DE602006000047T2 - Planar antenna arrangement - Google Patents
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Description
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
1. Bereich der Erfindung1. Field of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine kleine Planarantennenvorrichtung mit einer Patchantennenstruktur sowie insbesondere eine Planarantenne, die für ein Fahrzeug geeignet ist.The The present invention relates to a small planar antenna device with a patch antenna structure and in particular a planar antenna, the for a vehicle is suitable.
2. Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik 2. Description of the related state of the technique
In den letzten Jahren wird eine am Fahrzeug angebrachte kleine Antenne, wie etwa eine Antenne für ein ETC (elektronisches Abgabeneinzugssystem, electronic toll collection system) oder eine Antenne für ein GPS (globales Ortungssystem, global positioning system), zunehmend nachgefragt. Als eine solche Antenne wird eine Planarantennenvorrichtung einer Patch-Antennenstruktur, die ohne Umstände in einem ETC oder in einem GPS verwendete zirkularpolarisierte Wellen empfängt, weithin verwendet.In In recent years, a small antenna attached to the vehicle will like an antenna for an ETC (electronic tax collection system, electronic toll collection system) or an antenna for a GPS (global positioning system, global positioning system), increasingly demand. As such an antenna becomes a planar antenna device a patch antenna structure that can be easily inserted in an ETC or in a GPS used circularly polarized waves receives, widely used.
Im
Allgemeinen weist eine bekannte, am Fahrzeug angebrachte Planarantennenvorrichtung aus
dem zugehörigen
Stand der Technik auf: ein dielektrisches Substrat, welches eine
auf seiner oberen Oberfläche
vorgesehene Strahlungsleiterschicht aufweist, eine Leiterplatte,
auf deren oberer Oberfläche eine
Masseleiterschicht vorgesehen ist, auf der das dielektrische Substrat
befestigt ist, und auf deren unterer Oberfläche eine elektronische Schaltungseinheit
vorgesehen ist, und ein aus einer Metallplatte gebildetes Abschirmgehäuse, das
auf der Leiterplatte angebracht ist, um die elektronische Schaltungseinheit
abzudecken. Die Abstrahlungsleiterschicht und die elektronische
Schaltungseinheit sind durch einen Speisekontakt elektrisch miteinander
verbunden, der durch das dielektrische Substrat und durch die Leiterplatte
hindurchfährt
(siehe zum Beispiel
Andere
Beispiele für
Planarantennenvorrichtungen sind aus
Bei der oben beschriebenen Planarantennenvorrichtung aus dem zugehörigen Stand der Technik ist jedoch ein relativ teures dielektrisches Substrat zwischen der Strahlungsleiterschicht und der Masseleiterschicht vorgesehen, um die Größenverminderung weiter voranzutreiben. Demgemäß ist es infolge hoher Komponentenkosten schwierig, die Antennenvorrichtung kostengünstig herzustellen. Darüber hinaus kann das Blickfeld verstellt werden, wenn eine derartige Planarantennenvorrichtung in einer Fensterscheibe eines Fahrzeuges installiert wird. Daher wird eine Verminderung der Größe weiter nachgefragt.at the above-described planar antenna device from the related state However, the art is a relatively expensive dielectric substrate between the radiating conductor layer and the ground conductor layer provided to the size reduction continue to advance. Accordingly, it is difficult due to high component cost, the antenna device economical manufacture. About that In addition, the field of view can be adjusted if such Planar antenna device in a window pane of a vehicle will be installed. Therefore, a reduction in size continues to be demanded.
Die Erfindung in KürzeThe invention in brief
Die Erfindung ist im Hinblick auf die dem zugehörigen Stand der Technik inhärenten Nachteile ausgearbeitet worden, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Planarantennenvorrichtung vorzusehen, die kostengünstig hergestellt und leicht verkleinert werden kann.The The invention is devised in view of the inherent disadvantages of the related art and it is an object of the invention to provide a planar antenna device provide that cost-effective manufactured and can be easily downsized.
