專利名稱：天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天線。
圖34為表示天線130的尺寸設(shè)定的一例。此外，在圖33以及圖34中，設(shè)置有X、Y、Z三維空間坐標(biāo)，對(duì)于天線130，其接地導(dǎo)體131位于XY平面上，供電點(diǎn)132位于原點(diǎn)，而線狀導(dǎo)體139沿Y軸方向延伸配置，相對(duì)于ZY平面以及ZX平面為對(duì)稱構(gòu)造。在該例中，接地導(dǎo)體131為正方形，以自由空間的波長(zhǎng)為基準(zhǔn)，沿X軸以及Y軸的各邊的長(zhǎng)度設(shè)定為0.76×λ(λ自由空間中的波長(zhǎng))。又，沿Z軸的側(cè)面導(dǎo)體134的高度設(shè)定為0.08×λ。在天線上面，在配置在其中央的線狀導(dǎo)體139的兩側(cè)上配置的開口部136、137，沿X軸的長(zhǎng)度設(shè)定為0.19×λ，同時(shí)頂部導(dǎo)體135、138沿X軸的邊的長(zhǎng)度也設(shè)定為0.19×λ。沿Z軸的天線元件133的長(zhǎng)度設(shè)定為0.08×λ。
圖35為表示對(duì)于按上述尺寸設(shè)定的天線130連接到輸入阻抗為50Ω供電線路上時(shí)的電壓駐波比(VSWRvoltage standing wave ratio)特性。圖中橫軸由共振頻率f0進(jìn)行了歸一化。該圖表明，VSWR在2以下的帶域內(nèi)在10％以上，在寬帶域內(nèi)具有發(fā)射損失少的良好的阻抗特性。
又，圖36為表示按上述尺寸設(shè)定的天線130的發(fā)射方向性。表示發(fā)射方向性的圓圖的刻度的1格為10dB，單位為以點(diǎn)波源的發(fā)射電力為基準(zhǔn)的dBi。該圖表明，天線130抑制了Y方向的電波發(fā)射，在X方向獲得雙方向。具有該特性的天線130，例如在長(zhǎng)廊等細(xì)長(zhǎng)的室內(nèi)空間中使用是非常有效的。
又，在天線130中，為發(fā)射電波的開口部136、137形成在天線上面，由于作為電波發(fā)射源的天線元件133被接地導(dǎo)體131以及側(cè)面導(dǎo)體134所包圍，在天線側(cè)面方面以及下面方向(即配置環(huán)境)中對(duì)發(fā)射電波的影響小。依據(jù)該特性，當(dāng)將天線130設(shè)置室內(nèi)的頂部等的設(shè)置面上時(shí)，將天線本體埋入到設(shè)置面內(nèi)，讓天線上面面向所要發(fā)射的空間，可以設(shè)置成與設(shè)置面平。其結(jié)果，不會(huì)從設(shè)置面凸出，是不會(huì)引起人的注意的好天線。
進(jìn)一步，在天線130中，天線元件133的高度設(shè)定為0.08×λ，比通常所知的/4波長(zhǎng)天線元件要低。這樣，可以對(duì)天線本體小型化，當(dāng)不能將該天線本體埋入到頂部等的設(shè)置面內(nèi)時(shí)，可以減小從設(shè)置面的凸出，是不會(huì)引起人的注意的好天線。
更進(jìn)一步，天線130具有相對(duì)于ZY平面以及ZX平面為對(duì)稱構(gòu)造，這樣可以獲得從天線發(fā)射的電波的方向性相對(duì)于ZY平面以及ZX平面是對(duì)稱構(gòu)造的。
但是，具有上述構(gòu)造的現(xiàn)有的天線130只是在基準(zhǔn)動(dòng)作頻率的奇數(shù)倍的頻率才可能形成共振，不可能在多個(gè)任意頻率上動(dòng)作。為此，為了發(fā)射多個(gè)任意頻率的電波，需要使用多個(gè)天線。天線增多，就要增大設(shè)置所必需的空間，并且伴隨天線的增加，信號(hào)傳輸線路的數(shù)量也要增加，將進(jìn)一步增加設(shè)置所必需的空間。其結(jié)果，當(dāng)設(shè)置所必需的空間超過設(shè)置面所能承受的限度時(shí)，要想不引起人們的注意而設(shè)置天線將是很困難的，就有可能成為難看的天線。
本發(fā)明正是針對(duì)上述技術(shù)課題的發(fā)明，其目的在于提供一種能實(shí)現(xiàn)天線本體小型化、結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，并且可以發(fā)射多個(gè)任意頻率的電波的天線。
又，有關(guān)本申請(qǐng)的第2個(gè)發(fā)明，是在上述第1個(gè)發(fā)明中，其特征是進(jìn)一步在上述頂部導(dǎo)體上的天線元件和頂部導(dǎo)體的連接部周圍形成有略環(huán)狀的貫通孔，并且構(gòu)成該貫通孔的頂部導(dǎo)體的內(nèi)緣部和外緣部在天線元件和頂部導(dǎo)體的連接部中通過介入與上述頻率選擇電路不同的頻率選擇電路進(jìn)行連接。
進(jìn)一步，有關(guān)本申請(qǐng)的第3個(gè)發(fā)明，是在上述第2個(gè)發(fā)明中，其特征是上述略環(huán)狀的貫通孔有多個(gè)形成為同心圓狀，構(gòu)成各貫通孔的頂部導(dǎo)體的內(nèi)緣部和外緣部分別通過各自的頻率選擇電路進(jìn)行連接。
又進(jìn)一步，有關(guān)本申請(qǐng)的第4個(gè)發(fā)明，是在上述第1～3個(gè)發(fā)明中，其特征是上述框體在XYZ直角坐標(biāo)系中，上述頂部導(dǎo)體位于XY平面上，上述供電點(diǎn)位于原點(diǎn)，上述接地導(dǎo)體和頂部導(dǎo)體以及側(cè)面導(dǎo)體具有相對(duì)于ZY平面的對(duì)稱結(jié)構(gòu)，同時(shí)把設(shè)置在上述框體上的開口部配置成相對(duì)于ZY平面對(duì)稱。
又進(jìn)一步，有關(guān)本申請(qǐng)的第5個(gè)發(fā)明，是在上述第4個(gè)發(fā)明中，其特征是上述進(jìn)一步框體在XYZ直角坐標(biāo)系中，具有上述接地導(dǎo)體和頂部導(dǎo)體以及側(cè)面導(dǎo)體相對(duì)于ZX平面的對(duì)稱結(jié)構(gòu)，同時(shí)把設(shè)置在上述框體上的開口部配置成相對(duì)于ZX平面對(duì)稱。
又進(jìn)一步，有關(guān)本申請(qǐng)的第6個(gè)發(fā)明，是在上述第1～5個(gè)發(fā)明中，其特征是上述頻率選擇電路由并聯(lián)共振電路構(gòu)成。
又進(jìn)一步，有關(guān)本申請(qǐng)的第7個(gè)發(fā)明，是在上述第1～5個(gè)發(fā)明中，其特征是上述頻率選擇電路由低通濾波器構(gòu)成。
又進(jìn)一步，有關(guān)本申請(qǐng)的第8個(gè)發(fā)明，是在上述第1～5個(gè)發(fā)明中，其特征是上述頻率選擇電路由切換開關(guān)構(gòu)成。
又進(jìn)一步，有關(guān)本申請(qǐng)的第9個(gè)發(fā)明，是在上述第1～7個(gè)發(fā)明中，其特征是具有為獲得與上述供電線路的阻抗匹配的匹配導(dǎo)體，該匹配導(dǎo)體與上述接地導(dǎo)體電連接。
又進(jìn)一步，有關(guān)本申請(qǐng)的第10個(gè)發(fā)明，是在上述第9個(gè)發(fā)明中，其特征是上述匹配導(dǎo)體通過介入頻率選擇電路與接地導(dǎo)體連接。
又進(jìn)一步，有關(guān)本申請(qǐng)的第11個(gè)發(fā)明，是在上述第9和10個(gè)發(fā)明中，其特征是上述匹配導(dǎo)體與天線元件電連接。
又進(jìn)一步，有關(guān)本申請(qǐng)的第12個(gè)發(fā)明，是在上述第1～11個(gè)發(fā)明中，其特征是上述框體的內(nèi)部空間的一部分或者全部由電介質(zhì)填充。
又進(jìn)一步，有關(guān)本申請(qǐng)的第13個(gè)發(fā)明，是在上述第1～12個(gè)發(fā)明中，其特征是上述頂部導(dǎo)體由形成在給定的電介質(zhì)基板上的金屬模樣構(gòu)成。
又進(jìn)一步，有關(guān)本申請(qǐng)的第14個(gè)發(fā)明，是在上述第1～13個(gè)發(fā)明中，其特征是設(shè)置有為改變上述開口部中的電場(chǎng)分布的電場(chǎng)調(diào)節(jié)導(dǎo)體。
又進(jìn)一步，有關(guān)本申請(qǐng)的第15個(gè)發(fā)明，是在上述第14個(gè)發(fā)明中，其特征是上述電場(chǎng)調(diào)節(jié)導(dǎo)體通過介入頻率選擇電路與上述框體連接。
又進(jìn)一步，有關(guān)本申請(qǐng)的第16個(gè)發(fā)明，是在上述第1～15個(gè)發(fā)明中，其特征是進(jìn)一步包括讓設(shè)置在上述框體上的開口部的開口面積可變的開口面積可變裝置。
又進(jìn)一步，有關(guān)本申請(qǐng)的第17個(gè)發(fā)明，是在上述第1～16個(gè)發(fā)明中，其特征是把成為天線下面的接地導(dǎo)體形成為圓形狀。
又進(jìn)一步，有關(guān)本申請(qǐng)的第18個(gè)發(fā)明，是在上述第1～17個(gè)發(fā)明中，其特征是進(jìn)一步設(shè)置有為收發(fā)特定頻率或者頻帶的信號(hào)的收發(fā)電路，上述收發(fā)電路，其一端側(cè)與上述天線元件連接，另一端側(cè)連接在與進(jìn)行基帶信號(hào)處理的給定器件聯(lián)絡(luò)的信號(hào)傳送電纜上。
又進(jìn)一步，有關(guān)本申請(qǐng)的第19個(gè)發(fā)明，是在上述第18個(gè)發(fā)明中，其特征是把上述收發(fā)電路設(shè)置在框體內(nèi)，并且，設(shè)置有為遮蔽該收發(fā)電路的蓋子部件。
又進(jìn)一步，有關(guān)本申請(qǐng)的第20個(gè)發(fā)明，是在上述第18個(gè)發(fā)明中，其特征是在上述接地導(dǎo)體上形成有中空的凸部，把上述收發(fā)電路收容在接地導(dǎo)體的背面?zhèn)鹊挠稍撏共繕?gòu)成的空間部?jī)?nèi)。
又進(jìn)一步，有關(guān)本申請(qǐng)的第21個(gè)發(fā)明，是在上述第20個(gè)發(fā)明中，其特征是設(shè)置有為遮蔽在接地導(dǎo)體的背面?zhèn)鹊挠稍撏共繕?gòu)成的空間部的蓋子部件。
