JP2006121659A

JP2006121659A - アダプティブアレーアンテナ

Info

Publication number: JP2006121659A
Application number: JP2005218300A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Ueda; 幸浩上田; Junichi Somei; 潤一染井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2004-09-21
Filing date: 2005-07-28
Publication date: 2006-05-11

Abstract

【課題】アンテナ素子の受信特性の調節が容易で、簡素な構成のアダプティブアレーアンテナを提供する。
【解決手段】アダプティブアレーアンテナ(2)は、フレキシブル配線板部(21)とリジッド配線板部(22)とが連なるフレックスリジッド配線板(20)を備え、フレキシブル配線板部(21)自体をアンテナ素子(11)としている。アンテナ素子(11)を成すフレキシブル配線板部(21)の各部位は容易に変形することができる。アダプティブアレーアンテナ(2)全体としての指向性を最適化するために各アンテナ素子(11)の受信出力に付ける重みを算出する指向性制御回路(12)と、各アンテナ素子(11)の受信出力に重み付けをして合成信号を生成する信号処理回路(13)は、リジッド配線板部(22)に搭載されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、電波受信用のアンテナに関し、特に、複数のアンテナ素子を有し、指向性を最適に制御するアダプティブアレーアンテナに関する。

移動通信の電波環境では、干渉波やマルチパス伝搬に起因して、通信品質の劣化が生じ易い。このため、自動車等の移動体に備えられる通信装置では、複数のアンテナ素子を有し、それらの受信出力のうち最も強度の高いものを選択して出力するダイバーシティアンテナが用いられている。

近年では、さらに、干渉波を抑圧するとともにマルチパスフェージングの影響を除去して、指向性を最適にするアダプティブアレーアンテナの開発が進められている。アダプティブアレーアンテナでは、ダイバーシティアンテナと同様に複数のアンテナ素子を使用するが、単に強度の高い受信出力を選択するのではなく、各アンテナ素子の受信出力を重み付けをした上で合成して全体としての受信信号を生成するとともに、各アンテナ素子の受信出力に付ける重みを制御することで、指向性の最適化を図る。

従来のアダプティブアレーアンテナの外観を図１８に模式的に示す。アダプティブアレーアンテナ９は、複数のアンテナ素子５１、指向性制御回路５２、信号処理回路５３、出力端子５４、およびケーブル５５より成る。アンテナ素子５１は、アンテナ基台５６に取り付けられており、各アンテナ素子５１が直線上に並ぶアンテナアレーを成している。指向性制御回路５２、信号処理回路５３および出力端子５４は、回路基台５７に搭載されている。ケーブル５５は、アンテナ基台５６と回路基台５７との間に設けられており、各アンテナ素子５１を指向性制御回路５２と信号処理回路５３とに接続する。

指向性制御回路５２は、各アンテナ素子５１の受信出力に基づいて、各アンテナ素子５１の受信出力に付けるべき重みを算出する。信号処理回路５３は、各アンテナ素子５１の受信出力に指向性制御回路５２が算出した重みを付けて合成信号を生成し、増幅等の後処理をする。出力端子５４は、信号処理回路５３が生成した合成信号、つまり、アダプティブアレーアンテナ９全体としての受信信号を、外部に出力する。

なお、ここでは、アンテナ素子５１を棒状としてアンテナ基台５６に立設した構成を示したが、アンテナ素子５１を線状としてアンテナ基台５６に貼り付けたり埋め込んだりする構成もある。例えば車載通信装置では、ウインドウガラスをアンテナ基台５６として用いて、後者の構成を採用したものが多い。また、棒状のアンテナ素子５１を環状に配置する構成もある。

アダプティブアレーアンテナにおける指向性最適化の方法、すなわち、各アンテナ素子の出力信号に付ける重みの算出方法は種々あり、現在も研究が行われている（例えば、非特許文献１参照）。また、重み算出のための回路構成も、高性能化、小型化に向けて、改良が加えられている（例えば、特許文献１参照）。ただし、本発明は各アンテナ素子の出力信号の処理に直接関連するものではないので、本明細書では、重み算出方法についての説明は省略する。

