專利名稱：天線裝置和天線系統的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用微小環(huán)形天線元件的天線裝置和使用上述天線裝 置的天線系統。
背景技術：
近年來，為了確保信息安全，不斷進行對通過無線通信系統進行 個人認證的技術的開發(fā)。具體來說，使用者持有無線通信裝置，個人 計算機、攜帶式電話和車輛等對象物也配備有無線通信裝置，始終通 過該無線通信系統進行認證。在對象物進入使用者周圍的一定范圍內 時，可以對對象物進行控制。另一方面，在對象物離開使用者周圍的 一定范圍時，則不能對對象物進行控制。為了判斷使用者周圍的一定 范圍內是否存在對象物，需要在進行無線認證通信時通過無線通信裝 置測定對象物與使用者的距離。
此外，最為簡單的距離測定方法為通過接收電場強度進行測定。 無需用于測定距離的特殊電路，利用用于無線認證的無線通信裝置就 能夠測定距離。然而，由于使用者持有無線通信裝置或認證密匙裝置， 因此所搭載的天線增益受到人體等導體的強烈影響。此外，在多路環(huán) 境下使用時會受到衰減的影響。
根據上述的理由，會產生因周圍環(huán)境引起接收電場強度急劇下降 的現象。由此，接收電場強度隨著距離增大而降低的、距離與接收電 場強度的關系被破壞，距離測定的精度大幅度下降。而且，認證通信 時所需的天線增益降低，引起通信質量下降。以往，提出有如下的避 免導體對天線的影響的方法為了在即使有導體靠近時也能夠防止天 線增益急劇下降，使用形成環(huán)形面與導體垂直的結構的微小環(huán)形天線
7元件(例如，參考專利文獻1的圖1和專利文獻2的圖2)。此外，提 出有如下的防止衰減影響的方法放射不同的偏振波成分(例如，參 照專利文獻1的圖4)。
專利文獻h日本特開2000-244219號公報 專利文獻2:日本特開2005-109609號公報 專利文獻3:日本國際公開WO2004/070879號公報
非專利文獻1:電子情報通信學會編，"7 >f f工學八 > 卜'7"
'乂夕"，pp.59-63，才一厶社，第l版，1980年10月30日発行。
發(fā)明內容
然而，在專利文獻1和2的方法中，由于天線的增益在導體靠近 天線的情況下和遠離天線的情況下發(fā)生變化，因此存在不能得到與天 線到導體的距離無關的恒定天線增益的問題。特別是在專利文獻1中， 存在下述問題即使可以避免衰減的影響，也不能夠避免因天線與導 體的距離產生的天線增益的變動。
本發(fā)明的第一目的在于解決上述問題，提供一種使用了如下的微 小環(huán)形天線元件的天線裝置，該微小環(huán)形天線元件能夠與天線裝置到 導體的距離無關地得到大致恒定的增益，并且能夠防止通信質量的下 降。
本發(fā)明的第二目的在于解決上述問題，提供一種天線系統，其包 括認證密匙用天線裝置和對象設備用天線裝置，在天線裝置與導體之 間的距離變化時認證密匙用天線裝置的天線增益變動較小，且能夠避 免衰減的影響。
第一發(fā)明的天線裝置，其包括微小環(huán)形天線元件，其具有預定 的微小長度和兩個供電點；以及平衡信號供電單元，其分別對上述微 小環(huán)形天線元件的兩個供電點提供具有預定的振幅差和預定的相位差
8的兩個平衡無線信號，其特征在于，上述微小環(huán)形天線元件包括多 個環(huán)形天線部，其具有預定的環(huán)形面，并放射與上述環(huán)形面平行的第 一偏振波成分；以及至少一根連接導體，其設于與上述環(huán)形面正交的 方向上，連接上述多個環(huán)形天線部，并放射與上述第一偏振波成分正 交的第二偏振波成分，該天線裝置包括設定單元，該設定單元在上述 天線裝置靠近導體板的情況下，通過使上述天線裝置與上述導體板的 距離變化時的、上述第一偏振波成分的天線增益的最大值與上述第二 偏振波成分的天線增益的最大值大致相同，與上述距離無關地、使上 述第一偏振波成分和上述第二偏振波成分的合成成分大致恒定。
在上述天線裝置的基礎上，具有如下特征上述設定單元對上述 振幅差和上述相位差中的至少一方進行設定，以使上述距離變化時的、 上述第一偏振波成分的天線增益的最大值與上述第二偏振波成分的天 線增益的最大值大致相同。
在上述天線裝置的基礎上，具有如下特征上述設定單元具有控 制單元，該控制單元對上述振幅差和上述相位差中的至少一方進行控 制，以使上述距離變化時的、上述第一偏振波成分的天線增益的最大 值與上述第二偏振波成分的天線增益的最大值大致相同。
在上述天線裝置的基礎上，具有如下特征上述設定單元對上述 微小環(huán)形天線元件的尺寸、上述微小環(huán)形天線元件的圈數和上述各環(huán) 形天線部的間隔中的至少一方進行設定，以使上述距離變化時的、上 述第一偏振波成分的天線增益的最大值與上述第二偏振波成分的天線 增益的最大值大致相同。
在上述天線裝置的基礎上，具有如下特征上述微小環(huán)形天線元 件包括與上述環(huán)形面平行地設置的第一環(huán)形天線部、第二環(huán)形天線部 和第三環(huán)形天線部，上述第一環(huán)形天線部包括分別巻繞半圈的第一半 環(huán)形天線部和第二半環(huán)形天線部，上述第二環(huán)形天線部包括分別巻繞半圈的第三半環(huán)形天線部和第四半環(huán)形天線部，上述第三環(huán)形天線部 巻繞一圈，并且該天線裝置包括第一連接導體部，其設于與上述環(huán) 形面正交的方向上，連接上述第一半環(huán)形天線部和上述第四半環(huán)形天 線部；第二連接導體部，其設于與上述環(huán)形面正交的方向上，連接上 述第二半環(huán)形天線部和上述第三半環(huán)形天線部；第三連接導體部，其 設于與上述環(huán)形面正交的方向上，連接上述第三環(huán)形天線部和上述第 四半環(huán)形天線部；以及第四連接導體部，其設于與上述環(huán)形面正交的 方向上，連接上述第三環(huán)形天線部和上述第三半環(huán)形天線部，將上述 第一半環(huán)形天線部的一端和上述第二半環(huán)形天線部的一端作為兩個供 電點。
在上述天線裝置的基礎上，具有如下特征上述微小環(huán)形天線元 件包括與上述環(huán)形面平行地設置的第一環(huán)形天線部、第二環(huán)形天線部 和第三環(huán)形天線部，上述第一環(huán)形天線部包括分別巻繞半圈的第一半 環(huán)形天線部和第二半環(huán)形天線部，上述第二環(huán)形天線部包括分別巻繞 半圈的第三半環(huán)形天線部和第四半環(huán)形天線部，上述第三環(huán)形天線部 巻繞一圈，并且該天線裝置包括第一連接導體部，其設于與上述環(huán) 形面正交的方向上，連接上述第一半環(huán)形天線部和上述第三半環(huán)形天 線部；第二連接導體部，其設于與上述環(huán)形面正交的方向上，連接上 述第三半環(huán)形天線部和上述第三環(huán)形天線部；第三連接導體部，其設 于與上述環(huán)形面正交的方向上，連接上述第二半環(huán)形天線部和上述第 四半環(huán)形天線部；以及第四連接導體部，其設于與上述環(huán)形面正交的
方向上，連接上述第四半環(huán)形天線部和上述第三環(huán)形天線部，將上述 第一半環(huán)形天線部的一端和上述第二半環(huán)形天線部的一端作為兩個供電點。
在上述天線裝置的基礎上，具有如下特征上述微小環(huán)形天線元 件包括與上述環(huán)形面平行地設置的第一環(huán)形天線部、第二環(huán)形天線部 和第三環(huán)形天線部，上述第一環(huán)形天線部包括分別巻繞半圈的第一半 環(huán)形天線部和第二半環(huán)形天線部，上述第二環(huán)形天線部包括分別巻繞半圈的第三半環(huán)形天線部和第四半環(huán)形天線部，上述第三環(huán)形天線部 包括分別巻繞半圈的第五半環(huán)形天線部和第六半環(huán)形天線部，并且該 天線裝置包括第一連接導體部，其設于與上述環(huán)形面正交的方向上， 連接上述第一半環(huán)形天線部和上述第三半環(huán)形天線部；第二連接導體 部，其設于與上述環(huán)形面正交的方向上，連接上述第三半環(huán)形天線部
和上述第五半環(huán)形天線部；第三連接導體部，其設于與上述環(huán)形面正 交的方向上，連接上述第二半環(huán)形天線部和上述第四半環(huán)形天線部； 第四連接導體部，其設于與上述環(huán)形面正交的方向上，連接上述第四 半環(huán)形天線部和上述第六半環(huán)形天線部；第五連接導體部，其設于與 上述環(huán)形面正交的方向上，與上述第五半環(huán)形天線部連接；以及第六 連接導體部，其設于與上述環(huán)形面正交的方向上，與上述第六半環(huán)形 天線部連接，由上述第一半環(huán)形天線部、第三半環(huán)形天線部、第五半 環(huán)形天線部和上述第五連接導體部構成第一環(huán)形天線，由上述第二半 環(huán)形天線部、第四半環(huán)形天線部、第六半環(huán)形天線部和上述第六連接 導體部構成第二環(huán)形天線，將上述第一半環(huán)形天線部的一端和上述第 五連接導體部的一端作為上述第一環(huán)形天線的兩個供電點，將上述第 二半環(huán)形天線部的一端和上述第六連接導體部的一端作為上述第二環(huán) 形天線的兩個供電點，并且該天線裝置包括取代上述平衡信號供電單 元的不平衡信號供電單元，上述不平衡信號供電單元分別對上述第一 環(huán)形天線和第二環(huán)形天線提供具有預定的振幅差和預定的相位差的兩 個不平衡無線信號。
第二發(fā)明的天線裝置，其特征在于，該天線裝置設置成使上述 微小環(huán)形天線元件的環(huán)形面與和上述微小環(huán)形天線元件具有相同結構 的其他微小環(huán)形天線元件的環(huán)形面相互正交。
在上述天線裝置的基礎上，具有如下特征該天線裝置還包括開 關單元，該開關單元將上述兩個平衡無線信號選擇性地提供給上述微 小環(huán)形天線元件和上述其他微小環(huán)形天線元件中的任意一方。在上述天線裝置的基礎上，具有如下特征上述平衡信號供電單 元在將不平衡無線信號以90度的相位差分配成兩個不平衡無線信號 后，將分配后的其中一個不平衡無線信號轉換成兩個平衡無線信號并 提供給上述微小環(huán)形天線元件，并且將分配后的另一個不平衡無線信 號提供給上述其他微小環(huán)形天線元件，從而放射圓偏振波的無線信號。
在上述天線裝置的基礎上，具有如下特征上述平衡信號供電單 元將不平衡無線信號轉換成同相或者反相的兩個不平衡無線信號，將 轉換后的其中一個不平衡無線信號轉換成兩個平衡無線信號并提供給 上述微小環(huán)形天線元件，并且將轉換后的另一個不平衡無線信號轉換 成其他兩個平衡無線信號并提供給上述其他微小環(huán)形天線元件。
在上述天線裝置的基礎上，具有如下特征上述平衡信號供電單 元將不平衡無線信號轉換成具有+90度相位差或者-90度相位差的兩個 不平衡無線信號，將轉換后的其中一個不平衡無線信號轉換成兩個平 衡無線信號并提供給上述微小環(huán)形天線元件，并且將轉換后的另一個 不平衡無線信號轉換成其他兩個平衡無線信號并提供給上述其他微小 環(huán)形天線元件。
第三發(fā)明的天線系統，其包括具有上述天線裝置的認證密匙用 天線裝置；以及與上述認證密匙用天線裝置之間進行無線通信的對象 設備用天線裝置，該天線系統的特征在于，上述對象設備用天線裝置 包括具有相互正交的偏振波的兩個天線元件；以及開關單元，其選 擇上述兩個天線元件中的一個天線元件并與無線信號收發(fā)電路連接。
因此，根據本發(fā)明，能夠實現如下的天線裝置能夠與天線裝置 和導體板之間的距離無關地、得到大致恒定的增益，且能夠防止通信 質量的下降。而且，能夠實現如下的天線裝置例如，在進行認證通 信時，在抑制由上述微小環(huán)形天線元件放射的偏振波成分的天線增益 降低的同時，提高由上述連接導體放射的偏振波成分的天線增益，從而得到比現有技術更高的通信質量。進而，即使在垂直偏振波、水平 偏振波兩者中的一個偏振波大幅度衰減時，也能夠得到偏振分集
(diversity)的效果。
此外，根據本發(fā)明，能夠實現如下的天線系統其包括認證密匙 用天線裝置和對象設備用天線裝置，并且因天線系統與導體之間的距 離引起的認證密匙的天線增益的變動較小，且能夠避免衰減的影響。
圖1是示出本發(fā)明的第一實施方式的、具有微小環(huán)形天線元件105 的天線裝置的結構的立體圖。
圖2 (a)是示出第一實施方式的第一變形例的微小環(huán)形天線元件 105A的結構的立體圖，圖2 (b)是示出第一實施方式的第二變形例的 微小環(huán)形天線元件105B的結構的立體圖。
圖3是示出圖1的供電電路103的結構的方框圖。
圖4 (a)是示出作為圖3的供電電路103的第一變形例的供電電 路103A的結構的方框圖，圖4 (b)是示出作為圖3的供電電路103 的第二變形例的供電電路103B的結構的方框圖，圖4 (c)是示出作為 圖3的供電電路103的第三變形例的供電電路103C的結構的方框圖。
圖5 (a)是示出圖1的微小環(huán)形天線元件105靠近導體板106時 的距離D的主視圖，圖5 (b)是示出與距離D對應的、在與朝向導體 板106的方向相反的方向上的微小環(huán)形天線元件105的天線增益的圖 表。
圖6 (a)是示出圖1的線狀天線元件160靠近導體板106時的距 離D的主視圖，圖6(b)是示出與距離D對應的、在與朝向導體板106 的方向相反的方向上的線狀天線元件160的天線增益的圖表。
圖7是示出圖1的天線裝置靠近導體板106時的兩者的位置關系 和距離D的立體圖。
圖8 (a)是示出圖1的微小環(huán)形天線元件105的垂直偏振波成分 的天線增益的最大值比水平偏振波成分的天線增益的最大值更大時的、與距離D對應的、與從天線裝置朝向導體板106的方向相反的方 向上的合成天線增益的圖表，圖8 (b)是示出圖1的微小環(huán)形天線元
件105的垂直偏振波成分的天線增益的最大值比水平偏振波成分的天 線增益的最大值更小時的、與距離D對應的、與從天線裝置朝向導體 板106的方向相反的方向上的合成天線增益的圖表，圖8 (c)是示出 圖1的微小環(huán)形天線元件105的垂直偏振波成分的天線增益的最大值 與水平偏振波成分的天線增益的最大值大致相等時的、與距離D對應 的、與從天線裝置朝向導體板106的方向相反的方向上的合成天線增 益的圖表。
圖9是示出與提供給圖1的微小環(huán)形天線元件105的兩個無線信 號的相位差對應的XY平面的平均天線增益的圖表。
圖10是示出本發(fā)明的第二實施方式的、具有微小環(huán)形天線元件 105、 205的天線裝置的結構的立體圖。
圖11是示出圖10的天線裝置靠近導體板106時的兩者的位置關 系和距離D的立體圖。
圖12 (a)是示出向圖10的微小環(huán)形天線元件105提供無線信號 時，垂直偏振波成分的天線增益的最大值與水平偏振波成分的天線增 益的最大值大致相等時的、與距離D對應的、與從天線裝置朝向導體 板106的方向相反的方向上的合成天線增益的圖表，圖12 (b)是示出 向圖10的微小環(huán)形天線元件205提供無線信號時，垂直偏振波成分的 天線增益的最大值與水平偏振波成分的天線增益的最大值大致相等時 的、與距離D對應的、與從天線裝置朝向導體板106的方向相反的方 向上的合成天線增益的圖表。
圖13是示出本發(fā)明的第三實施方式的、具有微小環(huán)形天線元件 105、 205的天線裝置的結構的立體圖。
圖14是示出本發(fā)明的第四實施方式的、具有微小環(huán)形天線元件 105的天線裝置的結構的立體圖。
圖15是示出圖14的供電電路103D的結構的方框圖。
圖16 (a)是示出作為圖15的供電電路103D的第一變形例的供 電電路103E的結構的方框圖，圖16 (b)是示出作為圖15的供電電路
14103D的第二變形例的供電電路103F的結構的方框圖，圖16 (c)是示 出作為圖15的供電電路103D的第三變形例的供電電路103G的結構的
方框圖。
圖17是示出作為圖15、圖16 (a)、圖16 (b)和圖16 (c)的 可變移相器1033、 1033A、 1033B的第一實施例的可變移相器1033-1 的詳細結構的電路圖。
圖18是示出作為圖15、圖16 (a)、圖16 (b)和圖16 (c)的 可變移相器1033、 1033A、 1033B的第二實施例的可變移相器1033-2 的詳細結構的電路圖。
圖19是示出本發(fā)明的第五實施方式的、具有微小環(huán)形天線元件 105、 205的天線裝置的結構的立體圖。
圖20是示出本發(fā)明的第六實施方式的、具有微小環(huán)形天線元件 105、 205的天線裝置的結構的立體圖。
圖21是示出用于本發(fā)明的第七實施方式的具有微小環(huán)形天線元 件105的天線裝置(除了圖1的供電電路103以外，與圖1的天線裝 置具有相同的結構)中的、供電電路103H的結構的方框圖。
圖22 (a)是示出作為圖21的供電電路103H的第一變形例的供 電電路1031的結構的方框圖，圖22 (b)是示出作為圖21的供電電路 103H的第二變形例的供電電路103J的結構的方框圖，圖22 (c)是示 出作為圖21的供電電路103H的第三變形例的供電電路103K的結構的 方框圖。
圖23是示出在第七實施方式的天線裝置中，與供電電路103H的 衰減器1071的衰減量對應的、XY平面的平均天線增益的圖表。
圖24是示出本發(fā)明的第八實施方式的、作為圖21的變形例的供 電電路103L的結構的方框圖。
圖25 (a)是示出作為圖24的供電電路103L的第一變形例的供 電電路103M的結構的方框圖，圖25 (b)是示出作為圖24的供電電 路103L的第二變形例的供電電路103N的結構的方框圖，圖25 (c) 是示出作為圖24的供電電路103L的第三變形例的供電電路103O的結 構的方框圖。
15圖26是示出作為圖24、圖25 (a)、圖25 (b)和圖25 (c)的 可變衰減器1074的第一實施例的可變衰減器1074-1的詳細結構的電路 圖。
圖27是示出作為圖24、圖25 (a)、圖25 (b)和圖25 (c)的 可變衰減器1074的第二實施例的可變衰減器1074-2的詳細結構的電路 圖。
圖28是示出本發(fā)明的第九實施方式的、具有微小環(huán)形天線元件 105的天線裝置的結構的立體圖。
圖29是示出圖28的平衡不平衡轉換電路103P的結構的電路圖。
圖30 (a)是示出在圖29的平衡不平衡轉換電路103P中，流過 平衡端子T2的無線信號與流過平衡端子T3的無線信號之間的振幅差 Ad的頻率特性的圖表，圖30 (b)是示出在圖29的平衡不平衡轉換電 路103P中，流過平衡端子T2的無線信號與流過平衡端子T3的無線信 號之間的相位差Pd的頻率特性的圖表。
