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CN1369930A - 天线 - Google Patents

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CN1369930A
CN1369930A CN02103462A CN02103462A CN1369930A CN 1369930 A CN1369930 A CN 1369930A CN 02103462 A CN02103462 A CN 02103462A CN 02103462 A CN02103462 A CN 02103462A CN 1369930 A CN1369930 A CN 1369930A
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Abstract

一种天线,包括:盒式导电外壳,上部具有至少单个开口,藏于所述外壳里的内导体,位于底部,形状像字母“コ”(这是日本字母katakana之一)、字母“u”、字母“U”、弓形夹或弧形,和馈电元件,藏在所述导电外壳里并接至所述导电外壳底部的馈电部,其中除了置于所述导电外壳上的部件外,所述内导体与所述外壳不相接。

Description

天线
发明领域
本发明涉及具有双定向特性的天线。
现有技术
按图21～24讨论常规技术
图21示出一例在水平表面具有双定向辐射图案的天线，图22示出一例原型天线。另外，图23示出原型天线的输入阻抗特性，图24示出该原型天线的辐射方向性。
图21中，标号111指馈电点，112指天线元件，113指腔体，114指直线导体，115和116指开口。馈电点111位于腔体113底部中心，天线元件112的一端接至馈电点111，另一端电气接至直线导体114。
下述结构示为一实例：腔体113形成一相对zy面和zx面对称的平行四边形，在形式上同样将直线导体114夹在其间的两个矩形开口115和116位于腔体113上表面从而相对zy面对称，馈电点111位于xy面的原点，天线元件112由垂直于xy面的导体线构成，直线导体114和天线元件112通过焊接等相互作机械与电气连接。
这里，把腔体113包围的空间称作天线内部，而把相对于腔体113与天线内部相对的空间称为天线外部。
图22示出原型天线。作为一个例子，腔体113底部是一方形，相对于中心频率f0的自由空间波长λ0，边长0.835×λ0(λ0：自然空间波长)，高度0.0835×λ0。直线导体114置于zy面上，与Y轴平行，长为0.835×λ0，直线导体114两端电气接至腔体113两侧。两开口115和116均为矩形，各自与x轴平行的边长为0.209×λ0，与y轴平行的边长为0.835×λ0。两开口115和116相互邻近，直线导体在天线天顶中心夹在其间。上述天线的结构相对zx和zy面对称。此时，天线元件112包括一导体线，长为0.0835×λ0。天线元件112的突出端电气接至天线天顶上的直线导体114。
图23示出与原型天线的输入阻抗特性有关的相对于50欧姆馈线的VSWR(电压驻波比)特性。横轴标准化成中心频率为f0。图23的f1为最小频率，这里VSWR满足2或更小。f2是最大频率，这里VSWR满足2或更小。如图23所示，在一分数带宽内((f2-f1)/f0)，VSWR为2或更小的频带占18.2％。发现在一反射损失很小的宽带内，阻抗特性良好。
图24示出一例有关上述结构天线的中心频率f0的辐射方向性。辐射方向性标为10dB，单位为dBi，以点波源的辐射功率为基础。如图24所示，上述天线抑制了y方向的天线电源辐射，在x方向获得双定向辐射图案，因而在狭长的窄内部空间，上例显示出良好的特性。
另外，该天线元件112的高度为0.0835×λ0，短于典型的1/4波长天线元件。如上所述，根据上述天线结构，天线元件112的高度较小。当天线无法嵌入室内天花板时，可以制作一种外观较佳的天线，其突出部很小，在天花板上偏出人们的视线。
此外，在上述常规技术中，天线相对xy面和zx面对称，此时来自天线的辐射天线电波的方向性相对zy面和zx面对称。
如上所述，可以制作一种结构简单而具有所需双定向辐射图案的小型优质天线。
然而，图21的常规实例有以下缺点：尽管上述结构能实现宽带阻抗特性，但是不能在更宽的频带上拥有良好的阻抗与双定向辐射图案。因此，当多种应用场合使用的频率带宽是一带宽时，必须应用多副天线。
然而，设置多副天线必须有更宽大的空间，还要用多根信号传输线，外观上引人注目，成本也高。
因此，要以低成本实现较优的外观，当多种应用场合使用的频率带为宽带时，常规实例的结构显然不适合，因而无法获得宽带的双定向辐射图案。
当多种应用场合使用的频率带宽为宽带时，必须以频带比常规天线更宽的频率获取良好的阻抗与双定向辐射图案。
发明概要
因此，针对上述问题，本发明旨在提供一种天线，其尺寸尤其在上侧很小，并能在宽带内获得双定向辐射图案。
本发明的第1方面是一种天线，包括：
盒式导电外壳，上部具有至少单个开口，
藏于所述外壳里的内导体，位于底部，形状像字母“コ”(这是日本字母katakana之一)、字母“u”、字母“U”、弓形夹或弧形，和
馈电元件，藏在所述导电外壳里并接至所述导电外壳底部的馈电部，
其中除了置于所述导电外壳上的部件外，所述内导体与所述外壳不相接。
本发明的第2方面是根据第1方面，其中所述馈电元件接至所述内导体的天顶。
本发明的第3方面是根据第1方面，其中还包括一空隙，用于将所述馈电元件与所述内导体的馈电点在电学上断开，所述空隙位于所述馈电元件与所述内导体天顶之间。
本发明的第4方面是根据第1方面，其中还包括至少一个或多个电气接至所述导电外壳的匹配导体。
本发明的第5方面是根据第1方面，其中至少一个或多个所述匹配导体电气接至所述馈电元件。
本发明的第6方面是根据第4方面，其中至少一个或多个所述匹配导体电气接至所述内导体。
本发明的第7方面是根据第1方面，其中包含所述馈电元件的空间完全或部分填充有介质，所述空间被所述导电外壳包围。
本发明的第8方面是根据第7方面，其中所述介质是一块介电基片，
所述导电外壳包括附于所述介电基片上的金属箔图案和/或所述介电基片上的通道，
所述内导体的天顶包括附在所述介电基片上的所述金属箔图案，和
所述内导体的侧面包含所述介电基片上的所述通道。
本发明的第9方面是根据第1方面，其中还包括调节所述开口尺度的开口控制装置。
本发明的第10方面是根据第1方面，其中还包括调节所述内导体天顶尺度的天顶导体调节装置。
本发明的第11方面是根据第1方面，其中所述导电外壳的底部为圆形。
本发明的第12方面是根据第1方面，其中所述导电外壳的底部为平行四边形。
本发明的第13方面是根据第1方面，其中当所述内导体形状像字母“コ”(这是日本字母katakana之一)时所述内导体天顶沿平行于从接触所述导电外壳的一部分至另一部分方向的方向的长度，短于特性优于预定特性的某频带内最高频率的波长。
本发明的第14方面是根据第1方面，其中当使用原点位于所述导电外壳中心的直角坐标时，x与y轴位于所述导电外壳的底部，而且z轴与所述底部相交，所述导电外壳相对于所述直角坐标的zx面和zy面对称，和
所述馈电点位于所述直角坐标的y轴上。
本发明的第15方面是根据第14方面，其中所述内导体的中心位于所述原点。
本发明的第16方面是根据第14方面，其中所述内导体相对于所述zx面和zy面对称。
本发明的第17方面是根据第14至16方面之一，其中所述x轴沿辐射电磁波的方向。
本发明的第18方面是根据第1方面，其中还包括至少一个或多个定向控制导体。
