專利名稱：：寬頻帶天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及在利用UWB(UltraWideBand:超寬帶)技術(shù)的Broadband-PAN(PersonalAreaNetwork:個人局域網(wǎng))等通信系統(tǒng)中使用的寬頻帶天線。
背景技術(shù)：
：在UWB這樣的寬頻帶通信所使用的天線中，希望天線增益相對于頻率不變化。其理由如下由于可從通信設(shè)備輻射的電磁波電力的最大值由無線電法規(guī)確定，故對應(yīng)工作頻帶寬度內(nèi)天線增益的最大值來設(shè)計通信設(shè)備。因此，在利用寬頻帶的頻率(3.1GHz~4.9GHz)進(jìn)行通信時，根據(jù)工作頻帶寬度內(nèi)天線增益的最小值來決定通信距離。即，存在有天線增益相對于頻率有較大變動時、通信距離變短的問題。例如，如圖19所示，表示兩種天線A、B中頻率和天線增益的關(guān)系。在天線A、B中，工作頻帶內(nèi)的天線增益的最大值大致相等。但是，著眼于工作頻帶內(nèi)的天線增益的最小值的話，可知天線A的增益最小值與增益最大值相比幾乎不變，在工作頻帶內(nèi)可獲得大致相同的天線增益，而天線B的增益最小值與最大值相比大幅度減少。因此，天線B的通信距離被與增益最大值相比大幅度減少的增益最小值限制，可以說天線B不適合寬頻帶通信。另外，UWB通信設(shè)備通常設(shè)定在屋內(nèi)使用，故UWB通信設(shè)備所使用的寬頻帶天線(UWB天線)將信號發(fā)送接收設(shè)備放置在屋內(nèi)的任何位置都能進(jìn)行通信為好。因此，如圖20所示，在UWB天線中，希望具有無指向性，以相對于水平面內(nèi)方向(圖20的XY平面內(nèi)的方向)的任意方向都輻射相同的電力。另外，考慮到會將信號發(fā)送器和信號接收器設(shè)置在不同的高度，所以希望在一定程度的垂直面方向也具有無指向性。大多數(shù)電子設(shè)備都要求設(shè)備的小型化，這一點在上述的通信設(shè)備中也不例外。在寬頻帶天線中謀求小型化時，存在因向饋電線路泄漏的漏電流而影響無指向性的問題。以下對此進(jìn)行詳細(xì)說明。天線的結(jié)構(gòu)通常具有輻射元件和向該輻射元件供給電信號的饋電線路。另外，上述天線的饋電線路使用同軸電纜，但從該天線輻射信號電波時，發(fā)生從饋電點向同軸電纜的外導(dǎo)體的漏電流。因該漏電流而導(dǎo)致在同軸電纜的周圍產(chǎn)生電磁場，由該漏電流產(chǎn)生的電磁場以牽引從天線的輻射元件輻射的信號電波的方式起作用。通常，天線的饋電線路存在于輻射元件的下部，此時從輻射元件輻射的信號電波在下方變強(qiáng)而在上方變?nèi)?，故特別是影響垂直面方向的無指向性。例如，在將信號接收天線配置于比信號發(fā)送天線高的位置時，信號的接收狀態(tài)有可能變差。相對于輻射元件、饋電線路的直徑越大，因上述漏電流導(dǎo)致的對無指向性的不良影響就越顯著。即，為了將天線小型化而越減小輻射元件，不良影響就越顯著。在專利文獻(xiàn)1中公開有如下的技術(shù)，即，在具有輻射導(dǎo)體、接地導(dǎo)體及饋電線路的非平衡型天線中，利用電流吸收體覆蓋饋電線路的一部分，并且使接地導(dǎo)體端部的一部分為低導(dǎo)電率，從而通過電阻使流向饋電線路的漏電流衰減。另外，在專利文獻(xiàn)2中公開有如下技術(shù)，即，通過在饋電線路上安裝長度為工作波長的輻射元件，利用反射波消除漏電流。專利文獻(xiàn)l:(日本)特開2005-12841號公才艮(公開日2005年1月13日)專利文獻(xiàn)2:(日本)特開平10-233619號公報(公開日1998年9月2曰)但是，在專利文獻(xiàn)1的技術(shù)中，因由電阻而使漏電流衰減，故存在如下問題，即，向水平面方向的天線增益降低，在工作頻帶內(nèi)的天線增益的最大最小幅度增大。另外，專利文獻(xiàn)2的技術(shù)存在如下問題，即，僅在窄頻帶起作用，在UWB這樣的寬頻帶不能利用工作頻帶的所有頻率來防止漏電流，在工作頻帶內(nèi)天線增益的最大最小幅度增大。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述問題點而作出的，其目的在于提供一種寬頻帶天線，可在整個寬頻帶內(nèi)降低流向饋電線路的漏電流，抑制天線增益相對于頻率的變動(頻率平坦特性)。