CN107017455B - 天线装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天线装置。在该天线装置中，第一天线和具有接地导体板的第二天线（贴片式天线（109））布置在同一机体（盖子（101））内。第一天线是接收垂直极化波的双极天线（210），其馈电点的高度位置设定在第二天线的高度位置以上。因此，就是在同一机体内设置有接收多种电波的天线的情况下，也能够防止或者减少零点的产生。

Description

天线装置

技术领域

本发明涉及一种安装在汽车等上、接收多种频带电波的天线装置。

背景技术

作为安装在汽车等上的天线有人提出了以下低轮廓天线(low profile antana)装置。该低轮廓天线装置的具体情况如下：让天线装置整体的高度比拉杆天线低且将振子(element)放在天线壳内以免振子露出到车外而损坏，考虑到安装上天线后的车辆整体的美观性而让天线壳呈鱼翅(shark fin)状。为了符合法制法规等的要求，大多数情况下，让这样的低轮廓天线装置的高度在70mm以下，长边方向上的长度在200mm左右。在这样的天线装置中还设置有AM/FM广播用螺旋天线、GPS(全球定位系统：Global Positioning System)用/SDARS(卫星数字音频广播业务：Satellite Digital Audio Radio Service)用贴片式天线等接收多种频带电波的天线(例如参照专利文献1)。

专利文献1：日本公开专利公报特开2012-161075号公报

发明内容

－发明要解决的技术问题－

本申请发明人发现了：在将用于GPS等的贴片式天线、用于DSRC(专用短程通信技术：Dedicated Short Range Communications)等的接收垂直极化波的单极天线设置在上述较小的天线装置内的情况下，用于DSRC的天线常常会产生零点。也就是说，天线振子(antena element)铅直设置着的单极天线正常情况下在水平面内显示无方向性。但是，如果将贴片式天线设置在同一天线装置内，就能看到以下现象：产生了天线增益降低的方位。

本发明正是鉴于上述各点而完成的。其目的在于：在同一机体内设置有接收多种电波的天线的情况下，也能够防止或者减少零点的产生。

－用于解决技术问题的技术方案－

第一方面的发明是一种天线装置。在该天线装置中，第一天线和具有接地导体板的第二天线布置在同一机体内。所述第一天线是接收垂直极化波的双极天线，所述第一天线的馈电点的高度位置设定在所述第二天线的高度位置以上。

因此，第一天线既能够很容易地抑制或者减少因受接地导体板的影响而产生零点，又能够很容易地提高第一天线的增益。

第二方面的发明的特征在于：在第一方面的发明的天线装置中，所述第一天线是折叠式双极天线。

因此，既能够更容易地抑制或者减少所述第一天线产生零点，又能够很容易地调节阻抗。

第三方面的发明的特征在于：在第一或第二方面的发明的天线装置中，所述第一天线在天线振子的馈电点上连接有同轴电缆。

因此，与利用带状线或者微带线等供电的情况相比，很容易地就能够获得更高的增益。

第四方面的发明的特征在于：在第一到第三方面任一方面的发明的天线装置中，所述第二天线是贴片式天线。

因此，既能够确保第二天线的性能，又能够抑制或者减少在所述第一天线产生零点。

第五方面的发明的特征在于：在第一到第四方面任一方面的发明的天线装置中，在所述第一天线的上方还布置有具有导电性且比所述第二天线的辐射振子大的部件。

第六方面的发明的特征在于：在第五方面的发明的天线装置中，具有所述导电性的部件是接收频率比所述第二天线低的电波的天线。

在上述情况下，还是能够很容易地抑制或者减少在第一天线产生零点。

－发明的效果－

在同一机体内设置有接收多种电波的天线的情况下，本发明也能够抑制或者减少零点的产生。

附图说明

图1是示出实施方式中的天线装置的内部构造的侧视图。

图2是示出实施方式中的天线装置在水平面内的方向性的曲线图。

图3是示出比较例中的天线装置的内部构造的侧视图。

图4是比较例中的天线装置在水平面内的方向性的曲线图。

－符号说明－

101-盖子；103-底板；106-电路基板；107-支承部件；108-天线振子；109-贴片式天线；113-线圈；114、115-固定部件；210-双极天线；210’-双极天线；210”-双极天线；220-同轴电缆；310-单极天线。

