专利名称：天线装置及无线通信装置的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及移动电话等移动通信用的天线装置和具备该天线装置的无线通
IR 目.ο
背景技术：
移动电话等便携无线通信装置的小型化、薄型化得到快速发展。此外，便携无线通信装置不仅被用作现有的电话机，而且还实现了向进行电子邮件的收发、浏览基于WffW(万维网)的网页等的数据终端机的变形。所处理的信息也从现有的声音、文字信息变化至照片、运动图像，且实现了大容量化，通信品质得到进一步的提高。在这种状况下，提出了一种宽带天线装置，在规定的频带下降低电磁耦合、能够进行高速无线通信的阵列天线装置、具有宽的动作带宽。
专利文献I公开了一种具备多个天线元件、使这些天线元件电连接的连结元件的多模天线装置。该多模天线装置通过流过天线元件的电流、和将连结元件作为旁路而其中流过的电流，能够在特定频率下降低上述多个天线元件间的电磁耦合，能够同时收发多个
窄带无线信号。专利文献2公开了一种按照一端成为辐射开口部的方式辐射导体的元件间距离逐渐扩大的锥形缝隙(taper slot)天线。该锥形缝隙天线由于在宽带域中使福射导体电磁耦合，因此能够收发单一的宽带信号。专利文献3公开了一种能够通过配置多个锥形缝隙天线来同时收发多个宽带无线信号的阵列天线装置。现有技术文献专利文献专利文献I :美国专利申请公开2008/0258991号说明书专利文献2 :日本特开2009-005086号说明书专利文献3 :美国专利第6552691号非专利文献非专利文献I :Blanch, S. ；Romeu, J. ；Corbella, I. ,“Exact representationof antenna system diversity performance from input parameterdescription”Electronics Letters, Volume 39，Issue 9，pp. 705-707，May200
发明内容
(发明要解决的课题)近年来，基于移动电话的数据传输的高速化需求逐步提高，从而一直都在研究作为下一代移动电话标准的 3G-LTE(3rd Generation Partnership Project Long TermEvolution)。在3G-LTE中，作为用于实现无线传输的高速化的新技术,决定采用使用多个天线并通过空间分割复用同时收发多个子数据流的无线信号的MIMO (Multiple InputMultiple Output)天线装置。MIMO天线装置在发送机侧和接收机侧具备多个天线,通过在空间上对数据流进行复用，能够实现传输速度的高速化。由于MIMO天线装置使多个天线在同一频率下同时工作，因此在小型移动电话内在靠近天线安装的状况下天线间的电磁耦合变得非常强。当天线间的电磁耦合变强时，天线的辐射效率劣化。伴随于此，接收电波变弱，导致传输速度下降。因此，需要在使多个天线靠近配置的状态下低耦合的阵列天线。此夕卜，MIMO天线装置为了实现空间分割复用，需要使辐射图或者偏振波特性等不同，由此同时执行彼此低相关的多个无线信号的收发。进而，为了通信的高速化，还要求天线的宽带化技术。尽管专利文献I的天线装置能够降低电磁耦合，但是由于天线元件是线状结构，因此存在可工作的频带较窄的课题。尽管专利文献2的天线装置能够收发宽带无线信号，但是由于供电点是只有一处，因此存在无法同时执行多个宽带无线信号的收发的课题。
因此，如专利文献3那样考虑配置多个宽带天线的阵列天线结构，但由于设置面积增大，因此无法面向移动电话等小型的无线终端。本发明的目的在于解决以上的问题点，提供一种结构小且简单同时在天线元件间可确保隔离、能够同时收发多个宽带无线信号的天线装置，还提供一种具备这种天线装置的无线通信装置。(用于解决课题的技术方案)本发明的第I方式涉及的天线装置，具备由分别具有外周的导体板构成的至少2个天线元件，其中，上述各天线元件被设置成沿着通过上述天线装置的第I位置和第2位置的基准轴，在上述第I位置与上述第2位置之间的区间内相靠近，上述各天线元件沿着该天线元件的外周具有靠近上述基准轴且与其他天线元件电磁耦合的第I部分、和远离了上述基准轴的第2部分，上述各天线元件的上述第I部分在上述第I位置的附近彼此最接近，且具有上述各天线元件间的距离随着从上述第I位置朝向上述第2位置的方向而逐渐增大的形状，上述天线装置在上述第I位置的附近具备在上述各天线元件中分别设置的供电点。