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CN114270625A - 天线装置和通信装置 - Google Patents

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CN114270625A
CN114270625A CN202080058233.0A CN202080058233A CN114270625A CN 114270625 A CN114270625 A CN 114270625A CN 202080058233 A CN202080058233 A CN 202080058233A CN 114270625 A CN114270625 A CN 114270625A
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radiating element
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川端一也
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

本发明涉及天线装置和通信装置。在支承部件划定了平面状的第一区域和第二区域。第一区域与第二区域位于同一平面上或者相互平行。进行第一频率的电波的发送和接收中的至少一者的至少一个第一辐射元件配置于第一区域。进行比第一频率高的第二频率的电波的发送和接收中的至少一者的至少一个第二辐射元件配置于第二区域。在沿着第二区域的法线方向观察第二区域时，隔离方向与第二辐射元件的偏振波方向所成的角度为45°以上且90°以下，所述隔离方向是将第一辐射元件的整体的几何学中心位置和第二辐射元件的整体的几何学中心位置连结的直线的方向。

Description

天线装置和通信装置
技术领域
本发明涉及天线装置以及搭载了天线装置的通信装置。
背景技术
28GHz频带或39GHz频带的第五代(5G)通信系统、以及利用了60GHz或79GHz的毫米波的毫米波雷达或手势传感器等混合存在的通信装置的开发不断推进。在下述的专利文献1中公开进行两个不同频率的电波的发送接收的天线装置。
专利文献1所公开的天线装置具有下层的高频天线和层叠于其上的上层的低频天线。高频天线包含接地导体和其上的多个辐射元件。低频天线包含配置在高频天线上的接地导体和配置在其上的多个辐射元件。低频天线的接地导体具有如下的频率选择性，对于低频天线的工作频带的电波，作为接地发挥功能，在高频天线的工作频带中成为电透明。
专利文献1：日本特表2000-514614。
在低频天线的工作频率的高次谐波的频带与高频天线的工作频带重复的情况下，若使低频天线与高频天线同时工作，则从低频天线辐射的高次谐波由高频天线接收而成为噪声。特别是，在低频天线的输出比高频天线的输出大的情况下，该噪声显著地显现。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种天线装置，提高进行相对高频率的电波的发送和接收中的至少一者的天线与进行相对低频率的电波的发送和接收中的至少一者的天线的隔离性。本发明的另一目的在于，提供一种通信装置，搭载进行相对高频率的电波的发送和接收中的至少一者的天线与进行相对低频率的电波的发送和接收中的至少一者的天线，提高两者的隔离性。
根据本发明的一个观点，提供一种天线装置，具有：支承部件，其划定了平面状的第一区域和第二区域；至少一个第一辐射元件，其配置于上述支承部件的上述第一区域，进行第一频率的电波的发送和接收中的至少一者；以及至少一个第二辐射元件，其配置于上述支承部件的上述第二区域，进行比上述第一频率高的第二频率的电波的发送和接收中的至少一者，在沿着上述第二区域的法线方向观察上述第二区域时，隔离方向与上述第二辐射元件的偏振波方向所成的角度为45°以上且90°以下，上述隔离方向是将上述第一辐射元件的整体的几何学中心位置和上述第二辐射元件的整体的几何学中心位置连结的直线的方向。
根据本发明的其他观点，提供一种天线装置，具有：支承部件，其划定了平面状的第一区域和第二区域；至少一个第一辐射元件，其配置于上述第一区域，进行第一频率的电波的发送和接收中的至少一者；以及至少一个第二辐射元件，其配置于上述第二区域，进行比上述第一频率高的第二频率的电波的发送和接收中的至少一者，上述第二辐射元件与接地导体一同构成贴片天线，在沿着上述第二区域的法线方向观察上述第二区域时，将上述第一辐射元件的整体的几何学中心位置和上述第二辐射元件的整体的几何学中心位置连结的直线的方向即隔离方向与将上述第二辐射元件各自的俯视时的几何学中心位置和供电点连结的方向所成的角度为45°以上且90°以下。
根据本发明的另一其他观点，提供一种通信装置，具有：上述的天线装置；以及壳体，其由介电材料构成，在与上述第一区域和上述第二区域正交的方向上从上述第一区域和上述第二区域隔开间隔地配置，在俯视时在上述第一区域与上述第二区域之间的上述支承部件配置接地导体，从上述接地导体到上述壳体为止的间隔为由上述第二辐射元件的工作频率决定的波长的0.5倍以下。
根据本发明的另一其他观点，提供一种通信装置，具有：上述的天线装置；以及壳体，其由介电材料构成，在与上述第一区域和上述第二区域正交的方向上从上述第一区域和上述第二区域隔开间隔地配置；以及金属条，其设置于上述壳体，在俯视时，上述金属条配置在上述第一区域与上述第二区域之间。
减轻了从第一辐射元件辐射的电波中的与第二辐射元件的工作频带重叠的高次谐波成分对第二辐射元件的影响。由此，能够提高第一辐射元件与第二辐射元件的隔离性。
附图说明
图1A是表示第一实施例的天线装置的多个辐射元件的配置的图，图1B是图1A的单点划线1B-1B处的剖视图。
图2是搭载了第一实施例的天线装置的通信装置的雷达功能部分的框图。
图3是搭载了第一实施例的天线装置的通信装置的通信功能部分的框图。
图4A是表示第二实施例的天线装置的多个辐射元件的配置的图，图4B是表示第二实施例的变形例的天线装置的多个辐射元件的配置的图。
图5是表示第三实施例的天线装置的多个辐射元件的配置的图。
图6A是第四实施例的天线装置的剖视图，图6B是第四实施例的变形例的天线装置的剖视图。
图7A是表示第五实施例的天线装置的多个辐射元件和导电部件的配置的图，图7B是图7A的单点划线7B-7B处的剖视图。
图8是第五实施例的第一变形例的天线装置的剖视图。
图9A是表示第五实施例的第二变形例的天线装置的多个辐射元件和导电部件的配置的图，图9B是图9A的单点划线9B-9B处的剖视图。
图10A是第六实施例的通信装置的剖视图，图10B和图10C是第六实施例的变形例的通信装置的剖视图。
图11A是第七实施例的通信装置的剖视图，图11B是第七实施例的变形例的通信装置的剖视图。
图12A是表示搭载于第八实施例的通信装置的天线装置的多个辐射元件、以及设置于通信装置的壳体的金属条的俯视时的位置关系的图，图12B是图12A的单点划线12B-12B处的剖视图。
图13是未设置金属条(图12B)的通信装置的剖视图。
图14A和图14B是第八实施例的变形例的通信装置的剖视图。
图15A是搭载于第九实施例的通信装置的天线装置的俯视图，图15B是图15A的单点划线15B-15B处的剖视图，图15C是第九实施例的通信装置所包含的导波管构造物的立体图。
图16是第九实施例的通信装置以及在通信装置的电波辐射空间中存在的电波反射物的概略图。
图17是表示从第一阵列天线和第二阵列天线辐射，由电波反射物反射，直到由第二发送接收电路检测出为止的信号强度的变化的一例的图表。
图18A是第十实施例的通信装置的剖视图，图18B是第十实施例的变形例的通信装置的剖视图。
图19A是第十一实施例的通信装置中使用的天线装置的俯视图，图19B是图19A的单点划线19B-19B处的剖视图。
图20是第十二实施例的通信装置的剖视图。
