JP2006279161A - アンテナ装置及びアンテナ素子 - Google Patents

Abstract

【課題】 アンテナ線（金属線）を取付部材の金属線挿入溝に容易に挿入して安定して支持すること。
【解決手段】 金属線（アンテナ線）（４２）とこの金属線を支持するプラスチック製の取付部材（４３）とから構成されたアンテナ素子（４０）において、取付部材（４３）の金属線挿入溝（４３ａ，４３ｂ）は、互いに対向し、且つ互いに接近する方向へ斜め上方へ突出した一対の金属線固定用爪（４３ｄ）を２箇所有して、金属線（４２）のアンテナ部（４２ｂ、４２ｃ）の一部を固定する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、アンテナ装置に関し、特に、衛星ラジオ放送のような円偏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。

従来、人工衛星からの電波を受信するためのアンテナとしては、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの電波を受信するＧＰＳ用受信アンテナが知られている。このＧＰＳ用受信アンテナとしては、例えば、いわゆるパッチアンテナが用いられている。パッチアンテナは、絶縁材としてセラミック基板の一方の主面に、導電性材料によって形成されたグランド電極が設けられ、セラミック基板の他方の主面に受信電極が設けられ、給電ピンにより受信信号を外部回路に出力する。

これに対して、近年、人工衛星から送出される円偏波によりラジオ放送等を提供することが進められている。このようなラジオ放送を受信する場合には、いわゆる衛星ラジオ放送受信用アンテナが用いられている。

図１を参照して、従来の衛星ラジオ放送受信用アンテナについて説明する。衛星ラジオ放送受信用アンテナは、グランド電極としての第１の金属板２１と、この第１の金属板２１に対向して所定間隔離間して配設されてなる信号受信面として作用する第２の金属板２２と、これら第１の金属板２１及び第２の金属板２２の間に構成された空間に位置して配設され、第２の金属板２２へ給電する一対のアンテナ素子２３とを備えている。

第１の金属板２１は、金属材料によって矩形平板状に形成されており、下カバー２４に取り付けられている。また、第２の金属板２２は、金属材料によって形成され、上カバー２５に取り付けられている。そして、これら下カバー２４と上カバー２５とにより構成される内部空間に、第１の金属板２１、一対のアンテナ素子２３、及び第２の金属板２２が収納される構造とされている。

図２に示されるように、アンテナ素子２３は、アンテナ線３１と取付部材２８とをインサート成形により一体成形して構成される。アンテナ線３１は、例えば金属等の導電性を有する材料によって針金状に形成されている。取付部材２８は、例えば樹脂材料等によって形成されている。

アンテナ素子２３は、第１の金属板２１の主面上で、この第１の金属板２１から離間した状態で支持されている。

このような構造を有する衛星ラジオ放送受信用アンテナでは、例えば左右の円偏波に対して良好な受信特性を得るために、水平に延びた針金状のアンテナ線３１が互いに直交するようにアンテナ素子２３を配置している。これら一対のアンテナ素子２３は、互いに対称に針金状のアンテナ線３１が取り付けられている。したがって、組立てに際しては、互いに対称な２種類のアンテナ素子２３が必要である。また、図２を参照して説明したように、アンテナ素子２３は、アンテナ線３１と取付部材２８とをインサート成形により一体成形して製造されるが、インサート成形は製造コスト増を招くという問題がある。特に、左右の円偏波に対応して互いに対称な２種類のアンテナ素子２３を用意する場合、それぞれの形状に対応して２種類のインサート成形用金型等が必要になり、より一層の製造コストの上昇を招くことになる。

このような問題点を解決するために、本願出願人は、アンテナ線の折り曲げ方向を変更するだけで互いに対称な２種類のアンテナ素子を組み立てることが可能で、製造コストを大幅に削減することが可能な衛星信号受信用アンテナ装置を既に提案している（特許文献１参照）。

図３に衛星信号受信用アンテナ装置に用いられるアンテナ素子１を示す。このアンテナ素子１は、金属線からなるアンテナ線２と、プラスチック製の取付部材３とから構成される。