在上述天线装置中，分别靠近上述基准轴来设置上述各供电点。在上述天线装置中，分别与上述基准轴隔着规定距离来设置上述各供电点。在上述天线装置中，上述各天线元件分别经由上述各供电点而被激励，由此同时发送或者接收不同的无线信号。在上述天线装置中，上述各天线元件具有相对于上述基准轴对称的形状。在上述天线装置中，上述各天线元件具有相对于上述基准轴不对称的形状。在上述天线装置中，上述各天线元件在上述第I部分中具有切口。在上述天线装置中，在上述各天线元件中，上述切口具有向上述供电点延伸的部分。上述天线装置具备2个天线元件、和由导体板构成的接地导体，上述2个天线元件与上述接地导体设置在同一平面内。
上述天线装置具备接地导体，其由导体板构成；2个天线元件，按照在上述接地导体上重叠的方式，与上述接地导体隔着规定距离而平行地设置该2个天线元件；和短路导体，其使上述2个天线元件分别与上述接地导体连接，上述天线装置构成为板状倒置F型天线装置。
在上述天线装置中，上述各天线元件是偶极子天线。上述天线装置具备由导体板构成的接地导体，在上述接地导体上垂直地设置上述各天线元件。在上述天线装置中，上述各天线元件至少在I处被弯曲。上述天线装置还具备电磁耦合调整元件，其被设置成在上述各天线元件的上述第I部分中使上述各天线元件彼此连接，在第I频带内调整上述各天线元件间的电磁耦合，上述电磁耦合调整元件在上述各天线元件中的任意一对第I及第2天线元件之间形成电流路径，该电流路径使实质上抵消在上述第I频带下向上述第I天线元件的供电点供电时因上述第I及第2天线元件间的电磁耦合而流过上述第2天线元件的电流的电流流过。在上述天线装置中，上述电磁耦合调整元件是包括具有规定的电纳值的多个电路元件在内的低耦合电路。在上述天线装置中，上述电磁耦合调整元件包括多个振幅调整器及多个移相器。在上述天线装置中，上述电磁耦合调整元件是导电性元件。在上述天线装置中，与上述各天线元件一体形成上述导电性元件。在上述天线装置中，上述电磁耦合调整元件包括滤波器。在上述天线装置中，所述天线装置还具备至少I个追加的电磁耦合调整元件，被设置成在上述各天线元件的上述第I部分使上述各天线元件彼此连接，在与上述第I频带不同的频带下调整上述各天线元件间的电磁耦合。根据本发明的第2方式涉及的无线通信装置，其具备第I方式所涉及的天线装置。(发明效果)根据本发明的天线装置及无线通信装置，其小型且结构简单，同时能够在宽带下确保天线元件间的隔离。再有，能够降低天线元件间的相关系数，能够同时收发彼此低相关的多个宽带无线信号。再有，根据本发明的天线装置及无线通信装置，可通过在锥形形状的天线元件与天线元件之间设置的电磁耦合调整元件来降低电磁耦合，能够进一步提高天线元件间的隔离。
图I是表示本发明的第I实施方式涉及的天线装置的示意结构的图。图2是表示图I的天线装置的电流路径的图。图3是表示比较例涉及的天线装置的示意结构及电流路径的图。图4是表示本发明的第I实施方式的第I变形例涉及的天线装置的示意结构及电流路径的图。图5是表示本发明的第I实施方式的第2变形例涉及的天线装置的示意结构及电流路径的图。图6是表示本发明的第I实施方式的第3变形例涉及的天线装置的示意结构的图。图7是表示本发明的第I实施方式的第4变形例涉及的天线装置的示意结构的图。图8是表示本发明的第I实施方式的第5变形例涉及的天线装置的示意结构的图。
