CN105359337A - 天线、天线装置以及无线装置 - Google Patents

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CN105359337A CN201480035134.5A CN201480035134A CN105359337A CN 105359337 A CN105359337 A CN 105359337A CN 201480035134 A CN201480035134 A CN 201480035134A CN 105359337 A CN105359337 A CN 105359337A
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Abstract

一种天线，具备：馈电元件，其与馈电点连接；第一辐射元件，其与所述馈电元件分离配置，进行电磁场耦合；第二辐射元件，其与所述馈电元件分离配置，进行电磁场耦合；第一控制元件，其经由阻抗可变单元与所述馈电元件连接；第二控制元件，其经由阻抗可变单元与所述馈电元件连接；以及控制单元，其控制所述阻抗可变单元。

Description

天线、天线装置以及无线装置
技术领域
本发明涉及一种天线、天线装置以及无线装置(例如，便携电话等便携无线机)。
背景技术
以往，已知如下一种技术：通过切换馈电点的连接目的地，来控制天线的指向性。例如专利文献1中公开了一种天线，该天线具备通过使馈电点与辐射导体的两个端点中的某一方接触来切换辐射导体的指向性的开关。
另一方面，如专利文献2那样，提出了一种使馈电元件与无馈电元件非接触地耦合来实现多频率化的天线。
专利文献1：日本特开2012-186562号公报
专利文献2：日本特许4422767号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在如专利文献2所公开的天线那样使与馈电点连接的馈电元件与辐射元件(无馈电元件)非接触地耦合来进行馈电的结构中，难以控制天线的指向性。例如，在考虑如专利文献1那样通过切换从馈电元件向辐射元件的连接点来控制指向性的情况下，由于需要使馈电元件与辐射元件非接触地耦合，因此无法进行如开关动作那样的切换。另外，存在以下问题：为了避免在切换连接点时在不想耦合的位置耦合，馈电元件的配置、形状等的限制变多。
因此，本发明的目的在于提供一种能够在馈电元件与辐射元件非接触地耦合的状态下控制天线的指向性的天线、天线装置以及无线装置。
用于解决问题的方案
为了达到上述目的，提供一种天线、天线装置以及无线装置，该天线具备：
馈电元件，其与馈电点连接；
第一辐射元件，其与所述馈电元件分离配置，通过与所述馈电元件进行电磁场耦合来被馈电，该第一辐射元件作为辐射导体而发挥功能；
第二辐射元件，其与所述馈电元件分离配置，通过与所述馈电元件进行电磁场耦合来被馈电，该第二辐射元件作为辐射导体而发挥功能；
第一控制元件，其经由阻抗可变单元与所述馈电元件连接，且该第一控制元件配置成使所述馈电元件与所述第一辐射元件的电磁场耦合随着在所述第一辐射元件的谐振频率下该阻抗可变单元的阻抗下降而减弱，从而使所述第一辐射元件的作为辐射导体的功能下降；
第二控制元件，其经由阻抗可变单元与所述馈电元件连接，且该第二控制元件配置成使所述馈电元件与所述第二辐射元件的电磁场耦合随着在所述第二辐射元件的谐振频率下该阻抗可变单元的阻抗下降而减弱，从而使所述第二辐射元件的作为辐射导体的功能下降；以及
控制单元，其对所述馈电元件与所述第一控制元件的连接以及所述馈电元件与所述第二控制元件的连接中的阻抗可变单元进行控制。
另外，为了达到上述目的，提供一种天线、天线装置以及无线装置，该天线具备：
馈电元件，其与馈电点连接；
第一辐射元件，其与所述馈电元件分离配置，通过与所述馈电元件进行电磁场耦合来被馈电，该第一辐射元件作为辐射导体而发挥功能；
第二辐射元件，其与所述馈电元件分离配置，通过与所述馈电元件进行电磁场耦合来被馈电，该第二辐射元件作为辐射导体而发挥功能；
第一控制元件，其经由阻抗可变单元与所述馈电元件连接；
第二控制元件，其经由阻抗可变单元与所述馈电元件连接；以及
控制单元，其对所述馈电元件与所述第一控制元件的连接以及所述馈电元件与所述第二控制元件的连接中的阻抗可变单元进行控制，
其中，所述第一控制元件配置成：使得在所述第一辐射元件的谐振频率下所述第一控制元件的成为高阻抗的部位与所述第一辐射元件的成为低阻抗的部位相接近，
所述第二控制元件配置成：使得在所述第二辐射元件的谐振频率下所述第二控制元件的成为高阻抗的部位与所述第二辐射元件的成为低阻抗的部位相接近。
发明的效果
能够保持馈电元件与辐射元件非接触来控制指向性。
附图说明
图1是示出天线的分析模型的一例的立体图
图2是示意性地示出天线的各结构的位置关系的一例的图
图3是示出控制单元的一例的图
图4是示出天线的指向性的图
图5是示出天线的指向性的图
图6是示出匹配电路的效果的S11特性图
图7是示出具备多个天线的天线装置的分析模型的一例的立体图
图8是示出天线的分析模型的一例的立体图
图9是示意性地示出天线的各结构的位置关系的一例的图
图10是示出天线的指向性的图
图11是示出天线的指向性的图
图12是示出匹配电路的效果的S11特性图
图13是示出具备多个天线的天线装置的分析模型的一例的立体图
图14是示出S11、S22和相关系数的图
图15是示出S11、S22和相关系数的图
图16是示出S11、S22和相关系数的图
图17是示出S11、S22和相关系数的图
图18是示出天线的指向性的图
图19是示出天线的指向性的图
图20是示出天线的指向性的图
图21是示出天线的指向性的图
图22是示出天线的指向性的图
图23是示出天线的指向性的图
图24是示出天线的指向性的图
图25是示出天线的指向性的图
图26是示出天线的分析模型的一例的立体图
图27是图26的S11特性图
图28是示出天线的分析模型的一例的立体图
图29是示出控制单元的一例的图
图30是示出指向性的连续变化的图
图31是示意性地示出天线装置的一例的俯视图
图32是示意性地示出天线装置的一例的俯视图
具体实施方式
<天线1的结构>
图1是示出用于对作为本发明的一个实施方式的天线1的动作进行分析的计算机上的模拟模型的立体图。使用了MicrowaveStudio(注册商标)(CST公司)作为电磁场模拟器。
天线1具备馈电点11、接地平面70、馈电元件20、第一辐射元件30、第二辐射元件40、第一馈电部35、第二馈电部45、第一控制元件50、第二控制元件60以及阻抗控制部120。下面，将第一辐射元件30、第二辐射元件40、第一馈电部35、第二馈电部45、第一控制元件50、第二控制元件60分别仅记载为辐射元件30、辐射元件40、馈电部35、馈电部45、控制元件50、控制元件60。馈电部35是针对辐射元件30单体的馈电部位，馈电部45是针对辐射元件40单体的馈电部位，不是作为天线1的馈电部位。作为天线1的馈电部位是馈电点11。
馈电点11是利用了接地平面70的与规定的传输线路、馈电线等连接的馈电部位。作为规定的传输线路的具体例子，能够列举微带线、带状线、带接地平面的共平面波导(在与导体面相反的一侧的表面配置了接地平面的共平面波导：coplanarwaveguide)等。作为馈电线，能够列举馈电线、同轴电缆。馈电点11例如设置于接地平面70的外缘部71的中央部。
馈电元件20是与以接地平面70为接地基准的馈电点11连接的导体。馈电元件20经由馈电点11与例如安装于基板80的馈电电路(例如，未图示的IC芯片等集成电路)连接。馈电元件20与馈电电路也可以经由上述的多种不同的传输线路、馈电线进行连接。
馈电元件20是从辐射元件30和辐射元件40离开规定距离地配置的导体。例如，与辐射元件30和辐射元件40隔开具有平行于Z轴的方向分量的间隔地配置馈电元件20。
此外，在图1的情况下，馈电元件20与辐射元件30和辐射元件40在以平行于Z轴的方向俯视时是重叠的。然而，如果相距馈电元件20能够对辐射元件30和辐射元件40非接触地馈电的距离，则并不必须在以平行于Z轴的方向俯视时重叠。例如，也可以在以平行于X轴或Y轴的方向等任意方向俯视时重叠。
馈电元件20是能够通过辐射元件30的馈电部35对辐射元件30非接触地馈电、且能够通过辐射元件40的馈电部45对辐射元件40非接触地馈电的导体。馈电元件20是例如配置成在沿接地平面70的法线方向俯视时馈电元件20的至少一部分与接地平面70不重叠的线状导体。在图1的情况下，接地平面70的法线方向是平行于Z轴的方向。
馈电元件20是例如具有线状的导体部分的线状导体，该线状的导体部分以馈电点11为起点向从平行于XY平面的接地平面70的外缘部71离开的方向延伸到端部21。端部21是馈电元件20的从外缘部71离开的方向上的前端部。图1中例示了在与接地平面70平行且与外缘部71成直角的方向上延伸的馈电元件20。在图1的情况下，与接地平面70平行且与外缘部71成直角的方向是平行于Y轴的方向。
此外，图1中示出了在馈电元件20中设置有匹配电路90的例子，但是也可以没有匹配电路90。在后面叙述关于匹配电路90的说明。
馈电元件20以在沿接地平面70的法线方向俯视时接近辐射元件30的一个端部33与辐射元件40的一个端部43之间的间隙130的方式从馈电点11延伸到端部21。馈电元件20具有从辐射元件30的端部33和辐射元件40的端部43离开规定距离的端部21，端部21位于间隙130的附近。
图1中例示了在XY平面内配置的T字状的馈电元件20，但是馈电元件20也可以是L字状、I字状等其它形状。另外，馈电元件20也可以是具有在XY平面内延伸的导体部分以及在不同于XY平面的平面内延伸的导体部分的导体。
辐射元件30具有一个端部33和另一个端部34，是从端部33直线状地延伸到端部34的辐射导体。端部33和端部34是没有连接其它导体的开放端。辐射元件30是例如配置成在沿接地平面70的法线方向俯视时辐射元件30的至少一部分与接地平面70不重叠的线状导体。
辐射元件30是例如具有线状的辐射导体部分的线状导体，该线状的辐射导体部分配置成沿着接地平面70的外缘部71。辐射元件30例如具有导体部分31，该导体部分31在相对于外缘部71与接地平面70相反的一侧，以从外缘部71离开规定的最短距离的状态在平行于外缘部71的方向上延伸。在图1的情况下，平行于外缘部71的方向是平行于X轴的方向。辐射元件30具有沿着外缘部71的导体部分31，由此例如能够容易地控制天线1的指向性。
