專利名稱：天線裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具備反射器的天線裝置。
背景技術：
在現(xiàn)有技術中，作為這種天線裝置，具備俯視下為矩形的反射器和與該反射器相對配置的偶極元件的天線是公知的(參照專利文獻1)。在該天線中，構成為反射器和偶極元件之間分開1/4波長以下(0. 1波長)，偶極元件的物理長度為0. 6波長以上且小于1 波長。專利文獻1 JP特開2001-203530號公報但是，在現(xiàn)有的天線(裝置)中，在反射器與偶極元件(輻射器)之間的間隔為1/4 波長以下的情況下，為了確保電長度，不僅需要增大反射器的面積，還需要將偶極元件的物理長度設為0. 6波長以上，因此，存在天線裝置大型化以致不能搭載在小型的電子設備等中的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明鑒于上述問題而提出，目的在于提供一種天線裝置，即使在輻射器與反射板之間的距離為1/4波長以下的情況下，也能夠在不增大反射器自身的前提下，實現(xiàn)裝置整體的薄型化、小型化。本發(fā)明的天線裝置特征在于具備輻射器；和反射器，其與所述輻射器平行地設置，且按照將與所述輻射器之間的距離設置為比該輻射器的諧振頻率的波長的1/4波長短的距離的方式來進行配置，并由導電性材料構成，在所述反射器上，形成有在與電場方向正交的方向上延伸的絕緣部。根據(jù)該構成，由于在反射器上，在與電場方向正交的方向上形成有絕緣部，因此， 由反射器激振的表面電流按照避開絕緣部的形成區(qū)域的方式迂回，能夠使反射器的電長度比該反射器的物理長度長。因此，即使在使輻射器與反射板之間的距離為1/4波長以下的情況下，也能夠根據(jù)該距離來確保反射器的電長度，故能夠在不增大反射器自身的前提下， 實現(xiàn)天線裝置整體的薄型化、小型化。本發(fā)明的特征在于，在上述天線裝置中，所述絕緣部由在與電場方向正交的方向上延伸的單個第1狹槽構成。根據(jù)該構成，能夠通過簡易的構成來形成絕緣部，能夠實現(xiàn)天線裝置整體的薄型化、小型化。本發(fā)明也可以是，在上述天線裝置中，在所述反射器上，形成有與所述第1狹槽平行且在與所述電場方向正交的方向上延伸的第2狹槽。根據(jù)該構成，由于能進一步使反射器的電長度比該反射器的物理長度長，因此，能夠在不增大反射器自身的前提下，進一步實現(xiàn)天線裝置整體的薄型化、小型化。本發(fā)明的特征在于，在上述天線裝置中，所述反射器形成為板狀，在所述反射器上，形成有將該反射器的一部分相對于該反射器的平面部垂直地切起的切起部，通過該切起部來形成與所述狹槽平行的開口部。根據(jù)該構成，由于形成有與狹槽平行地開口部，因此能進一步使反射器的電長度比該反射器的物理長度長，因此，能夠在不增大反射器自身的前提下，進一步實現(xiàn)天線裝置整體的薄型化、小型化。另外，也能夠使切起部作為例如支撐設置有輻射器的基板的支撐部發(fā)揮功能。本發(fā)明的特征在于，在上述天線裝置中，所述輻射器設置在電介質基板上，所述電介質基板由形成在所述反射器上的多個切起部支撐。根據(jù)該構成，由于由多個切起部來支撐電介質基板，因此能夠在不追加支撐部件的前提下，用簡易的構成來保持電介質基板的穩(wěn)定性。本發(fā)明的特征在于，在上述天線裝置中，在所述多個切起部，形成有開口部。根據(jù)該構成，由于在多個切起部形成有開口部，因此能夠進一步使反射器的電長度比該反射器的物理長度長，因此，能夠在不增大反射器自身的前提下，進一步實現(xiàn)天線裝置整體的薄型化、小型化。根據(jù)本發(fā)明，即使在輻射器與反射板之間的距離為1/4波長以下的情況下，也能夠在不增大反射器自身的前提下，實現(xiàn)裝置整體的薄型化、小型化。