CN1169042A

CN1169042A - 天线装置

Info

Publication number: CN1169042A
Application number: CN97109680.5A
Authority: CN
Inventors: 加根丈二; 吉田崇; 野原明; 野村登; 长谷川诚; 安达尚季
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-03-19
Filing date: 1997-03-19
Publication date: 1997-12-31
Also published as: US6057803A; EP0797268A2; EP0797268A3; JPH09260925A

Abstract

多个天线设置在预定区域并且其中设定天线的尺寸，配置和安装条件以使由天线之间的干涉形成的天线的方向性最理想。

Description

天线装置

本发明涉及车用天线装置，例如，用于AM广播，FM广播，TV广播和无线电话的天线装置。

近年，汽车已经配备了各种无线设备，例如电视机，无线电话和导航系统以及AM/FM无线设备，并且可以预见，随着信息技术的发展，只要设计出新类型的无线装置，这种趋势将会继续。因为这些无线设备使用不同的频带和无线电波形式，必须为此提供多个天线。例如，作为天线，可以使用棒状无线，V-型偶极天线和环路天线。如上所述，因为必须为每个无线装置提供一个天线，因此安装在汽车上的天线的数目将随着安装在汽车的无线设备数目的增加而增加。因此，将每个天线设计为适用于它自己的目标无线电波以便传送其所使用频带的最佳性能。使用这样的天线，由于出现在附近的其他天线和部件的影响，诸如方向增益这样的性能将会降低。因此，为消除其他部件之间的干涉，必须以使部件之间保持尽可能大的距离这样的方式将多个天线设置在诸如汽车这样有限空间内。因此，将这些天线设置在何处和怎样设置是重要的。

然而，在汽车上安装天线时，因为传统的天线设计为适用于其目标无线电波，因此如上所述必须将天线设置为使其相互保持一定距离，以致必须有一个大空间安装天线并且决定在何处设置这些天线也较麻烦。此外，传统的天线在馈线这样的部件处理的灵活性和外观上存在缺陷。即，使用传统的天线，因为集中地或互相靠近地设置多个天线降低天线的性能。因此在诸如汽车这样的有限空间内必须有一个较大空间集中地或互相靠近地设置多个天线。

此外，传统的天线，不但拾取来自汽车内部的无线电波而且拾取来自汽车外部的无线电波，面临着由引擎和类似部件引起的噪声成为降低接收条件的干扰电波的问题。

考虑到传统天线的上述问题，本发明的一个目的是提供一种天线装置，其中在一个小空间内集中地或互相靠近地设置多个天线，所述天线装置能够减小尺寸并能防止来自汽车内部的噪声。

根据权利要求1所述的本发明是一种天线装置，其中在预定的区域内设置多个天线，并且设定天线的尺寸，配置和安装条件以使由天线之间的干涉形成的天线方向性为最需要的。

根据这种布置，多个天线可以设置在一个小区域内而对方向性没有任何降低。

根据权利要求6所述的本发明是一种包括两个天线和一个用于合成两个天线输出的合成器的天线装置，其中对于来自预定方向的无线电波以使其天线输出反相这样的方式设置所述的两个天线。

根据这种布置，来自预定方向的无线电波被消除并且通过采用这种布置，减小来自特定方向的干扰电波和噪声。

根据权利要求9所述的本发明是一种天线装置，其中介电材料或磁性材料或金属材料设置在靠近天线元件。

根据这种布置，通过一简单的布置改进天线的方向性。

根据权利要求11所述的本发明是一种天线装置，其中多个天线在其方向性增益低的位置互相靠近。

根据这种布置，减小与其他天线干涉影响，因此天线可以在保持它们方向性的情况下互相靠近设置。

根据权利要求12所述的本发明是一种天线装置，包括一个平面天线元件和沿基本垂直于所述平面天线元件平面的方向靠近所述平面天线元件设置的至少一个单极天线，其中所述单极天线和所述平面天线部件之间的干涉用于接收垂直极化电波。

根据这种布置，通过一低矮天线可以接收垂直极化电波。

根据权利要求13所述的本发明是一种天线装置，包括一天线和设置在所述天线的馈线用于控制所述天线的方向性的阻抗控制装置。

根据这种布置，可以控制天线的方向性。

根据权利要求16所述的本发明是一种线性低矮天线，其中天线元件可以设置在汽车的阻流板，行李箱盖后面板，后托架，顶部阻流板和车顶中的任意一处。

根据权利要求17所述的本发明是一种用于垂直极化电波的天线，其中天线元件设置在沿水平倾斜至少一预定角度的部分。

根据权利要求19所述的本发明是一种用于汽车与汽车通信的天线，其中天线元件设置在汽车的车体内。

根据权利要求20所述的本发明是一种用于道路与汽车通信的天线，其中天线元件设置在汽车的车体内。

通过设置如上所述的天线，可以安装天线而不必考虑汽车的外观。

根据权利要求23所述的本发明是一种天线装置，其中多个天线设置在预定区域并且其中所述多个天线的一部分或全部设置用于改变施加到所述天线的阻抗的装置或用于接通和断开施加到所述天线的阻抗的开关以使由天线之间的干涉形成的所述天线的方向性为最佳。

