JPH02246502A

JPH02246502A - アンテナ

Info

Publication number: JPH02246502A
Application number: JP3735889A
Authority: JP
Inventors: Haruyoshi Muratsubaki; 村椿　晴義
Original assignee: DuPont Japan Ltd
Current assignee: DuPont Japan Ltd
Priority date: 1989-02-18
Filing date: 1989-02-18
Publication date: 1990-10-02

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、プラスチック材料から成形され、アンテナ素
子部と給電部がプラスチック材料に直接メタライズされ
たアンテナに関する。

〜従来の技術各種波長の電波を受信するために各種のアンテナが使用
されているが、数百メガヘルツから数十ギガヘルツの周
波数の電波を受信するために適する線状アンテナとして
ヘリカルアンテナや八木−宇田アンテナが、板状アンテ
ナとしてストリップアンテナ、スーパターンスタイルア
ンテナ、ノツチアンテナ等が挙げられる。放送衛星、グ
ローバル・ボジショニング・システム（ＧＰＳ）、自動
車搭載電話においては前述のような周波数の電波が使用
されており、アンテナの小型軽量化を図るためには、ヘ
リカルアンテナまたはストリップアンテナの使用が適し
ている。

ヘリカルアンテナは、通常１本または２本以上の導体線
を中空螺旋形状に巻き、あるいは円管外側表面に螺旋状
に巻き付け、給電点を通して給電される。外部給電線路
は主に同軸線路が使用される。ヘリカルアンテナと外部
給電線路とのインピーダンス・マツチングおよび回路の
平衡−不平衡は公知の方法で解決することができる。外
部給電線路は更に増幅器等に接続される。

ストリップアンテナの１種であるパッチアンテナは、通
常絶縁体平板の表面に方形あるいは円形のパッチパター
ンを設け、裏面に接地板を有し、パッチパターンに設け
られた給電点を通して給電される。例えば、外部給電線
路として同軸線路を使用する場合には、同軸の中心導体
を給電点に接続し、外導体を接地板と接続して給電する
。外部給電線路は更に増幅器等に接続される。バッチア
ンテナのバッチパターンおよび接地板は、通常打ち抜き
加工した接着剤付きの金属箔を絶縁板と貼り合わせるか
、金属箔を貼り合わせた積層板をエツチング加工して形
成される。

発明が解決しようとする問題点導体線を中空螺旋形状に巻いたヘリカルアンテナは振動
や外力によって螺旋形状が変化しやすいため、アンテナ
特性が変化しやすいという問題がある。導体線を円管外
側表面に螺旋状に巻き付けたヘリカルアンテナは振動や
外力に耐久性がある。

しかしながら、導体線を円管の外側表面に接着剤で接着
する場合、アンテナを使用する環境が苛酷な場合には接
着剤が劣化し、導体線が円管外側表面から剥離するとい
う問題がある。導体線を円管外側表面に熱転写する場合
にも、アンテナ使用環境によっては導体線が円管外側表
面から剥離してしまう。円管の外側表面に突起がある場
合には、導体線の円管外側表面への巻き付は作業は困難
である。また、アンテナ製造工程における巻き付はピッ
チ等の変動によってアンテナ特性に変動が生じやすい。

ヘリカルアンテナが平衡型であって給電に同軸線路を使
用する場合には、平衡−不平衡変換回路をヘリカルアン
テナと同軸線路の間に挿入しなければならない。平衡−
不平衡変換回路の一例として、シュペルトップやλ／４
分岐導体によるバランが挙げられるが、このような回路
を別に設けることは、アンテナ製造コストの増加やアン
テナ組立作業の複雑化を招く。通常アンテナと増幅器等
は別個のものであるが、電子機器の一層の小型軽量化を
図るためには、アンテナ内に増幅器等が一体となって組
み込むことのできるヘリカルアンテナであることが望ま
しい。しかるに、従来のヘリカルアンテナと増幅器等の
組み合わせでは、それらの一体化は困難である。

従来のバッチアンテナは、金属箔と絶縁板との貼り合わ
せあるいは積層板のエツチング加工によって作製される
ため、アンテナ形状が平板とならざるを得ない。アンテ
ナ形状が平面であると、アンテナの指向性は狭くなる。

アンテナに広角指向性が要求される場合には、バッチア
ンテナのバッチパターンを曲面上に設ける必要がある。

従って、アンテナの形状を曲面を有する立体形状とする
必要があるが、従来のバッチアンテナを立体形状とする
ことは困難である。

バッチアンテナの絶縁体の誘電率がＣの場合、アンテナ
の共振周波数λ′は λ′＝　λ／、ｒｌ− という関係が成立する。ここで、λは電波の波長である
。従って、バッチアンテナのバッチパターンの大きさは
、εが大きくなる程１／ＦＴに比例して小さくなる。し
かるに、バッチアンテナのアンテナ利得は、バッチアン
テナの開口面が小さくなる程、小さくなってしまう。そ
れ故、バッチアンテナの絶縁体の誘電率εが小さい程、
バッチアンテナの開口面を大きくすることができ、バッ
チアンテナのアンテナ利得は大きくなる。

