CN113646968A - 天线装置 - Google Patents

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CN113646968A CN201980092930.5A CN201980092930A CN113646968A CN 113646968 A CN113646968 A CN 113646968A CN 201980092930 A CN201980092930 A CN 201980092930A CN 113646968 A CN113646968 A CN 113646968A
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西冈泰弘
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Abstract

天线装置(100、100a)具备第1辐射元件(101)、第2辐射元件(102)、第1输入输出端子(103)、第2输入输出端子(104)、第1移相器(110、110a)、第1电纳元件(105)、第2电纳元件(106)、第3电纳元件(107)、第4电纳元件(108)、第1可变匹配电路(120、120a)及第2可变匹配电路(130、130a)，第1电纳元件(105)、第2电纳元件(106)、第3电纳元件(107)及第4电纳元件(108)的各电纳值被设定为，在从第1输入输出端子(103)或第2输入输出端子(104)供电的情况下，第1辐射元件(101)的激励振幅与第2辐射元件(102)的激励振幅成为大致等振幅，并且第1输入输出端子(103)与第2输入输出端子(104)之间的耦合降低。

Description

天线装置
技术领域
本发明涉及天线装置。
背景技术
在具有天线装置的无线通信装置中，为了应对由多径衰落等引起的通信品质的下降，使天线装置具有分集功能是有效的。关于分集功能，越增加分支数，越能够降低由衰落引起的接收电力的下降。在分集功能中，通常为了增加分支数，需要增加辐射元件的数量，为了形成N个(N为2以上的自然数)分支，需要N个辐射元件。
但是，例如在小型的无线通信装置具备多个辐射元件的情况下，辐射元件间的相互耦合变强，因此辐射元件间或分支间的相关性变高，因此，小型的无线通信装置具备大量辐射元件是困难的。
为了解决该问题，例如在专利文献1中公开了一种辐射右旋圆极化波或左旋圆极化波的圆极化波切换式天线。专利文献1所记载的圆极化波切换式天线具备：辐射元件(以下称为“结构A”。)，其具有2个供电点，并辐射圆极化波；第1移相器(以下称为“结构B”。)，其一端与辐射元件中的一方的供电点连接，将信号的相位移相0度或180度；第2移相器，其一端与辐射元件中的另一方的供电点连接，将信号的相位移相0度或180度；以及90度混合电路，其将输入信号分配成相位差为90度的2个信号，将分配后的一方的信号向第1移相器输出，将分配后的另一方的信号向第2移相器输出。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-223942号公报
发明内容
发明要解决的问题
作为一例，设想从专利文献1所记载的圆极化波切换式天线删除结构A和结构B且追加了第1辐射元件和第2辐射元件的天线装置。在所设想的天线装置中，第1辐射元件与90度混合电路的第1输出端子连接，并且，第2辐射元件经由第2移相器而与90度混合电路的第2输出端子连接。所设想的天线装置通过控制信号等切换第2移相器的移相量，由此，能够使用第1辐射元件及第2辐射元件这2个辐射元件来实现4分支分集功能。
但是，在所设想的天线装置中，在第1辐射元件与第2辐射元件的间隔较窄的情况下，尤其是在第1辐射元件与第2辐射元件的间隔为动作频率的波长的2分之1以下的情况下，第1辐射元件与第2辐射元件之间的相互耦合变强。天线装置在第1辐射元件与第2辐射元件之间的相互耦合变强时，例如从第1辐射元件辐射的信号大多会入射到第2辐射元件，因此，在90度混合电路的输入端子中，信号的反射振幅变大，无法高效地辐射信号。
本发明用于解决上述的问题点，其目的在于，提供一种在通过2个辐射元件实现4分支分集功能的同时、即便在2个辐射元件的间隔较窄的情况下也能够降低信号的损耗的天线装置。
用于解决问题的手段
本发明的天线装置具备第1辐射元件；第2辐射元件；第1输入输出端子；第2输入输出端子；第1移相器，其一端与第2辐射元件连接；第1电纳元件，其一端与第1辐射元件连接，且另一端与第1移相器的另一端连接；第2电纳元件，其一端与第1电纳元件的一端连接；第3电纳元件，其一端与第1电纳元件的另一端连接；第4电纳元件，其一端与第2电纳元件的另一端连接，且另一端与第3电纳元件的另一端连接；第1可变匹配电路，其一端与第4电纳元件的一端连接，且另一端与第1输入输出端子连接；以及第2可变匹配电路，其一端与第4电纳元件的另一端连接，且另一端与第2输入输出端子连接，第1电纳元件、第2电纳元件、第3电纳元件及第4电纳元件的各电纳值被设定为，在从第1输入输出端子或第2输入输出端子供电的情况下，第1辐射元件的激励振幅与第2辐射元件的激励振幅成为大致等振幅，并且第1输入输出端子与第2输入输出端子之间的耦合降低。
发明的效果
根据本发明，在通过2个辐射元件实现4分支分集功能的同时，即便在2个辐射元件的间隔较窄的情况下也能够降低信号的损耗。
附图说明
图1是示出实施方式1的天线装置的主要部分的结构的一例的图。
图2是对实施方式1的天线装置的动作机制进行了说明的图。
图3是示出实施方式1的天线装置的辐射元件的结构的一例的图。
图4是示出仅由图3所示的辐射元件构成的天线装置中的S参数计算结果的图。
图5A是示出在对实施方式1的天线装置的辐射元件应用了图3所示的结构的情况下的、第1移相器为模式1时的S参数计算结果的图。图5B是示出在对实施方式1的天线装置的辐射元件应用了图3所示的结构的情况下的、第1移相器为模式2时的S参数计算结果的图。
图6是示出对实施方式1的天线装置的辐射元件应用了图3所示的结构的情况下的辐射图案计算结果的图。
图7是示出对实施方式1的天线装置的辐射元件应用了图3所示的结构的情况下的各分支间的相关系数的计算结果的图。
图8A是示出实施方式2的天线装置的主要部分的结构的一例的图。图8B是示出在实施方式2的天线装置中第1移相器为模式1时的第1DPDT开关、第2DPDT开关及第3DPDT开关的状态的图。图8C是示出在实施方式2的天线装置中第1移相器为模式2时的第1DPDT开关、第2DPDT开关及第3DPDT开关的状态的图。
图9是示出实施方式3的天线装置的主要部分的结构的一例的图。
图10是对实施方式3的天线装置的动作机制进行了说明的图。
图11A是示出实施方式4的天线装置的主要部分的结构的一例的图。图11B是示出在实施方式4的天线装置中第2移相器及第3移相器为模式3时的第4DPDT开关及第5DPDT开关的状态的图。图11C是示出在实施方式4的天线装置中第2移相器及第3移相器为模式4时的第4DPDT开关及第5DPDT开关的状态的图。
图12A是示出实施方式5的天线装置的主要部分的结构的一例的图。图12B是示出在实施方式5的天线装置中第2移相器及第3移相器为模式3时的第6DPDT开关及第7DPDT开关的状态的图。图12C是示出在实施方式5的天线装置中第2移相器及第3移相器为模式4时的第6DPDT开关及第7DPDT开关的状态的图。
图13是示出传输线路的结构的一例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细进行说明。
实施方式1.
