JPH1070410A - 無線機用一体型アンテナ・アセンブリとその製造方法 - Google Patents

無線機用一体型アンテナ・アセンブリとその製造方法

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JPH1070410A
JPH1070410A JP9173176A JP17317697A JPH1070410A JP H1070410 A JPH1070410 A JP H1070410A JP 9173176 A JP9173176 A JP 9173176A JP 17317697 A JP17317697 A JP 17317697A JP H1070410 A JPH1070410 A JP H1070410A
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elongated dielectric
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品数が少なく製造が簡単なインピーダンス
変換網を採用するアンテナ・アセンブリ提供する。 【解決手段】 細長誘電管１１０上の対のアームを形成
する薄い金属材料のストリップ２２０は、アンテナ・ア
センブリの出射器部を形成する。第１出射板３１０およ
び第２出射板３２０は、誘電管の対向側で熱容量板２７
０および接地容量板２８０にそれぞれ容量結合され、１
回のエッチング段階で形成されて、無線機の製造性，信
頼性および価格を改善する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アンテナ・アセンブリ
に関し、さらに詳しくは、その中にキャパシタが一体的
に形成されたアンテナ・アセンブリに関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】小型
または携帯用の地上局衛星無線機用のアンテナは、高い
利得と、半球形の出射パターンとを必要とする。たとえ
ば、４線らせん型アンテナは、ループ型アンテナ素子を
形成し半球型のアンテナ指向性パターン(radiation pat
tern) をもつ２対のアームを有する。４線アンテナにお
いては、ループ型アンテナ素子は直交する。
【０００３】これらのアンテナ素子は、接続される無線
機トランシーバのインピーダンスに整合するためのイン
ピーダンス変換網を採用することが多い。キャパシタを
単体で、あるいは他のインピーダンス改変構成部品と共
に、このような変換網に用いることができる。インピー
ダンス変換網はアンテナ素子と同じアセンブリ内に配置
すると、最も効率が良くなることが分かっている。しか
し、インピーダンス変換網をアンテナ素子と同じアセン
ブリに配置すると、アセンブリの価格が高くなり複雑に
なる。部品数が少なく製造が簡単なインピーダンス変換
網を採用するアンテナ・アセンブリが、製造性，信頼性
および価格を改善するために望ましい。
【０００４】
【実施例】図１は、第１方法による、容量インピーダン
ス変換網がアンテナ素子と同一アセンブリ内に配置され
た一体型アンテナ・アセンブリの側面図である。細長い
誘電管１１０は、その上に形成された薄い金属材料から
なり、アンテナ素子のアームとなる４つのストリップを
有する。２対のアームが直交ループを形成し、これらは
好ましくは、誘電管１１０の周囲で捻られ、それによ
り、細長誘電管１１０の表面１３０上に、円形の極性を
持つ４線らせん型アンテナ素子を形成する。誘電管１１
０の周囲にアームを捻らない場合は、代わりに交差ルー
プ・アンテナ素子を形成することもできる。
【０００５】第１および第２板１５０，１６０は、それ
ぞれ熱板および接地板１７０．１８０に対向する。第１
および第２板１５０，１６０は、対応する対の薄い金属
材料のストリップ１２０にそれぞれ接続する。熱板およ
び接地板１７０，１８０は、平衡給電線１９０の熱およ
び接地リード線にそれぞれ接続する。
【０００６】誘電管１１０上に薄い金属材料のストリッ
プ１２０を形成するための三次元エッチングが出射素子
に関して行われ、誘電性ディスク１４０上の二次元エッ