非許文献１

「図解移動通信用アンテナシステム」、総合電子出版社、藤本京平監修、１６４〜１７７頁
特開２００１−１２７６７８号公報

従来のアダプティブアレーアンテナでは、アンテナ素子とアンテナ基台とが別の部材であり、アンテナ素子をアンテナ基台に取り付けるようにしているため、取り付けのための部材や工程が必要になり、構成が複雑になりがちで、コストも高くなる。しかも、例えば図１８に示したもののように、電波受信のためのアンテナ素子と、アンテナ素子の受信出力を制御し処理する回路とを個別の基台に搭載しており、また、ケーブルで接続しているため、全体としての小型化に限界があり、コストも一層上昇する。

さらに、アンテナ素子を伸縮可能な棒状としてアンテナ素子の長さを可変にしたり、アンテナ素子の基端部を回動可能にしてアンテナ素子の向きを可変にしたりすることができる程度で、アンテナ素子を基台に取り付けた後は、個々のアンテナ素子の形状を柔軟に変えることが困難である。このため、各アンテナ素子の受信特性を調節することが難しい。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、各アンテナ素子の受信特性の調節が容易で、簡素な構成のアダプティブアレーアンテナを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、複数のアンテナ素子と、各アンテナ素子の受信出力を処理して指向性を最適化した受信信号を生成する信号制御処理部を有するアダプティブアレーアンテナにおいて、比較的柔軟なフレキシブル配線板部と比較的硬直なリジッド配線板部とが連なるフレックスリジッド配線板を備え、フレキシブル配線板部が複数のアンテナ素子を成している構成とする。

このアダプティブアレーアンテナでは、フレキシブル配線板部自体がアンテナ素子として機能し、フレキシブル配線板部に連なるリジッド配線板部がアンテナ素子の基台として機能するため、アンテナ素子を基台に取り付ける部材や作業工程が不要である。また、アンテナ素子として機能するフレキシブル配線板部は、柔軟で変形可能であるから、アンテナ素子の形状を立体的に変えて受信特性を調節することが容易になる。したがって、電波環境が大きく異なる条件下で使用するときでも、常に、指向性を最適化しＳ／Ｎ比（信号対ノイズ比）を高くすることができる。

また、各アンテナ素子の受信特性はフレキシブル配線板部の各アンテナ素子を成す部位の金属導体の面積に依存するから、フレキシブル配線板部の各部の大きさの設定次第で、各アンテナ素子の受信特性を比較的自由に設定することもできる。フレキシブル配線板部は切断によって容易に加工することができるため、フレキシブル配線板部の大きさや平面形状の設定は容易である。

ここで、信号制御処理部がリジッド配線板部に搭載されている構成とするとよい。このようにすると、アンテナ素子と信号制御処理部が一体となって、全体として小型になり、また、両者を接続するケーブルが不要になって、一層簡素な構成となる。

フレキシブル配線板部の各アンテナ素子を成す部位がリジッド配線板部から放射状に突出している構成としてもよい。アンテナ素子が直線上に並ぶと、特定方向に対する指向性が特に高くなって、ある方向からの電波は良好に受信できるものの別方向からの電波を良好に受信することができにくくなるという事態が生じ易い。しかし、各アンテナ素子が放射状に突出する構成では、そのような事態が生じることはなく、あらゆる方向からの電波を良好に受信することが可能である。

フレキシブル配線板部の各アンテナ素子を成す部位の表面に金属薄膜が設けられている構成とすることもできる。各アンテナ素子の受信特性は、表面の金属薄膜の有無およびその面積にも依存するから、表面に設ける金属薄膜の面積次第で、各アンテナ素子の受信特性を比較的自由に設定することが可能になる。なお、金属薄膜はフレキシブル配線板部の柔軟性を損なうことがない程度の厚さであり、アンテナ素子を成すフレキシブル配線板部の各部位の変形に支障はない。

フレキシブル配線板部の各アンテナ素子を成す部位のうちリジッド配線板部から遠い先端部が分岐している構成とすることができる。このようにすると、各アンテナ素子を立体的に変形することが一層容易になり、受信特性の調節がさらに容易になる。

さらに、フレキシブル配線板部の各アンテナ素子を成す部位の分岐した先端部が円弧状である構成とすることもできる。このようにすると、フレキシブル配線板部の各部位をリジッド配線板部から放射状に突出させるときに、全体を概ね円形のコンパクトな形状とすることができる。

