CN1460311A - 多频率天线 - Google Patents

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Abstract

为了达到能够在至少2个不同的宽频带中进行工作并且实现小型化的目的，在天线盒部分内收藏着形成天线方向图7a和无馈电元件方向图7b的天线基板7。天线元件与在天线方向图7a的上端电连接。而且，由设置在天线元件下部的用于电话的元件和在天线基板7上形成的天线方向图7a及无馈电元件方向图7b构成在GSM和DCS频带中进行工作的天线。因此。能够使小型化的天线在2个不同的宽频带中进行工作。

Description

多频率天线
技术领域
本发明涉及可以在2个不同的移动无线电频带和FM/AM无线电频带中进行工作的多频率天线。
背景技术
我们知道作为安装在车体上的天线存在着种种天线，但是因为将天线安装在车体的具有最高位置的车顶上能够提高接收灵敏度，所以人们从来就喜欢安装在车顶上的车顶天线。又，因为一般将FM/AM无线电装置设置在车体内，所以能够接收FM/AM无线电频带两者的天线是方便的，从而现在正在普及能够共用2个无线电频带进行接收的车顶天线。
又，当将移动电话机搭载在车辆中时，用于移动电话的天线是设置在车体上的。这时，当由于使用者增加使移动电话中利用频率不足时，存在着将移动电话的频带分割成能够大致在全境中使用的频带和能够在都市部分中使用的频带这样2个频带的情形。例如，在欧洲900MHz频带的GSM(global system for mobile communication(用于汽车通信的全球系统))方式的移动电话机能够在欧洲全境使用，但是在都市部分为了弥补利用频率的不足能够使用1.8GHz频带的DCS(Digital Cellular System(数字蜂窝式系统))方式的移动电话机。因为将这样的各种天线分别单个地设置在车体上，存在着设计上的问题，并且维修，安装作业等也变得很烦杂，所以提出了用1个天线接收移动电话频带和FM/AM无线电频带这样2个频带的多频率天线。
作为这种多频率天线，我们知道有日本专利局发布的日本平成6年公开的6-132714号专利公报中记载的多频率天线。这个多频率天线是由作为可以接收移动电话频带，FM无线电频带，AM无线电频带的3波共用天线的自由伸缩的棒状天线，作为接收GPS信号的GPS天线的平面辐射体，和作为接收无键输入信号的无键输入天线的环状辐射体构成的。
这些各种天线设置在本体的上面，但是在本体的上部设置金属制的平板，在平板上通过电介质层形成平面辐射体和环状辐射体。因为这个平板成为接地平板，所以平面辐射体和环状辐射体作为微带天线进行工作。此外，在平面辐射体和环状辐射体的上面形成保护罩。
因为在这样的多频率天线中，备有可以自由伸缩的棒状天线，所以当安装时需要收藏这个棒状天线的空间。从而，可以将多频率天线安装在可以形成空间的车体的主体罩和防护板上，但是在适合于设置天线的车顶上不存在这种收藏空间，所以不能进行安装。
因此，在日本专利局发布的日本平成10年公开的10-93327号专利公报中揭示了为了解决这个问题的多频率天线。
这种多频率天线是由通过设置陷波线圈与多频率谐振的天线元件和内藏安装了这个天线元件的匹配基板等的本体盒构成的。通过将这个本体盒固定在车顶上，能够将多频率天线安装在车顶上。
可是，关于上述那样地用于移动电话的频带，伴随着利用者的增加要分配多个频带。例如，在日本的PDC方式(Personal DigitalCelluar telecommunication system(个人数字蜂窝式电信系统))中，分配800MHz频带(810MHz～956MHz)和1.4GHz频带(1429MHz～1501MHz)，在欧洲采用800MHz频带(870MHz～960MHz)的GSM方式和1.7GHz频带(1710MHz～1880MHz)的DCS方式。为了使天线在这种多个频带中进行工作，要设置在各个频带中进行工作的天线，但是为了相互之间不对工作产生影响，一般通过扼流圈连接2个天线。
可是，用陷波线圈等的扼流圈将信号分离到广阔的频带是困难的。即，存在着即便在各个频带中进行工作的天线之间设置扼流圈，在移动电话频带那样广阔的频带的情形中，也无法使各个天线在这种频带中独立地工作，不能够进行相互不产生影响的良好工作那样的问题。
又，设置扼流圈也产生使天线大型化那样的问题。
因此，本发明的目的是提供能够在至少2个不同的广阔频带中进行工作并且能够实现小型化的多频率天线。
发明内容
