CN109155461B - 天线装置及无线设备 - Google Patents

Abstract

本发明抑制在由金属框包围的位置配置的天线单元的天线特性的劣化。天线装置(1)包括以第一频带动作的第一天线单元(12)、与第一天线单元(12)连接的第一供电部(11)和金属框(14)，第一供电部(11)与金属框(14)经由对在第一频带阻抗进行控制的第一阻抗控制部(13)连接。

Description

天线装置及无线设备

技术领域

本发明的一方案涉及天线装置及无线设备，详细来说，涉及具有金属框的天线装置及具有该天线装置的无线设备。

背景技术

在具有金属框并在内部配置有天线单元的天线装置中，由于被金属框遮蔽，因此内部天线单元的天线特性大幅度劣化。为了减轻这一点，在专利文献1记载的技术中，将天线单元配置于在金属框设置的开口部。

现有技术文献

专利文件

专利文献1:国际公开WO2015/166800号小册子

发明内容

本发明所要解决的技术问题

但是，在专利文献1记载的技术中，由于必须将天线单元配置于在金属框设置的开口部附近，因此，天线配置的自由度变小。即使在与由金属框包围的位置配置天线单元的情况下，只要能够抑制天线特性的劣化就是有益的。

本发明的一方案是鉴于上述课题提出的，主要目的在于提供一种抑制在由金属框包围的位置配置的天线单元的天线特性劣化的技术。

解决问题的手段

本发明一方案的天线装置包括以第一频带动作的第一天线单元、与第一天线单元连接的第一供电部和以包围第一天线单元的方式配置的金属框，第一供电部与该金属框在第一频带中经由用于控制阻抗的第一阻抗控制部连接。

发明效果

根据本发明的一方案，能够抑制在由金属框包围的位置配置的天线单元的天线特性的劣化。

附图说明

图1的(a)是表示本发明一实施方式(第一实施方式)的天线装置的概略构造的剖视图，(b)是表示该天线装置中的高频电流流动的图。

图2的(a)是本发明一实施方式(第一实施方式)的天线装置的内部构造的侧剖视图，(b)及(c)是表示该天线装置外观的变化的侧视图。

图3是本发明一实施方式(第一实施方式)的天线装置中的基部(ground)的剖视图。

图4是表示本发明一实施方式(第一实施方式)的天线装置中的阻抗控制部的构成例的图。

图5是表示本发明一实施方式(第二实施方式)的天线装置的概略构造的变化的剖视图。

图6是表示本发明一实施方式(第二实施方式)的天线装置中的阻抗控制部的构成例的图。

图7是表示本发明一实施方式(第三实施方式)的天线装置的概略构造的剖视图。

图8是表示本发明一实施方式(第三实施方式)的天线装置的概略构造的变形例的剖视图。

图9是表示本发明一实施方式(第四实施方式)的天线装置的概略构造的剖视图。

图10是表示本发明一实施方式(第四实施方式)的天线装置中的基部的剖视图。

图11的(a)是表示本发明一实施方式(第五实施方式)的天线装置的概略构造的剖视图，(b)是表示该天线装置中的高频电流流动的图。

图12是表示本发明的实施例及对比例的天线装置的概略构造的剖视图。

图13是表示在本发明的实施例中使用的滤波器的特性的曲线图。

图14是表示本发明的实施例及对比例的结果的曲线图。

图15是表示本发明的实施例及对比例的结果的曲线图。

具体实施方式

本发明的发明人为了提供对在由金属框包围的位置配置的天线单元的天线特性劣化的技术而进行了积极研究。

首先，在由金属框包围的位置仅配置有天线单元的情况下，由于被金属框遮蔽，因此该天线单元的天线特性大幅度劣化。

接下来，本发明的发明人对同时向天线单元及金属框供电进行了研究。在该情况下，在天线单元的基础上，金属框也能够作为天线的一部分发挥作用，能够期待减小金属框遮蔽的影响。另外，期待通过天线单元的长度调节，使得天线单元的共振频率也能够容易地被调节。但是，已知同时向天线单元及金属框供电的情况下的天线特性依赖于金属框的设计条件(金属框与供电部的连接条件等)，对于金属框的设计而言，在希望利用天线单元使之共振的频带天线的激励条件并非良好条件的情况下，无论怎样调节天线单元的长度或调节天线整合电路，都很难确保天线特性。其理由被认为是，在同时向天线单元及金属框供电的情况下，与天线单元的配置相比，金属框位于天线装置的最外侧，因此金属框的天线激励条件处于支配性。

在这里，在金属框本身作为天线动作的情况下，金属框周边的构造物也会对天线特性造成影响。进而，在较高频带，由于对应的波长变短，因此，例如即使是金属框周边的小构造物也会对天线特性造成影响。因此，在构成覆盖高频带的天线装置的情况下，机械的构造物也成为相对于天线特性而言无法忽略的大小，金属框很难设计成为符合设计者意图的天线。

因此，本发明的发明人反复积极研究，发现通过将天线单元的供电部与金属框经由对天线单元的使用频带的阻抗进行控制的阻抗控制部连接，能够抑制在由金属框包围的位置配置的天线单元的天线特性的劣化，从而完成本发明的一方案。