フレキシブル配線板部の各アンテナ素子を成す部位の先端部をコネクタ接続可能な構成にすることができる。各アンテナの受信特性は、アンテナ部の金属面積および金属特性に依存するので、コネクタ接続により金属片をアンテナ素子に追加することで、受信特性を比較的自由に設定することが可能となる。

さらに、コネクタ接続により電子回路を接続することで、アンテナ制御回路をコントロールし、受信特性の調整がさらに容易となる。

フレキシブル配線板部の各アンテナ素子を成す部位の先端部を半田付け可能な構成とすることができる。各アンテナの受信特性は、アンテナ部の金属面積および金属特性に依存するので、半田付けにより金属片をアンテナ素子に追加することで、受信特性を比較的自由に設定することが可能となる。

フレキシブル配線板部の各アンテナ素子を成す部位を、可動可能な筐体に配置する構成とすることもできる。このようにすると、アンテナ本体が移動している時でもアンテナ素子を可動することにより、最適な受信信号を得ることが可能となる。

さらに、筐体の可動をアンテナ制御回路で行うことで、指向性の最適化にアンテナ可動の要素が加わり、一層最適な受信信号を得ることが可能となる。

本発明のアダプティブアレーアンテナは、フレックスリジッド配線板のフレキシブル配線板部をアンテナ素子として利用するものであるため、アンテナ素子を基台に取り付ける部材や作業工程が不要になって、簡素な構成となり、コストも抑えられる。しかも、アンテナ素子が柔軟で変形可能であるから、アンテナ素子の形状を立体的に変えて受信特性を調節することが容易になる。又、フレキシブル配線板部の各アンテナ素子を成す部位の先端部を加工することにより、金属片や電子回路装置を接続可能な状態とすることで、アダプティブアレーアンテナの受信特性を調節することが容易になる。更に、アンテナ素子を覆う筺体に可動可能箇所を設けることにより、三次元的にアンテナ素子を屈曲できるため、アダプティブアレーアンテナの受信特性を調節することができる。

以下、本発明のアダプティブアレーアンテナの実施形態について、図面を参照しながら説明する。第１の実施形態のアダプティブアレーアンテナ１の外観を図１に模式的に示す。アダプティブアレーアンテナ１は、複数のアンテナ素子１１、指向性制御回路１２、信号処理回路１３、出力端子１４、およびケーブル１５より成る。

アンテナ素子１１は、比較的柔軟なフレキシブル配線板部２１と比較的硬直なリジッド配線板部２２とが連なって一体となっているフレックスリジッド配線板２０のうちの、フレキシブル配線板部２１をそのまま利用したものである。リジッド配線板部２２は長方形状であり、アンテナ素子１１を成すフレキシブル配線板部２１の各部位はリジッド配線板部２２から同一方向に突出している。すなわち、アンテナ素子１１は、一定のピッチで一方向に並べて配置されたアンテナアレーを成している。

フレックスリジッド配線板２０はフレキシブル配線板部２１からリジッド配線板部２２に達する金属導体（配線）を内蔵しており、各アンテナ素子１１は電気的にリジッド配線板部２２に接続されている。ただし、アンテナ素子１１が相互に短絡しないように、金属導体はリジッド配線板部２２内で分割されている。

指向性制御回路１２、信号処理回路１３および出力端子１４は、回路基台１７に搭載されている。ケーブル１５は、フレックスリジッド配線板２０のリジッド配線板部２２と回路基台１７との間に設けられており、各アンテナ素子１１を指向性制御回路１２と信号処理回路１３とに接続する。

指向性制御回路１２は、各アンテナ素子１１の受信出力に基づいて、アダプティブアレーアンテナ１全体としての指向性を最適化するために各アンテナ素子１１の受信出力に付けるべき重みを算出する。信号処理回路１３は、各アンテナ素子１１の受信出力に指向性制御回路１２が算出した重みを付けて合成信号を生成し、増幅等の後処理をする。出力端子１４は、信号処理回路１３が生成した合成信号、つまり、アダプティブアレーアンテナ１全体としての受信信号を、外部に出力する。

フレックスリジッド配線板２０の構成を図２に模式的に示す。フレックスリジッド配線板２０は、柔軟なフィルム２３の両面に金属導体２４を貼り付け、この金属導体２４を柔軟なフィルム２５で覆い、さらに、フィルム２５の一部に硬質のフィルム２７を接着剤２６で貼り付けたものである。フィルム２７が設けられていない部位がフレキシブル配線板部２１であり、フィルム２７が設けられている部位がリジッド配線板部２２である。

