CN102484319B - 天线 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够减少制造时的误差的线圈状的天线。解决方案是通过将连结导体下述方式而构成天线(10)：以第一印刷配线基板(100)与第二印刷配线基板(200)相对的方式将两端连结于形成于第一以及第二印刷配线基板(100)、(200)的通孔并且将形成于第一印刷配线基板(100)的多个直线状印刷配线图案(111)～(118)与形成于第二印刷配线基板(200)的多个直线状印刷配线图案(211)～(218)导电连接为螺旋状。

Description

天线
技术领域
本发明涉及天线，特别涉及线圈状的螺旋形天线。
背景技术
以往，在制作螺旋形天线的情况下，将铜线等金属材料弯折成螺旋状的形状，使用与弹簧(spring)相同的制作方法。因为弹簧仅通过弯折难以保持形状，所以一般在高温下进行淬火。
这样的线圈状的螺旋形天线如特开2001-345628号公报(专利文献1)以及特开2006-340186号公报(专利文献2)所公开那样能够有效地作为小型的天线而利用。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：特开2001-345628号公报
专利文献2：特开2006-340186号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，如上所述，在制作天线时弹簧仅通过弯折难以保持形状，所以一般在高温下进行淬火。因此，由于由淬火引起的材料的收缩等，特别难以实现满足小型天线的性能的要求精度(例如±20μm)。另外，这里的要求精度意味着VSWR为2以下的精度。
例如，在制作图5所示那样的匹配频率为315MHz且匹配输入阻抗为50Ω的匝数为10的线圈状的天线1的情况下，淬火前的尺寸为：线圈的直径D为12.500mm、线圈的长度H为12.442mm、供电线的长度L为38mm，输入阻抗特性位于图6所示的史密斯圆图上的A1的点。但是，进行淬火后由于导体的收缩，而使线圈的尺寸变化。一般，进行淬火而制作线圈状的天线的情况下的精度为±250μm。
在该情况下，在VSWR变得比2大时，例如线圈状的天线1的长度H超过±20μm的情况下，天线1的输入阻抗较大地变化，天线特性恶化。即，天线1的长度H由于淬火而变为12.422mm(VSWR＝2)时的输入阻抗特性位于图6所示的史密斯圆图上的B1的点，天线1的长度H由于淬火而变为12.462mm(VSWR＝2)时的输入阻抗特性位于图6所示的史密斯圆图上的B2的点。这些情况下的电力·VSWR特性变为如图7所示，例如在由于导体的收缩、天线1的输入阻抗相对于天线1的最合适输入阻抗值为50Ω变化10Ω时，产生44％的电力损失。另外，在图7中，竖轴表示输入电力(Pin)/输出电力(Pout)与VSWR，横轴表示输入阻抗，P表示Pin/Pout特性曲线，S表示VSWR特性曲线。
本发明的目的在于，鉴于上述的问题点，提供能够减少制造时的误差的线圈状的天线。
用于解决课题的方案
本发明鉴于上述的问题点，提出一种天线，具有以下构件：第一印刷配线基板，其隔着预定间隔平行设有多个直线状印刷配线图案，并且在各直线状印刷配线图案的两端形成有通孔；第二印刷配线基板，其隔着预定间隔平行设有多个直线状印刷配线图案，并且在各直线状印刷配线图案的两端形成有通孔；和多个连结导体，采用以下方式设置：使所述第一印刷配线基板与所述第二印刷配线基板相对地，将连结导体两端与形成于所述第一以及第二印刷配线基板的通孔连结并且将形成于所述第一印刷配线基板的多个直线状印刷配线图案与形成于所述第二印刷配线基板的多个直线状印刷配线图案螺旋状导电连接，并且，在所述第一以及第二印刷配线基板的正面设有所述直线状印刷配线图案并且在背面设有构成供电部的配线图案，所述正面的直线状印刷配线图案的预定位置与所述背面的构成供电部的配线图案通过通孔导体来导电连接。
根据本发明，分别形成于两个印刷基板的直线状印刷配线图案通过连结导体导电连接为螺旋状，通过这些直线状印刷配线图案与连结导体形成线圈状的天线。
发明的效果
本发明在两个印刷配线基板上通过导电性图案制作构成天线元件的直线状印刷配线图案，第一以及第二印刷配线基板的导电性图案通过设置于第一以及第二印刷配线基板的通孔导体以及连结导体顺序交替导电连接而构成螺旋状的天线元件，所以能够通过印刷配线图案的尺寸精度以及连结导体的尺寸精度(例如±18μm)实现天线制作，并且能够容易地制作高性能的天线。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式中的天线的外观立体图。
图2是表示本发明的一个实施方式中的天线的分解立体图。
图3是表示本发明的一个实施方式中的天线的俯视透视图。
图4是表示本发明的一个实施方式中的天线的其他的结构例的分解立体图。
图5是表示以往例的天线的外观立体图。
图6是对以往例的天线的阻抗特性进行说明的史密斯圆图。
图7是表示以往例的天线的阻抗与电力·VSWR的关系的图。
附图标记说明
