天线装置的制作方法

本发明涉及相对于可见光透明的天线装置。

背景技术：

透明导电材料是光学上透明且具有导电性的介质。通过将其用于天线，能够实现眼睛不能看见或者不醒目的天线装置。一般而言，天线的性能与其大小成比例，因此通过使用透明导电材料来构成宽幅的天线导体，能够提高天线性能。例如，以往存在以下这样的天线装置：用透光率80％以上的透明导电材料形成放射元件、接地元件、无供电元件，使辨认性提高(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-10042号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

透明导电材料的透光率越高导电率越小，与天线元件所常用的金属即铜或铝相比，透明导电材料的导电率为百分之一左右。因此，在上述以往的天线装置中，若为了使辨认性佳而使用具有高透光率的透明导电材料，则由于导电率低，存在天线的放射效率下降的问题。

本发明是为了解决该问题而完成的，目的在于提供一种天线装置，其即使使用导电率低的透明导电材料也能够得到高放射效率。

用于解决课题的手段

本发明的天线装置具备：金属壳体，其具有开口部；第1导体，其配置于金属壳体的开口部以外的部分，与金属壳体电容耦合；以及第2导体，其在金属壳体的开口部处配置在与第1导体相同的平面上，交流电压被施加至第2导体与第1导体之间，且第2导体相对于可见光透明。

发明效果

本发明的天线装置具备：第1导体，其与金属壳体电容耦合；以及第2导体，其配置在金属壳体的开口部，相对于可见光透明。由此，即使使用导电率低的透明导电材料，也能够得到高放射效率。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的天线装置的结构图。

图2是图1的a-a线剖视图。

图3中的图3a及图3b是示出本发明的实施方式1的天线装置中的第2导体的变形例的结构图。

图4是本发明的实施方式2的天线装置的结构图。

图5是本发明的实施方式2的天线装置中的导体的结构图。

图6是本发明的实施方式3的天线装置的结构图。

图7是图6的b-b线剖视图。

图8中的图8a及图8b是示出本发明的实施方式3的天线装置中的供电基板的结构图。

图9是示出本发明的实施方式3的天线装置中的变形例的结构图。

具体实施方式

以下，为了更详细地说明本发明，基于附图对用于实施本发明的方式进行说明。

实施方式1.

图1是本实施方式的天线装置的结构图，图2是图1的a-a线剖视图。

如图1及图2所示，本实施方式的天线装置具备金属壳体1、玻璃2、第1导体3a和第2导体3b。金属壳体1由铝等金属构成，为了在内部收纳未图示的液晶显示器或控制基板、通信基板而构成为箱状，并在正面方向上具有开口部1a。

玻璃2是由金属壳体1保持并配置成覆盖金属壳体1的开口部1a的板状玻璃。利用玻璃2，保护位于金属壳体1的内部的液晶显示器等。此外，玻璃2构成具有规定的介电常数的电介质。

第1导体3a及第2导体3b是贴附于玻璃2的与金属壳体1接触的面的相反侧的面上的透明导电膜。透明导电膜(也称作透明电极)是相对于可见光透明且具有导电性的片状介质。一般而言，透明导电膜的透光率越高(透明性越高)，薄层电阻越高。例如，在本实施方式中，使用薄层电阻值为5～50ω/sq、透光率为70％～80％的透明导电膜。

第2导体3b的大部分配置在金属壳体1的开口部1a，构成为仅其端部位于金属壳体1的框部(从正面观察，第2导体3b的端部隐藏于金属壳体1的框)。第1导体3a被配置成隔着玻璃2而位于金属壳体1的框部，在与第2导体3b之间具有些许间隙。在该间隙，例如同轴电缆(未图示)相对于高频信号电连接。即，同轴电缆的芯线与第2导体3b连接，同轴电缆的外导体与第1导体3a连接。由此，交流电压被施加至第1导体3a与第2导体3b之间。另外，只要能够在第1导体3a与第2导体3b之间施加期望的交流电压，则也可以选择同轴电缆以外的输送线路。此外，在图1中，第2导体3b呈长条状图示，但只要设计成以期望的频率共振，则能够适当选择自由的形状。例如，有如图3a所示宽度逐渐扩大的形状、如图3b所示具有分支的形状等。

接下来，对本发明的实施方式1的天线装置的动作进行说明。由于发送天线与接收天线的可逆性成立，此处说明作为发送天线的动作。

若在第1导体3a与第2导体3b之间施加有交流电压，则在两者产生电荷的移动而流通交流电流。此时，第2导体3b成为被设计成以期望的频率共振的单极天线元件，放射电波。此外，由于第1导体3a被配置成隔着玻璃2而与金属壳体1重叠，因此若在第1导体3a流通交流电流，则通过电容耦合，在金属壳体1中也流通交流电流。即，金属壳体1作为由第2导体3b构成的单极天线的地线进行动作。由此，能够确保天线的地线充分大，能够抑制电流向透明导电膜上的集中，因此能够减少因透明导电膜的导电率低而产生的损失。