本发明的第19方面是根据第18方面，其中当使用原点位于所述导电外壳中心的直角坐标时，x轴与y轴位于所述导电外壳底部，而且z轴与所述底部相位时，将所述定向控制导体置成相对于所述直角坐标的zy面对称。
本发明的第20方面是根据第19方面，其中将所述定向控制导体置成相对于所述直角坐标的zx面对称。
本发明的第21方面是根据第18至20方面之一，其中将至少一个所述定向控制导体接至所述导电外壳。
本发明的第22方面是根据第1方面，其中所述内导体的谐振频率、所述导电外壳在与所述内导体平行而与所述导电外壳底部垂直的表面上的谐振频率以及所述导电外壳在与所述内导体和所述导电外壳底部垂直的表面上的谐振频率彼此互不相同。
本发明的第23方面是根据第1方面，其中所述内导体经电容器接至所述导电外壳。
本发明的第24方面是根据第1方面，其中所述内导体经线圈接至所述导电外壳。
附图简述
图1示出本发明实施例1的天线结构的一个例子。
图2(A)示出本发明实施例1天线结构例的工作原理和由天顶导体13与腔体15底部之间天线元件12施加电场的方向。
图2(B)示出本发明实施例1天线结构例子的工作原理和用磁流代替图2(A)的电场。
图3(A)示出本发明实施例1天线结构例子的工作原理和由天线元件12、天顶导体13、侧边导体14与腔体15底部组成的M型天线。
图3(B)示出本发明实施例1天线结构例子的工作原理和由腔体15组成的天线。
图4(A)示出本发明实施例1天线结构例子的工作原理和加给M型天线的电流。
图4(B)示出本发明实施例1天线结构例子的工作原理和加给腔体的电流。
图4(c)示出本发明实施例1天线结构例子的工作原理和加给腔体的电流。
图5(A)示出本发明实施例1天线结构例子的工作原理和M型天线的谐振模式。
图5(B)示出本发明实施例1天线结构例子的工作原理和腔体的谐振模式。
图5(C)示出本发明实施例1天线结构例子的工作原理和腔体的谐振模式。
图6(A)示出本发明实施例1天线结构例子的工作原理和M型天线(环路)的反射损失频率特性。
图6(B)示出本发明实施例1天线结构例子的工作原理和腔体(偶极子)反射损失的频率特性。
图6(C)示出本发明实施例1天线结构例子的工作原理和腔体(偶极子)反射损失的频率特性。
图6(D)示出本发明实施例1天线结构例子的工作原理和本实施例天线的反射损失频率特性。
图7示出一例本发明实施例1的天线原型。
图8(A)示出本发明实施例1原型天线结构例子的工作原理和原型中M型天线的反射损失频率特性。
图8(B)示出本发明实施例1原型天线结构例子的工作原理和原型中腔体的反射损失频率特性。
图8(C)示出本发明实施例1原型天线结构例子的工作原理和原型中M型天线的VSWR特性。
图9(A)示出本发明实施例1原型天线结构例子的工作原理和原型中M型天线的谐振模式。
图9(B)示出本发明实施例1原型天线结构例子的工作原理和原型中腔体的谐振模式。
图10示出本发明实施例1原型天线的阻抗特性的一个例子。
图11(A)示出本发明实施例1原型天线的辐射方向性和f1的辐射特性的一个例子。
图11(B)示出本发明实施例1天线原型的辐射方向性和f2的辐射特性的一个例子。
图12示出本发明实施例1～3天线结构的一个例子。
图13示出本发明实施例1～3天线中的开口控制器结构的一个例子。
图14示出本发明实施例1～3天线中的天顶导体控制器结构的一个例子。
图15示出实施例1～3的天线结构的一个例子。
图16示出本发明实施例2的天线结构的一个例子。
图17示出本发明实施例2的天线结构的一个例子。
图18示出本发明实施例2的天线结构的一个例子。
图19示出本发明实施例3的天线结构的一个例子。
图20示出本发明实施例3的天线结构的一个例子。
图21示出常规天线的结构。
图22示出常规天线的原型的一个例子。
图23示出常规天线原型的阻抗特性。
图24示出常规天线原型的辐射特性。
图25(A)示出一例天线，其中把本发明实施例1的天顶导体13和侧边导体14形成弓形夹或U字母。
图25(B)示出图25(A)中沿x方向的天顶导体13和侧边导体14。
图25(C)示出一例天线，其中把本发明实施例1的天顶导体13和侧边导体14形成弓形夹或弧形。
图25(D)示出图25(C)沿x方向的天顶导体13和侧边导体14。
图26示出本发明实施例4的天线结构的一个例子。
图27示出本发明实施例5的天线结构的一个例子。
图28示出本发明实施例5的天线结构的一个例子。
符号说明
11——馈电点，12——天线元件，13——天顶导体，14——侧边导体，15——腔体，16——开口，17——开口控制器，18、19——天顶导体控制器，21、22——匹配导体，31——介质，32——通路，41、42——定向性控制导体，111——馈电点，112——天线元件，113——腔体，114——直线导体，115、116——开口。
实施例
下面按附图讨论本发明的诸实施例。
实施例1
参照图1，先讨论本发明的实施例1。
图1示出本发明实施例的天线结构。
图1中，标号11指馈电点，12指天线元件，13指天顶导体，14指侧边导体，15指腔体，16指开口。腔体15底部位于xy面上，馈电点11置于腔体15表面，天线元件12接至馈电点11。侧边导体14与天顶导体13相互电气连接，侧边导体14电气连接至腔体15。
作为一个例子，示出了以下配置：腔体15形成相对zy面和zx面对称的平行四边形，馈电点11位于xy面的原点上，天顶导体13与侧边导体14均为矩形并置成相对zy面和zx面对称，天线元件12由一条垂直于xy面的导体组成。这里辐射方向沿x轴。
接着按图2讨论辐射的工作原理。
在本实施例天线中，由天线元件12激发天线电波。由天顶导体13与侧边导体14组成的“コ”形导体(“コ”是日本katakana字母之一)实现双定向特性。
下面按图2讨论获取双定向辐射图案的工作原理。如图2(A)所示，天线元件12使天顶导体13与腔体15底部之间的电场方向彼此相对于zy面互相相反。
当上述说明的电场被磁流代替时，如图2(B)所示，电场可用两个线性磁流源代替，磁流源平行于y轴，且等幅反向。即无线电波辐射可视为上述两磁流源阵列的辐射。
通常在天线阵列中，增强辐射天线电波的方向依赖于阵列因数，而阵列因数由馈自天线元件的电流的相位差与天线元件的间隔决定。整个天线阵列辐射的天线电波表示为上述阵列因数与单个天线元件辐射图的乘积。
用单个线性磁流源的辐射图代替单个天线元件的辐射图，可近似得到本实施例天线的辐射图。
具体而言，对于上述两个磁流源辐射的无线电波，把磁流源置成相对zy面对称。这样，由于它们在zy面上等幅而反相，所以无线电波抵消。换言之，对zy面不辐射无线电波。
另外，zx面的方向使两个磁流源辐射的无线电波的相位相同，无线电波沿该方向增强。例如，当磁流源的距离在自由空间内为1/2波长时，相位沿x轴方向相同，因而辐射的无线电波沿±x方向增强。
为使天线具有双定向辐射图案，要求天顶导体13沿y轴短于特性优于预定特性的某一频带上限频率的波长。为获得更佳的双定向辐射图案，天顶导体13最好沿y轴在长度上基本等于上述波长的一半。例如，作为一个特性优于预定特性的频带，在工作频带属于VSWR为2或更小的频带时，要求天顶导体13沿Y轴短于VSWR为2或更小的频带的上限频率的波长。为获得更佳的双定向辐射图案，天顶导体13沿y轴在长度上最好基本等于上述波长的一半。
即，根据本实施例的配置，单个天线元件能取得天线阵列的效果，从而实现双定向辐射图案。
参照图3～6，讨论更宽频带的阻抗特性。
本实施例中，天线的谐振是M型天线的两谐振之和，M型天线包括天线元件12、天顶导体13、侧边导体14与图3(A)和3(B)腔体15的底部。
图4(A)～4(C)分别示出加给M型天线和腔体15的电流。根据图4，M型天线的谐振模式可以表示为图5(A)的两个环路。腔体的谐振模式可用图5(B)与5(C)的两个相交偶极子表示。即，图5(B)的谐振模式是腔体15在垂直于天顶导体13与腔体15底部的表面上的谐振模式，图5(C)是腔体15在平行于天顶导体13且垂直于腔体15底部的表面上的谐振模式。
