CN101490901B - 天线装置以及无线通信设备 - Google Patents

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Abstract

提供了一种天线装置和一种无线通信设备，所述天线装置和无线通信设备能够获得多个谐振频率，并能够在较宽的范围内改变多个谐振频率。天线装置1的第一天线单元2包括：馈电电极4、第一辐射电极5、以及第一可变频电路6-1。第一可变频电路6-1包括：第一和第二电抗电路6A和6B，二者分别包括变容二极管。向第一可变频电路6-1施加控制电压Vc，第一天线单元2的谐振频率可以因此而发生改变。第二天线单元3包括：馈电电极4、第二辐射电极7，以及第二可变频电路6-2。第二可变频电路6-2包括：第一和第三电抗电路6A和6B，二者分别包括变容二极管。向第二可变频电路6-2施加控制电压Vc，第二天线单元3的谐振频率可以因此而发生改变。

Description

天线装置以及无线通信设备
技术领域
本发明涉及可以在一定范围内改变谐振频率的一种天线装置以及一种无线通信设备。
背景技术
作为此类天线装置，举例而言，可以采用在专利文件1中公开的可变频天线。该天线装置具有的配置为，在基板上形成馈电电极和单个辐射电极，以及布置在馈电电极和辐射电极之间的单个可变频电路。
采用该配置，通过改变施加在包含于可变频电路中的变容二极管上的控制电压，来改变天线的谐振频率。
专利文件1：日本未审专利公开2006-060384
发明内容
然而，上述天线装置具有如下问题。
由于天线装置包括馈电电极、可变频电路、以及单个辐射电极，因此只能获得单一谐振频率。此外，虽然可以使用可变频电路改变谐振频率，但是由于使用仅具有单个变容二极管的可变频电路，因此不能在较宽的范围内改变谐振频率。
为了解决上述问题，本发明的一个目的在于，提供一种天线装置和无线通信设备，所述天线装置以及无线通信设备能够获得多个谐振频率，并且在较宽的范围内改变多个谐振频率。
为了解决上述问题，根据本发明的第一方面，一种天线装置包括：第一天线单元和第二天线单元，所述第一天线单元包括：与馈电单元相连接的馈电电极、第一辐射电极、以及连接在所述第一辐射电极与所述馈电电极之间的第一可变频电路；所述第二天线单元包括：所述馈电电极、第二辐射电极、以及连接在所述第二辐射电极与所述馈电电极之间的第二可变频电路。所述第一可变频电路包括：与馈电电极相连接的第一电抗电路、以及连接在所述第一电抗电路和所述第一辐射电极之间的第二电抗电路，所述第一电抗电路包括能够利用控制电压改变其电容的第一变容二极管，所述第二电抗电路包括能够利用控制电压改变其电容的第二变容二极管。所述第二可变频电路包括：第一电抗电路、以及连接在所述第一电抗电路和所述第二辐射电极之间的第三电抗电路，所述第三电抗电路包括能够利用控制电压改变其电容的第三变容二极管。
采用该配置，当从馈电单元向馈电电极提供电能时，第一天线单元在某一频率位置与电能产生谐振，并以该频率发射电波。此外，第二天线单元在与第一天线单元的谐振频率不同的频率位置与电能产生谐振，并以该不同频率发射电波。即，根据本发明的天线装置，能够实现两谐振状态，所述两谐振状态表示第一天线单元的谐振频率和第二天线单元的谐振频率。此外，由于可以通过控制电压来改变第二电抗电路的第二变容二极管的电容以及第一电抗电路的第一变容二极管的电容，因此，由于两个变容二极管的缘故，第一可变频电路可以获得较大的电抗改变。作为结果，第一天线单元的谐振频率可以在较宽的范围内改变。此外，由于第一电抗电路的变容二极管的电容以及第三电抗电路的第三变容二极管的电容可以通过控制电压来进行控制，因此，由于两个变容二极管的缘故，第二可变频电路可以获得较大的电抗改变。作为结果，第二天线单元的谐振频率也可以在较宽范围内改变。
根据本发明的第二方面，在根据本发明第一方面所述的天线装置中，第二电抗电路的第二变容二极管和第三电抗电路的第三变容二极管可以被部署为，与第一电抗电路的第一变容二极管相关联，第一至第三变容二极管的负极可以彼此连接，并且可以在负极彼此连接的部分施加控制电压。
采用该配置，利用控制电压，可以同时改变第一至第三变容二极管三个变容二极管。
根据本发明的第三方面，在根据本发明第一或第二方面所述的天线装置中，第一电抗电路可以是包括第一变容二极管在内的串联谐振电路或并联谐振电路，第二电抗电路可以是包括第二变容二极管在内的串联谐振电路或并联谐振电路，并且第三电抗电路可以是包括第三变容二极管在内的串联谐振电路或并联谐振电路。
