CN104115332B - 套筒天线和无线通信装置 - Google Patents

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Abstract

提供在使用小型电路板的情况下也可以保持良好天线增益地安装于壳体的套筒天线及无线通信装置。套筒天线具有：同轴馈电线(12)、通过在同轴馈电线(12)的前端部去除外部导体(30)而成的规定长度的辐射部(14)、以及从辐射部(14)的基端部向着辐射部(14)的反方向覆盖同轴馈电线(12)的规定长度的套筒(10)，辐射部(14)与套筒(10)中至少一方在至少一部分具有弯曲部(36)。

Description

套筒天线和无线通信装置
技术领域
本发明涉及套筒天线和无线通信装置。
背景技术
目前，作为一种用于使用超短波段以上频率的电磁波的通信的天线，已知有套筒天线。作为该套筒天线最简单的结构，已知有图9所示的套筒天线50。
已知该套筒天线50是使同轴馈电线12、即一般称为同轴电缆的物体的一端部只有包括作为外皮的绝缘部件18的芯线导体20而形成辐射部14，将由覆盖该辐射部14的编织线30形成的外部导体(编织线)30向反方向折叠(或者将同轴圆管套在编织线30的外侧)形成套筒10。如果将想要接收的电波的波长设为λ，则一般使辐射部14的长度和套筒10的长度均形成为λ/4的长度，但也公知有形成为λ/2或λ/8或其它长度等。
另外，作为对这样的最简单结构的套筒天线50进行了改良的产品，使用电介质打印(誘電体プリント)的具有小型且高增益的两个天线元件的迂回线套筒天线得到了披露(例如参考专利文献1)。
另外，还披露了减少对人体的影响、宽带且高增益的耳机天线的同时，披露了确保接收稳定性的便携式无线电装置(例如参考专利文献2、3)。
先行技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-141732号公报
专利文献2：日本特开2005-348252号公报
专利文献3：日本特开2005-64742号公报
发明内容
发明拟解决的课题
然而，虽然现有的套筒天线50因结构简单、成本低而被广泛使用，但如果将天线收容在设备内部时，在直线方向必须有一定的长度，不适合设备的小型化。
解决课题的手段
本发明是为了解决上述课题的至少一部分而作出的，可以作为以下的方式或应用例来实现。
[应用例1]本应用例所涉及的套筒天线其特征在于，包括：同轴馈电线；通过在所述同轴馈电线的前端部去除外部导体而成的规定长度的辐射部；以及从所述辐射部的基端部向着所述辐射部的反方向覆盖所述同轴馈电线的规定长度的套筒，所述辐射部与所述套筒中的至少一方在至少一部分具有弯曲部。
根据本应用例，由于套筒天线的辐射部与套筒中至少一方在至少一部分具有弯曲部，因此，例如在使用小型电路板的情况下也可以保持良好天线增益地安装在壳体上。因此，与将在直线方向需要一定长度的现有套筒天线安装在壳体上的情况相比，设计上的自由度增加，对套筒天线周围结构的影响更小，因此，可以实现收容套筒天线的设备的小型化。在本应用例中，对于弯曲，没有对其角度进行特别的限定，是指套筒天线可以保持良好天线增益地安装在例如壳体上的变弯。
[应用例2]根据上述应用例中所述的套筒天线，其特征在于，所述弯曲部由大致L字形或大致U字形的变曲部或者折弯部构成。
根据本应用例，例如可以使套筒天线的弯曲状态符合配置在套筒天线附近的部件的位置或形状。
[应用例3]本应用例所涉及的无线通信装置其特征在于，包括：上述记载的套筒天线；壳体；以及具有连接端子并被收容于所述壳体内的电路板，所述套筒天线与所述电路板的所述连接端子连接，所述套筒天线的所述套筒和所述同轴馈电线中的至少一方被保持于所述电路板和所述壳体中的至少一方。
根据本应用例，由于套筒天线的辐射部和套筒中至少一方在至少一部分具有弯曲部，因此，在使用小型电路板的情况下也可以保持良好天线增益地安装在壳体上。因此，与将在直线方向需要一定长度的现有套筒天线安装在壳体上的情况相比，设计上的自由度增加，对套筒天线周围结构的影响更小，因此，可以实现收容套筒天线的设备的小型化。另外，由于可以使套筒天线的弯曲部的弯曲状态符合配置在套筒天线附近的部件的位置或形状，因此对套筒天线周围结构的影响更少。