即，通过将天线单元的供电部与金属框经由对天线单元的使用频带的阻抗进行控制的阻抗控制部连接，能够针对于天线单元流动的高频电流的方向进行调节，使得反方向的高频电流不于金属框流动，能够避免金属框妨碍天线单元的放射，抑制天线单元的天线特性劣化。或者，相对于于天线单元流动的高频电流的方向，通过使相同方向的高频电流于金属框流动，从而能够提高天线单元的天线特性。

以下对本发明的实施方式进行详细说明。但是，本实施方式中记载的构造只要没有特别的特定记载，则并非用于将本发明的范围限定于此，而不过是简单的说明例。

〔第一实施方式〕

参照附图对本发明一实施方式(第一实施方式)的天线装置进行说明。并且，本发明一实施方式的天线装置例如可以是移动电话终端、移动信息终端、智能手机、平板电脑终端、可移动PC终端等无线设备具有的天线装置，但不限定于此，能够适用于具有金属框的全部天线装置。

(天线装置1)

图1的(a)是表示本实施方式的天线装置1的概略构造的剖视图。如图1的(a)所示，天线装置1包括第一供电部11、第一天线单元12、第一阻抗控制部13及金属框14。另外，天线装置1构成为具有天线装置1及无线电路部10的无线设备的一部分。

无线电路部10包括滤波器、放大器、调制部、解调部、A/D变换部、D/A变换部等，对用于无线通信的高频信号进行处理。无线电路部10与第一供电部11连接。第一供电部11与第一天线单元12连接，并经由第一阻抗控制部13与金属框14连接。

第一天线单元12以第一频带动作。即，第一供电部11输入/输出第一频带的高频信号并向第一天线单元12进行天线供电。由此，能够使用第一天线单元12进行第一频带的高频信号的收发。此时，进一步优选第一天线单元12在第一频带共振。

第一频带并无特别限定，但例如优选为2.4GHz以上的频带，进一步优选3.4GHz以上的频带，特别优选5GHz以上的频带。频率越高，即使是天线装置1内很小的构造物也成为无法忽略的大小，从而天线设计越难，因此本发明一实施方式的优位性变得显着。作为第一频带的具体例子，能够举出例如Wi-Fi(注册商标)2.4GHz带、Wi-Fi(注册商标)5GHz带、LTEband41(2496至2690MHz)、LTEband42(3400至3600MHz)、LTEband43(3600至3800MHz)等，但不限定于此。

阻抗控制部13是对第一频带的阻抗进行控制的电路或元件。所谓“对第一频带的阻抗进行控制”是指针对第一频带，将插入有阻抗控制部13的路径所具有的阻抗控制为希望的值(虚数)。

在本实施方式中，第一阻抗控制部13在第一频带表现高阻抗。所谓“在第一频带表现高阻抗”是指通过阻抗控制部13的第一频带的高频信号的衰减为-15dB以下。换言之，是指第一阻抗控制部13的直通(through)特性为-15dB以下。在一实施方式中，通过阻抗控制部13的第一频带的高频信号的衰减为-10dB以下，更加优选-20dB以下，特别优选-25dB以下。另外，该衰减的最大值并无特别限定，但该衰减可以是例如-50dB以上。

金属框14构成天线装置1的框体的侧壁，包围天线装置1的内部构造(无线电路部10、第一供电部11、第一天线单元12及第一阻抗控制部13)。

在本实施方式的天线装置1中，第一供电部11和金属框14经由在第一频带表现高阻抗的第一阻抗控制部13连接。由此，能够利用以包围第一天线单元12的方式配置的金属框14，抑制第一天线单元12的天线特性劣化。

参照图1的(b)对其进行详细说明。图1的(b)是表示天线装置1中的高频电流流动的方向的图。金属框14经由第一阻抗控制部13与用于输入/输出第一频带的高频信号的第一供电部11连接，但由于第一阻抗控制部13以在第一频带表现高阻抗的方式动作，因此能够使第一频带的高频电流不于金属框14流动。由此，如图1的(b)所示，能够相对于第一频带的第一天线单元12的高频电流I0的流动方向，使于金属框14的高频电流I1不会反向流动，因此能够抑制由于金属框14而妨碍第一天线单元12的动作。

由此，能够抑制由于金属框14而使第一天线单元12的天线特性劣化，例如能够实现第一天线单元12的天线效率的提高及宽频带化。并且，不需要为了获得上述效果而对金属框14的连接条件或与金属框14接近的构造物的配置等进行调节(变更)，具有提高天线设计自由度的效果。

图2的(a)是表示天线装置1的内部构造的一例的侧剖视图。如图2的(a)所示，在一实施方式中，天线装置1也可以还具有基板(基部)15、液晶面板16及背面面板17。基板15上形成有无线电路部10，经由第一供电部11与第一天线单元12连接。基板15、第一供电部11及第一天线单元12配置在液晶面板16与非金属背面面板17之间，优选在液晶面板16侧配置有基板15，并在背面面板17侧配置有第一天线单元12。其理由在于，根据本实施方式，不仅能够抑制金属框14对第一天线单元12的遮蔽的影响，而且尽可能确保第一天线单元12距离基板(基部)15的高度(天线高度)的构造，在天线特性方面良好。

