天线装置转让专利

申请号 : CN201780033025.3

文献号 : CN109196718B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 池田正和山崎彻阿部光成有马庆人前田和则

申请人 : 株式会社电装

摘要 :

天线装置具备:与同轴电缆的内部导体电连接的作为导体部件的辐射元件(10)、和与同轴电缆的外部导体电连接的作为平板状的导体部件的平板部(21),辐射元件配置为与平板部隔开规定的间隔对置,或配置为从平板部立起设置,平板部的形状为,呈线对称,并且具备作为被设定为从某个端部至隔着对称轴位于相反一侧的端部这段长度比成为收发信号的对象的电波的半波长短的部分的宽度缩窄区域的形状,在形成宽度缩窄区域的与对称轴平行的2个端部中的至少一个端部,沿着该端部并从平板部观察朝向不存在辐射元件的方向地设置有作为导体部件的侧壁部(22)。

权利要求 :

1.一种天线装置,具备:

与同轴电缆的内部导体电连接的作为导体部件的辐射元件(10)、和与同轴电缆的外部导体电连接的作为平板状的导体部件的平板部(21),所述辐射元件配置为与所述平板部隔开规定的间隔对置,所述平板部的形状是,线对称且具备作为被设定为从某个端部至隔着对称轴位于相反的一侧的端部这段长度比成为收发信号的对象的电波的半波长短的部分的宽度缩窄区域的形状,在形成所述宽度缩窄区域的与所述对称轴平行的2个端部中的至少一个端部,沿着该端部并朝向从所述平板部观察不存在所述辐射元件的方向地设置有作为导体部件的侧壁部(22)。

2.根据权利要求1所述的天线装置,其中,

所述侧壁部在形成所述宽度缩窄区域的与所述对称轴平行的2个端部双方分别形成为第1侧壁部和第2侧壁部。

3.根据权利要求2所述的天线装置,其中,

所述第1侧壁部和所述第2侧壁部的与所述平板部正交的方向上的长度,设定为从在所述第1侧壁部中不与所述平板部连接那个端部至在所述第2侧壁部中不与所述平板部连接那个端部这段周长与所述电波的半波长一致。

4.根据权利要求1所述的天线装置,其中,

在与所述平板部的平面方向正交的方向上,在所述侧壁部具备的端部中的不与所述平板部连接的那个端部,以与所述平板部对置的方式设置有作为平板状的导体部件的背面部(23)。

5.根据权利要求4所述的天线装置,其中,

所述侧壁部在形成所述宽度缩窄区域的与所述对称轴平行的2个端部双方分别形成为第1侧壁部和第2侧壁部,所述背面部在所述第1侧壁部和所述第2侧壁部分别设置为第1背面部、第2背面部。

6.根据权利要求5所述的天线装置,其中,

以从在所述第1侧壁部中不与所述平板部连接那个端部至在所述第2侧壁部中不与所述平板部连接那个端部这段周长短于所述电波的半波长的方式,形成有所述宽度缩窄区域、所述第1侧壁部、和所述第2侧壁部。

7.根据权利要求6所述的天线装置,其中,

从作为设置于所述第1侧壁部的所述背面部的第1背面部中存在所述第2侧壁部那侧的端部至作为设置于所述第2侧壁部的所述背面部的第2背面部中存在所述第1侧壁部那侧的端部这段周长大于所述电波的半波长。

8.根据权利要求1~7中任一项所述的天线装置,其中,所述平板部形成为各边的长度被设定为不足所述电波的半波长的长方形,在所述平板部的各边设置有所述侧壁部,在某个所述侧壁部和与该侧壁部邻接的所述侧壁部之间设置有规定的分隔。

9.一种天线装置,具备:

与同轴电缆的内部导体电连接的作为导体部件的辐射元件(10)、和与同轴电缆的外部导体电连接的作为平板状的导体部件的平板部(21),所述辐射元件配置为与所述平板部隔开规定的间隔对置,或者从所述平板部立起设置,所述平板部的形状为,具备相互对置的直线状的第1边缘部与第2边缘部的形状,所述第1边缘部与所述第2边缘部间的距离设定为短于成为收发信号的对象的电波的半波长,在所述第1边缘部和所述第2边缘部中的至少一个边缘部,沿着该边缘部并朝向从所述平板部观察不存在所述辐射元件的方向地设置有作为导体部件的侧壁部(22)。

10.根据权利要求9所述的天线装置,其中,

在与所述平板部的平面方向正交的方向上,在所述侧壁部具备的端部中的不与所述平板部连接的那个端部,以与所述平板部对置的方式设置有作为平板状的导体部件的背面部(23)。

