JP3655617B2 - パッチアンテナ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円偏波や直線偏波を送受信可能なパッチアンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）といわれる狭域通信システムが知られている。ＤＳＲＣは、電波の到達距離が数メートルないし数十メートルの無線通信システムのことで、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection Systems：自動料金収受システム)やＩＴＳ（Intelligent Transport Systems：高度道路交通システム）に用いられている。ＥＴＣは、自動車が高速道路などの料金所を通過する際、ゲートに設置されたアンテナと車両に搭載した車載機との間で通信を行い、自動的に料金の支払いを行うシステムである。ＥＴＣを採用すると、料金所において停止する必要がなくなることから、自動車がゲートを通過する所要時間が大幅に短縮される。このため、料金所付近の交通渋滞を緩和することができると共に、排出ガスを低減することができる。
【０００３】
また、ＩＴＳは、カー・ナビゲーション・システム（以下、「カーナビ」という）など自動車をインテリジェント化するシステムと、広域交通管制システムなど道路をインテリジェント化するシステムを融合させた交通システムである。例えば、カーナビにはＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System：道路交通情報通信システム）との連携が可能とされたシステムがある。このような場合にＩＴＳを用いて、警察が収集した一般路の情報と首都高速道路公団・日本道路公団などが収集した高速道路の情報とをＶＩＣＳセンターが編集して発信する。そして、この情報をカーナビが受信すると渋滞を迂回するルート等を検索してモニターに表示することができるようになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＤＳＲＣやＥＴＣのアンテナとしては、一般に、パッチアンテナが用いられている。このパッチアンテナの従来の構成例を図２１に示す。
図２１に示す従来のパッチアンテナ１００は、アース板１０１上にスペーサ１０２を介してアンテナ基板１０３が設けられている。このアンテナ基板１０３上に方形パッチとされているパッチ素子１０３ａが形成されている。このパッチ素子１０３ａの対角の頂部には、摂動素子が形成されて円偏波アンテナとされている。そして、４隅に設けられているネジ孔１０６にねじを装着することによりアース板、スペーサ１０２およびアンテナ基板１０３が一体化されてパッチアンテナが組み立てられる。パッチ素子１０３ａに給電するケーブル１０４は、アンテナ基板１０３の裏面から導出されてその先端にコネクタ１０５が設けられている。このコネクタ１０５は受信機能を備える通信機に接続される。
【０００５】
しかしながら、図２１に示すパッチアンテナ１００では、アース板１０１、スペーサ１０２、アンテナ基板１０３、スペーサ１０２をアース板１０１に貼着する両面テープ、アンテナ基板１０３をスペーサ１０２に貼着する両面テープの構成部品が必要になる。また、４隅に設けられているネジ孔１０６にねじを装着することにより組み立てられている。このように多くの部品点数が必要となると共に組み立てが煩雑になるという問題点があった。また、アンテナ基板１０３にはパッチ素子１０３ａを蒸着等により形成しなければならず、パッチ素子１０３ａの形成されたアンテナ基板１０３の作成に時間がかかると共に高価になってしまうという問題点があった。
【０００６】
そこで、本発明は簡易に組み立てることのできる安価なパッチアンテナを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のパッチアンテナは、摂動素子が形成されている金属板からなる平面状のアンテナ板と、該アンテナ板と所定の間隙を持って対向して配置される金属板からなる平面状のアース板と、前記アンテナ板と前記アース板とを所定の間隙を持って対向配置させる合成樹脂製のスペーサとからなるパッチアンテナであって、前記アンテナ板には取付孔が形成されていると共に前記アース板には挿着孔が形成されており、前記スペーサの一面から突出して形成されている第１Ｌ字状保持部を前記取付孔に挿入し前記アンテナ板をスライドさせることにより、前記第１Ｌ字状保持部が前記取付孔の周囲を挟持して、前記アンテナ板が前記スペーサに固着されており、前記スペーサの他面から前記第１Ｌ字状保持部とは先端が逆方向を向くように突出して形成されている第２Ｌ字状保持部を前記挿着孔に挿入し前記アース板をスライドさせることにより、前記第２Ｌ字状保持部が前記挿着孔の周囲を挟持して、前記アース板が前記スペーサに固着されて、前記アンテナ板と前記アース板とが前記スペーサにより所定の間隙を持って対向配置されるよう組み立てられており、給電用のケーブルのアース部が前記アース板に接続されていると共に、前記アンテナ板に接続されている前記ケーブルの芯線が、前記アース板に形成されている挿通孔を通って前記スペーサに一体に形成されている保持片の挿通孔に挿入されて保持されており、前記保持片の挿通孔の周囲から下方へ突出するよう形成されているリング状リブが前記アース板に形成された挿通孔に嵌入されている。
【０００９】
さらにまた、上記本発明のパッチアンテナにおいて、前記スペーサの一面に前記第１Ｌ字状保持部により前記アンテナ板が固着されていると共に、前記スペーサの他面に前記第２Ｌ字状保持部により前記アース板が固着されている組立体において、前記アンテナ板から前記スペーサを介して前記アース板を貫通する貫通孔が前記アンテナ板、前記スペーサおよび前記アース板に形成されており、該貫通孔に第１ケースに形成されている収納空間に突出している突出部を嵌入し、前記第１ケースに収納空間が形成されている第２ケースを嵌合することにより、前記突出部の先端部が前記第２ケースに形成されているリング状突出部に嵌挿されることにより、前記組立体が前記第１ケースおよび前記第２ケースの収納空間に収納されるようにしてもよい。
さらにまた、上記本発明のパッチアンテナにおいて、前記アース板の縁部を下方向に折曲して形成された折曲片が前記第２ケースの収納空間に形成されている嵌入溝に嵌入されることにより、前記組立体が前記第２ケースに対して位置決めされるようにしてもよい。
【００１０】
このような本発明によれば、スペーサの一面から突出して形成されている第１Ｌ字状保持部によりアンテナ板の取付孔の周囲を挟持させ、スペーサの他面から突出して形成されている第２Ｌ字状保持部によりアース板の挿着孔の周囲を挟持させることによりパッチアンテナとすることができる。これにより、パッチアンテナの組立を容易に行うことができるようになる。また、アンテナ板およびアース板は真鍮等の金属板を打ち抜き加工することにより作成することができると共に、スペーサはポリアセタール等の樹脂を成形することにより作成することができるため、パッチアンテナを安価にすることができる。
【００１１】
また、保持片の下面から突出するよう形成されているリング状リブをアース板の挿通孔に嵌入することにより、ケーブルの芯線をアンテナ板にハンダ付けする際の熱でケーブルの絶縁体が溶けても芯線がアース板に接触することを防止することができる。
