JP2006304207A - 無線装置 - Google Patents

Abstract

【課題】生産性が良好で小型化可能な無線装置を提供する。
【解決手段】無線ＩＣ２２を有するプリント基板１１上で無線ＩＣ２２と接続されたストリップライン１５を配線し、ストリップライン１５にアンテナ１７を接続している無線装置１０であって、プリント基板１１に実装されたコネクタ１３と、コネクタ１３内に先端１７ｂ側が収容されると共に基端１７ａがストリップライン１５に接続される端子状アンテナ１７と、端子状アンテナ１７の基端１７ａとストリップライン１５との接点より延出してプリント基板１１上に配線されたパターンアンテナ１９とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線装置に関し、詳しくは、車両に搭載されたリモートキーレスエントリーシステム（ＲＫＥ）やＧＰＳやＶＩＣＳやＥＴＣ等の無線通信に好適に用いられるものに関する。

従来、キーを鍵穴に挿入して操作することなく車両ドアのロック操作及びアンロック操作が可能なキーレスエントリーシステムが提供されており、ユーザが所持する携帯機からの無線信号を車両側の無線装置で受信してドアの施錠／解錠をリモートで行う等している。このように車両には多数の無線装置が搭載されており、そのアンテナ構造が特開平９−２１４２２４号公報や特開平８−２２２９２４号公報等に開示されている。例えば、図８に示すアンテナ構造は、コネクタハウジング１内に多数の接続端子２群を連続させて連接構造としたアンテナ３が収容され、アンテナ３に接続した雄型端子４がコネクタハウジング１より背面側に突出され、無線回路を有するプリント配線板（図示せず）に接続されている。

ところで、アンテナは送受信波の波長λの約２倍の長さでよく共振する特性があるため、アンテナ３の長さをλ／２に設定することが求められるが、送受信波の波長λが比較的大きい無線方式の場合にはアンテナ３の長さは大きくなる傾向にある。
しかしながら、前記アンテナ構造の場合、アンテナ３の全体をコネクタハウジング１内に収めているため、アンテナ３を折り返し状に屈曲させた連接構造としてアンテナ長を稼ぐ必要がある。そうすると、アンテナ３を複雑に加工する必要が生じて生産性が低下すると共に、アンテナ３のボリュームが大きくなるためにコネクタハウジング１が大型化する問題もある。
特開平９−２１４２２４号公報 特開平８−２２２９２４号公報

本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、生産性が良好で小型化された無線装置を提供することを課題としている。

前記課題を解決するため、本発明は、無線通信用回路を有するプリント基板上で、前記無線通信用回路と接続された給電線を配線し、前記給電線にアンテナを接続している無線装置であって、
前記プリント基板に実装されたコネクタと、
前記コネクタ内に先端側が収容されていると共に基端が前記給電線に接続されている端子状アンテナと、
前記端子状アンテナの基端と前記給電線との接点より延出して前記プリント基板上に配線されたパターンアンテナと、
を備えていることを特徴とする無線装置を提供している。

前記構成とすると、無線通信用回路からの給電線に接続されるアンテナは、コネクタ側に収容される端子状アンテナと、プリント基板上にパターニングされるパターンアンテナとに分割されて分岐構造となっているので、コネクタ側に収容される端子状アンテナを短尺化することが可能となる。したがって、端子状アンテナを複雑な折り畳み形状等にする必要性が低減して生産性が向上すると共に、該端子状アンテナを収容するコネクタハウジングを小型化することも可能となる。また、端子状アンテナとパターンアンテナを組み合わせることでアンテナの電気的体積が大きくなり十分なアンテナ特性を確保することができる。

前記端子状アンテナと前記パターンアンテナの長さは、送受信波の波長をλとした場合にそれぞれλ／４としていると好ましい。
前記構成とすると、端子状アンテナ長さのλ／４とパターンアンテナ長さのλ／４とを合わせて全体として約λ／２のアンテナ長となり、所謂ダイポールアンテナを形成することができる。

