JP2009290401A - 低雑音増幅装置及びアンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 漏洩信号を低減して、小型・高利得化した低雑音増幅装置およびそれを備えたアンテナ装置を提供すること。
【解決手段】 回路基板（２２）と、この回路基板の１の面（２２ｄ）上に形成された低雑音増幅回路であって、受信信号を入力する入力部と、受信信号を低雑音増幅して、低雑音増幅した信号を出力する増幅回路部と、低雑音増幅した信号を出力する出力部とを有する、低雑音増幅回路と、回路基板の第１の面（２２ｄ）上に取り付けられ、低雑音増幅回路をシールドするシールドカバー（２４Ａ）と、を有する低雑音増幅装置（４０Ａ）において、シールドカバー（２４Ａ）は、出力部から漏洩した出力電力が、当該シールドカバーを介して入力部及び増幅回路部を構成する増幅回路のいずれかへ伝達されるのを阻止するためのスリット（２４ｓ）を持つ。
【選択図】 図７

Description

本発明は、アンテナ装置に関し、特に、人工衛星から送信された電波を受信するアンテナ装置およびそれに用いられる低雑音増幅装置に関する。

この技術分野において周知のように、現在、車両には種々のアンテナ装置が搭載される。そのような車載用のアンテナ装置には、人工衛星から送信された電波を受信するアンテナ装置がある。例えば、そのようなアンテナ装置として、ＧＰＳ（全地球測位システム）用アンテナや、ＳＤＡＲＳ（衛星デジタルラジオサービス）用アンテナがある。

ＧＰＳ（Global Positioning System）は、人工衛星を用いた衛星測位システムである。ＧＰＳは、地球を周回している２４基の人工衛星（以下、「ＧＰＳ衛星」と呼ぶ）のうちの４基以上のＧＰＳ衛星からの電波（ＧＰＳ信号）を受信し、この受信したＧＰＳ信号から移動体とＧＰＳ衛星との位置関係および時間誤差を測定して三角測量の原理に基づいて、移動体の地図上における位置や高度を高精度で算出することを可能としたものである。

ＧＰＳは、近年では、走行する自動車の位置を検出するカーナビゲーションシステム等に利用され、広く普及している。カーナビゲーション装置は、このＧＰＳ信号を受信するためのＧＰＳ用アンテナと、このＧＰＳ用アンテナが受信したＧＰＳ信号を処理して車両の現在位置を検出する処理装置と、この処理装置で検出された位置を地図上に表示するための表示装置等から構成される。ＧＰＳ用アンテナとしては、パッチアンテナのような平面アンテナが使用される。

尚、このような汎地球測位システムは、日本国及びアメリカ合衆国などの国々では、一般的にＧＰＳと称されており、アメリカ合衆国国防総省が管理するＧＰＳ衛星を利用するものが一般的である。同様なシステムとしては、欧州で利用されている「ガリレオ」、ロシアで利用されている「グロナス」などがある。ここでは、人工衛星を用いた測位システム、この測位システムで用いられる人工衛星、この人工衛星から送出される信号波（電波）、およびこの信号波を受信する受信機などを、それぞれ便宜的に、ＧＰＳ、ＧＰＳ衛星、ＧＰＳ信号、およびＧＰＳ受信機などと称することとする。

一方、ＳＤＡＲＳ（Satellite Digital Audio Radio Service）とは、米国における衛星（以下、「ＳＤＡＲＳ衛星」と呼ぶ）を使用したデジタル放送によるサービスである。すなわち、米国においては、ＳＤＡＲＳ衛星からの衛星波または地上波を受信して、デジタルラジオ放送を聴取可能にしたデジタルラジオ受信機が開発され、実用化されている。現在、米国では、XM Satellite Radio社とシリウス社という２つの放送局が計２５０チャネル以上のラジオ番組を全国に提供している。このデジタルラジオ受信機は、一般には、自動車等の移動体に搭載され、周波数が約２．３ＧＨｚ帯の電波（ＳＤＡＲＳ信号）を受信してラジオ放送を聴取することが可能である。すなわち、デジタルラジオ受信機は、モバイル放送を聴取することが可能なラジオ受信機である。受信電波の周波数が約２．３ＧＨｚ帯なので、そのときの受信波長（共振波長）λは約１２８．３ｍｍである。尚、地上波は、衛星波を一旦、地球局で受信した後、周波数を若干シフトし、直線偏波で再送信したものである。すなわち、衛星波は円偏波であるのに対して、地上波は直線偏波である。ＳＤＡＲＳ用アンテナとして、パッチアンテナのような平面アンテナが使用される。

