CN115133274A - 天线装置 - Google Patents

Abstract

天线作为导体(22)的一部分布置在基板(21)上。天线包括提供接地电位的主板(31)；以及布置成在Z方向面向所述主板的贴片部(32)。基板具有其中不布置导体的非布置区(25)，作为在平面图中***(24)与主板之间的区域。壳体(41)的金属支撑部(412)在基板的底表面(20b)上与非布置区接触。

Description

天线装置

技术领域

本公开总体涉及一种天线装置。

背景技术

专利文献1(日本未审专利公报第2014-107746号)是公开了一种天线装置的比较例，在该天线装置中，在基板上形成包括贴片部(patch portion)和主板的天线。专利文献1的公开内容作为对本公开的技术要素的说明通过引用并入本文。

基板通过例如切割所谓的母基板(即用于获取大量片的基板)而形成。每个基板的导体形成在母基板上。由于导体被图案化为不与切割部分(cut portion)重叠，因此基板具有从***边缘起在预定范围或宽度内不布置导体的非布置区。在基板上的主板的外部或***边缘侧上存在非布置区的情况下，从贴片部辐射的无线电波有可能通过非布置区泄漏到主板的下方，并且天线特性例如天线增益和方向性可能会恶化。因此，天线装置的上述方面和其他方面可以进行进一步的增强或改进。

发明内容

本公开的一个目的是提供一种能够抑制天线特性劣化的天线装置。

在此公开的天线装置包括：基板，其具有绝缘基部构件和布置在绝缘基部构件上的导体；天线，其具有主板(或接地板)和贴片部，所述主板作为导体的至少一部分布置在绝缘基部构件上并提供接地电位，所述贴片部布置成在所述基板的板厚方向上面向所述主板；以及与所述导体分开设置的金属构件，其中：所述基板具有其中不布置导体的非布置区，所述非布置区是在平面图中从所述基板的外周缘到所述主板的区域，并且所述金属构件在所述基板的板厚方向上的一个表面或与所述一个表面相反的背面上与所述非布置区接触。

根据公开的天线装置，所述基板具有其中所述主板用作所述导体的边缘部分的非布置区。然后，所述金属构件在所述基板的一个表面或者背面上与所述非布置区接触。所述金属构件反射从所述贴片部辐射的无线电波。以这种方式，能够防止从所述贴片部辐射的无线电波通过存在于主板外侧的非布置区泄漏到所述主板的下方。结果，能够抑制天线特性的劣化。

本说明书中所公开的方面为了实现各自的目的，采用了彼此不同的技术方案。在权利要求和该部分中描述的括号中的附图标记示例性地示出了与稍后描述的实施例的部分的对应关系，并且不旨在限制技术范围。通过参考以下详细描述和附图，说明书中公开的目的、特征和优点变得明显。

附图说明

本公开的目的、特征和优点将从以下参照附图所作的详细描述中变得更加明显，在附图中：

图1是示出根据第一实施例的天线装置的截面图；

图2是示出非布置区与支撑部之间的位置关系的平面图；

图3是示出参考例的辐射特性的图；

图4是示出参考例的辐射特性的图；

图5是示出根据参考例的零阶谐振天线的辐射特性的图；

图6是示出辐射特性的图；

图7是示出辐射特性的图；

图8是示出辐射特性的图；

图9是示出参考例的天线装置的截面图；

图10是示出支撑部的作用的截面图；

图11是示出一个变型例的截面图；

图12是示出另一变型例的侧视图；

图13是沿图12的线XIII-XIII截取的截面图；

图14是示出另一变型例的平面图；

图15是在第二实施例的天线装置中的非布置区的***的放大截面图；

图16是示出第三实施例的天线装置的截面图；

图17是示出非布置区与引导部之间的位置关系的平面图；

图18是示出又一变型例的截面图；

图19是根据第四实施例的天线装置中的非布置区的***的放大截面图；

图20是示出非布置区与支撑部之间的位置关系的平面图；和

图21是示出根据第五实施例的天线装置的截面图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述多个实施例。在每个实施例中，相同的附图标记分配给对应的元件，因此可以省略重复的描述。在每个实施例中，当仅描述配置的一部分时，该配置的其他部分可以应用于其他实施例。此外，不仅在各个实施例的描述中明确示出的配置的组合，而且多个实施例的配置也可以至少部分地组合，即使它们没有明确地如此描述，只要不特别地存在困难即可。

(第一实施例)

根据本实施例的天线装置发送和/或接收预定工作频率的无线电波。天线装置配置为能够发送和/或接收在例如短距离无线通信中使用的频带中的无线电波。本实施例的工作频率为2.44GHz。工作频率可以适当设计，也可以是其他频率(例如5GHz)。

<天线装置的基本结构>

首先，参照图1和图2说明天线装置的基本结构。图1是示出本实施例的天线装置的截面图。图2是从背面侧(也称为底面侧)观察基板的平面图。在图2中，为了显示基板的非布置区与外壳的支撑部之间的位置关系，也示出了支撑部。在图2中，为方便起见，省略了基板上的保护膜的图示。

