專利名稱：天線裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在中繼裝置中使用的天線裝置。
背景技術：
將移動電話或電視節(jié)目等的地面波二次發(fā)送到地下街道等靜區(qū) 的中繼用天線，由于設置場所或美觀性等的問題，要求小型且重量輕 的天線。另外，作為中繼用天線，多為使用垂直偏振波水平面無指向 性天線的情況。
另外，作為與本發(fā)明相關的公知技術，已知一種雙指向性偏振 波天線裝置，其具有具有多個線狀發(fā)射元件部的水平偏振波用雙指 向性天線，前述線狀發(fā)射元件部相對于線狀或面狀的阻抗匹配元件 部，從其背面以1點供電進行激勵，并且被垂直地設置在上述匹配元 件部上，使前端接地；以及接地板，該雙指向性偏振波天線裝置在上 述接地板上方配置水平偏振波用雙指向性天線而成(例如，參照特開 平11 — 205036號公報)。

發(fā)明內容
設置在地下街道等的中繼用天線，因為通常設置在天花板等上， 所以要求小型化及低高度(全高較低)。
但是，上述現(xiàn)有的單極天線，因為其高度必須大于或等于大約 1/4波長，進一步的低高度化很難，所以并不優(yōu)選作為設置在地下街 道等的中繼用天線。另外，單極天線雖然在單一頻帶中可以獲得良好 的特性，但其基本上都是窄頻帶，電壓駐波比(VSWR:Voltage Standing Wave Ratio)較低的區(qū)域、例如小于或等于2的相對頻帶通 常為幾十％左右，不易用于通過寬頻帶通信而進行大容量傳送。
本發(fā)明是為了解決上述課題而提出的，其目的在于提供一種可以實現(xiàn)小型低高度且寬帶化的天線裝置。
本發(fā)明的第1方式具有導體板；發(fā)射元件，其與前述導體板 相對地配置，局部地與前述導體板短路；供電端子，其設置在前述導 體板上；以及供電通路，其將前述供電端子與前述發(fā)射元件的供電部 連接。另外，在第1方式中，還具有至少1個無供電元件，其與將前 述發(fā)射元件的短路位置和前述供電通路連結的線路之間進行電容耦
合o
本發(fā)明的第2方式具有導體板；發(fā)射元件，其與前述導體板 相對地配置，局部地與前述導體板短路；供電端子，其設置在前述導 體板上；以及供電通路，其將前述供電端子和前述發(fā)射元件的供電部 連接，前述供電通路，成為從前述供電端子側向前述供電部側寬度增 大的形狀。
本發(fā)明的第3方式具有導體板；發(fā)射元件，其與前述導體板 相對地配置，局部地與前述導體板短路；供電端子，其設置在前述導 體板的中央部；以及供電通路，其一端與前述供電端子連接，另一端 與前述發(fā)射元件的供電部進行電容耦合，前述供電通路，成為從前述 供電端子側向前述供電部側寬度增大的形狀。
此外，在上述各方式中，具有以下特征。
前述發(fā)射元件，由多條線路形成，該多條線路以前述供電部為 中心，等間隔地呈放射狀擴張，前述多條線路分別與前述導體板短路。
前述發(fā)射元件還具有將前述多條線路的各相鄰端部之間連接的 線路。
前述導體板，在前述發(fā)射元件的短路位置附近還具有匹配部。 前述發(fā)射元件的短路位置，在以前述供電通路為中心的圓周上 等間隔地設置。
使前述發(fā)射元件為第1發(fā)射元件，在前述導體板與前述第1發(fā) 射元件之間還配置第2發(fā)射元件，該第2發(fā)射元件與前述第1發(fā)射元 件相比，與前述導體板之間的相對距離較小。


圖1是表示本發(fā)明的第1實施方式涉及的天線裝置的基本結構 的斜視圖。
圖2是本實施方式涉及的天線裝置的側視圖。
圖3A是表示本發(fā)明的第2實施方式涉及的天線裝置的結構的斜視圖。
圖3B是表示該天線裝置的無供電元件部分的配置結構的斜視圖。
圖4是該實施方式涉及的天線裝置的側視圖。 圖5是該實施方式涉及的天線裝置的實數(shù)部阻抗特性圖。 圖6是該實施方式涉及的天線裝置的虛數(shù)部阻抗特性圖。 圖7是未設置無供電元件的情況下的天線裝置的斜視圖。 圖8是圖.7所示的天線裝置的阻抗特性圖。 圖9是圖7所示的天線裝置的VSWR特性圖。 圖IO是設置無供電元件的情況下的天線裝置的斜視圖。 圖11是圖IO所示的天線裝置的阻抗特性圖。 圖12是圖IO所示的天線裝置的VSWR特性圖。 圖13是表示本發(fā)明的第3實施方式涉及的天線裝置的結構的斜 視圖。
圖14是表示圖13所示的天線裝置的等價電路的圖。
圖15是該實施方式涉及的天線裝置的實數(shù)部阻抗特性圖。
圖16是該實施方式涉及的天線裝置的虛數(shù)部阻抗特性圖。
圖17是該實施方式中的天線裝置的VSWR特性圖。
圖18是在該實施方式涉及的天線裝置中未設置無供電元件的情
況下的實數(shù)部阻抗特性圖。
圖19是在該實施方式涉及的天線裝置中未設置無供電元件的情
況下的虛數(shù)部阻抗特性圖。
圖20是在該實施方式涉及的天線裝置中未設置無供電元件的情
況下的VSWR特性圖。
圖21是具有圓板狀的天線元件的天線裝置的斜視圖。 圖22是圖21的天線裝置的實數(shù)部阻抗特性圖。圖23是圖21的天線裝置的虛數(shù)部阻抗特性圖。
圖24是圖21的天線裝置的VSWR特性圖。
圖25是表示本發(fā)明的第4實施方式涉及的天線裝置的結構的斜視圖。
圖26是在該實施方式涉及的天線裝置中未設置匹配板的情況下 的VSWR特性圖。
圖27是該實施方式涉及的天線裝置的VSWR特性圖。
圖28是表示該實施方式涉及的天線裝置的470MHz頻率下的垂 直偏振波水平面指向性的圖。
圖29是表示該實施方式涉及的天線裝置的590MHz頻率下的垂 直偏振波水平面指向性的圖。
圖30是表示該實施方式涉及的天線裝置的710MHz頻率下的垂 直偏振波水平面指向性的圖。
圖31是表示該實施方式涉及的天線裝置的470MHz頻率下的垂 直偏振波垂直面指向性的圖。
圖32是表示該實施方式涉及的天線裝置的5卯MHz頻率下的垂 直偏振波垂直面指向性的圖。
圖33是表示該實施方式涉及的天線裝置的710MHz頻率下的垂 直偏振波垂直面指向性的圖。
圖34是表示本發(fā)明的第5實施方式涉及的天線裝置的結構的斜 視圖。
圖35是表示本發(fā)明的第6實施方式涉及的天線裝置的結構的斜視圖。
圖36是表示該實施方式中的供電通路部分的詳細內容的側視圖。
圖37是該實施方式涉及的天線裝置的供電部的實數(shù)部阻抗特性圖。
圖38是該實施方式涉及的天線裝置的虛數(shù)部阻抗特性圖。
圖39是該實施方式涉及的天線裝置的VSWR特性圖。
圖40是表示該實施方式涉及的天線裝置的500MHz頻率下的垂
7直偏振波水平面指向性(X—Y面)的圖。
圖41是表示該實施方式涉及的天線裝置的lGHz頻率下的垂直 偏振波水平面指向性(X — Y面)的圖。
圖42是表示該實施方式涉及的天線裝置的1.6GHz頻率下的垂 直偏振波水平面指向性(X — Y面)的圖。
圖43是表示本發(fā)明的第7實施方式涉及的天線裝置的供電通路 部分的詳細內容的側視圖。
圖44是該實施方式涉及的天線裝置的VSWR特性圖。
圖45A是表示該實施方式中的供電通路的其它結構例子的斜視圖。
圖45B是表示該實施方式中的供電通路的其它結構例子的側視圖。
圖46是表示本發(fā)明的第8實施方式涉及的天線裝置的結構的斜 視圖。
圖47是表示該實施方式中的供電通路部分的詳細的斜視圖。 圖48是表示本發(fā)明的第9實施方式涉及的天線裝置的結構的斜視圖。
圖49是表示本發(fā)明的第10實施方式涉及的天線裝置的結構的 斜視圖。
圖50是表示本發(fā)明的第11實施方式涉及的天線裝置的結構的 斜視圖。
圖51是表示本發(fā)明的第12實施方式涉及的天線裝置的結構的 斜視圖。
圖52是將發(fā)射元件的長度設定得較長、將工作頻率設定得較低 的情況下的VSWR特性圖。
圖53A是表示本發(fā)明的第13實施方式涉及的天線裝置中的短路 元件的結構例子的斜視圖。
圖53B是表示該實施方式涉及的天線裝置中的短路元件的其它 結構例子的斜視圖。
圖54是該實施方式涉及的天線裝置的VSWR特性圖。圖55是表示本發(fā)明的第16實施方式涉及的天線裝置的結構的
斜視圖。
圖56是該實施方式涉及的天線裝置的發(fā)射元件的俯視圖。
