CN1312948C - 天线、天线设备以及无线电设备 - Google Patents

Abstract

一种天线具有传导性底部构件；包围所述传导性底部构件周边的传导性侧构件；传导性的构件，安排在由所述传导性底部构件和所述传导性侧构件包围的空间中，和传导性顶板构件；其中所述传导性构件被连接到一信号线上用于发射和/或接收，所述传导性构件和所述传导性底部构件在除了所述信号线或馈电点之外的空间中是相互连接的，所述传导性顶板构件的垂直投影包含于所述传导性底部构件的平面上，并且所述传导性顶板构件仅覆盖由所述传导性底部构件和所述传导性侧构件所形成的空间的一部分开口，从而在所述传导性顶板构件旁形成至少一个开口部分。

Description

天线、天线设备以及无线电设备

本发明涉及一种天线、一种天线设备以及一种无线电设备，它们主要被使用在移动通信中，并且特别是涉及一种最适合于基站天线的天线、天线设备以及无线电设备。

传统技术如图36和37所示。

首先，将叙述如图36所示的第一个传统例子。图36表示一种技术示例，利用它改变垂直面上的天线的方向性，图37A、37B和37C每个表示一种单极天线的辐射方向性的示例。

图36阐明了接地导体211、同轴电源部分212以及天线振子213。天线振子213被连接到接地导体211上的同轴电源部分212。作为一个例子，示出了一种情况，该情况中单极天线具有轴对称结构，即，该结构中，接地导体211为扁圆形，同轴电源部分212位于接地导体211的一个表面的中心位置上，而天线振子213连接到同轴电源部分212上以便与接地导体211垂直。在这个时候，天线的辐射波在天线的水平面上是非方向性的。

在一个单极天线中，有一种改变接地导体211尺寸的方法，称为一种在垂直面上改变无线电波的方向性的方法。当在一个单极天线中接地导体211具有一个有限的尺寸时，无线电波的衍射从接地导体211的边缘发生。衍射的尺寸取决于接地导体211的尺寸；接地导体211越大，则衍射变得越小，反之亦然。单极天线的整个辐射波是来自天线振子213中的辐射波与来自接地导体211的边缘的衍射波的总和。如果天线被分成两侧：具有天线振子213的上侧和不具有天线振子213的下侧，利用在尺寸上增加了接地导体211，则较少的无线电波流到下侧而更多的无线电波被应用到上侧。同时，最大辐射方向接近天线的水平面。另一方面，由于接地导体211变得较小，更多的无线电波流到下侧，使得最大辐射方向接近天线的竖直方向。可是，当接地导体211的直径等于或小于1/2波长时，辐射波同样地流到上下侧，在天线的垂直面上呈现出数字8的形式的方向性。这时，最大辐射方向为天线的水平面。图37A、37B和37C示出了当接地导体211具有关于1/2波长(图37A)、关于0.8波长(图37B)以及关于3个波长(37C)的各自的直径时的辐射方向性。在图37A、37B和37C中，X和Y表示与接地导体211的一个表面并行的方向而Z表示与接地导体211垂直的方向，如图37D所示。辐射方向性校准了10dB，而所使用的单位是dBd，是指偶极天线的增益。

因此，通过改变接地导体211的尺寸，一个单极天线可以改变天线垂直面上的无线电波的方向性。

参考图38将描述第二现有技术的天线，图38一种表示改变天线方向性的技术。图38表示一种装备有两个天线振子的单极天线阵列，而图39表示辐射方向性的示例。

在图38中，天线阵包括接地导体221，同轴电源部分222和223，天线振子224和225，电源路径226和227，以及功率分配/合成电路228。天线振子224和225被连接到分别在接地导体221上的同轴电源部分222和223。同轴电源部分222和223经电源路径226和227分别被连接到功率分配/合成电路226。在一个X-Y平面上提供接地导体221。

下面将描述这样的情况：有两个天线振子224和225，并且辐射波在X轴方向上变强。

安排天线振子224和225在X轴上彼此相距1/2波长以便关于原点对称，并且所提供的电流具有180度的相位差。这时，天线阵列因数在+X和-X方向上变成同相以便彼此增强。特别地，当天线关于Z-X平面和Z-Y平面对称时，辐射波变成关于Z-X平面和Z-Y平面对称。所辐射的波在+X方向和-X方向上变强，在此来自天线振子224和225的辐射波具有相同的相位。此外，改变接地导体221的尺寸或者天线振子之间的距离使得天线垂直面上的无线电波的方向性改变。

图39表示当每个天线振子由一个1/4波长金属导线制成时的辐射方向性的示例，以一对一比值提供电源给该天线振子，并且接地导体是一个矩形，其具有平行于X轴的2.75波长的一侧和平行于Y轴的2.25波长的另一侧。在图39中，X和Y表示与接地导体221的平面平行的方向，而Z表示与接地导体221垂直的方向。辐射方向性校准了10dB，而所使用的单位是dBd，是指偶极天线的增益。

因此，通过安排天线振子以便以一个适当的间距形成一个天线阵以及通过提供具有适当的相位差和适当的功率分配比的天线振子来实现能够改变辐射波方向性的天线。

可是，第一个现有技术的天线具有下列缺点；在天线的水平方向上加强辐射需要二维大接地导体211，其与单极天线的小型化相反。不允许一个单极天线占据一块顶板上的那么大一块面积，其是单极天线在户内的最佳位置之一。因此，第一个现有技术的天线是不适合的，由于它们难以成为很小的二维，所以它必须是大尺寸的。

另一方面，第二个现有技术的天线可以通过提供天线水平方向上的方向性来增强辐射波。可是，它要求具有电源路径226和227以及功率分配/合成电路228，由于电路的结构，这本质上引起这些组件226、227和228中的固有损耗。

另外，由于天线振子之间的较差隔离，当从一个天线振子224(225)中辐射的波被其它天线振子225(224)不希望地接收时引起另外一个损耗。这些损耗使辐射效率恶化。后一个损耗特别导致整个天线阵的反射损耗，并且该反射信号反之可以流向设备已连接到该天线的每个设备中从而严重地影响每个设备的特性。

为了保证优良的天线特性，应该在电源路径和功率分配/合成电路228中降低前一损耗，并且后一种情况需要在天线振子之间建立良好的隔离。在前一种情况下，可以使用具有较少损耗的组件作为电源路径226和227以及功率分配/合成电路228。后一种情况需要扩展天线振子之间的距离。因此，第二个现有技术中的天线阵不适合于天线的小型化。

当存在多于两个的天线振子时，则认为它们之间的距离变得比具有两个天线振子的第二个现有技术的天线中的距离大。大规模的天线阵不适合于天线的小型化。不允许一个单极天线占据一块顶板上的一个么大一块面积，其是单极天线在户内的最佳位置之一。

因此，第二个现有技术的天线也是不适合的，因为它们难以成为很小的二维，所以它必须是大尺寸的。

当在一块顶板上安装一天线时，为了增强波辐射的效率，最好从顶板中倒转来悬挂该天线振子以使它们面向无线电波被辐射进入的空间。

另外最好没什么扰乱天线和整个辐射空间之间的无线电波的传播，并且从天线振子能够看到包括整个辐射目标在内的空间。另外希望不显眼地安装一个单极天线而不成为一个刺目的东西；然而，在如图36一直到39所示的现有技术的天线中，天线振子从顶板不看见伸出，而第一和第二个现有技术的天线的结构由于它们的小型化的不足而不能满足该要求。

鉴于上面的问题，本发明的主要目的是提供一种天线，它的尺寸很小，特别是它的上侧，并且它能够改变无线电波的方向性，并且提供使用该天线的天线设备和无线电设备。

本发明的第一个发明是一种天线，包括：

传导性底部构件；

包围所述传导性底部构件周边的传导性侧构件；和

传导性构件，安排在由所述传导性底部构件和所述传导性侧构件包围的空间中；和

传导性顶板构件；其中

所述传导性构件被连接到一信号线上用于发射和/或接收，

所述传导性构件和所述传导性底部构件在除了所述信号线或馈电点之外的空间中是相互连接的，

所述传导性顶板构件的垂直投影包含于所述传导性底部构件的平面上，并且

所述传导性顶板构件仅覆盖由所述传导性底部构件和所述传导性侧构件所形成的空间的一部分开口，从而在所述传导性顶板构件旁形成至少一个开口部分。

本发明的第二个发明是如第一发明所述的天线，其中所述传导性构件和所述传导性侧构件彼此连接。

本发明的第三个发明是如第一发明所述的天线，其中所述传导性构件和所述传导性顶板构件彼此电地和/或机械地连接。

本发明的第四个发明是如第一发明所述的天线，其中所述传导性构件和所述传导性侧构件彼此电连接。

本发明的第五个发明是如第一发明所述的天线，其中所述传导性顶板构件具有一个弯曲形状的周线(periphery)。

本发明的第六个发明是如第一发明所述的天线，其中所述传导性底部构件和/或所述传导性侧构件具有所述开口。

本发明的第7个发明是如第1或7个发明所述的天线，其中所述开口具有调整它们的尺寸的装置。

本发明的第8个发明是如第1个发明所述的天线，其中如果假定所述传导性构件在所述传导性底部构件上的投影为原点并且所述传导性底部构件被安排在X-Y平面上，所述传导性底部构件和所述传导性侧构件关于Z-Y平面对称，并且关于Z-Y平面对称地安排所述开口。

本发明的第9个发明是如第8个发明所述的天线，其中所述传导性底部构件和所述传导性侧构件关于Z-X平面对称，并且关于Z-X平面对称地安排所述开口。

本发明的第10个发明是如第一个发明所述的天线，包括一个绝缘体构件，其具有比空气更高的介电常数并且提供在所述空间中。

本发明的第11个发明是如第10个发明所述的天线，其中提供所述绝缘体构件至少使得覆盖一部分未覆盖着顶板导体的空间。

本发明的第12个发明是如第10个发明所述的天线，其中所述绝缘体构件填充所述空间的整个内部。

本发明的第13发明是如第12个发明所述的天线，其中所述绝缘体构件有一通孔，并且所述传导性侧构件包括所述通孔。

本发明的第14个发明是如第1个发明所述的天线，进一步包括被安排与所述传导性构件相距一个预确定距离的至少一个匹配元件，其中所述匹配元件和所述传导性底部构件彼此电连接。

本发明的第15个发明是如第14个发明所述的天线，其中至少一个匹配元件被电连接到所述传导性构件上。

本发明的第16个发明是如第14个发明所述的天线，其中至少一个匹配元件被电连接到所述传导性顶板构件和/或所述传导性侧构件上。

本发明的第17个发明是一种天线的布置方法，包括以一种方式调整并安排多个如第1个发明所述的天线的步骤以便符合一个方向，用于将水平面上每个天线的方向性减到最少。

本发明的第18个发明是一种天线设备，包括：

如第1个发明所述的天线；以及用于发射和/或接收的电路的整体或部分，它连接到所述信号线同时被安排在所述空间中。

本发明的第19个发明是如第18个发明所述的天线设备，进一步包括用于覆盖所述电路的整体或部分的一个屏蔽构件，其中所述屏蔽构件不与所述传导性构件电接触。

本发明的第20个发明是如第19个发明所述的天线设备，其中所述屏蔽构件形成为一个凹形部分，其成为所述传导性底部构件和/或所述传导性侧构件的每个部分；以及

其中，在所述凹形部分中安排所述电路的整体或部分。

本发明的第21个发明是如第20个发明所述的天线设备，进一步包括一个盖构件，它覆盖所述凹形部分并容纳所述电路的整体或部分，其中所述盖构件电连接到所述传导性底部构件和/或所述传导性侧构件。

本发明的第22个发明是如第18个发明所述的天线设备，其中所述电路用一个无源电路来构成。

本发明的第23个发明是如第18个发明所述的天线设备，其中在所述电路中包含一个有源元件。

本发明的第24个发明是如第18个发明所述的天线设备，其中在所述电路中包含一个微波电路。

本发明的第25个发明是如第18个发明所述的天线设备，其中在所述电路中包含一个光的无源元件。

本发明的第26个发明是如第18个发明所述的天线设备，其中在所述电路中包含一个光的有源元件。

本发明的第27个发明是如第18个发明所述的天线设备，其中所述电路具有一个IC。

本发明的第28个发明是如第18个发明所述的天线设备，其中所述电路具有这样的尺寸：即，当从在垂直于所述传导性顶板构件的方向上所述传导性顶板构件的侧面观看所述天线设备时，所述电路隐藏在所述传导性顶板构件后面。

本发明的第29个发明是一种天线阵设备，它是多个如第18个发明所述的天线设备排列而成的一种天线阵，其中多个天线设备中的所述电路每个输入或输出相同的信号。

本发明的第30个发明是如第29个发明所述的天线阵设备，其中所述电路具有一种夹头(cartridge)形式以致可从天线中拆卸。

本发明的第31个发明是如第18个发明所述的天线设备，其中所述电路包括具有彼此不同的无线电系统的多个次电路，以及切换任何所数次电路和天线之间的连接的开关装置。

本发明的第32个发明是如第18个发明所述的天线设备，其中所述电路被安排在这样的位置处：即，当从在垂直于所述传导性顶板构件的方向上的所述传导性顶板构件侧面观看所述天线设备时，所述电路隐藏在所述传导性顶板构件后面。

