專利名稱：一種天線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種至少備有2個M型天線的M型天線裝置。
在圖24中，以往的天線裝置具有由位于XY平面上的底面的接地導體111、設(shè)在上表面上的3個矩形狀的上表面導體115a、115b、115c和4個側(cè)面導體114形成的矩形框體形狀，在上表面上大約中部的上表面導體115a和上表面導體115b之間形成有矩形開口116，同時在上表面導體115a和上表面導體115c之間形成有矩形開口117。這里，在上表面導體115a的大約中部設(shè)有圓狀的饋電點118。另一方面，在饋電點118正下方的接地導體111上設(shè)有饋電部112，饋電部112的中心導體被接在天線單元113的下端，天線單元113沿垂直方向延伸，其上端位于饋電點118上。
在圖25中，在圓狀的饋電點118中，在上表面導體115a和天線單元113的上端之間形成有間隙120，頻率選擇電路119被連接在其間。在此以往例的天線裝置中，接地導體111、上表面導體115a、115b、115c和4個側(cè)面導體114被導電連接，并相對于ZY平面、ZX平面對稱地構(gòu)成長方體，在上表面上相對于ZY平面對稱地配設(shè)有相同形狀的2個矩形開口116、117，饋電部112被配設(shè)在XY平面的原點上，天線單元113由垂直于XY平面的導線構(gòu)成。
接著，對圖24及圖25所示的天線裝置的動作詳細地進行說明。在此天線裝置中，把頻率選擇電路119換成導體而使間隙120短路時的天線稱為第1天線單元，并把第1天線單元的諧振頻率設(shè)為f1。還有，通過去掉頻率選擇電路119而使間隙120開放時的天線稱為第2天線單元，并把第2天線單元的諧振頻率設(shè)為f2。因此，第1天線單元為天線單元113和上表面導體115a被短路的構(gòu)造，第2天線單元為把基于間隙120的電容串聯(lián)連接在天線單元113和上表面導體115a之間的構(gòu)造。因此，在第1和第2天線中具有不同的諧振頻率。
頻率選擇電路119具有這樣的特性，即在頻率f1時變成低阻抗、在頻率f2時變成高阻抗。當用頻率選擇電路119連接天線單元113和上表面導體115a時，在頻率為f1的條件下頻率選擇電路119變成低阻抗即接近短路的狀態(tài)，作為第1天線工作。還有，在頻率為f2的條件下頻率選擇電路119變成高阻抗即接近開放的狀態(tài)，作為第2天線工作。這樣，此天線裝置變成以1個天線構(gòu)造在第1和第2天線的2個頻率下工作的天線裝置。
圖26為表示圖24的天線裝置的一具體實施例(樣機)的構(gòu)成的立體圖。在此實施例中，頻率f1和頻率f2的關(guān)系可以用下式表示。
f2＝2.6×f1這里，假設(shè)頻率f1的自由空間的波長為λ1、頻率f2的自由空間的波長為λ2。此時，接地導體111具有由長度0.72×λ1和0.56×λ1的兩邊組成的矩形形狀，側(cè)面導體114的高度為0.06×λ1，大約中部的上表面導體115a具有矩形形狀，和X軸平行的邊長為0.26×λ1、和Y軸平行的邊長為0.56×λ1。還有，兩端的上表面導體115b、115c具有矩形形狀，和X軸平行的邊長為0.08×λ1、和Y軸平行的邊長為0.56×λ1，2個矩形開口是這樣的矩形，即和X軸平行的邊長為0.15×λ1、和Y軸平行的邊長為0.56×λ1，以下表示在此天線裝置相對于ZX平面、ZY平面為對稱構(gòu)造時的電特性。
還有，天線單元113為直徑0.015×λ1的導線，單元長度為0.06×λ1。還有，頻率選擇電路119是由LC并聯(lián)電路構(gòu)成的，其諧振頻率為頻率f2，如圖30的史密斯圓圖所示，此頻率選擇電路119在頻率f1時變成低阻抗、在頻率f2時變成高阻抗。舉頻率f2為2.14GHz時的一例說明，LC并聯(lián)電路的阻抗L和靜電容量C的組合作為一例L＝11nH、C＝0.5pF。
圖27(a)為表示在圖26的具體實施例的天線裝置中把頻率選擇電路119換成短路導體時的在第1天線單元上的相對于歸一化頻率f/f1的電壓駐波比(VSWR)特性的曲線圖，圖27(b)為表示在圖26的具體實施例的天線裝置中使頻率選擇電路119處于開放狀態(tài)時的在第2天線單元上的相對于歸一化頻率f/f2的電壓駐波比(VSWR)特性的曲線圖，圖27(c)為表示在圖26的具體實施例的天線裝置中相對于在備有頻率選擇電路119的天線裝置中的頻率的電壓駐波比(VSWR)特性的曲線圖。這里假設(shè)被連接在該天線裝置的饋電部112上的饋電電纜的特性阻抗為50Ω。
圖27(a)表示把頻率選擇電路119換成導體后的第1天線的阻抗特性，并表示以中心頻率f1諧振著。還有，圖27(b)表示去掉頻率選擇電路119后的第2天線的阻抗特性，并表示以中心頻率f2諧振著。在上述任一種天線中，VSWR在2以下的以帶比值表示的頻帶都在10％以上，這表示在寬頻帶范圍內(nèi)反射損失少的良好特性。圖27(c)表示具備了頻率選擇電路119的以往的試制天線的阻抗特性，表示以2個頻率f1、f2諧振著。這樣，此天線裝置可以實現(xiàn)在2個頻率f1、f2下具有反射損失少的良好的阻抗特性的天線裝置。
還有，在此試制的天線裝置中，天線單元113的高度也是0.06×λ1(＝0.16×λ2)，比通常的1/4波長的天線單元的高度還低。這將在天線裝置的上表面導體115a、115b、115c和接地導體111之間產(chǎn)生容性耦合，與在天線單元113的上端設(shè)置容性負載等價，可以減低天線裝置的高度。
圖28(a)為表示在圖26的天線裝置上的頻率f1的水平面的指向特性的曲線圖，圖28(b)為表示在圖26的天線裝置上的頻率f1的垂直平面的指向特性的曲線圖。還有，圖29(a)為表示在圖26的天線裝置上的頻率f2的水平面的指向特性的曲線圖，圖29(b)為表示在圖26的天線裝置上的頻率f2的垂直平面的指向特性的曲線圖。這里，輻射指向特性的標度為每間隔10dB，單位為以偶極天線的增益為基準的dBd。還有，作為表示天線裝置的增益的單位有對點波源的輻射功率的增益的dBi，dBd和dBi之間有如下關(guān)系。
1dBd＝2.15dBi
由圖28及圖29可知，在此天線裝置中，在對頻率f1的XY平面的輻射指向特性中，電波朝Y方向的輻射受到抑制，電波朝X方向的輻射被增強。但是，對于頻率f2的XY平面的輻射指向特性，雖然電波朝Y方向的輻射受到抑制，但在6個方向上強輻射著。這是由于天線裝置的進深為1.43×λ2(＝0.56×λ1)而產(chǎn)生分級波瓣的緣故。還有，在任一頻率下，此天線裝置在天線裝置的底面?zhèn)?從接地導體111向下方向的-Z區(qū)域)幾乎不輻射電波，在從天線裝置的上表面向上方向的+Z區(qū)域輻射非常強的電波，特別是在天線裝置的斜橫方向上指向特性比較強。也就是說，借助于包圍天線單元113的周圍的前面導體115a和接地導體111使得朝向天線裝置的底面?zhèn)燃?Z方向的輻射減小。
還有，此天線裝置在天線裝置的上表面設(shè)有用于輻射電波的矩形開口116、117，作為輻射源的天線單元113被接地導體111和上表面導體115a包圍，因此，由天線裝置的側(cè)面方向及底面方向的天線配設(shè)環(huán)境引起的對輻射電波的影響小。也就是說，如果在室內(nèi)的天花板等上設(shè)置此天線裝置，則可以和室內(nèi)的天花板對齊設(shè)置天線裝置，使之嵌入室內(nèi)的天花板并使天線裝置的上表面成為輻射空間的對面。由此，不會有從天花板凸起的凸起物，成為人眼不易看到的對景觀理想的天線。
這樣，根據(jù)以往的天線裝置的構(gòu)成，由于是薄型構(gòu)造，如果不能把天線嵌入室內(nèi)的天花板中，從天花板凸起的凸起物比較小，成為人眼不易看到的對景觀理想的天線。
還有，在這次呈示的以往例或試制例中表示了此天線裝置相對于ZY平面、ZX平面為對稱構(gòu)造的情形，但在此情況下，來自天線裝置的輻射電波的指向特性具有相對于ZY平面及ZX平面成對稱的效果。如上所述，根據(jù)以往例的天線裝置，可以用簡單的構(gòu)造實現(xiàn)以2個以上的頻率諧振的小型天線。
但是，在圖24所示的以往例的天線裝置中有如下那樣的問題。如上所述，在本構(gòu)造中有可能以2個頻率工作，但所有的諧振頻率都由天線裝置的形狀決定，因此，對諧振頻率的設(shè)計需要高度的設(shè)計技術(shù)。特別是在因多用途導致使用的帶寬為多個的情況下，對天線的設(shè)計需要更高的設(shè)計技術(shù)。因此，在此情況下，必須說，不能容易地自由選擇多個諧振頻率的以往例的構(gòu)造是不適當?shù)摹?br> 與本發(fā)明相關(guān)的M型天線裝置，是具備了包含分別具有相互不同的第1和第2諧振頻率的第1和第2M型天線單元的至少2個M型天線單元、接地導體和饋電部的M型天線裝置，其特征在于上述第1M型天線單元被構(gòu)成為具備有第1傳輸導體、被連接在上述第1傳輸導體的一端和上述接地導體之間的第1輻射導體、被連接在上述第1傳輸導體的中部和上述饋電部之間的第2輻射導體、被連接在上述第1傳輸導體的另一端和上述接地導體之間的第3輻射導體，上述第2M型天線單元被構(gòu)成為具備有第2傳輸導體、被連接在上述第2傳輸導體的一端和上述接地導體之間的第4輻射導體、被連接在上述第2傳輸導體的中部和上述饋電部之間的第5輻射導體、被連接在上述第2傳輸導體的另一端和上述接地導體之間的第6輻射導體。
在上述M型天線裝置中，其特征在于上述第5輻射導體最好和上述第2輻射導體的至少一部分共用。
還有，在上述M型天線裝置中，其特征在于上述第5輻射導體最好和上述第1傳輸導體的一部分共用。
還有，在上述M型天線裝置中，其特征在于最好還具備有一端被接地的、用于調(diào)節(jié)上述M型天線裝置的輸入阻抗的至少1個匹配導體。這里，上述匹配導體之中的至少1個匹配導體的另一端最好被導電連接在上述輻射導體或上述傳輸導體上。
還有，在上述M型天線裝置中，其特征在于最好還具備有一端被接地的、改變上述M型天線裝置的指向特性的至少1個指向特性控制導體。
還有，在上述M型天線裝置中，其特征在于最好還具備有改變上述第1和第2傳輸導體中的至少1個的寬度的導體附加部。
還有，在上述M型天線裝置中，其特征在于最好相對于上述接地導體用電介質(zhì)充填包含上述M型天線單元的至少一部分的空間。
還有，在上述M型天線裝置中，其特征在于最好上述接地導體和上述傳輸導體之中的至少1個由電介質(zhì)基板上的導體模樣形成，上述輻射導體之中的至少1個由電介質(zhì)基板中的通孔導體形成。
還有，在上述M型天線裝置中，其特征在于最好上述至少2個M型天線單元被形成在同一平面上。
還有，在上述M型天線裝置中，其特征在于最好上述至少2個M型天線單元被形成在相互不同的平面上。
與本發(fā)明相關(guān)的M型天線裝置，是具備了包含分別具有第1、第2和第3諧振頻率的第1、第2和第3M型天線單元的至少3個M型天線單元、接地導體和饋電部的M型天線裝置，其特征在于上述第1M型天線單元被構(gòu)成為具備有第1傳輸導體、被連接在上述第1傳輸導體的一端和上述接地導體之間的第1輻射導體、被連接在上述第1傳輸導體的中部和上述饋電部之間的第2輻射導體、被連接在上述第1傳輸導體的另一端和上述接地導體之間的第3輻射導體，上述第2M型天線單元被構(gòu)成為具備有第2傳輸導體、被連接在上述第2傳輸導體的一端和上述接地導體之間的第4輻射導體、被連接在上述第2傳輸導體的中部和上述饋電部之間的第5輻射導體、被連接在上述第2傳輸導體的另一端和上述接地導體之間的第6輻射導體，上述第3M型天線單元被構(gòu)成為具備有第3傳輸導體、被連接在上述第3傳輸導體的一端和上述接地導體之間的第7輻射導體、被連接在上述第3傳輸導體的中部和上述饋電部之間的第8輻射導體、被連接在上述第3傳輸導體的另一端和上述接地導體之間的第9輻射導體，上述至少3個M型天線單元被形成在相互不同的平面上，并且第1、第2和第3諧振頻率之中的至少2個互不相同。