根据这种布置，通过一简单的布置可以改进天线的性能。

根据权利要求27所述的本发明是一种根据权利要求1到3，23，26和28中的任何一个权利要求所述的天线，其中靠近天线设置一地电位以便它们的方向性为最佳。

根据这种布置，通过一简单的布置可获得所要求的方向性。

根据权利要求24所述的本发明是一种天线装置，其中将卷绕预定次数的一个或两个天线部件设置为一馈线。

根据这种布置，可以实现小尺寸及高增益的单极或偶极天线。

根据权利要求29所述的本发明是一种天线装置，包括连接到n个天线的n个馈线，少于n个的馈线，和用于连接所述少于n个馈线及所述n个馈线的耦合电路。

根据这种布置，电缆的数目可以减少，从而减小电缆的总重量。

根据权利要求31所述的本发明是根据权利要求1到3中的任何一个所述的天线装置，其中用于从所述多个天线之中选择一个提供最佳电波传播的天线并切换到所选天线的开关设置在馈线和无线装置之间。

根据这种布置，可获得更好的接收条件。

图1示意性地表示一个根据本发明第一实施例的天线装置的实例。

图2示意性地表示根据第一实施例的天线装置的其他实例。

图3示意性地表示本发明中使用的天线类型的实例。

图4示意性地表示本发明中使用的天线类型的其他实例。

图5示意性地表示第一实施例中天线之间位置关系的实例。

图6示意性地表示第一实施例中天线之间位置关系的其他实例。

图7示意性地表示根据本发明第二实施例的天线装置的实例。

图8示意性地表示第二实施例的改进。

图9示意性地表示根据本发明第三实施例的天线装置的实例。

图10示意性地表示根据本发明第四实施例的天线装置的实例。

图11(a)示意性地表示根据本发明第五实施例的天线装置。图11(b)表示该天线装置的频率特性。

图12示意性地表示根据本发明第六实施例的天线装置的实例。

图13示意性地表示根据本发明第七实施例的天线装置的实例。

图14示意性地表示根据第七实施例的天线装置的其他实例。

图15示意性地表示根据第七实施例的天线装置的其他实例。

图16是说明在本发明第八实施例中将天线设置在何处的辅助外形图。

图17表示在第八实施例中天线安装条件的剖面图。

图18表示第11实施例中的其他天线安装位置。

图19示意性地表示根据本发明第九实施例的天线装置。

图20图解地表示根据本发明第十实施例的天线装置。

图21是说明本发明第十一实施例中将天线设置在何处的辅助外形图。

图22图解地表示根据本发明第十二实施例的天线装置的两个实例。

图23图解地表示根据本发明第十三实施例的天线装置的两个实例。

图24图解地表示根据本发明第十四实施例的天线装置的三个实例。

图25图解地表示根据本发明第十五实施例的天线装置的一个实例。

图26图解地表示根据第十五实施例的天线装置的另一个实例。

图27图解地表示根据本发明第十六实施例的天线装置的一个实例。

图28示意性地表示根据本发明第十七实施例的天线装置的实例。

图29是表示利用多层印刷电路板构成第十七实例的天线装置的一个实例的部分剖面图。

图30示意性地表示根据本发明第十八实施例的天线装置的实例。

图31示意性地表示根据第十八实施例的天线装置的其他实例。

图32示意性地表示根据第十八实施例的天线装置的另一个实例。

图33示意性地表示根据本发明第十九实施例的天线装置的一个实例。[标记名称说明]

1基准平面

2b，3b，2c，3c 环环天线

2d，3d，11c 平方律天线

11a，12a，12c 偶极天线

11b，12b，低矮天线

32 V型偶极天线

33a Heiro天线

35 倒置L型天线

36 倒置F型天线

37 M型天线

41 接插天线

42 微带天线

57，58，59 馈线

97 多层印刷电路板

111，123 合成器

126，132，142 介电材料

152 导电材料

192 单极天线

204 变容二极管

231 接地线

258 带通滤波器

273 分集转换开关

优选实施例

下面，参考表示实施例的附图描述本发明。

(第一实施例)

