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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antennenvorrichtung.
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Hintergrund
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Die
JP 2000 -
022 431 A offenbart eine Antennenvorrichtung, die ein Strahlungselement, eine elektrisch von dem Strahlungselement entfernte Erdungsplatte und ein Abdeckungselement, das das Strahlungselement abdeckt, umfasst.
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Ferner offenbart die
JP 2000-022 431 A , dass ein Abstandshalter zwischen dem Strahlungselement und der Erdungsplatte angeordnet ist, und somit kann das Strahlungselement in einem Zustand gehalten werden, in dem der Raum zwischen dem Strahlungselement und der Erdungsplatte auf einer vorbestimmten Höhe gehalten wird. Durch die Montage der Antennenvorrichtung in einem sich bewegenden Körper, wie z.B. einem Flugzeug, einem Schiff oder einem Automobil, kann eine mobile Satellitenkommunikation zwischen dem sich bewegenden Körper und z.B. einem Kommunikationssatelliten durchgeführt werden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß der obigen Technologie ist jedoch eine Aussparung für die Montage in der Erdungsplatte und/oder dem Strahlungselement vorgesehen, und der Abstandshalter wird in die Aussparung eingesetzt, um das Strahlungselement in einer bestimmten Höhe zu halten. Daher besteht das Risiko, dass das Strahlungselement in der Höhenrichtung abweicht, wenn Vibrationen in der Höhenrichtung in der Antennenvorrichtung aufgrund von Erschütterungen des sich bewegenden Körpers oder dergleichen auftreten.
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Aus diesem Grund ist die zuvor erwähnte Antennenvorrichtung nicht so ausgebildet, dass sie Vibrationen angemessen standhält. Bei einer Antennenvorrichtung, bei der das Strahlungselement und die Erdungsplatte in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet sind, ist eine Konfiguration vorzuziehen, die in der Lage ist, Vibrationen so weit wie möglich zu widerstehen.
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Wenn sich jedoch die Antenneneigenschaften durch eine zu Schwingungen neigende Konfiguration stark verschlechtern, kann die Antennenvorrichtung nicht ausreichend als Antenne funktionieren.
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Daher ist eine Konfiguration vorzuziehen, die Vibrationen so weit wie möglich standhält und eine Verschlechterung der Antenneneigenschaften unterdrückt.
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Somit ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Antennenvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, Vibrationen zu widerstehen und eine Verschlechterung der Antenneneigenschaften zu unterdrücken.
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Eine Antennenvorrichtung gemäß einer Ausführungsform umfasst: ein Antennensubstrat; ein Antennenelement mit einer Antenneneinheit, die an einer Position angeordnet ist, die durch eine vorbestimmte Länge in einer ersten Richtung, die von der Substratoberfläche senkrecht zu einer Substratoberfläche des Antennensubstrats verläuft, derart getrennt ist, dass sie parallel zu der Substratoberfläche des Antennensubstrats ist, und eine Erdungseinheit, die durchgehend mit der Antenneneinheit verbunden ist und elektrisch mit dem Antennensubstrat verbunden ist; ein erstes Gehäuse mit elektrisch isolierenden Eigenschaften, das einen Teil eines Gehäuses bildet, das das Antennenelement aufnimmt; und einen säulenförmigen Halter, der in der ersten Richtung länglich ausgebildet ist und an dem Antennensubstrat befestigt ist, um dadurch die Antenneneinheit zu halten. Die Antenneneinheit weist ein Montageloch auf, das in der ersten Richtung durchdringend verläuft, wobei der Halter mit einem Passungsvorsprung ausgebildet ist, der in das Montageloch eingepasst ist, und wobei in einem Zustand, in dem das Antennenelement in dem Gehäuse untergebracht ist, der Passungsvorsprung in das Montageloch eindringt, um an einer Innenfläche des ersten Gehäuses anzuliegen.
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Die obige Konfiguration ermöglicht es, eine Antennenvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, Vibrationen zu widerstehen und eine Verschlechterung der Antenneneigenschaften zu unterdrücken.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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- 1 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die ein Beispiel für eine Antennenvorrichtung gemäß einer Ausführungsform zeigt.
- 2 ist eine teilweise perspektivische Querschnittansicht, die ein Beispiel für eine Antennenvorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt.
- 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Abschnitts A von 2.
- 4 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel für einen Halter zeigt, der in der Antennenvorrichtung gemäß der Ausführungsform verwendet wird.
- 5 ist eine perspektivische Ansicht eines Halters gemäß einem Vergleichsbeispiel, das einen Zustand vor dem Halten eines Antennenelements zeigt.
- 6 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Antennenelement mit dem Halter gemäß dem Vergleichsbeispiel gehalten wird.
