CN110574233A - 天线装置 - Google Patents

天线装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110574233A
CN110574233A CN201880028653.7A CN201880028653A CN110574233A CN 110574233 A CN110574233 A CN 110574233A CN 201880028653 A CN201880028653 A CN 201880028653A CN 110574233 A CN110574233 A CN 110574233A
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna
slot
intersection
substrate
linear
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201880028653.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110574233B (zh
Inventor
田中雅人
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokowo Co Ltd
Original Assignee
Yokowo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokowo Co Ltd filed Critical Yokowo Co Ltd
Publication of CN110574233A publication Critical patent/CN110574233A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110574233B publication Critical patent/CN110574233B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/325—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle
    • H01Q1/3275—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle mounted on a horizontal surface of the vehicle, e.g. on roof, hood, trunk
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/52—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
    • H01Q1/521—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the coupling between adjacent antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/10—Resonant slot antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/28—Combinations of substantially independent non-interacting antenna units or systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/40—Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/32—Vertical arrangement of element
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/40—Element having extended radiating surface
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/42—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole with folded element, the folded parts being spaced apart a small fraction of the operating wavelength
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/40—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

提供一种容易设计的天线装置。该天线装置具备在电介质基板(11)的两面上设有导体图案(71、72)的天线基板(5)，该天线装置的结构如下：在电介质基板(11)的第1面上设有线状振子(50)，在电介质基板(11)的第1面的相反侧的第2面上设有缝隙天线(54)，在使第1面和第2面重合时，线状振子(50)和缝隙天线(54)的缝隙重合。

Description

天线装置
技术领域
本发明涉及设置在车辆上的用于V2X(Vehicle to X；Vehicle to Everything)通信(车车间通信/路车间通信等)等的天线装置，尤其是涉及具备形成有缝隙天线(slitantenna)的天线基板的车载用的天线装置。
背景技术
以往的这种天线装置具备在基板上印刷有图案的偶极子天线来作为V2X通信用天线。但是，为了向偶极子天线馈电而需要导体的传输线路，因此，尤其在被垂直地设置的偶极子天线的情况下，由于天线振子和传输线路容易被并行配置，所以具有因存在传输线路而引起偶极子天线的辐射方向图紊乱而性能容易劣化的问题。因此，具有难以设计包含不会导致偶极子天线的性能劣化那样的传输线路的天线装置这一缺点。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平6-188610号公报专利文献1是在印刷基板上形成有偶极子天线的一个例子。
