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CN100570951C - 贴片天线 - Google Patents

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CN100570951C
CN100570951C CNB2004100702710A CN200410070271A CN100570951C CN 100570951 C CN100570951 C CN 100570951C CN B2004100702710 A CNB2004100702710 A CN B2004100702710A CN 200410070271 A CN200410070271 A CN 200410070271A CN 100570951 C CN100570951 C CN 100570951C
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野吕顺一
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Mitsumi Electric Co Ltd
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Mitsumi Electric Co Ltd
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Abstract

一种能确保低仰角天线定向性的贴片天线(10)，其包括：具备有顶面(12u)、底面(12d)和侧面(12s)的长方体电介质(12)；在电介质的顶面(12u)形成的发射元件(14)；在电介质的底面(12d)形成的接地导体(16)，其特征在于：在电介质的所有侧面(12s)形成环状无源元件(18)。无源元件(18)最好是形成于电介质侧面的最上段。而且，无源元件(18)可以通过铜带粘贴形成，也可以通过厚膜印刷形成。通过在高度方向调整无源元件的宽度和位置来调整低仰角的天线特性。

Description

贴片天线
技术领域
本发明涉及贴片天线，特别涉及能够接收来自于人造卫星的电波(以下称为“卫星波”)或地面电波(以下称为“地面波”)的、作为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。
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，并在美国进行了实际应用。该数字无线电接收机能够装载到汽车等移动装置上，接收频率值为2.3GHz频带的电波，从而收听无线广播。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，此时的接收波长(共振波长)λ大约为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，由于使用的是大约为2.3GHz频带频率的电波，就必须在室外设置接收它的天线。从而，在装载数字无线电广播接收机到汽车的情况，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。因为在数字接收机中，必须接收来自仰角位于20°～60°的范围内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，由于贴片天线这样的平面型(平板型)天线，其定向性较为狭窄，可以认为该种天线是没有方向的。但是，例如公知，即使是贴片天线，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，在装载数字无线电接收机到汽车的情况，如上所述，该天线被安装在汽车的顶板上。在此情况，汽车顶板自身作为地极板进行工作，因而能够确认即使是贴片天线，也可以充分地作为数字无线电接收机使用的天线进行使用。
另一方面，不仅仅在车内收听数字无线广播，例如，也要求从CD收录机等的可搬动型的音响电子设备中进行收听。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内装载贴片天线。在此情况，在贴片天线下必须设置地极板(接地导板)。
而且，平面天线的一种中具有微波带状天线。已知作为该微波带状天线在底板顶面的边缘部分设置了无源元件(例如，参照专利文献2)。
并且，还已知有在全球定位系统(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]特开平11-284429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，仅仅设置了地极板，通过其大小唯一决定了贴片天线的天线定向性，在其之上获得低仰角中天线的定向性较为困难。