さらに、第１ケース部の突出部をパッチアンテナに形成されている貫通孔に嵌入して第１ケース部に第２ケース部を嵌合することにより、ケースに位置合わせされて収納することができるようになる。この場合、アース板の縁部を下方向に折曲して形成された折曲片を第２ケースに形成されている嵌入溝に嵌入することにより、第２ケースに対する位置決めも行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態におけるパッチアンテナの構成を図１ないし図３に示す。ただし、図１はパッチアンテナの構成を示す半断面図で示す平面図であり、図２はその構成を示す左側面図であり、図３はその構成を示す断面図で示す右側面図である。
これらの図に示す本発明のパッチアンテナ１は、円偏波を送受信することのできるパッチアンテナ１とされている。このパッチアンテナ１は、真鍮等の金属板を加工して作成されたアンテナ板１２とアース板１３を備えており、このアンテナ板１２とアース板１３とが所定の間隙を持って対向配置されるように、その間にポリアセタール等の合成樹脂製のスペーサ１４が配置されている。
【００１３】
スペーサ１４の上面にはアンテナ板１２が固着されており、スペーサ１４の下面にはアース板１３が固着されて、アンテナ板１２，スペーサ１４およびアース板１３は一体化されるよう組み立てられている。アンテナ板１２の所定の給電位置にケーブル１５が接続されている。このケーブル１５は同軸ケーブルとされており、そのアース部である編組線はアース板１３の裏面にハンダ付けされ、その芯線がアース板１３およびスペーサ１４を挿通してアンテナ板１２にハンダ付けされている。アンテナ板１２、スペーサ１４およびアース板１３からなる組立体は半截されている上ケース１０と下ケース１１とからなるケース内に後述するように位置決めされて収納されている。この上ケース１０と下ケース１１とは固定ネジ１６により固着されている。
【００１４】
次に、本発明の実施の形態におけるパッチアンテナ１の組み立てプロセスを図４ないし図７に示す。ただし、図４はアンテナ板１２、スペーサ１４およびアース板１３からなる組立体を組み立てるプロセスを示しており、図５は組立体を下ケース１１に位置決めして収納するプロセスを示しており、図６は組立体を収納した下ケース１１に位置合わせして上ケース１０を嵌合するプロセスを示しており、図７は組み立てたパッチアンテナ１を示している。
【００１５】
まず、組み立てプロセスの説明に先立って各部品の詳細構成を説明する。アンテナ板１２の詳細構成は、図１６（ａ）に示す正面図、および図１６（ｂ）に示す側面図に示されている。これらの図に示すように、アンテナ板１２は、真鍮等の金属板を打ち抜き加工することにより形成されており、対角に一対の摂動素子１２ａが形成されて円偏波を送受信可能とされている。また、アンテナ板１２のほぼ中央に円形の貫通孔１２ｂが形成されていると共に、貫通孔１２ｂの両脇に一対の矩形の取付孔１２ｃが形成されている。この取付孔２ｃには、後述するスペーサ１４の第１Ｌ字状保持部１４ｂが嵌挿される。さらに、アンテナ板１２の所定の給電位置に、ケーブル１５の芯線がハンダ付けにより接続される接続孔１２ｄが形成されている。
【００１６】
また、アース板１３の詳細構成が図１７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示されている。ただし、図１７（ａ）はアース板１３の構成を示す正面図であり、図１７（ｂ）はその構成を示す底面図であり、図１７（ｃ）はその構成を示す側面図である。これらの図に示すようにアース板１３は、真鍮等の金属板を打ち抜き加工して形成されたアース板本体１３ａを有している。このアース板本体１３ａの３辺は下方に折曲されて細長い折曲片１３ｂが形成されている。また、アース板本体１３ａのほぼ中央には円形の貫通孔１３ｃが形成されており、この貫通孔１３ｃの両脇に一対の矩形の挿着孔１３ｄが形成されている。この挿着孔１３ｄには、後述するスペーサ１４の第２Ｌ字状保持部１４ｅが嵌挿される。さらに、アンテナ板１２の給電位置である接続孔１２ｄに対応する位置に、ケーブル１５の絶縁体に包被されている芯線が挿通される挿通孔１３ｅが形成され、裏面にはケーブル１５の編組線を抱持してハンダ付けされる一対の打ち抜かれた矩形状の抱持片１３ｆが形成されている。
【００１７】
さらに、スペーサ１４の詳細構成が図１８ないし図２０に示されている。ただし、図１８（ａ）はスペーサ１４の構成を示す正面図であり、図１８（ｂ）はその構成を示すＤ−Ｄ線で切断した断面図であり、図１８（ｃ）はその構成を示す背面図であり、図１９はその構成を示す側面図であり、図２０はその構成を示す底面図である。
【００１８】
これらの図に示すようにスペーサ１４はスペーサ本体１４ａと、スペーサ本体１４ａから延伸して形成されているリング状の給電線保持片１４ｄから構成されている。スペーサ本体１４ａのほぼ中央には円形の貫通孔１４ｃが形成されており、その上面には一対の第１Ｌ字状保持部１４ｂが突出して形成されており、その下面には一対の第２Ｌ字状保持部１４ｅが突出して形成されている。第１Ｌ字状保持部１４ｂおよび第２Ｌ字状保持部１４ｅの先端は、互いに逆方向を向くように形成されている。また、第１Ｌ字状保持部１４ｂおよび第２Ｌ字状保持部１４ｅにおけるスペーサ本体１４ａにほぼ平行とされている上部とスペーサ本体１４ａとはわずかな間隙を有して対向しており、この間隙は先端に行くに従い狭められている。この第１Ｌ字状保持部１４ｂおよび第２Ｌ字状保持部１４ｅにおける上部とスペーサ本体１４ａとの間隙に、アンテナ板１２あるいはアース板１３が挿入挟持されて保持される。そして、その間隙が先端に行くに従い狭められていることから、第１Ｌ字状保持部１４ｂおよび第２Ｌ字状保持部１４ｅにより、アンテナ板１２およびアース板１３を確実にスペーサ１４に固着することができるようになる。
【００１９】
また、スペーサ本体１４ａから延伸されてリング状に形成されている給電線保持片１４ｄには、挿通孔１４ｆが形成されていると共に挿通孔１４ｆの周囲から下方へ突出するリング状リブ１４ｇが形成されている。この挿通孔１４ｆにはケーブル１５の絶縁体で包被された芯線が挿通され、リング状リブ１４ｇはアース板１３に形成されている挿通孔１３ｅ内に嵌挿される。なお、スペーサ１４はポリアセタール等の所定の誘電率の樹脂を用いて成形により作成されている。
【００２０】
図４に戻り、図４を参照しながら組立体を組み立てるプロセスを説明する。まず、上記説明したスペーサ１４における一対の第１Ｌ字状保持部１４ｂをアンテナ板１２に形成されている一対の取付孔１２ｃに挿入し、取付孔１２ｃから第１Ｌ字状保持部１４ｂの上部を突出させる。そして、突出された第１Ｌ字状保持部１４ｂの上部とスペーサ本体１４ａとで取付孔１２ｃの周囲を挟持させるよう矢印で図示する方向にアンテナ板１２をスライドさせる。これにより、アンテナ板１２における取付孔１２ｃの上部が第１Ｌ字状保持部１４ｂの上部とスペーサ本体１４ａとで挟持されて、スペーサ１４にアンテナ板１２が固着される。
【００２１】
次いで、アンテナ板１２が固着されている状態のスペーサ１４において、一対の第２Ｌ字状保持部１４ｅをアース板１３に形成されている一対の挿着孔１３ｄに挿入し、挿着孔１３ｄから第２Ｌ字状保持部１４ｅの上部を突出させる。そして、突出された第２Ｌ字状保持部１４ｅ上部とスペーサ本体１４ａとで挿着孔１３ｄの周囲を挟持させるよう下方向にアース板１３をスライドさせる。これにより、アース板１３における挿着孔１３ｄの下部が第２Ｌ字状保持部１４ｅの上部とスペーサ本体１４ａとで挟持されて、スペーサ１４にアース板１３が固着される。また、給電線保持片１４ｄに形成されているリング状リブ１４ｇが挿通孔１３ｅに嵌着されるようになる。
