DE112013003272B4

DE112013003272B4 - Invertierte F-Typ-Antenne

Info

Publication number: DE112013003272B4
Application number: DE112013003272.4T
Authority: DE
Inventors: c/o Fujikura Ltd. Tayama Hiroiku; c/o Fujikura Ltd. Togura Takeshi; c/o Fujikura Ltd. Guan Ning; c/o Fujikura Ltd. Yamaguchi Yuichiro; c/o Fujikura Ltd. Chiba Hiroshi
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2017-08-10
Anticipated expiration: 2033-06-29
Also published as: JPWO2014003174A1; JP5663117B2; DE112013003272T5; WO2014003174A1

Abstract

Invertierte F-Typ-Antenne, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Grundplatte, die in einer ersten Ebene angeordnet ist, ein Antennenelement, dessen mindestens einer Teil in einer zweiten Ebene angeordnet ist, die sich mit der erste Ebene kreuzt, und eine Kurzschlusssektion, die die Grundplatte und das Antennenelement kurzschließt, aufweist und dass das Antennenelement einen Erdungsteil, der sich vom Verbindungsabschnitt mit der Kurzschlusssektion her erstreckt und dessen Endstück geerdet ist, und einen Arm, der sich in eine die Grundplatte kreuzende Richtung erstreckt und der sich vom Verbindungsabschnitt mit der Kurzschlusssektion her erstreckt und dessen Endstück frei ist, aufweist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine invertierte F-Typ-Antenne, vor allem eine invertierte F-Typ-Antenne, die für das Montieren bei einer integrierten Antennenvorrichtung geeignet ist.
Technischer Hintergrund
Die Ausweitung der Anwendbarkeit von Radiokommunikation macht Antennen notwendig, die in verschiedenen Frequenzbändern arbeiten. So werden beispielsweise als Autoantennen solche benötigt, die in den Frequenzbändern des terrestrischen Digitalrundfunks wie etwa FM/AM-Rundfunk oder DAB (Digital Audio Broadcast), 3G (3rd Generation), LTE (Long Term Evolution), GPS (Global Positioning System), VICS^® (Vehicle Information and Communication System), ETC (Electronic Toll Collection) usw. arbeiten.
Bisher wurden Antennen, die in verschiedenen Frequenzbändern arbeiten, oft mittels Antennenvorrichtungen verschiedener Formen realisiert. So ist beispielweise eine Methode, eine FM/AM-Rundfunkantenne als Peitschenantenne zu realisieren, die auf einer Rahmenantenne aufgesetzt ist, und eine Antenne für terrestrischen Digitalrundfunk als Filmantenne zu realisieren, die man auf die Frontscheibe klebt.
Jedoch ist bei Autos die Anzahl der Teile, auf denen man Antennenvorrichtungen anbringen kann, begrenzt. Wenn man die Anzahl der Antennenvorrichtungen, die man anbringt, erhöht, entsteht zudem das Problem, dass etwa das Design darunter leidet und die Kosten steigen. Die Verwendung integrierter Antennenvorrichtungen ist effektiv, wenn es darum geht, derartige Probleme zu vermeiden. Hierbei sind mit integrierten Antennenvorrichtungen solche gemeint, die mehrere Antennen umfassen, die in unterschiedlichen Frequenzbändern arbeiten.
Die JP 3 175 058 U beschreibt eine gemeinsame Polarisationsantenne mit einer Grundebene, einem umgekehrten F-förmigen Leiterabschnitt mit einer umgekehrten F-förmigen flachen Oberfläche, einem umgekehrt L-förmigen Leiterabschnitt mit einer umgekehrten L-förmigen flachen Oberfläche, einem verlängerten Masseleiterabschnitt 240 mit einer T-förmigen flachen Oberfläche.
Als derartige integrierte Antennenvorrichtungen kann man beispielsweise diejenigen aus der Patentliteratur 1 bis 5 anführen. Die integrierte Antennenvorrichtung aus Patentliteratur 1 weist eine GPS-Antenne und eine ETC-Antenne auf. Die integrierte Antennenvorrichtung aus Patentliteratur 2 weist eine 3G-Antenne und GPS-Antenne auf. Die integrierte Antennenvorrichtung aus Patentliteatur 3 weist eine ETC-Antenne, eine GPS-Antenne, eine VICS^®-Antenne, eine Haupttelefonantenne sowie eine Subtelefonantenne auf. Die integrierte Antennenvorrichtung aus Patentliteratur 4 weist eine GPS-Antenne, eine ETC-Antenne, sowie eine erste und eine zweite Telefonantenne auf. Die integrierte Antennenvorrichtung aus Patentliteratur 5 weist eine Antenne, die im Frequenzband von 100 kHz bis 1 GHz (FM/AM-Rundfunk, terrestrischer Digitalrundfunk für u. a. DAB, VICS etc.) arbeitet, sowie eine Antenne, die in einem Band oberhalb von 1 GHz (GPS, Satelliten-DAB etc.) arbeitet, auf.
Zitierungsliste
Schriften der Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP 2007-158957 A
Patentliteratur 2: JP 2009-17116 A
Patentliteratur 3: JP 2009-267765 A
Patentliteratur 4: JP 2010-81500 A
Patentliteratur 5: US 6,396,447 B1

Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Eine invertierte F-Typ-Antenne ist als Telefonantenne, wie etwa eine 3G/LTE-Antenne, mit der eine solche integrierte Antennenvorrichtung versehen werden soll, vielversprechend. Vor allem ist es bei einer planaren invertierten F-Typ-Antenne, bei der Grundplatte, Antennenelement und Kurzschlusssektion in derselben Ebene ausgebildet sind, möglich, sie als Muster auf dem Substrat zu realisieren, was sie für das Ausstatten einer integrierten Antennenvorrichtung geeignet macht.
Jedoch besteht bei üblichen planaren invertierten F-Typ-Antennen das Problem, dass viel Raum für das Anordnen der Grundplatte, des Antennenelements und der Kurzschlusssektion notwendig ist. Des Weiteren besteht das Problem, dass es schwierig ist, einen großen Antennengewinn zu erreichen, da das Elektromagnetfeld, welches durch den Induktionsstrom, der durch die Grundplatte fließt, gebildet wird, das Elektromagnetfeld, welches durch den Strom, der durch das Antennenelement fließt gebildet wird, negiert.
Die vorliegende Erfindung hat die oben beschriebene Problematik zum Hintergrund und ihre Aufgabe ist, die vorgenannten Probleme, die bei üblichen planaren invertierten F-Typ-Antennen bestehen, zu lösen und eine invertierte F-Typ-Antenne zu schaffen, mit der eine integrierte Antennenvorrichtung einfach ausgestattet werden kann.
Lösung des Problems
Zur Lösung des oben genannten Problems ist eine invertierte F-Typ-Antenne gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Grundplatte, die in einer ersten Ebene angeordnet ist, ein Antennenelement, dessen mindestens einer Teil in einer zweiten Ebene angeordnet ist, die die erste Eben kreuzt (zum Beispiel senkrecht), sowie eine Kurzschlusssektion, die die Grundplatte und das Antennenelement kurzschließt, aufweist, wobei das Antennenelement einen Erdungsteil, der sich vom Verbindungsabschnitt mit der Kurzschlusssektion her erstreckt und dessen Endstück geerdet ist, und einen Arm, der sich in die Grundplatte kreuzender Richtung (zum Beispiel senkrecht) vom Verbindungsabschnitt mit der Kurzschlusssektion her erstreckt und dessen Endstück frei ist, aufweist.
Nutzen der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, eine invertierte F-Typ-Antenne zu realisieren, die auf engerem Raum als eine planare invertierte F-Typ-Antenne angeordnet werden kann sowie einen größeren Antennengewinn als eine planaren invertierten F-Typ-Antenne erzielt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 Eine perspektivische Ansicht, die den Grundaufbau einer invertierten F-Typ-Antenne gemäß einer ersten Ausführungform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2: Eine aufgeklappte Ansicht, die ein erstes konkretes Beispiel der in 1 gezeigten invertierten F-Typ-Antenne zeigt.
3: Ein Diagramm, das das VSWR(= Spannungstehwellenverhältnis)-Charakteristikum der in 2 gezeigten invertierten F-Typ-Antenne zeigt.
4: Eine aufgeklappte Ansicht, die ein zweites konkretes Beispiel der in 1. gezeigten invertierten F-Typ-Antenne zeigt.
5: Ein Diagramm, das das VSWR-Charakteristikumder in 4 gezeigten invertierten F-Typ-Antenne zeigt.
6: Eine aufgeklappte Ansicht, die ein drittes konkretes Beispiel der in 1. gezeigten invertierten F-Typ-Antenne zeigt.
7: Ein Diagramm, das das VSWR-Charakteristikum der in 6 gezeigten invertierten F-Typ-Antenne zeigt.
8: Eine aufgeklappte Ansicht, die ein viertes konkretes Beispiel der in 1. gezeigten invertierten F-Typ-Antenne zeigt.
9: Ein Diagramm, das das VSWR-Charakteristikum der in 8 gezeigten invertierten F-Typ-Antenne zeigt.
10: Ein Diagramm, das die Abstrahlcharakteristik im unteren beanspruchten Frequenzband der in 8 gezeigten invertierten F-Typ-Antenne zeigt. (a) zeigt die Abhängigkeit des Antennengewinns vom Azimutwinkel in der xy-Ebene, (b) zeigt die Abhängigkeit des Antennengewinns vom Elevationswinkel in der zx-Ebene und (c) zeigt die Abhängigkeit des Antennengewinns vom Elevationswinkel in der yz-Ebene.
11: Ein Diagramm, das die Abstrahlcharakteristik im oberen beanspruchten Frequenzband der in 8 gezeigten invertierten F-Typ-Antenne zeigt. (a) zeigt die Abhängigkeit des Antennengewinns vom Azimutwinkel in der xy-Ebene, (b) zeigt die Abhängigkeit des Antennengewinns vom Elevationswinkel in der zx-Ebene und (c) zeigt die Abhängigkeit des Antennengewinns vom Elevationswinkel in der yz-Ebene.