具体实施方式

下面，参照附图详细地说明本发明的实施方式。

(汽车用天线组件(antena unit)的简要结构)

图1是示出本发明中的作为天线装置的汽车用天线组件的内部构造的侧视图，用假想线(双点划线)示出构成其机体的盖子101。以图1中箭头A所示的方向作为车辆的前方，箭头B所示的方向作为车辆的上方，且按照这样的方向规定将该汽车用天线组件安装在未图示的汽车顶盖上。所述汽车用天线组件的主要部件有：平行于汽车顶盖布置的、由金属板构成的底板103、固定在该底板103上的电路基板106、利用固定部件114、115固定在底板103的上表面的支承部件107、由该支承部件107上缘的后端附近支承着的天线振子108、布置在底板103的上表面的前端附近的例如贴片式天线109(第二天线)、形成在支承部件107的中央部位附近的双极天线210(第一天线)、以及将汽车用天线组件整个覆盖起来的盖子101。需要说明的是，作为第二天线，可以取代所述贴片式天线109设置作为电话用天线的倒F天线、倒L天线等。或者，作为第二天线，不仅设置所述贴片式天线109，还设置作为电话用天线的倒F天线、倒L天线等。

(主要部分的结构)

所述盖子101是其下缘绕整个一周嵌入底板103的上表面的盖状机体。需要说明的是，盖子101的下缘可以通过焊接或者其它方法固定在底板103上。

需要说明的是，底板103并不限于由金属板构成，还能够用树脂材料形成底板。

因为电路基板106上形成有对接收到的信号进行处理的电路，所以该电路基板106经线圈113与天线振子108相连接；该电路基板106还经未图示的布线与第二天线，例如贴片式天线109等相连接；该电路基板106也经同轴电缆220与双极天线210相连接。需要说明的是，还可以取代同轴电缆220，让该电路基板106通过使用了图案的馈电线与双极天线210相连接等。

在支承部件107的上部构成有天线振子108，且安装有线圈113。支承部件107的上缘呈沿着盖子101棱线的内表面延伸的形状。需要说明的是，也可以是这样的，支承部件107、天线振子108的一部分呈沿着盖子101延伸的形状，并非一定是沿着盖子101延伸的形状。而且，例如，还可以是像平行四边形那样的具有斜边的形状或者长方形等框状形状等。支承部件107、天线振子108既可以由基板构成，也可以由框体构成等。

天线振子108是按照以下做法形成的：例如，利用冲压加工对铝或不锈钢等导电性较高且弹性系数较大的金属板进行冲压，通过塑性变形将其折弯，当从汽车的前后方向看去时，该天线振子108呈近似倒“V”字形。该天线振子108被固定好，从两侧将支承部件107的上部夹住。

天线振子108经线圈113与电路基板106相连接。

受汽车用天线组件整体尺寸的限制，而无法充分确保广播用天线(天线振子)的电气长度。为了弥补该缺陷，如上所述，将线圈113连接在电路基板106和天线振子108之间。

所述支承部件107、天线振子108以及线圈113具有接收AM广播电波的接收天线的功能，还具有接收FM广播电波的接收天线的功能。也就是说，布置有比贴片式天线109的辐射振子大的导体即天线振子108，由该天线振子108接收频率比贴片式天线109低的电波。

贴片式天线109是固定在底板103表面的前端附近的、具有接地导体板的天线，接收GPS用或SDARS用电波。

双极天线210接收用于DSRC等的垂直极化波。通过在支承部件107上形成铜箔的图案而形成为折叠式双极天线。双极天线210的一馈电点上连接有同轴电缆220的芯线；在双极天线210的另一馈电点上连接有同轴电缆220的屏蔽线。因此，与通过带状线或者微带线等供电的情况相比，很容易地就能够获得更高的增益。所述双极天线210的馈电点的高度位置设定在贴片式天线109的高度位置以上。更详细而言，双极天线210的馈电点位于贴片式天线109的辐射振子的最高位置以上。能够将双极天线210中的一对平行导体设定为各种各样的的宽度，例如是通过将供电侧导体的宽度设定得比折回侧导体的宽度宽来调节阻抗的。