【００２２】
これにより、アンテナ板１２がスペーサ１４のおもて面に固着され、アース板１３がスペーサ１４の裏面に固着されるようになる。そして、この状態においてアース板１３の裏面にケーブル１５を配置して、芯線１５ａを包被している絶縁体１５ｂを挿通孔１３ｅに挿通すると、絶縁体１５ｂは給電線保持片１４ｄにおける挿通孔１４ｆに挿通されて、その先端から突出している芯線１５ａがアンテナ板１２に形成されている接続孔１２ｄに挿入されるようになる。この接続孔１２ｄに挿入された芯線１５ａをハンダ付けして、芯線１５ａをアンテナ板１２に接続する。また、ケーブル１５の編組線１５ｃを一対の抱持片１３ｆをカシメることにより抱持してハンダ付けする。これにより、組立体が組み立てられケーブル１５が組立体から導出されるようになる。
【００２３】
この組立体２の構成を示す正面図を図８に示し、その構成を示す背面図を図９に示し、その構成を示す側面図を図１０に示す。
これらの図に示すように、組立体２から導出されているケーブル１５の先端には通信機に装着する接続端子１７が設けられている。また、組立体２においてはアンテナ板１２に形成されている貫通孔１２ｂ、スペーサ１４に形成されている貫通孔１４ｃおよびアース板１３に形成されている貫通孔１３ｃの位置はほぼ一致するようになる。さらに、図１０に示すように絶縁性のリング状リブ１４ｇが挿通孔１３ｅに嵌着されていることから、芯線１５ａをアンテナ板１２にハンダ付けする際に芯線１５ａが熱くなって絶縁体１５ｂを突き破っても、リング状リブ１４ｇの作用により芯線１５ａがアース板１３に接触することを防止することができる。なお、スペーサ１４の面積を大きくするとより小型化することができるがアンテナゲインが低下することから、スペーサ１４の面積をアンテナ板１２の面積の約半分程度とすると共に、比誘電率εｓを２程度として小型化しつつ高アンテナゲインを維持するようにしている。
【００２４】
このような組立体２は上ケース１０と下ケース１１からなるケースに収納されるようになる。そこで、上ケース１０および下ケースの構成を説明する。
上ケース１０の詳細構成を図１１ないし図１３に示す。ただし、図１１（ａ）は上ケース１０の構成を示す平面図であり、図１１（ｂ）はその構成を示す側面図であり、図１１（ｃ）はその構成を示す下面図であり、図１２はその構成を示す正面図であり、図１３はその構成を示すＡ−Ａ線で切断した断面図である。
これらの図に示すように、上ケース１０の矩形状の上ケース本体１０ａの４辺には所定高さの側壁部１０ｂが形成されており、その内部に収納空間が形成されている。この収納空間のほぼ中央に側壁部１０ｂより高い円筒状の突出部１０ｃが立設して形成されており、その両脇に一対の矩形状の凹部１０ｅが形成されている。さらに、対角に一対の径の小さい突起１０ｇが形成されており、側壁部１０ｂの一辺にケーブル１５を導入する半円状の溝であるケーブル保持部１０ｆが突出して形成されている。
【００２５】
円筒状とされている突出部１０ｃの内周面には、ネジ部１０ｄが形成されており、このネジ部１０ｄには、下ケース１１を介して挿通された固着ねじが螺着されて、上ケース１０と下ケース１１とが一体化されるようになされている。また、組立体２を上ケース１０に収納した際に、突出部１０ｃが組立体２における貫通孔１２ｂ、貫通孔１４ｃおよび貫通孔１３ｃに挿通されて、組立体２が上ケース１０に対して位置合わせされる。また、組立体２のアンテナ板１２の上に突出している第１Ｌ字状保持部１４ｂの上部は上ケース１０の内面に形成されている凹部１０ｅ内に収納可能とされている。
【００２６】
次に、下ケース１１の詳細構成を図１４および図１５に示す。ただし、図１４（ａ）は下ケース１１の構成を示す平面図であり、図１４（ｂ）はその構成を示すＢ−Ｂ線で切断した断面図であり、図１４（ｃ）はその構成を示す下面図であり、図１５（ａ）はその構成を示す正面図であり、図１５（ｂ）はその構成を示す側面図であり、図１５（ｃ）はその構成を示すＣ−Ｃ線で切断した断面図である。
これらの図に示すように、下ケース１１の矩形状の下ケース本体１１ａの４辺は所定高さの側壁部１１ｂが形成されており、その内部に収納空間が形成されている。この収納空間のほぼ中央に背の低いリング状突出部１１ｃが形成されており、側壁部１１ｂの一辺にケーブル１５を導入する下部が半円状の溝とされた切欠部１１ｆが形成されている。この切欠部１１ｆの上部の矩形の溝には、上ケース１０に形成されているケーブル保持部１０ｆが嵌入される。また、切欠部１１ｆからリング状突出部１１ｃにかけて導入されたケーブル１５が収まるケーブル保持溝１１ｉが形成されている。
【００２７】
さらに、対角に一対の径の小さい突起１１ｇが形成されている。この突起１１ｇは、上ケース１０が嵌合された際に、上ケース１０に形成されている突起１０ｇが当接するようにされている。さらにまた、リング状突出部１１ｃのほぼ中央に貫通孔１１ｅが形成されており、その先端にリング状溝部１１ｄが形成されている。このリング状溝部１１ｄは、上ケース１０が嵌合された際に、上ケース１０の突出部１０ｃの先端を受けるようにされている。また、下ケース本体１１ａの裏面において貫通孔１１ｅを取り囲むようにリング状凹部１１ｋが形成されている。このリング状凹部１１ｋは、貫通孔１１ｅに挿通された固着ねじの頭が収納される凹部とされている。さらに、下ケース本体１１ａを囲む側壁部１１ｂの内周面から起立してリング状突部１１ｊが形成されている。このリング状突部１１ｊは、上ケース１０が嵌合された際に、上ケース１０の側壁部１０ｂの内周面に嵌合される。さらに、このリング状突部１１ｊの内側の３辺に沿って細長い嵌入溝１１ｈが形成されている。この３つの嵌入溝１１ｈには、組立体２が下ケース１１に収納された際に、アース板１３の３辺に形成されている折曲片１３ｂが嵌入されて、組立体２の下ケース１１に対する位置決めを行っている。
【００２８】
次に、上ケース１０と下ケース１１からなるケースに組立体２を収納するプロセスを図５ないし図７を参照して説明する。
図５に示すように、組立体２のアース板１３を下にして下ケース１１に組立体２を収納する。この際に、矢印で示されるようにアース板１３の３辺に形成されている折曲片１３ｂを嵌入溝１１ｈにそれぞれ嵌入させるよう位置を決めて収納される。これにより、組立体２の下ケース１１に対する位置決めが行われる。組立体２を下ケース２に収納した際に、組立体２から導出されたケーブル１５は切欠部１１ｆを介して外部へ導出される。
【００２９】
次いで、図６に示すように上ケース１０を組立体２を収納した下ケース１１に被嵌する。この際に、上ケース１０に形成されている突出部１０ｃが組立体２における貫通孔１２ｂ、貫通孔１４ｃおよび貫通孔１３ｃに挿通されて、組立体２が上ケース１０に対して位置合わせされる。また、下ケース１１のリング状突部１１ｊが、上ケース１０の側壁部１０ｂの内周面に嵌合されて、下ケース１１と上ケース１０とが位置合わせされて嵌合されるようになる。さらに、上ケース１０に形成されている背の高い突出部１０ｃの先端が、下ケース１１に形成されているリング状突出部１１ｃのリング状溝部１１ｄに嵌挿される。この状態において、図示するように固着ネジ１６を下ケース１１の下から貫通孔１１ｅ内に挿通して上ケース１０のネジ部１０ｄに螺着する。これにより、組立体２を収納した上ケース１０と下ケース１１とが一体化されて固着されるようになり、図７に示すパッチアンテナ１が組み立てられる。
