專利名稱：天線及使用它的電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可以用于移動(dòng)體等的無線通信設(shè)備的天線。
背景技術(shù)：
圖22A-C中表示(日本)特開2002-232227號(hào)公報(bào)公開的天線。在中心頻率2450MHz且?guī)挒?00MHz的情況下，將介電常數(shù)8的電介質(zhì)基板加工成26mm×26mm且厚度為6mm的形狀，在其表面形成20mm×20mm的補(bǔ)片電極(patch electrode)(以下稱為補(bǔ)片)101作為天線振子100。連接補(bǔ)片101相對(duì)的兩邊的中心點(diǎn)，在互相正交的線上的兩個(gè)50Ω點(diǎn)(不是補(bǔ)片端部而是補(bǔ)片內(nèi)部)各插入一根饋電引腳102，從而構(gòu)成X方向和Y方向的偏振波軸正交的兩個(gè)獨(dú)立的微帶天線。布線基板103一側(cè)的面上，除了天線振子100的饋電引腳102的位置為非導(dǎo)體部之外，在整個(gè)面上具有接地圖形，該接地圖形成為天線振子100的接地導(dǎo)體。由饋電端子106經(jīng)由混合電路105進(jìn)行饋電，經(jīng)由同軸線104進(jìn)行與外部電路的連接。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，在整個(gè)寬頻范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)軸比(axial ratio)特性良好的圓偏振波天線。
現(xiàn)有的天線存在天線的加工方法復(fù)雜的問題。即，由于在補(bǔ)片內(nèi)部而不是補(bǔ)片端點(diǎn)具有饋電點(diǎn)，所以饋電引腳102必須貫通電介質(zhì)，其制造困難。
而且，現(xiàn)有例的天線僅能相對(duì)接地圖形向安裝有片狀天線的向上方向輻射圓偏振波，所以不能相對(duì)接地圖形向向下方向發(fā)送信號(hào)。為了向向下方向也具有方向性，必須相對(duì)接地圖形在下面?zhèn)扰渲梦炀€，因此，產(chǎn)生成本更加增加和天線尺寸大型化的問題。
進(jìn)而，通過在沒有安裝的布線基板103的面上形成的導(dǎo)電性圖形實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有的天線振子100。從而，如果為了具有向下方向的方向性而在該布線基板103上配置片狀天線，則沒有實(shí)現(xiàn)混合電路105的空間。其結(jié)果，必須在布線基板103的內(nèi)層形成共兩個(gè)混合電路105，天線制造更加復(fù)雜化，天線的設(shè)計(jì)變得非常困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為具有兩個(gè)以上的導(dǎo)電性元件和高頻電路的天線，所述多個(gè)導(dǎo)電性元件內(nèi)的至少兩個(gè)元件構(gòu)成90°角度的V形，通過輻射多個(gè)圓偏振波，可以實(shí)現(xiàn)通過簡單的結(jié)構(gòu)具有向多方向的方向性增益的圓偏振波型的天線。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的頂視圖。
圖2A是本發(fā)明的實(shí)施方式的導(dǎo)電性元件長為λ/2的情況的右旋圓偏振波輻射特性圖。
圖2B是本發(fā)明的實(shí)施方式的導(dǎo)電性元件長為λ/2的情況的左旋圓偏振波輻射特性圖。
圖2C是本發(fā)明的實(shí)施方式的導(dǎo)電性元件長為λ/2的情況的軸比特性圖。
圖3A是本發(fā)明的實(shí)施方式的導(dǎo)電性元件長為λ/4的情況的右旋圓偏振波輻射特性圖。
圖3B是本發(fā)明的實(shí)施方式的導(dǎo)電性元件長為λ/4的情況的左旋圓偏振波輻射特性圖。
圖3C是本發(fā)明的實(shí)施方式的導(dǎo)電性元件長為λ/4的情況的軸比特性圖。
圖4是本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的頂視圖。
圖5是本發(fā)明的實(shí)施方式的輻射方向概略圖。
圖6A是本發(fā)明的實(shí)施方式的導(dǎo)電性元件長為λ/2的情況的右旋圓偏振波輻射特性圖。
圖6B是本發(fā)明的實(shí)施方式的導(dǎo)電性元件長為λ/2的情況的左旋圓偏振波輻射特性圖。
圖6C是本發(fā)明的實(shí)施方式的導(dǎo)電性元件長為λ/2的情況的軸比特性圖。
