具体实施方式

本公开的一个形态所涉及的天线具备：天线元件，呈环状，两端为开放端，且所述天线元件由导体形成；以及第1接地导体，与所述天线元件的一端的所述开放端连接，且以围拢所述天线元件的外周的方式而被配置成封闭的环状。

例如有如下情况，即：在具备对天线进行控制的控制电路的控制基板的接地导体(称为第2接地导体)与天线元件的一端的开放端连接，在第2接地导体与同轴电缆等电缆的接地导体(例如同轴电缆的外部导体)连接，经由电缆向天线元件供电。在这种情况下，电流从天线元件泄漏到第2接地导体，泄漏的电流流入到电缆的接地导体，从而天线的辐射特性会受到电缆的影响。于是，在天线元件的一端的开放端连接以围拢天线元件的外周的方式而被配置的环状的第1接地导体。据此，电流不会容易地从天线元件泄漏到第2接地导体，从而不会容易地流入到与第2接地导体连接的电缆的接地导体。因此，天线的辐射特性不容易受到电缆的影响，从而能够改善辐射特性。

并且也可以是，所述天线元件被形成为圆形的环状。

这样，天线元件可以是圆形的环状。

并且，所述天线还可以具备扰动元件，该扰动元件由从所述天线元件分支的导体构成。

据此，通过扰动元件能够从天线辐射圆极化波的电波。

本公开的一个形态所涉及的天线系统具备上述的天线以及控制基板，所述控制基板具备：控制电路，对所述天线进行控制；以及第2接地导体与所述天线元件的一端的所述开放端以及所述第1接地导体连接。

据此，能够提供能够改善辐射特性的天线系统。

本公开的一个形态所涉及的阵列天线由上述的天线排列配置成多个来构成。

据此，能够提供能够改善辐射特性的阵列天线。

本公开的一个形态所涉及的阵列天线系统具备上述的阵列天线以及控制基板，所述控制基板具备控制电路，对所述阵列天线进行控制，且所述控制电路包括相位控制部，对从构成所述阵列天线的多个所述天线输出的电波的相位进行控制；以及第2接地导体，与所述天线元件的一端的所述开放端以及所述第1接地导体连接。

据此，能够提供一种能够改善辐射特性的阵列天线系统。

另外，以下将要说明的实施方式均为概括性的或具体的例子。以下的实施方式所示的数值、形状、构成要素、构成要素的配置位置以及连接方式、步骤、步骤的顺序等均为一个例子，其主旨并非是对本公开进行限定。

(实施方式1)

以下利用图1至图2B，对实施方式1进行说明。

图1是实施方式1所涉及的天线系统1的平面图。

天线系统1是用于辐射电波并接收电波的系统。天线系统1具备天线10以及控制基板20。另外，天线10与控制基板20可以被形成为一体。例如图1所示，天线系统1可以由一个基板30来实现。基板30例如可以是印刷线路板，天线10与控制基板20可以形成在一个基板30上。在图1中，将基板30的左侧部分称为天线10，将右侧部分称为控制基板20。另外，天线10与控制基板20也可以不形成在一个基板30上，可以是分离形成。

天线10具备天线元件11、第1接地导体12、扰动元件13、以及馈电点14。

天线元件11是由在两端为开放端的导体形成的环状的辐射元件。天线元件11例如作为导体图案被形成在基板30上。在图1中为了便于识别天线元件11的形状，而在天线元件11上附加斜线的影线，该斜线的方向是从右上延伸至左下。天线元件11例如被形成为圆形的环状。另外，天线元件11只要呈环状，并非受圆形所限，也可以是多边形的形状。并且，在图1中作为环状的天线元件11虽然示出了1周的环状的天线元件11，天线元件11并非受1周的环状所限，也可以是1周以上的环状(即涡旋状)。天线元件11的一端的开放端与第1接地导体12以及后述的第2接地导体21连接。天线元件11的另一端的开放端与馈电点14连接。

