CN104518277A

CN104518277A - 天线以及电子装置

Info

Publication number: CN104518277A
Application number: CN201410515497.0A
Authority: CN
Inventors: 池田胜幸; 相泽直
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2013-10-01
Filing date: 2014-09-29
Publication date: 2015-04-15
Also published as: JP2015070587A; EP2858175A1; US10153552B2; US20150091758A1

Abstract

本发明提供了天线以及电子装置，该天线构成为包括磁流元件和电流元件构成，所述磁流元件是构成环的元件，其产生具有与该环面正交的分量的磁流矢量，所述电流元件产生具有与所述磁流矢量平行的分量的电流矢量。

Description

天线以及电子装置

技术领域

本发明涉及天线以及配备天线的电子装置，尤其涉及用于移动、便携的电子装置。

背景技术

在例如卫星便携式电话机、利用了GPS(Global Positioning System，全球定位系统)的导航装置中，进行使用了圆极化波的无线通信。圆极化波的接收虽然用线极化波天线也能够进行，但由于增益减半，因此最好使用圆极化波天线。另外，在如安装于人、动物而使用的GPS设备这样的装置中，将天线的最大灵敏度方向始终保持于卫星的方向较为困难。因此，最理想的是小型且具有广指向性尤其是在确保了规定的圆极化波特性的基础上具有广指向性的天线。作为产生圆极化波的天线，具有例如专利文献1的负载扰动元件的贴片天线或例如专利文献2的螺旋天线、使线状元件和卷曲元件组合的卷曲天线(curl antenna)(专利文献3、非专利文献1、非专利文献2)等。

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1：日本特开2008-54080号公报

专利文献2：日本特开平10－075114号公报

专利文献3：日本特公平8-17289号公报

【非专利文献】

非专利文献1：H.Nakano et al“Axial ratio of a curl antenna”IEEProc.-Microw Antennas Propag.,Vol.144,No.6,December1997

非专利文献2：H.Nakano et al“A Curl Antenna”IEEE TRANSACTIONSON ANTENNAS AND PROPAGATION,VOL.41,NO.11,NOVEMBER1

贴片天线如果动作频率变高，则扰动元件就变小，具有不仅制造困难，而且能够产生所需要的圆极化波的频带非常地窄的缺点。另外，指向性沿贴片面方向单一，成为比较窄的波束特性。如果接地电极变小，则虽然显示沿与贴片面相反的方向(接地电极的方向)也发出波束的、所谓的8字型的指向性，但是在贴片面方向和接地电极方向上，接收发送的圆极化波的旋转方向变为相反。因此，在贴片天线中，获得较广的圆极化波的方向图是困难的。并且，贴片天线由于使用电介体，因此电介体的损耗不可被避免。即使使用最低损耗的电介体，所获得的辐射效率也只是30％左右。

螺旋天线、卷曲天线由于是行波型的天线，因此一般大型，另外，虽然是宽带，但指向性尖，向便携设备的应用困难。

作为适宜于GPS等利用圆极化波的便携式设备的天线，一般要求以下的性能：

1.必须指向特性宽，在整个宽广的空间范围内能够接收发送轴比低的圆极化波。

2.必须是宽带，不需要极端的部件尺寸精度。

3.为了可以搭载于便携式设备，必须是小型轻量。

4.必须是高效率且灵敏度高。

满足这些所有要求的天线，至今尚未存在。本发明就是鉴于这种情况而被提出的，提供小型且圆极化波指向性以及频带宽、辐射效率高的圆极化波用天线以及使用了其的通信装置、电子设备作为待解决的问题。

发明内容

本发明就是为了解决上述问题的至少一部分而提出的，能够作为以下的方式或适用例来实现：

[适用例1]本适用例的天线的特征在于，所述天线构成为包括磁流元件和电流元件构成，所述磁流元件是构成环(loop)的元件，其产生具有与该环面正交的分量的磁流矢量，所述电流元件产生具有与所述磁流矢量平行的分量的电流矢量。

根据本适用例，通过磁流元件辐射的电磁场与电流元件辐射的电磁场的合成，能够产生圆极化波。来自磁流元件的辐射电磁场在与该磁流元件产生的磁流矢量正交的面内是无指向性(无孔环型即全向性)。另外，来自电流元件的辐射电磁场在与该电流元件产生的电流矢量正交的面内是无指向性(无孔环型即全向性)。如果以将两矢量变为平行的方式配置，则从两者辐射的电磁场的指向特性就一致，而且，电磁场的方向以及相位差为90°，因此不需要移相器等装置，能够实现无指向性、频带也宽的圆极化波天线。