为了达到上述目的，本发明的多频率天线备有形成天线方向图和与该天线方向图接近的无馈电元件方向图的天线基板，收藏该天线基板的天线盒部分，和在上部元件与下部元件之间配置扼流圈，当安装在天线盒部分中时，上述下部元件的下端与上述天线基板上形成的上述天线方向图的上端连接的天线元件，由上述下部元件，上述天线方向图和无馈电元件方向图构成的天线装置可以在第1频带，和频带大致为该第1频带2倍的第2频带中进行工作。
进一步，在上述本发明的多频率天线中，上述第1频带和上述第2频带也可以作为移动无线电频带。
进一步又，在上述本发明的多频率天线中，包含上述上部元件和上述扼流圈的天线全体也可以在比上述第1频带低的上述第3频带中进行工作。
进一步又，在上述本发明的多频率天线中，也可以将分波上述第1频带，上述第2频带和上述第3频带的分波装置装入内藏在上述天线盒部分内的基板中。
进一步又，在上述本发明的多频率天线中，在上述分波装置中也可以包含对于上述第1频带，上述第2频带的匹配电路。
如果根据这样的本发明，则因为由下部元件，在天线基板上形成的天线方向图和无馈电元件方向图构成的天线装置不用扼流圈也可以在第1频带，和频带大致为该第1频带2倍的第2频带中进行工作，所以能够使多频率天线小型化。
又，在包含通过扼流圈与下部元件连接的上部天线的全体中能够接收FM/AM广播。而且，通过分波装置可以将由多频率天线接收的多频率信号分波成移动无线电频带信号和FM/AM信号。这时，因为也将匹配电路装入分波移动无线电频带的部分中，分波装置内藏在天线盒部分中，所以能够使多频率天线具有紧凑的构成。
附图说明
第1图是表示与本发明的实施形态有关的多频率天线的全体构成的图。
第2图是表示放大与本发明的实施形态有关的多频率天线的一部分的图。
第3图是在与本发明的实施形态有关的多频率天线中，去掉天线元件和盖子部分的构成的上面图。
第4图是在与本发明的实施形态有关的多频率天线中，去掉天线元件和盖子部分的构成的平面图。
第5图是表示与本发明的实施形态有关的多频率天线的等效电路的图。
第6图是表示装入与本发明的实施形态有关的多频率天线中的天线基板的分波电路的电路图。
第7图是表示与本发明的实施形态有关的多频率天线中的天线基板的表面构成的图。
第8图是表示与本发明的实施形态有关的多频率天线中的天线基板的里面构成的图。
第9图是表示与本发明的实施形态有关的多频率天线的GSM频带中的阻抗特性的史密斯圆图。
第10图是表示与本发明的实施形态有关的多频率天线的GSM频带中的VSWR特性的图。
第11图是表示与本发明的实施形态有关的多频率天线的DCS频带中的阻抗特性的史密斯圆图。
第12图是表示与本发明的实施形态有关的多频率天线的DCS频带中的VSWR特性的图。
第13图是表示在与本发明的实施形态有关的多频率天线中，去掉匹配电路时的GSM频带中的阻抗特性的史密斯圆图。
第14图是表示在与本发明的实施形态有关的多频率天线中，去掉匹配电路时的GSM频带中的VSWR特性的图。
第15图是表示在与本发明的实施形态有关的多频率天线中，去掉匹配电路时的DCS频带中的阻抗特性的史密斯圆图。
第16图是表示在与本发明的实施形态有关的多频率天线中，去掉匹配电路时的DCS频带中的VSWR特性的图。
第17图是表示在与本发明的实施形态有关的多频率天线中，去掉匹配电路和无馈电元件方向图时的GSM频带中的阻抗特性的史密斯圆图。
第18图是表示在与本发明的实施形态有关的多频率天线中，去掉匹配电路和无馈电元件方向图时的GSM频带中的VSWR特性的图。
第19图是表示在与本发明的实施形态有关的多频率天线中，去掉匹配电路和无馈电元件方向图时的DCS频带中的阻抗特性的史密斯圆图。
第20图是表示在与本发明的实施形态有关的多频率天线中，去掉匹配电路和无馈电元件方向图时的DCS频带中的VSWR特性的图。
第21图是表示与本发明的实施形态有关的多频率天线的垂直面内方向特性的测定样态的图。
第22图是表示与本发明的实施形态有关的多频率天线的1710MHz的垂直面内方向特性的图。
第23图是表示与本发明的实施形态有关的多频率天线的1795MHz的垂直面内方向特性的图。
第24图是表示与本发明的实施形态有关的多频率天线的1880MHz的垂直面内方向特性的图。
第25图是表示与本发明的实施形态有关的多频率天线的垂直面内方向特性的测定样态的图。
第26图是表示与本发明的实施形态有关的多频率天线的1710MHz的垂直面内方向特性的图。
第27图是表示与本发明的实施形态有关的多频率天线的1795MHz的垂直面内方向特性的图。
