JP2008270922A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サージアブソーバ素子実装用のランドを設けたことに起因する輻射ノイズがＧＰＳアンテナ素子の出力に混入することを防止できるアンテナ装置を提供することにある。
【解決手段】アンテナ装置は、ＧＰＳアンテナ素子２と、ＧＰＳアンテナ素子２で受信したＧＰＳ用信号を増幅して出力する受信回路部３とが実装された回路基板１を備え、回路基板１には、サージアブソーバ素子を、一方のリード端子が受信回路部３の出力端に、他方のリード端子が接地点にそれぞれ接続される形で実装可能とするサージアブソーバ素子実装用の複数のランドＬが、一方のリード端子が接続されるランドＬ１を回路基板１においてＧＰＳアンテナ素子２が実装される一面側に位置させた形に設けられ、回路基板１の上記一面側には、一方のリード端子が接続されるランドＬ１を覆う金属製のシールドケース５が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、アンテナ装置、特に人工衛星からＧＰＳ（Global PositioningSystem）用信号を受信するアンテナ装置に関するものである。

従来から、人工衛星から該人工衛星の軌道と時刻のデータ等を含む電波信号を受信して、受信した電波の時間差により受信地点における地球上の位置を特定するＧＰＳを利用したＧＰＳ機器が提供されており、このようなＧＰＳ機器は、携帯電話機等に代表されるモバイルや、自動車等の移動体の測位によく用いられている。

このようなＧＰＳ機器では、人工衛星からの電波を受信するためのアンテナ装置が用いられており、アンテナ装置としては、人工衛星のＧＰＳ用信号を受信するＧＰＳアンテナ素子と、ＧＰＳアンテナ素子で受信したＧＰＳ用信号を増幅して同軸ケーブルに出力する受信回路部とが実装される回路基板を、ケース内に収納したものが提案されている（例えば、特許文献１，２）。

ところで、上記のＧＰＳ用のアンテナ装置の用途は、上述したような携帯電話機等に代表されるモバイルや、自動車等の移動体の測位用のＧＰＳ機器だけに限られるものではない。

例えば、図９に示すように、アンテナ装置１００を、屋外の所定位置に設置された支持ポール２００の頂部に取り付けるとともに、基地局３００に同軸ケーブル（高周波用同軸ケーブル）４００で接続することで、アンテナ装置１００から同軸ケーブル４００を経由して与えられたＧＰＳ用信号から時刻信号を取り出して、基地局３００自身の動作タイミングを自己補正する、すなわち、基地局３００の動作タイミングの同期用の時刻データを取得する等の用途にも用いられる。また、この他、アンテナ装置１００で受信したＧＰＳ用信号を用いて所定位置における測位を行うことで、地形等の周囲環境の変位を測定し、このようにして得られた変位を元に地震予知を行うためにも用いられる。

ところで、上述したようにアンテナ装置１００を屋外に設置した状態で使用する場合、アンテナ装置１００は、人工衛星からのＧＰＳ用信号を受信できるように、支持ポール２００等を用いて比較的高所に設けられるので、アンテナ装置１００には落雷が発生しやすい。したがって、従来では、このような落雷による過電流からアンテナ装置１００や基地局３００を保護するために、同軸ケーブル４００に、避雷器や遠方接地された対雷ケーブル等の雷サージ対策設備５００を設けることが行われている。

しかしながら、上記の雷サージ対策設備５００は、施工作業に手間がかかり、またコストが高く、設置するために大きなスペースが必要になるという問題点があり、極力設置することを避けたいという要望があった。

そこで、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、アンテナ装置１００において、ＧＰＳアンテナ素子２、およびＧＰＳアンテナ素子２で受信したＧＰＳ用信号を増幅して同軸ケーブル４００に出力する受信回路部３が実装される回路基板１に、雷サージ用のサージアブソーバ素子４を設けることが提案されている。

サージアブソーバ素子４は、図１０（ａ）に示すように、略円柱状の本体部４ｃと、該本体部４ｃの軸方向両端部に突設された一対のリード端子４ａ，４ｂとを有するディスクリートタイプの素子であり、例えば、既存のバリスタ（例えば、酸化亜鉛バリスタ等）や、アレスタ等が用いられる。そして、このサージアブソーバ素子４は、一方のリード端子４ａが受信回路部３の出力端（図示せず）に、他方のリード端子４ｂが回路基板１の接地点（図示せず）に接続されることで、避雷器としての作用を発揮する。

したがって、回路基板１には、サージアブソーバ素子４を一方のリード端子４ａが受信回路部３の出力端（図示せず）に、他方のリード端子４ｂが接地点（図示せず）にそれぞれ接続される形で実装可能とするサージアブソーバ素子実装用のランドＬが設けられており、これらランドＬを利用して、サージアブソーバ素子４が実装される。なお、以下の説明では、ランドＬを区別するために、必要に応じて、回路基板１においてＧＰＳアンテナ素子２が実装される一面側に設けられ一方のリード端子４ａが接続されるランドＬを符号Ｌ１で、回路基板１の一面側に設けられ他方のリード端子４ｂが接続されるランドＬを符号Ｌ２で、回路基板１の他面側に設けられ一方のリード端子４ａが接続されるランドＬを符号Ｌ３で、回路基板１の他面側に設けられ他方のリード端子４ｂが接続されるランドＬを符号Ｌ４でそれぞれ示す。
特開２０００−１０１３３４号公報（図１参照） 特開２００１−３３２９２０号公報（図７参照）

