专利名称：天线装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及天线装置，特别涉及通信用、测距用或广播用中所用的微波波段(3GHz～30GHz)及毫米波波段(30～300GHz)的天线装置。
背景技术：
一直来，作为工作频带为宽带的天线，已知揭示于非特许文献1中的圆盘单极天线。图31示出该圆盘单极天线。该圆盘单极天线包括连接于同轴线102的平面圆盘单极101所构成。具体说，平面圆盘单极101被配置于距金属平板103规定距离L的位置上，使对金属平板103垂直地立设。然后通过调整距离L使具有所要的特性地成最佳的匹配。
又，如图32所示，已知特许文献1中揭示的天线。该天线具备立设于金属平板103的平面单极105。平面单极105是缩小圆盘形(圆形)的横宽、形成尖端形的平面构造的单极。使用该平面单极105与未图示的角形反射体和金属板103构成使工作频带宽带化的单极天线。所谓角形反射体是接合规定尺寸的2块平板的边沿，并将接合部分弯成L字形的构造体，将角形反射体垂直地并使角形反射体的2块平面正交地立设于金属平板103上。另一方面在形成尖端形的平面单极105的下部形成直线切割部106，设定金属平板103与尖端形的平面单极105端部的距离为规定的距离L。
另外，非特许文献2中揭示工作频带为宽带的平面偶极子天线。该平面偶极子天线构成为以相同形状的一对金属导体作为辐射导体，隔开一定距离设于电介质上，从该隔开的间隔区域对一对金属导体馈电的偶极子天线。
M.Hammoud et al，“Matching The Input Impedance of ABroadband Disc Monopole”，Electron.Lett.，Vol.29，No.4，pp.406～407，1993[特许文献1]特许第3114798号公报[非特许文献2]Sung-Bae Cho etal，“ULTRA WIDEBAND PLANARSTEPPED-FAT DIPOLE ANTENNA FOR HIGH RESOLUTION IMPULSERADAR”，2003 Asia-Pacific Microware Conference
图31与图32所示的天线装置都用单极天线。这些天线具有由上述平面圆盘单极101或上述平面单极105构成的辐射元件与由金属平板103构成的接地导体所构成。而且垂直且正交地配设辐射元件与接地导体。因此，辐射元件对接地导体成3维配置、立设，作为3维构造体的天线占有3维空间。又，图31所示的天线中金属平板103的大小必须为平板圆盘单极101的直径的约10倍程度的大小，例如大到300mm×300mm的形状。另一方面，图32所示的天线装置中，天线及未图示的角形反射体相对于接地导体垂直地配设。因此，天线及角形反射器相对于接地导体成3维配置、立设，作为3维构造的天线装置占有3维空间。
这样，图31及图32所示的天线成为立体的构造体，由于形状加大，故不适合于小型天线装置。
另外，图32中相对于例如长度36mm的尖端形的平面单极105形成1～2mm程度的直线切割部106，从而实现对不同频率的良好的阻抗匹配。然而因为平面单极105的辐射导体根据上述的角形反射体的大小确定尖端形状，工作频带未必十分宽。例如后述的比频带宽度不过33％左右。
非特许文献2揭示的平面偶极子天线工作频带虽是宽带，但形成辐射导体的一对金属导体有必要成为阶梯形，故不能说是设计自由度高的天线。
因此，本发明是具有不采用从来以往那样的立体构造，不占有体积的小型天线的天线装置，其目的在于提供使工作频带与以往相比为宽频带的设计自由度高的，高增益的天线装置。
发明内容
为达到上述目的，本发明提供的天线装置其特征在于，在电介质基体上设置平面形的辐射导体与馈电线，配置并构成所述辐射导体，使具有从多角形、大致呈多角形、圆形、大致呈圆形、椭圆形、及大致呈椭圆形中选出的形状的第1形状元件与从多角形、大致呈多角形、圆形、大致呈圆形、椭圆形、大致呈椭圆形、梯形以及大致呈梯形中选出的形状的至少一部分的第2形状元件具有互相共有部分，该馈电线与该辐射导体相连接。
这里，第2形状元件的构成形状不仅具有多角形、大致呈多角形、圆形、大致呈圆形、椭圆形、大致呈椭圆形、梯形以及大致呈梯形的形状全体，而且包括部分地具有从这些形状中选出的形状的形状。例如包括半圆、半椭圆，或多角形和梯形的一半的形状。
所述馈电线例如在所述辐射导体的边缘部之中从所述第一形状元件来看，在所述第2形状元件的位置方向上的第2形状元件的边缘部中，与所述辐射导体相连接。这时，所述馈电线设于与所述辐射导体同一平面上，在该平面上相连接。
或者，所述馈电线也可相对于所述平面从倾斜方向，或从大致垂直方向连接。这时，也可不在第2形状元件的所述边缘部连接。
又，所述天线装置中，所述辐射导体和所述馈电路设置于所述电介质基体的表面或该电介质基体内，构成天线主体部，该天线主体部安装于绝缘性基板上，该绝缘性基板的与该电介质基体相反侧的面或该绝缘性基板的内部设置接地导体，使该辐射导体相对于该接地导体平行或大致平行地配置该电介质基体，并将该天线主体部安装于该绝缘性基板上，较为理想。
其时，在所述绝缘基板上与所述接地导体一起设置构成传输线路的信号线，该信号线与所述馈电线相连接。例如通过设置在所述电介质基体上的通路连接。此外，在所述电介质基体上例如相对于所述馈电线对称的位置上设置一对接地图案。
此外，安装于所述绝缘性基板上的所述天线主体部，配设于与未形成所述接地导体的绝缘性基板的露出部相对的绝缘性基板的相对侧的面的区域中并加以固定。即是说，所述天线主体部在与所述接地导体不互相相对的位置上与所述接地导体平行地配置。
又，所述天线装置中，反射由所述辐射导体辐射的电波的反射体与所述绝缘性基板隔开间隔地配置为好。该反射体可以是例如反射面是平面的金属平板，也可以是反射面具有成曲面的圆柱、圆柱的一部分、球或球的一部分等形状的反射体。例如，所述反射体是平板，相对于所述绝缘性基板的所述接地导体平行或大致平行地配置。
又，在所述反射体与所述绝缘性基板之间设置空气层为好。又，在所述反射体与所述绝缘性基板之间设置电介质层也较好。这时，所述电介质层中，用比介电系数为1.5～20范围的电介质为好，用比介电系数为2～10范围的电介质体更好。
在设置所述电介质层和所述空气层两者时使按照所述绝缘体层、所述空气层、所述电介质层、所述反射体的顺序将所述电介质层配设到所述反射体的表面上较好。
发明的效果本发明的天线装置中的平面形辐射导体，具有从多角形、大致呈多角形、圆形、大致呈圆形、椭圆形及大致呈椭圆形之中选出的形状的第1形状元件，和具有从多角形、大致呈多角形、圆形、大致呈圆形、椭圆形、大致呈椭圆形、梯形及大致呈梯形之中选出的形状的至少一部分的第2形状元件，构成具有互要共有部分的形状，馈电线与该辐射导体相连接。因此，工作频带与已有的天线相比实现了宽带化，而且实现阻抗匹配良好的、设计自由度高的天线装置。