為了解決上述課題，本發(fā)明的寬頻帶天線具有由第一輻射元件及第二輻射元件構(gòu)成的輻射元件、和由同軸電纜構(gòu)成的饋電線路，所述第一輻射元件及所述第二輻射元件是如下的導(dǎo)體部件，其以與向所述輻射元件供電的饋電點相對的方式配置，具有相對于通過所述饋電點的直線而線對稱的形狀，所述第一輻射元件與所述饋電線路的內(nèi)芯連接，所述第二輻射元件與所述饋電線路的外導(dǎo)體連接，所述第二輻射元件連接有如下的導(dǎo)體部件，所述饋電點的直線而線對稱的兩個電極部構(gòu)成。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過從饋電線路向輻射元件供給信號電流，從該輻射元件輻射信號電波。此時，流向饋電線路的漏電流因設(shè)有電極部而被抑制。即，由于電極部的長度方向軸以與饋電線路平行的方式配置，故由流向饋電線路的漏電流產(chǎn)生的電磁場與由在電極部流動的電流產(chǎn)生的電磁場相互抵消，其結(jié)果，在饋電線路流動的漏電流被消除。由此，由上述漏電流產(chǎn)生的、對頻率平坦特性的不良影響被抑制。另外，在所述寬頻帶天線中，將所述饋電線路的外導(dǎo)體的直徑設(shè)為a、所述兩個電極部的外側(cè)邊緣間距設(shè)為b、所述電極部的長度方向的長度設(shè)為c、工作頻帶內(nèi)的下限頻率波長設(shè)為^時，滿足如下條件為好<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，上述漏電流的消除效果在整個工作頻帶內(nèi)充分作用。另外，在所述寬頻帶天線中，所述輻射元件至少在電介質(zhì)基板的一面上形成有成為所述第一輻射元件和所述第二輻射元件的導(dǎo)電圖案。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過將所述輻射元件配置于電介質(zhì)部件表面，具有可基于電介質(zhì)部件的波長縮短效果來實現(xiàn)電極尺寸的小型化的優(yōu)點。另外，也可對所述輻射元件賦予機(jī)械強(qiáng)度。另外，在所述寬頻帶天線中，可構(gòu)成為具有多個所述輻射元件，各個輻射元件以使所述饋電點一致且所述直線重合的方式配置。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，同樣地，由流向饋電線路的漏電流產(chǎn)生的電磁場與由在電極部流動的電流產(chǎn)生的電石茲場相互抵消，其結(jié)果，在饋電線路流動的漏電流被消除。由此，上述漏電流對頻率平坦特性的不良影響被抑制。另外，在所述寬頻帶天線中，將所述饋電線路的外導(dǎo)體的直徑設(shè)為a、所述兩個電極部的外側(cè)邊緣間距設(shè)為b、所述電極部的長度方向的長度設(shè)為c、工作頻帶的下限頻率波長設(shè)為人o時，其結(jié)構(gòu)優(yōu)選為滿足如下條件6^/^16—50xc/;i0+16"/"—125xc/;i0+33.5。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，上述漏電流的消除效果在整個工作頻帶內(nèi)充分作用。另外，在所述寬頻帶天線中，可由電介質(zhì)殼體覆蓋所述輻射元件。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過由電介質(zhì)殼體覆蓋所述輻射元件，具有可基于電介質(zhì)殼體的波長縮短效果來實現(xiàn)電極尺寸的小型化的優(yōu)點。另外，在所述寬頻帶天線中，將所述饋電線路的外導(dǎo)體的直徑設(shè)為a、所述兩個電極部的外側(cè)邊緣間距設(shè)為b、所述電極部的長度方向的長度設(shè)為c、工作頻帶的下限頻率波長設(shè)為？w)時，其結(jié)構(gòu)優(yōu)選為滿足如下條件一36.4xc/;Io+11.5"/g。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，上述漏電流的消除效果在整個工作頻帶內(nèi)充分作用。另外，在所述寬頻帶天線中，將所述饋電線路的外導(dǎo)體的直徑設(shè)為a、所述兩個電極部的外側(cè)邊緣間距設(shè)為b、所述電極部的長度方向的長度設(shè)為c、工作頻帶的下限頻率波長設(shè)為^時，其結(jié)構(gòu)優(yōu)選為滿足如下條件-33.3xc/;i0+12"/aS—100xc/々+24。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，上述漏電流的消除效果在整個工作頻帶內(nèi)充分作用。另外，在所述寬頻帶天線中，將所述饋電線路的外導(dǎo)體的直徑設(shè)為a、所述兩個電極部的外側(cè)邊緣間距設(shè)為b、所述電極部的水平方向?qū)挾仍O(shè)為w時，其結(jié)構(gòu)優(yōu)選為滿足如下條件根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，上述漏電流的消除效果在整個工作頻帶內(nèi)充分作用。