在一环路的情况中，谐振条件为相位在循环一周后均一。该环路的长度为n个波长(n为正整数)。而在偶极子的情况中，谐振条件为加给偶极子的电流在结束时为0，驻波在馈电部分最大。偶极子的长度为0.5·n波长(n为正整数)。
此时，由于M型天线与腔体之间存在谐振频率差，本实施例天线具有宽带阻抗特性。
上述状况将用图6的反射损失频率特性描述。图6(A)示出M型天线(环路)的谐振特性。发现谐振出现于频率fm。图6(B)示出腔体15在垂直于腔体(偶极子)天顶导体13和垂直于腔体15底部的表面上的谐振模式的谐振特性。发现谐振出现在频率fcx。图6(C)示出腔体15在平行于腔体(偶极子)天顶导体13且垂直于腔体15底部的表面上的谐振模式的谐振特性，发现谐振出现在频率fcy。
以下述情况为例加以说明：M型天线的谐振频率比腔体的谐振频率fcx低一些，而fcx又比fcy低一些，本实施例天线的谐振特性被定为M型天线与腔体二者谐振的迭加，因而可得到宽带谐振特性，如图6(D)的实线所示。如上所述，本实施例天线的反射损失很小，宽带阻抗特性良好。
如上所述，本实施例天线是一种优良的天线，可以分开设计M型天线与腔体，增大了设计自由度，天线具有更宽的频带。
此外，本实施例已说明，M型天线的谐振频率fm比腔体的谐振频率低一些，而fcx又比fcy低一些。只要M型天线谐振频率fm、腔体谐振频率fcx与腔体谐振频率fcy中的至少两个或三个谐振频率相互不同，本发明并不限于上述情况。
图7示出天线的实际原型。
假定中心频率为f0时自由空间波长为λ0。作为一个例子，图示特性针对以下情况：腔体15呈0.847×λ0的方形，高0.0706×λ0，天顶导体13为矩形，平行于x轴的边长0.14×λ0，平行于y轴的边长0.62×λ0，侧边导体14沿x轴的长度为0.14×λ0，高0.0706×λ0，与腔体15等高，本实施例天线结构相对zx面和zy面对称。此时，天线元件12是一导线，直径为0.013×λ0，元件长0.0706×λ0。天线元件12接至位于腔体15底部中心的馈电点11。
图8(A)与8(B)分别示出本实施例原型中M型天线和腔体的谐振特性，图8(C)示出M型天线的VSWR(电压驻波比)特性。图8(C)表明，对于M型天线，VSWR为2或更小的带宽在分数带宽中占12.2％。在图8的所有图中，横轴以本实施例原型天线中心频率标准化的频率表示。
如图8(A)与8(B)所示，在谐振频率上，腔体比M型天线更高。此时，当用图5的谐振模式表示时，根据谐振频率与配置状况，M型天线可用两个1-λm环路表示，腔体用1.5-λc偶极子表示，λm与λc分别代表频率为fm与fc的自由空间波长。图9(A)与9(B)表示M型天线和腔体的谐振模式。
图10示出本实施例天线输入阻抗50欧姆馈线的VSWR特性。图10中，f1指满足VSWR为2或更小的最小频率，f2指满足VSWR为2或更小的最大频率，f0指中心频率。
图10中，VSWR为2或更小的带宽在分数带宽中占27.1％((f2-f1)/f0)，发现在很宽频率内可实现低损失的天线。天线带宽与天线容积成比例增大，因而若与常规天线在容积上作一比较，可建立下面的公式。
公式1
(本实施例的原型天线)/(常规天线)＝0.87
即，如公式1所示，结果为0.87，表示容积减小了13％。同时，特定频率按公式2增大。
公式2
(本实施例的原型天线)/(常规天线)＝1.49
即，如公式2所示，特定频率增大为1.49倍，即增大于49％。因此，考虑到上述容积的减小，本实施例原型的分数带宽增大了56％。
如上所述，与常规天线相比，本实施例原型天线的阻抗特性的频带要宽56％。
图11(A)示出f1的辐射特性，图11(B)示出f2的辐射特性，两图示出的双定向辐射图案基本上在频率f1与f2等同于水平面，因而可以理解，本实施例天线在宽带内具有低损失特性，而在辐射特性方面，在宽带内具有双定向辐射图案。
再者，对本实施例的原型天线，天线元件高为0.0706×λ0，低于一般1/4波长天线元件，这种情况等于下述情况：天线的天顶导体13与腔体15之间出现电容性组合，天线元件12的突出部有电容性负载。天线元件12的高度更低。与常规天线相比，原型天线的高度减为84.6％，由此天线薄15％。
以此方式在更宽频带内得到了低损失的阻抗特性，且不劣化常规天线的特性。
如上述的原型，图示天线在宽带内具有阻抗特性和双定向辐射图案，且小而薄。例如，当应用中要求反射损失极小时，设计时可通过牺牲阻抗的频率带宽，在期望的频带内得到很小的反射损失。
这种设计为了实现该目标，必须找到最合适组合的各种构成参数，如腔体15的尺寸与高度、开口16的大小、天顶导体13的尺寸和侧边导体14的高度。
另外，在上例和原型中，本实施例天线相对zy面和zx面对称，此时天线辐射的无线电波的方向性相对zy面和zx面对称。
当天顶导体13的中心偏离原点或天顶导体13和侧边导体14相对zx面和zy面不对称时，则方向性最强的方向就相应地从x轴移至y轴。这类天线适用于固定天线的某些空间。
如上所述，根据本实施例，可以制成一种小天线，它以简单的结构在宽带内获得低损失特性，在辐射特性方面具有宽带方向特性。
此外，作为一个例子，本实施例描述了相对zy面和zx面对称的天线。本发明并不总限于如此配置的天线。如为了获得所需的辐射方向性或输入阻抗特性，天线可以只相对zy面对称，或相对zy面和zx面都不对称。另外，只是开口16相对zy面或者相对zy面和zx面对称。还有，只有腔体15相对zy面或者相对zy面和zx面对称。除此以外，只有天顶导体13相对zy面或者相对zy面和zx面对称。再者，只有侧边导体14相对zy面或者相对zy面和zx面对称。而且，上述诸部件可以相组合。这样的配置可构成辐射方向性最适合某辐射空间的天线。
另外，作为一个例子，本实施例讨论了有单一开口16的天线。本发明并不总限于如此配置的天线，如为了得到期望的辐射方向性或输入阻抗特性，可以设置两个或多个开口16。
此外，作为一个例子，本实施例讨论了有矩形开口16的天线。本发明并不总限于如此配置的天线，如为了获得期望的辐射方向性或输入阻抗特性，可将开口16形成圆形、方形、多边形、半圆形及其组合形状、环形或其它形状。当开口16为圆形、椭圆形或曲面时，在辐射方向性方面，由于天线导体较少拐角，所以减小了拐角的衍射效应，从而减小了天线无线电波的交叉极化转换损失。
此外，本实施例讨论了开口16位于腔体15天顶上的天线。本发明并不总限于如此配置的天线，如除了腔体15天顶上的开口16外，为获得期望的辐射方向性或输入阻抗特性，可把开口置于腔体15的侧面。
而且，本实施例讨论了开口16位于腔体15一部分天顶的天线。本发明并不总限于如此配置的天线，如腔体15天顶可以整个打开并整体用作开口15。
再者，本实施例讨论了腔体15底部为方形的天线。本发明并不总限于如此配置的天线，如为获得期望的辐射方向性或输入阻抗特性，腔体15底部可形成其它的多边形、半圆形及其组合形状或其它形状。而且，腔体15底部可以是圆形、椭圆形、曲面或其它形状。这样在辐射方向性方面，由于天线导体较少拐角，减小拐角上的衍射效应，从而减小了天线无线电波的交叉极化转换损失。再者，当天线置于天花板等上面时，希望天线形状与天花板区域或房间形状相配，使天线不引人注目。然而，当天线形成矩形或其它多边形时，由于天花板区和房间形状无法改变，就限制了设置天线的方向。因此，在腔体15具有圆形底部尤其在天线具有圆形底部的情况下，当天线置于天花板上时，就不考虑天花板区域或房间形状而设置天线。作为一个例子，图12示出了腔体15为圆柱形的结构。另外，当天线具有圆形底部时，转动天线可改变设置方向。这样，可调整辐射天线电波的方向，从而得到最适合设置天线位置的辐射特性。