图2的(b)及(c)是表示该天线装置的外观变化的侧视图。如图2的(b)所示，可以在天线装置1的整个厚度方向上存在金属框14，也可以如图2的(c)所示，相对于金属框14在上下两方设置有树脂层。

(基部)

图3是表示一实施方式的基板15的剖视图。在天线装置1中，基板15作为基部发挥作用。并且，从设有该基部(基板15)的面上的与第一阻抗控制部13的配置部位相对的部分A将基部(基板15)去除。由此，第一阻抗控制部13能够恰当地对阻抗进行调节。

即，在不将基部从部分A去除而使第一阻抗控制部13与基部接近的情况下，第一阻抗控制部13与基部可能会发生电容耦合。在第一阻抗控制部13与基部电容耦合的情况下，特别是在高频带，很难将阻抗调节为高阻抗。对此，通过预先将基部从部分A去除，能够避免第一阻抗控制部13与基部发生电容耦合，因此第一阻抗控制部13能够恰当地进行阻抗调节。

并且，天线装置1所具有的基部不限定于基板15，也可以设置于在天线装置1内规定的一个以上的面上。在该情况下，优选从该一个以上的面上的与第一阻抗控制部13相对的部分将基部去除。由此，如上所述，能够由第一阻抗控制部13恰当地进行阻抗调节。

另外，基于相同的理由，从金属框14起经由第一阻抗控制部13与第一供电部11连接的路径优选短连接。通过使该路径短连接，能够减小在该路径周边存在的金属部件的影响，因此第一阻抗控制部13能够更加恰当地进行阻抗调节。作为使上述路径短连接的方法，例如，也可以如图4的(a)所示，将从金属框14拉出的部分14a直接与第一阻抗控制部13连接。

(阻抗控制部13)

第一阻抗控制部13在一实施方式中具有从陷波滤波器、带阻滤波器及低通滤波器构成的组中选择的一个以上的滤波器。通过使用这种滤波器，能够恰当地实现在第一频带表现高阻抗的第一阻抗控制部13。

图4的(a)是表示由陷波滤波器构成第一阻抗控制部13的例子。在图4的(a)所示的例子中，陷波滤波器具有将电容器C1与电感器L1并联的构造。例如，能够基于下式，通过调节电容器C1的电容及电感器L1的电感任意设定图4的(a)所示的陷波滤波器成为高阻抗的中心频率。

f＝1/2π√(LC)

(f：中心频率、L：电感、C：电容)

图4的(b)表示由低通滤波器构成第一阻抗控制部13的例子。在图4的(b)所示的例子中，低通滤波器包括插入到金属框14与第一供电部11之间的路径上的电感器L4、和插入到从该路径分支并接地的路径上的电容器C4。通过对电容器C4的电容及电感器L4的电感进行调节，能够任意设定图4的(b)所示的低通滤波器变为高阻抗的频带。

〔第二实施方式〕

对本发明的第二实施方式进行说明如下。并且，对于已在第一实施方式中说明的部件，省略其说明。图5是表示本实施方式的天线装置2的概略构造的变化的剖视图。另外，天线装置2构成为具有天线装置2及无线电路部10的无线设备的一部分。

本实施方式的天线装置2在能够分别收发第一频带及第二频带的高频信号的方面，与天线装置1不同。

例如，在图5的(a)所示的天线装置2中，第一供电部11与第一天线单元12及第二天线单元22连接。

并且，第一天线单元12以第一频带动作，第二天线单元22以与第一频带不同的第二频带动作。即，第一供电部11在第一频带的高频信号的基础上进一步输入/输出第二频带的高频信号，同时向第一天线单元12及第二天线单元22天线供电。由此，能够使用第一天线单元12对第一频带的高频信号进行收发，使用第二天线单元22对第二频带的高频信号进行收发。此时，更加优选第一天线单元12以第一频带共振、第二天线单元22以第二频带共振。

另外，例如，如图5的(b)及(c)所示，天线装置2也可以不具有第二天线单元22。在该情况下，优选第一天线单元12构成为具有卷成至少一卷的形状，容易对第一天线单元12的基波的高次模式(两倍波以上的共振)进行调节。通过按照这种方式构成，从而能够构成为，例如使第一天线单元12以与第一天线单元12的基本波对应的第一频带动作，并以与第一天线单元12的三倍波对应的第二频带动作。另外，例如也可以构成为，第一天线单元12以与第一天线单元12的三倍波对应的第一频带动作，以与第一天线单元12的五倍波对应的第二频带动作。另外，也可以构成为，第一天线单元12以从第一天线单元12的基本波及各高次模式中选择任意两个频带动作。

并且，除了第一频带以外，天线装置2所具有的第一阻抗控制部23在第二频带也表现高阻抗。由此，在第一供电部11经由第一阻抗控制部23对金属框14进行天线供电时，能够使第一频带及第二频带的高频电流分别不于金属框14流动。由此，相对于第一频带的第一天线单元12的高频电流流动的方向，能够使于金属框14流动的高频电流不反向流动，并且，相对于第二频带的第一天线单元12或第二天线单元22的高频电流流动方向，也能够使流向于金属框14流动的高频电流不反向流动，因此能够抑制由于金属框14而妨碍第一天线单元12的动作(及第二天线单元22)的动作。