又進(jìn)一步，有關(guān)本申請(qǐng)的第22個(gè)發(fā)明，是在上述第18～21個(gè)發(fā)明中，其特征是上述收發(fā)電路由不需要電源的被動(dòng)元件所構(gòu)成。
又進(jìn)一步，有關(guān)本申請(qǐng)的第23個(gè)發(fā)明，是在上述第18～21個(gè)發(fā)明中，其特征是上述收發(fā)電路包括針對(duì)收發(fā)對(duì)象的信號(hào)的頻率可變換的高頻IC。
又進(jìn)一步，有關(guān)本申請(qǐng)的第24個(gè)發(fā)明，是在上述第18～22個(gè)發(fā)明中，其特征是上述收發(fā)電路包括具有特定的帶通頻率的濾波器。
又進(jìn)一步，有關(guān)本申請(qǐng)的第25個(gè)發(fā)明，是在上述第24個(gè)發(fā)明中，其特征是上述收發(fā)電路具有包括相互不同帶通頻率的多個(gè)濾波器、在這些濾波器中進(jìn)行讓1個(gè)有效的切換動(dòng)作的濾波器開關(guān)的濾波器切換電路。
又進(jìn)一步，有關(guān)本申請(qǐng)的第26個(gè)發(fā)明，是在上述第24或25個(gè)發(fā)明中，其特征是進(jìn)一步設(shè)置有發(fā)射用放大器和/或接收用放大器。
又進(jìn)一步，有關(guān)本申請(qǐng)的第27個(gè)發(fā)明，是在上述第26個(gè)發(fā)明中，其特征是設(shè)置有發(fā)射用和/或接收用的相互不同的放大器的多個(gè)放大器。
又進(jìn)一步，有關(guān)本申請(qǐng)的第28個(gè)發(fā)明，是在上述第26個(gè)發(fā)明中，其特征是設(shè)置有發(fā)射用和/或接收用的相互不同的動(dòng)作頻率的多個(gè)放大器。
又進(jìn)一步，有關(guān)本申請(qǐng)的第29個(gè)發(fā)明，是在上述第27或28個(gè)發(fā)明中，其特征是上述多個(gè)發(fā)射用放大器均通過分配器與上述信號(hào)傳送電纜連接，上述分配器讓從該信號(hào)傳送電纜輸入的1個(gè)信號(hào)分支成多個(gè)信號(hào)，輸出給上述多個(gè)發(fā)射用放大器。
又進(jìn)一步，有關(guān)本申請(qǐng)的第30個(gè)發(fā)明，是在上述第27、28或29個(gè)發(fā)明中，其特征是上述多個(gè)接收用放大器均通過合成器與上述信號(hào)傳送電纜連接，上述合成器將從上述多個(gè)接收用放大器輸入的多個(gè)信號(hào)合成為1個(gè)信號(hào)，輸出給上述信號(hào)傳送電纜。
又進(jìn)一步，有關(guān)本申請(qǐng)的第31個(gè)發(fā)明，是在上述第18～21個(gè)發(fā)明中，其特征是上述信號(hào)傳送電纜為光纖，設(shè)置有與該光纖連接的發(fā)射用可光電轉(zhuǎn)換的光被動(dòng)元件和/或接收用可電光轉(zhuǎn)換的光能動(dòng)元件。
又進(jìn)一步，有關(guān)本申請(qǐng)的第32個(gè)發(fā)明，是在上述第31個(gè)發(fā)明中，其特征是上述光被動(dòng)元件以及上述光能動(dòng)元件分別通過與其連接的光耦合器與1條光纖連接。
圖2為表示上述天線中供電部的放大圖。
圖3為表示依據(jù)上述天線的電波發(fā)射原理的說明圖。
圖4為表示上述天線的尺寸設(shè)定的一例。
圖5(a)為表示將上述天線的頻率選擇電路置換成導(dǎo)體后所構(gòu)成的天線A的阻抗特性。
(b)為表示將上述天線的頻率選擇電路去除后導(dǎo)體所構(gòu)成的天線B的阻抗特性。
圖6為表示作為頻率選擇電路采用LC并聯(lián)電路的天線的阻抗特性。
圖7為表示上述天線的發(fā)射方向性。
圖8為表示用于天線中的頻率選擇電路的斯密斯圓圖。
圖9為表示在有關(guān)實(shí)施例1的天線構(gòu)成的基礎(chǔ)上，在接地導(dǎo)體上設(shè)置一對(duì)匹配導(dǎo)體的天線的構(gòu)成。


圖10為表示在上述匹配導(dǎo)體與天線元件之間介入導(dǎo)體連接的天線的構(gòu)成。
圖11為表示在上述匹配導(dǎo)體與接地導(dǎo)體之間介入頻率選擇電路連接的天線的構(gòu)成。
圖12為表示讓設(shè)置在天線上的開口部的開口面積可變的開口面積可變裝置。
圖13為表示具有天線元件的另一端側(cè)直接和與其他部分獨(dú)立的頂部導(dǎo)體的一部分連接、同時(shí)在頂部導(dǎo)體的獨(dú)立部分與其他部分之間介入頻率選擇電路相互連接的天線的構(gòu)成。
圖14為表示有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例2的天線的構(gòu)成。
圖15為表示有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例3的天線的構(gòu)成。
圖16為表示有關(guān)上述實(shí)施例3的天線的發(fā)射方向性。
圖17為表示有關(guān)上述實(shí)施例3的天線的輸入阻抗特性。
圖18為表示具有通過頂部導(dǎo)體和頻率選擇電路連接的電場(chǎng)調(diào)整導(dǎo)體的、有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例4的天線的構(gòu)成。
圖19(a)為表示對(duì)于圖18的天線，頻率為f1時(shí)的阻抗特性。
(b)為表示對(duì)于圖18的天線，頻率為f2時(shí)的阻抗特性。
圖20為表示有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例5的天線的構(gòu)成。
圖21為表示有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例6的天線的構(gòu)成。
圖22為表示有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例7的天線的組裝構(gòu)造的分解圖。
圖23為表示通過信號(hào)傳輸電纜連接的天線的控制部。
圖24為表示裝備在有關(guān)上述實(shí)施例7的收發(fā)電路的構(gòu)成的方框圖。
圖25為表示與圖24所示構(gòu)成不同的收發(fā)電路的構(gòu)成的第1例。
圖26為表示與圖24所示構(gòu)成不同的收發(fā)電路的構(gòu)成的第2例。
圖27為表示與圖24所示構(gòu)成不同的收發(fā)電路的構(gòu)成的第3例。
圖28為表示與圖24所示構(gòu)成不同的收發(fā)電路的構(gòu)成的第4例。
圖29為表示與圖24所示構(gòu)成不同的收發(fā)電路的構(gòu)成的第5例。
圖30為表示有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例8的天線的組裝構(gòu)造的分解圖。
圖31為表示有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例9的天線的組裝構(gòu)造的分解圖。
圖32為表示有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例10的天線的組裝構(gòu)造的分解圖。
圖33為表示現(xiàn)有天線的構(gòu)成圖34為表示現(xiàn)有天線的尺寸設(shè)定的一例。
圖35為表示現(xiàn)有天線的阻抗特性。
圖36為表示現(xiàn)有天線的發(fā)射方向性。
圖中，10—天線、11—接地導(dǎo)體、12—供電點(diǎn)、13—天線元件、14—側(cè)面導(dǎo)體、15—頂部導(dǎo)體、15a—孔部、16、17—開口部、18—供電部、19—頻率選擇電路、20—間隙、22—匹配導(dǎo)體、22a、22b—頻率選擇電路、23—開口面積可變裝置、34—貫通孔、35—頻率選擇電路、46a、46b、46c、46d—電場(chǎng)調(diào)整導(dǎo)體、51a、51b、51c、51d—頻率選擇電路、62—電介質(zhì)、71a、71b、71c—貫通孔、72a、72b、72c—頻率選擇電路、81—收發(fā)電路、84—濾波開關(guān)、85a、85b、85c、85d—濾波器、86A、86A’—發(fā)射用放大器、86B、86B’—接收用放大器、87、87A、87B—信號(hào)傳輸電纜、88—控制部、93A—分配器、93B—合成器、95A—發(fā)光二極管、95B—激光二極管、98—光耦合器、99—光纖。
圖2為表示供電部18的放大圖。在該實(shí)施例1中，在頂部導(dǎo)體15中，形成有沿天線元件13的外周部并將其包圍的孔部15。該孔部15a的形狀以及尺寸設(shè)定為讓其外緣部與天線元件13的外周部相隔指定間隔。在圖2中，構(gòu)成孔部15a的頂部導(dǎo)體15的外緣部和天線元件13之間的間隙用符號(hào)20表示。進(jìn)一步，天線元件13和構(gòu)成孔部15a的頂部導(dǎo)體15的外緣部之間通過介入頻率選擇電路19連接。在該實(shí)施例1中，頻率選擇電路19采用并聯(lián)共振電路的LC并聯(lián)電路構(gòu)成。
在圖1以及以下要參照的天線10的構(gòu)成的斜視圖中，設(shè)置有X、Y、Z三維空間坐標(biāo)，對(duì)于天線10，其接地導(dǎo)體11位于XY平面上，供電點(diǎn)12位于原點(diǎn)，進(jìn)一步，開口部16、17沿Y軸方向延伸配置，相對(duì)于ZY平面以及ZX平面為對(duì)稱構(gòu)造。
以下說明具有有關(guān)構(gòu)成的天線10的動(dòng)作。為了說明天線10的動(dòng)作，假定是將頻率選擇電路19置換為給定導(dǎo)體的天線(以下稱為天線A)，設(shè)該天線的共振頻率為f1。又，假定是將頻率選擇電路19去除的天線(以下稱為天線B)，設(shè)該天線的共振頻率為f2。即，天線A具有讓天線元件13與頂部導(dǎo)體15短路的構(gòu)造，天線B具有與由天線元件13與頂部導(dǎo)體15之間的間隙20形成的電容串聯(lián)連接的構(gòu)造。這樣，天線A與天線B具有相互不同的共振頻率。
在天線10中所用的頻率選擇電路19，其共振頻率為f2，如圖8的斯密斯圓圖所示，在頻率f1具有低阻抗特性，在頻率f2具有高阻抗特性。當(dāng)f2為2.14GHz時(shí)，在頻率選擇電路19中所采用的LC并聯(lián)電路中作為電感L以及電容C的組合，例如可以采用L＝11nH，C＝0.5pF的組合。如果采用有關(guān)頻率選擇電路19，與天線元件13和頂部導(dǎo)體15連接，在頻率f1為低阻抗，即接近短路狀態(tài)，與上述天線A的動(dòng)作相同。另外，在頻率f2，頻率選擇電路19為高阻抗，即接近開放狀態(tài)，和上述天線B的動(dòng)作相同。這樣，天線10，采用一個(gè)構(gòu)造，就可成為以天線A和天線B的動(dòng)作頻率的兩個(gè)頻率動(dòng)作的天線。
