天线以及具备该天线的电气设备的制作方法

专利名称：天线以及具备该天线的电气设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及与使用由特定的极化波成分形成的电波的通信系统相对应的天线，并且涉及使该通信系统的两个频带中的电波的高效收发成为可能的天线、以及具备该天线的电气设备。
背景技术：
目前，存在便携电话等移动通信、地面波电视播送等很多使用由特定的极化波成分(垂直极化波或水平极化波等)形成的电波的通信系统。尤其在移动通信中，考虑到障碍物的影响或通信距离，多数情况下使用由垂直极化波形成的电波。而且，伴随着近年的通信信息量的大容量化和高速化、通信系统的多样化，产生了即使是便携电话等同样的通信形态也使用两个以上不同频带的倾向。在利用限定了极化波成分的电波的上述通信系统中使用的天线，在仅对应于一个频带时，多数情况下根据使用频带中的电波的波长的1/4以上的元件大小来设定其构造本身。而且，在通过一个天线对应不同的两个频带的情况下，多数情况下也根据各频带中的电波的波长的1/4以上、尤其是低频带侧的波长的1/4以上的元件大小而进行设定。另外，根据情况，有时也将天线设计成也利用低频带侧的高次谐波成分。但是，例如在为了搭载天线的电气设备的小型化等而无法维持该元件大小的情况下，只要不应用并用了电介质的波长缩短效应或电路元件等的复杂的构造，则很难满足足够的收发特性。以解决上述问题为目的，在通过更简单的构造改善由特定的极化波形成的电波的收发特性的代表性的公知例中，有在专利文献1中记载的天线。在该专利文献1中记载的天线具有对应于一个使用频带的构造，但通过分支的供电线路实现了向两个缝隙部的供电方法，根据缝隙部的构造，可以充分地推测出能够以单体对应不同的两个频带。即，其构造为，在专利文献1中记载的天线中，使得相对于地面水平配置的、主要收发垂直极化波的电波的成对的两个缝隙部的各自的横向的长度与不同的两个频带的波长相对应，制作成不同的长度。由此，可以通过更简单的构造以单体实现能够进行由不同的两个频带中的特定的极化波形成的电波的高效收发的天线。但是，在这种情况下可以推测出，为使两个缝隙部分别有效地对于不同的两个频带工作，需要使两缝隙间的导体部的大小(缝隙间的长度)足够大。因此，天线的大小需要是具有不同的横向长度的两个缝隙部和两个缝隙间的导体部的长度的和以上的大小，难以进行天线的小型化。另外，与之相伴，也需要考虑从供电线路的分支部向各缝隙部延伸的各供电线路的长度或其引绕位置，结果是构造变得复杂，设计最终也很可能变得困难。专利文献1特开平8-232M号公报

发明内容
如前所述，在现有技术的应用中，可以通过单体进行由不同的两个频带中的特定的极化波形成的电波的高效收发，但难以通过更简单的构造且小型的天线来实现。
因此，本发明的目的是提供可以通过更简单的构造以单体高效率地收发由不同的两个频带中的特定的极化波形成的电波的、小型的天线以及具备该天线的电气设备。为了达成上述目的，本发明的天线是收发多个频带的电波的天线，具备导体；与所述导体相对形成的、互相在相反侧形成各自的开放端的两个缝隙；以及仅在所述两个缝隙的一方上形成的供电点。所述两个缝隙各自的面积可以不同。所述两个缝隙间的所述导体的长度，最好小于所述两个缝隙各自的长度。所述两个缝隙，可以以通过所述两个缝隙的直线作为对称轴而线对称。所述两个缝隙的至少一方可以设为矩形缝隙。另外，两个缝隙的至少一方，可以设为沿缝隙的长度方向具有至少两个不同宽度的多边形的缝隙。可以在所述多边形的缝隙的宽度变化的部位的附近形成所述供电点。另外，所述两个缝隙，可以在所述两个缝隙相对的部位具有相同的宽度。所述两个缝隙的至少一方，可以设为是宽度沿缝隙的长度方向慢慢变化的扇形缝隙。另外，所述两个缝隙的一方可以设为复合型缝隙，其具有宽度沿缝隙的长度方向慢慢变化的扇形缝隙；与该扇形缝隙连接的、宽度沿缝隙的长度方向不变化的平行缝隙； 以及与该平行缝隙连接的、形成为三角形的两个三角形缝隙。以隔着所述两个缝隙的另一方的一部分的方式形成所述两个三角形缝隙。本发明的天线，可以把与所述对称轴平行的两条直线作为折痕而被弯折。所述两条折痕离所述边界线的距离可以相等。 另外，本发明的电气设备，在机箱上形成了上述天线。本发明的天线使用两个可以高效率地收发特定的极化波成分的天线元件构造，在这些天线元件构造内仅在一方上设置了供电点。本发明的天线通过进行各个天线元件构造的大小调整、或供电点位置的调整、或者组合了两种方法的调整，可以调整不同的两个频带中的共振特性。因此，本发明的天线可以通过更简单的构造以单体收发由特定的极化波成分形成的不同的两个频带中的电波。本发明的天线，在内置于电气设备的机箱内时、或者设置在使用了金属(导体)的设施等中时，只要机箱内或设施等的金属(导体)部不接近或接触两个天线元件构造各自的有助于功率放射的部分和调整共振特性的部分，则不对天线元件的电波收发特性产生影响，因此容易选择天线位置。本发明的天线中所使用的供电线，若位于与两个天线元件各自的无导体区域(缝隙)不交叉的位置，则不会对天线元件的电波收发特性产生影响，因此可以自由地选择引绕方向，所以在内置于电气设备的机箱内或设置在设施等中时，容易配置供电线。因此，本发明发挥如下的优异效果。(1)可以通过更简单的构造实现能够高效率地收发由特定的极化波成分形成的不同的两个频带中的电波的天线。(2)可以实现设置条件的自由度较大的天线。


