CN1579036A - 天线装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种天线装置，为具有两个以上给电端口的小型天线。辐射体由直径大致为半波长的大致圆形或通过中心点的对角线长度大致为半波长的大致正多边形形状的平面导体组成。接地板与其相对配置。给电端口分别与位于辐射体上通过辐射体中心点垂直相交的两个线段上的给电点连接。天线不仅用作单个结构的天线，而且也用作确保给电端口间隔离的两个独立天线。这样，得到两个独立使用的小型天线装置。辐射体作成无沿的帽子形状，形成顶部半径为1/4波长的SIR结构，缩短了辐射体。

Description

天线装置
技术领域
本发明主要涉及在便携终端等的在移动通信及短距离通信等中使用的天线装置。
背景技术
目前，作为可以用一个频率对应多个信息通信系统的天线装置是和图19所示的通信模块一起使用的天线装置。图19中，通信模块100对应短距离通信系统103和广-局域网络(W-LAN)系统104这两个系统。在设计这种通信模块100时必须考虑的是两个系统103和104使用相同的频带例如使用2.4GHz频带这一点和同时使用这些系统这一点。即，两个系统同时处于发送状态或接收状态，或者一个系统处于发送状态而另一个系统处于接收状态，在后一种情况下，存在一个系统的信号变成了另一个系统的干扰信号，其接收信号的比特误差率(BER)明显提高恶化的问题。
为了防止这种干扰，以前是把高频滤波器直接连接到天线上以除去另一个系统的信号，但因为与图19的通信模块100有关的两个系统103和104使用同一频带，所以用这种手段不能除去另一个系统的信号。因此，在通信模块100中，通过分别在系统103和104中设置各自的天线101和102来防止两个系统间的信号干扰。即，通过花工夫配置两个天线101和102来确保系统间的隔离。
例如，为了确保两个天线间26dB的隔离，依据采用两个用于2.4GHz的偶极天线的情况下的理论计算，得出的结果是两个天线间需要隔开320mm的距离。
在上述构成中，因为需要物理隔开地配置两个天线101和102，所以必然增大安装通信模块100的外壳尺寸。随着采用两个天线101和102，因为需要确保两个天线安装位置，所以在装置设计上受到制约。而且，天线装置所需的成本也增加一倍。
发明内容
本发明的目的是提供一种一体结构的天线装置，在一个天线中设置多个给电端口，并可以确保各端口间的隔离。
本发明的天线装置设置两个以上的给电端口，并且，各给电端口配设在由从其他给电端口给电所产生的辐射体上的高频电位为零的区域内。通过在这样的位置配设各给电端口，由来自其他给电端口的高频信号产生的各给电端口位置上的电位不随时间变化。因此，可以减小来自其他给电端口的高频信号的漏入。
以前的天线装置需要两个天线，但本发明的天线装置仅需要一个天线。因此，天线装置外壳内所需的天线设置空间可以减半，可以实现外壳的小型化，并可以降低成本。
在本发明的实施例中，天线装置具有：辐射体，由具有下面其中一种形状的平面导体组成：直径大致为半波长的大致圆形，或者通过中心点的对角线长度大致为半波长的大致正多边形，或者边长大致为半波长的大致四边形；接地板，和辐射体隔开规定距离地相对配置；给电端口，在辐射体上设定两个给电点，分别与这些给电点连接。这里，位于辐射体上的这两个给电点位于由从其他给电端口给电而在彼此之间产生的高频电位为零的区域内。根据这种构成，可以确保给电端口间的隔离。
作为本发明的另一个实施例，可以在周边部的内侧设置给电端口，使得通过辐射体的中心点和两个给电点的直线彼此垂直相交。这样，可以很容易地使各给电端口阻抗匹配。
作为本发明的再一个实施例，可以在辐射体的中心设置第三给电端口。这样，可以实现具有确保三个给电端口彼此隔离的小型天线装置。
作为本发明的再一个实施例，三个给电端口使用的频率可以大致为相同频率。这样，因为辐射体中心点上的电位基本为零，所以可以充分地确保第三给电端口和其他给电端口间的隔离。