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式的天線裝置的構成的立體圖。圖2是表示本實施方式的天線裝置的輻射器的構成的俯視圖。圖3是表示本實施方式的天線裝置的反射板的構成的俯視圖。圖4是表示在本實施方式的天線裝置的反射板上形成的絕緣部的一例的平面示意圖。圖5是表示本實施方式的天線裝置的定向特性的圖。圖6是表示比較例的天線裝置的定向特性的圖。符號的說明1天線裝置2電介質基板(電路基板)3反射板(反射器)4接地圖案5 狹槽(slot)6供電線6a Jb線供電部7供電天線元件(輻射器)8、9非供電天線元件(輻射器)10、11絕緣部(狹槽)12、13、14、15 切起(切 >9 起二 L· )部12a、13a、14a、15a 開口部12c、13c、14c、15c 開口部
具體實施例方式下面，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細的說明。圖1是從接地形成面觀察本發(fā)明的實施方式的天線裝置的立體圖。圖2是從接地形成面?zhèn)扔^察本實施方式的電介質基板的俯視圖。圖3是本實施方式的反射板的俯視圖。如圖1所示，天線裝置1具備電介質基板(電路基板)2、和與電介質基板2相對設置的反射板3。電介質基板2形成為俯視矩形，在除了外周緣部的主面上形成有由銅箔構成的接地圖案4。在本實施方式中，電介質基板2的整體形狀以長方形來構成，但也可以是正方形或者為了組裝入實際的設備而配合周邊設備的形狀的其它的形狀。下面，將電介質基板2的下側的長邊作為第1邊部Li，將與第1邊部Ll相對的上側的長邊作為第2邊部L2， 將與第1邊部Ll相鄰的兩個短邊作為第3邊部L3和第4邊部L4，以此為基礎進行說明。在電介質基板2的第1邊部Ll的附近，按照使接地圖案4的下側外緣部殘留一部分的方式沿著該第1邊部Ll平行地形成狹槽5。狹槽5以規(guī)定寬度形成為帶狀延伸的俯視的長方形，并且從電介質基板2的第1邊部Ll的中心起在左右方向上形成為相同長度。 在狹槽5設有成為供電部的供電線6。供電線6分支為兩條的線供電部6a、6b，兩條線供電部6a、6b夾著狹槽5的長邊方向的中心、在對稱位置上架設在與狹槽5的長邊方向正交的方向上。狹槽5以及供電線6構成了由狹槽天線形成的供電天線元件(輻射器)7。在電介質基板2的主面，對第3、第4邊部L3、L4的側方外緣部沿著第3、第4邊部L3、L4去除規(guī)定寬度的銅箔，在去除了銅箔的區(qū)域，分別形成有俯視L字狀的非供電天線元件(輻射器)8、9。下面，將沿著第3邊部L3去除了銅箔的區(qū)域稱為銅箔去除區(qū)域Al， 將沿著第4邊部L4去除了銅箔的區(qū)域稱為銅箔去除區(qū)域A2。銅箔去除區(qū)域Al側的非供電天線元件8從相鄰的接地圖案4的第2邊部L2側的角部起沿著第2邊部L2朝著第3邊部L3側形成為直線狀，并且，沿著第3邊部L3，直到第1邊部Ll的附近為止形成為蜿蜒形狀(meander shape)。另一方面，設置于銅箔去除區(qū)域A2的非供電天線元件9從相鄰的接地圖案4的第2邊部L2側的角部起沿著第2邊部L2朝著第4邊部L4側形成為直線狀，并且，沿著第4邊部L4，直到第1邊部Ll的附近為止形成為蜿蜒形狀。非供電天線元件8、9 分別形成于距狹槽5的長邊方向的中心位置為天線諧振頻率的波長λ的大致1/4的位置。這樣，由狹槽天線構成的供電天線元件7以及由單極天線構成的非供電天線元件 8、9沿著成為方形的電介質基板2的外周緣部而形成，在由這3條天線元件包圍的基板中央部，安裝有構成電子電路的電氣部件。另外，按照需要在電介質基板2的背面?zhèn)劝惭b構成電子電路的電氣部件。如圖3所示，反射板3形成為俯視矩形，由銅或鋁等導電性材料形成。