天线装置的制作方法

1.本发明涉及天线装置。


背景技术：

2.在下述专利文献1中公开了一种天线装置，该天线装置具备：dsrc(dedicated short communication)用的天线部，其包括大致矩形形状的贴片天线元件；以及gps(global positioning system)用的天线部，其包括沿着天线部的外周延伸的倒f天线元件。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2017
‑
063255号公报


技术实现要素：

6.发明要解决的课题
7.然而，在专利文献1的技术中，由于具备相互分体设置的两个天线元件，因此难以抑制伴随着天线的多频带化而导致的部件数量的增加、装置的大型化。
8.用于解决课题的方案
9.一实施方式的天线装置具备：电路基板；天线元件，其配置在电路基板上；以及供电部，其设置于电路基板，且向天线元件供电，天线元件具有天线用电极图案，该天线用电极图案设置于电路基板的一方的面，且具有将位于对角线上的第一角部及第二角部切缺后得到的大致矩形形状，供电部设置在天线用电极图案的第三角部的附近，天线元件在天线用电极图案的整体区域中，具有与第一频带对应的辐射特性，且在天线用电极图案中的、具有沿着形成第三角部的两个边延伸的l字状的一部分的区域中，具有与第二频带对应的辐射特性。
10.发明效果
11.根据一实施方式，能够抑制伴随着天线的多频带化而导致的部件数量的增加、装置的大型化。
附图说明
12.图1是一实施方式的天线装置的外观立体图。
13.图2是一实施方式的天线装置的剖视图。
14.图3是一实施方式的电路基板的俯视图。
15.图4是图3所示的电路基板的局部放大图。
16.图5是示出一实施例中的天线装置的各部分的尺寸的图。
17.图6是示出一实施例中的天线装置的各部分的尺寸的图。
18.图7是示出在一实施例中通过天线装置得到的vswr的图。
19.附图标记说明：
20.100
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天线装置
21.110
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壳体
22.110b
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顶板部
23.110c
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底板部
24.110d1～110d4 侧壁部
25.120
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电路基板
26.120a
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上表面
27.120b
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下表面
28.120c
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天线配置区域
29.121
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接地电极
30.121a
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切缺部
31.122
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通信电路
32.123
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供电部
33.130
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天线元件
34.131
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天线用电极图案
35.131a1
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第一角部
36.131a2
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第二角部
37.131a3
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第三角部
38.131a4
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第四角部
39.132
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短截线
40.132a
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第一直线部
41.132b
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第二直线部
42.132c
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第三直线部。
具体实施方式
43.以下，参照附图对一实施方式进行说明。需要说明的是，在以下的说明中，为了方便，将z轴方向设为上下方向，将x轴方向设为前后方向，将y轴方向设为左右方向。
44.图1是一实施方式的天线装置100的外观立体图。图1所示的天线装置100是通过设置在机动车等车辆的车内而能够实现与车辆外部的无线通信的装置。
