天线装置及无线通信装置的制作方法

本发明涉及具备第1放射元件及第2放射元件的天线装置和具备天线装置的无线通信装置。

背景技术：

在以下的专利文献1中，公开了一种放射右旋圆偏振波或左旋圆偏振波的圆偏振波切换式天线。

该圆偏振波切换式天线具备以下的结构要素(1)～(4)。

(1)放射元件，其具有2个供电点，并且放射相互正交的2个直线偏振波；

(2)第1移相器，其一端与放射元件中的一方的供电点连接，将信号的相位移相0度或180度；

(3)第2移相器，其一端与放射元件中的另一方的供电点连接，将信号的相位移相0度或180度；

(4)90゜混合电路，其将输入信号分配为相位差为90度的2个信号，将所分配的一方的信号向第1移相器输出，将所分配的另一方的信号向第2移相器输出。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-223942号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

在现有的圆偏振波切换式天线中，设想删除(1)的放射元件和(2)的第1移相器而追加了第1放射元件和第2放射元件的天线装置。

在设想的天线装置中，第1放射元件与90゜混合电路的第1输出端子连接，第2放射元件经由第2移相器而与90゜混合电路的第2输出端子连接。

在设想的天线装置中，如果切换第2移相器的移相量，则能够作为4分支的分集天线而发挥功能。

但是，在设想的天线装置中，在第1放射元件与第2放射元件的间隔较窄，例如间隔为动作频率的波长的2分之1以下的情况下，第1放射元件与第2放射元件之间的相互耦合变强。通过第1放射元件与第2放射元件之间的相互耦合变强，从第1放射元件放射出的大部分信号向第2放射元件入射。存在如下问题：通过从第1放射元件放射出的大部分信号向第2放射元件入射，信号的反射会变大。

本发明是为了解决上述的问题而完成的，其目的在于，得到一种即便在2个放射元件的间隔较窄的情况下也能够抑制信号的反射的天线装置。

此外，本发明的目的在于，得到一种具备能够抑制信号的反射的天线装置的无线通信装置。

用于解决问题的手段

本发明的天线装置具备：定向耦合器，其在从第1端子或第2端子输入了信号时，对信号进行分配，将所分配的一方的信号向第3端子输出，并且将所分配的另一方的信号向第4端子输出；第1放射元件，其与第3端子连接；第1移相器，其一端与第4端子连接；第2放射元件，其与第1移相器的另一端连接；第2移相器，其一端与第1端子连接；第3移相器，其一端与第2端子连接；第1匹配电路，其一端与第2移相器的另一端连接，另一端与第1输入输出端子连接；以及第2匹配电路，其一端与第3移相器的另一端连接，另一端与第2输入输出端子连接。

发明的效果

根据本发明，将天线装置构成为，具备：第1移相器，其一端与定向耦合器的第4端子连接；第2移相器，其一端与定向耦合器的第1端子连接；第3移相器，其一端与定向耦合器的第2端子连接；第1匹配电路，其一端与第2移相器的另一端连接，另一端与第1输入输出端子连接；以及第2匹配电路，其一端与第3移相器的另一端连接，另一端与第2输入输出端子连接。因此，在本发明的天线装置中，即便在2个放射元件的间隔较窄的情况下，也能够抑制信号的反射。

附图说明

图1是示出具备实施方式1的天线装置4的无线通信装置的结构图。

图2是示出实施方式1的天线装置4的结构图。

图3是示出第1移相器24、第2移相器25及第3移相器26的结构图。

图4是示出2个分集模式、4个分支、第1移相器至第3移相器的移相量、供电点、以及第1放射元件21的激励相位与第2放射元件22的激励相位的相位差的关系的说明图。

图5是示出从第1输入输出端子11向第2输入输出端子12的耦合的说明图。

图6是示出第1输入输出端子11中的发送信号的反射的说明图。

图7是示出2元件天线阵列的说明图。

图8a是示出s参数的史密斯圆图，图8b是示出振幅的频率特性的说明图。

图9a是示出为模式(1)时的s参数的史密斯圆图，图9b是示出为模式(2)时的s参数的史密斯圆图。

图10a是示出为模式(1)时的s参数的史密斯圆图，图10b是示出为模式(2)时的s参数的史密斯圆图。

图11a是示出为模式(1)时的s参数的史密斯圆图，图11b是示出为模式(2)时的s参数的史密斯圆图。

图12是模式(1)的分支(1)，是示出供电点为第1输入输出端子11时的放射图案的模拟结果的说明图。

图13是模式(1)的分支(2)，是示出供电点为第2输入输出端子12时的放射图案的模拟结果的说明图。

图14是模式(2)的分支(3)，是示出供电点为第1输入输出端子11时的放射图案的模拟结果的说明图。

图15是模式(2)的分支(4)，是示出供电点为第2输入输出端子12时的放射图案的模拟结果的说明图。

图16是示出分支(1)～(4)之间的相关系数的模拟结果的说明图。

图17是示出实施方式1的另一天线装置4的结构图。

图18是示出实施方式2的天线装置4的结构图。

图19是示出分支线式的90°混合电路的结构图。

图20是示出包括电容器及电感器的定向耦合器60的结构图。

图21是示出一共具备4个电容器的定向耦合器60的结构图。

具体实施方式

以下，为了更加详细地说明本发明，按照附图对其具体实施方式进行说明。

实施方式1.

