CN111602292A - 天线装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供可代替单极天线的新型的小型低背的天线装置。天线装置安装于车辆，车辆具有安装面，天线装置具有在与安装面大致正交的面上以彼此不同的角度形成的多个金属面。与安装面相对的部位开口，在各金属面上形成有垂直偏振波用的开槽天线和狭缝天线中的至少一方。

Description

天线装置
技术领域
本发明涉及小型低背的车载用的天线装置。
背景技术
近些年，在车辆中能够进行LTE(Long Term Evolution)通信以及MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)通信的天线装置的需求变得高涨。LTE通信是将第3代通信(3G)高速化的通信方式。MIMO通信是使用多个天线、从各个天线发送不同的数据并由多个天线同时接收数据的通信方式。
作为LTE通信用的天线装置，以往已知专利文献1所公开的天线装置。该天线装置包括容纳于长度为100mm、宽度为50mm、高度为45mm的鲨鱼鳍天线外壳内的多个天线，其中一个天线成为对天线装置的高度做出决定的不平衡天线、即单极天线。并不限于专利文献1所公开的天线装置，由于车载用的天线装置将车辆顶部作为接地面来利用，所以大多使用单极天线。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2016－504799号公报
发明内容
在LTE通信或MIMO通信中所用的天线装置优选为，与天空方向(相对于大地的垂直上方)正交的水平方向(相对于大地的平行方向)上的增益高。另外，对于车载用的天线装置具备小型低背的要求。但是，若如专利文献1所公开的天线装置那样地使单极天线低背化，则会因天空方向上的天线尺寸(高度)减少而导致VSWR(Voltage Standing Wave Ratio)劣化和增益降低。在单极天线的情况下，通过使加载天线线圈等来满足共振条件的阻抗匹配电路介入等，能够实现一定程度的低背化。但是，难以改善天线自身的VSWR劣化和增益降低。另外，在通过车载天线装置进行MIMO通信的情况下，需要搭载多个天线，因此对于小型化存在界限。
本发明的目的为，提供一种可代替单极天线的小型低背的新型的天线装置。
本发明所提供的天线装置是安装于车辆的天线装置，其特征在于，所述车辆具有安装面，所述天线装置具有在与所述安装面大致正交的面上以彼此不同的角度形成的多个金属面，所述天线装置的与所述安装面相对的部位开口，在各金属面上形成有垂直偏振波用的开槽天线和狭缝天线中的至少一方。
发明效果
在将槽和狭缝作为天线振子的情况下，与天线振子正交的方向成为主偏振波。另外，增益在槽和狭缝的开口方向(与安装面大致平行的平面中的与该槽和狭缝的长边大致垂直的方向)上显强。本发明的天线装置在金属面上形成有垂直偏振波用的槽和狭缝中的至少一方，因此即使为低背，也能够提高与安装面平行的方向上的垂直偏振波的增益。而且，多个金属面以彼此不同的角度形成，因此能够将槽和狭缝的开口方向设为各种方向。因此，能够在各种方向上提高垂直偏振波的增益。而且，在将电路基板等与天线装置有关的部件或天线零件配置于与安装面相对的部位的情况下，与安装面相对的部位开口。因此，相较于与安装面相对的部位不开口的情况，易于进行部件和天线零件的更换和修理等。
附图说明
图1是第1实施方式的天线装置的外观立体图。
图2A是表示壳体的第1侧面的构造例的图。
图2B是表示壳体的第2侧面的构造例的图。
图2C是表示壳体的第3侧面的构造例的图。
图2D是表示壳体的第4侧面的构造例的图。
图3A是壳体的俯视图。
图3B是壳体的仰视图。
图4是壳体的第1侧面的水平方向上的垂直偏振波的水平面平均增益特性图。
图5是壳体的第2侧面的水平方向上的垂直偏振波的水平面平均增益特性图。
图6是壳体的第3侧面的水平方向上的垂直偏振波的水平面平均增益特性图。
图7是壳体的第4侧面的水平方向上的垂直偏振波的水平面平均增益特性图。
图8是GNSS的频带中的平面天线的平均增益特性图。
图9是SXM的频带中的平面天线的平均增益特性图。
图10是第2实施方式的天线装置的外观立体图。
图11是第3实施方式的天线装置的外观立体图。
图12是第4实施方式的天线装置的外观立体图。
图13是第5实施方式的天线装置的外观立体图。
图14是第6实施方式的天线装置的外观立体图。
图15是第7实施方式的天线装置的外观立体图。
图16A是第8实施方式的天线装置的第1侧面图。
图16B是第8实施方式的天线装置的主视图。
图16C是第8实施方式的天线装置的第4侧面图。
图16D是第8实施方式的天线装置的俯视图。
具体实施方式
以下，说明将本发明适用于能够用于LTE通信以及卫星测位系统接收的车载用天线装置的情况下的实施方式例。
[第1实施方式]
图1是表示第1实施方式的天线装置的主要部分的构造例的外观立体图。该天线装置1具有：通过其自身作为LTE通信用的天线来工作的壳体10；容纳于该壳体10的规定区域内的绝缘性的电路基板20；和设于电路基板20的平面天线30。这些部分收容于电波透过性的材质、例如树脂制的箱体内，例如嵌入车辆顶部的凹陷面等来使用。在图1中省略了箱体的图示。后续将车辆顶部的凹陷面称为“安装面”。平面天线30在本实施方式中为接收GNSS(Global Navigation Satellite System)用电波的贴片天线，与安装面大致平行地设置。也就是说，平面天线30是在具有厚度的绝缘性电介质的顶部形成与安装面大致平行的放射元件而构成的。在电路基板20上，还安装有包括与后述的多个馈电点连接的连接部件、和与车辆侧的电子设备电连接的增幅器等在内的天线零件。