第1接地导体12与天线元件11的一端的开放端连接，是围拢在天线元件11的外周而被配置成封闭的环状的接地导体。第1接地导体12例如作为导体图案被形成在基板30上。在图1中为了便于识别第1接地导体12的形状，而在第1接地导体12上附加圆点。并且，为了便于识别第1接地导体12的环状，在第1接地导体12与后述的第2接地导体21的边界附加虚线。例如，第1接地导体12与后述的第2接地导体21，在基板30上可以是没有间断地连接。例如，第1接地导体12沿着天线元件11配置。例如，由于天线元件11被形成为圆形的环状，因此第1接地导体12沿着该环状的外周而被形成为圆环状。另外，第1接地导体12只要是围拢天线元件11的外周被配置成封闭的状态，也可以不是圆环状，而可以被形成多边形的环状。例如，在天线元件11为方形的环状的情况下，第1接地导体12沿着天线元件11的外周，也可以被形成为方形的环状。

扰动元件13是由从天线元件11分支的导体构成的辐射元件。扰动元件13例如在基板30上作为导体图案而被形成。在图1中为了便于识别扰动元件13的形状，对扰动元件13附加斜线的影线，该斜线的方向是从左上向右下延伸。另外，扰动元件13虽然被形成为从环状的天线元件11分支并向该环状的内侧延伸，不过也可以被形成为向该环状的外侧延伸。并且，虽然扰动元件13具有直线形状，不过并非受直线形状所限，也可以是曲线形状。通过扰动元件13能够从天线10辐射圆极化波的电波。例如，能够辐射朝向图1的纸面上的跟前一侧的右旋圆极化的电波，以及能够辐射朝向图1的纸面上的远离一侧的左旋圆极化的电波。另外，在天线10辐射线极化的电波的情况下，也可以不具备扰动元件13。

馈电点14例如被设置在天线元件11的另一端的开放端，用于向天线元件11提供高频电力，并且通过利用天线元件11接收电波，从而将产生的高频电力传输到接收机等。例如，馈电点14如以后所述与输入输出IF(接口)23连接，该输入输出IF(接口)23经由控制电路22与同轴电缆等电缆连接。另外在图1中虽然示出，馈电点14被设置在天线元件11的另一端的开放端，不过也可以不设置在该开放端，而可以设置在天线元件11的与该开放端偏离的位置。

控制基板20具备第2接地导体21、控制电路22、以及输入输出IF23。

第2接地导体21是与天线元件11的一端的开放端以及第1接地导体12连接的接地导体。第2接地导体21例如作为整体图案形成在控制基板20(基板30)上。在图1中为了便于识别第2接地导体21的形状，对第2接地导体21附加与第1接地导体12不同的圆点。

控制电路22是用于对天线10进行控制的电路。控制电路22的构成部件可以仅被设置在控制基板20的一侧的主面上，也可以设置在两个面上，在控制基板20(基板30)为多层基板的情况下，也可以设置在内层。控制电路22例如包括阻抗匹配电路、滤波电路、或开关电路等。

输入输出IF23是连接有同轴电缆等电缆的接口，在电缆为同轴电缆的情况下为同轴连接器。输入输出IF23经由电缆，例如与RFIC(RadioFrequency Integrated Circuit：射频集成电路)等连接。例如，在电缆为同轴电缆，输入输出IF23为同轴连接器的情况下，通过同轴电缆与同轴连接器连接，同轴电缆的内部导体经由控制电路22与馈电点14连接。据此，在发送时，能够将来自RFIC等的高频电力提供给天线元件11，并且在接收时，能够将来自天线元件11的高频电力传输到RFIC等。并且，同轴电缆的外部导体(接地导体)与第2接地导体21连接。

本公开的具有特征的构成为第1接地导体12，该第1接地导体12与天线元件11的一端的开放端连接，且以围拢天线元件11的外周的方式被配置成封闭的环状。针对通过天线10具备这样的第1接地导体12而实现的效果，将利用图2A以及图2B来进行说明。

图2A示出了比较例所涉及的天线系统的电流分布的模拟结果。图2B示出了实施方式1所涉及的天线系统1的电流分布的模拟结果。在图2A以及图2B中，颜色越浅则表示电流越集中。

在比较例所涉及的天线系统中，没有设置第1接地导体12。因此通过对图2A与图2B进行比较，从而能够对设置了第1接地导体12的效果进行确认。

如图2A所示，在没有设置第1接地导体12的情况下，电流集中在第2接地导体21中的虚线A圈出的部分，可以知道从天线元件11向第2接地导体21流入的电流增大。例如，若在第2接地导体21连接电缆的接地导体，则从天线元件11泄漏到第2接地导体21的电流会流入到电缆的接地导体。据此，天线10的辐射特性受到电缆的影响(例如来自电缆的辐射噪声)，辐射特性会有劣化的可能性。