图1是说明本发明的第1实施方式的天线的构造的图。图2是说明本发明的第1实施方式的天线的工作原理的图。图3是说明本发明的第1实施方式的天线的工作原理的图。图4是表示本发明的第1实施方式的天线的构造的图。图5是表示本发明的第1实施方式的天线的频率特性的图。图6是表示本发明的第1实施方式的天线的功率放射分布特性的图。图7是表示本发明的第2实施方式的天线的构造的图。图8是表示本发明的第2实施方式的天线的频率特性的图。图9是表示本发明的第3实施方式的天线的构造的图。图10是表示本发明的第3实施方式的天线的频率特性的图。图11是表示本发明的第4实施方式的天线的构造的图。图12是表示本发明的第4实施方式的天线的频率特性的图。图13是说明本发明的第5实施方式的天线的构造的图。图14是表示本发明的第5实施方式的天线的构造的图。图15是表示本发明的第5实施方式的天线的频率特性的图。图16是表示本发明的第6实施方式的天线的构造的图。图17是表示本发明的第6实施方式的天线的频率特性的图。图18是表示本发明的第7实施方式的天线的构造的图。图19是表示本发明的第7实施方式的天线的频率特性的图。图20是表示本发明的第8实施方式的天线的构造的图。图21是表示本发明的第8实施方式的天线的频率特性的图。图22是表示本发明的第9实施方式的天线的构造的图。图23是表示本发明的第9实施方式的天线的频率特性的图。图M是表示本发明的第9实施方式的天线的功率放射分布特性的图。图25是表示本发明的第10实施方式的天线的构造的图。图沈是表示本发明的第11实施方式的天线的构造的图。图27是表示本发明的第12实施方式的天线的构造的图。图观是表示本发明的第13实施方式的天线的构造的图。图四是表示本发明的第14实施方式的天线的构造的图。图30是表示本发明的第15实施方式的天线的构造的图。图31是表示本发明的第16实施方式的天线的构造的图。图32是表示本发明的第17实施方式的天线的构造的图。图33是表示本发明的第18实施方式的天线的构造的图。图34是表示本发明的第19实施方式的天线的构造的图。图35是表示本发明的第20实施方式的天线的构造的图。图36是表示本发明的第21实施方式的天线的构造的图。图37是表示本发明的第22实施方式的天线的构造的图。图38是表示本发明的第23实施方式的天线的构造的图。
图39是表示本发明的第M实施方式的天线的构造的图。图40是表示本发明的第25实施方式的天线的构造的图。图41是表示本发明的第沈实施方式的天线的构造的图。图42是表示本发明的第27实施方式的天线的构造的图。图43是表示本发明的第观实施方式的天线的构造的图。图44是表示本发明的第四实施方式的天线的构造的图。图45是表示本发明的第30实施方式的天线的构造的图。图46是表示本发明的第31实施方式的天线的构造的图。符号说明1、11 14、111、112、131 133、141 143、151 158、161 164、171、172、181 186 天线；2 导体平板；21 23 缝隙边界导体部；3:供电点；31 虚拟供电点；41、42:矩形缝隙；43 多边形缝隙；44 扇形缝隙；45 ；平行缝隙；46 三角形缝隙；47 复合型缝隙；5 边界线；6:同轴电缆；61:同轴电缆内导体；62:同轴电缆外导体；63 焊锡；7 绝缘体片；8 电介质板；91、92:电流分布
具体实施例方式本发明的天线，使用可以高效率地收发特定的极化波成分的电波的两个天线元件构造，在天线的同一平面上相对地配置这两个天线元件构造的每一个，在这些天线元件构造内仅在一方上设置了供电点。并且，本发明的天线，通过各个天线元件构造的大小调整、 或供电点位置的调整、或者组合两方法的调整，调整不同的两个频带中的共振特性，能够以单体高效率地收发由特定的极化波成分形成的不同的两个频带中的电波。不同的两个频带，不是利用一方的频带的高次谐波来收发共计两个频带的电波的频带。所述特定的极化波成分的电波，限定于一般所说的垂直极化波或水平极化波的其中一方。另外，所谓所述天线元件，一般已知基于针对特定的极化波成分的电波的收发效率高的构造的天线元件，在本发明中应用了这种构造。本发明的天线，可以使用导体平板或软性导体片(膜film)等构成。作为导体平板，可以使用铜板、具有弹性的磷青铜等。另一方面，作为软性导体片，可以使用铝箔等。另外，也可以用绝缘性材料覆盖天线的导体部分。另外，作为与供电点连接的电缆，可以使用同轴电缆、多个单线电缆或者扁形电缆。本发明的天线具有如下构造在内置于电气设备的机箱内、或者设置在使用了金属(导体)的设施等中的情况下，只要机箱内设施等的金属(导体)部不接近或接触两个天线元件构造各自的有助于功率放射的部分和调整共振特性的部分，则不对天线元件的电波收发特性表现出影响。本发明的天线具有如下构造若供电线路的引绕位置不与两个天线元件各自的无导体区域交叉，则不影响天线元件的电波收发特性。本发明的天线可以内置于电气设备的机箱内，或者设置在设施等中。