CN114631232A - 圆极化阵列天线装置 - Google Patents

Abstract

天线装置(120)通过分别辐射圆极化波的12个辐射元件呈3行4列的格子状排列而形成。12个辐射元件包含相互成为旋转对称的位置关系的4种辐射元件(121a～121d)各3个。在将1至3中的任一整数设为n、将1至4中的任一整数设为m、将第n行且第m列的格子位置记载为(n×m)时，第1种辐射元件(121a)配置于(1×1)、(2×3)、(3×1)，第2种辐射元件(121b)配置于(1×2)、(2×4)、(3×2)，第3种辐射元件(121c)配置于(1×3)、(2×1)、(3×3)，第4种辐射元件(121d)配置于(1×4)、(2×2)、(3×4)。

Description

圆极化阵列天线装置

技术领域

本公开涉及一种圆极化阵列天线装置。

背景技术

圆极化阵列天线通过使分别辐射圆极化波的多个辐射元件靠近地排列来实现。理想的圆极化波的旋转的电场的大小恒定，但实际上存在旋转的电场的大小不恒定而变形为椭圆状的情况。将圆极化波的椭圆形的短轴与长轴之比称为“轴比”。为了使圆极化波成为理想的圆极化波，要求改善轴比特性。

作为用于改善圆极化阵列天线的轴比特性的技术，有称为顺序阵列(sequentialarray)的技术。在顺序阵列中，多个圆极化辐射元件旋转任意的角度而排列。已知通过这样的排列，即使在辐射元件单体中轴比特性不良好的情况下，也能够改善作为圆极化阵列天线整体的轴比特性。

在日本特开平6-140835号公报中，公开了将多个圆极化辐射元件呈格子状排列而成的圆极化阵列天线装置。在该圆极化阵列天线中，16个圆极化辐射元件以相邻的辐射元件彼此的位置关系成为相互旋转预定的角度并平行移动的位置关系的方式呈4行4列(偶数行且偶数列)的格子状顺序排列。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-140835号公报

发明内容

发明要解决的问题

在将多个圆极化辐射元件呈格子状排列的情况下，若像日本特开平6-140835号公报所公开的圆极化阵列天线那样呈偶数行且偶数列的格子状排列，则能够更有效地改善轴比特性。

然而，在安装圆极化阵列天线的设备的有些尺寸情况下，圆极化阵列天线的尺寸受到制约，有时不得不将排列的行数设为奇数而并非偶数(即不得不将1列的辐射元件数设为奇数个)。在该情况下，多个辐射元件呈奇数行且偶数列的格子状排列，设想轴比特性的改善变得困难。

本公开是为了解决这样的问题而完成的，其目的在于，即使在分别能够辐射圆极化波的多个辐射元件呈奇数行且偶数列的格子状排列的情况下，也容易改善轴比特性。

用于解决问题的方案

本公开的圆极化阵列天线装置包含具有分别能够辐射圆极化波的多个元件的元件组。多个元件在将3以上的奇数设为N且将4以上的4的倍数设为M时呈N行M列的格子状排列。多个元件包含分别相同数量的相互成为旋转对称的位置关系的4种元件。多个元件以任意的相邻的元件彼此成为互不相同的种类的方式排列。

在上述的元件组中多个元件呈奇数行(N行)且偶数列(M列)的格子状排列，多个元件包含分别相同数量的4种元件，并且，以任意的相邻的元件彼此成为互不相同的种类的方式排列。其结果，即使在分别辐射圆极化波的多个元件呈奇数行且偶数行的格子状排列的情况下，也能够容易改善轴比特性。

本公开的另一个技术方案的圆极化阵列天线装置包含具有在将4以上的偶数设为K时呈3行K列的格子状排列且分别能够辐射圆极化波的多个元件的元件组。多个元件包含相互成为旋转对称的位置关系的4种元件。4种元件包含第1种元件、使第1种元件向预定方向旋转90度而得到的第2种元件、使第1种元件向预定方向旋转270度而得到的第3种元件以及使第1种元件向预定方向旋转180度而得到的第4种元件。多个元件包含：多个第1元件组，其在列方向上交错地配置，分别包含呈2行2列排列的4个元件；以及多个第2元件组，其在多个第1元件组的行方向上与多个第1元件组分别相邻地配置，分别包含呈1行2列排列的两个元件。第1元件组所包含的4个元件包含4种元件的各1个。第2元件组所包含的两个元件包含4种元件中的任意两种元件。

