CN1348236A - 天线 - Google Patents

Abstract

一种以比较简单的构成可以在多个任意频率上动作的天线。在天线中,具有由成为天线下面的接地导体、与该接地导体对向配置成为天线上面的顶部导体和成为天线侧面的侧面导体所构成的框体,设置在该框体的一部分上为发射电波而开口的至少1个开口部,配置在上述接地导体上、通过来自外部的给定的供电线路供给电源的供电点,一端侧与上述供电点连接、另一端侧通过频率选择电路与上述顶部导体连接同时由侧面导体包围其周围的天线元件。

Description

天线

技术领域

本发明涉及一种天线。

背景技术

参照图33～图36，说明现有的天线。图33表明，该天线130包括由成为天线下面的接地导体131、与该接地导体131对向配置成为天线上面的顶部导体135、138和成为天线侧面的侧面导体134所构成的框体，这些接地导体131、侧面导体134、顶部导体135、138相互为电连接。在接地导体131上设置有从外部供给电源的供电点132。又，由导电线构成的天线元件133设置成其一端部与供电点132点连接，而另一端通过焊锡与设置天线上面中央的1条线状导体139机械以及点连接。进一步，在天线上面，在线状导体139的两侧，对称形成有为发射电波的开口部136、137。

图34为表示天线130的尺寸设定的一例。此外，在图33以及图34中，设置有X、Y、Z三维空间坐标，对于天线130，其接地导体131位于XY平面上，供电点132位于原点，而线状导体139沿Y轴方向延伸配置，相对于ZY平面以及ZX平面为对称构造。在该例中，接地导体131为正方形，以自由空间的波长为基准，沿X轴以及Y轴的各边的长度设定为0.76×λ(λ：自由空间中的波长)。又，沿Z轴的侧面导体134的高度设定为0.08×λ。在天线上面，在配置在其中央的线状导体139的两侧上配置的开口部136、137，沿X轴的长度设定为0.19×λ，同时顶部导体135、138沿X轴的边的长度也设定为0.19×λ。沿Z轴的天线元件133的长度设定为0.08×λ。

图35为表示对于按上述尺寸设定的天线130连接到输入阻抗为50Ω供电线路上时的电压驻波比(VSWR：voltage standing wave ratio)特性。图中横轴由共振频率f0进行了归一化。该图表明，VSWR在2以下的带域内在10％以上，在宽带域内具有发射损失少的良好的阻抗特性。

又，图36为表示按上述尺寸设定的天线130的发射方向性。表示发射方向性的圆图的刻度的1格为10dB，单位为以点波源的发射电力为基准的dBi。该图表明，天线130抑制了Y方向的电波发射，在X方向获得双方向。具有该特性的天线130，例如在长廊等细长的室内空间中使用是非常有效的。

又，在天线130中，为发射电波的开口部136、137形成在天线上面，由于作为电波发射源的天线元件133被接地导体131以及侧面导体134所包围，在天线侧面方面以及下面方向(即配置环境)中对发射电波的影响小。依据该特性，当将天线130设置室内的顶部等的设置面上时，将天线本体埋入到设置面内，让天线上面面向所要发射的空间，可以设置成与设置面平。其结果，不会从设置面凸出，是不会引起人的注意的好天线。

进一步，在天线130中，天线元件133的高度设定为0.08×λ，比通常所知的/4波长天线元件要低。这样，可以对天线本体小型化，当不能将该天线本体埋入到顶部等的设置面内时，可以减小从设置面的凸出，是不会引起人的注意的好天线。

更进一步，天线130具有相对于ZY平面以及ZX平面为对称构造，这样可以获得从天线发射的电波的方向性相对于ZY平面以及ZX平面是对称构造的。

但是，具有上述构造的现有的天线130只是在基准动作频率的奇数倍的频率才可能形成共振，不可能在多个任意频率上动作。为此，为了发射多个任意频率的电波，需要使用多个天线。天线增多，就要增大设置所必需的空间，并且伴随天线的增加，信号传输线路的数量也要增加，将进一步增加设置所必需的空间。其结果，当设置所必需的空间超过设置面所能承受的限度时，要想不引起人们的注意而设置天线将是很困难的，就有可能成为难看的天线。

本发明正是针对上述技术课题的发明，其目的在于提供一种能实现天线本体小型化、结构比较简单，并且可以发射多个任意频率的电波的天线。

发明内容

有关本申请的第1个发明，是在天线中，其特征是具有由成为天线下面的接地导体、与该接地导体对向配置成为天线上面的顶部导体、和成为天线侧面的侧面导体所构成的框体，设置在上述框体的一部分上为发射电波而开口的至少1个开口部，配置在上述接地导体上并从外部通过给定的供电线路进行电力供给的供电点，和其一端侧与上述供电点连接、而另一端侧通过给定的频率选择电路与上述顶部导体连接、同时由侧面导体包围其周围的天线元件。

又，有关本申请的第2个发明，是在上述第1个发明中，其特征是进一步在上述顶部导体上的天线元件和顶部导体的连接部周围形成有略环状的贯通孔，并且构成该贯通孔的顶部导体的内缘部和外缘部在天线元件和顶部导体的连接部中通过介入与上述频率选择电路不同的频率选择电路进行连接。

进一步，有关本申请的第3个发明，是在上述第2个发明中，其特征是上述略环状的贯通孔有多个形成为同心圆状，构成各贯通孔的顶部导体的内缘部和外缘部分别通过各自的频率选择电路进行连接。

又进一步，有关本申请的第4个发明，是在上述第1～3个发明中，其特征是上述框体在XYZ直角坐标系中，上述顶部导体位于XY平面上，上述供电点位于原点，上述接地导体和顶部导体以及侧面导体具有相对于ZY平面的对称结构，同时把设置在上述框体上的开口部配置成相对于ZY平面对称。

又进一步，有关本申请的第5个发明，是在上述第4个发明中，其特征是上述进一步框体在XYZ直角坐标系中，具有上述接地导体和顶部导体以及侧面导体相对于ZX平面的对称结构，同时把设置在上述框体上的开口部配置成相对于ZX平面对称。

又进一步，有关本申请的第6个发明，是在上述第1～5个发明中，其特征是上述频率选择电路由并联共振电路构成。

又进一步，有关本申请的第7个发明，是在上述第1～5个发明中，其特征是上述频率选择电路由低通滤波器构成。

又进一步，有关本申请的第8个发明，是在上述第1～5个发明中，其特征是上述频率选择电路由切换开关构成。

又进一步，有关本申请的第9个发明，是在上述第1～7个发明中，其特征是具有为获得与上述供电线路的阻抗匹配的匹配导体，该匹配导体与上述接地导体电连接。

又进一步，有关本申请的第10个发明，是在上述第9个发明中，其特征是上述匹配导体通过介入频率选择电路与接地导体连接。

又进一步，有关本申请的第11个发明，是在上述第9和10个发明中，其特征是上述匹配导体与天线元件电连接。

又进一步，有关本申请的第12个发明，是在上述第1～11个发明中，其特征是上述框体的内部空间的一部分或者全部由电介质填充。

又进一步，有关本申请的第13个发明，是在上述第1～12个发明中，其特征是上述顶部导体由形成在给定的电介质基板上的金属模样构成。

又进一步，有关本申请的第14个发明，是在上述第1～13个发明中，其特征是设置有为改变上述开口部中的电场分布的电场调节导体。

又进一步，有关本申请的第15个发明，是在上述第14个发明中，其特征是上述电场调节导体通过介入频率选择电路与上述框体连接。

又进一步，有关本申请的第16个发明，是在上述第1～15个发明中，其特征是进一步包括让设置在上述框体上的开口部的开口面积可变的开口面积可变装置。

又进一步，有关本申请的第17个发明，是在上述第1～16个发明中，其特征是把成为天线下面的接地导体形成为圆形状。

又进一步，有关本申请的第18个发明，是在上述第1～17个发明中，其特征是进一步设置有为收发特定频率或者频带的信号的收发电路，上述收发电路，其一端侧与上述天线元件连接，另一端侧连接在与进行基带信号处理的给定器件联络的信号传送电缆上。