另一方面，专利文献2在底板的顶面设置无源元件，它是用来阻止来自该地导体端部的折射波的。虽然由该专利文献2所记载的，可以改善天线的特性。但是，在顶面设置无源元件的结构中，向发射元件的干涉变得较大。而且，因为不能够向高度方向调整，就产生了不能够满足所希望的天线特性的情况。
从而，本发明的目的在于提供能够确保低仰角天线定向性的贴片天线。
本发明的另一目的在于提供对发射元件的干涉小的贴片天线。
本发明的再一目的在于提供能够容易地进行向高度方向调整的贴片天线。
本发明的其他目的在于提供一种不会扩大天线自身尺寸，可以确保在顶面的电介质面积的贴片天线。
按照本发明，所获得的贴片天线包括：具备有顶面、底面和侧面的长方体电介质；在该电介质的顶面所形成的发射元件；在电介质的底面形成的接地导体，其特征在于：具有在电介质的所有侧面上形成的环状无源元件，通过在高度方向调整无源元件的宽度和位置来调整低仰角的天线特性。
在如上所述的本发明的贴片天线上，无源元件最好是在电介质的侧面的最上段形成。而且，无源元件也可以是由铜带粘贴而形成，其也可以是通过厚膜印刷形成。
并且，所述的括弧内的符号是为了容易地理解本发明而添加的，不过是一个例子，显然并不限定于其中。
在本发明中，由于在电介质的侧面设置环状无源元件，因而达到在低仰角中能够确保天线定向性的效果。
附图说明
图1表示涉及本发明的一种实施形态的贴片天线的结构，(a)为透视图，(b)为平面图，(c)为正视图，(d)为左侧视图，(e)为右侧视图，(f)为后视图，(g)为底面图；
图2表示将如图1所示的贴片天线装载在4英尺见方地极板中央情况下的天线发射特性图；
图3表示将现有技术的贴片天线搭载在4英尺见方地极板中央的情况下的天线发射特性图；
10贴片天线  12电介质    12u顶面   12d底面  12s侧面
14发射元件  16接地导体  18无源元件
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的说明。
参照图1，对于涉及本发明一种实施形态的贴片天线10进行说明。在图1中，(a)为贴片天线10的透视图，(b)为贴片天线10的平面图，(c)为贴片天线10的正视图，(d)为贴片天线10的左侧视图，(e)为贴片天线10的右侧视图，(f)为贴片天线10的后视图，(g)为贴片天线10的底面图。
贴片天线10具有大约长方体的电介质12。在图示的例子中，电介质12长(纵)×宽(横)×高为20mm×20mm×4mm。电介质12由陶瓷材料或树脂构成。电介质12具有顶面12u、底面12d和侧面12s。实际上，如图1所示，将电介质12s的角截为面。
电介质12的顶面12u上形成发射元件14。电介质12的底面12d形成接地导体16。并且，15为供电点。
在电介质12的侧面12s形成环状无源元件18。在图示的例子中，无源元件18，形成于电介质12的侧面12s的最上段。而且，在图示的例子中，无源元件18是通过粘贴铜带形成的。铜带的宽度为1mm。并且，作为替代，无源元件也可以通过厚膜印刷来形成。
在图2中表示了具有如图1所示的环状无源元件18的贴片天线10的天线发射特性，图3中表示了没有环状无源元件的现有的贴片天线的天线发射特性。这里，表示的是贴片天线放置在4英尺(约120cm)见方的地极板的中央位置情况的天线发射特性。相对于卫星波(satellite)，表示仰角为20°、30°、40°、50°以及60°的情况下，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；相对于仰角为0°的地面波(Terrestrial)，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(增益偏差：Max-Min)。
根据图2和图3，在仰角为40°以下的低仰角中，本发明的贴片天线10的一方与现有技术的贴片天线相比较，显而易见其平均增益和最大增益较大。
由此，在本发明中，在顶面12u上没有无源元件18，而设置在侧面12s上，因而能够使得向发射元件14的干涉较小。而且，通过在高度方向调整无源元件18的宽度和位置，能够容易地调整在低仰角的天线特性。另外，由于不改变顶面12u上的电介质12的面积，因而没有必要增大天线的尺寸。
以上对本发明的最优实施形态进行了说明，显而易见本发明并不限定于上述的实施形态。

Claims (4)

1.贴片天线(10)，包括：具备有顶面、底面和侧面的长方体电介质；在该电介质顶面形成的发射元件；在电介质的底面形成的接地导体，其特征在于：具有在电介质的所有侧面上形成的环状无源元件，通过在高度方向调整无源元件的宽度和位置来调整低仰角的天线特性。
2.如权利要求1所述的贴片天线，所述无源元件形成于电介质的侧面的最上段。
3.如权利要求1或2所述的贴片天线，所述无源元件通过铜带粘贴形成。
4.如权利要求1或2所述的贴片天线，所述无源元件通过厚膜印刷形成。
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