图9是表示本发明的第I实施方式的第6变形例涉及的天线装置的示意结构的图。图10是表示本发明的第I实施方式的第7变形例涉及的天线装置的示意结构的图。图11是表示本发明的第I实施方式的第8变形例涉及的天线装置的示意结构的图。图12是示意性表示图I的天线装置的VSWR的频率特性的曲线图。图13是示意性表示图11的天线装置的VSWR的频率特性的曲线图。图14是表示本发明的第I实施方式的第9变形例涉及的天线装置的示意结构的图。图15是表示本发明的第I实施方式的第10变形例涉及的天线装置的示意结构的图。图16是表示本发明的第I实施方式的第11变形例涉及的天线装置的示意结构的图。图17是表示本发明的第I实施方式的第12变形例涉及的天线装置的示意结构的图。图18是表示本发明的第I实施方式的第13变形例涉及的天线装置的示意结构的图。图19是表示本发明的第2实施方式涉及的天线装置的示意结构的图。图20是表示图19的天线装置的电流路径的图。图21是等效地表示图19的电磁耦合调整元件Dl的第I实施例的电路图。图22是等效地表示图19的电磁耦合调整元件Dl的第2实施例的电路图。图23是等效地表示图19的电磁耦合调整元件Dl的第3实施例的电路图。图24是等效地表示图19的电磁耦合调整元件Dl的第4实施例的电路图。图25是表示本发明的第2实施方式的第I变形例涉及的天线装置的示意结构的图。图26是表示本发明的第2实施方式的第2变形例涉及的天线装置的示意结构的图。图27是表示本发明的第2实施方式的第3变形例涉及的天线装置的示意结构的图。
图28是表示本发明的第2实施方式的第4变形例涉及的天线装置的示意结构的图。图29是表示本发明的第2实施方式的第5变形例涉及的天线装置的示意结构的图。图30是表示本发明的第2实施方式的第6变形例涉及的天线装置的示意结构的图。图31是表示本发明的第2实施方式的第7变形例涉及的天线装置的示意结构的图。图32是表示本发明的第2实施方式的第8变形例涉及的天线装置的示意结构的图。
图33是表示本发明的第2实施方式的第9变形例涉及的天线装置的示意结构的图。图34是表示本发明的第2实施方式的第10变形例涉及的天线装置的示意结构的图。图35是表示图34的电磁耦合调整元件D1、D2的第I实施例的电路图。图36是表示图34的电磁耦合调整元件D1、D2的第2实施例的曲线图。图37是表示图34的电磁耦合调整元件D1、D2的第3实施例的曲线图。图38是表示图34的电磁耦合调整元件D1、D2的第4实施例的曲线图。图39是表示本发明的第2实施方式的第11变形例涉及的天线装置的示意结构的图。图40是表示本发明的第2实施方式的第12变形例涉及的天线装置的示意结构的图。图41是表示第I比较例涉及的天线装置的示意结构的展开图。图42是表示图41的天线装置的示意结构的立体图。图43是表示图41的天线装置的反射系数Sll及透过系数S21的曲线图。图44是表示本发明的第I实施例涉及的天线装置的示意结构的图。图45是表示图44的天线装置的示意结构的立体图。图46是表示图44的天线装置的反射系数Sll及透过系数S21的曲线图。图47是表示本发明的第2实施例涉及的天线装置的示意结构的图。图48是表示图47的天线装置的示意结构的立体图。图49是表示图47的天线装置的反射系数Sll及透过系数S21的曲线图。图50是表示图41、图44、及图47的天线装置的辐射效率的表。图51是表示本发明的第3实施例涉及的天线装置的示意结构的图。图52是等效地表示图51的电磁稱合调整元件Dl的电路图。图53是表示图51的天线装置的天线元件Al、A2间的电磁耦合的曲线图。图54是表示第2比较例的天线装置的示意结构的图。图55是等效地表示图54的电磁稱合调整元件Dl的电路图。图56是表示图54的天线装置的天线元件A111、A112间的电磁耦合的曲线图。图57是表示图51及图54的天线装置的辐射效率的曲线图。
图58是表示图51及图54的天线装置的相关系数的曲线图。图59是表示本发明的第4实施例涉及的天线装置的示意结构的图。图60是表示图59的天线装置的反射系数Sll及透过系数S51的曲线图。
具体实施例方式以下，参照
本发明的实施方式。再者，对于同样的结构要素赋予同一符号。(第I实施方式)图I是表示本发明的第I实施方式涉及的天线装置的示意结构的图。本实施方式的天线装置具备由导体板构成的接地导体G1、和分别由导体板构成的2个天线元件Al、 A2。接地导体Gl和天线元件Al、A2例如被设置在同一平面内。各天线元件Al、A2被设置成沿着通过天线装置的第I基准点Pa和第2基准点Pb的虚拟的基准轴(图I中以垂直的虚线示出)，靠近第I基准点Pa与第2基准点Pb之间的区间。天线元件Al、A2各自具有沿着该天线元件的外周接近基准轴且与另一个天线元件电磁耦合的第I部分、和基准轴远离的第2部分。