一般而言，若金属相对于天线上流动的电流平行地接近，在接近的金属上诱发逆向的电流，天线的放射效率下降。因此，若在金属壳体的内部设置天线，则天线的放射效率下降。相对于此，在实施方式1的天线装置中，在金属壳体1的开口部1a设置有成为单极天线元件的第2导体3b，因此能够防止放射效率的下降。此外，第2导体3b由透明导电膜构成，因此即使配置在金属壳体1的开口部1a，也不会使辨认性下降。而且，由于第2导体3b与第1导体3a的间隙位于被金属壳体1隐藏的部分，即使连接同轴电缆等输送线路，也不会由此使辨认性下降。

此外，由于第1导体3a与金属壳体1未物理接触，能够使金属壳体1的地线(框架地线)和与由第2导体3b构成的单极天线连接的控制基板等的地线(信号地线)分离。

如以上所说明的那样，根据实施方式1的天线装置，具备：金属壳体，其具有开口部；第1导体，其配置于金属壳体的开口部以外的部分，与金属壳体电容耦合；以及第2导体，其在金属壳体的开口部处配置在与第1导体相同的平面上，交流电压被施加至第2导体与第1导体之间，且第2导体相对于可见光透明，因此，不使辨认性下降就能够设置天线元件，而且在分离框架地线与信号地线的状态下，能够利用金属壳体作为天线的地线，因此，即使是内置于金属壳体的天线，也能够得到高放射效率的天线装置。

此外，根据实施方式1的天线装置，使得第1导体及第2导体中的至少第2导体是透明导电膜，因此能够得到提高辨认性的天线装置。

实施方式2.

图4是示出实施方式2的天线装置的结构图。在图4中，由于金属壳体1及玻璃2与实施方式1相同，因此对对应的部分标注相同标号，并省略其说明。

实施方式2的天线装置与实施方式1的不同点在于，代替实施方式1中的第1导体3a和第2导体3b，而使用了由一个透明导电膜形成的导体4。如图4及图5所示，导体4构成为包括：第3导体4a，其以沿着金属壳体1的开口部1a的一个角部的形式形成为l字型；第4导体4b，其相对于第3导体4a平行；以及第5导体4c，其相对于第3导体4a垂直。在实施方式2的天线装置中，交流电压被施加至第3导体4a与第5导体4c之间。此时，通过适当地设计在开口部1a露出的第4导体4b的长度(从开口部1a的开口端至第4导体4b的末端的长度)l、在开口部1a露出的第5导体4c的长度(从开口部1a的开口端至第5导体4c的基部的长度)h、开口部1a的开口端与第5导体4c的间隔d，导体4作为以期望的频率共振的倒f天线进行动作。

倒f天线是以下这样的天线方式：在通过弯折单极天线而得到的倒l天线的电压施加部的附近设置与地线之间的短路线(短路短截线)，由此能够实现天线的低姿态化和宽带化。导体4的第3导体4a成为倒f天线的地线，但第3导体4a配置成沿着金属壳体1的角部隔着玻璃2而重叠，并与金属壳体1电容耦合，因此金属壳体1作为天线地线进行动作。因此，与实施方式1的天线装置同样地，能够减少因透明导电膜的导电率低而产生的损失。

此外，由于在金属壳体1的开口部1a设置有成为倒f天线的导体4，与实施方式1中所说明的动作同样地，不使辨认性下降就能防止放射效率的下降。

此外，本实施方式的倒f天线由一张透明导电膜一体形成，因此不需要新设置短路线。因此，能够简化制作，实现低成本化。

如以上所说明的那样，根据实施方式2的天线装置，具有：金属壳体，其具有开口部；第3导体，其在金属壳体的开口部以外的部分以沿着开口部的角部屈曲的形状配置，与金属壳体电容耦合；第4导体，其在金属壳体的开口部处配置在与第3导体相同的平面上，且相对于可见光透明；以及第5导体，其在金属壳体的开口部处配置在与第3导体相同的平面上，并且与第4导体垂直地配置，交流电压被施加至第5导体与第3导体之间，且第5导体相对于可见光透明，第4导体及第5导体依次与第3导体连接，构成倒f天线，因此，即使对开口小的壳体，也能够在开口部配置天线，能够得到小型且具有宽带特性的天线装置。

此外，根据实施方式2的天线装置，使得倒f天线中的至少第4导体和第5导体是透明导电膜，因此能够得到提高辨认性的天线装置。

实施方式3.