发明内容
本发明是认识到这样的状况而做出的，其目的在于提供一种容易设计的天线装置。
本发明的某个方案是天线装置。该天线装置是具备在电介质基板的两面上设有导体图案的天线基板的结构，其特征在于，在上述电介质基板的第1面上设有线状振子，在上述电介质基板的上述第1面的相反侧的第2面上设有缝隙天线，在使上述第1面和上述第2面重合时，上述线状振子和上述缝隙天线的缝隙重合。
也可以是，上述缝隙设有多个。
也可以是，上述缝隙天线具有在使上述第1面和上述第2面重合时不与上述线状振子重合的无馈电缝隙。
也可以是如下结构：上述天线基板相对于安装部件垂直地立设固定，上述缝隙天线具有在使上述第1面和上述第2面重合时在第1交叉部与上述线状振子重叠的第1缝隙、和在第2交叉部与上述线状振子重叠的第2缝隙，与从上述线状振子的上述安装部件侧的馈电点到上述第1交叉部为止的距离相比，从上述馈电点到上述第2交叉部为止的距离更短。
也可以是如下结构：上述缝隙天线具有在使上述第1面和上述第2面重合时在第1交叉部与上述线状振子重叠的第1缝隙、和在第2交叉部与上述线状振子重叠的第2缝隙，
上述线状振子跨着上述第1缝隙的方向和上述线状振子跨着上述第2缝隙的方向为相同方向，从上述线状振子的馈电点到上述第2交叉部为止的距离与从上述馈电点到上述第1交叉部为止的距离相等。
也可以是如下结构：在使上述第1面和上述第2面重合时，上述线状振子跨着上述第1缝隙的方向和上述线状振子跨着上述第2缝隙的方向为相反方向，与从上述线状振子的上述馈电点到上述第1交叉部为止的距离相比，从上述馈电点到上述第2交叉部为止的距离短λ/2的1倍以上的奇数倍(其中λ是上述缝隙天线的工作频率的有效波长)长度。
也可以是如下结构：在使上述第1面和上述第2面重合时，上述线状振子跨着上述第1缝隙的方向和上述线状振子跨着上述第2缝隙的方向为相同方向，从上述馈电点到上述第2交叉部为止的距离短λ的1倍以上的整数倍(其中λ是上述缝隙天线的工作频率的有效波长)的长度。
也可以是如下结构：上述天线基板在与上述缝隙天线的工作频率不同的频率下工作。
也可以是，上述天线装置具备电容加载振子，上述天线基板为相对于上述电容加载振子在上述天线基板的前后方向上离开的配置。
此外，以上的结构要素的任意组合、在方法、系统等之间将本发明的表述转换而得到的表述作为本发明的方案仍是有效的。
发明效果
根据本发明的天线装置，在电介质基板的第1面上设置线状振子，在其相反侧的第2面上设置缝隙天线，在使第1面和第2面重合时，使线状振子和缝隙天线的缝隙重合，从而使线状振子和缝隙天线结合。因此，能够不在电介质基板的第2面上构成传输线路的情况下使缝隙天线工作，另外由于线状振子为内置于缝隙天线的构造，所以也容易设计天线装置。
附图说明
图1是本发明的天线装置的实施方式1，是朝向前方而示出左侧且省略了壳体的左视图。
图2是本发明的天线装置的实施方式1，是朝向前方而示出右侧且省略了壳体的右视图。
图3是本发明的天线装置的实施方式1的省略了壳体的后视图。
图4是本发明的天线装置的实施方式1的省略了壳体的俯视图。
图5是实施方式1中的形成有缝隙天线的天线基板的朝向前方而示出左侧的左视图。
图6是实施方式1中的形成有缝隙天线的天线基板的朝向前方而示出右侧的右视图。
图7是使图6的右视图与图5的天线基板的左视图重合而得到的说明图。
图8是表示实施方式1中的天线基板和形成仅具有一个缝隙的缝隙天线的天线基板的情况下的、缝隙天线的仰角0°的水平面指向性的基于模拟的指向特性图。
图9是表示实施方式1中的天线基板和没有设置无馈电缝隙的情况下的天线基板的情况下的、缝隙天线的仰角0°的水平面指向性的基于模拟的指向特性图。
图10是实施方式1中的天线基板的、使用了与缝隙天线不同的馈电端部(馈电点)时的VSWR(Voltage Standing Wave Ratio：电压驻波比)特性图。
图11是表示使实施方式1中的天线基板的与缝隙天线不同的馈电端部在缝隙天线的工作频率下为地(GND)电平的、设置了带通滤波器的情况和没有设置带通滤波器的情况下的、缝隙天线的仰角0°的水平面指向性的基于模拟的指向特性图。
图12是本发明的天线装置的实施方式2中的天线基板，是使天线基板的右视图与左视图重合而得到的说明图。
图13是表示实施方式1的天线基板和实施方式2的天线基板的情况下的、缝隙天线的仰角0°的水平面指向性的基于模拟的指向特性图。
图14是本发明的天线装置的实施方式3中的天线基板，是朝向前方而示出左侧的左视图。
图15是本发明的天线装置的实施方式3中的天线基板，是朝向前方而示出右侧的右视图。
图16是使图15的右视图与图14的天线基板的左视图重合而得到的说明图。
图17是表示改变了电容加载振子的分割数的情况下的GNSS(Global NavigationSatellite System：全球导航卫星系统)天线的轴比的频率特性图。
图18是表示改变了电容加载振子的分割数的情况下的GNSS天线的平均增益的频率特性图。
图19是本发明的车载用天线装置的实施方式4，是朝向前方而示出左侧的左视图。
图20是本发明的车载用天线装置的实施方式4，是朝向前方而示出右侧的右视图。
具体实施方式
以下，一边参照附图一边详细叙述本发明的优选实施方式。此外，对各附图所示的相同或同等的结构要素、部件、处理等标注相同的附图标记，适当省略重复的说明。另外，实施方式并不限定发明，是例示，实施方式所记述的所有特征及其组合不限于一定是发明的本质上的特征及其组合。
＜实施方式1＞
使用图1至图7来说明本发明的天线装置的实施方式1。如这些图所示，天线装置1从前方按GNSS天线(贴片天线)2、AM/FM广播用接收天线3及构成V2X通信用的缝隙天线的天线基板5的顺序搭载于电路基板10上，该电路基板10固定在未图示的天线底座上。电路基板10具有用于固定GNSS天线2、AM/FM广播用接收天线3、天线基板5的安装部件。这些部件收纳于由天线底座、覆盖于天线底座的未图示的电波透过性的壳体(天线罩)包围的内部空间。GNSS天线2在上表面上具有辐射电极而具有向上的指向性，经由安装部件固定于电路基板10。GNSS天线2也可以固定在与电路基板10不同的电路基板上。此外，在图1中，将纸面的左方向定义为天线装置1的前方向，将右方向定义为天线装置1的后方向，将纸面的上方向定义为天线装置1的上方向，将纸面的下方向定义为天线装置1的下方向，以后进行说明。