圖31是示出與向圖28的微小環(huán)形天線元件105提供的兩個無線 信號的振幅差Ad對應的XY平面的平均天線增益的圖表。
圖32 (a)至(j)是示出提供給圖28的微小環(huán)形天線元件105的 兩個無線信號的振幅差Ad從-10dB變化到-ldB時的、XY平面的水平 偏振波成分的放射圖案的圖。
圖33 (a)至(k)是示出提供給圖28的微小環(huán)形天線元件105 的兩個無線信號的振幅差Ad從OdB變化到10dB時的、XY平面的水 平偏振波成分的放射圖案的圖。
圖34 (a)至(j)是示出提供給圖28的微小環(huán)形天線元件105的 兩個無線信號的振幅差Ad從-10dB變化到-ldB時的、XY平面的垂直 偏振波成分的放射圖案的圖。
圖35 (a)至(k)是示出提供給圖28的微小環(huán)形天線元件105 的兩個無線信號的振幅差Ad從OdB變化到10dB時的、XY平面的垂 直偏振波成分的放射圖案的圖。
圖36是示出本發(fā)明的第十實施方式的、具有微小環(huán)形天線元件 105、 205的天線裝置的結構的立體圖。圖37 (a)是示出圖36的變形例的偏振波切換電路208A的結構 的電路圖，圖37 (b)是示出作為上述偏振波切換電路208A的變形例 的偏振波切換電路Aa的電路圖。
圖38是示出圖36的天線裝置靠近導體板106時兩者的位置關系 和距離D的立體圖。
圖39 (a)是示出向圖36的微小環(huán)形天線元件105提供了無線信 號時，垂直偏振波成分的天線增益的最大值與水平偏振波成分的天線 增益的最大值大致相等時的、與距離D對應的、與從天線裝置朝向導 體板106的方向相反的方向上的合成天線增益的圖表，圖39 (b)是示 出向圖36的微小環(huán)形天線元件205提供了無線信號時，垂直偏振波成 分的天線增益的最大值與水平偏振波成分的天線增益的最大值大致相 等時的、與距離D對應的、與從天線裝置朝向導體板106的方向相反 的方向上的合成天線增益的圖表。
圖40是示出本發(fā)明的第十一實施方式的、具有微小環(huán)形天線元件 105的天線裝置的結構的立體圖。
圖41是示出圖40的微小環(huán)形天線元件105A的電流方向的立體圖。
圖42是示出圖40的天線裝置靠近導體板106時兩者的位置關系 和距離D的立體圖。
圖43(a)是示出與圖40的連接導體105da、 105db的長度對應的、 微小環(huán)形天線元件105A的XY平面的水平偏振波成分的平均天線增益 的圖表，圖43(b)是示出與圖40的連接導體105da、 105db的長度對 應的、微小環(huán)形天線元件105A的XY平面的垂直偏振波成分的平均天 線增益的圖表。
圖44 (a)是示出與圖40的連接導體105da、 105db間的距離對應 的、微小環(huán)形天線元件105A的XY平面的水平偏振波成分的平均天線 增益的圖表，圖44 (b)是示出與圖40的連接導體105da、 105db間的 距離對應的、微小環(huán)形天線元件105A的XY平面的垂直偏振波成分的 平均天線增益的圖表。
圖45是示出本發(fā)明的第十二實施方式的、具有微小環(huán)形天線元件
17105A、 205A的天線裝置的結構的立體圖。
圖46是示出圖45的天線裝置靠近導體板106時兩者的位置關系 和距離D的立體圖。
圖47是示出本發(fā)明的第十三實施方式的、具有微小環(huán)形天線元件 105A、 205A的天線裝置的結構的立體圖。
圖48是示出本發(fā)明的第十四實施方式的、具有微小環(huán)形天線元件 105B的天線裝置的結構的立體圖。
圖49是示出圖48的微小環(huán)形天線元件105B的電流方向的立體圖。
圖50是示出圖48的天線裝置靠近導體板106時兩者的位置關系 和距離D的立體圖。
圖51是示出本發(fā)明的第十五實施方式的、具有微小環(huán)形天線元件 105B、 205B的天線裝置的結構的立體圖。
圖52是示出圖51的天線裝置靠近導體板106時兩者的位置關系 和距離D的立體圖。
圖53是示出本發(fā)明的第十六實施方式的、具有微小環(huán)形天線元件 105B、 205B的天線裝置的結構的立體屈。
圖54是示出本發(fā)明的第十七實施方式的、包括認證密匙用天線裝 置100和對象設備用天線裝置300的天線系統的結構的立體圖和方框 圖。
圖55 (a)是示出在圖54的天線系統中，微小環(huán)形天線元件105 的垂直偏振波成分的天線增益的最大值與水平偏振波成分的天線增益 的最大值大致相等時的、與認證密匙用天線裝置100和導體板106之 間的距離D對應的、在與從認證密匙用天線裝置100朝向導體板106 的方向相反的方向上的合成天線增益的圖表，圖55 (b)是示出在圖 54的天線系統中，微小環(huán)形天線元件105的垂直偏振波成分的天線增 益的最大值比水平偏振波成分的天線增益的最大值更大時的、與認證 密匙用天線裝置100和導體板106之間的距離D對應的、在與從認證 密匙用天線裝置100朝向導體板106的方向相反的方向上的合成天線 增益的圖表。
18圖56是示出本發(fā)明的第十八實施方式的、具有微小環(huán)形天線元件 105C的天線裝置的結構的立體圖。
圖57是示出圖56的天線裝置靠近導體板106時兩者的位置關系 和距離D的立體圖。
圖58是示出對圖56的右?guī)喞@微小環(huán)形天線元件105Ca和左巻繞 微小環(huán)形天線元件105Cb以同相進行無線信號的不平衡供電時的微小 環(huán)形天線元件105C的電流方向的立體圖。
圖59是示出對圖56的右?guī)喞@微小環(huán)形天線元件105Ca和左巻繞 微小環(huán)形天線元件105Cb以反相進行無線信號的不平衡供電時的微小 環(huán)形天線元件105C的電流方向的立體圖。
圖60是示出與向圖56的右?guī)喞@微小環(huán)形天線元件105Ca和左巻 繞微小環(huán)形天線元件105Cb施加的兩個無線信號的相位差對應的水平 偏振波成分和垂直偏振波成分的XY平面的平均天線增益的圖表。
圖61是示出本發(fā)明的第十九實施方式的、具有微小環(huán)形天線元件 105C、 205C的天線裝置的結構的立體圖。
圖62 (a)是示出在圖61的天線系統中，在向微小環(huán)形天線元件 105C的右?guī)喞@微小環(huán)形天線元件105Ca和左巻繞微小環(huán)形天線元件 105Cb提供了無線信號時，微小環(huán)形天線元件105C的垂直偏振波成分 的天線增益的最大值與水平偏振波成分的天線增益的最大值大致相等 時的、與天線裝置和導體板106之間的距離D對應的、在與從天線裝 置朝向導體板106的方向相反的方向上的合成天線增益的圖表，圖66 (b)是示出在圖61的天線系統中，在向微小環(huán)形天線元件205C的右 巻繞微小環(huán)形天線元件205Ca和左巻繞微小環(huán)形天線元件205Cb提供 了無線信號時，微小環(huán)形天線元件205C的垂直偏振波成分的天線增益 的最大值與水平偏振波成分的天線增益的最大值大致相等時的、與天 線裝置和導體板106之間的距離D對應的、在與從天線裝置朝向導體 板106的方向相反的方向上的合成天線增益的圖表。
圖63是示出在本實施方式的實施例1中，對與環(huán)形間隔對應的放 射變化的模擬以及用于得到此模擬結果的微小環(huán)形天線元件105的結 構的立體圖。圖64 (a)是示出在實施例1的微小環(huán)形天線元件中，元件寬度 We和偏振波發(fā)生變化時的、與環(huán)形間隔對應的平均天線增益的圖表， 圖64 (b)是示出在實施例1的微小環(huán)形天線元件中，偏振波變化時的 與環(huán)形折返部的長度對應的平均天線增益的圖表，圖64 (c)是示出在 實施例1的微小環(huán)形天線元件中，偏振波變化時的與環(huán)形折返部的長 度對應的平均天線增益的圖表。
圖65 (a)是示出在實施例1的微小環(huán)形天線元件中，偏振波變化 時的和環(huán)形面積與環(huán)形間隔之比對應的平均天線增益的圖表，圖65(b) 是示出在實施例1的微小環(huán)形天線元件中，偏振波變化時的和環(huán)形面 積與環(huán)形間隔之比對應的平均天線增益的圖表。
圖66 (a)是示出在實施例1的微小環(huán)形天線元件中，偏振波變化 時的和環(huán)形面積與環(huán)形折返部的長度之比對應的平均天線增益的圖 表，圖66 (b)是示出在實施例1的微小環(huán)形天線元件中，偏振波變化 時的和環(huán)形面積與環(huán)形折返部的長度之比對應的平均天線增益的圖 表。
圖67 (a)是示出與本實施方式的實施例2的微小環(huán)形天線元件 105 (螺旋線圈形狀的微小環(huán)形天線元件)的圈數對應的、與水平偏振 波相關的XY平面的平均天線增益的圖表，圖67(b)是示出與本實施 方式的實施例2的微小環(huán)形天線元件105(螺旋線圈形狀的微小環(huán)形天 線元件)的圈數對應的、與垂直偏振波相關的XY平面的平均天線增益 的圖表。
圖68是示出在第一至第三實施方式的實施例3的微小環(huán)形天線元 件中，與振幅差Ad對應的平均天線增益的圖表。
圖69是示出在第一至第三實施方式的實施例3的微小環(huán)形天線元 件中，與相位差Pd對應的平均天線增益的圖表。
圖70是示出在第一至第三實施方式的實施例3的微小環(huán)形天線元 件中，與振幅差Ad和偏振波變化時的相位差Pd對應的平均天線增益 的圖表。
圖71 (a)是示出本實施方式的實施例4的、釆用第一阻抗匹配方 法的阻抗匹配電路104-1的構成的電路圖，圖71 (b)是示出圖71 (a)
20的第一阻抗匹配方法的史密斯圓圖(Smith chart)。
圖72 (a)是示出本實施方式的實施例4的、采用第二阻抗匹配方 法的阻抗匹配電路104-2的構成的電路圖，圖72 (b)是示出圖72 (a) 的第二阻抗匹配方法的史密斯圓圖(Sm池chart)。
圖73 (a)是示出本實施方式的實施例4的、采用第三阻抗匹配方 法的阻抗匹配電路104-3的構成的電路圖，圖73 (b)是示出圖73 (a) 的第三阻抗匹配方法的史密斯圓圖(Smith chart)。
圖74 (a)是示出本實施方式的實施例4的、采用第四阻抗匹配方 法的阻抗匹配電路104-4的構成的電路圖，圖74 (b)是示出圖74 (a) 的第四阻抗匹配方法的史密斯圓圖(Smith chart)。
圖75是示出本實施方式的實施例4的、圖71至圖74的平衡-不 平衡變壓器1031 (balun)的結構的電路圖。
圖76 (a)是示出在第十七實施方式的實施例5的、包括認證密匙 裝置100和具有微小環(huán)形天線元件105的對象設備用天線裝置300的 天線系統中，將兩裝置IOO、 300的各天線高度設置為大致相同時的、 與兩裝置100、 300之間的距離D對應的接收電力的電波傳播特性圖， 圖76 (b)是示出在第十七實施方式的實施例5的、包括認證密匙裝置 lOO和具有半波長偶極天線(diploe ante皿a)的對象設備用天線裝置300 的天線系統中，將兩裝置100、 300的各天線高度設置為大致相同時的、 與兩裝置100、 300之間的距離D對應的接收電力的電波傳播特性圖。
附圖標記說明
100:認證密匙用天線裝置
101:接地導體板
102:無線信號收發(fā)電路
103、 103A、 103B、 103C、 103D、 103E、 103F、 103G、 103H、 1031、 103J、 103K、 103L、 103M、 103N、 1030、 203、 203D:供電電
路
103P、 203P:平衡不平衡轉換電路 103Q、 203Q:分配器103R、 203R:振幅相位轉換器 103a:十90度移相器 103b: -90度移相器
104、 104A、 104B、 204、 204A、 204B、 104-1、 104-2、 104-3、 104-4:阻抗匹配電路
105、 105A、 105B、 105C、 205:微小環(huán)形天線元件 105a、 105b、 105c、 205a、 205b、 205c:環(huán)形天線部
105aa、 105ab、 105ba、 105bb、 105ca、 105cb、 205aa、 205ab、 205ba、 205bb、 205ca、 205cb:半環(huán)形天線部
105d、 105e、 105f、 105da、 105db、 105ea、 105eb、 161、 162、 163、 164、 165、 166、 205d、 205e、 205f、 205da、 205db、 205ea、 205eb、 261、 262、 263、 264、 265、 266:連接導體
105Ba、 105Ca、 205Ba、 205Ca:右?guī)喞@微小環(huán)形天線元件
105Bb、 105Cb、 205Bb、 205Cb:左巻繞微小環(huán)形天線元件
106:導體板
160:線狀天線元件
161a、 161b、 161c、 162a、 162b、 162c、 163a、 163b、 163c、 164a、 164b、 164c、 261a、 261b、 261c、 262a、 262b、 262c、 263a、 263b、 263c、 264a、 264b、 264c:連接導體部
151、 152、 153、 154、 251、 252、 253、 254:供電導體
208:開關
208A、 208Aa:偏振波切換電路
260:平衡-不平衡變壓器
271:可變移相器
272: 90度相位差分配器
273a:十90度移相器
273b: -90度移相器
300:對象設備用天線裝置 301:無線信號收發(fā)電路 302:天線開關303:水平偏振波天線元件
304:垂直偏振波天線元件
1031:平衡-不平衡變壓器
1031A:不均等分配器
1031B:分配器可變型不均等分配器
1032、 1032A、 1032B:移相器
1033、 1033A、 1033B、 1033-1、 1033-2:可變移相器
1071:衰減器
1072:放大器
1073: 180度移相器
1074、 1074-1、 1074-2:可變衰減器
1075:可變放大器
1076: 180度移相器
ATI至AT (N+l) ， ATal至ATa (N+l):衰減器
PSl至PS (N+l) ， PSal至PSa (N+l):移相器
Ql、 Q2、 Q3、 Q4:供電點
SW1、 SW2、 SWll、 SW21、 SW22:開關
Tl、 T2、 T3、 T21、 T22、 T31、 T32:端子
T4:控制信號端子
Til:不平衡端子
T12、 T13:平衡端子
具體實施例方式
下面，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。另外，對相同的 構成元件標以相同的附圖標記。
第一實施方式
圖1是示出本發(fā)明的第一實施方式的、具有微小環(huán)形天線元件105 的天線裝置的結構的立體圖。在圖1和圖1以后的各個圖中，將各方 向以XYZ的三維坐標系表示。其中，接地導體板101的長邊方向與Z軸方向平行，其寬度方向與X軸方向平行，與接地導體板101的表面 垂直的方向為Y軸方向。此外，在圖1和圖1以后的各個圖中，水平 偏振波成分的方向或者天線增益以H表示，垂直偏振波成分的方向或
者天線增益以v表示。另外，st表示包括發(fā)送無線信號和接收無線信
號的不平衡收發(fā)信號。
在圖1中，無線信號收發(fā)電路102設置于接地導體板101上，在 產生不平衡發(fā)送無線信號后，經由供電電路103和阻抗匹配電路104 提供給微小環(huán)形天線元件105，由此發(fā)送該發(fā)送無線信號，另一方面， 將由微小環(huán)形天線元件105接收到的接收無線信號經由阻抗匹配電路 104和供電電路103作為不平衡接收無線信號輸入后，進行頻率轉換處 理和解調處理等預定的接收處理。另外，無線信號收發(fā)電路102也可 以具有發(fā)送電路和接收電路中的至少一方。此外，接地導體板101可 以是形成于介電體電路板或者半導體電路板的背面的接地導體。
供電電路103設于接地導體板101上，將從無線信號收發(fā)電路102 輸入的不平衡無線信號轉換成具有相位差的兩個平衡無線信號并輸出 到阻抗匹配電路104，并進行與其相反的信號處理。此外，阻抗匹配電 路104位于接地導體板101上，且插入設置在微小環(huán)形天線元件105 和供電電路103之間，為了將無線信號以高功率利用系數提供給微小 環(huán)形天線元件105，進行微小環(huán)形天線元件105和供電電路103之間的 阻抗的匹配。
微小環(huán)形天線元件105被設置成其所形成的環(huán)形面與接地導體板 101的表面大致垂直(即與X軸方向平行)、且環(huán)形軸與Z軸大致平 行，其兩端為供電點Q1、 Q2，這些供電點Q1、 Q2分別通過供電導體 151、 152與阻抗匹配電路104連接。其中，相互平行的一對供電導體 151、 152構成平衡供電線纜。此外，為了防止從微小環(huán)形天線元件105 放射的無線信號被接地導體板101屏蔽，從接地導體板101突出設置 微小環(huán)形天線元件105。其中，微小環(huán)形天線元件105由如下部分構成(a) 分別為矩形形狀的各一圈環(huán)形天線部105a、 105b、 105c;
(b) 連接導體105d，其與Z軸大致平行地設置，連接環(huán)形天線 部105a和環(huán)形天線部105b;
(c) 連接導體105e，其與Z軸大致平行地設置，連接環(huán)形天線 部105b和環(huán)形天線部105c;以及
(d) 連接導體105f，其與Z軸大致平行地設置，連接環(huán)形天線 部105c和供電點Q2。
微小環(huán)形天線元件105例如其圈數為3圈，例如具有大致矩形形 狀，并且，相對于無線信號收發(fā)電路102中使用的無線信號頻率的波 長入，其全長被設定為0.01 A以上、0.5入以下，優(yōu)選在0.2 A以下，更 為優(yōu)選在0.1入以下，由此，構成所謂微小環(huán)形天線元件。即，若減小 環(huán)形天線元件，使其全長在0.1波長以下，則流過環(huán)形導線的電流分布 大致為恒定值。該狀態(tài)下的環(huán)形天線元件一般被稱作微小環(huán)形天線元 件。由于與微小偶極天線相比，微小環(huán)形天線對于噪聲電場具有較強 的抵抗力，并且能夠簡單地計算出其有效高度，因此該微小環(huán)形天線 元件被作為磁場測定用天線使用(例如，參照非專利文獻l)。
此外，微小環(huán)形天線元件105的外徑尺寸(矩形一邊的長度或者 圓形的直徑)被設定為0.01A以上、0.2入以下，優(yōu)選在0.1A以下，更 為優(yōu)選在0.03A以下。進而，雖然微小環(huán)形天線元件105為矩形形狀， 但是也可以是圓形、橢圓形或者多邊形等其他形狀。此外，其環(huán)形的 圈數也不限定在3圈，可以是任意圈數，其環(huán)形可以是螺旋線圈形狀， 也可以是渦旋線圈形狀。阻抗匹配電路104和供電點Ql、 Q2之間的供 電導體151、 152越短越好，不設置也可以。此外，如果沒有匹配阻抗 的必要，也可以不設置阻抗匹配電路104。