壳体10为箱状的金属壳体。在本实施方式中，使用具有一对短端面和一对长端面的为大致矩形柱的金属壳体。壳体10也可以支承于树脂制的保持架。在本说明书中，将壳体10中的图1左侧的短端面整体称为“第1侧面”，将图1中看不到的另一个短端面整体称为“第4侧面”，将图1右侧近前的长端面整体称为“第3侧面”，将图1中看不到的另一个长端面整体称为“第2侧面”。另外，将壳体10的上底部整体称为“顶面”，将图1中看不到的下底部整体称为“底面”。第1侧面、第2侧面、第3侧面、第4侧面从底面立起。图2A是第1侧面的壳体10的构造说明图，图2B是第2侧面的壳体10的构造说明图，图2C是第3侧面的壳体10的构造说明图，图2D是第4侧面的壳体10的构造说明图。另外，图3A是与底面相对的顶面的壳体10的构造说明图，图3B是底面的壳体10的构造说明图。
第1侧面、第2侧面、第3侧面、第4侧面分别为金属面，第1侧面～第4侧面彼此呈90度，以将平面天线30存在的规定区域包围。第1侧面～第4侧面的各侧面朝向全方位。另外，在向安装面设置时，第1侧面、第2侧面、第3侧面、第4侧面相对于车辆顶部分别大致正交。车辆顶部为接地电位，具有如大致等价于与壳体10的底面的面积相比面积无限大的大地那样的几倍的面积。因此，通过第1侧面、第2侧面、第3侧面、第4侧面所指向的面，能够作为在水平方向上在360度的全方位具有指向性的天线振子来工作。后述这些天线振子的工作原理。
顶面和底面也是金属面。顶面和底面是与安装面相对的面，顶面的中央部开口为大致十字状。将开口的部位称为“开口部”，将开口部以外的顶面称为“局部面”。平面天线30在开口部的大致中央部露出。因此，平面天线30在接收GNSS用的电波之时难以受到壳体10的影响。后述其效果。此外，将开口部设为大致十字状是为了降低壳体10对平面天线30的干涉。但是，根据平面天线30的形状，也可以将开口部设为其他形状。例如可以为椭圆状、矩形状。底面中的除了向车辆侧的安装机构40之外的部分全部为金属面。
关于壳体10的尺寸，例如顶面以及底面的长边为大约200mm，短边为大约100mm，厚度(第1侧面、第2侧面、第3侧面、第4侧面的高度)为大约17mm。箱体比壳体10稍微大，但离安装面的高度为大约20mm以下。
在第1侧面形成有槽111。如图2A所示，槽111与车辆顶部的安装面平行或大致平行地形成，两槽端跨着相邻的第2侧面以及第3侧面。槽111在第1侧面的基础上还涉及到相邻的第2侧面、第3侧面，由此与将槽111仅形成于第1侧面的情况相比能够将天线装置1的宽度(第1侧面的宽度)缩窄。另外，因为安装面为接地面，所以槽111在工作时作为垂直偏振波用的开槽天线而工作。能够发送接收的频率可以由馈电点的位置来弹性地决定。向馈电点的馈电在例如使用同轴线缆的情况下，能够通过使芯线与槽111的上缘(内缘的上方)连接并使接地线与槽的下缘(内缘的下方)连接而进行。该馈电点设于与槽111的中央部相比向左右某一方偏置的部位。
例如，假设将馈电点设于槽111中的第1侧面靠近第3侧面的位置。在该情况下，槽111具有分别从相反方向面对馈电点的第1槽端(第2侧面的封闭端)和第2槽端(第3侧面的封闭端)。从第1槽端到馈电点的长度设为在LTE的LowBand(低频带域：以下相同)的700～900MHz带进行共振的波长(共振长度)λL的1/2。另外，从第2槽端到馈电点的长度设为在LTE的HighBand(高频带域：以下相同)的1.7GHz～2.7GHz进行共振的波长(共振长度)λH的1/2。由此，能够使槽111在LTE带的全频带进行共振，且能够使槽111作为能够发送接收垂直偏振波的开槽天线来工作。
此外，对于能够在各频带域使用的频率具有固定范围(宽度)。因此，在对波长或共振长度来讲的情况下，称为以所使用的频率为中心的固定范围(宽度)的波长或共振长度。
如图2D所示地，槽114的构造与槽111相同。也就是说，能够使槽114在LTE带的全频带进行共振，且能够使槽114作为能够发送接收垂直偏振波的开槽天线来工作。在该情况下，将馈电点设于成为在LTE带的低频带域进行共振的波长(共振长度)λL的1/2的位置、和成为在LTE带的高频带域进行共振的波长(共振长度)λH的1/2的位置(例如槽内缘)。此外，槽111和槽114的馈电点设于从顶面来看成为点对称的位置，即在壳体10中彼此离得最远的位置。由此，减弱两槽111、114之间的关联，能够降低相互干涉。
槽111以及槽114在与它们正交的方向上产生主偏振波。因此，这些开槽天线的主偏振波成为垂直偏振波。也就是说，若槽111以及槽114与接地面平行，则这些主偏振波成为垂直偏振波。另外，对于开槽天线，形成有槽111以及槽114的面所朝向的方向(槽111以及槽114的开口方向)上的增益变强。因此，将这些槽作为主要振子的开槽天线中，形成有槽111以及槽114的面所朝向的水平方向上的垂直偏振波的增益相对变强。例如，当将第1侧面朝向车辆的前方、将第4侧面朝向车辆的后方、将天线装置1安装于安装面之际，槽111朝向车辆的前方而形成，槽114朝向车辆的后方而形成，因此车辆的前后方向即水平方向上的垂直偏振波的增益相对变强。该倾向针对后述的狭缝天线也是同样的。因此，即使天线装置1的安装面从车辆顶部凹陷，也能够抑制增益的降低。
