天线装置的制作方法

1.本发明涉及天线装置。


背景技术：

2.例如，在专利文献1中公开了一种天线装置，其中安装在运载工具的顶部上的馈电元件(也用作天线元件的馈电元件)和该运载工具的顶部所固定至的运载工具的环形结构在空间上耦合(非接触电磁耦合)。
3.引文列表
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2003-249812


技术实现要素：

6.发明要解决的问题
7.然而，专利文献1中公开的天线装置的一个问题是，在代替安装有馈电元件的运载工具的顶部而使用与运载工具的外部进行无线通信的通信单元的情况下，通信单元需要放置在运载工具的环形结构附近以实现通信单元与运载工具的环形结构之间的空间耦合，这限制了通信单元的安装的灵活性。
8.本发明的目的是提供一种天线装置，其特性得到了增强(从扩展天线高效地发射无线电波)，而不需要将与运载工具的外部进行无线通信的通信单元放置在运载工具的环形结构附近，从而允许通信单元的安装的高度灵活性。
9.用于解决问题的方案
10.根据本发明的天线装置是安装在运载工具上的天线装置，所述天线装置包括：通信单元，其被配置为与运载工具的外部进行无线通信；以及金属支架，其被配置为还用作扩展天线，其中，所述通信单元包括壳体和基板，所述基板容纳在所述壳体中并且在所述基板上形成有图案天线，所述金属支架包括固定到所述壳体的第一部分和固定到所述运载工具的第二部分，并且所述第一部分和所述图案天线以所述壳体的一部分介于所述第一部分与所述图案天线之间的方式彼此相对，使得所述金属支架和所述图案天线的至少一部分在空间上耦合。
11.发明的效果
12.根据本发明，提供了一种天线装置，其特性得到了增强(从扩展天线高效地发射无线电波)，而不需要将与运载工具的外部进行无线通信的通信单元放置在运载工具的环形结构附近，从而允许通信单元的安装的高度灵活性。
附图说明
13.图1是根据第一示例实施例的天线装置1a的示意性框图。
14.图2是根据第二示例实施例的天线装置1b的示意性截面图。
15.图3a是计算在不使用还用作扩展天线的金属支架20的情况下的无线电场强的发射模式的示例。
16.图3b是计算在使用还用作扩展天线的金属支架20的情况下的无线电场强的发射模式的示例。
17.图4是根据第三示例实施例的天线装置1c的示意性截面图。
具体实施方式
18.(第一示例实施例)
19.下面将参考附图描述根据本发明的第一示例实施例的天线装置1a。在图中，相同的附图标记表示相同的结构要素，并且省略其冗余说明。
20.在下文中参考图1描述根据第一示例实施例的天线装置1a的结构。
21.图1是根据第一示例实施例的天线装置1a的示意性框图。
22.如图1所示，根据第一示例实施例的天线装置1a是安装在运载工具v上的天线装置。天线装置1a包括通信单元10(车载通信单元)和金属支架20，其中，通信单元10与运载工具v的外部进行无线通信，金属支架20还用作扩展天线。
23.通信单元10包括壳体11和容纳在壳体11中的基板12，并且在基板12上形成图案天线12a。金属支架20包括固定到壳体11的第一部分21和固定到运载工具v(例如，仪表板30的内表面或运载工具框架(未示出))的第二部分22。
24.第一部分21和图案天线12a以壳体11的一部分(例如，上部11a)介于第一部分21和图案天线12a之间的方式彼此相对，使得图案天线12a的至少一部分和金属支架20在空间上耦合(非接触电磁耦合)。
25.如上所述，根据第一示例实施例，提供了天线装置1b，其特性得到增强(从扩展天线高效地发射无线电波)，而不需要将与运载工具v的外部进行无线通信的通信单元10放置在运载工具的环形结构附近，从而允许通信单元10的安装的高度灵活性。