[适用例2]在本适用例记载的天线中，其特征在于，构成所述磁流元件和所述电流元件的导体的电长度的合计是驱动电磁波波长的一半以下。

根据本适用例，由于磁流元件与电流元件的电长度的合计可以是动作波长的一半以下，因此能够小型化。

[适用例3]在本适用例记载的天线中，其特征在于，所述磁流元件由具有切口部的环形元件构成，所述电流元件由夹着所述环面而置于该环面的第一直线元件和第二直线元件构成，所述第一直线元件的一端连接于所述环形元件的一端，所述第二直线元件的一端连接于所述环形元件的与所述一端不同的另一端。

根据本适用例，由于磁流元件和电流元件能够由第一直线元件和第二直线元件构成，因此能够不使用高价且也具有损耗的电介体而实现小型且高效率的天线。

[适用例4]在本适用例记载的天线中，其特征在于，所述磁流元件由具有切口部的第一环元件和具有切口部的第二环元件构成，并且各个环元件的环面以彼此相对的方式被配置，所述电流元件由直线状的直线元件构成，所述直线元件的一端连接于所述第一环元件，所述直线元件的与所述一端不同的另一端连接于所述第二环元件。

根据本适用例，由于磁流元件和电流元件能够由直线状的直线元件构成，因此能够不使用高价且也具有损耗的电介体而实现小型且高效率的天线。并且，由环构成的磁流元件成为两个，因此能够进一步小型化。

[适用例5]在本适用例记载的天线中，其特征在于，所述天线具备与所述磁流元件的环面相对的导体板，所述磁流元件具有切口部，所述电流元件的一端连接于所述磁流元件，所述电流元件的与所述一端不同的另一端配置于所述导体板侧。

根据本适用例，天线是将上述的天线切割成一半而放置于导体板上的。由此，天线的剩余的一半就会通过在上述导体板上产生的电镜像而动作。由此能够进一步小型化。并且，也具有即使在导体板的正下方放置电气部件、易于发出噪声的振荡电路、数字电路，也能够排除其影响的效果。

[适用例6]在本适用例记载的天线中，其特征在于，所述天线具备：导体板，连接于所述电流元件的一端，且与所述磁流元件的环面相对；以及供电部，对所述磁流元件或所述电流元件上的一点与所述导体板之间供电，所述磁流元件由具有切口部的环元件构成，所述电流元件被配置为与所述磁流元件的环面相交，且一端连接于所述磁流元件。

根据本适用例，天线从上述磁流元件或上述电流元件上的一点(供电点)经由供电源而在与导体板之间被供电。通过改变供电点的位置，能够得到最佳的天线辐射阻抗，不具有特别的匹配单元就能够取得匹配。

[适用例7]在本适用例记载的天线中，其特征在于，所述天线具备：至少具有相对的两个面的立体形状的电介体；以及设于所述电介体的一个面上的接地(GND)电极，所述磁流元件由设于所述电介体的另一面上的第一电极构成，所述电流元件由连接所述第一电极和所述接地电极的第二电极构成。

根据本适用例，由于尤其将适用例6的天线的元件、电极形成在电介体上，因此能够实现进一步小型的天线。

[适用例8]在本适用例记载的天线中，其特征在于，所述第二电极设置于与所述电介体的两个面相连的电介体的面上。

[适用例9]在本适用例记载的天线中，其特征在于，从所述第一电极或第二电极取得抽头，所述天线具备对所述抽头与所述GND电极之间供电的供电单元。

根据本适用例，由于能够通过抽头进行供电，因此制造容易。

[适用例10]本适用例所涉及的电子装置，其特征在于，构成为包括上述中的任一项所述的天线。

根据本适用例，能够充分利用根据本发明的天线的特征而实现小型且方便搬运的便携式设备。

[适用例11]在本适用例所述的电子装置中，其特征在于，所述天线是接收具有时刻信息和定位信息中的至少一个的电波信号的天线，所述电子装置构成为包括处理部及显示部，所述处理部根据由所述天线接收到的电波信号来计算信息，所述显示部显示由所述处理部算出的所述信息。

根据本适用例，能够提供通过检测位置信息、时刻信息而可以用于导航等的小型且方便搬运的电子装置。

附图说明

图1(A)是显示第一实施方式所涉及的天线的外观的立体图，以及图1(B)是显示其指向性特性的图。

图2(A)～图2(G)是说明第一实施方式所涉及的天线的原理的图。

图3(A)～图3(I)是说明第一实施方式所涉及的天线的性能的图。

图4(A)～图4(D)是说明第一实施方式所涉及的天线的变形例的外观的立体图。

图5(A)以及图5(B)是说明第二实施方式所涉及的天线的外观的立体图。

图6(A)～图6(C)是说明第三实施方式所涉及的天线的外观的立体图。

图7(A)～图7(D)是说明第三实施方式所涉及的天线的变形例的外观的立体图。

图8是本实施方式所涉及的电子装置的外观的立体图。

图9是说明本实施方式所涉及的电子装置的框图。

图10(A)～图10(D)是本实施方式所涉及的电子装置的俯视图以及截面图。

符号说明

101 第一直线元件(电流元件) 102 第二直线元件(电流元件)

