天線以及具備該天線的天線裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種即使螺旋狀天線元件為多個(gè)也容易實(shí)現(xiàn)小型化的天線以及具備該天線的天線裝置。該天線具備：棒狀的支撐體（芯棒45）；繞上述支撐體的軸（軸線47）卷繞的第一螺旋狀天線元件（天線繞線20）；以及隔著絕緣體（絕緣件50）而與上述第一螺旋狀天線元件重疊，并與上述第一螺旋狀天線元件反向地繞上述軸卷繞的第二螺旋狀天線元件（天線繞線30）。上述第一螺旋狀天線元件與上述第二螺旋狀天線元件通過上述支撐體的根部46而電連接。
【專利說明】天線以及具備該天線的天線裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具備多個(gè)螺旋狀天線元件的天線以及具備該天線的天線裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為與具備多個(gè)螺旋狀天線元件的天線相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)，例如公知有專利文獻(xiàn) 1、2。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開2003 - 37426號(hào)公報(bào)
[0005]專利文獻(xiàn)2:日本特開2011 - 151573號(hào)公報(bào)
[0006]然而，在上述的現(xiàn)有技術(shù)中，如果第一螺旋狀天線元件的卷繞間距加大，則不能在第一螺旋狀天線元件的卷繞間距間配置第二螺旋狀天線元件。因此，第一螺旋狀天線元件的長度變長，難以將天線小型化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明所要解決的課題
[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種即使螺旋狀天線元件為多個(gè)也容易小型化的天線以及具備該天線的天線裝置。
[0009]用于解決課題的方法
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種天線以及具備該天線的天線裝置，該天線具備:棒狀的支撐體；繞上述支撐體的軸卷繞的第一螺旋狀天線元件；以及隔著絕緣體而與上述第一螺旋狀天線元件重疊，并與上述第一螺旋狀天線元件反向地繞上述軸卷繞的第二螺旋狀天線元件。
[0011]本發(fā)明的效果如下。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，即使螺旋狀天線元件為多個(gè)也能夠使天線容易小型化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是一個(gè)實(shí)施方式的天線裝置的構(gòu)成圖。
[0014]圖2是構(gòu)成為一個(gè)實(shí)施方式的天線的組件的側(cè)視圖。
[0015]圖3是一個(gè)實(shí)施方式的天線的側(cè)視圖。
[0016]圖4是天線的根部及安裝在該根部的連接器部的側(cè)視圖。
[0017]圖5是兩個(gè)天線元件的卷繞方向相反時(shí)的回?fù)p(return loss)特性。
[0018]圖6是表示兩個(gè)天線元件的卷繞方向相同時(shí)的回?fù)p特性的圖。
[0019]圖7是表示兩個(gè)天線元件的卷繞方向相同時(shí)和相反時(shí)的天線增益特性的圖。
[0020]圖中:
[0021]10—天線裝置,20一天線繞線，21、22—繞線部,23—濾波部，24、25—固定部,30—天線繞線，40—桿部,41一連接器部，42—安裝部，43—筒部,45—芯棒,46—根部，47—軸線，50—絕緣件，60—基座部，61—連接器部，62 —電子回路部，70—桿天線，71 —組件，100—車體。
【具體實(shí)施方式】
[0022]〈天線裝置10>
