JP2001345628A - ヘリカルアンテナおよびその製造方法、並びにその共振周波数調整方法 - Google Patents

ヘリカルアンテナおよびその製造方法、並びにその共振周波数調整方法

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JP2001345628A
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helical
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順一 野呂
Yuichi Anami
裕一 阿波
Masaaki Miyata
正明 宮田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成および製造工程を簡素化しかつ共振周波
数の微調整を容易にして原価を低減することができる。 【解決手段】 低誘導率セラミックから成るボビン11
の外周面にヘリックス状のアンテナパターン12が複数
本の銀の導線により形成されており、更にアンテナパタ
ーン12を含んで筒状部材のボビン11の外周面全体に
レジストガラスのオーバーコート13がコーティングさ
れている。また、その製造方法では、圧膜印刷工程を用
いてボビン11の外周面にアンテナパターン12を形成
し、その上にレジストガラスを焼結してオーバーコート
13が施されている。また、ヘリカルアンテナに形成さ
れたアンテナパターン12の先端部はオーバーコート1
3と共にレーザートリミングを用いて除去することによ
り所望の共振周波数を得ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、人工衛星からの電
波(以下、衛星波と呼称する)または地上での電波(以
下、地上波と呼称する)を受信してデジタルラジオ放送
を聴取することが可能なデジタルラジオ受信機に用いら
れるアンテナに関し、特に、構造を簡素化して原価低減
を実現できるヘリカルアンテナに関する。
【0002】
【従来の技術】最近、衛星波または地上波を受信して、
デジタルラジオ放送を聴取可能にしたデジタルラジオ受
信機が開発され、米国において実用化されようとしてい
る。このデジタルラジオ受信機は、自動車等の移動局に
搭載され、周波数が約2.3GHzの電波を受信してラ
ジオ放送を聴取することが可能である。すなわち、デジ
タルラジオ受信機は、モバイル放送を聴取することが可
能なラジオ受信機である。尚、地上波は、衛星波を一
旦、地球局で受信した後、周波数を若干シフトしたもの
である。
【0003】このような、約2.3GHzの周波数の電
波を受信するためには、例えば自動車の場合、車外にア
ンテナを設置する必要がある。そのようなアンテナとし
ては、種々の構造のものが考えられるが、平面型(平板
型)ではなくスティック型とすることが一般的である。
また、周知のように、自由空間に放射される電磁波は、
波の進行方向と直角な面内に振動する電界と磁界をもっ
た横波で、電界と磁界はその面内で強さが変化するが、
これを偏波という。衛星波は円偏波であるのに対して、
地上波は直線偏波である。
【0004】以下では、衛星波を受信するためのアンテ
ナについて主に説明する。スティック型アンテナの1つ
として、ヘリカルアンテナが知られている。ヘリカルア
ンテナは、円筒または円柱(以下「円筒」と呼ぶ)状部
材の周りに複数本の導線をヘリックス状(螺旋状)に巻
いた構造をしており、上述した円偏波を効率良く受信す
ることができる。したがって、ヘリカルアンテナは、専
ら衛星波を受信するために使用される。円筒状部材の材
料としてはプラスチックなどの絶縁材料が使用される。
また、導線の本数としては、例えば、4本が使用され
る。一方、円筒状部材に複数本の導線をヘリックス状に
巻くのは実際には非常に困難である。
【0005】そのため、例えば図2に示されるように、
絶縁シート21に複数本の導体パターン22を印刷した
もの(導体パターン付き絶縁シート)を、円筒状部材2
3に巻くようにしたものも提案されている。
【0006】このような構造のヘリカルアンテナにおい
ては、その共振周波数が円筒状部材の高さ(長さ)、直
径、および誘電率等によって決定されてしまう。
【0007】ヘリカルアンテナだは、共振点で出力リタ
ーンロスが最小となる。この共振点は、上述した円筒状
部材の寸法のバラツキによって移動(シフト)してしま
う。したがって、ヘリカルアンテナを使用して約2.3
GHzの周波数の衛星波(円偏波)を受信するために
は、共振点(アンテナの共振周波数)を所望の周波数
(2.3GHz)にする必要がある。しかしながら、ア
ンテナの製造工程上、寸法のバラツキは避けられず、何
らかの調整手段(調整方法)を用いて、アンテナの共振
周波数を調整する必要がある。
【0008】従来においては、アンテナの共振周波数を
調整するために、ヘリカルアンテナの先端部をカットし
てアンテナの長さの調整を行っている。すなわち、製造
時(製造工程)において、あらかじめヘリカルアンテナ
の長さを、所望の周波数より低い周波数を受信可能なよ
うに長めに作っておき、調整段階(調整工程)におい
て、共振点が所望の周波数となるようように、ヘリカル
アンテナの先端部をカットして、アンテナの長さを調整
している。このような調整方法をカッティング方法と呼