另外，如图2B所示，在具备第1接地导体12的天线系统1的情况下，可以知道电流没有集中到第2接地导体21中的虚线A圈出的部分，而是集中到第1接地导体12中的虚线B圈出的部分。即通过设置第1接地导体12，能够抑制电流从天线元件11流入到第2接地导体21。

如以上说明所述，在控制基板20的第2接地导体21连接天线元件11的一端的开放端，在第2接地导体21连接同轴电缆等电缆的接地导体(例如同轴电缆的外部导体)，则会有经由电缆向天线元件11供电的情况。在这种情况下，电流从天线元件11向第2接地导体21泄漏，泄漏的电流流入到电缆的接地导体，天线10的辐射特性则会有受到电缆的影响的情况。于是，在天线元件11的一端的开放端连接以围拢天线元件11的外周的方式而被配置成环状的第1接地导体12。据此，电流不容易从天线元件11泄漏到第2接地导体21，在与第2接地导体21连接的电缆的接地导体中不容易有电流流入。因此，天线10的辐射特性不容易受到电缆的影响，从而能够改善辐射特性。

(实施方式2)

接着，利用图3至图10，对实施方式2进行说明。在实施方式2中，对阵列天线100以及具备阵列天线100的阵列天线系统2进行说明，阵列天线100由实施方式1所涉及的天线10排列成多个来构成。

图3是实施方式2所涉及的阵列天线系统2的平面图。

阵列天线系统2是用于辐射电波且接收电波的系统。阵列天线系统2具备阵列天线100以及控制基板200。在阵列天线系统2中，能够对阵列天线100的指向性进行控制。即能够针对相对于阵列天线100而被配置在特定的方向上的对象物进行电波的收发。另外，阵列天线100与控制基板200可以被形成为一体。例如图3所示，阵列天线系统2可以由一个基板300来实现。基板300例如可以是印刷线路板，阵列天线100与控制基板200可以被形成在一个基板300上。在图3中，将基板300的下侧部分称为阵列天线100，将上侧部分称为控制基板200。另外，阵列天线100与控制基板200也可以不形成在一个基板300上，而可以是分离形成。

阵列天线100由实施方式1所涉及的天线10排列成多个来构成，例如具备4个天线10。在此，将4个天线10设为天线10a～10d。即天线10a～10d分别具备：天线元件11、第1接地导体12、扰动元件13、以及馈电点14。天线10a～10d的每一个的天线元件11、第1接地导体12以及扰动元件13例如作为导体图案被形成在基板300上。天线10a～10d的每一个的馈电点14如以后所述，与经由控制电路220而与同轴电缆等电缆连接的输入输出IF230连接。另外，阵列天线100所具备的天线10的数量并非受4个所限，也可以是2个、3个、或5个以上。

控制基板200具备：第2接地导体210、控制电路220、以及输入输出IF230。

第2接地导体21.0是与天线10a～10d的每一个的天线元件11的一端的开放端、以及天线10a～10d的每一个的第1接地导体12连接的接地导体。第2接地导体210例如作为整体图案被形成在控制基板200(基板300)上。在图3中为了便于识别第2接地导体210的形状，而对第2接地导体210附加与第1接地导体12不同的圆点。

控制电路220是进行阵列天线100的控制的电路。控制电路220的构成部件可以仅被设置在控制基板200的一侧的主面上，也可以设置在双面上，在控制基板200(基板300)为多层基板的情况下，也可以设置在内层。控制电路220例如包括阻抗匹配电路、滤波电路、或开关电路等。并且，例如控制电路220包括相位控制部227(参照后述的图4)，对从构成阵列天线100的多个天线10a～10d输出的电波的相位进行控制。

输入输出IF230是与同轴电缆等电缆连接的接口，在电缆为同轴电缆的情况下为同轴连接器。输入输出IF230经由电缆，例如与RFIC等连接。例如在电缆为同轴电缆，输入输出IF230为同轴连接器的情况下，通过同轴电缆与同轴连接器连接，同轴电缆的内部导体经由控制电路220，与天线10a～10d的每一个的馈电点14连接。据此，在发送时能够将来自RFIC等的高频电力供给到天线10a～10d的每一个的天线元件11，并且在接收时能够将来自天线10a～10d的每一个的天线元件11的高频电力传输到RFIC等。并且，同轴电缆的外部导体(接地导体)与第2接地导体210连接。