また、電子機器の一層の小型軽量化を図るためにバッチ
アンテナと増幅器等を一体化するのできるバッチアンテ
ナであることが望ましい。

本発明の目的は、苛酷な使用環境下においても変形や損
傷を受けないアンテナを提供することである。

本発明の目的は、接着剤を使用することなくアンテナ支
持体上にアンテナ素子と給電部が設けられているアンテ
ナを提供することである。

また、本発明の目的は、高アンテナ利得と広帯域特性を
有するアンテナを提供することである。

更に、本発明は、アンテナ支持体を任意の立体形状とす
ることができるアンテナを提供することである。

更に、本発明の目的は、アンテナ素子、給電部、平衡−
不平衡変換回路、増幅器等を容易に一体化することので
きるアンテナを提供することである。

更に本発明の目的は、製造コストが低く、特性ばらつき
が少なく、組立工程を非常に簡素化できるアンテナを提
供することである。

本発明のアンテナは、プラスチック材料から成形された
アンテナ支持体と、該支持体上に設けられたアンテナ素
子と給電部からなるアンテナであって、該アンテナ素子
と給電部とは該支持体上に直接メタライズされてなるこ
とを特徴とする。

アンテナは、ヘリカルアンテナ、マイクロストリップア
ンテナ、パッチアンテナ等各種の形式とすることができ
る。

アンテナ素子の形状は、線状、面状とすることができる
。

給電部は、アンテナ素子に設けられた給電点、あるいは
アンテナ支持体上に設けられた給電線路接続部とアンテ
ナ素子に設けられた給電点と給電線路接続部および給電
点を導通する導体とからなる。給電部には、平衡−不平
衡変換回路やインピーダンス整合回路を含ませることが
できる。給電点はアンテナ素子に１ケ所または２ケ所以
上設けることができる。

アンテナ素子および給電部はアンテナ支持体の外側表面
に設けることができるし、アンテナ支持体を中空とし中
空部に面したアンテナ支持体の内側表面に設けることも
できる。

メタライズは、金属蒸着、導電性ペースト、無電解メツ
キ、電解メツキによって行うことができるが、なかでも
無電解メツキ、電解メツキによることが望ましい。

外部給電線路は、同軸線路、ストリップ線路、コープレ
ーナ線路等を使用することができ、外部給電線路に適し
た給電部を設けることができる。

必要により、アンテナに増幅器等を組み込むことができ
る。

アンテナをヘリカルタイプとした場合、アンテナ支持体
の形状は、円筒形、円錐形、切頭円錐形、球形、半球形
等、要求されるヘリカルアンテナの特性によって決定す
ることができる。アンテナ支持体の寸法は要求されるヘ
リカルアンテナ特性により決められる。アンテナ素子は
螺旋状導体線、あるいは螺旋状導体線と接地面との組合
わせとすることができる。アンテナ素子を構成する螺旋
状導体線の本数、螺旋ピッチ、導体線の長さや幅はヘリ
カルアンテナに要求されるアンテナ利得、指向性その他
の特性により決定される。

アンテナをパッチアンテナとする場合には、アンテナ支
持体は、曲面からなる第１の面と、該第１の面に相対す
る曲面または平面からなる第２の面とを有することがで
きる。アンテナ素子は、該第１の面上に設けられたパッ
チパターンと、該第２の面上に設けられた接地面とから
なる。

パッチアンテナのアンテナ支持体の別の形状として、曲
面または平面を有する第１の部分と、該第１の部分の曲
面または平面に相対する曲面または平面を有する！２の
部分と、該第１の部分および該第２の部分を連結する支
持部とからなり、該第１の部分と第２の部分との間には
空間が設けられｔ；形状とすることができる。アンテナ
素子は、該第１の部分の該曲面または平面上に設けられ
たパッチパターンと、該第２の部分の曲面または平面上
に設けられた接地面とからなる。アンテナ素子と接地部
とは上記空間に面していることが望ましいが、上記空間
に面していない曲面または平面に設けられていてもよい
。第１の部分と第２の部分との間の空間の距離は、要求
されるアンテナ特性により決められる。

バッチアンテナのアンテナ支持体の上記曲面は、例えば
球面、回転楕円面、回転放物面等とすることができ、こ
の曲面は要求されるアンテナ特性によって決定すること
ができる。マイクロストリップ効果を得るために、パッ
チパターンと接地面とは相対していることが必要である
。パッチアンテナのアンテナ支持体全体の形状および大
きさは、アンテナ設置場所やアンテナを内臓する装置の
形状に応じていかなる形状とすることもできる。

パッチパターンの形状は、方形、円形、クランクタイプ
であることが望ましい。パッチパターンの大きさは要求
されるアンテナ特性に依存する。

またパッチパターンはアンテナ支持体の上記第１の面上
または上記第１の部分の面上に複数設けられていてもよ
い。接地面の形状、大きさは、パッチパターンとの間で
マイクロストリ・ンプ効果を得られる範囲で任意である
。

以下図面を参照して、本発明のアンテナを説明するが、
図面における同一参照番号は同一の部材を表す。

まず最初に本発明のアンテナがヘリカルアンテナである
場合について説明する。なお以下の説明では給電線路を
同軸とするが、これに限定するものではない。

第１図は、本発明のヘリカルタイプのアンテナ１０の斜
視図である。第２図は、第１図の線■−■に沿ったアン
テナｌＯの断面図である。

アンテナＩＯは、プラスチック材料から成形された切頭
円錐形のアンテナ支持体１２と、アンテナ支持体１２の
外側表面に設けられたアンテナ素子と給電部１８とから
なる。アンテナ素子は、アンテナ支持体１２の外側側壁
１４に設けられた螺旋状の１本の導体線７０と、アンテ
ナ支持体１２の底面に設けられたリング状の接地面７２
とからなる。第１図においては、導体線７０の一端と給
電部１８とは連続的に一体にメタライズされており　（
以下、メタライズ部分は格子ハツチングで図示する）、
給電部１８は給電点である。接地面７２もメタライズさ
れている。アンテナ支持体１２には必要に応じて同軸ケ
ーブルを挿入するための中央穴２０を設けることができ
る。

