JP4731546B2 - アンテナ装置 - Google Patents

Description

この発明は、高周波モジュールの誤作動防止に好適なシールド性の高いアンテナ装置に関するものである。

アンテナを取り付けた筐体にスロットを設け、このスロットに送受信モジュールのような高周波モジュールを挿入することによりアンテナ装置として使用できるようにしたものがある。これは、一般的に故障する可能性の高いアクティブな部品をモジュール化した高周波モジュールをスロットに挿入したり、スロットから抜出できるようにして、部品が故障した際にすぐ交換できるようにするためである。
この種アンテナ装置は、高周波モジュールの挿入方向の奥側には筐体に設けたコネクタと接続するコネクタがあり、高周波モジュールの手前側には過挿入を防止するためのプレートが設けられる。このような高周波モジュールにおいては、一般的にコネクタの嵌合を優先すると、プレートと筐体との間に隙間が生じ、この隙間から外来の電磁波が入り込むと、高周波モジュールが誤作動する場合がある。

一般に通信装置や無線装置に用いられる電子部品や電子回路を実装したプリント基板においては、電子部品や電子回路が電磁波などの外部のノイズからの影響を防ぐため、電子部品や電子回路を天面と四側面から覆ってノイズの侵入を遮断する箱状の電磁シールドカバーが使用される。
この電磁シールドカバーには接地用の複数のリード部を設け、このリード部をプリント基板に設けた接地導体に半田付けしたり、リード部をプリント基板に設けたコネクタに圧入して、電磁シールドカバーを接地することにより、電子部品や電子回路が電磁波などのノイズからの影響を受けることを防いでいる。
しかし、電磁シールドカバーの接地用リード部は所定間隔で設けられるため、このリード部の間隔でプリント基板と電磁シールドカバーとの間に隙間が生じ、密閉構造のシールドが必要な場合はそれが困難という問題がある。

この問題を解決するため、シールドを適用したい電子部品などの周辺側面にグランドパターンを形成したプリント基板と、このプリント基板に搭載され、グランドパターンに半田付けされる導電性の口形状の接地部材と、プリント基板を覆うシールドカバー内に口形状の接地部材と導電的に接続されるバネ性の接触部を持つ一側面が開口した箱型部材のシールドカバーとを有し、プリント基板上に構成された回路に対して全方位で密閉して電磁的なシールドを実施できるようにしたシールド構造が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００１−２４３７５号公報

従来のアンテナ装置は、高周波モジュール用コネクタを確実に嵌合させようとすると高周波モジュールのプレートと筐体の間に隙間が出来る。その隙間から不要波が回り込み、さらに高周波モジュール本体や高周波モジュール用コネクタから高周波モジュール内部に不要波が回り込むと高周波モジュールの誤作動が発生していた。
これを防ぐため、特許文献１に示されるシールド構造をこの種アンテナ装置に適用することも考えられるが、特許文献１はシールドカバーをプリント基板上に設けた口形状の接地部材に対して着脱するだけで、コネクタにより電気的に接続するものでない。このため
、コネクタの嵌合に基づくシールドカバーとプリント基板あるいは口形状の接地部材との間に隙間が発生するという問題はなく、単にプリント基板とシールドカバーとの隙間を口形状の接地部材とシールドカバーに取り付けたバネ性の接触部とで密閉するようにしたもに過ぎない。したがって特許文献１ではコネクタの嵌合に基づく高周波モジュールのプレートと筐体との隙間からの電磁波に対する課題は解決できない。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、高周波モジュールを挿脱できるようにしたアンテナ装置において、高周波モジュールとアンテナ筐体との隙間からの不要波の回り込みによる高周波モジュールの誤作動を解消することを目的としている。