又进一步，有关本申请的第19个发明，是在上述第18个发明中，其特征是把上述收发电路设置在框体内，并且，设置有为遮蔽该收发电路的盖子部件。

又进一步，有关本申请的第20个发明，是在上述第18个发明中，其特征是在上述接地导体上形成有中空的凸部，把上述收发电路收容在接地导体的背面侧的由该凸部构成的空间部内。

又进一步，有关本申请的第21个发明，是在上述第20个发明中，其特征是设置有为遮蔽在接地导体的背面侧的由该凸部构成的空间部的盖子部件。

又进一步，有关本申请的第22个发明，是在上述第18～21个发明中，其特征是上述收发电路由不需要电源的被动元件所构成。

又进一步，有关本申请的第23个发明，是在上述第18～21个发明中，其特征是上述收发电路包括针对收发对象的信号的频率可变换的高频IC。

又进一步，有关本申请的第24个发明，是在上述第18～22个发明中，其特征是上述收发电路包括具有特定的带通频率的滤波器。

又进一步，有关本申请的第25个发明，是在上述第24个发明中，其特征是上述收发电路具有包括相互不同带通频率的多个滤波器、在这些滤波器中进行让1个有效的切换动作的滤波器开关的滤波器切换电路。

又进一步，有关本申请的第26个发明，是在上述第24或25个发明中，其特征是进一步设置有发射用放大器和/或接收用放大器。

又进一步，有关本申请的第27个发明，是在上述第26个发明中，其特征是设置有发射用和/或接收用的相互不同的放大器的多个放大器。

又进一步，有关本申请的第28个发明，是在上述第26个发明中，其特征是设置有发射用和/或接收用的相互不同的动作频率的多个放大器。

又进一步，有关本申请的第29个发明，是在上述第27或28个发明中，其特征是上述多个发射用放大器均通过分配器与上述信号传送电缆连接，上述分配器让从该信号传送电缆输入的1个信号分支成多个信号，输出给上述多个发射用放大器。

又进一步，有关本申请的第30个发明，是在上述第27、28或29个发明中，其特征是上述多个接收用放大器均通过合成器与上述信号传送电缆连接，上述合成器将从上述多个接收用放大器输入的多个信号合成为1个信号，输出给上述信号传送电缆。

又进一步，有关本申请的第31个发明，是在上述第18～21个发明中，其特征是上述信号传送电缆为光纤，设置有与该光纤连接的发射用可光电转换的光被动元件和/或接收用可电光转换的光能动元件。

又进一步，有关本申请的第32个发明，是在上述第31个发明中，其特征是上述光被动元件以及上述光能动元件分别通过与其连接的光耦合器与1条光纤连接。

附图说明

图1为表示有关本发明实施例1的天线的构成。

图2为表示上述天线中供电部的放大图。

图3为表示依据上述天线的电波发射原理的说明图。

图4为表示上述天线的尺寸设定的一例。

图5(a)为表示将上述天线的频率选择电路置换成导体后所构成的天线A的阻抗特性。

   (b)为表示将上述天线的频率选择电路去除后导体所构成的天线B的阻抗特性。

图6为表示作为频率选择电路采用LC并联电路的天线的阻抗特性。

图7为表示上述天线的发射方向性。

图8为表示用于天线中的频率选择电路的斯密斯圆图。

图9为表示在有关实施例1的天线构成的基础上，在接地导体上设置一对匹配导体的天线的构成。

图10为表示在上述匹配导体与天线元件之间介入导体连接的天线的构成。

图11为表示在上述匹配导体与接地导体之间介入频率选择电路连接的天线的构成。

图12为表示让设置在天线上的开口部的开口面积可变的开口面积可变装置。

图13为表示具有天线元件的另一端侧直接和与其他部分独立的顶部导体的一部分连接、同时在顶部导体的独立部分与其他部分之间介入频率选择电路相互连接的天线的构成。

图14为表示有关本发明实施例2的天线的构成。

图15为表示有关本发明实施例3的天线的构成。

图16为表示有关上述实施例3的天线的发射方向性。

图17为表示有关上述实施例3的天线的输入阻抗特性。

图18为表示具有通过顶部导体和频率选择电路连接的电场调整导体的、有关本发明实施例4的天线的构成。

图19(a)为表示对于图18的天线，频率为f1时的阻抗特性。

    (b)为表示对于图18的天线，频率为f2时的阻抗特性。

图20为表示有关本发明实施例5的天线的构成。

图21为表示有关本发明实施例6的天线的构成。

图22为表示有关本发明实施例7的天线的组装构造的分解图。

图23为表示通过信号传输电缆连接的天线的控制部。

图24为表示装备在有关上述实施例7的收发电路的构成的方框图。

图25为表示与图24所示构成不同的收发电路的构成的第1例。

图26为表示与图24所示构成不同的收发电路的构成的第2例。

图27为表示与图24所示构成不同的收发电路的构成的第3例。

图28为表示与图24所示构成不同的收发电路的构成的第4例。

图29为表示与图24所示构成不同的收发电路的构成的第5例。

图30为表示有关本发明实施例8的天线的组装构造的分解图。

图31为表示有关本发明实施例9的天线的组装构造的分解图。

图32为表示有关本发明实施例10的天线的组装构造的分解图。

图33为表示现有天线的构成

图34为表示现有天线的尺寸设定的一例。

图35为表示现有天线的阻抗特性。

图36为表示现有天线的发射方向性。

图中，10—天线、11—接地导体、12—供电点、13—天线元件、14—侧面导体、15—顶部导体、15a—孔部、16、17—开口部、18—供电部、19—频率选择电路、20—间隙、22—匹配导体、22a、22b—频率选择电路、23—开口面积可变装置、34—贯通孔、35—频率选择电路、46a、46b、46c、46d—电场调整导体、51a、51b、51c、51d—频率选择电路、62—电介质、71a、71b、71c—贯通孔、72a、72b、72c—频率选择电路、81—收发电路、84—滤波开关、85a、85b、85c、85d—滤波器、86A、86A’—发射用放大器、86B、86B’—接收用放大器、87、87A、87B—信号传输电缆、88—控制部、93A—分配器、93B—合成器、95A—发光二极管、95B—激光二极管、98—光耦合器、99—光纤。

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的实施例。

实施例1

图1为表示有关本发明实施例1的天线构成的斜视图。该天线10具有由成为天线下面的接地导体11、与该接地导体11对向配置成为天线上面的顶部导体15和成为天线侧面的侧面导体14所构成的框体。这些接地导体11、侧面导体14、顶部导体15相互为电连接。在接地导体11上设置有从外部通过给定供给线路供给电源的供电点12。又，由导电线构成的天线元件13设置成其一端部与供电点12点连接，而另一端部沿顶部导体15侧延伸。天线元件13的另一端部，参照图2如后面说明的那样，构成位于顶部导体15的中央的供电部18。进一步，在顶部导体15上，夹持构成供电部18的区域，对称形成有为发射电波的矩形状的开口部16、17。

图2为表示供电部18的放大图。在该实施例1中，在顶部导体15中，形成有沿天线元件13的外周部并将其包围的孔部15。该孔部15a的形状以及尺寸设定为让其外缘部与天线元件13的外周部相隔指定间隔。在图2中，构成孔部15a的顶部导体15的外缘部和天线元件13之间的间隙用符号20表示。进一步，天线元件13和构成孔部15a的顶部导体15的外缘部之间通过介入频率选择电路19连接。在该实施例1中，频率选择电路19采用并联共振电路的LC并联电路构成。