同軸ケーブルの中心導体を中央穴２０に挿入し、給電部
１８と例えばロウ付けやはんだ付けにより電気的に接続
する。同軸ケーブルの外導体を接地面７２とロウ付けや
はんだ付は等適切な方法で電気的に接続する。これによ
って、アンテナは同軸ケーブルから給電される。

第３図は、本発明の別のヘリカルタイプのアンテナの例
を示し、アンテナＩＯの断面図である。

アンテナ１０は、プラスチック材料から成形された中空
の切頭円錐形のアンテナ支持体と、アンテナ素子と、給
電部とからなる。アンテナ支持体は、切頭円錐形の側壁
と頂面とが一体に成形された第１のアンテナ支持体１２
Ａと、切頭円錐形の底面を形成する概ね円形の第２のア
ンテナ支持体１２Ｂとからなる。第１のアンテナ支持体
１２Ａの底部内側側壁部分には、第２のアンテナ支持体
１２Ｂを嵌合させるための切欠きを設けることができる
。アンテナ素子は、第１のアンテナ支持体１２Ａの中空
部に面する内側側壁表面１４に設けられた１本の螺旋形
状の導体線７０と、第２のアンテナ支持体１２Ｂの外側
表面に設けられたリング状の接地面７２とからなる。内
側側壁表面１４の下方部に給電部１８が設けられている
。第３図においては、導体線７０の一端と給電部１８と
は連続的に一体にメタライズされており、給電部１８は
給電点である。接地面７２もメタライズされている。第
１のアンテナ支持体１２Ａの内側側壁表面１４に突起２
２を設け、突起内に同軸ケーブルまたは同軸コネクター
である同軸を挿入し固定するための穴２４を設けること
ができる。

同軸を穴２４に挿入し、同軸の中心導体を給電部１８と
例えばロウ付けやはんだ付けにより電気的に接続する。

次に、アンテナ支持体１２Ｂにアンテナ支持体１２Ａを
固定する。固定方法は、接着剤を使用する方法、第１の
アンテナ支持体１２Ａの底面にねじ山の切られた***を
設け、この***に相対する第２のアンテナ支持体１２Ｂ
の部分に小貫通孔を設け、ねじによって第１および第２
のアンテナ支持体を固定する方法、第２のアンテナ支持
体１２Ｂの外周縁部に突起を設け、第１のアンテナ支持
体１２Ａの内側側壁表面１４の下方部に突起と嵌合する
凹部を設け、第１のアンテナ支持体１２Ａと第２のアン
テナ支持体１２Ｂとをスナップ式に固定する方法等任意
である。同軸の外導体と接地面７２とをロウ付けやはん
だ付は等適切な方法で電気的に接続する。これによって
、アンテナは同軸から給電される。第４図は、第３図に
示すアンテナのアンテナ支持体１２Ａの底面図である。

アンテナ素子が螺旋状導体線から構成された線状アンテ
ナ素子であり、線状アンテナ素子が２本以上の場合には
、通常アンテナは平衡型の回路を形成する。このような
アンテナと不平衡型の同軸を接続する場合には、線状ア
ンテナ素子と同軸の間に平衡−不平衡変換回路を設ける
必要がある。

平衡−不平衡変換回路には各種の回路があるが、バラン
を有する給電部を設けたアンテナを第５〜７図に例示す
る。バランは同軸を取付けるための穴２４の内壁２６に
設けられている。

第５図は、バランを有する給電部が設けられた本発明の
ヘリカルタイプのアンテナｌＯの斜視図であり、第６図
は第５図の線Ｖｌ−ＶＩに沿った断面図である。

アンテナ１０は、プラスチック材料から成形された中空
の円筒形のアンテナ支持体１２と、アンテナ支持体１２
の中空部に面する内側側壁表面１４に設けられた２本の
螺旋形状の線状アンテナ素子１６Ａおよび１６Ｂと、内
側側壁表面１４の下方部に設けられた給電部１８Ａおよ
び１８Ｂとからなる。第６図においては、線状アンテナ
素子１６Ａの一端と給電部１８Ａとがそして線状アンテ
ナ１６Ｂと給電部１８Ｂとが連続的に一体となってメタ
ライズされている。給電部１８Ａは給電点を有する。ア
ンテナ支持体１２の内側側壁表面１４には突起２２が設
けられ、突起２２内に同軸を挿入し固定するための穴２
４が設けられている。

突起２２の一部を切り欠いた拡大断面斜視図を第７図に
示す。給電部について以下に第７図を参照して詳しく述
べる。

給電部１８Ａは、アンテナ素子１６Ａの一端から延びた
導体３０Ａと、突起２２の頂面に設けられた導体３２Ａ
と、穴２４の内壁２６の上部に設けられた導体３４Ａと
、内壁２６の下部に設けられた導体３６とからなる。こ
れらの導体は一体にメタライズされている。給電部１８
Ｂは、アンテナ素子１６Ｂの一端から延びた導体３０Ｂ
と、突起２２の頂面に設けられた導体３２Ｂと、穴２４
の内壁２６の上部に設けられた導体３４Ｂと、内壁２６
の下部に設けられた導体３６とからなる。

これらの導体は一体にメタライズされている。給電部１
８Ａの端部導体３６と給電部１８Ｂの端部導体３６とは
一体となっており、導体３６は給電線路接続部である。

導体３２Ａと３２Ｂとは、穴２４の直径方向に相対する
２つのスリット３８Ａおよび３８Ｂ（スリット３８Ｂは
第７図には図示されていない）で分離されている。スリ
ット３８Ａおよび３８Ｂは更に、穴２４の軸線方向と平
行に、穴２４の内壁２６に延び、導体３４Ａと３４Ｂと
を分離している。内壁２６の部分のスリット３８Ａおよ
び３８５Ｂの長さは概ねλ／４（１／４波長）である。