发明的效果

根据本公开，即使在分别能够辐射圆极化波的多个辐射元件呈奇数行且偶数列的格子状排列的情况下，也能够容易改善轴比特性。

附图说明

图1是应用天线装置的通信装置的框图的一例。

图2是透视通信装置的内部而得到的立体图。

图3是表示天线装置的多个辐射元件的排列的图。

图4是表示第1种辐射元件的排列图案的图。

图5是表示第2种辐射元件的排列图案的图。

图6是表示第3种辐射元件的排列图案的图。

图7是表示第4种辐射元件的排列图案的图。

图8是表示从天线装置辐射的圆极化波的轴比特性的图。

图9是从Z轴方向透视天线装置的天线层、布线层以及GND层的各层而得到的图。

图10是表示变形例1的天线装置的多个辐射元件的排列的一例的图。

图11是从Z轴方向透视变形例2的天线装置的天线层、布线层以及GND层的各层而得到的图。

图12是从Z轴方向透视变形例3的天线装置的天线层、布线层以及GND层的各层而得到的图。

图13是表示变形例6的天线装置的多个辐射元件的排列的图。

图14是表示比较例的天线装置的多个辐射元件的排列的图。

图15是表示本变形例6的天线装置的多个辐射元件的排列的图。

图16是对比较例的天线装置的轴比特性和本变形例6的天线装置的轴比特性进行比较的图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细地说明本公开的实施方式。此外，对图中相同或相当的部分标注相同的附图标记且不重复其说明。

(通信装置的基本结构)

图1是应用本实施方式的天线装置120的通信装置10的框图的一例。通信装置10构成为能够从天线装置120发送圆极化波。通信装置10例如也可以是向与通信装置10的相对位置能够变化的可穿戴终端(例如头戴式显示器等)发送数据的终端。另外，通信装置10例如也可以是与主要使用60GHz频段的无线的无线通信标准即“WiGig”对应的通信终端。

通信装置10包括包含天线装置120的天线模块100和构成基带信号处理电路的BBIC 200。天线模块100除了包括天线装置120以外，还包括作为供电部件的一例的RFIC110。通信装置10将从BBIC 200向天线模块100传递的信号上变频为高频信号并从天线装置120辐射，并且将利用天线装置120接收的高频信号下变频并利用BBIC 200处理信号。

天线装置120包含构成为分别能够辐射圆极化波的多个辐射元件121。在图1中，为了容易说明，仅示出与天线装置120所包含的多个辐射元件121中的4个辐射元件121对应的结构，省略与具有同样的结构的其他辐射元件121对应的结构。在本实施方式中，辐射元件121是具有大致正方形的平板形状的贴片天线。

RFIC 110包括开关111A～111D、113A～113D、117、功率放大器112AT～112DT、低噪声放大器112AR～112DR、衰减器114A～114D、移相器115A～115D、信号合成/分波器116、混频器118以及放大电路119。

在发送高频信号的情况下，开关111A～111D、113A～113D向功率放大器112AT～112DT侧切换，并且开关117连接于放大电路119的发送侧放大器。在接收高频信号的情况下，开关111A～111D、113A～113D向低噪声放大器112AR～112DR侧切换，并且开关117连接于放大电路119的接收侧放大器。

从BBIC 200传递的信号由放大电路119放大，由混频器118上变频。上变频而得到的高频信号即发送信号由信号合成/分波器116分波成4个信号，通过4个信号路径而分别向不同的辐射元件121供给。此时，通过分别地调整配置于各信号路径的移相器115A～115D的移相度，从天线装置120的各辐射元件121辐射相同相位的圆极化波。

由各辐射元件121接收的高频信号即接收信号分别经由不同的4个信号路径，由信号合成/分波器116合波。合波而得到的接收信号由混频器118下变频，由放大电路119放大而向BBIC 200传递。

RFIC 110例如形成为包含上述电路结构的单芯片的集成电路部件。或者，关于RFIC 110的与各辐射元件121对应的设备(开关、功率放大器、低噪声放大器、衰减器、移相器)，也可以针对每个对应的辐射元件121形成为单芯片的集成电路部件。