該反射板3 相對于電介質基板2(供電天線元件7以及非供電天線元件8、9)平行地設置，按照與電介質基板2之間的距離設置為比該供電天線元件7的諧振頻率的波長的1/4短的距離(例如 1/10)的方式而配設。另外，反射板3的整體形狀也可以不是長方形，而是正方形或者為了組裝入實際設備而配合周邊設備的形狀的其它形狀。下面，將反射板3的下側的長邊作為第1邊部Lll，將與第1邊部Lll相對的上側的長邊作為第2邊部L12，將與第1邊部Lll 相鄰的兩個短邊作為第3邊部L13、第4邊部L14，以此為基礎進行說明。在反射板3的第1邊部Lll的附近，形成有在與電場方向(X方向)正交的方向上延伸的絕緣部10。進而，在反射板3的第2邊部L12附近，形成有與絕緣部10平行、且在與電場方向正交的方向上延伸的絕緣部11。在圖3所示的反射板3中，絕緣部10、11形成為以規(guī)定寬度帶狀延伸的俯視的長方形的狹槽，從反射板3的第1、第2邊部L11、L12的中心起在左右方向上形成為相同長度。另外，絕緣部10、11的形狀并不限定于圖3所示的長方形，只要是在與電場方向正交的方向上延伸的形狀，就能夠以任意的形狀來形成。例如，如圖4所示，絕緣部10、11也可以形成為俯視帶狀(a)、使兩端部向外方加寬的形狀(杵狀) (b)、俯視H字狀(C)、使兩端部為大致圓形的形狀(d)或俯視凹狀(e)等。在反射板3的絕緣部10、11之間，相對于狹槽10的長邊部平行地形成有將反射板 3的一部分切起的左右一對切起部12、13，通過該切起而形成有與狹槽10平行的左右一對開口部12a、13a(圖1)。一對切起部12、13按照將反射板3的中央側的一部分切起于相對于該反射板3的平面部垂直的方向、且其自由端側支撐電介質基板2的下表面的方式構成。 在各切起部12、13形成有開口部12c、13c。在本實施方式中，在反射板3上，將一對切起部在反射板3的短邊方向上以規(guī)定的間隔形成為兩列，并由這4個切起部12、13、14、15的自由端側來均衡地支撐電介質基板2的角部附近。由此，能夠不用追加支撐部件而用簡易的構成來穩(wěn)定地支撐電介質基板2。另外，通過這4個切起部12、13、14、15的切起，一對的開口部12a、13a、14a、15a在反射板3的短邊方向上形成為兩列。如以上那樣，構成供電天線元件7的狹槽5、與構成非供電天線元件8、9的導體部正交。供電天線元件7中，由于供電而生成的表面電流的流向成為狹槽5的長邊方向(Y方向)，輻射電場方向成為與狹槽5的長邊方向正交的方向(X方向)。另一方面，非供電天線元件8、9構成在與第3、第4邊部L3、L4平行的X方向延伸的單極天線，激振時所產生的電流的流向成為X方向，電場方向也成為X方向。因此，由于供電天線元件7和非供電天線元件8、9的激振時的電場方向為大致相同方向，故供電天線元件7和非供電天線元件8、9是以激振時的輻射電場相位關系在Z方向上合成相互的電場來進行輻射，在Y方向上是以抵消的關系來抑制輻射，從而能夠用正交配置的供電狹槽天線和非供電單極天線元件來構成陣列天線。一對非供電天線元件8、9，各自距離狹槽5的中心位置大致λ/8 λ/4。而非供電天線元件8、9距離λ/4 λ/2，作為陣列天線發(fā)揮功能。如上所述，由于供電天線元件 7和非供電天線元件8、9的電場方向是相同方向，因此，能夠用由單極天線構成的一對非供電天線元件8、9和由狹槽天線構成的供電天線元件7來構成陣列天線。另外，雖然在本實施方式中，將輻射器設定為組合了種類不同的天線元件的構成(非供電單極天線以及供電狹槽天線)，但不限于這樣的構成，例如，可以僅由供電狹槽天線、或由供電單極天線以及非供電狹槽天線、非供電單極天線來構成。另外，在反射板3上，相對地形成有在與電場方向正交的方向上延伸的兩個平行的狹槽(絕緣部)10、11，在兩個狹槽(絕緣部)10、11之間，通過反射板3的切起，形成有與狹槽10(11)平行的4個開口部12a、13a、14a、15a。