CN1614817A - 天线装置 - Google Patents

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Abstract

即使在使用较狭窄地极板(接地导板)的情况下，也能够确保低仰角的天线的定向性。在具备贴片天线(12)的天线装置(10)中，围绕贴片天线，设置无源导体壁(18)。导体壁(18)例如由金属制成。导体壁(18)由从贴片天线(12)的底面(122d)分离设置的正方形主导体板(182)、从主导体板的四周向上方延伸的4块侧板(184)、由该4块侧壁的上端面向内侧且与主导体板平行地延伸的4块梯形舌片(186)所构成。

Description

天线装置
技术领域
本发明涉及含有贴片天线的天线装置，特别涉及包含作为接收来自于人造卫星的电波(以下称为“卫星波”)或在地面的电波(以下称为“地面波”)、能够收听数字无线广播的数字无线电接收机的天线来使用的贴片天线的天线装置。
背景技术
近年来，开发了能够接收卫星波或地面波、收听数字无线广播的数字无线电接收机，并且在美国进行了实用。该数字无线电接收机可以装载到汽车等移动装置上，可以收听接收频率为2.3GHz频带的电波的无线广播。也就是说，数字无线电接收机为可以移动收听广播的无线电接收机。由于接收电波的频率约为2.3GHz，因而此时的接收波长(共振波长)λ约为128.3mm。并且，一旦在地球站接收到卫星波后，地面波的频率进行若干偏移，以直线偏振波进行再次发送。
在这样的数字无线广播中，因为使用的是约为2.3GHz频带频率的电波，因此必须在室外设置接收它的天线。从而，在数字无线电广播接收机装载到汽车的情况，就必须将天线安装在汽车的顶板上。
这种天线必须具有较宽的定向性。这是因为在数字接收机中必须接收来自于仰角在20°～60°的范围内的较低仰角的人造卫星的卫星波。而且，地面波的仰角实质为0°。
一般，贴片天线这样的平面型(平板型)天线的定向性较为狭窄，因而，认为该种天线是没有方向的。但是，例如已知，即使为贴片天线，通过使用面积较大的地极板(接地导板)，也能扩大天线的定向性(例如，参照专利文献1)。
特别是，在数字无线电接收机装载在汽车上的情况时，如上所述，该天线被安装在汽车的顶板上。在该情况下，汽车顶板自身作为地极板进行工作，因而，能够确认即使是使用贴片天线，也可以充分地作为数字无线电接收机使用的天线使用。
另一方面，不仅仅在车内收听数字无线广播，例如，也具有从CD收录机等的可搬动型的音响电子设备中进行收听的要求。为了达到这样的要求，提出了在设置在可搬型音响电子设备的框体顶面上的、用来装卸光盘的可以开关的门式盖装载贴片天线。在此情况，在贴片天线下必须设置地极板(接地导板)。
而且，已知在电路基板上装载贴片天线，在电路基板的下面设置低噪音放大器(LNA)等电路元件，为遮蔽电路元件在电路基板的下面附加设有屏蔽罩(例如，参照专利文献2)。
并且，还已知有在全球定位***(GPS)等中使用的小型平面贴片天线(例如，参照专利文献3)。
[专利文献1]特开2003-163521公报
[专利文献2]特开2002-26649号公报
[专利文献3]特开平7-94934号公报
发明内容
如上所述，在贴片天线中，为了增加低仰角的天线的定向性，必须要使用面积较大的地极板。但是，在上述的可搬动型音响电子设备等中，设置较大面积的地极板(接地导板)较为困难。因此，希望得到即使在使用较狭窄面积的地极板(接地导板)的情况下，也不会恶化低仰角的天线的定向性的天线装置。
因此，本发明的目的在于提供即使在使用面积狭窄的地极板(接地导板)的情况，也能够确保在低仰角中天线定向性的天线装置。
按照本发明，得到的具有贴片天线(12)的天线装置(10)包括：具备有顶面(122u)、底面(122d)和侧面(122s)的电介质(122)、形成于该电介质顶面的发射元件(124)、形成于电介质底面的接地导体，其特征在于：具有从电介质的侧面和底面分离的、且覆盖电介质的侧面和底面那样形成的无源导体壁(18，18A)。
在根据上述本发明的天线装置中，导体壁(18，18A)可以由金属制成。所述的导体壁(18)可以由从贴片天线(12)的底面(122d)分离设置的正方形主导体板(182)、从主导体板的四周向上方延伸的4块侧板(184)、从该4块侧壁的上端面向内侧并且与主导体板平行地延伸的4块梯形舌片(186)所构成的。代替上述的，上述导体壁(18A)也可以由从贴片天线(12)的底面(122d)分离设置的正方形主导体板(182)、从主导体板的四周向上方延伸的4块侧板(184)、从该4块侧壁的上端面向内侧并且与主导体板平行地延伸的环形顶板(186A)所构成。
并且，所述的括弧内的符号是用来容易地理解本发明而添加的，不过是一个例子，显然并不限定在其中。
在本发明中，由于围绕着贴片天线，设置无源导体壁，因而例如即使在接地板的面积较为狭窄，也达到能够确保在低仰角中天线定向性的效果。
附图说明
图1表示涉及本发明的第一实施形态的天线装置的结构；(a)为透视图，(b)为平面图，(c)为(b)的以A-A’线的剖视图；
图2表示涉及本发明的第二实施形态的天线装置的结构；(a)为透视图，(b)为平面图；
图3表示现有技术天线装置的天线发射特性图；