圖1的微小環(huán)形天線元件105也可以由圖2 (a)或者圖2 (b)的 微小環(huán)形天線元件105A、 105B構成。圖2 (a)是示出第一實施方式 的第一變形例的微小環(huán)形天線元件105A的結構的立體圖，圖2 (b)是示出第一實施方式的第二變形例的微小環(huán)形天線元件105B的結構的 立體圖。
圖2 (a)的微小環(huán)形天線元件105A由以下部分構成
(a) 各巻繞半圈的半環(huán)形天線部105aa、 105ab，它們分別由大致 呈矩形形狀的三條邊構成，形成于與X軸大致平行的大致同一面上；
(b) 各巻繞半圈的半環(huán)形天線部105ba、 105bb，它們分別由大 致呈矩形形狀的三條邊構成，形成于與X軸大致平行的大致同一面上；
(c) 一圈環(huán)形天線部105c，其為具有與X軸大致平行的環(huán)形面 的矩形形狀；以及
(d) 連接導體105da，其與Z軸大致平行地設置，分別大致以直 角連接半環(huán)形天線部105aa和半環(huán)形天線部105bb;
(e) 連接導體105db，其與Z軸大致平行地設置，分別大致以直 角連接半環(huán)形天線部105ab和半環(huán)形天線部105ba;
(f) 連接導體105ea，其與Z軸大致平行地設置，分別大致以直 角連接半環(huán)形天線部105bb和環(huán)形天線部105c;以及
(g) 連接導體105eb，其與Z軸大致平行地設置，分別大致以直 角連接半環(huán)形天線部105ba和環(huán)形天線部105c。
艮P，微小環(huán)形天線元件105A以如下方式連接相鄰的環(huán)形在距離 兩個供電點Ql、 Q2大致相等距離的位置處，流過相鄰的環(huán)形的電流方 向與環(huán)形的中心軸在同一方向上。
此外，圖2 (b)的微小環(huán)形天線元件105B由以下部分構成
(a) 各巻繞半圈的半環(huán)形天線部105aa、 105ab，它們分別由大致 呈矩形形狀的三條邊構成，形成于與X軸大致平行的大致同一面上；
(b) 各巻繞半圈的半環(huán)形天線部105ba、 105bb，它們分別由大 致呈矩形形狀的三條邊構成，形成于與X軸大致平行的大致同一面上;
(c) 一圈環(huán)形天線部105c，其為具有與X軸大致平行的環(huán)形面 的矩形形狀；以及
(d) 連接導體161，其包括依次分別大致以直角折彎連接起來的與Z軸大致平行地設置的連接導體部161a、與Y軸大致平行地設置 的連接導體部161b以及與Z軸大致平行地設置的連接導體部161c，并 且該連接導體161將半環(huán)形天線部105aa和半環(huán)形天線部105bb連接起 來；
(e) 連接導體162，其包括依次分別大致以直角折彎連接起來 的與Z軸大致平行地設置的連接導體部162a、與Y軸大致平行地設置 的連接導體部162b以及與Z軸大致平行地設置的連接導體部162c，并 且該連接導體162將半環(huán)形天線部105ba和環(huán)形天線部105c連接起來；
(f) 連接導體163，其包括依次分別大致以直角折彎連接起來 的與Z軸大致平行地設置的連接導體部163a、與Y軸大致平行地設置 的連接導體部163b以及與Z軸大致平行地設置的連接導體部163c，并 且該連接導體163將半環(huán)形天線部105ab和半環(huán)形天線部105bb連接起 來；以及
(g) 連接導體164，其包括依次分別大致以直角折彎連接起來 的與Z軸大致平行地設置的連接導體部164a、與Y軸大致平行地設置 的連接導體部164b以及與Z軸大致平行地設置的連接導體部164c，并 且該連接導體164將半環(huán)形天線部105bb和環(huán)形天線部105c連接起來。
艮P，微小環(huán)形天線元件105B如下構成各環(huán)形的中心軸相互平行， 且將環(huán)形的巻繞方向彼此相反的右?guī)喞@微小環(huán)形天線105Ba和左巻繞 微小環(huán)形天線105Bb的前端之間連接起來。
另外，微小環(huán)形天線元件105A、 105B的全長可以與微小環(huán)形天 線元件105的長度一樣地微小。
圖3是示出圖1的供電電路103的結構的方框圖。在圖3中，供 電電路103包括平衡-不平衡變壓器1031和移相器1032。輸入到端子 Tl的不平衡無線信號經由不平衡端子Til輸入到平衡-不平衡變壓器 1031，平衡-不平衡變壓器1031將輸入的不平衡無線信號轉換成平衡無 線信號，并經由平衡端子T12、 T13輸出。從平衡端子T12輸出的無線 信號經由移相器1032移動預定的移相量后被輸出到端子T2，從平衡端子T13輸出的無線信號被直接輸出到端子T3。因此，供電電路103通 過平衡-不平衡變壓器103將輸入的不平衡無線信號轉換成平衡無線信 號，即轉換成相位差大致為180度的兩個無線信號，并通過移相器1032 使所得到的兩個無線信號的相位差偏移180度，將相位相互不同的兩 個無線信號經由端子T2、 T3輸出。
供電電路103并不限于圖3的結構，也可以是圖4 (a)、圖4 (b) 或者圖4 (c)中的供電電路103A、 103B、 103C。圖4 (a)是示出作 為圖3的供電電路103的第一變形例的供電電路103A的結構的方框 圖，圖4 (b)是示出作為圖3的供電電路103的第二變形例的供電電 路103B的結構的方框圖，圖4 (c)是示出作為圖3的供電電路103 的第三變形例的供電電路103C的結構的方框圖。
圖4 (a)的供電電路103A包括平衡-不平衡變壓器1031和在上 述平衡-不平衡變壓器1031的兩個平衡端子T12、 T13處分別具有相互 不同的移相量的兩個移相器1032A、 1032B。此外，圖4 (b)的供電電 路103B包括將經由端子Tl輸入的不平衡無線信號分配成兩個并輸入 的、移相量相互不同的兩個移相器1032A、 1032B。圖4 (c)的供電電 路103C僅包括插入到端子Tl和T2之間的移相器1032A，其中端子 Tl、 T3直接連接。
下面對如上所述地構成的圖1的天線裝置的動作進行說明。在圖 1中，從無線信號收發(fā)電路102輸出的發(fā)送無線信號通過供電電路103 (或者103A、 103B、 103C)轉換成相位相互不同的兩個無線信號后， 由阻抗匹配電路104進行阻抗轉換，并輸出到環(huán)形天線元件105。另一 方面，由微小環(huán)形天線元件105接收到的電波的接收無線信號由阻抗 匹配電路104進行阻抗轉換后，通過供電電路103轉換成不平衡無線 信號，并作為接收無線信號輸入到無線信號收發(fā)電路102。
接著，下面對如上所述地構成的天線裝置的電波的放射進行說明。圖5 (a)是示出圖1的微小環(huán)形天線元件105靠近導體板106時的距離D的主視圖，圖5 (b)是示出與距離D對應的、在與朝向導體板106的方向相反的方向上的微小環(huán)形天線元件105的天線增益的圖表。由圖5 (b)可以明顯看出， 一般地，當微小環(huán)形天線元件105的環(huán)形面與導體板106的導體面垂直時，在微小環(huán)形天線元件105與導體板106的距離D相對于波長足夠短時天線增益達到最大。此外，在微小環(huán)形天線元件105與導體板106的距離D為1/4波長的奇數倍時，天線增益大幅度降低，達到最小。進而，微小環(huán)形天線元件105與導體板106的距離D為1/4波長的偶數倍時，增益達到最大。
圖6 (a)是示出圖1的線狀天線元件160靠近導體板106時的距離D的主視圖，圖6 (b)是示出與距離D對應的、在與朝向導體板106的方向相反的方向上的線狀天線元件160的天線增益的圖表。由圖6(a)和圖6 (b)可以明顯看出， 一般地，例如當1/4波長的鞭狀天線(whip antenna)等線狀天線元件160與導體板106的導體面平行時，在線狀天線元件160與導體板106的距離D相對于波長足夠短時，隨著波長縮短，天線增益大幅度降低，達到最小。此外，在線狀天線元件160與導體板106的距離D為1/4波長的奇數倍時，天線增益達到最大。進而，線狀天線元件160與導體板106的距離D為1/4波長的偶數倍時，天線增益達到最小。
圖7是示出圖1的天線裝置靠近導體板106時兩者的位置關系和距離D的立體圖。來自天線裝置的電波放射包括
(a) 來自與X軸平行地設置的微小環(huán)形天線元件105的環(huán)形天線部105a、 105b、 105c的水平偏振波成分的放射；以及
(b) 來自與Z軸平行地設置的微小環(huán)形天線元件105的環(huán)形天線部105d、 105e、 105f的垂直偏振波成分的放射。
在圖7的系統中，例如，如專利文獻3的圖32和圖33所圖示的那樣，在天線裝置靠近導體板106時，隨著距離D的增大，水平偏振波成分的天線增益降低，另一方面，垂直偏振波成分的天線增益增大。 此外，隨著距離D的減小，垂直偏振波成分的天線增益降低，另一方 面，水平偏振波成分的天線增益增大。
圖8 (a)是示出圖1的微小環(huán)形天線元件105的垂直偏振波成分
的天線增益的最大值比水平偏振波成分的天線增益的最大值更大時
的、與距離D對應的、在與從天線裝置朝向導體板106的方向相反的 方向上的合成天線增益的圖表，圖8 (b)是示出圖1的微小環(huán)形天線 元件105的垂直偏振波成分的天線增益的最大值比水平偏振波成分的 天線增益的最大值更小時的、與距離D對應的、在與從天線裝置朝向 導體板106的方向相反的方向上的合成天線增益的圖表，圖8 (c)是 示出圖1的微小環(huán)形天線元件105的垂直偏振波成分的天線增益的最 大值與水平偏振波成分的天線增益的最大值大致相等時的、與距離D 對應的、在與從天線裝置朝向導體板106的方向相反的方向上的合成 天線增益的圖表。另外，在圖8 (a)、圖8 (b)、圖8 (c)以及以后 的附圖中，Com表示水平偏振波成分的天線增益和垂直偏振波成分的 天線增益的合成天線增益。
天線裝置放射的電波的合成成分為垂直偏振波成分和水平偏振波 成分的矢量和。如圖8 (a)所示，當垂直偏振波成分的天線增益的最 大值比水平偏振波成分的天線增益的最大值更高時，在天線裝置與導 體板106的距離D為1/4波長的奇數倍時，合成成分的天線增益達到 最大。此外，如圖8 (b)所示，當垂直偏振波成分的天線增益的最大 值比水平偏振波成分的天線增益的最大值更低時，在天線裝置與導體 板106的距離D為1/4波長的奇數倍時，合成成分的天線增益達到最 小。進而，如圖8 (c)所示，當垂直偏振波成分的天線增益的最大值 與水平偏振波成分的天線增益大致相同時，與天線裝置和導體板106 的距離D無關，合成成分的天線增益大致恒定。因而，通過將垂直偏 振波成分和水平偏振波成分的各天線增益設定成大致相同，使合成成 分的天線增益與天線裝置和導體板106的距離D無關地大致恒定。對于本實施方式，如參照圖9在后面所述的那樣，通過將向微小環(huán)形天
線元件105的各供電點Q1、Q2提供的兩個無線信號的相位差設定成預 定值，能夠將由天線裝置放射的垂直偏振波成分和水平偏振波成分的 各天線增益設定成大致相同。
圖9是示出與向圖1的微小環(huán)形天線元件105提供的兩個無線信 號的相位差對應的XY平面的平均天線增益的圖表。圖9的天線增益為 頻率426Mhz處的計算值。由圖9可以明顯看出，通過使兩個無線信號 的相位差為145度，能夠將垂直偏振波成分和水平偏振波成分的各天 線增益設定為大致相同。例如通過將圖3的移相器1032的移相量設定 為預定值，來設定由供電電路103輸出的兩個無線信號的相位差，使 得垂直偏振波成分和水平偏振波成分的各天線增益大致相同，由此能 夠與天線裝置和導體板106的距離D無關地、使合成成分的天線增益 大致恒定。
如上面所說明的，根據本實施方式，按照使垂直偏振波成分和水 平偏振波成分的各天線增益大致相同的方式，改變移相器1032的移相 量并設定向微小環(huán)形天線元件105提供的兩個無線信號的相位差，從 而可以實現能夠與天線裝置和導體板106的距離D無關地得到大致恒 定的合成成分的天線增益的天線裝置。此外，如上所述，由微小環(huán)形 天線元件105放射的電波具有垂直水平兩偏振波成分，能夠得到偏振 分集的效果。
第二實施方式
圖10是示出本發(fā)明的第二實施方式的、具有微小環(huán)形天線元件 105、 205的天線裝置的結構的立體圖。第二實施方式的天線裝置與圖 1的第一實施方式的天線裝置相比具有以下的不同點。
(1) 微小環(huán)形天線元件105具有相同的結構，并且還包括與微小 環(huán)形天線元件105正交設置的微小環(huán)形天線元件205。
(2) 還包括開關208、供電電路203和阻抗匹配電路204。
31(3)優(yōu)選接地導體板101具有大致正方形形狀。 以下對這些不同點進行詳細描述。
在圖10中，微小環(huán)形天線元件205被設置成其環(huán)形面與接地導體
板101的表面大致垂直(即與z軸方向平行)、且環(huán)形軸與x軸大致
平行，其兩端為供電點Q3、 Q4，這些供電點Q3、 Q4分別通過供電導 體251、 252與阻抗匹配電路204連接。其中，相互平行的一對供電導 體251、 252構成平衡供電線纜。此外，為了防止從微小環(huán)形天線元件 205放射的無線信號被接地導體板101屏蔽，從接地導體板101突出設 置微小環(huán)形天線元件205。其中，微小環(huán)形天線元件205由如下部分構
成
(a) 分別為矩形形狀的各一圈環(huán)形天線部205a、 205b、 205c;
(b) 連接導體205d，其與X軸大致平行地設置，連接環(huán)形天線 部205a和環(huán)形天線部205b;
(c) 連接導體205e，其與X軸大致平行地設置，連接環(huán)形天線 部205b和環(huán)形天線部205c;以及
(d) 連接導體205f，其與X軸大致平行地設置，連接環(huán)形天線 部205c和供電點Q4。
另外，微小環(huán)形天線元件205也可以是微小環(huán)形天線元件105的 上述變形例。
在圖10中，供電電路203具有與供電電路103相同的結構，阻抗 匹配電路204具有與阻抗匹配電路104相同的結構。開關208設于接 地導體板101上，連接在無線信號收發(fā)電路102和供電電路103、 203 之間，基于由無線信號收發(fā)電路102輸出的切換控制信號Ss，將無線 信號收發(fā)電路102連接到供電電路102、 103中的任意一方。
下面對如上所述地構成的天線裝置的動作進行說明。當開關208選擇供電電路103時，通過無線信號收發(fā)電路102使用微小環(huán)形天線
元件105收發(fā)無線信號；另一方面，當選擇供電電路203時，通過無 線信號收發(fā)電路102使用微小環(huán)形天線元件205收發(fā)無線信號。因而， 通過利用開關208切換對微小環(huán)形天線元件105和微小環(huán)形天線元件 205的供電，能夠切換電波的偏振波，從而能夠進行天線分集。
圖11是示出圖10的天線裝置靠近導體板106時兩者的位置關系 和距離D的立體圖。向微小環(huán)形天線元件105供電時的電波的放射與 第一實施方式相同，向微小環(huán)形天線元件205供電時的電波的放射除 了偏振波成分不同以外、與第一實施方式是相同的。
圖12 (a)是示出向圖IO的微小環(huán)形天線元件105提供了無線信 號時，垂直偏振波成分的天線增益的最大值與水平偏振波成分的天線 增益的最大值大致相等時的、與距離D對應的、在與從天線裝置朝向 導體板106的方向相反的方向上的合成天線增益的圖表，圖12 (b)是 示出向圖10的微小環(huán)形天線元件205提供了無線信號時，垂直偏振波 成分的天線增益的最大值與水平偏振波成分的天線增益的最大值大致 相等時的、與距離D對應的、在與從天線裝置朝向導體板106的方向 相反的方向上的合成天線增益的圖表。
如第一實施方式所說明過的，在通過供電電路103使向微小環(huán)形 天線元件105提供的兩個無線信號的相位差變化而將垂直偏振波成分 和水平偏振波成分的各天線增益設定為大致相同的情況下，如圖12(a) 所示，在向微小環(huán)形天線元件105供電時，可以與天線裝置和導體板 106的距離D無關地得到大致恒定的合成成分的天線增益。同樣地， 在通過供電電路203使向微小環(huán)形天線元件205提供的兩個無線信號 的相位差變化而將垂直偏振波成分和水平偏振波成分的各天線增益設 定為大致相同的情況下，如圖12 (b)所示，在向微小環(huán)形天線元件 205供電時，可以與天線裝置和導體板106的距離D無關地得到大致 恒定的合成成分的天線增益。此外，由圖12 (a)和圖12 (b)可以明顯看出，與天線裝置和導體板106的距離D無關地，向微小環(huán)形天線 元件105供電時由天線裝置放射的主偏振波成分(指兩個偏振波成分
中較大的偏振波成分，以下相同)與向微小環(huán)形天線元件205供電時
由天線裝置放射的主偏振波成分具有正交關系。
如上面所說明的，根據本實施方式，由于設有微小環(huán)形天線元件
105、 205，因而具有與第一實施方式相同的作用效果，并且，通過將 兩個微小環(huán)形天線元件105、 205設置成它們的環(huán)形軸在XZ平面中相 互正交，在天線裝置和導體板106之間的距離D與波長相比足夠短時、 或者為1/4波長的倍數時等情況下，當垂直水平兩偏振波成分中的一個 偏振波成分大幅衰減時，由于向微小環(huán)形天線元件105供電時和向微 小環(huán)形天線元件205供電時由天線裝置放射的各主偏振波成分具有正 交關系，因此通過利用開關208切換各主偏振波成分，能夠使用較大 的主偏振波成分進行無線通信，從而能夠得到偏振分集的效果。
第三實施方式
圖13是示出本發(fā)明的第三實施方式的、具有微小環(huán)形天線元件 105、 205的天線裝置的結構的立體圖。第三實施方式的天線裝置與圖 10的第二實施方式相比具有以下不同點。
(1)取代開關208，設有90度相位差分配器272。
下面，對該不同點進行說明。90度相位差分配器272把來自無線 信號收發(fā)電路102的發(fā)送無線信號分配成具有90度相位差的兩個發(fā)送 無線信號后，向供電電路103、 203輸出，并且對接收無線信號進行與 此反向的處理。
接著，下面對如上所述地構成的天線裝置的電波的放射進行說明。 通過90度相位差分配器272向微小環(huán)形天線元件105、 205提供具有 90度相位差的無線信號。此外，向微小環(huán)形天線元件105供電時所放射的主偏振波成分的偏振波面和向微小環(huán)形天線元件205供電時所放 射的主偏振波成分的偏振波面相互具有正交關系，即使與實施方式2
相同地天線裝置與導體板106的距離D改變，也會產生垂直、水平兩 種偏振波。因此，天線裝置與天線裝置和導體板106的距離D無關地 放射大致恒定的圓偏振波的電波。