この発明は、筐体に設けられたスロットに高周波モジュールを挿入して互いのコネクタを嵌合し、高周波モジュールの挿入の際に、高周波モジュールの筐体側スロットへの過挿入を防止するプレートを高周波モジュールに設けたアンテナ装置において、高周波モジュールのプレートと筐体の外面との隙間を導電的に接続する導電性シートを高周波モジュールのプレートに取り付けたものである。

またこの発明は、筐体に設けられたスロットに高周波モジュールを挿入して互いのコネクタを嵌合し、高周波モジュールの挿入の際に、高周波モジュールの筐体側スロットへの過挿入を防止するプレートを高周波モジュールに設けたアンテナ装置において、高周波モジュールのプレートと筐体の外面との隙間を導電的に接続する複数の導電性シートを高周波モジュールのプレートに取り付け、複数の導電性シートの間隔ＬはＬ＜λ／２（λは不要波の波長）となるようにしたものである。

またこの発明は、筐体に設けられたスロットに高周波モジュールを挿入して互いのコネクタを嵌合し、高周波モジュールの挿入の際に、高周波モジュールの筐体側スロットへの過挿入を防止するプレートを高周波モジュールに設けたアンテナ装置において、高周波モジュールのプレートと筐体の外面との隙間を導電的に接続する複数の導電性板ばねを高周波モジュールのプレートに取り付け、複数の導電性板ばねの間隔ＬはＬ＜λ／２（λは不要波の波長）となるようにしたものである。

この発明に係わるアンテナ装置は、高周波モジュールのプレートと筐体の隙間を導電性シートまたは導電性板ばねにより電気的に接続しているため、上記隙間からの不要波の回り込みを遮断することができ、高周波モジュールの誤作動を防止することができる。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１におけるアンテナ装置について図に基づき説明する。図１はこの発明の実施の形態１におけるアンテナ装置の斜視図を示し、図１（ａ）は高周波モジュールを筐体から抜出した時の斜視図を、図１（ｂ）は高周波モジュールを筐体に挿入した時の斜視図を示す。図２は図１のＡ−Ａ線における断面図、図３は図２のＢ部における拡大図、図４は図１におけるアンテナ装置の回路構成図をそれぞれ示す。また図５はこの発明の実施の形態１における動作説明図を示す。

図１〜図３において、アンテナ１を取り付けた筐体２には、その一側面にスロット３が設けられている。このスロット３には電子部品および電子回路をモジュール化した高周波モジュール４が挿抜できるようになっている。この高周波モジュール４の挿入方向の奥側には筐体２に設けた筐体用コネクタ５と電気的に接続される高周波モジュール用コネクタ
６が設けられており、また高周波モジュール４の手前側にはスロット３への過挿入を防止するためのプレート７が設けられている。なお高周波モジュール４は、一般的に保守管理の観点から、故障する可能性の高いアクティブな部品をモジュール化したものが多い。

一般的に筐体用コネクタ５と高周波モジュール用コネクタ６の電気的な接続の嵌合を確実にするためには、高周波モジュール用コネクタ６が筐体用コネクタ５の嵌合面まで入らなければならない。これに対し、プレート７も本来は筐体２のスロット３が設けられた外側面に接触させたいのだが、コネクタ５、６の嵌合を優先すると、高周波モジュール４のプレート７と筐体２との間の隙間△ｄは、必ず０ｍｍより大きくなるようにプラス公差とする必要がある。これは隙間△ｄが０ｍｍより小さいマイナス公差の場合、高周波モジュール用コネクタ６の嵌合より先にプレート７が筐体２に接触し、高周波モジュール用コネクタ６の嵌合が不確実になるためである。その結果、プレート７と筐体２との間に隙間△ｄが生じ、この隙間△ｄから不要波（アンテナ１から放射された電波または外来の電波）が回り込み、高周波モジュール４の誤動作を引き起こすことになる。