11.根据权利要求1~7、9中任一项所述的天线装置,其中,所述辐射元件与所述平板部平行地配置,

所述天线装置构成为作为贴片天线起作用。

说明书 :

天线装置

[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请主张于2016年10月21日申请的日本特许出愿号2016-207044号的优先权,在此引用其记载内容。

技术领域

[0003] 本公开涉及天线装置,具备与同轴电缆的外部导体连接并提供接地电位的作为平板状的导体部件的底板。

背景技术

[0004] 以往,作为具备底板的天线装置,记载和开发有单极天线、贴片天线等各种天线装置(例如专利文献1)。在利用了在这些底板流经的电流的天线装置中,在底板的面积(以下,称底板面积)相对于成为收发信号的对象的电波的波长不充分的情况下,由底板实现的镜面效果变得不充分,从而本来的辐射方向上的增益减少。另外,在底板的面积不充分的情况下,存在从底板向同轴电缆的外部导体泄漏的电流(以下,称漏电流)增大,而使增益降低的情况。
[0005] 换句话说,为了使天线装置的特性充分地稳定,需要与成为收发信号的对象的电波(以下,称对象电波)的波长对应的面积的底板。因此,若为了小型化而欲缩小底板的面积,则天线装置的特性变得不稳定。
[0006] 此外,通常公知有在使用形成为矩形状的底板的天线装置中,为了使其特性充分地稳定,需要将底板的每1个边的长度设定为对象电波的波长一半以上(例如0.75波长)。
[0007] 专利文献1:日本特开2010-226633号公报
[0008] 天线装置期望进一步的小型化。另外,也存在在底板的周边欲配置其他的部件的要求。一方面,若在底板的四周配置部件,则作为天线装置整体的俯视的面积(以下,称天线面积)当然与该追加部件的配置所需的面积对应地增大。另一方面,若为了配置追加部件而欲减少底板的面积,则作为天线装置的增益降低。

发明内容

[0009] 本公开的目的在于,提供一种能够抑制增益的降低,并且减少底板的面积的天线装置。
[0010] 用于实现该目的的第1方式的天线装置具备:与同轴电缆的内部导体电连接的作为导体部件的辐射元件、和与同轴电缆的外部导体电连接的作为平板状的导体部件的平板部,辐射元件配置为与平板部隔开规定的间隔对置,或者从平板部立起设置,平板部的形状是,线对称且具备作为被设定为从某个端部至隔着对称轴位于相反一侧的端部这段长度比成为收发信号的对象的电波的半波长短的部分的宽度缩窄区域的形状,在形成宽度缩窄区域的与对称轴平行的2个端部中的至少一个端部,沿着该端部并朝向从平板部观察不存在辐射元件的方向地设置有作为导体部件的侧壁部。
[0011] 通常,在底板的长度短于半波长的情况下,在底板上产生逆相位电流,作为天线而言的增益降低。另一方面,在以上的结构中,在宽度缩窄区域的端部,朝向不存在辐射元件的方向设置有作为板状的导体部件的侧壁部。根据这样的结构,不仅在平板部,在侧壁部也分布有电流。因此,能够抑制在作为底板的平板部上以逆相位产生的电流的量。其结果,能够抑制增益的降低,并且减少底板的面积。
[0012] 另外,用于实现目的的第2方式的天线装置具备:与同轴电缆的内部导体电连接的作为导体部件的辐射元件、和与同轴电缆的外部导体电连接的作为平板状的导体部件的平板部,辐射元件配置为与平板部隔开规定的间隔对置,或者从平板部立起设置,平板部的形状是,具备相互对置的直线状的第1边缘部与第2边缘部的形状,第1边缘部与第2边缘部间的距离设定为短于成为收发信号的对象的电波的半波长,在第1边缘部、第2边缘部中的至少一个边缘部,沿着该边缘部并朝向从平板部观察不存在辐射元件的方向地,设置有作为导体部件的侧壁部。
[0013] 上述的结构也仍然凭借与上述的第1方式相同的作用,能够抑制增益的降低,并且减少底板的面积。