作为本发明的再一个实施例，可以在辐射体的外周部设置第一和第二给电端口。这样，冲压加工导体板后使给电端口的部位大致弯曲成直角形，可以把该部分直接安装到形成接地板的高频基板上的给电焊盘中，所以是低成本的简易制造法。
作为本发明的再一个实施例，可以通过使辐射体变形为辐射体和接地板的距离至少在中央部大于其他部位的顶部和除此部分以外的凹部来形成辐射体。同样可以变形接地板的形状。如果这样，辐射体就变成分级阻抗谐振器(Stepped Impedance Resonator(SIR))构造，由于可以缩短谐振器长度，因此，可以实现天线装置的小型化。
作为本发明的再一个实施例，形成辐射体或接地板，使其凹部根据位置不同而具有任意宽度，并且其顶部的顶面是平坦的。这样，可以扩大顶部的顶面面积，实现具有高辐射效率和宽带特性的天线装置。
作为本发明的再一个实施例，可以在辐射体周边部的任意位置设置任意数量的切口部。如果这样，就相当于延长了辐射体的电气长度，从而实现天线装置的小型化。
作为本发明的再一个实施例，辐射体或接地板的凹部的宽度可以设为1/8波长的电气长度。这样，1/4波长谐振器变成其中央点是凹部和顶部的边界的SIR构造，因此，可以把辐射体长度设计得最短，进一步实现天线装置的小型化。
作为本发明的再一个实施例，可以在辐射体和接地板之间设置电介体或磁性体或电介体和磁性体的混合体等电磁波介质。这样，由于有效缩短了电磁波介质的波长，可以实现天线装置的小型化。
作为本发明的再一个实施例，把电磁波介质作成多层结构，至少可以在一层的表面上设置阻抗匹配电路。这样，因为不需要连接外部匹配电路，可以减小安装面积，降低成本。
作为本发明的再一个实施例，可以在辐射体上相对于辐射体中心与给电端口对称的位置布置一端为开放状态的导电元件。这样，相当于延长辐射体的电气长度，因此，可以实现天线装置的小型化。
作为本发明的再一个实施例，切断该导电元件的端部来改变其电气长度，调整给电端口间的隔离。如果这样，因为可以调整受外壳影响的天线装置的特性，所以在设计时可迅速地与多种外壳对应。
作为本发明的再一个实施例，可以把导电元件作成弯曲形状。可以把一端接地的电抗元件与导电元件连接。这样，可以扩大从各给电端口看到的天线装置的阻抗特性的调整范围。
作为本发明的再一个实施例，可以由弯曲形状的导电元件构成给电端口。这样，因为给电端口也是辐射体的一部分，所以相当于延长辐射体的电气长度，可实现天线装置的小型化。
作为本发明的再一个实施例，可以把导电元件都作成相同形状且电抗值相同，或者全部给电端口作成相同形状。这样，因为天线装置是对称结构，所以能增大各给电端口间的隔离。
作为本发明的再一个实施例，多个给电端口中的每个端口都用作分集通信系统中的天线给电端口。因此，可以把天线的数量从多个减少到一个，实现了低成本、小型分集方式的天线装置。
作为本发明的再一个实施例，两个给电端口都用作采用分集方式或圆偏振化的第一通信系统中的天线给电端口，第三给电端口用在第二通信系统中。这样，第三给电端口用于短距离通信系统或车辆信息和通信系统(Vehicle Information and Communication System(VICS))，其他给电端口可用于IEEE802.11b或全球定位系统(GPS)所用的偏振化-分集天线。因此，可以节省便携终端中天线所占的空间，从而实现通信设备的小型化。
附图说明
图1(a)是本发明实施例1中天线装置的斜视图；
图1(b)是本发明实施例1中天线装置的上面图；
图2是本发明实施例2中天线装置的上面图；
图3(a)是本发明实施例3和13中天线装置的上面图；
图3(b)是本发明实施例3中天线装置的上面图；
图4(a)是本发明实施例4中天线装置的斜视图；
图4(b)是本发明实施例4中天线装置的截面图；
图5(a)是本发明实施例5中天线装置的斜视图；
图5(b)是本发明实施例5中天线装置的截面图；
图6(a)是本发明实施例6中天线装置的斜视图；
图6(b)是本发明实施例6中天线装置的斜视图；
图7(a)是本发明实施例7中天线装置的斜视图；