高周波モジュール４の誤動作を防ぐために、この発明の実施の形態１では、プレート７に、隙間△ｄのプレート７と筐体２との間を電気的に接続する複数の導電性シート８が取り付けられている。この導電性シート８は、図１および図２に詳しく示すように、スロット３の長手方向に沿って高周波モジュール４の上部側と下部側にそれぞれ間隔Ｌを隔てて配置されている。この間隔Ｌは不要波の波長をλとすると、Ｌ＜λ／２の関係となるようにしている。また不要波の波長λによっては、スロット３の短手方向に沿っても導電性シート８を設ける。

一方、導電性シート８はプレート７と筐体２の間にはさみこむだけでは、筐体２の外側面に確実に接触させることは困難になる場合がある。そこで図３に示すように、この発明は更にプレート７に設けたスペーサ（突起）９により、プレート７に取り付けた導電性シート８を筐体２側に曲げることで確実に筐体２と接触させることができるようにしている。

次に、高周波モジュールを実装したアンテナ装置の回路構成図を示す図４について説明する。図４において、高周波モジュール４には、アンテナ１を送信側と受信側に切替える送受切替スイッチ４１と、送信用アンプ４２と、受信用アンプ４３とが、モジュール化されている。このように送受切替スイッチ４１、送信用アンプ４２、受信用アンプ４３を高周波モジュール４としてまとめて取り出せる構成としたのは、一般的に故障する可能性の高いアクティブな部品は、故障した際に交換出来るようモジュールとしてまとめて取り出せる構成とするためである。

また筐体２には、高周波モジュール用コネクタ６と筐体用コネクタ５を介して、送信用アンプ４２と接続される送信信号入力コネクタ２１と、受信用アンプ４３と接続される受信信号出力コネクタ２２と、送受切替スイッチ４１・送信用アンプ４２・受信用アンプ４３へそれぞれ制御信号および電源を供給する制御・電源用コネクタ２３とが設けられている。これら送信信号入力コネクタ２１、受信信号出力コネクタ２２および制御・電源用コネクタ２３には図示しない信号処理回路および電源などが接続されている。これら信号処理回路および電源は筐体２の中に設けられる場合もあるが、筐体２とは離れた別の筐体に設けられている。

先ずアンテナ装置の一般的な動作について説明する。アンテナ装置から送信する場合、送受切替スイッチ４１は送信用アンプ４２側を選択し、送信信号入力コネクタ２１へ送信信号を入力する。送信信号は送信用アンプ４２で増幅され、送信用アンプ４２側を選択した送受切替スイッチ４１を通り、アンテナ１から空間に放射される。一方、アンテナ装置
で受信する場合、送受切替スイッチ４１は受信用アンプ４３側を選択する。アンテナ装置に到来した信号はアンテナ１で受信され、受信用アンプ４３側を選択した送受切替スイッチ４１を通り、受信用アンプ４３で増幅され、受信信号出力コネクタ２２から出力される。ここで送受切替スイッチ４１、送信用アンプ４２、受信用アンプ４３の制御信号および電源は制御・電源用コネクタ２３から供給する。

次に不要波の侵入による高周波モジュール４の誤動作を防ぐ動作について図５により説明する。図５は図１のアンテナ装置を上面から見た概略図で、図５（ａ）はこの発明の実施の形態１のように複数の導電性シート８の間隔ＬをＬ＜λ／２（λは不要波の波長）とした場合の説明図で、図５（ｂ）は複数の導電性シート８の間隔Ｌ’をＬ’≧λ／２（λは不要波の波長）とした場合の説明図である。
図５（ａ）のように、高周波モジュール４のプレート７に複数の導電性シート８を取り付け、その間隔ＬをＬ＜λ／２とし、筐体２の外面に導電的に接触させる。このようにすると、プレート７と筐体２の隙間△ｄの幅Ｌは導電性シート８の間隔Ｌと同じになり、また隙間の高さｄは隙間△ｄと同じとなる（ただしｄ＜Ｌ）。この隙間△ｄは導波管と同様に動作し、電界（矢印で示す）は導電面上に垂直な成分しか持たないことから、遮断周波数ｆｃと幅Ｌの関係はｆｃ＝ｃ／（２Ｌ）（ｃは光速、ｃ≒２９９．８×１０^９［ｍｍ／ｓ］）である。遮断周波数ｆｃより低い周波数の電波は伝搬しないことから、不要波の波長をλとすると、λとこの隙間の幅Ｌとの関係がＬ＜λ／２の場合、不要波はこの隙間で遮断される。

