CN107863604A - 天线装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在具备蝴蝶结天线的结构中能够抑制泄露电流并抑制大型化的天线装置。天线装置(1)具备构成蝴蝶结天线的第一板状金属(10)及第二板状金属(20)。第一板状金属(10)及第二板状金属(20)从馈电点(5)分别向上下方向延伸。馈电点(5)位于从第一板状金属(10)向+x方向偏移的位置。在作为同轴线缆的馈电线(31)上安装有磁心(71)。磁心(71)在x方向上收纳于第一板状金属(10)的‑x方向侧端部与馈电点(5)之间。

Description

天线装置
技术领域
本发明涉及一种包含蝴蝶结天线的天线装置。
背景技术
图2是通常的蝴蝶结天线的概略结构图。图2所示的蝴蝶结天线具备从馈电点5分别向上下方向延伸的天线元件110、120。天线元件110、120分别为以馈电点5为顶角的等腰三角形的金属板。馈电点5位于将天线元件110、120的底边的中点彼此连结而形成的假想线Lc上。馈电线31与馈电点5连接。蝴蝶结天线能够覆盖LTE(Long Term Evolution：长期演进)等宽频带。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-193432号公报
发明要解决的课题
通常，在传送高频的馈电线中，从抑制外来电波的影响和降低漏电引起的损失等观点考虑使用同轴线缆。在此，相对于同轴线缆为不平衡型的馈电线，蝴蝶结天线为平衡型天线，因此，若蝴蝶结天线的馈电线31使用同轴线缆(若连接蝴蝶结天线和同轴线缆)，则存在同轴线缆的外部导体流过有泄露电流这样的问题。因此，如图3所示，通过将圆筒状的磁心71(例如铁氧体磁心)安装于同轴线缆，能够在宽带域内抑制泄露电流。
但是，在图3的结构中，磁心71从蝴蝶结天线的结构范围伸出。具体而言，磁心71比假想线Le较大地向外侧延伸，所述假想线Le通过天线元件110、120中的至少任一个的底边的图中左端且沿上下方向延伸。因此，在图3的结构中，需要使保持天线元件110、120及磁心71的未图示的壳体与磁心71的伸出量对应地增大，在作为天线装置进行产业化时，存在尺寸变大这样的课题。
发明内容
本发明认识到这样的课题而完成，其目的在于提供一种在具备蝴蝶结天线的结构中能够抑制泄露电流并抑制大型化的天线装置。
用于解决课题的方案
本发明的某一方式为天线装置。该天线装置具备：
蝴蝶结天线；
第一同轴线缆，与所述蝴蝶结天线连接；及
第一磁心，供所述第一同轴线缆贯通，
在将正交三轴分别设为x轴、y轴、z轴的情况下，
所述蝴蝶结天线具有：第一板状金属，具有从馈电点向+z方向延伸且与xz平面大致平行的部分；及第二板状金属，具有从所述馈电点向-z方向延伸且与xz平面大致平行的部分，
所述第一磁心位于所述馈电点的-x方向侧且在z方向上位于所述第一及第二板状金属的存在范围内，所述第一磁心的x方向上的位置与所述第一及第二板状金属重叠，
所述馈电点位于从所述第一板状金属的x方向中央位置、或所述第二板状金属的x方向中央位置向+x方向偏移的位置。
也可以是，所述第一磁心在x方向上收纳于所述第一或第二板状金属的-x方向侧端部与所述馈电点之间。
也可以是，所述第一磁心的轴向与x方向大致平行。
本发明的另一方式为天线装置。该天线装置的特征在于，具备：
蝴蝶结天线；
第一同轴线缆，与所述蝴蝶结天线连接；及
第一磁心，供所述第一同轴线缆贯通，
所述蝴蝶结天线具有大致三角形状的第一板状金属和大致半圆形状的第二板状金属，
