貼片天線裝置及電波接收設備的製作方法

2023-05-06 12:58:41

專利名稱：貼片天線裝置及電波接收設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及貼片天線裝置及具備該貼片天線裝置的電波接收設備。
背景技術：
以往，如專利文獻I (日本特開2002-198725號公報)所記載的那樣，已知有具備在長方形的電介質板的上表面配設有近似正方形的平面放射電極並收發圓偏振波信號的貼片天線的貼片天線裝置。
·
這種貼片天線裝置構成為以貼片天線的軸比與圓偏振波信號的頻率一致的方式調整平面放射電極的邊的長度。

發明內容
本發明的目的在於提供以簡單的結構調整為得到圓偏振波特性的高増益的貼片天線裝置及電波接收設備。為了實現上述目的，本發明的ー個方案是貼片天線裝置，其特徵在於，具備具有長邊和短邊的長方形的電介質板；配置在上述長方形的電介質板的一方的面上的平面放射電極；配置在上述長方形的電介質板的另一方的面上的接地電極；以及與上述平面放射電極電連接的供電部件，上述平面放射電極在與上述長方形的電介質板的相対的兩個短邊對應的部分對稱地配備至少一個狹縫，該狹縫朝向與相對的另一短邊對應的部分延伸，上述供電部件向上述平面放射電極的供電位置從該平面放射電極的中心偏移，以便得到圓偏振波特性。為了實現上述目的，本發明的ー個方案是電波接收設備，其特徵在於，在設備主體上配備方案一所述的貼片天線裝置。


圖I是本發明的第一實施方式的貼片天線裝置的立體圖。圖2是圖I的貼片天線裝置的俯視圖。圖3是表示將圖I的貼片天線裝置安裝在電路板上的狀態的主要部分剖視圖。圖4是用於說明圖I的貼片天線裝置的供電位置的局部剖切俯視圖。圖5是表示圖I的貼片天線裝置的輻射特性的圖表。圖6是本發明的第二實施方式的貼片天線裝置的立體圖。圖7是圖6的貼片天線裝置的俯視圖。圖8是表示將圖6的貼片天線裝置安裝在電路板上的狀態的主要部分剖視圖。圖9是應用了圖6的貼片天線裝置的數碼攝像機的立體圖。圖10是放大表示圖9的數碼攝像機的一部分的立體圖。
圖11是表示貼片天線裝置的第一變形例的俯視圖。圖12是表示貼片天線裝置的第二變形例的俯視圖。圖13是表示貼片天線裝置的第三變形例的俯視圖。
具體實施例方式以下參照

本發明的實施方式。
實施方式的貼片天線裝置100具有圖I 圖3所示的結構，具備貼片天線110及導電接地部件120。其中，貼片天線110具備長方形的平面放射電極113、長方形的電介質板114、長方形的接地電極115 (參照圖3)及供電部件116。在此，電介質板114在俯視中為縱長的長方形，例如以陶瓷為材料。在該電介質板114的上表面形成平面放射電極113。該平面放射電極113在俯視中為縱長的長方形，例如由規定的厚度的銀箔、金屬板或金屬膜等構成。該平面放射電極113形成為在俯視中比電介質板114小(參照圖2)。並且，平面放射電極113的長邊與電介質板114的長邊平行，另外，平面放射電極113的短邊與電介質板114的短邊平行。在該平面放射電極113的相對的兩個短邊的各個上各形成一個朝向相対的短邊延伸的狹縫117。這兩個狹縫117、117隔著平面放射電極113的中心對稱地形成在彼此相対的位置上。另外，如圖3所示，在電介質板114的下表面形成有接地電極115。該接地電極115除了供電部件116所處的部位及其周邊外，形成在電介質板114的背面整體上。S卩，接地電極115的外形與電介質板114相同地為長方形。該接地電極115例如由規定厚度的銀箔、金屬板或金屬膜等構成。另ー方面，如圖2所示，導電接地部件120是在俯視中通常比電介質板114大的形狀，利用雙面膠帶與貼片天線110的接地電極115固定。導電接地部件120的形狀不需要特別地為正方形，但期望儘量増大面積。並且，以貫通該導電接地部件120與上述電介質板114的方式設有供電部件116。該供電部件116的上端通過釺料與平面放射電極113電連接。另外，如圖3所示，電路板130位於相當於電路的GND的導電接地部件120的下方。並且，上述供電部件116的下端部貫通該電路板130，通過形成在該電路板130的下表面的導電圖案130a而與未圖示的發送電路及/或接收電路電連接。另外，在該實施方式中，長方形的平面放射電極113的長邊的長度LI為9. 5_，短邊的長度L2為9. 3mm。另外，長方形的電介質板114的長邊的長度L3為12mm，短邊的長度L4為11mm，厚度L5為4mm。另外，各狹縫117的長度L6為2. 45mm，但不限於這些尺寸，也可以是其他尺寸。