如上面所說明的，根據本實施方式，通過利用90度相位差分配器 272對微小環(huán)形天線元件105、 205進行90度相位差供電，從天線裝置 放射圓偏振波的電波，能夠與天線裝置和導體板106的距離D無關地 得到偏振分集效果，進而，無需根據來自無線信號收發(fā)電路102的切 換控制信號Ss進行開關208的切換動作。
第四實施方式
圖14是示出本發(fā)明的第四實施方式的、具有微小環(huán)形天線元件 105的天線裝置的結構的立體圖，圖15是示出圖14的供電電路103D 的結構的方框圖。第四實施方式的天線裝置與圖1的第一實施方式相 比有以下的不同點。
(1)取代供電電路103，設有供電電路103D。其中，如圖15所 示，供電電路103D的特征在于，將移相器1032更換成可變移相器1033， 基于來自無線信號收發(fā)電路102的移相量控制信號Sp控制可變移相器 1033的移相量。
在如上所述地構成的天線裝置中，供電電路103D通過平衡-不平 衡變壓器1031將所輸入的不平衡無線信號轉換成大致具有180度相位 差的兩個平衡無線信號，并通過可變移相器1033使所得到的兩個平衡 無線信號的相位差偏移180度，并輸出相位相互不同的兩個平衡無線信號。
圖16 (a)是示出作為圖15的供電電路103D的第一變形例的供
35電電路103E的結構的方框圖，圖16 (b)是示出作為圖15的供電電路
103D的第二變形例的供電電路103F的結構的方框圖，圖16 (c)是示 出作為圖15的供電電路103D的第三變形例的供電電路103G的結構的 方框圖。圖16 (a)的供電電路103E包括平衡-不平衡變壓器1031、分 別根據移相量控制信號Sp控制移相量的兩個可變移相器1033A、 1033B。此外，圖16 (b)的供電電路103F包括使所輸入的不平衡無 線信號分別移相的可變移相器1033A、 1033B。進而，圖16 (c)的供 電電路103G僅包括使經由端子T1輸入的不平衡無線信號移相并經由 端子T2輸出的可變移相器1033A，直接將經由端子Tl輸入的不平衡 無線信號經由端子T2輸出。
圖17是示出作為圖15、圖16 (a)、圖16 (b)和圖16 (c)的 可變移相器1033、 1033A、 1033B的第一實施例的可變移相器1033-1 的詳細結構的電路圖?？勺円葡嗥?033-1例如具有從0度到90度的移 相量，并且如下構成，在端子T21、 T22之間，以選擇多個(N+l個) 移相器PS1至PS (N+l)中的任一個移相器的方式夾設有兩個開關 SW1、 SW2。各移相器PS1至PS(N+l)為分別由兩個電容器(capacitor) 和一個電感器(inductor)構成的T型移相器。另外，移相器PS1由具 有O度移相量的直接連接電路構成。
圖18是示出作為圖15、圖16 (a)、圖16 (b)和圖16 (c)的 可變移相器1033、 1033A、 1033B的第二實施例的可變移相器1033-2 的詳細結構的電路圖?？勺円葡嗥?033-2例如具有從O度到90度的移 相量，并且如下構成，在端子T21、 T22之間，以選擇多個(N+l個) 移相器PSal至PSa (N+l)中的任一個移相器的方式夾設有兩個開關 SW1、 SW2。各移相器PSal至PSa (N+l)為分別由兩個電容器和一 個電感器構成的Ti型移相器。另外，移相器PSal由具有O度移相量的 直接連接電路構成。
圖17和圖18的可變移相器1033-1、 1033-2中，內置的移相器的電路能夠由芯片部件可以使用的電感器和電容器構成，因此與一般的 使用切換延遲線路的方式的移相器的情況相比，能夠使電路小型化。
下面對如上所述地構成的天線裝置的動作進行說明。電波的放射 與第一實施方式相同。由圖9可以明顯看出，通過使向微小環(huán)形天線
元件105提供的兩個供電無線信號的相位差為145度，能夠將垂直偏
振波成分和水平偏振波成分的各天線增益設定為大致相同。由此，能
夠與天線裝置和導體板106之間的距離D無關地使合成增益恒定，從 而能夠提高距離測定精度。此外，為了在進行認證通信時得到較高的 通信質量，優(yōu)選防止在導體板106靠近天線裝置時的增益降低，并且 在導體板106遠離天線裝置時使增益盡量增大。g卩，優(yōu)選防止導體板 靠近時的增益降低，在從微小環(huán)形天線元件105放射的水平偏振波成 分的增益降低較小的范圍內，盡量增加從上述連接導體放射的垂直偏 振波成分的增益。
由圖9可以明顯看出，通過使向微小環(huán)形天線元件105提供的兩 個供電無線信號的相位差為60度左右，能夠抑制水平偏振波成分的天 線增益降低，同時使垂直偏振波成分的天線增益增加。此外，在天線 裝置的周圍環(huán)境變動小的狀況下使用時，向微小環(huán)形天線元件105提 供的兩個無線信號的相位差依次變化，并以可以得到最大增益的相位 差進行認證通信，從能夠得到比現有技術更高的通信質量。
因此，在進行距離測定時和認證通信時，根據移相量控制信號Sp 使可變移相器1033的移相量變化，由此使向微小環(huán)形天線元件105提 供的兩個無線信號的相位差變化，控制垂直水平兩偏振波成分的天線 增益，從而與現有技術相比，可以同時獲得較高的距離精度和較高的 通信質量。
如以上所說明過的，根據本實施方式，在測定距離時，通過根據 移相量控制信號Sp使向微小環(huán)形天線元件105提供的兩個無線信號的相位差變化，將垂直偏振波成分和水平偏振波成分的各天線增益設定 為大致相同，從而可以實現能夠與天線裝置和導體板106之間的距離D 無關地得到大致恒定的合成成分的天線增益的天線裝置。此外，在進 行認證通信時，根據移相量控制信號Sp使向微小環(huán)形天線元件105提 供的兩個無線信號的相位差變化，從而抑制水平偏振波成分的天線增 益降低并增大垂直偏振波成分的天線增益，由此能夠實現通信質量比 現有技術更高的天線裝置。對應不同的使用目的，根據移相量控制信
號Sp使向微小環(huán)形天線元件105提供的兩個無線信號的相位差變化，
從而與現有技術相比能夠同時實現較高的距離精度和較高的通信質
量。此外，由于微小環(huán)形天線元件105如上所述具有垂直水平兩偏振
波成分，因此能夠得到偏振分集效果。 第五實施方式
圖19是示出本發(fā)明的第五實施方式的、具有微小環(huán)形天線元件 105、 205的天線裝置的結構的立體圖。第五實施方式的天線裝置與圖 10的第二實施方式相比具有如下的不同點。
(1)取代供電電路103、 203，分別具有圖15的供電電路103D、
203D。
下面對如上所述地構成的天線裝置的動作進行說明。電波的放射 與第二實施方式相同。在進行距離測定時和認證通信時，通過根據移 相量控制信號Sp、 Spp使向微小環(huán)形天線元件105、 205提供的兩個無 線信號的相位差變化，控制垂直水平兩偏振波成分的天線增益，由此 與現有技術相比能夠同時實現較高的距離精度和較高的通信質量。
如上述所說明的，根據本實施方式，通過在XZ平面中以與微小 環(huán)形天線元件105正交的方向設置兩個微小環(huán)形天線元件105、 205， 在天線裝置與導體板106的距離D相對于波長足夠短時、或者是1/4 波長的倍數時等情況下，當垂直水平兩偏振波中的一個偏振波成分大幅衰減時，由于向微小環(huán)形天線元件105供電時和向微小環(huán)形天線元 件205供電時由天線裝置放射的偏振波面具有正交關系，因此通過利
用開關208切換偏振波面，能夠得到偏振分集的效果。進而，在進行 距離測定時和認證通信時，通過根據移相量控制信號Sp、 Spp使向微 小環(huán)形天線元件105、 205提供的兩個無線信號的相位差變化，從而控 制垂直水平兩偏振波成分的天線增益，由此與現有技術相比能夠同時 實現較高的距離精度和較高的通信質量。
第六實施方式
圖20是示出本發(fā)明的第六實施方式的、具有微小環(huán)形天線元件 105、 205的天線裝置的結構的立體圖。第六實施方式的天線裝置與圖 13的第三實施方式相比有如下的不同點。
(1)取代供電電路103、 203，分別更換成根據移相量控制信號 Sp、 S卯控制移相量的供電電路103D、 203D。
下面對如上所述地構成的天線裝置的動作進行說明。電波的放射 與第三實施方式相同。在進行距離測定和認證通信時，通過根據移相 量控制信號Sp、 Spp使向微小環(huán)形天線元件105、 205提供的兩個無線 信號的相位差變化，從而控制垂直水平兩偏振波成分的天線增益，由 此與現有技術相比能夠同時實現較高的距離精度和較高的通信質量。
此外，通過利用90度相位差分配器272對微小環(huán)形天線元件105、 205進行90度相位差供電，從天線裝置放射圓偏振波的電波，從而能 夠得到偏振分集效果，并且無需根據來自無線信號收發(fā)電路102的切 換控制信號Ss進行開關208的切換動作。進而，在進行距離測定和認 證通信時，通過根據移相量控制信號Sp、 Spp使向微小環(huán)形天線元件 105、 205提供的兩個無線信號的相位差變化，從而控制垂直水平兩偏 振波成分的天線增益，由此與現有技術相比能夠同時實現較高的距離 精度和較高的通信質量。第七實施方式
圖21是示出用于本發(fā)明的第七實施方式的具有微小環(huán)形天線元 件105的天線裝置(除了圖1的供電電路103以外，與圖1的天線裝
置具有相同的結構)中的、供電電路103H的結構的方框圖。第七實施 方式的天線裝置的特征在于，在圖1的天線裝置中，取代供電電路103 而具有圖21的供電電路103H。供電電路103H包括平衡-不平衡變壓 器1031以及取代圖3的移相器1032的衰減器1071。另外，圖21的供 電電路103H也可以為圖22 (a)、圖22 (b)和圖22 (c)的供電電路 1031、 103J、 103K。
圖22 (a)是示出作為圖21的供電電路103H的第一變形例的供 電電路1031的結構的方框圖，圖22 (b)是示出作為圖21的供電電路 103H的第二變形例的供電電路103J的結構的方框圖，圖22 (c)是示 出作為圖21的供電電路103H的第三變形例的供電電路103K的結構的 方框圖。圖22 (a)的供電電路1031包括平衡-不平衡變壓器1031、衰 減器1071和放大器1072。此外，圖22(b)的供電電路103J包括平衡 -不平衡變壓器1031和放大器1072。進而，圖22 (c)的供電電路103K 包括對經由端子T1輸入的無線信號不均等地進行分配的不均等分配器 1031A和180度移相器1073。
下面對如上所述地構成的天線裝置的動作進行說明。通過供電電 路103H將從無線信號收發(fā)電路102輸出的發(fā)送無線信號轉換成振幅相 互不同的兩個無線信號后，由阻抗匹配電路104進行阻抗轉換，輸出 到環(huán)形天線元件105。此外，由微小環(huán)形天線元件105接收到的電波由 阻抗匹配電路104進行阻抗轉換后，通過供電電路103H轉換成不平衡 無線信號，并作為接收無線信號輸入到無線信號收發(fā)電路102。
在本實施方式的天線裝置中，與第一實施方式的天線裝置相同地， 通過將垂直偏振波成分和水平偏振波成分的各天線增益設置為大致相同，使合成成分與天線裝置和導體板106的距離D無關地大致恒定。 通過將向微小環(huán)形天線元件105提供的兩個無線信號的振幅差設定成 預定值，能夠將由天線裝置放射的垂直偏振波成分和水平偏振波成分 的各天線增益設定為大致相同。
圖23是示出在第七實施方式的天線裝置中，與供電電路103H的 衰減器1071的衰減量對應的、XY平面的平均天線增益的圖表。圖23 為示出頻率426Mhz處的計算值的圖表。衰減器1071的衰減量的絕對 值為向微小環(huán)形天線元件105提供的兩個無線信號的振幅差。由圖23 可以明顯看出，通過使衰減器1071的衰減量為-8dB，能夠將垂直偏振 波成分和水平偏振波成分的各天線增益設定為大致相同。例如通過將 衰減器1071的衰減量設定為預定值，來設定由供電電路103輸出的兩 個無線信號的振幅差，使得垂直偏振波成分和水平偏振波成分的各天 線增益大致相同，由此能夠與天線裝置和導體板106的距離D無關地、 使合成成分的天線增益大致恒定。
如上面所說明的，根據本實施方式，通過將衰減器1071的衰減量 設定為預定值來設定向微小環(huán)形天線元件105提供的兩個無線信號的 振幅差，以將垂直偏振波成分和水平偏振波成分的各天線增益設定為 大致相同，由此可以實現能夠與天線裝置和導體板106的距離D無關 地得到大致恒定的合成成分的天線增益的天線裝置。此外，如上所述， 由微小環(huán)形天線元件105放射的電波具有垂直水平兩偏振波成分，從 而能夠得到偏振分集的效果。
進而，也可以將供電電路103H (或者1031、 103J、 103K)應用于
圖10至圖13所示的第二和第三實施方式的天線裝置的結構中。
第八實施方式
圖24是示出本發(fā)明的第八實施方式的、作為圖21的變形例的供 電電路103L的結構的方框圖。第八實施方式的天線裝置與圖21的第
41七實施方式的天線裝置相比具有如下的不同點。
(1)取代具有衰減器1071的供電電路103H，包括衰減量隨著衰
減量控制信號Sa而變化的可變衰減器1074的供電電路103L。
此外，取代供電電路103L，也可以具有圖25 (a)、圖25 (b) 和圖25 (c)的供電電路103M、 103N和1030。
圖24的供電電路103L將輸入的不平衡無線信號通過平衡-不平衡 變壓器1031轉換成具有大約180度相位差和大致0振幅差的兩個無線 信號，將得到的兩個無線信號的振幅差通過可變衰減器1074轉換成振 幅相互不同的兩個無線信號并輸出。另外，供電電路103L的結構只要 是輸出相位差大致相差180度且振幅不同的兩個無線信號的電路即可， 也可以不是圖24的結構。
圖25 (a)是示出作為圖24的供電電路103L的第一變形例的供 電電路103M的結構的方框圖，圖25 (b)是示出作為圖24的供電電 路103L的第二變形例的供電電路103N的結構的方框圖，圖25 (c) 是示出作為圖24的供電電路103L的第三變形例的供電電路103O的結 構的方框圖。圖25(a)的供電電路103M包括平衡-不平衡變壓器1031、 衰減量隨著控制信號Sa而變化的可變衰減器1074和放大率隨著控制 信號Sa而變化的可變放大器1075。此外，圖25 (b)的供電電路103N 包括平衡-不平衡變壓器1031和放大率隨著控制信號Sa而變化的可變 放大器1075。進而，圖25 (c)的供電電路1030包括將經由端子Tl 輸入的無線信號不均等地分配成分配比隨著控制信號Sa而變化的兩個 無線信號的分配比可變型不均等分配器1031B、和180度移相器1076。
圖26是示出作為圖24、圖25 (a)、圖25 (b)和圖25 (c)的 可變衰減器1074的第一實施例的可變衰減器1074-1的詳細結構的電路 圖?？勺兯p器1074-1例如具有從O到預定值的衰減量，并且如下構
42成，在端子T31、 T32之間，以選擇多個(N+l個)衰減器AT1至AT (N+l)中的任一個衰減器的方式夾設有兩個開關SW1、 SW2。各衰 減器AT1至AT (N+l)為分別由三個電阻構成的T型衰減器。另外， 衰減器AT1由具有O度衰減量的直接連接電路構成。
圖27是示出作為圖24、圖25 (a)、圖25 (b)和圖25 (c)的 可變衰減器1074的第二實施例的可變衰減器1074-2的詳細結構的電路 圖?？勺兯p器1074-2例如具有從O到預定值的衰減量，并且如下構 成，在端子T31、 T32之間，以選擇多個(N+l個)衰減器ATal至 ATa(N+l)中的任一個衰減器的方式夾設有兩個開關SW1、 SW2。各 衰減器ATal至ATa (N+l)為分別由三個電阻構成的^型衰減器。另 外，衰減器ATal由具有O度衰減量的直接連接電路構成。
在具有圖24的供電電路103L的天線裝置中，電波的放射與第一 實施方式相同。由圖23可以明顯看出，通過使向微小環(huán)形天線元件105 提供的兩個供電無線信號的振幅差為8dB，能夠將垂直偏振波成分和水 平偏振波成分的各天線增益設定為大致相同。由此，能夠與天線裝置 和導體板106之間的距離D無關地使合成增益恒定，從而能夠提高距 離測定精度。此外，為了在認證通信時得到較高的通信質量，優(yōu)選防 止在導體板106靠近天線裝置時的增益降低，并且在導體板106遠離 天線裝置時使增益盡量增大。S卩，優(yōu)選防止導體板靠近時的增益降低， 在從微小環(huán)形天線元件105放射的水平偏振波成分的增益降低較小的 范圍內，盡量增大從上述連接導體放射的垂直偏振波成分的增益。
此外，由圖23可以明顯看出，通過使向微小環(huán)形天線元件105提 供的兩個無線信號的振幅差為10dB，能夠抑制水平偏振波成分的天線 增益降低，同時使垂直偏振波成分的天線增益增大。此外，在天線裝 置的周圍環(huán)境變動較小的狀況下使用時，向微小環(huán)形天線元件105提 供的兩個無線信號的振幅差依次變化，并以可以得到最大增益的相位 差進行認證通信，從能夠得到比現有技術更高的通信質量。在距離測定時和認證通信時，通過根據衰減量控制信號切換可變衰減器1074的 衰減量，使向微小環(huán)形天線元件105提供的兩個無線信號的振幅差變 化，從而控制垂直水平兩偏振波成分的天線增益，由此與現有技術相 比能夠同時實現較高的距離精度和較高的通信質量。
如上述所說明的，根據本實施方式，在測定距離時，根據衰減量
控制信號使向微小環(huán)形天線元件105提供的兩個無線信號的振幅差變
化，將垂直偏振波成分和水平偏振波成分的各天線增益設定為大致相
同，從而可以實現能夠與天線裝置和導體板106之間的距離D無關地、 得到大致恒定的合成成分的天線增益的天線裝置。
此外，在進行認證通信時，根據衰減量控制信號使向微小環(huán)形天 線元件105提供的兩個無線信號的振幅差變化，從而抑制水平偏振波 成分的天線增益降低，并使垂直偏振波成分的天線增益增大，因此能 夠實現通信質量比現有技術更高的天線裝置。對應利用目的不同，根 據衰減量控制信號使向微小環(huán)形天線元件105提供的兩個無線信號的 振幅差變化，由此與現有技術相比能夠同時實現較高的距離精度和較 高的通信質量。此外，由于微小環(huán)形天線元件105如上所述具有垂直 水平兩偏振波成分，因此能夠得到偏振分集效果。
另外，在圖19和圖20的天線裝置中，取代供電電路103D、 203D， 也可以包括第七實施方式的供電電路103H或者第八實施方式的供電 電路103L。
第九實施方式
圖28是示出本發(fā)明的第九實施方式的、具有微小環(huán)形天線元件 105的天線裝置的結構的立體圖。第九實施方式的天線裝置與圖1的第 一實施方式相比具有如下的不同點。
(1)取代供電電路103，具有平衡不平衡轉換電路103P。下面，對該不同點進行說明。
在圖28中，平衡不平衡轉換電路103P設置于接地導體板101上，
不平衡端子T1與無線信號收發(fā)電路102連接，平衡端子T2、 T3與阻 抗匹配電路104連接，把來自無線信號收發(fā)電路102的不平衡無線信 號轉換成兩個平衡無線信號并輸出到阻抗匹配電路104。另外，在第九 實施方式中，也可以應用上述實施方式和變形例的結構。