各天线元件A1、A2的第I部分在第I基准点Pa的附近彼此最接近，具有随着从第I基准点Pa向第2基准点Pb的方向而天线元件A1、A2间的距离逐渐增大的形状(锥形形状)。再有，天线装置在第I基准点Pa的附近具备分别设置于各天线元件Al、A2中的供电点P1、P2。供电点P1、P2优选分别靠近基准轴来设置。在接地导体Gl与天线元件A1、A2对置的部分，设置包括供电点P1、P2的供电部。在供电部中，天线元件Al上的供电点Pl和接地导体Gl上的接地点P3分别与第I信号源Ql连接，天线元件A2上的供电点P2和接地导体Gl上的接地点P4分别与第2信号源Q2连接。各天线元件A1、A2分别经由各供电点P1、P2被激励，从而能够同时发送(或者接收)不同的无线信号(例如MIMO通信的多个子数据流的无线信号)。根据本实施方式的天线装置，即便天线元件Al、A2彼此接近，也能够在确保天线元件A1、A2间的隔离的同时进行动作。天线装置的辐射方向例如是从天线元件A1、A2间彼此最接近的部分朝向锥形开口的方向(即从第I基准点Pa向第2基准点Pb的方向)。图2是表示图I的天线装置的电流路径的图。在天线元件A1、A2的第I部分(接近基准线的部分)中，从天线元件Al的供电点Pl到天线元件Al的福射方向侧的端点P5的长度例如相对于工作波长λ而构成为约λ/4的长度，同样，从天线元件Α2的供电点Ρ2到天线元件Α2的辐射方向侧的端点Ρ6的长度也例如构成为约λ /4的长度。图2的电流路径表示仅使信号源Ql工作、使信号源Q2不工作(因此，图2中将信号源Q2表示成负载)的情况。若经由供电点Pl以电压Vl来激励天线元件Al，则在天线元件Al的第I部分(接近于基准线的部分)中流过电流II，在天线元件Al的第2部分(远离基准线的部分)中流过电流13。此时，在天线元件Α1、Α2间产生电磁耦合，在供电点Ρ2上产生反电动势V2。因此，在天线元件Α2中流过与天线元件Al的电流Il反相的电流12。在图I的天线装置中，因天线元件Al、Α2间的距离随着从第I基准点Pa朝向第2基准点Pb的方向而逐渐增大，由此天线元件Α1、Α2间的电磁耦合随着从第I基准点Pa向第2基准点Pb的方向而逐渐降低。因此，电流II、12的一部分容易被辐射到空间。图3是表示比较例涉及的天线装置的示意结构及电流路径的图。图3的天线装置具备分别由矩形形状的导体板构成的天线元件A101、A102，天线元件A101、A102在中间隔着一定的距离而彼此靠近。在图3的天线装置中，在经由供电点Pl来激励了天线元件Al时，与图2的情况同样，在天线元件Al中流过电流11、13，由于天线元件A1、A2间的电磁耦合，在天线元件A2中流过电流12。此时，电流II、12的强度在供电点P1、P2的附近最大。如果电流II、12彼此不是反相则有助于辐射，但是电流II、12彼此反相，因此被相互抵消，在图3的天线装置中无法实现良好的辐射。另一方面，在图I的天线装置中，如上述，能够产生彼此反相的电流II、12的同时实现良好的辐射。再者，由于各天线元件Al、A2中流过的电流彼此反相，因此本实施方式的天线装置能够如一种锥形缝隙天线(例如参照专利文献2)那样工作，通过锥形开口部能够有效地发送或者接收宽带的无线信号。对于工作波长λ，在天线元件Al、Α2间的距离在至少一部分例如为λ /2 π以下时，在天线元件Α1、Α2间会产生强的电磁耦合。再有，天线元件Α1、Α2间的距离在至少一部分例如为λ/10以下时，在天线元件Α1、Α2间会产生非常强的电磁耦合。这样，即便天线元 件Α1、Α2彼此接近，根据本实施方式的天线装置，也能够在确保天线元件Α1、Α2间的隔离的同时工作。在图I中，将天线元件Α1、Α2的第I部分中天线元件Α1、Α2间的距离逐渐增大的部分设成了曲线状，但该部分也可以是直线，或者至少部分包括曲线和/或直线。此外，在图I中，将接地导体Gl表示成长方形的导体板，但接地导体Gl并不限于长方形，也可以是其他的多角形、圆形、椭圆形等。此外，天线元件Α1、Α2和接地导体Gl也可以不设置在同一平面内。在图I及其他的各图中，表示成天线装置的辐射方向与从第I基准点Pa至第2基准点Pb的方向一致，但是天线装置的辐射特性并不限于此，也可以是其他的辐射方向。