附图说明

[0014] 本公开的上述目的和其他目的、特征、优点通过参照附图且通过下述的详细的叙述,更加明确。其中,
[0015] 图1是本实施方式的天线装置的俯瞰立体图,
[0016] 图2是天线装置的仰瞰立体图,
[0017] 图3是图1所示的III-III线的天线装置的剖视图,
[0018] 图4是天线装置的俯视图,
[0019] 图5是表示通常的贴片天线的结构的图,
[0020] 图6是用于对接地板的Y轴方向的长度与Y轴方向的电流分布进行说明的图,[0021] 图7是表示接地板的Y轴方向的长度与增益的关系的模拟结果的图,[0022] 图8是用于对本实施方式的天线装置的动作进行说明的图,
[0023] 图9是表示对侧壁部的高度、背面部的长度、和增益的关系进行了模拟的结果的图,
[0024] 图10是表示设置侧壁部与背面部所实现的效果的图,
[0025] 图11是表示天线装置的变形例的图,
[0026] 图12是表示接地图案的变形例的图,
[0027] 图13是表示接地图案的变形例的图,
[0028] 图14是表示天线装置的变形例的图,
[0029] 图15是图14所示的天线装置的后视图,
[0030] 图16是表示天线装置的变形例的图,
[0031] 图17是表示天线装置的变形例的图。