如图1和图2所示，天线装置10包括基板20、天线30、和外壳40。以下，基板20的板厚方向定义为Z方向，与Z方向正交的一个方向定义为X方向。与Z方向和X方向都正交的方向定义为Y方向。除非另有说明，否则把从Z方向在平面(即平面图)中观察到的形状，即沿着由X和Y方向限定的XY平面的形状称为平面形状。从Z方向观察的平面图可以简称为平面图。在图1所示的截面图中，可以使用标准半导体装置术语：顶、底、左和右，如图1所示。例如，Z方向是竖直的(上下)，正Z方向是向上。正X方向是向右。

基板20具有基部构件21和导体22。基板20可以称为印刷电路板或布线板。基板20包括顶表面20a和作为在Z方向上与顶表面20a相反的表面的底表面20b。基部构件21包含电介质材料，例如树脂。利用基部构件21能够预期电介质的波长缩短效果。作为基部构件21，可以采用例如，仅由树脂构成的材料、树脂与玻璃布的组合、无纺布等、含有陶瓷的材料等。基部构件21可以配置为包括仅一层包含电介质的绝缘层，或者可以通过以多层来层叠绝缘层进行配置。基部构件21对应于绝缘基部构件。

导体22布置在基部构件21上。导体22通过使用一般布线技术形成在印刷电路板上。导体22包括导体图案和通路导体(via conductor)。导体图案也可以称为导体层。导体图案以多层布置在基部构件21上或中。即，基板20是多层基板。导体图案通过对金属箔例如铜箔进行图案化而形成。通路导体通过在构成基部构件21的绝缘层中形成的通孔(通路)中布置导体(例如电镀金属)而形成。

基板20在顶表面20a和底表面20b中的每一个上具有保护膜23。保护膜23也可以称为抗蚀剂(resist)。保护膜23的一个示例是光致抗蚀剂(photoresist)。在布置于表面层的导体22中，除了焊盘等与外部电连接的部分以外的部分被保护膜23覆盖。

基板20在平面中可具有基本上矩形的形状。基板20具有在平面图中限定基板20的外轮廓的***24。***24是连接顶表面20a和底表面20b的基板20的侧表面。基板20具有第一***241和在X方向上与第一***241相反的第二***242作为***24。第一***边缘241与第二***边缘242是***24的一部分，并且可称为基板20的边缘部分。基板20在第一***边缘241与主板31之间具有非布置区25。稍后描述非布置区25。

天线30具有主板31、贴片部32和短路部33。构成天线30的每个元件作为导体22的一部分布置在基部构件21上。天线30可以通过使用导体22的一部分来配置。即，天线30形成在基板20上。基板20可以仅包括作为导体22的天线30的部件，或者可以进一步包括除天线30的部件之外的电路元件。

主板31提供天线30的接地电位。主板31是由铜等制成的导体。与主板31的板面垂直的方向与Z方向大致平行。在平面图中，主板31的面积尺寸大于贴片部32的面积尺寸。主板31具有包含/包围整个贴片部32的尺寸。主板31优选具有使天线30稳定地工作所必需的尺寸。主板31连接到供电电路(未示出)以提供接地电位。

本实施例的主板31具有以X方向为纵向方向、Y方向为横向方向的大致矩形的平面形状。主板31的每一侧边的长度是例如工作频率的无线电波的一个或多个波长，即，至少一个波长或更多波长。主板31布置在基板20的底表面20b上。主板31通过对布置在基部构件21的表面上的金属箔例如铜箔进行图案化而形成。主板31是布置在基板20的底表面20b侧上的表面层上的导体图案的至少一部分。主板31利用保护膜23覆盖。

主板31的平面形状可以适当地变更。在本实施例中，作为一个示例，主板31的平面形状是矩形，但作为另一示例，它也可以是正方形或多边形。它也可以是圆形的。圆形可以是正圆形或椭圆形。主板31优选形成为具有比一个波长的圆大的直径。主板31不限于基板的底表面20b侧上的表面层配置。例如，也可以作为内层导体的一部分布置在基板20的内部。

贴片部32是由铜等材料制成的导体。贴片部32是布置成面向主板31以在Z方向上距离主板31预定距离的导体。贴片部32也可以称为辐射元件。在平面图中，整个贴片部32与主板31重叠。即，贴片部32的表面(即，底表面)的整个区域在Z方向上面向主板31。贴片部32基本上平行于主板31地布置。基本平行不限于完美的平行。例如，贴片部40可以相对于主板31倾斜几度至十度。

本实施例的贴片部32是在基板20的顶表面20a侧上的表面层上布置的导体图案的至少一部分。贴片部32是通过对在基板20的表面上布置的金属箔进行图案化而形成的。贴片部32利用保护膜23覆盖。贴片部32的基本形状是大致正方形的平面形状。基本形状是贴片部32在平面图中的外轮廓。贴片部32可具有在外轮廓中开口的狭缝。例如，可以采用具有大致H形平面形状的贴片部32，其中两个狭缝布置在大致正方形的平面中。贴片部32不限于顶表面20a上的表面层布置。例如，也可以作为内层导体的一部分布置在基板20的内部。

通过把贴片部32布置成面向主板31，根据贴片部32的面积尺寸和与主板31的距离形成电容器。贴片部32具有形成以目标频率与在短路部33中包含的电感器并联谐振的电容器的尺寸。贴片部32的面积尺寸被适当地设计以提供期望的电容器并因此以期望的工作频率工作。