图1是示出具备实施方式1的天线装置4的无线通信装置的结构图。

在图1中，发送器1是将发送信号向收发切换开关3输出的通信设备。

接收器2是实施从收发切换开关3输出的接收信号的接收处理的通信设备。

收发切换开关3将从发送器1输出的发送信号向天线装置4的第1输入输出端子11或第2输入输出端子12输出，将从第1输入输出端子11或第2输入输出端子12输出的接收信号向接收器2输出。

天线装置4具有第1输入输出端子11及第2输入输出端子12。

天线装置4使用2个天线，作为4分支的分集天线而发挥功能。

第1输入输出端子11是用于输入从收发切换开关3输出的发送信号或者将天线装置4的接收信号向收发切换开关3输出的端子。

第2输入输出端子12是用于输入从收发切换开关3输出的发送信号或者将天线装置4的接收信号向收发切换开关3输出的端子。

图2是示出实施方式1的天线装置4的结构图。

在图2中，第1放射元件21是与定向耦合器23的第3端子23c连接的天线。

第2放射元件22是与第1移相器24连接的天线。

定向耦合器23例如是分支线式的定向耦合器，具有第1端子23a、第2端子23b、第3端子23c及第4端子23d。

第1端子23a与第2移相器25的一端连接。

第2端子23b与第3移相器26的一端连接。

第3端子23c与第1放射元件21连接。

第4端子23d与第1移相器24的一端连接。

定向耦合器23由分支线式的定向耦合器或者环形波导(ratrace)式的定向耦合器等实现。

定向耦合器23例如在从第1端子23a或第2端子23b被输入发送信号时，将发送信号分配为2个。

然后，定向耦合器23将所分配的一方的发送信号向第3端子23c输出，并且，将所分配的另一方的发送信号向第4端子23d输出。

在从第1端子23a输入了发送信号的情况下，所分配的另一方的发送信号相对于一方的发送信号的相位差为φ度。

在从第2端子23b输入了发送信号的情况下，所分配的一方的发送信号相对于另一方的发送信号的相位差为(π-φ)度。

定向耦合器23例如在从第3端子23c或第4端子23d输入了接收信号时，将接收信号分配为2个。

然后，定向耦合器23将所分配的一方的接收信号向第1端子23a输出，并且，将所分配的另一方的接收信号向第2端子23b输出。

在从第3端子23c输入了接收信号的情况下，所分配的另一方的接收信号相对于一方的接收信号的相位差为(π-φ)度。

在从第4端子23d输入了接收信号的情况下，所分配的一方的接收信号相对于另一方的接收信号的相位差为φ度。

在实施方式1中，作为定向耦合器23，例如使用耦合度为√0.5(3db)的定向耦合器。

第1移相器24的一端与第4端子23d连接，另一端与第2放射元件22连接。

第1移相器24是能够将移相量切换为0度或θ度的移相器。

第1移相器24在从第4端子23d输出发送信号时，将发送信号的相位移相0度或θ度，将对相位进行了移相的发送信号向第2放射元件22输出。

第1移相器24在从第2放射元件22输出接收信号时，将接收信号的相位移相0度或θ度，将对相位进行了移相的接收信号向第4端子23d输出。

第2移相器25的一端与第1端子23a连接，另一端与第1匹配电路27连接。

第2移相器25是能够将移相量切换为0度或2分之θ(以下表记为“θ/2”)度的移相器。

第2移相器25在从第1匹配电路27输出发送信号时，将发送信号的相位移相0度或θ/2度，将对相位进行了移相的发送信号向第1端子23a输出。

第2移相器25在从第1端子23a输出接收信号时，将接收信号的相位移相0度或θ/2度，将对相位进行了移相的接收信号向第1匹配电路27输出。

第3移相器26的一端与第2端子23b连接，另一端与第2匹配电路28连接。

第3移相器26是能够将移相量切换为0度或θ/2度的移相器。

第3移相器26在从第2匹配电路28输出发送信号时，将发送信号的相位移相0度或θ/2度，将对相位进行了移相的发送信号向第2端子23b输出。

第3移相器26在从第2端子23b输出接收信号时，将接收信号的相位移相0度或θ/2度，将对相位进行了移相的接收信号向第2匹配电路28输出。

第1匹配电路27的一端与第2移相器25的另一端连接，另一端与第1输入输出端子11连接。

第1匹配电路27是对从第1输入输出端子11观察第2移相器25侧的阻抗与从第1输入输出端子11观察收发切换开关3侧的阻抗进行匹配的电路。

第2匹配电路28的一端与第3移相器26的另一端连接，另一端与第2输入输出端子12连接。

第2匹配电路28是对从第2输入输出端子12观察第3移相器26侧的阻抗与从第2输入输出端子12观察收发切换开关3侧的阻抗进行匹配的电路。

在图2中，示出第1匹配电路27及第2匹配电路28分别是包括3个集中常数元件的π型电路的例子，但不限于此，也可以是包括2个以下的集中常数元件的π型电路。

此外，第1匹配电路27及第2匹配电路28分别例如也可以为包括3个以下的集中常数元件的t型电路。

图3是示出第1移相器24、第2移相器25及第3移相器26的结构图。

第1移相器24、第2移相器25及第3移相器26分别能够使用图3所示那样的开关线式移相器。

在图3中，开关31及开关32分别由spdt(single-poledouble-throw)开关等实现。