接著，對貼片天線位置100的供電位置、狹縫117的長度及平面放射電極113的長度進行說明。供電部件116的上端與平面放射電極113電連接的位置是供電位置。如圖4所示，在此，供電位置設定在相對於通過平面放射電極113的中心0並且與平面放射電極113的短邊平行的軸(Y軸)傾斜45°的直線上的位置且為適當的阻抗(50' Q )的位置。另外，狹縫117的長度L6及平面放射電極113的長度L1、L2調整為相對於貼片天線110的兩個共振頻率相位差為90°。由此，能夠實現具有良好的圓偏振波特性的貼片天線裝置100。圖5是表示對該貼片天線裝置100的輻射特性進行模擬的結果的圖表。·在圖5中，實線表示相對於右旋圓偏振波的天線增益，虛線表示相對於左旋圓偏振波的天線增益(單位dBic)。根據圖5，在天線的天頂方向(圖5的0°的位置)，右旋偏振波增益大，相反，在該天頂方向，左旋偏振波増益小。並且，作為識別圓偏振波的左轉和右轉的能力即相交偏振波識別度，得到大約16dB。這些作為圓偏振波天線，得到充分的性能。根據如上構成的貼片天線裝置100，能夠得到如下的效果。即，在平面放射電極113的相対的短邊的各個上對稱地形成朝向相對的另ー短邊延伸的狹縫117。由此，能夠降低貼片天線110的兩個共振頻率中的短邊方向(圖的橫向)的頻率變化。另外，將供電部件116向平面放射電極113的供電位置設定在相對於通過平面放射電極113的中心0並且與平面放射電極113的短邊平行的軸(Y軸)傾斜45°的直線上的位置且為適當的阻抗(50' Q )的位置。由此，通過改變平面放射電極113的邊的長度及狹縫117的長度，能夠調整為相對於兩個共振頻率相位差為90°。由此，能夠以簡單的結構得到調整為得到圓偏振波特性的、高増益的貼片天線裝置 100。另外，由於在平面放射電極113的相対的短邊側的位置對稱地形成朝向平面放射電極113的中心延伸的兩個狹縫117、117，因此如圖2所示，在平面放射電極113中流動的電流ー邊如虛線表示在該兩個狹縫117、117的周圍迂迴ー邊流動。由此，能夠使短邊方向(圖的橫向)的電流路徑的長度更長。即，通過使平面放射電極113的短邊方向(圖的橫向)的電流路徑實質上變長，從而能夠降低短邊方向(圖的橫向)的共振頻率。由此，能夠減小長邊方向(圖的縱向)的共振頻率與短邊方向(圖的橫向)的共振頻
率的差。另外，由於通過對稱地形成兩個狹縫117、117來得到與使電介質板114的短邊方向(圖的橫向)的長度實質上變長相同的效果，因此機箱也能夠容易地安裝在寬度窄的電波接收設備上。(第二實施方式)圖6是第二實施方式的貼片天線裝置的立體圖。圖7是該貼片天線裝置的俯視圖。圖8是表示將該 貼片天線裝置安裝在電路板上的狀態的主要部分剖視圖。該第二實施方式的貼片天線裝置200具有圖6 圖8所示的結構，具備貼片天線210及導電接地部件220。其中，貼片天線210具備平面放射電極213、電介質板214、接地電極215及供電部件 216。該貼片天線210的平面放射電極213、電介質板214、接地電極215及供電部件216與第一實施方式的貼片天線110的平面放射電極113、電介質板114、接地電極115及供電部件116對應。另外，供電位置的設定、狹縫217的長度及平面放射電極213的尺寸的調整利用與第一實施方式相同的方法進行。另外，導電接地電極220及電路板230與第一實施方式的導電接地部件120及電路板130對應。