JP5931937B2 - パッチアンテナ装置 - Google Patents

パッチアンテナ装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5931937B2
JP5931937B2 JP2014019400A JP2014019400A JP5931937B2 JP 5931937 B2 JP5931937 B2 JP 5931937B2 JP 2014019400 A JP2014019400 A JP 2014019400A JP 2014019400 A JP2014019400 A JP 2014019400A JP 5931937 B2 JP5931937 B2 JP 5931937B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
antenna element
substrate
antenna device
patch antenna
ground conductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014019400A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015146552A (ja
Inventor
慎治 飯野
慎治 飯野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harada Industry Co Ltd
Original Assignee
Harada Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harada Industry Co Ltd filed Critical Harada Industry Co Ltd
Priority to JP2014019400A priority Critical patent/JP5931937B2/ja
Priority to US14/612,443 priority patent/US9929469B2/en
Publication of JP2015146552A publication Critical patent/JP2015146552A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5931937B2 publication Critical patent/JP5931937B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/045Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/3208Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used
    • H01Q1/3225Cooperation with the rails or the road
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/3208Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used
    • H01Q1/3233Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used particular used as part of a sensor or in a security system, e.g. for automotive radar, navigation systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/325Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle
    • H01Q1/3291Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle mounted in or on other locations inside the vehicle or vehicle body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q23/00Antennas with active circuits or circuit elements integrated within them or attached to them
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0428Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna radiating a circular polarised wave