在本实施例中，贴片部32的基本形状(即外轮廓)作为示例是正方形的，但作为另一种配置，贴片部32的平面形状可以是圆形、正八边形、正六边形等形状。贴片部32的基本形状优选地是以相互正交的两条直线中的每一条作为对称轴的线对称形状，即双向线对称(bidirectional line-symmetrical)形状。双向线对称形状是指以第一直线作为对称轴的线对称的图形，并且相对于与第一直线正交的第二直线也线对称的图形。双向线对称形状对应于例如椭圆、矩形、圆形、正方形、正六边形、正八边形、菱形等形状。另外，贴片部32更优选地是例如圆形、正方形、矩形、平行四边形的点对称图形。

贴片部32经由供电线(未示出)连接到供电电路。供电线可以配置为包括布置在与贴片部32相同的表面上的导体图案，或者可以配置为包括通孔导体。从供电电路输入到供电线的电流传播到贴片部32并激励贴片部32。注意，供电方法不限于直接供电方法。也可以采用其中供电线和贴片部32电磁耦合的供电方法。

短路部33电连接主板31与贴片部32，即使两者短路。短路部33是具有被连接到主板31的一端和连接到贴片部32的另一端的柱状导体。短路部33具有例如大致圆形的平面形状。通过调整短路部33的直径和长度，可以调整在短路部33中设置的电感。短路部33在平面图中连接到贴片部32的大致中心。贴片部32的中心对应于贴片部32的重心。

由于本实施例的贴片部32具有平面的正方形形状，因此中心对应于贴片部32的两条对角线的交点。短路部33是布置在基部构件21的通孔中的通路导体。构成短路部33的通路导体的数量不做特别限定。短路部33可以由多个平行地布置在主板31与贴片部32之间的通路导体形成。

注意，可以使用通信线缆例如同轴线缆或馈线将天线30连接到供电电路(例如，无线通信电路)。供电电路可以安装在基板20上。在这种情况下，供电线也可以设置为导体22。

外壳40容纳并保护天线装置10的其他元件。外壳40的一部分通过使用金属材料形成。外壳40的另一部分通过使用树脂材料形成，以便从贴片部32向外壳40的外部辐射无线电波和/或从外壳40的外部接收无线电波。

在本实施例中，外壳(housing)40包括在Z方向上分开的两个部件，具体而言，是壳体(case)41和盖42。壳体41使用金属材料形成。盖42使用树脂材料形成。外壳40通过沿Z方向组装壳体41和盖42而形成。组装壳体41和盖42的方法不进行特别地限制。可以使用螺钉紧固或粘合等组装方法。

壳体41具有在Z方向上一侧开口的箱形。壳体41具有围绕开口的凸缘部410。壳体41的底壁部分411具有例如大致矩形的平面形状。壳体41具有从底壁部分411的一部分在Z方向上突起的支撑部412。支撑部412支撑基板20的底表面20b以把基板20固定在外壳40中。基板20以被支撑部412支撑的状态固定于壳体41。壳体41具有多个支撑部412。多个支撑部412分散地布置在壳体41中。在本实施例中，支撑部412连接到凸缘部410，但是支撑部412可以设置在远离凸缘部410的位置处。例如，支撑部412的突起的高度可以低于图1所示的高度，并且基板20的至少一部分可以在Z方向上布置在(即，沉入)壳体41中，使得基板20基本上被壳体41(未示出)包围(除了顶侧之外的所有部分)。在图1中，基板20基本上被盖42包围(除了底侧之外的所有部分)。

盖42也具有在Z方向上一侧开口的箱形。盖42具有围绕开口的凸缘部420。壳体41和盖42被定位和组装成使得凸缘部410和420彼此重叠。

<天线操作>

接下来，描述天线30的操作。如上所述，天线30具有这样的结构，即，彼此面对的主板31和贴片部32通过短路部33连接的结构。这样的结构是所谓的蘑菇结构，其与超材料(metamaterials)的基本结构相同。由于天线30是应用了超材料技术的天线，因此有时可以被称为超材料天线。

由于本实施例的天线30被设计为以期望的工作频率在零阶谐振模式工作，所以它可以被称为零阶谐振天线。在超材料的弥散特性(dispersion characteristics)中，在相位常数β变为零(0)的频率处的谐振现象是零阶谐振。相位常数β是在传输线上传播的波的传播系数γ的虚部。天线30能够在包括发生零阶谐振的频率的预定频带中令人满意地发射和/或接收无线电波。

天线30通常通过(在主板31与贴片部32之间形成的)电容器和包括在短路部33中的电感器之间的LC并联谐振来操作。贴片部32通过设置在其中央区域中的短路部33而与主板31短路。此外，贴片部32的面积大小是用于形成与包括在短路部33中的电感器在期望频率(即工作频率)并联谐振的电容器的面积大小。注意，电感器的值(即，电感)根据短路部33的每个部分的尺寸(例如在Z方向上的直径和长度)来确定。

因此，当供给工作频率的电力时，由于电感器与电容器之间的能量交换而发生并联谐振，并且在主板31与贴片部32之间产生垂直于主板31的电场。即，产生Z方向的电场。该竖直电场从短路部33向贴片部32的***部分传播，在贴片部32的***部分变成垂直极化，并在空间中传播。注意，这里的垂直极化波是指电场的振动方向垂直于主板31和贴片部32的无线电波。此外，天线30通过LC并联谐振接收从天线装置10的外部到达的垂直极化波。