在本实施方式中，以能够实现LTE的低频带域和高频带域内的信号的发送或接收的方式决定槽111以及槽114的尺寸、和各槽111、114的内缘的馈电点的位置。在以后的说明中，将槽111称为“LTE第1天线”，将槽114称为“LTE第4天线”。
LTE第1天线中，第1侧面所朝向的水平方向上的垂直偏振波的增益变强。因此，例如能够作为4×4MIMO的第1天线来工作。另外，LTE第4天线中，第4侧面所朝向的水平方向上的垂直偏振波的增益变强。因此，例如能够作为4×4MIMO的第4天线来工作。
在本实施方式中，还在第2侧面上形成狭缝112，在第3侧面上形成狭缝113，使这些狭缝作为LTE用的狭缝天线来工作。
如图1以及图2B所示，狭缝112的开放端形成于顶面，封闭端形成于与槽111、114的中间相比稍微偏靠槽111侧的位置。若针对第2侧面进行说明，狭缝112在从顶面向底面方向切入至厚度的大致中央部分之后将朝向改变为槽111的方向后紧接着的部分成为封闭端。狭缝112的馈电点例如设于从改变朝向后的部位与封闭端之间的大概中间偏靠封闭端的位置。从馈电点到狭缝开放端的长度为LTE的高频带的波长λH的1/4。
在以后的说明中，将狭缝112称为“LTE第2天线”。LTE第2天线中，第2侧面所朝向的水平方向上的垂直偏振波的增益变强。因此，例如能够作为4×4MIMO天线中的第2天线来工作。
狭缝113的构造以及其馈电点的位置如图2C所示地与狭缝112相同。将狭缝113称为“LTE第3天线”。LTE第3天线中，第3侧面所朝向的水平方向上的垂直偏振波的增益变强。因此，例如能够作为4×4MIMO天线中的第3天线来工作。
第1侧面、第2侧面、第3侧面、第4侧面、顶面(局部面)以及底面为全部一体的面，能够宽阔地确保各槽111、114以及各狭缝112、113周围的金属的面积。因此，与无法确保这种金属的面积的情况相比，能够扩大可发送接收的频率的带域，也提高天线效率。
另外，通过将壳体10经由安装机构40与车辆顶部的安装面电连接，而能够将车身整体作为各槽111、114以及各狭缝112、113的周围的金属来使用，与在自由空间内相比能够提高天线性能。另外，即便例如将天线装置1配置于周围成为金属的凹陷内的情况下，与专利文献1所公开的以往的单极天线相比，能够抑制VSWR和水平方向上的增益的降低。
接着说明本实施方式的天线装置1的天线特性。图4是表示第1侧面中的增益特性的图表，图5是表示第2侧面中的增益特性的图表，图6是表示第3侧面中的增益特性的图表，图7是表示第4侧面中的增益特性的图表。在各图中，纵轴为水平面平均增益(dBi)，横轴为频率(MHz)。另外，图4～图7的实线是图1所示地设有平面天线30的情况下的水平面平均增益G11、G21、G31、G41。图4～图7的虚线是从电路基板20拆除平面天线30后的情况下的水平面平均增益G12、G22、G32、G42。根据图4～图7可知，无论设置或拆除平面天线30，第1侧面以及第4侧面的各开槽天线的水平面平均增益G11、G41、和第2侧面以及第3侧面的各狭缝天线的水平面平均增益G21、G31都没有大变化。也就是说，能够将在水平面上覆盖全方位的四个LTE用的天线、与GNSS用的平面天线30无干涉地集成于一个壳体10。
另外，各开槽天线以及狭缝天线的水平面平均增益G11、G21、G31、G41虽然与专利文献1公开的长度100mm、宽度50mm、高度45mm的鲨鱼鳍天线的平均增益相比没有那么大的变化，但不如说这是使本实施方式的天线装置1的水平面平均增益变高的频带。本实施方式的天线装置1的高度为17mm，因此具有能够由与以往类型的天线装置相比大致相同的天线特性来进一步实现低背化的优点。
图8是表示GNSS的频带中的平面天线30的增益特性的图表，纵轴为平均增益(dBi)，横轴为角度(°)。实线为壳体10存在时的平面天线30的平均增益G51，虚线是拆除壳体10后的平面天线30的平均增益G52。在各图中，都是设于具有凹陷的车辆顶部的安装部位时的平均增益。角度0°以及角度360°是从平面天线30的电介质朝向顶部的放射元件的方向，即当将天线装置1设置于车辆顶部的安装部位时车身的天空方向。120°～240°成为从具有凹陷的车辆顶部的安装部位的侧壁朝向安装面的方向。根据图8可知，即使在开槽天线和狭缝天线中设置有平面天线30，平面天线30的平均增益G51也没有大幅变化。
如上所述，在第1实施方式中，与槽111、114以及狭缝112、113正交的方向成为主偏振波，由此即使在使壳体10低背化至大约17mm的情况下，也能够维持垂直偏振波的增益。而且，能够提高槽111、114以及狭缝112、113的开口方向、即水平方向上的垂直偏振波的增益。因此，通过在车辆顶部的一部分设置凹陷，并设置形状以及尺寸与该凹陷的面适合的天线装置1，能够确保水平方向的全方位角上的增益，并不会从车辆顶部突出地设置天线装置1。因此，能够实现从外观上无法认识出天线装置1。由此，能够提高车辆设计的自由度，根据车辆设计的观点，能够起到无法由以往的该类天线装置所获得的效果。