(双极天线210的特性)

针对按以上方式构成的汽车用天线组件，测量了双极天线210在水平面内对5.85GHz电波的方向性。如图2所示，最大/最小/平均增益分别为5.7dB/-4.8dB/0.5dB，脉动为10.5dB，显示出了大致一样的方向性。

一般这样认为：如图3所示，作为比较例在支承部件107上形成有单极天线310的情况下，一般的垂直极化波的单极天线不会显示出在水平面内的方向性。但是，如图3所示在同一机体内设置有贴片式天线109的情况下，如图4所示，最大/最小/平均增益为0.2dB/-23.2dB/-3.5dB，脉动为23.4dB，增益本身小且在两个方位产生了零点。

如上所述，一般来说，汽车用天线组件等，即实质上多个天线被布置在有可能造成影响(干扰)的距离内的低轮廓天线装置等存在以下不良倾向：接收垂直极化波的天线(第一天线)的方向性下降。特别是，在具有接地导体板的贴片式天线109等天线、比贴片式天线的辐射振子大的导体即天线振子108等与接收被垂直极化波的天线彼此靠近着布置的情况下，易于陷入上述状态。但是，通过使用双极天线作为接收所述垂直极化波的天线，将馈电点的高度位置设定在第二天线的高度位置以上，就能够看到方向性有了大幅度的改善。

(其它事项)

需要说明的是，上述示出的是使用折叠式双极天线作为双极天线210，也能够很容易地调节阻抗之例。但是，与单极天线相比，即使使用不折叠的双极天线也能够改善方向性。

双极天线210的位置并没有特别的限定。例如，与图1相结合，像用双点划线示出的双极天线210’、210”那样，将双极天线210设置在离贴片式天线109更近的位置(例如天线振子108的前方)、与贴片式天线109之间的距离更远的支承部件107、天线振子108的后端附近等，这样做也是可以的。而且，不管是哪一个位置，馈电点的方向既可以像210’、210”那样在振子的前方，也可以像双极天线210’那样在后方。也就是说，只要根据固定部件114、115的位置等进行各种设定即可。不过，通常情况下，优选将馈电点的高度位置设定在贴片式天线109的高度位置以上。更优选，贴片式天线109的上端和双极天线210的下端不重合。可以利用形成在支承部件107上的布线图案等完成到双极天线210的馈电点的连接，但更优选利用被屏蔽的同轴电缆220完成到双极天线210的馈电点的连接。

以上示出的是三种天线设置在同一机体内之例。但并不限于此，也可以仅设置贴片式天线109和双极天线210这两种天线；又可以设置接收电话通信用800MHz、2GHz的电波等的天线等。也就是说，例如，在设置了电话通信用天线等，其上方、下方以及旁边三个方向都被导体包围之类的情况下，良好地接收用于DSRC等的电波这件事通过利用双极天线210就很容易做到。

需要说明的是,本发明中的复合天线装置并不仅仅限于上述图示例，只要在不脱离本发明主旨的范围内，当然可以进行各种各样的变更。

Claims (6)

1.一种天线装置，在该天线装置中，第一天线和具有接地导体板且接收与所述第一天线不同频率电波的第二天线布置在同一机体内，其特征在于：

所述第一天线是接收垂直极化波的双极天线，

所述第一天线的馈电点的高度位置设定在所述第二天线的辐射振子的最高位置以上。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于：

所述第一天线是折叠式双极天线。

3.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于：

所述第一天线在天线振子的馈电点上连接有同轴电缆。

4.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于：

所述第二天线是贴片式天线。

5.根据权利要求1到4中任一项权利要求所述的天线装置，其特征在于：

在所述第一天线的上方还布置有具有导电性且比所述第二天线的辐射振子大的部件。

6.根据权利要求5所述的天线装置，其特征在于：

具有所述导电性的部件是接收频率比所述第二天线低的电波的天线。

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