JP2008085485A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも細い径の給電ピンを使用したとしても、給電ピンとアンテナ素子との間の空間を確保して、空間容量を確保する。
【解決手段】このアンテナ装置には、給電ピンを支持するための保持部を有するアンテナ素子が備えられている。そして、保持部は、給電ピンが挿入される保持穴と、保持穴に挿入された給電ピンを挟持するため、保持穴の内周面から内側に凸となる少なくとも３つの挟持部と、少なくとも３つの挟持部のそれぞれの間を空間とする空間部とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、アンテナ装置に係り、特に、ＧＰＳ（Global Positioning System）や衛星ラジオ用等の電波を受信するために用いられるアンテナ装置に関する。

近年の移動体通信機器等、小型の通信機器（例えばＧＰＳ方式のカーナビゲーション装置や携帯用ナビゲーション装置、衛星波受信機等）の発達に伴い、これらの機器に用いられるアンテナ装置に関して、小型化、高性能化が要求されている。
この点、アンテナ装置の中でも平面型アンテナ装置（例えば、円偏波パッチアンテナ等）は、その構造上薄く、小型であり、半導体回路との集積化が比較的容易であるとの利点を備えるため、小型の通信機器用のアンテナとして広く応用されている。

このような平面型アンテナ装置としては、例えば、セラミックス等の高誘電体で形成されたアンテナ素子と、このアンテナ素子の表面に設けられた放射素子と、回路基板と、アンテナ素子及び回路基板を貫通する給電ピンを備えた構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１５５８３６号公報

近年、半田付け性向上並びに製造コストの低減のために、給電ピンを細くすることが望まれている。しかしながら、ただ単に給電ピンを細くして、当該ピンに対応した穴をアンテナ素子に設けるだけでは、給電ピンとアンテナ素子とが嵌合してしまうので、空間容量を確保できなかった。
本発明の課題は、従来よりも細い径の給電ピンを使用したとしても、給電ピンとアンテナ素子との間の空間を確保して、空間容量を確保することである。

請求項１記載のアンテナ装置は、
給電ピンを支持するための保持部を有するアンテナ素子を備え、
前記保持部は、前記給電ピンが挿入される保持穴と、前記保持穴に挿入された前記給電ピンを挟持するため、前記保持穴の内周面から内側に凸となる少なくとも３つの挟持部と、前記少なくとも３つの挟持部のそれぞれの間を空間とする空間部とを備えることを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のアンテナ装置において、
前記挟持部の先端部が円弧状に形成されていることを特徴としている。

本発明によれば、各挟持部の間に空間部が設けられているので、給電ピンが挟持部により挟持された際、空間部により空間容量を確保することが可能となる。従来よりも細い径の給電ピンを使用したとしても、空間部により確保された空間容量によって実用に問題のない理想的な特性を発揮することができる。

以下、本発明の好適な実施形態について説明する。本実施形態に係るアンテナ装置１は、図１に示すように、アンテナ素子２と、回路基板３と、給電ピン４と、シールドカバー５と、同軸ケーブル６とを備えている。

アンテナ素子２は、本実施形態ではセラミック製でやや肉厚の板状に形成されている。アンテナ素子２の一方側の面には、電波を受信する受信手段としてパッチ型の受信面７が貼付されている。なお、図１では、アンテナ素子２の受信面７が実際よりも厚く表されている。また、アンテナ素子２の受信面７と反対側の面には、図示しない金属薄膜状のＧＮＤパターンが給電ピン４及びその周囲の部分を除くほぼ全面に貼付されている。

アンテナ素子２の受信面と反対の面には、回路基板３が設けられている。回路基板３のアンテナ素子２側の面には、アンテナ素子２のＧＮＤパターンとは別体の図示しない金属薄膜状のＧＮＤパターンが給電ピン４及びその周囲の部分を除くほぼ全面に貼付されている。

回路基板３のアンテナ素子２と反対側の面、すなわち回路面３ａは、アンテナ素子２からの入力を増幅して出力する図示しない回路が形成されている。回路基板３には、適宜の位置に図示しない複数のスルーホールが形成されており、これらのスルーホールを介して回路面３ａ状の回路のＧＮＤと裏面のＧＮＤパターンとが接続されるようになっている。

アンテナ素子２と回路基板３の所定の位置には、給電ピン４がアンテナ素子２の受信面や回路基板３の回路面３ａに垂直に貫挿されている。本実施形態では給電ピン４の一旦側が半田付けによりアンテナ素子２の受信面７に電気的に接続されている。

また、給電ピン４の他端側は回路基板３上の増幅回路に半田Ｈにより半田付けされて電気的に接続されており、その接続部分が回路の入力部３ｂとされている。給電ピン４は、アンテナ素子２の受信面７で受信した電波信号をこの入力部３ｂを介して回路基板３の増幅回路に入力させるようになっている。

回路基板３の回路面３ａ側には、略箱状に形成された金属製のシールドカバー５が回路面３ａを覆うように取り付けられており、シールドカバー５は、回路面３ａに到達する外部からの妨害波を遮蔽するようになっている。また、略箱状のシールドカバー５の基面５ａはアンテナ素子２の受信面７や回路基板３の回路面３ａに平行に配置されるようになっている。

また、図１の断面図に示されているように、シールドカバー５は、その一部が突起状に形成されて回路基板３に貫通されることで、回路基板３に対して位置決めされるようになっている。また、図２に示すように本実施形態ではシールドカバー５は回路基板３の回路面３ａ上で半田付けにより回路のＧＮＤと電気的に接続されるようになっている。なお、図２では、アンテナ装置１が図１から天地逆転された状態を示している。

