CN1893177A

CN1893177A - 复合天线装置

Info

Publication number: CN1893177A
Application number: CNA2006100731958A
Authority: CN
Inventors: 野吕顺一; 齐藤裕一; 稻叶寿彦; 佐藤久一
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 2005-06-28
Filing date: 2006-04-12
Publication date: 2007-01-10
Anticipated expiration: 2026-04-12
Also published as: US7633452B2; CN1893177B; JP4687880B2; JP2007013273A; US20060290580A1

Abstract

本发明提供一种不会对接收从卫星发射的电波的天线成为障碍的，装有升压电路的复合天线装置。这种复合天线装置将包含有第一杆状天线元件和第二杆状天线元件的天线构件(20)安装在天线外壳(25)中。在天线外壳(25)内部，容纳了互相相对的，具有第一面和第二面(15a、15b)的主电路印刷电路板(15)。装在主电路印刷电路板的第一面上的第一天线单元(30)接收从第一种卫星发射的电波。装在主电路印刷电路板的第一面上的第二天线单元(40)接收从第二种卫星发射的电波。第一杆状天线元件用的升压电路(50)安装在主电路印刷电路板的第二面上。

Description

复合天线装置

技术领域

本发明涉及复合天线装置，特别是涉及装载了若干种天线的复合天线装置。

背景技术

当前，如本技术领域所公知的那样，在汽车等车辆上装载了各种各样的天线。作为这样的天线，例如，有GPS(全球定位系统)用的天线、SDARS(SatelliteDigital Audio Radio Service-卫星数字声频无线电服务)用的天线、无线电话用的天线、AM/FM无线电用的天线等等。

GPS(全球定位系统)是使用了人造卫星的卫星定位系统。GPS是这样一种系统，它是通过接收从围绕着地球的24个人造卫星(下称“GPS卫星”)中的四个GPS卫星发射的电波(GPS信号)，根据用所接收到的电波，测量出移动物体与GPS卫星之间的位置关系和时间误差的三角测量的原理，就能以很高的精度计算出移动物体在地图上的位置和高度的系统。

近年来，GPS已经用于测定正在行驶的汽车的位置的汽车导航系统之类，并得到广泛地普及。汽车导航装置由下列各种装置构成：为接收这种GPS信号用的GPS用天线；对上述GPS用天线所接收到的GPS信号进行处理，检测出车辆目前的位置的处理装置；以及把由这种处理装置所检测到的位置在地图上显示出来的显示装置等。

另一方面，作为能接收无线电话波段、FM无线电波段、AM无线电波段的三波段共用的天线，公知的有棒形天线(杆式天线)。此外，还提出了能接收无线电话波段、FM无线电波段、AM无线电波段和GPS波段这四个波段的多频道天线的技术方案(例如，参见专利文献1-日本特开平10-93327号公报)。在该专利文献1中所公开的多频道天线中，通过设置与底板垂直的匹配印刷电路板，并把天线构件设置成相对于垂直线为倾斜的，即使GPS卫星的仰角很低，也不会对GPS天线产生不良的影响。

此外，还提出了一种复合天线的技术方案(例如，参见专利文献2-日本特开2003-309411号公报)，它同时将能接收从GPS卫星之类发射出来的圆偏振波电波的插接天线，和能接收和发送移动电话等所使用的直线偏振波电波的杆状天线设置在一个平面内并使其单元化。在该专利文献2所公开的复合天线中，借助于把对杆状天线供电的插件的方向设置成使短轴大致垂直于包含插接天线的供电插件的短轴与长轴的交点和杆状天线的轴线的平面，则可减少从杆状天线所发射出来的电波对相邻的插接天线的不良影响。