26.这是如下实现的。由于第一部分21和图案天线12a以壳体11的一部分(例如，上部11a)介于第一部分21和图案天线12a之间的方式彼此相对，使得图案天线12a的至少一部分和金属支架20在空间上耦合(非接触电磁耦合)，因此通信单元10中的图案天线12a的驱动电流引起在金属支架20中出现感应电流，然后引起从金属支架20发射无线电波(用于通信的无线电波)。换句话说，这是由于金属支架20除了具有将通信单元10固定到运载工具v的功能之外还具有作为扩展天线的功能而实现的。
27.(第二示例实施例)
28.下面将参考附图描述根据本发明的第二示例实施例的天线装置1b。在图中，相同的附图标记表示相同的结构要素，并且省略其冗余说明。
29.在下文中参考图2描述根据第二示例实施例的天线装置1b的结构。
30.图2是根据第二示例实施例的天线装置1b的示意性截面图。图2是示出当从侧面观看时仪表板30在运载工具的前后方向上的截面的示意性截面图。与第一示例实施例中相同的要素由相同的附图标记表示，并且适当地省略其说明。注意，安装通信单元10的位置、方向和角度不限于图中所示的那些。
31.如图2所示，天线装置1b安装在运载工具v上。天线装置1b包括通信单元10(其也被
称为车载通信单元)、金属支架20以及仪表板30，其中通信单元10与运载工具v的外部进行无线通信，金属支架20将通信单元10固定到运载工具v并且还用作扩展天线，仪表板30上放置有运载工具v的测量仪表(未示出)等。通信单元10和金属支架20各自被放置处于与仪表板30的内表面(当从运载工具内侧观看仪表板30时仪表板30的背面)相对的状态。
32.例如，通信单元10是与运载工具的外部进行无线通信的数据通信模块。通信单元10包括壳体11和基板12(其也被称为产品基板)。壳体11由树脂(合成树脂)制成。基板12和备用电池(未示出)等容纳在壳体11中。图案天线12a形成在基板12上。例如，图案天线12a是单极天线、l天线、倒l天线、f天线或倒f天线。在图案天线12a位于壳体11的上部11a附近的状态下，基板12放置在壳体11内部。除了图案天线12a之外，构成通信单元10的(即，控制无线通信的)电子组件等安装在基板12上；然而，在图中省略了电子组件等的例示。
33.通信单元10通过金属支架20固定到运载工具v。
34.金属支架20包括固定到壳体11的第一部分21和固定到运载工具v的第二部分22。
35.例如，第一部分21固定到壳体11的上部11a(上表面)。该固定使用已知的固定部件(例如螺钉)。第一部分21和图案天线12a以壳体11的一部分(例如，上部11a)介于第一部分21和图案天线12a之间的方式彼此相对，使得图案天线12a的至少一部分和金属支架20在空间上耦合(非接触电磁耦合)。具体地，第一部分21固定在不与图案天线12a接触并且由于图案天线12a的驱动电流而在图案天线12a中出现感应电流的位置处。
36.金属支架20从第一部分21向上(例如，朝向第二部分22)延伸。例如，第二部分22固定到位于壳体11上方的运载工具组件(诸如仪表板30的内表面或运载工具框架(未示出)等)。
37.下面描述具有上述结构的天线装置1b的操作的示例。
38.在具有上述结构的天线装置1b中，由于第一部分21和图案天线12a以壳体11的一部分(例如，上部11a)介于第一部分21和图案天线12a之间的方式彼此相对，使得图案天线12a的至少一部分和金属支架20在空间上耦合(非接触电磁耦合)，因此通信单元10中的图案天线12a的驱动电流引起在金属支架20中出现感应电流，然后引起从金属支架20发射无线电波(用于通信的无线电波)。以该方式，金属支架20除了具有将通信单元10固定到运载工具v的功能之外还具有作为扩展天线的功能。
39.图3是无线电场强的比较示例。图3a是计算在不使用还用作扩展天线的金属支架20的情况下的无线电场强的发射模式的示例，并且图3b是计算在使用还用作扩展天线的金属支架20的情况下的计算无线电场强的发射模式的示例。
40.参考图3a和图3b，通过如第二示例实施例中所述的使用还用作扩展天线的金属支架20来增强无线电场强(特性)。
41.如上所述，根据第二示例实施例，提供了天线装置1b，其特性得到增强(从扩展天线高效地发射无线电波)，而不需要将与运载工具v的外部进行无线通信的通信单元10放置在运载工具的环形结构附近，从而允许通信单元10的安装的高度灵活性。