图21A是第十三实施例的通信装置的俯视图，图21B是图21A的单点划线21B-21B处的剖视图。
图22A是第十四实施例的通信装置的俯视图，图22B是图22A的单点划线22B-22B处的剖视图。
图23A是第十五实施例的通信装置的俯视图，图23B是图23A的单点划线23B-23B处的剖视图。
图24A是表示第十六实施例的天线装置的多个辐射元件的配置的图，图24B是图24A的单点划线24B-24B处的剖视图。
具体实施方式
[第一实施例]
参照图1A至图3的附图，对第一实施例的天线装置以及搭载了该天线装置的通信装置进行说明。
图1A是表示第一实施例的天线装置的多个辐射元件的配置的图，图1B是图1A的单点划线1B-1B处的剖视图。
第一实施例的天线装置包含多个第一辐射元件21和多个第二辐射元件22。第一辐射元件21和第二辐射元件22分别配置于由介电体构成的基板40的表面的第一区域41和第二区域42。第一区域41和第二区域42被划定于基板40的同一表面上的不同位置。即，第一区域41和第二区域42都具有平面状的形状，位于同一平面上。基板40作为机械支承第一辐射元件21和第二辐射元件22的支承部件发挥功能。
在基板40的内层配置接地导体43。在俯视时接地导体43从第一区域41遍及至第二区域42地配置在第一区域41与第二区域42之间，对于第一辐射元件21和第二辐射元件22作为共用的天线接地发挥功能。第一辐射元件21和接地导体43构成贴片天线，第二辐射元件22和接地导体43构成其他的贴片天线。通过多个第一辐射元件21和接地导体43构成第一阵列天线31，通过多个第二辐射元件22和接地导体43构成第二阵列天线32。
第一辐射元件21、第二辐射元件22、接地导体43、其他设置于基板40内的导通孔导体、布线等例如使用Al、Cu、Au、Ag、或者以它们的合金为主成分的金属。基板40例如使用低温同时烧制陶瓷多层基板((LTCC：Low Temperature Co-fired Ceramics：低温共烧陶瓷)多层基板)。除此之外，也可以使用将由环氧、聚酰亚胺等树脂构成的多个树脂层层叠而形成的多层树脂基板、将由低介电常数的液晶聚合物(LCP：Liquid Crystal Polymer)构成的多个树脂层层叠而形成的多层树脂基板、将由氟系树脂构成的多个树脂层层叠而形成的多层树脂基板、非低温烧制的陶瓷多层基板等。
第一辐射元件21以第一频率f1工作，第二辐射元件22以第二频率f2工作。第二频率f2比第一频率f1高。这里，第一频率f1和第二频率f2能够分别定义为第一辐射元件21和第二辐射元件22的电压驻波比(VSWR)最小的频率。在本说明书中，有时将电压驻波比(VSWR)最小的频率称为“工作频率”。这里，“天线以某个频率工作”是指该天线进行该频率的电波的发送和接收中的至少一者。
第一辐射元件21和第二辐射元件22分别在俯视时为正方形。在俯视时，将多个第一辐射元件21的整体的几何学中心位置P1与多个第二辐射元件22的整体的几何学中心位置P2连结的直线的方向设为隔离方向DS。包含将几何学中心位置P1和P2连结的直线并且与基板40的表面垂直的虚拟平面与基板40的表面的交线方向与隔离方向DS一致。几何学中心位置P1和P2分别相当于第一阵列天线31和第二阵列天线32的中心。第一辐射元件21的相互对置的一对边缘、以及第二辐射元件22的相互对置的一对边缘与隔离方向DS平行。第一辐射元件21和第二辐射元件22的其他边缘与隔离方向DS正交。多个第一辐射元件21和多个第二辐射元件22分别配置成行列状，行方向与隔离方向DS平行。例如，四个第一辐射元件21配置成2行2列的行列状，12个第二辐射元件22配置成3行4列的行列状。
在第一辐射元件21分别设置两个供电点23A、23B。供电点23A配置在第一辐射元件21的与隔离方向DS平行的一个边缘(在图1A中为下侧的边缘)的中点与第一辐射元件21的中心之间。供电点23B配置在第一辐射元件21的与隔离方向DS垂直的一个边缘(在图1A中为左侧的边缘)的中点与第一辐射元件21的中心之间。此外，也可以将供电点23A配置在图1A中上侧的边缘的中点与第一辐射元件21的中心之间。另外，也可以将供电点23B配置在图1A中右侧的边缘的中点与第一辐射元件21的中心之间。在对供电点23A进行供电时所辐射的电波的偏振波方向25A(偏振波面与第一区域41的交线方向)与隔离方向DS垂直。在对供电点23B进行供电时所辐射的电波的偏振波方向25B(偏振波面与第一区域41的交线方向)与隔离方向DS平行。
在各个第二辐射元件22设置一个供电点24。供电点24配置在第二辐射元件22的与隔离方向DS平行的一个边缘(在图1A中为下侧的边缘)的中点与第二辐射元件22的中心之间。此外，也可以将供电点24配置在图1A中上侧的边缘的中点与第二辐射元件22的中心之间。在对供电点24进行供电时所辐射的电波的偏振波方向26(偏振波面与第二区域42的交线方向)与隔离方向DS垂直。
图2是搭载了第一实施例的天线装置的通信装置的雷达功能部分的框图。该雷达功能部分包含时分多址(TDMA)、调频连续波(FMCW)、以及多输入多输出(MIMO)的功能。多个第二辐射元件22的一部分构成发送用的第二阵列天线32T，剩余的多个第二辐射元件22构成接收用的第二阵列天线32R。
第二发送接收电路34向发送用的第二阵列天线32T的多个第二辐射元件22供给高频信号。由接收用的第二阵列天线32R的多个第二辐射元件22接收到的高频信号被输入第二发送接收电路34。第二发送接收电路34包含信号处理电路80、本地振荡器81、发送处理部82以及接收处理部85。
本地振荡器81基于来自信号处理电路80的啁啾控制信号Sc，输出频率与时间一起线性增加或者减少的本地信号SL。本地信号SL被提供给发送处理部82和接收处理部85。
发送处理部82包含多个开关83和功率放大器84。按照构成发送用的第二阵列天线32T的每个第二辐射元件22设置开关83和功率放大器84。开关83基于来自信号处理电路80的开关控制信号Ss进行接通断开。在开关83接通的状态下，本地信号SL被输入至功率放大器84。功率放大器84将本地信号SL的电力放大并供给至对应的第二辐射元件22。
从发送用的第二阵列天线32T辐射的电波被目标反射，反射波由接收用的第二阵列天线32R接收。
接收处理部85包含多个低噪声放大器87和混频器86。按构成接收用的第二阵列天线32R的每个第二辐射元件22设置低噪声放大器87和混频器86。由构成第二阵列天线32T的多个第二辐射元件22接收到的回波信号Se由低噪声放大器87放大。混频器86使放大后的回波信号Se与本地信号SL相乘并生成差拍信号Sb。
信号处理电路80例如具备AD转换器、微型计算机等，通过进行针对差拍信号Sb的信号处理，来计算到目标为止的距离和方位。
图3是搭载了第一实施例的天线装置的通信装置的通信功能部分的框图。从第一发送接收电路33向第一阵列天线31的第一辐射元件21供给高频信号，由第一辐射元件21接收到的高频信号被输入第一发送接收电路33。
第一发送接收电路33包含基带集成电路元件(BBIC)110和高频集成电路元件(RFIC)90。高频集成电路元件90包含中频放大器91、上下转换用混频器92、发送接收切换开关93、功率分配器94、多个移相器95、多个衰减器96、多个发送接收切换开关97、多个功率放大器98、多个低噪声放大器99以及多个发送接收切换开关100。
首先，对发送功能进行说明。从基带集成电路元件110经由中频放大器91向上下转换用混频器92输入中频信号。由上下转换用混频器92对中频信号进行上转换而生成的高频信号经由发送接收切换开关93输入到功率分配器94。由功率分配器94分割出的高频信号分别经由移相器95、衰减器96、发送接收切换开关97、功率放大器98、发送接收切换开关100输入到第一辐射元件21。
接下来，对接收功能进行说明。由多个第一辐射元件21分别接收到的高频信号经由发送接收切换开关100、低噪声放大器99、发送接收切换开关97、衰减器96、移相器95输入到功率分配器94。由功率分配器94合成的高频信号经由发送接收切换开关93输入到上下转换用混频器92。由上下转换用混频器92对高频信号进行了下转换而生成的中频信号经由中频放大器91输入到基带集成电路元件110。