上述したようにアンテナ装置１００の回路基板１にサージアブソーバ素子４を実装した場合には、アンテナ装置１００における耐雷サージ性能が向上するので、同軸ケーブル４００に設ける雷サージ対策設備５００の数を減らすことができていた。

しかしながら、サージアブソーバ素子４をアンテナ装置１００に設けた場合には次のような問題が新たに生じることとなった。

すなわち、サージアブソーバ素子４は、一般に一対のリード端子４ａ，４ｂを有し、このリード端子４ａ，４ｂを用いて回路基板１に実装されるため、一対のリード端子４ａ，４ｂ、特に受信回路部３の出力端に接続される一方のリード端子４ａが、回路基板１の上面（すなわちＧＰＳアンテナ素子２が実装される面）に位置していると、ＧＰＳアンテナ素子２が、リード端子４ａに電流が流れることで生じる磁界等による輻射ノイズを受信してしまうという問題が新たに生じることとなった。また、このようにＧＰＳアンテナ素子２が輻射ノイズを受信してしまうと、ＧＰＳアンテナ素子２が出力する電気信号に輻射ノイズが重畳されて電気信号の波形が乱され、これによりＧＰＳ用信号の復調が困難になってしまう。

かかる問題を解決するために、本発明者らは、サージアブソーバ素子４のリード端子４ａを、金属製のケースで覆うことを提案している。

ところで、アンテナ装置１００は、必ずしも図９に示すように屋外に設置した状態で使用されるとは限らず、屋内に設置した状態でも使用される。この場合、アンテナ装置１００に落雷が発生することはまずないので、サージアブソーバ素子４による恩恵が少なく、製造コストの観点から見れば、サージアブソーバ素子４を設けないほうが好ましい。

サージアブソーバ素子４を設けなかった場合には、当然ながら、サージアブソーバ素子４のリード端子４ａに電流が流れることがないから、リード端子４ａに電流が流れることで生じる磁界等による輻射ノイズが発生せず、ＧＰＳアンテナ素子２がこのような輻射ノイズを受信してしまうという問題は生じない。

ところが、サージアブソーバ素子４のリード端子４ａ，４ｂは、大電流に耐えうるように、その断面積が、他の電子部品のリード端子（図示せず）などに比べて大きく設計されているから、サージアブソーバ素子実装用のランドＬは、他の電子部品実装用のランドに比べれば表面積が大きく、このようなランドＬに通電された際には、ランドＬにより生じる磁界等によって、輻射ノイズが発生し、このような輻射ノイズをＧＰＳアンテナ素子２が受信してしまうおそれがあった。

このような問題は、屋内用のアンテナ装置１００においては、サージアブソーバ素子実装用のランドＬが設けられていない回路基板１を用いるようにすれば解決できていた。

しかしながら、屋外用のアンテナ装置１００と屋内用のアンテナ装置１００とでは、構成上、サージアブソーバ素子４が設けられているか否かの違いしかないため、製造コストを考慮すれば、屋内用のアンテナ装置１００の回路基板１にサージアブソーバ素子４を設けることによって、屋内用のアンテナ装置１００を屋外用のアンテナ装置１００に変更できること、すなわち、屋内用のアンテナ装置１００と屋外用のアンテナ装置１００とにおいて回路基板１を共用できることが好ましい。

本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、サージアブソーバ素子実装用のランドを設けたことに起因する輻射ノイズがＧＰＳアンテナ素子の出力に混入することを防止できるアンテナ装置を提供することにある。

上述の課題を解決するために、請求項１の発明では、ＧＰＳアンテナ素子と、ＧＰＳアンテナ素子で受信したＧＰＳ用信号を増幅して出力する受信回路部とが実装された回路基板を備え、回路基板には、サージアブソーバ素子を、一方のリード端子が受信回路部の出力端に、他方のリード端子が接地点にそれぞれ接続される形で実装可能とするサージアブソーバ素子実装用の複数のランドが、一方のリード端子が接続されるランドを回路基板においてＧＰＳアンテナ素子が実装される一面側に位置させた形に設けられ、回路基板の上記一面側には、上記一方のリード端子が接続されるランドを覆う金属製のシールドケースが設けられていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、回路基板においてＧＰＳアンテナ素子が実装される一面側に設けられサージアブソーバ素子の一方のリード端子が接続されるランドを金属製のシールドケースで覆うようにしているので、一方のリード端子が接続されるランドに電流が流れることによって生じる磁界等による輻射ノイズがＧＰＳアンテナ素子に伝播しないように上記輻射ノイズをシールドケースで遮断できるから、ＧＰＳアンテナ素子が出力する電気信号に、サージアブソーバ素子実装用のランドを設けたことに起因する輻射ノイズが混入されることを抑制できて、ＧＰＳ用信号の復調が十分に行えるようになる。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、回路基板が一面側に搭載されるボディと、シールドケースが固定されるリブを有しボディの一面側に被着されて回路基板を覆うレドームとからなるケースと、レドームをボディに被着した際に上記リブに固定されているシールドケースを接地点に接続する接地手段とを備えていることを特徴とする。

