專利名稱：平板天線、天線單元及天線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及平板天線、具有該平板天線的天線單元、以及具有該天線單元的天線
直O(jiān)
背景技術(shù)：
以往，開發(fā)了接收衛(wèi)星波或地面波而能夠收聽數(shù)字無線電廣播的數(shù)字無線電接收機，并且在美國已實用化。該數(shù)字無線電接收機一般搭載在機動車等移動物體上，能夠接收頻率約2. 3GHz頻段的電波而收聽無線電廣播。例如，天狼星衛(wèi)星廣播用天線裝置從三個軌道衛(wèi)星(同步式)接收圓極化波電波(circular polarized radio wave)，在不靈敏區(qū)域從地面線性極化波設(shè)備接收電波。數(shù)字無線電接收機具有接收電波的天線裝置。該天線裝置安裝在移動物體的外部。該天線裝置由天線單元和用于覆蓋該天線單元的天線盒構(gòu)成。天線盒由穹形的頂蓋和底板構(gòu)成。天線單元由天線元件、電路基板、以及屏蔽盒構(gòu)成。天線元件例如由陶瓷制的平板天線構(gòu)成，接收電波。電路基板上形成信號處理電路，其對于該天線元件接收到的信號進行信號放大等各種信號處理。屏蔽盒保護信號處理電路免受外部電場及外部磁場的影響。平板天線包括天線電極、接地導(dǎo)體、設(shè)置在天線電極和接地導(dǎo)體之間的陶瓷制的天線的基板部、以及與天線電極電連接的饋電桿。已知在該天線電極部之上設(shè)置了具有矩形的孔部的頂板作為導(dǎo)波路的平板天線(例如，參照專利文獻1)。通過設(shè)置具有矩形的孔部的頂板，能夠增大平板天線的高仰角時的指向性增益。專利文獻1 日本特開2006-237813號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的內(nèi)容但是，在以往的具有導(dǎo)波器的平板天線中，要求使同一仰角時的全方位角的指向性增益更加均等。本發(fā)明的目的在于，提供能夠增大平板天線的高仰角時的指向性增益，而且使同一仰角時的全方位角的指向性增益均等的平板天線、天線單元及天線裝置。解決問題的方案為了達成上述目的，本發(fā)明的平板天線包括平板天線本體部，其在頂面上具有天線電極；以及導(dǎo)波器，其安裝在所述平板天線本體部的頂面上，所述導(dǎo)波器包括頂板，其具有比所述平板天線本體部大的平面并且在該平面上具有“L”形的狹縫；以及間隔部，其配置在所述平板天線本體部的頂面和所述頂板之間，使所述天線電極和該頂板間隔規(guī)定的距離。本發(fā)明的天線單元包括上述的平板天線；電路基板，在其上面形成了對所述平板天線接收到的信號進行處理的信號處理電路；以及屏蔽盒，使所述信號處理電路得以屏蔽。
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本發(fā)明的天線裝置包括上述天線單元；底板；以及單元固定部件，其配置在所述天線單元和所述底板之間，使該天線單元固定在該底板上。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，能夠增大平板天線的高仰角時的指向性增益，而且能夠使水平面的全方位角的指向性增益均等。


圖1是本發(fā)明實施方式的天線裝置的分解立體圖。圖2是表示頂板的尺寸及配置的俯視圖。圖3是表示無導(dǎo)波器的平板天線與實施方式的平板天線的對仰角的天線增益 (gain)的圖。圖4A表示具有了無“L”形狹縫的導(dǎo)波器的平板天線的指向性增益的圖。圖4B是表示實施方式的平板天線的指向性增益的圖。圖5是表示安裝在車體上的天線裝置中的示意性的指向性增益的圖。標(biāo)號說明1天線裝置12天線單元11平板天線40平板天線本體部41接地導(dǎo)體42基板部43天線電極44饋電桿60導(dǎo)波器61分隔部62 頂板621 “L” 形狹縫22電路基板24屏蔽盒241 側(cè)耳24a 開口24b貫穿孔30單元固定部件30a 孔31連接頭承接部31a連通孔32 鉤爪26 螺絲14 底板
141 凹部141a、141b 孔142a 螺絲孔142連接頭50 螺栓2 車體