首先，描述该实施例的原理。正如在描述已有技术所提到的，分别设计传统的天线以使它们的方向性适用于它们的目标无线电波，因此，由于天线之间的干涉，将多个天线互相靠近设置降低天线的方向性。在本发明中，确定使用这一现象，集中地或互相靠近地设置多个天线并且确定天线的尺寸，配置和安装条件，以便通过天线之间干涉的影响使它们的方向性对于它们的目标无线电波为最佳。使用这种布置，安装多个天线仅需要一个小空间，这样多个天线很容易地设置在诸如汽车这样的有限空间内。

图1示意性地表示根据本发明第一实施例的一个天线装置的实例。图1(a)侧面表示在基本与天线平面相同的平面内(认为是基准平面)互相靠近地设置的两个天线2a和3a。图1(b)表示相互靠近地设置的两个方形环路天线2b和3b。图1(c)表示相互靠近地设置的两个环形环路天线2c和3c。图1(d)表示互相靠近地设置的平方律天线2d和3d。

图2(a)表示互相靠近地设置的偶极天线11a和12a。图2(b)表示互相靠近地设置的低矮天线11b和12b。图2(c)表示互相靠近地设置的不同类型的两个天线，即，平方律天线11c和偶极天线12c。在本实施例中，除上述类型的天线之外可以使用其他类型的天线。尽管不特别限定互相靠近地设置的天线之间的距离，距离最好为1/4波长或更短。

互相靠近地设置的天线的数目不限于两个，可以为三个或更多。例如，当用于AM广播，FM广播，TV广播和无线电话的天线互相靠近设置时，它们可以集中设置在一个地方。

图3示意性地表示适用于本发明的天线的实例。这些天线也适用于依次描述的本发明的实施例。如图3所示，本实施例采用的天线如下：偶极天线31和V型偶极天线32作为线性天线；和Heiro天线33a，平方律天线33b，环形环路天线34a，方形环路天线34b，倒置L型天线35，倒置F型天线36以及M型天线37作为折型天线。也可以采用低矮天线(看图2(b))，和图4所示的接插天线41和微插天线42。

天线馈线之间的位置关系可以为任意给出的位置关系，包括图5所示的位置关系。如图5(a)所示，馈线57，58和59可以相对相互靠近，或如图5(b)所示，馈线57，58和59可以朝向相同方向。

更进一步，如图6(a)所示，馈线57，58和59之间的位置关系可以为使其中一个天线在天线平面内转动90°(角度不必为90°，但可以为预定的角度)，或如图6(b)所示，馈线57，58和59可以互相远离。图5和6的(a)和(b)从环路天线51和52，平方律天线53和54和低矮天线55和56的左侧进行表示。

在构成根据本实施例的天线时，不但可以通过在印刷板上使用印刷导线而且可以通过处理一金属部件构成天线元件。印刷导线的使用便于制造天线，以便可期望降低费用，减小尺寸和提高可靠性。(第二实施例)

图7示意性地表示根据本发明第二实施例的天线装置的实例。该实施例与第一实施例不同，如图7(a)所示，集中地设置多个天线72a和73a或74a和75a以便在包含天线的基准平面1内使一个天线套在另一个天线之内。例如，在环路天线的情况下，如图7的(b)所示，中等尺寸的环路天线73b(76b)设置在最大环路天线72b(75b)之内而最小环路天线74b(77b)设置在中等尺寸环路天线73b(76b)之内。图7(c)表示使用不同尺寸的两个平方律天线72c和73c的实例。图7(d)表示使用不同类型的天线的实例。偶极天线73d，环路天线74d和低矮天线75d设置在最大尺寸的平方律天线72d之内。图7的(d)到(d)表示较小的天线完全套在较大的天线之内的图7(a)的右侧布置的实例。与图7(a)的左边布置相同，可以部分地套入较小的天线。

作为本实施例的改进，如图8的(a)和(b)所示，天线元件可以被多个天线部分分享。图8(a)表示较小的平方律天线82设置在与其分享天线元件83的较大平方律天线81之内的一个实例。图8(b)表示通过分享天线元件83设置较小平方律天线82与较大平方律天线81连接的实例。(第三实施例)

图9示意性地表示根据本发明第三实施例的一个天线装置的实例。该实施例与上述的第一和第二实施例不同，如图9(a)所示，两个天线91和92或93和94沿垂直于基准平面1的方向设置到层面上。在这种布置中，如左图所示，天线可以设置为互相不重叠，或者如右图所示，可以设置为使一个天线完全或部分叠加在另一个天线之上。表示本实施例的一个应用的图9(b)是通过使用印制导线形成在多层印刷电路板97上的环路天线95和96的部分剖面图。在该实例中，天线设置为相互重叠。(第四实施例)

