JP2004266491A

JP2004266491A - 統合アンテナ装置および統合アンテナ装置の製造方法

Info

Publication number: JP2004266491A
Application number: JP2003053654A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Sano; 光洋佐野
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2004-09-24

Abstract

【課題】コストや工数が増大することや装置自体が大型化することなく、複数のアンテナ素子を各々の推奨設置角度に適切に取付ける。
【解決手段】ＥＴＣ用のアンテナ素子８と、ＧＰＳ用のアンテナ素子１０およびＶＩＣＳ用のアンテナ素子１２とを同一の基板６上にあって屈曲部７を挟むように実装し、ＥＴＣ用のアンテナ素子８のアンテナ面８ａが水平面に対して傾斜する傾斜角度と、ＧＰＳ用のアンテナ素子１０のアンテナ面１０ａおよびＶＩＣＳ用のアンテナ素子１２のアンテナ面１２ａが水平面に対して傾斜する傾斜角度とが互いに異なるように構成した。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに異なる特性を有する複数のアンテナ素子を備えた統合アンテナ装置および前記統合アンテナ装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、互いに異なる特性を有する複数のアンテナ素子を備えた統合アンテナ装置として、例えばＥＴＣ用のアンテナ素子とＧＰＳ用のアンテナ素子とを備えた構成がある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１１１３７７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＥＴＣ用のアンテナ素子とＧＰＳ用のアンテナ素子とは、それぞれの電波の放射方向や到来方向が相違するという事情により、推奨設置角度が互いに異なっており、具体的には、ＥＴＣ用のアンテナ素子の推奨設置角度は、水平面に対して「２３度」となっており、一方、ＧＰＳ用のアンテナ素子の推奨設置角度は、水平面に対して「０度」となっている。
【０００５】
このような事情から、ＥＴＣ用のアンテナ素子とＧＰＳ用のアンテナ素子とを備えた統合アンテナ装置では、ＥＴＣ用のアンテナ素子を実装するための基板と、ＧＰＳ用のアンテナ素子を実装するための基板とを別々に用意する必要がある。ところが、これでは、少なくとも２枚の基板が必要となる分、コストや工数が増大するという問題がある。また、ＥＴＣ用のアンテナ素子とＧＰＳ用のアンテナ素子とを同一の同軸ケーブルで本体に接続しようとすると、基板同士を接続するためのケーブルも別途必要となり、これによっても、コストや工数が増大するという問題がある。
【０００６】
そこで、ＥＴＣ用のアンテナ素子とＧＰＳ用のアンテナ素子とを同一の基板上に実装し、アンテナ面の一部を高優先率材でカバーして指向性パターンを所望の方向に変更させる技術や、アレーアンテナを構成して各アンテナ素子への給電線路の位相を変化させて指向性パターンを所望の方向に変更させる技術などが知られている。しかしながら、アンテナ面の一部を高優先率材でカバーする方法では、アンテナ面の一部を高優先率材でカバーする際に高い組付け精度が要求されるので、結局はコストや工数が増大するという問題がある。また、アレーアンテナを構成する方法では、実装面積が２倍以上となるので、装置自体が大型化するという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コストや工数が増大することや装置自体が大型化することなく、複数のアンテナ素子を各々の推奨設置角度に適切に取付けることができ、それによって、適切な品質を確保することができる統合アンテナ装置および前記統合アンテナ装置の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した統合アンテナ装置によれば、互いに異なる特性を有する複数のアンテナ素子のうち一のアンテナ素子と他のアンテナ素子とを基板上にあって屈曲部を挟むように一の実装面と他の実装面とに実装し、一のアンテナ素子のアンテナ面が水平面に対して傾斜する傾斜角度と他のアンテナ素子のアンテナ面が水平面に対して傾斜する傾斜角度とが互いに異なるように構成した。
【０００９】
このように、一のアンテナ素子と他のアンテナ素子とを同一の基板上にあって屈曲部を挟むように一の実装面と他の実装面とに実装し、一のアンテナ素子のアンテナ面が水平面に対して傾斜する傾斜角度と他のアンテナ素子のアンテナ面が水平面に対して傾斜する傾斜角度とが互いに異なるように構成したので、一のアンテナ素子を実装するための基板と他のアンテナ素子を実装するための基板とを別々に用意する必要をなくすことができ、しかも、指向性パターンを所望の方向に変更させるために、アンテナ面の一部を高優先率材でカバーする必要もなくすことができ、また、アレーアンテナを構成する必要もなくすことができる。これにより、コストや工数が増大することや装置自体が大型化することなく、複数のアンテナ素子を各々の推奨設置角度に適切に取付けることができ、それによって、適切な品質を確保することができる。
【００１０】