- 7 ist ein Diagramm, das die Frequenzcharakteristiken der Spannung-Stehwellen-Verhältnisse der Antennenvorrichtung gemäß der Ausführungsform und der Antennenvorrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel zeigt.
- 8 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen den Durchmessern des Halters und den Frequenzcharakteristiken der Spannung-Stehwellen-Verhältnisse zeigt, die in der Antennenvorrichtung gemäß der Ausführungsform verwendet werden.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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[Weiteres]
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Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Nachfolgend wird eine Antennenvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben. Es sollte beachtet werden, dass die Abmessungsverhältnisse in den Zeichnungen zur Vereinfachung der Beschreibung übertrieben dargestellt sind und von den tatsächlichen Verhältnissen abweichen können.
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Im Folgenden wird ein Beispiel für eine in ein Fahrzeug eingebaute Antennenvorrichtung als Antennenvorrichtung beschrieben, indem die Längsrichtung der Antennenvorrichtung als X-Richtung, die Querrichtung der Antennenvorrichtung als Y-Richtung und die Dickenrichtung der Antennenvorrichtung als Z-Richtung definiert ist.
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Eine fahrzeuginterne Antennenvorrichtung (Antennenanlage) 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann beispielsweise eine Vorrichtung sein, die eine Notrufzentrale außerhalb eines Fahrzeugs über den Zustand und die Positionsdaten des Fahrzeugs benachrichtigt, wenn eine Anomalie im Fahrzeug auftritt, und die es auch ermöglicht, einen Notruf an die Notrufzentrale zu tätigen.
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In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die fahrzeuginterne Antennenvorrichtung 1 ein Schaltungssubstrat (Antennensubstrat) 20 und ein Antennenelement 30, das mit dem Schaltungssubstrat 20 verbunden ist, wie in 1 und 2 dargestellt. Die Antennenvorrichtung 1 umfasst darüber hinaus ein Gehäuse 10, in dem das Schaltungssubstrat 20 und das Antennenelement 30 untergebracht sind.
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Das Gehäuse 10 hat eine annähernd rechteckige Form und umfasst ein oberes Kunststoffgehäuse (erstes Gehäuse) 11 und ein unteres Metallgehäuse (zweites Gehäuse) 12. Das obere Gehäuse 11 ist mit einer ungefähr rechteckigen, plattenförmigen oberen Wand 111 und einer Umfangswand 112 ausgebildet, die sich von der Außenumfangskante der oberen Wand 111 nach unten erstreckt. Das untere Gehäuse 12 ist mit einer annähernd rechteckigen, plattenförmigen unteren Wand 121 und einer Umfangswand 122 ausgebildet, die sich von der Außenumfangskante der unteren Wand 121 nach oben erstreckt.
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Durch die Befestigung des oberen Gehäuses 11 und des unteren Gehäuses 12 aneinander wird das Gehäuse 10 mit einem darin ausgebildeten Raum gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein unteres Ende 1121 der Umfangswand 112 des oberen Gehäuses 11 nur an der Innenumfangsseite ausgebildet, und ein oberes Ende 1221 der Umfangswand 122 des unteren Gehäuses 12 ist nur an der Außenumfangsseite ausgebildet. Wenn also das obere Gehäuse 11 und das untere Gehäuse 12 aneinander befestigt werden, wird das untere Ende 1121 der Umfangswand 112 des oberen Gehäuses 11 in das obere Ende 1221 der Umfangswand 122 des unteren Gehäuses 12 eingepasst.
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Ferner werden in der vorliegenden Ausführungsform Schrauben 51 zur Befestigung des oberen Gehäuses 11 und des unteren Gehäuses 12 verwendet. Genauer gesagt sind die durch die Schrauben 51 befestigten Befestigungsteile 113 an den Außenumfangskanten der oberen Wand 111 des oberen Gehäuses 11 ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Befestigungsteile 113 durch Gehäuseaussparungen 1131, in denen die Schrauben 51 untergebracht sind, und durch Einführungslöcher 1132 gebildet, die an den unteren Enden der Gehäuseaussparungen 1131 so ausgebildet sind, dass sie in Z-Richtung (Aufwärts-/Abwärtsrichtung: erste Richtung) durchdringend verlaufen.
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Ferner sind in den Außenumfangskanten der unteren Wand 121 des unteren Gehäuses 12 an Positionen, die den Einführungslöchern 1132 gegenüberliegen, Schraubenbefestigungsaussparungen 1222 ausgebildet. Die Schrauben 51 werden in die Einführungslöcher 1132 eingeführt und in die Schraubenbefestigungsaussparungen 1222 geschraubt, und somit werden das obere Gehäuse 11 und das untere Gehäuse 12 durch die Schrauben 51 aneinander befestigt.