シールドカバー５の内側には、同軸ケーブル６が挿入されている。同軸ケーブル６の芯線６ａは半田付けにより回路基板３の回路面３ａ上の増幅回路に電気的に接続されており、その接続部分が回路の出力部３ｃとされている。同軸ケーブル６は、芯線６ａを介して増幅回路に駆動電力を供給するとともにアンテナ素子２で受信され増幅回路で増幅されてこの出力部３ｃを介して出力された信号を下流側に出力するようになっている。

また、シールドカバー５には、舌片５ｂがシールドカバー５の基面５ａから屈曲され同軸ケーブル６に向かって延びるように形成されており、舌片５ｂと同軸ケーブル６の外部導体６ｂとが半田付けにより電気的に接続されている。

ここで、アンテナ素子２について詳細に説明する。図３はアンテナ素子２の概略構成を表す上面図であり、図４はアンテナ素子２の透視図である。図３及び図４に示すようにアンテナ素子２には、給電ピン４を支持するための保持部８が設けられている。この保持部８には、給電ピン４が挿入される保持穴８１と、保持穴８１に挿入された給電ピン４を挟持するため、保持穴８１の内周面から内側に凸となる３つの挟持部８２と、３つの挟持部８２のそれぞれの間を空間とする空間部８３とが備えられている。

保持穴８１は、アンテナ素子２の厚み方向に沿って形成されていて、当該アンテナ素子２を貫通している。
３つの挟持部８２は、先端部が円弧状に形成されており、その先端部に内接する円（図３の点線Ｐ参照）が給電ピン４の軸径と同等か僅かに大きくなるように形成されている。
そして、保持穴８１内に給電ピン４が挿入されると、３つの挟持部８２によって給電ピン４の軸が挟持されることになる。この際、３点支持となるので挟持後においても位置ズレが生じにくくなっている。そして、給電ピン４が挟持部８２により挟持されたとしても空間部８３によって空間容量が確保されることになる。

次に、本実施形態に係るアンテナ装置１の作用について説明する。

アンテナ装置１の回路基板３上の回路には、同軸ケーブル６の芯線６ａを介して駆動電力が供給される。アンテナ素子２の受信面７がＧＰＳ用や衛星ラジオ用の高周波の電波を受信すると、その電波信号が給電ピン４を介して回路基板３の回路に送信され、回路で増幅された電波信号が同軸ケーブル６の芯線６ａを通じて出力される。

回路基板３の回路は、それを覆う金属製のシールドカバー５により外部からの妨害波から遮蔽される。また、回路はそのアース部に接続されたシールドカバー５を介して同軸ケーブル６の外部導体６ｂに接続されて接地される。

このアンテナ装置１の駆動時における特性を図５に示す。図５のグラフＡは中心周波数を見るための特性グラフである。このグラフＡのピーク（図５の矢示ａ）が理想周波数（本実施形態では２．３３８７５ＧＨｚ）と一致するのが理想であるが、図５からも明らかなようにグラフＡのピークは理想周波数とほぼ一致している。また、図５のグラフＢは軸比を調整する特性グラフである。このグラフＢの頂点（図５の矢示ｂ）が原点に位置するのが理想であるが、図５からも明らかなようにグラフＢの頂点は原点に近接している。
このように、従来よりも細い径の給電ピン４を用いた場合においても、空間容量が確保されていれば、実用に問題のない理想的な特性を発揮することができるのである。

以上のように、本実施形態によれば、各挟持部８２の間に空間部８３が設けられているので、給電ピン４が挟持部８２により挟持された際、空間部８３により空間容量を確保することが可能となる。従来よりも細い径の給電ピン４を使用したとしても、空間部８３により確保された空間容量によって実用に問題のない理想的な特性を発揮することができる。
また、挟持部８２の先端部が円弧状に形成されているので、給電ピン４の軸を点接触で挟持することになる。つまり、給電ピン４の軸が真円でなかったとしても、その誤差を吸収して、挟持部８２の先端部が点接触で給電ピン４を挟持することが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、挟持部８２が３つ設けられている場合を例示して説明したが、４つ以上形成されていてもよい。その場合においても、各挟持部の間には空間部が形成されている。

本実施形態のアンテナ装置の概略構成を表す断面図である。 図１のアンテナ装置の斜視図である。 図１のアンテナ装置に備わるアンテナ素子の概略構成を表す上面図である。 図３のアンテナ素子の透明図である。 図１のアンテナ装置の特性を表すグラフである。

符号の説明

１ アンテナ装置
２ アンテナ素子
３ 回路基板
３ａ 回路面
３ｂ 入力部
３ｃ 出力部
４ 給電ピン
５ シールドカバー
５ａ 基面
５ｂ 舌片
６ 同軸ケーブル
６ａ 芯線
６ｂ 外部導体
７ 受信面
８ 保持部
８１ 保持穴
８２ 挟持部
８３ 空間部

Claims (2)

1. 給電ピンを支持するための保持部を有するアンテナ素子を備え、
   前記保持部は、前記給電ピンが挿入される保持穴と、前記保持穴に挿入された前記給電ピンを挟持するため、前記保持穴の内周面から内側に凸となる少なくとも３つの挟持部と、前記少なくとも３つの挟持部のそれぞれの間を空間とする空間部とを備えることを特徴とするアンテナ装置。
2. 請求項１記載のアンテナ装置において、
   前記挟持部の先端部が円弧状に形成されていることを特徴とするアンテナ装置。

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