图10示意性地表示根据本发明第四实施例的天线装置的实例。该实施例与上述实施例不同，如图10(a)所示，立体地设置两个天线101和102以便它们的天线平面形成一预定角度θ(在这种情况下，θ为90°)。通过调整预定角度θ(例如，天线103)控制方向性。图10(b)表示平方律天线104和105设置在板106上并且互相垂直的实例。(第五实施例)

在该实施例中，分割目标频带并且通过一合成器合成以上面实施例所述的方式中的任意方式集中地设置每个对应于分段频带的多个天线，以便通过一个合成器合成其天线输出。例如，如图11(a)所示，环路天线112，113，114和115的天线输出耦合到合成器111。通过这种布置，在有限的安装区域内如图11(b)所示改进了天线的方向增益并且增加了目标频带。(第六实施例)

图12示意性地表示根据本发明第六实施例的一个天线装置的实例。如图12(a)所示，根据该实施例的天线的基本布置是以使两个天线输出对于来自预定方向的无线电波具有反相的方式集中地设置两个天线121和122。通过合成器123合成两个天线输出，消除来自预定方向的无线电波。

图12(b)表示上述原理的一个应用。在该实例中，两个天线124和125沿天线电波传来的方向排成一行并且介电材料126插入两个天线124和125之间。播入介电材料126的原因如下：因为根据八木天线的原理设置天线124和125以使一个天线功能为导向器而另一个功能为反射器，两个天线124和125之间的距离必须为1/4波长。然而，如果距离为1/4波长，实际距离就太长以致不切实际。为减小实际距离插入介电材料126。在由合成器123合成之后取出两个天线124和125的输出。通过这种布置，例如，通过在汽车车体外部设置天线124起导向器的作用并且在汽车车体内部设置天线125起反射器的作用，在增强诸如来自汽车外部的广播电波和通信电波这类电波的地方取出信号。此外，消除由电机和类似部件产生的来自汽车内部的噪声，以便减少不必要的噪声并且获得期望的信号。在其中一个天线输出和合成器之间可以插入一移相器以便可以调节相位。(第七实施例)

图13示意性地表示根据本发明第七实施例的一个天线装置的实例。图14示意性地表示根据第七实施例的天线装置的其他实例。该实施例的特征在于介电或磁性材料设置在天线元件的附近，通过利用材料引起的干涉改进天线的方向性。图13(a)表示介电或磁性材料132在设置在天线131中的一个实例。图13(b)表示天线131被介电或磁性材料132完全覆盖的一个实例。图13(c)表示介电或磁性材料132分为环绕天线131的几部分的一个实例。

图14的(a)和(b)表示不同尺寸的介电或磁性材料142设置在天线141的平面内以便它们的尺寸连续变化的实例。通过这种布置，对于目标无线电波获得菲涅耳透镜效果，这样可以有效地接收无线电波。图14的(c)和(d)表示沿垂直于天线平面的方向设置不同尺寸的介电或磁性材料142以便它们的尺寸连续变化的实例。通过这种布置，在垂直于天线141的方向获得上述效果。

除介电或磁性材料之外，诸如金属这样的导电材料可以设置在附近。在这种情况下，如图15(a)所示，导电材料152可以设置在具有馈线153的天线151附近，或者如图15(b)所示，通过导电材料154可以连接天线151和导电材料152。(第八实施例)

图16是说明在本发明第八实施例中将天线设置在何处的辅助外形图。在该实施例中，将就天线安装在汽车上的实例说明天线设置在何处。尽管在该实例中安装线性低矮天线，在如上面实施例所述的集中地或互相靠近地设置多个天线的地方可以安装一个天线装置。如图16所示，例如，将天线设置在后阻流板161，行李箱盖后面板162，后托架163，顶部阻流板164，和例如遮阳挡板的顶部165。

图17的(a)和(b)表示天线安装条件的剖面图。图17(a)表示接收天线171设置在汽车车体部件173内并且在二者之间存在介电材料172的一个实例。图17(b)表示接收天线174设置在内部而阻流板天线175设置在外部并且行李箱盖176处于二者之间的一个实例。这些实例包含第七实施例所述的介电或磁性材料设置在天线附近的布置和导电的汽车车体部件设置在天线附近的布置。即，在第七实施例中汽车车体部件用作设置在天线附近的材料。

在用于垂直极化电波的天线的情况下，例如，如图18所示，天线设置在汽车阻流板181和182的末端或者设置在汽车的遮阳板的末端。即，为了便于接收垂直极化电波，天线设置在尽可能接近垂直的部分184。只要天线与水平成一角度，它们可以设置在汽车的其他部分。在阻流板的平面部分183，可以设置一个用于水平极化电波的天线。(第九实施例)