103、502、1022 环形元件(磁流元件)

104 切口部 105、205、406 供电源(供电单元)

201 电流素边 202 磁流素边

204 天线元件 301 x轴方向轴比

302 y轴方向轴比 303 z轴方向轴比

304 右旋圆极化波增益 305 左旋圆极化波增益

306 总增益 401、505 短截线

403 第一环元件(磁流元件) 404 第二环元件(磁流元件)

405、501、1021 直线元件(电流元件)

503 导体板 504 同轴电缆

601、701 环电极(第一导体电极)

602 直线电极(第二导体电极) 603 接地电极

604 电介体

605、609、703 间隙 606 销

607 小孔 608、702 带状线

801 电子手表(电子装置) 802 液晶面板

803、1002 带 804 手腕

806 GPS卫星 807 按钮

910 天线部 920 RF部

921 SAW滤波器 922 LNA

923 混频器 924 IF放大器

925 IF滤波器 926 ADC

927 VCO 928 PLL控制电路

930 基带部 931 DSP

932 CPU 933 RTC

934 SRAM 935 TCXO

936 闪存 940 接收模块(接收部)

950 显示部 951 晶体振动子

952 振荡电路 953 存储部

954 驱动电路 955 控制部(处理部)

960 电池 1001 外框(框体)

1003 盖玻璃 1004 液晶显示体

1005 电池 1006 电路基板

1007 RF模块 1008 基带模块

1009 控制模块 1010 天线。

具体实施方式

以下，将参照附图来说明本发明所涉及的实施方式。

<A.第一实施方式>

图1(A)是显示本实施方式所涉及的天线的外观的立体图，以及图1(B)是显示其指向性特性的图。本实施方式所涉及的天线由环状的环元件(磁流元件)103和第一、第二直线元件(电流元件)101、102构成。这些元件能够使用铜线等铁丝、导管而容易地构成。也可以通过在适当形状的基台上，进行导电性箔的粘贴或蚀刻、印刷等形成。环元件103在局部具有切口部104，将该切口部104的一端连接于第一直线元件101的一端，该切口部104的另一端连接于第二直线元件102的一端。

105表示供电源(供电单元)。在本实施例中，在环元件103的切口部104的相反侧设置另一个切口部而供电。通常通过勒谢尔线等传输线来供电，但在图中省略。

直线元件101、102作为发出电流矢量的电流元件而动作，环元件103作为发出磁流矢量的磁流元件而动作。

接下来，将参照图2来说明本实施方式所涉及的天线的动作原理。

图2(A)～图2(G)是说明本实施方式所涉及的天线的原理的图。如图2(A)所示，由在坐标原点沿z轴方向放置的电流值i、长度Δl的电流素边(electric current fragment)201产生的辐射电磁场正如众所周知的那样在xy平面内显示出无指向性(环型的指向性)(该图2(B))。辐射电场只有θ分量，其大小Eθ在球坐标(r，θ，)中成为下式(1)：

E_θ＝jωμi△le^-jkrsinθ/(4πr)…(1)

在这里，ω是驱动天线的角频率，μ是真空磁导率，k是相位常数(＝2π/λ)，λ是波长(λ＝2πc/ω、c是光速c＝(εμ)^-1/2)。

同样地，如图2(C)所示那样，由在坐标原点沿z轴方向放置的磁流值i_m、长度Δl的磁流素边(magnetic current fragment)202产生的辐射电磁场正如众所周知的那样在xy平面内显示出无指向性(环型的指向性)(该图(D))。辐射电场只有分量，其大小E成为下式(2)：

E_φ＝-i_m△ljke^-jkrsinθ/(4πr)…(2)

在上述式(1)、式(2)中，虽然显示分别在整个长度Δl上都一样的电流值i、磁流值i_m流动的情况，但即使以半波长程度的长度而且电流值、磁流值不一样例如呈三角函数形式地变化，指向特性也几乎没有变化，这一点已知。

磁流值i_m能够由环状地流动的电流值i′使其产生，如果将环的面积设为S，则其大小就成为下式(3)：

i_m△l＝jωμi'S…(3)

通过将式(3)代入到式(2)，就成为下式(4)：

在这里，η是真空的场阻抗，如果将真空中的介电常数设为ε，则η＝(μ/ε)^1/2。

另外，由电流素边201、磁流素边202产生的磁场的大小分别为式(1)以及式(2)或式(4)的1/η，由电流素边201产生的磁场只有分量，由磁流素边202产生的磁场只有θ分量。