参照图1至图7对实施方式1的天线装置100进行说明。
参照图1对实施方式1的天线装置100的主要部分的结构的一例进行说明。
实施方式1的天线装置100具备第1辐射元件101、第2辐射元件102、第1输入输出端子103、第2输入输出端子104、第1移相器110、第1电纳元件105、第2电纳元件106、第3电纳元件107、第4电纳元件108、第1可变匹配电路120、以及第2可变匹配电路130。
第1移相器110的一端与第2辐射元件102连接。
第1电纳元件105的一端与第1辐射元件101连接。
第1电纳元件105的另一端与第1移相器110的另一端连接。
第2电纳元件106的一端与第1电纳元件105的一端连接。
第3电纳元件107的一端与第1电纳元件105的另一端连接。
第4电纳元件108的一端与第2电纳元件106的另一端连接。
第4电纳元件108的另一端与第3电纳元件107的另一端连接。
第1可变匹配电路120的一端与第4电纳元件108的一端连接。
第1可变匹配电路120的另一端与第1输入输出端子103连接。
第2可变匹配电路130的一端与第4电纳元件108的另一端连接。
第2可变匹配电路130的另一端与第2输入输出端子104连接。
在天线装置100中，根据第1辐射元件101及第2辐射元件102的结构或形状，图1所示的参照面t1处的第1辐射元件101及第2辐射元件102的反射振幅充分低。在天线装置100中，在根据第1辐射元件101及第2辐射元件102的结构或形状无法降低参照面t1处的第1辐射元件101及第2辐射元件102的充分反射振幅的情况下，也可以通过使用匹配电路等来降低该反射振幅。
第1移相器110使输入到第1移相器110的信号的相位移相。
具体而言，第1移相器110具有2个状态：使输入到第1移相器110的信号的相位移相0度作为移相量的状态、以及使输入到第1移相器110的信号的相位移相+90度作为移相量的状态。第1移相器110的状态例如根据从外部接受的控制信号而切换为2个状态中的任意的状态。
另外，这里所说的0度并不限于严格的0度，也包含大致0度。以下，设为0度包含大致0度来进行说明。此外，这里所说的+90度并不限于严格的+90度，也包含大致+90度。以下，设为+90度包含大致+90度来进行说明。
第1可变匹配电路120及第2可变匹配电路130通过采取天线装置100中的阻抗的匹配而使第1输入输出端子103及第2输入输出端子104中的反射振幅降低。
具体而言，第1可变匹配电路120及第2可变匹配电路130与第1移相器110的移相量配合地采取天线装置100中的阻抗的匹配。
更具体而言，第1可变匹配电路120具有与第1移相器110所具有的2个状态分别对应的2个状态。第1可变匹配电路120的状态与第1移相器110被切换为第1移相器110具有的2个状态中的任意的状态同步地，例如根据从外部接受的控制信号，切换为第1可变匹配电路120中的与第1移相器110被切换后的状态对应的状态。
此外，第2可变匹配电路130具有与第1移相器110所具有的2个状态分别对应的2个状态。第2可变匹配电路130的状态与第1移相器110被切换为第1移相器110具有的2个状态中的任意的状态同步地，例如根据从外部接受的控制信号，切换为第2可变匹配电路130中的与第1移相器110被切换后的状态对应的状态。
第1电纳元件105、第2电纳元件106、第3电纳元件107及第4电纳元件108是由电感器、电容器或0Ω电阻等构成的具有电纳值的元件。
天线装置100通过第2电纳元件106、第3电纳元件107及第4电纳元件108而构成去耦电路。
第1电纳元件105、第2电纳元件106、第3电纳元件107及第4电纳元件108的各电纳值被设定为，在从第1输入输出端子103或第2输入输出端子104供电的情况下，第1辐射元件101的激励振幅与第2辐射元件102的激励振幅成为大致等振幅，并且，第1输入输出端子103与第2输入输出端子104之间的耦合降低。
更具体而言，第1电纳元件105预先被设定电纳值B1。天线装置100通过使第1电纳元件105的电纳值B1变化，能够使第1辐射元件101与第2辐射元件102的激励振幅比变化。
第1电纳元件105的电纳值B1被决定为满足式(1)。
B1＝±1/Z0 式(1)
其中，Z0是归一化阻抗。
此外，第2电纳元件106的电纳值和第3电纳元件107的电纳值预先被设定相等的电纳值B2。第4电纳元件108预先被设定电纳值B3。
第2电纳元件106及第3电纳元件107的电纳值B2和第4电纳元件108的电纳值B3被决定为满足式(2)至式(6)的全部。
Figure BDA0003226842390000061
Figure BDA0003226842390000062
Figure BDA0003226842390000063
c1＝gb12(bb11+bb22)-bb12(gb11+gb22) 式(5)
c2＝-gb12(gb11gb22-bb11bb22-gb12gb21)+bb12(-bb11gb22-gb11bb22+bb12gb21) 式(6)
其中，Yb是从第2电纳元件106的第1辐射元件101侧的一端和第3电纳元件107的第2辐射元件102侧的一端观察第1辐射元件101侧及第2辐射元件102侧时的导纳矩阵。即，Yb是从图1所示的参照面t3观察第1辐射元件101侧及第2辐射元件102侧时的导纳矩阵。
此外，式(1)和式(3)中的双符号以相同的顺序对应(日文为“複号同順”，英文为“double sign corresponds”)。
通过对第2电纳元件106、第3电纳元件107及第4电纳元件108设定如上述那样决定的电纳值，从而由第2电纳元件106、第3电纳元件107及第4电纳元件108构成的去耦电路能够降低从参照面t4观察第1辐射元件101侧及第2辐射元件102侧时的相互耦合。
此外，通常在从图1所示的参照面t2观察第1辐射元件101及第2辐射元件102侧时的相互耦合的相位时，能够降低相互耦合的电纳值B2与电纳值B3发生变化。但是，通过对第1电纳元件105设定如式(1)那样决定的电纳值B1，即便从图1所示的参照面t2观察第1辐射元件101及第2辐射元件102侧时的相互耦合的相位发生变化，能够降低相互耦合的电纳值B2与电纳值B3也不再变化。即，通过对第1电纳元件105设定如式(1)那样决定的电纳值B1，该去耦电路能够不依赖于第1移相器110使输入到第1移相器110的信号的相位移相的移相量，而降低从参照面t3观察第1辐射元件101侧及第2辐射元件102侧时的相互耦合。
此外，通过对第1电纳元件105设定如上述那样决定的电纳值B1，第1辐射元件101的激励振幅与第2辐射元件102的激励振幅成为等振幅。另外，这里所说的等振幅不限于严格的等振幅，也可以包含大致等振幅。以下，设为等振幅包含大致等振幅来进行说明。
参照图2对实施方式1的天线装置100的动作机制进行说明。
以下，说明如下情况：第1移相器110是使输入到第1移相器110的信号的相位移相0度作为移相量的状态(以下称为“模式1”。)。
关于从第2辐射元件102的激励相位减去第1辐射元件101的激励相位而得到的相位差，根据由第1电纳元件105、第2电纳元件106、第3电纳元件107及第4电纳元件108构成的电路的特性，在从第1输入输出端子103供电的情况下和在从第2输入输出端子104供电的情况下产生不同的相位差。
具体而言，在第1电纳元件105的电纳值B1为B1＝+1/Z0(以下称为“情形1”)的情况下，从第2辐射元件102的激励相位减去第1辐射元件101的激励相位而得到的相位差在从第1输入输出端子103供电的情况下成为+90度，在从第2输入输出端子104供电的情况下成为-90度。
另一方面，在第1电纳元件105的电纳值B1为B1＝-1/Z0(以下称为“情形2”)的情况下，从第2辐射元件102的激励相位减去第1辐射元件101的激励相位而得到的相位差在从第1输入输出端子103供电的情况下成为-90度，在从第2输入输出端子104供电的情况下成为+90度。
同样，在第1移相器110是使输入到第1移相器110的信号的相位移相+90度作为移相量的状态(以下称为“模式2”。)的情况下、且第1电纳元件105的电纳值B1为情形1的情况下，从第2辐射元件102的激励相位减去第1辐射元件101的激励相位而得到的相位差在从第1输入输出端子103供电的情况下成为0度，在从第2输入输出端子104供电的情况下成为+180度。此外，在第1移相器110为模式2的情况下、且在第1电纳元件105的电纳值B1为情形2的情况下，从第2辐射元件102的激励相位减去第1辐射元件101的激励相位而得到的相位差在从第1输入输出端子103供电的情况下成为+180度，在从第2输入输出端子104供电的情况下成为0度。
以下，对第1电纳元件105的电纳值B1为情形1的情况进行说明。
天线装置100在第1移相器110为模式1的情况下、且在从第1输入输出端子103供电的情况下，形成从第2辐射元件102的激励相位减去第1辐射元件101的激励相位而得到的相位差成为+90度的1个分支(以下称为“分支1”。)。
天线装置100在第1移相器110为模式1的情况下、且在从第2输入输出端子104供电的情况下，形成从第2辐射元件102的激励相位减去第1辐射元件101的激励相位而得到的相位差成为-90度的1个分支(以下称为“分支2”。)。
天线装置100在第1移相器110为模式2的情况下、且在从第1输入输出端子103供电的情况下，形成从第2辐射元件102的激励相位减去第1辐射元件101的激励相位而得到的相位差成为0度的1个分支(以下称为“分支3”。)。