第28图是表示与本发明的实施形态有关的多频率天线的1880MHz的垂直面内方向特性的图。
第29图是表示与本发明的实施形态有关的多频率天线的水平面内方向特性的测定样态的图。
第30图是表示与本发明的实施形态有关的多频率天线的1710MHz的水平面内方向特性的图。
第31图是表示与本发明的实施形态有关的多频率天线的1795MHz的水平面内方向特性的图。
第32图是表示与本发明的实施形态有关的多频率天线的1880MHz的水平面内方向特性的图。
第33图是表示与本发明的实施形态有关的多频率天线的垂直面内方向特性的测定样态的图。
第34图是表示与本发明的实施形态有关的多频率天线的870MHz的垂直面内方向特性的图。
第35图是表示与本发明的实施形态有关的多频率天线的915MHz的垂直面内方向特性的图。
第36图是表示与本发明的实施形态有关的多频率天线的960MHz的垂直面内方向特性的图。
第37图是表示与本发明的实施形态有关的多频率天线的垂直面内方向特性的测定样态的图。
第38图是表示与本发明的实施形态有关的多频率天线的870MHz的垂直面内方向特性的图。
第39图是表示与本发明的实施形态有关的多频率天线的915MHz的垂直面内方向特性的图。
第40图是表示与本发明的实施形态有关的多频率天线的960MHz的垂直面内方向特性的图。
第41图是表示与本发明的实施形态有关的多频率天线的水平面内方向特性的测定样态的图。
第42图是表示与本发明的实施形态有关的多频率天线的870MHz的水平面内方向特性的图。
第43图是表示与本发明的实施形态有关的多频率天线的915MHz的水平面内方向特性的图。
第44图是表示与本发明的实施形态有关的多频率天线的960MHz的水平面内方向特性的图。
第45图是表示变更与本发明的实施形态有关的多频率天线的天线基板上的无馈电元件方向图形状的构成的图。
第46图是表示当变更与本发明的实施形态有关的多频率天线的天线基板上的无馈电元件方向图形状时的GSM频带中的阻抗特性的史密斯圆图。
第47图是表示当变更与本发明的实施形态有关的多频率天线的天线基板上的无馈电元件方向图形状时的GSM频带中的VSWR特性的图。
第48图是表示当变更与本发明的实施形态有关的多频率天线的天线基板上的无馈电元件方向图形状时的DCS频带中的阻抗特性的史密斯圆图。
第49图是表示当变更与本发明的实施形态有关的多频率天线的天线基板上的无馈电元件方向图形状时的DCS频带中的VSWR特性的图。
第50图是表示变更与本发明的实施形态有关的多频率天线的天线基板上的无馈电元件方向图形状的其它构成的图。
第51图是表示当变更与本发明的实施形态有关的多频率天线的天线基板上的无馈电元件方向图形状时的GSM频带中的阻抗特性的史密斯圆图。
第52图是表示当变更与本发明的实施形态有关的多频率天线的天线基板上的无馈电元件方向图形状时的GSM频带中的VSWR特性的图。
第53图是表示当变更与本发明的实施形态有关的多频率天线的天线基板上的无馈电元件方向图形状时的DCS频带中的阻抗特性的史密斯圆图。
第54图是表示当变更与本发明的实施形态有关的多频率天线的天线基板上的无馈电元件方向图形状时的DCS频带中的VSWR特性的图。
具体实施方式
第1图和第2图表示本发明的多频率天线的实施形态的构成。但是，第1图是表示本发明的多频率天线的全体构成的图，第2图是表示放大它的一部分的图。
如这些图所示，与本发明的实施形态有关的多频率天线1是由作为鞭状天线的天线元件10，和能够自由地装上卸下地安装这个天线元件10的天线盒部分2构成的。这个天线盒部分2是由金属制的天线盒部分3(请参照第3图和第4图)，和嵌合在天线基础部分3中的树脂制的盖子部分2b构成的。天线元件10备有可以弯曲的软性元件部分11，设置在软性元件部分11上端的形成螺旋状的螺旋元件部分5，和设置在这个螺旋元件部分5的上端的天线顶部4。进一步，扼流圈12的一端与软性元件部分11的下端连接，扼流圈12的另一端和与用于D网络(GSM)的上部元件相当的用于电话的元件13连接。在这个用于电话的元件13的下端设置固定螺丝部分14。而且，模制的天线基部6由螺旋元件部分5的下部，软性元件部分11，扼流圈12，用于电话的元件13和固定螺丝部分14构成。这时，用于电话的元件13构成在天线元件10上的下部元件。
这里所谓的D网络指的是用上述GSM方式的移动无线电频带，后述的E网络指的是用上述DCS方式的移动无线电频带。