又，由电介质基体与设置于该电介质基体上的辐射导体和馈电线构成的天线主体部是平面构造，因此能提供将天线主体部安装于电路基板等绝缘性基板的表面上的表面安装型的天线装置。
本发明中，在绝缘性基板的表面的一部分上设置无接地导体的露出部，可将天线主体部安装于与该露出部相对的绝缘性基板的相对侧的面的区域中。特别是设置与绝缘性基板的端部相接的露出部，可将天体主体部配置于该绝缘性基板的端部附近。因此，可以减小天线主体部所必要的绝缘性基板的露出部，能提供与以往相比为小型且工作频带宽的天线装置。
又，由于可将天线主体部配置于电路基板的端部附近，故可扩大配置周边电路用的区域，通信装置整体的小型化成为可能。
又，通过将反射由辐射导体辐射的电波的反射体相对于所述绝缘性基板隔开间隔地配置，从而能提供高增益的天线装置。又，通过在反射体与绝缘性基板之间设置电介质层，进而在电介质层与绝缘性基板之间设置空气层，从而能提供更高增益的天线装置。特别是通过平行、大致平行地配设平面构造的天线主体部、绝缘性基板、电介质层以及反射体，从而能提供小型且高增益的天线装置。
图1为本发明的天线装置具有的天线主体部的一实施形态的平面图。
图2为本发明的天线装置的一实施形态平面图。
图3为用直线A-B切断图2所示的天线装置时的断面图。
图4为说明图1所示辐射导体形状的说明图。
图5示出本发明的天线装置的例1中的VSWR的频率特性的曲线。
图6为本发明的天线装置的另一实施形态的平面图。
图7为用直线C-D切断图6所示的天线装置时的断面图。
图8示出本发明的天线装置的例2中的VSWR的频率特性的曲线。
图9示出本发明的天线装置的例3中的VSWR的频率特性的曲线。
图10示出用于本发明的天线装置的天线主体部的另一实施形态的图。
图11示出用于本发明的天线装置的天线主体部的另一实施形态的图。
图12示出用于本发明的天线装置的天线主体部的另一实施形态的图。
图13示出本发明的天线装置的例4、5中的VSWR的频率特性的曲线。
图14示出本发明的天线装置的例6中的VSWR的频率特性的曲线。
图15示出从图1所示的例1中除去接地图案后的例8中的VSWR的频率特性曲线。
图16示出用于本发明的天线装置的天线主体部的另一实施形态的图。
图17示出本发明的天线装置的例9～11中的VSWR的频率特性的曲线。
图18示出本发明的天线装置的例12中的VSWR的频率特性的曲线。
图19示出本发明的天线装置的例13中的VSWR的频率特性的曲线。
图20示出本发明的天线装置的另一实施形态图。
图21示出本发明的天线装置的例14、15中的VSWR的频率特性的曲线。
图22为表示本发明的天线装置的例16中的纵长度比率α与比带宽之间关系的特性图。
图23示出本发明的天线装置的例16中的VSWR的频率特性的曲线。
图24示出本发明的天线装置的例18中的VSWR的频率特性的曲线。
图25示出使本发明的天线装置的例19中的天线装置的间隔L43变化时的天线装置的增益特性的特性图。
图26示出本发明的天线装置的例19中的间隔L43为7.5mm时的垂直极化的指向性的特性图。
图27示出使本发明的天线装置的例19中的长度L41变化时的天线装置的增益特性的特性图。
图28示出本发明的天线装置的例20中的垂直极化的指向性的特性图。
图29示出本发明的天线装置的例21的天线装置的增益特性的特性图。
图30示出本发明的天线装置的例21的比率β40％时的垂直极化的指向性的特性图。
图31示出以往的圆盘单极天线图。
图32示出以往的单极天线图。
图33示出以往的天线图。
符号说明1，2天线装置 10，110天线主体部11，111辐射导体 12第1形状元件13第2形状元件14馈天线15a，15b，115a，115b接地图案 16，116电介质基体17绝缘性基板 18接地导体19信号线 24露出部32第1电介质层33第2电介质层41反射体 51电介质层61空气层 101平面圆盘单极天线102同轴线103金属平板105平面单极 106直线切割部具体实施方式
以下根据附图所示的较佳实施形态详细说明本发明的天线装置。
图1为本发明的天线装置的一实施形态的天线装置1所有的天线主体部10的平面图。图2为天线装置1的平面图。图3为以图2中的直线A-B切断图2所示的天线装置1的断面图。
天线主体部10，作为安装于电路基板等的绝缘性基板17的表面上的表面安装型的天线发挥作用，具有辐射导体11、馈电线14及电介质基体16构成。
辐射导体11是形成于电介质基体16内部的平面形金属导体。
辐射导体11其构成使成圆形的第1形状元件12与部分具有椭圆形的半椭圆形的第2形状元件13配置为共有一部分的形状。然后，辐射导体11与馈电线14在第2形状元件13的边缘部被连接。该连接位置从第1形状元件2来看是第2形状元件13位置方向的边缘部。
馈电线14如图3所示是通过通路20与电路基板等的绝缘性基板17上所设的传输线路的信号线19相连接的馈电线。
这样的辐射导体11与馈电线14设置于电介质基体16的同一平面上。
电介质基体16上形成确保馈电线14的左右对称位置电位为0、有效实现天线的阻抗匹配的接地图案15a、15b。接地图案15a、15b使通过设于例如绝缘性基板17的未图示的辅助图案及通路与接地导体18相连接。
图4为具体说明辐射导体11形状的图。
辐射导体11的第1形状元件12形成圆盘形，第2形状元件13形成部分具有椭圆形的半椭圆形。图4中假想线(点划线)包围的部分是第1形状元件12与第2形状元件13的共有部分。因此，在分别形成第1形状元件12对应的金属导体及第2形状元件13对应的金属导体、然后形成辐射导体11的场合，圆形及半椭圆形双方的全轮廓不作为辐射导体11的图案形状的轮廓出现。在一体地形成使第1形状元件12与第2形状元件13互相共有一部分的组成形状的场合。辐射导体11中圆形及椭圆形的全轮廓也不作为辐射导体11的图案形状的轮廓出现。
图4所示的辐射导体11，第2形状元件13即半椭圆形状之中曲率半径为最小的部分位于第1形状元件12的圆形的大致中央附近。又第2形状元件13的椭圆形之中直线部分(对半地切断椭圆形状的一侧部分)配置得使从第1形状元件12突出。又，辐射导体11形成以连接第1形状元件12的中心点和第2形状元件13的中心点的直线作为线对称轴的线对称形状，在该线对称轴上的辐射导体11的边缘(直线部分)与馈电线相连接。
此外，为了如后述那样用纵长度比率α规定辐射导体11的形状，图4中定义第1形状元件的纵向长度L31及从第1形状元件突出的第2形状元件的纵向长度L32。