采用该配置，当第一至第三电抗电路均被配置为串联谐振电路时，可以获得较大的增益，而无需显著地提高第一天线单元的谐振频率和第二天线单元的谐振频率的可变范围。当第一至第三电抗电路均被配置为并联谐振电路时，可以提高第一天线单元的谐振频率和第二天线单元的谐振频率的可变范围，而不获得较大的增益。因此，当第一至第三电抗电路中至少有一个被配置为串联谐振电路，而其它电抗电路被配置为并联谐振电路时，第一天线单元的谐振频率的改变量可与第二天线单元的谐振频率的改变量有所不同。
根据本发明的第四方面，在根据本发明第三方面所述的天线装置中，第一至第三电抗电路可以分别配置为并联谐振电路，其中，线圈与包括相应变容二极管在内的串联谐振电路并联，并且第一至第三电抗电路的线圈中至少有一个可以被设置为扼流圈，并且包括所述线圈在内的相应的电抗电路可以基本充当串联谐振电路。
采用该配置，当并联谐振电路的线圈被用作扼流圈时，包括所述线圈在内的电抗电路基本能够充当串联谐振电路。因此，可以很容易地改变设计，而无需将并联谐振电路部分重新配置为串联谐振电路。
根据本发明的第五方面，在根据本发明第一至第四方面中任意一方面所述的天线装置中，第一至第三变容二极管中至少有一个变容二极管的内阻可以与第一至第三变容二极管中其它二极管的内阻不同。当变容二极管的内阻减小时，虽然增益提高了，但是变容范围变窄了。与此相反，当内阻增加时，虽然增益减小了，但是变容范围变宽了。因此，采用该配置，当考虑是强调频率可变范围还是强调增益使第一至第三变容二极管中至少有一个变容二极管的内阻与第一至第三变容二极管中的其它变容二极管的内阻有所不同时，第一天线单元和第二天线单元可以根据情况获得所需特性。
根据本发明的第六方面，在根据本发明第一至第五方面中任意一方面所述的天线装置中，至少第一天线单元可以在介电基板上形成。
采用该配置，可以提高至少第一天线单元的电容，因而可以提高第一天线单元的电抗。
根据本发明的第七方面，在根据本发明第一至第六方面中任意一方面所述的天线装置中，可以将附加辐射电极连接至第一电抗电路的后级，所述第一电抗电路与馈电电极相连接，并且附加天线单元可以通过附加辐射电极、馈电电极、以及第一电抗电路来构成，所述第一电抗电路是可变频电路。
采用该配置，可以获得附加天线单元的谐振频率以及第一和第二天线单元的谐振频率。因此，可以处理更多谐振频率的电波。此外，可以同时改变第一和第二天线单元的谐振频率以及附加天线单元的谐振频率。
根据本发明的第八方面，在根据本发明第一至第七方面中任意一方面所述的天线装置中，可以装备多个附加天线单元，并且在多个附加天线单元中至少一附加天线单元中，包括变容二极管在内的附加电抗电路可以连接在第一电抗电路和相应的附加辐射电极之间，所述变容二极管的电容能够通过控制电压来改变，并且多个附加天线单元中至少一附加天线单元的可变频电路可以通过附加电抗电路和第一电抗电路来构成。
采用该配置，由于附加天线单元的可变频电路是通过附加电抗电路和第一电抗电路构成的，因此附加天线单元的谐振频率可以在较宽范围内改变。
根据本发明第九方面的无线通信设备包括根据本发明第一至第八方面中任何一方面所述的天线装置。
如上所述，由于根据本发明的天线装置包括多个天线单元，因此具有可以获得多个谐振频率的显著优势。此外，由于多个天线单元的每一个的可变频电路具有两个分别包括变容二极管在内的电抗电路，因此由于这两个电容二极管的缘故，可以获得较大的电抗改变量。作为结果，多个天线单元的每一个的谐振频率可以在较宽的范围内改变。
此外，在根据本发明第三方面所述的天线装置中，当第一至第三电抗电路均被配置为串联谐振电路时，可以获得较大增益，并且当第一至第三电抗电路均被配置为并联谐振电路时，谐振频率可以获得较宽的可变范围。当串联谐振电路和并联谐振电路均被采用时，第一天线单元的谐振频率的改变量和增益可以与第二天线单元的谐振频率的改变量和增益有所不同。作为结果，可以根据使用状态获得最佳特性。
此外，在根据本发明第四方面所述的天线装置中，无需将并联谐振电路部分重新配置为串联谐振电路。因此，可以很方便地将设计从并联谐振电路修改为串联谐振电路。
此外，在根据本发明第五方面所述的天线装置中，可以根据情况获得所需的第一天线单元和第二天线单元的特性。
此外，在根据本发明第六方面所述的天线装置中，至少第一天线单元的电抗可以得到提高。因此，可以减小第一天线单元的谐振频率。
此外，在根据本发明第七方面所述的天线装置中，可以获得更多的谐振。此外，还可以同时改变谐振频率。
具体而言，根据本发明第八方面所述的发明，附加天线单元的谐振频率可以在较宽的范围内改变。
此外，在根据本发明第九方面所述的无线通信设备中，可以执行发射和接收，从而可以针对多谐振在较宽的范围内实现频率改变。
附图说明
图1是一幅示意平面图，示出了根据本发明第一实施例的天线装置。
图2示出了两谐振的可变状态。
图3是一幅示意平面图，示出了根据本发明第二实施例的天线装置。
图4示出了两谐振的可变状态。