(天线装置和辐射元件的配置)

图2是透视通信装置10的内部而得到的立体图。通信装置10由壳体11覆盖。在壳体11的内部收纳有天线装置120、RFIC 110以及安装基板20等。

天线装置120包含具有多层构造的板状的介电体基板131和配置于介电体基板131的内部的多个辐射元件121。介电体基板131借助RFIC 110而配置于安装基板20的侧面22。以下，如图2所示，将安装基板20的侧面22的法线方向也称为“Z轴方向”，将安装基板20的主面21的法线方向也称为“X轴方向”，将与Z轴方向和X轴方向垂直的方向也称为“Y轴方向”。

在介电体基板131设有供多个辐射元件121排列的天线层。在该天线层，多个辐射元件121沿着X轴方向和Y轴方向呈格子状排列。具体而言，12个辐射元件121以X轴方向为“行”且以Y轴方向为“列”地呈3行4列的格子状排列。

通常，在将多个圆极化辐射元件呈格子状排列的情况下，若像日本特开平6-140835号公报所公开的圆极化阵列天线那样呈偶数行且偶数列的格子状排列，则能够更有效地改善轴比特性。

然而，在本实施方式的天线装置120中，介电体基板131的X轴方向的长度受到壳体11的厚度(X轴方向的长度)T的制约，多个辐射元件121的排列的行数成为3行(奇数行)。因而，在不采取任何对策的情况下，与多个辐射元件121呈偶数行且偶数列的格子状排列的情况相比，存在轴比特性的改善变得困难的可能性。

于是，在本实施方式的天线装置120中，通过如以下这样排列多个辐射元件121，从而即使在多个辐射元件121呈3行4列(奇数行且偶数行)的格子状排列的情况下，也容易改善轴比特性。

图3是表示本实施方式的天线装置120的多个辐射元件121的排列的图。在本实施方式中，如上所述，12个辐射元件121呈3行4列的格子状排列。各辐射元件121具有两个供电点。从后述的图9所示的混合电路132向各辐射元件121的两个供电点分别供给相对而言具有90°的相位差的两个高频信号。由此，从各辐射元件121辐射圆极化波。

12个辐射元件121包含相互成为旋转对称的位置关系的4种辐射元件即第1种辐射元件121a、第2种辐射元件121b、第3种辐射元件121c以及第4种辐射元件121d。4种辐射元件121a～121d分别包含相同数量(即分别3个)。

图4是表示第1种辐射元件121a的排列图案的图。图5是表示第2种辐射元件121b的排列图案的图。图6是表示第3种辐射元件121c的排列图案的图。图7是表示第4种辐射元件121d的排列图案的图。此外，以下，将1至3中的任一整数设为n，将1至4中的任一整数设为m，将第n行且第m列的格子位置记载为(n×m)。

如图4所示，第1种辐射元件121a配置于(1×1)、(2×3)、(3×1)的位置。各辐射元件121a具有配置于比面中心靠Y轴的负方向侧的位置的供电点P1a和配置于比面中心靠X轴的正方向侧的位置的供电点P2a。

如图5所示，第2种辐射元件121b配置于(1×2)、(2×4)、(3×2)的位置。各辐射元件121b具有配置于比面中心靠X轴的负方向侧的位置的供电点P1b和配置于比面中心靠Y轴的负方向侧的位置的供电点P2b。第2种辐射元件121b是将第1种辐射元件121a顺时针旋转90度并平行移动而得到的辐射元件。

如图6所示，第3种辐射元件121c配置于(1×3)、(2×1)、(3×3)的位置。各辐射元件121c具有配置于比面中心靠X轴的正方向侧的位置的供电点P1c和配置于比面中心靠Y轴的正方向侧的位置的供电点P2c。第3种辐射元件121c是将第1种辐射元件121a顺时针旋转270度并平行移动而得到的辐射元件。

如图7所示，第4种辐射元件121d配置于(1×4)、(2×2)、(3×4)的位置。各辐射元件121d具有配置于比面中心靠Y轴的正方向侧的位置的供电点P1d和配置于比面中心靠X轴的负方向侧的位置的供电点P2d。第4种辐射元件121d是将第1种辐射元件121a以面中心为旋转轴而顺时针旋转180度并平行移动而得到的辐射元件。