如上所述，能够避免由于以包围天线装置2的内部构造(无线电路部10、第一供电部11、第一天线单元12、第二天线单元22及第一阻抗控制部23)的方式配置的金属框14使得第一天线单元12(及第二天线单元22)的天线特性劣化。

(第一阻抗控制部23)

另外，第一阻抗控制部23在一实施方式中包含将在第一频带表现高阻抗的滤波器与在第二频带表现高阻抗的滤波器串联连接的构造。通过使用该构造，能够恰当地实现在第一频带及第二频带表现高阻抗的第一阻抗控制部23。各滤波器例如可设为从由陷波滤波器、带阻滤波器及低通滤波器构成的组中选择的滤波器。

图6是表示由两个陷波滤波器构成第一阻抗控制部23的例子。在图6所示的例子中，具有由电容器C2和电感器L2并联而成的构造的陷波滤波器与具有由电容器C3和电感器L3并联而成的构造的陷波滤波器串联连接。对于一方的陷波滤波器，以在第一频带表现高阻抗的方式进行调节，对于另一方的陷波滤波器，以在第二频带表现高阻抗的方式进行调节，从而能够恰当地实现在第一频带及第二频带表现高阻抗的第一阻抗控制部23。

(变形例)

并且，在一变形例中，与第一供电部11连接的天线单元的数量不限定于两个。也可以将三个以上的天线单元与第一供电部11连接。在该情况下，第一阻抗控制部23在各天线单元的使用频带表现高阻抗即可，例如，可以构成为将第一阻抗控制部23与各天线单元的在使用频带表现高阻抗的滤波器串联连接。通过按照这种方式构成，能够抑制各天线单元的天线特性由于金属框14的影响而劣化。

另外，天线装置2具有的基部也与天线装置1具有的基部同样地，优选设置于在天线装置2内规定的一个以上的面上，从该一个以上的面上的与第一阻抗控制部23相对的部分将基部去除。由此，第一阻抗控制部23能够恰当地进行阻抗调节。

〔第三实施方式〕

对本发明的第三实施方式进行说明如下。并且，对于已在第一实施方式中说明的部件省略其说明。图7是表示本实施方式的天线装置3的概略构造的剖视图。另外，天线装置3构成为具有天线装置3及无线电路部10的无线设备的一部分。

如图7所示，在本实施方式的天线装置3中，与第一实施方式的天线装置1同样地，通过由第一供电部11对第一天线单元12进行供电，从而第一天线单元12以第一频带动作，并且，经由在第一频带表现高阻抗的第一阻抗控制部13对金属框14进行天线供电。由此，能够抑制由于金属框14而使第一天线单元12的天线特性劣化。

另外，在天线装置3中，在金属框14上设置有狭缝36，其用于将金属框14作为以比第一频带低的第三频带动作的天线单元使用。即，在金属框14中，由狭缝36和金属框14中的与第一阻抗控制部13连接的连接点P1所夹的第一部分，换言之从连接点P1到金属框14上与狭缝36相邻的端点P2为止的第一部分的电长度为第三频带的1/8波长以上且3/8波长以下的范围，更加优选该电长度为第三频带的1/4波长(λ/4)。通过按照这种方式设置狭缝36，从而第一部分作为1/4波长(λ/4)系的单极天线动作，以第三频带共振，因此能够恰当地将金属框14作为以第三频带动作的天线单元使用。即，在本实施方式中，第一供电部11进一步输入/输出第三频带的高频信号，向金属框14进行天线供电。由此，能够使用金属框14收发第三频带的高频信号。并且，第三频带是比第一频带低的频带，因此不会被第一阻抗控制部13拦截。上述第一部分的电长度只要为1/8波长以上且3/8波长以下的范围即可，只要在该范围内，第一部分作为大致1/4波长(λ/4)系的单极天线动作。

并且，狭缝36也可以设置在多个部位。

(变形例)

图8是表示一变形例的天线装置3的概略构造的剖视图。如图8所示，在一变形例中，在天线装置3中，也可以使夹着金属框14上的连接点P1位于与第一部分相反侧的金属框14的第二部分经由对金属框14的阻抗进行调节的常数调节部37接地。常数调节部37只要是对金属框14的阻抗进行调节的构造即可，例如，能够由电容器、电感器等电抗元件构成。

通过按照上述方式将常数调节部37追加到金属框14上，能够更加容易地对金属框14的共振频带进行调节。另外，通过将常数调节部37追加到金属框14上，能够更加容易地实施针对第一天线单元12的共振频率即第一频带的阻抗调节。即，根据上述构造，金属框14及第一天线单元12经由常数调节部37接地，能够容易地进行金属框14的共振频率与天线单元12的共振频率的频率调节。

另外，在天线装置3中也与第二实施方式的天线装置2同样地，可以使以相互不同的频带动作的多个天线单元与第一供电部11连接，或使第一天线单元12以多个频带动作，使第一阻抗控制部13在各频带表现高阻抗。