天线装置100在第1移相器110为模式2的情况下、且在从第2输入输出端子104供电的情况下，形成从第2辐射元件102的激励相位减去第1辐射元件101的激励相位而得到的相位差成为+180度的1个分支(以下称为“分支4”。)。
这样，天线装置100通过被控制为第1移相器110例如根据从外部接受的控制信号而切换为模式1或模式2中的任意模式、且从第1输入输出端子103或第2输入输出端子104进行供电，从而能够构成从第2辐射元件102的激励相位减去第1辐射元件101的激励相位而得到的相位差成为0度、+90度、+180度或+270度(-90度)的4分支分集功能。
天线装置100在第1电纳元件105的电纳值B1为情形2的情况下也与第1电纳元件105的电纳值B1为情形1的情况同样，通过被控制为第1移相器110例如根据从外部接受的控制信号而切换为模式1或模式2中的任意模式、且从第1输入输出端子103或第2输入输出端子104进行供电，从而能够构成从第2辐射元件102的激励相位减去第1辐射元件101的激励相位而得到的相位差成为0度、+90度、+180度或+270度(-90度)的4分支分集功能。
天线装置100在第1移相器110为模式1的情况下以及在第1移相器110为模式2的情况下，从图1所示的参照面t2观察第1辐射元件101及第2辐射元件102侧时的相互耦合的相位不同，因此，从图1所示的参照面t4观察第1辐射元件101及第2辐射元件102侧时的反射的相位不同。天线装置100在第1移相器110为模式1的情况下以及在第1移相器110为模式2的情况下，通过切换第1可变匹配电路120及第2可变匹配电路130的状态，使第1输入输出端子103及第2输入输出端子104中的反射振幅降低。天线装置100通过由第2电纳元件106、第3电纳元件107及第4电纳元件108构成的去耦电路来降低从参照面t4观察第1辐射元件101及第2辐射元件102侧时的相互耦合，因此，能够分别独立地切换第1可变匹配电路120及第2可变匹配电路130的状态。
为了确认实施方式1的天线装置100的效果，参照图3至图5，来说明使用图3所示的双元件阵列天线进行电磁场模拟而得到的结果。
在图3中，λc是设计频率fc中的自由空间波长。在图3中，2个倒F天线201和倒F天线202在接地导体板211上隔开0.15λc的间隔而设置，该接地导体板211的图3所示的X方向的长度为λc/2以下的0.15λc，图3所示的Y方向的长度为0.21λc。
以下，说明倒F天线201为第1辐射元件101且倒F天线202为第2辐射元件102的情况。
图4是示出仅由图3所示的辐射元件构成的天线装置中的S参数计算结果的图。即，图4示出对如下的结构应用了图3所示的双元件阵列天线的情况下的S参数计算结果，该结构为，从图1所示的天线装置100去除第1移相器110、第1电纳元件105、第2电纳元件106、第3电纳元件107、第4电纳元件108、第1可变匹配电路120、及第2可变匹配电路130，并且第1辐射元件101与第1输入输出端子103连接，第2辐射元件102与第2输入输出端子104连接。
图5A是示出对实施方式1的天线装置100的第1辐射元件101及第2辐射元件102应用了图3所示的结构的情况下的、第1移相器110为模式1时的S参数计算结果的图。图5B是示出对实施方式1的天线装置100的第1辐射元件101及第2辐射元件102应用了图3所示的结构的情况下的、第1移相器110为模式2时的S参数计算结果的图。
在图4及图5中，S11表示倒F天线201的反射振幅，S21表示从倒F天线202向倒F天线201的耦合的振幅，以及S22表示倒F天线202的反射振幅。
在图4中，图3所示的双元件阵列天线是对称构造，因此，表示倒F天线201的反射振幅的S11与表示倒F天线202的反射振幅的S22重叠。在图4中，能够确认倒F天线201的反射振幅和倒F天线202的反射振幅在设计频率fc下被降低。另一方面，在图4中，倒F天线201与倒F天线202之间的距离为λc/2以下，因此，能够确认从倒F天线202向倒F天线201的耦合的振幅在设计频率fc下为-2.7dB，在设计频率fc下非常高。
在图5A中，在第1移相器110为模式1的情况下，图1所示的电路结构对称，因此，表示倒F天线201的反射振幅的S11与表示倒F天线202的反射振幅的S22重叠。
在图5A及图5B中，能够确认即便倒F天线201与倒F天线202之间的距离为λc/2以下，倒F天线201的反射振幅、倒F天线202的反射振幅及从倒F天线202向倒F天线201的耦合的振幅也全部在设计频率fc下被降低。
图6是示出对实施方式1的天线装置100的第1辐射元件101及第2辐射元件102应用了图3所示的结构的情况下的、设计频率fc下的图3所示的ZX面的辐射图案计算结果的图。在图6中，能够确认4个分支1、2、3、4的设计频率fc下的ZX面的辐射图案的各形状互不相同。
图7是示出对实施方式1的天线装置100的第1辐射元件101及第2辐射元件102应用了图3所示的结构的情况下的、各分支间的相关系数的计算结果的图。尤其是图7示出在预想将天线装置100设置在多路径环境中并假定到来波在全部方向上均匀地分布的情况下求出的各分支间的相关系数的结果。如图7所示，能够确认天线装置100中的各分支间的相关系数全部为0.5以下，天线装置100得到低相关的4分支分集功能。
如以上那样，天线装置100具备第1辐射元件101、第2辐射元件102、第1输入输出端子103、第2输入输出端子104、一端与第2辐射元件102连接的第1移相器110、一端与第1辐射元件101连接且另一端与第1移相器110的另一端连接的第1电纳元件105、一端与第1电纳元件105的一端连接的第2电纳元件106、一端与第1电纳元件105的另一端连接的第3电纳元件107、一端与第2电纳元件106的另一端连接且另一端与第3电纳元件107的另一端连接的第4电纳元件108、一端与第4电纳元件108的一端连接且另一端与第1输入输出端子103连接的第1可变匹配电路120、以及一端与第4电纳元件108的另一端连接且另一端与第2输入输出端子104连接的第2可变匹配电路130，第1电纳元件105、第2电纳元件106、第3电纳元件107及第4电纳元件108的各电纳值被设定为，在从第1输入输出端子103或第2输入输出端子104供电的情况下，第1辐射元件101的激励振幅与第2辐射元件102的激励振幅成为大致等振幅，并且第1输入输出端子103与第2输入输出端子104之间的耦合降低。
通过这样构成，天线装置100在通过2个辐射元件实现4分支分集功能的同时，即便在2个辐射元件的间隔较窄的情况下也能够降低信号的损耗。
以往的90度混合电路通常由定向耦合器等构成。在90度混合电路由定向耦合器构成的情况下，由于定向耦合器具有以1/4波长为边长的正方形等大小，因此，存在向辐射元件进行供电的供电电路变得大型这样的问题点。
例如，即便通过由集中常数元件构成定向耦合器而使供电电路小型化，供电电路也需要8个以上的集中常数元件。因此，即便供电电路由集中常数元件构成了定向耦合器，供电电路也存在需要较多元件数且电路损耗较大这样的问题。此外，以往的90度混合电路的第2移相器的移相量为180度，因此，存在如下问题：第1辐射元件与第2辐射元件的激励相位差只能为90度和270度，实质上只能通过2分支分集发挥作用。
通过如上述那样构成天线装置100，能够利用第1电纳元件105、第2电纳元件106、第3电纳元件107及第4电纳元件108在降低第1辐射元件101与第2辐射元件102之间的相互耦合的同时，使第1辐射元件101及第2辐射元件102的激励振幅成为等振幅，因此，能够不使用定向耦合器等而成为简易的结构
通过如上述那样构成天线装置100，能够使天线装置100成为小型且低损耗。
另外，作为一例，说明了实施方式1的第1辐射元件101及第2辐射元件102由倒F天线201及倒F天线202构成的情况，但第1辐射元件101及第2辐射元件102不限于由倒F天线201及倒F天线202构成。第1辐射元件101及第2辐射元件102也可以由单极天线、偶极天线、倒L天线等构成。
实施方式2.
实施方式2的天线装置100a是将实施方式1的天线装置100的第1移相器110、第1可变匹配电路120及第2可变匹配电路130分别变更为第1移相器110a、第1可变匹配电路120a及第2可变匹配电路130a而得到的。
参照图8对实施方式2的天线装置100a的主要部分的结构的一例进行说明。
图8A是示出实施方式2的天线装置100a的主要部分的结构的一例的图。
在实施方式2的天线装置100a的结构中，针对与实施方式1的天线装置100同样的结构，标注相同的标号并省略重复的说明。即，针对标注了与图1所记载的标号相同的标号的图8A的结构而省略说明。
实施方式2的天线装置100a具备第1辐射元件101、第2辐射元件102、第1输入输出端子103、第2输入输出端子104、第1移相器110a、第1电纳元件105、第2电纳元件106、第3电纳元件107、第4电纳元件108、第1可变匹配电路120a、以及第2可变匹配电路130a。
实施方式2的第1移相器110a由第1DPDT(Double Pole、Double Throw：双刀双掷)开关111及第1传输线路112构成。
实施方式2的第1可变匹配电路120a由第2DPDT开关121、第1匹配电路122及第2匹配电路123构成。
实施方式2的第2可变匹配电路130a由第3DPDT开关131、第3匹配电路132及第4匹配电路133构成。
