JP2001507544A - 無線信号送信用電子装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 アンテナ部（２）、電子回路部（１）と送信回路部（３）で構成される無線信号送信用電子装置であって、電子回路部（１）は少なくとも１層の誘電材料のサブストレート層を含む積層体上に配置され、サブストレート層（２０）はフレキシブル材料から作られていて、電子回路部（１）を支持する第１部分（２２）、アンテナ部（２）を支持する第２部分（２３）、送信回路部を支持する第３部分（２０）を含む連続層を形成し、サブストレート（２３）の第２部分は少なくとも１つのアンテナエレメント（５〜１０）からなるグループを支持する凸表面を形成し、表面が湾曲しているので、各グループは異なった方向をカバーする。

Description

【発明の詳細な説明】 無線信号送信用電子装置 技術分野 本発明は、アンテナ部、送信回路、電子回路部を含む無線信号送信用電子装置 に関するものである。本装置は誘電体材料のサブストレート層を含む積層体で構 成される。 発明の背景 高周波、特にマイクロウエーブ領域の電磁波で信号を送信する場合、アンテナ 部と電子回路部の双方においてマイクロストリップ技術が利用される。マイクロ ストリップ技術は、２つの導電層の間に中間の誘電体層を挟んだ積層構造に基づ くマイクロウエーブ技術である。この誘電体層はサブストレートとも呼ばれ、絶 縁物としての機能のほかに、導電層の支持体として機能する。セクター分割され た広角度範囲で信号を送信するための周知の電子装置は、個別電子回路部と個別 アンテナ部で構成され、それらの間に従来のケーブル形式の送信回路が設けられ る。これらは、ハンダづけ、あるいはコネクターを介して互いに接続されている 。この周知の技術は高価で、大きなスペースが必要であって、また製造誤差、エ ージング等による動作の中断を引き起すことがある。 発明の要約 本発明の目的は、簡単で、費用効率が高く、省スペースの電子装置を提供する ことであり、本発明はアンテナ部と電子回路部の間のインターフェース問題を解 決するので、良好な特性を提供することができる。 前記目的は、本発明による電子装置によって達成することができる。本発明の 特徴は、連続する３セクションすなわち、電子回路部の一部を形成する第１のセ クション、アンテナ部のサブストレートを形成する第２のセクション、送信回路 を支持する第３のセクションに３分割されたサブストレート層を備えた構造であ る。このサブストレートは、３セクション間で連続的に広がり、フレキシブルな 材料で作られていて第３のセクションで湾曲した形になっている。その凸表面に は、放射要素を支持され、放射ビームは曲面にしたがって異なる方向に指向する 。 本発明の構造によれば、はんだ付けやコネクターのような介在物を使用せずに 全く同一の構造を用いた一体構成装置が得られる。 図面の簡単な説明 実施例および下記の付図にしたがって、以下に本発明の詳細を説明する。 図１および図２は一実施例による電子装置の斜視図。 図３は電子装置の開放図。 図４は開放された電子装置の側面図。 図５はアンテナ部を示す電子装置の断面図。 図６はアンテナ部の構造図。 図１および図２から明らかなように、本発明のアンテナ装置は電子回路部１、 アンテナ部２、送信回路部３で構成され、送信回路部３は電子回路部とアンテナ 部のインターフェースを形成する送信回路３'を備えている。本発明によれば、 電子回路部１、アンテナ部２、送信回路部３は同じ構造で設計される。すなわち 、電子回路部１、アンテナ部２、送信回路部３に共通のサブストレートで支持部 を形成したマイクロストリップ技術を使って設計される。アンテナ部２は筒体４ の周りに等間隔で置かれた複数のアンテナエレメント５、６、７、８、９、１０ を備えたコンフォーマル（ｃｏｎｆｏｒｍａｌ）・セクタアンテナで構成される (図５参照)。このアンテナは、マルチセクター・アンテナと呼ばれ、全体でシリ ンダーの長手軸１１に垂直な平面内の多方向（例では全方向）に指向性を持つよ うに、各アンテナエレメントが配置される。 開示実施例において、電子回路部１は、好ましくは接触部分が平らなサブスト レート１２で支持され、さらに電子回路部内で基本部分を形成する大型の金属製 支持構造１３も、電子回路部１を支持している。