[应用例4]根据上述应用例所述的无线通信装置，其特征在于，所述壳体具有孔，所述套筒向所述孔插入所期望的长度。
根据本应用例，与壳体材料等电介质保持一定的距离，使天线性能稳定。另外，通过将保持部件保持在套筒天线的套筒的末端部，从而可以降低保持部分的电介质对套筒天线的影响(不影响天线的电流分布)。
[应用例5]根据上述应用例所述的无线通信装置，其特征在于，所述无线通信装置包括保持所述套筒天线的保持部件，所述保持部件设于所述电路板和所述壳体中的至少一方与所述套筒的末端部之间。
根据本应用例，在套筒天线的一部分设置弯曲部而配置于壳体内的同时采用适当的保持结构，从而与壳体材料等电介质保持一定的距离，使天线性能稳定。另外，通过将保持部件保持在套筒天线的套筒的末端部，从而可以降低保持部分的电介质对套筒天线的影响(不影响天线的电流分布)。
[应用例6]根据上述应用例所述的无线通信装置，其特征在于，所述保持部件由低介电常数的材料形成。
根据本应用例，通过用允许电波通过的低介电常数的材料进行保持，从而可以降低保持部分的电介质对套筒天线的影响(不影响天线的电流分布)。
附图说明
图1是表示第一实施方式所涉及的无线通信装置的构成的示意图。(A)是示意性俯视图，(B)是示意性正视图，(C)是示意性右侧视图。
图2是表示第二实施方式所涉及的无线通信装置的构成的示意图。(A)是示意性俯视图，(B)是示意性正视图，(C)是示意性右侧视图。
图3是表示变形例1的弯曲型套筒天线的构成的示意性俯视图。
图4是表示变形例2的弯曲型套筒天线的构成的示意性俯视图。
图5是表示变形例3的无线通信装置的构成的示意性俯视图。
图6是表示变形例4的无线通信装置的构成的示意性俯视图。
图7是表示变形例5的无线通信装置的构成的示意性俯视图。
图8是表示变形例6的无线通信装置的构成的示意性俯视图。
图9是表示现有的套筒天线的构成的外观立体图。
具体实施方式
以下，根据附图就使本发明具体化的实施方式进行说明。为了使所说明的部分成为可识别的状态，对所使用的附图进行了适当的放大或缩小来加以示出。
(第一实施方式)
图1是表示本实施方式所涉及的无线通信装置2的构成的示意图。(A)是示意性俯视图，(B)是示意性正视图，(C)是示意性右侧视图。以下，参考图1就无线通信装置2的结构进行说明。
本实施方式所涉及的无线通信装置2包括弯曲型套筒天线(套筒天线)6、壳体24和电路板22。
弯曲型套筒天线6包括同轴馈电线12、通过在同轴馈电线12的前端部去除编织线30而成的规定长度的辐射部14、以及从辐射部14的基端部朝着辐射部14的反方向覆盖同轴馈电线12的规定长度的套筒10。辐射部14和套筒10中至少一方在至少一部分具有弯曲部36。弯曲部36由大致L字形或大致U字形的变曲部或折弯部构成。
弯曲型套筒天线6其天线长度方向的形状不是直线的。换句话说，在天线长度方向上形成有多个弯曲部。这里的弯曲是指某条线具有可测量的角度α地形成为折弯的形状。另外，变曲是指某条线具有可测量的曲率半径R地变弯而形成为弯的形状。
弯曲型套筒天线6与电路板22的连接器16连接。弯曲型套筒天线6保持于电路板22和壳体24中至少一方。
弯曲型套筒天线6用保持部件26固定，该保持部件26为发挥作为弯曲型套筒天线6的缓冲材料的功能而具有弹性。另外，也可以利用热塑性树脂(热熔胶)、紫外线固化型环氧树脂等将弯曲型套筒天线6固定在塑料制的壳体24上。
如图9所示，同轴馈电线12具有同轴结构，在该同轴结构中，由外部导体(编织线)30隔着绝缘部件18包覆芯线导体20，并用保护覆膜32覆盖最外周。
套筒10由长度为使用波长的大约0.25倍的圆筒形薄板导体形成，其上端通过焊接等而与编织线30连接。套筒10也可以由任意合适的导电材料(例如不锈钢、铝、钛、铜等金属)形成。套筒10也可以在至少一部分具有弯曲部36。
通过从露出于套筒10的同轴馈电线12的前端部分去除编织线30，从而以使用波长的大约0.25倍的长度形成辐射部14。并且，同轴馈电线12的绝缘部件18在辐射部14中发挥作为支撑芯线导体20的部件的功能。另外，也可以从辐射部14去除绝缘部件18，用其它的支撑部件支撑芯线导体20。辐射部14也可以在至少一部分具有弯曲部36。如图1所示，辐射部14在套筒10侧的端部具有被弯曲成大约90度的弯曲部36。