一方、図５（ｂ）のように、高周波モジュール４のプレート７に複数の導電性シート８を取り付け、その間隔Ｌ’をＬ’≧λ／２とし、筐体２の外面に導電的に接触させる。このようにすると、プレート７と筐体２の隙間△ｄの幅Ｌ’は導電性シート８の間隔Ｌ’と同じになり、また隙間の高さｄは隙間△ｄと同じとなる（ただしｄ＜Ｌ＜Ｌ’）。この場合は、不要波の波長をλとすると、λとこの隙間の幅Ｌ’はＬ’≧λ／２の関係であるから、不要波はこの隙間を通り、不要波は遮断されない。

以上のようにこの実施の形態１によれば、高周波モジュール用コネクタ６を筐体２のコネクタ５に確実に嵌合させるために、プレート７と筐体２との間に隙間△ｄができるような場合であっても、この隙間△ｄを導電性シート８により電気的に接続しているから、隙間△ｄからの不要波の回り込みを遮断することができ、高周波モジュール４の誤作動を防止することできる。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２におけるアンテナ装置について図に基づき説明する。図６はこの発明の実施の形態２におけるアンテナ装置の斜視図を示し、図６（ａ）は高周波モジュールを筐体から抜出した時の斜視図を、図６（ｂ）は高周波モジュールを筐体に挿入した時の斜視図を示す。
図６において、導電性シート８１はプレート７と筐体２の間の隙間△ｄの全周に亘ってプレート７に実装されている。この実施の形態２でも実施の形態１と同様に、プレート７に設けたスペーサ（突起）９により、導電性シート８１を筐体２側に曲げることで確実に筐体２と接触させることができるようにしてもよい。その他の構成は図１に示す実施の形態１と同じにつき、同じ符号を付して説明を省略する。

上記した発明の実施の形態１ではプレート２と筐体３の間に複数の導電性シート８を、間隔Ｌが不要波の波長λに対してＬ＜λ／２となるように実装したが、この実施の形態２では、プレート２と筐体３の間の全周に亘り導電性シート８１を実装しており、この導電性シート８１によりプレート２と筐体３の隙間△ｄは導波管と同様に動作し、実施の形態１と同様な効果が得られる。

なお上記説明した実施の形態２では、導電性シート８１はプレート７と筐体２の間の隙間△ｄの全周に亘ってプレート７に実装したが、不要波の波長λによっては、プレート７の上部側と下部側のみに設けてもよい。即ち、高周波モジュール４の上面と下面に導電性シート８１が分離して配置され、高周波モジュール４の側面には導電性シート８１がないような形にしてもよい。

実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３におけるアンテナ装置について図に基づき説明する。図７はこの発明の実施の形態３におけるアンテナ装置の斜視図を示し、図７（ａ）は高周波モジュールを筐体から抜出した時の斜視図を、図７（ｂ）は高周波モジュールを筐体に挿入した時の斜視図を示す。図８は図７のＡ−Ａ線における断面図、図９は図８のＢ部における拡大図を示す。
図７〜図９において、プレート７と筐体２の間の隙間△ｄに、プレート７と筐体２との間を電気的に接続する複数の導電性のフィンガー（板ばね）８２がプレート７に取り付けられている。この導電性フィンガー８２は、図８および図９に詳しく示すように、スロット３の長手方向に沿って高周波モジュール４の上部側と下部側にそれぞれ間隔Ｌを隔てて配置されている。この間隔Ｌは不要波の波長をλとすると、Ｌ＜λ／２の関係となるようにしている。

