CN111919334A - 车辆天线设备 - Google Patents

Abstract

提供一种车辆天线设备，其适于以低成本结构实现厚度减小，同时防止天线特性劣化。车辆天线设备包括天线元件(10)、电路板(20)、线圈(30)、放大器电路(40)和固定部(50)。天线元件(10)用作支持第一频带的电容性天线。电路板(20)具有与天线元件(10)的供电线(12)连接的供电部(21)。线圈(30)电连接至供电部(21)，使得天线元件(10)具有与第二频带对应的天线长度。固定部(50)由与天线元件(10)的端部相同的构件形成，以便在靠近线圈(30)的安装位置并且远离放大器电路(40)的安装位置的位置处将电路板(20)固定至天线元件(10)。固定部(50)被设置成具有不影响与线圈(30)的耦合的间隙。

Description

车辆天线设备

技术领域

本发明涉及一种车辆天线设备，并且更特别地涉及一种适于实现厚度减小的车辆天线设备。

背景技术

柱状天线、车顶天线和玻璃天线是安装于车辆以支持多个频带的天线设备，或者例如是支持AM/FM频带的天线设备。但是，极大突出的柱状天线有很高的风险因接触或其它麻烦而弯曲。由于较高的离地距离，因此在诸如多层停车场和自动洗车机等的地方需要折叠或移除安装于车顶的天线。玻璃天线的问题在于天线涉及为各种车型具体开发，从而导致更高的开发和生产成本等。

然后，近年来，车辆的设计变得特别重要，并且对于尽可能不破坏车辆外观的车载天线设备的需求日益增长。因此，已经开发了可以内置于扰流板中以使得外观不被破坏的各种天线(例如，专利文献1、专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-216661号公报

专利文献2：日本特开2016-012915号公报

发明内容

本发明要解决的问题

例如，根据现有技术，当将天线设备内置于扰流板中时，其天线元件将被成形为板状并连接至电路板以整体构成平坦结构。然而，用于汽车的天线设备可能面临车辆振动或抖动的问题。换句话说，天线元件自身的重量和车辆的振动能够在天线元件和电路板之间的连接部上施加沉重的载荷。施加于连接部的这种载荷能够导致天线元件与电路板之间的电连接中的接触不良或其它麻烦。例如，可以通过提供单独的连接端子或使用固定壳体来避免这种接触不良。然而，针对接触不良的前述措施不可避免地增加了部件数量和组装过程，这导致生产成本的增加。为了解决上述问题，需要一种适于以低成本结构实现厚度减小的车辆天线设备。

鉴于上述情况做出了本发明，并且本发明的目的是提供一种车辆天线设备，其适于以低成本结构实现厚度的减小，同时防止天线特性劣化。

解决问题的手段

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的车辆天线设备可以包括：天线元件，其具有平板状部，所述天线元件具有天线电容以用作支持第一频带的电容性天线并且具有设置在所述天线元件的边缘部处的供电线，所述供电线由与所述天线元件相同的构件形成；电路板，其具有供电部，所述天线元件的供电线连接至所述供电部；线圈，其放置在所述电路板上并且电连接至与所述天线元件的供电线连接的所述供电部，使得所述天线元件具有支持第二频带的天线长度；放大器电路，其放置在所述电路板上并且连接至所述线圈；以及固定部，其由与所述天线元件相同的构件形成并且形成在所述天线元件的边缘处，以将所述电路板在靠近所述电路板的线圈的位置并且远离所述放大器电路的位置的位置处固定至所述天线元件，在与所述线圈的预定间隙大到足以避免影响与所述线圈的耦合的情况下，所述固定部将所述电路板固定至所述天线元件的边缘。

这里，所述天线元件可以具有矩形形状，所述电路板可以具有矩形形状，所述固定部可以由与所述天线元件相同的构件形成并且形成在所述天线元件的短边边缘处，并且所述天线元件和所述电路板可以在其纵向上连接并固定在一起。

