CN101300714B - 复合天线和使用其的便携终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能充分确保天线与其它天线之间的电气绝缘，并实现小型化的复合天线，复合天线(100)包括：接地部件(1)；与接地部件(1)连接的第一供电点(2)；与第一供电点(2)连接，并设置为相对于轴(3)线对称的第一导体(4)；与第一导体(4)连接，并设置为相对于轴(3)线对称的第二导体(5)；设置在轴(3)上的第二供电点(6)；连接第二供电点(6)和第二导体(5)的第三导体(7)；以及连接第二供电点(6)和第二导体(5)，并设置为相对于轴(3)与第三导体(7)线对称的第四导体(8)。

Description

复合天线和使用其的便携终端

技术领域

本发明涉及在各种各样的无线通信设备中使用的复合天线和使用其的便携终端。

背景技术

一般，如分集式天线那样使用多个天线的通信设备中，充分保持多个天线彼此之间的电气绝缘是十分重要的。因此，为了确保这种复合天线中的天线之间的电气绝缘，使天线和相邻的天线之间的间隔较大。

而且，作为与本申请的发明有关的现有技术文献信息，已知例如专利文献1。近年来，携带电话等移动通信终端的小型化倾向日益增强，装载这样的复合天线时，难以充分保证相邻的天线的间隔，结果，不能充分确保电气绝缘的情况多有发生。

专利文献1：(日本)特开2003-298340号公报

发明内容

本发明提供一种克服以上所述问题，即，能够确保电气绝缘并实现小型化的复合天线。

本发明的复合天线包括：接地部件；第一供电点，其与接地部件连接；第一导体，其与第一供电点连接，并相对于与接地部件正交的轴或面为线对称形状、面对称形状或电气对称；第二导体，其与第一导体连接，并相对于轴或面为线对称形状、面对称形状或电气对称；第二供电点，其被设置在轴或面的任意位置上；第三导体，其连接第二供电点和第二导体；以及第四导体，其连接第二供电点和第二导体，并相对于轴或面与第三导体成线对称、面对称或电气对称。

根据本发明的结构，通过采用将一个天线元件(antenna element)用作平衡型天线和非平衡型天线的共用元件的、具有对称结构的天线结构，能使平衡型天线和非平衡型天线的各个供电点的电位变化相互抑制，也能充分确保天线之间的电气绝缘。据此，能确保构成复合天线的各个天线的电气绝缘并实现小型化。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式的复合天线的立体图。

图2是表示同一复合天线的对第一供电点供电时的状态的立体图。

图3是表示同一复合天线的对第二供电点供电时的状态的立体图。

图4是表示本发明第二实施方式的复合天线的立体图。

图5是表示本发明第三实施方式的复合天线的立体图。

图6是表示本发明第四实施方式的复合天线的立体图。

图7是表示本发明第五实施方式的复合天线的立体图。

图8是表示本发明第六实施方式的第一复合天线的立体图。

图9A是表示本发明第六实施方式的第二复合天线的立体图。

图9B是表示本发明第六实施方式的第二复合天线的另一例子的立体图。

图10是表示本发明第七实施方式的复合天线的俯视图。

图11是表示本发明第八实施方式的复合天线的立体图。

图12是表示本发明第九实施方式的复合天线的立体图。

图13是表示同一复合天线的对第一供电点供电时的状态的剖面图。

图14是表示同一复合天线的对第二供电点供电时的状态的剖面图。

图15是表示本发明第十实施方式的复合天线的剖面图。

图16是表示本发明第十一实施方式的复合天线的立体图。

图17是表示本发明第十二实施方式的复合天线的立体图。

图18是表示本发明第十三实施方式的复合天线的立体图。

图19是表示本发明第十四实施方式的复合天线的剖面图。

图20是表示本发明第十五实施方式的第一复合天线的剖面图。

图21A是表示本发明第十五实施方式的第二复合天线的剖面图。

图21B是表示本发明第十五实施方式的第三复合天线的剖面图。

图22是表示本发明第十六实施方式的复合天线的立体图。

图23是表示本发明第十七实施方式的第一复合天线的立体图。

图24是表示本发明第十七实施方式的第二复合天线的立体图。

图25是表示本发明第十七实施方式的第三复合天线的立体图。

附图标记说明

1    接地板

2    第一供电点

3    轴

4    第一导体

5    第二导体

6    第二供电点

7    第三导体

8    第四导体

17   电感线圈

18   平面

19   折曲形状

20   顶板

21   挡风玻璃

22   第五导体

23   第三供电点

24   第六导体

25   第七导体

100，104，105，106，107，108，109A，109B，110，111，112，114，115，116，117，118，119，120，121A，121B，122，123，124，125  复合天线

具体实施方式

(第一实施方式)

图1是示意性地表示本发明的第一实施方式的复合天线100的立体图。复合天线100的基本结构包括：具有大致平面结构的接地板1；与接地板1连接的第一供电点2；以及相对于与接地板1大致正交的轴3线对称配置的第一导体4，所述第一导体4的一端4a与第一供电点2连接，且所述第一导体4具有相对于轴3大致线对称的形状。轴3设置在接地板1的大致中央部。此外，复合天线100还包括：与第一导体4的另一端4b连接且具有相对于轴3线对称的形状的第二导体5；设置在轴3上的第二供电点6；连接第二供电点6和第二导体5的第三导体7；以及连接第二供电点6和第二导体5、且设置为相对于轴3与第三导体7线对称的第四导体8。