天线主体部10如图2、3所示安装于形成接地导体18的绝缘性基板17的表面上，构成作为天线发挥作用的天线装置1。绝缘性基板17上形成作为传输线的带线路，例如利用微带传送线对天线主体部馈电。
如图3所示，绝缘性基板17的一个面(图3中的下面)上形成接地导体18，另一个面(图3中的上面)上形成带线的信号线19，天线主体部10安装于形成信号线19的面的一侧上。天线主体部10在电介质基体16的内部形成辐射导体11与馈电线14，辐射导体11与带线信号线19的连接通过设置于电介质基体16的通路20来实现。绝缘性基板17的设有接地导体18的面上如图2所示设置与绝缘性基板17的端部相接地无接地导体18的露出部24，夹着该露出部24相对的绝缘性基板的反面侧的面的区域(以下称露出部相对区域)上安装天线主体部10。因此，天线主体部10配置于绝缘性基板17的端部附近。
这种天线装置1中，如上所述，成圆形的第1形状元件12和成半椭圆形的第2形状元件13形成部分共有组合的形状，由此，如后述的例子所示提高了比频带宽度，工作频带为宽频带。
本发明中的天线辐射导体的形状如果是配置具有从多角形、大致呈多角形、圆形、大致呈圆形、椭圆形、大致呈椭圆形之中选出的形状的第1形状元件与具有从多角形、大致呈多角形、圆形、大致呈圆形、椭圆形、大致呈椭圆形、梯形、大致呈梯形之中选出的形状的至少有一部分的第2形状元件使互相具有共有部分的形状，则无论是那种形状也都可以。
图3中将辐射导体11和馈电线14设于电介质基体16的内部，但也可以设于电介质基体16的表面。此外，电介质基体16也可为层叠基体。用层叠基体时，辐射导体11和馈电线14可设于层叠基体的表面层，也可设于第2层、第3层等的内层。这时也可用2层夹入地形成辐射导体11和馈电线14。
电介质基体16为层叠基体时，该层叠基体可以层叠持有一个比介电系数的1种类型的电介质层，也可以如后面图16所示层叠至少具有2种以上的不同比介电系数的电介质层。
通过将辐射导体11设置于电介质基体16上，利用电介质的波长收缩效果使天线主体部10的小型化成为可能。这时根据辐射导体11的设置位置、电介质基体16的比介电系数，或2种以上的比介电系数的组合，决定有效的比介电系数。因此，按有效的比介电系数得到波长收缩效果，通过适当选择、调整该有效比介电系数，可实现工作频带宽的天线主体部10。
又，虽然第1形状元件12与第2形状元件13形成于同一平面上，但馈电线14与接地图案15a、15b也可形成于第1形状元件12与第2形状元件13同一平面或不同的另一平面上。在形成于不同的另一平面时，可利用位于图3所示的电介质基体16内部的通路，连接第2形状元件13与馈电线14，连接馈电线14与带线的信号线19。此外，也可在长度方向(图1的纵向)上二分割馈电线14为两段馈电线。这时，一段馈电线形成于与第1形状元件12和第2形状元件13同一平面上，与第2形状元件13连接。另一段馈电线形成于与第1形状元件12和第2形状元件13不同的另一平面上，与带线的信号线19连接，并通过图3所示的通路20连接到前一段馈电线上。
又，从带线的信号线19到馈电线14的连接，可以用图3所示的通路20来实现，也可以在电介质基体16的端头设置信号线图案，通过该图案连接。又，辐射导体11不限于形成于电介质基体16上，辐射导体11与接地图案15a、15b也可形成于绝缘性基板17的基板表面上。在进一步获得上述那样波长收缩效果时，也可在形成于绝缘性基板17的基板表面上的辐射导体11的上面另设电介质基体。在将辐射导体11形成于绝缘性基板17的基板表面时，可将对辐射导体11馈电用的微带传输线等的传输线与辐射导体11形成于同一绝缘性基板17上。
天线装置1如图2、3所示通过将天线主体部10表面安装于形成接地导体18的绝缘性基板17上来构成。接地导体18例如利用印刷到电介质等的绝缘性基板17的背面来形成。这时对天线主体部10馈电用传输线例如微带传输线等的带线的信号线利用印刷到绝缘性基板17的表面上形成。
绝缘性基板17也可用层叠基板，这时接地导体18不设于层叠板的表面，而是设于第2层、第3层等的内层，并在其上设置绝缘层构成。
对形成于绝缘性基板17的天线主体部10的馈电用传输线，不限于微带传输线，也可以是将接地导体与信号线设于绝缘体基板17的同一面上的共面的线路。这时共面线的接地导体起接地导体18的作用。可将天线主体部10安装于形成共面线的表面，也可装于背面。
也可将天线主体部10与接地导体18配置于同一基板的同一表面上。这时，构成天线主体部10的电介质基体16等的基体就不必要。可构成使在露出部24相对的露出部相对区域形成天线主体部10，基板背面上形成带线，通过通路对天线主体部10馈电。即可配置天线主体部10使形成接地导体18的面与天线主体部10的辐射导体11的形成面相平行。
又，在形成天线主体部10的电介质基体16的表面或形成接地导体18的绝缘性基板17上，也可设置将天线主体部10用焊接等方式固定安装于绝缘性基板17上用的端子。通过设置几个这种端子，在用于无线电通信装置等的通信设备中时也能防止在操作中天线主体部10从绝缘性基板17脱落。又，这种端子也可用于用焊接方式连接设于绝缘性基板17的带线的信号线19与设于电介质基体16的馈电线14的场合。这时能同时实现防止脱落与电气连接。
为设置这种端子，设定天线元件10的端头(电介质基体16的端头)与接地导体18之间的距离L1(参看图3)为在信号线配线方向通常-5mm～5mm的范围以无损于作为天线的特性。例如，距离L1为-5mm时，图3中接地导体18与天线元件10以5mm的范围重叠。
这样的天线装置1可适合用作进行线性极化收发的天线装置。
以下说明有关这种天线装置1的收发特性。
图5示出图2、3所示天线装置1的VSWR(电压驻波比)的频率特性的一例。一般在传输线路上连接天线等负荷，或连接具有不同阻抗的传输线路时，由于连接部分的不连续性，传输的信号的行波的一部分被反射产生反射波。然后，该反射波与行波共存于同一传输线路上，产生驻波。作为这时的驻波出现的电压信号的最大值对最小值之比称为VSWR。因此，可以说VSWR越接近于1，天线主体部10的阻抗匹配越好，结果天线主体部10的回波损耗越小，提高3特性。
图5所示的VSWR频率特性，以VSWR为纵轴，频率为横轴。因此，为具有宽频带的工作频率，VSWR接近于1的频率范围宽是必要的。因为VSWR小于2.0时具有良好收发特性，故用VSWR小于2.0的频带宽度可判定是否具有宽频带的工作频率。因此当设VSWR小于2的上限频率为fH，下限频率为fL时，利用下式决定的比频带宽度可判定工作频带的宽窄。