圖57是該實施方式涉及的天線裝置的側視圖。
圖58是在該實施方式涉及的天線裝置中，將發(fā)射元件與供電通
路直接連接的情況下的實數(shù)部阻抗特性圖。
圖59是在該實施方式涉及的天線裝置中，將發(fā)射元件與供電通
路直接連接的情況下的虛數(shù)部阻抗特性圖。
圖60是在該實施方式涉及的天線裝置中，將發(fā)射元件與供電通
路直接連接的情況下的VSWR特性圖。
圖61是該實施方式涉及的天線裝置的實數(shù)部阻抗特性圖。 圖62是該實施方式涉及的天線裝置的虛數(shù)部阻抗特性圖。 圖63.是該實施方式涉及的天線裝置的VSWR特性圖。 圖64是表示本發(fā)明的第15實施方式涉及的天線裝置的結構的
斜視圖。
圖65是在上述第14實施方式涉及的天線裝置中，使導體板為 410mm并直接連接的情況下的實數(shù)部阻抗特性圖。
圖66是在上述第14實施方式涉及的天線裝置中，使導體板為 410mm并直接連接的情況下的虛數(shù)部阻抗特性圖。
圖67是在上述第14實施方式涉及的天線裝置中，使導體板為 410mm并直接連接的情況下的VSWR特性圖。
圖68是在上述第14實施方式涉及的天線裝置中，使導體板為 410mm并使之電容耦合的情況下的實數(shù)部阻抗特性圖。
圖69是在上述第14實施方式涉及的天線裝置中，使導體板為 410mm并使之電容耦合的情況下的虛數(shù)部阻抗特性圖。
圖70是在上述第14實施方式涉及的天線裝置中，使導體板為 410mm并使之電容耦合的情況下的VSWR特性圖。
圖71是在上述第15實施方式涉及的天線裝置中，使之直接連 接的情況下的實數(shù)部阻抗特性圖。
圖72是在上述第15實施方式涉及的天線裝置中，使之直接連接的情況下的虛數(shù)部阻抗特性圖。圖73是在上述第15實施方式涉及的天線裝置中，使之直接連 接的情況下的VSWR特性圖。圖74是在上述第15實施方式涉及的天線裝置中，使之電容耦 合的情況下的實數(shù)部阻抗特性圖。圖75是在上述第15實施方式涉及的天線裝置中，使之電容耦 合的情況下的虛數(shù)部阻抗特性圖。圖76是在上述第15實施方式涉及的天線裝置中，使之電容耦 合的情況下的VSWR特性圖。圖77是表示本發(fā)明的第16實施方式涉及的天線裝置的結構的 斜視圖。圖78是該實施方式涉及的天線裝置的側視圖。圖79是該實施方式涉及的天線裝置的VSWR特性圖。圖80是表示該實施方式涉及的天線裝置的頻率為0.7GHz的垂 直偏振波水平面指向性(圖17的坐標軸e二45。X — Y面)的圖。圖81是表示該實施方式涉及的天線裝置的頻率為丄7GHz的垂 直偏振波水平面指向性(圖17的坐標軸e二45。X — Y面)的圖。圖82是表示該實施方式涉及的天線裝置的頻率為2.7GHz的垂 直偏振波水平面指向性(圖17的坐標軸e-45。X—Y面)的圖。圖83是表示該實施方式涉及的天線裝置的頻率為0.7GHz的垂 直偏振波垂直面指向性(圖17的坐標軸Z — X面)的圖。圖84是表示該實施方式涉及的天線裝置的頻率為0.7GHz的垂 直偏振波垂直面指向性(圖17的坐標軸Z — Y面)的圖。圖85是表示該實施方式涉及的天線裝置的頻率為1.7GHz的垂 直偏振波垂直面指向性(圖17的坐標軸Z — X面)的圖。圖85是表示該實施方式涉及的天線裝置的頻率為1.7GHz的垂 直偏振波垂直面指向性(圖17的坐標軸Z — Y面)的圖。圖87是表示該實施方式涉及的天線裝置的頻率為2.7GHz的垂 直偏振波垂直面指向性(圖17的坐標軸Z — X面)的圖。圖88是表示該實施方式涉及的天線裝置的頻率為2.7GHz的垂10直偏振波垂直面指向性(圖17的坐標軸Z — Y面)的圖。圖89A是表示本發(fā)明的第17實施方式涉及的天線裝置的結構的 斜視圖。圖89B是表示該實施方式涉及的該天線裝置的無供電元件部分 的配置結構的斜視圖。圖90是表示該實施方式涉及的該天線裝置的側視圖。 圖91A是表示本發(fā)明中的供電通路的形狀例子的斜視圖。 圖91B是表示本發(fā)明中的供電通路的形狀例子的斜視圖。 圖91C是表示本發(fā)明中的供電通路的形狀例子的斜視圖。 圖92A是表示本發(fā)明中的供電通路的其它形狀例子的斜視圖。 圖92B是表示本發(fā)明中的供電通路的其它形狀例子的斜視圖。
具體實施方式
(第l實施方式)圖1是表示本發(fā)明涉及的天線裝置的基本結構的斜視圖。圖2 是圖1的A — A線剖面圖。在圖1及圖2中，導體板11由例如正方形的接地板形成，其一 條邊的長度Wl設定為大于或等于約0.5k (k為使用頻帶中的最低 頻率的波長)。在上述導體板11的下表面中央部，作為供電端子，安裝例如 NJ型的同軸連接器12。在該同軸連接器12上連接來自未圖示的無 線裝置的天線輸入電路的供電用同軸電纜。上述同軸連接器12具有 外導體13及中心導體14。外導體13與導體板11電氣連接。中心導 體14穿入設于導體板11中央部的通孔內，以與導體板11絕緣的狀 態(tài)向上方凸出規(guī)定長度而設置，作為供電通路使用。并且，在上述導體板11的上側設置天線元件15。該天線元件 15具有2根以上例如4根發(fā)射元件16a 16d。發(fā)射元件16a 16d以相等角度或大致相等角度設置為放射狀，在放射狀中心部即發(fā)射元件 16a 16d的起始端側設置供電點18。在天線元件15具有4根發(fā)射元 件16a 16d的情況下，各元件的配置角度為90°，形成為十字形狀。上述發(fā)射元件16a 16d使用例如寬度為W2、長度為L的板狀元件 形成，寬度W2設定為約0.055Xl。另外，發(fā)射元件16a 16d的長度 L原則上設定為約？^/4，優(yōu)選設定為比、/4長約10%左右的0.275、左右。另外，在發(fā)射元件16a 16d的各末端，以垂直于導體板11的 方式設置例如板狀的短路元件17a 17d。上述短路元件17a 17d是 例如通過使發(fā)射元件16a 16d的末端以直角向下方彎曲等方式而形 成，在圖中具有與發(fā)射元件16a 16d的寬度W2相同的寬度。但是， 這些寬度不一定設定為相等。上述短路元件17a 17d的前端通過焊 接或螺栓固定等而與導體板11連接，其高度H設定為約^/10 ^/6 左右。如上所述，發(fā)射元件16a 16d與導體板11相對、更具體地說 是平行地設置，在供電點18上，通過螺栓固定或軟釬焊等連接上述 同軸連接器12的中心導體14。在這種情況下，發(fā)射元件16a 16d 使短路元件17a 17d的前端部例如與導體板11的各角部(四角)相 對應地設置，以使導體板11形成得盡可能小。作為上述天線元件15的具體尺寸的例子，在例如使用頻帶中的 最低頻率為UHF頻帶的470MHz的情況下，導體板11的一條邊的長 度Wl設定為300 400mm，發(fā)射元件16a 16d的寬度W2設定為約 35mm，高度H設定為約40mm。按照上述方式構成的天線裝置，在例如設置在地下街道的天花 板上的情況下，使天線元件15位于下側，使同軸連接器12位于上側， 以數(shù)十m的間隔設置多個。在這種情況下，根據需要在天線裝置上 設置保護天線元件15的保護罩(天線罩)。并且，在地面上設置例如地面波(電視、移動電話)信號接收 用的大型室外天線，利用中繼用信號接收裝置接收'放大由該室外天 線接收到的地面波，利用同軸電纜向上述天線裝置的供電點18供電。 如果向天線裝置供電點18供電，則供電電流從供電點18向短路元件 17a 17d的方向流動，從各發(fā)射元件16a 16d向下方發(fā)射垂直偏振 波的電波。并且，通過各發(fā)射元件16a 16d以相等角度(或大致相等的角度)設置，可以使水平面指向性無指向性化。
因此，即使是在地面波無法直接到達的地下街道等，也可以利 用移動電話、電視信號接收器、或具有電視信號接收功能的移動設備， 接收由設置于上述地下街道中的天線裝置二次發(fā)送的電波。
上述第1實施方式所示的天線裝置，其天線元件15的高度為
40mm左右，即使包括保護罩也是45mm 50mm左右，小型且姿態(tài) 低。因此，即使是地下街道等設置空間狹小的場所也可以容易地設置， 并保持美觀性。