从第一供电点2供电时，即，对第一供电点2供给电力时，复合天线100作为非平衡型天线工作，另一方面，由第二供电点6供电时，复合天线100作为平衡型天线工作。

用图2和图3对第一实施方式的复合天线100的动作进行说明。特别对能确保第一供电点2和第二供电点6之间的电气绝缘的理由进行说明。

图2中表示的复合天线100，从第一供电点2供电，作为非平衡型天线工作时，如图2所示，从第一供电点2通过第一导体4流过第二导体5的电流9，朝向远离第一导体4和第二导体5的连接点10的方向，即向外的方向流动。另外，在图2中，为了说明和制图的方便，将电流9的流向显示为以连接点10为中心向外的方向。但是，电流9的流向，以与供给第一供电点2的信号的频率相应的周期，以连接点10为中心，交替切换为向外方向和向内方向。

而且，由于第一导体4和第二导体5两者均为相对于轴3线对称设置的形状，因此，第一导体4和第二导体5的电磁场耦合相对于轴3大致为线对称。因此，流过第二导体5的电流9，以轴3为中心大致对称地流动。由于第三导体7和第四导体8相对于轴3对称设置，因此，由于以轴3为中心对称流动的电流9，第二供电点6和第三导体7的连接点6a与第二供电点6和第四导体8的连接点6b之间的电位差始终大致为零。这种结构，在对第一供电点2供电、作为非平衡型天线使用时，能排除从第一供电点2对第二供电点6的电气干扰，因此，能充分确保供电点和其它供电点之间的电气绝缘。

下面，用图3对从第二供电点6供电，复合天线100作为平衡型天线工作时的动作进行说明。流过第二导体5的电流11从第二导体5的一端部5a向另一端部5b单方向流动。这里，第一导体4和第二导体5相对于轴3均为线对称设置，因此，第二导体5和第一导体4的电磁场耦合相对于轴3大致为线对称。而且，由于第二导体5形成为相对于轴3大致线对称的形状，因此，第二导体5的电压分布，在第一导体4和第二导体5的连接点10上始终大致为零。因此，对第二供电点6供给高频信号，将图1所示的复合天线100作为平衡型天线使用时，能排除从第二供电点6对第一供电点2的不必要的干扰，充分确保两者间的供电时的电气绝缘。

根据这样的结构，现有技术中，为了使2根天线彼此之间电气绝缘，需要使天线和其它天线的天线间距离足够大。但是，根据本发明，能使这样的天线彼此之间的设置间隔变窄，因此能够实现复合天线100的小型化。而且，现有技术中需要准备2组天线元件，但根据本发明的复合天线100，因为2个供电点能够共用一个天线元件，所以能够实现天线结构的简单化。

而且，在图3中，第二供电点6的复合天线的阻抗匹配，能够通过调整第二导体5和第三导体7的连接点14与连接点10之间的距离，以及第二导体5和第四导体8的连接点15与连接点10之间的距离而进行。因此，即使与接近接地板1设置的通常的偶极天线相比，阻抗匹配也变得容易。

以下，对本发明的复合天线100的辐射图案进行说明。从第一供电点2供给信号时，造成辐射的电流是在第一导体4上产生的电流16(参照图2)。由于在第二导体5上产生的电流9相对连接点10的流动方向为相反的方向，因此，对辐射图案影响不大。其结果，从第二供电点6供给信号时的图1所示的复合天线100的辐射图案，在XY面上基本上为无定向性(偏振波：Z轴)，在±Z轴方向上有零点。

相对于此，从第二供电点6供给信号时，造成辐射的电流是在第二导体5上产生的电流11(图3)，在第一导体4上不产生造成辐射的电流。而且，第三导体7上的电流12和第四导体8中流动的电流13相互反方向流动，如果第三导体7和第四导体8的间隔相对于波长较窄，就不会对辐射图案造成大的影响。因此，从第二供电点6供给信号时，图1所示的复合天线100的辐射图案在±X轴方向上有零点。在这里，假如接地板1不存在，则在YZ面为无定向性(偏振波：X轴)。但是，因为实际上存在接地板1，所以此时的辐射动作被接地板1反射，在+z轴方向有最大增益。

这样，在±X轴方向和±Z轴方向上，从各供电点供给信号时的各个辐射图案，零点互补。而且，在±Y轴方向上，由于存在偏振波不同的2个辐射图案，因此，能够将图1所示的复合天线100作为定向性分集式天线或偏振波分集式天线使用。

而且，对第一供电点2和第二供电点6供给同一频率的信号时，通过适当地调整彼此的信号的相位，能够大致在±Y轴方向辐射圆偏振波。因此，通过如图1所示的小型简易的天线结构，可实现能够大致在±Y轴方向辐射圆偏振波的圆偏振波天线。另外，通过将接地板1的形状进行各种各样的变更，能够改变圆偏振波辐射的方向。

图1所示的本发明的复合天线100，不仅能够作为分集式天线使用，还能够作为2个***用的复合天线使用。据此，能够对减少组装有各种各样的***的携带电话的天线数量做出贡献，实现携带电话的小型化。而且，图1所示的复合天线100，还能够作为共用器或共用器的一部分使用。据此，能排除新的共用器的设置，实现携带电话等通信设备的小型化。而且，如果采用图1所示的复合天线100作为共用器的一部分，则能够减少信号的通过损耗地设计共用器。据此，作为便携终端的接收器能提高NF特性，作为发送器能够降低功率放大器的电耗。

而且，供给到第一供电点2和第二供电点6的信号的频率，可以相同，也可以不同。如果对第一供电点2和第二供电点6供给不同的频率的信号，则能够适用于复合有使用几个频率的各种各样的***的通信设备的天线。

在此，用图1归纳第一实施方式的要点如下。即，本发明的复合天线100包括：接地板(1)；与接地板(1)连接的第一供电点(2)；与第一供电点(2)连接，并具有相对于与接地板(1)正交的轴(3)或面的线对称或面对称形状的第一导体(4)；与第一导体(4)连接，并具有相对于轴(3)或面的线对称形状或面对称的形状的第二导体(5)；在轴(3)或面的任意位置上设置的第二供电点(6)；以及连接第二供电点(6)和第二导体(5)的第三导体(7)；连接第二供电点(6)和第二导体(5)，并设置为相对于轴(3)或面与第三导体(7)线对称或面对称的第四导体(8)。