12: Eine aufgeklappte Ansicht, die ein fünftes konkretes Beispiel der in 1 gezeigten invertierten F-Typ-Antenne zeigt.
13: Eine aufgeklappte Ansicht, die ein sechstes konkretes Beispiel der in 1 gezeigten invertierten F-Typ-Antenne zeigt.
14: (a) ist eine Grundrissansicht, die den Aufbau einer Rahmenantenne 2 zeigt, welche in derselben Ebene wie die in 1 gezeigte invertierte F-Typ-Antenne positionierbar ist. (b) ist ein Ersatzschaltbild der Gruppe passiver Element, die die Rahmenantenne aufweist.
15: Ein Diagramm, das das Abstrahlmuster der in 14 gezeigten Rahmenantenne zeigt.
16: Ein Diagramm, das das VSWR-Charakteristikum der in 14. gezeigten Rahmenantenne zeigt.
17: Eine Grundrissansicht, die ein erstes modifiziertes Beispiel der in 14. gezeigten Rahmenantenne zeigt.
18: Eine Grundrissansicht, die ein zweites modifiziertes Beispiel der in 14. gezeigten Rahmenantenne zeigt.
19: Eine perspektivische Explosionsansicht und eine perspektivische Ansicht, die den wesentlichen Aufbau der integrierten Antennenvorrichtung zeigen, an der die in 1 gezeigte invertierte F-Typ-Antenne montiert ist.
20: Ansicht von drei Seiten, die den Aufbau des Basisteils zeigt, das mit der in 19 gezeigten integrierten Antennenvorrichtung versehen wird.
21: Perspektivisch Ansicht, die eine zusätzliche Konstruktion zeigt, mit der die in 19 gezeigte integrierte Antennenvorrichtung ausgestattet werden kann. (a) ist eine perspektivische Ansicht des Radoms, (b) eine perspektivische Ansicht des Abstandhalters und (c) ist eine perspektivische Ansicht des Gummisockels.
Beschreibung von Ausführungsformen
(Invertierte F-Typ-Antenne)
Anhand 1 bis 13 werden invertierte F-Typ-Antennen gemäß eines Ausführungsbespiels der vorliegenden Erfindung beschrieben.
”Monopolantenne” bezeichnet eine Antenne, die eine Erdungsplatte, die ein geerdeter flächiger Leiter ist, und ein Antennenelement, das ein nicht geerdeter fadenförmiger oder bandförmiger Leiter ist, welcher von der Grundplatte getrennt ist, aufweist. Weiterhin wird bei den Monopolantennen als ”Invertierter F-Antenne” eine solche bezeichnet, die zudem eine Kurzschlusssektion aufweist und bei der durch diese die Grundplatte und das Antennenelement kurzgeschlossen sind.
Antennen gemäß dieser Ausführungsform ähneln, wie nachstehend beschrieben, hinsichtlich des Austattens mit einer Grundplatte, einem Antennenelement und einer Kurzschlusssektion der invertierten F-Antenne. Deshalb werden im Folgenden Antennen gemäß dieser Ausführungsform als ”invertierte F-Typ-Antennen” bezeichnet. Jedoch unterscheiden sich Antennen gemäß des Ausführungsbeispiels von invertierten F-Antennen darin, dass bei ihnen, wie nachstehend beschriebend, das Antennenelement geerdet ist. Diesem wird dadurch Rechnung getragen, dass Antennen gemäß des Ausführungsbeispiels nicht als ”invertierte F-Antennen”, sondern als ”invertierte F-'Typ'-Antennen” bezeichnet werden.
[Grundaufbau der invertierten F-Typ-Antenne]
Zunächst wird anhand 1 der Grundaufbau einer invertierten F-Typ-Antenne 1 gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.
1 ist eine perspektivische Ansicht, die den Grundaufbau der invertierten F-Typ-Antenne 1 zeigt. Die invertierte F-Typ-Antenne 1 ist zwar eine zweidimensionale Antenne, die in eine einzige Ebene aufklappbar ist, jedoch wurde sie unter der Prämisse einer Verwendung in einem gebogenen Zustand wie in 1 entworfen.
Wie in 1 gezeigt weist die invertierte F-Typ-Antenne 1 eine Grundplatte 11, ein Antennenelement 12 und eine Kurzschlusssektion 13 auf. Bei dieser Ausführungsform sind Grundplatte 11, Antennenelement 12 und Kurzschlusssektion 13 einstückig aus einer Leiterfolie (z. B. einer Kupferfolie) geformt und werden beispielsweise zusammen mit einer anderen Rahmenantenne 2 auf einer Leiterplatte montiert. Dabei wird durch Biegen der Leiterplatte, auf der die invertierte F-Typ-Antenne 1 montiert ist, ein dreidimensionaler Aufbau der invertierten F-Antenne 1, die in 1 gezeigt ist, erreicht.
Zudem ist die invertierte F-Typ-Antenne 1 eine in mindestens 2 Frequenbändern arbeitende Dualfrequenzantenne. Konkret handelt es sich um eine 3G/LTE-Antenne, die in einem der Frequenzbänder für 3G und in einem der Frequenzbänder für LTE arbeitet. Genauer gesagt ist es eine 3G/LTE-Antenne, die im Frequenzband zwischen 761 MHz und 960 MHz (im Folgenden als ”unteres beanspruchtes Frequenzband” bezeichnet) und im Frequenzband zwischen 1710 MHz und 2130 MHz (im Folgenden als ”oberes beanspruchtes Frequenzband” bezeichnet) arbeitet.
Nachstehend werden anhand 1 die besonderen Merkmale der einzelnen Teile der invertierten F-Typ-Antenne 1 beschrieben.
Die Grundplatte 11 besteht aus einem planaren Leiter. In der Ausführungsform ist eine rechteckige Leiterfolie in der ersten Ebene S1 (in 1 eine zur zx-Ebene parallele Ebene) angeordnet und wird als Grundplatte 11 verwendet. Bei dieser Ausführungsform wird, wenn die Grundplatte 11 in der ersten Ebene S1 angeordnet wird, die Ausrichtung der Grundplatte 11 so festgelegt, dass ihre Längsrichtung parallel zur x-Achse ist. Hierdurch wird eine Verkleinerung des Profils (Verkleinerung der Größe in Richtung der z-Achse) der invertierten F-Typ-Antenne 1 angestrebt.
Bezüglich der Grundplatte 11 ist besonders zu erwähnen, dass zwei Kerben 11a und 11b ausgebildet sind, die sich von der langen Seite, die auf der Seite ist, die bezüglich der z-Achse in positiver Richtung liegt, in negativer Richtung der z-Achse erstrecken, und dass am Endstück des Rechteckabschnitts 11c, der sich zwischen diesen zwei Kerben 11a und 11b in positiver Richtung der z-Achse erstreckt, ein Speisepunkt P bereitgestellt ist. Wie nachstehend beschrieben ist die Längsrichtung des Rechteckabschnitts 11c der Grundplatte 11 senkrecht zur Längsrichtung des Hauptteils 12a des Antennenelements 12, weil die Ausrichtung des Hauptteils 12a des Antennenelements 12 so festgelegt ist, dass seine Längsrichtung parallel zur x-Achse ist.
Auf diese Weise kann dadurch, dass man einen Speisepunkt P im Rechteckabschnitt 11c einrichtet, dessen Längsrichtung parallel zur z-Achse ist, die Richtung des Stroms, der in der Nähe des Speisepunkts P durch die Grundplatte 11 fließt, auf die Richtung der z-Achse beschränkt werden. So kann man dadurch, dass man die Richtung, in welche der Strom in Nachbarschaft des Speisepunkts P durch die Grundplatte 11 fließt, auf die Richtung der z-Achse beschränkt, die Abnahme des Antennengewinns niedrig halten, die dadurch entsteht, dass das Elektromagnetfeld, welches durch den durch das Antennenelement 12 fließenden Strom erzeugt wird, vom Elektromagnetfeld, das durch den durch die Grundplatte 11 fließenden Strom erzeugt wird, negiert wird.
Das Antenneelement 12 wird durch einen fadenförmigen oder einen bandförmigen Leiter gebildet. Bei dieser Ausführungsform ist eine bandförmige Leiterfolie in der zweiten Ebene S2 (in 1 eine zur xy-Ebenen parallele Ebene) angeordnet, welche orthogonal auf die erste Ebene S1 auftrifft, und wird als Hauptteil 12a des Antennenelements 12 verwendet. Wie oben beschrieben wird bei dieser Ausführungsform, wenn das Hauptteil 12a des Antennenelements 12 in der zweiten Ebene S2 angeordnet wird, die Ausrichtung des Hauptteils 12a des Antennenelements 12 so festgelegt, dass seine Längsrichtung parallel zur x-Achse ist.
Bei dieser Ausführungsform wird durch das Biegen des Antennenelements 12 ein Teil des Antennenelements 12 zusammen der Grundplatte 11 in der ersten Ebene S1 angeordnet, und für diesen Teil ein Aufbau verwendet, bei dem ein Speisepunkt Q eingerichtet ist. Indem der Speisepunkt Q, an den er Innenleiter eines Koaxialkabels angeschlossen ist, in derselben Ebene angeordnet ist wie der Speisepunkt P, an den der Außenleiter des Koaxialkabels angeschlossen ist, wird die Belastung des Kabels vermindert.
Bezüglich des Antennenelements 12 ist besonders zu erwähnen, dass es einen im Folgenden beschriebenen Arm 12b und einen Erdungsteil 12c aufweist. Bei dieser Ausführungsform sind zwar Hauptteil 12a, Arm 12b und Erdungsteil 12c einstückig aus einer Leiterfolie geformt, jedoch ist sie nicht darauf beschränkt. Das heißt, dass das Antennenelement 12 auch dadurch realisiert werden kann, dass das Hauptteil 12a, der Arm 12b und der Erdungsteil 12c, die separat ausgebildet sind, miteinander verbunden werden.