在上述M型天線裝置中，其特征在于最好上述至少3個M型天線單元被形成為相互平行；上述第1、第2和第3輻射導體的各長度及上述第4和第6輻射導體的各長度及上述第7和第9輻射導體的各長度被設(shè)定為相同；上述第5輻射導體和上述第2輻射導體的至少一部分共用，并且上述第8輻射導體和上述第2輻射導體的至少一部分共用；還具備有連接上述第1傳輸導體的中部和上述第2傳輸導體的中部的第4傳輸導體和連接上述第1傳輸導體的中部和上述第3傳輸導體的中部的第5傳輸導體。
還有，在上述M型天線裝置中，其特征在于最好上述第4傳輸導體的長度被設(shè)定為和上述第5傳輸導體的長度相同，上述第1、第2和第3傳輸導體的各長度被設(shè)定成相同。取而代之，在上述M型天線裝置中，其特征在于最好上述第4傳輸導體的長度被設(shè)定為和上述第5傳輸導體的長度相同，上述第1、第2和第3傳輸導體的各長度之中的至少2個被設(shè)定成互不相同。再取而代之，在上述M型天線裝置中，其特征在于最好上述第4傳輸導體的長度被設(shè)定為和上述第5傳輸導體的長度互不相同，上述第1、第2和第3傳輸導體的各長度被設(shè)定成相同。
還有，在上述M型天線裝置中，其特征在于最好上述至少3個M型天線單元被形成為相互平行；上述第4和第6輻射導體的各長度及上述第7和第9輻射導體的各長度被設(shè)定為相同；上述第5輻射導體和上述第2輻射導體的至少一部分共用，并且上述第8輻射導體和上述第2輻射導體的至少一部分共用；還具備有連接上述第2輻射導體的中部和上述第2傳輸導體的中部的第4傳輸導體和連接上述第2輻射導體的中部和上述第3傳輸導體的中部的第5傳輸導體。在上述M型天線裝置中，其特征在于最好上述第4傳輸導體的長度和上述第5傳輸導體的長度被設(shè)定為相同，上述第1、第2和第3傳輸導體的各長度之中的至少2個被設(shè)定成互不相同。
還有，在上述M型天線裝置中，其特征在于最好上述至少3個M型天線單元被形成為相互平行，上述第4和第6輻射導體的各長度及上述第7和第9輻射導體的各長度被設(shè)定為相同；上述第5輻射導體和上述第2輻射導體及一端被接在上述第2輻射導體上的第10輻射導體共用，上述第8輻射導體和上述第2輻射導體及上述第10輻射導體共用；還具備有連接上述第10輻射導體的另一端和和上述第2傳輸導體的中部的第4傳輸導體和連接上述第10輻射導體的另一端和和上述第3傳輸導體的中部的第5傳輸導體。在上述M型天線裝置中，其特征在于最好上述第4傳輸導體的長度和上述第5傳輸導體的長度被設(shè)定為相同，上述第1、第2和第3傳輸導體的各長度之中的至少2個被設(shè)定成互不相同。
還有，在上述M型天線裝置中，其特征在于最好上述接地導體具有圓形狀。
圖2為表示

圖1的M型天線單元1的基本構(gòu)造的立體圖。
圖3為表示圖2的M型天線單元1的動作的立體圖，(a)為表示在該M型天線單元1上的電場的圖，(b)為表示在該M型天線單元1上的磁流的圖。
圖4為表示圖2的M型天線單元1的動作的立體圖，是表示在該M型天線單元1上的電流的圖。
圖5為表示圖2的M型天線單元1的工作電流的示意圖。
圖6為表示與實施例1相關(guān)的屬于具體實施例1的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。
圖7(a)為表示只相對于圖6的M型天線裝置的M型天線單元1的歸一化頻率f/f1的電壓駐波比(VSWR)特性的曲線圖，圖7(b)為表示只相對于該裝置的M型天線單元2的歸一化頻率f/f1的電壓駐波比(VSWR)特性的曲線圖，圖7(c)為表示相對于備有上述2個天線單元1及2的圖6的M型天線裝置的歸一化頻率f/f1的電壓駐波比(VSWR)特性的曲線圖。
圖8(a)為表示在圖6的M型天線裝置中相對于把2個天線單元1、2的高度差ΔH作為參數(shù)的諧振頻率比f20/f10的頻差比f1/f10的曲線圖，(b)為表示在該裝置中相對于把2個天線單元1、2的高度差ΔH作為參數(shù)的諧振頻率比f20/f10的頻差比f2/f20的曲線圖。
圖9(a)為表示在圖6的M型天線裝置上的頻率f2的水平面指向特性的曲線圖，(b)為表示在該裝置上的頻率f2的垂直平面指向特性的曲線圖。
圖10(a)為表示在圖6的M型天線裝置上的頻率f1的水平面指向特性的曲線圖，圖10(b)為表示在該裝置上的頻率f1的垂直平面指向特性的曲線圖。
圖11為表示具備有從實施例1變換的變換例1的傳輸導體6a和2個傳輸導體附加部6b的傳輸導體的俯視圖。
圖12為表示具備有從實施例1變換的變換例2的傳輸導體6a和2個傳輸導體附加部6c的傳輸導體的俯視圖。
圖13為表示具備有從實施例1變換的變換例3的2個指向特性控制導體7的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。
圖14為表示具備有從實施例1變換的變換例4的圓形的接地導體11a的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。
圖15為表示與本發(fā)明相關(guān)的實施例2的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。
圖16為表示與實施例2相關(guān)的具體實施例2的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。
圖17為表示圖16的M型天線裝置上的相對于歸一化頻率f/f1的電壓駐波比(VSWR)特性的曲線圖。
圖18(a)為表示實施例2的M型天線裝置的構(gòu)成的示意圖，(b)為表示從實施例2變換的變換例5的M型天線裝置的構(gòu)成的示意圖，(c)為表示從實施例2變換的變換例6的M型天線裝置的構(gòu)成的示意圖。
圖19為表示從實施例2變換的變換例7的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。
圖20為表示與本發(fā)明相關(guān)的實施例3的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。
圖21為表示與本發(fā)明相關(guān)的實施例4的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。
圖22(a)為表示實施例1的M型天線裝置的構(gòu)成的示意圖，(b)為表示從實施例1變換的變換例8的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖，(c)為表示從實施例1變換的變換例9的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖，(d)為表示從實施例1變換的變換例10的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。
圖23(a)為表示與本發(fā)明相關(guān)的實施例5的M型天線裝置的構(gòu)成的示意圖，(b)為表示從實施例5變換的變換例11的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖，(c)為表示從實施例5變換的變換例12的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖，(d)為表示從實施例5變換的變換例13的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。
圖24為表示以往的可在多個頻率下工作的天線裝置的構(gòu)成。
圖25為表示圖24的天線單元113周圍的詳細構(gòu)成的放大俯視圖。
圖26為表示圖24的天線裝置的一具體實施例的構(gòu)成的立體圖。
圖27(a)為表示在圖26的具體實施例的天線裝置中把頻率選擇電路119換成短路導體時的在第1天線單元上的相對于歸一化頻率f/f1的電壓駐波比(VSWR)特性的曲線圖，(b)為表示在圖26的具體實施例的天線裝置中使頻率選擇電路119處于開放狀態(tài)時的在第2天線單元上的相對于歸一化頻率f/f2的電壓駐波比(VSWR)特性的曲線圖，(c)為表示在圖26的具體實施例的天線裝置中相對于在備有頻率選擇電路119的天線裝置中的頻率的電壓駐波比(VSWR)特性的曲線圖。
圖28(a)為表示在圖26的天線裝置上的頻率f1的水平面的指向特性的曲線圖，(b)為表示在圖26的天線裝置上的頻率f1的垂直平面的指向特性的曲線圖。
圖29(a)為表示在圖26的天線裝置上的頻率f2的水平面的指向特性的曲線圖，(b)為表示在圖26的天線裝置上的頻率f2的垂直平面的指向特性的曲線圖。
圖30為表示圖26的頻率選擇電路119的阻抗的頻率特性的史密斯圓圖。
圖31為表示與本發(fā)明相關(guān)的具體實施例2的變換例的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。
圖32為表示與本發(fā)明相關(guān)的實施例6的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。
圖33為表示在圖32的M型天線裝置中僅M型天線單元2的動作的示意立體圖。
圖34為表示與本發(fā)明相關(guān)的實施例7的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。
圖35為表示與本發(fā)明相關(guān)的實施例8的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。
圖36為表示圖35的M型天線裝置的反射系數(shù)S11的頻率特性的曲線圖。
圖37為表示與本發(fā)明相關(guān)的實施例9的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。
圖38為表示與本發(fā)明相關(guān)的實施例10的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。
圖39為表示與本發(fā)明相關(guān)的實施例11的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。
圖40為表示與本發(fā)明相關(guān)的實施例12的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。
圖41為表示與本發(fā)明相關(guān)的實施例13的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。
圖42為表示與本發(fā)明相關(guān)的實施例14的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。
圖中，1、2、2bM型天線單元，3、3a、3b、4、4a、4b、4c、4d、4e、4f、4g、4h、5a、5b輻射導體，6、6a、6b、6c、6d傳輸導體，6b、6c傳輸導體附加部，7指向特性控制導體，8、8a、8b、9匹配導體，11、11a、11b接地導體，12饋電部，13饋電電源，31電介質(zhì)，32、33電介質(zhì)基板、P1、P2、P3、P4、P5、P6連接點。
實施例1圖1為表示與本發(fā)明相關(guān)的實施例1的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖，圖2為表示圖1的M型天線單元1的基本構(gòu)造的立體圖。在圖1中，實施例1的M型天線裝置其特征在于被構(gòu)成為在中部具有饋電部12的接地導體11上設(shè)有2個M型天線單元1、2，特別是在M型天線單元1的上部及兩側(cè)側(cè)面上構(gòu)成M型天線單元2，使之重疊共用輻射導體4。