因此，省略共同部分的詳細的說明，主要對不同的部分進行說明。在該貼片天線裝置200中，平面放射電極213及電介質體214的雙方的形狀與第ー實施方式的場合相比，更細長。即，平面放射電極213的長邊的長度LI與第一實施方式的平面放射電極113的長邊的長度LI大致相同。另外，平面放射電極213的短邊的長度L2形成得比第一實施方式的平面放射電極113的短邊的長度L2短。即，在本實施方式中，長方形的平面放射電極213的長邊的長度LI為9. 2_，短邊的長度L2為8. 4mm。另外，長方形的電介質板114的長邊的長度L3為13mm，短邊的長度L4為10mm，厚度L5為3mm。另外，各狹縫217a 217c 的長度 L62、L61、L62 為 3. 1mm、I. 2mm,3. 1mm。但是，不限定於這些尺寸，可以是其他尺寸。在這種場合，即使以與第一實施方式的貼片天線110相同的方式在平面放射電極213的兩個短邊各個上對稱地各形成ー個狹縫，由於短邊的長度L2比第一實施方式的場合大幅地變小，因此無法降低短邊方向(圖的橫向)的共振頻率。由此，短邊方向(圖的橫向)的共振頻率與長邊方向(圖的縱向)的共振頻率的差變大，難以使收發的圓偏振波信號的頻率與天線的軸比的最佳點一致。因此，為了得到與第一實施方式相同的天線特性，通過在平面放射電極213的兩個短邊的各個上對稱地形成在該短邊開ロ且朝向對象(相対的)短邊延伸的各三個狹縫217a、217b、217c，使該短邊的長度方向的電流路徑實質上變長，減小長邊方向(圖的縱向)的共振頻率與短邊方向(圖的橫向)的共振頻率的差。並且，在該實施方式的場合，使三個狹縫217a、217b、217c中的中央的一個狹縫217b的長度L61形成得比左右的其他兩個狹縫217a、217c的長度L62短。通過這樣，由於在平面放射電極213中流動的電流一邊如虛線所示在長度不同的三個狹縫217a、217b、217c的周圍迂迴ー邊流動，因此與使三個狹縫217a、217b、217c為相同長度的場合相比，能夠使電流路徑的整體的長度更長。因此，能夠使平面放射電極213的短邊的長度方向的電流路徑實質上變長，能夠有效地減小長邊方向(圖的縱向)的共振頻率與短邊方向(圖的橫向)的共振頻率的差。根據該第二實施方式的貼片天線，能夠得到以下效果。S卩，根據第二實施方式的貼片天線裝置200的貼片天線210，由於比第一實施方式的貼片天線110更細長，因此與安裝第一實施方式的貼片天線110的場合相比，能夠安裝在更細長的機箱上。圖9及圖10表示將該第二實施方式的貼片天線裝置200搭載在設備主體201上的電波接收設備的ー個例子。該電波接收設備是數碼攝像機202。在該數碼攝像機中，從薄型化的要求出發，機箱203的進深尺寸變小。安裝在該數碼攝像機202的機箱203內的貼片天線裝置200以上述電介質板214的短邊的長度方向與數碼攝像機202的進深方向一致的方式安裝在數碼攝像機202的上表面。在該場合，貼片天線裝置200安裝在從設備主體201的開ロ 201a露出的電路板230 上。圖11表示貼片天線的第一變形例。 在該貼片天線410中，在長方形的電介質板414的上表面形成平面放射電極413，在電介質板414的下表面形成接地電極(未圖示)，利用供電部件416進行向平面放射電極413的供電。在該貼片天線410中，狹縫417包括寬度窄的直線狀部分417a以及與該直線狀部分417a的前端相連設置的方形部分417b。根據該貼片天線410，與只由直線狀部分417a構成的狹縫的情況相比，由於電流ー邊在方形部分417b的周圍迂迴ー邊流動，因此能夠使電流路徑更長。圖12表示貼片天線的第二變形例。在該貼片天線510中，在長方形的電介質板514的上表面形成平面放射電極513，在電介質板514的下表面形成接地電極(未圖示)，利用供電部件516進行向平面放射電極513的供電。在該貼片天線510中，狹縫517包括寬度窄的直線狀部分517a以及與該直線狀部分517a的前端相連設置的圓狀部分517b。根據該貼片天線510，與只由直線狀部分517a構成的狹縫的情況相比，由於電流在圓狀部分517b的周圍迂迴流動，因此能夠使電流路徑更長。圖13表示貼片天線的第三變形例。在該貼片天線610中，在長方形的電介質板614的上表面形成平面放射電極613，在電介質板614的下表面形成接地電極(未圖示)，利用供電部件616進行向平面放射電極613的供電。