Der Arm 12b ist ein fadenförmiger oder bandförmiger Leiter, der sich vom Hauptteil 12a aus erstreckt, und sein dem Hauptteil 12a gegenüberliegender Endabschnitt ist frei. Der bandförmige Leiter, der sich geradlinig vom Ende des Hauptteils 12a aus, das auf der Seite ist, die bezüglich der x-Achse in negativer Richtung liegt, in bezüglich der y-Achse positiver Richtung erstreckt, ist bei dieser Ausführungsform in der dritten Ebene S3 (in 1 eine Ebene, die parallel zur yz-Ebene ist) angeordnet, welche sowohl auf die erste Ebene S1 als auch auf die zweite Ebene S2 orthogonal auftrifft, und wird als Arm 12b verwendet. Bei der invertierten F-Typ-Antenne 1 wird dadurch, dass der Arm 12b bereitgestellt wird, ein Resonanzpunkt innerhalb des unteren beanspruchten Frequenzbands beibehalten.
Ein in Bezug auf den Arm 12b besonders zu beachtender erster Punkt ist, dass er in gerader Linie in eine Richtung verläuft, die senkrecht zur ersten Ebene S1 ist, in der die Grundplatte 11 angeordnet ist. Hierdurch vergrößerst sich das durch den Arm 12b geschaffene Resonanzfrequenzband.
Ein in Bezug auf den Arm 12b besonders zu beachtender zweiter Punkt ist, dass er nicht in der zweiten Ebene S2, sondern in der dritten Ebene S3 angeordnet ist. Hierdurch entfällt die Notwendigkeit, den Raum für das Anordnen einer weiteren Rahmenantenne 2 in der zweiten Ebene S2 zu verkleinern, um dadurch Interferenz mit dem zweiten Arm 12b zu vermeiden.
Der Erdungsteil 12c ist ein fadenförmiger oder bandförmiger Leiter, der sich vom Hauptteil 12a aus erstreckt, und sein der Seite mit dem Hauptteil 12a gegenüberliegendes Ende ist geerdet (mit der Masse verbunden). Der bandförmige Leiter, der sich vom Ende (der Verbindung mit der nachstehend beschriebenen Kurzschlusssektion 13) des Hauptteils 12a aus, das auf der in Bezug auf die x-Achse in negativer Richtung hegenden Seite ist, in bezüglich der z-Achse negativer Richtung erstreckt, ist bei dieser Ausführungsform in der dritten Ebene S3 angeordnet und wird als Erdungsteil 12c verwendet. Dadurch, dass ein solcher Erdungsteil 12c bereitgestellt wird, ist es möglich, ausreichend starke elektromagnetische Wellen zu senden, selbst wenn es sich um die invertierte F-Typ-Antenne 1 handelt, die für die Verkleinerung ihres Profils (Verkleinerung ihrer Größe in Richtung der z-Achse) ausgelegt wurde.
Die Kurzschlusssekion 13 ist bei der invertierten F-Typ-Antenne 1 ein Abschnitt für das Kurzschließen der Grundplatte 11 mit dem Antennenelement 12 und besteht aus einem fadenförmigen oder bandförmigen Leiter. Die bandförmiger Leiterfolie, die sich bei dieser Ausführungsform vom Ende (die Verbindung mit dem oben beschriebenen Erdungsteils 12c) des Hauptteils 12a aus, das auf der in Bezug auf die x-Achse in negativer Richtung liegenden Seite ist, bis zum Ende der Grundplatte 11, das bezüglich der x-Achse auf der in negativer Richung liegenden Seite ist, erstreckt und wird als Kurzschlusssektion 13 verwendet. Bei der invertierten F-Typ-Antenne 1 wird durch das Bereitstellen einer solchen Kurzschlusssektion 13 das Potential des Ende des Hauptteils 12a, das bezüglich der x-Achse auf der in negativer Richtung liegenden Seite ist, bei 0 V gehalten.
Die Position des Speisepunkts Q auf dem Antennenelement 12 wird bei einer normalen invertierten F-Typ-Antenne entsprechend der Entwurfsmethode festgelegt. Das heißt, dass unter der Voraussetzung, dass das Potenzial bei der Verbindung (bei dieser Ausführungsform das Ende des Hauptteils 12a, das auf der in negativer Richtung der x-Achse hegenden Seite ist) mit der Kurzschlusssektion 13 bei 0 V gehalten wird, die Eingangsimpedanz der invertierten F-Typ-Antenne 1 so festgelegt wird, dass sie mit der Ausgangsimpedanz des Koaxialkabels übereinstimmt. Jedoch kann lediglich dadurch, dass die Kurzschlusssektion 13 mit dem Ende des Hauptteils 12a verbunden wird, das bezüglich der Seite der x-Achsenrichtung liegenden Seite ist, die Änderung des Blindwiderstands in diesem Ende nicht ausreichend unterdrückt werden. Deswegen kann eine Impedanzanpassung an das Koaxialkabel nicht gewährleistet werden. Dementsprechend wird bei dieser Ausführungsform ein Aufbau verwendet, bei der der Erdungsteil 12c mit dem Ende des Hauptteils 12a, das bezüglich der x-Achse auf der in negativer Richtung liegender Seite ist, verbunden ist. Weil hierdurch das Resonanzfrequenzband des gesamten Antennenelements 12 vergrößert werden kann, kann eine Impedanzanpassung an das Koaxialkabel gewährleistet werden.
[Erstes konkretes Beispiel]
Ein erstes konkretes Beispiel der invertierten F-Typ-Antenne 1 gemäß dieses Ausführungsbeispiels wird anhand 2 und 3 beschrieben.
2 ist eine aufgeklappte Ansicht, die ein erstes konkretes Beispiel der invertierten F-Typ-Antenne 1 zeigt. Bei einer invertierten F-Typ-Antenne 1 gemäß dieses konkreten Beispiels wird eine in 1 gezeigte dreidimensionale Form dadurch realisiert, dass die Gerade L und die Gerade M so gebogen werden, dass sie zu Kammlinien werden. Die besonderen Merkmale der Grundplatte 11, des Antennenelements 12 und der Kurzsschlusssektion 13, die die invertierte F-Typ-Antenne 1 bilden, entsprechen den bereits anhand 1 beschriebenen.
Als Grundplatte 11 wird eine rechteckige Leiterfolie mit einer langen Seite von 35 mm und einer kurzen Seite von 11 mm verwendet, in der die 5 mm breiten und 9 mm langen Kerben 11a und 11b ausgeformt sind. Der Abstand der zwei Kerben 11a und 11b wird so festgelegt, dass die Breite des Rechteckabschnitts 11c 4 mm beträgt. Beim Antennenelement 12 beträgt die Länge des Hauptteils 12a beträgt 55 mm und die Länge des Arms 12b 63 mm.
Alternativ zu einem Aufbau, bei dem die invertierte F-Typ-Antenne 1 so gebogen ist, dass die Gerade L zu einer Kammlinie wird, kann auch ein Aufbau verwendet werden, bei dem die invertierte F-Typ-Antenne 1 so gebogen ist, dass die Gerade L' zur Kammlinie wird. Im Fall, dass ersterer Aufbau verwendet wird, wird der Hauptteil 12a des Antennenelements 12 sowohl in der ersten Ebene S1 (siehe 1) als auch in der zweiten Ebene S2 (siehe 1) angeordnet, wohingegen im Fall, dass letzterer Aufbau verwendet wird, der Hauptteil 12a des Antennenelements 12 lediglich in der zweiten Ebene S2 angeordnet wird.
Alternativ zu einem Aufbau, bei dem die invertierte F-Typ-Antenne 1 so gebogen ist, dass die Gerade M zu einer Kammlinie wird, kann auch ein Aufbau verwendet werden, bei dem die invertiert F-Typ-Antenne 1 so gebogen ist, dass die Gerade M' zur Kammlinie wird. Im Fall, dass ersterer Aufbau verwendet wird, wird der Arm 12b des Antennenelements 12 in der dritten Ebene S3 (siehe 1) angeordnet, wohingegen im Fall, dass letzterer Aufbau verwendet wird, der Arm 12b des Antennenelements 12 in der zweiten Ebene S2 angeordnet wird.
3 ist ein Diagramm, das das VSWR-Charakteristikum der invertierten F-Typ-Antenne 1 gemäß des ersten konkreten Beispiels zeigt. Aus dem Diagramm aus 3 kann herausgelesen werden, dass ein Resonanzpunkt im unteren beanspruchten Frequenzband gebildet wird und dass sowohl im unteren beanspruchten Frequenzband als auch im oberen beanspruchten Frequenzband ein Bereich gebildet wird, in dem das VSWR 4 oder weniger ist.
Dass auf diese Art und Weise ein Resonanzpunkt im unteren beanspruchten Frequenzband gebildet wird, liegt daran, dass das Antennenelement 12 mit dem Arm 12b versehen wurde. Dass sowohl im unteren beanspruchten Frequenzband als auch im oberen beanspruchten Frequenzband ein Bereich gebildet wird, in dem das VSWR 4 oder weniger ist, rührt daher, dass eine Impedanzanpassung in diesen Bereichen dadurch verfolgt wurde, dass das Antennenelement 12 mit einem Erdungsteil 12c ausgestattet wurde.
[Zweites konkretes Beispiel]
Ein zweites konkretes Beispiel der invertierten F-Typ-Antenne 1 gemäß dieses Ausführungsbeispiels wird anhand 4 und 5 beschrieben.
4 ist eine aufgeklappte Ansicht, die ein zweites konkretes Beispiel der invertierten F-Typ-Antenne 1 zeigt. Die invertierte F-Typ-Antenne 1 gemäß des ersten konkreten Beispiels wurde darin abgeändert, dass, wie 4 zeigt, dem Antennenelement 12 der Arm 12d hinzugefügt wurde.
Hierbei ist Arm 12d ein sich fadenförmig oder bandförmig vom Hauptteil 12a aus erstreckender Leiter und sein Ende auf der dem Hauptteil 12a gegenüberliegenden Seite ist frei. Bei diesem konkreten Beispiel ist ein bandförmiger Leiter, der sich vom Ende des Hauptteils 12a, das bezüglich der x-Achse auf der in positiver Richtung liegenden Seite ist, geradlinig in positiver Richtung der y-Achse erstreckt, in der zweiten Ebene S2 (siehe 1) angeordnet und wird als Arm 12d verwendet.