通过这样的排列，多个辐射元件121以任意的辐射元件121和配置于任意的辐射元件121的周围(纵向、横向、斜向)的辐射元件121成为不同种类的辐射元件121的方式排列。例如，(1×1)的第1种辐射元件121a成为与在下侧相邻的(2×1)的第3种辐射元件121c、在右侧相邻的(1×2)的第2种辐射元件121b以及在斜向右下相邻的(2×2)的第4种辐射元件121d均不同的种类。另外，例如，(2×3)的第1种辐射元件121a成为与在上侧相邻的(1×3)的第3种辐射元件121c、在下侧相邻的(3×3)的第3种辐射元件121c、在左侧相邻的(2×2)的第4种辐射元件121d、在右侧相邻的(2×4)的第2种辐射元件121b、在斜向左上相邻的(1×2)的第2种辐射元件121b、在斜向左下相邻的(3×2)的第2种辐射元件121b、在斜向右上相邻的(1×4)的第4种辐射元件121d以及在斜向右下相邻的(3×4)的第4种辐射元件121d均不同的种类。

通过如上述那样排列4种辐射元件121a～121d，从而均等地顺序排列多个辐射元件121，取得整体的平衡。其结果，即使在多个辐射元件121呈3行4列的格子状排列的情况下，也能够容易改善轴比特性。

此外，若以第1种辐射元件121a的旋转位置(旋转角)为“基准(0度)”来表示各辐射元件121的顺时针的旋转位置，则第2种辐射元件121b的旋转位置为“90度”，第3种辐射元件121c的旋转位置为“270度”，第4种辐射元件121d的旋转位置为“180度”。鉴于这一点，若以向第1种辐射元件121a供给的信号的相位为“基准相位”来表示，则分别地调整移相器115A～115D的移相度，使得向第2种辐射元件121b供给的信号的相位成为“基准相位－90度”，向第3种辐射元件121c供给的信号的相位成为“基准相位－270度”，向第4种辐射元件121d供给的信号的相位成为“基准相位－180度”。由此，从天线装置120的各辐射元件121辐射相同相位的圆极化波。

图8是表示从本实施方式的天线装置120辐射的圆极化波的轴比特性的图。在图8中，横轴表示频率(单位为GHz)，纵轴表示轴比(单位为dBA)。通常，在将3dBA设为阈值而轴比为3dBA以下的情况下能够评价为轴比特性良好，在本实施方式的天线装置120中，通过上述那样的排列图案，在60GHz前后的频段中，轴比被抑制为大致小于1dBA，能够理解为轴比特性良好。

如上所述，在本实施方式的天线装置120中，分别辐射圆极化波的12个辐射元件121呈3行4列的格子状排列。12个辐射元件121包含相互成为旋转对称的位置关系的4种辐射元件121a～121d各3个。第1种辐射元件121a配置于(1×1)、(2×3)、(3×1)的位置。第2种辐射元件121b配置于(1×2)、(2×4)、(3×2)的位置。第3种辐射元件121c配置于(1×3)、(2×1)、(3×3)的位置。第4种辐射元件121d配置于(1×4)、(2×2)、(3×4)的位置。

通过这样的排列，多个辐射元件121以在纵向、横向以及斜向上相邻的任意的辐射元件121彼此成为互不相同的种类的方式顺序排列。其结果，即使在多个辐射元件121呈3行4列的格子状排列的情况下，也能够容易改善轴比特性。

本实施方式的“天线装置120”和“12个辐射元件121”能够分别对应于本公开的“圆极化阵列天线装置”和“多个元件”。另外，本变形例1的具有12个辐射元件121的元件组能对应于本公开的“元件组”。另外，本实施方式的“第1种辐射元件121a”、“第2种辐射元件121b”、“第3种辐射元件121c”以及“第4种辐射元件121d”能够分别对应于本公开的“第1种元件”、“第2种元件”、“第3种元件”以及“第4种元件”。

(混合电路的结构)

