CN1819335A - 天线装置 - Google Patents

Abstract

一种能够廉价制造并能够防止静电破坏的天线装置，其由收容保持并覆盖天线单元(6)的合成树脂制的天线罩(2)以及封盖天线罩(2)的底部开口(2a)的金属盖(3)构成筐体(1)，相对置的屏蔽箱(10)和金属盖(3)通过舌片(10d)相导通。天线单元(6)具有：下表面带有布线图案用来安装半导体部件(12)的电路基板(8)、覆盖该电路基板(8)的下面一侧与同轴电缆(7)的外部导体(7b)连接的屏蔽箱(10)、以预定的间隔大致平行配置在电路基板(8)的上表面一侧的发射导体板(11)、以及从发射导体板(11)延出与布线图案连接的供电片(14)，筐体(1)内的天线单元(6)通过同轴电缆(7)与外部电路连接。

Description

天线装置

技术领域

本发明涉及一种适合于车载等使用的小型天线装置，特别涉及一种将贴片天线(patch antenna)结构的天线主体与搭载低噪音放大电路等的电路基板单元化，收容保持于天线罩内的天线装置。

背景技术

这种天线装置例如作为搭载于车辆等移动体中用于ETC(自动收费系统)的天线、或者用于GPS(全球定位系统)的天线等，近年来需求急速发展。

以往，这种天线装置一般是在由上下一对天线罩构成的筐体内部收容天线单元来构成的，天线单元通过同轴电缆与外部电路相连接。这种天线单元大致由下表面配置有电路图案或半导体部件的电路基板、具有发射导体并搭载于电路基板上的电介质贴片天线等天线主体、安装成覆盖住电路基板下表面一侧的金属板制屏蔽箱构成，发射导体的供电点与电路基板的布线图案通过供电插针等连接起来。另外，屏蔽箱通过同轴电缆的外部导体而被接地。该屏蔽箱可使由布线图案或半导体部件构成的低噪音放大电路不希望的辐射不会对天线的特性产生恶劣影响，并且，也使来自外部的干扰波不会对低噪音放大电路带来恶劣影响。

然而，天线单元的筐体由合成树脂制的一对天线罩(上天线罩和下天线罩)构成，上述结构的天线装置由于必须分别准备两个天线罩专用的金属模具，因而筐体的制造成本高，成为了降低整个装置制造成本的难点。

因此，以往是通过采用将收容保持天线单元的一个天线罩底部开口利用金属板制成的盖盖住的结构来降低筐体的成本的，为此提出了可以廉价制造的天线装置的方案(例如，参照特许文献1)。该以往的方案还通过在形成金属板制成的盖的凹入位置安装磁铁，从而可以将天线装置很容易地安装在车辆金属露出部分或者埋设有金属部分的任意位置上。

[特许文献1]特开平7-326914号公报(第2-3页，图2)

如上面所述的那样，通过金属板制成的盖与天线罩相组合可以降低天线装置的制造成本，但另一方面，在由于人体等带的静电施加到该盖上时，会发生电路基板上安装的半导体部件很容易受到静电破坏这样附带的问题。也就是说，由于金属板制成的盖与天线主体的发射导体配置成大致平行，使得它们具备了平行平板电容器的功能，所以由在施加于盖上的静电引起的过大感生电流从发射导体流入电路基板的布线图案时会出现破坏半导体部件的危险。此外，也考虑在电路基板上附设防止静电破坏的电路，但是因为这样做便会使电路复杂化，从而不可避免地提高成本，所以会丧失采用金属板制成的盖带来的成本上的优势。

发明内容

本发明鉴于以往技术中的这种状况提出，其目的是提供一种能够廉价制造并能够防止静电破坏的天线装置。

为了实现上述目的，本发明的天线装置在筐体内部收容着带有以下部分的天线单元：一面带有布线图案用来安装半导体部件的电路基板；覆盖该电路基板的一面，通过同轴电缆的外部导体接地的屏蔽箱；与上述电路基板的另一面以预定的间隔大致平行配置的发射导体；以及设置在该发射导体与上述布线图案之间的供电部件，在该天线单元通过上述同轴电缆与外部电路相连接的同时，上述筐体由收容保持覆盖上述天线单元的合成树脂制的天线罩、和通过封闭面向上述屏蔽箱的上述天线罩的底部开口的金属盖构成，而且，相对置的上述屏蔽箱与上述金属盖相导通。