Um die vorstehenden Aufgaben zu lösen, beinhaltet eine Planarantennenvorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung eine Strahlungsleiterschicht, die auf einer Glasoberfläche eines installierten Gerätes vorgesehen ist, Kondensatorelektroden, die auf der Glasoberfläche vorgesehen sind, so dass sie sich von den Kanten der Strahlungsleiterschicht nach außen erstrecken, eine Masseleiterschicht, die der Strahlungsleiterschicht mit einer dazwischen angeordneten Luftschicht gegenübersteht, eine aus einer Metallplatte gefertigten Klammer, welche eine den Kondensatorelektroden dicht gegenüberstehende ebene Kondensatorplatte aufweist und auf der Glasoberfläche angebracht ist mit einer darin aufgenommenen und darin gehaltenen Leiterplatte, und einer dielektrischen Schicht, die mindestens zwischen die Kondensatorelektroden und der ebenen Kondensatorplatte eingeschoben ist. Die Masseleiterschicht und die Klammer sind elektrisch miteinander verbunden, und die Kondensatorelektroden und die ebene Kondensatorplatte sind kapazitativ miteinander gekoppelt.Around to solve the above tasks, includes a planar antenna device according to an aspect of the invention a radiating conductor layer resting on a glass surface of a installed device is provided, capacitor electrodes provided on the glass surface are so that they move away from the edges of the radiation conductor layer Outside extend, a ground conductor layer, the radiation conductor layer facing with an intermediate layer of air, a made of a metal plate clamp, which a the Capacitor electrodes closely spaced planar capacitor plate and on the glass surface is attached with a recorded and held therein Circuit board, and a dielectric layer, at least between the Inserted capacitor electrodes and the flat capacitor plate is. The ground conductor layer and the clip are electrically connected to each other connected, and the capacitor electrodes and the planar capacitor plate are capacitively coupled with each other.
In der Planarantennenvorrichtung mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration ist die Strahlungsleiterschicht auf der Oberfläche (Glasoberfläche) eines Fensterglases eines Fahrzeuges oder dergleichen vorgesehen, wobei ein Wellenlängen-Verkürzungseffekt einer als Dielektrikum dienenden Glasplatte verwendet werden kann. Aus diesem Grunde können die Komponentenkosten vermindert werden, da ein kostenaufwendiges dielektrisches Substrat fortgelassen werden kann, und daher kann eine Größenverminderung verwirklicht werden. Durch kapazitatives Koppeln der sich von den Kanten der Strahlungsleiterschicht nach außen erstreckenden Kondensatorelektroden mit der ebenen Kondensatorplatte der als Masse dienenden Klammer kann nebenbei eine Resonanzfrequenz der Strahlungsleiterschicht vermindert werden, was ebenfalls hinsichtlich der Größenverminderung von Vorteil ist. Daher wird die Größe der Planarantennenvorrichtung problemlos reduziert, und das Blickfeld wird kaum verstellt, selbst wenn die Planarantennenvorrichtung auf dem Fensterglas des Fahrzeuges installiert wird. Darüber hinaus können die Kondensatorelektroden und die Strahlungsleiterschicht gemeinsam auf der Glasoberfläche gebildet werden. Darüber hinaus können die Kosten davon abgehalten werden, in die Höhe getrieben zu werden, da die zwischen den Kondensatorelektroden und die ebene Kondensatorplatte eingeschobene dielektrische Schicht signifikant dünner gestaltet werden kann.In the planar antenna device with the As described above, the radiation guide layer is provided on the surface (glass surface) of a window glass of a vehicle or the like, and a wavelength shortening effect of a glass plate serving as a dielectric can be used. For this reason, since a costly dielectric substrate can be omitted, the component cost can be reduced, and therefore size reduction can be realized. Incidentally, by capacitively coupling the capacitor electrodes extending outward from the edges of the radiating conductor layer to the plane capacitor plate of the ground clamp, a resonant frequency of the radiating conductor layer can be reduced, which is also advantageous in terms of size reduction. Therefore, even if the planar antenna apparatus is installed on the window glass of the vehicle, the size of the planar antenna apparatus is easily reduced and the field of view is hardly obstructed. In addition, the capacitor electrodes and the radiating conductor layer may be formed together on the glass surface. In addition, the cost can be prevented from being driven up because the dielectric layer interposed between the capacitor electrodes and the planar capacitor plate can be made significantly thinner.
In der erfindungsgemäßen Planarantennenvorrichtung kann die Klammer eine Krempe aufweisen, die auf die Glasoberfläche geklebt ist, und ein Teil der Krempe kann die ebene Kondensatorplatte bilden. Demgemäß wird die Befestigungsarbeit der Klammer leicht durch Veranlassen der Krempe, dicht der Oberfläche gegenüber zu stehen, bewerkstelligt. Darüber hinaus ist es dadurch, dass der Teil der Krempe gegenüber den Kondensatorelektroden mit der dazwischen eingeschobenen dielektrischen Schicht angeordnet wird, nicht erforderlich, eine nur hierfür gebrauchte ebene Kondensatorplatte vorzusehen.In the planar antenna device according to the invention For example, the clip may have a brim which is glued to the glass surface is, and a part of the brim can form the flat capacitor plate. Accordingly, the Fastening work of the clip easily by causing the brim, close to the surface across from to be accomplished. About that In addition, it is because the part of the brim opposite the Capacitor electrodes with the interposed dielectric layer is arranged, not required, a used only for this purpose to provide flat capacitor plate.
