CN103378412A - 天线装置 - Google Patents

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CN103378412A CN2013100905339A CN201310090533A CN103378412A CN 103378412 A CN103378412 A CN 103378412A CN 2013100905339 A CN2013100905339 A CN 2013100905339A CN 201310090533 A CN201310090533 A CN 201310090533A CN 103378412 A CN103378412 A CN 103378412A
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小川智之
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Abstract

本发明提供能够容易制造且低成本的天线装置。天线装置具备：基板（2）；以阵列状形成在基板（2）的正面（S）上的多个贴片天线元件（3）；形成在基板（2）的背面（R）上并经由形成在基板（2）上的通孔（6）向多个贴片天线元件（3）供电的供电线路（4）；以及以隔着空气层（7）与基板（2）相对的方式配置在基板（2）的背面（R）侧，并且电接地的金属底盘（5）。

Description

天线装置
技术领域
本发明涉及移动通信用的基站等所使用的天线装置。
背景技术
作为移动通信用的基站所使用的天线装置，一般知道如下的天线装置，即，具备用于反射电波的反射板，在反射板的正面侧配置天线元件，在背面侧配置用于给天线元件供电的供电电路（例如参照专利文献1）。
在这种以往的天线装置中，通过使从供电电路延伸的供电电缆穿过形成在反射板上的孔，并将该供电电缆软钎焊在天线元件上，从而将天线元件和供电电路电连接。
现有技术文献
专利文献1：日本特表2010－503356号公报
专利文献2：日本特开2004－120130号公报
但是，在上述以往的天线装置中，由于必须要进行在反射板上形成孔，并将供电电缆软钎焊在天线元件上的连接作业，因此存在制造方面花工夫，且制造成本变高的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而做成的，目的在于提供能够容易制造且低成本的天线装置。
本发明是为了达到上述目的而提出的一种天线装置，其具备：基板；以阵列状形成在该基板的正面上的多个贴片天线元件；形成在所述基板的背面，并经由形成在所述基板上的通孔向所述多个贴片天线元件供电的供电线路；以及以隔着空气层与所述基板相对的方式配置在所述基板的背面侧，并电接地的金属底盘。
也可以在所述基板和所述金属底盘之间配置用于恒定地保持所述基板和所述金属底盘的距离的衬垫。
所述供电线路也可以构成为将供电给供电部的供电信号分支后供电给所述各贴片天线元件。
也可以是所述基板形成为长方形，所述多个贴片天线元件在所述基板的短边方向的中央部沿着所述基板的长边方向以等间隔形成，所述供电线路构成为在所述基板的短边方向的两侧沿着所述基板的长边方向延伸，并且分支后向所述各贴片天线元件的背面侧延伸，并经由所述通孔向所述各贴片天线元件供电。
所述供电部也可以形成在所述基板的长边方向的中央部。
也可以是在形成所述多个贴片天线元件的所述基板的短边方向的中央部的、所述基板和所述金属底盘的距离，大于在形成所述供电线路的所述基板的短边方向的两侧的、所述基板和所述金属底盘的距离。
也可以对所述金属底盘进行折弯加工，并在与形成所述多个贴片天线元件的所述基板的短边方向的中央部相对的位置上，以向与所述基板相反的一侧凹陷的方式形成凹部。
本发明具有如下有益效果。
根据本发明，能够提供能够容易制造且低成本的天线装置。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的天线装置的图，（a）是分解立体图，（b）是剖视图。
图2是表示图1的天线装置所采用的基板的图，（a）是从正面侧观察的俯视图，（b）是从正面侧透视背面的图，（c）是将（a）和（b）重合的图。
图3是本发明的其他的实施方式的天线装置的剖视图。
图中：
1－天线装置，2－基板，3－贴片天线元件，4－供电线路，5－金属底盘，6－通孔，7－空气层，8－衬垫。
具体实施方式
以下，根据附图说明本发明的实施方式。
图1是表示本实施方式的天线装置的图，（a）是分解立体图，（b）是剖视图。
如图1（a）、（b）所示，天线装置1具备：基板2；以阵列状形成在基板2的正面S上的多个贴片天线元件3；形成在基板2的背面R上并经由形成在基板2上的通孔（贯通孔）6向多个贴片天线元件3供电的供电线路（输送线路）4；以及以隔着空气层7与基板2相对的方式配置在基板2的背面R侧，并电接地的金属底盘5。
作为基板2，采用环氧基板等由电介质构成的刚性基板。在本实施方式中，作为基板2，采用形成为长方形的厚度为0.8mm的双面基板。再者，在图1（a）中，为了方便看图，将基板2描绘得比实际厚。
