CN207021376U - 车载用天线装置 - Google Patents

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Abstract

一种车载用天线装置,通过在基板上以导体图案设置阵列天线及传送线路而提供一种高增益且低成本的车载用直线极化波阵列天线装置。具备将设于电介质基板(20)的基于导体图案的多个偶极天线(31)排列而成的偶极天线阵列(30)、和设于电介质基板(20)的基于导体图案的平行双线的传送线路(40),利用传送线路(40)向各偶极天线(31)供电。平行双线的传送线路(40)具有一对导体图案夹着电介质基板(20)而相对的结构。

Description

车载用天线装置
技术领域
本实用新型涉及设置于车辆的V2X(Vehicle to X;Vehicle to Everything)通信(车车间通信/路车间通信等)等使用的车载用天线装置。
背景技术
以往作为V2X的天线而研究了单极天线或套筒天线。图22乃至图26示出单极天线的结构、VSWR(Voltage Standing Wave Ratio(电压驻波比))及水平面(X-Y Plane)内的增益(Gain),图27A、27B至图31示出套筒天线的结构、VSWR及水平面内的增益。
在图22至图26中,对单极天线进行说明。图22是将单极天线1垂直地设置在圆地板5(直径1m的圆形导体板)上的情况,如图23所示,在频率5850MHz下,此时的VSWR为1.4209,在频率5887.5MHz下,此时的VSWR为1.4076,在频率5925MHz下,此时的VSWR为1.4045。如图22那样定义XYZ正交坐标的情况下,5850MHz下的垂直极化波(Vertical Polarization)的水平面内的增益如图24所示,平均增益为-0.87dBi。而且,5887.5MHz下的垂直极化波的水平面内的增益如图25所示,平均增益为-0.86dBi,5925MHz下的垂直极化波的水平面内的增益如图26所示,平均增益为-0.85dBi。这样,单极天线(垂直地设置于1m的圆地板上的情况下,垂直极化波的平均增益为约-0.9dBi)设置于车身顶棚等时,存在无法满足V2X通信要求的规格的缺点。
在图27A、27B至图31中,对套筒天线进行说明。在将图27A的主视图及图27B的剖视图所示的套筒天线2垂直地设置在圆地板5上的情况下,如图28所示,在5850MHz下,VSWR为1.0771,在5887.5MHz下,VSWR为1.0577,在5925MHz下,VSWR为1.0839。如图27A那样定义XYZ正交坐标的情况下,5850MHz下的垂直极化波的水平面内的增益如图29所示,平均增益为2.27dBi。而且,5887.5MHz下的垂直极化波的水平面内的增益如图30所示,平均增益为2.35dBi,5925MHz下的垂直极化波的水平面内的增益如图31所示,平均增益为2.38dBi。这样,套筒天线相比单极天线而增益高,但是必须立体且高精度地构成同轴结构或套筒结构,存在机构设计变得困难而且成本升高的缺点。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本国专利5874780号公报
该专利文献1未提及V2X通信用的单极天线。
实用新型内容
如上所述,单极天线的增益低,套筒天线虽然增益高,但是存在机构设计变得困难且成本升高这样的问题。
本实用新型认识到这样的状况而作出,其目的在于通过在基板上以导体图案设置阵列天线及传送线路而提供一种高增益且低成本的车载用天线装置。
根据本实用新型的第一方式,车载用天线装置具备:将设置于基板的基于导体图案的多个偶极天线排列而成的一个以上的偶极天线阵列;及设置于所述基板的基于导体图案的平行双线的传送线路,利用所述传送线路向各偶极天线供电。
根据本实用新型的第二方式,以所述第一方式为基础,可以是,所述偶极天线阵列具有一对偶极天线阵列,在所述基板的宽度方向的一侧配置一方的偶极天线阵列,在所述宽度方向的另一侧配置另一方的偶极天线阵列。
根据本实用新型的第三方式,以所述第一或第二方式为基础,可以是,在所述基板,与各偶极天线阵列中的至少一个偶极天线阵列平行地设置作为导波器或反射器的导体图案。
根据本实用新型的第四方式,以所述第一至第三方式中的任一方式为基础,可以是,所述偶极天线阵列是多个偶极天线的直线排列。
另外,根据本实用新型的第五方式,以所述第二方式为基础,可以是,所述偶极天线阵列是多个偶极天线的直线排列,且设发送电波或接收电波的自由空间波长为λ时,一方的偶极天线阵列与另一方的偶极天线阵列的间隔为λ/2。
根据本实用新型的第六方式,以所述第一至第五方式中的任一方式为基础,可以是,所述传送线路具有向全部的偶极天线共同地供电的共用传送线路部和从所述共用传送线路部分支而向各个偶极天线供电的分支传送线路部。
根据本实用新型的第七方式,以所述第一至第六方式中的任一方式为基础,可以是,所述平行双线的传送线路具有一对导体图案夹着基板而相对的结构。
另外,根据本实用新型的第八方式,以所述第七方式为基础,可以是,在所述基板的一面上设置的所述传送线路的一方的导体图案上连接有作为所述偶极天线的单侧元件的设置在同一面上的导体图案,且在所述基板的另一面上设置的所述传送线路的另一方的导体图案上连接有作为所述偶极天线的其余的单侧元件的设置在所述另一面上的导体图案。
根据本实用新型的第九方式,以所述第一至第八方式中的任一方式为基础,可以是,所述基板垂直地装配于在基体上固定的安装构件,以覆盖所述基板的方式将壳体从上方罩于所述基体。
另外,根据本实用新型的第十方式,以所述第九方式为基础,可以是,在所述基板的两面存在通过钎焊而固定于所述安装构件的导体焊盘,所述导体焊盘借助通孔而相互连接。
根据本实用新型的第十一方式,以所述第一至第十方式中的任一方式为基础,可以是,所述传送线路具有向全部的偶极天线共同地供电的共用传送线路部和从所述共用传送线路部分支而向各个偶极天线供电的分支传送线路部,所述共用传送线路部是反射器。
根据本实用新型的第十二方式,以所述第一至第三方式中的任一方式为基础,可以是,各偶极天线的至少任一个偶极天线和所述传送线路相连接的连接部位的位置在与其他的偶极天线的排列方向正交的方向上,与所述其他的偶极天线和所述传送线路相连接的连接部位的位置不同。
根据本实用新型的第十三方式,以所述第一至第三方式中的任一方式为基础,可以是,各偶极天线的至少任一个偶极天线相对于其他的偶极天线的排列方向而倾斜。