图5是一幅示意平面图，示出了根据本发明第三实施例的天线装置。
图6示出了两谐振的可变状态。
图7是一幅示意平面图，示出了根据本发明第四实施例的天线装置。
图8示出了两谐振的可变状态。
图9是一幅示意平面图，示出了根据本发明第五实施例的天线装置。
图10示出了两谐振的可变状态。
图11是一幅示意平面图，示出了根据本发明第六实施例的天线装置。
图12示出了当变容二极管具有较大内阻时，频率与增益之间的关系。
图13示出了当变容二极管具有较小内阻时，频率与增益之间的关系。
图14是一幅透视图，示出了根据本发明第七实施例的天线装置。
图15是一幅示意平面图，示出了根据本发明第八实施例的天线装置。
图16示出了多谐振的可变状态。
图17是一幅示意平面图，示出了根据本发明第九实施例的天线装置。
图18示出了多谐振的可变状态。
参考标记
1：天线装置，2：第一天线单元；3：第二天线单元；3-1至3-n：附加天线单元，4：馈电电极，5：第一辐射电极，6-1：第一可变频电路，6-2：第二可变频电路，6A：第一电抗电路，6B：第二电抗电路，6C：第三电抗电路，6D以及6E：附加电抗电路，7：第二辐射电极，8：介电基板，9以及9-1至9-n：附加辐射电极，50：开口端，51、71以及91：接地线圈，61A：第一变容二极管，61B：第二变容二极管，61C：第三变容二极管，61D以及61E：变容二极管，62A、62B、63C、63A、63B，以及63C：线圈，64：公共电容器、100：电路板，101：非接地区域，102：接地区域，110：发射机/接收机，120：接收频率控制器，G：间隙，P：连接点，S1：回波损耗曲线，S2：回波损耗曲线，Vc：控制电压，d1、d2、d3、d4，……以及dn：改变量，f1、f2、f3、f4，……，以及fn：谐振频率
具体实施方式
下面将参考附图对本发明的最佳实施方式予以说明。
第一实施例
图1是一幅示意平面图，示出了根据本发明第一实施例的天线装置。
根据该实施例的天线装置1配备于诸如蜂窝电话等无线通信设备中。
如图1所示，天线装置1形成于无线通信设备的电路板100的非接地区域101中。天线装置1向发射机/接收机110传送高频信号，或从发射机/接收机110接收高频信号，所述发射机/接收机配备于接地区域102中，并作为馈电单元。配备于发射机/接收机110之中的接收频率控制器120向天线装置1施加直流控制电压Vc。
天线装置1包括：第一天线单元2和第二天线单元3。
第一天线单元2包括：馈电电极4、第一辐射电极5、以及连接在馈电电极4和第一辐射电极5之间的第一可变频电路6-1。
具体而言，包括线圈111和112在内的匹配电路形成于非接地区域101中，馈电电极4是导电图案，通过匹配电路与发射机/接收机相连接。
第一辐射电极5是具有环路形状的导电图案。第一辐射电极5的开口端50与馈电电极4相对，且二者之间具有间隙G。间隙G在馈电电极4和第一辐射电极5之间产生电容。通过改变间隙G的尺寸，可以将第一天线单元2的电抗设置为期望的值。被配备用于调整谐振频率的接地线圈51连接在第一辐射电极5的中部。
第一可变频电路6-1包括：与馈电电极4相连接的第一电抗电路6A(在图1中由“jX1”表示)、以及连接在第一电抗电路6A和第一辐射电极5之间的第二电抗电路6B(在图1中由“jX2”表示)。第一电抗电路6A包括第一变容二极管(未示出)。当向第一变容二极管施加控制电压Vc时，第一变容二极管的电容增加或减小，导致第一电抗电路6A的电抗发生改变。
第二电抗电路6B包括：第二变容二极管(未示出)。当向第二变容二极管施加控制电压Vc时，第二变容二极管的电容增加或减小，导致第二电抗电路6B的电抗发生改变。
第一电抗电路6A和第二电抗电路6B之间的连接点P通过高频截止电阻器121以及直流导通电容器122与接收频率控制器120相连接。
如上所述，采用该配置，当接收频率控制器120向连接点P施加控制电压Vc时，第一和第二电抗电路6A和6B的电抗随着控制电压Vc的大小而增加或减少，导致整个第一可变频电路6-1的电抗发生改变。即，对第一可变频电路6-1施加控制电压Vc改变第一天线单元2的电气长度，从而改变第一天线单元2的谐振频率。
第二天线单元3包括：馈电电极4、第二辐射电极7、以及连接在馈电电极4和第二辐射电极7之间的第二可变频电路6-2。
具体而言，第二辐射电极是线状的导电图案。被配备用于调整谐振频率的接地线圈71与第二辐射电极7的末端相连接。
第二可变频电路6-2包括：第一电抗电路6A和第三电抗电路6C(在图1中由“jX3”表示)，所述第三电抗电路6C连接在第一电抗电路6A和第二辐射电极7之间。