(第二实施方式)

图4是表示本发明第二实施方式的复合天线104的立体图。第二实施方式和第一实施方式的主要不同点是，在第二导体5的中途连接有电感线圈17。轴3设置在接地板1的大致中央部。并且，第二导体5相对于轴3不是线对称，连接有电感线圈17一侧的元件长度比没有连接电感线圈17一侧的元件长度设定得短。据此，能够保持两者的电长度相对于轴3线对称。另外，关于第二导体5的电长度，调整电感线圈17及第二导体5的元件长度，使得第二导体5的电长度相对于轴3为线对称。

图4所示的复合天线104，虽然结构上未充分满足对称性，但是保持了电气对称性。因此，各个供电点2、6的电流、电压分布大致和第一实施方式相同。各个供电点2、6的电位变化相互抑制，能充分确保供电点2和供电点6之间的电气绝缘。其结果，能缩小现有技术的为确保2个天线之间的电气绝缘而必须确保的天线和相邻天线的距离，实现复合天线的小型化。而且，现有技术中需要准备2组天线元件，根据本发明，能够在2个供电点共用1个天线元件，因此，能够实现天线结构的简单化。

另外，在图4中，说明了作为具有相对于轴3大致线对称的形状的天线的复合天线104。但是，也能够构成为具有相对于与接地板1正交的任意的面为面对称的形状的复合天线，其动作、作用、效果也大致相同。

(第三实施方式)

图5是本发明第三实施方式的复合天线105的立体图。第三实施方式和第一实施方式主要的不同点是，第二导体5的形状为2个扇形的扇轴抵接的形状，以及，第一导体4的形状为蜿蜒形。轴3设置在接地板1的大致中央部。第一导体4和第二导体5，由于均相对于轴3大致线对称，因此，具有与第一实施方式同样的天线动作。由于第二导体5的形状是2个扇形的扇轴抵接的形状，因此，更能够实现宽带特性。而且，由于第一导体4为蜿蜒形，因此，能减少从第一供电点2供电时的复合天线105的谐振频率的大小，其结果，能实现复合天线105的小型化。另外，第二导体5也可以相对于轴3为线对称的圆盘形。据此，能实现更宽带域的天线。而且，只要相对于轴3大致线对称，第一导体4也可以是蜿蜒形以外的形状。

(第四实施方式)

图6是本发明第四实施方式的复合天线106的立体图。第四实施方式与第一实施方式主要的不同点是，复合天线106的形状相对于平面18为面对称，以及，第二导体5的一部分为折曲形状19。

平面18设置在接地板1的大致中央部。在复合天线106具有相对于平面18面对称的结构的情况下，也能得到与第一实施方式相同的天线动作。因此，能充分确保第一供电点2和第二供电点6之间的电气绝缘。而且，由于第二导体5的一部分为折曲形状19，因此，能降低从第一供电点2和第二供电点6分别供电时的各天线的谐振频率。这样，谐振频率下降的第二导体5的形状，只要相对于平面18面对称，可以是任何形式。例如，第二导体5可以为方形的平面。另外，也可以是椭圆形或圆形的环状。据此，能够在降低谐振频率的同时，提高天线的宽带特性。

(第五实施方式)

图7是本发明第五实施方式的复合天线107的立体图。第五实施方式和第一实施方式的主要不同点是，第三导体7与第二导体5的一端部5a连接，以及第四导体8与第二导体5的另一端部5b连接。据此，从第二供电点6供电时，复合天线107作为环形天线工作。从第一供电点2供电时，复合天线107作为单极天线工作。根据这样的结构，能够用1个天线元件构成复合有作为磁流型天线的环形天线和作为电流型天线的单极天线的天线。这样的复合天线107，能够在人体的附近及自由空间等各种环境下使用。而且，能实现复合天线的小型化。

而且，使第二供电点6和第二导体5的间隔狭窄时，即，用第二导体5、第三导体7和第四导体8形成的形状为细长的矩形形状时，如果从第二供电点6供电，则复合天线107能够作为折叠偶极天线工作。据此，能将从第二供电点6测量的天线输入阻抗设定得较高，使天线的宽带化成为可能。

(第六实施方式)

图8、图9A以及图9B是本发明第六实施方式的复合天线的立体图。第六实施方式和第一实施方式的主要不同点是，如图8的复合天线108所示，第二导体5的形状为方形的折叠形状。据此，能降低从第一供电点2供电时的天线的谐振频率。而且，能提高从第二供电点6供电时的天线的辐射电阻，实现宽带特性。

第二导体5的形状，除了图8表示的形状以外，图9A所示的复合天线109A即使是椭圆形的折叠形状，也能取得与图8所示的复合天线108相同的效果。

另外，在图8及图9A中，在第二导体5的与第一导体4连接的边的对面的边上连接有第三导体7及第四导体8，但是，也可以在第二导体5的与第一导体4连接的边一侧，连接第三导体7及第四导体8。据此，能够取得与图8及图9A同样的效果。例如，将图9A所示的复合天线109A变形，如图9B所示，作为另外的复合天线109B，也能够取得与图8及图9A同样的效果。

(第七实施方式)

图10是本发明第七实施方式的复合天线110的俯视图。第七实施方式与第一实施方式的主要不同点是，接地板1的形状是相对于轴3为线对称形状的方形平面，以及，在接地板1的端部连接有第一供电点2。轴3设置在接地板1的大致中央部。另外，图10所示的复合天线110中，第二供电点6和接地板1没有连接，而且，第三导体7及第四导体8也没有与接地板1连接。

