JP2004064193A

JP2004064193A - アンテナ素子及びこれを用いたアンテナ

Info

Publication number: JP2004064193A
Application number: JP2002216339A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Masutani; 増谷　武; Susumu Inatsugi; 稲継　進
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-07-25
Filing date: 2002-07-25
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2022-07-25
Also published as: JP4003572B2

Abstract

【課題】無線機器に使用されるアンテナ素子及びこれを用いたアンテナに関し、基体や放射電極の熱収縮や熱膨張による反りや浮きを防ぎ、安定した共振周波数が得られるものを得ることを目的とする。
【解決手段】放射電極２には固定部４への方向が長手となった複数の長穴６を設けると共に、基体１にはこの長穴６の長手方向の両端から所定の隙間を空けて上方へ突出する挿通部３Ａ、及び放射電極２の上面に当接する保持部３Ｂからなる結合部３を設けてアンテナ素子を構成することによって、基体１と放射電極２の熱収縮や熱膨張による寸法変化を、結合部３で吸収できるため、反りや浮きを防止できる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として移動体通信などの無線機器に使用されるアンテナ素子及びこれを用いたアンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、移動体通信などの各種機器に内蔵されるアンテナ素子及びこれを用いたアンテナとして、一般的にセラミック材料などの誘電材を用いた平面アンテナが使用されている。
【０００３】
このような従来のアンテナについて図５を用いて説明する。
【０００４】
図５（ａ）は従来のアンテナの斜視図、図５（ｂ）は同収縮後の断面図であり、同図において、２１はセラミック材料などの粉末を含有した誘電性の基体、２２は基体２１の上面に載置した銅及び銅合金などからなる板状の放射電極で、基体２１と放射電極２２はインサートによって一体成形されている。
【０００５】
そして、２３は基体２１に放射電極２２を固定する複数の固定部で、放射電極２２に設けた丸穴と、基体２１上面から突出しこの丸穴を挿通する挿通部、及び放射電極２２の上面に当接した大径の保持部から形成され、この固定部２３によって放射電極２２が基体２１に対し、垂直方向及び水平方向ともに固定されている。
【０００６】
また、２７は放射電極２２に対向して基体２１の下面に一体形成された導体地板で、この導体地板２７とは絶縁されて基体２１内を貫通した給電端子２８が放射電極２２に接続されて、アンテナが構成されている。
【０００７】
以上の構成において、送信を行う場合には、給電端子２８に接続された高周波回路（図示せず）から高周波信号を放射電極２２に給電して、放射電極２２に高周波電流を励振することによって電波を空中に放射し、送信を行い、受信の場合は、この逆の動作で受信を行うものであった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のアンテナにおいては、放射電極２２と基体２１が複数の固定部２３によって、垂直方向にも水平方向にも固定されるため、放射電極２２と基体２１とのインサート成形時の熱収縮や、使用環境の温度変化による熱膨張により基体２１に寸法変化が生じた場合、図５（ｂ）に示すように、基体２１と放射電極２２の間に反りや浮きが生じ、誘電率の異なる空気が介在することによって、所望の共振周波数が変化し易いという課題があった。
【０００９】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、熱収縮や熱膨張による反りや浮きが生じ難く、安定した共振周波数が得られるアンテナ素子及びこれを用いたアンテナを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。
【００１１】