電子装置の外形は全体として円 筒形であり、基本部分は横側部分１４と円筒底面１５に伸びる外表面からなり、 その底面には、例えば移動テレフォニー通信、データ通信、ビデオ通信等の信号 送信用の基地局またはマイクロウエーブ・リンクにおける他の装置に電子回路部 を接続するためのコネクターを配置することが可能である。電子回路部１のサブ ストレートは表面実装型電子回路、マイクロストリップ、送信線路等のアナログ ／デジタル電子回路の支持構造になり得る。この電子回路を、更に積層すること も可能である。開示実施例には電子制御スイッチ１８が含まれ、これは選択され たアンテナセクターのアンテナエレメント５〜１０の１つ以上を送受信条件にし たがって周知の方法で各送信回路３へ接続するために使用される。 図４、図５、図６を参照しながら、本発明の構造を更に詳細に説明する。前に 述べたとおり、電子回路部１と、アンテナ部２と、送信回路３'を備えた送信回 路部３は、例えばテトラフルオロエチレン等のポリマー製の連続的な共通フレキ シブル・サブストレート１２で支持される。積層体は、サブストレートの一方の 面全体に広がる接地面２１と、他方の面上にマイクロストリップ導体の形で形成 される送信回路３'とを含む。アンテナ部には、第２のサブストレートの各セク ション２４が配置されており、具体的には各アンテナエレメント５に対して１つ のセクションが対応する。これらのサブストレート・セクション２４は、互いに 間隔をあけて配置され、その外側でアンテナエレメント５〜１０が支持される。 このアンテナエレメントはパッチ（ｐａｔｃｈ）と呼ばれ、矩形あるいは円形等 、適切な形状の銅層で形成される。アンテナエレメントは、それぞれ１個以上を 含むいくつかのグループに分けることができる。表面が湾曲しているため、各グ ループはそれぞれ異なる方向を向く。 図３で見られることができるように、電子回路部１、アンテナ部２、送信回路 部３の共通サブストレートの基本部分は平らなサブストレート片で、開示実施例 では略Ｔ形をしており、その「足」の部分がサブストレートの第１部分２２を形成 し、電子回路部の支持部として働き、横棒の部分がサブストレートの第２部分２ ３を形成し、アンテナ部の支持部として働き、そして第１部分と第２部分の境界 がサブストレートの第３部分２０を形成し、送信回路部分３の支持部として働く 。アンテナ部２の最終形状は横棒２３すなわち、接地面とその他の層を持った第 ２部分を曲げたものである。開示実施例において、横棒は略円筒形になるように 曲げられている。第２サブストレートのセクション２４の弾力性を減らすことに より、実際、この部分は、セクション間の間隙２５より少し硬めになる。単純に するため、図５では単に円弧形の線で描かれているが、実際は多角形であって、 ほぼ平らなアンテナエレメント５〜１０になる。サブストレート片の横棒２３は 、 ２つの外縁２６、２７が実質的に合致して、選択された直径の閉じた凸外表面が 形成されるように寸法が決められる。接地面２１はサブストレート１２と一緒に 曲げられ、サブストレートと同様の曲面が与えられる。簡単にするため、図５で は太い円周の線で示される。 まったく同一のサブストレート層１２はこのように、電子回路部１と、アンテ ナ部と、その間に伸びる送信回路部３の送信回路３'とを支持する連続的な支持 構成を形成する。サブストレート２０と同様に、接地面２１は電子回路部１、ア ンテナ部２、送信回路部３に亘って広がる導電層上の連続３セクションの構成と 考えることができる。これによって前述の境界が形成され、送信回路が電子回路 部１からアンテナ部２まで伸びる。正確に云えば、選択された点あるいは少なく とも各開口３５の領域まで続く導体が形成される。 図５に示すように、アンテナ部２は金属製本体２８で構成され、対称軸１１と 一致する中心から放射状に広がる６つの壁２９、３０を備えている。設計上の理 由により、本体２８は各アンテナ５〜１０の背後の空間３１を区画する。これら 空間３１によって、アンテナエレメントおよび送信回路３から後方および側面方 向への放射が抑制され、放射成分間の干渉問題が軽減される。これら空間はまた 、アンテナエレメントのインピーダンス調節に影響を及ぼす凹みを形成する。本 体２８は半径方向を向いた外側端面３２を備えており、それによってサブストレ ートの内側が支持される。端面には、例えば穴１７にねじを通して湾曲サブスト レート層を取り付けることができる（図５参照）。 アンテナエレメント５〜１０の半径方向外側に面して、管状のカバー３３が配 置され、このカバーは円筒形が好ましく、電磁波に対する減衰効果の低い材質を 用いて周知の方法で設計される。