CN107017459A - 天线装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种天线装置，目的在于使隔离特性变得良好，使天线能够小型化，并且改善天线间的增益差和定向性偏差。第一天线(10)和第二天线以角度θ1配置成V字形。由此，使隔离特性变得良好，并能够使天线小型化，并且由于提高了天线间的增益差和定向性偏差，所以改善了平均增益中的定向性。

Description

天线装置

技术领域

本发明涉及具备多个天线并特别应用于MIMO(多输入多输出：multiple-inputand multiple-output)而优选的天线装置。

背景技术

在无线通信中，已知在发射机和接收机双方中使用多个天线，并能够使通信质量提高的MIMO。由于在MIMO中，即使不强化带宽或发射输出也能够改善数据的吞吐量或能够链接的距离，所以频带的利用效率高，且能够提高链路的可靠性或多样性，所以是在无线通信业界引人注目的技术。由于MIMO是空间复用通信的一种，也复用无线模块，并同时使用多个天线，所以需要多个天线。

在专利文献1中记载了能够应用于MIMO的以往的天线装置。在该以往的天线装置中，为了提供一种能够一边抑制布线图案设计的自由度下降，一边减小天线元件间的互耦的多天线装置，具备第一天线元件、第二天线元件以及配置在第一天线元件与第二天线元件之间的非接地的无馈电元件。该无馈电元件由与第一天线元件对置地配置的第一对置部、与第二天线元件对置地配置的第二对置部以及连结第一对置部和第二对置部的连结部构成，能够将：由与第一天线元件的直接耦合引起并流经第二天线元件的电流的方向、由无馈电元件的第二对置部的电流导致的间接耦合引起并流经第二天线元件的电流的方向设为相反方向。由此，由于由直接耦合引起的电流与由间接耦合引起的电流相互抵消，所以能够减小第一天线元件与第二天线元件的互耦。

另外，在专利文献2中记载了能够应用于MIMO的以往的天线装置。该以往的天线装置具备：位于基板上的多个天线元件、在基板上位于多个天线元件之间并与预定的接地部接地的隔离元件。而且，利用隔离元件，能够使从多个天线元件放射并向其他天线传播的电磁波相互抵消，能够防止天线元件间的干涉。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利5532847号公报

专利文献2：日本特开2002-141732号公报

发明内容

发明要解决的问题

即使在能够应用于MIMO的天线装置中搭载有多条天线，也要求设置位置的小空间化、设计性上的天线的小型化以及天线间的增益差和定向性偏差的减小。然而，在以往的天线装置中，对于为了提高天线的小型化、天线间的增益差和定向性偏差而改善平均增益中的定向性，不能够期待充分的达成。

另外，提出了能够应用于MIMO的以往的天线装置。在图20中示出表示该以往的天线装置100的构成的俯视图。

该图所示的以往的天线装置100具备第一天线110和第二天线120，第一天线110和第二天线120由分别形成在高频特性良好的绝缘性的第一基板111的正面110a和第二基板121的正面120a上的偶极天线构成。将该第一天线110和第二天线120隔开距离L101并配置成背面110b、120b彼此面对而构成以往的天线装置100。

第一天线110和第二天线120设为相同的构成，例如，能够设为与后述图2所示的第一天线10相同的构成。即，在第一天线110和第二天线120的天线基板111、121的正面110a、120a上，形成有由带电元件和接地元件构成的偶极天线，从形成在天线基板111、121的背面110b、120b上的馈电部向偶极天线馈电。在各个馈电部上连接有馈电用的同轴电缆119、129。

在图21(a)中示出将以往的天线装置100的应用频率设为2000MHz，将距离L101设为15mm并竖立设置时的第一天线110的水平面内的辐射方向图，在图21(b)中示出第二天线120的水平面内的辐射方向图。另外，在图22中示出第一天线110和第二天线120的电压驻波比(VSWR)的频率特性，在图23中示出第一天线110与第二天线120之间的隔离的频率特性。

参照图21(a)可知，在-90°～0°～90°的方向上增益下降。另外，在第一天线110的辐射方向图中，偏差为6.1dB，在-90°～0°～90°的方向上标准化而成的平均增益为-4.9dB，与第一天线110和第二天线120的增益差为4.8dB。另外，参照图21(b)可知，在-90°～180°～90°的方向上增益下降。另外，在第二天线120的辐射方向图中，偏差成为6.9dB。

另外，参照图22，在约830MHz～约1510MHz和约1790MHz～2700MHz中得到了3以下的VSWR。并且，参照图23，在约1970MHz～约2130MHz中，得到了-10dB以下的隔离。

而且，当将以往的天线装置100的应用频率设为2000MHz，将距离L101设为80mm时，改善了第一天线110和第二天线120的上述各电特性。然而，虽然为了提高天线间的增益差和定向性偏差，改善了平均增益中的定向性，但存在天线装置成为大型而不能够小型化这样的问题点。

因此，本发明的目的在于提供一种天线装置，使隔离特性变得良好，并能够使天线小型化，并且由于提高了天线间的增益差和定向性偏差，所以能够改善平均增益中的定向性。

用于解决问题的手段

为了达成上述目的，本发明的第一天线装置具备在无线通信中同时使用的第一偶极天线和第二偶极天线，其最主要的特征在于，所述第一偶极天线和所述第二偶极天线配置成V字形。

也可以是，在本发明的第一天线装置中，所述第一偶极天线形成在绝缘性的第一基板的正面上，所述第二偶极天线形成在绝缘性的第二基板的正面上，以所述第一基板的背面与所述第二基板的背面对置的方式将所述第一基板和所述第二基板配置成V字形。