另外，為了解決上述課題，本發(fā)明的另一方面提供一種寬頻帶天線，其具有由第一輻射元件及第二輻射元件構(gòu)成的輻射元件、和由同軸電纜構(gòu)成的饋電線路，所述第一輻射元件是與所述饋電線路的內(nèi)芯連接的圓錐形狀的導(dǎo)體部件，所述第二輻射元件是由圓錐形狀的輻射部和以從該輻射部底面的外邊緣向下方延伸的方式安裝的筒狀導(dǎo)體構(gòu)成的導(dǎo)體部件，與所述饋電線路的外導(dǎo)體連接，所述第一輻射元件及所述第二輻射元件以圓錐頂點彼此面對的方式配置，所述筒狀導(dǎo)體以其中心軸與饋電線路平行的方式配置。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由向饋電線路流動的漏電流產(chǎn)生的電磁場與由在筒狀導(dǎo)體流動的電流產(chǎn)生的電磁場相互抵消，其結(jié)果，在饋電線路流動的漏電流被消除。由此，上述漏電流對頻率平坦特性的不良影響被抑制。另外，在所述寬頻帶天線中，將所述饋電線路的外導(dǎo)體的直徑設(shè)為a、所述筒狀導(dǎo)體的外徑設(shè)為b、所述筒狀導(dǎo)體的軸向長度設(shè)為c、工作頻帶的下限頻率波長設(shè)為^o時，其結(jié)構(gòu)優(yōu)選為滿足如下條件<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，上述漏電流的消除效果在整個工作頻帶內(nèi)充分作用。另外，在所述寬頻帶天線中，將所述饋電線路的外導(dǎo)體的直徑設(shè)為a、所述筒狀導(dǎo)體的外徑設(shè)為b、所述筒狀導(dǎo)體的半徑方向厚度設(shè)為w時，其結(jié)構(gòu)優(yōu)選為滿足如下條件<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，上述漏電流的消除效果在整個工作頻帶內(nèi)充分作用。如上所述，本發(fā)明的寬頻帶天線具有由第一輻射元件及第二輻射元件構(gòu)成的輻射元件、和由同軸電纜構(gòu)成的饋電線路，所述第一輻射元件及所述第二輻射元件是以與向所述輻射元件供電的饋電點相對的方式配置、且具有相對于通過所述饋電點的直線而線對稱的形狀的導(dǎo)體部件，所述第一輻射元件與所述饋電線路的內(nèi)芯連接，所述第二輻射元件與所述饋電線路的外導(dǎo)體連接，所述第二輻射元件連接有導(dǎo)體部件，該導(dǎo)體部件以長度方向軸與所述饋電線路平行的方式配置，且由相對于通過所述饋電點的直線而線對稱的兩個電才及部構(gòu)成。因此，由向饋電線路流動的漏電流產(chǎn)生的電磁場與由在電極部流動的電流產(chǎn)生的電磁場相互抵消，其結(jié)果，在饋電線路流動的漏電流被消除。由此，起到抑制上述漏電流對頻率平坦特性的不良影響的效果。圖1表示本發(fā)明的實施方式、是表示第一實施方式的寬頻帶天線的概略結(jié)構(gòu)的平面圖2是表示寬頻帶天線中的第一輻射部件及第二輻射部件與饋電線路連接的圖3是表示在圖1所示的寬頻帶天線中、可實現(xiàn)頻率平坦特性的條件的圖表；圖4是表示第一實施方式的寬頻帶天線的變形例的平面圖；圖5是表示第二實施方式的寬頻帶天線的概略結(jié)構(gòu)的立體圖；圖6是表示在圖5所示的寬頻帶天線中、可實現(xiàn)頻率平坦特性的條件的圖表；圖7是表示第三實施方式的寬頻帶天線的概略結(jié)構(gòu)的立體圖；圖8是表示在圖7所示的寬頻帶天線中、可實現(xiàn)頻率平坦特性的條件的圖表；圖9是表示第三實施方式的寬頻帶天線的變形例的平面圖；圖IO是表示在圖9所示的寬頻帶天線中、可實現(xiàn)頻率平坦特性的條件的圖表；圖11是表示第四實施方式的寬頻帶天線的概略結(jié)構(gòu)的立體圖；圖12是表示在圖11所示的寬頻帶天線中、可實現(xiàn)頻率平坦特性的條件的圖表；圖13是表示由于天線的小型化導(dǎo)致的向饋電線路泄漏的漏電流變化的圖表；圖14是表示在使用圖9所示的寬頻帶天線實測時、輻射增益相對于頻率的測量數(shù)據(jù)的圖表；圖15是表示獲得圖14的測量數(shù)據(jù)時的測量環(huán)境的圖；圖16是說明寬頻帶天線的尺寸關(guān)系的圖17是表示電極部水平方向的寬度和頻率平坦特性的關(guān)系的圖表；圖18是表示具有本發(fā)明的寬頻帶天線的通信設(shè)備的配置例；圖19是表示具有頻率平坦特性的天線和不具有頻率平坦特性的天線的、頻率和天線增益關(guān)系的圖表；圖20是說明天線的無指向性的圖。