图7(b)是本发明实施例7中天线装置的截面图；
图8(a)是本发明实施例8中天线装置的斜视图；
图8(b)是本发明实施例8中天线装置的上面图；
图9(a)是本发明实施例9中天线装置的分解斜视图；
图9(b)是本发明实施例9中天线装置的下面斜视图；
图10(a)是本发明实施例9中天线装置的分解斜视图；
图10(b)是本发明实施例9中天线装置的下面斜视图；
图11(a)是本发明实施例10中天线装置的分解斜视图；
图11(b)是本发明实施例10中天线装置的下面斜视图；
图12是本发明实施例11中天线装置的分解斜视图；
图13(a)是本发明实施例12中天线装置的斜视图；
图13(b)是本发明实施例12中天线装置的截面图；
图14是本发明实施例12中天线装置的应用例的方框图；
图15是本发明实施例13中天线装置的斜视图；
图16是本发明实施例13中天线装置的应用例的方框图；
图17是本发明实施例14中天线装置的斜视图；
图18是本发明实施例15中天线装置的斜视图；
图19是现有天线装置的示意图。
具体实施方式
实施例1
图1(a)和图1(b)示出了根据本发明实施例1的天线装置。如图1(a)的斜视图所示，天线装置的结构是这样的：在与接地板4相对配置的辐射板1的周边部配设多个给电端口2和3。辐射板1的形状如图1(b)所示是圆形，其直径为规定频率下1/2波长的电气长度，第一给电端口2设在给电点5或7上，第二给电端口3设在给电点6或8上。
在图1(a)和图1(b)中，第一给电端口2连接给电点5，从给电端口2输入规定频率的信号时，辐射板1和接地板4作为从给电点5延伸到7的两端开放的1/2波长谐振器动作，第一谐振电流9流到辐射板1上，在谐振器的中央点(距离给电点5为1/4波长的位置)，高频电位为零。即，在辐射板1上的第一线段11上，电位为零。另一方面，因为给电点6和8位于高频电位为零的第一线段11上，所以，从第一给电端口2输入的规定频率的高频信号不泄漏到第二给电端口3中。
同样地，第二给电端口3连接给电点6，从第二给电端口3输入规定频率的信号时，辐射板1和接地板4作为从给电点6延伸到8的两端开放的1/2波长谐振器动作，第二谐振电流10流到辐射板1上，在谐振器中央点(距离给电点6为1/4波长的位置)，高频电位为零。即辐射板1上的第二线段12上的电位为零。另一方面，因为给电点5和7位于高频电位为零的第二线段12上，所以，从第二给电端口3输入的规定频率的高频信号不泄漏到第一给电端口2中。
为了实现上述特性，连接给电点5和7的线段和连接给电点6和8的线段被定位成在辐射板1的中心点垂直相交。
通过使用这种天线装置，可以把所需天线的数量从两个减为一个，可以降低天线装置的成本，同时实现通信设备的小型化。
在以上的说明中，以辐射板1的形状为圆形进行了说明。辐射板的形状也可以是大致的圆形。
实施例2
图2示出了根据本发明实施例2的天线装置。在前面图1(b)所示的天线装置中，给电点的配设位置在辐射板1的外周部，而在图2所示的天线装置中，给电点配设在离开辐射板1的外周部向内具有适当距离的位置上。根据这种结构，得到能容易地在各给电点产生阻抗匹配的效果。其中，各给电点配设在高频电位为零的第一线段11和第二线段12上，从而确保了给电端口间的隔离。
在辐射板1的中心点设置给电点27，第三给电端口与给电点27耦合。从分别与第一及第二给电端口连接的给电点5和6输入辐射板1中的规定频率的信号不泄漏到以辐射板1的中心点为给电点27的第三给电端口中，但从第三给电端口输入辐射板1中的规定频率的信号分别经给电点5和6泄漏到第一及第二给电端口中，因此，第三给电端口不能用作发送端口，而只能用作接收端口。通过这样在辐射板1的中心点设置第三给电端口，扩大了本实施例的天线装置的应用范围。
而且，上述三个给电端口使用的频率也可以是基本相同的频率。这时，辐射体中心点的电位基本为零。因此，可充分确保第三给电端口和其他给电端口间的隔离。
实施例3