可以使用粘着带来固定本发明的天线。另外，天线的固定位置可以设为电气设备的机箱的内表面、机箱内的玻璃或塑料等电介质成型物的表面。本发明的天线可以设置在电气设备机箱的塑料材质部分或窗口玻璃等电介质材质表面。接着，根据附图1至附图3说明根据上述本发明的形态，使用两个可以高效率地收发特定的极化波成分的电波的天线元件构造，在这些天线元件构造内仅在一方上设置供电点，进而实现不同的两个频带中的电波的收发的构造。图1表示本发明的第一实施方式的天线的构造。天线1是收发多个频带的电波的天线。天线1具备导体平板2 ；与导体平板2相对形成的、相互在相反侧形成了各自的开放端的两个矩形缝隙41、42 ；仅在矩形缝隙41、42的一方上形成的供电点。更详细来说，天线1，在长度a和宽度b的导体平板2上，以宽度h的缝隙边界导体部21为边界形成了在相对方向上具有各自的开放端的宽度d和长度f的矩形缝隙41、和宽度e和长度g的矩形缝隙42。天线1沿着通过这些矩形缝隙41、42的各宽度的中心(缝隙边界导体部21的长度方向(图1的上下方向)的中心)和导体平板2的宽度b的中心的边界线5成为线对称构造。此时，缝隙边界导体部21的宽度h比两个矩形缝隙41、42的各长度f和g的大小足够小。在把针对要使用的两个频带的第一设计频率下的电波的波长定义为λ 1，把第二设计频率下的电波的波长定义为λ 2时，矩形缝隙41的长度f约为(λ 1) X3/16，矩形缝隙42的长度g约为(λ2)Χ3/16。向天线1供给电力的供电点3仅设置在一方的矩形缝隙42内。 供电点3的位置设为离矩形缝隙42的开放端的距离i。此外，天线1的两个工作频带，在将本发明的天线内置于设备机箱内或设置在设施等中的情况下，由构成设备机箱或设施等的各种电介质性的材料或其他导体部件的配置来决定。另外，将本发明的天线设置在各种电介质材质表面上时，由材质特有的介电常数引起的波长缩短效应来决定。根据图1的构造，当定义波长λ 1的设计频率时，当具有该频率成分、并且从供电点3在构成天线1的导体平板2上产生的电流，伴随共振动作而分布在长度f为 (λ 1) Χ3/16的矩形缝隙41的相对的导体边缘附近时，集中在缝隙边界导体部21，如图2所示，在缝隙边界导体部21上形成虚拟供电点31。此时，以虚拟供电点31为边界，(λ 1) X 3/16份的电流分布91发生在长度f的矩形缝隙41的相对的导体边缘附近，(Al)X 1/16份的电流分布92发生在长度g的矩形缝隙42的相对的导体边缘附近。因此， 最终实现了以(λ1)Χ4/16(= (λ 1)/4)工作的缝隙天线。另一方面，根据图1的构造，当定义波长λ 2的设计频率时，在具有该频率、并且从供电点3在构成天线1的导体平板2上产生的电流，伴随共振动作而分布在长度g为 (λ 2) X 3/16的矩形缝隙42的相对的导体边缘附近时，无法电气地识别缝隙边界导体部21 的存在。这是因为，如图3所示，缝隙边界导体部21的宽度h比矩形缝隙42的长度g足够小，即比波长λ 2足够小。优选缝隙边界导体部21的宽度h至少比波长λ2的1/10小。 此时，(λ 2) X 3/16份的电流分布92发生在长度g的矩形缝隙42的相对的导体边缘附近， (λ 2) X 1/16份的电流分布91发生在长度f的矩形缝隙41的相对的导体边缘附近。因此， 最终实现以(λ2)Χ4/16(= (λ 2)/4)工作的缝隙天线。如上所述，本发明的天线，可以在同一平面内以缝隙边界导体部21为边界，在相对方向上排列分别以(λ 1)/4和(λ 2)/4工作的两个缝隙天线来进行配置。因此，可以实现收发由作为缝隙天线特有的特定的极化波成分形成的不同的两个频带中的电波的天线。以下，根据图4至图6说明本发明的第1实施方式的天线。图4所示的天线11，是在图1的天线1的供电中使用了同轴电缆6的天线。同轴电缆6，在离矩形缝隙42的开放端的距离i的位置，在沿矩形缝隙42的长度方向平行地相对的导体边缘的一方上，通过具有导电性的焊锡材料63连接同轴电缆6的内导体61，在另一方上，通过具有导电性的焊锡材料63连接同轴电缆6的外导体62。针对天线11的上述同轴电缆6等供电线路的连接，除了通过具有导电性的焊锡材料等进行熔着连接以外，也可以使用能保持导电性的形状的专用连接器或支柱(stay)等。图4所示的天线11也与图 1的天线1同样，在与缝隙天线的长度方向垂直的方向上线对称。图4的天线11使用厚度0. 2mm的导体平板，根据图1的定义将尺寸设为a = 102mm、b = 50mm、c = 21mm、d = 8mm> e = 8mm> f = 68mm、g = 33mm、h = 1mm、i = 27mm。 天线11为了在860MHz频带和1720MHz频带这两个频带工作，将f设为第一设计频率860MHz 下的电波的波长λ 1 ( 349mm)的约3/16，将g设为第二设计频率1720MHz下的电波的波长λ 2( 176mm)的约3/16，将i设为天线11可以在第二设计频率下工作的供电点的位置。另外，向天线11的供电，使用外径约为1. Imm的同轴电缆，在与天线11的导体部重叠的部分以外，考虑到对各种特性的影响，安装了铁素体(ferrite)(未图示)。