10...天线，100...第一印刷配线基板，111～118...直线状印刷配线图案，121～128、131～138...通孔，114a...供电点，141...供电用配线图案，161...通孔导体，200...第二印刷配线基板，211～218...直线状印刷配线图案，221～228、231～238...通孔，215a...供电点，241...供电用配线图案，261...通孔导体，311～318、321～328...连结导体。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。
图1是表示本发明的一个实施方式中的天线的外观立体图，图2是其分解立体图，图3是其俯视透视图。在图中，10是天线，由第一以及第二印刷配线基板100、200与多个圆柱状的连结导体311～318、321～328构成。另外，本实施方式中的天线10与以往例同样将315MHz设为共振频率。
第一印刷配线基板100由预定面积的呈长方形并且具有预定的厚度的电介质基板构成，在宽度方向的两侧边部在与长边平行的直线上隔着预定的等间隔L3设有多个通孔121～128、131～138。另外，如图3所示，在与设置于一方的侧边部的通孔121～128的通孔间的间隙的大致中央位置相对的位置处配置有通孔地设置另一方的通孔131～138。
进而，在第一印刷配线基板100的正面上互相隔着等间隔L3设有平行地配置的多个直线状印刷配线图案(下面，称为配线图案)111～118。另外，各配线图案111～118上的第一印刷配线基板100的长边方向的宽度设定为D2，短边方向的长度设定为L6。
另外，配线图案111的一端连结于一方的通孔121～128的列中的从端部算起的第二个通孔122，另一端连结于另一方的通孔131～138的列中的位于端部的通孔131。配线图案112的一端连结于一方的通孔121～128的列中的从端部算起的第三个通孔123，另一端连结于另一方的通孔131～138的列中的从端部算起的第二个通孔132。配线图案113的一端连结于一方的通孔121～128的列中的从端部算起的第四个通孔124，另一端连结于另一方的通孔131～138的列中的从端部算起的第三个通孔133。配线图案114的一端连结于一方的通孔121～128的列中的从端部算起的第五个通孔125，另一端连结于另一方的通孔131～138的列中的从端部算起的第四个通孔134。配线图案115的一端连结于一方的通孔121～128的列中的从端部算起的第六个通孔126，另一端连结于另一方的通孔131～138的列中的从端部算起的第五个通孔135。配线图案116的一端连结于一方的通孔121～128的列中的从端部算起的第七个通孔127，另一端连结于另一方的通孔131～138的列中的从端部算起的第六个通孔136。配线图案117的一端连结于一方的通孔121～128的列中的从端部算起的第八个通孔128，另一端连结于另一方的通孔131～138的列中的从端部算起的第七个通孔137。配线图案118的一端配置于从配线图案117的一端隔着间隔L3的位置，另一端连结于另一方的通孔131～138的列中的从端部算起的第八个通孔138。另外，如图3所示，从端部算起的第一个通孔121与第八个配线图案118的一端之间的距离设定为L5。
进而，在从端部算起的第四个配线图案114的预定位置设有供电点114a，在该供电点上导电连接有供电用配线图案141的一端。供电用配线图案141如图所示那样设置为其另一端142到达第一印刷配线基板100的一方的短边。另外，如图3所示，供电点114a上的供电用配线图案141的宽度设定为D3。进而，供电用配线图案141配置成在第一印刷配线基板100的短边方向上延伸，在距配线图案114的一端距离L8的位置向右方弯折90度并向第一个通孔121的方向延伸距离L4后向右方弯折90度，延伸距离L1后向左方弯折90度并在延伸距离L2的位置处到达第一印刷配线基板100的短边。另外，供电用配线图案141的宽度设定为D1。
第二印刷配线基板200设为与第一印刷配线基板100相同的形状，在宽度方向的两侧边部在与长边平行的直线上隔着预定的等间隔L3设有多个通孔221～228、231～238。这些通孔221～228、231～238的位置与第一印刷配线基板100中的通孔121～128、131～138的位置相对应。
进而，在第二印刷配线基板200的正面上互相隔着等间隔L3设有平行地配置的多个直线状印刷配线图案(下面，称为配线图案)211～218。另外，各配线图案211～218上的第二印刷配线基板200的长边方向的宽度设定为D2，短边方向的长度设定为L6。
配线图案211的一端连结于一方的通孔221～228的列中的从端部算起的第一个通孔221，另一端连结于另一方的通孔231～238的列中的位于端部的通孔231。配线图案212的一端连结于一方的通孔221～228的列中的从端部算起的第二个通孔222，另一端连结于另一方的通孔231～238的列中的从端部算起的第二个通孔232。配线图案213的一端连结于一方的通孔221～228的列中的从端部算起的第三个通孔223，另一端连结于另一方的通孔231～238的列中的从端部算起的第三个通孔233。配线图案214的一端连结于一方的通孔221～228的列中的从端部算起的第四个通孔224，另一端连结于另一方的通孔231～238的列中的从端部算起的第四个通孔234。配线图案215的一端连结于一方的通孔221～228的列中的从端部算起的第五个通孔225，另一端连结于另一方的通孔231～238的列中的从端部算起的第五个通孔235。配线图案216的一端连结于一方的通孔221～228的列中的从端部算起的第六个通孔226，另一端连结于另一方的通孔231～238的列中的从端部算起的第六个通孔236。配线图案217的一端连结于一方的通孔221～228的列中的从端部算起的第七个通孔227，另一端连结于另一方的通孔231～238的列中的从端部算起的第七个通孔237。配线图案218的一端连结于一方的通孔221～228的列中的从端部算起的第八个通孔228，另一端连结于另一方的通孔231～238的列中的从端部算起的第八个通孔238。