カバー３３はレードーム（ｒａｄｏｍｅ）を形 成するとともに、アンテナ部のサブストレート部分に対する機械的支持および保 護の役割を果たし、また、凸形状に曲げられ、弾性体の場合は内側から本体２８ との相互作用によって所定の形状になる。レードーム３３は少なくともサブスト レート部２３の高さを覆うに十分なだけ長手軸１１の方向に広げられる。レード ームはアンテナ部２の上に閉じた閉壁面を形成し、図示されていないが、電子回 路部１と送信回路部３を囲んでいる。 図６は第１のサブストレート１２を含む前述のサブストレート構造を示してい る。図から分るように、接地面２１は傾斜したスリット状開口すなわち周知のア パチャーであって、送信回路３からアンテナエレメント５へマイクロウエーブ・ エネルギーを送信し、アンテナから所定範囲の方向へ放射するための放射エレメ ントを形成している。受信時には、マイクロウエーブ放射は逆方向になる。 本発明は、上記実施例や付図に制限されることなく、添付「請求の範囲」内に おいて変更が可能である。例えば、アンテナエレメント５〜１０は、別の形にす ることが可能であり、その個数は任意である。また、各アンテナエレメントは、 同方向を向く一群の放射エレメントの方へ伸ばして、円筒軸１１に対して平行な 面内のビーム形を変えることができる。なお、発明を実施するに当って、パッチ あるいは第２のサブストレート２４は必要条件でない。原則として、本体２８お よびレードーム３３は省略可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，Ｍ Ｗ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，Ｅ Ｓ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 無線信号送信用電子装置であって、アンテナ部（２）と、誘電体材料で形 成された少なくとも１つのサブストレート層を持つ積層体状に形成された電子回 路部（１）と、前記電子回路部（１）と前記アンテナ部（２）を接続する送信回 路（３'）を備えた送信回路部（３）とを有する電子装置において、前記サブス トレート層（２０）がフレキシブル材質であること、前記サブストレート層が、 前記電子回路部（１）を支持する第１セクション（２２）、前記アンテナ部（２ ）を支持する第２セクション（２３）、前記送信回路部（３）を支持する第３セ クション（２０）から成る連続部材を形成すること、前記サブストレートの第２ セクションが湾曲形状を持ち、その凸表面によって少なくとも１つのアンテナエ レメント（５〜１０）を含む数グループが支持され、各グループが湾曲面上の点 に応じて、それぞれ異なった方向へ向けられることを特徴とする電子装置。 2. 請求項１において、前記アンテナ部（２）が外側に閉じた表面を形成する ことを特徴とする電子装置。 3. 請求項２において、前記アンテナ部（２）が実質的に円筒形であることを 特徴とする電子装置。 4. 請求項３において、前記アンテナエレメント（５〜１０）が前記凸表面の 周囲に配置され、それらのビームが周辺をカバーすることを特徴とする電子装置 。 5. 前記請求項のいずれかにおいて、前記アンテナエレメント（５〜１０）お よび送信回路（３'）がマイクロストリップ技術によって設計されることを特徴 とする電子装置。 6. 請求項５において、前記サブストレート（１２）が前記電子回路部（１） 、送信回路部（３）、前記アンテナ部（２）に亘って広がる接地面(２１)を支持 することを特徴とする電子装置。 7. 請求項６において、前記アンテナ部（２）が前記接地面(２１)に形成され たアパーチャーであることを特徴とする電子装置。 8. 請求項７において、前記アンテナ部（２）がアパーチャ（３５）の外部に 位置するアンテナエレメント（５〜１０）であって、それらアンテナエレメント が第２サブストレート層（２４）上でマイクロストリップ素子として形成される ことを特徴とする電子装置。 9. 請求項４において、前記サブストレート層（１２）の第２セクション（２ ３）が半径方向に向けられた隔壁（２９、３０）を持つ金属本体（２８）の周囲 で湾曲していることを特徴とする電子装置。 10．請求項４において、アンテナエレメントを備えたサブストレート層（１２ ）の第２セクション（２３）が、機械的支持体およびアンテナ部（２）の保護物 として働く略円筒形のレードームに収容されることを特徴とする電子装置。