图1中例示了在XY平面内配置的直线状的辐射元件30，但是辐射元件30也可以是L字状等其它形状(参照图28。详情在后面叙述)。另外，辐射元件30也可以是具有在XY平面内延伸的导体部分以及在不同于XY平面的平面内延伸的导体部分的导体。
辐射元件40可以具有与辐射元件30同一或同样的形状，因此省略对其详细结构的说明。辐射元件40具有一个端部43和另一个端部44，是从端部43直线状地延伸到端部44的天线导体。辐射元件40例如具有导体部分41，该导体部分41在相对于外缘部71与接地平面70相反的一侧，以从外缘部71离开规定的最短距离的状态在平行于外缘部71的方向上延伸。
辐射元件30和辐射元件40是向互不相同的方向延伸的导体，是从馈电元件20向彼此分离的方向延伸的导体。在图1的情况下，辐射元件30和辐射元件40是配置在相互相同的XY平面内的导体，但是也可以是配置在互不相同的平面内的导体。另外，在图1的情况下，辐射元件30和辐射元件40位于一条直线上，但是也可以位于互不相同的直线上。例如，在图1的情况下，也可以配置在沿平行于Z轴的方向俯视时相对于馈电元件20的端部21处于离开接地平面70的一侧和接近接地平面70的一侧。
控制元件50是从辐射元件30离开规定距离地配置的导体。例如，与辐射元件30隔开具有平行于Z轴的方向分量的间隔地配置控制元件50。控制元件50经由阻抗控制部120与馈电元件20的端部21连接，从阻抗控制部120直线状地延伸到端部51。端部51是没有连接其它导体的开放端。控制元件50是例如配置成在沿接地平面70的法线方向俯视时控制元件50的至少一部分与接地平面70不重叠的线状导体。
控制元件50是例如具有线状的导体部分的线状导体，该线状的导体部分配置成沿着辐射元件30。图1中例示了配置在XY平面内的直线状的控制元件50，但是控制元件50也可以是L字状等其它形状(参照图28。详情在后面叙述)。另外，控制元件50也可以是具有在XY平面内延伸的导体部分以及在不同于XY平面的平面内延伸的导体部分的导体。
控制元件60是从辐射元件40离开规定距离地配置的导体，可以具有与控制元件50同一或同样的形状，因此简化关于其详细结构的说明。控制元件60经由阻抗控制部120与馈电元件20的端部21连接，从阻抗控制部120直线状地延伸到端部61。
在图1的情况下，控制元件50和控制元件60是配置在相互相同的XY平面内的导体，但是也可以是配置在互不相同的平面内的导体。另外，在图1的情况下，控制元件50和控制元件60位于一条直线上，但是也可以位于互不相同的直线上。另外，在图1的情况下，控制元件50和控制元件60是配置在与馈电元件20相同的XY平面内的导体，但是也可以是配置在与馈电元件20不同的平面内的导体。
图2是示意性地示出天线1的各结构的Z轴方向的位置关系的图。本发明的实施方式所涉及的天线搭载于无线装置(例如，人能够携带的通信终端)。作为无线装置的具体例子，能够列举信息终端机、便携电话、智能手机、个人计算机、游戏机、电视机、音乐、影像的播放机等电子设备。
例如在图2中，在天线搭载于具有显示器的无线通信装置100(无线装置的一例)的情况下，基板110例如可以是全面覆盖显示器的图像显示面的外罩玻璃，也可以是用于固定基板80的壳体(特别是、表盖、背盖、侧壁等)。外罩玻璃是用户能够视觉识别显示于显示器的图像这种程度的透明或半透明的电介体基板，是层叠配置在显示器上的平板状的构件。
在将辐射元件30、40设置在外罩玻璃的表面的情况下，可以将铜、银等导体膏涂抹在外罩玻璃的表面并进行烧制而形成辐射元件30、40。作为此时的导体膏，可以利用能够以不会使用于外罩玻璃的化学强化玻璃的强化变差的程度的温度进行烧制的能够低温烧制的导体膏。另外，为了防止氧化造成的导体的劣化，也可以实施镀处理等。另外，也可以对外罩玻璃实施装饰印刷，还可以在装饰印刷的部分形成导体。另外，在以隐藏布线等为目的而在外罩玻璃的周缘形成了黑色隐藏膜的情况下，也可以在黑色隐藏膜上形成辐射元件30、40。
另外，馈电元件20、辐射元件30、40、控制元件50、60以及接地平面70的在平行于Z轴的高度方向上的各位置既可以互不相同，也可以全部或只有一部分相同。
另外，也可以利用一个馈电元件向多个辐射元件馈电。通过利用多个辐射元件，能够容易地实施多频带化、宽频带化、指向性控制等。另外，也可以将多个天线搭载于一个无线通信装置。
在图2的情况下，馈电元件20和控制元件50、60设置于基板80的表面，但是也可以设置于基板80的内部。
例如，对基板80安装构成为包括馈电元件20以及与馈电元件20接触的介质的芯片部件。由此，能够容易地将与介质接触的馈电元件20安装到基板80。
基板80是以电介体、磁性体、或电介体与磁性体的混合物为基材的基板。作为电介体的具体例子，能够列举树脂、玻璃、玻璃陶瓷、LTCC(LowTemperatureCo-FiredCeramics：低温共烧陶瓷)、氧化铝等。作为电介体与磁性体的混合物的具体例子，只要具有包含Fe、Ni、Co等过渡元素、Sm、Nd等稀土类元素的金属或氧化物中的任意一个即可，例如能够列举六方晶系铁氧体、尖晶石型铁氧体(Mn-Zn系铁氧体、Ni-Zn系铁氧体等)、石榴石型铁氧体、坡莫合金、铁铝硅(sendust；注册商标)等。
基板80具备接地平面70以及以接地平面70为接地基准的馈电点11。在图2的情况下，接地平面70是形成于基板80的表层的部位，但是也可以是形成于基板80的内层的部位。
基板80具有具备与馈电点11连接的带导体82的传输线路。带导体82例如是以与接地平面70之间夹持基板80的方式形成于基板80的表面的信号线。
辐射元件30、40与馈电元件20和控制元件50、60分离配置，例如像图2所示那样，设置于从基板80离开距离H2地与基板80相对的基板110。基板110是以电介体、磁性体或电介体与磁性体的混合物为基材的基板。基板110的基材的具体例子与上述的基板80的情况相同。辐射元件30、40在图2中配置于基板110的与馈电元件20和控制元件50、60相对的一侧的表面。然而，辐射元件30、40也可以配置于基板110的与馈电元件20和控制元件50、60相对的一侧的相反侧的表面，还可以配置于基板110的侧面。
馈电元件20和辐射元件30、40例如以能够相互进行电磁场耦合的距离分离配置。经由馈电元件20在馈电部35通过电磁场耦合来对辐射元件30非接触地馈电。通过这样被馈电，辐射元件30作为天线的辐射导体而发挥功能。如图1所示，在辐射元件30是将两点之间连接的线状导体的情况下，在辐射元件30上形成与半波长偶极天线相同的谐振电流(驻波状地分布的电流)。即，辐射元件30作为以规定频率的半波长进行谐振的偶极天线而发挥功能(以下称为偶极模式)。另外，辐射元件也可以是环形导体。在辐射元件是环形导体的情况下，在辐射元件上形成与环形天线相同的谐振电流(驻波状地分布的电流)。即，辐射元件作为以规定频率的一个波长进行谐振的环形天线而发挥功能(以下称为环形模式)。此外，经由馈电元件20在馈电部45通过电磁场耦合来对辐射元件40非接触地馈电，由于与辐射元件30同样，因此省略对其详情的说明。
电磁场耦合是利用了电磁场的共振现象的耦合，例如在非专利文献(A.Kurs，etal，“WirelessPowerTransferviaStronglyCoupledMagneticResonances，”ScienceExpress，Vol.317，No.5834，pp.83-86，Jul.2007.)中公开。电磁场耦合也称为电磁场谐振耦合或电磁场共振耦合，是以下一种技术：在使以相同频率谐振的谐振器彼此接近并使一方的谐振器谐振时，经由在谐振器之间产生的近场(非辐射场区域)的耦合来向另一方的谐振器传输能量。另外，电磁场耦合是指除了静电电容耦合和利用电磁感应的耦合以外的、利用高频的电场和磁场的耦合。此外，此处的除了静电电容耦合和利用电磁感应的耦合以外并不是指完全没有这些耦合，而是指这些耦合小到不产生影响的程度。馈电元件20与辐射元件30、40之间的介质可以是空气，也可以是玻璃、树脂材料等电介质。此外，优选在馈电元件20与辐射元件30、40之间不配置接地平面、显示器等导电性材料。
通过使馈电元件20和辐射元件30、40进行电磁场耦合，能够得到抗冲击性强的构造。即，通过利用电磁场耦合，不使馈电元件20和辐射元件30、40物理接触就能够使用馈电元件20向辐射元件30、40馈电，因此与需要物理接触的接触馈电方式相比，能够得到抗冲击性强的构造。
另外，与通过静电电容耦合进行馈电的情况相比，在通过电磁场耦合进行馈电的情况下，对于馈电元件20和辐射元件30、40之间的相距距离(耦合距离)的变化，动作频率下的辐射元件30、40的动作增益(天线增益)难以下降。在此，动作增益是指通过天线的辐射效率×回波损耗计算出的量，是被定义为与输入功率对应的天线效率的量。因而，通过使馈电元件20与辐射元件30、40进行电磁场耦合，能够提高决定馈电元件20和辐射元件30、40的配置位置的自由度，还能够提高位置鲁棒性。此外，位置鲁棒性高是指即使馈电元件20和辐射元件30、40的配置位置等偏离，对辐射元件30、40的动作增益的影响也低。另外，决定馈电元件20和辐射元件30、40的配置位置的自由度高，因此在能够容易地缩小设置天线1所需要的空间这一点上有利。另外，通过利用电磁场耦合，即使不构成电容板等多余的部件，也能够使用馈电元件20向辐射元件30、40馈电，因此与通过静电电容耦合进行馈电的情况相比，能够通过简单的结构进行馈电。
另外，在图1的情况下，作为馈电元件20向辐射元件30馈电的部位的馈电部35位于辐射元件30的一个端部33与另一个端部34之间的除中央部32以外的部位(中央部32与端部33或端部34之间的部位)。这样，通过使馈电部35位于辐射元件30的、辐射元件30的基本模式的谐振频率下的阻抗最低的部分(中央部32)以外的部位，能够容易地取得天线1的阻抗匹配。馈电部35是以辐射元件30与馈电元件20最接近的辐射元件30的导体部分中的最接近馈电点11的部分定义的部位。
在偶极模式的情况下，辐射元件30的阻抗随着从辐射元件30的中央部32向端部33或端部34的方向离开而变高。在电磁场耦合中以高阻抗耦合的情况下，即使馈电元件20与辐射元件30之间的阻抗稍微变化，如果通过固定值以上的高阻抗进行耦合，则对阻抗匹配的影响也小。因此，为了容易地取得匹配，优选使辐射元件30的馈电部35位于辐射元件30的高阻抗的部分。