5 ist ein Diagramm, das das VSWR-Charakteristikum der invertierten F-Typ-Antenne 1 gemäß des zweiten konkreten Beispiels zeigt. Wie in 5 gezeigt entsteht ein neuer Resonanzpunkt im unteren beanspruchten Frequenzband dadurch, dass dem Antennenelement 12 der Arm 12d hinzugefügt wird. Hierdurch wird der Betriebsbereich im unteren beanspruchten Frequenzband vergrößert.
[Drittes konkretes Beispiel]
Ein drittes konkretes Beispiel der invertierten F-Typ-Antenne 1 gemäß dieses Ausführungsbeispiels wird anhand 6 und 7 beschrieben.
6 ist eine aufgeklappte Ansicht, die ein drittes konkretes Beispiel der invertierten F-Typ-Antenne 1 zeigt. Die invertierte F-Typ-Antenne 1 gemäß des zweiten konkreten Beispiels wurde darin abgeändert, dass, wie 6 zeigt, ein Teil des Arms 12d mäandernd gestaltet wurde.
Bei diesem konkreten Beispiel ist ein Teil des Arms 12d in Form eines Hufeisens gebogen, welches zum Mäanderabschnitt 12d1 gemacht wird. Damit nicht die Notwendigkeit entsteht, den Raum, der für das Anordnen des Arms 12d benötigt wird, zu vergrößern, wird der Mäanderabschnitt 12d1 auf der Seite des Arms 12d geformt, der in negativer Richtung der x-Achse liegt.
7 ist ein Diagramm, das das VSWR-Charakteristikum der invertierten F-Typ-Antenne 1 gemäß des dritten konkreten Beispiels zeigt. Wie in 7 gezeigt entsteht dadurch ein neuer Resonanzpunkt im oberen beanspruchten Frequenzband, dass ein Teil des Arms 12d mäandernd gestaltet wird. Hierdurch wird der Betriebsbereich im oberen beanspruchten Frequenzband vergrößert.
[4. konkretes Beispiel]
Ein viertes konkretes Beispiel der invertierten F-Typ-Antenne 1 gemäß dieses Ausführungsbeispiels wird anhand 8 bis 11 beschrieben.
8 ist eine aufgeklappte Ansicht, die ein viertes konkretes Beispiel der invertierten F-Typ-Antenne 1 zeigt. Die invertierte F-Typ-Antenne 1 gemäß des dritten konkreten Beispiels wurde darin abgeändert, dass eine Kurzschlusssektion 12e hinzugefügt wurde, die das Mittelstück des Hauptteils 12a und das Mittelstück des Arms 12d kurzschließt.
Die Kurzschlusssektion 12e dieses konkreten Beispiels verfügt über einen ersten geraden Teil 12e1, der sich von Mittelteil des Hauptteils 12a aus in positiver Richtung der y-Achse erstreckt, und über einen zweiten geraden Teil 12e2, der sich vom Endstück des ersten geraden Teils 12e1 in positiver Richtung der x-Achse und bis zum Mittelteil des Arms 12d erstreckt. Hierdurch wird der Strombahn vom Speisepunkt Q zum Endestück des Arms 12d eine neue Strombahn hinzugefügt, die durch die geraden Teile 12e1 und 12e2 geht. Zudem verfügt die Kurzschhlusssektion 12e über einen dritten geraden Teil 12e3, der sich vom Mittelstück des ersten geraden Teils 12e1 aus in positiver Richtung der x-Achse erstreckt, und über einen vierten geraden Teil 12e4, der sich vom Mittelstück des dritten geraden Teils 12e3 in negativer Richtung der y-Achse bis zum Hauptteil 12a erstreckt. Hierdurch wird der Strombahn vom Speisepunkt Q zum Endstück des Arms 12d eine neue Strombahn hinzugefügt, die durch die geraden Teile 12e3 und 12e4 geht.
9 ist ein Diagramm, das das VSWR-Charakteristikum einer invertierten F-Typ-Antenne 1 gemäß dieses konkreten Beispiels zeigt. Wie in 9 gezeigt entsteht dadurch ein neuer Resonanzpunkt im oberen beanspruchten Frequenzband, dass eine Kurzschlusssektion 12e dem Antennenelement 12 hinzugefügt wird. Hierdurch wird der Betriebsbereich im oberen beanspruchten Frequenzband weiter vergrößert.
10 ist ein Diagramm, das die Abstrahlcharakteristik einer invertierten F-Typ-Antenne 1 gemäß dieses konkreten Beispiels im unteren beanspruchten Frequenzband (konkret: 850 MHz) zeigt. (a) zeigt die Abhängigkeit des Antennengewinns vom Azimutwinkel (φ) in der xy-Ebene, (b) zeigt die Abhängigkeit des Antennengewinns vom Elevationswinkel (θ) in der zx-Ebene und (c) zeigt die Abhängigkeit des Antennengewinns vom Elevationswinkel (θ) in der yz-Ebene. Wie in 10 gezeigt erzielt eine invertierte F-Typ-Antenne 1 gemäß dieses konkreten Beispiels im unteren beanspruchten Frequenzband unabhängig vom Azimutwinkel einen hohen Antennengewinn in der oberen Hälfte des Raums.
11 ist ein Diagramm, das die Abstrahlcharakteristik einer invertierten F-Typ-Antenne 1 gemäß dieses konkreten Beispiels im oberen beanspruchten Frequenzband (konkret 1800 MHz) zeigt. (a) zeigt die Abhängigkeit des Antennengewinns vom Azimutwinkel (φ) in der xy-Ebene, (b) zeigt die Abhängigkeit des Antennengewinns vom Elevationswinkel (θ) in der zx-Ebene und (c) zeigt die Abhängigkeit des Antennengewinns vom Elevationswinkel (θ) in der yz-Ebene. Wie in 11 gezeigt erzielt eine invertierte F-Typ-Antenne 1 gemäß dieses konkreten Beispiels auch im oberen beanspruchten Frequenzband unabhängig vom Azimutwinkel einen hohen Antennengewinn in der oberen Hälfte des Raums.
Die besonderen Merkmale der invertierten F-Typ-Antenne 1 gemäß dieses konkreten Beispiels, die in 10 und 11 gezeigt werden, sind besonders vorteilhaft bei für die Montage auf Autos vorgesehenen 3G/LTE-Antennen, deren Ausrichtung sich ständig ändert.
[Sonstige konkrete Beispiele]
Es ist möglich, die invertierte F-Typ-Antenne 1 gemäß dieses Ausführungsbeispiels unter anderem zur Form aus 12, oder zur Form aus 13 abzuändern.
Beim fünften konkreten Beispiel aus 12 sind dem ersten konkreten Beispiel aus 4 eine Kurzschlusssektion 12f1, die das Mittelstück des Hauptteils 12a und das Mittelstück des Arms 12d kurzschließt, eine erste Abzweigung 12f2, die sich vom Mittelstück des Arms 12d aus erstreckt, sowie eine zweite Abzweigung 12f3, die sich vom Mittelstück des Hauptteils 12a aus erstreckt, hinzugefügt worden.
Beim sechsten konkreten Beispiel aus 13 sind dem ersten konkreten Beispiel aus 4 eine Kurzschlusssektion 12f1, die das Mittelstück des Hauptteils 12a und das Mittelstück des Arms 12d kurzschließt, sowie eine zweite Abzweigung 12f3, die sich vom Mittelstück des Hauptteils 12a aus erstreckt, hinzugefügt worden.
So wie bei einer invertierten F-Typ-Antenne 1 gemäß des ersten bis vierten konkreten Beispiels so werden auch bei einer invertierten F-Typ-Antenne 1 gemäß des fünften oder sechsten konkreten Beispiels als 3G/LTE-Antenne gute besondere Eigenschaften erreicht.
(Rahmenantenne)
Eine Rahmenantenne 2, die in derselben Ebene wie eine invertierte F-Typ-Antenne 1 gemäß dieser Ausfühungsform angeordnet werden kann, wird anhand 14 bis 18 beschrieben.
[Aufbau der Rahmennatenne]
Zunächst wird der Aufbau der Rahmenantenne 2 anhand 14 beschrieben. 14(a) ist eine Grundrissansicht, die den Aufbau einer Rahmenantenne 2 zeigt. 14(b) ist ein Schaltbild, das ein Ersatzschaltbild der passiven Elemente 24 und 25 zeigt, die die Rahmenantenne 2 aufweist.
Wie 14 zeigt weist die Rahmenantenne 2 ein Antennenelement 21, ein Paar Stromversorgungsabschnitte 22a und 22b, ein Paar Kurzschlusssektionen 23a und 23b, ein erstes passives Element 24 sowie ein zweites passives Element 25 auf. Bei dieser Ausführungsform sind das Antennenelement 21, die Stromversorgungsabschnitte 22a und 22b sowie die Kurzschlusssektionen 23a und 23b einstückig aus einer Leiterfolie (z. B. einer Kupferfolie) geformt. Zudem besteht das erste passive Element 24 aus einer anderen Leiterfolie, die von der Leiterfolie, aus der das Antennenelement 21 aufgebaut ist, getrennt ist. Ferner besteht das zweite passive Element 25 aus einer weiteren anderen Leiterfolie, die sowohl von der Leiterfolie getrennt ist, aus dem das Antennenelement 21 usw. aufgebaut ist, als auch von der Leiterfolie, aus der das erste passive Element 24 aufgebaut ist.
Das Antennenelement 21 besteht aus einem fadenförmigen oder bandförmigen Leiter, der auf einer geschlossenen Kurve angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform wird als Antennenelement 21 eine bandförmige Leiterfolie (z. B. Kupferfolie) mit einer Breite von 1 mm verwendet, die auf einer Ellipse angeordnet wurde, deren Nebenachse 45 mm lang und deren Hauptachse 52 mm lang ist. Das eine Ende 21a des Antennenelements 21 liegt über einer Gerade, die vom Zentrum dieser Ellipse aus in Richtung 0 Uhr verläuft, dem anderen Ende 21b des Antennenelements 21 gegenüber.
