JP2003133825A - アンテナ素子取付構造 - Google Patents

アンテナ素子取付構造

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JP2003133825A
JP2003133825A JP2001330590A JP2001330590A JP2003133825A JP 2003133825 A JP2003133825 A JP 2003133825A JP 2001330590 A JP2001330590 A JP 2001330590A JP 2001330590 A JP2001330590 A JP 2001330590A JP 2003133825 A JP2003133825 A JP 2003133825A
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antenna element
circuit board
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antenna
mounting structure
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JP2001330590A
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Tadaaki Onishi
唯章 大西
Norio Tanaka
規生 田中
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Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アンテナ電極を精度良く位置決め可能な、ア
ンテナ特性に高信頼性の得られるアンテナ素子取付構造
を提供する。 【解決手段】 プリント基板2と、プリント基板2の表
面2a上に配される四角柱状の誘電体からなるアンテナ
素子4と、アンテナ素子4の各側面に設けられたアンテ
ナ電極5と、プリント基板2の裏面2bに取付られたシ
ールドカバー3とを備え、アンテナ素子4がプリント基
板2上のランド部に半田付けされる。このとき、シール
ドカバー3の2側壁から各々延出された各突片3aが、
プリント基板2の貫通孔2dに挿通してアンテナ素子4
の隣合う2側面に当接するとともに、取付用ピン10が
プリント基板2のピン挿入孔2e1,2e2に挿入され
てアンテナ素子4の側面に当接する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の移動局
と静止衛星との間の通信に用いられる円偏波アンテナ素
子を、プリント基板上へ取付けるアンテナ素子取付構造
に係り、特に、円偏波アンテナ素子をプリント基板上に
高精度に位置決め可能なアンテナ素子取付構造に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、自動車等の移動体にて静止衛
星と通信したり放送を受信するシステムでは、主に円偏
波を用いていることから、円偏波アンテナが汎用されて
いる。
【0003】図7は、従来の円偏波アンテナを示す斜視
図である。図8は、図7に示す従来の円偏波アンテナの
側面図である。従来の円偏波アンテナ101は、図7及
び図8に示すように、接地板102と、接地板102の
裏面102aに半田103付けされた4本の同軸ケーブ
ル104とを備える。各同軸ケーブル104は、円筒状
の外導体104aと、この外導体104aの内部に埋設
された誘電体104bと、誘電体104bの中心を通っ
て延出されアンテナ電極として機能する中心導体105
とを備える。中心導体105は、一端105aが接地板
102に設けられた貫通孔102bを貫通して円偏波ア
ンテナ101の外側へ突出するとともに、他端105b
が図示しない受信回路に接続される。
【0004】このとき、中心導体105は、図8に示す
ように、接地板102上にて隣合う導体の間隔が所定距
離dに設定され、また各一端105aが接地板102の
表面102cから外側へ所定角α傾斜して所定長さL分
突出するように形成されている。このような従来の円偏
波アンテナ101では、4本の中心導体105に同位相
