JP2005159836A

JP2005159836A - アンテナ装置

Info

Publication number: JP2005159836A
Application number: JP2003397287A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Sasaki; 和広佐々木
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2003-11-27
Filing date: 2003-11-27
Publication date: 2005-06-16
Also published as: EP1536515A1

Abstract

【課題】部品点数が少なく、組立性も良く、安価なアンテナ装置を提供する。
【解決手段】本発明のアンテナ装置は、金属板からなる接地導体板１と、金属板からなる放射導体板８、及び電子部品６が搭載されて所望の電気回路を形成した回路基板２を有するアンテナ本体部Ｈと、電気回路に接続されたケーブル７とを備え、接地導体板１は、放射導体板８側に切り起こされ、下部に挿通部１ｅを設けた止め部１ｃを有し、ケーブル７は、挿通部１ｅに挿通された状態で、止め部１ｃによって支持されたため、接地導体板１と一体に設けられた止め部１ｃによってケーブル７が支持できて、ケーブル支持のために別部品を必要とせず、部品点数が少なく、組立性が良くなって、安価なものが得られる。
【選択図】図３

Description

本発明はＧＰＳアンテナ等に使用して好適なパッチ型のアンテナ装置に関する。

従来のアンテナ装置の図面を説明すると、図２２は従来のアンテナ装置の全体を示す要部断面図、図２３は従来のアンテナ装置の要部の拡大断面図である。

次に、従来のアンテナ装置の構成を図２２，図２３に基づいて説明すると、箱形のケース５１の上面には、接地導体板５２が取り付けられると共に、ケース５１に突出して設けられたポスト５１ａの上端部には、アンテナ素子５３が取り付けられている。

また、接地導体板５２の下面には、シールドカバー５４が取り付けられ、このシールドカバー５４の中空部内には、同軸ケーブル５５が挿入されて、同軸ケーブル５５の外部導体５６がシールドカバー５４に半田付けされると共に、同軸ケーブル５５の中心導体５７が上方に折り曲げられた状態で、保持部材５８で支持されている。

そして、保持部材５８で支持された中心導体５７は、アンテナ素子５３に接続されると共に、コップ状のカバ−５９は、アンテナ素子５３を覆った状態で、ケース５１に取り付けられて、従来のアンテナ装置が構成されている。（例えば、特許文献１参照）

しかし、このような従来のアンテナ装置は、外部導体５６がシールドカバー５４に半田付けされることによって、同軸ケーブル５５の強度の強い取付ができるが、接地導体板５２と別部品のシールドカバー５４を必要とし、部品点数が多くなって、コスト高になるばかりか、その取付作業が面倒で、生産性が悪く、コスト高になる。

特開２００３−６０４１４号公報

従来のアンテナ装置は、外部導体５６がシールドカバー５４に半田付けされることによって、同軸ケーブル５５の強度の強い取付ができるが、接地導体板５２と別部品のシールドカバー５４を必要とし、部品点数が多くなって、コスト高になるばかりか、その取付作業が面倒で、生産性が悪く、コスト高になるという問題がある。

そこで、本発明は部品点数が少なく、組立性も良く、安価なアンテナ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための第１の解決手段として、金属板からなる接地導体板と、金属板からなる放射導体板、及び電子部品が搭載されて所望の電気回路を形成した回路基板を有するアンテナ本体部と、前記電気回路に接続されたケーブルとを備え、前記接地導体板は、前記放射導体板側に切り起こされ、下部に挿通部を設けた止め部を有し、前記ケーブルは、前記挿通部に挿通された状態で、前記止め部によって支持された構成とした。

また、第２の解決手段として、前記ケーブルは、中心導体と、この中心導体の外部を覆う外部導体とを有した同軸型のケーブルで構成され、前記外部導体が前記止め部に半田付けされた構成とした。
また、第３の解決手段として、前記止め部には切り欠き部が設けられ、前記外部導体が前記切り欠き部に位置で前記止め部に半田付けされた構成とした。

また、第４の解決手段として、前記止め部の少なくとも上面の一部は、前記放射導体板の周縁部の近傍に対向して配置された構成とした。
また、第５の解決手段として、前記止め部は、前記放射導体板の外周縁に沿って配置された構成とした。

本発明のアンテナ装置は、金属板からなる接地導体板と、金属板からなる放射導体板、及び電子部品が搭載されて所望の電気回路を形成した回路基板を有するアンテナ本体部と、電気回路に接続されたケーブルとを備え、接地導体板は、放射導体板側に切り起こされ、下部に挿通部を設けた止め部を有し、ケーブルは、挿通部に挿通された状態で、止め部によって支持されたため、接地導体板と一体に設けられた止め部によってケーブルが支持できて、ケーブル支持のために別部品を必要とせず、部品点数が少なく、組立性が良くなって、安価なものが得られる。

また、ケーブルは、中心導体と、この中心導体の外部を覆う外部導体とを有した同軸型のケーブルで構成され、外部導体が止め部に半田付けされたため、ケーブルの強硬な支持ができる。

また、止め部には切り欠き部が設けられ、外部導体が切り欠き部に位置で止め部に半田付けされたため、止め部と外部導体との半田付けが良好となり、ケーブルの確実な支持ができる。

また、止め部の少なくとも上面の一部は、放射導体板の周縁部の近傍に対向して配置されたため、止め部と放射導体板との間で付加容量が発生し、共振周波数を低くできて、放射導体板の小型化を図ることができる。

また、止め部は、放射導体板の外周縁に沿って配置されたため、止め部の位置を極力、放射導体板の中心側に配置できて、装置の小型化を図ることができる。

本発明のアンテナ装置の図面を説明すると、図１は本発明のアンテナ装置の平面図、図２は本発明のアンテナ装置に係り、カバーを取り去った状態の平面図、図３は図１の３−３線における断面図、図４は図１の４−４線における断面図、図５は本発明のアンテナ装置の分解斜視図である。

また、図６は本発明のアンテナ装置の接地導体板の平面図、図７は本発明のアンテナ装置の接地導体板の斜視図、図８は本発明のアンテナ装置の回路基板の平面図、図９は本発明のアンテナ装置の放射導体板の平面図、図１０は本発明のアンテナ装置の放射導体板の正面図、図１１は本発明のアンテナ装置の放射導体板の下面図である。

また、図１２は本発明のアンテナ装置のカバーの平面図、図１３は本発明のアンテナ装置のカバーの左側面図、図１４は本発明のアンテナ装置のカバーの要部断面図、図１５は本発明のアンテナ装置のカバーの下面図である。

また、図１６は本発明のアンテナ装置に係り、放射導体板の回路基板への取付方法の第１工程を示す説明図、図１７は本発明のアンテナ装置に係り、放射導体板の回路基板への取付方法の第２工程を示す説明図、図１８は本発明のアンテナ装置に係り、放射導体板の回路基板への取付方法の第３工程を示す説明図、図１９は本発明のアンテナ装置に係り、放射導体板の回路基板への取付が完了した状態を示す斜視図である。

また、図２０は本発明のアンテナ装置に係り、ケーブルの接地導体板への取付方法を示す説明図、図２１は本発明のアンテナ装置に係り、ケーブルの接地導体板への取付が完了した状態を示す斜視図である。

次に、本発明のアンテナ装置の構成を図１〜図２１に基づいて説明すると、接地導体である金属板からなる接地導体板１は、特に図６，図７に示すように、四方の位置で、上方に向かってアーチ状に切り起こされた複数の掛け止め部１ａと、この掛け止め部１ａに隣接して設けられた孔１ｂと、２つの掛け止め部１ａ間の位置で、上方に向かってアーチ状に切り起こされた複数の止め部１ｃと、止め部１ｃの頂部近傍に設けられた貫通孔からなる切り欠き部１ｄと、止め部１ｃの下部に設けられた挿通部１ｅを有する。

また、接地導体板１は、上方に向かって折り曲げられた複数の折り曲げ片１ｆと、この折り曲げ片１ｆに隣接した位置を含む複数の箇所に設けられた逃げ孔１ｇを有する。

四角形をなした回路基板２は、特に図８に示すように、絶縁板からなる誘電体基板３と、この誘電体基板３に設けられた配線パターン４と、誘電体基板３の四隅部分に設けられた複数の第１、第２，第３，第４の電極５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを有する。

また、斜向かいに位置する第１，第２の電極５ａと５ｂ、及び第３，第４の電極５ｃと５ｄは、互いにその面積が等しく形成されているが、第１，第２の電極５ａ、５ｂは、第３，第４の電極５ｃ、５ｄよりも面積が小さくなっている。

更に、誘電体基板３は、第１〜第４の電極５ａ〜５ｄの位置に設けられた貫通孔からなる複数の貫通部３ａと、外周縁の近傍に設けられた複数の第１の孔３ｂと、中央部に設けられた複数の第２の孔３ｃを有する。

そして、回路基板２には、背の低いチップ型コンデンサ等や背の高い誘電体フイルタ６ａ等を含む電子部品６が搭載されて、マッチング回路、フイルタ回路、増幅回路等からなる所望の電気回路が形成されている。
また、誘電体フイルタ６ａ等からなる背の高い電子部品６は、回路基板２の外周縁近傍に配置された状態となっている。

このような回路基板２は、特に図３，図５に示すように、折り曲げ片１ｆが第１の孔３ｂに挿通された状態で、回路基板２の下面が接地導体板１上に載置されて、折り曲げ片１ｆが配線パターン４に半田付けされて、回路基板２が折り曲げ片１ｆによって支持されている。

この時、折り曲げ片１ｆは、第１の孔３ｂから貫通して、先端部が上方に突出すると共に、回路基板２の貫通部３ａと第２の孔３ｃの下部は、接地導体板１の逃げ孔１ｇが位置して、接地導体板１から逃げた状態となっている。
また、回路基板２が接地導体板１上に取り付けられた際、第１〜第４の電極５ａ〜５ｄは、誘電体基板３を挟んで接地用導体板１と対向して、それぞれコンデンサが形成された状態となる。

同軸型のケーブル７は、中心導体７ａと、この中心導体７ａの外側を覆うように絶縁被覆部を介して設けられた網目状の外部導体７ｂを有し、このケーブル７の取付は、先ず、図２０に示すように、止め部１ｃの挿通部１ｅ内には、ケーブル７の先端部を挿通して、図２１に示すような状態にする。

そして、この図２１の状態で、中心導体７ａを配線パターン４に半田付けすると共に、切り欠き部１ｄの位置で、外部導体７ｂと止め部１ｃが半田付けされて、ケーブル７は、止め部１ｃによって支持された構成となっている。

金属板からなる八角形状の放射導体板８は、特に図９〜図１１に示すように、互いに直角をなす位置で、下方に切り曲げされた折り曲げ片からなる２つの第１，第２の給電部９ａ、９ｂと、第１の給電部９ａと中心Ｃを通る線Ｓ１上、及び第２の給電部９ｂと中心Ｃを通る線Ｓ２上に設けられた電気長を調整するための調整手段Ｚを有する。

そして、放射導体板８における電界方向は、線Ｓ１とＳ２の方向となると共に、この線Ｓ１方向に発生する第１の電気長と、線Ｓ２方向に発生する第２の電気長が存在する。
また、調整手段Ｚは、電界方向である線Ｓ１，Ｓ２の位置に設けられると共に、放射導体板８の中央部を除く箇所で、中央部と外周縁との間に設けられている。

更に、調整手段Ｚは、第１，第２の給電部９ａ、９ｂから中心Ｃを越えた反対側に設けられると共に、孔１０ａと桟部１０ｂの組み合わせからなる梯子状部で形成され、桟部１０ａの切断によって電気長が長くなるように調整できる。

また、放射導体板８は、中心Ｃを通り、互いに直交する線Ｓ３，Ｓ４上に位置する一対の第１、第２の対向辺１１ａ、１１ｂと、中心部を除く箇所で、線Ｓ３，Ｓ４上の第１，第２の対向辺１１ａ、１１ｂまでの間に設けられた４個の脚片１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを有する。

この４個の脚片１２ａ〜１２ｄは、中心Ｃからの距離が等しい位置で、下方に折り曲げられて形成されると共に、第１，第２の対向辺１１ａ、１１ｂよりも中心Ｃ寄りの位置に設けられている。
また、放射導体板８の電界強度は、線Ｓ１，Ｓ２上の外周部における箇所が強い状態となっているが、脚片１２ａ〜１２ｄは、線Ｓ１，Ｓ２から離れて電界強度が比較的弱い箇所に設けられた状態となっている。

また、脚片１２ａ〜１２ｄのそれぞれの端部には、最下部に位置する第１の係止片１３ａと、この第１の係止片１３ａから間隔を持って設けられた第２の係止片１３ｂとから成る係止部１３が設けられている。
そして、この第１，第２の係止片１３ａ、１３ｂは、それぞれの脚片１２ａ〜１２ｄを中心として互いに反対方向に曲げられた折り曲げ部で形成されている。

このような構成を有する放射導体板８の取付は、先ず、図１６に示すように、回路基板２上に放射導体板８を配置した状態で、脚片１２ａ〜１２ｄのバネ性に抗して、脚片１２ａ〜１２ｄのそれぞれを内方に撓ませる。
次に、図１７に示すように、第１，第２の給電部９ａ、９ｂの先端の凸部を第２の孔３ｃに嵌合すると共に、脚片１２ａ〜１２ｄの係止部１３をそれぞれ貫通部３ａに挿通する。

しかる後、図１８に示すように、脚片１２ａ〜１２ｄの内方への撓み力を解除すると、脚片１２ａ〜１２ｄ自体のバネ性によって、脚片１２ａ〜１２ｄは元の状態に戻って、第１の係止片１３ａが回路基板２の裏面に係止すると共に、第２の係止片１３ｂが回路基板２の上面に係止して、図１９に示すように、放射導体板８が回路基板２に仮止めされた状態となる。

そして、脚片１２ａ〜１２ｄのそれぞれが個々の第１〜第４の電極５ａ〜５ｄに半田付けして接続されると共に、第１，第２の給電部９ａ，９ｂが第３の孔３ｃの周辺に設けられた配線パターン４に半田付けされており、回路基板２と放射導体板８とで、アンテナ本体部Ｈが形成されている。
この時、脚片１２ａ〜１２ｄと第１，第２の給電部９ａ，９ｂは、逃げ孔１ｇによって接地導体板１と導通しないようになっている。

このようにして回路基板２に取り付けられた放射導体板８は、接地導体板１と回路基板２に所定の間隔を隔てて平行な状態で配置されると共に、放射導体板８の第１の電気長は、線Ｓ１上の放射導体板８の長さと、電極５ａ、５ｂによるコンデンサの容量の大きさで決められ、また、放射導体板８の第２の電気長は、線Ｓ２上の放射導体板８の長さと、電極５ｃ、５ｄによるコンデンサの容量の大きさで決められる。

この実施例では、線Ｓ１上の放射導体板８の長さと線Ｓ２上の放射導体板８の長さは、等しくなっているが、電極５ａ、５ｂで形成される容量は、電極５ｃ、５ｄで形成される容量より小さくなっているため、第１の電気長は、第２の電気長よりも小さく、両者には電気長の差が生じているため、円編波型のアンテナ装置が得られるようになっている。

また、放射導体板８が取り付けられた際、下部全体には、放射導体板８より面積の大きな接地導体板１が存在すると共に、放射導体板８と接地導体板１との間には、放射導体板８の平面領域内に回路基板２が位置した状態となっている。
更に、放射導体板８が取り付けられた際、掛け止め部１ａと止め部１ｃ、及び背の高い電子部品６ａの上面は、放射導体板８の周縁部の近傍に対向して配置されると共に、折り曲げ部１ｆの先端部が放射導体板８に対向して配置され、掛け止め部１ａ、止め部１ｃ、背の高い電子部品６ａ、及び折り曲げ部１ｆと放射導電体８との間には、容量が生じるようになっている。

更に又、放射導体板８が取り付けられた際、掛け止め部１ａと止め部１ｃは、放射導体部８の外周縁に沿って配置されており、これによって、掛け止め部１ａと止め部１ｃが放射導体板８の中心Ｃ寄りに形成できて、アンテナ装置の小型化が図れる。
また、線Ｓ１，Ｓ２上の放射導体板８の長さと、第１〜第４の電極５ａ〜５ｄの容量や、掛け止め部１ａ、止め部１ｃ、背の高い電子部品６ａ、及び折り曲げ部１ｆと放射導電体８との間の容量を設けることによって、周波数を低くできて、アンテナ装置の小型化が図れる。

絶縁材の成型品からなるコップ状のカバー１４は、特に図１２〜図１５に示すように、八角形状の上壁１４ａと、上壁１４ａの八辺から下方に延びる８つの側壁１４ｂと、上壁１４ａと側壁１４ｂで囲まれた収納部１４ｃと、一つの側壁１４ｂの下部に設けられた凹部１４ｄと、一つ置きの側壁１４ｂの下部の内面側に設けられた鈎状の係止部１４ｅと、この係止部１４ｅが位置する側壁１４ｂの下部から下方に突出する凸部１４ｆを有する。

このカバー１４は、放射導体部８と回路基板２からなるアンテナ本体部Ｈの全体を収納部１４ｃ内に収納すると共に、係止部１４ｅを掛け止め部１ａに合わせた状態で、下方（接地導体板１側）に押し込むと、係止部１４ｅが掛け止め部１ａの下部にスナップ止めによって係止されて、カバー１４が接地導体板１に取り付けられる。