AM/FM广播用接收天线3具有电容加载振子31和与其串联连接的线圈32。电容加载振子31通过支承机构而支承在天线底座上。如图3及图4所示电容加载振子31没有顶部，电容加载振子31的在下缘沿左右方向相对的分割体彼此被连接，且沿前后方向分开。也就是说，电容加载振子31为通过滤波器45将由在底部连结山形斜面而成的形状的导体板构成的分割体41、42、43、44的相邻的分割体彼此连结的结构。滤波器45在AM/FM广播的频带下为低阻抗，在GNSS天线2及天线基板5的各自的工作频带下为高阻抗。也就是说，在AM/FM广播的频带下视为分割体41、42、43、44相互连接而成为一个大导体。线圈32的上端与电容加载振子31连接，下端与电路基板10连接。
在本实施方式1中，虽然GNSS天线2配置在电容加载振子31的下方，但通过将电容加载振子31分割，而减轻电容加载振子31的影响。图17示出电容加载振子的分割数与GNSS天线2的轴比之间的关系。在电容加载振子无分割时(一张大面积的导体板时)轴比差，但随着2份分割、3份分割、4份分割(相当于实施方式1的电容加载振子31)地增加分割数而轴比降低，变得良好。图18示出电容加载振子的分割数与GNSS天线2的平均增益之间的关系。在电容加载振子无分割时平均增益低，但随着3份分割、4份分割(相当于实施方式1的电容加载振子31)地增加分割数而平均增益提高。
具有V2X通信用的缝隙天线54的天线基板5相对于电路基板10的安装部件而垂直地立设(立起设置)固定。如图5至图7所示，天线基板5在电介质基板11的两面上通过印刷、导体箔的蚀刻等设置导体图案而构成线状振子50及与其结合的缝隙天线54。此外，缝隙天线54为如下结构：具有仅一端打开、除此以外的部分被导体包围的缝隙，并向该缝隙馈电。即，缝隙天线54具有一端开口且另一端封口的缝隙。另一方面，作为与之相似的结构，已知进行与缝隙天线不同的动作的开槽天线(slot antenna)。开槽天线为具有被导体包围整周的槽缝且向其馈电的结构。即，开槽天线具有两端封口的槽缝。
在此，在图5的电介质基板11的左侧面上，通过第1导体图案71设有线状振子50。线状振子50具有共有线状振子部51、第1分支线状振子部52和第2分支线状振子部53。共有线状振子部51的宽度比第1分支线状振子部52的宽度大、且比第2分支线状振子部53的宽度大。共有线状振子部51的下端部达到电介质基板11的下缘，为成为对用于V2X通信用的5.9GHz带的信号馈电的馈电点的第1馈电端部60。如从图1及图2可知，第1馈电端部60为比GNSS天线2的辐射电极面靠下方的位置。
在图6的电介质基板11的右侧面上几乎整面设有第2导体图案72，缝隙天线54具有作为无第2导体图案72的部分的第1缝隙55、无馈电缝隙56和第2缝隙57。第1缝隙55、无馈电缝隙56、第2缝隙57的长度为λ/4。其中，λ是缝隙天线54的V2X通信用(5.9GHz带)的工作频率的在电介质基板上的有效波长。第1缝隙55与无馈电缝隙56之间的在电介质基板11的高度方向上的间隔为λ/4，同样地无馈电缝隙56与第2缝隙57之间的在电介质基板11的高度方向上的间隔也为λ/4。因此，第1缝隙55与第2缝隙57之间的距离为λ/2。
天线基板5除了用于V2X通信用的5.9GHz带的频率以外，在远程操作系统(例如无钥匙进入系统(Keyless Entry System)、远程启动系统(Remote Start System)、双向远程引擎启动器(Bi-directional Remote Engine Starter)等)中使用的925MHz带的频率下也作为单极天线工作。若将电介质基板11上的925MHz带的频率的有效波长设为λk，则天线基板5的高度为λk/4，成为用于作为单极天线而使用的馈电点的第2馈电端部61设在第2导体图案72的下端后部。为了在电介质基板11的下缘后部形成第2馈电端部61，而沿着电介质基板11的下缘设有无导体图案的无导体部62。
图7是使图6的右视图与图5的天线基板5的左视图重合而得到的说明图。第1分支线状振子部52在第1交叉部58从下方朝向上方跨着第1缝隙55而交叉(重叠)，第2分支线状振子部53在第2交叉部59从上方朝向下方跨着第2缝隙57而交叉(重叠)。在从第1交叉部58到第1分支线状振子部52的朝向上方的顶端(第1分支线状振子部52中与从共有线状振子部51分支的部位相反的一侧端)为止的长度为λ/4。从第2交叉部59到第2分支线状振子部53的朝向下方的顶端(第2分支线状振子部53中与从共有线状振子部51分支的部位相反的一侧端)为止的长度为λ/4。并且，从第2分支线状振子部53的与共有线状振子部51的分支点到第2交叉部59为止的长度相对于从第1分支线状振子部52的与共有线状振子部51的分支点到第1交叉部58为止的长度短λ/2。其理由是因为，由于第1分支线状振子部52从下方朝向上方跨着第1缝隙55、第2分支线状振子部53从上方朝向下方跨着第2缝隙57，所以为了使第1缝隙55的相位和第2缝隙57的相位同相，而需要使第1交叉部58的相位和第2交叉部59的相位反相。此外，如从图7可知，无馈电缝隙56不与线状振子50重叠。
在将天线基板5用作V2X通信用的缝隙天线54的情况下，经由电路基板10向作为共有线状振子部51的下端部的第1馈电端部60供给5.9GHz带的信号。另外，在用于远程操作系统的情况下，利用电介质基板11右侧面的作为第2导体图案72的下端部的第2馈电端部61供给925MHz带的信号。因此，无法将作为第2导体图案72的下端部的第2馈电端部61与电路基板10的地线(GND)、换言之未图示的天线底座的地线直接连接。因此，如图1及图2所示，针对远程操作系统的925MHz带的信号将第2馈电端部61相对于地线维持成高阻抗，将在V2X通信用的5.9GHz带(缝隙天线54的工作频率)中以低阻抗使第2馈电端部61实质成为地电平的带通滤波器80搭载于电路基板10中的第2馈电端部61的连接部分附近。带通滤波器80的一端与第2馈电端部61连接，另一端经由电路基板10而接地(与地线连接)。