在同轴馈电线12的基端部设有用于连接发送或接收装置的连接器(未图示)。连接器被构成为使绝缘垫片(未图示)介于与编织线30导通的螺丝部(未图示)和与芯线导体20导通的中心端子(未图示)之间。
壳体24是覆盖电路板22的外壳，由使电磁波通过的材料(塑料等)构成。
电路板22具有连接器(连接端子)16。电路板22被收容在壳体24内。电路板22具有形成有实现无线通信装置2的功能的电路的面。在电路板22上形成有放大电路(未图示)，该放大电路用于放大从弯曲型套筒天线6发送的电磁波的电力，使之成为所设定的发送电力。该放大电路从弯曲型套筒天线6将无线通信装置2中要求的发送电力作为电磁波发射。
无线通信装置2包括保持弯曲型套筒天线6的保持部件26，保持部件26被设置在电路板22和壳体24中至少一方与套筒10的末端部之间。通过这样使弯曲型套筒天线6的一部分弯曲来设置弯曲部36而配置在壳体24内的同时，采用适当的保持结构，从而与壳体24的材料等电介质保持一定的距离，使天线性能稳定。
保持部件26是由低介电常数的材料形成的低介电常数的管子。通过这样地在套筒10的末端部进行保持，可以减少保持部分的电介质对弯曲型套筒天线6的影响(不影响弯曲型套筒天线6的电流分布)。由柔软的材料(例如硅橡胶、天然橡胶或合成橡胶、或者其它适当的弹性可压缩材料)形成。
作为低介电常数的材料，例如可列举含有石英玻璃、烷基硅氧烷聚合物、烷基倍半硅氧烷聚合物(alkylsilsesquioxane polymer)、烷基倍半硅氧烷氢化物聚合物(alkylsilsesquioxanehydride polymer)、聚芳醚中的任意一种的旋涂玻璃膜、金刚石膜以及氟化非晶碳膜等。
而且，作为低介电常数的材料，例如也可以使用气凝胶、多孔二氧化硅、分散有氟化镁微粒的凝胶、氟类聚合物、多孔性聚合物以及在规定材料中含有微粒的材料等。
根据本实施方式，由于弯曲型套筒天线6的辐射部14和套筒10中至少一方在至少一部分具有弯曲部36，因此，在使用小型电路板22时也可以在保持良好的天线增益的情况下安装在壳体24上。因此，与需要在直线方向上具有规定长度来安装在壳体24上的情况相比，设计自由度增加，对套筒天线周围结构的影响小，因此，可以实现收容套筒天线的设备的小型化。另外，由于可以使弯曲型套筒天线6的弯曲状态符合配置在弯曲型套筒天线6附近的部件的位置和形状，因此对周围结构的影响小。
(第二实施方式)
图2是表示本实施方式所涉及的无线通信装置4的结构的示意图。(A)是示意性俯视图，(B)是示意性正视图，(C)是示意性右侧视图。以下，参考图2就无线通信装置4的结构进行说明。在图中，对于与上述第一实施方式相同结构的部分，使用相同的标记进行表示，并省略其说明。另外，第二实施方式的弯曲型套筒天线6B与第一实施方式的弯曲型套筒天线6的不同点在于，在第二实施方式中，取代第一实施方式中的低介电常数的管子26而设置了套筒11，该套筒11从套筒11的基端部的相反侧的端部向壳体24的孔28内插入所期望的长度。也可以将该套筒11的长度设定为与第一实施方式相同的长度。
另外，在上述第一和第二实施方式中，如果将要接收的电波的波长设为λ，则将辐射部14和套筒10、11的长度均设定成λ/4的长度，但并不仅限于此，当然也可以设定为λ/2或λ/8或者其它长度。
另外，实施方式并不仅限于此，也可以通过以下的方式实施。
(变形例1)
图3是表示本变形例的弯曲型套筒天线的构成的示意性俯视图。
在上述第一实施方式中，并不限于具有弯曲部36的辐射部14和不具有弯曲部的套筒10的各形状，另外，在上述第二实施方式中，并不限于具有弯曲部36的辐射部14和具有弯曲部36的套筒11的各形状，例如也可以是图3所示的形状。本变形例的弯曲型套筒天线具备：不具有沿电路板22的边缘部延伸的弯曲部的辐射部14、具有沿电路板22的边缘部延伸的弯曲部36的套筒10、以及与电路板22的连接端子16连接并通过保持部件26而保持于电路板22的同轴馈电线12。套筒10在中央具有被弯曲成圆弧形(例如约1/4圆弧)的弯曲部36。
(变形例2)
图4是表示本变形例的弯曲型套筒天线的构成的示意性俯视图。
本变形例的弯曲型套筒天线具备：不具有沿电路板22的边缘部延伸的弯曲部的辐射部14、具有圆弧形的弯曲部36的套筒10、以及与电路板22的连接端子16连接并通过保持部件26而保持于电路板22的同轴馈电线12。套筒10在中央具有被弯曲成圆弧形(例如约1/2圆弧)的弯曲部36。