【００３０】
以上説明した、本発明のパッチアンテナ１においてはアンテナ板１２を矩形として説明したが、本発明はこれに限るものではなく円形のアンテナ板をしても良い。この場合、円偏波を送受信できるように摂動素子を有する円形のアンテナ素子からなるアンテナ板１２とすることができる。また、以上の説明では、円偏波を送受信可能なパッチアンテナ１としたが、本発明はこれに限るものではなくアンテナ板１２によるアンテナ素子を直線偏波用のアンテナ素子として直線偏波を送受信可能なパッチアンテナ１としても良い。
【００３１】
【発明の効果】
上記説明したように本発明は、スペーサの一面から突出して形成されている第１Ｌ字状保持部によりアンテナ板の取付孔の周囲を挟持させ、スペーサの他面から突出して形成されている第２Ｌ字状保持部によりアース板の挿着孔の周囲を挟持させることによりパッチアンテナとすることができる。これにより、パッチアンテナの組立を容易に行うことができるようになる。また、アンテナ板およびアース板は真鍮等の金属板を打ち抜き加工することにより作成することができると共に、スペーサはポリアセタール等の樹脂を成形することにより作成することができるため、パッチアンテナを安価にすることができる。
【００３２】
また、保持片の下面から突出するよう形成されているリング状リブをアース板の挿通孔に嵌入することにより、ケーブルの芯線をアンテナ板にハンダ付けする際の熱でケーブルの絶縁体が溶けても芯線がアース板に接触することを防止することができる。
さらに、第１ケース部の突出部をパッチアンテナに形成されている貫通孔に嵌入して第１ケース部に第２ケース部を嵌合することにより、ケースに位置合わせされて収納することができるようになる。この場合、アース板の縁部を下方向に折曲して形成された折曲片を第２ケースに形成されている嵌入溝に嵌入することにより、第２ケースに対する位置決めも行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるパッチアンテナの構成を示す半断面図で示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるパッチアンテナの構成を示す左側面図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるパッチアンテナの構成を断面図で示す右側面図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるアンテナ板，スペーサおよびアース板からなる組立体を組み立てるプロセスを示す図である。
【図５】本発明の実施の形態における組立体を下ケースに位置決めして収納するプロセスを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態における組立体を収納した下ケースに位置合わせして上ケースを嵌合するプロセスを示す図である。
【図７】本発明の実施の形態における組み立てたパッチアンテナを示す斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態における組立体の構成を示す正面図である。
【図９】本発明の実施の形態における組立体の構成を示す背面図である。
【図１０】本発明の実施の形態における組立体の構成を示す側面図である。
【図１１】本発明の実施の形態における上ケースの構成を示す平面図、側面図および下面図である。
【図１２】本発明の実施の形態における上ケースの構成を示す正面図である。
【図１３】本発明の実施の形態における上ケースの構成を示すＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態における下ケースの構成を示す平面図、Ｂ−Ｂ線で切断した断面図および下面図である。
【図１５】本発明の実施の形態における下ケースの構成を示す正面図、側面図およびＣ−Ｃせんで切断した断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態におけるアンテナ板の構成を示す正面図および側面図である。
【図１７】本発明の実施の形態におけるアース板の構成を示す正面図、底面図および側面図である。
【図１８】本発明の実施の形態におけるスペーサの構成を示す正面図、Ｄ−Ｄ線で切断した断面図および背面図である。
【図１９】本発明の実施の形態におけるスペーサの構成を示す側面図である。
【図２０】本発明の実施の形態におけるスペーサの構成を示す底面図である。
【図２１】従来のパッチアンテナの構成例を示す図である。
【符号の説明】
１ パッチアンテナ、２ 下ケース、２ｃ 取付孔、２ 組立体、１０ 上ケース、１０ａ 上ケース本体、１０ｂ 側壁部、１０ｃ 突出部、１０ｄ ネジ部、１０ｅ 凹部、１０ｆ ケーブル保持部、１０ｇ 突起、１１ 下ケース、１１ａ 下ケース本体、１１ｂ 側壁部、１１ｃ リング状突出部、１１ｄ リング状溝部、１１ｅ 貫通孔、１１ｆ 切欠部、１１ｇ 突起、１１ｈ 嵌入溝、１１ｉ ケーブル保持溝、１１ｊ リング状突部、１１ｋ リング状凹部、１２アンテナ板、１２ａ 摂動素子、１２ｂ 貫通孔、１２ｃ 取付孔、１２ｄ 接続孔、１３ アース板、１３ａ アース板本体、１３ｂ 折曲片、１３ｃ 貫通孔、１３ｄ 挿着孔、１３ｅ 挿通孔、１３ｆ 抱持片、１４ スペーサ、１４ａ スペーサ本体、１４ｂ 第１Ｌ字状保持部、１４ｃ 貫通孔、１４ｄ 給電線保持片、１４ｅ 第２Ｌ字状保持部、１４ｆ 挿通孔、１４ｇ リング状リブ、１５ ケーブル、１５ａ 芯線、１５ｂ 絶縁体、１５ｃ 編組線、１６ 固定ネジ、１６ 固着ネジ、１７ 接続端子、１００ パッチアンテナ、１０１アース板、１０２ スペーサ、１０３ アンテナ基板、１０３ａ パッチ素子、１０４ ケーブル、１０５ コネクタ、１０６ ネジ孔
【発明の属する技術分野】
本発明は、円偏波や直線偏波を送受信可能なパッチアンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）といわれる狭域通信システムが知られている。ＤＳＲＣは、電波の到達距離が数メートルないし数十メートルの無線通信システムのことで、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection Systems：自動料金収受システム)やＩＴＳ（Intelligent Transport Systems：高度道路交通システム）に用いられている。ＥＴＣは、自動車が高速道路などの料金所を通過する際、ゲートに設置されたアンテナと車両に搭載した車載機との間で通信を行い、自動的に料金の支払いを行うシステムである。ＥＴＣを採用すると、料金所において停止する必要がなくなることから、自動車がゲートを通過する所要時間が大幅に短縮される。このため、料金所付近の交通渋滞を緩和することができると共に、排出ガスを低減することができる。
【０００３】