如圖2所示，M型天線單元1的基本構(gòu)造是在矩形狀的由金屬板構(gòu)成的接地導體11上設(shè)置各有同樣長度的3個輻射導體3、4、5，使之相互平行并以規(guī)定的等間隔隔開，這些各輻射導體的上端被連接到傳輸導體6上。這里，傳輸導體6的一端被接在輻射導體3的上端，傳輸導體6的另一端被接在輻射導體5的上端，傳輸導體6的大致中部通過連接點P1被接到輻射導體4的上端。另一方面，輻射導體3、5的下端被接在接地導體11上，位于3個輻射導體3、4、5中的中部的輻射導體4的下端通過饋電點12及饋電電纜(未圖示)被連接到作為無線電機的饋電電源13。在圖1中，在接地導體11的大致中部形成有圓形的孔，并形成有和饋電電纜(未圖示)連接的饋電部12。饋電電纜的接地導體11被連接在上表面位于XY平面上的接地導體11上，另一方面，其中心導體被接到輻射導體4的下端。M型天線單元1被設(shè)在具有饋電點12的接地導體11上，這里，輻射導體3的下端被接地，其上端被接到傳輸導體6的一端上。還有，輻射導體5的下端被接地，其上端被接到傳輸導體6的另一端上。還有，輻射導體4的上端通過連接點P1被接到傳輸導體6的大致中部。還有，輻射導體4被形成為在Z軸上延伸、輻射導體3、5被形成為與Z軸平行。
M型天線單元2具有和M型天線單元1同樣的構(gòu)造，M型天線單元2的輻射導體3a的下端被接地，其上端被接到傳輸導體6a的一端上。還有，輻射導體5a的下端被接地，其上端被接到傳輸導體6a的另一端上。還有，連接點P1通過輻射導體4a在連接點P2上與傳輸導體6a的的大致中部連接。把輻射導體4及輻射導體4a用作M型天線單元2的輻射導體，輻射導體4由2個M型天線單元1及2共用著。還有，各輻射導體3a、5a的長度被設(shè)定為比各輻射導體3、4、5的長度長，并只設(shè)定輻射導體4a的長度長，輻射導體4a被形成為在Z軸上延伸、輻射導體3a、5a被形成為與Z軸平行。
在以上的實施例1中，接地導體11具有相對于ZY平面、ZX平面對稱的矩形形狀，饋電部12被配設(shè)在XY平面的原點上，M型天線單元1和M型天線單元2各自由導線構(gòu)成并被配設(shè)在ZY平面上，還表示M型天線單元1的輻射導體4及M型天線單元2的輻射導體4a被配設(shè)在Z軸上的情形。
圖3為表示圖2的M型天線單元1的動作的立體圖，圖3(a)為表示在該M型天線單元1上的電場的圖，圖3(b)為表示在該M型天線單元1上的磁流的圖。下面，參照圖3對圖1的個M型天線單元1的電波輻射的工作原理進行詳細說明。也就是說，在圖3中，在此M型天線單元1上，電波的激勵是由輻射導體3、4、5進行的，通過M型天線單元1得到雙指向特性。以下參照圖3說明可以得到雙指向特性的工作原理。
在M型天線單元1的傳輸導體6和接地導體11之間產(chǎn)生的電場的取向如圖3(a)所示。如果把此電場換成磁流進行說明，則如圖3(b)所示，可以置換成和Y軸平行且取向互為反向且振幅相等的2條線狀磁流源。也就是說，電波的輻射可以看成這2個磁流源組的輻射。一般來說，在天線組中，輻射電波是由被饋電給輻射源的電流的位相差和單元間隔所決定的排列因數(shù)和輻射源單體的輻射方向圖相乘的結(jié)果。如果把此輻射源單體的輻射方向圖換成基于上述線狀磁流源單體的輻射方向圖，則可以近似求得此M型天線單元1的輻射方向圖。
具體來說，由于磁流源被配設(shè)成相對于ZY平面對稱，從上述2個磁流源輻射的電波在ZY平面上振幅相等且位相相反，被相互抵消。也就是說，電波沒被輻射在ZY平面上。還有，在ZX平面上，從2個磁流源輻射的電波的位相具有一致的方向，在該方向上電波被增強。例如，當在自由空間中磁流源間距離為1/2波長時，在X軸方向上位相一致，因此，在+X軸方向及-X軸方向上輻射電波被增強。也就是說，借助于磁構(gòu)造可以用1個M型天線單元1產(chǎn)生天線組的效果、并得到雙指向特性。
圖4為表示圖2的M型天線單元1的動作的立體圖，是表示在該M型天線單元1上的電流的圖，圖5為表示圖2的M型天線單元1的工作電流的示意圖。下面參照這些附圖對阻抗特性成為2諧振的情形進行說明。
圖4表示在M型天線單元1中在與本實施例相關(guān)的天線裝置上流動的電流，根據(jù)圖4，M型天線單元1的諧振模式可以如圖5所示那樣用2個回路41、42表示。在此情況下，諧振的條件可以用下式表示L/2+2H＝n·(λ/2)這里，λ為自由空間的波長，n為自然數(shù)。為了能夠得到雙指向特性，n＝1。可以決定諧振頻率使之滿足此條件。于是，通過如圖1所示那樣把諧振頻率為f10的M型天線單元1和諧振頻率為f20的M型天線單元2的大小不同的2個M型天線單元一體化，與本實施例相關(guān)的M型天線裝置成為以2個諧振頻率工作的天線裝置，并成為設(shè)計自由度高、性能優(yōu)良的天線裝置。
圖6為表示與實施例1相關(guān)的具體實施例1(樣機)的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。這里，設(shè)M型天線單元1的使用頻率為f1，M型天線單元2的使用頻率為f2。這里，所謂使用頻率是指在把2個M型天線單元1、2一體化后可以發(fā)送無線信號的使用頻率。設(shè)與頻率f1對應的自由空間波長為λ1、與頻率f2對應的自由空間波長為λ2。在此具體實施例中，接地導體具有0.69×λ2的正方形狀，M型天線單元1的各導體3至6是由直徑0.008×λ2的導體構(gòu)成，輻射導體3至5的高度為0.059×λ2，和Y軸平行的傳輸導體6的長度為0.59×λ2。還有，M型天線單元2的各導體3a至6 a是由直徑0.008×λ2的導體構(gòu)成，輻射導體3a至5a的高度為0.089×λ2，和Y軸平行的傳輸導體6a的長度為0.69×λ2。還有，使饋電部12位于接地導體11的中部。還有，2個諧振頻率f1和f2的關(guān)系可用下式表示f1＝1.4×f2圖7(a)為表示只相對于圖6的M型天線裝置的M型天線單元1的歸一化頻率f/f1的電壓駐波比(VSWR)特性的曲線圖，圖7(b)為表示只相對于該裝置的M型天線單元2的歸一化頻率f/f1的電壓駐波比(VSWR)特性的曲線圖，圖7(c)為表示相對于備有上述2個天線單元1及2的圖6的M型天線裝置的歸一化頻率f/f1的電壓駐波比(VSWR)特性的曲線圖。這里，在圖7所示的所有附圖中，橫軸是以用f1歸一化后的頻率f/f1表示的。
由圖7(c)可知，與此具體實施例相關(guān)的M型天線裝置以頻率f1和f2這2個使用頻率諧振。由圖7(a)及圖7(b)可知，該f1和f2是分別與只基于M型天線單元1的M型天線裝置的諧振頻率f10及只基于M型天線單元2的M型天線裝置的諧振頻率f20非常接近的值。這樣，與本具體實施例相關(guān)的M型天線裝置借助于基于M型天線單元1、2單體的簡單設(shè)計實現(xiàn)所要求的以2個諧振頻率f1、f2諧振的天線裝置。
下面對諧振頻率進行詳細考察。在與本具體實施例相關(guān)的M型天線裝置上的各M型天線單元1、2與M型天線單元1、2單體時相比存在其他的M型天線單元2、1，因此，在使用頻率f1和諧振頻率f10之間及在使用頻率f2和諧振頻率f20之間產(chǎn)生一些差異。如果此差異大，在從M型天線單元1、2單體設(shè)計本具體實施例的M型天線裝置時就需要一些修正。也就是說，此差異越小，M型天線裝置的設(shè)計越容易。于是，表示M型天線單元1、2單體與本具體實施例的M型天線裝置的諧振頻率f10、f20之間的關(guān)系。也就是說，考察諧振頻率f10和使用頻率f1及諧振頻率f20和使用頻率f2的關(guān)系并把結(jié)果表示于圖8。以下把使用頻率f1的頻差相對于諧振頻率f10的比用頻差比f1/f10表示，把使用頻率f2的頻差相對于諧振頻率f20的比用頻差比f2/f20表示。
圖8(a)為表示在圖6的M型天線裝置中相對于把2個天線單元1、2的高度差ΔH作為參數(shù)的諧振頻率比f20/f10的頻差比f1/f10的曲線圖，圖8(b)為表示在該裝置中相對于把2個天線單元1、2的高度差ΔH作為參數(shù)的諧振頻率比f20/f10的頻差比f2/f20的曲線圖。這里，天線單元1、2的高度差ΔH為各輻射導體的高度差，具體來說為輻射導體3至5的高度和輻射導體3a至5a的高度之差。
由圖8(a)可知，頻差比f1/f10無論在哪一種情況下都接近于1，頻差比f1和f10之差非常小。具體來說相差在3％以下。如上所述，與本具體實施例相關(guān)的M型天線裝置的第1諧振頻率f1可以高精度地從M型天線單元1的諧振頻率f10求得，可以容易地設(shè)計與本具體實施例相關(guān)的M型天線裝置。特別是在把輻射導體的高度差ΔH設(shè)定在0.007×λ2以下的情況下，頻差比f1/f10接近于1且諧振頻率差在1％以下而與諧振頻率比f20/f10的值無關(guān)。
下面對M型天線單元2的諧振頻率f2進行考察。由圖8(b)可知，與頻差比f1/f10相比，頻差比f2/f20其變化大，但其變化量在9％以下，在此情況下，諧振頻率的變化量也小。也就是說，與本具體實施例相關(guān)的M型天線裝置的M型天線單元2的使用頻率f2可以高精度地從M型天線單元2的諧振頻率f20求得，由此，可以容易地設(shè)計與本具體實施例相關(guān)的M型天線裝置。還有，輻射導體的高度差ΔH越小，頻差比f2/f20越接近于1。特別是在把輻射導體的高度差ΔH設(shè)定在0.007×λ2以下的情況下，頻差比f2/f20接近于1且諧振頻率差在3％以下而與諧振頻率比f20/f10的值無關(guān)。
如以上所說明，與本具體實施例相關(guān)的M型天線裝置各設(shè)計具有所要求的諧振頻率f1、f2的M型天線單元1、2，通過使其構(gòu)成為圖1所示那樣的整體式可以容易地實現(xiàn)多頻率工作。
圖9(a)為表示在圖6的M型天線裝置上的頻率f2的水平面指向特性的曲線圖，圖9(b)為表示在該裝置上的頻率f2的垂直平面指向特性的曲線圖。還有，圖10(a)為表示在圖6的M型天線裝置上的頻率f1的水平面指向特性的曲線圖，圖10(b)為表示在該裝置上的頻率f1的垂直平面指向特性的曲線圖。
由圖9及圖10可知，在使用頻率為f2和f1時，可以在水平面上得到幾乎相同的雙指向特性。這樣，此M型天線裝置以簡單的構(gòu)造就有2個諧振頻率f1、f2并實現(xiàn)雙指向特性。還有，在試制的與本具體實施例相關(guān)的M型天線裝置中，M型天線裝置的高度H為0.089×λ2(＝0.12×λ1)，可以實現(xiàn)薄型形狀的天線。在上述實施例或具體實施例中表示了此M型天線裝置具有相對于ZY平面、ZX平面對稱的構(gòu)造，但在此情況下，來自M型天線裝置的輻射電波的指向特性具有相對于ZY平面及ZX平面對稱的特有效果。如上所述，根據(jù)本實施例，可以保持小型、薄型形狀并以簡單的構(gòu)造實現(xiàn)兼?zhèn)溆?個諧振頻率和雙指向特性的M型天線裝置。
實施例1的變換例在以上的實施例或具體實施例中，對此M型天線裝置為相對于ZY平面、ZX平面對稱的構(gòu)造的天線裝置進行了說明，但本發(fā)明并不限于此，例如，為了得到所要求的輻射指向特性或輸入阻抗特性，也可以只是相對于ZY平面對稱的構(gòu)造、或相對于ZY平面或ZX平面非對稱的構(gòu)造。通過做成這樣的構(gòu)造可以實現(xiàn)在輻射對象空間具有最優(yōu)的輻射指向特性的天線裝置。
在以上的實施例或具體實施例中，對M型天線單元1的輻射導體4和M型天線單元2的輻射導體4a被配設(shè)在Z軸上的情形進行了說明，但本發(fā)明并不限于此，例如，為了得到所要求的輸入阻抗特性，也可以是各輻射導體被配設(shè)在不同位置上的構(gòu)造。