此外，在上述第l實施方式中，對于作為天線元件15設置4根 發(fā)射元件16a 16d的情況進行了說明，但只要是大于或等于2根即 可，可以設定為任意數(shù)量。另外，發(fā)射元件16a 16d不限于板狀元 件，也可以使用線狀元件。另外，發(fā)射元件16a 16d的末端也可以 取代板狀的短路元件17a 17d，使用短接端子等銷狀的短路元件而 使之短路。
另外，在上述第1實施方式中，對于靠近導體板11的四角設置 短路元件17a 17d (即，將發(fā)射元件16a 16d配置在導體板11的 對角線上)的情況進行了說明，但也可以設置在其它位置，例如與導 體板11的各邊部相對應而設置短路元件17a 17d。
另外，在上述第l實施方式中，對于在各短路元件17a 17d之 間形成間隙的情況進行了說明，但也可以無間隙地由1片金屬板形成 發(fā)射元件。在這種情況下，在以發(fā)射元件的供電點為中心的圓周上， 等間隔地設置短路元件17a 17d。由此，因為在發(fā)射元件中，從供 電點18向短路元件17a 17d的方向'流過供電電流，所以可以與設置 多個發(fā)射元件16a 16d的情況同樣地起作用，實現(xiàn)水平面無指向性 化。
(第2實施方式) 下面，對于本發(fā)明的第2實施方式涉及的天線裝置進行說明。 圖3A是本發(fā)明的第2實施方式涉及的天線裝置的斜視圖，圖 3B是表示要部(無供電元件部分)的斜視圖，圖4是其側視圖。此 外，對于與第1實施方式相同的部分標記相同的標號，省略詳細的說
13明。
該第2實施方式為，在上述第1實施方式涉及的天線裝置中， 以供電部、即凸出至導體板11上方的同軸連接器12的中心導體14
為中心，在其同心圓周上等間隔(等角度)地設置1個以上例如4 個匹配用的無供電元件21a 21d。
通過將無供電元件21a 21d設置在中心導體14的附近，使無 供電元件21a 21d的垂直部分與中心導體14之間電磁耦合。另外， 上述無供電元件21a 21d具有水平部22a 22d。水平部22a 22d 形成將發(fā)射元件16a 16d的各短路位置和供電點18連結的線路上或 其附近，以與這各線路電容耦合。例如，如圖3B所示，水平部22a 22d使用金屬板，使上部向外側方向即與中心導體14相反的方向折 回大約90°，形成為倒L字狀。
該無供電元件21a 21d，例如其距離中心的間隔SD設定為約 0.026^、寬度SW設定為0.019^、高度SH設定為約0.055、、水平 部22a 22d的長度SL設定為約0.023、。上述無供電元件21a 21d 只要是在同心圓上，即使設置在轉動一定角度的位置上也沒有問題， 可以設置在任意位置?？梢岳脽o供電元件21a 21d的設置位置而 對特性進行微調。
作為上述無供電元件21a 21d的具體尺寸例，例如在使用頻帶 中的最低頻率為470MHz的情況下，其距離中心的間隔SD設定為大 約17mm、寬度SW設定為約12mm、高度SH設定為約36mm、水平 部的長度SL設定為約15mm。
在上述第2實施方式涉及的天線裝置中，無供電元件21a 21d 作為短截線(stub)起作用。也就是說，通過設置無供電元件21a 21d，可以使水平部22a 22d與流過發(fā)射元件的電流線路進行電容耦 合。另外，通過將無供電元件21a 21d配置在中心導體14附近，可 以使無供電元件21a 21d的垂直部分與中心導體14進行電磁耦合。 由此，可以增加確定阻抗特性的設定參數(shù)的數(shù)量，在整個寬頻帶內保 持穩(wěn)定的狀態(tài)。
圖5是表示第2實施方式涉及的天線裝置的供電點18處的實數(shù)部阻抗特性的圖，橫軸表示頻率[GHZ]，縱軸表示阻抗實部[Q]。該實
數(shù)部阻抗特性從圖5可知，在400 800MHz范圍內可以得到大致恒 定的阻抗(阻抗值)。
圖6是表示第2實施方式涉及的天線裝置的供電點18處的虛數(shù) 部阻抗特性的圖，橫軸表示頻率[GHz]，縱軸表示電抗[Q]。該虛數(shù)部 阻抗特性從圖6可知，在500 800MHz的整個寬頻帶內，可以得到 0士50Q的電抗值。
在上述第2實施方式涉及的天線裝置中，在實數(shù)部阻抗特性中， 可以在400 800MHz范圍內得到大致恒定的阻抗，但其值為大約 IOQ左右，是略低于通常使用的50Q (供電用同軸電纜的特性阻抗) 的值。因此，通過組合阻抗變換器而將阻抗變換為50Q左右，可以 作為具有400 800MHz的寬頻帶特性的天線使用。
在這里，.說明用于確認第2實施方式涉及的天線裝置的效果的 模擬結果。圖7是表示未設置無供電元件的情況下的天線裝置的斜視 圖。圖8是圖7所示的天線裝置的阻抗特性圖，圖9是該天線裝置的 VSWR特性圖。圖IO是在圖7所示的天線裝置中設置無供電元件的 情況下的天線裝置的斜視圖。圖11是圖io所示的天線裝置的阻抗特 性圖，圖12是該天線裝置的VSWR特性圖。
此外，在圖7及圖10中，發(fā)射元件16a 16d的高度為45mm。 另外，短路元件17a 17d的寬度設定為窄于發(fā)射元件16a 16d的寬 度W2，但因為即使設定為寬度W2也具有相同的作用，所以使用任 意一個均可以。在圖10中，無供電元件21a 21d在頻率、為470MHz 的自由空間波長的情況下，其距離中心導體14的距離設定為19mm (—0.03、)，高度設定為35mm (=0.55XL)。
比較圖8和圖11的阻抗特性，在圖11中，在寬于圖8的頻帶 內，實數(shù)部在50Q附近為大致恒定的值，同時虛數(shù)部為0士50Q的值。 另外，如果比較圖9與圖12的VSWR特性，則在圖12中可以看出， 特別是在高頻范圍內，VSWR降低。因此，可以說通過設置無供電 元件而實現(xiàn)寬頻帶化。
此外，在上述第2實施方式中，對于使無供電元件21a 21d的水平部22a 22d形成為方形的情況進行了說明，但也可以形成為例 如三角形、扇形等其它形狀。另外，無供電元件21a 21d也可以形 成為例如T字狀。
(第3實施方式)
下面，對于本發(fā)明的第3實施方式涉及的天線裝置進行說明。
圖13是本發(fā)明的第3實施方式涉及的天線裝置的斜視圖。
該第3實施方式在上述第2實施方式涉及的天線裝置中，還具 有將發(fā)射元件16a 16d的各相鄰的端部之間連接的線路。在發(fā)射元 件16a 16d的上部，與導體板11平行地設置例如圓形的環(huán)形元件 25，從而可以在更寬的頻帶內獲得良好的阻抗特性。
此外，在第3實施方式中，取代第2實施方式所示的短路元件 17a 17d而使用短接端子19a 19d。該短接端子19a 19d的直徑， 設定為例如發(fā)射元件.16a 16d寬度W2的大約1/2。上述短接端子 19a 19d通過螺栓固定或焊接等而設置在發(fā)射元件16a 16d與導體 板11之間。上述短路元件17a 17d和短接端子19a 19d，因為具 有相同的作用，所以可以使用任意一個。
上述環(huán)形元件25配置在發(fā)射元件16a 16d的上側，例如在短 接端子19a 19d的上端部分，通過螺栓固定或悍接等而緊固。其它 結構因為是與第2實施方式相同的結構，所以對于相同的部分標記相 同的標號，詳細的說明省略。
上述環(huán)形元件25使用金屬板而形成為環(huán)狀，作為其尺寸，例如 內徑設定為大約0.303k、外徑為大約0.359 ^。環(huán)形元件25的寬度 設定為與發(fā)射元件16a 16d的寬度W2相同，或大致相同的值。
圖14是表示第3實施方式涉及的天線裝置的等價電路圖。在圖 14中，中心導體14可以模型化為不均勻線路1、發(fā)射元件16a 16d 可以模型化為均勻線路1、無供電元件21a 21d可以模型化為不均 勻線路3、短路元件17a 17d可以模型化為不均勻線路2、環(huán)形元件 25可以模型化為均勻線路2。無供電元件21a 21d作為L、 C的串 聯(lián)共振電路起作用，環(huán)形元件25作為開路短截線起作用。在開路短 截線的前端，電壓振幅達到最大，在根部處電壓振幅為零。通過調整開路短截線的長度，可以容易地調整阻抗特性。
圖15是上述第3實施方式涉及的天線裝置的供電點18處的實