ぶことにする。
【0009】尚、このようなヘリカルアンテナで受信さ
れた衛星波(円偏波)は、移相器によって位相をシフト
することにより位相を一致させ調整して合成された後、
低雑音増幅器(LNA)によって増幅され、受信機本体
へ送られる。ここで、ヘリカルアンテナと移相器と低雑
音増幅器との組合せは、アンテナ装置と呼ばれる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のヘリカルアンテナでは、絶縁シートに複数本の導体パ
ターンを印刷した導体パターン付き絶縁シートを、円筒
状部材に巻くことにより製造している。しかしながら、
このような製造方法では、絶縁シートを用意し、絶縁シ
ート上に導体パターンを印刷し、別に用意した円筒状部
材に巻き付けるという工程を必要としている。したがっ
て、昨今の厳しい社会情勢から原価低減のため、この製
造工程を更に簡素化することが望まれている。
【0011】また、従来のヘリカルアンテナでは、その
共振周波数を調整するために、その先端をカットするこ
とが行われている。しかしながら、このようなカッティ
ング方法では、正確に共振周波数を所望の周波数に一致
させるためには、ヘリカルアンテナの上端部を少しずつ
カットする必要があり、非常に手間が掛かる作業になっ
てしまう。何故なら、一旦、アンテナを短めにカットし
てしまうと、最早、アンテナの共振周波数を所望の周波
数に戻すことは不可能になってしまい、そのヘリカルア
ンテナは使いものにならなくなってしまうからである。
したがって、カットには細心の注意が必要で、非常に手
間が掛かる作業になってしまう。
【0012】そのため、従来のようなカッティング方法
以外の調整方法によって、ヘリカルアンテナの共振周波
数を容易に調整できるようにすることが望まれる。
【0013】したがって、本発明の課題は、ヘリカルア
ンテナの構成および製造工程を簡素化しかつ共振周波数
の微調整を容易にして原価を低減することができるヘリ
カルアンテナおよびその製造方法、並びにその調整方法
を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明によるヘリカルア
ンテナは、絶縁材質、例えば低誘導率セラミックから成
る筒状部材と、該筒状部材の外周面にヘリックス状に複
数本の導線により形成されたヘリカルアンテナパターン
と、前記ヘリカルアンテナパターンを含む前記筒状部材
の外周面全面に施されたレジストコートとから構成され
たことを特徴としている。
【0015】また、本発明によるヘリカルアンテナの製
造方法は、低誘導率セラミックから成る筒状部材の周り
に圧膜印刷工程を用いてヘリックス状に複数本の導線に
よるヘリカルアンテナパターンを形成し、前記ヘリカル
アンテナパターンを含む前記筒状部材の周りに更に、レ
ジストコートを施すことを特徴としている。
【0016】すなわち、形状をなす部材として用意され
るものは筒状部材のみであり、筒状部材の外周に印刷工
程によりアンテナパターンが形成され、かつ表面保護の
ため表面がコーティングされている。アンテナパターン
の形成および表面のコーティングは従来も行われている
が、筒状部材の外周面に直接行われるので部材の組立工
程がなくなっている。
【0017】また、本発明によるヘリカルアンテナの共
振周波数調整方法は、上記ヘリカルアンテナに形成され
たヘリカルアンテナパターンの先端部を、レーザートリ
ミングを用いて除去して所定の周波数を得ることを特徴
としている。レーザの使用により、アンテナパターンに
対するトリミング作業を細微に行なうことができる。従
って、パターンのカッティング作業と比較して、共振周
波数の調整が容易である。
【0018】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【0019】図1は本発明の実施の一形態を示す斜視図
である。
【0020】図1に示されたヘリカルアンテナでは、筒
状部材として円筒状の低誘導率セラミックから成るボビ
ン11の外周面にヘリックス状の複数本の銀を主体とす
る導線によりヘリックス状のアンテナパターン12が形
成されており、更にこの表面を含む筒状部材、ボビン1
1の外周面には、レジストコートとしてグリーンのレジ
ストガラスによるオーバコート13が形成されている。
【0021】次に、図1を参照してこのヘリカルアンテ
ナの製造工程について説明する。
【0022】まず、第1の工程は、円筒状のボビン11
である筒状部材としての低誘導率セラミック基板の外周
面に、アンテナパターン12を形成するパターンマスク
を通してヘリックス状に複数本の銀のペーストを印刷
後、例えば摂氏900度で焼結するという圧膜法により
形成する。印刷されるペーストは、例えば平面上に形成
されるパターンマスクに対してその平面上で円筒状のボ
ビン11を転がすことにより印刷可能である。
【0023】円筒状のボビン11の外周面にアンテナパ
ターン12を形成するには、例えば、次の一つの方法が
ある。
【0024】すなわち、平面上に銀のペーストを用いて
複数本の導線位置に対するアンテナパターンを形成し、
この平面のアンテナパターン上でボビン11を回転させ
てボビン11の外表面にアンテナパターン12を、形成
されたパターンマスクを通して複数本の導線位置にある