此外，在以下的本发明的天线的说明中所使用的同轴电缆中，与上述同样地安装了铁素体。图5表示图4的天线11的频率特性，横轴表示频率，纵轴表示回波损失。根据图 5，天线11在两个频带、即800MHz频带和1700MHz频带中工作。图6表示图4的天线11的远场中的功率放射分布特性。图6(a)表示测定面定义， 图6(b)在各图中分为垂直极化波(Ver.)和水平极化波(Hor.)来表示两个使用频带各自的功率放射分布特性。根据图6(b)，天线11在两个频带中的各个频率获得基于垂直极化波的良好的指向特性(无指向性)。根据以上的图5、图6所示的结果，本发明的天线使用两个可以高效率地收发特定的极化波成分的电波的天线元件构造，在这些天线元件构造的内部，仅在一方上设置供电点，由此，可以收发由特定的极化波成分形成的不同的两个频带中的电波。接下来，根据图7和图8说明本发明的第2实施方式的天线，根据图9和图10说明第3实施方式的天线。图7的天线111是在图4的天线11中将供电点的位置i变更为12mm而得到的天线，其他条件与图4的天线11相同。天线111通过变更供电点的位置i，变更了主要以设置了供电点的矩形缝隙42工作的频带。天线111在800MHz频带和2000MHz频带的两个频带工作。此外，图7所示的天线111与图1的天线同样，在与缝隙天线的长度方向垂直的方向上线对称。图8以实线表示图7的天线111的频率特性，横轴表示频率，纵轴表示回波损失 (return loss)。以虚线表示图4的天线11的结果。从图8可知，图7所示的天线111在主要以未设置供电点的矩形缝隙41工作的800MHz频带和主要以设置了供电点的矩形缝隙 42工作的2000MHz频带的两个频带中得到了共振特性。在与图4的天线11的结果比较时， 在800MHz频带由于成为供电点的同轴电缆6的连接位置和缝隙边界导体部21的距离比图 4的情况下远，导致缝隙边界导体部21上的虚拟供电点的阻抗整合的恶化，观察到与之相伴若干特性恶化。另外，在2000MHz频带，随着阻抗整合的恶化，回波损失变得比-IOdB大， 判断出需要阻抗整合的调整。但是，本实施方式的天线111实现了作为目的的两个频带中的共振特性。此时的功率放射分布特性，在两个频带中与图6同样地获得基于垂直极化波的无指向性。图9的天线112是在图4的天线11中将供电点的位置i变更为Omm而得到的天线，其它条件与图4的天线11相同。天线112通过变更供电点的位置i，变更了主要以设置了供电点的矩形缝隙42工作的频带，在800MHz频带和2300MHz频带的两个频带工作。图10以实线表示图9的天线112的频率特性，横轴表示频率，纵轴表示回波损失。 以虚线表示图4的天线11的结果。根据图10，图9所示的天线112在主要以未设置供电点的矩形缝隙41工作的800MHz频带和主要以设置供电点的矩形缝隙42工作的2300MHz频带的两个频带中获得共振特性。在与图4的天线11的结果进行比较的情况下，在800MHz 频带由于成为供电点的同轴电缆6的连接位置与缝隙边界导体部21的距离比图4的情况下远，导致缝隙边界导体部21上的虚拟供电点的阻抗整合的恶化，观察到与此相伴的特性恶化。另外，在2300MHz频带，伴随着阻抗整合的恶化，回波损失变得比-IOdB大，判断出需要阻抗整合的调整。但是，本实施方式的天线112实现了作为目的的两个频带中的共振特性。此外，此时的功率放射分布特性，在两个频带中与图6同样地获得基于垂直极化波的无指向性。根据以上的图8、图10所示的结果，本发明的天线使用两个可以高效地收发特定的极化波成分的电波的天线元件构造，在这些天线元件构造内仅在一方上设置供电点，而且通过进行供电点位置的调整，调整不同的两个频带中的共振特性，可以在不同的两个频带中收发由特定的极化波成分形成的电波。接下来，根据图11和图12说明本发明的第4实施方式的天线，根据图14和图15 说明第5实施方式的天线。图11的天线12是将图4的天线11中的设置供电点的矩形缝隙42的宽度e变更为2mm而得到的天线，其它条件与图4的天线11相同。天线12通过变更设置供电点的矩形缝隙42的宽度e，调整矩形缝隙42中的电容性，变更了主要以矩形缝隙42工作的频带及其共振特性。天线12在800MHz频带和1900MHz频带的两个使用频带工作。此外，图11所示的天线12也与图1的天线同样，在与缝隙天线的长度方向垂直的方向上线对称。图12以实线表示图11的天线12的频率特性，横轴表示频率，纵轴表示回波损失。 以虚线表示图4的天线11的结果。根据图12，图11所示的天线12在主要以未设置供电点的矩形缝隙41工作的800MHz频带和主要以设置供电点的矩形缝隙42工作的1900MHz频带这两个频带中得到共振特性。在与图4的天线11的结果比较时，由于伴随着设置供电点的矩形缝隙42的宽度变窄，失在800MHz频带，失去了设置供电点的矩形缝隙42对未设置供电点的矩形缝隙41的补充动作，因此观察到特性恶化，在1900MHz频带，发现电容性强的倾向。但是，本实施方式的天线12实现了作为目的的两个频带中的共振特性。此外，此时的功率放射分布特性，在两个频带中与图6同样地获得基于垂直极化波的无指向性。