チングが板１５０，１６０，１７０，１８０を形成する
ために行われる。その後、板１５０，１６０は、対応す
る対のストリップ１２０にハンダ付けされる。この構造
体は、２つの切片部品と４つのハンダ継部とを有する小
型のアセンブリを形成し、１つの継部は第１および第１
板１５０，１６０の各々と、対応する対のストリップ１
２０との間にある。しかし、さらに部品とハンダ継部の
数を減らすことが望ましい。異なるエッチング段階と不
必要なハンダ段階とをなくすると、製造性，信頼性およ
び価格がさらに改善される。
【０００７】図２および図３は、図１の第１方法よりも
製造段階と構成部品が少ない第２方法の第１実施例によ
る一体型アンテナ・アセンブリの側面図および等角図を
それぞれ示す。詳しくは、図１の第１方法の４つのハン
ダ継部と第２切片部品とが排除される。この第２方法で
は、１回の三次元エッチングが唯一の必要なエッチング
である。さらに、同一エッチング段階において同一材料
から板とストリップとを形成することにより４つのハン
ダ継部がなくなり、それにより一体型に形成されたアン
テナ・アセンブリが作成される。
【０００８】薄い金属材料のストリップ２２０が、第１
出射板部３１０と第２出射板部３２０と同一の金属か
ら、細長誘電管２１０の表面２３０上に形成される。熱
容量板２７０および接地容量板２８０も、第１および第
２出射板部３１０，３２０と対向して、細長誘電管の側
面上に配置された薄い金属材料で形成される。細長誘電
管が、板の間にフランジ３３０を形成する。給電線２９
０の熱および接地リード線は、熱および接地容量板２７
０，２８０にそれぞれ接続する。これら２つの接続部だ
けが、このアンテナ・アセンブリに必要なハンダ継部で
ある。給電端付近の誘電管２１０の内面上に熱および接
地容量板２７０，２８０を形成することにより、ストリ
ップ２２０と出射板部３１０，３２０を形成するのと同
じ三次元エッチングにより、１回のエッチング動作で熱
および接地容量板２７０，２８０も形成される。アンテ
ナ・アセンブリの整合キャパシタおよび出射アームの両
方の板を形成することは、製造性，信頼性および価格が
改善された一体型アンテナ・アセンブリを産するために
は、従来は行われなかった。
【０００９】図２および図３の給電線２９０は不平衡状
態で、好ましくは、給電端付近の外リード線上に分岐シ
ース２９５を備え、分岐シース・バラン（平衡不平衡
網）を形成する。分岐シース２９５は、板３１０，３２
０，２７０，２８０により形成されるキャパシタと共
に、インピーダンス変換網となる。給電端にある給電線
２９０の中心リード線２９７は、給電線２９０の外リー
ド線の片側と、熱容量板２７０とにハンダ付けされる。
給電線２９０の外リード線のもう一方は、接地容量板２
８０にハンダ付けされる。これにより、本発明の構造体
は、一体型に形成されたアンテナ・アセンブリ内にバラ
ンを置くという利点を有する。しかし、分岐シース・バ
ランを、他の種類のバランと置き換えたり、キャパシタ
をインピーダンス整合のために用いたままで分岐シース
・バランをなくすることもできる。
【００１０】細長誘電管２１０の給電端は、好ましくは
内壁部分２１５により閉じられる。第２方法の第１実施
例による内壁部分２１５は、好ましくは、給電線２９０
の機械的支持部となり、二次的には給電線２９０を熱お
よび接地容量板２７０，２８０に電気的に接続する金属
被覆経路の表面となる。細長誘電管２１０は、好ましく
は断面が円形の円筒形であるが、断面が正方形の矩形、
または楕円，矩形その他の断面を持つ他の形状とするこ
ともできる。
【００１１】第１および第２出射板部３１０，３２０と
熱および接地容量板２７０，２８０とによって形成され
るキャパシタは、原則的には、出射構造のアーム２２０
に給電線２９０のインピーダンスを整合するために配置
される。整合に必要なインピーダンスは、細長誘電管２
１０の誘電率，細長誘電管２１０の幅，細長誘電管の厚
み，ストリップ２２０により形成されるアームの長さ，
第１および第２出射板部３１０，３２０の面積，熱およ
び接地容量板２７０，２８０の面積など、アンテナ構造
のその他の特性により決まる。アンテナのアームは、好