アンテナ線２は、２箇所で直角に折り曲げられた構造を有する。すなわち、アンテナ線２は、垂直方向に折り曲げられた基端部２ａと、この基端部２ａに繋がる支持部２ｂと、この支持部２ｂに対して面内方向で直角に折り曲げられた給電部２ｃとから構成される。

図４は取付部材３の平面図である。取付部材３は、ほぼ直方体形状をしたプラスチックの成形体からなる。取付部材３の上面には、アンテナ線２の支持部２ｂが挿入される第１の金属線挿入溝３ａが長手方向に沿って、取付部材３のほぼ全長に亘って形成されている。また、第１の金属線挿入溝３ａの両端部には、アンテナ線２の直角に折れ曲がった給電部２ｃに対応して、当該第１の金属線挿入溝３ａとは直交する第２の金属線挿入溝３ｂが取付部材３を幅方向に横切るように形成されている。ここで、第２の金属線挿入溝３ｂが、取付部材３を幅方向に横切って全幅に亘り形成されているのは、給電部２ｃの折り曲げ方向が支持部２ｂに対して左右いずれの場合にも対応するためである。このような金属線挿入溝３ａ、３ｂを形成することで、左右対称に折り曲げられたアンテナ線２のいずれをも取り付けることが可能である。

さらに、第１の金属線挿入溝３ａの長さ方向の中央位置には、取付部材３を垂直に貫通する貫通孔３ｃが形成されている。この貫通孔３ｃは、アンテナ線２の基端部２ａを挿入するためのもので、ここに挿入されたアンテナ線２の基端部２ａは、回路基板（図示せず）と接続されて当該アンテナ線２の信号取り出し電極として機能することになる。

また、取付部材３の第１の金属線挿入溝３ａの複数個所には、微小突起３ｄが形成されている。微小突起３ｄは、アンテナ線２の支持部２ｂが第１の金属線挿入溝３ａに挿入された際に、これを押圧支持することで、支持部２ｂが第１の金属線挿入溝３ａから簡単に脱落してしまうのを防ぐ役割を果たす。これら微小突起３ｄを形成しておくことで、余分な部品を使わなくてもアンテナ線２を取付部材３に取付け固定することが可能となる。

特開２００５−２０６４４号公報（図１、図２）

上述したように、従来のアンテナ素子１では、第１の金属線挿入溝３ａに形成された複数の微小突起３ｄによって、第１の金属線挿入溝３ａ中に挿入されたアンテナ線２の支持部２ｂを押圧支持している。そのため、従来のアンテナ素子１では、第１の金属線挿入溝３ａの幅をアンテナ線２の直径よりもやや広くする必要がある。何故なら、もし第１の金属線挿入溝３ａの幅をアンテナ線２の直径と実質的に同じにすると、逆に微小突起３ｄが邪魔になって、アンテナ線２の支持部２ｂを第１の金属線挿入溝３ａ中に挿入することが困難になるからである。一方、第１の金属線挿入溝３ａの幅をアンテナ線２の直径よりも広くし過ぎると、アンテナ線２の支持部２ｂを第１の金属線挿入溝３ａ中で安定に支持することが困難になる。

そこで、従来のアンテナ素子１では、アンテナ線２の取付部材３への取り付け状態をより一層安定なものとするため、アンテナ線２が挿入された取付部材３の金属線挿入溝３ａ，３ｂを塞ぐ形で、例えばプラスチック等からなるテープを貼り付けている。

しかしながら、テープを使用すると、アンテナ素子の部材数が多くなると共に、アンテナ素子の組立作業工数も多くなるという問題がある。そこで、部材数を増やすことなく、組立作業工数をも低減して、アンテナ線を取付部材の金属線挿入溝に容易に挿入して安定して支持できる、アンテナ素子が望まれている。

したがって、本発明の課題は、部材数を増やすことなく、アンテナ線（金属線）を取付部材の金属線挿入溝に容易に挿入して安定して支持できる、アンテナ素子及びそれを備えたアンテナ装置を提供することにある。