天线装置120具有多层构造，从Z轴的正方向朝向负方向依次层叠有天线层、布线层以及GND层。

图9是从Z轴方向透视并从上方依次排列天线装置120的天线层、布线层以及GND层的各层而得到的图。此外，在图9中仅示出任意的1个辐射元件121的配置区域。

在天线层配置有上述的辐射元件121。此外，在图9中例示辐射元件121的四角被切除的形状。

在布线层针对1个辐射元件121配置1个混合电路132。即，在天线装置120的布线层配置有与12个辐射元件121分别对应的12个混合电路132。混合电路132是用于向对应的辐射元件121的两个供电点P1、P2分别供给相位差90度的两个高频信号的90度混合电路。

具体而言，混合电路132包括3个端子T1～T3和4个直线状的传输线路L1～L4。端子T1、T2通过未图示的线路分别连接于辐射元件121的供电点P1、P2。端子T3通过未图示的线路连接于RFIC 110。

4个传输线路L1～L4分别以电长度成为高频信号的波长的1/4的方式构成。4个传输线路L1～L4依次呈环状连接。即，传输线路L1的一端连接于传输线路L2的一端，传输线路L2的另一端连接于第3传输线路的一端，传输线路L3的另一端连接于传输线路L4的一端，传输线路L4的另一端连接于传输线路L1的另一端。端子T1连接于传输线路L1与传输线路L2的连接点。端子T2连接于传输线路L2与传输线路L3的连接点。端子T3连接于传输线路L1与传输线路L4的连接点。

在GND层配置有接地电极133。在接地电极133设有供电用焊盘(land)H。用于将来自RFIC 110的高频信号向混合电路132的端子T3供给的线路通过该供电用焊盘H。

通过向这样的混合电路132供给来自RFIC 110的高频信号，向辐射元件121的两个供电点P1、P2分别供给相对而言具有90°的相位差的两个高频信号。即，从RFIC 110向混合电路132的端子T3输入的信号分支成通过传输线路L1从端子T1向辐射元件121的供电点P1输出的信号和通过传输线路L4、L3从端子T2向辐射元件121的供电点P2输出的信号。端子T1的输出信号的相位相对于向端子T3输入的信号延迟90度大小(1/4波长大小)，与此相对，端子T2的输出信号的相位相对于向端子T3输入的信号延迟180度(1/2波长大小)。由此，能够使端子T2的输出信号的相位相对于端子T1的输出信号延迟90度(1/4波长大小)。其结果，能够向辐射元件121的两个供电点P1、P2分别供给相位差90度的两个高频信号。

＜变形例1＞

在上述的实施方式中，说明了多个辐射元件121呈3行4列的格子状排列而成的天线装置120。然而，本公开的天线装置包含多个辐射元件呈奇数行和偶数行的格子状排列而成的元件组即可，将多个辐射元件呈格子状排列时的行数和列数不必须限定于上述的“3行”和“4列”。

图10是表示本变形例1的天线装置120A中的多个辐射元件121的排列的一例的图。在图10所示的例子中，30个辐射元件121呈3行10列的格子状排列。在这样的排列中，将例如配置于中央部分的3行4列的部分设为“元件组U”，将该元件组U的排列设为上述的实施方式的排列图案(图3～图7)即可。由此，至少元件组U的部分成为顺序排列，因此能够容易改善作为天线装置120A整体的轴比特性。

另外，在上述的“元件组U”中也是，将多个辐射元件呈格子状排列时的行数和列数分别是3以上的奇数和4以上的4的倍数(偶数)即可，不必须限定于上述的“3行”和“4列”。本变形例1的“元件组U”能够对应于本公开的“元件组”。

＜变形例2＞

在上述的实施方式中，说明了使用包括4个直线状的传输线路L1～L4的混合电路132作为向各辐射元件121供给相位差90度的两个高频信号的电路的例子(参照图9)。然而，在该例中，如图9所示，设想供电用焊盘H靠近辐射元件121的配置区域的端部而难以在配置区域内形成供电用焊盘H。

于是，在本变形例2中，通过将4个传输线路L1～L4中的两个传输线路L1、L3设为弯曲的形状，从而使供电用焊盘H靠近辐射元件121的配置区域的中央而容易在配置区域内形成供电用焊盘H。

