从小环通过电感器L1朝向供电点P1流动。辐射器111构成为电流I14在电流路径中的电气长度的总和(即、参照图12，则指的是在辐射导体1中从供电点P1到与电容器C1连接的点为止的电气长度A11、电容器C1的电气长度、在辐射导体2中从与电容器C1连接的点到与电感器L2或电容器C2连接的点为止的电气长度A13或A14、在辐射导体2中从与电感器L2连接的点到与电容器C2连接的点为止的电气长度A15、电感器L2及电容器C2的电气长度、和在辐射导体3中从与电感器L2连接的点到与电容器C2连接的点为止的电气长度A18之和)成为中频域谐振频率f2的动作波长λ2的4分之1。另外，在接地导体G1上的与辐射器111相邻的部分中，电流I0朝向连接点P2流动。
图16是表示图12的天线装置以高频域谐振频率f3进行动作时的电流路径的图。天线装置以高频域侧谐振频率f3进行动作时的电流I16，在沿着大环的区间、即包括电容器C1、不包括电感器L2及电容器C2、不包括电感器L1且将一端设为供电点P1的区间内流动。即、电流I16在辐射导体1中从供电点P1流到与电容器C1连接的点，通过电容器C1，在辐射导体2中流到连接有电感器L2或电容器C2的点。辐射器111构成为电流I16在电流路径中的电气长度的总和(即、参照图12，则指的是在辐射导体1中从供电点P1到与电容器C1连接的点为止的电气长度A11、电容器C1的电气长度、和在辐射导体2中从与电容器C1连接的点到与电感器L2或电容器C2连接的点为止的电气长度A13或A14之和)成为高频域谐振频率f3的动作波长λ3的4分之1。此外，也可是：电流I16在辐射导体1中从供电点P1流到与电容器C1连接的点，通过电容器C1，通过电感器L2或电容器C2，在辐射导体2中从与电感器L2或电容器C2连接的点流到与电感器L1连接的点。在该情况下，辐射器111构成为电流I16在电流路径中的电气长度的总和(即、参照图12，则指的是在辐射导体1中从供电点P1到与电容器C1连接的点为止的电气长度A11、电容器C1的电气长度、在辐射导体2中从与电容器C1连接的点到与电感器L2或电容器C2连接的点为止的电气长度A13或A14、电感器L2或电容器C2的电气长度、和在辐射导体3中从与电感器L2或电容器C2连接的点到与电感器L1连接的点为止的电气长度A16或A17之和)成为高频域谐振频率f3的动作波长λ3的4分之1。在接地导体G1上的与辐射器111相邻的部分中，电流I10朝向连接点P2流动。
图12的天线装置也能起到与图1的天线装置同样的效果。
图17是表示本发明的第1实施方式的第7变形例涉及的天线装置的俯视图。图17的天线装置具备将电感器L2及电容器C2的位置与图12的天线装置的情况进行调换后的辐射器112。即便是这种构成，也能够起到与图12的天线装置同样的效果。
图18～图21是表示本发明的第1实施方式的第8～第11变形例涉及的天线装置的俯视图。在图18～图21的天线装置中，在远离供电点P1的位置存在电容器C1，在供电点P1附近存在电感器L1。图18及图19的天线装置分别具备小环与电感器L1相邻地设置的辐射器113、114。在辐射器113、114的辐射导体1a、2a、3a之中，小环与电感器L1之间的辐射导体3a短于图12的辐射导体3。图20及图21的天线装置分别具备小环与电容器C1相邻地设置的辐射器115、116。在辐射器115、116的辐射导体1b、2b、3b之中，小环与电容器C1之间的辐射导体2b短于图12的辐射导体2。即便是这种构成，也能够起到与图1的天线装置同样的效果。本申请发明者们通过计算确认了无论在图18～图21的哪个构成中都能实现三频带动作。在高频域谐振频率f3下，因为电流通过电容器C1朝向电感器L1流动，所以作为天线装置的开放端靠近于接地导体G1。因此，图18～图21的天线装置以高频域谐振频率f3进行动作时，与图8～图11的天线装置相比，存在辐射电阻下降的效果。
在此，参照图22及图23，对调整辐射导体的电气长度的效果进行说明。图22是表示图8的天线装置以高频域谐振频率f3进行动作时的电流路径的图，图23是表示本发明的第1实施方式的第12变形例涉及的天线装置以高频域谐振频率f3进行动作时的电流路径的图。在图23的辐射器121的辐射导体1c、2c、3c之中，小环与电容器C1之间的辐射导体3c长于图22的辐射导体3a。因为供电点P1的附近电流较强地集中，所以在电流路径例如包括图22的辐射导体3a的情况下，通过使辐射导体3a的电气长度增大，从而存在电波容易被辐射到空间，辐射电阻增加这一特殊效果。例如，如图22所示，图8的天线装置以高频域谐振频率f3进行动作时的电流I21通过电容器C1及电感器L2而流到电感器L1，此时电流I21较强地集中于靠近供电点P1的辐射导体3a，在电感器L1的附近(开放端)变弱。由此，如图23所示，在辐射器121中通过使辐射导体3c的电气长度增大，从而存在能够使辐射电阻增大，容易取得匹配的效果。另外，在图23的天线装置以中频域谐振频率f2进行动作的情况下、即被设计成电流通过电容器C1接下来沿着小环流动的情况下，通过设置具有较大电气长度的辐射导体3c，从而与高频域谐振频率f3时同样地，存在能够使辐射电阻增大，容易取得匹配的效果。
电容器C1、C2及电感器L1、L2例如可以使用分立的电路元件，但是并不限定于此。以下，参照图24～图29，对电容器C1、C2及电感器L1、L2的变形例进行说明。
