JP3538980B2 - 電波受信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロストリッ
プアンテナ（以下、ＭＳＡともいう）を介して電波を受
信すると共にその電波を処理する電波受信装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の電波受信装置とし
て、誘電体基板、該誘電体基板の表面に配設された放射
電極、および上記誘電体基板の裏面に配設された接地電
極からなるＭＳＡと、そのＭＳＡにて受信した電波を処
理する電子部品と、を備えたものが知られている。この
ような構成を有する電波受信装置としては、例えば、車
両用ナビゲーション装置に使用され、ＭＳＡによりＧＰ
Ｓ(Global Positioning System) 用衛星からの送信電波
を受信し、その送信電波を電子部品にて処理して車両の
現在位置等を算出するものがある。

【０００３】ＭＳＡはきわめて小型化することができる
ので、車両に搭載するアンテナとしてはきわめて適切で
ある。また、ＭＳＡの接地電極は、次のような理由から
誘電体基板より広い面積を有するものを使用することが
望ましいといわれている。図４は、誘電体基板と同じ面
積の接地電極を有するＭＳＡを用いて、そのＭＳＡを比
較的大きい金属板の中央に載置した場合と、その金属板
の端に載置した場合とで特性を比較したものである。な
お、図４（Ａ）は仰角と利得との対応関係を、図４
（Ｂ）は仰角と軸比との対応関係を示している。

【０００４】図４に示すように、ＭＳＡを金属板の中央
または端に載置することによってその特性が大きく変化
する。これは、誘導体基板と同じ面積の接地電極を有す
るＭＳＡでは、接地電極の下面（誘導体基板と反対側）
に電気力線の回り込みが発生し、この電気力線が付近に
存在する導体によって影響を受けるためである。そこ
で、誘電体基板より広い面積の接地電極を使用すること
により電気力線の回り込みを防止すれば、このような特
性の変化を防止して安定して電波を受信することができ
るのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、接地電極を
大きくすればＭＳＡ自体の占有体積も増加する。例え
ば、波長約１９０mmのＧＰＳ用電波を安定して受信する
ためには、接地電極の一辺を約６５mm以上とする必要が
ある。このような接地電極を備えたＭＳＡを電子部品と
共に筐体に収納する場合、電波受信装置を充分に小型化
することができない。これらの事情は、ＧＰＳ用以外の
電波受信装置についても同様である。

【０００６】そこで、本発明は、電波を安定して受信す
ることができると共に、良好に小型化することのできる
電波受信装置を提供することを目的としてなされた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達するために
なされた請求項１記載の発明は、誘電体基板、該誘電体
基板の表面に配設された放射電極、および上記誘電体基
板の裏面に配設され上記誘電体基板より広い面積を有す
る接地電極からなるマイクロストリップアンテナと、該
マイクロストリップアンテナにて受信した電波を処理す
る電子部品と、を備えた電波受信装置において、上記電
子部品が、プリント基板の片面に配設され、上記接地電
極が、上記プリント基板の他面に配設されて当該プリン
ト基板の接地電極を構成すると共に、上記電子部品を保
護する筐体の一部を構成することを特徴とする電波受信
装置を要旨とする。

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【発明の実施の形態および発明の効果】このように構成
された請求項１記載の発明では、接地電極が誘電体基板
より広い面積を有しているので、電波を安定して受信す
ることができる。また、この接地電極は、電波処理用の
電子部品を保護する筐体の一部を構成する。このため、
比較的広い面積の接地電極を設けたにも関わらず、電波
受信装置全体の大きさは接地電極がない場合と殆ど変わ
らない。従って、本発明の電波受信装置では、電波を安
定して受信することができると共に、良好に小型化する
ことができる。