通过这样的结构，在对第一供电点2供电时，由于造成辐射的电流也流向接地板1(特别是±Z轴方向)，因此，向第一供电点2供电时的天线的辐射电阻变大，能够很容易地实现与其他电路的阻抗匹配，提高辐射效率。而且，通过改变接地板1的长度来调整接地板1的Z轴方向的电长度，从而能实现对第一供电点供电时的天线的宽带化。

另外，图10所示的接地板1具有相对于轴3线对称的形状。但是，即使接地板1的电流分布的较低部分的形状相对于轴3不一定线对称，也能充分确保第一供电点2和第二供电点6之间的电气绝缘。

而且，通过在便携终端等中使用第七实施方式的复合天线，能够实现小型形状的定向性分集式天线或偏振波分集式天线。

(第八实施方式)

图11是本发明第八实施方式的复合天线111的立体图。第八实施方式与第一实施方式的主要不同点如下所述。即，第一实施方式(图1～图3)中，接地板1是用车的顶板20构成的，第一供电点2与顶板20的端部20a连接，以及，复合天线设置在挡风玻璃21上。相对于此，在图11所示的第八实施方式中，第二供电点6未与顶板20连接，而且，第三导体7及第四导体8也没有与顶板20连接。

根据这样的结构，从第一供电点2供电时，由于造成辐射的电流也在顶板20上流动(特别是±Y轴方向)，因此对第一供电点2供电时的天线的辐射电阻变大，能够很容易地实现与其他电路的阻抗匹配，使提高辐射效率成为可能。此时，辐射图案主要在±Y轴方向上产生零点，大致在±X轴方向有最大增益。即，辐射图案在XY面上，大致形成类似数字“8”的形状的图案。

相对于此，对第二供电点6供电时的天线的辐射图案，因为主要是流过第二导体5的电流进行辐射，顶盖20作为反射板起作用，所以是大致在一Y轴方向有最大增益，大致在+Y轴方向有最小增益的辐射图案。

这样，由于给各个供电点2、6供电时的各辐射图案的最大增益方向不同，因此本发明的复合天线能够作为车载定向性分集式天线使用。而且，贴在挡风玻璃21上的分集式天线要求是不遮挡司机的能见度的小型天线，因此，本发明能够实现满足这样的用户需求的天线结构。

另外，像数字电视那样，在信号解调时进行同步检波或传播路径均衡(propagation path equalization)等的信号处理时，如果接收到车厢内的散射波，则会导致特性劣化。因此需要具有不接收这样的车厢内散射波的辐射图案的天线，即，要求车厢内方向的天线增益低的天线。而且，来自与车的行进方向正交的方向的(图11中的±X轴方向)入射波，由于不产生多普勒频率，不会导致信号解调时的特性劣化，因此，要求能够更容易地接收来自此方向的入射波的天线。因此，通过使顶板20作为反射板发挥作用，能将从第二供电点6供电时的天线的车厢内方向辐射增益抑制得较低。

另外，从第一供电点2供电时的天线辐射图案的最大增益方向能够为±X轴方向。因此，如图11所示，将本发明的复合天线设置在车的挡风玻璃21上，能够实现小型的最适合于数字电视和数字无线电的分集式天线，接收特性能够得到飞跃性的提高。

另外，本发明的复合天线111也可以由薄膜天线构成。这样，不会给司机的能见度带来不良影响，而且，能够实现不影响视线的天线。而且，在后挡风玻璃上设置复合天线也能得到同样的效果。

(第九实施方式)

图12是第九实施方式的复合天线112的立体图。复合天线112包括：大致为平面形状的接地板1；与接地板1连接的第一供电点2；以及，一端4a与第一供电点2连接，并且相对于与接地板1正交的轴3为线对称形状的第一导体4。轴3设置在接地板1的大约中央部。并且，复合天线112具有与第一导体4连接且相对于轴3为线对称形状的第二导体5，第二导体5的大致中央部连接在第一导体4的另一端4b上。并且，复合天线112还包括：设置在轴3上的第二供电点6；连接第二供电点6和第二导体5的第三导体7；以及连接第二供电点6和第二导体5、且设置为相对于轴3与第三导体7线对称的第四导体8。

而且，复合天线112具有：与第二导体5正交，相对于轴3电气对称并且被设定为线对称形状的第五导体22；设置在轴3上的第三供电点23；连接第三供电点23和第五导体22的第六导体24；以及连接第三供电点23和第五导体22，相对于轴3与第六导体24电气对称并且被设置为线对称的第七导体25。

从第一供电点2供电时，图12所示的复合天线112作为非平衡型天线工作。从第二供电点6和第三供电点23供电时，图12的复合天线112作为平衡型天线工作。

以下，利用图13、图14对第九实施方式所示的图12的复合天线112的工作原理进行说明。特别对能够充分确保第一供电点2、第二供电点6和第三供电点23之间的电气绝缘的理由进行说明。

图13表示将图12所示的复合天线112在存在第二导体5的XZ面剖开时的剖面图。从图13的第一供电点2供电，图12所示的复合天线112作为非平衡型天线工作时，如图13所示，从第一供电点2通过第一导体4流过第二导体5的电流26，以第一导体4和第二导体5的连接点27为中心向外方向流动。另外，在图13中，为说明的方便，电流26的方向是以连接点27为中心向外的方向，但是，电流26的方向，以与供给第一供电2的信号的频率相对应的周期，以连接点27为中心，反复切换为向外的方向和向内的方向。