图24是表示本发明的第1实施方式的第13变形例涉及的天线装置的俯视图。图24的天线装置的辐射器131取代图1的辐射导体1、2、3及电容器C1而具备辐射导体1d、2d、3d。如图24所示，也可通过使辐射导体1d、3d彼此相邻而使规定的电容产生在辐射导体1d、3d间，从而在辐射导体1d、3d间形成虚拟的电容器C11。越使辐射导体1d、3d间的距离相邻、且越使相邻的面积增加，则虚拟的电容器C11的电容越增加。另外，图25是表示本发明的第1实施方式的第14变形例涉及的天线装置的俯视图。图25的天线装置的辐射器132取代图1的辐射导体1、2、3及电容器C1而具备辐射导体1e、2e、3e，由辐射导体1e、3e的相邻部形成电容器C12。如图25所示，也可由产生在辐射导体1e、3e间的电容来形成虚拟的电容器C12之际，形成叉指型的导体部分(指状的导体交替嵌合的构成)。根据图25的电容器C12，能够使电容比图24的电容器C11进一步增大。根据图24及图25的天线装置，因为能够将电容器C11、C12作为电介质基板上的导体图案来形成，所以存在成本的削减、制造偏差的减低这一效果。由辐射导体的相邻部形成的电容器并不限于图24那样的直线状的导体部分、图25那样的叉指型的导体部分，也可由其他形状的导体部分形成。
图26是表示本发明的第1实施方式的第15变形例涉及的天线装置的俯视图。图26的天线装置的辐射器133取代图1的辐射导体1、2、3而具备辐射导体1f、2f、3f，取代图1的电容器C1而具备电容器C13、C14及辐射导体5。本实施方式的天线装置并不限定于具备单一的电容器，也可具备包括2个或多于2个的电容器在内的多级构成的电容器。在图26中，取代图1的电容器C1而插入被具有规定的电气长度的辐射导体5相互连接的电容器C13、C14。换言之，在沿着大环的不同位置分别插入电容器C13、C14。根据图26的天线装置，因为能够考虑辐射器上的电流分布而将电容器插入在多个不同位置，所以在进行设计之际存在低频域谐振频率f1、中频域谐振频率f2、及高频域谐振频率f3的微调变得容易的效果。
图27是表示本发明的第1实施方式的第16变形例涉及的天线装置的俯视图。图27的天线装置的辐射器134取代图1的电感器L1而包括由带状导体形成的电感器L11。图28是表示本发明的第1实施方式的第17变形例涉及的天线装置的俯视图。图28的天线装置的辐射器135取代图1的电感器L1而包括由曲折状导体形成的电感器L12。形成电感器L11、L12的导体的宽度越细、且导体的长度越长，则电感器L11、L12的电感越增加。根据图27的天线装置，因为能够将电感器L11、L12作为电介质基板上的导体图案来形成，所以存在成本的削减、制造偏差的减低这一效果。
图29是表示本发明的第1实施方式的第18变形例涉及的天线装置的俯视图。图29的天线装置的辐射器136取代图1的辐射导体1、2、3而具备辐射导体1g、2g、3g，取代图1的电感器L1而具备电感器L13、L14及辐射导体6。本实施方式的天线装置并不限定于具备单一的电感器，也可以具备包括2个或多于2个的电感器在内的多级构成的电感器。在图29中，取代图1的电感器L1而插入被具有规定的电气长度的辐射导体6相互连接的电感器L31、L14。换言之，在沿着大环的不同位置分别插入电感器L31、L14。根据图29的天线装置，因为能够考虑辐射器上的电流分布而将电感器插入在多个不同位置，所以在进行设计之际存在低频域谐振频率f1、中频域谐振频率f2、及高频域谐振频率f3的微调变得容易的效果。
也可组合图24～图29所示的变形例的电容器及电感器。另外，也可将图24～图29所示的变形例的构成应用于小环的电感器L2及/或电容器C2。
图30是表示本发明的第1实施方式的第19变形例涉及的天线装置的俯视图。图30的天线装置具备由接地导体G1、和在接地导体G1上隔着电介质基板10设置的带状导体S1构成的微带状线路的供电线路。图30的天线装置的辐射器141与图1的辐射器101同样地构成。本变形例的天线装置为了使天线装置低姿态化，也可具有平面构成，即也可在印刷布线基板的背面形成接地导体G1，在其表面一体式形成带状导体S1及辐射器141。供电线路并不限于微带状线路，也可以是共面线路、同轴线路等。
图31是表示本发明的第1实施方式的第20变形例涉及的天线装置的俯视图。图31的天线装置被构成为偶极子天线。图31的天线装置具备与图1的辐射器101同样地分别构成的、一对辐射器142、143。即、辐射器142与图1的辐射器101同样地构成，具有：辐射导体1A、2A、3A、使辐射导体1A、2A相互连接的电感器L1A、使辐射导体1A、3A相互连接的电容器C1A、和使辐射导体2A、3A相互连接的电容器C2A及电感器L2A。另外，辐射器143与图1的辐射器101同样地构成，具有：辐射导体1B、2B、3B、使辐射导体1B、2B相互连接的电感器L1B、使辐射导体1B、3B相互连接的电容器C1B、和使辐射导体2B、3B相互连接的电容器C2B及电感器L2B。信号源Q1分别与辐射器142的供电点P1A和辐射器143的供电点P1B连接。本变形例的天线装置通过具有偶极子构成，从而能够以平衡模式进行动作，从而能够抑制不必要的辐射。
图32是表示本发明的第1实施方式的第21变形例涉及的天线装置的俯视图。图32的天线装置被构成为可在6频带的多频带进行动作的天线装置。图32的天线装置具备与图1的辐射器101同样地分别构成的、一对辐射器144、145。其中，辐射器144、145构成为具有相互不同的低频域谐振频率、相互不同的中频域谐振频率、和相互不同的高频域谐振频率。详细而言，在辐射器144、145中，沿着大环的辐射导体(1A、2A、3A；1B、2B、3B)的电气长度、沿着小环的辐射导体(2A、3A；2B、3B)的电气长度、电感器(L1A；L1B)的电感、电容器(C1A；C1B)的电容、电感器(L2A；L2B)的电感、电容器(C2A；C2B)的电容之中的至少一部分相互不同。信号源Q11与、辐射导体1A上的供电点P1A及辐射导体1B上的供电点P1B连接，并且接地导体G1上的与连接点P2连接。信号源Q11产生低频域谐振频率f1A、中频域谐振频率f2A及高频域谐振频率f3A的无线频率信号，并且产生与低频域谐振频率f1A不同的另一低频域谐振频率f1B、与中频域谐振频率f2A不同的另一中频域谐振频率f2B、及与高频域谐振频率f3A不同的另一高频域谐振频率f3B。辐射器144在以低频域谐振频率f1A进行动作时以环形天线模式进行动作，在以中频域谐振频率f2A进行动作时以单极天线模式及环形天线模式的混合模式进行动作，在以高频域谐振频率f3A进行动作时以单极天线模式进行动作。另外，辐射器145在以低频域谐振频率f1B进行动作时以环形天线模式进行动作，在以中频域谐振频率f2B进行动作时以单极天线模式及环形天线模式的混合模式进行动作，在以高频域谐振频率f3B进行动作时以单极天线模式进行动作。由此，本变形例的天线装置能够在6频带的多频带中动作。根据本变形例的天线装置，通过进一步设置辐射器，从而可以实现进一步的多频带化。