此外，还提出了一种能同时接收卫星发射的电波信号和地面天线发射的地面波信号，适合于安装在车身上的天线装置(例如，参见专利文献3-日本特开平10-107542号公报)。在该专利文献3所公开的天线装置中，把平面天线朝向上方地设置在设于壳体内的印刷电路板的表面，把由螺旋天线构成的天线构件的底端部分，从平面天线向侧面偏移，并且把天线构件的前端部分设置成与偏移方向的垂直方向大约倾斜30度。

此外，还提出了把能接收AM广播波和FM广播波的，接收AM/FM信号用的天线，与能接收GPS广播波的，接收GPS信号用的天线做成一体的，三种波共用的天线装置(例如，参见专利文献4-日本特开平8-335824号公报)。

另一方面，所谓SDARS(卫星数字声频无线电服务)，是使用了在美国的卫星(下称“SDARS卫星”)的数字广播服务。即，在美国，开发并使用了一种可接收从SDARS卫星发射的卫星波或地面波、可收听数字无线电广播的数字无线电接收机。目前，在美国，XM和赛里厄斯这两个广播台一共向全国提供250个频道以上的无线电节目。一般，这种数字无线电接收机都安装在汽车之类的移动物体上，能接收频率约为2.3GHz频带的电波可收听无线电广播。即，数字无线电接收机使能收听移播放的数字电接收机。由于所接收的信号电波的频率约为2.3GHz频带，所以此时所接收的信号的波长(谐振波长)λ，大约是128.3mm。另外，所谓地面波，是一旦由地面站接收了卫星电波之后，对频率进行某些移位，再用直线偏振波发送出去的电波。即，与卫星波是圆偏振波相反，地面波是直线偏振波。

XM卫星无线电用天线装置接收由两个静止卫星发射的圆偏振波，在盲区则借助于地面直线偏振波设备来接收电波。另一方面，天狼星卫星无线电用天线装置，则接收由三个环绕卫星(同步卫星)所发射的圆偏振波，在盲区则借助于地面直线偏振波设备来接收电波。

由于在这种数字无线电广播中，使用的是约为2.3GHz频带的频率的电波，所以，接收这种电波的天线装置必须设置在室外。因此，为了把数字无线电接收机装在汽车之类的移动物体上，就必须把这样的天线装置安装在移动物体的顶篷上。

如上所述，装载了多种天线的复合天线装置公知的有种种。而且，作为复合天线装置，除了能够接收以上所说的移动无线电话频带、FM无线电频带、AM无线电频带的三种波长共用天线之外，还考虑到把GPS用天线和SDARS用天线安装在印刷电路板的主面上。在这种情况下，当把AM/FM用的升压电路装在印刷电路板的主面上时，这种构成升压电路的电路零件会成为GPS用天线和SDARS用天线的遮挡(障碍物)。

因此，在这种复合天线装置中，必须把升压电路安装在印刷电路板上的适当位置。

发明内容

因此，本发明所要解决的问题就是提供一种装有升压电路的复合天线装置，它的升压电路对于接收从来自卫星的电波的天线不会成为障碍。

按照本发明的第一种实施方式，提供了一种复合天线装置10，其特征是，

它具有下列各部分：

包含第一杆状天线元件21和第二杆状天线元件22的天线构件20；安装了上述天线构件的天线外壳25；容纳在上述天线外壳内，具有互相相对的第一和第二面15a、15b的主电路印刷电路板15；装在上述主电路印刷电路板的第一面上，接收从上述第一种卫星发射的电波的第一天线单元30；装在上述主电路印刷电路板的第一面上，接收从上述第二种卫星发射的电波的第二天线单元40；装在上述主电路印刷电路板的第二面上的，上述第一杆状天线元件用的升压电路50。