圖7是本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的頂視圖。
圖8A是本發(fā)明的實(shí)施方式的導(dǎo)電性元件長為λ/2的情況的右旋圓偏振波輻射特性圖。
圖8B是本發(fā)明的實(shí)施方式的導(dǎo)電性元件長為λ/2的情況的左旋圓偏振波輻射特性圖。
圖8C是本發(fā)明的實(shí)施方式的導(dǎo)電性元件長為λ/2的情況的軸比特性圖。
圖9是本發(fā)明的實(shí)施方式的其它天線的頂視圖。
圖10A是本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的頂視圖。
圖10B是本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的側(cè)視圖。
圖11A是本發(fā)明的實(shí)施方式的其它天線的頂視圖。
圖11B是本發(fā)明的實(shí)施方式的其它天線的側(cè)視圖。
圖12A是本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的頂視圖。
圖12B是本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的側(cè)視圖。
圖13是本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的立體圖。
圖14是本發(fā)明的內(nèi)置了天線的通信設(shè)備的概略圖。
圖15A是本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的側(cè)視圖。
圖15B是本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的側(cè)視圖。
圖15C是本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的頂視圖。
圖15D是本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的立體圖。
圖16A是本發(fā)明的實(shí)施方式的導(dǎo)電性元件長為λ/2的情況的右旋圓偏振波輻射特性圖。
圖16B是本發(fā)明的實(shí)施方式的導(dǎo)電性元件長為λ/2的情況的左旋圓偏振波輻射特性圖。
圖16C是本發(fā)明的實(shí)施方式的導(dǎo)電性元件長為λ/2的情況的軸比特性圖。
圖17A是本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的側(cè)視圖。
圖17B是本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的側(cè)視圖。
圖17C是本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的頂視圖。
圖17D是本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的立體圖。
圖18A是本發(fā)明的實(shí)施方式的導(dǎo)電性元件長為λ/2的情況的右旋圓偏振波輻射特性圖。
圖18B是本發(fā)明的實(shí)施方式的導(dǎo)電性元件長為λ/2的情況的左旋圓偏振波輻射特性圖。
圖18C是本發(fā)明的實(shí)施方式的導(dǎo)電性元件長為λ/2的情況的軸比特性圖(φ＝0°)。
圖18D是本發(fā)明的實(shí)施方式的導(dǎo)電性元件長為λ/2的情況的軸比特性圖(φ＝40°)。
圖18E是本發(fā)明的實(shí)施方式的導(dǎo)電性元件長為λ/2的情況的軸比特性圖(φ＝140°)。
圖19A是本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的側(cè)視圖。
圖19B是本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的側(cè)視圖。
圖19C是本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的頂視圖。
圖19D是本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的立體圖。
圖20A是本發(fā)明的實(shí)施方式的導(dǎo)電性元件長為λ/2的情況的右旋圓偏振波輻射特性圖。
圖20B是本發(fā)明的實(shí)施方式的導(dǎo)電性元件長為λ/2的情況的左旋圓偏振波輻射特性圖。
圖20C是本發(fā)明的實(shí)施方式的導(dǎo)電性元件長為λ/2的情況的軸比特性圖(φ＝0°)。
