CN106463825B - 天线用线圈和天线系统 - Google Patents

Abstract

提供一种天线用线圈，该线圈包括铁氧体芯、以及具有以所述铁氧体芯为轴卷绕导线而成的结构的绕线导体，其特征在于，所述绕线导体具有从与所述轴垂直的面观察时位于内侧的内侧绕线、和位于所述内侧绕线的外侧的外侧绕线，从与所述轴平行的面观察时的所述外侧绕线的长度与所述内侧绕线的长度不同。

Description

天线用线圈和天线系统

技术领域

本发明涉及天线用线圈和天线系统。

背景技术

以往，公知有一种将形成于汽车用窗玻璃的、包括多条加热线和将这些加热线的端部连接并供电的母线的通电加热式除雾器作为天线或天线的一部分进行利用的技术。

通常，在使用除雾器作为天线的情况下，在母线与电源以及接地之间分别连接线圈，并使直流电流流过，但需要隔断由除雾器接收的频带的信号。

但是，为了在除雾器上流过几安培～几十安培的相对较大的电流，需要设置使用了较粗的导线的电流电容较大的线圈，产生线圈整体大型化、且大重量的问题。

例如，在专利文献1中，公开了这样一种线圈：通过将导体设为双层卷绕，相比于以往的单层卷绕的线圈，能够使线圈的尺寸小型化，还能够缩短插入于内部的铁氧体芯的长度，因此，减轻了重量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-67171号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在使用对比文献1那样的双层卷绕的线圈时，由于在双层卷绕的部分内侧绕线与外侧绕线靠近，因此，在内侧绕线与外侧绕线之间产生电容耦合，从而导致线圈的期望的频带中的阻抗下降。由此，在仅使用双层卷绕的线圈时，产生了对于由除雾器接收的期望的频带的信号无法获得充分的隔断性能这样的问题。

于是，本发明的目的在于提供线圈的尺寸小型、且能够在期望的频带中获得较高的阻抗的天线用线圈和天线系统。

用于解决问题的方案

根据一个技术方案，提供一种天线用线圈，该线圈包括铁氧体芯、以及以所述铁氧体芯为轴卷绕导线而构成的绕线导体，所述绕线导体具有从与所述轴垂直的面观察时位于内侧的内侧绕线、和位于所述内侧绕线的外侧的外侧绕线，从与所述轴平行的面观察时的所述外侧绕线的长度与所述内侧绕线的长度不同。

发明的效果

根据本发明，提供线圈的尺寸小型、且能够在期望的频带中获得较高的阻抗的天线用线圈和天线系统。

附图说明

图1是表示将本实施方式的天线用线圈安装于汽车用窗玻璃板的情况下的、天线系统的连接结构例的图。

图2是使用了本实施方式的天线用线圈的线圈装置的俯视图。

图3是形成本实施方式的天线用线圈的绕线导体的立体图。

图4是从与线圈的轴平行的面观察到的绕线导体的图。

图5是从与线圈的轴垂直的面观察到的绕线导体的图。

图6是表示本实施方式的天线用线圈的特性的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。另外，在用于说明实施方式的附图中，线的平行、直角、角部的曲率等容许有无损本发明的效果的程度内的偏差。另外，汽车用窗玻璃的附图为将汽车用窗玻璃安装于汽车的状态下的从车内观察的图，但是也可以作为从车外观察的图进行参照。另外，附图上的左右方向相当于车宽度方向。

另外，在以下的实施方式的说明中，将由除雾器接收的频率假定为AM频带(520kHz～1710kHz)进行说明，但线圈的特性并不限定于此，根据期望的频率确定常数即可。

＜使用了线圈装置的天线系统整体的说明＞

图1是表示将本实施方式的天线用线圈安装于汽车用窗玻璃板的情况下的、天线系统的连接结构例的图。

带玻璃天线的汽车用窗玻璃100的汽车用窗玻璃板110具有通电加热式的除雾器(113、116)、包含第1天线导体(122、126)以及第1天线导体用的馈电点121在内的玻璃天线120。