請求項２の発明によれば、レドームをボディに被着することによりシールドケースを回路基板の一面側に設けることができるので、シールドケースを回路基板に半田付け等で固着する必要がなくなるから、組み立て作業が容易に行える。加えて、レドームをボディから取り外した際には、同時にシールドケースが回路基板から取り外されるから、レドームをボディから取り外すだけの簡単な作業で、半田クラックや半田付け忘れ等の回路基板の接続部分の状態や、各種電子部品の状態等を目視により即座に確認できる。

請求項３の発明では、請求項１または２の発明において、接地手段は、ボディとレドームのいずれか一方に設けられボディとレドームの結合に用いられる結合ねじが挿通されるねじ挿通孔と、残る他方に設けられねじ挿通孔を挿通した結合ねじが螺着されるねじ孔と、結合ねじが挿通される第１孔部を有して回路基板に突設され回路基板の接地点に接続される第１接地片と、結合ねじが挿通される第２孔部を有してシールドケースに突設されるとともに第２孔部が第１孔部に連通するように第１接地片に重ね合わされる第２接地片とで構成され、ボディとレドームは、ねじ挿通孔を挿通させた結合ねじを第１孔部と第２孔部に挿通させるとともにねじ孔に螺着することで結合されていることを特徴とする。

請求項３の発明によれば、レドームとボディを結合するための既存の極めて簡単な結合構造を利用して接地手段を実現しているので、製造コストを低減できる。

請求項４の発明では、請求項１〜３のうちいずれか１項の発明において、ＧＰＳアンテナ素子は、回路基板の中心位置から偏移させて実装されていることを特徴とする。

請求項４の発明によれば、ＧＰＳアンテナから、アンテナ装置の近傍の金属板までの空間距離が一様であることに起因する利得減衰を低減できる。

本発明は、サージアブソーバ素子実装用のランドを設けたことに起因する輻射ノイズがＧＰＳアンテナ素子の出力に混入することを防止できるという効果を奏する。

（実施形態１）
本実施形態のアンテナ装置１００は、図１〜図３に示すように、人工衛星（図示せず）からＧＰＳ用信号を受信するＧＰＳアンテナ素子２と、ＧＰＳアンテナ素子２で受信したＧＰＳ用信号を増幅して、基地局４００（図９参照）にＧＰＳ用信号を伝送するための同軸ケーブル（高周波同軸ケーブル）に出力する受信回路部３とが実装される回路基板１と、回路基板１を収納するケース６とを備えている。

ここで、ＧＰＳアンテナ素子２は、ＧＰＳ用の人工衛星が送信するＧＰＳ用信号を受信するためのもので、ＧＰＳ用信号の周波数（おおよそ１５７５．４２ＭＨｚ）を中心とする周波数帯域の信号を受信できるように構成されている。本実施形態では、このようなＧＰＳアンテナ素子２として、例えば、誘電率が高いセラミック製のアンテナ基体の両面に、導体として銅ペーストや銀ペーストを塗布することで、一面がアンテナ面（受波面）、他面がアース面（接地面）となるように構成された平面型の誘電体アンテナを用いている。なお、このような誘電体アンテナは、従来周知のものを採用することができるから、詳細な説明については省略する。

受信回路部３は、ＧＰＳアンテナ素子２で受信したＧＰＳ用信号を増幅して、伝送用の同軸ケーブル４００（図９参照）に出力することで、ＧＰＳ用信号をアンテナ装置１００から基地局４００（図９参照）に伝送する際に、ＧＰＳ用信号が減衰して認識できなくなって、ＧＰＳ用信号が復調できなくなってしまうことを防止するためのものである。この受信回路部３は、抵抗やコンデンサ等の各種電子部品を回路基板１に実装することで構成され、具体的には、図２に示すように、３つのアンプ３０ａ〜３０ｃと、３つのバンドパスフィルタ３１ａ〜３１ｃとが交互に直列接続されることで構成されている。ここで、アンプ３０ａ〜３０ｃは、いずれも所定の利得が得られるように電気信号の増幅を行うものである。また、バンドパスフィルタ３１ａ〜３１ｃは、３次のバンドパスフィルタを構成しており、いずれもＧＰＳ用信号の周波数（おおよそ１５７５．４２ＭＨｚ）を中心とする周波数帯域の信号のみを透過するように構成されている。したがって、このような受信回路部３によれば、ＧＰＳアンテナ素子２が出力する電気信号のうち１５７５．４２ＭＨｚを中心とした周波数帯の電気信号のみを利得が所定値となるように増幅し、これにより得られた電気信号を出力するようになっている。

回路基板１は、例えば、絶縁基板の両面に薄肉の銅板（銅箔）を積層してなる銅張積層板からなり、図３に示すように、その平面形状が略正八角形状に形成されている。なお、図１（ａ），（ｂ）では、図面の簡略化のために回路基板１を長方形状として図示している。

