CN1825707A - 板状天线以及天线单元 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在高仰角下具有天线指向性增益大的天线特性的板状天线。具备板状天线(20)，安装在该板状天线的底面，形成信号处理电路的电路板(22)和屏蔽上述信号处理电路的屏蔽罩(24)的天线单元(12)，具有设置在板状天线(20)的正面的引向器(40)。引向器(40)由粘贴在上述板状天线(20)正面上的缓冲部件(41)和设置在该缓冲部件上面的金属环(42)构成。

Description

板状天线以及天线单元

技术领域

本发明涉及天线单元，特别是可接收人造卫星传送的电波(以下也称「卫星波」)或地面上传送的电波(以下也称「地面波」)，收听数字广播的数字无线电接收机用的板状天线(patch antenna)及天线单元(antenna unit)。

背景技术

最近，能够接收卫星波和地面波，收听数字无线电广播的数字无线电接收机得到开发，在美国已经实用化。也就是说，XM和Sirius两个广播电台向全国提供250个频道以上的广播节目。这种数字无线电接收机一般搭载在汽车等移动物体上，能够接收频率为大约2.3GHz频带的电波，收听无线电广播。即：数字无线电接收机是能够收听移动(mobile)广播的无线电接收机。接收电波的频率约为2.3GHz频带，此时的波长(共振波长)λ约为128.3mm。此外，地面波是一旦由地面站接收了卫星波之后，使频率移动若干后，再以直线偏振波进行发送的电波。即：相对于卫星波是圆形偏振波，地面波是直线偏振波。

XM卫星无线电用天线装置，通过两个静止卫星接收圆形偏振波电波，在净区，利用地面直线偏振波设备接收电波。另一方面，Sirius卫星无线电用天线装置，通过三个循环卫星(同步型)接收圆形偏振波电波，在净区，利用地面直线偏振波设备接收电波。

因为这种数字无线电广播使用的是频率约为2.3GHz频带的电波，接收这种电波的天线装置必须设置在室外。因此，在数字无线电接收机搭载于汽车等移动物体上时，必须将该天线装置安装在移动物体的外顶部。

这种天线装置，由天线单元和用于覆盖该天线单元的天线盒构成。天线盒由圆顶状的顶盖和底板构成。天线单元由天线元件和电路板和屏蔽罩构成。天线元件由比如陶瓷制的板状天线构成，接收卫星波。在电路板中形成对由该天线元件接收到的信号进行信号放大等各种信号处理的电路(以下称为“信号处理电路”)。屏蔽罩用于保护信号处理电路。

作为天线元件所使用的陶瓷制板状天线，在由陶瓷材料构成的电介质的两面进行了丝网印刷处理。

现有的陶瓷制板状天线具有在低仰角下天线指向性增益大的天线特性。但是，Sirius卫星无线电用的天线装置中，作为天线元件要求具有在高仰角下天线指向性增益大的天线特性。

发明内容

因此，本发明的任务是提供在高仰角下具有天线指向性增益大的天线特性的板状天线。

根据本发明的第一方案，板状天线具有板状天线20和设置在该板状天线正面上的引向器40。

在上述本发明第一方案的板状天线中，上述引向器40优选例如，由粘贴在上述板状天线的正面的缓冲部件41和设置在该缓冲部件上面的金属环42构成。这种板状天线使用于例如卫星无线电接收用天线。

根据本发明的第二方案，天线单元具备板状天线20，安装在该板状天线的底面，形成信号处理电路的电路板22和屏蔽上述信号处理电路的屏蔽罩(24)；还具有设置在上述板状天线20正面的引向器40。

在上述本发明的第二方案的天线单元中，上述引向器40优选由粘贴在上述板状天线的正面的缓冲部件41和设置在该缓冲部件上面的金属环42构成。这样的天线单元，使用于比如卫星无线电接收用天线单元。

上述后附的标号是为便于理解本发明而附加的，只不过为一例，本发明当然不受这些限定。

本发明中，由于在板状天线的正面设有引向器，因而可收到能增大天线高仰角的指向性增益的效果。

附图说明

图1是表示含有本发明的一个实施例的板状天线的天线装置的分解立体图。

图2是表示现有的板状天线与图1所示的板状天线的天线指向性增益特性图。

图中：10.天线装置    12.天线单元    20.天线元件(板状天线)22.电路板    24.屏蔽罩    40.引向器41.缓冲部件    42.金属环

具体实施方式

下面，参照附图，详细说明本发明的实施例。

参照图1，说明含有本发明的一个实施例的板状天线的天线装置10。图示的天线装置10是使用于数字无线电接收机的天线装置，被设置在汽车等移动物体的顶部使用。

图示的天线装置10由天线单元12和用于覆盖该天线单元12的天线盒(后述)构成。天线盒由圆顶状的顶盖(未图示)和底板14构成。天线单元12收放在顶盖内。

天线单元12具有天线元件20，电路板22和屏蔽罩24。图示的天线元件20由陶瓷制板状天线构成，接收卫星波。在电路板22上形成对由天线元件20接收到的信号进行信号放大等各种信号处理的电路(以下称为“信号处理电路”)。天线元件20和电路板22通过未图示的双面胶带等结合。

电路板22连接有用于将接收信号输出到天线盒的外部的电缆(未图示)。另外，在电路板22的与配置有天线元件20的相反一侧的主面上，安装有用于对上述信号处理电路进行屏蔽的的屏蔽罩24。