In der erfindungsgemäßen Planarantennenvorrichtung kann die dielektrische Schicht eines kapazitativ gekoppelten Teiles eine Basisschicht eines doppelseitig klebenden Klebeblattes sein, wobei das doppelseitig klebende Klebeblatt zwischen die Glasoberfläche und die Krempe eingeschoben werden kann, um so die Krempe auf der Glasoberfläche durch auf beiden Oberflächen der Grundschicht vorgesehenen Klebeschichten anzukleben und zu befestigen. Demgemäß funktioniert das doppelseitig klebende Klebeblatt zum Befestigen der Klammer auf der Glasoberlfläche auch als dielektrische Schicht. Daher kann die Anzahl der Komponenten vermindert und die Montagefreundlichkeit verbessert werden. Im Ergebnis können die Kosten vermindert werden.In the planar antenna device according to the invention may be the dielectric layer of a capacitively coupled part be a base layer of a double-sided adhesive sheet, wherein the double-sided adhesive sheet between the glass surface and the brim can be pushed in so as to allow the brim to pass through the glass surface on both surfaces Adhere to the base layer provided adhesive layers and secure. Accordingly, it works the double-sided adhesive tape for attaching the clip on the glass surface also as a dielectric layer. Therefore, the number of components reduced and the ease of installation can be improved. In the result can the costs are reduced.
Darüber hinaus kann in einer erfindungsgemäßen Planarantennenvorrichtung eine Mehrzahl von Elektrodenattrappen in der Peripherie der Strahlungsleiterschicht auf der Glasoberfläche so verteilt werden, dass sie nicht mit der Strahlungsleiterschicht verbunden sind. Darüber hinaus kann an mehreren Stellen in der dielektrischen Schicht entsprechend den Eletrodenattrappen eine Mehrzahl von als Lötmittelgruben dienenden Durchgangslöchern gebildet werden, und die Krempe kann durch Lötstellen innerhalb der Durchgangslöcher an die Elektrodenattrappen gelötet werden. Demgemäß wird die Fügekraft der Klammer auf der Glasoberfläche erhöht, und die dünne dielektrische Platte ist ebenfalls zuverlässig befestigt, während sie positioniert ist. Daher kann die Zuverlässigkeit verbessert werden. Darüber hinaus können die Elektrodenattrappen, die Strahlungsleiterschicht und/oder die Kondensatorelektroden gemeinsam auf der Glasoberfläche gebildet werden.Furthermore can in a planar antenna device according to the invention a plurality of dummy electrodes in the periphery of the radiating conductor layer on the glass surface be distributed so that they are not connected to the radiation conductor layer are. About that In addition, at several locations in the dielectric layer, the Eletrodenattrappen a plurality of serving as solder pits through holes are formed and the brim can be soldered through within the through holes soldered to the dummy electrodes become. Accordingly, the Joining force of Clamp on the glass surface elevated, and the thin one Dielectric plate is also reliably fixed while it is positioned. Therefore, the reliability can be improved. About that can out the dummy electrodes, the radiation conductor layer and / or the Capacitor electrodes formed together on the glass surface become.
Darüber hinaus können in der erfindungsgemäßen Planarantennenvorrichtung Befestigungsflächen auf beiden Oberflächen der dielektrischen Schicht gebildet werden, so dass sie den Kondensatorelektroden oder der ebenen Kondensatorplatte gegenüberstehen, und die Befestigungsflächen können individuell mit den Kondensatorelektroden oder mit der ebenen Kondensatorplatte mittels eines leitfähigen Klebers verklebt werden. Daher kann der Kapazitätswert des kapazitativ gekoppelten Teiles stabilisiert werden.Furthermore can in the planar antenna device according to the invention mounting surfaces on both surfaces the dielectric layer are formed, so that they are the capacitor electrodes or the planar capacitor plate, and the mounting surfaces can be customized with the capacitor electrodes or with the flat capacitor plate by means of a conductive Glued adhesives. Therefore, the capacitance value of the capacitively coupled Part stabilized.
Darüber hinaus kann die Masseleiterschicht der Leiterplatte in der erfindungsgemäßen Planarantennenvorrichtung auf einer Oberfläche aufgebracht vorgesehen sein, so dass diese der Strahlungsleiterschicht sowie einer auf der anderen Oberfläche vorgesehenen Schaltungseinheit gegenübersteht, und die Leiterplatte kann in der Klammer gehalten sein. Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, eine zuverlässige Speisestruktur zu verwenden, die einen Speisepunkt der Strahlungsleiterschicht und die elektronische Schaltungseinheit der Leiterplatte durch einen Speisekontakt miteinander verbindet. In diesem Fall, wenn die elektronische Schaltungseinheit eine rauscharme Verstärkerschaltung beinhaltet, ist die rauscharme Verstärkerschaltung durch die aus einer Metallplatte gebildete Klammer elektromagnetisch abgeschirmt. Daher ist die Planarantennenvorrichtung geeignet, schwache elektrische Wellen eines GPS oder dergleichen zu empfangen.Furthermore For example, the ground conductor layer of the printed circuit board in the planar antenna device according to the invention on a surface be provided applied, so that these the radiation conductor layer and a circuit unit provided on the other surface faces, and the circuit board can be held in the clamp. According to this Configuration is it possible a reliable one To use feed structure, which is a feed point of the radiation conductor layer and the electronic circuit unit of the circuit board by a Food contact connects with each other. In this case, if the electronic Circuit unit includes a low-noise amplifier circuit is the low-noise amplifier circuit Electromagnetically shielded by the staple formed from a metal plate. Therefore, the planar antenna device is suitable, weak electric Waves of a GPS or the like to receive.