图4表示如图1所示的天线装置的天线发射特性图；
图5表示如图2所示的天线装置的天线发射特性图；
具体实施方式
以下，参照附图，对于本发明的实施形态进行详细地说明。
参照图1，对于涉及本发明的第一实施形态的天线装置10进行说明。在图1中，(a)为天线装置10的透视图，(b)为天线装置10的平面图，(c)为(b)的天线装置A-A’线的剖视图。
天线装置10包括贴片天线12。该贴片天线12具有该技术领域所公知的结构。对其进行详述，贴片天线12具有约长方体形状的电介质122。在图示的例子中，电介质122长(纵)×宽(横)×高为25mm×25mm×4mm。电介质122为陶瓷材料或树脂制成。电介质122具有顶面122u，底面122d和侧面122s。实际上，如图1所示，将电介质122s的角截为面。
在电介质122的顶面122u上形成发射元件124。在电介质122的底面122d形成接地导体(图中未示)。并且，125为供电点。
如图1(c)所示的，将贴片天线12装载到电路基板14的上表面。在电路基板14的下表面，可以设置低噪音放大器(LNA)等的电路元件(图中未示出)。为遮蔽电路元件在电路基板14的下面附加设置有屏蔽罩16。并且，在图中没有示出，但是从电路元件通过屏蔽罩16引出输出电线。
图示中的天线装置10，具有除了顶面122u以外覆盖贴片天线12的无源导体壁18。对其进行详述，导体壁18是与电介质122的侧面122s和底面122d中分离，且覆盖电介质122的侧面122s和底面122d这样被形成。导体壁18例如为金属制成，但是显然并不限定于此。导体壁18是作为地极板(接地导板)进行工作的。
图示中的导体壁18长(纵)×宽(横)×高为60mm×60mm×10mm。导体壁18具有装载屏蔽罩16的正方形的主导体板182、从主导体板182的四周向上方延伸的4块侧板184、由该4块侧壁184的上端向内侧并且与主导体板182平行地延伸的4块梯形舌片186。也就是说，主导体板182是从贴片天线12的底面分离设置的。
主导体板182的尺寸为纵×横：60mm×60mm。各个侧板184的尺寸为长×高：60mm×10mm。各个梯形舌片186的梯形的高为8mm。如图1(c)所示，4块梯形舌片186与电介质122的顶面122u实质上在同一个平面上。
参照图2，对于涉及本发明第2实施形态的装置10A进行说明。在图2中，(a)为天线装置10A的透视图，(b)为天线装置10A的平面图。
图示的天线装置10A，除了导体壁的构成与图1所示的天线装置10不同这一点外，具有与图1所示的天线装置10相同的结构。从而，具有与图1相同的功能的部分使用同一附图标记，为了简化说明在此省略了对其说明。在导体壁上附加有18A的附图标记。
导体壁18A除了取代了4块梯形舌片186、具有从4块侧壁184的上端向内侧与主导体板182平行延伸的1块环形顶板186A此点之外，具有与图1所示的导体壁18相同的结构。环状顶板186A的宽度为8mm。
图3表示了不具有导体壁的仅由贴片天线12所构成的现有技术的天线装置的天线发射特性，图4表示了图1所示的天线装置10的天线发射特性，图5表示了图2所示的天线装置10A的天线发射特性。
在图3至图5中，对应卫星波SAT，表示仰角为20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°、55°以及60°的情况下，平均增益Ave.[dBi]、最大增益Max.[dBi]以及最小增益Min[dBi]；相对于仰角为0°的地面波TER，表示平均增益Ave.[dBi]、最大增益Max.[dBi]、最小增益Min[dBi]，以及最大增益和最小增益的差Max-Min[dBi]。
根据图3至图5，在仰角为25°以下的低仰角中，可以看出本发明的天线装置10和10A与现有技术的贴片天线相比较，其平均增益较大。
由此，在本发明中，围绕贴片天线12，由于设置了导体壁18或18A，因而例如即使在地极板的面积狭小的情况下，也能够确保低仰角的天线的定向性。
以上是对本发明的较合适的实施形态进行说明，而显然本发明并不限定在上述的实施形态中。例如导体壁并不限定于上述的实施形态，而能够采取各种各样的结构。而且，导体壁也不限定由金属制成，只要是具有导电性的材料都是可以的。

Claims (4)

1、天线装置，具有贴片天线，其包括具有顶面、底面和侧面的电介质、形成于该电介质的顶面的发射元件、在电介质的底面形成的接地导体的贴片天线，其特征在于：具有从电介质的侧面和底面分离的，且覆盖电介质的侧面和底面那样形成的无源导体壁。
2、如权利要求1所述天线装置，其中所述导体壁是由金属制成的。
3、如权利要求1或2所述的天线装置，其中导体壁由从贴片天线的底面分离设置的正方形主导体板、从主导体板的四周向上方延伸的4块侧板、由该4块侧壁的上端向内侧与主导体板平行延伸的4块梯形舌片所构成。
4、如权利要求1或2所述的天线装置，其中导体壁由从贴片天线的底面分离设置的正方形主导体板、从主导体板的四周向上方延伸的4块侧板、由该4块侧壁的上端向内侧与主导体板平行地延伸的环形顶板所构成。
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