TW200820498A - Antenna apparatus - Google Patents

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200820498 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 技術領域 本發明係有關於一種使用小型環形天線元件之天線裝 5置及使用上述天線裝置之天線系統。 【先前技術】 背景技術 近年來，為了確保資訊安全，持續開發無線通訊系統 之個人認證技術。具體而言，使用者持有無線通訊裝置， 10個人電腦、行動電話、車輛等對象物也具有無線通訊裝置， 而且藉由適當的無線通訊系統，可進行持續認證。當對象 物在使用者周圍之一定範圍内時，使用者即可控制該對象 物。另一方面，當對象物在使用者周圍之一定範圍以外時， 便無法控制該對象物。為了判斷使用者周圍之一定範圍内 15 是否有對象物，必須藉由無線通訊裝置測定以無線進行認 證通訊時對象物與使用者的距離。 又，最簡單的距離測定方法係以接收電場強度進行測 定，無須使用特別的測定距離用電路，僅利用無線認證用 之無線通訊裝置即可測定距離。然而，由於使用者持有無 20 線通訊裝置或認證金鑰裝置，因此所搭載之天線增益會受 到人體等導體的強烈影響。又，一旦於多重路徑環境中使 用，則會受到衰退影響。 由於以上理由，會引起因周圍環境而使接收電場強度 急遽降低的現象。因此，接收電場強度會隨著距離增加而 5 200820498 變低，使距離與接收電場強度間的關係瓦解，而使距離測 定的精準度大幅惡化。又，認證通訊時所需之天線增益會 )成’因而降低通訊品質。過去，為了防止增益因為導體 接近天線而急遽降低，已提出使用構造為環形面相對於導 5體為垂直之小型環形天線的方法，來作為避免導體對天線 產生影響的方法(例如，參照專利文獻丨之第丨圖及專利文獻 2之第2圖）。又，也提出了放射不同極化波分量的方法，以 作為防止衰退影響的方法(例如，參照專利文獻丨之第4圖）。 專利文獻1 :特開2000-244219號公報 10 專利文獻2 :特開2005-109609號公報 專利文獻3:國際公開W02004/070879號公報 非專利文獻1 :電子情報通信學會編，“ 7 y于十工学 八 > 卜、7、、7夕（天線工學手冊），，，ρρ·59-63，才一厶社 (Ohmsha)，第1版，1980年10月30日發行 15 【發明内容】 發明揭示 發明所欲解決之課題 然而，在專利文獻1及2的方法中，天線增益在導體接 近與遠離天線時會產生變化，因此會有因為天線至導體之 20距離不同而無法使所得之天線增益皆為一定的問題。特別 地，在專利文獻1之方法中，即使可以避免衰退的影響，也 無法避免與導體之距離所引起的天線增益變動。 本發明之第1目的在於提供一種使用小絮環形天線元 件之天線裝置，該天線裝置係可解決以上問題’無論從天 6 200820498 、線裝置至導體之距離為何，皆可得到實質上一定的增益， 並且可防止通訊品質降低者。 本t明之第2目的在於提供一種具有認證金鑰用天線 裝置及對象機器用天線裝置之天線系統，該天線系統係可 解决以上問題’在天線裝置與導體間之距離產生變化時， 細小"忍祖金鑰裝置之天線的增益變動，並且可避免衰退的 影響者。 解決課題之手段 第1發明之天線裝置包含有：小型環形天線元件，係具 10有預定之微小長度及2個饋電點者；及平衡訊號饋電機構， 係可將具有預定振幅差及預定相位差之2個平衡無線訊 號，分別對於前述小型環形天線元件之2個饋電點進行饋電 者，又，W述小型環形天線元件具有：複數環形天線部， 係具有預定環形面，可放射平行於前述環形面之第丨極化波 15分量者；及至少1條連接導體，係設置於與前述環形面垂直 之方向上，連接前述複數環形天線部，並放射與前述第1極 化波为里垂直之第2極化波分量者，且前述天線裝置包含有 設定機構，該設定機構係可在前述天線裝置接近前述導體 板時，使前述天線裝置與前述導體板之距離變化時的前述 20第1極化波分量之天線增益最大值與前述第2極化波分量之 天線增盈最大值實質上為相同，藉此，無論前述距離為何， 皆可使前述第1極化波分量與前述第2極化波分量之合成分 量實質上為一定者。 在前述天線裝置中，其中前述設定機構設定前述振幅 7 200820498 差及蝻述相位差中至少一者，以使前述距離變化時的前述 第1極化波分量之天線增益最大值與前述第2極化波分量之 天線增益最大值實質上為相同。 又，在前述天線裝置中，其十前述設定機構具有控制 機構，該控制機構係可控制前述振幅差與前述相位差中至 少一者，以使前述距離變化時的前述第1極化波分量之天線 增盈最大值與前述第2極化波分量之天線增益最大值實質 上為相同者。 此外，在前述天線裝置中，其中前述設定機構係設定 〇 4述小型％形天線元件之尺寸、前述小型環形天線元件之 圈數、及前述各環形天線部之間隔中至少一者，以使前述 距離變化時的前述第i極化波分量之天線增益最大值與前 述第2極化波分量之天線增益最大值實質上為相同者。 15 20 又，在前述天線裝置中，其中前述小型環形天線元件 包含有平行於前述環形面而設置之⑴、第2及第3環形天線 部，，且前述第！環形天線部包含有分別捲繞半圈之幻及第2 半感天線4月述第2¾形天線部包含有分別捲繞半圈之 第3及第4半環形天線部，而前述第3環形天線部係捲繞i 圈亚且’刚述天線裳置包含有：第1連接導體部，係設置 ^垂Ϊ於料環形面之方向上，錢接前述第i半環形天線 錢刖形*線部者；幻連接導體部，係設置在 之方向上’且連接前述第2半環形天線部 ^述#丰㈣天線部者；幻連接導體部，係設置在垂 直於前《形面之⑼上，錢接前述第3彻彡錢部與前 8 2UU82U498 述第4半環形天線部者；及第 於前迷環形面之方向上，且、^，¥體部，係設置在垂直 第3半環形天線部者，&，卞二述第3%形天線部與前述 前述第2半環形天線部之第1 +環形天線部之—端與 5 10 15 20 缒為2個饋電點。 此外，在前述天線裝置中，1 件包含有平行於前述環形面㈣置中^小型環形天線元 線部，且前述第1環形天線& M、第2及第3環形天 第2半環形天線部，前述第2王^ 3分別捲繞半圈之第1及 圈之第3及第4半= =別捲繞半 一圈，並且，前収«置包含有.第天線部係捲繞 置在垂直於前述環形面之有連接導體部，係設 線部與前U碎環敎_者f半環形天 在垂直於f f心 者，弟2連接導體部，係設置 部與卞、^面之方向上’且連接前述第3半環形天線 首於:二A形天線部者；第3連接導體部，係設置在棄 ”:述％㈣之方向上，錢接前述第2半環形天線部與 刖f 4半環形天線部者，·及第4連接導體部，係設置在猶 a述4面之方向上，且連接前述第4半環形天線部與 别心3%形天線部者，X，前述第1半環形天線部之-端 與前述第2半環形天_之-端為2個饋電點。 又在‘述天線裝置中，其中前述小型環形天線元件 包含有平行於前述環形面而設置之第卜第2及第3環形天線 ^ ’且别述第1環形天線部包含有分別捲繞半圈之第1及第2 半％1天、線部’前述第2環形天線部包含有分別捲繞半圈之 第3及第4半環形天線部，而前述第3環形天線部包含有分別 9 200820498 捲繞半圈之第5及第6半環形天線部，並且，兮 含有:第1連接導體部’係設置在垂直於前述環形面::包 上，且連接前述第1半環形天線部與前述第 向 5 10 15 者；第2連接導體部，係設置在垂直於= =’·=妾前述第3半環形天線部與前述以 : 者，弟3連接導體部’係設置在垂直於前述環形面之= 上’且連接W述第2半環形天線部與前 。 …接讓，係設置在垂直於前 上且連接刖述第4半環形天線部與 ° 者…連接導趙部，係設置在"於二:二= 上’且連接前述第5半環形天線部者； 係設置在垂直於前述援形“ 5 ㈣之方向上，且連接前述第6半環 查部者，又，由前述第1、第3及第5半環形天線部與前 ^弟、接導體部構成第1環形天線，由前述第2、第4及第6 2形天線部與前述第6連接導體部構成第2環形天線，而 :述第1半環形天線部之-端與前述第5連接導體之_端為 前述第1環形天線的2個饋電點，前述第2半環形天線部之一 端與前述第6連接導體之一端為前述第2環形天線的2個饋 電點，並且，該天線裝置具有不平衡訊號饋電機構代替前 述平衡訊號饋電機構，且前述不平衡訊號饋電機構係可將 具有預定振幅差及預定相位差之2個不平衡無線訊號，分別 對於前述第1及第2環形天線進行饋電者。 第2發明之天線裝置，係將如申請專利範圍第丨至7項中 任1項中的小型環形天線元件、及具有與前述小型環形天線 20 200820498 元件同樣構造的其他小型環形天線元件設置成環形面互相 垂直者。 在前述天線裝置中，更包含有切換機構，該切換機構 係可將前述2個平衡無線訊號，選擇性地對於前述小型環形 5 天線元件、與前述其他小型環形天線元件中任1者進行饋電 者。 又’在前述天線裝置中，其中前述平衡訊號饋電機構 係在將不平衡無線訊號以90度之相位差分配成2個不平衡 無線訊號後，將分配後之一不平衡無線訊號轉換成2個平衡 10無線訊號而對於前述小型環形天線元件進行饋電，另一方 面’將分配後之另一不平衡無線訊號對於前述其他小型環 形天線元件進行饋電，藉此放射圓極化波之無線訊號者。 此外，在前述天線裝置中，其中前述平衡訊號饋電機 構係將不平衡無線訊號轉換成同相或反相的2個不平衡無 15線訊號，將轉換後之一不平衡無線訊號轉換成2個平衡無線 讯唬而對於前述小型環形天線元件進行饋電，另一方面， 將轉換後之另一不平衡無線訊號轉換成另2個平衡無線訊 號而對於前述其他小型環形天線元件進行饋電者。 ，並且，在前述天線裝置中，其中前述平衡訊號饋電機 2〇構係將不平衡無線訊號轉換成具有+90度之相位差或_9〇 度之相位差的2個不平衡無線訊號，將轉換後之一不平衡無 線訊號轉換成2個平衡無線訊號 而對於前述小型環形天線

* 、、N %仃饋電，另-方面，將轉換後之另—不平衡無線訊 轉換成另2個平衡無線訊號而對於前述其他小型環形 號 11 200820498 線元件進行饋電者。 第3發明之天線系統包含有：認證金鑰用天線裝置，係 具有如申請專利範圍第1至7項中任1項之天線裝置者；及對 象機器用天線裝置，係可與前述認證金鑰用天線裝置進行 5 無線通訊者，且前述對象機器用天線裝置包含有：2個天線 元件，係具有互相垂直之極化波者；及切換機構，係可選 擇前述2個天線元件中之1者而連接無線收發電路者。 發明之效果 因此，根據本發明之天線裝置，可實現一種無論天線 10 裝置與導體板之距離為何，實質上皆可得到一定之增益， 且可防止通訊品質變差的天線裝置。又，例如，可實現一 種天線裝置，在進行認證通訊時，可抑制由前述小型環形 天線元件所放射之極化波分量的天線增益降低，並且提高 由前述連接導體所放射之極化波分量的天線增益，藉此得 15 到與先前技術相較之下較高的通訊品質。此外，即使在垂 直水平兩極化波中之一極化波大幅衰減時，也可得到極化 波分集的效果。 又，根據本發明之天線系統，可實現一種具有認證金 鑰用天線裝置及對象機器用天線裝置之天線系統，可減少 20 因與導體板之距離所引起的天線增益變動，並且可避免衰 退的影響。 圖式簡單說明 第1圖係顯示本發明第1實施型態之具有小型環形天線 元件105之天線裝置構造的立體圖。 12 200820498 第2(a)圖係顯示第1實施型態之第1變形例之小型環形 天線元件105A構造的立體圖，第2(b)圖係顯示第1實施型態 之第2變形例之小型環形天線元件105B構造的立體圖。 第3圖係顯示第1圖之饋電電路103構造的方塊圖。 5 第4(a)圖係顯示為第3圖之饋電電路103之第1變形例的 饋電電路103A構造的方塊圖，第4(b)圖係顯示為第3圖之饋 電電路103之第2變形例的饋電電路103B構造的方塊圖，第 4(c)圖係顯示為第3圖之饋電電路103之第3變形例的饋電電 路103C構造的方塊圖。 10 第5(a)圖係顯示第1圖之小型環形天線元件105接近導 體板106時之距離D的正視圖，第5(b)圖係顯示相對於距離D 之朝向導體板106接近之方向與相反方向的小型環形天線 元件105之天線增益的圖。 第6(a)圖係顯示線形天線元件160接近導體板106時之 15 距離D的正視圖，第6(b)圖係顯示相對於距離D之朝向導體 板106接近之方向與相反方向的線形天線元件160之天線增 益的圖。 第7圖係顯示第1圖之天線裝置接近導體板106時兩者 之位置關係及距離D的立體圖。 20 第8(a)圖係顯示第1圖之小型環形天線元件105之垂直 極化波分量之天線增益最大值大於水平極化波分量之天線 增益最大值時，相對於距離D之由天線裝置向導體板106接 近之方向與相反方向的合成天線增益的圖，第8(b)圖係顯示 第1圖之小型環形天線元件105之垂直極化波分量之天線增 13 200820498 益最大值小於水平極化波分量之天線增益最大值時，相對 於距離D之由天線裝置向導體板1〇6接近之方向與相反方向 的合成天線增益的圖，第8(c)圖係顯示第1圖之小型環形天 線元件105之垂直極化波分量之天線增益最大值實質上等 5於水平極化波分量之天線增益最大值時，相對於距離D之由 天線裝置向導體板106接近之方向與相反方向的合成天線 增益的圖。 第9圖係顯示對於饋電於第1圖之小型環形天線元件 105的2個無線訊號之相位差在χγ平面上之平均天線增益 10 的圖。 第10圖係顯示本發明第2實施型態之具有小型環形天 線元件105、205之天線裝置構造的立體圖。 第11圖係顯示第10圖之天線裝置接近導體板106時兩 者之位置關係及距離D的立體圖。 15 第l2(a)圖係顯示將無線訊號饋電於第10圖之小型環形 天線元件105時，在垂直極化波分量之天線增益最大值實質 上4於水平極化波分量之天線增益最大值時，相對於距離D 之由天線裝置向導體板106接近之方向與相反方向的合成 天線增盈的圖，第12(b)圖係顯示將無線訊號饋電於第1〇圖 20之小型環形天線元件2〇5時，在垂直極化波分量之天線增益 最大值實質上等於水平極化波分量之天線增益最大值時， 相對於距離D之由天線裝置向導體板log接近之方向與相反 方向的合成天線增益的圖。 第13圖係顯示本發明第3實施型態之具有小型環形天 14 200820498 線元件105、205之天線裝置構造的立體圖。 第14圖係顯示本發明第4實施型態之具有小型環形天 線元件105之天線裝置構造的立體圖。 第15圖係顯示第14圖之饋電電路103D構造的方塊圖。 5 第16(a)圖係顯示為第15圖之饋電電路103D之第1變形 例的饋電電路103E構造的方塊圖，第16(b)圖係顯示為第15 圖之饋電電路103D之第2變形例的饋電電路103F構造的方 塊圖，第16(c)圖係顯示為第15圖之饋電電路103D之第3變 形例的饋電電路103G構造的方塊圖。 10 第17圖係顯示第15圖、第16(a)圖、第16(b)圖及第16(c) 之可變移相器1033、1033A、1033B之為第1實施例之可變 移相器1033-1詳細構造的電路圖。 第18圖係顯示第15圖、第16(a)圖、第16(b)圖及第16(c) 之可變移相器1033、1033A、1033B之為第2實施例之可變 15 移相器1033-2詳細構造的電路圖。 第19圖係顯示本發明第5實施型態之具有小型環形天 線元件105、205之天線裝置構造的立體圖。 第20圖係顯示本發明第6實施型態之具有小型環形天 線元件105、205之天線裝置構造的立體圖。 20 第21圖係顯示使用於本發明第7實施型態之具有小型 環形天線元件105之天線裝置（除了第1圖之饋電電路103 外，與第1圖之天線裝置具有同樣的構造）中之饋電電路 103H構造的方塊圖。 第22(a)圖係顯示為第21圖之饋電電路103H之第1變形 15 200820498 例的饋:電路⑽以冓造的方塊圖，第22(b)圖係顯示為第η 圖之饋電電路103H之第2變形例的饋電電路顧構造的方 塊圖，第22(c)圖係顯示為第21圖之饋電電路1〇3H之第3變 形例的饋電電路103&構造的方塊圖。 5 第23圖係顯示第7實施型態之天線裝置中，相對於饋電 電路103H之衰減器1071之衰減量在χγ平面上之平均天線 增益的圖。 第24圖係顯示本發明第8實施型態之為第21圖之變形 例之饋電電路103L構造的方塊圖。 10 第25(a)圖係顯示為第24圖之饋電電路i〇3L之第1變形 例的饋電電路103M構造的方塊圖，第25(b)圖係顯示為第24 圖之饋電電路103L之第2變形例的饋電電路ι〇3Ν構造的方 塊圖，第25(c)圖係顯示為第24圖之饋電電路i〇3L之第3變形 例的饋電電路1030構造的方塊圖。 15 第26圖係顯示第24圖、第25(a)圖、第25(b)圖及第25(c) 之可變衰減器1074之為第1實施例之可變衰減器1074-1詳 細構造的電路圖。 第27圖係顯示第24圖、第25(a)圖、第25(b)圖及第25(c) 之可變衰減器1074之為第2實施例之可變衰減器1074-2詳 20 細構造的電路圖。 第28圖係顯示本發明第9實施型態之具有小型環形天 線元件105之天線裝置構造的立體圖。 第29圖係顯示第28圖之平衡不平衡轉換電路103P構造 的電路圖。 16 200820498 第30(a)圖係顧示第29圖之平衡不平衡轉換電路丨〇3p 中，Ά通於平衡端子T2之無線訊號、與流通於平衡端子η 之無線訊號間的振幅差Ad之頻率特性的圖，第3〇(b)圖係顯 示第29圖之平衡不平衡轉換電路1〇3p中，流通於平衡端子 5 T2之無線訊號、與流通於平衡端子T3之無線訊號間的相位 差Pd之頻率特性的圖。 第31圖係顯示對於饋電於第28圖之小型環形天線元件 105之2個無線訊號之振幅差八(1在又丫平面之平均天線增益 的圖。 10 第32(a)至⑴圖係顯示將饋電於第28圖之小型環形天線 兀件105之2個無線訊號之振幅差AdM_1〇dB變化至_ldB 時，XY平面之水平極化波分量之放射圖案的圖。