圖20D是本發(fā)明的實(shí)施方式的導(dǎo)電性元件長為λ/2的情況的軸比特性圖(φ＝30°)。
圖20E是本發(fā)明的實(shí)施方式的導(dǎo)電性元件長為λ/2的情況的軸比特性圖(φ＝150°)。
圖21A是本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的側(cè)視圖。
圖21B是本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的側(cè)視圖。
圖21C是本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的頂視圖。
圖21D是本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的立體圖。
圖22A是現(xiàn)有的天線的頂視圖。
圖22B是現(xiàn)有的天線的主視圖。
圖22C是現(xiàn)有的天線的仰視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的天線是具有兩個(gè)以上的導(dǎo)電性元件和高頻電路的天線，所述多個(gè)導(dǎo)電性元件內(nèi)的至少兩個(gè)元件被構(gòu)成為90°的角度的V形，可以輻射多個(gè)圓偏振波。
而且，本發(fā)明的天線具有構(gòu)成為90°的角度的V形的兩個(gè)導(dǎo)電性元件，是由以90°的相位差對(duì)各個(gè)導(dǎo)電性元件供給相等的信號(hào)功率的饋電電路和高頻電路構(gòu)成的天線。上述結(jié)構(gòu)的天線中，由于導(dǎo)電性元件以90°的角度配置，且對(duì)各個(gè)導(dǎo)電性元件以90°的相位差饋電，所以可以在與存在兩個(gè)導(dǎo)電性元件的面正交的方向(以下，為了方便起見而稱為上下方向)上輻射圓偏振波。
而且，由混合電路構(gòu)成本發(fā)明的天線的饋電電路時(shí)，可以以相同的信號(hào)功率且以90°的相位差對(duì)兩個(gè)導(dǎo)電性元件饋電。即，通過采用混合電路，可以由高頻印刷電路板上的導(dǎo)電性圖形將混合電路具體化，而且對(duì)于兩個(gè)導(dǎo)電性元件也可以由高頻印刷電路板上的導(dǎo)電性圖形來具體化，所以可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單且可廉價(jià)制造的、可以在上下方向上輻射圓偏振波的天線。
而且，本發(fā)明的天線具有構(gòu)成為90°的角度的V形的兩個(gè)導(dǎo)電性元件，兩個(gè)導(dǎo)電性元件在V形的底部被電連接，連接的一端與高頻電路連接。將連接兩個(gè)導(dǎo)電性元件的前端的直線方向作為X軸，并將與存在兩個(gè)導(dǎo)電性元件的面的垂直方向作為Z軸時(shí)，從X軸向Z軸的仰角為大致30°～60°、120°～150°、-30°～-60°、-120°～-150°，從以同相饋電的兩個(gè)導(dǎo)電性元件輻射的各個(gè)信號(hào)以90°相位差被空間合成，同時(shí)各個(gè)信號(hào)的對(duì)應(yīng)空間中的電場矢量的方向正交，所以可以在各仰角方向輻射圓偏振波。即，可以不使用混合電路而簡單地實(shí)現(xiàn)可以在四個(gè)方向上輻射圓偏振波的天線。
而且，本發(fā)明的天線是在具有高頻電路的接地的端部配置了導(dǎo)電性元件的天線。與在接地的端部以外的部位配置了輻射元件的情況相比較，可以降低接地和導(dǎo)電性元件之間的電磁耦合，并可以實(shí)現(xiàn)良好的軸比特性。
而且，本發(fā)明的天線是在高頻電路具有的接地的角部且角部的角度為約90°的頂角部配置了構(gòu)成V形的兩個(gè)導(dǎo)電性元件的底部的天線，由于各導(dǎo)電性元件的輻射圖形在與導(dǎo)電性元件的軸垂直的方向上增益最高，所以在接地端部的角度大致為90°的角部前端配置兩個(gè)導(dǎo)電性元件，以便成為在增益最高的方向上不配置接地的位置關(guān)系，降低接地和導(dǎo)電性元件的電磁耦合，并實(shí)現(xiàn)了良好的軸比特性。
而且，本發(fā)明的天線中，導(dǎo)電性元件為螺旋形狀、彎曲形狀或者曲折形狀的天線，通過將導(dǎo)電性元件設(shè)為螺旋形狀或者彎曲形狀等，可以實(shí)現(xiàn)天線的小型化。
而且，本發(fā)明的天線是將導(dǎo)電性元件以及饋電電路的至少一方由高頻印刷電路板上的導(dǎo)電性圖形構(gòu)成的天線。通過研磨導(dǎo)電性元件的端部從而調(diào)整長度，可以容易地進(jìn)行天線的阻抗特性和軸比特性的調(diào)整，同時(shí)在高頻印刷電路板上包含混合電路而可以將圓偏振波型的天線具體化，所以可以實(shí)現(xiàn)廉價(jià)且容易調(diào)整的圓偏振波型的天線。