在图1以及以下要参照的天线10的构成的斜视图中，设置有X、Y、Z三维空间坐标，对于天线10，其接地导体11位于XY平面上，供电点12位于原点，进一步，开口部16、17沿Y轴方向延伸配置，相对于ZY平面以及ZX平面为对称构造。

以下说明具有有关构成的天线10的动作。为了说明天线10的动作，假定是将频率选择电路19置换为给定导体的天线(以下称为天线A)，设该天线的共振频率为f1。又，假定是将频率选择电路19去除的天线(以下称为天线B)，设该天线的共振频率为f2。即，天线A具有让天线元件13与顶部导体15短路的构造，天线B具有与由天线元件13与顶部导体15之间的间隙20形成的电容串联连接的构造。这样，天线A与天线B具有相互不同的共振频率。

在天线10中所用的频率选择电路19，其共振频率为f2，如图8的斯密斯圆图所示，在频率f1具有低阻抗特性，在频率f2具有高阻抗特性。当f2为2.14GHz时，在频率选择电路19中所采用的LC并联电路中作为电感L以及电容C的组合，例如可以采用L＝11nH，C＝0.5pF的组合。如果采用有关频率选择电路19，与天线元件13和顶部导体15连接，在频率f1为低阻抗，即接近短路状态，与上述天线A的动作相同。另外，在频率f2，频率选择电路19为高阻抗，即接近开放状态，和上述天线B的动作相同。这样，天线10，采用一个构造，就可成为以天线A和天线B的动作频率的两个频率动作的天线。

以下，参照图3，说明天线10的电波发射原理。在频率f1以及f2的任一个中，电波的励振由天线元件13进行，发射出电波。所发射的电波通过形成在顶部导体15上的2个开口部16、17发射到外部空间。在该天线10中，开口部16、17被相对于发射源的天线元件13对称的位置上。这样，由于通过天线元件13在开口部16、17励起的电场成为同相，如图3(a)所示，在各开口部16、17沿X方向所产生的电场R的方向成相反方向。在各开口部16、17所励起的X方向上的电场R置换成磁流S，如图3(b)所示，可以表示为在各开口部16、17的位置中与Y轴平行并且相互反向、并且振幅相等的线状磁流源。这时，天线10的电波发射，可以认为是从相关的2个磁流源进行电波发射。即，天线10的电波发射可以看作为是由2个磁流源的阵列进行的发射。

具体讲，从上述2个磁流源发射的电波，由于磁流相对于ZY平面对称配置，在ZY平面上，为振幅相等而相位相反，相互抵消。即，在ZY平面上不发射电波。又，在ZX平面上从2个磁流源发射的电波的相位为相同方向，将增加该方向的电波。作为一例，磁流源之间的距离在自由空间中为1/2波长时，由于X轴方向上的相位相同，+X方向以及-X方向上的发射电波增强。

进一步，如果将开口部16、17的Y方向的长度增长，磁流源变长，其结果，集中向X方向发射，增大增益。即，利用开口部16、17的长度可以调整增益。

又，一般，在具有有限大的接地导体的天线中，在接地导体的端部，产生电波的衍射。即，由具有有限大的接地导体的天线所发射的电波，为由天线元件所发射的电波与在接地导体的端部产生的衍射波的和。这样，在天线10中，在顶部导体15、侧面导体14、接地导体11中的各端部依据弯折部上将产生衍射。在该实施例1中，在顶部导体15上形成有开口部16、17，特别是在顶部导体15的端部，衍射波的影响变大。因此，由天线10发射的电波的方向性，在依赖于开口部16、17的位置、个数以及尺寸的基础上，还依赖于顶部导体15、侧面导体14、接地导体11的各尺寸以及形状。

图4为表示天线10的尺寸设定的一例。在该例中，设频率f2为2.6×f1，频率f1时的自由空间波长为λ1，频率f2时的自由空间波长为λ2。配置在XY平面上的接地导体11形成为长方形，各边分别设定为0.71×λ1，0.56×λ1。又侧面导体14的高度设定为0.06×λ1。与接地导体11对向沿XY平面配置的顶部导体15，其被开口部16、17所夹持的区域，形成为沿Y方向延伸的长方形，和X轴平行的边的长度设定为0.26×λ1，同时，和Y轴平行的边的长度设定为0.56×λ1。又，顶部导体15的在成为天线上面的两缘部的区域，形成为沿Y方向延伸的长方形，和X轴平行的边的长度设定为0.08×λ1，同时，和Y轴平行的边的长度设定为0.56×λ1。

进一步，形成在顶部导体15上的2个开口部16、17，形成为沿Y方向延伸的长方形，和X轴平行的边的长度设定为0.15×λ1，同时，和Y轴平行的边的长度设定为0.56×λ1。又进一步，天线元件13配置在Z轴上，其直径设定为0.015×λ1，其长度设定为设定为0.06×λ1。天线10以相互垂直的ZX平面以及ZY平面为基准，具有对称构造。

以下说明这样进行尺寸设定后的天线10的阻抗特性以及发射方向性。图5(a)、(b)以及图6分别为表示上述进行尺寸设定后的天线10，相对于输入阻抗为50Ω的输电线路的VSWR特性。

在图5(a)中，为表示将频率选择电路19置换成导体后所构成的天线A的阻抗特性，该特性表明，在中心频率f1处产生共振。又，在图5(b)中，为表示将频率选择电路19去除后所构成的天线B的阻抗特性，该特性表明，在中心频率f2处产生共振。对于任一天线，以VSWR在2以下的频宽为带宽，均在10％以上，阻抗特性在宽带范围内，具有反射损失小的良好的特性。

另一方面，在图6中，为表示作为频率选择电路19采用LC并联电路的天线10的阻抗特性。该特性表明，在频率f1和f2的两个频率处共振。这样，天线10，是在2个频率上具有反射损失小的良好阻抗特性的天线。

在天线10中，天线元件13的高度设定为0.06×λ1(0.16×λ2)，比现有的周知的1/4波长的天线元件要低。这将在天线10的顶部导体15和接地导体11之间产生容量性结合，和在天线元件13的前端侧具有电容性负载的情况等价。即，在有关该实施例1的天线10中，在既不损失可以让天线本体小型化(严格讲是薄型化)的长处的情况下，可以实现多个频率上的共振。

图7为表示天线10的发射方向性。在图7(a)中，表示f1时的发射方向性，而在图7(b)中，表示f2时的发射方向性。发射方向性的刻度为1间隔为10dB，单位是以双极天线的增益为基准的dBd。此外，作为表示天线增益的单位，也可以采用相对于点波源的发射电力的增益的dBi(＝-2.15dBd)。如图7(a)所示，在f1时的XY平面的发射方向性中，抑制了指向Y方向的电波发射，而增强了指向X方向的电波发射。如图7(b)所示，在f2时的XY平面的发射方向性中，抑制了指向Y方向的电波发射，而在6个方向上增强发射。这是因为，天线10深度设定为1.43×λ2(0.56×λ1)，参照图3(b)所说明的等价磁流源在1波长以上，产生分段波瓣。

在任一频率中，天线10，在天线下面侧基本上不发射电波，而在天线上面侧发射非常强的电波，特别是在天线斜横方向上的方向强。即，由于包围天线元件13的周围的侧面导体14以及接地导体11的作用，在天线下面侧，即-Z方向上的发射减小。具有有关特性的天线10，例如可以在长廊等细长的室内空间中使用是非常有效的。