与第一电抗电路6A类似，第三电抗电路6C包括：第三变容二极管(未示出)。当向第三变容二极管施加控制电压Vc时，第三变容二极管的电容增加或减少，导致第三电抗电路6C的电抗发生改变。
第三电抗电路6C还与第一电抗电路6A和第二电抗电路6B之间的连接点P相连接。当接收频率控制器120向连接点P施加控制电压Vc时，第一和第三电抗电路6A和6C的电抗随着控制电压Vc的大小而增加或减少，导致整个第二可变频电路6-2的电抗发生改变。即，对第二可变频电路6-2施加控制电压Vc改变第二天线单元3的电气长度，从而改变第二天线单元3的谐振频率。
下面将对根据本实施例的天线装置的工作方式以及优势进行说明。
图2示出了两谐振的可变状态。
如上所述，第一天线单元2包括：馈电电极4、第一可变频电路6-1、和第一辐射电极5，第二天线单元3包括：馈电电极4、第二可变频电路6-2、以及第二辐射电极7。采用该配置，可以实现两谐振状态，所述两谐振状态表现第一天线单元2的谐振频率f1以及第二天线单元3的谐振频率f2。
举例而言，当将第一辐射电极5的长度设置为大于第二辐射电极7的长度时，第一天线单元2的谐振频率f1低于第二天线单元3的谐振频率f2。在该情况下，得到图2所示的由实线表示的回波损耗曲线S1。
当对第一可变频电路6-1施加控制电压Vc时，第一和第二电抗电路6A和6B的电抗随着控制电压Vc的大小增加或减少，导致整个第一可变频电路6-1的电抗发生改变。因此，第一天线单元2的电气长度发生改变，并且第一天线单元2的谐振频率f1发生改变。
类似地，第二可变频电路6-2的第一和第三电抗电路6A和6C的电抗也随着控制电压Vc的大小增加或减少，导致整个第二可变频电路6-2的电抗发生改变。因此，第二天线单元3的电气长度发生改变，并且第二天线单元3的谐振频率f2发生改变。
作为结果，如由图2中的虚线所表示的回波损耗曲线S2所示，第一天线单元2的谐振频率f1的改变量为d1且改变后达到频率f1’，所述d1与控制电压Vc的大小相对应。同时，第二天线单元3的谐振频率f2的改变量为d2且改变后达到频率f2’，所述d2与控制电压Vc的大小相对应。
此时，由第一可变频电路6-1(第二可变频电路6-2)导致的使谐振频率f1(f2)改变为谐振频率f1’(f2’)的改变量d1(d2)不仅来源于包含在第一电抗电路6A之中的第一变容二极管的电容改变量，还来源于包含在第二电抗电路6B(第三电抗电路6C)之中的第二变容二极管(第三变容二极管)的电容改变量。因此，改变量d1(d2)可以取得较大的值。作为结果，第一天线单元2(第二天线单元3)的谐振频率f1(f2)可以在较宽范围内改变。
在现有技术的天线装置中，仅产生单谐振，并且谐振频率由仅仅包括单个变容二极管的可变频电路来改变。因此，为了在如图2所示的从f1到f2’的较宽范围内改变谐振频率，必须采用较大的控制电压Vc。此类天线装置不适合用于诸如蜂窝电话等无线通信设备，所述无线通信设备要求较低的电压规格。
相反，在根据本实施例的天线装置1中，如上所述，通过预定控制电压Vc可以同时改变两谐振状态下的谐振频率f1和f2。因此，通过施加较低的控制电压Vc，就可以在从f1到f2’的较宽的范围内改变谐振频率。因此，根据本实施例的天线装置1适合用于诸如蜂窝电话等无线通信设备，所述无线通信设备要求较低的电压规格。
第二实施例
下面将对本发明的第二实施例进行说明。
图3是一幅示意平面图，示出了根据本发明第二实施例的天线装置。
提供了根据本实施例的天线装置，其中，对在第一实施例中所使用的第一电抗电路6A、第二电抗电路6B、以及第三电抗电路6C分别应用一具体的串联谐振电路。
如图3所示，第一电抗电路6A、第二电抗电路6B、以及第三电抗电路6C分别被配置为：包括第一变容二极管61A的串联谐振电路、包括第二变容二极管61B的串联谐振电路、以及包括第三变容二极管61C的串联谐振电路。
具体而言，包括第一变容二极管61A和线圈62A在内的串联谐振电路被用作第一电抗电路6A。线圈62A与馈电电极4相连接。第一变容二极管61A的负极与连接点P相连接。包括第二变容二极管61B和线圈62B在内的串联谐振电路被用作第二电抗电路6B。线圈6B与第一辐射电极5相连接。第二变容二极管61B的负极与连接点P相连接。包括第三变容二极管61C和线圈62C在内的串联谐振电路被用作第三电抗电路6C。线圈62C与第二辐射电极7相连接。第三变容二极管61C的负极与连接点P相连接。
即，第二电抗电路6B的第二变容二极管61B和第三电抗电路6C的第三变容二极管61C被布置为，与第一电抗电路6A的第一变容二极管61A相关联。第一至第三变容二极管61A至61C的负极彼此相连。在负极彼此连接处施加控制电压Vc。
下面将对根据本实施例的天线装置的工作方式和优势进行说明。
图4示出了两谐振的可变状态。