接下来，对第一实施例的天线装置所具有的优异的效果进行说明。
从第一辐射元件21辐射的电波中的与隔离方向DS平行的偏振波方向25B的电波相比于与隔离方向DS垂直的偏振波方向25A的电波，具有在基板40上沿隔离方向DS更容易传播的性质。第二辐射元件22的偏振波方向26与容易沿隔离方向DS传播的电波的偏振波方向25B相互正交。因此，第二辐射元件22不容易受到从第一辐射元件21辐射而向第二辐射元件22的方向传播的偏振波方向25B的电波的影响。因此，即使在第一频率f1的高次谐波与第二辐射元件22工作的频带重叠的情况下，第二辐射元件22也不容易受到从第一辐射元件21辐射的偏振波方向25B的电波的高次谐波成分的影响。
另外，与第二辐射元件22的偏振波方向26平行的偏振波方向25A的电波不容易从第一辐射元件21向第二辐射元件22的方向传播。因此，第二辐射元件22不容易受到从第一辐射元件21辐射的偏振波方向25A的电波的影响。因此，即使在第一频率f1的高次谐波与第二辐射元件22工作的频带重叠的情况下，第二辐射元件22也不容易受到从第一辐射元件21辐射的偏振波方向25A的电波的高次谐波成分的影响。
如上述那样，不论从第一辐射元件21辐射的电波的偏振波方向如何，第二辐射元件22不容易受到从第一辐射元件21辐射的电波的影响。这样，得到一个方向的直线偏振波用的第二辐射元件22不容易受到从两个偏振波的第一辐射元件21辐射的电波的影响这样的优异的效果。从以相对高的频率工作的第二辐射元件22辐射的电波的频率不容易对以相对低的频率工作的第一辐射元件21带来影响。因此，通过采用第一实施例的天线装置的结构，能够提高第一辐射元件21与第二辐射元件22的隔离性。
另外，由于第一辐射元件21与两个偏振波对应，因此能够不受对方侧的天线的姿势的影响而稳定地进行发送接收。另外，能够不受搭载了第一实施例的天线装置的通信机器的姿势的影响而稳定地进行发送接收。
接下来，对第一实施例的变形例进行说明。
在第一实施例中，配置多个第一辐射元件21，还配置多个第二辐射元件22，但也可以配置一个第一辐射元件21和多个第二辐射元件22，也可以配置多个第一辐射元件21和一个第二辐射元件22，也可以配置一个第一辐射元件21和一个第二辐射元件22。
另外，也可以在第一辐射元件21和第二辐射元件22中的至少一者装载无供电元件。通过装载无供电元件，能够扩大利用多谐波进行工作的频率的带域宽度。在第一实施例中，第一辐射元件21和第二辐射元件22共享接地导体43，但也可以将两者的接地导体相互分离。
在第一实施例中，如图2所示，第二阵列天线32的第二辐射元件22仅进行发送和接收中的一方，但第二辐射元件22也可以进行发送接收。另外，如图3所示，第一阵列天线31的第一辐射元件21进行发送接收双方，但也可以仅进行发送和接收中的一方。
接下来，对第一实施例的天线装置的具体的应用例进行说明。
在本应用例中，第一辐射元件21作为第五代移动通信系统的28GHz频带的发送接收天线使用，第二辐射元件22作为60GHz或79GHz的毫米波雷达或手势传感器系统的发送接收天线使用。此时，担心从第一辐射元件21辐射的第一频率f1的2倍高次谐波或3倍高次谐波的电波对第二辐射元件22的影响。若使用第一实施例的天线装置，则能够减轻从第一辐射元件21辐射的2倍高次谐波、3倍高次谐波的电波对第二辐射元件22的影响。
通常，来自第五代移动通信系统的发送接收天线的输出比来自毫米波雷达或手势传感器系统的发送接收天线的输出大。即，第一辐射元件21的输出比第二辐射元件22的输出大。在第一实施例中，由于减轻从相对高输出的第一辐射元件21辐射的电波对第二辐射元件22的影响，因此在本应用例中第一实施例的优异的效果更显著地显现。
[第二实施例]
接下来，参照图4A对第二实施例的天线装置进行说明。以下，关于与第一实施例的天线装置(图1A、图1B)共用的结构，省略说明。
图4A是表示第二实施例的天线装置的多个辐射元件的配置的图。在第一实施例的天线装置中，在俯视时第一辐射元件21和第二辐射元件22各自的一对边缘与隔离方向DS平行。与此相对，在第二实施例中，在俯视时，第一辐射元件21和第二辐射元件22的边缘相互平行，但隔离方向DS相对于第一辐射元件21和第二辐射元件22的一对边缘倾斜。与第一实施例的情况同样，第二辐射元件22的偏振波方向26与第二辐射元件22的一对边缘平行。因此，第二辐射元件22的偏振波方向26与隔离方向DS不正交。两者所成的角度θ为45°以上且90°以下。这里，作为角度θ，采用相互交叉的2条直线所成的角度中的较小一方的角度。
接下来，对第二实施例的天线装置所具有的优异的效果进行说明。
通过使角度θ为45°以上且90°以下，从而与角度θ为0°以上且小于45°的情况相比，不论从第一辐射元件21辐射的电波的偏振波方向如何，能够减轻从第一辐射元件21辐射的电波对第二辐射元件22的影响。
接下来，参照图4B对第二实施例的变形例的天线装置进行说明。
图4B是表示第二实施例的变形例的天线装置的多个辐射元件的配置的图。在第二实施例的天线装置中，在俯视时第二辐射元件22的偏振波方向26与第二辐射元件22的一个边缘平行。与此相对，在图4B所示的变形例中，第二辐射元件22的偏振波方向26被设定为在俯视时相对于第二辐射元件22的一对边缘倾斜，并与隔离方向DS正交。即，将第二辐射元件22各自的几何学中心位置与供电点24连结的直线相对于第二辐射元件22的边缘倾斜。供电点24的位置被设计为偏振波方向26与隔离方向DS正交。
在本变形例中，也与第一实施例的情况同样，不论从第一辐射元件21辐射的电波的偏振波方向如何，能够减轻从第一辐射元件21辐射的电波对第二辐射元件22的影响。
[第三实施例]
接下来，参照图5对第三实施例的天线装置进行说明。以下，关于与第一实施例的天线装置(图1A、图1B)共用的结构，省略说明。
图5是表示第三实施例的天线装置的多个辐射元件的配置的图。在第一实施例的天线装置(图1A)中，在俯视时，第一辐射元件21和第二辐射元件22各自的一对边缘与隔离方向DS平行。与此相对，在第三实施例中，在俯视时，第一辐射元件21各自的一对边缘与隔离方向DS平行，但第二辐射元件22各自的一对边缘相对于隔离方向DS倾斜。
第二辐射元件22的供电点24与第二辐射元件22的外形的位置关系与第一实施例的情况相同。因此，第二辐射元件22的偏振波方向26相对于隔离方向DS倾斜。第二辐射元件22的偏振波方向26与隔离方向DS所成的角度θ为45°以上且90°以下。此外，在角度θ为90°的情况下，成为与第一实施例的天线装置相同的结构。
接下来，对第三实施例的天线装置所具有的优异的效果进行说明。
在第三实施例中，与角度θ为0°以上且小于45°的情况相比，不论从第一辐射元件21辐射的电波的偏振波方向如何，能够减轻从第一辐射元件21辐射的电波对第二辐射元件22的影响。
接下来，对第三实施例的变形例进行说明。
在第三实施例中，在俯视时，第一辐射元件21的一对边缘与隔离方向DS平行，但也可以使第一辐射元件21的一对边缘相对于隔离方向DS倾斜。
[第四实施例]
接下来，参照图6A对第四实施例的天线装置进行说明。以下，关于与第一实施例的天线装置(图1A、图1B)共用的结构，省略说明。
图6A是第四实施例的天线装置的剖视图。在第一实施例中，第一辐射元件21和第二辐射元件22形成于共用的基板40(图1B)。与此相对，在第四实施例中，第一辐射元件21形成于第一基板45的表面的第一区域41，第二辐射元件22形成于第二基板46的表面的第二区域42。通过配置于第一基板45的内层的接地导体47和第一辐射元件21构成贴片天线。通过设置于第二基板46的内层的接地导体48和第二辐射元件22构成贴片天线。