在上述本发明的第一实施方式的复合天线装置中，上述第一杆状天线元件优选是用于接收AM/FM无线电频带的电波的元件，上述第二杆状天线元件优选是用于接收汽车电话用的电波的元件。上述第一天线单元30优选由下列各部分构成：具有互相相对的主面32a和背面32b的第一副电路印刷电路板32；装在该第一副电路印刷电路板的主面上，接收从上述第一种卫星发射的电波的第一平面天线元件34；装在上述第一副电路印刷电路板的背面上，把用上述第一平面天线元件所接收到的信号放大的第一LNA电路；屏蔽该第一LNA电路的第一屏蔽壳体38；同样，上述第二天线单元40优选由下列各部分构成：具有互相相对的主面42a和背面42b的第二副电路印刷电路板42；装在该第二副电路印刷电路板的主面上，接收从上述第二种卫星发射的电波的第二平面天线元件44；装在上述第二副电路印刷电路板的背面上，把用上述第二平面天线元件所接收到的信号放大的第二LNA电路；屏蔽该第二LNA电路的第二屏蔽壳体48。上述第一天线单元30优选是接收从上述第一种卫星，即从GPS卫星发射的电波的GPS用天线；上述第二天线单元40优选是接收从上述第二种卫星，即从SDARS卫星发射的电波的SDARS用天线。

按照本发明的第二种实施方式可获得复合天线装置10，其特征是，它具有下列各部分：杆状天线元件21；装有该杆状天线元件的升压电路50的印刷电路板15；装有上述杆状天线元件的天线外壳25；具有下列各部分的第一天线单元30：接收从第一种卫星发射的电波的第一天线元件34，装有放大由该第一天线元件所接收到的信号的LNA电路的第一LNA印刷电路板32，具有屏蔽该第一LNA印刷电路板的LNA电路的第一屏蔽壳体38；具有下列各部分的第二天线单元40：接收从第二种卫星发射的电波的第二天线元件44，装有放大由该第二天线元件所接收到的信号的LNA电路的第二LNA印刷电路板42，具有屏蔽该第二LNA印刷电路板的LNA电路的第二屏蔽壳体48；上述印刷电路板15容纳在上述天线外壳25内，上述第一和第二天线单元装在第一面15a上，上述升压电路装在第二面15bb上，在上述第一面上不安装电路零件。

另外，以上这两段中的标号是为了更容易理解本发明而加上去的，不过是一个例子，不言而喻，本发明并不受这些标号的限定。

在本发明中，由于把第一杆状天线元件用的升压电路装在了主印刷电路板的第二面上，因而能防止构成升压电路的电路零件成为接收卫星所发射的电波的第一和第二天线单元的遮挡(障碍物)。此外，由于把升压电路的零件都集中安装在第二面上，而在第一面上不安装电路零件，并能把第一和第二天线单元都安装在用来安装升压电路的印刷电路板上，所以能提供节省空间的小型天线装置。

附图说明

图1是从下方斜着看的本发明的一个实施例的复合天线装置的分解立体图；

图2是从图1所示的复合天线装置中省略了天线构件，并从上方斜着看的分解立体图；

图3是表示从图1所示的复合天线装置中省略了天线构件和天线外壳后的立体图；

图4是表示图1所示的复合天线装置中所使用的天线构件20的图。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的实施例。

参照图1～图3，说明本发明的一个实施例的复合天线装置10。图1是从下方斜着看的复合天线装置10的分解立体图。图2是从图1中所示的复合天线装置10中省略了天线构件(将在下文中描述)，并从上方斜着看的分解立体图。图3是表示从图1所示的复合天线装置10中省略了天线构件和天线外壳(将在下文中描述)的立体图。

图中所示的复合天线装置10具有包含第一杆状天线元件(将在下文中描述)和第二杆状天线元件(将在下文中描述)的天线构件20，和安装有这种天线构件20的天线外壳25。在天线外壳25内，容纳了装有AM/FM无线电用的升压电路的主电路印刷电路板15。主电路印刷电路板15具有互相相对的第一面(上面)15a和第二面(下面)15b。天线构件20与垂直线倾斜地配置。