可以通过以夹持所述电路板的方式将所述天线元件的平板状部弯曲而构造成所述固定部。

所述固定部还可以包括爪部，所述爪部起到固定所述电路板的作用，以防止所述电路板朝向与夹持所述电路板的方向不同的方向移动。

可以通过将所述平板状部的相反侧部以直角弯曲并且将弯曲后的所述侧部的顶部朝向所述电路板的上表面侧弯曲从而固定所述电路板而构造成所述固定部。

所述固定部可以在其中央部处具有缺口，以便不与所述电路板重叠。

此外，本发明可以包括夹部，所述夹部设置成与所述固定部相邻并且构造成将所述车辆天线设备固定至车辆。

配置有所述线圈和所述放大器电路的所述电路板可以被包裹在绝缘树脂中。

所述天线元件的供电线可以具有弹簧状部，所述弹簧状部起到减轻对连接有所述供电线的所述供电部的载荷的作用。

此外，本发明可以包括接地支架，所述接地支架用作所述电路板的地线，并且直接接地至配置于车体的导电构件。

所述接地支架可以覆盖线缆连接部，其中信号线在所述线缆连接部处连接至所述电路板。

发明的效果

根据本发明的车辆天线设备具有以低成本结构适当减小厚度同时防止天线特性劣化的优点。

附图说明

图1是用于说明根据本发明的车辆天线设备的细节的示意图。

图2是用于说明根据本发明的车辆天线设备的固定部的放大示意图。

图3是用于说明根据本发明的车辆天线设备的固定部附近的放大的侧面示意图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图说明用于实施本发明的实施方式。图1是用于说明根据本发明的车辆天线设备的细节的示意图，其中图1的(a)是俯视图，图1的(b)是侧视图。如图所示，根据本发明的车辆天线设备主要由天线元件10、电路板20、线圈30、放大器电路40和固定部50构成。例如，这些部件可以嵌入在例如车顶的车体中，或者内置于扰流板中。

天线元件10具有平板状部11。平板状部11是天线元件10的主要部分。天线元件10具有天线电容，以用作支持第一频带的电容式天线。这里，第一频带是指例如AM无线电频带。根据本发明的天线元件10旨在用作电容性天线；因此，平板状部11的面积应该确定为具有足以接收第一频带的天线电容。例如可以通过金属板加工形成天线元件10。即，将金属板切成例如矩形形状以构成平板状部。此外，天线元件10的平板状部可以是构造成提供与平板状部的天线电容基本相等的天线电容的曲折元件，只要其提供使其能够用作支持第一频带的电容式天线的天线电容即可。在天线元件10的边缘部设置有供电线12；天线元件10和供电线12由同一构件形成。供电线12可以形成为通过例如使平板状部11的边缘部弯曲来处理的销状。天线元件10及其供电线12可以通过如下方式一体地形成：使为同一构件的单个导电板状构件经受金属板加工等。

电路板20具有供电部21，天线元件10的供电线12连接到供电部21。即，天线元件10的供电线12连接至供电部21。电路板20可以是例如一般的印刷电路板。线圈30和稍后将说明的放大器电路40安装于电路板20。此外，电路板20与连接至例如布置在车辆内部的调谐器的信号线60连接。另外，当天线元件10由印刷电路板构成时，该印刷电路板可以与电路板20共享。换句话说，可以将单个印刷电路板用作天线元件10和电路板20两者。

线圈30载置在电路板20上并且电连接到供电部21，天线元件10的供电线12连接到供电部21，使得天线元件10具有支持第二频带的天线长度。以使天线元件10具有支持第二频带的天线长度的方式来确定线圈30的长度。换句话说，为了补偿天线元件10的长度的不足而设置线圈30，使得天线元件10能够用作关于第二频带的谐振天线。这里，第二频带可以是例如用于FM无线电广播、数字音频广播(DAB)或超高频(UHF)的频带。线圈30串联连接在天线元件10和放大器电路40之间。线圈30是例如螺旋卷绕的导线。如本文所图示的，以使天线元件10沿其轴向放置的方式将线圈30载置在电路板20上。具体地，以与连接在天线元件10和放大器电路40之间的线轴向平行的方式配置线圈30。然而，本发明不限于上述配置；只要线圈30的长度适合于电路板20的宽度，线圈30就可以配置成轴向垂直于连接在天线元件10和放大器电路40之间的线。此外，如图所示，线圈30是所谓的空芯线圈。然而，本发明不限于此；线圈可以由形成在电路板20上的布线图案等构成。