また、ＩＴＳは、カー・ナビゲーション・システム（以下、「カーナビ」という）など自動車をインテリジェント化するシステムと、広域交通管制システムなど道路をインテリジェント化するシステムを融合させた交通システムである。例えば、カーナビにはＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System：道路交通情報通信システム）との連携が可能とされたシステムがある。このような場合にＩＴＳを用いて、警察が収集した一般路の情報と首都高速道路公団・日本道路公団などが収集した高速道路の情報とをＶＩＣＳセンターが編集して発信する。そして、この情報をカーナビが受信すると渋滞を迂回するルート等を検索してモニターに表示することができるようになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＤＳＲＣやＥＴＣのアンテナとしては、一般に、パッチアンテナが用いられている。このパッチアンテナの従来の構成例を図２１に示す。
図２１に示す従来のパッチアンテナ１００は、アース板１０１上にスペーサ１０２を介してアンテナ基板１０３が設けられている。このアンテナ基板１０３上に方形パッチとされているパッチ素子１０３ａが形成されている。このパッチ素子１０３ａの対角の頂部には、摂動素子が形成されて円偏波アンテナとされている。そして、４隅に設けられているネジ孔１０６にねじを装着することによりアース板、スペーサ１０２およびアンテナ基板１０３が一体化されてパッチアンテナが組み立てられる。パッチ素子１０３ａに給電するケーブル１０４は、アンテナ基板１０３の裏面から導出されてその先端にコネクタ１０５が設けられている。このコネクタ１０５は受信機能を備える通信機に接続される。
【０００５】
しかしながら、図２１に示すパッチアンテナ１００では、アース板１０１、スペーサ１０２、アンテナ基板１０３、スペーサ１０２をアース板１０１に貼着する両面テープ、アンテナ基板１０３をスペーサ１０２に貼着する両面テープの構成部品が必要になる。また、４隅に設けられているネジ孔１０６にねじを装着することにより組み立てられている。このように多くの部品点数が必要となると共に組み立てが煩雑になるという問題点があった。また、アンテナ基板１０３にはパッチ素子１０３ａを蒸着等により形成しなければならず、パッチ素子１０３ａの形成されたアンテナ基板１０３の作成に時間がかかると共に高価になってしまうという問題点があった。
【０００６】
そこで、本発明は簡易に組み立てることのできる安価なパッチアンテナを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のパッチアンテナは、摂動素子が形成されている金属板からなる平面状のアンテナ板と、該アンテナ板と所定の間隙を持って対向して配置される金属板からなる平面状のアース板と、前記アンテナ板と前記アース板とを所定の間隙を持って対向配置させる合成樹脂製のスペーサとからなるパッチアンテナであって、前記アンテナ板には取付孔が形成されていると共に前記アース板には挿着孔が形成されており、前記スペーサの一面から突出して形成されている第１Ｌ字状保持部を前記取付孔に挿入し前記アンテナ板をスライドさせることにより、前記第１Ｌ字状保持部が前記取付孔の周囲を挟持して、前記アンテナ板が前記スペーサに固着されており、前記スペーサの他面から前記第１Ｌ字状保持部とは先端が逆方向を向くように突出して形成されている第２Ｌ字状保持部を前記挿着孔に挿入し前記アース板をスライドさせることにより、前記第２Ｌ字状保持部が前記挿着孔の周囲を挟持して、前記アース板が前記スペーサに固着されて、前記アンテナ板と前記アース板とが前記スペーサにより所定の間隙を持って対向配置されるよう組み立てられており、給電用のケーブルのアース部が前記アース板に接続されていると共に、前記アンテナ板に接続されている前記ケーブルの芯線が、前記アース板に形成されている挿通孔を通って前記スペーサに一体に形成されている保持片の挿通孔に挿入されて保持されており、前記保持片の挿通孔の周囲から下方へ突出するよう形成されているリング状リブが前記アース板に形成された挿通孔に嵌入されている。
【０００９】
さらにまた、上記本発明のパッチアンテナにおいて、前記スペーサの一面に前記第１Ｌ字状保持部により前記アンテナ板が固着されていると共に、前記スペーサの他面に前記第２Ｌ字状保持部により前記アース板が固着されている組立体において、前記アンテナ板から前記スペーサを介して前記アース板を貫通する貫通孔が前記アンテナ板、前記スペーサおよび前記アース板に形成されており、該貫通孔に第１ケースに形成されている収納空間に突出している突出部を嵌入し、前記第１ケースに収納空間が形成されている第２ケースを嵌合することにより、前記突出部の先端部が前記第２ケースに形成されているリング状突出部に嵌挿されることにより、前記組立体が前記第１ケースおよび前記第２ケースの収納空間に収納されるようにしてもよい。
さらにまた、上記本発明のパッチアンテナにおいて、前記アース板の縁部を下方向に折曲して形成された折曲片が前記第２ケースの収納空間に形成されている嵌入溝に嵌入されることにより、前記組立体が前記第２ケースに対して位置決めされるようにしてもよい。
【００１０】
このような本発明によれば、スペーサの一面から突出して形成されている第１Ｌ字状保持部によりアンテナ板の取付孔の周囲を挟持させ、スペーサの他面から突出して形成されている第２Ｌ字状保持部によりアース板の挿着孔の周囲を挟持させることによりパッチアンテナとすることができる。これにより、パッチアンテナの組立を容易に行うことができるようになる。また、アンテナ板およびアース板は真鍮等の金属板を打ち抜き加工することにより作成することができると共に、スペーサはポリアセタール等の樹脂を成形することにより作成することができるため、パッチアンテナを安価にすることができる。
【００１１】
また、保持片の下面から突出するよう形成されているリング状リブをアース板の挿通孔に嵌入することにより、ケーブルの芯線をアンテナ板にハンダ付けする際の熱でケーブルの絶縁体が溶けても芯線がアース板に接触することを防止することができる。
さらに、第１ケース部の突出部をパッチアンテナに形成されている貫通孔に嵌入して第１ケース部に第２ケース部を嵌合することにより、ケースに位置合わせされて収納することができるようになる。この場合、アース板の縁部を下方向に折曲して形成された折曲片を第２ケースに形成されている嵌入溝に嵌入することにより、第２ケースに対する位置決めも行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態におけるパッチアンテナの構成を図１ないし図３に示す。ただし、図１はパッチアンテナの構成を示す半断面図で示す平面図であり、図２はその構成を示す左側面図であり、図３はその構成を示す断面図で示す右側面図である。
これらの図に示す本発明のパッチアンテナ１は、円偏波を送受信することのできるパッチアンテナ１とされている。このパッチアンテナ１は、真鍮等の金属板を加工して作成されたアンテナ板１２とアース板１３を備えており、このアンテナ板１２とアース板１３とが所定の間隙を持って対向配置されるように、その間にポリアセタール等の合成樹脂製のスペーサ１４が配置されている。
【００１３】