比频带宽度＝2·(fH-fL)/(fH+fL)×100(％)比频带宽度越大意味着工作频带宽度越宽。
对于图2、3所示的天线装置1中的VSWR的频带特性，举出各种例子述后。
本发明的天线装置中，用VSWR小于2.0的频带宽度时的比频带宽度为40％以上。本发明的天线装置，较好是用VSWR小于2.2的频带宽度时的比频带宽度，为75％以上，更好是用VSWR小于2.4的频带宽度时的比频带宽度，为85％以上，特好的是用VSWR小于2.6频带宽度时比频带宽度，为90％以上，最好是用VSWR小于3.0的频带宽度时比频带宽度，为100％以上。
以上说明本发明的天线装置的另一实施形态的天线装置。
图6和7是将反射体41和电介质层51配设于图1所示的天线装置1的构成中的天线装置2。
图6是天线装置2的平面图，图7是以图6中的直线C-D切断图6所示的天线装置2的断面图。天线装置2是进行收和发的至少一方的天线装置。
天线装置2与天线装置1相同，天线主体部10安装于电路基板等的绝缘性基板17的表面上。另一方面，在绝缘性基板17的接地导体18所设的面的一侧，沿绝缘性基板17配设反射体41的电介层51。
天线主体部10是上述那样安装于绝缘性基板17的表面上的表面安装型天线。有关天线主体部10及绝缘性基板17的说明已如上述，故从略。
反射体41是金属平板，具有在反射体41的表面的法线方向使天线主体部10辐射的电波形成尖锐指向性并提高增益的功能。图6、7所示的反射体41由于沿绝缘性基板17被配设，故天线主体部10辐射的电波在Z方向上反射。此外，反射体41的表面不限于平面形状，也可具有例如圆柱、圆柱的一部分、球或球的一部分等的曲面为表面的反射体。例如假设具有圆柱的一部分的形状为表面的反射体时，则沿反射体表面中直线的部分上，在一个方向上加强电波的指向性，沿曲线表示的部分上可使电波指向性加宽。
又，反射体41的材质不限于金属，只要反射电波的都可以。例如也可用将透明导电膜形成于例如玻璃板等的电介质基板上的材料。也可用作为人工磁导体起作用的EBG构造(Electromagnetic Band Gap电磁带隙)。
在反射体41的表面上配设电介质层51。
电介质层51由配设于绝缘性基板17与反射体41之间的电介质构成，通过与反射体41一起使用，使天线装置2具高增益的功能。本实施形态中电介质层51配设于反射体41的表面，但本发明中只要配设于绝缘性基板17与反射体41之间所要的位置上即可。然而，为了维持天线装置2的工作频带中的低频段的高增益，按绝缘性基板17、空气层61、电介质层51、反射体41的顺序配设电介质层51于反射体41的表面为好。电介质层51的比介电系数虽无特别限制，但以1.5～20为好，2～10则更好。
本实施形态中反射体41沿绝缘性基板17加以配设，但在本发明中不一定必须沿绝缘性基板17配设反射体41。也可以根据想要使电波反射的方向来改变反射体14和电介质层51相对于绝缘性基板17的方向。例如为了在图6、7中从Z轴向Y轴方向倾斜θ＝20度的方向上得到最大辐射强度，则可将反射体41和电介质层51相对于绝缘性基板17向Y轴方向倾斜20度配置就可。此外，为了在图6、7中的X轴方向上得到电波的最大辐射强度，则使反射体41和电介质层51的面朝向图6、7的X轴方向，即是使垂直于绝缘体基板17地配设就可。
较好的是平行或大致平行地配设绝缘性基板17、反射体41以及电介质层51。这样可构成大致平面形的天线装置，能提供小型天线装置。反射体41和电介质层51也可夹绝缘性基板17配设于与天线主体部10的相反一侧，也可配设于天线主体部10的一侧。
图6中，以反射体41的横方向(X方向)的长度为L41，纵方向(Y方向)的长度为L42定义反射体41的形状。图7中，以距绝缘性基板17的间隔L43的位置定义反射体41的配设的位置。
设定反射体41的大小(长度L41、L42)使金属平板具有作为电波的反射板的功能。反射体41小于规定值时不具作为反射板的功能。设定长度L41、L42使天线装置2在宽频带范围中反射体发挥作用，在整个宽频带中呈现高增益特性。
例如天线装置2中长度L41和/或长度L42只要大于30mm就可。反射体41的横方向长度L41和/或纵方向的长度L42为绝缘性基板17的对应方向长度的同等以上较好，但只要反射体41的横方向长度L41和纵方向长度L42中的至少一个为绝缘性基板17的对应方向长度的同等以上即可。例如，即使反射体41的横方向长度L41短于绝缘性基板17的横方向的长度，但只要反射体41的纵方向长度L42比绝缘性基板17的纵方向长度来得长就行。更理想的情况是，长度L41和/或长度L42为绝缘性基板17的横方向长度和/或纵方向长度的1.3倍以上，例如40mm以上即可。
又，通过调整间隔L43在宽频带范围中使反射体41发挥作用，能在整个宽带中提供高增益的天线装置。天线装置2中的间隔L43位于5～25mm范围为好，位于7～22mm范围更好。在该范围中对3～5GHz的宽的工作频带呈现高增益的特性。
图6中以电介质层51的横方向长度为L51、纵方向长度为L52、图7中厚度为L53定义电介质层51的形状。
电介质51的形状小于规定尺寸时，就降低天线装置2的增益。通过设定长度L51和长度L52为规定的范围，在宽频带范围内天线装置2呈高增益特性发挥作用。
例如天线装置2中，只要长度L51和或L52大于30mm就可。电介质层51的横方向长度L51和/或纵方向长度L52为绝缘性基板17的对应方向的长度的同等以上较为理想。然而只要电介质层51的横方向长度L51和纵方向长度L52中的一个至少为绝缘性基板17的对应方向长度的同等以上就可。例如，即使电介质层51的横方向长度L51短于绝缘性基板17的横方向长度，但只要电介质层51的纵方向长度L52比绝缘性基板的纵方向长度来得长就行。更理想的情况是，长度L51和/或长度L52为绝缘性基板17的横方向长度和/或纵方向长度的1.3倍以上，例如40mm以上即可。
通过设定电介质层51的厚度L53为规定范围，使天线装置2在宽频带范围内呈高增益特性地发挥作用。有关电介质层51的厚度L53的范围在后面说明。
以下根据本发明天线装置的各种例子具体说明天线装置的特性。
例1(实施例)图5为表示以下说明的例1的天线装置1中的VSWR的频率特性的曲线。图5中，作为比较例，示出用与图1不同的图33所示天线的后述的例7(比较例)中的VSWR的频率特性。该频率特性是利用通过FI(有限积分)法产生的电磁场模拟算出的。
例1是用具有图1所示的天线主体部10的天线装置1的例子。例7是用图33所示的圆形辐射导体111构成的天线主体部110取代图1所示的天线主体部10的天线装置。详情后述。