具体实施方式

[0032] [实施方式]
[0033] 以下,使用附图,对本公开的实施方式进行说明。本实施方式的天线装置100简要地构成为通过与公知的贴片天线相同的动作原理,收发规定的频率的圆偏振波。当然,天线装置100也可以仅供于发送与接收中的任一者。
[0034] 成为收发信号的对象的电波(以下,称对象电波)只要适当地设计即可,这里,作为一个例子,设为1.575GHz的电波。当然,对象电波只要适当地设计即可,作为其他的方式,例如也可以设为300MHz、760MHz、900MHz、5.9GHz等电波。以下,将对象电波的频率称为对象频率,并且将对象电波的波长也称为对象波长。
[0035] 该天线装置100例如经由同轴电缆与未图示的无线设备连接,天线装置100接收到的信号依次被输出至无线设备。另外,天线装置100将从无线设备输入的电信号转换成电波并向空间进行辐射。无线设备利用天线装置100接收到的信号,并且对天线装置100供给与发送信号对应的高频电力。此外,天线装置100与无线设备除了经由同轴电缆之外,也可以经由公知的匹配电路、滤波电路等连接。
[0036] 以下,叙述天线装置100的具体的结构。如图1~图4所示,天线装置100具备贴片图案10、接地图案20和供电部30。此外,图1是表示从斜上方向观察天线装置100时的外观的图(换句话说,俯瞰立体图),图2是表示从斜下方向观察天线装置100时的外观的图(换句话说,仰瞰立体图)。对于天线装置100而言的上方向是指,从接地图案20朝向贴片图案10的方向。
[0037] 贴片图案10是以铜等导体为材料的板状的导体部件。此外,这里的板状例如也包含有箔那样的薄膜状。贴片图案10配置为隔着未图示的支承部件而与接地图案20对置。支承部件只要使用树脂等电介质来实现即可。支承部件的形状可以为板状,也可以是将接地图案20与贴片图案10支承为隔着规定的间隔对置的多个柱。
[0038] 贴片图案10的俯视的形状(以下,称平面形状)成为在正方形的1组对角部设置缺口部11而得到的形状。缺口部11是用于供圆偏振波辐射的构造,相当于被称为公知的简并分离元件、扰动元件的部件。通过缺口部11,从原来的正方形切掉的部分的面积只要成为通过公知的简并分离法决定的面积即可。此外,在本实施方式中,在贴片图案10设置缺口部11,由此构成为能够收发圆偏振波,但作为其他的方式,也可以通过在设置2处供电点的方式(所谓的二点供电方式),构成为能够收发圆偏振波。
[0039] 贴片图案10的1个边的长度Lp在电气方面成为对象波长的约一半的长度。这里的电气长度是,考虑了边缘电场、电介质实现的波长缩短效果等的有效的长度。假设在对象电波的波长因未图示的支承部件而缩短的情况下,只要成为该缩短的波长的一半的长度即可。此外,贴片图案10的1个边的长度是,忽略了缺口部11的情况下的形状,即正方形的1个边的长度。
[0040] 这里,作为一个例子,对象波长的电气长度(以下,称λ)凭借支承部件的波长缩短效果而成为50mm。另外,就贴片图案10的1个边的长度Lp而言,考虑边缘电场等的影响,设定为比作为对象电波的半波长(换句话说λ/2)的25mm稍短的值(例如23mm)。
[0041] 此外,在本实施方式中,将贴片图案10的平面形状形成在正方形设置了缺口部11而得到的形状,但不限定于此。作为其他的结构,贴片图案10的平面形状可以为长方形,也可以为长方形以外的形状(例如圆形、八边形等)。
[0042] 贴片图案10通过供电部30而与同轴电缆的内部导体直接或者间接连接。此外,间接地连接的结构,包含经由阻抗匹配电路、滤波电路等被连接的结构、通过电磁耦合被连接的结构。总之,贴片图案10只要与同轴电缆的内部导体电连接即可。贴片图案10相当于辐射元件。
[0043] 为了方便,以下,适当地导入分别具备相互正交的X、Y、Z轴的三维坐标系的概念,对天线装置100的结构进行说明。X轴设为与贴片图案10具备的某一个边平行的轴,Y轴设为在与包含X轴的贴片图案10平行的平面与X轴正交的轴。Z轴设为与X轴和Y轴分别正交,并且将从接地图案20朝向贴片图案10的方向设为正方向的轴。
[0044] 接地图案20使用铜等导体来实现。该接地图案20与同轴电缆的外部导体电连接,提供天线装置100的接地电位(换言之,接地电位)。
[0045] 接地图案20具备:与贴片图案10对置的平板状的贴片对置部21、从贴片对置部21的边缘部的局部朝向不存在贴片图案10这侧立起设置的侧壁部22、和配置为隔着侧壁部22而与贴片对置部21对置的背面部23。与同轴电缆连接的连接点设置于贴片对置部21。因此,贴片对置部21相当于平板部。
[0046] 此外,对于贴片对置部21而言,不存在贴片图案10的方向相当于Z轴的负方向。侧壁部22与贴片对置部21垂直,背面部23设置为在俯视时与贴片对置部21重叠,因此从上方观察天线装置100时的接地图案20的面积(以下,称接地面积)与贴片对置部21的面积一致。
