JP6851563B1 - アンテナ製造方法およびアンテナ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、実施の形態1に係るアンテナ装置の構成を示す縦断面図である。図2は、図1のアンテナ装置の構成を示す分解斜視図である。図1に示すように、実施の形態1に係るアンテナ装置は、誘電体基板1、導体地板2、はんだ3、導体地板4、誘電体基板5、導体地板6、はんだ7、導体地板8および誘電体基板9を備えている。誘電体基板1と誘電体基板5と誘電体基板9が接続された誘電体基板の内部には、この誘電体基板の等価誘電率を調整するための中空構造10が設けられ、中空構造10にパッチアンテナ11が面している。
図3は、実施の形態1に係るアンテナ製造方法を示すフローチャートであって、図1のアンテナ装置を製造する方法を示している。
まず、誘電体基板5に貫通穴5aを形成する(ステップST1)。貫通穴5aは、導体地板4から導体地板6まで誘電体基板5を貫通して形成される。貫通穴5aの形成には、例えば、ドリル、パンチプレスマシンまたはレーザによる加工を用いることができる。
図4は、実施の形態2に係るアンテナ装置の構成を示す縦断面図である。図5は、図4のアンテナ装置の構成を示す分解斜視図である。図4に示すように、実施の形態2に係るアンテナ装置は、誘電体基板21、導体地板22、はんだ23、導体地板25、誘電体基板26、導体地板27、はんだ28、導体地板29および誘電体基板30を備える。図4に示すように、誘電体基板21と誘電体基板26と誘電体基板30が接続された誘電体基板の内部には、この誘電体基板の等価誘電率を調整するための中空構造31が設けられ、中空構造31にパッチアンテナ32が面している。
図6は、実施の形態2に係るアンテナ製造方法を示すフローチャートであって、図4のアンテナ装置を製造する方法を示している。まず、誘電体基板26に貫通穴26aを形成する(ステップST1a)。貫通穴26aは、導体地板25から導体地板27まで誘電体基板26を貫通して形成される。貫通穴26aの形成には、例えば、ドリル、パンチプレスマシンまたはレーザによる加工を用いることができる。
図7は、実施の形態3に係るアンテナ装置の構成を示す縦断面図である。図8は、図7のアンテナ装置の構成を示す分解斜視図である。図7に示すように、実施の形態3に係るアンテナ装置は、誘電体基板41、導体地板42、はんだ43、導体板44、はんだ45、導体地板46および誘電体基板47を備える。誘電体基板41と導体板44と誘電体基板47とが接続された誘電体基板の内部には、この誘電体基板の等価誘電率を調整するための中空構造48が設けられ、中空構造48にパッチアンテナ49が面している。
図9は、実施の形態3に係るアンテナ製造方法を示すフローチャートであって、図7のアンテナ装置を製造する方法を示している。
導体板44に貫通穴44aを形成する(ステップST1b)。例えば、貫通穴44aの形成には、ドリル、パンチプレスマシンまたはレーザによる加工を用いることができる。
図10は、実施の形態4に係るアンテナ装置の構成を示す縦断面図である。図11は、図10のアンテナ装置の構成を示す分解斜視図である。図10に示すように、実施の形態4に係るアンテナ装置は、誘電体基板201、導体地板202、はんだ203、導体地板204、誘電体基板205、導体地板206、はんだ207、導体地板208および誘電体基板209を備える。誘電体基板201と誘電体基板205と誘電体基板209とが接続された誘電体基板の内部には、この誘電体基板の等価誘電率を調整するための中空構造211が設けられ、中空構造211にパッチアンテナ212が面している。
実施の形態4に係るアンテナ製造方法は、図3に示した一連の処理と基本的に同じであるが、ステップST3およびステップST4における、はんだによる接続がランド210で行われる点で異なる。例えば、ステップST3において、貫通穴205aとパッチアンテナ212との位置を対応させた状態で、誘電体基板201の導体地板202と誘電体基板205の導体地板204とを、ランド210においてはんだ203によって接続する。ランド210に塗布されたはんだ203によって貼り合わされた導体地板202と導体地板204からなる構造体を、リフロー炉に通してはんだ203を溶融させることで、導体地板202と導体地板204が接続される。