ＸＭ衛星ラジオ用アンテナ装置は、静止衛星２基より円偏波電波を受信し、不感地帯では地上直線偏波設備により電波を受信する。一方、シリウス衛星ラジオ用アンテナ装置は、周回衛星３基（シンクロ型）より円偏波電波を受信し、不感地帯では地上直線偏波設備により電波を受信する。

このようにデジタルラジオ放送では、約２．３ＧＨｚ帯の周波数の電波が使用されるので、その電波を受信するアンテナ装置は、室外に設置される場合が多い。従って、デジタルラジオ受信機を自動車等の移動体に搭載するには、そのアンテナ装置は移動体の屋根に取り付けられる。

上述したＧＰＳ信号やＳＤＡＲＳ信号のような、人工衛星から送信された衛星信号を受信することを目的とした車載用アンテナ装置は、種々提案されている。例えば、特開２００６−２３７９１７号公報（特許文献１）は、パッキン部材をトップカバーに対して容易に位置決めすることができるアンテナ装置を開示している。この特許文献１に開示されたアンテナ装置は、トップカバー及びボトムプレートが接合してなるアンテナケースと、トップカバー内に収納されて、電波を受信するアンテナモジュールと、トップカバーとボトムプレートとの接合部に配設されて、アンテナモジュールの密封性を確保するパッキン部材とを備えている。アンテナモジュールは、アンテナエレメント（アンテナ素子）と回路基板（ＬＮＡ基板）とを有する。回路基板には、アンテナエレメント（アンテナ素子）によって受信した信号を増幅する低雑音増幅回路（ＬＮＡ回路）が形成されている。回路基板には、ＬＮＡ回路で増幅した信号をアンテナケースの外部に取り出すための信号線（出力ケーブル）が接続される。また、回路基板には、アンテナエレメント（アンテナ要素）が配置された側とは反対側の主面に、上記ＬＮＡ回路をシールドするためのシールドカバーが取り付けられている。信号線（出力ケーブル）は、トップカバーに形成された切欠部を介して外部に引き出される。

尚、ここでは、回路基板（ＬＮＡ基板）と、低雑音増幅回路（ＬＮＡ回路）と、シールドカバーとを組み合わせたものを、低雑音増幅装置（ＬＮＡ装置）と呼ぶことにする。

また、特開２００５−１０９６０２号公報（特許文献２）は、上記低雑音増幅回路（ＬＮＡ回路）の一例を開示している。この特許文献２に開示されたＬＮＡ回路は、第一段ローノイズ増幅器と、バンドパスフィルタと、第二段ローノイズ増幅器とから構成されている。

低雑音増幅装置（ＬＮＡ装置）ではないが、特開２００６−２６９５４２号公報（特許文献３）は、雑音を放射する第１の回路および雑音から保護する必要がある第２の回路がそれぞれ実装された印刷配線基板のシールド構造を開示している。この特許文献３に開示されたシールド構造では、枠形に構成された第１の金属フレームを第１の回路を包囲するように設置している。またそれと共に、枠を構成する４つの側面のうち第１の金属フレームの側面と対向する側面を切除した第２の金属フレームを用意し、この第２の金属フレームを第２の回路を包囲しかつ第１の金属フレームの側面に対し一定のクリアランス領域を隔てて設置するようにしている。

特開２００６−２３７９１７号公報（図２） 特開２００５−１０９６０２号公報（図２） 特開２００６−２６９５４２号公報（図３）

このようなアンテナ装置は、小型化される傾向にある。その為、低雑音増幅装置も小型化する必要がある。しかしながら、低雑音増幅装置を小型化すると、低雑音増幅回路の入力部（アンテナ素子で受信した信号を入力する入力部）と出力部（低雑音増幅回路で低雑音増幅した信号を出力する出力部）とが互いに近接してしまう。その際、本来外部妨害波から低雑音増幅回路を保護（シールド）する目的のシールドカバーに、出力電力が漏洩電力として流れてしまう。この出力電力（漏洩電力）が、低雑音増幅回路を構成する増幅回路や上記入力部に伝わり、その結果、低雑音増幅装置（アンテナ装置）の性能劣化が生じる。このような問題は、アンテナ装置（低雑音増幅装置）を小型化し、且つ高利得化した際に、よく起こり易い。