で給電し空間的に90°の位相差を作ることにより、あ
る仰角にメインビームが向き、その方向に円偏波を放射
することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の円偏波アンテナ101では、中心導体105が
外導体104aの半田103部分により接地板102に
片持ち梁状に固定されているだけなため、同軸ケーブル
104の半田付けの際に同軸ケーブル104の配置に誤
差が生じると、中心導体105が所定の間隔dや傾斜角
αからズレてしまうという問題がある。また、中心導体
105は、上述したように、接地板102に片持ち梁状
に固定されているだけなので、機械的な強度が弱く、自
動車等の搭載箇所の振動によっても中心導体105の間
隔dや傾斜角αがズレてしまうという問題がある。この
ように、従来の円偏波アンテナ101では、アンテナ電
極として機能する中心導体105の位置決めが困難であ
った。
【0006】そこで、本発明は、このような従来の実情
に鑑みて提案されたものであり、アンテナ電極を精度良
く位置決め可能な、アンテナ特性に高信頼性の得られる
アンテナ素子取付構造を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために完成された本発明に係るアンテナ素子取付構造
は、プリント基板と、プリント基板の一方の面上に配さ
れる四角柱状の誘電体からなるアンテナ素子と、アンテ
ナ素子の各側面に設けられたアンテナ電極と、プリント
基板の他方の面に取付られ該他方の面上に形成される受
信回路部を覆ってシールドするシールドカバーとを備
え、アンテナ素子がプリント基板の一方の面上に設けら
れたランド部に半田付されてなる取付構造であり、特
に、プリント基板の一方の面から突出する複数の位置決
め片を有し、これら位置決め片がアンテナ素子の少なく
とも隣合う2側面に当接するようにしたことを特徴とす
るものである。このように、本発明に係るアンテナ素子
取付構造によれば、四角柱状のアンテナ素子の各側面に
アンテナ電極を設け、このアンテナ素子の少なくとも隣
合う2側面に複数の位置決め片が各々当接するようにな
されているので、プリント基板上の直交する2方向の何
れの方向にもアンテナ素子をズレなく高精度に位置決め
でき、アンテナ電極を精度良く取付け可能となる。
【0008】ここで、上記の位置決め片は、シールドカ
バーの側壁の一部がプリント基板を超えてプリント基板
の一方の面から突出してなる突片で形成されていること
が好ましい。このような構成とすることにより、アンテ
ナ素子の2側面に確実に位置決め片を当接させることが
できるので、アンテナ素子をより高精度且つ確実に位置
決め可能となる。また、位置決め片がシールドカバーと
一体化されているので、シールドカバーとアンテナ素子
との両方を共に確実且つ高精度にプリント基板上に固定
することができる。更に、この構成では、位置決め片と
して別部品を要さないため、構成をより単純化すること
ができ、製造工程の簡略化が可能となる。
【0009】なお、このとき、アンテナ素子に電極部が
設けられ、この電極部に上記の突片が半田付けされるこ
とがより好ましい。これにより、アンテナ素子の取付け
強度がより強固となる。
【0010】一方、上記の位置決め片を、ランド部に位
置しプリント基板の一方の面から突出する取付用ピンで
形成し、この取付用ピンがアンテナ素子とランド部に半
田付けされていても良い。このような構成とすることに
よっても、アンテナ素子をプリント基板上に精度良く位
置決めできるとともに、アンテナ素子の取付け強度がよ
り強固となる。また、取付け用ピンがアンテナ素子とラ
ンド部との電気的接続を補強する電極としても機能す
る。
【0011】ここで、上記の取付用ピンには、一方の端
部側の所定位置に、プリント基板に設けられたピン挿入
孔に挿入された際にプリント基板の一方の面に係止する
係止用突起が設けられていることが好ましい。これによ
り、取付用ピンがピン挿入孔に挿入された際に、係止用
突起がプリント基板の一方の面に係止され、取付用ピン
を位置ズレなく正確な位置に配することができ、アンテ
ナ素子をより高精度に位置決め可能となる。
【0012】また、この取付用ピンは金属線材をU字形