图11是从Z轴方向透视并从上方依次排列本变形例2的天线装置120A的天线层、布线层以及GND层的各层而得到的图。

在天线装置120A的布线层配置有混合电路132A来代替上述的混合电路132。混合电路132A是相对于上述的混合电路132将直线状的传输线路L1、L3变更为具有呈L字形弯曲的形状的传输线路L1a、L3a而成的电路。混合电路132A的其他结构基本上与上述的混合电路132相同，因此不重复此处的详细的说明。

如图11所示，在本变形例2的混合电路132A中，将传输线路L1a、L3a设为弯曲的形状，从而端子T3配置于靠近端子T1、T2的位置。由此，供电用焊盘H靠近辐射元件121的配置区域的中央，因此能够容易在配置区域内形成供电用焊盘H。

本变形例的“混合电路132A”、“端子T1”、“端子T2”、“端子T3”、“第1传输线路L1a”、“第2传输线路L2”、“第3传输线路L3a”以及“第4传输线路L4”能够分别对应于本公开的“混合电路”、“第1端子”、“第2端子”、“第3端子”、“第1传输线路”、“第2传输线路”、“第3传输线路”以及“第4传输线路”。

＜变形例3＞

在上述的实施方式中，说明了使用混合电路132作为向各辐射元件121供给相位差90度的两个高频信号的电路的例子(参照图9)。然而，也可以将混合电路132变更为简单的分支电路。

图12是从Z轴方向透视并从上方依次排列本变形例3的天线装置120B的天线层、布线层以及GND层的各层而得到的图。

在天线装置120B的布线层配置有分支电路140来代替上述的混合电路132。

分支电路140是相对于上述的混合电路132省略传输线路L2～L4并进而新添加将端子T1和端子T3连接的传输线路L5而得到的电路。通过向这样的分支电路140供给来自RFIC 110的高频信号，也能够向辐射元件121供给相位差90度的两个高频信号。即，从RFIC110向分支电路140的端子T3输入的信号分支成通过传输线路L5从端子T1向辐射元件121的供电点P1输出的信号和通过传输线路L5、L2从端子T2向辐射元件121的供电点P2输出的信号。端子T2的输出信号的相位相对于端子T1的输出信号延迟传输线路L2的电长度即90度(1/4波长大小)。其结果，能够向辐射元件121的两个供电点P1、P2分别供给相位差90度的两个高频信号。

＜变形例4＞

在上述的实施方式中说明了作为圆极化辐射元件的两点供电方式的辐射元件121，但也可以使用将辐射电极设为非对称而获得简并的单点供电方式的辐射元件作为圆极化辐射元件。

＜变形例5＞

在上述的实施方式中说明了辐射元件121是贴片天线的例子，但辐射元件121是能够辐射圆极化波的天线即可，不必须限定于贴片天线。例如，也可以将辐射元件121设为缝隙天线。

＜变形例6＞

在上述的实施方式中，将上述的图3～图7所示的天线装置120的辐射元件121的排列视为以相邻的任意的辐射元件彼此成为互不相同的种类的方式使4种辐射元件121a～121d分别排列3个的图案。然而，也可以将上述的天线装置120的辐射元件121的排列视为以下这样。

图13是表示本变形例6的天线装置120的多个辐射元件121的排列的图。此外，图13所示的天线装置120与上述的图3～图7所示的天线装置120相同。因而，图13所示的辐射元件121的排列本身与上述的图3～图7所示的排列相同。然而，在本变形例6中，将天线装置120的辐射元件121的排列视为满足以下的条件1～3的排列图案。

(条件1)分别包含呈2行2列排列的4个辐射元件121的多个第1元件组U1在列方向上交错地配置。第1元件组U1各自所包含的4个辐射元件121包含4种辐射元件121a～121d的各1个。

(条件2)分别包含呈1行2列排列的两个辐射元件121的多个第2元件组U2在第1元件组U1的行方向上与第1元件组U1分别相邻地配置。第2元件组U2各自所包含的两个辐射元件121包含4种辐射元件121a～121d中的任意两种辐射元件121。即，第2元件组U2各自所包含的两个辐射元件121中的一者是使另一者旋转90度或180度而得到的种类的元件。