この実施の形態３の場合は、実施の形態１または実施の形態２で説明した導電性シート８、８１を筐体２側に曲げるスペーサ（突起）９は不要である。その他の構成は図１に示す実施の形態１と同じにつき、同じ符号を付して説明を省略する。
上記した発明の実施の形態１及び２はプレート７と筐体２の間に導電性シート８、８１を実装したが、この実施の形態３では、プレート２と筐体３の間に導電性フィンガー（板ばね）８３を実装しており、この導電性フィンガー（板ばね）８２によりプレート２と筐体３の隙間△ｄは導波管と同様に動作し、実施の形態１と同様な効果が得られる。

この発明の実施の形態１におけるアンテナ装置の斜視図である。 この発明の実施の形態１における図１のＡ−Ａ断面図である。 この発明の実施の形態１における図２のＢ部の拡大図である。 この発明の実施の形態１におけるアンテナ装置の回路構成図である。 この発明の実施の形態１におけるアンテナ装置の動作を示す説明図である。 この発明の実施の形態２におけるアンテナ装置の斜視図である。 この発明の実施の形態３におけるアンテナ装置の斜視図である。 この発明の実施の形態３における図７のＡ−Ａ断面図である。 この発明の実施の形態３における図８のＢ部の拡大図である。

符号の説明

１：アンテナ、 ２：筐体、
３：スロット、 ４：高周波モジュール、
５：筐体用コネクタ、 ６：高周波モジュール用コネクタ、
７：プレート、 ８：導電性シート、
９：スペーサ、 ２１：送信信号入力コネクタ、
２２：受信信号出力コネクタ、 ２３：制御・電源用コネクタ、
４１：送受切替スイッチ、 ４２：送信用アンプ、
４３：受信用アンプ、 ８１：導電性シート、
８２：導電性フィンガー（板ばね）

Claims (6)

1. 筐体に設けられたスロットに高周波モジュールを挿入して互いのコネクタを嵌合し、前記高周波モジュールの挿入の際に、前記高周波モジュールの筐体側スロットへの過挿入を防止するプレートを前記高周波モジュールに設けたアンテナ装置において、前記高周波モジュールのプレートと前記筐体の外面との隙間を導電的に接続する導電性シートを前記高周波モジュールのプレートに取り付けたことを特徴とするアンテナ装置。
2. 導電性シートは高周波モジュールのプレートの全周に取り付けたことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 導電性シートは高周波モジュールのプレートの上部と下部に取り付けたことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
4. 筐体に設けられたスロットに高周波モジュールを挿入して互いのコネクタを嵌合し、前記高周波モジュールの挿入の際に、前記高周波モジュールの筐体側スロットへの過挿入を防止するプレートを前記高周波モジュールに設けたアンテナ装置において、前記高周波モジュールのプレートと前記筐体の外面との隙間を導電的に接続する複数の導電性シートを前記高周波モジュールのプレートに取り付け、前記複数の導電性シートの間隔ＬはＬ＜λ／２（λは不要波の波長）となるようにしたことを特徴とするアンテナ装置。
5. 導電性シートを筐体側に曲げるためのスペーサを高周波モジュールのプレートに取り付けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
6. 筐体に設けられたスロットに高周波モジュールを挿入して互いのコネクタを嵌合し、前記高周波モジュールの挿入の際に、前記高周波モジュールの筐体側スロットへの過挿入を防止するプレートを前記高周波モジュールに設けたアンテナ装置において、前記高周波モジュールのプレートと前記筐体の外面との隙間を導電的に接続する複数の導電性板ばねを前記高周波モジュールのプレートに取り付け、前記複数の導電性板ばねの間隔ＬはＬ＜λ／２（λは不要波の波長）となるようにしたことを特徴とするアンテナ装置。

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