數(shù)部阻抗特性，橫軸表示頻率[GHz]，縱軸表示阻抗實部[Q]。通過設 置環(huán)形元件25，實數(shù)部阻抗特性在400 800MHz的較寬頻帶內保持 為50± (20 30) Q。
圖16是上述天線裝置的供電點18處的虛數(shù)部阻抗特性，橫軸 表示頻率[GHz]，縱軸表示電抗[Q]。虛數(shù)部阻抗特性為，可以在450 900MHz的較寬頻帶內獲得0±20Q的電抗值。
圖17是在上述天線裝置中，將導體板11 一條邊的長度Wl設 定為400mm的情況下的VSWR特性，橫軸表示頻率[GHz]，縱軸表 示VSWR。該VSWR特性為，在480 820MHz的較寬的頻帶內， VSWR芻2，其相對頻帶為大約57%。
在這里，確認第3實施方式涉及的天線裝置中的無供電元件 21a 21d的效果。圖18是從圖13的結構中除去無供電元件21a 21d 的模型的實數(shù)部阻抗特性圖。另外，圖19是該模型的虛數(shù)部阻抗特 性圖，圖20是該模型的VSWR特性圖。
比較圖15與圖18的實數(shù)部阻抗特性，在圖15中，保持為50Q 左右的頻帶為較寬頻帶。比較圖16與圖19的虛數(shù)部阻抗特性，可知 在圖16中，可以在寬頻帶內獲得OQ左右的電抗值。另外，比較圖 17與圖20的VSWR特性可以看出，在圖17中滿足VSWR^2的區(qū) 域為寬頻帶?？梢源_認，即使在第3實施方式涉及的天線裝置的結構 中，也可以通過設置無供電元件21a 21d而實現(xiàn)寬頻帶化。
在上述第3實施方式涉及的天線裝置中，因為在較寬的頻帶內 保持為50Q左右的阻抗，所以可以不使用阻抗變換器而作為寬頻帶 天線使用。
此外，在上述第3實施方式中，對于使環(huán)形元件25形成為圓形 的情況進行了說明，但也可以形成為其它的方形或多邊形等任意形 狀。
此外，在上述第3實施方式中，對于在各發(fā)射元件16a 16d與 環(huán)形元件25之間形成空隙的情況進行了說明，但可以無空隙而利用
171片金屬板形成圓板狀的發(fā)射元件。圖21是具有圓板狀的天線元件
的天線裝置的斜視圖。圖22是圖21所示的天線裝置的實數(shù)部阻抗特 性圖，圖23是該天線裝置的虛數(shù)部阻抗特性圖，圖24是該天線裝置 的VSWR特性圖。
在圖21中，通過在圓板狀元件25a的圓周上等間隔地設置短接 端子19a 19d，在圓板狀元件25a中從供電點18向短接端子19a 19d的方向流過供電電流，并且，其一部分在圓板狀元件25a的外周 上流動。
如圖22、 23所示，可以得到與圖13的結構的情況同樣良好的 阻抗特性。從圖24可知，這樣還可以在570MHz 840MHz的較寬頻 帶內使VSWR小于或等于2。此外，圓板狀元件25a的形狀不限于圓 形，也可以為方形或多邊形等。 (第4實施方式) 下面，對于本發(fā)明的第4實施方式涉及的天線裝置進行說明。 圖25是本發(fā)明的第4實施方式涉及的天線裝置的斜視圖。 該第4實施方式為，在上述第3實施方式涉及的天線裝置中， 在發(fā)射元件16a 16d的短接端子19a 19d附近的導體板11上還設 置匹配板31a 31d。匹配板31a 31d例如如圖25所示，使導體板 ll的四角(即位于發(fā)射元件16a 16d的延長線上的部位)寬于其它 部分而形成，將該寬出的部分向上方彎曲90。而形成。上述匹配板 31a 31d—條邊的長度設定為導體板11長度的大約15±5%。
另外，在環(huán)形元件25上，在例如各短接端子19a 19d的大致 中央的位置上，在環(huán)形元件25與導體板11之間設置由合成樹脂等絕 緣材料形成的間隔部32a 32d，使環(huán)形元件25保持與導體板11平 行。上述間隔部32a 32d可以形成為例如圓柱狀或棱柱狀等任意的 形狀。
如上所述，靠近短接端子19a 19d的導體板11的部分，是電 流從發(fā)射元件16a 16d經由短接端子19a 19d流過的部分。也就是 說，通過在將供電點18與發(fā)射元件16a 16d的短路位置連結的直線 延長線上分別設置匹配部31a 31d，可以延長流過導體板11的電流線路。由此，可以減小導體板11的平面面積。所以，通過在該部分
上設置匹配板31a 31d，可以使導體板11高效地發(fā)揮作用，即使導 體板ll形成得較小，也可以保持良好的VSWR特性。此外，因為可 以通過調整發(fā)射元件16a 16d的短路位置與匹配板31a 31d之間的 間隔而進行電磁耦合，所以可以增加設定參數(shù)的個數(shù)，實現(xiàn)進一步的 寬頻帶化。
此外，也考慮不只是在導體板11的四角形成匹配板31a 31d， 而是在導體板11的整個邊界形成匹配板，但在使導體板11形成得較 小的情況下，如果在導體板11的整個邊界形成匹配板，因為有時無 法得到希望的特性，所以在最接近短接端子19a 19d的部分設置匹 配板31a 31d可以得到良好的效果。
圖26是使導體板11 一條邊的長度Wl為350mm(350x350mm), 未設置匹配板一 31a 31d的情況下的VSWR特性，橫軸表示頻率 [GHz]，縱軸表示VSWR。此時，VSWR特性為，在520 830MHz 的頻帶內，VSWRS2，其相對頻帶為大約47%。
圖27是在上述圖25所示的天線裝置中，使導體板11的大小為 350x350mm，在導體板ll的四角設置匹配板31a 31d的情況下的 VSWR特性。此時的VSWR特性為，在470 790MHz的頻帶內， VSWR^2,可以得到約為51%的相對頻帶。
通過設置匹配板31a 31d， VSWR^2的相對頻帶提高，同時， 工作的最低頻率從520MHz降低至470MHz， VSWR值也全部被匹配 為接近1。
圖28 圖30表示上述第4實施方式中的天線裝置的垂直偏振波 水平面(X — Y面)指向性，圖28是470MHz頻率下的特性，圖29 是590MHz頻率下的特性，圖30是710MHz頻率下的特性。
上述第4實施方式涉及的天線裝置的水平面指向性，從圖28 圖30可知，在各頻帶內，成為偏差被抑制為小于或等于2dB的無指 向性。
圖31 圖33表示上述第4實施方式涉及的天線裝置的垂直偏振 波垂直面(Y —Z面)指向性，圖31是470MHz頻率下的特性，圖32是590MHz頻率下的特性，圖33是710MHz頻率下的特性。因為 使天線結構為左右對稱構造，所以指向性也為對稱形。
根據上述第4實施方式，可以通過設置匹配板31a 31d改善 VSWR特性，可以減小導體板11而實現(xiàn)天線的小型化。另外，即使 在設置匹配板31a 31d的情況下，也不需要將發(fā)射元件16a 16d的 高度設置得更高，而是直接以第1實施方式所示的高度，得到希望的 發(fā)射特性。
另外，通過在環(huán)形元件25與導體板11之間設置間隔部32a 32d，可以使整個環(huán)形元件25保持為與導體板11平行，可以總是保 持穩(wěn)定的特性。
此外，在上述第4實施方式中，對于將導體板U的一部分擴大， 將該擴大的部分彎曲而形成匹配板31a 31d的情況進行了說明，但 也可以將另外的部件安裝在導體板上而形成匹配板31a 31d。另外， 該另外的部件的安裝部分不限于導體板11的四角。只要是在將供電 點18與發(fā)射元件16a 16d的短路位置連結的直線的延長線上即可， 也可以將該部件安裝在短路位置附近，形成匹配板31a 31d。
另外，在上述第4實施方式中，對于將導體板11擴大的部分彎 曲90。而形成匹配板31a 31d的情況進行了說明，但也可以不將擴 大的部分彎曲，而保持原狀地形成匹配板31a 31d，可以得到與彎 曲情況相同的效果。
另外，在第4實施方式中，對于在導體板11的四角形成匹配板 31a 31d的情況進行了說明，但在對應于導體板11的邊部設置發(fā)射 元件16a 16d的短接端子19a 19d的情況下，只要在靠近短接端子 19a 19d的導體板11的邊部設置匹配板31a 31d即可。
另外，在第4實施方式中，對于對具有環(huán)形元件25的天線實施 的情況進行了說明，但在將匹配板31a 31d設置在未設置環(huán)形元件 25的天線上的情況下，也可以獲得匹配的效果。 (第5實施方式)