而且，作为一个例子，本实施例讨论了天顶导体13为矩形的天线。本发明并不总限于如此配置的天线，如为得到期望的辐射方向性或输入阻抗特性，天顶导体13可形成为其它多边形、半圆形及其组合形状、直线开或其它形状。另外，天顶导体13可形成为圆形、椭圆形、曲面或其它形状。因此，在辐射方向性方面，由于天线导体较少拐角，减小于拐角的衍射效应，从而减小了天线无线电波的交叉极化转换损失。
另外，作为一个例子，本实施例讨论了侧边导体14和天顶导全13均为字母“コ”形的天线。本发明并不总限于如此配置的天线，如可将侧边导体14和天顶导体13形成U形、弓形夹或弧形。因此，在辐射方向性方面，由于天线导体较少拐角，减小了拐角的衍射效应，因而减小了天线无线电波的交叉极化转换损失；作为一个例子，图25示出这类天线的结构，图25(A)示出一例天顶导体13和侧边导体14为U形或弓形夹的天线，图25(B)示出图25(A)沿x方向截取的天线的天顶导体13和侧边导体14，图25(C)示出一例把天顶导体13和侧边导体14形成弧形或弓形夹的天线，而图25(D)示出图25(C)天线沿x方向截取的天顶导体13和侧边导体14。
而且，作为一个例子，本实施例讨论了侧边导体14为矩形且宽度与天顶导体13一样的天线。本发明并不总限于如此配置的天线，如为获得期望的辐射方向性和输入阻抗特性，可把侧边导体14形成为其它多边形、半圆形及其组合形状、直线形成或其它形状。另外，侧边导体14的宽度可以比天顶导体13更小或更大。这样配置可增大调节参数，在天线阻抗与馈线阻抗之间实现满意的匹配。
另外，作为一个例子，本实施例讨论了开口16的尺寸固定的天线。本发明并不总限于如此配置的天线，如图13所示，开口16可以包括一改变其尺寸的开口控制器17。例如，在开口16上设置一个滑动导电板等的装置，以随意改变开口16的尺寸并改变天线的辐射方向性，从而实现期望的辐射方向性。
另外，作为一个例子，本实施例讨论了天顶导体13的尺寸固定的天线。本发明并不总限于如此配置的天线，如图14所示，天顶导体13可以包括天顶导体控制器18和19，用于改变天顶导体13的尺寸。具体而言，在天顶导体13上设置了滑动导电板等的装置，可随意改变天顶导体13的尺寸，改变天线的辐射方向性，实现期望的阻抗特性与辐射方向性。
再者，作为一个例子，本实施例描述了M型天线的谐振频率比腔体的略低。本发明并不限于上述结构。即使M型天线的谐振频率略高于腔体，也能实现与本实施例同样的效果。
此外，在本实施例中，天线元件12由一直线导体构成。天线元件12可包括其它天线元件，如天线元件12可以是一种包含螺旋导体的螺线天线元件，因而天线元件12很小，高度更低，实现低型面的小天线。另外，如图15所示。天线元件12可利用一部分天顶导体13和空腔在电气上断开，因而可改变阻抗并调节谐振频率。
还有，本实施例的天线可设置为阵列而形成融合阵列天线和自适应天线阵，可进一步控制辐射无线电波的方向性。
实施例2
下面讨论实施例2
本发明的实施例2根据图16讨论。
图16示出本发明实施例2的天线结构。图中标号11指馈电点，12指天线元件，13指天顶导体，14指侧边导体，15指腔体，16指开口，21与22指匹配导体。腔体15底部位于xy面上，馈电点11位于腔体15表面上，天线元件12接至馈电点11。侧边导体14与天顶导体13相互电气连接，侧边导体14电气接至腔体15。匹配导体21和22均电气接至腔体15。
作为一个例子，将讨论下述结构：腔体15形成相对zy面和zx对称的平行四边形，馈电点11位于xy面的原点上，天顶导体13与侧边导体14均为矩形且相对zy面和zx面对称，天线元件12包括垂直于xy面的导体，而匹配导体21和22置于y轴上而与两原点对称。
本实施例的天线与实施例1天线同样工作。
在某此配置中，实施例1的天线会劣化与馈电点11的匹配。另外，与馈电部匹配的劣化减少了加给天线元件12的功率，导致天线的辐射效率降低。
由于匹配导体21和22靠近天线元件12但有间隔，所以能改变天线阻抗而实现与馈电部匹配良好，从而提高了天线特性。另外，当将匹配导体21和22配置成不影响某导体形状(该导体形成“コ”形且包括天顶导体13与侧边导体14)和开口16的形状时，与没有匹配导体时相比，本实施例天线几乎不改变辐射方向性。因为如实施例1所述，实际的辐射源主要集中于该“コ”形导体和本实施例天线中的开口。即，可实现良好的阻抗匹配而几乎不改变期望的辐射特性。
另外，本实施例讨论了相对zy面和zx面对称的天线，此时，天线辐射的无线电波方向相对zy面和zx面对称。
如上所述，根据本实施例，制作的小型天线具有良好的阻抗匹配和低损失，可以简单的结构得到宽带双定向辐射图案。
此外，作为一个例子，本实施例讨论了相对zy面和zx面对称的天线。本发明并不总限于如此配置的天线，如为了获得期望的辐射方向性和输入阻抗特性，结构上可以只相对zy面对称或者可以不相对zy面和zx对称。另外，只是开口16相对zy面或者相对zy面和zx面对称。而且，只是腔体15可以相对zy面或者相对zy面和zx面对称。此外，只是天顶导体13可以相对zy面或者与zx面对称。另外，只是侧边导体14可以相对zy面或者相对zy面和zx面对称。还有，可采用上述的组合方式。这类配置可制成辐射方向性最适合辐射空间的天线。
此外，作为一个例子，本实施例讨论了具有单一开口16的天线。本发明并不总限于如此配置的天线，如为了获得期望的辐射方向性或输入阻抗特性，可以设置两个或多个开口16。
再者，作为一个例子，本实施例讨论了开口16为矩形的天线。本发明并不总限于如此配置的天线，如为了获得期望的辐射方向性或输入阻抗特性，开口16可以形成为圆形、方形、多边形、半圆形及其组合形状、环形或其它形状。当开口16形成为圆形、椭圆形或曲面时，在辐射方向性方面，由于天线导体很少有拐角，所以减小了拐角的衍射效应，由此减小了天线无线电波的交叉板化转换损失。
此外，作为一个例子，本实施例讨论了开口16位于腔体15天顶的天线。本发明并不总是限于如此配置的天线，如除了开口16置于腔体15天顶以外，为获得期望的辐射方向性或输入阻抗特性，开口可以置于腔体侧面。
再者，作为一个例子，本实施例讨论了开口16置于腔体15一部分天顶上的天线。本发明并不总是限于如此配置的天线，如腔体15的天顶可以完全打开，将整个天顶用作开口15。
另外，作为一个例子，本实施例讨论了腔体15底部为方形的天线。本发明并不总是局限于如此配置的天线，如为获得期望的辐射方向性或输入阻抗特性，腔体15底部可形成为其它多边形、半圆形及其组合形状或其它形状。再者，腔体15底部可形成为圆形、椭圆形、曲面或其它形状。因此，在辐射方向性方面，由于天线导体簋少有拐角，减小了拐角的衍射效应，由于减小了天线无线电波的交叉极化转换损失。
还有，当将天线置于天花板等上时，希望天线形状与天花板的方形或房间的形状相匹配，使人们不注意天线。然而，当天线形成为矩形或其它多边形时，由于天花板区和房形是固定的，天线设置方向受到限制。因此，在腔体15底部为圆形圆尤其在天线为圆形底部的情况中，在天花板上设置天线时，就不考虑天花板区和房形来设置天线。
作为一个例子，图12示出腔体15为圆柱形的结构。另外，当天线为圆形底部时，可转动天线改变设置方向。这样可调整天线电波的辐射方向，得到最适合设置天线位置的辐射持性。
而且，作为一个例子，本实施例讨论了天顶导体13为矩形的天线。本发明并不总是限于如此配置的天线，如为获得期望的辐射方向性或输入阻抗特性，天顶导体13可形成其它多边形、半圆形及其组合形状、直线形或其它形状。再者，天顶导体13可形成圆形、椭圆形、曲面或其它形状。因此，在辐射方向性方面，由于天线导体很少有拐角，减小了拐角的衍射作用，从而减小了天线无线电波的交叉极化转换损失。