相对于作为所述第一及第二板状金属的彼此接点的馈电点的、至配置所述第一磁心的一侧的所述第一板状金属的顶点的距离比至相反侧的顶点的距离长。
本发明的另一方式为天线装置。该天线装置的特征在于，具备：
蝴蝶结天线；
第一同轴线缆，与所述蝴蝶结天线连接；
第二同轴线缆，与不同于所述蝴蝶结天线的天线连接；
第一磁心，供所述第一同轴线缆贯通；及
第二磁心，供所述第二同轴线缆贯通，
在将正交三轴分别设为x轴、y轴、z轴的情况下，
所述蝴蝶结天线具有：第一板状金属，具有从馈电点向+z方向延伸且与xz平面大致平行的部分；及第二板状金属，具有从所述馈电点向-z方向延伸且与xz平面大致平行的部分，
所述第二板状金属的z方向尺寸比所述第一板状金属的z方向尺寸短，且所述第二板状金属具有凸状曲线部，该凸状曲线部以随着从作为与所述第一板状金属的接点的馈电点向-x方向延伸而变得与z轴平行的方式弯曲，
将所述第一及第二磁心中的一方在z方向上配置于所述第二板状金属侧。
也可以具备：与所述蝴蝶结天线不同的天线；
与所述不同的天线连接的第二及第三同轴线缆；及
分别供所述第二及第三同轴线缆贯通的第二及第三磁心，
所述第一至第三磁心叠层状地配置。
此外，以上的结构元素的任意组合、在方法或系统等之间转换了本发明的表达方式的内容也作为本发明的方式有效。
发明效果
根据本发明，能够提供一种在具备蝴蝶结天线的结构中可抑制泄露电流并抑制大型化的天线装置。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的天线装置1的概略结构图。
图2是通常的蝴蝶结天线的概略结构图。
图3是在图2的结构中在馈电线31上安装磁心71时的概略结构图。
图4是本发明的实施方式2的天线装置2的概略立体图。
图5是本发明的实施方式3的天线装置3的、拆下了罩盖80的状态的立体图。
图6是该图的右侧视图。
图7是天线装置3的、安装了罩盖80的状态的右侧视图。
图8是天线装置3的分解立体图。
标号说明
1～3 天线装置
5 馈电点
10 第一板状金属(第一TEL天线元件)
20 第二板状金属(第二TEL天线元件)
21 主面部
21a 凸部
21b 凸状曲线部
22 连络部
23 立设部
23a 凸部
31 馈电线(第一同轴线缆)
32 馈电线(第二同轴线缆)
33 馈电线(第三同轴线缆)
40 基底(下部壳体)
45 TEL天线基板
48 连接器
50 GNSS天线基板
60 GNSS天线元件
61、62 馈电探针
71 磁心(第一磁心)
72 磁心(第二磁心)
73 磁心(第三磁心)
80 罩盖(上部壳体)
81～83 缓冲材料
具体实施方式
以下，参照附图详细地对本发明的优选的实施方式进行说明。此外，对各附图所示的同一或同等的结构要素、部件等标记相同的标号，适当地省略重复的说明。另外，实施方式不用于限定发明，而是示例，实施方式所描述的全部特征、其组合不一定都是发明的本质性的内容。
实施方式1
图1是本发明的实施方式1的天线装置1的概略结构图。在图1中，定义了作为正交三轴的x轴、y轴、z轴。天线装置1包含构成蝴蝶结天线的第一板状金属10及第二板状金属20。第一板状金属10为从馈电点5向+z方向延伸且与xz平面大致平行的、以馈电点5为顶点的三角形形状。第二板状金属20为从馈电点5向-z方向延伸且与xz平面大致平行的、以馈电点5为顶点的三角形形状。在馈电点5上连接有作为第一同轴线缆的馈电线31。在馈电线31上安装有用于降低泄露电流的筒状(例如圆筒状)的磁心71(例如铁氧体磁心)。即，馈电线31贯通磁心71。磁心71的轴向与x方向大致平行。磁心71位于馈电点5的-x方向侧且z方向上的第一板状金属10及第二板状金属20的存在范围内。