线路33是将开关31与开关32之间连接的线路。线路33是能够忽略线路长度这一程度的线路长度较短的线路。因此，线路33对通过线路33的信号的相位不造成影响。

迂回线路34是具有与移相器的移相量相当的长度的线路。

如果图3所示的移相器是第1移相器24，则迂回线路34具有与移相量θ相当的长度。

如果图3所示的移相器是第1移相器24，则开关31及开关32分别在移相量被设定为0度的情况下与线路33连接。通过开关31及开关32分别与线路33连接，第4端子23d与第2放射元件22连接。

开关31及开关32分别在移相量被设定为θ度的情况下与迂回线路34连接。通过开关31及开关32分别与迂回线路34连接，第4端子23d与迂回线路34的一端连接，并且，迂回线路34的另一端与第2放射元件22连接。

此外，如果图3所示的移相器是第2移相器25，则迂回线路34具有与移相量θ/2相当的长度。

如果图3所示的移相器是第2移相器25，则开关31及开关32分别在第2移相器25的移相量被设定为0度的情况下与线路33连接。通过开关31及开关32分别与线路33连接，第1端子23a与第1匹配电路27的一端连接。

开关31及开关32分别在移相量被设定为2分之θ度的情况下与迂回线路34连接。通过开关31及开关32分别与迂回线路34连接，第1端子23a与迂回线路34的一端连接，并且，迂回线路34的另一端与第1匹配电路27的一端连接。

此外，如果图3所示的移相器是第3移相器26，则迂回线路34具有与移相量θ/2相当的长度。

如果图3所示的移相器是第3移相器26，则开关31及开关32分别在移相量被设定为0度的情况下与线路33连接。通过开关31及开关32分别与线路33连接，第2端子23b与第2匹配电路28的一端连接。

开关31及开关32分别在第3移相器26的移相量被设定为2分之θ度的情况下与迂回线路34连接。通过开关31及开关32分别与迂回线路34连接，第2端子23b与迂回线路34的一端连接，并且，迂回线路34的另一端与第2匹配电路28的一端连接。

另外，可以通过未图示的控制装置来分别操作开关31及开关32，也可以通过用户的手动来分别操作开关31及开关32。

接着，对图1所示的无线通信装置的动作进行说明。

天线装置4通过切换第1移相器24、第2移相器25及第3移相器26中的各自的移相量而能够作为4分支的分集天线发挥功能。

图4是示出2个分集模式、4个分支、第1移相器至第3移相器的移相量、供电点、以及第1放射元件21的激励相位与第2放射元件22的激励相位的相位差的关系的说明图。

天线装置4作为供电点而具有第1输入输出端子11和第2输入输出端子12。

在分集模式的模式(1)中包括分支(1)和分支(2)，在分集模式的模式(2)中包括分支(3)和分支(4)。

这里，说明无线通信装置将天线装置4用作发送天线的例子，但可知由于天线装置4的可逆性，即便无线通信装置将天线装置4用作接收天线，也得到同样的效果。

发送器1将发送信号向收发切换开关3输出。

收发切换开关3在收到从发送器1输出的发送信号时，例如如果天线装置4的分集模式被设定为模式(1)，且分支被设定为分支(1)，则将发送信号向第1输入输出端子11输出。

如果天线装置4的分集模式被设定为模式(1)，且分支被设定为分支(2)，则收发切换开关3将发送信号向第2输入输出端子12输出。

如果天线装置4的分集模式被设定为模式(2)，且分支被设定为分支(3)，则收发切换开关3将发送信号向第1输入输出端子11输出。

如果天线装置4的分集模式被设定为模式(2)，且分支被设定为分支(4)，则收发切换开关3将发送信号向第2输入输出端子12输出。

天线装置4中的分集模式及分支分别例如通过未图示的控制装置来设定，或者通过用户的手动操作来设定。

例如，通过控制装置将分支设定为分支(1)或分支(3)，由此，从收发切换开关3输出到第1输入输出端子11的发送信号经由第1匹配电路27而到达第2移相器25。

如图4所示，如果为分支(1)，则分集模式为模式(1)，因此，第2移相器25的移相量被设定为θ/2度。

如图4所示，如果为分支(3)，则分集模式为模式(2)，因此，第2移相器25的移相量被设定为0度。

因此，如果为分支(1)，则第2移相器25将发送信号的相位移相θ/2度，将移相了θ/2度的发送信号向第1端子23a输出。

如果为分支(3)，则第2移相器25将发送信号的相位移相0度，将移相了0度的发送信号向第1端子23a输出。

例如，通过控制装置将分支设定为分支(2)或分支(4)，由此，从收发切换开关3输出到第2输入输出端子12的发送信号经由第2匹配电路28而到达第3移相器26。

如图4所示，如果为分支(2)，则分集模式为模式(1)，因此，第3移相器26的移相量被设定为θ/2度。

如图4所示，如果为分支(4)，则分集模式为模式(2)，因此，第3移相器26的移相量被设定为0度。

因此，如果为分支(2)，则第3移相器26将发送信号的相位移相θ/2度，将移相了θ/2度的发送信号向第2端子23b输出。

如果为分支(4)，则第3移相器26将发送信号的相位移相0度，将移相了0度的发送信号向第2端子23b输出。

当分支为分支(1)或分支(3)时，如果从第2移相器25向第1端子23a输出发送信号，则定向耦合器23从第1端子23a输入发送信号，通过对发送信号的电力进行二等分而将发送信号分配为2个。