具體實施例方式以下，參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的實施方式。但是，本發(fā)明的范圍并不限于圖示例。參照圖1，說明本實施方式的含有平板天線11的天線裝置1。圖1表示天線裝置1 的分解結(jié)構(gòu)。圖1所示的天線裝置1是衛(wèi)星數(shù)字廣播接收機用的天線裝置，設(shè)置在機動車等的移動體的頂部而被使用。圖示的天線裝置1由天線單元12以及用于覆蓋該天線單元12的天線盒構(gòu)成。該天線盒由穹形的頂蓋(省略圖示)和底板14構(gòu)成。天線單元12收納于頂蓋內(nèi)。天線單元12包括平板天線11、電路基板22以及屏蔽盒M。平板天線11接收衛(wèi)星波而輸出接收信號。在電路基板22上形成對于從平板天線11輸出的接收信號進行信號放大等的各種信號處理的電路(以下，稱為信號處理電路)。平板天線11和電路基板22通過未圖示的雙面膠帶等粘合。電路基板22上連接有用于將接收信號取出到天線盒的外部的電纜(省略圖示)。 另外，電路基板22上，在與配置了平板天線11的側(cè)相反一側(cè)的面上安裝用于屏蔽上述信號處理電路的屏蔽盒對。屏蔽盒對具有開口 Ma，該開口 2 用于使連接到電路基板22的電纜穿過。屏蔽盒M具有從其兩側(cè)側(cè)面向外側(cè)延伸的一對側(cè)耳Ml。在這些側(cè)耳241上穿出用于使螺絲 26貫穿的貫穿孔Mb。天線裝置1具備配置于天線單元12和底板14之間的單元固定部件30。如后所述，該單元固定部件30用于將該天線裝置1臨時固定在移動體(車體)的頂部，而且用于將天線單元12固定在底板14上。也就是說，在天線單元12的正下方配置單元固定部件30。另一方面，底板14具有用于收納該單元固定部件30的凹部141。底板14具有三個連接頭142，三個所述連接頭142上形成有用于擰入三個螺絲沈的螺絲孔14加。這些三個連接頭142中的兩個設(shè)置在與屏蔽盒M的一對側(cè)耳241對應(yīng)的位置。單元固定部件30在其與底板14的上述三個連接頭142對應(yīng)的位置具有承接連接頭的三個連接頭承接部31。在這些連接頭承接部31上穿出用于連通三個螺絲沈的連通孔 31a。單元固定部件30具有用于使連接到電路基板22的電纜穿過的孔30a。進而，單元固定部件30為了將天線裝置1臨時固定于移動體(車體)的頂部而具有向下方延伸的一對鉤爪32。在底板14上，在凹部141上穿出用于使電纜穿過的孔141a和用于使一對鉤爪32 穿過的兩個孔141b。以下，參照圖1，說明將這樣的結(jié)構(gòu)的天線裝置1固定在移動體(車體)的方法。
首先，使單元固定部件30的一對鉤爪32穿過底板14的兩個孔141b。此時，底板 14的三個連接頭142以插入單元固定部件30的連接頭承接部31而被承接。接著，經(jīng)由屏蔽盒M的兩個貫穿孔24b及單元固定部件30的三個連通孔31a，三個螺絲沈擰止在連接頭142的螺絲孔14 內(nèi)。由此，天線單元12經(jīng)由單元固定部件30 固定在底板14上。接著，使從底板14的下表面向下方延伸的圓筒狀的螺栓50穿過在移動體(車體) 的頂部(省略圖示)穿出的開口(省略圖示)。由此，天線裝置1臨時固定在移動體(車體)的頂部上。另外，通過將螺母(省略圖示)與螺栓擰緊，將天線裝置1完全固定在移動體(車體)的頂部上。這樣，在本實施方式中，將天線裝置1臨時固定在移動體(車體)上，而且將用于使平板天線11固定在底板14上的單元固定部件30配置在天線單元12的正下方，并將單元固定部件30與平板天線11重疊地配置。其結(jié)果，能夠縮小天線盒內(nèi)所需的空間。因此， 能夠提供更加小型且設(shè)計自由性高的天線裝置1。平板天線11包括導(dǎo)波器60和平板天線本體部40。平板天線本體部40包括接地導(dǎo)體41、基板部42、天線電極43以及饋電桿44。接地導(dǎo)體41是形成在基板部42的底面上的金屬導(dǎo)體部?；宀?2是陶瓷制的誘電體的基板。基板部42也可以為磁性體或磁性絕緣體。基板部42例如具有平面的邊角為圓弧的立方體的形狀。天線電極43形成在基板部42的頂面且為接地的金屬導(dǎo)體部。接地導(dǎo)體41及天線電極43例如通過對基板部42的底面及頂面進行絲網(wǎng)印刷(screen printing)而形成。饋電桿44配置為貫穿接地導(dǎo)體41及基板部42，并且與天線電極43電連接。饋電桿44與電路基板22的饋電部連接。接地導(dǎo)體41與電路基板22的接地部連接。導(dǎo)波器60安裝在平板天線本體部40的頂面。導(dǎo)波器60具有分隔部61和頂板 62。分隔部61由發(fā)泡性的緩沖部件等構(gòu)成。分隔部61例如由聚氨酯發(fā)泡料構(gòu)成，但希望盡可能由誘電率低的材料構(gòu)成。分隔部61貼附在天線電極43的頂面，將天線電極43和頂面62隔開規(guī)定的距離。頂板62是安裝在分隔部61的頂面的四方形且為矩形的平板。頂板62是鋁、銅或鐵等的金屬板。