CN106067600A - 天线装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种天线装置，其提高预定的高度以下的天线装置的电波的接收灵敏度。天线装置(1)具备天线基体(20)和安装于天线基体(20)的天线罩(10)。天线罩(10)具有树脂制的罩主体部(11)、和与罩主体部(11)一体成形并作为电容环以及电感器中的至少一个发挥功能的电容元件(12)。天线装置(1)具备与电容元件电连接的螺旋元件(32)、和与螺旋元件(32)电连接且设置于天线基体(20)上的天线基板(B1)。

Description

天线装置

技术领域

本发明涉及天线装置。

背景技术

以往，作为能够接收AM(Amplitude Modulation)/FM(FrequencyModulation)广播波的车载用天线装置，一般是能够自由伸缩的棒型的天线(以下，称作棒状天线)。该棒状天线的元件长度(棒长)为FM波的波长λ的1/4左右(例如，在共振频率为50MHz时是1.5m)。

该情况下，将适于FM波的频带的天线元件应用于AM波的接收，由于共振频率不匹配，所以为了确保灵敏度而使用AM波用的共振电路、放大电路。并且，也公知有在绝缘性的棒杆螺旋状地卷绕天线元件(导线)并将天线长度缩短为200～400mm左右的天线(以下，称作螺旋天线)。

由于上述的棒状天线(或者螺旋天线)从车辆突出地安装，所以使车辆的外观受损，并且在向具有屋顶等障碍物的停车场进入库时，有棒杆与障碍物碰撞而折损的担忧。并且，由于棒状天线的天线长度较长，所以在行驶中产生风切音，从而驾驶员、同乘者有可能感到不舒服。另外，棒状天线的拆装比较容易，也有容易被盗取的问题。

另一方面，作为车载用天线装置，公知有具有鲨鱼的背鳍那样的外观形状且根据其外观形状被称作鲨鱼鳍型的天线装置(鲨鱼鳍天线)(参照专利文献1)。该天线装置具有如下结构：在台座上配置GPS(Global Positioning System)等的天线，并以将该天线包含在内部的方式在台座安装有鲨鱼鳍形状的壳体帽部。

另外，作为鲨鱼鳍天线，也公知有在绝缘性的卷绕部件螺旋状地卷绕天线元件(导线)、能够灵敏度良好地接收AM/FM波的中波～超短波的天线装置(参照专利文献2)。并且，作为鲨鱼鳍天线，也公知有具备电容元件以及线圈元件的天线装置(参照专利文献3、4)。