此时，定向耦合器23以向第4端子23d输出的发送信号相对于向第3端子23c输出的发送信号的相位差成为φ度的方式将发送信号分配为2个。

定向耦合器23将所分配的一方的发送信号向第3端子23c输出，并且，将所分配的另一方的发送信号向第4端子23d输出。

当分支为分支(2)或分支(4)时，如果从第3移相器26向第2端子23b输出发送信号，则定向耦合器23从第2端子23b输入发送信号，通过对发送信号的电力进行二等分而将发送信号分配为2个。

此时，定向耦合器23以向第3端子23c输出的发送信号相对于向第4端子23d输出的发送信号的相位差成为(π-φ)度的方式将发送信号分配为2个。

定向耦合器23将所分配的一方的发送信号向第3端子23c输出，并且，将所分配的另一方的发送信号向第4端子23d输出。

从第3端子23c输出的发送信号到达第1放射元件21。

从第4端子23d输出的发送信号到达第1移相器24。

如图4所示，如果分集模式为模式(1)，则第1移相器24将移相量设定为0度，如果分集模式为模式(2)，则第1移相器24将移相量设定为θ度。

因此，如果分集模式为模式(1)，则第1移相器24将从第4端子23d输出的发送信号的相位移相0度，将移相了0度的发送信号向第2放射元件22输出。

如果分集模式为模式(2)，则第1移相器24将从第4端子23d输出的发送信号的相位移相θ度，将移相了θ度的发送信号向第2放射元件22输出。

第1放射元件21将从第3端子23c输出的发送信号向空间放射。

第2放射元件22将从第1移相器24输出的发送信号向空间放射。

当分支为分支(1)时，如果从第1输入输出端子11输入的发送信号的相位为0度，则第1放射元件21的激励相位为θ/2度，第2放射元件22的激励相位成为(θ/2+φ)度。这里，为了简化说明，忽略通过第1匹配电路27时的发送信号的相位的旋转和从第1端子23a通过第3端子23c时的发送信号的相位的旋转。

因此，第2放射元件22的激励相位相对于第1放射元件21的激励相位之差成为φ度。

当分支为分支(2)时，如果从第2输入输出端子12输入的发送信号的相位为0度，则第1放射元件21的激励相位为(θ/2+(π-φ))度，第2放射元件22的激励相位成为θ/2度。这里，为了简化说明，忽略通过第2匹配电路28时的发送信号的相位的旋转和从第2端子23b通过第4端子23d时的发送信号的相位的旋转。

因此，第2放射元件22的激励相位相对于第1放射元件21的激励相位之差成为-(π-φ)度。

当分支为分支(3)时，如果从第1输入输出端子11输入的发送信号的相位为0度，则第1放射元件21的激励相位为0度，第2放射元件22的激励相位成为(φ+θ)度。

因此，第2放射元件22的激励相位相对于第1放射元件21的激励相位之差成为(φ+θ)度。

当分支为分支(4)时，如果从第2输入输出端子12输入的发送信号的相位为0度，则第1放射元件21的激励相位为(π-φ)度，第2放射元件22的激励相位成为θ度。

因此，第2放射元件22的激励相位相对于第1放射元件21的激励相位之差成为(-(π-φ)+θ)度。

因此，天线装置4通过如图4那样切换第1移相器24、第2移相器25及第3移相器26中的各自的移相量而能够形成4个不同的放射图案。

这里，在第1放射元件21与第2放射元件22的间隔较窄的情况下，第1放射元件21与第2放射元件22的相互耦合变高。

当设为在第1放射元件21处的信号反射为0且在第2放射元件22处的信号反射为0时，作为从第1输入输出端子11向第2输入输出端子12的耦合，如图5所示，考虑通过路径r1的发送信号与通过路径r2的发送信号的耦合。

图5是示出从第1输入输出端子11向第2输入输出端子12的耦合的说明图。

路径r1是使从第1输入输出端子11输入的发送信号通过第1匹配电路27、第2移相器25、定向耦合器23、第1放射元件21、第2放射元件22、第1移相器24、定向耦合器23、第3移相器26、第2匹配电路28而到达第2输入输出端子12的路径。

路径r2是使从第1输入输出端子11输入的发送信号通过第1匹配电路27、第2移相器25、定向耦合器23、第1移相器24、第2放射元件22、第1放射元件21、定向耦合器23、第3移相器26、第2匹配电路28而到达第2输入输出端子12的路径。