【００１１】なお、電子部品とは、プリント基板上に配
設されたものであってもよく、ジャンパ等によって接続
されたものであってもよい。

【００１２】しかも、本発明では、電子部品がプリント
基板の片面に配設され、接地電極がプリント基板の他面
に配設されてそのプリント基板の接地電極を構成してい
る。すなわち、ＭＳＡの接地電極がプリント基板の接地
電極を兼ねている。従って、本発明では、上記効果に加
えて、部品点数を減らすことができ、これによって、装
置を一層小型化すると共に、その製造コストを低減する
ことができるといった効果が生じる。

【００１３】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面と共に説明す
る。図１は、本発明を理解するための参考例としての電
波受信装置１の構成を表す断面図である。なお、本参考
例の電波受信装置１は、ＧＰＳ用衛星からの送信電波を
受信し、その電波に基づき車両現在位置を算出するいわ
ゆるＧＰＳ用の電波受信装置である。

【００１４】図１に示すように、本参考例の電波受信装
置１は、プリント基板３を挟んでビス５により一体化さ
れる筐体７，９を備えている。筐体７は金属（鉄，銅な
どの導体）の板に曲げ加工または絞り加工を施すことに
より形成され、プリント基板３とは周縁部以外で所定の
間隔を開けて配設されている。また、筐体７のプリント
基板３と反対側表面には、高誘電率の材料（例えばセラ
ミックス）で構成された誘電体基板１１および金属製の
放射電極１３が順次積層され、マイクロストリップアン
テナ（ＭＳＡ）１５を構成している。ゲーション装置用
のＣＰＵ（図示せず）に送信される。

【００１５】プリント基板３の両面には、アンプ・ＩＣ
などの電子部品２１が配設されている。また、プリント
基板３は、誘電体基板１１および筐体７を貫通して設け
られた給電ピン２３を介して放射電極１３と接続され、
プリント基板３のアース電極（図示せず）はその周縁部
で筐体７と導通している。このため、ＭＳＡ１５にて受
信したＧＰＳ用衛星からの送信電波を電子部品２１によ
って処理することができる。

【００１６】なお、プリント基板３に設けられ給電ピン
２３を受ける金具２５は、バネ材等の金属で形成され給
電ピン２３をプリント基板３に安定して接続する。ま
た、電子部品２１は、ＭＳＡ１５にて受信した上記電波
を増幅・復調し、車両の現在位置に応じた緯度，経度を
算出する周知のものである。そして、電子部品２１にて
算出された緯度，経度は、車両の運転席に設けられたＣ
ＲＴなどを駆動するナビゲーション装置用のＣＰＵ（図
示せず）に送信される。

【００１７】更に、筐体９は、金属（鉄，アルミニウム
等）の板に曲げ加工または絞り加工を施すことにより形
成され、筐体７と共に電子部品２１を覆ってそれを保護
するように構成されている。なお、筐体７，９をＭＳＡ
１５側から見た形状は、ＭＳＡ１５を中心に配設した一
辺６５mmの略正方形状であり、ＭＳＡ１５は２５mm×２
５mm〜３０mm×３０mm程度の大きさである。

【００１８】このように構成された電波受信装置１で
は、前述のようにＧＰＳ用衛星からの送信電波を受信
し、車両の緯度，経度を算出してナビゲーション装置用
のＣＰＵに送信することができる。また、筐体７はＭＳ
Ａ１５の接地電極として機能しており、一辺６５mmの正
方形状と充分な面積を有している。このため、波長約１
９０mmのＧＰＳ用電波を安定して受信することができ
る。この様子を図２に示す。

【００１９】図２は、本参考例の電波受信装置１のＭＳ
Ａ１５と、誘電体基板と同じ面積の接地電極を有する従
来のＭＳＡ（比較例）を用いて、その特性を比較したも
のである。なお、図２（Ａ）は仰角と利得との対応関係
を、図２（Ｂ）は仰角と軸比との対応関係を示してい
る。図２から判るように、本参考例では、大きな利得と
低い軸比とが得られ、上記電波を安定して受信できるこ
とが判る。