第33(a)至（k)圖係顯示將饋電於第28圖之小型環形天 線元件105之2個無線訊號之振幅差Ad&〇dB

變化至10dB 15時，XY平面之水平極化波分量之放射圖案的圖。 第34(a)至⑴圖係顯示將饋電於第28圖之小型環形天線 兀件105之2個無線訊號之振幅差Ad& _1〇dB變化至_ldB 時，XY平面之垂直極化波分量之放射圖案的圖。 第35⑷至(k)圖係顯示將饋電於第28圖之小型環形天 20線元件105之2個無線訊號之振幅差Ad從OdB變化至10dB 時，XY平面之垂直極化波分量之放射圖案的圖。 第36圖係顯示本發明第1〇實施型態之具有小型環形天 線元件105、205之天線裝置構造的立體圖。 第37(a)圖係顯示為第36圖之第1變形例之極化波切換 17 200820498 電路2〇8A構造的電路圖，第37_係顯示為上述極化波切 換電路208A之變形例的極化波士刀換電路2〇8α&構造的電路 圖。 第38圖係顯示第36圖之天線裝置接近導體板1〇6時兩 5者之位置關係及距離D的立體圖。 第39⑻圖係、顯示將無線訊號饋電於第％圖之小型環形 天線元件105時，在垂直極化波分量之天線增益最大值實質 上等於水平極化波分量之天線增益最大值時，相對於距離d 之由天線裝置向導體板1G6接近之方向與相反方向的合成 10天線增益的圖，第39(b)圖係顯示將無線訊號饋電於第36圖 之小型壞形天線元件205時，在垂直極化波分量之天線增益 最大值實質上等於水平極化波分量之天線增益最大值時， 相對於距離D之由天線裝置向導體板服接近之方向與相反 方向的合成天線增益的圖。 15 第40圖係顯示本發明第11實施型態之具有小型環形天 線元件105A之天線裝置構造的立體圖。 第41圖係顯示第40圖之小型環形天線元件1〇5A之電流 方向的立體圖。 第42圖係顯示第40圖之天線裝置接近導體板1〇6時兩 20者之位置關係及距離D的立體圖。 第43(a)圖係顯示相對於第4〇圖之連接導體1〇5加、 105db之長度，小型環形天線元件1〇5A在χγ平面之水平極 化波分量之平均天線增益的圖，第43(b)圖係顯示相對於第 40圖之連接導體105da、105db之長度，小型環形天線元件 18 200820498 105A在XY平面之垂直極化波分量之平均天線增益的圖。 第44(a)圖係顯示相對於第4〇圖之連接導體1〇5加、 105db間之距離，小型環形天線元件1〇5八在又¥平面之水平 極化波分i之平均天線增益的圖，第44(b)圖係顯示相對於 5第40圖之連接導體105da、l〇5db間之距離，小型環形天線 元件105A在XY平面之垂直極化波分量之平均天線增益的 圖。 第45圖係顯示本發明第12實施型態之具有小型環形天 線元件105A、205A之天線裝置構造的立體圖。 10 第4 6圖係顯示第4 5圖之天線裝置接近導體板1 〇 6時兩 者之位置關係及距離D的立體圖。 第47圖係顯示本發明第13實施型態之具有小型環形天 線元件105A、205A之天線裝置構造的立體圖。 第48圖係顯示本發明第14實施型態之具有小型環形天 I5線元件之天線襄置構造的立體圖。 第49圖係顯示第48圖之小型環形天線元件1〇5B之電流 方向的立體圖。 第50圖係顯不第48圖之天線裝置接近導體板1〇6時兩 者之位置關係及距離D的立體圖。 20 第51圖係顯示本發明第15實施型態之具有小型環形天 線元件105B、205B之天線裝置構造的立體圖。 第52圖係顯示第51圖之天線裝置接近導體板106時兩 者之位置關係及距離D的立體圖。 第53圖係顯示本發明第16實施型態之具有小型環形天 19 200820498 線凡件105B、205B之天線裝置構造的立體圖。 第54圖係顯示本發明第π實施型態之具有認證金鑰用 天線裝置100與對象機器用天線裝置30〇之天線系統構造的 立體圖及方塊圖。 5 ^ 第55(a)圖係顯示在第54圖之天線系統中，小型環形天 線元件105之垂直極化波分量之天線增益最大值實質上等 於水平極化波分量之天線增益最大值時，相對於認證金鑰 用天線裝置100與導體板106間之距離D，由認證金鑰用天線 骏置100向導體板106接近之方向與相反方向的合成天線增 避的圖，第55(b)圖係顯示在第54圖之天線系統中，小型環 形天線元件105之垂直極化波分量之天線增益最大值大於 火平極化波分1之天線增盈最大值時，相對於認證金錄用 天線裝置100與導體板106間之距離D，由認證金鑰用天線裝 置1〇〇向導體板106接近之方向與相反方向的合成天線增益 15的圖。 弟56圖係顯示本發明第18實施型態之具有小型環形天 線元件105C之天線裝置構造的立體圖。 第57圖係顯示第56圖之天線裝置接近導體板1〇6時兩 者之位置關係及距離D的立體圖。 2〇 ^ 弟58圖係顯示對於第56圖之向右捲繞小型環形天線 叱〜與向左捲繞小型環形天線1G5Cb為同相且將無線訊 號不平衡饋電時，小型環形天線元件1〇5c之電流方向的立 體圖。 第59圖係顯示對於第56圖之向右捲繞小型環形天線 20 200820498 105Ca、與向左捲繞小型環形天線1〇5Cb為反相且將無線訊 號進行不平衡饋電時，小型環形天線元件105C之電流方向 的立體圖。 第60圖係顯示對於施加於第56圖之小型環形天線元件 5 l〇5C之向右捲繞小型環形天線l〇5Ca、與向左捲繞小型環形 天線105Cb的2個無線訊號之相位差的水平極化波分量及垂 直極化波分量在XY平面之平均天線增益的圖。 第61圖係顯示本發明第19實施型態之具有小型環形天 線元件105C、205C之天線裝置構造的立體圖。 10 第62(a)圖係顯示在第61圖之天線系統中，將無線訊號 饋電於小型環形天線元件1 〇 5 c之向右捲繞小型環形天線 105Ca及向左捲繞小型環形天線1〇5Cb時，小型環形天線元 件105C之垂直極化波分量之天線增益最大值實質上等於水 平極化波分量之天線增益最大值時，相對於天線裝置與導 15體板106間之距離D，由天線裝置向導體板106接近之方向與 相反方向的合成天線增益的圖，第62(b)圖係顯示在第61圖 之天線系統中，將無線訊號饋電於小型環形天線元件205C 之向右捲繞小型環形天線2〇5Ca及向左捲繞小型環形天線 2〇5〇3時’小型環形天線元件205C之垂直極化波分量之天 2〇線增益最大值實質上等於水平極化波分量之天線增益最大 值時，相對於天線裳置與導體板1〇6間之距離D，由天線裝 置向導體板106接近之方向與相反方向的合成天線增益的 圖。 第63圖係顯示本實施型態之實施例1中，用以得到關於 21 200820498 環形間隔之放射變化的模擬與其結果之小型環形天線元件 105構造的立體圖。 第6 4 (a)圖係顯示實施例1之小型環形天線元件中，對於 變化元件寬度We與極化波時之環形間隔的平均天線增益 5 的圖，第64(b)圖係顯示實施例1之小型環形天線元件中，對 於變化極化波時之環形回線部長度的平均天線增益的圖， 第64(c)圖係顯示實施例1之小型環形天線元件中，對於變化 極化波時之環形回線部長度的平均天線增益的圖。 第65(a)圖係顯示實施例1之小型環形天線元件中，對於 10 變化極化波時之環形面積與環形間隔之比的平均天線增益 的圖，第65(b)圖係顯示實施例1之小型環形天線元件中，對 於變化極化波時之環形面積與環形間隔之比的平均天線增 益的圖。 第66(a)圖係顯示實施例1之小型環形天線元件中，對於 15 變化極化波時之環形面積與環形回線部長度之比的平均天 線增益的圖，第66(b)圖係顯示實施例1之小型環形天線元件 中，對於變化極化波時之環形面積與環形回線部長度之比 的平均天線增益的圖。 第67(a)圖係顯示相對於本實施型態之實施例2之小型 20 環形天線元件105(螺旋線圈形狀之小型環形天線元件）的圈 數，關於水平極化波之XY平面的平均天線增益的圖，第67(b) 圖係顯示相對於本實施型態之實施例2之小型環形天線元 件105(螺旋線圈形狀之小型環形天線元件）的圈數，關於垂 直極化波之XY平面的平均天線增益的圖。 22 200820498 第68圖係顯示第] 主第3實施型態之實施例3之小型環 形天線元件中，相對於 、振幅差Ad之平均天線增益的圖。

第69圖係顯示第1 A 至弟3實施型態之實施例3之小型環 ^/天線το件中4目對於相位差別之平均天線增益的圖。 第70圖係顯示第1至第3實施型態之實施例3之小型環 形天線元射’相料變化振懸μ及極化麟之相位差 Pd的平均天線增益的圖。 第71⑻圖係顯示本實施型態之實施例4之使用第1阻抗 整合方法的阻抗整合電路構造的電路圖，第71⑻圖係 10顯示第71(a)圖之第1阻抗整合方法的史密斯圖。 第72(a)圖係顯示本實施型態之實施例4之使用第2阻抗 整合方法的阻抗整合電路104-2構造的電路圖，第72(b)圖係 顯示第72(a)圖之第2阻抗整合方法的史密斯圖。 第73(a)圖係顯示本實施型態之實施例4之使用第3阻抗 15 整合方法的阻抗整合電路104-3構造的電路圖，第73(b)圖係 顯示第73(a)圖之第3阻抗整合方法的史密斯圖。 第74(a)圖係顯示本實施型態之實施例4之使用第4阻抗 整合方法的阻抗整合電路104-4構造的電路圖，第74(b)圖係 顯示第74(a)圖之第4阻抗整合方法的史密斯圖。 20 第75圖係顯示本實施型態之實施例4之第71圖至第74 圖之平衡不平衡轉換器1031構造的電路圖。 第7 6 (a)圖係顯示第17實施型態之實施例5之包含有認 證金鑰裝置1〇〇、及具有小型環形天線元件1〇5之對象機器 用天線裝置300的天線系統中，將兩裝置1〇〇、300之各天線 23 200820498 高度設定為實質上相同時，相對於兩裝置100、300間之距 離D之接收電力的電波傳播特性圖，第76(b)圖係顯示第17 實施型態之實施例5之包含有認證金鑰裝置100、及具有半 波長偶極天線之對象機器用天線裝置300的天線系統中，將 5 兩裝置100、300之各天線高度設定為實質上相同時，相對 於兩裝置100、300間之距離D之接收電力的電波傳播特性 圖。 ί貧方式；3 貫施發明之最佳型態 10 以下，參照圖示說明本發明之實施型態。另外，對於 同樣的構成要件附加同樣的符號。 第1實施型態 第1圖係顯示具有本發明第1實施型態之小型環形天線 元件105之天線裝置構造的立體圖。在第1圖及以下各圖 2 5 t，、 以XYZ之3次元座標系表示各方向。在此，接地導體板 24 1 之長方向係與Z軸方向平行，其寬方向係與X軸方向平 $ 二- 丁’而垂直於接地導體板1〇1之面的方向則為γ軸方向。又， 第1圖及以下各圖中，以Η表示水平極化波分量之方向或 天線i胃盈，以V表示垂直極化波分量之方向或天線增益。此 20外’ &係表示包含發送無線訊號與接收無線訊號之不平衡 收發訊號。 在第1圖中，無線收發電路102係設置於接地導體板101 在產生不平衡收發無線訊號後，透過饋電電路103及阻 抗整合電路104饋電給小型環形天線元件1〇5，藉此發送前 200820498 述發送無線訊號，同時將小型環形天線元件105所接收之接 收無線訊號，透過阻抗整合電路1〇4及饋電電路1〇3輸入為 不平衡接收無線訊號後，進行頻率轉換處理或解調處理等 預定之接收處理。另外，無線收發電路1〇2也可具有發送電 5 路與接收電路中至少一者之電路。又，接地導體板101也可 為形成於介電體基板或半導體基板裏面的接地導體。 饋電電路103係設置於接地導體板101，可將由無線收 發電路102所輸入之不平衡無線訊號轉換成具有相位差的2 個平衡無線訊號，輸出至阻抗整合電路104，另一方面，可 10進行相反的訊號處理。又，阻抗整合電路104係在接地導體 板101上，插入小型環形天線元件105與饋電電路103之間而 ό又置，可進行小型環形天線元件1〇5與饋電電路之間的 阻抗整合，以將無線訊號高功率地供給至小型環形天線元 件 105。 15 小型環形天線元件丨仍係設置成所形成之環形面概略 垂直於接地導體板101之面（即與X軸方向平行），且環形軸 與Ζ軸呈概略平行，其兩端為饋電點Qi、Q2，前述饋電點 Ql、Q2分別透過饋電導體151、152連接於阻抗整合電路 104。在此，互相平行之丨對饋電導體151、152構成平衡饋 20電電纜。又，為了防止由小型環形天線元件105所放射之無 線訊號被接地導體板1〇1遮蔽住，小型環形天線元件1〇5係 设置成犬出於接地導體板101。在此，小型環形天線元件 之構造為：（a)分別呈矩形且各捲繞i次之環形天線部1〇化、 105b、H (b)連接導體刪，係設置成與冰概略平行， 25 200820498 且與％形天線部105a及環形天線部1〇51)連接者；連接導 體105e，係设置成與z軸概略平行，且與環形天線部1〇5b 及％形天線部105c連接者；及(d)連接導體1〇5f ,係設置成 契z軸概略平行’且與環形天線部1G5e及饋電點連接者。 5 10 15 20 小型環形天線元件1G5係例如圈數為3且具有例如略呈 矩形的n全長長度係設定成相對於無線收發電路1〇2所 使用之無線訊號頻率波長4〇.〇1λ以上、〇 5λ以下以〇 2λ 以下為佳’ G.U以下更佳，藉此，構成所謂的小型環形天 線元件。亦即，當縮小小型環形天航件，使其全長為〇 ι 波長以下時，流通於環料線之電流分布可大致呈一定 值’一般將前述狀態之環形天線元件稱為小型環形天線元 件。由於前料型環形天線元件_小型偶極天線更可應 付雜音電場’且可簡單地計算出其實效高度，因此小型環 形天線元件可湘作為料敎用的天線。