Darüber hinaus kann die Glasoberfläche in einer erfindungsgemäßen Planarantennenvorrichtung eine innenseitige Oberfläche eines Fensterglases eines Fahrzeuges sein. Gemäß dieser Konfiguration kann die Planarantennenvorrichtung innerhalb des Fahrzeuges installiert werden, und daher gibt es keinen Fall, bei dem das Blickfeld beeinträchtigt ist.Furthermore can the glass surface in a planar antenna device according to the invention an inside surface a window glass of a vehicle. According to this configuration can the planar antenna device installed inside the vehicle and therefore there is no case where the field of view is impaired.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Beschreibung der bevorzugten AusführungsformDescription of the preferred embodiment
Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung werden nunmehr unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben.
Die
in den Zeichnungen dargestellte Planarantenne ist beispielsweise
eine zirkularpolarisierte Antenne für ein Fahrzeug, die als eine
Antenne für ein
GPS geeignet und die auf einem Fensterglas (Glasplatte) – wie einer
Frontscheibe eines Fahrzeuges – installiert
ist. Die Planarantennenvorrichtung beinhaltet in erster Linie eine
Strahlungsleiterschicht
Wie
in
Die
Masseleiterschicht
Die
Klammer
Die
Größenverminderung
als solche bei der erfindungsgemäßen Planarantennenvorrichtung kann
durch Nutzen des Wellenlängenverkürzungseffektes
der Glasplatte (Fensterglas
Die
in
Die
in
Darüber hinaus ist in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen eine zirkular polarisierte Antenne für ein Fahrzeug illustriert worden, die geeignet ist als eine Antenne für ein GPS. Im Fall einer Antenne für ein ETC kann alternativ die Dicke einer Klammer durch Entfernen einer rauscharmen Verstärkungsschaltung vermindert werden. Darüber hinaus ist die Erfindung nicht auf die zirkularpolarisierte Antenne beschränkt, sondern kann auch auf linear polarisierte Antennen angewendet werden.Furthermore is a circular in the embodiments described above polarized antenna for a vehicle that is suitable as an antenna has been illustrated for a GPS. In the case of an antenna for An ETC may alternatively be the thickness of a staple by removal a low-noise amplification circuit be reduced. Furthermore the invention is not limited to the circular polarized antenna, but can also be applied to linearly polarized antennas.
Bei der erfindungsgemäßen Planarantennenvorrichtung kann ein ausschließlich verwendetes dielektrisches Substrat abgelöst werden durch Vorsehen der Strahlungsleiterschicht auf der Oberfläche des Fensterglases des Fahrzeuges. Darüber hinaus kann die Resonanzfrequenz der Strahlungsleiterschicht durch kapazitatives Koppeln der sich von den Kanten der Strahlungsleiterschicht nach außen erstreckenden Kondensatorelektroden mit der ebenen Kondensatorplatte der als Masse dienenden Klammer vermindert werden. Daher kann die Verkleinerung leicht realisiert werden, und die Komponentenkosten können vermindert werden. Darüber hinaus gibt es wenig räumliche Restriktionen für die Installation in einem Fahrzeug, da die Planarantennenvorrichtung verwendet wird, während sie auf der Glasoberfläche des Fensterglases oder dergleichen befestigt ist, und es gibt keinen Fall, bei dem das Blickfeld beeinträchtigt wird.at the planar antenna device according to the invention can be an exclusively used dielectric substrate are replaced by providing the Radiation conductor layer on the surface of the window glass of the vehicle. About that In addition, the resonant frequency of the radiating conductor layer can Capacitive coupling of the edges of the radiation guide layer outward extending capacitor electrodes with the planar capacitor plate the mass serving as a staple are reduced. Therefore, the Reduction can be easily realized, and the component cost can be reduced. About that There is little spatial Restrictions for the installation in a vehicle, as the planar antenna device is used while she on the glass surface of the window glass or the like, and there is none Case where the field of view is affected.
Claims (8)
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