在主电路印刷电路板15的第二面(下面)15b上，装有包含了第一杆状天线元件和第二杆状天线元件的天线构件20的第一杆状天线元件用的升压电路50。通过把升压电路50的电路零件布置在第二面15b上，从而在第一面15a上不安装任何电路零件，而都集中在第二面15b上。在主电路印刷电路板15的第一面(上面)15a上，则安装第一天线单元30和第二天线单元40，以及与天线构件20连接，并且与第二面15b上的升压电路50电连接的导电部件80。第一天线单元30是用于接收从第一种卫星发射的电波的部件，而第二天线单元40是用于接收从第二种卫星发射的电波的部件。在附图所示的例子中，第一天线单元30是用于接收从第一种卫星，即从GPS卫星发射的电波的GPS用天线，而第二天线单元40是用于接收从第二种卫星，即从SDARS卫星发射的电波的SDARS用天线.

图4表示在复合天线装置10中所使用的天线构件20。图4中，图4(A)是表示天线构件20外观的侧视图；图4(B)是天线构件20的断面图；图4(C)是表示从天线构件20上把主体除去后的图。

如图4(C)所示，天线构件20具有第一杆状天线元件21和第二杆状天线元件22。第一杆状天线元件21从天线构件20的前端一直延伸到底端部，是用于接收AM/FM频带的电波的元件。第二杆状天线元件22是离开天线构件20的底端部规定距离的部分，是接收汽车电话用的电波的元件。

如图1和图3所示，第一天线单元30由下列各部分构成：具有互相相对的主面32a和背面32b的第一副电路印刷电路板32；装在该第一副电路印刷电路板32的主面32a上的第一平面天线元件34；装在第一副电路印刷电路板32的背面32b上的第一LNA(低噪音放大)电路(未图示)；屏蔽该第一LNA电路的第一屏蔽壳体38。第一平面天线元件34是用于接收第一种卫星(GPS卫星)发射的电波的元件。第一LNA电路是用于放大由第一平面天线元件34所接收的信号的电路。

同样，第二天线单元40由下列各部分构成：具有互相相对的主面42a和背面42b的第二副电路印刷电路板42；装在该第二副电路印刷电路板42的主面42a上的第二平面天线元件44；装在第二副电路印刷电路板42的背面42b上的第二LNA电路(未图示)；拚搏第二LNA电路的第二拚搏壳体48。第二平面天线元件44是用于接收第二种卫星(SDARS卫星)发射的电波的元件。第二LNA电路是用于放大由第二平面天线元件44所接收的信号的电路。

如图2和图3所示，主电路印刷电路板15用螺钉61安装在距压铸底板60的主面60a规定的距离的位置。主电路印刷电路板15用螺钉固定，使其第二面15b与压铸底板60的主面60a相对，在压铸底板60的主面60a与主电路印刷电路板15之间，布置了升压电路50。在主电路印刷电路板15的第一面15a上，装有第一天线单元30和第二天线单元40。

在压铸底板60的主面60a的外周上形成了环状凹槽部分60b，防水垫圈65则嵌装在外周边部分60c上。在天线外壳25的内壁上形成了从与防水垫圈65的位置相对应的部分朝向压铸底板60突出的环状凸起部分(未图示)。

当用螺钉把压铸底板60与天线外壳25固定起来时，凸起部分便弹性地压接在防水垫圈65上。此外，螺钉虽然穿过防水垫圈65的孔65a，但是却弹性地压接在孔65a的外圆周上，能确保外壳25的内部防水。底板凸缘70是用弹性树脂材料制成的，其壁部70a嵌入压铸底板60的外周边部分60c中，安装在压铸底板60上。裙部70b与设置在底板凸缘70上的环状凸缘70c，在把天线主体装到车身上去的过程中，紧贴在车身上，把车身与底板凸缘70之间的空隙屏蔽起来，因而裙部70b具有防水和增加美观的功能，而环状凸缘70c能起防水的作用。