图8是表示实施方式1中的天线基板5和形成仅具有一个缝隙的缝隙天线的天线基板的情况下的、频率5887.5MHz下的缝隙天线的仰角0°的水平面指向性的基于模拟的指向特性图。天线基板5的情况以图8的实线示出，仅具有一个缝隙的缝隙天线的天线基板以图8的虚线示出。在此，将水平面设为仰角0°，将天线装置1的后方设为方位角180°。设于天线基板5的缝隙天线54的仰角0°下的从方位角90°到270°的平均增益为3.7dBi，仅具有一个缝隙的缝隙天线的仰角0°下的从方位角90°到270°的平均增益为2.0dBi。如图8所示，缝隙天线54与仅具有一个缝隙的缝隙天线相比仰角0°下的方位角90°到270°的平均增益变高。
图9是表示实施方式1中的天线基板5和没有设置无馈电缝隙56的天线基板的情况下的、频率5887.5MHz下的缝隙天线的仰角0°的水平面指向性的基于模拟的指向特性图。天线基板5的情况以图9的实线示出，没有设置无馈电缝隙56的天线基板的情况以图9的虚线示出。设有无馈电缝隙56时的仰角0°下的从方位角90°到270°的平均增益为3.7dBi，没有设置无馈电缝隙56时的仰角0°下的从方位角90°到270°的平均增益为2.7dBi。若设置无馈电缝隙56，则会减少第1缝隙55与第2缝隙57之间的耦合。如图9所示，在设有无馈电缝隙56的情况下，缝隙天线54的仰角0°下的从方位角90°到270°的平均增益比没有设置无馈电缝隙56时变高。
图10是实施方式1中的天线基板5的使用了与缝隙天线54不同的馈电端部、即第2馈电端部61时的VSWR特性图。如图10所示，天线基板5即使在925MHz带的频率下也会工作(在925MHz带下VSWR接近1)。因此，无需另行设置远程操作系统用的天线，而能够将天线装置1小型化。
图11是表示设有带通滤波器80(使实施方式1中的天线基板5的与缝隙天线54不同的馈电端部61在缝隙天线54的工作频率下成为地(GND)电平)的情况和没有设置该带通滤波器80的情况下的、频率5887.5MHz下的缝隙天线54的仰角0°的水平面指向性的基于模拟的指向特性图。设有带通滤波器80时(图11实线)的仰角0°下的从方位角90°到270°的平均增益为3.7dBi，没有设置带通滤波器80时(图11虚线)的仰角0°下的从方位角90°到270°的平均增益为2.7dBi。若设有带通滤波器80，则天线基板5作为缝隙天线而工作的V2X通信用的频带的信号从带通滤波器80通过而流向地线。在实施方式1中由于设有带通滤波器80，所以缝隙天线54的仰角0°下的从方位角90°到270°的平均增益比没有设置带通滤波器80时变高。
根据本实施方式，能够起到下述效果。
(1)天线基板5在电介质基板11的第1面上设置线状振子50，在其相反侧的第2面上设置缝隙天线54，在使第1面和第2面重合时，使线状振子50和缝隙天线54的缝隙55、57重合。因此，能够在电介质基板11的第2面上不构成传输线路的情况下使缝隙天线工作，另外，线状振子50成为内置于缝隙天线的构造。线状振子50的设计比偶极子天线的传输线路的设计容易，天线装置1的设计比具备偶极子天线的天线装置的设计容易。
(2)由于缝隙天线54以λ/2间隔具有第1缝隙55和第2缝隙57这两个缝隙，所以与仅具有一个缝隙的缝隙天线相比能够提高仰角0°下的从方位角90°到270°的平均增益。
(3)由于缝隙天线54在第1缝隙55与第2缝隙57的中间高度位置处具有无馈电缝隙55，所以能够减少第1缝隙55与第2缝隙57之间的耦合。并且，与不具有无馈电缝隙55的缝隙天线相比能够提高仰角0°下的从方位角90°到270°的平均增益。此外，无馈电缝隙55并不限定于第1缝隙55与第2缝隙57的中间高度位置，只要位于第1缝隙55与第2缝隙57之间即可。
(4)线状振子50的成为从电路基板10馈电的馈电点的第1馈电端部60处于天线基板5的下缘部。虽然第1缝隙55与第2缝隙57相比位于上方，但在天线基板5中，将从第2分支线状振子部53的与共有线状振子部51的分支点到第2交叉部59为止的长度相对于从第1分支线状振子部52的与共有线状振子部51的分支点到第1交叉部58为止的长度设定得短。因此，相较于从第1分支线状振子部52的与共有线状振子部51的分支点到第1交叉部58为止的长度、和从第2分支线状振子部53的与共有线状振子部51的分支点到第2交叉部59为止的长度同等时(例如图12的实施方式2)，能够简化线状振子50的布局。
(5)第1分支线状振子部52从下方朝向上方跨着第1缝隙55，第2分支线状振子部53从上方朝向下方跨着第2缝隙57。由此，能够使从第2分支线状振子部53的与共有线状振子部51的分支点到第2交叉部59为止的长度相对于从第1分支线状振子部52的与共有线状振子部51的分支点到第1交叉部58为止的长度短λ/2(为了使第1交叉部58的相位和第2交叉部59的相位反相)。因此，相较于从第2分支线状振子部53的与共有线状振子部51的分支点到第2交叉部59为止的长度相对于从第1分支线状振子部52的与共有线状振子部51的分支点到第1交叉部58为止的长度同等的情况(例如图12的实施方式2)，能够提高仰角0°下的从方位角90°到270°的平均增益。另外，能够缩短线状振子50的长度，能够减少因线状振子50造成的损失，并且缩短天线基板5的前后方向上的长度而将天线装置1小型化。
(6)天线基板5除了用于V2X通信用的5.9GHz带的频率以外，在用于远程操作系统的925MHz带的频率下也作为单极天线工作。因此，无需另行设置远程操作系统用的天线，能够将天线装置1小型化。
(7)在第2馈电端部61附近设有能够使V2X通信用的频带通过的带通滤波器80，在V2X通信用的频带下能够使第2馈电端部61及第2导体图案72实质成为地电平。因此，即使在将天线基板5兼用作远程操作系统用的单极天线的情况下，也能够使其作为V2X通信用的缝隙天线54而良好地工作。
(8)天线基板5为相对于AM/FM广播用接收天线3的电容加载振子31在天线基板5的前后方向上离开的配置，电容加载振子31作为反射器而发挥功能，由此能够提高没有电容加载振子31的一侧的指向特性。
＜实施方式2＞
图12是本发明的天线装置的实施方式2中的天线基板5A，是使天线基板5A的右视图与左视图重合而得到的说明图。在该情况下，虽然缝隙天线54与实施方式1相同，但在第1及第2交叉部58、59中第1分支线状振子部52及第2分支线状振子部53分别从上方朝向下方跨着第1缝隙55及第2缝隙57而交叉(重叠)的方面与实施方式1不同。为了使第1缝隙55的相位和第2缝隙57的相位同相，而需要使第1交叉部58的相位和第2交叉部59的相位同相，使从第1分支线状振子部52的与共有线状振子部51的分支点到第1交叉部58为止的长度和从第2分支线状振子部53的与共有线状振子部51的分支点到第2交叉部59为止的长度同等。其他结构与上述实施方式1相同。