图3(a)和图3(b)示出了根据本发明实施例3的天线装置。在本实施例中，辐射板1的形状是正方形。图3(a)示出了辐射板1的边长为半波长且分别与第一及第二给电端口连接的给电点5和6位于通过正方形中心点的、与边平行的线段上的情况，图3(b)示出了辐射板1的对角线长为半波长且分别与第一及第二给电端口连接的给电点5和6位于正方形对角线上的情况。在这两种情况下，都设置以辐射板1的中心点为给电点27的第三给电端口。本实施例的天线装置得到的效果和辐射板1形状是圆形时的实施例2几乎相同。
在上述实施例1至3中，对辐射板1的形状为圆形、正方形时的情况进行了说明。辐射体1的形状也可以是大致圆形、大致正方形、大致正多边形。
实施例4
图4(a)和图4(b)示出了根据本发明实施例4的天线装置。
在本实施例中，如图4(a)和图4(b)所示，辐射体1具有无沿的帽子形状，帽子形状的主要部分即顶部是圆锥形，和接地板4隔开规定距离地直立配置。圆锥形的底面直径在规定频率下是1/2波长的电气长度，顶部的顶点对应在底面上的位置与外周部隔开1/4波长的电气长度的距离。因此，接地板4和辐射板1的距离在顶点处最大，在外周部最小。而且，和实施例1的图1(b)的情况相同，在辐射体1的外周部配设第一给电端口2和第二给电端口3。
通常，本领域的技术人员知道：在前端开放的1/4波长谐振器中，比较信号线和地的间隔恒定、特性阻抗在其途中不变化的情况与信号线和地的间隔不恒定、特性阻抗值向其开放端增大的情况，后者可以缩短谐振器的长度。1/4波长谐振器的此性质也适用于本实施例的天线装置。即，从图4(b)的截面图可见，圆锥形的辐射板1的顶点可以看成是1/4波长谐振器的开放端(不连接给电端口一方的端部)，是与接地板4间隔最大的部分，特性阻抗最高。
另一方面，连接给电端口的外周部是与接地板4的间隔最小的部分，因此特性阻抗最低。
通过把这种辐射板1的形状作成圆锥形，可以减小辐射体1的底面直径，实现天线装置的小型化。
实施例5
图5(a)和图5(b)示出了根据本发明实施例5的天线装置。
在本实施例中，作成有沿的帽子形状的辐射体1的凹部29的直径在规定频率下是1/2波长的电气长度。凹部29的宽度在规定频率下是1/8波长的电气长度。另一方面，帽子形状的顶部28的顶面直径是1/4波长，侧面如图5(a)和图5(b)所示与凹部29垂直相交连接。因为辐射体1是这样的结构，所以凹部29和接地板4的间隔比顶部28和接地板4的间隔小。
和实施例4一样，在本实施例中，特性阻抗在自辐射体1的凹部29的外周部向内偏离适当距离的位置上以步进方式增大，从而缩短了1/4波长谐振器的谐振器长度，因此，不仅能实现天线装置的小型化，通过扩大顶部的的顶面，还可以实现高辐射效率和宽带特性。这时，在从凹部29的外周部向内1/8波长的位置处改变特性阻抗时，效果最好。
此外，如果把辐射体1的中心点定义为凹部29的外形图形的中心，则配设成连接辐射体1中心点和给电端口2及3的线段分别垂直相交，并且第一给电端口2和第二给电端口3位于这些线段上。
实施例6
图6(a)和图6(b)示出了根据本发明实施例6的天线装置。图6(a)中示出了辐射体1的凹部29的外形是圆形、顶部28的外形是正四边形的情况，图6(b)中示出了辐射体1的凹部29的外形是正四边形、顶部28的外形是圆形的情况。这两种情况下，接地板4和顶部28顶面的距离都比接地板4和凹部29的距离大。在图6(a)和图6(b)中，如果把辐射体1的中心点定义为凹部29的外形图形的中心，则通过第一给电端口2和辐射体1中心点的直线构成辐射板1的对称轴。
同样，通过第二给电端口3和辐射板1中心点的直线也构成辐射体1的对称轴。根据这种构成，可以确保给电端口2和3间的隔离，得到和实施例5的天线装置相同的效果。
实施例7
图7(a)和图7(b)示出了根据本发明实施例7的天线装置。
在本实施例中，在正四边形辐射板1的周边部的一部分形成图7(a)所示的台阶，以形成凹部29。另一方面，辐射板1上除凹部29以外的部分形成顶部1。如图7(a)和图7(b)所示，凹部29和接地板4的间隔小，顶部1和接地板4的间隔大。如果使第一给电端口2和第二给电端口3设置在凹部29的外周部相对于辐射板1的中心点彼此呈点对称的位置上，则可以被认为是实施例5的帽子形状的辐射体的变形。在本实施例中，因为能扩大辐射板1顶部的顶面面积，所以可以实现具有高辐射效率和宽带特性的天线装置。