另外，由于第二导体5和第一导体4相对于轴3均为线对称形状，因此，第一导体4的与第二导体5的电磁场耦合相对于轴3大致为线对称。因此，流过第二导体5的电流26以轴3为中心大致对称流动。因为第三导体7和第四导体8相对于轴3线对称，所以，由于以连接点27为中心向外流动的电流26，第二供电点6和第三导体7的连接点与第二供电点6和第四导体8的连接点之间的电位差始终大致为零。因此，当对第一供电点2供电，图12所示的复合天线112作为非平衡型天线使用时，避免了对第二供电点6的干扰，成为能充分确保两供电点之间的电气绝缘的状态。

在图13中，基于第二导体5的电流分布，对确保第二供电点6和第一供电点2之间的电气绝缘的理由进行了说明。该理由可以说也同样适用于图12的第三供电点23和第一供电点2之间的情况。能充分确保第三供电点23和第一供电点2之间的电气绝缘。

接着，按照图14，对从第二供电点6供电，图12的复合天线112作为平衡型天线工作时的工作原理进行说明。图14表示将图12的复合天线在存在第二导体5的XZ面剖开时的剖面图。第二导体5中流动的电流28，从第二导体5的一端部5a向另一端部5b单向流动。另外，由于第二导体5和第一导体4相对于轴3均为线对称形状，因此，第二导体5的与第一导体4的电磁场耦合相对于轴3大致线对称。

而且，由于第二导体5形成为相对于轴3大致线对称的形状，因此第二导体5的电压分布在第一导体4和第二导体5的连接点27上始终大致为零。因此，当对第二供电点6供给信号，图12中所示的复合天线112作为平衡型天线使用时，排除从第二供电点6对第一供电点2的不必要干扰，成为充分确保电气绝缘的状态。

在图14中，基于第二导体5的电流分布，对确保第二供电点6和第一供电点2之间的电气绝缘的理由进行了说明，该理由可以说也同样适用于图12的第三供电点23和第一供电点2之间的情况。能充分确保第三供电点23和第一供电点2之间的电气绝缘。

而且，图12所示的复合天线112中，从第二供电点6和第三供电点23平衡供电时，在第二导体5和第五导体22直接连接的连接点27上的电位大致为零。因此能防止从第二供电点6输入的信号向第五导体22泄漏的问题。而且，由于第二导体5和第五导体22正交设置，因此，能排除第二导体5和第五导体22之间的电磁耦合的问题。这是因为，第二导体5辐射的偏振波的方向与第五导体22辐射的偏振波的方向正交。因此，能够充分确保第二供电点6和第三供电点23之间的电气绝缘。

如上所述，不再需要现有技术中为了确保三根天线彼此之间的电气绝缘而设置的较长的天线间距，能够谋求复合天线的小型化。而且，现有技术中需要准备三组天线元件，但根据本发明，由于能够在三个供电点共用两个天线元件，因此，能够实现天线构造的简单化。

而且，图14中，由于第二供电点6的复合天线的阻抗匹配，能通过调整第二导体5和第三导体7的连接点31与连接点27之间的距离，以及，第二导体5和第四导体8的连接点32与连接点27之间的距离而得到，因此，与接近接地板1设置的通常的偶极天线相比，容易进行阻抗匹配。这在第三供电点23的复合天线的阻抗匹配时也大致相同。

接着，利用图13、图14对本发明的复合天线112的辐射图案进行说明。从第一供电点2供给信号时，造成辐射的电流为在第一导体4上产生的电流33，由于在第二导体5上产生的电流26相对连接点27为相反的方向，因此对辐射不造成大的影响。其结果，从第二供电点6供给信号时，图12所示的复合天线112的辐射图案在XY面上大致为无定向性(偏振波方向：Z轴)，在大致±Z轴方向上有零点。

与之相对，从第二供电点6供给信号时，造成辐射的电流为在第二导体5上产生的电流28，在第一导体4上不产生造成辐射的电流。而且，第三导体7的电流29和第四导体8上的电流30相互反方向流动。因此，如果第三导体7和第四导体8的间隔相对波长较窄，就不会对辐射图案造成大的影响。因此，从第二供电点6供给信号时，图12所示的复合天线112的辐射图案，在大致±X轴方向上有零点，假如不存在接地板1，则在YZ面上为无定向性(偏振波方向：X轴)。但是，如果接地板1不存在，则该辐射图案被接地板1反射，在大致+Z轴方向有最大增益。

在图12中，从第三供电点23供给信号时，也成为与从第二供电点6供给信号时同样的电流分布。此时的辐射图案，在大致±Y轴方向上有零点，如果接地板1不存在，则在XZ面上为无定向性(偏振波方向：Y轴)。但实际上因为接地板1存在，因此一Z轴方向的辐射被接地板1反射，成为在大致+Z轴方向上有最大增益的辐射图案。

这样，从各供电点供给信号时的各个辐射图案，零点互补，并且，由于±X轴方向及±Y轴方向的各天线的偏振波的方向不同，因此图12所示的复合天线112能够作为定向性分集式天线和偏振波分集式天线使用。

而且，图12中，对第一供电点2和第二供电点6供给相同频率的信号时，通过适当调整彼此的信号的相位，能够在大致±Y轴方向上辐射圆偏振波。另外，圆偏振波的辐射方向根据接地板1的形状而变化。并且，对第一供电点2和第三供电点23供给相同频率的信号时，通过适当调整彼此的信号的相位，能够在大致±X轴方向上辐射圆偏振波。另外，圆偏振波的辐射方向根据接地板1的形状而变化。而且，对第二供电点6和第三供电点23供给相同频率的信号时，通过适当调整彼此的信号的相位，能够在大致±Z轴方向上辐射圆偏振波。另外，圆偏振波的辐射方向根据接地板1的形状而变化。