如由图4中的实线表示的回波损耗曲线S1所示，在根据本实施例的天线装置中，可以实现两谐振状态，所述两谐振状态表示第一天线单元2的谐振频率f1以及第二天线单元3的谐振频率f2。向第一可变频电路6-1以及第二可变频电路6-2分别施加控制电压，同时改变第一天线单元2的谐振频率f1和第二天线单元3的谐振频率f2。
在包括第一变容二极管和线圈在内的串联谐振电路中，电抗基本随着控制电压Vc发生线性变化。因此，虽然由第一可变频电路6-1(第二可变频电路6-2)引起的从谐振频率f1到谐振频率f1’(f2至f2’)的改变量d1(d2)并不是很大，但是可以实现较大的增益。因此，在第一至第三谐振电路6A至6C均被配置为如本实施例中的串联谐振电路的情况下，可以实现强调增益的天线装置。
由于根据本实施例的天线装置的其它配置、工作方式、以及优势与根据第一实施例的天线装置的类似，因此省略对那些类似配置、工作方式、以及优势的说明。
第三实施例
下面将对本发明的第三实施例进行说明。
图5是一幅示意平面图，示出了根据本发明第三实施例的天线装置。
提供了根据本实施例的天线装置，其中，对在第一实施例中所使用的第一电抗电路6A、第二电抗电路6B、以及第三电抗电路6C分别应用一具体的并联谐振电路。
即，如图5所示，第一电抗电路6A、第二电抗电路6B、以及第三电抗电路6C分别被配置为，包括：第一变容二极管61A在内的并联谐振电路、包括第二变容二极管61B在内的并联谐振电路、包括第三变容二极管61C在内的并联谐振电路。
具体而言，并联谐振电路被用作第一电抗电路6A，在所述并联谐振电路中，包括线圈63A和公共电容器64在内的串联电路与包括第一变容二极管61A和线圈62A在内的串联电路并联。并联谐振电路被用作第二电抗电路6B，在所述并联谐振电路中，包括线圈63B和公共电容器64在内的串联电路与包括第二变容二极管61B和线圈62B在内的串联电路并联。并联谐振电路被用作第三电抗电路6C，在所述并联谐振电路中，线圈63C与包括第三变容二极管61C和线圈62C在内的串联电路并联。
下面将对根据本实施例的天线装置的工作方式和优势进行说明。
图6示出了两谐振的可变状态。
如由图6中的实线表示的回波损耗曲线S1所示，与第一实施例中一样，根据本实施例的天线装置实现了两谐振状态，所述两谐振状态表示第一天线单元2的谐振频率f1和第二天线单元3的谐振频率f2。对第一可变频电路6-1以及第二可变频电路6-2分别施加控制电压Vc，同时改变第一天线单元2的谐振频率f1和第二天线单元3的谐振频率f2。
在包括变容二极管和线圈在内的串联电路与另一线圈并联的并联谐振电路中，电抗随控制电压呈非线性变化。因此，虽然不能获得较大的增益，但是由第一可变频电路6-1(第二可变频电路6-2)引起的从谐振频率f1到谐振频率f1’(f2至f2’)的改变量d1(d2)可以取得较大的值。因此，在第一至第三电抗电路6A至6C均按照本实施例被配置为并联谐振电路的情况下，可以实现能够在较宽范围内改变频率的天线装置。
由于根据本实施例的天线装置的其它配置、工作方式、以及优势与根据第一和第二实施例的天线装置的类似，因此省略对那些相似的配置、工作方式、以及优势的说明。
第四实施例
下面将对本发明的第四实施例进行说明。
图7是一幅示意平面图，示出了根据本发明第四实施例的天线装置。
提供了根据本实施例的天线装置，其中，对在第一实施例中所使用的第一电抗电路6A、第二电抗电路6B、以及第三电抗电路6C应用串联谐振电路和并联电路。
即，如图7所示，第一电抗电路6A以及第二电抗电路6B分别被配置为：包括第一变容二极管61A在内的并联谐振电路、以及包括第二变容二极管61B在内的并联谐振电路。第三电抗电路6C被配置为：包括第三变容二极管61C在内的串联谐振电路。
下面将对根据本实施例的天线装置的工作方式和优势进行说明。
图8说明了两谐振的可变状态。
如由图8中的实线表示的回波损耗曲线S1所示，根据本实施例的天线装置也实现了由第一和第二天线单元2和3引起的两谐振f1和f2。对第一和第二可变频电路6-1和6-2分别施加控制电压Vc，同时改变第一天线单元2的谐振频率f1和第二天线单元3的谐振频率f2。
如上所述，在包括第一电抗电路6A和第二电抗电路6B(二者均被配置为并联谐振电路)在内的第一可变频电路6-1中，电抗随控制电压Vc呈非线性变化。因此，如图8所示，虽然不能获得较大的增益，但是从谐振频率f1到谐振频率f2的改变量d1是相当大的。在第三电抗电路6C(串联谐振电路)中，电抗随控制电压Vc呈线性变化。因此，虽然电抗的改变量不是很大，但是可以获得较大的增益。作为结果，由第二可变频电路6-2引起的从谐振频率f2到谐振频率f2’的改变量d2较小，所述第二可变频电路6-2包括：被配置为并联谐振电路的第一电抗电路6A、以及被配置为串联谐振电路的第三电抗电路6C。