42.这是如下实现的。由于第一部分21和图案天线12a以壳体11的一部分(例如，上部11a)介于第一部分21和图案天线12a之间的方式彼此相对，使得图案天线12a的至少一部分和金属支架20在空间上耦合(非接触电磁耦合)，因此通信单元10中的图案天线12a的驱动电流引起在金属支架20中出现感应电流，然后引起从金属支架20发射无线电波(用于通信
的无线电波)。换句话说，这是由于金属支架20除了具有将通信单元10固定到运载工具v的功能之外还具有作为扩展天线的功能而实现的。
43.此外，根据第二示例实施例，由于金属支架20还用作扩展天线，因此消除了对与壳体11一体地模制的非接触天线的需要。这实现了壳体11的重量和成本的降低。
44.此外，根据第二示例实施例，由于允许金属支架20(扩展天线)远离基板12安装在仪表板30的上表面方向上，因此可以提高接收灵敏度。
45.(第三示例实施例)
46.下面将参考附图描述根据本发明的第三示例实施例的天线装置1c。在图中，相同的附图标记表示相同的结构要素，并且省略其冗余说明。注意，安装通信单元10的位置、方向和角度不限于图中所示的那些。
47.图4是根据第三示例实施例的天线装置1c的示意性截面图。图4是示出当从侧面观看时仪表板30在运载工具的前后方向上的截面的示意性截面图。
48.下面主要描述与第二示例实施例的不同之处。
49.如图4所示，在金属支架20的第一部分21和通信单元10的壳体11之间放置有成型树脂部31。以该方式放置成型树脂部31，以便按如下的位置关系和形状来放置金属支架20和图案天线12a：通过使通信单元10的壳体11和金属支架20各自与成型树脂部31接触来实现空间耦合(非接触电磁耦合)(即，以实现金属支架20与图案天线12a之间的定位)。具体地，第一部分21例如通过成型树脂部31固定到壳体11的侧部11b(侧表面)。成型树脂部31例如是仪表板30的一部分。第一部分21和图案天线12a以壳体11的一部分(例如，侧部11b)和成型树脂部31介于第一部分21和图案天线12a之间的方式彼此相对，使得图案天线12a的至少一部分和金属支架20通过成型树脂部31在空间上耦合。成型树脂部31的形状、大小等被设计成在壳体11的一部分(例如，侧部11b)和成型树脂部31介于金属支架20与图案天线12a之间的状态下(并且在金属支架20和图案天线12a各自与成型树脂部31接触的状态下)实现金属支架20与图案天线12a之间的适当的空间耦合。除此之外，该结构与根据第二示例实施例的天线装置1c的结构相同。
50.如上所述，第三示例实施例具有与第二示例实施例相同的效果。
51.此外，利用成型树脂部31，在针对各个运载工具最佳地设计的(以高效地发射无线电波的形状的)金属支架(扩展天线)与通信单元10(图案天线12a)之间实现了适当的空间耦合。因此，当组装运载工具时，改进了通信单元10和金属支架20的安装作业。
52.在上述示例实施例中示出的所有数值仅作为例示，并且当然可以使用不同的适当数值。
53.上述示例实施例在所有方面仅以例示的方式给出。本发明不应被上述示例实施例中的说明以限制的方式解释。在不脱离本发明的精神和主要特征的情况下，可以以各种方式实现本发明。
54.尽管上面参考示例实施例描述了本发明，但是本发明不限于上述示例实施例。在不脱离本发明的范围的情况下，可以对本发明的结构和细节进行对本领域技术人员显而易见的各种改变和修改。
55.本技术基于并要求于2020年1月21日提交的日本专利申请2020-007197的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
56.附图标记列表
57.1a、1b、1c天线装置
58.10通信单元
59.11壳体
60.11a上部
61.11b侧部
62.12基板
63.12a图案天线
64.20金属支架
65.21第一部分
66.22第二部分
67.30仪表板
68.31成型树脂部
69.v运载工具