如果比较式(1)和式(4)，则所产生的电场的方向正交。另外，在式(1)中，在右边，乘以了j，而在式(4)中，没有乘以j。所以，如果是在电流素边201中流动的电流与在构成磁流素边202的环中流动的电流的相位相同，则由两者产生的电场的相位就相差90°，它们的合成波就成为圆极化波。

如果使两者产生的电场的大小变为相同，则就能产生完全的圆极化波。因此，可以由式(1)、式(4)，以满足下述式(5)的方式决定i、i′、S、Δl：

ηk²i'S＝ωμi△l…(5)

并且，由两者产生的磁场也正交，大小两者皆为1/η，因此通过所产生的磁场的比较，也能够经过与上述完全相同的讨论，导出上述条件。

考虑图2(E)所示的半波长偶极子天线。204是由铜线等导体构成的天线元件，长度为λ/2(λ为波长)，在其中点具有供电源(供电单元)205。如果以频率f＝c/λ驱动该天线，则在天线元件204上就载有驻波，其电流分布i_d成为下述式(6)：

i_d＝i_ocos(πx/λ)…(6)

这里，i_o是供电源205中的电流值，x是与供电源205的距离。

将半波长偶极子天线弯折而构成图1(A)所示的本实施方式的天线。再现于图2(F)的根据本实施方式的天线成为将由图2(A)的电流素边201形成的天线与由该图2(C)的磁流素边202形成的天线合成后的天线。该图2(F)的天线虽然不像该图2(A)、图2(C)的电流素边201、磁流素边202那样其大小与波长相比十分地小而具有半波长程度的大小，但如上述那样，甚至到半波长程度的大小，在其特性上也没有大的变化。现在，如该图2(E)所示那样，用天线元件204的中央的aλ/2的长度(a为1以下的正实数)的部分构成环元件103，用剩余的部分构成直线元件101、102。环元件103以及直线元件101、102的长度以及分布电流的平均值用直线近似而分别变为如下这样：

环形元件：长度aλ/2、平均电流值i_o(1+cos(aπ/4))/2

直线元件：长度(1－a)λ/2、平均电流值i_ocos(aπ/4))/2

因此，根据上述，i’S以及iΔl变为以下这样：

i’S＝{i_o(1+cos(aπ/4))/2}π{(aλ)/(4π)}²

iΔl＝{i_ocos(aπ/4)/2}{(1－a)λ/2}

如果将这些代入到式(5)而求出a，则就成为a≒0.71。

实际上，如图2(F)那样将偶极子天线弯折时的电流分布准确来说不是三角函数，另外，从直线元件101、102的顶端也漏泄位移电流。上述是近似计算，只不过是给出粗略的估计而已。更准确的a值能够通过矩量法等的模拟来决定。

另外，在图2(F)所示的本实施方式的本天线中，环元件103产生的磁流矢量在坐标原点，而由直线元件101、102产生的电流矢量不在坐标原点。这准确来说与该图2(A)不同，而如果电流矢量与磁流矢量的方向平行且其距离处于半波长以下的近距离上，则在性能上就不怎么产生差异。

在直线元件101、102与环元件103中流动的电流的相位必须相同。因此，应该以在那些元件上载有驻波的方式而被驱动。因此，根据本实施方式的天线不是行波型的天线。为了电流的方向也朝向恒定方向，优选那些元件的电长度的合计为驱动的电磁波波长的1/2以下。

图3(A)～图3(I)是说明本实施方式所涉及的天线的性能的图，显示采用矩量法模拟了本实施方式的天线的结果。模拟模型的尺寸规格为如以下这样：天线元件的材料为直径0.6mm的铜线，λ为95.2mm(频率：1.575GHz)，a为0.65。

图3(A)显示S11特性。但是，阻抗以2.5Ω再标准化。S11成为最小的频率即谐振频率为1.375GHz，与当初预定的1.575GHz偏离相当大。这是由于将天线元件的一部分变为环形，元件的电抗分量(电感分量)增加，由此引起缩短效应所造成的。通过缩小元件尺寸，能够使其与目标频率一致。辐射阻抗为2.5Ω这样地非常地低，但S11＜-10dB的带域具有10MHz，相当宽。

图3(B)显示从天线辐射的电磁场的轴比的频率特性。301是沿x轴方向被辐射的电磁场的轴比(x轴方向轴比)，302是沿y轴方向被辐射的电磁场的轴比(y轴方向轴比)，303是沿z轴方向辐射的电磁场的轴比(z轴方向轴比)。电磁波不被辐射的方向即在z轴方向轴比303中，轴比大而从曲线图中溢出，不能被显示，而在作为主要辐射方向的x、y轴方向轴比301、302中，在宽频范围(1GHz～2GHz)内，轴比成为2以下。本实施方式中的本天线的圆极化波特性在整个宽频范围内都极其地优异，这种特性在现有的贴片天线等中无法获得。