[0023]圖1是表示將本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的天線裝置10固定在車體100上的狀態(tài)的側(cè)視圖。汽車等車輛用的天線裝置10具備用規(guī)定的固定機(jī)構(gòu)固定在車體100(例如車輛的頂板的后部表面等)上的基座部60、和與基座部60連接的桿部40。
[0024]基座部60具有與設(shè)置在桿部40的下端部的連接器部41連接的連接器部61、和與連接器部61電連接的電子回路部62。通過連接器部41與連接器部61機(jī)械連接而且電連接，從而構(gòu)成為內(nèi)裝于桿部40的后述的桿天線70 (參照?qǐng)D3)的螺旋狀天線元件與內(nèi)裝于基座部60的電子回路部62電連接。通過桿天線70的螺旋狀天線元件與電子回路部62電連接，能夠在該螺旋狀天線元件與電子回路部62之間傳遞信號(hào)。電子回路部62具有回路基板，該回路基板安裝有例如將由桿天線70的螺旋狀天線元件接收的信號(hào)進(jìn)行放大的放大器等。
[0025]< 桿天線 70 >
[0026]圖2、圖3是用于說明桿天線70的結(jié)構(gòu)的圖。圖2是圖3的桿天線70完成之前的組件71的側(cè)視圖，圖3是完成后的桿天線70的側(cè)視圖。桿天線70是I卷(卷繞一次)的長度相對(duì)于波長而言非常短的法向模螺旋天線。此外，桿天線也可以稱為柱天線。
[0027]桿天線70具備棒狀的支撐體。作為棒狀的支撐體，圖2、圖3例示了芯棒45。芯棒45是具有樹脂等絕緣性的柱狀部件。為了搭載在車輛上，芯棒45優(yōu)選具有撓性。芯棒45只要是棒狀則可以是柱狀以外的任意的形狀，例如可以是筒狀體，也可以是錐體。圖中例示了在根部46側(cè)形成有錐形部分的圓柱狀的芯棒45。
[0028]桿天線70具備:繞棒狀的支撐體的軸卷繞的第一螺旋狀天線元件；以及隔著絕緣體而與第一螺旋狀天線元件重疊，并與上述第一螺旋狀天線元件反向地繞上述軸卷繞的第二螺旋狀天線元件。在圖2、圖3中，作為第一螺旋狀天線元件，例示了繞芯棒45的軸線47在芯棒45的外周面卷繞成螺旋狀的天線繞線20。在圖3中，作為第二天線元件，例示了隔著絕緣件50以與天線繞線20交叉的方式重疊，并繞軸線47與天線繞線20相反地卷繞成螺旋狀的天線繞線30。在圖3的情況下，由于天線繞線30卷繞在天線繞線20的外側(cè)，因此用點(diǎn)線表示天線繞線20整體中位于芯棒45的外周面與絕緣件50之間的繞線部分。
[0029]這樣，桿天線70的天線繞線20和天線繞線30隔著絕緣體50而重疊。由此，確保天線繞線20和天線繞線30的寬帶化的同時(shí)，能夠容易地將桿天線70及覆蓋桿天線70的桿部70小型化。例如，能夠縮短桿天線70的全長，進(jìn)而桿部40的全長L (參照?qǐng)D1)也能夠容易地變短。
[0030]另外，由于天線繞線30卷繞在天線繞線20的外側(cè)，因此無需變更天線繞線20的卷繞方向，便能夠卷繞天線繞線30。因此,不會(huì)給天線繞線20的天線特性帶來較大的影響，能夠后附以所希望的天線特性設(shè)計(jì)的天線繞線30。
[0031]若從芯棒45的軸線47的延伸方向X觀察，則天線繞線20沿逆時(shí)針方向卷繞在芯棒45的外周面，若從延伸方向X觀察，則天線繞線30沿順時(shí)針方向卷繞在天線繞線20的外周周圍，但并不限定于此。例如也可以是，從延伸方向X觀察，天線繞線20沿順時(shí)針方向卷繞在芯棒45的外周面,從延伸方向X觀察，天線繞線30沿逆時(shí)針方向卷繞在天線繞線20的外周周圍。
[0032]這樣，通過天線繞線20和天線繞線30相互反向地繞沿芯棒45的長度方向延伸的軸線46卷繞，從而與卷繞方向相同的情況相比，天線繞線20的電場(chǎng)成分與天線繞線30的電場(chǎng)成分不易耦合。因此，天線繞線20和天線繞線30在電場(chǎng)上難以給彼此帶來影響。由此，能夠增大天線繞線20及天線繞線30的天線增益。另外，能夠使天線繞線20及天線繞線30的工作頻帶寬帶化。