注意，零阶谐振的谐振频率不依赖于天线尺寸。因此，可以使贴片部32的一个侧边的长度比零阶谐振频率的1/2波长短。例如，即使一个侧边具有等于四分之一波长的长度，也能够产生零阶谐振。例如，当工作频率为2.44GHz时，在包括基板20的配置中，波长λε能够作为基板20的(300[mm/s]/2.44[GHz])/介电常数的平方根获得。可以使一个侧边短于四分之一波长。但是，例如，在这种情况下，增益(诸如天线增益)会降低。

<非布置区和金属构件>

接下来，基于图1和图2，对基板20的非布置区25、作为金属构件的壳体41的支撑部412以及它们的位置关系进行说明。

本实施例的天线30在X方向上设置在基板20的***24附近，具体地，设置在第一***边缘241附近。贴片部32布置在第一***边缘241与第二***边缘242之间，并且靠近第一***边缘241布置。即，贴片部32在X方向上朝向第一***边缘241侧不均匀地布置。第一***边缘241是基板20的***24的四个侧边(即边缘)中最靠近天线30的侧边。在平面图中，主板31的外轮廓与贴片部32的外轮廓之间的距离相对于贴片部32在第一***边缘241侧最短。考虑到形成在基板20上的其他电路元件、安装在基板20上的电子元件或者类似元件，天线30可具有这样的偏置布置。

非布置区25是在基板20上从***24延伸到主板31的区域，是其中不布置导体22的区域。本实施例的基板20在主板31的侧边31a与第一***边缘241之间的位置具有非布置区25。侧边31a是在平面图中形成主板31的外轮廓的四侧边(即边缘)之一，并且是面向第一***边缘241的侧边。侧边31a基本上平行于Y方向。非布置区25是主板31的侧边31a与第一***边缘241之间的区域。主板31的侧边31a与基板20上的导体22的可形成区域的边缘大致重合。即，本实施例的非布置区25是其中不布置导体22从而不与切割母基板来获取大量基板20的切割部分重叠的区域。

支撑部412中的一个在基板20的底表面20b上与非布置区25接触。在平面图中，支撑部412与主板31的侧边31a相邻(竖直地对齐)而没有间隙。支撑部412沿着Y方向在侧边31a的全长上完全无间隙地与侧边31a相邻。即，在平面图中，支撑部412与非布置区25的整个区域重叠。支撑部412在Y方向上的长度设定为比非布置区25的长度稍长，并且支撑部412在Y方向上横跨(即覆盖/包含)非布置区25。支撑部412中的一个，并且因此壳体41，对应于与导体22分开设置的金属构件。

<方向性和天线增益>

通过电磁场模拟评估本示例和参考例的结果如下所示。图3、图4和图5显示了参考例的模拟结果(即辐射特性)。图6、图7和图8显示了本示例的模拟结果(即辐射特性)。图3和图6、图4和图7、以及图5和图8相互对应。图3至图8示出了关于X方向、Y方向和Z方向中的每一个的正(+)方向和负(-)方向。严格来说，图1和图2利用其图例显示了X(+)方向、Y(+)方向和Z(+)方向。本示例示出了根据本实施例的天线装置10的示例。在参考例中，假设与本实施例的元件相同或相关的元件的附图标记/数字是在本实施例的代码/数字的末尾添加了r。

本示例包括与非布置区25接触的金属支撑部412。另一方面，参考例不具有与非布置区25接触的支撑部。除了有无支撑部(即金属构件)之外，本示例和参考例的情形是相同的。工作频率是2.44GHz。天线30和30r具有彼此相同的配置，并且布置在基板20和20r的第一***边缘241和241r的附近。即，非布置区25和25r分别设置在主板31、31r与第一***边缘241、241r之间的位置处。

在参考例中，如图3所示，电场在Z(-)方向上延伸通过基板20r的非布置区25r。即，从贴片部32r辐射的无线电波通过存在于主板31r外部的非布置区25r泄漏到主板31r下方。以这种方式，辐射功率泄漏到主板31r下方。图3中所示的弯曲箭头表示无线电波(即电力)的泄漏。由于辐射功率通过非布置区25r泄漏到主板31r下方，因此方向性相对于Z(+)方向朝向X(-)方向倾斜，如图4和图5所示。图5所示的箭头表示方向性。最大增益为-9.3dBi。

在本示例中，如图6所示，由于支撑部412与非布置区25接触，所以从贴片部32辐射的无线电波被支撑部412反射，如弯曲箭头所示。结果，抑制了电场在Z(-)方向上通过非布置区25的扩散。即，抑制了主板31下方的辐射功率泄漏。如图7和图8所示，因为能抑制电力向下泄漏，因此方向性相对于Z(+)方向在X(+)方向上倾斜。图8所示的箭头表示方向性。最大增益为-3.5dBi。

<第一实施例的概要>

图9是示出参考例的天线装置10r的截面图。图9对应于图1。图9所示的实线白色箭头表示天线30r的方向性。如上所述，在参考例中，金属构件不在主板31r与第一***边缘241r之间与非布置区25r接触。因此，如实线箭头所示，从贴片部32r辐射的无线电波(即，电力)通过非布置区25r泄漏到主板31r下方。结果，电场被无意地偏置，并且方向性从由虚线白色箭头指示的方向性的指向方向偏离。如模拟结果所示，最大增益也低。如上所述，如果无线电波通过非布置区25r泄漏到主板31r下方，则天线特性例如天线增益和方向性劣化。