例如，为了容易地取得天线1的阻抗匹配，馈电部35可以位于与辐射元件30的基本模式的谐振频率下的阻抗最低的部分(中央部32)相距辐射元件30的总长的1/8以上(优选1/6以上，更优选1/4以上)的距离的部位。在图1的情况下，辐射元件30的总长与辐射元件40的总长L15相同，馈电部35相对于中央部32位于端部33侧。
馈电部45是向辐射元件40馈电的部位，可以具有与馈电部35相同的功能，因此省略其详细结构的说明。此外，在辐射元件的基本模式的谐振是环形模式的情况下，馈电部可以位于与辐射元件的基本模式的谐振频率下的阻抗最高的部分相距环形的内周侧的周长的3/16以下(优选1/8以下，更优选1/16以下)的距离的范围内的部位。
另外，优选的是，将馈电元件20的产生谐振的基本模式的电气长度设为Le20、将辐射元件30、40的产生谐振的基本模式的电气长度设为Le30、Le40，将辐射元件30、40的基本模式的谐振频率f1下的馈电元件20上的波长或辐射元件30、40上的波长设为λ时，Le20为(3/8)·λ以下，并且，Le30、Le40在辐射元件30、40的谐振的基本模式为偶极模式的情况下为(3/8)·λ以上且(5/8)·λ以下，在辐射元件30、40的谐振的基本模式为环形模式情况下为(7/8)·λ以上且(9/8)·λ以下。
所述Le20优选为(3/8)·λ以下。另外，在想要包含接地平面70的有无在内地对馈电元件20的形状赋予自由度的情况下，更优选为(1/8)·λ以上且(3/8)·λ以下，特别优选为(3/16)·λ以上且(5/16)·λ以下。如果Le20在该范围内，则馈电元件20以辐射元件30、40的设计频率(谐振频率f1)良好地谐振，因此馈电元件20与辐射元件30、40不依赖于天线1的接地平面70而共振，得到良好的电磁场耦合，从而优选。
另外，在以使外缘部71沿着辐射元件30、40的方式形成接地平面70的情况下，馈电元件20通过与外缘部71的相互作用，能够在馈电元件20和接地平面上形成谐振电流(驻波状地分布的电流)，与辐射元件30、40共振而进行电磁场耦合。因此，并不特别限定馈电元件20的电气长度Le20的下限值，只要是馈电元件20能够与辐射元件30、40在物理上进行电磁场耦合的程度的长度即可。另外，实现了电磁场耦合是指取得了匹配。另外，在该情况下，不需要与辐射元件30、40的谐振频率一致地设计馈电元件20的电气长度，能够将馈电元件20作为辐射导体来自由地进行设计，因此能够容易地实现天线1的多频率化。此外，沿着辐射元件30、40的接地平面70的外缘部71与馈电元件20的电气长度合计可以为设计频率(谐振频率f11)的(1/4)·λ以上的长度。
此外，在不包含匹配电路等的情况下，在将辐射元件的基本模式的谐振频率下的真空中的电波的波长设为λ0、将因安装环境产生的缩短效应的缩短率设为k1时，通过λg1＝λ0·k1来决定馈电元件20的物理长度L20(在图1的情况下，与L14相当)。在此，k1是根据馈电元件20的环境的有效相对介电常数(εr1)和有效相对磁导率(μr1)等设置了馈电元件的电介体基材等介质(环境)的相对介电常数、相对磁导率、以及厚度、谐振频率等而计算出的值。即，L20是(3/8)·λg1以下。馈电元件20的物理长度L20是产生Le20的物理长度，在不包含其它要素的理想的情况下与Le20相等。在馈电元件20包含匹配电路等的情况下，L20优选超过零且为Le20以下。通过利用电感器等匹配电路，能够缩短L20(减小大小)。
另外，在辐射元件的谐振的基本模式是偶极模式(是辐射元件的两端是开放端那样的线状的导体)的情况下，所述Le30、Le40优选为(3/8)·λ以上且(5/8)·λ以下，更优选为(7/16)·λ以上且(9/16)·λ以下，特别优选为(15/32)·λ以上且(17/32)·λ以下。另外，若考虑到高次模式，则所述Le31优选为(3/8)·λ·m以上且(5/8)·λ·m以下，更优选为(7/16)·λ·m以上且(9/16)·λ·m以下，特别优选为(15/32)·λ·m以上且(17/32)·λ·m以下。其中，m是高次模式的模式数，是自然数。m优选1～5的整数，特别优选1～3的整数。在m＝1的情况下是基本模式。如果Le30、Le40在该范围内，则辐射元件30、40充分作为辐射导体而发挥功能，天线1的效率好，从而优选。
另外，同样地，在辐射元件的谐振的基本模式是环形模式(辐射元件是环形的导体)的情况下，所述Le30、Le40优选为(7/8)·λ以上且(9/8)·λ以下，更优选为(15/16)·λ以上且(17/16)·λ以下，特别优选为(31/32)·λ以上且(33/32)·λ以下。另外，对于高次模式，所述Le30、Le40优选为(7/8)·λ·m以上且(9/8)·λ·m以下，更优选为(15/16)·λ·m以上且(17/16)·λ·m以下，特别优选为(31/32)·λ·m以上且(33/32)·λ·m以下。
此外，在将辐射元件的基本模式的谐振频率下的真空中的电波的波长设为λ0、将因安装环境产生的缩短效应的缩短率设为k2时，通过λg2＝λ0·k2来决定辐射元件30、40的物理长度L30、L40(在图1的情况下，与L15相当)。在此，k2是根据辐射元件30、40的环境的有效相对介电常数(εr2)和有效相对磁导率(μr2)等设置了辐射元件的电介体基材等介质(环境)的相对介电常数、相对磁导率、以及厚度、谐振频率等而计算出的值。即，在辐射元件的谐振的基本模式是偶极模式的情况下，L30、L40为(3/8)·λg2以上且(5/8)·λg2以下，在辐射元件的谐振的基本模式是环形模式的情况下，L30、L40为(7/8)·λg2以上且(9/8)·λg2以下。辐射元件30、40的物理长度L30、L40分别是产生Le30、Le40的物理长度，在不包含其它要素的理想的情况下与Le30、Le40相等。即使通过利用电感器等匹配电路而L30、L40缩短，L30、L40也优选超过零且为Le30、Le40以下，特别优选为Le30、Le40的0.4倍以上且1倍以下。
另外，在如图1所示那样能够利用馈电元件20与接地平面70的外缘部71的相互作用的情况下，也可以使馈电元件20如前所述那样作为辐射导体而发挥功能。馈电元件20在馈电部35、45以电磁场耦合非接触地对辐射元件30、40馈电，由此，例如，辐射元件30、40是作为λ/2偶极天线而发挥功能的辐射导体。另一方面，馈电元件20是能够对辐射元件30、40馈电的线状的馈电导体，但是也是通过在馈电点11被馈电而能够作为单极天线(例如λ/4单极天线)发挥功能的辐射导体。将辐射元件30、40的谐振频率设定为f1、将馈电元件20的谐振频率设定为f2时，只要调整馈电元件20的长度来使其成为以频率f2进行谐振的单极天线，就能够利用馈电元件的辐射功能，从而容易地实现天线1的多频率化。
在不包含匹配电路等的情况下，在将馈电元件20的谐振频率f2下的真空中的电波的波长设为λ1、将因安装环境产生的缩短效应的缩短率设为k1时，通过λg3＝λ1·k1来决定馈电元件20的利用辐射功能时的物理长度L20。在此，k1是根据馈电元件20的环境的有效相对介电常数(εr1)和有效相对磁导率(μr1)等设置了馈电元件的电介体基材等介质(环境)的相对介电常数、相对磁导率、以及厚度、谐振频率等而计算出的值。即，L20为(1/8)·λg3以下且(3/8)·λg3以下，优选为(3/16)·λg3以上且(5/16)·λg3以下。馈电元件20的物理长度L20是产生Le20的物理长度，在不包含其它要素的理想的情况下与Le20相等。在馈电元件20包含匹配电路等的情况下，L20优选超过零且为Le20以下。通过利用电感器等匹配电路，能够缩短L20(减小大小)。
另外，在将辐射元件30、40的基本模式的谐振频率下的真空中的电波波长设为λ0的情况下，适合的是，馈电元件20与辐射元件30、40的最短距离x为0.2×λ0以下(更优选0.1×λ0以下、进一步优选0.05×λ0以下)。通过以这样的最短距离x将馈电元件20和辐射元件30分离地配置，在提高辐射元件30、40的动作增益这一点上是有利的。
此外，最短距离x是指馈电元件20与辐射元件30、40中最接近部位之间的直线距离。另外，关于馈电元件20和辐射元件30、40，只要两者进行电磁场耦合即可，从任意方向看时既可以交叉也可以不交叉，其交叉角度也可以是任意的角度。
另外，在偶极模式的情况下，优选的是，馈电元件20与辐射元件30、40以最短距离x并行设置的距离是辐射元件30、40的长度的3/8以下。更优选1/4以下，进一步优选1/8以下。在环形模式的情况下，优选为辐射元件的环形的内周侧的周长的3/16以下。更优选1/8以下，进一步优选1/16以下。在单极模式的情况下，优选为辐射元件160、170的长度的3/4以下。更优选1/2以下，进一步优选1/4以下。成为最短距离x的位置是馈电元件20与辐射元件30、40的耦合强的部位，当按照最短距离x并行设置的距离长时，与辐射元件30、40的阻抗高的部分和低的部分这两方强力耦合，因此有时无法取得阻抗匹配。因此，以最短距离x并行设置的距离短，使得只与辐射元件30、40的阻抗变化少的部位强力耦合，这在进行阻抗匹配这一点上是有利的。
在图1的情况下，最短距离x是馈电元件20的端部21与辐射元件30的端部33的最短距离、馈电元件20的端部21与辐射元件40的端部43的最短距离。馈电部35位于端部33(可以包含端部33的附近处的辐射元件30的导体部分)，馈电部45位于端部43(可以包含端部43的附近处的辐射元件40的导体部分)。
图1的辐射元件30是通过被馈电元件20在馈电部35非接触地馈电(特别是通过以电磁场耦合被馈电)而作为在偶极模式下动作的天线(例如λ/2偶极天线)发挥功能的辐射导体。辐射元件40也是同样的。
另一方面，馈电元件20是能够对辐射元件30、40馈电的线状的馈电导体，但是也是通过在馈电点11被馈电而能够作为在单极模式下动作的天线(例如λ/4单极天线)发挥功能的辐射导体。
辐射元件30在相对于中央部32靠端部33的位置具有馈电部35，因此以高阻抗与馈电元件20电磁场耦合。同样地，辐射元件40在相对于中央部42靠端部43的位置具有馈电部45，因此以高阻抗与馈电元件20电磁场耦合。
在馈电元件20与辐射元件30和辐射元件40均以高阻抗进行电磁场耦合的状态下，关于天线1的指向性，相对于通过馈电元件20的YZ平面，如果环境一样则为线对称。