除雾器被上下分割，包含位于上方的第1除雾器113、和位于比第1除雾器113靠下方的位置的第2除雾器116。第1除雾器113包括多条第1加热线111和一对第1母线112，第2除雾器116包括多条第2加热线114和一对第2母线115。

在以安装于汽车的状态观察时，多条第1加热线111和多条第2加热线114沿汽车玻璃的左右方向延伸，一对第1母线112和一对第2母线115沿上下方向延伸。多条第1加热线111的两端连接于一对第1母线112，多条第2加热线114的两端连接于一对第2母线115。在第1除雾器113的上方的空白部设有第1天线导体。

第1天线导体具有区域形成元件122和第1天线元件126。

区域形成元件122的两端部连接于一对第1母线112，该区域形成元件122在第1除雾器113的上部的空白部以形成由第1除雾器113和区域形成元件122封闭起来的空白区域123的方式沿汽车用窗玻璃板的外缘设置。

另外，从美观的方面来看，期望区域形成元件122设于被黑色遮蔽膜117遮蔽的区域。自汽车用窗玻璃板110的外缘以规定的宽度设置黑色遮蔽膜117，在图1中是指自汽车用窗玻璃板110的外缘到虚线(黑色遮蔽膜的端部119)为止的区域。黑色遮蔽膜117是为了美观的观点以及防止与车体金属部之间的接合部分的粘接剂的劣化而设置的。

另外，在图1中表示为区域形成元件122的两端部分别与一对第1母线112相连接，但还可以是区域形成元件122的端部的任一端或者两端部与多条第1加热线111的任意的部位相连接。即，区域形成元件122与第1除雾器113连接即可。

第1天线元件126设于空白区域123的内侧。第1天线元件126具有第1水平元件127和第1连接元件128。

第1水平元件127靠近第1除雾器113，该第1水平元件127沿着第1除雾器113延伸，并借助第1连接元件128与馈电点121相连接。

通过设置这样的将第1除雾器113作为天线的一部分进行利用的第1天线导体，从而增大获得的天线增益。

另外，第1天线导体的结构并不限定于本实施方式。即，第1天线导体具有与第1除雾器113电连接的天线元件即可。通过第1天线导体与第1除雾器113电连接，从而提高在本天线系统中获得的天线增益。

在此，“电连接”包含第1水平元件127与第1除雾器113以规定间隔分离且高频导通。

另外，第1水平元件127还可以不借助第1连接元件128而直接与馈电点121连接。

馈电点121为用于借助规定的导电性构件将第1天线导体与放大器118等信号处理电路电连接的部位。作为导电性构件，例如能够使用AV线等供电线。还可以采用将连接器安装于馈电点121的结构，该连接器用于将放大器等信号处理电路与馈电点121电连接。利用这样的连接器，容易将AV线等安装于馈电点121。另外，还可以采用这样的结构：在馈电点121设置突起状的导电性构件，使该突起状的导电性构件与在供汽车用窗玻璃板110安装的车体凸缘设置的连接部接触、嵌合。由放大器118增幅后的电信号被供给至未图示的接收机。

汽车包括供给直流电源的车载电池165。第1除雾器113通过使电流自车载电池165经由一对第1母线112和多条第1加热线111向接地流动而被加热，第1除雾器113具有温暖汽车用窗玻璃、防止汽车用窗玻璃起雾的功能。本实施方式的线圈设于车载电池165与第1除雾器113之间以及第1除雾器113与接地之间。

在图1中，将设于车载电池165与第1除雾器113之间以及第1除雾器113与接地之间的两个线圈和电容器163归纳起来，表示为由虚线包围起来的线圈装置164。线圈装置164包括第1线圈161、第2线圈162以及电容器163。

第1线圈161和第2线圈162供直流电流流动，隔断由除雾器接收的频带的信号。在本实施方式中，第1除雾器113作为天线被利用，所接收的频率假定为AM频带(520kHz～1710kHz)。因此，第1线圈161、第2线圈162的常数至少相对AM频带成为高阻抗即可，优选的是，期望在AM频带的整个带宽中具有4kΩ以上的阻抗，更期望为具有4.5kΩ以上的阻抗。