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Description

本発明はパッチアンテナ装置に関し、特に、性能を向上させながら小型化が可能な車載用のパッチアンテナ装置に関する。
近来から、いわゆるノンストップ自動料金収受システム(ETC:Electronic Toll Collection System)等の車載器に用いられるアンテナとして、パッチアンテナが知られている。パッチアンテナは、マイクロストリップアンテナとも呼ばれるものであり、このアンテナは背が低く帯域が狭いという特徴を有している。パッチアンテナは、アンテナエレメントを、基板や空気層を介してグラウンド導体上に配置した構造である。
また、特許文献1や特許文献2に記載のアンテナ装置のように、発光ダイオードやスピーカ等の電気回路がアンテナ装置に組み込まれ、アンテナ装置の動作や状態等を報知する機能を備えるものも存在する。特許文献1に開示の発光ダイオード付マイクロストリップアンテナは、アンテナエレメントが共振したときに、アンテナエレメントとグラウンド導体との電位差が最小となる部位に発光ダイオードを設けることで、アンテナエレメントの外側周辺の基板の面積を減少させたものである。特許文献2に開示のスピーカ一体型アンテナは、グラウンド導体に圧電セラミック部材を貼付することで、グラウンド導体にスピーカとしての機能を持たせアンテナ装置の小型化を目指したものである。スピーカ回路はアンテナエレメントの給電点に接続されている。
そして、本願出願人と同一出願人による特許文献3に記載の車載用のパッチアンテナ装置は、基板のグラウンド導体が設けられる面と対向する面にアンテナエレメント部が設けられ、グラウンド導体が設けられる面側に設けられる報知回路部が、アンテナエレメント部の給電部が設けられる領域以外の周辺領域であって電流分布が最小になる領域付近に接続されるものである。
特開2006−166041号公報 特開2006−186881号公報 特開2009−171567号公報
しかしながら、特許文献1に記載のアンテナ装置では、アンテナ素子とグラウンド導体との電位差が最小となる部位、より具体的にはアンテナエレメントの中心付近に発光ダイオードを設ける必要があるため、発光ダイオードの設置自由度が低く、ETCアンテナ等に用いられる場合のデザインの自由度が低いものであった。また、ETCアンテナ装置は、通常、フロントガラスに貼付されて使用されるものであり、フロントガラス側にアンテナエレメントが設けられ、それと反対側、即ち運転席側に発光ダイオードやスピーカ等の報知部が設けられているものである。さらに、アンテナ装置の状態を知らせるために、発光ダイオードとスピーカを組み合わせて光と音により報知する必要がある場合もある。しかしながら、特許文献1に記載のアンテナ装置では、発光ダイオードがアンテナエレメント又はグラウンド導体の中心付近に設けられるため、小型化を図りながらスピーカと発光ダイオードとを同一面上に配置することは難しく、発光ダイオードとスピーカを組み合わせて用いることは困難であった。
また、特許文献2に記載のアンテナ装置では、アンテナエレメントを空中に配置しなければならず、位置精度や組立性、耐久性に問題があった。また、アンテナエレメントをグラウンド導体が設けられる基板から浮かせて空中に配置するため、アンテナ部の薄型化が難しかった。
さらに、特許文献3に記載のアンテナ装置では、ケーブルからの信号がアンテナエレメント部に供給されると共にマイクロ波信号をフィルタリングするためのコイルを介して報知回路部が接続されていた。コイルとしてはチップコイルが採用されていたが、アンテナエレメント部側にチップコイルが配置され、グラウンド導体側に報知回路部、例えばLED等が配置されていた。したがって、基板の両面に部品をはんだ付けする必要があり、製造コストが上がってしまっていた。チップコイルをグラウンド導体側に配置しようとした場合には、グラウンド導体を小さくしなければならなくなり、アンテナ特性が劣化する可能性もあった。
本発明は、斯かる実情に鑑み、製造コストを抑えながら、小型化、多機能化が可能な車載用のパッチアンテナ装置を提供しようとするものである。
上述した本発明の目的を達成するために、本発明によるパッチアンテナ装置は、基板と、基板上に設けられるグラウンド導体と、基板のグラウンド導体が設けられる面と対向する面に設けられ、給電部と縮退分離素子部とを有するアンテナエレメント部と、基板のアンテナエレメント部が設けられる面に設けられ、グラウンド導体を利用するマイクロストリップラインからなるスタブと、基板上に設けられ、アンテナエレメント部の給電部が設けられる領域以外の周辺領域であって、電流分布が最小になる領域付近にスタブを介して接続される、外部に状態を伝えるための報知回路部と、を具備するものである。
ここで、基板は、アンテナエレメント部を小型化するために波長短縮率を高めるような高誘電率材料からなり、スタブは、アンテナエレメント部が小型化することにより生じるスペースに配置されれば良い。