適な１．６２１ギガヘルツ（GHz ）の公称共振周波数に
関して約１０３．６ミリメートル（４．０８インチ）の
曲線に沿う長さを有する。これにより、細長誘電管２１
０は、約１１４．３ミリメートル（４．５０インチ）の
好適な長さと、約１７．５２ミリメートル（０．６９０
インチ）の好適な幅とを有する。図２および図３の第１
実施例においては、細長誘電管の好適な厚みが約１．２
２ミリメートル（０．０４８インチ）のとき、第１およ
び第２出射板部は、それぞれ約１１５．４８平方ミリメ
ートル（０．１７９平方インチ）の面積を有し、熱およ
び接地容量板は、それぞれ、約９９．３５平方ミリメー
トル（０．１５４平方インチ）の好適な面積を有する。
誘電管２１０の直径が小さくなる場合は、板の面積を増
大する，板間の間隔を短くするか、あるいは誘電性材料
の誘電率を大きくすることにより容量を増大しなければ
ならない。公称共振周波数が大きくなる場合は、アーム
の長さを短くして、板の面積を小さくする，板間の間隔
を長くするか、あるいは誘電性材料の誘電率を小さくす
ることにより容量を小さくしなければならない。しか
し、誘電性材料の厚みが大きくなると、板の寸法も大き
くなる。好ましくは、誘電性材料は、約３．１５の誘電
率を有するポリエーテルイミド・プラスティックで作成
され、薄い金属ストリップは、好ましくは、エッチング
に先立って誘電性材料に貼付された銅で作成される。
【００１２】図４は、第２方法の第２実施例による一体
型アンテナ・アセンブリの側面図である。第２実施例に
おいては、細長誘電管４１０の表面４３０は、表面４３
０の給電端から突き出すフランジ４３５によって構成さ
れる。第１および第２出射板部５１０，５２０は、フラ
ンジ４３５の第１側に形成され、アーム４２０に電気的
に接続される。第１および第２出射板部５１０，５２０
とアーム４２０とは、好ましくは同じ金属材料で、１回
のエッチングにより形成される。これにより、熱および
接地容量板４７０，４８０が、フランジ４３５の第２側
に形成される。熱および接地容量板４７０，４８０は、
これにより、フランジの対向側にある第１および第２出
射板部５１０，５２０に容量結合することができ、この
とき第１および第２出射板部と熱および接地容量板と
を、１回のエッチング段階で形成することができるの
で、信頼性，製造性および価格が改善される。
【００１３】フランジ４３５は、表面４３０の給電端か
ら突出する同心円スカートまたはリングを形成すること
ができる。このため、同心円スカートまたはリングは、
好ましくは、給電線４９０の外径と同心円の直径を有す
ることになる。このため、給電線４９０を同心円スカー
トまたはリング内に圧入させて、それらの間に機械的な
統合性および効率的な電気接続を実現することができ
る。この２つの分岐シース外リード線は、圧入される
と、熱および接地容量板そのものとして機能することが
できる。圧入により電気的接続が実現できるが、信頼性
を良くするためにはハンダ継部が好ましい。
【００１４】図５は、第２方法の第３実施例による一体
型アンテナ・アセンブリの側面図である。パッド７３７
が、細長誘電管６１０の給電端において内壁６１５か
ら、ステム７３９により懸架される。パッド７３７は、
好ましくは、ディスク形状とされ、円筒管６１０の軸中
心においてステム７３９により同心円状に懸架される。
第１および第２出射板部７１０，７２０は、パッド７３
７の第１側に形成され、熱および接地容量板６７０，６
８０がパッド７３７の第２側に形成される。第１および
第２出射板部７１０，７２０は、図２または図４の第１
または第２実施例のように、１回のエッチング段階によ
り、アームのストリップ６２０に電気的に結合される。
給電線６９０を機械的に固定するためのパッド７３７の
孔７３８が、図５に示されるように形成されることが好
ましい。
【００１５】図６は、第２方法の第４実施例による一体
型アンテナ・アセンブリの側面図である。第４実施例に
おいては、熱および接地容量板８７０，８８０が、細長
誘電管８１０の内面深く形成され、第１および第２出射
板部９１０，９２０は細長誘電管８１０の外面上に、１