以下，參照?qǐng)D3，說明天線10的電波發(fā)射原理。在頻率f1以及f2的任一個(gè)中，電波的勵(lì)振由天線元件13進(jìn)行，發(fā)射出電波。所發(fā)射的電波通過形成在頂部導(dǎo)體15上的2個(gè)開口部16、17發(fā)射到外部空間。在該天線10中，開口部16、17被相對(duì)于發(fā)射源的天線元件13對(duì)稱的位置上。這樣，由于通過天線元件13在開口部16、17勵(lì)起的電場(chǎng)成為同相，如圖3(a)所示，在各開口部16、17沿X方向所產(chǎn)生的電場(chǎng)R的方向成相反方向。在各開口部16、17所勵(lì)起的X方向上的電場(chǎng)R置換成磁流S，如圖3(b)所示，可以表示為在各開口部16、17的位置中與Y軸平行并且相互反向、并且振幅相等的線狀磁流源。這時(shí)，天線10的電波發(fā)射，可以認(rèn)為是從相關(guān)的2個(gè)磁流源進(jìn)行電波發(fā)射。即，天線10的電波發(fā)射可以看作為是由2個(gè)磁流源的陣列進(jìn)行的發(fā)射。
具體講，從上述2個(gè)磁流源發(fā)射的電波，由于磁流相對(duì)于ZY平面對(duì)稱配置，在ZY平面上，為振幅相等而相位相反，相互抵消。即，在ZY平面上不發(fā)射電波。又，在ZX平面上從2個(gè)磁流源發(fā)射的電波的相位為相同方向，將增加該方向的電波。作為一例，磁流源之間的距離在自由空間中為1/2波長(zhǎng)時(shí)，由于X軸方向上的相位相同，+X方向以及-X方向上的發(fā)射電波增強(qiáng)。
進(jìn)一步，如果將開口部16、17的Y方向的長(zhǎng)度增長(zhǎng)，磁流源變長(zhǎng)，其結(jié)果，集中向X方向發(fā)射，增大增益。即，利用開口部16、17的長(zhǎng)度可以調(diào)整增益。
又，一般，在具有有限大的接地導(dǎo)體的天線中，在接地導(dǎo)體的端部，產(chǎn)生電波的衍射。即，由具有有限大的接地導(dǎo)體的天線所發(fā)射的電波，為由天線元件所發(fā)射的電波與在接地導(dǎo)體的端部產(chǎn)生的衍射波的和。這樣，在天線10中，在頂部導(dǎo)體15、側(cè)面導(dǎo)體14、接地導(dǎo)體11中的各端部依據(jù)彎折部上將產(chǎn)生衍射。在該實(shí)施例1中，在頂部導(dǎo)體15上形成有開口部16、17，特別是在頂部導(dǎo)體15的端部，衍射波的影響變大。因此，由天線10發(fā)射的電波的方向性，在依賴于開口部16、17的位置、個(gè)數(shù)以及尺寸的基礎(chǔ)上，還依賴于頂部導(dǎo)體15、側(cè)面導(dǎo)體14、接地導(dǎo)體11的各尺寸以及形狀。
圖4為表示天線10的尺寸設(shè)定的一例。在該例中，設(shè)頻率f2為2.6×f1，頻率f1時(shí)的自由空間波長(zhǎng)為λ1，頻率f2時(shí)的自由空間波長(zhǎng)為λ2。配置在XY平面上的接地導(dǎo)體11形成為長(zhǎng)方形，各邊分別設(shè)定為0.71×λ1，0.56×λ1。又側(cè)面導(dǎo)體14的高度設(shè)定為0.06×λ1。與接地導(dǎo)體11對(duì)向沿XY平面配置的頂部導(dǎo)體15，其被開口部16、17所夾持的區(qū)域，形成為沿Y方向延伸的長(zhǎng)方形，和X軸平行的邊的長(zhǎng)度設(shè)定為0.26×λ1，同時(shí)，和Y軸平行的邊的長(zhǎng)度設(shè)定為0.56×λ1。又，頂部導(dǎo)體15的在成為天線上面的兩緣部的區(qū)域，形成為沿Y方向延伸的長(zhǎng)方形，和X軸平行的邊的長(zhǎng)度設(shè)定為0.08×λ1，同時(shí)，和Y軸平行的邊的長(zhǎng)度設(shè)定為0.56×λ1。
進(jìn)一步，形成在頂部導(dǎo)體15上的2個(gè)開口部16、17，形成為沿Y方向延伸的長(zhǎng)方形，和X軸平行的邊的長(zhǎng)度設(shè)定為0.15×λ1，同時(shí)，和Y軸平行的邊的長(zhǎng)度設(shè)定為0.56×λ1。又進(jìn)一步，天線元件13配置在Z軸上，其直徑設(shè)定為0.015×λ1，其長(zhǎng)度設(shè)定為設(shè)定為0.06×λ1。天線10以相互垂直的ZX平面以及ZY平面為基準(zhǔn)，具有對(duì)稱構(gòu)造。
以下說明這樣進(jìn)行尺寸設(shè)定后的天線10的阻抗特性以及發(fā)射方向性。圖5(a)、(b)以及圖6分別為表示上述進(jìn)行尺寸設(shè)定后的天線10，相對(duì)于輸入阻抗為50Ω的輸電線路的VSWR特性。
在圖5(a)中，為表示將頻率選擇電路19置換成導(dǎo)體后所構(gòu)成的天線A的阻抗特性，該特性表明，在中心頻率f1處產(chǎn)生共振。又，在圖5(b)中，為表示將頻率選擇電路19去除后所構(gòu)成的天線B的阻抗特性，該特性表明，在中心頻率f2處產(chǎn)生共振。對(duì)于任一天線，以VSWR在2以下的頻寬為帶寬，均在10％以上，阻抗特性在寬帶范圍內(nèi)，具有反射損失小的良好的特性。
另一方面，在圖6中，為表示作為頻率選擇電路19采用LC并聯(lián)電路的天線10的阻抗特性。該特性表明，在頻率f1和f2的兩個(gè)頻率處共振。這樣，天線10，是在2個(gè)頻率上具有反射損失小的良好阻抗特性的天線。
在天線10中，天線元件13的高度設(shè)定為0.06×λ1(0.16×λ2)，比現(xiàn)有的周知的1/4波長(zhǎng)的天線元件要低。這將在天線10的頂部導(dǎo)體15和接地導(dǎo)體11之間產(chǎn)生容量性結(jié)合，和在天線元件13的前端側(cè)具有電容性負(fù)載的情況等價(jià)。即，在有關(guān)該實(shí)施例1的天線10中，在既不損失可以讓天線本體小型化(嚴(yán)格講是薄型化)的長(zhǎng)處的情況下，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)頻率上的共振。
圖7為表示天線10的發(fā)射方向性。在圖7(a)中，表示f1時(shí)的發(fā)射方向性，而在圖7(b)中，表示f2時(shí)的發(fā)射方向性。發(fā)射方向性的刻度為1間隔為10dB，單位是以雙極天線的增益為基準(zhǔn)的dBd。此外，作為表示天線增益的單位，也可以采用相對(duì)于點(diǎn)波源的發(fā)射電力的增益的dBi(＝-2.15dBd)。如圖7(a)所示，在f1時(shí)的XY平面的發(fā)射方向性中，抑制了指向Y方向的電波發(fā)射，而增強(qiáng)了指向X方向的電波發(fā)射。如圖7(b)所示，在f2時(shí)的XY平面的發(fā)射方向性中，抑制了指向Y方向的電波發(fā)射，而在6個(gè)方向上增強(qiáng)發(fā)射。這是因?yàn)?，天線10深度設(shè)定為1.43×λ2(0.56×λ1)，參照?qǐng)D3(b)所說明的等價(jià)磁流源在1波長(zhǎng)以上，產(chǎn)生分段波瓣。
在任一頻率中，天線10，在天線下面?zhèn)然旧喜话l(fā)射電波，而在天線上面?zhèn)劝l(fā)射非常強(qiáng)的電波，特別是在天線斜橫方向上的方向強(qiáng)。即，由于包圍天線元件13的周圍的側(cè)面導(dǎo)體14以及接地導(dǎo)體11的作用，在天線下面?zhèn)?，?Z方向上的發(fā)射減小。具有有關(guān)特性的天線10，例如可以在長(zhǎng)廊等細(xì)長(zhǎng)的室內(nèi)空間中使用是非常有效的。
進(jìn)一步，在天線10中，由于為發(fā)射電波的開口部16、17在天線上面形成，作為發(fā)射源的天線元件13由接地導(dǎo)體11和側(cè)面導(dǎo)體14所包圍，所以在天線側(cè)面方向以及天線下面方向(即配置環(huán)境)對(duì)發(fā)射電波的影響小。即，當(dāng)將天線10設(shè)置在室內(nèi)的頂部上的設(shè)置面上時(shí)，天線被埋入在設(shè)置面內(nèi)部，讓天線上面面向發(fā)射空間，可以設(shè)置成與設(shè)置面成一平面。這樣，從設(shè)置面上可以沒有凸出物，成為不引人注意的好天線。又，即使天線本體不可能埋入在設(shè)置面內(nèi)部時(shí)，也可以減少?gòu)脑O(shè)置面凸出的物體，成為不引人注意的天線。
又，進(jìn)一步，由于天線10具有相對(duì)于相互垂直的2個(gè)平面(ZY平面以及ZX平面)為對(duì)稱構(gòu)造，從天線10發(fā)射的電波的方向性也相對(duì)于上述2平面是對(duì)稱的。
如上所述，有關(guān)本實(shí)施例1的天線10，是比較簡(jiǎn)單并且小型的構(gòu)造，可以在任意2個(gè)以上的頻率產(chǎn)生共振，具有所希望的方向性。
此外，在實(shí)施例1中，雖然是以天線10具有相對(duì)于ZY平面、ZX平面為對(duì)稱結(jié)構(gòu)的情況為例進(jìn)行了說明，但并不限定于此，為了獲得所希望的發(fā)射方向性或者輸入阻抗特性，天線，例如也可以是只相對(duì)于ZY平面對(duì)稱，或者，是相對(duì)于ZY平面以及ZX平面為非對(duì)稱結(jié)構(gòu)。又，為發(fā)射電波的開口部16以及17、接地導(dǎo)體11或者頂部導(dǎo)體15、側(cè)面導(dǎo)體14可以分別具有只相對(duì)于ZY平面對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，或者相對(duì)于ZY平面以及ZX平面為對(duì)稱結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步，也可以是這些的組合，通過讓天線具有這樣的對(duì)稱結(jié)構(gòu)，成為對(duì)于發(fā)射對(duì)象空間最適合的發(fā)射方向性。