Der Stromversorgunsabschnitt 22a ist ein fadenförmiger oder bandförmiger Leiter, der auf einem Liniensegment angeordnet ist, das sich vom einem Ende 21a des Antennenelements 21 bis in die Nähe des Zetrums der vorgenannten Ellipse erstreckt. Bei dieser Ausführungsform wird eine 1 mm breite bandförmiger Leiterfolie als Stromversorgungsabschnitt 22a verwendet. Am Ende des Stromversorgungsabschnitts 22a ist der Speisepunkt P eingerichtet, der mit dem Außenleiter des Koaxialkabels verbunden ist. Folglich ist das eine Ende 21a des Antennenleiters 21 über diesen Stromversorgungsabschnitt 22a mit dem Außenleiter des Koaxialkabels verbunden.
Der Stromversorgungsabschnitt 22b ist ein fadenförmiger oder bandförmiger Leiter, der auf einem Liniensegment angeordnet ist, das sich vom anderen Ende 21b des Antennenelements 21 bis in die Nähe des Zentrums der vorgenannten Ellipse erstreckt. Bei dieser Ausführungsform wird eine 1 mm breite bandförmige Leiterfolie als Stromversorgungsabschnitt 22b verwendet. Am Endstück des Stromversorgungsabschnitts 22b ist der Speisepunkt Q eingerichtet, der mit dem Innenleiter des Koaxialkabels verbunden ist. Folglich ist das andere Ende 21b des Antennenleiters 21 über diesen Stromversorgungsabschnitt 22b mit dem Innenleiter des Koaxialkabels verbunden.
Die Kurzschlusssektion 23a ist eine Konstruktion für das Kurzschließen eines auf dem Antennenelement 21 liegenden Punktes 21c, der, vom Zentrum der vorgenannten Ellipse aus gesehen, in 9-Uhr-Richtung angeordnet ist, mit dem Speisepunkt P. Bei dieser Ausführungsform wird als Kurzschlusssektion 23a eine 1 mm breite bandförmige Leiterfolie verwendet, die auf einem Liniensegment angeordnet ist, das sich von Punkt 21c, der auf dem Antennenelement 21 liegt, bis in die Nähe des Zentrums der vorgenannten Ellipse erstreckt.
Die Kurzschlusssektion 23b ist ein Konstruktion für das Kurzschließen eines auf dem Antennenelement 21 liegenden Punktes 21d, der, vom Zentrum der vorgenannten Ellipse aus gesehen, in 3-Uhr-Richtung angeordnet ist, mit dem Speisepunkt P. Bei dieser Ausführungsform wird als Kurzschlusssektion 23b eine 1 mm breite bandförmige Leiterfolie verwendet, die auf einem Liniensegment angeordnet ist, das sich von Punkt 21d, der auf dem Antennenelement 21 liegt, bis in die Nähe des Zentrum der vorgenannten Ellipse erstreckt.
Am Endstück des Stromversorgungsabschnitts 22b ist ein Vorsprung eingerichtet, der zur Seite des Stromversorgungsabschnitts 22a herausragt. Darüberhinaus ist das Endstück des Stromversorgungsabschnitts 22a so gebogen, dass es entlang des Vorsprungs verläuft. Zudem sind das Endstück des Stromersorgungsabschnitts 22a, das über dem Zentrum der vorgenannten Ellipse liegt, und das Endstück der Kurzschlusssektion 23a, dass links von diesem Zentrum liegt, mittels eines bandförmigen Leiters (2 mm breit), der auf einem Viertelkreis angeordnet ist, miteinander verbunden. Außerdem sind das Endstück des Stromversorgungsabschnitts 22a, das über dem Zentrum der vorgenannten Ellipse liegt, und das Endstück der Kurzschlusssektion 23a, dass rechts von diesem Zentrum liegt, mittels eines bandförmigen Leiters (2 mm breit), der auf einem Viertelkreis angeordnet ist, miteinander verbunden. Bei dieser Ausführungsform wird durch die Verwendung eines solchen Aufbaus ermöglicht, sowohl den Speisepunkt P als auch den Speisepunkt Q auf einer Gerade anzuordnen, die vom Zentrum der vorgenannten Ellipse in 0-Uhr-Richtung verläuft. Hierdurch wird die Belastung auf das Koaxialkabel vermindert, das entlang der selben Geraden aus Speisepunkt P und Speisepunkt Q herausgezogen wird.
Das erste passive Element 24 besteht aus einem Hauptabschnitt 24b, einem ersten Verlängerungsabschnitt 24a und einem zweiten Verlängerungsabschnitt 24c.
Der Hauptabschnitt 24b ist ein ungefähr L-förmiger flächiger Leiter, dessen Außenrand, vom Zentrum der vorgenannten Ellipse aus gesehen, von der 6-Uhr-Richtung zur 9-Uhr-Richtung entlang des Außenumfangs des Antennenelements 21 verläuft. Der erste Verlängerungsabschnitt 24a ist ein bandförmiger Leiter, der vom Ende des Hauptabschnitts 24b, das, vom Zentrum der vorgenannten Ellipse aus gesehen, in 9-Uhr-Richtung liegt, geradlinig in 0-Uhr-Richtung verläuft. Der zweite Verlängerungsabschnitt 24c ist ein bandförmiger Leiter, der vom Ende des Hauptabschnitts 24b, das, vom Zentrum der vorgenannten Ellipse aus gesehen, in 6-Uhr-Richtung liegt, geradlinig in 3-Uhr-Richtung verläuft.
Bei der Rahmenantenne 2 besitzt der zweite Verlängerungsabschnitt 24c des ersten passiven Elements 24 die Funktion, den Steigungsgrad der Richtung der rechts zirkular polarisierten Welle, bei dem der Antennengewinn maximal wird (im Folgenden als ”Maximalantennengewinnrichtung” bezeichnet), zu verändern. Das heißt, dass die Steigung der Maximalantennengewinnrichtung der rechts zirkular polarisierten Welle kleiner wird, wenn man die Länge des zweiten Verlängerungsabschnitts 24c verkleinert, und dass die Steigung der Maximalantennengewinnrichtung der rechts zirkular polarisierten Welle größer wird, wenn man die Länge des zweiten Verlängerungsabschnitts 24c größer macht.
Das zweite passive Element 25 besteht aus einem Hauptabschnitt 25b, einem ersten Verlängerungsabschnitt 25a und einem zweiten Verlängerungsabschnitt 25c. Der Hauptabschnitt 25b ist ein ungefähr L-förmiger flächiger Leiter, dessen Außenrand, vom Zentrum der vorgenannten Ellipse aus gesehen, von der 0-Uhr-Richtung zur 3-Uhr-Richtung entlang des Außenumfangs des Antennenelements 21 verläuft. Der erste Verlängerungsabschnitt 25a ist ein bandförmiger Leiter, der vom Ende des Hauptabschnitts 25b, das, vom Zentrum der vorgenannten Ellipse aus gesehen, in 0-Uhr-Richtung liegt, geradlinig in 9-Uhr-Richtung verläuft. Der zweite Verlängerungsabschnitt 25c ist ein bandförmiger Leiter, der vom Ende des Hauptabschnitts 25b, das, vom Zentrum der vorgenannten Ellipse aus gesehen, in 3-Uhr-Richtung liegt, geradlinig in 6-Uhr-Richtung verläuft.
Bei der Rahmenantenne 2 besitzt der zweite Verlängerungsabschnitt 25c des zweiten passiven Elements 25 die Funktion, die Resonanzfrequenz zu verändern. Das heißt, dass sich die Resonanzfrequenz zu einer hohen Frequenz verschiebt, wenn man die Länge des zweiten Verlängerungsabschnitts 25c kürzer macht, und dass sich die Resonanzfrequenz zu einer tiefen Frequenz verschiebt, wenn man die Länge des zweiten Verlängerungsabschnitts 25c verlängert. Zudem verändert sich der Phasenwinkel der Rahmenantenne 2, wenn man die Länge des zweiten Verlängerungsabschnitts 25c verändert.
Das Endstück des ersten Verlängerungsabschnitts 24a des ersten passiven Elements 24 und das Endstück des ersten Verlängerungsabschnitts 25a des zweiten passiven Elements 25 sind kapazitiv gekoppelt. Das heißt, dass der Spalt 26 zwischen dem Endstück des ersten Verlängerungsabschnitts 24a des ersten passiven Elements 24 und dem Endstück des ersten Verlängerungsabschnitts 25a des zweiten passiven Elements elektrische Kapazität besitzt.
Die Gruppe passiver Elemente bestehend aus dem ersten passiven Element 24 und dem zweiten passiven Element 25 ist äquivalent zum LC-Schaltkreis aus 14(b). Im LC-Schaltkreis aus 14(b) stellt L1 die Eigeninduktivität des ersten passiven Elements 24 dar und L2 stellt die Eigeninduktivität des zweiten passiven Elements 25 dar. C1 stellt die elektrische Kapazität zwischen dem ersten passiven Element 24 und der Massefläche dar und C2 stellt die elektrische Kapazität zwischen dem zweiten passiven Element 25 und der Massefläche dar. C3 stellt die elektrische Kapatität des oben beschriebenen Spalts 26 dar. Die Gruppe passiver Elemente bestehend aus dem ersten passiven Element 24 und dem zweiten passiven Element 25 besitzt als LC-Schaltkreis aus 14(b) eine Resonanzfrequenz.