第1DPDT开关111具有第1端子111-1、第2端子111-2、第3端子111-3及第4端子111-4。
第1DPDT开关111具有第1端子111-1与第3端子111-3连接且第2端子111-2与第4端子111-4连接的第1状态、以及第1端子111-1与第4端子111-4连接且第2端子111-2与第3端子111-3连接的第2状态这2个状态。
第1DPDT开关111例如根据从外部接受的控制信号来切换第1状态与第2状态。
第2DPDT开关121具有第5端子121-1、第6端子121-2、第7端子121-3及第8端子121-4。
第2DPDT开关121具有第5端子121-1与第7端子121-3连接且第6端子121-2与第8端子121-4连接的第3状态、以及第5端子121-1与第8端子121-4连接且第6端子121-2与第7端子121-3连接的第4状态这2个状态。
第2DPDT开关121例如根据从外部接受的控制信号来切换第3状态与第4状态。
第3DPDT开关131具有第9端子131-1、第10端子131-2、第11端子131-3及第12端子131-4。
第3DPDT开关131具有第9端子131-1与第11端子131-3连接且第10端子131-2与第12端子131-4连接的第5状态、以及第9端子131-1与第12端子131-4连接且第10端子131-2与第11端子131-3连接的第6状态这2个状态。
第3DPDT开关131例如根据从外部接受的控制信号来切换第5状态与第6状态。
第1端子111-1与第1电纳元件105的另一端连接。
第2端子111-2与第1传输线路112的一端连接。
第3端子111-3与第2辐射元件102连接。
第4端子111-4与第1传输线路112的另一端连接。
第5端子121-1与第2匹配电路123的一端连接。
第6端子121-2与第1匹配电路122的一端连接。
第7端子121-3与第4电纳元件108的一端连接。
第8端子121-4与第1匹配电路122的另一端连接。
第9端子131-1与第4匹配电路133的一端连接。
第10端子131-2与第3匹配电路132的一端连接。
第11端子131-3与第4电纳元件108的另一端连接。
第12端子131-4与第3匹配电路132的另一端连接。
第2匹配电路123的另一端与第1输入输出端子103连接。
第4匹配电路133的另一端与第2输入输出端子104连接。
天线装置100a例如根据从外部接受的控制信号，在如下模式之间进行切换：第1DPDT开关111为第1状态且第2DPDT开关121为第3状态且第3DPDT开关131为第5状态的模式、以及第1DPDT开关111为第2状态且第2DPDT开关121为第4状态且第3DPDT开关131为第6状态的模式。
图8B是示出在实施方式2的天线装置100a中第1移相器110a为模式1的情况下的第1DPDT开关111、第2DPDT开关121及第3DPDT开关131的状态的图。
图8C是示出在实施方式2的天线装置100a中第1移相器110a为模式2的情况下的第1DPDT开关111、第2DPDT开关121及第3DPDT开关131的状态的图。
以下，说明第1传输线路112使输入到第1传输线路112的信号的相位移相+90度的情况。
第1传输线路112例如也可以是应用了图13所示的移相电路300的传输线路。图13所示的移相电路300具有1个以上的电感器302-1、302-2、…、302-N(N为1以上的自然数)和多个电容器301-1、302-2、…、301-N、301-N+1这多个集中常数元件。
移相电路300交替地连接有并联连接的电容器301-1、302-2、…、301-N、301-N+1与串联连接的电感器302-1、302-2、…、302-N。
更具体而言，各电感器302-M(M为1以上且小于N的自然数)的一端与电感器302-M+1的另一端连接。电容器301-1、302-2、…、301-N、301-N+1的一端分别与接地导体303连接。电感器302-1的另一端以及各电感器302-M及电感器302-N的一端分别与对应的电容器301-L(L为1以上且N+1以下的自然数)的一端连接。
通过对第1传输线路112应用图13所示的移相电路300，第1传输线路112能够组合多个集中常数元件而增大移相量。此外，由于移相电路300仅由集中常数元件构成，因此，通过对第1传输线路112应用图13所示的移相电路300，第1传输线路112的大小变小，天线装置100a能够小型化。
在第1DPDT开关111为第1状态的情况下，第1电纳元件105的另一端经由第1端子111-1和第3端子111-3而与第2辐射元件102以短路的方式连接。在第1DPDT开关111为第1状态的情况下，第1移相器110a成为使输入到第1移相器110a的信号移相0度作为移相量的状态，即模式1。
此外，在第1DPDT开关111为第2状态的情况下，第1电纳元件105的另一端经由第1传输线路112而与第2辐射元件102连接。在第1DPDT开关111为第2状态的情况下，第1移相器110a成为使输入到第1移相器110a的信号移相+90度作为移相量的状态，即模式2。
在第1DPDT开关111为第1状态的情况下和在第1DPDT开关111为第2状态的情况下，从图8A所示的参照面t2观察第1辐射元件101及第2辐射元件102侧时的相互耦合的相位不同，因此，从图8A所示的参照面t4观察第1辐射元件101及第2辐射元件102侧时的反射的相位不同。
天线装置100a在第1移相器110a为模式1的情况下，使第1可变匹配电路120a以第3状态进行动作，并且使第2可变匹配电路130a以第5状态进行动作，在第1移相器110a为模式2的情况下，使第1可变匹配电路120a以第4状态进行动作，并且使第2可变匹配电路130a以第6状态进行动作。
具体而言，例如，在天线装置100a的第1移相器110a为模式1的情况下，第2匹配电路123的一端经由第5端子121-1和第7端子121-3而与第4电纳元件108的一端以短路的方式连接。此外，在天线装置100a的第1移相器110a为模式2的情况下，第2匹配电路123的一端经由第1匹配电路122而与第4电纳元件108的一端连接。
在天线装置100a的第1移相器110a为模式1的情况下，第2匹配电路123使从第1输入输出端子103输入的信号的反射振幅降低。此外，在天线装置100a的第1移相器110a为模式2的情况下，第1匹配电路122和第2匹配电路123使从第1输入输出端子103输入的信号的反射振幅降低。
此外，例如，在天线装置100a的第1移相器110a为模式1的情况下，第4匹配电路133的一端经由第9端子131-1和第11端子131-3而与第4电纳元件108的另一端以短路的方式连接。此外，在天线装置100a的第1移相器110a为模式2的情况下，第4匹配电路133的一端经由第3匹配电路132而与第4电纳元件108的另一端连接。
在天线装置100a的第1移相器110a为模式1的情况下，第4匹配电路133使从第2输入输出端子104输入的信号的反射振幅降低。此外，在天线装置100a的第1移相器110a为模式2的情况下，第3匹配电路132和第4匹配电路133使从第2输入输出端子104输入的信号的反射振幅降低。
第1匹配电路122、第2匹配电路123、第3匹配电路132及第4匹配电路133例如由具有3个集中常数元件的Π型电路构成。第1匹配电路122、第2匹配电路123、第3匹配电路132及第4匹配电路133的结构不限于Π型电路，也可以是T型电路等。
根据以上的说明，天线装置100a与第1移相器110a的模式配合地切换第2可变匹配电路130a的状态与第1可变匹配电路120a的状态，由此，在通过2个辐射元件实现4分支分集功能的同时，即便在2个辐射元件的间隔较窄的情况下也能够降低信号的损耗。
此外，通过这样构成，天线装置100a在利用第1电纳元件105、第2电纳元件106、第3电纳元件107及第4电纳元件108降低第1辐射元件101与第2辐射元件102之间的相互耦合的同时，能够使第1辐射元件101及第2辐射元件102的激励振幅成为等振幅，因此，能够不使用定向耦合器等而成为简易的结构。
此外，通过这样构成，能够使天线装置100a成为小型且低损耗。
另外，在天线装置100a中，如果在第1移相器110a为模式1的情况下从第1电纳元件105的一端到第1辐射元件101的移相量与从第1电纳元件105的另一端到第2辐射元件102的移相量相等，并且在第1移相器110a为模式2的情况下从第1电纳元件105的另一端到第2辐射元件102的移相量比从第1电纳元件105的一端到第1辐射元件101的移相量大90度，则例如也可以经由未图示的传输线路而连接第1电纳元件105的一端与第1辐射元件101之间、第1电纳元件105的另一端与第1端子111-1之间、或者第3端子111-3与第2辐射元件102之间。
实施方式3.
实施方式3的天线装置100b是将实施方式1的天线装置100的第1移相器110、第1可变匹配电路120及第2可变匹配电路130分别变更为第3移相器150、第5匹配电路160及第6匹配电路170，并且在第1辐射元件101与第2电纳元件106之间追加了第2移相器140而得到的。
参照图9对实施方式3的天线装置100b的主要部分的结构的一例进行说明。
在实施方式3的天线装置100b的结构中，针对与实施方式1的天线装置100同样的结构标注相同的标号并省略重复的说明。即，针对标注了与图1所记载的标号相同的标号的图9的结构而省略说明。