图82是表示本发明的第1实施方式的第22变形例涉及的天线装置的俯视图。图82的天线装置具有在小环之中还具备环的多重环的构成。图82的天线装置的辐射器181取代图1的辐射导体1、2、3而具备辐射导体1k、2k、3k，进而在小环的电感器L2与辐射导体3k之间具备：具有规定的电气长度的第4辐射导体7、和使辐射导体7、3k相互连接的电感器L3及电容器C3。电容器C3及电感器L3相互被并联连接。在辐射器101中，由辐射导体1k、2k、3k、7、电容器C1、C2、C3、和电感器L1、L2、L3形成包围中央的中空部分的第1环。由辐射导体2、3彼此相邻的部分、辐射导体7、电容器C2、C3、和电感器L2、L3形成具有与第1环不同的谐振频率的第2环。由辐射导体7、3k彼此相邻的部分、电容器C3、和电感器L3形成具有与第1及第2环不同的谐振频率的第3环。进而，在辐射导体1上设置有供电点P1。信号源Q21以3个以上的频率产生无线频率信号。辐射器181构成为：包括第1～第3环中的其中一个环在内的部分分别以规定频率进行谐振。此外，也可在第3环之中进一步设置环。根据图82的天线装置，通过具备多个环，从而辐射器181以不同的频率进行激励时的电流路径分别不同，由此能够有效地实现多频带动作。
参照图3～图6等进行过说明的电流路径的电气长度并不限定于动作波长的4分之1，例如能够构成为针对于正整数n而成为动作波长的(2n+1)/4倍。其中，从天线装置的小型化观点出发，期望构成为成为动作波长的4分之1。
通过由宽幅的带状导体构成各个辐射导体，从而能够在低频域谐振频率f1、中频域谐振频率f2、及高频域谐振频率f3的各个频率下实现宽频带动作。另外，辐射导体分别是能够在电容器C1、C2与电感器L1、L2之间确保规定的电气长度的导体即可，并不限于图1等所示的带状形状，也可具有任意的形状。
信号源Q1的连接点P1只要在辐射导体1上即可，能够设置于任意的位置。
也可根据需要，在天线装置与无线通信电路之间还连接匹配电路(未图示)。
此外，为了削减天线装置的尺寸，可以在至少一处折弯辐射导体中的其中一个。
在图1等中使接地导体G1简化后进行图示，但是实际上接地导体G1如图49等所示那样构成为具有规定的宽度。
另外，作为进一步的变形例，例如通过将包括板状或线状的辐射导体在内的辐射器与接地导体平行地设置，以将辐射器的一部分与接地导体短路，从而能够将本实施方式涉及的天线装置构成为逆F型天线装置(未图示)。通过将辐射器的一部分与接地导体短路，从而具有提高辐射电阻的效果，但是并不有损本实施方式涉及的天线装置的基本动作原理。
根据本实施方式的天线装置，通过具备2个环、至少2个电感器、和至少2个电容器，从而能够使辐射器根据动作频率以环形天线模式、混合模式及单极天线模式中的其中一个模式进行动作，能够有效地实现三频带动作，并且能够达成天线装置的小型化。
第2实施方式.
图33是表示本发明的第2实施方式涉及的天线装置的俯视图。本实施方式的天线装置具备由与图1的辐射器101同样的原理构成的2个辐射器151、152，其特征在于这些辐射器151、152由分开的信号源Q1A、Q1B独立地激励。
在图33中，辐射器151与图1的辐射器101同样地构成，具有：辐射导体1A、2A、3A、使辐射导体1A、2A相互连接的电感器L1A、使辐射导体1A、3A相互连接的电容器C1A、和使辐射导体2A、3A相互连接的电容器C2A及电感器L2A。信号源Q1A与辐射导体1A上的供电点P1A连接，并且与被相邻地设置于辐射器151的接地导体G1上的连接点P2A连接。辐射器152也与图1的辐射器101同样地构成，具有：辐射导体1B、2B、3B、使辐射导体1B、2B相互连接的电感器L1B、使辐射导体1B、3B相互连接的电容器C1B、和使辐射导体2B、3B相互连接的电容器C2B及电感器L2B。信号源Q1B与辐射导体1B上的供电点P1B连接，并且与被相邻地设置于辐射器152的接地导体G1上的连接点P2B连接。信号源Q1A、Q1B产生例如作为MIMO通信方式的发送信号的无线频率信号，产生相同的低频域谐振频率f1的无线频率信号、相同的中频域谐振频率f2的无线频率信号、和相同的高频域谐振频率f3的无线频率信号。
辐射器151、152优选相对于规定的基准轴B1而对称地构成。与该基准轴B1相邻地设置有辐射导体1A、1B及供电部(供电点P1A、P1B、连接点P2A、P1B)，远离该基准轴B1地设置有辐射导体2A、3A、2B、3B。因为2个供电点P1A、P1B间的距离小，所以能够使设置从无线通信电路(未图示)迂回的供电线路的面积最小化。另外，为了削减天线装置的尺寸，也可在至少一处折弯辐射导体1A、2A、3A、1B、2B、3B中的其中一个。
图34是表示本发明的第2实施方式的第1变形例涉及的天线装置的俯视图。在本变形例的天线装置中，并非对称地配置辐射器151、152，而以相同的朝向(即非对称地)配置辐射器151、152。通过使辐射器151、152的配置为非对称，从而存在使它们的指向性非对称，降低由各辐射器151、152收发的信号间的相关这一效果。其中，因为在发送信号间及接收信号间产生电力差，所以无法使MIMO通信方式涉及的收发性能最大化。此外，也可与本变形例的天线装置同样地配置3个以上的辐射器。
图35是表示本发明的第2实施方式的比较例涉及的天线装置的俯视图。在图35的天线装置中，未设置供电点的辐射导体2A、2B及辐射导体3A、3B以彼此相邻的方式进行配置。通过扩大供电点P1A、P1B间的距离，从而能够减低由各辐射器151、152收发的信号间的相关。其中，因为各辐射器151、152的开放端(即辐射导体2A、2B、3A、3B的端部)相对置，所以辐射器151、152间的电磁耦合会变大。