Fließt Strom durch das Antennenelement 21, so fließt auch durch die Gruppe passiver Elemente Strom. Folglich sind die elektromagnetischen Wellen, die die Rahmenantenne 2 abstrahlt, aus der Überlagerung der elektromagnetischen Wellen, die das Antennenelement 21 abstrahlt, und der elektromagnetischen Wellen, die die Gruppe der passiven Element abstrahlt, entstandene. Dadurch, dass der Zwischenraum des Spalts 26 geeignet verändert wird, und dadurch, dass die Resonanzfrequenz der Gruppe passiver Elemente mit der Resonanzfrequenz des Antennenelements 12 in Übereinstimmung gebracht wird, kann man bei dieser Resonanzfrequenz die Stärke der elektromagnetischen Wellen, die von der Rahmenantenne 2 abgestrahlt werden, noch weiter erhöhen, also die Stärke der elektromagnetischen Wellen, die das Antennenelement 21 (Einzelelement) bei gleicher Frequenz abstrahlt. Das heißt, dass dadurch, dass der Zwischenraum des Spalts 26 geeignet verändert wird, und dadurch, dass die Resonanzfrequenz der Gruppe passiver Elemente mit der Resonanzfrequenz des Antennenelements 12 in Übereinstimmung gebracht wird, kann man den VSWR-Wert der Rahmenantenne 2 im Frequenzband, dass die die Resonanzfrequenz umfasst, kleiner machen als den VSWR-Wert des Antennenelements 21 (Einzelelement) im gleichen Frequenzband.
Wie oben beschrieben besitzt bei der Rahmenantenne 2 der zweite Verlängerungsabschnitt 24c des ersten passiven Elements 24 die Funktion, die der Maximalantennengewinnrichtung der rechts zirkular polarisierten Welle zu verändern. Dies wird anhand 15 beschrieben.
15 ist ein Diagramm, das das Abstrahlmuster der Rahmenantenne 2 zeigt. (a) zeigt das Abstrahlmuster für den Fall, dass der Verlängerungsabschnitt 24c nicht hinzugefügt ist, (b) zeigt das Abstrahlmuster für den Fall, dass der Verlängerungsabschnitt 24c hinzugefügt ist. RHCP stellt das Abstrahlmuster einer rechts zirkular polarisierten Welle dar, LHCP stellt das Abstrahlmuster einer links zirkular polarisierten Welle dar.
Im Fall, dass der Verlängerungsabschnitt 24c nicht hinzugefügt ist, ist die Maximalantennengewinnrichtung der rechts zirkular polarisierten Welle, so wie 15(a) zeigt, die zur Ebene, die die Antenne bildet (in 14 die xy-Ebene), senkrechte Richtung (x-Achsenrichtung in 14). Demgegenüber ist im Fall, dass der Verlängerungsabschnitt 24c hinzugefügt ist, ist die Maximalantennengewinnrichtung der rechts zirkular polarisierten Welle, so wie in 15(b) gezeigt, ca. 30° geneigt.
Die Steigung dieser Maximalantennengewinnrichtung ändert sich dadurch, dass die Länge des Verlängerungsabschnitts 24c verändert wird. Konkret gesagt verkleinert sich die Steigung der Maximalantennengewinnrichtung, wenn man die Länge des Verlängerungsabschnitts 24c verringert, und die Steigung der Maximalantennengewinnrichtung vergrößert sich, wenn man Länge des Verlängerungsabschnitts vergrößert. Folglich wird es dadurch, dass man einen Arbeitsgang einschließt, in dem man die Länge des Verlängerungsabschnitts 24c angepasst, während man die Maximalantennengewinnrichtung der rechts zirkular polarisierten Welle misst, möglich, die Rahmenantenne 2 so herzustellen, dass die Steigung der Maximalantennengewinnrichtung der rechts zirkular polarisierten Welle einen gewünschten Wert annimmt.
Wie oben beschrieben kann man bei der Rahmenantenne 2 den VSWR-Wert dadurch verringern, dass hinsichtlich des Spalts 26 zwischen dem ersten passiven Element 24 und dem zweiten passiven Element 25 dessen Zwischenraum geeignet angepasst wird. Dies wird anhand 16 beschrieben.
16 ist ein Diagramm, das das VSWR-Charakteristikum der Rahmenantenne 2 in der Nähe von 1,575 GHz zeigt. In 16 stellt VSWR0 das VSWR-Charakteristikum für den Fall dar, dass sowohl das erste passive Element 24 also auch das zweite passive Element 25 entfernt wurden, VSWR1 stellt das VSWR-Charakteristikum dar, nachdem sowohl das erste passive Element 24 als auch das zweite passive Element 25 hinzugefügt wurden, und VSWR2 stellt das VSWR-Charakteristikum dar, nachdem sowohl das erste passive Element 24 als auch das zweite passive Element 25 hinzugefügt wurden und darüberhinaus der Spaltzwischenraum des Spalts 26 so angepasst wurde, dass der VSWR-Wert bei 1,575 GHz möglichsts klein wird.
Wie in 16 gezeigt sinkt der VSWR-Wert im Band von 1,5 GHz und weniger dadurch, dass man sowohl das erste Antennenelement 24 als auch das zweite Antennenelement 25 hinzugefügt, und darüberhinaus sinkt der VSWR-Wert bei 1,575 GHz dadurch, dass der Zwischenraum des Spalts 26 angepasst wird.
Auf diese Art und Weise kann man dadurch, dass man den Zwischenraum des Spalts 26 anpasst, den VSWR-Wert bei einer gewünschten Frequenz verändern. Folglich wird es dadurch, dass man einen Arbeitsgang einschließt, in dem man den Zwischenraum des Spalts 26 anpasst, während man den VSWR-Wert bei einer gewünschten Frequenz misst, möglich, eine Rahmenantenne 2 herzustellen, die einen niedrigen VSWR- bei einer gewünschten Frequenz besitzt.
Bei der Rahmenantenne 2 ist das Antennelement 21 zwar auf dem Umfang der Ellipse angeordnet, jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann das Antennenelement 21 auch, so wie in 17 gezeigt, mäandernd gestaltet sein, oder es kann, wie in 18 gezeigt, auf dem Umfang eines Rechtecks angeordnet sein. Auch können bei der Rahmenantenne 2, so wie in 18 gezeigt, die Kurzschlusssektionen 23a und 23b weggelassen werden.
(Integrierte Antennenvorrichtung)
Eine Antennenvorrichtung 100, bei der eine invertierte F-Typ-Antenne 1 gemäß dieser Ausführungsform montiert wurde, wird anhand 19 bis 21 beschrieben. Die Antennenvorrichtung 100 ist eine integrierte Antennenvorrichtung, bei der mehrere Antennen montiert wurden. Aus diesem Grund wird im Folgenden die Antennenvorrichtung 100 als ”integrierte Antennenvorrichtung” bezeichnet.
[Aufbau der wesentlichen Teile]
Der Aufbau der wesentlichen Teile der integrierten Antennenvorrichtung 100 wird anhand 19 beschrieben. 19(a) ist eine perspektivische Explosionsansicht, die den Aufbau der wesentlichen Teile der integrierten Antennenvorrichtung 100 zeigt, und 19(b) ist ist ein perspektivische Ansicht, die den Aufbau der wesentlichen Teile der integrierten Antennenvorrichtung 100 zeigt. 20 ist eine Ansicht des Basisteils 110 von drei Seiten, der die integrierte Antennenvorrichtung 100 aufweist.
Die integrierte Antennenvorrichtung 100 ist eine Autoantennenvorrichtung, die für die Montage auf einem Autodach geeignet ist, und sie umfasst, wie 19 zeigt, ein Basisteil 110, ein Schaltkreissubstrat 120, ein erstes Antennensubstrat 130 und ein zweites Antennensubstrat 140.
Bei dieser integrierten Antennenvorrichtung 100 werden drei Antennen montiert. Die erste Antenne ist einen invertierte F-Typ-Antenne 1 für 3G (3rd Generation)/LTE (Long Term Evolution). Die zweite Antenne ist eine Rahmenantenne 2 für GPS (Global Positioning System). Diese Antennen 1 und 2 werden zusammen auf dem zweiten Antennensubstrat 140 montiert. Die dritte Antenne ist eine Dipolantenne 3 für DAB (Digital Audio Broadcast). Diese Dipolantenne 3 wird auf dem ersten Atennensubstrat 130 montiert. Die Dipolantenne 3 und das erste Antennensubstrat 130 sind zusätzliche Konstruktionen, die bei dieser Ausführungsform verwendet wurden, und können auch weggelassen werden.
Das Basisteil 110 ist ein plattenförmiges Bauteil, das aus einem Leiter aufgebaut ist. Bei dieser Ausführungsform wird als Basisteil 110 ein plattenförmiges Bauteil verwendet, das aus Metall (konkret: Aluminium) aufgebaut ist und das eine fast rechteckige (konkret: rechteckig mit abgerundeten Ecken) Hauptfläche besitzt. Auf der Oberseite des Basisteils 110 ist ein Vorsprung 111 geformt, der in senkrechter Richtung zu dieser Seite herausragt. Der Bereich auf der Oberfläche des Basisteils 110, auf dem der Vorsprung 111 gebildet ist, wird im Folgenden als ”Vorsprungbildungsbereich” bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform wird die wandförmige Erhebung, die den rechteckigen Vorsprungbildungsbereich umschließt, als Vorsprung 111 verwendet. Das Basisteil 110 wird nachfolgend anhand anderer Figuren ausführlich beschrieben.
Das Schaltkreissubstrat 120 ist eine Leiterplatte (konkret: starres Substrat), an der ein GPS-Verstärkerschaltkreis 121, ein DAB-Verstärkerschaltkreis 122 und ein DAB-Übereinstimmungsmuster 123 montiert wurden, und die auf dem Vorsprung 111 des Basisteils 110 montiert wird. Auf der Oberseite des Schaltkreissubstrats 120 sind ein Leitermuster für das Verbinden der Elemente (Spule, Kondensator etc.), die jeweils den GPS-Verstärkerschaltkreis 121 und den DAB-Verstärkerschaltkreis 122 bilden, und das DAB-Übereinstimmungsmuster 123 ausgebildet. Andererseits ist auf der Unterseite des Schaltkreissubstrats 120 eine Masseplatte gebildet, die zusammen mit dem vorgenannten Leitungsmuster eine Mikrostreifenlinie bildet. Die Erdung des Schaltkreissubstrats 120 wird dadurch realisiert, dass man diese Masseplatte in Oberflächenkontakt mit der Fläche des oberen Ende des Vorsprungs 111 bringt.