图3(C)显示根据本实施方式的本天线的辐射效率。辐射效率也在整个宽频范围内为90％左右，可知，与贴片天线等的20％～30％相比较，显示出非常良好的特性。

图3(D)、图3(E)、图3(F)分别是显示总增益、右旋圆极化波增益、左旋圆极化波增益的3D极坐标图。另外，该图3(G)、图3(H)、图3(I)分别是在xz面内、yz面内、xy面内的总增益、右旋圆极化波增益、左旋圆极化波增益的极坐标图(频率1.375GHz，单位dBi)。306表示总增益，304表示右旋圆极化波增益，305表示左旋圆极化波增益。在该图3(I)中，总增益306与右旋圆极化波增益304重合。右旋圆极化波增益304具有全向性的指向性(环型指向性)，在整个广阔的空间范围内，能够辐射良好的轴比的圆极化波。

此外，正如观察图3(D)～图3(H)所知那样，在环型指向性上略有倾斜。这是由于环元件103上的驻波电流不一样而具有偏置(bias)。该环型指向性的倾斜通过倾斜地设置天线而能够容易地避免，但根据应用不同，这也往往会反而很方便。

正如以上看到的那样，本实施方式所涉及的天线产生右旋圆极化波。要变为左旋圆极化波的天线，只要将直线元件101、102与环元件103的连接以成为图1(A)的镜像反转的方式变更就可以。

＜B.变形例＞

本实施方式并非限于上述的实施方式，能够进行例如以下的变形：另外，也能够使以下所示的2种以上的变形适当组合。

图4(A)～图4(D)是显示本实施方式所涉及的天线的变形例的外观的立体图。

[变形例1]

上述第一实施方式的天线的辐射阻抗非常地低。能够如图4(A)那样通过附加短截线401来调整辐射阻抗。此外，为了简化以下说明，对于已经说明的部分，将标以相同的编号而省略其说明。

[变形例2]

图4(B)是将供电源105带来到环元件103的切口部104的变形例。可以认为是将该图4(A)的短截线连接点移动到切口部104的变形例。此时，环元件103与直线元件101、102从供电侧来看就会并联，流向各个元件的电流值的调整变得容易，并且频带也能够很宽。

[变形例3]

图4(C)是由2个第一环元件(磁流元件)403、第二环元件404和一个直线元件(电流元件)405构成的示例。供电点放置于直线元件405的中央，被连接于供电源(供电单元)406。由于直线元件405由驻波电流的电流值大的部分驱动，因此与图1(A)的第一实施方式相比较，能够更加小型化。第一以及第二环元件403，404和直线元件405的尺寸能够通过与本实施方式时同样的计算和方法来决定。

[变形例4]

图4(D)是为了减轻在第一环元件403以及第二环元件404流动的驻波电流的偏置(bias)的影响而以相对于坐标原点对称的方式配置两个第一环元件403以及第二环元件404的变形例。此时，直线元件405发出的电流矢量与第一环元件403以及第二环元件404产生的磁流矢量变为不平行。但是，由于具有该电流矢量平行于磁流矢量的分量，因此对产生圆极化波的影响小。

[变形例5]

虽然以形成磁流元件的环元件103、403、404是卷绕数1的圆形线圈的形状为例进行了说明，但并非限于此。也可以是四边形及其它多边形、椭圆等形状。另外，卷绕数也不限于1，能够以0.5次以上适当决定。

<C.第二实施方式>

图5(A)以及图5(B)是显示本实施方式所涉及的天线的外观的立体图。首先，从该图5(A)说明。图5(A)是本实施方式所涉及的立体图。本实施方式所涉及的天线由环状的环形元件(磁流元件)502、直线元件(电流元件)501以及导体板503构成。环元件502是在坐标原点使磁流矢量产生的磁流元件，直线元件501是产生平行于上述磁流矢量的电流矢量的电流元件。导体板503作为接地电极而工作。

504是用于供电的同轴电缆。直线元件501通过在导体板503上被打开的小孔而从导体板503的下面被供电。

由于导体板503的屏蔽效应，直线元件501以及环元件502从导体板503的下方被绝缘。由此，即使在天线正下方具有电子电路部件或基板、人体等，也能够排除其影响。因此，在向高密度封装的便携式电子装置等的应用时，在使设备小型化上是极其地有效的。