に折り曲げ形成してなることがより好ましい。これによ
り、U字形の折り曲げ部がアンテナ素子の側面に当接す
るので、当接領域をより広範に取れ、アンテナ素子をよ
り効果的に位置決め可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発
明の実施形態に係るアンテナ素子取付構造を示す斜視図
である。また、図2は、アンテナ素子を取付ける前の状
態を示す分解斜視図である。
【0014】本発明の実施形態に係るアンテナ素子取付
構造では、図1に示すように、円偏波アンテナ1が、プ
リント基板2の表面2aに取付けられるとともに、プリ
ント基板2の裏面2b上に形成された図示しない受信回
路を覆ってシールドするシールドカバー3が、プリント
基板2の裏面2bに取付けられている。この円偏波アン
テナ1は、例えば、自動車等の移動体にて静止衛星と通
信したり放送を受信するシステムに好適に用いられるも
のである。また、シールドカバー3は、例えば、自動車
等の移動体の所定位置に接地状態で搭載される。
【0015】特に、本実施形態に係る円偏波アンテナ1
は、図2に示すように、セラミック等の誘電体材料から
なり中央に貫通孔4aを有する四角柱状のアンテナ素子
4と、アンテナ素子4の各側面4b1,4b2,4b
3,4b4上に印刷等の手法で形成されたアンテナ電極
5と、アンテナ素子4の隣合う側面4b1,4b2,4
b3,4b4上のプリント基板2との境界部付近に導電
性ペーストを印刷焼成して形成された電極部6とを備え
る。各アンテナ電極5は、図1に示すように、一端5a
がプリント基板2の表面2a上に接続されるとともに、
他端5bが約45°傾斜して上方に所定距離延出され
る。
【0016】図3に、プリント基板2及びシールドカバ
ー3の断面図を示す。プリント基板2は、図2及び図3
に示すように、絶縁体板7と、絶縁体板7のほぼ全面上
に被覆形成された銅箔層8とからなる。プリント基板2
の表面2aは、この銅箔層8で構成され、接地面となさ
れている。一方、プリント基板2の裏面2bは、図示し
ない導電パターンが形成され、増幅器等を含む受信回路
が構成されている。
【0017】詳しくは、銅箔層8は、図2及び図3に示
すように、一部が略長方形状にエッチングで剥離されて
露呈し、露出部7aが形成されている。この露出部7a
の内側には、銅箔層8とは隔離された状態で接続導体9
が形成され、アンテナ電極5の一端5aを半田付けする
ためのランド部を構成している。そして、この接続導体
9は、プリント基板2に形成されたスルーホール2cを
通ってプリント基板2の裏面2bまで導出され、裏面2
b上に形成された受信回路に接続される。なお、本実施
形態では、プリント基板2の表面2aのほぼ全面に銅箔
層8が形成されているが、勿論、本発明はこれに限られ
ず、プリント基板2の表面2a上に、アンテナ電極5の
一端5aを半田付けするためのランド部と、シールドカ
バー3の後述する突片3aをアンテナ素子4に半田付け
するための銅箔部分とが形成されていれば良い。
【0018】また、プリント基板2には、図2及び図3
に示すように、シールドカバー3の隣合う側壁から各々
延出形成された後述する突片3aが挿通される貫通孔2
dが、4ヶ所設けられている。それと同時に、プリント
基板2には、接続導体9からなるランド部内のスルーホ
ール2cの両側に、アンテナ素子4を取付けるためのピ
ンが挿入されるピン挿入孔2d1、2d2が各々設けら
れている。
【0019】一方、シールドケース3は、導電材からな
り、プリント基板2の裏面2b上に形成された受信回路
を覆ってシールドする。このシールドケース3には、図
2に示すように、隣合う側壁のそれぞれ一部が延出され
てなる突片3aが設けられている。各突片3aは、プリ
ント基板2の厚さよりも所定高さ分長く延出されてお
り、プリント基板2の貫通孔2dを挿通して、この所定
高さ部分がプリント基板2の表面2aから突出する。そ
して、アンテナ素子4をプリント基板2上に取付けた際
に、図1に示すように、この突片3aの突出部分がアン
テナ素子4の隣合う側面4b1,4b2,4b3,4b
4のそれぞれに当接するようになされている。
【0020】このように、本実施形態によれば、アンテ
ナ電極5がアンテナ素子4の各側面4b1,4b2,4