电容器163防止来自电源、车内布线的噪声流入第1除雾器113和第2除雾器116，对天线接收性能产生影响。但是，并不限定于本实施方式，在来自电源的噪声较少的情况下，还可以不设置电容器163。

如本实施例所示，在设为将除雾器上下分割、并将上述那样的除雾器的一部分作为天线进行利用的模式时，能够降低第1线圈161、第2线圈162所需的载流容量，使用线形较细的导线使线圈更加小型化，因而优选。

＜天线用线圈的说明＞

接着，说明线圈装置164的结构例。图2是使用了本实施方式的天线用线圈的线圈装置164的俯视图。根据图2，线圈装置164包括铁氧体芯202、由以铁氧体芯202为轴被卷绕的绕线导体203构成的第1线圈161和第2线圈162、保持铁氧体芯202、第1线圈161和第2线圈162的绝缘性的基部构件204以及电容器163。

铁氧体芯202的截面为圆形，铁氧体芯202通过使两个日文コ字状的构件在绕线导体203的中空部分接合而作为整体构成环状。该情况下，绕线导体203利用另外的工具预先制作而成，并自绕线导体203的两端部将两个コ字状的构件插入并使其接合即可。但是，铁氧体芯202并不限定于本实施方式，例如，既可以是截面为多边形，也可以是整体为棒状。

在基部构件204利用粘接剂等固定有第1线圈161和第2线圈162，该第1线圈161和第2线圈162通过在形成为圆柱状的铁氧体芯202上以期望的匝数卷绕导线而形成。

另外，线圈装置164具有第1触点211、第2触点212、第3触点213、第4触点214、第5触点215、第6触点216以及第7触点217。

在此，第1触点211将线圈装置164自身与车载电池165连接。第2触点212连接车载电池165和电容器163。第3触点213将电容器163与接地连接。第4触点214连接车载电池165和第1线圈161。第5触点215连接第1线圈161和第1除雾器113。第6触点216连接第1除雾器113和第2线圈162。第7触点217将第2线圈162与接地连接。

另外，第1线圈161和第2线圈162为导线在局部被双层卷绕并在线圈的中途部具有台阶的结构。在此，在图3中表示形成线圈的绕线导体203的立体图，在图4中表示从与线圈的轴平行的面观察到的图，在图5中表示从与线圈的轴垂直的面观察到的图。

根据这些附图，绕线导体203具有位于内侧的内侧绕线301、和位于内侧绕线301的外侧的外侧绕线302。

如图4所示，在从与线圈的轴平行的面观察时，内侧绕线301设置为自绕线导体203的第1端部305至第2端部306，并形成了绕线导体203的全长。即，内侧绕线301的长度W1成为绕线导体203的全长。

在此，绕线导体203的全长并不是将被卷绕的导线拉伸后的长度，而是表示导线在被卷绕的状态下的全长、即从与线圈的轴平行的面观察时的横向方向上的全长。同样，内侧绕线301、外侧绕线302的长度也并不是将卷绕的导线拉伸后的长度，是表示导线在被卷绕的状态下的从与线圈的轴平行的面观察时的横向方向上的长度。

另一方面，外侧绕线302是由与内侧绕线301连续的导线自第2端部306向第1端部305方向被卷绕而成，并形成了外侧绕线302的长度W2。在此，外侧绕线302的长度W2小于绕线导体203的全长(内侧绕线301的长度)W1。

这样，通过使外侧绕线302的长度W2小于内侧绕线301的长度W1，能够减小相对于内侧绕线301的、内侧绕线301与外侧绕线302重叠的部分的长度、即W2的长度。其结果，能够抑制因内侧绕线301与外侧绕线302的绕线间的电容耦合而导致期望的频带中的阻抗的下降。