[0047] 如图4所示,贴片对置部21形成为具备与X轴平行的边缘部和与Y轴平行的边缘部的长方形。X轴方向的长度Lx只要在电气方面设定为λ/2以上即可。这里,作为一个例子,X轴方向的长度Lx在电气方面设定为λ/2(换句话说,25mm)。另外,Y轴方向的长度Ly在电气方面设定为比λ/2短的值(例如18mm)。
[0048] 为了方便,以下,将长方形的贴片对置部21具备的4个边缘部中的与X轴平行的边缘部称为长缘部,将与Y轴平行的边缘部称为短缘部。因为是分别相当于长方形的长边、短边。贴片对置部21具备相互对置的2个长缘部和相互对置的2个短缘部。将2个长缘部中的相对地位于X轴负方向侧的长缘部称为第1长缘部,将相对地位于X轴正方向侧的长缘部称为第2长缘部。
[0049] 第1长缘部、第2长缘部分别相当于技术方案所记载的形成宽度缩窄区域的与对称轴平行的2个端部。此外,贴片对置部21的整个区域相当于技术方案所记载的宽度缩窄区域。另外,第1长缘部、第2长缘部也相当于技术方案所记载的第1边缘部、第2边缘部。
[0050] 接地图案20配置为贴片对置部21的中心在俯视时与贴片图案10的中心重叠。贴片对置部21形成为,一方面在X轴方向上比贴片图案10长,另一方面在Y轴方向上短于贴片图案10,因此,在俯视时,贴片对置部21仅X轴方向的端部从贴片图案10探出。将贴片对置部21具备的2个面中的与贴片图案10对置那侧的面称为贴片对置面,将与之相反一侧的面称为内侧面。
[0051] 此外,在本实施方式中,将贴片对置部21的俯视的形状(以下,称平面形状)设为矩形状,但不限定于此。贴片对置部21只要是例如菱形、圆形、正六边形、正八边形等之类的线对称的形状即可。这里的圆形也包含椭圆形。另外,贴片对置部21只要大致地成为线对称即可。因此,在上述的各种线对称的形状的外缘部设置了切槽的形状、设置了凸部的形状、将轮廓形成为曲折状的形状等也包含于线对称的形状。
[0052] 侧壁部22是从贴片对置部21具备的长缘部朝向Z轴负方向沿着长缘部被立起设置的长方形的板状导体部件。侧壁部22配置于第1长缘部与第2长缘部各自。为了方便,在将沿着第1长缘部配置的侧壁部22与沿着第2长缘部配置的侧壁部22进行区别的情况下,记载为第1侧壁部22A、第2侧壁部22B。第1侧壁部22A是沿着第1长缘部配置的侧壁部22,第2侧壁部22B是沿着第2长缘部配置的侧壁部22。
[0053] 图3所示的H表示侧壁部22的在Z轴方向上的长度(换言之,为高度)。侧壁部22的高度H只要迎合背面部23的在Y轴方向上的长度γ适当地设计即可。
[0054] 为了方便,在侧壁部22上,将与贴片对置部21接合的部分称为上侧端部。另外,在侧壁部22上,将靠Z轴负方向侧的端部(换句话说,相对地靠下侧的端部)称为下侧端部。在侧面观察时,侧壁部22是成为长方形的板状的部件,因此下侧端部也仍然与贴片对置部21平行。
[0055] 背面部23是从侧壁部22的下侧端部延伸配置为与贴片对置部21的内侧面对置的板状的导体部件。背面部23沿着侧壁部22的下侧端部形成为长方形。背面部23配置于第1侧壁部22A与第2侧壁部22B的各自的下侧端部。
[0056] 为了方便,在将沿着第1侧壁部22A的下侧端部配置的背面部23与沿着第2侧壁部22B的下侧端部配置的背面部23进行区别的情况下,记载为第1背面部23A、第2背面部23B。
[0057] 第1背面部23A是形成为从第1侧壁部22A的下侧端部朝向第2侧壁部22B的下侧端部的背面部23。在第1背面部23A,Y轴正方向侧的端部与任何部件均不连接,成为开放端。第2背面部23B是形成为从第2侧壁部22B的下侧端部朝向第1侧壁部22A的下侧端部的背面部
23。在第2背面部23B,Y轴负方向侧的端部与任何部件均不连接,成为开放端。
[0058] 背面部23的在X轴方向上的长度与侧壁部22、贴片对置部21的在X轴方向上的长度Lx相等。如上所述,背面部23的在Y轴方向上的长度γ只要迎合侧壁部22的高度H通过试验等决定即可。
[0059] 其中,贴片对置部21的在Y轴方向上的长度Ly与将侧壁部22的高度H形成2倍得到的值之和,设定为短于对象电波的半波长(换句话说λ/2)。另外,贴片对置部21的在Y轴方向上的长度Ly、将侧壁部22的高度H形成2倍得到的值、将背面部23的长度γ形成2倍得到的值三者的合计值(以下,称合计长度)设定为比对象电波的λ/2长。换句话说,Ly、H、γ设定为满足下述式。(式)Ly+H×2<λ/2<Ly+H×2+γ×2
[0060] 这里,作为一个例子,高度H设定为2mm。另外,长度γ设定为6mm。即,本实施方式的合计长度设定为34mm。合计长度相当于从第1背面部23A的开放端至第2背面部23B的开放端这段沿着接地图案20的表面的长度(换句话说,周长)。合计长度相当于技术方案所记载的周长。