在以上的實施例或具體實施例中，對具備有2個M型天線單元1、2的M型天線裝置進行了說明，但本發(fā)明并不限于此，例如，為了得到3個以上的諧振頻率，也可以構(gòu)成具備有3個以上的M型天線單元的M型天線裝置。
在以上的實施例或具體實施例中，對M型天線單元1、2的各導體是由導線構(gòu)成的M型天線裝置進行了說明，但本發(fā)明并不限于此，例如，為了得到所要求的輻射指向特性或輸入阻抗特性，M型天線也可以用板狀導體構(gòu)成。在此情況下，傳輸導體6、6a也可以是做成圓形、半圓形、橢圓形、半橢圓形、正方形、矩形或多邊形、或這些形狀的組合或其他形狀的構(gòu)造。在傳輸導體6、6a具有圓形、半圓形、橢圓形、半橢圓形等曲面形狀的情況下有如下特有的效果，即因傳輸導體6、6a的角部減少，在輻射指向特性上，由角部引起的衍射效應減少，來自M型天線裝置的輻射電波的交叉極化轉(zhuǎn)換損失減少。
變換例1圖11為表示具備有從實施例1變換的變換例1的傳輸導體6a和2個傳輸導體附加部6b的傳輸導體的俯視圖。
在圖11中，在矩形狀的傳輸導體6a的長度方向(在此長度方向上并排設(shè)有輻射導體3、4、5)的大致中部的寬度方向的兩側(cè)形成有用于擴大傳輸導體6a的寬度的2個傳輸導體附加部6b。這里，最好設(shè)置這樣的機構(gòu)，使傳輸導體附加部6b在寬度方向滑動，以便調(diào)節(jié)傳輸導體的寬度。由此可以改變在傳輸導體6a中流動的電流分布，并可以調(diào)節(jié)M型天線裝置的饋電部12上的輸入阻抗。也就是說，在M型天線裝置因所設(shè)置的周圍環(huán)境而導致其阻抗特性有些偏離的情況下，通過在寬度方向滑動傳輸導體附加部6b可以改變輸入阻抗特性并調(diào)節(jié)成所要求的輸入阻抗。取而代之，因M型天線裝置的輻射指向特性如圖3所示那樣由在M型天線上激勵的電場分布所決定，通過改變傳輸導體附加部6b的寬度方向的位置可以改變指向特性。
變換例2圖12為表示具備有從實施例1變換的變換例2的傳輸導體6a和2個傳輸導體附加部6c的傳輸導體的俯視圖。在上述變換例1中展示了矩形狀的2個傳輸導體附加部6b的例子，但在變換例2中，從傳輸導體6a凸出的傳輸導體附加部6c具有半圓形狀。根據(jù)此變換例2，衍射損失少且電波在除了表示雙指向特性的方向以外(比如Y方向)的方向上也有輻射。這樣，可以借助于傳輸導體附加部6b、6c提供最適合于設(shè)置了天線的環(huán)境的天線。
還有，從傳輸導體6a凸出的傳輸導體附加部6c也可以具有半橢圓形狀等曲線形狀。還有，傳輸導體附加部6b或6c也可以附加在傳輸導體6上。
變換例3圖13為表示具備有從實施例1變換的變換例3的2個指向特性控制導體7的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。與實施例1相比，此變換例3其特征在于還具備有用于改變M型天線裝置的輻射指向特性的指向特性控制導體7。
在圖13中，2個指向特性控制導體7是由直線導體組成，被設(shè)置在X軸上且各自相對于ZY平面對稱，其下端被接地。例如，當把2個指向特性控制導體7的長度設(shè)得比1/4波長短時，指向特性控制導體7作為引向器工作，被輻射的電波被引到指向特性控制導體7的方向上，其結(jié)果使雙指向特性變得更尖銳。因此，可以實現(xiàn)適合于走廊等非常細長的空間的M型天線裝置。另一方面，當把2個指向特性控制導體7的長度設(shè)得長于1/4波長時，指向特性控制導體7作為反射器工作，被輻射的電波在指向特性控制導體7的方向的電波的一部分被反射，其結(jié)果使雙指向特性的寬度變得更寬。因此，可以實現(xiàn)具有接近于無指向性的雙指向特性的M型天線裝置。也就是說，指向特性控制導體7作為控制M型天線裝置的指向特性的無饋電天線單元工作。
還有，在變換例3中用直線導體構(gòu)成了指向特性控制導體7，但也可以用其他形狀的導體構(gòu)成。例如，也可以用由螺旋狀的導線構(gòu)成的螺旋形導體構(gòu)成指向特性控制導體7，或者，也可以用被彎曲成L字形的導線構(gòu)成，由此，可以實現(xiàn)天線的薄型化而無損于上述效果。還有，在變換例3中備有2個指向特性控制導體7，但其個數(shù)并不限于2個，也可以是3個以上。由此可以增加天線構(gòu)造的自由度，并可以在更大程度上控制輻射指向特性。
變換例4圖14為表示具備有從實施例1變換的變換例4的圓形的接地導體11a的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。與實施例1相比，變換例4其特征在于還具備有圓形的接地導體11a以取代矩形狀接地導體11。在圖14中，在接地導體11a的中部形成饋電部12。
還有，接地導體11的形狀并不限于圓形狀，例如，為了得到所要求的輻射指向特性或輸入阻抗特性，也可以是多邊形、半圓形、橢圓形、曲面形或這些形狀的組合或其他形狀。因把接地導體11的外形設(shè)成具有曲線的形狀，在輻射指向特性有如下特有的效果，即接地導體11的角部減少，由角部引起的衍射效應減少，來自M型天線裝置的輻射電波的交叉極化轉(zhuǎn)換損失減少。還有，在把M型天線裝置設(shè)置在天花板等上的情況下，要求該天線裝置的形狀和天花板面的框緣或房屋的形狀一致，使得該天線裝置不顯眼。但是，在天線裝置的形狀為矩形或其他多邊形的情況下，因天花板面的框緣或房屋的形狀固定，在設(shè)置天線的方向上產(chǎn)生限制。于是，在接地導體11a具有圓形狀即天線裝置的底面具有圓形狀的情況下，在天花板上設(shè)置天線裝置時具有這樣的優(yōu)點，即不用擔心天花板面的框緣或房屋的形狀就可以設(shè)置天線裝置。還有，在天線裝置的底面具有圓形狀的情況下，可以轉(zhuǎn)動天線裝置改變安裝方向。由此可以調(diào)節(jié)電波的輻射方向，并可以獲得最適合于天線裝置的位置的輻射指向特性。
還有，也可以把此M型天線裝置配設(shè)成陣列狀，構(gòu)成相控天線陣列或自適應天線陣列。由此可以進一步對輻射電波的指向特性進行控制。
實施例2圖15為表示與本發(fā)明相關(guān)的實施例2的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。與實施例1相比，實施例2其特征在于還具備有由直線導體組成的匹配導體8，其他的構(gòu)成和實施例1相同，略去詳細說明。這里，匹配導體8是由導線構(gòu)成的，被設(shè)置成與輻射導體3、4、5平行，匹配導體8的一端被接在接有輻射導體5的傳輸導體6的另一端和連接點P1之間的大致中間的點上，此外，匹配導體8的另一端被接地。
與如以上那樣構(gòu)成的實施例2相關(guān)的M型天線裝置除了具有和實施例1同樣的作用效果之外還具備有以下作用效果。具體來說，在與實施例1相關(guān)的M型天線裝置中，有可能因天線構(gòu)造在饋電部12上引起M型天線裝置和饋電電纜之間的阻抗匹配狀態(tài)變差的情形。于是，當阻抗匹配狀態(tài)象這樣變差時，被供給M型天線裝置的各M型天線單元1、2的電功率減少，天線裝置的輻射效率降低。因此，通過隔著M型天線單元1、2的附近設(shè)置匹配導體8可以改變天線裝置的輸入阻抗、改善在饋電部12上的和饋電電纜之間的阻抗匹配狀態(tài)并改善天線裝置的輻射效率。還有，在匹配導體8比M型天線單元1、2小的情況下，與本實施例相關(guān)的M型天線裝置的輻射指向特性與沒有匹配導體8的情形(實施例1)相比幾乎沒有變化。也就是說，在幾乎不改變所要求的輻射指向特性的情況下可以改善阻抗的匹配狀態(tài)。
圖16為表示與實施例2相關(guān)的具體實施例2(樣機)的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。與具體實施例2相關(guān)的M型天線裝置的匹配導體8是由直徑0.008×λ2的導線構(gòu)成的，被設(shè)在在Y軸方向上離原點0.1×λ2的位置上。其他的天線構(gòu)造和具體實施例1的M型天線裝置的構(gòu)造相同。
圖17為表示圖16的M型天線裝置上的相對于歸一化頻率f/f1的電壓駐波比(VSWR)特性的曲線圖。這里，在圖17中，橫軸是以用使用頻率f1歸一化后的頻率表示的。從圖17可知，與具體實施例2相關(guān)的M型天線裝置顯示了良好的阻抗特性，在2個使用頻率f1和f2中VSWR在2以下(即反射損失在10dB以下)的反射損失少。還有，和圖9及圖10一樣，輻射指向特性呈現(xiàn)雙指向特性。還有，在與具體實施例2相關(guān)的M型天線裝置中，天線裝置的高度也是0.089×λ2(＝0.12×λ1)，可以實現(xiàn)薄型形狀的天線裝置。
實施例2的變換例在實施例2中同樣可以應用在實施例1中說明的變換例1～4及其他變換例，可以得到同樣的作用效果。
在以上的實施例2中對有1個匹配導體8時的M型天線裝置進行了說明，但本發(fā)明并不限于此，例如，為了得到所要求的輸入阻抗特性，也可以具備2個以上的匹配導體8。借助于這樣的構(gòu)成可以增加天線構(gòu)造的自由度，進一步改善在饋電部12上的和饋電電纜之間的阻抗匹配狀態(tài)。
在以上的實施例2中對在Y軸上設(shè)置匹配導體8的構(gòu)造的M型天線裝置進行了說明，但本發(fā)明并不限于此，例如，也可以把匹配導體8配設(shè)在接地導體11上的XY平面上的任意位置上，借助于這樣的構(gòu)成可以增加天線構(gòu)造的自由度，進一步改善在饋電部12上的和饋電電纜之間的阻抗匹配狀態(tài)。
在以上的實施例2中用直線導體構(gòu)成了匹配導體8，但也可以用其他形狀的導體構(gòu)成。例如，也可以用由螺旋狀的導線構(gòu)成的螺旋形導體構(gòu)成，也可以用被彎曲成L字形的導線構(gòu)成。由此可以增加天線構(gòu)造的自由度，進一步改善在饋電部12上的和饋電電纜之間的阻抗匹配狀態(tài)。
在以上的實施例2中，匹配導體8被接在M型天線單元1的傳輸導體6上，但本發(fā)明并不限于此，也可以連接在M型天線單元2的傳輸導體6a上。
變換例5圖18(b)為表示從實施例2變換的變換例5的M型天線裝置的構(gòu)成的示意圖。在實施例2中，如圖18(a)所示，匹配導體8的一端被接在傳輸導體6的連接點P1和另一端之間，但如圖18(b)的變換例5所示，匹配導體8的一端被接在輻射導體4的中間點P4上。由此可以進一步改善在饋電部12上的和饋電電纜之間的阻抗匹配狀態(tài)。
變換例6圖18(c)為表示從實施例2變換的變換例6的M型天線裝置的構(gòu)成的示意圖。在實施例2中，如圖18(a)所示，匹配導體8的一端被接在傳輸導體6的連接點P1和另一端之間，但如圖18(c)的變換例6所示，匹配導體8的一端被接在輻射導體5的中間點P4上。由此可以進一步改善在饋電部12上的和饋電電纜之間的阻抗匹配狀態(tài)。
變換例7圖19為表示從實施例2變換的變換例7的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。在實施例2中，匹配導體8被接在M型天線單元1的傳輸導體6上，但在變換例7中還具備有不與輻射導體或傳輸導體連接的匹配導體9。此匹配導體9位于YZ平面上并與輻射導體3、4平行，在輻射導體3、4之間匹配導體9的下端被接地。也就是說，做成使匹配導體9的上端不與M型天線單元1、2連接的構(gòu)成。借助于這樣的構(gòu)成可以增加天線構(gòu)造的自由度，進一步改善在饋電部12上的和饋電電纜之間的阻抗匹配狀態(tài)。