例1和例7都如图2所示，天线主体部10、110安装于绝缘性基板17的一面上，另一面形成接地导体18。
例1中的天线装置1的主要部分的尺寸与以下说明的例2～7一起示于表1。表1中的接地图案、电介质基体、绝缘性基板以及接地导体的项目中的纵、横指的是图2、图6中的纵方向长度、横方向长度。
表1
如图5所示，例1的频率特性的比频带宽度为120％，例7的频率特性的比频带宽度为40％。例1的比频带宽度宽，工作频带宽。又，例1VSWR的值接近于1，天线中的回波损耗减小，提高了作为天线的收发特性。因此，根据形成使第1形状元件12与第2形状元件13的一部分共有的形状的辐射导体11，能扩宽比频带宽度，同时能在整个宽带达到最佳的阻抗匹配。即是说，辐射导体11具备第2形状元件13，从而不仅提高比频带宽度，而且实现良好的阻抗匹配。
由此可见，根据辐射导体11中的第1形状元件12的大小，通过适当调整第2形状元件13的形状，能在整个宽带实现最佳的阻抗匹配。此外，适当调整第2形状元件13中的椭圆形的长轴半径及短轴半径，可在更宽范围的频带中得到良好的匹配。
例2(实施例)图8为表示例2的天线装置1的VSWR的频率特性的曲线。该天线装置1为具有图1所示的天线主体部10，是将与例1不同尺寸的天线主体部10安装于绝缘性基板17的天线装置。图8所示的频率特性是利用通过FI法产生的电磁场模拟算出的。例2的天线装置1的主要部份的尺寸示于表1。
此外，例2中的馈电线14的长度为0.7mm。电介质基体16的厚度为1.2mm，辐射导体11设于电介质基体16的内部。电介质基体16是图16所示那样的将辐射导体11形成于具于不同比介电系数的2种电介质层(第1电介质层32和第2电介质层33)的内部的构成。第1电介质32比介电系数为22.7，第2电介质层33比介电系数为6.6。
从图8所示的VSWR的频率特性求出的比频带宽度为115％，与图5所示的例7的比频带宽度40％相比，工作频带宽。
例3(实施例)图9是表示制成与上述例2大致相同构成的天线装置时的天线装置的VSWR的频率特性的测定结果的曲线。
具体地说，电介质基体16由与例2同样地具有不同比介电系数的2种电介质层(第1电介质层32和第2电介质层33)构成。在该电介质基体16的内部，构成天线主体部10的辐射导体11和馈电线14形成于电介电基体16厚度方向的大致中央部分的同一平面中。第1电介质层32比介电系数为22.7，厚度为0.33，第2电介质层33比介电系数为7.6，厚度为0.3mm。
例3的天线装置1的主要部分的尺寸示于表1。
作为此外的尺寸，电介质基体16的全部厚度为1.2mm。绝缘性基板17的厚度0.8mm。第2形状元件13的半椭圆形中曲率半径最小的部分位于第1形状元件12的圆形的大致中央附近，第2形状元件13的半椭圆形中直线部分(对半地切断椭圆形的一侧的部份)从第1形状元件12突出地配置。从第1形状元件12看来连接于第2形状元件13的位置方向的边缘部的馈电线14长度为0.9mm，宽为0.2mm。未与第2形状元件13连接馈电线14的另一方边缘部位于离电介质基体16的端边(图1中电介质基体16的下边)0.8mm的位置。
另一方面，将接地图案15a、15b设于与绝缘性基板17相连侧的电介质基体16的面上，未图示的馈电座配置于接地图案15a、15b之间。未图示的馈电座的大小为纵1.1mm，横1.4mm。接地图案15a、15b与未图示的馈电座的间隔各为0.5mm。该馈电座通过通路20接于馈电线14的端部。
具有接地导体18的绝缘基板17用厚为0.8mm、铜箔厚为0.018mm的双面贴铜树脂基板(松下电工公司制造R-1766T，比介电系数4.7)制成。绝缘性基板17的一个面上设置信号线19，另一面上设置接地导体18，电介质基体16安装于信号线19的形成的绝缘性基板17的一个面的端(图2所示的绝缘性基板17的右上端)上。
传输线路的信号线19为微带传输线路的信号线，横宽1.4mm。利用蚀刻形成接地导体18、信号线19以及未图示的连接座(与馈电座连接的座)等的导体图案。在这些导体上施行薄镀金处理，连接座以外的导体表面部分用抗焊剂被覆。
如绝缘性基板17的连接座位置上用金属掩膜印刷无铅膏(千住金属公司制，M705)。将电介质基体16对准规定位置装于绝缘性基板17上，然后加热到250℃用钎焊焊接绝缘性基板17与电介质基体16。这样，信号线19连接到电介质基体16的馈电座上，再将接地图案15a、15b与设于绝缘性基板17的未图示的连接座相连接，以及通过通路与接地导体18相连接。
对如此制成为天线装置进行VSWR的测定，得到图9所示的测定结果。这时的比频率带宽度为120％，可见与图5所示的图7的比频带宽度40％相比，工作频带展宽了。
此外，在制成第2形状元件13为长方形的天线装置时，确认也具有同样的比频带宽度。
例4、5、6(实施例)图10～12示出改变辐射导体11的形状后的例4～6的图。
以用图10所示的辐射导体11的天线装置1表示作为例4，以用图11所示的辐射导体11的天线装置1表示作为例5，以用图12所示的辐射导体11的天线装置1表示作为例6。
图10所示的例4、图11所示的例5、图12所示的例6的天线装置1的主要部分的尺寸示于表1。
例4和例5中使辐射导体11的第2形状元件13即半椭圆形中曲率半径最小的部分与第1形状元件12共有地组合，配置辐射导体11。例4中第1形状元件12的长轴在图10中定为横向，例5中第1形状元件12的长轴在图11中定为纵向。
以下，设图10中的天线主体部10将第1形状元件12的长轴定为图中横方向的情况，设图11中的天线主体部10将第1形状元件12的长轴定为图中纵方向的情况，区别对待。
图12是使辐射导体11的第1形状元件12为六角形，第2形状元件13为半椭圆形，使第2形状元件13即半椭圆形中曲率半径小的部分与馈电线14连接地配置。
表1中的例6中的六角形的纵(第1形状元件12的项目)是图12中的纵方向的长度，横是图12中的横方向的长度。第2形状元件13的半椭圆形状是沿短轴方向切断椭圆形状的情况。
图3示出例4、5的VSWR的频率特性。该频率特性利用通过FI法产生的电磁场模拟算出。由图13可见，例4和例5都具有与例1大致同等的比频带宽度，与图5所示的比频带宽度40％的例7相比，工作频带宽。
图14示出例6的VSWR的频率特性的曲线。由图14可见，VSWR为了以下的频带宽度与图5所示的例1的频带宽度大致相同，比频带宽度为61％。这样，第1形状元件12具有从圆、椭圆或三角形、四角形、六角形、八角形那样的多角形、大致为圆形、大致为椭圆形或大致为多角形等中选择的形状，第2形状元件13具有从圆、随圆、多角形、梯形、大致为圆形、大致为椭圆形、大略为多角形，或大致为梯形等中选择的形状的至少一部分，无论那一种组合中也能得到80％以上的比频带度度。这样，与用图31～33所示的圆形的形状元件的天线相比较，实现了比频带宽度提高的宽频带的工作频率的特性。为得到更好的宽频带的工作频率，第1形状元件12和第2形状元件13用圆形、椭圆形和接近圆形或椭圆形的多角形的任一形状，较为理想。