附圖標(biāo)記說明I、2、3、4、5、6寬頻帶天線II、21、61第一輻射部12、22、62第二輻射部12A、22A、62A輻射部12B、22B電極部13、23、33、63饋電線路20電介質(zhì)基斧反41、51電介質(zhì)殼體62B筒狀導(dǎo)體具體實施方式(第一實施方式)以下，基于圖1~圖4說明本發(fā)明的第一實施方式例。首先，圖1及圖2表示本發(fā)明第一實施方式的寬頻帶天線的概略形狀。如圖1及圖2所示，寬頻帶天線1具有第一輻射元件11、第二輻射元件12及饋電線路13。第一輻射元件11是等腰三角形形狀的導(dǎo)體部件。另外，第二輻射元件12由輻射部12A和在圖1中省略的狹縫12B構(gòu)成，該狹縫12B相對于等腰三角形的形狀通過將其頂角附近的導(dǎo)體部件去除而構(gòu)成，第二輻射元件12連接有以從該輻射部12A的底邊兩端向下方延伸的方式安裝的兩個電極部120。另外，饋電線路13是同軸電纜。電極部120的長度方向軸配置成與饋電線路13平行。第一輻射元件11和第二輻射元件12以等腰三角形的頂角彼此相對的方式配置，兩個等腰三角形的頂角彼此相接的點成為饋電點。如圖2所示，第一輻射元件11在其頂角部分與饋電線路13的內(nèi)芯13A連接，第二輻射元件12在其底邊部分與饋電線路13的外導(dǎo)體13B連接。另外，設(shè)于第二輻射元件12的狹縫12B在其內(nèi)部配置有從第一輻射元件延伸的連接用的導(dǎo)體110,以將第一輻射元件11與饋電線路13的內(nèi)芯13A連接。在此，由于第二輻射元件12的輻射部12A和^t電線^各13的外導(dǎo)體13B電連接，故狹縫12B具有與外導(dǎo)體13B相同的電位。通過形成這樣的結(jié)構(gòu)，連接用導(dǎo)體110在被狹縫12B和輻射部12A包圍的區(qū)域，獲得與由同軸電纜構(gòu)成的饋電線路13同等的屏蔽效果。在寬頻帶天線l中，通過從饋電線路13向輻射元件(以下，當(dāng)記為輻射元件時，指的是第一輻射元件11及第二輻射元件12)供給信號電流，從該輻射元件輻射信號電波。此時，流向饋電線^各13的漏電流因設(shè)有電極部120而被抑制。即，在圖l的結(jié)構(gòu)中，因電極部120的長度方向軸與饋電線路13平行地配置，故由流向饋電線路13的漏電流產(chǎn)生的電》茲場與由在電才及部120流動的電流產(chǎn)生的電；茲場相互4氏消，其結(jié)果，在々貴電線3各13流動的漏電流被消除。另外，要求在寬頻帶天線1中，上述漏電流的消除效果也可在其整個工作頻帶內(nèi)充分作用。之所以如此是因為若不這樣，則工作頻帶內(nèi)的天線增益的最大值和最小值的幅度變大，頻率平坦特性(工作頻帶內(nèi)天線增益的一致性)受損。另外，在本實施方式中，實現(xiàn)頻率平坦特性的狀態(tài)是指工作頻帶內(nèi)的天線增益的最大值和最小值的幅度為6dB以下的狀態(tài)。一般來說，通信距離和發(fā)送電力存在相關(guān)關(guān)系，理論上知道若發(fā)送電力降低6dB,則通信距離減半。因此，在假設(shè)來自通信設(shè)備的發(fā)送電力對應(yīng)每一頻率為一定時，優(yōu)選為工作頻帶寬度內(nèi)的天線增益的最大值與最小值之差在6dB以內(nèi)。另外，在本實施方式中，在從天線向垂直方向偏斜士30。的范圍內(nèi)，若天線增益的最大值與最小值之差在6dB以內(nèi)，則可實現(xiàn)頻率平坦特性。在此，將饋電線路13的直徑設(shè)為a、兩個電極部120的水平方向間距(外側(cè)邊緣間距)設(shè)為b、電極部120的垂直方向長度設(shè)為c時，通過解析求得在寬頻帶天線1中實現(xiàn)頻率平坦特性的條件。其結(jié)果如圖3所示。在圖3中，將b/a作為縱軸，c/^作為橫軸。另外，Ao是寬頻帶天線1的工作頻帶'的下限頻率波長。根據(jù)圖3，在圖1所示結(jié)構(gòu)的寬頻帶天線1中，在滿足以下(1)~(3)式的條件下可實現(xiàn)頻率平坦特性。一36.4xc/義o+13"/a(3)另外，在圖1及圖2中，雖然使第一輻射元件11及第二輻射元件12的形狀為等腰三角形而進(jìn)行了說明，但也可將該形狀替換為扇形或半圓形。另外，第一輻射元件11及第二輻射元件12的形狀只要是相對于饋電點相對地配置、且相對于通過饋電點的直線而線對稱的形狀，也可將等腰三角形的各邊變形成曲線。另夕卜，兩個電極部120雖然可配置于第二輻射元件12的輻射部12A的底邊的任意位置，但配置在兩端時最能實現(xiàn)本發(fā)明的效果。配置在兩端時，電流順暢地流過兩個電極部120,充分實現(xiàn)漏電流消除效果。圖4是圖1所示的寬頻帶天線1的變形例。圖4所示的寬頻帶天線2至少在電介質(zhì)基板20的一面上形成有成為第一輻射元件21和第二輻射元件22的導(dǎo)電圖案，該輻射元件與同軸電纜即饋電線路23連接。