在分支(1)中，第1移相器24的移相量为0度，第2移相器25的移相量为θ/2度。

因此，如果设为从第1输入输出端子11输入的发送信号的相位为0度，则在定向耦合器23的第2端子23b处，通过路径r1的发送信号的相位为θ/2度。

此外，在第2端子23b处，通过路径r2的发送信号的相位为θ/2+φ+(π-φ)＝(θ/2+π)度。

在第2端子23b处，通过路径r1的发送信号的相位与通过路径r2的发送信号的相位的相位差成为π。

因此，通过路径r1的发送信号与通过路径r2的发送信号在第2端子23b处成为相等振幅且反相而被抵消，因此，降低了从第1输入输出端子11向第2输入输出端子12的耦合。

当分支为分支(2)时，虽然从第2输入输出端子12向第1输入输出端子11的耦合未图示，但与分支(1)同样，发送信号的路径具有2个。这里，将2个路径设为路径r3和路径r4。

路径r3是使从第2输入输出端子12输入的发送信号通过第2匹配电路28、第3移相器26、定向耦合器23、第1移相器24、第2放射元件22、第1放射元件21、定向耦合器23、第2移相器25、第1匹配电路27而到达第1输入输出端子11的路径。

路径r4是使从第2输入输出端子12输入的发送信号通过第2匹配电路28、第3移相器26、定向耦合器23、第1放射元件21、第2放射元件22、第1移相器24、定向耦合器23、第2移相器25、第1匹配电路27而到达第1输入输出端子11的路径。

在分支(2)中，第1移相器24的移相量为0度，第3移相器26的移相量为θ/2度。

因此，如果设为从第2输入输出端子12输入的发送信号的相位为0度，则在定向耦合器23的第1端子23a处，通过路径r3的发送信号的相位为θ/2度。

此外，在第1端子23a处，通过路径r4的发送信号的相位为θ/2+(π-φ)+φ＝(θ/2+π)度。

在第1端子23a处，通过路径r3的发送信号的相位与通过路径r4的发送信号的相位的相位差成为π。

因此，通过路径r3的发送信号与通过路径r4的发送信号在第1端子23a处成为相等振幅且反相而被抵消，因此，降低了从第2输入输出端子12向第1输入输出端子11的耦合。

在天线装置4中，安装有第1匹配电路27及第2匹配电路28，因此，能够抑制在第1输入输出端子11及第2输入输出端子12处的信号反射。

在图2所示的天线装置4中，设想未安装第1匹配电路27及第2匹配电路28的天线装置。

在设想的天线装置中，在第1放射元件21处的信号反射为0，在第2放射元件22处的信号反射为0。

设想的天线装置在为分支(1)或分支(3)时，如图6所示，在第1输入输出端子11处，产生通过路径r5的发送信号的反射和通过路径r6的发送信号的反射。

图6是示出第1输入输出端子11中的发送信号的反射的说明图。

路径r5是使从第1输入输出端子11输入的发送信号通过第2移相器25、定向耦合器23、第1放射元件21、第2放射元件22、第1移相器24、定向耦合器23、第2移相器25而到达第1输入输出端子11的路径。

路径r6是使从第1输入输出端子11输入的发送信号通过第2移相器25、定向耦合器23、第1移相器24、第2放射元件22、第1放射元件21、定向耦合器23、第2移相器25而到达第1输入输出端子11的路径。

图2所示的天线装置4安装有第1匹配电路27及第2匹配电路28。

第1匹配电路27取得从第1输入输出端子11观察第2移相器25侧的阻抗与从第1输入输出端子11观察收发切换开关3侧的阻抗的匹配。

因此，在图2所示的天线装置4中，通过第1匹配电路27的作用，在为分支(1)或分支(3)时，抑制了通过路径r5的发送信号的反射和通过路径r6的发送信号的反射。

第2匹配电路28取得从第2输入输出端子12观察第3移相器26侧的阻抗与从第2输入输出端子12观察收发切换开关3侧的阻抗的匹配。

因此，在图2所示的天线装置4中，通过第2匹配电路28的作用，在为分支(2)或分支(4)时，抑制了第2输入输出端子12处的信号反射。

在图2所示的天线装置4中，设想不具备第2移相器25及第3移相器26的天线装置。

在设想的天线装置中，模式(1)时的反射相位比模式(2)时的反射相位小了θ。即便设想的天线装置不具备第2移相器25及第3移相器26，模式(1)时的反射振幅与模式(2)时的反射振幅也相同。

图2所示的天线装置4为了使模式(1)中的反射相位与模式(2)中的反射相位相同而具备第2移相器25及第3移相器26。

第2移相器25及第3移相器26中的各自的移相量能够改变为模式(1)时的移相量和模式(2)时的移相量。

模式(1)时的移相量为θ/2，模式(2)时的移相量为0。

图2所示的天线装置4的模式(1)中的反射相位与模式(2)中的反射相位相同，因此，无论是模式(1)或模式(2)中的哪一方，都能够分别使用第1匹配电路27及第2匹配电路28。

这里，将图7所示的2元件天线阵列作为例子，考察图2所示的天线装置4的有效性。

通常，已知当2个放射元件之间的距离成为发送信号的波长的2分之1以下的距离时，2个输入输出端子之间的相互耦合变高，天线装置无法有效地动作。这里，说明即便第1放射元件21与第2放射元件22之间的距离为发送信号的波长的2分之1以下的距离，图2所示的天线装置4也有效地动作。