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Wenn das Gehäuse 10 durch Befestigen des oberen Gehäuses 11 und des unteren Gehäuses 12 gebildet wird, befindet sich das Schaltungssubstrat 20, mit dem das Antennenelement 30 elektrisch verbunden ist, innerhalb des Gehäuses 10. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Schaltungssubstrat 20 innerhalb des Gehäuses 10 in einem Zustand untergebracht, in dem sich das Antennenelement 30 auf der oberen Seite befindet. Somit umfasst die fahrzeuginterne Antennenvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das obere Gehäuse (erstes Gehäuse) 11 mit elektrisch isolierenden Eigenschaften, das einen Teil des Gehäuses 10 bildet, in dem das Antennenelement 30 untergebracht ist.
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Ferner sind in der vorliegenden Ausführungsform Einführungslöcher 21 an Positionen im Schaltungssubstrat 20 ausgebildet, die den Einführungslöchern 1132 und den Schraubenbefestigungsaussparungen 1222 gegenüberliegen. Wenn das obere Gehäuse 11 und das untere Gehäuse 12 durch die Schrauben 51 aneinander befestigt sind, ist das Schaltungssubstrat 20 ebenfalls derart konfiguriert, dass es durch die Schrauben 51 befestigt wird. Dadurch wird eine Bewegung des Schaltungssubstrats 20 innerhalb des Gehäuses 10 relativ zum Gehäuse 10 verhindert.
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Das Schaltungssubstrat 20 hat eine annähernd rechteckige Plattenform, und das Antennenelement 30 ist elektrisch mit einer Oberfläche 20a des Schaltungssubstrats 20 (Substratoberfläche) verbunden. Auf dem Schaltungssubstrat 20 kann je nach der beabsichtigten Verwendung der fahrzeuginternen Antennenvorrichtung 1 eine Verstärkerschaltung, ein Elektrolytkondensator oder Ähnliches angebracht sein.
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Das Antennenelement 30 weist eine Antenneneinheit 31 auf. Die Antenneneinheit 31 ist an einer Position, die durch eine vorbestimmte Länge H in der ersten Richtung (Aufwärts-/Abwärtsrichtung: Z-Richtung) getrennt ist, derart angeordnet, dass sie parallel zur Oberfläche 20a des Schaltungssubstrats 20 verläuft. Insbesondere ist ein Abschnitt, der sich in der ersten Richtung (Aufwärts-/Abwärtsrichtung: Z-Richtung) erstreckt, an einem Umfangsabschnitt 311 der Antenneneinheit 31 vorgesehen, und der Abschnitt, der sich in der ersten Richtung (Aufwärts-/Abwärtsrichtung: Z-Richtung) erstreckt, ist an dem Schaltungssubstrat 20 durch Löten oder dergleichen befestigt. Somit ist die Antenneneinheit 31 an der Position, die durch die vorbestimmte Länge H in der ersten Richtung (Aufwärts-/Abwärtsrichtung: Z-Richtung) getrennt ist, derart angeordnet, dass sie parallel zur Oberfläche 20a des Schaltungssubstrats 20 verläuft.
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Ferner ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform der sich in der ersten Richtung (Aufwärts-/Abwärtsrichtung: Z-Richtung) erstreckende Abschnitt elektrisch mit dem Schaltungssubstrat 20 verbunden, wodurch bewirk wird, dass der Abschnitt als Erdungseinheit 32 und als Zuführungseinheit 33 dient. Insbesondere ist der sich in der X-Richtung und der Z-Richtung erstreckende Abschnitt elektrisch mit einem Erdungsmuster des Schaltungssubstrats 20 verbunden, wodurch der Abschnitt als Erdungseinheit 32 dient. Darüber hinaus ist der sich in Y-Richtung und Z-Richtung erstreckende Abschnitt elektrisch mit einem Zuführungsmuster des Schaltungssubstrats 20 verbunden, wodurch bewirkt wird, dass der Abschnitt als Zuführungseinheit 33 dient.
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Somit umfasst das Antennenelement 30 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Antenneneinheit 31, die Erdungseinheit 32, die durchgehend mit der Antenneneinheit 31 verbunden und elektrisch mit dem Schaltungssubstrat 20 verbunden ist, und die Zuführungseinheit 33, die durchgehend mit der Antenneneinheit 31 verbunden und elektrisch mit dem Schaltungssubstrat 20 verbunden ist.
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Darüber hinaus ist in der Antenneneinheit 31 ein etwa L-förmiger Spalt 34 ausgebildet, wodurch die Antenneneinheit 31 in mehrere Bereiche unterteilt ist. Die mehreren Bereiche dienen als Antennenelemente mit unterschiedlichen Frequenzbändern. Dementsprechend kann die fahrzeuginterne Antennenvorrichtung 1 in mehreren Frequenzbändern kommunizieren.
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Das Antennenelement 30 mit einer solchen Form kann z. B. durch Ausstanzen einer einzelnen Metallplatte mittels Pressen oder Biegen einer einzelnen Metallplatte in einem nahezu rechten Winkel hergestellt werden.