在本实施方式中，与图2所示的蝴蝶结天线不同，馈电点5位于从第一板状金属10的x方向中央位置及第二板状金属20的x方向中央位置中的至少任一位置向+x方向偏移的位置。即，相对于假想线Lc，馈电点5向+x方向偏移规定距离，所述假想线Lc通过第一板状金属10或第二板状金属20的与馈电点5相对的边的中点且与z方向平行。因此，在本实施方式中，与图2所示的蝴蝶结天线相比，假想线Le与馈电点5之间的距离大，所述假想线Le通过第一板状金属10及第二板状金属20中的至少任一个的-x方向侧端部且与z方向平行。因此，在本实施方式中，与图3的情况不同，磁心71不从假想线Le向-x方向侧伸出。即，磁心71在x方向上收纳于第一板状金属10或第二板状金属20的-x方向侧端部与馈电点5之间。因此，根据本实施方式，与图3所示的结构相比，能够使保持第一板状金属10、第二板状金属20及磁心71的未图示的壳体小型化，能够抑制泄露电流并抑制产品尺寸的大型化。此外，若向+x方向的馈电点5的偏移量较小，则依然存在磁心71从假想线Le向-x方向侧伸出的情况，由于若与图3所示的结构相比，降低了伸出量，因此，能够得到抑制大型化的效果。另外，第一板状金属10及第二板状金属20也可以不是相互对称的形状。
实施方式2
图4是本发明的实施方式2的天线装置2的概略立体图。本实施方式的天线装置2与图1所示的实施方式1的装置相比，在对由第一板状金属10及第二板状金属20构成的蝴蝶结天线复合未图示的其它天线且输出成为3系统的点上不同，在其它点上一致。为了追加的2系统的输出而设有作为第二及第三同轴线缆的馈电线32、33。在馈电线32、33上分别安装有用于降低泄露电流的筒状(例如圆筒状)的磁心72、73(例如铁氧体磁心)(馈电线32、33分别贯通磁心72、73)。磁心71～73的x方向位置相互相等，轴向与x方向大致平行。在本实施方式中，通过将磁心71～73配置为叠层状，实现省空间化。本实施方式也能够起到与实施方式1相同的效果。
实施方式3
图5是本发明的实施方式3的天线装置3的拆下了罩盖80的状态的立体图。图6是该图的右侧视图。图7是天线装置3的、安装了罩盖80的状态的右侧视图。图8是天线装置3的分解立体图。天线装置3是复合了例如能够发送接收手机的频带的蝴蝶结天线和能够发送接收GPS(Global Positioning System)及GLONASS(Global Navigation Satellite System：全球导航卫星系统)的频带的贴片天线而成的装置，输出为3系统。GPS及GLONASS包含于GNSS(Global Navigation Satellite Systems)。此外，也可以仅是GPS及GLONASS中的任一种。
在天线装置3中，第一板状金属10、第二板状金属20、及TEL天线基板45构成蝴蝶结天线。GNSS天线基板50及GNSS天线元件60构成贴片天线。基底(下部壳体)40例如为绝缘树脂制，保持第一板状金属10、第二板状金属20、TEL天线基板45、GNSS天线基板50、及磁心71～73。罩盖(上部壳体)80例如为绝缘树脂制，从上方(+z方向侧)安装于基底40，覆盖除第二板状金属20之外的整体。