なお、フィルム２３、２５の材料としては、一般的なフレキシブル配線基板用のもの、例えばポリイミド樹脂を用いればよく、フィルム２７の材料としても、一般的なリジッド配線基板用のもの、例えばガラスエポキシ樹脂を用いればよい。フィルム２３、２５の柔軟性およびフィルム２７の硬直性は、材料や厚さによって任意に設定することができる。ただし、少なくとも、フレキシブル配線板部２１が容易に変形できる程度に柔軟になり、かつ、リジッド配線板部２２が容易に変形し難い程度に硬直になるように設定しておく。

アダプティブアレーアンテナ１では、フレックスリジッド配線板２０のリジッド配線板部２２がアンテナ素子１１を保持するアンテナ基台として機能し、アンテナ素子１１がアンテナ基台としてのリジッド配線板部２２に電気的に直接接続されている。このため、アンテナ素子とアンテナ基台との間での信号の損失がない。また、アンテナ素子をアンテナ基台に取り付けるための部材や作業工程が不要であり、簡素な構成となる上、コストも抑えられる。さらに、アンテナ素子１１であるフレキシブル配線板部２１が立体的に変形できるため、形状に依存するアンテナ素子１１の受信特性を調節することが可能であり、これにより、電波環境に応じて、アダプティブアレーアンテナ１の指向性を最適化したりＳ／Ｎ比（信号対ノイズ比）を高めたりすることが、容易になる。

各アンテナ素子１１を成すフレキシブル配線板部２１の部位は、リジッド配線板部２２から遠い先端部で分岐して、Ｔ字状の形状を有している。このように、フレキシブル配線板部２１の各部位の先端部を分岐させることで、各アンテナ素子１１の金属導体２４の面積を大きく確保しながら、アンテナ素子１１の変形を一層容易にすることができる。

柔軟なフレキシブル配線板部２１は切断加工が可能であり、アンテナ素子１１の形状は裁断によって現出されている。アンテナ素子１１の受信特性は、金属導体２４の面積にも依存するから、アンテナ素子１１の大きさ（面積）の設定次第で、その受信特性を変えることも可能である。

以下、本発明の他の実施形態について説明するが、アダプティブアレーアンテナ１と同一または類似の機能を有する構成要素については、同じ符号で表して、重複する説明を省略する。各実施形態においても、フレックスリジッド配線板２０のフレキシブル配線板部２１をアンテナ素子１１として利用している。

第２の実施形態のアダプティブアレーアンテナ２の外観を図３に模式的に示す。このアダプティブアレーアンテナ２は、指向性制御回路１２、信号処理回路１３および出力端子１４を、フレックスリジッド配線板２０のリジッド配線板部２２に搭載したものである。ケーブル１５および回路基台１７は省略されており、指向性制御回路１２および信号処理回路１３は、フィルム２７、接着剤２６およびフィルム２５に設けられた貫通孔（不図示）を介して、金属導体２４に電気的に接続されている。

このように、リジッド配線板部２２を回路基台として兼用すると、全体としてコンパクトな構成になる。また、ケーブルが不要になって、一層簡素な構成となる上、コストも抑えられる。さらに、ケーブルでの信号損失がなくなり、ノイズの影響も抑えられる。

第３の実施形態のアダプティブアレーアンテナ３の外観を図４に模式的に示す。このアダプティブアレーアンテナ３では、フレックスリジッド配線板２０のリジッド配線板部２２が多角形状であり、アンテナ素子１１を成すフレキシブル配線板部２１の各部位が、リジッド配線板部２２から放射状に突出している。また、アンテナ素子１１を成すフレキシブル配線板部２１の各部位の先端部は円形状である。指向性制御回路１２、信号処理回路１３および出力端子１４はリジッド配線板部２２に搭載されている。

このように、アンテナ素子１１をアンテナ基台であるリジッド配線板部２２から放射状に突出させると、アンテナ素子１１が多いにもかかわらず、全体をコンパクトな構成とすることができる。しかも、アンテナ素子１１が直線上に並ぶ構成とは異なり、特定の方向に対して指向性が高くなるということがなくなる。