图10是示出本实施例的天线装置10中的支撑部412的效果的图。图10对应于图1。图10所示的实线白色箭头表示天线30的方向性。虚线白色箭头与图9一样表示方向性的指向方向。在本实施例中，在基板20的底表面20b上，壳体41的支撑部412在主板31与第一***边缘241之间与非布置区25接触。因此，如实线箭头所示，从贴片部32辐射的无线电波被支撑部412反射。即，可以防止辐射的无线电波(即，电力)通过存在于主板31外部的非布置区25泄漏到主板31下方。结果，缓和(减少)了电场的意外偏置，并且能够在虚线所示的白色箭头指示的目标方向上获得方向性。此外，最大增益得到改善，如模拟结果所示。如上所述，根据本实施例，能够抑制天线特性例如天线增益和方向性的劣化。

在第一实施例中(图1-3和图10)，支撑部412在平面图中无间隙地相邻主板31的侧边31a。因此，能够有效地抑制无线电波从主板31与支撑部412之间的间隙泄漏。结果，能够有效地抑制天线特性的劣化。

在第一实施例中，支撑部412在平面图中与底表面20b接触并且与整个非布置区25重叠。即，在平面图中，它覆盖整个非布置区25。以这种方式，由于无线电波通过非布置区25的传播路径被支撑部412完全阻挡，所以可以更有效地抑制无线电波的泄漏。

在本实施例中，构成外壳40的壳体41的支撑部412中的一个有意地设置于在底表面20b上与非布置区25接触的位置处。结果，支撑部412中的一个支撑所述基板20并且抑制无线电波通过非布置区25的泄漏。如上所述，利用这种简单的配置能够抑制天线特性的劣化。

<变型例>

使壳体41的一部分在底表面20b上与非布置区25接触的配置不限于以上示例。例如，可以采用图11中所示的配置。图11是示出天线装置10的变型例的截面图，并与图1对应。在变型例中，凸缘部410相对于壳体41的侧壁部413向外侧延伸，并且支撑部412在凸缘部410的相反侧延伸，即向内延伸。侧壁部413是连接底壁部分411和凸缘部410的壁部。壳体41具有多个支撑部412。于是，多个支撑部412中的一个与非布置区25接触。因此，能够以与图1和图2所示的配置相同的方式抑制天线特性的劣化。虽然未示出，但凸缘部410也可以用作支撑部412。即，基板20的非布置区25可以夹在凸缘部410和420之间。

外壳40不限于能够在Z方向上分开的配置。例如，可以采用图12和图13中所示的配置。图12是显示天线装置10的另一变型例的侧视图。图13是沿图12的线XIII-XIII截取的截面图。在图12中，为了容易区分主体部43和盖罩部44，在图中特意把它们分开。在本变型例中，采用了所谓的袋状结构的外壳40。外壳40包括主体部43和盖罩部44。主体部43具有作为Z方向上的壁部的上壁部430和底壁部431、以及侧壁部432、433和434。主体部43在Y方向上与侧壁部432相对的边缘具有开口435，其是侧壁部之一。盖罩部44附接到主体部43以封闭主体部43的开口435。

如图13所示，主体部43具有用于将基板20引导到主体部43的背面侧(即朝向侧壁部432引导)的引导部436和437。引导部436和437成对设置。引导部436和437从侧壁部433和434的内壁向内突出。成对的引导部436设置在沿X方向布置的侧壁部433和434中每一个上在Z方向上大致相同的位置处。引导部436通过使用金属件作为嵌入部件来成型主体部43而与主体部43一体地形成。成对的引导部437设置在沿X方向布置的侧壁部433和434中每一个上在Z方向上大致相同的位置处。关于到引导部436的距离，引导部437布置成提供比基板20的厚度稍大的距离。引导部437通过使用树脂材料形成。例如，当成型主体部43时，引导部437使用与主体部43相同的材料一体地成型。

在上述配置中，金属引导部436在基板20的底表面20b上与非布置区25接触。因此，能够以与图1和图2所示的配置相同的方式抑制天线特性的劣化。在本变型例中，主体部43具有金属引导部436和树脂引导部437。但是，主体部43也可以仅具有金属引导部436。引导部436对应于金属构件。

示出了支撑部412(即，金属构件)在平面图中无间隙地相邻主板31的示例。然而，本公开不限于这样的配置。例如，可以采用图14所示的配置。图14是示出天线装置10的另一变型例的图，并且与图2相对应。图14示出基板20的非布置区25与支撑部412之间的位置关系。还在图14中，为了方便，省略了保护膜23的图示。在该变型例中，支撑部412在平面图中布置成与主板31重叠。据此，即使在组装时壳体41和基板20的位置在制造公差范围内变化，主板31和支撑部412之间也不太可能出现间隙。因此，天线特性的劣化能够得到有效抑制。

此外，在图14所示的例子中，支撑部412在平面图中与非布置区25的整个区域重叠，并且也在从侧边31a沿X方向的预定范围内与主板31的部分重叠。支撑部412在平面图中在Y方向上横跨主板31的一部分。据此，即使壳体41和基板20的位置如上所述发生变化，也能够完全阻断无线电波通过非布置区25的传播路径。