第一板状金属10为大致三角形，利用爪等与xz平面大致平行地卡合保持于基底40的侧面(与面向-y方向侧的xz平面平行的侧面)。第一板状金属10的从馈电点向-x方向侧延伸的边10a比向+x方向侧延伸的边10b长。即，相对于作为第一板状金属10及第二板状金属20的彼此接点的馈电点的、至第一板状金属10的-x方向侧(配置磁心71～73的一侧)的顶点的距离比至相反侧(+x方向侧)的顶点的距离长。第二板状金属20通过螺丝固定等固定于基底40的上表面。具体而言，第二板状金属20是如下结构：在存在于与第一板状金属10大致同一平面上的大致半圆形的主面部21的+z方向侧端部的x方向两端部处分别具有向+z方向突出的凸部21a，在各凸部21a的上端部处向-z方向侧折返，利用连络部22分别向+y方向侧延伸，立设部23从连络部22的+y方向侧端部立起，连络部22通过螺丝固定而固定于基底40的上表面。此外，第二板状金属20的主面部21以外的部分也起到作为天线元件的作用。第二板状金属20的z方向尺寸比第一板状金属10短，且具有凸状曲线部21b(图6)，该凸状曲线部21b以随着从作为与第一板状金属10的接点的馈电点向-x方向延伸而变得与z方向平行(与假想线Le平行)的方式弯曲。在这样通过弯曲而产生的空间配置磁心73。在立设部23的+z方向侧端部的x方向两端部分别设有向+z方向突出的凸部23a。凸部21a及凸部23a在x方向上位于GNSS天线元件60的两侧，通过确保作为蝴蝶结天线的元件的面积并如图6所示不覆盖GNSS天线元件60的y方向侧，从而能够期待抑制对GNSS天线的影响的作用。
TEL天线基板45以与xz平面大致平行的方式保持于基底40的上表面，分别与抵接于第一板状金属10及第二板状金属20的顶点的部分电连接，各连接点作为馈电点起作用。馈电点处于从第一板状金属10的x方向中央位置向+x方向偏移的位置。即，如图6所示，相对于假想线Lc，馈电点向+x方向偏离规定距离，所述假想线Lc通过第一板状金属10的与馈电点相对的边的中点且与z方向平行。因此，在本实施方式中，通过第一板状金属10的-x方向侧端部且与z方向平行的假想线Le与馈电点之间的距离较大，磁心71～73不会从假想线Le向-x方向侧伸出。即，由于磁心71～73在x方向上收纳于第一板状金属10的-x方向侧端部与馈电点之间，因此，能够使构成壳体的基底40及罩盖80小型化，能够抑制泄露电流并抑制产品尺寸的大型化。在TEL天线基板45上设有耦合电路。
GNSS天线基板50夹持第二板状金属20的连络部22，以与xy平面大致平行的方式螺丝固定地固定于基底40的上表面。在GNSS天线基板50的背面(-z方向侧的面)上设有整面的GND图案，该GND图案与第二板状金属20的连络部22相互电连接。在GNSS天线基板50的表面(+z方向侧的面)上搭载有GNSS天线元件60。在GNSS天线基板50的表面上设有相位调整电路、耦合电路、带通滤波器、及低噪声放大器(LNA：Low Noise Amplifier)、信号分配电路等。馈电探针61、62使GNSS天线元件60的表面的电极(例如银电极)与GNSS天线基板50的表面相互电连接。在信号分配电路上，例如能够将威尔金森型分配器形成于GNSS天线基板50上。
作为第一同轴线缆的馈电线31的中心导体经由TEL天线基板45而与第一板状金属10电连接，外部导体经由TEL天线基板45而与第二板状金属20电连接。在馈电线31上安装有用于降低泄露电流的筒状(例如圆筒状)的磁心71(馈电线31贯通磁心71)。作为第二及第三同轴线缆的馈电线32、33的中心导体与GNSS天线基板50的信号线(由信号分配电路分配的两个信号线的各个信号线)电连接，外部导体与GNSS天线基板50的GND图案电连接。在馈电线32、33上分别安装有用于降低泄露电流的筒状(例如圆筒状)的磁心72、73(馈电线32、33分别贯通磁心72、73)。磁心71～73的x方向位置相互相等，以使轴向与x方向大致平行的方式保持于基底40的上表面。馈电线31～33的末端安装于连接器48。此外，在本实施方式中，磁心71～73的外周面分别被海绵状的缓冲材料81～83覆盖，防止相互直接接触。