进一步，在天线10中，由于为发射电波的开口部16、17在天线上面形成，作为发射源的天线元件13由接地导体11和侧面导体14所包围，所以在天线侧面方向以及天线下面方向(即配置环境)对发射电波的影响小。即，当将天线10设置在室内的顶部上的设置面上时，天线被埋入在设置面内部，让天线上面面向发射空间，可以设置成与设置面成一平面。这样，从设置面上可以没有凸出物，成为不引人注意的好天线。又，即使天线本体不可能埋入在设置面内部时，也可以减少从设置面凸出的物体，成为不引人注意的天线。

又，进一步，由于天线10具有相对于相互垂直的2个平面(ZY平面以及ZX平面)为对称构造，从天线10发射的电波的方向性也相对于上述2平面是对称的。

如上所述，有关本实施例1的天线10，是比较简单并且小型的构造，可以在任意2个以上的频率产生共振，具有所希望的方向性。

此外，在实施例1中，虽然是以天线10具有相对于ZY平面、ZX平面为对称结构的情况为例进行了说明，但并不限定于此，为了获得所希望的发射方向性或者输入阻抗特性，天线，例如也可以是只相对于ZY平面对称，或者，是相对于ZY平面以及ZX平面为非对称结构。又，为发射电波的开口部16以及17、接地导体11或者顶部导体15、侧面导体14可以分别具有只相对于ZY平面对称的结构，或者相对于ZY平面以及ZX平面为对称结构。进一步，也可以是这些的组合，通过让天线具有这样的对称结构，成为对于发射对象空间最适合的发射方向性。

又，在实施例1中，作为频率选择电路19虽然以采用LC并联电路的情况为例进行了说明，但并不限定于此，例如，为了获得所希望的特性，作为频率选择电路19，也可以采用低通滤波器，切换开关。通过采用低通滤波器，与LC并联电路与相比较，可以让通过时和遮断时的频率特性等陡峭，可以进行频率间隔近的频率选择。另一方面，通过采用切换开关，可以针对时分割方式的不同动作频率的不同系统，让天线动作。这时，对于不动作的系统的动作频率，不需要抑制滤波器，或者可以获得减轻的效果。

进一步，在实施例1中，虽然是以接地导体11、侧面导体14以及顶部导体15相互电连接的情况为例进行了说明，但并不限定于此，为了获得所希望的发射方向性以及输入阻抗特性，天线，例如，也可以是顶部导体15和侧面导体14为电断开的构造，或者接地导体11和侧面导体14为电断开的构造，或者接地导体11、侧面导体14以及顶部导体15之间为电断开的构造。

又进一步，在实施例1中，虽然是以形成2个开口部16、17的情况为例进行了说明，但并不限定于此，为了获得所希望的发射方向性以及输入阻抗特性，天线可以是只形成1个开口部的构造，或者形成3个以上开口部的构造。

又进一步，在实施例1中，虽然是以开口部16、17为长方形的情况为例进行了说明，但并不限定于此，为了获得所希望的发射方向性以及输入阻抗特性，例如，天线也可以是开口部为圆形、正方形、多角形、椭圆形、半圆形以及这些形状的组合的构造，或者其他形状的构造。特别是，当开口部是以圆形或者椭圆形或者曲面形成时，通过减少天线的导体部分的角部，减少角部的衍射效果，可以获得针对发射方向性抑制从天线发射的电波的交叉偏波变换损失的效果。

又进一步，在实施例1中，虽然是以开口部16、17形成在天线上面的情况为例进行了说明，但并不限定于此，为了获得所希望的发射方向性以及输入阻抗特性，例如，天线也可以是让开口部形成在侧面导体14的构造，或者开口部形成在接地导体11的构造，或者是这些组合的构造。

又进一步，在实施例1中，虽然是以接地导体11以及顶部导体15为长方形的情况为例进行了说明，但并不限定于此，为了获得所希望的发射方向性以及输入阻抗特性，例如，天线也可以是接地导体11以及顶部导体15为其他多角形、半圆形或者这些形状的组合或者其他形状的构造。特别是，当接地导体11以及顶部导体15是以圆形、椭圆形或者曲面形成的其他形状时，通过减少天线的导体部分的角部，减少角部的衍射效果，可以获得针对发射方向性抑制从天线发射的电波的交叉偏波变换损失的效果。

当将天线设置在顶部等的设置面上时，为了不让天线引人注意，天线的形状希望与棚顶的局部或者房间的形状对齐，由于棚顶的局部或者房间的形状是固定的，如果天线的形状为长方形或者多角形，天线在设置方向上会产生限制。对此，特别是如果成为天线下面的接地导体为圆形，在将天线设置在设置面上时，不需要考虑棚顶的局部或者房间的形状就可以设置天线。

又进一步，在实施例1中，虽然是以侧面导体14相对于接地导体11垂直的情况为例进行了说明，但并不限定于此，为了获得所希望的发射方向性以及输入阻抗特性，天线也可以是侧面导体14相对于接地导体11以一定角度倾斜的构造。

又进一步，在实施例1中，虽然是以侧面导体14沿接地导体11的轮廓形成的情况为例进行了说明，但并不限定于此，为了获得所希望的发射方向性以及输入阻抗特性，天线也可以是侧面导体14比接地导体大的构造或者小的构造，或者是比顶部导体大的构造或者小的构造。

又进一步，在实施例1中，也可能出现在第1共振频率f1或者第2共振频率f2不能获得充分的阻抗匹配的频率的组合的情况。对此，可以考虑图9所示的天线21。在该天线21中，是在有关实施例1的天线10构成的基础上，在接地导体11上设置一对匹配导体22、22。这样，可以获得天线21的阻抗与输电线路(图中未画出)的阻抗之间的匹配。又，特别是在阻抗低的情况下，如图10所示的天线24，匹配导体22和天线元件13之间通过导体25连接，以提高阻抗，获得良好的匹配状态。

又进一步，通过频率组合，只想调整f1或者f2的阻抗时，对此，可以考虑图11所示的天线27。在该天线27中，匹配导体22、22通过频率选择电路22a、22b与接地导体11连接，依据该构成，可以只调整f1或者f2的阻抗。具体讲，只想让f1改变时，即不想让f2有大的变化，可以通过调整频率选择电路22a、22b让在f1时为低阻抗，而在f2时为断开。相反，只想让f2改变时，即不想让f1有大的变化，可以通过调整频率选择电路22a、22b让在f2时为低阻抗，而在f1时为断开。

又进一步，在实施例1中，虽然是以开口部16、17的开口面积为一定的情况为例进行了说明，但并不限定于此，如图12所示，天线也可以是在开口部16、17上设置可改变开口面积的开口面积可变装置23的构造。该开口面积可变装置23由可以在开口部16、17上滑动的导体板构成，通过让该导体板滑动，可以改变开口部16、17的开口面积。这样，改变天线的发射方向性，获得所希望的发射方向性。

又进一步，在实施例1中，虽然天线元件13由直线导体构成，也可以由其他天线元件构成。例如，作为天线元件，可以采用由螺旋状的导体线构成的螺旋型天线元件。这时，天线元件变得小型、高度低，即可以实现天线的小型化和低高度化。

又进一步，在实施例1中，虽然是以天线元件13与顶部导体15直接连接的情况为例进行了说明，但并不限定于此，例如，采用如13所示的天线28也可以。在该天线28中，天线元件13在其另一端侧，与其他部分孤立的顶部导体15的一部分(以符号29表示，以下称为孤立部分)直接连接，同时顶部导体15的孤立部分29和其他部分通过频率选择电路19相互连接(所谓自顶装入型)。依据这样的构成，可以调整共振频率f2。