又’小型環形天線元件阳之外徑尺寸(矩形之一邊長 又或圓形之直徑）宜設定為G胤以上、0·2λ以下，以〇伽 下為佳，0·03λ以下#佔。kaL s + 佳此外，小型環形天線元件105雖 ^有矩形形狀，但也可為圓形、橢圓形或多邊形等其他形 ^又^述環形圈數不限定於3，可為任㈣數，前述環 2可為螺旋線圈狀、或璇渦線圈狀。阻抗整合電路刚與 貝、Q2之間的饋電導體⑸、⑸以較短者為佳，沒 整=:。若非需要進行阻抗整合，則也可不設置阻抗 第1圖之小型環形天線元細也可構成為第戰(b) 26 200820498 圖之小型環形天線元件105A、1〇5Β。第2(a)圖係顯示第1實 施型態之第1變形例之小型環形天線元件1〇5A構造的立體 圖，第2(b)圖係顯示第1實施型態之第2變形例之小型環形天 線元件105B構造的立體圖。 5 第2(a)圖之小型環形天線元件105A之構造為：（a)各捲 繞半圈之半環形天線部l〇5aa、105ab，係分別由略呈矩形 形狀之3邊所構成，大略平行於χ軸且實質上形成於同一面 者；（b)各捲繞半圈之半環形天線部1〇5ba、1〇5bb，係分別 由略呈矩形形狀之3邊所構成，大略平行於χ軸且實質上形 10成於同一面者；（〇捲繞一圈之環形天線部〇，係具有概略平 打於χ軸之環形面的矩形形狀者；（d)連接導體1〇5如，係設 置成與Z軸為概略平行，可分別概略呈直角地連結並連接半 環形天線部l05aa與半環形天線部1〇51^者；⑷連接導體 、係叹置成與Z軸為概略平行，可分別概略呈直角地 I5連、。並連接半ί衣形天線部1〇5ab與半環形天線部⑺加者丨⑴ 連接導體105ea，係設置成與z軸為概略平行，可分別概略 呈直角地連結並連接半環形天線部1〇猶與環形天線部 〇5c者’及⑻連接導體1〇5外，係設置成與z軸為概略平行， 可刀別概略呈直肖地連結並連接铸形天線部lGSba與環 20形聽部咖者。亦即，小型環形天線元件舰係將鄰接 之壞形構造成：流經相對於2個饋電點qi、Q2略等距離之 位置且相鄰之環开4的命、六 7的爪方向，相對於環形之中心軸可 同一方向。 ， 第2(b)圖之小型環形天線元件丄㈣之構造為：⑻ 27 200820498 各捲繞半圈之半環形天線部105aa、1 〇5ab，係分別由略呈 矩形形狀之3邊所構成，大略平行於X軸且實質上形成於同 一面者；（b)各捲繞半圈之半環形天線部105ba、1〇5bb，係 分別由略呈矩形形狀之3邊所構成，大略平行於X軸且實質 5上形成於同一面者；（c)捲繞一圈之環形天線部c，係具有概 略平行於X軸之環形面的矩形形狀者；（幻連接導體161，係 可分別依序概略呈直角地連結包含有設置成與Z軸略呈平 行之連接導體部161a、設置成與Y軸略呈平行之連接導體部 161b、及設置成與z軸略呈平行之連接導體部161c，並可連 10接半環形天線部l〇5aa與半環形天線部i〇5ba者；（e)連接導 體162，係可分別依序概略呈直角地連結包含有設置成與z 軸略呈平行之連接導體部162a、設置成與γ軸略呈平行之連 接導體部162b、及設置成與z軸略呈平行之連接導體部 162c，並可連接半環形天線部1〇51^與環形天線部1〇弘者； 15⑴連接導體163，係可分別依序概略呈直角地連結包含有設 置成與Z軸略呈平行之連接導體部、設置成與γ軸略呈 平行之連接導體部163b、及設置成與z軸略呈平行之連接導 體部163c，並可連接半環形天線部1〇5心與半環形天線部 105bb者；及(g)連接導體164，係可分別依序概略呈直角地 20連結包含有設置成與z軸略呈平行之連接導體部164a、設置 成與Y軸略呈平行之連接導體部164b、及設置成與z軸略呈 平行之連接導體部164c，並可連接半環形天線部1〇51)13與環 形天線部105c者。亦即，小型環形天線元件1〇5B係構成為： 連接向右捲繞小型環形天線元件1〇5Ba及向左捲繞小型環 28 200820498 形天線元件l〇5Bb之前端，且前述兩天線元件具有彼此之環 开> 中心轴為平行、且彼此之環形捲繞方向為反方向的關係。 另外’小型環形天線元件105A、105B之全長與小型環 形天線元件1〇5—樣微小。 5 第3圖係顯示第1圖之饋電電路103構造的方塊圖。在第 3圖中’饋電電路103係由平衡不平衡轉換器1〇31及移相器 1032所構成。輸入至端子T1之不平衡無線訊號係透過不平 衡端子Tii輸入至平衡不平衡轉換器1031，而平衡不平衡轉 換器1031則可將所輸入之不平衡無線訊號轉換成平衡無線 10 訊號而透過平衡端子T12、T13輸出。由平衡端子T12所輸 出之無線訊號係透過僅移相預定之移相量的移相器1〇32而 輸出至端子T2,而由平衡端子T13所輸出之無線訊號則保持 原樣地輸出至端子T3。因此，饋電電路1〇3可將所輸入之不 平衡無線訊號’藉由平衡不平衡轉換器1031轉換成平衡無 15線訊號’即轉換成相位差為180度的2個無線訊號，並將所 得之2個無線訊號的相位差，藉由移相器1032從180度開始 轉換’並透過端子T2、T3輸出彼此相位各異之2個無線訊號。 饋電電路103不限於第3圖之構造，也可為第4(a)、（b) 及(c)圖之饋電電路103A、103B及l〇3C。第4(a)圖係顯示為 2〇第3圖之饋電電路103之第1變形例的饋電電路1〇3A構造的 方塊圖，第4(b)圖係顯示為第3圖之饋電電路1〇3之第2變形 例的饋電電路103B構造的方塊圖，第4(c)圖係顯示為第3圖 之饋電電路103之第3變形例的饋電電路103C構造的方塊 圖0 29 200820498 第4(a)圖之饋電電路103A之構造包含：平衡不平衡轉 換器1031 ;及2個移相器1032A、1032B，係於前述平衡不 平衡轉換器1031之2個平衡端子T12、T13分別具有相異的移 相量者。又，第4(b)圖之饋電電路1〇3Β之構造具有：2個移 5相器1〇32Α、1032Β，係將透過端子Τ1所輸入之不平衡無線 訊號分配為2而輸入，具有相異的移相量者。第4(c)圖之饋 電電路103C之構造僅為插入端子τι、丁2間之移相器 1032A，在此，端子ΤΙ、T3係直接連接。 以下說明如以上構成之第1圖的天線裝置的動作。在第 10 1圖中，由無線收發電路102所輸出之發送無線訊號，藉由 饋電電路103(或1〇3Α、103B、103C)轉換成相位彼此不同的 2個無線訊號後，藉由阻抗整合電路1〇4進行阻抗轉換，輸 出至環形天線元件1〇5。另一方面，由小型環形天線元件1〇5 所接收之電波的接收無線訊號，在由阻抗整合電路1 進行 15阻抗轉換後，由饋電電路1〇3轉換成不平衡無線訊號，作為 接收無線訊號輸入至無線收發電路1〇2。 接著，說明如以上構造之天線裝置的電波放射。第5(a) 圖係顯示第1圖之小型環形天線元件105接近導體板1〇6時 之距離D的正視圖，第5(b)圖係顯示相對於距離D之朝向導 20體板106接近之方向與相反方向的小型環形天線元件105之 天線增益的圖。如第5(b)圖所示，一般而言，當小型環形天 線tl件105之環形面相對於導體板1〇6之導體面為垂直時， 小型環形天線元件1〇5與導體板1〇6之距離D相對於波長為 十分短之日守，可得到最大的天線增益。又，當小型環形天 30 200820498 線元件105與導體板106之距離〇為4分之丨波長的奇數倍 時，天線增益會大幅降低而為最小。此外，小型環形天線 元件105與導體板1 〇6之距離D為4分之1波長的偶數倍時，增 益最大。 5 第6(a)圖係顯示線形天線元件160接近導體板1〇6時之 距離D的正視圖，第6(b)圖係顯示相對於距離D之朝向導體 板106接近之方向與相反方向的線形天線元件16〇之天線增 益的圖。如第6(a)及(b)圖所示，一般而言，例如1/4波長邊 形天線等線形天線元件160相對於導體板1〇6之導體面為平 10行時’線形天線元件160與導體板1〇6之距離d相對於波長為 十分短之時，隨著波長變短，天線增益會大幅降低而為最 小。又’當線形天線元件160與導體板106之距離d為4分之1 波長的奇數倍時，天線增益為最大。此外，線形天線元件 160與導體板1〇6之距離D為4分之1波長的偶數倍時，增益為 15 最小。 第7圖係顯示第1圖之天線裝置接近導體板106時兩者 之位置關係及距離D的立體圖。來自於天線裝置之電波放射 為：（a)來自於平行X軸而設置之小型環形天線元件105的環 形天線部105a、105b、105c的水平極化波分量放射；及(b) 20 來自於平行Z軸而設置之小型環形天線元件105的連接導體 l〇5d、l〇5e、105f的垂直極化波分量放射。 在第7圖之系統中，例如專利文獻3之第32圖及第33圖 所示，當天線裝置接近導體板106時，隨著距離D變大，水 平極化波分量之天線增益會降低，另一方面，垂直極化波 31 200820498 分量的天線增益則會增加。又，隨著距離D變小，垂直極化 波分量之天線增益會降低，另一方面，水平極化波分量的 天線增益則會增加。 第8(a)圖係顯示第1圖之小型環形天線元件105之垂直 5 極化波分量之天線增益最大值大於水平極化波分量之天線 增益最大值時，相對於距離D之由天線裝置向導體板1〇6接 近之方向與相反方向的合成天線增益的圖，第8(b)圖係顯示 第1圖之小型環形天線元件105之垂直極化波分量之天線增 益最大值小於水平極化波分量之天線增益最大值時，相對 10 於距離D之由天線裝置向導體板106接近之方向與相反方向 的合成天線增益的圖，第8(c)圖係顯示第1圖之小型環形天 線元件105之垂直極化波分量之天線增益最大值實質上等 於水平極化波分量之天線增益最大值時，相對於距離D之由 天線裝置向導體板106接近之方向與相反方向的合成天線 15 增益的圖。另外，在第8(a)、（b)及⑷以及以後的圖中，Com 表示水平極化波分量之天線增益與垂直極化波分量之天線 增益的合成天線增益。 天線裝置放射之電波合成分量係將垂直極化波分量與 水平極化波分量進行相量合成者。如第8(a)圖所示，垂直極 2〇 化波分量之天線增益最大值高於水平極化波分量之天線增 益最大值時，天線裝置與導體板106之距離D為4分之1波長 的奇數倍時，合成分量之天線增益為最大。又，如第8(b) 圖所示，垂直極化波分量之天線增益最大值低於水平極化 波分量之天線增益最大值時，天線裝置與導體板106之距離 32 200820498 D為4分之1波長的奇數倍時，合成分量之天線增益為最小。 此外，如第8(c)圖所示，當垂直極化波分量之天線增益最大 值與水平極化波分量之天線增益最大值實質上相等時，無 論天線裝置與導體板106之距離D為何，合成分量之天線增 5益實質上皆為一定。因此，藉由將垂直極化波分量與水平 極化波分量之各天線增益設定為實質上相同，無論天線裝 置與導體板106之距離D為何，合成分量之天線增益實質上 皆可為一定。在本實施型態中，如後面參考第9圖所述，藉 由將饋電於小型環形天線元件105之各饋電點q卜Q2的2個 10無線訊號之相位差設定為預定值，可將天線裝置所放射之 垂直極化波分量與水平極化波分量的各天線增益實質上設 定為相同。 第9圖係顯示對於饋電於第1圖之小型環形天線元件 105的2個無線訊號之相位差在χγ平面上之平均天線增益 15的圖。第9圖之天線增益係頻率426MHz之計算值。從第9圖 可知，藉由將2個饋電無線訊號之相位差設定為145度，可 將垂直極化波分量與水平極化波分量之各天線增益實質上 設定為相同。例如，藉由將第3圖之移相器1〇32之移相量設 定為預定值，可將饋電電路1〇3所輸出之2個無線訊號的相 20位差設定成使垂直極化波分量與水平極化波分量之各天線 增益實質上相同，藉此，無論天線裝置與導體板106之距離 D為何，合成分量之天線增益實質上皆可為一定。 如以上所說明，根據本實施型態，可實現一種天線裝 置，該天線裝置係可變化移相器1032之移相量而設定饋電 33 200820498 於小型環形天線元件105的2個無線訊號之相位差，以使垂 直極化波分量與水平極化波分量之各天線增益實質上相 同，藉此，無論天線裝置與導體板106之距離D為何，皆可 得到實質上一定的合成分量之天線增益。 5第2實施型態 第10圖係顯示本發明第2實施型態之具有小型環形天 線元件105、205之天線裝置構造的立體圖。第2實施型態之 天線裝置與第1圖之第1實施型態之天線裝置相較之下，有 以下不同點。 10 (1) 具有與小型環形天線元件1〇5同樣的構造，更具 有垂直小型環形天線元件105而設置之小型環形天線元件 205。 (2) 更包含有：切換器208、饋電電路203、及阻抗整 合電路204。 15 (3) 接地導體板101具有適宜之略正方形形狀。 以下，詳述前述不同點。 在第10圖中，小型環形天線元件205係設置成所形成之 環形面相對於接地導體板101之面略呈垂直（即平行2軸方 向）、且環形軸概略平行於X軸，並且其兩端為饋電點Q3、 20 Q4，前述饋電點Q3、Q4分別透過饋電導體25卜252連接於 阻抗整合電路204。在此，互相平行之1對饋電導體mi、252 構成平衡饋龟電繞。又，為了防止由小型環形天線元件205 所放射之無線訊號被接地導體板1〇1遮蔽住，小型環形天線 元件205係又置成犬出於接地導體板1〇1。在此，小型環形 34 200820498 天線元件205之構造為：（a)分別呈矩形且各捲繞丨次之環形 天線部205a、205b、205c ; (b)連接導體2〇5d，係設置成與 X軸概略平行，且與環形天線部205a及環形天線部2〇5b連接 者’（c)連接導體2〇5e ’係設置成與X軸概略平行，且與環 5形天線部205b及環形天線部205c連接者；及（d)連接導體 205f ’係設置成與X軸概略平行，且與環形天線部2〇允及饋 電點Q4連接者。 另外，小型環形天線元件205也可為小型環形天線元件 105之前述變形例。 10 在第10圖中，饋電電路2〇3具有與饋電電路103相同的 構造，阻抗整合電路2〇4具有與阻抗整合電路1〇4同樣的構 造。切換器208係設置於接地導體板1〇1，連接無線收發電 路102與饋電電路1〇3、203之間，可根據由無線收發電路1〇2 所輸出之切換控制訊號Ss，將無線收發電路1〇2連接於饋電 15 電路103、203中之任一者。 以下説明如以上構造之天線裝置的動作。切換器208 選擇饋電電路103時，藉由無線收發電路1〇2使用小型環形 天線元件105收發無線訊號；另一方面，選擇鑛電電路203 日守，藉由無線收發電路102使用小型環形天線元件2〇5收發 2〇無線5凡就。因此，藉由以切換器208切換往小型環形天線元 件105與小型環形天線元件205的饋電，可切換電波的極化 波，而可進行天線分集。 第11圖係顯示第10圖之天線裝置接近導體板1〇6時兩 者之位置關係及距離D的立體圖。對於小型環形天線元件 35 200820498 105饋電時之電波放射與第1實施型態相同，而對於小型環 形天線元件205饋電時之電波放射，則除了極化波分量不同 之外，皆與第1實施型態相同。 弟12(a)圖係顯示將無線訊號饋電於第1 〇圖之小型環形 5天線元件105時，在垂直極化波分量之天線增益最大值實質 上等於水平極化波分量之天線增益最大值時，相對於距離D 之由天線裝置向導體板106接近之方向與相反方向的合成 天線增盈的圖，第12(b)圖係顯示將無線訊號饋電於第1〇圖 之小型環形天線元件205時，在垂直極化波分量之天線增益 10最大值實質上等於水平極化波分量之天線增益最大值時， 相對於距離D之由天線裝置向導體板1〇6接近之方向與相反 方向的合成天線增益的圖。 如第1實施型態所說明，藉由饋電電路1〇3變化饋電於 小型環形天線元件105的2個無線訊號的相位差，將垂直極 15 化波分量與水平極化波分量之各天線增益實質上設定為相 同時，如第12(a)圖所示，饋電至小型環形天線元件1 〇5時， 無論天線裝置與導體板106之距離D為何，皆可得到實質上 一定的合成分量之天線增益。同樣地，藉由饋電電路203變 化饋電於小型環形天線元件205的2個無線訊號的相位差， 2〇 將垂直極化波分量與水平極化波分量之各天線增益實質上 設定為相同時，如第12(b)圖所示，饋電至小型環形天線元 件205時，無論天線裝置與導體板106之距離D為何，皆可得 到實質上一定的合成分量之天線增益。從第12(a)及(b)圖可 知：無論天線裝置與導體板106之距離D為何，饋電至小型 36 200820498 環形天線元件105時由天線裝置所放射之主極化波分量（為 2個極化波分量中較大的極化波分量，以下相同）、與饋電 至小型環形天線元件205時由天線裝置所放射之主極化波 分量為垂直關係。 5 如上所說明，根據本實施型態，由於設有小型環形天 線元件105、205，故具有與第1實施型態相同的作用效果， 並且在XZ平面中，藉由將2個小型環形天線元件105、2〇5 設置成該等之環形軸互相垂直，天線裝置與導體板1〇6之距 離D相對於波長為十分短之時、或為4分之1波長之倍數時， 10即使在垂直水平兩極化波分量中之一的極化波分量大幅衰 減的情況下，饋電至小型環形天線元件105時、與饋電至小 型環形天線元件205時之由天線裝置所放射的各主極化波 分量也會呈垂直關係，因此，藉由切換器208切換各主極化 波分量，可使用較大的主極化波分量而進行無線通訊，而 15 可得到極化波分集的效果。 第3實施型態 第13圖係顯示本發明第3實施型態之具有小型環形天 線元件105、205之天線裝置構造的立體圖。第3實施型態之 天線裝置與第10圖之第2實施型態之天線裝置相較之下，有 20 以下不同點。 (1) 設置90度相位差分配器272，代替切換器208。 以下說明前述不同點。90度相位差分配器272可將來自 於無線收發電路102之發送無線訊號，分配於彼此具有9〇度 相位差之2個發送無線訊號而輸出至饋電電路1〇3、203，並 37 200820498 且，對於接收無線訊號進行前述反向的處理。 接著，以下說明如以上構造之天線裝置的電波放射。 對於小型環形天線元件105、205，藉由90度相位差分配器 272將具有90度相位差之無線訊號進行饋電。又，饋電至小 5型環形天線元件105時所放射之主極化波分量的極化波 面、與饋電至小型環形天線元件205時所放射之主極化波分 量之極化波面為垂直關係，與實施型態2一樣，即使天線裝 置與導體板106之距離D產生變化，也會產生垂直、水平兩 極化波。因此，無論天線裝置與導體板1〇6之距離D，天線 10裝置皆可放射實質上為一定的圓極化波之電波。 如以上所說明，根據本實施型態，藉由以9〇度相位差 分配器272對於小型環形天線元件1〇5、2〇5進行9〇度相位差 饋電’由天線裝置放射圓極化波之電波，無論天線裝置與 導體板106之距離D為何，皆可得到極化波分集效果，此外， 15也可不需要來自於無線收發電路102之切換控制訊號Ss的 切換器208之切換動作。 第4實施型態 第14圖係顯示本發明第4實施型態之具有小型環形天 線元件105之天線裝置構造的立體圖。第4實施型態之天線 2〇裝置與第1圖之第1實施型態之天線裝置相較之下，有以下 不同點。 (1) δ又有饋電電路1⑽D，代替饋電電路。