这样，本发明中辐射导体11中的第1形状元件12和第2形状元件13的组合，不限于图1那样的圆形和半椭圆形的组合。只要第1形状元件12用从多角形、大致为多角形、圆形、大致为圆形、椭圆形以及大致为椭圆形之中选择的形状，第2形状元件13至少用从多角形、大致为多角形、圆形、大致为圆形、椭圆形、大致为椭圆形、梯形以及大致为梯形中选择的形状的一部分就可。
例7(比较例)例7是用圆形辐射导体111构成的天线主体部110(参看图33)替代图1所示的天线主体部10的天线装置，不包含于本发明的天线装置。图33中的符号114为馈电线，符号115a、115b为接地图案，符号116为电介质基体。馈电线114、接地图案115a、115b以及电介质基体116是与图1所示的馈电线14、接地图案15a、15b以及电介质基体16相同的构成。
图33所示的天线110其构成不是图31所示的辐射导体即平面圆盘单极101垂直地立设于金属平板103的形态，而是辐射导体111被平行地配置于图3所示那样的绝缘性基板17上。
图33所示的例7的天线装置的主要部分尺寸示于表1。
图5示出的例7的比频带宽度为40％。
例8(实施例)本发明的天线装置1中不一定需要设置接地图案15a、15b。图15示出从例1中去除接地图案15a、15b以后的例8的VSWR的频率特性曲线。该频率特性是利用通过FI法产生的电磁场模拟算出的。例8的天线装置1的主要部分的尺寸随同以下说明的例9～18的主要部分的尺寸一起示于下面的表2。表2中的接地图案、电介质基体、绝缘性基板以及接地导体的各项目中的纵、横是指图2、图6中的纵方向长度、横方向长度。
表2
如图15所示，例8中比频带宽度为57％，与例1相比，比频带宽度提高了。另一方面，例8与例1相比，VSWR的值远离1。由此可见，接地图案15a、15b对工作频带的宽度未造成影响，与馈电线14发生作用，有效地实现阻抗匹配。这样，由于去除接地图案15a、15b，VSWR远离1，故为了有效地实现阻抗匹配，最好设置接地图案15a、15b。此外，在绝缘体基17上设置辅助图案及通路(未图示)，通过辅助电极及通路连接接地图案15a、15b与接地导体18，显得更好。
例9、10、11(实施例)图16示出将辐射导体11形成于具有不同比介电系数的2种电介质层的内部的天线主体部10。图17示出改变电介质基体16的比介电系数时的VSWR的频率特性的曲线。该频率特性是利用通过FI法产生的电磁场模拟算出的。例9是将辐射导体11形成于比介电系数为66的一种电介质层叠基体的内部，例10是将辐射导体11形成于比介电系数22.7的一种电介质层叠基体的内部。例11是将辐射导体11形成于图16所示那样具有不同比介电系数的2种电介质层的内部。第1电介质层32比介电系数为22.7，第2电介质层33比介电系数为6.6。
例9～11的天线装置1的主要部分的尺寸示于表2。
如图17所示可见，例9～11的比频带宽度都比图5所示的例7的比频带宽度来得宽。
例12(实施例)天线主体部10被安装于绝缘性基板17的部分是如图2所示未形成接地导体18的绝缘性基板17露出的露出部24相对的露出部相对区域。这时，接地导体18的形状及大小未使具有宽的工作频带的频率特性受到大的损害。
图18示出接地导体18的尺寸与例11不同的例12的VSWR的频率特性的曲线。该频率特性是利用通过FI法产生的电磁场模拟算出的。例12的天线装置1的主要部分尺寸示于表2。
如从图18可见，当加大接地导体18的形状时，比频带宽度就提高。因此只要形成与例11同等程序以上尺寸的接地导体18，具有宽工作频带的频率特性就不受损害。
例13(实施例)
图2所示的天线主体部10配置于未形成接地导体18的区域，即绝缘性基板17的露出部24相对的露出部相对区域，天线主体部10配置的位置未使具有宽工作频带的频率特性受损。
图19示出将图1所示的天线主体部10配置于绝缘性基板17的露出部24的中央部的例13的VSWR的频率特性曲线。该频率特性是利用通过FI法产生的电磁场模拟算出的。
例13的天线装置1的主要部分的尺寸示于表2。
例12中将天线主体部10配置于绝缘性基板17的露出部相对区域的右端部。例13也表示与例12同样良好的特性。然而，与例12相比，比频带宽度有某种减小。因此，最好将天线主体部10配置于绝缘性基板17的露出部相对区域的端部。而且也可配置于绝缘性基板17的4个角中的一个。图2中将天线主体部10配置于图中的右上端，但也可以配置于左上端、右下端或左下端。
例14、15(实施例)本发明中，如图20所示，天线主体部10被设置于绝缘性基板17的露出部相对区域，但也可在与天线主体部10的端边(电介质基体16的端边)相距L2的位置上，使具有第2接地导体15的端部地设置第2接地导体15。距离L2是与信号线配线方向正交的方向上的距离。
图21示出图20中的距离L2为3mm的例14与距离L2为0mm的例15的VSWR的频率特性的曲线。该频率特性是利用通过FI法产生的电磁场模拟算出的。例14、15的天线装置1中的主要部分尺寸示于表2。
例14中比频带宽度为50％，比频带宽度大，具有宽带的工作频带。例15中比频带宽度减小到一半程度的42％。因此，对于安装天线主体部10的天线装置的构成，最好设置第2接地导体15使距离L2为3mm以上。
形成接地导体18的绝缘性基板17也可当作配置其他电路元件的电路基板。这时电路基板的主要导体成为接地导体18。天线主体部10配置于电路基板的露出部相对区域即绝缘性基板17的露出部24相对的反面侧的面区域中。因此可利用电路基板的露出部以外的区域作为配置其他电路元件的空间。当设置第2接地导体15时，也可增加配置其他的电路元件的空间。
这样，通过设置第2接地导体15，可缩小露出部24，能提供小型的构成且工作频带宽的天线装置。
例16、17(实施例)
以下说明图4所示的辐射导体11的形状与比频带宽度的关系。
作为表达辐射导体11的形状的指标，用如图4所示的辐射导体11的第1形状元件12的纵方向长度L31及从第1形状元件12突出的第2形状元件13的纵方向长度L32，确定由下面式(1)表述的纵长度比率α。L31+L32是作为辐射导体11的图案形状轮廓表现的全部纵长度。
纵长度比率α＝L31/(L31+L32) …(1)图4所示的辐射导体11的形状，第2形状元件13的半椭圆形中，曲率半径为最小的部分位于第1形状元件12的圆形的大致中央附近，但是不一定需要约束使该部分位于中央附近。抛开上述约束，通过调整纵长度比率α，可得到比频带宽度宽的、具有宽带的工作频带的天线装置。