图13是表示实施方式1的天线基板5和实施方式2的天线基板5A的情况下的、频率5887.5MHz下的缝隙天线54的仰角0°的水平面指向性的基于模拟的指向特性图。在图7所示的天线基板5中，从第2分支线状振子部53的与共有线状振子部51的分支点到第2交叉部59为止的长度相对于从第1分支线状振子部52的与共有线状振子部51的分支点到第1交叉部58为止的长度短λ/2。另一方面，在图12的天线基板5A中从第1分支线状振子部52的与共有线状振子部51的分支点到第1交叉部58为止的长度、和从第2分支线状振子部53的与共有线状振子部51的分支点到第2交叉部59为止的长度同等。
在图13的以实线示出的天线基板5的情况下(从第2分支线状振子部53的与共有线状振子部51的分支点到第2交叉部59为止的长度相对于从第1分支线状振子部52的与共有线状振子部51的分支点到第1交叉部58为止的长度短λ/2时)，仰角0°下的从方位角90°到270°的平均增益为3.7dBi。另一方面，在图13的以虚线示出的天线基板5A的情况下(从第2分支线状振子部53的与共有线状振子部51的分支点到第2交叉部59为止的长度相对于从第1分支线状振子部52的与共有线状振子部51的分支点到第1交叉部58为止的长度同等时)，仰角0°下的从方位角90°到270°的平均增益为2.8dBi。如图13所示，第2分支线状振子部53短λ/2的实施方式1的天线基板5与长度同等的实施方式2的天线基板5A相比缝隙天线54的仰角0°下的从方位角90°到270°的平均增益变高。像这样，天线基板5的线状振子50的长度比天线基板5A的线状振子50的长度短，能够减少因线状振子50造成的损失，并且能够缩短天线基板5的前后方向(宽度方向)上的长度而将天线装置1小型化。也就是说，虽然实施方式2的天线基板5A的仰角0°下的从方位角90°到270°的平均增益比剩余的方位角范围的平均增益足够大，但限于比实施方式1低的值。
＜实施方式3＞
图14至图16示出本发明的天线装置的实施方式3中的天线基板5B。与实施方式1中的天线基板5的不同点在于，构成缝隙天线的下侧的缝隙及无馈电缝隙的形状不同，与之相匹配地线状振子的形状不同。即，虽然缝隙天线54A具有第1缝隙55、无馈电缝隙56A、第2缝隙57A，但无馈电缝隙56A的顶端向上下方向折曲而形成T字形状，第2缝隙57A以L字形向下方弯曲。此外，将无馈电缝隙56A的前后方向上的长度和上下方向上的长度合计在一起的长度为λ/4，第2缝隙57A的包含折曲部分的长度为λ/4。并且，第2分支线状振子部53也与第2缝隙57A的形状相匹配地设置折曲一次的部位。其他结构与上述实施方式1相同。
由于像这样天线基板5B为以使前后方向上的长度变短的方式使无馈电缝隙56A及第2缝隙57A变形的形状，所以与天线基板5相比能够缩短前后方向上的长度。天线基板5的前后方向上的长度为22mm，与此相对天线基板5B的前后方向上的长度为17mm。
＜实施方式4＞
使用图19至图20来说明本发明的天线装置的实施方式4。如这些图所示，天线装置1A具有金属制的底座90和以覆盖底座90的上侧的方式螺纹紧固于底座90的电波透过性的壳体(天线罩)92，从前方按SDARS(Satellite Digital Audio Radio Services：卫星数字音频广播服务)天线(贴片天线)95、AM/FM广播用接收天线3、构成V2X通信用的缝隙天线的天线基板5的顺序收纳于被底座90和壳体92包围的内部空间。SDARS天线95在上表面具有辐射电极而具有向上的指向性，经由基板96固定在底座90上。
本实施方式4与上述实施方式1的不同之处在于，使AM/FM广播用接收天线3的电容加载振子31A为由伞状导体板构成的非分割构造。电容加载振子31A沿着立设固定在底座90上的保持架93而固定。线圈32安装于保持架93，线圈32的上端与电容加载振子31A连接，下端与固定于底座90的放大器基板94连接。
如图17及图18所示，若将具有向上的指向性的贴片天线配置于被非分割构造的电容加载振子覆盖的下方位置，则由于轴比及增益均会恶化，所以在本实施方式4中，将SDARS天线95配置在没有被电容加载振子31A覆盖的前方位置。此外，其他结构及作用效果与上述实施方式1相同。
以上，以实施方式为例说明了本发明，但实施方式的各结构要素和/或各处理工艺在权利要求书的范围内能够进行各种变形，这是被本领域技术人员所理解的。以下涉及变形例。
在实施方式1的天线基板5中，结构如下：在第1交叉部58，第1分支线状振子部52从下方朝向上方跨着第1缝隙55，在第2交叉部59，第2分支线状振子部53从上方朝向下方跨着第2缝隙57。但是，在第1交叉部58及第2交叉部59，第1分支线状振子部52及第2分支线状振子部53是向上跨还是向下跨能够任意选择。但是，以第1缝隙55的相位和第2缝隙57的相位同相的方式，设定从第1分支线状振子部52的与共有线状振子部51的分支点到第1交叉部58为止的长度、和从第2分支线状振子部53的与共有线状振子部51的分支点到第2交叉部59为止的长度。
在实施方式1的天线基板5中，设定为在与V2X通信用的频带不同的远程操作系统用的925MHz带的频率下也工作，但也可以在TEL用的700MHz～2.7GHz带的频率下工作。天线基板5还可以在其他波段的频率下工作。
在实施方式1的天线基板5中，第1缝隙55与第2缝隙57的间隔为λ/2，但也可以比λ/2大。此时，只要与从线状振子50的第1馈电端部60到第1交叉部58为止的距离相比，将从第1馈电端部60到第2交叉部59为止的距离设定为短λ/2的奇数倍(其中为1以上)长度即可。
在实施方式2的天线基板5A中，第1缝隙55与第2缝隙57的间隔为λ/2，但也可以比λ/2大。此时，只要与从线状振子50的第1馈电端部60到第1交叉部58为止的距离相比，将从第1馈电端部60到第2交叉部59为止的距离设定为短λ的整数倍(其中为1以上)长度即可。
在各实施方式中，作为缝隙的形状而例示了方形、T字形状、L字形状，但缝隙的形状并不限定于这些形状，例如也可以为十字形状或将方形的角折曲成圆弧状而得到的形状等。
在各实施方式中，在电介质基板的各面上设有线状振子50和缝隙天线54、54A(第2导体图案72)，但也可以在电介质基板的一面上设置线状振子和缝隙天线这两方。在该情况下，在线状振子50的周边没有设置导体图案。