頂板62也可以由金屬膠帶構(gòu)成。頂板62上具有“L”形的帶狀狹縫即“L” 形狹縫621。接著，參照圖2說明一例頂板62的尺寸及配置。圖2表示頂板62的尺寸及配置。如圖2所示，假設(shè)取X軸及Y軸。在頂面為正方形的平板天線本體部40之上，經(jīng)由分隔部61配置頂板62。頂板62的“L”形狹縫621在頂板62的平面中，優(yōu)選配置在與饋電桿44成對角方向的位置。將頂板62的Y軸方向上的長度設(shè)為Li，同樣將其X軸方向上的長度設(shè)為L2。將 “L”形狹縫621的長度方向的帶部的長度設(shè)為L3，同樣將其寬度方向的帶部的長度設(shè)為L4。 另外，將“L”形狹縫621的長度方向的帶部的寬度設(shè)為L5，同樣將其寬度方向的帶部的寬度設(shè)為L6。另外，將從頂板62的左端至“L”形狹縫621的Y軸方向上的長度設(shè)為L7，將從頂板62的上端至“L”形狹縫621的X軸方向上的長度設(shè)為L8。而且，將平板天線本體部 40 (基板部42)的平面的一邊長度設(shè)為L0。
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關(guān)于長度Ll和L2，將其設(shè)為L1、L2 > L0。使頂板62在平面中為遮住平板天線本體部40的大小及配置另外，關(guān)于長度L3、L4，設(shè)為L3、L4 < L0。優(yōu)選的是，“L”形狹縫621 在平面中配置在平板天線本體部40的內(nèi)側(cè)。另外，優(yōu)選的是，關(guān)于長度L3、L4，設(shè)為L3 > L4，但也可以為L3 = L4。表示一例頂板62的頂板的尺寸及配置。對于平板天線本體部40 (基板部42)，設(shè)為LO = 23 [謹(jǐn)]。另外，對于頂板62，設(shè)為Ll = L2 = 31 [mm]。L3和L4設(shè)為L3 = 20 [謹(jǐn)]、 L4 = 12[mm]。L5 和 L6 設(shè)為 L5 = L6 = 3[mm]。另外，L7 和 L8 設(shè)為 L7 = L8 = 7[mm]。另外，將天線電極43與頂板62之間的距離(分隔部61的厚度)設(shè)為2[mm]。接著，參照圖3 圖5，說明平板天線11的天線特性。圖3表示無導(dǎo)波器60的平板天線(平板天線本體部40)和平板天線11的對仰角的天線增益(gain)。圖4A表示具有了無“L”形狹縫的導(dǎo)波器的平板天線的指向性增益的圖。圖4B表示平板天線11的指向性增益。圖5表示安裝到車體2的天線裝置的示意性的指向性增益。如圖3所示，對于上述尺寸及配置的一例平板天線11，模擬了對仰角的天線增益 (gain)。另外，模擬了上述尺寸及配置的一例平板天線11中無導(dǎo)波器60的平板天線(平板天線本體部40)的天線增益。另外，下表1表示圖3的圖表的數(shù)值。表 權(quán)利要求
1.一種平板天線，包括平板天線本體部，其在頂面上具有天線電極；以及導(dǎo)波器，其安裝在所述平板天線本體部的頂面上，所述導(dǎo)波器包括頂板，其具有比所述平板天線本體部大的平面并且在該平面上具有 “L”形的狹縫；以及間隔部，其配置在所述平板天線本體部的頂面與所述頂板之間，使所述天線電極和該頂板間隔規(guī)定的距離。
2.一種天線單元，包括權(quán)利要求1所述的平板天線；電路基板，在其上面形成了對所述平板天線接收到的信號進行處理的信號處理電路;以及屏蔽盒，屏蔽所述信號處理電路。
3.一種天線裝置，包括權(quán)利要求2所述的天線單元； 底板；以及單元固定部件，其配置在所述天線單元和所述底板之間，使該天線單元固定在該底板
全文摘要
提供能夠增大平板天線的高仰角時的指向性增益，而且使同一仰角時的全方位角的指向性增益均等的平板天線、天線單元及天線裝置。平板天線(11)包括平板天線本體部(40)，在頂面上具有天線電極(43)；以及導(dǎo)波器(60)，其安裝在平板天線本體部(40)的頂面上。導(dǎo)波器(60)包括頂板(62)，其具有大于平板天線本體部(40)的平面且在該平面上具有“L”形的狹縫(621)；以及分隔部(61)，其配置在平板天線本體部(40)的頂面和頂板(62)之間，將天線電極(43)和頂板(62)隔開規(guī)定的距離。
文檔編號H01Q1/38GK102208715SQ20111006053
公開日2011年10月5日 申請日期2011年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者相澤俊明 申請人:三美電機株式會社