另外，作为一个例子，本实施例讨论了侧边导体14和天顶导体13为“コ”形的天线。本发明并不总限于如此配置的天线，如侧边导体14和天顶导体13可形成U形、弓形夹或弧形。因此，在辐射方向性方面，由于天线导体很民有拐角，减小了拐角的衍射效应，从而减小了天线无线电波的交叉板化转换损失。作为一个例子，图25示出该天线的结构。图25(A)和25(B)示出一例天顶导体13和侧边导体4为U形或弓形夹的天线，图25(C)和25(D)示出一例天顶导体13和侧边导体14为弧形或弓形夹的天线。
而且，作为一个例子，本实施例讨论了侧边导体14为矩形且宽度与天顶导体13一样的天线。本发明并不总限于如此配置的天线，如为获得期望的辐射方向性或输入阻抗特性，侧边导体14可形成其它多边形、半圆形及其组合形状、直线开或其它形状。再者，侧边导体14的宽度可小于或大于天顶导体13，这类结构可增大阻抗调节参数，在天线阻抗与馈线阻抗之间实现满意的匹配。
另外，作为一个例子，本实施例讨论了开口16尺寸固定的天线。本发明并不总限于如此配置的天线，如图13所示，开口16可包括改变其大小的开口控制器17。例如，可在开口16设置滑动导电板等的装置，随意改变开口16的大小并改变天线的辐射方向性，由此得到期望的辐射方向性。
再得，作为一个例子，本实施例讨论了天顶导体13尺寸固定的天线。本发明并不总限于如些配置的天线，如图14所示，天顶导体13或包括改变天顶导体13尺寸的天顶导体控制器18和19。例如，在天顶导体13上设置滑动导电板等的装置而随意改变天顶导体13的尺寸并改变天线的辐射方向性，从而实现期望的阻抗特性和辐射方向性。
此外，本实施例中，天线元件12由一直线导体构成。本实施例可包括其它类天线元件12，如天线元件可以是一种包括螺旋导体的螺线天线元件，因而天线元件12苛以小而矮，做成低型面的小天线。此外，如图15所示，天线元件12可利用一部分天顶导体13和空隙在电气上断开，从而改变阻抗并能调节谐振频率。
另外，作为一个例子，本实施例讨论了有两个匹配导体21和22的天线。本发明并不总限于如此配置的天线，如可以设置单个匹配导体或者三个或更多的匹配导体。这类结构可增大配置自由度，进一步改善与馈电部的匹配。
此外，作为一个例子，本实施例讨论了将匹配导体21和22置于y轴上而远离天线元件的天线。本发明并不总限于如此配置的天线，如匹配导体21和22可设置在接地导体上xy面的任何位置，这类结构可增大配置自由度，进一步改善与馈电部的匹配。
再者，本实施例中，匹配导体21和22由若干直线导体构成。匹配导体21和22可包括以其它形状形成的导体，如导体21和22可包括用螺旋导线或弯成L形的导线形成的螺线匹配导体，这样匹配导体21和22可以小而矮，做成低型面的小天线。
再者，作为一个例子，本实施例讨论了匹配导体21和22远离天线元件12的天线。本发明并不总限于如此配置的天线，如图17所示，部件端部或整个匹配导体21和22可以电气连接至天线元件的中点，这种结构可增大天线阻抗，尤其在天线具有低阻抗时，可与馈电部实现良好的匹配。
另外，作为一个例子，本实施例讨论了匹配导体21和22不接至天顶导体13的天线。本发明并不总限于如此配置的天线，如图18所示，部件端部或整个匹配导体21和22可以电气连接至天顶导体13，这种结构可增大天线阻抗，在天线具有低阻抗时，可与馈电部良好匹配。
还有，本实施例天线可排成阵列形成融合阵列天线与自适应天线阵，可进一步控制辐射无线电波的方向性。
实施例3
将按图19讨论本发明的实施例3。
图19示出本发明实施例3的天线结构。
图19中，标号11指馈电点，12指天线元件，13指天顶导体，14指侧边导体，15指腔体，16指开口，31指介质。腔体15底部位于xy面，馈电点11位于腔体15表面，天线元件12接至馈电点11。侧边导体14与天顶导体13相互电气连接，侧边导体14电气接至腔体15。匹配导体21和22均电气接至腔体15。
作为一个例子，将讨论下述结构：腔体15形成相对zy面和zx对称的平行四边形，馈电点11位于xy面原点，天顶导体13与侧边导体14均为矩形且相对zy面和zx面对称，天线元件12由垂直于xy面的导体构成，而匹配导体21和22置于y轴上从而相对于两原点对称。
这里把腔体15包围的空间称为天线内部，而把相对于腔体15同天线内部相反的空间称为天线外部。
本实施例天线的操作与实施例1天线相同。
本实施例中，将介质31插入天线。当介质31的介电常数与真空介电常数εo之比(相对介电常数)为εr时，介质31中的波长为真空中的波长的
Figure A0210346200201
倍。由于εr为1或更大，所以介质31中的波长很短。因此，将介质31插入天线，可将天线做成更小更薄。
另外，本实施例天线配置成把一介电基片插入该天线，因而可用两面有导电箔的介电基片形成天线。
例如，介电基片经切割，用蚀刻、机加工等除去一面的导电箔，形成腔体15天顶上的导体、天顶导体13和开口16。此时，基片另一面的导电箔作为腔体底部。
再者，在腔体底部打一合适的孔形成同轴馈电部分11。在介电基片上打一孔，用于让导线突出的端部从天顶导体13伸到基片外面。该导线从同轴馈电部分11的导体伸出。天顶导体13和导线突出端通过焊接等电气连接至平板导体。
接着，将基片两面覆上通路或导体，形成腔体15的侧边导体。再用通路形成侧边导体14。
图20示出用通路形成腔体15两面和侧边导体14的状况。图20中，标号11指馈电点，12指天线元件，13指天顶导体，14指侧边导体，15指腔体，16指开口，31指介质，32指通路。
由于用加工精度进行诸如蚀刻等基片加工，因而可提高制造天线的精度，并以批量生产减小成本。
另外，由于常规天线有开口，在天线的某些设置环境中，含许多灰尘与潮气的空气从开口进入天线里面，会劣化天线特性。然而，在天线中通过填充介质31，可避免含灰尘与潮气的空气进入而造成的特性劣化。
如上所述，根据本实施例，可以制作小而薄的天线，它具有高加工精度，结构简单，天线特性很少劣化，在宽带内具有低损失特性，而在辐射特性方面，具有宽带双定向辐射图案。
此外，作为一个例子，本实施例讨论了天线用导体包围的内部完全由介质31填充的天线。本发明并不总限于如此配置的天线。天线内部可以部分存在介质31，如天线可以组合下列部件构成：部分或全部腔体15，天顶导体13，侧边导体14，或利用蚀刻或机加工除去导电箔而形成的开口16，它应用了一面有导电箔的介电基片。这样，由于含开口16的导体是用介电基片制造的，可防止含灰尘与潮气的空气进入天线内部而造成的特性劣化。
实施例4
下面讨论实施例4。
将参照图26讨论本发明的实施例4。
图26示出本发明实施例4的天线结构。图中，标号11指馈电点，12指天线元件，13指天顶导体，14指侧边导体，15指腔体，16指开口，41与42指定向控制导体。腔体15底部位于xy面，馈电点11位于腔体15表面，天线元件12接至馈电点11。侧边导体14和天顶导体13相互电气连接，侧边导体14电气连接至腔体15。定向控制导体41和42电气连接至腔体15底部，并与x轴上原点等距地定位。
作为一个例子，讨论以下结构：腔体15形成相对zy面和zx面对称的平行四边形，馈电点11位于xy面原点，天顶导体13和侧边导体14均为矩形并相对zy面和zx面对称，天线元件12由一垂直于xy面的导线构成。
本实施例天线的工作与实施例1天线基本相同。
与实施例1不同的是，可用定向控制导体41和42控制天线的方向性，即由于定向控制导体41和42控制天线的方向性，即由于定向控制导体41和42与x轴原点等距，x方向的方向性可以高于实施例1的天线，同时保持双向性。这样，本实施例天线可在垂直面上控制方向性。