放大器电路40载置在电路板20上并且连接到线圈30。放大器电路被用于放大从天线元件10接收的信号。

设置固定部50用于将电路板20固定到天线元件10。固定部50和天线元件10由相同构件形成，并且固定部50形成在天线元件10的边缘处。天线元件10在靠近线圈30的位置并且远离放大器电路40位置的位置处通过固定部50固定至电路板20。固定部50设计成将电路板20固定到天线元件10的边缘，提供了足够大的与线圈30的预定间隙，以避免影响与线圈30的耦合。

将使用图2更具体地说明根据本发明的车辆天线设备的固定部。图2是用于说明根据本发明的车辆天线设备的固定部的放大示意图，其中图2的(a)是俯视图，图2的(b)是侧视图，并且图2的(c)是后视图。在附图中，与图1中相同的附图标记表示与图1中相同的部件。如图所示，固定部50是通过将天线元件10的平板状部11以夹持电路板20的相反侧部的方式弯曲而构成的。更具体地，固定部50是通过将平板状部11的相反侧部以直角弯曲并夹持电路板20而构成的。然后，将如此弯曲的侧部51的顶部52朝向电路板20的上表面侧弯曲以便固定电路板20。即，电路板20的相反侧部和上下表面由侧部51和顶部52夹持。此外，固定部50包括用作固定电路板20的爪部53，用于防止电路板20朝向与夹持电路板20的方向不同的方向移动。如图2的(c)所示，示出了电路板20的后侧，爪部53由固定部50的朝向放大器电路40放置的方向延伸的单独的末端构成，并且该末端朝向电路板20侧弯曲以穿刺通过那里。注意，爪部53也由与天线元件10相同的构件形成；因此，爪部53也电连接至供电线12。由此，最好以电浮动的状态将爪部53固定至电路板20，从而避免电连接至地面等。

如图所示，固定部50在电路板20的放置线圈30的表面上构造有尽可能少的突出量，以避免影响与线圈30的耦合。固定部50的顶部52在保持远离线圈30的侧部的同时朝向电路板20的上表面侧弯曲，使得弯曲的顶部52不连接至线圈30。此外，其设计成使得在与线圈30的位置相对应的位置处在电路板20的后表面侧上不存在固定部50。即，沿着电路板20的相反侧部配置爪部53。该构造使得能够保持线圈30尽可能地远离导体，该导体能够是导致线圈30的Q因子减小的原因。这种配置防止了线圈30的性能下降和天线增益的减小。

根据本发明的车辆天线设备包括天线元件10和电路板20，这两者均具有矩形和平板状的主体，因此适合于使其变薄。然后，如附图所示，固定部50可以由相同的构件形成并且形成在天线元件10的短边边缘处，因此天线元件10和电路板20被沿纵向连接并固定于彼此。结果，本发明的车辆天线设备实现了薄的矩形轮廓，其能够容易地安装在车辆的扰流板或车顶内。

当将根据本发明的这种车辆天线设备嵌入到诸如车顶的车体中时，天线设备直接接地到配置于车体中的导电构件。更具体地，例如，可以设置用作电路板20的地线的接地支架65。接地支架65直接接地到配置于车体的导电构件。换句话说，接地支架65是天线元件10的地线的一部分，天线元件10是接地型天线。例如，当天线元件10被设计为平行于车顶配置时，接地支架65可以直接接地到以不同于车顶表面的角度的角度配置于车体的导电构件。更具体地，接地支架65可以直接接地到车辆的立柱，该立柱将布置成基本上垂直于车顶。于是，如果立柱是导电构件，则能够使电流经由立柱流向地面方向(竖直方向)。因此，即使天线元件10平行于车顶(水平方向)嵌入，并且其主极化是水平极化，也能够改进作为基本上垂直于车顶表面的极化波的竖直极化的灵敏度。