回路基板１の一面（図１（ａ）における上面）と他面（図１（ｂ）における下面）の両方それぞれには、上記銅板をパターニングすることによって、ＧＰＳアンテナ素子２と受信回路部３用の各種電子部品とサージアブソーバ素子４とを用いて図２に示すような回路（破線部分を含む）を構成するための回路パターン（図示せず）、および接地点（グランドライン）ＧＮＤが形成されている。

ここで、回路基板１の一面および他面それぞれの上記回路パターンには、ＧＰＳアンテナ素子２が接続されるランド（図示せず）、サージアブソーバ素子４を、一方のリード端子４ａが受信回路部３１の出力端（すなわち、バンドパスフィルタ３１ｃの出力端）に、他方のリード端子４ｂが接地点ＧＮＤにそれぞれ接続される形で実装可能とするサージアブソーバ素子実装用の複数のランドＬ、この他、受信回路部３を構成する電子部品が接続されるランド（図示せず）などが設けられている。さらに、回路基板１の一面側の上記回路パターンには、後述するケーブル７ｇが接続されるランド（図示せず）が設けられている。

ここで、ＧＰＳアンテナ素子２が接続されるランドは、ＧＰＳアンテナ素子２が回路基板１の中心位置から偏移された位置に実装されるように回路基板１に設けられている。また、サージアブソーバ素子実装用の複数のランドＬは、サージアブソーバ素子４を回路基板１に実装した際にサージアブソーバ素子４が回路基板１の中心位置からＧＰＳアンテナ素子２と反対側に偏移した位置に位置するように回路基板１に設けられている。なお、以下の説明では、サージアブソーバ素子４用の複数のランドＬを区別するために、必要に応じて、回路基板１の一面側に設けられ一方のリード端子４ａが接続されるランドＬを符号Ｌ１、回路基板１の一面側に設けられ他方のリード端子４ｂが接続されるランドＬを符号Ｌ２、回路基板１の他面側に設けられ一方のリード端子４ａが接続されるランドＬを符号Ｌ３、回路基板１の他面側に設けられ他方のリード端子４ｂが接続されるランドＬを符号Ｌ４でそれぞれ示す。

回路基板１には、回路基板１を厚み方向に貫通するスルーホールが設けられており、例えば、ＧＰＳアンテナ素子２が接続されるランドにはＧＰＳアンテナ素子２用のスルーホール（図示せず）が、サージアブソーバ素子４の一方のリード端子４ａが接続されるランドＬ１，Ｌ３には当該リード端子４ａ用のスルーホール１ａが、サージアブソーバ素子４の他方のリード端子４ｂが接続されるランドＬ２，Ｌ４には当該リード端子４ｂ用のスルーホール１ｂが、回路基板１に略中央部にはケーブル７ｇ用のスルーホール１ｃが、それぞれ形成される。スルーホール１ａの内周面には、ランドＬ１，Ｌ３を電気的に接続する貫通孔配線（図示せず）が形成され、スルーホール１ｂにも同様にランドＬ２，Ｌ４を電気的に接続する貫通孔配線（図示せず）が形成されている。なお、図３では、スルーホール１ｃのみを図示し、その他のスルーホールを省略している。

さらに、回路基板１の外縁部には、図３に示すように、回路基板１の外周を四等分するようにして、位置決め用の孔部１ｄが４つ設けられている。なお、この位置決め用の孔部１ｄは、図１（ａ）では省略している。

以上述べた回路基板１には、上述したＧＰＳアンテナ素子２と、受信回路部３とが次のようにして実装される。すなわち、ＧＰＳアンテナ素子２は、上述したＧＰＳアンテナ素子２用のスルーホールを用いて、アース面を回路基板１の一面に接触させた状態で、回路基板１の一面側に実装される。また、受信回路部３を構成する電子部品群は、上述した受信回路部３用のスルーホールを用いて回路基板１の一面側に実装され、これにより、受信回路部３が回路基板１の一面側に実装される。以上により図２に実線で示すような回路が構成される。なお、各種部品の実装は、対応部品の端子とランドとを半田付けにより電気的且つ機械的に接続することで行われる。

ここで、本実施形態のアンテナ装置１００は屋内用のものであり、サージアブソーバ素子４が必須ではないため、回路基板１にサージアブソーバ素子４を実装しないが、アンテナ装置１００を屋外用のものとして製造する場合には、サージアブソーバ素子４が次のようにして回路基板１に実装される。

すなわち、サージアブソーバ素子４は、両方のリード端子４ａ，４ｂの先部が回路基板１の他面側（図１（ｂ）における下面側）に位置するように両方のリード端子４ａ，４ｂを個別にスルーホール１ａ，１ｂに貫装させるとともに、本体部４ｃを回路基板１の一面側に位置させた状態で、リード端子４ａを回路基板１の他面側のランドＬ３に半田付けするとともに、リード端子４ｂを回路基板１の他面側のランドＬ４に半田付けして、電気的且つ機械的に接続することで回路基板１に実装され、図２に示すような回路が構成される。

ところで、回路基板１においてＧＰＳアンテナ素子２が実装される一面側には、サージアブソーバ素子４の一方のリード端子４ａが接続されるランドＬ１を覆う金属製のシールドケース５が設けられる。

