JP2005286793A - アンテナモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】所望の周波数等に応じた設計が容易なアンテナモジュールを提供する。
【解決手段】アンテナモジュール２０は、接地板２２がケース２５内に収納されるとともに、接地板２２と対向するケース２５の内面３３にアンテナパターン２１が形成されて、接地板２２とアンテナパターン２１との間に空気層３７が介在する。
【選択図】図１

Description

本発明は、アンテナパターンがプリントされて形成されたアンテナのモジュールに関する。

従来より、例えば特許文献１に記載のパッチアンテナ等、基板上にアンテナパターンがプリントされて形成されたアンテナが知られている。図３はこのような従来のパッチアンテナの概略構成を示すものである。この従来のパッチアンテナ１は、誘電部材からなる平面視方形状の基板２の上面３にアンテナパターン４が形成されるとともに、基板２の下面５にグランド極として作用する接地板６が設けられている。アンテナパターン４は、給電点７で給電ピン８と接続しており、この給電ピン８を介して接地板６の下面９より給電されるようになっている。

このパッチアンテナ１のようなアンテナは、外部からの保護のために通常ケース等に収納されてアンテナモジュールとして使用される。図４はパッチアンテナ１をケースに収容したアンテナモジュールを示す。このアンテナモジュール１０のケース１１は、ロアケース１２とアッパーケース１３とからなり、例えばロアケース１２は金属部材や樹脂部材からなり、またアッパーケース１３は樹脂部材からなる。このロアケース１２の上部にパッチアンテナ１が配置され、その上方からアッパーケース１３がロアケース１２に装着されてパッチアンテナ１がケース１１内に収納されアンテナモジュール１０となる。なお、ケース１１に収納されたパッチアンテナ１の接地板６の下面９において、送受信信号を伝達するためのケーブル１４の一端が給電ピン８と接続する。また、ケーブル１４の他端はケース１１の外部の送受信機（図示略）と接続する。

ところで、パッチアンテナでは通常、所望の送信（又は受信）周波数、所望のサイズ等を勘案し、求められる波長短縮率に応じて、誘電体として必要とされる比誘電率が計算されるが、アンテナモジュール１０においては、基板２のみならず、アッパーケース１３や、さらにはパッチアンテナ１からアッパーケース１３までの間の空間１５に形成された空気層１６もが誘電体として機能するため、設計の際に基板２とアッパーケース１３と空気層１６とを合わせて誘電体全体として考える必要がある。このように従来のアンテナモジュール１０では、必要な比誘電率を実現するために三つの要素の兼ね合いを含めてアンテナモジュールを設計する必要が生じ、その設計が困難となり、ひいてはコストの増加を招来することとなる。
特開平６−１２５２１８号公報

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、所望の周波数等に応じた設計が容易なアンテナモジュールを提供することを課題としている。

このような課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、グランド板がケース内に収納されるとともに、前記グランド板と対向する前記ケースの内面にアンテナパターンが形成されて、前記グランド板と前記アンテナパターンとの間に空気層が介在することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記アンテナパターンは前記ケースの内面に形成された金属層の電極パターンによって給電されることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記グランド板と前記アンテナパターンが形成された前記内面とが略平行であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記ケースはロアケースと、該ロアケースの上方から装着されるアッパーケースとを備え、前記アンテナパターンは前記アッパーケースの上壁の内面に形成されることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記アッパーケースは樹脂部材によりなることを特徴とする。

本発明に係るアンテナユニットでは、従来のアンテナモジュールが備えるようなアンテナの基板を必要とせず、誘電体として機能するのはケースと空気層のみである。したがって、設計の際、所望の送受信周波数等に応じた比誘電率を得るために、誘電体としてケース及び空気層のみを考慮すればよく、従来のアンテナモジュールに比べてその設計が容易になり、アンテナの基板が不要となることも含めてコストの低減化を図ることができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は本実施例に係るアンテナモジュールの概略構成を示す。このアンテナモジュール２０は、マイクロストリップ型パッチアンテナのモジュールであり、アンテナパターン２１と接地板（グランド板）２２と給電ピン２３とを有するアンテナ部２４がケース２５内で外部から保護されるようになっている。

ケース２５は略直方体形状を呈し、上部が開口した樹脂製（又は金属製）のロアケース２６と、下部が開口した樹脂製のアッパーケース２８とからなる。アッパーケース２８はロアケース２６の上方からロアケース２６に装着されてロアケース２６の開口２７を閉塞するようになっている。

アンテナ部２４の接地板２２は、ロアケース２６の開口２７と略同一の平面視略正方形状の金属板であり、アンテナ部２４のグランド極として作用するようになっている。この接地板２２がロアケース２６の上部において保持されてアンテナ部２４がケース２５内に収納される。具体的には、例えばロアケース２６の周壁２９上部にケース内側に突出する係止部３０が形成され、ロアケース２６の開口２７からロアケース２６内に入れられた接地板２２がこの係止部３０に係止して、接地板２２がロアケース２６の上部において保持される。

この接地板２２と対向する面であるアッパーケース２８の上壁３２の内面３３には略中央にアンテナパターン２１がプリントされて形成されている。アンテナパターン２１は、マイクロストリップ型パッチアンテナのアンテナパターンであり、例えば蒸着、エッチング、メッキ等の従来の手法により金属層が形成されてなる。このアンテナパターン２１への給電は、給電点３４で電気的に接続された後述の給電ピン２３を介して行われるようになっている。

