JP4747988B2 - In-vehicle antenna device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、第１および第２アンテナエレメントを備えて構成された車載アンテナ装置およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a vehicle-mounted antenna device configured by including first and second antenna elements and a method for manufacturing the same.

この種の車載アンテナ装置の一例が特許文献１に開示されている。この特許文献１に開示されている構造によれば、グランド板（接地導体）の上に放射導体（板状アンテナ）とそれを保持するための誘電体とが別体に構成されており、同軸ケーブル（給電線）から給電されることにより外部に対して電波信号を放射可能に構成されている。
特開２００５−２８６８００号公報 An example of this type of vehicle-mounted antenna device is disclosed in Patent Document 1. According to the structure disclosed in Patent Document 1, the radiation conductor (plate antenna) and the dielectric for holding it are configured separately on the ground plate (ground conductor), and are coaxial. It is configured to be able to radiate radio signals to the outside by being fed from a cable (feed line).
JP-A-2005-286800

しかしながら、特許文献１に開示されている構成によれば、部品点数が多くなってしまうという問題を生じる。また、部品点数が多くなると製造性に劣るという不具合を生じる。   However, according to the configuration disclosed in Patent Document 1, there is a problem that the number of parts increases. Moreover, when the number of parts increases, the malfunction that it is inferior to productivity arises.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、部品点数を削減して構成することができる車載アンテナ装置を提供することにあり、その第２の目的は、より製造性を向上した車載アンテナ装置の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and a first object thereof is to provide an in-vehicle antenna device that can be configured with a reduced number of components, and a second object thereof is more An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an in-vehicle antenna device with improved manufacturability.

請求項１記載の発明によれば、第１および第２アンテナエレメントを連結するスタブを備えて構成され、当該第１および第２アンテナエレメント並びにスタブを導電性部材により一体に成形しているため、従来構成のように２点以上の部材を必要とするのに比較して部品点数を削減して構成できる。   According to the first aspect of the present invention, the stub is configured to connect the first and second antenna elements, and the first and second antenna elements and the stub are integrally formed by the conductive member. Compared to the case where two or more members are required as in the conventional configuration, the number of parts can be reduced.

請求項５または６記載の発明によれば、せん断加工工程により板状導電性部材をせん断加工することで当該板状導電性部材を第１および第２アンテナエレメント並びにアンテナエレメント間を連結するスタブの展開形状に形成し、第１および第２アンテナエレメントに対する給電点位置において板状導電性部材と給電線とを接続することで製造できるため、２点以上の部材を組み合わせて製造するのに比較してより製造性を向上できる。 According to the invention described in claim 5 or 6, the plate-like conductive member is sheared by a shearing process so that the plate-like conductive member is connected to the first and second antenna elements and the antenna elements. Since it can be manufactured by connecting the plate-like conductive member and the feeder line at the feeding point position with respect to the first and second antenna elements, compared with the case of manufacturing by combining two or more members. Therefore, productivity can be improved.

導電性部材を使用した場合、アンテナとして線状に形成されている部分については熱を比較的与えやすく熱拡散しにくく、板状に形成されている部分については熱を与えたとしても比較的熱拡散しやすいため、線状に形成されている部分については熱を与えて接続する方法を適用でき、板状に形成されている部分には熱を与えて接続する方法を適用しにくい。したがって、請求項１，２，５，６記載の発明のように板状に構成または加工した場合には螺合部材または付勢部材を介して接続することが望ましい。
また、請求項３記載の発明によれば、複数の第１アンテナエレメントは、第２アンテナエレメントの板状部の一端側と他端側においてスタブにより連結して配設され、空間ダイバーシティアンテナとして機能する。 When a conductive member is used, it is relatively easy to apply heat to the part formed in a linear form as an antenna, and it is difficult to diffuse the heat, and even if heat is applied to the part formed in a plate shape, it is relatively hot. Since it is easy to diffuse, it is possible to apply a method in which heat is applied to a portion formed in a linear shape, and it is difficult to apply a method in which heat is applied to a portion formed in a plate shape. Therefore, when configured or processed into a plate shape as in the first, second, fifth, and sixth aspects of the invention, it is desirable to connect via a screwing member or a biasing member.
According to the invention described in claim 3, the plurality of first antenna elements are arranged by being connected by stubs at one end side and the other end side of the plate-like portion of the second antenna element, and function as a spatial diversity antenna. To do.