可以将接地支架65构造成夹持电路板20的纵向相反的侧部。具体地，接地支架65是通过例如金属板加工而使导电板状构件弯曲而形成的，并且具有预定的螺孔66，以便直接接地至车体。例如利用通过螺孔66的螺栓将接地支架65和车体紧固在一起。接地支架65的侧壁顶部67朝向电路板20的上表面侧弯曲，从而固定在那里。于是，接地支架65电连接至电路板20的地线并且用作电路板20的地线。顺便提及，可以使用另外设置的金属接头等将接地支架65接地至车体。

此外，根据本发明的车辆天线设备可以被包裹在模制树脂、树脂盖等中。返回参考图2，如虚线所示，配置有线圈30和放大器电路40的电路板20可以被包裹在绝缘树脂70中。即，可以使用绝缘树脂70对车辆天线设备的电路板20的周围区域进行树脂模制。绝缘树脂70可以是由树脂壳体构造成的盖。如果树脂壳体由硬质材料制成，则即使当将应力施加到将天线元件10和电路板20固定在一起的固定部50上，也能够对电路板20进行更可靠的保护。另外，在使用包装或进行结合以将电路板20夹持在树脂壳体中的情况下或者在树脂模制电路板20的情况下能够获得防水性。

当要对电路板20的周围区域进行树脂模制时，优选的是保持固定部50不覆盖放置在电路板20上的电路元件。从图2的(c)中的电路板20的后侧观察时，固定部50在其中央部具有缺口，从而不与电路板20重叠。即，使爪部53以从供电线12的两侧朝向放大器电路40的方向延伸同时沿着线圈30的两侧延伸以避开线圈30的方式穿透电路板20。以这种方式，即使使用绝缘树脂70对电路板20的周围区域进行树脂模制，也能够防止在绝缘树脂70热膨胀时或由于任何其它原因而导致电路元件脱落。换句话说，对于形成在平板状部11的边缘处的固定部50，在其中央部处形成缺口从而不与电路板20重叠，避免了固定部50连接到线圈30，并且防止了绝缘树脂70对电路元件造成不利影响。

此外，当在根据本发明的车辆天线设备中设置接地支架65时，在电路板20的周围区域被树脂模制时，优选保持接地支架65不被放在电路板20上的电路元件上。如图2的(c)所示，接地支架65没有放在电路板20的电路元件上。然而，信号线60连接至电路板20的线缆连接部61可以被接地支架65覆盖。该配置使得即使当使用绝缘树脂70对电路板20的周围区域进行树脂模制，也能够防止当绝缘树脂70热膨胀时或由于其它原因而导致电路元件脱落。另外，还能够预期线缆连接部61的屏蔽效果。

现在，将参照图3更具体地说明根据本发明的车辆天线设备的固定部周围的部件。图3是用于说明根据本发明的车辆天线设备的固定部附近的放大的侧面示意图。在附图中，与图1和图2中相同的附图标记表示与图1和图2中的部件相同的部件。图3所示的绝缘树脂70是由树脂壳体构成的盖。如图所示，根据本发明的车辆天线设备可以包括夹部71。夹部71设置成与固定部50相邻，并且用于将车辆天线设备固定至车辆。这里，短语“固定至车辆”包括将车辆天线设备固定到车顶或扰流板。夹部71优选位于与供电部21相邻的位置，以使由于例如振动而可能施加到天线元件10的供电线12和电路板20的供电部21之间的电连接位置的载荷最小化。如图所示，夹部71可以与绝缘树脂70一体地形成。