また、報知回路部は、基板のグラウンド導体が設けられる面に設けられれば良い。
また、報知回路部は、発光ダイオード及び/又はスピーカを含むものであれば良い。
本発明のパッチアンテナ装置には、グラウンド導体側のみに部品を配置することで製造コストを抑えながら、給電部以外の領域に報知回路部を接続することで給電部に報知回路部を接続するものに比べて、小型化、多機能化が可能であるという利点がある。
図1は、本発明の車載用のパッチアンテナ装置を説明するための概略図であり、図1(a)はその上面図、図1(b)はその下面図、図1(c)はアンテナ装置にケーブルを接続した状態の横断面図である。 図2は、本発明のパッチアンテナ装置のインピーダンス調整部の他の例を説明するための、アンテナエレメント部周辺を示した上面図である。 図3は、本発明のパッチアンテナ装置のスタブの他の例を説明するための、アンテナエレメント部周辺を示した上面図である。 図4は、報知回路部が発光ダイオードとスピーカとを含んだ場合の等価回路図である。 図5は、本発明のパッチアンテナ装置の電流分布を説明するための、アンテナエレメント部周辺を示した上面図である。 図6は、本発明のパッチアンテナ装置のアンテナエレメント部の他の形状を説明するための図であり、図6(a)が縮退分離素子部として凹部を設けたものの上面図、図6(b)が縮退分離素子部として凸部を設けたものの上面図である。 図7は、本発明のパッチアンテナ装置の使用時の状態を示す図であり、図7(a)がその斜視図、図7(b)がその横断面図である。
以下、本発明を実施するための最良の形態を図示例と共に説明する。図1は、本発明の車載用のパッチアンテナ装置を説明するための概略図であり、図1(a)はその上面図、図1(b)はその下面図、図1(c)はアンテナ装置にケーブルを接続した状態の横断面図である。なお、本明細書中では、説明の都合上、基板のアンテナエレメントが配置される側を表面とし、グラウンド導体が配置される側を裏面と称する。
本発明のパッチアンテナ装置は、主な構成要素として、基板10と、グラウンド導体20と、アンテナエレメント部30と、スタブ40と、報知回路部50とからなる。
基板10は、所謂プリント基板等であり、例えば誘電体材料からなる。基板10としては、例えばフッ素樹脂基板(ポリテトラフルオロエチレン:PTFE)等を用いることが可能であり、好ましくは基板の誘電率は2〜4程度である。また、後述の通り、波長短縮率を高めるように高誘電率材料からなっても良い。基板10は、後述のアンテナエレメント部30や報知回路部50の大きさに合わせて、その大きさや形状が決定されれば良い。
なお、以下の説明では、本発明のパッチアンテナ装置を、ETCアンテナ装置に適用した例を中心に説明する。ETCアンテナ装置では、例えば5.8GHzのマイクロ波信号が使用される。また、本発明のパッチアンテナ装置では、報知回路部用の直流信号及び低周波信号がマイクロ波信号に重畳されて同軸ケーブル60を介してアンテナ装置に供給されている。
パッチアンテナ装置と例えばETC車載器(図示せず)との間は、同軸ケーブル等のケーブル60により接続されている。図1(c)に示されるように、側方から見た場合に、ケーブル60の芯線61の高さと基板10の表面の高さとを揃えるために、図1(a)、図1(b)に示されるように、基板10には、切り欠き部11が設けられている。切り欠き部11は、図示例では基板10のケーブル60が接続される側の突出部に設けられている。また、切り欠き部11は、ケーブル60の保護皮膜が嵌合する程度の切り欠き幅を有し、ここにケーブル60が嵌合し、ケーブル60の芯線61の高さと、基板10の表面の高さが揃うように調整される。これにより、ケーブル60の芯線61を基板10上の給電部31とのはんだ付けによる接続の作業効率が向上する。
そして、基板10の裏面側には、銅箔等の導電体からなるグラウンド導体20が設けられている。グラウンド導体20は、基板10の略裏面全体を覆うように設けられている。また、グラウンド導体20は、切り欠き部11の周辺まで延在しており、切り欠き部11に嵌合するケーブル60のグラウンド線62が、この切り欠き部11周辺のグラウンド導体にはんだ付け等により接続される。
基板10の表面、即ち、グラウンド導体20が設けられる面と対向する面には、銅箔等の導電体からなるアンテナエレメント部30が設けられている。なお、グラウンド導体20やアンテナエレメント部30は、両面プリント基板をエッチングすることで形成されれば良い。
図1に示されるアンテナエレメント部30は、1点給電型円偏波パッチアンテナであり、給電部31と縮退分離素子部32とが設けられている。より具体的には、アンテナエレメント部30は、主要部が一辺λ/2長の略方形状であり、円偏波を発生させるために、縮退分離素子部32がその対角の角部領域に装荷されている。縮退分離素子部32は、アンテナエレメント部で発生する直交する2つの偏波のバランスをずらすためのものであるため、切り欠きや突出部等であれば良い。また、給電部31は、アンテナエレメント部30の中心線上に配置されている。