以下、本発明の車載アンテナ装置を携帯電話通信用の無線通信アンテナ装置に適用した一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、車載アンテナ装置の要部の構造を模式的な斜視図によって示している。 Hereinafter, an embodiment in which a vehicle-mounted antenna device of the present invention is applied to a wireless communication antenna device for mobile phone communication will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic perspective view showing the structure of the main part of the in-vehicle antenna device.

車載アンテナ装置１は、例えば８００ＭＨｚ帯の携帯電話機用の無線通信アンテナとして構成されている。この車載アンテナ装置１は、接地導体としての地板（第２アンテナエレメントに相当）２と、この地板２の上に形成された主放射導体としての第１アンテナエレメント３と、これらの第１アンテナエレメント３および地板２を連結するスタブ６とを備えている。この車載アンテナ装置１は、導電性の金属板４により一体成形されている。金属板４は、例えば亜鉛メッキ鋼板などの安価な金属板を使用できる。   The in-vehicle antenna device 1 is configured as a wireless communication antenna for a mobile phone in the 800 MHz band, for example. This in-vehicle antenna device 1 includes a ground plane (corresponding to a second antenna element) 2 as a ground conductor, a first antenna element 3 as a main radiation conductor formed on the ground plane 2, and these first antenna elements. 3 and a stub 6 that connects the main plate 2. The in-vehicle antenna device 1 is integrally formed with a conductive metal plate 4. The metal plate 4 can be an inexpensive metal plate such as a galvanized steel plate.

また、第１アンテナエレメント３は、金属板４の一端側および他端側に対向して線対称に２箇所（複数箇所）に配設されており、空間ダイバーシティを構成する。第１アンテナエレメント３の給電点３ａには、同軸ケーブル５の心線（内部導体）５ａが電気的に接続されている。具体的には半田により接続されている。地板２に対するグランド接続点（第２アンテナエレメントの給電点に相当）２ａには、同軸ケーブル５の静電シールド線（外部導体）５ｂが電気的に接続されている。具体的には、同軸ケーブル５の静電シールド線５ｂは、螺子（螺合部材）７を介してグランド接続点２ａに接続されている。図４（ｂ）には、同軸ケーブルの先端部分の詳細図を示している。同軸ケーブル５は、所定の特性インピーダンス（例えば５０Ω）を有する伝送線路である。   Moreover, the 1st antenna element 3 is arrange | positioned in two places (plural places) line-symmetrically facing the one end side and other end side of the metal plate 4, and comprises space diversity. A core wire (internal conductor) 5 a of the coaxial cable 5 is electrically connected to the feeding point 3 a of the first antenna element 3. Specifically, they are connected by solder. An electrostatic shield wire (external conductor) 5b of the coaxial cable 5 is electrically connected to a ground connection point (corresponding to a feeding point of the second antenna element) 2a to the ground plane 2. Specifically, the electrostatic shield wire 5 b of the coaxial cable 5 is connected to the ground connection point 2 a via a screw (screwing member) 7. FIG. 4B shows a detailed view of the tip portion of the coaxial cable. The coaxial cable 5 is a transmission line having a predetermined characteristic impedance (for example, 50Ω).

図２は、車載アンテナ装置１を平板状に展開した展開図を示している。
この図２に示すように、第1アンテナエレメント３は、その給電点３ａから曲部３ｃを通じて先端部３ｂまで線状部として構成され、そのアンテナ長がほぼλ／４の長さになるように構成されている。この第１アンテナエレメント３は、曲部３ｃにおいて９０度両側方向に屈曲して構成され、Ｔ字型形状に構成されている。また、第１アンテナエレメント３は、給電点３ａから先端部３ｂまでの間に曲部３ｃおよび折返し部３ｄが設けられておりコンパクト化が図られている。アンテナエレメント３は、線路長λ／４の折返し型線状モノポールアンテナとして構成されている。 FIG. 2 shows a development view in which the in-vehicle antenna device 1 is developed in a flat plate shape.
As shown in FIG. 2, the first antenna element 3 is configured as a linear portion from the feeding point 3a to the distal end portion 3b through the curved portion 3c so that the antenna length is approximately λ / 4. It is configured. The first antenna element 3 is configured to bend 90 degrees on both sides in the curved portion 3c, and is configured in a T shape. Further, the first antenna element 3 is provided with a bent portion 3c and a folded portion 3d between the feeding point 3a and the tip portion 3b, so that the first antenna element 3 is made compact. The antenna element 3 is configured as a folded linear monopole antenna having a line length λ / 4.