由于兩個狹槽10、11以及4個開口部12a、13a、14a、15a在與反射板3的電場方向正交的方向上延伸，因此，使由反射板3激振的表面電流按照避開這些絕緣部(兩個狹槽10、11以及4個開口部12a、13a、14a、15a)的形成區(qū)域的方式迂回，能夠使反射板3的電長度比該反射板3的物理長度長。因此，即使在將輻射器與反射板3之間的距離設為1/4波長以下的情況下，也能夠按照該距離來確保反射板3的電長度，能夠不增大反射板3的面積而實現(xiàn)天線裝置1整體的薄型化、小型化。另外，由于在各切起部12 15形成有開口部12c 15c，因此能進一步確保反射板3的電長度。此外，形成于反射板3的狹槽10(11)以及開口部12a、13a、14a、15a的長度以及數(shù)目根據(jù)電介質基板2(輻射器)與反射板3之間的距離(即輻射器的電長度)進行調整。下面，針對按以上構成的天線裝置1的定向特性進行說明。使由狹槽天線構成的供電天線元件7構成為由夾著狹槽中心且架設在左右對稱位置上的2條線供電部6a、6b供電。這樣，由于在遠離電場相對較強的狹槽中央部的位置配置供電線，因此，比起在電場較強的狹槽中央部配置供電線的構成，能夠確保狹槽長度來增強定向特性。其中，只要是作為狹槽天線發(fā)揮功能，則供電處也可以是一處。狹槽天線原則上在狹槽中心位置電場最大磁場最小，在狹槽端部位置電場最小磁場最大。在狹槽天線中，狹槽中央部電場集中。若將狹槽天線看作諧振電路，則意味著通過在電場集中的場所配置供電線來降低諧振頻率。若要維持諧振電路(狹槽天線)的諧振頻率，則必須縮短狹槽長度。但是，若縮短狹槽天線的狹槽長度，則會導致在狹槽兩端的相位差變小，定向特性劣化。為此，如圖1以及圖2所示，使避開電場集中的狹槽中央部，并在與狹槽中央部相比電場集中少的、離開狹槽中央部的位置上配置線供電部6a、6b。由此，能夠在達成天線所要求的諧振頻率的同時，維持足夠的狹槽長度，從而能夠實現(xiàn)定向特性強的天線。另外，由于一對線供電部6a、6b是在離開狹槽中央部的對稱位置進行配置，因此能夠使定向特性也對稱。另一方面，非供電天線元件8、9，其電長度M設定在以λ/2為基準的長度附近 (士 α)。非供電天線元件8、9在電長度M為大致λ/2時，相對于諧振頻率f0最有效率地進行激振，但作為非供電天線8、9相對于諧振頻率fO作為天線能夠發(fā)揮功能的程度，將激振的范圍設在以λ/2為基準的長度附近(士 α)。另外，非供電天線元件8、9的電長度M不僅受導體部的物理長度的影響，還受周邊環(huán)境的影響。在非供電天線元件8、9的制造階段，設定使電長度M成為λ /2+ α，也可以根據(jù)按照用途而求取的定向特性來進行調整，以使得電長度M成為實現(xiàn)希望的定向特性的電長度。非供電天線元件8、9的電長度能夠通過對構成非供電天線元件8、9的導體部的自由端部側進行切邊(trimming)來調整。若非供電天線元件8、9的電長度M比λ/2長(即，λ/2+α )，則非供電天線元件 8、9作為反射器發(fā)揮功能。在圖2中，在位于基板右端的非供電天線元件8作為反射器發(fā)揮功能的情況下，使從供電天線元件7輻射、從基板中央側入射的電波反射到基板中央側。另外，在位于基板左端的非供電天線元件9作為反射器發(fā)揮功能的情況下，使從供電天線元件7輻射、從基板中央側入射的電波反射到基板中央側。另外，在圖1以及圖3中，反射板 3使從供電天線元件7輻射的、從基板中央側入射的電波反射到基板中央側。其結果是，從基板左右方向朝著基板中央方向反射的電波、從非供電天線元件8、9輻射的電波、來自供電狹槽天線的輻射電波、和從反射板3輻射的電波被合成，成為在相對于基板面垂直的前方方向(圖1所示的Z方向)輻射所合成的電波的前方定向特性。圖5表示本實施方式的天線裝置1的定向特性。圖6表示比較例的不具有反射板的天線裝置的定向特性。