在各实施方式中，在电介质基板上设有线状振子50和缝隙天线54、54A，但也可以不设置电介质基板，将与线状振子50同形状的线状导体立起设置于电路基板10而将其用作线状振子50，且将设有与缝隙天线54、54A同形状的缝隙的板状薄板导体用作缝隙天线54、54A。在该情况下，需要在线状导体与薄板导体之间设置间隙。
在实施方式1中，天线装置1具备GNSS天线2、AM/FM广播用接收天线3及构成V2X通信用的缝隙天线54的天线基板5，但能够根据需要省略GNSS天线2、AM/FM广播用接收天线3中的某一个或所有，也可以代替GNSS天线2、AM/FM广播用接收天线3而搭载具有其他功能的天线。
在各实施方式中，在天线基板上形成有具有多个缝隙的缝隙天线，但在缝隙天线的增益没有问题的情况下，也可以在天线基板上形成仅具有一个缝隙(不是无馈电缝隙)的缝隙天线。而且，在各实施方式中，也可以在天线基板上形成具有三个以上的缝隙(不是无馈电缝隙)的缝隙天线。另外，在各实施方式中，形成于天线基板的缝隙天线具有无馈电缝隙，但在缝隙天线的增益没有问题的情况下，也可以不具有无馈电缝隙。另外，在各实施方式中，虽然搭载有带通滤波器80，但只要缝隙天线的增益没有问题，则也可以不搭载带通滤波器80。
附图标记说明
1、1A天线装置，2GNSS天线，3AM/FM广播用接收天线，5、5A、5B天线基板，10电路基板，11电介质基板，31电容加载振子，32线圈，50线状振子，51共有线状振子部，52、53分支线状振子部，54、54A缝隙天线，55、57、57A缝隙，56、56A无馈电缝隙，58、59交叉部，60、61馈电端部，71第1导体图案，72第2导体图案，80低通滤波器

Claims (9)

1.一种天线装置，具备在电介质基板的两面上设有导体图案的天线基板，所述天线装置的特征在于，
在所述电介质基板的第1面上设有线状振子，
在所述电介质基板的所述第1面的相反侧的第2面上设有缝隙天线，
在使所述第1面和所述第2面重合时，所述线状振子和所述缝隙天线的缝隙重合。
2.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，
所述缝隙设有多个。
3.如权利要求1或2所述的天线装置，其特征在于，
所述缝隙天线具有在使所述第1面和所述第2面重合时不与所述线状振子重合的无馈电缝隙。
4.如权利要求1至3中任一项所述的天线装置，其特征在于，
所述天线基板相对于安装部件垂直地立设固定，
所述缝隙天线具有在使所述第1面和所述第2面重合时在第1交叉部与所述线状振子重叠的第1缝隙、和在第2交叉部与所述线状振子重叠的第2缝隙，
与从所述线状振子的所述安装部件侧的馈电点到所述第1交叉部为止的距离相比，从所述馈电点到所述第2交叉部为止的距离更短。
5.如权利要求1至3中任一项所述的天线装置，其特征在于，
所述缝隙天线具有在使所述第1面和所述第2面重合时在第1交叉部与所述线状振子重叠的第1缝隙、和在第2交叉部与所述线状振子重叠的第2缝隙，
所述线状振子跨着所述第1缝隙的方向和所述线状振子跨着所述第2缝隙的方向为相同方向，从所述线状振子的馈电点到所述第2交叉部为止的距离与从所述馈电点到所述第1交叉部为止的距离相等。
6.如权利要求4所述的天线装置，其特征在于，
在使所述第1面和所述第2面重合时，所述线状振子跨着所述第1缝隙的方向和所述线状振子跨着所述第2缝隙的方向为相反方向，与从所述线状振子的所述馈电点到所述第1交叉部为止的距离相比，从所述馈电点到所述第2交叉部为止的距离短λ/2的1倍以上的奇数倍长度，其中，λ是所述缝隙天线的工作频率的有效波长。
7.如权利要求4所述的天线装置，其特征在于，
在使所述第1面和所述第2面重合时，所述线状振子跨着所述第1缝隙的方向和所述线状振子跨着所述第2缝隙的方向为相同方向，从所述馈电点到所述第2交叉部为止的距离短λ的1倍以上的整数倍长度，其中，λ是所述缝隙天线的工作频率的有效波长。
8.如权利要求1至7中任一项所述的天线装置，其特征在于，
所述天线基板在与所述缝隙天线的工作频率不同的频率下工作。
9.如权利要求1至8中任一项所述的天线装置，其特征在于，
具备电容加载振子，
所述天线基板为相对于所述电容加载振子在所述天线基板的前后方向上离开的配置。
CN201880028653.7A 2017-08-07 2018-07-27 天线装置 Active CN110574233B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-152359 2017-08-07
JP2017152359A JP6401835B1 (ja) 2017-08-07 2017-08-07 アンテナ装置
PCT/JP2018/028239 WO2019031270A1 (ja) 2017-08-07 2018-07-27 アンテナ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110574233A true CN110574233A (zh) 2019-12-13
CN110574233B CN110574233B (zh) 2023-10-03

Family

ID=63788121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880028653.7A Active CN110574233B (zh) 2017-08-07 2018-07-27 天线装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11152693B2 (zh)
EP (1) EP3667819A4 (zh)
JP (1) JP6401835B1 (zh)
CN (1) CN110574233B (zh)
WO (1) WO2019031270A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11804653B2 (en) * 2017-02-23 2023-10-31 Yokowo Co., Ltd. Antenna device having a capacitive loading element