图6是实施方式3的天线装置的结构图，图7是图6的b-b线剖视图。在这些图中，对于金属壳体1、玻璃2、第1导体3a、第2导体3b的结构，由于与实施方式1相同，因此对对应的部分标注相同标号，并省略其说明。

在实施方式3的天线装置中，除了实施方式1的结构，还具备供电基板5。供电基板5与第1导体3a及第2导体3b物理接触，配置在与金属壳体1重叠的部分(开口部1a以外的部分)。供电基板5作为第1导体3a及第2导体3b与同轴电缆等输送线路(未图示)之间的接口发挥作用。

图8是示意性示出供电基板5上的导体图案的一例的说明图，图8a表示正面(与第1导体3a及第2导体3b接触的面)，图8b表示背面(与第1导体3a及第2导体3b接触的面的相反侧的面)。如图8a所示，在供电基板5的正面侧设置有第1金属图案6a及第2金属图案6b。此外，如图8b所示，在背面侧设置有第1信号线7a及第2信号线7b、基板地线8、通孔9、匹配电路10、连接器11。

在供电基板5中，配置成第1金属图案6a与第1导体3a物理接触，第2金属图案6b与第2导体3b物理接触。此外，第1信号线7a及第2信号线7b与基板地线8形成共面线路。通常，设计成共面线路的特性阻抗为50ω。通孔9是为了连接第2金属图案6b与第2信号线7b而设置的。基板地线8优选通过多个通孔(未图示)以与第1金属图案6a成为高频同电位的方式连接。

第1信号线7a与第2信号线7b经由匹配电路10连接。匹配电路由电路元件10a、10b、10c构成，是为了使由第2导体3b构成的单极天线的阻抗与第1信号线7a及第2信号线7b的特性阻抗匹配而设置的电路。电路元件使用片式电感器、片式电容器、跳线等。连接器11例如是表面安装类型的同轴连接器，其芯线与第1信号线7a连接。

若金属壳体1的深度浅、或者在玻璃2的附近配置有液晶显示器，则金属平行地接近由第2导体3b构成的单极天线元件，天线的阻抗劣化。相对于此，在本实施方式中，通过使用安装了匹配电路10的供电基板5向天线供电，能够使天线的阻抗与输送线路的特性阻抗匹配，能够实现天线的高效率化。

此外，由第2导体3b构成的单极天线元件与同轴电缆等输送线路经由供电基板5连接，因此不需要将供电垫等连接端子形成在透明导电膜上。由此，能够简化向天线的供电。而且，如图9所示，通过将隔片12设置在供电基板5与金属壳体1之间，还能使供电基板5上的第1金属图案6a及第2金属图案6b与第1导体3a及第2导体3b的电接触牢固。

如以上所说明的那样，根据实施方式3的天线装置，设置有供电基板，该供电基板具有与第1导体连接的第1金属图案和与第2导体连接的第2金属图案，该供电基板用于经由第1金属图案及第2金属图案向第1导体及第2导体施加交流电压，因此能够简化向天线的供电。

此外，根据实施方式3的天线装置，供电基板经由匹配电路向第2金属图案施加交流电压，因此能够容易地使天线的阻抗与输送线路的特性阻抗匹配。因此，例如在薄型壳体等中不能将天线单独的阻抗设计为50ω的情况下，也能够实现天线的高效率化。

另外，在上述例子中，说明了在实施方式1的由第1导体及第2导体构成的单极天线中应用供电基板的例子，但对于实施方式2的倒f天线也同样能够得到效果。

即，设置供电基板，该供电基板具有与第3导体连接的第1金属图案和与第5导体连接的第2金属图案，该供电基板用于经由第1金属图案及第2金属图案向第3导体及第5导体施加交流电压，由此能够简化向天线的供电。

此外，在应用于实施方式2的情况下，通过使得供电基板经由匹配电路向第2金属图案施加交流电压，也能够容易地使天线的阻抗与输送线路的特性阻抗匹配。因此，例如在薄型壳体等中不能将天线单独的阻抗设计为50ω的情况下，也能够实现天线的高效率化。

另外，本申请发明能够在其发明范围内进行各实施方式的自由组合、或各实施方式的任意技术特征的变形，或者可以在各实施方式中省略任意技术特征。

此外，在上述实施方式1～3中，分别利用透明导电膜构成第1导体3a、第2导体3b、第3导体4a～第5导体4c，但只要是相对于可见光透明的导体，可以使用任何材料。

产业上的可利用性

如上所述，本发明的天线装置涉及相对于可见光透明的天线的结构，适用于使用透明导电材料来得到高放射效率的天线装置。

标号说明

1：金属壳体；1a：开口部；2：玻璃；3a：第1导体；3b：第2导体；4：导体；4a：第3导体；4b：第4导体；4c：第5导体；5：供电基板；6a：第1金属图案；6b：第2金属图案；7a：第1信号线；7b：第2信号线；8：基板地线；9：通孔；10：匹配电路；11：连接器；12：隔片。