在图7所示的2元件天线阵列中，在方形的地板40上分别设置有2个倒f天线41、42。

在图7中，λc为发送信号的频率(动作频率)fc中的自由空间波长。

图8是示出图7所示的2元件天线阵列中的s参数的模拟结果的说明图。s参数的模拟例如通过计算机来执行。

图8a是示出s参数的史密斯圆图，图8b是示出振幅的频率特性的说明图。在图8b中，通过动作频率fc对频率进行了归一化。

在图7的例子中，倒f天线41与倒f天线42之间的距离为0.15λc，比0.5λc短。

根据图8b，确认到倒f天线41与倒f天线42之间的耦合|s21|在动作频率fc下约为-3db，非常高。

接着，考察将图7所示的2元件天线阵列应用于天线装置的情况。

首先，考察在图2所示的天线装置4中未安装第2移相器25及第3移相器26以及第1匹配电路27及第2匹配电路28的天线装置。

在所考察的天线装置中，作为第1放射元件21而使用倒f天线41，作为第2放射元件22而使用倒f天线42。

图9是示出从第1输入输出端子11及第2输入输出端子12分别观察倒f天线41、42侧时的s参数的模拟结果的说明图。在s参数的模拟中，设为θ＝90°，φ＝-90°。

图9a是示出模式(1)时的s参数的史密斯圆图，图9b是示出模式(2)时的s参数的史密斯圆图。

如图9a及图9b所示，可知无论是模式(1)和模式(2)中的哪一方，倒f天线41与倒f天线42之间的耦合|s21|都位于史密斯圆图的中心，耦合足够低。

在动作频率fc中，从史密斯圆图的中心起算的距离在模式(1)中的s11和模式(2)中的s11是相同的，但位置不同。同样，在动作频率fc中，模式(1)中的s22的从史密斯圆图的中心起算的距离与模式(2)中的s22的从史密斯圆图的中心起算的距离相同，但位置不同。这表示，在模式(1)和模式(2)中，振幅相同但相位不同。即，表示模式(1)中所需的匹配电路和模式(2)中所需的匹配电路不同，在模式(1)和模式(2)中，需要安装不同的匹配电路。

因此，所考察的天线装置需要模式(1)用的第1匹配电路27及模式(1)用的第2匹配电路28、以及模式(2)用的第1匹配电路27及模式(2)用的第2匹配电路28。

接着，考察在图2所示的天线装置4中安装有第2移相器25及第3移相器26但未安装第1匹配电路27及第2匹配电路28的天线装置。

在所考察的天线装置中，作为第1放射元件21而使用倒f天线41，作为第2放射元件22而使用倒f天线42。

图10是示出从第1输入输出端子11及第2输入输出端子12分别观察倒f天线41、42侧时的s参数的模拟结果的说明图。在s参数的模拟中，设为θ＝90°，φ＝-90°。

图10a是示出模式(1)时的s参数的史密斯圆图，图10b是示出模式(2)时的s参数的史密斯圆图。

如图10a及图10b所示，可知无论是模式(1)和模式(2)中的哪一方，倒f天线41与倒f天线42之间的耦合|s21|都位于史密斯圆图的中心，耦合足够低。

在动作频率fc中，通过安装了第2移相器25及第3移相器26，模式(1)中的相位旋转90°，模式(1)中的s11的位置与模式(2)中的s11的位置一致。此外，模式(1)中的s22的位置与模式(2)中的s22的位置一致。这表示，能够使模式(1)中所需的匹配电路与模式(2)中所需的匹配电路共同化。

接着，考察安装有第2移相器25及第3移相器26、以及第1匹配电路27及第2匹配电路28的图2所示的天线装置4。

在图2所示的天线装置4中，作为第1放射元件21而使用倒f天线41，作为第2放射元件22而使用倒f天线42。

在图2所示的天线装置4中，示出使用了3个集中常数元件的第1匹配电路27。但是，这只不过是一例，也可以为使用了2个集中常数元件的第1匹配电路27。

作为2个集中常数元件，例如考虑串联连接在第2移相器25的另一端与第1输入输出端子11之间的跳线元件、以及一端与跳线元件的一端或另一端连接且另一端接地的并联电容器。

此外，在图2所示的天线装置4中，示出使用了3个集中常数元件的第2匹配电路28。但是，这只不过是一例，也可以是使用了2个集中常数元件的第2匹配电路28。

作为2个集中常数元件，例如考虑串联连接在第3移相器26的另一端与第2输入输出端子12之间的跳线元件、以及一端与跳线元件的一端或另一端连接且另一端接地的并联电容器。

图11是示出从第1输入输出端子11及第2输入输出端子12分别观察倒f天线41、42侧时的s参数的模拟结果的说明图。在s参数的模拟中，设为θ＝90°、φ＝-90°。

图11a是示出模式(1)时的s参数的史密斯圆图，图11b是示出模式(2)时的s参数的史密斯圆图。

如图11a及图11b所示，可知无论是模式(1)和模式(2)中的哪一方，倒f天线41与倒f天线42之间的耦合|s21|都位于史密斯圆图的中心，耦合足够低。

在动作频率fc中，模式(1)中的s11的位置与模式(2)中的s11的位置一致。此外，可知模式(1)中的s11的位置与模式(2)中的s11的位置位于史密斯圆图的大致中心，反射足够低。在动作频率fc中，模式(1)中的s22的位置与模式(2)中的s22的位置一致。此外，可知模式(1)中的s22的位置与模式(2)中的s22的位置位于史密斯圆图的大致中心，反射足够低。