第一輻射元件21是等腰三角形形狀的導(dǎo)體圖案。另外，第二輻射元件22是由輻射部和相對于等腰三角形形狀而除去其頂角附近的導(dǎo)體部件而形成的狹縫(省略圖示)構(gòu)成的導(dǎo)體圖案。第二輻射元件22連接有以從該輻射部的底邊兩端向下方延伸的方式安裝的兩個電極部220。第一輻射元件21和第二輻射元件22以等腰三角形的頂角彼此相對的方式配置，電極部220的長度方向軸與饋電線路23平行地配置。在寬頻帶天線2中也同樣地，第一輻射元件21在其頂角部分與饋電線路23的內(nèi)芯連接，第二輻射元件22在其底邊部分與饋電線路23的外導(dǎo)體連接。這樣，在將成為輻射元件的導(dǎo)電圖案配置在電介質(zhì)部件即電介質(zhì)基板20的表面的寬頻帶天線2中，具有可基于電介質(zhì)部件的波長縮短效果來實現(xiàn)電極尺寸.小型化的優(yōu)點。另外，也可對上述輻射元件賦予機(jī)械強(qiáng)度。在寬頻帶天線2中，將饋電線路23的直徑設(shè)為a、兩個電極部22B的水平方向間距(外側(cè)邊緣間距)設(shè)為b、電極部22B的垂直方向長度設(shè)為c時，在滿足上述(l)~(3)式的條件下也可實現(xiàn)頻率平坦特性。(第二實施方式)以下，基于圖5~圖6說明本發(fā)明的其他實施方式。首先，圖5表示本發(fā)明第二實施方式的寬頻帶天線的概略形狀。圖5所示的寬頻帶天線3結(jié)構(gòu)為使兩片圖1所示的寬頻帶天線1的天線圖案("夕一乂)以在垂直方向的線對稱軸交差的方式而組合來構(gòu)成輻射元件，將其與饋電線路33連接。在圖5中，在組合后的各天線圖案中，標(biāo)注與圖1的寬頻帶天線l相同的部件附圖標(biāo)記。另外，圖5的寬頻帶天線3雖然示出將兩片上述天線圖案組合后的結(jié)構(gòu)，但也可為組合三片以上的結(jié)構(gòu)。被組合的各個天線圖案的結(jié)構(gòu)也可以如圖4所示地至少在電介質(zhì)基板的一面上形成成為第一輻射元件21和第二輻射元件22的導(dǎo)電圖案。在此，將饋電線路33的直徑設(shè)為a、兩個電極部120的水平方向間距(外側(cè)邊緣間距)設(shè)為b、電極部120的垂直方向長度設(shè)為c時，通過解析求得在寬頻帶天線3中實現(xiàn)頻率平坦特性的條件。其結(jié)果如圖6所示。在圖6中，將b/a作為縱軸，c/Ao作為橫軸。另外，Ao是寬頻帶天線3的工作頻帶的下限頻率波長。根據(jù)圖6，在圖5所示結(jié)構(gòu)的寬頻帶天線3中，在滿足以下(4)~(5)式的條件下可實現(xiàn)頻率平坦特性。6SZ/"16(4)一50xc/義o+16"/"—125xc/;i0+33.5(5)另外，與圖1所示的寬頻帶天線1相比，在圖6所示的寬頻帶天線3中，可提高水平面方向的無指向性。即，在如寬頻帶天線3所示組合多片天線模式的結(jié)構(gòu)中，越是增加該天線模式的片數(shù)，無指向性越高。(第三實施方式)以下，基于圖7~圖IO說明本發(fā)明的其他實施方式。首先，圖7表示本發(fā)明第三實施方式的寬頻帶天線的概略形狀。圖7所示的寬頻帶天線4利用電介質(zhì)殼體41覆蓋圖1所示的寬頻帶天線1的輻射元件。在圖7中，對各輻射元件及饋電線路標(biāo)注與圖1的寬頻帶天線1相同的部件附圖標(biāo)記。另外，電介質(zhì)殼體41中的輻射元件的結(jié)構(gòu)也可為如圖5所示的寬頻帶天線4那樣，使多片輻射元件以在垂直方向的線對稱軸交差的方式而組合。在此，將饋電線路13的直徑設(shè)為a、兩個電極部120的水平方向間距(外側(cè)邊緣間距)設(shè)為b、電極部120的垂直方向長度:&為c時，通過解析求得在寬頻帶天線4中實現(xiàn)頻率平坦特性的條件。其結(jié)果如圖8所示。在圖8中，將b/a作為縱軸，c/^作為橫軸。另外，^是寬頻帶天線4的工作頻帶的下限頻率波長。根據(jù)圖8,在圖7所示結(jié)構(gòu)的寬頻帶天線4中，在滿足以下(6)~(8)式的條件下可實現(xiàn)頻率平坦特性。c/々《0.25—36.4xc/人+11.5^/a(6)(7)(8)這樣，寬頻帶天線4通過由電介質(zhì)殼體41來覆蓋輻射元件，具有可基于電介質(zhì)殼體的波長縮短效果來實現(xiàn)電極尺寸的小型化的優(yōu)點。另外，在本發(fā)明中，也可為與上述同樣地由電介質(zhì)殼體覆蓋圖4所示的寬頻帶天線2。在這種結(jié)構(gòu)的寬頻帶天線中，在滿足上述(6)~(8)式的條件下也可實現(xiàn)頻率平坦特性。圖9是圖7所示的寬頻帶天線4的變形例。