根据鲨鱼鳍天线，相比棒状天线或者螺旋天线而天线高度变低，从而得到与车辆的一体感而提高外观等，且能够消除上述问题点。

现有技术文献

专利文献1：日本特表2009-514253号公报

专利文献2：日本特开2012-80388号公报

专利文献3：日本特开2009-135741号公报

专利文献4：日本特开2013-229813号公报

由于车载天线离设置面越高，电波的接收灵敏度越高，但因外观设计等原因而高度大多受限。因此，有在车载天线的限制高度内提高电波的接收灵敏度的要求。

发明内容

本发明的课题是提高预定的高度以下的天线装置的电波的接收灵敏度。

为了解决上述课题，方案1所记载的发明是一种天线装置，具备：天线基体；以及安装于上述天线基体的天线罩，上述天线装置的特征在于，

上述天线罩具有：

树脂制的罩主体部；以及

与该罩主体部一体成形且作为电容环及电感器中的至少一个发挥功能的电容元件，

上述天线装置具备：

与上述电容元件电连接的螺旋元件；以及

与上述螺旋元件电连接且设置于上述天线基体上的天线基板。

方案2所记载的发明在方案1所记载的天线装置中，其特征在于，

上述电容元件与包括上述罩主体部的最上部的部分一体成形。

方案3所记载的发明在方案1或者2所记载的天线装置中，其特征在于，

上述电容元件具有沿上述罩主体部的形状的形状。

方案4所记载的发明在方案1至3任一项中所记载的天线装置中，其特征在于，

具备供上述螺旋元件螺旋地卷绕且对该螺旋元件进行支承的天线块。

方案5所记载的发明在方案1至4任一项中所记载的天线装置中，其特征在于，

具备与上述螺旋元件电连接的接触连接器，

上述电容元件具有连接部，通过将该连接部连接于上述接触连接器，来与上述螺旋元件电连接。

方案6所记载的发明在方案1至5任一项中所记载的天线装置中，其特征在于，

上述电容元件具有板状、线框、漩涡状或者曲折状的形状。

方案7所记载的发明在方案1至5任一项中所记载的天线装置中，其特征在于，

上述电容元件具有板状的形状，且具有孔部，该孔部用于对与上述罩主体部一体成形的金属模内的位置进行固定。

方案8所记载的发明在方案1至7任一项中所记载的天线装置中，其特征在于，

上述电容元件以及上述螺旋元件被设定为以预定的使用频率共振的长度。

方案9所记载的发明在方案1至8任一项中所记载的天线装置中，其特征在于，

上述天线装置是车载的天线装置，

上述天线罩形成为朝向后方而宽度变宽，并且沿长边方向中心轴朝向后方而流线形状地隆起。

发明的效果如下。

根据本发明，能够提高预定的高度以下的天线装置的电波的接收灵敏度。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的天线装置的外观图。

图2是表示天线装置的内部构造的剖视图。

图3是电容元件的俯视图。

图4是天线基板等的立体图。

图5是拆下了天线罩的状态下的天线装置的立体图。

图中：

1—天线装置，10—天线罩，11—罩主体部，12—电容元件，121—电容元件主体部，122—连接部，121a、122a—孔部，20—天线基体，21—基体部件，22—突起部，22a—槽部，23—夹持板，24—夹持件，B1、B2—天线基板，C—电缆，30、40—天线部，31—天线块，31A—平板部，31B—腿部，50—垫圈，100—天线。

具体实施方式

以下，基于附图详细地对本发明的实施方式进行说明。但是，本发明不限定于图示例子。

图1是表示本实施方式的天线装置1的外观图。图2是表示天线装置1的内部构造的剖视图。本实施方式的天线装置1是能够接收GPS用、AM/FM广播用的多个频带的电波的复合型的天线装置，例如是固定地设置于车顶等设置面的车载天线装置。

如图1、图2，天线装置1具备天线罩10、天线基体20、天线基板B1、B2、天线部30、40以及垫圈50。天线部30是用于接收来自AM/FM广播的广播局的电波的天线的一部分。天线部40是用于接收来自GPS卫星的电波的天线。

天线装置1离接地面(车顶的设置面)的高度被设计为基于外观设计等原因的预定的限制高度以下。如图1所示，天线罩10具备罩主体部11和电容元件12。罩主体部11形成为朝向后方而宽度变宽，并且沿长边方向中心轴Ax朝向后方而流线状地隆起，并形状为低形态的鲨鱼鳍形状，以免车辆的外观受损。

并且，罩主体部11由丙烯酸树脂等具有电波透过性以及绝缘性的合成树脂构成，是下面开放的成形品，当在下面开口安装有天线基体20以及垫圈50时，形成天线部30、40的收纳空间。

电容元件12为铜、马口铁等金属制，是通过在电容元件12用的金属模进行冲压成型来将板状的金属适当地弯曲从而具有与罩主体部11的形状对应的形状的天线元件。

图3是电容元件12的俯视图。如图3所示，电容元件12具有电容元件主体部121和连接部122。电容元件主体部121成形为与罩主体部11的上部(包括最上部的部分)的形状对应的流线形状，并适当地形成有排放孔部分，以便在冲压成型时不会引起褶皱。并且，电容元件主体部121具有孔部121a。连接部122与电容元件主体部121相同具有板的一部分折弯的形状，在垂直的方向上朝向天线基体20的平面延伸。连接部122具有孔部122a。

天线罩10通过在罩主体部11用的金属模放入电容元件12、流入合成树脂并固化的一体成形(镶嵌成形)而制造。孔部121a、122a是在一体成形时用于对罩主体部11用的金属模内的电容元件12的位置进行固定的孔。一体成形后的天线罩10中，至少连接部122从罩主体部11的下面开口的内侧的面露出。并且，电容元件12在包括罩主体部11的最上部的部分一体成形。

天线罩的厚度因内部的水密性、保持强度的关系而难以变薄。因此，若如以往的技术那样将天线元件整体收纳于天线罩的内部的空间，则实际上的天线元件的高度比设计上的限制高度更低，从而无法提高天线的接收灵敏度。与此相对，天线罩10通过一体成形罩主体部11以及电容元件12，能够相比以往的技术而使实际上的天线元件的高度更接近设计上的限制高度，从而能够提高电波的接收灵敏度。