図12は、実施の形態5に係るアンテナ装置の構成を示す縦断面図である。図13は、図12のアンテナ装置の構成を示す分解斜視図である。図12に示すように、実施の形態5に係るアンテナ装置は、誘電体基板101、導体地板102、プリプレグ103、誘電体基板104、プリプレグ105、導体地板106および誘電体基板107を備える。誘電体基板101と誘電体基板104と誘電体基板107が接続された誘電体基板の内部には、この誘電体基板の等価誘電率を調整するための中空構造108が設けられ、中空構造108にパッチアンテナ109が面している。
図14は、実施の形態5に係るアンテナ製造方法を示すフローチャートであり、図12のアンテナ装置を製造する方法を示している。誘電体基板104に複数の貫通穴104aを形成する(ステップST1c)。例えば、貫通穴104aの形成には、ドリル、パンチプレスマシンまたはレーザによる加工が用いられる。
図15は、実施の形態6に係るアンテナ装置の構成を示す縦断面図である。図16は、図15のアンテナ装置の構成を示す分解斜視図である。図16に示すように、実施の形態6に係るアンテナ装置は、誘電体基板221、導体地板222、プリプレグ223、誘電体基板224、プリプレグ225、導体地板226、および誘電体基板227を備える。誘電体基板221と誘電体基板224と誘電体基板227が接続された誘電体基板の内部には、この誘電体基板の等価誘電率を調整するための中空構造228が設けられ、中空構造228にパッチアンテナ229が面している。
図17は、実施の形態7に係るアンテナ装置の構成を示す縦断面図である。図18は、図17のアンテナ装置の構成を示す分解斜視図である。図17に示すように、実施の形態7に係るアンテナ装置は、誘電体基板50、導体地板51、はんだ52、導体地板54、誘電体基板55、導体地板56、はんだ57、導体地板58、誘電体基板59および導体地板60を備えている。誘電体基板50と誘電体基板55と誘電体基板59とが接続された誘電体基板の内部には、この誘電体基板の等価誘電率を調整するための中空構造65が設けられ、中空構造65には、第1のパッチアンテナ63および第2のパッチアンテナ64が面している。
図19は、実施の形態8に係るアンテナ装置の構成を示す縦断面図である。図20は、図19のアンテナ装置の構成を示す分解斜視図である。図19に示すように、実施の形態8に係るアンテナ装置は、誘電体基板71、導体地板72、はんだ73、導体板74、はんだ75、導体地板76、誘電体基板77および導体地板78を備える。誘電体基板71と導体板74と誘電体基板77とが接続された誘電体基板の内部には、この誘電体基板の等価誘電率を調整するための中空構造84が設けられ、中空構造84には、第1のパッチアンテナ80および第2のパッチアンテナ82が面している。
図21は、実施の形態9に係るアンテナ装置の構成を示す縦断面図である。図22は、図21のアンテナ装置の構成を示す分解斜視図である。図21に示すように、実施の形態9に係るアンテナ装置は、誘電体基板121、導体地板122、はんだ123、導体地板124、誘電体基板125、導体地板126、はんだ127、導体地板128、誘電体基板129および導体地板130を備えている。誘電体基板121と誘電体基板125と誘電体基板129とが接続された誘電体基板の内部には、この誘電体基板の等価誘電率を調整するための複数の中空構造132が設けられ、それぞれの中空構造132には、第1のパッチアンテナ133および第2のパッチアンテナ131が面している。
図23は、実施の形態9に係るアンテナ装置の変形例1の構成を示す縦断面図である。図23に示すアンテナ装置は、導体地板136a、誘電体基板139、導体地板136b、はんだ140a、導体地板142a、誘電体基板142、導体地板142b、はんだ140b、導体地板145a、誘電体基板144および導体地板145bを備える。誘電体基板139と誘電体基板142と誘電体基板144が接続された誘電体基板の内部には、誘電体基板の等価誘電率を調整するための複数の中空構造132aが形成されている。