(第二实施例)

第二实施例是作为基本配置的前述实施例的变型例并且可以结合前述实施例的描述。在前述实施例中，使金属构件在基板的背面上与非布置区接触。可替代地，也可以使金属部件在背面上与非布置区接触并可电连接到主板。

图15是示出根据本实施例的天线装置10的截面图。在图15中，放大显示天线装置10的非布置区25的***。在本实施例中，基板20通过紧固构件50固定到壳体41的支撑部412上。基板20在被支撑部412支撑的状态下通过紧固构件50固定到支撑部412。紧固构件50使用金属材料制成。紧固构件50例如是螺栓或螺钉。

基板20具有从上表面20a到底表面20b贯通基板20的通孔26。通孔26设置在平面图中不与贴片部32重叠但与主板31重叠的位置处。如图14所示，支撑部412布置成在平面图中与主板31的一部分重叠。壳体41具有在支撑部412中形成的孔414。孔414可以是非贯通孔或通孔。在孔414为非贯穿孔的情况下，在孔414中形成用于固定紧固构件50的部分，例如，内螺纹部分或螺母部分。在孔414为通孔的情况下，在壳体41的外侧布置螺母或类似物。孔414设置于在平面图中在与贯通孔26重叠的位置处。

<第二实施例的概要>

根据本实施例，在固定状态下，紧固构件50与形成通孔26的壁表面的一部分的主板31产生接触。另外，紧固构件50与形成孔414的壁表面的支撑部412产生接触。也就是说，支撑部412，并且因此壳体41经由紧固构件50电连接到主板31。以这样的方式，壳体41具有与主板31相同的电位(即，接地电位)，并起到主板31的作用。由于主板31扩展，所以能够提高天线增益。

<变型例>

用于电连接壳体41和主板31的配置不限于以上示例。例如，可以局部地去除底表面20b上的保护膜23以在底表面20b上暴露主板31的一部分。在这种情况下，壳体41能够电连接到主板31的暴露部分(未示出)。

(第三实施例)

第三实施例是作为基本配置的前一实施例的变型例并且可以结合前一实施例的描述。在前述实施例中，金属构件在基板的背面上与非布置区形成接触。可替代地，可以使金属构件在基板的顶表面20a上与非布置区形成接触。

图16是示出根据本实施例的天线装置10的截面图。图16对应于图13。图17是从图16所示的天线装置10的顶表面20a侧观察的基板20的平面图。在图17中，为了表示非布置区25与引导部436之间的位置关系，也示出了引导部436。在图17中，为了方便，省略了保护膜23的图示。

如图16所示，本实施例的天线装置10具有与图13所示的天线装置10大致相同的结构。在本实施例中，引导部436和437以与图13所示的配置相反的方式布置。即，金属引导部436设置在基板20的顶表面20a侧，并且树脂引导部437设置在其底表面20b侧。引导部436在基板20的顶表面20a上与非布置区25接触。与第一实施例所示的支撑部412一样，引导部436在平面图中无间隙地相邻主板31的侧边31a。引导部436在侧边31a的沿Y方向的全长上完全无间隙地相邻侧边31a。支撑部412在平面图中与整个非布置区25重叠。其他配置与图12和13中所示的相同。

<第三实施例的概要>

当不存在引导部436时，由贴片部32辐射的无线电波(即，电力)通过非布置区25泄漏到主板31下方，如图16中的双点划线箭头所示。根据本实施例，金属引导部436在顶表面20a上与非布置区25接触。因此，如实线箭头所示，从贴片部32辐射的无线电波能够被引导部436反射。即，能够防止辐射的无线电波(即，电力)通过存在于主板31外侧的非布置区25泄漏到主板31下方。结果，和金属构件在底表面20b上与非布置区25接触的配置一样，能够抑制诸如天线增益和方向性的天线特性的劣化。

<变型例>

在图16和图17中，作为示例，引导部436与主板31无间隙地相邻。然而，本公开不限于这样的配置。例如，如图14所示的示例，引导部436可以布置成与主板31重叠。此外，引导部436和437二者都可以由金属制成。

引导部436的示例示出为与顶表面20a接触的金属构件，但是本公开不限于这样的配置。即，引导部不限于具有引导功能的金属构件。例如，可以采用图18中所示的示例。图18是示出天线装置10的变型例的截面图，并与图1相对应。在本变型例中，金属件421与盖42一体化。金属件421例如作为嵌入部件与盖42一体地形成。在组装壳体41和盖42时，金属件421在基板20的顶表面20a上与非布置区25形成接触。因此，能够获得与图16所示的引导部436相同的效果。金属件421对应于金属构件。

(第四实施例)

第四实施例是作为基本配置的前一实施例的变型例并且可以结合前一实施例的描述。在前一实施例中，金属构件布置成与主板相邻或重叠，而没有任何间隙。可替代地，也可以在金属构件与主板之间设置间隙。

图19是根据本实施例的天线装置10中非布置区25的***的放大截面图。图20是示出图19中所示的天线装置10中主板31与支撑部412之间的位置关系的平面图。图20对应于图2。在图20中，为方便起见，保护膜23未示出。