这种结构的天线装置，即使在有助于降低筐体成本的金属盖上施加静电，也由于该静电能够很快地流入屏蔽箱，因而能够防止安装于电路基板上的半导体部件的静电破坏。

在上述结构中，如果使设置于上述屏蔽箱上的舌片与上述金属盖弹性接触，则因为能够以极简单的方式实现屏蔽箱与金属盖的导通，所以十分理想。在这种情况下，如果将舌片设置在屏蔽箱中靠近同轴电缆的外部导体附近的区域，则能够有效地防止静电传递到达同轴电缆外部导体之间可能引起的静电破坏，所以更加理想。另外，在这种情况下，最好是使舌片自由端上形成的凸部与金属盖弹性接触，一旦采用这种结构，由于舌片与金属盖经由接触面积小的凸部稳定地弹性接触，因而还能够防止振动时接触部电阻变动而产生的噪音。

另外，在上述结构中，上述发射导体由通过空气层而与上述电路基板相对的金属板构成，同时，将从该金属板延出的金属片朝着上述电路基板一侧折回而构成上述供电部件，这样，由于能够实现用一片金属板形成天线主体的板金贴片天线，因而与使用电介质贴片天线的情况相比可以大幅度降低天线装置的制造成本。

本发明的天线装置通过合成树脂制的屏蔽箱与金属盖来构成天线单元的筐体，降低了筐体的成本，而且，屏蔽箱通过舌片等与金属盖相导通，因而还能够防止该金属盖上施加静电而对半导体部件产生静电破坏。因而，能够获得廉价制造并且可靠性高的天线装置。

附图说明

图1是本发明实施例的天线装置的剖视图。

图2是该天线装置的分解立体图。

图3是该天线装置中使用的屏蔽箱的立体图。

图中：1-筐体，2-天线罩，2a-底部开口，3-金属盖，4-密封部件，5-磁铁，6-天线单元，7-同轴电缆，7a-内部导体，7b-外部导体，8-电路基板，9-天线主体，10-屏蔽箱，10d-舌片，10e-凸部，11-发射导体板，12-半导体部件，14-供电片。

具体实施方式

下面参照附图对发明的实施例进行说明，图1是本发明实施例的天线装置的剖视图，图2是该天线装置的分解立体图，图3是该天线装置中使用的屏蔽箱的立体图。

这些图中所示的天线装置主要由：天线罩2与金属盖3相嵌合构成的筐体1，安装在天线罩2以及金属盖3的嵌合部1a等上的密封部件4，安装在金属盖3底面一侧的磁铁5，以及收容于筐体1的内部空间中的天线单元6来构成，天线单元6通过同轴电缆7与图中未示的外部电路(信号接收电路等)相连接。这种天线单元6由带有低噪音放大电路等电子线路部的电路基板8，作为板金贴片天线的天线主体9，以及金属板制成的屏蔽箱10构成，设置在电路基板8的上表面大致整表面上的图中未示的接地电路图案与天线主体9的发射导体板11以预定的间隔相对置。另外，在电路基板8的下表面上设置着图中未示的电路配线图案，同时，还安装着与该电路配线图案连接的半导体部件12等，通过这些半导体部件12和配线图案构成上述电子电路部分。