請求項２に記載した統合アンテナ装置によれば、基板を熱可塑性樹脂から構成したので、基板を加熱することにより、基板を容易に屈曲させることができる。
【００１１】
請求項３に記載した統合アンテナ装置によれば、基板を保持するための基板保持部材を、基板と同一の熱可塑性樹脂から構成したので、基板と基板保持部材とを加熱することにより、基板を基板保持部材に容易に接合することができる。
【００１２】
請求項４に記載した統合アンテナ装置によれば、アンテナ素子が取付けられる誘電体を、基板と同一の熱可塑性樹脂から構成したので、誘電体を基板と共に一体に成形することができる。
【００１３】
請求項５に記載した統合アンテナの製造方法によれば、互いに異なる特性を有する複数のアンテナ素子を基板上に実装し、基板を複数のアンテナ素子のうち一のアンテナ素子が実装された一の実装面と複数のアンテナ素子のうち他のアンテナ素子が実装された他の実装面との間で屈曲させ、一のアンテナ素子のアンテナ面が水平面に対して傾斜する傾斜角度と他のアンテナ素子のアンテナ面が水平面に対して傾斜する傾斜角度とを互いに異ならせ、統合アンテナ装置を製造するので、上記した請求項１に記載したものと同様にして、コストや工数が増大することや装置自体が大型化することなく、複数のアンテナ素子を各々の推奨設置角度に適切に取付けることができ、それによって、適切な品質を確保することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、複数のアンテナ素子として、ＥＴＣ用のアンテナ素子、ＧＰＳ用のアンテナ素子およびＶＩＣＳ用のアンテナ素子を備えた統合アンテナ装置に適用した一実施例について、図面を参照して説明する。まず、図１は、統合アンテナ装置のアンテナ本体部１を分解した状態を外観斜視図により示している。アンテナ本体部１のレドーム２は、上側レドーム３と下側レドーム４とから構成されており、下側レドーム４には、地板５が取付けられている。
【００１５】
基板６は、例えばＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート、融点は約２７０〜２８０℃）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート、融点は約２５０℃）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン、融点は約３４０℃）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイト、融点は約２５０℃）などの熱可塑性樹脂を原料としてなる多層基板から構成されており、屈曲部７で所定の屈曲角度を有して屈曲されている。
【００１６】
基板６のうち地板５に対して所定の傾斜角度θ（具体的には、θ＝２３度）を有する実装面６ａ上の所定位置には、平面状のＥＴＣ用のアンテナ素子８が誘電体９に取付けられて実装されている。また、基板６のうち地板５に対して平行な実装面６ｂ上の所定位置には、平面状のＧＰＳ用のアンテナ１０が誘電体１１に取付けられて実装されていると共に、平面状のＶＩＣＳ用のアンテナ１２が誘電体１３に取付けられて実装されている。すなわち、上記した構成では、ＥＴＣ用のアンテナ素子８は、そのアンテナ面８ａが地板５に対して所定の傾斜角度θを有して配設されており、ＧＰＳ用のアンテナ１０およびＶＩＣＳ用のアンテナ１２は、それらのアンテナ面１０ａ、１２ａが地板５に対して平行に配設されている。
【００１７】
これらＥＴＣ用のアンテナ素子８、ＧＰＳ用のアンテナ素子１０およびＶＩＣＳ用のアンテナ素子１２は、それぞれ基板６上に形成された導体パターン１４〜１６を通じて分配スイッチ１７に電気的に接続されている。同軸ケーブル１８は、導電性の取付金具１９により基板６に対して固定されており、その内部導体１８ａは、導体パターン２０を通じて分配スイッチ１７に電気的に接続されていると共に、その外部導体１８ｂは、取付金具１９を通じて基板６の裏面に形成されたアンテナグランド（図示せず）に電気的に接続されている。
【００１８】
そして、基板６は、下側レドーム４に一体に形成された基板保持部材２１により保持され、下側レドーム４に固定されている。尚、基板保持部材２１は、基板６と同一の熱可塑性樹脂を原料として構成されている。また、このように構成されたアンテナ本体部１は、例えば車両の車室内にて地板５が水平となるように設置される。
【００１９】
アンテナ本体部１は、図２に示すように、上記した同軸ケーブル１８を通じて分配器２２に接続されている。分配器２２は、アンテナ本体部１から同軸ケーブル１８を通じて伝送された電波信号を分配するもので、具体的には、アンテナ本体部１から伝送された電波信号がＥＴＣ用のアンテナ素子８により捕捉された電波信号であるときには、伝送された電波信号をＥＴＣレシーバ２３に出力し、アンテナ本体部１から伝送された電波信号がＧＰＳ用のアンテナ素子１０により捕捉された電波信号であるときには、伝送された電波信号をＧＰＳレシーバ２４に出力し、アンテナ本体部１から伝送された電波信号がＶＩＣＳ用のアンテナ素子１２により捕捉された電波信号であるときには、伝送された電波信号をＶＩＣＳレシーバ２５に出力する。
【００２０】
各レシーバ２３〜２５は、アンテナ本体部１から分配器２２を通じて電波信号が入力されると、入力された電波信号を復調してナビゲーションシステム２６に出力し、ナビゲーションシステム２６は、各レシーバ２３〜２５から復調された電波信号が入力されると、入力された電波信号を所定のアルゴリズムに準じて処理する。
