JP2006279196A - アンテナ装置及びアンテナ素子 - Google Patents

Abstract

【課題】 アンテナ素子を金属板に嵌め込む際に、係合手段が金属板の裏面から突出しないようにすること。
【解決手段】 金属板（５０）の主面上に搭載されるアンテナ素子（４０）は、金属線（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）とから成る。金属板（５０）は、その両端部に主面上へ切り起こされた一対の切り起こし部（５１）を持つ。取付部材は、その両端部に、金属板の裏面から突出せずに、一対の切り起こし部に係合する一対の嵌め込み用爪（４３２）を有する。
【選択図】 図７

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、絶縁材としての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、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。

図５を参照して、このような金属線（アンテナ線）２と取付部材３とからなるアンテナ素子１は、第１の金属板４に設けられた取付穴（係止孔）に対して嵌め込まれ嵌合される。すなわち、図５（ａ）に示すように、取付部材３の両端部に、係止爪５ａを有する固定片５を設ける。この固定片５は、プラスチックの板状部材であり、ある程度弾性変位可能である。これを図５（ｂ）に示すように、第１の金属板４に設けた係止孔４ａに係止し、取付部材５を第１の金属板４に固定する。

その後、第１の金属板４の裏面に回路基板（後述する）を配置し、アンテナ線２となる金属板裏面に突出した基端部２ａを回路基板にはんだ付けする。

特開２００５−２０６４４号公報（図１、図２、図５）

上述したように、従来のアンテナ素子１では、図５（ｂ）に示されるように、アンテナ素子１が嵌合された第１の金属板４の裏面から、係合手段であるアンテナ素子１の嵌め込み用爪（係止爪）５ａが突出する。

このため、第１の金属板４の裏面に回路基板を配置する場合、図６（ａ）に示されるように、回路基板６Ａをこれら一対の係止爪５ａの間に収まる大きさにするか、図６（ｂ）に示されるように、回路基板６Ｂにこれら係止爪５ａを避けるような穴或いは切り欠き６ａを設けなければならない。その結果、回路基板６Ａのサイズが限定されたり、回路基板６Ｂの穴や切り欠き６ａにより回路基板６Ｂ上の部品実装面積が減少するという問題がある。

したがって、本発明の課題は、アンテナ素子を金属板に嵌め込む際に、係合手段が金属板の裏面から突出しない、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、金属板の裏面に配置される回路基板のサイズ、形状に影響を与える事がない、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（５０、５０Ａ）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；４０Ａ；４０Ｂ）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）とから成り、前記第１の金属板（５０；５０Ａ）は、その両端部に前記取付部材側へ切り起こされた一対の切り起こし部（５１）を持ち、前記取付部材（４３）は、その両端部に、前記第１の金属板の裏面から突出せずに、前記一対の切り起こし部に係合する一対の係合手段（４３２；４３３；４３４）を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、前記一対の係合手段は、前記一対の切り起こし部に嵌め込まれる一対の嵌め込み用爪（４３２）から構成されて良い。また、前記一対の切り起こし部（５１）の各々は爪（５１ａ）を持っても良い。その場合には、前記一対の係合手段は、前記一対の切り起こし部の爪が嵌め込まれる一対のくぼみ（４３３）や一対の切り欠き（４３４）から構成されて良い。

又、本発明の第２の態様によれば、金属板（５０；５０Ａ）の主面上に搭載されるアンテナ素子（４０；４０Ａ；４０Ｂ）であって、該アンテナ素子は、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）とから成り、前記金属板（５０；５０Ａ）は、その両端部に前記主面上へ切り起こされた一対の切り起こし部（５１）を持ち、前記取付部材は、その両端部に、前記金属板の裏面から突出せずに、前記一対の切り起こし部に係合する一対の係合手段（４３２；４３３；４３４）を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、前記一対の係合手段は、前記一対の切り起こし部に嵌め込まれる一対の嵌め込み用爪（４３２）から構成されて良い。また、前記一対の切り起こし部（５１）の各々は爪（５１ａ）を持っても良い。その場合には、前記一対の係合手段は、前記一対の切り起こし部の爪が嵌め込まれる一対のくぼみ（４３３）や一対の切り欠き（４３４）から構成されて良い。