スタブ６は、第１アンテナエレメント３の給電点３ａから先端部３ｂ（具体的には曲部３ｃ）に至るまでの間の所定位置３ｅから折り返して地板２のグランド接続点２ａに接続するように設けられており、インピーダンス整合用のパターンとして構成される。このスタブ６には、螺子７の接合用にネジ孔６ａが設けられている。   The stub 6 is folded back from a predetermined position 3e between the feeding point 3a of the first antenna element 3 and the tip 3b (specifically, the curved portion 3c) and is connected to the ground connection point 2a of the ground plane 2. It is provided and is configured as a pattern for impedance matching. The stub 6 is provided with a screw hole 6 a for joining the screw 7.

金属板４には、所定の孔加工（せん断加工）が施されることによって島部８が設けられている。この島部８は、金属板４の中央部脇に位置して形成されており、図１に示すように、曲げ加工された状態でスタブ６と対向するように配設され、スタブ６と共に同軸ケーブル５の静電シールド線５ｂを挟持するように構成されており、給電点２ａとして機能する。この島部８には、螺子７の接合用にネジ孔８ａが設けられている。このネジ孔８ａは、スタブ６のネジ孔６ａに整合するように設けられており、スタブ６のネジ孔６ａと島部８のネジ孔８ａとに螺子７が螺合されることによって同軸ケーブル５が固定される。   The metal plate 4 is provided with island portions 8 by performing predetermined hole processing (shear processing). The island portion 8 is formed on the side of the central portion of the metal plate 4 and is disposed so as to face the stub 6 in a bent state as shown in FIG. It is comprised so that the electrostatic shield wire 5b of the cable 5 may be clamped, and it functions as the feeding point 2a. The island portion 8 is provided with a screw hole 8 a for joining the screw 7. The screw hole 8a is provided so as to be aligned with the screw hole 6a of the stub 6, and the screw 7 is screwed into the screw hole 6a of the stub 6 and the screw hole 8a of the island portion 8 so that the coaxial cable 5 Is fixed.

この車載アンテナ装置１は、第１のアンテナエレメント３の先端部３ｂ側が地板２と水平に水平装荷素子９として設けられており低姿勢化が図られている。しかも、さらに水平装荷素子９の先端部３ｂを折曲してＴ型の放射導体を構成しているため、部品点数を削減して小型化することができる。   In this in-vehicle antenna device 1, the front end portion 3 b side of the first antenna element 3 is provided as a horizontal loading element 9 horizontally with the ground plane 2, so that the posture is lowered. In addition, since the tip portion 3b of the horizontal loading element 9 is bent to form a T-shaped radiation conductor, the number of components can be reduced and the size can be reduced.

以下、製造方法について説明する。まず、図２に示すように、前述説明した構成のうち、同軸ケーブル５を除いた構成要素（第１アンテナエレメント３、地板２、スタブ６、島部８等）を備えたアンテナの展開形状に金属板（板状導電性部材）４をせん断加工する。   Hereinafter, the manufacturing method will be described. First, as shown in FIG. 2, in the configuration described above, the antenna is provided with the components excluding the coaxial cable 5 (first antenna element 3, ground plane 2, stub 6, island portion 8 and the like). The metal plate (plate-like conductive member) 4 is sheared.