下面，對于本發(fā)明的第5實施方式涉及的天線裝置進行說明。
圖34是本發(fā)明的第5實施方式涉及的天線裝置的斜視圖。該第5實施方式涉及的天線裝置為，在1個導體板11上設置多
個例如第1天線元件15a及第2天線元件15b。在該實施方式中，示出了使用線狀元件構成天線元件15a、15b的情況。第1天線元件15a，設定各部分長度以使其與低頻帶信號共振，第2天線元件15b設定各部分長度以使其與高于第1天線元件15a的高頻帶信號共振。
上述第1天線元件15a及第2天線元件15b，因為是與各實施方式所示的天線元件15相同的結構，所以省略詳細的說明，其由大于或等于3根的發(fā)射元件41a 41d、 51a 51d、及使各發(fā)射元件的外端側與導體板ll相連的短接端子(或短接板)42a 42d形成，利用同軸連接器的中心導體14a、 14b向設置于各發(fā)射元件中央部的供電點18a、 18b供電。此外，也可以在供電線路的周圍設置無供電元件。另外，也可以在各天線元件15a、 15b的上部設置在第3實施方式中說明的環(huán)形元件。
第1天線元件15a設定為使其與低頻帶的信號共振。另一方面，第2天線元件15b因為各部分的長度設定為使其與比第1天線元件15a的共振頻率高的頻帶的信號共振，所以各部分的尺寸短于第1天線元件15a，可以利用在第1天線元件15a的各發(fā)射元件41a 41d之間及下方形成的空間進行設置。因此，可以不需要使導體板ll形成得特別大而配置2個天線元件15a、 15b。
通過按照上述方式在1個導體板11上方配置2個天線元件15a、15b，可以實現(xiàn)小型低高度，并使其與不同的頻帶相對應。
此外，在上述第5實施方式中，對于在1個導體板11上配置2個天線元件15a、 15b的情況進行了說明，但也可以設置更多的天線元件。
本發(fā)明涉及的天線裝置，如上所述，因為是寬頻帶，而且是小型低高度、水平面無指向性，所以除了one seg (數(shù)字電視)播放的中繼裝置外，可以在移動通信的中繼基站或無線LAN等中使用，從而發(fā)揮較大的效果。另外，在GHz頻帶等高頻帶內，因為可以進一步使天線小型化，所以也可以在移動設備上使用。(第6實施方式)下面，對于本發(fā)明的第6實施方式涉及的天線裝置進行說明。
圖35是本發(fā)明的第6實施方式涉及的天線裝置的斜視圖，圖36是表示供電通路61部分的詳細的側視圖。
該第6實施方式為，在上述第1實施方式所示的天線裝置中，在形成于發(fā)射元件16a 16d中心部的供電部18c的下側，設置形成為半球狀外周面的供電通路61，該半球狀外周面由指數(shù)函數(shù)曲線形成。該供電通路61的圓形部位于上側，與上述供電部18c相連，位于下側的指數(shù)函數(shù)曲線的頂部，通過軟釬焊等而與導出至導體板11上部的同軸連接器12的中心導體14連接。導出至上述導體板11上部的同軸連接器12的中心導體14的高度設定為0 數(shù)mm左右。
如圖所示的供電通路61，與供電端子(同軸連接器12)側的端部(下端)61a相比，.使供電部18c側的端部(上端)61b形成為較寬的寬度(寬度增加)。另外，上述供電通路61的上側圓形部，在多個位置處通過螺栓固定等而固定在發(fā)射元件16a 16d的供電部18c上，與之電氣相連。在這種情況下，供電部18c的形狀及大小設定為，在發(fā)射元件16a 16d的交叉中央部，與供電通路61的上側圓形部相對應。上述供電通路61的形狀設定為，例如高度H(如圖36所示)約為k/10，上側圓形部的直徑D約為k/13。此外，供電通路61的上側圓形部的直徑D優(yōu)選約為k/13左右，但也可以設定在、/13±50%的范圍內。另外，供電通路61的高度H優(yōu)選約為k/10的值，但也可以降低至小于或等于該值的例如約k/16左右。
上述供電通路61的外周面，通過使按照下式求得的母線圍繞鉛直軸旋轉而得到。
x= —[exp (—a (z —z。 } —1] + Xi
其中，如圖36所示，使供電通路61上側的(x， z)的坐標位置為(Xl， Zl)，使下側頂點的(x， z)的坐標位置為(0， za)。另外，a為常數(shù)。
此外，在第6實施方式中，使短路元件Ha 17d的寬度減小，例如設定為、/120，但如第1實施方式所示，也可以與發(fā)射元件16a 16d的寬度W2相同。其它結構因為是與第1實施方式相同的結構，所以對于相同的部分標記相同的標號，省略詳細的說明。
圖37表示第6實施方式涉及的天線裝置的供電部18c的輸入阻抗的頻率特性，橫軸表示頻率[GHz],縱軸為阻抗[Q]。該輸入阻抗的頻率特性為，在450 1850MHz之間保持為50 (供電用同軸電纜的特性阻抗)± (20 30) Q的阻抗。
圖38表示上述天線裝置的供電部18c的虛數(shù)部阻抗特性，橫軸表示頻率[GHz]，縱軸為電抗[Q]。該虛數(shù)部的阻抗特性為，由圖38可知，在450 1750MHz之間的較寬的頻帶內，可以獲得0士50Q的電抗值。
圖39為在上述天線裝置中，將導體板11的一條邊的長度Wl設定為40mm的情況下的VSWR特性，橫軸表示頻率[GHz]，縱軸表示VSWR。該VSWR特性為，在470 1600MHz的較寬的頻帶內為VSWR^2，可以獲得大約110%的相對頻帶。
圖40 圖42表示上述第6實施方式中的天線裝置的垂直偏振波水平面指向性(X — Y面)，圖40是500MHz頻率下的特性，圖41是lGHz頻率下的特性，圖42是1.6GHz頻率下的特性。
上述第6實施方式中的天線裝置的水平面指向性，由圖40 圖42可知，在各頻帶內成為偏差被抑制為小于或等于2dB的無指向性。
根據上述第6實施方式可以實現(xiàn)小型低高度化，即使在地下街道等設置空間狹小的場所也可以容易地設置，并且保持美觀性。
另外，利用由指數(shù)函數(shù)表示的曲線即使用了指數(shù)的曲線來形成供電通路61的外周面，可以在較寬的頻帶內將輸入阻抗保持為與供電同軸電纜的特性阻抗大致相同程度的50Q左右，可以不使用阻抗變換器而作為寬頻帶天線使用。因此，可以減少部件數(shù)量，同時減少天線的整體尺寸，并且使天線的安裝作業(yè)簡易化。
此外，在第6實施方式中，各發(fā)射元件16a、 16b、…的長度L的起始端被設定在供電通路61的中心線上即中心導體14的延長線上。這在以下的實施方式中也相同。(第7實施方式)
下面，對于本發(fā)明的第7實施方式涉及的天線裝置進行說明。該第7實施方式涉及的天線裝置為，取代第6實施方式中的具
有指數(shù)函數(shù)曲線的供電通路61，如圖43所示，使用具有半球狀外周面的供電通路61A，該半球狀外周面形成為大致半橢圓形。如圖所示，供電通路61A的上端61Ab的寬度寬于其下端61Aa。其它結構因為與第6實施方式相同，所以詳細的說明省略。上述供電通路61A的橢圓扁平率例如約為60%。
圖44是第7實施方式涉及的天線裝置的VSWR特性，橫軸表示頻率[GHz]，縱軸表示VSWR。該VSWR特性為，在500 1450MHz的較寬頻帶內為VSWRS2，可以獲得大約103%的相對頻帶。
在上述第7實施方式涉及的天線裝置中，與第6實施方式涉及的天線裝置同樣地，也可以在較寬的頻帶內，將輸入阻抗保持為50Q左右的值，可以不使用阻抗變換器而作為寬頻帶天線使用。
此外，在上述第6實施方式中，對于使供電通路61的外周面形成為指數(shù)函數(shù)曲線，在第7實施方式中，對于使供電通路61A的外周面形成為半橢圓形的情況進行了說明，但除此之外，如圖45A、45B所示，可以將多張直徑不同的圓形金屬板60a、 60b、…重疊，形成外周面近似為指數(shù)函數(shù)曲線或半橢圓形(使上端61Bb的寬度寬于下端61Ba)的形狀的供電通路61B,從而也可以獲得與上述第6實施方式或第7實施方式所示的天線裝置大致相同的特性。上述圖45A為供電通路61B的斜視圖，該圖45B為其側視圖。(第8實施方式)
下面，對于本發(fā)明的第8實施方式涉及的天線裝置進行說明。
圖46是本發(fā)明的第8實施方式涉及的天線裝置的斜視圖，圖47是表示供電通路部分的詳細的斜視圖。