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Ferner ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Paar von Antennenelementen 30 elektrisch mit dem Schaltungssubstrat 20 verbunden, und das Paar von Antennenelementen 30 ist so angeordnet, dass es liniensymmetrisch in Bezug auf eine gerade Linie ist, die sich in Y-Richtung erstreckt.
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Das so angeordnete Antennenpaar 30 kann z.B. als TEL-Antenne verwendet werden, um die Kommunikation mit einer Notrufzentrale (Netzwerkserver) zu realisieren, die Notrufdienste über ein Mobilfunknetz anbietet.
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Wenn das Paar von Antennenelementen 30 als TEL-Antenne verwendet wird, kann die vorbestimmte Länge H, die den Abstand zwischen der Antenneneinheit 31 und dem Schaltungssubstrat 20 angibt, z. B. durch das folgende Verfahren bestimmt werden. Das heißt, die vorbestimmte Länge H kann durch Optimierung der Länge auf der Grundlage der Beziehung zwischen der Wellenlänge des Frequenzbandes, das jedem Antennenelement entspricht, und den Peripheriekomponenten, die jedes Antennenelement beeinflussen, bestimmt werden.
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Wenn die fahrzeuginterne Antennenvorrichtung 1 mit dem Antennenelement 30, das die zuvor beschriebene Form aufweist, in einem Fahrzeug installiert ist, vibriert die fahrzeuginterne Antennenvorrichtung 1 ferner aufgrund der durch die Fahrt des Fahrzeugs verursachten Vibrationen des Fahrzeugs. Wenn die fahrzeuginterne Antennenvorrichtung 1 vibriert, bewegt sich die Antenneneinheit 31 relativ zum Gehäuse 10, und daher ändert sich in einigen Fällen der Abstand zwischen der Antenneneinheit 31 und der Oberfläche 20a des Schaltungssubstrats 20. Das heißt, in einigen Fällen kann die Antenneneinheit 31 nicht an der Position gehalten werden, die durch die vorbestimmte Länge H in der ersten Richtung (Aufwärts-/Abwärtsrichtung: Z-Richtung) von der Oberfläche 20a des Schaltungssubstrats 20 getrennt ist. Wenn die Antenneneinheit 31 nicht an der Position gehalten werden kann, die durch die vorbestimmte Länge H getrennt ist, können sich die Antenneneigenschaften der fahrzeuginternen Antennenvorrichtung 1 verschlechtern.
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Dementsprechend ermöglicht die vorliegende Ausführungsform eine zuverlässigere Unterdrückung der Verschlechterung der Antenneneigenschaften der fahrzeuginternen Antennenvorrichtung 1.
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Insbesondere ist ein Halter 40 zwischen dem Schaltungssubstrat 20 und der Antenneneinheit 31 angeordnet, und der Halter 40 ermöglicht es der Antenneneinheit 31, den Abstand zwischen der Antenneneinheit 31 und der Oberfläche 20a des Schaltungssubstrats 20 auf der vorgegebenen Länge H zu halten.
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Der Halter 40 besteht aus einem Harz mit elektrisch isolierenden Eigenschaften, so dass der Einfluss auf die Antenneneigenschaften der Antenneneinheit 31 relativ gering ist. In diesem Fall ist es vorteilhaft, den Halter 40 aus einem Harzmaterial mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstante oder einem Harzmaterial mit einem niedrigen dielektrischen Verlustfaktor herzustellen.
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Es ist auch denkbar, einen in 5 und 6 dargestellten Halter 40A zu verwenden, um die Antenneneinheit 31 an der durch die vorgegebene Länge H getrennten Position zu halten.
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Der in 5 und 6 dargestellte Halter 40A umfasst einen annähernd rechteckigen, plattenförmigen Hauptkörper 41A, der sich entlang der XY-Ebene orthogonal zur Aufwärts-/Abwärtsrichtung erstreckt, und eine Vielzahl von annähernd zylindrischen Passungsvorsprüngen 42A sind auf der oberen Fläche des Hauptkörpers 41A so ausgebildet, dass sie nach oben vorstehen.
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Durch das Einsetzen der Passungsvorsprünge 42A in die Antenneneinheit 31 wird die Antenneneinheit 31 an der Position gehalten, die durch die vorbestimmte Länge H getrennt ist. Zu diesem Zeitpunkt werden die mehreren Passungsvorsprünge 42A in Abschnitte der Antenneneinheit 31 eingesetzt, die relativ leicht in Aufwärts-/Abwärtsrichtung verschoben werden können. Dies ermöglicht eine zuverlässigere Unterdrückung der Verschiebung der Antenneneinheit 31 in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung.