另外，也可以是，在本发明的第一天线装置中，配置形成有所述第一偶极天线的所述第一基板、形成有所述第二偶极天线的所述第二基板的V字形的角度设为约72°～约180°。

另外，也可以是，在本发明的第一天线装置中，形成在所述第一基板的正面上的所述第一偶极天线和形成在所述第二基板的正面上的所述第二偶极天线设为相同的构成，所述第一偶极天线和所述第二偶极天线具备带电元件和正面接地元件，所述带电元件由第一环形天线和形成在该第一环形天线的内部的第一T型部件构成，所述正面接地元件由第二环形天线和形成在该第二环形天线的内部的第二T型部件构成。

另外，也可以是，在本发明的第一天线装置中，在所述第一基板的背面上，形成有配置成与所述带电元件面对的细长的第一无馈电元件和配置成与所述正面接地元件面对的细长的第二无馈电元件。

另外，也可以是，在本发明的第一天线装置中，具备：合成树脂制的基座部，由两条斜边和底边构成的剖面设为等腰三角形，并具有嵌入部，所述嵌入部在上表面上呈V字形形成有第一保持槽和第二保持槽，所述第一保持槽保持所述第一基板的下部，所述第二保持槽保持所述第二基板的下部；和合成树脂制的盖，由两条斜边和底边构成的剖面设为等腰三角形，在下部被覆盖在所述基座部的所述嵌入部上时，配置成V字形的由所述第一保持槽保持的所述第一基板和由所述第二保持槽保持的所述第二基板容纳在内部的容纳空间中。

另外，也可以是，在本发明的第一天线装置中，具备：合成树脂制的基座部，由两条斜边和底边构成的剖面设为等腰三角形，并具有嵌入部，所述嵌入部在上表面上呈V字形形成有第一保持槽和第二保持槽并且在周面上形成有多个卡合爪，所述第一保持槽保持所述第一基板的下部，所述第二保持槽保持所述第二基板的下部；和合成树脂制的盖，由两条斜边和底边构成的剖面设为等腰三角形，多个卡合孔形成在下部的周面上，在下部被覆盖在所述基座部的所述嵌入部上时，所述多个卡合爪嵌入并固定安装在所述多个卡合孔中，配置成V字形的由所述第一保持槽保持的所述第一基板和由所述第二保持槽保持的所述第二基板容纳在内部的容纳空间中。

本发明的第二天线装置具备在无线通信中同时使用的第一偶极天线和第二偶极天线，其最主要的特征在于，所述第一偶极天线和所述第二偶极天线配置成V字形，无馈电元件配置在呈V字形配置的所述第一偶极天线与所述第二偶极天线之间。

也可以是，在本发明的第二天线装置中，所述第一偶极天线形成在绝缘性的第一基板的正面上，所述第二偶极天线形成在绝缘性的第二基板的正面上，以所述第一基板的背面与所述第二基板的背面对置的方式将所述第一基板和所述第二基板配置成V字形，所述无馈电元件形成在无馈电基板的两个面上，所述无馈电元件配置在呈V字形配置的所述第一基板和所述第二基板之间。

另外，也可以是，在本发明的第二天线装置中，配置所述第一基板和所述第二基板而成的V字形的角度为约72°～约180°，其中，所述第一基板形成有所述第一偶极天线，所述第二基板形成有所述第二偶极天线。

另外，也可以是，在本发明的第二天线装置中，形成在所述第一基板的正面上的所述第一偶极天线和形成在所述第二基板的正面上的所述第二偶极天线设为相同的构成，所述第一偶极天线和所述第二偶极天线具备带电元件和正面接地元件，所述带电元件由第一环形天线和形成在该第一环形天线的内部的第一T型部件构成，所述正面接地元件由第二环形天线和形成在该第二环形天线的内部的第二T型部件构成。

另外，也可以是，在本发明的第二天线装置中，在所述第一基板的背面上，形成有配置成与所述带电元件面对的细长的第一无馈电元件和配置成与所述正面接地元件面对的细长的第二无馈电元件。

另外，也可以是，在本发明的第二天线装置中，在将应用频率的波长设为λ'时，所述无馈电元件配置在距连结所述第一偶极天线和所述第二偶极天线打开的顶端间的线约0.066λ'以内，所述无馈电元件配置在呈V字形配置的所述第一偶极天线与所述第二偶极天线之间，所述第一偶极天线形成在所述第一基板上，所述第二偶极天线形成在所述第二基板上。

另外，也可以是，在本发明的第二天线装置中，在将应用频率的波长设为λ'，将形成有所述无馈电元件的所述无馈电基板上的缩短的波长设为λ时，形成在所述无馈电基板上的所述无馈电元件的长度设为约0.48λ～约0.59λ。

另外，也可以是，在本发明的第二天线装置中，具备：合成树脂制的基座部，由两条斜边和底边构成的剖面设为等腰三角形，并具有嵌入部，所述嵌入部在上表面上呈V字形形成有第一保持槽和第二保持槽，并且在上表面上在第一保持槽与所述第二保持槽之间形成有第三保持槽，所述第一保持槽保持所述第一基板的下部，所述第二保持槽保持所述第二基板的下部，所述第三保持槽保持所述无馈电基板的下部；和合成树脂制的盖，由两条斜边和底边构成的剖面设为等腰三角形，在下部被覆盖在所述基座部的所述嵌入部上时，配置成V字形的由所述第一保持槽保持的所述第一基板和由所述第二保持槽保持的所述第二基板、由所述第三保持槽保持的所述无馈电基板容纳在内部的容纳空间中。

另外，也可以是，在本发明的第二天线装置中，具备：合成树脂制的基座部，由两条斜边和底边构成的剖面设为等腰三角形，并具有嵌入部，所述嵌入部在上表面上呈V字形形成有第一保持槽和第二保持槽，并且在上表面上在第一保持槽与所述第二保持槽之间形成有第三保持槽，还在周面上形成有多个卡合爪，所述第一保持槽保持所述第一基板的下部，所述第二保持槽保持所述第二基板的下部，所述第三保持槽保持所述无馈电基板的下部；和合成树脂制的盖，由两条斜边和底边构成的剖面设为等腰三角形，多个卡合孔形成在下部的周面上，在下部被覆盖在所述基座部的所述嵌入部上时，所述多个卡合爪嵌入并固定安装在所述多个卡合孔中，配置成V字形的由所述第一保持槽保持的所述第一基板和由所述第二保持槽保持的所述第二基板、由所述第三保持槽保持的所述无馈电基板容纳在内部的容纳空间中。