このような概ねλ／４の長さのスリットを穴２４の内壁
２６に設けることによって、平衡−不平衡変換回路であ
るバランが給電部１８Ａおよび１８Ｂに形成される。ス
リット３８Ａおよび３８Ｂの幅は、アンテナ素子と給電
線路のインピーダンス整合条件によって決めることがで
きる。

同軸ケーブルまたは同軸コネクターである同軸を穴２４
に挿入することで、同軸を固定することができる。同軸
の中心導体を給電部１８Ａの導体３２Ａと例えばロウ付
けやはんだ付けにより電気的に接続する。この作業を容
易にするために、給電部１８Ａと直径方向に相対するア
ンテナ支持体１２に切欠き２８を設けることができる。

同軸を穴２４へ挿入することによって、同軸の外導体は
、穴２４の内！！２６の下部に設けられた導体３６に電
気的に接続される。これによって、アンテナは同軸から
給電される。

第８図は、第５〜７図に示した平衡−不平衡変換回路と
は別の形式の平衡−不平衡変換回路を有する給電部が設
けられた本発明のヘリカルタイプのアンテナＩＯの断面
図である。第８図においては、突起２２も断面にて示さ
れている。

アンテナ１０は、プラスチック材料から成形された中空
の円筒形のアンテナ支持体１２と、アンテナ支持体１２
の中空部に面する内側側壁表面１４に設けられた３本の
螺旋形状の線状アンテナ素子１６Ａ１１６Ｂおよび１６
Ｇ（第８図では線状アンテナ素子１６Ｂおよび１６ｃは
図示されていない）と、内側側壁表面１４の下方部に設
けられた給電部１８Ａ、１８Ｂおよび１８Ｇとからなる
。

第８図においては、線状アンテナ素子１６Ａの一端と給
電部１８Ａ１線状アンテナ素子１６Ｂの一端と給電部１
８Ｂ、線状アンテナ素子１６Ｇの一端と給電部１８Ｇと
が連続的に一体となってメタライズされている。給電部
１８Ａは給電点を有する。アンテナ支持体１２の内側側
壁表面１４には突起２２が設けられ、突起内に同軸を挿
入し固定するための穴２４が設けられている。

給電部１８Ａは、帯状導体４０Ａと、帯状導体４０Ａと
アンテナ素子１６Ａとを接続する導体３０Ａとからなる
。これらの導体は一体にメタライズされている。給電部
１８Ｂは、帯状導体４０Ａに平行に設けられた矩形導体
４０Ｂと、突起２２の頂面に設けられた導体３２と、穴
２４の内壁２６に設けられた導体３６と、アンテナ素子
１６Ｂと矩形導体４０Ｂとを接続する導体３０Ｂと、矩
形導体４０Ｂと導体３２を接続する導体３０Ｂ′とから
なる。これらの導体は一体にメタライズされている。給
電部１８ｃは、帯状導体４０Ａに平行に設けられた矩形
導体４０Ｇと、突起２２の頂面に設けられた導体３２（
これは給電部１８Ｂの導体３２と共通である）と、穴２
４の内壁２６に設けられた導体３６　（これは給電部１
８Ｂの導体３６と共通であり、給電線路接続部である）
と、アンテナ素子１６ｃと矩形導体４０Ｃとを接続する
導体３０Ｃと、矩形導体４０Ｇと導体３２を接続する導
体３０Ｃ″とからなる。これらの導体は一体にメタライ
ズされている。

帯状導体４０Ａと矩形導体４０Ｂ１および帯状導体４Ｏ
Ａと矩形導体４０Ｃとは、スリット３８Ａおよび３８Ｂ
で分離されている。スリット３８Ａおよび３８Ｂは、穴
２４の軸線方向と概ね平行である。スリット３８Ａおよ
び３８Ｂの長さは概ねλ／４（１／４波長）である。

このような概ねλ／４の長さのスリットをアンテナ支持
体１２の内側表面１４に設けることによって、平衡−不
平衡変換回路が給電部１８Ａ、１８Ｂおよび１８ｃに形
成される。スリット３８Ａおよび３８Ｂの幅は、アンテ
ナ素子と給電線路のインピーダンス整合条件によって決
めることができる。

同軸ケーブルまたは同軸コネクターである同軸を穴２４
に挿入することで、同軸を固定することができる。同軸
の中心導体を帯状導体４０Ａと例えばロウ付けやはんだ
付けにより電気的に接続する。同軸の穴２４への挿入に
よって、同軸の外導体は、穴２４の内壁２６の下部に設
けられた導体３６に電気的に接続される。これによって
、アンテナは同軸から給電される。

第８図に示したアンテナＩＯに増幅器６０を組み込んだ
アンテナｌＯの断面図を第９図に図示する。第９図にお
いては、中空円筒形のアンテナ支持体１２の内側側壁表
面１４上であって突起２２の上方部に増幅器６０を適当
な方法で固定する。

内側側壁表面１４には、３本の螺旋状の線状アンテナ素
子１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ（第９図では１６Ｂ、１６ｃ
は図示していない）と、３つの給電部１８Ａ、１８Ｂ、
１８Ｇとが設けられている。

増幅器６０の信号入力端子と給電部１８Ａの帯状導体４
０Ａとは、例えば金線を使用して接続することができる
。増幅器６０を概ね取り囲むように導体３０Ｂ′および
３０Ｃ゛が設けられている。

