CN102195116B - 天线以及便携式设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了天线以及便携式设备,其针对具有铰链结构的便携式设备可在抑制大型化的同时安装天线。在安装于具有铰链结构的便携式设备的天线中,包括:辐射元件(2),形成为圆板状,用于辐射电波;馈电元件(5),用于激励辐射元件;以及底板(3),其包括:与辐射元件以及馈电元件大致平行配置的底面;以及侧面,用于向馈电元件供给电力的馈电路径(8)通过侧面中的与铰链结构相对的区域不同的区域。

Description

天线以及便携式设备
技术领域
本发明涉及便携式RFID(Radio Frequency Identification,射频识别)读写器等中使用的平面天线及便携式设备。
背景技术
在专利文献1中记载有将馈电部(同轴连接器)设置在天线的背面的结构。另外,在专利文献2中记载有将馈电部设置在天线的侧面的结构。
当想要在具备铰链结构的便携式设备中安装天线时,如果天线的馈电部位于干涉便携式设备的铰链结构的位置,则会致使便携式设备大型化。为了使便携式设备小型化,需要避开馈电部和铰链结构的干涉。
[专利文献]
专利文献1:日本特开2004-48364号公报
专利文献2:日本特开2008-199113号公报
发明内容
为了解决上述问题,本发明第一方面的天线被安装在具有铰链结构的便携式设备中,所述天线包括:辐射元件,形成为圆板状,所述辐射元件用于辐射电波;馈电元件,用于激励所述辐射元件;以及底板,包括:与所述辐射元件以及所述馈电元件大致平行配置的底面;以及侧面,用于向所述馈电元件供给电力的馈电路径通过所述侧面中的与所述铰链结构相对的区域不同的区域。
另外,本发明另一方面的便携式设备包括:上述天线;用于覆盖所述天线的盖;以及通过铰链结构与所述盖连接的设备本体。
发明效果
根据本发明,在具有铰链结构的便携式设备上搭载天线时,可通过避免与铰链结构的干涉的方式配置馈电路径。因此,不会使便携式设备大型化从而可将天线搭载在便携式设备上。
附图说明
图1是作为本发明的实施方式的贴片天线的正视图。
图2是本实施方式的贴片天线中沿图1的A-A线的截面图。
图3A是示出本实施方式中的肋部的结构的正视图。
图3B是示出本实施方式中的肋部的结构的侧视图。
图4是说明本实施方式的贴片天线中馈电元件的配置的图。
图5是本实施方式中的便携式型读写器的外观图。
图6是将本实施方式的便携式型读写器折叠时的便携式型读写器的正视图。
图7是从图6的箭头E方向观察到的图。
具体实施方式
以下参考附图来说明本发明的实施方式。图1是从正面观察作为本实施方式的贴片天线时的图,图2是图1的A-A截面图。
贴片天线1包括板状的辐射元件2,辐射元件2用于辐射电波。当从贴片天线1的正面观察时,辐射元件2大致形成为圆形。这里,与辐射元件2所在的面(假想面)正交的方向是与贴片天线1的正面相对应的方向。
在辐射元件2的外周部(外缘部)上形成有两个凹口部2a,除了凹口部2a以外,沿圆形成辐射元件2的外周部。在本实施方式中,虽形成了凹口部2a,但也可不形成凹口部2a。也就是说,可以将辐射元件2形成为圆形。
另外,从正面观察贴片天线1时,在辐射元件2的中心部(包括中心点O的区域)上形成有开口部2b。而且,在隔着开口部2b且相对的位置上设置有两个凹口部2a。
此外,在本实施方式中,虽然从正面看贴片天线1时,辐射元件2大致形成为圆形,但也可以是其他形状。例如可以将辐射元件2形成为正多边形。
辐射元件2由底板3保持。如图2所示,肋部4贯穿底板3的底面3a,且肋部4沿着与底面3a正交的方向延伸。在肋部4的顶端上固定有辐射元件2。在本实施方式中,如图1所示,由三个肋部4来支撑辐射元件2。