在此， 饋電電路1G3D係如第15®所示，特徵為將移相器脈換成 可變移相㈣33，而可變移相器聰之移相量係根據來自 38 200820498 於無線收發電路102之移相量控制訊號Sp而進行控制。 在如以上構造之天線裝置中，饋電電路103D將所輸入 之不平衡無線訊號，藉由平衡不平衡轉換器1031轉換成具 有概略180度相位差之2個平衡無線訊號，並將所得之2個平 5 衡無線訊號之相位差，藉由可變移相器1033從180度開始轉 換，而輸出彼此相位不同的2個平衡無線訊號。 第16(a)圖係顯示為第15圖之饋電電路1〇3D之第1變形 例的饋電電路103E構造的方塊圖，第i6(b)圖係顯示為第15 圖之饋電電路103D之第2變形例的饋電電路i〇3F構造的方 10塊圖，第l6(c)圖係顯示為第15圖之饋電電路103D之第3變 形例的饋電電路103G構造的方塊圖。第i6(a)圖之饋電電路 103E之構造包含：平衡不平衡轉換器1〇31 ;及2個可變移相 器1033A、1033B，係可分別藉由移相量控制訊號邡控制移 相量者。又，第16(b)圖之饋電電路i〇3F之構造具有移相器 15 1033A、1033B，係可將所輸入之不平衡無線訊號分別移相 者。第16(c)圖之饋電電路103G之構造僅具有可變移相器 1033A，該可變移相器i〇33A係將透過端子T1所輸入之不平 衡無線訊號移相、透過端子T2進行輸出者，而透過端子丁 1 所輸入之不平衡無線訊號則依原樣透過端子丁3進行輸出。 2〇 第17圖係顯示第15圖、第16(幻圖、第16(b)圖及第16(c) 之可變移相器1033、1033A、1033B之為第丨實施例之可變 移相裔1033-1詳細構造的電路圖。可變移相器ι〇%_ι具有例 如〇度至90度的移相量，具有2個切換器swi、SW2，該等 切換器係夾在端子T21、T22之間，可從複數(Ν+ι)個移相器 39 200820498 PS1至PS(N+1)中選擇1個者。各移相器PS1SPS(N+1)係分 別由2個電容裔與1個感應器所構成的丁型移相器。另外，移 相器PS1係由具有〇度移相量之直接連接電路所構成。 第18圖係顯示第15圖、第16(a)圖、第16(b)圖及第16(c) 5之可變移相器1033、1033A、1033B之為第2實施例之可變 移相杰1033_2詳細構造的電路圖。可變移相器1〇33_2具有例 如0度至一90度的移相量，具有2個切換器swi、SW2，該 等切換器係夾在端子T2卜T22之間，可從複數(N+1)個移相 恭PSal至PSa(N+l)中選擇1個者。各移相器pSal sPSa(N+1) 10係分別由2個電容器與1個感應器所構成的π型移相器。另 外，移相器PSal係由具有〇度移相量之直接連接電路所構 成。 第17圖及第18圖之可變移相器1〇33-1、1033-2可由可使 用小型零件作為内藏之移相器的感應器或電容器來構成電 15 路’因此比起一般使用切換延遲線路之方式的移相器的情 況’可使電路小型化。 以下說明構造如以上之天線裝置的動作。電波的放射 係與第1實施型態相同。從第9圖可知：藉由使饋電至小型 環形天線元件105之2個無線訊號的相位差為145度，可將垂 2〇 直極化波分量與水平極化波分量之各天線增益設定為實質 上相同。藉此，無論與導體板106之距離D為何，皆可得到 一定的合成增益，而可提升距離測定精準度。又，為了在 認證通訊時得到高通訊品質，宜防止導體板1〇6接近天線裝 置時的增益降低，且導體板106遠離天線裝置時，增益盡可 40 200820498 月b越尚越好。亦即，為防止導體板接近時之增益降低，在 來自於小型環形天線元件105之水平極化波分量的增益降 低較小的範圍内，宜使由前述連接導體所放射之垂直極化 波分量之增益盡可能地較高。 5 如第9圖所示，藉由使饋電至小型環形天線元件1〇5的2 個無線讯號之相位差為6〇度附近，可抑制水平極化波分量 之天線增益降低，並且可提高垂直極化波分量的天線增 JDL又，使用於天線裝置周圍環境變動較小的狀態時，依 序變化饋電至小型環形天線元件105的2個無線訊號之相位 1〇差，以可得到最大增益之相位差來進行認證通訊，藉此， 可得到較以往技術為高的通訊品質。 因此，在測量距離時與認證通訊時，藉由以移相量控 制訊號Sp變化可變移相器1〇33之移相量，使饋電至小型環 形天線元件105的2個無線訊號之相位差產生變化，而控制 15垂直水平兩極化波分量的天線增益，藉此，可同時成立較 以往技術為高的距離精準度及通訊品質。 如以上所說明，根據本實施型態，可實現一種天線裳 置’在測定距離時，藉由移相量控制訊號Sp使饋電至小型 環形天線元件105的2個無線訊號的相位差變化，將垂直極 20化波分量及水平極化波分量之各天線增益設定為實質上相 同，藉此，無論天線裝置與導體板106之距離D為何，實質 上皆得到一定合成分量之天線增益。又，可實現一種天線 裝置，在進行認證通訊時，藉由移相量控制訊號邱使饋電 至小型環形天線元件105的2個無線訊號之相位差變化，而 200820498 抑制水平極化波分量之天線增益降低，並提高垂直極化波 分量及之天線增益，藉此，可得到較以往技術為高的通訊 品質。因應利用目的，以移相量控制訊號Sp使饋電至小型 環形天線元件105的2個無線訊號之相位差變化，藉此，可 5同時得到較以往技術為高的距離精準度及通訊品質。又， 由於小型環形天線元件1〇5如上述般具有垂直水平兩極化 波分量，故可得到極化波分集的效果。 第5實施型態 第19圖係顯示本發明第5實施型態之具有小型環形天 1〇線元件105、205之天線裝置構造的立體圖。第5實施型態之 天線裝置與第10圖之第2實施型態之天線裝置相較之下，有 以下不同點。 (1) 具有第19圖之鑛電電路103D、203D來代替饋電 電路 103、203。 以下說明如以上構造之天線裝置的動作。電波放射與 第2實施型態相同。在測量距離時與認證通訊時，藉由以移 相量控制訊號Sp、Spp使饋電至小型環形天線元件1〇5、2〇5 的2個無線訊號之相位差產生變化，而控制垂直水平兩極化 波分量的天線增益，藉此，可同時成立較以往技術為高的 20距離精準度及通訊品質。 如以上所說明，根據本實施型態，藉由將2個小型環形 天線元件105、205設置於在XZ平面上相對於小型環形天線 元件105為垂直方向，天線裝置與導體板1G6之距離D相對於 波長為十分短之時、或為4分之1波長之倍數時，即使在垂 42 200820498 直水平兩極化波分量中之一的極化波分量大幅衰減的情況 下，镇電至小型環形天線元件1〇5時、與饋電至小型環形天 線元件205時之由天線裝置所放射的極化波面也會呈垂直 關係，因此，藉由切換器208切換極化波面，可得到極化波 5分集的效果。此外，在測定距離時及認證通訊時，以移相 量控制訊號Sp、Spp使饋電至小型環形天線元件1〇5、2〇5 的2個無線訊號之相位差變化，而分別控制垂直水平兩極化 波分量之天線增盈，藉此，可同時得到較以往技術為高的 距離精準度及通訊品質。 10 第6實施型態 第20圖係顯示本發明第6實施型態之具有小型環形天 線元件105、205之天線裳置構造的立體圖。第6實施型態之 天線裝置與第13圖之第3實施型態之天線裝置相較之下，有 以下不同點。 15 (1)換成可藉由移相量控制訊號Sp、Spp來控制移相 量的饋電電路103D、203D，以代替饋電電路1〇3、2〇3。 以下說明如以上構造之天線裝置的動作。電波放射與 第3實施型態相同。在測量距離時與認證通訊時，藉由以移 相量控制訊號Sp、Spp使饋電至小型環形天線元件1〇5、2〇5 20 的2個無線訊號之相位差產生變化，而分別控制垂直水平兩 極化波分量的天線增益，藉此，可同時成立較以往技術為 高的距離精準度及通訊品質。 又，藉由以90度相位差分配器272對於小型環形天線元 件105、205進行90度相位差饋電，由天線裝置放射圓極化 43 200820498 波之笔波，藉此，可得到極化波分集效果，而無需來自於 無線收發電路10 2之切換控制訊號s s的切換器2 〇 8之切換動 作。此外，在測量距離時與認證通訊時，藉由以移相量控 制訊號Sp、Spp使饋電至小型環形天線元件1〇5、2〇5的2個 5無線汛號之相位差產生變化，而分別控制垂直水平兩極化 波分量的天線增益，藉此，可同時成立較以往技術為高的 距離精準度及通訊品質。 第7實施型態 第21圖係顯示使用於本發明第7實施型態之具有小型 ίο環形天線元件1〇5之天線裝置（除了第丨圖之饋電電路1〇3 外，與弟1圖之天線裝置具有同樣的構造）中之饋電電路 103H構造的方塊圖。第7實施型態之天線裝置係於第丨圖之 天線裝置中，具有第21圖之饋電電路10311來代替饋電電路 103。饋電電路103H係構成為具有代替第3圖之移相器ίο]] 15的衰減器1071。另外，第21圖之饋電電路ι〇3Η也可為第 22(a)、（b)及⑷之饋電電路 1〇31、i〇3J、ι〇3Κ。 第22(a)圖係顯示為第21圖之饋電電路ι〇3Η之第1變形 例的饋電電路1031構造的方塊圖，第22(b)圖係顯示為第21 圖之饋電電路103H之第2變形例的饋電電路i〇3j構造的方 2〇塊圖，第22(c)圖係顯示為第21圖之饋電電路ι〇3Η之第3變 形例的饋電電路103K構造的方塊圖。第22(a)圖之饋電電路 1031係由平衡不平衡轉換器1031、衰減器1〇71、放大器1072 所構成。又，第22(b)圖之饋電電路1〇3j係由平衡不平衡轉 換器1031、放大器1072所構成。第22(c)圖之饋電電路ι〇3Κ 44 200820498 係由可將透過端子τι所输入之無線訊號不均等地分配輸出 的不均等分配器1031Α及180度移相器1073所構成。 以下說明如以上構造之天線裝置的動作。由無線收發 電路102所輸出之發送無線訊號由饋電電路103Η轉換成彼 5此振幅不同的2個無線訊號後，由阻抗整合電路1〇4進行阻 抗轉換’輸出至環形天線元件105而放射。又，由小型環形 天線元件105所接收之電波由阻抗整合電路1〇4進行阻抗轉 換後，由饋電電路103Η轉換成不平衡無線訊號，作為接收 無線訊號輸入至無線收發電路102。 10 在本實施型態之天線裝置中，與第1實施型態之天線裝 置一樣’將垂直極化波分量及水平極化波分量之各天線增 盈設定成實質上相同，藉此，無論天線裝置與導體板1〇6之 距離D為何，合成分量實質上皆為一定。藉由將饋電至小型 環形天線元件105的2個無線訊號之振幅差設定為預定值， 15 可將天線裝置所放射之垂直極化波分量及水平極化波分量 的各天線增益設定為實質上相同。 第23圖係顯示第7實施型態之天線裝置中，相對於饋電 電路103Η之衰減器1〇71之衰減量在χγ平面上之平均天線 增益的圖。第23圖之天線增益係頻率426MHz之計算值。衰 20 減器1071之衰減量絕對值為饋電至小型環形天線元件105 的2個無線訊號之振幅差。從第23圖可知，藉由使衰減器 1071之衰減量為— 8dB，可將垂直極化波分量與水平極化波 分量之各天線增益實質上設定為相同。藉由將衰減器1071 之衰減量設定為預定值，可將饋電電路103所輸出之2個無 45 200820498 線訊號的振幅差設定成使垂直極化波分量與水平極化波分 量之各天線增益實質上相同，藉此，無論天線裝置與導體 板106之距離D為何，合成分量之天線增益實質上皆可為一 定。 5 如以上所說明，根據本實施型態，可實現一種天線裝 置’該天線裝置藉由將衰減器1071之衰減量設定成預定 值，而設定饋電於小型環形天線元件1〇5的2個無線訊號之 相位差，以使垂直極化波分量與水平極化波分量之各天線 增益實質上相同，藉此，無論天線裝置與導體板106之距離 10 D為何，皆可得到實質上一定的合成分量之天線增益。又， 小型環形天線元件105如上所述具有垂直水平兩極化波，而 可得到極化波分集的效果。 此外，饋電電路103H(或1031、103J、103K)也可適用 於第10圖至第13圖所示之第2及第3實施型態之天線裝置。 15 第8實施型態 第24圖係顯示本發明第8實施型態之為第21圖之變形 例之饋電電路103L構造的方塊圖。第8實施型態之天線裝置 與第21圖之第7實施型態之天線裝置相較之下，有以下不同 點。 20 (1) 具有可依照衰減量控制訊號Ss變化衰減量之可 變衰減器1074的饋電電路103L，而代替具有衰減器1071的 饋電電路103H。 又，也可具有第25(a)、（b)及⑷圖之饋電電路103M、 103N、1030來代替饋電電路103L。 46 200820498 ， 第24圖之饋電電路103L可將所輸入之不平衡無線訊 號’藉由平衡不平衡轉換器轉換成具有概略18〇度之相位 差與概略0之振幅差的2個無線訊號，並將所得之2個無線 訊號的振幅差，由可變衰減器1074轉換成彼此振幅相異的2 5個無線訊號而輸出。另外，饋電電路103L之構成為可輸出 彼此相位差略呈180度且振幅相異之2個無線訊號的電路即 可，也可不為第24圖之構造。 第25(a)圖係顯示為第24圖之饋電電路103L之第1變形 例的饋電電路103M構造的方塊圖，第25(b)圖係顯示為第24 10圖之饋電電路103L之第2變形例的饋電電路103N構造的方 塊圖’第25(c)圖係顯示為第24圖之饋電電路103L之第3變形 例的饋電電路1030構造的方塊圖。第25(a)圖之饋電電路 103M係由平衡不平衡轉換器1〇31、具有依控制訊號Ss而變 化的衰減量的可變衰減器1074所構成。又，第25(b)圖之饋 15電電路103N係由平衡不平衡轉換器1031、具有依控制訊號 Sa而變化的放大度的可變放大器1〇75所構成。此外，第25(c) 圖之饋電電路1030係由：分配比可變型不均等分配器 1031B’係可將透過端子T1所輸入之無線訊號，具有依控制 訊號Ss變化之分配比而不均等地分配成2個無線訊號者；及 20 180度移相器1076所構成。 苐26圖係顯示第24圖、第25(a)圖、第25(b)圖及第25(c) 之可變衰減器1074之為第1實施例之可變衰減器忉科—丨詳 細構造的電路圖。可變衰減器1074-1具有例如〇度至預定值 的衰減量，具有2個切換器SW1、SW2，該等切換器係夾在 47 200820498 端子T3卜T32之間，可從複數(Ν+l)個衰減器ATI至ΑΤ(Ν+1) 中選擇1個者。各衰減器ATI至ΑΤ(Ν+1)係分別由3個電阻所 構成的τ型衰減器。另外，衰減器AT1係由具有〇度衰減量 之直接連接電路所構成。 5 第27圖係顯示第24圖、第25(a)圖、第25(b)圖及第25(c) 之可變衰減器1074之為第2實施例之可變衰減器1074_2詳 細構造的電路圖。可變衰減器1〇74-2具有例如〇度至預定值 度的衰減量，具有2個切換器SW1、SW2，該等切換器係夾 在端子T31、T32之間，可從複數(N+1)個衰減器ATal至 10 ATa(N+1)中選擇1個者。各衰減器ATa 1至ATa(N+1)係分別由 3個電阻所構成的冗型衰減器。另外，衰減器义^丨係由具有 〇度衰減量之直接連接電路所構成。 在具有第24圖之饋電電路L的天線裝置中，電波的放射 係與第1實施型態相同。從第23圖可知：藉由使饋電至小型 15 環形天線元件105之2個無線訊號的振幅差為8dB，可將垂直 極化波分量與水平極化波分量之各天線增益設定為實質上 相同。藉此，無論與導體板106之距離D為何，皆可得到一 定的合成增益，而可提升距離測定精準度。又，為了在認 證通訊時得到高通訊品質，宜防止導體板106接近天線裝置 20 時的增益降低，且導體板106遠離天線裝置時，增益盡可能 越高越好。亦即，防止導體板接近時之增益降低，在來自 於小型環形天線元件105之水平極化波分量的增益降低較 小的範圍内，宜使由前述連接導體所放射之垂直極化波分 量之增益盡可能為較高。 48 200820498 又’如第23圖所示，藉由使饋電至小型環形天線元件 105的2個無線訊號之振幅差為丨讎，可抑制水平極化波分 里之天線增益降低，並且可提高垂直極化波分量的天線增 ^ °此外’使用於天線裝置周圍環境變動較小的狀態時， 5依序k化饋電至小型環形天線元件1〇5的2個無線訊號之振 巾田差’以可得到最大增益之振幅差來進行認證通訊，藉此， 可得到車又以往技術為咼的通訊品質。在測量距離時與認證 通A日寸’藉由以衰減量控制訊號變化可變衰減器1〇74之衰 減里使饋電至小型環形天線元件1〇5的2個無線訊號之振 10幅差產生變化’而控制垂直水平兩極化波分量的天線增 扭’藉此’可同時成立較以往技術為高的距離精準度及通 訊品質。 如以上所說明，根據本實施型態，可實現一種天線裝 置’在測定距離時’藉由衰減量控制訊號使饋電至小型環 15形天線元件105的2個無線訊號的振幅差變化，將垂直極化 波分量及水平極化波分量之各天線增益設定為實質上相 同，藉此，無論天線裝置與導體板1〇6之距離D為何，實質 上皆得到一定合成分量之天線增益。 又，可實現一種天線裝置，在進行認證通訊時，藉由 2〇衰減量控制訊號邡使饋電至小型環形天線元件105的2個無 線訊號之振幅差變化，而抑制水平極化波分量之天線增益 降低，並提高垂直極化波分量及之天線增益，藉此，可得 到較以往技術為咼的通訊品質。因應利用目的，以衰減量 控制訊號使饋電至小型環形天線元件1〇5的2個無線訊號之 49 200820498 振幅差變化，藉此，可同時得到較以往技術為高的距離精 準度及通訊品質。此外，小型環形天線元件105如上述般具 有垂直水平兩極化波分量，故可得到極化波分集的效果。 另外，在第19及20圖之天線裝置中，也可具有第7實施 5型態之饋電電路103H或第8實施型態之饋電電路1〇3L，來 代替饋電電路103D、203D。 第9實施型態 第28圖係顯示本發明第9實施型態之具有小型環形天 線元件105之天線裝置構造的立體圖。第9實施型態之天線 10裝置與第1圖之第1實施型態之天線裝置相較之下，有以下 不同點。 (1) 具有平衡不平衡轉換電路103P，來代替饋電電路 103 ° 以下，說明前述不同點。 15 在第28圖中，平衡不平衡轉換電路103P係設置於接地 導體板101，不平衡端子T1連接於無線收發電路102，而平 衡端子T2、T3則連接於阻抗整合電路1〇4，可將來自於無線 收發電路102之不平衡無線訊號轉換成2個平衡無線訊號而 輸出至阻抗整合電路104。另外，在第9實施型態中，也可 20 使用上述實施型態及變形例。 第29圖係顯示第28圖之平衡不平衡轉換電路1〇3p構造 的電路圖。平衡不平衡轉換電路103P係由+90度移相器 103a及一90度移相器i〇3b所構成。在此，+9〇度移相器1〇3& 係插入於不平衡端子τι與平衡端子T2之間的LSLC電路， 50 200820498 可將透過不平衡端子T1而輸入之無線訊號移相+ 90度而輸 出至平衡端子T2。又，一90度移相器l〇3b係插入於不平衡 端子T1與平衡端子T3之間的L型LC電路，可將透過不平衡 端子T1而輸入之無線訊號移相一 9〇度而輸出至平衡端子 5 T3。另外，各移相器l〇3a、103b之感應器Lll、L12之電感 L為相等，電容器cil、C12之電容也為相等。平衡不平衡 轉換電路103P之設定頻率fs如下列式子所示。 【數式1】 fs=—