本发明的第三天线装置具备在无线通信中同时使用的由第一偶极天线至第四偶极天线构成的四个偶极天线，其最主要的特征在于，所述第一偶极天线至所述第四偶极天线配置成W字形。

本发明的第四天线装置具备在无线通信中同时使用的由第一偶极天线至第四偶极天线构成的四个偶极天线，其最主要的特征在于，所述第一偶极天线至所述第四偶极天线沿着正方形的各边配置。

发明的效果

本发明的天线装置通过将第一偶极天线和第二偶极天线配置成V字形，第一偶极天线与第二偶极天线的隔离变良好，能够将天线小型化，并且由于提高天线间的增益差和定向性偏差，所以能够改善平均增益中的定向性。并且，通过在第一偶极天线与第二偶极天线之间配置无馈电元件，隔离变得更良好，能够将天线小型化，并且由于提高了天线间的增益差和定向性偏差，所以能够进一步改善平均增益中的定向性。

附图说明

图1是表示本发明第一实施例的天线装置的构成的俯视图、主视图。

图2是表示构成本发明第一实施例的天线装置中的第一天线的第一基板的正面和背面的构成的图。

图3是表示本发明第一实施例的天线装置中的第一天线和第二天线的辐射方向图的图。

图4是表示本发明第一实施例的天线装置中的第一天线和第二天线的VSWR的频率特性的图。

图5是表示本发明第一实施例的天线装置中的第一天线和第二天线的隔离的频率特性的图。

图6是表示本发明第二实施例的天线装置的构成的俯视图、主视图。

图7是表示本发明第二实施例的天线装置中的无馈电基板的构成的图。

图8是表示本发明第二实施例的天线装置中的第一天线和第二天线的辐射方向图的图。

图9是表示本发明第二实施例的天线装置中的第一天线和第二天线的VSWR的频率特性的图。

图10是表示本发明第二实施例的天线装置中的第一天线和第二天线的隔离的频率特性的图。

图11是表示在本发明第二实施例的天线装置中，相对于第一天线和第二天线的角度的平均增益、相对于第一天线和第二天线与无馈电基板的距离偏差的平均增益、以及相对于无馈电元件的长度的平均增益的图。

图12是表示本发明第三实施例的天线装置的构成的俯视图。

图13是表示本发明第四实施例的天线装置的构成的俯视图。

图14是表示本发明第五实施例的天线装置的构成的俯视图。

图15是表示本发明第六实施例的天线装置的构成的立体图。

图16是表示本发明第六实施例的天线装置中的盖的构成的立体图。

图17是表示本发明第六实施例的天线装置中的基座部的构成的立体图。

图18是表示本发明第六实施例的天线装置中的基台的构成的立体图。

图19是表示本发明第六实施例的天线装置的组装的立体图。

图20是表示以往的天线装置的构成的俯视图。

图21是表示以往的天线装置中的第一天线和第二天线的辐射方向图的图。

图22是表示以往的天线装置中的第一天线和第二天线的VSWR的频率特性的图。

图23是表示以往的天线装置中的第一天线和第二天线的隔离的频率特性的图。

具体实施方式

在图1(a)中示出表示本发明第一实施例的天线装置1的构成的俯视图，在图1(b)中示出表示第一实施例的天线装置1的构成的主视图。

这些图所示的本发明第一实施例的天线装置1设为具备两条天线并应用于MIMO而优选的小型天线装置。第一实施例的天线装置1具备第一天线10和第二天线20，第一天线10和第二天线20由分别形成在聚四氟乙烯基板或玻璃环氧基板等高频特性良好的绝缘性的第一基板11的正面10a和第二基板21的正面20a上的偶极天线构成。该第一天线10和第二天线20配置成：形成有偶极天线的第一基板11和第二基板21形成的角度为θ1并对置而成为V字形。角度θ1例如设为90°。在该情况下，第一基板11的背面10b和第二基板21的背面20b以角度θ1对置，第一基板11的正面10a和第二基板21的正面20a配置成极力远离。形成在第一基板11的正面10a上的偶极天线由带电元件12和正面接地元件13构成，并从配置在背面10b上的同轴电缆19供电。另外，形成在第二基板21的正面20a上的偶极天线由带电元件22和正面接地元件23构成，并从配置在背面20b上的同轴电缆29供电。

由于第一基板11和第二基板21的构成设为相同的构成，所以以下通过仅进行第一基板11的说明，作为也进行第二基板21的说明。在图2(a)中示出第一基板11的正面10a的构成，在图2(b)中示出背面10b的构成。

如这些图所示，第一基板11设为纵向细长的长方形，通过蚀刻或粘贴等在正面10a的上半部分上形成有带电元件12，通过蚀刻或粘贴等在下半部分上形成有正面接地元件13。带电元件12由第一环形部件和T字状的第一T型部件构成，所述第一环形部件具有从第一基板11的大致中央的形成有通孔12a的带电侧馈电点起变宽的锥形部，并大致沿着第一基板11的上半部分的周缘形成；所述第一T型部件形成在该第一环形部件的内部。第一T型部件由从带电侧馈电点延伸的直线部和形成于直线部的顶端的与直线部大致正交的头部构成。

另外，正面接地元件13用与带电元件12类似的形状线对称地形成，由第二环形部件和T字状的第二T型部件构成，所述第二环形部件具有从第一基板11的大致中央的形成有通孔13a的接地侧馈电点起变宽的锥形部，并大致沿着第一基板11的下半部分的周缘形成；所述第二T型部件形成在该第二环形部件的内部。第二T型部件由从馈电点延伸的宽幅直线部和形成于直线部的顶端的与直线部大致正交的头部构成。