阻抗控制部120具有将馈电元件20与控制元件50连接的阻抗可变单元以及将馈电元件20与控制元件60连接的阻抗可变单元。阻抗可变单元是能够使馈电元件与控制元件之间的阻抗从低阻抗变化为高阻抗或从高阻抗变化为低阻抗的单元，例如是能够调整阻抗的阻抗调整部。
阻抗可变单元例如是能够将馈电元件与控制元件之间的阻抗选择性地切换为低阻抗和高阻抗中的某一方的开关。通过开关接通，馈电元件与控制元件之间的阻抗变为低阻抗，通过开关断开，馈电元件与控制元件之间的阻抗变为高阻抗。或者，阻抗可变单元例如也可以使馈电元件与控制元件之间的阻抗连续地向增加方向或减少方向变化。
控制元件50例如配置成：使馈电元件20与辐射元件30的电磁场耦合随着在辐射元件30的谐振频率下控制元件50与馈电元件20之间的阻抗可变单元的阻抗下降而减弱，从而使辐射元件30的作为辐射导体的功能下降。控制元件50例如也可以配置成：使馈电元件20与辐射元件30的电磁场耦合在控制元件50与馈电元件20之间的阻抗可变单元变为低阻抗时减弱，从而使辐射元件30变为不作为辐射导体而发挥功能。在图1的情况下，控制元件50配置成：使得在辐射元件30的谐振频率下控制元件50的成为高阻抗的部位与辐射元件30的成为低阻抗的部位相接近。控制元件50的成为高阻抗的部位例如是端部51，辐射元件30的成为低阻抗的部位例如是中央部32。
控制元件60也与控制元件50同样。控制元件60例如配置成：使馈电元件20与辐射元件40的电磁场耦合随着在辐射元件40的谐振频率下控制元件60与馈电元件20之间的阻抗可变单元的阻抗下降而减弱，从而使辐射元件40的作为辐射导体的功能下降。控制元件60例如也可以配置成：使馈电元件20与辐射元件40的电磁场耦合在控制元件60与馈电元件20之间的阻抗可变单元变为低阻抗时减弱，从而使辐射元件40变为不作为辐射导体而发挥功能。在图1的情况下，控制元件60配置成：使得在辐射元件40的谐振频率下控制元件60的成为高阻抗的部位与辐射元件40的成为低阻抗的部位相接近。控制元件60的成为高阻抗的部位例如是端部61，辐射元件40的成为低阻抗的部位例如是中央部42。
在处于在馈电元件20和辐射元件30的高阻抗部分(馈电部35)处进行电磁场耦合的状态的天线1中，利用阻抗控制部120，以低阻抗将馈电元件20与控制元件50连接。通过利用阻抗控制部120以低阻抗将馈电元件20与控制元件50连接，馈电元件20与辐射元件30的电磁场耦合减弱。即，在辐射元件30的谐振频率下，控制元件50的作为高阻抗部分的端部51与辐射元件30的作为低阻抗部分的中央部32接近地配置，因此通过馈电元件20与控制元件50以低阻抗连接而馈电元件20与辐射元件30的电磁场耦合减弱。同样地，在处于在馈电元件20和辐射元件40的高阻抗部分(馈电部45)处进行电磁场耦合的状态的天线1中，利用阻抗控制部120，以低阻抗将馈电元件20与控制元件60连接。通过利用阻抗控制部120以低阻抗将馈电元件20与控制元件60连接，馈电元件20与辐射元件40的电磁场耦合减弱。
因而，在馈电元件20与辐射元件30和辐射元件40均电磁场耦合时，通过使馈电元件20与控制元件50以低阻抗连接，馈电元件20与辐射元件30的电磁场耦合减弱。由此，辐射元件30的天线增益小于辐射元件40的天线增益，来自辐射元件40的辐射占主导，因此能够改变天线1的指向性。同样地，在馈电元件20与辐射元件30和辐射元件40均电磁场耦合时，通过使馈电元件20与控制元件60以低阻抗连接，馈电元件20与辐射元件40的电磁场耦合减弱。由此，辐射元件40的天线增益小于辐射元件30的天线增益，来自辐射元件30的辐射占主导，因此能够改变天线1的指向性。
另外，通过辐射元件30与馈电元件20的电磁场耦合以及辐射元件40与馈电元件20的电磁场耦合减弱，能够减小辐射元件30和辐射元件40这两方的天线增益。由此，例如能够降低天线1和搭载天线1的无线装置的SAR(SpecificAbsorptionRate：比吸收率)，来减少对人体的影响。
这样，根据天线1的结构，馈电元件20能够保持与辐射元件30和辐射元件40均非接触的状态来切换控制天线1的指向性。
此外，在图1的情况下，控制元件50与辐射元件30在以平行于Z轴的方向俯视时是重叠的。然而，控制元件50如果处于通过以低阻抗将馈电元件20与控制元件50连接而使馈电元件20与辐射元件30的电磁场耦合减弱的位置，则并不必须在以平行于Z轴的方向俯视时与辐射元件30重叠。例如，也可以在以平行于X轴或Y轴的方向等任意方向俯视时重叠。控制元件60与辐射元件40的重叠关系也同样。
阻抗控制部120例如具有阻抗调整部121，该阻抗调整部121通过降低馈电元件20与控制元件50之间的阻抗来使辐射元件30的作为辐射导体的功能下降。阻抗调整部121例如使馈电元件20与控制元件50之间的阻抗以接近零的方式变低，由此辐射元件30与馈电元件20的电磁场耦合减弱。阻抗调整部121例如是能够使馈电元件20与控制元件50之间的阻抗增减的阻抗可变单元的一例，例如是可变容量二极管等元件或具有该元件的电路。阻抗调整部121能够通过使馈电元件20与控制元件50之间的阻抗渐变(逐渐减少或逐渐增加)来连续地改变天线1的指向性。此外，阻抗控制部120也可以通过使阻抗调整部121所包含的晶体管等开关元件接通/断开来进行控制以切换天线1的指向性。
阻抗调整部121通过使馈电元件20与控制元件50之间为低阻抗(例如接通)，能够使流向馈电元件20与控制元件50之间的RF电流增加。由此，能够减弱辐射元件30与以低阻抗连接于控制元件50的馈电元件20的电磁场耦合，使辐射元件30的作为辐射导体的功能下降。反之，阻抗调整部121通过使馈电元件20与控制元件50之间为高阻抗(例如断开)，能够抑制或终止流向馈电元件20与控制元件50之间的RF电流。由此，辐射元件30能够与馈电元件20电磁场耦合。
同样地，阻抗控制部120例如具有阻抗调整部122，该阻抗调整部122通过降低馈电元件20与控制元件60之间的阻抗来使辐射元件40的作为辐射导体的功能下降。阻抗调整部122例如使馈电元件20与控制元件60之间的阻抗以接近零的方式变低，由此辐射元件40与馈电元件20的电磁场耦合减弱。阻抗调整部122可以具有与阻抗调整部121相同的功能，因此省略其说明。
图3是表示阻抗控制部120的结构的一例的图。阻抗控制部120具有电容器147、电感器143、144、148、可变容量二极管145、146以及直流电压源141、142。
电容器147与电感器148被串联连接，电容器147的一端连接于馈电元件20的端部21，电感器148的一端连接于接地平面70。控制元件50的一端经由可变容量二极管145连接于电容器147与电感器148的中间连接点，控制元件60的一端经由可变容量二极管146连接于电容器147与电感器148的中间连接点。电感器143与直流电压源141被串联连接，电感器143的一端连接于可变容量二极管145与控制元件50的中间连接点，直流电压源141的一端连接于接地平面70。电感器144与直流电压源142被串联连接，电感器144的一端连接于可变容量二极管146与控制元件60的中间连接点，直流电压源142的一端连接于接地平面70。
当直流电压源141提高直流电压的输出时，可变容量二极管145的电容变小，由此馈电元件20与控制元件50之间的阻抗变高，因此能够抑制或终止流向控制元件50的RF电流。由此，能够使馈电元件20与控制元件50的连接减弱或消失，因此能够使与馈电元件20电磁场耦合的辐射元件30作为辐射导体而发挥功能。
反之，当直流电压源141降低或停止直流电压的输出时，可变容量二极管145的电容变大，由此馈电元件20与控制元件50之间的阻抗变低，因此能够使流向控制元件50的RF电流增加。由此，能够使馈电元件20与控制元件50的连接增强，因此能够抑制或停止与馈电元件20电磁场耦合的辐射元件30的作为辐射导体的功能。
同样地，当直流电压源142提高直流电压的输出时，可变容量二极管146的电容变小，由此馈电元件20与控制元件60之间的阻抗变高，因此能够抑制或终止流向控制元件60的RF电流。由此，能够使馈电元件20与控制元件60的连接减弱或消失，因此能够使与馈电元件20电磁场耦合的辐射元件40作为辐射导体而发挥功能。
反之，当直流电压源142降低或停止直流电压的输出时，可变容量二极管146的电容变大，由此馈电元件20与控制元件60之间的阻抗变低，因此能够使流向控制元件60的RF电流增加。由此，能够使馈电元件20与控制元件60的连接增强，因此能够抑制或停止与馈电元件20电磁场耦合的辐射元件40的功能。
利用图3所示的阻抗控制部120，能够使馈电元件20与控制元件50之间的阻抗以及馈电元件20与控制元件60之间的阻抗渐变(逐渐减少或逐渐增加)。通过使阻抗渐变，不是通过接通/断开来切换指向性，而是能够按照周围的环境的变化来使指向性也逐渐变化。
图4和图5是例示了天线1的指向性的图。指向性(Directivity)表示天线1的基本模式的谐振频率(在该情况下，设定为1.485GHz)下的指向性增益。θ表示在通过馈电点11和接地平面70的中心点的YZ平面内与馈电元件20的延伸方向所成的角度，表示在通过接地平面70的中心点的ZX平面内与接地平面70的法线方向所成的角度(参照图1)。
图4示出馈电元件20与控制元件50之间的阻抗高且馈电元件20与控制元件60之间的阻抗高的状态。图5是示出馈电元件20与控制元件50之间的阻抗高且馈电元件20与控制元件60之间的阻抗低的状态。如图4、图5所示，能够切换天线1的指向性。
此外，天线1的构造相对于通过馈电点11的YZ平面具有对称性。因此，在与图5的情况相反地、馈电元件20与控制元件50之间的阻抗低且馈电元件20与控制元件60之间的阻抗高的状态的情况下，天线1具有相对于与图5所示的指向性之间线对称的指向性。
在图1中，天线1例如也可以具备匹配电路90，该匹配电路90与阻抗控制部120连动地调整辐射元件30和辐射元件40的基本模式的谐振频率。匹配电路90与阻抗控制部120改变辐射元件30同馈电元件20的耦合状态或改变辐射元件40同馈电元件20的耦合状态连动地调整谐振频率。匹配电路90例如被插入到馈电元件20或与馈电元件20连接。
即使由于辐射元件30与馈电元件20的耦合状态或辐射元件40与馈电元件20的耦合状态发生变化而辐射元件30或辐射元件40的基本模式的谐振频率发生变化，匹配电路90也能够对该谐振频率的变化进行校正。