图36是表示图33的天线装置以低频域谐振频率f1进行动作时的电流路径的图。在图33的天线装置以低频域谐振频率f1进行动作时，例如考虑仅使一个信号源Q1A动作的情况。如果通过从信号源Q1A输入的电流I31而使得辐射器151以环形天线模式进行动作，则通过由辐射器151产生的磁场，使得在辐射器152中流动着与电流I31相同朝向的感应电流、即电流I32，该电流I32流到信号源Q1B。在接地导体G1上，电流I33从连接点P2B也流向连接点P2A。通过流动较大的电流I31，从而辐射器151、152间的电磁耦合变强。另外，图37是表示图33的天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时的电流路径的图。如果通过从信号源Q1A输入的电流I34而使得辐射器151以混合模式进行动作，则通过由辐射器151产生的磁场，使得在辐射器152中流动着从辐射器152的小环朝向供电点P1B的感应电流、即电流I35，该电流I35流到信号源Q1B。在辐射器152的小环中，电流I35以与电流I34流经辐射器151的小环时相同的朝向进行流动。在接地导体G1上，电流I36从连接点P2B也流向连接点P2A。图38是表示图33的天线装置以高频域谐振频率f3进行动作时的电流路径的图。在辐射器151中，从信号源Q1A输入的电流I37朝向远离辐射器152的方向流动，因此辐射器151、152间的电磁耦合小，在辐射器152、信号源Q1B中流动的感应电流也小。
图33的天线装置的构成是相对于基准线B1而完全对称地构成的情况。在该情况下，因为2个辐射器151、152的各自的电流分布变得相同，所以它们的辐射图案也变得相同。其结果，如参照图36及图37进行过说明那样，在图33的天线装置以低频域谐振频率f1或中频域谐振频率f2进行动作时，辐射器151、152间的电磁耦合变强，因此所收发的信号间的相关变高，MIMO通信方式的收发性能有所下降。但是，为了进行MIMO通信方式的无线通信，需要使辐射器151、152间的电磁耦合下降。考虑到该情况的是图39的天线装置的构成。通过调换辐射器153的电感器L1B及电容器C1B的位置，从而低频域谐振频率f1及高频域谐振频率f3下的电流的流动在2个辐射器151、153之间变为非对称，在这些频率下能够获得不同的辐射图案。其结果，所收发的信号的相关下降，MIMO通信方式的收发性能得到提高。
图39是表示本发明的第2实施方式的第2变形例涉及的天线装置的俯视图。本变形例的天线装置为了减低以低频域谐振频率f1及中频域谐振频率f2进行动作时的辐射器151、152间的电磁耦合，具体将图33的辐射器152中的电容器C1B及电感器L1B的位置调换后的辐射器153。因此，图39的天线装置具备相对于基准轴B1而相互对称地构成的辐射器151、153，辐射器153的电感器L1B被设置于与辐射器151的电容器C1A对应的位置，辐射器153的电容器C1B被设置于与辐射器151的电感器L1A对应的位置。这样，通过在辐射器151、153间使电容器C1A、C1B及电感器L1A、L1B的位置构成为非对称，来减低辐射器151、153间的电磁耦合。
图40是表示图39的天线装置以低频域谐振频率f1进行动作时的电流路径的图。如前述那样，具有低频率成分的电流存在如下性质：能够通过电感器但却难以通过电容器。因此，即便通过从信号源Q1A输入的电流I31而使得辐射器151以环形天线模式进行动作，在辐射器153中被感应的电流I41也变小，并且从辐射器153流向信号源Q1B的电流也变小。因此，图39的天线装置以低频域谐振频率f1进行动作时的辐射器151、153间的电磁耦合变小。另外，图41是表示图39的天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时的电流路径的图。即便通过从信号源Q1A输入的电流I34而使得辐射器151以混合模式进行动作，在辐射器153中被感应的电流I42也变小，并且从辐射器153流向信号源Q1B的电流也变小。因此，图39的天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时的辐射器151、153间的电磁耦合也变小。另外，图42是表示图39的天线装置以高频域谐振频率f3进行动作时的电流路径的图。在该情况下，与图38同样地，辐射器151、153间的电磁耦合小。
在图39的天线装置中，虽然在辐射器151、153间电感器L1A、L1B及电容器C1A、C1B的位置相对于基准线B1而呈非对称，但是小环的电感器L2A、L2B及电容器C2A、C2B的位置相对于基准线B1却呈对称。因此，在图39的天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时，因为2个辐射器151、153的各小环的电流分布变得相同，所以由流经各小环的电流引起的辐射图案也变得相同。因此，在辐射器151、153的各小环间产生电磁耦合，该电磁耦合有助于提高所收发的信号间的相关，使MIMO通信方式的收发性能下降。改善该情况后的构成是图43的天线装置的构成。通过调换辐射器154的电感器L2B及电容器C2B的位置，从而以中频域谐振频率f2进行动作时的小环中的电流的流动在2个辐射器151、154之间为非对称，能够获得不同的辐射图案。其结果，所收发的信号的相关下降，MIMO通信方式的收发性能得到提高。
图43是表示本发明的第2实施方式的第3变形例涉及的天线装置的俯视图。图43的天线装置具备将图39的辐射器153中的电容器C2B及电感器L2B的位置调换后的辐射器154。因此，关于图43的天线装置，辐射器154的电感器L2B被设置于与辐射器151的电容器C2A对应的位置，辐射器154的电容器C2B被设置于与辐射器151的电感器L2A对应的位置。