實施例3圖20為表示與本發(fā)明相關(guān)的實施例3的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。與實施例1相比，實施例3其特征在于在背面形成有矩形狀的接地導體11b的電介質(zhì)31中及電介質(zhì)31的表面上設(shè)置了2個M型天線單元1、2，其他的構(gòu)成和實施例1相同，略去詳細說明。這里，M型天線單元1及M型天線單元2的輻射導體4a被形成于電介質(zhì)31之內(nèi)，M型天線單元2的輻射導體3a、5a被形成于電介質(zhì)31的各側(cè)面上，其傳輸導體6a被形成于電介質(zhì)31的上表面上。
在圖20中，接地導體11b具有相對于ZY平面、ZX平面對稱的矩形形狀，饋電部12被配設(shè)在XY平面的原點上，M型天線單元1、2各自由導線構(gòu)成并被配設(shè)在ZY平面上，這里，M型天線單元1的輻射導體4及M型天線單元2的輻射導體4a被配設(shè)在Z軸上。這里，電介質(zhì)31其底面為接地導體11b，具有高度與M型天線單元2的高度一致的矩形柱形狀。與如以上那樣構(gòu)成的實施例3相關(guān)的M型天線裝置具有和實施例1同樣的作用效果。
與本實施例相關(guān)的M型天線裝置是通過把電介質(zhì)31插入由M型天線單元2的輻射導體3a、5a及傳輸導體6a和接地導體11b圍成的YZ平面的區(qū)域和該區(qū)域沿-X方向及+X方向延伸的空間中而構(gòu)成的。設(shè)電介質(zhì)31的介電常數(shù)相對于真空中的介電常數(shù)ε0的比(相對介電常數(shù))為εr，則在電介質(zhì)31內(nèi)的波長為在真空中的波長的(εr)-1/2倍。因相對介電常數(shù)εr大于1，在電介質(zhì)31內(nèi)波長變短。因此，通過把電介質(zhì)31插入天線內(nèi)可以把M型天線裝置做成更小型輕量化、薄型的構(gòu)造。
也可以把實施例1及其變換例和實施例2及其變換例應用于以上的實施例3中。
實施例4圖21為表示與本發(fā)明相關(guān)的實施例4的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。此實施例4其特征在于在背面形成有接地導體11b的電介質(zhì)基板32中及其表面上以及在電介質(zhì)基板33中及其表面上形成了M型天線單元1、2。這里，用在厚度方向穿透電介質(zhì)基板32的通孔導體形成M型天線單元1的輻射導體3、4、5，用在電介質(zhì)基板32的上表面上形成的導體分布模樣(或?qū)w箔)構(gòu)成其傳輸導體6，用在厚度方向穿透電介質(zhì)基板33的通孔導體形成M型天線單元2的輻射導體4a，用在電介質(zhì)基板32、33的各側(cè)面上形成的導體分布模樣(或?qū)w箔)構(gòu)成其輻射導體3a、5a，用在電介質(zhì)基板33的上表面上形成的導體分布模樣(或?qū)w箔)構(gòu)成其傳輸導體6a。還有，也可以用在厚度方向穿透電介質(zhì)基板32、33的半圓形通孔導體構(gòu)成輻射導體3a、5a。
因此，可以用印刷電路布線的印刷技術(shù)形成M型天線單元1、2的各導體，因此，可以利用象蝕刻加工等那樣的加工精度高的基板加工，提高天線的制作精度，有可能進一步降低批量生產(chǎn)的成本。
下面，參照圖21對與本實施例相關(guān)的M型天線裝置的制作步驟的一例進行說明。首先，把電介質(zhì)基板32切成接地導體11b的大小，通過用比如蝕刻或機械加工削去單面導體箔的一部分形成M型天線單元1的傳輸導體6，并通過在厚度方向穿透電介質(zhì)基板32的通孔導體形成M型天線單元1的輻射導體3、4、5。這里，把形成有M型天線單元1的傳輸導體6的面作為電介質(zhì)基板32的上表面。還有，電介質(zhì)基板32的背面的導體箔部變成為接地導體11b。在此接地導體11b中，以形成輻射導體4的通孔導體的位置為中心從導體箔切去適當大小的圓形孔形成同軸狀的饋電部12。
還有，把另一塊電介質(zhì)基板33切成和電介質(zhì)基板32同樣大小，通過對電介質(zhì)基板33的導體箔部的單面進行比如蝕刻或機械加工削去導體箔的一部分，由此形成M型天線單元2的傳輸導體6a，并全部切去電介質(zhì)基板33的另一單面。在此電介質(zhì)基板33中，把形成有M型天線單元2的傳輸導體6a的面作為電介質(zhì)基板33的上表面，把在該電介質(zhì)基板33中全部切去的面作為下表面。使電介質(zhì)基板32的上表面和電介質(zhì)基板33的下表面粘接在一起，再通過在電介質(zhì)基板32、33的各側(cè)面形成輻射導體3a、5a就可以制成與本實施例相關(guān)的M型天線裝置。
如以上所說明，根據(jù)本實施例，可以用簡單的構(gòu)造實現(xiàn)小型的薄型形狀的加工精度高、天線的特性劣化少并在2個諧振頻率中反射損失小的兼?zhèn)溆辛己玫淖杩固匦院碗p指向特性的M型天線裝置。
在以上的實施例3和實施例4中對由導體圍成的天線內(nèi)部全部用電介質(zhì)充滿的構(gòu)造的天線裝置進行了說明，但本發(fā)明并不限于此，也有在天線內(nèi)部的一部分上存在電介質(zhì)的情形。例如，用電介質(zhì)31填充到M型天線單元1為止(實施例3)、或也可以用電介質(zhì)基板32(實施例4)形成。
也可以把實施例1及其變換例和實施例2及其變換例應用于以上的實施例4中。
變換例8圖22(b)為表示從實施例1變換的變換例8的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。在實施例1中，如圖22(a)所示，連接點P1和連接點P2通過輻射導體4a連接著。換言之，M型天線單元1只使用被連接在饋電點12上的輻射導體4a，但M型天線單元2把被連接在饋電點12上的輻射導體4及4a都作為輻射導體使用，輻射導體4被2個M型天線單元1、2所共用。
如表示變換例8的圖22(b)所示，也可以不形成輻射導體4a而把連接點P1和連接點P2作為同一連接點。也就是說，輻射導體3、4、5各一端都被連接到位于傳輸導體6a的中部的連接點P1＝P2上。換言之，在變換例8中，輻射導體4被2個M型天線單元1、2所共用。
變換例9圖22(c)為表示從實施例1變換的變換例9的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖，其特征在于具備有輻射導體4c取代實施例1的輻射導體4a，輻射導體4c的一端被接在連接點P2上，另一方面，輻射導體4c的另一端被直接連接到饋電點12上。還有，輻射導體4c與傳輸導體6電絕緣。換言之，在變換例9中，輻射導體4、4c分別在2個M型天線單元1、2中被使用著。
變換例10圖22(d)為表示從實施例1變換的變換例10的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。在實施例1中，輻射導體4a被連接在連接點P2和連接點P1之間，但在變換例10中具備有輻射導體4d取代輻射導體4a，輻射導體4d的一端被接在連接點P2上，另一方面，輻射導體4d的另一端被連接在連接點P1和傳輸導體6的一端或另一端之間的連接點P5上。這里，通過在傳輸導體6上移動連接點P5的位置可以調(diào)節(jié)該M型天線裝置的輸入阻抗。
還有，在變換例10中，M型天線單元1只使用被連接到饋電點12上的輻射導體4，但M型天線單元2把被連接到饋電點12上的輻射導體4及4d和傳輸導體6的一部分用作輻射導體，輻射導體4被2個M型天線單元1、2所共用。
實施例5圖23(a)為表示與本發(fā)明相關(guān)的實施例5的M型天線裝置的構(gòu)成的示意圖，與圖22(a)所示的實施例1相比，其特性在于還具備有第3M型天線單元2b。這里，M型天線單元2b被構(gòu)成為具備有輻射導體3b、4b、5b及傳輸導體6b。輻射導體3b的一端被連接到傳輸導體6b的一端上，輻射導體3b的另一端被接地。還有，輻射導體5b的一端被連接到傳輸導體6b的另一端上，輻射導體5b的另一端被接地。還有，輻射導體4b的一端被連接到位于傳輸導體6b的中部的連接點P3上，其另一端被連接到連接點P2上。
根據(jù)如以上那樣構(gòu)成的實施例5，除了上述實施例中的作用效果之外，還具有如下特有的作用效果，即設(shè)置具有3個使用頻率的M型天線單元1、2、2b，可以在3個互不相同的使用頻率下使用。
變換例11圖23(b)為表示從實施例5變換的變換例11的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖，其特性在于被構(gòu)成為不形成在實施例5中的輻射導體4a、4b。傳輸導體6、6a、6b的各中部都被連接到連接點P1上，3個M型天線單元1、2、2b都使用輻射導體4。
變換例12圖23(c)為表示從實施例5變換的變換例12的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖，其特性在于具備有輻射導體4c取代實施例5的輻射導體4a、并具備有輻射導體4d取代實施例5的輻射導體4b。這里，輻射導體4c的一端被接在連接點P2上，另一方面，輻射導體4c的另一端被直接連接到饋電點12上。還有，輻射導體4d的一端被接在連接點P3上，另一方面，輻射導體4d的另一端被直接連接到饋電點12上。還有，輻射導體4c、4d與傳輸導體6、6a、6b電絕緣。
變換例13圖23(d)為表示從實施例5變換的變換例13的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。在實施例5中，輻射導體4a被連接在連接點P2和連接點P1之間，輻射導體4b被連接在連接點P3和連接點P2之間，但在變換例13中具備有輻射導體4e取代輻射導體4a、并具備有輻射導體4f取代輻射導體4b。這里，輻射導體4e的一端被接在連接點P2上，另一方面，輻射導體4e的另一端被連接在連接點P1和傳輸導體6的一端或另一端之間的連接點P5上。還有，輻射導體4f的一端被接在連接點P3上，另一方面，輻射導體4f的另一端被連接在連接點P2和傳輸導體6a的一端或另一端之間的連接點P6上。這里，通過在傳輸導體6、6a上移動連接點P5及P6的位置可以調(diào)節(jié)該M型天線裝置的輸入阻抗。
具體實施例2的變換例圖31為表示與本發(fā)明相關(guān)的具體實施例2的變換例的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。在此具體實施例2的變換例中，其特征在于當在實施例2中改變饋電部12的中心(輻射導體4的饋電部側(cè)的一端)和匹配導體8的接地導體11側(cè)的一端之間的距離d1和匹配導體8的接地導體11側(cè)的一端和輻射導體5的接地導體側(cè)的一端之間的距離d2時，測定該M型天線裝置的饋電部12上的頻率f1時的反射系數(shù)S11和頻率f2時的反射系數(shù)S11，得到這些距離d1、d2的最佳設(shè)定值。表1表示在此情形下的反射系數(shù)S11。還有，距離d1、d2是以與頻率f2對應的波長λ2表示的，在此情況下，依照下式被設(shè)定。
d1+d2＝0.3×λ2
表1距離d1距離d2f1時的反射系數(shù)S11F2時的反射系數(shù)S11[波長][波長] [dB] [dB]0.0100.290 -1.6 -6.70.0250.275 -9.0 -33.80.0350.265 -11.4-24.90.0500.250 -14.8-20.20.1000.200 -37.3-14.30.1500.150 -21.5-11.70.2000.100 -16.0-10.00.2500.050 -13.3-8.00.2750.025 -12.3-6.8在表1中，如果把比如在頻率f1、f2時反射系數(shù)S11都在-10dB以下的情形作為最佳設(shè)定值，則距離d1、d2取下式的范圍。