实施方式3的天线装置100b具备第1辐射元件101、第2辐射元件102、第1输入输出端子103、第2输入输出端子104、第2移相器140、第3移相器150、第1电纳元件105、第2电纳元件106、第3电纳元件107、第4电纳元件108、第5匹配电路160及第6匹配电路170。
第2移相器140的一端与第1辐射元件101连接。
第3移相器150的一端与第2辐射元件102连接。
第1电纳元件105的一端与第2移相器140的另一端连接。
第1电纳元件105的另一端与第3移相器150的另一端连接。
第2电纳元件106的一端与第1电纳元件105的一端连接。
第3电纳元件107的一端与第1电纳元件105的另一端连接。
第4电纳元件108的一端与第2电纳元件106的另一端连接。
第4电纳元件108的另一端与第3电纳元件107的另一端连接。
第5匹配电路160的一端与第4电纳元件108的一端连接。
第5匹配电路160的另一端与第1输入输出端子103连接。
第6匹配电路170的一端与第4电纳元件108的另一端连接。
第6匹配电路170的另一端与第2输入输出端子104连接。
第2移相器140使输入到第2移相器140的信号的相位移相。
具体而言，第2移相器140具有使输入到第2移相器140的信号的相位移相+45度作为移相量的状态、以及使输入到第2移相器140的信号的相位移相0度作为移相量的状态这2个状态。第2移相器140的状态例如根据从外部接受的控制信号而被切换为2个状态中的任意的状态。
第3移相器150使输入到第3移相器150的信号的相位移相。
具体而言，第3移相器150具有使输入到第3移相器150的信号的相位移相+α(α为0以上且小于360的值)度作为移相量的状态、以及使输入到第3移相器150的信号的相位移相+45+α度作为移相量的状态这2个状态。
第3移相器150与第2移相器140被切换为使输入到第2移相器140的信号移相+45度作为移相量的状态同步地，例如根据从外部接受的控制信号，切换为使输入到第3移相器150的信号移相+α度作为移相量的状态，并且，与第2移相器140被切换为使输入到第2移相器140的信号移相0度作为移相量的状态同步地，切换为使输入到第3移相器150的信号移相+45+α度作为移相量的状态。
另外，这里所说的+45度不限于严格的+45度，也包含大致+45度。以下，设为+45度包含大致+45度来进行说明。
第5匹配电路160及第6匹配电路170通过取得天线装置100b中的阻抗的匹配，使第1输入输出端子103及第2输入输出端子104中的反射振幅降低。
第5匹配电路160及第6匹配电路170例如由具有3个集中常数元件的Π型电路构成。第5匹配电路160及第6匹配电路170的结构不限于Π型电路，也可以是T型电路等。
参照图10对实施方式3的天线装置100b的动作机制进行说明。
以下，说明如下情况：第2移相器140为使输入到第2移相器140的信号的相位移相+45度作为移相量的状态、并且第3移相器150为使输入到第3移相器150的信号移相+α度作为移相量的状态(以下称为“模式3”。)。
关于从第2辐射元件102的激励相位减去第1辐射元件101的激励相位得到的相位差，根据由第1电纳元件105、第2电纳元件106、第3电纳元件107及第4电纳元件108构成的电路的特性，在从第1输入输出端子103供电的情况下和在从第2输入输出端子104供电的情况下产生不同的相位差。
具体而言，在第1电纳元件105的电纳值B1为情形1的情况下，从第2辐射元件102的激励相位减去第1辐射元件101的激励相位得到的相位差在从第1输入输出端子103供电的情况下成为+135-α度，在从第2输入输出端子104供电的情况下成为-45-α度。
另一方面，在第1电纳元件105的电纳值B1为情形2的情况下，从第2辐射元件102的激励相位减去第1辐射元件101的激励相位得到的相位差在从第1输入输出端子103供电的情况下成为-45-α度，在从第2输入输出端子104供电的情况下成为+135-α度。
同样，在第2移相器140为使输入到第2移相器140的信号的相位移相0度作为移相量的状态、并且第3移相器150为使输入到第3移相器150的信号移相+45+α度作为移相量的状态(以下称为“模式4”。)的情况下、并且在第1电纳元件105的电纳值B1为情形1的情况下，从第2辐射元件102的激励相位减去第1辐射元件101的激励相位得到的相位差在从第1输入输出端子103供电的情况下成为+45-α度，在从第2输入输出端子104供电的情况下成为-135-α度。此外，在第2移相器140及第3移相器150为模式4的情况下、并且在第1电纳元件105的电纳值B1为情形2的情况下，从第2辐射元件102的激励相位减去第1辐射元件101的激励相位得到的相位差在从第1输入输出端子103供电的情况下成为-135-α度，在从第2输入输出端子104供电的情况下成为+45-α度。
以下，对第1电纳元件105的电纳值B1为情形1的情况进行说明。
天线装置100b在第2移相器140及第3移相器150为模式3的情况下且在从第1输入输出端子103供电的情况下，形成从第2辐射元件102的激励相位减去第1辐射元件101的激励相位得到的相位差成为+135-α度的1个分支(以下称为“分支5”。)。
天线装置100b在第2移相器140及第3移相器150为模式3的情况下且在从第2输入输出端子104供电的情况下，形成从第2辐射元件102的激励相位减去第1辐射元件101的激励相位得到的相位差成为-45-α度的1个分支(以下称为“分支6”。)。
天线装置100b在第2移相器140及第3移相器150为模式4的情况下且在从第1输入输出端子103供电的情况下，形成从第2辐射元件102的激励相位减去第1辐射元件101的激励相位得到的相位差成为+45-α度的1个分支(以下称为“分支7”。)。
天线装置100b在第2移相器140及第3移相器150为模式4的情况下且在从第2输入输出端子104供电的情况下，形成从第2辐射元件102的激励相位减去第1辐射元件101的激励相位得到的相位差成为-135-α度的1个分支(以下称为“分支8”。)。
这样，天线装置100b通过被控制为第2移相器140及第3移相器150例如根据从外部接受的控制信号而切换为模式3或模式4中的任意模式且从第1输入输出端子103或第2输入输出端子104进行供电，从而能够构成从第2辐射元件102的激励相位减去第1辐射元件101的激励相位得到的相位差成为+45-α度、+135-α度、+225-α度(-135-α度)或+315-α度(-45-α度)的4分支分集功能。
天线装置100b在第1电纳元件105的电纳值B1为情形2的情况下也与第1电纳元件105的电纳值B1为情形1的情况同样，通过控制为第2移相器140及第3移相器150例如根据从外部接受的控制信号而切换为模式3或模式4中的任意模式且从第1输入输出端子103或第2输入输出端子104进行供电，从而能够构成从第2辐射元件102的激励相位减去第1辐射元件101的激励相位得到的相位差成为+45-α度、+135-α度、+225-α度(-135-α度)或+315-α度(-45-α度)的4分支分集功能。
天线装置100b在第2移相器140及第3移相器150为模式3的情况下和在第2移相器140及第3移相器150为模式4的情况下，从图9所示的参照面t2观察第1辐射元件101及第2辐射元件102侧时的相互耦合的相位相等。因此，从图9所示的参照面t4观察第1辐射元件101及第2辐射元件102侧时的反射的相位也相等。因此，天线装置100b在第2移相器140及第3移相器150为模式3的情况下和在第2移相器140及第3移相器150为模式4的情况下，第5匹配电路160及第6匹配电路170无需为可变，能够通过不可变的第5匹配电路160及第6匹配电路170使第1输入输出端子103及第2输入输出端子104中的反射振幅降低。
如以上那样，天线装置100b具备第1辐射元件101、第2辐射元件102、第1输入输出端子103、第2输入输出端子104、一端与第1辐射元件101连接的第2移相器140、一端与第2辐射元件102连接的第3移相器150、一端与第2移相器140的另一端连接且另一端与第3移相器150的另一端连接的第1电纳元件105、一端与第1电纳元件105的一端连接的第2电纳元件106、一端与第1电纳元件105的另一端连接的第3电纳元件107、一端与第2电纳元件106的另一端连接且另一端与第3电纳元件107的另一端连接的第4电纳元件108、一端与第4电纳元件108的一端连接且另一端与第1输入输出端子103连接的第5匹配电路160、以及一端与第4电纳元件108的另一端连接且另一端与第2输入输出端子104连接的第6匹配电路170，第1电纳元件105、第2电纳元件106、第3电纳元件107及第4电纳元件108的各电纳值被设定为，在从第1输入输出端子103或第2输入输出端子104供电的情况下，第1辐射元件101的激励振幅与第2辐射元件102的激励振幅成为大致等振幅，并且，第1输入输出端子103与第2输入输出端子104之间的耦合降低。
通过这样构成，天线装置100b在通过2个辐射元件实现4分支分集功能的同时，即便在2个辐射元件的间隔较窄的情况下也能够降低信号的损耗。
此外，通过这样构成，天线装置100b在利用第1电纳元件105、第2电纳元件106、第3电纳元件107及第4电纳元件108降低第1辐射元件101与第2辐射元件102之间的相互耦合的同时，能够使第1辐射元件101及第2辐射元件102的激励振幅成为等振幅，因此，能够不使用定向耦合器等而成为简易的结构。
此外，通过这样构成，能够使天线装置100b成为小型且低损耗。
实施方式4.