[0061] 此外,在本实施方式中,作为一个例子,在贴片对置部21具备的2个长缘部双方设置侧壁部22和背面部23,但作为变形例7,侧壁部22、背面部23也可以仅为一个。
[0062] 供电部30是将同轴电缆的内部导体与贴片图案10电连接的结构。在本实施方式中,作为一个例子,供电部30使用导电性的销(以下,称供电销)31来实现。供电销31通过在接地图案20具备的贴片对置部21的中心设置的未图示的孔部而与贴片图案10的中心电连接。
[0063] 供电销31与贴片图案10间的连接点(以下,称供电点)只要设置于能在对象频率中取得同轴电缆与天线装置100间的阻抗的匹配的位置即可。在本实施方式中,在贴片图案10的中心设置供电点,但供电点也可以设置于其他的场所。取得阻抗的匹配的状态,不局限于完全的匹配状态,包含由阻抗的不匹配所导致的损失成为规定的允许范围内的状态。
[0064] 此外,通过设置于贴片对置部21的孔部,保持接地图案20与供电销31的电气上的不连接。另外,同轴电缆的外部导体与接地图案20间的连接点(以下,称接地点)设置于用于供贴片对置部21具备的供电销31通过的孔部的附近。另外,在本实施方式中,作为向天线装置100供电的方式,采用直接连结供电方式,但作为其他的方式,也可以采用使用了微带线等的电磁耦合供电方式。
[0065] 接下来,对使用图5所示的以往的贴片天线100X,根据本实施方式能够减少底板面积,并且抑制增益的降低的理由进行说明。此外,以往的贴片天线100X是从本实施方式的天线装置100中除去了侧壁部22与背面部23的结构,具备贴片部10X与接地板20X。
[0066] 贴片部10X是相当于本实施方式的贴片图案10的部件,形成为与贴片图案10相同的尺寸。接地板20X是与同轴电缆的外部导体连接的平板状的部件。接地板20X的在X轴方向上的长度与本实施方式相同,形成为对象电波的λ/2。
[0067] 由图中的附图标记Ln1表示的虚线是通过接地板20X的中心的与Y轴平行的直线,由附图标记M表示的点表示直线L1和与Y轴平行的边缘部(以下,称Y轴平行边缘部)间的交点。交点M相当于Y轴平行边缘部的中点。图中的Lα表示接地板20X的在Y轴方向上的长度。
[0068] 图6的(A)是示意性地表示Y轴平行边缘部上的电流分布的图表。如图6所示,在Y轴平行边缘部以中点M为中心产生驻波。这里,如图6的(B-1)所示,在Y轴方向上的长度Lα短于λ/2的情况下,在该图6的(A)中,与由附图标记Im表示的面积对应的电流(以下,称溢出成分)成为逆相位电流。该溢出成分Im以向接地板20X的内侧辐射电波的方式发挥作用。换句话说,在Y轴方向上的长度Lα不足λ/2的情况下,溢出成分Im作为逆相位电流发挥作用,因此作为天线而言的增益降低。
[0069] 另一方面,在Y轴方向上的长度Lα成为λ/2的情况下,Y轴平行边缘部的端部与驻波的波节对齐,因此不易产生逆相位电流。换句话说,不易产生增益的降低。因此,通常,如图7所示,接地板20X的1个边至少设计为λ/2以上。此外,图7表示对在将接地板20X的在X轴方向上的长度设定为λ/2的状态下,使Y轴方向上的长度Lα发生了变化时的增益的变化进行了模拟而得到的结果。
[0070] 另一方面,在本实施方式的结构中,从第1背面部23A的开放端至第2背面部23B的开放端这周长(换句话说,合计长度)设定为比λ/2长。因此,如图8所示,不仅在贴片对置部21,在侧壁部22和背面部23也流经电流。具体而言,溢出成分Im从侧壁部22分布至背面部23的中途。另外,在背面部23的剩余区域分布有逆相位成分In。
[0071] 这里,在溢出成分Im中的分布于背面部23的成分Ima与逆相位成分In的大小相等的情况下,它们相互抵消,实质上的电流分布如该图8的(C)所示。换句话说,相对于分布于贴片对置部21的电流,不存在逆相位的电流。
[0072] 因此,调整侧壁部22的高度H和背面部23的长度γ,由此能够使Y轴方向上的长度Ly小于λ/2,并且抑制增益的降低。图9是表示在将侧壁部22的高度H设定为1mm、2mm、3mm各自的结构中,使背面部23的长度γ从0mm变化至9mm时的增益的模拟结果。图9的长虚线表示设定为H=1mm的结构的模拟结果,单点划线表示设定为H=2mm的结构的模拟结果,双点划线表示设定为H=3mm的结构的模拟结果。
[0073] 另外,虚线表示在图5所示的贴片天线100X中将接地板20X的在Y轴方向上的长度Lα设定为λ/2时的模拟结果。换句话说,虚线表示具备具有充分的大小的接地板20X的以往的(换言之,基本的)贴片天线100X(以下,称基本贴片天线)中的模拟结果。