又，在實(shí)施例1中，作為頻率選擇電路19雖然以采用LC并聯(lián)電路的情況為例進(jìn)行了說明，但并不限定于此，例如，為了獲得所希望的特性，作為頻率選擇電路19，也可以采用低通濾波器，切換開關(guān)。通過采用低通濾波器，與LC并聯(lián)電路與相比較，可以讓通過時(shí)和遮斷時(shí)的頻率特性等陡峭，可以進(jìn)行頻率間隔近的頻率選擇。另一方面，通過采用切換開關(guān)，可以針對(duì)時(shí)分割方式的不同動(dòng)作頻率的不同系統(tǒng)，讓天線動(dòng)作。這時(shí)，對(duì)于不動(dòng)作的系統(tǒng)的動(dòng)作頻率，不需要抑制濾波器，或者可以獲得減輕的效果。
進(jìn)一步，在實(shí)施例1中，雖然是以接地導(dǎo)體11、側(cè)面導(dǎo)體14以及頂部導(dǎo)體15相互電連接的情況為例進(jìn)行了說明，但并不限定于此，為了獲得所希望的發(fā)射方向性以及輸入阻抗特性，天線，例如，也可以是頂部導(dǎo)體15和側(cè)面導(dǎo)體14為電斷開的構(gòu)造，或者接地導(dǎo)體11和側(cè)面導(dǎo)體14為電斷開的構(gòu)造，或者接地導(dǎo)體11、側(cè)面導(dǎo)體14以及頂部導(dǎo)體15之間為電斷開的構(gòu)造。
又進(jìn)一步，在實(shí)施例1中，雖然是以形成2個(gè)開口部16、17的情況為例進(jìn)行了說明，但并不限定于此，為了獲得所希望的發(fā)射方向性以及輸入阻抗特性，天線可以是只形成1個(gè)開口部的構(gòu)造，或者形成3個(gè)以上開口部的構(gòu)造。
又進(jìn)一步，在實(shí)施例1中，雖然是以開口部16、17為長(zhǎng)方形的情況為例進(jìn)行了說明，但并不限定于此，為了獲得所希望的發(fā)射方向性以及輸入阻抗特性，例如，天線也可以是開口部為圓形、正方形、多角形、橢圓形、半圓形以及這些形狀的組合的構(gòu)造，或者其他形狀的構(gòu)造。特別是，當(dāng)開口部是以圓形或者橢圓形或者曲面形成時(shí)，通過減少天線的導(dǎo)體部分的角部，減少角部的衍射效果，可以獲得針對(duì)發(fā)射方向性抑制從天線發(fā)射的電波的交叉偏波變換損失的效果。
又進(jìn)一步，在實(shí)施例1中，雖然是以開口部16、17形成在天線上面的情況為例進(jìn)行了說明，但并不限定于此，為了獲得所希望的發(fā)射方向性以及輸入阻抗特性，例如，天線也可以是讓開口部形成在側(cè)面導(dǎo)體14的構(gòu)造，或者開口部形成在接地導(dǎo)體11的構(gòu)造，或者是這些組合的構(gòu)造。
又進(jìn)一步，在實(shí)施例1中，雖然是以接地導(dǎo)體11以及頂部導(dǎo)體15為長(zhǎng)方形的情況為例進(jìn)行了說明，但并不限定于此，為了獲得所希望的發(fā)射方向性以及輸入阻抗特性，例如，天線也可以是接地導(dǎo)體11以及頂部導(dǎo)體15為其他多角形、半圓形或者這些形狀的組合或者其他形狀的構(gòu)造。特別是，當(dāng)接地導(dǎo)體11以及頂部導(dǎo)體15是以圓形、橢圓形或者曲面形成的其他形狀時(shí)，通過減少天線的導(dǎo)體部分的角部，減少角部的衍射效果，可以獲得針對(duì)發(fā)射方向性抑制從天線發(fā)射的電波的交叉偏波變換損失的效果。
當(dāng)將天線設(shè)置在頂部等的設(shè)置面上時(shí)，為了不讓天線引人注意，天線的形狀希望與棚頂?shù)木植炕蛘叻块g的形狀對(duì)齊，由于棚頂?shù)木植炕蛘叻块g的形狀是固定的，如果天線的形狀為長(zhǎng)方形或者多角形，天線在設(shè)置方向上會(huì)產(chǎn)生限制。對(duì)此，特別是如果成為天線下面的接地導(dǎo)體為圓形，在將天線設(shè)置在設(shè)置面上時(shí)，不需要考慮棚頂?shù)木植炕蛘叻块g的形狀就可以設(shè)置天線。
又進(jìn)一步，在實(shí)施例1中，雖然是以側(cè)面導(dǎo)體14相對(duì)于接地導(dǎo)體11垂直的情況為例進(jìn)行了說明，但并不限定于此，為了獲得所希望的發(fā)射方向性以及輸入阻抗特性，天線也可以是側(cè)面導(dǎo)體14相對(duì)于接地導(dǎo)體11以一定角度傾斜的構(gòu)造。
又進(jìn)一步，在實(shí)施例1中，雖然是以側(cè)面導(dǎo)體14沿接地導(dǎo)體11的輪廓形成的情況為例進(jìn)行了說明，但并不限定于此，為了獲得所希望的發(fā)射方向性以及輸入阻抗特性，天線也可以是側(cè)面導(dǎo)體14比接地導(dǎo)體大的構(gòu)造或者小的構(gòu)造，或者是比頂部導(dǎo)體大的構(gòu)造或者小的構(gòu)造。
又進(jìn)一步，在實(shí)施例1中，也可能出現(xiàn)在第1共振頻率f1或者第2共振頻率f2不能獲得充分的阻抗匹配的頻率的組合的情況。對(duì)此，可以考慮圖9所示的天線21。在該天線21中，是在有關(guān)實(shí)施例1的天線10構(gòu)成的基礎(chǔ)上，在接地導(dǎo)體11上設(shè)置一對(duì)匹配導(dǎo)體22、22。這樣，可以獲得天線21的阻抗與輸電線路(圖中未畫出)的阻抗之間的匹配。又，特別是在阻抗低的情況下，如圖10所示的天線24，匹配導(dǎo)體22和天線元件13之間通過導(dǎo)體25連接，以提高阻抗，獲得良好的匹配狀態(tài)。
又進(jìn)一步，通過頻率組合，只想調(diào)整f1或者f2的阻抗時(shí)，對(duì)此，可以考慮圖11所示的天線27。在該天線27中，匹配導(dǎo)體22、22通過頻率選擇電路22a、22b與接地導(dǎo)體11連接，依據(jù)該構(gòu)成，可以只調(diào)整f1或者f2的阻抗。具體講，只想讓f1改變時(shí)，即不想讓f2有大的變化，可以通過調(diào)整頻率選擇電路22a、22b讓在f1時(shí)為低阻抗，而在f2時(shí)為斷開。相反，只想讓f2改變時(shí)，即不想讓f1有大的變化，可以通過調(diào)整頻率選擇電路22a、22b讓在f2時(shí)為低阻抗，而在f1時(shí)為斷開。
又進(jìn)一步，在實(shí)施例1中，雖然是以開口部16、17的開口面積為一定的情況為例進(jìn)行了說明，但并不限定于此，如圖12所示，天線也可以是在開口部16、17上設(shè)置可改變開口面積的開口面積可變裝置23的構(gòu)造。該開口面積可變裝置23由可以在開口部16、17上滑動(dòng)的導(dǎo)體板構(gòu)成，通過讓該導(dǎo)體板滑動(dòng)，可以改變開口部16、17的開口面積。這樣，改變天線的發(fā)射方向性，獲得所希望的發(fā)射方向性。
又進(jìn)一步，在實(shí)施例1中，雖然天線元件13由直線導(dǎo)體構(gòu)成，也可以由其他天線元件構(gòu)成。例如，作為天線元件，可以采用由螺旋狀的導(dǎo)體線構(gòu)成的螺旋型天線元件。這時(shí)，天線元件變得小型、高度低，即可以實(shí)現(xiàn)天線的小型化和低高度化。
又進(jìn)一步，在實(shí)施例1中，雖然是以天線元件13與頂部導(dǎo)體15直接連接的情況為例進(jìn)行了說明，但并不限定于此，例如，采用如13所示的天線28也可以。在該天線28中，天線元件13在其另一端側(cè)，與其他部分孤立的頂部導(dǎo)體15的一部分(以符號(hào)29表示，以下稱為孤立部分)直接連接，同時(shí)頂部導(dǎo)體15的孤立部分29和其他部分通過頻率選擇電路19相互連接(所謂自頂裝入型)。依據(jù)這樣的構(gòu)成，可以調(diào)整共振頻率f2。
又，有關(guān)實(shí)施例1的天線10配置成陣列狀，可以構(gòu)成相控陣天線或者自適應(yīng)天線陣列。這時(shí)，可以進(jìn)一步控制發(fā)射電波的方向性。
比外，這些在實(shí)施例1中所述的變形例，也可以使用在后面說明的以下，說明本發(fā)明的其他實(shí)施例。在以下，和上述實(shí)施例1相同的部分，采用相同的符號(hào)，并省略其說明。
該天線30具有和有關(guān)上述實(shí)施例1的天線10的構(gòu)成大致相同的構(gòu)成，在該實(shí)施例2中，進(jìn)一步，在頂部導(dǎo)體15中，在上述天線13和頂部導(dǎo)體15連接部的周圍，形成略環(huán)狀的貫通孔34。然后，構(gòu)成貫通孔34的頂部導(dǎo)體15的內(nèi)緣部和外緣部通過頻率選擇電路35連接。此外，在此，對(duì)于供電部18的詳細(xì)情況，由于和有關(guān)上述實(shí)施例1的天線10的構(gòu)成相同，可以參照?qǐng)D2。
具有有關(guān)構(gòu)成的天線30和上述第1實(shí)施例的天線相同，可以以多個(gè)頻率(在實(shí)施例2中為3個(gè)頻率)動(dòng)作。為了說明天線30的動(dòng)作，假定是將頻率選擇電路19、35置換為導(dǎo)體的天線(以下稱為天線A)，設(shè)該天線的共振頻率為f1。又，假定是將頻率選擇電路35去除的天線(以下稱為天線B)，設(shè)該天線的共振頻率為f2。進(jìn)一步，假定是將頻率選擇電路19去除的天線(以下稱為天線C)，設(shè)該天線的共振頻率為f3。
這時(shí)，按照頻率低的順序?yàn)閒1、f2、f3。天線C可以認(rèn)為是具有在天線A中由在天線元件13和頂部導(dǎo)體15之間的間隙20形成的電容串聯(lián)連接的構(gòu)造。這樣，天線A和天線C具有相互不同的共振頻率。又，天線B可以認(rèn)為是具有在天線A中由貫通孔34的間隙在頂部導(dǎo)體15中串聯(lián)連接電容的構(gòu)造。因此，通過變化該貫通孔34的大小，即，處于貫通孔34內(nèi)側(cè)的頂部導(dǎo)體15的大小，可以以f1、f2以及f3之間的任意頻率共振。這樣，天線A、天線B和天線C具有相互不同的共振頻率。
頻率選擇電路35具有在f1為低阻抗、在f2為高阻抗的特性。又頻率選擇電路19具有在f1、f2為低阻抗、在f3為高阻抗的特性。采用該頻率選擇電路19、35，天線30采用一種構(gòu)成，就可以成為在f1、f2、f3的3個(gè)頻率動(dòng)作的天線。
又，在天線30中，由于為發(fā)射電波的開口部16、17在天線上面形成，作為發(fā)射源的天線元件13由接地導(dǎo)體11和側(cè)面導(dǎo)體14所包圍，所以在天線側(cè)面方向以及天線下面方向(即配置環(huán)境)對(duì)發(fā)射電波的影響小。即，當(dāng)將天線30設(shè)置在室內(nèi)的頂部上的設(shè)置面上時(shí)，天線被埋入在設(shè)置面內(nèi)部，讓天線上面面向發(fā)射空間，可以設(shè)置成與設(shè)置面成一平面。這樣，從頂部可以沒有凸出物，成為不引人注意的好天線。又，即使天線本體不可能埋入在設(shè)置面內(nèi)部時(shí)，也可以減少?gòu)脑O(shè)置面凸出的物體，成為不引人注意的天線。