(条件3)第2元件组U2各自所包含的两个辐射元件121分别是使第1元件组U1内的与该两个辐射元件121分别相邻的辐射元件121的至少1个旋转90度而得到的种类的元件。

在本变形例6中，将天线装置120的辐射元件121的排列图案视为满足上述的条件1～3的排列图案。即，在满足上述的条件1～3的排列图案的情况下，即使在多个辐射元件121呈3行4列的格子状排列的情况下，也能够与上述的实施方式同样地容易改善轴比特性。

此外，若是满足上述的条件1～3的排列图案，则将多个辐射元件呈格子状排列时的列数是偶数即可，不必须限定于4的倍数。即，在将4以上的任意的偶数设为K时，满足上述的条件1～3的排列图案能够应用于包含具有呈3行K列的格子状排列的多个辐射元件121的元件组的圆极化阵列天线装置。

图14是表示比较例的天线装置的多个辐射元件121的排列的图。在图14所示的比较例中，多个辐射元件121呈3行6列的格子状排列。不过，在图14所示的比较例中，分别包含4种辐射元件121a～121d的各1个的3个第1元件组U1在列方向上呈直线状配置。该排列图案不满足上述的条件1。

图15是表示本变形例6的天线装置120C的多个辐射元件121的排列的图。在天线装置120C中，多个辐射元件121呈3行6列的格子状排列。

并且，在天线装置120C中，分别包含4种辐射元件121a～121d的各1个的3个第1元件组U1在列方向上交错地配置。因而，该排列图案满足上述的条件1。

再者，在天线装置120C中，分别包含4种辐射元件121a～121d中的任意两种辐射元件121的3个第2元件组U2在第1元件组U1的行方向上与第1元件组U1分别相邻地配置。因而，该排列图案还满足上述的要求2。

再者，在天线装置120C中，各第2元件组U2内的两个辐射元件121分别是使第1元件组U1内的与该两个辐射元件121分别相邻的辐射元件121的至少1个旋转90度而得到的种类的元件。例如，第2元件组U2内的配置于(3×1)的第1种辐射元件121a是将第1元件组U1内的与该(3×1)的辐射元件121a相邻的配置于(2×1)的第4种辐射元件121d顺时针旋转90度并平行移动而得到的辐射元件。另外，第2元件组U2内的配置于(3×2)的第2种辐射元件121b是将第1元件组U1内的与该(3×2)的辐射元件121b相邻的配置于(2×2)的第3种辐射元件121c逆时针旋转90度并平行移动而得到的辐射元件，并且是将第1元件组U1内的与该(3×2)的辐射元件121b相邻的配置于(2×3)的第1种辐射元件121a顺时针旋转90度并平行移动而得到的辐射元件。因而，该排列图案还满足上述的要求3。

图16是对图14所示的比较例的天线装置的轴比特性与图15所示的本变形例6的天线装置120C的轴比特性进行比较的图。在图16中，用虚线表示比较例的天线装置的轴比特性，用实线表示本变形例6的天线装置120C的轴比特性。根据图16所示的特性的差异可知，在天线装置120C中，与比较例相比，轴比特性被改善。

如上所述，通过将天线装置的辐射元件121的排列设为满足上述条件1～3的排列图案，从而即使在多个辐射元件121呈奇数行且偶数行的格子状排列的情况下，也能够与上述的实施方式同样地容易改善轴比特性。

此外，若满足上述的3个条件1～3中的条件1、2，则即使在不满足条件3的情况下，也能够期待轴比特性的改善效果。

本变形例6的“第1元件组U1”和“第2元件组U2”能够分别对应于本公开的“第1元件组”和“第2元件组”。

上述的实施方式和其变形例1-6的特征能够在不产生矛盾的范围内适当组合。

应当认为本次所公开的实施方式在所有的方面为例示而并非限制。本公开的范围由权利要求书表示而不由上述的实施方式的说明表示，意图包含在与权利要求书等同的含义和范围内的所有的变更。