在該貼片天線610中，狹縫617包括寬度窄的直線狀部分617a以及與該直線狀部分617a的前端相連設置且橫穿該直線狀部分617b的中途的直線狀部分617b。根據該貼片天線610，與只由直線狀部分617a構成的狹縫的情況相比，由於電流在另一直線狀部分617b的周圍迂迴流動，因此能夠使電流路徑更長。以上，說明了本發明的幾個實施方式，但本發明的範圍不限定於上述的實施方式，包括權利要求的範圍所記載的發明的範圍和與其均等的範圍。例如，在上述實施方式及變形例中，使平面放射電極的平面形狀為長方形，但也可以為正方形、圓形或橢圓形狀等。另外，在該實施方式中，為直線狀的狹縫，但也可以為在變形例中說明的由寬度窄 的直線狀部分以及與該直線狀部分的前端相連設置的方形部分、或圓狀部分、或橫穿該直線狀部分的中途的直線狀部分構成的狹縫。另外，在該實施方式中，長方形的平面放射電極的長邊的長度、短邊的長度、長方形的電介質板的長邊的長度、短邊的長度、厚度、狹縫的長度為特定的尺寸，但如上所述，不限定於這些尺寸，可以是其他尺寸。
權利要求
1.一種貼片天線裝置，其特徵在於，具備 具有長邊和短邊的長方形的電介質板； 配置在上述長方形的電介質板的一方的面上的平面放射電極； 配置在上述長方形的電介質板的另一方的面上的接地電極；以及 與上述平面放射電極電連接的供電部件， 上述平面放射電極在與上述長方形的電介質板的相對的兩個短邊對應的部分對稱地配備至少一個狹縫，該狹縫朝向與相對的另一短邊對應的部分延伸， 上述供電部件向上述平面放射電極的供電位置從該平面放射電極的中心偏移，以便得到圓偏振波特性。
2.根據權利要求I所述的貼片天線裝置，其特徵在於， 上述平面放射電極是圓形形狀、橢圓形狀、具有與上述長方形的電介質板的各邊平行的各邊的長方形形狀中的任意的形狀。
3.根據權利要求I所述的貼片天線裝置，其特徵在於， 上述至少一個狹縫是兩個或三個狹縫，這些狹縫分別從與上述長方形的電介質板的相對的兩個短邊對應的部分與上述相對的短邊正交地朝向與相對的另一短邊對應的部分延伸。
4.根據權利要求3所述的貼片天線裝置，其特徵在於， 上述三個狹縫中的中央的一個狹縫的長度比其他兩個狹縫的長度短。
5.根據權利要求I所述的貼片天線裝置，其特徵在於， 上述至少一個狹縫包括寬度窄的直線狀部分以及與該直線狀部分的前端相連設置的方形部分、或圓狀部分、或橫穿該直線狀部分的中途的直線狀部分。
6.根據權利要求I所述的貼片天線裝置，其特徵在於， 上述供電部件向上述平面放射電極的供電位置設定在相對於通過平面放射電極的中心且與平面放射電極的短邊平行的軸傾斜45°的直線上的位置且為適當的阻抗的位置。
7.一種電波接收設備，其特徵在於， 在設備主體上配備權利要求I所述的貼片天線裝置。
全文摘要
本發明提供貼片天線裝置及電波接收設備。本發明的貼片天線裝置(100)具備長方形的電介質板(114)、平面放射電極(113)、接地電極(115)、供電部件(116)，平面放射電極(113)在與電介質板的兩個短邊對應的部分對稱地配備朝向與另一短邊對應的部分延伸的狹縫(117)，供電部件(116)的供電位置從該平面放射電極的中心偏移，以便得到圓偏振波特性。由此，能夠實現以簡單的結構調整為得到圓偏振波特性的、高增益的貼片天線裝置及電波接收設備。
文檔編號H01Q1/38GK102956966SQ201210286890
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月13日 優先權日2011年8月12日
發明者阿部和明 申請人:卡西歐計算機株式會社