このアンテナパターン２１が形成された上壁３２と接地板２２とは一定の空間３６を挟んで上下に略平行となっており、ケース２５内において、この空間３６には空気層３７が存在している。

このように接地板２２とアンテナパターン２１とが空気層３７を挟んだ状態で、給電ピン２３が接地板２２から空気層３７を貫通してアンテナパターン２１まで鉛直方向に立設されている。また、接地板２２の下面３８において、送受信信号を伝達するためのケーブル３９の一端が給電ピン２３と接続し、ケーブル３９の他端はケース２５の外部の送受信機（図示略）と接続する。

この実施例に係るアンテナモジュール２０では、接地板２２がケース２５内に収納されるとともに、接地板２２と対向するアッパーケース２８の上壁３２の内面３３にアンテナパターン２１が形成されて、接地板２２とアンテナパターン２１との間に空気層３７が介在するので、従来のアンテナモジュール１０が備える基板２のような基板を必要とせず、誘電体として機能するのはアッパーケース２８と空気層３７のみである。したがって、設計の際、所望の送受信周波数等に応じた比誘電率を得るために、誘電体としてアッパーケース２８及び空気層３７のみを考慮すればよく、従来のアンテナモジュール１０に比べてその設計が容易になり、基板が不要となることも含めてコストの低減化を図ることができる。

なお、空気の比誘電率は１．０と低く、空気層を誘電体として機能させても波長短縮効果は得られない。したがって、空気層を誘電体として利用するアンテナモジュールの場合は、アンテナパターンを大きくせざるを得ずアンテナモジュールの小型化の要請に反することとなってしまうのが通常である。しかしながら、本実施例に係るアンテナモジュール２０では、アンテナパターン２１がアッパーケース２８の上壁３２によって覆われる構造となり、アッパーケース２８が誘電体として機能するので、このアッパーケース２８を所望の比誘電率を備えた誘電部材により構成することにより小型化を図ることができる。

図２は本実施例に係るアンテナモジュールの概略構成を示す。このアンテナモジュール４０は、実施例１のアンテナモジュール２０と同様のマイクロストリップ型パッチアンテナのモジュールであり、アンテナモジュール２０の給電ピン２３にかえて電極パターン４１を用いたものである。なお、実施例１と同一の部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。

このアンテナモジュール４０は、アンテナ部２４’としてアンテナパターン２１と接地板２２と電極パターン４１を有し、この電極パターン４１は金属製で、ケース２５の内面にプリントされて形成されている。この電極パターン４１は、接地板２２の上面３１からアッパーケース２８の側壁４２の内面４３及びこの内面４３につながるアッパーケース２８の上壁３２の内面３３を通ってアンテナパターン２１まで延設されている。

この実施例に係るアンテナモジュール４０では、アンテナパターン２１はケース２５の内面に形成された金属層の電極パターン４１によって給電されるので、設計の容易化等、実施例１のアンテナモジュール２０と同様の効果を得られるとともに、給電ピン２３が不要になる点においても低コスト化を図ることができる。

なお、本発明は上述した実施例に限られるものではなく、例えばアンテナモジュール２０及びアンテナモジュール４０は、マイクロストリップ型パッチアンテナのモジュールとして説明したが、これに限られず、少なくとも受信又は送信できる平面アンテナのモジュールであればよい。

また、アンテナモジュール２０及びアンテナモジュール４０では、接地板２２を備えるものとしたが、グランド極があれば必ずしも接地板２２でなくてもよい。しかし、アンテナモジュール２０及びアンテナモジュール４０は接地板２２を備えているので、この接地板２２がない場合に比べ、接地板２２の下面３８側への放射漏れを抑える効果を奏する。したがって、アンテナ利得の向上を図ることができる。

本発明の実施例１に係るアンテナモジュールの概略構成を示し、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）はＣ−Ｃ’位置における断面図である。 本発明の実施例２に係るアンテナモジュールの概略構成を示し、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）はＤ−Ｄ’位置における断面図である。 従来のパッチアンテナの概略構成を示し、上図は斜視図であり、下図はＡ−Ａ’位置における断面図である。 図３のパッチアンテナを備えた従来のアンテナモジュールの概略構成を示し、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）はＢ−Ｂ’位置における断面図である。

符号の説明

２０、４０ アンテナモジュール
２１ アンテナパターン
２２ 接地板（グランド板）
２５ ケース
２６ ロアケース
２８ アッパーケース
３２ 上壁
３３、４３ 内面
３７ 空気層
４１ 電極パターン

Claims (5)

1. グランド板がケース内に収納されるとともに、前記グランド板と対向する前記ケースの内面にアンテナパターンが形成されて、前記グランド板と前記アンテナパターンとの間に空気層が介在することを特徴とするアンテナモジュール。
2. 前記アンテナパターンは前記ケースの内面に形成された金属層の電極パターンによって給電されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナモジュール。
3. 前記グランド板と前記アンテナパターンが形成された前記内面とが略平行であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアンテナモジュール。
4. 前記ケースはロアケースと、該ロアケースの上方から装着されるアッパーケースとを備え、前記アンテナパターンは前記アッパーケースの上壁の内面に形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
5. 前記アッパーケースは樹脂部材によりなることを特徴とする請求項４に記載のアンテナモジュール。

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