本発明の他の課題は、組立作業工数を低減できるアンテナ素子及びそれを備えたアンテナ装置を提供することにある。

本発明の第１の態様によれば、グランド電極としての第１の金属板（２１）と、該第１の金属板に対向して配設されてなる第２の金属板（２２）と、前記第１の金属板と前記第２の金属板との間に配設されたアンテナ素子（４０）とを備えるアンテナ装置であって、前記アンテナ素子は、金属線（４２）と該金属線を支持するプラスチック製の取付部材（４３；４３Ａ；４３Ｂ）とから成り、前記金属線は、直角に折り曲げられた基端部（４２ａ）と水平方向に延在するアンテナ部（４３ｂ，４３ｃ）とを有し、前記取付部材は、前記基端部が挿入される挿入孔（４３ｃ）と前記アンテナ部の少なくとも一部を支持するための金属線挿入溝（４３ａ，４３ｂ）とを有し、前記金属線挿入溝は、互いに対向し、且つ互いに近接する方向へ斜め上方へ突出して、前記アンテナ部の一部を固定する一対の金属線固定用爪（４３ｄ）を少なくとも一箇所有することを特徴とするアンテナ装置が得られる。

上記本発明の第１の態様に係るアンテナ装置において、前記一対の金属線固定用爪（４３ｄ）の間隔（ｄ）は、前記金属線の直径をφとすると、φ／１．０９〜φ／１．２の範囲にあることが好ましい。また、前記取付部材（４３；４３Ａ；４３Ｂ）は、前記一対の金属線固定用爪が形成された箇所に開口（４３ｅ）を持つことが望ましい。さらに、前記金属線挿入溝（４３ａ，４３ｂ）は、左右対称に折り曲げられた金属線（４２）のいずれにも対応するように形成されて良い。

又、本発明の第２の態様によれば、金属線（４２）と該金属線を支持するプラスチック製の取付部材（４３；４３Ａ；４３Ｂ）とから構成されたアンテナ素子（４０）であって、前記金属線は、直角に折り曲げられた基端部（４２ａ）と水平方向に延在するアンテナ部（４２ｂ，４２ｃ）とを有し、前記取付部材は、前記基端部が挿入される挿入孔（４３ｃ）と前記アンテナ部の少なくとも一部を支持するための金属線挿入溝（４３ａ，４３ｂ）とを有し、前記金属線挿入溝は、互いに対向し、且つ互いに近接する方向へ斜め上方へ突出して、前記アンテナ部の一部を固定する一対の金属線固定用爪（４３ｄ）を少なくとも一箇所有することを特徴とするアンテナ素子が得られる。

上記本発明の第２の態様に係るアンテナ素子において、前記一対の金属線固定用爪（４３ｄ）の間隔（ｄ）は、前記金属線の直径をφとすると、φ／１．０９〜φ／１．２の範囲にあることが好ましい。また、前記取付部材は、前記一対の金属線固定用爪が形成された箇所に開口（４３ｅ）を持つことが望ましい。前記金属線挿入溝（４３ａ，４３ｂ）は、左右対称に折り曲げられた金属線（４２）のいずれにも対応するように形成されて良い。

尚、上記括弧内の符号は、本発明の理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、これらに限定されないのは勿論である。

本発明では、取付部材の金属線挿入溝に、互いに対向し、且つ互いに近接する方向へ斜め上方へ突出した一対の金属線固定用爪を少なくとも一箇所形成して、金属線のアンテナ部の一部を固定するようにしているので、金属線を取付部材の金属線挿入溝に容易に挿入して安定して支持することができるという効果を奏する。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図５乃至図７を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る衛星信号受信用アンテナ装置に用いられるアンテナ素子４０について説明する。このようなアンテナ素子４０は、図１に図示したような、衛星信号受信用アンテナ装置に使用される。