図示例では、入力インピーダンスを調整するために、インピーダンス調整部33がアンテナエレメントから突出するパターンによって周縁部に設けられている。これは、ETC車載器との入力インピーダンスを調整するためのものであり、インピーダンス調整部33の幅と長さ(面積)により入力インピーダンスが調整される。そして、給電部31は、このインピーダンス調整部33内に配置されている。
なお、図示例ではインピーダンス調整部33はアンテナエレメント部30の中心線に対称に配置されているが、本発明はこれに限定されるものではない。図2を用いて、インピーダンス調整部の他の例について説明する。図2は、本発明のパッチアンテナ装置のインピーダンス調整部の他の例を説明するための、アンテナエレメント部周辺を示した上面図である。図中、図1と同一の符号を付した部分は同一物を表わしているため、詳説は省略する。図2(a)に示されるように、インピーダンス調整部33aは、ケーブル60とアンテナエレメント部30との間に存在していれば良いため、アンテナエレメント部30から離した位置に配置されている。また、図2(b)に示されるように、インピーダンス調整部33bは、アンテナエレメント部30の中心線から左右にずらして配置されていても良い。なお、何れの場合であっても、1点給電型の円偏波パッチアンテナでは、原則的には給電部31がアンテナエレメント部30の中心線上に配置される。但し、調整の範囲で給電部がオフセットされる場合もある。
図1を再度参照すると、ケーブル60は、インピーダンス調整部33の突出パターンと裏面側のグラウンド導体20とで固定される。また、必要により、基板10の表面側の、切り欠き11の周辺近傍にも、ケーブル60のグラウンド線を接続可能なグラウンドパターンを提供しても良い。なお、別途ケーブルの抜け防止対策を行っても良い。
そして、アンテナエレメント部30には、スタブ40を介して報知回路部50が接続されている。スタブ40は、基板10の表面、即ちアンテナエレメント部30が設けられる面に設けられている。具体的には、スタブ40は両面プリント基板をエッチングすることで所定の形状となるように形成されれば良い。図示例では、折り返し形状のスタブを示した。スタブ40は、基板10の裏面に設けられたグラウンド導体20を利用することで、マイクロストリップラインとなっている。
図3を用いてスタブの他の例について説明する。図3は、本発明のパッチアンテナ装置のスタブの他の例を説明するための、アンテナエレメント部周辺を示した上面図である。図1に示される例では、スタブ40は折り返し形状のものを示したが、図3に、他の例をいくつか挙げる。例えば図3(a)では、報知回路部50までの経路に、アンテナエレメント部30の一辺に平行に1本横に張り出すような形状の例を示した。また、図3(b)では、アンテナエレメント部30の1辺に平行に延在し、その端部に報知回路部50が接続される例を示した。また、図3(c)では、アンテナエレメント部30の2辺に平行にL字状に延在し、その端部に報知回路部50が接続される例を示した。何れの例も、報知回路部50は基板10の裏面側に配置されている。なお、本発明のパッチアンテナ装置のスタブは、上述の図示例の具体的形状には限定されず、ケーブルからの信号がアンテナエレメント部30に供給されると共にマイクロ波信号をフィルタリングして報知回路部50へ伝達できるようなマイクロストリップラインであれば如何なる形状であっても良い。また、スタブ40の長さについても、マイクロ波信号をフィルタリングできるような長さとなるように適宜設定されれば良い。
そして、報知回路部50は、外部にアンテナ装置の状態を伝えるためのものであり、基板10上に設けられる。図1に示されるように、本発明のパッチアンテナ装置では、ケーブル60からの信号は、アンテナエレメント部30を通り、スタブ40を介して報知回路部50に接続されている。報知回路部50は、例えば、報知部である発光ダイオード55とスピーカ56及び、それらの周辺回路である回路部からなるものである。そして、報知回路部50は、スタブ40の端部に必要により基板10に設けられるスルーホール12を用いて裏面側に配置されている。なお、図示例では発光ダイオードとスピーカを備えたパッチアンテナ装置を示したが、本発明はこれに限定されず、発光ダイオードだけを備えるものや、スピーカだけを備えるものであっても構わない。また、本発明のパッチアンテナ装置では、報知回路部は、発光ダイオードやスピーカに限られず、液晶モニタ等、アンテナ装置の状態を伝えることが可能なデバイスであれば如何なるものであっても構わない。
図4に、報知回路部が発光ダイオード(LED)とスピーカとを含んだ場合の等価回路図を示す。図示の通り、報知回路部50では、ケーブル60からの信号が、アンテナエレメント部30に供給されると共に、マイクロ波信号をフィルタリングするためのスタブ40を介して直流回路側に供給されている。直流回路側は、抵抗R1と発光ダイオード55とからなる発光ダイオード側回路と、低周波回路(コンデンサC1,C2とスピーカ56とからなるスピーカ側回路)とからなっている。