从正面看贴片天线1时,两个肋部4配置在夹着辐射元件2的开口部2b并相对的位置。另外,在辐射元件2的圆周方向上的两个肋部4之间配置有另一个肋部4。三个肋部4配置在以点O为中心的圆的轨迹上。这样,通过配置三个肋部4可稳定地支撑辐射元件2。
此外,也可适宜地设定用于支撑辐射元件2的肋部4的数量、和位置。也就是说,只要能用肋部4支撑辐射元件2即可,可适宜地设定肋部4的数量、配置肋部4的位置。
使用图3A以及图3B来具体说明通过肋部4支撑辐射元件2的结构。图3A是从贴片天线1的正面观察到的肋部4的正视图,图3B是从图3A的箭头B的方向观察到的肋部4的侧视图。
肋部4包括形成为圆柱状的本体部4a、与设置在本体部4a的外周面的四个叶片部4b。四个叶片部4b等间隔地配置在本体部4a的圆周方向上。在本实施方式中,虽然设置了四个叶片部4b,但可以适宜地设定叶片部4b的数量。
如图3B所示,在本体部4a的一端形成有未设置叶片部4b的区域。本体部4a的一端被插入形成在辐射元件2中的开口部(未图示)。由此可在与本体部4a的长度方向正交的方向上将辐射元件2定位。另外,通过使辐射元件2与叶片部4b的一端接触,从而可在本体部4a的长度方向上对辐射元件2进行定位。
辐射元件2通过肋部4被配置成与底板3的底面3a大致平行,如图2所示,辐射元件2以及底面3a的间隔被设定为规定值H1。
在辐射元件2与底板3的底面3a之间配置有板状的馈电元件5,馈电元件5由肋部6支撑。肋部6沿相对于底板3的底面3a大致正交的方向延伸,馈电元件5被固定在肋部6的顶端部。
通过肋部6支撑馈电元件5的支撑结构与通过肋部4支撑辐射元件2的支撑结构(图3A以及图3B)相同。具体地说,通过将肋部6的一端插入形成于馈电元件5的孔部,从而可在与肋部6的长度方向正交的面内定位馈电元件5。另外,通过使肋部6的一部分(相当于叶片部4b)与馈电元件5接触,从而可在肋部6的长度方向上定位馈电元件5。
馈电元件5通过肋部6被配置成与底板3的底面3a大致平行。换句话说,馈电元件5以及辐射元件2被配置成大致平行。另外,如图2所示,馈电元件5以及底面3a的间隔被设定为规定值H2。
此外,在本实施例中,虽然通过一个肋部6来支撑馈电元件5,但也可通过多个的肋部6支撑馈电元件5。这里,可考虑对馈电元件5的支撑而适宜地设定肋部6的数量、配置肋部6的位置。
如图1所示,从正面观察贴片天线1时,馈电元件5具有长度L以及宽度W,宽度W小于长度L。另外,宽度W小于辐射元件2中的开口部2b的直径。可根据贴片天线1的阻抗来设定上述间隔H2、宽度W以及长度L。
在本实施方式中,以馈电元件5的长度方向(纵轴)沿辐射元件2的直径方向的方式配置馈电元件5。具体地说,如图4所示,以如下的方式配置馈电元件5:馈电元件5的纵轴S相对于底板3的侧面3b(除了配置有馈电连接器8的区域)倾斜大致45度。在本实施方式中,由于从正面观察贴片天线1时侧面3b(除了馈电连接器8的配置区域)沿着矩形形成,所以馈电元件5的纵轴S相对所有的侧面3b都倾斜大致45度。
当从正面观察贴片天线1时,馈电元件5的一端部5a位于开口部2b的内侧。另外,馈电元件5的另一端部5b通过配线7与馈电连接器(connector)8连接。馈电连接器8与读写器(未图示)连接,从而将来自读写器的电力供给馈电元件5。
馈电连接器8被固定在底板3的侧壁3b上。具体地说,馈电连接器8被安装在侧壁3b的底板3外侧的面上。如图1所示,侧板3b的尺寸被设定为D1×D2。在本实施方式中,虽然尺寸D1以及D2相同,但尺寸D1以及D2也可以互不相同。