圖29是示出圖28的平衡不平衡轉換電路103P的結構的電路圖。 在圖29中，平衡不平衡轉換電路103P包括+90度移相器103a和-90 度移相器103b。其中，+90度移相器103a為插入到不平衡端子Tl和 平衡端子T2之間的L型LC電路，經由不平衡端子Tl輸入的無線信 號進行+90度移相后，輸出到平衡端子T2。此外，-90度移相器103a 為插入到不平衡端子Tl和平衡端子T3之間的L型LC電路，經由不 平衡端子Tl輸入的無線信號進行-90度移相后，輸出到平衡端子T3。 另外，各移相器103a、 103b的電感器L11、 L12的電感L相等，電容 器Cll、 C12的電容C相等。平衡不平衡轉換電路103P的設定頻率fs 如下式所示。
數學式1 ■A =-p=
即，平衡不平衡轉換電路103P的設定頻率fs與由電感L和電容C 構成的LC電路的共振頻率相等。另外， 一般來說，以平衡不平衡轉換 電路103P的設定頻率fs與通過天線裝置收發(fā)的電波的頻率相等的方式 設定電感L和電容C，然而在本實施方式中，優(yōu)選的是，如下所述地 進行設定，以使平衡不平衡轉換電路103P的設定頻率fs (或者共振頻 率)與所收發(fā)的電波的頻率不同。圖30 (a)是示出在圖29的平衡不平衡轉換電路103P中，流過 平衡端子T2的無線信號與流過平衡端子T3的無線信號之間的振幅差 Ad的頻率特性的圖表，圖30 (b)是示出在圖29的平衡不平衡轉換電 路103P中，流過平衡端子T2的無線信號與流過平衡端子T3的無線信 號之間的相位差P d的頻率特性的圖表。
由圖30 (a)可以明顯看出，在設定頻率fs與所收發(fā)的電波的頻 率相等時(在圖30 (a)中以虛線示出)，振幅差為OdB，然而離所收 發(fā)的電波的頻率越遠，振幅差Ad越大。此外，若通過調整電感L和電 容C使設定頻率fs比所收發(fā)的電波的頻率更低，則在所收發(fā)的電波的 頻率下，平衡端子T2、 T3之間的振幅差Ad[db]為正(與連接導體105d、 105e的電流振幅相比，作為環(huán)形折返部的連接導體105f的電流振幅更 大)，若使設定頻率fs比所收發(fā)的電波的頻率高，則在所收發(fā)的電波 的頻率下，平衡端子T2、 T3之間的振幅差Ad[db]為負(與連接導體 105d、 105e的電流振幅相比，作為環(huán)形折返部的連接導體105f的電流 振幅更小)。
此外，由圖30 (b)可以明顯看出，相位差Pd與設定頻率fs的高 低無關，大致恒定為180度。由于平衡不平衡轉換電路103P能夠由可 以使用芯片部件的電感器和電容器構成電路，因此與一般的使用變壓 器(transformer)的平衡不平衡轉換電路相比，能夠使電路小型化。
如上所述地構成的天線裝置的動作除了平衡不平衡轉換電路103P 的動作以外、與第一實施方式相同。此外，其電波的放射也與第一實 施方式相同。
圖31是示出與向圖28的微小環(huán)形天線元件105提供的兩個無線 信號的振幅差Ad對應的XY平面的平均天線增益的圖表。圖31的圖 表為頻率426Mhz處的計算值。在圖31中，在橫軸的振幅差Ad[dB]為 正時，如參照圖30所說明的，與兩個供電點Ql、 Q2中的供電點Q2
46連接的、作為環(huán)形折返部的連接導體105f的電流振幅比與供電點Ql
連接的連接導體105d、 105e的電流振幅更大。此外，在振幅差Ad[dB] 為負時，與供電點Q2連接的、作為環(huán)形折返部的連接導體105f的電 流振幅比與供電點Ql連接的連接導體105d、 105e的電流振幅更小。
圖32 (a)至(j)是示出向圖28的微小環(huán)形天線元件105提供的 兩個無線信號的振幅差Ad從-10dB變化到-ldB時的、XY平面的水平 偏振波成分的放射圖案的圖。圖33 (a)至(k)是示出向圖28的微小 環(huán)形天線元件105提供的兩個無線信號的振幅差Ad從0dB變化到10dB 時的、XY平面的水平偏振波成分的放射圖案的圖。圖34 (a)至(j) 是示出向圖28的微小環(huán)形天線元件105提供的兩個無線信號的振幅差 Ad從-10dB變化至l」-ldB時的、XY平面的垂直偏振波成分的放射圖案 的圖。圖35 (a)至(k)是示出向圖28的微小環(huán)形天線元件105提供 的兩個無線信號的振幅差Ad從OdB變化到10dB時的、XY平面的垂 直偏振波成分的放射圖案的圖。
由圖31的501、 502可以明顯看出，振幅差Ad為-8dB或者2dB 時，垂直偏振波成分與水平偏振波成分的平均增益大致相同。此外， 由圖32 (a)至圖32 (j)和圖33 (a)至圖33 (k)可以明顯看出，水 平偏振波成分與振幅差Ad無關、是無指向性的，天線增益也幾乎不變。 此外，由圖34 (a)至34 (j)可以明顯看出，在振幅差Ad從-10dB到 -ldB時，垂直偏振波成分的指向性隨著振幅差變化較大，不再是無指 向性的。進而，由圖35 (a)至35 (k)可以明顯看出，在振幅差Ad 從0dB到10dB時，保持無指向性，僅增益變化。
考慮到上述的圖32至圖35，在振幅差為2dB時，可以實現能夠 與天線裝置和導體板106之間的距離D無關地得到大致恒定的合成成 分的天線增益的天線裝置。換言之，調整電感L和電容C并設定設定 頻率fs，以使與兩個供電點Q1、 Q2中的供電點Q2連接的、作為環(huán)形 折返部的連接導體105f的電流振幅增大、且使向微小環(huán)形天線元件105的兩個供電點Q1、 Q2提供的信號的振幅差Ad為預定值，由此能夠具
有無指向性，且能夠將垂直偏振波成分和水平偏振波成分的各天線增 益設定為大致相同。
如上面所說明的，通過將平衡不平衡轉換電路103P的設定頻率設 定為遠離天線裝置所收發(fā)的電波的頻率的值，能夠以垂直偏振波成分 和水平偏振波成分的各天線增益大致相同的方式對平衡不平衡轉換電 路103P輸出的兩個無線信號的振幅差Ad進行設定，從而能夠與天線 裝置和導體板106之間的距離D無關地、使合成成分的天線增益大致 恒定。特別是通過將平衡不平衡轉換電路103P的設定頻率設定為預定 值，來設定向環(huán)形天線元件105提供的兩個無線信號的振幅差Ad，并 且通過以垂直偏振波成分和水平偏振波成分的各天線增益大致相同的 方式進行設定，可以實現能夠與天線裝置和導體板106之間的距離D 無關地、得到大致恒定的合成成分的天線增益的天線裝置。
第十實施方式
圖36是示出本發(fā)明的第十實施方式的、具有微小環(huán)形天線元件 105、 205的天線裝置的結構的立體圖。第十實施方式的天線裝置與圖 10的第二實施方式的天線裝置相比具有如下的不同點。
(l)取代供電電路103、203，分別具有平衡不平衡轉換電路103P、 203P (平衡不平衡轉換電路203P具有與平衡不平衡轉換電路103P相 同的結構)。
另外，取代開關208，也可以具有圖37 (a)和圖37 (b)所示的 偏振波切換電路208A。
圖37 (a)是示出圖36的變形例的偏振波切換電路208A的結構 的電路圖。圖37 (a)中，偏振波切換電路208A包括基于經由控制信 號端子T44輸入的切換控制信號Ss選擇性地切換至觸點a側或者觸點b側的開關SWll、具有一次側線圈261和二次側線圈262的平衡-不平 衡變壓器260。端子T41經由開關SWll的觸點b側與平衡-不平衡變 壓器260的一次側線圈261的一端連接，其另一端接地，并且經由開 關SWll的觸點a側與平衡-不平衡變壓器260的二次側線圈262的中 點連接，其兩端分別與端子T42、 T43連接。在如上所述構成的偏振波 切換電路208A中，將開關SW11切換到觸點a側時，將經由端子T41 輸入的無線信號以同相輸出到端子T42、T43，另一方面，在將開關SW11 切換到觸點b側時，將經由T41輸入的無線信號以反相輸出到端子T42、 T43。 g卩，通過切換開關SWll，選擇性地切換同相供電和反相供電。
圖37 (b)是示出作為上述偏振波切換電路208A的變形例的偏振 波切換電路208Aa的電路圖。在圖37 (b)中，經由端子T41輸入的 無線信號通過分配器270分配成兩個無線信號后，其中一個無線信號 被輸出到端子T42,并且輸出到開關SW21。開關SW21、 SW22基于 經由端子T41輸入的切換控制信號Ss，分別切換到觸點a側或者觸點 b偵U。在切換到觸點a側時，來自分配器270的無線信號經由開關SW21 的觸點a側、+90度移相器273a和開關SW22的觸點a側輸出到端子 T43。在切換到觸點b側時，來自分配器270的無線信號經由開關SW21 的觸點b側、-90度移相器273b和開關SW22的觸點b側輸出到端子 T43。通過切換開關SW21、 SW22，能夠選擇性地切換+90度相位差供 電和-90度相位差供電。
圖38是示出圖36的天線裝置靠近導體板106時兩者的位置關系 和距離D的立體圖。本實施方式的天線裝置除了偏振波切換電路208A 的動作以外與第二實施方式的動作相同。
圖39 (a)是示出向圖36的微小環(huán)形天線元件105提供了無線信 號時，垂直偏振波成分的天線增益的最大值與水平偏振波成分的天線增 益的最大值大致相等時的、與距離D對應的、在與從天線裝置朝向導 體板106的方向相反的方向上的合成天線增益的圖表，圖39 (b)是示說明書第44/72頁
出向圖36的微小環(huán)形天線元件205提供了無線信號時,垂直偏振波成分 的天線增益的最大值與水平偏振波成分的天線增益的最大值大致相等 時的、與距離D對應的、在與從天線裝置朝向導體板106的方向相反 的方向上的合成天線增益的圖表。
與第九實施方式相同地，在通過將平衡不平衡轉換電路103P的設 定頻率設定為預定值來設定向環(huán)形天線元件105提供的兩個無線信號 的振幅差Ad，以將垂直偏振波成分和水平偏振波成分的各天線增益設 定為大致相同的情況下，如圖39 (a)所示，在向環(huán)形天線元件105供 電時，與天線裝置和導體板106之間的距離D無關地、可以得到大致 恒定的合成成分的天線增益。同樣地，在通過將平衡不平衡轉換電路 203P的設定頻率設定為預定值來設定向環(huán)形天線元件205提供的兩個 無線信號的振幅差Ad，以將垂直偏振波成分和水平偏振波成分的各天 線增益設定為大致相同的情況下，如圖39(b)所示，能夠在向環(huán)形天 線元件205供電時，與天線裝置和導體板106之間的距離D無關地、 可以得到大致恒定的合成成分的天線增益。
此外，與天線裝置和導體板106的距離D無關，向微小環(huán)形天線 元件105供電時由天線裝置放射的偏振波成分與向微小環(huán)形天線元件 205供電時由天線裝置放射的偏振波成分具有正交關系。接地導體板 101的形狀大致為正方形，并且微小環(huán)形天線元件105、 205的尺寸大 致相同，因此在向微小環(huán)形天線元件105供電時和向微小環(huán)形天線元 件205供電時，天線增益沒有變化，僅偏振波變化90度，因此不會因 供電切換引起增益變動。
如上述所說明的，根據本實施方式，通過在XZ平面中以與微小 環(huán)形天線元件105正交的方向設置結構與微小環(huán)形天線元件105相同 的微小環(huán)形天線元件205，在天線裝置和導體板106之間的距離D與 波長相比足夠短時、或者為1/4波長的倍數時等情況下，當垂直水平兩 偏振波成分中的一個偏振波成分大幅衰減時，通過利用偏振波切換電
50路208切換向微小環(huán)形天線元件105、 205的供電，使偏振波面變化90 度，從而能夠抑制因通信姿勢變動產生的偏振波面不一致所引起的增 益變動。
第十一實施方式
圖40是示出本發(fā)明的第十一實施方式的、具有微小環(huán)形天線元件 105的天線裝置的結構的立體圖。第十一實施方式的天線裝置與圖28 的第九實施方式相比具有如下不同點。
(1)取代微小環(huán)形天線元件105，具有微小環(huán)形天線元件105A。 下面，對該不同點進行說明。
在圖40中，微小環(huán)形天線元件105A具有
(a) 半環(huán)形天線部105aa，其為具有X軸方向的環(huán)形面和矩形形 狀的一圈的環(huán)形天線部105a的左半部；
(b) 半環(huán)形天線部105ab，其為上述一圈的環(huán)形天線部105a的右
半部；
(c) 半環(huán)形天線部105ba，其為具有X軸方向的環(huán)形面和矩形形 狀的一圈的環(huán)形天線部105b的左半部；
(d) 半環(huán)形天線部105bb，其為上述一圈的環(huán)形天線部105b的 右半部；
(e) —圈環(huán)形天線部105c，其具有X軸方向的環(huán)形面和矩形形
狀；
(f) 連接導體105da，其與Z軸大致平行地設置，連接半環(huán)形天 線部105aa和半環(huán)形天線部105bb;
(g) 連接導體105db，其與Z軸大致平行地設置，連接半環(huán)形天 線部105ab和半環(huán)形天線部105ba;
(h) 連接導體105ea，其與Z軸大致平行地設置，連接半環(huán)形天 線部105bb和環(huán)形天線部105c;以及(i)連接導體105eb，其與Z軸大致平行地設置，連接半環(huán)形天 線部105ba和環(huán)形天線部105c。
另外，半環(huán)形天線部105aa的一端為供電點Ql，供電點Ql經由 供電導體151與阻抗匹配電路104連接。此外，半環(huán)形天線部105ab 的一端為供電點Q2，供電點Q2經由供電導體152與阻抗匹配電路104 連接。
接著，下面對微小環(huán)形天線元件105A的電流的流向進行說明。圖 41是示出圖40的微小環(huán)形天線元件105A的電流方向的立體圖。由圖 41可以明顯看出，在半環(huán)形天線部105aa、 105ba和環(huán)形天線部105c 的左半部中流過相互相同的電流，在半環(huán)形天線部105ab、 105bb和環(huán) 形天線部105c的右半部中流過相互相同的電流。此外，在一對連接導 體105da、 105db上，通過該一對連接導體105da、 105db在距兩個供電 點Ql、 Q2大致相等距離的位置處交叉地連接各兩個半環(huán)形天線部，因 此該一對連接導體105da、 105db中流過相互反相的電流。進而，在一 對連接導體105ea、 105eb上，通過該一對連接導體105ea、 105eb在距 兩個供電點Q1、Q2大致相等距離的位置處交叉地連接各兩個半環(huán)形天 線部，因此該一對連接導體105ea、 105eb中流過相互反相的電流。
因此，本實施方式的天線裝置的放射包括
(a) 與X軸平行設置的、來自半環(huán)形天線部105aa、 105ab、 105ba、 105bb、 105c的水平偏振波成分的放射；以及
(b) 與Z軸平行設置的、來自連接導體105da、 105db、 105ea、 105eb的垂直偏振波成分的放射。
圖42是示出圖40的天線裝置靠近導體板106時兩者的位置關系 和距離D的立體圖。在圖42中，如上所述，來自天線裝置的電波的放 射包括來自微小環(huán)形天線元件105的與X軸平行的水平偏振波成分和 與Z軸平行的垂直偏振波成分的放射。在本實施方式中，在垂直偏振波成分的放射中，與圖6 (b)相同地，在天線裝置與導體板106的距 離D相對于波長足夠短時，垂直偏振波成分的天線增益大幅度降低，
達到最小。在天線裝置與導體板106的距離D為1/4波長的奇數倍時， 垂直偏振波成分的天線增益達到最大。在天線裝置與導體板106的距 離D為1/4波長的偶數倍時，垂直偏振波成分的天線增益大幅度降低， 達到最小。此外，在水平偏振波成分的放射中，與圖5 (b)相同地， 在天線裝置與導體板106的距離D相對于波長足夠短時，垂直偏振波 成分的天線增益達到最大。在天線裝置與導體板106的距離D為1/4 波長的奇數倍時，垂直偏振波成分的天線增益大幅度降低，達到最小。 在天線裝置與導體板106的距離D為1/4波長的偶數倍時，垂直偏振 波成分的天線增益達到最大。因此，在天線裝置靠近導體板106時如 下動作在水平偏振波成分的天線增益降低時，垂直偏振波成分的天 線增益增大；在垂直偏振波成分的天線增益降低時，水平偏振波成分 的天線增益增大。
圖43 (a)是示出與圖40的連接導體105da、 105db (或者105ea、 105eb)的長度對應的、微小環(huán)形天線元件105A的XY平面的水平偏 振波成分的平均天線增益的圖表，圖43 (b)是示出與圖40的連接導 體105da、 105db (或者105ea、 105eb)的長度對應的、微小環(huán)形天線 元件105A的XY平面的垂直偏振波成分的平均天線增益的圖表。圖44 (a)是示出與圖40的連接導體105da、 105db間(或者連接導體105ea、 105eb之間)的距離對應的、微小環(huán)形天線元件105A的XY平面的水 平偏振波成分的平均天線增益的圖表，圖44 (b)是示出與圖40的連 接導體105da、 105db間(或者連接導體105ea、 105eb之間)的距離對 應的、微小環(huán)形天線元件105A的XY平面的垂直偏振波成分的平均天 線增益的圖表。這些圖表是在頻率426MHz下計算的。
由圖43 (a)、圖43 (b)、圖44 (a)和圖44 (b)可以明顯看 出，若各連接導體(105da、 105db、 105ea、 105eb)的長度、 一對連接 導體(105da、 105db或者105ea、 105eb)之間的距離增加，則一對連
53接導體(105da、 105db或者105ea、 105eb)的相互反相的電流使各連 接導體產生的電波放射的抵消效果減弱，各連接導體的電波放射增大， 因此水平偏振波成分大致恒定，但是垂直偏振波成分增加。即，通過 將各連接導體(105da、 105db、 105ea、 105eb)的長度、 一對連接導體 (105da、 105db或者105ea、 105eb)之間的距離分別設定為預定值， 能夠將垂直偏振波成分和水平偏振波成分的各天線增益設定為大致相 同。
如上面所說明的，微小環(huán)形天線元件105A的電波放射較強、調整 困難且受到接地導體板101的大小和形狀較大影響，通過平衡不平衡 轉換電路103P抑制從上述微小環(huán)形天線元件105A直接流到接地導體 板101的磁電流引起的放射，并且將微小環(huán)形天線元件105A的各部位 的尺寸設定為預定值，從而能夠實現可以與天線裝置和導體板106之 間的距離D無關地、得到大致恒定的合成成分的天線增益的天線裝置。 此外，從連接導體105da、 105db、 105ea、 105eb放射的偏振波成分與 從半環(huán)形天線部105aa、 105ab、 105ba、 105bb和環(huán)形天線部105c放射 的偏振波成分具有相互正交的關系，因此具有垂直水平兩偏振波成分， 能夠得到偏振分集的效果。
第十二實施方式
圖45是示出本發(fā)明的第十二實施方式的、具有微小環(huán)形天線元件 105A、 205A的天線裝置的結構的立體圖。第十二實施方式的天線裝置 與圖IO的第二實施方式的天線裝置相比具有下面的不同點。