而且，本發(fā)明的天線是在電介質(zhì)陶瓷材料或者磁性材料的基體的表面或者內(nèi)層形成導(dǎo)電性元件的天線。通過使用相對(duì)介電常數(shù)以及相對(duì)導(dǎo)磁率高的材料，例如Bi-Nb-O、Bi-Ca-Nb-O、Ba-Nb-Ti-O、Bi-Ca-Zn-Nb-O、Al-Mg-Sm-O等，可以縮短導(dǎo)電性元件的物理長度，并可以實(shí)現(xiàn)圓偏振波型的天線的小型化。
而且，本發(fā)明的天線是將導(dǎo)電性元件的電長度設(shè)為大約λ/2的天線。通過作為導(dǎo)電性元件采用大致λ/2，由于接地中難以流過諧振電流，所以供給的信號(hào)的大部分被從導(dǎo)電性元件輻射，可以抑制來自接地的輻射，所以可以僅由一個(gè)天線實(shí)現(xiàn)具有良好的軸比特性的圓偏振波型的天線。
而且，本發(fā)明的天線是以在具有高頻電路的接地的端部配置的兩個(gè)導(dǎo)電性元件被配置在與具有接地的面正交的面上為特征的天線。接地和導(dǎo)電性元件以正交的位置關(guān)系被配置，所以相互的耦合少，并可以將來自接地的不需要的輻射功率抑制較低，其結(jié)果，可以實(shí)現(xiàn)良好的軸比特性。
而且，本發(fā)明的電子設(shè)備使用本發(fā)明的天線，而且結(jié)構(gòu)簡單，且通過將可在上下方向或者相對(duì)于水平面仰角±45°、±135°的四個(gè)方向上輻射圓偏振波的廉價(jià)的天線適用于電子設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)廉價(jià)且小型的電子設(shè)備。例如，為了降低多路徑衰減的影響，對(duì)于作為不僅使用直線偏振波還使用圓偏振波的無線LAN的發(fā)送側(cè)天線使用的情況有效。
(實(shí)施方式)以下，用實(shí)施方式說明本發(fā)明的天線以及使用其的電子設(shè)備。實(shí)施例1～9都具體說明可以輻射多個(gè)圓偏振波的本發(fā)明的一實(shí)施方式。
圖1表示本發(fā)明的第一實(shí)施例的天線A01。天線A01具有以大致90°的角度配置為V形的直線狀的兩個(gè)導(dǎo)電性元件1以及2；經(jīng)由天線側(cè)端子31、32對(duì)兩個(gè)導(dǎo)電性元件1以及2供給信號(hào)的混合電路3；以及與混合電路3以一定間隔配置的接地板4。由于兩個(gè)導(dǎo)電性元件1以及2配置在接地板4的外側(cè)，所以成為導(dǎo)電性元件1至2和接地板的電磁耦合緩和的結(jié)構(gòu)。終端器5和饋電電路6連接到混合電路3的電路側(cè)端子35、36，饋電電路6的另一端連接到高頻電路7。另外，饋電電路6與接地板4以一定間隔以絕緣狀態(tài)配置。具體來說，通過微帶線等構(gòu)成饋電電路6。而且，終端器5的另一端對(duì)接地板4短路。從天線側(cè)端子31以及32分別供給到導(dǎo)電性元件1以及2的信號(hào)在功率上互相大致相同，但信號(hào)的相位差為90°。例如，導(dǎo)電性元件1的信號(hào)比導(dǎo)電性元件2的信號(hào)相位超前90°的情況下，向+Z軸方向輻射右旋圓偏振波，向-Z軸方向輻射左旋圓偏振波。
圖2A-C表示將導(dǎo)電性元件1以及2的電長度設(shè)為大致λ/2的情況的YZ面的輻射特性。圖2A為右旋圓偏振波的輻射圖形，圖2B為左旋圓偏振波的輻射圖形，由圖可知，除了水平方向以外，向大致所有方向輻射圓偏振波。而且，該圖2C表示YZ面的軸比特性，由此可知除了Y軸附近以外，在寬闊的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了良好的軸比特性。由以上可知，通過僅兩個(gè)直線上的導(dǎo)電性元件的簡單的天線結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)可以在寬闊的角度范圍內(nèi)輻射圓偏振波的天線。
接著，圖3A-C表示將導(dǎo)電性元件的電長度設(shè)為大致λ/4的情況的YZ面的輻射圖形。圖3A為右旋圓偏振波的輻射圖形，圖3B為左旋圓偏振波的輻射圖形，比較圖2A、B的輻射圖形可知，-Y軸方向的輻射增益增大。這是因?yàn)?，與使用電長度λ/2的導(dǎo)電性元件1以及2的情況相比，接地板4上流過的諧振電流的量增加。與此相對(duì)，使用了電長度λ/2的導(dǎo)電性元件1以及2的情況下接地板4上的諧振電流的量小，供給電流的大部分流過導(dǎo)電性元件1以及2上，所以+Y軸方向的輻射增益增大(參照?qǐng)D2A、2B)。