天线罩2是合成树脂制成的成型品，下方形成开放的底部开口2a。在该天线罩2的内部收容保持着天线单元6，如图1所示，天线单元6处于整体被天线罩2盖住的状态。金属盖3由于是将金属板冲压加工而成的，用于盖住天线罩2底部的开口2a。金属盖3于底面一侧中央部上形成凹处3a，由于在该凹处3a内固定着磁铁5，从而可以将天线装置很容易地安装在车辆金属露出部分或者埋设有金属部分的任意位置上。此外，该金属盖3比天线主体9的发射导体板11大，也作为反射板作用。如图1所示，筐体1通过天线罩2与金属盖3相嵌合来构成，在这些天线罩2与金属盖3之间形成有近似方形的框架状嵌合部1a，以及与该嵌合部1a相邻的电缆取出口1b。然后，使密封部件4的呈环状的环形安装部4a安装在嵌合部1a上，并且，通过将密封部件4的电缆插通部4b安装在电缆取出口1b内，从而封闭住嵌合部1a或电缆取出口1b上存在的空隙。

该密封部件4是由橡胶等弹性材料制成的成型品，环形安装部4a与电缆插通部4b一体成形。环形安装部4a形成与嵌合部1a形状大致相同的近似方形的框架状，另外，电缆贯穿部4b形成在嵌入电缆取出口1b的外部形成凸状体上设置贯穿孔4c的形状，该贯穿孔4c的轴线方向在无负荷状态下与环形安装部4a的轴线方向相一致。也就是说，由于使环形安装部4a的一个边与电缆贯穿部4b的一角相连续，这样该电线贯穿部4b便可以沿着环形安装部4a的该边在圆周方向上转动。此外，电缆贯穿部4b的贯穿孔4c是作为贯穿同轴电缆7用的。在把密封部件4安装在筐体1上时，贯穿孔4c中穿入同轴电缆7之后，在把电缆贯穿部4b弹性旋转约90度的状态下安装于电缆取出口1b内，然后，把环形安装部4a安装在嵌合部1a上。

天线单元6将电路基板8、天线主体9和屏蔽箱10单元化，设在电路基板8下表面的上述布线图案上通过钎焊连接同轴电缆7的内部导体(芯线)7a。在该电路基板8上的与后述安装脚13或供电片14相对应的位置形成贯通孔8a(参照图1)，同时，在外周部的多处形成凹状的切口8b。

天线主体9具有：与上述接地图案经由预定厚度的空气层隔开对置的发射导体板11、将发射导体板11的四个角朝着电路基板8一侧折回而形成的安装脚13、以及将发射导体板11的靠中央部的两处朝着电路基板8一侧折回而形成的供电片14。四个安装脚13和两个供电片14分别穿过相对应的上述贯通孔8a钎焊于电路基板8的下表面一侧。由此使各供电片14与上述布线图案连接，成为电连接发射导体板11和上述电子电路部的状态，并且，使各安装脚13与上述布线图案独立地机械连接于钎焊面上，从而有效地将天线主体9保持于电路基板8上。

屏蔽箱10在电路基板8下表面一侧覆盖包括半导体部件12在内的低噪音放大电路。由此大幅度降低由低噪音放大电路发射出的不希望有的电波对天线特性产生恶劣影响的可能性，或者大幅度降低来自外部的干扰波对低噪音放大电路产生恶劣影响的可能性，从而很容易地确保高的可靠性。在该屏蔽箱10中，在电路基板8下表面一侧的与钎焊部位相对的多个位置形成有通孔10a。另外，在屏蔽箱10外周部的多处向上突出设置着弹性的固定片10b，这些弹性固定片10b卡入嵌合在电路基板8相对应的切口8b中，之后，钎焊在电路基板8上表面一侧的接地图案上。另外，在该屏蔽箱10中，以大致呈U字形垂直设置着电缆保持部10c，该电缆保持部10c用于压入并定位、保持使同轴电缆7的外部导体7b露出的前端部，同时，突出设置着自中央部与电缆保持部10c之间朝斜下方切开立起的舌片10d。在该舌片10d的前端部(自由端部)上形成有凸部10e，如图1所示，该凸部10e受到舌片10d的弹力而与金属盖3相接触。由此屏蔽箱10处于通过同轴电缆7的外部导体7b而接地的状态，并且，处于通过舌片10d使金属盖3与屏蔽箱10导通的状态。