根据本实用新型的第十四方式,以所述第七方式为基础,可以是,在所述基板的一面上设置的所述传送线路的一方的导体图案上连接有作为所述偶极天线的单侧元件的设置在同一面上设置的导体图案,且所述基板的另一面上设置的所述传送线路的另一方的导体图案由作为所述偶极天线的其余的单侧元件的设置在所述另一面上的导体图案包围。
需要说明的是,以上的构成要素的任意的组合、本实用新型的表现在方法或系统等之间进行了转换的情况作为本实用新型的方式也有效。
根据本实用新型的车载用天线装置,由于在基板上以导体图案设置了偶极天线阵列及传送线路,因此能够实现高增益化,并能够实现制造成本的降低。
附图说明
图1A是本实用新型的车载用天线装置,是表示构成车载用直线极化波阵列天线装置时的第一实施方式的阵列天线基板的第一面的图。
图1B是表示第一实施方式的阵列天线基板的第二面的图。
图1C是关于偶极天线与传送线路(供电线路)的阻抗匹配的说明图。
图1D是用于说明第一实施方式的动作的说明图。
图2是表示第一实施方式时的VSWR的频率特性的坐标图。
图3是表示第一实施方式时的5850MHz下的垂直极化波的水平面内的增益的坐标图。
图4是同样表示5887.5MHz下的垂直极化波的水平面内的增益的坐标图。
图5是同样表示5925MHz下的垂直极化波的水平面内的增益的坐标图。
图6是第一实施方式的整体结构,是表示将所述阵列天线基板收纳在鱼翅形状的壳体内的状态的侧剖视图。
图7A是本实用新型的车载用天线装置,是表示构成车载用直线极化波阵列天线装置时的第二实施方式的阵列天线基板的第一面的图。
图7B是表示第二实施方式的阵列天线基板的第二面的图。
图8是表示第二实施方式时的VSWR的频率特性的坐标图。
图9是表示第二实施方式时的5850MHz下的垂直极化波的水平面内的增益的坐标图。
图10是同样表示5887.5MHz下的垂直极化波的水平面内的增益的坐标图。
图11是同样表示5925MHz下的垂直极化波的水平面内的增益的坐标图。
图12A是本实用新型的车载用天线装置,是表示构成车载用直线极化波阵列天线装置时的第三实施方式的阵列天线基板的第一面的图。
图12B是表示第三实施方式的阵列天线基板的第二面的图。
图13是表示第三实施方式时的VSWR的频率特性的坐标图。
图14是表示第三实施方式时的5850MHz下的垂直极化波的水平面内的增益的坐标图。
图15是同样表示5887.5MHz下的垂直极化波的水平面内的增益的坐标图。
图16是同样表示5925MHz下的垂直极化波的水平面内的增益的坐标图。
图17A是本实用新型的车载用天线装置,是表示构成车载用直线极化波阵列天线装置时的第四实施方式的阵列天线基板的第一面的图。
图17B是表示第四实施方式的阵列天线基板的第二面的图。
图18是表示第四实施方式时的VSWR的频率特性的坐标图。
图19是表示第四实施方式时的5850MHz下的垂直极化波的水平面内的增益的坐标图。
图20是同样表示5887.5MHz下的垂直极化波的水平面内的增益的坐标图。
图21是同样表示5925MHz下的垂直极化波的水平面内的增益的坐标图。
图22是第一现有例,是表示将单极天线装配于1m的圆地板的状态的图。
图23是表示第一现有例时的VSWR的频率特性的坐标图。
图24是表示第一现有例时的5850MHz下的垂直极化波的水平面内的增益的坐标图。
图25是同样表示5887.5MHz下的垂直极化波的水平面内的增益的坐标图。
图26是同样表示的5925MHz下的垂直极化波的水平面内的增益的坐标图。
图27A是第二现有例,是将套筒天线装配于1m的圆地板的状态的主视图。
图27B是第二现有例,是省略了1m的圆地板的图示的剖视图。
图28是表示第二现有例时的VSWR的频率特性的坐标图。
图29是表示第二现有例时的5850MHz下的垂直极化波的水平面内的增益的坐标图。
图30是同样表示5887.5MHz下的垂直极化波的水平面内的增益的坐标图。
图31是同样表示5925MHz下的垂直极化波的水平面内的增益的坐标图。
图32A是本实用新型的车载用天线装置,是表示构成车载用直线极化波阵列天线装置时的第五实施方式的阵列天线基板的第一面的图。
图32B是表示第五实施方式的阵列天线基板的第二面的图。
图33A是与车辆的倾斜的顶棚相邻而存在玻璃的情况下,表示将第一实施方式的阵列天线基板10配置在顶棚上时的测定模型的示意图。
图33B是与车辆的倾斜的顶棚相邻而存在玻璃的情况下,表示将与第五实施方式的阵列天线基板10D近似的阵列天线基板10D1配置在顶棚上时的测定模型的示意图。
图34是分别表示使用了第一实施方式的阵列天线基板10的图33A的测定模型时和使用了与第五实施方式的阵列天线基板10D近似的阵列天线基板10D1的图33B的测定模型时的角度θ=96°下的θ极化波的增益的模拟的坐标图。
图35A是在与车辆的倾斜的顶棚相邻而存在玻璃的情况下,表示将与第五实施方式的阵列天线基板10D近似的阵列天线基板10D2配置在顶棚上时的测定模型的示意图。
图35B是与车辆的倾斜的顶棚相邻而存在玻璃的情况下,表示将作为比较例的阵列天线基板10D3配置在顶棚上时的测定模型的示意图。
图36是表示使用了与第五实施方式的阵列天线基板10D近似的阵列天线基板10D2的图35A的测定模型时的θ极化波的增益的模拟的坐标图。
图37是表示第五实施方式时的VSWR的频率特性的坐标图。
图38是表示第五实施方式时的5887.5MHz下的θ极化波的增益的坐标图。
图39A是本实用新型的车载用天线装置,是表示构成车载用直线极化波阵列天线装置时的第六实施方式的阵列天线基板的第一面的图。
图39B是表示第六实施方式的阵列天线基板的第二面的图。
图40是表示第六实施方式时的VSWR的频率特性的坐标图。
图41是表示第六实施方式时的5887.5MHz下的θ极化波的增益的坐标图。
图42A是本实用新型的车载用天线装置,是表示构成车载用直线极化波阵列天线装置时的第七实施方式的阵列天线基板的第一面的图。
图42B是表示第七实施方式的阵列天线基板的第二面的图。
图43是表示第七实施方式时的VSWR的频率特性的坐标图。
图44是表示第七实施方式时的5887.5MHz下的θ极化波的增益的坐标图。
图45A是本实用新型的车载用天线装置,是表示构成车载用直线极化波阵列天线装置时的第八实施方式的阵列天线基板的第一面的图。
图45B是表示第八实施方式的阵列天线基板的第二面的图。
图46是表示第八实施方式时的VSWR的频率特性的坐标图。
图47是表示第八实施方式时的5887.5MHz下的θ极化波的增益的坐标图。
【标号说明】
1 单极天线
2 套筒天线
5 圆地板
10、10A、10B、10C、10D、10E、10F、10G 阵列天线基板
15 基体
16 安装基板(安装构件)
17 壳体
20 电介质基板