在圖5以及圖6中，(a)為天線定向特性的三維空間中的定向特性，(b)為Y-Z平面中的定向特性，(c)為X-Z平面中的定向特性，(d)為X-Y平面中的定向特性，(e)表示諧振特性。如圖6(b)、(c)所示可知，在不設置反射板的天線裝置中，與基板面垂直的Z方向(前波瓣F以及后波瓣B)的定向特性較強地顯現(xiàn)，成為全方向定向特性。另一方面，如圖5(b)、(C)所示可知，在設置有反射板的天線裝置中，垂直于基板面的Z方向上的后波瓣B側的定向特性被抑制，定向特性僅在前波瓣F側較強地顯現(xiàn)，成為前方定向特性。另外，針對旁波瓣S側也可知，與比較例相比，定向特性被抑制。此外，如圖 5 (e)所示，雖然作為天線裝置1的諧振頻率的諧振點Pl為2. 4GHz，但在比2. 4GHz低的頻率側以及比2. 4GHz高的頻率側，出現(xiàn)有反射板3的諧振點以及非供電天線元件的諧振點P2、 P3。這樣，根據(jù)本實施方式，由于在反射板3上，在與電場方向正交的方向上形成有絕緣部10(11)，因此，在由反射板3激振的表面電流按照避開絕緣部10(11)的形成區(qū)域的方式迂回，能夠使反射板3的電長度比該反射板3的物理長度更長。因此，即使在輻射器與反射板之間的距離為1/4波長以下的情況下，也能根據(jù)該距離來確保反射板3的電長度，故能夠在不增大反射板3自身的前提下，實現(xiàn)天線裝置1整體的薄型化、小型化。另外，本次所公開的實施方式，所有的點僅為例示，而并不局限于該實施方式。本發(fā)明的范圍不是僅上述實施方式的說明，而是由權利要求書表示，且與權利要求書等效的含義以及范圍內的全部變更均包含在本發(fā)明的范圍內。產業(yè)上的可利用性本發(fā)明是具備反射器的天線裝置，作為用在傳感器裝置、通信模塊等電子設備中的高定向性、高性能天線裝置是有用的。
權利要求
1.一種天線裝置，其特征在于，具備 輻射器；和反射器，其相對于所述輻射器平行地設置，且按照將與所述輻射器之間的距離設置為比該輻射器的諧振頻率的波長的1/4波長短的距離的方式來進行配置，并由導電性材料構成，在所述反射器上，形成有在與電場方向正交的方向上延伸的絕緣部。
2.根據(jù)權利要求1所述的天線裝置，其特征在于，所述絕緣部由在與電場方向正交的方向上延伸的單個的第1狹槽構成。
3.根據(jù)權利要求2所述的天線裝置，其特征在于，在所述反射器上，形成有與所述第1狹槽平行且在與所述電場方向正交的方向上延伸的第2狹槽。
4.根據(jù)權利要求1 3中任一項所述的天線裝置，其特征在于， 所述反射器形成為板狀，在所述反射器上，形成有將該反射器的一部分相對于該反射器的平面部垂直地切起的切起部，通過該切起來形成與所述狹槽平行的開口部。
5.根據(jù)權利要求1 4中任一項所述的天線裝置，其特征在于， 所述輻射器設置在電介質基板上，所述電介質基板由形成在所述反射器上的多個切起部支撐。
6.根據(jù)權利要求5所述的天線裝置，其特征在于， 在所述多個切起部，形成有開口部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種天線裝置，即使在輻射器與反射器之間的距離為1/4波長以下的情況下，也能夠在不增大反射器自身的前提下實現(xiàn)裝置整體的小型化。天線裝置(1)具備輻射器(7)；和反射板(3)，其相對于輻射器(7)平行設置，且按照將與輻射器(7)之間的距離設置為比該輻射器(7)的諧振頻率的波長的1/4波長更短的距離的方式來進行配置，并由導電性材料構成。在反射板(3)上，形成有在與電場方向正交的方向上延伸的絕緣部(10)。
文檔編號H01Q19/10GK102280713SQ20111010124
公開日2011年12月14日 申請日期2011年4月20日 優(yōu)先權日2010年4月22日
發(fā)明者竇元珠 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社