而且，圖3C表示使用電長度λ/4的導(dǎo)電性元件1以及2的情況的YZ面的軸比特性。由此可知圖3C的軸比特性與圖2C的軸比特性相比，特性惡化，但考慮這是由于來自流過接地板4的諧振電流的輻射，使軸比特性惡化。
由上可知，在有足夠區(qū)域配置天線的情況下，使用電長度λ/2的導(dǎo)電性元件1、2可以在寬闊的角度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)良好的軸比特性。
圖4表示本發(fā)明的第二實(shí)施例。圖4的天線A02具有以大致90°的張開角配置為V形的電長度為大致λ/2的導(dǎo)電性元件1以及2，還具有電連接該導(dǎo)電性元件1以及2的一端的連接點(diǎn)33和連接到該連接點(diǎn)33的高頻電路7。而且，在接地板4的外側(cè)與接地板4絕緣配置兩個(gè)導(dǎo)電性元件1至2，從而降低兩個(gè)導(dǎo)電性元件1以及2與接地板4的電磁耦合。通過采用電長度λ/2的導(dǎo)電性元件，接地板4上難以流過諧振電流，供給的信號(hào)功率的大部分流過導(dǎo)電性元件1以及2。在該情況下，各導(dǎo)電性元件1以及2上的電流分布在導(dǎo)電性元件的大致中央部分(圖4中1c以及2c)最大，在兩端部最小。
圖5表示圖4的直線X1的輻射方向的概略圖。圖5表示兩個(gè)導(dǎo)電性元件1以及2的各個(gè)中點(diǎn)1c以及2c之間的距離D，和從點(diǎn)1c、2c以同相輻射的電磁波在角度θ的方向上具有的各電磁波的差分距離L。在距離L成為天線的使用頻率的λ/4的距離時(shí)的角度θ，來自點(diǎn)1c、2c的信號(hào)的相位偏離90°。滿足上述條件的角度θ全部存在4個(gè)，在各個(gè)角度，來自點(diǎn)1c、2c的電磁波在空間中以相位差90°被合成，同時(shí)由于各個(gè)電磁波的矢量大致正交，所以可以輻射圓偏振波。根據(jù)上述的動(dòng)作原理，如圖4所示，通過不使用混合電路的簡單的結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)在四個(gè)方向上可以輻射圓偏振波的天線。
圖6A-C表示圖4的天線的ZX面的輻射特性。圖6A為右旋圓偏振波的輻射圖形，圖6B為左旋圓偏振波的輻射圖形，可知右旋和左旋的圓偏振波間隔大致90°的角度并被輻射。而且，圖6C表示ZX面的軸比特性。從圖6C也可知除了X軸、Z軸之外，在寬范圍的區(qū)域內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)良好的軸比特性。
圖7表示本發(fā)明的第三實(shí)施例。圖7的天線A03由與第二實(shí)施例的天線A02同樣的構(gòu)成元件構(gòu)成，但兩個(gè)導(dǎo)電性元件1以及2的連接點(diǎn)33附近的接地板4的形狀不同。如圖7所示，接地板4具有尖角朝向連接點(diǎn)33的三角形狀部，從而減少接地板4和導(dǎo)電性元件1以及2的電磁耦合。來自各導(dǎo)電性元件1、2的輻射增益在與各導(dǎo)電性元件1、2的軸正交的方向上最大。因而，為了設(shè)為在該正交方向上盡量不配置接地板4的結(jié)構(gòu)，采用如圖7所示的接地板4的形狀有效。
圖8A-C表示圖7的天線的ZX面的輻射特性。圖8A為右旋圓偏振波的輻射圖形，圖8B為左旋圓偏振波的輻射圖形，圖8C分別表示軸比特性。與圖6A-C相比，可知改善了軸比特性。這考慮是由于降低了與接地板4的電磁耦合，來自因接地板4感應(yīng)而發(fā)生的諧振電流的輻射減小所引起的。
通過與圖3的實(shí)施例同樣的考慮方法，即使將導(dǎo)電性元件1以及2的配置位置如圖9所示設(shè)為接地板4的角部(corner)的情況下，也可以得到良好的軸比特性。通過設(shè)為圖9的結(jié)構(gòu)的天線A031，即使將包含導(dǎo)電性元件1以及2的面相對(duì)于接地板4的存在面正交地配置，也可以得到減少電磁耦合的效果。
圖10A、B表示本發(fā)明的第四實(shí)施例的天線A04。圖10A、B的天線A04是將第二實(shí)施例的天線A02用高頻印刷電路板8制作而成的天線。換言之，是在高頻印刷電路板8的上面配置導(dǎo)電性元件1以及2、高頻電路7，在背面形成接地板4的結(jié)構(gòu)。通過設(shè)為這樣的結(jié)構(gòu)，可以簡易且廉價(jià)地實(shí)現(xiàn)在四個(gè)方向上可輻射圓偏振波的天線。同樣，圖11A、B的天線A041是將實(shí)施例1的天線A01使用高頻印刷電路板8制作而成的天線。