第一基板45和第二基板46搭载于共用部件50。第一基板45、第二基板46和共用部件50作为支承第一辐射元件21和第二辐射元件22的支承部件发挥功能。共用部件50例如为模块基板等。在共用部件50的内部设置有接地导体51。接地导体51与第一基板45内的接地导体47和第二基板46内的接地导体48连接。第一区域41和第二区域42位于同一平面上。即，以共用部件50为基准的第一区域41的高度与第二区域42的高度相同。俯视时的第一辐射元件21与第二辐射元件22的位置关系与第一实施例(图1A)的情况相同。
接下来，对第四实施例的天线装置所具有的优异的效果进行说明。
在第四实施例中，也与第一实施例同样，得到第二辐射元件22不容易受到从第一辐射元件21辐射而向第二辐射元件22的方向传播的电波的影响这样的优异的效果。
接下来，参照图6B对第四实施例的变形例的天线装置进行说明。
图6B是第四实施例的变形例的天线装置的剖视图。在第四实施例(图6A)中，第一区域41与第二区域42位于同一平面上。即，以共用部件50为基准的第一区域41的高度与第二区域42的高度相同。与此相对，在图6B所示的变形例中，以共用部件50为基准的第一区域41的高度与第二区域42的高度不同。此外，第一区域41与第二区域42相互平行。即使像图6B所示的变形例那样，在第一区域41与第二区域42不位于同一平面上的情况下，也与第四实施例的情况同样，得到第二辐射元件22不容易受到从第一辐射元件21辐射而向第二辐射元件22的方向传播的电波的影响这样的优异的效果，。
[第五实施例]
接下来，参照图7A和图7B对第五实施例的天线装置进行说明。以下，关于与第一实施例的天线装置(图1A、图1B)共用的结构，省略说明。
图7A是表示第五实施例的天线装置的多个辐射元件和导电部件的配置的图，图7B是图7A的单点划线7B-7B处的剖视图。在配置有多个第一辐射元件21的区域与配置有多个第二辐射元件22的区域之间配置有多个导电部件60。多个导电部件60在俯视时沿与隔离方向DS正交的方向排列。导电部件60的、与第一区域41正交的方向的尺寸(高度)L2比与第二辐射元件22的偏振波方向26平行的方向的尺寸(宽度)L1大。例如，导电部件60各自具有圆柱状或者棱柱状的形状，以与基板40的表面垂直的姿势配置，成为电浮动状态。
多个导电部件60妨碍具有与第一区域41和第二区域42垂直的电场成分的电波的传播，对于具有与偏振波方向26平行的电场成分的电波，大致电透明。其中，“电透明”是指对电波的影响与空气大致等效。
接下来，对第五实施例的天线装置所具有的优异的效果进行说明。
若从第一辐射元件21辐射的偏振波方向25B的电波沿隔离方向DS传播，则在配置有导电部件60的位置，与第一区域41垂直的电场成分成为支配。因此，从第一辐射元件21朝向第二辐射元件22的偏振波方向25B的电波的大部分被导电部件60遮挡。因此，能够进一步减轻从第一辐射元件21辐射的偏振波方向25B的电波的高次谐波成分对第二辐射元件22的影响。
为了高效地遮挡第二辐射元件22的工作频带的电波，优选使导电部件60各自的高度L2为与第二辐射元件22工作的第二频率f2对应的波长的1/2以上。另外，多个导电部件60的排列周期(间距)优选为与第二频率f2对应的波长的1/2以下，更优选为1/4以下。
并且，若从第二辐射元件22辐射的偏振波方向26的电波沿隔离方向DS传播，则在配置有导电部件60的位置，与第二区域42平行的电场成分成为支配。因此，导电部件60对于从第二辐射元件22辐射的电波，不会成为传播的妨碍。
接下来，参照图8对第五实施例的第一变形例进行说明。
图8是第五实施例的第一变形例的天线装置的剖视图。在第五实施例中，导电部件60处于电浮动状态。与此相对，在第五实施例的第一变形例中，导电部件60被埋入基板40的表层部，与接地导体43连接。
在第五实施例的第一变形例中，也与第五实施例同样，能够减轻从第一辐射元件21辐射的偏振波方向25B的电波对第二辐射元件22的影响。在第五实施例的第一变形例中，由于导电部件60与接地导体43连接，因此即使与第五实施例的情况相比，导电部件60的高度L2变低，也得到遮挡电波的充分的效果。例如，优选使导电部件60的高度L2为与第二辐射元件22工作的第二频率f2对应的波长的1/4以上。
接下来，参照图9A和图9B对第五实施例的第二变形例进行说明。
图9A是表示第五实施例的第二变形例的天线装置的多个辐射元件和导电部件的配置的图，图9B是图9A的单点划线9B-9B处的剖视图。
在第五实施例中，导电部件60各自例如具有圆柱状或者棱柱状的形状，以与基板40的表面垂直的姿势配置。与此相对，在第五实施例的第二变形例中，导电部件60各自具有折弯成L字形的形状。以折弯部位为边界，一个直线状的部分以与基板40的表面垂直的姿势被保持，另一个直线状的部分以与隔离方向DS平行的姿势被保持。
在第五实施例的第二变形例中，在无法确保用于配置足够高度的导电部件60的空间的情况下，通过将导电部件60折弯成L字形，能够确保导电部件60的足够的电长度。导电部件60的长度优选为与第二辐射元件22工作的第二频率f2对应的波长的1/2以上。另外，由于比折弯部位靠前端的部分与隔离方向DS平行，因此与隔离方向DS正交的方向上的导电部件60的尺寸L1与第五实施例(图7A)相比为相同程度。因此，对于从第二辐射元件22辐射的电波，多个导电部件60大致电气透明。
[第六实施例]
接下来，参照图10A对第六实施例的通信装置进行说明。
图10A是第六实施例的通信装置的剖视图。第六实施例的通信装置包含壳体70以及收纳在壳体70内的天线装置71。在图10A中表示壳体70的一部分。作为天线装置71，使用第一实施例的天线装置(图1A、图1B)。壳体70由介电材料形成，例如是智能手机等便携式通信终端的壳体。壳体70的壁面隔着间隙72与天线装置71的第一区域41和第二区域42对置。
在第一实施例的天线装置中，采用了减轻从第一辐射元件21辐射并在基板40的表面传播从而到达第二辐射元件22的偏振波方向25B的电波对第二辐射元件22的影响的结构。在像第六实施例那样，在基板40与壳体70之间形成有间隙72的情况下，间隙72、基板40的内部的接地导体43与壳体70之间的空间作为导波管发挥功能，有时产生导波管模式的电波的传播。例如，从第一辐射元件21辐射的电波中的、与隔离方向DS正交的偏振波方向25A的电波有时穿过间隙72、基板40的内部的接地导体43与壳体70之间的空间而沿隔离方向DS传播。在第六实施例中，采用了抑制导波管模式的电波的传播的结构。
具体而言，从基板40的内部的接地导体43到壳体70为止的间隔G1被设为与第二辐射元件22工作的第二频率f2对应的波长的1/2以下。通过该结构，抑制了第二辐射元件22的第二频率f2的导波管模式的电波的传播。
接下来，对第六实施例的通信装置所具有的优异的效果进行说明。
在第六实施例中，由于抑制第二辐射元件22工作的第二频率f2的、导波管模式的电波的传播，因此减轻了从第一辐射元件21辐射的第一频率f1的高次谐波的电波中的、与第二辐射元件22的工作频带重叠的频率的电波对第二辐射元件22的影响。
接下来，参照图10B和图10C对第六实施例的变形例的通信装置进行说明。图10B和图10C是第六实施例的变形例的通信装置的剖视图。
在第六实施例的通信装置中，使用第一实施例的天线装置(图1A、图1B)作为天线装置71。与此相对，在图10B和图10C所示的变形例中，分别使用第四实施例的天线装置(图6A)和第四实施例的变形例的天线装置(图6B)。在该结构中，在俯视时在第一区域41与第二区域42之间未配置作为天线接地发挥功能的接地导体47、48，而配置有接地导体51。因此，共用部件50的内部的接地导体51与壳体70之间的空间主要作为导波管发挥功能。在图10B和图10C的任一变形例中也是，在俯视时从配置在第一区域41与第二区域42之间的接地导体51到壳体70为止的间隔G2为与第二辐射元件22工作的第二频率f2对应的波长的1/2以下。在这些变形例中，也能够抑制导波管模式的电波的传播。
[第七实施例]
接下来，参照图11A对第七实施例的通信装置进行说明。