b3,4b4に設けられ、シールドケース3の複数の突
片3aがアンテナ素子4の隣合う各側面4b1,4b
2,4b3,4b4に当接するため、プリント基板2上
の直交する2方向、即ち図1中X及びY方向の何れの方
向にも、アンテナ素子4を位置ズレなく高精度且つ確実
に位置決めすることができる。
【0021】なお、この突片3aはアンテナ素子4の少
なくとも隣合う2側面4b1,4b2に当接するように
それぞれ設けられていれば良く、数や位置は本実施形態
に限らない。
【0022】また、本実施形態では、突片3aがシール
ドケース3に一体形成されているが、本発明はこれに限
らず、シールドケース3とは別体として、シールドケー
ス3の隣合う2側壁に各々取付けられていても良い。但
し、本実施形態のように突片3aがシールドケース3に
一体形成されることにより、アンテナ素子4だけでなく
シールドケース3自体のプリント基板2上への位置決め
手段を兼ね、アンテナ素子4とシールドカバー3との両
方を確実且つ高精度にプリント基板2上に位置決めして
取付けすることができる。また、突片3aがシールドケ
ース3に一体形成されているので、位置決め手段として
別部品を要さないことから、アンテナ素子取付構造の構
成をより単純化することができ、製造工程を簡略化する
ことができる。
【0023】なお、このとき、本実施形態では、プリン
ト基板3の表面3aから突出する突片3aが、アンテナ
素子4の電極部6に半田付けされるが、本発明はこれに
限らない。但し、このような構成とすることにより、ア
ンテナ素子4の取付け強度をより強固とすることができ
る。
【0024】一方、本実施形態のアンテナ素子取付構造
では、図2に示すように、取付用ピン10を計4個利用
し、プリント基板2の4箇所に設けられたピン挿入孔2
e1、2e2にそれぞれ挿入させる。各取付用ピン10
は、例えば、黄銅等からなる金属線材に半田メッキを
し、U字形に折り曲げ形成してなる。この取付用ピン1
0の両端側には、所定位置に、ピン挿入孔2e1、2e
2に挿入された際にプリント基板2の表面2aに係止す
るための係止用突起10aが設けられている。
【0025】このように構成された取付用ピン10は、
プリント基板2のピン挿入孔2e1、2e2に挿入され
ると、係止用突起10aがプリント基板2の表面2aに
係止され、位置ズレなく所定位置に配される。そして、
取付用ピン10は、そのU字形の折り曲げ部がアンテナ
素子4の各側面4b1,4b2,4b3,4b4に当接
し、アンテナ素子4を精度良く位置決め可能とする。
【0026】このとき、取付用ピン10は、挿入後にア
ンテナ電極5の一端5aと接続導体9からなるランド部
との両方にそれぞれ半田11b付けされる。このように
構成することにより、アンテナ素子4のプリント基板2
上への取付強度をより強固とすることができ、外部から
の衝撃等の振動にも十分耐え得るような機械的強度の向
上を図ることが可能となる。また、取付用ピン10がア
ンテナ電極5とランド部との電気的接続を補強する電極
としても機能する。
【0027】なお、本実施形態では、取付用ピン10及
びピン挿入孔2e1、2e2がそれぞれ4箇所設けられ
ており、取付用ピン10がアンテナ素子4の4側面4b
1,4b2,4b3,4b4に当接するが、本発明はこ
れに限定されない。すなわち、取付用ピン10がアンテ
ナ素子4の少なくとも隣合う2側面4b1,4b2に当
接すれば、プリント基板2上の直交する2方向の何れの
方向においてもアンテナ素子4を精度良く位置決めする
ことができる。また、取付用ピン10と突片3aとの組
み合わせを考慮すれば、アンテナ素子4の少なくとも隣
合う2側面が取付用ピン10及び突片3aの少なくとも
何れかにより当接されていれば、アンテナ素子4の位置
決めは可能である。
【0028】また、本実施形態の取付用ピン10は、U
字形となされているが、本発明はこれに限られない。但
し、本実施形態のように、取付用ピン10がU字形であ
ることにより、U字形の折り曲げ部がアンテナ素子4の
側面4b1,4b2,4b3,4b4に当接するため、
当接領域をより広範に取れ、アンテナ素子4をより効果
的に位置決めすることができる。
【0029】以上のように構成された円偏波アンテナ
1、プリント基板2及びシールドカバー3は、次のよう