ここで、報知回路部50は、アンテナエレメント部30の給電部31が設けられる領域以外の周辺領域であって、電流分布が最小になる領域付近に接続されている。図5を用いて、報知回路部50が接続される位置について説明する。図5は、本発明のパッチアンテナ装置の電流分布の概念を説明するための、アンテナエレメント部周辺を示した上面図である。図中、図1と同一の符号を付した部分は同一物を表わしているため、詳説は省略する。1点給電型の円偏波パッチアンテナにおいて、アンテナエレメント部30上に発生する電流分布は、図5に示されるように、アンテナエレメント部の給電点以外の周囲の辺の周辺領域付近に電流分布が最小となる領域が存在する(図中、点線で囲まれた領域)。この電流分布が最小となる領域は、時間の経過と共に回転するアンテナ上を流れる電流が常に略ゼロに保たれる領域である。なお、アンテナエレメント部の周辺領域から中心付近に向かうに従い、電流分布は高くなる。本発明のパッチアンテナ装置では、この電流分布が最小となる領域付近に、報知回路部50の回路を接続している。なお、電流分布が最小となる領域付近であれば良いため、必ずしも電流分布が最小である位置自身に接続位置が限定されるものではない。
より具体的には、図5に示される方形状の1点給電型の円偏波パッチアンテナにおいては、縮退分離素子部32が設けられる角部領域近傍、及び縮退分離素子部32が設けられない角部領域近傍が、例えば電流分布が最小となる領域となる。したがって、この領域付近に報知回路部50が接続されれば良い。
ここで、図1(a)ではアンテナエレメント部30の左下角の左辺近傍に報知回路部50が接続されているが、電流分布が最小となる領域付近に接続されれば本発明はこれに限定されない。即ち、例えば図5に示されるように、アンテナエレメント部30の左下角の左辺近傍50aだけでなく、左下角の下辺近傍50bや右上角の上辺近傍50c、右辺近傍50d等に接続されても良い。このように、縮退分離素子部32がアンテナエレメント部30を挟むように対向してアンテナエレメント部の周辺領域に装荷された場合には、報知回路部50は、アンテナエレメント部30の周辺領域付近のどこかに接続されれば良い。また、報知回路部50は、縮退分離素子部32が設けられる角部領域付近に接続されても良い。なお、角部近傍(角部からずれた位置)に報知回路部50が接続される例のみを示したが、本発明はこれに限定されず、角部自体に報知回路部50が接続されるものであっても良い。なお、アンテナエレメント部の給電部が設けられる領域以外の周辺領域であって、電流分布が最小になる領域付近であれば、角部に限定もされない。
ここで、図1ではアンテナエレメント部の形状が方形状のものを図示したが、本発明はこれに限定されず、円偏波を送受信可能な形状であれば良い。例えば、アンテナエレメント部の形状は円形状のものであっても良い。図6は、本発明のパッチアンテナ装置のアンテナエレメント部の他の形状を説明するための図であり、図6(a)が縮退分離素子部として凹部を設けたものの上面図、図6(b)が縮退分離素子部として凸部を設けたものの上面図である。図中、図1と同一の符号を付した部分は同一物を表わしているため、詳説は省略する。このような形状のアンテナエレメント部であっても、円偏波を送受信可能である。そして、方形状のアンテナエレメント部の場合と同様に、アンテナエレメント部の給電点以外の周囲の辺の周辺領域付近に電流分布が最小となる領域が存在する。
さらに、本発明のパッチアンテナ装置は、円偏波ではなく直線偏波を送受信可能なアンテナエレメント部を有するものでも良い。直線偏波の場合には、縮退分離素子部を有さない方形状のエレメント部であれば良い。この場合、電流が最小になる領域は、給電部が設けられる辺と対向する辺の周辺領域付近の位置になる。
本発明によれば、アンテナエレメント部の電流分布が最小になる領域付近に報知回路部を接続することで、レイアウトの自由度が高く小型化するすることが可能である。
ここで、再度図1を参照すると、本発明のパッチアンテナ装置では、アンテナエレメント部30の角部近傍の電流分布が最小になる領域付近に報知回路部50を接続するため、報知回路部50の各構成要素を、周辺部に沿って配置可能である。図5を用いて説明したように、本発明のパッチアンテナ装置では、報知回路部50の接続位置の自由度が高いため、基板10上の配置レイアウトの自由度も高く、パッチアンテナ装置の小型化が可能となる。
また、図1(c)に示されるように、報知回路部50の報知部である発光ダイオード55とスピーカ56は、回路部であるコンデンサ等の素子と共に、グラウンド導体20が設けられる面側、即ち、基板10の裏面側に配置されており、アンテナエレメント部30が設けられる面側、即ち、基板10の表面側には、スタブ40のみが配置されている。したがって、表面側には素子等をはんだ付けにより配置する必要がない。これにより製造コストを抑えることが可能となる。