另外，天线装置3具有的基部也与天线装置1具有的基部同样地，设置于在天线装置3内规定的一个以上的面上，优选从该一个以上的面上的与第一阻抗控制部13的部分将基部去除。由此，第一阻抗控制部13能够恰当地进行阻抗调节。

〔第四实施方式〕

对本发明的第四实施方式进行说明如下。并且，对于已在第一实施方式说明的部件省略其说明。图9是表示本实施方式的天线装置4的概略构造的剖视图。另外，天线装置4构成为具有天线装置4及无线电路部10的无线设备的一部分。

如图9所示，在本实施方式的天线装置4中，也可以是还包括：第三天线单元42，其配置在由金属框14包围的位置，以第四频带动作；以及第二供电部41，其与无线电路部10连接，与第三天线单元42连接，第二供电部41和金属框14经由在第四频带表现高阻抗的第二阻抗控制部43电连接。

通过按照上述方式构成，从而第一供电部11经由在第一频带表现高阻抗的第一阻抗控制部13与金属部14连接，能够抑制第一天线单元12的天线特性劣化，第二供电部41经由在第四频带表现高阻抗的第二阻抗控制部43与金属部14连接，能够抑制第三天线单元42的天线特性劣化。

此外，由于天线装置4能够将包含第一天线单元12的第一供电部11与包含第三天线单元42的第二供电部41以不同系统设置，因此能够实现分别向不同通信系统的应用。另外，在同一通信系统中使用的情况下，第一天线单元12的共振频率与第三天线单元42的共振频率大致相同，例如能够以2x2MIMO进行动作。通常，在以同一共振频率对两个天线进行调节的情况下，相互分离特性降低，相关系数增大。由此，金属框14从第一供电部11和第二供电部41进行天线供电，在作为天线共用金属框14的构造中，相互分离特性可能会变高。但是，在本发明的第四实施方式中，第一供电部11经由在第一频带表现高阻抗的第一阻抗控制部13与金属部14连接，第二供电部41经由在第四频带表现高阻抗的第二阻抗控制部43与金属部14连接，因此，能够使两个天线的同一共振频率的高频电流彼此不于金属框流动，因此能够抑制天线间干渉，能够确保相互的分离特性，减小相关系数。由此，即使在同一通信系统中使用的情况下，也能够恰当地构成MIMO天线。

(基部)

另外，图10是表示一实施方式中的天线装置4的基板(基部)45的构成的剖视图。在本实施方式中，从设置有基部(基板45)的面中的与第一阻抗控制部13的配置部相位对的部分A及与第二阻抗控制部43的配置部相位对的部分B分别将基部(基板45)去除。由此，第一阻抗控制部13及第二阻抗控制部43能够避免与基部电容耦合，恰当地进行阻抗调节。另外，天线装置4具有的基部不限定于基板45，也可以设置于在天线装置4内规定的一个以上的面上。在该情况下，优选从该一个以上的面上的与第一阻抗控制部13及第二阻抗控制部43相对的部分将基部去除。

(变形例)

另外，天线装置4也可以进一步具有一组以上的天线单元、供电部及阻抗控制部的组合。即，具有三个以上的供电部，各供电部也可以经由各自对应的阻抗控制部与金属框14连接。在该情况下，优选在设置有基部的面上，从与各阻抗控制部相对的位置将基部去除。

另外，在天线装置4中，也可以与第二实施方式的天线装置2同样地，将第一供电部11或第二供电部41与多个天线单元连接，第一阻抗控制部13或第二阻抗控制部43在各天线单元的使用频带表现高阻抗。

另外，在天线装置4中，也可以与第三实施方式的天线装置3同样地，构成为在金属框14上设置狭缝36，将金属框14作为以第三频带动作的天线单元使用。另外，狭缝36也可以设置在多个部位。

〔第五实施方式〕

对本发明的第五实施方式说明如下。并且，对于已在第一实施方式中说明的部件省略其说明。图11的(a)是表示本实施方式的天线装置5的概略构造的剖视图。另外，天线装置5也可以构成为具有天线装置5及无线电路部10的无线设备的一部分。

如图11的(a)所示，在本实施方式的天线装置5中，第一阻抗控制部53具备使第一频带的高频信号的相位变化的移相器。第一阻抗控制部53能够通过使第一频带的高频信号的相位变化，使从第一供电部11经由第一阻抗控制部53于金属框14流动的高频信号的相位变化。由此，能够使得流向第一天线单元12的高频电流与于金属框14流动的高频电流不成为反向，更加优选成为相同方向。由此，能够抑制在由金属框14包围的位置配置的第一天线单元12的天线特性的劣化。

图11的(b)是表示天线装置5中的高频电流流动的一例的图。如图11的(b)所示，第一阻抗控制部53可以以使于第一天线单元12流动的高频电流I0与于金属框14流动的高频电流I2成为相同方向的方式，使第一频带的高频信号的相位变化。由此，通过在第一天线单元12及金属框14中使高频电流于相同方向流动，能够提高第一天线单元12的天线特性。其理由在于，除了第一天线单元12以外，金属框14也在第一频带被激励。