图13的天线13，以图11的天线12的频率特性(图12)的改善为目的，以供电点 3离矩形缝隙42的开放端的位置i为边界，将图11的天线12的设置供电点的矩形缝隙42 的长度g分为gl和g2(g = gl+g2)，设置了使缝隙边界导体部21 —侧的长度gl的范围与未设置供电点的矩形缝隙41的宽度d相同、长度g2的范围的宽度e与图11的天线11相同的多边形缝隙43。即，多边形缝隙43沿长度方向具有宽度d和宽度e的两个宽度。天线 13与图11的天线12相同地，在800MHz频带和1900MHz频带的两个频带工作。图13所示的天线也与图1的天线同样地，在与缝隙天线的长度方向垂直的方向上线对称。图14的天线131，是在图13的天线13的供电中使用了同轴电缆6的天线。同轴电缆6的连接方法与图4的天线11相同。天线131使用厚度为0. 2mm的导体平板，根据图 1 禾Π 图 13 的定义将各尺寸设为 a = 102mm、b = 50mm、c = 21mm、d = 8mm、e = 2mm、f = 68mm、gl = 7mm、g2 = 26mm、(g = gl+g2 = 33mm)、h = 1mm、i = 27mm,除了 gl、g2、e 以夕卜， 与图4的天线11相同。图15以实线表示图14的天线131的频率特性，横轴表示频率，纵轴表示回波损失。以虚线表示图11的天线12的结果。根据图15，天线131在主要以未设置供电点的矩形缝隙41工作的800MHz频带和主要以设置供电点的多边形缝隙43工作的1900MHz频带的两个频带中得到良好的共振特性。当与图11的天线12的结果比较时，根据多边形缝隙 43的形状，在800MHz频带观察到通过维持针对未设置供电点的矩形缝隙41的补充动作而引起的特性改善，在1900MHz频带观察到通过适度地维持电容性而引起的特性改善。此外， 此时的功率放射分布特性，在两个频带中与图6同样地获得基于垂直极化波的良好的无指向性。根据以上的图12、图15所示的结果，本发明的天线使用两个可以高效率地收发特定的极化波成分的电波的天线元件构造，在这些天线元件构造内仅在一方上设置供电点， 通过进行各个天线构造的大小调整，调整不同的两个频率带中的共振特性，可以实现收发由特定的极化波成分形成的不同的两个频带中的电波的天线。接下来，根据图16和图17说明本发明的第6实施方式的天线。图16的天线132，是在图14的天线131中将未设置供电点的矩形缝隙41的长度f变更为54mm，将多边形缝隙43的部分长度g2变更为40mm (g = gl+g2 = 7mm+40mm = 47mm)，将供电点离多边形缝隙43的开放端的位置i变更为40mm而得到的天线。为使该天线132在1000MHz频带和1400MHz频带的两个频率工作，将f设为第一设计频率1000MHz 下的电波的波长λ 1 ( 300mm)的约3/16，将g设为第二设计频率1400MHz下的电波的波长λ2( 214mm)的约3/16，供电点位于第二设计频率工作的位置i。图16所示的天线也和图1的天线同样，在与缝隙天线的长度方向垂直的方向上线对称。图17以实线表示图16的天线132的频率特性，横轴表示频率，纵轴表示回波损失。以虚线表示图14的天线131的结果。根据图17，天线132在主要以未设置供电点的矩形缝隙41工作的1000MHz频带和主要以设置供电点的矩形缝隙42工作的1400MHz频带的两个频带中得到共振特性。在与图14的天线131的结果进行比较时，在1000MHz频带得到良好的特性，在1400MHz频带判断出需要阻抗整合的调整，但实现了作为目的的两个频带中的共振特性，并且也实现了邻近频带中的工作。此外，此时的功率放射分布特性，在两个频带中与图6同样地获得基于垂直极化波的无指向性。根据以上的图17所示的结果，本发明的天线使用两个可以高效率地收发特定的极化波成分的电波的天线元件构造，这些天线元件构造内仅在一方上设置供电点，通过进行各个天线元件构造的大小调整和供电点位置的调整，可以调整不同的两个频带中的共振特性来收发由特定的极化波成分形成的不同的两个频带中的电波。接下来，根据图18和图19说明本发明的第7实施方式的天线，根据图20和图21 说明第8实施方式的天线，根据图22至图M说明第9实施方式的天线。图18的天线14，是在图14的天线131中将未设置供电点的矩形缝隙41变更成宽度沿缝隙的长度方向慢慢变化的扇形缝隙44而得到的天线。扇形缝隙44的开放端的宽度 d设为50mm (=导体平板2的宽度b)。天线14在800MHz频带和1900MHz频带的两个频带工作。天线14以主要以未设置供电点的缝隙工作的800MHz频带的宽频带化为目的，采用了扇形缝隙44。此外，图18所示的天线14与图1的天线同样地，在与缝隙天线的长度方向垂直的方向上线对称。图19以实线表示图18的天线14的频率特性，横轴表示频率，纵轴表示回波损失。 以虚线来表示图14的天线131的结果。根据图19，在天线14中，通过扇形缝隙44观察到主要以未设置供电点的缝隙工作的频带的宽频带化。但是与图14的天线131不同，一方的频带大幅度偏移。这失去了通过矩形缝隙维持的电容性的均勻性，与设置供电点的多边形缝隙43的一致性也发生改变，其结果，预测出缝隙自身可以工作的频带发生了变化。