期望的是，外侧绕线302的长度为内侧绕线301的长度的40％以上且95％以下，优选为50％以上且85％以下，更优选为60％以上且80％以下。

为了使外侧绕线302的长度W2小于内侧绕线301的长度W1，例如，使外侧绕线302的匝数少于内侧绕线301的匝数即可。期望的是，外侧绕线302的匝数为内侧绕线301的匝数的40％以上且95％以下，优选为50％以上且85％以下，更优选为60％以上且80％以下。

另外，作为绕线导体203的卷绕起始的起点303与作为绕线导体203的卷绕结束的终点304隔开距离W3地设置。若起点303和终点304存在于较近的位置(例如W3≈0)，则起点303与终点304之间的电容耦合变大，存在期望的频带中的阻抗下降的倾向。因而，通过将起点303和终点304分开设置，能够降低起点303与终点304之间的电容耦合，能够进一步抑制期望的频带中的阻抗的下降。

优选的是，起点303设于第1端部305，终点304设于第1端部305与第2端部306之间。另外，期望的是，起点303与终点304之间的距离W3为绕线导体的全长的5％以上且60％以下，优选为15％以上且50％以下，更优选为20％以上且40％以下。

另外，绕线导体203的第1连接点307和第2连接点308设于第1端部305侧。通过这样地将第1连接点307和第2连接点308设于同一端部侧，能够使作为线圈装置164组装时的接合作业简单。

另外，在本实施方式中，表示了内侧绕线301构成绕线导体203的全长、外侧绕线302为小于绕线导体203的全长的长度的例子，但并不限定于本实施方式。即，还可以是外侧绕线302构成绕线导体203的全长，内侧绕线301以小于绕线导体203的全长的长度的方式卷绕而成的结构。该情况下，内侧绕线301和外侧绕线302的从与线圈的轴平行的面观察时的横向方向上的长度及匝数的关系能够设为与上述的外侧绕线302与内侧绕线301之间的关系相同。

另外，在本实施方式中，表示了在内侧绕线301的外侧卷绕有外侧绕线302的成为两阶的结构，但并不限定于本实施方式。即，还可以通过在外侧绕线302的更外侧卷绕导线而将绕线导体203设为三阶以上的结构。

例如，在自外侧绕线302的卷绕结束向第2端部306方向在外侧绕线302的外侧设有第2外侧绕线的情况下，由于能够使起点303与终点304分离，因而优选。另外，该情况下，若使构成绕线导体203的导线的全长相同，则相比于构成为两阶的绕线导体203，能够进一步缩短从与线圈的轴平行的面观察时的横向方向上的绕线导体203的全长，因此，能够进一步减小线圈的全长和铁氧体芯202的长度，能够小型化和轻量化。

另外，在设有第2外侧绕线的情况下，第2外侧绕线向与第1连接点307分开的方向卷绕，但是，由于将第2连接点308形成于第1连接点307侧，将连接点集中在一个方向上的情况下的接合作业简单，因而优选。

实施例

接着，说明对本实施方式的天线用线圈的阻抗进行了实际测量而得到的结果。

作为天线用线圈，准备三种改变了导线的匝数的线圈，对它们的AM频带中的阻抗进行了测量。采用内侧绕线301和外侧绕线302合计成为17.5匝的线圈，在图6中“9T+8.5T”表示内侧绕线301为9匝且外侧绕线302为8.5匝的情况。同样，“9.5T+8T”表示内侧绕线301为9.5匝且外侧绕线302为8匝的情况，“10.5T+7T”表示内侧绕线301为10.5匝且外侧绕线302为7匝的情况。

另外，外侧绕线302的卷绕起始设为第2端部306、即设为按照“9T+8.5T”、“9.5T+8T”、”10.5T+7T”的顺序使起点303与终点304之间的距离W3变大。

根据图6可知，通过采用外侧绕线302的匝数较少的结构，提高了线圈装置164的AM频带中的阻抗。

以上，详细说明了本发明的优选的实施方式和实施例，但本发明并不限定于上述的特定的实施方式和实施例，在权利要求书所记载的本发明的主旨的范围内，能够进行各种变形和变更。