21、22 导体图案
23 导体焊盘
24 通孔
35 导波器
36 反射器
30、30A、30B、30C、30D 偶极天线阵列
31、311、312、321、322 偶极天线
40、50 传送线路
41、51 共用传送线路部
42、52 分支传送线路部
具体实施方式
以下,参照附图,详细说明本实用新型的优选的实施方式。需要说明的是,对于各附图所示的相同或同等的构成要素、构件、处理等标注同一符号,适当省略重复的说明。而且,实施方式没有对实用新型进行限定而是例示,实施方式记述的全部的特征或其组合未必局限于实用新型的本质性的情况。
图1A及图1B是本实用新型的车载用天线装置,示出构成车载用直线极化波阵列天线装置时的第一实施方式的阵列天线基板10。该阵列天线基板10如图6那样垂直地装配于在基体15上固定的安装基板(安装构件)16,以覆盖阵列天线基板10的方式将例如鱼翅形状的壳体17从上方罩于基体15,由此构成车载用直线极化波阵列天线装置。
在图1A中,相对于纸面,以左方向为X轴方向,以垂直方向为Y轴方向,以上方向为Z轴方向,以后进行说明。
阵列天线基板10在由绝缘树脂等构成的电介质基板20的第一面上设置铜箔等第一导体图案21,在与第一面相对的第二面上设置铜箔等第二导体图案22,在第一面及第二面上分别形成将多个偶极天线31以沿Z轴方向成为一直线的方式排列而成的偶极天线阵列30、和平行双线的传送线路40。
平行双线的传送线路40的导体图案分别构成于电介质基板20的第一面及与第一面相对的第二面,形成相同的线宽且从一面观察下为相同形状的一对导体图案的平行带状线路,传送线路40具有向全部的偶极天线31共同地供电的共用传送线路部41、和从共用传送线路部41分支(T分支)而向各个偶极天线31供电的分支传送线路部42。
传送线路40以不通过构成偶极天线阵列30的偶极天线31之间的方式引出,能够减少传送线路40对偶极天线阵列30的天线特性造成的影响。传送线路40通过改变导体图案的宽度而能够容易地进行特性阻抗的调整,能够与具有不同的阻抗的组件(天线元件、供电侧的同轴线路等)容易地连接。而且,传送线路40通过适当变更传送线路的线路长度和/或宽度,也能够发挥作为分配器和/或相位器的功能。
需要说明的是,平行双线是指由基板导体构成的具有2条的线宽的平行的传送线路,构成传送线路40的一对导体图案各自的线宽可以不同。
如图1A那样,在电介质基板20的第一面设置的分支传送线路部42的第一导体图案42a上连接(连续形成)有构成偶极天线31的第一元件31a的导体图案,且在电介质基板20的第二面设置的分支传送线路部42的第二导体图案42b上连接(连续形成)有构成偶极天线31的第二元件31b的导体图案。即,成为在偶极天线阵列30及传送线路40的部分未使用通孔的结构。构成偶极天线阵列30的各偶极天线31以沿Z轴方向成为一直线的方式排列且以同相位进行激励(供电)。
电介质基板20的下边部作为相对于图6的安装基板16的插入装配部29,且位于传送线路40的供电部40a。在该装配部29的两面设有导体焊盘23,为了增加在电介质基板20的装配部29的两面设置的导体焊盘23的剥离强度而在通孔24相互连接。在图6的情况下,将插入装配部29向安装基板16的狭缝孔插入之后,将装配部29的导体焊盘23钎焊于安装基板16侧的导体焊盘(未图示),由此,电介质基板20即阵列天线基板10相对于安装基板16被垂直地固定。固定有安装基板16的基体15具有用于向机动车的车身顶棚等安装的安装部15a。
需要说明的是,电介质基板20上的导体图案及导体焊盘的形成可以通过粘贴有铜箔的基板的蚀刻、导体向基板面的印刷、镀敷等进行。
此外,为了构成有效的天线装置,取得作为天线元件的偶极天线与传送线路(供电线路)间的阻抗匹配而将VSWR确保得低的情况至关重要。在图1C中,说明在电介质基板设有偶极天线阵列和传送线路的阵列天线基板中的两个偶极天线与传送线路的阻抗匹配。在阵列天线基板中,“未分支的线路”(相当于共用传送线路部41)的特性阻抗为ZL1,“与未分支的线路连接的一侧的分支的线路”(相当于分支传送线路部42的共用传送线路部41侧)的特性阻抗为ZL2,各偶极天线的输入阻抗为Za。
(1)首先,决定ZL1。通常对应于与阵列天线基板的供电部连接的外部条件(同轴线路或电路等)来决定。为了适合于使用特性阻抗50Ω的同轴线路等的情况而通常设为50Ω。
(2)接下来,为了“未分支的线路”的特性阻抗ZL1与两个“分支的线路”的特性阻抗ZL2的阻抗匹配而ZL2为ZL2=ZL1×2。ZL1为50Ω时,ZL2成为100Ω。
(3)最后,将线路的特性阻抗为(Za×ZL2)1/2、长度成为(设收发电波的有效波长为λe时)λe/4的阻抗转换用的线路从偶极天线连接于“与未分支的线路连接的一侧的分支的线路”。偶极天线的输入阻抗为60Ω(但是,根据天线元件的形状而变动),ZL2为100Ω时,该阻抗转换用的线路的特性阻抗成为77.5Ω。
需要说明的是,在设置阵列天线基板的外部条件(天线装置的基体、壳体、车身顶棚等)下使两个偶极天线的输入阻抗分别不同的情况下,将Za适当地向Za1和Za2等进行置换等而分别考虑作为不同的值,来设定所述阻抗转换用的线路的特性。
图1A及图1B的第一实施方式以图1C的阻抗匹配方法为基础而使用逐级的阻抗转换等。
在第一实施方式中,向平行双线的传送线路40的供电部40a进行基于平衡线路的供电的情况下,平行双线的传送线路40进行平衡供电动作而对偶极天线31进行激励。另一方面,对平行双线的传送线路40的供电部40a进行基于不平衡线路的供电的情况下,通过减小未分支的传送线路部分即共用传送线路部41的平行双线的特性阻抗(在本实施方式中,平行双线的特性阻抗为50Ω),即便进行基于不平衡线路的供电,平行双线的平衡动作也占主导。由此,对于供电部40a能够进行基于平衡线路的供电及基于不平衡线路的供电。
需要说明的是,以下,概略性地叙述即便进行基于不平衡线路的供电,平行双线的传送线路40的平衡动作也占主导的理由。将通过垂直地设置在地板上而通过不平衡线路供电的阵列天线基板10整体假想性地看作在电介质基板20形成导体图案而成的单极天线的情况下,作为供电点的供电部40a的特性阻抗(设为Z0)成为几百Ω。在此,将平行双线的传送线路40的特性阻抗设定为远小于Z0且接近于与天线装置连接的电路或传送线路的输出阻抗的值(例如50Ω等),由此向阻抗小的平行双线的传送线路40传播的电力增大(单极天线的动作用的电力变得极少),其特性占主导,也能够进行基于不平衡线路的供电。