本第8實施方式涉及的天線裝置為，取代第6實施方式中的具有指數(shù)函數(shù)曲線的供電通路61，如圖46、圖47所示，使用由多張例如4張金屬板62a 62d構成的供電通路61C，該金屬板62a 62d的外周面形成為指數(shù)函數(shù)曲線，換言之，上端61Cb寬度寬于下端61Ca。在這種情況下，構成供電通路61C的金屬板62a 62d，以位于發(fā)射元件16a 16d下側的方式配置。其它結構因為與第6實施方式相同，所以對相同的部分標記相同的標號，省略詳細的說明。
如上所述，即使在使用由使外周面形成為指數(shù)函數(shù)曲線的多張
金屬板62a、 62b、…構成的供電通路61C的情況下，也可以與第6實施方式同樣地，在較寬的頻帶內將輸入阻抗保持為50Q左右的值，可以不使用阻抗變換器而獲得寬頻帶特性。
此外，在上述第8實施方式中，對于由4張金屬板62a 62d構成供電通路61C的情況進行了說明，但在發(fā)射元件16的數(shù)量變化的情況下，使用與其相同數(shù)量的金屬板62a、 62b、…而構成，并以使金屬板62a、 62b、…位于各發(fā)射元件16a、 16b、…下側的方式配置。
另外，在上述第8實施方式中，對于使構成供電通路61C的金屬板62a 62d的外周面形成為指數(shù)函數(shù)曲線的情況進行了說明，但即使使金屬板62a 62d的外周面形成為半橢圓形，也可以獲得大致相同的特性。也就是說，只要使由各金屬板構成的供電通路61C的寬度為上端寬度寬于下端，即可實現(xiàn)寬頻帶特性。(第9實施方式)
下面，對于本發(fā)明的第9實施方式涉及的天線裝置進行說明。
圖48是本發(fā)明的第9實施方式涉及的天線裝置的斜視圖。
該第9實施方式涉及的天線裝置為，使第6實施方式中的具有指數(shù)函數(shù)曲線的供電通路61的內部形成為中空。在這種情況下，供電通路61雖未圖示，但例如在上側圓形部的周圍，與各發(fā)射元件16a 16d相對應而形成多個支撐片，利用該支撐片，通過螺栓固定等而將其固定在發(fā)射元件16a 16d上。其它結構因為與第6實施方式相同，所以對于相同的部分標記相同的標號，省略詳細的說明。
如上所述，即使使供電通路61的內部形成為中空，也可以獲得與第6實施方式涉及的天線裝置大致相同的特性。
此外，在上述圖48中，對于未相對于供電通路61的中空部分設置發(fā)射元件16a 16d的情況進行了說明，但也可以使發(fā)射元件16a 16d位于供電通路61的上部開口部上。
另外，在上述第9實施方式中，對于使具有指數(shù)函數(shù)曲線的供電通路61的內部形成為中空的情況進行了說明，但也可以使第7實施方式所示的外周面形成為半橢圓形的供電通路61A的內部形成為中空。
另外，對于圖45A、 45B所示的將多張直徑不同的圓形金屬板60a、 60b、…重疊而形成為指數(shù)函數(shù)曲線或半橢圓形形狀的供電通路61B，也可以使內部形成為中空。(第IO實施方式)下面，對于本發(fā)明的第IO實施方式涉及的天線裝置進行說明。圖49是本發(fā)明的第11實施方式涉及的天線裝置的斜視圖。本第10實施方式為，在上述各實施方式、例如第6實施方式涉及的天線裝置中，使各發(fā)射元件16a 16d成為長方形之外的形狀，例如使短路元件17a 17d側變細，S卩，從上面觀察成為大致三角形。其它結構因為是與第6實施方式涉及的天線裝置相同的結構，所以詳細的說明省略。
如上所述，即使使各發(fā)射元件16a 16d形成為大致三角形，也可以得到與第6實施方式大致相同的特性。(第ll實施方式)下面，對于本發(fā)明第11實施方式涉及的天線裝置進行說明。圖50是本發(fā)明的第11實施方式涉及的天線裝置的斜視圖。本第ll實施方式為，在上述各實施方式、例如第6實施方式涉及的天線裝置中，使各發(fā)射元件16a 16d向導體板11側傾斜而配置，使其前端直接與導體板11連接，省略短路元件17a 17d。其它結構因為是與第6實施方式涉及的天線裝置相同的結構，所以詳細的說明省略。
如上所述，即使使各發(fā)射元件16a 16d傾斜配置，使其前端直接與導體板11連接，也可以得到與第6實施方式大致相同的特性。(第12實施方式)下面，對于本發(fā)明第12實施方式涉及的天線裝置進行說明。圖51是本發(fā)明的第13實施方式涉及的天線裝置的斜視圖。本第12實施方式為，在上述各實施方式、例如圖46、 47所示的第8實施方式涉及的天線裝置中，配置為使各發(fā)射元件16a 16d的表面位于相對于導體板11垂直的位置。在這種情況下，作為供電通路，
優(yōu)選如第8實施方式所示，使用由與發(fā)射元件16a 16d相同數(shù)量的 金屬板62a 62d構成的供電通路61C，并配置為使各金屬板62a 62d位于發(fā)射元件16a 16d下側。其它結構因為是與第8實施方式 涉及的天線裝置相同的結構，所以詳細的說明省略。
即使如上所述配置為使各發(fā)射元件16a 16d位于相對于導體板 11垂直的位置，也可以得到與第6實施方式大致相同的特性。 (第13實施方式)
下面，對于本發(fā)明的第13實施方式涉及的天線裝置進行說明。
在上述各實施方式中，可以通過調整發(fā)射元件16a 16d的長度 或供電通路的形狀等而調整頻帶。但是，如果將頻帶擴大，如圖52 的VSWR特性所示，會發(fā)生特定頻帶(在圖中為l.lGHz附近)內的. VSWR值惡化的情況。另外，在不改變發(fā)射元件的長度而降低天線 高度的情況下，也會使得阻抗實部增高，引起同樣的現(xiàn)象。
為了解決這種問題，在第13實施方式中，如圖53A、 53B所示， 在距離發(fā)射元件16a 16d端部規(guī)定距離d的內側設置短路元件17a 17d。上述規(guī)定距離d，對應于k和VSWR惡化的頻率而被設定為適 當?shù)闹?。通過設置該規(guī)定距離d，可以降低VSWR惡化的頻率附近 的阻抗實部，同時可以減小阻抗虛部的變動。從而可以改善VSWR。
圖53A表示下述情況下的例子，即，在短路元件17a 17d的上 端和下端形成凸緣，將各個凸緣利用螺釘72a、 72b固定在發(fā)射元件 16a 16d及導體板11上，以使發(fā)射元件16a 16d與導體板11之間 短路。
另外，圖53B表示下述情況的例子，即，在發(fā)射元件16a 16d 的端部設置長度為d的切口 73，使該切口部分向導體板11側彎曲而 形成短路元件17a 17d，使其前端與導體板11連接，使短路元件 17a 17d與導體板11之間短路。
圖54是在具有圖52所示的VSWR特性的天線裝置中，在大約 k/55 k/25的范圍內設定規(guī)定距離d而進行阻抗匹配時的VSWR特 性圖。如上所述，通過在距離發(fā)射元件16a 16d端部規(guī)定距離d的內側設置短路元件17a 17d，如圖54所示，可以使l.lGHz附近的 VSWR的值降低至小于或等于2。此外，圖54的VSWR特性表示調 整發(fā)射元件16a 16d的長度或供電通路的形狀等，將470MHz 2.1GHz設定作為使用頻帶的情況。另外，圖54所示的VSWR特性 為，在470MHz 2.1GHz的頻帶內為VSWR^2，可以得到大約130% 的相對頻帶。
(第14實施方式)
下面，對于本發(fā)明的第14實施方式涉及的天線裝置進行說明。
圖55是本發(fā)明的第14實施方式涉及的天線裝置的斜視圖，圖 56是天線元件15的俯視圖，圖57是其側視圖。該第14實施方式涉 及的天線裝置，使上述圖45A及45B所示的供電通路61B與4根發(fā) 射元件16a 16d電容耦合。此外，對與上述各實施方式所示的結構 相同的部分標記相同的標號，省略詳細的說明。
發(fā)射元件16a 16d的寬度W，寬于上述第1實施方式中的寬度 W2,在端部形成凸出部。該凸出部例如將平板十字形元件前端的角 部切成正方形而形成。發(fā)射元件16a 16d在導體板11上以高度H 的間隔配置。高度H在例如使用頻帶的最低頻率為470MHz的情況 下，設定為約^/18。
供電通路61B通過軟釬焊等，使位于下側的指數(shù)函數(shù)曲線頂部 與中心導體14連接，該中心導體14被導出至導體板11上部。供電 通路61B的上側圓形部與發(fā)射元件16a 16d以0.1H間隔分離配置， 以進行電容耦合。