图11A是第七实施例的通信装置的剖视图。第七实施例的通信装置包含壳体70、以及收纳在壳体70内的天线装置71。作为天线装置71，使用第五实施例的天线装置(图7A、图7B)。壳体70的壁面隔着间隙72与天线装置71的第一区域41和第二区域42对置。设置于天线装置71的导电部件60的前端与壳体70接触。与第六实施例的通信装置(图10A)的情况同样，从基板40的内部的接地导体43到壳体70为止的间隔G1为与第二辐射元件22工作的第二频率f2对应的波长的1/2以下。
接下来，对第七实施例的天线装置所具有的优异的效果进行说明。
在第七实施例中，作为天线装置71使用第五实施例的天线装置(图7A、图7B)，因此与第五实施例的天线装置(图7A、图7B)同样，能够进一步减轻从第一辐射元件21辐射的偏振波方向25B的电波对第二辐射元件22的影响。并且，由于间隔G1为与第二辐射元件22的工作频率相当的波长的1/2以下，因此与第六实施例的通信装置同样，减轻从第一辐射元件21辐射的第一频率f1的电波的高次谐波成分中的、与第二辐射元件22的工作频带重叠的频率的电波对第二辐射元件22的影响。
接下来，参照图11B对第七实施例的变形例的通信装置进行说明。
图11B是第七实施例的变形例的通信装置的剖视图。在本变形例中，导电部件60与第五实施例的第二变形例的天线装置(图9A、图9B)同样折弯成L字形。导电部件60的比折弯部位靠前端的部分与壳体70接触。本变形例中，由于将导电部件60折弯成L字形，因此能够使从天线装置71的第一区域41和第二区域42到壳体70为止的间隔更窄。即，能够使间隔G1更窄。若间隔G1变窄，则能够在接地导体43与壳体70之间的空间中传播的导波管模式的电波的频率变高。即，由接地导体43与壳体70之间的空间构成的导波管的截止频率变高。其结果是，能够在维持着减轻从第一辐射元件21辐射的高次谐波成分的电波对第二辐射元件22的影响这样的优异的效果的状态下，进一步提高第二辐射元件22工作的第二频率f2。
接下来，对第七实施例的其他的变形例进行说明。在第七实施例的通信装置中，导电部件60固定于天线装置71的基板40，但也可以预先将导电部件60固定于壳体70。通过在将天线装置71收纳在壳体70内时进行两者的对位，能够将导电部件60配置在配置有第一辐射元件21的区域与配置有第二辐射元件22的区域之间。在将天线装置71收纳在壳体70内的状态下，导电部件60的前端与基板40的表面接触。
[第八实施例]
接下来，参照图12A和图12B对第八实施例的通信装置进行说明。图12A是表示搭载于第八实施例的通信装置的天线装置71的多个辐射元件以及设置于通信装置的壳体70的金属条73的俯视时的位置关系的图，图12B是图12A的单点划线12B-12B处的剖视图。
第八实施例的通信装置包含壳体70以及收纳在壳体70内的天线装置71。作为天线装置71，例如使用第一实施例的天线装置(图1A、图1B)。在俯视时，在配置有第一辐射元件21的区域与配置有第二辐射元件22的区域之间配置有金属条73。金属条73设置于壳体70的与天线装置71对置的面。此外，在俯视时，金属条73也可以不与第一辐射元件21和第二辐射元件22中的任一方重叠。
接下来，参照图12B和图13对第八实施例的通信装置所具有的优异的效果进行说明。
图13是未设置金属条73(图12B)的通信装置的剖视图。若从第一辐射元件21辐射的偏振波方向25A的高次谐波的电波入射到壳体70的壁内(箭头A1)，则产生在壳体70的壁内沿隔离方向DS传播的传播模式(箭头A2)。若在壳体70的壁内传播的传播模式的电波的高次谐波成分到达配置有第二辐射元件22的区域，则该高次谐波成分对于第二辐射元件22的接收信号成为噪声。
在第八实施例中，设置于壳体70的内侧的表面的金属条73抑制在壁内传播的电波的传播。因此，能够减轻从第一辐射元件21辐射的电波的高次谐波成分对第二辐射元件22的影响。为了得到抑制在壁内传播的电波的传播的充分的效果，优选在第二辐射元件22的偏振波方向26上，金属条73包含多个第二辐射元件22。
接下来，参照图14A和图14B对第八实施例的变形例进行说明。
图14A和图14B是第八实施例的变形例的天线装置的剖视图。在第八实施例中，在壳体70的内侧的表面安装有金属条73(图12B)。与此相对，在图14A所示的变形例中，金属条73被从壳体70的内侧的表面埋入到内部。在图14B所示的变形例中，金属条73安装于壳体70的外侧的表面。
也可以像这些变形例那样，金属条73配置于壳体70的内侧的表面、外侧的表面以及内部中的任一者。
[第九实施例]
接下来，参照图15A、图15B和图15C对第九实施例的通信装置进行说明。以下，关于与第一实施例的天线装置(图1A至图3)共用的结构，省略说明。
图15A是搭载于第九实施例的通信装置的天线装置的俯视图。图15B是图15A的单点划线15B-15B处的剖视图。图15C是第九实施例的通信装置所包含的导波管构造物的立体图。
第九实施例的通信装置包含基板40、第一阵列天线31、以及第二阵列天线32。这些结构与第一实施例的天线装置(图1A、图1B)的结构相同。第九实施例的通信装置还包含壳体70和导波管构造物35。
壳体70的一部分与基板40的配置第一阵列天线31和第二阵列天线32的面(以下，称为“上表面”。)隔开间隔地对置。在基板40的上表面与壳体70之间配置有导波管构造物35。导波管构造物35与基板40和壳体70双方接触。例如，导波管构造物35配置于在从第一阵列天线31观察时主波束的半值角的范围的外侧、并且是由第二阵列天线32接收的电波的路径。优选导波管构造物35配置为：在俯视时与第一阵列天线31不重叠而包含第二阵列天线32。
导波管构造物35(图15C)包含在俯视时配置成格子状的金属壁。与格子状的金属壁的多个开口部36对应地，配置有第二阵列天线32的多个第二辐射元件22。具体而言，第二辐射元件22各自配置于俯视时对应的开口部36的内部。第二辐射元件22和与其对应的开口部36的相对的位置关系在全部的第二辐射元件22中相同。
格子状的金属壁中的、成为多个开口部36各自的侧壁的部分作为一个导波管(以下，称为单位导波管。)发挥功能，使所希望的波长的电波通过。另外，针对相对于开口部36的尺寸充分长的波长的电波，导波管构造物35作为反射器发挥功能。具体而言，导波管构造物35使第二阵列天线32的工作频率的电波通过，使第一阵列天线31的工作频率的电波比第二阵列天线32的工作频率的电波大幅衰减。
接下来，参照图16对第九实施例的优异的效果进行说明。
图16是第九实施例的通信装置以及在通信装置的电波辐射空间中存在的电波反射物的概略图。在第一阵列天线31和第二阵列天线32的辐射电波的空间存在电波反射物75。第一阵列天线31例如在第五代移动通信系统(5G通信系统)中使用，以26GHz频带工作。第二阵列天线32例如用于毫米波雷达或手势传感器系统，工作频率为79.5GHz。
导波管构造物35使第二阵列天线32的工作频率即79.5GHz的电波几乎全部通过，使第一阵列天线31的工作频带的电波大幅衰减。从第二阵列天线32辐射的电波由电波反射物75反射，反射波由第二阵列天线32接收。
从第一阵列天线31辐射的电波也由电波反射物75反射，反射波入射到第二阵列天线32。第二阵列天线32的天线增益在该工作频率79.5GHz为最大，但在第一阵列天线31的工作频带中，也具有某程度的增益。因此，例如26GHz频带的电波的反射波也由第二阵列天线32接收。在26GHz频带的信号由第二发送接收电路34(图2)的低噪声放大器87放大时，由于低噪声放大器87的非线性而产生高次谐波。在26GHz频带的信号的第三高次谐波中包含与79.5GHz一致、或者接近79.5GHz的频率的信号。因此，26GHz频带的接收信号的第三高次谐波对于由第二阵列天线32发送接收的信号成为噪声。
在第九实施例中，由于导波管构造物35使从第一阵列天线31辐射而由电波反射物75反射并入射到第二阵列天线32的电波衰减，因此由于低噪声放大器87的非线性而产生的第三高次谐波的强度也降低。因此，能够减轻从第一阵列天线31辐射而由电波反射物75反射的电波所引起的噪声对由第二阵列天线32发送接收的信号带来的影响。