また、図示例のように、発光ダイオード55とスピーカ56が、図1(c)における上下で重ならないように、発光ダイオード55を、基板10に設けられた凸部に配置するようにしても良い。これにより、スピーカ56が配置される側から見た場合に、発光ダイオード55による光がスピーカ56の影響を受けなくなる。なお、スピーカ56とグラウンド導体20との間は、適宜絶縁シート等により絶縁されれば良い。
ここで、グラウンド導体20は、通常、基板の裏面全体を略覆うように提供されており、アンテナエレメント部30はそれよりも小さな領域に提供されている。したがって、基板のアンテナエレメント部30の提供される周辺の余白部分は、側面からの上下関係で見れば、グラウンド導体20と重なる位置となる。したがって、この余白部分にスタブ40を配置すれば良い。これにより、スタブ40はグラウンド導体20を利用するマイクロストリップラインとなる。ここで、基板10を、アンテナエレメント部30を小型化するために波長短縮率を高めるような高誘電率材料により構成しても良い。波長短縮率が高くなることで、アンテナエレメント部30を小型化することが可能である。そして、スタブ40は、このアンテナエレメント部30が小型化することにより生じるスペースに配置されれば良い。このように構成することで、アンテナエレメント部30に対してグラウンド導体20を相対的に大きくすることが可能となるため、アンテナ特性が向上すると共に、スタブ40を配置するスペースを確実に設けることが可能となる。
ここで、本発明のパッチアンテナ装置は、その使用時には、車両の例えばフロントガラス上、より具体的には、車内側からフロントガラス上に貼付されて用いられる。したがって、アンテナエレメント部30が設けられる側がフロントガラス側に対向し、報知部である発光ダイオード55やスピーカ56が配置される側が車内側に対向する。
図7を用いて、筐体に覆われた状態の本発明のパッチアンテナ装置について説明する。図7は、本発明のパッチアンテナ装置の使用時の状態を示す図であり、図7(a)がその斜視図、図7(b)がその横断面図である。図中、図1と同一の符号を付した部分は同一物を表わしているため、詳説は省略する。図示の通り、基板10や発光ダイオード55、スピーカ56等は、筐体70により覆われている。筐体70は、パッチアンテナ装置の外形を画定するものである。そして、筐体70は、アンテナエレメント部30が設けられる面側を覆うベース筐体71と、発光ダイオード55やスピーカ56等の報知部が設けられる面側を覆う透明筐体72とからなる。ベース筐体71は、アンテナエレメント部30から放射される電磁波が通過する素材からなるものであり、例えばABS樹脂等であれば良い。なお、ベース筐体71が、車両の例えばフロントガラス上に車内側から貼付される。また、透明筐体72は、透明又は半透明素材からかるものであり、例えばポリカーボネイトやエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ABS樹脂等であれば良い。なお、ベース筐体71も、透明筐体72と同様の透明又は半透明素材からなるもので形成しても良い。
透明筐体72には、スピーカ56の音がそこから通るように、複数の孔73が設けられている。なお、報知部として発光ダイオード55のみを用いてスピーカ56を用いないパッチアンテナ装置の場合には、孔73は設けなくても良い。
さらに、透明筐体72の、発光ダイオード55の位置に対応する部分74は、他の部分に比べて薄く形成されており、発光ダイオード55により放射される光を良く通すように構成されている。なお、透明筐体72の発光ダイオード55の位置に対応する部分については、薄くする代わりにレンズ効果を有するレンズ部を設けても良い。レンズ部は透明筐体72の厚みを凸レンズ状に一体成形することで設ければ良い。このような構成により、発光ダイオード55から発せられる光を集光することで視認性が向上する。このように、発光ダイオード55の位置に対応する部分74は、透明筐体72と一体成形が可能であるため、製造や組立も容易である。
図示例では、ケーブル60を基板10の切り欠き部に嵌合し、ケーブル60の芯線を曲げて給電部に接続することで、筐体70内に適宜収まるように配置しているが、本発明はこれに限定されず、図1(c)に示されるように、ケーブル60の芯線と基板10との高さを揃えた構成であっても良い。
なお、本発明のパッチアンテナ装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
10 基板
11 切り欠き部
12 スルーホール
20 グラウンド導体
30 アンテナエレメント部
31 給電部
32 縮退分離素子部
33 インピーダンス調整部
40 スタブ
50 報知回路部
55 発光ダイオード
56 スピーカ
60 ケーブル
61 芯線
62 グラウンド線
70 筐体
71 ベース筐体
72 透明筐体
73 孔
74 薄い部分