在此，利用图4至图6对相位控制部227进行说明。

图4是示出实施方式2所涉及的相位控制部227的一个例子的电路构成图。另外，在图4中除了相位控制部227以外，还示出了输入输出IF230以及天线10a～10d。并且，图4中的输入输出IF230例如表示与同轴电缆的内部导体连接的端子。对于输入输出IF230中的与同轴电缆的外部导体(接地导体)连接的部分，与第2接地导体210连接(在图4中未示出)。并且，在控制电路220中除相位控制部227以外还可以包括阻抗匹配电路或滤波电路等其他的电路，在图4中省略其他的电路的图示。

例如，通过对经由输入输出IF230而被传输到天线10a～10d的每一个的高频信号施加相位差，从而能够对阵列天线100的指向性进行控制。

相位控制部227被构成为用于对阵列天线100的指向性进行控制，相位控制部227具备：与天线10a对应而被设置的开关SW11、SW12以及移相器α1～αn(n为2以上的整数)；与天线10b对应而被设置的开关SW21、SW22以及移相器β1～βn；与天线10c对应而被设置的开关SW31、SW32以及移相器γ1～γn；与天线10d对应而被设置的开关SW41、SW42以及移相器δ1～δn。

开关SW11是SPnT(Single Pole n Throw)开关，共用端子与输入输出IF230连接，选择端子与移相器α1～αn连接。开关SW21是SPnT开关，共用端子与输入输出IF230连接，选择端子与移相器β1～βn连接。开关SW31是SPnT开关，共用端子与输入输出IF230连接，选择端子与移相器γ1～γn连接。开关SW41是SPnT开关，共用端子与输入输出IF230连接，选择端子与移相器δ1～δn连接。

移相器α1～αn、β1～βn、γ1～γn以及δ1～δn是相位匹配电路。移相器α1～αn、β1～βn、γ1～γn以及δ1～δn例如是由电感器以及电容器等阻抗元件构成的电路，根据各阻抗元件的连接方式以及元件参数来决定相位的调整量。

开关SW12是SPnT开关，共用端子与天线10a的馈电点14连接，选择端子与移相器α1～αn连接。开关SW22是SPnT开关，共用端子与天线10b的馈电点14连接，选择端子与移相器β1～βn连接。开关SW32是SPnT开关，共用端子与天线10c的馈电点14连接，选择端子与移相器γ1～γn连接。开关SW42是SPnT开关，共用端子与天线10d的馈电点14连接，选择端子与移相器δ1～δn连接。

各开关按照来自RFIC的指示、或来自控制电路220中包括的微型计算机等集成电路的指示而被控制。通过各开关被控制，从而能够对来自输入输出IF230的高频信号经由哪个移相器进行控制，即能够将高频信号的相位的调整量设为与将要经由的移相器对应的调整量。据此，能够使被传输到构成阵列天线的天线10a～10d的每一个的高频信号的相位偏移，从而能够对阵列天线100的指向性进行控制。

在此，利用着眼于开关SW11、移相器α1～αn以及开关SW12的图5，对相位控制部227的更详细的构成进行说明。

图5是示出实施方式2所涉及的相位控制部227的一部分的一个例子的电路构成图。在图5中，将开关SW11以及开关SW21作为SP4T开关，示出了移相器α1～α4(即n＝4)。

如图5所示，移相器α1～α4例如由π型的LC电路实现。另外，电感器以及电容器的数量以及连接方式并非受图5所限。

例如，在将被传输到天线10a的高频信号的相位的调整量设为与移相器α1对应的调整量的情况下，对开关SW11以及开关SW12进行控制，以使开关SW11以及开关SW12的共用端子、与图5所示的选择端子中的最上方的选择端子连接。对于移相器α1～α4的每一个，通过对构成移相器α1～α4的每一个的电感器以及电容器的参数进行调整，例如能够实现图6所示的相位特性。

图6是示出实施方式2所涉及的相位控制部227中的移相器α1～α4的相位特性的一个例子的图。另外，将被传输到天线10a～10d的高频信号，例如设为UHF(Ultra HighFrequency)频带的无线信号，着眼于0.92GHz的移相器的α1～α4的相位。

如图6所示，在0.92GHz中各个移相器能够对相位进行如下的偏移，即：移相器α1能够将经由移相器α1的信号的相位偏移38度，移相器α2能够将经由移相器α2的信号的相位偏移-9度，移相器α3能够将经由移相器α3的信号的相位偏移-103度，移相器α4能够将经由移相器α4的信号的相位偏移-143度。即使针对移相器β1～β4、移相器γ1～γ4以及移相器δ1～δ4也与移相器α1～α4同样，能够使经由自身的信号的相位偏移。