并且，作为设定基于第一阻抗控制部53的相位变化量以使得于第一天线单元12流动的高频电流与于金属框14流动的高频电流不成为反向、更加优选成为相同方向的方法，作为第一阻抗控制部53，能够使用可变移相器，一边使相位变化量变化一边测量VSWR，以实验方式求出VSWR变小的相位变化量，从而能够近似地求出。

作为第一阻抗控制部53具有的移相器，能够使用公知的移相器，例如能够使用π型移相器(L/C/L型、C/L/C型)、T型移相器(L/C/L型、C/L/C型)等及其组合。

(变形例)

另外，天线装置5具有的基部也与天线装置1具有的基部同样地，设置于在天线装置5内规定的一个以上的面上，优选从该一个以上的面上的与第一阻抗控制部53相对的部分将基部去除。由此，第一阻抗控制部53能够恰当地进行阻抗调节。

另外，天线装置5也可以进一步具有一组以上的天线单元、供电部及阻抗控制部的组合。即，也可以具有两个以上的供电部，使各供电部经由各自对应的阻抗控制部与金属框14连接。在该情况下，在设置有基部的面上，优选从与各阻抗控制部相对的位置将基部去除。

另外，在天线装置5中也可以与第二实施方式的天线装置2同样地，第一供电部11与以互不相同的频带动作的多个天线单元连接，或第一天线单元12以多个频带动作，第一阻抗控制部53在各频带以恰当的变化量使相位变化。

另外，在天线装置5也可以与第三实施方式的天线装置3同样地，构成为在金属框14设置狭缝36，将金属框14作为以第三频带动作的天线单元使用。另外，狭缝36也可以设置在多个部位。

〔总结〕

本发明第一方案的天线装置(1至5)包括以第一频带动作的第一天线单元(12)、与第一天线单元连接的第一供电部(11)和以包围第一天线单元的方式配置的金属框(14)，第一供电部(11)与该金属框(14)经由对第一频带的阻抗进行调节的第一阻抗控制部(13、23、53)连接。

根据上述构造，能够使用第一天线单元进行第一频带的高频信号收发。此时，令人惊讶的是，通过将第一供电部与金属框经由对第一频带的阻抗进行调节的阻抗控制部连接，能够抑制由于以包围第一天线单元的方式配置的金属框使得第一天线单元的天线特性劣化。由此，能够抑制在由金属框包围的位置配置的第一天线单元的天线特性劣化。

本发明第二方案的天线装置(1至4)在上述第一方案的基础上，也可以是，第一阻抗控制部(13、23)在第一频带表现高阻抗。

根据上述构造，通过将第一供电部与金属框经由在第一频带表现高阻抗的第一阻抗控制部连接，能够恰当地抑制由于金属框使得第一天线单元的天线特性劣化。

本发明第三方案的天线装置(1至4)在上述第二方案的基础上，也可以是，第一阻抗控制部(13、23)包括从由陷波滤波器、带阻滤波器及低通滤波器构成的组中选择的一个以上。

根据上述构造，能够恰当地实现在第一频带表现高阻抗的第一阻抗控制部。

本发明第四方案的天线装置(2)在上述第二或第三方案的基础上，也可以是，还具备与第一供电部(11)连接且以与第一频带不同的第二频带动作的第二天线单元(22)，第一阻抗控制部(23)进一步是在第二频带表现高阻抗的构件。

根据上述构造，能够使用第二天线单元进行第二频带的高频信号收发。此时，通过使第一阻抗控制部进一步在第二频带表现高阻抗，从而能够抑制第二天线单元的天线特性劣化。

本发明第五方案的天线装置(2)在上述第二或第三方案的基础上，也可以是，第一天线单元进一步以与第一频带不同的第二频带动作，第一阻抗控制部(23)进一步在第二频带表现高阻抗。

根据上述构造，能够使用第一天线单元进行第二频带的高频信号收发。此时，通过使第一阻抗控制部进一步在第二频带表现高阻抗，从而能够抑制第二频带的第一天线单元的天线特性劣化。

本发明第六方案的天线装置(2)在上述第四或第五方案的基础上，也可以是，第一阻抗控制部(23)包含使在第一频带表现高阻抗的滤波器和在第二频带表现高阻抗的滤波器串联连接的构造。

根据上述构造，能够恰当地实现在第一频带及第二频带表现高阻抗的第一阻抗控制部。

本发明第七方案的天线装置(3)在上述第二至第六方案的基础上，也可以是，在上述金属框(14)上设置有用于将上述金属框(14)作为以比第一频带低的第三频带动作的天线单元使用的狭缝(36)，在上述金属框(14)上，夹在该狭缝(36)和上述金属框(14)与第一阻抗控制部(13)连接的连接点(P1)之间的第一部分的电长度为第三频带的1/8波长以上且3/8波长以下的范围。

根据上述构造，在金属框设置狭缝，且使金属框的夹在狭缝和该金属框与阻抗控制部连接的连接点之间的部分以第三频带共振。由此，能够恰当地将金属框作为以第三频带动作的天线单元使用。

本发明第八方案的天线装置(3)在上述第七方案的基础上，也可以是，在上述金属框(14)上，夹着上述连接点(P1)位于与第一部分相反侧的第二部分经由对上述金属框(14)的阻抗进行调节的常数调节部(37)接地。