又，進(jìn)一步，在該實(shí)施例2中，由于天線30具有相對(duì)于相互垂直的2個(gè)平面(ZY平面以及ZX平面)為對(duì)稱構(gòu)造，從天線30發(fā)射的電波的方向性也相對(duì)于上述2平面是對(duì)稱的。
如上所述，有關(guān)本實(shí)施例2的天線30，是比較簡(jiǎn)單并且小型的構(gòu)造，可以在任意3個(gè)以上的頻率產(chǎn)生共振，具有所希望的方向性。
然而，在有關(guān)上述實(shí)施例1的天線10中，在頻率f2處，XY平面的方向性是會(huì)產(chǎn)生分段波瓣的構(gòu)造。這樣，f1的XY平面的方向性和f2的XY平面的方向性完全不同時(shí)，在構(gòu)成系統(tǒng)上，結(jié)果適合f1的方向性的天線配置與適合f2的方向性的天線配置不同。有可能損失在多個(gè)頻率上動(dòng)作的天線的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)此，在天線40中，以抑制f2中f2中控制分段波瓣的目的，設(shè)置了電場(chǎng)調(diào)節(jié)體46a、46b、46c、46d。依據(jù)有關(guān)構(gòu)成，在f2中可以改變開口部的電場(chǎng)分布，可以抑制分段波瓣。即該善f2的方向性。
對(duì)于天線40的尺寸設(shè)定，和有關(guān)上述實(shí)施例1的天線10的構(gòu)成相同，可以適用于參照?qǐng)D4所說明的尺寸設(shè)定。又，電場(chǎng)調(diào)節(jié)體46a、46b、46c、46d高度設(shè)定為0.16×λ2，配置在接地導(dǎo)體11上，分別在X方向與原點(diǎn)上的供電點(diǎn)12偏離±0.32×λ2、在Y方向偏離±0.5×λ2的位置上(共計(jì)4點(diǎn))，其另一端側(cè)與頂部導(dǎo)體15連接。作為供電部18中的頻率選擇電路19，采用共振頻率為f2的LC并聯(lián)電路。天線40的共振頻率的設(shè)計(jì)值為f1以及f2。
圖16為表示這樣進(jìn)行尺寸設(shè)定的天線40的發(fā)射方向性。在圖16(a)中，表示f1時(shí)的發(fā)射方向性，而在圖16(b)中，表示f2時(shí)的發(fā)射方向性。發(fā)射方向性的刻度為1間隔為10dB，單位是以采用相對(duì)于點(diǎn)波源的發(fā)射電力的增益的dBi。如圖16所示，在天線40中，在f1和f2的兩頻率上抑制了指向Y方向的電波發(fā)射，而增強(qiáng)了指向X方向的電波發(fā)射。這樣，即使在f2中也可以抑制分段波瓣。又，在天線40中，在任一頻率中，在天線下面?zhèn)然旧喜话l(fā)射電波，而在天線上面?zhèn)劝l(fā)射非常強(qiáng)的電波，特別是在天線斜橫方向上的方向強(qiáng)。即，由于包圍天線元件13的周圍的側(cè)面導(dǎo)體14以及接地導(dǎo)體11的作用，在天線下面?zhèn)?，?Z方向上的發(fā)射減小。具有有關(guān)特性的天線40，例如可以在長(zhǎng)廊等細(xì)長(zhǎng)的室內(nèi)空間中使用是非常有效的。
如上所述，有關(guān)本實(shí)施例3的天線40，是比較簡(jiǎn)單并且小型的構(gòu)造，可以在任意2個(gè)以上的頻率產(chǎn)生共振，具有所希望的方向性，進(jìn)一步，安定的天線構(gòu)成，可以抑制分段波瓣。
此外，作為有關(guān)實(shí)施例3以及4的天線40以及50，雖然是以頻率選擇電路51a、51b、51c、51d介入到電場(chǎng)調(diào)節(jié)體46a、46b、46c、46d和頂部導(dǎo)體15之間的情況為例進(jìn)行了說明，但并不限定于此，天線也可以是頻率選擇電路介入到電場(chǎng)調(diào)節(jié)體和接地導(dǎo)體11之間的構(gòu)造，或者頻率選擇電路在電場(chǎng)調(diào)節(jié)體和頂部導(dǎo)體之間、與在電場(chǎng)調(diào)節(jié)體和接地導(dǎo)體之間均介入的構(gòu)造。
又，作為天線40以及50，雖然是以4條電場(chǎng)調(diào)節(jié)導(dǎo)體相對(duì)于供電點(diǎn)對(duì)稱配置的器的情況為例進(jìn)行了說明，但并不限定于此，為了獲得所希望的發(fā)射方向性以及共振頻率，電場(chǎng)調(diào)節(jié)導(dǎo)體的條數(shù)也可以不是4條，并且其配置也可以是非對(duì)稱的。實(shí)施例5圖20為表示有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例5的天線的構(gòu)成的斜視圖。該天線60具有和有關(guān)上述實(shí)施例1的天線10的構(gòu)成大致相同的構(gòu)成，在該實(shí)施例5中，進(jìn)一步，在接地導(dǎo)體11和側(cè)面導(dǎo)體14以及頂部導(dǎo)體15所包圍的框體的內(nèi)部空間中填充電介質(zhì)62。天線60的動(dòng)作和有關(guān)上述實(shí)施例1的天線10的動(dòng)作相同。
對(duì)于有關(guān)實(shí)施例1的天線10，希望能有進(jìn)一步不引人注意的高度。為此，在實(shí)施例5中，通過在接地導(dǎo)體11和側(cè)面導(dǎo)體14以及頂部導(dǎo)體15所包圍的空間中填充電介質(zhì)，可以將天線制成小型、高度低的構(gòu)造。在此相對(duì)于真空的介電常數(shù)ε0，設(shè)電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)為εr，則電介質(zhì)內(nèi)的波長(zhǎng)是真空中的波長(zhǎng)的1/(εr)倍。由于εr大于1，在電介質(zhì)內(nèi)的波長(zhǎng)短。這樣，可以實(shí)現(xiàn)天線本體的小型化、低高度化。
在天線60中，沒有必要擔(dān)心從設(shè)置在天線上面的開口部16、17向天線內(nèi)部進(jìn)入含濕氣和灰塵多的空氣，而有可能使得天線的特性劣化，可以長(zhǎng)期穩(wěn)定，確保其可靠性。
又，雖然圖中沒有特別畫出，頂部導(dǎo)體15以及接地導(dǎo)體11是由電介質(zhì)基板上的金屬模樣所形成，同時(shí)側(cè)面導(dǎo)體14也可以由導(dǎo)體通路形成。依據(jù)有關(guān)構(gòu)成，具有開口部16、17的頂部導(dǎo)體15，可以通過蝕刻加工等工作精度高的加工法制作而成，其結(jié)果，可以提高天線的制作精度，降低批量生產(chǎn)的成本。
進(jìn)一步，在這種情況下，也可以只讓形成開口部16、17的導(dǎo)體面由電介質(zhì)基板構(gòu)成。具體講，使用單面貼有金屬箔的電介質(zhì)基板，導(dǎo)體部分由基板上的金屬箔形成，開口部16、17通過將金屬箔除去后形成。這時(shí)，電介質(zhì)板成為蓋，可以抑制由進(jìn)入到天線內(nèi)部的含濕氣和灰塵多的空氣使得天線的特性劣化的情況發(fā)生，可以長(zhǎng)期穩(wěn)定，確保其可靠性。進(jìn)一步，導(dǎo)體和開口部可以通過蝕刻加工等工作精度高的加工法制作而成，可以提高天線的制作精度，降低批量生產(chǎn)的成本。這時(shí)，由于并不是在接地導(dǎo)體11和側(cè)面導(dǎo)體14以及頂部導(dǎo)體15所包圍的整個(gè)空間中填充電介質(zhì)，所以可以獲得天線輕的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)施例6圖21為表示有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例6的天線的構(gòu)成的斜視圖。
該天線70具有和有關(guān)上述實(shí)施例2的天線30的構(gòu)成大致相同的構(gòu)成，在該實(shí)施例6中，在頂部導(dǎo)體15中，形成以上述天線元件13的前端部為中心的同心圓狀的多個(gè)環(huán)狀的貫通孔71a、71b、71c。構(gòu)成貫通孔71a、71b、71c的頂部導(dǎo)體15的內(nèi)緣部和外緣部，通過頻率選擇電路72a、72b、72c連接。
此外，對(duì)于供電部18的詳細(xì)，和有關(guān)上述實(shí)施例1的天線10的構(gòu)成相同，如圖2所示，在天線元件13與構(gòu)成孔部15e的頂部導(dǎo)體15的外緣部之間通過頻率選擇電路19連接。
具有有關(guān)構(gòu)成的天線70，通過采用4個(gè)頻率選擇電路19、72a、72b、72c，在1個(gè)天線構(gòu)成中，成為可以在5個(gè)頻率動(dòng)作的天線。又，在實(shí)施例6中，由于天線70具有相對(duì)于相互垂直的2個(gè)平面(ZY平面以及ZX平面)為對(duì)稱構(gòu)造，從天線70發(fā)射的電波的方向性也相對(duì)于上述2平面是對(duì)稱的。
如上所述，有關(guān)本實(shí)施例6的天線70，是比較簡(jiǎn)單并且小型的構(gòu)造，可以在任意5個(gè)以上的頻率產(chǎn)生共振，具有所希望的方向性。
此外，在實(shí)施例6中，雖然是以在頂部導(dǎo)體15的中心周圍，設(shè)置3組環(huán)狀的貫通孔以及頻率選擇電路，天線的共振頻率為5個(gè)的情況為例進(jìn)行了說明，但并不限定于此，通過設(shè)置這以上的貫通孔以及頻率選擇電路，可以實(shí)現(xiàn)在更多的頻率下共振的天線。
一般，裝備了收發(fā)電路81的天線80，如圖23所示，通過信號(hào)傳送電纜87，與進(jìn)行基帶信號(hào)處理的控制部88連接?？刂撇?8，作為其基本動(dòng)作，將天線80所接收到的高頻信號(hào)解調(diào)，從中抽出傳送來的基帶信號(hào)，又，另一方面，基帶信號(hào)是將其振幅、頻率、以及相位經(jīng)過解調(diào)后傳送給天線80。