此外，在螺旋元件部分5的表面上设置卷成线圈状的防止风切音的装置。又，软性元件部分11是吸收当在天线元件10上横向地加上加重力时使天线元件10弯曲的加重力，防止天线元件10折损的部分。这个软性元件部分11能够由具有可弯性的金属线电缆和线圈弹簧构成。
这里，第3图表示去掉天线元件10和盖子部分2b的多频率天线1的构成的上面图，第4图表示它的平面图，我们也参照这些图说明多频率天线1。
由树脂形成的盖子部分2b嵌合在第3图和第4图所示的金属制的天线基础部分3中，从这个天线基础部分3突出并形成用于安装在车体的车顶等上的圆筒状的安装部分3a。通过在这个安装部分3a的外周面上切割出螺纹，将螺帽拧在安装部分3a上，能够使车体夹持在天线基础部分3和螺帽之间那样地进行固定。此外，通过从里面将一对螺丝插入在天线基础部分3上形成的一对螺丝插通孔3c拧在盖子部分2b上，使天线基础部分3和盖子部分2b成为一体。在安装部分3a上，沿它的轴形成贯通孔，通过这个贯通孔从天线盒部分2内导出用于D网络和E网络的TEL输出电缆31，AM/FM输出电缆32和电源电缆33。这时，在安装部分3a中的贯通孔上沿轴向形成图中未画出的切开沟，利用这个切开沟能够将TEL输出电缆31和AM/FM输出电缆32大致平行地导出到天线基础部分3的里面。将第1端子31a设置在TEL输出电缆31的前端，将第2端子32a设置在AM/FM输出电缆32的前端，这些端子31a，32a分别与搭载在车内的相应设备连接。
在构成这个天线盒部分2的盖子部分2b的上端插入地形成能够自由地装上卸下地安装天线元件10的热金属部件2a。通过将天线元件10的固定螺丝部分14拧在这个热金属部件2a上，能够将天线元件10机械地并且电地固定在天线盒部分2上。在天线盒部分2内设立并收藏着天线基板7和放大器基板9这样2块印刷电路基板。通过与固定在天线基础部分3上面的接地金属部件3b焊接，设立并固定这个天线基板7和放大器基板9。通过焊接将L字状曲折的连接片8b固定地设立在天线基板7的上端，从热金属部件2a内将连接螺丝8a拧在连接片8b上。因此，固定在热金属部件2a上的天线元件10通过连接螺丝8a，连接片8b与天线基板7电连接。
在本发明的多频率天线1上特征的构成是具有内藏在天线盒部分2中的天线基板7。在天线基板7上形成作为用于E网络的天线进行工作的天线方向图7a。这个天线方向图7a通过与用于电话的元件13协同工作也作为用于D网络的元件进行工作。这里，我们参照第7图和第8图说明天线基板7的构成。
天线基板7的表面构成如第7图所示，天线基板7的里面构成如第8图所示。如这些图所示，天线基板7具有与天线盒部分2的内部空间的形状一致地变形的六角形。从这个天线基板7的表面上部到中央部分形成宽幅的天线方向图7a，在天线基板7的里面也形成大致相同形状的宽幅的天线方向图7a。图中未画出表面和里面的天线方向图7a，但是它们通过多个贯通孔相互连接。而且，在天线基板7上接近这个天线方向图7a地形成无馈电元件方向图7b。这个无馈电元件方向图7b的下端与接地方向图7d连接。通过形成这个无馈电元件方向图7b，天线方向图7a也可以在DCS(E网络)的频带中进行工作。此外，接地方向图7d是在天线基板7的表面和里面的下部形成的。又，在天线方向图7a，无馈电元件方向图7b和接地方向图7d之间，形成装入构成分波到各个频带的分波电路的低通滤波器(LPF)21和包含匹配电路的高通滤波器(HPF)20的电路方向图7c。在天线基板7上设置到LPF21的输出部分的贯通孔21a和到HPF20的输出部分的贯通孔20a。
当表示这个天线基板7的尺寸的一个例子时，天线基板7的宽度L1约为49.5mm，高度L2约为21.9mm。又，无馈电元件方向图7b的长度约为40mm左右，天线方向图7a和无馈电元件方向图7b的间隙约为2～3mm。关于这些尺寸，当将天线方向图7a和无馈电元件方向图7b用于E网络和D网络时，如果适用的频带不同，则上述尺寸也不同。
此外，代替在天线基板7的表面形成无馈电元件方向图7b，也可以在里面形成，又，无馈电元件方向图7b不一定需要与接地方向图7d连接。
备有第7图和第8图所示的构成的天线基板7的多频率天线1的等效电路如第5图所示。如第1图到第3图所示，在天线基板7的上端设置金属制的连接片8b，这个连接片8b与天线方向图7a的上端连接。而且，通过将天线元件10中的固定螺丝部分14拧在天线盒部分2的热金属部件2a中，天线元件10与通过连接螺丝8a与热金属部件2a连接的连接片8b电连接。因此，如第5图所示由螺旋元件部分5和软性元件部分11构成的上部元件10a，扼流圈12，用于电话的元件13和天线方向图7a串联连接。接近这个天线方向图7a地配置无馈电元件方向图7b。