スペーサ１４の上面にはアンテナ板１２が固着されており、スペーサ１４の下面にはアース板１３が固着されて、アンテナ板１２，スペーサ１４およびアース板１３は一体化されるよう組み立てられている。アンテナ板１２の所定の給電位置にケーブル１５が接続されている。このケーブル１５は同軸ケーブルとされており、そのアース部である編組線はアース板１３の裏面にハンダ付けされ、その芯線がアース板１３およびスペーサ１４を挿通してアンテナ板１２にハンダ付けされている。アンテナ板１２、スペーサ１４およびアース板１３からなる組立体は半截されている上ケース１０と下ケース１１とからなるケース内に後述するように位置決めされて収納されている。この上ケース１０と下ケース１１とは固定ネジ１６により固着されている。
【００１４】
次に、本発明の実施の形態におけるパッチアンテナ１の組み立てプロセスを図４ないし図７に示す。ただし、図４はアンテナ板１２、スペーサ１４およびアース板１３からなる組立体を組み立てるプロセスを示しており、図５は組立体を下ケース１１に位置決めして収納するプロセスを示しており、図６は組立体を収納した下ケース１１に位置合わせして上ケース１０を嵌合するプロセスを示しており、図７は組み立てたパッチアンテナ１を示している。
【００１５】
まず、組み立てプロセスの説明に先立って各部品の詳細構成を説明する。アンテナ板１２の詳細構成は、図１６（ａ）に示す正面図、および図１６（ｂ）に示す側面図に示されている。これらの図に示すように、アンテナ板１２は、真鍮等の金属板を打ち抜き加工することにより形成されており、対角に一対の摂動素子１２ａが形成されて円偏波を送受信可能とされている。また、アンテナ板１２のほぼ中央に円形の貫通孔１２ｂが形成されていると共に、貫通孔１２ｂの両脇に一対の矩形の取付孔１２ｃが形成されている。この取付孔２ｃには、後述するスペーサ１４の第１Ｌ字状保持部１４ｂが嵌挿される。さらに、アンテナ板１２の所定の給電位置に、ケーブル１５の芯線がハンダ付けにより接続される接続孔１２ｄが形成されている。
【００１６】
また、アース板１３の詳細構成が図１７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示されている。ただし、図１７（ａ）はアース板１３の構成を示す正面図であり、図１７（ｂ）はその構成を示す底面図であり、図１７（ｃ）はその構成を示す側面図である。これらの図に示すようにアース板１３は、真鍮等の金属板を打ち抜き加工して形成されたアース板本体１３ａを有している。このアース板本体１３ａの３辺は下方に折曲されて細長い折曲片１３ｂが形成されている。また、アース板本体１３ａのほぼ中央には円形の貫通孔１３ｃが形成されており、この貫通孔１３ｃの両脇に一対の矩形の挿着孔１３ｄが形成されている。この挿着孔１３ｄには、後述するスペーサ１４の第２Ｌ字状保持部１４ｅが嵌挿される。さらに、アンテナ板１２の給電位置である接続孔１２ｄに対応する位置に、ケーブル１５の絶縁体に包被されている芯線が挿通される挿通孔１３ｅが形成され、裏面にはケーブル１５の編組線を抱持してハンダ付けされる一対の打ち抜かれた矩形状の抱持片１３ｆが形成されている。
【００１７】
さらに、スペーサ１４の詳細構成が図１８ないし図２０に示されている。ただし、図１８（ａ）はスペーサ１４の構成を示す正面図であり、図１８（ｂ）はその構成を示すＤ−Ｄ線で切断した断面図であり、図１８（ｃ）はその構成を示す背面図であり、図１９はその構成を示す側面図であり、図２０はその構成を示す底面図である。
【００１８】
これらの図に示すようにスペーサ１４はスペーサ本体１４ａと、スペーサ本体１４ａから延伸して形成されているリング状の給電線保持片１４ｄから構成されている。スペーサ本体１４ａのほぼ中央には円形の貫通孔１４ｃが形成されており、その上面には一対の第１Ｌ字状保持部１４ｂが突出して形成されており、その下面には一対の第２Ｌ字状保持部１４ｅが突出して形成されている。第１Ｌ字状保持部１４ｂおよび第２Ｌ字状保持部１４ｅの先端は、互いに逆方向を向くように形成されている。また、第１Ｌ字状保持部１４ｂおよび第２Ｌ字状保持部１４ｅにおけるスペーサ本体１４ａにほぼ平行とされている上部とスペーサ本体１４ａとはわずかな間隙を有して対向しており、この間隙は先端に行くに従い狭められている。この第１Ｌ字状保持部１４ｂおよび第２Ｌ字状保持部１４ｅにおける上部とスペーサ本体１４ａとの間隙に、アンテナ板１２あるいはアース板１３が挿入挟持されて保持される。そして、その間隙が先端に行くに従い狭められていることから、第１Ｌ字状保持部１４ｂおよび第２Ｌ字状保持部１４ｅにより、アンテナ板１２およびアース板１３を確実にスペーサ１４に固着することができるようになる。
【００１９】
また、スペーサ本体１４ａから延伸されてリング状に形成されている給電線保持片１４ｄには、挿通孔１４ｆが形成されていると共に挿通孔１４ｆの周囲から下方へ突出するリング状リブ１４ｇが形成されている。この挿通孔１４ｆにはケーブル１５の絶縁体で包被された芯線が挿通され、リング状リブ１４ｇはアース板１３に形成されている挿通孔１３ｅ内に嵌挿される。なお、スペーサ１４はポリアセタール等の所定の誘電率の樹脂を用いて成形により作成されている。
【００２０】
図４に戻り、図４を参照しながら組立体を組み立てるプロセスを説明する。まず、上記説明したスペーサ１４における一対の第１Ｌ字状保持部１４ｂをアンテナ板１２に形成されている一対の取付孔１２ｃに挿入し、取付孔１２ｃから第１Ｌ字状保持部１４ｂの上部を突出させる。そして、突出された第１Ｌ字状保持部１４ｂの上部とスペーサ本体１４ａとで取付孔１２ｃの周囲を挟持させるよう矢印で図示する方向にアンテナ板１２をスライドさせる。これにより、アンテナ板１２における取付孔１２ｃの上部が第１Ｌ字状保持部１４ｂの上部とスペーサ本体１４ａとで挟持されて、スペーサ１４にアンテナ板１２が固着される。
【００２１】
次いで、アンテナ板１２が固着されている状態のスペーサ１４において、一対の第２Ｌ字状保持部１４ｅをアース板１３に形成されている一対の挿着孔１３ｄに挿入し、挿着孔１３ｄから第２Ｌ字状保持部１４ｅの上部を突出させる。そして、突出された第２Ｌ字状保持部１４ｅ上部とスペーサ本体１４ａとで挿着孔１３ｄの周囲を挟持させるよう下方向にアース板１３をスライドさせる。これにより、アース板１３における挿着孔１３ｄの下部が第２Ｌ字状保持部１４ｅの上部とスペーサ本体１４ａとで挟持されて、スペーサ１４にアース板１３が固着される。また、給電線保持片１４ｄに形成されているリング状リブ１４ｇが挿通孔１３ｅに嵌着されるようになる。
【００２２】
これにより、アンテナ板１２がスペーサ１４のおもて面に固着され、アース板１３がスペーサ１４の裏面に固着されるようになる。そして、この状態においてアース板１３の裏面にケーブル１５を配置して、芯線１５ａを包被している絶縁体１５ｂを挿通孔１３ｅに挿通すると、絶縁体１５ｂは給電線保持片１４ｄにおける挿通孔１４ｆに挿通されて、その先端から突出している芯線１５ａがアンテナ板１２に形成されている接続孔１２ｄに挿入されるようになる。この接続孔１２ｄに挿入された芯線１５ａをハンダ付けして、芯線１５ａをアンテナ板１２に接続する。また、ケーブル１５の編組線１５ｃを一対の抱持片１３ｆをカシメることにより抱持してハンダ付けする。これにより、組立体が組み立てられケーブル１５が組立体から導出されるようになる。
【００２３】
この組立体２の構成を示す正面図を図８に示し、その構成を示す背面図を図９に示し、その構成を示す側面図を図１０に示す。