例16的天线装置1是与例1、2相同的构成，主要部分的尺寸示于表2。
辐射导体11形成于如图16所示的具有不同比介电系数的2种电介质层的内部。第1电介质层32的比介电系数为18.5，厚度为0.25mm，第2电介质层33的比介电系数为7.2，厚度为0.25mm。电介质基体16的总厚度为1.0mm。
从第1形状元件12看，连接于第2形状元件13的位置方向的边缘部的馈电线14长度为0.9mm，宽为0.2mm，不与第2形状元件13连接的馈电线14的另一边缘部离开电介质基体16的端边(图1中电介质基体16的下边)的位置是0.7mm。
另一方面，接地图案15a、15b设置于与绝缘性基板17相接侧的电介质基体16的面上，在接地图案15a、15b之间配设未图示的馈电座，未图示的馈电座的尺寸为纵1.1mm，横1.4mm。接地图案15a、15b与未图示的馈电座的间隔各为0.5mm。该馈电座通过通路20连接到馈电线14的端部。
绝缘性基板17的厚度为0.8mm，比介质系数为4.7。绝缘性基板17的一个面上设置信号线19，另一面上设置接地导体18，如图2所示，电介质基体16配置于信号线19形成的面一侧的右上端部。信号线19为微带传输线路的信号线，横宽的1.4mm。信号线19与电介质基体16的馈电座连接，接地图案15a、16a通过设于绝缘性基板17的未图示的馈电座和通路与接地导体18连接。
辐射导体11的第1形状元件12与第2形状元件13以及馈电线14，形成于电介质基体16的内部(厚度方向的大致中央部分)同一平面上。第2形状元件13的半椭圆形中直线部分(对半地切断椭圆形状一侧的部分)从第1形状元件12突出地配置。第1形状元件12的横向长8.6mm，辐射导体11的纵向全长L31+L32为8.2mm，改变长度L31使纵长度比率α改变。因此，按照第1形状元件12纵长度比率α，变化为椭圆形或圆形。
图22为表示例16的天线装置1的纵长度比率α与比频带宽度的关系的特性图。该特性图是用通过FI法产生的电磁场算出的VSWR的频率特性求出的。
根据图22能在纵长度比率α为30～95％的宽范围中得到40％以上的比频带宽度，较好的是纵长度比率α处于42～93％范围(50％以上的比频带宽度)，更好的是纵长度比率α处于50～92％范围(60％以上的比频带宽度)。这样地来规定辐射导体11的形状为好。
制作上述纵长度比率α为64％的辐射导体11的天线装置1作为例17，测定VSWR。图23示出VSWR的频率特性的测定结果的曲线。
例17的天线装置1用与例3相同的制作方法制成。
例17的天线装置1的主要部分的尺寸示于表2。
作为这时的辐射导体11的图案形状呈现的纵方向全长L31+L32为8.1mm。除辐射导体11的形状以外，与例16的构成相同。
图23示出的例17的比频带宽度为69％。
此外，第2形状元件13为长方形、长度L32为2.9mm、横向长度为0.8mm时，确认也得到同样的比频带宽度。
例18(实施例)下面以改变了辐射导体11形状的天线装置作为例18说明之。
图24示出例18的VSWR的频率特性曲线。该频率特性是通过利用FI法产生的电磁场模拟算出的。
例18的天线装置1的主要部分的尺寸示于表2。例18的第2形状元件13的“正方形形状每边2mm”，意指从第1形状元件12突出的形状为每边2mm的正方形形状。
此外，馈电线14的长为0.7mm，宽为0.2mm。馈电线14的右端与接地图案15a的左端的间隔，馈电线14的左端与接地图案15b的右端的间隔均为2mm。如图2所示的天线主体部10安装于绝缘性基板17b的上面。安装了天线主体部10的一侧与相反侧上形成接地导体18。
图24示出的例18的比频带宽度为68％。
以下说明有关在如图6、7所示的具备天线主体部10、绝缘性基板17的天线装置1的构成中附加反射体41和电介质层51的天线装置2。
例19(实施例)作为例19，用于天线装置2的天线主体部10的辐射导体11形成于如图16所示那样具有不同的比介电系数的2种电介质层构成的电介质基体16的内部。天线装置2是在与例16相同的构成中附加了反射体41的情况。
例19的天线装置2的主要部分的尺寸与后述的例20、21的尺寸一起示于下面表3中。表3中的接地图案、电介质基体、绝缘性基板以及接地导体各项目中的纵、横是指图3、图6中的纵方向长度、横方向长度。
表3 从辐射导体11的第1形状元件12突出的第2形状元件13的纵方向长度L32为1.8mm。绝缘性基板17配设于反射体41的大致中央附近，绝缘性基板17与反射体41呈大致平行地构成。离开绝缘性基板规定间隔(间隔L43)配设反射体41。
图25示出使天线装置2的间隔L43变化时的图6、7中的Z轴方向(θ＝0度)的增益特性的特性图。该特性是利用通过FI法产生的电磁场模拟算出的。
如图25所示，通过调整间隔L43，反射体41在宽带的频率范围内发挥作用，表示天线装置2在整个宽带上高增益特性。间隔L43的理想的范围为5～25mm，该范围中在3～5GHz的宽带的频率范围内有高增益特性。间隔L43更好是处于7～22mm的范围。
图26示出间隔L43为7.5mm时的图6、7所示的X-Z面的垂直极化的指向性的特性图。该指向性是利用通过FI法产生的电磁场模拟算出的。如图26所示，例19的天线装置2在θ＝0度近旁呈现整个宽带(频率范围)上高增益特性。
另一方面，图27示出间隔L43为10mm，当使横方向(图6、7中的横方向)的长度L41变化时图6、7的Z轴方向(θ＝0度)的增益特性的特性图。该特性是利用通过FI法产生的电磁场模拟算出的。此外，使长度L43与长度L41相同。
如图27所示，通过调整长度L41及长度L42，在宽带频率范围中反射体起作用，天线装置2显现在整个宽带范围上高增益的特性。长度L41和/或长度L42的较合适范围为30mm以上。由于绝缘基板17的形状纵28mm，横30mm，故最好反射体41的长度L41和/或长度L42为与绝缘性基板17的对应方向的长度同等以上。例如，即使反射体41的长度L41短于绝缘性基板17的横方向长度，只要长度L42比绝缘性基板17的纵方向长度来得长就行。更好的情况是，反射体41的长度L41和/或长度L42为40mm以上。即，反射体41的长度L41和/或长度L42各自只要有绝缘性基板17的对应的纵方向长度和/或横方向长度的1.3倍以上就可。
这样，通过调整反射体41的长度L41、长度L42、间隔43、就能使以金属平板作为反射体有效地发挥作用。
例20(实施例)以下，将仅变更图19的天线装置2中的辐射导体11的第1形状元件12与第2形状元件13的形状的天线装置2，作为例20说明之。