45.如图1所示，天线装置100具备壳体110。壳体110具有上下方向(z轴方向)的厚度较薄的、薄型的长方体形状。壳体110具有顶板部110b、底板部110c、以及4个侧壁部110d1～110d4。壳体110具有被顶板部110b、底板部110c、以及4个侧壁部110d1～110d4包围的内部空间110a。壳体110将电路基板120收容于内部空间110a。例如，壳体110使用树脂材料形成。需要说明的是，在图1中，将壳体110透明化来进行表示。
46.另外，天线装置100具备电路基板120。电路基板120被收容于壳体110的内部空间110a。电路基板120是平板状且矩形形状的构件。作为电路基板120，例如使用了pwb(printed wiring board)。在电路基板120的上表面120a设置有接地电极121及天线元件130。
47.图2是一实施方式的天线装置100的剖视图。如图2所示，电路基板120具有上表面120a及下表面120b。上表面120a是与壳体110的顶板部110b对置的面。下表面120b是与壳体110的底板部110c对置的面。
48.如图2所示，在上表面120a设置有天线元件130、接地电极121、通信电路122、以及供电部123。
49.天线元件130具有与作为wi
‑
fi(注册商标)的频带的第一频带(5.1～5.7ghz带)、作为wi
‑
fi(注册商标)的频带的第二频带(2.4～2.5ghz带)、以及作为gnss(global navigation satellite system)的频带的第三频带(1575ghz带)中的每一个频带相对应的频率特性。即，一实施方式的天线装置100能够进行利用了上述3个频带中的每一个频带的无线通信。
50.通信电路122设置在上表面120a的中央。通信电路122经由天线元件130进行与外部的无线通信。通信电路122能够针对3个频带中的每一个频带，经由天线元件130进行与外部的无线通信。例如，通信电路能够利用第三频带(1575ghz带)进行卫星定位。另外，例如，通信电路能够利用第二频带(2.4～2.5ghz带)及第一频带(5.1～5.7ghz带)进行近距离无线通信。而且，通信电路122也能够进行路车间通信(v2i(vehicle to infrastructure)等)、车车间通信(v2v(vehicle to vehicle)等)、移动体通信(lte(long term evolution)等)等。
51.接地电极121设置在上表面120a中的通信电路122的周围。供电部123设置在接地电极121与天线元件130之间。供电部123是对天线元件130实现供电的部分。
52.如图2所示，在下表面120b设置有接地电极124。
53.在此，第一频带(5.1～5.7ghz带)及第二频带(2.4～2.5ghz带)是近距离无线通信用的频带。另外，第三频带(1575ghz带)是卫星定位用的频带。
54.如图2所示，天线元件130的与第一频带(5.1～5.7ghz带)及第二频带(2.4～2.5ghz带)对应的指向性朝向壳体110的树脂制的底板部110c侧。另外，天线元件130的与第三频带(1575ghz带)对应的指向性朝向壳体110的树脂制的顶板部110b侧。
55.并且，如图2所示，壳体110以顶板部110b朝向车辆的车顶10侧且底板部110c朝向车辆的车厢侧的方式安装于车辆的车顶10的下侧。由此，天线元件130的与第一频带(5.1～5.7ghz带)及第二频带(2.4～2.5ghz带)对应的指向性朝向车外侧。另外，天线元件130的与第三频带(1575ghz带)对应的指向性朝向车厢侧。
56.需要说明的是，如图2所示，在电路基板120的下表面120b，接地电极124形成于避开天线元件130的位置。由此，一实施方式的天线装置100能够抑制由接地电极124引起的、对电波向天线元件130的车厢侧的辐射特性产生的影响。
57.另外，对于一实施方式的天线装置100而言，壳体110的顶板部110b及底板部110c为树脂制。由此，一实施方式的天线装置100能够抑制由顶板部110b及底板部110c引起的、对电波向天线元件130的车外侧的辐射特性产生的影响、以及对电波向天线元件130的车厢侧的辐射特性产生的影响。
58.图3是一实施方式的电路基板120的俯视图。如图3所示，在电路基板120的上表面120a形成有接地电极121及天线元件130。天线元件130及接地电极121使用薄膜状的导体(例如铜箔)形成。
59.如图3所示，在电路基板120的上表面120a中的左侧(y轴负侧)且前侧(x轴正侧)的角部设置有具有规定尺寸的矩形形状的天线配置区域120c。天线配置区域120c是设置天线元件130的区域。
60.接地电极121形成在电路基板120的上表面120a的大致整个区域内。接地电极121具有以前后方向(x轴方向)为长度方向的大致长方形。在接地电极121的左侧(y轴负侧)且前侧(x轴正侧)的角部设置有切缺部121a，该切缺部121a通过将与天线配置区域120c重叠的部分切缺下矩形形状而形成。切缺部121a通过沿前后方向呈直线状地延伸的第一缘部121aa、以及沿左右方向呈直线状地延伸的第二缘部121ab而形成l字状。
61.图4是图3所示的电路基板120的局部放大图。如图4所示，天线元件130具有天线用电极图案131、以及单端开路型的短截线132。
62.如图4所示，天线用电极图案131大致具有以左右方向(y轴方向)为长度方向的长方形。对于天线用电极图案131而言，位于对角线上的第一角部131a1及第二角部131a2被倾斜地切缺。