第４の実施形態のアダプティブアレーアンテナ４のアンテナ素子１１を図５に模式的に示し、フレックスリジッド配線板２０の構成を図６に模式的に示す。アダプティブアレーアンテナ４では、アンテナ素子１１を成すフレックスリジッド配線板２０のフィルム２５上に、さらに金属薄膜２８が設けられており、また、アンテナ基台を成すリジッド配線板部２２のフィルム２７上に、さらに金属膜２９が設けられている。これらの点を除き、アダプティブアレーアンテナ４の全体構成は第１、第２の実施形態のアダプティブアレーアンテナ１、２のものと同様である。

フレキシブル配線板部２１の金属薄膜２８はアンテナ素子１１を成す各部位の一部分または全体を覆うように設けられる。図５の（ａ）、（ｂ）は、金属薄膜２８がフレキシブル配線板部２１の各部位の一部分のみを覆い、金属薄膜２８の面積が異なる状態を表している。金属薄膜２８の厚さは、フレキシブル配線板部２１の柔軟性を損なわない程度に抑えられている。また、リジッド配線板部２２の金属膜２９は、金属薄膜２８よりも厚く、指向性制御回路１２および信号処理回路１３の一部を成し、かつ両者を接続する。金属膜２９は貫通孔（不図示）を介して金属導体２４に接続されている。金属薄膜２８や金属膜２９は、蒸着、接着等、どのような方法によって設けてもよい。

表面に金属薄膜２８を有するアンテナ素子１１の受信特性は、金属薄膜２８の位置や面積に依存し、したがって、金属薄膜２８の位置や面積の設定次第で比較的自由に調節することができる。なお、第３の実施形態のアダプティブアレーアンテナ３のように先端部が円形のアンテナ素子１１においても、その表面に金属薄膜２８を設けることで、受信特性を調節することが可能である。

第５の実施形態のアダプティブアレーアンテナ５の外観を図７に模式的に示す。このアダプティブアレーアンテナ５は、アンテナ素子１１を成すフレキシブル配線板部２１の各部位を、第１、第２の実施形態のアダプティブアレーアンテナ１、２のように、先端部が分岐したＴ字状とするとともに、リジッド配線板部２２を、第３の実施形態のアダプティブアレーアンテナ３のように多角形状として、フレキシブル配線板部２１の各部位を放射状に突出させたものである。指向性制御回路１２、信号処理回路１３および出力端子１４はリジッド配線板部２２に搭載されている。

アンテナ素子１１であるフレキシブル配線板部２１の各部位を変形させた状態のアダプティブアレーアンテナ５の外観を図８に模式的に示す。フレキシブル配線板部２１の各部位は２カ所で、かつ、隣り合うもの同士がリジッド配線板部２２に関して反対側に位置するように、折り曲げられている。さらに、Ｔ字状の先端部の両端を折り曲げることも可能である。

アダプティブアレーアンテナ５が図７に示したように平面的な状態にあるときと図８に示したように立体的な状態にあるときとで、各アンテナ素子１１の受信特性は異なる。また、アダプティブアレーアンテナ５の設置に必要な面積も異なる。

第６の実施形態のアダプティブアレーアンテナ６の外観を図９に模式的に示す。このアダプティブアレーアンテナ６は、第５の実施形態のアダプティブアレーアンテナを修飾して、アンテナ素子１１を成すフレキシブル配線板部２１の各部位の分岐した先端部を円弧状としたものである。フレキシブル配線板部２１の各部位を折り曲げていないとき、アダプティブアレーアンテナ６は全体として円形状になっている。

第７の実施形態のアダプティブアレーアンテナ７の外観を図１０に模式的に示し、アダプティブアレーアンテナ７のアンテナ素子１１を図１１に模式的に示す。このアダプティブアレーアンテナ７は、Ｔ字状のアンテナ素子１１それぞれの先端にコネクタ３１を備えた金属片３０が接続されたものである。これらの点を除き、アダプティブアレーアンテナ７の全体構成は第５の実施形態のアダプティブアレーアンテナ５のものと同様である。