増幅器６０の信号入力側の接地端子の各々は、導体３０
Ｂ′と３０Ｃ′　とに金線を使用して接続することがで
きる。増幅器６０の信号出力側の接地端子の各々も、導
体３０Ｂ′　と３０Ｃ′　とに金線を使用して接続する
ことができる。増幅器６０の出力端子は穴２２の頂面の
上方に設けられた帯状導体４０Ａ′と金線によって接続
することができる。同軸の中心導体を帯状導体４０Ａ′
と例えばロウ付けやはんだ付けにより電気的に接続する
。

同軸を穴２４に挿入することによって、同軸の外導体を
穴２４の内壁２６の導体３６と電気的に接続する。内壁
２６の導体３６と導体３０Ｂ″　３ＱＣ’　とは一体に
メタライズされているため、同軸の外導体と導体３０Ｂ
’　　３０Ｃ″とは導通する。

増幅器６０の駆動は、例えば増幅器６０の設置されたア
ンテナ支持体部分に貫通穴を設けてアンテナ支持体に面
する増幅器の底面に設けられた端子から貫通穴を通して
リード線を引き出すか、あるいはアンテナ支持体にスル
ーホール回路をメタライズによって形成し増幅器６０の
底面に設けられた端子とスルーホール回路をはんだ付け
することによって、外部の電子機器と接続することがで
きる。

第９Ａ図は、第９図に示すアンテナの変形を示す。増幅
器６０は、アンテナ支持体の内側側壁表面１４の上であ
って、突起２２の下方部に設置されている。増幅器６０
の下方の内側側壁表面１４上に穴２４′を有する別の突
起２２′が設けられている。突起２２の穴２４の内壁２
６には、第８図をもとに説明した平衡−不平衡変換回路
が設けられている。穴２４に同軸コネクターを挿入し、
同軸コネクターの中心導体の一方を導体３０Ａと接続す
る。同軸コネクターの外導体は穴２４の内壁２６に設け
られた導体３６と接続される。同軸コネクターの中心導
体の他方と、増幅器６０の信号入力端子とを金線等を使
用して接続する。同軸コネクターの外導体と増幅器６０
の信号入力側の接地端子を金線等を使用して接続する。

突起２２′の穴２４′に別の同軸コネクターを挿入し、
この同軸コネクターの中心導体と増幅器６０の信号出力
端子、同軸コネクターの外導体と増幅器６０の信号出力
側の接地端子とを、金線等を使用して接続する。

この代替として、給電部１８Ｂおよび１８Ｇの導体３６
を穴２４の内壁２６から更に、内側側壁表面１４上を下
方に延ばし、増幅器６０を概ね取り囲むようにし、更に
は、穴２４″の内壁にまで延ばすこともできる。

第８図に示したアンテナは、同軸を取付ける突起２２お
よび給電点がアンテナ支持体の内側側壁表面の下方部に
位置している。第１Ｏ図に、本発明のヘリカルタイプの
アンテナの別の例を図示する。第１Ｏ図は、同軸を取付
ける突起２２がアンテナ支持体内側の上端面４４に設け
られたアンテナ１０の第１１図の線Ｘ−Ｘに沿った断面
図である。第１１図は、第１Ｏ図のアンテナの底面図で
ある（アンテナ素子は図示していない）。

アンテナＩＯは、プラスチック材料から成形された中空
の円筒形のアンテナ支持体１２と、アンテナ支持体１２
の中空部に面する内側側壁表面１４に設けられた３本の
螺旋形状の線状アンテナ素子１６ＡＳ　１６Ｂおよび１
６ｃ（第１Ｏ図においては１６ｃは図示していない）と
、内側側壁表面１４の上方部に設けられた給電部１８Ａ
％　１８Ｂおよび１８Ｃとからなる。第１Ｏ図において
は、線状アンテナ素子１６Ａの一端と給電部１８Ａ１線
状アンテナ１６Ｂと給電部１８Ｂ、線状アンテナ素子１
６ｃと給電部１８Ｇとが連続的に一体となってメタライ
ズされている。給電部１８Ａは給電点を有する。アンテ
ナ支持体１２の内側上端面の中央部には円柱状の突起２
２が設けられ、突起２２内に同軸を挿入し固定するため
の穴２４が設けられている。穴２４はアンテナ支持体と
同心であることが望ましい。アンテナ支持体１２の上端
面４４の中心には、同軸の中心導体を挿入するだめの小
穴４２が設けられている。

給電部１８Ａは、穴４２の内壁に設けられた導体４２Ａ
と、アンテナ素子１６Ａの一端と導体４２Ａを接続する
ために内側側面表面１４および上端面４４上に設けられ
た導体３０Ａとからなる。

突起２２には穴４６Ａが設けられ、穴４６’Ａの内壁と
導体３０Ａと導体４２Ａとは一体にメタライズされてい
る。

給電部１８Ｂは、突起２２の穴２４の内壁２６に上部に
設けられた導体３４Ｂと、内壁２６の下部に設けられた
導体３６と、アンテナ素子１６Ｂの一端と導体３４Ｂと
を接続する導体３０Ｂとからなる。突起２２には穴４６
Ｂが設けられ、穴４６Ｂの内壁、導体３０Ｂ１導体３４
Ｂ１導体３６は一体にメタライズされている。

給電部１８ｃは、突起２２の穴２４の内壁２６に上部に
設けられた導体３４Ｃと、内壁２６の下部に設けられた
導体３６と（これは給電部１８Ｂの導体３６と共通であ
り、給電線路接続部を形成する）、アンテナ素子１６ｃ
の一端と導体３４Ｃとを接続する導体３０Ｃとからなる
。突起２２には穴４６Ｃが設けられ、穴４６Ｃの内壁、
導体３０Ｃ１導体３４Ｃ１導体３６は一体にメタライズ
されている（穴２４の内壁２６上の上記導体は第１１図
には図示していない）。