圖24為表示收發(fā)電路81的構(gòu)成的方框圖。收發(fā)電路81具有包括濾波開關(guān)84以及頻帶相互不同的2個(gè)濾波器85a、85b的濾波器切換電路83和發(fā)射用放大器86A以及接收用放大器86B。對(duì)于收發(fā)電路81所安裝的天線元件13，與濾波器切換電路83內(nèi)的濾波器開關(guān)84連接。在濾波器切換電路83中，濾波器開關(guān)84，例如以一定時(shí)間周期交互切換濾波器85a、85b，讓其與天線元件13連接。通過采用濾波器切換電路83，根據(jù)濾波器開關(guān)的切換動(dòng)作，可以改變作為收發(fā)對(duì)象的信號(hào)的頻率，可以覆蓋各種頻率以及頻帶。
在具有有關(guān)構(gòu)成的收發(fā)電路81中，發(fā)射時(shí)，從控制部88(參照?qǐng)D23)通過發(fā)射用的信號(hào)傳送電纜87A傳送來的信號(hào)，由發(fā)射用放大器86A進(jìn)行放大，輸入到濾波器切換電路83中。在濾波器切換電路83中，作為與天線元件13連接的濾波器，由濾波器開關(guān)84，選擇切換濾波器85a以及85b中的任一個(gè)，通過所選擇的濾波器，與該濾波器的頻帶對(duì)應(yīng)的信號(hào)，從輸入信號(hào)中取出。然后，將所取出的信號(hào)傳送給天線元件13。
又，另一方面，在接收時(shí)，從天線元件13接收到的信號(hào)中，在濾波器切換電路83通過由濾波器開關(guān)84所選擇的濾波器，取出與該濾波器的頻帶對(duì)應(yīng)的信號(hào)，由放大器86B進(jìn)行放大，然后通過接收用信號(hào)傳送電纜87傳送給控制部88(參照?qǐng)D23)。
作為裝備在天線中的收發(fā)電路，也可以采用不同于圖24的其他構(gòu)成。例如，也可以采用具有可改變信號(hào)的頻率的高頻IC的收發(fā)電路。這時(shí)，通過頻率變換，獲得具有所希望的頻率的信號(hào)。進(jìn)一步，參照?qǐng)D25～29，說明不同于圖24的構(gòu)成的收發(fā)電路的構(gòu)成的例子。
在圖25所示的收發(fā)電路91中，在濾波器切換電路83中，設(shè)置有頻帶相互不同的4個(gè)濾波器85a、85b、85c、85d，同時(shí)分別設(shè)置2個(gè)發(fā)射用放大器86A、86A’以及接收用放大器86B、86B’。發(fā)射用放大器86A、86A’具有相互不同的放大倍數(shù)。同樣，接收用放大器86B、86B’也具有相互不同的放大倍數(shù)。發(fā)射用放大器86A、86A’以及接收用放大器86B、86B’分別與發(fā)射用信號(hào)傳送電纜87A、87A’以及接收用信號(hào)傳送電纜87B、87B’連接。
依據(jù)有關(guān)收發(fā)電路91，針對(duì)發(fā)射用以及接收用的各個(gè)情況，通過設(shè)置具有相互不同放大倍數(shù)的放大器，在發(fā)射時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)各種強(qiáng)度的發(fā)射電波，又在接收時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)從不同強(qiáng)度的接收電波獲得所希望強(qiáng)度的信號(hào)。
另外，也可以用具有相互不同動(dòng)頻率的多個(gè)放大器代替放大器86A、86A’或86B、86B’。這時(shí)，在收發(fā)信號(hào)時(shí)，能實(shí)現(xiàn)各種頻率的電波。
在圖26所示的收發(fā)電路92中，是在圖25所示的收發(fā)電路91的構(gòu)成的基礎(chǔ)上，2個(gè)發(fā)射用放大器86A、86A’通過分配器93A與發(fā)射用線號(hào)傳送電纜87A連接，另一方面，2個(gè)接收用放大器86B、86B’通過合成器93B與接收用信號(hào)傳送電纜87B連接。分配器93A通過信號(hào)傳送電纜87A傳送來的1個(gè)信號(hào)向2個(gè)發(fā)射用放大器86A、86A’分配。合成器93B將來自2個(gè)接收用放大器86B、86B’的2個(gè)信號(hào)合成1個(gè)信號(hào)。
在圖27所示的收發(fā)電路94中，是在圖24所示的收發(fā)電路81的構(gòu)成的基礎(chǔ)上，發(fā)射用放大器86A通過光電二極管95A與發(fā)射用信號(hào)傳送電纜87A連接，另一方面，接收用放大器86B通過激光二極管95B與接收用信號(hào)傳送電纜87B連接。又，在該例中，發(fā)射用以及接收用信號(hào)傳送電纜87A、87B為實(shí)現(xiàn)寬帶內(nèi)低損失的信號(hào)傳送的光纖。光電二極管95A通過光纖87A傳送來的光信號(hào)進(jìn)行光電變換，并輸出給放大器86A。激光二極管95B將接收用放大器86B所輸入的信號(hào)進(jìn)行電光變換后，通過光纖87B輸出。此外，也可以用光電三極管代替光電二極管95A。
在圖28所示的收發(fā)電路96中，是在圖26所示的收發(fā)電路92的構(gòu)成的基礎(chǔ)上，對(duì)應(yīng)于發(fā)射用放大器86A、86A’設(shè)置的分配器93A通過光電二極管95A與發(fā)射用信號(hào)傳送電纜87A連接，另一方面，對(duì)應(yīng)于接收用放大器86B、86B’設(shè)置的合成器93通過激光二極管95B與接收用信號(hào)傳送電纜87B連接。在該例中，和圖26的情況相同，發(fā)射用以及接收用信號(hào)傳送電纜87A、87B是光纖。
在圖29所示的收發(fā)電路97中，對(duì)于分別與圖27以及圖28所示的光電二極管95A以及激光二極管95B連接的發(fā)射用以及接收用光纖87A、87B，設(shè)置光耦合器98。光耦合器98與兩條光纖87A、87B和可雙向傳輸?shù)?條光纖99連接。
通過設(shè)置有關(guān)光耦合器98，在進(jìn)行基帶信號(hào)處理的控制部88(參照?qǐng)D23)和收發(fā)電路97之間的信號(hào)傳輸，可以用1條光纖99進(jìn)行，可以實(shí)現(xiàn)構(gòu)成簡(jiǎn)略化。
另外，上述的收發(fā)電路構(gòu)成的實(shí)例，在后述的實(shí)施例8-10中也可適用通過設(shè)置該蓋子部件102，可以保護(hù)收發(fā)電路81免受外部環(huán)境的影響，抑制由于灰塵以及濕氣對(duì)收發(fā)電路81的影響。又，當(dāng)蓋子部件102由金屬構(gòu)成時(shí)，可以防止天線100收發(fā)的電波影響收發(fā)電路81的動(dòng)作。
圖32為表示有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例10的天線的組裝構(gòu)造的分解斜視圖。天線120具有和上述實(shí)施例9相同的構(gòu)成，在該實(shí)施例10中，進(jìn)一步，在接地導(dǎo)體11的背面?zhèn)仍O(shè)置遮蔽由凸部112所構(gòu)成的空間的蓋子部件121。
通過設(shè)置該蓋子部件121，可以保護(hù)收容在接地導(dǎo)體11的背面?zhèn)壬嫌赏共?12所構(gòu)成的空間內(nèi)的收發(fā)電路81免受外部環(huán)境的影響，抑制由于灰塵以及濕氣對(duì)收發(fā)電路81的影響。又，當(dāng)蓋子部件121由金屬構(gòu)成時(shí)，可以防止天線120收發(fā)的電波影響收發(fā)電路81的動(dòng)作。
此外，本發(fā)明，并不限定于上述實(shí)施例，只要不脫離本發(fā)明的基本精神，可以進(jìn)行各種改善以及設(shè)計(jì)上的變更。
如以上說明，依據(jù)有關(guān)本申請(qǐng)的第1個(gè)發(fā)明，是在天線中，由于具有由成為天線下面的接地導(dǎo)體、與該接地導(dǎo)體對(duì)向配置成為天線上面的頂部導(dǎo)體、和成為天線側(cè)面的側(cè)面導(dǎo)體所構(gòu)成的框體，設(shè)置在上述框體的一部分上為發(fā)射電波而開口的至少1個(gè)開口部，配置在上述接地導(dǎo)體上、從外部通過給定的供電線路進(jìn)行電力供給的供電點(diǎn)，其一端側(cè)與上述供電點(diǎn)連接、而另一端側(cè)通過給定的頻率選擇電路與上述頂部導(dǎo)體連接、同時(shí)由側(cè)面導(dǎo)體包圍其周圍的天線元件，所以可以獲得比較簡(jiǎn)單并且小型化的構(gòu)造，在多個(gè)任一頻率上共振，獲得所希望的發(fā)射方向性。
又，依據(jù)有關(guān)本申請(qǐng)的第2個(gè)發(fā)明，由于進(jìn)一步在上述頂部導(dǎo)體上，在上述天線元件和頂部導(dǎo)體的連接部周圍形成有略環(huán)狀的貫通孔，構(gòu)成該貫通孔的頂部導(dǎo)體的內(nèi)緣部和外緣部在天線元件和頂部導(dǎo)體的連接部中通過介入與上述頻率選擇電路不同的頻率選擇電路進(jìn)行連接，所以天線至少可以在3個(gè)以上的頻率上共振，對(duì)應(yīng)各頻率，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)發(fā)射方向性。
進(jìn)一步，依據(jù)有關(guān)本申請(qǐng)的第3個(gè)發(fā)明，由于上述略環(huán)狀的貫通孔有多個(gè)形成為同心圓狀，構(gòu)成各貫通孔的頂部導(dǎo)體的內(nèi)緣部和外緣部分別通過各自的頻率選擇電路進(jìn)行連接，天線可以在更多的頻率上共振，對(duì)應(yīng)各頻率，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)發(fā)射方向性。
又進(jìn)一步，依據(jù)有關(guān)本申請(qǐng)的第4個(gè)發(fā)明，由于上述框體在XYZ直角坐標(biāo)系中，上述頂部導(dǎo)體位于XY平面上，上述供電點(diǎn)位于原點(diǎn)，上述接地導(dǎo)體和頂部導(dǎo)體以及側(cè)面導(dǎo)體具有相對(duì)于ZY平面的對(duì)稱結(jié)構(gòu)，同時(shí)設(shè)置在上述框體上的開口部配置成相對(duì)于ZY平面對(duì)稱，所以在天線中，可以獲得相對(duì)于ZY平面對(duì)稱的電波發(fā)射方向性。