Claims (3)

  1. 車載用のパッチアンテナ装置であって、該パッチアンテナ装置は、
    アンテナエレメント部を小型化するために波長短縮率を高めるような高誘電率材料からなる基板と、
    前記基板上に設けられるグラウンド導体と、
    前記基板のグラウンド導体が設けられる面と対向する面に設けられ、給電部と縮退分離素子部とを有するアンテナエレメント部と、
    前記基板のアンテナエレメント部が設けられる面であってアンテナエレメント部を小型化することにより生じるスペースに配置され、グラウンド導体を利用するマイクロストリップラインからなり、マイクロ波信号をフィルタリングするスタブと、
    前記基板上に設けられ、アンテナエレメント部の給電部が設けられる領域以外の周辺領域であって、電流分布が最小になる領域付近にスタブを介して接続される、外部に状態を伝えるための報知回路部と、
    を具備することを特徴とするパッチアンテナ装置。
  2. 請求項に記載のパッチアンテナ装置において、前記報知回路部は、基板のグラウンド導体が設けられる面に設けられることを特徴とするパッチアンテナ装置。
  3. 請求項1又は請求項に記載のパッチアンテナ装置において、前記報知回路部は、発光ダイオード及び/又はスピーカを含むことを特徴とするパッチアンテナ装置。
JP2014019400A 2014-02-04 2014-02-04 パッチアンテナ装置 Active JP5931937B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014019400A JP5931937B2 (ja) 2014-02-04 2014-02-04 パッチアンテナ装置
US14/612,443 US9929469B2 (en) 2014-02-04 2015-02-03 Patch antenna device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014019400A JP5931937B2 (ja) 2014-02-04 2014-02-04 パッチアンテナ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015146552A JP2015146552A (ja) 2015-08-13
JP5931937B2 true JP5931937B2 (ja) 2016-06-08