(变形例3)
图5是表示本变形例的无线通信装置的构成的示意性俯视图。
本变形例的无线通信装置包括：外壳34、具有连接器16并被收容在外壳34内的电路板22、保持于外壳34并与电路板22的连接器16连接的上述变形例2的弯曲型套筒天线、以及保持弯曲型套筒天线6的保持部件26。套筒10在圆筒形的中央具有被弯曲成圆弧形(例如约1/2圆弧)的弯曲部36。保持部件26设置在外壳34与具有弯曲部36的套筒10的末端部之间。在外壳34的内部配置电路板22和弯曲型套筒天线6并分别固定于外壳34的内部。外壳34是截面为长方形的环形，在由塑料等非导电材料构成的外周部的底面一体成型由塑料等非导电材料构成的圆盘部而成。
(变形例4)
图6是表示本变形例的无线通信装置的构成的示意性俯视图。
本变形例的无线通信装置包括：外壳34、具有连接器16并被收容在外壳34内的电路板22、保持于外壳34并与电路板22的连接器16连接的上述变形例2的弯曲型套筒天线、以及保持弯曲型套筒天线的保持部件26。保持部件26被设置成在外壳34与套筒10的末端部之间卷在套筒上。
(变形例5)
图7是表示本变形例的无线通信装置的构成的示意性俯视图。
本变形例的无线通信装置具备：具有沿电路板22的边缘部延伸的弯曲部36的辐射部14、不具有弯曲部的套筒10、以及与电路板22的连接器16连接并通过保持部件26而保持于外壳34的同轴馈电线12。辐射部14在套筒10侧的端部具有被弯曲成大约90度的弯曲部36。保持部件26在外壳34与套筒10的末端部之间以卷在套筒的圆筒上的方式设置成环形。
(变形例6)
图8是表示本变形例的无线通信装置的构成的示意性俯视图。
本变形例的无线通信装置具备：具有沿电路板22的边缘部延伸的弯曲部36的辐射部14、具有弯曲部36的套筒10、以及与电路板22的连接端子16连接并通过保持部件26而保持于外壳34的同轴馈电线12。套筒10在圆筒形的中央部具有被弯曲成圆弧形(例如约1/2圆弧)的弯曲部36。辐射部14在中央具有被弯曲成大约90度的弯曲部36。保持部件26被设置成在外壳34与套筒10的末端部之间卷在套筒上。
此外，也可以用同轴馈电线12的编织线30构成弯曲型的套筒10部分。另外，也可以通过改变弯曲型套筒天线6、6B的尺寸来应用于各种频带。例如，2.4GHz频段(WiFi、蓝牙(注册商标)、Zigbee(注册商标)、GPS、PHS等)。
另外，由于弯曲型套筒天线6、6B是弯曲形状，因此，配置在外壳34内外均可。
符号说明
2、4无线通信装置；6、6B弯曲型套筒天线(套筒天线)；10、11套筒；12同轴馈电线；14辐射部；16连接器(连接端子)；18绝缘部件；20芯线导体；22电路板；24壳体；26低介电常数的管子(保持部件)；28孔；30编织线(外部导体)；32保护覆膜；34外壳；36弯曲部。

Claims (4)

1.一种无线通信装置，其特征在于，包括：
套筒天线；
壳体；以及
具有连接端子并被收容于所述壳体内的电路板，
所述套筒天线具有：
同轴馈电线；
通过在所述同轴馈电线的前端部去除外部导体而成的规定长度的辐射部；以及
从所述辐射部的基端部向着所述辐射部的反方向覆盖所述同轴馈电线的规定长度的套筒，
所述辐射部与所述套筒中的至少一方在至少一部分具有弯曲部，
所述套筒天线与所述连接端子连接，所述套筒天线的所述套筒和所述同轴馈电线中的至少一方被保持于所述电路板和所述壳体中的至少一方，
所述无线通信装置包括保持所述套筒天线的保持部件，所述保持部件设于所述电路板和所述壳体中的至少一方与所述套筒的末端部之间。
2.根据权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，所述壳体具有孔，所述套筒天线向所述孔插入所期望的长度。
3.根据权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，所述套筒天线配置于所述电路板的外周。
4.根据权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，所述保持部件由管状的低介电常数的材料形成。
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