又進(jìn)一步，依據(jù)有關(guān)本申請(qǐng)的第5個(gè)發(fā)明，由于上述進(jìn)一步上述框體在XYZ直角坐標(biāo)系中，上述接地導(dǎo)體和頂部導(dǎo)體以及側(cè)面導(dǎo)體具有相對(duì)于ZX平面的對(duì)稱結(jié)構(gòu)，同時(shí)設(shè)置在上述框體上的開口部配置成相對(duì)于ZX平面對(duì)稱，所以在天線中，可以獲得相對(duì)于ZY以及ZX平面兩方對(duì)稱的電波發(fā)射方向性。
又進(jìn)一步，依據(jù)有關(guān)本申請(qǐng)的第6個(gè)發(fā)明，由于上述頻率選擇電路由并聯(lián)共振電路構(gòu)成，所以可以獲得在多個(gè)頻率處發(fā)射損失小的良好的阻抗特性。
又進(jìn)一步，依據(jù)有關(guān)本申請(qǐng)的第7個(gè)發(fā)明，由于上述頻率選擇電路由低通濾波器構(gòu)成，和共振并聯(lián)電路相比較，所以可以讓通過時(shí)和遮斷時(shí)的頻率特性更加陡峭，可以進(jìn)行頻率間隔近的頻率選擇。
又進(jìn)一步，依據(jù)有關(guān)本申請(qǐng)的第8個(gè)發(fā)明，由于上述頻率選擇電路由切換開關(guān)構(gòu)成，所以可以針對(duì)時(shí)分割方式的不同動(dòng)作頻率的不同系統(tǒng)讓天線動(dòng)作，對(duì)于不動(dòng)作的系統(tǒng)的動(dòng)作頻率不需要抑制濾波器或者降低這種需要。
又進(jìn)一步，依據(jù)有關(guān)本申請(qǐng)的第9個(gè)發(fā)明，由于匹配導(dǎo)體與上述接地導(dǎo)體電連接，所以可以獲得天線的阻抗和供電線路的阻抗的匹配。
又進(jìn)一步，依據(jù)有關(guān)本申請(qǐng)的第10個(gè)發(fā)明，由于上述匹配導(dǎo)體通過介入頻率選擇電路與接地導(dǎo)體連接，所以可以只讓所希望的頻率的阻抗變化來進(jìn)行調(diào)整。
又進(jìn)一步，依據(jù)有關(guān)本申請(qǐng)的第11個(gè)發(fā)明，由于上述匹配導(dǎo)體與天線元件電連接，所以特別是阻抗低的情況，可以提高阻抗，獲得良好的匹配狀態(tài)。
又進(jìn)一步，依據(jù)有關(guān)本申請(qǐng)的第12個(gè)發(fā)明，由于上述框體的內(nèi)部空間的一部分或者全部由電介質(zhì)填充，所以不會(huì)擔(dān)心從開口部向天線內(nèi)部灌入濕氣以及灰塵多的空氣而使得天線特性劣化的情況發(fā)生，可以長(zhǎng)期穩(wěn)定，確?？煽啃浴?br> 又進(jìn)一步，依據(jù)有關(guān)本申請(qǐng)的第13個(gè)發(fā)明，上述頂部導(dǎo)體可以通過蝕刻加工等工作精度高的加工法進(jìn)行制作，其結(jié)果可以提高天線的制作精度，實(shí)現(xiàn)對(duì)批量生產(chǎn)時(shí)的成本的降低。
又進(jìn)一步，依據(jù)有關(guān)本申請(qǐng)的第14個(gè)發(fā)明，由于設(shè)置有為改變上述開口部中的電場(chǎng)分布的電場(chǎng)調(diào)節(jié)導(dǎo)體，所以可以抑制天線內(nèi)的分段波瓣。
又進(jìn)一步，依據(jù)有關(guān)本申請(qǐng)的第15個(gè)發(fā)明，由于上述電場(chǎng)調(diào)節(jié)導(dǎo)體通過介入頻率選擇電路與上述框體連接，所以可以實(shí)現(xiàn)在多個(gè)頻率處均反射損失小，在水平面表示為雙方向特性的天線。
又進(jìn)一步，依據(jù)有關(guān)本申請(qǐng)的第16個(gè)發(fā)明，由于進(jìn)一步包括讓設(shè)置在上述框體上的開口部的開口面積可變的開口面積可變裝置，所以伴隨開口部的變化，而改變天線的發(fā)射方向性，可以獲得所希望的發(fā)射方向性。
又進(jìn)一步，依據(jù)有關(guān)本申請(qǐng)的第17個(gè)發(fā)明，由于成為天線下面的接地導(dǎo)體形成為圓形狀，所以將天線本體設(shè)置在設(shè)置面內(nèi)時(shí)，在不需要考慮棚頂?shù)木植炕蛘叻块g的形狀的情況下，就可以設(shè)置天線。
又進(jìn)一步，依據(jù)有關(guān)本申請(qǐng)的第18個(gè)發(fā)明，由于設(shè)置有為收發(fā)特定頻率或者頻帶的信號(hào)的收發(fā)電路，上述收發(fā)電路，其一端側(cè)與上述天線元件連接，另一端側(cè)連接在與進(jìn)行基帶信號(hào)處理的給定器件聯(lián)絡(luò)的信號(hào)傳送電纜上，所以通過天線元件，可以對(duì)特定頻率或者頻帶的信號(hào)進(jìn)行發(fā)射和接收。
又進(jìn)一步，依據(jù)有關(guān)本申請(qǐng)的第19個(gè)發(fā)明，由于上述收發(fā)電路設(shè)置在上述接地導(dǎo)體上，并且設(shè)置有覆蓋該收發(fā)電路的上面以及側(cè)面的遮蔽導(dǎo)體，所以可以不必?fù)?dān)心天線元件所收發(fā)的電波會(huì)對(duì)上述收發(fā)電路中各構(gòu)成部分的動(dòng)作產(chǎn)生影響。
又進(jìn)一步，依據(jù)有關(guān)本申請(qǐng)的第20個(gè)發(fā)明，由于在上述接地導(dǎo)體上形成有中空的凸部，讓上述收發(fā)電路收容在該凸部?jī)?nèi)而配置在接地導(dǎo)體的背面?zhèn)龋钥梢詫⑸鲜鍪瞻l(fā)電路收容在成為上述框體的外形的范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)天線本體的小型化。
又進(jìn)一步，依據(jù)有關(guān)本申請(qǐng)的第21個(gè)發(fā)明，由于設(shè)置有為覆蓋在接地導(dǎo)體的背面?zhèn)鹊膶?duì)應(yīng)與上述凸部的開口部的遮蔽蓋子，所以可以防止灰塵和濕氣進(jìn)入該空間部?jī)?nèi)，抑制來自外部環(huán)境的對(duì)收容在上述凸部?jī)?nèi)的收發(fā)電路的影響，又，當(dāng)遮蔽蓋子由金屬構(gòu)成時(shí)，可以不必?fù)?dān)心天線元件所收發(fā)的電波會(huì)對(duì)上述收發(fā)電路中各構(gòu)成部分的動(dòng)作產(chǎn)生影響。
又進(jìn)一步，依據(jù)有關(guān)本申請(qǐng)的第22個(gè)發(fā)明，由于上述收發(fā)電路由不需要電源的被動(dòng)元件所構(gòu)成，所以電路本身簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)電路的小型化和低成本化。
又進(jìn)一步，依據(jù)有關(guān)本申請(qǐng)的第23個(gè)發(fā)明，由于上述收發(fā)電路包括針對(duì)收發(fā)對(duì)象的信號(hào)的頻率可變換的高頻IC，所以在天線內(nèi)，通過變換信號(hào)頻率，獲得具有所希望頻率的信號(hào)。
又進(jìn)一步，依據(jù)有關(guān)本申請(qǐng)的第24個(gè)發(fā)明，由于上述收發(fā)電路包括具有特定的帶通頻率的濾波器，所以通過根據(jù)其帶通頻率選擇濾波器，可以獲得需要的頻率信號(hào)。
又進(jìn)一步，依據(jù)有關(guān)本申請(qǐng)的第25個(gè)發(fā)明，由于上述收發(fā)電路具有包括相互不同帶通頻率的多個(gè)濾波器、在這些濾波器中進(jìn)行讓1個(gè)有效的切換動(dòng)作的濾波器開關(guān)的濾波器切換電路，所以根據(jù)濾波器開關(guān)的切換動(dòng)作，可以改變作為收發(fā)對(duì)象的信號(hào)的頻率，可以覆蓋各種頻率或者頻帶。
又進(jìn)一步，依據(jù)有關(guān)本申請(qǐng)的第26個(gè)發(fā)明，通過發(fā)射用放大器和/或接收用放大器，在收發(fā)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)所希望強(qiáng)度的信號(hào)。
又進(jìn)一步，依據(jù)有關(guān)本申請(qǐng)的第27個(gè)發(fā)明，由于設(shè)置有發(fā)射用和/或接收用的相互不同的放大器的多個(gè)放大器，所以在發(fā)射時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)各種強(qiáng)度的發(fā)射電波，又，在接收時(shí)，可以從不同強(qiáng)度的接收電波獲得所希望強(qiáng)度的信號(hào)。
又進(jìn)一步，依據(jù)有關(guān)本申請(qǐng)的第28個(gè)發(fā)明，由于在發(fā)射用和/或接收用設(shè)置具有相互不同的動(dòng)作頻率的多個(gè)放大器，所以，在收發(fā)時(shí)，能實(shí)現(xiàn)各種頻率的電波。
又進(jìn)一步，依據(jù)有關(guān)本申請(qǐng)的第29個(gè)發(fā)明，由于上述多個(gè)發(fā)射用放大器均通過分配器與上述信號(hào)傳送電纜連接，上述分配器讓從該信號(hào)傳送電纜輸入的1個(gè)信號(hào)分支成多個(gè)信號(hào)，輸出給上述多個(gè)發(fā)射用放大器，所以在進(jìn)行基帶信號(hào)處理的器件和收發(fā)電路之間，可以減少信號(hào)傳送電纜的條數(shù)，實(shí)現(xiàn)構(gòu)成簡(jiǎn)單。
又進(jìn)一步，依據(jù)有關(guān)本申請(qǐng)的第30個(gè)發(fā)明，由于上述多個(gè)接收用放大器均通過合成器與上述信號(hào)傳送電纜連接，上述合成器將從上述多個(gè)接收用放大器輸入的多個(gè)信號(hào)合成為1個(gè)信號(hào)，輸出給上述信號(hào)傳送電纜，所以在進(jìn)行基帶信號(hào)處理的器件和收發(fā)電路之間，可以減少信號(hào)傳送電纜的條數(shù)，實(shí)現(xiàn)構(gòu)成簡(jiǎn)單。
又進(jìn)一步，依據(jù)有關(guān)本申請(qǐng)的第31個(gè)發(fā)明，由于設(shè)置有可光電轉(zhuǎn)換的光被動(dòng)元件和/或可電光轉(zhuǎn)換的光能動(dòng)元件，作為上述信號(hào)傳送電纜采用光纖，所以可以實(shí)現(xiàn)寬帶低損失的信號(hào)傳輸。