【００２１】
さて、ここで、上記した構成において、ＥＴＣ用のアンテナ素子８、ＧＰＳ用のアンテナ素子１０およびＶＩＣＳ用のアンテナ素子１２が実装された基板６を屈曲させる方法について、図３および図４を参照して説明する。まず、ＥＴＣ用のアンテナ素子８、ＧＰＳ用のアンテナ素子１０およびＶＩＣＳ用のアンテナ素子１２を基板６上に実装した後に、図３（ａ）に示すように、各アンテナ素子８、１０、１２が実装された基板６を屈曲台２４上の所定位置に配置する。
【００２２】
このとき、矢印Ａ１，Ａ２方向に移動可能な位置決め部材２５を矢印Ａ１方向に移動させると共に、矢印Ｂ１，Ｂ２方向に移動可能な位置決め部材２６を矢印Ｂ１方向に移動させることにより、基板６を位置決めして固定する。尚、屈曲台２４には、図４（ｂ）に示すように、基板６に実装されている各アンテナ素子８、１０、１２および分配器１７を回避するための穴部２４ａ〜２４ｄが形成されている。
【００２３】
次いで、矢印Ｃ１，Ｃ２方向に回動可能な棒状のヒータ部２７に通電し、ヒータ部２７の温度が所定温度に到達した後に、図３（ｂ）に示すように、ヒータ部２７を矢印Ｃ１方向に回動させて基板６上の所定位置に配置し、基板６の一部を加熱する。次いで、基板６の一部を十分に加熱した後に、図４（ａ）に示すように、屈曲台２４を傾斜部２８が固定部２９に対して所定角度θだけ傾斜するように屈曲させることにより、屈曲台２４と共に基板６を屈曲させ、基板６の所定位置に屈曲部７を形成する。
【００２４】
次いで、図４（ｂ）に示すように、ヒータ部２７を矢印Ｃ２方向に回動させて基板６の屈曲部７から離し、屈曲部７が十分に冷却されて固まった後に、傾斜部２８を元の状態に戻し、屈曲された基板６を屈曲台２４から取外す。そして、図５に示すように、このようにして屈曲された基板６を基板保持部材２１に熱溶着することにより、基板６を基板保持部材２１に接合して下側レドーム４に取付ける。
【００２５】
ところで、以上は、各アンテナ素子８、１０、１２および分配器１７を基板６上に実装した後に、基板６を屈曲させる構成を説明したが、基板６を屈曲させた後に、各アンテナ素子８、１０、１２および分配器１７を基板６上に実装する構成であっても良い。また、基板６を製造する工程の途中で、各アンテナ素子８、１０、１２および分配器１７を実装する構成であっても良い。さらに、各誘電体９、１１、１３を基板６と同一の熱可塑性樹脂を原料とすることにより、基板６を製造する工程の途中で、各誘電体９、１１、１３を成形する構成であっても良い。
【００２６】
以上に説明したように本実施例によれば、ＥＴＣ用のアンテナ素子８と、ＧＰＳ用のアンテナ素子１０およびＶＩＣＳ用のアンテナ素子１２とを基板６上にあって屈曲部７を挟むように実装し、ＥＴＣ用のアンテナ素子８のアンテナ面８ａが水平面に対して傾斜する傾斜角度と、ＧＰＳ用のアンテナ素子１０のアンテナ面１０ａおよびＶＩＣＳ用のアンテナ素子１２のアンテナ面１２ａが水平面に対して傾斜する傾斜角度とが互いに異なるように構成したので、ＥＴＣ用のアンテナ素子８を実装するための基板と、ＧＰＳ用のアンテナ素子１０およびＶＩＣＳ用のアンテナ素子１２を実装するための基板とを別々に用意する必要をなくすことができ、しかも、指向性パターンを所望の方向に変更させるために、アンテナ面の一部を高優先率材でカバーする必要もなくすことができ、また、アレーアンテナを構成する必要もなくすことができる。これにより、コストや工数が増大することや装置自体が大型化することなく、各アンテナ素子８、１０、１２を各々の推奨設置角度に適切に取付けることができ、それによって、適切な品質を確保することができる。
【００２７】
また、基板６を熱可塑性樹脂から構成したので、基板６を加熱することにより、基板６を容易に屈曲させることができる。また、基板保持部材２１を基板６と同一の熱可塑性樹脂から構成したので、基板６と基板保持部材２１とを加熱することにより、基板６を基板保持部材２１に容易に接合することができる。さらに、各誘電体９、１１、１３を基板６と同一の熱可塑性樹脂から構成すれば、各誘電体９、１１、１３を基板６と共に一体に成形することができる。
【００２８】
本発明は、上記した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のように変形または拡張することができる。
複数のアンテナ素子としては、ＥＴＣ用のアンテナ素子、ＧＰＳ用のアンテナ素子およびＶＩＣＳ用のアンテナ素子に限らず、電話用のアンテナ素子であっても良い。
分配スイッチや分配器を、周波数選択性を有する方向性結合器から構成しても良い。
各アンテナ素子を同一の同軸ケーブルに接続する構成に限らず、各アンテナ素子を別々の同軸ケーブルに接続するように構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すもので、分解した状態を示す外観斜視図
【図２】電気的な構成を示す機能ブロック図
【図３】基板を屈曲させる工程を示す図（その１）
【図４】基板を屈曲させる工程を示す図（その２）
【図５】基板を基板保持部材に接合した状態を示す図
【符号の説明】
図面中、６は基板、６ａは実装面、６ｂは実装面、７は屈曲部、８はＥＴＣ用のアンテナ素子（アンテナ素子）、８ａはアンテナ面、９は誘電体、１０はＧＰＳ用のアンテナ素子（アンテナ素子）、１０ａはアンテナ面、１１は誘電体、１２はＶＩＣＳ用のアンテナ素子（アンテナ素子）、１２ａはアンテナ面、１３は誘電体、２１は基板保持部材である。