Family

ID=53798944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014019400A Active JP5931937B2 (ja) 2014-02-04 2014-02-04 パッチアンテナ装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9929469B2 (ja)
JP (1) JP5931937B2 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6964601B2 (ja) * 2016-12-16 2021-11-10 株式会社ヨコオ アンテナ装置
WO2018135400A1 (ja) 2017-01-18 2018-07-26 パナソニックIpマネジメント株式会社 アンテナ
CN113067125A (zh) * 2020-01-02 2021-07-02 广州海格通信集团股份有限公司 天线装置和卫星终端
US20230041218A1 (en) * 2020-03-06 2023-02-09 Lg Electronics Inc. Electronic device having transparent antenna
US11544517B2 (en) * 2020-10-03 2023-01-03 MHG IP Holdings, LLC RFID antenna
US11929541B2 (en) * 2020-11-20 2024-03-12 U-Blox Ag GNSS antenna

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04352506A (ja) * 1991-05-30 1992-12-07 Mitsubishi Electric Corp アンテナ一体化マイクロ波回路
US5451966A (en) * 1994-09-23 1995-09-19 The Antenna Company Ultra-high frequency, slot coupled, low-cost antenna system
US6630907B1 (en) * 2002-07-03 2003-10-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Broadband telemetry antenna having an integrated filter
GB2391391A (en) * 2002-07-24 2004-02-04 Harada Ind Integrated loop antenna for vehicular applications
US6903687B1 (en) * 2003-05-29 2005-06-07 The United States Of America As Represented By The United States National Aeronautics And Space Administration Feed structure for antennas
JP3859630B2 (ja) * 2003-09-26 2006-12-20 クラリオン株式会社 自動車用アンテナ
JP3814271B2 (ja) * 2003-11-10 2006-08-23 アルプス電気株式会社 アンテナ装置
JP4121087B2 (ja) * 2003-11-27 2008-07-16 アルプス電気株式会社 アンテナ装置
US7129895B2 (en) * 2004-11-15 2006-10-31 Delphi Technologies, Inc. Multiband concentric mast and microstrip patch antenna arrangement
JP4259460B2 (ja) * 2004-12-08 2009-04-30 日本電気株式会社 発光ダイオード付マイクロストリップアンテナ
JP4502799B2 (ja) * 2004-12-24 2010-07-14 日本板硝子株式会社 車両用アンテナ装置の給電構造および車両用アンテナ装置
JP4196945B2 (ja) * 2004-12-28 2008-12-17 株式会社デンソー スピーカ一体型アンテナ
WO2006115363A1 (en) * 2005-04-26 2006-11-02 E.M.W. Antenna Co., Ltd. Ultra-wideband antenna having a band notch characteristic
US7164385B2 (en) * 2005-06-06 2007-01-16 Receptec Holdings, Llc Single-feed multi-frequency multi-polarization antenna
KR100781933B1 (ko) * 2005-12-16 2007-12-04 주식회사 이엠따블유안테나 단일 급전 단층 2 중 대역 원편파 안테나
JP4607039B2 (ja) * 2006-03-20 2011-01-05 ミツミ電機株式会社 アンテナ装置
US20090295645A1 (en) * 2007-10-08 2009-12-03 Richard John Campero Broadband antenna with multiple associated patches and coplanar grounding for rfid applications
US7994999B2 (en) * 2007-11-30 2011-08-09 Harada Industry Of America, Inc. Microstrip antenna
WO2009081557A1 (ja) * 2007-12-20 2009-07-02 Harada Industry Co., Ltd. パッチアンテナ装置
CN102089928A (zh) * 2008-07-07 2011-06-08 传感电子有限责任公司 用于rfid货架读取器系统的可切换贴片天线
JP5114325B2 (ja) * 2008-07-08 2013-01-09 原田工業株式会社 車両用ルーフマウントアンテナ装置
JP2010021856A (ja) * 2008-07-11 2010-01-28 Nippon Antenna Co Ltd アンテナ装置
JP4955094B2 (ja) * 2009-11-02 2012-06-20 原田工業株式会社 パッチアンテナ
GB201012923D0 (en) * 2010-07-30 2010-09-15 Sarantel Ltd An antenna
US8760362B2 (en) * 2011-06-14 2014-06-24 Blaupunkt Antenna Systems Usa, Inc. Single-feed multi-frequency multi-polarization antenna
US8830128B2 (en) * 2011-06-14 2014-09-09 Kathrein Automotive North America, Inc. Single feed multi-frequency multi-polarization antenna
US9118119B2 (en) * 2011-09-13 2015-08-25 Mediatek Inc. Wireless communication device and feed-in method thereof
JP2013157973A (ja) * 2012-02-01 2013-08-15 Mitsumi Electric Co Ltd アンテナ装置
JP5983769B2 (ja) * 2012-12-20 2016-09-06 株式会社村田製作所 マルチバンド用アンテナ
US9391370B2 (en) * 2014-06-30 2016-07-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Antenna feed integrated on multi-layer PCB

Also Published As

Publication number Publication date
US9929469B2 (en) 2018-03-27
US20150236420A1 (en) 2015-08-20
JP2015146552A (ja) 2015-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4871949B2 (ja) パッチアンテナ装置
JP5931937B2 (ja) パッチアンテナ装置
JP6056994B2 (ja) 電子機器
KR102048507B1 (ko) 안테나 장치 및 그것을 갖는 전자 장치
JP5800118B1 (ja) アンテナ装置および電子機器
JP6394277B2 (ja) アンテナ装置
US20130306363A1 (en) Structure
JP6224617B2 (ja) 構造体
TWI518990B (zh) 天線模組及其天線
JP6436100B2 (ja) アンテナ装置及びそれを備える無線装置
JPH0927711A (ja) 無線通信装置
JP2009100445A (ja) アンテナ装置
KR20190011925A (ko) 안테나 모듈 및 이를 구비하는 전자 기기
JP7130470B2 (ja) 無線通信装置
TWI770851B (zh) 天線裝置
JP2013168796A (ja) アンテナ一体型無線モジュール
JP4457850B2 (ja) 基板搭載薄型アンテナ
JP2015002479A (ja) 共振アンテナ及びアンテナ装置
WO2018016339A1 (ja) マルチバンドアンテナおよび電子機器
JP6015399B2 (ja) アンテナ装置
JP2015186011A (ja) コイル素子および通信端末装置
JP2017017254A (ja) 多層プリント基板
JP2011071775A (ja) アンテナ装置及びこれを用いた移動体通信装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20151112

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151125

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160119

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160404

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160427

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5931937

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250