图4是表示本发明的第I实施方式的第I变形例涉及的天线装置的示意结构及电流路径的图，图5是表示本发明的第I实施方式的第2变形例涉及的天线装置的示意结构及电流路径的图。供电点PU Ρ2也可以不与基准轴靠近，而是分别设置成距离基准轴有规定距离。如图I所示那样设置成供电点Ρ1、Ρ2分别与基准轴靠近的情况下，由于电流II、12(参照图2)的相位大致反相，因此天线装置能够以与锥形缝隙天线类似的工作模式进行工作，容易确保隔离。另一方面，图4表示供电点Ρ1、Ρ2被设置成距离基准轴具有比图I的情况还大的距离，图5表示供电点Ρ1、Ρ2被设置成距离基准轴具有比图4的情况还大的距离。当基准轴至供电点Ρ1、Ρ2的距离增大时，由于电流11、12的相位不是完全的反相，因此隔离度下降，但由于供电点Ρ1、Ρ2至天线元件Α1、Α2的开放端Ρ5、Ρ6的电流路径长度变长，因此具有即便在低频带中也容易获得耦合的效果。换言之，天线装置被小型化。对于基准轴至供电点Ρ1、Ρ2的距离而言，可考虑隔离与匹配的折中而在目标频率处设计得最合适。图6 9是表示本发明的第I实施方式的第3 第6变形例涉及的天线装置的示意结构的图。在图6的天线装置中，在天线元件Ala、A2a的第I部分(与基准线接近的部分)中的天线元件Ala、A2a间的距离逐渐增大的部分的长度与图I的天线装置的情况相比被缩短，因此天线元件Ala、A2a间的距离与图I的天线装置相比急剧地增大。其结果，在图6的天线装置中，在天线元件Ala、A2a的第I部分中，天线元件Ala、A2a彼此平行的部分的长度增大。此外，在图7的天线装置中，在天线元件Alb、A2b的第I部分中将天线元件Alb、A2b间的距离逐渐增大的部分构成为直线状。此外，在图I的天线装置中，构成为随着从第I基准点Pa朝向第2基准点Pb的方向，各天线元件A1、A2以急剧张大的角度展宽，但在图8的天线装置中，构成为随着从第I基准点Pa朝向第2基准点Pb的方向，各天线元件Ale、A2c平缓地展宽。此外，在图9的天线装置中，使天线元件Aid、A2d在从第2基准点Pb到第I基准点Pa的方向上延长，进而天线元件Ald、A2d具有随着从天线元件Ald、A2d间最接近的部分朝向第I基准点Pa的方向而天线元件Al、A2间的距离逐渐增大的形状。根据图9的天线装置，能够使流过天线元件Ald、A2d的电流的路径长度变长，具有能够在更低的频率下进行工作的效果。在图6 图9的天线装置中，也可获得与图I的天线装置相同的效果O图10是表示本发明的第I实施方式的第7变形例涉及的天线装置的示意结构的图。在图10的天线装置中，在天线元件Ale、A2e的第I部分(与基准线接近的部分)设置有切口 N1、N2。根据图10的天线装置，能够使流过天线元件Ale、A2e的电流的路径长度变长，具有能够实现更低的频率下的工作的效果。再者，也可以在每个天线元件中设置多个切口(称为波纹)。此时，与具有一个切口时相比，能够进一步降低工作频率。 图11是表示本发明的第I实施方式的第8变形例涉及的天线装置的示意结构的图。图12是示意性表示图I的天线装置的VSWR的频率特性的曲线图，图13是示意性表示图11的天线装置的VSWR的频率特性的曲线图。图11的天线装置取代图10的切口 NI、N2，在天线元件Alf、A2f的第I部分(靠近基准线的部分)包括具有向供电点P1、P2延伸的部分的切口 N3、N4。切口 N3、N4的切口长相对于工作波长λ构成为λ/4。如上述，在图10的天线装置中，通过在天线元件Ale、A2e的第I部分设置切口 NI、N2，可使流过天线元件Ale、A2e的电流的路径长度变长，可实现在更低的频率下工作。根据图11的天线装置，能够在切口 N3、N4的切口长为λ /4的频率fO处实现带通效果，具有能够抑制无用辐射的效果。也可以组合图6 图11的各天线元件的形状。图14是表示本发明的第I实施方式的第9变形例涉及的天线装置的示意结构的图。在图I的天线装置中示出天线元件Al、A2相对于基准轴是对称的，但是本发明的实施方式并不限于此。在图14的天线装置中，构成为天线元件Alg、A2g的形状有所不同，天线元件Alg、A2g相对于基准轴是不对称的。