[0033]另外，在圖2的情況，為了容易將天線繞線20卷繞在芯棒45上，天線繞線20的下端部也可以用帶24固定在芯棒45上。同樣地，為了容易將天線繞線30卷繞在天線繞線20及絕緣件50上，天線繞線30的下端部也可以以與帶24重疊的方式用帶25固定。這種固定部件可以是帶以外的任意的部件(例如，蓋、環(huán)等)，既可以是導(dǎo)體也可以是絕緣體。
[0034]在將桿天線70作為能夠發(fā)送接受多個(gè)不同頻帶的電波的多頻天線來使用的情況下，將天線繞線20及天線繞線30調(diào)整成相互不同的長度為宜。例如，天線繞線20調(diào)整成以規(guī)定的第一頻帶工作的長度、天線繞線30調(diào)整成以與第一頻帶不同的第二頻帶工作的長度為宜。在圖2、圖3的情況下，天線繞線20的長度(LI + L2)比天線繞線30的長度L3長。也就是，相比天線繞線20能夠收發(fā)的電波，天線繞線30能夠收發(fā)更高波段的電波。例如，在使天線繞線30在GSM (注冊(cè)商標(biāo))800的頻帶(824?960MHz)激振的情況下，優(yōu)選將L3 設(shè)定在 60 ?80mm (GSM:Global System for Mobile Communications)。
[0035]另外，天線繞線20作為長度比天線繞線30長的第一繞線部而具有繞線部21，作為卷繞間距比繞線部21的卷繞間距窄的第二繞線部而具有繞線部22。S卩、繞線部21的長度LI比天線繞線30的長度L3長，繞線部22的相鄰的繞線間的卷繞間距P2比繞線部21的相鄰的繞線間的卷繞間距Pl窄。由此，相比天線繞線30能夠收發(fā)的電波，天線繞線20能夠由繞線部21收發(fā)更低波段的電波，并且相比能夠由繞線部21發(fā)送接受的電波，能夠由繞線部21及繞線部22發(fā)送接受更低波段的電波。
[0036]另外，通過使卷繞間距P2比卷繞間距Pl窄而能夠縮短繞線部22的長度L2。因此，相比能夠由繞線部21收發(fā)的電波，確保能夠由繞線部21及繞線部22收發(fā)的更低波段的電波，并且能夠縮短天線繞線20的長度(LI + L2)。天線繞線30的卷繞間距P3既可以與繞線部21的卷繞間距Pl相同、也可以不同。
[0037]繞線部21設(shè)置在芯棒45的下端部側(cè)，繞線部22設(shè)置在芯棒45的前端部側(cè)，繞線部21和繞線部22由一連串的繞線形成為線圈狀。
[0038]天線繞線20在繞線部21與繞線部22之間具備濾波部23。濾波部23通過與繞線部21及繞線部22相同的一連串的繞線以比卷繞間距P1、P2窄且不為零的范圍的間距密集地卷繞在芯棒45上而形成。通過密集地卷繞，繞線部21與繞線部22之間的連接部分的電感成分變大，該連接部分作為濾波器發(fā)揮功能。濾波部23無需由與繞線部21及繞線部22相同的一連串的繞線形成，可以是任意的濾波部件。
[0039]絕緣件50是介于天線繞線20與天線繞線30之間的絕緣層。絕緣件50既可以是卷繞成筒狀的薄板部件，也可以是形成為筒狀的樹脂模制件。另外，圖的情況下，絕緣件50以從繞線部21的外周側(cè)覆蓋的方式卷繞，以使繞線部21與天線繞線30絕緣。[0040]若絕緣件50為具有粘接性的粘結(jié)帶等粘接件，則在確保天線繞線20與天線繞線30的之間的絕緣性的狀態(tài)下，能夠?qū)⑻炀€繞線20穩(wěn)定地固定在芯棒45的外周面。如果在絕緣件50的外周面具有粘接性，則能夠?qū)⑻炀€繞線30穩(wěn)定地固定在絕緣件50上。
[0041]圖4是圖1所示的連接器部41以及與連接器部41連接的桿天線70的根部46的側(cè)視圖。除了根部46以外，絕緣件50卷繞在天線繞線20的外周側(cè)。
[0042]連接器部41具有與圖1所示的基座部60的連接器部61連結(jié)的安裝部42、和與根部46連結(jié)的筒部43。連接器部41是安裝部42與筒部43 —體地形成的導(dǎo)電性的金屬零件。