并且，在第九实施例中，第二阵列天线32的多个第二辐射元件22和与其对应的导波管构造物35的开口部36(图15C)的相对位置关系在全部的第二辐射元件22中相同。因此，能够抑制第二辐射元件22单体的天线增益的偏差。
接下来，参照图17对导波管构造物35所要求的衰减量进行说明。
图17是表示从第一阵列天线31和第二阵列天线32辐射而由电波反射物75(图16)反射，直到由第二发送接收电路34(图2)检测出为止的信号强度的变化的一例的图表。纵轴以单位“dBm”表示信号强度。
横轴表示天线的等效各向同性辐射电力(EIRP)、以及信号强度变动的重要因素、即电波的传播损耗、电波反射物的雷达散射剖面积(RCS)引起的损耗、基于导波管构造物35(图1A、图1B)的传播损耗、天线的接收增益、基于低噪声放大器的非线性的第三高次谐波的产生效率。
在图17中，表示第二阵列天线32为频率79.5GHz的毫米波雷达用、第一阵列天线31为5G通信系统的26GHz频带的发送接收用的情况。从第一阵列天线31辐射26GHz频带中包含的26.5GHz的电波，从第二阵列天线32辐射79.5GHz的电波。从第一阵列天线31辐射的第三高次谐波的频率与从第二阵列天线32辐射的基本波的频率相等。
图17的图表中的粗实线表示与从第二阵列天线32辐射的79.5GHz的电波相关的信号的强度的变动。带有相对高密度的阴影的区域表示与从第二阵列天线32辐射的79.5GHz的电波相关的信号的强度的范围。细实线表示与从第一阵列天线31辐射的26.5GHz的电波相关的信号的强度的变动。带有相对低密度的阴影的区域表示与从第一阵列天线31辐射的26.5GHz的电波相关的信号的强度的范围。虚线表示在未配置导波管构造物35的情况下，与从第一阵列天线31辐射的26.5GHz的电波相关的信号的强度。
假定第一阵列天线31的基本波的EIRP为30dBm。此时，例如，第三高次谐波的EIRP为-4dBm左右。需要将从雷达系统中使用的第二阵列天线32辐射的79.5GHz的电波的EIRP设定得比从第一阵列天线31辐射的第三高次谐波的EIRP充分高。例如，将基于第二阵列天线32的频率79.5GHz的EIRP设定为相对于-4dBm充分大的39dBm。
首先，对包含第二阵列天线32的雷达系统进行说明。假定作为第二阵列天线32使用将8个行波型的贴片阵列并列排列而得的贴片阵列天线。在天线增益为25dBi的情况下，通过使1端口的输入电力为5dBm，能够使EIRP为39dBm。在检测离开100m的电波反射物的情况下，电波的往复距离为200m。该传播损耗约为116dB。因此，产生了传播损耗之后的信号强度为-77dBm。并且，若假定电波反射物的雷达散射剖面积(RCS)处于-10dB以上且+10dB以下的范围，则考虑了电波反射物的RCS之后的信号强度为-87dBm以上且-67dBm以下。
由于导波管构造物35使79.5GHz的电波几乎全部通过，因此几乎未产生基于导波管构造物35的损耗。因此，通过导波管构造物35后的信号强度为-87dBm以上且-67dBm以下。若假定第二阵列天线32的接收增益为25dBi，则基于第二阵列天线32的接收信号的信号强度为-62dBm以上且-42dBm以下。因此，优选第二发送接收电路34(图2)的接收灵敏度至少比-62dBm小。考虑10dB左右的余量，优选接收灵敏度RS为-72dBm左右。
接下来，对从5G通信系统用的第一阵列天线31辐射的电波对雷达系统带来的影响进行说明。为了使从第一阵列天线31辐射的26.5GHz的基本波的第三高次谐波不会对雷达系统带来影响，需要使该高次谐波的信号强度比雷达系统的接收灵敏度RS、即-72dBm小。
基于第一阵列天线31的26.5GHz的EIRP如上述那样例如为30dBm。作为一例，在从第一阵列天线31辐射并被1m前的电波反射物反射并入射到第二阵列天线32的情况下，往复2m的传播损耗约为67dB。因此，产生传播损耗之后的信号强度为-37dBm。在障碍物的RCS约为-10dB的情况下，考虑了障碍物的RCS之后的信号强度为-47dBm。
首先，对未配置导波管构造物35的情况进行说明。在第二阵列天线32的79.5GHz的接收增益为25dBi的情况下，26.5GHz的接收增益比其低。例如，26.5GHz的接收增益为0dBi。此时，由第二阵列天线32接收到的26.5GHz的接收信号的信号强度为-47dBm。若将低噪声放大器的非线性所引起的第三高次谐波产生效率设为-20dB，则通过低噪声放大器之后的频率79.5GHz的第三高次谐波的信号强度为-67dBm。
由于该信号强度比接收灵敏度RS亦即-72dBm大，因此由雷达系统检测为有效的信号。因此，必须在接收前利用导波管构造物35使由第二阵列天线32接收的26.5GHz的电波衰减。
为了使第三高次谐波的信号强度比接收灵敏度RS低，如图17中细实线所示，优选10dB左右的衰减量，更优选具有余量而成为20dB左右的衰减量。通过利用导波管构造物35使26.5GHz的电波衰减10dB，能够使第三高次谐波的信号强度比雷达系统的接收灵敏度RS低。并且，通过利用导波管构造物35使26.5GHz的电波衰减20dB，能够使第三高次谐波的信号强度比雷达系统的接收灵敏度RS充分低。
在图17所示的例子中导入了各种假定，但这些假定反映了在实际的雷达系统、5G通信系统中使用的状况。因此，一般地，优选使导波管构造物35对第一阵列天线31的工作频率的电波的衰减量为10dB以上，更优选为20dB以上。导波管构造物35对电波的衰减量的调整能够通过调整导波管构造物35的高度(相当于导波管的长度)来进行。
[第十实施例]
接下来，参照图18A对第十实施例的通信装置进行说明。以下，关于与第九实施例的通信装置(图15A至图17)共用的结构，省略说明。
图18A是第十实施例的通信装置的剖视图。在第九实施例的通信装置中，导波管构造物35(图1B)与基板40和壳体70双方接触。与此相对，在第十实施例中，导波管构造物35由粘接剂固定于壳体70，不与基板40接触。此外，也可以通过嵌入成形来制造壳体70与导波管构造物35。
在壳体70内安装基板40时，进行第二阵列天线32的多个第二辐射元件22与导波管构造物35的对位。由此，能够使多个第二辐射元件22与导波管构造物35的俯视时的位置关系成为与第九实施例的情况相同的位置关系。
接下来，参照图18B对第十实施例的变形例的通信装置进行说明。
图18B是第十实施例的变形例的通信装置的剖视图。在本变形例中，导波管构造物35由粘接剂固定于基板40，不与壳体70接触。
即使像第十实施例或者其变形例那样，导波管构造物35采用不与基板40和壳体70中的一者接触的结构，也得到与第九实施例的情况相同的优异的效果。
[第十一实施例]
接下来，参照图19A和图19B对第十一实施例的通信装置进行说明。以下，关于与第九实施例的通信装置(图15A至图17)共用的结构，省略说明。
图19A是第十一实施例的通信装置中使用的天线装置的俯视图，图19B是图19A的单点划线19B-19B处的剖视图。在第九实施例中，导波管构造物35(图15A、图15C)由格子状的金属壁构成。与此相对，在第十一实施例中，通过多个导体柱37和格子状的导体图案38构成导波管构造物35。
在基板40上配置有覆盖第一阵列天线31和第二阵列天线32的介电膜39。在俯视时沿着格子状的直线组配置的多个导体柱37被埋入介电膜39。在由多个导体柱37构成的格子状的多个直线之间的间隙部分分别配置有第二阵列天线32的第二辐射元件22。