63.另外，如图4所示，对于天线用电极图案131而言，在位于对角线上的第三角部131a3及第四角部131a4之中，右侧(y轴正侧)的第四角部131a4被倾斜地切缺。
64.另外，如图4所示，在天线用电极图案131的右边131c1(y轴正侧的边)处的第三角部131a3的附近位置与接地电极121的切缺部121a的第一缘部121aa之间设置有供电部123。
65.另外，如图4所示，短截线132从天线用电极图案131中的第三角部131a3的附近沿着天线用电极图案131的外周延伸出。
66.具体而言，短截线132具有第一直线部132a、第二直线部132b、以及第三直线部132c。短截线132通过第二直线部132b及第三直线部132c而形成l字状。
67.第一直线部132a从天线用电极图案131的后边131c2(x轴负侧的边)处的第三角部131a3的附近位置向后方(x轴负方向)呈直线状地延伸。
68.第二直线部132b是从第一直线部132a的后端部(x轴负侧的端部)起，在天线用电极图案131的后边131c2(x轴负侧的边)与接地电极121的切缺部121a的第二缘部121ab之间，沿着天线用电极图案131的后边131c2(x轴负侧的边)向左方向(y轴负方向)呈直线状地延伸的带状的部分。
69.第三直线部132c是从第二直线部132b的左端部(y轴负侧的端部)沿着天线用电极图案131的左边131c3(y轴负侧的边)向前方(x轴正方向)呈直线状地延伸的带状的部分。
70.如图4所示，天线元件130以短截线132的开路端比供电部123靠近电路基板120的外周的方式设置于电路基板120的上表面120a的天线配置区域120c。
71.天线元件130在天线用电极图案131的整体区域中，具有与第一频带(5.1～5.7ghz带)对应的辐射特性。
72.另外，天线元件130在天线用电极图案131中的、具有沿着形成第三角部131a3的两个边延伸的l字状的一部分的区域131b中，具有与第二频带(2.4～2.5ghz带)对应的辐射特性。
73.另外，天线元件130在包含天线用电极图案131和短截线132在内的区域中，具有与第三频带(1575ghz带)对应的辐射特性。
74.〔实施例〕
75.以下，参照图5～图7对一实施方式的天线装置100的一实施例进行说明。
76.图5及图6是示出一实施例中的天线装置100的各部分的尺寸的图。如图5及图6所示，在本实施例中使用的天线装置100的各部分的尺寸如下。
77.·
壳体110的外形尺寸：140mm
×
112mm
×
29mm(长度
×
宽度
×
高度)
78.·
电路基板120的外形尺寸：132mm
×
102mm
×
1.3mm(长度
×
宽度
×
厚度)
79.·
天线配置区域120c的外形尺寸：26mm
×
24.6mm(宽度
×
长度)
80.·
天线用电极图案131的外形尺寸：22mm
×
12mm(宽度
×
长度)
81.·
短截线132的外形尺寸：24mm
×
15mm(宽度
×
长度)
82.图7是示出在一实施例中通过天线装置100得到的vswr(voltage standing wave ratio)的图。
83.如图7所示，在本实施例中，通过一实施方式的天线装置100，而在作为gnss的频带的第三频带(1575ghz带)中，就vswr而言得到了“1.86～2.59”。
84.另外，如图7所示，在本实施例中，通过一实施方式的天线装置100，而在作为wi
‑
fi的频带的第二频带(2.4～2.5ghz带)中，就vswr而言得到了“2.47～2.63”。
85.另外，如图7所示，在本实施例中，通过一实施方式的天线装置100，而在作为wi
‑
fi的频带的第一频带(5.1～5.7ghz带)中，就vswr而言得到了“1.75～2.62”。
86.即，根据本实施例，一实施方式的天线装置100不管在上述3个频带中的哪一个频带中，就vswr而言都能够得到小于目标值“3.0”的值。
87.如以上说明的那样，一实施方式的天线装置100具备：电路基板120；天线元件130，其配置在电路基板120上；以及供电部123，其设置于电路基板120，且向天线元件130供电，天线元件130具有天线用电极图案131，该天线用电极图案131设置于电路基板120的上表面120a，且具有将位于对角线上的第一角部131a1及第二角部131a2切缺后得到的大致矩形形状，供电部123设置在天线用电极图案131的第三角部131a3的附近，天线元件130在天线用电极图案131的整体区域中，具有与第一频带(5.1～5.7ghz带)对应的辐射特性，且在天线用电极图案131中的、具有沿着形成第三角部131a3的两个边延伸的l字状的一部分的区域131b中，具有与第二频带(2.4～2.5ghz带)对应的辐射特性。
88.由此，一实施方式的天线装置100能够通过单一的天线元件130进行利用了相互不同的两个频带的无线通信。因此，根据一实施方式的天线装置100，能够抑制伴随着天线的多频带化而导致的部件数量的增加、装置的大型化。
89.另外，在一实施方式的天线装置100中，天线元件130还具有单端开路型的短截线132，该单端开路型的短截线132从天线用电极图案131中的第三角部131a3的附近沿着天线用电极图案131的外周延伸出，天线元件130在包含天线用电极图案131和短截线132在内的区域中，具有与第三频带(1575ghz带)对应的辐射特性。
90.由此，一实施方式的天线装置100能够通过单一的天线元件130进行利用了相互不同的3个频带的无线通信。因此，根据一实施方式的天线装置100，能够抑制伴随着天线的多频带化而导致的部件数量的增加、装置的大型化。
91.以上，对本发明的一实施方式进行了详细叙述，但本发明不限定于上述实施方式，而能够在技术方案所记载的本发明的主旨的范围内进行各种变形或变更。