図27は、実施の形態10に係るアンテナ装置の構成を示す縦断面図である。図28は、図27のアンテナ装置の構成を示す分解斜視図である。図27に示すように、実施の形態10に係るアンテナ装置は、誘電体基板151、導体地板152、はんだ153、導体地板154、誘電体基板155、導体地板156、はんだ157、導体地板158、誘電体基板159および導体地板160を備えている。誘電体基板151と誘電体基板155と誘電体基板159とが接続された誘電体基板の内部には、この誘電体基板の等価誘電率を調整するための複数の中空構造165が設けられ、各中空構造165には、第1のパッチアンテナ161および第2のパッチアンテナ162が面している。
図29は、実施の形態11に係るアンテナ装置の構成を示す縦断面図である。図30は、図29のアンテナ装置の構成を示す分解斜視図である。図29および図30において、図1および図2と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略する。実施の形態11に係るアンテナ装置は、実施の形態1で図1および図2に示したアンテナ装置に誘電体基板301を設けた構成を有する。誘電体基板301は、パッチアンテナ11の放射方向に一定の間隔を空けて誘電体基板1(第1の誘電体基板)の表面(第1の面)と平行に設けられた第4の誘電体基板である。誘電体基板301は、例えば、1層以上かつ1種類以上の誘電体層または誘電体基板から構成されている。
図31は、実施の形態12に係るアンテナ装置の構成を示す縦断面図である。図32は、図31のアンテナ装置の構成を示す分解斜視図である。図31および図32において、図1および図2と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略する。実施の形態12に係るアンテナ装置は、実施の形態1で図1および図2に示したアンテナ装置に対して、複数の誘電体基板311−1,311−2,・・・,311−Nを設けた構成を有する。ここで、Nは、2以上の正の自然数である。
図33は、実施の形態13に係るアンテナ装置の構成を示す縦断面図である。図34は、図33のアンテナ装置を示す上面図である。図35は、図33のアンテナ装置の構成を示す分解斜視図である。図33、図34および図35において、図1および図2と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。実施の形態13に係るアンテナ装置は、実施の形態1で図1および図2に示したアンテナ装置に誘電体基板321を設けた構成を有する。誘電体基板321は、パッチアンテナ11の放射方向に一定の間隔を空けて誘電体基板1(第1の誘電体基板)の表面(第1の面)と平行に設けられた第4の誘電体基板であり、複数の銅箔パターン322を有する。
さらに、複数の銅箔パターン322を、実施の形態12で示した複数の誘電体基板311−1,311−2,・・・,311−Nのそれぞれに設けてもよい。これにより、実施の形態12と同様の効果が得られる。
図36は、実施の形態14に係るアンテナ装置の構成を示す縦断面図である。図37は、図36のアンテナ装置の構成を示す分解斜視図である。図36および図37において、図1および図2と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略する。実施の形態14に係るアンテナ装置は、実施の形態1で図1および図2に示したアンテナ装置に対して誘電体基板331およびレドーム332を設けた構成を有する。誘電体基板331は、パッチアンテナ11の放射方向に一定の間隔を空けて誘電体基板1(第1の誘電体基板)の表面(第1の面)と平行に設けられた第4の誘電体基板である。
Claims (25)
- 第1の導体地板が設けられた第1の誘電体基板と、
第2の導体地板が第1の面に設けられ、第3の導体地板が前記第1の面とは反対側の面である第2の面に設けられた第2の誘電体基板と、