在使上述车载用天线装置作为例如发送天线进行动作的情况下,向位于电介质基板20的下缘部的传送线路40的供电部40a供电的高频信号由传送线路40的共用传送线路部41、从此分支的分支传送线路部42分配地传播,向各个偶极天线31供电并向空间放射。
使用图1D来叙述上述车载用天线装置的动作的详情。但是,在图1D的左侧示出阵列天线基板10的第一面,在右侧示出第二面。在示出第一面的左侧的图中,相对于纸面,以左方向为X轴方向,以垂直方向为Y轴方向,以上方向为Z轴方向,以后进行说明。
已知配置于自由空间的垂直偶极天线31相对于垂直极化波的水平面内指向性为无指向性(对于全方位而没有增益的变化)的情况。然而,如第一实施方式那样在电介质基板20上形成有偶极天线31及传送线路40的情况下,受到以下的影响。
(1)图1D中的A的部分(即,由虚线包围的部分,相当于从第一导体图案21及第二导体图案22排除了作为共用传送线路部41的导体图案的部分)的长度为小于5λ/2的范围,例如,成为约3λ/2时,XY面的垂直极化波的增益的偏差减小。在A的部分的长度小于或大于约3λ/2的情况下,XY面的垂直极化波的增益成为X轴的+方向的增益变大且-方向的增益变小的指向性(其中,λ:发送电波或接收电波的自由空间波长)。需要说明的是,实证地得到了上述结果。而且,A的部分的长度为大于5λ/2的范围的话,电介质基板20的面积增大为必要以上,因此缺乏实用性。
(2)假定为传送线路40不存在时,相对于偶极天线31的X轴上的位置,成为相对于电介质基板20的电介质在X轴上长的一侧的方向而XY面的垂直极化波的增益变大,相对于电介质在X轴上短的一侧的方向而增益变小的指向性。这基于以电介质基板20的介电常数比空气大的情况为起因的电波聚焦效果。
(3)以在从分支点分离的部位产生向Z轴的-方向弯曲而相对于偶极天线31平行的成分的方式构成B的部分的传送线路(即,由点划线包围的部分,相当于共用传送线路部41)时,B的部分的传送线路(共用传送线路部41)作为反射器发挥作用。使未分支的线路(共用传送线路部41)的部分向X轴的-方向平行移动,关于与断开的分支点的连接,如果通过直线来追加与未分支的线路(共用传送线路部41)相同宽度的线路,则XY面的垂直极化波的X轴方向的增益的偏差减小。
图1A及图1B的第一实施方式通过上述(1),能够得到接近于无指向的特性。通过上述(2),能够得到X轴的-方向的增益增大的效果。通过上述(3),能够得到X轴的+方向的增益增大的效果。将通过上述(1)至(3)而得到的效果综合,成为XY面的垂直极化波的增益的偏差小,即,接近于无指向的特性。
在模拟中,将阵列天线基板10垂直地设置在1m的圆地板(直径1m的圆形导体板)上,且与图1A中定义的X轴方向、Y轴方向及Z轴方向同样地定义了X轴方向、Y轴方向及Z轴方向时的VSWR及垂直极化波的水平面内的增益如图2至图5所示。需要说明的是,1m的圆地板可以等价地考虑为车身顶棚。在设收发电波(在此为DSRC通信的5.9GHz频带)的电介质基板20上的有效波长为λe时,各偶极天线31设定为λe/2的长度。
图1A及图1B时的VSWR如图2所示,在5850MHz下为1.2585,在5887.5MHz下为1.1355,在5925MHz下为1.0621。而且,5850MHz下的垂直极化波的水平面内的增益如图3所示,平均增益为3.63dBi。5887.5MHz下的垂直极化波的水平面内的增益如图4所示,平均增益为3.70dBi,5925MHz下的垂直极化波的水平面内的增益如图5所示,平均增益为3.74dBi。
根据本实施方式,能够起到下述的效果。
(1)阵列天线基板10是在电介质基板20以导体图案设有偶极天线阵列30及传送线路40的结构,相对于水平面内的垂直极化波能够实现高增益化。而且,水平面内指向性成为增益的偏差小且接近于无指向性的特性。
(2)由于天线由基板构成,因此与使用同轴结构或套筒结构等相比,能够降低材料及制造成本。
(3)能够减小电介质基板20自身及其上形成的第一导体图案21及第二导体图案22的结构的公差,能够实现特性的稳定化。
(4)使用具有宽度的传送线路40,通过变更宽度而能够容易地调整阻抗,因此能够容易地进行在分配使所需的阻抗的转换,因此能够容易地实现分配功能,不用附加特别的部件而能够进行偶极天线31的阵列化(高增益化)。
(5)通过使用具有宽度的传送线路40而能够容易地进行阻抗转换(向不同的负载阻抗的连接)。向传送线路40的供电部40a能够进行不平衡供电及平衡供电这两方,不用另行设置匹配电路也能够进行同轴线缆的供电。
(6)阵列天线基板10是平面性的结构,可以搭载于鱼翅型天线等。例如,在图6中虽然省略了图示,但是可以在鱼翅形状的壳体17之中收纳GPS天线或XM天线或AM/FM天线等。需要说明的是,在图6中,阵列天线基板10也可以配置在壳体17的中央或前部。
(7)平行双线的传送线路40是一对导体图案夹着电介质基板20而相对的结构,电介质基板20上的面积可以减少,能够实现电介质基板20的小型化。
(8)是在偶极天线阵列30及传送线路40未设置通孔的结构,在这一点上也是制造容易且低成本。
图7A及图7B是本实用新型的车载用天线装置,示出构成车载用直线极化波阵列天线装置时的第二实施方式的阵列天线基板10A。该阵列天线基板10A与第一实施方式所示的阵列天线基板10的差异点在于阵列天线基板10A具有与各偶极天线31平行地在电介质基板20的第一面导体图案25设置而成的导波器35这一点。其他的结构与前述的第一实施方式相同。
需要说明的是,在图7A中,相对于纸面,以左方向为X轴方向,以垂直方向为Y轴方向,以上方向为Z轴方向,以后进行说明。
导波器35在设有效波长为λe时比偶极天线31(λe/2)稍短,从偶极天线31分离λ/4左右地配置。由此,在配置有导波器35的一侧产生指向性。
在模拟中,将阵列天线基板10A垂直地设置在1m的圆地板上,且与图7A中定义的X轴方向、Y轴方向及Z轴方向同样地定义了X轴方向、Y轴方向及Z轴方向时的VSWR及垂直极化波的水平面内的增益如图8至图11所示。
图7A及图7B时的VSWR如图8所示,在5850MHz下为1.3205,在5887.5MHz下为1.1967,在5925MHz下为1.1517。而且,5850MHz下的垂直极化波的水平面内的增益如图9所示,平均增益为3.66dBi。5887.5MHz下的垂直极化波的水平面内的增益如图10所示,平均增益为3.76dBi,5925MHz下的垂直极化波的水平面内的增益如图11所示,平均增益为3.81dBi。
根据第二实施方式,对应于各偶极天线31而平行地配置导波器35,由此使配置有导波器35的一侧产生指向性,能够增大指向方向的增益。例如如果以使导波器35成为前侧的方式将阵列天线基板10A安装在图6的基体15上,则在机动车的行进方向具有成为高增益的指向性。
