[发明专利]天线装置及包括该天线装置的电气设备

说明书

技术领域

本发明涉及天线装置及包括该天线装置的电气设备。

背景技术

作为揭示了在基板的一个主表面上形成有天线的平面天线的现有文献，有日本专利特开平6-29723号公报(专利文献1)。在日本专利特开平6-29723号公报(专利文献1)所记载的平面天线中，在微带天线(MSA(microstrip antenna))的上方，层叠有各自的厚度为有效波长的四分之一的外侧的高介电常数电介质层和内侧的低介电常数电介质层。根据该结构，使得从发射元件观察外侧的空间的输入阻抗变成高阻抗，放大了发射功率，拓宽了天线特性的频带。

在日本专利特开平6-29723号公报(专利文献1)所记载的平面天线中，虽然在电路上能拓宽频带，但由于在发射出电波的平面天线的外侧配置有高介电常数电介质层，因此，高介电常数电介质层与接地导体之间的束缚变强。其结果是，由于平面天线与其周围的空气未完全匹配，妨碍了电波的发射，因此，天线的增益及发射效率实质上下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能提高天线的增益及发射效率的天线装置及包括该天线装置的电气设备。

基于本发明的天线装置包括：基板；位于基板的一个主表面上的天线；与基板的主表面相对的电介质板；以及介于基板与电介质板之间的电介质层。电介质板具有在基板的相对介电常数以下的相对介电常数。电介质层具有比电介质板的相对介电常数要小的相对介电常数。

在本发明的一个方式中，电介质层由气体构成。或者，电介质层由树脂构成。

优选电介质层由空气构成，在设从天线发射的高频信号在空气中传输时的波长为λ、彼此相对的基板的主表面与电介质板之间的距离为S的情况下，满足0.7λ/2≤S≤1.3λ/2的关系。

在本发明的一个方式中，在设电介质板的厚度为d、电介质板的相对介电常数为εr的情况下，满足0.4λ/(4εr^1/2)≤d≤1.6λ/(4εr^1/2)的关系。或者，在设电介质板的厚度为d、电介质板的相对介电常数为εr的情况下，满足0.8(3λ)/(4εr^1/2)≤d≤1.2(3λ)/(4εr^1/2)的关系。

在本发明的一个方式中，电介质板在与天线相对的部分具有以靠近天线的方式突出的突出部。

优选电介质层介于突出部与天线之间。

在本发明的一个方式中，突出部具有圆柱形状。或者，突出部具有四棱柱形状。

在本发明的一个方式中，天线是微带贴片天线或槽形天线。

优选天线装置具有多个天线。多个天线作为相控阵天线进行动作。

基于本发明的电气设备在第一方面是包括上述任一项所述的天线装置的电气设备，该电气设备具有收纳基板的框体。电介质板构成框体的一部分。

基于本发明的电气设备在第二方面是包括分别在室内使用的接收装置及发送装置的电气设备，接收装置及发送装置各自包含上述任一项所述的天线装置。发送装置通过室内的墙壁将高频信号发送到接收装置。

优选在上述电气设备所包括的天线装置中，在基板的主表面上设置有发光部。发光部向电介质板发光。电介质板使得由发光部发出的光透过。

根据本发明，能提高天线的增益及发射效率。

关于本发明的上述及其他目的、特征、方面、及优点，可从以下结合附图理解的与本发明相关的详细说明来了解。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的天线装置的结构的剖视图。

图2是沿箭头II观察图1的天线装置而得到的图。

图3是将该实施方式所涉及的天线装置的一部分放大表示的剖视图。

图4是表示由电磁场仿真得到的分析结果的图。

图5是表示在使电介质板的厚度固定的条件下、由电磁场仿真得到的分析结果的图。

图6是表示在作为比较例的、未设置有电介质层及电介质板的天线装置中的天线的发射模式的图。

图7是表示该实施方式所涉及的天线装置中的天线的发射模式的图。

图8是将本发明的实施方式2所涉及的天线装置的一部分放大表示的剖视图。

图9是从IX-IX线箭头方向观察图8的天线装置而得到的图。

图10是表示该实施方式的与多个天线对应地形成有突出部的天线装置的结构的剖视图。

图11是沿箭头XI观察图10的天线装置而得到的图。