当从正面观察贴片天线1时,馈电连接器8被配置在侧壁3b的角部C,侧壁3b的角部C具有用于安装馈电连接器8的平面部。侧壁3b沿着底面3a的外缘形成,沿相对于底面3a大致正交的方向延伸。当从正面观察贴片天线1时,侧壁3b配置在包围辐射元件2的位置上。
通过向馈电元件5供电,从而可使辐射元件2激励,在贴片天线1中产生圆偏振波。这里,可通过在辐射元件2的外周部设置凹口部2a来产生圆偏振波。此外,在产生直线偏振波时,省略凹口部2a即可。也就是说,当从正面观察贴片天线1时,将辐射元件2形成为圆形即可。
在本实施方式的贴片天线1中,为了使贴片天线1小型化,在辐射元件2中设置了开口部2b。开口部2b的半径R1(参考图1)越大,辐射元件2的共振频率可越低,从而可抑制辐射元件2的激励振幅并使包括辐射元件2的贴片天线1小型化。另一方面,开口部2b的半径R1越大,则贴片天线1的频带越窄。因此,可以考虑贴片天线1的用途以及贴片天线1要求的外形尺寸(D1×D2)来设定开口部2b的大小(半径R1)。
例如,在953MHz频率下使用贴片天线1的情况下,设底板3的外形(图1所示的D1×D2)为160×160[mm]、设辐射元件2的半径(图1所示的R2)为140[mm],设开口部6的半径(图1所示的R1)为大约56mm即可。
接着,使用图5到图7来说明具有上述贴片天线1的便携式读写器的结构。
图5是示出便携式读写器的内部结构的外观图。具体地说,图5是示出取出了盖的一部分的状态下的便携式读写器的结构的图。图6以及图7示出将便携式型读写器折叠后的状态,图6是从贴片天线1侧观察便携式型读写器的图,图7是从图6的箭头E方向观察到的图。
上述结构的贴片天线1被固定在盖11上,盖11覆盖贴片天线1。在图5中示出了盖11的一部分。具体地说,盖11由互相固定的两个盖(底盖以及顶盖)构成,在图5中只示出了一侧的盖(底盖)。
如图5所示,在盖11上设置有多个定位销30,各定位销30贯穿底板3的底面3a。因而可将贴片天线1固定在盖11上。在盖11上设置有在图1、图2中说明了的肋部4、6。盖(底盖)11沿着贴片天线1的底板3形成。顶盖(未图示)通过螺栓(未图示)固定在固定了贴片天线1的盖(底盖)11上。
便携式读写器20包括本体部21,本体部21具有作为握柄(grip)的功能,同时还具有用于控制贴片天线1的操作的功能。本体部21被安装成可对于盖(底盖)11沿图7的箭头F的方向旋转。具体地说,轴部12被安装在盖(底盖)11上,本体部21被安装成可相对轴部12旋转。也就是说,盖11以及本体部21通过铰链(hinge)结构连接。
如图7所示,若折叠便携式型读写器20,则可重叠配置包括贴片天线1的盖11与本体部21。也就是说,可沿盖11的表面配置本体部21的一部分。
当将贴片天线1装入盖11时,馈电连接器8设置在底板3上的与铰链结构相邻的侧面3b上。在图6中,将与铰链结构相邻的侧面3b作为区域AR1示出。另外,相当于区域AR1的侧面3b具有与铰链结构相对的区域AR2以及区域AR2以外的区域,在区域AR2以外的区域(包括角部C)设置有馈电连接器8。
在本体部21的旋转轴上,配置有与读写器连接的电缆(同轴电缆)22,在电缆22的端部设置有连接器23。连接器23与馈电连接器8连接。由此,将来自读写器的电力供给至馈电元件5。
虽然在本实施方式中具有使连接器23以及馈电连接器8连接的结构,但也可通过一条电缆来连接馈电元件5以及读写器。也就是说,构成为使用于向馈电元件5供给电力的馈电路径通过图1以及图4所示的角部C的区域即可。但是,如本实施方式这样,通过使用连接器23以及馈电连接器8,从而可容易地将贴片天线1安装在盖11上,且可提高便携式型读写器20的制造效率。