又，有关实施例1的天线10配置成阵列状，可以构成相控阵天线或者自适应天线阵列。这时，可以进一步控制发射电波的方向性。

比外，这些在实施例1中所述的变形例，也可以使用在后面说明的

实施例2～10中。

以下，说明本发明的其他实施例。在以下，和上述实施例1相同的部分，采用相同的符号，并省略其说明。

实施例2

图14为表示有关本发明实施例2的天线的构成的斜视图。

该天线30具有和有关上述实施例1的天线10的构成大致相同的构成，在该实施例2中，进一步，在顶部导体15中，在上述天线13和顶部导体15连接部的周围，形成略环状的贯通孔34。然后，构成贯通孔34的顶部导体15的内缘部和外缘部通过频率选择电路35连接。此外，在此，对于供电部18的详细情况，由于和有关上述实施例1的天线10的构成相同，可以参照图2。

具有有关构成的天线30和上述第1实施例的天线相同，可以以多个频率(在实施例2中为3个频率)动作。为了说明天线30的动作，假定是将频率选择电路19、35置换为导体的天线(以下称为天线A)，设该天线的共振频率为f1。又，假定是将频率选择电路35去除的天线(以下称为天线B)，设该天线的共振频率为f2。进一步，假定是将频率选择电路19去除的天线(以下称为天线C)，设该天线的共振频率为f3。

这时，按照频率低的顺序为f1、f2、f3。天线C可以认为是具有在天线A中由在天线元件13和顶部导体15之间的间隙20形成的电容串联连接的构造。这样，天线A和天线C具有相互不同的共振频率。又，天线B可以认为是具有在天线A中由贯通孔34的间隙在顶部导体15中串联连接电容的构造。因此，通过变化该贯通孔34的大小，即，处于贯通孔34内侧的顶部导体15的大小，可以以f1、f2以及f3之间的任意频率共振。这样，天线A、天线B和天线C具有相互不同的共振频率。

频率选择电路35具有在f1为低阻抗、在f2为高阻抗的特性。又频率选择电路19具有在f1、f2为低阻抗、在f3为高阻抗的特性。采用该频率选择电路19、35，天线30采用一种构成，就可以成为在f1、f2、f3的3个频率动作的天线。

又，在天线30中，由于为发射电波的开口部16、17在天线上面形成，作为发射源的天线元件13由接地导体11和侧面导体14所包围，所以在天线侧面方向以及天线下面方向(即配置环境)对发射电波的影响小。即，当将天线30设置在室内的顶部上的设置面上时，天线被埋入在设置面内部，让天线上面面向发射空间，可以设置成与设置面成一平面。这样，从顶部可以没有凸出物，成为不引人注意的好天线。又，即使天线本体不可能埋入在设置面内部时，也可以减少从设置面凸出的物体，成为不引人注意的天线。

又，进一步，在该实施例2中，由于天线30具有相对于相互垂直的2个平面(ZY平面以及ZX平面)为对称构造，从天线30发射的电波的方向性也相对于上述2平面是对称的。

如上所述，有关本实施例2的天线30，是比较简单并且小型的构造，可以在任意3个以上的频率产生共振，具有所希望的方向性。

实施例3

图15为表示有关本发明实施例3的天线的构成的斜视图。该天线40具有和有关上述实施例1的天线10的构成大致相同的构成，在该实施例3中，进一步，在开口部16、17中设置有为改变电场分布的电场调节体46a、46b、46c、46d。这些电场调节体46a、46b、46c、46d的一端侧与接地导体11连接，而另一端与顶部导体15连接。天线40的动作和有关上述实施例1的天线10的动作相同。

然而，在有关上述实施例1的天线10中，在频率f2处，XY平面的方向性是会产生分段波瓣的构造。这样，f1的XY平面的方向性和f2的XY平面的方向性完全不同时，在构成系统上，结果适合f1的方向性的天线配置与适合f2的方向性的天线配置不同。有可能损失在多个频率上动作的天线的优点。对此，在天线40中，以抑制f2中f2中控制分段波瓣的目的，设置了电场调节体46a、46b、46c、46d。依据有关构成，在f2中可以改变开口部的电场分布，可以抑制分段波瓣。即该善f2的方向性。

对于天线40的尺寸设定，和有关上述实施例1的天线10的构成相同，可以适用于参照图4所说明的尺寸设定。又，电场调节体46a、46b、46c、46d高度设定为0.16×λ2，配置在接地导体11上，分别在X方向与原点上的供电点12偏离±0.32×λ2、在Y方向偏离±0.5×λ2的位置上(共计4点)，其另一端侧与顶部导体15连接。作为供电部18中的频率选择电路19，采用共振频率为f2的LC并联电路。天线40的共振频率的设计值为f1以及f2。

图16为表示这样进行尺寸设定的天线40的发射方向性。在图16(a)中，表示f1时的发射方向性，而在图16(b)中，表示f2时的发射方向性。发射方向性的刻度为1间隔为10dB，单位是以采用相对于点波源的发射电力的增益的dBi。如图16所示，在天线40中，在f1和f2的两频率上抑制了指向Y方向的电波发射，而增强了指向X方向的电波发射。这样，即使在f2中也可以抑制分段波瓣。又，在天线40中，在任一频率中，在天线下面侧基本上不发射电波，而在天线上面侧发射非常强的电波，特别是在天线斜横方向上的方向强。即，由于包围天线元件13的周围的侧面导体14以及接地导体11的作用，在天线下面侧，即-Z方向上的发射减小。具有有关特性的天线40，例如可以在长廊等细长的室内空间中使用是非常有效的。

如上所述，有关本实施例3的天线40，是比较简单并且小型的构造，可以在任意2个以上的频率产生共振，具有所希望的方向性，进一步，安定的天线构成，可以抑制分段波瓣。

实施例4

然而，图17表明，在有关上述实施例3的天线40中，共振频率多少具有从f1偏离的倾向。作为可能解决该问题的例子，图18为表示有关本发明实施例4的天线50。在该天线50中，各电场调节体46a、46b、46c、46d和顶部导体15分别通过频率选择电路51a、51b、51c、51d连接。依据该构成，如图19(a)表明，共振频率为f1。又，如图19(b)表明，第2共振频率f2不变。如果做成有关的构成，可以实现在2个共振频率均反射损失小，在水平面为双方向特性的天线。

此外，作为有关实施例3以及4的天线40以及50，虽然是以频率选择电路51a、51b、51c、51d介入到电场调节体46a、46b、46c、46d和顶部导体15之间的情况为例进行了说明，但并不限定于此，天线也可以是频率选择电路介入到电场调节体和接地导体11之间的构造，或者频率选择电路在电场调节体和顶部导体之间、与在电场调节体和接地导体之间均介入的构造。

又，作为天线40以及50，虽然是以4条电场调节导体相对于供电点对称配置的器的情况为例进行了说明，但并不限定于此，为了获得所希望的发射方向性以及共振频率，电场调节导体的条数也可以不是4条，并且其配置也可以是非对称的。实施例5

图20为表示有关本发明实施例5的天线的构成的斜视图。该天线60具有和有关上述实施例1的天线10的构成大致相同的构成，在该实施例5中，进一步，在接地导体11和侧面导体14以及顶部导体15所包围的框体的内部空间中填充电介质62。天线60的动作和有关上述实施例1的天线10的动作相同。

对于有关实施例1的天线10，希望能有进一步不引人注意的高度。为此，在实施例5中，通过在接地导体11和侧面导体14以及顶部导体15所包围的空间中填充电介质，可以将天线制成小型、高度低的构造。在此相对于真空的介电常数ε0，设电介质的相对介电常数为εr，则电介质内的波长是真空中的波长的1/(εr)倍。由于εr大于1，在电介质内的波长短。这样，可以实现天线本体的小型化、低高度化。

在天线60中，没有必要担心从设置在天线上面的开口部16、17向天线内部进入含湿气和灰尘多的空气，而有可能使得天线的特性劣化，可以长期稳定，确保其可靠性。

又，虽然图中没有特别画出，顶部导体15以及接地导体11是由电介质基板上的金属模样所形成，同时侧面导体14也可以由导体通路形成。依据有关构成，具有开口部16、17的顶部导体15，可以通过蚀刻加工等工作精度高的加工法制作而成，其结果，可以提高天线的制作精度，降低批量生产的成本。