第4の導体地板が設けられた第3の誘電体基板とを備えたアンテナ装置のアンテナ製造方法であって、
前記第2の誘電体基板に対して前記第2の導体地板から前記第3の導体地板まで貫通する貫通穴を形成するステップと、
前記第1の誘電体基板が前記第2の誘電体基板に接続されたときに、前記貫通穴に対応する前記第1の導体地板の位置にパッチアンテナを形成するステップと、
前記貫通穴と前記パッチアンテナの位置を対応させた状態で、前記第1の誘電体基板の前記第1の導体地板と前記第2の誘電体基板の前記第2の導体地板とを、第1のはんだによって接続し、前記第2の誘電体基板の前記第3の導体地板と前記第3の誘電体基板の前記第4の導体地板とを、第2のはんだによって接続するステップと、
を備えたことを特徴とするアンテナ製造方法。 - 前記貫通穴の側壁に導体メッキを形成するステップを備えたこと
を特徴とする請求項1記載のアンテナ製造方法。 - 第1の導体地板が設けられた第1の誘電体基板と、
第1の導体板と、
第2の導体地板が設けられた第2の誘電体基板とを備えたアンテナ装置のアンテナ製造方法であって、
前記第1の導体板を貫通する貫通穴を形成するステップと、
前記第1の誘電体基板が前記第1の導体板に接続されたときに、前記貫通穴に対応する前記第1の導体地板の位置にパッチアンテナを形成するステップと、
前記貫通穴と前記パッチアンテナの位置を対応させた状態で、前記第1の誘電体基板の前記第1の導体地板と前記第1の導体板とを、第1のはんだによって接続し、前記第1の導体板と前記第2の誘電体基板の前記第2の導体地板とを、第2のはんだによって接続するステップと、
を備えたことを特徴とするアンテナ製造方法。 - 接続箇所にランドを形成し、
前記第1のはんだによって前記ランドで接続し、
前記第2のはんだによって前記ランドで接続すること
を特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項記載のアンテナ製造方法。 - 第1の導体地板が設けられた第1の誘電体基板と、
第2の誘電体基板と、
第2の導体地板が設けられた第3の誘電体基板とを備えたアンテナ装置のアンテナ製造方法であって、
前記第2の誘電体基板に対してパッチアンテナの面積よりも開口面積が小さい貫通穴を形成するステップと、
前記第1の誘電体基板が前記第2の誘電体基板に接続されたときに、前記貫通穴に対応する前記第1の導体地板の位置に前記パッチアンテナを形成するステップと、
前記貫通穴と前記パッチアンテナの位置を対応させた状態で、前記第1の誘電体基板の前記第1の導体地板と前記第2の誘電体基板と前記第3の誘電体基板の前記第2の導体地板とを、加熱プレスによって接続するステップと、
を備えたことを特徴とするアンテナ製造方法。 - 前記貫通穴は、前記パッチアンテナの面積より開口面積が小さい複数の穴であること
を特徴とする請求項5記載のアンテナ製造方法。 - 前記貫通穴は、前記パッチアンテナの面積より開口面積が小さく、前記第2の誘電体基板に投影した前記パッチアンテナの外形に沿った溝状の穴であること
を特徴とする請求項5記載のアンテナ製造方法。 - 第1の導体地板が設けられた第1の誘電体基板と、
前記第1の導体地板に設けられたパッチアンテナと、
第1の面に第2の導体地板が設けられ、前記第1の面とは反対側の面である第2の面に第3の導体地板が設けられ、前記第2の導体地板から前記第3の導体地板まで貫通している貫通穴を有した第2の誘電体基板と、
第4の導体地板が設けられた第3の誘電体基板と、
を備え、
前記貫通穴と前記パッチアンテナの位置を対応させた状態で、前記第1の誘電体基板の前記第1の導体地板と前記第2の誘電体基板の前記第2の導体地板とが、第1のはんだによって接続され、前記第2の誘電体基板の前記第3の導体地板と前記第3の誘電体基板の前記第4の導体地板とが、第2のはんだによって接続されていること
を特徴とするアンテナ装置。 - 前記貫通穴は、側壁に導体メッキが施されていること
を特徴とする請求項8記載のアンテナ装置。 - 前記パッチアンテナは、第1のパッチアンテナであり、
前記第3の誘電体基板に設けられた給電構造と、