2WLC 10 亦即，平衡不平衡轉換電路103P之設定頻率fs等於電 感L與電容C所構成之LC電路的共振頻率。另外，一般而 言，設定電感L及電容C，使平衡不平衡轉換電路ι〇3Ρ之設 定頻率fs等於由天線裝置所進行收發的電波頻率，但在本實 施型態中，宜如以下所述，將平衡不平衡轉換電路l〇3p之 15設定頻率fs(或共振頻率）與進行收發之電波頻率設定為不 同。 第30(a)圖係顯示第29圖之平衡不平衡轉換電路1〇3p 中，流通於平衡端子T2之無線訊號、與流通於平衡端子T3 之無線訊號間的振幅差Ad之頻率特性的圖，第3〇(b)圖係顯 20示第29圖之平衡不平衡轉換電路103P中，流通於平衡端子 T2之無線訊號、與流通於平衡端子T3之無線訊號間的相位 差Pd之頻率特性的圖。 如第30(a)圖所示，當設定頻率fs等於發收之電波頻率 51 200820498 時(第30(a)圖以虛線表示），振幅插為_，但離收發之電波 頻率越遠’振駐Ad越大。又，#藉由調整電紅或電容c 以使設定頻率fs較收發之電波解為低時，發收之電波頻率 中，平衡端子T2、T3間之振幅差Ad_為正(作為環形回線 5部之連接導體娜的電流振幅會大於連接導體咖、驗 的電流振幅當使設定頻率喊於收發之電波頻率時，發 收之電波頻率中，平衡端子T2、T3間之振幅差八_則 (作為環形回線部之連接導體膽的電流振幅會小於連接導 體105d、l〇5e的電流振幅）。 10 又，由第30⑻圖可知，相位差pd與設定頻率fs的高低 無關，而皆為180度。由於平衡不平衡轉換電路ι〇3ρ可藉由 可使用小型零件之感應器或電容器而構成電路，故比^一 般使用變墨器之平衡不平衡轉換電路，可使電路小型化。 如以上構造之天線裝置的動作除了平衡不平衡轉換電 15路’的動作外，皆與第1實施型態相同，又，關於且電波 放射，也與扪實施型態相同。 〃電波 第31圖係顯示對於饋電於第28圖之小型環形天線元件 1〇5之2個無線訊號之振幅差Ad在XY平面之平均天線增益 的图在第31®巾，當橫軸之振幅差Ad[dB]為正時，係如 20參知第30圖所說明，2個饋電點⑴、Q2中，作為連接於饋 電點Q2之環形回線部的連接導體職之電流振幅，會大於 =於饋電_之連接導體1〇5d、1〇5e之電流振幅。又， 田k軸之振幅差Ad[dB]為負時，作為連接於饋電點Q2之環 开y回線邛的連接導體1〇5f之電流振幅，會小於連接於饋電 52 200820498 點Q1之連接導體l〇5d、105e之電流振幅。 第32(a)至⑴圖係顯示將饋電於第28圖之小型環形天線 元件105之2個無線訊號之振幅差Ad從-10dB變化至-ldB 時’XY平面之水平極化波分量之放射圖案的圖。又，第33(a) 5 至(k)圖係顯示將饋電於第28圖之小型環形天線元件105之2 個無線訊號之振幅差Ad從OdB變化至10dB時，XY平面之水 平極化波分量之放射圖案的圖。此外，第34(a)至⑴圖係顯 示將饋電於第28圖之小型環形天線元件105之2個無線訊號 之振幅差Ad從-l〇dB變化至-ldB時，XY平面之垂直極化波 10分量之放射圖案的圖。另外，第35(a)至(k)圖係顯示將饋電 於第28圖之小型環形天線元件105之2個無線訊號之振幅差 Ad從OdB變化至i〇dB時，XY平面之垂直極化波分量之放射 圖案的圖。 從第31圖之501、502可知，當振幅Ad成為一8dB或2dB 15 時，垂直極化波分量與水平極化波分量之平均增益可為相 同。又，從第32⑷至⑴圖及第33⑷至(k)圖可知，水平極化 波分：S與振幅差Ad無關而為非定向性，天線增益也幾乎沒 有變化。且，從第32(a)至⑴圖可知，垂直極化波分量在振 幅差Ad從一 10dB至—ldB時，指向性會因為振幅差而有大 2〇幅變化’並非為非定向性。此外，從第35(a)至⑻圖可知， 當振幅差Ad從OdB到10dB時，可保持非定向性而僅增益產 生變化。 若考慮前述第32至35圖，可實現一種天線裝置，係當 振幅差Ad為2Db時，無論天線裝置與導體板1〇6之距離為 53 200820498 何，皆可得到一定之合成分量的天線增益者。換言之，在 小型環形天線元件1〇5的2個饋電點Q1、Q2中，調整電感L 及電容C之值而設定設定頻率fs，以使連接於饋電點Q2之環 形回線部的連接導體l〇5f之電流振幅變大，使饋電至小蜇 5 環形天線元件105之2個饋電點Ql、Q2的訊號之振幅差Ad 為預定值，藉此，可為非定向性且可將垂直極化波分量與 水平極化波分量之各天線增益設定為實質上相同。 如以上所說明，藉由將平衡不平衡轉換電路103P之設 定頻率fs設定成不同於天線裝置所收發之電波頻率的值，可 10 將平衡不平衡轉換電路103P所輸出之2個無線訊號的振幅 差Ad設定成使垂直極化波分量與水平極化波分量之各天線 增益實質上為相同，並且無論天線裝置與導體板106之距離 D為何，合成分量之天線增益實質上皆可為一定。特別地， 藉由將平衡不平衡轉換電路103P之設定頻率設定成預定 15 值，而設定饋電至小型環形天線元件105的2個無線訊號之 振幅差Ad，並使垂直極化波分量與水平極化波分量之各天 線增益實質上為相同，藉此，可實現一種天線裝置，無論 天線裝置與導體板106之距離D為何，合成分量之天線增益 實質上皆可為一定。 20 第10實施型態 第36圖係顯示本發明第10實施型態之具有小型環形天 線元件105、205之天線裝置構造的立體圖。第10實施型態 之天線裝置與第10圖之第2實施型態之天線裝置相較之 下，有以下不同點。 54 200820498 (1) 具有平衡不平衡轉換電路ι〇3Ρ、203P(平衡不平 衡轉換電路203P具有與平衡不平衡轉換電路1〇3P同樣的構 造），來代替饋電電路1〇3、203。 另外也可如弟37(a)、（b)圖所示’具有極化波切換電 5路208A來代替切換器208。 第37(a)圖係顯示為第36圖之第1變形例之極化波切換 電路208A構造的電路圖。在第37(a)圖中，極化波切換電路 208A具有：切換器SW11，係根據透過控制訊號端子T44而 輸入之切換控制訊號Ss，選擇性地切換至接點a或接點匕側 1〇者；及平衡不平衡轉換器260，係具有1次側線圈261與2次 側線圈26者。端子T41係透過切換器swu之接點^則連接於 平衡不平衡轉換器260之1次側線圈261之一端，而另外一端 則為接地，且端子T41透過切換器swu之接點a側連接於平 衡不平衡轉換器260之2次側線圈262的中點，而線圈262之 15兩端係分別連接於端子T43、T43。在如以上構造之極化波 切換電路208A中，將切換器SW11切換至接點&側時，將透 過柒子T41而輸入之無線訊號以同相輸出至端子丁42、 T43,另一方面，將切換器swn切換至接點1^側時，將透過 ^子T41所輸入之無線訊號以反相輸出至端子丁42、T43。 20亦即，藉由切換切換器SW11，可選擇性地切換為同相饋電 及反相饋電。 第37(b)圖係顯示為上述極化波切換電路2〇8A之變形 例的極化波切換電路2〇8Aa構造的電路圖。在第37作）圖 中，透過端子T41而輸入之無線訊號由分配器27〇分配成2 55 200820498 個無線訊號後，另一方之無線訊號係輸出至端子T42，、並且 輸出至切換器SW21。切換器SW21、SW22係根據透過端子 T44所輸入之切換控制訊號ss，分別切換至接點&側或接點b 側。切換至前者時，來自於分配器270之無線訊號透過切換 5器8界21之接點a側、+90度移相器273a、切換器SW22之接 點a側，輸出至端子T43。為後者之情況下，來自於分配器 270之無線訊號係透過切換器SW2i之接點b側、一90度移相 器273b、切換器SW22之接點匕側，輸出至端子T43。藉由切 換切換器SW21、SW22，可選擇性地切換+ 9〇度相位差饋 10 電與一 90度相位差饋電。 第38圖係顯示第36圖之天線裝置接近導體板1〇6時兩 者之位置關係及距離D的立體圖。本實施型態之天線裝置除 了極化波切換電路280Α之動作外，皆與第2實施型態之動作 相同。 15 第39⑷圖係顯示將無線訊號饋電於第之小型環形 天線元件105時，在垂直極化波分量之天線增益最大值實質 上等於水平極化波分量之天線增益最大值時，相對於距離D 之由天線裝置向導體板1G6接近之方向與相反方向的合成 天線支曰血的ffi第39(b)圖係顯示將無線訊號饋電於第糊 2〇之小型環形天線元件2〇5時，在垂直極化波分量之天線增益 最大值實質上等於水平極化波分量之天線增益最大值時， 相對於距離D之由天線裝置向導體板1〇6接近之方向與相反 方向的合成天線增益的圖。 與第9實施型態一樣，如 以上所說明 ’藉由將平衡不平 56 200820498 衡轉換電路103P之設定頻率設定為預定值，將饋電至小型 環形天線元件105之2個無線訊號的振幅差Ad設定成使垂直 極化波分量與水平極化波分量之各天線增益實質上為相同 時，如第39(a)圖所示，對於小型環形天線元件105進行饋電 5 時，無論天線裝置與導體板1〇6之距離D為何，皆可得到實 質上為一定之合成分量之天線增益。同樣地，藉由將平衡 不平衡轉換電路203P之設定頻率設定為預定值，將饋電至 小型環形天線元件205之2個無線訊號的振幅差Ad設定成使 垂直極化波分量與水平極化波分量之各天線增益實質上為 10 相同時，如第39(b)圖所示，對於小型環形天線元件205進行 饋電時，無論天線裝置與導體板106之距離D為何，皆可得 到實質上為一定之合成分量之天線增益。 又，無論天線裝置與導體板106之距離D為何，對於小 型環形天線元件105進行饋電時由天線裝置所放射之極化 15 波分量、與對於小型環形天線元件205進行饋電時由天線裝 置所放射之極化波分量呈垂直關係。接地導體板1〇1之形狀 實質上為正方形，由於與小型環形天線元件105、205之尺 寸大致相同，故對於小型環形天線元件105進行饋電時、及 對於小型環形天線元件205進行饋電時的天線增益不會產 20 生變動，僅極化波會改變90度，因此不會因為饋電切換而 產生增益變動。 如以上所說明，藉由將與小型環形天線元件1〇5具有同 樣構造之小型環形天線元件205設置成在χζ平面上相對於 小型環形天線元件105為垂直向，即使在天線裝置與導體板 57 200820498 106之距離D相對於波長為十分短之情況下等垂直水平兩極 化波中之一極化波大幅衰減的情形，也可藉由以極化波切 換電路208切換對於小型環形天線元件1〇5、2〇5之饋電而使 極化波面改變90度，而可抑制因為通訊態樣變動而導致之 5極化波面不一致所引起的增益變動。 第11實施型態 第40圖係顯示本發明第11實施型態之具有小型環形天 線元件105A之天線裝置構造的立體圖。第u實施型態之天 線裝置與第28圖之第9實施型態之天線裝置相較之下，有以 10 下不同點。 (1)具有小型環形天線元件105A，來代替小型環形 天線元件105。 以下，說明前述不同點。 ”在第4〇圖中’小型環形天線元件105A之構造包含：⑷ 5半㈣天線部1〇5妨，係具有χ軸方向之環形面與矩形形狀 的捲繞1圈之環形天線部咖的左半部者；（b)半環形天線部 1〇5ab係則述捲繞1圈之環形天線部105a的右半部者；⑷ 半環形天線部105ba，係具有χ軸方向之環形面與矩形形狀 的捲繞1圈之環形天線部獅的左半部者；⑷半環形天線部 2〇 1〇娜’係前述捲繞1圈之環形天線部l〇5b的右半部者；⑷ ^天去線部lG5e，係具有χ軸方向之環形面與矩形形狀的捲 也1圈者；（f)連接導體論，係設置成與2軸為概略平行， 且連接+軸彡天線部1G5讀半環敎㈣H)5bb者；（g)連 接導體U)5db，係設置成與z軸為概略平行，且連接半環形 58 200820498 天線部l〇5ab與半環形天線部㈣a者；（h)連接導體， 係a又置成與Z軸為概略平行，且連接半環形天線部1〇娜與 %形天線部105c者；及⑴連接導體1〇5吡，係設置成與冗軸 為概略平行，且連接半環形天線部l〇5ba與環形天線部105c 5 者。 另外，半ί哀形天線部l〇5aa之一端為饋電點卩丨，而饋電 點Q1係透過饋電導體151而連接於阻抗整合電路1〇4。又， 半锿形天線部105ab之一端為饋電點q2，而饋電點卩2係透 過饋電導體152而連接於阻抗整合電路1〇4。 10 接著，說明小型環形天線元件105A之電流流路。第41 圖係顯不第40圖之小型環形天線元件1〇5A之電流方向的立 體圖。如第41圖所示，在半環形天線部1〇5aa、ι〇51^及環 形天線部105c之左半部，係流通同一電流，而在半環形天 線部105ab、105bb及環形天線部i〇5c之右半部則流通同一 15電流。又，由於在1對連接導體l〇5da、105db係藉由該等而 在相對於饋電點Ql、Q2大略等距離的位置為交叉而連接各 2個半環形天線部，因此流通彼此為反相的電流。此外，在 1對連接導體l〇5ea、l〇5eb，由於係藉由該等而在相對於2 個饋電點Ql、Q2為大略等距離的位置交叉而連接各2個半 20 環形天線部，因此流通互為反相的電流。 因此，本實施型態之天線裝置的放射為：（a)來自於平 行於X轴而設置之半環形天線部l〇5aa、l〇5ab、105ba、 105bb、105c的水平極化波分量之放射；及(b)來自於平行於 Z軸而設置之連接導體105da、105db、l〇5ea、105eb的垂直 59 200820498 極化波分量之放射。 第42圖係顯示第40圖之天線裝置接近導體板106時兩 者之位置關係及距離D的立體圖。在第42圖中，來自於天線 裝置之電波放射係如上述，包含來自於小型環形天線元件 5 105A之平行X軸的水平極化波分量及平行Z軸的垂直極化 波分量之放射。在本實施型態中，垂直極化波分量之放射 係與第6(b)圖一樣，當天線裝置與導體板106之距離D相對 於波長為十分短之時，垂直極化波分量之天線增益會大幅 降低而為最小。當天線裝置與導體板106之距離D為4分之1 1〇 波長之奇數倍時，垂直極化波分量之天線增益會最大。當 天線裝置與導體板106之距離D為4分之1波長之偶數倍時， 垂直極化波分量之天線增益會大幅降低而為最小。又，水 平極化波之放射，與第5(b)圖一樣，當天線裝置與導體板1〇6 之距離D相對於波長為十分短之時，可得到最大的水平極化 15波分量之天線增益。當天線裝置與導體板106之距離D為4 分之1波長的奇數倍時，水平極化波分量之天線增益會大幅 降低而為最小。當天線裝置與導體板1〇6之距離〇為4分之i 波長的偶數倍時’水平極化波分量之天線增益最大。因此， S天線裝置接近導體板1〇6時，水平極化波分量之天線增益 20降低時，進行動作而增加垂直極化波分量之天線增益，而 S垂直極化波分量之天線增益降低時，增加水平極化波分 量之天線增益。 第43(a)圖係顯示相對於第4〇圖之連接導體1〇5加、 l〇5db之長度，小型環形天線元件丨仍八在乂丫平面之水平極 60 200820498 化波分量之平均天線增益的圖，第43(b)圖係顯示相對於第 40圖之連接導體105da、105db之長度，小型環形天線元件 105A在XY平面之垂直極化波分量之平均天線增益的圖。第 44(a)圖係顯示相對於第40圖之連接導體i〇5da、l〇5db間之 5 距離，小型環形天線元件105A在XY平面之水平極化波分量 之平均天線增益的圖，第44(b)圖係顯示相對於第40圖之連 接導體105da、105db間之距離，小型環形天線元件ι〇5Α在 XY平面之垂直極化波分量之平均天線增益的圖。前述之圖 係以頻率426MHz進行計算。 10 如第43(a)、（b)圖及第44(a)、（b)圖所示，當增加各連接 導體（105da、105db、105ea、105eb)的長度、或1對連接導 體（105da、105db或105ea、105eb)間的距離時，會減弱因為 1對連接導體（105da、105db或105ea、105eb)之彼此為反相 的電流而導致來自於各連接導體之電波放射的抵消效果， 15而增大來自於各連接導體之電波放射，因此水平極化波分 a:貫質上雖為一定，但垂直極化波分量卻會增加。亦即， 分別將1對連接導體（l〇5da、105db或105ea、105eb)間之距 離設定為預定值，可將垂直極化波分量與水平極化波分量 之各天線增ϋ没定為實質上相同。 20 如以上所說明，可實現一種天線裝置，可藉由平衡不 平衡轉換電路103Ρ來抑制從電波放射較強、難以調整且由 接地導體板1 〇 1之尺寸或形狀大幅左右的小型環形天線元 件105Α直接流通於接地導體板1〇1的磁流電流所產生的放 射’並將小型環形天線元件1〇5Α各部位之尺寸設定為預定 61 200820498 值，藉此，無論天線裝置與導體板1〇6之距離D為何’皆可 得到一定的合成極化波分量之天線增益。又’由於連接導 體105da、l〇5db、l〇5ea、105eb所放射的極化波分量、與 半環形天線部l〇5aa、l〇5ab、105ba、105bb及環形天線部 5 105c所放射的極化波分量互為垂直關係，故具有垂直水平 極化波分量，可得到極化波分集的效果。 第12實施型態 第45圖係顯示本發明第丨2實施型態之具有小型環形天 線元件105A' 205A之天線裝置構造的立體圖。第12實施型 10態之天線裝置與第10圖之第2實施型態之天線裝置相較之 下，有以下不同點。 (1) 具有小型環形天線元件105A，來代替小型環形 天線元件105。 (2) 具有小型環形天線元件205A，來代替小型環形 15 天線元件205。 (3) 具有饋電電路103P，來代替饋電電路1〇3。 (4) 具有饋電電路203P，來代替饋電電路2(B。 在第41圖中，小型環形天線元件205A之構造包含：（a) 半環幵/天線#205aa，係具有z軸方向之環形面與矩形形狀 2〇的捲繞1圈之環形天線部205a的左半部者；（b)半環形天線部 2〇5北，係前述捲繞1圈之環形天線部205a的右半部者；（c) 半環形天線部2〇5ba，係具有z軸方向之環形面與矩形形狀 的捲繞1圈之環形天線部職的左半部者；⑷半環形天線部 2〇5bb，係別述捲繞1圈之環形天線部205b的右半部者；（e) 62 200820498 %形天線部205c，係具有Z軸方向之環形面與矩形形狀的捲 繞1圈者Μ連接導體205da，係、設置成與又軸為概略平行， 且連接半環形天線部205aa與半環形天線部2〇5扯者；（g)連 接導體205db，係設置成與X軸為概略平行，且連接半環形 5天線部205ab與半環形天線部205ba者；⑻連接導體2〇5以， 係設置成與X軸為概略平行，且連接半環形天線部2嶋與 環形天線部205c者；及⑴連接導體2〇5eb，係設置成與义軸 為概略平行，且連接半環形天線部2〇5ba與環形天線部2〇5c 者。 10 另外，半環形天線部205aa之一端為饋電點Q3，而饋電 點Q3係透過饋電導體251而連接於阻抗整合電路2〇4。又， 半環形天線部205ab之一端為饋電點Q4，而饋電點(^4係透 過饋電導體252而連接於阻抗整合電路2〇4。在本實施型態 中，對於設置成彼此垂直之小型環形天線元件1〇5A與小型 15環形天線元件205A所進行的饋電，係藉由切換器208進行切 換而進行天線分集。 第46圖係顯示第45圖之天線裝置接近導體板106時兩 者之位置關係及距離D的立體圖。在第46圖中，對於小型環 形天線元件105A進行饋電時之電波放射與第^實施型態一 20樣。對於小型環形天線元件205A進行饋電時之電波放射， 由於小型環形天線元件2〇5A係設置於XZ平面上相對於小 型環形天線元件105A為垂直之方向，故來自於連接導體 205da、205db、205ea、205eb之電波放射係以水平極化波 進行’而來自於半環形天線部205aa、205ab、205ba、205bb、 63 200820498 205c之電波放射則以垂直極化波進行。 