如图2(b)所示，在第一基板11的背面10b上，通过蚀刻或粘贴等大致沿一条直线排列形成有纵向细长地延伸并在中途形成有段(stub)的第一无馈电元件15和纵向细长地形成的第二无馈电元件16。第一无馈电元件15配置成夹着第一基板11与带电元件12面对，第二无馈电元件16配置成夹着第一基板11与正面接地元件13面对。另外，在第一基板11的背面10b上的从大致中央到下部的左侧，通过蚀刻或粘贴等，以一部分沿着第二无馈电元件16的方式形成有背面接地元件14。并且，通过蚀刻或粘贴等在背面10b的中央部上形成有馈电部18，在馈电部18上形成有弯曲成コ字状的馈电图案，在该馈电图案的一端连接有通孔12a，所述通孔12a形成在带电元件12的带电侧馈电点。在馈电图案的另一端焊接有同轴电缆19的中心导体19a，在馈电图案的中途形成有段17。并且，正面接地元件13的形成在接地侧馈电点的通孔13a与背面接地元件14连接。在该背面接地元件14上，焊接有同轴电缆19的编织线19c。中心导体19a和编织线19c经由绝缘体19b设为同轴构造。由此，由形成在正面10a上的带电元件12和正面接地元件13构成的偶极天线经由馈电部18，从配置在背面10b上的同轴电缆19馈电。

第二基板21的正面20a和背面20b的构成也与上述构成相同，由形成在正面20a上的带电元件22和正面接地元件23构成的偶极天线经由未图示的馈电部，从配置在背面20b上的同轴电缆29馈电。

以下说明第一实施例的天线装置1的尺寸的一例。在该情况下，第一基板11和第二基板21的厚度t约为1.6mm，相对介电常数εr约为4.6，第一基板11和第二基板21的面上的有效波长λ用以下的式(1)表示。

在式(1)中，λ'是应用频率的自由空间的波长，当算出有效波长λ时，可知被缩短为约0.6λ'。

在将应用频率设为2000MHz时，角度θ1约为90°且以角度θ1对置成V字形的图1(a)所示的第一基板11和第二基板21的下端间的间隔L1(成为形成在两基板上的偶极天线的下端间的间隔)约为0.1λ'(约15mm)。另外，图2(a)所示的第一天线10上的带电元件12和正面接地元件13的宽度L2约为0.356λ(约32mm)，从带电元件12的上端到正面接地元件13的下端的长度L3约为1.32λ(约119mm)。第二天线20上的各尺寸也设为与第一天线10的上述尺寸相同。此外，由于间隔L1不是缩短了波长的基板上的长度，所以用自由空间的波长λ'表示。

在图3(a)中示出竖立设置并配置第一实施例的天线装置1，并设为上述尺寸时的第一天线10的水平面内的辐射方向图，在图3(b)中示出第二天线20的水平面内的辐射方向图。另外，在图4中示出第一天线10和第二天线20的电压驻波比(VSWR)的频率特性，在图5中示出第一天线10与第二天线20之间的隔离的频率特性。

参照图3(a)，在第一天线10的辐射方向图中，在90°～180°～-90°的方向上得到了良好的增益，在-90°～0°～90°的方向上有偏差，但与以往的天线装置100相比，在+90°和-90°的方向上有约2～3dB的改善。另外，在第一天线10的辐射方向图中，偏差为6.0dB，在-90°～0°～90°的方向上标准化而成的平均增益为-4.5dB，与第一天线10和第二天线20的增益差为5.0dB。另外，参照图3(b)，在第二天线20的辐射方向图中，在-90°～0°～90°的方向上得到了良好的增益，在-90°～0°～90°的方向上有偏差，但与以往的天线装置100相比，在+90°和-90°的方向上有约2～3dB的改善。另外，在第二天线20的辐射方向图中，偏差成为7.0dB。

另外，参照图4，在约800MHz～约2700MHz的频带中，得到了3以下的VSWR，在约810MHz～约1140MHz和约1820MHz～约2360MHz的频带中，得到了2.1以下的VSWR。并且，参照图5，在700MHz～2700MHz的宽带的频带中，得到了成为-10dB以下的隔离，在约850MHz～约960MHz和约1320MHz～2700MHz的频带中，得到了成为-12dB以下的隔离。

这样，可知，第一实施例的天线装置1与以往的天线装置100相比，改善了水平面内的辐射方向图，并且特别改善了VSWR的频率特性和隔离的频率特性。因此，第一实施例的天线装置1使隔离特性变得良好，并能够使天线小型化，并且由于提高了天线间的增益差和定向性偏差，所以能够改善平均增益中的定向性。

接着，说明本发明第二实施例的天线装置2。在图6(a)中示出表示第二实施例的天线装置2的构成的俯视图，在图6(b)中示出表示第二实施例的天线装置2的构成的主视图。

这些图所示的本发明第二实施例的天线装置2设为具备两条天线并应用于MIMO而优选的小型天线装置。第二实施例的天线装置2在如下构成中不同：在第一实施例的天线装置1中，在以角度θ1配置成V字形的第一天线10与第二天线20之间配置了无馈电基板30，由于其他构成设为相同的构成，所以对不同的构成进行说明。第一天线10与第二天线20由分别形成在第一基板11的正面10a和第二基板21的正面20a上的偶极天线构成。该第一天线10和第二天线20配置成：形成有偶极天线的第一基板11和第二基板21形成的角度为θ1并对置而成为V字形。角度θ1例如设为90°。在该情况下，第一基板11的背面10b和第二基板21的背面20b以角度θ1对置，第一基板11的正面10a和第二基板21的正面20a配置成极力远离。形成在第一基板11的正面10a上的偶极天线由带电元件12和正面接地元件13构成，并从配置在背面10b上的同轴电缆19供电。另外，形成在第二基板21的正面20a上的偶极天线由带电元件22和正面接地元件23构成，并从配置在背面20b上的同轴电缆29供电。由于第一基板11和第二基板21的构成如上述说明的那样，所以省略其说明。