前記第3の誘電体基板における前記第1のパッチアンテナに対応した位置に設けられ、前記給電構造から給電される第2のパッチアンテナと、
を備えたことを特徴とする請求項8記載のアンテナ装置。 - 第1の導体地板が設けられた第1の誘電体基板と、
前記第1の導体地板に設けられたパッチアンテナと、
貫通穴を有した第1の導体板と、
第2の導体地板が設けられた第2の誘電体基板と、
を備え、
前記貫通穴と前記パッチアンテナの位置を対応させた状態で、前記第1の誘電体基板の前記第1の導体地板と前記第1の導体板とが、第1のはんだによって接続され、前記第1の導体板と前記第2の誘電体基板の前記第2の導体地板とが、第2のはんだによって接続されていること
を特徴とするアンテナ装置。 - 前記パッチアンテナは、第1のパッチアンテナであり、
前記第2の誘電体基板に設けられた給電構造と、
前記第2の誘電体基板における前記第1のパッチアンテナに対応した位置に設けられ、前記給電構造から給電される第2のパッチアンテナと、
を備えたことを特徴とする請求項11記載のアンテナ装置。 - 接続箇所に設けられたランドを備え、
前記第1のはんだによって前記ランドで接続され、
前記第2のはんだによって前記ランドで接続されていること
を特徴とする請求項8から請求項12のいずれか1項記載のアンテナ装置。 - 前記貫通穴および前記パッチアンテナを含む中空構造を2つ以上備えたこと
を特徴とする請求項8から請求項12のいずれか1項記載のアンテナ装置。 - 前記貫通穴および前記パッチアンテナを含む中空構造を2つ以上備え、
隣り合った前記第1のパッチアンテナの中心から等距離の位置で前記第1のはんだによって接続され、隣り合った前記第2のパッチアンテナの中心から等距離の位置で前記第2のはんだによって接続されていること
を特徴とする請求項10または請求項12記載のアンテナ装置。 - 第1の導体地板が設けられた第1の誘電体基板と、
前記第1の導体地板に設けられたパッチアンテナと、
前記パッチアンテナの面積より開口面積が小さい貫通穴を有した第2の誘電体基板と、
第2の導体地板が設けられた第3の誘電体基板と、
を備え、
前記貫通穴と前記パッチアンテナとの位置を対応させた状態で、前記第1の誘電体基板の前記第1の導体地板と前記第2の誘電体基板と前記第3の誘電体基板の前記第2の導体地板とが接続されていること
を特徴とするアンテナ装置。 - 前記貫通穴は、前記パッチアンテナの面積より開口面積が小さい複数の穴であること
を特徴とする請求項16記載のアンテナ装置。 - 前記貫通穴は、前記パッチアンテナの面積より開口面積が小さく、前記第2の誘電体基板に投影した前記パッチアンテナの外形に沿った溝状の穴であること
を特徴とする請求項16記載のアンテナ装置。 - 前記パッチアンテナの放射方向に一定の間隔を空けて前記第1の誘電体基板の面に平行に設けられた第4の誘電体基板を備えたこと
を特徴とする請求項8、請求項10または請求項16のいずれか1項記載のアンテナ装置。 - 前記第4の誘電体基板は、1層以上の誘電体で構成され、前記パッチアンテナが設けられた誘電体基板以上の大きさを有しており、
前記一定の間隔は、アンテナ装置の設計周波数の波長の0.2倍以上の間隔であること
を特徴とする請求項19記載のアンテナ装置。 - 前記第4の誘電体基板は、基板面上に周期的に形成された複数の導体パターンを有すること
を特徴とする請求項19記載のアンテナ装置。 - アンテナ装置の全体を覆うレドームを備えたこと
を特徴とする請求項19記載のアンテナ装置。 - 前記パッチアンテナの放射方向にそれぞれが一定の間隔を空けて前記第1の誘電体基板の面に平行に設けられた複数の誘電体基板を備えたこと
を特徴とする請求項8、請求項10または請求項16のいずれか1項記載のアンテナ装置。 - 前記複数の誘電体基板は、それぞれの基板面上に周期的に形成された複数の導体パターンを有すること
を特徴とする請求項23記載のアンテナ装置。 - アンテナ装置の全体を覆うレドームを備えたこと
を特徴とする請求項21または請求項24記載のアンテナ装置。
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