此外，在第1实施方式中，说明了第1侧面、第2侧面、第3侧面、第4侧面分别与车辆顶部的安装面(接地面)大致垂直的例子，但这些侧面与安装面之间的角度可以为任意。只要处于槽111、114以及狭缝112、113分别与接地面平行的关系，就能够获得水平方向上的垂直偏振波的增益。只要槽111、114以及狭缝112、113分别朝向水平方向，就能够获得水平方向上的垂直偏振波的增益。
在第1实施方式中，还说明了底面、局部面、第1侧面至第4侧面为全部一体的面的情况的例子，但不限于此。也可以构成为，底面与至少一个侧面、局部面与至少一个侧面、至少两个侧面、或者底面、三个侧面与局部面一体地形成。由此，与所有的面在物理上分离的情况相比，加工、量产变得容易，能够谋求低成本化。
＜变形例＞
在第1实施方式中，平面天线30为GNSS用的天线，但也能够为使用其他的人造卫星的SXM(SiriusXM)用的天线。图9是表示SXM用的频带中的平面天线的增益特性的图表，纵轴为平均增益(dBi)，横轴为角度(°)。实线为壳体10存在时的平面天线的平均增益G61，虚线为拆除壳体10后的平面天线的平均增益G62。在各图中，都是安装于具有凹陷的车辆顶部的安装部位时的平均增益。角度0°以及角度360°是从平面天线的电介质朝向顶部的放射元件的方向。根据图9可知，在SXM用的平面天线的情况下，即使设置于开槽天线和狭缝天线中，平面天线G61的平均增益也不会大幅变化。[第2实施方式]
说明本发明的第2实施方式。针对与第1实施方式相同的部件标注同一附图标记并省略其说明。如图10的外观立体图所示，第2实施方式的天线装置2在顶面全部开口的箱状的壳体10－2的内部配置电路基板20，在该电路基板20上以规定间隔排列地配置有GNSS用的平面天线30和SXM用的平面天线50。壳体10－2通过其自身作为天线来工作，其底面的构造与第1实施方式的壳体10相同。另外，表示了底面与第1侧面至第4侧面一体形成的例子，但可以为，至少两个侧面、或者底面与至少一个侧面为一体。
在壳体10－2的第1侧面，跨着第2侧面以及第3侧面形成有槽211。该槽211是与第1实施方式的槽111相同的尺寸。因此，通过将馈电点设于恰当的位置，能够使槽211作为发送接收LTE的全频带的电波的4×4MIMO的第1天线来工作。在壳体10－2的第4侧面，跨着第2侧面以及第3侧面形成有槽214。该槽214是与第1实施方式的槽114相同的尺寸。因此，通过将馈电点设于恰当的位置，能够使槽214作为发送接收LTE的全频带的电波的4×4MIMO的第4天线来工作。
另外，在壳体10－2的第2侧面形成有槽212，在第3侧面形成有槽213。槽212、213通过将其长度以及馈电点的位置设为能够由LTE的高频带发送接收的长度以及位置，而能够作为覆盖LTE的高频带的4×4MIMO的第2天线、第3天线来工作。第2实施方式的天线装置2由于与槽211～214正交的方向成为主偏振波，所以即使在使壳体10－2低背化至大约17mm的情况下，也能够维持垂直偏振波的增益，而且，能够提高槽211～214各自的开口方向、即水平方向上的垂直偏振波的增益。
针对平面天线30、50的平均增益，与第1实施方式相同。因为在天线装置2中排列配置有平面天线30、50，所以天线装置2能够接收GNSS用的电波和SXM用的电波的双方。
[第3实施方式]
说明本发明的第3实施方式。如图11的外观立体图所示，第3实施方式的天线装置3在顶面开口的箱状的壳体10－3的内部配置电路基板20，在该电路基板20上以规定间隔排列配置有GNSS用的平面天线30和SXM用的平面天线50。壳体10－3通过其自身作为天线来工作，其底面的构造与第1实施方式的壳体10相同。另外，表示了底面与第1侧面至第4侧面一体形成的例子，但也可以为，至少两个侧面、或者底面与至少一个侧面为一体。壳体10－3因为顶面开口，所以根据图8以及图9的增益特性的图表可知，不会对平面天线30、50的平均增益造成影响。
在壳体10－3的第1侧面、第2侧面、第3侧面以及第4侧面分别形成有槽311、312、313、314。槽311、314以在LTE的高频带进行共振的方式决定其尺寸以及馈电点的位置。另外，槽312、313以在LTE的全频带进行共振的方式决定其尺寸以及馈电点的位置。
在第3实施方式的天线装置3中，与槽311～314正交的方向也为主偏振波，由此即使在使壳体10－3低背化至大约17mm的情况下，也能够维持垂直偏振波的增益。而且，能够提高槽311～314的开口方向、即水平方向上的垂直偏振波的增益。
[第4实施方式]
说明本发明的第4实施方式。如图12的外观立体图所示，第4实施方式的天线装置4具有使第3实施方式的天线装置3的壳体10－3中的第2侧面以及第3侧面的一部分切缺而成的构造的壳体10－4。其他构成与天线装置3相同。也就是说，在天线装置4的壳体10－4的第1侧面、第2侧面、第3侧面以及第4侧面中的第1侧面形成有槽411，在第4侧面形成有槽414。槽411、414以在LTE的高频带进行共振的方式决定其尺寸以及馈电点的位置。在第4实施方式中，表示了底面与第1侧面至第4侧面一体形成的例子，但并不限于此。例如也可以将第1侧面、第2侧面以及第3侧面、和第2侧面、第3侧面以及第4侧面设为彼此分离的一对侧面。