实施方式4的天线装置100c是将实施方式3的天线装置100b的第2移相器140及第3移相器150分别变更为第2移相器140c及第3移相器150c而得到的。
参照图11对实施方式4的天线装置100c的主要部分的结构的一例进行说明。
图11A是示出实施方式4的天线装置100c的主要部分的结构的一例的图。
在实施方式4的天线装置100c的结构中，针对与实施方式3的天线装置100b同样的结构，标注相同的标号并省略重复的说明。即，针对标注了与图9所记载的标号相同的标号的图11A的结构而省略说明。
实施方式4的天线装置100c具备第1辐射元件101、第2辐射元件102、第1输入输出端子103、第2输入输出端子104、第2移相器140c、第3移相器150c、第1电纳元件105、第2电纳元件106、第3电纳元件107、第4电纳元件108、第5匹配电路160、以及第6匹配电路170。
实施方式4的第2移相器140c由第4DPDT开关141和第2传输线路142构成。
实施方式4的第3移相器150c由第5DPDT开关151、第3传输线路152以及第4传输线路153构成。
第4DPDT开关141具有第13端子141-1、第14端子141-2、第15端子141-3及第16端子141-4。
第4DPDT开关141具有第13端子141-1与第16端子141-4连接且第14端子141-2与第15端子141-3连接的第7状态、以及第13端子141-1与第15端子141-3连接且第14端子141-2与第16端子141-4连接的第8状态这2个状态。
第4DPDT开关141例如根据从外部接受的控制信号而切换第7状态与第8状态。
第5DPDT开关151具有第17端子151-1、第18端子151-2、第19端子151-3及第20端子151-4。
第5DPDT开关151具有第17端子151-1与第19端子151-3连接且第18端子151-2与第20端子151-4连接的第9状态、以及第17端子151-1与第20端子151-4连接且第18端子151-2与第19端子151-3连接的第10状态这2个状态。
第5DPDT开关151例如根据从外部接受的控制信号而切换第9状态与第10状态。
第13端子141-1与第1电纳元件105的一端连接。
第14端子141-2与第2传输线路142的一端连接。
第15端子141-3与第1辐射元件101连接。
第16端子141-4与第2传输线路142的另一端连接。
第17端子151-1与第4传输线路153的一端连接。
第18端子151-2与第3传输线路152的一端连接。
第19端子151-3与第2辐射元件102连接。
第20端子151-4与第3传输线路152的另一端连接。
第4传输线路153的另一端与第1电纳元件105的另一端连接。
天线装置100c在如下模式之间进行切换：第4DPDT开关141为第7状态且第5DPDT开关151为第9状态的模式、以及第4DPDT开关141为第8状态且第5DPDT开关151为第10状态的模式。
以下，第2传输线路142使输入到第2传输线路142的信号的相位移相+45度，第3传输线路152使输入到第3传输线路152的信号的相位移相+45度，第4传输线路153使输入到第4传输线路153的信号的相位移相+α度。
第2传输线路142、第3传输线路152或第4传输线路153例如也可以是应用了图13所示的移相电路300的传输线路。由于已经说明了移相电路300，因此省略说明。
通过对第2传输线路142、第3传输线路152或第4传输线路153应用图13所示的移相电路300，从而第2传输线路142、第3传输线路152或第4传输线路153能够组合多个集中常数元件而增大移相量。此外，由于移相电路300仅由集中常数元件构成，因此，通过对第2传输线路142、第3传输线路152或第4传输线路153应用图13所示的移相电路300，从而第2传输线路142、第3传输线路152或第4传输线路153的大小变小，天线装置100c能够小型化。
图11B是示出在实施方式4的天线装置100c中第2移相器140c及第3移相器150c为模式3的情况下的第4DPDT开关141及第5DPDT开关151的状态的图。
图11C是示出在实施方式4的天线装置100c中第2移相器140c及第3移相器150c为模式4的情况下的第4DPDT开关141及第5DPDT开关151的状态的图。
在第4DPDT开关141为第7状态的情况下，第1电纳元件105的一端经由第2传输线路142而与第1辐射元件101连接。在第4DPDT开关141为第7状态的情况下，第2移相器140c成为使输入到第2移相器140c的信号移相+45度作为移相量的状态。
此外，在第5DPDT开关151为第9状态的情况下，第1电纳元件105的另一端经由第4传输线路153、第17端子151-1以及第19端子151-3而与第2辐射元件102连接。在第5DPDT开关151为第9状态的情况下，第3移相器150c成为使输入到第3移相器150c的信号移相+α度作为移相量的状态。
在天线装置100c切换为第4DPDT开关141为第7状态且第5DPDT开关151为第9状态的模式的情况下，第2移相器140c及第3移相器150c成为模式3，即，第2移相器140c为使输入到第2移相器140c的信号的相位移相+45度作为移相量的状态，并且第3移相器150c为使输入到第3移相器150c的信号移相+α度作为移相量的状态。
在第4DPDT开关141为第8状态的情况下，第1电纳元件105的一端经由第13端子141-1和第15端子141-3而与第1辐射元件101以短路的方式连接。在第4DPDT开关141为第8状态的情况下，第2移相器140c成为使输入到第2移相器140c的信号移相0度作为移相量的状态。
此外，在第5DPDT开关151为第10状态的情况下，第1电纳元件105的另一端经由第4传输线路153和第3传输线路152而与第2辐射元件102连接。在第5DPDT开关151为第10状态的情况下，第3移相器150c成为使输入到第3移相器150c的信号移相+45+α度作为移相量的状态。
在天线装置100c切换为第4DPDT开关141为第8状态且第5DPDT开关151为第10状态的模式的情况下，第2移相器140c及第3移相器150c成为模式4，即，第2移相器140c为使输入到第2移相器140c的信号的相位移相0度作为移相量的状态，并且第3移相器150c为使输入到第3移相器150c的信号移相+45+α度作为移相量的状态。
根据以上的说明，天线装置100c通过切换第2移相器140c及第3移相器150c的模式，在通过2个辐射元件实现4分支分集功能的同时，即便在2个辐射元件的间隔较窄的情况下也能够降低信号的损耗。
此外，通过这样构成，天线装置100c在利用第1电纳元件105、第2电纳元件106、第3电纳元件107及第4电纳元件108降低第1辐射元件101与第2辐射元件102之间的相互耦合的同时，能够使第1辐射元件101及第2辐射元件102的激励振幅成为等振幅，因此，能够不使用定向耦合器等而成为简易的结构。
此外，通过这样构成，能够使天线装置100c成为小型且低损耗。
此外，相对于实施方式2的天线装置100a的DPDT开关的个数为3个，天线装置100c能够由2个DPDT开关构成，因此，能够削减DPDT开关的个数。
此外，相对于实施方式2的天线装置100a中的匹配电路的个数为4个，天线装置100c能够由2个匹配电路构成，因此，能够削减匹配电路的个数。
此外，在天线装置100c中，由于从第1电纳元件105的一端到第1辐射元件101的移相量和从第1电纳元件105的另一端到第2辐射元件102的移相量的合计在模式3和模式4中相等，因此，无需与第2移相器140c及第3移相器150c的模式的切换同步地进行第5匹配电路160或第6匹配电路170的切换。第5匹配电路160或第6匹配电路170能够在模式3和模式4双方降低从第1输入输出端子103及第2输入输出端子104供电时的反射振幅。
另外，在天线装置100c中，第2传输线路142、第3传输线路152及第4传输线路153的长度的合计比实施方式2的天线装置100a的第1传输线路112的长度长与+α度的移相量对应的量。但是，天线装置100c也能够通过将α设为0而删除第4传输线路153。在该情况下，在天线装置100c中，第2传输线路142、第3传输线路152及第4传输线路153的长度的合计与实施方式2的天线装置100a的第1传输线路112的长度相等。
另外，在天线装置100c中，如果在第2移相器140c及第3移相器150c为模式3的情况下从第1电纳元件105的另一端到第2辐射元件102的移相量比从第1电纳元件105的一端到第1辐射元件101的移相量大-45+α度、在第2移相器140c及第3移相器150c为模式4的情况下从第1电纳元件105的另一端到第2辐射元件102的移相量比从第1电纳元件105的一端到第1辐射元件101的移相量大45+α度，则例如也可以经由未图示的传输线路而连接第1电纳元件105的一端与第13端子141-1之间、第15端子141-3与第1辐射元件101之间、或者第19端子151-3与第2辐射元件102之间。
实施方式5.
实施方式5的天线装置100d是将实施方式43的天线装置100c的第2移相器140c及第3移相器150c分别变更为第2移相器140d及第3移相器150d而得到的。
参照图12对实施方式5的天线装置100d的主要部分的结构的一例进行说明。
图12A是示出实施方式5的天线装置100d的主要部分的结构的一例的图。
在实施方式5的天线装置100d的结构中，针对与实施方式4的天线装置100c同样的结构标注相同的标号并省略重复的说明。即，针对标注了与图12A所记载的标号相同的标号的图11A的结构而省略说明。
实施方式5的天线装置100d具备第1辐射元件101、第2辐射元件102、第1输入输出端子103、第2输入输出端子104、第2移相器140d、第3移相器150d、第1电纳元件105、第2电纳元件106、第3电纳元件107、第4电纳元件108、第5匹配电路160、以及第6匹配电路170。
实施方式5的第2移相器140d由第6DPDT开关146和第5传输线路180构成。
实施方式5的第3移相器150d由第7DPDT开关156、第5传输线路180及第4传输线路153构成。
即，实施方式5的第2移相器140d的第5传输线路180和实施方式5的第3移相器150d的第5传输线路180是共同的传输线路，使实施方式4的第2移相器140c的第2传输线路142和实施方式4的第3移相器150c的第3传输线路152共同化。