シールドケース５は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、回路基板１に対向する面が開口されるとともに、回路基板１の一面側のランドＬ１を覆うことができる程度の大きさの略矩形箱状に形成されている。そして、シールドケース５は、導電性接着剤や半田等を用いて、回路基板１の一面側にランドＬ１を覆う形で固着され、同時に接地点ＧＮＤに接続される。

ケース６は、図３に示すように、回路基板１が一面側（図３における上面側）に搭載されるボディ７と、該ボディ７の一面側に被着されて回路基板１を覆うレドーム８とで構成されている。

ボディ７は、例えば、アルミニウムや、亜鉛合金等の軽量金属製のダイキャストを用いて円盤状に形成されており、その外縁部には、ボディ７とレドーム８の結合に用いられる結合ねじＳ１〜Ｓ４が個別に挿通されるねじ挿通孔７ａ〜７ｄが外縁部を周方向に略４等分するようにして設けられている。また、ボディ７の一面側には、回路基板１の４つの位置決め用の孔部１ｄにそれぞれ凹凸嵌合する位置決め用の突起（図示せず）を有し、回路基板１が位置決めされた状態で載置される支持部７ｅが一体に設けられている。

加えて、ボディ７の他面側の中央部には、ＧＰＳアンテナ素子２で受信したＧＰＳ用信号を基地局３００に伝送するための同軸ケーブル４００を接続するコネクタ７ｆが設けられている。このコネクタ７ｆはリード線等のケーブル７ｇを用いて回路基板１に実装された受信回路部３の出力端に接続される。したがって、コネクタ７ｆに同軸ケーブル４００を接続することで、同軸ケーブル４００が受信回路部３の出力端に接続され、基地局３００にＧＰＳ用信号が伝送できるようになる。

レドーム８は、熱可塑性樹脂（例えばポリカーボネイトや、フッ素樹脂、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ））等のＧＰＳ用信号を遮断しないような材料を用いて、底面（図３における下面）が開口した中空の略円錐形状に形成されている。また、レドーム８の底面側の縁部には、ボディ７の各ねじ挿通孔７ａ〜７ｄを挿通した結合ねじＳ１〜Ｓ４が個別に螺着されるねじ孔８ａ〜８ｄが設けられている。ここで、レドーム８を略円錐状としているのは、屋外に設置されるアンテナ装置１００に、ほこりの堆積や、積雪が生じにくく、また鳥が止まりにくいようにするためである。すなわち、レドーム８を略円錐状に形成することで、ほこりの堆積予防、および積雪予防、並びに害鳥忌避等を実現している。

次に、本実施形態のアンテナ装置１００の組み立て方法について説明する。まず、上述したようにＧＰＳアンテナ素子２、受信回路部３、およびシールドケース５を設けた回路基板１を、回路基板１の位置決め用の孔部１ｄとボディ７の位置決め用の突起とを凹凸嵌合させた状態でボディ７の支持部７ｅに載置する。これに並行して、ボディ７のコネクタ７ｆに一端が接続されたケーブル７ｇの他端を、回路基板１のスルーホール１ｃを通して回路基板１の一面側に導出し、導出したケーブル７ｇの他端を回路基板１の一面側に設けられたケーブル７ｇ用のランドに半田付け等によって接続する。

その後に、レドーム８を、ボディ７に搭載した回路基板１を覆う形でボディ７に被せてから、ボディ７のねじ挿通孔７ａ〜７ｄをそれぞれ挿通させた結合ねじＳ１〜Ｓ４を、レドーム８のねじ孔８ａ〜８ｄに個別に螺着して、ボディ７とレドーム８とを結合する。以上により本実施形態のアンテナ装置１００が完成する。

このようなアンテナ装置１００は、例えば、屋内に設置されるとともに、基地局３００に同軸ケーブル４００を用いて接続された状態で使用に供され、例えば、基地局３００の動作タイミングの同期用の時刻データの取得や、地震予知等を行うために用いられる。なお、アンテナ装置１００の動作については、従来のものと同様であるから説明を省略する。

以上述べた本実施形態のアンテナ装置１００によれば、回路基板１においてＧＰＳアンテナ素子２が実装される一面側に設けられサージアブソーバ素子４の一方のリード端子４ａが接続されるランドＬ１を金属製のシールドケース５で覆うようにしているので、一方のリード端子４ａが接続されるランドＬ１に電流が流れることによって生じる磁界等による輻射ノイズがＧＰＳアンテナ素子２に伝播しないように上記輻射ノイズをシールドケース５で遮断できるから、ＧＰＳアンテナ素子２が出力する電気信号にサージアブソーバ素子実装用のランドＬを設けたことに起因する輻射ノイズが混入されることを抑制できて（すなわち、サージアブソーバ素子４を実装可能な回路基板１を用いながらも、ＧＰＳアンテナ素子２が出力する電気信号に輻射ノイズが混入することを抑制できて）、ＧＰＳ用信号の復調が十分に行えるようになる。