图2所示的天线装置4中的第1匹配电路27对应于模式(1)和模式(2)的双方，第2匹配电路28对应于模式(1)和模式(2)的双方。

图12至图15是示出在图2所示的天线装置4中，图7所示的z-x面上的模式(1)(2)的放射图案的模拟结果和图7所示的z-y面上的模式(1)(2)的放射图案的模拟结果的说明图。

图12是模式(1)的分支(1)，示出供电点为第1输入输出端子11时的放射图案的模拟结果。

图13是模式(1)的分支(2)，示出供电点为第2输入输出端子12时的放射图案的模拟结果。

图14是模式(2)的分支(3)，示出供电点为第1输入输出端子11时的放射图案的模拟结果。

图15是模式(2)的分支(4)，示出供电点为第2输入输出端子12时的放射图案的模拟结果。

当比较图12至图15所示的模拟结果时，可知在分支(1)～(4)中，放射图案互不相同。

图16是示出分支(1)～(4)之间的相关系数的模拟结果的说明图。

根据第1放射元件21的放射图案和第2放射元件22的放射图案来计算第1放射元件21与第2放射元件22的相关性。

在图16中，示出分支(1)与分支(2)之间的相关系数为0.0，分支(1)与分支(3)之间的相关系数为0.5，分支(1)与分支(4)之间的相关系数为0.5。

此外，在图16中，示出分支(2)与分支(3)之间的相关系数为0.5，分支(2)与分支(4)之间的相关系数为0.5。

此外，在图16中，示出分支(3)与分支(4)之间的相关系数为0.0。

如果第1放射元件21的放射图案与第2放射元件22的放射图案相似，则相关性变高，如果第1放射元件21的放射图案与第2放射元件22的放射图案不相似，则相关性变低。

关于天线装置可知，如果第1放射元件21与第2放射元件22的相关系数为0.5以下，则得到与相关系数为0时大致同等的分集性能。

根据图16，可知在图2所示的天线装置4中，分支(1)～(4)之间的相关系数为0.5以下。

以上的实施方式1将天线装置构成为，具备：第1移相器24，其一端与定向耦合器23的第4端子23d连接；第2移相器25，其一端与定向耦合器23的第1端子23a连接；第3移相器26，其一端与定向耦合器23的第2端子23b连接；第1匹配电路27，其一端与第2移相器25的另一端连接，另一端与第1输入输出端子11连接；以及第2匹配电路28，其一端与第3移相器26的另一端连接，另一端与第2输入输出端子12连接。因此，在实施方式1的天线装置中，即便在第1放射元件21与第2放射元件22的间隔较窄的情况下，也能够抑制信号的反射。

在实施方式1中，设为第1放射元件21及第2放射元件22分别是倒f天线而考察了天线装置的有效性。

但是，第1放射元件21及第2放射元件22分别不限于倒f天线，也可以是反射较大的放射元件。

例如在分别使用反射较大的放射元件作为第1放射元件21及第2放射元件22的情况下，如图17所示，天线装置具备第3匹配电路51和第4匹配电路52即可。

图17是示出实施方式1的另一天线装置4的结构图。

在图17中，与图2相同的标号表示相同或相当的部分，因此省略说明。

第3匹配电路51的一端与第3端子23c连接，另一端与第1放射元件21连接。

第3匹配电路51是将从第3端子23c观察第1放射元件21侧的阻抗与从第3端子23c观察定向耦合器23侧的阻抗匹配的电路。

第4匹配电路52的一端与第1移相器24的另一端连接，另一端与第2放射元件22连接。

第4匹配电路52是将从第1移相器24的另一端观察第2放射元件22侧的阻抗与从第1移相器24的另一端观察第1移相器24侧的阻抗匹配的电路。

第3匹配电路51及第4匹配电路52分别与图2所示的第1匹配电路27同样，可以是包括3个以下的集中常数元件的π型电路，也可以是包括3个以下的集中常数元件的t型电路。

对图2所示的天线装置4被用作分集天线的情况进行了说明。由于第1放射元件21与第2放射元件22之间的相关性较低，因此，图2所示的天线装置4也能够用作mimo(multipleinputmultipleoutput)用天线。

实施方式2.