接着，利用图7至图9将要说明的是，通过使相位偏移从而能够对指向性进行控制。

图7是示出实施方式2所涉及的阵列天线100的相位差为90度时的指向特性的图。

图8是示出实施方式2所涉及的阵列天线100的相位差为180度时的指向特性的图。

图9是示出实施方式2所涉及的阵列天线100的没有相位差时的指向特性的图。

例如，对各开关进行控制，以使得被传输到天线10a的高频信号与被传输到天线10b的高频信号的相位差成为90度，被传输到天线10b的高频信号与被传输到天线10c的高频信号的相位差成为90度，被传输到天线10c的高频信号与被传输到天线10d的高频信号的相位差成为90度。据此，如图7所示，能够使阵列天线100的倾斜角例如大约为30度。

并且，例如对各开关进行控制，以使得被传输到天线10a得高频信号与被传输到天线10b得高频信号的相位差成为180度，被传输到天线10b得高频信号与被传输到天线10c得高频信号的相位差成为180度，被传输到天线10c的高频信号与被传输到天线10d的高频信号的相位差成为180度。据此如图8所示，能够使阵列天线100的倾斜角例如为60度。

并且，例如对各开关进行控制，以使得被传输到天线10a的高频信号与被传输到天线10b的高频信号的相位差成为0度，使被传输到天线10b的高频信号与被传输到天线10c的高频信号的相位差成为0度，使被传输到天线10c的高频信号与被传输到天线10d的高频信号的相位差成为0度。在这种情况下，如图9所示，能够使阵列天线100的倾斜角例如为0度(即能够对指向性不进行控制)。

这样，通过由相位控制部227向被传输到天线10a～10d的每一个的高频信号施加相位差，从而能够对阵列天线100的指向性进行控制。

另外，图7至图9示出了没有连接电缆的状态下的阵列天线100的指向特性。于是，关于连接了电缆时的对指向特性的影响，例如着眼于没有相位差时的(即图9的状态下的)阵列天线100，利用图10来说明。

图10是示出实施方式2所涉及的阵列天线100在连接了电缆的状态下的没有相位差时的指向特性的图。

关于没有相位差时的阵列天线100的增益，在没有连接电缆的状态下，如图9所示为6.33dBi，在连接了电缆的状态下，如图10所示为5.08dBi，在连接了电缆的状态下，增益会略微减小。然而，在该增益的差中包括电缆自身的损失以及供电线路的损失而带来的大约1dB的增益的差，因此实质上为0.3dB左右。因此，作为电缆自身的损失以及供电线路的损失以外的电缆的影响，例如可以知道几乎没有来自电缆的辐射噪声的影响。

这是因为如实施方式1中的说明所示，在天线10a～10d的每一个的天线元件11的一端的开放端，连接有以围拢天线元件11的外周而被配置的环状的第1接地导体12的缘故。即电流不容易从天线10a～10d的每一个的天线元件11泄漏到第2接地导体210，从而电流不容易流入到与第2接地导体210连接的电缆的接地导体。因此，阵列天线100的辐射特性难于受到电缆的影响，如图10所示，能够改善辐射特性。

以上基于实施方式对一个或多个形态所涉及的天线10、天线系统1、阵列天线100以及阵列天线系统2进行了说明，不过，本公开并非受上述的实施方式所限。在不脱离本公开的主旨的范围内，将本领域技术人员所能够想到的各种变形执行于上述的实施方式而得到的形态、以及对不同的实施方式中的构成要素进行组合而构筑的形态均包括在一个或多个形态的范围内。

本公开能够利用于具备的天线的装置或系统等。

符号说明

1 天线系统

2 阵列天线系统

10、10a、10b、10c、10d 天线

11 天线元件

12 第1接地导体

13 扰动元件

14 馈电点

20、200 控制基板

21、210 第2接地导体

22、220 控制电路

23、230 输入输出IF

30、300 基板

100 阵列天线

227 相位控制部

SW11、SW12、SW21、SW22、SW31、SW32、SW41、SW42 开关

α1、α2、α3、α4、αn、β1、β2、βn、γ1、γ2、γn、δ1、δ2、δn 移相器。