Claims

互いに異なる特性を有する複数のアンテナ素子と、
屈曲部を有する基板とを備え、
前記複数のアンテナ素子のうち一のアンテナ素子と他のアンテナ素子とを前記基板上にあって前記屈曲部を挟むように一の実装面と他の実装面とに実装し、前記一のアンテナ素子のアンテナ面が水平面に対して傾斜する傾斜角度と前記他のアンテナ素子のアンテナ面が水平面に対して傾斜する傾斜角度とが互いに異なるように構成したことを特徴とする統合アンテナ装置。
請求項１に記載した統合アンテナ装置において、
前記基板を熱可塑性樹脂から構成したことを特徴とする統合アンテナ装置。
請求項２に記載した統合アンテナ装置において、
前記基板を保持するための基板保持部材を、前記基板と同一の熱可塑性樹脂から構成したことを特徴とする統合アンテナ装置。
請求項２または３に記載した統合アンテナ装置において、
前記アンテナ素子が取付けられる誘電体を、前記基板と同一の熱可塑性樹脂から構成したことを特徴とする統合アンテナ装置。
互いに異なる特性を有する複数のアンテナ素子を基板上に実装し、前記基板を前記複数のアンテナ素子のうち一のアンテナ素子が実装された一の実装面と前記複数のアンテナ素子のうち他のアンテナ素子が実装された他の実装面との間で屈曲させ、前記一のアンテナ素子のアンテナ面が水平面に対して傾斜する傾斜角度と前記他のアンテナ素子のアンテナ面が水平面に対して傾斜する傾斜角度とを互いに異ならせ、統合アンテナ装置を製造することを特徴とする統合アンテナ装置の製造方法。