また、回路基板１には、ＧＰＳアンテナ素子２が、回路基板１の中心位置から偏移させて実装されることになるから、ＧＰＳアンテナ素子２から、アンテナ装置の近傍の金属板（図示せず）までの空間距離が一様にならなくなり、その結果、上記の空間距離が一様であることに起因する利得減衰を低減できる。

ところで、図１（ａ），（ｂ）に示す例では、受信回路部３を、回路基板１の一面側（すなわちＧＰＳアンテナ素子２が実装されている面側）に設けるようにしているが、図４に示すように、受信回路部３を回路基板１の他面側に実装できるように回路基板１の構成を変形してもよい。

このようにすれば、受信回路部３とＧＰＳアンテナ素子２との間に、接地点ＧＮＤを有する回路基板１が介在されることになるので、受信回路部３で生じる輻射ノイズがＧＰＳアンテナ素子２に伝播されることを抑制でき、これによりＧＰＳアンテナ素子２が出力する電気信号に、受信回路部３の輻射ノイズが混入することを抑制できる。この構成は後述する実施形態２にも適用できる。

なお、回路基板１や、ケース６の形状は上記の例に限られるものではなく、適宜変形することが可能である。また、シールドケース５の形状も上記の例に限られるものではなく、ランドＬ１を覆って、ランドＬ１とＧＰＳアンテナ素子２とを空間的に遮断できるような形状であればよい。ここで、空間的に遮断とは、本実施形態のようにランドＬ１がシールドケース５で完全に密閉されているようなものを指すのではなく、ランドＬ１に電流が流れることによって生じる磁界等の影響を低減できる程度のものであればよい。

また、本実施形態のアンテナ装置１００は、基地局の動作タイミングの同期用の時刻データを取得や、地震予知用の測位データの取得等の所定位置に設置された状態での用途に適した構成であるが、本実施形態のアンテナ装置１００の用途は上記のような用途に限定されるものではない。あるいは、本実施形態における回路基板１は、サージアブソーバ素子４が、両方のリード端子４ａ，４ｂの先部を回路基板１の他面側に、本体部４ｃを回路基板１の一面側に位置させた状態で実装可能に構成されているが、サージアブソーバ素子４が、両方のリード端子４ａ，４ｂの先部を回路基板１の一面側に、本体部４ｃを回路基板１の他面側に位置させた状態で実装可能に構成されていてもよい。これらの点は、後述する実施形態２〜４においても同様である。

（実施形態２）
本実施形態のアンテナ装置は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、シールドケース５がランドＬ１，Ｌ２の両方を覆う形に形成されている点で、実施形態１と異なっている。なお、その他の構成は実施形態１と同様であるから、同様の構成については説明を省略する。

したがって、本実施形態のアンテナ装置によれば、実施形態１と同様の効果を奏する上に、シールドケース５が、回路基板１の一面側に設けられ一方のリード端子４ａが接続されるランドＬ１だけでなく、回路基板１の一面側に設けられ他方のリード端子４ｂが接続されるランドＬ２も覆う形に形成されているから、ランドＬ２に電流が流れることによって生じる磁界等による輻射ノイズもＧＰＳアンテナ素子２に伝播しないようにシールドケース５で遮断でき、ＧＰＳアンテナ素子２が出力する電気信号に輻射ノイズが混入されることがさらに抑制できる。

（実施形態３）
本実施形態のアンテナ装置１００は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、シールドケース５が、ランドＬ１，Ｌ２だけではなく、受信回路部３をも覆う形に形成されている点で、実施形態２と異なっている。なお、その他の構成は実施形態１，２と同様であるから、同様の構成については説明を省略する。

したがって、本実施形態のアンテナ装置１００によれば、実施形態２と同様の効果を奏する上に、シールドケース５が、回路基板１の一面側に設けられたランドＬ１，Ｌ２だけでなく、受信回路部３も覆う形に形成されているから、ランドＬ１，Ｌ２に電流が流れることに起因する輻射ノイズのみならず、受信回路部３が発生する輻射ノイズもＧＰＳアンテナ素子２に伝播しないようにシールドケース５で遮断でき、ＧＰＳアンテナ素子２が出力する電気信号に輻射ノイズが混入されることがさらに抑制できる。なお、シールドケース５により受信回路部３を覆うにあたっては、受信回路部３のランドもあわせて覆うようにすることが好ましい。

（実施形態４）
本実施形態のアンテナ装置１００は、図７および図８に示すように、回路基板１、シールドケース５、およびレドーム８それぞれの構成が実施形態１と異なっており、その他の構成は実施形態１と同様であるから、同様の構成については説明を省略する。

本実施形態における回路基板１は、実施形態１の回路基板１と同様のものであるが、図７（ａ）および図８に示すように、回路基板１においてＧＰＳアンテナ素子２が実装される一面側（図７（ａ）における紙面手前側）と反対側の他面側（図７（ａ）における紙面奥側）に受信回路部３が実装されるように構成されている点と、回路基板１の接地点ＧＮＤに接続された第１接地片１ｅが外周面に突設されている点とで実施形態１の回路基板１と異なっている。ここで、第１接地片１ｅには、結合ねじＳ１が挿通される第１孔部１ｆが貫設されている。