进一步，在这种情况下，也可以只让形成开口部16、17的导体面由电介质基板构成。具体讲，使用单面贴有金属箔的电介质基板，导体部分由基板上的金属箔形成，开口部16、17通过将金属箔除去后形成。这时，电介质板成为盖，可以抑制由进入到天线内部的含湿气和灰尘多的空气使得天线的特性劣化的情况发生，可以长期稳定，确保其可靠性。进一步，导体和开口部可以通过蚀刻加工等工作精度高的加工法制作而成，可以提高天线的制作精度，降低批量生产的成本。这时，由于并不是在接地导体11和侧面导体14以及顶部导体15所包围的整个空间中填充电介质，所以可以获得天线轻的优点。实施例6

图21为表示有关本发明实施例6的天线的构成的斜视图。

该天线70具有和有关上述实施例2的天线30的构成大致相同的构成，在该实施例6中，在顶部导体15中，形成以上述天线元件13的前端部为中心的同心圆状的多个环状的贯通孔71a、71b、71c。构成贯通孔71a、71b、71c的顶部导体15的内缘部和外缘部，通过频率选择电路72a、72b、72c连接。

此外，对于供电部18的详细，和有关上述实施例1的天线10的构成相同，如图2所示，在天线元件13与构成孔部15e的顶部导体15的外缘部之间通过频率选择电路19连接。

具有有关构成的天线70，通过采用4个频率选择电路19、72a、72b、72c，在1个天线构成中，成为可以在5个频率动作的天线。又，在实施例6中，由于天线70具有相对于相互垂直的2个平面(ZY平面以及ZX平面)为对称构造，从天线70发射的电波的方向性也相对于上述2平面是对称的。

如上所述，有关本实施例6的天线70，是比较简单并且小型的构造，可以在任意5个以上的频率产生共振，具有所希望的方向性。

此外，在实施例6中，虽然是以在顶部导体15的中心周围，设置3组环状的贯通孔以及频率选择电路，天线的共振频率为5个的情况为例进行了说明，但并不限定于此，通过设置这以上的贯通孔以及频率选择电路，可以实现在更多的频率下共振的天线。

实施例7

图22为表示有关本发明实施例7的天线的组装构造的分解斜视图。该天线80具有和上述实施例6中的情况相同构造的顶部导体15，在该实施例7中，进一步，收发特定频率或者频率带域的信号的收发电路81，作为天线的一构成组装在其中。收发电路81具有将各种构成载置在一张印刷电路板82上的构造，通过印刷电路板82安装在接地导体11上，配置接地导体11。又，对于该收发电路81，天线元件13从印刷电路板82向上方延伸，其前端部安装在位于供电部18的中心位置上。

一般，装备了收发电路81的天线80，如图23所示，通过信号传送电缆87，与进行基带信号处理的控制部88连接。控制部88，作为其基本动作，将天线80所接收到的高频信号解调，从中抽出传送来的基带信号，又，另一方面，基带信号是将其振幅、频率、以及相位经过解调后传送给天线80。

图24为表示收发电路81的构成的方框图。收发电路81具有包括滤波开关84以及频带相互不同的2个滤波器85a、85b的滤波器切换电路83和发射用放大器86A以及接收用放大器86B。对于收发电路81所安装的天线元件13，与滤波器切换电路83内的滤波器开关84连接。在滤波器切换电路83中，滤波器开关84，例如以一定时间周期交互切换滤波器85a、85b，让其与天线元件13连接。通过采用滤波器切换电路83，根据滤波器开关的切换动作，可以改变作为收发对象的信号的频率，可以覆盖各种频率以及频带。

在具有有关构成的收发电路81中，发射时，从控制部88(参照图23)通过发射用的信号传送电缆87A传送来的信号，由发射用放大器86A进行放大，输入到滤波器切换电路83中。在滤波器切换电路83中，作为与天线元件13连接的滤波器，由滤波器开关84，选择切换滤波器85a以及85b中的任一个，通过所选择的滤波器，与该滤波器的频带对应的信号，从输入信号中取出。然后，将所取出的信号传送给天线元件13。

又，另一方面，在接收时，从天线元件13接收到的信号中，在滤波器切换电路83通过由滤波器开关84所选择的滤波器，取出与该滤波器的频带对应的信号，由放大器86B进行放大，然后通过接收用信号传送电缆87传送给控制部88(参照图23)。

作为装备在天线中的收发电路，也可以采用不同于图24的其他构成。例如，也可以采用具有可改变信号的频率的高频IC的收发电路。这时，通过频率变换，获得具有所希望的频率的信号。进一步，参照图25～29，说明不同于图24的构成的收发电路的构成的例子。

在图25所示的收发电路91中，在滤波器切换电路83中，设置有频带相互不同的4个滤波器85a、85b、85c、85d，同时分别设置2个发射用放大器86A、86A’以及接收用放大器86B、86B’。发射用放大器86A、86A’具有相互不同的放大倍数。同样，接收用放大器86B、86B’也具有相互不同的放大倍数。发射用放大器86A、86A’以及接收用放大器86B、86B’分别与发射用信号传送电缆87A、87A’以及接收用信号传送电缆87B、87B’连接。

依据有关收发电路91，针对发射用以及接收用的各个情况，通过设置具有相互不同放大倍数的放大器，在发射时，可以实现各种强度的发射电波，又在接收时，可以实现从不同强度的接收电波获得所希望强度的信号。

另外，也可以用具有相互不同动频率的多个放大器代替放大器86A、86A’或86B、86B’。这时，在收发信号时，能实现各种频率的电波。

在图26所示的收发电路92中，是在图25所示的收发电路91的构成的基础上，2个发射用放大器86A、86A’通过分配器93A与发射用线号传送电缆87A连接，另一方面，2个接收用放大器86B、86B’通过合成器93B与接收用信号传送电缆87B连接。分配器93A通过信号传送电缆87A传送来的1个信号向2个发射用放大器86A、86A’分配。合成器93B将来自2个接收用放大器86B、86B’的2个信号合成1个信号。

在图27所示的收发电路94中，是在图24所示的收发电路81的构成的基础上，发射用放大器86A通过光电二极管95A与发射用信号传送电缆87A连接，另一方面，接收用放大器86B通过激光二极管95B与接收用信号传送电缆87B连接。又，在该例中，发射用以及接收用信号传送电缆87A、87B为实现宽带内低损失的信号传送的光纤。光电二极管95A通过光纤87A传送来的光信号进行光电变换，并输出给放大器86A。激光二极管95B将接收用放大器86B所输入的信号进行电光变换后，通过光纤87B输出。此外，也可以用光电三极管代替光电二极管95A。

在图28所示的收发电路96中，是在图26所示的收发电路92的构成的基础上，对应于发射用放大器86A、86A’设置的分配器93A通过光电二极管95A与发射用信号传送电缆87A连接，另一方面，对应于接收用放大器86B、86B’设置的合成器93通过激光二极管95B与接收用信号传送电缆87B连接。在该例中，和图26的情况相同，发射用以及接收用信号传送电缆87A、87B是光纤。

在图29所示的收发电路97中，对于分别与图27以及图28所示的光电二极管95A以及激光二极管95B连接的发射用以及接收用光纤87A、87B，设置光耦合器98。光耦合器98与两条光纤87A、87B和可双向传输的1条光纤99连接。