アンテナ素子４０は、図５に示されるように、金属線からなるアンテナ線４２と、プラスチック製の取付部材４３とから構成される。

アンテナ線４２は、２箇所で直角に折り曲げられた構造を有する。すなわち、アンテナ線４２は、直角方向に折り曲げられた基端部４２ａと、この基端部４２ａに繋がる支持部４２ｂと、この支持部４２ｂに対して面内方向で直角に折り曲げられた給電部４２ｃとを有する。支持部４２ｂと給電部４２ｃとの組合わせは、アンテナ部を構成している。

取付部材４３は、ほぼ直方体形状をしたプラスチックの成形体からなる。取付部材４３の上面には、アンテナ線４２の支持部４２ｂが挿入される第１の金属線挿入溝４３ａが長手方向に沿って形成されている。また、第１の金属線挿入溝４３ａの一端部には、アンテナ線４２の直角に折れ曲がった給電部４２ｃに対応して、当該第１の金属線挿入溝４３ａとは直交する第２の金属線挿入溝４３ｂが形成されている。

尚、図示の取付部材４３は金属線保持用凸部４３１を備え、上記第２の金属線挿入溝４３ｂはこの金属線保持用凸部４３１の上面上にも形成されている。

さらに、第１の金属線挿入溝４３ａの他端側には、取付部材４３の中央で垂直に貫通する貫通孔４３ｃが形成されている。この貫通孔４３ｃは、アンテナ線４２の基端部４２ａを挿入するためのもので、ここに挿入されたアンテナ線４２の基端部４２ａは、基板（図示せず）と接続されて当該アンテナ線４２の信号取り出し電極として機能することになる。

また、取付部材４３の第１及び第２の金属線挿入溝４３ａ、４３ｂには、それぞれ、一対の金属線固定用爪４３ｄが形成されている。

図６に示されるように、第１の金属線挿入溝４３ａに形成された一対の金属線固定用爪４３ｄは、アンテナ線４２の支持部４２ｂを固定するためのものであり、第２の金属線挿入溝４３ｂに形成された一対の金属線固定用爪４３ｄは、アンテナ線４２の給電部４２ｃを固定するためのものである。

一対の金属線固定用爪４３ｄは、互いに対向し、且つ互いに近接する方向へ斜め上方へ突出している。すなわち、図７及び図８に示されるように、各金属線固定用爪４３ｄの形状は逆三角形形状をしている。このような形状を有するので、一対の金属線固定用爪４３ｄは、アンテナ線４２を取付部材４３の金属線挿入溝４３ａ，４３ｂに容易に挿入することができ、かつ取付部材４３からのアンテナ線４２の脱落を防止することができる。

また、図７及び図８に示されるように、取付部材４３は、一対の金属線固定用爪４３ｄが形成された箇所（その周囲）に開口４３ｅを持つ。これは、アンテナ線４２を第１及び第２の金属線挿入溝４３ａ，４３ｂに挿入する際に、一対の金属線固定用爪４３ｄの変形をし易くして、金属線挿入溝４３ａ，４３ｂに対するアンテナ線４２の挿入を容易にさせる役割を果たしている。

さらに、本実施の形態では、アンテナ線４２の第１及び第２の金属線挿入溝４３ａ，４３ｂへの挿入を容易とするために、対向する一対の金属線固定用爪４３ｄの間隔ｄを、アンテナ線４２の直径をφとしたとき、φ／１．０９〜φ／１．２の範囲にしてある。対向する一対の金属線固定用爪４３ｄの間隔ｄをこの範囲に設定したのは、この間隔ｄがこれ以上広いとアンテナ線４２が取付部材４３から脱落し易くなり、一方、この間隔ｄがこれより狭いとアンテナ線４２の取付部材４３の第１及び第２の金属線挿入溝４３ａ，４３ｂへの挿入が困難になるからである。具体的に述べると、アンテナ線４２の直径φが１．２ｍｍであったとする。この場合、対向する一対の金属線固定用爪４３ｄの間隔ｄを１．０ｍｍ〜１．１ｍｍの範囲にする。