このような問題（課題）を解決するために、一般には、以下に述べるような解決手段が採用されている。

第１の一般的な解決手段は、シールドカバーに壁を設置し、パーティションを作ることである。この第１の一般的な解決手段では、信号の漏洩を低減することができる。しかしながら、この第１の一般的な解決手段では、低雑音増幅装置の機構構造が複雑となってしまう。また、第１の一般的な解決手段では、空中での電力漏洩を防ぐことができるが、シールドカバーの表面を流れる電流を防ぐことができない。そのため、第１の一般的な解決手段は、分散効果を発揮出来るが、遮蔽効果は小さい。

又、第２の一般的な解決手段は、シールドカバーを２つ使うことである。この第２の一般的な解決手段は、上記特許文献３に開示されたように、金属フレームを２つ使うことと実質的に同等である。しかしながら、この第２の一般的な解決手段では、回路基板（ＬＮＡ基板）が大きくなってしまい、結果として、アンテナ装置（低雑音増幅装置）の小型化を達成することができない。

したがって、本発明の課題は、漏洩信号を低減して、小型・高利得化した低雑音増幅装置およ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、構造が簡単でかつ安価なシールドカバーを備えた低雑音増幅装置およ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、互いに対向する第１の面（２２ｄ）および第２の面（２２ｕ）を有する回路基板（２２）と、この回路基板の１の面上に形成された低雑音増幅回路（２３）であって、受信信号を入力する入力部（２３ａ）と、受信信号を低雑音増幅して、低雑音増幅した信号を出力する増幅回路部（２３０）と、低雑音増幅した信号を出力する出力部（２３ｂ）とを有する、低雑音増幅回路（２３）と、回路基板の第１の面上に取り付けられ、低雑音増幅回路をシールドするシールドカバー（２４Ａ）と、を有する低雑音増幅装置（４０Ａ）において、シールドカバー（２４Ａ）は、出力部（２３ｂ）から漏洩した出力電力が、当該シールドカバーを介して入力部（２３ａ）及び増幅回路部（２３０）を構成する増幅回路のいずれかへ伝達されるのを阻止するためのスリット（２４ｓ）を持つことを特徴とする低雑音増幅装置（４０Ａ）が得られる。

上記本発明の第１の態様による低雑音増幅装置（４０Ａ）において、増幅回路部（２３０）は、受信信号を増幅して、第１の増幅した信号を出力する第１の増幅回路（２３１）と、第１の増幅した信号から通過帯域を抽出して、帯域通過した信号を出力するバンドパスフィルタ（２３４）と、帯域通過した信号を増幅して、第２の増幅した信号を出力する第２の増幅回路（２３２）と、第２の増幅した信号を増幅して、第３の増幅した信号を低雑音増幅した信号として出力する第３の増幅回路（２３３）と、から構成されてよい。この場合、スリット（２４ｓ）は、第２の増幅回路（２３２）と第３の増幅回路（２３３）との間の、シールドカバー（２４Ａ）を介したフィードバック経路を分断するように、シールドカバー（２４Ａ）に設けられていることが好ましい。

本発明の第２の態様によれば、上記低雑音増幅装置（４０Ａ）と、回路基板（２２）の２の面（２２ｕ）上に搭載されたアンテナ素子（２０）であって、電波を受信して受信信号を出力する、アンテナ素子（２０）と、を備えたアンテナ装置（１０）が得られる。

上記本発明の第２の態様によるアンテナ装置（１０）において、アンテナ素子は、例えば、パッチアンテナ素子（２０）から構成されてよい。また、アンテナ装置（１０）は、低雑音増幅回路（２３）の出力部（２３ｂ）に一端部が接続されて、低雑音増幅した信号を送信する出力ケーブル（１６）を更に有してよい。アンテナ装置（１０）は、電波としてＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ用アンテナ装置から構成されてもよいし、電波としてＳＤＡＲＳ衛星からのＳＤＡＲＳ信号を受信するＳＤＡＲＳ用アンテナ装置から構成されてもよい。

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、低雑音増幅回路をシールドするシールドカバーに、低雑音増幅回路の出力部から漏洩した出力電力が、当該シールドカバーを介して入力部及び増幅回路部を構成する増幅回路のいずれかへ伝達されるのを阻止するためのスリットを形成したので、シールドカバーを伝わって漏れ込む信号を低減および／または遮断することができる。