0.035λ2≤d1≤0.200λ20.265λ2≤d2≤0.100λ2如果象以上那樣選擇設(shè)定距離d1、d2，則該M型天線裝置可以在頻率f1至f2的范圍內(nèi)、反射系數(shù)S11在-10dB以下工作。
實施例6圖32為表示與本發(fā)明相關(guān)的實施例6的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。在以上的實施例1至5及其具體實施例和變換例中，多個M型天線單元1、2、2b被形成于比如YZ平面等同一平面上。另一方面，在以下要說明的實施例6至14中，其特征在于多個M型天線單元1、2、2b被形成于和比如YZ平面等的平面平行但相互不同的平面上。
在圖32中，在YZ平面上形成有具備輻射導體3、4、5和傳輸導體6并具有和實施例1同樣構(gòu)成的M型天線單元1，在-X方向離YZ平面規(guī)定距離ds的平行于YZ平面的平面上形成有具備輻射導體3a、5a和傳輸導體6a并具有和實施例1同樣構(gòu)成的M型天線單元2。這里，從傳輸導體6的中點的連接點P1相對于XY平面平行地延伸并被連接到傳輸導體6a的中點的連接點P2上的傳輸導體6c被形成。還有，傳輸導體6c和X軸方向平行，傳輸導體6a的長度被設(shè)成比傳輸導體6的長度短。還有，從M型天線單元1的饋電點12經(jīng)輻射導體4、傳輸導體6及輻射導體3到饋電點12的天線長度和從M型天線單元1的饋電點12經(jīng)輻射導體4、傳輸導體6及輻射導體5到饋電點12的天線長度被設(shè)定為頻率f1的半波長的整數(shù)倍。另一方面，如由箭號43～47表示電流分布的圖33所示，M型天線單元2從饋電部12經(jīng)輻射導體4、傳輸導體6c、傳輸導體6a及輻射導體3a回到饋電部12的由箭號41a所示的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f2的半波長的整數(shù)倍，同時，從饋電部12經(jīng)輻射導體4、傳輸導體6c、傳輸導體6a及輻射導體5a回到饋電部12的由箭號42a所示的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f2的半波長的整數(shù)倍。
在象以上那樣構(gòu)成的M型天線裝置中，構(gòu)成一方的M型天線單元1以頻率f1工作、另一方的M型天線單元2以頻率f2工作的2頻率天線裝置，具備有和實施例1相同的雙指向特性。但是，由于具有和傳輸導體6、傳輸導體6a不同的長度，具有諧振頻率f1的M型天線單元1在相對于作為模擬引向器工作的的M型天線單元2的方向上具有比實施例1的指向特性更窄、更高增益的束，另一方面，對于和M型天線單元2相反的方向則具有和實施例1相同的指向特性。還有，具有諧振頻率f2的M型天線單元2在相對于作為模擬引向器工作的的M型天線單元1的方向上具有比實施例1的指向特性更窄、更低增益的束，另一方面，對于和M型天線單元1相反的方向則具有和實施例1相同的指向特性。因此，該M型天線裝置整體而言具有非對稱的雙指向特性。
實施例7圖34為表示與本發(fā)明相關(guān)的實施例7的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。和與實施例6相關(guān)的M型天線裝置相比，與此實施例7相關(guān)的M型天線裝置其特征在于在X方向離YZ平面規(guī)定距離ds的平行于YZ平面的平面上還形成有具備輻射導體3b、5b和傳輸導體6b并具有和M型天線單元2同樣的構(gòu)成的M型天線單元2b。
在圖34中，傳輸導體6b具有和傳輸導體6a相同的長度，傳輸導體6b的中點的連接點P3通過具有和傳輸導體6c相同的長度并與X軸方向平行的傳輸導體6d與傳輸導體6的中點的連接點P1連接。這里，M型天線單元2b從饋電部12經(jīng)輻射導體4、傳輸導體6d、傳輸導體6b及輻射導體3b回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f2的半波長的整數(shù)倍，同時，從饋電部12經(jīng)輻射導體4、傳輸導體6d、傳輸導體6b及輻射導體5b回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f2的半波長的整數(shù)倍。
在象以上那樣構(gòu)成的M型天線裝置中，構(gòu)成一方的M型天線單元1以頻率f1工作、另一方的M型天線單元2、2b以頻率f2工作的2頻率天線裝置，具備有和實施例1相同的雙指向特性。但是，由于具有和傳輸導體6、傳輸導體6a、6b不同的長度，具有諧振頻率f1的M型天線單元1在相對于作為模擬引向器工作的的M型天線單元2、2b的方向上具有比實施例1的指向特性更窄、更高增益的束。還有，具有諧振頻率f2的M型天線單元2、2b在相對于作為模擬引向器工作的的M型天線單元1的方向上具有比實施例1的指向特性更窄、更低增益的束，另一方面，對于和M型天線單元1相反的方向則具有和實施例1相同的指向特性。因此，該M型天線裝置整體而言具有對稱的雙指向特性。
實施例8圖35為表示與本發(fā)明相關(guān)的實施例8的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。和與實施例7相關(guān)的M型天線裝置相比，與此實施例8相關(guān)的M型天線裝置其特征在于傳輸導體6a、6b的各長度被設(shè)定得比傳輸導體6的長度長。這里，M型天線單元1具有諧振頻率f1，另一方面，M型天線單元2、2b都具有諧振頻率f2。該M型天線裝置和實施例7一樣整體而言具有相對于YZ平面對稱的構(gòu)造，作為整體具有對稱的雙指向特性。還有，各導體的長度以單位[mm]示于圖35。
圖36為表示圖35的M型天線裝置的反射系數(shù)S11的頻率特性的曲線圖。由圖36可知，M型天線裝置的反射系數(shù)S11在M型天線單元1的諧振頻率f1約等于2.9GHz時具有極小點、在M型天線單元2、2b的諧振頻率f2約等于2.2GHz時具有極小點。因此，該M型天線裝置顯示了可以在2個諧振頻率f1、f2下工作。
實施例9
圖37為表示與本發(fā)明相關(guān)的實施例9的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。和實施例7及8相比，與此實施例8相關(guān)的M型天線裝置其特征在于把傳輸導體6、6a、6b的長度設(shè)定成互不相同、并把各M型天線單元1、2、2b的環(huán)路長度設(shè)定成互不相同，由此構(gòu)成為具有3個諧振頻率f1、f2、f3。
在圖37中，傳輸導體6、6a、6b被設(shè)定為在Y軸方向互相平行、但其長度互不相同。M型天線單元1從饋電部12經(jīng)輻射導體4、傳輸導體6及輻射導體3回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f1的半波長的整數(shù)倍，同時，從饋電部12經(jīng)輻射導體4、傳輸導體6及輻射導體5回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f1的半波長的整數(shù)倍。還有，M型天線單元2從饋電部12經(jīng)輻射導體4、傳輸導體6c、傳輸導體6a及輻射導體3a回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f2的半波長的整數(shù)倍，同時，從饋電部12經(jīng)輻射導體4、傳輸導體6c、傳輸導體6a及輻射導體5a回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f2的半波長的整數(shù)倍。還有，M型天線單元2b從饋電部12經(jīng)輻射導體4、傳輸導體6d、傳輸導體6b及輻射導體3b回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f3的半波長的整數(shù)倍，同時，從饋電部12經(jīng)輻射導體4、傳輸導體6d、傳輸導體6b及輻射導體5b回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f3的半波長的整數(shù)倍。
象以上那樣構(gòu)成的M型天線裝置可以在3個諧振頻率f1、f2、f3下工作，整體而言具有相對于YZ平面非對稱的構(gòu)造，作為整體具有非對稱的雙指向特性。還有，傳輸導體6、6a、6b互不相同，因此，具有如下特有的效果，即可以在各M型天線單元1、2、2b上改變作為前向增益和后向增益(X軸方向或-X軸方向)的比的FB比。
實施例10圖38為表示與本發(fā)明相關(guān)的實施例10的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。和實施例9相比，與此實施例10相關(guān)的M型天線裝置其特征在于把傳輸導體6、6a、6b的長度設(shè)定成相同、并把各M型天線單元1和M型天線單元2、2b的各環(huán)路長度設(shè)定成互不相同，由此構(gòu)成為具有2個諧振頻率f1、f2。
在圖38中，傳輸導體6、6a、6b被設(shè)定為在Y軸方向互相平行、且其長度相同。M型天線單元1從饋電部12經(jīng)輻射導體4、傳輸導體6及輻射導體3回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f1的半波長的整數(shù)倍，同時，從饋電部12經(jīng)輻射導體4、傳輸導體6及輻射導體5回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f1的半波長的整數(shù)倍。還有，M型天線單元2從饋電部12經(jīng)輻射導體4、傳輸導體6c、傳輸導體6a及輻射導體3a回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f2的半波長的整數(shù)倍，同時，從饋電部12經(jīng)輻射導體4、傳輸導體6c、傳輸導體6a及輻射導體5a回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f2的半波長的整數(shù)倍。還有，M型天線單元2b從饋電部12經(jīng)輻射導體4、傳輸導體6d、傳輸導體6b及輻射導體3b回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f2的半波長的整數(shù)倍，同時，從饋電部12經(jīng)輻射導體4、傳輸導體6d、傳輸導體6b及輻射導體5b回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f2的半波長的整數(shù)倍。
象以上那樣構(gòu)成的M型天線裝置可以在2個諧振頻率f1、f2下工作，整體而言具有相對于YZ平面對稱的構(gòu)造，作為整體具有對稱的雙指向特性。
象以上那樣構(gòu)成的M型天線單元可以如實施例3及4所示那樣用簡單的方法在長方體狀的電介質(zhì)31或電介質(zhì)基板等上形成導體，其優(yōu)點是制造方法極其簡單。
在以上的實施例中，傳輸導體6c和傳輸導體6d的各長度被設(shè)定為相同，但本發(fā)明并不限于此，傳輸導體6c和傳輸導體6d的各長度也可以被設(shè)定為互不相同。
實施例11圖39為表示與本發(fā)明相關(guān)的實施例11的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。與此實施例11相關(guān)的M型天線裝置其特征在于具備有和實施例7的M型天線單元2、2b有同樣構(gòu)成的M型天線單元2、2b，同時，在YZ平面上形成有M型天線單元1，把M型天線單元1的輻射導體3、5的長度設(shè)成比其他的M型天線單元2、2b的輻射導體3a、5a、3b、5b的各相同的長度長。