Das erste Antennensubstrat 130 ist eine Leiterplatte (konkret: flexibles Substrat), in der ein Leitermuster geformt ist, das als Dipolantenne 3 fungiert. Das erste Antennensubstrat 130 kann (1) aus einem dielelektrischen Blatt und der Dipolantenne 3, die an der Oberseite oder Unterseite dieses vorgenannten dielektrischen Blatts ausgebildet ist, aufgebaut sein, oder (2) aus zwei dielektrischen Blättern und der zwischen diesen dielektrischen Blättern eingeklemmten Dipolantenne 3 aufgebaut sein.
Bei der integrierten Antennenvorrichtung 100 wird das erste Antennensubstrat 130 parallel zur Oberseite des Basisteils 110 angeordnet. Dabei wird die Position der Horizontalrichtung des ersten Antennsubstrats 130 so festgelegt, dass die Dipolatenne 3 dem Vorsprungbildungsbereich gegenüberliegt. Hierdurch wird im Vergleich zu dem Fall, dass der Vorsprung 111 nicht ausgebildet ist, erreicht, dass sich die Dipolantenne 3 der Oberseite des Basisteils 110 (konkret: Fläche des oberen Endes des Vorsprung 111) annähert. Im Fall, dass wie bei dieser Ausführungsform auf dem Vorsprung 111 das Schaltkreissubstrat 120 montiert ist, wird erreicht, dass sich die Dipolantenne 3 auch dem DAB-Übereinstimmungsmuster 123 des Schaltkreissubstrats 120 und der Masseplatte annähert.
Das zweite Antennensubstrat 140 ist eine Leiterplatte (konkret: flexibles Substrat), in der ein Leitermuster geformt ist, das als invertierte F-Typ-Antenne 1 fungiert, und ein Leitermuster, das als Rahmenantenne 2 fungiert. Das zweite Antennensubstrat 140 kann (1) aus einem dielelektrischen Blatt sowie aus der invertierten F-Typ-Antenne 1 und der Rahmenantenne 2 aufgebaut sein, welche an der Oberseite oder Unterseite dieses dielektrischen Blatts gebildet sind, oder (2) aus zwei dielektrischen Blättern und der zwischen diesen zwei dielektrischen Blättern eingeklemmten invertierten F-Typ-Antenne 1 und Rahmenantenne 2 aufgebaut sein.
Das zweite Antennensubstrat 140 wird in einem solchen gebogenen Zustand an der integrierten Antennenvorrichtung 100 montiert, dass es die drei Ebenen S1 bis S3 bildet. Konkret gesagt ist es in einem solchen gebogenen Zustand an der integrierten Antenneneinrichtung 100 montiert, dass es aus der ersten Ebene S1, aus der zur ersten Ebene S1 senkrechten zweiten Ebene S2 und aus der sowohl zur ersten Ebene S1 als auch zur zweiten Ebene S2 senkrechten dritten Ebene S3 besteht. Während hierbei die gesamte Rahmenantenne 2 in der Ebene S1 angeordnet wird, wird ein gewisser Teil (das gesamte Antennenelement 12 oder ein Teil davon) der invertierten F-Typ-Antenne 1 in der zweiten Ebenen S2 angeordnet und ein anderer Teil (die gesamte Erdungsplatte 11 oder die gesamnte Erdungsplatte 11 und ein Teil des Antennenelements 12) in der ersten Ebene S1 angeordnet. Bei dieser Ausführungsform ist zudem ein weiterer Teil (ein Teil des Antennenelements 12) in der dritten Ebenen S3 angeordnet. Hinsichtlich der Anordnung der invertierten F-Typ-Antenne 1 sei zudem auch auf 1 verwiesen.
Bei der integrierten Antennenvorrichtung 100 wird das zweite Antennensubstrat 140 so angeordnet, dass die zweite Ebene S2 parallel zur Oberseite des Basisteils 110 wird. Dabei wird die Position der Horizontalrichtung des zweiten Antennensubstrats 140 so festgelegt, dass die Rahmenantenne 2 dem Vorsprungbildungsbereich gegenüberliegt. Hierdurch wird im Vergleich zu dem Fall, dass der Vorsprung 111 nicht ausgebildet ist, erreicht, dass sich die Rahmenantenne der Oberseite des Basisteils 110 (konkret: Fläche des oberen Endes des Vorsprung 111) annähert. Im Fall, dass wie bei dieser Ausführungsform auf dem Vorsprung 111 ein Schaltkreissubstrat 120 montiert ist, wird erreicht, dass sich nur die Rahmenantenne 2 auch der Masseplatte des Schaltkreissubstrats 120 annähert. Dies ist darin begründet, dass das Schaltkreissubstrat 120 so angeordnet ist, dass es nicht der invertierten F-Typ-Antenne 1, sondern der Rahmenantenne 2 gegenüberliegt (nicht auf der Seite des invertierten F-Typ-Antenne 1 herausragt, sondern über der Rahmenantenne 2 liegt).
Der Abstand zwischen der invertierten F-Typ-Antenne 1 und der Oberseite dees Basisteils 110 ändert sich nicht mit dem Vorhandensein des Vorsprungs 110. Das heißt, dass man durch das Formen des Vorsprungs 111 auf der Oberseite des Basisteils 110 den Abstand zwischen der Rahmenantenne 2 und der Oberseite des Basisteils 110 verkleinern kann, während man den Abstand zwischen der invertierten F-Typ-Antenne 1 und der Oberseite des Basisteils 110 beibehält. Der hierdurch erreichte Effekt wird nachfolgend anhand anderer Figuren beschrieben.
[Details des Basisteils]
Als Nächstes werden anhand 20 die Details des Basisteils 110 beschrieben, mit dem die integrierte Antennenvorrichtung 100 versehen ist. 20 ist eine Ansicht des Basisteils 110 von drei Seiten.
Das Basisteil 110 ist, wie oben beschrieben, ein plattenförmiges Bauteil, dass aus einem Leiter besteht. Bei dieser Ausführungsform wird dadurch, dass Aluminium zum Material des Basisteils 110 gemacht wird, auf eine Gewichtsreduzierung der integrierten Antennenvorrichtung 110 abgezielt. Zudem verringert man bei dieser Ausführungsform dadurch, dass man die Oberseitenform des Basisteils 110 ungefähr rechteckig (konkret: rechteckig mit abgerundeten Ecken) macht, den Luftwiderstand der integrierten Antennenvorrichtung 100 (besonders den Luftwiderstand, wenn die lange Seite des Basisteils 110 parallel zur Fahrtrichtung des Autos ist).
Auf der Oberseite des Basisteils 110 ist der Vorsprung 111 gebildet. Der Vorsprung 111 ist eine Struktur, die in senkrechter Richtung zur Oberseite des Basisteils 110 hervorragt. Bei dieser Ausführungsform ist auf der Oberseite des Basisteils 110 eine wandförmige Erhebung geformt, die den rechteckigen Vorsprungbildungsbereich umgiebt und die als Vorpsrung 111 verwendet wird.
Die Höhe des Basisteils 110 ist gleichmäßig, um das Schaltkreissubstrat 120, das auf dem Vorsprung 111 angebracht ist, parallel zur Oberseite des Basisteils 110 zu tragen. Zudem ist die Fläche des oberen Endes des Vorsprungs 111 flach, um die Unterseite des Schaltkreissubstrats 120, das auf dem Vorsprung 111 angebracht ist, in Oberflächenkontakt mit der Fläche des oberen Endes des Vorsprungs 111 zu bringen. Außerdem sind die vier Kanten des Vorsprungs 111 verdickt gestaltet, um die Fläche zu vergrößern, mit der die Unterseite des Schaltkreissubstrats 120, das auf dem Vorsprung 111 angebracht ist, die Fläche des oberen Endes des Vorsprungs 111 kontaktiert. Dadurch, dass diese Strukturen Verwendung finden, sind Halt und Erdung des Schaltkreissubstrats 120 verlässlich.
Der Vorsprung 111 ist, so wie in der Seitenansicht von 21 gezeigt, auf der Oberseite des Basisteils 110 an einer Stelle gebildet, an der er dem Antennenelement 21 der Rahmenantenne 2 gegenüberliegt. Deswegen wird dadurch, dass man den Abstand zwischen der Oberseite des Basisteil 110 und dem Antennenelement 12 der invertierten F-Typ-Antenne 1 zu D macht, der Abstand D' zwischen der Oberseite des Basisteils 110 und der Antennenelement 21 der Rahmenantenne 2 zu D' = D – d. Hierbei ist d die Höhe des Vorsprungs 111. Das heißt, dass man dadurch, dass man den Vorsprung 111 auf der Oberseite des Basisteils 110 bildet, den Abstand D' zwischen dem Antennenelement 21 der Rahmenantenne 2 und der Oberseite des Basisteils 110 verkleinern kann, währen man den Abstand D zwischen dem Antennenelement 12 der inverierten F-Typ-Antenne 1 und der Oberseite des Basisteils 110 beibehält.
Da hierbei die invertierte F-Typ-Antenne 1 mit der Grundplatte 11 ausgestattet ist, die die eigene Masse ist, ist sie so eingerichtet, dass sie die Leistung offenbart, die erwartet wird, wenn keine dem Antennenelement 12 gegenüberliegende Massefläche in der Nähe existiert. Andererseits ist die Rahmenantenne 2 nicht mit einer eigenen Masse ausgestattet, und somit so eingerichtet, dass sie die Leistung offenbart, die erwartet wird, wenn eine dem Antennenelement 21 gegenüberliegende Massefläche in der Nähe existiert. Folglich wird für den Abstand D zwischen der Oberseite des Basisteils 110 und der invertierten F-Typ-Antenne 1 gefordert, diesen größer als einen vorbestimmten Wert zu machen, und für den Abstand D' zwischen der Oberseite des Basisteils 110 und der Rahmenantenne 2, diesen kleiner zu machen als einen vorbestimmte Wert.