多个导体柱37的上端在介电膜39的上表面露出。导体图案38配置在介电膜39上，以使在介电膜39的上表面露出的导体柱37的上端通过，该导体图案38将多个导体柱37的上端彼此电连接。多个导体柱37的下端到达基板40内的接地导体43，与接地导体43电连接。多个导体柱37的间隔被设定为如下的程度，与由多个导体柱37构成的格子的开口部相当的空间对于第二阵列天线32的工作频率的电波作为导波管发挥功能。例如，多个导体柱37的间隔被设定为第二阵列天线32的工作频率的电波的介电膜39内的波长的1/4以下。在俯视时配置为包围一个第二辐射元件22的多个导体柱37、以及将它们的上端彼此电连接的导体图案38作为与一个第二辐射元件22对应的单位导波管发挥功能。
接下来，对第十一实施例的优异的效果进行说明。
在第十一实施例中也是，由于导波管构造物35使第一阵列天线31的工作频带的电波衰减，因此得到与第九实施例的情况相同的优异的效果。在从基板40的上表面观察时直到导波管构造物35的上端为止的高度越高则电波的衰减量越大。在第十一实施例中，导波管构造物35的开口部36(图15C)由具有比空气的介电常数高的介电常数的介电膜39填充。因此，从基板40的上表面到导波管构造物35的上端为止的、与电波传播相关的实质的长度与开口部36为空洞的情况相比，较长。其结果是，得到导波管构造物35对电波的衰减量变大这样的优异的效果。
接下来，对第十一实施例的变形例进行说明。在第十一实施例中将多个导体柱37与接地导体43连接，但也可以不与接地导体43连接。另外，在第十一实施例中，多个导体柱37的上端彼此通过导体图案38连接，但也可以是，在上端与下端之间的中间部，也利用内层的格子状的导体图案将多个导体柱37相互电连接。通过在中间部也将多个导体柱37相互连接，能够提高作为单位导波管的功能。
[第十二实施例]
接下来，参照图20对第十二实施例的通信装置进行说明。以下，关于与第九实施例的通信装置(图15A至图17)共用的结构，省略说明。
图20是第十二实施例的通信装置的剖视图。在第九实施例中，第一阵列天线31和第二阵列天线32设置于共用的基板40(图1B)，基板40作为支承第一阵列天线31和第二阵列天线32的支承部件使用。与此相对，在第十二实施例中，与第四实施例(图6A)同样，第一阵列天线31和第二阵列天线32分别形成于不同的第一基板45和第二基板46。第一基板45和第二基板46分别在内部具有接地导体47和接地导体48。导波管构造物35固定于第二基板46。
第一基板45和第二基板46固定于共用部件50的上表面。共用部件50收纳在壳体70内，相对于壳体70固定。
接下来，对第十二实施例的优异的效果进行说明。在第十二实施例中也是，通过配置导波管构造物35，而得到与第九实施例的情况相同的优异的效果。另外，在第十二实施例中，第一阵列天线31和第二阵列天线32形成于不同的基板，因此两者的配置的自由度提高。
[第十三实施例]
接下来，参照图21A和图21B对第十三实施例的通信装置进行说明。以下，关于与第九实施例(图15A至图17)和第十实施例(图18A)的通信装置共用的结构，省略说明。
图21A是第十三实施例的通信装置的俯视图，图21B是图21A的单点划线21B-21B处的剖视图。在第九实施例(图15A)中，构成导波管构造物35的格子状的金属壁的多个开口部36(图15C)与第二阵列天线32的多个第二辐射元件22一对一地对应。与此相对，在第十三实施例中，构成导波管构造物35的格子状的金属壁的两个开口部36与一个第二辐射元件22对应。即，相对于一个第二辐射元件22，配置有两个单位导波管。导波管构造物35与第十实施例(图18A)的情况同样安装于壳体70。在俯视时，金属壁的、沿行方向(与图1A的隔离方向DS平行的方向)延伸的直线状的部分通过第二辐射元件22各自的中心。
在第十三实施例中，也与第九实施例和第十实施例的情况同样，导波管构造物35使从第一阵列天线31辐射的基本频率的电波衰减。由第二阵列天线32发送或者接收的频率的电波几乎不被导波管构造物35衰减。
接下来，对第十三实施例的优异的效果进行说明。在第十三实施例中，也与第九实施例、第十实施例等同样，从第一阵列天线31辐射而由电波反射物75(图6)反射并入射到第二阵列天线32的基本频率的电波被导波管构造物35衰减。因此，输入到低噪声放大器87(图2)的基本频率的信号减弱。其结果是，由于低噪声放大器87的非线性而产生的高次谐波成分的信号强度也降低。因此，能够减轻因从第一阵列天线31辐射的电波引起的噪声对由第二阵列天线32接收的信号带来的影响。
并且，在第十三实施例中也是，导波管构造物35所包含的多个单位导波管与第二阵列天线32的多个第二辐射元件22的相对位置关系在全部的第二辐射元件22中相同。因此，能够抑制第二辐射元件22单体的天线增益的偏差。
在第十三实施例中，也与图1A等所示的第一实施例的情况同样，第二辐射元件22的偏振波方向与隔离方向DS(图1A)垂直，在图21A中上下的边缘成为波源。在第十三实施例中，在图21A中第二阵列天线32的第二辐射元件22的4个边缘中的左右的边缘与金属壁交叉，上下的边缘不与金属壁交叉。即，金属壁不与成为波源的边缘交叉。因此，得到来自第二辐射元件22的电波的辐射效率、天线增益不容易受到金属壁的影响这样的效果。
接下来，对第十三实施例的变形例进行说明。
在第十三实施例中，在俯视时，金属壁的沿行方向延伸的直线状的部分通过第二辐射元件22的中心，但也可以是金属壁的沿列方向延伸的直线状的部分通过第二辐射元件22的中心。另外，在第十三实施例中，将两个单位导波管与一个第二辐射元件22建立对应，但也可以将三个以上的多个单位导波管与一个第二辐射元件22建立对应。
[第十四实施例]
接下来，参照图22A和图22B对第十四实施例的通信装置进行说明。以下，关于与第十三实施例的通信装置(图21A、图21B)共用的结构，省略说明。
图22A是第十四实施例的通信装置的俯视图，图22B是图22A的单点划线22B-22B处的剖视图。在第十三实施例中，将两个单位导波管与一个第二辐射元件22建立对应。与此相对，在第十四实施例中，将一个单位导波管与两个第二辐射元件22建立对应。具体而言，相对于沿行方向排列的两个第二辐射元件22配置一个单位导波管。单位导波管各自的俯视时的形状为在行方向上较长的长方形，在俯视时一个单位导波管包含两个第二辐射元件22。
在第十四实施例中，也与第十三实施例的情况同样，导波管构造物35使从第一阵列天线31辐射的基本频率的电波衰减。由第二阵列天线32发送或者接收的频率的电波几乎不被导波管构造物35衰减。
接下来，对第十四实施例的优异的效果进行说明。在第十四实施例中，也与第十三实施例同样，能够减轻因从第一阵列天线31辐射的电波引起的噪声对由第二阵列天线32接收的信号带来的影响。
接下来，对第十四实施例的变形例进行说明。在第十四实施例中将两个第二辐射元件22与一个单位导波管建立对应，但也可以将三个以上的多个第二辐射元件22与一个单位导波管建立对应。例如，也可以是，在俯视时，使一个单位导波管包含3个以上的多个第二辐射元件22。另外，在第十四实施例中将一个单位导波管与在行方向上排列的两个第二辐射元件22建立对应，但也可以与在列方向上排列的多个第二辐射元件22建立对应。
[第十五实施例]
接下来，参照图23A和图23B对第十五实施例的通信装置进行说明。以下，关于与第一实施例的通信装置(图1A至图3)共用的结构，省略说明。
图23A是第十五实施例的通信装置的俯视图，图23B是图23A的单点划线23B-23B处的剖视图。根据第十五实施例，通信装置包含基板40、第一阵列天线31、以及第二阵列天线32。这些结构与第一实施例的天线装置(图1A、图1B)的结构相同。第九实施例的通信装置还包含壳体70和导波管构造物35。
导波管构造物35包含在由第二阵列天线32接收的电波的路径上配置的单位导波管。另外，导波管构造物35在从第一阵列天线31观察时配置在主波束的半值角的范围的外侧。作为导波管构造物35，能够使用具有使第一阵列天线31的工作频率的电波比第二阵列天线32的工作频率的电波大幅衰减的导波功能的构造物。
接下来，对第十五实施例的优异的效果进行说明。在第十五实施例中，也与第九实施例的情况同样，能够减轻因从第一阵列天线31辐射的电波引起的噪声对由第二阵列天线32发送接收的信号带来的影响。
[第十六实施例]