在本实施例中，与第一实施例一样，壳体41的一个支撑部412在基板20的底表面20b上与非布置区25接触。支撑部412在支撑部412与主板31(具体而言，主板31的侧边31a)之间具有距离D的间隙。距离D是在平面图中主板31与支撑部412之间的最长距离。支撑部412在X方向上仅与非布置区25的一部分接触。支撑部412在Y方向上比非布置区25短。支撑部412在Y方向上仅与非布置区25的一部分接触。

作为示例，在本实施例中，假设天线30的工作频率处的无线电波波长为λ，则支撑部412可以布置成满足D≦λ×1/4。波长λ是上述波长λε。其他配置与前述实施例中描述的配置相同。

<第四实施例的概要>

在本实施例中，支撑部412布置成在支撑部412与主板31之间存在间隙。作为金属构件的支撑部412(即，壳体41)仅与非布置区25的一部分接触。支撑部412反射如果没有支撑部412则可能会通过非布置区25泄漏到主板31下方的无线电波(即，电力)的一部分，换言之不是一小部分或大部分。因此，与支撑部412不与非布置区25接触的配置相比，能够抑制天线特性的劣化。

在上面示出了支撑部412在底表面20b上与非布置区25的一部分接触的示例。然而，本公开不限于此。与导体22分开设置的金属构件可以在基板20的顶表面20a或底表面20b上与非布置区25的至少一部分接触。只要金属构件与非布置区25的至少一部分接触，金属构件就能够反射可能通过非布置区25泄漏到主板31下方的无线电波(即电力)。以这种方式，与金属构件不与非布置区25形成接触的配置相比，天线特性的劣化能够得到抑制。

在本实施例中，支撑部412布置成使得间隙距离D满足D≦λ×1/4。结果，即使在平面图中在主板31与支撑部412(即金属构件)之间存在间隙，该间隙相对于波长也足够小。因此，可以抑制无线电波从间隙泄漏。

(第五实施例)

第五实施例是作为基本配置的前一实施例的变型例并且可以结合前一实施例的描述。在前述实施例中，基板具有一个非布置区。可替代地，基板可具有多个非布置区。

图21是显示根据本实施例的天线装置10的截面图。图21对应于图1。在图21中，将基板20在X方向二等分的虚线、即中心线CL由双点划线表示。

如图21所示，天线30在X方向上线对称地布置。天线30相对于中心线CL对称地布置。在X方向上，主板31的中心与中心线CL重叠。在X方向上，贴片部32的中心与中心线CL重叠。在X方向上，短路部33的中心与中心线CL重叠。主板31具有作为四个侧边之一的侧边31b。侧边31b是在X方向上与侧边31a相反的侧边。侧边31b是面向基板20的第二***边缘242的侧边。侧边31b与Y方向大致平行。与侧边31a一样，主板31的侧边31b与基板20上的导体22的可形成区域(formable region)的边缘基本重合。

基板20具有两个非布置区25。基板20设置有在主板31与第一***边缘241之间的位置处设置的第一非布置区251和在主板31与第二***边缘242之间的位置处设置的第二非布置区252作为非布置区25。第一非布置区251对应于前述实施例中描述的非布置区25。第二非布置区252是在X方向上与第一非布置区251相反的非布置区25。X方向对应于预定方向。

此外，壳体41具有分别作为多个支撑部412的一部分的第一支撑部4121和第二支撑部4122。第一支撑部4121在基板20的底表面20b上与第一非布置区251接触。第二支撑部4122也在底表面20b上与第二非布置区252接触。

在图21中，与第一实施例中一样，第一支撑部4121在平面图中与主板31的侧边31a无间隙地相邻，并且与第一非布置区251的整个区域重叠。类似地，第二支撑部4122在平面图中与主板31的侧边31b无间隙地相邻，并且与第二非布置区252的整个区域重叠。

<第五实施例的概要>

根据本实施例，作为金属构件的壳体41在基板20的底表面20b上与第一非布置区251和第二非布置区252中的每一个接触。具体地，壳体41的第一支撑部4121与第一非布置区251接触。因此，从贴片部32辐射的无线电波被第一支撑部4121反射。因此，能够防止辐射的无线电波(即，电力)通过存在于主板31外部的第一非布置区251泄漏到主板31下方。

此外，壳体41的第二支撑部4122与第二非布置区252接触。因此，从贴片部32辐射的无线电波被第二支撑部4122反射。因此，能够防止辐射的无线电波(即，电力)通过存在于主板31外部的第二非布置区252泄漏到主板31下方。如上所述，能够有效地抑制天线特性的劣化。

在具有两个非布置区25的配置中，支撑部412(即，金属构件)可以仅与一个非布置区25接触。但是，考虑到电场的平衡，可能优选使支撑部412与每个非布置区25接触。

主板31与支撑部412之间的位置关系不限于图21所示的示例。可以以多种方式进行组合。即，可以在多个实施例和变型例中的每一个之间进行组合。此外，非布置区25的数量不限于两个。例如，基板20可具有三个非布置区25，并且金属构件可以与每个非布置区25形成接触。

(其他实施例)