实施例8
图8(a)和图8(b)示出了根据本发明实施例8的天线装置。
在图8(a)和图8(b)中，辐射体1由顶部28和凹部29形成，与接地板4相对配置。而且，辐射体1的圆形凹部29的直径为1/2波长的电气长度。在辐射体1的周边部设置偶数个切口部33。
切口部33相对于通过连接第一给电端口2的给电点5和辐射体1的中心点的直线122对称配置。切口部33还相对于连接第二给电端口3的给电点6和辐射体1的中心点的直线123对称配置。通过在这样的位置设置切口部33，可以确保第一给电端口2和第二给电端口3间的隔离。
辐射体1的切口部33相当于缩窄了辐射体的线路宽度。因此，切口部33使线路的特性阻抗增大。因此，可以减小作为辐射体1实际长度的凹部29的直径，实现天线装置的小型化。
实施例9
图9(a)、图9(b)、图10(a)、图10(b)示出了根据本发明实施例9的天线装置。图6(a)所示的帽子形状的辐射体使用电介体片的层叠体来实现。在图9(a)所示的分解斜视图中，辐射体1由顶部28、形成侧面部的通孔导体35和凹部29形成，顶部28由导电材料形成在第一层电介体片47的表面上，呈帽子形状，凹部29由导电材料形成在第二层电介体片48的表面上。其中，通孔导体35使顶部28的外周部和凹部29的内周部电连接。电介体片47和48的形状是正四边形，边长在规定频率下是半波长的电气长度。电介体片47在从片中心起的半径在1/8波长的电气长度以内的区域中形成由导电材料制成的顶部28，电介体片48在从片中心起的半径在1/8波长的电气长度以上的区域中形成由导电材料制成的凹部29。在第二层电介体片48的侧面形成由导电材料制成的第一给电端口2和第二给电端口3。连接辐射体1的中心点和给电端口2及3的线段相互垂直相交。
图9(b)示出了电介体片48的里面，给电端口2和3与接地板4绝缘。
同样，图10(a)、图10(b)所示的天线装置也使用电介体片47和48的层叠体来实现图7(a)所示的辐射体。在图10(a)所示的分解斜视图中，辐射体1由顶部28、形成顶部侧面的通孔导体35和凹部29形成，顶部28由导电材料形成在第一层电介体片47的表面上，凹部29由导电材料形成在第二层电介体片48的表面上。其中，通孔导体35如图10(a)那样使顶部28的外周部和凹部29的内侧周边部电连接。在第二层电介体片48的侧面形成由导电材料制成的第一给电端口2和第二给电端口3，连接辐射体1的中心点和给电端口2及3的线段相互垂直相交。
图10(b)示出了电介体片48的里面，第一给电端口2和第二给电端口3与接地板4绝缘。通过设置切口部44使接地板4的形状相对于中心点呈点对称，当通过回流焊接法等把天线装置安装在基板上时，可减小天线装置的安装偏差。
此外，也可以用磁性片或电介体片和磁性体的混合片代替本实施例中使用的电介体片作为电磁波媒体。
实施例10
图11(a)和图11(b)示出了根据本发明实施例10的天线装置。
在本实施例中，辐射体1由在规定频率下边长为半波长的电气长度的正四边形电介体片47和48构成。如图11(a)所示，在除一部分周边部以外的第一层47的表面上形成由导电材料制成的顶部28，在第二层48表面的除去对应于顶部28的部分后的部分上形成由导电材料制成的凹部29，而且在电介体片47中形成与凹部29周边部中内侧周边部电连接的通孔导体35。根据这种结构，可以扩大接地板4和辐射体1的间隔大的顶部28，实现具有高辐射效率和宽带特性的天线装置。
在第三层电介体片49的表面上配置由导电材料形成的电容器用电极36，可以在辐射体1的正下方串联地设置把凹部29作为相对电极的电容器。而且，在第四层电介体片50的表面上，通过通孔导体35使由导电材料形成的电感器37的一端和电容器用电极36电连接，电感器37的另一端连接给电端口2和3。根据这种结构，可以形成由串联连接在凹部29和各给电端口2、3之间的电容器和电感器组成的阻抗匹配电路，因此，可以实现内置阻抗匹配电路的天线装置。