根据本实施方式,通过在角部C配置馈电连接器8,从而可抑制便携式型读写器20的大型化,同时可避免以与铰链结构干涉的方式配置馈电连接器8。这里,如果在如图6所示的区域AR2中设置馈电连接器8,则为了避免馈电连接器8与铰链结构的干涉,必须使便携式型读写器20大型化。
本发明只要在不脱离本发明的精神或主旨的范围内可以进行其他的各种形态。因此,上述实施方式在所有要点上只不过是例示,并非限定性的解释。本发明的范围是通过本发明保护的范围所表示的,并不局限于说明书本文。此外,属于与本发明的保护范围同等的范围的全部变形、各种改良、代替以及变型都在本发明的范围内。
符号的说明
1贴片天线       2辐射元件
2a凹口部        2b开口部
3底板           3a底面
3b侧面          4肋部
5馈电元件       6肋部
8馈电连接器           11盖
20便携式读写器        21本体部
22电缆                23连接器
30定位销

Claims (13)

1.一种天线,所述天线被安装在具有铰链结构的便携式设备中,所述天线的特征在于,包括:
辐射元件,形成为圆板状,所述辐射元件用于辐射电波;
馈电元件,用于激励所述辐射元件;以及
底板,包括:与所述辐射元件以及所述馈电元件大致平行配置的底面;以及侧面,用于向所述馈电元件供给电力的馈电路径通过所述侧面中的与所述铰链结构相对的区域不同的区域,
所述侧面的角部具有用于安装所述馈电路径的平面部,所述馈电路径通过的区域位于所述天线的角部。
2.根据权利要求1所述的天线,其特征在于,
在所述馈电路径通过的区域设置有构成所述馈电路径的一部分的连接器。
3.根据权利要求1所述的天线,其特征在于,
当从与所述辐射元件所在的面正交的规定方向观察时,所述馈电元件沿所述辐射元件的直径方向配置。
4.根据权利要求2所述的天线,其特征在于,
当从与所述辐射元件所在的面正交的规定方向观察时,所述馈电元件沿所述辐射元件的直径方向配置。
5.根据权利要求3所述的天线,其特征在于,
所述底板包括:当从所述规定方向观察时,沿包围所述辐射元件的矩形而形成的侧面,
当从所述规定方向观察时,所述馈电元件配置成所述馈电元件的纵轴相对于所述侧面倾斜大致45度的角度。
6.根据权利要求4所述的天线,其特征在于,
所述底板包括:当从所述规定方向观察时,沿包围所述辐射元件的矩形而形成的侧面,
当从所述规定方向观察时,所述馈电元件配置成所述馈电元件的纵轴相对于所述侧面倾斜大致45度的角度。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的天线,其特征在于,
当从与所述辐射元件所在的面正交的规定方向观察时,所述辐射元件在中央区域具有开口部。
8.根据权利要求7所述的天线,其特征在于,
当从所述规定方向观察时,所述馈电元件的一端位于所述开口部的内侧。
9.根据权利要求7所述的天线,其特征在于,
当从所述规定方向观察时,所述开口部形成为圆形或正多边形。
10.根据权利要求8所述的天线,其特征在于,
当从所述规定方向观察时,所述开口部形成为圆形或正多边形。
11.根据权利要求1至6中任一项所述的天线,其特征在于,
当从与所述辐射元件所在的面正交的规定方向观察时,所述辐射元件在外周具有凹口部。
12.一种便携式设备,其特征在于,包括:
根据权利要求1至11中任一项所述的天线;
用于覆盖所述天线的盖;以及
通过铰链结构与所述盖连接的设备本体。
13.根据权利要求12所述的便携式设备,其特征在于,还包括:
电缆,电连接所述天线以及所述设备本体,且所述电缆通过所述铰链结构内。
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