而且，与本发明有关的多频率天线1如第5图所示通过天线全体与FM广播谐振能够接收FM广播，并且能够接收AM广播。又，因为在D网络和E网络的移动无线电频带中扼流圈12成为高阻抗起隔绝作用，所以用于电话的元件13，天线方向图7a和无馈电元件方向图7b能够与D网络谐振进行GSM方式的频带的发射接收，并且能够与E网络谐振进行DCS方式的频带的发射接收。但是，从中可以明白由用于电话的元件13，天线方向图7a和无馈电元件方向图7b构成的天线能够在E网络和D网络中进行工作的理由。又，在天线基板7上装入由分波AM/FM频带的信号和D网络和E网络的频带的HPF20和LPF21构成的分波电路，在放大器基板9上装入放大分波后的AM/FM频带的信号的放大电路。
即，多频率天线1的输出端与HPF20和LPF21连接，由HPF20进行D网络和E网络的频带成分的分波，从GSM/DCS输出端输出经过分波的信号。又，由LPF21进行AM/FM的频带成分的分波，经过分波的信号通过在放大器基板9上的AM/FM放大器22放大，从AM/FM输出端输出。又，为了提高多频率天线1的天线特性，在HPF20中装入匹配电路。
这里，装入天线基板7的HPF20和LPF21电路的一个例子如第6图所示。
在天线基板7上的端子ANT IN(天线输入)与和天线方向图7a的上端连接的连接片8b相当。HPF20是备有与天线方向图7a的下端连接的串联连接的电容C1，C2，在它们之间和地之间的电感L1的T型高通滤波器。进一步，电容C2的输出侧和地之间连接着电容C3和用于调整输出阻抗的电阻R。在HPF20中，进行D网络和E网络的频带成分的分波，经过分波的信号从GSM/DCS输出端子输出。此外，电容C3和T型高通滤波器也作为使多频率天线1和无线电机一侧进行阻抗匹配的匹配电路起作用。
另一方面，LPF21是备有也与天线方向图7a的下端连接的串联连接的电感L2，L3，与它们之间和地之间连接的电容C4的T型低通滤波器。从天线基板7向放大器基板9供给由LPF21分波的AM/FM的频带成分，通过放大器基板9上的AM/FM放大器22放大，从AM/FM输出端输出。
可是，在天线基板7上，通过接近天线方向图7a地配置无馈电元件方向图7b，由用于电话的元件13和在天线基板7上形成的天线方向图7a构成的天线也能够在DCS的频带中进行工作。为了说明这个无馈电元件方向图7b的作用，下面我们表示从第7图所示的形状变更无馈电元件方向图7b的形状时的天线特性。
首先，我们试着如第45图所示那样地变更在本发明的多频率天线1中的天线基板7上形成的无馈电元件方向图。在第45图中，切除在无馈电元件方向图7b上的由虚线表示的部分，使宽度变窄并且形成具有使与天线方向图7a的间隙变宽的形状的无馈电元件方向图77b。对比第45图所示的天线基板7时的多频率天线1的天线特性与使天线基板7具有第7图和第8图所示的构成时的多频率天线1的天线特性，如第46图到第49图所示。第46图是由在GSM的频带中的史密斯圆图表示的阻抗特性图，第47图表示在GSM的频带中的电压驻波比(VSWR)特性。又，第48图是由在DCS的频带中的史密斯圆图表示的阻抗特性图，第49图表示在DCS的频带中的VSWR特性。在第46图到第49图中，由“本发明”表示的天线特性是当如第7图和第8图所示地构成天线基板7时的特性，由“A”～“D”表示的天线特性是当如第45图所示地构成天线基板7时的特性。
当观察这些天线特性和如第45图所示地变更在GSM的频带中的天线方向图的形状时，直到它的中心频率(标记2：915MHz)的天线特性恶化，但是超过中心频率时反而改善了。与此相反，我们看到当如第45图所示地变更在DCS的频带中的天线方向图的形状时，在它的整个频带中天线特性都恶化。
其次，我们试着如第50图所示地变更在本发明的多频率天线1中的天线基板7上形成的无馈电元件方向图。在第50图中，切除在无馈电元件方向图7b的由虚线表示的前端部分，形成全长缩短的形状的无馈电元件方向图87b。对比第50图所示的天线基板7时的多频率天线1的天线特性与使天线基板7具有第7图和第8图所示的构成时的多频率天线1的天线特性，如第51图到第54图所示。第51图是由在GSM的频带中的史密斯圆图表示的阻抗特性图，第52图表示在GSM的频带中的电压驻波比(VSWR)特性。又，第53图是由在DCS的频带中的史密斯圆图表示的阻抗特性图，第54图表示在DCS的频带中的VSWR特性。在第51图到第53图中，由“本发明”表示的天线特性是当如第7图和第8图所示地构成天线基板7时的特性，由“E”～“H”表示的天线特性是当如第50图所示地构成天线基板7时的特性。