本実施形態におけるシールドケース５は、金属製のものであって、図７（ａ）および図８に示すように、底面が開口した矩形箱状に形成され、実施形態２と同様に回路基板１の一面側に設けられたランドＬ１，Ｌ２の両方を覆うことができる程度の大きさを有するシールド部５０と、結合ねじＳ１が挿通される第２孔部５１ａを有してシールド部５０の側面に突設された第２接地片５１とを一体に備えている。

本実施形態におけるレドーム８は、実施形態１で述べたレドーム８と同様のものであるが、ねじ孔８ａ近傍の内周面に、シールドケース５が固定されるリブ８ｆが一体に突設されている点で異なっている。このリブ８ｆの底面（すなわち、ボディ７に搭載される回路基板１と対向する面）には、第２接地片５１の第２孔部５１ａがねじ孔８ａに連通するようにしてシールドケース５を嵌入可能な収納凹所８ｇが設けられている。ここで、収納凹所８ｇの内形寸法は、シールドケース５のシールド部５０の外形寸法と略同形状に形成しているので、シールド部５０を収納凹所８ｇに嵌入することで、シールドケース５をリブ８ｆに固定できるようになっている。

また、リブ８ｆは、ケース６に回路基板１を収納した際に（換言すれば、回路基板１を搭載したボディ７にレドーム８を被着した際に）、図７（ａ）に示すように、シールド部５０がランドＬ１，Ｌ２を覆う位置に位置するとともに、第２接地片５１が第２孔部５３ｃと第１孔部１ｇとが連通する形で第１接地片１ｅに重ね合わされる位置に位置するように、シールドケース５を位置決めして回路基板１の一面側に配置できるように形成されている。

次に、本実施形態のアンテナ装置１００の組み立て方法について説明する。まず、ＧＰＳアンテナ素子２および受信回路部３が実装された回路基板１を、回路基板１の位置決め用の孔部１ｄとボディ７の位置決め用の突起とを凹凸嵌合させた状態でボディ７の支持部７ｅに載置する。これに並行して、ボディ７のコネクタ７ｆに一端が接続されたケーブル７ｇの他端を、回路基板１０のスルーホール１ｃを通して回路基板１０の一面側に導出し、導出したケーブル７ｇの他端を回路基板１０の一面側に設けられたケーブル７ｇ用のランドに半田付け等によって接続する。

その後に、シールド部５０をリブ８ｆの収納凹所８ｇに嵌入することでシールドケース５をレドーム８に固定してから、レドーム８を、ボディ７に搭載した回路基板１を覆う形でボディ７に被せる。これによりシールドケース５は、図７（ａ）に示すように、シールド部５０がランドＬ１，Ｌ２の両方を覆う位置に位置するとともに、第２接地片５１が第２孔部５１ａと第１孔部１ｇが連通する形で第１接地片１ｅに重ね合わされる位置に位置するようにして、回路基板１の一面側に配置される。

さらにその後に、ボディ７のねじ挿通孔７ａを挿通させた結合ねじＳ１を、第１孔部１ｆと第２孔部５１ａの両方に挿通させるとともに、レドーム８のねじ孔８ａに螺着するとともに、ボディ７のねじ挿通孔７ｂ〜７ｄそれぞれを挿通させた結合ねじＳ２〜Ｓ４を、レドーム８のねじ孔８ｂ〜８ｄに個別に螺着することで、ボディ７とレドーム８とを結合することによってアンテナ装置１００が完成する。

ところで、ボディ７とレドーム８とが結合された状態では、第２接地片５１が第１接地片１ｅに重ね合わされているから、シールドケース５はこれら接地片１ｅ，５１により回路基板１の接地点ＧＮＤに接続されることになる。ここで、ボディ７とレドーム８を結合した際には、第１接地片１ｅと第２接地片５１が、ボディ７とレドーム８で狭持されるから、第１接触片１ｅと第２接触片５１の接触信頼性が向上し、シールドケース５を確実に接地できる。

すなわち、本実施形態のアンテナ装置１００では、ボディ７に設けられ、ボディ７とレドーム８の結合に用いられる結合ねじＳ１が挿通されるねじ挿通孔７ａと、レドーム８に設けられ、ねじ挿通孔７ａを挿通した結合ねじＳ１が螺着されるねじ孔８ａと、結合ねじＳ１が挿通される第１孔部１ｆを有して回路基板１に突設され、回路基板１の接地点ＧＮＤに接続される第１接地片１ｅと、結合ねじＳ１が挿通される第２孔部５１ａを有してシールドケース５に突設されるとともに、第２孔部５１ａが第１孔部１ｆに連通するように第１接地片１ｅに重ね合わされる第２接地片５１とで、レドーム８に固定されているシールドケース５を回路基板１の接地点ＧＮＤに接続する接地手段が構成されている。

以上述べた本実施形態のアンテナ装置１００によれば、実施形態１と同様の効果を奏する上に、レドーム８にシールドケース５を固定しているので、レドーム８をボディ７に被着することで、シールドケース５を回路基板１の一面側に設けることができるから、実施形態１とは異なりシールドケース５を回路基板１に半田付け等で固着する必要がなくなり、組み立て作業が容易に行えるようになる。