CN113839223B (zh) * 2017-02-23 2024-02-27 株式会社友华 天线装置
JP6956650B2 (ja) * 2018-02-19 2021-11-02 株式会社ヨコオ 車載用アンテナ装置
JP7417332B1 (ja) 2023-05-11 2024-01-18 エイターリンク株式会社 マルチ・アンテナおよび受電装置

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000091835A (ja) * 1998-09-11 2000-03-31 Japan Radio Co Ltd 水平偏波水平無指向性スロットアンテナ
WO2001052352A1 (en) * 2000-01-07 2001-07-19 Modular Mining Systems, Inc. Array antenna for d-shaped, h-plane radiation pattern
JP2002330024A (ja) * 2001-05-01 2002-11-15 Iwatsu Electric Co Ltd スロットアンテナ
US20030184485A1 (en) * 2001-11-21 2003-10-02 Guozhong Jiang Horizontally polarized slot antenna with omni-directional and sectorial radiation patterns
US20090021439A1 (en) * 2006-05-25 2009-01-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd Variable slot antenna and driving method thereof
JP2012054915A (ja) * 2010-08-06 2012-03-15 Nippon Soken Inc アンテナ構造及びダイバーシティアンテナ構造
CN102427170A (zh) * 2010-07-30 2012-04-25 株式会社友华 天线设备
CN103548199A (zh) * 2011-03-24 2014-01-29 原田工业株式会社 天线装置
DE202014002207U1 (de) * 2014-02-18 2014-04-09 Antennentechnik Abb Bad Blankenburg Gmbh Mehrbereichsantenne für eine Empfangs- und/oder Sendeeinrichtung für den mobilen Einsatz
JP2014127751A (ja) * 2012-12-25 2014-07-07 Smart:Kk アンテナ、通信管理システム及び通信システム
JP2015041994A (ja) * 2013-08-23 2015-03-02 住友電気工業株式会社 スロットアンテナ
CN204375952U (zh) * 2015-01-23 2015-06-03 西安远方航空技术发展总公司 一种单极子天线

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07118602B2 (ja) 1992-12-18 1995-12-18 八重洲無線株式会社 ダイポールアンテナ・プリント基板用バラン
JPH0823224A (ja) * 1994-07-11 1996-01-23 N T T Ido Tsushinmo Kk ノッチアンテナ
US5872542A (en) * 1998-02-13 1999-02-16 Federal Data Corporation Optically transparent microstrip patch and slot antennas
US6043785A (en) * 1998-11-30 2000-03-28 Radio Frequency Systems, Inc. Broadband fixed-radius slot antenna arrangement
FR2853996A1 (fr) * 2003-04-15 2004-10-22 Thomson Licensing Sa Systeme d'antennes
JP5088689B2 (ja) 2005-11-18 2012-12-05 日本電気株式会社 スロットアンテナ及び携帯無線端末
CN101507048B (zh) * 2006-11-30 2012-11-21 松下电器产业株式会社 差动供电指向性可变隙缝天线
JP4904197B2 (ja) * 2007-05-08 2012-03-28 パナソニック株式会社 不平衡給電広帯域スロットアンテナ
JP2011233952A (ja) * 2010-04-23 2011-11-17 Mitsubishi Electric Corp 筐体一体型アンテナ
FR2970603A1 (fr) * 2011-01-13 2012-07-20 Thomson Licensing Antenne directive imprimee de type fente et systeme mettant en reseau plusieurs antennes directives imprimees de type fente
EP2495808A1 (en) * 2011-03-03 2012-09-05 Nxp B.V. Multiband antenna
EP2602865B1 (en) * 2011-12-05 2014-10-08 Nxp B.V. Multi-band antenna
CN104115329B (zh) * 2011-12-14 2016-06-29 莱尔德技术股份有限公司 能够按lte频率操作的多带mimo天线组件
JP6184802B2 (ja) * 2013-08-26 2017-08-23 日本ピラー工業株式会社 スロットアンテナ
KR20150098343A (ko) * 2014-02-20 2015-08-28 현대자동차주식회사 대역폭이 확장된 차량용 이중 대역 ｐｃｂ 안테나 장치