图19示意性地表示根据本发明第九实施例的一个天线装置。该实施例与第七实施例相似，将导电材料设置在天线元件的附近，但是该实施例用于不同的目的。尽管该天线装置整体为平面并具有用于水平极化电波的天线形状，将其设计为用于垂直极化电波。即，在图19，多个小单极天线192(这些天线未连接到馈线193)设置在方形环路天线191下面与该天线平面垂直，这样通过多个单极天线192接收垂直极化电波并传导到环路天线191。根据这种布置，用于垂直极化电波的天线可以与用于水平极化电波的天线一样沿水平方向设置。

水平设置的天线(产生电流的天线)不限于环路天线，可以是另一种类型的天线，如Heiro天线或平方律天线。尽管可以任意决定单极天线的数目，该数目最好大到某种程度。(第十实施例)

图20图解地表示根据本发明第十实施例的一个天线装置。该实施例的特征在于控制馈线的阻抗来控制天线的方向性。图20(a)表示改变馈线202(例如，同轴电缆)的长度L来控制平方律天线201的阻抗的实例。然而，这种布置很不实用，因为频繁改变馈线的长度是不方便的。因此，如图20(b)所示，通过使用包括变容二极管204，一个电容器和一个线圈的并联谐振电路实现相同的功能。根据这种布置，通过改变变容二极管204的反向偏压205，改变谐振电路的谐振频率f0来改变阻抗(-Z)，以便很容易地控制天线203的方向性。天线的类型不限于上述实施例所示的类型。(第十一实施例)

在第十一实施例，象用于道路和汽车之间通信的LCX(泄漏同轴电缆)天线或自动收费门天线这样的道路与汽车通信天线，或用于汽车之间通信的汽车与汽车通信天线设置在汽车车体的外形中。尤其是，如图21所示，例如，天线设置在汽车的立柱部分211。因为天线未设置在汽车车体的外部，而是设置在其外形中，降低由于畸变产生击穿的频率，因此提高天线的可靠性。(第十二实施例)

图22图解地表示根据本发明第十二实施例的一个天线装置的两个实例。在图22(a)所示的实例中，可变阻抗223a和224a耦合到互相靠近设置的两个环路天线221和222的馈线，以使由它们之间的干涉形成的天线的方向性为最佳。通过改变阻抗223a和224a。控制天线的方向性以便它们的增益为最大。在图22(b)所示的实例中，耦合到两个环路天线225和226的馈线的阻抗223b和224b固定并通过开关227和228接通和断开。例如，通过接通所要求的天线225的开关227并且断开另一天线226的开关228，使所要求天线的方向增益最大。

尽管在这些实例中天线的数目为两个，但天线数目不限于此，可以为三个或更多。并且，天线的类型不限于环路天线。

尽管在本实施例使用可变阻抗，可以使用能够改变天线阻抗的任何装置。改变或接通和断开天线阻抗的功能可以设置到全部天线或仅一部分天线。(第十三实施例)

图23图解地表示根据本发明第十三实施例的一个天线装置的两个实例。尽管图23(a)表示设置一个天线的实例和图23(b)表示设置两个天线的实例，在该实施例可以设置三个或更多的天线和其他类型的天线。在图23(a)的实例中，通过改变天线232和设置在其附近的地线231之间的位置关系将天线232的方向性改变到所要求方向。在图23(b)的实例中，通过改变天线233和234之间，天线233和地线231之间的或天线234和地线231之间的位置关系来改变它们之间的干涉控制两个天线233和234的方向性为最佳。

尽管在上述实例包括唯一的导电材料，例如，可以使用汽车车体作为地线。(第十四实施例)

图24图解地表示根据本发明第十四实施例的一个天线装置的三个实例。图24(a)表示设置根据本实施例的一个天线装置的实例。图24(b)表示设置与本实施例类型相同的两个天线的实例。图24(c)表示设置根据本实施例的一个天线和一个偶极天线的实例。如图24(a)所示，通过使用具有预定圈数的螺旋式偶极天线241减小天线的尺寸。如图24(b)所示，通过互相靠近地设置根据本实施例的两个天线242和243，天线之间的干涉改善天线的方向增益。如图24(c)所示，可以互相靠近地设置上述类型的天线244和典型的偶极天线245。在该实施例中，单极天线元件可以卷绕预定次数，并且互相靠近设置的天线数目和天线类型不限于上面所述。(第十五实施例)