在图7中示出无馈电基板30的构成。图7(a)是示出无馈电基板30的一个面的构成的主视图，图7(b)是示出无馈电基板30的另一个面的构成的主视图。

如这些图所示，无馈电基板30设为纵向细长的长方形，偏向无馈电基板30的上部，长度L5的细长长方形的无馈电元件31a、31b通过蚀刻或粘贴等分别形成在一个面和另一个面上，无馈电元件31a、31b形成为夹着无馈电基板30重叠。

以下说明第二实施例的天线装置2的尺寸的一例。在该情况下，由于无馈电基板30的相对介电常数εr与第一基板11和第二基板21相同且约为4.6，所以如上所述，第一基板11和第二基板21、无馈电基板30的面上的有效波长λ缩短为约0.6λ'。

在将应用频率设为2000MHz时，角度θ1约为90°且以角度θ1对置成V字形的图6(a)所示的第一基板11和第二基板21的下端间的间隔L1(成为形成在两基板上的偶极天线的下端间的间隔)约为0.1λ'(约15mm)，从连结第一基板11和第二基板21的上端间的线(成为连结形成在两基板上的偶极天线的上端间的线)到无馈电基板30的中心为止的距离L4约为0.05λ'(约7.5mm)。另外，第一天线10上的带电元件12和正面接地元件13的宽度L2约为0.356λ(约32mm)，从带电元件12的上端到正面接地元件13的下端的长度L3约为1.32λ(约119mm)，形成在无馈电基板30上的无馈电元件31a、31b的长度L5约为0.48λ(约43mm)。第二天线20上的各尺寸也设为与第一天线10的上述尺寸相同。此外，由于间隔L1和距离L4不是缩短了波长的基板上的长度，所以用自由空间的波长λ'表示。

在图8(a)中示出竖立设置并配置第二实施例的天线装置2，并设为上述尺寸时的第二天线10的水平面内的辐射方向图，在图8(b)中示出第二天线20的水平面内的辐射方向图。另外，在图9中示出第一天线10和第二天线20的电压驻波比(VSWR)的频率特性，在图10中示出第一天线10与第二天线20之间的隔离的频率特性。

参照图8(a)可知，在第一天线10的辐射方向图中，在90°～180°～-90°的方向上得到了良好的增益，在-90°～0°～90°的方向上，与第一实施例的天线装置1的第一天线10相比改善了增益。另外，在第一天线10的辐射方向图中，偏差为5.9dB，在-90°～0°～90°的方向上标准化而成的平均增益为-3.1dB，与第一天线10和第二天线20的增益差提高为4.7dB。另外，参照图8(b)可知，在第二天线20的辐射方向图中，在-90°～0°～90°的方向上得到了良好的增益，在90°～180°～-90°的方向上，与第一实施例的天线装置1的第二天线20相比改善了增益。另外，在第二天线20的辐射方向图中，偏差成为6.9dB。

另外，参照图9，在约800MHz～约2700MHz的频带(除去约2370MHz～约2410MHz)中，得到了3以下的VSWR，在约810MHz～约1140MHz、约1800MHz～约2330MHz、约2530MHz～2700MHz的频带中，得到2.0以下的VSWR。并且，参照图10，在700MHz～2700MHz的宽带的频带中，得到了成为-10dB以下的隔离，在约860MHz～约960MHz和约1660MHz～1800MHz的频带中，得到了成为-12dB以下的隔离。

这样，第二实施例的天线装置2与第一实施例的天线装置1相比，改善了水平面内的辐射方向图，并且改善了VSWR的频率特性。另外，可知，与以往的天线装置100相比，改善了水平面内的辐射方向图，并且特别改善了VSWR的频率特性和隔离的频率特性。因此，第二实施例的天线装置2使隔离特性变得良好，并能够使天线小型化，并且由于提高了天线间的增益差和定向性偏差，所以能够改善平均增益中的定向性。

在第一实施例的天线装置1和第二实施例的天线装置2中，为了得到最佳的天线特性，水平面内的辐射方向图中的+60°～+90°的平均增益为-4dB以上即可。该情况下的辐射方向图在第一天线10的辐射方向图中、在第二天线20的辐射方向图中均成立。在这里，在图11(a)中示出了将第一天线10与第二天线20形成的角度θ1变化为30°～180°时的水平面内的辐射方向图中的+60°～+90°的平均增益。参照图11(a)可知，当角度θ1成为约72°以上时，平均增益成为-4dB以上。

另外，在图11(b)中示出：从连结第一基板11和第二基板21的上端间的线(成为连结形成在两基板上的偶极天线的上端间的线)到无馈电基板30的中心为止的距离L4距基准位置的偏差所对应的水平面内的辐射方向图中的+60°～+90°的平均增益。在该情况下，基准位置是作为上述距离L4的尺寸的0.05λ'，并使距离L4从该基准位置起以-0.15λ'～0.10λ'为止的偏差变化。参照图11(b)可知，在距离L4距基准位置为约0.066λ'以下时，平均增益成为-4dB以上。此外，距基准位置的偏差为负的方向是无馈电基板30从第一天线10和第二天线20远离的方向，由于图11(b)示出了即使没有无馈电基板30的作用，平均增益也为-4dB以上，所以没有距离L4的偏差的下限。

并且，在图11(c)中示出将无馈电元件31a、31b的长度L5变化为0.00λ～1.40λ时的水平面内的辐射方向图中的+60°～+90°的平均增益。参照图11(c)可知，当长度L5成为约0.48λ～约0.59λ时，平均增益成为-4dB以上。