【００２０】また、本参考例では筐体７をＭＳＡ１５の
接地電極として使用しているので、広い面積の接地電極
を確保することができるにも関わらず、電波受信装置１
全体の大きさはＭＳＡ１５に接地電極がない場合と殆ど
変わらない。更に、本参考例では、筐体７をプリント基
板３と間隔を開けて配設して、プリント基板３の両面に
電子部品２１を配設しているので、プリント基板３の総
面積は小さくて済む。このため、本参考例では装置をき
わめて良好に小型化することができる。更に、本参考例
ではＭＳＡ１５の接地電極と筐体７とを別体に設けてい
ないので、部品点数を減らして製造コストを低減するこ
ともできる。

【００２１】次に、図３は、本発明の実施例の電波受信
装置３１の構成を表す断面図である。本実施例の電波受
信装置３１では、プリント基板３３の片面に電子部品３
５（機能は電子部品２１と同様）が配設され、プリント
基板３３の他面には、全面にわたって接地電極３７が形
成されている。接地電極３７上には、誘電体基板４１お
よび放電電極４３が順次積層され、ＭＳＡ４５を構成し
ている。

【００２２】また、放電電極４３は、誘電体基板４１お
よび接地電極３７を貫通して設けられた給電ピン４７を
介してプリント基板３３と接続されている。更に、プリ
ント基板３３の上記片面側には、電子部品３５を覆って
保護する筐体４９が配設され、ビス５１を介してプリン
ト基板３３に固定されている。なお、筐体４９の材質お
よび製造方法は、前述の筐体９とほぼ同様である。ま
た、プリント基板３３は一辺６５mmの略正方形状であ
り、ＭＳＡ４５は２５mm×２５mm〜３０mm×３０mm程度
の大きさである。更に、プリント基板３３および接地電
極３７の接合体は、電子部品３５を保護する筐体として
の充分な強度を備えている。

【００２３】本実施例では、プリント基板３３および接
地電極３７が筐体４９と共に電子部品３５を保護する筐
体を構成し、接地電極３７はＭＳＡ４５の接地電極とプ
リント基板３３の接地電極とを兼ねている。このため、
部品点数を大幅に削減することができる。従って、装置
をきわめて良好に小型化すると共に、その製造コストを
良好に低減することができる。また、接地電極３７が充
分な面積を有するので、第１実施例と同様に、ＧＰＳ用
電波を安定して受信することができる。

【００２４】なお、本発明は上記実施例になんら限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々の態様で実施することができる。参考例の電波受信装
置１では筐体７を金属で形成しているが、これを樹脂で
形成して表面に金属メッキを施しても同様の効果が生じ
る。また、この場合、参考例の効果に加えて、装置を一
層軽量化することができるといった効果も生じる。

【００２５】更に、本発明は、ＧＰＳ用以外の用途の電
波受信装置に適用することもできる。但し、ＧＰＳ用の
電波受信装置では、車両に搭載するためきわめて小型化
の要請が強い。従って、上記実施例のように本発明をＧ
ＰＳ用の電波受信装置に適用した場合、一層顕著な効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 参考例の電波受信装置の構成を表す断面図で
ある。

【図２】 参考例のＭＳＡの特性を、従来との比較によ
り表す説明図である。

【図３】 実施例の電波受信装置の構成を表す断面図で
ある。

【図４】 従来のＭＳＡの特性および課題を表す説明図
である。

【符号の説明】

１，３１…電波受信装置 ３，３３…プリント基板
７，９，４９…筐体１５，４５…ＭＳＡ ２
１，３５…電子部品 ３７…接地電極

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体基板、該誘電体基板の表面に配設
   された放射電極、および上記誘電体基板の裏面に配設さ
   れ上記誘電体基板より広い面積を有する接地電極からな
   るマイクロストリップアンテナと、 該マイクロストリップアンテナにて受信した電波を処理
   する電子部品と、 を備えた電波受信装置において、上記電子部品が、プリント基板の片面に配設され、 上記接地電極が、上記プリント基板の他面に配設されて
   当該プリント基板の接地電極を構成すると共に、上記電
   子部品を保護する筐体の一部を構成することを特徴とす
   る電波受信装置。