第6DPDT开关146具有第21端子146-1、第22端子146-2、第23端子146-3及第24端子146-4。
第6DPDT开关146具有第21端子146-1与第24端子146-4连接且第22端子146-2与第23端子146-3连接的第11状态、以及第21端子146-1与第23端子146-3连接且第22端子146-2与第24端子146-4连接的第12状态这2个状态。
第6DPDT开关146例如根据从外部接受的控制信号而切换第11状态与第12状态。
第7DPDT开关156具有第25端子156-1、第26端子156-2、第27端子156-3及第28端子156-4。
第7DPDT开关156具有第25端子156-1与第27端子156-3连接且第26端子156-2与第28端子156-4连接的第13状态、以及第25端子156-1与第28端子156-4连接且第26端子156-2与第27端子156-3连接的第14状态这2个状态。
第7DPDT开关156例如根据从外部接受的控制信号而切换第13状态与第14状态。
第21端子146-1与第1电纳元件105的一端连接。
第22端子146-2与第5传输线路180的一端连接。
第23端子146-3与第1辐射元件101连接。
第24端子146-4与第26端子156-2连接。
第25端子156-1与第4传输线路153的一端连接。
第27端子156-3与第2辐射元件102连接。
第28端子156-4与第5传输线路180的另一端连接。
第4传输线路153的另一端与第1电纳元件105的另一端连接。
天线装置100d在如下模式之间进行切换：第6DPDT开关146为第11状态且第7DPDT开关156为第13状态的模式、以及第6DPDT开关146为第12状态且第7DPDT开关156为第14状态的模式。
以下，第4传输线路153使输入到第4传输线路153的信号的相位移相+α度，第5传输线路180使输入到第5传输线路180的信号的相位移相+45度。
第4传输线路153或第5传输线路180例如也可以是应用了图13所示的移相电路300的传输电路。由于已经说明了移相电路300，因此省略说明。
通过对第4传输线路153或第5传输线路180应用图13所示的移相电路300，从而第4传输线路153或第5传输线路180能够组合多个集中常数元件而增大移相量。此外，由于移相电路300仅由集中常数元件构成，因此，通过对第4传输线路153或第5传输线路180应用图13所示的移相电路300，从而第4传输线路153或第5传输线路180的大小变小，天线装置100d能够小型化。
图12B是示出在实施方式5的天线装置100d中第2移相器140d及第3移相器150d为模式3的情况下的第6DPDT开关146及第7DPDT开关156的状态的图。
图12C是示出在实施方式5的天线装置100中第2移相器140d及第3移相器150d为模式4的情况下的第6DPDT开关146及第7DPDT开关156的状态的图。
在第6DPDT开关146为第11状态且第7DPDT开关156为第13状态的情况下，第1电纳元件105的一端经由第5传输线路180而与第1辐射元件101连接。在第6DPDT开关146为第11状态且第7DPDT开关156为第13状态的情况下，第2移相器140d成为使输入到第2移相器140d的信号移相+45度作为移相量的状态。
此外，在第7DPDT开关156为第13状态的情况下，第1电纳元件105的另一端经由第4传输线路153而与第2辐射元件102连接。在第7DPDT开关156为第13状态的情况下，第3移相器150d成为使输入到第3移相器150d的信号移相+α度作为移相量的状态。
在天线装置100d切换为第6DPDT开关146为第11状态且第7DPDT开关156为第13状态的模式的情况下，第2移相器140d及第3移相器150d成为模式3，即，第2移相器140d为使输入到第2移相器140d的信号的相位移相+45度作为移相量的状态，并且第3移相器150d为使输入到第3移相器150d的信号移相+α度作为移相量的状态。
在第6DPDT开关146为第12状态的情况下，第1电纳元件105的一端经由第21端子146-1和第23端子146-3而与第1辐射元件101以短路的方式连接。在第6DPDT开关146为第12状态的情况下，第2移相器140d成为使输入到第2移相器140d的信号移相0度作为移相量的状态。
此外，在第6DPDT开关146为第12状态且第7DPDT开关156为第14状态的情况下，第1电纳元件105的另一端经由第4传输线路153和第5传输线路180而与第2辐射元件102连接。在第7DPDT开关156为第14状态的情况下，第3移相器150d成为使输入到第3移相器150d的信号移相+45+α度作为移相量的状态。
在天线装置100d切换为第6DPDT开关146为第12状态且第7DPDT开关156为第14状态的模式的情况下，第2移相器140d及第3移相器150d成为模式4，即，第2移相器140d为使输入到第2移相器140d的信号的相位移相0度作为移相量的状态，并且第3移相器150d为使输入到第3移相器150d的信号移相+45+α度作为移相量的状态。
根据以上的说明，天线装置100d通过切换第2移相器140d及第3移相器150d的模式，在通过2个辐射元件实现4分支分集功能的同时，即便在2个辐射元件的间隔较窄的情况下也能够降低信号的损耗。
此外，通过这样构成，天线装置100d在利用第1电纳元件105、第2电纳元件106、第3电纳元件107及第4电纳元件108降低第1辐射元件101与第2辐射元件102之间的相互耦合的同时，能够使第1辐射元件101及第2辐射元件102的激励振幅成为等振幅，因此，能够不使用定向耦合器等而成为简易的结构。
此外，通过这样构成，能够使天线装置100d成为小型且低损耗。
此外，天线装置100d能够使第4传输线路153及第5传输线路180的长度的合计比实施方式4的天线装置100c的第2传输线路142、第3传输线路152及第4传输线路153的长度的合计短与+45度的移相量对应的量。
此外，相对于实施方式2的天线装置100a的DPDT开关的个数为3个，天线装置100d能够由2个DPDT开关构成，因此，能够削减DPDT开关的个数。
此外，相对于实施方式2的天线装置100a中的匹配电路的个数为4个，天线装置100d能够由2个匹配电路构成，因此，能够削减匹配电路的个数。
此外，在天线装置100d中，由于从第1电纳元件105的一端到第1辐射元件101的移相量与从第1电纳元件105的另一端到第2辐射元件102的移相量的合计在模式3和模式4中相等，因此，无需与第2移相器140d及第3移相器150d的模式的切换同步地进行第5匹配电路160或第6匹配电路170的切换。第5匹配电路160或第6匹配电路170能够在模式3和模式4双方降低从第1输入输出端子103及第2输入输出端子104供电时的反射振幅。
另外，在天线装置100d中，如果在第2移相器140d及第3移相器150d为模式3的情况下从第1电纳元件105的另一端到第2辐射元件102的移相量比从第1电纳元件105的一端到第1辐射元件101的移相量大-45+α度、在第2移相器140d及第3移相器150d为模式4的情况下从第1电纳元件105的另一端到第2辐射元件102的移相量比从第1电纳元件105的一端到第1辐射元件101的移相量大45+α度，则例如天线装置100d也可以经由未图示的传输线路而连接第1电纳元件105的一端与第21端子146-1之间、第23端子146-3与第1辐射元件101之间、或者第28端子156-4与第2辐射元件102之间。
另外，本发明在该发明的范围内，能够进行各实施方式的自由组合或者各实施方式的任意的结构要素的变形、或者在各实施方式中能够省略任意的结构要素。
产业利用性
本发明的天线装置能够应用于电子通信设备。
标号说明
100、100a、100b、100c、100d天线装置，101第1辐射元件，102第2辐射元件，103第1输入输出端子，104第2输入输出端子，105第1电纳元件，106第2电纳元件，107第3电纳元件，108第4电纳元件，110、110a第1移相器，111第1DPDT开关，111-1第1端子，111-2第2端子，111-3第3端子，111-4第4端子，112第1传输线路，120、120a第1可变匹配电路，121第2DPDT开关，121-1第5端子，121-2第6端子，121-3第7端子，121-4第8端子，122第1匹配电路，123第2匹配电路，130、130a第2可变匹配电路，131第3DPDT开关，131-1第9端子，131-2第10端子，131-3第11端子，131-4第12端子，132第3匹配电路，133第4匹配电路，140、140c、140d第2移相器，141第4DPDT开关，141-1第13端子，141-2第14端子，141-3第15端子，141-4第16端子，142第2传输线路，146第6DPDT开关，146-1第21端子，146-2第22端子，146-3第23端子，146-4第24端子，150、150c、150d第3移相器，151第5DPDT开关，151-1第17端子，151-2第18端子，151-3第19端子，151-4第20端子，152第3传输线路，153第4传输线路，156第7DPDT开关，156-1第25端子，156-2第26端子，156-3第27端子，156-4第28端子，160第5匹配电路，170第6匹配电路，180第5传输线路，201倒F天线，202倒F天线，211接地导体板，300移相电路，301-1、301-2、…、301-N、301-N+1电容器，302-1、302-1、…、302-N电感器，303接地导体。

Claims (12)

1.一种天线装置，其特征在于，
所述天线装置具备：
第1辐射元件；
第2辐射元件；
第1输入输出端子；
第2输入输出端子；
第1移相器，其一端与所述第2辐射元件连接；
第1电纳元件，其一端与所述第1辐射元件连接，且另一端与所述第1移相器的另一端连接；
第2电纳元件，其一端与所述第1电纳元件的一端连接；
第3电纳元件，其一端与所述第1电纳元件的另一端连接；
第4电纳元件，其一端与所述第2电纳元件的另一端连接，且另一端与所述第3电纳元件的另一端连接；
第1可变匹配电路，其一端与所述第4电纳元件的一端连接，且另一端与所述第1输入输出端子连接；以及
第2可变匹配电路，其一端与所述第4电纳元件的另一端连接，且另一端与所述第2输入输出端子连接，