在上述平均增益成为-4dB以上的角度θ1、距离L4以及长度L5的范围内，第一实施例的天线装置1和第二实施例的天线装置2应用于MIMO并成为优选的天线装置。

接着，在图12中示出表示本发明第三实施例的天线装置3的构成的俯视图。

该图所示的本发明第三实施例的天线装置3设为具备两条天线并应用于MIMO而优选的小型天线装置。第三实施例的天线装置3在如下构成中不同：在第二实施例的天线装置2中，使以角度θ1配置成V字形的第一天线10的背面10b与第二天线20的正面20a对置并配置。即，第三实施例的天线装置3设为如下构成：颠倒配置第二基板21的正面20a和背面20b，在以角度θ1配置成V字形的第一基板11与第二基板21之间，配置有具备无馈电元件的无馈电基板30，其他构成设为与第二实施例的天线装置2相同的构成。由于第三实施例的天线装置3的尺寸设为与第二实施例的天线装置2的尺寸相同，且电特性也相同，所以省略其说明。

接着，在图13中示出表示本发明第四实施例的天线装置4的构成的俯视图。该图所示的本发明第四实施例的天线装置4应用于具备4条天线的MIMO时，成为能够进一步提高频带的利用效率并提高吞吐量的小型天线装置。第四实施例的天线装置4具备：配置成W字形的第一天线41、第二天线42、第三天线44以及第四天线47。而且，设为如下构成：使以角度θ1配置成V字形的第一天线41的背面41b与第二天线42的背面42b对置并配置，在以角度θ1配置成V字形的第一天线41与第二天线42之间配置具备无馈电元件的无馈电基板43，使以角度θ1配置成倒V字形的第二天线42的正面42a与第三天线44的正面44a对置并配置，在以角度θ1配置成倒V字形的第二天线42与第三天线44之间配置具备无馈电元件的无馈电基板45，使以角度θ1配置成V字形的第三天线44的背面44b与第四天线47的背面47b对置并配置，在以角度θ1配置成V字形的第三天线44与第四天线47之间配置具备无馈电元件的无馈电基板46。由于第一天线41至第四天线47设为与图2所示的第一天线10同样的构成，并且无馈电基板43、45、46设为与图7所示的无馈电基板30同样的构成，其尺寸也设为相同，所以省略其说明。另外，由于第一天线41至第四天线47的水平面内的辐射方向图、VSWR的频率特性、隔离的频率特性设为与上述第二实施例的天线装置2中的第一天线10或第二天线20相同，所以省略其说明。

接着，在图14中示出表示本发明第五实施例的天线装置5的构成的俯视图。

该图所示的本发明第五实施例的天线装置5应用于具备4条天线的MIMO时，成为能够进一步提高频带的利用效率并提高吞吐量的小型天线装置。第五实施例的天线装置5具备配置成◇字形(菱形)的第一天线51、第二天线52、第三天线54以及第四天线55。而且，使以角度θ1配置成倒V字形的第一天线51的背面51b与第二天线52的背面52b对置并配置，在以角度θ1配置成逆V字形的第一天线51与第二天线52之间配置具备无馈电元件的无馈电基板53。另外，使以角度θ1配置成V字形的第三天线54的背面54b与第四天线55的背面55b对置并配置，在以角度θ1配置成V字形的第三天线54与第四天线55之间配置具备无馈电元件的无馈电基板56。而且，通过以与配置成倒V字形的第一天线51和第二天线52对置的方式配置第三天线54和第四天线55，所述第三天线54和第四天线55配置成V字形，从而设为呈◇字形配置了天线的天线装置5。由于第一天线51至第四天线55设为与图2所示的第一天线10同样的构成，并且无馈电基板53、56设为与图7所示的无馈电基板30同样的构成，其尺寸也设为相同，所以省略其说明。另外，由于第一天线51至第四天线55的水平面内的辐射方向图、VSWR的频率特性、隔离的频率特性设为与上述第一天线10或第二天线20相同，所以省略其说明。此外，由于配置成◇字形的第五实施例的天线装置5通过旋转90°而配置成□字形(正方形)，所以与配置成正方形同义。

接着，在图15中示出表示本发明第六实施例的天线装置6的构成的立体图，在图16中示出表示第六实施例的天线装置6中的盖60的构成的立体图，在图17中示出表示第六实施例的天线装置6中的基座部70的构成的立体图，在图18中示出表示第六实施例的天线装置6中的基台80的构成的立体图。

这些图所示的本发明第六实施例的天线装置6设为将第二实施例的天线装置2容纳在天线壳体而成的构成。天线壳体由基座部70、嵌套在基座部70上的盖60以及安装有嵌套了盖60的基座部70的基台80构成。基座部70、盖60以及基台80为相对于电磁波作为透明原材料的合成树脂制。如图16所示，盖60的剖面设为由两条斜边和底边构成的等腰三角形，并在其顶部形成有弧状的凹部。盖60由主体部61和下部62构成，其内部设为容纳空间。另外，在下部62的周面上，在两条斜边上各形成一个横向细长的矩形卡合孔62a，在底边上形成两个卡合孔62a，虽然未图示，合计形成4个。

如图17所示，在基座部70上安装有第二实施例的天线装置2。即，基座部70的嵌入部73的剖面设为由两条斜边和底边构成的等腰三角形，并在其顶部形成有弧状的凹部。在嵌入部73的周面上，在两条斜边上各形成有一个前端部设为朝下的斜面的、横向细长并呈矩形突出的卡合爪71，在底边上形成有两个卡合爪71，虽然未图示，合计形成4个。四个卡合爪71的形成位置设为与形成在盖60上的卡合孔62a的形成位置相同。在嵌入部73的上表面上形成有基板保持部72，所述基板保持部72由竖立设置的预定高度的壁部构成，并设为由两条斜边和底边构成的等腰三角形，其顶部设为弧状的凹部。在基板保持部72上形成有第一保持槽、第二保持槽以及未图示的第三保持槽，所述第一保持槽设为嵌套了第一天线10的下部的长孔；所述第二保持槽设为与该第一保持槽以角度θ1配置成V字形的、嵌套了第二天线20的下部的长孔，所述第三保持槽在以角度θ1形成为V字形的第一保持槽与第二保持槽之间嵌套了无馈电基板30的下部。在图17中，示出了在第一保持槽中嵌套了第一天线10的下部，在第二保持槽中嵌套了第二天线20的下部，并且在第三保持槽中嵌套无馈电基板30的下部，第一天线10与第二天线20以角度θ1配置成V字形，在其之间配置了无馈电基板30而成的第二实施例的天线装置2的具体构成。