本发明的第33个发明是如第18个发明所述的天线设备，其中所述电路包括：放大用于发射和/或接收的信号的放大装置；以及选择用于发射的信号或用于接收的信号的频率的频率选择装置。

本发明的第34个发明是一种无线电设备，包括如第18个发明所述的天线设备和在所述电路中提供的电源电路。

图1A是本发明的第一实施例中的单极天线的示意透视图；

图1B是本发明的第一实施例中的单极天线的剖面图；

图2是表示第一实施例的操作原理的图表；

图3是表示第一实施例的工作原型的示意透视图；

图4是表示第一实施例的工作原型的辐射方向性的图表；

图5是表示第一实施例的工作原型的阻抗特性的图形；

图6A是本发明的第二实施例中的单极天线的示意透视图；

图6B是本发明的第二实施例中的单极天线的剖面图；

图7是表示第二实施例的工作原型的示意透视图；

图8是表示第二实施例的工作原型的辐射方向性的图表；

图9是表示第二实施例的工作原型的阻抗特性的图形；

图10A是本发明的第三实施例中的单极天线的示意透视图；

图10B是本发明的第三实施例中的单极天线的剖面图；

图11A是本发明的第四实施例中的单极天线的示意透视图；

图11B是本发明的第四实施例中的单极天线的剖面图；

图12是表示第四实施例的工作原型的示意透视图；

图13是表示第四实施例的工作原型的辐射方向性的图表；

图14是表示第四实施例的工作原型的阻抗特性的图形；

图15是表示第四实施例的修改的工作原型的示意透视图；

图16A是本发明的第五实施例中的单极天线的示意透视图；

图16B是本发明的第五实施例中的单极天线的剖面图；

图17A是本发明的第六实施例中的单极天线的示意透视图；

图17B是本发明的第六实施例中的单极天线的剖面图；

图18A是本发明的第七实施例中的单极天线的示意透视图；

图18B是本发明的第七实施例中的单极天线的剖面图；

图19A是如本发明的第七实施例所述的单极天线的第一修改示例的示意透视图；

图19B是如本发明的第七实施例所述的单极天线的第一修改示例的剖面图；

图20A是如本发明的第七实施例所述的单极天线的第二修改示例的示意透视图；

图20B是如本发明的第七实施例所述的单极天线的第二修改示例的剖面图；

图21是表示在本发明的第八实施例中叙述的无线电设备的系统结构示例的方框图；

图22是表示在本发明的第八实施例中叙述的无线电设备的系统结构示例的方框图；

图23是表示本发明的第八实施例中叙述的无线电设备的结构的分解透镜图；

图24是表示在本发明的第八实施例中叙述的无线电设备的系统结构的另外一个示例的方框图；

图25是表示在本发明的第八实施例中叙述的无线电设备的系统结构的另外一个示例的方框图；

图26是表示在如本发明的第八实施例所述的无线电设备中嵌入的一种光耦合器的结构示例的方框图；

图27是表示在如本发明的第八实施例所述的无线电设备中嵌入的一种打开控制器的结构示例的示意图；

图28A是表示本发明的修改示例的示意透视图；

图28B是本发明的修改示例的剖面图；

图29A是表示本发明的另外一个修改示例的示意透视图；

图29B是本发明的另外一个修改示例的剖面图；

图30是表示本发明的另外一个修改示例的示意透视图；

图31是表示如图30所示的修改示例的辐射方向性的图表；

图32是表示本发明的单极天线的布置示例的透视图；

图33是如图32所示的布置例子中的隔离测量结果的曲线图；

图34是表示本发明的另外一个修改示例的示意透视图；

图35是表示如图34所示的修改示例的辐射方向性的图表；

图36是表示第一种传统单极天线的结构的透镜图；

图37A是表示第一种传统示例的单极天线的辐射方向性的图表；

图37B是表示第一种传统示例的单极天线的辐射方向性的图表；

图37C是表示第一种传统示例的单极天线的辐射方向性的图表；

图37D是表示第一种传统示例的单极天线的辐射方向性的图表；

图38是表示第二种传统单极天线的结构的透镜图；

图39是表示第二种传统示例的单极天线的辐射方向性的图表；

图40是表示在本发明的第九实施例中叙述的无线电设备的结构示例的示意图；

图41是表示在本发明的第十实施例中叙述的无线电设备的结构示例的示意图；

图42是表示在本发明的第十一实施例中叙述的无线电设备的结构示例的示意图；

图43是表示在本发明的第十一实施例中叙述的无线电设备的结构示例的示意图；

图44是表示在本发明的第十二实施例中叙述的无线电设备的结构示例的示意图；

图45是表示在本发明的第十二实施例中叙述的无线电设备的工作原型示例的示意图；

图46是表示在本发明的第九到第十四实施例中叙述的天线设备的工作原型电路的结构示例的方框图；

图47是表示在本发明的第九到第十四实施例中叙述的天线设备的工作原型电路的结构示例的方框图；

图48是表示在本发明的第十二实施例中叙述的天线设备的工作原型的辐射特性的图表；

图49是表示在本发明的第十二实施例中叙述的天线设备的简单天线的时间处的辐射特性的图表；

图50是表示在本发明的第十二实施例中叙述的天线设备的工作原型的阻抗特性的曲线图；

图51是表示在本发明的第十三实施例中叙述的无线电设备的结构示例的示意图；

图52是表示在本发明的第十三实施例中叙述的无线电设备的另外一个结构示例的示意图；

图53是表示在本发明的第十四实施例中叙述的无线电设备的结构示例的示意图；

图54是表示在本发明的第十四实施例中叙述的无线电设备的另外一个结构示例的示意图；

图55是表示一种常用天线设备的结构的方框图；

图56是用于解释本发明的天线设备中的电路尺寸的示意图；

图57A是用于解释本发明的天线设备中的电路布置的示意图；

图57B是用于解释本发明的天线设备中的电路布置的示意图；

图57C是用于解释本发明的天线设备中的电路布置的示意图；

图58是表示本发明的天线阵设备的结构的示意图；以及

图59是表示本发明的天线阵设备的另外一个结构示例的示意图。

[本发明的实施例]

此后，将参考附图详细描述本发明。

(实施例1)

如本发明的第一实施例所述的单极天线如图1A和1B所示。图1A表示单极天线的示意透视图而图1B表示它的剖面图。图1A和1B示出接地导体11，作为如本发明所述的馈电点示例的同轴电源部分12，天线振子13，侧导体14，顶板导体顶板导体15以及开口16和17。另外，在图1A中，使同轴电源部分12成为一原点来设置X轴、Y轴以及Z轴，然后根据这些坐标完成单极天线的每个部分的结构。这在下列实施例中的图中所指的是相同的。

含有上面的组件的单极天线具有下列结构。在X-Y平面(由X轴和Y轴形成的平面；这也类似于下列的实施例)上安排接地导体11。接地导体11、侧导体14以及顶板导体15彼此电连接以便构成一个既关于Z-Y平面(由Z轴和Y轴形成的平面；这也类似于下列实施例)对称又关于Z-X平面(由Z轴和X轴形成的平面；这也类似于下列实施例)对称的长方体。

顶板导体15没有覆盖超出由侧导体14包围的接地导体11的整个开口；在X方向上，在侧导体14和顶板导体11的一个侧边之间形成一对具有同一矩形形状的开口16和17。开口16和17关于ZY平面对称。同轴电源部分12被安排在原点上。天线振子13由在单极天线内部沿着Z方向的+轴(由一个箭头表示正向)排列的传导性导线制成，并且振子13的一端连接到同轴电源部分12。结果，关于天线振子13对称地排列开口16和17。在这个时候，天线振子13和接地导体11没有电连接。

参考图2将叙述天线的动作。

从天线振子13辐射具有频率fO的无线电波。该波通过开口16和17向外辐射进入外部空间。在本实施例中，关于天线振子13对称地安排开口16和17，天线振子13是波辐射源，通过天线振子13激发到开口16和17的电场在彼此相反的方向上形成，如图2A所示。如下通过用磁电流替换来解释激发到开口16和17的电场。如图2B所示，在开口16和17中分别在彼此相反的并且平行于Y轴的方向上产生具有相同幅度的线性磁流源。

在单极天线中的波辐射被认为是来自这两个磁流源。为了更具体，单极天线中的无线电波的辐射可以被认为是由于具有这两个磁流源的天线阵并行排列所引起的混合辐射。

在一个常用天线阵中的，增强辐射波的方向取决于提供到天线振子的电流相位差所确定的天线阵列因数和天线振子之间的距离。天线阵的辐射波总体上是天线阵列因数和单个天线振子的辐射模式的乘积。用单个线性磁流源的辐射模式替代单个天线振子的辐射模式将找到天线的近似辐射模式。

更具体的说，由于关于Z-Y平面对称地排列磁流源，所以从本两个磁流源辐射的无线电波具有彼此相反的相位并且在平行于Z-Y平面的平面上用相同的幅度互相补偿。因此，该无线电波辐射在平行于Z-Y平面的方向上几乎不辐射。平行于Z-X平面的平面具有一个方向，在该方向上从两个磁流源辐射的无线电波具有相同的相位，并且在该方向上无线电波被增强。例如，当在一个自由空间中的该两磁流源之间的距离为1/2波长时，在+X方向和-X方向上该辐射波被增强，因为在X轴方向上它们具有相同的相位。

因此，单极天线的这种结构可以带来单个天线振子无法达到的天线阵效果，从而改变单极天线的方向性。

此外，在Y方向上扩展开口16和17的长度使磁流源更长，从而收缩X方向上的辐射使得提高增益。简而言之，通过开口16和17的长度可以调整增益。

具有一个有限尺寸接地导体的单极天线通常在接地导体边缘处具有一个无线电波衍射；从具有一个有限尺寸接地导体的单极天线辐射的无线电波是来自天线振子的辐射波和在接地导体边缘处的衍射波之和。

这在本实施例的单极天线中是实际的。衍射在顶板导体15、侧导体14以及接地导体11的所有边缘和折叠位置处发生。像本实施例一样，当顶板导体15具有开口16和17时在顶板导体15的边缘处，衍射波的影响变得特别强。

正如在上文中所描述的，在本实施例的单极天线中，除了开口16和17的位置、数目和尺寸之外，根据顶板导体15、侧导体14以及接地导体11的每一个的尺寸及形状，可以改变辐射波的方向性。

天线的工作原型、它的辐射方向性以及输入阻抗特性分别如图3、4和5所示。

原型如下。接地导体11为一个0.76×0.76波长(是指自由空间波长(λ))的矩形。侧导体14的高度为0.19波长。顶板导体15为一个矩形，其具有平行于X轴的长度为0.50波长的一侧和平行于Y轴的长度为0.76波长的另外一侧。开口16和17每一个都是一个矩形，其具有平行于X轴的长度为0.13波长的一侧和平行于Y轴的长度为0.76波长的另外一侧。

在关于Z-Y平面对称的X轴方向上，把如此构造的开口16和17排列在顶板导体15的两个边缘处。同轴电源部分12被安排在原点上。天线振子13由沿着Z轴排列的具有长度为0.18波长的传导性导线制成。如此构造的单极天线变成关于Z-X平面和Z-Y平面对称。

图4表示具有上述结构的单极天线的辐射方向性。辐射方向性校准了10dB，而所使用的单位是dBd，是指偶极天线的增益。如图4中的Y-X平面和Z-Y平面上的辐射方向性所示，在这种单极天线中，在Y方向上的无线电波辐射减小，然后如Y-X平面和Z-X平面上的辐射方向性所示，在X方向上的无线电波辐射被增强。与如图37B所示的现有技术的单极天线的特性比较，表明在最大辐射方向上辐射大约被增强2.4dB。

此外，此天线不把波辐射到底侧(-Z方向)而把强波辐射到上侧(+Z方向)。特别地，在天线的对角水平方向上强波被辐射，在这个方向上显示出强烈的方向性。

天线振子13周围的侧导体14和接地导体11一起减少到底侧的辐射，即，减少-Z方向上的辐射。因此，这种单极天线适当于安装在像走廊那样的一个窄的室内空间中。

由于单极天线具有安排在天线顶板部分上用于波辐射的开口16和17，并且天线振子13作为一个辐射源被接地导体11和侧导体14包围，所以在天线侧和底部方向上辐射波不受天线布置环境强烈影响。这使得如下实施成为可能：当在室内顶板上安装单极天线时，以天线顶板部分向下的方式把天线嵌入室内顶板中，这样一种的方式使得顶板导体15形成与成为辐射空间的房间顶板相同的平面。结果，天线没有从顶板突出成为刺目的东西从而变得不显眼。

图5表示当输入阻抗与50Ω匹配时单极天线的VSWR(电压驻波比)特性。如图5所示，单极天线在频率f0处共振并且具有一个大约10％的频带，在此VSWR为二或更低。因此，单极天线就阻抗特性方面也具有优良的特性。