在第4实施方式的天线装置4中，与槽411、414正交的方向也为主偏振波，由此即使在使壳体10－4低背化至大约17mm的情况下，也能够维持垂直偏振波的增益。而且，能够提高槽411、414的开口方向、即水平方向上的垂直偏振波的增益。第2侧面、第3侧面的局部被切缺，由此对平面天线30、50造成的影响也与第1、2、3实施方式的天线装置1、2、3相比被降低。
[第5实施方式]
说明本发明的第5实施方式。如图13的外观立体图所示，第5实施方式的天线装置5在顶面开口的箱状的壳体10－5的内部配置电路基板20，在该电路基板20上以规定间隔排列配置有GNSS用的平面天线30和SXM用的平面天线50。壳体10－5通过其自身作为天线来工作，其底面的构造与第1实施方式的壳体10相同。表示了底面与第1侧面至第4侧面一体形成的例子，但可以为，至少两个侧面、或者底面与至少一个侧面为一体。在壳体10－5的第1侧面、第2侧面、第3侧面以及第4侧面上，分别形成有狭缝511、512、513、514。
各狭缝511～514各自的开放端形成于壳体10－5的边框，封闭端形成于偏靠相邻的其他侧面的角落部侧的位置。
若以第1侧面来说明，狭缝511在从壳体10－5的短端边框向底面方向切入至厚度的大致中央部分之后、将朝向改变为第3侧面的方向并延伸的部分为封闭端。该狭缝511用的馈电点例如设于从朝向改变后的部位与封闭端之间的大致中间偏靠封闭端的位置。从馈电点到狭缝开放端的长度为LTE的高频带的波长λH的1/4。第4侧面的狭缝514也成为与第1侧面的狭缝511相同的构造。
在第3侧面的情况下，从壳体10－5的长端边框向底面方向切入至厚度的大致中央部分之后、将朝向改变为第4侧面的方向并延伸的部分成为封闭端。该狭缝513用的馈电点例如设于朝向改变后的部位与封闭端之间的大致中间偏靠封闭端的位置。从馈电点到狭缝开放端的长度为LTE的低频带的波长λL的1/4。第2侧面的狭缝512也成为与第3侧面的狭缝513相同。这些狭缝511～514中，各侧面所朝向的水平方向上的垂直偏振波的增益变强。因此，例如能够作为4×4MIMO天线中的第1天线至第4天线来工作。
[第6实施方式]
说明本发明的第6实施方式。如图14的外观立体图所示，第6实施方式的天线装置6具有使第4实施方式的天线装置4的壳体10－4中的第1侧面以及第4侧面彼此弯曲而相对的壳体10－6。此外，第2侧面以及第3侧面的局部被切缺。电路基板20成为容纳于第1侧面以及第4侧面的形状。在第1侧面形成有狭缝611，在第4侧面形成有狭缝614。底面和第1侧面以及第4侧面一体形成，但并不限于此。例如也可以由第1侧面和第4侧面作为彼此分离的一对侧面。
狭缝611的从壳体10－6的第1侧面中的高度方向上的大致中央部与底面以及安装面平行地切入的部分成为封闭端。该狭缝611用的馈电点例如设于从紧靠切缺的部分与封闭端之间的大致中间偏靠封闭端的位置。从馈电点到狭缝开放端的长度为LTE的高频带的波长λH的1/4。第4侧面的狭缝614也为与第1侧面的狭缝611相同的构造。
另外，因为形成有狭缝611的第1侧面与形成有狭缝614的第4侧面彼此弯曲而相对，所以与不弯曲时相比，能够降低狭缝611、614彼此造成的影响。
在第6实施方式的天线装置6中，与狭缝611、614正交的方向也为主偏振波。因此，即使在使壳体10－6低背化至大约17mm的情况下，能够维持垂直偏振波的增益，而且，能够提高狭缝611、614的开口方向、即水平方向上的垂直偏振波的增益。第2侧面、第3侧面的一部分被切缺，由此对平面天线30、50造成的影响与第1、2、3、5实施方式的天线装置1、2、3、5相比也被降低。
[第7实施方式]
说明本发明的第7实施方式。如图15的外观立体图所示，第7实施方式的天线装置7具有与第4实施方式的天线装置4的壳体10－4相同的构造的壳体10－7。该壳体10－7也通过其自身作为天线来工作，其底面部的构造以及电路基板20与天线装置4相同。形成于第1侧面的槽711与天线装置4的槽411相同，形成于第4侧面的槽714与天线装置4的槽414相同。因此，天线特性和指向性等也与天线装置4相同。不同点为，在电路基板20上代替平面天线30、50而配置有TCU(Telematics Communication Unit；车载信息服务通信单元)60。TCU60是确立与规定的数据中心之间的通信路径、接收便于驱动和充电等的信息的单元。
[第8实施方式]
说明本发明的第8实施方式。图16A是第8实施方式的天线装置8的第1侧面图，图16B是主视图，图16C是第4侧面图，图16D是俯视图。该天线装置8是在树脂制、即由绝缘体构成的板体80的表面上由金属膜81形成狭缝811而成的。板体80垂直地设置于安装面。狭缝811的长度以及馈电点的位置以在所使用的频带进行共振的方式决定。
这样构成的天线装置8中，狭缝811所朝向的水平方向上的垂直偏振波的增益变强。能够供其安装的部位仅由板体80的厚度和长边的长度量来决定即可，因此不一定限于车辆顶部，能够设为车身的侧面等。另外，仅在树脂上贴附金属膜81就能够实现狭缝天线，因此在成本方面也有利。
在第1至第7实施方式中，说明了使金属制的壳体10、10－2～10－7通过其自身作为开槽天线或狭缝天线来工作的例子，但也可以为，使这些壳体10、10－2～10－7由绝缘体构成，在其表面上由金属膜形成槽111等或狭缝113等。这些在成本方面有利。