图44是表示图43的天线装置以低频域谐振频率f1进行动作时的电流路径的图。即便通过从信号源Q1A输入的电流I31而使得辐射器151以环形天线模式进行动作，在辐射器154中被感应的电流I51也变小，并且从辐射器154流向信号源Q1B的电流也变小。因此，图43的天线装置以低频域谐振频率f1进行动作时的辐射器151、153间的电磁耦合变小。另外，图45是表示图43的天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时的电流路径的图。即便是通过从信号源Q1A输入的电流I34而使得辐射器151以混合模式进行动作，在辐射器154中被感应的电流I52也变小，并且从辐射器154流向信号源Q1B的电流也变小。进而，在辐射器154的小环中，电流I52朝向以与电流I34流经辐射器151的小环时相反的朝向进行流动。由此，辐射器151、154的各小环间的电磁耦合变小。另外，图46是表示图43的天线装置以高频域谐振频率f3进行动作时的电流路径的图。在该情况下，与图38及图42同样地，辐射器151、153间的电磁耦合小。
根据图43的天线装置，无论在低频域谐振频率f1、中频域谐振频率f2、及高频域谐振频率f3的哪个频率下，都在2个谐振器151、154中形成不同的电流路径，能够获得不同的辐射图案。其结果，所收发的信号的相关下降，MIMO通信方式的收发性能得到提高。
图47是表示本发明的第2实施方式的第4变形例涉及的天线装置的俯视图。通过按照随着远离供电点P1A、P1B而辐射器155、156间的距离逐渐增大的方式构成辐射器155、156的形状，从而能够减低辐射器155、156间的电磁耦合。辐射器155取代图33的辐射器151的辐射导体1A、2A、3A而具备辐射导体1Aa、2Aa、3Aa，辐射器156取代图33的辐射器152的辐射导体1B、2B、3B而具备辐射导体1Ba、2Ba、3Ba。另外，如图47所示，在辐射导体的其中一个具有突出的部分(例如辐射导体2A、2B的上端)的情况下，天线装置在高频域谐振频率f3下动作时，电流也可不从小环朝向电感器L1A、L1B流动，而朝向该突出的部分流动。
图48是表示本发明的第2实施方式的第5变形例涉及的天线装置的俯视图。使2个辐射器间的电磁耦合下降不仅可如图39及图43那样使电感器及电容器的位置非对称来达成，也可利用其他方法来达成。图48的天线装置为了使2个辐射器间的电磁耦合下降而具备非对称的接地导体G2。另外，在图33的天线装置中，在辐射器151、152之间，通过使所对应的电感器的电感及所对应的电容器的电容相互不符，或者使辐射导体的电气长度相互不符，或者使辐射器151、152相互隔离，从而能够使2个辐射器151、152间的电磁耦合下降。另外，2个辐射器无需一定要相对于基准线而对称地设置，也可非对称地设置，另外也可与接地导体G1或G2的任意的地方连接。无论在以上说明过的哪个情况下都不会有损三频带动作。
第3实施方式.
图83是本发明的第3实施方式涉及的无线通信装置，即是表示具备图1的天线装置的无线通信装置的构成的框图。本发明的实施方式涉及的无线通信装置例如如图83所示那样也可构成为移动电话。图83的无线通信装置具备：图1的天线装置、无线收发电路71、与无线收发电路71连接的基带信号处理电路72、和与基带信号处理电路72连接的扬声器73及麦克风74。天线装置的辐射器101的供电点P1及接地导体G1的连接点P2取代图1的信号源Q1而与无线收发电路71连接。此外，作为无线通信装置，在实施无线宽带路由装置、或以M2M(机器对机器)为目的的高速无线通信装置等的情况下，也可不一定设置扬声器及麦克风等，为了确认基于无线通信装置的通信状况，也能够使用LED(发光二极管)等。可应用图1之外的其他无线装置的无线通信装置并不限定于以上例示的内容。
根据本实施方式的无线通信装置，通过使辐射器101根据动作频率而以环形天线模式、混合模式及单极天线模式中的其中一个模式进行动作，从而能够有效地实现三频带动作，并且能够达成无线通信装置的小型化。
也可组合以上说明过的各实施方式及各变形例。
[实施例1]
以下，参照图49～图55，对本发明的第1实施方式的第1实施例涉及的模拟结果进行说明。
在模拟中，采用FDTD法进行了瞬态分析。将供电点P1的反射能量相对于输入能量而成为-40dB以下的点作为阈值，进行了收敛判定。通过分网法，在电流较强地流动的部分被细致地进行了模拟。
图49是表示第1实施例涉及的天线装置的立体图，图50是表示图49的辐射器161的详细构成的展开图。辐射器161具备：辐射导体1h、2h、3h、电感器L1、L2、和电容器C1、C2。在图50中，电容器C1具有电容1.2pF，电感器L1具有电感5.2nH，电容器C2具有电容5.0pF，电感器L2由带状导体构成。在图50的B11线处，辐射导体1被朝向-X方向折弯。
图51是表示图49的天线装置的反射系数S11的频率特性的图表。根据计算结果可知，第1实施例的天线装置以f1＝817MHz、f2＝1272MHz、f3＝2592MHz这3个频率进行谐振。
图52是表示第1实施例的比较例的辐射器211的详细构成的展开图。图52的辐射器211具备：辐射导体201a、202a、电感器L1、和电容器C1。辐射器211除了不具有小环之外，利用与图49的辐射器161同一大小构成，取代图48的辐射器161而被设置于接地导体G1上。
图53是表示图52的天线装置的反射系数S11的频率特性的图表。根据计算结果，比较例以f1＝837MHz和f3＝2437MHz这2个频率进行谐振。另外，与低频域谐振频率f1、中频域谐振频率f2、高频域谐振频率f3下的辐射效率进行比较，则成为以下的表1。
[表1]
Figure BDA00002824047000351
根据表1，第1实施例及比较例的天线装置都以低频域谐振频率f1及高频域谐振频率f3进行谐振，表示较高的辐射效率。但是在比较例中，因为没有以中频域谐振频率f2＝1272MHz进行谐振，所以表示辐射效率为-7.6[dB]这样的低值。另一方面，在第1实施例的天线装置中，根据三频带动作的效果，在中频域谐振频率f2下表示-1.0[dB]这样的高值。