導体３４Ｂと３４Ｃとは、穴２４の直径方向に相対し穴
２４の軸線方向と平行な２つのスリット３８Ａおよび３
８Ｂ（スリット３８Ｂは第１Ｏ図には図示されていない
）で分離されている。スリット３８Ａおよび３８Ｂの長
さは概ねλ／４　　（１／４波長）である。

このような概ねλ／４の長さのスリットを穴２４の内壁
２６に設けることによって、平衡−不平衡変換回路が給
電部１８ＡＸ　１８Ｂおよび１８Ｇに形成される。スリ
ット３８Ａおよび３８Ｂの幅は、アンテナ素子と給電線
路のインピーダンス整合条件によって決めることができ
る。

同軸ケーブルまたは同軸コネクターである同軸を穴２４
に挿入することで、同軸を固定することができる。同軸
の中心導体を給電部１８Ａの***４２に挿入し、例えば
ロウ付けやはんだ付けにより電気的に接続する。同軸の
穴２４への挿入によって、同軸の外導体は、穴２４の内
壁２６の下部に設けられた導体３６に電気的に接続され
る。これによって、アンテナは同軸から給電される。

次に、本発明のアンテナがパッチアンテナの場合につい
て説明する。

第１２図は、本発明のアンテナ１００の斜視図である。

第１３図は第１２図の線ｘｍ−ｘｍに沿った断面図であ
る。アンテナ支持体１１２は、プラスチック材料から成
形された中実の球を平面で切断した形状であり、球面か
らなる第１の面１１４と、平面からなる第２の面１１６
を有する。第１の面１１４と第２の面１１６とは、アン
テナ支持体１１２を挟んで相対している。第１の面１１
４の頂部から第２の面１１６に垂直に、アンテナ支持体
１１２には貫通孔１１８が設けられている。

アンテナ素子は、第１の面１１４上に設けられｔ；円形
パッチパターン１３０と、第２の面１１６上に設けられ
た円形の接地面１４０とからなる。接地面１４０は貫通
孔ｌ１８の下方部内壁１２０に延びている。第１２図の
アンテナにおいては、給電部１５０はパッチパターン１
３０の一部分に形成されており、給電点をなす。給電部
１３０と接地面１４０はメタライズされている。

給電線路である同軸ケーブルの中心導体を貫通孔１１８
を通し、給電部１５０に例えばロウ付けやはんだ付けで
電気的に接続する。同軸ケーブルの外導体を貫通孔１１
８の下方部内壁１２０において、適切な方法で接地面１
４０と電気的に接続する。これによって、アンテナは給
電線路がら給電される。

第１４図は、第１２図のアンテナの変形を示す断面図で
あり、第１５図は、第１４図のアンテナの底面図である
。

アンテナ支持体１１２の第２の面１１６上には、穴１２
４を有する突起１２２が設けられている。

給電部１５０は、第２の面１１６上に設けられた導体１
５２と、貫通孔１１８の内壁に設けられパッチパターン
１３０と導体１５２とを導通させる導体１５４とからな
る。突起１２２の穴１２４の内壁１２６は接地面１４０
と一体にメタライズされている。導体１５２と接地面１
４０とは絶縁されている。

同軸を穴１２４に挿入して同軸を固定する。同軸の中心
導体と導体１５２をロウ付けやはんだ付けで接続する。

同軸の外導体は、穴１２４の内壁１２６と接触すること
で接地面１４０と電気的に接続される。このようにして
、アンテナは給電線路から給電される。

第１６図は、第１２図に示す本発明のアンテナ１００を
変形したアンテナの断面図である。アンテナ支持体は、
球面からなる第１の面と、球面からなる第２の面とを有
する。

第１７図は、第１２〜１６図に図示した本発明のアンテ
ナとは形状の異なるパッチアンテナの斜視図である。第
１８図は、第１７図の線Ｘ■−Ｘ■に沿った断面図であ
る。

アンテナ２００のアンテナ支持体２１２は、矩形平板状
の第１の部分２１４と、矩形平板状の第２の部分２１６
と、第１の部分２１４と第２の部分２１６とを連結する
支持部２１８とからなる。

第１の部分２１４と第２の部分２１６との間には空間２
２４が設けられ、第１の部分２１４と第２の部分２１６
とは空間２２４を挟んで相対している。

アンテナ素子は、第１の部分２１４の空間２２４に面し
ていない面上に設けられたクランクタイブのパッチパタ
ーン２３０と、第２の部分２１６の空間２２４に面して
いない面上に設けられた方形の接地面２４０とからなる
。支持部２１８には第１の部分２１４から第２の部分２
１．６に貫通する貫通孔２２０が設けられている。接地
面２４０は貫通孔２２０の下方部内壁２２２に延びてい
る。

第１７図のパッチアンテナにおいては、給電部２５０は
パッチパターン２３０の一部分に形成されている。バッ
チパターン２３０と接地面２４０はメタライズされてい
る。

給電線路である同軸ケーブルの中心導体を貫通孔２２０
を通し、給電部２５０に例えばロウ付けやはんだ付けで
電気的に接続する。同軸ケーブルの外導体を貫通孔２２
０の下方部内壁２２２において、適切な方法で接地面２
４０と電気的に接続する。これによって、アンテナは給
電線路から給電される。