另外，在第1至第8实施方式中，设想了与成为接地面的车辆顶部的安装面以及大地平行地安装壳体10、10－2～10－7以及板体80的情况来说明。但是，在能够将具有接地面的金属板与大地垂直地设于车辆、且与大地相比该接地面更近的情况下，也可以将槽111等以及狭缝113等与大地垂直地形成。

Claims (10)

1.一种天线装置，安装于车辆，其特征在于，
所述车辆具有安装面，
所述天线装置具有在与所述安装面大致正交的面上以彼此不同的角度形成的多个金属面，
所述天线装置的与所述安装面相对的部位开口，
在各金属面上形成有垂直偏振波用的开槽天线和狭缝天线中的至少一方。
2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，
具有通过其自身构成所述开槽天线或所述狭缝天线的金属制的壳体，
所述多个金属面分别是以包围规定区域的方式从所述壳体的底面立起的所述壳体的侧面。
3.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，
与所述底面相对的顶面中除了所述开口的部位以外的局部面与至少一个所述侧面之间、所述底面与至少一个所述侧面之间、至少两个所述侧面之间、或者所述底面、至少一个所述侧面与所述局部面之间，一体地形成。
4.根据权利要求2或3所述的天线装置，其特征在于，
所述壳体的侧面是分别指向与所述安装面大致水平的方向的多个侧面，且两个以上的侧面是相邻的，所述开槽天线跨着所述相邻的两个以上的所述侧面而形成。
5.根据权利要求2或3所述的天线装置，其特征在于，
所述壳体的侧面具有以包围所述规定区域的方式相对的一对金属面。
6.根据权利要求5所述的天线装置，其特征在于，
所述一对金属面分别在使各自的中央部从所述规定区域的中央部远离的方向上弯曲而相对。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的天线装置，其特征在于，
在所述规定区域设有与所述开槽天线或所述狭缝天线电连接的天线零件。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的天线装置，其特征在于，
还具有与所述安装面大致平行地配置的平面天线，所述平面天线从所述开口的部位露出。
9.根据权利要求8所述的天线装置，其特征在于，
所述平面天线隔开规定间隔而具有两个以上。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的天线装置，其特征在于，
所述多个金属面中的至少一个金属面在形成为规定形状的绝缘体的表面形成。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112635974A (zh) * 2020-11-30 2021-04-09 Oppo广东移动通信有限公司 一种天线装置、控制方法及电子设备

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023136315A1 (ja) * 2022-01-14 2023-07-20 原田工業株式会社 車両用アンテナ装置

Citations (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05136627A (ja) * 1991-08-02 1993-06-01 Fujitsu Ten Ltd 移動体用アンテナ
JPH06283923A (ja) * 1993-03-26 1994-10-07 Nippon Antenna Kk 空胴付折り返しスロットアンテナ
JP2001185944A (ja) * 1999-12-24 2001-07-06 Mitsubishi Electric Corp アンテナ装置
JP2002135045A (ja) * 2000-10-27 2002-05-10 Fujitsu Ten Ltd 複合アンテナ装置
JP2002299945A (ja) * 2001-03-29 2002-10-11 Ngk Spark Plug Co Ltd マイクロストリップアンテナ
JP2004023507A (ja) * 2002-06-18 2004-01-22 Hitachi Kokusai Electric Inc 多周波帯アンテナ及び多周波無指向性アンテナ
JP2004242034A (ja) * 2003-02-05 2004-08-26 Nippon Soken Inc スロットアンテナ
US20040257283A1 (en) * 2003-06-19 2004-12-23 International Business Machines Corporation Antennas integrated with metallic display covers of computing devices
CN101420060A (zh) * 2008-11-24 2009-04-29 深圳华为通信技术有限公司 无线终端和无线网卡
US20090140927A1 (en) * 2007-11-30 2009-06-04 Hiroyuki Maeda Microstrip antenna