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、第１の金属板（金属板）の両端部に取付部材側（主面上へ）切り起こした一対の切り起こし部を形成し、アンテナ素子の取付部材の両端部に、第１の金属板（金属板）の裏面から突出せずに、一対の切り起こし部に係合する一対の係合手段を設けたので、アンテナ素子を第１の金属板（金属板）に嵌め込む際に、係合手段が金属板の裏面から突出しない。これにより、金属板の裏面に配置される回路基板のサイズ、形状に影響を与える事がない。

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及び第１の金属板５０について説明する。このようなアンテナ素子４０及び第１の金属板５０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もので、それぞれアンテナ素子２３及び第１の金属板２１の代わりに用いられる。アンテナ素子４０は、第１の金属板５０の主面上に搭載される。

アンテナ素子４０は、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。

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、回路基板（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。

第１の金属板５０は、その両端部に取付部材４３側（その主面上）へ切り起こされた一対の切り起こし部５１を持つ。一方、取付部材４３は、その両端部に、第１の金属板５０の裏面から突出せずに、一対の切り起こし部５１に係合する（嵌め込まれる）一対の嵌め込み用爪４３２を有する。とにかく、一対の嵌め込み用爪４３２は、一対の切り起こし部５１に係合する一対の係合手段として働く。

図８は第１の金属板５０の切り起こし部５１とアンテナ素子４０の嵌め込み用爪４３２の部分の拡大断面図である。

このように、アンテナ素子４０を嵌め込むための切り起こし部５１を第１の金属板５０に設け、切り起こし部５１に嵌め込まれる嵌め込み用爪４３２を、第１の金属板５０からその裏面側へ突出しない位置でアンテナ素子４０に設けたので、従来の衛星信号受信用アンテナ装置（図５（ｂ））のように、係止爪５ａが第１の金属板４の裏面から突出することが無い。

このような構成により、第１の金属板５０の裏面は、回路基板（図示せず）にはんだ付けするアンテナ線４２の基端部４２ａを除き平坦となる。その結果、第１の金属板５０の裏面に配置する回路基板のサイズや形状に影響を与える事が無くなる。

図９を参照して、本発明の第２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４０Ａ及び第１の金属板５０Ａについて説明する。

図示の第１の金属板５０Ａは、一対の切り起こし部５１の各々に爪５１ａを有する。一方、アンテナ素子４０Ａは、この爪５１ａが嵌め込まれるくぼみ４３３を有する。換言すれば、アンテナ素子４０Ａは、嵌め込み用爪４３２の代わりにくぼみ４３３を有する点を除いて、図７及び図８に図示したアンテナ素子４０と同様の構成を有する。

すなわち、アンテナ素子４０Ａのくぼみ４３３に第１の金属板５０Ａの切り起こし部５１の爪５１ａを嵌め込むことによって、アンテナ素子４０Ａが第１の金属板５０Ａに嵌合される。

切り起こし部５１とくぼみ４３３の嵌め込みは、切り起こし部５１に弾性を持たせて切り起こし部５１の弾性変形によりくぼみ４３３と嵌め込まれるようにしても良いし、アンテナ線４２が取り付けられる前の取付部材４３を第１の金属板２１と平行な方向にスライドして嵌め合わせるようにしても良い。

このような構成においても、第１の金属板５０Ａの裏面は、アンテナ素子４０Ａのアンテナ線４２の基端部４２ａを除き平坦となる。その結果、第１の金属板５０Ａの裏面に配置する回路基板のサイズや形状に影響を与える事が無くなる。

図１０を参照して、本発明の第３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４０Ｂについて説明する。図示のアンテナ素子４０Ｂは、くぼみ４３３の代わりに切り欠き４３４を有する点を除いて、図９に示されたアンテナ素子４０Ａと同様の構成を有する。