第１９図および第２０図に図示するアンテナは、第１７
，１８図に図示したアンテナの変形である。

第１９図はアンテナの断面図を示し、第２０図は、第１
９図のアンテナの底面図である。

アンテナ２００のアンテナ支持体２１２は、球面を有す
る第１の部分２１４と、円板状の第２の部分２１６と、
第１の部分２１４と第２の部分２１６とを連結する支持
部２１８とからなる。第１の部分２１４と第２の部分２
１６との間には空間２２４が設けられ、第１の部分２１
４と第２の部分２１６とは空間２２４を挟んで相対して
いる。

第２の部分２１６には、空間２２４と面する面２１６Ａ
から面していない面２１６Ｂに２つの貫通孔２４２と２
５２が設けられている。面２１６Ｂ上には、同軸を固定
するための穴２２８を有する突起２２６が設けられてい
る。

アンテナ素子は、第１の部分２１４の空間２２４に面す
る面２１４Ａ上に設けられた円形のパッチパターン２３
０と、第２の部分２１６の空間２２４に面する面２１６
Ａ上に設けられた円形の接地面２４０とからなる。第１
の給電部２５０Ａは、空間２２４に面していない第２の
部分の面２１６Ｂ上に設けられた導体２５４と、パッチ
パターン２３０と導体２５４とを接続する導体２５６と
からなる。導体２５６は支持部２１８上に設けられ、更
に貫通孔２５２の内壁を延びる。導体２５４と導体２５
６とは一体にメタライズされている。バッチパターン２
３０と給電部２５０Ａとも一体にメタライズされている
。第２の給電部２５０Ｂは、穴２２８の内壁に設けられ
た導体２４６と、貫通孔２４２を通って導体２４６と接
地面２４０とを接続する導体２４４とからなる。導体２
４４と導体２４６とは一体にメタライズされている。第
２の給電部２５０Ｂと接地面２４０とは一体にメタライ
ズされている。

給電線路である同軸を突起２２６に設けられた穴２２８
に挿入し、同軸の中心導体を第１の給電部２５０Ａの導
体２５４に例えばロウ付けやはんだ付けで電気的に接続
する。同軸の外導体は穴２２８の内壁と導通する。これ
によって、アンテナは給電線路から給電される。アンテ
ナおよび同軸のインピーダンスが不整合である場合には
、例えば、面２１６Ｂ上の導体２４４と導体２５４の一
部を平行にして導体間の距離を適切なものとすることに
よって、インピーダンス整合を図ることができる。

第２１図は、第１９．２０図のアンテナの第２の部分の
面２１６Ｂ上に増幅器２６０を設けたアンテナ２００の
底面図である。

増幅器２６０を面２１６Ｂに適切な方法で取付ける。第
１の給電部２５０Ａの導体２５４と増幅器２６０の信号
入力端子を例えば金線で接続する。

第２の給電部２５０Ｂの導体２４４と、増幅器２６０の
信号入力側および信号出力側の接地端子を同じく金線等
で接続する。同軸を突起２２６に設けられた穴２２８に
挿入し、同軸の中心導体を増幅器２６０の信号出力端子
と適切な方法で接続する。

第２の部分２１６の面２１６Ｂ上にメタライズによって
増幅器２６０を駆動するための回路を形成することが可
能である。増幅器２６０の底部に端子部を設け、端子部
を駆動回路とはんだ付けによって電気的に接続すること
ができる。

第２の部分２１６の面２１６Ｂ上に集積回路用のパッケ
ージをアンテナ支持体２１２と一体に設けることができ
る。パッケージの内部導体や、パッケージの内部導体と
給電部とを接続する導体、パッケージの内部導体と同軸
とを接続する導体等の導体、若しくは回路をメタライズ
によって形成することができる。

以下、−例として、一体の成形品であるアンテナ支持体
を射出成形にて成形しメタライズを無電解メツキで行う
ことによって、本発明のアンテナを製造する方法につい
て、その原理を第２２Ａ図〜第２２Ｃ図に基づいて説明
する。

プラスチック材料の一体成形品は、まずプラスチック材
料で第１次の射出成形（第２２Ａ図において断面図で示
す）を行い、この第１次射出成形品３００の表面を化学
的に粗面化した後触媒を付与し、次の工程にてメタライ
ズされるべき部分３０２以外の部分を被覆するようにプ
ラスチック材料で第２次の射出成形（第２２Ｂ図におい
て断面図で示す）を行う。このようにして得られたアン
テナ支持体である第２次射出成形後の成形品３１０を、
次に金属の無電解メツキに付すと、第２次の射出成形に
おいてプラスチック材料で被覆されなかった露出部分（
触媒付着部分）３０２にのみメツキ３１２がなされ、第
２次の射出成形部分にはメツキがなされない（第２２Ｃ
図において断面図で示す）。かくして、メタライズが成
形品上に選択的になされる。

このような原理で作られた無電解メツキがなされる前の
第２次射出成形後の、例えば第１図に示すようなアンテ
ナのアンテナ支持体１２″においては、第２３図に見ら
れるように、部分７０′１８’は、第２次の射出成形に
よるプラスチック材料で被覆されておらず触媒が露出し
ている（魚群で図示する）のでこれらは１回の無電解メ
ツキにより同時に金属被覆される。これによって、導体
線７０と給電部１８とは一体にメタライズされる。

本発明のアンテナのアンテナ支持体に適した第１次成形
用のプラスチック材料としては、射出成形ができ、成形
後の成形品表面の粗面化と触媒付与によってメタライズ
ができるプラスチック材料ならばよく、例えば、ポリイ
ミド、液晶ポリマーＡＢＳ、ポリエーテルスルホンた、第２次成形用のプラスチック材料としては、射出成
形ができ、成形後にメタライズがなされないプラスチッ
ク材料であればよく、例えば、ポリイミド、液晶ポリマ
ー、ＡＢＳ，ポリエーテルスルホンが挙げられる。第１
次および第２次成形用のプラスチック材料は上記の条件
を満たすものならば、同種のものであってもよい。また
、プラスチック材料は単一の合成材料のみならず、繊維
状、粉状の各種フィラーを含むものでもよい。