JP2009290401A (ja) * 2008-05-28 2009-12-10 Mitsumi Electric Co Ltd 低雑音増幅装置及びアンテナ装置
CN101848013A (zh) * 2009-03-25 2010-09-29 通用汽车环球科技运作公司 集成隙缝天线的控制模块底盘
CN102484322A (zh) * 2009-08-27 2012-05-30 三美电机株式会社 圆偏振波天线
CN103022702A (zh) * 2012-12-25 2013-04-03 南京邮电大学 一种低交叉极化特性的宽带背腔式多缝隙微带天线
US20140361931A1 (en) * 2013-06-05 2014-12-11 Apple Inc. Cavity Antennas With Flexible Printed Circuits
US20150270620A1 (en) * 2013-03-15 2015-09-24 Nitto Denko Corporation Antenna module and method for manufacturing the same
CN105051304A (zh) * 2012-07-25 2015-11-11 总锁有限责任公司 金属主体内的集成天线线圈
CN105244626A (zh) * 2015-11-02 2016-01-13 深圳市信维通信股份有限公司 背腔缝隙天线结构
CN205016663U (zh) * 2014-10-09 2016-02-03 苹果公司 腔体天线
JP2017175394A (ja) * 2016-03-24 2017-09-28 三菱電機株式会社 アンテナ装置
JP2017204762A (ja) * 2016-05-12 2017-11-16 アイシン精機株式会社 アンテナ装置
FR3054940A1 (fr) * 2016-08-04 2018-02-09 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif d'emission et/ou de reception radioelectrique a ouvertures independantes

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0597117U (ja) * 1991-07-10 1993-12-27 潤一 高田 アレイアンテナ
EP0851530A3 (en) 1996-12-28 2000-07-26 Lucent Technologies Inc. Antenna apparatus in wireless terminals
JP4143844B2 (ja) 2003-11-06 2008-09-03 ミツミ電機株式会社 アンテナ装置
JP4918534B2 (ja) 2008-09-29 2012-04-18 日本アンテナ株式会社 統合アンテナ
US8259021B2 (en) * 2008-12-22 2012-09-04 Industrial Technology Research Institute Electromagnetic radiation apparatus and method for forming the same
JP2014082547A (ja) 2012-10-12 2014-05-08 Fujikura Ltd アンテナ装置、アンテナ構造、および設置方法
GB2507788A (en) 2012-11-09 2014-05-14 Univ Birmingham Vehicle roof mounted reconfigurable MIMO antenna
JP6495985B2 (ja) * 2017-09-05 2019-04-03 株式会社ヨコオ 車載用アンテナ装置
KR102590941B1 (ko) * 2019-07-11 2023-10-19 삼성전자주식회사 다이폴 안테나를 포함하는 안테나 모듈 및 그것을 포함하는 전자 장치

Patent Citations (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05136627A (ja) * 1991-08-02 1993-06-01 Fujitsu Ten Ltd 移動体用アンテナ
JPH06283923A (ja) * 1993-03-26 1994-10-07 Nippon Antenna Kk 空胴付折り返しスロットアンテナ
JP2001185944A (ja) * 1999-12-24 2001-07-06 Mitsubishi Electric Corp アンテナ装置
JP2002135045A (ja) * 2000-10-27 2002-05-10 Fujitsu Ten Ltd 複合アンテナ装置
JP2002299945A (ja) * 2001-03-29 2002-10-11 Ngk Spark Plug Co Ltd マイクロストリップアンテナ