实施方式1的天线装置4示出定向耦合器23为分支线式的定向耦合器的例子。

在实施方式2中，针对定向耦合器60为包括多个集中常数元件的90゜混合电路的天线装置4进行说明。

图18是示出实施方式2的天线装置4的结构图。

在图18中，与图2相同的标号表示相同或相当的部分，因此省略说明。

定向耦合器60是具有与图2所示的定向耦合器23同样的功能的电路。

定向耦合器60是包括第1集中常数元件～第12集中常数元件的90゜混合电路。

第1集中常数元件61的一端与第1端子23a连接，另一端与第2端子23b连接。

第2集中常数元件62的一端与第1集中常数元件61的一端连接，另一端接地。

第3集中常数元件63的一端与第1集中常数元件61的另一端连接，另一端接地。

第1集中常数元件61、第2集中常数元件62及第3集中常数元件63构成第1π型电路。

第4集中常数元件64的一端与第1端子23a连接，另一端与第3端子23c连接。

第5集中常数元件65的一端与第4集中常数元件64的一端连接，另一端接地。

第6集中常数元件66的一端与第4集中常数元件64的另一端连接，另一端接地。

第4集中常数元件64、第5集中常数元件65及第6集中常数元件66构成第2π型电路。

第7集中常数元件67的一端与第3端子23c连接，另一端与第4端子23d连接。

第8集中常数元件68的一端与第7集中常数元件67的一端连接，另一端接地。

第9集中常数元件69的一端与第7集中常数元件67的另一端连接，另一端接地。

第7集中常数元件67、第8集中常数元件68及第9集中常数元件69构成第3π型电路。

第10集中常数元件70的一端与第2端子23b连接，另一端与第4端子23d连接。

第11集中常数元件71的一端与第10集中常数元件70的一端连接，另一端接地。

第12集中常数元件72的一端与第10集中常数元件70的另一端连接，另一端接地。

第10集中常数元件70、第11集中常数元件71及第12集中常数元件72构成第4π型电路。

定向耦合器60以外与实施方式1相同，因此，这里仅对定向耦合器60进行说明。

例如，如图19所示，定向耦合器由分支线式的90°混合电路形成。

图19是示出分支线式的90°混合电路的结构图。

分支线式的90°混合电路由排列为大致正方形的环状传输线路形成。

构成环状传输线路的4个传输线路各自的一边的长度约为λg/4。λg是动作频率fc下的管内波长。

因此，在90°混合电路形成于基板的情况下，由于构成基板的电介质所引起的波长缩短，因此分支线式的90°混合电路的一边的长度比自由空间波长λc短。

如图18所示，通过将4个传输线路分别置换为包括3个集中常数元件的π型电路，能够进一步实现电路的小型化。

第1π型电路的特性导纳y1、第2π型电路的特性导纳y2、第3π型电路的特性导纳y3及第4π型电路的特性导纳y4分别由以下的式(1)～(4)表示。

在式(1)～(4)中，g1是第1端子23a的负载电导，g2是第2端子23b的负载电导，g3是第3端子23c的负载电导，g4是第4端子23d的负载电导。

k是定向耦合器60的耦合度。

第1π型电路的电容c1、第2π型电路的电容c2、第3π型电路的电容c3及第4π型电路的电容c4分别由以下的式(5)表示。

在式(5)中，ωc是动作频率fc中的角频率。

第1π型电路的电感l1、第2π型电路的电感l2、第3π型电路的电感l3及第4π型电路的电感l4分别由以下的式(6)表示。

因此，图18所示的定向耦合器60能够通过如图20那样配置第1π型电路、第2π型电路、第3π型电路及第4π型电路中的各个电容器及电感器而构成。

图20是示出包括电容器及电感器的定向耦合器60的结构图。

但是，如图20所示，各个π型电路不限于配置2个电容器和电感器。

例如，在图20所示的定向耦合器60中，全部具备8个电容器，但也可以通过将相邻的2个电容器耦合而使定向耦合器60一共具备4个电容器。

图21是示出一共具备4个电容器的定向耦合器60的结构图。

在图21所示的定向耦合器60中，具备电容c12的电容器、电容c23的电容器、电容c34的电容器、以及电容c41的电容器。

电容c12的电容器是将图20所示的电容c1的电容器(图中为左侧的电容器)与图20所示的电容c2的电容器(图中为下侧的电容器)耦合而成的电容器。

电容c23的电容器是将图20所示的电容c2的电容器(图中为上侧的电容器)与图20所示的电容c3的电容器(图中为左侧的电容器)耦合而成的电容器。

电容c34的电容器是将图20所示的电容c3的电容器(图中为右侧的电容器)与图20所示的电容c4的电容器(图中为上侧的电容器)耦合而成的电容器。

电容c41的电容器是将图20所示的电容c4的电容器(图中为下侧的电容器)与图20所示的电容c1的电容器(图中为右侧的电容器)耦合而成的电容器。

这里，示出定向耦合器60具备4个π型电路的例子，但代替各个π型电路，也可以使用包括2个串联电感器和1个并联电容器的t型电路。

另外，本申请发明在该发明的范围内，能够进行各实施方式的自由组合、或者各实施方式的任意的结构要素的变形、或者在各实施方式中省略任意的结构要素。

产业利用性

本发明适于具备第1放射元件及第2放射元件的天线装置。

此外，本发明适于具备天线装置的无线通信装置。

标号说明

1发送器，2接收器，3收发切换开关，4天线装置，11第1输入输出端子，12第2输入输出端子，21第1放射元件，22第2放射元件，23定向耦合器，23a第1端子，23b第2端子，23c第3端子，23d第4端子，24第1移相器，25第2移相器，26第3移相器，27第1匹配电路，28第2匹配电路，31、32开关，33线路，34迂回线路，40地板，41、42倒f天线，51第3匹配电路，52第4匹配电路，60定向耦合器，61第1集中常数元件，62第2集中常数元件，63第3集中常数元件，64第4集中常数元件，65第5集中常数元件，66第6集中常数元件，67第7集中常数元件，68第8集中常数元件，69第9集中常数元件，70第10集中常数元件，71第11集中常数元件，72第12集中常数元件。