(1) 取代微小環(huán)形天線元件105，具有微小環(huán)形天線元件105A。
(2) 取代微小環(huán)形天線元件205，具有微小環(huán)形天線元件205A。
(3) 取代供電電路103，具有平衡不平衡轉換電路103P。
(4) 取代供電電路203，具有平衡不平衡轉換電路203P。
在圖45中，微小環(huán)形天線元件205A具有(a) 半環(huán)形天線部205aa，其為具有Z軸方向的環(huán)形面和矩形形 狀的一圈的環(huán)形天線部205a的左半部；
(b) 半環(huán)形天線部205ab，其為上述一圈的環(huán)形天線部205a的右
半部；
(c) 半環(huán)形天線部205ba，其為具有Z軸方向的環(huán)形面和矩形形 狀的一圈的環(huán)形天線部205b的左半部；
(d) 半環(huán)形天線部205bb，其為上述一圈的環(huán)形天線部205b的 右半部；
(e) —圈環(huán)形天線部205c，其具有Z軸方向的環(huán)形面和矩形形
狀；
(f) 連接導體205da，其與X軸大致平行地設置，連接半環(huán)形天 線部205aa和半環(huán)形天線部205bb;
(g) 連接導體205db，其與X軸大致平行地設置，連接半環(huán)形天 線部205ab和半環(huán)形天線部205ba;
(h) 連接導體205ea，其與X軸大致平行地設置，連接半環(huán)形天 線部205bb和環(huán)形天線部205c;以及
(i) 連接導體205eb，其與X軸大致平行地設置，連接半環(huán)形天 線部205ba和環(huán)形天線部205c。
另外，半環(huán)形天線部205aa的一端為供電點Q3，供電點Q3經由 供電導體251與阻抗匹配電路204連接。此外，半環(huán)形天線部205ab 的一端為供電點Q4，供電點Q4經由供電導體252與阻抗匹配電路204 連接。在本實施方式中，通過開關208切換向相互正交地設置的微小 環(huán)形天線元件105A和微小環(huán)形天線元件205A的供電，從而進行天線 分集。
圖46是示出圖45的天線裝置靠近導體板106時兩者的位置關系 和距離D的立體圖。在圖46中，向微小環(huán)形天線元件105A供電時的 電波放射與第十一實施方式相同。關于向微小環(huán)形天線元件205A供電 時的電波放射，由于在XZ平面中以與微小環(huán)形天線元件105A正交的方向設置微小環(huán)形天線元件205A，因此來自連接導體205da、 205db、 205ea、 205eb的電波放射以水平偏振波進行，來自半環(huán)形天線部205aa、 205ab、 205ba、 205bb和205c的電波放射以垂直偏振波進行。
與第十一實施方式相同地，在將微小環(huán)形天線元件105A的各部位 的尺寸設定為預定值而將垂直偏振波成分和水平偏振波成分的各天線 增益設定為大致相同的情況下，當向環(huán)形天線元件105A供電時，能夠 與天線裝置和導體板106之間的距離D無關地、得到的恒定的合成偏 振波成分的天線增益。同樣地，在將微小環(huán)形天線元件205A的各部位 的尺寸設定為預定值而將垂直偏振波成分和水平偏振波成分的各天線 增益設定為大致相同的情況下，當向環(huán)形天線元件205A供電時，能夠 與天線裝置和導體板106之間的距離D無關地、得到恒定的合成偏振 波成分的天線增益。此外，與天線裝置和導體板106之間的距離D無 關，向微小環(huán)形天線元件105A供電時由天線裝置放射的偏振波成分與 向微小環(huán)形天線元件205A供電時由天線裝置放射的偏振波成分具有 正交關系。
如上面所說明的，根據本實施方式，能夠與天線裝置和導體板106 之間的距離D無關地、得到恒定的合成偏振波成分的天線增益，進而， 通過在XZ平面中以與微小環(huán)形天線元件105A正交的方向設置結構與 微小環(huán)形天線元件105A相同的微小環(huán)形天線元件205A，在天線裝置 與導體板106的距離D相對于波長足夠短時或者是1/4波長的倍數時 等情況下，當垂直水平兩偏振波中一方大幅衰減時，由于微小環(huán)形天 線元件105A和微小環(huán)形天線元件205A的偏振波面具有正交關系，因 此能夠得到偏振分集的效果。
第十三實施方式
圖47是示出本發(fā)明的第十三實施方式的、具有微小環(huán)形天線元件 105A、 205A的天線裝置的結構的立體圖。第十三實施方式的天線裝置 與圖45的第十二實施方式相比具有如下的不同點。(1)取代開關208，具有90度相位差分配器272。
在如上所述地構成的天線裝置中，分別通過90度相位差分配器 272以卯度相位差對微小環(huán)形天線元件105A、 205A供電。此外，由 于微小環(huán)形天線元件105A和微小環(huán)形天線元件205A的偏振波面具有 正交關系，所以即使微小環(huán)形天線元件105A、 205A與導體板106的距 離D改變，也會產生垂直偏振波成分和水平偏振波成分。因此，天線 裝置與導體板106的距離D無關地放射恒定的圓偏振波的電波。
如上面所說明的，根據本實施方式，能夠與天線裝置和導體板106 之間的距離D無關地、得到偏振分集效果，進而，無需根據來自無線 信號收發(fā)電路102的控制信號進行開關208的切換動作。
第十四實施方式
圖48是示出本發(fā)明的第十四實施方式的、具有微小環(huán)形天線元件 105B的天線裝置的結構的立體圖。第十四實施方式的天線裝置與圖40 的第十一實施方式相比具有如下的不同點。
(1)取代微小環(huán)形天線元件105A，具有圖2 (b)的微小環(huán)形天 線元件105B。
下面，對該不同點進行說明。
在圖48中，半環(huán)形天線部105aa的一端為供電點Ql，供電點Ql 經由供電導體151與阻抗匹配電路104連接。此外，半環(huán)形天線部105ab 的一端為供電點Q2，供電點Q2經由供電導體152與阻抗匹配電路104 連接。天線元件105B由環(huán)形的中心軸相互平行、且環(huán)形的巻繞方向相 互反向的右?guī)喞@微小環(huán)形天線105Ba和左巻繞微小環(huán)形天線105Bb構 成，微小環(huán)形天線元件105Ba、 105Bb的前端之間連接起來。圖49是示出圖48的微小環(huán)形天線元件105B的電流方向的立體圖。由圖49可以明顯看出，在半環(huán)形天線部105aa、 105ab、 105ba、105bb和環(huán)形天線部105c中均流過順時針方向的電流。此外，在一對連接導體161、 163和一對連接導體162、 164中分別流過相互反相的電流。
圖50是示出圖48的天線裝置靠近導體板106時兩者的位置關系和距離D的立體圖。具有微小環(huán)形天線元件105B的天線裝置的電波放射包括
(a) 與X軸平行設置的、來自微小環(huán)形天線元件105B的半環(huán)形天線部105aa、 105ab、 105ba、 105bb以及環(huán)形天線部105c的水平偏振
波成分的放射；以及
(b) 與Z軸平行設置的、來自微小環(huán)形天線元件105B的連接導體161-164的垂直偏振波成分的放射。
在本實施方式的垂直偏振波成分的放射中，與上述實施方式相同地，在天線裝置與導體板106之間的距離D相對于波長足夠短時，垂直偏振波成分的天線增益大幅度降低，達到最小。在天線裝置與導體板106的距離D為1/4波長的奇數倍時，垂直偏振波成分的天線增益達到最大。在天線裝置與導體板106的距離D為1/4波長的偶數倍時，垂直偏振波成分的天線增益大幅度降低，達到最小。
此外，在水平偏振波成分的放射中，與上述實施方式相同地，在天線裝置與導體板106的距離D相對于波長足夠短時，垂直偏振波成分的天線增益達到最大。在天線裝置與導體板106的距離D為1/4波長的奇數倍時，垂直偏振波成分的天線增益大幅度降低，達到最小。在天線裝置與導體板106的距離D為1/4波長的偶數倍時，垂直偏振波成分的天線增益達到最大。因此，天線裝置在靠近導體板106時如下動作在水平偏振波成分的天線增益降低時，垂直偏振波成分的天線增益增大；在垂直偏振波成分的天線增益降低時，水平偏振波成分的天線增益增大。
在本實施方式中，通過將垂直偏振波成分和水平偏振波成分的各天線增益設定為大致相同，使合成成分與天線裝置和導體板106之間的距離D無關地大致恒定。由于天線元件105B由平衡不平衡轉換電路103P進行平衡供電，因此因直接從天線元件105b流到接地導體板101的電流引起的電波放射非常小。由于來自接地導體板101的電波放射主要是由來自天線元件105的電波放射在接地導體板101中產生的感應電流所引起的放射，因此來自接地導體板101的電波放射比來自天線裝置105的電波放射小。來自天線裝置整體的電波放射以天線元件105的電波放射為主。
因此，通過將天線元件105B的各部位的尺寸設定為預定值，能夠將由天線裝置放射的垂直偏振波成分和水平偏振波成分的各天線增益設定為大致相同。對于來自連接導體161、 162的電波放射，若連接導體161、 162的長度、或者連接導體161、 162之間的距離增加，則由于流過相互反相的電流而產生的放射相互抵消的效果減弱，因此該電波放射增大。g卩，在從天線裝置放射的水平偏振波成分保持大致恒定的同時，垂直偏振波成分增大。這種情況對于連接導體163、 164也是相同的。通過將連接導體161-164的長度、連接導體161、 163之間的距離、連接導體162、 164之間的距離的值設定為預定值，從而能夠將垂直偏振波成分和水平偏振波成分的各天線增益設定為大致相同。
如上面所說明的，根據本實施方式，天線元件105B的電波放射較強、調整困難且受到接地導體板101的大小和形狀較大影響，通過平衡不平衡轉換電路103P抑制從上述天線元件105B直接流到接地導體板101的電流所引起的放射，并且將天線元件105B的各部位的尺寸設定為預定值，從而能夠實現可以與天線裝置和導體板106之間的距離D無關地、得到大致恒定的合成成分的天線增益的天線裝置。此外，由
59于連接導體161-164的偏振波成分與半環(huán)形天線部105aa、 105ab、105ba、 105bb和環(huán)形天線部105c的偏振波成分具有正交關系，因此該天線裝置具有垂直水平兩偏振波成分，能夠得到偏振分集的效果。
第十五實施方式
圖51是示出本發(fā)明的第十五實施方式的、具有微小環(huán)形天線元件105B、 205B的天線裝置的結構的立體圖。第十五實施方式的天線裝置與圖45的第十二實施方式的天線裝置相比具有下面的不同點。
(1) 取代微小環(huán)形天線元件105A，具有微小環(huán)形天線元件105B。
(2) 取代微小環(huán)形天線元件205A，具有微小環(huán)形天線元件205B。
下面，對該不同點進行說明。
在圖51中，微小環(huán)形天線元件205B與圖2 (b)的微小環(huán)形天線元件105B相同地包括
(a) 各巻繞半圈的半環(huán)形天線部205aa、 205ab，它們分別由大致呈矩形形狀的三條邊構成，形成于與Z軸大致平行的大致同一面上；
(b) 各巻繞半圈的半環(huán)形天線部205ba、 205bb，它們分別由大致呈矩形形狀的三條邊構成，形成于與Z軸大致平行的大致同一面上；
(c) 一圈環(huán)形天線部205c，其，為具有與Z軸大致平行的環(huán)形面的矩形形狀；以及
(d) 連接導體261，其包括分別依次大致以直角折彎連接起來的與X軸大致平行地設置的連接導體部261a、與Y軸大致平行地設置的連接導體部261b以及與X軸大致平行地設置的連接導體部261c，并且該連接導體261將半環(huán)形天線部205aa和半環(huán)形天線部205ba連接起來；
(e) 連接導體262，其包括分別依次大致以直角折彎連接起來的與X軸大致平行地設置的連接導體部262a、與Y軸大致平行地設置的連接導體部262b以及與X軸大致平行地設置的連接導體部262c，并且該連接導體262將半環(huán)形天線部205ba和環(huán)形天線部205c連接起來；
(f) 連接導體263，其包括分別依次大致以直角折彎連接起來的與X軸大致平行地設置的連接導體部263a、與Y軸大致平行地設置的連接導體部263b以及與X軸大致平行地設置的連接導體部263c，并且該連接導體263將半環(huán)形天線部205ab和半環(huán)形天線部205bb連接起來；以及
(g) 連接導體264，其包括分別依次大致以直角折彎連接起來的與X軸大致平行地設置的連接導體部264a、與Y軸大致平行地設置的連接導體部264b以及與X軸大致平行地設置的連接導體部264c，并且該連接導體264將半環(huán)形天線部205bb和環(huán)形天線部205c連接起來。
艮P，微小環(huán)形天線元件205B如下構成將各環(huán)形的中心軸相互平行、且環(huán)形巻繞方向相反的右?guī)喞@微小環(huán)形天線205Ba和左巻繞微小環(huán)形天線205Bb的前端之間連接起來。
在如上所述地構成的天線裝置中，通過開關208切換對微小環(huán)形天線元件105B和微小環(huán)形天線元件205B的供電，從而進行天線分集。
圖52是示出圖51的天線裝置靠近導體板106時兩者的位置關系和距離D的立體圖。在圖52中，向微小環(huán)形天線元件105B供電時的電波放射與第十四實施方式相同。關于向微小環(huán)形天線元件205B供電時的電波放射，由于在XZ平面中以與微小環(huán)形天線元件105B正交的方向設置微小環(huán)形天線元件205B，因此來自連接導體261-264的電波放射以水平偏振波進行，來自半環(huán)形天線部205aa、 205ab、 205ba、 205bb和環(huán)形天線部205c的電波放射以垂直偏振波進行。
與第十四實施方式相同地，在將微小環(huán)形天線元件105B的各部位的尺寸設定為預定值，以將垂直偏振波成分和水平偏振波成分的各天線增益設定為大致相同的情況下，當向環(huán)形天線元件105B供電時，能夠與天線裝置和導體板106之間的距離D無關地、得到大致恒定的合成成分的天線增益。同樣地，在將微小環(huán)形天線元件205B的各部位的
61尺寸設定為預定值，以將垂直偏振波成分和水平偏振波成分的各天線增益設定為大致相同的情況下，當向環(huán)形天線元件205B供電時，能夠
與天線裝置和導體板106之間的距離D無關地、得到大致恒定的合成成分的天線增益。此外，與天線裝置和導體板106之間的距離D無關，向微小環(huán)形天線元件105B供電時由天線裝置放射的偏振波成分與向微小環(huán)形天線元件205B供電時由天線裝置放射的偏振波成分具有正交關系。
如上面所說明的，根據本實施方式，能夠與天線裝置和導體板106之間的距離D無關地、得到大致恒定的合成成分的天線增益，進而，通過在XZ平面中以與微小環(huán)形天線元件105B正交的方向設置結構與微小環(huán)形天線元件105B相同的微小環(huán)形天線元件205B，在天線裝置與導體板106之間的距離D相對于波長足夠短時或者是1/4波長的倍數時等情況下，即使垂直水平兩偏振波中的一方大幅衰減時，由于微小環(huán)形天線元件105B、 205B的各偏振波面相互具有正交關系，因此能夠得到偏振分集的效果。
第十六實施方式
圖53是示出本發(fā)明的第十六實施方式的、具有微小環(huán)形天線元件105B、 205B的天線裝置的結構的立體圖。第十六實施方式的天線裝置與圖51的第十五實施方式相比具有下面的不同點。
(1)取代開關208，具有90度相位差分配器272。
如上所述地構成的天線裝置除了微小環(huán)形天線元件105B、 205B的動作以外，與圖47的第十三實施方式的天線裝置具有相同的作用效果。因此，根據本實施方式，能夠與天線裝置和導體板106之間的距離D無關地、得到偏振分集效果，進而，能夠無需根據來自無線信號收發(fā)電路102的控制信號進行開關208的切換動作。第十七實施方式
圖54是示出本發(fā)明的第十七實施方式的、包括認證密匙用天線裝
置100和對象設備用天線裝置300的天線系統的結構的立體圖和方框圖。在圖54中，天線系統包括認證密匙用天線裝置100和對象設備用天線裝置300。認證密匙用天線裝置100具有使用者手持進行無線通信的功能，例如是第一實施方式的天線裝置，也可以是其他實施方式的天線裝置。對象設備用天線裝置300具有無線通信功能，與認證密匙用天線裝置100進行無線通信。對象設備用天線裝置300包括無線信號收發(fā)電路301、水平偏振波天線303、垂直偏振波天線304以及根據切換控制信號Ss選擇性地切換天線303、 304的開關302。另外，導體板106靠近認證密匙用天線裝置IOO時的動作與第一實施方式相同。
圖55 (a)是示出在圖54的天線系統中，微小環(huán)形天線元件105的垂直偏振波成分的天線增益的最大值與水平偏振波成分的天線增益的最大值大致相等時的、與認證密匙用天線裝置100和導體板106之間的距離D對應的、在與從認證密匙用天線裝置100朝向導體板106的方向相反的方向上的合成天線增益的圖表，圖55 (b)是示出在圖54的天線系統中，微小環(huán)形天線元件105的垂直偏振波成分的天線增益的最大值比水平偏振波成分的天線增益的最大值更大時的、與認證密匙用天線裝置100和導體板106之間的距離D對應的、在與從認證密匙用天線裝置100朝向導體板106的方向相反的方向上的合成天線增益的圖表。另外，認證密匙用天線裝置lOO放射的合成成分Com是垂直偏振波成分和水平偏振波成分的矢量和。
由圖55 (a)可以明顯看出，當垂直偏振波成分的天線增益比水平偏振波成分的天線增益高時，在認證密匙用天線裝置100與導體板106的距離為1/4波長的奇數倍時，合成成分的天線增益達到最大。此外，如圖55 (b)所示，在垂直偏振波成分的天線增益的最大值與水平偏振波成分的天線增益的最大值大致相同時，與認證密匙用天線裝置100和導體板106之間的距離無關地、合成成分的天線增益大致恒定。由于微小環(huán)形天線元件105的全長在所收發(fā)的電波的一個波長以 下，并作為微小環(huán)形天線元件進行動作，因此增益非常小。在向微小
環(huán)形天線元件105進行不平衡供電時，與微小環(huán)形天線元件105的電 波放射相比，來自接地導體板101的磁電流所產生的電波放射較大， 認證密匙用天線裝置100與導體板106之間的距離D和與導體板106 相反的方向上的認證密匙用天線裝置100的增益的關系同圖55 (b)相 同。另一方面，在向微小環(huán)形天線元件105進行平衡供電時，來自接 地導體板101的電波放射降低，來自微小環(huán)形天線元件105的電波放 射與來自接地導體板101的電波放射大致相同，認證密匙用天線裝置 100與導體板106之間的距離D和與導體板106相反的方向上的認證 密匙用天線裝置100的增益的關系同圖55 (a)相同。