图11(b)示出了电介体片50的里面，第一给电端口2和第二给电端口3与接地板4绝缘。此外，也可以不用本实施例中的阻抗匹配电路，而用电容器和电感器的串联电路以外的电路构成来实现阻抗匹配电路。
此外，也可以用磁性片或电介体片和磁性体的混合片代替本实施例中使用的电介体片作为电磁波媒体。
实施例11
图12示出了根据本发明实施例11的天线装置。部分变更图9(a)和图9(b)所示的天线装置中的接地板4的形状，进一步实现小型化。
在图12所示的分解斜视图中，辐射体1由顶部28、形成顶部侧面的通孔导体35和凹部29形成，顶部28由导电材料形成在第一层电介体片47的表面上，呈帽子形状，凹部29由导电材料形成在第二层电介体片48的表面上。电介体片47和48的形状是在规定频率下边长为半波长的正四边形。在第一层电介体片47中，顶部28位于从片的中心点开始的半径在1/8波长的电气长度以内的区域中，在第二电介体片48中，凹部29位于从片的中心点开始的半径在1/8波长的电气长度以上的区域中。
另一方面，接地板4由第三层电介体片49和第四层电介体片50形成。接地板4包括：帽子形状的凹部41，由导电材料形成在第三层电介体片49的表面上；帽子形状的顶部40，由导电材料形成在第四层电介体片50的表面上；通孔导体35，使形成在第三层电介体片49上的顶部40的外周部和凹部41的内周部电连接。电介体片49和50的形状也是在规定频率下边长为半波长的正四边形。从第四层电介体片50的中心点开始的半径为1/8波长的电气长度以内的区域是接地板的顶部40，从第三层电介体片49上面的中心点开始的半径为1/8波长的电气长度以上的区域是接地板4的凹部41。
以这种方式，可以增大彼此相对的顶部28和顶部40的间隔，和实施例5相比，通过各给电端口2及3和电介体片48的中心点的直线上的线路特性阻抗的变化显著，可以进一步实现天线装置的小型化。
连接辐射体1中心点和给电端口2及3的线段彼此垂直相交，并且第一给电端口2和第二给电端口3被配设成位于这些线段上。
实施例12
图13(a)和图13(b)分别示出了根据本发明实施例12的天线装置的斜视图和截面图。
在本实施例中，帽子形状的辐射体1具有在规定频率下直径为1/4波长的电气长度的顶部，如图13(a)和图13(b)所示直立地配置在接地板4上。当以辐射体1外周部的任意点为给电点输入规定的高频信号时，和实施例5一样，辐射体1作为在通过其给电点和辐射体1中心点的直线上形成的半波长的前端开放谐振器而动作，因为形成辐射体1是帽子形状的SIR结构，所以实现了天线装置的小型化。
第一给电端口2和第二给电端口3设置在辐射体1的外周部，配置在通过各给电端口和辐射体1中心点的直线相互垂直相交的位置上。通过以这种位置关系配置各给电端口，可以确保各给电端口间的隔离。
这是因为从第一给电端口2输入规定高频信号时辐射体1上产生的高频电位在通过第一给电端口2和辐射体1中心点的直线和在中心点垂直相交的直线上基本为零。对第二给电端口3也是一样的，因此，第一给电端口2和第二给电端口3彼此互不影响。
图14示出了把具有相互独立的两个端口的天线装置105作为分集方式的天线装置使用时的方框图。将第一给电端口2和第二给电端口3的接收电平进行包络线检波并比较，通过开关选择接收信号电平大的给电端口，和RF电路电连接。
通过以这种构成实现分集方式的天线装置，可以把所需的天线数量从2减为1，因此，可以实现低成本的小型便携终端。
实施例13
图3(a)、图15和图16示出了根据本发明实施例13的天线装置。图3(a)和图15分别示出了根据实施例13的天线装置106的上面图和斜视图。
本实施例的天线装置106由在规定频率下边长为半波长的正四边形的辐射板1和与辐射板1相对配置的接地板4构成。在图3(a)和图15中，第一给电端口2和第二给电端口3分别配置在通过辐射板1中心点的、与边平行的直线上，从而确保各给电端口间的隔离。