第１次の成形品の表面の粗面化は、メツキの密着性を向
上させると共に、第２次成形後の第１次成形プラスチッ
ク材料と第２次成形プラスチック材料との一体化を図る
ために行なわれる。粗面化は各種のエツチング液、例え
ば、クロム酸／硫酸、酸性７ツ化アンモニウム／硝酸、
７ツ化水素酸／硝酸を使用することができる。

第１次の成形品の表面に無電解メツキをするために必要
とされる触媒付与の方法としては、例えば、キャタリス
ト／アクセレーター法、センシタイジング／アクチベー
チング法がある。前者の方法は、錫、パラジウム系の混
合触媒液に成形品を浸漬した後、塩酸、硫酸などの酸で
活性化し、成形品の表面にパラジウムを析出させる方法
である。

後者の方法は、まず塩化第１錫、次亜リン酸、塩化ヒド
ラジンなどの比較的強い還元剤を成形品表面に吸着させ
、ついで、金、パラジウムなどの貴金属イオンを含む触
媒溶液に成形品を浸漬し、成形品表面に貴金属を析出さ
せる方法である。

無電解メツキ工程では、通常化学鋼メツキ、化学ニッケ
ルメッキ、無電解金メツキが使用される。

効果以上説明したように、本発明のアンテナは、アンテナ支
持体がプラスチック材料から成形されるため、アンテナ
に要求される特性に合わせた立体形状とすることができ
る。そして、立体形状とすることができるために、高い
アンテナ利得と広角指向性を有するアンテナを容易に設
計することができる。アンテナ素子と給電部はアンテナ
支持体上に直接メタライズされるため、アンテナ素子や
給電部がアンテナ支持体から剥離することがなく、苛酷
な環境でのアンテナの使用に耐えることができる。アン
テナ素子、各種回路を含めた給電部を一度にメタライズ
することができるので、複雑なアンテナ素子形状や回路
を容易に形成することができるだけでなく、得られたア
ンテナの特性のばらつきを少なくすることができる。ま
た、アンテナの組立工程を非常に簡素にでき、製造コス
トを低減できるヵ

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のアンテナの斜視図、第２図は、第１
図のアンテナの断面図、第３図は、第１図のアンテナを
変形させたアンテナの断面図、第４図は、第３図のアンテナの底面図、第５図は、平衡
−不平衡変換回路を有する給電部が設けられた第１図と
は別の形状のアンテナの斜視図、第６図は、第５図のアンテナの断面図、第７図は、第５
図のアンテナの拡大断面図、第８図、第５図のアンテナ
を変形したアンテナの断面図、第９図、第９Ａ図は、増幅器を組み込むことのできる本
発明のアンテナの断面図、第１Ｏ図は、第５図とは別の形状のアンテナの断面図、第１１図は、第１０図のアンテナの底面図、第１２図は
、本発明の別の形状のアンテナの斜視図、第１３図は、第１２図のアンテナの断面図、第１４図は
、第１２図のアンテナを変形したアンテナを示す断面図
、第１５図は、第１４図のアンテナの底面図、第１６図は
、第１２図のアンテナを変形したアンテナの断面図、第１７図は、更に別の形状を有する本発明のアンテナの
斜視図、第１８図は、第１７図のアンテナの断面図、第１９図は
、第１７図のアンテナを変形したアンテナの断面図、第２０図は、第１９図のアンテナの底面図、第２１図は
、増幅器を組み込むことのできる、第１９図のアンテナ
を変形したアンテナの底面図、第２２Ａ図〜第２２Ｃ図
は、本発明のアンテナの製造方法の一例の原理を示す各
製造工程における成形品の断面図。第２３図は、無電解メツキがされる前の成形品を示す斜
視図。１Ｏ１ｌＯＯ１２００・・・ヘリカルアンテナ、１２．
１２Ａ、１２Ｂ、１１２．２１２・・・アンテナ支持体
、１６Ａ、１６Ｂ、１６ｃ・・・アンテナ素子、１８．１
８Ａ、１８Ｂ、１８ｃ、１５０．２５０．２５０Ａ１２
５０Ｂ・・・給電部、２０・・・中央穴、２２．１２２．２２６・・・突起、２４．４２．４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃ，１２４，１２８
・・・穴、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｂ’　　　　３０Ｃ，３０Ｃ’３
２、３２Ａ、３２Ｂ、３４Ａ１３４Ｂ、　　３４Ｃ。３６、４２Ａ％　１５２、１５４．２４４、２４６．２
５４．２５６・・・導体、３８Ａ、３８Ｂ・・・スリット４０Ａ、４０Ａ’　　・・・帯状導体、４０Ｂ、４０Ｃ
・・・矩形導体、６０．２６０・・・増幅器、７０・・・導体線、１１４・・・第１の面、１１６・・・第２の面、ｌ１８．２２０．２４２．２５２・・・貫通孔、１３０
．２３０・・・パッチパターン、７２．１４０．２４０
・・・接地面、２１４・・・第１の部分、２１６・・・第２の部分、２１８・・・支持部、２２４・・・空間。３００・・・第１次成形後の成形品、・第２次成形後の成形品。

Claims

【特許請求の範囲】

プラスチック材料から成形されたアンテナ支持体と、該
支持体上に設けられたアンテナ素子と給電部からなるア
ンテナであって、該アンテナ素子と給電部とは該支持体
上に直接メタライズされてなることを特徴とするアンテ
ナ。