多输入多输出天线以及无线装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及具有多个天线元件的MIMO(MultipleI吨utMultipleOu1:put;多输 入多输出）天线W及无线装置。
【背景技术】
[0002] 在不能充分确保天线元件间的距离的便携式终端等通信装置的领域，为了确保良 好的MIMO效果，寻求一种天线增益高、天线元件间的相关系数低的MIMO天线。MIMO天线是 能够使用多个天线元件W规定的频率进行多路的输入和输出的多天线。在专利文献1中公 开了一种具有利用接地平面的单极天线元件来作为多个天线元件的MIMO天线。
[0003] 专利文献1 ;日本特开2010-130115号公报
【发明内容】
[0004] 发巧要解决的间願
[0005] 在MIMO天线中，需要降低各个天线元件间的相关系数，在使用单极天线元件的 MIMO天线中，如果不使单极天线元件远离接地平面，则不能降低相关系数。当使单极天线元 件远离接地平面时，设置天线元件所需的空间大，因此难W兼顾天线元件设置空间的缩小 和各个天线元件间的相关系数的降低。
[0006] 本发明的目的在于提供一种能够兼顾天线元件设置空间的缩小和相关系数的降 低的MIMO天线化及无线装置。
[0007] 用于解决间願的方秦
[000引为了实现上述目的，本发明提供一种MIMO天线，其特征在于，具有：
[0009] 接地平面；W及
[0010] 配置在上述接地平面的附近的多个偶极天线元件，
[0011] 其中，上述多个偶极天线元件分别具备：
[0012] 福射元件，其具有沿着上述接地平面的外缘部的导体部分；W及
[0013] 馈电部，其用于对上述福射元件馈电。
[0014] 发巧的效果
[0015] 根据本发明，能够兼顾天线元件设置空间的缩小和相关系数的降低。
【附图说明】
[0016] 图1是具有福射元件正交的多个偶极天线元件的MIMO天线的俯视图。
[0017] 图2是具有福射元件正交的非接触馈电的多个偶极天线元件的MIMO天线的俯视 图。
[001引图3是示意性地示出MIMO天线的各结构的位置关系的例子的图。
[0019] 图4是具有福射元件正交的多个单极天线元件的MIMO天线的俯视图。
[0020] 图5是示出天线元件与接地平面之间的距离D2同天线元件间的相关系数的关系 的曲线图。
[0021] 图6是具有偶极天线元件的MIMO天线的S参数的特性图。
[0022] 图7是具有偶极天线元件的MIMO天线的相关系数的特性图。
[0023] 图8是改变福射元件的中央部与馈电部之间的偏移距离时的S参数的特性图。
[0024] 图9是使福射元件与接地平面之间的距离D1变化时的、具有福射元件正交的偶极 天线元件的MIMO天线的S11特性图。
[0025] 图10是使距离D1变化时的、具有福射元件正交的偶极天线元件的MIMO天线的相 关系数的特性图。
[0026] 图11是使距离D1变化时的、具有福射元件正交的偶极天线元件的MIMO天线的动 作增益的特性图。
[0027] 图12是使距离D1变化时的、具有福射元件正交且进行电磁场禪合的偶极天线元 件的MIMO天线的S11特性图。
[002引图13是使距离D1变化时的、具有福射元件正交且进行电磁场禪合的偶极天线元 件的MIMO天线的相关系数的特性图。
[0029] 图14是使距离D1变化时的、具有福射元件正交且进行电磁场禪合的偶极天线元 件的MIMO天线的动作增益的特性图。
[0030] 图15是使距离D1变化时的、具有福射元件正交的单极天线元件的MIMO天线的 S11特性图。
[003U图16是使距离D1变化时的、具有福射元件正交的单极天线元件的MIMO天线的相 关系数的特性图。
[0032] 图17是使距离D1变化时的、具有福射元件正交的单极天线元件的MIMO天线的动 作增益的特性图。
[0033] 图18是具有福射元件平行的多个偶极天线元件的MIMO天线的俯视图。
[0034] 图19是具有福射元件平行的非接触馈电的多个偶极天线元件的MIMO天线的俯视 图。
[0035] 图20是具有福射元件平行的多个单极天线元件的MIMO天线的俯视图。
[0036] 图21是使福射元件与接地平面之间的距离D1变化时的、具有福射元件平行的偶 极天线元件的MIMO天线的S11特性图。
[0037] 图22是使距离D1变化时的、具有福射元件平行的偶极天线元件的MIMO天线的相 关系数的特性图。
[003引图23是使距离D1变化时的、具有福射元件平行的偶极天线元件的MIMO天线的动 作增益的特性图。
[0039] 图24是使距离D1变化时的、具有福射元件平行且进行电磁场禪合的偶极天线元 件的MIMO天线的S11特性图。
[0040] 图25是使距离D1变化时的、具有福射元件平行且进行电磁场禪合的偶极天线元 件的MIMO天线的相关系数的特性图。
[0041] 图26是使距离D1变化时的、具有福射元件平行且进行电磁场禪合的偶极天线元 件的MIMO天线的动作增益的特性图。
[0042] 图27是使距离D1变化时的、具有福射元件平行的单极天线元件的MIMO天线的 SI1特性图。
[0043] 图28是使距离D1变化时的、具有福射元件平行的单极天线元件的MIMO天线的相 关系数的特性图。
[0044] 图29是使距离D1变化时的、具有福射元件平行的单极天线元件的MIM0天线的动 作增益的特性图。
【具体实施方式】
[0045] <MIM0天线1的结构〉