與第11實施型態一樣，將小型環形天線元件105八各部 位之尺寸設定為預定值，將垂直極化波分量與水平極化波 分量之各天線增盈設定為實質上相同的情況下，對於小型 5環形天線元件105A進行饋電時，無論天線裝置與導體板1〇6 之距離D為何，皆可得到一定的合成極化波分量之天線增 益。同樣地，將小型環形天線元件2〇5A各部位之尺寸設定 為預定值，將垂直極化波分量與水平極化波分量之各天線 增益設定為實質上相同的情況下，對於小型環形天線元件 10 205A進行饋電時，無論天線裝置與導體板1〇6之距離D為 何，皆可得到一定的合成極化波分量之天線增益。又，對 於小型環形天線元件105A進行饋電時之天線裝置所放射的 極化波分量、與對於小型環形天線元件2〇5A進行饋電時之 天線裝置所放射的極化波分量為垂直關係。 15 如以上所說明，根據本實施型態，無論天線裝置與導 體板106之距離D為何，皆可得到實質上一定的合成極化波 分量之天線增益，此外，由於將與小型環形天線元件1〇5A 具有同樣構造之小型環形天線元件2〇5A設置成在又2平面 上相對於小型環形天線元件105A為垂直的方向，藉此，即 20使在天線裝置與導體板106之距離D相對於波長為十分短的 f月况下或4分之1波長之倍數時，或是垂直水平兩極化波中 之一極化波大幅衰減時，小型環形天線元件1〇5A與小型環 形天線元件205A之極化波面也為垂直關係，故可得到極化 波分集的效果。 64 200820498 第13實施型態 第47圖係顯示本發明第13實施型態之具有小型環形天 線元件105A、205A之天線裝置構造的立體圖。第13實施型 態之天線裝置與第10圖之第2實施型態之天線裝置相較之 5 下，有以下不同點。 (1) 設置90度相位差分配器272，代替切換器208。 在構造如以上之天線裝置中，藉由90度相位差分配器 272，將無線訊號以90度相位差對於小型環形天線元件 105A、205A進行饋電。又，小型環形天線元件1〇5Α時所放 10 與小型環形天線元件205A之極化波面為垂直關係，即使小 型環形天線元件105A、205A與導體板106之距離D產生變 化，也會產生垂直極化波分量及水平極化波分量。因此， 無論天線裝置與導體板106之距離D，皆可放射實質上為一 定的圓極化波之電波。 15 如以上所說明，根據本實施型態，無論天線裝置與導 體板106之距離D為何，皆可得到極化波分集效果，此外， 也無需來自於無線收發電路102之切換控制訊號的切換器 20 8之切換動作。 第14實施型態 2〇 第48圖係顯示本發明第14實施型態之具有小型環形天 線元件105B之天線裝置構造的立體圖。第14實施型態之天 線裝置與第40圖之第η實施型態之天線裝置相較之下，有 以下不同點。 (1) 具有第2(b)圖之小型環形天線元件105B，來代替 65 200820498 小型環形天線元件105A。 以下，說明前述不同點。 在第48圖中，半環形天線部105aa之一端為饋電點Q1， 而饋電點Q1係透過饋電導體151而連接於阻抗整合電路 5 1〇4。又，半環形天線部l〇5ab之一端為饋電點Q2，而饋電 點Q2係透過饋電導體152而連接於阻抗整合電路1〇4。天線 元件105B係由彼此之環形中心軸為平行、且彼此之環形捲 繞方向為反方向關係的向右捲繞小型環形天線元件1〇533 及向左捲繞小型環形天線元件l〇5Bb所構成，小型環形天線 10 元件l〇5Ba、105Bb之前端為相連接。 第49圖係顯示第48圖之小型環形天線元件1 〇5B之電流 方向的立體圖。如第49圖所示，在半環形天線部i〇5aa、 105ab、105ba、105bb及環形天線部i〇5c係全部流通向右繞 之方向的電流。又，在1對連接導體161、163及1對連接導 15 體162、164係分別流通互為反相的電流。 第50圖係顯示第48圖之天線裝置接近導體板1〇6時兩 者之位置關係及距離D的立體圖。來自於具有小型環形天線 元件105B之天線裝置的電波放射為：（a)來自於平行於X軸 而設置之小型環形天線元件105B的半環形天線部i〇5aa、 20 105ab、105ba、105bb、及環形天線部105c的水平極化波分 量之放射；及(b)來自於平行於Z軸而設置之小型環形天線 元件105B的連接導體161-164的垂直極化波分量之放射。 在本貫施型態之垂直極化波分量放射中’也與前述實 施型態一樣，當天線裝置與導體板106之距離D相對於波長 66 200820498 為十分短之時，垂直極化波分量之天線增益會大 而 為最小。當天線裝置與導體板106之距離0為4分之丨波長之 奇數倍時，垂直極化波分量之天線增益會最大。當天線裝 置與導體板106之距離D為4分之1波長之偶數倍時垂直極 5化波分量之天線增益會大幅降低而為最小。 又，關於水平極化波之放射，也與前述實施型態一樣， 當天線裝置與導體板106之距離1)相對於波長為十“分短\ 牯，可得到最大的水平極化波分量之天線增益。當天線裝 置與導體板106之距離D為4分之1波長的奇數倍時，水平極 10化波分量之天線增益會大幅降低而為最小。當天線裝置與 導體板106之距離D為4分之1波長的偶數倍時，水平極化波 勿里之天線增盈最大。因此，當天線裝置接近導體板106 時，水平極化波分量之天線增益降低時，進行動作而增加 垂直極化波分量之天線增益，而當垂直極化波分量之天線 15 增益降低時，增加水平極化波分量之天線增益。 在本實施型態中，藉由將垂直極化波分量與水平極化 波分量之各天線增益設定為實質上相同，無論天線裝置與 導體板106之距離D為何，合成分量實質上皆可為一定。由 於天線元件105B係由平衡不平衡轉換電路ι〇3Ρ進行平衡饋 20 電，故因為從天線元件105B直接流通於接地導體板1〇1之電 流所產生的放射非常的小。由於來自於接地導體板101之電 波放射主要為藉由來自於天線元件105之電波放射所引起 的電波放射之電流的放射，故來自於接地導體板101之電波 放射比起來自於天線元件105之電流放射為小。來自於天線 67 200820498 裝置全體之電波放射係以天線元件1〇5B之放射為主。 因此，藉由將天線元件105B各部位之尺寸設定成預定 值，可將天線裝置所放射之垂直極化波分量與水平極化波 分量的各天線增益設定成實質上相同。當連接導體161、162 5 之長度或連接導體161、163間之距離增加時，由於會減弱 因彼此為反相的電流而導致彼此放射的抵消效果，因此來 自於連接導體161、162之電波放射會增大。亦即，由天線 裝置所放射之水平極化波分量實質上可保持為一定，且垂 直極化波分量會增加，而關於連接導體163、164也一樣。 10 藉由將連接導體161-164之長度、連接導體161與163間之距 離、連接導體162與164間之距離的值設定為預定值，可將 垂直極化波分量與水平極化波分量之各天線增益設定成實 質上相同。 如以上所說明，可實現一種天線裝置，可藉由平衡不 15平衡轉換電路1031>來抑制從電波放射較強、難以調整且由 接地導體板101之尺寸或形狀大幅左右的小型環形天線元 件10 5 A直接流通於接地導體板1 〇丨的磁流電流所產生的放 射，並將天線元件105B各部位之尺寸設定為預定值，藉此， 無論天線裝置與導體板106之距離d為何，皆可得到實質上 20為一定的合成極化波分量之天線增益。又，由於連接導體 161-164之極化波分ϊ、與半環形天線部1〇5紐、1〇5讣、 105ba、105bb及環形天線部咖之極化波分量為垂直關 係，故前述天線裝置具有垂直水平兩極化波分量，可得到 極化波分集的效果。 68 200820498 第15實施型態 第51圖係顯示本發明第15實施型態之具有小型環形天 線元件105B、205B之天線裝置構造的立體圖。第15實施型 態之天線裝置與第45圖之第12實施型態之天線裝置相較之 5 下，有以下不同點。 (0 具有小型環形天線元件1〇5Β，來代替小型環形 天線元件105A。 (2) 具有小型環形天線元件205B，來代替小型環形 天線元件205A。 10 在第51圖中，小型環形天線元件205B之構造與第2(b) 圖之小型環形天線元件105B —樣包含：（a)半環形天線部 205aa、205ab，係分別由略呈矩形形狀之3邊所構成，實質 上與Z軸略平行地形成於同一面而各為捲繞半圈者；（b)半 環形天線部205ba、205bb，係分別由略呈矩形形狀之3邊所 15 構成，實質上與Z軸略平行地形成於同一面而各為捲繞半圈 者；（c)環形天線部205c，係具有與Z軸略為平行之環形面的 矩形形狀且捲繞1圈者；（d)連接導體261，係分別依序略呈 直角地彎折連結包含有設置成與X軸略呈平行之連接導體 部261a、設置成與Y轴略呈平行之連接導體部261b、設置成 2〇 與X軸略呈平行之連接導體部261c，且連接半環形天線部 205aa與半環形天線部205ba者；（e)連接導體262，係分別依 序略呈直角地彎折連結包含有設置成與X軸略呈平行之連 接導體部262a、設置成與Y軸略呈平行之連接導體部262b、 設置成與X軸略呈平行之連接導體部262c，且連接半環形天 69 200820498 線部205ba與環形天線部2〇5c者；⑺連接導體263，係分別 依序略呈直角地彎折連結包含有設置成與χ軸略呈平行之 連接導體部263a、設置成與γ軸略呈平行之連接導體部 263b、设置成與χ軸略呈平行之連接導體部263c，且連接半 5環形天線部205沾與半環形天線部205bb者；（g)連接導體 264，係分別依序略呈直角地彎折連結包含有設置成與χ軸 略呈平行之連接導體部264a、設置成與γ軸略呈平行之連接 導體部264b、設置成與χ軸略呈平行之連接導體部264〇，且 連接半環形天線部205bb與環形天線部2〇5c者。亦即，小型 10環形天線元件205B之構造為：連接彼此之環形中心軸為平 行、且彼此之環形捲繞方向為反方向關係的向右捲繞小型 環形天線元件205Ba及向左捲繞小型環形天線元件2〇5Bb的 前端。 在如上述構成之天線裝置中，藉由切換器2〇8進行切換 15對於小型環形天線元件1〇5Β與小型環形天線元件20诏所 進行的饋電，而進行天線分集。 第52圖係顯示第51圖之天線裝置接近導體板1〇6時兩 者之位置關係及距離D的立體圖。在第52圖中，對於小型環 形天線元件105B進行饋電時之電波放射與第14實施型態一 2〇 樣。又，對於小型環形天線元件205B進行饋電時之電波放 射，由於小型環形天線元件205B係設置於χζ平面上相對於 小型環形天線元件105Β為垂直之方向，故來自於連接導體 261-264之電波放射係以水平極化波進行。又，來自於半學 形天線部205aa、205ab、205ba、205bb及環形天線部2〇乂 70 200820498 之電波放射則以垂直極化破進行。 與第14實施型態一樣，將小型環形天線元件105B各部 位之尺寸0又疋為預疋值，將垂直極化波分量與水平極化波 分量之各天線增益設定為實質上相同的情況下，對於小蜇 5環形天線元件105Β進行饋電時，無論天線裝置與導體板106 之距離D為何，皆可得到一定的合成極化波分量之天線增 益。同樣地，將小型環形天線元件2〇5Β各部位之尺寸設定 為預定值’將垂直極化波分量與水平極化波分量之各天線 增益設定為實質上相同的情況下，對於小型環形天線元件 10 205Β進行饋電時，無論天線裝置與導體板1〇6之距離d為 何，皆可得到一定的合成極化波分量之天線增益。又，無 論天線裝置與導體板106之距離D為何，對於小型環形天線 元件105Β進行饋電時之天線裝置所放射的極化波分量、與 對於小型環形天線元件205Β進行饋電時之天線裝置所放射 15 的極化波分量為垂直關係。 如以上所說明，根據本實施型態，無論天線裝置與導 體板106之距離D為何，皆可得到實質上為一定的合成極化 波分量之天線增益，此外，由於將與小型環形天線元件1〇56 具有同樣構造之小型環形天線元件205Β設置成在又2平面 2〇 上相對於小型環形天線元件105Β為垂直的方向，藉此，即 使在天線裝置與導體板106之距離D相對於波長為十分短的 情況下或4分之1波長之倍數時，或是垂直水平兩極化波中 之一極化波大幅衰減時，小型環形天線元件105Β與小型環 形天線元件205Β之極化波面也為垂直關係，故可得到極化 71 200820498 波分集的效果。 ^ 第16實施型態 第53圖係顯示本發明第16實施型態之具有小型環形天 線元件105B、205B之天線裝置構造的立體圖。第16實施型 5態之天線裝置與第51圖之第15實施型態之天線裝置相較之 下，有以下不同點。 (1) 設置90度相位差分配器272，代替切換器208。 在構造如以上之天線裝置中，除了小型環形天線元件 105B、205B之動作外，皆與第47圖之第13實施型態的天線 10裝置具有一樣的作用效果。因此，根據本實施型態，無論 天線裝置與導體板106之距離D為何，皆可得到極化波分集 效果’此外，也無需來自於無線收發電路1〇2之切換控制訊 號的切換器208之切換動作。 第17實施型態 15 第54圖係顯示本發明第17實施型態之具有認證金鑰用 天線裝置100與對象機器用天線裝置3〇〇之天線系統構造的 立體圖及方塊圖。在第54圖中，天線系統包含有··認證金 鑰用天線裝置100、及對象機器用天線裝置3〇〇。認證金鑰 用天線裝置100係具有使用者所持有之無線通訊機能的例 20如第1實施型態之天線裝置，也可為其他實施型態之天線裝 置。對象機器用天線裝置300具有無線通訊機能，可與認證 金鑰用天線裝置100進行無線通訊。對象機器用天線裝置 300包含有··無線收發電路3〇1、水平極化波天線3〇3、垂直 極化波天線304、及可依照切換控制訊號&選擇性地切換天 72 200820498 線303與304之切換器302。另外，導體板i〇6接近認證金鑰 用天線裝置100時之動作與第1實施型態一樣。 第55(a)圖係顯示在第54圖之天線系統中，小型環形天 線元件105之垂直極化波分量之天線增益最大值實質上等 5 於水平極化波分量之天線增益最大值時，相對於認證金鑰 用天線t置100與導體板106間之距離D，由認證金输用天線 裝置100向導體板106接近之方向與相反方向的合成天線增 益的圖。第55(b)圖係顯示在第54圖之天線系統中，小型環 形天線元件105之垂直極化波分量之天線增益最大值大於 10 水平極化波分量之天線增益最大值時，相對於認證金鑰用 天線裝置100與導體板106間之距離D，由認證金鑰用天線裝 置100向導體板106接近之方向與相反方向的合成天線增益 的圖。另外，認證金鑰用天線裝置1〇〇所放射之合成分量 Com係將垂直極化波分量與水平極化波分量進行相量合成 15 而成者。 從第55(a)可知：當垂直極化波分量之天線增益高於水 平極化波分量之天線增益時，認證金瑜用天線裝置1〇〇與導 體板106之距離為4分之1波長的奇數倍時，合成分量之天線 增益為最大。又，如第55(b)圖所示，當垂直極化波分量之 20天線增益最大值與水平極化波分量之天線增益最大值實質 上相同日守’無論s忍證金输用天線裝置1⑽導體板1 〇6之距離 為何，合成分量之天線增益實質上為一定。 由於小型環形天線元件105係作為全長為收發電波之i 波長以下的小型環形天線而進行動作，故增益非常小。對 73 200820498 於小型環形天線元件105進行不平衡饋電時，比較來自於小 型環形天線元件105之電波放射，來自於接地導體板ιοί之 磁流電流所引起的電波放射較大。認證金鑰用天線裝置100 與導體板106之距離D、及與導體板1〇6為反方向之認證金鑰 5 用天線裝置1〇〇的增益關係與第55(b)圖一樣。另一方面，對 於小型環形天線元件105進行平衡饋電時，來自於接地導體 板101之磁流電流所引起的電波放射降低，來自於小型環形 天線元件105之電波放射與來自於接地導體板1〇1之電波放 射實質上相同，認證金鑰用天線裝置100與導體板1〇6之距 10離D、及與導體板106為反方向之認證金鑰用天線裝置100 的增益關係與第55(a)圖一樣。 在認證金鑰用天線裝置1〇〇中，藉由使用具有平衡不平 衡轉換器1031之饋電電路1 〇3而對小型環形天線元件1 〇5進 行平衡饋電，小型環形天線元件105可使垂直極化波分量與 15水平極化波分量之增益實質上相同，無論認證金鑰用天線 裝置100與導體板106之距離D為何，皆可使合成分量之天線 增盈實質上為一定。在第54圖之對象機器用天線裝置300 中，無線收發電路301可產生發送無線訊號而輸出，並將所 輸入之接收無線訊號解調。無線收發電路3〇1可僅為發送電 20路，也可僅為接收電路。又，無線收發電路301可輸出用以 控制切換态302的切換控制訊號心。切換器3〇2根據切換控 制訊號Ss，將無線收發電路3〇1連接於水平極化波天線3〇3 與垂直極化波天線3〇4中之一者。另外，也可使用訊號分配 器或訊號合成器來代替切換器3〇2。水平極化波天線3〇3為 74 200820498 例如同軸偶極天線或偶極天線等線形天線成平行獄 轴。而垂直極化波天線304為例如同轴偶極天線或偶極天線 等線形天線，設置成平行於z軸。 在如以上構造之對象機器用天線裳置猶中，例如將來 5自於由水平極化波天線2G3所接收之認證金鑰用天線裝置 100的電波之無線訊號、及來自於由垂直極化波天線2〇4所 接收之認證金鑰用天線裝置100的電波之無線訊號，藉由使 用切換II3G2選擇性地切換’以接收其中具有較大的接收功 率的無線訊號，而進行天線分集。 10 認證金鑰用天線裝置藉由與導體板106之距離D，來改 變所放射之極化波分量。與導體板1〇6之距離D相對於波長 為十分短之時、或為4分之1波長之倍數時，強力放射垂直 極化波與水平極化波中任一者。亦即，對象機器用天線裝 置300可接收之電波的極化波分量與認證金鑰用天線裝置 15 ι〇0所放射之極化波分量不一致時，認證金鑰用天線裝置 100之天線增益會變差。藉由在對象機器用天線裝置300具 備水平極化波天線203及垂直極化波天線204，可接收垂直 水平量極化波之電波，無論認證金鑰用天線裝置1〇〇與導體 板103之距離D為何，皆可接收實質上為一定強度之電波。 2〇 如以上所說明，根據本實施型態，藉由使用具有平衡 不平衡轉換器1031之饋電電路103而對小型環形天線元件 105進行饋電，使來自於小型環形天線元件105之水平極化 波分量與垂直極化波分量的放射實質上相同，可縮小與導 體板106之距離D所引起的認證金鑰用天線裝置1〇〇之增益 75 200820498 變動。又，藉由在對象機器用天線裝置300具備水平極化波 天線203及垂直極化波天線204，即使因為與導體板1〇6之距 離D變化而引起認證金鑰用天線裝置1〇〇所放射的極化波分 量產生變化，對象機器用天線裝置300也可以一定強度接收 5 電波，並且可防止因為對象機器用天線裝置300與認證金鑰 用天線裝置100之極化波分量不一致而導致認證金鑰用天 線裝置100的天線增益變差。又，藉由在對象機器用天線裝 置300具備水平極化波天線203及垂直極化波天線204，可得 到極化波分集的效果，而可避免衰退的影響。 10 如以上所說明，根據本實施型態，可提供一種具有認 證金鑰用天線裝置100與對象機器用天線裝置300的天線系 統，可以縮小因與導體板106之距離D而引起的認證金鑰之 天線增益變動，並且可避免衰退的影響。因此，例如，可 將本發明之天線系統使用於例如由必須確保因距離引起之 15 安全問題的機器所構成的天線系統。 第18實施型態 第56圖係顯示本發明第18實施型態之具有小型環形天 線元件105C之天線裝置構造的立體圖。