次に、図４（ａ）に示すように、せん断加工処理が行われた金属板４に対して曲げ加工処理を施す。すると、スタブ６と島部８との対向部分に金属板４の通孔４ａを構成できる。次に、同軸ケーブル５の心線５ａおよび静電シールド線５ｂを通孔４ａに通し、スタブ６と島部８との対向部分（給電点２ａ位置）に同軸ケーブル５の静電シールド線５ｂを配設すると共に、同軸ケーブル５の心線５ａを給電点３ａ位置上に配設する。次に、ネジ孔６ａおよび８ａに螺子７を螺合することで同軸ケーブル５の静電シールド線５ｂを給電点２ａに固定接続する。次に、同軸ケーブル５の心線５ａを給電点３ａに半田により固定接続する。このようにして、車載アンテナ装置１を製造できる。   Next, as shown to Fig.4 (a), a bending process is performed with respect to the metal plate 4 in which the shearing process was performed. Then, the through-hole 4a of the metal plate 4 can be comprised in the opposing part of the stub 6 and the island part 8. FIG. Next, the core wire 5a and the electrostatic shield wire 5b of the coaxial cable 5 are passed through the through hole 4a, and the electrostatic shield wire 5b of the coaxial cable 5 is placed at the opposite portion (position of the feeding point 2a) between the stub 6 and the island portion 8. In addition, the core wire 5a of the coaxial cable 5 is disposed on the position of the feeding point 3a. Next, the electrostatic shield wire 5b of the coaxial cable 5 is fixedly connected to the feeding point 2a by screwing the screw 7 into the screw holes 6a and 8a. Next, the core wire 5a of the coaxial cable 5 is fixedly connected to the feeding point 3a with solder. Thus, the vehicle-mounted antenna device 1 can be manufactured.

このような車載アンテナ装置１のアンテナ特性の一例を示す。図３（ａ）は、携帯電話機の通信周波数帯（８００ＭＨｚ帯）における電圧定在波比（ＶＳＷＲ）を示しており、図３（ｂ）は、リターンロス（Ｓ１１）の特性を示している。   An example of the antenna characteristic of such a vehicle-mounted antenna device 1 is shown. 3A shows the voltage standing wave ratio (VSWR) in the communication frequency band (800 MHz band) of the mobile phone, and FIG. 3B shows the characteristics of the return loss (S11).

図３（ａ）に示すように、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）＜２or３を満たす周波数帯として十分な周波数帯域を確保できることを確認できる。また、Ｓ１１特性においても−１０ｄＢ以下となる周波数帯域を十分確保できることを確認できる。   As shown in FIG. 3A, it can be confirmed that a sufficient frequency band can be secured as a frequency band satisfying the voltage standing wave ratio (VSWR) <2 or 3. Further, it can be confirmed that a sufficient frequency band of −10 dB or less can be secured in the S11 characteristic.

本実施形態によれば、地板２および第１アンテナエレメント３をスタブ６によって連結して一体成形して構成できるため、従来品に比較して部品点数を削減できる。
また、第１アンテナエレメント３の給電点３ａは線状に構成されており、当該給電点３ａに対して同軸ケーブル５の心線５ａを半田により接合するため、熱拡散しにくくなり接合しやすい。 According to the present embodiment, since the ground plane 2 and the first antenna element 3 can be connected and integrally formed by the stub 6, the number of parts can be reduced as compared with the conventional product.
Further, the feeding point 3a of the first antenna element 3 is formed in a linear shape, and since the core wire 5a of the coaxial cable 5 is joined to the feeding point 3a by soldering, heat diffusion is difficult and the joining is easy.

また、地板２は板状に構成されており、給電点２ａまたはその周辺部となるスタブ６や島部８に対して螺子７を介して接続するため、例えば半田により接続するのに比較して同軸ケーブル５の静電シールド線５ｂを給電点２ａに接合しやすい。
第１アンテナエレメント３は、曲部３ｃや折返し部３ｄで折り返して構成されているため、コンパクト化することができる。 Further, the ground plane 2 is formed in a plate shape, and is connected to the stub 6 and the island portion 8 which are the feeding point 2a or its peripheral portion via the screw 7, so that, for example, compared with the case where it is connected by soldering. It is easy to join the electrostatic shield wire 5b of the coaxial cable 5 to the feeding point 2a.
Since the first antenna element 3 is configured to be folded at the bent portion 3c and the folded portion 3d, the first antenna element 3 can be made compact.