如图1及图2所示，多个贴片天线元件3在基板2的短边方向的中央部，沿着基板2的长边方向以等间隔形成。在本实施方式中，虽然形成了矩形的贴片天线元件3，但贴片天线元件3的形状不限于此。另外，在本实施方式中，虽然表示了形成九个贴片天线元件3的情况，但贴片天线元件3的个数不限于此。
供电线路4由形成在基板2的背面R上的微波传输带线路形成，并且构成为将供电给供电部4a的供电信号分支后供电给各贴片天线元件3。更具体地说，供电线路4构成为在基板2的短边方向的两侧沿着基板2的长边方向延伸，并且分支后向各贴片天线元件3的背面侧延伸，并经由通孔6向各贴片天线元件3供电。再者，供电线路4的导体宽度根据情况有所不同，这是为了用导体宽度调整阻抗以获得阻抗的匹配。
为了向所有的贴片天线元件3有效地供电，向供电线路4供电的供电部4a优选形成在基板2的长边方向的大致中央部。在供电部4a上软钎焊从未图示的无线电设备延伸的供电电缆的中心导体，并电连接。该供电电缆的外部导体与金属底盘5电连接，金属底盘5电接地。
金属底盘5其宽度方向的两侧的边缘部向基板2侧垂直地弯折，从剖面看形成为コ字状。在本实施方式中，作为金属底盘5，采用了由厚度为1.2mm的铝构成的部件（铝底盘）。
金属底盘5兼具反射由贴片天线元件3放射的电波的反射板的功能，和作为供电线路4的接地导体的功能。在通常的供电电路中，一般是在电介质基板的一方的面上形成供电线路，在另一方的面上形成接地导体，但在本实施方式的天线装置1中，构成为隔着空气层7使供电线路4和金属底盘5（接地导体）相对的结构，空气层7代替电介质基板。即，由供电线路4、金属底盘5和空气层7构成微波传输带线路。
由于当供电线路4和金属底盘5的距离变化时，阻抗变化，从而设计较困难，因此在本实施方式中，在基板2和金属底盘5之间配置了用于恒定地保持基板2和金属底盘5的距离的衬垫8。在此，虽然表示了将圆柱状的多个衬垫8配置成两列以支撑基板2的短边方向的两侧端部，并按照两列沿着基板2的长边方向以大致等间隔配置了衬垫8的情况，但衬垫8的形状和配置等不限于此，可以任意设定。在本实施方式中，将基板2和金属底盘5的距离（供电线路4和金属底盘5的距离）设定为1mm。
虽然未图示，但基板2和金属底盘5容纳在圆筒状的天线罩（盖）内。作为天线罩，可以采用例如由FRP（纤维增强塑料）形成的部件。天线装置1以其长度方向（基板2的长边方向）沿着垂直方向的方式设置。
说明本实施方式的作用。
天线装置1具备：基板2；以阵列状形成在基板2的正面S上的多个贴片天线元件3；形成在基板2的背面R上并经由形成在基板2上的通孔（贯通孔）6向多个贴片天线元件3供电的供电线路4；以及以隔着空气层7与基板2相对的方式配置在基板2的背面R侧，并电接地的金属底盘5。
通过以这种方式构成，由于贴片天线元件3和供电线路4成为预先经由通孔6电连接的状态，因此能够实现简单的结构的天线装置1，没有了像以往那样在组装时在反射板上开孔，或者将从供电电路延长的供电电缆软钎焊在天线元件上之类的麻烦，并且不需要在组装时用人工作业进行的连接作业。其结果，能够缩短组装时间，能够实现容易制造且低成本的天线装置1。
另外，空气层7与电介质基板相比介质损耗小，因此与以往在电介质基板的正背面形成了供电线路和接地导体的情况相比，能够实现低损耗化。
进而，在天线装置1中，由于在基板2和金属底盘5之间配置有恒定地保持基板2和金属底盘5的距离的衬垫8，因此能够使供电线路4和金属底盘5的距离保持恒定从而没有阻抗的变动，设计变得容易。
接下来，说明本发明的其他的实施方式。
图3所示的天线装置31是在图1的天线装置1中，在形成多个贴片天线元件3的基板2的短边方向的中央部的、基板2和金属底盘5的距离D，大于在形成供电线路4的基板2的短边方向的两侧的、基板2和金属底盘5的距离d。
具体而言，在天线装置31中，在金属底盘5上实施折弯加工，并在与形成多个贴片天线元件3的基板2的短边方向的中央部相对的位置上，以向与基板2相反的一侧凹陷的方式形成有凹部32。在本实施方式中，设置成d=1mm，D=3mm。
一般来说，如果天线元件和接地导体过于接近，就会出现从天线元件放射的频率的宽度（频带）变窄，且设计变困难的问题。由于天线元件向空间放出电磁场，因此与接地导体的距离越远效率越好，频带也越宽。另一方面，如果将供电线路4和金属底盘5过于分离，就会出现很难获得阻抗的匹配，且动作不稳定的情况。于是，在天线装置31中，只将与贴片天线元件3相对的部分的金属底盘5以从基板2分离的方式形成凹部32，提高作为天线的功能。
另外，包括供电线路4的沿着基板2的长度方向延伸的部分在内的供电线路4的大部分与金属底盘5的距离d，与图1的天线装置1是相同的。因此，天线装置31与在电介质基板的正背面上形成了供电线路和接地导体的情况相比，能够实现低损耗化。
再者，在此，虽然通过将金属底盘5进行折弯加工而形成凹部32，以确保贴片天线元件3和金属底盘5的距离，但不限于此，例如，在金属底盘5形成得较厚的情况下，代替凹部32也可以在金属底盘5上形成槽。
当然本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内可以添加各种变更。