在圖39中，輻射導體4的一端被連接在饋電部12上，另一方面，其另一端被連接在傳輸導體6c和傳輸導體6d的連接點P1上。M型天線單元1的輻射導體4g由此連接點P1沿Z軸上延伸并與傳輸導體6的中點的連接點P4連接。還有，把M型天線單元1的輻射導體3、5的長度設(shè)成比其他的M型天線單元2、2b的輻射導體3a、5a、3b、5b的各長度長，M型天線單元1的高度比M型天線單元2、2b的各相同高度高。
M型天線單元1從饋電部12經(jīng)輻射導體4、輻射導體4g、傳輸導體6及輻射導體3回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f1的半波長的整數(shù)倍，同時，從饋電部12經(jīng)輻射導體4、輻射導體4g、傳輸導體6及輻射導體5回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f1的半波長的整數(shù)倍。還有，M型天線單元2從饋電部12經(jīng)輻射導體4、傳輸導體6c、傳輸導體6a及輻射導體3a回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f2的半波長的整數(shù)倍，同時，從饋電部12經(jīng)輻射導體4、傳輸導體6c、傳輸導體6a及輻射導體5a回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f2的半波長的整數(shù)倍。還有，M型天線單元2b從饋電部12經(jīng)輻射導體4、傳輸導體6d、傳輸導體6b及輻射導體3b回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f2的半波長的整數(shù)倍，同時，從饋電部12經(jīng)輻射導體4、傳輸導體6d、傳輸導體6b及輻射導體5b回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f2的半波長的整數(shù)倍。
在象以上那樣構(gòu)成的M型天線裝置中，可以在2個諧振頻率f1、f2下工作，還有，M型天線裝置相對于YZ平面具有對稱的構(gòu)造，因此，具有對稱的指向特性。還有，在M型天線單元1中，不僅用輻射導體4、還用輻射導體4g延伸從饋電部12到傳輸導體6的高度，由此可以增大從饋電部12看到的M型天線單元1的阻抗，不用圖15的匹配導體8等就可以進行阻抗匹配，使得M型天線單元1的輸入阻抗與被連接在饋電部12上的傳輸線路的阻抗一致。
實施例12圖40為表示與本發(fā)明相關(guān)的實施例12的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。和與實施例11相關(guān)的M型天線裝置相比，與此實施例12相關(guān)的M型天線裝置其特征在于M型天線單元1、2、2b的各傳輸導體6、6a、6b的長度如下式那樣被設(shè)定為互不相同。
(傳輸導體6的長度)＞(傳輸導體6b的長度)＞(傳輸導體6a的長度)M型天線單元1從饋電部12經(jīng)輻射導體4、輻射導體4g、傳輸導體6及輻射導體3回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f1的半波長的整數(shù)倍，同時，從饋電部12經(jīng)輻射導體4、輻射導體4g、傳輸導體6及輻射導體5回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f1的半波長的整數(shù)倍。還有，M型天線單元2從饋電部12經(jīng)輻射導體4、傳輸導體6c、傳輸導體6a及輻射導體3a回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f2的半波長的整數(shù)倍，同時，從饋電部12經(jīng)輻射導體4、傳輸導體6c、傳輸導體6a及輻射導體5a回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f2的半波長的整數(shù)倍。還有，M型天線單元2b從饋電部12經(jīng)輻射導體4、傳輸導體6d、傳輸導體6b及輻射導體3b回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f3的半波長的整數(shù)倍，同時，從饋電部12經(jīng)輻射導體4、傳輸導體6d、傳輸導體6b及輻射導體5b回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f3的半波長的整數(shù)倍。
在象以上那樣構(gòu)成的M型天線裝置中，可以在3個諧振頻率f1、f2、f3下工作，還有，M型天線裝置相對于YZ平面具有非對稱的構(gòu)造，因此，具有非對稱的指向特性。還有，在M型天線單元1中，不僅用輻射導體4、還用輻射導體4g延伸從饋電部12到傳輸導體6的高度，由此可以增大從饋電部12看到的M型天線單元1的阻抗，不用圖15的匹配導體8等就可以進行阻抗匹配，使得M型天線單元1的輸入阻抗與被連接在饋電部12上的傳輸線路的阻抗一致。
實施例13圖41為表示與本發(fā)明相關(guān)的實施例13的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。與此實施例13相關(guān)的M型天線裝置其特征在于具備有和實施例7的M型天線單元1有同樣構(gòu)成的M型天線單元1，同時還具備有和實施例7的M型天線單元2、2b有同樣構(gòu)成但其高度比M型天線單元1的高度高的M型天線單元2、2b。
在圖41中，輻射導體4的一端被連接在饋電部12上，另一方面，其另一端被連接在傳輸導體6的中點的連接點P1上。還有，連接點P1通過沿Z軸方向延伸的輻射導體4h被連接到傳輸導體6c和傳輸導體6d之間的連接點P4上，這里，傳輸導體6c和傳輸導體6d的各長度被設(shè)成相同。連接點P4通過沿-X軸方向延伸的傳輸導體6c被連接到傳輸導體6a的中點的連接點P2上、同時通過沿X軸方向延伸的傳輸導體6d被連接到傳輸導體6b的中點的連接點P3上。
M型天線單元1從饋電部12經(jīng)輻射導體4、傳輸導體6及輻射導體3回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f1的半波長的整數(shù)倍，同時，從饋電部12經(jīng)輻射導體4、傳輸導體6及輻射導體5回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f1的半波長的整數(shù)倍。還有，M型天線單元2從饋電部12經(jīng)輻射導體4、輻射導體4h、傳輸導體6c、傳輸導體6a及輻射導體3a回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f2的半波長的整數(shù)倍，同時，從饋電部12經(jīng)輻射導體4、輻射導體4h、傳輸導體6c、傳輸導體6a及輻射導體5a回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f2的半波長的整數(shù)倍。還有，M型天線單元2b從饋電部12經(jīng)輻射導體4、輻射導體4h、傳輸導體6d、傳輸導體6b及輻射導體3b回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f2的半波長的整數(shù)倍，同時，從饋電部12經(jīng)輻射導體4、輻射導體4h、傳輸導體6d、傳輸導體6b及輻射導體5b回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f2的半波長的整數(shù)倍。
在象以上那樣構(gòu)成的M型天線裝置中，可以在2個諧振頻率f1、f2下工作，還有，M型天線裝置相對于YZ平面具有對稱的構(gòu)造，因此，具有對稱的指向特性。還有，在M型天線單元2、2b中，不僅用輻射導體4、還用輻射導體4h延伸從饋電部12到各傳輸導體6a、6b的高度，由此可以增大從饋電部12看到的M型天線單元2、2b的阻抗，不用圖15的匹配導體8等就可以進行阻抗匹配，使得M型天線單元2、2b的輸入阻抗與被連接在饋電部12上的傳輸線路的阻抗一致。
實施例14圖42為表示與本發(fā)明相關(guān)的實施例14的M型天線裝置的構(gòu)成的立體圖。和與實施例13相關(guān)的M型天線裝置相比，與此實施例14相關(guān)的M型天線裝置其特征在于M型天線單元1、2、2b的各傳輸導體6、6a、6b的長度如下式那樣被設(shè)定為互不相同。
(傳輸導體6的長度)＞(傳輸導體6a的長度)＞(傳輸導體6b的長度)M型天線單元1從饋電部12經(jīng)輻射導體4、傳輸導體6及輻射導體3回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f1的半波長的整數(shù)倍，同時，從饋電部12經(jīng)輻射導體4、傳輸導體6及輻射導體5回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f1的半波長的整數(shù)倍。還有，M型天線單元2從饋電部12經(jīng)輻射導體4、輻射導體4h、傳輸導體6c、傳輸導體6a及輻射導體3a回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f2的半波長的整數(shù)倍，同時，從饋電部12經(jīng)輻射導體4、輻射導體4h、傳輸導體6c、傳輸導體6a及輻射導體5a回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f2的半波長的整數(shù)倍。還有，M型天線單元2b從饋電部12經(jīng)輻射導體4、輻射導體4h、傳輸導體6d、傳輸導體6b及輻射導體3b回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f3的半波長的整數(shù)倍，同時，從饋電部12經(jīng)輻射導體4、輻射導體4h、傳輸導體6d、傳輸導體6b及輻射導體5b回到饋電部12的環(huán)路長度被設(shè)定為頻率f3的半波長的整數(shù)倍。
在象以上那樣構(gòu)成的M型天線裝置中，可以在3個諧振頻率f1、f2、f3下工作，還有，M型天線裝置相對于YZ平面具有非對稱的構(gòu)造，因此，具有非對稱的指向特性。還有，在M型天線單元2、2b中，不僅用輻射導體4、還用輻射導體4h延伸從饋電部12到各傳輸導體6a、6b的高度，由此可以增大從饋電部12看到的M型天線單元2、2b的阻抗，不用圖15的匹配導體8等就可以進行阻抗匹配，使得M型天線單元2、2b的輸入阻抗與被連接在饋電部12上的傳輸線路的阻抗一致。
其他變換例在以上的實施例中，連接點P1、P2、P3位于各傳輸導體的中心部位上，但本發(fā)明并不限于此，既可以使之位于實質(zhì)上中心部位的大致中心部位上，還可以取而代之，使之位于傳輸導體的一端和另一端之間的任意位置的間部上。連接點P5、P6位于稍微偏離各傳輸導體的中心部位的位置上，但本發(fā)明并不限于此，也可以使之位于各傳輸導體的中心部位、大致中心部位或間部上。
在以上的實施例6至14中把傳輸導體6c和傳輸導體6d的各長度設(shè)定為相同，但本發(fā)明并不限于此，也可以把傳輸導體6c和傳輸導體6d的各長度設(shè)定為互不相同。
在以上的實施例6至14中，多個M型天線單元1、2、2b被形成于相對于比如YZ平面等平面平行但互不相同的平面上，但本發(fā)明并不限于此，也可以在同一平面上形成多個M型天線之中的多個M型天線。也就是說，也可以組合與實施例1至4相關(guān)的M型天線裝置和與實施例6至14相關(guān)的M型天線裝置而構(gòu)成。