作為具體的尺寸例子，在圖56中，發(fā)射元件的端部(末端)間 的長度L設定為315mm、短路元件間的長度LSW為238mm，短路 元件的寬度SW為9mm。另外，在圖57中，發(fā)射元件16a 16d的 高度H設定為35mm。供電通路61B形成為，上側圓形部的直徑A 為60mm，中心導體14的直徑為3mm,其高度FPH為6mm。另夕卜， 發(fā)射元件16a 16d與供電通路61B的上側圓形部的間隔SL設定為 3.5mm。此外，導體板11 一條邊的長度設定為460mm。
此外，如圖55所示，在導體板11上形成匹配板31a 31d。匹配板31a 31d設置在將發(fā)射元件16a 16d的中央部與短路位置連結 的直線的延長線上。例如，匹配板31a 31d使導體板11的四角(即 位于發(fā)射元件16a 16d的延長線上的部位)寬于其它部分而形成， 將該拓寬的部分向上方彎曲大約90。而形成。上述匹配板31a 31d 的一條邊的長度設定為導體板11的長度的大約15±5%。作為具體的 尺寸例，匹配板31a 31d的一條邊的長度形成為70mm，高度為 28mm。
在這里，比較本實施方式涉及的天線裝置、和將供電通路61B 直接與發(fā)射元件16a 16d連接的情況下的特性。圖58是在本實施方 式涉及的天線裝置中，將發(fā)射元件與供電通路直接連接情況下的實數(shù) 部阻抗特性圖，圖59是虛數(shù)部阻抗特性圖，圖60是VSWR特性圖。 圖61是本實施方式涉及的天線裝置的實數(shù)部阻抗特性圖，圖62是虛 數(shù)部阻抗特性圖，圖63是VSWR特性圖。
比較圖58、 59與圖61、 62可知，在電容耦合的情況下，與直 接連接的情況相比，可以抑制局部惡化，具有更為良好的阻抗特性。 另外，根據圖60，在直接連接的情況下，由于阻抗特性的局部惡化 而存在VSWR值超過2的頻帶。另一方面，在電容耦合的情況下， 如上所述，通過抑制局部惡化，由圖63可知，在450MHz至2.3GHz 的范圍內達到VSWR^2，可以得到更為良好的結果。
在上述第14實施方式中，通過電容耦合的方式使供電通路61B 與發(fā)射元件16a 16d連接。通過采用上述方式，與直接連接的情況 相比，可以增加設定參數(shù)，實現(xiàn)進一步的寬頻帶化。另外，通過電容 耦合方式的實現(xiàn)，可以簡單地進行組裝而構成。
此外，如圖56及57中的虛線所示，也可以利用螺栓等使供電 通路61B的上部圓形部的圓周上部或中心部等的一部分直接與供電 部18c連接。通過采用這種方式，可以實現(xiàn)由電容耦合得到的特性的 提高，并且提高供電通路61B的抗震性。 (第15實施方式)
下面，對于本發(fā)明的第15實施方式涉及的天線裝置進行說明。
圖64是本發(fā)明的第15實施方式涉及的天線裝置的斜視圖。本
29第15實施方式涉及的天線裝置為，在上述第14實施方式涉及的天線
裝置中，使導體板的邊長減小，同時在短路元件17a 17d的附近進 一步設置匹配板81a 81d。除此之外因為與第14實施方式中所示的 結構相同，所以對相同的部分標記相同的標號，詳細的說明省略。
如圖64所示，匹配板81a 81d設置在匹配板31a 31d與短路 元件17a 17d之間，是在上表面安裝正方形部件的形狀。匹配板 81a 81d是將與導體板11獨立的部件彎曲等而形成，與短路元件 17a 17d相距規(guī)定距離而安裝在導體板11上。作為具體的尺寸例， 匹配板81a 81d的一條邊的長度形成為50mm,高度為28mm。此外， 使導體板11的一條邊的長度Wl為410mm (410x410mm)。
圖65是使供電通路61B與發(fā)射元件16a 16d直接連接，且未 設置匹配板81a 81d的情況下的實數(shù)部阻抗特性圖。圖66是這種情 況下的實數(shù)部阻抗特性圖，圖67是VSWR特性圖。
圖68是使供電通路61B與發(fā)射元件16a 16d電容耦合且未設 置匹配板81a 81d的情況下的實數(shù)部阻抗特性圖。圖69是這種情況 下的實數(shù)部阻抗特性圖，圖70是VSWR特性圖。
比較圖65 70與上述圖58 63，通過使導體板11從460mm成 為410mm，在直接連接、電容耦合的任意一種情況下均會在阻抗的 匹配中出現(xiàn)偏差，在800MHz lGHz的范圍內成為VSWR^2，特性 惡化。
圖71是將供電通路61B與發(fā)射元件16a 16d直接連接，并設 置匹配板81a 81d的情況下的實數(shù)部阻抗特性圖。圖72是這種情況 下的實數(shù)部阻抗特性圖，圖73是VSWR特性圖。
圖74是將供電通路61B與發(fā)射元件16a 16d電容耦合并設置 匹配板81a 81d的情況下的實數(shù)部阻抗特性圖。圖75是這種情況下 的實數(shù)部阻抗特性圖，圖76是VSWR特性圖。
比較圖71 76和上述圖58 63，可以得到與導體板11為460mm 的情況下大致相同的阻抗匹配，在從450MHz至2.3GHz范圍內為 VSWR^2，在較寬的頻帶內得到良好的結果。由此，即使使導體板 11從460mm減小為410mm,通過安裝匹配板81a 81d，在直接連接、電容耦合的任意一種情況下，均可以在寬頻帶內得到希望的特性。
由此，通過在匹配板31a 31d上進一步安裝匹配板81a 81d，可以 維持希望的特性，并使天線裝置小型化。 (第16實施方式)
下面，對本發(fā)明的第16實施方式涉及的天線裝置進行說明。
圖77是本發(fā)明的第16實施方式涉及的天線裝置的斜視圖，圖 78是其側視圖。該第16實施方式涉及的天線裝置為，在第6實施方 式涉及的天線裝置中，將2根發(fā)射元件配置為直線狀，例如使用4 根發(fā)射元件16a 16d中以直線狀配置的2根發(fā)射元件16a、 16c，同 時取代供電通路61,使用上述圖45A及圖45B中所示的供電通路 61B。此外，在第16實施方式中，發(fā)射元件16a、 16c與導體板11 的邊平行地配置。其它結構因為與第6實施方式相同，所以對相同的 部分標記相同的標號，詳細的說明省略。
通過如上所述將2根發(fā)射元件16a、 16c以直線狀配置，可以加 強垂直于發(fā)射元件16a、 16c的坐標軸Z — X面的指向性，減弱坐標 軸Z — Y面的指向性。因此，通過將上述天線裝置設置在例如隧道等 細長的通信區(qū)域中，可以減少電波向較短方向的無用的發(fā)射，可以使 電波高效地向長度方向發(fā)射。
圖79是上述第16實施方式涉及的天線裝置的VSWR特性圖， 橫軸表示頻率[GHz]，縱軸表示VSWR。該VSWR特性為，在650 2750MHz的較寬的頻帶內為VSWRS2,得到大約117%的相對頻帶。
圖80表示上述第16實施方式涉及的天線裝置的頻率為0.7GHz 的垂直偏振波水平面指向性(圖77的坐標軸e二45。X — Y面)，成 為X軸方向與Y軸方向的指向性偏差為大約3dB的蠶繭形指向性。
圖81表示本實施方式涉及的天線裝置的頻率為1.7GHz的垂直 偏振波水平面指向性(圖77的坐標軸6二45。X — Y面)，為X軸方 向與Y軸方向的指向性偏差為大約4dB的蠶繭形指向性。
圖82表示本實施方式涉及的天線裝置的頻率為2.7GHz的垂直 偏振波水平面指向性(圖77的坐標軸e二45。X — Y面)，為X軸方 向與Y軸方向的指向性偏差為大約6dB的蠶繭形指向性。
31作為在上述0 = 45°的方向上設定最大發(fā)射角的理由在于，在例 如具有高于地下街道等的高度的隧道的天花板上設置天線時，如果在
水平方向(90°)設定最大發(fā)射角度，則隧道上部的信號水平較強， 而下部信號水平變弱，無法確保通信區(qū)域。
圖83是表示本實施方式涉及的天線裝置的頻率為0.7GHz的垂 直偏振波垂直面指向性(圖77的坐標軸Z — X面)的圖。
圖84是表示本實施方式涉及的天線裝置的頻率為0.7GHz的垂 直偏振波垂直面指向性(圖77的坐標軸Z — Y面)的圖。
圖85是表示本實施方式涉及的天線裝置的頻率為1.7GHz的垂 直偏振波垂直面指向性(圖77的坐標軸Z — X面)的圖。