このように本実施の形態では、取付部材４３の金属線挿入溝４３ａ，４３ｂに一対の金属線固定用爪４３ｄを設けることにより、取付部材４３の金属線挿入溝４３ａ，４３ｂにアンテナ線４２を容易に挿入して、アンテナ線４２を第１及び第２の金属線挿入溝４３ａ、４３ｂ中に安定して固定することができる。

このような構成によれば、従来のように、アンテナ線の取付部材への取り付け状態をより一層安定なものとするためにテープを貼る必要がなくなり、アンテナ素子４０の部材数を削減できる。また、このようなテープが不要となるので、このテープ貼付け作業が削減され、アンテナ素子４０の組立作業工数を低減できる。すなわち、本実施の形態では、取付部材４３の金属線挿入溝４３ａ，４３ｂにアンテナ線４２を挿入するだけで、アンテナ素子４０が組み立てられる事になり、アンテナ素子４０の部材数の削減と組立ての容易化を実現できる。

図９は、本発明の第２の実施の形態に係るアンテナ素子に用いられる取付部材４３Ａを示す平面図である。図示の取付部材４３Ａは、金属線保持用凸部４３１が削除され、一対の金属線固定用爪４３ｄを一箇所にのみ設置した点を除いて、図５乃至図７に示した取付部材４３と同様の構成を有する。

すなわち、この取付部材４３Ａにおいては、一対の金属線固定用爪４３ｄが第１の金属線挿入溝４３ａにのみ形成されている。

このような構成の取付部材４３Ａにおいても、取付部材４３Ａの金属線挿入溝４３ａ，４３ｂにアンテナ線４２（図５）を容易に挿入して、アンテナ線４２を第１及び第２の金属線挿入溝４３ａ、４３ｂ中に安定して固定することができる。

図１０は、本発明の第３の実施の形態に係るアンテナ素子に用いられる取付部材４３Ｂを示す平面図である。図示の取付部材４３Ｂは、左右対称に折り曲げられたアンテナ線４２のいずれをも取り付けことが可能にしたものである。

詳述すると、取付部材４３Ｂは、ほぼ直方体形状をしたプラスチックの成形体からなる。取付部材４３Ｂの上面には、アンテナ線４０（図５）の支持部４２ｂが挿入される第１の金属線挿入溝４３ａが長手方向に沿って、取付部材４３Ｂの中心から左右対称に形成されている。また、第１の金属線挿入溝４３ａの両端部には、アンテナ線４２の直角に折れ曲がった給電部４２ｃに対応して、当該第１の金属線挿入溝４３ａとは直交する第２の金属線挿入溝４３ｂが取付部材４３Ｂを幅方向に横切るように形成されている。ここで、第２の金属線挿入溝４３ｂが、取付部材４３Ｂを幅方向に横切って全幅に亘り形成されているのは、給電部４２ｃの折り曲げ方向が支持部４２ｂに対して左右いずれの場合にも対応するためである。このような金属線挿入溝４３ａ、４３ｂを形成することで、左右対称に折り曲げられたアンテナ線４２のいずれをも取り付けることが可能である。

さらに、第１の金属線挿入溝４３ａの長さ方向の中央位置には、取付部材４３Ｂを垂直に貫通する貫通孔４３ｃが形成されている。この貫通孔４３ｃは、アンテナ線４２の基端部４２ａを挿入するためのもので、ここに挿入されたアンテナ線４２の基端部４２ａは、基板（図示せず）と接続されて当該アンテナ線４２の信号取り出し電極として機能することになる。

また、取付部材４３Ｂの第１の金属線挿入溝４３ａには、左右対称に２箇所、一対の金属線固定用爪４３ｄが形成されている。この第１の金属線挿入溝４３ａに形成された一対の金属線固定用爪４３ｄは、アンテナ線４２の支持部４２ｂを固定するためのものである。

このような構成の取付部材４３Ｂにおいても、取付部材４３Ｂの金属線挿入溝４３ａ，４３ｂにアンテナ線４２（図５）を容易に挿入して、アンテナ線４２を第１及び第２の金属線挿入溝４３ａ、４３ｂ中に安定して固定することができる。