圖9所示的寬頻帶天線5結(jié)構(gòu)為將兩片圖4所示的、至少在電介質(zhì)基板20的一面上形成成為第一輻射元件21和第二輻射元件22的導(dǎo)電圖案的輻射元件，以在垂直方向的線對稱軸交差的方式組合，構(gòu)成輻射元件，由電介質(zhì)殼體51覆蓋該輻射元件。在圖9中，對各輻射元件及饋電線路標(biāo)注與圖4相同的部件附圖標(biāo)記。另外，圖9的寬頻帶天線5雖然示出組合兩片上述天線圖案的結(jié)構(gòu)，但也可為組合三片以上的結(jié)構(gòu)。在此，將饋電線路23的直徑設(shè)為a、兩個電極部220的水平方向間距(外側(cè)邊緣間距)設(shè)為b、電極部220的垂直方向長度設(shè)為c時，通過解析求得在寬頻帶天線5中實現(xiàn)頻率平坦特性的條件。其結(jié)果如圖10所示。在圖IO中，將b/a作為縱軸，c/^作為橫軸。另外，^o是寬頻帶天線5的工作頻帶的下限頻率波長。根據(jù)圖10，在圖9所示結(jié)構(gòu)的寬頻帶天線5中，在滿足以下(9)~(10)式的條件下可實現(xiàn)頻率平坦特性。Z/"12(9)—33.3xc/義o+12"/a^-100xc/;io+24(10)(第四實施方式)以下，基于圖11~圖18說明本發(fā)明的其他實施方式。首先，圖ll表示本發(fā)明第四實施方式的寬頻帶天線的概略形狀。圖11所示的寬頻帶天線6具有第一輻射元件61、第二輻射元件62以及饋電線路63。第一輻射元件61及第二輻射元件62是圓錐形狀的導(dǎo)體部件。另外，第二輻射元件62以從其底面外邊緣向下方延伸的方式安裝有筒狀導(dǎo)體620。饋電線路63是同軸電纜。筒狀導(dǎo)體620的中心軸與饋電線路63平行地配置。第一輻射元件61和第二輻射元件62以圓錐頂點彼此相對的方式配置，兩個圓錐頂點彼此相接的點為饋電點。第一輻射元件61在其頂點部分與饋電線路63的內(nèi)芯連接，第二輻射元件62在其底面部分與饋電線路63的外導(dǎo)體連接。即，寬頻帶天線6從具有非平衡饋電線路的雙錐形天線的底面，在配置有饋電線路63的方向連接筒狀導(dǎo)體620。在寬頻帶天線6中，因所述筒狀導(dǎo)體620的中心軸與饋電線路63平行地配置，故由流向饋電線路63的漏電流產(chǎn)生的電石茲場與由在筒狀導(dǎo)體620流動的電流產(chǎn)生的電磁場相互抵消，其結(jié)果，在饋電線路63流動的漏電流被消除。在此，將饋電線路63的直徑設(shè)為a、筒狀導(dǎo)體620的外徑設(shè)為b、筒狀導(dǎo)體620的軸向長度設(shè)為c時，通過解析求得在寬頻帶天線6中實現(xiàn)頻率平坦特性的條件。其結(jié)果如圖12所示。在圖12中，將b/a作為縱軸，c/Ao作為橫軸。另外，Xo是寬頻帶天線6的工作頻帶的下限頻率波長。根據(jù)圖12,在圖11所示結(jié)構(gòu)的寬頻帶天線6中，在滿足以下(ll)~(13)式的條件下可實現(xiàn)頻率平坦特性。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula>作為具有寬頻帶特性的天線，公知有雙錐形天線。在該雙錐形天線中進(jìn)行非平衡饋電時，與饋電線路相比輻射元件十分大時，可忽略饋電線路的影響。但是，一旦將輻射元件小型化，則饋電線路也成為輻射元件的一部分，受饋電線路的影響，工作頻帶內(nèi)向水平面方向的天線增益的最大值與最小值之差變?yōu)?dB以上，頻率平坦特性受損。因此，通過在上述雙錐形天線以包圍饋電線路周圍的方式安裝筒狀元件，可減小漏電流向饋電線路的泄漏，并能夠?qū)⒐ぷ黝l帶內(nèi)向水平面方向的天線增益的最大值與最小值之差收斂到6dB以內(nèi)。這樣，將筒狀元件安裝到雙錐面天線的寬頻帶天線是上述第四實施方式說明的寬頻帶天線6。但是，這種安裝有筒狀元件的寬頻帶天線在具有高性能的同時也存在制造工序復(fù)雜的問題。因此，通過組合多個平面天線圖案也可容易地制造具有寬頻帶特性且可實現(xiàn)頻率平坦特性的寬頻帶天線。這樣，將多個平面天線圖案組合的寬頻帶天線為上述第二實施方式中說明的寬頻帶天線3。另外，即便形成為僅一片平面天線圖案的結(jié)構(gòu)，也可實現(xiàn)具有寬頻帶特性且能實現(xiàn)頻率平坦特性的寬頻帶天線。這樣，僅使用一片平面天線圖案構(gòu)成的寬頻帶天線是上述第一實施方式中說明的寬頻帶天線1。在此，圖13及表1表示解析因天線的小型化而導(dǎo)致對頻率平坦特性的影響的結(jié)果。在該解析結(jié)果中表示在雙錐面天線中，將饋電線路的直徑設(shè)為a、圓錐底面的直徑設(shè)為b，使b相對于a的比率變化時向饋電線路流動的漏電流(圖13)、和在工作頻帶內(nèi)(在此為35GHz)天線增益的最大最小幅度(表1)。