在单极天线中，天线振子13的高度(此后，这被称作天线振子高度；这也类似于下列实施例)为0.18波长，它比通常的1/4波长的单极天线振子低。它的原因如下。顶板导体15被排列在高度为0.19波长的非常接近天线振子13的端部处，所以在它们之间引起电容耦合，它相当于在天线振子13的端部具有一个电容负载。这带来顶加载效果，从而减少了天线振子高度。

这种单极天线其特征在于：彼此很接近地排列天线振子13和顶板导体15，所以在它们之间的距离的微小增减可以使输入阻抗不稳定。通过布置一个用绝缘体制成的衬垫、一个绝缘体构件等等并机械地固定天线振子13和顶板导体15之间的距离来使其能够稳定输入阻抗特性。

正如在上文中描述的，单极天线的结构可以使天线振子13低轮廓，它使得当天线被嵌入室内顶板中时，天线不显眼并远离视线。

在此情况下，类似本实施例，单极天线关于Z-Y平面和Z-X平面对称，来自天线的辐射波的方向性变成关于Z-Y平面和Z-X平面对称。

因此，第一实施例实现了一种具有简单结构和期望方向性的简单并优良的单极天线。

(实施例2)

接着参考图6A和6B将叙述本发明的第二实施例，在此类似的组件用有关图1中的类似的参考数字来标记。此外，顶板导体15包括被Z-Y平面分开的顶板导体15α，以及与排列在X轴上的两个侧导体14分别连接的两个顶板导体15β。

本实施例的单极天线以天线振子13为特征。因此，天线振子13的一端被电连接到同轴电源部分12，而另外一端机械地以及电地连接到顶板导体15a。

单极天线以与第一实施例相同的方式进行动作。

在第一实施例的单极天线中，可以彼此非常接近地排列顶板导体15和天线振子13的端部。在这种情况下，它们之间的距离的一个改变可能改变天线的输入阻抗，从而恶化与同轴电源部分12的匹配条件。结果，较少功率被提供给天线振子13，这降低了天线的辐射效率。

相反，在本实施例中，用焊接等等把顶板导体15α和天线振子13结合以便稳定顶板导体15和天线振子13之间的电的和机械的关系。这增强了天线的结构和阻抗特性的稳定性并且改良了特性。

虽然如第一实施例所述布置一个用绝缘体制成的衬垫或者布置一个绝缘体构件是可能的，但是在某些情况下，第二实施例中的结构由于结构简单所以在生产容易方面是出众的。

接下来，实际上作为一实验做出的天线如图7所示，辐射方向性如图8所示，输入阻抗特性如图9所示。

原型如下。接地导体11为一个0.76×0.76波长(是指自由空间波长(λ))的矩形。侧导体14的高度为0.08波长。顶板导体15α由一种线性导体15A构成而顶板导体15β由两个矩形导体15B构成。同轴电源部分12被安排在原点上。线性导体15A具有0.76波长并且被安排平行于顶板导体15A和15B并且还要平行于Y轴。线性导体15A的两端电连接到侧导体14。矩形导体15B每一个具有平行于X轴的0.19波长的一侧和平行于Y轴的0.76波长的另外一侧。在X方向上把这些矩形导体15B排列在天线顶板部分的两端处。在矩形导体15B和线性导体15A之间形成开口16和17。开口16和17每一个都具有平行于X轴的0.19波长的一侧和平行于Y轴的0.76波长的另外一侧。天线振子13的端部被电连接到线性导体15A的纵向上的中心处。天线振子13是排列在Z轴上的具有0.18波长的传导性导线。如此构造的单极天线变成关于Z-X平面和Z-Y平面对称。

图8表示具有上述结构的单极天线的辐射方向性。辐射方向性校准了10dB，而所使用的单位是dBd，是指偶极天线的增益。

如图4中的Y-X平面和Z-Y平面上的辐射方向性所示，在这种单极天线中，在Y方向上的无线电波辐射减小，然后如Y-X平面和Z-X平面上的辐射方向性所示，在X方向上的无线电波辐射被增强。与如图37B所示的现有技术的单极天线的特性比较，表明在最大辐射方向上辐射大约被增强4dB。此外，如图6所示，天线几乎不把波辐射到底侧(-Z方向)而把强波辐射到上侧(+Z方向)。特别地，在天线的对角水平方向上强波被辐射，在这个方向上显示出强烈的方向性。天线振子13周围的侧导体14和接地导体11一起减少到底侧的辐射，或者在-Z方向上。因此，该单极天线适当于安装在像走廊那样的一个窄的室内空间中。

基于如第一实施例中提及的相同的理由，在天线侧和底部方向上辐射波不受天线布置环境的强烈影响。这使得如下实施成为可能：安装单极天线以便形成与室内顶板相同的平面以使天线的顶板部分面向辐射空间。结果，天线没有从顶板突出成为刺目的东西从而变得不显眼。

图9表示当输入阻抗与50Ω匹配时单极天线的VSWR特性。

如图9所示，单极天线在频率f0处共振并且具有一个大约10％的频带，在此VSWR为二或更低。因此单极天线就阻抗特性方面也具有优良的特性。

在单极天线中，天线振子高度为0.08波长，它比通常的1/4波长单极天线振子低。这是由于如同第一实施例中一样的顶加载的影响。

因此在本实施例的天线结构中，当不考虑嵌入室内顶板中时，天线可以不成为刺目的东西而不显眼并且比从顶板中突出更短，这部分是由于天线振子的低轮廓的影响。

类似于第一实施例，第二实施例具有这样的效果：即，通过使单极天线关于平行于Z-Y平面的各个平面以及平行于Z-X平面的各个平面对称，从而使来自天线的辐射波的方向性变成关于Z-Y平面和Z-X平面对称。

因此，第二实施例实现了一种具有简单结构和期望方向性的简单并优良的单极天线。

(实施例3)

接着参考图10A和10B将叙述本发明的第三实施例，在此类似的组件用有关图1中的类似的参考数字来标记。

第三实施例的单极天线其特征在于：提供匹配导体18和19，其由线性导体制成并且被安排平行于Z-Y平面上的Z轴。匹配导体18和19另外被安排关于天线振子13扩展的Z轴的+方向上对称。匹配导体18和19的每一个的一端被电连接到接地导体11，而另一端被安排在由接地导体11、侧导体14以及顶板导体15包围的空间中。

单极天线以与第一实施例相同的方式进行动作。

在第一和第二实施例中，同轴电源部分12和单极天线之间的匹配可以次序颠倒。在这种情况下，较少功率被提供给天线振子13，这降低了天线的辐射效率。

相反，通过改变提供匹配导体18和19与接近天线振子13的它们之间的距离来改变天线的阻抗，本实施例的单极天线可以使同轴电源部分12的匹配条件优良。增强匹配条件提高了天线的。

此外，安排匹配导体18和19以免影响开口16和17的形状使得具有匹配导体18和19的单极天线的辐射方向性与没有它们时的辐射方向性相同。这是因为正如第一实施例中所叙述的，单极天线实质上的辐射源主要集中在开口16和17上。因此，这种单极天线可以建立优良的阻抗匹配条件同时几乎不改变期望的辐射方向性。

类似于第一实施例，在第三实施例中，通过使单极天线关于平行于Z-Y平面的各个平面以及平行于Z-X平面的各个平面对称，从而使来自天线的辐射波的方向性变成关于Z-Y平面和Z-X平面对称。

因此，第三实施例实现了一种具有简单结构和期望方向性的简单并优良的单极天线。

(实施例4)

接着参考图11A和11B将叙述本发明的第四实施例，在此类似的组件用有关图1中的类似的参考数字来标记。此外，参考数字16′和17′表示开口。

第四实施例的单极天线其特征在于：由接地导体11、侧导体14以及顶板导体15包围的天线内的一个空间用绝缘体构件31填充。因此，开口16′和17′内部不是空的但是绝缘体构件层31被暴露。

假定绝缘体构件的介电常数与真空中的介电常数ε0的比值(相对介电常数)为εγ，则绝缘体构件中的波长变成真空中的波长的(εγ)^-1/2。因为εγ不小于一，所以绝缘体构件内的波长变短。因此，把绝缘体构件31集成到天线中使天线简单并且低轮廓。

一种工作原型天线如图12所示，它的辐射方向性以及与50Ω匹配的输入阻抗的VSWR(电压驻波比)特性分别如图13和14所示。

绝缘体构件31的相对介电常数εγ为3.6。接地导体11为一个矩形，其具有一个长度为0.76波长的较长侧和长度为0.27波长的较短侧，是指自由空间波长。

侧导体14的高度为0.0067波长。顶板导体15为一个矩形，其具有平行于X轴的长度为0.38波长的一侧和平行于Y轴的长度为0.27波长的另外一侧。通过从绝缘体构件31中剥开象在绝缘体构件31表面上的顶板导体15那样形成的传导性镀膜来形成开口16′和17′。开口16′和17′每一个都是一种个矩形，其具有平行于X轴的长度为0.19波长的一侧和平行于Y轴的长度为0.27波长的另外一侧。沿着X轴方向把如此形成的开口16′和17′排列在顶板导体15的两端处使得关于Z-Y平面对称。天线振子13是具有长度为0.0067波长的传导性导线。同轴电源部分12被安排在原点处，而天线振子13的一端被电连接到顶板导体15。如此构造的单极天线变成关于Z-X平面和Z-Y平面对称。

在图13中，辐射方向性校准了10dB，它被标准化在最大值处。类似于上述实施例，这种单极天线几乎不把波辐射到底侧(-Z方向)而把强波辐射到上侧(+Z方向)。如Z-X平面上的辐射方向性所示，特别强的波在天线的对角水平方向上被辐射，表示出适合于安装在像走廊那样的一个窄的室内空间中。

如图14所示，单极天线在频率fo处共振并且具有一个大约2％的频带，在此VSWR为二或更低。因此，单极天线就阻抗特性方面在中心频率处具有优良的特性。

在该单极天线中，天线振子高度可以为0.0067波长。在发射或接收2GHz的信号时这相当于1mm，并且在高度上比现有技术的1/4波长单极天线振子低许多，并且比上述第一到第三实施例中的那些更低。这可以通过在天线内部填充绝缘体构件31来完成。

当在房间中的顶板或者墙壁上安装天线时，如果不允许嵌入其中，则能够减少它的高度的那种天线是较合宜的，因为它从顶板或者墙壁中的非常低轮廓凸出使其不显眼并且不是刺目的东西。

关于Z-Y平面以及Z-X平面对称的本实施例的单极天线，具有这样的效果：即，使来自天线的辐射波的方向性关于平行于Z-Y平面的各个平面以及平行于Z-X平面的各个平面对称。

如下，用绝缘体构件31填充的单极天线，可以用具有在它的两侧应用了诸如铜箔之类的导电箔的绝缘体基片来制成。把具有厚度为0.0067波长并且在它的两个表面上应用了诸如铜箔之类的导电箔的一种绝缘体基片切割以便形成0.76X0.27波长的矩形。该矩形构成绝缘体构件31。然后，通过蚀刻或者机械处理把导电箔的一个表面移走，以便形成顶板导体15和开口16′和17′。在绝缘体构件31的另外一个表面上未移走的导电箔变成接地导体11。在接地导体11的固定位置(例如，沿着接地导体的平面在平面方向的中心位置)上形成一个适当的孔以便形成同轴电源部分12。通过蚀刻或者穿孔处理形成一个从同轴电源部分12延伸直到绝缘体构件31的顶板平面的通孔。从同轴电源部分12的内导体中延伸的传导性导线的端部被插入到从基片外部的顶板导体15中伸出的通孔中。该传导性导线被使用作为天线振子13，通过焊接等等将其电连接到顶板导体15。利用粘合剂把铜箔应用到绝缘体构件31的一侧以便形成侧导体14。

按照上述制造方法，诸如形成开口16′和17′的蚀刻处理之类的高精度处理增强了天线的制造精度并且由于批量生产而实现了成本降低。

在未装备有绝缘体构件31的第一到第三实施例的单极天线中，天线的内部空间通过开口16和17引到外部。

根据天线的安装环境，开口16和17可能不希望地把灰尘或者潮湿的空气带进天线中，从而恶化它的特性。在本实施例的单极天线中；然而，绝缘体构件31的提供防止天线特性的恶化，从而长时期保持可靠性。

因此，第四实施例实现了一种具有简单结构和期望方向性的简单并优良的单极天线。

在第四实施例中，通过使用多个传导性棒32代替侧导体14来电地中断天线内部和外部是可能的，如图15所示。可以如下形成传导性棒32。接地导体11和顶板导体15的导电模式在一个大绝缘体基片上形成，该大绝缘体基片是多个绝缘体构件31的母基片。以某种方式沿着绝缘体构件31的分隔线以规则的间隔形成多个孔以便穿过绝缘体基片。把传导性棒32插入这些孔中以便接地导体11和传导性32彼此连接，并且以便顶板导体15和传导性棒32互相电连接。在形成传导性棒32之后，绝缘体基片被分成绝缘体构件31。传导性棒32可由通孔形成，它可以通过把一个传导性构件应用于蚀刻到该孔或者填充该孔的通孔来形成。