[0074] 短虚线表示将接地板20X的大小设定为与本实施方式的天线装置100具备的贴片对置部21相同的尺寸(Lα=Ly=18mm)时的模拟结果。此外,将接地板20X的大小设定为与贴片对置部21相同的尺寸的贴片天线100X相当于在本实施方式的天线装置100中除去了侧壁部22和背面部23得到的结构(以下,无侧壁部背面部的结构)。
[0075] 如图9所示,即便在假设γ=0(换句话说,无背面部)的情况下,即使在任意的H中,也能够获得高于由短虚线表示的无侧壁部背面部的结构的增益。换句话说,只要配置侧壁部22,与无侧壁部背面部的结构相比,能够提高增益。
[0076] 另外,如图9所示,即使将侧壁部22的高度H设定为较短,也增长背面部23的长度γ,由此能够提高增益。即使在任意的H中,也通过调整γ,能够实现与基本贴片天线同等或以上的增益。例如在设定为H=1mm的情况下设定,为γ=8mm,由此能够实现与基本贴片天线相同的增益。在设定为H=2mm的情况下,设定为γ=6mm,由此能够实现高于基本贴片天线的增益。在设定为H=3mm的情况下,设定为γ=2~5mm,由此能够实现与基本贴片天线同等的增益。
[0077] 图10表示对无侧壁部背面部的结构与本实施方式的天线装置100的辐射指向性进行了比较的结果。此外,在图10中,实线表示本实施方式的天线装置100的辐射指向性,虚线表示无侧壁部背面部的结构的辐射指向性。如图10所示,设置侧壁部22和背面部23,由此能够抑制电波向Z轴负方向(换句话说,天线后侧)的辐射,通过Z轴正方向上的增益。
[0078] 在上述的结构中,在贴片对置部21附加侧壁部22和背面部23,由此即使将贴片对置部21的在Y轴方向上的长度Ly设定为不足对象波长的一半,也能够抑制增益减少。另外,也能够通过调整侧壁部22的高度H和背面部23的长度γ,与基本贴片天线相比,提高增益。
[0079] 另外,上述结构的接地面积相当于贴片对置部21的面积。根据上述结构,与基本贴片天线相比,能够将贴片对置部21的在Y轴方向上的长度Ly减少7mm左右。即,根据上述结构,与基本贴片天线相比,能够将面积减少28%左右。而且,能够在该能够减少出来的空间中配置其他的部件,因此也能够抑制天线面积伴随着追加部件的配置的增大。
[0080] 此外,构成接地图案20的贴片对置部21、侧壁部22、背面部23只要对一个金属板进行弯折加工由此形成即可。另外,也可以利用金属板形成侧壁部22和背面部23,并将侧壁部22和背面部23软钎焊在贴片对置部21上由此实现。贴片对置部21也可以通过加成法、删减法等公知的方法图案形成于印刷电路基板的表面等。
[0081] [变形例1]
[0082] 侧壁部22也可以通过将多个导电性的销配置为一列而实现。假设,在将贴片对置部21形成于印刷电路基板的某一层(例如表面),将背面部23形成于另一层的情况下,侧壁部22只要通过将连接这2个层的多个贯通导通孔沿着贴片对置部21的边缘部配置为一列而实现即可。
[0083] [变形例2]
[0084] 如图11所示,接地图案20也可以不具备背面部23。换言之,接地图案20只要具备贴片对置部21与侧壁部22即可。侧壁部22的高度H只要适当地设计即可。只要设置有侧壁部22,通过模拟确认到,与不具备侧壁部22的假定结构相比,能够获得较高的增益。
[0085] 此外,从第1侧壁部22A的靠Z轴负方向侧的端部至第2侧壁部22B的靠Z轴负方向侧的端部的沿着接地图案20的表面的长度(所谓的周长)优选成为对象电波的λ/2。该变形例2的周长为Ly+H×2。换句话说,优选以Ly+H×2电气上与λ/2一致的方式,设定Ly和H。此外,这里的一致的状态不局限于完全的一致,也包含大致一致。形成大致一致的范围相当于作为天线装置100能够获得充分的增益的范围,例如只要形成±25%左右即可。
[0086] [变形例3]
[0087] 以上,公开了将贴片对置部21的整个区域的在Y轴方向上的长度形成不足λ/2的结构,但不限定于此。如图12所示,也可以仅将局部形成不足半波长。图12所示的接地图案20是X轴方向上的中央部附近的从Y轴负方向侧的端部至Y轴正方向侧的端部这段长度设定为短于对象电波的λ/2的结构。贴片对置部21以虚线Ln2为对称轴形成为线对称。在图12中,打上点图案的阴影线的区域Ar相当于技术方案所记载的宽度缩窄区域。此外,在图12中,明示宽度缩窄区域Ar,因此透过第1侧壁部22A。
[0088] 此外,图12中的Ly1表示贴片对置部21整体的在Y轴方向上的长度,例如设定为Ly1=λ/2。Ly2表示宽度缩窄区域Ar的在Y轴方向上的长度,设定为Ly2<λ/2。Ly2例如只要形成0.36λ等即可。
[0089] Lx1表示贴片对置部21整体的在X轴方向上的长度,例如设定为Lx1=λ/2。Lx2表示宽度缩窄区域Ar的在X轴方向上的长度,Lx2的具体的值只要适当地设计即可。但是,Lx2越大,越能够增大底板面积的减少量。换句话说,Lx2越大越优选。当然,Lx2的上限是Lx1。此外,形成Lx2=Lx1的结构相当于变形例2中表示的接地图案20。也可以在该变形例3所示的侧壁部22设置背面部23。