当观察这些天线特性和如第50图所示地变更在GSM的频带中的天线方向图的形状时，直到它的中心频率(标记2：915MHz)的天线特性恶化，但是超过中心频率时反而改善了。与此相反，我们看到当如第50图所示地变更在DCS的频带中的天线方向图的形状时，在它的整个频带中天线特性都恶化。
从此可见，通过变更无馈电元件方向图的形状，能够在相反的方向调整在GSM的下侧频带和上侧频带的天线特性，并且能够调整在整个DCS的频带中的天线特性。而且，在第7图和第8图所示的无馈电元件方向图7b的形状中，在DCS的频带和GSM的频带中能够得到最佳的天线特性。
因此，下面我们说明当使在天线基板7上形成的无馈电元件方向图具有第7图和第8图所示的形状时，多频率天线1的天线特性。
当用第7图和第8图所示的天线基板7时多频率天线1的天线特性如第9图到第12图所示。第9图是由GSM频带中的史密斯圆图表示的阻抗特性图。第10图表示GSM频带中的VSWR特性。又，第11图是由DCS频带中的史密斯圆图表示的阻抗特性图。第12图表示DCS频带中的VSWR特性。当观察这些天线特性时，我们看到在870～960MHz的GSM频带中，得到VSWR的最佳值约为1.1，最差值约为1.47，能够得到良好的阻抗特性。又，我们看到在1.71GHz～1.88GHz的DCS频带中，得到VSWR的最佳值约为1.2，最差值约为1.78，能够得到良好的阻抗特性。
此外，第9图到第12图所示的天线特性是设置第6图所示的电路构成的HPF20和LPF21时的天线特性，这时，HPF20和LPF21的各元件的值如下所示。在HPF20中电容C1，C2约为3pF，电容C3约为0.5pF，电感L1约为15nH，在LPF21中电感L2是约为30nH的空芯线圈，电感L3为0.12μH，电容C4约为13pF。
上述那样地将匹配电路装入HPF20，为了说明这个匹配电路的作用，当去掉第6图所示的LPF21和HPF20(包含电容C3)时的天线特性如第13图到第16图所示。第13图是由GSM频带中的史密斯圆图表示的阻抗特性图。第14图表示GSM频带中的VSWR特性。又，第15图是由DCS频带中的史密斯圆图表示的阻抗特性图，第16图表示DCS频带中的VSWR特性。当观察这些天线特性时，我们看到在870～960MHz的GSM频带中，VSWR的最佳值约为2.19，最差值约为3.24，成为恶化了的阻抗特性。又，我们看到在1.71GHz～1.88GHz的DCS频带中，VSWR的最佳值约为2.6，最差值约为3.38，成为恶化了的阻抗特性。
这样当取走匹配电路时，我们看到在GSM和DCS频带中天线特性恶化。
其次，为了作为参考说明无馈电元件方向图7b的作用，当取走无馈电元件方向图7b和第6图所示的LPF21和HPF20(包含电容C3)时的天线特性如第17图到第20图所示。第17图是由GSM频带中的史密斯圆图表示的阻抗特性图。第18图表示GSM频带中的VSWR特性。又，第19图是由DCS频带中的史密斯圆图表示的阻抗特性图，第20图表示DCS频带中的VSWR特性。当观察这些天线特性时，我们看到在870～960MHz的GSM频带中，VSWR的最佳值约为4.8，最差值约为5.62，成为大幅度恶化了的阻抗特性。又，我们看到在1.71GHz～1.88GHz的DCS频带中，VSWR的最佳值约为1.6，最差值约为2.67，成为恶化了的阻抗特性。
这样当取走无馈电元件方向图7b和匹配电路时，我们看到特别是在GSM频带中天线特性恶化。
其次，与本发明的实施形态有关的多频率天线1的DCS的频带和GSM的频带中的垂直面内方向特性和水平面内方向特性如第22图到第44图所示。
第22图到第44图所示的垂直面内方向特性是在DCS的频带中，如第21图所示地将多频率天线1配置在直径约1m的接地平面50上时从侧面看到的垂直面内的方向特性，它的仰角和俯角的角度为第21图所示的角度。第22图是在DCS的下限频率1710MHz的垂直面内方向特性，同心圆上的圆每隔-3dB画一个。当观察这个方向特性时，在±60°～±90°的方向和天顶方向上得到大的增益。这时的天线增益约为+2.55dB，得到比1/2波长偶极天线高的增益。
第23图是在DCS的中央频率1795MHz的垂直面内方向特性，同心圆上的圆每隔-3dB画一个。当观察这个方向特性时，虽然在-30°附近和45°附近增益下降，但是在100°～-100°的方向得到良好的方向特性。这时的天线增益约为+1.82dB，得到比1/2波长偶极天线高的增益。