このように構成されるアダプティブアレーアンテナ７において、アンテナ素子１１が、図１１のように、その先端が加工されたコネクタ接続用加工部３３を備え、このコネクタ接続加工部３３が金属片３０のコネクタ３１に嵌合されることで、アンテナ素子１１に金属片３０が物理的にも電気的にも接続される。また、金属片３０は、図１２のように、アンテナ素子１１のコネクタ接続用加工部３３が嵌合されてアンテナ素子１１と接続されるコネクタ３１と、このコネクタ３１と電気的に接続された金属部３２と、を備える。

このとき、金属片３０のコネクタ３１にアンテナ素子１１のコネクタ接続用加工部３３が挿入されるように、コネクタ３１のコネクタ接続用加工部３３に対する面を凹形状とし、コネクタ接続用加工部３３のコネクタ３１に対する面を凸形状としても構わない。逆に、アンテナ素子１１のコネクタ接続用加工部３３に金属片３０のコネクタ３１が挿入されるように、コネクタ接続用加工部３３のコネクタ３１に対する面を凹形状とし、コネクタ３１のコネクタ接続用加工部３３に対する面を凸形状としても構わない。

また、アダプティブアレーアンテナ７において、金属部３２の面積を異なる金属片３０をアンテナ素子１１の先端に接続することで、アンテナ素子１１の金属部面積を変更することができる。よって、アンテナ素子１１の先端に接続する金属部３２の面積が異なる金属片３０を変更することにより、アダプティブアレーアンテナ７の受信特性を自由に調節することができる。なお、第１、第２の実施形態のアダプティブアレーアンテナ１、２においても、アンテナ素子１１の先端にコネクタ接続用加工部３３を設けることで、コネクタ３１を備えた金属片３２を接続して受信特性を調節することが可能である。

第８の実施形態のアダプティブアレーアンテナ８の外観を図１３に模式的に示す。このアダプティブアレーアンテナ８は、Ｔ字状のアンテナ素子１１のうちの１つに対して、第７の実施形態における金属片３０に設けられたものと同様のコネクタ３１を備えた電子回路装置３５が、その先端に接続されたものである。これらの点を除き、アダプティブアレーアンテナ８の全体構成は第５の実施形態のアダプティブアレーアンテナ５のものと同様である。

このように構成されるアダプティブアレーアンテナ８において、アンテナ素子１１の１つが、第７の実施形態におけるアダプティブアレーアンテナ７と同様、図１１のように、その先端が加工されたコネクタ接続用加工部３３を備え、このコネクタ接続加工部３３が電子回路装置３５のコネクタ３１に嵌合される。よって、このコネクタ接続用加工部３３を備えたアンテナ素子１１のみに、電子回路装置３５が物理的にも電気的にも接続される構成となる。

このとき、コネクタ接続用加工部３３を備えるアンテナ素子１１は、電子回路装置３５のコネクタ３１に設置される信号線それぞれと接続されるように、金属導体２４（図２、図６参照）が加工されている。これにより、電子回路装置３５によって指向性制御回路１２を制御することができ、アダプティブアレーアンテナ７の受信特性を自由に調節することができる。

なお、第１、第２の実施形態のアダプティブアレーアンテナ１、２においても、アンテナ素子１１の１つに対して、その先端にコネクタ接続用加工部３３を設けることで、コネクタ３１を備えた電子回路装置３５を接続し、指向性制御回路１２を制御することで受信特性を調節することが可能である。また、電子回路装置３５が接続されたアンテナ素子１１以外のアンテナ素子１１については、第７の実施形態におけるアダプティブアレーアンテナ７のように、アンテナ素子１１の先端にコネクタ接続用加工部３３を設けることで、コネクタ３１を備えた金属片３０を接続するものとしても構わない。

第９の実施形態のアダプティブアレーアンテナ９の外観を図１４に模式的に示し、アダプティブアレーアンテナ９のアンテナ素子１１を図１５に模式的に示す。このアダプティブアレーアンテナ９は、Ｔ字状のアンテナ素子１１それぞれの先端に半田３６により金属片３０が接続されたものである。これらの点を除き、アダプティブアレーアンテナ９の全体構成は第５の実施形態のアダプティブアレーアンテナ５のものと同様である。