以上、本発明について好ましい実施の形態によって説明してきたが、本発明は上述した実施の形態に限定しないのは勿論である。例えば、上記実施の形態では、一対の金属線固定用爪の設置箇所は１箇所や２箇所に限定されず、３箇所以上であっても良い。

従来の衛星信号受信用アンテナ装置の一例を示す分解斜視図である。 従来のアンテナ素子の一例を示す斜視図である。 従来の衛星信号受信用アンテナ装置に用いられる、従来のアンテナ素子の他の例を示す分解斜視図である。 図３に図示したアンテナ素子に使用される取付部材の平面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る衛星信号受信用アンテナ装置に用いられるアンテナ素子の構成を示す分解斜視図である。 図５に図示したアンテナ素子の斜視図である。 図５のＡ−Ａ線での断面を示す、図５のアンテナ素子に用いられる取付部材の部分断面斜視図である。 図５に図示したアンテナ素子の取付部材に設けられた金属線固定用爪とアンテナ線の断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るアンテナ素子に用いられる取付部材の構成を示す平面図である。 本発明の第３の実施の形態に係るアンテナ素子に用いられる取付部材の構成を示す平面図である。

符号の説明

２１ 第１の金属板
２２ 第２の金属板
４０ アンテナ素子
４２ アンテナ線（金属線）
４２ａ 基端部
４２ｂ 支持部
４２ｃ 給電部
４３，４３Ａ，４３Ｂ 取付部材
４３ａ 第１の金属線挿入溝
４３ｂ 第２の金属線挿入溝
４３ｃ 貫通孔
４３ｄ 金属線固定用爪
４３ｅ 開口

Claims (8)

1. グランド電極としての第１の金属板と、該第１の金属板に対向して配設されてなる第２の金属板と、前記第１の金属板と前記第２の金属板との間に配設されたアンテナ素子とを備えるアンテナ装置であって、前記アンテナ素子は、金属線と該金属線を支持するプラスチック製の取付部材とから成り、前記金属線は、直角に折り曲げられた基端部と水平方向に延在するアンテナ部とを有し、前記取付部材は、前記基端部が挿入される挿入孔と前記アンテナ部の少なくとも一部を支持するための金属線挿入溝とを有し、
   前記金属線挿入溝は、互いに対向し、且つ互いに近接する方向へ斜め上方へ突出して、前記アンテナ部の一部を固定する一対の金属線固定用爪を少なくとも一箇所有することを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記一対の金属線固定用爪の間隔は、前記金属線の直径をφとすると、φ／１．０９〜φ／１．２の範囲にある、請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記取付部材は、前記一対の金属線固定用爪が形成された箇所に開口を持つ、請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
4. 前記金属線挿入溝は、左右対称に折り曲げられた金属線のいずれにも対応するように形成されている、請求項１乃至３のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
5. 金属線と該金属線を支持するプラスチック製の取付部材とから構成されたアンテナ素子であって、前記金属線は、直角に折り曲げられた基端部と水平方向に延在するアンテナ部とを有し、前記取付部材は前記基端部が挿入される挿入孔と前記アンテナ部の少なくとも一部を支持するための金属線挿入溝とを有し、
   前記金属線挿入溝は、互いに対向し、且つ互いに近接する方向へ斜め上方へ突出して、前記アンテナ部の一部を固定する一対の金属線固定用爪を少なくとも一箇所有することを特徴とするアンテナ素子。
6. 前記一対の金属線固定用爪の間隔は、前記金属線の直径をφとすると、φ／１．０９〜φ／１．２の範囲にある、請求項５に記載のアンテナ素子。
7. 前記取付部材は、前記一対の金属線固定用爪が形成された箇所に開口を持つ、請求項５又は６に記載のアンテナ素子。
8. 前記金属線挿入溝は、左右対称に折り曲げられた金属線のいずれにも対応するように形成されている、請求項５乃至７のいずれか１つに記載のアンテナ素子。
   

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