这样通过使2个天线元件Alg、A2g不对称，从而使得各天线元件Alg、A2g的福射图不对称,能够三次方地降低从各天线元件Alg、A2g收发的无线信号间的相关。图15是表示本发明的第I实施方式的第10变形例涉及的天线装置的示意结构的图。图15的天线装置构成为板状倒置F型天线装置。在图15的天线装置中，天线元件Al、A2与接地导体Gl按照彼此重合的方式相隔规定距离而被平行地设置。再有，在天线元件A1、A2与接地导体Gl之间是分别连接有短路导体31、32。这样，通过将图15的天线装置构成为板状倒置F型天线装置，从而与图I的天线装置相比，能够实现小型化且薄型化。再者，短路导体31、32是为了阻抗调整而设置的，根据天线装置的结构有时也可以不设置该短路导体。图16是表示本发明的第I实施方式的第11变形例涉及的天线装置的示意结构的图。接地导体并不限于如图I的天线装置那样由单一的导体板构成。在图16的天线装置中，取代图I的接地导体G1，具有与天线元件Al对应的接地导体G2、和与天线元件A2对应的接地导体G3，构成为由天线元件Al及接地导体G2构成的偶极子天线、由天线元件A2及接地导体G3构成的偶极子天线。接地导体G2、G3分别由导体板构成。在通过第I基准点Pa和第2基准点Pb的基准轴上，相对于第I基准点Pa，在与第2基准点Pb相反的一侧设置第3基准点Pc。各接地导体G2、G3被设置成沿着基准轴在第I基准点Pa与第3基准点Pc之间的区间内靠近。接地导体G2、G3各自沿着该接地导体的外周而具有靠近基准轴且与另一个接地导体电磁耦合的第I部分、和远离了基准轴的第2部分。各接地导体G2、G3的第I部分在第I基准点Pa的附近彼此最接近，具有接地导体G2、G3间的距离随着从第I基准点Pa朝向第3基准点Pc的方向而逐渐增大的形状(锥形形状)。以偶极子模式使图16的天线装置工作，能够增加辐射电阻，有效地进行辐射。再者，在图16的天线装置中，示出了接地导体G2、G3相对于基准轴是对称的，但本发明的实施方式并不限于此。图17是表示本发明的第I实施方式的第12变形例涉及的天线装置的示意结构的图。本发明的实施方式并不限定于以上说明的具备2个天线元件的结构，也可以具备3个以上的天线元件。图17的天线装置表示具备4个天线元件All A14的情况。图17的天 线装置具备由导体板构成的接地导体G1、在接地导体Gl上分别垂直地设置的由导体板构成的天线元件All A14。各天线元件All A14被设置成沿着通过天线装置的第I基准点Pa和第2基准点Pb的虚拟的基准轴(图I中以垂直的虚线表示)，在第I基准点Pa与第2基准点Pb之间的区间内靠近。天线元件All A14各自沿着该天线元件的外周而具有靠近基准轴且与其他的天线元件电磁耦合的第I部分、和远离基准轴的第2部分。各天线元件All A14的第I部分具有如下形状在第I基准点Pa的附近彼此最接近，天线元件All A14间的距离随着从第I基准点Pa朝向第2基准点Pb的方向逐渐增大(锥形形状)。再有，天线装置具备在第I基准点Pa的附近分别设置在各天线元件All A14中的供电点(未图示)。供电点优选设置成分别与基准轴靠近。各天线元件All A14沿着基准轴优选被设置成彼此具有90度的角度。根据本实施方式的天线装置，通过增加天线元件数,从而能够实现通信的高速化。图18是表示本发明的第I实施方式的第13变形例涉及的天线装置的示意结构的图。图18的天线装置表示具备6个天线元件A21 A26的情况。各天线元件A21 A26沿着基准轴优选被设置成彼此具有60度的角度。本实施方式的天线装置并不限定于具备2个、4个或者6个天线元件的结构，也可以具备其他个数的天线元件。此外，图17 图18中示出了天线元件All A14、A21 A26的形状与图I的天线元件A1、A2相同，但是也可以使用例如图6 图10所示的天线元件等具有其他形状的天线元件。(第2实施方式)图19是表示本发明的第2实施方式涉及的天线装置的示意结构的图。本实施方式的天线装置除了图I的天线装置的结构之外，还具备在天线元件Al、A2的第I部分(靠近基准线的部分)被设置成使天线元件Al、A2彼此连接、且在规定的频带下调整天线元件Al、A2间的电磁耦合的电磁耦合调整元件Dl。