在如图15所示的结构中，当与波长相比较，相邻的传导性棒32之间的距离十分短时，则该传导性棒32发挥与侧导体14一样的相同效果。传导性棒32的结构和诸如上述蚀刻处理之类的处理顶板导体15的技术的结合可以实现具有高处理精度并且能够被批量生产的单极天线。

在第四实施例中，由导体包围的单极天线内部的整个空间充满了绝缘体构件31。可是，本发明不限制为这种构造；绝缘体构件31可以被插入天线内部的一部分。例如，通过使用在它的一个表面上应用了导电箔的一个绝缘体基片并通过蚀刻或者机械处理去掉该箔，可以形成一个单极天线以便形成并合并下列：

·具有顶板导体15和开口16′和17′的绝缘体基片；

·具有侧导体14的另外一个绝缘体基片；以及

·具有接地导体11的另外一个绝缘体基片。

在这种情况下，填充绝缘体构件以使只有开口16′和17′可以被封闭。因此，被具有顶板导体15和开口16′和17′的绝缘体基片、具有导体14的绝缘体基片以及具有接地导体11的绝缘体基片包围的空间是中空的。简而言之，这个实施例是本发明的天线的一个实施例，在此由顶板导体15和侧导体14包围的一部分空间由顶板导体15覆盖，而其他部分的空间由开口16′和17′中填充的绝缘体构件覆盖。具有侧导体14的绝缘体基片可以是在它的整个侧表面上具有侧导体14的单个绝缘体基片。做为选择，每一个在其上都具有侧导体14的多个绝缘体基片可以合并来形式一个框架。

而且，绝缘体构件可以具有这样的结构：即，仅仅天线振子13的圆周被填充而开口16和17不用绝缘体构件填充。

(实施例5)

接着参考图16A和16B将叙述本发明的第五实施例。图16A是是第五实施例的单极天线的示意透视图，而图16B是沿着图16A的Z-Y平面得到的该天线的剖面图。

本实施例的天线基本上具有与第四实施例相同的结构，其特征在于：装备有像第三实施例中一样电连接到接地导体11的匹配导体18和19。匹配导体18和19被安排关于安排在Z-Y平面上的+Z轴上的天线振子13对称。匹配导体18和19的每一个的一端被电连接到接地导体11，而另一端被安排在由接地导体11、侧导体14以及顶板导体15形成的空间中。

在第五实施例中，在天线振子13附近提供彼此间距一个预确定距离的匹配导体18和19可以改变天线的阻抗，从而与同轴电源部分12具有优良匹配条件。优良的匹配条件可以改善天线的特性。

类似于第三实施例，可以改良阻抗的匹配条件同时几乎不改变期望的辐射方向性。

正如在上文中描述的，第五实施例以一种简单的结构实现了一个具有优良阻抗匹配条件和期望的方向性的简单并优良的单极天线。

(实施例6)

接着参考图17A和17B将叙述本发明的第六实施例。图17A是是第六实施例的单极天线的示意透视图，而图17B是沿着图17A的Z-Y平面得到的该天线的剖面图。

本实施例的天线，其基本上具有和第四实施例相同的结构，其特征在于：装备有平面形状的绝缘体构件31′，该绝缘体构件31′没有填充天线内部的整个空间而是只填充了它的一部分。绝缘体构件31′的表面提供有由传导性镀膜形成的镀膜顶板导体15和通过去掉传导性镀膜形成的开口16′和17′。该绝缘体构件31′被安排在由侧导体14包围的内部空间的顶板侧开口的末端。内部空间被绝缘体构件31′密封，它起到一个盖子的作用。

因此，如本实施例所示，依靠绝缘体构件31′阻挡也可以通过封闭内部空间的顶板侧开口的末端来阻挡第四实施例结构中的灰尘和湿气的影响。在本实施例中被安排在天线的顶板侧的绝缘体构件31′，也可以被提供在底侧。在这种情况下，接地导体11在绝缘体构件31′上形成。

另外，这个实施例是本发明的天线的一个实施例，其中，通过顶板导体15和侧导体14包围和形成的一部分空间被顶板导体15覆盖着，而剩余部分的空间被填充开口16′和17′的绝缘体构件覆盖着。然而，本发明不限制为了这个实施例。通过如下的结构获得阻挡灰尘和湿气的效果也是可能的：即，用诸如绝缘体之类的另外一个构件替换正好在顶板导体15下面的该绝缘体构件，或者用一个金属片形成顶板导体15，并且该绝缘体构件只覆盖开口16′和17′。

(实施例7)

接着参考图18A和18B将叙述本发明的第七实施例。图18A是是第七实施例的单极天线的示意透视图，而图18B是沿着图18A的Z-Y平面得到的该天线的剖面图。本实施例的天线具有第六实施例的结构并且还具有第五实施例的匹配导体18和19以便以与第五实施例中相同的方式来匹配阻抗。

在本实施例的单极天线中，匹配导体18和19被安排与天线振子13间距一个预确定距离；可是，本发明不局限于这种结构。例如，把匹配导体18和19的任一端或者两端电连接到天线振子13的一端或者中部是可能的，如图19A和19B所示。这种结构增强了天线的阻抗，使其能够获得与同轴电源部分12的优良的匹配条件，特别是在天线阻抗为低时。

在本实施例的单极天线中，匹配导体18和19被安排与天线振子13间距一个预确定距离；可是，本发明不局限于这种结构。例如，把匹配导体18和19的任一端或者两端电连接到顶板导体15是可能的，如图20A和20B所示。这种结构可以改变天线的阻抗，从而获得与同轴电源部分12的优良的匹配条件。

(实施例8)

接着参考图21到26将叙述本发明的第八实施例。

图21表示本发明的第八实施例中的无线电设备的系统结构。图21阐明了无线电设备35，信号传输电缆33，以及控制单元34。无线电设备35和控制单元34通过信号传输电缆33交换信号。控制单元34完成信号处理，而无线电设备35发射并接收无线电波。虽然在图21中控制单元34仅仅连接到一个无线电设备35上，但是它通常是连接到多个无线电设备35上。

图22和23表示第八实施例中的无线电设备的结构。这些图阐明了信号传输电缆33，天线41和42，作为频率选择装置的一个示例的滤波器43和44，放大电路45和46，机壳47，以及凹形部分48。滤波器43和44以及放大电路45和46被安排在机壳47内。凹形部分48在机壳47的表面上形成，而天线41和42被嵌入机壳47的凹形部分48中。天线41和42为在第一到第七实施例中的所描述的那些天线。信号传输电缆33由诸如同轴电缆之类的电信号传输电缆制成。

接着将叙述该系统的动作。在图21中，一个用于从控制单元34提供信号到无线电设备并且从该无线电设备的天线41发射无线电波的电路系统被称为一个下行系统。用于从无线电设备的天线42接收无线电波并且发送信号到控制单元34的电路系统被称为一个上行系统。图22表示图21中的无线电设备的结构示例。在下行系统中，天线41的电源部分被连接到滤波器43，滤波器43连接到放大电路45。在上行系统中，天线42的电源部分被连接到滤波器44，滤波器44连接到放大电路46。

至于信号的流动，在下行系统中，通过电信号传输电缆33把在控制单元34中处理的信号发送给无线电设备中的放大电路45以及由放大电路45进行放大。此后，由于滤波器43的通带限制，把相应于可用频带的信号从滤波器43专门发送到天线41并将其作为无线电波从天线41向外辐射到空间中。

另一方面，在上行系统中，把从天线42收到的信号发送到滤波器44。由于滤波器44的通带限制，把相应于可用频带的信号专门地发送到放大电路46，并由放大电路46进行放大。此后，通过电信号传输电缆33把它们发送给控制单元34。

在第一到第七实施例中描述的单极天线中，用于辐射波的开口16和17被安排在天线顶板部分上，而作为一个辐射源的天线振子13被接地导体11和侧导体14所包围，所以辐射波没有受到天线侧面和底部方向上的天线设备环境的强烈影响。即，当无线电设备35被安装在难以把机壳47嵌入的一间房间中时，天线(第一到第七实施例的单极天线)被嵌入凹形部分48中。这消除了从机壳47中的凸出物，使得天线不显眼。结果，该无线电设备较少破坏周围的外形。

虽然第八实施例的无线电设备包括上下行系统的两个天线41和42以及两个滤波器43和44，但是本发明不局限于这种结构。例如，使用操作在上行系统可用频带和下行系统可用频带的天线41′和一个共享设备49也是可以的，如图24所示。一个天线41′和一个滤波器(共享设备49)的使用减小了无线电设备的尺寸。

第八实施例使用一条电信号传输电缆作为信号传输电缆33；可是，本发明不局限于这种结构。例如，图25表示由诸如光纤之类的光信号传输电缆33′制成信号传输电缆。除使用于图25中的共享设备49之外，可以使用如图22所示的一对滤波器43和44，其要求把电信号转换为光信号用于传输。因此，如图25所示，需要提供一种光电二极管51和一个激光器52，光电二极管51用于在下行系统中在光信号传输电缆33和放大电路45之间把光信号转换为电信号，而激光器52用于在上行系统中在放大电路47和光信号传输电缆33之间把电信号转换为光信号。在控制单元34中，在上行系统中需要一个光电二极管(未表示)用于与光信号传输电缆33′连接，并且在下行系统中需要一个激光器(未表示)用于与光信号传输电缆33′连接。这样的一种结构降低了安装光信号传输电缆33′的成本或者由电缆33′的传输长度所引起的信号衰减，从而实现一种远距离的信号传输。此外，对于上下地系统具有不同波长的光信号的使用来完成波长复用使其能够利用单个光纤组成光信号传输电缆50，这种结构要求在光信号传输电缆33′和激光器52之间以及在电缆33′和光电二极管51之间提供一个光耦合器60。

如图26所示，光耦合器60包括三个端子61、62和63，它们分别地连接到光信号传输电缆33′、光电二极管51以及激光器52。提供光耦合器60使得所发射的上下行系统的光信号如下：通过天线41和41′接收的下行系统传输信号由激光器52转换成光信号，并通过光耦合器60被发送给光信号传输电缆33′。另一方面，上行系统传输信号，通过光耦合器60从电缆33′发送给光电二极管51，在此他们被转换成电信号以便被发送给天线42和41′。这种结构只需要一条光信号传输电缆，从而减少了发射所需要的电缆本身的成本并且还减少了安装它所需要的成本。

另外，在每个上述实施例中，接地导体11是本发明的底部构件的一个示例；同轴电源部分12是本发明的馈电点的一个示例；天线振子12是本发明的传导性构件的示例；侧导体14是本发明的侧构件的一个示例；以及顶板导体15、15A和15B是本发明的顶板构件的示例。此外，开口16和17、16′和17′是如本发明所述的剩余空间的示例，它没有被本发明的顶板部分所覆盖。

另外，本发明并不局限于上述的每个实施例；上述的每个实施例可以按照下面不同地改变。

(1)虽然第一到第七实施例的单极天线关于Z-Y平面和Z-X平面对称但本发明并不局限于此结构。为了实现期望的辐射方向性或输入阻抗特性，本发明的天线还可以设计为只关于Z-Y平面对称，或者设计为关于Z-Y平面和Z-X平面不对称。另外，只有开口16和17可以关于Z-Y平面或者关于Z-Y和Z-X平面对称。只有接地导体11可以关于Z-Y平面或者关Z-Y和Z-X平面对称。只有顶板导体15可以关于Z-Y平面或者关于Z-Y和Z-X平面对称。只有侧导体14可以关于Z-Y平面或者关于Z-Y和Z-X平面对称。或者，这些的组合也可以实现具有在辐射目标空间最佳的辐射方向性的天线。简而言之，本发明的天线应当具有一种结构，该结构具有一底部件和一侧部件包围的空间。

(2)在第一到第七实施例的单极天线中，接地导体11、侧导体14和顶板导体15彼此电连接；但是本发明并不局限于此结构。例如，为了实现期望的辐射方向性或输入阻抗特性，顶板导体15和侧导体14可以电分离；接地导体11和侧导体14可以电分离；或者所有的这些导体11、14和15都可以电分离。

(3)虽然第一到第七实施例的单极天线具有两个开口16和17，但本发明并不局限于此结构。例如为了实现期望的辐射方向性或输入阻抗特性，可以提供一个或两个以上的开口16和17。

(4)在第一到第七实施例的单极天线中，开口16和17是长方形；但是本发明并不局限于此结构。例如，为了实现期望的辐射方向性或输入阻抗特性，开口16和17可以是圆形、正方形、多边形和半圆形，这些形状的组合、环形或其它形状。当开口16和17是圆形、椭圆形或任何曲线形状时，构成该天线的在导电位置形成的拐角在辐射方向性上变圆。结果，该拐角具有较少的衍射效应，其如愿降低了辐射波的交叉极化的转换损耗。

(5)在第一到第七实施例的单极天线中，两个开口16和17安排在天线顶板部分；但是本发明并不局限于此结构。例如，为了实现期望的辐射方向性或输入阻抗特性，，开口16和17可以安排在侧导体14或接地导体11上，或者可以组合这些结构。而且，每个开口可以构成一网络的网孔，例如，可以提供具有网孔结构的顶板导体15以便覆盖侧导体14的整个周边。网孔的大小最好大于从天线单元12辐射的无线电波的一半波长。