在認證密匙用天線裝置100中，利用具有平衡-不平衡變壓器1031 的供電電路103對微小環(huán)形天線元件105進行平衡供電，從而微小環(huán) 形天線元件105的垂直偏振波成分與水平偏振波成分的增益大致相同， 能夠與認證密匙用天線裝置100和導體板106之間的距離D無關地使 合成成分的天線增益大致恒定。
在圖54的對象設備用天線裝置300中，無線信號收發(fā)電路301生 成發(fā)送無線信號并輸出，將所輸入的接收無線信號解調。無線信號收 發(fā)電路301也可以僅為發(fā)送電路或者接收電路。此外，無線信號收發(fā) 電路301輸出用于控制開關302的切換控制信號Ss。開關302基于切 換控制信號Ss使無線信號收發(fā)電路301與水平偏振波天線303和垂直 偏振波天線304中的一方連接。另外，也可以取代開關302而采用信 號分配器或者信號合成器。水平偏振波天線303例如為套筒天線或者 偶極天線等線狀天線，與X軸平行地設置。垂直偏振波天線304例如 為套筒天線或者偶極天線等線狀天線，與Z軸平行地設置。
在如上所述地構成的對象設備用天線裝置300中，例如利用開關302選擇性地切換到接收下述無線信號中、具有較大接收電力的無線信 號通過水平偏振波天線203接收的來自認證密匙用天線裝置100的 電波的無線信號；以及通過垂直偏振波天線204接收的來自認證密匙 用天線裝置100的電波的無線信號。
認證密匙用天線裝置100隨著其與導體板106的距離D不同，所 放射的偏振波成分也變化。當認證密匙用天線裝置100與導體板106 的距離D相對于波長足夠短時或者為1/4波長的倍數時，較強烈地放 射垂直偏振波和水平偏振波中的任一方。即，在對象設備用天線裝置 300可接收的電波的偏振波成分與認證密匙用天線裝置100放射的偏振 波成分不一致時，認證密匙用天線裝置100的天線增益劣化。通過使 對象設備用天線裝置300具有水平偏振波天線203和垂直偏振波天線 204，能夠接收垂直水平兩偏振波的電波，從而能夠與認證密匙用天線 裝置100和導體板106之間的距離D無關地、接收強度大致恒定的電 波。
如上面所說明的，根據本實施方式，利用具有平衡-不平衡變壓器 1031的供電電路103向微小環(huán)形天線元件105進行平衡供電，使來自 微小環(huán)形天線元件105的水平偏振波成分的放射和垂直偏振波成分的 放射大致相同，由此能夠使認證密匙用天線裝置IOO隨其與導體板106 的距離D引起的增益變動減小。此外，通過使對象設備用天線裝置300 具有水平偏振波天線203和垂直偏振波天線204，即使由于與導體板 106之間的距離D發(fā)生變化而使認證密匙用天線裝置100放射的偏振 波成分變化，也能夠使對象設備用天線裝置300以恒定的強度接收電 波。能夠防止對象設備用天線裝置300與認證密匙用天線裝置100的 偏振波成分不一致引起的認證密匙用天線裝置100的天線增益劣化。 此外，通過使對象設備用天線裝置300具有水平偏振波天線203和垂 直偏振波天線204，能夠得到偏振分集的效果，可以避免衰減的影響。
如上面所說明的，根據本實施方式，能夠提供一種包括認證密匙用天線裝置100和對象設備用天線裝置300的天線系統，因與導體板
106之間的距離D引起的認證密匙天線增益的變動小，且能夠避免衰
減的影響。因而，例如，本發(fā)明的天線系統能夠應用于由需要確保取 決于距離的安全性的設備構成的天線系統。
第十八實施方式
圖56是示出本發(fā)明的第十八實施方式的、具有微小環(huán)形天線元件 105C的天線裝置的結構的立體圖。第十八實施方式的天線裝置與圖48 的第十四實施方式相比具有下面的不同點。
(1) 取代微小環(huán)形天線元件105B，具有微小環(huán)形天線元件105C。
(2) 取代平衡不平衡轉換電路103P和阻抗匹配電路104，具有 分配器103Q、振幅相位轉換器103R以及阻抗匹配電路104A、 104B。
下面，對這些不同點進行說明。
在圖56中，微小環(huán)形天線元件105C與微小環(huán)形天線元件105B 相比具有以下不同點。
(a) 環(huán)形天線部105c分成左半部的半環(huán)形天線部105ca和右半 部的半環(huán)形天線部105cb兩部分。
(b) 半環(huán)形天線部105ca在巻繞一圈后經由與Z軸大致平行的連 接導體165與供電點Qll連接，供電點Qll經由供電導體153與阻抗 匹配電路104A連接。另外，半環(huán)形天線部105aa的一端的供電點Ql 經由供電導體151與阻抗匹配電路104A連接。
(c) 半環(huán)形天線部105cb在巻繞一圈后經由與Z軸大致平行的連 接導體166,與供電點Q12連接，供電點Q12經由供電導體154與阻抗 匹配電路104B連接。另外，半環(huán)形天線部105ab的一端的供電點Q2 經由供電導體152與阻抗匹配電路104B連接。阻抗匹配電路104A、 104B具有圖1的阻抗匹配電路104的阻抗匹配功能，對微小環(huán)形天線 元件105C的供電點Ql、 Q2、 Qll、 Q12施加不平衡無線信號。(d)由半環(huán)形天線部105aa、 105ba、 105ca構成左半部的右?guī)喞@ 微小環(huán)形天線105Ca，由半環(huán)形天線部105ab、 105bb、 105cb構成右半 部的左巻繞微小環(huán)形天線105Cb。 g卩，微小環(huán)形天線元件105C由右?guī)?繞微小環(huán)形天線105Ca和左巻繞微小環(huán)形天線105Cb構成。
在圖56中，分配器103Q把來自無線信號收發(fā)電路102的發(fā)送無 線信號分配成兩個信號并輸出到振幅相位轉換器103R和阻抗匹配電路 104B。振幅相位轉換器103R具有振幅可變功能和移相器功能，將輸入 的無線信號的振幅和相位中的至少一方轉換成預定值，并輸出到阻抗 匹配電路104A。
在本實施方式中，當分別向右?guī)喞@微小環(huán)形天線105Ca和左巻繞 微小環(huán)形天線105Cb進行平衡供電時(變形例)，阻抗匹配電路104A、 104B除了進行阻抗匹配處理以外還進行不平衡-平衡變換處理。右?guī)喞@ 微小環(huán)形天線105Ca沿順時針方向以螺旋狀巻繞，其環(huán)形面與接地導 體板101的表面大致垂直地設置，其兩個供電點Q1、 Qll與阻抗匹配 電路104A連接。此外，左巻繞微小環(huán)形天線105Cb沿左旋方向以螺旋 狀巻繞，其環(huán)形面與接地導體板101的表面大致垂直地設置，其兩個 供電點Q2、 Q12與阻抗匹配電路104B連接。另外，右?guī)喞@微小環(huán)形 天線105Ca和左巻繞微小環(huán)形天線105Cb各自的長度分別為與圖1的 微小環(huán)形天線元件105相同的微小長度。
圖57是示出圖56的天線裝置靠近導體板106時兩者的位置關系 和距離D的立體圖。天線裝置的電波放射由右?guī)喞@微小環(huán)形天線105Ca 和左巻繞微小環(huán)形天線105Cb進行，并且包括
(1) 由在連接導體161-166中沿Z軸方向流動的電流產生的垂直 偏振波成分；以及
(2) 由各半環(huán)形天線部105aa、 105ab、 105ba、 105bb、 105ca、 105cb的在X軸方向和Y軸方向上以環(huán)形形狀流動的電流產生的水平 偏振波成分。
67如圖57所示，在導體板106從Y軸方向靠近天線裝置時，放射垂 直偏振波成分的Z軸方向的部位與導體板106平行，因此天線裝置與 導體板106之間的距離D和與導體板106相反的方向上的天線裝置的 垂直偏振波成分的天線增益的關系，與第一實施方式的圖6 (b)相同 地，當天線裝置與導體板106的距離D相對于波長足夠短時，垂直偏 振波成分的天線增益大幅度降低，達到最小。在天線裝置與導體板106 的距離D為1/4波長的奇數倍時，垂直偏振波成分的天線增益達到最 大。此外，在天線裝置與導體板106之間的距離D為1/4波長的偶數 倍時，垂直偏振波成分的天線增益大幅度降低，達到最小。
此外，由于放射水平偏振波成分的X軸方向和Y軸方向的部位所 形成的環(huán)形面與導體板106垂直，因此天線裝置與導體板106之間的 距離D和與導體板106相反的方向上的天線裝置的水平偏振波成分的 天線增益的關系，與第一實施方式的圖5 (b)相同地，在天線裝置與 導體板106之間的距離D相對于波長足夠短時，水平偏振波成分的天 線增益達到最大。此外，在天線裝置與導體板106的距離D為1/4波 長的奇數倍時，水平偏振波成分的天線增益大幅度降低，達到最小。 進而，在天線裝置與導體板106的距離D為1/4波長的偶數倍時，水 平偏振波成分的天線增益達到最大。
因此，天線裝置在靠近導體板106時如下動作在水平偏振波成 分的天線增益降低時，垂直偏振波成分的天線增益增大；在垂直偏振 波成分的天線增益降低時，水平偏振波成分的天線增益增大。
圖58是示出對圖56的右?guī)喞@微小環(huán)形天線元件105Ca和左巻繞 微小環(huán)形天線元件105Cb以同相進行無線信號的不平衡供電時的微小 環(huán)形天線元件105C的電流方向的立體圖。由圖58可以明顯看出，在 同相供電時，由于放射水平偏振波的部位、即右?guī)喞@微小環(huán)形天線 105Ca和左巻繞微小環(huán)形天線105Cb所形成的環(huán)形中流過的電流，其
68旋轉方向彼此相反，因此水平偏振波成分降低。此外，由于放射垂直 偏振波的部位、即右?guī)喞@微小環(huán)形天線105Ca和左巻繞微小環(huán)形天線 105Cb的Z軸方向部位中流過的電流，它們的方向相互相同，因此垂
直偏振波成分增大。
圖59是示出對圖56的右?guī)喞@微小環(huán)形天線元件105Ca和左巻繞 微小環(huán)形天線元件105Cb以反相進行無線信號的不平衡供電時的微小 環(huán)形天線元件105C的電流方向的立體圖。由圖59可以明顯看出，在 反相供電時，連接導體165、 166在接地導體板106短路并進行供電。
圖60是示出與向圖56的右?guī)喞@微小環(huán)形天線元件105Ca和左巻 繞微小環(huán)形天線元件105Cb施加的兩個無線信號的相位差對應的、水 平偏振波成分和垂直偏振波成分的XY平面的平均天線增益的圖表。該 圖表為頻率426MHz下的計算值。由圖60可以明顯看出，通過改變分 別向右?guī)喞@微小環(huán)形天線105Ca和左巻繞微小環(huán)形天線105Cb提供的 兩個無線信號的相位差Pd和振幅差Ad中的至少一方，能夠使垂直偏 振波成分和水平偏振波成分的天線增益變化，此外，通過將相位差Pd 設定為110度左右，能夠將偏振波成分調整為大致相同。
如上面所說明的，根據本實施方式，通過將分別向右?guī)喞@微小環(huán) 形天線105Ca和左巻繞微小環(huán)形天線105Cb提供的兩個無線信號的相 位差Pd和振幅差Ad設定為預定值，能夠將垂直偏振波成分和水平偏 振波成分的天線增益設定為大致相同，由此，能夠實現與天線裝置和 導體板106之間的距離D無關地、得到大致恒定的合成成分的天線增 益的天線裝置。
第十九實施方式
圖61是示出本發(fā)明的第十九實施方式的、具有微小環(huán)形天線元件 105C、 205C的天線裝置的結構的立體圖。第十九實施方式的天線裝置 與圖51的第十五實施方式的天線裝置相比具有下述的不同點。(1) 取代微小環(huán)形天線元件105B，具有微小環(huán)形天線元件105C。
(2) 取代微小環(huán)形天線元件205B，具有與微小環(huán)形天線元件105C 結構相同、且設置成微小環(huán)形天線元件105C與其環(huán)形軸正交的微小環(huán) 形天線元件205C。
(3) 取代平衡不平衡轉換電路103P和阻抗匹配電路104，具有 分配器103Q、振幅相位轉換器103R和阻抗匹配電路104A、 104B。
(4) 取代平衡不平衡轉換電路203P和阻抗匹配電路204,具有 分別與分配器103Q、振幅相位轉換器103R和阻抗匹配電路104A、104B 結構相同的分配器203Q、振幅相位轉換器203R和阻抗匹配電路204A、 204B。
(5) 取代開關208，具有圖36的偏振波切換電路208A。 下面，對這些不同點進行說明。
在圖61中，微小環(huán)形天線元件205C包括半環(huán)形天線部205aa、 205ab、 205ba、 205bb、 205ca、 205cb和連接導體161-166，具有供電 點Q3、 Q13、 Q4、 Q14。供電點Q3、 Q13分別經由供電導體251 、 253 與阻抗匹配電路204A連接，供電點Q4、 Q14分別經由供電導體252、 254與阻抗匹配電路204B連接。進而，分配器203Q將從無線信號收 發(fā)電路102經由偏振波切換電路208A輸入的發(fā)送無線信號分配成兩個 信號后，輸出到振幅相位轉換器203R和阻抗匹配電路204B。振幅相 位轉換器203R將輸入的無線信號的振幅和相位中的至少一方轉換成預 定值，并輸出到阻抗匹配電路204A。
圖62 (a)是示出在圖61的天線系統中，在向微小環(huán)形天線元件 105C的右?guī)喞@微小環(huán)形天線元件105Ca和左巻繞微小環(huán)形天線元件 105Cb提供了無線信號時，微小環(huán)形天線元件105C的垂直偏振波成分 的天線增益的最大值與水平偏振波成分的天線增益的最大值大致相等 時的、與天線裝置和導體板106之間的距離D對應的、在與從天線裝 置朝向導體板106的方向相反的方向上的合成天線增益的圖表，圖62(b)是示出在圖61的天線系統中，在向微小環(huán)形天線元件205C的右
巻繞微小環(huán)形天線元件205Ca和左巻繞微小環(huán)形天線元件205Cb提供 了無線信號時，微小環(huán)形天線元件205C的垂直偏振波成分的天線增益 的最大值與水平偏振波成分的天線增益的最大值大致相等時的、與天 線裝置和導體板106之間的距離D對應的、在與從天線裝置朝向導體 板106的方向相反的方向上的合成天線增益的圖表。
與第十八實施方式相同地，在通過將分別向右?guī)喞@微小環(huán)形天線 105Ca和左巻繞微小環(huán)形天線105Cb提供的兩個無線信號的相位差Pd 和振幅差Ad設定為預定值，將垂直偏振波成分和水平偏振波成分的天 線增益設定為大致相同的情況下，如圖62(a)所示，當向右?guī)喞@微小 環(huán)形天線105Ca和左巻繞微小環(huán)形天線105Cb供電時，能夠與天線裝 置和導體板106之間的距離D無關地、得到大致恒定的合成成分的天 線增益。同樣地，在通過將分別向右?guī)喞@微小環(huán)形天線205Ca和左巻 繞微小環(huán)形天線205Cb提供的兩個無線信號的相位差Pd和振幅差Ad 設定為預定值，將垂直偏振波成分和水平偏振波成分的天線增益設定 為大致相同的情況下，如圖62 (b)所示，當向右?guī)喞@微小環(huán)形天線 205Ca和左巻繞微小環(huán)形天線205Cb供電時，能夠與天線裝置和導體 板106之間的距離D無關地、得到大致恒定的合成成分的天線增益。 此外，與天線裝置和導體板106之間的距離D無關，向右?guī)喞@微小環(huán) 形天線105Ca和左巻繞微小環(huán)形天線105Cb供電時由天線裝置放射的 偏振波成分與向右?guī)喞@微小環(huán)形天線205Ca和左巻繞微小環(huán)形天線 205Cb供電時由天線裝置放射的偏振波成分具有正交關系。
接地導體板101的形狀大致為正方形，并且右?guī)喞@微小環(huán)形天線 105Ca和左巻繞微小環(huán)形天線105Cb、以及右?guī)喞@微小環(huán)形天線205Ca 和左巻繞微小環(huán)形天線205Cb的尺寸大致相同，因此在向右?guī)喞@微小 環(huán)形天線105Ca和左巻繞微小環(huán)形天線105Cb供電時和向右?guī)喞@微小 環(huán)形天線205Ca和左巻繞微小環(huán)形天線205Cb供電時，天線增益不變， 僅偏振波變化90度，因此不會因偏振波切換電路208A切換偏振波而產生增益變動。
如上面所說明的，根據本實施方式，通過在XZ平面中以與右?guī)?br>
繞微小環(huán)形天線105Ca和左巻繞微小環(huán)形天線105Cb正交的方向設置 與右?guī)喞@微小環(huán)形天線105Ca和左巻繞微小環(huán)形天線105Cb具有相同 結構的右?guī)喞@微小環(huán)形天線205Ca和左巻繞微小環(huán)形天線205Cb，即 使在天線裝置與導體板106的距離D相對于波長足夠短時或者為1/4 波長的倍數時等情況下，垂直水平兩偏振波成分中的一方大幅度衰減 時，也可以利用偏振波切換電路208A切換對右?guī)喞@微小環(huán)形天線 105Ca和左巻繞微小環(huán)形天線105Cb以及對右?guī)喞@微小環(huán)形天線205Ca 和左巻繞微小環(huán)形天線205Cb的供電，使偏振波面變化90度，由此能 夠抑制因通信姿勢變動產生的偏振波面不一致而引起的增益變動。
實施例1
在實施例1中，下面對與環(huán)形間隔對應的放射變化進行的模擬及 其結果進行說明。
圖63是示出在本實施方式的實施例1中，對與環(huán)形間隔對應的放 射變化的模擬以及用于得到其模擬結果的微小環(huán)形天線元件105的結 構的立體圖。在圖63中，105f為微小環(huán)形天線元件105的所謂環(huán)形折 返部即連接導體，We為微小環(huán)形天線元件105的元件寬度，Gl為環(huán)形 間隔。
圖64 (a)是示出在實施例1的微小環(huán)形天線元件中，元件寬度 We和偏振波變化時的與環(huán)形間隔對應的平均天線增益的圖表，圖64 (b)是示出在實施例1的微小環(huán)形天線元件中，偏振波變化時的與環(huán) 形折返部的長度對應的平均天線增益的圖表，圖64 (c)是示出在實施 例1的微小環(huán)形天線元件中，偏振波變化時的與環(huán)形折返部的長度對 應的平均天線增益的圖表。此外，圖65 (a)是示出在實施例1的微小 環(huán)形天線元件中，偏振波變化時的與環(huán)形面積和環(huán)形間隔之比對應的平均天線增益的圖表，圖65 (b)是示出在實施例1的微小環(huán)形天線元 件中，偏振波變化時的與環(huán)形面積和環(huán)形間隔之比對應的平均天線增
益的圖表。進而，圖66 (a)是示出在實施例1的微小環(huán)形天線元件中，
偏振波變化時的與環(huán)形面積和環(huán)形折返部的長度之比對應的平均天線
增益的圖表，圖66 (b)是示出在實施例1的微小環(huán)形天線元件中，偏 振波變化時的與環(huán)形面積和環(huán)形折返部的長度之比對應的平均天線增 益的圖表。