これらの図に示すように、組立体２から導出されているケーブル１５の先端には通信機に装着する接続端子１７が設けられている。また、組立体２においてはアンテナ板１２に形成されている貫通孔１２ｂ、スペーサ１４に形成されている貫通孔１４ｃおよびアース板１３に形成されている貫通孔１３ｃの位置はほぼ一致するようになる。さらに、図１０に示すように絶縁性のリング状リブ１４ｇが挿通孔１３ｅに嵌着されていることから、芯線１５ａをアンテナ板１２にハンダ付けする際に芯線１５ａが熱くなって絶縁体１５ｂを突き破っても、リング状リブ１４ｇの作用により芯線１５ａがアース板１３に接触することを防止することができる。なお、スペーサ１４の面積を大きくするとより小型化することができるがアンテナゲインが低下することから、スペーサ１４の面積をアンテナ板１２の面積の約半分程度とすると共に、比誘電率εｓを２程度として小型化しつつ高アンテナゲインを維持するようにしている。
【００２４】
このような組立体２は上ケース１０と下ケース１１からなるケースに収納されるようになる。そこで、上ケース１０および下ケースの構成を説明する。
上ケース１０の詳細構成を図１１ないし図１３に示す。ただし、図１１（ａ）は上ケース１０の構成を示す平面図であり、図１１（ｂ）はその構成を示す側面図であり、図１１（ｃ）はその構成を示す下面図であり、図１２はその構成を示す正面図であり、図１３はその構成を示すＡ−Ａ線で切断した断面図である。
これらの図に示すように、上ケース１０の矩形状の上ケース本体１０ａの４辺には所定高さの側壁部１０ｂが形成されており、その内部に収納空間が形成されている。この収納空間のほぼ中央に側壁部１０ｂより高い円筒状の突出部１０ｃが立設して形成されており、その両脇に一対の矩形状の凹部１０ｅが形成されている。さらに、対角に一対の径の小さい突起１０ｇが形成されており、側壁部１０ｂの一辺にケーブル１５を導入する半円状の溝であるケーブル保持部１０ｆが突出して形成されている。
【００２５】
円筒状とされている突出部１０ｃの内周面には、ネジ部１０ｄが形成されており、このネジ部１０ｄには、下ケース１１を介して挿通された固着ねじが螺着されて、上ケース１０と下ケース１１とが一体化されるようになされている。また、組立体２を上ケース１０に収納した際に、突出部１０ｃが組立体２における貫通孔１２ｂ、貫通孔１４ｃおよび貫通孔１３ｃに挿通されて、組立体２が上ケース１０に対して位置合わせされる。また、組立体２のアンテナ板１２の上に突出している第１Ｌ字状保持部１４ｂの上部は上ケース１０の内面に形成されている凹部１０ｅ内に収納可能とされている。
【００２６】
次に、下ケース１１の詳細構成を図１４および図１５に示す。ただし、図１４（ａ）は下ケース１１の構成を示す平面図であり、図１４（ｂ）はその構成を示すＢ−Ｂ線で切断した断面図であり、図１４（ｃ）はその構成を示す下面図であり、図１５（ａ）はその構成を示す正面図であり、図１５（ｂ）はその構成を示す側面図であり、図１５（ｃ）はその構成を示すＣ−Ｃ線で切断した断面図である。
これらの図に示すように、下ケース１１の矩形状の下ケース本体１１ａの４辺は所定高さの側壁部１１ｂが形成されており、その内部に収納空間が形成されている。この収納空間のほぼ中央に背の低いリング状突出部１１ｃが形成されており、側壁部１１ｂの一辺にケーブル１５を導入する下部が半円状の溝とされた切欠部１１ｆが形成されている。この切欠部１１ｆの上部の矩形の溝には、上ケース１０に形成されているケーブル保持部１０ｆが嵌入される。また、切欠部１１ｆからリング状突出部１１ｃにかけて導入されたケーブル１５が収まるケーブル保持溝１１ｉが形成されている。
【００２７】
さらに、対角に一対の径の小さい突起１１ｇが形成されている。この突起１１ｇは、上ケース１０が嵌合された際に、上ケース１０に形成されている突起１０ｇが当接するようにされている。さらにまた、リング状突出部１１ｃのほぼ中央に貫通孔１１ｅが形成されており、その先端にリング状溝部１１ｄが形成されている。このリング状溝部１１ｄは、上ケース１０が嵌合された際に、上ケース１０の突出部１０ｃの先端を受けるようにされている。また、下ケース本体１１ａの裏面において貫通孔１１ｅを取り囲むようにリング状凹部１１ｋが形成されている。このリング状凹部１１ｋは、貫通孔１１ｅに挿通された固着ねじの頭が収納される凹部とされている。さらに、下ケース本体１１ａを囲む側壁部１１ｂの内周面から起立してリング状突部１１ｊが形成されている。このリング状突部１１ｊは、上ケース１０が嵌合された際に、上ケース１０の側壁部１０ｂの内周面に嵌合される。さらに、このリング状突部１１ｊの内側の３辺に沿って細長い嵌入溝１１ｈが形成されている。この３つの嵌入溝１１ｈには、組立体２が下ケース１１に収納された際に、アース板１３の３辺に形成されている折曲片１３ｂが嵌入されて、組立体２の下ケース１１に対する位置決めを行っている。
【００２８】
次に、上ケース１０と下ケース１１からなるケースに組立体２を収納するプロセスを図５ないし図７を参照して説明する。
図５に示すように、組立体２のアース板１３を下にして下ケース１１に組立体２を収納する。この際に、矢印で示されるようにアース板１３の３辺に形成されている折曲片１３ｂを嵌入溝１１ｈにそれぞれ嵌入させるよう位置を決めて収納される。これにより、組立体２の下ケース１１に対する位置決めが行われる。組立体２を下ケース２に収納した際に、組立体２から導出されたケーブル１５は切欠部１１ｆを介して外部へ導出される。
【００２９】
次いで、図６に示すように上ケース１０を組立体２を収納した下ケース１１に被嵌する。この際に、上ケース１０に形成されている突出部１０ｃが組立体２における貫通孔１２ｂ、貫通孔１４ｃおよび貫通孔１３ｃに挿通されて、組立体２が上ケース１０に対して位置合わせされる。また、下ケース１１のリング状突部１１ｊが、上ケース１０の側壁部１０ｂの内周面に嵌合されて、下ケース１１と上ケース１０とが位置合わせされて嵌合されるようになる。さらに、上ケース１０に形成されている背の高い突出部１０ｃの先端が、下ケース１１に形成されているリング状突出部１１ｃのリング状溝部１１ｄに嵌挿される。この状態において、図示するように固着ネジ１６を下ケース１１の下から貫通孔１１ｅ内に挿通して上ケース１０のネジ部１０ｄに螺着する。これにより、組立体２を収納した上ケース１０と下ケース１１とが一体化されて固着されるようになり、図７に示すパッチアンテナ１が組み立てられる。
【００３０】
以上説明した、本発明のパッチアンテナ１においてはアンテナ板１２を矩形として説明したが、本発明はこれに限るものではなく円形のアンテナ板をしても良い。この場合、円偏波を送受信できるように摂動素子を有する円形のアンテナ素子からなるアンテナ板１２とすることができる。また、以上の説明では、円偏波を送受信可能なパッチアンテナ１としたが、本発明はこれに限るものではなくアンテナ板１２によるアンテナ素子を直線偏波用のアンテナ素子として直線偏波を送受信可能なパッチアンテナ１としても良い。
【００３１】
【発明の効果】
上記説明したように本発明は、スペーサの一面から突出して形成されている第１Ｌ字状保持部によりアンテナ板の取付孔の周囲を挟持させ、スペーサの他面から突出して形成されている第２Ｌ字状保持部によりアース板の挿着孔の周囲を挟持させることによりパッチアンテナとすることができる。これにより、パッチアンテナの組立を容易に行うことができるようになる。また、アンテナ板およびアース板は真鍮等の金属板を打ち抜き加工することにより作成することができると共に、スペーサはポリアセタール等の樹脂を成形することにより作成することができるため、パッチアンテナを安価にすることができる。