JP2004023507A (ja) * 2002-06-18 2004-01-22 Hitachi Kokusai Electric Inc 多周波帯アンテナ及び多周波無指向性アンテナ
JP2004242034A (ja) * 2003-02-05 2004-08-26 Nippon Soken Inc スロットアンテナ
US20040257283A1 (en) * 2003-06-19 2004-12-23 International Business Machines Corporation Antennas integrated with metallic display covers of computing devices
US20090140927A1 (en) * 2007-11-30 2009-06-04 Hiroyuki Maeda Microstrip antenna
JP2009290401A (ja) * 2008-05-28 2009-12-10 Mitsumi Electric Co Ltd 低雑音増幅装置及びアンテナ装置
CN101420060A (zh) * 2008-11-24 2009-04-29 深圳华为通信技术有限公司 无线终端和无线网卡
CN101848013A (zh) * 2009-03-25 2010-09-29 通用汽车环球科技运作公司 集成隙缝天线的控制模块底盘
CN102484322A (zh) * 2009-08-27 2012-05-30 三美电机株式会社 圆偏振波天线
CN105051304A (zh) * 2012-07-25 2015-11-11 总锁有限责任公司 金属主体内的集成天线线圈
CN103022702A (zh) * 2012-12-25 2013-04-03 南京邮电大学 一种低交叉极化特性的宽带背腔式多缝隙微带天线
US20150270620A1 (en) * 2013-03-15 2015-09-24 Nitto Denko Corporation Antenna module and method for manufacturing the same
US20140361931A1 (en) * 2013-06-05 2014-12-11 Apple Inc. Cavity Antennas With Flexible Printed Circuits
CN205016663U (zh) * 2014-10-09 2016-02-03 苹果公司 腔体天线
CN105244626A (zh) * 2015-11-02 2016-01-13 深圳市信维通信股份有限公司 背腔缝隙天线结构
JP2017175394A (ja) * 2016-03-24 2017-09-28 三菱電機株式会社 アンテナ装置
JP2017204762A (ja) * 2016-05-12 2017-11-16 アイシン精機株式会社 アンテナ装置
FR3054940A1 (fr) * 2016-08-04 2018-02-09 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif d'emission et/ou de reception radioelectrique a ouvertures independantes

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WANG CHIEN JEN.ETC: "Design of a Microstrip Monopole Slot Antenna With Unidirectional Radiation Characteristics", IEEE TRANSACTION ON ANTENNAS AND PROPAGATION *
张梅;刘基姣;冯立波;: "一种基于LTE的新型小型化加载开槽微带贴片天线设计", 大理学院学报, no. 12 *
陈世钗;刘光聪;蒋洪平;薛伟;张龙;马晋毅;刘锦;刘春蓉;: "基于LTCC工艺双频GPS陶瓷微带天线研究", 压电与声光, no. 02 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112635974A (zh) * 2020-11-30 2021-04-09 Oppo广东移动通信有限公司 一种天线装置、控制方法及电子设备

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Publication number Publication date
WO2019159924A1 (ja) 2019-08-22
JP6971163B2 (ja) 2021-11-24
US11342680B2 (en) 2022-05-24
EP3754783A4 (en) 2021-11-17
JP2019140569A (ja) 2019-08-22
EP3754783A1 (en) 2020-12-23
US20200350688A1 (en) 2020-11-05

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