例如，当天线置于某一空间，如水平方向长而高度低的狭长地带时，必须在水平方向上强烈辐射天线电波。因此，本实施例天线适用于水平方向长而高度低的狭长空间。
如上所述，定向控制导体41和42置成相对于zy面或zx面对称，因而可增强z方向的方向性并保持双定向辐射图案。
另外，本实施例描述了置于x轴的定向控制导体41和42。本发明并不限于上述结构。当定向控制导体41和42移至y方向时，天线方向性就相应地指向偏移的方向。因此，当天线置于某一位置使之固定时，能容易地调整该天线，只要调整定向控制导体41和42的位置，就可实现最适宜的方向性。
在此情况下，为了支承定向控制导体41和42，可在腔体15底部事先设置多个孔或引导部件。当天线置于该位置时，只要把定向控制导体41和42插入孔内或支承件里，就能控制天线的方向性。这样，通过使用定向控制导体41和42，天线的方向性就便于在安装时而不是在制造时予在调整。
再者，本实施例描述了定向控制导体41和42为图26的垂直导体。本发明并不限于上述结构。定向控制导体41和42可以与腔体15成水平或对角，另外，定向控制导体41和42可以不接至腔体15。此外，定向控制导体41和42可以不形成为图26的条形，而形成圆形等任何形状。
还有，本实施例在图26中设置了两个定向控制导体41和42，也可设置任意数量的导体，如4个或6个。
实施例5
下面讨论实施例5。将参照图27讨论本发明的实施例5。
图27示出本发明实施例5的天线结构。图中，标号11指馈电点，12指天线元件，13指天顶导体，14指侧边导体，15指腔体，16指开口。腔体15底部位于xy面，馈电点11位于腔体15表面，天线元件12接至馈电点11。侧边导体14和天顶导体13相互电气连接，电容器43和44插在侧边导体14与腔体15之间。
作为一个例子，将讨论下述结构：腔体15形成相对zy面和zx面对称的平行四边形，馈电点11位于xy面的原点，天顶导体13和侧边导体14为矩形并相对zy面和zx面对称，天线元件12由一垂直于xy面的导体构成。
本实施例天线的工作与实施例1天线基本相同。
与实施例1不同的是，通过在侧边导体14与腔体15之间插入电容器43和44，减小了腔体15底部到天顶导体13的高度。这样，利用电容器43和44，当天线太高时，可减小天线的高度，等。
再者，图28示出用线圈45和46来代替图27天线的电容器43和44。当天线高度太低时，可用线圈45和46增大天线的高度，等。
此外，作为一个例子，本实施例讨论了相对zy面和zx面对称的天线。本发明并不总限于如此配置的天线，如为获得期望的辐射方向性或输入阻抗特性，结构上可以只相对zy面对称或可以不相对zy面和zx面对称。另外，只是开口16可以相对zy面或者相对zy面和zx面对称。而且，只有腔体15可以相对于zy面或者相对zy面和zx面对称。另外，只有天顶导体13可以相对zy面或者相对zy面和zx面对称。此外，只有侧边导体14可以相对zy面或者相对zy面和zx面对称。还有，也可作上述的组合。这种结构可制作辐射方向性最适合辐射空间的天线。
此外，作为一个例子，本实施例讨论了有单一开口16的天线。本发明并不总限于如此配置的天线，如为获得期望的辐射方向性或输入阻抗特性，可设置两个或多个开口16。
再者，作为一个例子，本实施例讨论了开口16为矩形的天线。本发明并不总限于如此配置的天线，如为获得期望的辐射方向性或输入阻抗特性，开口16可形成圆形、方形、多边形、半圆形及其组合形状、环形或其它形状。当开口16形成圆形、椭圆形或曲面时，在辐射方向性方面，由于天线导体很少有拐角，减小了拐角的衍射效应，从而减小了天线无线电波的交叉极化转换损失。
另外，作为一个例子，本实施例讨论了侧边导体14和天顶导体13为字母“コ”形的天线。本发明并不总限于如此配置的天线，如侧边导体14和天顶导体13可形成U形、弓形夹或弧形。因此，在辐射方向性方面，由于天线导体很少有拐角，减小了拐角的衍射效应，由此减小了天线无线电波的交叉极化转换损失。作为一个例子，图25示出这种天线的结构。图25(A)和25(B)示出一例天顶导体13和侧边导体14为U形或弓形夹的天线，图25(C)和25(D)示出一例天顶导体13和侧边导体14为弧形或弓形夹的天线。
另外，作为一个例子，本实施例讨论了开口16置于腔体的天顶上的天线。本发明并不总限于如此配置的天线，如除了开口16置于腔体15天顶以外，开口还可置于腔体15侧面而获得期望的辐射方向性或输入阻抗特性。
而且，本实施例讨论了开口16置于腔体15一部分天顶的天线。本发明并不总限于如此配置的天线，如腔体15天顶可以完全打开并将它全部用作开口16。
再者，作为一个例子，本实施例讨论了腔体15底部为方形的天线。本发明并不总限于如此配置的天线，如为获得期望的辐射方向性或输入阻抗特性，腔体15底部可形成其它多边形、半圆形及其组合形状或其它形状。另外，腔体15底部可形成圆形、椭圆形、曲面或其它形状。因此，在辐射方向性方面，由于天线导体很少有拐角，减小于拐角的衍射效应，由此减小了天线无线电波的交叉极化转换损失。
另外，当天线置于天花板等上时，希望天线形状与天花板方形或房间形状相配，使人不注意该天线。然而，当天线形成矩形或其它多边形时，由于天花板区和房形不变，设置天线的方向受限制。因此，在腔体15为圆形底部尤其在天线为圆形底部的情况下，当天线置于天花板上时，设置天线可以不考虑方形天花板或房子形状，这是有利的。
作为一个例子，图12示出腔体15为圆柱形的结构。另外，当天线为圆形底部时，可以转动天线改变设置方向。这样，可调整天线电波的辐射方向，由此获得最适合设置天线位置的辐射特性。
而且，作为一个例子，本实施例讨论了天顶导体13为矩形的天线。本发明并不总限于如此配置的天线，如为获得期望的辐射方向性或输入阻抗特性，天顶导体13可形成其它多边形、半圆形及其组合形状、直线形或其它形状。再者，天顶导体13可形成圆形、椭圆形、曲面或其它形状。因此，在辐射方向性方面，由于天线导体很少有拐角，减小了拐角的衍射效应，由此减小了天线无线电波的交叉极化转换损失。
另外，作为一个例子，本实施例讨论了侧边导体14为矩形且宽度与天顶导体13相等的天线。本发明并不总限于如此配置的天线，如为获得期望的辐射方向性或输入阻抗特性，侧边导体14可形成其它多边形、半圆及其组合形状、直线形或其它形状。再者，侧边导体14可形成宽度比天顶导体13更小或更大。这种结构可增大阻抗调节参数，在天线阻抗与馈线阻抗之间实现满意的匹配。
再者，作为一个例子，本实施例讨论了开口16的尺寸固定的天线。本发明并不总限于如此配置的天线，如图13所示，开口16可包括改变其尺寸的开口控制器17。例如，在开口16设置滑动导电板等的装置，以随意改变开口16的尺寸并改变天线的辐射方向性，实现期望的辐射方向性。
另外，作为一个例子，本实施例讨论了天顶导体13的尺寸固定的天线。本发明并不总限于如此配置的天线，如图14所示，天顶导体13可包括改变天顶导体13尺寸的天顶导体控制器18和19。例如，在天顶导体13上设置滑动导电板等的装置，以随意改变平板导体13的尺寸并改变天线辐射方向性，由此实现期望的阻抗特性和辐射方向性。
此外，本实施例中，天线元件12由一直线导体构成。天线元件12可包含其它天线元件，如天线元件12可以是由螺旋导体组成的螺线天线元件，因而天线元件12可以是小的低型面，实现低型面的小天线。另外，如图15所示，天线元件12可利用部分天顶导体13和空隙在电气上断开，因而可改变阻抗，调节谐振频率。
再者，本实施例天线可排成阵列而形成融合的阵列天线和自适应天线阵，这样可进一步控制辐射的天线电波的方向性。