圖12A、B表示本發(fā)明的第五實(shí)施例。圖12A、B所示的天線A042是將第四實(shí)施例中使用的導(dǎo)電性元件1以及2的前端部分的形狀設(shè)為彎曲形狀9，并實(shí)現(xiàn)各導(dǎo)電性元件1以及2的物理形狀的小型化的天線。
而且，圖13表示將導(dǎo)電性元件1以及2通過陶瓷等具體化的天線A05。在圖13中，在陶瓷基體10的上表面通過燒結(jié)導(dǎo)電性膏而形成導(dǎo)電性元件1以及2。在陶瓷基體10的端部形成與導(dǎo)電性元件1以及2的一端連接的饋電導(dǎo)體(未圖示)，沒有與導(dǎo)電性元件1、2連接的另一端連接到高頻電路(未圖示)，從而信號(hào)被供給到導(dǎo)電性元件1以及2。
這樣，在陶瓷基體10的表面上形成天線時(shí)，由于陶瓷的相對(duì)介電常數(shù)而可以實(shí)現(xiàn)波長縮短，所以可以實(shí)現(xiàn)小型化。另外，將導(dǎo)電性元件1以及2的開放端附近的元件寬度W1設(shè)為比其以外的部分的元件寬度W2寬。這樣，由于可以降低開放端部分的阻抗，所以可以縮短導(dǎo)電性元件的物理長度。而且，在實(shí)施例5中，在陶瓷基體10的表面上形成了元件1、2，但即使在基板內(nèi)部形成元件1、2也得到同樣的效果，同時(shí)也可以使用磁性材料來代替陶瓷。
圖14表示將本實(shí)施方式的天線用于通信設(shè)備的例子。裝載了本發(fā)明的天線12的接入器(access point)11發(fā)送圖像信息，裝載了右旋圓偏振波以及左旋圓偏振波的天線和PDP和液晶電視等AV設(shè)備13接收該信號(hào)，并再現(xiàn)圖像等。在使用了AV設(shè)備13的家庭環(huán)境中，由于電磁波被墻、地板、天棚、人等反射、衍射等，所以PDP和液晶電視13接收的信號(hào)成為通過各種各樣的路徑(以下稱為多路徑)而來的信號(hào)的合成波。因此，有時(shí)由于各信號(hào)的相位的反轉(zhuǎn)等，而產(chǎn)生接收信號(hào)的電平顯著惡化，并無法接收?qǐng)D像的現(xiàn)象。
為了減少這樣的現(xiàn)象，而必須將接收的多路徑波的路徑數(shù)減少，并降低接收信號(hào)的相位反轉(zhuǎn)造成的接收功率的惡化。例如，在將圓偏振波用于無線通信的情況下，在圓偏振波被墻等反射體反射的情況下，右旋圓偏振波被變換為左旋圓偏振波，或者左旋圓偏振波被變換為右旋圓偏振波。換言之，在從發(fā)送側(cè)發(fā)送右旋圓偏振波，并由右旋圓偏振波天線接收的情況下，由于被反射體一次反射的反射波成為左旋圓偏振波，而不被接收，僅可以接收作為直接波的右旋圓偏振波，所以可以減少多路徑波而減少接收功率的惡化。
但是，在該情況下，作為發(fā)送天線，必須使用具有接近無方向性的輻射圖形的圓偏振波天線。即，對(duì)于可簡單移動(dòng)的液晶電視等，由于很少被固定在特定的位置，所以最好將發(fā)送圖像數(shù)據(jù)的接入器的天線設(shè)為無方向性。通過使用本發(fā)明的圓偏振波型的天線，可以僅由一個(gè)圓偏振波型的天線實(shí)現(xiàn)要求的特性，并可以廉價(jià)地提供無線通信設(shè)備。在圖14中，從STB(settop box)等接入器11中內(nèi)置的本發(fā)明的天線發(fā)送的圓偏振波，由液晶電視等AV設(shè)備13中內(nèi)置的右旋圓偏振波天線14以及左旋圓偏振波天線15的分集式天線接收，從而即使將AV設(shè)備13移動(dòng)到室內(nèi)的任意的位置，也可以接收良好的圖像。
接著，使用圖15A-D以及圖16A-C表示本發(fā)明的第六實(shí)施例的天線A06。圖15A-D是為了理解本發(fā)明的動(dòng)作而簡化的天線A06的三視圖。在圖中，第一導(dǎo)電性元件1以及第二導(dǎo)電性元件2在一端電連接，在連接部分和接地4之間連接饋電部11。在該天線模型中，第一導(dǎo)電性元件1以及第二導(dǎo)電性元件2的元件長度分別為28mm，接地4的尺寸為80mm×48mm，并連接有接地(高度10mm)，所述接地與饋電部11連接的部分被加工成三角形(頂點(diǎn)具有90°的角度)的。圖15D表示天線A06的立體圖。圖16表示本實(shí)施例的4.85GHz的天線A06的天線特性。圖16A、B分別是右旋圓偏振波分量、左旋圓偏振波分量的輻射圖形(XZ面)，可以理解各個(gè)輻射增益的峰值為每90°相移的形狀時(shí)，輻射圓偏振波。而且，圖16C表示ZX面的軸比特性。根據(jù)這些結(jié)果可知，在四個(gè)方向上，可以實(shí)現(xiàn)良好的軸比特性。四個(gè)方向是指ZX面上±45°、±135°的方向。