【００３２】
また、保持片の下面から突出するよう形成されているリング状リブをアース板の挿通孔に嵌入することにより、ケーブルの芯線をアンテナ板にハンダ付けする際の熱でケーブルの絶縁体が溶けても芯線がアース板に接触することを防止することができる。
さらに、第１ケース部の突出部をパッチアンテナに形成されている貫通孔に嵌入して第１ケース部に第２ケース部を嵌合することにより、ケースに位置合わせされて収納することができるようになる。この場合、アース板の縁部を下方向に折曲して形成された折曲片を第２ケースに形成されている嵌入溝に嵌入することにより、第２ケースに対する位置決めも行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるパッチアンテナの構成を示す半断面図で示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるパッチアンテナの構成を示す左側面図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるパッチアンテナの構成を断面図で示す右側面図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるアンテナ板，スペーサおよびアース板からなる組立体を組み立てるプロセスを示す図である。
【図５】本発明の実施の形態における組立体を下ケースに位置決めして収納するプロセスを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態における組立体を収納した下ケースに位置合わせして上ケースを嵌合するプロセスを示す図である。
【図７】本発明の実施の形態における組み立てたパッチアンテナを示す斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態における組立体の構成を示す正面図である。
【図９】本発明の実施の形態における組立体の構成を示す背面図である。
【図１０】本発明の実施の形態における組立体の構成を示す側面図である。
【図１１】本発明の実施の形態における上ケースの構成を示す平面図、側面図および下面図である。
【図１２】本発明の実施の形態における上ケースの構成を示す正面図である。
【図１３】本発明の実施の形態における上ケースの構成を示すＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態における下ケースの構成を示す平面図、Ｂ−Ｂ線で切断した断面図および下面図である。
【図１５】本発明の実施の形態における下ケースの構成を示す正面図、側面図およびＣ−Ｃせんで切断した断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態におけるアンテナ板の構成を示す正面図および側面図である。
【図１７】本発明の実施の形態におけるアース板の構成を示す正面図、底面図および側面図である。
【図１８】本発明の実施の形態におけるスペーサの構成を示す正面図、Ｄ−Ｄ線で切断した断面図および背面図である。
【図１９】本発明の実施の形態におけるスペーサの構成を示す側面図である。
【図２０】本発明の実施の形態におけるスペーサの構成を示す底面図である。
【図２１】従来のパッチアンテナの構成例を示す図である。
【符号の説明】
１ パッチアンテナ、２ 下ケース、２ｃ 取付孔、２ 組立体、１０ 上ケース、１０ａ 上ケース本体、１０ｂ 側壁部、１０ｃ 突出部、１０ｄ ネジ部、１０ｅ 凹部、１０ｆ ケーブル保持部、１０ｇ 突起、１１ 下ケース、１１ａ 下ケース本体、１１ｂ 側壁部、１１ｃ リング状突出部、１１ｄ リング状溝部、１１ｅ 貫通孔、１１ｆ 切欠部、１１ｇ 突起、１１ｈ 嵌入溝、１１ｉ ケーブル保持溝、１１ｊ リング状突部、１１ｋ リング状凹部、１２アンテナ板、１２ａ 摂動素子、１２ｂ 貫通孔、１２ｃ 取付孔、１２ｄ 接続孔、１３ アース板、１３ａ アース板本体、１３ｂ 折曲片、１３ｃ 貫通孔、１３ｄ 挿着孔、１３ｅ 挿通孔、１３ｆ 抱持片、１４ スペーサ、１４ａ スペーサ本体、１４ｂ 第１Ｌ字状保持部、１４ｃ 貫通孔、１４ｄ 給電線保持片、１４ｅ 第２Ｌ字状保持部、１４ｆ 挿通孔、１４ｇ リング状リブ、１５ ケーブル、１５ａ 芯線、１５ｂ 絶縁体、１５ｃ 編組線、１６ 固定ネジ、１６ 固着ネジ、１７ 接続端子、１００ パッチアンテナ、１０１アース板、１０２ スペーサ、１０３ アンテナ基板、１０３ａ パッチ素子、１０４ ケーブル、１０５ コネクタ、１０６ ネジ孔
Claims (3)
- 摂動素子が形成されている金属板からなる平面状のアンテナ板と、該アンテナ板と所定の間隙を持って対向して配置される金属板からなる平面状のアース板と、前記アンテナ板と前記アース板とを所定の間隙を持って対向配置させる合成樹脂製のスペーサとからなるパッチアンテナであって、
前記アンテナ板には取付孔が形成されていると共に前記アース板には挿着孔が形成されており、前記スペーサの一面から突出して形成されている第１Ｌ字状保持部を前記取付孔に挿入し前記アンテナ板をスライドさせることにより、前記第１Ｌ字状保持部が前記取付孔の周囲を挟持して、前記アンテナ板が前記スペーサに固着されており、前記スペーサの他面から前記第１Ｌ字状保持部とは先端が逆方向を向くように突出して形成されている第２Ｌ字状保持部を前記挿着孔に挿入し前記アース板をスライドさせることにより、前記第２Ｌ字状保持部が前記挿着孔の周囲を挟持して、前記アース板が前記スペーサに固着されて、前記アンテナ板と前記アース板とが前記スペーサにより所定の間隙を持って対向配置されるよう組み立てられており、
給電用のケーブルのアース部が前記アース板に接続されていると共に、前記アンテナ板に接続されている前記ケーブルの芯線が、前記アース板に形成されている挿通孔を通って前記スペーサに一体に形成されている保持片の挿通孔に挿入されて保持されており、前記保持片の挿通孔の周囲から下方へ突出するよう形成されているリング状リブが前記アース板に形成された挿通孔に嵌入されていることを特徴とするパッチアンテナ。 - 前記スペーサの一面に前記第１Ｌ字状保持部により前記アンテナ板が固着されていると共に、前記スペーサの他面に前記第２Ｌ字状保持部により前記アース板が固着されている組立体において、前記アンテナ板から前記スペーサを介して前記アース板を貫通する貫通孔が前記アンテナ板、前記スペーサおよび前記アース板に形成されており、該貫通孔に第１ケースに形成されている収納空間に突出している突出部を嵌入し、前記第１ケースに収納空間が形成されている第２ケースを嵌合することにより、前記突出部の先端部が前記第２ケースに形成されているリング状突出部に嵌挿されることにより、前記組立体が前記第１ケースおよび前記第２ケースの収納空間に収納されるようにしたことを特徴とする請求項１記載のパッチアンテナ。
- 前記アース板の縁部を下方向に折曲して形成された折曲片が前記第２ケースの収納空間に形成されている嵌入溝に嵌入されることにより、前記組立体が前記第２ケースに対して位置決めされるようにしたことを特徴とする請求項２記載のパッチアンテナ。
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