此外，如附图中所示，天线元件10的供电线12可以具有弹簧状部13。弹簧状部13的作用是减轻对连接有供电线12的供电部21的载荷。在图示的示例中，供电线12被制成可偏转；因此，即使天线元件10的平板状部11振动，可偏转的弹簧状部13也能够吸收振动。该构造防止了在供电线12与供电部21之间的电连接位置受到直接载荷。

如上所述，根据本发明的车辆天线设备采用具有简单地从金属板切出的平板状主体并且具有一定程度的重量的天线元件。然而，该天线元件通过固定部牢固地固定到电路板，并因此决不会引起接触不良。此外，由于固定部对线圈没有不利影响，所以还能够避免天线特性的劣化。此外，同样在对电路板进行树脂模制的情况下，也绝不会严重影响放置在电路板上的电路元件。

根据本发明的车辆天线设备不限于以上说明性示例，而是可以在不脱离本发明的范围的情况下进行各种修改。

附图标记说明

10:天线元件

11:平板状部

12:供电线

13:弹簧状部

20:电路板

21:供电部

30:线圈

40:放大器电路

50:固定部

51:侧部

52:顶部

53:爪部

60:信号线

61:线缆连接部

65:接地支架

66:螺孔

67:侧壁顶部

70:绝缘树脂

71:夹部

Claims (11)

1.一种车辆天线设备，所述车辆天线设备包括：

天线元件，其具有平板状部，所述天线元件具有天线电容以用作支持第一频带的电容性天线并且具有设置在所述天线元件的边缘部处的供电线，所述供电线由与所述天线元件相同的构件形成；

电路板，其具有供电部，所述天线元件的供电线连接至所述供电部；

线圈，其放置在所述电路板上并且电连接至与所述天线元件的供电线连接的所述供电部，使得所述天线元件具有支持第二频带的天线长度；

放大器电路，其放置在所述电路板上并且连接至所述线圈；以及

固定部，其由与所述天线元件相同的构件形成并且形成在所述天线元件的边缘处，以将所述电路板在靠近所述电路板的线圈的位置并且远离所述放大器电路的位置的位置处固定至所述天线元件，在与所述线圈的预定间隙大到足以避免影响与所述线圈的耦合的情况下，所述固定部将所述电路板固定至所述天线元件的边缘。

2.根据权利要求1所述的车辆天线设备，其特征在于，

所述天线元件具有矩形形状；

所述电路板具有矩形形状；

所述固定部由与所述天线元件相同的构件形成，并且形成在所述天线元件的短边边缘处；并且

所述天线元件和所述电路板在其纵向上连接并固定在一起。

3.根据权利要求1或2所述的车辆天线设备，其特征在于，通过以夹持所述电路板的方式将所述天线元件的平板状部弯曲而构造成所述固定部。

4.根据权利要求3所述的车辆天线设备，其特征在于，所述固定部还包括爪部，所述爪部起到固定所述电路板的作用，以防止所述电路板朝向与夹持所述电路板的方向不同的方向移动。

5.根据权利要求3或4所述的车辆天线设备，其特征在于，通过将所述平板状部的相反侧部以直角弯曲并且将弯曲后的所述侧部的顶部朝向所述电路板的上表面侧弯曲从而固定所述电路板而构造成所述固定部。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的车辆天线设备，其特征在于，所述固定部在其中央部处具有缺口，以便不与所述电路板重叠。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的车辆天线设备，其特征在于，还包括夹部，所述夹部设置成与所述固定部相邻并且构造成将所述车辆天线设备固定至车辆。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的车辆天线设备，其特征在于，配置有所述线圈和所述放大器电路的所述电路板被包裹在绝缘树脂中。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的车辆天线设备，其特征在于，所述天线元件的供电线具有弹簧状部，所述弹簧状部起到减轻对连接有所述供电线的所述供电部的载荷的作用。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的车辆天线设备，其特征在于，还包括接地支架，所述接地支架用作所述电路板的地线，并且直接接地至配置于车体的导电构件。

11.根据权利要求10所述车辆天线设备，其特征在于，所述接地支架覆盖线缆连接部，其中信号线在所述线缆连接部处连接至所述电路板。

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