本発明の請求項１に記載の発明は、基体と放射電極とを互いに固定する固定部を設けると共に、放射電極には固定部への方向が長手となる複数の長穴を設け、基体にはこの長穴の長手方向の両端から所定の隙間を空けて上方へ突出する挿通部、及び放射電極の上面に当接する保持部から形成された結合部を設けてアンテナ素子を構成したものであり、放射電極の長穴と基体の結合部間に設けた所定の隙間によって、熱収縮や熱膨張による基体の寸法変化をこの複数の結合部で吸収できるため、反りや浮きが生じ難く、安定した共振周波数が得られるアンテナ素子を実現することができるという作用を有する。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、放射電極の下面には固定部への方向と直交方向に突出し先端に平坦部を有する略Ｌ字状の複数のアーム部を設け、基体にはこのアーム部の固定部方向の両端と所定の隙間を空けた窪み部、及び平坦部の上面に当接する保持部から形成された結合部を設けてアンテナ素子を構成したものであり、請求項１記載の効果に加え、放射電極のアーム部が下方へ突出しているため、アンテナ素子を薄いものにすることができるという作用を有する。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載のアンテナ素子に、放射電極と対向する面に導体地板を配置すると共に、放射電極に給電する給電端子を設けてアンテナを構成したものであり、安定した共振周波数が得られるアンテナを実現できるという作用を有する。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項３記載の発明において、給電端子を固定部に設けたものであり、基体や放射電極の熱収縮や熱膨張によって給電端子の位置が変化しないため、給電端子と放射電極との機械的保持と電気的導通を確保することができるという作用を有する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図４を用いて説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１及び３，４記載の発明について説明する。
【００１７】
図１は本発明の第１の実施の形態によるアンテナ素子の斜視図、図２は同結合部の要部斜視図、図３は同固定部の断面図であり、同図において、１はセラミック材料などの粉末を含有した誘電性の基体で、この基体１の上面には銅合金等の板状の放射電極２が載置され、インサートにより一体成形されている。
【００１８】
そして、３は基体１と放射電極２とで一体形成する複数の結合部、４は基体１に放射電極２を一体に固定する固定部で、固定部４の上端が基体１上面から放射電極２の丸穴を挿通して突出し、垂直方向及び水平方向に放射電極２を基体１に固定している。
【００１９】
また、放射電極２には固定部４への方向が長手となった複数の長穴６が設けられると共に、基体１上面にはこの長穴６の長手方向の両端から所定の隙間を空けて上方へ突出する挿通部３Ａ、及び放射電極２の上面に当接する幅広の保持部３Ｂからなる結合部３が形成されて、アンテナ素子５が構成されている。
【００２０】
さらに、７は放射電極２に対向して基体１の下面に一体成形された導体地板で、この導体地板７とは絶縁されて基体１内を挿通した給電端子８の上端が、放射電極２上面から突出して固定部４が形成されると共に、溶接や半田付けなどによって放射電極２に接続されて、アンテナが構成されている。
【００２１】
以上の構成において、このアンテナで送信を行う場合には、給電端子８に接続された高周波回路（図示せず）から高周波信号が放射電極２に給電され、放射電極２に励振された高周波電流によって電波を空中に放射して送信を行い、受信の場合は、この逆の動作で受信が行われる。
【００２２】
また、基体１と放射電極２のインサート成形時や、アンテナが使用される周囲の温度変化等によって、基体１や放射電極２に熱収縮や熱膨張が生じた場合、一般に、金属である放射電極２に比べ、基体１の熱収縮率が大きいため、基体１が相対的に収縮する。
【００２３】
そして、基体１と放射電極２は固定部４により固定され、この固定部４では基体１と放射電極２との熱収縮率の差による相対的な変化がないため、複数の結合部３はこの固定部４に向かって収縮し、相対的には固定部４に向かって移動する。
【００２４】
この時、放射電極２には固定部４への方向が長手となった長穴６が設けられると共に、結合部３の挿通部３Ａと長穴６の両端の間には所定の隙間が空けられているため、結合部３は長穴６内を固定部４へ向って移動する。
【００２５】
つまり、結合部３は保持部３Ｂによって放射電極２の垂直方向への浮きを防止する一方で、熱収縮や熱膨張が生じた際には、挿通部３Ａが長穴６内を水平方向へ移動して、寸法変化を吸収し、基体１や放射電極２に反り等が生じないように構成されている。
【００２６】
なお、結合部３は基体１と放射電極２との結合強度の面では多いほど望ましいが、結合部３が多いほど放射電極２の実効面積が減少し、アンテナ特性への影響が大きく、所望の共振周波数を得るために放射電極２を大きな面にする必要が生じるため、これらを考慮すると数個に抑える方がよい。
【００２７】