这种结构的天线装置通过与电路基板8的布线图案相连接的两根供电片14从两点给发射导体板11供电，因而能够以圆偏振波天线的方式动作。也就是说，一旦预定高频信号通过上述低噪音放大电路供给到发射导体板11上，从发射导体板11就会发射出圆偏振波电波，一旦信号电波被发射导体板11所接收，该电信号就会经上述低噪音放大电路或同轴电缆7输出到外部接收电路中。

而且，本实施例的天线装置将包括电路基板8或发射导体板11等的天线单元6收容于筐体1的内部，并且，在筐体1的嵌合部1a或电缆取出口1b安装密封部件4，从而能够确保防尘性或防水性。另外，该天线装置由于筐体1由合成树脂制的天线罩2和金属盖3来构成，因此与上下一对天线罩相嵌合构成筐体的天线装置相比可以廉价地制造，同时，还能通过也具有反射板功能的金属盖3抑制朝不希望的方向上的发射，提高利用率。

另外，本实施例的天线装置通过使屏蔽箱10上所设的舌片10d与金属盖3弹性接触，使屏蔽箱10与金属盖3相导通，从而即使由于人体等带电而将静电施加在金属盖3上，也能够使该静电很快地流入屏蔽箱10。这样，便会降低因施加于金属盖3上的静电引起的过大的感生电流从发射导体板11流入电路基板8的布线图案中这样的无法预测事件发生的可能性，从而能够预先防止半导体部件12的静电破坏，提高可靠性。而且，在该舌片10d的前端部上形成凸部10e，使该凸部10e与金属盖3弹性接触，舌片10d与金属盖3通过接触面积小的凸部10e稳定地弹性接触，因而还能够消除振动时接触部的电阻变动，防止产生噪音。此外，如本实施例所示，如果将舌片10d设置在屏蔽箱10中靠近同轴电缆7的外部导体7b附近的区域，则由于能够有效地防止静电传递到同轴电缆7的外部导体7b之间而可能引起的静电破坏，因而进一步提高了可靠性。

另外，本实施例的天线装置，其发射导体板11由通过空气层而与电路基板8相对的金属板构成，同时，将从该金属板延出的金属片朝着电路基板8一侧折回而构成供电片14，由于采用了能够由一片金属板形成天线主体9的板金贴片天线，因而与使用电介质贴片天线的情况相比可以大幅度降低天线装置的制造成本。

此外，天线主体9的形状或供电方式等可以进行适当的选择，例如本发明也可适用于一点供电方式的直线偏振波用的天线装置等中。

Claims (5)

1.一种天线装置，其特征是：

在筐体内部收容有天线单元，该天线单元具有：

电路基板，其一面具有布线图案，用来安装半导体部件；

屏蔽箱，其覆盖该电路基板的一面侧，通过同轴电缆的外部导体而被接地；

发射导体，其间隔开预定间隔地大致平行配置在上述电路基板的另一面侧；以及

供电部件，其设置在该发射导体与上述布线图案之间，

该天线单元经由上述同轴电缆而与外部电路相连接，

上述筐体由合成树脂制的天线罩和金属盖构成，上述天线罩收容保持并覆盖上述天线单元，上述金属盖封闭面向上述屏蔽箱的上述天线罩的底部开口，并且，相对置的上述屏蔽箱与上述金属盖相导通。

2.如权利要求1记载的天线装置，其特征是：设置于上述屏蔽箱上的舌片与上述金属盖弹性接触。

3.如权利要求2记载的天线装置，其特征是：在上述屏蔽箱中的靠近上述同轴电缆的上述外部导体的区域设置有上述舌片。

4.如权利要求2记载的天线装置，其特征是：上述舌片的自由端一侧形成有凸部，该凸部与上述金属盖弹性接触。

5.如权利要求1记载的天线装置，其特征是：上述发射导体由与上述电路基板相对的金属板构成，且上述发射导体和上述电路基板之间具有空气层，从该金属板延出的金属片朝着上述电路基板一侧折回而构成上述供电部件。

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