图25图解地表示根据本发明第十五实施例的一个天线装置的实例。在该实施例中，在设置多个天线的布置内，通过使用耦合电路250减小多个天线的馈线数目。尤其是，如图25所示，通过包括分别具有所要求频带的带通滤波器(BPF)258，高通滤波器(HPF)259和低通滤波器(LPF)260的耦合电路250将用于FM/TVL，TV(H)，TV(UHF)，TEL和GPS的天线的馈线251，252，253，254和255集成到用于TEL的整个接收部分256和发送部分257。换一种方法，如图26所示，通过包括带通滤波器(BPF)258和低通滤波器(LPF)260的耦合电路261可以将用于FM/TVL，TV(H)和TV(UHF)的天线的馈线251，252和253集成到一个接收部分262。

例如，汽车带来的一个问题是汽车车体内导线系统尺寸的增加增大制造过程的复杂性和增大汽车车体尺寸带来的重量。使用本实施例的天线装置，减小馈线数目，因此，可以减小制造过程中步骤数量和电缆的重量。(第十六实施例)

图27图解地表示根据本发明第十六实施例的一个天线装置的实例。在本实施例的天线装置中，以使天线的方向性为最佳的方式在预定区域设置多个天线，并且选择在该天线元件的接收条件为最佳的天线处执行方向性接收。例如，在图27，以使其方向性为最佳的方式设置两个环路天线271和272并且通过连接到馈线的方向性转换开关273选择提供最佳电波传播的一个天线之一。天线数目不限于本实施例中的两个，可以为三个或更多，并且天线的类型不限于环路天线，可以使用其他类型的天线或不同类型组合的天线。

在上述实施例中，以能够利用天线之间干涉的方式互相靠近地设置多个天线。相反，以使天线之间不容易产生干涉的方式互相靠近地设置多个天线，即，在其方向增益低的位置，不容易产生天线之间的干涉，因此，对于多个天线设置在比较小的区域的布置，在不降低方向性的情况下，可以使用设计为适用于其目标无线电波的天线。

尽管在上述的第七和第八实施例中，导电材料或介电材料(包括玻璃)或磁性材料设置在天线附近，天线可以处于导电材料或介电材料或磁性材料的内部或表面。在这种情况下，将天线元件设置在汽车车体的内部或表面或玻璃窗户具有较大的优点。(第十七实施例)

图28示意性地表示根据本发明第十七实施例的一个天线装置的实例。参考图28(a)，在该天线装置中，沿垂直于基准平面(天线平面)的方向将多个天线设备281，282和283设置到一层，并且设置在天线设备281，282和283的预定位置的分接头(反馈点)连接到用于共用反馈的共用反馈端287。天线设备281，282和283的馈线的地端也连接到共用点。通过这种布置，多个天线设备可以构成一个天线。

因为增加天线设备的长度会减小调谐频率而减小长度会增加调谐频率，通过使用相同长度的天线设备281，282和283以使它们具有相同的频带，提高天线装置的整个增益，并通过不同长度的天线设备281，282和283以使其具有不同频带而增加天线装置的整个频带。在天线装置具有宽频带的情况下，通过使用具有连续不同调谐频率的天线设备，提供具有从天线设备的最低到最高频带变化的整个频带的天线装置。

除上述布置之外，如图28(b)所示，可以将天线设备284，285和286设置到倾斜层以便它们的投影平面与基准平面重叠。在这种布置，馈线的连接与图28(a)相同。

在上述天线装置中，通过调整天线设备的分接头的位置控制馈线的阻抗。

表示本实施例的一个应用的图29是通过使用多层印刷电路板291的不同层内的印制导线构成两个天线设备292和293的部分截面图。通过使导电材料经过通孔294使天线设备292和293之间的连接处于预定位置。通过使用印制导线在多层印刷电路板上这样构成天线设备，能够易于实现高增益和宽频带的天线装置。

尽管本实施例天线设备的数目为两个或三个，该数目可以为四个或更多。在这种情况下，天线设备可以全部具有相同的调谐频率，或者它们中的一些具有不同的调谐频率，或者它们可以全部具有不同的调谐频率。(第十八实施例)

图30示意性地表示根据本发明第十八实施例的一个天线装置的实例。在该实施例中，多个天线设备连接到一共用馈线点。参考图30(a)，分接头304a，305a和306a分别形成在天线设备301a，302a和303a的预定位置，并且分接头304a，305a和306a连接到共用反馈端307a。通过调整分接头的位置控制反馈阻抗。尽管在该布置中天线设备的分接头处于相同的方向，它们也可以处于任意方向。