Claims (7)

1.一种天线装置，其特征在于，具备：
基板；
以阵列状形成在该基板的正面上的多个贴片天线元件；
形成在所述基板的背面，并经由形成在所述基板上的通孔向所述多个贴片天线元件供电的供电线路；以及
以隔着空气层与所述基板相对的方式配置在所述基板的背面侧，并且电接地的金属底盘。
2.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，
在所述基板和所述金属底盘之间配置有用于恒定地保持所述基板和所述金属底盘的距离的衬垫。
3.如权利要求1或2所述的天线装置，其特征在于，
所述供电线路构成为将供电给供电部的供电信号分支后供电给所述各贴片天线元件。
4.如权利要求3所述的天线装置，其特征在于，
所述基板形成为长方形，
所述多个贴片天线元件在所述基板的短边方向的中央部沿着所述基板的长边方向以等间隔形成，
所述供电线路构成为在所述基板的短边方向的两侧沿着所述基板的长边方向延伸，并且分支后向所述各贴片天线元件的背面侧延伸，并经由所述通孔向所述各贴片天线元件供电。
5.如权利要求4所述的天线装置，其特征在于，
所述供电部形成在所述基板的长边方向的中央部。
6.如权利要求4或5所述的天线装置，其特征在于，
在形成所述多个贴片天线元件的所述基板的短边方向的中央部的、所述基板和所述金属底盘的距离，大于在形成所述供电线路的所述基板的短边方向的两侧的、所述基板和所述金属底盘的距离。
7.如权利要求6所述的天线装置，其特征在于，
对所述金属底盘进行折弯加工，并在与形成所述多个贴片天线元件的所述基板的短边方向的中央部相对的位置上，以向与所述基板相反的一侧凹陷的方式形成凹部。
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