(6)在第一到第七实施例的单极天线中，接地导体11是长方形；但是本发明并不局限于此结构。

例如，为了实现期望的辐射方向性或输入阻抗特性，接地导体11可以是任何其它多边形、半圆形或其组合，或者其它形状。接地导体11可以是圆形、椭圆形或任何曲线形状，或者任何曲面。在这些情况下，构成天线的导电部分拐角在辐射方向性上变圆，结果拐角具有较少的衍射效应，其如愿降低了辐射波的交叉极化转换损耗。

(7)在第一到第七实施例的单极天线中，顶板导体15是长方形；但是本发明并不局限于此结构。

例如，为了实现期望的辐射方向性或输入阻抗特性，顶板导体15可以是任何其它多边形、半圆形或其组合，或者其它形状，进一步可以是圆形、椭圆形或任何曲线形状，或者任何曲面。在这些情况下，构成天线的导电部分拐角在辐射方向性上变圆，结果拐角具有较少的衍射效应，其如愿降低了辐射波的交叉极化转换损耗。此外，当单极天线的整个结构形成一圆盘时，可以获得下列优点。因为单极天线的安装环境变化范围很大，所以存在所设计的辐射方向性不能真正发挥作用的情况。在这种情况下，沿水平方向调整安装天线的方向。相比之下，期望的辐射方向性通常设计为在单极天线的四面等于在安装环境调整的基本方向(房间侧面墙壁的平面方向)的情况下发挥作用。为此，安装方向的微小调整可以使天线的四面方向偏离基本方向，使得从外表来看天线以不希望的方式安装。另一方面，当单极天线设计为圆形时，单极天线的侧面没有固定方向，因此安装方向的微小调整也不会使天线的侧面方向偏离基本方向。

(8)在第一到第七实施例的单极天线中，侧导体14垂直于接地导体11；但是本发明并不局限于此结构。例如，为了实现期望的辐射方向性或输入阻抗特性，侧导体14可以与接地导体11成对角线。

(9)在第一到第七实施例的单极天线中，在沿接地导体11的轮廓形成的框架上提供侧导体14；换句话说，侧导体14形成的框架大小上大致等于接地导体11。但是本发明并不局限于此结构。例如，为了实现期望的辐射方向性或输入阻抗特性，侧导体14形成的框架可以大于或小于接地导体11，或者该框架可以大于或小于顶板导体15。

而且，不需要形成侧导体14，因此侧导体14可以覆盖接地导体11的整个轮廊。例如，在上述每个实施例中，虽然提供了四个侧导体14，但侧导体14的数目可以是三个或两个。这种情况下，只要形成彼此相对的三个侧导体14和接地导体11包围的空间，或彼此相邻或相对的两个侧导体14和接地导体11包围的空间，就可以通过将天线单元12(本发明的导电部件)安排到本发明的一个空间内得到本发明的天线。

此外，当侧导体具有一曲面时，侧导体的数目可以是一个，并应当刚好形成曲面和接地导体包围的空间。

(10)在第一到第七实施例的单极天线中，开口16和17具有固定的大小；但是本发明并不局限于此结构。例如，如图27所示，开口16和17可以装备有能改变开口16和17大小的开口调整装置20。可以通过提供一滑动导电板20a实现该开口调整装置20，该滑动导电板20a沿着开口16和17改变它们的大小。通过开口调整装置20如愿改变开口16和17的尺寸使得获得期望的辐射方向性成为可能。而且，甚至当在侧导体或接地导体提供开口时，也可以调整开口的大小。

(11)在第一到第七实施例的单极天线中，天线单元13由线性导体制成；但是，它可以是不同的天线单元。例如，它可以是由卷绕导线制成的螺旋类单极天线单元，或通过将导线折叠成字母L或F形式的反向L型或反向F型单极天线。它还可以是具有电容负载的顶加载型单极天线，诸如在导线一端的导电板。或者，这些可以组合形式一不同的天线单元。此外，该天线单元并不局限于单极天线，也可以使用诸如planner Inversal F天线的其它天线单元。这些结构使得天线单元小且低矮，而且该天线整体上变得小且低矮。

(12)第一到第七实施例的单极天线的每一个都包括接地导体11、顶板导体15、侧导体14天线单元13、同轴电源部分12和开口16和17；但是本发明并不局限于此结构。例如，为了实现期望的辐射方向性或输入阻抗特性，天线的顶板部分可以完全打开而无需顶板导体15。

依据这种结构，当天线关于Z-Y平面和Z-X平面对称时，可以改变垂直平面的方向性以便在天线的水平平面得到大致无方向性特性。或者，也可以在接地导体11和侧导体14上提供开口16和17。这种情况下，为了实现期望的辐射方向性或输入阻抗特性，天线可以是关于Z-Y平面和Z-X平面对称，只关于Z-Y平面对称，或者关于Z-V平面和Z-X平面不对称。只有开口16和17可以关于Z-Y平面或者关于Z-Y和Z-X平面对称。只有接地导体11可以关于Z-Y平面或者关于Z-Y平面和Z-X平面对称。只有侧导体14可以关于Z-Y平面或者关于Z-Y和Z-X平面对称。这些特征的组合也是可能的。这一切结构可以实现具有辐射目标空间辐射方向性最佳的天线。

(13)第一到第七实施例的单极天线可以排成一组，以构成相控阵天线和自适应天线组。结果，帮助控制辐射波的方向性。

(14)第三个实施例表示天线单元13与顶板导体15电分离的结构；但是，第三个实施例所示的本发明并不局限于此结构。例如，如图28A和25E所示，天线单元13的一端可以与顶板导体15电连接。这种情况下，天线单元13不必是一线性导体，而可以是由卷绕导线等等制成的螺旋型单极天线单元。这使得天线单元13小且低矮，从而该天线整体上变得小且低矮。

(15)第三个实施例的单极天线具有两个匹配导体18和19；但是本发明并不局限于此结构。例如，可以提供一个或两个以上的开口。此结构增加天线结构的灵活性，从而进一步增强与同轴电源部分12匹配的状态。

(16)第三个实施例的单极天线具有两个匹配导体18和19，在Z-Y平面上这两个导体到天线单元13有一预定距离；但是本发明并不局限于此结构。例如，匹配导体18和19可以安排在并行于Z轴的任何位置。此结构增加天线结构的灵活性，从而进一步增强与同轴电源部分12匹配的状态。

(17)第三个实施例的单极天线具有由线性导体制成的匹配导体16和19；但是，它们可以由具有其它形状的导体制成。例如，它们可以是由卷绕导线制成的螺旋型匹配导体，或者可以由折成字母L形式的导线制成。这使得天线单元小且低矮，从而该天线整体上变得小且低矮。

(18)第三个实施例的单极天线具有离开天线单元13的匹配导体18和19；但是本发明并不局限于此结构。例如，如图29A和29B所示，匹配导体18和/或19的一端可以与天线单元13的一端或中间电连接。此结构增加单极天线的阻抗，从而特别在阻抗较低时改进单极天线和同轴电源部分12之间的匹配状态。

(19)第三个实施例的单极天线具有离开顶板导体15一预定距离的匹配导体18和19；但是本发明并不局限于此结构。例如，如图29A和29B所示，匹配导体18和/或19的一端可以与顶板导体15的一端或中间电连接。

此结构可以改变单极天线的阻抗，从而改进单极天线和同轴电源部分12之间的匹配状态。

(20)在第一到第七实施例中，顶板导体15的两端与侧导体14电连接，这沿着顶板导体15两端之间伸出的线上不希望地产生水平平面的辐射方向性的最小值点。这是由于顶板导体15和侧导体14连接点引起的漏电流使得不可能在该方向发射和接收无线电波的事实。当需要消除该最小值点时，该天线应当设计为如图30所示在顶板导体15上有一圆形部分15a。圆形部分15a在顶板导体15两端之间伸出线的中央提供。因为该圆形部分15a从整个周边辐射无线电波，它可以沿水平平面在几乎非方向性的状态下辐射电波。因此，顶板导体15总起来辐射具有最小值点的无线电波和沿水平平面非方向性的无线电波的混合物。这允许无线电波在最小值点辐射，从而如图31所示形成沿水平平面的椭圆形辐射方向性。可以通过改变圆形部分15a的大小调整在最小值点电波辐射量。

而且，没有必要将顶板导体15的形状限制为完全的圆形，因为电波辐射在水平平面应当是非方向性的。因此该形状可以是椭圆形，或者顶板导体15的边缘可以是波浪形的。简而言之，至于本发明的顶板部件，周边应当至少是曲线的。

(21)当第一到第七实施例的单极天线进行无线电波的发射和接收时，多个(例如两个)单极天线平行排列。这种情况下，相邻天线间的隔离必须是安全的。通常通过提供诸如滤波器的隔离元件进行，但也可以按照下面来帮助进行。在单极天线中，特别是在本发明的单极天线中，水平平面的方向性具有最小值点，其沿着顶板导体15和侧导体14连接点的方向形成。校准相邻的单极天线，以使该方向形成同一条线上无线电波的最小值点。此结构最小化单极天线之间发射/接收无线电波的影响，从而帮助隔离的安全性。例如，在图7所示的单极天线中，纵向上顶板导体15的两端与侧导体14电连接，因此顶板导体15的纵向成为形成无线电波最小值点的方向。如图32所示，安排相邻的单极天线使得每个顶板导体15的纵向在同一条线上。此结构最小化单极天线之间发射/接收无线电波的影响，从而帮助隔离的安全性。

当如上安排单极天线时测量隔离(在下文中称为影响排除结构)。类似的，以垂直于顶板导体15纵向的方向安排相邻的单极天线时测量隔离(在下文中称为影响不排除结构)。这些测量结果如图33所示，其中具有黑方块的线表示影响排除结构的测量结果，具有黑圆圈的线表示影响不排除结构的测量结果。水平轴表示相邻单极天线之间的间隔(mm)，垂直轴表示隔离的测量结果(dB)。

图33的曲线图显示影响排除结构优于隔离。因为在影响排除结构中隔离更容易安全，当使用低执行隔离元件(滤波器)可以得到足够的隔离。结果，可以降低生产成本。

当使用多个单极天线，它们安排在金属底板上以加强该构造；但是，在这种情况下，接地导体11用金属底板短路，即使有影响排除结构也会恶化隔离。为此，最好不使用金属底板。

(22)在第一到第七实施例中，单极天线关于Z-X平面和Z-Y平面对称，同轴馈电点12安排在原点，以使水平平面的辐射方向性无方向性。同轴馈电点12可以安排离开水平平面方向的原点，因此调整水平平面的无线电波的方向性。例如，如图34所示，如果同轴馈电点12稍微沿X由的+方向移动，沿水平平面的方向性成为如图35所示。因此沿Z-X平面的方向性不关于Z-Y平面对称，而是关于连接第二和第四象限稍微对角线方向对称。

(23)在第一到第七实施例中，同轴馈电点12在接地导体11上，接地导体11不与天线单元13电连接，天线单元13与同轴馈电点12连接。但是本发明并不局限于此结构，只要本发明的导电部件在接地导体11和侧导体14形成的空间内，导电部件可以安排在任意的位置。而且，没有必要在接地导体11上提供本发明的馈电点。即，可以固定天线单元13，因此天线单元13可以在漂浮于接地导体11的天线空间中由诸如绝缘体的部件支撑。例如，在根据稍后提到的实施例的天线装置中，因为在天线提供一具有馈电点的电路，天线单元固定在由接地导体11和侧导体14包围的空间内。虽然上面的描述表示了本发明在发送无线电波的影响，但不言而喻在接收无线电波时可以确保相同的影响。

(实施例9)

本发明第九实施例的天线装置是在本发明的天线中提供电路的天线装置。正如先前也在第八实施例中描述的，当本发明的天线连接到一无线电电路并被使用时，该天线和该无线电电路实现为不同的结构。

这里，在图55中表示了天线分别包括用于发射和接收两个天线的情况。图55说明发射天线131a、接收天线131b、信号传输电缆132a和132b和无线电电路133。发射天线131a和无线电电路133经信号传输电缆132a连接。而且，接收天线131b和无线电电路133经信号传输电缆132b连接。

在此结构中，发射机信号从无线电电路133经信号传输电缆132a发送到发射天线131a，并作为无线电波辐射。而且，由接收天线131b接收的接收机信号经信号传输电缆132b发送到无线电电路33。

但是，在图55所示的结构例子中，当安装天线和无线电电路时，要求一不显眼的、小且低矮的结构。然而，例如在第八实施例所描述的，天线安排在存储无线电电路133的箱体(未示出)的外面。这是因为期望安装该天线，以使该天线单元面向辐射无线电波的空间，为了天线更好和有效的电波辐射。此外，这是因为期望在天线和所有的辐射空间之间无线电波的传播没有干扰，并且从天线单元可以查看所有的辐射目标空间。