在以上的實施例中對具備有2或3個M型天線的M型天線裝置進行了說明，但本發(fā)明并不限于此，也可以構(gòu)成具備有2個以上的多個M型天線的M型天線裝置。
如以上所詳細說明，根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明是一種具備有包含分別具有互不相同的第1和第2諧振頻率的第1和第2M型天線單元的至少2個M型天線單元、接地導體和饋電部的M型天線裝置，上述第1M型天線單元被構(gòu)成為具備有第1傳輸導體、被連接在上述第1傳輸導體的一端和上述接地導體之間的第1輻射導體、被連接在上述第1傳輸導體的中部和上述饋電部之間的第2輻射導體和被連接在上述第1傳輸導體的另一端和上述接地導體之間的第3輻射導體，上述第2M型天線單元被構(gòu)成為具備有第2傳輸導體、被連接在上述第2傳輸導體的一端和上述接地導體之間的第4輻射導體、被連接在上述第2傳輸導體的中部和上述饋電部之間的第5輻射導體和被連接在上述第2傳輸導體的另一端和上述接地導體之間的第6輻射導體。因此，根據(jù)本發(fā)明，可以用簡單的構(gòu)造容易地實現(xiàn)具有2個以上的諧振頻率且可以得到雙指向特性的天線裝置。
還有，根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明是一種具備有包含分別具有第1、第2和第3諧振頻率的第1、第2和第3 M型天線單元的至少3個M型天線單元、接地導體和饋電部的M型天線裝置，上述第1M型天線單元被構(gòu)成為具備有第1傳輸導體、被連接在上述第1傳輸導體的一端和上述接地導體之間的第1輻射導體、被連接在上述第1傳輸導體的中部和上述饋電部之間的第2輻射導體和被連接在上述第1傳輸導體的另一端和上述接地導體之間的第3輻射導體，上述第2M型天線單元被構(gòu)成為具備有第2傳輸導體、被連接在上述第2傳輸導體的一端和上述接地導體之間的第4輻射導體、被連接在上述第2傳輸導體的中部和上述饋電部之間的第5輻射導體和被連接在上述第2傳輸導體的另一端和上述接地導體之間的第6輻射導體，上述第3M型天線單元被構(gòu)成為具備有第3傳輸導體、被連接在上述第3傳輸導體的一端和上述接地導體之間的第7輻射導體、被連接在上述第3傳輸導體的中部和上述饋電部之間的第8輻射導體和被連接在上述第3傳輸導體的另一端和上述接地導體之間的第9輻射導體，上述至少3個M型天線單元被形成于互不相同的平面上，第1、第2和第3諧振頻率之中的至少2個互不相同。因此，根據(jù)本發(fā)明，可以用簡單的構(gòu)造容易地實現(xiàn)具有3個以上的諧振頻率且可以得到對稱或非對稱的雙指向特性的天線裝置。
權(quán)利要求
1.一種M型天線裝置，是具備了包含分別具有相互不同的第1和第2諧振頻率的第1和第2M型天線單元的至少2個M型天線單元、接地導體和饋電部的M型天線裝置，其特征在于上述第1M型天線單元被構(gòu)成為具備有第1傳輸導體、被連接在上述第1傳輸導體的一端和上述接地導體之間的第1輻射導體、被連接在上述第1傳輸導體的中部和上述饋電部之間的第2輻射導體、被連接在上述第1傳輸導體的另一端和上述接地導體之間的第3輻射導體，上述第2M型天線單元被構(gòu)成為具備有第2傳輸導體、被連接在上述第2傳輸導體的一端和上述接地導體之間的第4輻射導體、被連接在上述第2傳輸導體的中部和上述饋電部之間的第5輻射導體、被連接在上述第2傳輸導體的另一端和上述接地導體之間的第6輻射導體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的M型天線裝置，其特征在于上述第5輻射導體和上述第2輻射導體的至少一部分共用。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的M型天線裝置，其特征在于上述第5輻射導體和上述第1傳輸導體的一部分共用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項所述的M型天線裝置，其特征在于還具備有一端被接地的用于調(diào)節(jié)上述M型天線裝置的輸入阻抗的至少1個匹配導體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的M型天線裝置，其特征在于上述匹配導體之中的至少1個匹配導體的另一端被導電連接在上述輻射導體或上述傳輸導體上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之中的任一項所述的M型天線裝置，其特征在于還具備有一端被接地的改變上述M型天線裝置的指向特性的至少1個指向特性控制導體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項所述的M型天線裝置，其特征在于還具備有改變上述第1和第2傳輸導體中的至少1個的寬度的導體附加部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項所述的M型天線裝置，其特征在于相對于上述接地導體用電介質(zhì)充填包含上述M型天線單元的至少一部分的空間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任一項所述的M型天線裝置，其特征在于上述接地導體和上述傳輸導體之中的至少1個由電介質(zhì)基板上的導體模樣形成，上述輻射導體之中的至少1個由電介質(zhì)基板中的通孔導體形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項所述的M型天線裝置，其特征在于上述至少2個M型天線單元被形成在同一平面上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項所述的M型天線裝置，其特征在于上述至少2個M型天線單元被形成在相互不同的平面上。
12.一種M型天線裝置，是具備了包含分別具有第1、第2和第3諧振頻率的第1、第2和第3M型天線單元的至少3個M型天線單元、接地導體和饋電部的M型天線裝置，其特征在于上述第1M型天線單元被構(gòu)成為具備有第1傳輸導體、被連接在上述第1傳輸導體的一端和上述接地導體之間的第1輻射導體、被連接在上述第1傳輸導體的中部和上述饋電部之間的第2輻射導體、被連接在上述第1傳輸導體的另一端和上述接地導體之間的第3輻射導體，上述第2M型天線單元被構(gòu)成為具備有第2傳輸導體、被連接在上述第2傳輸導體的一端和上述接地導體之間的第4輻射導體、被連接在上述第2傳輸導體的中部和上述饋電部之間的第5輻射導體、被連接在上述第2傳輸導體的另一端和上述接地導體之間的第6輻射導體，上述第3M型天線單元被構(gòu)成為具備有第3傳輸導體、被連接在上述第3傳輸導體的一端和上述接地導體之間的第7輻射導體、被連接在上述第3傳輸導體的中部和上述饋電部之間的第8輻射導體、被連接在上述第3傳輸導體的另一端和上述接地導體之間的第9輻射導體，上述至少3個M型天線單元被形成在相互不同的平面上，第1、第2和第3諧振頻率之中的至少2個互不相同。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的M型天線裝置，其特征在于上述至少3個M型天線單元被形成為相互平行，上述第1、第2和第3輻射導體的各長度及上述第4和第6輻射導體的各長度及上述第7和第9輻射導體的各長度被設(shè)定為相同，上述第5輻射導體和上述第2輻射導體的至少一部分共用，還具備有連接上述第1傳輸導體的中部和上述第2傳輸導體的中部的第4傳輸導體和連接上述第1傳輸導體的中部和上述第3傳輸導體的中部的第5傳輸導體。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的M型天線裝置，其特征在于上述第4傳輸導體的長度被設(shè)定為和上述第5傳輸導體的長度相同，上述第1、第2和第3傳輸導體的各長度被設(shè)定成相同。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的M型天線裝置，其特征在于上述第4傳輸導體的長度被設(shè)定為和上述第5傳輸導體的長度相同，上述第1、第2和第3傳輸導體的各長度之中的至少2個被設(shè)定成互不相同。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的M型天線裝置，其特征在于上述第4傳輸導體的長度被設(shè)定為和上述第5傳輸導體的長度互不相同，上述第1、第2和第3傳輸導體的各長度被設(shè)定成相同。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的M型天線裝置，其特征在于上述至少3個M型天線單元被形成為相互平行，上述第4和第6輻射導體的各長度及上述第7和第9輻射導體的各長度被設(shè)定為相同，上述第5輻射導體和上述第2輻射導體的至少一部分共用，上述第8輻射導體和上述第2輻射導體的至少一部分共用，還具備有連接上述第2輻射導體的中部和上述第2傳輸導體的中部的第4傳輸導體和連接上述第2輻射導體的中部和上述第3傳輸導體的中部的第5傳輸導體。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的M型天線裝置，其特征在于上述第4傳輸導體的長度和上述第5傳輸導體的長度被設(shè)定為相同，上述第1、第2和第3傳輸導體的各長度之中的至少2個被設(shè)定成互不相同。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的M型天線裝置，其特征在于上述至少3個M型天線單元被形成為相互平行，上述第4和第6輻射導體的各長度及上述第7和第9輻射導體的各長度被設(shè)定為相同，上述第5輻射導體和上述第2輻射導體及一端被接在上述第2輻射導體上的第10輻射導體共用，上述第8輻射導體和上述第2輻射導體及上述第10輻射導體共用，還具備有連接上述第10輻射導體的另一端和和上述第2傳輸導體的中部的第4傳輸導體和連接上述第10輻射導體的另一端和和上述第3傳輸導體的中部的第5傳輸導體。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的M型天線裝置，其特征在于上述第4傳輸導體的長度和上述第5傳輸導體的長度被設(shè)定為相同，上述第1、第2和第3傳輸導體的各長度之中的至少2個被設(shè)定成互不相同。
21.根據(jù)權(quán)利要求1至20中的任一項所述的M型天線裝置，其特征在于上述接地導體具有圓形狀。
全文摘要
一種M型天線裝置被構(gòu)成為具備有分別具有相互不同的第1和第2諧振頻率的M型天線單元1、2、接地導體和饋電部。M型天線單元1被構(gòu)成為具備有傳輸導體6、被連接在傳輸導體6的一端和接地導體11之間的輻射導體3、被連接在傳輸導體6的中部和饋電部12之間的輻射導體4、被連接在傳輸導體6的另一端和接地導體11之間的輻射導體5,M型天線單元2被構(gòu)成為和M型天線單元1一樣具備有傳輸導體6a、輻射導體3a、4a、5a,這里,輻射導體4a通過輻射導體4被連接到饋電部12上。這種天線裝置能夠以比以往更簡單的設(shè)計得到具有多個諧振頻率和雙指向特性且小型輕量的天線裝置。
文檔編號H01Q5/01GK1377101SQ0210778
公開日2002年10月30日 申請日期2002年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月26日
發(fā)明者山本溫, 巖井浩, 小川晃一 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社