に取付けられることにより、本実施形態に係るアンテナ
素子取付構造が実現される。
【0030】図4は、取付用ピン10をプリント基板2
のピン挿入孔2e1,2e2に挿入する工程を説明する
断面図である。図5は、取付用ピン10がピン挿入孔2
e1,2e2に挿入された状態を示す断面図である。図
6は、シールドカバー3の突片3aと電極部6とを半田
11a付けし、且つアンテナ電極5とプリント基板2上
のランド部とを半田11b付けする状態を説明する断面
図である。
【0031】まず、図3中矢印に示すように、シールド
カバー3の隣合う側面にそれぞれ設けられた突片3a
を、プリント基板2の裏面2b側から各貫通孔2d内へ
挿入させる。そして、各突片3aが完全に各貫通孔2d
を挿通すると、図4に示すように、突片3aの先端の所
定高さ部分が、プリント基板2の表面2aから突出す
る。
【0032】その後、アンテナ素子4の隣合う側面4b
1,4b2,4b3,4b4をそれぞれ突片3aの各内
側面に当接させながら、アンテナ素子4をプリント基板
2上に載置する。このとき、図4に示すように、アンテ
ナ素子4は、その隣合う側面4b1,4b2,4b3,
4b4が突片3aによりガイドされて載置されるため、
精度良く位置決めされる。なお、このように、アンテナ
素子4がプリント基板2上に載置された状態では、突片
3aの突出部分の内側面が、アンテナ素子4の電極部6
に当接している。また同時に、アンテナ電極5の一端5
aは、ランド部を構成する接続導体9に接触し、アンテ
ナ電極5がスルーホール2c内の接続導体9を介して、
プリント基板2の裏面2b上に形成された受信回路に電
気的接続されている。
【0033】次に、図4中矢印に示すように、U字形の
取付用ピン10を、プリント基板2に設けたピン挿入孔
2e1,2e2に、プリント基板2の表面2a側から挿
入させる。そして、取付用ピン10はそれぞれに設けら
れた係止用突起10aによってプリント基板2の表面2
aに係止され、正確な位置に配される。このとき、各取
付用ピン10の突出した折り曲げ部がアンテナ電極5の
側面に当接する。
【0034】最後に、図6に示すように、突片3aとア
ンテナ素子4の電極部6とを半田11a付けするととも
に、アンテナ電極5の一端5aとプリント基板2上の接
続導体9からなるランド部とを取付用ピン10を介して
半田11b付けし、本実施形態のアンテナ素子取付構造
が得られる。
【0035】なお、本実施形態では、取付手順として、
シールドカバー3の突片3aをプリント基板2の貫通孔
2dへ挿通させてシールドカバー3を取付けた後、アン
テナ素子4をプリント基板2上に載置させ、最後に、取
付用ピン10をプリント基板2に取付けているが、本発
明はこれに限られない。例えば、先ず最初に、突片3a
と取付用ピン10をプリント基板2に取付けた後、これ
ら突片3a及び取付用ピン10をガイド手段として、ア
ンテナ素子4をプリント基板2上に載置しても良い。
【0036】以上述べたように、本実施形態に係るアン
テナ素子取付構造によれば、四角柱状のアンテナ素子4
の各側面4b1,4b2,4b3,4b4にアンテナ電
極5を設け、このアンテナ素子4の少なくとも隣合う2
側面4b1,4b2に、シールドケース3の突片3aや
取付用ピン10が当接するようになされているので、プ
リント基板2上の直交する2方向の何れの方向にもアン
テナ素子4をズレなく高精度に位置決めすることがで
き、アンテナ電極5を精度良く取付け可能となる。ま
た、取付用ピン10がアンテナ電極5とプリント基板2
上のランド部とに半田11b付けされるので、アンテナ
素子4の取付け強度をより強固とすることができる。そ
れと同時に、取付用ピン10が、アンテナ素子4とラン
ド部との電気的接続を補強する電極としても機能するこ
とが可能となる。更に、突片3aがアンテナ素子4の電
極部6に半田11a付けされるので、これによってもア
ンテナ素子4の取付け強度を強固とすることができる。
【0037】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、四角柱状のアンテナ素子の各側面にアンテナ電極
を設け、このアンテナ素子の少なくとも隣合う2側面に
複数の位置決め片が各々当接するようになされているの