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Darüber hinaus sind an den vier Ecken des Hauptkörpers 41A Schenkel 44A so ausgebildet, dass sie nach unten ragen, und jeder Schenkel 44A hat einen Einpassungsvorsprung 43A, der in das Schaltungssubstrat 20 eingepasst und so ausgebildet ist, dass er nach unten ragt.
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Bei Verwendung des in 5 und 6 dargestellten Halters 40A nimmt der Halter 40 jedoch einen großen Teil des Raums zwischen der Antenneneinheit 31 und dem Schaltungssubstrat 20 ein, was einen größeren Einfluss auf die Antenneneigenschaften der Antennenvorrichtung 1 hat, wie im Folgenden beschrieben wird.
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Aus diesem Grund ist der Halter 40 gemäß der vorliegenden Ausführungsform so gestaltet, dass er bei der Montage der Antennenvorrichtung 1 in einem Fahrzeug Vibrationen standhält und den Einfluss auf die Antenneneigenschaften der Antennenvorrichtung 1 so weit wie möglich reduziert.
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Insbesondere umfasst der Halter 40, wie in 4 dargestellt, einen annähernd zylindrischen Hauptkörper 41, der in der ersten Richtung (Aufwärts-/Abwärtsrichtung: Z-Richtung), die senkrecht zur Substratoberfläche 20a des Schaltungssubstrats 20 verläuft, länglich ausgebildet ist. Dementsprechend kann durch die Verwendung des säulenförmigen Halters 40, der in der ersten Richtung (Aufwärts-/Abwärtsrichtung: Z-Richtung) länglich ausgebildet ist, der Einfluss auf die Antenneneigenschaften der Antennenvorrichtung 1, der durch den Halter 40 verursacht wird, so weit wie möglich reduziert werden.
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Am oberen Ende des Hauptkörpers 41 ist ein Passungsvorsprung 42 mit einem kleineren Durchmesser als der Hauptkörper 41 ausgebildet, der nach oben ragt. Ebenso ist am unteren Ende des Hauptkörpers 41 ein Passungsvorsprung 43 mit einem kleineren Durchmesser als der des Hauptkörpers 41 ausgebildet, der nach unten ragt.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Schaltungssubstrat 20 mit einem Einführungsloch 22 ausgebildet, in das der Passungsvorsprung 43 eingepasst ist, und der Halter 40 ist an dem Schaltungssubstrat 20 durch eine Harzschraube 52 in einem Zustand befestigt, in dem der Passungsvorsprung 43 in das Einführungsloch 22 eingepasst ist.
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Darüber hinaus ist die Antenneneinheit 31 mit einem Montageloch 31a ausgebildet, in das der Passungsvorsprung 42 eingepasst wird. Durch das Einsetzen des Passungsvorsprungs 42 des Halters 40 in das Montageloch 31a kann die Bewegung der Antenneneinheit 31 in der XY-Ebene, die orthogonal zur Aufwärts-/Abwärtsrichtung verläuft (Abweichung in horizontaler Richtung), unterdrückt werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform, in der das Antennenelement 30 im Gehäuse 10 untergebracht ist, dringt außerdem eine Spitzenfläche 42a des Passungsvorsprungs 42 in das Montageloch 31a ein, um an der Innenfläche des oberen Gehäuses 11 anzuliegen. Das heißt, die Antenneneinheit 31 ist zwischen dem Halter 40 und dem oberen Gehäuse 11 eingeklemmt. Dies ermöglicht es, eine Bewegung der Antenneneinheit 31 in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung (Abweichung in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung) aufgrund von Vibrationen oder Ähnlichem zu unterdrücken.
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Da die Bewegung der Antenneneinheit 31 in der XY-Ebene und in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung wie oben beschrieben unterdrückt wird, ist die Antennenvorrichtung 1 so konfiguriert, dass sie Vibrationen widersteht, wenn sie in einem Fahrzeug montiert ist.
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Ferner ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform an der oberen Wand 111 des oberen Gehäuses 11 ein kreisförmiger Vorsprung 1111, der nach unten vorsteht, an dem Abschnitt vorgesehen, der an der Spitzenfläche 42a des Passungsvorsprungs 42 anliegt. Eine untere Fläche 1111a des kreisförmigen Vorsprungs 1111 (Innenfläche des oberen Gehäuses 11) ist so gestaltet, dass sie an der Spitzenfläche 42a des Passungsvorsprungs 42 anliegt. Infolgedessen wird ein Spalt D zwischen der oberen Wand 111 und einem Abschnitt der Antenneneinheit 31 gebildet, in dem der Halter 40 nicht angeordnet ist, und dieser Spalt D ermöglicht es, den Einfluss der oberen Wand 111 auf die Antenneneigenschaften der Antennenvorrichtung 1 so weit wie möglich zu reduzieren.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Halter 40 am Umfangsabschnitt 311 der Antenneneinheit 31 angeordnet. Insbesondere sind drei Halter 40 getrennt voneinander entlang des Umfangsabschnitts 311 jeder Antenneneinheit 31 angeordnet. Dabei werden die Abschnitte der Antenneneinheit 31, die relativ leicht in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung verschiebbar sind, von diesen drei Haltern 40 gehalten. Das heißt, die Passungsvorsprünge 42 der drei Halter 40 werden in die Abschnitte der Antenneneinheit 31 eingepasst, die relativ leicht in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung verschiebbar sind.