基台80由矩形的底面、从底面的三条边竖立设置的周壁部以及竖立设置部81构成，所述竖立设置部81形成在该周壁部的内侧，由竖立设置在底面上的预定高度的壁部构成，设为由两条斜边和底边构成的等腰三角形，且其顶部设为弧状的凹部。周壁部由呈矩形竖立设置的背面侧壁部和与背面侧壁部大致正交并形成在两侧的侧面侧壁部构成，侧面侧壁部设为具有高低差的斜面并形成为高度逐渐降低。在背面侧壁部和底面上，形成有多个用于插通螺钉等的安装孔，所述螺钉用于将天线装置6安装在垂直的面或水平的面上。另外，竖立设置部81设为与形成在基座部70的嵌入部73的内侧的等腰三角形的凹部大致相同的形状。

在这里，在图19中示出表示第六实施例的天线装置6的组装的立体图。在组装第六实施例的天线装置6时，如图19所示，首先，从安装有第二实施例的天线装置2的基座部70的上方逐渐覆盖盖60。然后，当盖60的下部62逐渐嵌入基座部70的嵌入部73时，形成在嵌入部73的周面上的四个卡合爪71嵌入形成在盖60的下部62的四个卡合孔62a，盖60固定安装在基座部70上。这时，安装在基座部70上的第二实施例的天线装置2容纳在盖60的容纳空间中。接着，当从基台80的上方安装固定安装了盖60的基座部70时，在基座部70的底面内侧的凹部嵌合基台80的竖立设置部81，如图15所示，组装了第六实施例的天线装置6。

此外，说明了在基座部70上安装了第二实施例的天线装置2，但也可以在基座部70上安装第一实施例的天线装置1。

产业上的可利用性

在以上说明的本发明的天线装置中，将偶极天线设为图2所示的构成的偶极天线，但不限于此，也可以设为通常已知的偶极天线。另外，在基板上形成偶极天线的图案不限于图2所示的构成，能够设为作为偶极天线发挥功能的其他图案。并且，虽然同轴电缆配置在背面，但也可以配置在正面，馈电部的构成也可以设为图示的构成以外的已知的构成。

如上所述，本发明的天线装置的特征在于同时使用的第一偶极天线(第一天线)和第二偶极天线(第二天线)配置成V字形，可以在配置成V字形的第一偶极天线与第二偶极天线之间配置无馈电元件。然后，V字形的角度能够设为约72°～约180°的范围，无馈电元件能够配置在距连结第一偶极天线和第二偶极天线的打开的顶端间的线约0.066λ'以内，无馈电元件的长度能够设为约0.48λ～约0.59λ。其中，应用频率的波长设为λ'，无馈电基板上的缩短的波长设为λ。

标号说明

1～6天线装置，10第一天线，10a正面，10b背面，11第一基板，12带电元件，12a通孔，13正面接地元件，13a通孔，14背面接地元件，15第一无馈电元件，16第二无馈电元件，17段，18馈电部，19同轴电缆，19a中心导体，19b绝缘体，19c编织线，20第二天线，20a正面，20b背面，21第二基板，22带电元件，23正面接地元件，29同轴电缆，30无馈电基板，31a无馈电元件，41第一天线，41b背面，42第二天线，42a正面，42b背面，43无馈电基板，44第三天线，44a正面，44b背面，45无馈电基板，46无馈电基板，47第四天线，47b背面，51第一天线，51b背面，52第二天线，52b背面，53无馈电基板，54第三天线，54b背面，55第四天线，55b背面，56无馈电基板，60盖，61本体部，62下部，62a卡合孔，70基座部，71卡合爪，72基板保持部，73嵌入部，80基台，81竖立设置部，100天线装置，110第一天线，110a、120a正面，110b、210b背面，111第一基板，119、129同轴电缆，120第二天线，121第二基板。

Claims (18)

1.一种天线装置，具备在无线通信中同时使用的第一偶极天线和第二偶极天线，其特征在于，

所述第一偶极天线和所述第二偶极天线配置成V字形。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，

所述第一偶极天线形成在绝缘性的第一基板的正面上，所述第二偶极天线形成在绝缘性的第二基板的正面上，以所述第一基板的背面与所述第二基板的背面对置的方式将所述第一基板和所述第二基板配置成V字形。

3.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，

配置所述第一基板和所述第二基板而成的V字形的角度为约72°～约180°，其中，所述第一基板形成有所述第一偶极天线，所述第二基板形成有所述第二偶极天线。

4.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，

形成在所述第一基板的正面上的所述第一偶极天线和形成在所述第二基板的正面上的所述第二偶极天线为相同结构，

所述第一偶极天线和所述第二偶极天线具备带电元件和正面接地元件，所述带电元件由第一环形天线和形成在该第一环形天线的内部的第一T型部件构成，所述正面接地元件由第二环形天线和形成在该第二环形天线的内部的第二T型部件构成。

5.根据权利要求4所述的天线装置，其特征在于，

在所述第一基板的背面上，形成有配置成与所述带电元件面对的细长的第一无馈电元件和配置成与所述正面接地元件面对的细长的第二无馈电元件。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的天线装置，其特征在于，具备：

合成树脂制的基座部，由两条斜边和底边构成的剖面为等腰三角形，并具有嵌入部，所述嵌入部在上表面上呈V字形形成有第一保持槽和第二保持槽，所述第一保持槽保持所述第一基板的下部，所述第二保持槽保持所述第二基板的下部；以及