すなわち、アンテナ素子４０Ｂの切り欠き４３４に第１の金属板５０Ａの切り起こし部５１の爪５１ａを嵌め込むことによって、アンテナ素子４０Ｂが第１の金属板５０Ａに嵌合される。

切り起こし部５１と切り欠き４３４の嵌め込みは、切り起こし部５１に弾性を持たせて切り起こし部５１の弾性変形により切り欠き４３４と嵌め込まれるようにしても良いし、アンテナ線４２が取り付けられる前の取付部材４３を第１の金属板２１と平行な方向にスライドして嵌め合わせるようにしても良い。

このような構成においても、第１の金属板５０Ａの裏面は、アンテナ素子４０Ｂのアンテナ線４２の基端部４２ａを除き平坦となる。その結果、第１の金属板５０Ａの裏面に配置する回路基板のサイズや形状に影響を与える事が無くなる。

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、取付部材に設けられる係合手段の例として、嵌め込み用爪、くぼみや切り欠きを挙げているが、これらに限定されないのは勿論である。

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。 従来のアンテナ素子の取付部材を金属板に対して嵌め込み嵌合することにより取り付け固定するようにした場合の取り付け手順を示すものであり、（ａ）は取り付け前の状態、（ｂ）は取付部材の金属板への取付状態をそれぞれ示す。 図５に示した金属板の裏面に回路基板を配置した例を示した裏面図であり、（ａ）は回路基板が一対の係止爪の間に収まる大きさの例を、（ｂ）は回路基板に一対の係止爪を避けるような穴或いは切り欠きを設けた例をそれぞれ示す。 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と第１の金属板とを示す図で、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は斜視図、（ｃ）は正面図である。 図７に図示した金属板の切り起こし部とアンテナ素子の嵌め込み用爪の部分の拡大断面図である。 本発明の第２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と第１の金属板の部分拡大断面図である。 本発明の第３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と第１の金属板の部分拡大断面図である。

符号の説明

２１ 第１の金属板
２２ 第２の金属板
４０、４０Ａ、４０Ｂ 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 取付部材
４３２ 嵌め込み用爪
４３３ くぼみ
４３４ 切り欠き
５０、５０Ａ 第１の金属板
５１ 切り起こし部
５１ａ 爪

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、
   前記第１の金属板は、その両端部に前記取付部材側へ切り起こされた一対の切り起こし部を持ち、
   前記取付部材は、その両端部に、前記第１の金属板の裏面から突出せずに、前記一対の切り起こし部に係合する一対の係合手段を有することを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記一対の係合手段は、前記一対の切り起こし部に嵌め込まれる一対の嵌め込み用爪から構成されている、請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記一対の切り起こし部の各々は爪を持ち、
   前記一対の係合手段は、前記一対の切り起こし部の爪が嵌め込まれる一対のくぼみから構成されている、請求項１に記載のアンテナ装置。
4. 前記一対の切り起こし部の各々は爪を持ち、
   前記一対の係合手段は、前記一対の切り起こし部の爪が嵌め込まれる一対の切り欠きから構成されている、請求項１に記載のアンテナ装置。
5. 金属板の主面上に搭載されるアンテナ素子であって、該アンテナ素子は、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、前記金属板は、その両端部に前記主面上へ切り起こされた一対の切り起こし部を持ち、
   前記取付部材は、その両端部に、前記金属板の裏面から突出せずに、前記一対の切り起こし部に係合する一対の係合手段を有することを特徴とするアンテナ素子。
6. 前記一対の係合手段は、前記一対の切り起こし部に嵌め込まれる一対の嵌め込み用爪から構成されている、請求項５に記載のアンテナ素子。
7. 前記一対の切り起こし部の各々は爪を持ち、
   前記一対の係合手段は、前記一対の切り起こし部の爪が嵌め込まれる一対のくぼみから構成されている、請求項５に記載のアンテナ素子。
8. 前記一対の切り起こし部の各々は爪を持ち、
   前記一対の係合手段は、前記一対の切り起こし部の爪が嵌め込まれる一対の切り欠きから構成されている、請求項５に記載のアンテナ素子。
   

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