[0090] [变形例4]
[0091] 以上,公开了以相互对置的方式设置2个侧壁部22的结构,但不限定于此。也可以是,如图13所示,将贴片对置部21形成为T字形状,除了第1侧壁部22A、第2侧壁部22B之外,设置第3个侧壁部(以下,第3侧壁部)22C。
[0092] 根据这样的结构,相对于基本贴片天线,也能够减少X轴方向上的长度Lx。此外,图中的附图标记Ln2表示贴片对置部21的对称轴。贴片对置部21以虚线Ln2为对称轴形成为线对称。也可以在该变形例4所示的各侧壁部22设置背面部23。
[0093] [变形例5]
[0094] 另外,也可以是,如图14和图15所示,将贴片对置部21形成为矩形状,在贴片对置部21具备的4个边缘部分别设置侧壁部22。换句话说,也可以是,接地图案20具备第1侧壁部22A、第2侧壁部22B、第3侧壁部22C、和第4侧壁部22D。
[0095] 对于第1侧壁部22A而言,第2侧壁部22B和第4侧壁部22D分别是邻接的侧壁部22。图15所示的CL表示第1侧壁部22A与第2侧壁部22B之间、第1侧壁部22A与第4侧壁部22D之间的分隔。在第1侧壁部22A与第2侧壁部22B之间、第1侧壁部22A与第4侧壁部22D之间以它们不电磁耦合的方式设置有规定的间隔CL。其他的侧壁部22也相同。
[0096] 此外,假设,若某个侧壁部22与其他的侧壁部22电磁耦合,则电流的路径变化,无法获得上述的效果。间隔CL只要是对象电波的波长的百分之一以上即可。
[0097] 根据这样的结构,与变形例4相比,能够减少贴片对置部21的在X轴方向上的长度Lx。此外,在这样的结构中,贴片对置部21的整个区域相当于宽度缩窄区域Ar。
[0098] [变形例6]
[0099] 也可以是,如图16所示,在形成为矩形状的贴片对置部21具备的4个边分别设置侧壁部22和背面部23的组合。换句话说,也可以是,接地图案20具备第1背面部23A、第2背面部23B、第3背面部23C、和第4背面部23D。各背面部23形成为相对于邻接的背面部23具有规定的间隔CL。各背面部23例如只要形成为等腰梯形形状即可。
[0100] [变形例7]
[0101] 另外,也可以是,如图17所示,天线装置100具备的侧壁部22和背面部23的数量各为一个。另外,也可以构成为,不具备背面部23,而沿着形成为矩形状的贴片对置部21的一个边缘部仅具备一个侧壁部22。
[0102] [变形例8]
[0103] 此外,也可以是,侧壁部22不设置于线对称的图形具备的与对称轴平行的边缘部。例如,变形例4所示的贴片对置部21在与Y轴平行的方向上不是线对称。然而,也可以是,在上述的变形例4所示的贴片对置部21中,采用不设置第1侧壁部22A、第2侧壁部22B,而仅设置了第3侧壁部22C的结构。通过这样的结构,也能够兼得底板面积的减少与增益的维持。
[0104] 在图13所示的例子中,与Y轴平行且相互对置的2个边缘部也相当于技术方案所记载的第1边缘部、第2边缘部。另外,也可以是,在与Y轴平行的边缘部中的靠X轴负方向侧的边缘部设置侧壁部22。换句话说,也可以仅在第1边缘部、第2边缘部中的任一者设置侧壁部,也可以在它们双方设置侧壁部。在作为该变形例8公开的天线装置100中,贴片对置部21不必是线对称的图形,只要呈具备相互对置的1对直线状的外缘部分的形状即可。
[0105] 另外,当在相互对置的直线上的外缘部亦即第1外缘部与第2外缘部双方设置侧壁部的情况下,如在变形例2中言及的那样,优选从设置于第1外缘部的侧壁部的靠Z轴负方向侧的端部至设置于第2外缘部的侧壁部的靠Z轴负方向侧的端部这段周长成为对象电波的λ/2。
[0106] 另外,如上所述,也可以是,在侧壁部22设置有背面部23。假设,当在第1外缘部与第2外缘部分别设置侧壁部22与背面部23的情况下,优选与上述的实施方式相同,从一个背面部的端部至另一个背面部这段周长成为对象电波的λ/2以上。
[0107] [变形例9]
[0108] 以上,公开了在贴片天线应用本公开的方式,但不限定于此。例如,本公开也可以应用于单极天线。换句话说,作为辐射元件的线状的导体部件也可以应用于立起设置于接地图案20的结构。在该情况下,侧壁部22只要沿着相当于贴片对置部21的平板状的导体部件(以下,平板部)的边缘部的局部设置为朝向与线状的导体部件相反一侧即可。本公开能够应用于使用了提供接地电位的平板状的导体的不平衡供电型的天线。
[0109] 本公开基于实施例进行了叙述,但本公开应理解为不限定于该实施例、构造。本公开也包含各种变形例、等同范围内的变形。此外,各种组合、形态,另外在该组合、形态仅包含一个要素,包含一个以上,或者一个一下的要素的其他的组合、形态也在本公开的范畴、思想范围内。