进而，在从端部算起的第五个配线图案215的预定位置设有供电点215a，在该供电点上导电连接有供电用配线图案241的一端。另外，供电点215a的位置设定于与第一印刷配线基板100上的配线图案114的供电点114a相对的位置。
供电用配线图案241如图2所示设置为其另一端242到达第二印刷配线基板200的一方的短边。另外，如图3所示，供电用配线图案241与形成于第一印刷配线基板100的供电用配线图案141相对地形成为相同形状。另外，与第一印刷配线基板100同样，供电点215a上的供电用配线图案241的宽度设定为D3，供电用配线图案241配置成在第二印刷配线基板200的短边方向上延伸，在距配线图案214的一端距离L8的位置向右方弯折90度并向第一个通孔221的方向延伸距离L4后向右方弯折90度，延伸距离L1后向左方弯折90度，在延伸距离L2的位置到达第二印刷配线基板200的短边。另外，供电用配线图案241的宽度设定为D1。
第一印刷配线基板100的配线图案111～118与第二印刷配线基板200的配线图案211～218由多个连结导体311～318、321～328导电连接以使整体变为螺旋状。在本实施方式中，作为连结导体311～318、321～328使用直径0.75mm、长度8.0mm的圆柱状导体。
即，连结导体311～318的各自的一端311a～318a插入而固定于第一印刷配线基板100的通孔121～128，连结导体312～318的各自的一端312a～318a导电连接于配线图案111～117的一端。再有，连结导体311～318的各自的另一端311b～318b插入而固定于第二印刷配线基板200的通孔221～228，连结导体311～318的各自的另一端311b～318b导电连接于配线图案311～318的一端。另外，连结导体321～328的各自的一端321a～328a插入而固定于第一印刷配线基板100的通孔131～138，连结导体321～328的各自的一端321a～328a导电连接于配线图案111～118的另一端。进而，连结导体321～328的各自的另一端321b～328b插入而固定于第二印刷配线基板200的通孔231～238，连结导体321～328的各自的另一端321b～328b导电连接于配线图案211～218的另一端。
另外，在本实施方式中，作为一例分别设定为L1＝5.0mm，L2＝5.0mm，L3＝1.726mm，L4＝12.9mm，L5＝21.81mm，L6＝17.75mm，L7＝4.375mm，L8＝2.3mm，D1＝0.5mm，D2＝1.0mm，D3＝1.5mm。
根据上述实施方式，在2个印刷配线基板100、200上用导电性的配线图案111～118、211～218形成天线元件，这些配线图案111～118、211～218通过连结导体311～318、321～328依次交替导电连接而构成螺旋状的天线元件。由此，能够通过印刷配线图案111～118、211～218的尺寸精度以及连结导体311～318、321～328的尺寸精度(例如±18μm)实现天线制作，并且能够容易地制作高性能的天线。进而，能够容易地制作容易大量生产并且在向印刷配线图案的电连接上能够得到较高的可信性、尺寸精度优异的天线。
另外，在上述实施方式中将供电用配线图案141、241与配线图案111～118、211～218设置于同一平面，但也可以如图4所示的天线10A那样，将配线图案111～118、211～218设置于印刷配线基板100、200的正面，将供电用配线图案141、241设置于印刷配线基板100、200的背面，通过通孔导体161、261将这些构件导电连接。另外，在本实施方式中构成了在线圈的中间部具有供电点的天线，但不用说在构成在线圈端部具有供电点的天线的情况下也起到与上述同样的效果。

Claims (2)

1.一种天线，其特征在于，由下述构件构成：
第一印刷配线基板，其隔着预定间隔平行设有多个直线状印刷配线图案，并且在各直线状印刷配线图案的两端形成有通孔；
第二印刷配线基板，其隔着预定间隔平行设有多个直线状印刷配线图案，并且在各直线状印刷配线图案的两端形成有通孔；和
多个连结导体部件，采用以下方式设置：使所述第一印刷配线基板与所述第二印刷配线基板夹着空间相对地，将连结导体部件两端与形成于所述第一以及第二印刷配线基板的通孔连结配置并且将形成于所述第一印刷配线基板的多个直线状印刷配线图案与形成于所述第二印刷配线基板的多个直线状印刷配线图案螺旋状导电连接，
并且，在所述第一以及第二印刷配线基板的正面设有所述直线状印刷配线图案并且在背面设有构成供电部的配线图案，所述正面的直线状印刷配线图案的预定位置与所述背面的构成供电部的配线图案通过通孔导体来导电连接。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于：
所述预定位置为设定有预定阻抗的供电点的位置。
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