所述第1电纳元件、所述第2电纳元件、所述第3电纳元件及所述第4电纳元件的各电纳值被设定为，在从所述第1输入输出端子或所述第2输入输出端子供电的情况下，所述第1辐射元件的激励振幅与所述第2辐射元件的激励振幅成为大致等振幅，并且所述第1输入输出端子与所述第2输入输出端子之间的耦合降低。
2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，
所述第1移相器具有使输入到所述第1移相器的信号移相0度位作为移相量的状态、以及使输入到所述第1移相器的信号移相90度作为移相量的状态这2个状态，
所述第1可变匹配电路具有与所述第1移相器具有的2个状态分别对应的状态，所述第1可变匹配电路与所述第1移相器被切换为所述第1移相器具有的2个状态中的任意的状态同步地，被切换为所述第1可变匹配电路的与所述第1移相器被切换后的状态对应的状态，
所述第2可变匹配电路具有与所述第1移相器具有的2个状态分别对应的状态，所述第2可变匹配电路与所述第1移相器被切换为所述第1移相器具有的2个状态中的任意的状态同步地，被切换为所述第2可变匹配电路的与所述第1移相器被切换后的状态对应的状态。
3.根据权利要求1或2所述的天线装置，其特征在于，
所述第1移相器由第1DPDT开关和第1传输线路构成，
所述第1可变匹配电路由第2DPDT开关、第1匹配电路及第2匹配电路构成，
所述第2可变匹配电路由第3DPDT开关、第3匹配电路及第4匹配电路构成，
所述第1DPDT开关具有第1端子、第2端子、第3端子及第4端子，
所述第1DPDT开关具有所述第1端子与所述第3端子连接且所述第2端子与所述第4端子连接的第1状态、以及所述第1端子与所述第4端子连接且所述第2端子与所述第3端子连接的第2状态这2个状态，
所述第2DPDT开关具有第5端子、第6端子、第7端子及第8端子，
所述第2DPDT开关具有所述第5端子与所述第7端子连接且所述第6端子与所述第8端子连接的第3状态、以及所述第5端子与所述第8端子连接且所述第6端子与所述第7端子连接的第4状态这2个状态，
所述第3DPDT开关具有第9端子、第10端子、第11端子及第12端子，
所述第3DPDT开关具有所述第9端子与所述第11端子连接且所述第10端子与所述第12端子连接的第5状态、以及所述第9端子与所述第12端子连接且所述第10端子与所述第11端子连接的第6状态这2个状态，
所述第1端子与所述第1电纳元件的另一端连接，
所述第2端子与所述第1传输线路的一端连接，
所述第3端子与所述第2辐射元件连接，
所述第4端子与所述第1传输线路的另一端连接，
所述第5端子与所述第2匹配电路的一端连接，
所述第6端子与所述第1匹配电路的一端连接，
所述第7端子与所述第4电纳元件的一端连接，
所述第8端子与所述第1匹配电路的另一端连接，
所述第9端子与所述第4匹配电路的一端连接，
所述第10端子与所述第3匹配电路的一端连接，
所述第11端子与所述第4电纳元件的另一端连接，
所述第12端子与所述第3匹配电路的另一端连接，
所述第2匹配电路的另一端与所述第1输入输出端子连接，
所述第4匹配电路的另一端与所述第2输入输出端子连接，
所述天线装置在如下模式之间进行切换：所述第1DPDT开关为所述第1状态且所述第2DPDT开关为所述第3状态且所述第3DPDT开关为所述第5状态的模式、以及所述第1DPDT开关为所述第2状态且所述第2DPDT开关为所述第4状态且所述第3DPDT开关为所述第6状态的模式。
4.根据权利要求3所述的天线装置，其特征在于，
所述第1传输线路由具有集中常数元件的移相电路构成，
在所述移相电路中，并联连接的电容器与串联连接的电感器交替地分别连接有多个。
5.一种天线装置，其特征在于，
所述天线装置具备：
第1辐射元件；
第2辐射元件；
第1输入输出端子；
第2输入输出端子；
第2移相器，其一端与所述第1辐射元件连接；
第3移相器，其一端与所述第2辐射元件连接；
第1电纳元件，其一端与所述第2移相器的另一端连接，且另一端与所述第3移相器的另一端连接；
第2电纳元件，其一端与所述第1电纳元件的一端连接；
第3电纳元件，其一端与所述第1电纳元件的另一端连接；
第4电纳元件，其一端与所述第2电纳元件的另一端连接，且另一端与所述第3电纳元件的另一端连接；
第5匹配电路，其一端与所述第4电纳元件的一端连接，且另一端与所述第1输入输出端子连接；以及
第6匹配电路，其一端与所述第4电纳元件的另一端连接，且另一端与所述第2输入输出端子连接，
所述第1电纳元件、所述第2电纳元件、所述第3电纳元件及所述第4电纳元件的各电纳值被设定为，在从所述第1输入输出端子或所述第2输入输出端子供电的情况下，所述第1辐射元件的激励振幅与所述第2辐射元件的激励振幅成为大致等振幅，并且所述第1输入输出端子与所述第2输入输出端子之间的耦合降低。
6.根据权利要求5所述的天线装置，其特征在于，
所述第2移相器具有使输入到所述第2移相器的信号移相45度作为移相量的状态、以及使输入到所述第2移相器的信号移相0度作为移相量的状态这2个状态，
设α为0以上且小于360的任意值，所述第3移相器具有使输入到所述第3移相器的信号移相α度作为移相量的状态、以及使输入到所述第3移相器的信号移相45+α度作为移相量的状态这2个状态，
所述第3移相器与所述第2移相器被切换为使输入到所述第2移相器的信号移相45度作为移相量的状态同步地，被切换为使输入到所述第3移相器的信号移相α度作为移相量的状态，并且，所述第3移相器与所述第2移相器被切换为使输入到所述第2移相器的信号移相0度作为移相量的状态同步地，被切换为使输入到所述第3移相器的信号移相45+α度作为移相量的状态。
7.根据权利要求5或6所述的天线装置，其特征在于，
所述第2移相器由第4DPDT开关和第2传输线路构成，
所述第3移相器由第5DPDT开关、第3传输线路及第4传输线路构成，
所述第4DPDT开关具有第13端子、第14端子、第15端子及第16端子，
所述第4DPDT开关具有所述第13端子与所述第16端子连接且所述第14端子与所述第15端子连接的第7状态、以及所述第13端子与所述第15端子连接且所述第14端子与所述第16端子连接的第8状态这2个状态，
所述第5DPDT开关具有第17端子、第18端子、第19端子及第20端子，
所述第5DPDT开关具有所述第17端子与所述第19端子连接且所述第18端子与所述第20端子连接的第9状态、以及所述第17端子与所述第20端子连接且所述第18端子与所述第19端子连接的第10状态这2个状态，
所述第13端子与所述第1电纳元件的一端连接，
所述第14端子与所述第2传输线路的一端连接，
所述第15端子与所述第1辐射元件连接，
所述第16端子与所述第2传输线路的另一端连接，
所述第17端子与所述第4传输线路的一端连接，
所述第18端子与所述第3传输线路的一端连接，
所述第19端子与所述第2辐射元件连接，
所述第20端子与所述第3传输线路的另一端连接，
所述第4传输线路的另一端与所述第1电纳元件的另一端连接，
所述天线装置在如下模式之间进行切换：所述第4DPDT开关为所述第7状态且所述第5DPDT开关为所述第9状态的模式、以及所述第4DPDT开关为所述第8状态且所述第5DPDT开关为所述第10状态的模式。
8.根据权利要求7所述的天线装置，其特征在于，
所述第2传输线路、所述第3传输线路或所述第4传输线路由具有集中常数元件的移相电路构成，
在所述移相电路中，并联连接的电容器与串联连接的电感器交替地分别连接有多个。
9.根据权利要求5或6所述的天线装置，其特征在于，
所述第2移相器由第6DPDT开关和第5传输线路构成，
所述第3移相器由第7DPDT开关、第4传输线路及所述第5传输线路构成，
所述第6DPDT开关具有第21端子、第22端子、第23端子及第24端子，
所述第6DPDT开关具有所述第21端子与所述第24端子连接且所述第22端子与所述第23端子连接的第11状态、以及所述第21端子与所述第23端子连接且所述第22端子与所述第24端子连接的第12状态这2个状态，
所述第7DPDT开关具有第25端子、第26端子、第27端子及第28端子，
所述第7DPDT开关具有所述第25端子与所述第27端子连接且所述第26端子与所述第28端子连接的第13状态、以及所述第25端子与所述第28端子连接且所述第26端子与所述第27端子连接的第14状态这2个状态，
所述第21端子与所述第1电纳元件的一端连接，
所述第22端子与所述第5传输线路的一端连接，
所述第23端子与所述第1辐射元件连接，
所述第24端子与所述第26端子连接，
所述第25端子与所述第4传输线路的一端连接，
所述第27端子与所述第2辐射元件连接，
所述第28端子与所述第5传输线路的另一端连接，
所述第4传输线路的另一端与所述第1电纳元件的另一端连接，
所述天线装置在如下模式之间进行切换：所述第6DPDT开关为所述第11状态且所述第7DPDT开关为所述第13状态的模式、以及所述第6DPDT开关为所述第12状态且所述第7DPDT开关为所述第14状态的模式。
10.根据权利要求9所述的天线装置，其特征在于，
所述第4传输线路或所述第5传输线路由具有集中常数元件的移相电路构成，
在所述移相电路中，并联连接的电容器与串联连接的电感器交替地分别连接有多个。
11.根据权利要求1至10中的任意一项所述的天线装置，其特征在于，
所述第1电纳元件的电纳值B1被决定为满足式(1)，
B1＝±1/Z0 式(1)
其中，Z0是归一化阻抗。
12.根据权利要求1至10中的任意一项所述的天线装置，其特征在于，
所述第1电纳元件的电纳值B1被决定为满足式(1)，
电纳值被设定为相等的所述第2电纳元件及所述第3电纳元件的电纳值B2以及所述第4电纳元件的电纳值B3被决定为满足式(2)至式(6)的全部，
B1＝±1/Z0 式(1)
Figure FDA0003226842380000061
Figure FDA0003226842380000062
Figure FDA0003226842380000063
c1＝gb12(bb11+bb22)-bb12(gb11+gb22) 式(5）
c2＝-gb12(gb11gb22-bb11bb22-gb12gb21)+bb12(-bb11gb22-gb11bb22+bb12gb21) 式(6)
其中，式(1)和式(3)中的双符号以相同的顺序对应，
并且，Z0是归一化阻抗，
并且，Yb是从所述第2电纳元件的所述第1辐射元件侧的一端和所述第3电纳元件的所述第2辐射元件侧的一端观察所述第1辐射元件侧及所述第2辐射元件侧时的导纳矩阵。
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