接下来，参照图24A和图24B对第十六实施例的天线装置进行说明。以下，关于与第一实施例的天线装置(图1A、图1B)共用的结构，省略说明。
图24A是表示第十六实施例的天线装置的多个辐射元件的配置的图，图24B是图24A的单点划线24B-24B处的剖视图。在第一实施例中，在基板40的表面上划定的第一区域41和第二区域42配置于同一平面上。与此相对，在第十六实施例中，基板40在第一区域41与第二区域42之间的部位弯曲，第一区域41与第二区域42未配置于同一平面上。例如，作为基板40能够使用柔性基板。包含第一区域41的虚拟平面与包含第二区域42的虚拟平面相互以某角度交叉。
朝向第一区域41的外侧的法线向量n1与朝向第二区域42的外侧的法线向量n2所成的角度小于90°。在第一实施例(图1A)中，将几何学中心位置P1和P2连结的直线配置在基板40的表面上。与此相对，在第十六实施例中，基板40弯曲，因此将几何学中心位置P1和P2连结的直线LC不位于基板40的表面上。在该情况下，将包含连结几何学中心位置P1和P2的直线LC并且与第二区域42正交的平面(图24B的纸面)与第二区域42的交线的方向定义为隔离方向DS。在第十六实施例中，也与第一实施例同样，隔离方向DS与第二辐射元件22的偏振波方向所成的角度为90°。在沿着第二区域42的法线方向观察第二区域42时，直线LC与隔离方向DS重叠。因此，在沿着第二区域42的法线方向观察第二区域42时，直线LC的方向亦即隔离方向DS与第二辐射元件22的偏振波方向所成的角度为90°
接下来，对第十六实施例的优异的效果进行说明。
在第十六实施例中，也与第一实施例同样，得到第二辐射元件22不容易受到从第一辐射元件21辐射的偏振波方向25B的电波的高次谐波成分的影响这样的优异的效果。
接下来，对第十六实施例的变形例进行说明。
在第十六实施例中，隔离方向DS与第二辐射元件22的偏振波方向所成的角度为90°，但也可以像第二实施例(图4A)、第二实施例的变形例(图4B)、第三实施例(图5)那样，使隔离方向DS与第二辐射元件22的偏振波方向所成的角度为45°以上且90°以下。即，也可以是在沿着第二区域42的法线方向观察第二区域42时，使将第一辐射元件21的整体的几何学中心位置P1和第二辐射元件22的整体的几何学中心位置P2连结的直线LC的方向亦即隔离方向DS与第二辐射元件22的偏振波方向所成的角度w为45°以上且90°以下。
上述的各实施例是例示，当然能够对不同的实施例所示的结构进行部分置换或者组合。关于多个实施例的相同的结构所产生的相同的作用效果，在每个实施例中没有依次言及。并且，本发明不限于上述的实施例。例如，能够进行各种变更、改进、组合等，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。
附图标记说明
21…第一辐射元件；22…第二辐射元件；23A、23B…第一辐射元件的供电点；24第二辐射元件22的供电点；25A、25B、26…偏振波方向；31…第一阵列天线；32…第二阵列天线；32R…接收用的第二阵列天线；32T…发送用的第二阵列天线；33…第一发送接收电路；34…第二发送接收电路；35…导波管构造物；36…开口部；37…导体柱；38…导体图案；39…介电膜；40…基板；41…第一区域；42…第二区域；43…接地导体；45…第一基板；46第二基板；47、48…接地导体；50…共用部件；51…接地导体；60…导电部件；70…壳体；71…天线装置；72…间隙；73…金属条；75…电波反射物；80…信号处理电路；81…本地振荡器；82…发送处理部；83…开关；84…功率放大器；85…接收处理部；86…混频器；87…低噪声放大器；90…高频集成电路元件；91…中频放大器；92…上下转换用混频器；93…发送接收切换开关；94…功率分配器；95…移相器；96…衰减器；97…发送接收切换开关；98…功率放大器；99…低噪声放大器；100…发送接收切换开关；110…基带集成电路元件；DS…隔离方向；P1…第一辐射元件整体的几何学中心位置；P2…第二辐射元件整体的几何学中心位置。

Claims (11)

1.一种天线装置，其具有：
支承部件，其被划定了平面状的第一区域和第二区域；
至少一个第一辐射元件，其配置于所述支承部件的所述第一区域，进行第一频率的电波的发送和接收中的至少一者；以及
至少一个第二辐射元件，其配置于所述支承部件的所述第二区域，进行比所述第一频率高的第二频率的电波的发送和接收中的至少一者，
在沿着所述第二区域的法线方向观察所述第二区域时，隔离方向与所述第二辐射元件的偏振波方向所成的角度为45°以上且90°以下，所述隔离方向是连结所述第一辐射元件的整体的几何学中心位置和所述第二辐射元件的整体的几何学中心位置的直线的方向。
2.根据权利要求1所述的天线装置，其中，
所述第一区域与所述第二区域位于同一平面上。
3.根据权利要求1所述的天线装置，其中，
所述第一区域与所述第二区域相互平行。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的天线装置，其中，
所述隔离方向与所述第二辐射元件的偏振波方向正交。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的天线装置，其中，
所述支承部件为基板，在共用的基板划定所述第一区域和所述第二区域。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的天线装置，其中，
所述支承部件包含：
第一基板，其划定所述第一区域；
第二基板，其划定所述第二区域；以及
共用部件，其支承所述第一基板和所述第二基板。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的天线装置，其中，
通过配置多个所述第一辐射元件而构成第一阵列天线，通过配置多个所述第二辐射元件而构成第二阵列天线。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的天线装置，其中，
所述天线装置还具有多个导电部件，在俯视时所述多个导电部件配置在所述第一区域与所述第二区域之间，
在俯视时，在与所述隔离方向交叉的方向上排列所述多个导电部件，
所述多个导电部件各自的与所述第一区域和所述第二区域正交的方向的尺寸比所述第二辐射元件的偏振波方向的尺寸大。
9.一种天线装置，具有：
支承部件，其被划定了平面状的第一区域和第二区域；
至少一个第一辐射元件，其配置于所述第一区域，进行第一频率的电波的发送和接收中的至少一者；以及
至少一个第二辐射元件，其配置于所述第二区域，进行比所述第一频率高的第二频率的电波的发送和接收中的至少一者，
所述第二辐射元件与接地导体一同构成贴片天线，
在沿着所述第二区域的法线方向观察所述第二区域时，隔离方向与将所述第二辐射元件各自的俯视时的几何学中心位置和供电点连结的方向所成的角度为45°以上且90°以下，所述隔离方向是连结所述第一辐射元件的整体的几何学中心位置和所述第二辐射元件的整体的几何学中心位置的直线的方向。
10.一种通信装置，具有：
权利要求1至9中任一项所述的天线装置；以及
壳体，其由介电材料构成，在与所述第一区域和所述第二区域正交的方向上从所述第一区域和所述第二区域隔开间隔地配置，
在俯视时在所述第一区域与所述第二区域之间的所述支承部件配置接地导体，
从所述接地导体到所述壳体为止的间隔为由所述第二辐射元件的工作频率决定的波长的0.5倍以下。
11.一种通信装置，具有：
权利要求1至9中任一项所述的天线装置；
壳体，其由介电材料构成，在与所述第一区域和所述第二区域正交的方向上从所述第一区域和所述第二区域隔开间隔地配置；以及
金属条，其设置于所述壳体，
在俯视时，所述金属条配置在所述第一区域与所述第二区域之间。
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