图30(b)表示上述图30(a)的天线装置的改进。在该改进中，形成在天线设备301b，302b和303b的预定位置的分接头304b，305b和306b经一共用电极308连接到反馈端307b。通过这种布置，不仅简化天线装置的结构，而且通过将电极308设置为与最外侧天线设备301b平行实现节省更多天线装置空间。此外，因为电极308与和电极308平行的天线设备301b，302b，和303b部分在一个步骤内形成，方便了制造过程。

图31表示电抗设备设置在本实施例的天线装置的馈线的实例。图31(a)表示天线设备311a，312a和313a的分接头经电抗设备(在这种情况下为电容器)314a，315a和316a连接到已被连接到反馈端371a的一共用电极318的实例。图31(b)表示天线设备311b，312b和313b的分接头连接到经电抗设备(在这种情况下为电容器)319连接到反馈端317b的一共用电极318的实例。更进一步，如图32所示，电抗设备328可以连接在图31(a)的布置中的反馈端327和接地端之间。

这样，通过使用馈线上适当的电抗设备，通过调整电抗设备以及通过调整天线设备分接头的位置获得所要求的反馈阻抗，频带和最大辐射效率。作为电抗设备，与上述实例一样可以使用电容器或者可以使用电感器。更进一步，可以使用一可变电抗设备以使阻抗可变。

尽管在本实施例使用偶极类型的无线设备，天线设备的类型不限于此。例如，可以使用仅包括图30(a)的点画线包围部分的单极类型天线设备。同样的设备可应用到图30(b)和图31和32的天线装置以及顺序描述的图33的天线装置。

尽管在本实施例设置三个天线设备，也可以设置两个天线设备或四个或更多的天线设备。在这种情况下，天线设备可以全部具有相同的调谐频率，或者它们中的一些具有不同的调谐频率，或者它们可以全部具有不同的调谐频率。即，调整每个天线设备的长度以便获得所要求的调谐频率。(第十九实施例)

图33示意性地表示根据本发明第十九实施例的一个天线装置的实例。在该实施例，导电接地板338设置为面对天线设备331，332和333的天线平面，这些天线的馈线具有连接到导电接地板338的接地端。其他部分的布置与图31(a)类似。即，设置在天线设备331，332和333的预定位置的分接头连接到经共用电极339连接到反馈端337的电抗设备334，335和336。通过这种布置，当使用相同长度和配置的天线设备时，与未设置导电接地板的布置相比，在较高频带内能实现具有高增益和宽带的天线装置。

尽管在本实施例设置三个天线设备，可以设置两个天线设备或四个或更多天线设备。在这种情况下，天线设备可以全部具有相同的调谐频率，或者它们中的一些具有不同的调谐频率，或者它们可以全部具有不同的调谐频率。即，调整每个天线设备的长度以获得所要求的调谐频率。

尽管使用图31(a)的布置作为本实施例的基本结构，可以使用例如图31(b)和图30(a)及(b)所示的其它布置作为增加连接到馈线接地端的导电接地板的基本结构。

从上面描述显然可以看出，根据本发明，设定设置在预定区域的多个天线的尺寸，配置和安装条件以使由天线之间的干涉形成的天线的方向性为最佳。在一小区域内可以集中地或互相靠近地设置多个天线。从而减小天线装置的尺寸。

此外，通过以使其天线输出对于来自预定方向的无线电波具有反相的方式设置两个天线并合成两个天线输出，可防止来自预定方向的噪声。

Claims

1一种天线装置，其中多个天线设置在预定区域内并且设定天线的尺寸，配置和安装条件以使由天线之间干涉形成的天线方向性最理想。

2根据权利要求1所述的天线装置，其中，将所述多个天线中的一个天线的天线平面设为一基准平面，将所述天线集中地或互相靠近地设置在基准平面内，或者以便共享基准平面内的一部分天线元件，或者沿垂直基准平面的方向使天线平面分层，或者使天线平面之间形成一预定角度。

3根据权利要求1或2所述的天线装置，其中天线平面内的所述天线之间的位置关系使天线馈线互相紧密地靠近，或者使馈线互相离开，或者使馈线朝向一个方向，或者将天线中的一个天线的馈线设为一基准，另一天线的馈线从基准馈线转动一预定角度。