根据上述构造，通过利用常数调节部对金属框的第一频率及第三频率的阻抗分别进行调节，能够恰当地使金属框整合。

本发明第九方案的天线装置(4)在上述第二至第八方案的基础上，也可以是，还具有配置于由上述金属框(14)包围的位置且以第四频带动作的第三天线单元(42)、和与第三天线单元(42)连接的第二供电部(41)，第二供电部(41)与该金属框(14)经由第二阻抗控制部(43)连接，第二阻抗控制部(43)在第四频带表现高阻抗。

根据上述构造，能够使用第三天线单元进行第四频带的高频信号收发。此时，通过将第二供电部与金属框在第四频带经由表现高阻抗的第二阻抗控制部连接，能够抑制第三天线单元的天线特性劣化。另外，能够对两个天线进行独立供电，进而能够抑制天线间相互干渉。

本发明第十方案的天线装置(5)在上述第一方案的基础上，也可以是，第一阻抗控制部(53)具备使第一频带的相位变化的移相器。

根据上述构造，通过由第一阻抗控制部使第一频带的相位变化，从而能够使从第一供电部经由第一阻抗控制部于金属框流动的高频信号的相位变化。由此，能够使得于第一天线单元流动的高频电流与于上述金属框流动的高频电流不成为反向，更加优选成为相同方向。由此，能够抑制配置于由金属框包围的位置的第一天线单元的天线特性劣化。

本发明第十一方案的天线装置(5)在上述第十方案的基础上，也可以是，第一阻抗控制部(53)以使得于第一天线单元(12)流动的高频电流与于上述金属框(14)流动的高频电流成为相同方向的方式，使第一频带的高频信号的相位变化。

根据上述构造，能够通过在天线单元及金属框中使高频电流朝向相同方向流动，提高第一天线单元的天线特性。

本发明第十二方案的天线装置(1至5)在上述第一至第十一方案的基础上，也可以是，具有设置于在上述天线装置内规定的一个以上的面上的基部，从该一个以上的面上的与第一阻抗控制部(13、23、53)相对的部分将该基部(15、45)去除。

根据上述构造，由于第一阻抗控制部与基部耦合得到抑制，因此第一阻抗控制部能够恰当地进行阻抗调节。

本发明第十三方案的无线设备可以是包括上述第一至第十二方案的天线装置(1至5)、和与该天线装置连接的无线电路部(10)。

根据上述构造，具有与本发明一方案的天线装置相同的效果。

本发明的一方案不限定于上述的各实施方式，能够在权利要求所示的范围内进行多种变更，将在不同实施方式中分别公开的技术手段适当组合得到的实施方式也包含在本发明的技术范围。此外，通过将各实施方式中分别公开的技术手段进行组合，能够形成新的技术特征。

实施例

(天线放射的实施例)

以下使用实施例对本发明的一方案的效果进行具体说明。但是，本实施例是对本发明一方案作用进行说明，而并非进行限制性解释以对本发明的范围作出任何限定。

在天线单元配置于由金属框包围的位置的天线装置中，分别针对(1)仅对天线单元供电的情况，(2)对天线单元及金属框供电的情况，(3)按照本发明一实施方式的方式构成的情况，进行了天线特性测量。

图12是表示实施例及对比例中使用的天线装置的概略构造的剖视图，(a)表示对比例1的天线装置8，(b)表示对比例2的天线装置9，(c)表示实施例1的天线装置1。如图12所示，各天线装置包括第一供电部11、第一天线单元12及金属框14，构成为具有该天线装置及无线电路部10的无线设备的一部分。另外，在金属框14上设置有多个狭缝36。另外，仅在实施例1的天线装置1上设置有第一阻抗控制部13。

作为对比例1，如图12的(a)所示，第一供电部11仅向第一天线单元12供电，在第一供电部11与金属框14没有连接的天线装置8中，一边使使用频率(第一供电部11向第一天线单元12供电的频率)在5GHz至6GHz的范围内变化，一边测量天线效率及VSWR。

另外，作为对比例2，如图12的(b)所示，在第一供电部11向第一天线单元12及金属框14供电的天线装置9中，一边使使用频率在5GHz至6GHz的范围变化，一边测量天线效率及VSWR。

另外，作为实施例1，如图12的(c)所示，第一供电部11对第一天线单元12进行供电，并且，将第一供电部11和金属框14经由第一阻抗控制部13连接，在这样的天线装置1中，一边使使用频率在5GHz至6GHz的范围内变化，一边对天线效率及VSWR进行测量。

作为第一阻抗控制部13，具有图4的(a)所示的构造，使用电容器C1的电容为0.4pF、电感器L1的电感为1.5nH的陷波滤波器。

图13中示出第一阻抗控制部13(陷波滤波器)的直通特性(衰减特定)。如图13所示，第一阻抗控制部13在5.2GHz附近，直通特性达到最高阻抗，显示大于-25dB。