图5(B)是在该图5(A)的天线上附加短截线505而将供电点移动的示例。通过该构成，能够容易取得向天线供电的匹配。

<D.第三实施方式>

图6(A)～图6(C)是显示本实施方式所涉及的天线的外观的立体图，图6(A)是本实施方式所涉及的立体图。本实施方式所涉及的天线由被形成于电介体604的上面的环电极(第一导体电极)601、被形成于电介体604的下面的接地电极603以及被形成于电介体604的一侧面的直线电极(第二导体电极)602构成。这些电极能够通过对在电介体上利用镀层、涂布等而形成的具有导电性的金属等进行蚀刻或切削等来形成。也可以使用导电性涂料直接描绘。

本实施方式中的本天线是以使图5(A)所示的第二实施方式的天线包围电介体的方式而形成的天线。通过电介体604的作用，能够使天线的尺寸变小。环电极601作为第一导体电极(磁流元件)而起作用，另外，直线电极602作为第二导体电极(电流元件)而起作用。接地电极603产生环电极601以及直线电极602的电镜像的同时，绝缘天线下方，进而排除被放置于该天线正下方的电气部件或基板、人体等的影响。

直线电极602与接地电极603的间隙605成为供电点。

根据本实施方式的本天线通过电介体604，能够使其尺寸非常地小。虽然由于电介体604内的损耗，辐射效率下降一些，但具有良好的圆极化波特性、宽频带。

图6(B)为了取得供电的匹配，由贯通电介体的销606从环电极601引出抽头(tap)，通过在接地电极603上打开的小孔607而从天线下面连接同轴电缆等而进行供电。利用抽头位置，能够得到最合适的辐射阻抗。根据电介体604的形状不同，可能也具有最合适的销606的位置过于接近于电介体604的侧面而加工困难的情况。这种情况，以下所述的方法有效。

图6(C)不是像该图6(B)那样通过销606而由被设于直线电极602上的带状线608进行供电。接地电极603与带状线608之间的间隙609成为供电点。本天线不必像该图6(B)那样竖立销606，制造变得容易。

＜E.变形例＞

本实施方式并非限于上述的实施方式，能够进行例如以下的变形。另外，也能够使以下所示的两种以上的变形适当组合。

[变形例6]

作为电介体604的形状，虽然以直方体为例进行了说明，但并非限于此。只要在圆柱、多角柱、其它多面体或球，或者旋转椭圆体等的表面上，以成为所产生的电流矢量与磁流矢量正交那样的位置关系的方式放置环电极601、直线电极602、接地电极603即可。

[变形例7]

图7(A)～图7(D)是显示本实施方式所涉及的天线的变形例的外观的立体图。在图7(A)显示本实施方式的变形例。环形电极(第一导体电极)也能够变为701那样的形状。如果这样设置，则环的卷绕次数增加一些而能够使天线形状小型化。

[变形例8]

在图7(B)显示本实施方式的另外的变形例。本变形例是将直线电极602移动至电介体604的侧面的中央的示例。在安装时，为了易于进行布线，能够适当地变更供电位置。

[变形例9]

在图7(C)显示本实施方式的其他变形例。该变形例是取代如图6(B)那样在环电极601上取得抽头且由销606供电，而由放置于电介体604的侧面的带状线(strip line)702进行供电的示例。带状线702与接地电极603之间的间隙703成为供电点。

[变形例10]

在图7(D)显示本实施方式的其他变形例。在如上述图7(C)的变形例那样必须在环电极601上取得抽头点时，也可以如该图7(D)的704那样将带状线608延长至环电极601中。

<F.应用例>

上述第一实施方式～第三实施方式能够应用于各种各样的通信装置、电子装置。以下，参照附图对本实施方式的电子装置中的优选一例进行说明。在这里，将以接收由从位置信息卫星等发送的电波形成的定位用信号等而利用的、适应于通信系统的电子装置为例，对其概要进行说明。该通信系统是所谓的GPS(Global Positioning System)系统。

图8是显示本实施方式所涉及的电子装置的外观的立体图。图8所示的电子装置801是通过带803佩戴于人体的手腕804而使用的具有定位功能的电子手表。

GPS卫星806是环绕在地球上空的规定轨道上的位置信息卫星，将使导航电文等与例如1.57542GHz的微波重叠的卫星信号发送至地上。该GPS卫星806搭载有原子钟，在卫星信号中包含有由原子钟计时的极准确的时刻信息即GPS时刻信息。因此，具有作为GPS接收机的功能的电子手表(电子装置)801接收卫星信号，通过校正内部时刻的快或慢，从而能够显示准确的时刻。该校正作为定时模式而进行。