圖86是表示本實施方式涉及的天線裝置的頻率為1.7GHz的垂 直偏振波垂直面指向性(圖77的坐標軸Z —Y面)的圖。
圖87是表示本實施方式涉及的天線裝置的頻率為2.7GHz的垂 直偏振波垂直面指向性(圖77的坐標軸Z — X面)的圖。
圖88是表示本實施方式涉及的天線裝置的頻率為2.7GHz的垂 直偏振波垂直面指向性(圖77的坐標軸Z — Y面)的圖。
上述圖83 圖88表示上述圖77所示的天線裝置的坐標軸Z — X 面及Z — Y面的指向性，信號水平強的坐標軸Z — X面的最大發(fā)射角 度在各頻率下為e = 45°。這是因為在帶導體板的天線的情況下，導 體板起反射板的作用，波束被反彈。
因此，在將上述天線裝置設置在例如隧道中的情況下，如果設 置為，在隧道內的長度方向上成為信號水平高的坐標軸Z — X面，而 在較短方向成為信號水平低的坐標軸Z — Y面，則即使在天花板高且 細長的通信區(qū)域中也可以進行良好的通信。 (第17實施方式)
下面，對于本發(fā)明的第17實施方式涉及的天線裝置進行說明。
圖89A是本發(fā)明的第17實施方式涉及的天線裝置的斜視圖，圖 89B是表示要部的(無供電元件部分)的斜視圖，圖90是其側視圖。 本第17實施方式涉及的天線裝置為，在上述第16實施方式涉及的天 線裝置中，以供電部即向導體板11上方凸出的同軸連接器12的中心導體14為中心，在其同心圓上以大致相等間隔設置1個以上例如4
個匹配用的無供電元件21a 21d。
上述無供電元件21a 21d為，例如使用金屬板，使上部向外側 方向即與中心導體14相反的方向折回大約90°，形成倒L字狀，設 置水平部22a 22d。該無供電元件21a 21d，例如距離中心導體14 的間隔設定為大約0.026、、寬度設定為0.019、、高度設定為約 0.055^、水平部22a 22d的長度設定為約0.023^。上述無供電元件 21a 21d只要是在同心圓上即可，即使設置在轉動一定角度的位置 上也沒有問題，可以設置在任意位置。無供電元件21a 21d可以根 據其設置位置而對特性進行調整。
作為上述無供電元件21a 21d的具體的尺寸例，在例如使用頻 帶內的最低頻率為470MHz的情況下，距離中心導體14的間隔設定 為約17mm，寬度設定為12mm，高度設定為約36mm，水平部的長 度設定約為15mm。
在上述第17實施方式涉及的天線裝置中，無供電元件21a 21d 作為短截線起作用，可以在寬頻帶內使阻抗特性保持為穩(wěn)定的狀態(tài)。
如上所述，本發(fā)明涉及的天線裝置因為是非常寬的頻帶，且為 小型低高度，所以除了可以在UHF頻帶中的地面波數(shù)字播放的中繼 裝置中使用之外，還可以在使用例如800MHz、 1.5GHz、 1.9GHz、 2.0GHz的電波的移動電話的中繼裝置中使用。另外，本發(fā)明涉及的 天線裝置，通過采用與使用頻帶匹配的尺寸，可以在移動體通信的中 繼基站或無線LAN(2.4GHz頻帶、5GHz頻帶)中使用、以及在UWB (Ultra Wide Band)等中使用，發(fā)揮較大的效果。在這種情況下，因 為可以在形成于發(fā)射元件16a 16d下部的空間中配置IC等電路元 件，所以有利于安裝。另外，在GHz頻帶等高頻帶中，因為可以進 一步使天線小型化，所以在移動設備上也可以使用。另外，本發(fā)明涉 及的天線裝置，可以在導電體或陶瓷上涂敷導電劑而制作。
此外，在上述第14、 15、 16實施方式中說明供電通路61B,但 也可以使用上述第6實施方式至第9實施方式所示的形狀的供電通 路。另外，上述實施方式所示的供電通路61、 61A、 61B、 61C，是
使外周面為指數(shù)函數(shù)曲線或半橢圓形狀、或與其近似的形狀，但只要 是供電部18c側的端部的寬度寬于供電端子(同軸連接器12)側的 端部的形狀即可，也可以是其它形狀。
例如，如圖91 92所示，也可以使供電通路為圓錐狀(側面觀 察為三角形)或半球狀(側面觀察為半圓狀)、將寬度較寬部與垂直 部組合的形狀、三棱錐狀、四棱錐狀等。另外，供電通路形成為供電 部18c側的端部寬于供電端子側的端部的形狀，但例如也可以使從下 端到上端之間的一部分的寬度變窄。
在使用上述圖92A、 92B所示的供電通路的情況下，使用3根 或4根發(fā)射元件。這時水平面指向性的對稱性好，在使用圖92A的 三棱錐狀的供電通路的情況下是設置3根發(fā)射元件的情況，在使用圖 92B的四棱錐狀的供電通路的情況下是設置4根發(fā)射元件的情況。此 時，優(yōu)選發(fā)射元件的寬度方向的中點位于圖92A、 92B所示的供電通 路上端的角部或邊部的中央。但是，發(fā)射元件的根數(shù)與供電通路的角 部數(shù)量不一定一致。
也就是說，本發(fā)明并不限定于上述各實施方式本身，在實施階 段可以在不脫離其主旨的范圍內，將結構要素變形而使之具體化。
另外，可以通過上述各實施方式公示的結構要素的適當組合而 形成各種發(fā)明。例如，可以從各實施方式所示的所有結構要素中除去 幾個結構要素。此外，還可以將不同的實施方式中的結構要素進行適 當組合。
工業(yè)實用性
本發(fā)明涉及的天線裝置，適用于將移動電話或電視播放等的地 面波二次發(fā)送到地下街道等靜區(qū)的中繼用天線。
權利要求
1. 一種天線裝置，其特征在于，具有導體板；發(fā)射元件，其與前述導體板相對地配置，局部地與前述導體板短路；供電端子，其設置在前述導體板上；以及供電通路，其將前述供電端子和前述發(fā)射元件的供電部連接。
2. 如權利要求1所述的天線裝置，其特征在于， 還具有至少1個無供電元件，其與將前述發(fā)射元件的短路位置和前述供電通路連結的線路之間進行電容耦合。
3. —種天線裝置，其特征在于，具有 導體板；發(fā)射元件，其與前述導體板相對地配置，局部地與前述導體板短路；供電端子，其設置在前述導體板上；以及供電通路，其將前述供電端子和前述發(fā)射元件的供電部連接， 前述供電通路，成為從前述供電端子側向前述供電部側寬度增 大的形狀。
4. 一種天線裝置，其特征在于，具有 導體板；發(fā)射元件，其與前述導體板相對地配置，局部地與前述導體板短路；供電端子，其設置在前述導體板的中央部；以及 供電通路，其一端與前述供電端子連接，另一端與前述發(fā)射元 件的供電部進行電容耦合，前述供電通路，成為從前述供電端子側向前述供電部側寬度增大的形狀。
5. 如權利要求4所述的天線裝置，其特征在于， 前述另一端局部地與前述供電部連接。
6. 如權利要求1至5的任意一項所述的天線裝置，其特征在于， 前述發(fā)射元件，由多條線路形成，該多條線路以前述供電部為中心，等間隔地呈放射狀擴張，前述多條線路分別與前述導體板短路。
7. 如權利要求6所述的天線裝置，其特征在于， 前述發(fā)射元件還具有將前述多條線路的各相鄰端部之間連接的線路。
8. 如權利要求1至5的任意一項所述的天線裝置，其特征在于， 前述導體板，在前述發(fā)射元件的短路位置附近還具有匹配部。
9. 如權利要求1至5的任意一項所述的天線裝置，其特征在于， 前述發(fā)射元件的短路位置，在以前述供電通路為中心的圓周上等間隔地設置。
10. 如權利要求1至5的任意一項所述的天線裝置，其特征在于， 使前述發(fā)射元件為第1發(fā)射元件，在前述導體板與前述第1發(fā)射元件之間還配置第2發(fā)射元件，該第2發(fā)射元件與前述第1發(fā)射元 件相比，與前述導體板之間的相對距離較小。
全文摘要
本發(fā)明涉及的天線裝置的一個實施方式具有導體板(11)；發(fā)射元件(16a～16d)，其與導體板(11)相對地配置，局部地與導體板(11)短路；供電端子，其設置在導體板(11)上；以及供電通路，其將供電端子和發(fā)射元件的供電部(18)連接。
文檔編號H01Q5/00GK101507050SQ200780031508
公開日2009年8月12日 申請日期2007年8月24日 優(yōu)先權日2006年8月24日
發(fā)明者中野久松, 梅垣俊仁, 田中健, 若生伊市, 藤田靜憲 申請人:株式會社日立國際電氣;八木天線株式會社