回の段階で、同時に内面と外面とに形成される。管の給
電端は、エッチングを容易にするために開放したままに
することができる。
【００１６】図７は、本発明による携帯無線機を示す。
好ましくは無線電話である携帯無線機１００５は、ユー
ザ・インタフェイス１０３０に接続された無線トランシ
ーバ１０２０を備える。ユーザ・インタフェイスは、ス
ピーカと、イヤフォンと、ユーザ用キーパッドおよび／
またはディスプレイなどの制御部となる。ユーザ・イン
タフェイス１０３０は、無線トランシーバ１０２０の動
作を制御し、音声通信用の音声のトランスデューサとな
る。無線トランシーバ１０２０は、無線電話の場合は、
送受切換器を介して、アンテナ・アセンブリ１０１０の
給電線の熱および接地回線の両方に接続された送信機お
よび受信機を両方とも備える。
【００１７】図８は、第２方法による一体型アンテナ・
アセンブリを製造する方法の流れ図である。段階１１１
０において、その上に薄い金属材料を有する細長誘電管
が設けられる。段階１１２０において、薄い金属材料が
１段階でエッチングされ、ストリップにより形成される
アームを形成し、第１および第２出射板を形成し、熱お
よび接地容量板を形成する。熱および接地容量板は、第
１および第２出射板に対向する細長誘電管の側面に形成
される。これにより、アンテナの出射アームと整合キャ
パシタの板の両方を形成するためにエッチング段階は１
回しか必要でない。段階１１３０において、給電線の熱
および接地リード線が、たとえばわずか２回のハンダ付
け段階により、熱および接地容量板に接続される。本発
明は、製造性，信頼性および価格を改善する。本発明の
エッチング段階は、化学エッチング，レーザ・エッチン
グまたは機械的エッチングにより実行することができ
る。いずれの場合にも、エッチングを１回の段階で実行
することができるという利点があり、それにより複数の
切片部品や不必要なハンダ継部をなくすることができ
る。薄い金属材料を設けることおよびエッチングは、薄
い金属材料を誘電管に付着または貼付する前に整形する
ことにより同時に実行することができる。
【００１８】本発明は上記の説明および図面に説明およ
び図示されるが、この説明は例に過ぎず、本発明の精神
と範囲から逸脱せずに数多くの変更および修正が当業者
に可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１方法による一体型アンテナ・アセンブリの
側面図である。
【図２】第２方法の第１実施例による一体型アンテナ・
アセンブリの側面図である。
【図３】第２方法の第１実施例による一体型アンテナ・
アセンブリの等角図である。
【図４】第２方法の第２実施例による一体型アンテナ・
アセンブリの側面図である。
【図５】第２方法の第３実施例による一体型アンテナ・
アセンブリの側面図である。
【図６】第２方法の第４実施例による一体型アンテナ・
アセンブリの側面図である。
【図７】無線機トランシーバ，ユーザ・インターフェー
スおよびアンテナ・アセンブリを有する無線電話の等角
図である。
【図８】第２方法により一体型アンテナ・アセンブリを
製造する方法を示す流れ図である。
【符号の説明】
１９５ 分岐 ２１０ 細長誘電管 ２１５ 内壁部 ２２０ ストリップ ２３０ 表面 ２７０ 熱容量板 ２８０ 接地容量板 ２９０ 給電線 ２９７ リード線 ３１０，３２０ 出射板 ３３０ フランジ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 表面を有する細長誘電管（２１０）；前
    記細長誘電管の形状と同心円の、前記細長誘電管表面
    （２３０）上に配置された薄い金属材料のストリップで
    形成される少なくとも１対のアームによって構成される
    アンテナ素子（２２０）；前記細長誘電管表面上に配置
    された前記対のアームの１つと同じ薄い金属材料で一体
    的に形成される第１出射板部（３１０）；前記細長誘電
    管表面上に配置された前記対のアームの他方と同じ薄い
    金属材料で一体的に形成される第２出射板部（３２
    ０）；前記アンテナ・アセンブリと無線機との間にエネ