而且，当箱体由金属构成时，天线安排在该箱体的外面。为此，需要一将天线安装在无线电电路箱体外部的信号传输电缆。

但是如上所述，要求如果可能从外表来看最好不显眼的安装该天线和无线电电路。然而，例如，图55所示的结构例子不能符合这种要求，因为天线和无线电电路单独存在，而且进一步需要用于连接的信号传输电缆。而且，在第八实施例的结构中，因为天线存储在箱体中箱体变得很大。

然后，此实施例实现一不显眼的天线装置，通过在天线内部并入一电路保持本发明天线的作用。

图40表示本发明第九实施例的天线装置内的结构。图40说明接地导体111、天线单元112、侧导体113和电路114。在类似于此的实施例中，该天线包括接地导体111、天线单元112和侧导体113。电路114位于天线内部，天线单元112连接到电路114。

这里，侧导体113和接地导体111包围的空间称为天线的内部。另一方面，关于侧导体113和接地导体111与天线内部相对的空间称为天线的外部。

作为一个例子，图40表示天线单元112由单极天线单元构成、接地导体111是矩形板和接地导体111和电连接的侧导体113形成一空腔的情况。接下来，将利用图40描述依据此实施例的天线装置的操作。在此实施例中，执行类似于上述第一到第八实施例中每个天线装置操作的天线的简单操作。即，还是天线单元112执行无线电波的激励；辐射频率为f₀的无线电波；与天线单元中流动的电流相位相反的电流从接地导体111流到侧导体113；和无线电波也从侧导体113的上端辐射。

因此，此实施例的天线主要从天线单元112和侧导体113的上端部分辐射无线电波。因此，即使在接地导体111和侧导体113包围的空间存在低矮障碍物，也几乎不影响天线的辐射。

另外，如果电路114安排在天线内部，而且电路114的接地与接地导体111电连接，则不妨碍电流从接地导体111流向侧导体113。因此，对天线的辐射特性不存在影响。但是，不必总将电路114的接地与接地导体111电连接。

因此，此实施例的天线装置将一电路安排在天线内，同时保持根据本发明天线的辐射特性。因此，实现不显眼的小天线装置。

(实施例10)

此后，将参见图41描述本发明的第十实施例。

图41表示本发明第十实施例的天线装置的结构。图41说明接地导体111天线单元112、侧导体113、包括衬底114a的电路114、盒状屏蔽导体115，屏蔽导体115的一个表面打开、和电源部分116。

在此实施例中，接地导体111、天线单元112和侧导体113构成本发明的天线。

屏蔽导体115在天线内部，进一步安排电路114，因此包括衬底114a的电路114存储在从屏蔽导体115开口部分的内部。屏蔽导体115的平均开口部分与接地导体111连接，电路114存储在屏蔽导体115和接地导体111形成的闭合空间内。

而且，天线单元112通过设置在屏蔽导体115上的电源部分116与电路114连接。但是，天线单元112和屏蔽导体115通过电源部分116彼此分离。而且，屏蔽导体115和电路114也分离。

这里，侧导体113和接地导体111包围的空间称为天线内部，关于侧导体113或接地导体与天线内部相对的空间称为天线外部。

作为一个例子，图41表示天线单元112由单极天线单元构成、接地导体111是矩形板和接地导体111和电连接的侧导体113形成一空腔的情况。

接下来，将利用图41描述依据此实施例的天线装置的操作。从天线单元112辐射频率为f₀的无线电波。此外，与在天线单元内流动的电流相位相反的电流从接地导体111流向侧导体113，无线电波也从侧导体113的上端辐射。

因此，此实施例的天线主要从天线单元112和侧导体113的上端部分辐射无线电波。因此，即使在接地导体111和侧导体113包围的空间存在低矮障碍物，也几乎不影响天线的辐射。

以这种方式，从天线辐射的无线电波可以影响安排在电路114的元件，因此使电路工作不稳定。在此实施例中，电路114由屏蔽导体115和接地导体111包围，屏蔽导体115和接地导体111完全电连接。从而，从天线辐射的无线电波达不到电路114。

此时，在接地导体111流动的电流从接地导体111流向侧导体113，或者通过屏蔽导体115的外表面从接地导体111流向侧导体113。因为此时不妨碍从接地导体111流向侧导体113的电流，所以对天线的辐射特性没有影响。

而且，当电路114安排在天线内部时，如果电路114和接地导体111的接地电连接，不妨碍电流从接地导体111流向侧导体113，所以对天线的辐射特性没有影响。此时，至于屏蔽导体115和电路114，只电连接电路114的接地。但是，不必总将电路114的接地与接地导体111电连接。

因此，此实施例的天线装置将一电路安排在天线内，同时保持根据本发明天线的辐射特性并进一步不影响电路的工作。因此，实现不显眼的小天线装置。

(实施例11)

此后，将参见图42描述本发明的一第十一实施例。

图42表示本发明第十一实施例的天线装置的结构。图42说明接地导体111、天线单元112、侧导体113、电路114、顶板导体117和开口118。在此实施例中，本发明的天线包括接地导体111、天线单元112、侧导体113和顶板导体117，该结构与第一实施例的天线大致相同。而且，电路114位于天线内部，天线单元112连接到电路114。此外，开口118在顶板导体117上。

这里，侧导体113、接地导体111和顶板导体117包围的空间称为天线的内部。另一方面，关于侧导体113，接地导体111或顶板导体117与天线内部相对的空间称为天线的外部。

作为一个例子，图42表示天线单元112由单极天线单元构成、接地导体111是矩形板、接地导体111和侧导体13电连接、和侧导体113和电连接的顶板导体117形成一空腔的情况。

接下来，将利用图42描述依据此实施例的天线装置的操作。

从天线单元112辐射频率为f₀的无线电波。此波辐射出通过开口118进入外部空间。这种情况下，与天线单元112中流动的电流相位相反的电流流进接地导体111。

因此，此实施例的天线主要从开口118辐射无线电波，类似于第一实施例的天线。因此，即使在接地导体111、侧导体113和顶板导体117包围的空间存在低矮障碍物，也不影响天线的辐射。

而且，当电路114安排在天线内部时，如果电路114和接地导体111的接地电连接，不妨碍电流从接地导体111流向侧导体113，所以对天线的辐射特性没有影响。但是，不必总将电路114的接地与接地导体111电连接。

此外，在此实施例天线装置的天线中，可以根据顶板导体的结构诸如其形状和数目，通过适当确定开口的数目和位置得到期望的方向性。

因此，此实施例的天线装置使获得期望的方向性成为可能，同时保持根据本发明的天线特性，而且使电路安排在天线内而不改变无线电波辐射方向性成为可能。因此，实现不显眼的小天线装置。

另外，在此实施例中，如图43所示，也使天线单元112的端部分在连接点119与顶板导体117电连接成为可能。同时因此可以调整天线的输入阻抗，改进机械强度，而且可以实现非常好的天线。其具有与第二实施例的天线可以获得的相同作用。

而且，在此实施例中，描述了一天线装置的例子，该天线装置具有天线单元112和顶板导体117电连接的结构。然而，本发明并不局限于具有此结构的天线装置。例如，为了实现期望输入阻抗特性，顶板导体和天线单元电分离的结构也是可以的。例如，天线单元可以是卷绕导线制成的螺旋型单极天线，或者可以是通过将导线折成字母L或F的反向L型或反向F型单极天线。它还可以是具有电容负载的顶加载型单极天线，诸如在导线一端的导电板。或者，这些可以组合形式一不同的天线单元。

这使得天线单元小且低矮，从而该天线整体上变得小且低矮。

(实施例12)

此后，将参见图44描述本发明的第十二的实施例。

图44表示本发明第十二的实施例的天线装置的结构。图44说明接地导体111、天线单元112、侧导体113、电路114、屏蔽导体115，电源部分116、顶板导体117、开口118和在顶板导体117提供的连接点119。在此实施例中，接地导体111、天线单元112、侧导体113和顶板导体117构成本发明的天线。

而且，电路114位于接地导体111上，天线单元112连接到电路114。而且，开口118是顶板导体117和侧导体113包围的部分。这里，侧导体113、接地导体111和顶板导体117包围的空间称为天线内部，关于侧导体113、接地导体111或顶板导体117与天线内部相对的空间称为天线外部。因此，电路114安排在天线内部。

作为一个例子，图44表示天线单元112由单极天线单元构成并在连接点119与顶板导体117电连接、接地导体111是矩形板、接地导体111和侧导体13电连接、和接地导体113和电连接的顶板导体117形成一空腔的情况。即，此实施例的天线结构与第二实施例的天线结构大致相同。

接下来，将利用图44描述依据此实施例的天线装置的操作。执行无线电波的激励，类似于第二实施例的天线的操作。从天线单元112辐射频率为f₀的无线电波。此波辐射出通过开口118进入外部空间。这种情况下，与天线单元112中流动的电流相位相反的电流流进接地导体111。

因此，此实施例的天线主要从开口118辐射无线电波。因此，即使在接地导体111、侧导体113和顶板导体117包围的空间存在低矮障碍物，也不影响天线的辐射。

顺便提一下，从天线辐射的无线电波可以影响安排在电路114的元件，因此使电路工作不稳定。在此实施例中，电路114由屏蔽导体115和接地导体111包围，屏蔽导体115和接地导体111完全电连接。从而，从天线辐射的无线电波达不到电路114。

此时，在接地导体111流动的电流从接地导体111流向侧导体113，

113，或者通过屏蔽导体115的外表面从接地导体111流向侧导体113。

115.因为此时不妨碍从接地导体111流向侧导体113的电流，所以对天线的辐射特性没有影响。

此外，当电路114安排在天线内部时，如果电路114和接地导体111的接地电连接，不妨碍电流从接地导体111流向侧导体113，所以对天线的辐射特性没有影响。但是，不必总将电路114的接地与接地导体111电连接。

此外，在此实施例天线装置的天线中，可以根据顶板导体的结构诸如其形状和数目，通过适当确定开口的数目和位置得到期望的方向性。

接下来，在图45表示此实施例的工作原型天线装置，在图46和47表示其电路的结构。而且，图48表示工作原型天线装置的辐射特性，图49表示在没有电路114和屏蔽导体的简单天线时的辐射特性。此外，图50表示在工作原型天线装置电源部分的输入阻抗特性。

接地导体111做成一正方形，其每一边具有0.52波长的长度，称为自由空间波长。侧导体113的高度做成0.077波长。顶板导体117做成一长方形，其在平行于X轴的一边具有0.38波长的长度，在平行于Y轴的另一边具有0.52波长的长度。两个开口16的每一个都是长方形，其在平行于X轴的一边具有0.07波长的长度，在平行于Y轴的另一边具有0.52波长的长度，并沿X方向安排在天线顶板部分的两端。

而且，电路114与Y轴正方向的天线装置的一边相对，并关于Y轴对称安排。屏蔽导体115是一长方体，其底表面是每边0.26波长长度的正方形，每个导电侧表面是高度为0.065波长的长方形，这样安排以使屏蔽导体115可以覆盖电路114。

下面的附图将表示当天线关于Z-Y平面和Z-Y平面对称时，根据具有上述结构实施例的天线装置的天线特性。

图48表示此实施例的工作原型天线装置的辐射方向性。而且，图49表示一种结构的辐射特性，该结构只包括没有电路和屏蔽导体的简单天线。辐射方向性被校准10dB，单位是dBi，称为无线电波源辐射波的电功率值。

如图48和49所示，可以看出根据此实施例天线装置的辐射特性完全等于在没有电路和屏蔽导体时的辐射特性。即，辐射特性不随着电路114和屏蔽导体115改变。

接下来，图50表示根据此实施例的工作原型天线装置电源部分116的输入阻抗特性。图50是50ohm电源路径的电压驻波比。因此，可以看出与在中心的中心频率f₀进行良好的匹配。

另外，虽然容易受来自天线无线电波影响的高频滤波器和放大电路包含在电路114中，但它们完全被屏蔽导体115和接地导体111屏蔽。因此，保证稳定的工作而不使操作降级。

因此，此实施例的天线装置使得到期望的方向性和在天线中安排电路同时保持电波辐射特性称为可能。因此，实现不显眼的小天线装置。

(实施例13)

此后，将参见图51描述本发明的第十三实施例。

图51表示本发明第十三实施例的天线装置的结构。图51说明接地导体111，天线单元112，侧导体113、电路114，电源部分116，和凹形部分125。

而且，凹形部分125是由侧壁125a、125b和125c结合接地导体111从外部到内部包围的区域通过按下接地导体111和侧导体113的每一部分形成侧壁125a、125b和125c。

另外，在侧壁125b提供电源部分116。

在此实施例中，接地导体111、天线单元112和侧导体113构成本发明的天线。电路114安排在天线的凹形部分125。其周边通过电源部分116连接到天线单元112，同时被侧壁125a到125c覆盖。此时，天线单元112和侧壁125通过电源部分116彼此分离。

这里，侧导体113和接地导体111包围的空间称为天线内部，关于侧导体113或接地导体与天线内部相对的空间称为天线外部。

作为一个例子，图51表示天线单元112由单极天线单元构成、接地导体111是矩形板和接地导体111和电连接的侧导体113形成一空腔的情况。

接下来，将利用图51描述依据此实施例的天线装置的操作。从天线单元112辐射频率为f₀的无线电波。此外，与在天线单元内流动的电流相位相反的电流从接地导体111流向侧导体113，无线电波也从侧导体113的上端辐射。