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Dadurch kann eine Verschiebung der Antenneneinheit 31 in Aufwärts-/Abwärtsrichtung zuverlässiger unterdrückt und der Einfluss des Halters 40 auf die Antenneneigenschaften der Antennenvorrichtung 1 so weit wie möglich reduziert werden. Außerdem kann so eine Verschlechterung der Antenneneigenschaften der Antennenvorrichtung 1 zuverlässiger unterdrückt werden.
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Wie in 7 dargestellt, kann beispielsweise bestätigt werden, dass der Einfluss auf die Antenneneigenschaften (Frequenzabweichung, Wirkungsgrad) größer ist, wenn der Halter zwischen dem Schaltungssubstrat 20 und der Antenneneinheit 31 befestigt ist, als wenn der Halter nicht dazwischen befestigt ist.
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7 ist ein Diagramm, das die Frequenzcharakteristiken der Spannung-Stehwellen-Verhältnisse (VSWR) der Fahrzeugantennenvorrichtung 1 zeigt. 7 veranschaulicht die jeweiligen Messergebnisse der VSWR-Eigenschaften, die ermittelt wurden, wenn kein Halter vorhanden ist, wenn der Halter 40 gemäß der vorliegenden Ausführungsform vorhanden ist und wenn ein Halter gemäß einem Vergleichsbeispiel (d. h. der in 5 und 6 dargestellte Halter 40A) vorhanden ist.
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Aus den Messergebnissen in 7 kann bestätigt werden, dass, selbst wenn der Halter zwischen dem Schaltungssubstrat 20 und der Antenneneinheit 31 vorgesehen ist, der Einfluss auf die Antenneneigenschaften geringer ist, wenn der Halter 40 gemäß der vorliegenden Ausführungsform vorgesehen ist, als wenn der in 5 und 6 dargestellte Halter 40A vorgesehen ist. Das heißt, wenn der Halter 40 gemäß der vorliegenden Ausführungsform vorgesehen ist, kann die fahrzeuginterne Antennenvorrichtung 1 so konfiguriert werden, dass sie Vibrationen widersteht, wenn sie in einem Fahrzeug montiert ist, und den Einfluss auf die Antenneneigenschaften unterdrückt.
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Wenn der Halter 40 gemäß der vorliegenden Ausführungsform vorgesehen ist, wie in 8 dargestellt, kann außerdem bestätigt werden, dass der Einfluss auf die Antenneneigenschaften geringer ist, wenn der Halter 40 dünn ist (die Länge des Durchmessers ist kurz). Das heißt, es kann bestätigt werden, dass die Antenneneigenschaften hinsichtlich der Frequenz abnehmen und sich der Wirkungsgrad verschlechtert, wenn der Außendurchmesser des Halters 40 zunimmt. 8 zeigt die jeweiligen Messergebnisse der VSWR-Eigenschaften, die bei Verwendung eines Halters 40 mit einem Durchmesser von 4 mm, bei Verwendung eines Halters 40 mit einem Durchmesser von 6 mm und bei Verwendung eines Halters 40 mit einem Durchmesser von 8 mm ermittelt wurden.
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Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, einen dünnen Halter 40 zu verwenden (die Länge des Durchmessers ist kurz), um den Einfluss auf die Antenneneigenschaften zu verringern. Vorzugsweise wird jedoch ein dicker Halter 40 (die Länge des Durchmessers ist lang) verwendet, um eine Verformung/Biegung aufgrund der Belastung bei Vibrationen zu vermeiden.
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Daher wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Halter 40 mit einem Durchmesser von 6 mm verwendet, so dass die fahrzeuginterne Antennenvorrichtung 1 eine Konfiguration aufweist, die in der Lage ist, Vibrationen beim standzuhalten, wenn diese in einem Fahrzeug montiert ist, und den Einfluss auf die Antenneneigenschaften zu verringern.