此外，在第1实施例及比较例的天线装置中，其大小相同，各自的低频域谐振频率f1及高频域谐振频率f3也几乎相同。即、根据本发明，在具备环状的辐射导体、可以低频域谐振频率f1及高频域谐振频率f3进行双频带动作的天线装置(参照图2等)中，通过使环状的辐射导体多重分叉，从而可知具有在不会有损低频域谐振频率f1及高频域谐振频率f3的特性的情况下可独立地设计中频域谐振频率f2下的谐振这一优越效果。
图54是表示第1实施例的变形例涉及的天线装置的立体图。在图54的天线装置中，将图50的辐射器161的辐射导体2、3在图50的B12线处沿着-X方向折弯。
图55是表示图54的天线装置的反射系数S11的频率特性的图表。根据计算结果可确认：在f1＝855MHz时(-7.2dB)、f2＝1273MHz时(-8.8dB)、f3＝2690MHz时(-13.1dB)这3个频率下，可取得匹配。另外，如表2所示，如果比较无折弯的情况和有折弯的情况的辐射效率，则都能够实现较高的辐射效率。根据该结果，本发明的实施方式涉及的天线装置可以同时实现小型化和三频带动作，可以说具有也能应对便携式无线终端装置的小型化、薄型化的要求的优越特性。
[表2]
Figure BDA00002824047000361
[实施例2]
以下，参照图56～图81，对本发明的第1实施方式的第2实施例涉及的模拟结果进行说明。在模拟中采用FDTD法进行了计算。
图56是表示第2实施例涉及的天线装置的立体图，图57是表示图56的辐射器171的详细构成的顶视图。图56及图57所示的天线装置是图8所示的天线装置的实施例。辐射器171具备：辐射导体1i、2i、3i、电感器L1、L2、和电容器C1、C2。在图57中，电感器L1具有电感3nH，电容器C1具有电容1pF，电感器L2是由具有0.3mm×0.5mm的断面以及5.5mm的长度的带状导体构成的细线电感器，电容器C2具有电容7pF。
图58是表示图56的天线装置以低频域谐振频率f1进行动作时的电流路径的图。图59是表示在图56的天线装置以低频域谐振频率f1进行动作时从供电点P1看到的电感器L1的阻抗Z’L1及从供电点P1看到的电容器C1的阻抗Z’C1的史密斯圆图。因为在低频域谐振频率f1＝900MHz附近，因为|Z’L1|＜|Z’C1|，所以电流I61通过电感器L1而非电容器C1，因为|Z’L2|＜|Z’C2|，所以电流I61还通过电感器L2而非电容器C2。
图60是表示图56的天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时的电流路径的图。图61是表示在图56的天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时从供电点P1看到的电感器L1的阻抗Z’L1及从供电点P1看到的电容器C1的阻抗Z’C1的史密斯圆图。在中低频域谐振频率f2＝1500MHz附近，因为|Z’L1|＞|Z’C1|，所以电流I62通过电容器C1而非电感器L1，因为|Z’L2|＜|Z’C2|，所以电流I62还通过电感器L2。由于辐射导体2、3之间的电位差，在电容器C2中连接电流，从而形成沿着小环的电流路径。此时，一部分的电流I63从小环朝向电感器L1流动。
图62是表示图56的天线装置以高频域谐振频率f3进行动作时的电流路径的图。图63是表示在图56的天线装置以高频域谐振频率f3进行动作时从供电点P1看到的电感器L1的阻抗Z’L1及从供电点P1看到的电容器C1的阻抗Z’C1的史密斯圆图。在高频域谐振频率f3＝1900MHz附近，因为|Z’L1|＞|Z’C1|，所以电流I64通过电容器C1而非电感器L1，因为|Z’L2|＜|Z’C2|，所以电流I64还通过电感器L2而非电容器C2。
图64是表示第2实施例的第1变形例涉及的天线装置以低频域谐振频率f1进行动作时的电流路径的图。图64所示的天线装置是图21所示的天线装置的实施例，图64所示的天线装置的辐射器172具备：辐射导体1j2j、3j、电感器L1、L2、和电容器C1、C2。辐射器172除了电感器L1、L2及电容器C1、C2的位置以外，与图57的辐射器171同样地构成。图65是表示在第2实施例的第1变形例涉及的天线装置以低频域谐振频率f1进行动作时从供电点P1看到的电感器L1的阻抗Z’L1及从供电点P1看到的电容器C1的阻抗Z’C1的史密斯圆图。在低频域谐振频率f1＝900MHz附近，因为|Z’L1|＜|Z’C1|，所以电流I71通过电感器L1而非电容器C1，因为|Z’L2|＜|Z’C2|，所以电流I71还通过电感器L2而非电容器C2。
图66是表示第2实施例的第1变形例涉及的天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时的电流路径的图。图67是表示在第2实施例的第1变形例涉及的天线装置以中频域谐振频率f2进行动作时从供电点P1看到的电感器L1的阻抗Z’L1及从供电点P1看到的电容器C1的阻抗Z’C1的史密斯圆图。在中频域谐振频率f2＝1500MHz附近，因为|Z’L1|＞|Z’C1|，所以电流I72通过电容器C1而非电感器L1，因为|Z’L2|＜|Z’C2|，所以电流I72还通过电感器L2。由于辐射导体2、3之间的电位差，在电容器C2中连接电流，从而形成沿着小环的电流路径。此时，一部分的电流I73从小环朝向电感器L1流动。
图68是表示第2实施例的第1变形例涉及的天线装置以高频域谐振频率f3进行动作时的电流路径的图。图69是表示在第2实施例的第1变形例涉及的天线装置以高频域谐振频率f3进行动作时从供电点P1看到的电感器L1的阻抗Z’L1及从供电点P1看到的电容器C1的阻抗Z’C1的史密斯圆图。在高频域谐振频率f3＝1800MHz附近，因为|Z’L1|＞|Z’C1|，所以电流I74通过电容器C1而非电感器L1，因为|Z’L2|＜|Z’C2|，所以电流I74还通过电感器L2而非电容器C2。