压铸底板60和天线外壳25，通过把螺钉71从底板凸缘70一侧插入压铸底板60中，再穿过设置在防水垫圈65上的孔65a，然后把螺钉拧紧在天线外壳25上，从而予以安装固定。

如上所述，由于第一杆状天线元件用的升压电路50不是安装在主电路印刷电路板15的第一面(上面)15a上，而是安装在主电路印刷电路板15的第二面(下面)15b上，并在第一面15a上没有安装电路零件，所以能防止构成这个升压电路50的电路零件成为第一天线单元(GPS用天线)30和第二天线单元(SDARS用天线)40的遮挡(障碍物)。此外，通过把固定零件集中在主电路印刷电路板15的第二面15b上，就能把第一和第二天线单元30、40布置在第一面15a上，能节省天线内部的空间，从而能提供小型的天线装置。

以上，虽说明了本发明的一个优选实施例，但是，当然，本发明并不限定于上述实施例。

Claims

1.一种复合天线装置，其特征在于，它具有下列各部分：

包含第一杆状天线元件和第二杆状天线元件的天线构件；

安装了上述天线构件的天线外壳；

容纳在上述天线外壳内，具有互相相对的第一和第二面的主电路印刷电路板；

装在上述主电路印刷电路板的第一面上，接收从上述第一种卫星发射的电波的第一天线单元；

装在上述主电路印刷电路板的第一面上，接收从上述第二种卫星发射的电波的第二天线单元；

装在上述主电路印刷电路板的第二面上的，上述第一杆状天线元件用的升压电路。

2.如权利要求1所述的复合天线装置，其特征在于，上述第一杆状天线元件是用于接收AM/FM无线电频带的电波的元件，上述第二杆状天线元件是用于接收汽车电话用的电波的元件。

3.如权利要求1或2所述的复合天线装置，其特征在于，

上述第一天线单元由下列各部分构成：具有互相相对的主面和背面的第一副电路印刷电路板；装在该第一副电路印刷电路板的主面上，接收从上述第一种卫星发射的电波的第一平面天线元件；装在上述第一副电路印刷电路板的背面上，把用上述第一平面天线元件所接收到的信号放大的第一LNA电路；屏蔽该第一LNA电路的第一屏蔽壳体，

上述第二天线单元由下列各部分构成：具有互相相对的主面和背面的第二副电路印刷电路板；装在该第二副电路印刷电路板的主面上，接收从上述第二种卫星发射的电波的第二平面天线元件；装在上述第二副电路印刷电路板的背面上，把用上述第二平面天线元件所接收到的信号放大的第二LNA电路；屏蔽该第二LNA电路的第二屏蔽壳体。

4.如权利要求1～3中任何一项所述的复合天线装置，其特征在于，

上述第一天线单元是接收从上述第一种卫星，即从GPS卫星发射的电波的GPS用天线；

上述第二天线单元是接收从上述第二种卫星，即从SDARS卫星发射的电波的SDARS用天线。

5.一种复合天线装置，其特征在于，它具有下列各部分：

杆状天线元件；

装有该杆状天线元件的升压电路的印刷电路板；

装有上述杆状天线元件的天线外壳；

具有下列各部分的第一天线单元：接收从第一种卫星发射的电波的第一天线元件，装有放大由该第一天线元件所接收到的信号的LNA电路的第一LNA印刷电路板，具有屏蔽该第一LNA印刷电路板的LNA电路的第一屏蔽壳体；

具有下列各部分的第二天线单元：接收从第二种卫星发射的电波的第二天线元件，装有放大由该第二天线元件所接收到的信号的LNA电路的第二LNA印刷电路板，具有屏蔽该第二LNA印刷电路板的LNA电路的第二屏蔽壳体；

上述印刷电路板容纳在上述天线外壳内，上述第一和第二天线单元装在第一面上，上述升压电路装在第二面上，在上述第一面上不安装电路零件。