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Somit ist es gemäß der Antennenvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, eine Abweichung der Antenneneinheit 31 in der X-Richtung, der Y-Richtung und der Z-Richtung zu unterdrücken, selbst wenn Vibrationen oder dergleichen auftreten. Infolgedessen ist es möglich, die Antenneneinheit 31 an der Position zu halten, die um die vorbestimmte Länge H von der Substratoberfläche 20a des Schaltungssubstrats 20 entfernt ist. Des Weiteren wird die Bewegung der Antenneneinheit 31 in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung unterdrückt, indem die Antenneneinheit 31 zwischen dem Halter 40 und dem oberen Gehäuse 11 eingeklemmt wird, so dass es nicht notwendig ist, separat ein Element zwischen der Antenneneinheit 31 und dem oberen Gehäuse 11 vorzusehen, um die Bewegung der Antenneneinheit 31 in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung zu unterdrücken. Dadurch ist es möglich, die Höhe der Antennenvorrichtung 1 zu reduzieren.
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[Funktionsweise und Wirkung]
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In der folgenden Beschreibung werden die charakteristische Konfiguration der Antennenvorrichtung, die in der obigen Ausführungsform beschrieben ist, und die daraus resultierende Wirkung beschrieben.
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Die gemäß der obigen Ausführungsform beschriebene Antennenvorrichtung 1 umfasst das Schaltungssubstrat (Antennensubstrat) 20 und das Antennenelement 30, das mit dem Schaltungssubstrat 20 verbunden ist. Ferner umfasst die Antennenvorrichtung 1 das obere Gehäuse (erstes Gehäuse) 11 mit elektrisch isolierenden Eigenschaften, das einen Teil des Gehäuses 10 bildet, in dem das Antennenelement 30 untergebracht ist. Ferner umfasst die Antennenvorrichtung 1 den säulenförmigen Halter 40, der in der ersten Richtung (Aufwärts-/Abwärtsrichtung: Z-Richtung), die senkrecht zur Substratoberfläche 20a des Schaltungssubstrats 20 verläuft, länglich ausgebildet ist. Der Halter 40 ist an dem Schaltungssubstrat 20 befestigt, um die Antenneneinheit 31 zu halten.
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Das Antennenelement 30 weist die Antenneneinheit 31 auf, die an der durch die vorbestimmte Länge H in der ersten Richtung (Aufwärts-/Abwärtsrichtung: Z-Richtung) getrennten Position von der Substratoberfläche 20a so angeordnet ist, dass sie parallel zur Substratoberfläche 20a des Schaltungssubstrats 20 liegt. Darüber hinaus weist das Antennenelement 30 die Erdungseinheit 32 auf, die durchgehend mit der Antenneneinheit 31 verbunden und elektrisch mit dem Schaltungssubstrat 20 verbunden ist.
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Darüber hinaus ist die Antenneneinheit 31 mit einem Montageloch 31a ausgebildet, das von oben nach unten verläuft, und der Halter 40 ist mit einem Passungsvorsprung 42 ausgebildet, der in das Montageloch 31a eingepasst wird.
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In einem Zustand, in dem das Antennenelement 30 im Gehäuse 10 untergebracht ist, dringt der Passungsvorsprung 42 in das Montageloch 31a ein, um an der Innenfläche 1111a des oberen Gehäuses 11 anzuliegen.
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Bei der in der obigen Ausführungsform beschriebenen Antennenvorrichtung 1 wird der im Halter 40 ausgebildete Passungsvorsprung 42 in das in der Antenneneinheit 31 ausgebildete Montageloch 31a eingepasst. Dies ermöglicht es, eine Bewegung der Antenneneinheit 31 in der XY-Ebene orthogonal zur Aufwärts-/Abwärtsrichtung (Abweichung in horizontaler Richtung) aufgrund von Vibrationen oder ähnlichem zu unterdrücken.
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Ferner dringt bei der gemäß der obigen Ausführungsform beschriebenen Antennenvorrichtung 1 in einem Zustand, in dem das Antennenelement 30 im Gehäuse 10 untergebracht ist, der Passungsvorsprung 42 in das Montageloch 31a ein, um an der Innenfläche 1111a des oberen Gehäuses 11 anzuliegen. Das heißt, die Antenneneinheit 31 ist zwischen dem Halter 40 und dem oberen Gehäuse 11 eingeklemmt. Dies ermöglicht es, eine Bewegung der Antenneneinheit 31 in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung (Abweichung in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung) aufgrund von Vibrationen oder Ähnlichem zu unterdrücken.
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Somit ist es gemäß der Antennenvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Antenneneinheit 31 an der Position zu halten, die durch die vorbestimmte Länge H von der Substratoberfläche 20a des Schaltungssubstrats 20 getrennt ist, selbst wenn Vibrationen oder dergleichen auftreten. Infolgedessen ermöglicht die vorliegende Ausführungsform eine zuverlässigere Unterdrückung einer Verschlechterung der Antenneneigenschaften der Fahrzeugantennenvorrichtung 1.