[0043]安裝部42形成有例如能夠與連接器部61的內(nèi)螺紋部連接的外螺紋部。筒部43具有收納根部46的內(nèi)周部。通過根部46插入筒部43而進(jìn)行接觸，從而天線繞線20及天線繞線30在筒部43通過根部46而相互電連接。筒部43例如利用鉚接加工或軟釬焊而通過根部46與天線繞線20及天線繞線30電連接。
[0044]通過天線繞線20及天線繞線30與筒部43電連接，從而經(jīng)由安裝部42及基座部60的連接器部61而與電子回路部62電連接。也就是，連接器部61及連接器部41以及根部46相當(dāng)于天線繞線20與天線繞線30的共用供電部。
[0045]<實(shí)驗(yàn)結(jié)果>
[0046]接著，對(duì)在圖3例示的桿天線70的形態(tài)中，不改變天線繞線20及天線繞線30的各尺寸而是僅改變卷繞方向，來測(cè)定各桿天線的天線特性的結(jié)果進(jìn)行說明。在本實(shí)驗(yàn)中，將天線繞線20的繞線部21的長度LI設(shè)定為以地上數(shù)字電視播放波段(470?770MHz)激振的長度。另外，將天線繞線20的長度(LI + L2)設(shè)定為以FM廣播波段(76?108MHz (日本的FM廣播波段:76?90MHz、美國的FM廣播波段:88?108MHz))以及AM無線電廣播波段(520?1700kHz)激振的長度。另外，將天線繞線30設(shè)定為以GSM800的頻帶(824?960MHz)激振的長度。
[0047]圖5是天線繞線20與天線繞線30相互反向卷繞的桿天線(也就是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式)的Sll特性。圖6是天線繞線20與天線繞線30在相同卷繞方向卷繞的桿天線(也就是應(yīng)用了專利文獻(xiàn)1、2的技術(shù)的比較例)的Sll特性。圖4、圖5的縱軸的Sll表示相對(duì)于各頻率f的反射損失(回?fù)p)。
[0048]從圖可知，圖5的地上電視播放以及GSM800的回?fù)p的峰值與圖6的情況相比較，得到低大約2?3dB的有利的結(jié)果。另外，例如若將一 IOdB設(shè)定為基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，則能夠在相互分離的兩頻帶分別實(shí)現(xiàn)寬帶化。
[0049]圖7是天線繞線20、30的卷繞方向不同的天線增益(Gain)的比較結(jié)果。在圖7中，“交叉(Cross)”表示反向卷繞的桿天線的天線增益，“平行(Parallel)”表示在相同的卷繞方向卷繞的桿天線的天線增益。如圖7所示，通過將兩個(gè)天線繞線相互反向地卷繞，能夠使天線增益在GSM800的大致全域的頻率f提高。
[0050]以上通過實(shí)施方式例對(duì)天線及內(nèi)裝該天線的天線裝置進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不現(xiàn)定于上述實(shí)施方式例。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以進(jìn)行其他實(shí)施方式例的一部分或全部的組合或置換等各種變形及改良。
[0051]例如，螺旋狀天線元件的個(gè)數(shù)不限于兩個(gè)，也可以是三個(gè)以上。另外，第一螺旋狀天線元件與第二螺旋狀天線元件的繞線的線徑既可以相同也可以不同。另外，第一螺旋狀天線元件與第二螺旋狀天線元件的卷繞間距既可以相同也可以不同。另外，第一螺旋狀天線元件與第二螺旋狀天線元件的卷繞間距既可以分別在中途變化也可以恒定。另外，第一螺旋狀天線元件與第二螺旋狀天線元件的卷繞直徑既可以在中途變換也可以恒定。另外，圖示的螺旋狀天線元件的卷繞個(gè)數(shù)η、長度L、間距P、卷繞直徑Φ等各尺寸只不過一例，可以根據(jù)所希望的天線特性任意地變更。
[0052]另外，在上述的實(shí)施方式中，作為棒狀的支撐體，舉例說明了芯棒45，但棒狀的支撐體也可以是覆蓋桿天線并收納的桿部40 (參照?qǐng)D1)。