天线部30以及电容元件12成为天线100。天线100是用于接收来自AM/FM广播的广播局的电波的天线。电容元件12作为天线100的电容环以及电感器发挥功能。

如图2所示，天线基体20具备基体部件21、突起部22、后述的夹持板23、以及夹持件24。基体部件21以及突起部22作为铝等金属制的压铸件而一体形成。基体部件21具有与天线罩10的下面开口一致的大致平面的形状，并在上面设置有天线基板B1、B2。突起部22是在设于车顶的设置面的固定用开口(图示省略)插入而用于固定天线装置1的部件。并且，突起部22形成有作为螺栓的外螺纹件，并具有沿突起部22的轴向设置的槽部22a。槽部22a供与设于车辆的内部的车载设备(图示省略)电连接的电缆C插通。车载设备至少具有接收与来自GPS卫星的电波对应的GPS信号和与来自广播局的AM/FM广播的电波对应的接收信号的接收机。电缆C是同轴电缆等电缆。

在突起部22插入于固定用开口的状态下，通过从车辆内部将螺母等固定部件(图示省略)紧固于突起部22来夹持顶部的设置面，从而将天线装置1固定设置于设置面。此时，基体部件21与设置面电连接，并经由车辆的车体接地。此外，天线罩10通过从基体部件21的背侧被螺纹固定于在形成于罩主体部11的内侧的面的凸台形成的内螺纹部，而被安装于天线基体20。

天线基板B1、B2是具有用于选择性地仅接收特定频率的电波的调谐电路、放大电路、并通过例如螺纹固定而固定设置于基体部件21的上表面的PCB(Printed Circuit Board)等电路基板。天线基板B1是天线部30用的天线基板，与天线部30以及天线部30用的电缆C电连接。

图4是天线基板B1等的立体图。如图4所示，从突起部22的槽部22拉出的电缆C由夹持板23按压，其中的天线部30用的电缆C与天线基板B1电连接。天线部30用的电缆C是同轴电缆，插通夹持件24的电缆用孔部，电连接该外部导体与夹持件24。插通有天线部30用的电缆C的夹持件24在天线基板B1的孔部插入，并以与天线基板B1上的接地部电连接的方式被焊接。天线部30用的电缆C的内部导体(芯线)与天线基板B1的天线电流的输出端子连接。因由天线100接收电波而产生的天线电流经由天线基板B1、天线部30用的电缆C向车载设备的接收机传播。

天线基板B2是天线部40用的天线基板，与天线部40以及天线部40用的电缆C电连接。

如图2所示，天线部30具有天线块31、螺旋元件32、以及接触连接器33。图5是拆下了天线罩10的状态下的天线装置1的立体图。

如图5所示，天线块31由ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)树脂等具有绝缘性的树脂制，具有平板部31A和腿部31B。平板部31A设为短边方向与长边方向中心轴Ax平行，是供螺旋元件32的导线卷绕的平板状的部件，且具有与天线罩10的形状对应地局部切开的形状。在平板部31A例如形成有螺旋元件32卷绕用的槽。腿部31B与平板部31A一体形成，是分离地支承平板部31A以免平板部31A与天线基板B1的电路部接触的部件，通过螺纹固定而固定设置于基体部件21。

螺旋元件32是以上下方向的预定的线间间距螺旋地卷绕于天线块31的导线所得到的天线元件。根据螺旋元件32的制作容易度、加工容易度、以及隔离的点，螺旋元件32的导线例如是实施有绝缘覆盖的外径1.0mm的搪瓷线。螺旋元件32的一端与天线基板B1的供电点电连接，另一端与接触连接器33电连接。这样，天线部30成为将螺旋元件32配置于电容元件12与天线基板B1的供电点的中间并连接的中路的结构。

接触连接器33是由镀锡后的黄铜等柔软的金属制、具有M字形状的连接器。接触连接器33通过夹入电容元件12的连接部122而与电容元件12电连接。

这样，天线100的电容元件12、接触连接器33、螺旋元件32依次串联连接，作为AM/FM用的收音机天线而构成。以电容元件12、接触连接器33以及螺旋元件32的天线长度具有以FM广播的频带(76～108MHz)共振的长度(例如1/4波长的长度)的方式设定了螺旋元件32的长度。但是，螺旋元件32的长度成为反映出基于电容元件12的后述的静电电容的螺旋元件32的缩短、和基于螺旋元件32的线间间距的频率的降低的效果的长度。并且，天线100相对于AM广播的频带作为非共振天线进行动作。