当从第一给电端口2和第二给电端口3输入规定的高频信号时，配置以辐射板1上产生的高频电位基本为零的辐射板1中心点为给电点27的接收专用给电端口24。
图16示出了用这种天线装置作为两个通信系统共用天线时的一例。这时，天线装置106的第一给电端口2和第二给电端口3可用作分集方式的第一通信系统的给电端口，给电端口24可用作用于所谓电视广播和GPS等接收专用系统的给电端口。
这里，天线装置106的第一给电端口2和第二给电端口3也可以用作使用圆偏振化的第一通信系统中的天线给电端口。这里，如上所述，给电端口24可以用作用于所谓电视广播和GPS等接收专用系统的给电端口。
实施例14
图17示出了根据本发明实施例14的天线装置。
图17中，和接地板4相对配置的辐射体1是和实施例5相同的帽子形状，在辐射体1的外周部相对于辐射体1中心点和给电点对称的位置上，连接两端为开放状态的、弯曲形状的导电元件38，在各给电点和给电端口2及3之间还设置相同弯曲形状的导电元件51。这样，可以把通过辐射体1中心点和各给电端口2及3的直线方向的电气长度设计得很长，因此，能降低天线装置的谐振频率，实现天线装置的小型化。通过切断弯曲形状的导电元件38的开放端的一部分，可以调整天线装置的给电端口间的隔离和各给电端口的阻抗匹配。
上述弯曲形状的导电元件用作电抗元件。
可以使导电元件全部都是同一形状且其电抗值几乎相同，或者使所有给电端口为同一形状。这样，因为天线装置是对称结构，所以能增大各给电端口间的隔离。
实施例15
图18示出了根据本发明实施例15的天线装置。图18中，在直径大致为半波长的电气长度的圆形辐射体1上设置的垂直相交坐标轴(X轴、Y轴)上并且在辐射体1的外周部配设第一给电端口2和第二给电端口3。而且，这些给电端口2和3分别与高频基板62上设置的第一和第二给电焊盘63、64电连接，通过阻抗匹配电路65分别与高频电路连接。在高频基板62上面的大部分上形成接地板4，辐射体1的中央部为图18那样的圆屋顶形。因此，辐射体1和接地板4的距离在辐射体1的中央部比其周边部大。根据这种构成，可以实现和实施例5相同效果的辐射体1的小型化。
而且，因为所述天线装置的给电端口设置在辐射体的外周部，所以在冲压加工导体平板后，可以通过向辐射体板1的中央部实施压力加工而突出成圆屋顶状，并相对于辐射体1使给电端口端部大致弯曲成直角这样的简单工艺来制造。因此，可以用低成本实现高精度的天线装置。
工业实用性
根据以上所述的本发明，在一个天线上设置确保隔离的多个给电端口，可以使其作为两个独立的天线来工作，因此，仅用单个天线结构就能实现以前需要两个天线的分集方式的天线和圆偏振化用天线。
因此，可以实现天线装置的小型化和低成本化。

Claims (26)

1.一种高频用天线装置，包括：
辐射体，由具有下面其中一种形状的平面导体构成：(i)直径大致为半波长的大致圆形，(ii)通过中心点的对角线长度大致为半波长的大致正多边形，(iii)边长大致为半波长的大致正四边形；
接地板，和上述辐射体间隔规定距离地平行配置；
第一给电端口，与上述辐射体上的第一给电点耦合；
第一给电端口，和上述辐射体上的第二给电点耦合，
其中上述第一给电点位于由从上述第二给电端口给电而产生的高频电位为零的区域中，并且，
上述第二给电点位于由从上述第一给电端口给电而产生的高频电位为零的区域中。
2.根据权利要求1所述的天线装置，其中，连接上述辐射体中心点和上述第一给电点的线段和连接上述辐射体中心点和上述第二给电点的线段彼此垂直相交。
3.根据权利要求1所述的天线装置，其中，在上述辐射体的外周部，在相对于通过上述第一、第二给电点和上述辐射体中心点的直线对称的位置上具有多个切口部。
4.根据权利要求1所述的天线装置，其中，第三给电端口与上述辐射体的中心点耦合。
5.根据权利要求4所述的天线装置，其中，分别从上述第一、第二、第三给电端口给电的高频信号频率大致相同。
6.根据权利要求1所述的天线装置，其中，上述第一和第二给电点位于上述辐射体的外周部。