US10103440B2 (en) * 2014-11-06 2018-10-16 Sony Mobile Communications Inc. Stripline coupled antenna with periodic slots for wireless electronic devices
KR101709077B1 (ko) * 2015-11-20 2017-02-22 현대자동차주식회사 안테나 장치, 그의 제조 방법 및 그를 가지는 차량

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000091835A (ja) * 1998-09-11 2000-03-31 Japan Radio Co Ltd 水平偏波水平無指向性スロットアンテナ
WO2001052352A1 (en) * 2000-01-07 2001-07-19 Modular Mining Systems, Inc. Array antenna for d-shaped, h-plane radiation pattern
JP2002330024A (ja) * 2001-05-01 2002-11-15 Iwatsu Electric Co Ltd スロットアンテナ
US20030184485A1 (en) * 2001-11-21 2003-10-02 Guozhong Jiang Horizontally polarized slot antenna with omni-directional and sectorial radiation patterns
US20090021439A1 (en) * 2006-05-25 2009-01-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd Variable slot antenna and driving method thereof
CN102427170A (zh) * 2010-07-30 2012-04-25 株式会社友华 天线设备
JP2012054915A (ja) * 2010-08-06 2012-03-15 Nippon Soken Inc アンテナ構造及びダイバーシティアンテナ構造
CN103548199A (zh) * 2011-03-24 2014-01-29 原田工业株式会社 天线装置
JP2014127751A (ja) * 2012-12-25 2014-07-07 Smart:Kk アンテナ、通信管理システム及び通信システム
JP2015041994A (ja) * 2013-08-23 2015-03-02 住友電気工業株式会社 スロットアンテナ
DE202014002207U1 (de) * 2014-02-18 2014-04-09 Antennentechnik Abb Bad Blankenburg Gmbh Mehrbereichsantenne für eine Empfangs- und/oder Sendeeinrichtung für den mobilen Einsatz
CN204375952U (zh) * 2015-01-23 2015-06-03 西安远方航空技术发展总公司 一种单极子天线

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KAI-LONG HSIAO等: "A wideband open-slot antenna with high front-to-end ratio", 《2012 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ANTENNAS AND PROPAGATION (ISAP)》 *
周慧: "小型平板缝隙天线设计方法研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 *
崔勇;王勇;杨世武;: "应用于Wi-Fi频段的背腔式缝隙天线设计", 电波科学学报, no. 01 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP3667819A1 (en) 2020-06-17
EP3667819A4 (en) 2021-05-05
US20200067181A1 (en) 2020-02-27
CN110574233B (zh) 2023-10-03
US11152693B2 (en) 2021-10-19
WO2019031270A1 (ja) 2019-02-14
JP6401835B1 (ja) 2018-10-10
JP2019033342A (ja) 2019-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10819000B2 (en) Composite antenna device
CN110574233B (zh) 天线装置
KR101633844B1 (ko) 차량용 다중대역안테나
CN109565109B (zh) 车载用天线装置
CN110637394B (zh) 车载用天线装置
CN110574230B (zh) 车载用天线装置
CN110495052B (zh) 天线装置
JP5997360B2 (ja) 統合アンテナ、及び、その製造方法
CN116387835A (zh) 天线装置
JP4389863B2 (ja) 統合アンテナ
US20210167507A1 (en) Antenna device and inverted f antenna
US11855363B2 (en) Antenna device
JP7454389B2 (ja) 車載用アンテナ装置
WO2023181978A1 (ja) 低背型複合アンテナ装置
KR102337296B1 (ko) 차량용 안테나 장치
CN116636088A (zh) 贴片天线及车载用天线装置
CN117083769A (zh) 车载用天线装置
CN115398743A (zh) 运载工具天线装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant