JP2005020322A

JP2005020322A - アンテナ装置

Info

Publication number: JP2005020322A
Application number: JP2003181979A
Authority: JP
Inventors: Junichi Noro; 順一野呂; Kenichi Taguchi; 憲一田口
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 2003-06-26
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2023-06-26
Also published as: CN100585945C; US20040266345A1; CN1577975A; US7151503B2; JP4281430B2

Abstract

【課題】同軸ケーブルをアンテナ基板に簡易にかつ強固に固定するとともにアンテナ基板におけるパターン形成や部品実装の自由度の向上を図る。
【解決手段】アンテナ素子６やアンテナ回路部品を実装するとともに回路パターンが形成されてなるアンテナ基板５、１１と、実装部品を被覆するようにしてアンテナ基板に組み付けられるとともにアンテナ基板と対向する主面に略コ字状の切り欠き２０を形成して舌片状の保持半田付け部２１を構成してなるシールドケース４と、アンテナ基板に形成した接続部と接続されてシールドケースの側面部１６に形成した引出部１７から引き出される同軸ケーブル１０とから構成される。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人工衛星からの電波を受信するための衛星信号受信用アンテナ装置に関するものであり、特に、衛星ラジオ放送のような円偏波された電波を受信するための衛星信号受信用アンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
衛星信号受信用アンテナ装置は、自動車や船舶等の移動体に設置され、衛星から送信されるギガヘルツ帯域の信号を受信することによって、緯度及び経度を検出して現在位置情報を取得するＧＰＳアンテナ装置や、ラジオ放送を受信する衛星ラジオ受信用アンテナ装置等が知られている。衛星信号受信用アンテナ装置は、受信ユニットや信号処理ユニットと組み合わされる。
【０００３】
衛星放送受信用アンテナ装置は、一般にアンテナ本体部を樹脂製の筐体内に収納するとともに、アンテナ本体部と接続された同軸ケーブルが筐体から引き出されて受信ユニットと接続される。アンテナ装置は、アンテナ本体部が、アンテナ素子やアンプ等のアンテナ回路部品を実装するとともに給電パターンやグランドパターン等の所定の回路パターンが形成されたアンテナ基板と、このアンテナ基板に対して実装回路部品を被覆して組み付けられることによって電磁的シールドを行うシールドケース等の部材から構成される。
【０００４】
衛星信号受信用アンテナ装置においては、自動車等の移動体に設置して用いられることから、アンテナ基板に対して同軸ケーブルを強固に固定することによって耐振動特性や耐衝撃特性を保持する対応が図られている。このために同軸ケーブルが引き出されるシールドケースの側面部にケーブル保持部が一体に形成されており、アンテナ基板に対してシールドケースを組み付ける際にケーブル保持部が同軸ケーブルをアンテナ基板上に押圧することによって、実装回路部品のシールドとともに同軸ケーブルの保持が行われるように構成されていた。（例えば、特許文献１或いは特許文献２。）
【０００５】
【特許文献１】
実開平７−４２５２４号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２００３−１７１５４号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の衛星信号受信用アンテナ装置においては、シールドケースに対してケーブル保持部が同軸ケーブルを引き出す側面部に設けられている。同軸ケーブルがケーブル保持部による保持位置と間隔が離れたアンテナ基板の内方位置に形成された各接続パターンと半田付けされる場合に、同軸ケーブルの導線が接続パターンから浮き上がった状態で半田付けが行われる、換言すれば空中半田付けが行われるようになり充分な強度を以って接続することが困難となる。
【０００８】
したがって、適宜の治具を用いて同軸ケーブルの導線をアンテナ基板の接続パターンに押し付けながら半田付けを行うといった対応が図られるために作業性が悪くなるといった問題があった。また、半田付け部位において応力が集中するために半田の剥離等も発生しやすく、信頼性が低下するといった問題があった。
【０００９】
例えばアンテナ基板に対して接続パターンを同軸ケーブルの引出部の近傍に形成することによって、半田付け部位とケーブル保持部による保持位置とを近づけて空中半田付けを回避する対応も図られる。しかしながら、アンテナ基板のパターン形成や部品実装の自由度が制限されるために、小型化や組立性の向上を実現することが困難となるといった問題があった。
【００１０】
したがって、本発明は、アンテナ基板に対して簡易な半田付け工程によって同軸ケーブルが強固に接続固定されるとともにアンテナ基板におけるパターン形成や部品実装の自由度の向上を図るアンテナ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成する本発明にかかるアンテナ装置は、アンテナ素子やアンテナ回路部品を実装するとともに給電或いはグランドパターンが形成されてなるアンテナ基板と、実装部品を被覆するようにしてアンテナ基板に組み付けられるとともにアンテナ基板と対向する主面に略コ字状の切り欠きを形成して舌片状の保持半田付け部を構成してなるシールドケースと、アンテナ基板に形成した接続部と接続されてシールドケースの側面部に形成した引出部から引き出される同軸ケーブルとから構成される。
【００１２】
以上のように構成された本発明にかかるアンテナ装置においては、接続部に対して同軸ケーブルが半田付けされて接続されたアンテナ基板に対して実装部品を被覆するようにしてシールドケースが組み付けられることにより、同軸ケーブルがシールドケースの引出部から引き出される。アンテナ装置によれば、同軸ケーブルが、半田付け部位の近傍において保持半田付け部によって同軸ケーブルを押圧するとともに半田付けを施されることで、シールドケースに対して強固に固定される。アンテナ装置によれば、主面上の自由な位置に接続部を設けたアンテナ基板に対して同軸ケーブルが簡易な工程により強固に接続することが可能となり、信頼性の向上とともにコスト低減が図られる。
【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て詳細に説明する。実施の形態として示すアンテナ装置１は、自動車や船舶等の移動体に設置され、衛星から送信される衛星信号を受信することによって、ラジオ放送を受信する衛星ラジオ受信用アンテナである。アンテナ装置１は、図１及び図２に示すようにアンテナ本体２と、同軸ケーブルユニット３と、シールドケース４とを備え、これら構成部材が図示しない樹脂製のアッパケースとベースプレートとからなる外装ケースに内蔵されてなる。
【００１４】
アンテナ装置１は、図６に示すようにトップカバー３４とベースプレート３３からなる外装ケース３０の内部に収容され、ベースプレート３３に形成した取付部を介して自動車の屋根等に設置される。取付部は、ベースプレート３３の略中央に凹部３２を設け、その凹部に並列配置されて吸着された２個のマグネット３１からなる。これにより、アンテナ装置は、自動車の屋根に磁力により吸着されて保持固定される。アンテナ装置１は、同軸ケーブルユニット３を介して車内に設置した受信ユニットと接続されており、アンテナ本体部２によって受信した衛星信号を受信ユニットへと供給することにより所定の処理が行われるようにする。
【００１５】
アンテナ本体部２は、アンテナ基板５と、このアンテナ基板５に実装されたアンテナ素子６とから構成される。アンテナ基板５は、全体が略八角形を呈して形成されており、図示を省略するが周辺部の複数箇所にアンテナを外装ケース内部に組み合わせるための止めねじがねじ込まれる取付孔が形成されている。アンテナ基板５には、詳細を省略するが回路パターンや給電パターン或いはグランドパターンが形成されている。アンテナ基板５には、詳細を後述するようにシールドケース４を位置決めして組み付けて半田付けが施される複数個の位置決め孔が形成される。アンテナ基板５には、図３に示すように同軸ケーブルユニット３を位置決めして組み合わせる給電ピン８やアース端子部材９が設けられている。
【００１６】
アンテナ素子６は、例えばフッ素樹脂ブロック６ａと、この樹脂ブロック６ａの上面に所定形状の銅箔パターンを形成してなるループアンテナ６ｂとによって構成される。アンテナ素子６は、樹脂ブロック６ａの底面をアンテナ基板５の主面上に半田付けしてループアンテナ６ｂを上方に位置させて（なお、図２ではループアンテナ６ｂを下方に位置させて図示されている。）、このアンテナ基板５上に実装される。
【００１７】
アンテナ本体部２には、アンテナ基板５に対して詳細を省略する出力端子部と接続されて同軸ケーブルユニット３が組み合わされる。同軸ケーブルユニット３は、同軸ケーブル１０と、ケーブル基板１１と、保護チューブ１３等の部材からなる。同軸ケーブル１０は、詳細を省略するが、芯線と、この芯線を被覆する樹脂製の内層絶縁体と、この内層絶縁体の外周部に設けられた網目状のシールド線と、このシールド線を被覆する外装絶縁体とから構成される。
【００１８】
ケーブル基板１１には、詳細を省略するが出力端子部や、アンテナ基板５の端子部と対向して接続端子部或いはこれらを接続する導体部が適宜パターン形成されている。ケーブル基板１１には、詳細を省略するがアンテナ基板５側の給電ピン８に対向して嵌合孔が設けられるとともに、アース端子部材９と対向してアースバネ１４が実装されている。ケーブル基板１１には、詳細を省略するアンプやフィルタ等のアンテナ回路部品が実装されている。ケーブル基板１１は、これらの電子部品や受動素子等によって高周波受信回路基板を構成する。
【００１９】
同軸ケーブル１０は、保護チューブ１３によって２本の同軸ケーブルを一体的に取りまとめて１本としケーブルの煩雑さを軽減して扱い易いものにされている。保護チューブ１３は、塩化ビニル樹脂等の熱収縮特性を有する樹脂管からなり、引出位置に対応して装着された樹脂材からなるブッシュ２３から外装ケースの外部へ引き出される同軸ケーブル１０を被着する。保護チューブ１３は、所定位置まで挿入した状態で加熱されることによって縮径して同軸ケーブル１０の外周部に固定されることにより、外装ケースからの引出部において同軸ケーブル１０の損傷を防止する。保護チューブ１３は、アンテナ装置が自動車などの移動体に取り付けられた際に、移動体から外部に露出する同軸ケーブル１０の部分、外装ケースの同軸ケーブル引出部位から約１５〜２０ｃｍの部分について被覆するのが好ましい。
【００２０】
なお、保護チューブ１３は、従来の同軸ケーブルの保護用に用いられているゴム製カバー部材と比較して極めて廉価であるとともに、同軸ケーブルの被着操作も簡易に行うことが可能である。
【００２１】
同軸ケーブルユニット３は、同軸ケーブル１０が、内層絶縁体と外装絶縁体とが剥かれることによって露出された芯線とシールド線とがケーブル基板１１に形成した出力端子部とそれぞれ半田付けされる。同軸ケーブルユニット３は、芯線とシールド線とを相対する出力端子部に押し付けながら半田付けを施すことにより、同軸ケーブル１０がケーブル基板１１に対して浮き上がりの無い状態で接続される。
【００２２】
同軸ケーブルユニット３においては、同軸ケーブル１０を接続したケーブル基板１１がアンテナ基板５に対して組み合わされる。ケーブル基板１１とアンテナ基板５とは、相対する嵌合孔に対して給電ピン８が貫通されるとともにアースバネに対してアース端子部材９が結合されて互いに位置合わせされた状態で組み合わされる。ケーブル基板１１とアンテナ基板５とは、給電ピン８とアース端子部材９とに対して半田付けが施されることによって電気的かつ機械的に一体化される。アンテナ装置１は、これによってアンテナ本体部２と同軸ケーブルユニット３とが一体化される。
【００２３】
シールドケース４は、金属薄板にプレス加工を施して、図４及び図５に示すように全体略八角形状の薄型箱体に形成されてなる。シールドケース４は、主面部１５の周回りに、ケーブル基板１１に実装された電子部品等と接触しない程度の高さを以って側面部１６が折曲形成されている。シールドケース４には、側面部１６の一部に、アンテナ本体部２に組み付けた状態において同軸ケーブル１０を引き出すケーブル引出部１７が開口されている。シールドケース４には、図５に示すように側面部１６の先端に、アンテナ基板５やケーブル基板１１に形成した位置決め孔と相対嵌合される複数個の位置決め凸部１８が形成されている。
【００２４】
シールドケース４には、主面部１５のケーブル引出部１７と対応する部位を隆起させてケーブル保持部１９が形成されている。ケーブル保持部１９には、一対の略コ字状の切欠き２０ａ、２０ｂが形成されることによって、それぞれ舌片状の保持半田付け部２１ａ、２１ｂ（以下、保持半田付け部２１と総称する。）が形成されている。保持半田付け部２１は、それぞれ主面部１５に対して直交するようにして折曲され、図５に示すように先端部位が円弧状とされることによってケーブル保持部２２ａ、２２ｂ（以下、ケーブル保持部２２と総称する。）を構成している。
【００２５】
以上のように構成されたシールドケース４は、位置決め凸部１８を相対する位置決め孔に嵌合することによってアンテナ基板５とケーブル基板１１との組合せ体に組み付けられる。シールドケース４は、図１及び図２に示すように各位置決め凸部１８とアンテナ基板５或いはケーブル基板１１に半田付けが施されることによって一体化されてアンテナ装置１を構成する。シールドケース４は、この状態においてケーブル基板１１に実装した電子部品や回路パターン等を被覆することによって電磁的シールドを行う。
【００２６】
アンテナ装置１においては、この状態においてケーブル基板１１に設けたアースバネ１４がやや弾性変形して主面部１５の内面に当接することによって、シールドケース４がケーブル基板１１に形成したアースパターンと接続される。アンテナ装置１においては、この状態においてシールドケース４の各保持半田付け部２１が同軸ケーブル１０と対向して、それぞれの先端部に形成した各ケーブル保持部２２が同軸ケーブル１０に突き当てられてこれをケーブル基板１１の主面上に押圧する。
【００２７】
アンテナ装置１においては、上述したようにアンテナ基板５及びケーブル基板１１に対してシールドケース４が一体化して組み付けられることから、ケーブル保持部２２によってケーブル基板１１からの同軸ケーブル１０の浮き上がりが防止されるようになる。さらに、アンテナ装置１においては、この状態で図１に示すようにシールドケース４の各保持半田付け部２１に半田付け処理を施すことによって、各保持半田付け部２１と一体化して同軸ケーブル１０をシールドケース４に固定する。
【００２８】
アンテナ装置１においては、上述したように同軸ケーブル１０をシールドケース４に形成したケーブル保持部２２によって保持するとともに保持半田付け部２１と同軸ケーブル１０を半田付けしたことによって、シールドケース４に対して同軸ケーブル１０がしっかりと固定される。したがって、アンテナ装置１においては、振動や衝撃等が加えられた場合にも同軸ケーブル１０とケーブル基板１１との接続部位に大きな力が作用されないようにし、半田剥離等の発生を確実に防止して信頼性の向上を図る。
【００２９】
アンテナ装置１においては、同軸ケーブル１０とケーブル基板１１とが浮き上がりを生じることなくしっかりと半田付けが行われるようになる。アンテナ装置１においては、適宜の治具等を用いて同軸ケーブル１０とケーブル基板１１とを押圧保持しながら半田付け処理を行う必要も無く、簡易な作業によって精度の高い半田付けが行われるようになる。
【００３０】
アンテナ装置１においては、上述したようにシールドケース４の主面部１５にケーブル保持部２２が形成された保持半田付け部２１を設けて同軸ケーブル１０を固定保持してなる。換言すれば、アンテナ装置１においては、シールドケース４の主面部１５に同軸ケーブル１０の固定保持を設けたことによって、アンテナ基板５やケーブル基板１１に対する電子部品等の実装位置や同軸ケーブル１０の接続部位を周辺部に限定せずに任意に設定することが可能となる。したがって、アンテナ装置１においては、実装効率の向上と組立工程の簡易化が図られて小型化の実現が可能となる。