第18實施型態之天 線裝置與第48圖之第14實施型態之天線裝置相較之下，有 20 以下不同點。 (1) 具有小型環形天線元件l〇5C，來代替小型環形 天線元件105B。 (2) 具有分配器103Q、振幅相位轉換器i〇3R及阻抗 整合電路104A、104B，來代替平衡不平衡轉換電路ι〇3Ρ及 76 200820498 阻抗整合電路104。 以下，說明前述不同點。 在第56圖中，小型環形天線元件i〇5C與小型環形天線 元件105B比較之下，有以下各點不同。 5 (a) 環形天線部c二分成左半部之半環形天線部 l〇5ca、及右半部之半環形天線部105cb。 (b) 半環形天線部105ca在捲繞1圈後，透過概略平行 於Z軸之連接導體165而連接至饋電點qii，而饋電點qu係 透過饋電導體153連接於阻抗整合電路ι〇4Α。另外，半環形 10 天線部l〇5aa—端之饋電點Q1係透過饋電導體151連接於阻 抗整合電路104A。 (c) 半環形天線部105cb在捲繞1圈後，透過概略平行 於Z軸之連接導體166而連接至饋電點Q12，而饋電點Qi2係 透過饋電導體154連接於阻抗整合電路ι〇4Β。另外，半環形 15天線部105ab一端之饋電點Q2係透過饋電導體152連接於阻 抗整合電路104B。阻抗整合電路ι〇4Α、104B具有第1圖之 阻抗整合電路104的阻抗整合機能，可將不平衡無線訊號施 加於小型環形天線元件105C之饋電點Q卜Q2、Qll、Q12。 (d) 藉由l〇5aa、l〇5ba、105ca構成左半部之向右捲 20繞小型環形天線元件l〇5Ca，而由l〇5ab、105bb、105cb構 成右半部之向左捲繞小型環形天線元件1〇5Cb。亦即，小型 環形天線元件105C係由向右捲繞小型環形天線元件1〇5Ca 及向左捲繞小型環形天線元件l〇5Cb所構成。 在第56圖中，分配器i〇3Q將來自於無線收發電路1〇2 77 200820498 之發送無線訊號分配為2，而輸出至振幅相位轉換器i〇3r 及阻抗整合電路104B。振幅相位轉換器1〇讯具有振幅可變 機能及移相器機能，將所輸入之無線訊號的振幅與相位中 至少一者轉換成預定值而輸出至阻抗整合電路1〇4a。 5 在本實施型態中，分別對於向右捲繞小型環形天線元 件105Ca及向左捲繞小型環形天線元件1〇5〇3進行平衡饋電 時（變形例），阻抗整合電路1〇4Α、104B除了阻抗整合處理 外，進行不平衡/平衡轉換處理。向右捲繞小型環形天線元 件105Ca係依向右捲方向捲繞成螺旋狀，其環形面設置成相 10對於接地導體板1〇1之面為概略垂直，2個饋電點qi、qu 連接於阻抗整合電路104A。又，向左捲繞小型環形天線元 件105Cb係依向左捲方向捲繞成螺旋狀，其環形面設置成相 對於接地導體板101之面為概略垂直，2個饋電點Q2、q12 連接於阻抗整合電路104B。另外，向右捲繞小型環形天線 15元件105Ca及向左捲繞小型環形天線元件105〇3之各長度為 分別具有與第1圖之小型環形天線元件105—樣的長度。 第57圖係顯示第56圖之天線裝置接近導體板106時兩 者之位置關係及距離D的立體圖。來自於天線裝置之電波放 射係由向右捲繞小型環形天線元件l〇5Ca及向左捲繞小型 20環形天線元件l〇5Cb進行，分成：（1)在連接導體16M66流 通於Z軸方向之電流的垂直極化波分量；及(2)各半環形天 線部 105aa、l〇5ab、105ba、105bb、l〇5ca、105cb之X軸方 向及Y軸方向以環形流通之電流的水平極化波分量。 如第57圖所示，當導體板106從Υ軸方向接近天線裝置 78 200820498 牯，放射垂直極化波分量之z軸方向部位會相對於導體板 106而成平行，故天線裝置與導體板1〇6之距離d、以及與導 體板106為反方向之天線裝置的垂直極化波分量天線增益 的關係，與第1實施型態之第6(b)圖一樣，當天線裝置與導 5體板106之距離D相對於波長為十分短之時，垂直極化波分 里之天線增益會大幅降低而為最小。當天線裝置與導體板 106之距離D為4分之1波長之奇數倍時，垂直極化波分量之 天線增益會最大。當天線裝置與導體板1〇6之距離〇為4分之 1波長之偶數倍時，垂直極化波分量之天線增益會大幅降低 10 而為最小。 又，放射水平極化波之X軸方向及Y軸方向的部位，由 於所形成之環形面係相對於導體板106呈垂直，故天線裝置 與導體板106之距離D、以及與導體板106為反方向之天線裝 置的垂直極化波分量天線增益的關係，也與第丨實施型態之 15第5(b)圖一樣，當天線裝置與導體板106之距離D相對於波 長為十分短之時，可得到最大的水平極化波分量之天線增 益。當天線裝置與導體板106之距離D為4分之1波長的奇數 倍時，水平極化波分量之天線增益會大幅降低而為最小。 此外，當天線裝置與導體板106之距離D為4分之1波長的偶 20數倍時，水平極化波分量之天線增益最大。因此，當天線 裳置接近導體板106時，水平極化波分量之天線增益降低 時’進行動作而增加垂直極化波分量之天線增益，而當垂 直極化波分量之天線增益降低時，增加水平極化波分量之 天線增益。 79 200820498 第58圖係顯示對於第56圖之向右捲繞小型環形天線 105Ca、與向左捲繞小型環形天線l〇5Cb為同相且將無線訊 號不平衡饋電時，小型環形天線元件105C之電流方向的立 體圖。如第58圖所示，當同相饋電時，流通於作為放射水 5 平極化波部位的向右捲繞小型環形天線元件1 〇5Ca及向左 捲繞小型環形天線元件l〇5Cb所形成之環形的電流，旋轉方 向彼此相反，因此水平極化波分量會降低。又，流通於作 為放射垂直極化波部位的向右捲繞小型環形天線元件 105Ca及向左捲繞小型環形天線元件1 〇5Cb之Z軸方向部位 10 的電流，彼此為同方向，因此垂直極化波分量會變高。 第59圖係顯示對於第56圖之向右捲繞小型環形天線 105Ca、與向左捲繞小型環形天線l〇5Cb為反相且將無線訊 號進行不平衡饋電時，小型環形天線元件105C之電流方向 的立體圖。如第59圖所示，當反相饋電時，連接導體165、 15 166會於接地導體板101短路而進行饋電。 第60圖係顯示對於施加於第56圖之小型環形天線元件 105C之向右捲繞小型環形天線i〇5Ca、與向左捲繞小型環形 天線105Cb的2個無線訊號之相位差的水平極化波分量及垂 直極化波分量在XY平面之平均天線增益的圖。該圖係頻率 20 426MHz之計算值。由第60圖可知，藉由使分別饋電於向右 捲繞小型環形天線元件l〇5Ca及向左捲繞小裂環形天線元 件105Cb之2個無線訊號的相位差別及振幅差Ad中至少一 者產生變化，可變化垂直極化波分量及水平極化波分量之 天線增益，又，藉由將相位差!^設定在11〇度附近，可將彼 200820498 此之極化波分量調整為實質上相同。 如以上所說明，根據本實施型態，可實現_種天線裝 置，藉由將分別饋電於向右捲繞小型環形天線元件1〇5Ca 及向左捲繞小型環形天線元件l〇5Cb之2個無線訊號的相位 5差別及振幅差Ad設定為預定值，可將垂直極化波分量及水 平極化波分量之各天線增益設定成實質上相同，藉此，無 論天線裝置與導體板106之距離D為何，皆可得到實質上一 •定的合成分量之天線增益。 第19實施型態 10 第61圖係顯示本發明第19實施型態之具有小型環形天 線元件105C、205C之天線裝置構造的立體圖。第19實施型 態之天線裝置與第51圖之第15實施型態之天線裝置相較之 下，有以下不同點。 (1) 具有小型環形天線元件105C，來代替小型環形 15 天線元件105B。 (2) 具有小型環形天線元件205C來代替小型環形天 線元件205B，該小型環形天線元件2〇5C係具有與小型環形 天線元件105C同樣的構造，設置其環形軸與小型環形天線 元件105呈垂直者。 2〇 (3)具有分配器103Q、振幅相位轉換器103R及阻抗 整合電路104A、104B，來代替平衡不平衡轉換電路1〇3p及 阻抗整合電路104。 (4)具有分配器203Q、振幅相位轉換器203R及阻抗 整合電路204A、204B，來代替平衡不平衡轉換電路2〇3p及 200820498 阻抗整合電路204，前述分配器203Q、振幅相位轉換器203R 及阻抗整合電路204A、204B係分別具有與分配器103Q、振 幅相位轉換器103R及阻抗整合電路ι〇4Α、104B相同構造 者。 5 (5) 具有第36圖之極化波切換電路208A，代替切換 器 208 〇 以下，說明前述不同點。 在第61圖中，小型環形天線元件2〇5C包含有：半環形 天線部 205aa、205ba、205bb、205ca、205cb及連接導體 10 261-266，並具有饋電點q3、Q13、Q4、Q14。饋電點Q3、 Q13分別透過饋電導體251、253連接於阻抗整合電路 204A，而饋電點Q4、Q14係分別透過饋電導體252、254而 連接於阻抗整合電路2〇4B。此外，分配器2〇3q將由無線收 發電路102透過極化波切換電路2〇8A而輸a之發送無線訊 I5唬分配為2，輸出至振幅相位轉換器加讯及阻抗整合電路 204B振巾田相位轉換器2〇3R可將所輸入之無線訊號的振幅 與相位巾至者轉換成預定值而輸出至阻抗整合電路 204A。 第62⑷圖係顯示在第01圖之天線系統中，將無線訊號 2〇饋電於小型環形天線元件㈣之向右捲繞小型環形天線 1〇5Ca及向左捲繞小型環形天細Cb時，小型環形天線元 件i〇5c之垂直極化波分量之天線增益最大值實質上等於水 平極化波刀里之天線增益最大值時，相對於天線裝置與導 體板106間之距離D，由天線裝置向導體板106接近之方向與 82 200820498 相反方向的合成天線增益的圖，第62(b)圖係顯示在第61圖 之天線系統中，將無線訊號饋電於小型環形天線元件2〇5C 之向右捲繞小型環形天線2〇5Ca及向左捲繞小型環形天線 205Cb時，小型環形天線元件2〇5C之垂直極化波分量之天 5線增盈表大值實質上等於水平極化波分量之天線增益最大 值時，相對於天線裝置與導體板106間之距離D，由天線裝 置向導體板106接近之方向與相反方向的合成天線增益的 圖。 與第18實施型態一樣，藉由將分別饋電於向右捲繞小 10型環形天線元件105Ca及向左捲繞小型環形天線元件1〇5Cb 之2個無線訊號之相位差及振幅差設定為預定值，而將垂直 極化波分量與水平極化波分量之各天線增益設定為實質上 相同時，如第62(a)圖所示，對於向右捲繞小型環形天線元 件105Ca及向左捲繞小型環形天線元件1〇5(：1)進行饋電時， 15無論天線裝置與導體板106之距離D為何，皆可得到實質上 一定的合成分量之天線增益。同樣地，藉由將分別饋電於 向右捲繞小型環形天線元件2〇5Ca及向左捲繞小型環形天 線元件205Cb之2個無線訊號之相位差及振幅差設定為預定 值，而將垂直極化波分5:與水平極化波分量之各天線增益 20設定為實質上相同時，如第620>)圖所示，對於向右捲繞小 型玉衣形天線元件205Ca及向左捲繞小型環形天線元件 進行饋電時，無論天線裝置與導體板1〇6之距離D為何，皆 可得到實質上一定的合成分量之天線增益。又，無論天線 裝置與導體板106之距離D為何，對於向右捲繞小型環形天 83 200820498 線元件105Ca及向左捲繞小型環形天線元件l〇5Cb進行饋電 時之天線裝置所放射的極化波分量、與對於向右捲繞小型 環形天線元件205Ca及向左捲繞小型環形天線元件2〇5Cb進 行饋電時之天線裝置所放射的極化波成分為垂直關係。 5 由於接地導體板1〇1之形狀實質上為正方形，向右捲繞 小型環形天線元件105Ca與向左捲繞小型環形天線元件 105Cb、及向右捲繞小型環形天線元件205Ca及向左捲繞小 型環形天線元件205Cb的尺寸也大致相同，因此對於向右捲 繞小型環形天線元件105Ca及向左捲繞小型環形天線元件 10 l〇5Cb進行饋電時、及對於向右捲繞小型環形天線元件 205Ca及向左捲繞小型環形天線元件2〇5Cb進行饋電時的天 線增益不會產生變動，僅極化波會改變9〇度，所以不會因 為極化波切換電路208A之饋電切換而產生增益變動。 如以上所說明，根據本實施型態，藉由將與向右捲繞 15小型環形天線元件l〇5Ca及向左捲繞小型環形天線元件 1〇5〇"具有同樣構造之向右捲繞小型環形天線元件2〇5Ca及 向左捲繞小型環形天線元件2〇5Cb設置成在χΖ平面上相對 於向右捲繞小型環形天線元件1Q5Ca及向左捲繞小型環形 天線兀件l〇5Cb為垂直向，即使在天線裝置與導體板1〇6之 20距離以目對於波長為十分短之時、或4分之1波長的倍數之情 況下等垂，水平兩極化波中之一極化波大幅衰減的情形 下’班也可错由以極化波切換電路观八切換對於向右捲繞小 聖％形天線兀件i〇5Ca與向左捲繞小型環形天線元件 1〇5〇)以及向右捲繞小型環形天線元件205Ca與向左捲繞 84 200820498 小型環形天線元件205Cb之饋電而使極化波面改變9〇度，而 可抑制因為通訊態樣變動而導致之極化波面不一致所引起 的增益變動。 【實施例1】 以下說明在實施例1中，關於環形間隔與放射變化之模 擬與其結果。 10 15 20 第63圖係顯示本實施型態之實施例丨中，用以得到關於 環形間隔之放射變化的模擬與其結果之小型環形天線元件 1〇5構造的立體圖。在第63圖中，贿係小型環形天線元件 105之所謂環形回線部的連接導體，We係小型環形天線元 件105之元件免度，G1係環形間隔。 第64(a)圖係顯示實施例1之小型環形天線元件中，對於 變化元件寬度We魅化料之環形間隔时均天線增益 的圖，第64(b)圖係顯示實施例1之小型環形天線元件中，對 於變化極化波時之環形轉部長度的平均天線增益的圖， 弟64⑷圖侧示實施例丨之小型環形天線科中對於變化 ^化、波時之環形回線部長度的平均天線增益的圖。又，第 之小型環形天線元件中，對於變化極 =„面積與環形間隔之比的平均天線增益的圖， 圖 中 極化波時之環形面積與=術線元件中，對於變化 圖。此外，第66__ ^比的平均天線1盈的 ，對於變化極化波時之/― 1之小型環形天線元件 的平均天線增ϋ的圖，第662面積與環形回線部長度之比 (W圖係顯示實施例丨之小型環形 85 200820498 天線元件中，對於變化極化波時之環形面積與環形回線部 長度之比的平均天線增益的圖。 如第64(a)圖所不，當環形面積固定時，隨著環形間隔 的、加’水平極化波分量定，僅垂直極化波分量轉 5持續增加。X，如⑽⑻及⑼圖所示，環形面積與環形間 隔之比以6至7左右時，水平極化波分量η與垂直極化波分量 V實質上會相同而最佳。例如，#因為機構限制而無法取得 環形間隔，垂直極化波分量v小於水平極化波分量11時，藉 由變化平衡饋電之相位差及振幅差，可增加垂直極化波分 10量V。此外，如第64(a)圖所示，當環形間隔增加時，水平 極化波分量Η為一定、而垂直極化波分量v持續增加的樣 悲，即使改變元件寬度上述情形也不會改變。又，由於因 元件寬度而引起之放射效率增加情形會因為小型環形天線 與線形天線而異，故可知無法單純以環形面積與環形回線 15部之比來表示水平極化波分量Η與垂直極化波分量ν之比。 【實施例2】 以下說明實施例2中，螺旋捲繞小型環形天線元件1〇5 圈數之水平極化波分量及垂直極化波分量的調整方法。 第67(a)圖係顯示相對於本實施型態之實施例2之小型 20環形天線元件1〇5(螺旋線圈形狀之小型環形天線元件）的圈 數，關於水平極化波之ΧΥ平面的平均天線增益的圖，第67(b) 圖係顯示相對於本實施型態之實施例2之小型環形天線元 件105(螺旋線圈形狀之小型環形天線元件）的圈數，關於垂 直極化波之ΧΥ平面的平均天線增益的圖。如第67(a)及(b) 200820498 圖所示，藉由變化小型環形天線元件105的圈數，可調整水 平極化波分量與垂直極化波分量的平衡。 【實施例3】 以下說明實施例3中，第1至第3實施型態之小型環形天 5 線元件1〇5中，變化振幅差Ad及相位差Pd兩者的情形。 第68圖係顯示第1至第3實施型態之實施例3之小型環 形天線元件中，相對於振幅差Ad之平均天線增益的圖。又， 第69圖係顯示第1至第3實施型態之實施例3之小型環形天 線元件中’相對於相位差Pd之平均天線增益的圖。此外， 10第7〇圖係顯示第1至第3實施型態之實施例3之小型環形天 線元件中’相對於變化振幅差Ad及極化波時之相位差Pd的 平均天線增益的圖。如第68至70圖所示，藉由至少變化振 幅差Ad及相位差Pd中一者，可變化各極化波分量之平均天 線增益。 15【實施例4】 以下說明實施例4中，阻抗整合電路104之各種阻抗整 合方法。由於小型環形天線元件1〇5之放射電阻較小，故需 要損益極小的阻抗整合電路104。由於感應器比起電容器之 損益較大，故使用於阻抗整合電路1〇4時，放射效率會變 20差，而使得天線增益大幅降低。因此，宜使用以下所示之 阻抗整合方法。 第71(a)圖係顯示本實施型態之實施例4之使用第1阻抗 整合方法的阻抗整合電路⑺各丨構造的電路圖，第71(b)圖係 顯示第71(a)圖之第1阻抗整合方法的史密斯圖。在第71(a) 87 200820498 圖中，阻抗整合電路104-1具有並聯電容器Cp。如第71(b) 圖所示，將小型環形天線元件105之輸入阻抗Za，藉由並聯 電容器Cp使阻抗之虛部為〇而並聯共振作為阻抗zbl後 (601)，藉由平衡不平衡轉換器1〇31之阻抗轉換可進行阻抗 5 整合至輸入阻抗Zc(602)。 第72(a)圖係顯示本實施型態之實施例4之使用第2阻抗 整合方法的阻抗整合電路104-2構造的電路圖，第72(b)圖係 顯示第72(a)圖之第2阻抗整合方法的史密斯圖。在第72(a) 圖中，阻抗整合電路104-2具有2個串聯電容器Csl、Cs2。 10如第72(b)圖所示，將小型環形天線元件105之輸入阻抗Za， 藉由2個串聯電容器Csl、Cs2使阻抗之虛部為〇而串聯共振 作為阻抗Zb2後(611)，藉由平衡不平衡轉換器1〇31之阻抗 轉換可進行阻抗整合至輸入阻抗Zc(612)。 第73(a)圖係顯示本實施型態之實施例4之使用第3阻抗 15整合方法的阻抗整合電路104-3構造的電路圖，第73(b)圖係 顯示第73(a)圖之第3阻抗整合方法的史密斯圖。在第73(a) 圖中，阻抗整合電路104-3具有並聯電容器Cpll及2個串聯 電容器Csll、Csl2。如第73(b)圖所示，將小型環形天線元 件105之輸入阻抗Za，藉由串聯電容器Csn、〇12進行阻抗 20轉換成阻抗Zb3後(631)，藉由並聯電容器Cpll進行阻抗轉 換成阻抗Zc(632)。另外，可以省略平衡不平衡轉換器1〇31。 第74(a)圖係顯示本實施型態之實施例4之使用第4阻抗 整合方法的阻抗整合電路1〇4_4構造的電路圖，第74(b)圖係 顯示第74⑷圖之第4阻抗整合方法的史密斯圖。在第％⑻ 88 200820498 圖中，阻抗整合電路104-4具有並聯電容器㈤认〕個串聯 電容器Cs21、Cs22。如第74(b)圖所示，將小型環形天線元 件105之輸入阻抗Za’藉由並聯電容器Cp進行阻抗轉換成阻 抗Zb4後(641)，可藉由串聯電容器Cs21、Cs22進行阻抗轉 5換成阻抗Zc(642)。另外，可以省略平衡不平衡轉換器1〇31。 第75圖係顯示本實施型態之實施例4之第71圖至第74 圖之平衡不平衡轉換器1031構造的電路圖。在第75圖中， Zout為平衡側阻抗，Zin為不平衡側阻抗。在此，平衡不平 衡轉換器之設定頻率如以下式所示。 10【數式2】 L _ Vzin ^ Zout 【數式3】 C =—厂1 ω*ν^ίη ^out 【數式4】 ω = 15 【數式5】 【數式6】