又進(jìn)一步，依據(jù)有關(guān)本申請(qǐng)的第32個(gè)發(fā)明，由于上述光被動(dòng)元件以及上述光能動(dòng)元件分別通過與其連接的光耦合器與1條光纖連接，所以在進(jìn)行基帶信號(hào)處理的器件和收發(fā)電路之間，可以用1條光纖進(jìn)行信號(hào)傳輸，實(shí)現(xiàn)構(gòu)成簡(jiǎn)單。
權(quán)利要求
1.一種天線，其特征是具有由成為天線下面的接地導(dǎo)體、與該接地導(dǎo)體對(duì)向配置成為天線上面的頂部導(dǎo)體、和成為天線側(cè)面的側(cè)面導(dǎo)體所構(gòu)成的框體，設(shè)置在所述框體的一部分上為發(fā)射電波而開口的至少1個(gè)開口部，配置在所述接地導(dǎo)體上、并從外部通過給定的供電線路進(jìn)行電力供給的供電點(diǎn)，和其一端側(cè)與所述供電點(diǎn)連接、而另一端側(cè)通過給定的頻率選擇電路與所述頂部導(dǎo)體連接、同時(shí)由側(cè)面導(dǎo)體包圍其周圍的天線元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線，其特征是進(jìn)一步在所述頂部導(dǎo)體上，在所述天線元件和頂部導(dǎo)體的連接部周圍形成有略環(huán)狀的貫通孔，構(gòu)成該貫通孔的頂部導(dǎo)體的內(nèi)緣部和外緣部在天線元件和頂部導(dǎo)體的連接部中通過介入與所述頻率選擇電路不同的頻率選擇電路進(jìn)行連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的天線，其特征是把所述略環(huán)狀的貫通孔有多個(gè)形成為同心圓狀，構(gòu)成各貫通孔的頂部導(dǎo)體的內(nèi)緣部和外緣部分別通過各自的頻率選擇電路進(jìn)行連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的天線，其特征是所述框體在XYZ直角坐標(biāo)系中，所述頂部導(dǎo)體位于XY平面上，所述供電點(diǎn)位于原點(diǎn)，所述接地導(dǎo)體和頂部導(dǎo)體以及側(cè)面導(dǎo)體具有相對(duì)于ZY平面的對(duì)稱結(jié)構(gòu)，同時(shí)把設(shè)置在所述框體上的開口部配置成相對(duì)于ZY平面對(duì)稱。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天線，其特征是進(jìn)一步所述框體在XYZ直角坐標(biāo)系中，所述接地導(dǎo)體和頂部導(dǎo)體以及側(cè)面導(dǎo)體具有相對(duì)于ZX平面的對(duì)稱結(jié)構(gòu)，同時(shí)把設(shè)置在所述框體上的開口部配置成相對(duì)于ZX平面對(duì)稱。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的天線，其特征是所述頻率選擇電路由并聯(lián)共振電路構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的天線，其特征是所述頻率選擇電路由低通濾波器構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的天線，其特征是所述頻率選擇電路由切換開關(guān)構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～8中任一項(xiàng)所述的天線，其特征是具有為獲得與所述供電線路的阻抗匹配的匹配導(dǎo)體，該匹配導(dǎo)體與所述接地導(dǎo)體電連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的天線，其特征是所述匹配導(dǎo)體通過介入頻率選擇電路與接地導(dǎo)體連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求9和10所述的天線，其特征是所述匹配導(dǎo)體與天線元件電連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求1～11中任一項(xiàng)所述的天線，其特征是所述框體的內(nèi)部空間的一部分或者全部由電介質(zhì)填充。
13.根據(jù)權(quán)利要求1～12中任一項(xiàng)所述的天線，其特征是所述頂部導(dǎo)體由形成在給定的電介質(zhì)基板上的金屬模樣構(gòu)成。
14.根據(jù)權(quán)利要求1～13中任一項(xiàng)所述的天線，其特征是設(shè)置有為改變所述開口部中的電場(chǎng)分布的電場(chǎng)調(diào)節(jié)導(dǎo)體。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的天線，其特征是所述電場(chǎng)調(diào)節(jié)導(dǎo)體通過介入頻率選擇電路與所述框體連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求1～15中任一項(xiàng)所述的天線，其特征是進(jìn)一步包括讓設(shè)置在所述框體上的開口部的開口面積可變的開口面積可變裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求1～16中任一項(xiàng)所述的天線，其特征是成為天線下面的接地導(dǎo)體形成為圓形狀。
18.根據(jù)權(quán)利要求1～17中任一項(xiàng)所述的天線，其特征是進(jìn)一步設(shè)置有為收發(fā)特定頻率或者頻帶的信號(hào)的收發(fā)電路，所述收發(fā)電路，其一端側(cè)與所述天線元件連接，另一端側(cè)連接在與進(jìn)行基帶信號(hào)處理的給定器件聯(lián)絡(luò)的信號(hào)傳送電纜上。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的天線，其特征是所述收發(fā)電路設(shè)置在框體內(nèi)，并且，設(shè)置有為遮蔽該收發(fā)電路的蓋子部件。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的天線，其特征是在所述接地導(dǎo)體上形成有中空的凸部，所述收發(fā)電路收容在接地導(dǎo)體的背面?zhèn)鹊挠稍撏共繕?gòu)成的空間部?jī)?nèi)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的天線，其特征是設(shè)置有為遮蔽在接地導(dǎo)體的背面?zhèn)鹊挠稍撏共繕?gòu)成的空間部的蓋子部件。
22.根據(jù)權(quán)利要求18～21中任一項(xiàng)所述的天線，其特征是所述收發(fā)電路由不需要電源的被動(dòng)元件所構(gòu)成。
23.根據(jù)權(quán)利要求18～21中任一項(xiàng)所述的天線，其特征是所述收發(fā)電路具有針對(duì)收發(fā)對(duì)象的信號(hào)的頻率可變換的高頻IC。
24.根據(jù)權(quán)利要求18～22中任一項(xiàng)所述的天線，其特征是所述收發(fā)電路包括具有特定的帶通頻率的濾波器
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的天線，其特征是所述收發(fā)電路具有包括相互不同帶通頻率的多個(gè)濾波器和在這些濾波器中進(jìn)行讓1個(gè)有效的切換動(dòng)作的濾波器開關(guān)的濾波器切換電路。
26.根據(jù)權(quán)利要求24以及25所述的天線，其特征是進(jìn)一步設(shè)置有發(fā)射用放大器和/或接收用放大器。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的天線，其特征是設(shè)置有發(fā)射用和/或接收用的相互不同的放大率的多個(gè)放大器。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的天線，其特征在于設(shè)備有在發(fā)射用和/或接收用相互不同的動(dòng)作頻率的多個(gè)放大器。
29.根據(jù)權(quán)利要求27或28所述的天線，其特征是所述多個(gè)發(fā)射用放大器均通過分配器與所述信號(hào)傳送電纜連接，所述分配器讓從該信號(hào)傳送電纜輸入的1個(gè)信號(hào)分支成多個(gè)信號(hào)，輸出給所述多個(gè)發(fā)射用放大器。
30.根據(jù)權(quán)利要求27、28或29所述的天線，其特征是所述多個(gè)接收用放大器均通過合成器與所述信號(hào)傳送電纜連接，所述合成器將從所述多個(gè)接收用放大器輸入的多個(gè)信號(hào)合成為1個(gè)信號(hào)，輸出給所述信號(hào)傳送電纜。
31.根據(jù)權(quán)利要求18～21中任一項(xiàng)所述的天線，其特征是所述信號(hào)傳送電纜為光纖，設(shè)置有與該光纖連接的發(fā)射用可光電轉(zhuǎn)換的光被動(dòng)元件和/或接收用可電光轉(zhuǎn)換的光能動(dòng)元件。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的天線，其特征是所述光被動(dòng)元件以及所述光能動(dòng)元件分別通過與其連接的光耦合器與1條光纖連接。
全文摘要
一種以比較簡(jiǎn)單的構(gòu)成可以在多個(gè)任意頻率上動(dòng)作的天線。在天線中,具有由成為天線下面的接地導(dǎo)體、與該接地導(dǎo)體對(duì)向配置成為天線上面的頂部導(dǎo)體和成為天線側(cè)面的側(cè)面導(dǎo)體所構(gòu)成的框體,設(shè)置在該框體的一部分上為發(fā)射電波而開口的至少1個(gè)開口部,配置在上述接地導(dǎo)體上、通過來自外部的給定的供電線路供給電源的供電點(diǎn),一端側(cè)與上述供電點(diǎn)連接、另一端側(cè)通過頻率選擇電路與上述頂部導(dǎo)體連接同時(shí)由側(cè)面導(dǎo)體包圍其周圍的天線元件。
文檔編號(hào)H01Q9/38GK1348236SQ01136529
公開日2002年5月8日 申請(qǐng)日期2001年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月13日
發(fā)明者山本溫, 巖井浩, 小川晃一 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社