此外， 在此状态下，功率放射分布特性在两个频带中也与图6同样地获得基于垂直极化波的无指向性。图20的天线141以图18的天线14的频率特性(图19)的改善为目的，是将图18 的天线14的扇形缝隙44变更为图20所示的复合型缝隙47而得到的天线。复合型缝隙47 具有宽度沿缝隙的长度方向慢慢变化的扇形缝隙44 ；与扇形缝隙44相连的、宽度沿缝隙的长度方向不变化的平行缝隙45 ；与平行缝隙45相连的、形成为三角形的两个三角形缝隙 46。将两个三角形缝隙46形成为隔着多边形缝隙43的一部分。复合型缝隙47的扇形缝隙 44和平行缝隙45分别具有长度f 1和f2 (f = fl+f2)。平行缝隙45从离开放端的长度f 1 =37mm的地点具有f2 = 31mm的长度，在离表示天线14的线对称性的边界线5的距离dl =IOmm的位置，导体平行。另外，三角形缝隙46形成为长度j为12mm、长度d3 ( = dl_d2) 为3mm的直角三角形。在缝隙内，以电容性和工作频率的调整为目的而形成该三角形缝隙 46。复合型缝隙47具备将长度调整为离表示天线的线对称性的边界线5的距离d2(dl > d2) = 7mm的两倍的缝隙边界导体部22。此外，用于供电的同轴电缆6，不与三角形缝隙46交叉地如图那样选择了延长方向。图20所示的天线141也与图1的天线同样地，在与缝隙天线的长度方向垂直的方向上线对称。图21以实线表示图20的天线141的频率特性，横轴表示频率，纵轴表示回波损失。以虚线表示图14的天线131的结果。根据图21，在天线141中，通过未设置供电点的复合型缝隙47的形状，改善了在图18 (图19)的天线14中发生了偏移的频带。在与图14 的天线131的结果进行比较的情况下，通过复合型缝隙的效果，主要以未设置供电点的缝隙工作的800MHz频带成为更宽的频带。另外，1900MHz频带成为稍窄的频带，但实现了作为目的的两个频带中的共振特性。此外，此时的功率放射分布特性，在两个频带中与图6同样地获得基于垂直极化波的无指向性。图22的天线142以图20的天线141的频率特性(图21)的改善为目的，是将图20 的天线141的未设置供电点的复合型缝隙47具备的三角形缝隙46变更为长度j = 28mm, 底边d3 = 6mm而得到的天线。伴随着该变更，天线142将图20的天线141的缝隙边界导体部22的形状变更为图22所示的缝隙边界导体部23那样。另外，图20的天线141同样地，用于供电的同轴电缆6与三角形缝隙46不交叉地如图所示那样选择延长方向。图22 所示的天线142与图1的天线同样地，在与缝隙天线的长度方向垂直的方向上线对称。图23以实线表示图22的天线142的频率特性，横轴表示频率，纵轴表示回波损失。以虚线表示图14的天线131的结果。根据图23，在天线142中，通过未设置供电点的复合型缝隙47的变形，改善了在图20 (图21)的天线141中成为了窄频带的1900MHz频带。 在与图14的天线131的结果比较的情况下，通过复合型缝隙的效果，改善了主要以未设置供电点的缝隙工作的800MHz频带的共振特性，而且维持了宽频带，另一方面在1900MHz频带维持了同等的共振特性。此外，在本实施方式的天线142中，多边形缝隙43和复合型缝隙47的平行缝隙45之间的长度增大，但多边形缝隙43和复合型缝隙47的三角形缝隙46 之间的长度比1900MHz频带的电波的波长足够小。因此，天线142通过仅在一方的缝隙上 (在本实施方式中为多边形缝隙4 设置供电点，可以通过多边形缝隙43和复合型缝隙47 的每一个来进行共振。图M表示图22的天线142的远场中的功率放射分布特性。图表示测定面定义，图对…)在各图中分为垂直极化波(Ver.)和水平极化波(Hor.)表示了两个频带各自中的功率放射分布特性。根据图M(b)，在两个频带中的各个频率，两者都获得了基于垂直极化波的良好的指向特性(无指向性)。此外，图对所示的天线与图1的天线同样地，在与缝隙天线的长度方向垂直的方向上线对称。根据以上的图19、图21、图23、图M所示的结果，本发明的天线使用两个可以高效地收发特定的极化波成分的电波的天线元件构造，在这些天线元件构造内仅在一方上设置供电点，通过进行各个天线元件构造的大小调整，可以调整不同的两个频带中的共振特性， 来收发由特定的极化波成分形成的不同的两个频带中的电波。接下来，根据图25和图沈分别说明本发明的第10实施方式和第11实施方式的天线。图25的天线133是以叠片(laminate)等绝缘体片7覆盖了图14所示的天线131 的全体而得到的天线。在用于供电的同轴电缆6的内外导体的连接部分拆除了该绝缘体片 (未图示)。另外，在该天线133中，考虑到绝缘性材料特有的介电常数的影响，与不通过绝缘性材料进行覆盖的情况相比，相对于两个频带中的各电波的各波长，减小了天线各部的尺寸。图26的天线143是以叠片材料等绝缘体片7覆盖了图22所示的天线142的全体而得到的天线。在用于供电的同轴电缆6的内外导体的连接部分拆除了该绝缘体片(未图示)。另外，在该天线143中，考虑到绝缘性材料特有的介电常数的影响，与不通过绝缘性材料进行覆盖的情况相比，相对于两个频带中的各电波的各波长，减小了天线各部的尺寸。