合成树脂制的盖，由两条斜边和底边构成的剖面为等腰三角形，在下部被覆盖在所述基座部的所述嵌入部上时，配置成V字形的由所述第一保持槽保持的所述第一基板和由所述第二保持槽保持的所述第二基板容纳在内部的容纳空间中。

7.根据权利要求2至5中任一项所述的天线装置，其特征在于，具备：

合成树脂制的基座部，由两条斜边和底边构成的剖面为等腰三角形，并具有嵌入部，所述嵌入部在上表面上呈V字形形成有第一保持槽和第二保持槽并且在周面上形成有多个卡合爪，所述第一保持槽保持所述第一基板的下部，所述第二保持槽保持所述第二基板的下部；以及

合成树脂制的盖，由两条斜边和底边构成的剖面为等腰三角形，多个卡合孔形成在下部的周面上，在下部被覆盖在所述基座部的所述嵌入部上时，所述多个卡合爪嵌入并固定安装在所述多个卡合孔中，配置成V字形的由所述第一保持槽保持的所述第一基板和由所述第二保持槽保持的所述第二基板容纳在内部的容纳空间中。

8.一种天线装置，具备在无线通信中同时使用的第一偶极天线和第二偶极天线，其特征在于，

所述第一偶极天线和所述第二偶极天线配置成V字形，无馈电元件配置在呈V字形配置的所述第一偶极天线与所述第二偶极天线之间。

9.根据权利要求8所述的天线装置，其特征在于，

所述第一偶极天线形成在绝缘性的第一基板的正面上，所述第二偶极天线形成在绝缘性的第二基板的正面上，以所述第一基板的背面与所述第二基板的背面对置的方式将所述第一基板和所述第二基板配置成V字形，所述无馈电元件形成在无馈电基板的两个面上，所述无馈电元件配置在呈V字形配置的所述第一基板和所述第二基板之间。

10.根据权利要求9所述的天线装置，其特征在于，

配置所述第一基板和所述第二基板而成的V字形的角度为约72°～约180°，其中，所述第一基板形成有所述第一偶极天线，所述第二基板形成有所述第二偶极天线。

11.根据权利要求9所述的天线装置，其特征在于，

形成在所述第一基板的正面上的所述第一偶极天线和形成在所述第二基板的正面上的所述第二偶极天线为相同结构，

所述第一偶极天线和所述第二偶极天线具备带电元件和正面接地元件，所述带电元件由第一环形天线和形成在该第一环形天线的内部的第一T型部件构成，所述正面接地元件由第二环形天线和形成在该第二环形天线的内部的第二T型部件构成。

12.根据权利要求11所述的天线装置，其特征在于，

在所述第一基板的背面上，形成有配置成与所述带电元件面对的细长的第一无馈电元件和配置成与所述正面接地元件面对的细长的第二无馈电元件。

13.根据权利要求9所述的天线装置，其特征在于，

在将应用频率的波长设为λ'时，所述无馈电元件配置在距连结所述第一偶极天线和所述第二偶极天线打开的顶端间的线约0.066λ'以内，所述无馈电元件配置在呈V字形配置的所述第一偶极天线与所述第二偶极天线之间，所述第一偶极天线形成在所述第一基板上，所述第二偶极天线形成在所述第二基板上。

14.根据权利要求9所述的天线装置，其特征在于，

在将应用频率的波长设为λ'、将形成有所述无馈电元件的所述无馈电基板上的缩短的波长设为λ时，形成在所述无馈电基板上的所述无馈电元件的长度为约0.48λ～约0.59λ。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的天线装置，其特征在于，具备：

合成树脂制的基座部，由两条斜边和底边构成的剖面为等腰三角形，并具有嵌入部，所述嵌入部在上表面上呈V字形形成有第一保持槽和第二保持槽，并且在上表面上在第一保持槽与所述第二保持槽之间形成有第三保持槽，所述第一保持槽保持所述第一基板的下部，所述第二保持槽保持所述第二基板的下部，所述第三保持槽保持所述无馈电基板的下部；以及

合成树脂制的盖，由两条斜边和底边构成的剖面为等腰三角形，在下部被覆盖在所述基座部的所述嵌入部上时，配置成V字形的由所述第一保持槽保持的所述第一基板和由所述第二保持槽保持的所述第二基板、由所述第三保持槽保持的所述无馈电基板容纳在内部的容纳空间中。

16.根据权利要求9至14中任一项所述的天线装置，其特征在于，具备：

合成树脂制的基座部，由两条斜边和底边构成的剖面为等腰三角形，并具有嵌入部，所述嵌入部在上表面上呈V字形形成有第一保持槽和第二保持槽，并且在上表面上在第一保持槽与所述第二保持槽之间形成有第三保持槽，还在周面上形成有多个卡合爪，所述第一保持槽保持所述第一基板的下部，所述第二保持槽保持所述第二基板的下部，所述第三保持槽保持所述无馈电基板的下部；以及

合成树脂制的盖，由两条斜边和底边构成的剖面为等腰三角形，多个卡合孔形成在下部的周面上，在下部被覆盖在所述基座部的所述嵌入部上时，所述多个卡合爪嵌入并固定安装在所述多个卡合孔中，配置成V字形的由所述第一保持槽保持的所述第一基板和由所述第二保持槽保持的所述第二基板、由所述第三保持槽保持的所述无馈电基板容纳在内部的容纳空间中。

17.一种天线装置，具备在无线通信中同时使用的由第一偶极天线至第四偶极天线构成的四个偶极天线，其特征在于，

所述第一偶极天线至所述第四偶极天线配置成W字形。

18.一种天线装置，具备在无线通信中同时使用的由第一偶极天线至第四偶极天线构成的四个偶极天线，其特征在于，

所述第一偶极天线至所述第四偶极天线沿着正方形的各边配置。