また、レドーム８をボディ７から取り外した際には、同時にシールドケース５が回路基板１から取り外されるので、レドーム８をボディ７から取り外すだけの簡単な作業で、半田クラックや半田付け忘れ等の回路基板１の接続部分の状態や、各種電子部品の状態等を目視により即座に確認できる。さらに、シールドケース５を回路基板１の接地点ＧＮＤに接続する接地手段を、レドーム８とボディ７を結合するための既存の極めて簡単な結合構造を利用して実現しているので、製造コストを低減できる。

なお、本実施形態のアンテナ装置１００では、受信回路部３が回路基板１の他面側に設けられているが、受信回路部３は回路基板１の一面側に設けるようにしてもよい。また、本実施形態におけるシールドケース５のシールド部５０は、回路基板１の一面側に位置するランドＬ１，Ｌ２の両方を覆う形に形成されているが、シールド部５０の形状は上記の例に限られるものではなく、例えば、実施形態１で述べたようにランドＬ１のみを覆う形のものであってもよいし、実施形態３で述べたようにランドＬ１，Ｌ２および受信回路部３の全てを覆う形のものであってもよい。さらに、本実施形態におけるケース６では、ボディ７に結合ねじＳ１〜Ｓ４が挿通されるねじ挿通孔７ａ〜７ｄを設け、レドーム８にねじ挿通孔７ａ〜７ｄを挿通した結合ねじＳ１〜Ｓ４が螺着されるねじ孔８ａ〜８ｄを設けるようにしているが、逆に、レドーム８０に結合ねじＳ１〜Ｓ４が挿通されるねじ挿通孔７ａ〜７ｄを設け、ボディ７にねじ挿通孔７ａ〜７ｄを挿通した結合ねじＳ１〜Ｓ４が螺着されるねじ孔８ａ〜８ｄを設けるようにしてもよい。この点は、実施形態１〜３においても同様である。

実施形態１のアンテナ装置の要部を示し、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は概略側面図である。 同上におけるアンテナ装置の回路構成を示すブロック図である。 同上におけるアンテナ装置の分解斜視図である。 同上におけるアンテナ装置の他例の要部の概略側面図である。 実施形態２のアンテナ装置の要部を示し、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は概略側面図である。 実施形態３のアンテナ装置の要部を示し、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は概略側面図である。 （ａ）は実施形態４のアンテナ装置の回路基板の概略説明図、（ｂ）は同上におけるアンテナ装置のレドームの底面図、（ｃ）は同上におけるアンテナ装置のシールドケースの底面図である。 同上におけるアンテナ装置の分解斜視図である。 アンテナ装置の使用形態を示す説明図である。 従来例のアンテナ装置の要部を示し、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は概略側面図である。

符号の説明

１ 回路基板
１ｅ 第１接地片
１ｆ 第１孔部
２ ＧＰＳアンテナ素子
３ 受信回路部
４ サージアブソーバ素子
４ａ，４ｂ リード端子
５ シールドケース
６ ケース
７ ボディ
７ａ ねじ挿通孔
８ レドーム
８ａ ねじ孔
５１ 第２接地片
５１ａ 第２孔部
１００ アンテナ装置
Ｌ，Ｌ１ ランド
Ｓ１ 結合ねじ

Claims (4)

1. ＧＰＳアンテナ素子と、ＧＰＳアンテナ素子で受信したＧＰＳ用信号を増幅して出力する受信回路部とが実装された回路基板を備え、回路基板には、サージアブソーバ素子を、一方のリード端子が受信回路部の出力端に、他方のリード端子が接地点にそれぞれ接続される形で実装可能とするサージアブソーバ素子実装用の複数のランドが、一方のリード端子が接続されるランドを回路基板においてＧＰＳアンテナ素子が実装される一面側に位置させた形に設けられ、
   回路基板の上記一面側には、上記一方のリード端子が接続されるランドを覆う金属製のシールドケースが設けられていることを特徴とするアンテナ装置。
2. 回路基板が一面側に搭載されるボディと、シールドケースが固定されるリブを有しボディの一面側に被着されて回路基板を覆うレドームとからなるケースと、レドームをボディに被着した際に上記リブに固定されているシールドケースを接地点に接続する接地手段とを備えていることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
3. 接地手段は、ボディとレドームのいずれか一方に設けられボディとレドームの結合に用いられる結合ねじが挿通されるねじ挿通孔と、残る他方に設けられねじ挿通孔を挿通した結合ねじが螺着されるねじ孔と、結合ねじが挿通される第１孔部を有して回路基板に突設され回路基板の接地点に接続される第１接地片と、結合ねじが挿通される第２孔部を有してシールドケースに突設されるとともに第２孔部が第１孔部に連通するように第１接地片に重ね合わされる第２接地片とで構成され、ボディとレドームは、ねじ挿通孔を挿通させた結合ねじを第１孔部と第２孔部に挿通させるとともにねじ孔に螺着することで結合されていることを特徴とする請求項２記載のアンテナ装置。
4. ＧＰＳアンテナ素子は、回路基板の中心位置から偏移させて実装されていることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載のアンテナ装置。

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