电容元件12作为电容环，在与车顶的接地面之间产生静电电容，从而能够缩短天线100的高度，能够防止接收效率的恶化。螺旋元件32通过长度来调整共振频率，而使共振频率与FM的频率带一致。并且，螺旋元件32作为电感器发挥功能。螺旋元件的卷线的线间间距越短，则Q值越尖锐。因此，螺旋元件32的线间间距是取得预定的Q值的等间隔，最佳化。

螺旋元件32的线间间距优选为2mm以上。这是因为，使Q值变钝而扩大带域宽度。这样，为了提高调谐的容易性、接收灵敏度等作为天线的性能，优选扩大螺旋元件32的线间间距，并且尽量提高天线100的高度。

此外，也可以将螺旋元件32的线间间距设为多个不同的值，并在螺旋元件32的轴向上以多个阶段设定各线间间距。这样，通过局部地变更线间间距，能够容易地调整天线100的共振频率，并且能够简单地制造天线100。

天线部40是GPS用的贴片天线，与天线基板B2电连接。垫圈50由EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer：三元乙丙橡胶)等石油类橡胶等具有防水性以及耐化学药品性的弹性体构成。垫圈50周设于基体部件21，通过将突起部22插入车辆的固定用开口并利用固定部件紧固，被夹在基体部件21与顶部之间，从而能够水密性地保持天线罩10的内部和车辆内部。

以上，根据本实施方式，天线装置1具备天线基体20、和水密性地安装于天线基体20的天线罩10。天线罩10具有：具有电波透过性以及绝缘性的罩主体部11、和与罩主体部11一体成形且作为电容环以及电感器发挥功能的电容元件12。另外，天线装置1具备：与电容元件12电连接的螺旋元件32；和与螺旋元件32电连接并设置于天线基体20上的天线基板B1。

因此，利用与罩主体部11一体成形的电容元件12，能够维持基于天线罩10的水密性以及保持强度，并且能够扩大线装置1的天线100离天接地面高度，从而能够提高预定的高度以下的天线装置1的电波的接收灵敏度。

并且，电容元件12在包括罩主体部11的最上部的部分一体成形。因此，由于能够使天线装置1的天线100的离接地面的高度为最大化，所以能够进一步提高预定的高度以下的天线装置1的电波的接收灵敏度。

并且，电容元件12具有沿罩主体部11的形状的形状。因此，能够进一步提高预定的高度的天线装置1的天线100的高度，并能够进一步提高预定的高度以下的天线装置1的电波的接收灵敏度。

并且，天线装置1具备供螺旋元件32螺旋状地卷绕、并对螺旋元件32进行支承的天线块31。因此，能够容易地作成以及设置螺旋元件32。

并且，天线装置1具备与螺旋元件32电连接的接触连接器33。电容元件12具有连接部122，通过将连接部122连接于接触连接器33，来将电容元件12与螺旋元件32电连接。因此，能够容易地使电容元件12与螺旋元件32电连接。

并且，电容元件12具有板状的形状。因此，能够增大在与接地面之间产生的静电电容，能够进一步缩短天线100的高度，并且能够进一步防止接收效率的恶化。

并且，电容元件12具有用于对与罩主体部11一体成形的金属模内的位置进行固定的孔部121a、122a。因此，利用孔部121a、122a，能够容易且正确地配置罩主体部11内的电容元件12的位置。

并且，电容元件12以及螺旋元件32被设定为以FM波的使用频率共振的长度。因此，天线100能够灵敏度良好地接收FM波。并且，天线100作为非共振天线能够接收AM波。因而，天线装置1能够灵敏度良好地接收AM/FM波等的中波～超短波。

并且，天线装置1是车载的天线装置，天线罩10形成为朝向后方宽度变宽，并且沿长边方向中心轴而朝向后方流线形状地隆起。因此，天线装置1因鲨鱼鳍型而成为低形态，从而能够是外观设计性优异的形状，也不会使车辆的外观受损，在向有屋顶等障碍物的停车场入库时与障碍物碰撞而破损的危险性也较少，能够防止在行驶中产生风切音，并且对防止被盗取有效。

以上，基于实施方式具体地对发明人所完成的发明进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够变更。

例如，天线装置1的外形尺寸在电容元件与天线罩一体成形的范围内能够自由地设计。

并且，上述实施方式中，天线罩10是具有沿天线罩10的形状的板状的电容元件12的结构，但并不限定于此。例如，天线罩10也可以是具有线框、漩涡卷线(漩涡状)、折弯成之字形的蛇状(曲折状)等电容元件的结构，优选是该电容元件具有沿天线罩10的形状的形状的结构。线框、漩涡卷线、曲折状的电容元件相比板状的电容元件，作为电容环而产生的静电电容较少，另一方面作为电感器的电感器成分较大。另外，上述实施方式中，电容元件12作为电容环以及电感器发挥功能，但并不限定于此，电容元件也可以是作为电容环或者电感器发挥功能的结构。