即，根据本实施例，可以实现一种天线装置，所述天线装置可以使谐振频率f1获得较大的改变量d1，并且能确保谐振频率f2获得一定改变量d1，同时获得较大的增益。
在本实施例中，对包括被配置为并联谐振电路的第一电抗电路6A和第二电抗电路6B、以及被配置为串联谐振电路的第三电抗电路6C在内的天线装置进行了说明。然而，本发明并不局限于此。可以根据是强调谐振频带的可变宽度还是增益来确定哪个电抗电路被配置为并联谐振电路，以及哪个电路被配置为串联谐振电路。
由于根据本实施例的天线装置的其它配置、工作方式、以及优势与根据第二和第三实施例的天线装置的类似，因此省略对那些类似的配置、工作方式、以及优势的说明。
第五实施例
下面将对本发明的第五实施例进行说明。
图9是一幅示意平面图，示出了根据本发明第五实施例的天线装置。图10示出了两谐振的可变状态。
如在第四实施例中一样，根据本实施例的天线装置具有的配置为，对第一电抗电路6A、第二电抗电路6B、以及第三电抗电路6C应用串联谐振电路和并联谐振电路。然而，根据该实施例的天线装置与根据第四实施例的天线装置的区别在于，串联谐振电路是利用扼流圈形成的。
即，如图9所示，第一电抗电路6A、第二电抗电路6B、以及第三电抗电路6C被配置为并联电路。通过使用扼流圈作为第二电抗电路6B的线圈，第二电抗电路6B基本能够充当串联谐振电路。
具体而言，第二电抗电路6B是通过将包括公共电容器64和线圈63B’在内的串联电路与包括第二变容二极管61B和线圈62B在内的串联电路并联的方式形成的。线圈63B’被设置为扼流圈，用于隔绝具有第一天线单元2的带内频率的电能。可以通过调整线圈63B’的电感来将线圈63B’设置为扼流圈。即，第二电抗电路6B基本被配置为：起包括第一变容二极管61A和线圈62B在内的串联谐振电路的作用。
采用该配置，如由图10中的实线表示的回波损耗曲线S1以及由虚线表示的回波损耗曲线S2所示，第一可变频电路6-1实现了较大增益，同时确保谐振频率f1获得了一定量的改变量d1，并且第二可变频电路6-2的谐振频率f2获得了较大的改变量d2。
如上所述，根据本实施例，第一至第三电抗电路6A至6C均被设计为并联电路，并且根据情况，通过调整线圈63A至63C之一的电感，来将线圈63A至63C之一设置为扼流圈。因此，包括扼流圈在内的并联电路基本起串联谐振电路的作用。因此，可以容易地改变设计，而无需将并联电路部分重新配置为串联谐振电路。
由于根据本实施例的天线装置的其它配置、工作方式、以及优势与根据第四实施例的天线装置的类似，因此将省略对那些类似的配置、工作方式、以及优势的说明。
第六实施例
下面将对本发明的第六实施例进行说明。
图11是一幅示意平面图，示出了根据本发明第六实施例的天线装置。
与第三实施例中的相同，在根据本实施例的天线装置中，第一电抗电路6A、第二电抗电路6B、以及第三电抗电路6C均被配置为并联谐振电路。然而，根据本实施例的天线装置与根据第三至第五实施例的天线装置的不同之处在于，通过使用变容二极管的内阻，可以获得与在对第一至第三电抗电路6A至6C应用串联谐振电路和并联谐振电路的情况下所获得的功能类似的功能。
图12示出了当变容二极管具有较大内阻时，频率和增益之间的关系。图13示出了当变容二极管具有较小内阻时，频率和增益之间的关系。
各个变容二极管具有该二极管特有的内阻。如图12所示，变容二极管的内阻越大，增益越小。然而，当使用此类变容二极管时，变容范围有所增加。相反，如图13所示，内阻越小，增益越大。然而，当使用此类变容二极管时，变容范围减小了。
根据本实施例的天线装置利用变容二极管的此类特性。第一变容二极管61A、第二变容二极管61B、以及第三变容二极管61C的内阻Ra、Rb、以及Rc被设置为Ra＞Rb＞Rc。
采用该配置，第一可变频电路6-1能够在较宽范围内改变第一天线单元2的谐振频率f1，并且第二可变频电路6-2能够在预定范围内改变谐振频率f2且获得较大增益。
在该实施例中，第一变容二极管61A、第二变容二极管61B、以及第三变容二极管61C的内阻Ra、Rb、以及Rc被设置为Ra＞Rb＞Rc。内阻值可以根据是强调频率可变范围还是增益来确定。
因此，当内阻Ra至Rc均被设置为同样的较大的值时，对于谐振频率f1和f2第一和第二可变频电路6-1和6-2能够获得较大的可变范围。当内阻Ra至Rc均被设置为同样的较小的值时，第一天线单元2和第二天线单元3分别可以获得较大的增益。此外，当以合适的方式将内阻Ra至Rc中至少一个设置为与内阻Ra至Rc中的其它内阻不同时，第一和第二天线单元2和3可以根据情况获得最佳特性。