这样，图12所示的复合天线112虽然为小型的简易天线结构，但能实现可向多方向辐射圆偏振波的圆偏振波天线。

另外，图12所示的本发明的复合天线112，不仅能够作为分集式天线使用，还能够作为三个***用的复合天线使用。据此，有利于减少装有各种各样***的携带电话的天线数量，能够实现携带电话的小型化。

而且，图12所示的复合天线112，能够用作共用器或共用器的一部分。据此，能够避免另外设置共用器，实现携带电话等通信设备的小型化。

另外，如果使用图12所示的复合天线112作为共用器的一部分，则能够降低信号的通过损耗地设计共用器。据此，能够提高作为便携终端接收器的NF特性，作为发送器，能够降低功率放大器的电耗。

而且，供给到第一供电点2、第二供电点6和第三供电点23的信号频率可以相同、也可以不同。当对第一供电点2、第二供电点6和第三供电点23供给不同频率的信号时，图12所示的复合天线112能够作为复合有使用多个频率的各种***的通信设备的天线使用。

在此，用图12归纳第九实施方式的要点如下。即，本发明的另一复合天线包括：接地板(1)；与接地板(1)连接的第一供电点(2)；与第一供电点(2)连接，并具有相对于与接地板(1)正交的轴(3)或面的线对称形状、面对称形状或电气特性的对称性的第一导体(4)；第二供电点(6)；具有相对于通过第二供电点(6)的任意轴(3)的线对称形状或面对称形状，并且与第一导体(4)连接的第二导体(5)；连接第二供电点(6)和第二导体(5)的第三导体(7)；连接第二供电点(6)和第二导体(5)，并且设置为相对于任意轴(3)与第三导体(7)大致线对称的第四导体(8)；设置在任意轴(3)上的第三供电点(23)；与第二导体(5)大致正交设置，且具有相对于任意轴(3)的大致线对称形状或面对称形状的第五导体(22)；连接第三供电点(23)和第五导体(22)的第六导体(24)；以及连接第三供电点(23)和第五导体(22)，且设置为相对于任意轴(3)与第六导体(24)大致线对称或面对称的第七导体(25)。

(第十实施方式)

图15是第十实施方式的复合天线115的剖面图。特别表示出在第二导体5所在的XZ面剖开时的剖面图。第十实施方式和第九实施方式基本上大致相同。

第十实施方式和第九实施方式的主要不同点是，电感线圈34连接在第二导体5的中途。并且，第二导体5不是相对于轴3线对称，连接有电感线圈34的一侧的元件长度设定得比没有连接电感线圈34的一侧的元件长度更短。由此，调整电感线圈34及第二导体5的元件长度，使第二导体5的电长度相对于轴3线对称。即，在图15中，虽然结构上未充分满足对称性，但是保证了电气对称性。因此，第一供电点2及第二供电点6的电流、电压分布与第九实施方式大致相同。因此，第一供电点2和第二供电点6的电位变化相互抑制，能够充分确保第一供电点2和第二供电点6之间的电气绝缘。

而且，在图15所示结构的基础上，采用图12所示的第五导体22时，与图15的第二导体5相同，只要相对于轴3保持电气特性的对称性，即使构造上不对称，也能确保第三供电点23和第一供电点2之间的电气绝缘。

而且，因为保持了相对于轴3的电气对称性，所以图15所示的第二导体的连接点27的电位为零，结果，能充分确保第二供电点6和第三供电点23之间的电气绝缘。其结果，不再需要现有技术中为确保两根天线之间的电气绝缘所必须设置的较长的天线间距。据此，能够实现复合天线115的小型化。而且，现有技术中需要设置三组天线元件，根据本发明，能够在三个供电点共用两个天线元件，因此，能够实现天线结构的简单化。

另外，在图15中对具有相对于轴3线对称的形状的复合天线进行了说明。但是，即使是具有相对于接地板1的任意平面为面对称的形状的复合天线结构，其动作也大致相同。

(第十一实施方式)

图16是第十一实施方式的复合天线116的立体图。第十一实施方式的发明效果与第九实施方式大致相同。第十一实施方式和第九实施方式的主要不同点是，如图16所示，第二导体5和第五导体22不是直接连接。在第十一实施方式中，即使是这样的结构，也能够进行与第九实施方式相同的天线动作，取得同样的效果。而且，能省去连接第二导体5和第三导体9的工序，因此，能简化复合天线的制造工序。

而且，还可以用简单的偶极天线置换图16所示的第四导体9、第六导体24和第七导体25。

(第十二实施方式)

图17是第十二实施方式的复合天线117的立体图。第十二实施方式和第九实施方式的主要不同点是，如图17所示，第二导体5和第五导体22由1个导体，即圆形导体35构成。此外，第一导体4的形状为蜿蜒形。即使将第二导体5和第五导体22置换为1个导体，即圆形导体35，复合天线也和第九实施方式大致相同地动作。另外，还可以使第二导体5和第五导体22不构成圆形导体，而构成正n角形导体(n＝m×2+2，其中m为1以上的整数)。

而且，因为第一导体4相对于轴3大致线对称，所以具有与第九实施方式相同的天线动作。据此，能够取得与第九实施方式相同的效果。而且，因为能够利用一个圆形导体35实现第二导体5和第五导体22，所以使天线结构坚固的同时，也能够简化复合天线117的制造工序。

(第十三实施方式)

图18是第十三实施方式的复合天线118的立体图。基本上与第九实施方式有大致相同的效果。

第十三实施方式和第九实施方式的主要不同点是，如图18所示，第二导体5和第五导体22由一体的长方形导体36构成。长方形导体36具有相对于YZ平面37以及XZ平面38分别为面对称或电气对称的形状。因此，复合天线118具有与第九实施方式相同的天线动作，能取得同样的效果。