第24图是在DCS的上限频率1880MHz的垂直面内方向特性，同心圆上的圆每隔-3dB画一个。当观察这个方向特性时，虽然在-30°附近和45°附近增益下降，但是在100°～-100°的方向得到良好的方向特性。这时的天线增益约为+1.98dB，得到比1/2波长偶极天线高的增益。
第26图到第28图所示的垂直面内方向特性是在DCS的频带中，如第25图所示地将多频率天线1配置在直径约1m的接地平面50上时从正面看到的垂直面内的方向特性，它的仰角和俯角的角度为第25图所示的角度。第26图是在DCS的下限频率1710MHz的垂直面内方向特性，同心圆上的圆每隔-3dB画一个。当观察这个方向特性时，虽然在-90°附近和天顶方向上增益下降，但是在约100°～-75°的方向得到良好的方向特性。这时的天线增益与1/2波长偶极天线比较得到约为-4.33dB的增益。
第27图是在DCS的中央频率1795 MHz的垂直面内方向特性，同心圆上的圆每隔-3dB画一个。当观察这个方向特性时，虽然在-90°附近和天顶方向附近增益下降，但是在90°～-80°的方向得到良好的方向特性。这时的天线增益与1/2波长偶极天线比较得到约为-1.9dB的增益。
第28图是在DCS的上限频率1880MHz的垂直面内方向特性，同心圆上的圆每隔-3dB画一个。当观察这个方向特性时，虽然在-90°附近和和天顶方向附近增益下降，但是在90°～-80°的方向得到良好的方向特性。这时的天线增益与1/2波长偶极天线比较得到约为-1.59dB的增益。
第30图到第32图所示的垂直面内方向特性是在DCS的频带中，如第29图所示地将多频率天线1配置在直径约1m的接地平面50上时水平面内的方向特性，它的角度为第29图所示那样地前方方向为0°。第30图是在DCS的下限频率1710 MHz的水平面内方向特性，同心圆上的圆每隔-3dB画一个。当观察这个方向特性时，虽然在-100°附近和90°附近增益下降，但是得到大致没有方向性的良好的方向特性。这时的天线增益与1/4波长鞭状天线比较得到约为0dB的增益。
第31图是在DCS的中央频率1795MHz的水平面内方向特性，同心圆上的圆每隔-3dB画一个。当观察这个方向特性时，虽然在-100°附近和90°～120°附近增益下降，但是得到大致没有方向性的良好的方向特性。这时的天线增益与1/4波长鞭状天线比较得到约为-0.83dB的增益。
第32图是在DCS的上限频率1880 MHz的水平面内方向特性，同心圆上的圆每隔-3dB画一个。当观察这个方向特性时，虽然在-90°～-120°附近和从80°到120°附近增益下降，但是得到大致没有方向性的良好的方向特性。这时的天线增益与1/4波长鞭状天线比较得到约为-0.51dB的增益。
第34图到第36图所示的垂直面内方向特性是在GSM的频带中，如第33图所示地将多频率天线1配置在直径约1m的接地平面50上时从侧面看到的垂直面内的方向特性，它的仰角和俯角的角度为第33图所示的角度。第34图是在GSM的下限频率870MHz的垂直面内方向特性，同心圆上的圆每隔-3dB画一个。当观察这个方向特性时，虽然在10°附近和-90°附近增益下降，但是在90°～-80°的方向得到良好的方向特性。这时的天线增益与1/2波长偶极天线比较得到约为-0.15dB的增益。
第35图是在GSM的中央频率915MHz的垂直面内方向特性，同心圆上的圆每隔-3dB画一个。当观察这个方向特性时，虽然在-80°以下的方向和90°附近增益下降，但是在80°～-75°的方向得到良好的方向特性。这时的天线增益与1/2波长偶极天线比较得到约为+0.8dB的增益。
第36图是在GSM的上限频率960 MHz的垂直面内方向特性，同心圆上的圆每隔-3dB画一个。当观察这个方向特性时，虽然在-80°以下的方向和90°附近增益下降，但是在85°～-80°的方向得到良好的方向特性。这时的天线增益与1/2波长偶极天线比较得到约为-0.47dB的增益。
第38图到第40图所示的垂直面内方向特性是在GSM的频带中，如第37图所示地将多频率天线1配置在直径约1m的接地平面50上时从正面看到的垂直面内的方向特性，它的仰角和俯角的角度为第37图所示的角度。第38图是在GSM的下限频率870MHz的垂直面内方向特性，同心圆上的圆每隔-3dB画一个。当观察这个方向特性时，虽然在-20°附近，天顶附近和20°附近的方向增益下降，但是在约90°～-90°的方向得到良好的方向特性。这时的天线增益与1/2波长偶极天线比较得到约为-0.01dB的增益。