由于根据本实施例的天线装置的其它配置、工作方式、以及优势与根据第二至第五实施例的天线装置的类似，因此将省略对那些类似的配置、工作方式、以及优势的说明。
第七实施例
下面将对本发明的第七实施例进行说明。
图14是一幅透视图，示出了根据本发明第七实施例的天线装置。
如图14所示，根据本实施例的天线装置与根据第一至第六实施例的天线装置的不同之处在于，第一天线单元2与第二天线单元3是在介电基板8上形成的。
具体而言，介电基板8是长方体，并且包括正面80、侧面81和82、顶面83、底面84、以及背面85。介电基板8被配备于电路板100的非接地区域101中。
第一天线单元2的馈电电极4是在介电基板8的正面80以及顶面83上形成的图案。图案113是在非接地区域101中形成的。馈电电极4的一端通过图案113和线圈111与发射机/接收机110相连接。馈电电极4的另一端与第一可变频电路6-1相连接。第一可变频电路6-1的第一电抗电路6A和第二电抗电路6B分别是串联电抗电路。第一变容二极管61A(第二变容二极管61B)和线圈62A(62B)是片式元件，并通过装配在介电基板8的顶面83上的图案65相互连接。
第一辐射电极5与第一可变频电路6-1的线圈62B相连接。第一辐射电极5在介电基板8的顶面83的上部向右延伸，沿侧面81往下，沿底面84向左延伸，并沿侧面82向上。此时，第一辐射电极5的开口端50位于顶面83的拐角。
图案72提取自第一可变频电路6-1的连接点P。图案72沿顶面83和正面80延伸，并与在非接地区域101中形成的、延伸至接收频率控制器120的图案123相连接。高频截止电阻器121和DC导通电容器122连接至图案123的中部。
第二天线单元3的第二辐射电极7是在介电基板8的顶面83上形成的图案，并朝向与图案72垂直的方向。第二辐射电极7通过第二可变频电路6-2与图案72相连接。
第二可变频电路6-2的第三电抗电路6C是串联谐振电路。第三变容二极管61C和线圈62C是片式元件，并通过装配在介电基板8的顶面83上的图案73来相互连接。采用该配置，可以提高在第一辐射电极5的开口端50和第一天线单元2的馈电电极4之间的电容、以及在第一辐射电极5和第二辐射电极7之间的电容。因此，通过以合适的方式改变介电基板8的介电常数，可以调整第一和第二天线单元2和3的电抗。
在该实施例中，第一天线单元2和第二天线单元3均在介电基板8上形成。然而，可以在介电基板8上形成至少第一天线单元2。因此，第二天线单元3可以在电路板100的非接地区域101中形成。
由于根据本实施例的天线装置的其它配置、工作方式、以及优势与根据第一至第六实施例的天线装置的类似，因此，将省略对那些类似的配置、工作方式、以及优势的说明。
第八实施例
下面将对本发明的第八实施例进行说明。
图15是一幅示意平面图，示出了根据本发明第八实施例的天线装置。图16示出了多谐振的可变状态。
如图15所示，根据本实施例的天线装置与根据第一至第七实施例的天线装置的区别在于，增加了另一天线单元。
即，附加辐射电极9，与用于调整谐振频率的接地线圈91相连接，并通过线圈92与连接点P相连接，并被部署于第一电抗电路6A的后级。
因此，附加天线单元3-1由馈电电极4、作为可变频电路的第一电抗电路6A、以及附加辐射电极9构成。
采用该配置，如图16所示，可以获得附加天线单元3-1的谐振频率f3、以及第一和第二天线单元2和3的谐振频率f1和f2。
通过施加控制电压Vc改变第一和第二可变频电路6-1和6-2、以及第一电抗电路6A的电抗，可以同时将第一和第二天线单元2和3、以及附加天线单元3-1的谐振频率f1、f2和f3改变为谐振频率f1’、f1’、以及f3’，改变量分别为d1、d2、以及d3。
虽然在本实施例中对配备了包括附加辐射电极9在内的附加天线单元3-1的示例进行了说明，但是多个辐射电极9可以彼此并联地连接至连接点P，从而可以形成多个附加天线单元3-1至3-n。
由于根据本实施例的天线装置的其它配置、工作方式、以及优势，与根据第一至第七实施例的天线装置的类似，因此，将省略对那些类似的配置、工作方式、以及优势的说明。
第九实施例
下面将对本发明的第九实施例进行说明。
图17是一幅示意平面图，示出了根据本发明第九实施例的天线装置。图18示出了多谐振的可变状态。
如图17所示，根据本实施例的天线装置与根据第八实施例的天线装置的区别在于，为n个附加天线单元3-1至3-n添加一个电抗电路。
即，配备n个附加天线单元3-1至3-n，并且在n个附加天线单元3-1之中的至少一个附加天线单元中配备附加电抗电路。
具体而言，包括变容二极管61D在内的附加电抗电路6D连接在第一电抗电路6A和附加辐射电极9-1之间，所述变容二极管61D的电容可以通过控制电压Vc来改变，并且可变频电路由第一电抗电路6A和附加电抗电路6D构成。即，附加天线单元3-1由可变频电路、附加辐射电极9-1、以及馈电电极4构成。