而且，因为第二导体5和第五导体22能够由1个长方形导体36实现，所以在坚固天线构造的同时，能够简化复合天线的制造工序。而且，由于长方形导体36的形状为长方形的形状，因此，从第一供电点2供电时的复合天线的动作频率能增加到2个，并能够实现宽带化。即，能够使从第二供电点6供电时的复合天线的谐振频率与从第三供电点23供电时的复合天线的谐振频率不同。

(第十四实施方式)

图19是第十四实施方式的复合天线119的剖面图。特别表示出在第二导体5所在的XZ面剖开的剖面图。第十四实施方式基本上能够取得与第九实施方式大致相同的效果。

第十四实施方式和第九实施方式不同的主要方面是，如图19所示，第三导体7与第二导体5的一个端部5a连接，以及，第四导体8与第二导体5的另一端部5b连接。

据此，从第二供电点6供电时，复合天线作为环形天线工作，从第一供电点2供电时，复合天线作为单极天线工作。因此，能用1个天线元件构成复合有作为磁流型天线的环形天线和作为电流型天线的单极天线的天线，能在人体附近或自由空间等各种环境下使用，并实现天线的小型化。

而且，使第二供电点6和第二导体5的间隔变窄时，即，由第二导体5、第三导体7和第四导体8形成的形状为细长的矩形(方形)形状时，也能够在从第二供电点6供电时，使复合天线作为折叠偶极天线工作。据此，能将从第二供电点6测量的天线输入阻抗设定得较高，使天线的宽带化成为可能。另外，尽管在图19中没有表示，例如，也可以将图12所示的第五导体22、第六导体24以及第七导体25添加到第十四实施方式。这种结构下，作为复合天线也能取得大致相同的效果。这种情况下，可将第二导体5或第五导体22做成方形、椭圆形或圆形的环形形状。

(第十五实施方式)

图20、图21A、图21B是第十五实施方式的复合天线的剖面图。这些图表示复合天线120、121A及121B在第二导体5所在的XZ面剖开时的剖面图。另外，第十五实施方式表示的复合天线115基本上与第九实施方式(图12)具有相同的效果。

第十五实施方式和第九实施方式的主要不同点是，如图20所示，第二导体5的形状为方形的折叠形状。据此，能够降低从第一供电点2供电时的天线的谐振频率。其结果，能够实现天线的小型化。同时，能提高从第二供电点6供电时的天线的辐射电阻，实现宽带特性。

第二导体5的形状，除了图20所示以外，即使是图21A所示的椭圆形的折叠形状，也具有与图20相同的效果。

而且，图20及图21A中，在第二导体5的与第一导体4相连接的边的对面的边上连接有第三导体7及第四导体8。另外，也可以在第二导体5的与第一导体4相连接的边一侧连接第三导体7及第四导体8。这样的结构也能取得同等的效果。例如，用如图21B所示的形式供电时，也能够取得与图20及图21A所示的复合天线120、121A同样的效果。

(第十六实施方式)

图22是第十六实施方式的复合天线122的立体图。第十六实施方式和第九实施方式主要的不同点是，如图22所示，接地板1的形状为相对于轴3线对称形状的方形的平面，以及第一供电点2与接地板1的端部连接。另外，在图22中，第二供电点6和接地板1没有连接，而且，第三导体7及第四导体8也没连接在接地板1上。

通过这样的结构，在对第一供电点2供电时，因为造成辐射的电流也流过接地板1(特别是±Z轴方向)，所以对第一供电点2供电时的天线的辐射电阻变大，很容易获得与其他电路的阻抗匹配，使提高辐射效率成为可能。另外，辐射图案与第九实施方式大致相同。而且，通过改变接地板1的长度来调整接地板1的Z轴方向的电长度，从而能够实现对第二供电点供电时的天线的宽带化。

另外，图22的接地板1具有相对于轴3线对称的形状，但是，即使接地板1上电流分布较低的部分的形状不一定设置为相对于轴3线对称，也能充分确保第一供电点2、第二供电点6和第三供电点23之间的电气绝缘。

而且，通过将第八实施方式的复合天线用于便携终端等，能够实现小型形状的定向性分集式天线或偏振波分集式天线。

(第十七实施方式)

图23、图24及图25是第十七实施方式的复合天线123、124及125各自的立体图。第十七实施方式和第九实施方式的主要不同点是，如图23所示，复合天线没有第九实施方式所示的接地板1、第一供电点2及第一导体4。

第十七实施方式表示的复合天线123中，2个天线元件，即第二导体5和第五导体22连接固定在其大致中央位置，能够提高天线自身的强度。

复合天线在从第二供电点5和第三供电点23平衡供电时，第二导体5和第五导体22直接连接的连接点14a上的电位大致为零。因此，能排除从第二供电点5输入的信号向第五导体22泄漏的问题。而且，由于第二导体5和第五导体22正交设置，因此能排除第二导体5和第五导体22之间的电磁耦合问题。这是因为，第二导体5辐射的偏振波方向与第五导体22辐射的偏振波方向正交。因此，能够充分确保第二供电点6和第三供电点23之间的电气绝缘。

图24表示使图23所示的结构强度进一步提高的复合天线的实施方式。图24所示的复合天线124中，第二导体5和第三导体9由作为一个导体的圆形导体35构成。据此，能够提高复合天线124的机械强度。而且，从第三供电点23供电时，在连接圆形导体35与第三导体7及第四导体8分别连接的接点的直线上为零电位，与此相同，从第二供电点6供电时，在连接圆形导体35与第六导体24及第七导体25分别连接的接点的直线上为零电位。因此，能充分确保第二供电点6和第三供电点23之间的电气绝缘。

图25是将图24的复合天线的圆形导体35置换为长方形导体36的复合天线125。在图25的复合天线中，也能取得与图24的复合天线同样的提高机械强度的效果。而且，由于长方形导体36的X轴方向的电长度与Y轴方向的电长度有差异，因此，从第二供电点6测量复合天线时的天线的谐振频率与从第三供电点23测量复合天线时的天线的谐振频率不同，能实现可在2个频带使用的天线。