需要说明的是,在第二实施方式中,说明了在第一面设置导波器35的结构,但是也可以设为将导波器35设于第二面的结构,此外,还可以设为将导波器35设于第一面及第二面这两面的结构。
图12A及图12B是本实用新型的车载用天线装置,示出构成车载用直线极化波阵列天线装置时的第三实施方式的阵列天线基板10B。该阵列天线基板10B与第一实施方式所示的阵列天线基板10的差异点在于阵列天线基板10B具有与各偶极天线31平行地在电介质基板20的第一面设置导体图案26而成的反射器36这一点。其他的结构与前述的第一实施方式相同。
需要说明的是,在图12A中,相对于纸面,以左方向为X轴方向,以垂直方向为Y轴方向,以上方向为Z轴方向,以后进行说明。
反射器36在设有效波长为λe时比偶极天线31(λe/2)稍长,从偶极天线31分离λ/4左右地配置。由此,在配置有反射器36的一侧的相反侧产生指向性。
在模拟中,将阵列天线基板10B垂直地设置在1m的圆地板上,且与图12A中定义的X轴方向、Y轴方向及Z轴方向同样地定义了X轴方向、Y轴方向及Z轴方向时的VSWR及垂直极化波的水平面内的增益如图13至图16所示。
图12A及图12B时的VSWR如图13所示,在5850MHz下为1.1935,在5887.5MHz下为1.1868,在5925MHz下为1.1752。而且,5850MHz下的垂直极化波的水平面内的增益如图14所示,平均增益为3.60dBi。5887.5MHz下的垂直极化波的水平面内的增益如图15所示,平均增益为3.69dBi,5925MHz下的垂直极化波的水平面内的增益如图16所示,平均增益为3.73dBi。
根据第三实施方式,对应于各偶极天线31而平行地配置反射器36,由此使配置反射器36的一侧的相反侧产生指向性,能够增大指向方向的增益。例如如果以使反射器36成为前侧的方式将阵列天线基板10B安装在图6的基体15上,则在机动车的行进方向的相反侧具有成为高增益的指向性。
需要说明的是,在第三实施方式中,说明了在第一面设置反射器36的结构,但是也可以设为将反射器36设于第二面的结构,此外,还可以设为将反射器36设于第一面及第二面这两面的结构。
图17A及图17B是本实用新型的车载用天线装置,示出构成车载用直线极化波阵列天线装置时的第四实施方式的阵列天线基板10C。该阵列天线基板10C与第一实施方式所示的阵列天线基板10的差异点在于阵列天线基板10C在电介质基板20的左右方向(宽度方向)具有一对偶极天线阵列30A、30B这一点。其他的结构与前述的第一实施方式相同。
需要说明的是,在图17A中,相对于纸面,以左方向为X轴方向,以垂直方向为Y轴方向,以上方向为Z轴方向,以后进行说明。
一方的偶极天线阵列30A与第一实施方式的偶极天线阵列30相同,在电介质基板20的第一面设置的分支传送线路部42的第一导体图案42a上连接(连续形成)作为偶极天线31的向上的第一元件31a的导体图案,且在电介质基板20的第二面设置的分支传送线路部42的第二导体图案42b上连接(连续形成)作为偶极天线31的向下的第二元件31b的导体图案。
另一方的偶极天线阵列30B以与偶极天线阵列30A相反的相位被激励(供电)。即,在电介质基板20的第一面设置的分支传送线路部42的第三导体图案42c上连接(连续形成)作为偶极天线31的向下的第三元件31c的导体图案,且在电介质基板20的第二面设置的分支传送线路部42的第四导体图案42d上连接(连续形成)作为偶极天线31的向上的第四元件31d的导体图案。这种情况下,也成为在偶极天线阵列30A、30B及传送线路40的部分未使用通孔的结构。
在电介质基板20的左侧形成的偶极天线阵列30A与在右侧形成的偶极天线阵列30B相互平行,且分离λ/2左右地配置。
在模拟中,将阵列天线基板10C垂直地设置在1m的圆地板上,且与图17A中定义的X轴方向、Y轴方向及Z轴方向同样地定义了X轴方向、Y轴方向及Z轴方向时的VSWR及垂直极化波的水平面内的增益如图18至图21所示。
图17A及图17B时的VSWR如图18所示,在5850MHz下为1.2665,在5887.5MHz下为1.2301,在5925MHz下为1.203。而且,5850MHz下的垂直极化波的水平面内的增益如图19所示,平均增益为3.61dBi。5887.5MHz下的垂直极化波的水平面内的增益如图20所示,平均增益为3.58dBi,5925MHz下的垂直极化波的水平面内的增益如图21所示,平均增益为3.61dBi。从图19至图21可知,水平面内的指向性如“8”字那样成为将两个圆相连的形状。在阵列天线基板10C的沿着基板面的方向具有指向性,该方向的增益上升,与基板面垂直的方向的增益下降。
根据第四实施方式,通过使一对偶极天线阵列30A、30B分离λ/2左右地配置,能够使沿着基板面的方向产生指向性(如“8”字那样将两个圆相连的形状),增大指向方向的增益。例如如果将阵列天线基板10C安装在图6的基体15上,则在机动车的前后方向具有成为高增益的指向性。
以上,以实施方式为例而说明了本实用新型,但是对于本领域技术人员可知实施方式的各构成要素或各处理工艺在权利要求记载的范围内能够进行各种变形。以下,提及变形例。
在上述的第一及第二实施方式中,将构成偶极天线阵列30的各偶极天线31沿Z轴方向排列在一直线上,但也可以是各偶极天线31相互进行平行移动的配置。但是,这种情况下,与沿Z轴方向排列在一直线上的情况相比,X轴方向的一方向或两方向的XY面的垂直极化波的增益下降。
在上述的第四实施方式中,在阵列天线基板10C的左侧设置的偶极天线阵列30A与在右侧设置的偶极天线阵列30B间的距离比波长λ的1/2短时,与为λ/2时相比,平均增益下降。但是,对于阵列天线基板10C的小型化有利。
在上述的第四实施方式中,在阵列天线基板10C的左侧设置的偶极天线阵列30A与在右侧设置的偶极天线阵列30B以相反相位进行了激励(供电),但是偶极天线阵列30B也能够设为与偶极天线阵列30A同样的导体图案(例如电介质基板20的第一面的第一元件及第三元件这两者都向上,电介质基板20的第二面的第二元件及第四元件这两者都向下)且以相同相位进行激励(供电),此时Y方向的增益变大。