通过设置有关光耦合器98，在进行基带信号处理的控制部88(参照图23)和收发电路97之间的信号传输，可以用1条光纤99进行，可以实现构成简略化。

另外，上述的收发电路构成的实例，在后述的实施例8-10中也可适用

实施例8

图30为表示有关本发明实施例8的天线的组装构造的分解斜视图。天线100具有和上述实施例7相同的构成，在该实施例8中，进一步，在框体内部设置遮蔽配设在接地导体11上的收发电路81的盖子部件102。在盖子部件102的上面，形成为插通从印刷电路板82向上方延伸的天线元件13的孔102a。

通过设置该盖子部件102，可以保护收发电路81免受外部环境的影响，抑制由于灰尘以及湿气对收发电路81的影响。又，当盖子部件102由金属构成时，可以防止天线100收发的电波影响收发电路81的动作。

实施例9

图31为表示有关本发明实施例9的天线的组装构造的分解斜视图。在上述实施例7以及8中，收发电路81配设在框体内的接地导体11上，在有关实施例9的天线110中，在接地导体11上形成中空的凸部112，收发电路81被收容在接地导体11的背面侧上由凸部112所构成的空间内。在凸部112的上面，形成为插通从印刷电路板82向上方延伸的天线元件13的孔112a。

实施例10

图32为表示有关本发明实施例10的天线的组装构造的分解斜视图。天线120具有和上述实施例9相同的构成，在该实施例10中，进一步，在接地导体11的背面侧设置遮蔽由凸部112所构成的空间的盖子部件121。

通过设置该盖子部件121，可以保护收容在接地导体11的背面侧上由凸部112所构成的空间内的收发电路81免受外部环境的影响，抑制由于灰尘以及湿气对收发电路81的影响。又，当盖子部件121由金属构成时，可以防止天线120收发的电波影响收发电路81的动作。

此外，本发明，并不限定于上述实施例，只要不脱离本发明的基本精神，可以进行各种改善以及设计上的变更。

如以上说明，依据有关本申请的第1个发明，是在天线中，由于具有由成为天线下面的接地导体、与该接地导体对向配置成为天线上面的顶部导体、和成为天线侧面的侧面导体所构成的框体，设置在上述框体的一部分上为发射电波而开口的至少1个开口部，配置在上述接地导体上、从外部通过给定的供电线路进行电力供给的供电点，其一端侧与上述供电点连接、而另一端侧通过给定的频率选择电路与上述顶部导体连接、同时由侧面导体包围其周围的天线元件，所以可以获得比较简单并且小型化的构造，在多个任一频率上共振，获得所希望的发射方向性。

又，依据有关本申请的第2个发明，由于进一步在上述顶部导体上，在上述天线元件和顶部导体的连接部周围形成有略环状的贯通孔，构成该贯通孔的顶部导体的内缘部和外缘部在天线元件和顶部导体的连接部中通过介入与上述频率选择电路不同的频率选择电路进行连接，所以天线至少可以在3个以上的频率上共振，对应各频率，可以实现多个发射方向性。

进一步，依据有关本申请的第3个发明，由于上述略环状的贯通孔有多个形成为同心圆状，构成各贯通孔的顶部导体的内缘部和外缘部分别通过各自的频率选择电路进行连接，天线可以在更多的频率上共振，对应各频率，可以实现多个发射方向性。

又进一步，依据有关本申请的第4个发明，由于上述框体在XYZ直角坐标系中，上述顶部导体位于XY平面上，上述供电点位于原点，上述接地导体和顶部导体以及侧面导体具有相对于ZY平面的对称结构，同时设置在上述框体上的开口部配置成相对于ZY平面对称，所以在天线中，可以获得相对于ZY平面对称的电波发射方向性。

又进一步，依据有关本申请的第5个发明，由于上述进一步上述框体在XYZ直角坐标系中，上述接地导体和顶部导体以及侧面导体具有相对于ZX平面的对称结构，同时设置在上述框体上的开口部配置成相对于ZX平面对称，所以在天线中，可以获得相对于ZY以及ZX平面两方对称的电波发射方向性。

又进一步，依据有关本申请的第6个发明，由于上述频率选择电路由并联共振电路构成，所以可以获得在多个频率处发射损失小的良好的阻抗特性。

又进一步，依据有关本申请的第7个发明，由于上述频率选择电路由低通滤波器构成，和共振并联电路相比较，所以可以让通过时和遮断时的频率特性更加陡峭，可以进行频率间隔近的频率选择。

又进一步，依据有关本申请的第8个发明，由于上述频率选择电路由切换开关构成，所以可以针对时分割方式的不同动作频率的不同系统让天线动作，对于不动作的系统的动作频率不需要抑制滤波器或者降低这种需要。

又进一步，依据有关本申请的第9个发明，由于匹配导体与上述接地导体电连接，所以可以获得天线的阻抗和供电线路的阻抗的匹配。

又进一步，依据有关本申请的第10个发明，由于上述匹配导体通过介入频率选择电路与接地导体连接，所以可以只让所希望的频率的阻抗变化来进行调整。

又进一步，依据有关本申请的第11个发明，由于上述匹配导体与天线元件电连接，所以特别是阻抗低的情况，可以提高阻抗，获得良好的匹配状态。

又进一步，依据有关本申请的第12个发明，由于上述框体的内部空间的一部分或者全部由电介质填充，所以不会担心从开口部向天线内部灌入湿气以及灰尘多的空气而使得天线特性劣化的情况发生，可以长期稳定，确保可靠性。

又进一步，依据有关本申请的第13个发明，上述顶部导体可以通过蚀刻加工等工作精度高的加工法进行制作，其结果可以提高天线的制作精度，实现对批量生产时的成本的降低。

又进一步，依据有关本申请的第14个发明，由于设置有为改变上述开口部中的电场分布的电场调节导体，所以可以抑制天线内的分段波瓣。

又进一步，依据有关本申请的第15个发明，由于上述电场调节导体通过介入频率选择电路与上述框体连接，所以可以实现在多个频率处均反射损失小，在水平面表示为双方向特性的天线。

又进一步，依据有关本申请的第16个发明，由于进一步包括让设置在上述框体上的开口部的开口面积可变的开口面积可变装置，所以伴随开口部的变化，而改变天线的发射方向性，可以获得所希望的发射方向性。

又进一步，依据有关本申请的第17个发明，由于成为天线下面的接地导体形成为圆形状，所以将天线本体设置在设置面内时，在不需要考虑棚顶的局部或者房间的形状的情况下，就可以设置天线。

又进一步，依据有关本申请的第18个发明，由于设置有为收发特定频率或者频带的信号的收发电路，上述收发电路，其一端侧与上述天线元件连接，另一端侧连接在与进行基带信号处理的给定器件联络的信号传送电缆上，所以通过天线元件，可以对特定频率或者频带的信号进行发射和接收。

又进一步，依据有关本申请的第19个发明，由于上述收发电路设置在上述接地导体上，并且设置有覆盖该收发电路的上面以及侧面的遮蔽导体，所以可以不必担心天线元件所收发的电波会对上述收发电路中各构成部分的动作产生影响。

又进一步，依据有关本申请的第20个发明，由于在上述接地导体上形成有中空的凸部，让上述收发电路收容在该凸部内而配置在接地导体的背面侧，所以可以将上述收发电路收容在成为上述框体的外形的范围内，实现天线本体的小型化。

又进一步，依据有关本申请的第21个发明，由于设置有为覆盖在接地导体的背面侧的对应与上述凸部的开口部的遮蔽盖子，所以可以防止灰尘和湿气进入该空间部内，抑制来自外部环境的对收容在上述凸部内的收发电路的影响，又，当遮蔽盖子由金属构成时，可以不必担心天线元件所收发的电波会对上述收发电路中各构成部分的动作产生影响。