电磁耦合调整元件Dl在规定的频带下向天线元件Al上的供电点Pl (或者天线元件A2上的供电点P2)供电时,形成使实质上抵消因天线元件A1、A2间的电磁耦合而流过天线元件A2(或者天线元件Al)的电流的电流流过的电流路径。通过该电磁耦合调整元件Dl中流过的电流，能够降低天线元件Al、A2间的电磁耦合。根据本实施方式的天线装置，通过具备电磁耦合调整元件D1，能够进一步提高天线元件A1、A2间的隔离。图20是表示图19的天线装置的电流路径的图。图20的电流路径表示仅使信号源Ql工作而使信号源Q2不工作(因此，在图20中将信号源Q2表示为负载)的情况。当以电压Vl来激励供电点Pl时，在天线元件Al的第I部分(靠近基准线的部分)中流过电流II，在天线元件Al的第2部分(远离基准线的部分)中流过电流13。此时，在天线元件A1、A2间产生电磁耦合，在供电点P2上产生反电动势V2。因此，在天线元件A2中流过与天线元件Al的电流Il反相的电流12。为了消除该电磁耦合，电磁耦合调整元件Dl被设置成产生从供电点Pl经由电磁耦合调整元件Dl而流向供电点P2的电流Idl = -12。在仅使信号源Q2工作、使信号源Ql不工作的情况下也同样，电磁耦合调整元件Dl为了消除天线元件A1、A2间的电磁耦合，产生从供电点P2经由电磁耦合调整元件Dl而流向供电点Pl的电流。此外，在使双方的信号源Ql、Q2工作的情况下也同样，电磁耦合调整元件Dl产生用于消除天线元件A1、A2间的电磁耦合的电流。
图21 图24表示图19的电磁耦合调整元件Dl的几个实施例。图21是等效地表示图19的电磁耦合调整元件Dl的第I实施例的电路图。图21的电磁耦合调整元件Dl是由多个电纳元件(具有规定的电纳值bl b9的电路元件)I 9构成的低耦合电路，适合于小型化。希望使用无损耗的电感器或电容器来安装电纳元件I 9，由此能够使电磁耦合调整元件Dl高效率化。电磁耦合调整元件Dl通过具备该结构，可产生用于消除天线元件Al、A2间的电磁耦合的电流。再者，在设计频率处电纳值bl b9实质上被视为O的情况下，也可以代替电纳元件I 9，使电路呈开路状态。此时，通过减少电路元件数，能够削减天线装置的制造成本。图22是等效地表示图19的电磁耦合调整元件Dl的第2实施例的电路图。电磁耦合调整元件Dl并不限于由电纳元件I 9构成的低耦合电路，也可以例如图22所示那样，构成为使用振幅调整器11、13、15及移相器12、14、16。例如，在使信号源Ql工作的情况下，从供电点Pl至供电点P2的电流路径包括夹杂着天线元件Al、A2间的电磁耦合的电流路径、和夹持振幅调整器15及移相器16的电流路径这2个路径。为了使流过这些电流路径的电流彼此抵消，只要调整各振幅调整器11、13、15的振幅M1、M2、M3、和各移相器12、14、16的相移量φ 、φ2、φ3即可。在将图22的基准线a-a’上方的天线元件Α1、Α2间的透过系数设为S21a、将图22的基准线b-b’上方的天线元件Al、A2间的透过系数设为S21b、将通过振幅调整器15及移相器16的供电点P1、P2间的透过系数设为S21c时，其条件可通过以下的步骤来计算。再者，在以下的说明中，根据数学式后面记载的括号内的数字来参照各数学式。通过规定的振幅M及规定的相移量φ可由以下的式(I)来表示天线元件Α1、Α2间的透过系数S21a。
S2 Ia=M X exp^j φ) ( I)此外,通过调整各振幅调整器11、13、15的振幅M1、M2、M3、以及各移相器12、14、16
的相移量φ丨、φ2、φ3，由此透过系数S21b、S21c可由以下的式⑵及式(3)表示。
权利要求
1.一种天线装置，具备由分别具有外周的导体板构成的至少2个天线元件，其中，上述各天线元件被设置成沿着通过上述天线装置的第I位置和第2位置的基准轴，在上述第I位置与上述第2位置之间的区间内相靠近， 上述各天线元件沿着该天线元件的外周具有靠近上述基准轴且与其他天线元件电磁耦合的第I部分、和远离了上述基准轴的第2部分， 上述各天线元件的上述第I部分在上述第I位置的附近彼此最接近，且具有上述各天线元件间的距离随着从上述第I位置朝向上述第2位置的方向而逐渐增大的形状，上述天线装置在上述第I位置的附近具备在上述各天线元件中分别设置的供电点。