因此，此实施例的天线主要从天线单元112和侧导体113的上端部分辐射无线电波。因此，即使在接地导体111和侧导体113包围的空间存在低矮障碍物，也几乎不影响天线的辐射。即，即使凹形部分125处在天线内部，也几乎不影响天线的辐射。

此外，即使电路114安排在凹形部分125内部也不影响辐射特性。在这种情况下，不必总使电路114与接地导体111电连接，但可以电连接电路114和接地导体111的接地，以使天线和电路114的接地共用。

这里，在将第十实施例用于高频带的情况下，如果屏蔽导体115和接地导体111或侧导体113之间有一间隙，该间隙充当一电容器并且存在阻抗特性改变的可能性。

但是，此实施例由侧壁125a到125c形成凹形部分125，通过按下接地导体111和侧导体113形成侧壁125a到125c。因此，有可能形成第十实施例所示的一段屏蔽导体、接地导体和侧导体。为此，因为屏蔽导体、接地导体和侧导体完全电连接，则阻抗特性不改变而且天线性能不恶化。

顺便提一下，从天线辐射的无线电波可以影响安排在电路114的元件，因此使电路工作不稳定。在图52所示的情况下，凹形部分125由盖导体126覆盖，盖导体126和接地导体111完全电连接。从而，从天线辐射的无线电波达不到电路114，因此可以稳定电路114的操作。因为此时电流没有流到天线外部，因此对天线的辐射特性没有影响。这里，盖导体126相当于本发明的盖部件。

因此，此实施例的天线装置将一电路安排在天线内，同时保持根据本发明天线的辐射特性。因此，实现不显眼的小天线装置。

(实施例14)

此后，将参见图53描述本发明的第十四实施例。

图53表示本发明第十四实施例的天线装置的结构。图53说明接地导体111、天线单元112、侧导体113、电路114、屏蔽导体115，电源部分116、顶板导体117、开口118和在顶板导体117提供的连接点119。

而且，凹形部分125是由侧壁125a、125b和125c结合接地导体111从外部到内部包围的区域通过按下接地导体111和侧导体113的每一部分形成侧壁125a、125b和125c。另外，在侧壁125b提供电源部分116。

在此实施例里，接地导体111，天线单元112，侧导体113和本顶板导体117构成本发明的天线。电路114在天线114的凹形部分125内，并安排在天线凹形部分125内。其周边通过电源部分116连接到天线单元112，同时被侧壁125a到125c覆盖。此时，天线单元112和侧壁125通过电源部分116彼此分离。而且，开口118处在顶板导体117和侧导体113包围的区域内。

这里，侧导体113、接地导体111和顶板导体117包围的空间称为天线内部，关于侧导体113、接地导体111或顶板导体117与天线内部相对的空间称为天线外部。

作为一个例子，图40表示天线单元112由单极天线单元构成、接地导体111是矩形板和接地导体111和电连接的侧导体113形成一空腔的情况。

接下来，将利用图53描述依据此实施例的天线装置的操作。从天线单元112辐射频率为f₀的无线电波。此外，与在天线单元内流动的电流相位相反的电流从接地导体111流向侧导体113，无线电波也从侧导体113的上端辐射。因此，此实施例的天线主要从天线单元112和侧导体113的上端部分辐射无线电波。因此，即使在接地导体111和侧导体113包围的空间存在低矮障碍物，也几乎不影响天线的辐射。即，即使凹形部分125处在天线内部，也几乎不影响天线的辐射。

此外，即使电路114安排在凹形部分125内部也不影响辐射特性。在这种情况下，不必总将电路114的接地与接地导体111电连接。但是，电路114和接地导体111的接地可以电连接，以使天线和电路114的接地共用。而且，因为天线端子112和顶板导体117通过导体119电连接，所以得到与第二实施例的天线相同的作用。

这里，在将第十二的实施例用于高频带的情况下，如果屏蔽导体115和接地导体111或侧导体113之间有一间隙，该间隙充当一电容器并且存在阻抗特性改变的可能性。

但是，此实施例由侧壁125a到125c形成凹形部分125，通过按下接地导体111和侧导体113形成侧壁125a到125c。有可能形成第十实施例所示的一段屏蔽导体、接地导体和侧导体。为此因为屏蔽导体、接地导体和侧导体完全电连接，则阻抗特性不改变而且天线性能不恶化。

顺便提一下，从天线辐射的无线电波可以影响安排在电路114的元件，因此使电路工作不稳定。这种情况下，如图54所示，凹形部分125由盖导体126覆盖，盖导体126和接地导体111完全电连接。从而，从天线辐射的无线电波达不到电路114，因此可以稳定电路114的操作。因为此时电流没有流到天线外部，因此对天线的辐射特性没有影响。这里，盖导体126相当于本发明的盖部件。

另外，在上述第九到第十四实施例中，只包含无源元件的结构、只包含有源元件的结构或有源元件和无源元件都包含的结构都可以当做电路114的结构。例如，作为只包含无源元件的结构，提到了油一个或多个电阻、一个或多个线圈和一个或多个电容器构成的阻抗匹配电路、高频滤波器、光学无源元件等等。而且，作为有源元件，提到了诸如放大电路和混频器的高频有源元件，和诸如激光二极管和光电二极管的光学有源元件。而且，电路114可以包含IC。

而且，如图56所示，当天线装置包含顶板导体117时，更期望电路114的宽度Wr小于顶板导体117的宽度Wc。简而言之，当从顶板部件侧以垂直于顶板部件的方向观看天线装置时，期望该电路具有隐藏在顶板部件之后的大小。

而且，如图57A和57B所示，天线内部的电路114可以安排在顶板导体和侧导体形成的拐角，或者如图57C所示，电路114可以直接安排在侧导体和接地导体形成的拐角的顶板导体下面。简而言之，当从顶板部件侧以垂直于顶板部件的方向观看天线装置时，期望该电路具有隐藏在顶板部件之后的大小。

而且，例如，当电路114由高频有源元件和类似微波电路的无源元件构成时，此实施例的天线装置可以充当一无线电设备。此外，当进一步包括光学有源元件或光学无源元件时，利用该天线接收的电信号由类似激光二极管的光学有源元件转换成光信号，并且可以通过诸如光纤的光通信传送信号。相反，可以利用类似光电二极管的光学有源元件将由光通信发送的光信号转换成电信号，并从该天线辐射波。而且，电路114可以实现为包含电源电路的结构，这种情况下，这些实施例的天线装置可以用作无线电设备。

此外，在上述第九到第十四实施例中，如图46所示的电路114的例子，接收电路由放大电路通过高频滤波器放大从天线单元发送的信号，利用激光二极管将该信号转换成光信号，以便用光纤传送该信号。这里，图46说明高频滤波器120、放大电路121、激光二极管122和光纤123。另外，如图47所示的发射电路的例子，通过将激光二极管122替换为光电二极管124，发射电路可以将经光纤发射的光信号转换成电信号，并且可以由放大电路放大信号，以便通过高频滤波器从天线辐射无线电波。

而且，在上述第九到第十四实施例中，作为天线单元112，由线性导体构成一单极天线单元，但也可以用另一天线单元构成此天线单元。例如，天线单元可以是由卷绕导线制成的螺旋型单极天线单元，或者可以是通过将导线折成字母L或F形式的反向L型或反向F型单极天线。它还可以是具有电容负载的顶加载型单极天线，诸如在导线一端的导电板。或者，这些可以组合形式一不同的天线单元。这使得天线单元小且低矮，从而该天线整体上变得小且低矮。

在第九到第十四实施例的天线装置中，接地导体111和侧导体113彼此电连接；但是本发明并不局限于此结构。例如，为了实现期望的辐射方向性或输入阻抗特性，接地导体111和侧导体113电分离的结构也是可以的。

在第九到第十四实施例的天线装置中，接地导体111是长方形；但是本发明并不局限于此结构。例如，为了实现期望的辐射方向性或输入阻抗特性，接地导体111可以是任何其它多边形、半圆形或其组合，或者其它形状。而且，接地导体可以是圆形、椭圆形、任何曲线形状或任何曲面，或者其它的形状。因此，构成天线的导电部分拐角在辐射特性上变圆，结果拐角具有较少的衍射效应，其0如愿降低了辐射波的交叉极化转换损耗。

在该天线装置的该第九到第十四实施例中，侧导体113构成沿接地导体111周边的框架；但是本发明并不局限于此结构。例如，为了实现期望的辐射方向性或输入阻抗特性，侧导体形成的框架可以大于或小于接地导体，或者该框架可以大于或小于顶板导体。

而且，在上述第九到第十四实施例中，也可以将电介质部件插入到天线内部。从而，可以获得小型化的天线。这是因为波长变成介电系数高于真空的电介质部件(相对介电系数：εγ＞1)的原始波长的(εγ)-1/2倍。根据天线的安装环境，开口可能不希望地将灰尘或潮湿空气带进天线，从而恶化其特性。通过利用电介质部件层的盖可以防止由于具有很多灰尘和湿气的空气进入导致的特性降级，该电介质部件层的轮廊在侧导体的上端。因此，利用绝缘体层的盖也能获得相同的作用。此时，将电介质部件插入天线内部的形式可以与第四和第六实施例等等的形式相同。在第九到第十四实施例的天线装置中，顶板导体117形成的开口数目是两个；但是本发明并不局限于此结构。例如，为了实现期望的辐射方向性或输入阻抗特性，可以提供一个或两个以上的开口。

在第九到第十四实施例的天线装置中，顶板导体117形成的开口安排在天线顶板部分；但是本发明并不局限于此结构。例如，为了实现期望的辐射方向性或输入阻抗特性，开口可以安排在侧导体或接地导体上，或者可以组合这些结构。

在第九到第十四实施例的天线装置中，天线单元112和顶板导体117彼此电连接；但是本发明并不局限于此结构。例如，为了实现期望的辐射方向性或输入阻抗特性，顶板导体117和天线单元112电分离的结构也是可以的。例如，天线单元可以是由卷绕导线制成的螺旋型单极天线单元，或者可以是通过将导线折成字母L或F形式的反向L型或反向F型单极天线。它还可以是具有电容负载的顶加载型单极天线，诸如在导线一端的导电板。或者，这些可以组合形式一不同的天线单元。这使得天线单元小且低矮，从而该天线整体上变得小且低矮。

在第九到第十四实施例的天线装置中，接地导体111、侧导体113和顶板导体117彼此电连接；但是本发明并不局限于此结构。例如，为了实现期望的辐射方向性或输入阻抗特性，顶板导体和侧导体电分离的结构也是可以的。或者，接地导体和侧导体电分离的结构也是可以的。此外，所有的接地导体、侧导体和顶板导体都电分离的结构也是可以的。

在第九到第十四实施例的天线装置中，顶板导体117是长方形；但是本发明并不局限于此结构。例如，为了实现期望的辐射方向性或输入阻抗特性，顶板导体可以是任何其它多边形、半圆形或其组合，或者其它形状。而且，顶板导体可以是圆形、椭圆形、任何曲线形状或任何曲面，或者其它的形状。因此，构成天线的导电部分拐角在辐射特性上变圆，结果拐角具有较少的衍射效应，其如愿降低了辐射波的交叉极化转换损耗。

而且，在第九到第十四实施例中，凹形部分125是侧壁125a、125b和125c，结合接地导体111从外部到内部包围的区域，通过按下每一部分接地导体111和侧导体113形成这些侧壁。然而，可以只按下接地导体111形成侧壁。另外，可以只按下侧导体113形成侧壁。

而且，如图58所示，本发明还可以实现为天线阵装置，该天线阵装置具有根据本发明的多个天线301a到301c的天线阵301，无线电路114执行与此天线阵301对应的操作。此时，多个电路114a、114b和114c构成无线电电路114，每个电路114a到114c具有与其对应的每个天线301a到301c。因此，每个电路114a-114c输入或输出相同的信号，从而形成本发明的天线装置。此外，本发明的天线阵装置是每个天线装置只输入或输出相同的信号而不受天线装置数目限制的天线阵列装置。

而且，关于本发明天线装置的电路，只要至少作为本发明导电部件的天线单元112的部分安排在天线内，剩余部分可以提供在天线外。因此，天线中不必包含所有的电路结构。

而且，在本发明的天线装置中，电路部分可以作为一盒式磁盘与天线分离。例如，在图31所示的第五实施例中，可以将电路114变为另一种电路，通过利用电源部分116的连接器将电路连接到同一天线。当天线装置用作蜂窝电话、PHS等等的转换基站时，这具有使一个转换基站通过盒式磁盘的交换电路符合两个或多个不同通信装置的优点。

此外，如图59所示，安排在本发明天线装置中由底部部件和侧面部件包围空间的电路可以包括交换装置402，用于转换和连接任何一个子电路114x、114y和114z，这些子电路具有相互不同的无线电系统和本发明的天线401。这种情况下，一个天线装置可以处理多个无线电系统。