銀のペーストにより印刷後、摂氏900度で焼結する方
法である。
【0025】次いで、第2の工程は、第1の工程でアン
テナパターン12が形成されたボビン11の外周面全体
にグリーンのレジストガラスが塗付され、摂氏500度
で焼結することによりレジストコートとなるオーバーコ
ート13が形成されコーティングが完成する。
【0026】このように、従来と比較して単純な組立て
工程により製品の製造が完了する。
【0027】上記説明では、ボビンを低誘導率セラミッ
ク基板としたが圧膜印刷基板となる絶縁体であれば別の
材質でもよい。また、ボビンが円筒形であるとしたが多
角筒の形状でもよく、また、アンテナパターンに用いら
れる導体を銀としたが、金、パラジウム、銅などの少な
くとも一つにより構成される金属であってよい。また、
レジストコートもグリーンのレジストガラスに限定され
るわけではなく、コーティング可能な絶縁体であればよ
い。
【0028】図1に示されかつ上述された製造工程によ
り組み立てられたヘリカルアンテナは、形成されたアン
テナパターン12の先端部を、レーザー光線を用いたト
リミングにより所望の共振周波数が得られるまで切り取
られる。レーザ光線の光束の太さは微小なためトリミン
グによる長さを細かく設定することができる。すなわ
ち、所望の共振周波数を得ることが容易である。このト
リミングの際、当然ながらアンテナパターン12と共に
上部を覆うオーバーコート13も除去される。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように本発明のヘリカルア
ンテナによれば、低誘導率セラミック基板から成る筒状
部材のボビンの外周面にヘリカルアンテナパターンが圧
膜印刷工程を用いてヘリックス状に複数本の導線により
形成されており、更にヘリカルアンテナパターンを含ん
で筒状部材のボビンの外周面全体に絶縁体のオーバーコ
ートがコーティングされている。また、その製造方法で
は、圧膜印刷工程を用いてボビンの外周面にヘリカルア
ンテナパターンを形成し、その上にオーバーコートが施
されている。このような構成の結果、一つの筒状部材の
みに圧膜印刷工程によりアンテナパターンが形成されか
つ表面保護のための表面コーティングを行なっているの
で、上述した従来の製品と比較して部品点数の低減と製
造工程の簡素化とを実現することができる。
【0030】また、本発明によるヘリカルアンテナの共
振周波数調整方法は、上記ヘリカルアンテナに形成され
たヘリカルアンテナパターンの先端部を、レーザートリ
ミングを用いて除去して所定の共振周波数を得ている。
レーザ光線の使用により、アンテナパターンに対するト
リミング作業を細微に行なうことができる。従って、パ
ターンのカッティング作業と比較して、共振周波数の調
整が容易である。
【0031】上述した構成、製造方法、および調整方法
により、従来のものと比較して原価低減をもたらすこと
ができるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のヘリカルアンテナの製造工程における
実施の一形態を説明する斜視図である。
【図2】従来の製造工程の一例を説明する斜視図であ
る。
【符号の説明】
11 ボビン 12 アンテナパターン 13 オーバーコート
フロントページの続き (72)発明者 宮田 正明 東京都調布市国領町8丁目8番地2 ミツ ミ電機株式会社内 Fターム(参考) 5J046 AA19 AB12 PA01 QA03

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁材質から成る筒状部材と、該筒状部
    材の外周面にヘリックス状に複数本の導線により形成さ
    れたヘリカルアンテナパターンと、前記ヘリカルアンテ
    ナパターンを含む前記筒状部材の外周面全体に施された
    レジストコートとから構成されたことを特徴とするヘリ
    カルアンテナ。
  2. 【請求項2】 請求項1において、絶縁材質は低誘導率
    セラミックであることを特徴とするヘリカルアンテナ。
  3. 【請求項3】 絶縁材質から成る筒状部材の外周面に圧
    膜印刷工程を用いてヘリックス状に複数本の導線による
    ヘリカルアンテナパターンを形成し、前記ヘリカルアン
    テナパターンを含む前記筒状部材の周りに更に、レジス
    トコートを施すことを特徴とするヘリカルアンテナの製
    造方法。
  4. 【請求項4】 請求項3において、外周面の圧膜印刷工
    程は、平面上に銀のペーストを用いて複数本の導線位置
    に対するアンテナパターンを形成し、前記平面のアンテ
    ナパターン上で前記筒状部材を回転させて筒状部材の外
    表面にアンテナパターンを、形成されたパターンマスク
    を通して複数本の導線位置にある銀の前記ペーストによ
    り印刷後、焼結することを特徴とするヘリカルアンテナ
    の製造方法。
  5. 【請求項5】 請求項1に記載のヘリカルアンテナに形
    成されたヘリカルアンテナパターンの先端部を、レーザ
    ートリミングを用いて除去し所定の共振周波数を得るこ
    とを特徴とするヘリカルアンテナの共振周波数調整方
    法。
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