由圖64 (a)可以明顯看出，若環(huán)形面積固定，則隨著環(huán)形間隔的 增加，水平偏振波成分H恒定，僅垂直偏振波成分V單調增加。此外， 由圖65 (a)和圖65 (b)可以明顯看出，在環(huán)形面積與環(huán)形間隔之比 為6至7左右時，水平偏振波成分H與垂直偏振波成分V大致相同， 是最為優(yōu)選的。例如，在受結構制約不能設置環(huán)形間隔，而是垂直偏 振波成分V比水平偏振波成分H小時，能夠通過改變平衡供電的相位 差和振幅差，使垂直偏振波成分V增大。進而，由圖64 (a)可以明顯 看出，若環(huán)形間隔增大，則水平偏振波成分H恒定，即使元件寬度改 變，垂直偏振波成分V單調增加的形式也不會變化。此外，由元件寬 度引起的放射效率的增加對于微小環(huán)形天線和線狀天線是不同的，因 此不能夠單純地以環(huán)形面積和環(huán)形折返部之比表示水平偏振波成分H 與垂直偏振波成分V之比。
實施例2
在實施例2中，下面說明通過螺旋巻繞微小環(huán)形天線元件105的 圈數對水平偏振波成分和垂直偏振波成分進行調整的方法。
圖67 (a)是示出與本實施方式的實施例2的微小環(huán)形天線元件 105 (螺旋線圈形狀的微小環(huán)形天線元件)的圈數對應的、與水平偏振 波相關的XY平面的平均天線增益的圖表，圖67 (b)是示出與本實施 方式的實施例2的微小環(huán)形天線元件105(螺旋線圈形狀的微小環(huán)形天 線元件)的圈數對應的、與垂直偏振波相關的XY平面的平均天線增益
73的圖表。由圖67 (a)和圖67 (b)可以明顯看出，通過改變微小環(huán)形 天線元件105的圈數，能夠對水平偏振波成分和垂直偏振波成分的平 衡進行調整。
實施例3
在實施例3中，下面對第一至第三實施方式的微小環(huán)形天線元件 105中，使振幅差Ad和相位差Pd雙方變化的情況進行說明。
圖68是示出在第一至第三實施方式的實施例3的微小環(huán)形天線元 件中，與振幅差Ad對應的平均天線增益的圖表。此外，圖69是示出 在第一至第三實施方式的實施例3的微小環(huán)形天線元件中，與相位差 Pd對應的平均天線增益的圖表。進而，圖70是示出在第一至第三實施 方式的實施例3的微小環(huán)形天線元件中，與振幅差Ad和偏振波變化時 的相位差Pd對應的平均天線增益的圖表。由圖68至圖70可以明顯看 出，通過使振幅差Ad和相位差Pd中的至少一方變化，能夠使各偏振 波成分的平均天線增益變化。
實施例4
在實施例4中，下面對阻抗匹配電路104的各種阻抗匹配方法進 行說明。由于微小環(huán)形天線元件105的放射電阻小，因此需要損失非 常小的阻抗匹配電路104。由于電感比電容器的損失大，因此用在阻抗 匹配電路104中時，放射效率劣化，天線增益大幅度降低。因此，優(yōu) 選采用下面所示的阻抗匹配方法。
圖71 (a)是示出本實施方式的實施例4的、采用第一阻抗匹配方 法的阻抗匹配電路104-1的構成的電路圖，圖71 (b)是示出圖71 (a) 的第一阻抗匹配方法的史密斯圓圖(Smith chart)。在圖71 (a)中， 阻抗匹配電路104-1具有并聯電容器Cp。如圖71 (b)所示，將微小 環(huán)形天線元件105的輸入阻抗Za通過并聯電容器Cp使阻抗的虛部為 O而進行并聯共振，形成阻抗Zbl后(601)，通過平衡-不平衡變壓器1031的阻抗轉換，能夠將其阻抗匹配為輸入阻抗Zc (602)。
圖72 (a)是示出本實施方式的實施例4的、釆用第二阻抗匹配方 法的阻抗匹配電路104-2的結構的電路圖，圖72 (b)是示出圖72 (a) 的第二阻抗匹配方法的史密斯圓圖(Sm池chart)。在圖72 (a)中， 阻抗匹配電路104-2具有兩個串聯電容器Csl、 Cs2。如圖72 (b)所示， 將微小環(huán)形天線元件105的輸入阻抗Za通過兩個串聯電容器Csl、Cs2 使阻抗的虛部為O而進行串聯共振，形成阻抗Zb2后(611)，通過平 衡-不平衡變壓器1031的阻抗轉換，能夠將其阻抗匹配為輸入阻抗Zc (612)。
圖73 (a)是示出本實施方式的實施例4的、采用第三阻抗匹配方 法的阻抗匹配電路104-3的構成的電路圖，圖73 (b)是示出圖73 (a) 的第三阻抗匹配方法的史密斯圓圖(Sm池chart)。在圖73 (a)中， 阻抗匹配電路104-3具有并聯電容器Cpll和兩個串聯電容器Csll、 Csl2。如圖73 (b)所示，將微小環(huán)形天線元件105的輸入阻抗Za通 過串聯電容器Csll、 Csl2轉換成阻抗Zb3后(621)，能夠通過并聯 電容器Cpll阻抗轉換為阻抗Zc (622)。另外，也可以省略平衡-不平 衡變壓器1031。
圖74 (a)是示出本實施方式的實施例4的、采用第四阻抗匹配方 法的阻抗匹配電路104-4的構成的電路圖，圖74 (b)是示出圖74 (a) 的第四阻抗匹配方法的史密斯圓圖(Smith chart)。在圖74 (a)中， 阻抗匹配電路104-4具有并聯電容器Cp21和兩個串聯電容器Cs21、 Cs22。如圖74 (b)所示，將微小環(huán)形天線元件105的輸入阻抗Za通 過并聯電容器Cp21轉換成阻抗Zb4后(631)，能夠通過串聯電容器 Cs21、 Cs22阻抗轉換成阻抗Zc (632)。另外，也可以省略平衡-不平 衡變壓器1031。
圖75是示出本實施方式的實施例4的、圖71至圖74的平衡-不平衡變壓器(balun)的結構的電路圖。在圖75中，Zout為平衡側阻抗， Zin為不平衡側阻抗。其中，平衡-不平衡變壓器的設定頻率如下式所 示。
數學式2 丄=V《".7。 ,
數學式3
Wz'". z咖
數學式4 1
數學式5
廠^_
數學式6
在上面的實施例4中，能夠應用下述的變形例。即，能夠使用下 面的方法作為在圖3和圖4所示的供電點Ql、 Q2產生相位差的方法。
(A)通過使圖72的串聯電容器Csl、Cs2的電容值不是Csl=Cs2， 而是Csl,Cs2 (例如Csl〉Cs2)，能夠具有相位差。
(B.)通過使圖73的串聯電容器Csll、 Csl2的電容值不是 Csll=Csl2，而是CslHCsl2 (例如Csll>Csl2)，能夠具有相位差。
實施例5
在實施例5中，下面對第十七實施方式的天線系統中的天線最佳 高度進行說明。
76圖76 (a)是示出在第十七實施方式的實施例5的、包括認證密匙 裝置100和具有微小環(huán)形天線元件105的對象設備用天線裝置300的 天線系統中，將兩裝置100、 300的各天線高度設置為大致相同時，與 兩裝置100、 300之間的距離D對應的接收電力的電波傳播特性圖；圖 76 (b)是示出在第十七實施方式的實施例5的、包括認證密匙裝置100 和具有半波長偶極天線的對象設備用天線裝置300的天線系統中，將 兩裝置100、 300的各天線高度設置為大致相同時，與兩裝置100、 300 之間的距離D對應的接收電力的電波傳播特性圖。這些特性是通過在 個人計算機取出管理系統、學生看護系統、無密鑰進入系統等中使用 的400MHz的活動標簽系統(active tag system)得到的。
由圖76 (a)和圖76 (b)可以明顯看出，天線的高度在收發(fā)高度 相同時最不容易受到指向性的影響，是優(yōu)選的。此外，若在地面方向 上存在空點，則更不容易受到反射波的影響。進而，垂直偏振波更不 容易受到反射波的影響。此外，在使用線狀天線時，適于在以垂直偏 振波天線收發(fā)的天線的高度大致相同時進行距離檢測。這是因為，相 互不會受到指向性的影響，由于天線的空點效果和垂直偏振波的反射 系數小，反射波的影響最小。此外，在使用微小環(huán)形天線元件時，適 于在收發(fā)的天線的高度大致相同時進行距離檢測，幾乎不存在由偏振 波面引起的差。
實施方式總結
上面的實施方式能夠分成以下三組。
<組1>一個微小環(huán)形天線元件實施方式的編號為1， 7-9， 11，
14， 18;
<組2>相互正交的兩個微小環(huán)形天線元件實施方式的編號為2-6， 10， 12-13, 15-17， 19;以及
<組3>天線系統實施方式的編號為17。
77在上述組1的各實施方式中，也可以組合同一組的其他實施方式 中的構成要素而構成。而且，在上述組2中，可以使用組1中的各微 小環(huán)形天線元件，也可以組合同一組的其他實施方式中的構成要素而 構成。另外，在上述組3中，可以使用組1中的各微小環(huán)形天線元件。
工業(yè)實用性
如上面所詳細描述的，根據本發(fā)明，可以實現能夠與天線裝置和 導體板的距離無關地得到大致恒定的增益、且能夠防止通信質量降低 的天線裝置。而且，能夠實現如下的天線裝置例如在認證通信時， 通過在抑制由上述微小環(huán)形天線元件放射的偏振波成分的天線增益降 低的同時，提高由上述連接導體放射的偏振波成分的天線增益，可以 實現通信質量比現有技術更高的天線裝置。進而，即使在垂直偏振波、 水平偏振波中的一方大幅度衰減時，也能夠得到偏振分集的效果。因 而，本發(fā)明的天線裝置能夠應用于例如搭載有需要確保取決于距離的 安全性的設備中的天線裝置。
此外，根據本發(fā)明，可以實現如下的天線系統其包括認證密匙 用天線裝置和對象設備用天線裝置，并且因天線裝置與導體之間的距 離引起的認證密匙的天線增益變動小，且能夠避免衰減的影響。
權利要求
1. 一種天線裝置，其包括微小環(huán)形天線元件，其具有預定的微小長度和兩個供電點；以及平衡信號供電單元，其分別對上述微小環(huán)形天線元件的兩個供電點提供具有預定的振幅差和預定的相位差的兩個平衡無線信號，其特征在于，上述微小環(huán)形天線元件包括多個環(huán)形天線部，其具有預定的環(huán)形面，并放射與上述環(huán)形面平行的第一偏振波成分；以及至少一根連接導體，其設于與上述環(huán)形面正交的方向上，連接上述多個環(huán)形天線部，并放射與上述第一偏振波成分正交的第二偏振波成分，該天線裝置包括設定單元，該設定單元在上述天線裝置靠近導體板的情況下，通過使上述天線裝置與上述導體板的距離變化時的、上述第一偏振波成分的天線增益的最大值與上述第二偏振波成分的天線增益的最大值大致相同，與上述距離無關地、使上述第一偏振波成分和上述第二偏振波成分的合成成分大致恒定。
2. 根據權利要求1所述的天線裝置，其特征在于，上述設定單元對上述振幅差和上述相位差中的至少一方進行設定，以使上述距離變化時的、上述第一偏振波成分的天線增益的最大值與上述第二偏振波成分的天線增益的最大值大致相同。
3. 根據權利要求l所述的天線裝置，其特征在于，上述設定單元具有控制單元，該控制單元對上述振幅差和上述相位差中的至少一方進行控制，以使上述距離變化時的、上述第一偏振波成分的天線增益的最大值與上述第二偏振波成分的天線增益的最大值大致相同。
4. 根據權利要求1所述的天線裝置，其特征在于， 上述設定單元對上述微小環(huán)形天線元件的尺寸、上述微小環(huán)形天線元件的圈數和上述各環(huán)形天線部的間隔中的至少一方進行設定，以 使上述距離變化時的、上述第一偏振波成分的天線增益的最大值與上 述第二偏振波成分的天線增益的最大值大致相同。
5. 根據權利要求1至4中任一項所述的天線裝置，其特征在于，上述微小環(huán)形天線元件包括與上述環(huán)形面平行地設置的第一環(huán)形 天線部、第二環(huán)形天線部和第三環(huán)形天線部，上述第一環(huán)形天線部包括分別巻繞半圈的第一半環(huán)形天線部和第 二半環(huán)形天線部，上述第二環(huán)形天線部包括分別巻繞半圈的第三半環(huán)形天線部和第 四半環(huán)形天線部，上述第三環(huán)形天線部巻繞一圈，并且該天線裝置包括第一連接導體部，其設于與上述環(huán)形面正交的方向上，連接上述 第一半環(huán)形天線部和上述第四半環(huán)形天線部；第二連接導體部，其設于與上述環(huán)形面正交的方向上，連接上述 第二半環(huán)形天線部和上述第三半環(huán)形天線部；第三連接導體部，其設于與上述環(huán)形面正交的方向上，連接上述 第三環(huán)形天線部和上述第四半環(huán)形天線部；以及第四連接導體部，其設于與上述環(huán)形面正交的方向上，連接上述 第三環(huán)形天線部和上述第三半環(huán)形天線部，將上述第一半環(huán)形天線部的一端和上述第二半環(huán)形天線部的一端 作為兩個供電點。
6. 根據權利要求1至4中任一項所述的天線裝置，其特征在于， 上述微小環(huán)形天線元件包括與上述環(huán)形面平行地設置的第一環(huán)形天線部、第二環(huán)形天線部和第三環(huán)形天線部，上述第一環(huán)形天線部包括分別巻繞半圈的第一半環(huán)形天線部和第二半環(huán)形天線部，上述第二環(huán)形天線部包括分別巻繞半圈的第三半環(huán)形天線部和第四半環(huán)形天線部，上述第三環(huán)形天線部巻繞一圈， 并且該天線裝置包括第一連接導體部，其設于與上述環(huán)形面正交的方向上，連接上述 第一半環(huán)形天線部和上述第三半環(huán)形天線部；第二連接導體部，其設于與上述環(huán)形面正交的方向上，連接上述 第三半環(huán)形天線部和上述第三環(huán)形天線部；第三連接導體部，其設于與上述環(huán)形面正交的方向上，連接上述 第二半環(huán)形天線部和上述第四半環(huán)形天線部；以及第四連接導體部，其設于與上述環(huán)形面正交的方向上，連接上述 第四半環(huán)形天線部和上述第三環(huán)形天線部，將上述第一半環(huán)形天線部的一端和上述第二半環(huán)形天線部的一端 作為兩個供電點。
7.根據權利要求1至4中任一項所述的天線裝置，其特征在于，上述微小環(huán)形天線元件包括與上述環(huán)形面平行地設置的第一環(huán)形 天線部、第二環(huán)形天線部和第三環(huán)形天線部，上述第一環(huán)形天線部包括分別巻繞半圈的第一半環(huán)形天線部和第 二半環(huán)形天線部，上述第二環(huán)形天線部包括分別巻繞半圈的第三半環(huán)形天線部和第四半環(huán)形天線部，上述第三環(huán)形天線部包括分別巻繞半圈的第五半環(huán)形天線部和第 六半環(huán)形天線部，并且該天線裝置包括第一連接導體部，其設于與上述環(huán)形面正交的方向上，連接上述 第一半環(huán)形天線部和上述第三半環(huán)形天線部；第二連接導體部，其設于與上述環(huán)形面正交的方向上，連接上述 第三半環(huán)形天線部和上述第五半環(huán)形天線部；第三連接導體部，其設于與上述環(huán)形面正交的方向上，連接上述 第二半環(huán)形天線部和上述第四半環(huán)形天線部；第四連接導體部，其設于與上述環(huán)形面正交的方向上，連接上述 第四半環(huán)形天線部和上述第六半環(huán)形天線部；第五連接導體部，其設于與上述環(huán)形面正交的方向上，與上述第 五半環(huán)形天線部連接；以及第六連接導體部，其設于與上述環(huán)形面正交的方向上，與上述第 六半環(huán)形天線部連接，由上述第一半環(huán)形天線部、第三半環(huán)形天線部、第五半環(huán)形天線 部和上述第五連接導體部構成第一環(huán)形天線，由上述第二半環(huán)形天線部、第四半環(huán)形天線部、第六半環(huán)形天線 部和上述第六連接導體部構成第二環(huán)形天線，將上述第一半環(huán)形天線部的一端和上述第五連接導體部的一端作 為上述第一環(huán)形天線的兩個供電點，將上述第二半環(huán)形天線部的一端和上述第六連接導體部的一端作 為上述第二環(huán)形天線的兩個供電點，并且該天線裝置包括取代上述平衡信號供電單元的不平衡信號供 電單元，上述不平衡信號供電單元分別對上述第一環(huán)形天線和第二環(huán)形天 線提供具有預定的振幅差和預定的相位差的兩個不平衡無線信號。
8. —種天線裝置，其特征在于，該天線裝置設置成使權利要求1至7中任一項所述的微小環(huán)形 天線元件的環(huán)形面與和上述微小環(huán)形天線元件具有相同結構的其他微 小環(huán)形天線元件的環(huán)形面相互正交。
9. 根據權利要求8所述的天線裝置，其特征在于， 該天線裝置還包括開關單元，該開關單元將上述兩個平衡無線信號選擇性地提供給上述微小環(huán)形天線元件和上述其他微小環(huán)形天線元 件中的任意一方。
10. 根據權利要求8所述的天線裝置，其特征在于， 上述平衡信號供電單元在將不平衡無線信號以卯度的相位差分配成兩個不平衡無線信號后，將分配后的其中一個不平衡無線信號轉 換成兩個平衡無線信號并提供給上述微小環(huán)形天線元件，并且將分配 后的另一個不平衡無線信號提供給上述其他微小環(huán)形天線元件，從而 放射圓偏振波的無線信號。
11. 根據權利要求8所述的天線裝置，其特征在于， 上述平衡信號供電單元將不平衡無線信號轉換成同相或者反相的兩個不平衡無線信號，將轉換后的其中一個不平衡無線信號轉換成兩 個平衡無線信號并提供給上述微小環(huán)形天線元件，并且將轉換后的另 一個不平衡無線信號轉換成其他兩個平衡無線信號并提供給上述其他 微小環(huán)形天線元件。
12. 根據權利要求8所述的天線裝置，其特征在于， 上述平衡信號供電單元將不平衡無線信號轉換成具有+卯度相位差或者-90度相位差的兩個不平衡無線信號，將轉換后的其中一個不平 衡無線信號轉換成兩個平衡無線信號并提供給上述微小環(huán)形天線元 件，并且將轉換后的另一個不平衡無線信號轉換成其他兩個平衡無線 信號并提供給上述其他微小環(huán)形天線元件。
13. —種天線系統，其包括認證密匙用天線裝置，其具有權利要求1至7中任一項所述的天 線裝置；以及與上述認證密匙用天線裝置之間進行無線通信的對象設備用天線 裝置，該天線系統的特征在于，上述對象設備用天線裝置包括 具有相互正交的偏振波的兩個天線元件；以及開關單元，其選擇上述兩個天線元件中的一個天線元件并與無線 信號收發(fā)電路連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種天線裝置和天線系統，該天線裝置的微小環(huán)形天線元件包括多個環(huán)形天線部，其具有預定的環(huán)形面，并放射與上述環(huán)形面平行的第一偏振波成分；以及至少一根連接導體，其沿與上述環(huán)形面正交的方向設置，連接上述多個環(huán)形天線部，并放射與上述第一偏振波成分正交的第二偏振波成分。在上述天線裝置靠近導體板的情況下，通過使上述天線裝置與上述導體板的距離變化時的、上述第一偏振波成分的天線增益的最大值與上述第二偏振波成分的天線增益的最大值大致相同，與上述距離無關地、使上述第一偏振波成分和上述第二偏振波成分的合成成分大致恒定。
文檔編號H01Q21/00GK101501928SQ20078002896
公開日2009年8月5日 申請日期2007年8月3日 優(yōu)先權日2006年8月3日
發(fā)明者吉川嘉茂, 宮下功寬 申請人:松下電器產業(yè)株式會社