(表l)<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>根據(jù)圖13及表1所示的解析結(jié)果，可知隨著b相對于a的比率減小，漏電流增大，不能確保頻率平坦特性。圖14表示在使用圖9所示的寬頻帶天線5實際測試時、輻射增益(天線增益)相對于頻率的測量數(shù)據(jù)。在該測量中，作為測量方法而使用"三天線法(7i;—7乂亍于法)"(《7乂x于工學(xué)八yK7、、、乂夕》社団法人電子情報通信學(xué)會編、株式會社才一厶社発行、p.431-435)。三天線法是指測量修正值已知的標(biāo)準(zhǔn)天線后，通過測量被測天線，從而可測量將測量系統(tǒng)誤差修正后的天線實測值的方法。另外，圖15表示此時的測量環(huán)境。在上述測量中，被測天線即寬頻帶天線5使用b/a=10、c/^o=0.12的天線。另外，工作頻帶為fo~1.6f0。根據(jù)圖14所示的結(jié)果，在將工作下限頻率fo-上限頻率1.6fo的頻率范圍內(nèi)，輻射增益的最大最小幅度約為2dB，因大大低于6dB,由此可知能獲得良好的頻率平坦特性。在上述第一實施方式第四實施方式所示的寬頻帶天線1~6中，雖然第二輻射元件中的電極部的形狀(或筒狀導(dǎo)體的徑向剖面形狀)為長方形，但本發(fā)明并不限于此，只要是具有與饋電線路平行的長度方向軸的形狀即可，例如，也可為橢圓形狀等。另外，關(guān)于第二輻射元件中的電極部(或筒狀導(dǎo)體)，本申請發(fā)明者提出當(dāng)水平方向上的寬度過小時，在整個工作頻帶內(nèi)不能充分實現(xiàn)向饋電線路流動的漏電流的消除效果，作為寬頻帶天線的頻率平坦特性降低。將饋電線路的直徑設(shè)為a、兩個電極部的水平方向間距(外側(cè)邊緣間距)設(shè)為b、第二輻射元件中的電極部的水平方向的寬度設(shè)為w時(參照圖16)，圖17表示2w/(b-a)的值和頻率平坦特性的關(guān)系。在圖17中，將2w/(b-a)的值為橫軸，工作頻帶內(nèi)天線增益的最大值與最小值之差(天線增益的最大最小幅度)為縱軸。另夕卜，在圖11所示的寬頻帶天線6中，筒狀導(dǎo)體620的外徑與上述b對應(yīng)，筒狀導(dǎo)體620的半徑方向厚度與上述w對應(yīng)。由圖17可知，當(dāng)2w/(b-a)小時，天線增益的最大最小幅度超過6dB而不能實現(xiàn)頻率平坦特性，隨著2w/(b-a)變大，天線增益的最大最小幅度小于6dB而可實現(xiàn)頻率平坦特性。另外，在圖17中，表示當(dāng)2w/(b-a)的值大致接近1時天線增益的最大最小幅度接近7dB，可認(rèn)為這是由于電極部的內(nèi)側(cè)邊緣和饋電線^各的外邊緣過于接近，向饋電線路流動的漏電流消除而導(dǎo)致電^f茲場的產(chǎn)生空間消失。根據(jù)圖17，在本發(fā)明的寬頻帶天線中，在滿足以下(14)式的條件下可實現(xiàn)良好的頻率平坦特性。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>上述第一實施方式-第四實施方式所示的寬頻帶天線1~6用于具有天線裝置且通過該天線裝置進(jìn)行信息傳送的電子設(shè)備，所述天線裝置具有上述寬頻帶天線。例如如圖18所示，這樣的電子設(shè)備可適用于在各自具有天線裝置的多個通信設(shè)備中相互傳遞信息的通信方法。另外，在本實施方式中，在從天線向垂直方向傾斜±30°的范圍內(nèi)，若天線增益的最大值與最小值之差在6dB以內(nèi)，則可實現(xiàn)頻率平坦特性，因此，這些通信設(shè)備所具有的天線裝置優(yōu)選為設(shè)置在相互向垂直方向傾斜±30。的范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.一種寬頻帶天線，具有由第一輻射元件及第二輻射元件構(gòu)成的輻射元件、和由同軸電纜構(gòu)成的饋電線路，其特征在于，所述第一輻射元件及所述第二輻射元件為如下的導(dǎo)體部件，其與向所述輻射元件供電的饋電點相對配置，且具有相對于通過所述饋電點的直線線對稱的形狀，所述第一輻射元件與所述饋電線路的內(nèi)芯連接，所述第二輻射元件與所述饋電線路的外導(dǎo)體連接，所述第二輻射元件連接有如下的導(dǎo)體部件，該導(dǎo)體部件以長度方向軸與所述饋電線路平行的方式配置，并且由相對于通過所述饋電點的直線線對稱的兩個電極部構(gòu)成。2.如權(quán)利要求1所述的寬頻帶天線，其特征在于，將所述饋電線路的外導(dǎo)體的直徑設(shè)為a、所述兩個電極部的外側(cè)邊緣間距設(shè)為b、所述電極部的長度方向的長度設(shè)為c、工作頻帶的下限頻率波長設(shè)為X。