上述实施方式中，天线部30是具备天线块31、和螺旋地卷绕于天线块31的导线的螺旋元件32的结构，但并不限定于此。例如，若螺旋元件32的导线具有坚硬的弹簧状等，则天线部30也可以是不具备天线块31的空芯的结构。并且，螺旋元件32也可以是由形成于天线块31表面的铜箔等的导电图案构成的结构，来代替由导线构成。

并且，上述实施方式中，是将螺旋元件32配置于电容元件12与天线基板B1的供电点的中间来连接的中路的结构，但并不限定于此。例如，也可以是将螺旋元件32配置于电容元件12的极近位置而连接的上棒的结构、或将螺旋元件32配置于天线基板B1的供电点的附近而连接的底棒的结构。

并且，上述实施方式中，电容元件12是从天线罩10(罩主体部11)的下面开口的内侧的面露出的结构，但并不限定于此。例如，电容元件也可以是从天线罩(罩主体部)的顶面侧露出的结构。该结构中，电容元件的露出部分优选用保护电容元件的材料来镀层。作为该材料，例如为了保护电容元件不受到雨的影响，优选使用具有防水性的材料。根据该结构，能够进一步提高电容元件以及螺旋元件所构成的天线，从而能够进一步提高接收灵敏度。

并且，天线部30的天线块31的形状并不限定于在实施方式中示出的形状。例如，天线块能够是将底面为等边三角形的三棱柱横卧而成的形状，或是椭圆柱状或者长圆柱状。并且，天线装置1具备多个性能不同的天线100，也可以在长边方向或者宽度方向上并列配置多个。

并且，上述实施方式中，天线装置1是具备接收FM/AM波的使用频率的带域的电波的天线100的结构，但并不限定于此。天线100也可以是接收其它的通信方式、其它的使用频率的带域的电波的结构。

并且，上述实施方式中，天线装置1是具备作为GPS天线的天线部40以及天线基板B2的结构，但并不限定于此。也可以是在天线部40以及天线基板B2的设置空间不设置任何部件的结构、或是设置XM无线电广播等的卫星无线电广播用的天线等其它种类的通信方式的贴片天线等天线以及天线基板的结构。

应认为此次公开的实施方式以及变形例是以全部的点进行举例表示的，并不进行限制。本发明的范围并非由上述的说明示出而是由权利要求书来示出，并认为包括与权利要求书均等的意思以及范围内的全部的变更。

Claims (9)

1.一种天线装置，具备：

天线基体；以及

安装于上述天线基体的天线罩，

上述天线装置的特征在于，

上述天线罩具有：

树脂制的罩主体部；以及

与该罩主体部一体成形且作为电容环及电感器中的至少一个发挥功能的电容元件，

上述天线装置具备：

与上述电容元件电连接的螺旋元件；以及

与上述螺旋元件电连接且设置于上述天线基体上的天线基板。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，

上述电容元件与包括上述罩主体部的最上部的部分一体成形。

3.根据权利要求1或2所述的天线装置，其特征在于，

上述电容元件具有沿上述罩主体部的形状的形状。

4.根据权利要求1～3任一项中所述的天线装置，其特征在于，

具备供上述螺旋元件螺旋地卷绕且对该螺旋元件进行支承的天线块。

5.根据权利要求1～4任一项中所述的天线装置，其特征在于，

具备与上述螺旋元件电连接的接触连接器，

上述电容元件具有连接部，通过将该连接部连接于上述接触连接器，来与上述螺旋元件电连接。

6.根据权利要求1～5任一项中所述的天线装置，其特征在于，

上述电容元件具有板状、线框、漩涡状或者曲折状的形状。

7.根据权利要求1～5任一项中所述的天线装置，其特征在于，

上述电容元件具有板状的形状，且具有孔部，该孔部用于对与上述罩主体部一体成形的金属模内的位置进行固定。

8.根据权利要求1～7任一项中所述的天线装置，其特征在于，

上述电容元件以及上述螺旋元件被设定为以预定的使用频率共振的长度。

9.根据权利要求1～8任一项中所述的天线装置，其特征在于，

上述天线装置是车载的天线装置，

上述天线罩形成为朝向后方而宽度变宽，并且沿长边方向中心轴朝向后方而流线形状地隆起。