图32A及图32B是本实用新型的车载用天线装置,示出构成车载用直线极化波阵列天线装置时的第五实施方式的阵列天线基板10D。该阵列天线基板10D在电介质基板20上设置具有上侧偶极天线311及下侧偶极天线312的偶极天线阵列30C,但是与第一实施方式所示的阵列天线基板10的不同点在于,在与下侧偶极天线312的排列方向正交的方向(电介质基板20的宽度方向)上,在电介质基板20设置的上侧偶极天线311与传送线路40的连接部位的位置不同于下侧偶极天线312与传送线路40的连接部位的位置。即,在电介质基板20的第一面上,构成上侧偶极天线311的第一元件311a的导体图案和分支传送线路部42的第一导体图案42a连接的部位与构成下侧偶极天线312的第一元件312a的导体图案和分支传送线路部42的第一导体图案42a连接的部位在前后方向即电介质基板20的宽度方向(图32A及图32B的左右方向:X轴方向)上分离,并且在电介质基板20的第二面上,构成上侧偶极天线311的第二元件311b的导体图案和分支传送线路部42的第二导体图案42b连接的部位与构成下侧偶极天线312的第二元件312b的导体图案和分支传送线路部42的第二导体图案42b连接的部位在前后方向上分离。需要说明的是,上侧偶极天线311的第一元件311a上部沿着电介质基板20的上边折弯,但这是电介质基板20的高度不足的缘故,折弯的部分只要不过大,就不会对作为偶极天线的特性造成大的影响。
该阵列天线基板10D与第一实施方式所示的阵列天线基板10不同的另一点在于,上侧偶极天线311的排列方向(直线P所示)相对于下侧偶极天线312的排列方向(直线Q所示)而倾斜。即,在图6所示的基体15上固定的安装基板(安装构件)16上垂直地装配阵列天线基板10D的情况下,在电介质基板20的第一面上,下侧偶极天线312的第一元件312a沿着电介质基板20的上下方向排列,相对于此,上侧偶极天线311的第一元件311a相对于电介质基板20的上下方向而倾斜排列,在电介质基板20的第二面上,下侧偶极天线312的第二元件312b沿着电介质基板20的上下方向排列,相对于此,上侧偶极天线311的第二元件311b相对于电介质基板20的上下方向而倾斜排列。图32A所示的上侧偶极天线311的排列方向即直线P的倾斜以上侧偶极天线311的垂直面的X轴+侧的指向性稍朝向上方的方式设定。直线P与下侧偶极天线312的排列方向即直线Q所成的角度α是小于45°的较小的角度。其他的结构与前述的第一实施方式相同。
阵列天线基板10D的外形尺寸是例如Z轴方向的高度为51.50mm,X轴方向的宽度为14.50mm,Y轴方向的厚度为0.75mm,适合于安装在车辆顶棚上的车载用天线装置的形状尺寸。
图33A是在与车辆的倾斜的顶棚60相邻而存在玻璃70的情况下,表示将第一实施方式的阵列天线基板10配置在顶棚60上时的测定模型的示意图,图33B同样是在与顶棚60相邻而存在玻璃70的情况下,表示将与第五实施方式的阵列天线基板10D近似的阵列天线基板10D1配置在顶棚60上时的测定模型的示意图。在图33A、33B中,阵列天线基板10、10D1位于玻璃70的附近且竖立设置于车辆的顶棚60。需要说明的是,在图33A及图33B中省略传送线路40的图示,阵列天线基板10及阵列天线基板10D1相对于图33A及图33B的水平面(XY平面)以角度大致9°倾斜。这是位于设置阵列天线基板10及阵列天线基板10D1的玻璃70的附近的车辆的顶棚60相对于车辆的水平面(XY平面)以角度大致9°倾斜的缘故。此外,如图33B所示,在阵列天线基板10D1中,在电介质基板20设置的上侧偶极天线311A(相当于消除了偶极天线311的倾斜的结构)和传送线路的连接部位的位置与下侧偶极天线312和传送线路的连接部位的位置在前后方向上分离,但是排列方向都是相对于顶棚60垂直且平行配置。
图34是使用了第一实施方式的阵列天线基板10的图33A的测定模型时和使用了与第五实施方式的阵列天线基板10D近似的阵列天线基板10D1的图33B的测定模型时的、分别表示频率5887.5MHz下的θ极化波(其中,以图33A、33B的Z轴的+方向为基准时的角度θ=96°)的增益的模拟的坐标图(横轴:方位角180°~360°,纵轴:增益[dBi]),图33A的测定模型时的特性由虚线表示,图33B的测定模型时由实线表示。而且,在图34中,方位角270°在电介质基板20上是偶极天线阵列所在的方向(X轴的+方向)。
在图33A的测定模型的情况下,阵列天线基板10具有上下的偶极天线31排列在一直线上的偶极天线阵列30,因此在以玻璃70的存在为起因的角度θ(例如角度θ=96°)下,上侧偶极天线的θ极化波的增益下降的方位角与下侧偶极天线的θ极化波的增益下降的方位角实质上相同。这是各偶极天线31与玻璃70的距离大致相同的缘故。因此,与图33A的测定模型对应的图34的虚线的特性下的方位角为约230°和约310°的增益的下降相当大。
另一方面,在图33B的测定模型的情况下,阵列天线基板10D1的上下的偶极天线311A、312的前后方向的位置分离,因此在以玻璃70的存在为起因的角度θ(例如角度θ=96°)下,上侧偶极天线311A的θ极化波的增益下降的方位角与下侧偶极天线312的θ极化波的增益下降的方位角不同(偏离)。因此,与图33B的测定模型对应的图34的实线的特性下的方位角为约230°和约310°的增益的下降比图33A的测定模型减小,增益的下降得到改善。
图35A是在与车辆的倾斜的顶棚60相邻而存在玻璃70的情况下,表示将与第五实施方式的阵列天线基板10D近似的阵列天线基板10D2配置在顶棚60上时的测定模型的示意图。阵列天线基板10D2位于玻璃70的附近且竖立设置于车辆的顶棚60。在阵列天线基板10D2中,设于电介质基板20的上侧偶极天线311B(相当于使偶极天线311的折弯部分直线性地延伸的结构)的元件排列方向与下侧偶极天线312的元件排列方向不平行,相对于一方而另一方倾斜。即,下侧偶极天线312与顶棚60垂直,相对于此,上侧偶极天线311B与顶棚60不垂直(相对于电介质基板20的前缘而向前后方向倾斜)。需要说明的是,在图35A中,省略传送线路40的图示。
图35B是在与车辆的倾斜的顶棚60相邻而存在玻璃70的情况下,表示将作为比较例的阵列天线基板10D3配置在顶棚60上时的测定模型的示意图。这种情况下,设于电介质基板20的上侧偶极天线311C(相当于使偶极天线311的折弯部分直线性地延伸的结构)的元件排列方向与顶棚60垂直,相对于此,下侧偶极天线312A的元件排列方向与顶棚60不垂直(相对于电介质基板20的前缘而向前后方向倾斜)。其他的结构与图35A的测定模型相同。
图36是表示使用了与第五实施方式的阵列天线基板10D近似的阵列天线基板10D2的图35A的测定模型时的频率5887.5MHz下的θ极化波的XZ面内(垂直面内)的增益的模拟的坐标图。图36的右方的角度θ=90°在电介质基板20上是偶极天线阵列所在一侧的水平方向(X轴的+方向),图36的右方的角度θ=约114°是与玻璃70大致平行的方向。