图6是例示了天线1中匹配电路90的效果的S11特性图。a示出在不存在匹配电路90的情况下馈电元件20与控制元件50之间的阻抗高且馈电元件20与控制元件60之间的阻抗高的状态时(阻抗调整部121：高阻抗，阻抗调整部122：高阻抗)。b示出在存在匹配电路90的情况下馈电元件20与控制元件50之间的阻抗高且馈电元件20与控制元件60之间的阻抗高的状态时(阻抗调整部121：高阻抗，阻抗调整部122：高阻抗)。c示出在不存在匹配电路90的情况下馈电元件20与控制元件50之间的阻抗高且馈电元件20与控制元件60之间的阻抗低的状态时(阻抗调整部121：高阻抗，阻抗调整部122：低阻抗)。
图6示出匹配电路90包括串联地插入到馈电元件20的电感器(电感：15nH)以及插入到馈电元件20的端部21与接地平面70之间的电感器(电感：15nH)的情况。
在匹配电路90为非动作的情况下，当阻抗调整部122的状态从接通切换为断开时，有时辐射元件30的基本模式的谐振频率(在该情况下，1.485GHz)会偏离(从c变化为a)。然而，通过与阻抗调整部122的状态从接通切换为断开连动地使匹配电路90动作，能够防止辐射元件30的基本模式的谐振频率发生偏离(从c变化为b)。
此外，当使单位为mm时，将测定S11特性时的图1所示的各尺寸设为
L11：60
L12：30
L13：130
L14：10.5
L15：58
L16：30。另外，将馈电元件20、辐射元件30、40、控制元件50、60的各线宽设定为1mm。
另外，关于测定S11特性时的图2所示的各尺寸，将基板80设定为相对介电常数εr＝3.3、tanδ＝0.003、板厚H1＝0.8，将基板110设定为相对介电常数εr＝7.44、tanδ＝0.011、板厚H3＝1.1。另外，将基板80与基板110之间的间隙H2设定为2mm。
<天线装置201的结构>
图7是示出用于对具备天线1、2的天线装置201的动作进行分析的计算机上的模拟模型的立体图。使用了MicrowaveStudio(注册商标)(CST公司)作为电磁场模拟器。省略或简略与上述的实施方式相同的结构和效果的说明。
天线2具有与天线1同一或同样的结构，配置于相对于接地平面70与天线1相反的一侧。天线2具备馈电元件22、辐射元件36、辐射元件46、控制元件52、控制元件62、阻抗控制部125以及匹配电路91。
馈电元件22是与以接地平面70为接地基准的馈电点12连接的导体。馈电点12例如设置于接地平面70的外缘部72的中央部。外缘部72是相对于接地平面70的中央部与外缘部71相反的一侧的外缘部。
辐射元件36和辐射元件46分别与馈电元件22电磁场耦合。控制元件52在平行于Z轴的方向上与辐射元件36分离配置，控制元件62在平行于Z轴的方向上与辐射元件46分离配置。
阻抗控制部125是通过控制阻抗可变单元来使馈电元件22与控制元件52或使馈电元件22与控制元件62以低阻抗连接的控制单元的一例。阻抗控制部125例如具有与上述的阻抗调整部121相同的阻抗调整部123。阻抗调整部123例如使馈电元件22与控制元件52之间的阻抗变低，由此辐射元件36与馈电元件22的电磁场耦合减弱。同样地，阻抗控制部125例如具有与上述的阻抗调整部122相同的阻抗调整部124。阻抗调整部124例如使馈电元件22与控制元件62之间的阻抗变低，由此辐射元件46与馈电元件22的电磁场耦合减弱。
匹配电路91与上述的匹配电路90同样地，与阻抗控制部125连动地调整辐射元件36和辐射元件46的基本模式的谐振频率。
天线装置201通过具备天线1、2而作为MIMO(MultipleInputMultipleOutput：多输入多输出)天线发挥功能。另外，无论阻抗调整部121、122、123、124各自被调整为什么样的阻抗，天线装置201都能够将天线1与天线2之间的相关系数保持得低来切换控制天线1、2各自的指向性。
<天线3的结构>
图8是示出用于对作为本发明的一个实施方式的天线3的动作进行分析的计算机上的模拟模型的立体图。使用了MicrowaveStudio(注册商标)(CST公司)作为电磁场模拟器。省略或简略与上述的实施方式相同的结构和效果的说明。
天线3具备接地平面70、板状导体150、馈电元件20、辐射元件160、辐射元件170、控制元件50、控制元件60以及阻抗控制部120。馈电元件20、控制元件50、控制元件60、阻抗控制部120以及匹配电路90与图1相同。
接地平面70为具有至少一条边作为外缘部的平面状的接地图案，图8中例示了在XY平面内延伸的方形的接地平面70。图8的接地平面70具有：外缘部71，其在X轴方向上直线状地延伸；外缘部73，其在Y轴方向上直线状地延伸；外缘部72，其在X轴方向上直线状地延伸，与外缘部71相对；以及外缘部74，其在Y轴方向上直线状地延伸，与外缘部73相对。
板状导体150是以与接地平面70平行配置且在平行于Z轴的方向上隔开间隔的方式设置的平面状的导体。图8中例示了具有外缘部151、152、153、154且在XY平面内延伸的多边形的板状导体150。
在板状导体150具有以沿着接地平面70的至少一个外缘部的方式设置的外缘部的情况下，易于在板状导体150与接地平面70之间谐振，因此能够使天线3的谐振的数量增加。在图8的情况下，以板状导体150的外缘部151、152、153、154分别沿着接地平面70的外缘部71、72、73、74并行设置的方式平行设置。外缘部151在以平行于Z轴的方向俯视时与外缘部71的位置既可以一致也可以偏离。外缘部152、153、154也是同样的。
板状导体150具有在平行于Z轴的方向上与接地平面70隔开间隔地相对的相对部位。板状导体150是与接地平面70相距能够高频地耦合的距离的方形的导体。板状导体150具有：外缘部151，其在X轴方向上直线状地延伸；外缘部153，其在Y轴方向上直线状地延伸；外缘部152，其在X轴方向上直线状地延伸，与外缘部151相对；以及外缘部154，其在Y轴方向上直线状地延伸，与外缘部153相对。
馈电元件20是从辐射元件160和辐射元件170离开规定距离地配置的导体。例如，与辐射元件160和辐射元件170隔开具有平行于Z轴的方向分量的间隔地配置馈电元件20。
此外，在图8的情况下，馈电元件20与辐射元件160和辐射元件170在以平行于Z轴的方向俯视时是重叠的。然而，如果相距馈电元件20能够对辐射元件160和辐射元件170非接触地馈电的距离，则并不必须在以平行于Z轴的方向俯视时重叠。例如，也可以在以平行于X轴或Y轴的方向等任意方向俯视时重叠。
馈电元件20是能够通过辐射元件160的馈电部165对辐射元件160非接触地馈电、且能够通过辐射元件170的馈电部175对辐射元件170非接触地馈电的导体。
馈电元件20从馈电点11以在沿接地平面70的法线方向俯视时接近辐射元件160的一个端部163与辐射元件170的一个端部173之间的间隙131的方式延伸到端部21。馈电元件20具有从辐射元件160的端部163和辐射元件170的端部173离开规定距离的端部21，端部21位于间隙131的附近。
辐射元件160是与板状导体150连接的线状的导体，是从板状导体150的外缘部151向相对于外缘部151与板状导体150相反的一侧的方向突出的辐射导体。辐射元件160形成为辐射元件160的至少一部分与接地平面70在沿平行于Z轴的方向俯视时不重叠。辐射元件160具有一个端部164和另一个端部163，从一个端部164经由曲折部167而L字状地延伸到另一个端部163。端部164是连接于板状导体150的外缘部151的一个端部155附近的根部，端部163是没有连接其它导体的开放端。
辐射元件160例如是具有线状的辐射导体部分的线状导体，该线状的辐射导体部分配置成沿着接地平面70的外缘部71。辐射元件160例如具有导体部分161，该导体部分161在相对于外缘部71与接地平面70相反的一侧以从外缘部71离开规定的最短距离的状态在平行于外缘部71的方向上延伸。在图8的情况下，平行于外缘部71的方向是平行于X轴的方向。辐射元件160具有沿着外缘部71的导体部分161，由此例如能够容易地控制天线3的指向性。
图8中例示了在XY平面内配置的L字状的辐射元件160，但是辐射元件160也可以是直线状等其它形状。另外，辐射元件160也可以是具有在XY平面内延伸的导体部分以及在不同于XY平面的平面内延伸的导体部分的导体。
辐射元件170可以具有与辐射元件160同一或同样的形状，因此省略对其详细结构的说明。辐射元件170具有一个端部174和另一个端部173，是从端部174起L字状地延伸到端部173的天线导体。端部174是连接于板状导体150的外缘部151的一个端部156附近的根部，端部173是没有连接其它导体的开放端。辐射元件170例如具有导体部分171，该导体部分171在相对于外缘部71与接地平面70相反的一侧以从外缘部71离开规定的最短距离的状态在平行于外缘部71的方向上延伸。
辐射元件170和辐射元件160是向互不相同的方向延伸的导体，是向与馈电元件20彼此接近的方向延伸的导体。在图8的情况下，辐射元件170和辐射元件160是配置在相互相同的XY平面内的导体，但是也可以是配置在互不相同的平面内的导体。另外，在图8的情况下，辐射元件160的导体部分161和辐射元件170的导体部分171位于一条直线上，但是也可以位于互不相同的直线上。
此外，在图8的情况下，辐射元件160与馈电元件20在以Z轴方向俯视时重叠，但是如果相距馈电元件20能够与辐射元件160电磁场耦合的距离，则并不必须在以Z轴方向俯视时重叠。例如，也可以在以X轴或Y轴方向等任意方向俯视时重叠。
馈电元件20和辐射元件160例如以能够相互高频地进行耦合的距离分离配置。经由馈电元件20对辐射元件160非接触地馈电。通过这样被馈电，辐射元件160作为天线的辐射导体而发挥功能。如图8所示，在辐射元件160是一端连接于大面积的板状导体150、另一端为开放端的线状导体的情况下，在辐射元件160上形成与λ/4单极天线相同的谐振电流(驻波状地分布的电流)。即，辐射元件160作为以规定频率的四分之一波长进行谐振的单极天线而发挥功能(以下称为单极模式)。
辐射元件170可以具有与辐射元件160同一或同样的形状，因此省略对其详细结构的说明。馈电元件20和辐射元件170例如以能够相互进行电磁场耦合的距离分离配置。经由馈电元件20对辐射元件170非接触地馈电。通过这样被馈电，辐射元件170作为天线的辐射导体而发挥功能。