Wenn man einen Aufbau verwendet, bei dem auf der Oberseite des Basisteils 110 der Vorsprung 111 gebildet ist, kann man dieser Forderung selbst dann nachkommen, wenn man das Antennenelement 12 der invertierten F-Typ-Antenne 1 und das Antennenelement 21 der Rahmenantenne 2 in ein und derselben Ebene (zweite Ebene S2) anordnet. Dies ändert sich auch dann nicht, wenn die Oberseite des Basisteils 110 als vorgenannte Massefläche fungiert, oder wenn die Masseplatte des Schaltkreissubstrats 120, das auf dem Vorsprung 111 angeordnet wurde, als vorgenannte Massefläche fungiert.
Wenn ein Aufbau benutzt wird, bei dem auf der Oberseite des Basisteils 110 der Vorsprung 111 gebildet ist, kann man, wie oben beschrieben, eine Verkleinerung des Profils der integrierten Antennenvorrichtung 100 bezwecken, indem man das Antennenelement 12 der invertierten F-Typ-Antenne 1 und das Antennenelement 21 der Rahmenantenne 2 in ein und derselben Ebene (zweite Ebene S2) anordnet, und kann zugleich die erwartete Leistung sowohl der invertierten F-Typ-Antenne 1 als auch der Rahmenantenne 2 offenbaren.
[Zusätzliche Konstruktion]
Als Nächstes wird eine zusätzliche Konstruktion, mit der die integrierte Antennenvorrichtung 110 ausgestattet werden kann, anhand 21 beschrieben. Man kann die integrierte Antennenvorrichtung 100 mit einer zusätzlichen Konstruktion bestehend aus Radom 150, Abstandhalter 160, Gummisockel 170 etc. versehen. 21(a) ist eine perspektivische Ansicht des Radoms, 21(b) ist eine perspektivische Ansicht des Abstandhalter und 21(c) ist eine perspektivische Ansicht des Gummisockels.
Der Gummisockel 170 ist, wie in 21(c) gezeigt, ein plattenförmiges Bauteil, das auf dem Basisteil 110 (siehe 19) montiert ist und dessen Material Gummi ist. Am äußeren Rand des Gummisockels 170 ist ein Schürzenteil eingerichtet, der nach unten herausgedrängt ist. Der Basisteil 110 ist im Raum unter dem Gummisockel 170 eingefügt, der von diesem Schürzenteil umgeben ist.
So wird verhindert, dass das Schaltkreissubstrat 120 Regen ausgesetzt wird, indem man das auf dem Basisteil 110 montierte Schaltkreissubstrat 120 mit dem Gummisockel 170 bedeckt. Zudem wird beispielsweise verhindert, dass die Dipolantenne 3, die auf dem ersten Antennensubstrat 130 gebildet ist, mit dem Schaltkreissubstrat 120 kurzschließt.
Der Abstandhalter 160 ist, wie in 21(b) gezeigt, ein plattenförmiges Bauteil, das zwischen dem ersten Antennensubstrat 130 und dem zweiten Antennensubstrat 140 liegt und dessen Material durch Gießen geformtes Harz ist. Der Abtandhalter 160 trennt das erste Antennensubstrat 130 und das zweite Antennensubstrat 140 durch seine Dicke voneinaner. Bei dieser Ausführungsform ist die Dicke des Abstandhalters 160 auf 5 mm festgesetzt. Dadurch wird das zweite Antennensubstrat 140 vom ersten Antennensubstrat 130 5 mm entfernt.
Das Radom 150 ist, wie in 21(a) gezeigt, ein gewölbtes Bauteil in Form eines Schiffsbauchs, dessen Material Harz ist. Dadurch, dass man den Rand des Radoms 150 passgenau mit dem Rand des Gummisockels 170 verbindet, kann zwischen Radom 150 und Gummisockel 170 ein dichter Raum geschaffen werden, der das erste Antennensubstrat 130 und das zweite Atennensubstrat 140 aufnimmt. Solange der Abschluss aufrecht erhalten wird, ist nicht zu befürchten, dass das erste Antennensubstrat 130 und das zweite Antennensubstrat 140 Regen ausgesetzt werden. Da das Material des Radoms 150 Harz ist, ist zudem nicht zu befürchten, dass elektromagnetische Wellen, die die integrierte Antennenvorrichtung 100 erreichen, durch das Radom 150 abgeschwächt werden.
(Zusammenfassung)
Wie oben beschrieben ist eine invertierte F-Typ-Antenne gemäß aller vorgenannten Ausführungsformen dadurch gekennzeichnet, dass sie eine invertierte F-Typ-Antenne ist, die eine Grundplatte, die in einer ersten Ebene angeordnet ist, ein Antennenelement, dessen mindestens einer Teil in einer zweiten Ebene angeordnet ist, die senkrecht zur ersten Ebene ist, und eine Kurzschlusssektion, die die Grundplatte und das Antennenelment kurzschließt, aufweist, und dadurch, dass das Antennenelement einen Erdungsteil, der sich vom Verbindungsabschnitt mit der Kurzschlusssektion her erstreckt und dessen Endstück geerdet ist, und einen Arm, der sich in zur Grundplatte senkrechter Richtung vom Verbindungsabschnitt mit der Kurzschlusssektion her erstreckt und dessen Endstück frei ist, aufweist.
Bei der vorgenannten invertierten F-Typ-Antenne ist es bevorzugt, dass in der vorgenannten Grundplatte zwei Kerben ausgebildet sind, die sich in sich von der zweiten Ebene entfernender Richtung erstrecken, und dass im Rechteckabschnitt, der sich zwischen diesen zwei Kerben in sich der zweiten Ebene annähernder Richting erstreckt und dessen Längsrichtung senkrecht zur zweiten Ebene ist, der eine Speisepunkt eingerichtet ist.
Bei der vorgenannten invertierten F-Typ-Antenne ist es bevorzugt, dass ein Teil des vorgenannte Antennenelements in der ersten Ebene angeordnet ist und bei diesem Teil der andere Speisepunkt eingerichtet ist.
Bei der vorgenannten invertierten F-Typ-Antenne ist es bevorzugt, dass das vorgenannte Antennenelement einen Hauptteil aufweist, dessen Längsrichtung parallel zur Schnittlinie der ersten Ebene und der zweiten Ebene ist, und dass sich der vorgenannte Arm von einem Ende diese Hauptteils in senkrechter Richtung zur Grundplatte erstreckt.
Bei der vorgenannten invertierten F-Typ-Antenne ist es bevorzugt, dass das vorgenannte Antennenelement einen weiteren Arm aufweist, der sich vom anderen Ende des vorgenannten Hauptteils in zur Grundplatte senkrechter Richtung erstreckt und dessen Endstück frei ist.
Bei der vorgenannten invertierten F-Typ-Antenne ist es bevorzugt, dass wenigstens ein Teil des vorgenannte weitere Arms mäandernd gestaltet ist.
Bei der vorgenannten invertierten F-Typ-Antenne ist es bevorzugt, dass das Antennenelement eine Kurzschlusssektion aufweist, die den Mittelteil des weiteren Arms und den Mittelteil des vorgenannten beanspruchten Stücks kurzschließt.
(Ergänzende Informationen)
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorgenannten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb des Geltungsbereichs der Ansprüche geändert werden. Das heißt, dass auch Ausführungsformen, die man innerhalb des Geltungsbereichs der Ansprüche durch Kombinieren geeignet abgewandelter technischer Mittel erreicht, im technischen Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung einbegriffen sind.
Industrielle Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise zweckdienlich als 3G/LTE-Antenne verwendet werden, die man bei integrierten Antennenvorrichtung montiert.
Bezugszeichenliste

1: Invertierte F-Typ-Antenne
11: Grundplatte
12: Antennenelement
13: Kurzschlusssektion
2: Rahmenantenne
21: Antennenelement
22a–22b: Ein Paar Versorgungsabschnitte
23a–23b: Ein Paar Versorgungsabschnitte
24: Erstes passives Element
25: Zweites passives Element
100: Integrierte Antennenvorrichtung
110: Basisteil
120: Schaltkreissubstrat
130: Erstes Antennensubstrat
140: Zweites Antennensubstrat

Claims

Invertierte F-Typ-Antenne, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Grundplatte, die in einer ersten Ebene angeordnet ist, ein Antennenelement, dessen mindestens einer Teil in einer zweiten Ebene angeordnet ist, die sich mit der erste Ebene kreuzt, und eine Kurzschlusssektion, die die Grundplatte und das Antennenelement kurzschließt, aufweist und dass das Antennenelement einen Erdungsteil, der sich vom Verbindungsabschnitt mit der Kurzschlusssektion her erstreckt und dessen Endstück geerdet ist, und einen Arm, der sich in eine die Grundplatte kreuzende Richtung erstreckt und der sich vom Verbindungsabschnitt mit der Kurzschlusssektion her erstreckt und dessen Endstück frei ist, aufweist.
Invertierte F-Typ-Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Grundplatte zwei Kerben ausgebildet sind, die sich in sich von der zweiten Ebene entfernender Richtung erstrecken, und dass im Rechteckabschnitt, der sich zwischen diesen zwei Kerben in sich der zweiten Ebene annähernder Richtung erstreckt, der eine Speisepunkt eingerichtet ist.
Invertierte F-Typ-Antenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Antennenelements in der ersten Ebene positioniert ist und in diesem Teil der andere Speisepunkt eingerichtet ist.
Invertierte F-Typ-Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Antennenelement einen Hauptteil aufweist, dessen Längsrichtung parallel zur Schnittlinie der ersten und zweiten Ebene ist, und dass der Arm sich von einem Ende des Hauptteils in senkrechter Richtung zur Grundplatte erstreckt.
Invertierte F-Typ-Antenne nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Antennenelement einen weiteren Arm aufweist, dessen Endstück frei ist und der sich vom anderen Ende des Hauptteils in senkrechter Richtung zur Grundplatte erstreckt.
Invertierte F-Typ-Antenne nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil des weiteren Arms mäandernd gestaltet ist.
Invertierte F-Typ-Antenne nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Antennenelement eine Kurzschlusssektion aufweist, die den Mittelteil des weiteren Arms und den Mittelteil des Hauptteils kurzschließt.