以上，以实施方式为例对本发明进行了说明，但在实施方式的各结构要素、各处理流程中，在权利要求记载的范围内能够进行各种变形的情况是本领域技术人员可以理解的。

Claims (8)

1.一种天线装置，其中，具备：
蝴蝶结天线；
第一同轴线缆，与所述蝴蝶结天线连接；及
第一磁心，供所述第一同轴线缆贯通，
在将正交三轴分别设为x轴、y轴、z轴的情况下，
所述蝴蝶结天线具有：第一板状金属，具有从馈电点向+z方向延伸且与xz平面大致平行的部分；及第二板状金属，具有从所述馈电点向-z方向延伸且与xz平面大致平行的部分，
所述第一磁心位于所述馈电点的-x方向侧且在z方向上位于所述第一及第二板状金属的存在范围内，所述第一磁心的x方向上的位置与所述第一及第二板状金属重叠，
所述馈电点位于从所述第一板状金属的x方向中央位置、或所述第二板状金属的x方向中央位置向+x方向偏移的位置。
2.根据权利要求1所述的天线装置，其中，
所述第一磁心在x方向上收纳于所述第一或第二板状金属的-x方向侧端部与所述馈电点之间。
3.根据权利要求1或2所述的天线装置，其中，
所述第一磁心的轴向与x方向大致平行。
4.根据权利要求1或2所述的天线装置，其中，具备：
与所述蝴蝶结天线不同的天线；
与所述不同的天线连接的第二及第三同轴线缆；及
分别供所述第二及第三同轴线缆贯通的第二及第三磁心，
所述第一至第三磁心叠层状地配置。
5.一种天线装置，其特征在于，具备：
蝴蝶结天线；
第一同轴线缆，与所述蝴蝶结天线连接；及
第一磁心，供所述第一同轴线缆贯通，
所述蝴蝶结天线具有大致三角形状的第一板状金属和大致半圆形状的第二板状金属，
相对于作为所述第一及第二板状金属的彼此接点的馈电点的、至配置所述第一磁心的一侧的所述第一板状金属的顶点的距离比至相反侧的顶点的距离长。
6.根据权利要求5所述的天线装置，其中，具备：
与所述蝴蝶结天线不同的天线；
与所述不同的天线连接的第二及第三同轴线缆；及
分别供所述第二及第三同轴线缆贯通的第二及第三磁心，
所述第一至第三磁心叠层状地配置。
7.一种天线装置，其特征在于，具备：
蝴蝶结天线；
第一同轴线缆，与所述蝴蝶结天线连接；
第二同轴线缆，与不同于所述蝴蝶结天线的天线连接；
第一磁心，供所述第一同轴线缆贯通；及
第二磁心，供所述第二同轴线缆贯通，
在将正交三轴分别设为x轴、y轴、z轴的情况下，
所述蝴蝶结天线具有：第一板状金属，具有从馈电点向+z方向延伸且与xz平面大致平行的部分；及第二板状金属，具有从所述馈电点向-z方向延伸且与xz平面大致平行的部分，
所述第二板状金属的z方向尺寸比所述第一板状金属的z方向尺寸短，且所述第二板状金属具有凸状曲线部，该凸状曲线部以随着从作为与所述第一板状金属的接点的馈电点向-x方向延伸而变得与z轴平行的方式弯曲，
将所述第一及第二磁心中的一方在z方向上配置于所述第二板状金属侧。
8.根据权利要求7所述的天线装置，其中，具备：
与所述蝴蝶结天线不同的天线；
与所述不同的天线连接的第二及第三同轴线缆；及
分别供所述第二及第三同轴线缆贯通的第二及第三磁心，
所述第一至第三磁心叠层状地配置。
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