另外，将辐射元件160、170的产生谐振的基本模式的电气长度设为Le160、Le170、将在辐射元件160、170的基本模式的谐振频率f1下的辐射元件160、170上的波长设为λ时，Le160、Le170为(1/8)·λ以上且(3/8)·λ以下。
另外，在辐射元件的谐振的基本模式是单极模式(辐射元件与板状导体的外缘部连接并具有开放端)的情况下，所述Le160、Le170优选为(1/8)·λ以上且(3/8)·λ以下，更优选为(3/16)·λ以上且(5/16)·λ以下，特别优选为(7/32)·λ以上且(9/32)·λ以下。如果Le160、Le170在该范围内，则辐射元件160、170充分地作为辐射导体而发挥功能，天线3的效率好，从而优选。
此外，在将辐射元件的基本模式的谐振频率下的真空中的电波的波长设为λ0、将因安装环境产生的缩短效应的缩短率设为k2时，通过λg2＝λ0·k2来决定辐射元件160、170的物理长度L160、L170(在图8的情况下，与L18+L19相当)。在此，k2是根据辐射元件160、170的环境的有效相对介电常数(εr2)和有效相对磁导率(μr2)等的设置了辐射元件的电介体基材等介质(环境)的相对介电常数、相对磁导率、以及厚度、谐振频率等而计算出的值。即，在辐射元件的谐振的基本模式是单极模式的情况下，L160、L170为(1/8)·λg2以上且(3/8)·λg2以下。辐射元件160、170的物理长度L160、L170是产生Le160、Le170的物理长度，在不包含其它要素的理想的情况下与Le160、Le170相等。即使通过利用电感器等匹配电路而L160、L170缩短，L160、L170也优选超过零且为Le160、Le170以下，特别优选为Le160、Le170的0.4倍以上且1倍以下。
另外，在图8的情况下，通过使作为馈电元件20向辐射元件160、170馈电的部位的馈电部165、175位于辐射元件160、170的、从与板状导体150连接的辐射元件160、170的基本模式的谐振频率下的阻抗最低的部分(端部164、174)接近另一个端部163、173一侧的部位，能够容易地取得天线3的阻抗匹配。特别优选使馈电部165、175位于比中央部162、172靠端部163、173侧的位置。此外，馈电部165、175是以辐射元件160、170与馈电元件20最接近的辐射元件160、170的导体部分中的最接近馈电点11的部分定义的部位。另外，馈电部165、175是针对辐射元件160、170单体的馈电部位，不是作为天线3的馈电部位。作为天线3的馈电部位是馈电点11。
在单极模式的情况下，辐射元件160、170的阻抗随着从辐射元件160、170的端部164、174接近端部163、173而变高。在电磁场耦合中的以高阻抗耦合的情况下，即使馈电元件20与辐射元件160、170之间的阻抗稍微变化，如果通过固定以上的高阻抗进行耦合，则对阻抗匹配的影响也小。因此，为了容易地取得匹配，优选使辐射元件160、170的馈电部165、175位于辐射元件160、170的高阻抗的部分。
例如，为了容易地取得天线3的阻抗匹配，馈电部165、175可以位于与辐射元件160、170的基本模式的谐振频率下的阻抗最低的部分(端部164、174)相距辐射元件160、170的总长的1/4以上且(优选1/3以上，更优选1/2以上)的距离的部位，更优选位于比中央部162、172靠端部163、173侧的位置。在图8的情况下，辐射元件160、170的总长与L18+L19相当，馈电部165、175位于比中央部162、172靠端部163、173侧的位置。
这样，在天线3的结构的情况下，即使设置具有比较大的面积的板状导体150，也通过馈电元件20对辐射元件160、170非接触地馈电，因此能够放宽辐射元件160、170或馈电元件20的形态、布局等的限制。只要能够确保馈电元件20能够对辐射元件160、170非接触地馈电的距离，就可以自由地决定馈电元件20与辐射元件160、170的位置关系，因此能够容易地实现使天线3充分地发挥功能。
图9是示意性地示出天线3的各结构的Z轴方向的位置关系的图。省略或简略与上述的实施方式相同的结构和效果的说明。馈电元件20和辐射元件160、170例如以能够相互进行电磁场耦合的距离分离配置。
接地平面70和板状导体150也可以通过连接导体84而直流地连接。连接导体84的数量既可以是一个也可以是多个。在基板80中设置有发热体83的情况下，能够使发热体83所发出的热经由基板80和连接导体84传导到板状导体150。
板状导体150能够作为具有散热作用的散热板或散热片而发挥功能。板状导体150既可以散出设置于基板80的发热体83的热，也可以散出设置于基板110的未图示的发热体的热。
作为连接导体84的具体例子，能够列举通孔、电线等的布线、金属板等。作为发热体83的具体例子，能够列举安装于基板80的电路结构部件(晶体管、IC等)。
图8中例示了将接地平面70的外缘部74与板状导体150的外缘部154连接的细长的金属板以及将接地平面70的外缘部73与板状导体150的外缘部153连接的细长的金属板作为连接导体84。
辐射元件160在相对于中央部162靠端部163的位置具有馈电部165，因此馈电元件20与辐射元件160的高阻抗部分电磁场耦合。同样地，辐射元件170在相对于中央部172靠端部173的位置具有馈电部175，因此馈电元件20以辐射元件170的高阻抗进行电磁场耦合。
在馈电元件20与辐射元件160和辐射元件170均以高阻抗匹配的状态进行电磁场耦合的状态下，关于天线3的指向性，相对于通过馈电元件20的YZ平面，如果环境一样则为线对称。
阻抗控制部120是通过控制阻抗可变单元来使馈电元件20与控制元件50以及馈电元件20与控制元件60以阻抗可变的方式连接的控制单元的一例。图8的阻抗控制部120的结构和功能与上述的内容相同。
图10和图11是例示了天线3的指向性的图。指向性表示天线3的基本模式的谐振频率(在该情况下，设定为1.175GHz)下的指向性增益。θ表示在通过馈电点11和接地平面70的中心点的YZ平面内与馈电元件20的延伸方向所成的角度，表示在通过接地平面70的中心点的ZX平面内与接地平面70的法线方向所成的角度(参照图8)。
图10示出馈电元件20与控制元件50之间的阻抗高且馈电元件20与控制元件60之间的阻抗高的状态。图11示出馈电元件20与控制元件50之间的阻抗高且馈电元件20与控制元件60之间的阻抗低的状态。如图10、图11所示，能够切换天线3的指向性。
此外，天线3的构造相对于通过馈电点11的YZ平面具有对称性。因此，在与图11的情况相反地、馈电元件20与控制元件50之间的阻抗低且馈电元件20与控制元件60之间的阻抗高的状态的情况下，天线3具有相对于与图11所示的指向性之间线对称的指向性。
在图8中，天线3例如也可以具备匹配电路90，该匹配电路90与阻抗控制部120连动地调整辐射元件160和辐射元件170的基本模式的谐振频率。匹配电路90与阻抗控制部120改变辐射元件160同馈电元件20的耦合状态或改变辐射元件170同馈电元件20的耦合状态连动地调整谐振频率。匹配电路90例如被插入到馈电元件20或与馈电元件20连接。。
即使由于辐射元件160与馈电元件20的耦合状态或辐射元件170与馈电元件20的耦合状态发生变化而辐射元件160或辐射元件170的基本模式的谐振频率发生变化，匹配电路90也能够对该谐振频率的变化进行校正。
图12是例示了天线3中匹配电路90的效果的S11特性图。d示出在不存在匹配电路90的情况下馈电元件20与控制元件50之间的阻抗高且馈电元件20与控制元件60之间的阻抗高的状态时(阻抗调整部121：高阻抗，阻抗调整部122：高阻抗)。e示出在存在匹配电路90的情况下馈电元件20与控制元件50之间的阻抗高且馈电元件20与控制元件60之间的阻抗高的状态时(阻抗调整部121：高阻抗，阻抗调整部122：高阻抗)。f示出在不存在匹配电路90的情况下馈电元件20与控制元件50之间的阻抗高且馈电元件20与控制元件60之间的阻抗低的状态时(阻抗调整部121：高阻抗，阻抗调整部122：低阻抗)。
图12示出匹配电路90包括串联地插入到馈电元件20的电感器(电感：15nH)以及插入到馈电元件20的端部21与接地平面70之间的电感器(电感：15nH)的情况。
在匹配电路90为非动作的情况下，当阻抗调整部122的状态从接通切换为断开时，有时辐射元件160的基本模式的谐振频率(在该情况下，1.175GHz)会偏离(从f变化为d)。然而，通过与阻抗调整部122的状态从接通切换为断开连动地使匹配电路90动作，能够防止辐射元件160的基本模式的谐振频率发生偏离(从f变化为e)。
此外，当使单位为mm时，将测定S11特性时的图8所示的各尺寸设为
L11：120
L12：80
L13：60
L14：10.5
L16：29.5
L17：80
L18：10.5
L19：26.5
L22：60。
另外，将馈电元件20、辐射元件160、170、控制元件50、60的各线宽设定为1mm。
另外，关于测定S11特性时的图9所示的各尺寸，将基板80设定为相对介电常数εr＝3.3、tanδ＝0.003、板厚H1＝0.8，将基板110设定为相对介电常数εr＝7.44、tanδ＝0.011、板厚H3＝1.1。另外，将基板80与基板110的间隙H2设定为2mm。
<天线装置202的结构>
图13是示出用于对具备天线3、4的天线装置202的动作进行分析的计算机上的模拟模型的立体图。使用了MicrowaveStudio(注册商标)(CST公司)作为电磁场模拟器。省略或简略与上述的实施方式相同的结构和效果的说明。
天线4具有与天线3同一或同样的结构，配置于相对于接地平面70与天线3相反的一侧。天线4具备馈电元件22、辐射元件166、辐射元件176、控制元件52、控制元件62、阻抗控制部125以及匹配电路91。
辐射元件166和辐射元件176分别与馈电元件22电磁场耦合。控制元件52在平行于Z轴的方向上与辐射元件166分离配置，控制元件62在平行于Z轴的方向上与辐射元件176分离配置。
天线装置202通过具备天线3、4，而作为MIMO(MultipleInputMultipleOutput)天线发挥功能。另外，不管阻抗调整部121、122、123、124的阻抗如何，天线装置202都能够将天线3与天线4之间的相关系数保持得低来切换控制天线3、4各自的指向性。