与第八实施例一样，在附加天线单元3-2中，线圈92与附加辐射电极9-2相连接，然而，不连接至附加电抗电路。因此，附加天线单元3-2由馈电电极4、第一电抗电路6A、以及附加辐射电极9-2构成。
在后继的附加天线单元中，必要时配备附加电抗电路。在最后一级附加天线单元3-n中，附加电抗电路6E与附加辐射电极9-n相连接。即，可变频电路由第一电抗电路6A以及附加电抗电路6E构成。因此，附加天线单元3-n由馈电电极、可变频电路、以及附加辐射电极9-n构成。
采用该配置，如由图18中的实线所表示的回波损耗曲线S1所示，可以获得第一和第二天线单元2和3的谐振频率f1和f2、以及附加天线单元3-1至3-n的谐振频率f3至fn。
如虚线所表示的回波损耗曲线S2所示，可以同时将第一和第二天线单元2和3以及附加天线单元3-1、3-2、...、以及3-n的谐振频率f1、f2、f3、f4、...、以及fn改变为谐振频率f1’、f2’、f3’、f4’、...、以及fn’，改变量为d1、d2、d3、d4、...、以及dn。
由于附加天线单元3-1和3-n的可变频电路具有两个电抗电路(第一电抗电路6A和附加电抗电路6D；以及第一电抗电路6A和附加电抗电路6E)，因此，从谐振频率f3和fn到谐振频率f3’至fn’的改变量d3和dn比附加天线单元3-2的从谐振频率f4到谐振频率f4’的改变量要大，所述附加天线单元3-2仅仅包括单个电抗电路(第一电抗电路6A)。
由于根据本实施例的天线装置的其它配置、工作方式、以及优势，与根据第八实施例的天线装置的类似，因此，省略对那些类似的配置、工作方式、以及优势的说明。

Claims (9)

1.一种天线装置，包括：第一天线单元和第二天线单元，所述第一天线单元包括：与馈电单元相连接的馈电电极、第一辐射电极、以及连接在所述第一辐射电极与所述馈电电极之间的第一可变频电路；所述第二天线单元包括：所述馈电电极、第二辐射电极、以及连接在所述第二辐射电极与所述馈电电极之间的第二可变频电路，
其中，所述第一可变频电路包括：与馈电电极相连接的第一电抗电路、以及连接在所述第一电抗电路和所述第一辐射电极之间的第二电抗电路，所述第一电抗电路包括能够利用控制电压改变其电容的第一变容二极管，所述第二电抗电路包括能够利用控制电压改变其电容的第二变容二极管，并且
所述第二可变频电路包括：第一电抗电路、以及连接在所述第一电抗电路和所述第二辐射电极之间的第三电抗电路，所述第三电抗电路包括能够利用控制电压改变其电容的第三变容二极管。
2.根据权利要求1所述的天线装置，其中，所述第二电抗电路的所述第二变容二极管和所述第三电抗电路的所述第三变容二极管被部署为，与所述第一电抗电路的所述第一变容二极管相关联，所述第一至第三变容二极管的负极相互连接，并且所述控制电压被施加于负极相互连接的部分。
3.根据权利要求1或2所述的天线装置，其中：
所述第一电抗电路是包括所述第一变容二极管在内的串联谐振电路或并联谐振电路；
所述第二电抗电路是包括所述第二变容二极管在内的串联谐振电路或并联谐振电路；
并且所述第三电抗电路是包括所述第三变容二极管在内的串联谐振电路或并联谐振电路。
4.根据权利要求3所述的天线装置，其中：
所述第一至第三电抗电路分别被配置为并联谐振电路，在所述并联谐振电路中，线圈与包括相应变容二极管在内的串联谐振电路并联；并且
所述第一至第三电抗电路的线圈中至少有一个被设置为扼流圈，并且包括所述线圈在内的相应电抗电路基本上充当串联谐振电路。
5.根据权利要求1或2所述的天线装置，其中，
所述第一至第三变容二极管中的至少一个变容二极管的内阻与所述第一至第三变容二极管中的其它变容二极管的内阻不同。
6.根据权利要求1或2所述的天线装置，其中，至少所述第一天线单元是在介电基板上形成的。
7.根据权利要求1或2所述的天线装置，其中，附加辐射电极连接至与所述馈电电极相连接的所述第一电抗电路的后级，并且由所述附加辐射电极、所述馈电电极、以及所述第一电抗电路形成附加天线单元，所述第一电抗电路是可变频电路。
8.根据权利要求1或2所述的天线装置，其中：
装备多个附加天线单元；并且
在所述多个附加天线单元的至少一附加天线单元中，包括变容二极管在内的附加电抗电路连接在所述第一电抗电路和相应的附加辐射电极之间，所述变容二极管的电容能够利用控制电压来改变，并且所述多个附加天线单元中的所述至少一附加天线单元的可变频电路是由所述附加电抗电路和所述第一电抗电路形成的。
9.一种无线通信设备，包括根据权利要求1至8中任意一项所述的天线装置。
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