7.根据权利要求1所述的天线装置，其中，上述辐射体具有顶部和凹部，上述顶部被形成为上述辐射体和上述接地板的距离至少在上述辐射体中央部比上述中央部以外的部位大，上述凹部是上述辐射体的除上述顶部以外的部分。
8.根据权利要求7所述的天线装置，其中，上述顶部的顶面和上述凹部是平坦的，和上述接地板平行。
9.根据权利要求7所述的天线装置，其中，在上述凹部的外周部，在分别相对于通过上述第一给电点和上述凹部中心点的直线以及通过上述第二给电点和上述凹部中心点的直线对称的位置上设置多个切口部。
10.根据权利要求1所述的天线装置，其中，上述接地板包括顶部和凹部，上述接地板的形状为以下形状之一：(i)直径大致为半波长的大致圆形，(ii)通过中心点的对角线长度大致为半波长的大致正多边形，(iii)边长大致为半波长的大致正四边形，使上述接地板和上述辐射体的距离至少在与上述辐射体的中央部相对的上述接地板部位比上述接地板的其他部位处的上述距离大地形成顶部，上述凹部是上述顶部以外的部分。
11.根据权利要求10所述的天线装置，其中，上述接地板顶部的顶面和上述凹部是平坦的，和上述辐射体平行。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的天线装置，其中，上述辐射板的凹部的宽度大致为1/8波长，上述顶部顶面的直径、对角线长或边长之一大致为1/4波长。
13.根据权利要求1或7所述的天线装置，其中，在上述辐射体和上述接地板之间设置由电介体、磁性体或电介体和磁性体的混合体之一构成的电磁波介质。
14.根据权利要求13所述的天线装置，其中，上述电磁波媒体具有多层化结构，在上述多层中的至少一层上设置阻抗匹配电路，上述阻抗匹配电路至少与上述第一和第二给电端口中的一个相连接。
15.根据权利要求1或7所述的天线装置，其中，在上述辐射体上，在相对于上述辐射体中心点和上述第一及第二给电点对称的位置上附加一端为开放状态的导电元件。
16.根据权利要求15所述的天线装置，其中，通过切断上述导电元件的上述为开放状态的一端以改变其电气长度，来调整上述第一和第二给电端口间的隔离大小。
17.根据权利要求15所述的天线装置，其中，上述导电元件具有弯曲形状。
18.根据权利要求15所述的天线装置，其中，在上述为开放状态的一端和上述接地板之间连接电抗元件。
19.根据权利要求1或15所述的天线装置，其中，在上述第一给电点和上述第一给电端口之间以及在上述第二给电点和上述第二给电端口之间分别连接弯曲形状的导电元件。
20.根据权利要求16所述的天线装置，其中，上述导电元件都具有相同的形状。
21.根据权利要求18所述的天线装置，其中，上述电抗元件的电抗值都大致相同。
22.根据权利要求1所述的天线装置，其中，第一和第二给电端口的形状大致相同。
23.一种高频用天线装置，包括：
辐射体，由具有下面一种形状的平面导体构成：(i)直径大致为半波长的大致圆形，(ii)通过中心点的对角线长度大致为半波长的大致正多边形，(iii)边长大致为半波长的大致正四边形；
接地板，和上述辐射体间隔规定距离地平行配置；
第一给电端口，与上述辐射体上的第一给电点耦合；
第二给电端口，与位于和通过上述辐射体中心点和上述第一给电点的线段垂直相交的线段上的第二给电点耦合，
其中上述第一和第二给电端口用作分集方式通信系统中的天线给电端口。
24.根据权利要求23所述的天线装置，其中，第三给电端口与上述辐射体的中心点耦合，上述第一、第二和第三给电端口还用作上述分集方式的通信系统中的天线给电端口。
25.根据权利要求24所述的天线装置，其中，上述第一和第二给电端口用作分集方式的第一通信系统中的天线给电端口，而上述第三给电端口用于第二通信系统。
26.根据权利要求24所述的天线装置，其中，上述第一和第二给电端口用作使用圆偏振化的第一通信系统中的圆偏振化给电端口，而上述第三给电端口用于上述第二通信系统。
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