2.根据权利要求I所述的天线装置，其中， 分别靠近上述基准轴来设置上述各供电点。
3.根据权利要求I所述的天线装置，其中， 分别与上述基准轴隔着规定距离来设置上述各供电点。
4.根据权利要求I至3的任一项所述的天线装置，其中，上述各天线元件分别经由上述各供电点而被激励，由此同时发送或者接收不同的无线信号。
5.根据权利要求I至4的任一项所述的天线装置，其中， 上述各天线元件具有相对于上述基准轴对称的形状。
6.根据权利要求I至4的任一项所述的天线装置，其中， 上述各天线元件具有相对于上述基准轴不对称的形状。
7.根据权利要求I至4的任一项所述的天线装置，其中， 上述各天线元件在上述第I部分中具有切口。
8.根据权利要求7所述的天线装置，其中， 在上述各天线元件中，上述切口具有向上述供电点延伸的部分。
9.根据权利要求I至8的任一项所述的天线装置，其中， 上述天线装置具备2个天线元件、和由导体板构成的接地导体， 上述2个天线元件与上述接地导体设置在同一平面内。
10.根据权利要求I至8的任一项所述的天线装置，其中， 上述天线装置具备 接地导体，其由导体板构成； 2个天线元件，按照在上述接地导体上重叠的方式，与上述接地导体隔着规定距离而平行地设置该2个天线元件；和 短路导体，其使上述2个天线元件分别与上述接地导体连接， 上述天线装置构成为板状倒置F型天线装置。
11.根据权利要求I至8的任一项所述的天线装置，其中， 上述各天线元件是偶极子天线。
12.根据权利要求I至8的任一项所述的天线装置，其中， 上述天线装置具备由导体板构成的接地导体， 在上述接地导体上垂直地设置上述各天线元件。
13.根据权利要求I至8的任一项所述的天线装置，其中，上述各天线元件至少在I处被弯曲。
14.根据权利要求I至13的任一项所述的天线装置，其中， 上述天线装置还具备电磁耦合调整元件，其被设置成在上述各天线元件的上述第I部分中使上述各天线元件彼此连接，在第I频带内调整上述各天线元件间的电磁耦合， 上述电磁耦合调整元件在上述各天线元件中的任意一对第I及第2天线元件之间形成电流路径，该电流路径使实质上抵消在上述第I频带下向上述第I天线元件的供电点供电时因上述第I及第2天线元件间的电磁耦合而流过上述第2天线元件的电流的电流流过。
15.根据权利要求14所述的天线装置，其中， 上述电磁耦合调整元件是包括具有规定的电纳值的多个电路元件在内的低耦合电路。
16.根据权利要求14所述的天线装置，其中， 上述电磁耦合调整元件包括多个振幅调整器及多个移相器。
17.根据权利要求14所述的天线装置，其中， 上述电磁耦合调整元件是导电性元件。
18.根据权利要求17所述的天线装置，其中， 与上述各天线元件一体形成上述导电性元件。
19.根据权利要求14所述的天线装置，其中， 上述电磁耦合调整元件包括滤波器。
20.根据权利要求14至19的任一项所述的天线装置，其中， 所述天线装置还具备至少I个追加的电磁耦合调整元件，被设置成在上述各天线元件的上述第I部分使上述各天线元件彼此连接，在与上述第I频带不同的频带下调整上述各天线元件间的电磁耦合。
21.一种无线通信装置，其具备权利要求I至20的任意一项所述的天线装置。
全文摘要
本发明提供一种天线装置以及无线通信系统，该天线装置具备由分别具有外周的导体板构成的天线元件(A1、A2)。各天线元件(A1、A2)被设置成沿着通过天线装置的第1位置(Pa)和第2位置(Pb)的基准轴，在第1位置(Pa)与第2位置(Pb)之间的区间内相靠近。各天线元件(A1、A2)沿着该天线元件的外周具有靠近基准轴且与其他的天线元件电磁耦合的第1部分、和远离了基准轴的第2部分。各天线元件(A1、A2)的第1部分在第1位置的附近彼此最接近，且具有各天线元件(A1、A2)间的距离随着从第1位置朝向第2位置的方向而逐渐增大的形状。天线装置在第1位置(Pa)的附近具备在各天线元件(A1、A2)中分别设置的供电点(P1、P2)。
文档编号H01Q9/40GK102823060SQ20118001698
公开日2012年12月12日 申请日期2011年10月28日 优先权日2011年2月4日
发明者浅沼健一, 山本温, 坂田勉 申请人:松下电器产业株式会社