例20的天线装置2的主要部分的尺寸示于表3。
作为辐射导体11的图案形状的轮廓，其纵方向全长L31+L32为8.1mm，长度L32为2.9mm。
图28示出间隔L43为10mm时的图6、7所示的X-Z面的垂直极化的指向性特性图。该指向性是利用通过FI法产生的电磁场模拟算出的。
如图28所示，例20的天线装置2在θ＝0度附近整个宽带(频带)范围内呈现高增益特性。
此外，取第2形状元件13为长方形，长度L32为2.9mm、横方向长度为0.8的场合确认也具有与图28同样的指向性。
例21(实施例)下面说明图6、7所示的天线装置2中的电介质层51的特性。
天线装置2其构成，相对于具有与例19相同构成与尺寸的天线主体部10和绝缘性基板17，将金属平面的反射体41配设于绝缘性基板17的大致中央附近，绝缘性基板17与反射体41大致平行。
例21的天线装置的主要部分的尺寸示于表3。
绝缘性基板17、空气层61、电介质层51、反射体14按顺序排列，空气层61和电介质层51与反射体41大致平行。
在这种天线装置2中通过设定电介质层51的厚度L53为规定的范围，电介质层51在宽带的频率范围中起作用，天线装置2在整个宽频带范围内显现高增益的特性。
图29示出使厚度L53对间隔L43的比率β变化时的图6、7中的Z轴方向(θ＝0度)的增益特性的特性图。该特性是利用通过FI法产生的电磁场模拟算出的。
比率β由下式(2)表述。
比率β＝L53/L43×100(2)如图29所示，通过调整比率β即调整电介质层51的厚度L53，电介质层51在宽带的频率范围内起作用，天线装置2在整个宽带中显现高增益的特性。比率β位于5～80％的范围为好，该范围内在3～5GHz宽频范围中具有高增益的特征。比率β位于10～70％的范围更好，该范围内在3～4GHz宽频范围中具有高增益的特性。比率β位于10～60％的范围特好。
如图29所示，比率β＝40％(电介质层51的厚度L53为4mm)时，与无电介质层51、只有反射体41时(β＝0)作比较，在3GHz中提高增益2dBi，在4GHz中提高增益1.2dBi。
图30示了比率β为40％时的图6、7所示X-Z面的垂直极化的指向性的特性图。该指向性也是利用FI法产生的电磁场模拟算出的。如图30所示，例21的天线装置2在θ＝0度附近在整个宽带范围内显现高增益的特性。
此外，取第2形状元件13为长方形，长度L32为2.9mm、横方向长度0.8mm的场合确认也具有与图29、30同样的指向性。
以上说明了将微带线路等的不平行线路连接到辐射导体11的单极天线，但本发明不限于此，也可成对地设置2个辐射导体11或天线主体部10，用作偶极子天线。这时，平行线路的一方信号线连接一方的辐射导体11或天线主体部10，平行线路的另一方信号线连接另一方辐射导体11或天线主体部10。通过平衡-不平衡变换器将不平衡线路变换到平衡线路，如上述那样连接各自的辐射导体11或天线主体部10。
以上对本发明的天线装置作了详细的说明，但本发明不限于上述实施例，在不超出本发明主旨的范围内，当然也可作各种改良或变更。
权利要求
1.一种天线装置，其特征在于，在电介质基体上设置平面形的辐射导体与馈电线，配置并构成所述辐射导体，使具有从多角形、大致呈多角形、圆形、大致呈圆形、椭圆形以及大致呈椭圆形的形状中选出的形状的第1形状元件与具有从多角形、大致呈多角形、圆形、大致呈圆形、椭圆形、大致呈椭圆形、梯形以及大致呈梯形的形状中选出的形状的至少一部分的第2形状元件具备共有部分。所述馈电线与所述辐射导体相连接。
2.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述辐射导体的边缘部中，从所述第1形状元件看来，在所述第2形状元件的位置方向上的第2形状元件的边缘部，所述馈电线与所述辐射导体相连接。
3.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，在所述辐射导体的边缘部中与所述第1形状元件相对的一侧的第2形状元件的边缘部，所述馈电线与所述辐射导体相连接。
4.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述辐射导体和所述馈电线设置于所述电介质基体的表面，或所述电介质基体内，构成天线主体部，该天线主体部安装于绝缘性基板上，在该绝缘性基板的与该电介质基体相反侧的面上或该绝缘性基板的内部设置主要导体，使该辐射导体相对于该主要导体平行或大致平行地配置该电介质基体，并将该天线主体部安装于该绝缘性基板上。
5.如权利要求4所述的天线装置，其特征在于，在所述绝缘性基板上与所述主要导体一起设置构成传输线路的信号线，该信号线与所述馈电线相连接。
6.如权利要求1至5中任一项所述的天线装置，其特征在于，在所述电介质基体上，在相对于所述馈电线对称的位置上设置一对接地图案。
7.如权利要求4或5所述的天线装置，其特征在于，反射由所述辐射导体辐射的电波的反射体与所述绝缘性基板保持间隔配置。
8.如权利要求7所述的天线装置，其特征在于，所述反射体是平板，相对于所述绝缘性基板的所述主要导体平行或大致平行地配置。
9.如权利要求7所述的天线装置，其特征在于，在所述反射体与所述绝缘性基板之间设置空气层。
10.如权利要求8所述的天线装置，其特征在于，在所述反射体与所述绝缘性基板之间设置空气层。
11.如权利要求7所述的天线装置，其特征在于，在所述反射体与所述绝缘性基板之间设置电介质层。
12.如权利要求8所述的天线装置，其特征在于，在所述反射体与所述绝缘性基板之间设置电介质层。
13.如权利要求11所述的天线装置，其特征在于，所述电介质层使用介电常数为1.5～20范围的电介质。
14.如权利要求12所述的天线装置，其特征在于，所述电介质层使用介电常数为1.5～20范围的电介质。
全文摘要
本发明提供具有小型天线，以工作频率范围为宽带范围的天线装置。天线主体部(10)是在电介质基体(16)上设置平面形状的辐射导体(11)与馈电线(14)构成的。组合构成辐射导体(11)，使具有圆形形状的第1形状元件(12)与具有半椭圆形状的第2形状元件(13)互相共有一部分。第2形状元件(12)中，从第1形状元件(12)看来在第2形状元件(13)的位置方向上的边缘部馈电线(14)与辐射导体(11)相连接。
文档编号H01Q1/12GK1624975SQ200410095788
公开日2005年6月8日 申请日期2004年11月12日 优先权日2003年11月13日
发明者渡边文范, 园田龙太, 井川耕司, 庭野和彦 申请人:旭硝子株式会社