如图25和图沈所示，通过使用绝缘性材料可以容易地确保不使天线与外部导体等高频率连接的结构。另外，由此可以容易地保持天线单体的特性。例如，若使用硬的绝缘性材料则也可以容易地保持天线的形状。因此，根据本发明可以提高通用性，并且可以实现出色地收发由特定的极化波成分形成的不同的两个频带中的电波的天线。接下来，根据图27至图30分别说明本发明的第12实施方式至第15实施方式的天线。图27的天线151，是在图4的天线11 (同轴电缆未图示)中，以缝隙边界导体部 21的两端作为折痕，前后把天线11弯折成大体Z字形状而得到的天线。图28的天线152，是在图4的天线11 (同轴电缆未图示)中，以缝隙边界导体部 21的两端作为折痕，把天线11弯折成二字形状而得到的天线。图29的天线153，是在图14的天线131 (同轴电缆未图示)中，以缝隙边界导体部 21的两端作为折痕，而且通过该缝隙边界导体部的长度在设置供电点的多边形缝隙43附近决定折痕，前后把天线131弯折成大体Z字形状而得到的天线。图30的天线154，是在图14的天线131 (同轴电缆未图示)中，以缝隙边界导体部 21的两端作为折痕，而且通过该缝隙边界导体部的长度在设置供电点的多边形缝隙43附近决定折痕，把天线131弯折成二字形状而得到的天线。图27至图30的构造是通过部分地进行弯折来使天线的形状立体地变形的例子。 在这些构造中，通过保持各缝隙相对的导体边缘的平行性或形状，本发明的天线也可以维持特性，可以实现出色地收发由特定的极化波成分形成的不同的两个频带中的电波的天线。另外，本发明的天线可以对应天线的设置位置的形状或状况。此外，天线151 154中的折痕最好与通过导体平板2的宽度的中心的边界线平行。另外，天线151 154中的折痕最好离上述边界线的距离相等。接下来，根据图31至图34分别说明本发明的第16实施方式至第19实施方式的天线。图31是在图4的天线11 (同轴电缆未图示)中，以构成各矩形缝隙41、42的导体的中途部分作为折痕，前后把天线11弯折成大体Z字形状而得到的天线155。图32是在图4的天线11 (同轴电缆未图示)中，以构成各矩形缝隙41、42的导体的中途部分作为折痕，把天线11弯折成二字形状而得到的天线156。图33是在图14的天线131(同轴电缆未图示)中，以构成矩形缝隙41和多边形缝隙43的导体的中途部分作为折痕，前后把天线131弯折成大体Z字形状而得到的天线157。图34是在图14的天线131 (同轴电缆未图示)中，以构成矩形缝隙41和多边形缝隙43的导体的中途部分作为折痕，把天线131弯折成二字形状而得到的天线158。图31至图34的构造是通过部分地进行弯折使天线的形状立体地变形的例子。在这些构造中，通过保持各缝隙相对的导体边缘的平行性或形状，本发明的天线也可以维持特性，可以实现出色地收发由特定的极化波成分形成的不同的两个频带中的电波的天线。 另外，本发明的天线可以对应天线的设置位置的形状或状况。接下来，根据图35至图38说明本发明的第20实施方式至第23实施方式的天线。图35的天线161，是在图22的天线142(同轴电缆未图示)中，保持复合型缝隙 47具备的平行缝隙45相对的导体边缘的距离并决定折痕，沿该折痕前后将天线142弯折成大体Z字形状而得到的天线。图36的天线162，是在图22的天线142(同轴电缆未图示)中，保持复合型缝隙 47具备的平行缝隙45相对的导体边缘的距离并决定折痕，沿该折痕将天线142弯折成-字形状而得到的天线。图37的天线163，是在图22的天线142(同轴电缆未图示)中，以构成多边形缝隙43和复合型缝隙47的导体的中途部分作为折痕，前后把天线142弯折成大体Z字形状而得到的天线。图38的天线164，是在图22的天线142 (同轴电缆未图示)，以构成多边形缝隙43 和复合型缝隙47的导体的中途部分作为折痕，将天线142弯折成二字形状而得到的天线。图35到图38的构造是根据天线的设置位置的形状或状况使天线的形状立体地变形的例子。在这些构造中，通过保持各缝隙相对的导体的平行性或形状，本发明的天线也可以维持特性，可以实现出色地收发由特定的极化波成分形成的不同的两个频带中的电波的天线。接下来，根据图39和图40分别说明本发明的第M实施方式和第25实施方式的天线。图39的天线171在电介质板8上构成图14所示的天线131。在该天线171中，考虑到电介质板特有的介电常数的影响，与不在电介质板上构成天线的情况相比，相对于两个频带中的各电波的各波长，减小了天线各部的尺寸。图40的天线172在电介质板8上构成了图22所示的天线142。在该天线172中， 考虑到电介质板特有的介电常数的影响，与不在电介质板上构成天线的情况相比，相对于两个频带中的各电波的各波长，减小了天线各部的尺寸。图39的天线171和图40的天线172，可以通过在电介质板8上粘贴导体的方法、 或者涂布由导体构成的电镀材料等方法来制作。而且，使得容易向电路基板上构成天线，另外，使用通过另行加工电介质板8而形成的供电构造，向设备机箱的内置也变得容易。此外，作为电介质板，可以使用导体面仅为一面的基板，或者导体面为两面的基板。接下来，根据图41至图46分别说明本发明的第沈实施方式至第31实施方式的天线。图41的天线181使用电介质板8的上下表面和侧面构成了图观的天线152。在该天线181中，考虑到电介质板特有的介电常数的影响，与不在电介质板上构成天线的情况相比，相对于两个频带中的各电波的各波长，减小了天线各部的尺寸。图42的天线182使用电介质板8的上下表面和侧面构成了图30的天线154。在该天线182中，考虑到电介质板特有的介电常数的影响，与不在电介质板上构成天线的情况相比，相对于两个频带中的各电波的各波长，减小了天线各部的尺寸。