この時、側壁１４ｂの下部に設けられた凸部１４ｆは、掛け止め部１ａに隣接した孔１ｂに嵌入すると共に、凹部１４ｄ内には、ケーブル７が位置して、ケーブル７を押さえるようになっている。
封止シート１５は、片面に粘着材が設けられたラベル等で形成され、この封止シート１５は、接地導体板１の裏面側に貼着されて、逃げ孔１ｇを塞ぐようになっている。
このような構成によって、本発明のアンテナ装置が形成されている。

本発明のアンテナ装置の平面図。本発明のアンテナ装置に係り、カバーを取り去った状態の平面図。図１の３−３線における断面図。図１の４−４線における断面図。本発明のアンテナ装置の分解斜視図。本発明のアンテナ装置の接地導体板の平面図。本発明のアンテナ装置の接地導体板の斜視図。本発明のアンテナ装置の回路基板の平面図。本発明のアンテナ装置の放射導体板の平面図。本発明のアンテナ装置の放射導体板の正面図。本発明のアンテナ装置の放射導体板の下面図。本発明のアンテナ装置のカバーの平面図。本発明のアンテナ装置のカバーの左側面図。本発明のアンテナ装置のカバーの要部断面図。本発明のアンテナ装置のカバーの下面図。本発明のアンテナ装置に係り、放射導体板の回路基板への取付方法の第１工程を示す説明図。本発明のアンテナ装置に係り、放射導体板の回路基板への取付方法の第２工程を示す説明図。本発明のアンテナ装置に係り、放射導体板の回路基板への取付方法の第３工程を示す説明図。本発明のアンテナ装置に係り、放射導体板の回路基板への取付が完了した状態を示す斜視図。本発明のアンテナ装置に係り、ケーブルの接地導体板への取付方法を示す説明図。本発明のアンテナ装置に係り、ケーブルの接地導体板への取付が完了した状態を示す斜視図。従来のアンテナ装置の全体を示す要部断面図。従来のアンテナ装置の要部の拡大断面図。

符号の説明

１：接地導体板（接地導体）
１ａ：掛け止め部
１ｂ：孔
１ｃ：止め部
１ｄ：切り欠き部
１ｅ：挿通部
１ｆ：折り曲げ片
１ｇ：逃げ部
２：回路基板
３：誘電体基板
３ａ：貫通部
３ｂ：第１の孔
３ｃ：第２の孔
４：配線パターン
５ａ：第１の電極
５ｂ：第２の電極
５ｃ：第３の電極
５ｄ：第４の電極
６：電子部品
６ａ：背の高い電子部品（誘電体フイルタ）
７：ケーブル
７ａ：中心導体
７ｂ：外部導体
８：放射導体板
９ａ：第１の給電部
９ｂ：第２の給電部
Ｚ：調整手段
１０ａ：孔
１０ｂ：桟部
１１ａ：第１の対向辺
１１ｂ：第２の対向辺
１２ａ：脚片
１２ｂ：脚片
１２ｃ：脚片
１２ｄ：脚片
１３：係止部
１３ａ：第１の係止片
１３ｂ：第２の係止片
１４：カバー
１４ａ：上壁
１４ｂ：側壁
１４ｃ：収納部
１４ｄ：凹部
１４ｅ：係止部
１４ｆ：凸部
１５：封止シート
Ｃ：中心
Ｈ：アンテナ本体部
Ｓ１：線
Ｓ２：線
Ｓ３：線
Ｓ４：線

Claims

金属板からなる接地導体板と、金属板からなる放射導体板、及び電子部品が搭載されて所望の電気回路を形成した回路基板を有するアンテナ本体部と、前記電気回路に接続されたケーブルとを備え、前記接地導体板は、前記放射導体板側に切り起こされ、下部に挿通部を設けた止め部を有し、前記ケーブルは、前記挿通部に挿通された状態で、前記止め部によって支持されたことを特徴とするアンテナ装置。
前記ケーブルは、中心導体と、この中心導体の外部を覆う外部導体とを有した同軸型のケーブルで構成され、前記外部導体が前記止め部に半田付けされたことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
前記止め部には切り欠き部が設けられ、前記外部導体が前記切り欠き部に位置で前記止め部に半田付けされたことを特徴とする請求項２記載のアンテナ装置。
前記止め部の少なくとも上面の一部は、前記放射導体板の周縁部の近傍に対向して配置されたことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のアンテナ装置。
前記止め部は、前記放射導体板の外周縁に沿って配置されたことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載のアンテナ装置。