    ルギを供給する熱リード線と接地リード線とを有する給
    電線（２９０）；前記給電線の前記熱リード線に電気的
    に接続され、前記細長誘電管の前記第１出射板部への対
    向側に配置された薄い金属材料で形成され、前記第１出
    射板部と容量結合する熱容量板（２７０）；および前記
    給電線の前記接地リード線に電気的に接続され、前記細
    長誘電管の前記第２出射板部への対向側に配置された薄
    い金属材料で形成され、前記第２出射板部と容量結合す
    る接地容量板（２８０）；によって構成され、前記細長
    誘電管（２１０）の誘電率，前記細長誘電管（２１０）
    の幅，前記細長誘電管（２１０）の厚み，前記アームの
    長さ，前記第１および第２出射板部（３１０，３２０）
    の面積および前記熱および接地容量板（２７０，２８
    ０）の面積が、前記給電線（２９０）と前記アンテナ素
    子（２２０）とのインピーダンスを整合するのに充分で
    あることを特徴とする無線機用アンテナ・アセンブリ。
  2. 【請求項２】 前記細長誘電管（２１０）が前記表面の
    給電端から突出するフランジ（３３０）によって構成さ
    れ、前記フランジの第１および第２対向側を形成し、前
    記第１出射板部（３１０）および前記第２出射板部（３
    ２０）が前記フランジの前記第１側に形成され、前記熱
    容量板（２７０）および前記接地容量板（２８０）が前
    記フランジの前記第２側に形成されることを特徴とする
    請求項１記載のアンテナ・アセンブリ。
  3. 【請求項３】 前記フランジが前記細長誘電管の前記給
    電端において同心円スカート（３３０，４３５）を形成
    することを特徴とする請求項２記載のアンテナ・アセン
    ブリ。
  4. 【請求項４】 前記細長誘電管が、前記給電端において
    内壁（１４０，２１５，４１５，６１５）によって閉じ
    られることを特徴とする請求項２記載のアンテナ・アセ
    ンブリ。
  5. 【請求項５】 前記フランジが前記細長誘電管の前記内
    壁から懸架されるパッド（７３７）を形成することを特
    徴とする請求項４記載のアンテナ・アセンブリ。
  6. 【請求項６】 前記パッド（７３７）が、前記細長誘電
    管の前記内壁からステムにより放射状に懸架されること
    を特徴とする請求項５記載のアンテナ・アセンブリ。
  7. 【請求項７】 前記熱容量板（８７０）および前記接地
    容量板（８８０）が、前記細長誘電管の給電端付近の内
    面に形成されることを特徴とする請求項１記載のアンテ
    ナ・アセンブリ。
  8. 【請求項８】 前記アーム（２２０）が、互いに直交関
    係にある前記薄い金属材料の２対のストリップによって
    構成され、前記対のアームのうち２つが２つの直交ルー
    プを形成し、円形に極性をもつアンテナ・アセンブリを
    形成する交差ループ・アンテナ・アセンブリとなること
    を特徴とする請求項１記載のアンテナ・アセンブリ。
  9. 【請求項９】 前記給電線がバランによって構成される
    非平衡給電線（２９０）であり、前記給電線が同軸で、
    前記接地リード線が前記給電線の外導体であり、前記バ
    ランが前記給電線の前記接地導体内の分岐（１９５）に
    よって構成され、分岐シース・バラン構造を形成し、前
    記分岐の側面が前記熱および接地容量板（２７０，２８
    ０）に接続されることを特徴とする請求項１記載のアン
    テナ・アセンブリ。
  10. 【請求項１０】 前記アンテナ・アセンブリが携帯無線
    機の無線機トランシーバに接続されることを特徴とする
    請求項１記載のアンテナ・アセンブリ。
JP17317697A 1996-06-19 1997-06-13 無線機用一体型アンテナ・アセンブリとその製造方法 Expired - Lifetime JP4081158B2 (ja)

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