あるいは、前記コネクタ内の端子状アンテナには延長アンテナを後付け接続して、前記延長アンテナを前記コネクタ嵌合面より突出させ、
前記延長アンテナと前記端子状アンテナとを合わせた長さは、送受信波の波長をλとした場合にλ／４とすると共に前記パターンアンテナの長さもλ／４とすると好ましい。

前記構成とすると、送受信波の波長が長いためにアンテナも長くせざるを得ない場合に、別体の延長アンテナを端子状アンテナに付け足すことで、所要のアンテナ長を確保することができる。また、延長アンテナの長さを調節することにより、プリント基板外部で無線特性を調節することが可能となり、無線チューニング作業が容易となる利点もある。

前記延長アンテナは、金属線材を前記端子状アンテナに半田付け接続、あるいは端子接続する構成としていると好ましい。
即ち、延長アンテナを端子状アンテナへ半田付けとすると接続安定性が良い利点がある一方、延長アンテナに取り付けた端子で端子状アンテナに嵌合接続すると取付作業がワンタッチで済む利点ある。

前記コネクタのハウジングは、前記プリント基板上の信号回路と外部電線との有線接続を行うコネクタと共用化していると好ましい。

即ち、アンテナをプリント基板外に設けるためのコネクタを他の用途（プリント基板と外部電線との間で信号を有線通信する場合等）のコネクタと共用化することで、部品点数や設置スペースを低減することができる。なお、無線装置は、車両の無線通信用に車載されるものであって、前記外部電線は車体に配索されるワイヤハーネスとしているとよい。

前記プリント基板上のＧＮＤ線に接続したＧＮＤ端子を前記コネクタ内に収容し、前記コネクタ内で前記ＧＮＤ端子に接続された金属製のシールド筒体により前記端子状アンテナを囲繞していると好ましい。
前記構成とすると、端子状アンテナはアースされたシールド筒体で囲繞しているので、所要のシールド効果が得られてアンテナのノイズ対策を図ることができる。

前記端子状アンテナと前記シールド筒体との間には誘電体を介設していると好ましい。
前記構成とすると、端子状アンテナとシールド筒体とが誘電体で隔離されるので、端子状アンテナが短絡するのを防止できると共に、有効にシールド効果を発揮することができる。なお、誘電体はセラミック、合成樹脂、パラフィン、ガラス、雲母等の絶縁体を用いるとよい。

以上の説明より明らかなように、本発明によれば、無線通信用回路から導出される給電線に接続されるアンテナは、コネクタ側に収容される端子状アンテナと、プリント基板上にパターニングされるパターンアンテナとに分岐されているので、コネクタ側に収容される端子状アンテナを短尺化することが可能となる。したがって、端子状アンテナを簡素化しやすくなり生産性が向上すると共に、端子状アンテナを収容するコネクタハウジングも小型化できる。

本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図３は第１実施形態を示す。本実施形態の無線装置１０は、たとえば車両に搭載されたリモートキーレスエントリーシステム（ＲＫＥ）、ＧＰＳ、ＶＩＣＳ、ＥＴＣ等の受信機として用いられるものである。無線装置１０は、図１および図３に示すように、無線ＩＣ２２（無線通信用回路）を基板部１２上に実装したプリント基板１１にコネクタ１３を取り付けている。基板部１２上では無線ＩＣ２２と接続されたストリップライン１５（給電線）およびＧＮＤパターン１６をプリント配線していると共に、他の信号回路（図示せず）と接続されたパターン回路２０をプリント配線している。

コネクタ１３は、ハウジング１４内を仕切壁１４ａにより無線通信用空間Ｓ１と有線接続用空間Ｓ２とに区分けしている。無線通信用空間Ｓ１には逆Ｌ字状の端子状アンテナ１７およびＧＮＤ端子１８の先端側を収容していると共に、端子状アンテナ１７およびＧＮＤ端子１８の基端１７ａ、１８ａをそれぞれストリップライン１５、ＧＮＤパターン１６の端部に接続している。有線接続用空間Ｓ２には逆Ｌ字状の雄端子２１の先端側を収容していると共に、基端２１ａをパターン回路２０に接続している。即ち、コネクタ１３のハウジング１４は、無線通信アンテナ用と有線接続用とでコネクタを共用化している。

プリント基板１１は、端子状アンテナ１７の基端１７ａとストリップライン１５との接点より延出するパターンアンテナ１９を基板部１２上で直線状にプリント配線している。
端子状アンテナ１７の基端１７ａから先端１７ｂまでの長さは、受信波の波長をλとするとλ／４としており、パターンアンテナ１９の長さも同様にλ／４としている。即ち、ストリップライン１５の先端側でλ／４長さの端子状アンテナ１７とλ／４長さのパターンアンテナ１９とに分岐するダイポールアンテナを形成している。

プリント基板１１に実装されたコネクタ１３に嵌合する相手方コネクタ２３は、コネクタ１３の有線接続用空間Ｓ２に嵌合するサイズのハウジング２４を有し、ハウジング２４内に信号回路用の雄端子２１と接続される雌端子２５を収容している。雌端子２５にはワイヤハーネスを構成する電線２６を接続している。

以上の構成とすると、無線ＩＣ２２からのストリップライン１５に接続されるアンテナは、コネクタ１３側に収容される端子状アンテナ１７と、プリント基板１１上にパターニングされるパターンアンテナ１９とに分岐されているので、コネクタ１３側に収容される端子状アンテナ１７を短尺化できる。したがって、端子状アンテナ１７を複雑な形状等にする必要性が低減して生産性が向上すると共に、端子状アンテナ１７を収容するコネクタハウジング１４を小型化できる。なお、端子状アンテナ１７はコネクタハウジング１４の先端嵌合面から突出しない方が好ましいが突出してもよい。

また、第１実施形態の変形例として、プリント基板１１の基板素材にガラスエポキシ基板（比誘電率ε_r＝４．２〜４．８）のような高比誘電率材料を採用すると好適である。即ち、パターンアンテナ１９が形成される基板部１２の比誘電率ε_rが大きくなると、
（波長短縮率）＝１／√（比誘電率ε_r）
の関係式より波長短縮率が小さくなり、パターンアンテナ１９の長さをλ／４に波長短縮率を乗じた値に短尺化することが可能となる。したがって、パターンアンテナ１９の短尺化によりプリント基板１１を小面積化することができる。

図４は第２実施形態を示す。
第１実施形態との相違点は、端子状アンテナ１７の先端１７ｂに延長アンテナ２８を後付け接続している点である。

延長アンテナ２８は銅線や針金状の金属線材とし、端子状アンテナ１７の先端１７ａに半田付けで接続固定し、コネクタ１３の嵌合面より外部に突出している。そして、延長アンテナ２８と端子状アンテナ１７とを合わせた全長がλ／４となるように設定している。
以上の構成とすると、受信波の波長λが長いためにλ／４がコネクタ１３のサイズに比べて大きくなる場合でも、延長アンテナ２８を用いることでダイポールアンテナを容易に形成することができる。また、延長アンテナ２８は銅線等の柔軟なハーネスアンテナとすれば、設置スペースに合わせて延長アンテナ２８を屈曲配索することで、スペース効率を向上することができる。なお、他の構成は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

図５は第３実施形態を示す。
第２実施形態との相違点は、端子状アンテナ１７の先端１７ａに取り付ける延長アンテナ３２を端子接続としている点である。

延長アンテナ３２は、銅線等の金属線材３０の端部に雌端子３１を圧着して構成している。雌端子３１は、端子状アンテナ１７に外嵌圧接される円筒部３１ａと、金属線材３０をカシメ圧着するバレル部３１ｂとを備えている。そして、端子状アンテナ１７を雌端子３１の円筒部３１ａに挿入して嵌合圧接した状態で、延長アンテナ３２と端子状アンテナ１７とを合わせた全長がλ／４となるように設定している。
以上の構成とすると、延長アンテナ３２を端子状アンテナ１７に後付けする作業が、延長アンテナ３２の雌端子３１で端子状アンテナ１７にワンタッチで嵌合接続するだけでよく取付作業性が良好となる。なお、他の構成は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

図６は第４実施形態を示す。
第１実施形態との相違点は、端子状アンテナ１７の周囲にノイズ対策を施している点である。

プリント基板１１に実装されたコネクタ１３の無線通信用空間Ｓ１において、端子状アンテナ１７の周囲は合成樹脂等からなる誘電体３４で断面矩形状に囲繞している。そして、誘電体３４の周囲はＧＮＤ端子１８と接続された断面矩形状の金属製のシールド筒体３３で囲繞している。
以上の構成とすると、端子状アンテナ１７をアースされたシールド筒体３３で囲繞しているので、所要のシールド効果が得られてノイズ対策を図ることができる。また、端子状アンテナ１７とシールド筒体３３とが誘電体３４で隔離されるので、端子状アンテナ１７が短絡するのを防止できると共に有効にシールド効果が発揮される。なお、他の構成は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

図７は第４実施形態の変形例を示し、コネクタハウジング１４の無線通信用空間Ｓ１において、端子状アンテナ１７の両側に一対のＧＮＤ端子１８、３６を突出し、断面矩形状で金属製のシールド筒体３７を２つのＧＮＤ端子１８、３６に接続していても好適である。

本発明の第１実施形態の無線装置を示す斜視図である。 コネクタの正面図である。 無線装置を示す平面図である。 第２実施形態を示す要部斜視図である。 第３実施形態を示す要部斜視図である。 第４実施形態を示すコネクタの正面図である。 変形例のコネクタの正面図である。 従来例を示す斜視図である。

符号の説明

１０ 無線装置
１１ プリント基板
１２ 基板部
１３ コネクタ
１４、２４ ハウジング
１５ ストリップライン
１６ ＧＮＤパターン
１７ 端子状アンテナ
１８、３６ ＧＮＤ端子
１９ パターンアンテナ
２１ 雄端子
２２ 無線通信用回路（無線ＩＣ）
２３ 相手方コネクタ
２６ 電線
２８、３２ 延長アンテナ
３１ 雌端子
３３、３７ シールド筒体
３４ 誘電体
Ｈ 半田
Ｓ１ 無線通信用空間
Ｓ２ 有線接続用空間

Claims (7)

1. 無線通信用回路を有するプリント基板上で、前記無線通信用回路と接続された給電線を配線し、前記給電線にアンテナを接続している無線装置であって、
   前記プリント基板に実装されたコネクタと、
   前記コネクタ内に先端側が収容されていると共に基端が前記給電線に接続されている端子状アンテナと、
   前記端子状アンテナの基端と前記給電線との接点より延出して前記プリント基板上に配線されたパターンアンテナと、
   を備えていることを特徴とする無線装置。
2. 前記端子状アンテナと前記パターンアンテナの長さは、送受信波の波長をλとした場合にそれぞれλ／４としている請求項１に記載の無線装置。
3. 前記コネクタ内の端子状アンテナには延長アンテナを後付け接続して、前記延長アンテナを前記コネクタ嵌合面より突出させ、
   前記延長アンテナと前記端子状アンテナとを合わせた長さは、送受信波の波長をλとした場合にλ／４とすると共に、前記パターンアンテナの長さもλ／４としている請求項１に記載の無線装置。
4. 前記延長アンテナは、金属線材を前記端子状アンテナに半田付け接続、あるいは端子接続する構成としている請求項３に記載の無線装置。
5. 前記コネクタのハウジングは、前記プリント基板上の信号回路と外部電線との有線接続を行うコネクタと共用化している請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の無線装置。
6. 前記プリント基板上のＧＮＤ線に接続したＧＮＤ端子を前記コネクタ内に収容し、前記コネクタ内で前記ＧＮＤ端子に接続された金属製のシールド筒体により前記端子状アンテナを囲繞している請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の無線装置。
7. 前記端子状アンテナと前記シールド筒体との間には誘電体を介設している請求項６に記載の無線装置。

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