工业可利用性

本发明的复合天线及便携终端具有能够确保电气绝缘并实现小型化的效果。特别是在携带电话用天线或车载天线等小型化要求强烈的移动无线通信设备用天线中是有用的，因此其工业利用的可能性高。

Claims (22)

1.一种复合天线，其特征在于，包括：

接地部件；

第一供电点，其与所述接地部件连接；

第一导体，其与所述第一供电点连接，并相对于与所述接地部件正交的轴或面为线对称形状、面对称形状或电气对称；

第二导体，其与所述第一导体连接，并相对于所述轴或面为线对称形状、面对称形状或电气对称；

第二供电点，其被设置在所述轴或面的任意位置上；

第三导体，其连接所述第二供电点和所述第二导体；以及，

第四导体，其连接所述第二供电点和所述第二导体，并相对于所述轴或面与所述第三导体线对称、面对称或电气对称。

2.根据权利要求1所述的复合天线，其特征在于：

所述第三导体与所述第二导体的一端部连接，所述第四导体与所述第二导体的另一端部连接。

3.根据权利要求1所述的复合天线，其特征在于：

所述复合天线根据供给到所述第一供电点的信号的相位值和供给到所述第二供电点的信号的相位值，作为圆偏振波天线进行工作。

4.根据权利要求1所述的复合天线，其特征在于：

所述第二导体是两个扇形的扇轴抵接的形状。

5.根据权利要求1所述的复合天线，其特征在于：

所述第二导体是方形、椭圆形或圆形的环形形状。

6.根据权利要求1所述的复合天线，其特征在于：

所述接地部件为接地板，所述第一供电点连接在所述接地部件的端部。

7.根据权利要求6所述的复合天线，其特征在于：

所述接地板相对于所述轴或所述面中的任意一个成大致对称形状。

8.根据权利要求6所述的复合天线，其特征在于：

所述复合天线设置在车辆的挡风玻璃上部。

9.根据权利要求6所述的复合天线，其特征在于：

所述复合天线设置在便携终端上。

10.一种便携终端，其特征在于：

装载有权利要求1～9中任一项所述的一个复合天线。

11.一种复合天线，其特征在于，包括：

接地部件；

第一供电点，其与所述接地部件连接；

第一导体，其与所述第一供电点连接，并具有相对于与所述接地部件正交的轴或面的线对称形状、面对称形状或电气特性的对称性；

第二供电点；

第二导体，其具有相对于通过所述第二供电点的任意轴的线对称形状或面对称形状，并且与所述第一导体连接；

第三导体，其连接所述第二供电点和所述第二导体；

第四导体，其连接所述第二供电点和所述第二导体，并被设置为相对于所述任意轴与所述第三导体大致线对称；

第三供电点，其设置在所述任意轴上；

第五导体，其设置为与所述第二导体大致正交，并且具有相对于所述任意轴的大致线对称形状或面对称形状；

第六导体，其连接所述第三供电点和所述第五导体；以及，

第七导体，其连接所述第三供电点和所述第五导体，并且被设置为相对于所述任意轴与所述第六导体大致线对称或面对称。

12.一种复合天线，其特征在于，包括：

接地部件；

第一供电点，其与所述接地部件连接；

第一导体，其与所述第一供电点连接，并具有相对于与所述接地部件正交的轴或面的线对称形状、面对称形状或电气对称性；

第二供电点；

第二导体，其具有相对于通过所述第二供电点的任意轴的电气特性的对称性，并且与所述第一导体连接；

第三导体，其连接所述第二供电点和所述第二导体；

第四导体，其连接所述第二供电点和所述第二导体，并被设置为具有相对于所述任意轴的与所述第三导体的电气特性的对称性；

第三供电点，其设置在所述任意轴上；

第五导体，其设置为与所述第二导体大致正交，并且具有相对于所述任意轴的电气特性的对称性；

第六导体，其连接所述第三供电点和所述第五导体；以及，

第七导体，其连接所述第三供电点和所述第五导体，并且被设置为具有相对于所述任意轴的与所述第六导体的电气对称性。

13.根据权利要求11或12中任一项所述的复合天线，其特征在于：

所述第二导体和所述第五导体直接连接。

14.根据权利要求11所述的复合天线，其特征在于：

由所述第二导体和所述第五导体构成圆形导体或正n角形导体，n＝m×2+2，其中m为1以上的整数。

15.根据权利要求11所述的复合天线，其特征在于：

所述第二导体的电长度与所述第五导体的电长度不同。

16.根据权利要求11或12中任一项所述的复合天线，其特征在于：

所述第三导体连接在所述第二导体的一端部，所述第四导体连接在所述第二导体的另一端部。

17.根据权利要求11或12中任一项所述的复合天线，其特征在于：

所述第六导体连接在所述第五导体的一端部，所述第七导体连接在所述第五导体的另一端部。

18.根据权利要求11或12中任一项所述的复合天线，其特征在于：

通过调整供给到各个供电点的信号的相位值，所述复合天线作为圆偏振波天线进行工作。

19.根据权利要求11或12中任一项所述的复合天线，其特征在于：

所述第二导体或所述第五导体是方形、椭圆形或圆形的环形形状。

20.根据权利要求11或12中任一项所述的复合天线，其特征在于：

所述接地部件为接地板，所述第一供电点设置在所述接地部件的端部。

21.根据权利要求20所述的复合天线，其特征在于：

所述接地板相对于与所述接地部件正交的轴为对称形。

22.一种便携终端，其特征在于：

装载有权利要求11～权利要求21中任一项所述的复合天线。

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