图70是表示图56的天线装置的反射系数S11的频率特性的图表。根据计算结果可确认：在f1＝883MHz时(-5.6dB)、f2＝1417MHz时(-8.7dB)、f3＝2001MHz时(-16.5dB)这3个频率下，可取得匹配。
图71是表示第2实施例的第2变形例涉及的天线装置的反射系数S11的频率特性的图表。图71表示图9所示的天线装置的实施例涉及的天线装置的反射系数S11的频率特性。图71涉及的天线装置的辐射器除了电感器L1、L2及电容器C1、C2的位置以外，与图57的辐射器171同样地构成。根据计算结果可确认：在f1＝860MHz时(-5.1dB)、f2＝1466MHz时(-6.5dB)、f3＝1998MHz时(-15.4dB)这3个频率下，可取得匹配。
图72是表示第2实施例的第3变形例涉及的天线装置的反射系数S11的频率特性的图表。图72表示图10所示的天线装置的实施例涉及的天线装置的反射系数S11的频率特性。图72涉及的天线装置的辐射器除了电感器L1、L2及电容器C1、C2的位置以外，与图57的辐射器171同样地构成。根据计算结果可确认：在f1＝885MHz时(-5.8dB)、f2＝1448MHz时(-4.1dB)、f3＝2003MHz时(-15.7dB)这3个频率下，可取得匹配。
图73是表示第2实施例的第4变形例涉及的天线装置的反射系数S11的频率特性的图表。图73表示图11所示的天线装置的实施例涉及的天线装置的反射系数S11的频率特性。图73涉及的天线装置的辐射器除了电感器L1、L2及电容器C1、C2的位置以外，与图57的辐射器171同样地构成。根据计算结果可确认：在f1＝855MHz时(-5.1dB)、f2＝1505MHz时(-9.2dB)、f3＝1990MHz时(-15.8dB)这3个频率下，可取得匹配。
图74是表示第2实施例的第5变形例涉及的天线装置的反射系数S11的频率特性的图表。图74表示图18所示的天线装置的实施例涉及的天线装置的反射系数S11的频率特性。图74涉及的天线装置的辐射器除了电感器L1、L2及电容器C1、C2的位置以外，与图57的辐射器171同样地构成。根据计算结果可确认：在f1＝970MHz时(-11.4dB)、f2＝1435MHz时(-8.8dB)、f3＝1795MHz时(-9.4dB)这3个频率下，可取得匹配。
图75是表示第2实施例的第6变形例涉及的天线装置的反射系数S11的频率特性的图表。图75表示图19所示的天线装置的实施例涉及的天线装置的反射系数S11的频率特性。图75涉及的天线装置的辐射器除了电感器L1、L2及电容器C1、C2的位置以外，与图57的辐射器171同样地构成。根据计算结果可确认：在f1＝938MHz时(-10.7dB)、f2＝1513MHz时(-14.3dB)、f3＝1760MHz时(-8.9dB)这3个频率下，可取得匹配。
图76是表示第2实施例的第7变形例涉及的天线装置的反射系数S11的频率特性的图表。图76表示图20所示的天线装置的实施例涉及的天线装置的反射系数S11的频率特性。图76涉及的天线装置的辐射器除了电感器L1、L2及电容器C1、C2的位置以外，与图57的辐射器171同样地构成。根据计算结果可确认：在f1＝975MHz时(-14.8dB)、f2＝1440MHz时(-18.2dB)、f3＝1760MHz时(-9.6dB)这3个频率下，可取得匹配。
图77是表示第2实施例的第1变形例涉及的天线装置(图64)的反射系数S11的频率特性的图表。根据计算结果可确认：在f1＝948MHz时(-11.5dB)、f2＝1466MHz时(-6.9dB)、f3＝1778MHz时(-9.9dB)这3个频率下，可取得匹配。
图78是表示第2实施例的第1比较例涉及的天线装置的俯视图。图78的天线装置的辐射器221具备：辐射导体201b、202b、电感器L1、和电容器C1。图78的天线装置除了不具有小环之外，利用与图57的天线装置同一大小构成，取代图56的辐射器161而被设置于接地导体G1上。
图79是表示图78的天线装置的反射系数S11的频率特性的图表。根据计算结果可确认：在f1＝893MHz时(-6.3dB)、f3＝2013MHz时(-15.8dB)这2个频率下，可取得匹配。
图80是表示第2实施例的第2比较例涉及的天线装置的俯视图。图80的天线装置的辐射器222具备：辐射导体201c、202c、电感器L1、和电容器C1。图80的天线装置除了调换电感器L1和电容器C1的位置之外，与图78的天线装置同样地构成。
图81是表示图80的天线装置的反射系数S11的频率特性的图表。根据计算结果可确认：在f1＝985MHz时(-12.5dB)、f3＝1745MHz时(-9.3dB)这2个频率下，可取得匹配。
比较图79及图81可知，在电感器L1接近于供电点P1的天线装置和电容器C1接近于供电点P1的天线装置中都能够实现双频带动作。其中，虽然谐振频率存在差异，但是这是由于从供电点P1到电感器L1及电容器C1为止的电气长度的不同而引起的。
分别比较图79及图81、和图74及图70可确认：低频域谐振频率f1和高频域谐振频率f3附近的反射系数S11的频率特性表示相类似的趋势。由此可知，只要电感器L1及电容器C1的位置、以及电感及电容相同即可，即便在图78或图80的天线装置中追加小环，也可在有损该双频带动作的情况下重新以中频域谐振频率f2进行谐振。另外，中频域谐振频率f2与电感器L1及电容器C1的位置无关地能够实现几乎相同的频率，在图74的情况下获得了f2＝1435MHz，在图70的情况下获得了f2＝1417MHz。在仅微调该中频域谐振频率f2的情况下，只要调节电容器C2的值即可。
-工业可用性-
如以上说明那样，本发明的天线装置在为小型且简单构成的同时可在多频带进行动作。另外，本发明的天线装置在具备多个辐射器的情况下，在天线元件间彼此为低耦合，可以按照同时收发多个无线信号的方式进行动作。