又进一步，依据有关本申请的第22个发明，由于上述收发电路由不需要电源的被动元件所构成，所以电路本身简单，可以实现电路的小型化和低成本化。

又进一步，依据有关本申请的第23个发明，由于上述收发电路包括针对收发对象的信号的频率可变换的高频IC，所以在天线内，通过变换信号频率，获得具有所希望频率的信号。

又进一步，依据有关本申请的第24个发明，由于上述收发电路包括具有特定的带通频率的滤波器，所以通过根据其带通频率选择滤波器，可以获得需要的频率信号。

又进一步，依据有关本申请的第25个发明，由于上述收发电路具有包括相互不同带通频率的多个滤波器、在这些滤波器中进行让1个有效的切换动作的滤波器开关的滤波器切换电路，所以根据滤波器开关的切换动作，可以改变作为收发对象的信号的频率，可以覆盖各种频率或者频带。

又进一步，依据有关本申请的第26个发明，通过发射用放大器和/或接收用放大器，在收发时，可以实现所希望强度的信号。

又进一步，依据有关本申请的第27个发明，由于设置有发射用和/或接收用的相互不同的放大器的多个放大器，所以在发射时，可以实现各种强度的发射电波，又，在接收时，可以从不同强度的接收电波获得所希望强度的信号。

又进一步，依据有关本申请的第28个发明，由于在发射用和/或接收用设置具有相互不同的动作频率的多个放大器，所以，在收发时，能实现各种频率的电波。

又进一步，依据有关本申请的第29个发明，由于上述多个发射用放大器均通过分配器与上述信号传送电缆连接，上述分配器让从该信号传送电缆输入的1个信号分支成多个信号，输出给上述多个发射用放大器，所以在进行基带信号处理的器件和收发电路之间，可以减少信号传送电缆的条数，实现构成简单。

又进一步，依据有关本申请的第30个发明，由于上述多个接收用放大器均通过合成器与上述信号传送电缆连接，上述合成器将从上述多个接收用放大器输入的多个信号合成为1个信号，输出给上述信号传送电缆，所以在进行基带信号处理的器件和收发电路之间，可以减少信号传送电缆的条数，实现构成简单。

又进一步，依据有关本申请的第31个发明，由于设置有可光电转换的光被动元件和/或可电光转换的光能动元件，作为上述信号传送电缆采用光纤，所以可以实现宽带低损失的信号传输。

又进一步，依据有关本申请的第32个发明，由于上述光被动元件以及上述光能动元件分别通过与其连接的光耦合器与1条光纤连接，所以在进行基带信号处理的器件和收发电路之间，可以用1条光纤进行信号传输，实现构成简单。

Claims (32)

1.一种天线，其特征是具有：

由成为天线下面的接地导体、与该接地导体对向配置成为天线上面的顶部导体、和成为天线侧面的侧面导体所构成的框体，

设置在所述框体的一部分上为发射电波而开口的至少1个开口部，

配置在所述接地导体上、并从外部通过给定的供电线路进行电力供给的供电点，和

其一端侧与所述供电点连接、而另一端侧通过给定的频率选择电路与所述顶部导体连接、同时由侧面导体包围其周围的天线元件。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征是进一步在所述顶部导体上，在所述天线元件和顶部导体的连接部周围形成有略环状的贯通孔，构成该贯通孔的顶部导体的内缘部和外缘部在天线元件和顶部导体的连接部中通过介入与所述频率选择电路不同的频率选择电路进行连接。

3.根据权利要求2所述的天线，其特征是把所述略环状的贯通孔有多个形成为同心圆状，构成各贯通孔的顶部导体的内缘部和外缘部分别通过各自的频率选择电路进行连接。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的天线，其特征是所述框体在XYZ直角坐标系中，所述顶部导体位于XY平面上，所述供电点位于原点，所述接地导体和顶部导体以及侧面导体具有相对于ZY平面的对称结构，同时把设置在所述框体上的开口部配置成相对于ZY平面对称。

5.根据权利要求4所述的天线，其特征是进一步所述框体在XYZ直角坐标系中，所述接地导体和顶部导体以及侧面导体具有相对于ZX平面的对称结构，同时把设置在所述框体上的开口部配置成相对于ZX平面对称。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的天线，其特征是所述频率选择电路由并联共振电路构成。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的天线，其特征是所述频率选择电路由低通滤波器构成。

8.根据权利要求1～5中任一项所述的天线，其特征是所述频率选择电路由切换开关构成。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的天线，其特征是具有为获得与所述供电线路的阻抗匹配的匹配导体，该匹配导体与所述接地导体电连接。

10.根据权利要求9所述的天线，其特征是所述匹配导体通过介入频率选择电路与接地导体连接。

11.根据权利要求9和10所述的天线，其特征是所述匹配导体与天线元件电连接。

12.根据权利要求1～11中任一项所述的天线，其特征是所述框体的内部空间的一部分或者全部由电介质填充。

13.根据权利要求1～12中任一项所述的天线，其特征是所述顶部导体由形成在给定的电介质基板上的金属模样构成。

14.根据权利要求1～13中任一项所述的天线，其特征是设置有为改变所述开口部中的电场分布的电场调节导体。

15.根据权利要求14所述的天线，其特征是所述电场调节导体通过介入频率选择电路与所述框体连接。

16.根据权利要求1～15中任一项所述的天线，其特征是进一步包括让设置在所述框体上的开口部的开口面积可变的开口面积可变装置。

17.根据权利要求1～16中任一项所述的天线，其特征是成为天线下面的接地导体形成为圆形状。

18.根据权利要求1～17中任一项所述的天线，其特征是进一步设置有为收发特定频率或者频带的信号的收发电路，

所述收发电路，其一端侧与所述天线元件连接，另一端侧连接在与进行基带信号处理的给定器件联络的信号传送电缆上。

19.根据权利要求18所述的天线，其特征是所述收发电路设置在框体内，并且，设置有为遮蔽该收发电路的盖子部件。

20.根据权利要求18所述的天线，其特征是在所述接地导体上形成有中空的凸部，所述收发电路收容在接地导体的背面侧的由该凸部构成的空间部内。

21.根据权利要求20所述的天线，其特征是设置有为遮蔽在接地导体的背面侧的由该凸部构成的空间部的盖子部件。

22.根据权利要求18～21中任一项所述的天线，其特征是所述收发电路由不需要电源的被动元件所构成。

23.根据权利要求18～21中任一项所述的天线，其特征是所述收发电路具有针对收发对象的信号的频率可变换的高频IC。

24.根据权利要求18～22中任一项所述的天线，其特征是所述收发电路包括具有特定的带通频率的滤波器

25.根据权利要求24所述的天线，其特征是所述收发电路具有包括相互不同带通频率的多个滤波器和在这些滤波器中进行让1个有效的切换动作的滤波器开关的滤波器切换电路。

26.根据权利要求24以及25所述的天线，其特征是进一步设置有发射用放大器和/或接收用放大器。

27.根据权利要求26所述的天线，其特征是设置有发射用和/或接收用的相互不同的放大率的多个放大器。

28.根据权利要求26所述的天线，其特征在于设备有在发射用和/或接收用相互不同的动作频率的多个放大器。

29.根据权利要求27或28所述的天线，其特征是所述多个发射用放大器均通过分配器与所述信号传送电缆连接，

所述分配器让从该信号传送电缆输入的1个信号分支成多个信号，输出给所述多个发射用放大器。

30.根据权利要求27、28或29所述的天线，其特征是所述多个接收用放大器均通过合成器与所述信号传送电缆连接，

所述合成器将从所述多个接收用放大器输入的多个信号合成为1个信号，输出给所述信号传送电缆。

31.根据权利要求18～21中任一项所述的天线，其特征是所述信号传送电缆为光纤，设置有与该光纤连接的发射用可光电转换的光被动元件和/或接收用可电光转换的光能动元件。

32.根据权利要求31所述的天线，其特征是所述光被动元件以及所述光能动元件分别通过与其连接的光耦合器与1条光纤连接。

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