此外，本实施例的腔体15是本发明的导电外壳的一个例子。本实施例的侧边导体14和天顶导体13是本发明的内导体的例子。本实施例的天线元件12是本发明的馈电元件。本实施例中天线元件12与天顶导体13的接合点是本发明的馈电点的一个例子。当本实施例在天线元件12与天顶导体13之间有空隙时，本实施例的天顶导体控制器18和19是本发明的天顶导体调节装置的实例，而本实施例的开口控制器17是本发明的一例开口控制装置。
如上所述，根据本实施例，由于被侧边导体14和天顶导体13包围的天线元件12位于腔体15里面，能在简单的结构实现宽带损失低且具有双定向辐射图案的天线。
如上所述。本发明能提供小型尤其是其上边小的天线，可在宽带内获得双定向辐射图案。

Claims (24)

1.一种天线，其特征在于包括：
盒式导电外壳，上部具有至少单个开口，
藏于所述外壳里的内导体，位于底部，形状像字母“コ”(这是日本字母katakana之一)、字母“u”、字母“U”、弓形夹或弧形，和
馈电元件，藏在所述导电外壳里并接至所述导电外壳底部的馈电部，
其中除了置于所述导电外壳上的部件外，所述内导体与所述外壳不相接。
2.如权利要求1所述的天线，其特征在于所述馈电元件接至所述内导体的天顶。
3.如权利要求1所述的天线，其特征在于还包括一空隙，用于将所述馈电元件与所述内导体的馈电点在电学上断开，所述空隙位于所述馈电元件与所述内导体天顶之间。
4.如权利要求1所述的天线，其特征在于还包括至少一个或多个电气接至所述导电外壳的匹配导体。
5.如权利要求4所述的天线，其特征在于至少一个或多个所述匹配导体电气接至所述馈电元件。
6.如权利要求4所述的天线，其特征在于至少一个或多个所述匹配导体电气接至所述内导体。
7.如权利要求1所述的天线，其特征在于包含所述馈电元件的空间完全或部分填充有介质，所述空间被所述导电外壳包围。
8.如权利要求7所述的天线，其特征在于所述介质是一块介电基片，
所述导电外壳包括附于所述介电基片上的金属箔图案和/或所述介电基片上的通道，
所述内导体的天顶包括附在所述介电基片上的所述金属箔图案，和
所述内导体的侧面包含所述介电基片上的所述通道。
9.如权利要求1所述的天线，其特征在于还包括调节所述开口尺度的开口控制装置。
10.如权利要求1所述的天线，其特征在于还包括调节所述内导体天顶尺度的天顶导体调节装置。
11.如权利要求1所述的天线，其特征在于所述导电外壳的底部为圆形。
12.如权利要求1所述的天线，其特征在于所述导电外壳的底部为平行四边形。
13.如权利要求1所述的天线，其特征在于当所述内导体形状像字母“コ”(这是日本字母katakana之一)时，所述内导体天顶沿平行于从接触所述导电外壳的一部分至另一部分方向的方向的长度短于特性优于预定特性的某频带内最高频率的波长。
14.如权利要求1所述的天线，其特征在于当使用原点位于所述导电外壳中心的直角坐标时，x与y轴位于所述导电外壳的底部，而且z轴与所述底部相交，所述导电外壳相对于所述直角坐标的zx面和zy面对称，和
所述馈电部分位于所述直角坐标的y轴上。
15.如权利要求14所述的天线，其特征在于所述内导体的中心位于所述原点。
16.如权利要求14所述的天线，其特征在于所述内导体相对于所述zx面和zy面对称。
17.如权利要求14～16之一所述的天线，其特征在于所述x轴沿辐射电磁波的方向。
18.如权利要求1所述的天线，其特征在于还包括至少一个或多个定向控制导体。
19.如权利要求18所述的天线，当使用原点位于所述导电外壳中心的直角坐标时，x轴与y轴位于所述导电外壳底部，而且z轴与所述底部相位，将所述定向控制导体置成相对于所述直角坐标的zy面对称。
20.如权利要求19所述的天线，其特征在于将所述定向控制导体置成相对于所述直角坐标的zx面对称。
21.如权利要求18～20之一所述的天线，其特征在于将至少一个所述定向控制导体接至所述导电外壳。
22.如权利要求1所述的天线，其特征在于所述内导体的谐振频率、所述导电外壳在与所述内导体平行而与所述导电外壳底部垂直的表面上的谐振频率以及所述导电外壳在与所述内导体和所述导电外壳底部垂直的表面上的谐振频率彼此互不相同。
23.如权利要求1所述的天线，其特征在于所述内导体经电容器接至所述导电外壳。
24.如权利要求1所述的天线，其特征在于所述内导体经线圈接至所述导电外壳。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102683834A (zh) * 2011-03-09 2012-09-19 株式会社村田制作所 水平方向辐射天线
CN109586013A (zh) * 2018-12-28 2019-04-05 浙江中烟工业有限责任公司 一种波束赋形的叉车共形阅读器天线及采用该天线的叉车
CN111788737A (zh) * 2017-11-10 2020-10-16 雷神公司 毫米波传输线架构

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6850205B2 (en) * 2002-07-31 2005-02-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Waveguide antenna apparatus provided with rectangular waveguide and array antenna apparatus employing the waveguide antenna apparatus
TWM249231U (en) 2003-09-30 2004-11-01 Accton Technology Corp Antenna reflection structure
US7164933B1 (en) 2004-03-02 2007-01-16 Motion Computing, Inc. Apparatus and method for reducing the electromagnetic interference between two or more antennas coupled to a wireless communication device
US7369879B1 (en) * 2004-03-02 2008-05-06 Motion Computing, Inc. System for reducing the electromagnetic interference between two or more antennas coupled to a wireless communication device
EP1628361A1 (en) 2004-08-16 2006-02-22 Accton Technology Corporation Antenna reflector structure
US8081114B2 (en) * 2007-04-23 2011-12-20 Alcatel Lucent Strip-array antenna
US20090153412A1 (en) * 2007-12-18 2009-06-18 Bing Chiang Antenna slot windows for electronic device
DE102007062051A1 (de) * 2007-12-21 2009-06-25 Siemens Home And Office Communication Devices Gmbh & Co. Kg Antennenvorrichtung für funkbasierte elektronische Geräte
CN101990725B (zh) * 2008-02-04 2014-08-20 Agc汽车美洲研发公司 多元件空腔耦合天线