图43的天线183使用电介质板8的上下表面和侧面构成了图32的天线156。在该天线183中，考虑到电介质板特有的介电常数的影响，与不在电介质板上构成天线的情况相比，相对于两个频带中的各电波的各波长，减小了天线各部的尺寸。图44的天线184使用电介质板8的上下表面和侧面构成了图34的天线158。在该天线184中，考虑到电介质板特有的介电常数的影响，与不在电介质板上构成天线的情况相比，相对于两个频带中的各电波的各波长，减小了天线各部的尺寸。图45的天线185使用电介质板8的上下表面和侧面构成了图36的天线162。在该天线185中，考虑到电介质板特有的介电常数的影响，与不在电介质板上构成天线的情况相比，相对于两个频带中的各电波的各波长，减小了天线各部的尺寸。图46的天线186使用电介质板8的上下表面和侧面构成了图38的天线164。在该天线186中，考虑到电介质板特有的介电常数的影响，与不在电介质板上构成天线的情况相比，相对于两个频带中的各电波的各波长，减小了天线各部的尺寸。图41至图46的构造，可以通过在电介质板8上粘贴导体的方法、或者涂布由导体构成的电镀材料等方法来制作。而且，使得容易向电路基板上构成天线，另外，使用另行加工电介质8而形成的供电构造(未图示)，向便携终端等设备机箱的内置也变得容易。如上所述，在本发明中，使用两个可以高效率地收发特定的极化波成分的天线元件构造，使用在这些天线元件构造内仅在一方上设置供电点的构造，使用各个天线元件构造的大小调整、或供电点位置的调整、或者组合两方法的调整，来调整不同的两个频带中的共振特性，由此，可以通过简单的构造并且以单体实现出色地收发由特定的极化波成分形成的不同的两个频带中的电波的天线。另外，根据本发明，天线本身是简单的构造，因此本发明的天线的制作简单，可以利用现有的制作技术以及设备，因此可以提供生产性优秀、并且廉价地易于使用的天线。
权利要求
1.一种收发多个频带的电波的天线，其特征在于， 具备导体；与所述导体相对形成的、互相在相反侧形成各自的开放端的两个缝隙；以及仅在所述两个缝隙的一方上形成的供电点。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于， 所述两个缝隙各自的面积不同。
3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述两个缝隙间的所述导体的长度小于所述两个缝隙各自的长度。
4.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述两个缝隙以通过所述两个缝隙的直线作为对称轴而线对称。
5.根据权利要求4所述的天线，其特征在于， 所述两个缝隙的至少一方是矩形缝隙。
6.根据权利要求4所述的天线，其特征在于，所述两个缝隙的至少一方是沿缝隙的长度方向具有至少两个不同宽度的多边形的缝隙。
7.根据权利要求6所述的天线，其特征在于，在所述多边形的缝隙的宽度变化的部位的附近形成了所述供电点。
8.根据权利要求7所述的天线，其特征在于，所述两个缝隙在所述两个缝隙相对的部位具有相同的宽度。
9.根据权利要求4所述的天线，其特征在于，所述两个缝隙的至少一方是宽度沿缝隙的长度方向慢慢变化的扇形缝隙。
10.根据权利要求4所述的天线，其特征在于，所述两个缝隙的一方是复合型缝隙，该复合型缝隙具有宽度沿缝隙的长度方向慢慢变化的扇形缝隙；与该扇形缝隙连接的、宽度沿缝隙的长度方向不变化的平行缝隙；以及与该平行缝隙连接的、形成为三角形的两个三角形缝隙。
11.根据权利要求10所述的天线，其特征在于，以隔着所述两个缝隙的另一方的一部分的方式形成所述两个三角形缝隙。
12.根据权利要求4所述的天线，其特征在于， 把与所述对称轴平行的两条直线作为折痕而被弯折。
13.根据权利要求12所述的天线，其特征在于， 所述两个折痕离所述边界线的距离相等。
14.一种电气设备，其特征在于，在机箱上形成了权利要求1 13中任意一项所述的天线。
全文摘要
本发明提供一种天线以及具备该天线的电气设备，该天线以更简单的构造能够以单体高效地收发由不同的两个频带中的特定的极化波形成的电波。该天线收发多个频带的电波，并具备导体；与所述导体相对形成的、互相在相反侧形成各自的开放端的两个缝隙；以及仅在所述两个缝隙的一方上形成的供电点。
文档编号H01Q5/01GK102195136SQ20101012406
公开日2011年9月21日 申请日期2010年3月1日 优先权日2010年3月1日
发明者小川智之, 池个谷守彦, 渡边晴之, 矶直树 申请人:日立电线株式会社