本说明书和附图中的公开内容不限于至此描述的示例性实施例。本公开包括示例性实施例和本领域技术人员基于它们修改的变型例。例如，本公开不限于上述实施例中所示的部件和/或元件的组合。本公开可以以各种组合来执行。本公开可具有可以添加到实施例的附加部分。本公开包括实施例的部件和/或元件中被省略的那些。本公开包括在一个实施例与另一实施例之间的部分和/或元件的重新分配或组合。公开的技术范围不限于实施例的描述。所公开的一些技术范围由权利要求指示并且应当理解为包括在与权利要求等同的含义和范围内的所有变型例。

说明书、附图等中的公开不受权利要求的描述限制。说明书、附图等中的公开包含权利要求中描述的技术思想，并且进一步扩展到比权利要求中的技术思想更广泛的技术思想。因此，可以从说明书、附图等的公开中提取各种技术思想，而不限于权利要求的描述。

当元件或层描述为“布置在上方”或“连接”时，元件或层可以直接布置在另一元件或另一层上方或连接到另一元件或另一层，或者中间元件或中间层可以存在于它们之间。相反，当元件或层描述为“直接布置在上方”或“直接连接”时，不存在中间元件或中间层。用于描述元件之间关系的其他术语(例如，“之间”与“直接之间”，以及“相邻”与“直接相邻”)应作类似解释。如本文所用，术语“和/或”包括关于一个或多个相关所列项目的任何组合和所有组合。

空间相关术语“内部”、“外部”、“背面”、“底”、“低”、“顶”、“高”等在本文中用来便于描述一个元件或特征与另一个元件或特征之间的关系的描述。除了附图中描绘的方向之外，空间相对术语可以旨在包括装置在使用或操作中的不同方向。例如，当图中的装置翻转时，描述为另一个元件或特征“下方”或“正下方”的元件指向另一个元件或特征“上方”。因此，术语“下方”可以包括上方和下方二者。该装置可以被定向在其他方向(例如，旋转90度或任何其他方向)，并且相应地解释在此使用的空间相对术语。

零阶谐振天线的示例显示为天线30，但是天线30不限于此。它也不限于超材料天线。例如，可以应用于具有包括主板31和贴片部32的结构但不具有短路部33的天线，即所谓的贴片天线。

示出了这样的示例，即其中未布置区域25与导体22远离地定位的未布置区域基本上重合，以便不与切割母基板以取得多片母基板的切割部分重叠。即，示出了其中主板31的侧边31a和31b与基板20上的导体22的可形成区域的边缘基本重合的示例。但是，天线装置可具有以下配置，即，在平面图中，主板31的边缘部分(即侧边)设置在导体22的可形成区域的边缘部分的内部，并且没有布置导体22的非布置区位于主板31与***24之间的位置。同样在这种情况下，通过使金属构件在基板20的顶表面20a或底表面20b上与非布置区接触，能够抑制无线电波(即，电力)通过非布置区泄漏到主板31下方。

示出了其中外壳40的一部分用作在基板20的顶表面20a或底表面20b上与非布置区25接触的金属构件的示例。然而，本公开不限于这样的配置。例如，夹在基板20与外壳40之间以把基板20固定到外壳40的金属部件也可以与非布置区25接触。此外，散热部件，例如容纳在外壳中的散热器，的一部分可以与非布置区25接触。

Claims (9)

1.一种天线装置，包括：

基板，其具有绝缘基部构件和布置在所述绝缘基部构件上的导体；

天线，其具有：

主板，其作为导体的至少一部分布置在所述绝缘基部构件上，并提供接地电位；

贴片部，其布置成在所述基板的板厚方向上面向所述主板；和金属构件，其与所述导体分开设置，其中

所述基板具有其中不布置导体的非布置区，所述非布置区是在平面图中从所述基板的***到所述主板的区域，以及

所述金属构件在所述基板的板厚方向上的顶表面上或者与所述顶表面相反的底表面上与所述非布置区接触。

2.如权利要求1所述的天线装置，其中

所述金属构件布置成在平面图中与所述主板无间隙地相邻或重叠。

3.如权利要求2所述的天线装置，其中

所述主板布置在所述基板的底表面侧上的表面层上，以及

所述金属构件在所述底表面上与所述非布置区接触并电连接至所述主板。

4.如权利要求1所述的天线装置，其中

假设所述天线的工作频率处的无线电波波长为λ，

则所述金属构件定位成在平面图中保留距所述主板λ×1/4或更小的间隙。

5.如权利要求1至4中任一项所述的天线装置，其中

所述基板在预定方向上具有第一***边缘和与所述第一***边缘相反的第二***边缘，

所述贴片部布置在所述第一***边缘与所述第二***边缘之间的位置处并且在所述预定方向上靠近所述第一***边缘，并且

所述非布置区设置在所述第一***边缘与所述主板之间的位置处。

6.如权利要求1至4中任一项所述的天线装置，其中

所述基板具有在预定方向上的第一非布置区和与所述第一非布置区相反的第二非布置区作为非布置区，以及

所述金属构件与所述第一非布置区和所述第二非布置区中的每一个接触。

7.如权利要求1至4中任一项所述的天线装置，其中

所述基板具有至少一个非布置区，以及

所述金属构件在平面图中与至少一个非布置区的整个区域重叠。

8.如权利要求1至4中任一项所述的天线装置，其中

所述天线还包括电连接所述贴片部和所述主板的短路部。

9.如权利要求1至4中任一项所述的天线装置，其中

所述金属构件是用于容纳所述基板和所述天线的外壳的一部分。

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