【００３１】
なお、上述した実施の形態においては、アンテナ基板５とケーブル基板１１とを接合するとともにケーブル基板１１側に実装した電子部品等を覆ってシールドケース４を組み付けるようにしたが、例えばアンテナ基板５とケーブル基板１１とを一体化して構成するようにしてもよいことは勿論である。アンテナ装置は、この場合にアンテナ基板５に同軸ケーブル１０が接続されるとともにシールドケース４が組み付けられる。
【００３２】
また、上述した実施の形態においては、衛星信号受信用アンテナ装置の適用例を示したが、その他のアンテナ装置にも適用される。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明にかかるアンテナ装置によれば、実装部品を被覆するようにしてアンテナ基板に組み付けられるシールドケースに形成した保持半田付け部によって、アンテナ基板の接続部と接続される同軸ケーブルを押圧するとともにこれら保持半田付け部と同軸ケーブルとを半田付けを施して組み立てたことから、同軸ケーブルが、治具等を不要としてアンテナ基板に対して浮き上がりの無い状態で半田付けが行われて接続されるとともにこの接続部の近傍においてシールドケースに対して強固に固定される。したがって、アンテナ装置によれば、主面上の自由な位置に接続部を設けたアンテナ基板に対して同軸ケーブルを簡易な工程によって強固に接続することが可能となり、信頼性の向上とともにコスト低減が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態として示した衛星信号受信用アンテナ装置の平面図である。
【図２】同アンテナ装置の側面図である。
【図３】同アンテナ装置の分解側面図である。
【図４】シールドケースの平面図である。
【図５】シールドケースの側面図である。
【図６】アンテナ装置は収納される外装ケースの側面図及び底面図である。
【符号の説明】
１アンテナ装置
２アンテナ本体部
３同軸ケーブルユニット
４シールドケース
５アンテナ基板
６アンテナ素子
１０同軸ケーブル
１１ケーブル基板
１３保護チューブ
１５主面部
１６側面部
１７ケーブル引出部
１８位置決め凸部
１９ケーブル保持部
２０切り欠き
２１保持半田付け部
２２ケーブル保持部

Claims

アンテナ素子やアンテナ回路部品を実装するとともに給電或いはグランドパターンが形成されてなるアンテナ基板と、
前記実装部品を被覆するようにして前記アンテナ基板に組み付けられるとともに、前記アンテナ基板と対向する主面に略コ字状の切り欠きを形成して舌片状の保持半田付け部を構成してなるシールドケースと、
前記アンテナ基板に形成した接続部と接続されて前記シールドケースの側面部に形成した引出部から引き出される同軸ケーブルとを備え、前記シールドケースに対して前記同軸ケーブルが、前記保持半田付け部によって前記アンテナ基板に押圧された状態で半田付けされて固定保持されることを特徴とするアンテナ装置。
前記保持半田付け部は、先端部を折曲されてケーブル押圧部を一体に形成し、このケーブル押圧部によって前記同軸ケーブルを前記アンテナ基板の主面上に押圧保持した状態で半田付けが施されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
前記シールドケースには外周端部に複数の位置決め凸部が一体に形成されるとともに、前記アンテナ基板にはこれら位置決め凸部と対向して複数の位置決め孔が設けられ、
相対する前記位置決め凸部と前記位置決め孔とを嵌合することによって、前記シールドケースが前記アンテナ基板に位置決めして組み合わされることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアンテナ装置。
前記同軸ケーブルには、前記外装ケースからの引出し部位から熱収縮性を有する保護チューブによって被覆されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のアンテナ装置。