由上可知，以圖15所示的簡單的天線結(jié)構(gòu)，可以向四個(gè)方向輻射圓偏振波，并可以廉價(jià)提供大致無方向性的圓偏振波天線。
圖17A-D、圖18A-E表示本發(fā)明的第七實(shí)施方式的天線A07。另外，對(duì)于與實(shí)施例6中說明的天線A06同樣的結(jié)構(gòu)賦予相同的標(biāo)號(hào)，并省略其說明。圖17A、B、C是用于理解本發(fā)明的動(dòng)作的簡略天線模型的三視圖。天線A07具有三個(gè)導(dǎo)電性元件。第一導(dǎo)電性元件1被配置在與Z軸平行的軸方向上，第二導(dǎo)電性元件2以及第三導(dǎo)電性元件12分別配置在±Y軸方向上，在各自的一端連接到饋電部11。導(dǎo)電性元件1、2、12的長度都是28mm。圖17D表示該模型的立體圖。圖18表示圖17所示的天線模型的5.15GHz的天線特性。圖18A、B分別是右旋圓偏振波分量，左旋圓偏振波分量的輻射圖形(XZ面)，可以理解各個(gè)輻射增益的峰值為每90°相移的形狀時(shí)，輻射圓偏振波。而且，圖18C、D、E分別表示Φ＝0°、40°、140°方向的軸比特性。這里角度Φ如圖17D中說明的那樣，是指在XY面上對(duì)X軸所成的角。
從圖18C可知，在Φ＝0°，除了X軸以及Z軸之外，可以實(shí)現(xiàn)良好的軸比特性。而且，根據(jù)圖18D、E，即使在Φ＝40°、140°，也可以分別實(shí)現(xiàn)低的軸比特性。這是考慮，從互相以90°的角度配置的第一導(dǎo)電性元件1和第二導(dǎo)電性元件2的第一組合，以及互相以90°的角度配置的第一導(dǎo)電性元件1和第三導(dǎo)電性元件12的第二組合的兩種類型的元件的組合分別輻射圓偏振波，從而可以在多個(gè)方向?qū)崿F(xiàn)軸比良好的特性。由上可知，圖17所示的天線A07以簡單的結(jié)構(gòu)可以向多個(gè)方向輻射圓偏振波。對(duì)于圖7的實(shí)施例的天線A07，也可以將導(dǎo)電性元件1、2或者12的前端部分的形狀設(shè)為螺旋形狀、彎曲形狀或者曲折形狀。
使用圖19A-D以及圖20A-E說明本發(fā)明的第八實(shí)施例的天線A08。另外，對(duì)于與實(shí)施例6的天線A06具有同樣的結(jié)構(gòu)的部件賦予同一標(biāo)號(hào)并省略其說明。圖19A、B、C是用于理解本發(fā)明的動(dòng)作的簡略天線模型的三視圖。第一導(dǎo)電性元件1以及第二導(dǎo)電性元件2與實(shí)施例2的天線A02同樣地配置，進(jìn)而，第三導(dǎo)電性元件12和第四導(dǎo)電性元件13分別被配置為在±Y軸方向上將各自的端部連接到饋電部11的形狀。圖19D表示該天線模型的立體圖。圖20A-E表示天線A08的4.85GHz的輻射特性。圖20A、B分別是右旋圓偏振波分量、左旋圓偏振波分量的輻射圖形(XZ面)，可以理解各個(gè)輻射增益的峰值為每90°相移的形狀時(shí)，輻射圓偏振波。而且，圖20C、D、E分別表示Φ＝0°、30°、150°的軸比特性。這里，角度Φ如圖19D所說明的，是指在XY面上對(duì)X軸所成的角。
如圖20C所示，可知在Φ＝0°，除了X軸以及Z軸以外，可以實(shí)現(xiàn)良好的軸比特性。而且，根據(jù)圖20D、E，即使在Φ＝30°、150°，也可以分別實(shí)現(xiàn)低的軸比特性。這是考慮，屬于第一導(dǎo)電性元件1和第二導(dǎo)電性元件2的第一組合、第三導(dǎo)電性元件12和第一導(dǎo)電性元件1的第二組合、第三導(dǎo)電性元件12和第二導(dǎo)電性元件2的第三組合、第四導(dǎo)電性元件13和第一導(dǎo)電性元件的第四組合、以及第四導(dǎo)電性元件13和第二導(dǎo)電性元件2的第五組合的各元件互相以90°的角度配置，由于從這五個(gè)導(dǎo)電性元件的組合分別輻射圓偏振波，所以可以在更多方向?qū)崿F(xiàn)軸比良好的特性。由上可知，圖19所示的天線A08以簡單的結(jié)構(gòu)可以向多個(gè)方向輻射圓偏振波。