4根据权利要求1到3中的任何一个权利要求所述的天线装置，其中通过使用印制导线将所述天线设置在相同的电路板或多层电路板上。

5根据权利要求1到4中的任何一个权利要求所述的天线装置，其中所述多个天线的每一个对应于目标频带的分段频带，并且其中设置一合成器用于合成天线的输出。

6一种包括两个天线和一个用于合成两个天线输出的合成器的天线装置，其中以使其天线输出对于来自预定方向的无线电波具有反相的方式设置所述两个天线。

7根据权利要求6所述的天线装置，其中所述两个天线沿无线电波传来的方向排成一行以便加强来自一个方向的无线电波的输出并消除来自另一方向的无线电波的输出。

8根据权利要求7所述的天线装置，其中介电材料设置在两个天线之间。

9一种天线装置，其中将介电材料或磁性材料或导电材料靠近一天线元件设置。

10根据权利要求9所述的天线装置，其中汽车的一部分结构部件用作介电材料或磁性材料或导电材料。

11一种天线装置，其中多个天线互相靠近地设置在其方向增益低的位置。

12一种包括一平面天线元件和沿基本垂直于所述平面天线元件的平面的方向靠近所述平面天线元件设置至少一个单极天线的天线装置，其中所述单极天线和所述平面天线元件之间的干涉用来接收垂直极化电波。

13一种天线装置，包括一天线和设置在所述天线的馈线用于控制所述天线的方向性的阻抗控制装置。

14根据权利要求13所述的天线装置，其中变容二极管用作所述阻抗控制装置。

15根据权利要求1到14中的任何一个权利要所述的天线装置，其中所述天线是线性天线，低矮天线，接插天线和微带天线中的任意一种。

16一种线性低矮天线，其中天线元件设置在汽车的后阻流板，行李箱盖后面板，后托架，顶部阻流板和顶部中的任意一处。

17一种用于垂直极化电波的天线，其中天线元件设置在与水平至少成一预定角度的倾斜部分。

18根据权利要求17所述的用于垂直极化电波的天线，其中所述的倾斜至少一预定角度的部分是阻流板的端部或者是遮阳板的一端。

19一种用于汽车与汽车通信的天线，其中天线元件设置在汽车的车体内。

20一种用于道路与汽车通信的天线，其中天线元件设置在汽车的车体内。

21根据权利要求20所述的用于道路与汽车通信的天线，其中所述的天线是泄漏同轴电缆天线或自动收费门天线。

22根据权利要求19到21中的任何一个权利要求所述的天线，其中所述天线元件设置在汽车的立柱部分。

23一种天线装置，其中多个天线设置在预定区域并且其中所述多个天线的一部分或全部设置用于改变输入所述天线的阻抗的装置或用于接通和断开输入所述天线的阻抗的开关以使由天线之间的干涉形成的所述天线的方向性最理想。

24一种天线装置，其中卷绕预定次数的一个或两个天线元件设置在一馈线上。

25根据权利要求24所述的天线装置，其中所述天线元件具有在一平面内卷绕的螺旋形状。

26根据权利要求1到3中任何一个权利要求所述的天线装置，其中每个都具有在一平面内卷绕预定次数的天线元件，或者每个在一平面内被卷绕预定次数的偶极天线或单极天线用作所述多个天线。

27根据权利要求1到3，23，26和28中的任何一个权利要求所述的天线装置，其中靠近天线设置接地线以使它们的方向性最理想。

28根据权利要求27所述的天线装置，其中所述的接地线为汽车车体。

29一种天线装置，包括连接到n个天线的n个馈线，分别小于n个的馈线，和用于连接所述小于n个的馈线和所述n个馈线的耦合电路。

30根据权利要求29所述的天线装置。所述的耦合电路具有带通滤波器。低通滤波器和高通滤波器的一部分或全部，每一个滤波器具有所要求的频带。

31根据权利要求1到3中的任何一个权利要求所述的天线装置，其中用于在所述多个天线之间选择提供最佳电波传播的天线并切换到所选天线的开关设置在馈线和无线装置之间。

32根据权利要求1到3中的任何一个权利要求所述的天线装置，其中所述天线设置在玻璃内或玻璃表面上。

33根据权利要求1到3中的任何一个权利要求所述的天线装置，其中所述天线设置在汽车车体的内部或表面或介电材料上或磁性材料上。

34一种天线装置，其中设置具有相同或不同谐振频率的多个天线设备以便具有相同的方向性，并且其中设置在所述多个天线设备的预定位置的反馈点连接到一共用反馈端。

35根据权利要求34所述的天线装置，其中导电接地板设置为与所述多个天线设备的天线平面相对，并且其中所述多个天线设备的馈线的接地端连接到所述导电接地板。

36根据权利要求34或35所述的天线装置。其中电抗设备设置在在多个天线设备的预定位置提供的所述反馈点和所述共用反馈端之间。

37根据权利要求34或35所述的天线装置，其中电抗设备设置在反馈端一侧和多个天线设备的每个馈线的接地一侧之间。

38根据权利要求36或37所述的天线装置，其中所述电抗设备为可变电抗设备。