（他の実施形態）
本発明は、上記構成に限定されるものではなく、例えば、以下に示す変形もしくは拡張が可能である。
逆Ｆ型アンテナや逆Ｌ型アンテナなどの他のアンテナが採用される構成であっても良い。また、例えば１．５ＧＨｚ帯や２ＧＨｚ帯の電波信号を送受信するための車載用アンテナに適用しても良い。無線ＬＡＮ、ＶＩＣＳ（登録商標：Vehicle Information and Communication System）通信用、ブルートゥース通信用のアンテナに適用しても良い。 (Other embodiments)
The present invention is not limited to the above configuration, and for example, the following modifications or expansions are possible.
Another antenna such as an inverted F antenna or an inverted L antenna may be employed. Further, for example, the present invention may be applied to an in-vehicle antenna for transmitting and receiving radio signals in 1.5 GHz band and 2 GHz band. You may apply to the antenna for wireless LAN, VICS (trademark: Vehicle Information and Communication System) communication, and Bluetooth communication.

曲げ加工は必要に応じて設ければよい。
螺子７によって同軸ケーブル５を接続した実施形態を示したが、これに代えて付勢部材を介して接続するようにしても良い。この場合、前述実施形態とほぼ同様の作用効果を奏する。 Bending may be provided as necessary.
Although the embodiment in which the coaxial cable 5 is connected by the screw 7 is shown, it may be connected via an urging member instead. In this case, there are substantially the same functions and effects as those of the previous embodiment.

本発明の一実施形態を示す車載アンテナ装置の斜視図The perspective view of the vehicle-mounted antenna device which shows one Embodiment of this invention 車載アンテナ装置の展開図（製造工程を示す図（その１））Development view of in-vehicle antenna device (drawing process diagram (part 1)) （ａ）（ｂ）は車載アンテナ装置のアンテナ特性を示す図(A) (b) is a figure which shows the antenna characteristic of a vehicle-mounted antenna apparatus. （ａ）（ｂ）は製造工程を示す図（その２、その３）(A) (b) is a figure which shows a manufacturing process (the 2 and the 3)

符号の説明Explanation of symbols

図面中、１は車載アンテナ装置、２は地板（第２アンテナエレメント）、３は第１アンテナエレメント、４は金属板、５は同軸ケーブル、５ａは心線、５ｂは静電シールド、６はスタブ、７は螺子、８は島部を示す。   In the drawings, 1 is an in-vehicle antenna device, 2 is a ground plane (second antenna element), 3 is a first antenna element, 4 is a metal plate, 5 is a coaxial cable, 5a is a core wire, 5b is an electrostatic shield, and 6 is a stub. , 7 are screws, and 8 is an island.

Claims (6)