[0046] 图1是示出用于对作为本发明的一个实施方式的MIM0天线1的动作进行分析的 计算机上的模拟模型的俯视图。作为电磁场模拟器，使用了MicrowaveS化dio(注册商标） (CST公司）。MIM0天线1是具备接地平面70、偶极天线元件10W及偶极天线元件20的多 天线。
[0047] 接地平面70例如是具有至少一个角部73的接地部位，且具有从角部73起在Y轴 方向上直线状地延伸的外缘部71和从角部73起在X轴方向上直线状地延伸的外缘部72。 外缘部71优选W与外缘部72的延伸方向正交的方式延伸，但在不损害本发明的效果的范 围内，例如延伸方向的相互相交的角度优选为70°W上且110°W下，更优选为80°W上 且100°W下。
[0048] 偶极天线元件10、20例如配置在接地平面70的角部73的附近。偶极天线元件10 沿着外缘部71配置，例如W在X轴方向上距外缘部71规定距离D1的状态与外缘部71平行 地在Y轴方向上延伸。偶极天线元件20沿着外缘部72配置，例如W在Y轴方向上距外缘 部72规定距离D1的状态与外缘部72平行地在X轴方向上延伸。在图1中，将偶极天线元 件10与外缘部71之间的规定距离D1W及偶极天线元件20与外缘部72之间的规定距离 D1设定为相等，但也可W并不必须设定为相等。此外，在偶极天线元件10和外缘部71在X 轴方向和厚度方向狂轴方向）该两个方向上分离地设置的情况下，偶极天线元件10与外 缘部71之间的最短距离D2相当于用直线将偶极天线元件10与外缘部71的最接近部分相 连接而得到的距离。同样地，在偶极天线元件20和外缘部72在Y轴方向和厚度方向狂轴 方向）该两个方向上分离地设置的情况下，偶极天线元件20与外缘部72之间的最短距离 D2相当于用直线将偶极天线元件20与外缘部72的最接近部分相连接而得到的距离。
[0049] 多个偶极天线元件例如分别具备福射元件，该些福射元件具有W与该些多个偶极 天线元件中的其它偶极天线元件的导体部分的延伸方向正交的方式延伸的导体部分。偶极 天线元件10具备福射元件11，偶极天线元件20具备福射元件21。福射元件11是W馈电 部16为馈电点的作为天线而发挥功能的天线导体，福射元件21是W馈电部26为馈电点的 作为天线而发挥功能的天线导体。
[0050] 偶极天线元件10的福射元件11具有W与导体部分22或导体部分23的延伸方向 正交的方式延伸的导体部分12和导体部分13,该导体部分22或导体部分23构成于与偶极 天线元件10不同的其它偶极天线元件20的福射元件21。导体部分12、13是沿着外缘部 71配置的线状的天线导体部分，例如W在X轴方向上距外缘部71规定距离D1的状态与外 缘部71平行地在Y轴方向上延伸。福射元件11具有沿着外缘部71的导体部分12、13,由 此例如能够容易地控制MIM0天线1的指向性。
[0051] 偶极天线元件20的福射元件21具有w与导体部分12或导体部分13的延伸方向 正交的方式延伸的导体部分22和导体部分23,该导体部分12或导体部分13构成于与偶极 天线元件20不同的其它偶极天线元件10的福射元件11。导体部分22、23是沿着外缘部 72配置的线状的天线导体部分，例如W在Y轴方向上距外缘部71规定距离D1的状态与外 缘部71平行地在X轴方向上延伸。福射元件21具有沿着外缘部72的导体部分22、23,由 此例如能够容易地控制MIMO天线1的指向性。
[0化2] 福射元件11、21例如设置于电介质基板80,既可W设置于电介质基板80的表面， 也可W设置于电介质基板80的内部。电介质基板80例如是树脂制的基板，但作为除树脂W外的电介质，例如能够利用玻璃、玻璃陶瓷、LTCC(LowTemperatureCo-FiredCeramics; 低温共烧陶瓷）等。接地平面70既可W是形成于电介质基板80的部位，也可W是形成于 与电介质基板80不同的构件的部位。在图示的情况下，福射元件11、21设置于电介质基板 80的相同的表层，但也可W设置于在Z轴方向上互不相同的层。另外，福射元件11或福射 元件21在Z轴方向上既可W设置于与接地平面70相同的层，也可W设置于与接地平面70 不同的层。
[0化3] 偶极天线元件10具备用于对福射元件11馈电的馈电部16。馈电部16是被插入 到福射元件11的一个端部14与另一个端部15之间的导体部分的馈电点。
[0化4]在图1的情况下，馈电部16位于福射元件11的端部14与端部15之间的除中央 部90W外的部位（中央部90与端部14或端部15之间的部位）。该样，通过使馈电部16 位于福射元件11的除中央部90W外的部位，能够容易地取得偶极天线元件10的匹配。例 如，为了容易地取得偶极天线元件10的匹配，馈电部16优选位于福射元件11的与中央部 90相距福射元件11的总长的1/8W上（优选为1/6W上，更优选为1/4W上）的距离的部 位。在图1的情况下，福射元件11的总长相当于L11+L12,馈电部16位于与中央部90相比 靠接地平面70的角部73侧的位置处。
[0化5] 为了容易地取得偶极天线元件10的匹配，馈电部16例如也可W是位于阻抗比端 部14与端部15之间的中央部90的阻抗高的部位的馈电点。福射元件11的阻抗随着从福 射元件11的中央部90向端部14或端部15的方向离开而变高，在图1的情况下，相对于福 射元件11的中央部90而靠近端部14地配置馈电部16。
[0化6] 偶极天线元件20具备用于对福射元件21馈电的馈电部26。馈电部26是被插入 到福射元件21的一个端部24与另一个端部25之