圖21A-D表示使用了四個(gè)導(dǎo)電性元件的實(shí)施例9的天線A09的結(jié)構(gòu)的一例。另外，對(duì)于具有與天線A06的結(jié)構(gòu)同樣的結(jié)構(gòu)的部件賦予同一標(biāo)號(hào)并省略其說明。圖21A、B、C是該天線的三視圖。第一導(dǎo)電性元件1以及第二導(dǎo)電性元件2被設(shè)置在與實(shí)施例2的天線A02同樣的位置。而且，第三導(dǎo)電性元件12以及第四導(dǎo)電性元件13被設(shè)置在與實(shí)施例6所示的天線A06的第一導(dǎo)電性元件1以及第二導(dǎo)電性元件2同樣的位置。通過實(shí)施例9所示的天線結(jié)構(gòu)，可以向多個(gè)方向輻射軸比特性良好的圓偏振波。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性在于，本發(fā)明的天線、以及使用其的電子設(shè)備將兩個(gè)導(dǎo)電性元件以90°的角度配置，以90°的相位差對(duì)各個(gè)導(dǎo)電性元件供給相等的信號(hào)功率，同時(shí)將一端連接到高頻電路的饋電電路的另一端連接到各個(gè)導(dǎo)電性元件的端部，因?yàn)閷?dǎo)電性元件被以90°的角度配置，并以90°的相位差對(duì)各個(gè)導(dǎo)電性元件饋電，所以結(jié)構(gòu)簡單且廉價(jià)，同時(shí)具有在與兩個(gè)導(dǎo)電性元件存在的面正交的方向上可以輻射圓偏振波的效果，可用作抗多路徑衰減強(qiáng)的天線。
權(quán)利要求
1.一種天線，具有大于或等于兩個(gè)的導(dǎo)電性元件和高頻電路，其特征在于，所述多個(gè)導(dǎo)電性元件內(nèi)的至少兩個(gè)元件被構(gòu)成為90°角度的V形，并可以向多個(gè)方向輻射圓偏振波。
2.如權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述天線還具有饋電電路，所述饋電電路對(duì)構(gòu)成所述V形的兩個(gè)導(dǎo)電性元件以90度的相位差供給相等的信號(hào)功率。
3.如權(quán)利要求2所述的天線，其特征在于，所述饋電電路由混合電路構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述導(dǎo)電性元件在一端被電連接，所述一端連接到所述高頻電路。
5.如權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述天線還具有接地，所述接地的外側(cè)設(shè)置所述導(dǎo)電性元件。
6.如權(quán)利要求5所述的天線，其特征在于，所述接地具有90°的頂角部，構(gòu)成所述V形的導(dǎo)電性元件被配置在所述頂角部。
7.如權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述導(dǎo)電性元件具有螺旋形狀部或者彎曲形狀部。
8.如權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述導(dǎo)電性元件以及饋電電路的至少一個(gè)由高頻印刷電路板上的導(dǎo)電性圖形形成。
9.如權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述導(dǎo)電性元件形成在電介質(zhì)陶瓷材料或者磁性材料所構(gòu)成的基體的表面或者內(nèi)層。
10.如權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，所述導(dǎo)電性元件具有λ/2的電長度。
11.如權(quán)利要求2所述的天線，其特征在于，所述天線還有具有90°的頂角部的接地，包含配置在所述頂角部的被構(gòu)成V形的導(dǎo)電性元件的面與所述接地的面正交，所述導(dǎo)電性元件具有λ/2的電長度。
12.如權(quán)利要求4所述的天線，其特征在于，所述天線還有具有90°的頂角部的接地，包含配置在所述頂角部的被構(gòu)成為所述V形的導(dǎo)電性元件的面與所述接地的面正交，所述導(dǎo)電性元件具有λ/2的電長度。
13.一種電子設(shè)備，其特征在于，使用如權(quán)利要求1所述的天線。
全文摘要
現(xiàn)有的圓偏振波天線，在片狀天線的加工方法上復(fù)雜，且僅向相對(duì)于接地圖形安裝片狀天線(patch antenna)的向上方向輻射，但本發(fā)明的圓偏振波天線具有大于或等于兩個(gè)導(dǎo)電性元件和高頻電路，其中，所述多個(gè)導(dǎo)電性元件內(nèi)的至少兩個(gè)元件構(gòu)成為90°的角度的V形，所以通過簡單的結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)方向具有方向性增益的圓偏振波天線。
文檔編號(hào)H01Q9/04GK1701467SQ20048000078
公開日2005年11月23日 申請(qǐng)日期2004年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月9日
發(fā)明者福島獎(jiǎng) 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社