第１および第２アンテナエレメントを備え当該第１および第２アンテナエレメントの給電点に対して給電線から給電されることにより外部に対して電波信号を放射可能に構成された車載アンテナ装置において、
前記第１および第２アンテナエレメントを連結するスタブを備え、
前記第１および第２アンテナエレメント並びに前記スタブが導電性部材により一体成形され、
前記第１または第２アンテナエレメントは板状に構成され、
前記給電線は、前記板状部もしくはその周辺部に対して螺合部材を介して螺合されていることを特徴とする車載アンテナ装置。 In the vehicle-mounted antenna device that includes the first and second antenna elements and is configured to be able to radiate a radio signal to the outside by being fed from a feeding line to a feeding point of the first and second antenna elements.
A stub for connecting the first and second antenna elements;
The first and second antenna elements and the stub are integrally formed of a conductive member ;
The first or second antenna element is configured in a plate shape,
The on-vehicle antenna device , wherein the power supply line is screwed to the plate-like portion or its peripheral portion via a screwing member . 第１および第２アンテナエレメントを備え当該第１および第２アンテナエレメントの給電点に対して給電線から給電されることにより外部に対して電波信号を放射可能に構成された車載アンテナ装置において、
前記第１および第２アンテナエレメントを連結するスタブを備え、
前記第１および第２アンテナエレメント並びに前記スタブが導電性部材により一体成形され、
前記第１または第２アンテナエレメントは板状に構成され、
前記給電線は、前記板状部もしくはその周辺部に対して付勢部材を介して付勢されていることを特徴とする車載アンテナ装置。 In the vehicle-mounted antenna device that includes the first and second antenna elements and is configured to be able to radiate a radio signal to the outside by being fed from a feeding line to a feeding point of the first and second antenna elements.
A stub for connecting the first and second antenna elements;
The first and second antenna elements and the stub are integrally formed of a conductive member;
The first or second antenna element is configured in a plate shape,
The feed line drive mounting antenna device you characterized in that is biased via a biasing member relative to the plate portion or its peripheral portion. 第１および第２アンテナエレメントを備え当該第１および第２アンテナエレメントの給電点に対して給電線から給電されることにより外部に対して電波信号を放射可能に構成された車載アンテナ装置において、
前記第２アンテナエレメントは板状部を備え、
複数の前記第１アンテナエレメントは、前記第２アンテナエレメントの板状部の一端側と他端側においてスタブにより連結して配設され、空間ダイバーシティアンテナとして機能することを特徴とする車載アンテナ装置。 In the vehicle-mounted antenna device that includes the first and second antenna elements and is configured to be able to radiate a radio signal to the outside by being fed from a feeding line to a feeding point of the first and second antenna elements.
The second antenna element includes a plate-like portion,
The plurality of first antenna elements are arranged to be connected by stubs at one end side and the other end side of the plate-like portion of the second antenna element, and function as a space diversity antenna . 携帯電話用の無線通信アンテナに適用したことを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の車載アンテナ装置。 4. The in-vehicle antenna device according to claim 1 , wherein the on-vehicle antenna device is applied to a wireless communication antenna for a mobile phone . 第１および第２アンテナエレメント並びに当該アンテナエレメント間を連結するスタブを備えたアンテナであって当該アンテナの展開形状に板状導電性部材をせん断加工するせん断加工工程と、
前記第１および第２アンテナエレメントに対する給電点位置において前記板状導電性部材と給電線とを接続する接続工程とを備え、
前記せん断加工工程では、前記第１または第２アンテナエレメントとして機能する部分に対して前記板状導電性部材を部分的に板状にせん断加工し、
前記接続工程では、前記給電線を前記板状部もしくはその周辺部に対して螺合部材を介して螺合して接続することを特徴とする車載アンテナ装置の製造方法。 A shearing step of shearing a plate-like conductive member into a developed shape of the antenna, the antenna having a stub that connects the first and second antenna elements and the antenna elements;
A connecting step of connecting the plate-like conductive member and a feeder line at a feeding point position with respect to the first and second antenna elements;
In the shearing step, the plate-like conductive member is partially sheared into a plate shape with respect to the portion functioning as the first or second antenna element,
In the connecting step, the on- vehicle antenna device manufacturing method is characterized in that the feeding line is screwed and connected to the plate-like portion or its peripheral portion via a screwing member . 第１および第２アンテナエレメント並びに当該アンテナエレメント間を連結するスタブを備えたアンテナであって当該アンテナの展開形状に板状導電性部材をせん断加工するせん断加工工程と、
前記第１および第２アンテナエレメントに対する給電点位置において前記板状導電性部材と給電線とを接続する接続工程とを備え、
前記せん断加工工程では、前記第１または第２アンテナエレメントとして機能する部分に対して前記板状導電性部材を部分的に板状にせん断加工し、
前記接続工程では、前記給電線を前記板状部もしくはその周辺部に対して付勢部材を介して付勢して接続することを特徴とする車載アンテナ装置の製造方法。 A shearing step of shearing a plate-like conductive member into a developed shape of the antenna, the antenna having a stub that connects the first and second antenna elements and the antenna elements;
A connecting step of connecting the plate-like conductive member and a feeder line at a feeding point position with respect to the first and second antenna elements;
In the shearing step, the plate-like conductive member is partially sheared into a plate shape with respect to the portion functioning as the first or second antenna element,
Wherein in the connecting step, the manufacturing method of the in-vehicle antenna apparatus characterized by connecting urges via the biasing member to the feed line to the plate-like portion or its peripheral portion.
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