第39图是在GSM的中央频率915MHz的垂直面内方向特性，同心圆上的圆每隔-3dB画一个。当观察这个方向特性时，虽然在-30°附近，天顶附近和30°附近的方向增益下降，但是在90°～-90°的方向得到良好的方向特性。这时的天线增益与1/2波长偶极天线比较得到约为+1.24dB的高增益。
第40图是在GSM的上限频率960MHz的垂直面内方向特性，同心圆上的圆每隔-3dB画一个。当观察这个方向特性时，虽然在-30°附近，天顶附近和30°附近的方向增益下降，但是在90°～-90°的方向得到良好的方向特性。这时的天线增益与1/2波长偶极天线比较得到约为+1.21dB的高增益。
第42图到第44图所示的垂直面内方向特性是在GSM的频带中，如第41图所示地将多频率天线1配置在直径约1m的接地平面50上时水平面内的方向特性，它的角度为第41图所示那样地前方方向为0°。第42图是在GSM的下限频率870MHz的水平面内方向特性，同心圆上的圆每隔-3dB画一个。当观察这个方向特性时，虽然在0°附近和-180°附近增益下降，但是得到大致没有方向性的良好的方向特性。这时的天线增益与1/4波长鞭状天线比较得到约为-1.38dB的增益。
第43图是在GSM的中央频率915MHz的水平面内方向特性，同心圆上的圆每隔-3dB画一个。当观察这个方向特性时，得到大致没有方向性的良好的方向特性。这时的天线增益与1/4波长鞭状天线比较得到约为-1.13dB的增益。
第44图是在GSM的上限频率960MHz的水平面内方向特性，同心圆上的圆每隔-3dB画一个。当观察这个方向特性时，虽然在0°附近增益下降，但是得到大致没有方向性的良好的方向特性。这时的天线增益与1/4波长鞭状天线比较得到约为-1.43dB的增益。
当参照这些垂直面内方向特性时，我们看到在D网络和E网络的频带中大致在低仰角方向都能够得到大的增益，成为适用于移动无线电装置的多频率天线1。又，当参照这些水平面内方向特性时，我们看到即便在内藏在天线盒部分2中的天线基板7上形成天线方向图7a和无馈电元件方向图7b，在GSM和DCS这2个频带中也能够得到大致没有方向性的水平面内方向特性。
在以上说明的本发明的多频率天线中，在天线基板7上形成的无馈电元件方向图7b，不限于第7图所示的形状，也可以与天线基板7的形状和使用频带相应地进行变更。这时，在使用频带能够得到良好的VSWR值那样地调整无馈电元件方向图7b的宽度和长度改变无馈电元件方向图7b的形状。
又，装入天线基板7的HPF20和LPF21的参数不限于上述的值，可以与使用频带和在使用的移动无线电机中的天线连接部分的阻抗等相应地变更。这时，能够在使用频带得到良好的VSWR值。
本发明如上说明的那样，因为由下部元件，在天线基板上形成的天线方向图和无馈电元件方向图构成的天线装置可以不用扼流圈在第1频带，和频带大致为该第1频带2倍的第2频带中进行工作，所以能够使多频率天线小型化。
又，能够在包含通过扼流圈与下部元件连接的上部天线的全体中接收FM/AM广播。而且，由多频率天线接收的多频率信号，通过分波装置，分波成移动无线电频带信号和FM/AM信号。这时，也将匹配电路装入分波移动无线电频带的部分，因为分波装置内藏在天线盒部分内，所以能够使多频率天线具有紧凑的构成。

Claims (5)

1.多频率天线，它的特征是它备有
形成天线方向图和与该天线方向图接近的无馈电元件方向图的天线基板，
收藏该天线基板的天线盒部分，和
在上部元件与下部元件之间配置扼流圈，当安装在上述天线盒部分中时，上述下部元件的下端与上述天线基板上形成的上述天线方向图的上端连接的天线元件，
由上述下部元件，上述天线方向图和无馈电元件方向图构成的天线装置可以在第1频带，和频带大致为该第1频带2倍的第2频带中进行工作。
2.权利要求第1项记载的多频率天线，它的特征是上述第1频带和上述第2频带可以作为移动无线电频带。
3.权利要求第1项记载的多频率天线，它的特征是包含上述上部元件和上述扼流圈的天线全体可以在比上述第1频带低的第3频带中进行工作。
4.权利要求第1项记载的多频率天线，它的特征是可以将分波上述第1频带，上述第2频带和上述第3频带的分波装置装入内藏在上述天线盒部分内的基板中。
5.权利要求第4项记载的多频率天线，它的特征是在上述分波装置中可以包含对于上述第1频带和上述第2频带的匹配电路。
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