L C

Zin Z out 89 200820498 在以上實施例4中，可使用以下變形例。亦即，可使用 以下方法作為在第3圖及第4圖之饋電點卩卜Q2產生相位差 的方法。 (A) 藉由使第72圖之串聯電容器Cs 1、Cs2之電容值不 5為^^1 —Cs2，而為Csl关Cs2(例如Csl>Cs2)，而可具有相 位差。 (B) 藉由使第73圖之串聯電容器Cs 11、Cs 12之電容值 不為 Csll = Csl2,而為 Csll 关 csl2(例如 Csll>Csl2)，而 可具有相位差。 10 【實施例5】 以下說明在實施例5中，第17實施型態之天線系統之天 線最佳高度。 第76(a)圖係顯示第17實施型態之實施例5之包含有認 證金鑰裝置100、及具有小型環形天線元件1〇5之對象機器 15用天線裝置300的天線系統中，將兩裝置100、300之各天線 高度設定為實質上相同時，相對於兩裝置1〇〇、3〇〇間之距 離D之接收電力的電波傳播特性圖，第76(b)圖係顯示第17 實施型態之實施例5之包含有認證金鑰裝置1〇〇、及具有半 波長偶極天線之對象機器用天線裝置300的天線系統中，將 20兩裝置10〇、3〇〇之各天線高度設定為實質上相同時，相對 於兩裝置100、300間之距離D之接收電力的電波傳播特性 圖。前述特性係依個人電腦攜出管理系統、保護學童系統、 無鑰進入系統等所使用之400Μ Η z的有電標籤系統所得者。 如第76(a)及(b)圖所示，天線高度以收發相同的高度最 200820498 不易受到定向性的影響而最佳。又，地面方向為零點(null) 者較不易文到反射波的影響，此外，垂直極化波也較不易 文到反射波的影響。又，使用線形天線的情況下，使用垂 直極化波天線且收發之天線高度實質上相同時較適合檢測 5距離。此係由於彼此不會受到定向性的影響，反射波因為 天線之零點效果與垂直極化波之反射係數較小，所以影響 會隶小。又，使用小型環形天線的情況下，收發之天線高 度貝貝上相同時適合檢測距離，而不太會因為極化波面而 產生落差。 1〇 實施型態之匯整 以上實施型態可分類成以下3組。 <第1組>1個小型環形天線元件：實施型態丨、7-9、 11 14 18, <第2組> 彼此垂直之2個小型環形天線元件· 實施型2-6、1〇、12-13、15-17、19; <第3組〉天線系統： 15 實施型態17。 在前述第1組中，各實施型態也可為組合同一組之其他 貫施型態中的構成要素。又，在前述第2組中，可使用第1 組之各小型環形天線元件，也可為組合同一組之其他實施 型態中的構成要素。此外，在前述第3組中，可使用第1組 20之各小型環形天線元件。 【產業上利用之可能性】 如以上所詳述，根據本發明之天線裝置，可實現一種 天2裝置，無論天線裝置與導體板之距離為何，皆可得到 實貝上定的天線增益，並且可防止通訊品質變差。又， 91 200820498 例如’可實現〜種天線裝置，玎在進行認證通訊時，藉由 抑制前述小型環形天線元件所放射之極化波分量的天線增 盈’且提局可述連接導體所放射之極化波分量之天線增 盈’可付到較以往技術高的通訊品質。此外，即使垂直水 5平兩極化波中之〜極化波大幅衰減時，也可得到極化波分 术的放果口此’本發明之天線裝置可使用在例如搭載於 必須讀保會因避離而產生安全問題的機器。 又，根據本發明之天線系統，可實現一種具有認證金 输用天線裝置及對象機器用天線裝置之天線系統，可減少 1〇因與導體板之距離而引起之認證金輪天線增益變動，並且 可避免衰退的影響。 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示本發明第1實施型態之具有小型環形天線 元件105之天線裝置構造的立體圖。 15 第2(a)圖係顯示第1實施型態之第1變形例之小型環形 天線元件105A構造的立體圖，第2(b)圖係顯示第1實施型態 之第2變形例之小裂環形天線元件l〇5B構造的立體圖。 第3圖係顯示第1圖之饋電電路103構造的方塊圖。 第4(a)圖係顯系為第3圖之饋電電路1〇3之第1變形例的 20饋電電路1〇3Α構造的方塊圖，第4(b)圖係顯示為第3圖之饋 電電路103之第2變形例的饋電電路103B構造的方塊圖，第 4(c)圖係顯示為第3圖之饋電電路103之第3變形例的饋電電 路103C構造的方塊圖° 第5(a)圖係顯系第1圖之小型環形天線元件105接近導 92 200820498 體板106時之距離D的正視圖，第5⑻圖係顯示相對於距離〇 之朝向導體板106接近之方向與相反方向的小型環开< 天線 元件105之天線增益的圖。 第6(a)圖係顯示線形天線元件16〇接近導體板1〇6時之 距離D的正視圖，第6(b)圖係顯示相對於距離D之朝向導體 板106接近之方向與相反方向的線形天線元件16〇之天線增 益的圖。 第7圖係顯示第1圖之天線裝置接近導體板106時兩者 之位置關係及距離D的立體圖。 10 第8(a)圖係顯示第1圖之小型環形天線元件1〇5之垂直 極化波分量之天線增益最大值大於水平極化波分量之天線 增益最大值時，相對於距離D之由天線裝置向導體板1〇6接 近之方向與相反方向的合成天線增益的圖，第8(b)圖係顯示 第1圖之小型環形天線元件105之垂直極化波分量之天線增 15 益最大值小於水平極化波分量之天線增益最大值時，相對 於距離D之由天線裝置向導體板106接近之方向與相反方向 的合成天線增益的圖，第8(c)圖係顯示第1圖之小型環形天 線元件105之垂直極化波分量之天線增益最大值實質上等 於水平極化波分量之天線增盈最大值時，相對於距離D之由 20天線裝置向導體板1〇6接近之方向與相反方向的合成天線 增益的圖。 第9圖係顯示對於饋電於第1圖之小型環形天線元件 105的2個無線訊號之相位差在XY平面上之平均天線增益 的圖。 93 200820498 第10圖係顯1示本發明第2實施型態之具有小型環形天 線元件105、205之天線裝置構造的立體圖。 第11圖係顯示第10圖之天線裝置接近導體板106時兩 者之位置關係及距離D的立體圖。 5 第12(a)圖係顯示將無線訊號饋電於第10圖之小型環形 天線元件105時，在垂直極化波分量之天線增益最大值實質 上等於水平極化波分量之天線增益最大值時，相對於距離D 之由天線裝置向導體板106接近之方向與相反方向的合成 天線增益的圖，第12(b)圖係顯示將無線訊號饋電於第10圖 10 之小型環形天線元件205時，在垂直極化波分量之天線增益 最大值實質上等於水平極化波分量之天線增益最大值時， 相對於距離D之由天線裝置向導體板106接近之方向與相反 方向的合成天線增益的圖。 第13圖係顯示本發明第3實施型態之具有小型環形天 15 線元件105、205之天線裝置構造的立體圖。 第14圖係顯示本發明第4實施型態之具有小型環形天 線元件105之天線裝置構造的立體圖。 第15圖係顯示第14圖之饋電電路103D構造的方塊圖。 第16(a)圖係顯示為第15圖之饋電電路103D之第1變形 20 例的饋電電路103E構造的方塊圖，第16(b)圖係顯示為第15 圖之饋電電路103D之第2變形例的饋電電路103F構造的方 塊圖，第16(c)圖係顯示為第15圖之饋電電路103D之第3變 形例的饋電電路103G構造的方塊圖。 第17圖係顯示第15圖、第16(a)圖、第16(b)圖及第16(c) 94 200820498 之可變移相器1033、1033A、1033B之為第1實施例之可變 移相器1033-1詳細構造的電路圖。 第18圖係顯示第15圖、第16(a)圖、第16(b)圖及第16(c) 之可變移相器1033、1033A、1033B之為第2實施例之可變 5 移相器1033-2詳細構造的電路圖。 第19圖係顯示本發明第5實施型態之具有小型環形天 線元件105、205之天線裝置構造的立體圖。 第20圖係顯示本發明第6實施型態之具有小型環形天 線元件105、205之天線裝置構造的立體圖。 10 第21圖係顯示使用於本發明第7實施型態之具有小型 環形天線元件105之天線裝置（除了第1圖之饋電電路103 外，與第1圖之天線裝置具有同樣的構造）中之饋電電路 103H構造的方塊圖。 第22(a)圖係顯示為第21圖之饋電電路103H之第1變形 15 例的饋電電路1031構造的方塊圖，第22(b)圖係顯示為第21 圖之饋電電路103H之第2變形例的饋電電路103 J構造的方 塊圖，第22(c)圖係顯示為第21圖之饋電電路103H之第3變 形例的饋電電路103K構造的方塊圖。 第23圖係顯示第7實施型態之天線裝置中，相對於饋電 20 電路103H之衰減器1071之衰減量在XY平面上之平均天線 增益的圖。 第24圖係顯示本發明第8實施型態之為第21圖之變形 例之饋電電路103L構造的方塊圖。 第25(a)圖係顯示為第24圖之饋電電路103L之第1變形 95 200820498 例的饋電電路103M構造的方塊圖，第25(b)圖係顯示為第24 圖之饋電電路103L之第2變形例的饋電電路103N構造的方 塊圖’第2S(C)圖係顯示為第24圖之饋電電路103L之第3變形 例的饋電電路1030構造的方塊圖。 5 第26圖係顯示第24圖、第25(a)圖、第25(b)圖及第25(c) 之可變衰減器1074之為第1實施例之可變衰減器1074-1詳 細構造的電路圖。 第27圖係顯示第24圖、第25(a)圖、第25(b)圖及第25(c) 之可、欠衰減器1074之為第2實施例之可變衰減器1〇74_2詳 10細構造的電路圖。 第28圖係顯示本發明第9實施型態之具有小型環形天 線兀件105之天線裝置構造的立體圖。 第29圖係顯示第28圖之平衡不平衡轉換電路1〇3?構造 的電路圖。 15 20 :3〇_係顯示第29®之平衡不平衡轉換電路磨 中’飢通於平衡端子T2之线職、與流通鮮衡端子T3 ==的振幅差处頻率特性的圖，第，圖係顯 Τ2之益hnt轉換電路瞻巾，流通於平衡端子 T2之‘"、線、與錢卿衡端子了 差Pd之頻率特性的圖。 旧間的相位 第31圖係顯示對於饋電於㈣圖之小型環 :個無線訊號之振鴨差Ad在灯平面之平均天線= 第32(a)至⑴圖係顯 示將饋電於第28圖之小 型環形天線 96 200820498 元件105之2個無線訊號之振幅差Ad從-10dB變化至-ldB 時，XY平面之水平極化波分量之放射圖案的圖。 第33(a)至（k)圖係顯示將饋電於第28圖之小型環形天 線元件105之2個無線訊號之振幅差Ad從OdB變化至10dB 5 時，XY平面之水平極化波分量之放射圖案的圖。 第34(a)至⑴圖係顯示將饋電於第28圖之小型環形天線 元件105之2個無線訊號之振幅差Ad從-10dB變化至-ldB 時，XY平面之垂直極化波分寬'之放射圖案的圖。 第35(a)至（k)圖係顯示將饋電於第28圖之小型環形天 10 線元件105之2個無線訊號之振幅差Ad從OdB變化至10dB 時，XY平面之垂直極化波分量之放射圖案的圖。 第36圖係顯示本發明第10實施型態之具有小型環形天 線元件105、205之天線裝置構造的立體圖。 第37(a)圖係顯示為第36圖之第1變形例之極化波切換 15 電路208A構造的電路圖，第37(b)圖係顯示為上述極化波切 換電路208A之變形例的極化波切換電路208Aa構造的電路 圖。 第38圖係顯示第36圖之天線裝置接近導體板106時兩 者之位置關係及距離D的立體圖。 20 第39(a)圖係顯示將無線訊號饋電於第36圖之小型環形 天線元件105時，在垂直極化波分量之天線增益最大值實質 上等於水平極化波分量之天線增益最大值時，相對於距離D 之由天線裝置向導體板106接近之方向與相反方向的合成 天線增益的圖，第39(b)圖係顯示將無線訊號饋電於第36圖 97 200820498 之小型環形天線元件205時，在垂直極化波分量之天線增益 最大值實質上等於水平極化波分量之天線增益最大值時， 相對於距離D之由天線裝置向導體板1〇6接近之方向與相反 方向的合成天線增益的圖。 5 第40圖係顯示本發明第11實施型態之具有小型環形天 線元件105A之天線裝置構造的立體圖。 第41圖係顯示第40圖之小型環形天線元件1〇5a之電流 方向的立體圖。 第42圖係顯示第40圖之天線裝置接近導體板1〇6時兩 10 者之位置關係及距離D的立體圖。 第43(a)圖係顯示相對於第4〇圖之連接導體iosda、 105db之長度，小型環形天線元件1〇5A在χγ平面之水平極 化波分量之平均天線增益的圖，第43(b)圖係顯示相對於第 40圖之連接導體l〇5da、105db之長度，小型環形天線元件 15 在XY平面之垂直極化波分量之平均天線增益的圖。 第44(a)圖係顯示相對於第4〇圖之連接導體丨〇5da、 105db間之距離，小型環形天線元件1〇5A在χγ平面之水平 極化波分量之平均天線增益的圖，第44作)圖係顯示相對於 第40圖之連接導體i〇5da、105db間之距離，小型環形天線 20元件105 A在XY平面之垂直極化波分量之平均天線增益的 圖。 第45圖係顯示本發明第12實施型態之具有小型環形天 線元件105A、205A之天線裝置構造的立體圖。 第46圖係顯示第45圖之天線装置接近導體板106時兩 98 200820498 者之位置關係及距離D的立體圖。 第47圖係顯示本發明第13實施型態之具有小型環形天 線元件105A、205A之天線裝置構造的立體圖。 第48圖係顯示本發明第14實施型態之具有小型環形天 5 線元件105B之天線裝置構造的立體圖。 第49圖係顯示第48圖之小型環形天線元件105B之電流 方向的立體圖。 第50圖係顯示第48圖之天線裝置接近導體板106時兩 者之位置關係及距離D的立體圖。 10 第51圖係顯示本發明第15實施型態之具有小型環形天 線元件105B、205B之天線裝置構造的立體圖。 第52圖係顯示第51圖之天線裝置接近導體板106時兩 者之位置關係及距離D的立體圖。 第53圖係顯示本發明第16實施型態之具有小型環形天 15 線元件105B、205B之天線裝置構造的立體圖。 第54圖係顯示本發明第17實施型態之具有認證金鑰用 天線裝置100與對象機器用天線裝置300之天線系統構造的 立體圖及方塊圖。 第55(a)圖係顯示在第54圖之天線系統中，小型環形天 20 線元件105之垂直極化波分量之天線增益最大值實質上等 於水平極化波分量之天線增益最大值時，相對於認證金鑰 用天線裝置100與導體板106間之距離D，由認證金鑰用天線 裝置100向導體板106接近之方向與相反方向的合成天線增 益的圖，第55(b)圖係顯示在第54圖之天線系統中，小型環 99 200820498 形天線元件105之垂直極化波分量之天線增益最大值大於 水平極化波分量之天線增益最大值時，相對於認證金鑰用 天線裝置100與導體板106間之距離D，由認證金錄用天線裝 置100向導體板1〇6接近之方向與相反方向的合成天線增益 5 的圖。 第56圖係顯示本發明第18實施型態之具有小型環形天 線元件105C之天線裝置構造的立體圖。 第57圖係顯示第56圖之天線裝置接近導體板1〇6時兩 者之位置關係及距離D的立體圖。 〇 第58圖係顯示對於第56圖之向右捲繞小型環形天線 105Ca、與向左捲繞小型環形天線1〇5Cb為同相且將無線訊 號不平衡饋電時，小型環形天線元件105C之電流方向的立 體圖。 第59圖係顯示對於第56圖之向右捲繞小型環形天線 15 105Ca、與向左捲繞小型環形天線l〇5Cb為反相且將無線訊 號進行不平衡饋電時，小型環形天線元件1〇5C之電流方向 的立體圖。 第60圖係顯示對於施加於第56圖之小型環形天線元件 105C之向右捲繞小型環形天線1 〇5Ca、與向左捲繞小型環形 20天線105(^的2個無線訊號之相位差的水平極化波分量及垂 直極化波分量在XY平面之平均天線增益的圖。 第61圖係顯示本發明第19實施型態之具有小型環形天 線元件105C、205C之天線裝置構造的立體圖。 第62(a)圖係顯示在第61圖之天線系統中，將無線訊號 100 200820498 饋電於小型環形天線元件霞之向右捲繞小型環形天線 105Ca及向左捲繞小型環形天線1〇5Q^f，小型環形天線元 件105C之垂直極化波分量之天線增益最大值實質上等於水 平極化波分置之天線增益最大值時，相對於天線裝置與導 5體板106間之距離D，由天線裝置向導體板106接近之方向與 相反方向的合成天線增益的圖，第62(b)圖係顯示在第61圖 之天線系統中’將無線訊號饋電於小型環形天線元件205C 之向右捲繞小型環形天線2〇5Ca及向左捲繞小型環形天線 205Cb時’小型環形天線元件2〇5C之垂直極化波分量之天 10線增益最大值實質上等於水平極化波分量之天線增益最大 值時，相對於天線裝置與導體板106間之距離D，由天線裝 置向導體板106接近之方向與相反方向的合成天線增益的 圖。 第63圖係顯示本實施型態之實施例1中，用以得到關於 15環形間隔之放射變化的模擬與其結果之小型環形天線元件 105構造的立體圖。 第64(a)圖係顯示實施例丨之小型環形天線元件中，對於 變化元件寬度We與極化波時之環形間隔的平均天線增益 的圖，第64(b)圖係顯示實施例丨之小型環形天線元件中，對 20於變化極化波時之環形回線部長度的平均天線增益的圖， 第64(c)圖係顯示實施例丨之小型環形天線元件中，對於變化 極化波時之環形回線部長度的平均天線增益的圖。 第65(a)圖係顯示實施例丨之小型環形天線元件中，對於 變化極化波時之環形面積與環形間隔之比的平均天線增益 101 200820498 的圖，第65(b)圖係顯示實施例匕小型環形天線元件中，對 於變化極化波時之環形面積與環形間隔之比的平均天線增 益的圖。 第66⑷圖係顯示實施例1之小型環形天線元件中，對於 5欠化極化波日守之ί衣形面積與環形回線部長度之比的平均天 線增益的圖’第66(b)圖係顯示實關丨之小型環形天線元件 中’對於k化極化波時之環形面積與環形回線部長度之比 的平均天線增益的圖。 第67⑻圖係顯示相對於本實施型態之實施例2之小型 10 %形天線το件105(螺旋線圈形狀之小型環形天線元件）的圈 數，關於水平極化波之χγ平面的平均天線增益的圖，第67(b) 圖係顯不相對於本實施型態之實施例2之小型環形天線元 件1〇5(螺旋線圈形狀之小型環形天線元件）的圈數，關於垂 直極化波之XY平面的平均天線增益的圖。 15 帛68圖係顯不第1至第3實施型態之實施例3之小型環 形天線兀件中，相對於振幅差平均天線增益的圖。 第69圖係顯不第1至第3實施型態之實施例3之小型環 形天線兀件中，相對於相位差別之平均天線增益的圖。 第70圖係顯不第1至第3實施型態之實施例3之小型環 20形天線元件中’相對於變化振幅差Ad及極化波時之相位差 Pd的平均天線增益的圖。 第71(a)圖係顯示本實施型態之實施例4之使用第丨阻抗 整合方法的阻抗整合電路⑺各丨構造的電路圖，第71(b)圖係 顯示第71(a)圖之第1阻抗整合方法的史密斯圖。 102 200820498 第72(a)圖係顯示本實施型態之實施例4之使用第2阻抗… 整合方法的阻抗整合電路104-2構造的電路圖’苐72(b)圖係 顯示第72(a)圖之第2阻抗整合方法的史密斯圖。 第73(a)圖係顯示本實施型態之實施例4之使用弟3阻抗 5整合方法的阻抗整合電路104-3構造的電路圖，第73(b)圖係 顯示第73(a)圖之第3阻抗整合方法的史密斯圖。 第74(a)圖係顯示本實施塑態之實施例4之使用弟4阻抗 整合方法的阻抗整合電路104-4構造的電路圖，第74(b)圖係 顯示第74(a)圖之第4阻抗整合方法的史密斯圖。 10 第75圖係顯示本實施型態之實施例4之第71圖至第74 圖之平衡不平衡轉換器1031構造的電路圖。 第76(a)圖係顯示第π實施型態之實施例5之包含有認 證金鑰裝置100、及具有小型環形天線元件105之對象機器 用天線裝置300的天線系統中，將雨裝置100、300之各天線 15 高度設定為實質上相同時，相對於兩裝置1〇〇、300間之距 離D之接收電力的電波傳播特性圖，第76(b)圖係顯示第17 實施型態之實施例5之包含有認證金鑰裝置100、及具有半 波長偶極天線之對象機器用天線裝置300的天線系統中，將 兩裝置100、300之各天線高度設定為實質上相同時，相對 20於兩裝置1〇〇、300間之距離D之接收電力的電波傳播特性 圖。 103 200820498 【主要元件符號說明】 100…認證金鑰用天線裝置 101…接地導體板 102...無線收發電路 103、 103A、103B、103C、103D、 103E、103F、103G、103H、1031、 103J、103K、103L、103M、103N、 1030、203、203D···饋電電路 103P、203P···平衡不平衡轉換電 路 103Q、203Q...分配器 103R、203R···振幅相位轉換器 103a...+90度移相器 103b·..—90度移相器 104、 104A、104B、204、204A、 204B、104-1、104-2、104·3、 1044…阻抗整合電路 105、 105Α、105Β、105C、205.·· 小型環形天線元件 105a、105b、105c、205a、205b、 205c…環形天線部 105aa、105ab、105ba、105bb、 105ca、l〇5cb、205aa、205ab、 205ba、205bb、205ca、205cb· · ·半 環形天線部 105d、105e、105f、105da、105db、 105ea、105eb、161、162、163、 164、165、166、205d、205e、205f、 205da、205db、205ea、205eb、261、 262、263、264、265、266…連接 導體 105Ba、105Ca、205Ba、205Ca... 向右捲繞小型環形天線 105Bb、105Cb、205Bb、205Cb· · · 向左捲繞小型環形天線 106"·導體板 15卜 152、153、154、25 卜 252、 253、254…饋電導體 160···線形天線元件 161a、161b、161c、162a、162b、 162c、163a、163b、163c、164a、 164b、164c、261a、261b、261c、 262a、262b、262c、263a、263b、 263c、264a、264b、264c·"···連 接導體部 208...切換器 208A、208Aa…極化波切換電路 104 200820498 260、1031…平衡不平衡轉換器 271···可變移相器 272…90度相位差分配器 273a···+90度移相器 27¾…一 90度移相器 300···對象機器用天線裝置 301···無線收發電路 302…天線切換器 303…水平極化波天線元件 304···垂直極化波天線元件 1031A...不均等分配器 1031B···分配比可變形不均等分 配器 1032、 1032A、1032B···移相器 1033、 1033A、1033B、1033-1、 1033-2...可變移相器 1071.. .衰減器 1072···放大器 1073.. .180度移相器 1074、1074-1、1074-2···可變衰減 器 1075.. .可變放大器 1076.. .180度移相器 ATI 〜AT(N+1)、ATal 〜 ATa(N+l)…衰減器 cn、C12···電容器 Com···合成天線增益 D…距離

Ln、L12···感應器 PS1 〜PS(N+1)、psal 〜 PSa(N+l)…移相器 Q卜Q2、Q3、Q4···饋電點

Ss…切換控制訊號

Sp、Spp…移相量控制訊號 SW1、SW2、SW11、SW21、 SW22…開關

Ql、Q2、Q3、Q4···饋電點 T4···控制訊號端子 T11···不平衡端子 Ή2、Τ13…平衡端子 R··水平極化波分量之方向或天 線增益 V···垂直極化波分量之方向或天 線增益

St···不平衡收發訊號 105

Claims (1)

1. 200820498 十、申請專利範圍： L 一種天線裝置，包含有： 小型環形天線元件，係具有預定之微小長度及2個 饋電點者；及 平衡訊號饋電機構，係可將具有預定振幅差及預定 相位差之2個平衡無線訊號，分別對於前述小型環形天 線元件之2個饋電點進行饋電者， 又’前述小型環形天線元件具有： 複數環形天線部，係具有預定環形面，可放射平行 10 於前述環形面之第1極化波分量者；及 至少1條連接導體，係設置於與前述環形面垂直之 方白上連接$述衩數環形天線部，並放射與前述第1 極化波分量垂直之第2極化波分量者， 且鈾述天線裝置包含有設定機構，該設定機構係可 15 在别述天線裝置接近前述導體板時，使前述天線裝置與 前述導體板之距離變化時的前述第丨極化波分量之天線 增益最大值與前述第2極化波分量之天線增益最大值實 貝上為相同，藉此，無論前述距離為何，皆可使前述第 1極化波分ΐ與前述第2極化波分量之合成分量實質上 20 為一定者。 2.如申請專利範圍第1項之天線裝置，其中前述設定機構 設定前述振幅差及前述相位差中至少一者，以使前述距 離變化時的前述第1極化波分量之天線增益最大值與前 述第2極化波分量之天線增益最大值實質上為相同。 106 200820498 3. 如申請專利範圍第1項之天線裝置，其中前述設定機構 具有控制機構，該控制機構係可控制前述振幅差與前述 相位差中至少一者，以使前述距離變化時的前述第1極 化波分量之天線增益最大值與前述第2極化波分量之天 5 線增益最大值實質上為相同者。 4. 如申請專利範圍第1項之天線裝置，其中前述設定機構 係設定前述小型環形天線元件之尺寸、前述小型環形天 線元件之圈數、及前述各環形天線部之間隔中至少一 者，以使前述距離變化時的前述第1極化波分量之天線 10 增益最大值與前述第2極化波分量之天線增益最大值實 質上為相同者。 5. 如申請專利範圍第1至4項中任1項之天線裝置，其中前 述小型環形天線元件包含有平行於前述環形面而設置 之第1、第2及第3環形天線部， 15 且前述第1環形天線部包含有分別捲繞半圈之第1 及第2半環形天線部， 前述第2環形天線部包含有分別捲繞半圈之第3及 第4半環形天線部， 而前述第3環形天線部係捲繞1圈， 20 並且，前述天線裝置包含有：第1連接導體部，係 設置在垂直於前述環形面之方向上，且連接前述第1半 環形天線部與前述第4半環形天線部者； 第2連接導體部，係設置在垂直於前述環形面之方 向上，且連接前述第2半環形天線部與前述第3半環形天 107 200820498 線部者； 第3連接導體部，係設置在垂直於前述環形面之方 向上，且連接前述第3環形天線部與前述第4半環形天線 部者；及 5 第4連接導體部，係設置在垂直於前述環形面之方 向上，且連接前述第3環形天線部與前述第3半環形天線 部者， 又，前述第1半環形天線部之一端與前述第2半環形 天線部之一端為2個饋電點。 10 6.如申請專利範圍第1至4項中任1項之天線裝置，其中前 述小型環形天線元件包含有平行於前述環形面而設置 之第1、第2及第3環形天線部， 且前述第1環形天線部包含有分別捲繞半圈之第1 及第2半環形天線部， 15 前述第2環形天線部包含有分別捲繞半圈之第3及 第4半環形天線部， 而前述第3環形天線部係捲繞一圈， 並且，前述天線裝置包含有：第1連接導體部，係 設置在垂直於前述環形面之方向上，且連接前述第1半 20 環形天線部與前述第3半環形天線部者； 第2連接導體部，係設置在垂直於前述環形面之方 向上，且連接前述第3半環形天線部與前述第3環形天線 部者； 第3連接導體部，係設置在垂直於前述環形面之方 108 200820498 向上，且連接前述第2半環形天線部與前述第4半環形天 線部者；及 第4連接導體部，係設置在垂直於前述環形面之方 向上，且連接前述第4半環形天線部與前述第3環形天線 5 部者， 又，前述第1半環形天線部之一端與前述第2半環形 天線部之一端為2個饋電點。 7.如申請專利範圍第1至4項中任1項之天線裝置，其中前 述小型環形天線元件包含有平行於前述環形面而設置 10 之第1、第2及第3環形天線部， 且前述第1環形天線部包含有分別捲繞半圈之第1 及第2半環形天線部， 前述第2環形天線部包含有分別捲繞半圈之第3及 第4半環形天線部， 15 而前述第3環形天線部包含有分別捲繞半圈之第5 及第6半環形天線部， 並且，該天線裝置包含有：第1連接導體部，係設 置在垂直於前述環形面之方向上，且連接前述第1半環 形天線部與前述第3半環形天線部者； 20 第2連接導體部，係設置在垂直於前述環形面之方 向上，且連接前述第3半環形天線部與前述第5半環形天 線部者， 第3連接導體部，係設置在垂直於前述環形面之方 向上，且連接前述第2半環形天線部與前述第4半環形天 109 200820498 10 15 線部者； ^上第^導料，係設置麵紐前料形面之方 ^部者接前述第4半環形天線部與前述第6半環形天 第5連接導體部’係設置在垂直於前述環形 向上，且連接前述第5半環形天線部者·及 第6連接導體部，係設置在垂直於前述環形面之方 向上，且連接珂述第6半環形天線部者， 又，由前述第1、第3及第5半環形 連接導體部構成第1環形天線， 夕 由前述第2、第4及第6半環形天線部與前導體部構成第2環形天線， 而前述第1半環形天線部之-端與前述第5連接導 體之一端為前述第1環形天線的2個饋電點， 刖述第2半環形天線部之一端與前述第6連接導體 之一端為前述第2環形天線的2個饋電點，並且，該天線錢具有*平衡訊號饋電機構代替前 述平衡訊號饋電機構， 面之方 天線部與前述第5 述第6連接 且础述不平衡訊號饋電機構係可將具有預定振幅 差及預定相位差之2個不平衡無線訊號，分別對於前述 第1及第2環形天線進行饋電者。 8· —種天線裝置，係將如申請專利範圍第丨至7項中任1項 中的小型環形天線元件、及具有與前述小型環形天線元 件同樣構造的其他小型環形天線元件設置成環形面互 110 200820498 相垂直者。 申明專利範圍第8項之天線裝置，更包含有切換機 切換機構係可將前述2個平衡無線訊號，選擇性 子於别述小型環形天線元件、與前述其他小型環形天 5 線凡件中任1者進行饋電者。 1〇·如:請專利範圍第8項之天線裝置，其中前述平衡訊號 %機構係在將不平衡無線訊號以9〇度之相位差分配 成2個不平衡無線訊號後，將分配後之一不平衡無線訊 號轉換成2個平衡無線崎而對於前述小型if形天線元 件進行饋電’另_方面，將分配後之另一不平衡無線訊 號對於别述其他小型環形天線元件進行饋電，藉此放射 圓極化波之無線訊號者。 11·如申明專利範圍第8項之天線裝置，其中前述平衡訊號 饋電機構係、將不平衡無線訊號轉換成同相或反相的2個 15 不平衡無線職，將轉換後之-不平衡無線訊號轉換成 2個平衡無線訊號而對於前述小型環形天線元件進行饋 包另方面另字轉換後之另一不平衡無線訊號轉換成 另2個平衡無線訊號而對於錢其他小贿形天線元件 進行饋電者。 2〇 12•如㈣專利範圍第8項之天線裝置，其中前述平衡訊號 饋電機構係將不平衡無線訊號轉換成具有+9〇度之相 位差或-9〇度之相位差的2個不平衡無線訊號，將轉換 後之-不平衡無線訊號轉換成2個平衡無線訊號而_ 前述小型環形天線元件進賴電，另_方面，將轉換後 111 200820498 之另一不平衡無線訊號轉換成另2個平衡無線訊號而對 於前述其他小型環形天線元件進行饋電者。 13. —種天線系統，包含有： 認證金鑰用天線裝置，係具有如申請專利範圍第1 5 至7項中任1項之天線裝置者；及 對象機器用天線裝置，係可與前述認證金鑰用天線 裝置進行無線通訊者， 且前述對象機器用天線裝置包含有： 2個天線元件，係具有互相垂直之極化波者；及 10 切換機構，係可選擇前述2個天線元件中之1者而連 接無線收發電路者。 112