本发明专利技术公开一种天线装置及包括该天线装置的电气设备。天线装置包括：基板(120)；位于基板(120)的一个主表面上的天线(110)；与基板(120)的主表面相对的电介质板(130)；以及介于基板(120)与电介质板(130)之间的电介质层(190)。电介质板(130)具有在基板(120)的相对介电常数以下的相对介电常数。电介质层(190)具有比电介质板(130)的相对介电常数要小的相对介电常数。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及天线装置及包括该天线装置的电气设备。
技术介绍
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649723号公报(专利文献1)。在日本专利特开平649723号公报(专利文献1) 所记载的平面天线中，在微带天线(MSAOiiicrostrip 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649723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。
技术实现思路
本专利技术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。基于本专利技术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。在本专利技术的一个方式中，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. 7入/2 < S < 1. 3入/2的关系。在本专利技术的一个方式中，在设电介质板的厚度为d、电介质板的相对介电常数为ει·的情况下，满足0.4λΛ4εΓ1/2)彡d彡1. 6 λ / (4 ε r1/2)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er的情况下，满足0.8(3 λ)/ (4 ε r1/2)彡 d彡 1.2(3λ)/(4εΓ1/2)的关系。在本专利技术的一个方式中，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。在本专利技术的一个方式中，突出部具有圆柱形状。或者，突出部具有四棱柱形状。在本专利技术的一个方式中，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。基于本专利技术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。基于本专利技术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。根据本专利技术，能提高天线的增益及发射效率。关于本专利技术的上述及其他目的、特征、方面、及优点，可从以下结合附图理解的与本专利技术相关的详细说明来了解。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式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是将本专利技术的实施方式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。图12是将作为该实施方式的变形例的、包括具有四棱柱状的突出部的电介质板的天线装置的一部分放大表示的剖视图。图13是从XIII-XIII线箭头方向观察图12的天线装置而得到的图。图14是表示在变形例中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15是沿箭头XV观察图14的变形例的天线装置而得到的图。图16是表示该实施方式的、包括具有圆柱形状的突出部的电介质板的天线装置的分析结果的图。图17是表示变形例的、包括具有四棱柱形状的突出部的电介质板的天线装置的分析结果的图。图18是表示该实施方式的、包括具有圆柱形状的突出部的电介质板的天线装置的天线的发射模式的图。图19是表示变形例的、包括具有四棱柱形状的突出部的电介质板的天线装置的天线的发射模式的图。图20是将没有设置电介质板的天线装置、实施方式1所涉及的天线装置、本实施方式所涉及的天线装置、以及变形例的天线装置的每一天线元件的天线增益(dBi)进行汇总的图。图21是表示本专利技术的实施方式3所涉及的电气设备的使用形态的示意图。图22是表示该实施方式所涉及的电气设备的结构的剖视图。具体实施例方式下面，参照附图，说明本专利技术的实施方式1所涉及的天线装置。在下面的实施方式的说明中，对图中的相同或相当部分标注相同标号，不重复其说明。(实施方式1)图1是表示本专利技术的实施方式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是将本实施方式所涉及的天线装置的一部分放大表示的剖视图。如图1、图2所示，在本实施方式的天线装置100中，在电路基板120的上侧的主表面上形成有多个天线110。在本实施方式中，使用陶瓷基板作为电路基板120。多个天线110彼此隔开间隔而配置成格子状。在本实施方式中，天线110是微带贴片天线(microstrip patch antenna)，发射59GHz以上62GHz以下的频率的信号。作为天线110，并不限于微带贴片天线，也可以使用槽形天线等其他天线。由于能在基板上形成微带贴片天线及槽形天线，因此，在使用多层基板的情况下， 能将天线和高频电路构成为一体。因此，能降低天线与电路的耦合损耗，提高发射效率，还能使天线装置小型模块化。在电路基板120的板厚方向的中央部设置有由导电性材料构成的接地导体140， 该接地导体140通过接触件141与电路基板120的下侧的主表面相连接。在电路基板120 的下侧的主表面上安装有高频ICantegrated Circuit 集成电路)芯片150。将电路基板120放置在支承基板180上，使得电路基板120的下侧的主表面的一部分与支承基板180的上表面相接触。在支承基板180的上表面上设置有接地导体160。 接地导体160与在电路基板120的下侧的主表面露出的接触件141相连接。电路基板120 收纳在未图示的框体内。将电介质板130配置成与电路基板120的形成有天线110的一侧的主表面相对。 在本实施方式中，使用聚丙烯作为电介质板130的材料。电介质板130的下表面的周围由侧壁部170所支承。在电路基板120与电介质板130之间形成有电介质层190。在本实施方式中，虽然电介质层190由空气构成，但也可以由氮气等气体构成。此外，如后所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种天线装置，其特征在于，包括：基板；位于所述基板的一个主表面上的天线；与所述基板的所述主表面相对的电介质板；以及介于所述基板与所述电介质板之间的电介质层，所述电介质板具有在所述基板的相对介电常数以下的相对介电常数，所述电介质层具有比所述电介质板的相对介电常数要小的相对介电常数。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤启介，田中启贵，末松英治，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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