在第一实施方式所示的阵列天线基板10的情况下,上下的偶极天线31排列在一直线上,不是各偶极天线的排列方向相互倾斜的结构。这种情况下,如图33A的测定模型那样将阵列天线基板10配置在与基体15不平行的玻璃面的附近时,存在产生元件的垂直面内的增益在与玻璃面大致平行的方向的角度θ处升高而在角度θ=90°附近下降的现象的情况。作为其对策,在第五实施方式的阵列天线基板10D中,使上侧的偶极天线311倾斜而将垂直面的指向性设定为稍朝向上方来防止θ极化波的增益的下降。这由频率5887.5MHz的模拟表示的话为图36的特性图。
如图36所示,在图35A的测定模型的阵列天线基板10D2中,图36的右方的角度θ=90°的θ极化波增益为-0.4dB,图36的右方的角度θ=114°的θ极化波的增益为6.1dB。另一方面,对于第一实施方式所示的阵列天线基板10进行与图35A的测定模型同样的模拟时,与图36的右方的角度θ=90°相当的θ极化波的增益为-1.5dB,与图36的右方的角度θ=114°相当的θ极化波的增益为6.5dB。这样,在阵列天线基板10D2中,与阵列天线基板10相比,在电介质基板20上偶极天线阵列30所在一侧的角度θ=90°的增益上升,与玻璃70大致平行的方向的增益下降。
另外,对于作为图35B的比较例的测定模型进行与图35A同样的模拟时,与图36的右方的角度θ=90°相当的θ极化波的增益为-1.5dB,与图36的右方的角度θ=114°相当的θ极化波的增益为6.5dB。即,在阵列天线基板10D3中,与阵列天线基板10相比,电介质基板20上的偶极天线阵列所在一侧的角度θ=90°的θ极化波的增益和与玻璃70大致平行的方向的θ极化波的增益没有太大差别。如图35B的测定模型那样,即便使电介质基板20的下侧偶极天线倾斜,效果也低,因此在图32A及图32B所示的第五实施方式中,使上侧偶极天线311的元件311a、311b的排列方向相对于电介质基板20的上下方向而倾斜。
图37是表示第五实施方式时的VSWR的频率特性的坐标图,在5850MHz下为1.2375,在5887.5MHz下为1.038,在5925MHz下为1.2644,成为充分低的值。而且,图38是表示第五实施方式时的5887.5MHz下的θ极化波(垂直极化波)的XY平面内(水平面内)的增益的坐标图,平均增益为2.04dBi。测定条件与图4的情况相同。
如以上说明所述,根据第五实施方式,能够起到下述的效果。
(1)在阵列天线基板10D位于玻璃70的附近且竖立设置于车辆的顶棚60的情况下,在电介质基板20的第一面上,构成一方的偶极天线311的第一元件311a的导体图案和分支传送线路部42的第一导体图案42a连接的部位与构成另一方的偶极天线312的第一元件312a的导体图案和分支传送线路部42的第一导体图案42a连接的部位在电介质基板20的宽度方向上分离,并且在电介质基板20的第二面上,构成偶极天线311的第二元件311b的导体图案和分支传送线路部42的第二导体图案42b连接的部位与构成偶极天线312的第二元件312b的导体图案和分支传送线路部42的第二导体图案42b连接的部位在前后方向上分离,由此偶极天线311的θ极化波的增益下降的方位角与偶极天线312的θ极化波的增益下降的方位角不同。因此,能够防止阵列天线基板10D的θ极化波的增益在特定的方位角处的下降。
(2)在阵列天线基板10D位于玻璃70的附近且竖立设置于车辆的顶棚60的情况下,上侧偶极天线311的第一元件311a及第二元件311b的排列方向相对于下侧偶极天线312的第一元件312a及第二元件312b的排列方向而倾斜,通过将上侧偶极天线311的垂直面的指向性设定为稍朝向上方,能够防止以玻璃70为起因的θ=96°的θ极化波的增益的下降。
图39A及图39B是本实用新型的车载用天线装置,示出构成车载用直线极化波阵列天线装置时的第六实施方式的阵列天线基板10E。该阵列天线基板10E与第五实施方式所示的阵列天线基板10D的差异点是对应于偶极天线311、312而平行地配置导波器35这一点。通过配置导波器35,能够增大配置有导波器35一侧的指向性增益。例如如果以使导波器35成为后侧的方式将阵列天线基板10E安装在基体15上,则在机动车的行进方向的相反方向具有成为高增益的指向性。
图39A及图39B所示的第六实施方式时的VSWR如图40所示,在5850MHz下为1.2003,在5887.5MHz下为1.0475MHz,在5925MHz下为1.1553,成为充分低的值。而且,图41是表示第六实施方式时的5887.5MHz下的θ极化波(垂直极化波)的XY平面内(水平面内)的增益的坐标图,平均增益为2.48dBi。测定条件与图4的情况相同。
需要说明的是,在第六实施方式中,说明了在电介质基板20的第一面上设置导波器35的结构,但是也可以设为将导波器35设置在第二面上的结构,此外,还可以设为将导波器35设置在第一面及第二面这两面上的结构。
阵列天线基板10E的外形尺寸是例如高度为51.50mm,宽度为18.80mm,厚度为0.75mm,适合于安装在车辆顶棚上的车载用天线装置的形状尺寸。
图42A及图42B是本实用新型的车载用天线装置,示出构成车载用直线极化波阵列天线装置时的第七实施方式的阵列天线基板10F。该阵列天线基板10F形成有在电介质基板20上将上侧偶极天线321及下侧偶极天线322沿着电介质基板20的上下方向即Z轴方向排列成为一直线的偶极天线阵列30D、及平行双线的传送线路50,但是通过偶极天线321、322中的一方的元件包围传送线路50的一部分这一点与第一实施方式所示的阵列天线基板10不同。
即,传送线路50具有向全部的偶极天线321、322共同地供电的共用传送线路部51、从共用传送线路部51分支(T分支)而向各个偶极天线321、322供电的分支传送线路部52,在电介质基板20的第一面上,分支传送线路部52的第一导体图案52a的前端与构成偶极天线321的第一元件321a的导体图案连接,分支传送线路部52的第二导体图案52b的前端与构成偶极天线322的第一元件322a的导体图案连接,此外,第二导体图案52b由第一元件322a包围。第一元件322a具有与第二导体图案52b的两侧接近而平行地延伸的部分。而且,在电介质基板20的第二面上,分支传送线路部52的第三导体图案52c的前端与构成偶极天线321的第二元件321b的导体图案连接,分支传送线路部52的第四导体图案52d的前端与构成偶极天线322的第二元件322b的导体图案连接,此外,第三导体图案52c由第二元件321b包围。第二元件321b具有与第三导体图案52c的两侧接近而平行地延伸的部分。