图14至图17是示出天线装置202中天线3的反射系数S11、天线4的反射系数S22、谐振频率(在该情况下，1.175GHz)下的相关系数的图。利用S参数来计算相关系数。图18至图25是例示了天线装置202的指向性的图。指向性表示天线装置202的基本模式的谐振频率(在该情况下，设定为1.175GHz)下的指向性增益。θ表示在通过馈电点11、12和接地平面70的中心点的YZ平面内与馈电元件20的延伸方向所成的角度，表示在通过接地平面70的中心点的ZX平面内与接地平面70的法线方向所成的角度(参照图13)。
图14、图18、图19示出了馈电元件20与控制元件50之间的阻抗高、馈电元件20与控制元件60之间的阻抗高、馈电元件22与控制元件52之间的阻抗高且馈电元件22与控制元件62之间的阻抗高的状态。
图15、图20、图21示出了馈电元件20与控制元件50之间的阻抗高、馈电元件20与控制元件60之间的阻抗高、馈电元件22与控制元件52之间的阻抗高且馈电元件22与控制元件62之间的阻抗低的状态。
图16、图22、图23示出了馈电元件20与控制元件50之间的阻抗高、馈电元件20与控制元件60之间的阻抗低、馈电元件22与控制元件52之间的阻抗低且馈电元件22与控制元件62之间的阻抗高的状态。
图17、图24、图25示出了馈电元件20与控制元件50之间的阻抗高、馈电元件20与控制元件60之间的阻抗低、馈电元件22与控制元件52之间的阻抗高且馈电元件22与控制元件62之间的阻抗低的状态。
在图14、图16、图17中，S11与S22大致重叠。图14至图17时的相关系数分别为0.004、0.005、0.099、0.007。这些相关系数的值均充分满足MIMO天线所要求的基准。另外，图18、图20、图22、图24示出天线3的指向性，图19、图21、图23、图25示出天线4的指向性。这样，即使天线3与天线4共享接地平面70，也能够将天线3与天线4之间的相关系数保持得低来切换天线3、4各自的指向性。
此外，测定天线装置202的S11、S22特性时的图13和图9所示的各尺寸与测定图8的天线3的S11特性时的上述值相同。
<天线5的结构>
图26是示出用于对作为本发明的一个实施方式的天线5的动作进行分析的计算机上的模拟模型的立体图。使用了MicrowaveStudio(注册商标)(CST公司)作为电磁场模拟器。省略或简略与上述的实施方式相同的结构和效果的说明。
天线5将图8的天线3的板状导体150镂空来设置开口部157。在以平行于Z轴的方向俯视时能够从开口部157视觉识别基板80。通过在板状导体150上设置开口部157，例如能够提高安装于基板80的部件的高度的容许值、或安装其它天线、IC标签等。
图27是示出开口部157的开口尺寸L21(参照图26)为0mm、20mm、40mm、60mm这四个的情况下的天线5的S11的测定值的图表。“L21＝0mm”表示未设置开口部157的情况。在图27中，四个的情况下的S11大致重叠。如图27所示，即使在板状导体150上设置开口部157，也能够使谐振频率几乎不变化地使天线5动作。
<天线6的结构>
图28是作为本发明的一个实施方式的天线6的立体图。省略或简略与上述的实施方式相同的结构和效果的说明。
天线6具有与图1的天线1相同的结构，各结构具有与天线1相同的位置关系。天线6具备以沿着接地平面70的外缘部的方式配置的L字状的辐射元件30、40以及以沿着接地平面70的外缘部的方式配置的L字状的控制元件50、60。天线6相对于YZ平面具有对称构造。
辐射元件30具有以沿着外缘部71的方式延伸的导体部分以及以沿着外缘部73的方式延伸的导电部分。辐射元件40具有以沿着外缘部71的方式延伸的导体部分以及以沿着外缘部74的方式延伸的导电部分。接地平面70具有彼此相对的外缘部73和外缘部74。
通过以使接地平面70夹在辐射元件30的导体部分与辐射元件40的导体部分之间的方式配置辐射元件30和辐射元件40，能够容易地控制天线6的指向性。例如，通过辐射元件30具有以沿着外缘部73的方式配置的导体部分且辐射元件40具有以沿着与外缘部73相对的外缘部74的方式配置的导体部分，能够容易地控制天线6的指向性。
图29是示出阻抗控制部120的一例的图。阻抗控制部120具有电感器243、244、247、248、251、252、电容器249、250、253、254、可变容量二极管245、246以及直流电压源241、242。
电感器251的一端与控制元件50的一端连接，电感器251的另一端与馈电元件20的端部21连接。电容器253与电感器243的串联电路连接于电感器251同控制元件50的连接点与直流电压源241的正极之间，电容器249与电感器247的串联电路连接于电感器251同馈电元件20的连接点与直流电压源241的负极之间。直流电压源241的负极与接地平面70连接。可变容量二极管245具有连接于电容器253与电感器243的连接点的正极以及连接于电容器249与电感器247的连接点的负极。
电感器252的一端与控制元件60的一端连接，电感器252的另一端与馈电元件20的端部21连接。电容器254与电感器244的串联电路连接于电感器252同控制元件60的连接点与直流电压源242的正极之间，电容器250与电感器248的串联电路连接于电感器252同馈电元件20的连接点与直流电压源242的负极之间。直流电压源242的负极与接地平面70连接。可变容量二极管246具有连接于电容器254与电感器244的连接点的正极以及连接于电容器250与电感器248的连接点的负极。
当直流电压源241对直流电压V1的输出进行控制来调整可变容量二极管245的电容而提高馈电元件20与控制元件50之间的阻抗时，能够抑制或终止流向控制元件50的RF电流。由此，能够使馈电元件20与控制元件50的连接减弱或消失，因此能够使与馈电元件20电磁场耦合的辐射元件30作为辐射导体而发挥功能。
反之，当直流电压源241对直流电压V1的输出进行控制来调整可变容量二极管245的电容而降低馈电元件20与控制元件50之间的阻抗时，能够使流向控制元件50的RF电流增加。由此，能够使馈电元件20与控制元件50的连接增强，因此能够抑制或停止与馈电元件20电磁场耦合的辐射元件30的作为辐射导体的功能。
同样地，当直流电压源242对直流电压V2的输出进行控制来调整可变容量二极管246的电容而提高馈电元件20与控制元件60之间的阻抗时，能够抑制或终止流向控制元件60的RF电流。由此，能够使馈电元件20与控制元件60的连接减弱或消失，因此能够使与馈电元件20电磁场耦合的辐射元件40作为辐射导体而发挥功能。
反之，当直流电压源242对直流电压V2的输出进行控制来调整可变容量二极管246的电容而降低馈电元件20与控制元件60之间的阻抗时，能够使流向控制元件60的RF电流增加。由此，能够使馈电元件20与控制元件60的连接增强，因此能够抑制或停止与馈电元件20电磁场耦合的辐射元件40的功能。
利用图29所示的阻抗控制部120，能够使馈电元件20与控制元件50之间的阻抗以及馈电元件20与控制元件60之间的阻抗渐变(逐渐减少或逐渐增加)。通过使阻抗渐变，不是通过接通/断开来切换指向性，而是能够按照周围的环境的变化来使指向性也逐渐变化。
图30是表示天线6的指向性通过图29的阻抗控制部120而连续地变化的一个方式的图。指向性表示天线6的基本模式的谐振频率(在该情况下，设定为1.91GHz)下的指向性增益。表示在通过接地平面70的中心点的ZX平面内与接地平面70的法线方向所成的角度(参照图28)。时的指向性表示天线6的Z轴方向的天线增益。
如图30所示，在将直流电压源241的直流电压V1固定为规定的值(在该情况下，零)的状态下，随着直流电压源242的直流电压V2变高，指向性增益的峰值的角度从0°附近向90°连续地变化。虽然在图30中未示出，但是能够反之在将直流电压源242的直流电压V2固定为规定的值(例如，零)的状态下，随着提高直流电压源241的直流电压V1，指向性增益的峰值的角度从0°附近向-90°连续地变化。这样，阻抗控制部120能够连续地改变天线6的指向性。
此外，当使单位为mm时，将测定图30时的图1所示各部的尺寸设为
L11：120
L12：68.2
L13：38.75
L14：8.525
L15a：21.475
L15b：34.1
L16a：23.675
L16b：8.525
L23：60。
另外，将馈电元件20、辐射元件30、40、控制元件50、60的各线宽设为1mm。
另外，关于测定图30时的图2所示的各尺寸，将基板80设定为相对介电常数εr＝3.3、tanδ＝0.003、板厚H1＝0.8，将基板110设定为相对介电常数εr＝7.44、tanδ＝0.011、板厚H3＝1.1。另外，将基板80与基板110的间隙H2设定为2mm。
另外，关于测定图30时的图29所示的各元件，将电感器251、252的电感设定为1.5nH，将电感器243、244、247、248的电感设定为15nH，将电容器249、250、253、354的电容设定为2.2pF。
<天线装置203的结构>
图31是表示具备与图1的天线1所具有的形态相同的形状的四个天线211、212、213、214的天线装置203的一例的俯视图。天线211具有辐射元件，该辐射元件具有以沿着接地平面70的外缘部71的方式配置的导体部分。天线212具有辐射元件，该辐射元件具有以沿着与外缘部71相对的外缘部72的方式配置的导体部分。天线213具有辐射元件，该辐射元件具有以沿着外缘部73的方式配置的导体部分。天线214具有辐射元件，该辐射元件具有以沿着与外缘部73相对的外缘部74的方式配置的导体部分。
天线装置203通过具备天线211、212、213、214而作为四信道的MIMO(MultipleInputMultipleOutput)天线发挥功能。另外，即使各天线共享接地平面70，天线装置203也能够不管各天线的阻抗调整部121、122的阻抗如何，都将各天线之间的相关系数保持得低来切换控制各天线的指向性。
图32是表示具备与图1的天线1所具有的形态相同的形状的四个天线221、222、223、224的天线装置204的一例的俯视图。天线221具有辐射元件，该辐射元件具有以沿着外缘部71、73的方式配置的导体部分。天线222具有辐射元件，该辐射元件具有以沿着外缘部72、73的方式配置的导体部分。天线223具有辐射元件，该辐射元件具有以沿着外缘部72、74的方式配置的导体部分。天线224具有辐射元件，该辐射元件具有以沿着外缘部71、74的方式配置的导体部分。