このように本実施の形態によれば、放射電極２に固定部４方向が長手となる長穴６を設けると共に、基体１にはこの長穴６両端と隙間を空けた挿通部３Ａ、及び放射電極２上面に当接する保持部３Ｂからなる結合部３を設けることによって、基体１と放射電極２の熱収縮や熱膨張による反りや浮きを防ぎ、安定した共振周波数が得られるアンテナ素子及びこれを用いたアンテナを得ることができるものである。
【００２８】
また、給電端子８を固定部４に設けることによって、基体１や放射電極２の熱収縮や熱膨張によって給電端子８の位置が変化しないため、給電端子８と放射電極２との電気的及び機械的な接続を確保することができる。
【００２９】
（実施の形態２）
実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項２記載の発明について説明する。
【００３０】
なお、実施の形態１の構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。
【００３１】
図４は本発明の第２の実施の形態による結合部の要部斜視図であり、同図において、実施の形態１の場合と異なるのは、放射電極２が基体１の方向へ突出して結合部１３を構成している点である。
【００３２】
つまり、放射電極２の下面には固定部４への方向と直交方向に突出し先端に平坦部１２Ａを有する略Ｌ字状のアーム部１２が設けられると共に、基体１にはこのアーム部１２の固定部４方向の両端と所定の隙間を設けた窪み部１３Ａ、及び平坦部１２Ａの上面に当接する保持部１３Ｂからなる結合部１３が形成されている。
【００３３】
つまり、放射電極２は基体１に対し、実施の形態１の場合と同様に、平坦部１２Ａに当接した保持部１３Ｂによって、垂直方向には固定されているが、水平方向へは移動可能に構成されている。
【００３４】
従って、インサート成形時や周囲の温度変化等によって、基体１が放射電極２に対して相対的に収縮すると、放射電極２はアーム部１２両端の隙間の窪み部１３Ａの範囲で相対的に水平方向へ移動する。
【００３５】
つまり、放射電極２は基体１との接触面に垂直方向に拘束しつつ水平方向は固定部４の方向に自由度を有しており、基体１と放射電極２との熱収縮や熱膨張の差により、この間の反りや浮きを防止できるものである。
【００３６】
このように本実施の形態によれば、放射電極２下面に平坦部１２Ａを有するアーム部１２を設けると共に、基体１にこのアーム部１２両端と隙間を空けた窪み部１３Ａと、平坦部１２Ａ上面に当接する保持部１３Ｂからなる結合部１３を設けることによって、実施の形態１の場合と同様に、基体１と放射電極２の熱収縮と熱膨張による寸法変化を吸収して、反りや浮きがなく安定した共振周波数が得られるアンテナ素子を得ることができるものである。
【００３７】
さらに、放射電極２のアーム部１２が下方へ突出しているため、アンテナ素子を薄いものとすることができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、基体や放射電極の熱収縮や熱膨張による反りや浮きを防止でき、安定した共振周波数が得られるアンテナ素子及びこれを用いたアンテナを得ることができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるアンテナ素子の斜視図
【図２】同結合部の要部斜視図
【図３】同固定部の断面図
【図４】本発明の第２の実施の形態における結合部の要部斜視図
【図５】（ａ）従来のアンテナの斜視図
（ｂ）同収縮後の断面図
【符号の説明】
１　基体
２　放射電極
３　結合部
３Ａ　挿通部
３Ｂ　保持部
４　固定部
５　アンテナ素子
６　長穴
７　導体地板
８　給電端子
１２　アーム部
１２Ａ　平坦部
１３　結合部
１３Ａ　窪み部
１３Ｂ　保持部

Claims

誘電性の基体と、この基体の上面に載置された板状の放射電極からなり、前記基体と前記放射電極の所定の箇所に互いを固定する固定部を設けると共に、前記放射電極には前記固定部への方向が長手となった複数の長穴を設け、前記基体にはこの長穴の長手方向の両端から所定の隙間を空けて上方へ突出する挿通部、及び前記放射電極の上面に当接する保持部から形成された結合部を設けたアンテナ素子。
誘電性の基体と、この基体の上面に載置された板状の放射電極からなり、前記基体と前記放射電極の所定の箇所に互いを固定する固定部を設けると共に、前記放射電極の下面には前記固定部への方向と直交方向に突出し先端に平坦部を有する略Ｌ字状の複数のアーム部を設け、前記基体にはこのアーム部の前記固定部方向の両端と所定の隙間を空けた窪み部、及び前記平坦部の上面に当接する保持部から形成された結合部を設けたアンテナ素子。
請求項１または２記載のアンテナ素子に、放射電極と対向する面に導体地板を配置すると共に、前記放射電極に給電する給電端子を設けたアンテナ。
給電端子を固定部に設けた請求項３記載のアンテナ。