需要说明的是,平行双线的传送线路50是将导体图案分别构成于电介质基板20的第一面及与第一面相对的第二面,形成有相同的线宽且从一面观察下为相同形状的一对导体图案的平行带状线路。其他的结构与前述的第一实施方式相同。
阵列天线基板10F的外形尺寸是例如高度为51.50mm,宽度为8.60mm,厚度为0.75mm,适合于安装在车辆顶棚上的车载用天线装置的形状尺寸。
前述的第一实施方式的分支传送线路部42是导体,因此有时作为天线元件发挥功能。因此,在第一实施方式中,分支传送线路部42的电气长度设为不会对各偶极天线31的功能造成影响的长度,但是在第七实施方式中,分支传送线路部52的第二导体图案52b由偶极天线322的第一元件322a包围,分支传送线路部52的第三导体图案52c由偶极天线321的第二元件321b包围,因此分支传送线路部52的第二导体图案52b和第三导体图案52c通过与陷波平衡-不平衡转换器(Sperrtopf balun)相同的原理而难以作为放射源发挥功能,难以对各偶极天线321、322的指向性造成影响。因此,在第七实施方式中,关于分支传送线路部52的电气长度而考虑各偶极天线321、322的共振频率的波长的必要性比第一实施方式低。在此,在第一实施方式中,关于分支传送线路部42的电气长度而考虑偶极天线31的共振频率的波长,将分支传送线路部42的电气长度设为难以对偶极天线31的共振频率造成影响的长度。因此,在第七实施方式中,与考虑了偶极天线31的共振频率的波长的第一实施方式相比,能够缩短分支传送线路部52的电气长度。其结果是,能够缩短电介质基板20的前后方向的长度。
图42A及图42B所示的第七实施方式时的VSWR如图43所示,在5850MHz下为1.3433,在5887.5MHz下为1.1487,在5925MHz下为1.055。而且,5887.5MHz下的θ极化波(垂直极化波)的XY平面内(水平面内)的增益如图44所示,平均增益为3.00dBi。
图45A及图45B是本实用新型的车载用天线装置,示出构成车载用直线极化波阵列天线装置时的第八实施方式的阵列天线基板10G。该阵列天线基板10G与第七实施方式所示的阵列天线基板10F的差异点是对应于各偶极天线321、322而平行地配置导波器35这一点。通过配置导波器35,能够增大配置有导波器35一侧的指向性增益。例如如果以使导波器35成为后侧的方式将阵列天线基板10G安装在基体15上,则在机动车的行进方向的反方向具有成为高增益的指向性。
图45A及图45B所示的第八实施方式时的VSWR如图46所示,在5850MHz下为1.3923,在5887.5MHz下为1.2881,在5925MHz下为1.2422。而且,5887.5MHz下的θ极化波(垂直极化波)的XY平面内(水平面内)的增益如图47所示,平均增益为2.99dBi。
需要说明的是,在第八实施方式中,说明了在电介质基板20的第一面上设置导波器35的结构,但是也可以设为将导波器35设置在第二面上的结构,此外,还可以设为将导波器35设置在第一面及第二面这两面上的结构。
在本实用新型的各实施方式中,形成于传送线路的分配器例示了具有T分支的分配器,但也可以使用其他的分配手段。
另外,在本实用新型的第四实施方式中,将多个偶极天线阵列设置于1张电介质基板而构成了阵列天线基板,但是也可以将具有1个偶极天线阵列的阵列天线基板组合多张来构成车载用天线装置。
本实用新型的车载用天线装置的安装位置没有限定为车身顶棚上,也存在配置在车室内等的情况。

Claims (14)

1.一种车载用天线装置,具备:
将设置于基板的基于导体图案的多个偶极天线排列而成的一个以上的偶极天线阵列;及
设置于所述基板的基于导体图案的平行双线的传送线路,
利用所述传送线路向各偶极天线供电。
2.根据权利要求1所述的车载用天线装置,其中,
所述偶极天线阵列具有一对偶极天线阵列,
在所述基板的宽度方向的一侧配置一方的偶极天线阵列,
在所述基板的所述宽度方向的另一侧配置另一方的偶极天线阵列。
3.根据权利要求1或2所述的车载用天线装置,其中,
在所述基板,与各偶极天线阵列中的至少一个偶极天线阵列平行地设置作为导波器或反射器的导体图案。
4.根据权利要求1或2所述的车载用天线装置,其中,
在所述偶极天线阵列中,直线排列有多个偶极天线。
5.根据权利要求2所述的车载用天线装置,其中,
在所述偶极天线阵列中,直线排列有多个偶极天线,
在设发送电波或接收电波的自由空间波长为λ时,一方的偶极天线阵列与另一方的偶极天线阵列的间隔为λ/2。
6.根据权利要求1或2所述的车载用天线装置,其中,
所述传送线路具有向全部的偶极天线共同地供电的共用传送线路部和从所述共用传送线路部分支而向各个偶极天线供电的分支传送线路部。
7.根据权利要求1或2所述的车载用天线装置,其中,
所述平行双线的传送线路具有一对导体图案夹着基板而相对的结构。
8.根据权利要求7所述的车载用天线装置,其中,
在所述基板的一面上设置的所述传送线路的一方的导体图案上连接有作为所述偶极天线的单侧元件的设置在同一面上的导体图案,
在所述基板的另一面上设置的所述传送线路的另一方的导体图案上连接有作为所述偶极天线的其余的单侧元件的设置在所述另一面上的导体图案。
9.根据权利要求1或2所述的车载用天线装置,其中,
所述基板垂直地装配于在基体上固定的安装构件,
以覆盖所述基板的方式将壳体从上方罩于所述基体。
10.根据权利要求9所述的车载用天线装置,其中,
在所述基板的两面存在通过钎焊而固定于所述安装构件的导体焊盘,
所述导体焊盘借助通孔而相互连接。
11.根据权利要求1或2所述的车载用天线装置,其中,
所述传送线路具有向全部的偶极天线共同地供电的共用传送线路部和从所述共用传送线路部分支而向各个偶极天线供电的分支传送线路部,
所述共用传送线路部是反射器。
12.根据权利要求1或2所述的车载用天线装置,其中,
各偶极天线的至少任一个偶极天线和所述传送线路相连接的连接部位的位置在与其他的偶极天线的排列方向正交的方向上与所述其他的偶极天线和所述传送线路相连接的连接部位的位置不同。
13.根据权利要求1或2所述的车载用天线装置,其中,
各偶极天线的至少任一个偶极天线相对于其他的偶极天线的排列方向而倾斜。
14.根据权利要求7所述的车载用天线装置,其中,
在所述基板的一面上设置的所述传送线路的一方的导体图案上连接有作为所述偶极天线的单侧元件的设置在同一面上的导体图案,
所述基板的另一面上设置的所述传送线路的另一方的导体图案由作为所述偶极天线的其余的单侧元件的设置在所述另一面上的导体图案包围。
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