で、プリント基板上の直交する2方向の何れの方向にも
アンテナ素子をズレなく高精度に位置決めすることがで
き、アンテナ特性に高信頼性の得られたアンテナ素子取
付構造を提供することができる。また、本発明によれ
ば、位置決め片を介してアンテナ素子とプリント基板と
を半田付けすることにより、アンテナ素子の取付強度を
より強固とすることができ、外部からの衝撃等の振動に
も十分耐え得る機械的強度の向上が図られたアンテナ素
子取付け構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るアンテナ素子取付構造
を示す斜視図である。
【図2】本発明の実施形態に係るアンテナ素子取付構造
において、アンテナ素子を取付ける前の状態を示す分解
斜視図である。
【図3】本発明の実施形態に係るアンテナ素子取付構造
のプリント基板及びシールドカバーの断面図を示す。
【図4】本発明の実施形態に係るアンテナ素子取付構造
において、取付用ピンをプリント基板のピン挿入孔に挿
入する工程を説明する断面図である。
【図5】本発明の実施形態に係るアンテナ素子取付構造
において、取付用ピンがピン挿入孔に挿入された状態を
示す断面図である。
【図6】本発明の実施形態に係るアンテナ素子取付構造
において、シールドカバーの突片と電極部とを半田付け
し、且つアンテナ電極とプリント基板上のランド部とを
半田付けする状態を説明する断面図である。
【図7】従来の円偏波アンテナを示す斜視図である。
【図8】図7に示す従来の円偏波アンテナの側面図であ
る。
【符号の説明】
1 円偏波アンテナ 2 プリント基板 2c スルーホール 2d 貫通孔 2e1,2e2 ピン挿入孔 3 シールドカバー 3a 突片 4 アンテナ素子 5 アンテナ電極 6 電極部 9 接続導体 10 取付用ピン 10a 係止用突起 101 円偏波アンテナ 102 接地板 103 半田 104 同軸ケーブル 104a 外導体 105 中心導体

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】プリント基板と、前記プリント基板の一方
    の面上に配される四角柱状の誘電体からなるアンテナ素
    子と、前記アンテナ素子の各側面に設けられたアンテナ
    電極と、前記プリント基板の他方の面に取付られ、該他
    方の面上に形成される受信回路部を覆ってシールドする
    シールドカバーとを備え、前記アンテナ素子が前記プリ
    ント基板の前記一方の面上に設けられたランド部に半田
    付されてなるアンテナ素子取付構造であって、 前記プリント基板の前記一方の面から突出する複数の位
    置決め片を有し、これら位置決め片が前記アンテナ素子
    の少なくとも隣合う2側面に当接するようにしたことを
    特徴とするアンテナ素子取付構造。
  2. 【請求項2】 前記位置決め片は、前記シールドカバー
    の側壁の一部が前記プリント基板を超えて前記一方の面
    から突出してなる突片で形成されていることを特徴とす
    る請求項1記載のアンテナ素子取付構造。
  3. 【請求項3】 前記アンテナ素子には、電極部が設けら
    れ、この電極部に前記突片が半田付けされることを特徴
    とする請求項2記載のアンテナ素子取付構造。
  4. 【請求項4】 前記位置決め片は、前記ランド部に位置
    し前記プリント基板の前記一方の面から突出する取付用
    ピンで形成され、前記取付用ピンが前記アンテナ素子と
    前記ランド部に半田付けされることを特徴とする請求項
    1乃至3のうちの何れかに記載のアンテナ素子取付構
    造。
  5. 【請求項5】 前記取付用ピンには、一方の端部側の所
    定位置に、前記プリント基板に設けられたピン挿入孔に
    挿入された際に前記プリント基板の前記一方の面に係止
    する係止用突起が設けられていることを特徴とする請求
    項4記載のアンテナ素子取付構造。
  6. 【請求項6】 前記取付用ピンは、金属線材をU字形に
    折り曲げ形成してなることを特徴とする請求項4、又は
    5記載のアンテナ素子取付構造。
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