产业上的可利用性

本发明特别是作为设于汽车玻璃的天线用线圈和天线系统能够较佳地被应用。

本国际申请基于2014年6月24日申请的日本特许出愿2014-128966号主张优先权，将该申请的全部内容引用到本说明书中。

附图标记说明

100、带玻璃天线的汽车用窗玻璃；110、汽车用窗玻璃板；111、多条第1加热线；112、一对第1母线；113、第1除雾器；114、多条第2加热线；115、一对第2母线；116、第2除雾器；117、黑色遮蔽膜；118、放大器；119、黑色遮蔽膜的端部；120、玻璃天线；121、馈电点；122、区域形成元件；123、空白区域；126、第1天线元件；127、第1水平元件；128、第1连接元件；161、第1线圈；162、第2线圈；163、电容器；164、线圈装置；165、车载电池；202、铁氧体芯；203、绕线导体；204、基部构件；211、第1触点；212、第2触点；213、第3触点；214、第4触点；215、第5触点；216、第6触点；217、第7触点；301、内侧绕线；302、外侧绕线；303、起点；304、终点；305、第1端部；306、第2端部；307、第1连接点；308、第2连接点；W1、内侧绕线的长度；W2、外侧绕线的长度；W3、起点与终点之间的距离。

Claims (7)

1.一种天线用线圈，该线圈包括铁氧体芯、以及具有以所述铁氧体芯为轴卷绕导线而成的结构的绕线导体，其特征在于，

所述绕线导体具有从与所述轴垂直的面观察时位于内侧的内侧绕线、和位于所述内侧绕线的外侧的外侧绕线，所述外侧绕线是由与所述内侧绕线连续的导线卷绕而成，

从与所述轴平行的面观察时横向方向上的所述外侧绕线的长度与所述内侧绕线的长度不同，

所述绕线导体具有作为所述导线的卷绕起始的起点、和作为所述导线的卷绕结束的终点，从与所述轴平行的所述面观察时横向方向上的所述起点与所述终点之间的距离为所述绕线导体的全长的5％以上且60％以下。

2.根据权利要求1所述的天线用线圈，其中，

从与所述轴平行的所述面观察时横向方向上的所述外侧绕线的长度短于所述内侧绕线的长度。

3.根据权利要求2所述的天线用线圈，其中，

从与所述轴平行的所述面观察时横向方向上的所述外侧绕线的长度为所述内侧绕线的长度的50％以上且85％以下。

4.根据权利要求2所述的天线用线圈，其中，

所述外侧绕线的所述导线的匝数为所述内侧绕线的所述导线的匝数的50％以上且85％以下。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的天线用线圈，其中，

从与所述轴平行的所述面观察时横向方向上的所述起点与所述终点之间的所述距离为所述绕线导体的全长的15％以上且50％以下。

6.一种天线系统，其特征在于，

其为在汽车的窗玻璃板设有具有多条加热线和连接所述加热线的端部的一对母线的除雾器、天线导体以及所述天线导体用的馈电点的汽车用玻璃天线，在该天线系统中，

所述除雾器通过使电流自电源经由所述母线和所述加热线向接地流动而被加热，

所述天线导体与所述除雾器电连接，

该天线系统具有在所述除雾器与所述电源之间以及所述除雾器与所述接地之间分别连接权利要求1～5中任一项所述的天线用线圈而成的线圈装置。

7.根据权利要求6所述的天线系统，其中，

所述除雾器被上下分割，

所述除雾器包括：

第1除雾器，其包括多条第1加热线和一对第1母线；以及

第2除雾器，其包括多条第2加热线和一对第2母线，

所述天线导体与所述第1除雾器和所述第2除雾器的至少一者电连接，

所述线圈装置设于与所述天线导体电连接的、所述第1除雾器以及所述第2除雾器两者或任一者与所述电源之间，且所述线圈装置设于与所述天线导体电连接的、所述第1除雾器以及所述第2除雾器两者或任一者与所述接地之间。