[0053]另外，介于天線繞線20與天線繞線30之間的絕緣體也可以是天線繞線20和天線繞線30的至少一方的表面上形成的絕緣覆膜。
[0054]另外，在上述的實(shí)施方式中，第一螺旋狀天線元件和第二螺旋狀天線元件均卷繞在作為棒狀的支撐體的芯棒45的外周側(cè)，但在芯棒45為筒狀的情況下，一方或兩方卷繞在芯棒45的內(nèi)部也可以。另外，在上述的實(shí)施方式中，全長較短的螺旋狀天線元件卷繞在全長較長的螺旋狀天線元件的外側(cè)(天線繞線30卷繞在天線繞線20的外側(cè))，但全長較短的螺旋狀天線元件卷繞在全長較長的螺旋狀天線元件的內(nèi)側(cè)也可以。
[0055]另外，在第一螺旋狀天線元件的長度比第二螺旋狀天線元件長的情況下，第一螺旋狀天線元件適合用于30Μ?0.3GHz的VHF波段。作為VHF波段的電波的用途，可列舉日本的FM廣播波段(76?90MHz )、美國的FM廣播波段(88?108MHz )、電視VHF波段(90?108MHz、170 ?222MHz)、數(shù)字音頻廣播(Digital Audio Broadcasting:DAB)的波段 III(174?240MHz)。另外，第一螺旋狀天線元件例如適合用于300k?3MHz的MF波段。作為MF波段的電波的用途，可列舉AM無線電廣播(520?1700kHz)。
[0056]另外，在第一螺旋狀天線元件的長度比第二螺旋狀天線元件長的情況下，第二螺旋狀天線元件適合用于0.3G?3GHz的UHF波段。作為UHF波段的電波的用途，車輛用無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)(300?450MHz)、汽車電話用的800MHz波段(824?960MHz)、DAB的L波段(1452?1492MHz)、汽車電話用的1.5GHz波段(1.429?1.501GHz)、人造衛(wèi)星的GPS信號(hào)(Global Positioning System: 1575.42MHz)、VICS (注冊(cè)商標(biāo))(Vehicle Information andCommunication System:2.5GHz)。
【權(quán)利要求】
1.一種天線，其特征在于， 具備:棒狀的支撐體； 繞上述支撐體的軸卷繞的第一螺旋狀天線元件；以及 隔著絕緣體而與上述第一螺旋狀天線元件重疊，并與上述第一螺旋狀天線元件反向地繞上述軸卷繞的第二螺旋狀天線元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于， 上述第一螺旋狀天線元件的長度比上述第二螺旋狀天線元件長。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的天線，其特征在于， 上述第一螺旋狀天線元件具有:長度比上述第二螺旋狀天線元件長的第一繞線部；以及卷繞間距比上述第一繞線部的卷繞間距窄的第二繞線部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)中所述的天線，其特征在于， 上述第二螺旋狀天線元件卷繞在上述第一螺旋狀天線元件的外側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4任一項(xiàng)中所述的天線，其特征在于， 上述第一螺旋狀天線元件與上述第二螺旋狀天線元件通過上述支撐體的根部電連接。
6.一種天線裝置，其特征在于， 具備:權(quán)利要求1?5任一項(xiàng)中所述的天線；以及 內(nèi)裝與上述第一螺旋狀天線元件及上述第二螺旋狀天線元件電連接的電子回路部的基座部。
【文檔編號(hào)】H01Q11/08GK103811874SQ201310533787
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月2日
【發(fā)明者】瀧澤亮, 三好明 申請(qǐng)人:三美電機(jī)株式會(huì)社