天线装置204也与图31的天线装置203同样地，作为四信道的MIMO(MultipleInputMultipleOutput)天线而发挥功能，能够将各天线之间的相关系数保持得低来切换控制各天线的指向性。
以上，根据实施方式说明了天线、天线装置以及无线装置，但本发明并不限定于上述实施方式。在本发明的范围内能够进行与其它实施方式的一部分或全部的组合、置换等各种变形以及改进。
例如，天线不限于图示的形态。例如，天线也可以具有与辐射元件直接连接或经由连接导体与辐射元件间接连接的导体部分，还可以具有与辐射元件高频地(例如，电容性地)耦合的导体部分。
另外，馈电元件、辐射元件以及控制元件不限于直线状地延伸的线状导体，也可以包含弯曲的导体部分。例如，可以包含L字状的导体部分，也可以包含蛇形的导体部分，还可以包含中途分支的导体部分。
另外，具有接地平面的传输线路不限于微带线。例如能够列举带状线、带接地平面的共平面波导(在与导体面相反的一侧的表面配置了接地平面的共平面波导：coplanarwaveguide)等。
另外，接地平面不限于图示的外形形状，也可以是具有其它外形形状的导体图案。另外，接地平面不限定于形成为平面状的形态，也可以是形成为曲面状的形态。同样地，板状导体不限于图示的外形形状，也可以是具有其它外形形状的导体。另外，板状导体不限于形成为平面状的形态，也可以是形成为曲面状的形态。
另外，“板状”也包含“箔状”或“薄膜状”的含义。
另外，通过将一对辐射元件(例如，在图1的情况下，辐射元件30、40)与接地平面的外缘部并行设置的长度设定为相互相等，能够容易地控制天线的指向性。
另外，通过将设置于天线装置的各天线的指向性控制为朝向相互相同的方向，能够使天线装置作为分集天线而发挥功能。
本国际申请主张基于2013年6月21日申请的日本专利申请第2013-131195号的优先权，在本国际申请中引用日本专利申请第2013-131195号的全部内容。
附图标记说明
1、2、3、4、5、211、212、213、214、221、222、223、224：天线；11、12：馈电点；20、22：馈电元件；21：端部；30、40、36、46：辐射元件；31、41：导体部分；32、42：中央部；33、34、43、44：端部；35、45：馈电部；50、60、52、62：控制元件；51、61：端部；70：接地平面；71、72、73、74：外缘部；80、110：基板；82：带导体；83：发热体；84：连接导体；90、91：匹配电路；100：无线通信装置；120、125：阻抗控制部；121、122、123、124：阻抗调整部；130、131：间隙；150：板状导体；151、152、153、154：外缘部；155、156：端部；157：开口部；160、170、166、176：辐射元件；201、202、203、204：天线装置。

Claims (17)

1.一种天线，具备：
馈电元件，其与馈电点连接；
第一辐射元件，其与所述馈电元件分离配置，通过与所述馈电元件进行电磁场耦合来被馈电，该第一辐射元件作为辐射导体而发挥功能；
第二辐射元件，其与所述馈电元件分离配置，通过与所述馈电元件进行电磁场耦合来被馈电，该第二辐射元件作为辐射导体而发挥功能；
第一控制元件，其经由阻抗可变单元与所述馈电元件连接，且该第一控制元件配置成使所述馈电元件与所述第一辐射元件的电磁场耦合随着在所述第一辐射元件的谐振频率下该阻抗可变单元的阻抗下降而减弱，从而使所述第一辐射元件的作为辐射导体的功能下降；
第二控制元件，其经由阻抗可变单元与所述馈电元件连接，且该第二控制元件配置成使所述馈电元件与所述第二辐射元件的电磁场耦合随着在所述第二辐射元件的谐振频率下该阻抗可变单元的阻抗下降而减弱，从而使所述第二辐射元件的作为辐射导体的功能下降；以及
控制单元，其对所述馈电元件与所述第一控制元件的连接以及所述馈电元件与所述第二控制元件的连接中的阻抗可变单元进行控制。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，
所述第一控制元件配置成：使所述馈电元件与所述第一辐射元件的电磁场耦合当在所述第一辐射元件的谐振频率下所述第一控制元件与所述馈电元件之间的阻抗可变单元变为低阻抗时减弱，从而使所述第一辐射元件变为不作为辐射导体而发挥功能，
所述第二控制元件配置成：使所述馈电元件与所述第二辐射元件的电磁场耦合当在所述第二辐射元件的谐振频率下所述第二控制元件与所述馈电元件之间的阻抗可变单元变为低阻抗时减弱，从而使所述第二辐射元件变为不作为辐射导体而发挥功能。
3.一种天线，具备：
馈电元件，其与馈电点连接；
第一辐射元件，其与所述馈电元件分离配置，通过与所述馈电元件进行电磁场耦合来被馈电，该第一辐射元件作为辐射导体而发挥功能；
第二辐射元件，其与所述馈电元件分离配置，通过与所述馈电元件进行电磁场耦合来被馈电，该第二辐射元件作为辐射导体而发挥功能；
第一控制元件，其经由阻抗可变单元与所述馈电元件连接；
第二控制元件，其经由阻抗可变单元与所述馈电元件连接；以及
控制单元，其对所述馈电元件与所述第一控制元件的连接以及所述馈电元件与所述第二控制元件的连接中的阻抗可变单元进行控制，
其中，所述第一控制元件配置成：使得在所述第一辐射元件的谐振频率下所述第一控制元件的成为高阻抗的部位与所述第一辐射元件的成为低阻抗的部位相接近，
所述第二控制元件配置成：使得在所述第二辐射元件的谐振频率下所述第二控制元件的成为高阻抗的部位与所述第二辐射元件的成为低阻抗的部位相接近。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的天线，其特征在于，
所述控制单元通过降低所述馈电元件与所述第一控制元件之间的阻抗来使所述第一辐射元件的作为辐射导体的功能下降，通过降低所述馈电元件与所述第二控制元件之间的阻抗来使所述第二辐射元件的作为辐射导体的功能下降。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的天线，其特征在于，
所述馈电元件从所述馈电点以接近所述第一辐射元件与所述第二辐射元件之间的间隙的方式延伸。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的天线，其特征在于，
将所述馈电元件的产生谐振的基本模式的电气长度设为Le20、将所述第一辐射元件的产生谐振的基本模式的电气长度设为Le30、将所述第二辐射元件的产生谐振的基本模式的电气长度设为Le40、将在所述第一辐射元件和所述第二辐射元件的基本模式的谐振频率下的所述馈电元件上的波长或所述第一辐射元件和所述第二辐射元件上的波长设为λ时，Le20为(3/8)·λ以下，并且，Le30和Le40在所述第一辐射元件或所述第二辐射元件的谐振的基本模式是偶极模式的情况下为(3/8)·λ以上且(5/8)·λ以下，Le30和Le40在所述第一辐射元件或所述第二辐射元件的谐振的基本模式是环形模式的情况下为(7/8)·λ以上且(9/8)·λ以下，Le30和Le40在所述第一辐射元件或所述第二辐射元件的谐振的基本模式是单极模式的情况下为(1/8)·λ以上且(3/8)·λ以下。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的天线，其特征在于，
在将所述第一辐射元件和所述第二辐射元件的基本模式的谐振频率下的真空中的电波的波长设为λ0的情况下，
所述馈电元件与所述第一辐射元件之间的最短距离和所述馈电元件与所述第二辐射元件之间的最短距离为0.2×λ0以下。
8.根据权利要求1～7中的任一项所述的天线，其特征在于，
还具备匹配电路，该匹配电路与所述控制单元连动地调整所述第一辐射元件和所述第二辐射元件的基本模式的谐振频率。
9.根据权利要求1～8中的任一项所述的天线，其特征在于，
关于所述馈电元件向所述第一辐射元件和所述第二辐射元件馈电的馈电部，在偶极模式的情况下，所述馈电部位于所述第一辐射元件和所述第二辐射元件的与基本模式的谐振频率下的阻抗最低的部分相距所述第一辐射元件或所述第二辐射元件的长度的1/8以上的距离的部位，在单极模式的情况下，所述馈电部位于所述第一辐射元件和所述第二辐射元件的与基本模式的谐振频率下的阻抗最低的部分相距所述第一辐射元件或所述第二辐射元件的总长的1/4以上的距离的部位，在环形模式的情况下，所述馈电部位于所述第一辐射元件和所述第二辐射元件的与基本模式的谐振频率下的阻抗最高的部分相距所述第一辐射元件或所述第二辐射元件的环形的内周侧的周长的3/16以下的距离的范围内的部位。
10.根据权利要求1～9中的任一项所述的天线，其特征在于，
关于所述馈电元件与所述第一辐射元件以最短距离并行设置的距离或所述馈电元件与所述第二辐射元件以最短距离并行设置的距离，在偶极模式的情况下，该以最短距离并行设置的距离为所述第一辐射元件或所述第二辐射元件的长度的3/8以下，在环形模式的情况下，该以最短距离并行设置的距离为所述第一辐射元件或所述第二辐射元件的环形的内周侧的周长的3/16以下，在单极模式的情况下，该以最短距离并行设置的距离为所述第一辐射元件或所述第二辐射元件的长度的3/4以下。
11.根据权利要求1～10中的任一项所述的天线，其特征在于，
还具备接地平面，
所述馈电元件向与所述接地平面分离的方向延伸，
所述第一辐射元件和所述第二辐射元件具有沿着所述接地平面的边缘部的部位。
12.根据权利要求1～11中的任一项所述的天线，其特征在于，
还具备板状导体，该板状导体具有与所述接地平面隔开间隔地相对的部位，
所述第一辐射元件和所述第二辐射元件与所述板状导体连接。
13.根据权利要求12所述的天线，其特征在于，
所述接地平面与所述板状导体以直流方式连接。
14.根据权利要求12或13所述的天线，其特征在于，
所述板状导体具有散热作用。
15.一种天线装置，
具备多个根据权利要求1～11中的任一项所述的天线，
多个该天线共用成为所述馈电点的接地基准的接地平面。
16.一种无线装置，具备根据权利要求1～14中的任一项所述的天线。
17.一种无线装置，
具备多个根据权利要求1～14中的任一项所述的天线，
多个该天线共用成为所述馈电点的接地基准的接地平面。
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