このように構成されるアダプティブアレーアンテナ９において、アンテナ素子１１が、図１５のように、その先端が半田付けが可能な形状に加工された半田付け部３４を備え、この半田付け部３４に金属片３０が設置されて半田３６で半田付けされることで、アンテナ素子１１に金属片３０が物理的にも電気的にも接続される。また、このように、金属片３０をアンテナ素子１１の先端に接続することで、第７の実施形態のアダプティブアレーアンテナ７と同様、アンテナ素子１１の金属部面積を変更することができる。よって、アンテナ素子１１の先端に面積が異なる金属片３０を接続することにより、アダプティブアレーアンテナ９の受信特性を自由に調節することができる。

なお、第１、第２の実施形態のアダプティブアレーアンテナ１、２においても、アンテナ素子１１の先端に半田付け部３４を設けることで、金属片３０を半田３６により接続して受信特性を調節することが可能である。また、アンテナ素子１１の１つを、第８の実施形態におけるアダプティブアレーアンテナ８のように、アンテナ素子１１の先端にコネクタ接続用加工部３３を設けることで、コネクタ３１を備えた電子回路装置３５を接続し、指向性制御回路１２を制御することで受信特性を調節することが可能としても構わない。

第１０の実施形態のアダプティブアレーアンテナ１０の断面を図１６に模式的に示す。このアダプティブアレーアンテナ１０は、第２の実施形態のアダプティブアレーアンテナ２と同様の構成のアダプティブアレーアンテナを筐体３７で覆うことで構成される。このとき、回路基台となるリジッド配線板部２２が筺体３７内部に突起して設けられた支持部３９ａによって支持されるとともに、アンテナ素子１１が筺体３７内部に突起して設けられた支持部３９ｂによって支持される。又、筺体３７において、アンテナ素子１１を成すフレキシブル配線板部２１を覆う部分に、可動部３８を設け、この可動部３８により、フレキシブル配線板部２１を屈曲させる。これらの点を除き、アダプティブアレーアンテナ１０の全体構成は第２の実施形態のアダプティブアレーアンテナ２のものと同様である。

このように、筺体３７に可動部３８を設けることにより、図１６（ａ）のように屈曲されていない状態から、屈曲させたときに内側となる可動部３８を圧縮させるとともに、屈曲させたときに外側となる可動部を伸張させることで、図１６（ｂ）のように屈曲させることができる。このように、筐体３７の可動部３８を動かすことにより、内部に収納されているアンテナ素子１１がリジッド配線板部２２の面に対して垂直な方向に屈曲され、アダプティブアレーアンテナ１０の受信特性を調整することが可能となる。尚、可動部３８は、例えば、図１６のように蛇腹状に構成することで、屈曲する角度を調整することができる。

第１１の実施形態のアダプティブアレーアンテナ１０１の断面を図１７に模式的に示す。このアダプティブアレーアンテナ１０１は、第１０の実施形態のアダプティブアレーアンテナ１０に対して、筐体３７の可動部３８を自動で伸縮するために、可能部３８をリジット配線板部２２からケーブル１５を通じて接続し、可動部３８に対して指向性制御回路１２からの信号が与えられるように加工してある。これらの点を除き、アダプティブアレーアンテナ１０１の全体構成は第１０の実施形態のアダプティブアレーアンテナ１０のものと同様である。

このアダプティブアレーアンテナ１０１は、リジット配線板部２２にある指向性制御回路１２で筐体３７の可動部３８を動かすことにより、内部に収納されているアンテナ素子１１が屈曲され、受信特性を調整することが可能となる。

尚、第１０及び第１１の実施形態におけるアダプティブアレーアンテナ１０、１０１において、筺体３７で覆われたアダプティブアレーアンテナを、第２の実施形態と同様の構成のアダプティブアレーアンテナ２としたが、第３、第４、第７〜第９の実施形態におけるアダプティブアレーアンテナ３、４、７〜９と同様の構成とし、各アンテナ素子１１が屈曲されるように、各アンテナ素子１１が覆われた部分に伸縮する可動部３８が設けられるものとしても構わない。

なお、フレックスリジッド配線板２０のフレキシブル配線板部２１やリジッド配線板部２２は、上記の各実施形態で示した形状に限らず、任意の形状とすることができる。また、柔軟なフレキシブル配線板部２１の加工は容易であるから、加工前の同一規格のフレックスリジッド配線板原体から、アンテナ素子１１の大きさや形状が異なる様々なアダプティブアレーアンテナを得ることが可能である。