時，滿足如下條件<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>3.如權(quán)利要求1所述的寬頻帶天線，其特征在于，所述輻射元件至少在電介質(zhì)基板的一面上形成有成為所述第一輻射元件和所述第二輻射元件的導(dǎo)電圖案。4.如權(quán)利要求1所述的寬頻帶天線，其特征在于，具有多個所述輻射元件，各個輻射元件以使所述饋電點一致且所述直線重合的方式配置。5.如權(quán)利要求4所述的寬頻帶天線，其特征在于，將所述饋電線路的外導(dǎo)體的直徑設(shè)為a、所述兩個電極部的外側(cè)邊緣間距設(shè)為b、所述電極部的長度方向的長度設(shè)為c、工作頻帶的下限頻率波長設(shè)為^Q時，滿足如下條件<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>6.如權(quán)利要求1所述的寬頻帶天線，其特征在于，由電介質(zhì)殼體覆蓋所述輻射元件。7.如權(quán)利要求6所述的寬頻帶天線，其特征在于，將所述饋電線路的外導(dǎo)體的直徑設(shè)為a、所述兩個電極部的外側(cè)邊緣間距設(shè)為b、所述電極部的長度方向的長度設(shè)為c、工作頻帶的下限頻率波長設(shè)為Xo時，滿足如下條件<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>8.如權(quán)利要求4所述的寬頻帶天線，其特征在于，由電介質(zhì)殼體覆蓋所述輻射元件。9.如權(quán)利要求8所述的寬頻帶天線，其特征在于，所述輻射元件至少在電介質(zhì)基板的一面上形成有成為所述第一輻射元件和所述第二輻射元件的導(dǎo)電圖案。10.如權(quán)利要求9所述的寬頻帶天線，其特征在于，將所述饋電線路的外導(dǎo)體的直徑設(shè)為a、所述兩個電極部的外側(cè)邊緣間距設(shè)為b、所述電極部的長度方向的長度設(shè)為c、工作頻帶的下限頻率波長設(shè)為Xo時，滿足如下條件—33.3xc/;i0+12a/an00xc/;i0+24。11.如權(quán)利要求i~io中任一項所述的寬頻帶天線，其特征在于，將所述饋電線路的外導(dǎo)體的直徑設(shè)為a、所述兩個電極部的外側(cè)邊緣間距設(shè)為b、所述電極部的水平方向?qū)挾仍O(shè)為w時，滿足如下條件0,17。W(6-";^0.95。12.—種寬頻帶天線，具有由第一輻射元件及第二輻射元件構(gòu)成的輻射元件、和由同軸電纜構(gòu)成的饋電線路，其特征在于，所述第一輻射元件是與所述饋電線路的內(nèi)芯連接的圓錐形導(dǎo)體部件，所述第二輻射元件是由圓錐形輻射部和以從該輻射部底面的外邊緣向下方延伸的方式安裝的筒狀導(dǎo)體構(gòu)成的導(dǎo)體部件，與所述饋電線路的外導(dǎo)體連接，所迷第一輻射元件及所述第二輻射元件以圓錐頂點彼此相對的方式配置，所述筒狀導(dǎo)體以其中心軸與饋電線路平行的方式配置。13.如權(quán)利要求12所述的寬頻帶天線，其特征在于，將所述饋電線路的外導(dǎo)體的直徑設(shè)為a、所述筒狀導(dǎo)體的外徑設(shè)為b、所述筒狀導(dǎo)體的軸向長度設(shè)為c、工作頻帶的下限頻率波長設(shè)為Ao時，滿足如下條件c/;i0—30xc/;i0+9"/a。14.如權(quán)利要求12所述的寬頻帶天線，其特征在于，將所述饋電線路的外導(dǎo)體的直徑設(shè)為a、所述筒狀導(dǎo)體的外徑設(shè)為b、所述筒狀導(dǎo)體的半徑方向厚度設(shè)為w時，滿足如下條件0.17S2w/(6-a)S0.95。15.—種電子設(shè)備，其特征在于，具有上述權(quán)利要求1或12所述的寬頻帶天線。16.—種傳送方法，其特征在于，使用上述權(quán)利要求1或12所述的寬頻帶天線進(jìn)行信號的傳送。全文摘要一種寬頻帶天線，其不會降低天線增益且可在寬頻帶內(nèi)降低流向饋電線路的漏電流。寬頻帶天線(1)具有第一輻射元件(11)、第二輻射元件(12)及饋電線路(13)。第一輻射元件(11)是等腰三角形形狀的導(dǎo)體部件。另外，第二輻射元件(12)是由等腰三角形形狀的輻射部(12A)和以從該輻射部(12A)的底邊兩端向下方延伸的方式安裝的兩個電極部(120)構(gòu)成的導(dǎo)體部件。另外，饋電線路(13)是同軸電纜。電極部(120)的長度方向軸配置成與饋電線路(13)平行。文檔編號H01Q9/40GK101286591SQ20081008325公開日2008年10月15日申請日期2008年3月4日優(yōu)先權(quán)日2007年4月11日發(fā)明者橋山真二,猛濱,鶴巢哲朗申請人:歐姆龍株式會社