附图标记说明

10、通信装置；11、壳体；20、安装基板；21、主面；22、侧面；100、天线模块；111A～111D、113A～113D、117、开关；112AR～112DR、低噪声放大器；112AT～112DT、功率放大器；114A～114D、衰减器；115A～115D、移相器；116、分波器；118、混频器；119、放大电路；120、120A、120B、120C、天线装置；121、辐射元件；121a、第1种辐射元件；121b、第2种辐射元件；121c、第3种辐射元件；121d、第4种辐射元件；131、介电体基板；132、132A、混合电路；133、接地电极；140、分支电路；H、供电用焊盘；L1～L5、传输线路；P1、P2、供电点；T1、T2、T3、端子；U、元件组；U1、第1元件组；U2、第2元件组。

Claims (6)

1.一种圆极化阵列天线装置，其中，

该圆极化阵列天线装置包含具有在将3以上的奇数设为N且将4以上的4的倍数设为M时呈N行M列的格子状排列并分别能够辐射圆极化波的多个元件的元件组，

所述多个元件包含分别相同数量的相互成为旋转对称的位置关系的4种元件，

所述多个元件以任意的相邻的元件彼此成为互不相同的种类的方式排列。

2.根据权利要求1所述的圆极化阵列天线装置，其中，

所述多个元件呈3行4列的格子状排列，

所述4种元件分别包括3个，

在将1至3中的任一整数设为n、将1至4中的任一整数设为m、将第n行且第m列的格子位置记载为(n×m)时，所述4种元件包含配置于(1×1)、(2×3)、(3×1)的第1种元件、配置于(1×2)、(2×4)、(3×2)的第2种元件、配置于(1×3)、(2×1)、(3×3)的第3种元件以及配置于(1×4)、(2×2)、(3×4)的第4种元件。

3.根据权利要求2所述的圆极化阵列天线装置，其中，

所述第2种元件是将所述第1种元件向预定的旋转方向旋转90度并平行移动而得到的元件，

所述第3种元件是将所述第1种元件向所述预定的旋转方向旋转270度并平行移动而得到的元件，

所述第4种元件是将所述第1种元件向所述预定的旋转方向旋转180度并平行移动而得到的元件。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的圆极化阵列天线装置，其中，

所述多个元件分别具有两个供电点，

所述圆极化阵列天线装置还包括与所述多个元件分别对应地连接的多个混合电路，

所述多个混合电路分别包括：

第1端子，其连接于对应的所述元件的所述两个供电点中的一者；

第2端子，其连接于对应的所述元件的所述两个供电点中的另一者；

第3端子，从外部向该第3端子输入高频信号；以及

第1传输线路、第2传输线路、第3传输线路、第4传输线路，其构成为各自的电长度成为所述高频信号的波长的四分之一，

所述第1传输线路的一端连接于所述第2传输线路的一端，

所述第2传输线路的另一端连接于所述第3传输线路的一端，

所述第3传输线路的另一端连接于所述第4传输线路的一端，

所述第4传输线路的另一端连接于所述第1传输线路的另一端，

所述第1端子连接于所述第1传输线路与所述第2传输线路之间，

所述第2端子连接于所述第2传输线路与所述第3传输线路之间，

所述第3端子连接于所述第1传输线路与所述第4传输线路之间，

所述第1传输线路和所述第3传输线路具有弯曲的形状。

5.一种圆极化阵列天线装置，其中，

该圆极化阵列天线装置包含具有在将4以上的偶数设为K时呈3行K列的格子状排列且分别能够辐射圆极化波的多个元件的元件组，

所述多个元件包含相互成为旋转对称的位置关系的4种元件，

所述4种元件包含第1种元件、使所述第1种元件向预定方向旋转90度而得到的第2种元件、使所述第1种元件向所述预定方向旋转270度而得到的第3种元件以及使所述第1种元件向所述预定方向旋转180度而得到的第4种元件，

所述多个元件包含：

多个第1元件组，其在列方向上交错地配置，分别包含呈2行2列排列的4个元件；以及

多个第2元件组，其在所述多个第1元件组的行方向上与所述多个第1元件组分别相邻地配置，分别包含呈1行2列排列的两个元件，

所述第1元件组所包含的所述4个元件包含所述4种元件的各1个，

所述第2元件组所包含的所述两个元件包含所述4种元件中的任意两种元件。

6.根据权利要求5所述的圆极化阵列天线装置，其中，

各所述第2元件组内的所述两个元件分别是使所述第1元件组内的与该两个元件分别相邻的元件的至少1个旋转90度而得到的种类的元件。

Images