另外，在上述的每个实施例中，接地导体111是本发明底部构件的一个例子。电源部分116是本发明馈电点的一个例子，天线单元112是本发明导电部件的一个例子。此外，侧导体113是本发明侧面部件的一个例子，顶板导体117是本发明顶板部件的一个例子。而且，开口118是根据本发明不被本发明顶板部分覆盖的剩余部分空间的一个例子。另外，凹形部分125是本发明凹形部分的一个例子。

因此，第九到第十四实施例的每个天线装置还可以具体化本发明具有除电路114以外的结构的天线。在此情况下，每个实施例变成其导电部件固定在底部部件和侧面部件包围空间的本发明天线的一个实施例。而且，本发明的天线装置还可以具体化为所有或一部分电路114包含在第一到第七实施例的天线中。

上述的本发明例如具有接地导体、位于接地导体表面上的电源部分、与电源部分相连的天线单元和侧导体，该侧导体包围包含该天线单元空间的周围，但不包括该天线单元。从而，可以加强沿天线水平平面的无线电波辐射而几乎不扩大二维面积，原因如下。因为侧导体充当接地导体的周边部分，因此通过有效防止无线电波的衍射可以加强水平方向的无线电波辐射。另外，因为侧导体安排在侧导体站在接地导体的方向上，单极天线的二维大小几乎不变大。

而且，在本发明中，例如，上述本发明的单极天线，本发明具有面对接地导体的顶板导体，把天线单元夹在中间。从而，可以使天线垂直方向变小。原因如下。因为顶板导体充当天线单元的端部分，可以使天线单元的长度变短。与此相关，天线垂直方向的长度变小。

而且，在本发明中，例如，上述本发明的单极天线，顶板导体的端部分与侧导体电连接。从而，可以任意调整沿水平平面的无线电波方向性。原因如下。如果顶板导体的端部分连接到侧导体，则电流从此处漏向接地导体。因此，无线电波几乎不从顶板导体向顶板导体的连接点向外延伸的方向辐射。然后，通过设置提供顶板导体和侧导体连接点的方向可以任意设置沿水平平面的无线电波方向性。

而且，在本发明中，例如，上述本发明的单极天线，顶板导体的中心部分做成圆形。从而，仍然可以任意调整沿水平平面的无线电波方向性。原因如下。如果顶板导体的端部分与侧导体相连，也可以调整无线电波的方向性，因为在沿着顶板导体连接向外伸出的方向形成无线电波的最小值点。但是根据情况，无线电波最小值点的辐射程度远远低于要求的程度。另一方面，因为如果顶板导体的中心部分做成圆形，则无线电波从该圆形部分的周边辐射，所以该部分的无线电波辐射几乎变成无方向性。因此，因为无线电波辐射变成该圆形部分辐射和从其它部分辐射的混合物，则可以补偿无线电波的最小值点。另外，可以通过改变该圆形部分的大小来调整从此圆形部分辐射的无线电波量。

而且，在本发明中，例如，上述本发明的单极天线，该侧导体与接地导体电连接。从而，可以匹配该输入阻抗。原因如下。如果天线垂直方向的大小做得很小以提供顶板导体，该顶板导体和接地导体互相邻近的排列。因此，存在出现电容分量的可能性，因此在两个导体之间可能发生输入阻抗失配。另一方面，顶板导体通过本发明的侧导体与接地导体电连接。因此，作为这些导体之中出现导电环路的结果，发生电感。因此，利用生成的电感补偿该电容分量，同时消除阻抗的失配。

而且，在本发明中，例如，上述本发明的单极天线，至少一个接地导体、侧导体和顶板导体具有开口。另外，通过任意调整在开口形成时开口的位置大小等等，可以任意设置无线电波的方向性。

而且，在本发明中，例如，上述本发明的单极天线，本发明具有调整开口大小的调整装置。因此，即使开口已经形成，利用此调整装置调整开口的大小来任意执行方向性和阻抗的细调。

而且，在本发明中，例如，上述本发明的单极天线，电源部分安排在原点；接地导体安排在X-Y平面；接地导体和侧导体做成关于Z-Y平面对称；和开口安排关于Z-Y平面对称。从而，无线电波的方向性可以关于Z-Y平面对称。

而且，在本发明中，例如，上述本发明的单极天线，接地导体和侧导体关于Z-X平面对称，开口关于Z-X平面对称。从而，无线电波的方向性可以关于Z-电抗平面对称。

此外，在本发明中，例如，上述本发明的单极天线，本发明使天线单元与顶板导体电连接。这增加结构的稳定性和单极天线的阻抗特性并改进天线的特性。

而且，在本发明中，例如，上述本发明的单极天线，在接地导体和侧导体包围的空间提供介电常数高于空气的电介质部件。从而，天线可以做成小且低矮的结构。

而且，在本发明中，例如，上述本发明的单极天线，空间中填满电介质部件。这使得天线单元小且低矮，同时也除去了天线内部的空间。因此，这防止灰尘进入天线内部的空间，也使冷凝罕有，从而改进可靠性。

此外，在本发明中，例如，上述本发明的单极天线，电介质部件构成侧导体所包围空间的盖子，接地导体或顶板导体提供在此电介质部件上。因此，这防止灰尘进入天线内部的空间，也使冷凝罕有，从而改进可靠性。而且，这使得利用电介质部件的盖子很容易地密封内部空间。

而且，在本发明中，例如，上述本发明的单极天线，从在电介质部件形成的通孔构成该侧导体。从而，很容易形成侧导体。这是因为通过一般用途的衬底生产方法就可以比较容易地形成该通孔。

另外，在本发明中，例如，上述本发明的单极天线，每个都具有至少一个离开天线单元的匹配元件，此匹配元件与接地导体电连接。这通过改变天线的阻抗可以改进匹配状态。

此外，在本发明中，例如，上述本发明的单极天线，至少一个匹配元件与天线单元电连接。从而，可以使单极天线的输入阻抗变高。另外，在本发明中，例如，上述本发明的单极天线，至少一个匹配元件与顶板导体电连接。从而，可以改变单极天线的阻抗。

此外，本发明组成一无线电设备包括，例如：单极天线；放大向单极天线提供的发射机信号和从单极天线提供的接收机信号的放大装置；选择收发信机和接收机信号频率的频率选择装置；和存储单极天线、放大装置和频率选择装置的箱体，该单极天线包括：接地导体；位于接地导体表面的电源部分；连接到电源部分的天线单元；包围包含天线单元空间但除了天线单元的周边的侧导体；面对接地导体的顶板导体，把天线单元加在中间；介电系数高于空气的电介质部件，其提供在接地导体和侧导体包围的空间；和在至少一个接地导体、侧导体提供的开口，其中在箱体表面提供凹形部分；和其中单极天线包含和安排在此凹形部分中。从而，从外形来看除了保持和增强小且低矮的形式之外，可以构成优良的无线电设备。原因如下。这是因为从外面几乎不可能看到该单极天线，因为单极天线存储在箱体表面的凹形部分。此外，该单极天线变得小且低矮，类似于根据上述本发明的天线。尽管将单极天线嵌入在一块中，但几乎不妨碍无线电设备小且低矮的形式。

而且，本发明具有两个或多个单极天线，这些单极天线包括：接地导体；位于接地导体表面的电源部分；连接到电源部分的天线单元；

包围包含天线单元空间但除了天线单元的周边的侧导体；与接地导体相对的顶板导体，其把天线单元加在中间，其中通过校准和安排这些单极天线构成单极天线的布局结构，因此各个单极天线沿着水平平面的方向性变成最小值的方向可以彼此一致。这使得每个相邻单极天线执行无线电波发射和接收引起的交互作用变得最小，从而使单极天线之间的隔离满意。

如上所述，因为本发明可以改变简单结构的辐射方向性，可以实现机器精确度优良的天线。另外，可以实现小的天线装置和通过将电路安排在天线内的小的无线电设备。

Claims (34)

1.一种天线，包括：

传导性底部构件；

包围所述传导性底部构件周边的传导性侧构件；

传导性构件，安排在由所述传导性底部构件和所述传导性侧构件包围的空间中；和

传导性顶板构件；其中

所述传导性构件被连接到一信号线上用于发射和/或接收，

所述传导性构件和所述传导性底部构件在除了所述信号线或馈电点之外的空间中是相互连接的，

所述传导性顶板构件的垂直投影包含于所述传导性底部构件的平面上，并且

所述传导性顶板构件仅覆盖由所述传导性底部构件和所述传导性侧构件所形成的空间的一部分，从而在所述传导性顶板构件旁形成至少一个开口。

2.如权利要求1所述的天线，其中，所述传导性构件和所述传导性侧构件彼此连接。

3.如权利要求1所述的天线，其中所述传导性构件和所述传导性顶板构件彼此电地和/或机械地连接。

4.如权利要求1所述的天线，其中所述传导性顶板构件和所述传导性侧构件彼此电连接。

5.如权利要求1所述的天线，其中所述传导性顶板构件具有一个具有弯曲形状的周线。

6.如权利要求1所述的天线，其中所述传导性底部构件和/或所述传导性侧构件具有所述开口。

7.如权利要求1或7所述的天线，其中所述开口具有调整它们的尺寸的装置。

8.如权利要求1所述的天线，其中如果假定所述传导性构件在所述传导性底部构件上的投影为原点并且所述传导性底部构件被安排在X-Y平面上，则所述传导性底部构件和所述传导性侧构件关于Z-Y平面对称，并且关于Z-Y平面对称地安排所述开口。

9.如权利要求8所述的天线，其中所述传导性底部构件和所述传导性侧构件关于Z-X平面对称，并且关于Z-X平面对称地安排所述开口。

10.如权利要求1所述的天线，包括一个绝缘体构件，其具有比空气更高的介电常数并且被提供于所述空间中。

11.如权利要求10所述的天线，其中提供所述绝缘体构件至少使得覆盖一部分未覆盖着顶板导体的空间。

12.如权利要求10所述的天线，其中所述绝缘体构件填充所述空间的整个内部。

13.如权利要求12所述的天线，其中所述绝缘体构件有一通孔，并且所述传导性侧构件包括所述通孔。

14.如权利要求1所述的天线，进一步包括被安排与所述传导性构件相距一个预确定距离的至少一个匹配元件，其中所述匹配元件和所述传导性底部构件彼此电连接。

15.如权利要求14所述的天线，其中至少一个匹配元件被电连接到所述传导性构件。

16.如权利要求14所述的天线，其中至少一个匹配元件被电连接到所述传导性顶板构件和/或所述传导性侧构件。

17.一种天线布置方法，包括以符合使水平面上每个天线的方向性最小化的方向的方式调整并安排多个如权利要求1所述的天线的步骤。

18.一种天线设备，包括：

如权利要求1所述的天线；以及

用于发射和/或接收的电路的整体或部分，它连接到所述信号线同时被安排在所述空间中。

19.如权利要求18所述的天线设备，进一步包括用于覆盖所述电路的整体或部分的一个屏蔽构件，其中所述屏蔽构件不与所述传导性构件电接触。

20.如权利要求19所述的天线设备，其中所述屏蔽构件形成为一个凹形部分，其成为所述传导性底部构件和/或所述传导性侧构件的每个部分；以及

其中，在所述凹形部分中安排所述电路的整体或部分。

21.如权利要求20所述的天线设备，进一步包括一个盖构件，它覆盖所述凹形部分并容纳所述电路的整体或部分，其中所述盖构件电连接到所述传导性底部构件和/或所述传导性侧构件。

22.如权利要求18所述的天线设备，其中用一个无源电路构成所述电路。

23.如权利要求18所述的天线设备，其中在所述电路中包含一个有源元件。

24.如权利要求18所述的天线设备，其中在所述电路中包含一个微波电路。

25.如权利要求18所述的天线设备，其中在所述电路中包含一个光的无源元件。

26.如权利要求18所述的天线设备，其中在所述电路中包含一个光的有源元件。

27.如权利要求18所述的天线设备，其中所述电路具有一个IC。

28.如权利要求18所述的天线设备，其中所述电路具有这样的尺寸：即，当从在垂直于所述传导性顶板构件的方向上的所述传导性顶板构件侧面观看所述天线设备时，所述电路隐藏在所述传导性顶板构件后面。

29.一种天线阵设备，它是由多个如权利要求18所述的天线设备排列而成的，其中所述多个天线设备的每一个中的所述电路输入或输出相同的信号。

30.如权利要求29所述的天线阵设备，其中所述电路具有一个夹头形状使得可从天线中拆卸。

31.如权利要求18所述的天线设备，其中所述电路包括具有彼此不同的无线电系统的多个次电路，以及切换任何所述次电路和天线之间的连接的开关装置。

32.如权利要求18所述的天线设备，其中所述电路被安排在这样的位置处：即，当从在垂直于所述传导性顶板构件的方向上的所述传导性顶板构件侧面观看所述天线设备时，所述电路隐藏在所述传导性顶板构件后面。

33.如权利要求18所述的天线设备，其中所述电路包括：放大用于发射和/或接收的信号的放大装置；以及选择用于发射的信号或用于接收的信号的频率的频率选择装置。

34.一种无线电设备，包括如权利要求18所述的天线设备，以及一个提供于所述电路中的电源电路。

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