第１の実施形態のアダプティブアレーアンテナの外観を模式的に示す図。第１の実施形態のアダプティブアレーアンテナが備えるフレックスリジッド配線板の構成を模式的に示す断面図。第２の実施形態のアダプティブアレーアンテナの外観を模式的に示す図。第３の実施形態のアダプティブアレーアンテナの外観を模式的に示す図。第４の実施形態のアダプティブアレーアンテナのアンテナ素子を模式的に示す図。第４の実施形態のアダプティブアレーアンテナが備えるフレックスリジッド配線板の構成を模式的に示す断面図。第５の実施形態のアダプティブアレーアンテナの外観を模式的に示す図。アンテナ素子を成すフレキシブル配線板部の各部位を変形させた状態の第５の実施形態のアダプティブアレーアンテナの外観を模式的に示す図。第６の実施形態のアダプティブアレーアンテナの外観を模式的に示す図。第７の実施形態のアダプティブアレーアンテナの外観を模式的に示す図。第７の実施形態のアダプティブアレーアンテナのアンテナ素子を模式的に示す図。第７の実施形態のアダプティブアレーアンテナのアンテナ素子に接続される金属片を模式的に示す図。第８の実施形態のアダプティブアレーアンテナの外観を模式的に示す図。第９の実施形態のアダプティブアレーアンテナの外観を模式的に示す図。第９の実施形態のアダプティブアレーアンテナのアンテナ素子を模式的に示す図。第１０の実施形態のアダプティブアレーアンテナの断面を模式的に示す図。第１１の実施形態のアダプティブアレーアンテナの断面を模式的に示す図。従来のアダプティブアレーアンテナの外観を模式的に示す図。

符号の説明

１１アンテナ素子
１２指向性制御回路
１３信号処理回路
１４出力端子
１５ケーブル
１７回路基台
２０フレックスリジッド配線板
２１フレキシブル配線板部
２２リジッド配線板部
２３柔軟フィルム
２４金属導体
２５柔軟フィルム
２６接着剤
２７硬質フィルム
２８金属薄膜
２９金属膜

Claims

複数のアンテナ素子と、各アンテナ素子の受信出力を処理して指向性を最適化した受信信号を生成する信号制御処理部を有するアダプティブアレーアンテナにおいて、
比較的柔軟なフレキシブル配線板部と比較的硬直なリジッド配線板部とが連なるフレックスリジッド配線板を備え、フレキシブル配線板部が複数のアンテナ素子を成していることを特徴とするアダプティブアレーアンテナ。
信号制御処理部がリジッド配線板部に搭載されていることを特徴とする請求項１に記載のアダプティブアレーアンテナ。
フレキシブル配線板部の各アンテナ素子を成す部位がリジッド配線板部から放射状に突出していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアダプティブアレーアンテナ。
フレキシブル配線板部の各アンテナ素子を成す部位の表面に金属薄膜が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のアダプティブアレーアンテナ。
フレキシブル配線板部の各アンテナ素子を成す部位のうちリジッド配線板部から遠い先端部が分岐していることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のアダプティブアレーアンテナ。
フレキシブル配線板部の各アンテナ素子を成す部位の分岐した先端部が円弧状であることを特徴とする請求項５に記載のアダプティブアレーアンテナ。
フレキシブル配線部のアンテナ素子を成す部位の少なくとも１つの先端部に、コネクタ接続可能な状態に加工した加工部を設け、
該加工部に接続可能なコネクタ部を備えた金属片を該加工部へ接続することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のアダプティブアレーアンテナ。
フレキシブル配線部のアンテナ素子を成す部位の少なくとも１つの先端部に、コネクタ接続可能な状態に加工した加工部を設け、
該加工部に接続可能なコネクタ部を備えた電子回路装置を該加工部へ接続することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のアダプティブアレーアンテナ。
フレキシブル配線部のアンテナ素子を成す部位の少なくとも１つの先端部に、半田付け接続可能な状態に加工した加工部を設け、
該加工部へ金属片を半田付けすることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のアダプティブアレーアンテナ。
フレキシブル配線板部が筺体で覆われるとともに、
当該筺体における前記各アンテナ素子を覆う部位を可動可能にすることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載のアダプティブアレーアンテナ。
前記筐体の可動可能箇所を前記信号制御処理部により制御可能にすることを特徴とする請求項１０に記載のアダプティブアレーアンテナ。