此外，在卫星信号中，还包含有表示GPS卫星806的轨道上的位置的轨道信息等。即，电子手表801也可以进行定位计算，具有通过接收从通常四个以上的GPS卫星分别发送来的卫星信号，从而使用被包含在那些信号中的轨道信息和GPS时刻信息而进行定位计算的功能等。通过定位计算，电子手表801可以容易地对照当前位置来校正时差等，该校正作为定位模式而进行。GPS卫星发出的电波是右旋圆极化波，使由接收天线的姿势引起的接收灵敏度的变化、在大厦之间等中的多径的影响所产生的定时或定位的误差最小化。

此外，如果利用卫星信号，则可以进行当前位置显示、移动距离测定、移动速度计测等的各种应用，在电子手表801中，可以由作为显示部的液晶面板802对这些信息进行数字式显示。807是开关的按钮，其是用于操作电子手表801的输入装置。通过操作该按钮807而进行显示于液晶面板802的信息的切换、其它各种控制。

接着，对具备GPS接收功能的电子手表801的电路构成进行说明。

图9是说明本实施方式涉及的电子手表801的框图。如图9所示，电子手表801构成为包括天线部910、接收模块(接收部)940、包括控制部(处理部)955的显示部950以及电池960。

接收模块940连接有天线部910，其构成为包括SAW(Surface AcousticWave，表面弹性波)滤波器921、RF(Radio Frequency，无线频率)部920以及基带部930。SAW滤波器921进行从天线部910接收到的电波中提取卫星信息的处理。RF部920构成为包括LNA(Low Noise Amplifier，低噪音放大器)922、混频器923、VCO(Voltage Controlled Oscillator，压控振荡器)927、PLL(Phase Locked Loop，锁相环)控制电路928、IF(IntermediateFrequency，中间频率)放大器924、IF滤波器925、ADC(A/D转换器)926。

SAW滤波器921提取出的卫星信号由LNA 922放大，在混频器923中与VCO927输出的局部信号混合而下变频为中频带的信号。PLL控制电路928与VCO927形成相位锁定环，对将VCO927输出的局部信号分频后的局部信号与稳定的基准时钟信号进行相位比较，通过反馈，使局部信号与基准时钟信号同步，进而实现准确频率的局部信号的产生与稳定化。在混频器923中被混合的信号由IF放大器924放大，无用信号在IF滤波器925中被去除。通过了IF滤波器925的信号在ADC(A/D转换器)926中被转换为数字信号。

基带部930构成为包括DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)931、CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)932、SRAM(StaticRandom Access Memory，静态随机存储器)934、RTC(Real Time Clock，实时时钟)933。另外，在基带部930上连接有带温度补偿电路的晶体振荡电路(TCXO：Temperature Compensated Crystal Oscillator，温度补偿晶体振荡器)935和闪存936等。

带温度补偿电路的晶体振荡电路(TCXO)935生成与温度无关而大致恒定频率的基准时钟信号，在闪存936中，存储有当前位置信息、时差信息等。如果被设定为定时模式，则基带部930就进行从RF部920的ADC926所转换的数字信号中解调基带信号的处理。此外，基带部930取得捕捉到的GPS卫星806的导航电文中所包含的轨道信息、GPS时刻信息等卫星信息并存储于SRAM934中。

显示部950构成为包括控制部955以及晶体振动子951等。控制部955具备存储部953、振荡电路952、驱动电路954，控制部955进行各种控制。控制部955控制接收模块940，将控制信号发送至接收模块940，控制接收模块940的接收动作的同时，还经由控制部955内的驱动电路954而控制液晶面板802的显示。在存储部953中，以内部时刻信息为首而存储有各种信息。电池960供给电路的动作、显示所需要的能量。

控制部955、CPU932、DSP931协动而算出定时、定位信息，根据那些信息，推断出当前位置、移动距离、移动速度等信息。另外，控制部955进行这些信息向液晶面板802的显示控制、按照图8所示的按钮807的操作而电子手表801的动作模式或显示模式的设定等的控制。也能够使其具有将当前位置显示于地图上的导航等高度的功能。

图10显示作为天线部搭载基于本实施方式的天线时的安装例。该图10(A)、图10(B)是使用第三实施方式的天线或其变形例中的任一个时的示例。该图10(A)是从上观察电子手表801的俯视图，图10(B)是截面图。在该图中，为了很好地理解其结构尤其是纵向(厚度方向)的结构，在纵、横方向上改变了比例尺。

在该图10(A)、图10(B)中，1010是基于第三实施方式的天线，能够使用在图6、图7中例示的实施方式的任何的天线。1001是电子手表801的外框(框体)，其由不屏蔽电波那样的绝缘物构成。1002是用于佩戴于手臂上的带(相当于图8中的带803)。液晶显示体1004平行于盖玻璃1003而被放置于其下方，可以从外部看见显示。1005是电池，1006是用于安装电子电路的电路基板，其搭载有：安装图9中的RF部920的RF模块1007、安装基带部930的基带模块1008、安装控制部955的控制模块1009等。