屏蔽罩24具有电缆穿过用的开口24a。屏蔽罩24具有一对从其两侧的侧面伸向外侧的耳部241。在这些耳部241上，开有穿过螺钉26用的通孔24b。

天线装置10具有配置在天线单元12和底板14之间的单元固定部件30。这个单元固定部件30如后所述，将该天线装置10暂时固定在移动物体(车身)的顶部，并且用于将天线单元12固定在底板14上。也就是说，将单元固定部件30配置在天线单元12的正下方。

另一方面，底板14具有用于容纳单元固定部件30的凹部141。底板14具有加工了有用于与3个螺钉26螺纹连接的螺钉孔142a的3个凸起142，这3个凸起142中的2个，设置在与上述屏蔽罩24的一对耳部241相对应的位置上。

单元固定部件30在与底板14的上述3个凸起142对应的位置上，具有朝向凸起的3个凸起承接部31。在这些凸起承接部31上开有3个用于穿过螺钉26的通孔31a。单元固定部件30具有电缆穿过用的孔30a。单元固定部件30还具有用于将该天线装置10暂时固定在移动物体(车身)上的向下方延伸的一对卡爪32。

在底板14的凹部141上开有电缆穿过用的孔141a和一对卡爪32穿过用的2个孔141b。

下面，参照图1，说明将具有这种结构的天线装置10固定在移动物体(车身)上的方法。

首先，将单元固定部件30的一对卡爪32穿过底板14的两个孔141b。这时，将底板14的3个凸起142插入到单元固定部件30的凸起承接部31内。

接着，将3根螺钉26穿过屏蔽罩24的2个通孔24b以及单元固定部件30的3个通孔31a，与凸起142的螺纹孔142a螺纹连接。这样，天线单元12通过单元固定部件30被固定在底板14上。

随后，将从底板14的下面向下方延伸的圆筒状的螺栓50穿过移动物体(车身)的顶部(未图示)所开的开开口(未图示)。这样，天线装置10便暂时被固定在移动物体(车身)的顶部上。

然后，通过将螺帽(未图示)拧紧在螺栓50上，本天线装置10就被固定在移动物体(车身)的顶部上。

这样，在本实施例中，将天线装置10暂时固定在移动物体(车身)，并且用于将把天线单元12固定在底板14上的单元固定部件30配置在天线单元12的正下方，使单元固定部件30与天线单元12重叠。结果，能够缩小天线盒内所必须的空间。因此，能够提供更小型，外观设计更好的天线装置10。

陶瓷制板状天线20在由陶瓷材料构成的电介体的两面(正面和底面)进行了丝网状印刷。详细的说，板状天线20在做成在电介体的正面形成辐射元件(未图示)，底面形成接地导体(未图示)的结构。

本实施例的板状天线20在其正面装有引向器40。引向器40由发泡性材料的缓冲部件41和矩形的金属环42构成。缓冲部件41虽由例如聚氨酯发泡材料构成，但优选介电常数尽可能低的材料构成。缓冲部件41粘贴在板状天线20的正面上。金属环42由铝或铜等金属材料制成。金属环42设置在缓冲部件41的上面。在图示的实施例中，金属环42由金属带形成。

引向器40由于由缓冲部件41和矩形金属环42构成，因而价格低廉，构造简单。

图2表示仅由板状天线20构成的现有的板状天线(20)和由板状天线20与引向器40组合而成的本发明的板状天线(20，40)的天线指向性增益。图2中，粗线表示本发明的板状天线的天线指向性增益，细线表示现有的板状天线的天线指向性增益。由图2可以明确看到，本发明的板状天线(20，40)与现有的板状天线(20)相比，高仰角的天线指向性增益较大。

这样，通过在板状天线20的正面上装上引向器40，可以调整天线的指向性。

以上虽通过优选的实施例说明了本发明，当然本发明不局限于上述实施例。比如，在上述实施例中，引向器采用的虽是由缓冲部件和金属环组合而成的，但只要是能够调整天线指向性的结构，可以采用任何结构。另外，金属环也不局限于矩形，也可以采用种种形状。构成板状天线的电介体不局限于陶瓷材料，也可以使用树脂等。缓冲部件不局限于发泡性材料，只要是介电常数尽可能小材料即可。金属环也不局限于金属带。

另外，上述实施例中所说明的天线装置，虽适用于数字无线电接收机的天线装置，但并非限定于此的意思，也能适用于GPS接收机用天线装置和其他的用于接收卫星波，地面波的移动通信用的天线装置。

Claims (6)

1.一种板状天线，其特征在于：具有板状天线和设置在该板状天线的正面的引向器。

2.根据权利要求1所述的板状天线，其特征在于：上述引向器由粘贴在上述板状天线的正面上的缓冲部件和设置在该缓冲部件上面的金属环构成。

3.根据权利要求1，2所述的板状天线，其特征在于：上述板状天线是卫星无线电接收用的天线。

4.一种天线单元，在具有板状天线，安装在该板状天线的底面，形成信号处理电路的电路板和屏蔽上述信号处理电路的屏蔽罩的天线单元中，其特征在于：具有设置在上述板状天线的正面的引向器。

5.根据权利要求4所述的天线单元，其特征在于：上述引向器由粘贴在上述板状天线的正面的缓冲部件和设置在该缓冲部件上面的金属环构成。

6.根据权利要求4，5所述的天线单元，其特征在于：上述天线单元是卫星无线电接收用的天线单元。

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