US8174452B2 (en) * 2008-09-25 2012-05-08 Apple Inc. Cavity antenna for wireless electronic devices
US8125394B2 (en) * 2009-01-20 2012-02-28 Apple Inc. Electronic device antenna with quartered rectangular cavity
US8102321B2 (en) * 2009-03-10 2012-01-24 Apple Inc. Cavity antenna for an electronic device
US8872702B2 (en) * 2010-04-23 2014-10-28 Psion Inc. Tuneable PCB antenna
JP2012231266A (ja) * 2011-04-25 2012-11-22 Fujitsu Component Ltd アンテナ装置
US9083073B2 (en) 2012-06-28 2015-07-14 Intel Corporation Thin chassis near field communication (NFC) antenna integration
JP5692483B1 (ja) 2013-06-14 2015-04-01 株式会社村田製作所 アンテナ装置および通信端末装置
JP6348396B2 (ja) * 2014-10-07 2018-06-27 株式会社Ｓｏｋｅｎ アンテナ装置
JP2019074402A (ja) * 2017-10-16 2019-05-16 株式会社東芝 電波到来方向推定装置、アレーアンテナ装置および電波到来方向推定方法
DE102018117364A1 (de) * 2018-07-18 2020-01-23 Infineon Technologies Ag Verfahren und Vorrichtung zum Trimmen einer auf einem Träger aufgebrachten Antenne, Verfahren zum Herstellen einer Trägerstruktur, Trägerstruktur und Chipkarte
KR102718666B1 (ko) * 2018-12-28 2024-10-18 삼성전자주식회사 준등방성 안테나
US10770781B1 (en) * 2019-02-26 2020-09-08 Microsoft Technology Licensing, Llc Resonant cavity and plate hybrid antenna
EP3993157A4 (en) * 2019-06-25 2023-06-28 Kyocera Corporation Antenna, wireless communication module, and wireless communication device
CN115566420B (zh) * 2022-09-15 2023-09-29 东莞理工学院 一种全向圆极化的倒f天线
WO2024132141A1 (en) * 2022-12-22 2024-06-27 Huawei Technologies Co., Ltd. Antenna, antenna arrangement, and antenna device

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2431124A (en) * 1946-02-20 1947-11-18 Electronics Res Inc Antenna
US3534376A (en) * 1968-01-30 1970-10-13 Webb James E High impact antenna
US4086598A (en) * 1976-12-02 1978-04-25 Bogner Richard D Broadband omnidirectional slot antenna with an electrical strap connector
DK168780B1 (da) * 1992-04-15 1994-06-06 Celwave R F A S Antennesystem samt fremgangsmåde til fremstilling heraf
US5457470A (en) * 1993-07-30 1995-10-10 Harada Kogyo Kabushiki Kaisha M-type antenna for vehicles
JPH09260925A (ja) 1996-03-19 1997-10-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd アンテナ装置
JPH10312112A (ja) 1997-05-13 1998-11-24 Ricoh Co Ltd 湿式画像形成装置
US6320542B1 (en) 1998-09-22 2001-11-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Patch antenna apparatus with improved projection area
JP4463368B2 (ja) 1999-03-02 2010-05-19 パナソニック株式会社 モノポールアンテナ
US6906677B2 (en) 2000-05-26 2005-06-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Antenna, antenna device, and radio equipment

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102683834A (zh) * 2011-03-09 2012-09-19 株式会社村田制作所 水平方向辐射天线
US9172142B2 (en) 2011-03-09 2015-10-27 Murata Manufacturing Co., Ltd. Horizontal radiation antenna
CN111788737A (zh) * 2017-11-10 2020-10-16 雷神公司 毫米波传输线架构
CN109586013A (zh) * 2018-12-28 2019-04-05 浙江中烟工业有限责任公司 一种波束赋形的叉车共形阅读器天线及采用该天线的叉车
CN109586013B (zh) * 2018-12-28 2021-02-09 浙江中烟工业有限责任公司 一种波束赋形的叉车共形阅读器天线及采用该天线的叉车

Also Published As

Publication number Publication date
US20020135522A1 (en) 2002-09-26
EP1227538A1 (en) 2002-07-31
US6680712B2 (en) 2004-01-20
DE60200301T2 (de) 2004-08-05
DE60200301D1 (de) 2004-05-06
CN1244180C (zh) 2006-03-01
EP1227538B1 (en) 2004-03-31

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