根据本发明的天线装置及使用了该天线装置的无线通信装置，例如能够作为移动电话进行安装，或者也能够作为无线LAN用的装置、PDA等进行安装。该天线装置例如能够搭载于例如用于进行MIMO通信的无线通信装置，但是并不限于MIMO，也可搭载于可同时执行用于多个应用的通信的(多应用程序)自适应阵列天线、最大比合成分集天线、相控阵天线等的阵列天线装置。
-符号说明-
1、1a～1k、2、2a～2k、3、3a～3k、5、6、7、1A、2A、3A、1B、2B、3B、201、202、201a～201c、202a～202c…辐射导体；
71…无线频率信号处理电路；
72…基带信号处理电路；
73…扬声器；
74…麦克风；
101～106、111～116、121、131～136、141～145、151～156、161、171、172、200、211、221、222…辐射器；
C1、C2、C11、C12、C13、C14、C1A、C2A、C1B、C2B…电容器；
G1、G2…接地导体；
L1、L2、L11、L12、L13、L14、L1A、L2A、L1B、L2B…电感器；
P1、P1A、P1B…供电点；
P2、P2A、P2B…连接点；
Q1、Q2、Q11、Q1A、Q1B…信号源；
S1…带状导体。

Claims (16)

1.一种天线装置，具备至少一个辐射器，
上述各辐射器具备：
辐射导体，其是形成第1环的环状的辐射导体，且沿着上述第1环依次具有供电点、第1位置、第2位置、及第3位置；
第1电感器，其被插入于上述辐射导体的第1位置；
第1电容器，其被插入于上述辐射导体的第3位置；和
第2电感器及第2电容器，相互并联地被插入于上述辐射导体的第2位置，
由上述辐射导体的第2位置及其相邻部分、上述第2电感器、和上述第2电容器形成第2环，
上述各辐射器经由上述供电点而在第1频率、比上述第1频率高的第2频率、和比上述第2频率高的第3频率中的至少两个频率下被激励，
上述各辐射器包括：
(A)该辐射器的第1部分，其沿着包括上述第1电感器、上述第1电容器、和上述第2电感器的上述第1环，或者沿着包括上述第1电感器、上述第1电容器、和上述第2电容器的上述第1环；
(B)该辐射器的第2部分，其包括沿着上述第1环的区间、即从上述供电点经由上述第1电感器或上述第1电容器至上述第2位置的区间、和上述第2环；和
(C)该辐射器的第3部分，其包括沿着上述第1环的区间、即从上述供电点经由上述第1电容器至上述第2位置的区间、或者从上述供电点经由上述第1电容器和上述第2电感器或经由上述第1电容器和上述第2电容器至上述第1位置的区间，
上述各辐射器按照上述第1、第2、及第3部分中的至少两个谐振的方式构成，在上述第1部分谐振时以上述第1频率进行谐振，在上述第2部分谐振时以上述第2频率进行谐振，在上述第3部分谐振时以上述第3频率进行谐振。
2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，
上述辐射导体包括第1辐射导体和第2辐射导体，
上述第1及第2电容器中的至少一方由在上述第1及第2辐射导体之间产生的电容形成。
3.根据权利要求1或2所述的天线装置，其特征在于，
上述第1及第2电容器中的至少一方包括被串联连接的多个电容器。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的天线装置，其特征在于，
上述第1及第2电感器中的至少一方由带状导体构成。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的天线装置，其特征在于，
上述第1及第2电感器中的至少一方由曲折状导体构成。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的天线装置，其特征在于，
上述第1及第2电感器中的至少一方包括被串联连接的多个电感器。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的天线装置，其特征在于，
上述天线装置还具备接地导体。
8.根据权利要求7所述的天线装置，其特征在于，
上述天线装置具备印刷布线基板，该印刷布线基板具备上述接地导体、及与上述供电点连接的供电线路，
上述辐射器被形成于上述印刷布线基板上。
9.根据权利要求1～6中任一项所述的天线装置，其特征在于，
上述天线装置是包括至少一对辐射器的偶极子天线。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的天线装置，其特征在于，
上述天线装置具备多个辐射器，
上述多个辐射器具有相互不同的第1频率、相互不同的第2频率、和相互不同的第3频率。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的天线装置，其特征在于，
上述辐射导体在至少一处被折弯。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的天线装置，其特征在于，
上述天线装置具备与相互不同的信号源连接的多个辐射器。
13.根据权利要求12所述的天线装置，其特征在于，
上述天线装置具备相对于规定的基准轴而相互对称地构成的第1辐射器及第2辐射器，
上述第2辐射器的第1电感器被设置于与上述第1辐射器的第1电容器对应的位置，
上述第2辐射器的第1电容器被配置于与上述第1辐射器的第1电感器对应的位置。
14.根据权利要求13所述的天线装置，其特征在于，
上述第2辐射器的第2电感器被设置于与上述第1辐射器的第2电容器对应的位置，
上述第2辐射器的第2电容器被设置于与上述第1辐射器的第2电感器对应的位置。
15.根据权利要求12～14中任一项所述的天线装置，其特征在于，
上述第1及第2辐射器具有沿着上述基准轴随着远离上述第1辐射器的供电点及上述第2辐射器的供电点而上述第1及第2辐射器之间的距离逐渐增大的形状。
16.一种无线通信装置，其中具备权利要求1～15中任一项所述的天线装置。
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