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Ferner wird gemäß der in der obigen Ausführungsform beschriebenen Antennenvorrichtung 1 der säulenförmige Halter 40, der in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung länglich ist, verwendet, um die Antenneneinheit 31 an der Position zu halten, die durch die vorbestimmte Länge H von der Substratoberfläche 20a des Schaltungssubstrats 20 getrennt ist. Dies ermöglicht es, den Teil des Raums zwischen der Antenneneinheit 31 und dem Schaltungssubstrat 20, der von dem Halter 40 eingenommen wird, so weit wie möglich zu reduzieren und die Antenneneinheit 31 an der Position zu halten, die durch die vorbestimmte Länge H von der Substratoberfläche 20a des Schaltungssubstrats 20 getrennt ist. Infolgedessen ermöglicht die vorliegende Ausführungsform eine zuverlässigere Unterdrückung der Verschlechterung der Antenneneigenschaften der Fahrzeugantennenvorrichtung 1.
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Ferner wird gemäß der in der obigen Ausführungsform beschriebenen Antennenvorrichtung 1 die Bewegung der Antenneneinheit 31 in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung unterdrückt, indem die Antenneneinheit 31 zwischen dem Halter 40 und dem oberen Gehäuse 11 eingebettet wird. Somit ist es nicht notwendig, ein separates Element zwischen der Antenneneinheit 31 und dem oberen Gehäuse 11 auszubilden, um die Bewegung der Antenneneinheit 31 in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung zu unterdrücken, wodurch es möglich ist, die Höhe der Antennenvorrichtung 1 weiter zu reduzieren.
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So ist es bei der Antennenvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Höhe der Antennenvorrichtung 1 zu verringern und gleichzeitig eine Konfiguration bereitzustellen, die in der Lage ist, Vibrationen standzuhalten. Ferner ist es möglich, eine Verschlechterung der Antenneneigenschaften der Antennenvorrichtung 1 zuverlässiger zu unterdrücken.
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Darüber hinaus kann der Halter 40 an Umfangsabschnitt 311 der Antenneneinheit 31 ausgebildet sein.
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Dadurch kann der Einfluss des Halters 40 auf die Antenneneigenschaften der Antennenvorrichtung 1 so weit wie möglich reduziert werden, wodurch eine Verschlechterung der Antenneneigenschaften der Antennenvorrichtung 1 zuverlässiger unterdrückt werden kann.
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[Sonstiges]
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Obwohl die vorliegende Ausführungsform zuvor beschrieben wurde, ist die vorliegende Ausführungsform nicht auf diese Konfigurationen beschränkt, und verschiedene Änderungen sind im Rahmen des Kerns der vorliegenden Ausführungsform möglich.
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Beispielsweise können die in der obigen Ausführungsform beschriebenen Konfigurationen beliebig kombiniert werden.
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Gemäß der obigen Ausführungsform wurde die fahrzeuginterne Antennenvorrichtung 1 als ein Beispiel beschrieben, bei dem nur das Paar von Antennenelementen 30 mit dem Schaltungssubstrat 20 verbunden ist; die vorliegende Erfindung kann jedoch auch auf Antennenvorrichtungen mit verschiedenen Antennentypen angewendet werden.
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Gemäß der obigen Ausführungsform wird die zylindrische Form des Halters 40 als Beispiel verwendet, aber es ist nicht notwendig, dass dieser eine zylindrische Form aufweist. Der Halter 40 kann zum Beispiel verschiedene Formen haben, wie z. B. eine viereckige Form.
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In der obigen Ausführungsform weisen alle verwendeten Halter 40 die gleichen Formen und Dicken auf; die Form und die Dicke eines Halters 40 können jedoch entsprechend der Form der Antenneneinheit 31, in der der Halter 40 angeordnet ist, geändert werden.
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Ferner kann die vorliegende Erfindung auf andere Antennenvorrichtungen als eine Fahrzeugantennenvorrichtung angewendet werden, die in einem Fahrzeug installiert ist. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung auf Antennenvorrichtungen angewandt werden, die in einem sich bewegenden Körper wie einem Flugzeug oder einem Schiff montiert sind, und die vorliegende Erfindung kann auch auf Antennenvorrichtungen angewandt werden, die in einem Gerät oder dergleichen montiert sind, in dem Vibrationen auftreten, auch wenn es sich nicht um eine sich bewegende Vorrichtung handelt.
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Darüber hinaus können auch die Spezifikationen (Form, Größe, Layout usw.) des Halters, der Antennenelemente und andere Einzelheiten entsprechend geändert werden.
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[Weiteres]
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Obwohl die vorliegende Erfindung zuvor unter Bezugnahme auf die Ausführungsform beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese beschränkt, und die Konfiguration der Elemente kann durch eine beliebige Konfiguration mit einer ähnlichen Funktion ersetzt werden, solange sie innerhalb des Anwendungsbereichs der Ansprüche liegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2000 [0002]
- JP 022431 A [0002]
- JP 2000022431 A [0003]