图14中示出天线效率的测量结果。另外，图15中示出VSWR的测量结果。并且，曲线图中由纵向虚线包围的范围(5150-5725MHz)覆盖Wi-Fi(注册商标)5GHz带的各频带宽度(W52(5150-5250MHz)/W53(5250-5350MHz)/W56(5470-5725MHz))。

在对比例1(仅对天线单元进行供电的情况)中，关于VSWR能够在一定程度的范围内获得足够的值，但关于天线效率显示较低的值。这被认为是受到被金属框遮蔽的影响。

在对比例2(对天线单元及金属框进行供电的情况)中，关于VSWR无法获得足够的值，关于天线效率，显示出比对比例1更低的值。如上所述，在对天线单元及金属框进行供电的情况下，与仅向天线单元供电的情况相比，天线特性劣化。

在实施例1(按照本发明一实施方式的方式构成的情况)中，关于VSWR，在较宽频带中获得足够的值，关于天线效率，也显示出最高值。如上所述，根据本发明的一方案，认为能够大幅度减小由于金属框遮蔽的影响。

特别是在实施例1中使用的第一阻抗控制部13的直通特性达到最高阻抗的5.2GHz附近，实施例1的天线特性显示出峰值效率(5.25GHz附近)，第一阻抗控制部13的直通特性和天线特性显示出大致相关。

另外，在5.7GHz附近，实施例1的天线特性与对比例1(天线单元单体)相比也改善了1.5dB左右。5.7GHz附近的第一阻抗控制部13的直通特性如图13所示为-8dB左右，因此，表明只要第一阻抗控制部13的直通特性为-10dB以下就能够期待充分的改善效果。

根据以上内容可知，第一阻抗控制部13的直通特性只要是高阻抗就能够一定程度上对天线特性进行改善。在实施例1中，作为电感器L1的值使用1.5nH，但只要使该值增大，并将电容器C1与之相应地调节得较小，就能够使直通特性成为更高阻抗，进一步改善天线特性。

并且，在图7所示的天线装置3这样的多波段天线构造中，除了天线单元12以外，金属框14也以比第一频带(例如5GHz)低的第三频带作为天线动作。此时，无法忽略金属框14上的由第一阻抗控制部13的电感器L1引起的阻抗变动，金属框14的天线整合调节变得困难。因此，在图7所示的天线装置3这种多波段天线构造中，优选第一阻抗控制部13的电感器L1的值进行上述权衡来设定。

附图标记说明

1～5 天线装置(无线设备)

10 无线电路部

11 第一供电部

12 第一天线单元

13、23、53 第一阻抗控制部

14 金属框

15、45 基部

22 第二天线单元

36 狭缝

37 常数调节部

41 第二供电部

42 第三天线单元

43 第二阻抗控制部

P1 连接点

P2 端点

C1～C4 电容器

L1～L4 电感器

Claims (12)

1.一种天线装置，其特征在于，包括：

以第一频带动作的第一天线单元；

与第一天线单元连接的第一供电部；以及

以包围第一天线单元的方式配置的金属框；

第一供电部与该金属框经由对第一频带的阻抗进行控制的第一阻抗控制部连接，第一天线单元与第一阻抗控制部经由第一供电部连接；

第一阻抗控制部在第一频带表现高阻抗。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，

第一阻抗控制部包括从由陷波滤波器、带阻滤波器及低通滤波器构成的组中选择的一个以上。

3.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，

进一步具有第二天线单元，其与第一供电部连接，以与第一频带不同的第二频带动作；

第一阻抗控制部进一步在第二频带表现高阻抗。

4.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，

第一天线单元进一步以与第一频带不同的第二频带动作，

第一阻抗控制部进一步在第二频带表现高阻抗。

5.根据权利要求3所述的天线装置，其特征在于，

第一阻抗控制部包括由在第一频带表现高阻抗的滤波器与在第二频带表现高阻抗的滤波器串联连接的构造。

6.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，

在所述金属框设置有狭缝，该狭缝用于将所述金属框作为以比第一频带低的第三频带动作的天线单元使用，

在所述金属框中，夹在该狭缝与所述金属框的向第一阻抗控制部的连接点的第一部分的电长度，为第三频带的1/8波长以上且3/8波长以下的范围。

7.根据权利要求6所述的天线装置，其特征在于，

在所述金属框中，夹着所述连接点而位于与第一部分相反侧的第二部分经由对所述金属框的阻抗进行调节的常数调节部而接地。

8.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，进一步包括：

第三天线单元，其配置在由所述金属框包围的位置，以第四频带动作；以及

第二供电部，其与第三天线单元连接，

第二供电部与该金属框经由第二阻抗控制部连接，

第二阻抗控制部在第四频带表现高阻抗。

9.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，

第一阻抗控制部包括使第一频带的相位变化的移相器。

10.根据权利要求9所述的天线装置，其特征在于，

第一阻抗控制部以使于第一天线单元流动的高频电流与于所述金属框流动的高频电流成为相同方向的方式，使第一频带的高频信号的相位变化。

11.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，

包括设置于在所述天线装置内规定的一个以上的面的基部，

从该一个以上的面的与第一阻抗控制部相对的部分将该基部去除。

12.一种无线设备，其特征在于，包括：

权利要求1所述的天线装置；以及

与该天线装置连接的无线电路部。

Images