当然将天线1010的接地电极603的一侧安装于电路基板1006的一侧。通过如此地安装，指向性能够在从图10(B)的左上方向右下方伸展的面内变为无指向性。如果设想将本电子手表801通常佩带于左手臂使用，则从天线灵敏度这一点来说，最好使该图右侧变为显示屏幕的下面。由于天线1010的接地电极从手腕804、电路基板1006掩蔽，因此也能够排除这些影响而将天线安装于狭窄的空间。

该图10(C)、图10(D)是搭载根据第二实施方式的天线的应用例，能够使用在图5中例示的实施方式的任何的天线。与图10(A)、图10(B)相同的共同地方将标以同样的编号，并省略说明。

1021是第二实施方式的天线中的直线元件(电流元件)501，另外，1022是环元件(磁流元件)502。导体板503形成在电路基板1006的上面。在如上述那样环元件502、直线元件501与波长相比不能够忽视那样地大时，虽然显示全向性的指向性，但其方向从环元件502的环面发生倾斜。由此，即使不像根据第三实施方式的天线那样倾斜地安装，也能够获得良好的指向性特性。

以上，作为向电子装置的应用例，虽然以使用GPS的电子手表为例进行了说明，但并非限于此。搭载于手机或数码相机、将它们复合后的装置及无线标签等装置，效果也很大。

正如以上说明的那样，根据本实施方式的天线是一种可进行圆极化波的接收发送，同时指向性的范围广而具有全向性的指向性，并且在整个宽频范围内都具有良好的圆极化波特性。可进一步小型化，并且效率高，损耗也小。

Claims

1.一种天线，其特征在于，

所述天线构成为包括磁流元件和电流元件构成，

所述磁流元件是构成环的元件，其产生具有与该环面正交的分量的磁流矢量，

所述电流元件产生具有与所述磁流矢量平行的分量的电流矢量。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，

构成所述磁流元件和所述电流元件的导体的电长度的合计是驱动电磁波波长的一半以下。

3.根据权利要求1或2所述的天线，其特征在于，

所述磁流元件由具有切口部的环形元件构成，

所述电流元件由夹着所述环面而置于该环面的第一直线元件和第二直线元件构成，

所述第一直线元件的一端连接于所述环形元件的一端，

所述第二直线元件的一端连接于所述环形元件的与所述一端不同的另一端。

4.根据权利要求1或2所述的天线，其特征在于，

所述磁流元件由具有切口部的第一环元件和具有切口部的第二环元件构成，并且各个环元件的环面以彼此相对的方式被配置，

所述电流元件由直线状的直线元件构成，

所述直线元件的一端连接于所述第一环元件，所述直线元件的与所述一端不同的另一端连接于所述第二环元件。

5.根据权利要求1或2所述的天线，其特征在于，

所述天线具备与所述磁流元件的环面相对的导体板，

所述磁流元件具有切口部，

所述电流元件的一端连接于所述磁流元件，所述电流元件的与所述一端不同的另一端配置于所述导体板侧。

6.根据权利要求1或2所述的天线，其特征在于，

所述天线具备：

导体板，连接于所述电流元件的一端，且与所述磁流元件的环面相对；以及

供电部，对所述磁流元件或所述电流元件上的一点与所述导体板之间供电，

所述磁流元件由具有切口部的环元件构成，

所述电流元件被配置为与所述磁流元件的环面相交，且一端连接于所述磁流元件。

7.根据权利要求1或2所述的天线，其特征在于，

所述天线具备：至少具有相对的两个面的立体形状的电介体；以及设于所述电介体的一个面上的接地电极，

所述磁流元件由设于所述电介体的另一面上的第一电极构成，

所述电流元件由连接所述第一电极和所述接地电极的第二电极构成。

8.根据权利要求7所述的天线，其特征在于，

所述第二电极设置于与所述电介体的两个面相连的电介体的面上。

9.根据权利要求8所述的天线，其特征在于，

从所述第一电极或第二电极取得抽头，

所述天线具备对所述抽头与所述GND电极之间供电的供电单元。

10.一种电子装置，其特征在于，构成为包括根据权利要求1至9中任一项所述的天线。

11.根据权利要求10所述的电子装置，其特征在于，

所述天线是接收具有时刻信息和定位信息中的至少一个的电波信号的天线，

所述电子装置构成为包括处理部及显示部，

所述处理部根据由所述天线接收到的电波信号来计算信息，

所述显示部显示由所述处理部算出的所述信息。

12.根据权利要求11所述的电子装置，其特征在于，

所述信息是当前时刻、当前位置、移动距离、移动速度以及高度中的至少一个。

13.根据权利要求11或12所述的电子装置，其特征在于，

所述电波信号是从位置信息卫星发送的信号。