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。

最初に図１を参照して、本発明による低雑音増幅装置が適用されるアンテナ装置１０について説明する。図１はアンテナ装置１０を示す概略分解図である。図１において、前後方向（奥行き）方向をＸ軸方向で表し、左右方向（幅方向）をＹ軸方向で表し、上下方向（高さ方向、厚み方向）をＺ軸方向で表している。

本発明に係るアンテナ装置１０は、人工衛星から送信された衛星信号（電波）を受信する任意のアンテナ装置に対して適用することができる。例えば、アンテナ装置１０は、電波（衛星信号）としてＳＤＡＲＳ衛星からのＳＤＡＲＳ信号を受信するＤＳＡＲＳ用アンテナ装置などの車載用アンテナ装置に適用して好適である。しかしながら、この実施の形態では、図示のアンテナ装置１０が、電波（衛星信号）としてＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ用アンテナ装置であるとして説明する。

尚、図１は、上記特許文献１の図２に図示されたアンテナ装置１０と実質的に同一である。

アンテナ装置１０は、アンテナケース１３と、アンテナモジュール１４と、パッキン部材１５と、出力ケーブル１６とを備える。アンテナケース１３はドーム状のトップカバー１１とボトムプレート１２とが接合されて構成される。アンテナモジュール１４はトップケース１１内に収納される。パッキン部材１５は、トップカバー１１とボトムカバー１２との接合部に配設されてアンテナケース１３の密着性を確保するためのものである。尚、パッキン部材１５は、防水機能をも果たすので、防水パッキンとも呼ばれる。出力ケーブル１６は、後述するように、アンテナモジュール１４に接続される。

アンテナモジュール１４は、アンテナエレメント（アンテナ素子）２０と回路基板２２とを有する。図示のアンテナ素子２０は、平面アンテナ素子の一種であるパッチアンテナ素子から成る。

詳述すると、アンテナ素子２０は、略直方体形状の誘電体基板２０２と、アンテナ放射電極（放射素子）２０４と、接地電極（接地導体）２０６と、棒状の給電ピン２０８とから構成されている。

誘電体基板２０２は、たとえばチタン酸バリウムなどからなる高誘電率（例えば、比誘電率εｒが２０）のセラミックス材料が用いられる。誘電体基板２０２は、上下方向Ｚにおいて互いに対向する天面（上面）２０２ｕおよび底面（下面）２０２ｄと、側面２０２ｓとを持つ。図示の例では、誘電体基板２０２の側面２０２ｓの角が面取りされている。誘電体基板２０２には、給電点２０５の設置位置で、天面２０２ｕから底面２０２ｄへ貫通する基板貫通孔（図示せず）が穿設されている。

アンテナ放射素子２０４は、導電膜からなり、誘電体基板２０２の天面２０２ｕに形成されている。アンテナ放射素子２０２は、例えば、銀パターン印刷によって形成されている。

接地電極２０６は、導電膜からなり、誘電体基板２０２の底面２０２ｄに形成されている。この基板電極２０２は、上記基板貫通孔とほぼ同心で、且つ基板貫通孔の直径よりも大きい直径の接地貫通孔（図示せず）を持つ。

アンテナ放射電極２０４の中心からＸ軸方向およびＹ軸方向に変位した位置に上記給電点２０５が設けられる。この給電点２０５に給電ピン２０８の一端が接続される。給電ピン２０８の他端は、基板貫通孔および接地貫通孔を経て、接地電極２０６と離間して下側へ導出されている。ここで、給電点２０５としては半田が用いられる。その為、給電点２０５は、アンテナ放射素子２０４の主表面から上方へ盛り上がった凸形状をしている。

とにかく、アンテナ素子２０は、電波としてＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ用アンテナ素子からなる。

回路基板２２は、上下方向Ｚにおいて互いに対向する上面２２ｕおよび下面２２ｄとを持つ。ここでは、下面２２ｄを第１の面とも呼び、上面２２ｕを第２の面とも呼ぶ。誘電体基板２０２の底面（下面）２０２ｄと回路基板２２の上面（第２の面）２２ｕとは、両面テープ２１などによって接合されている。すなわち、アンテナ素子２０は、回路基板２２の上面（第２の面）２２ｕ上に搭載されている。

回路基板２２の下面（第１の面）２２ｄ上には、後述する低雑音増幅回路（ＬＮＡ回路）２３が形成されている。低雑音増幅回路（ＬＮＡ回路）２３は、アンテナ素子２０によって受信された受信信号（ＧＰＳ信号）を低雑音増幅する回路である。したがって、回路基板２２はＬＮＡ基板とも呼ばれる。

回路基板（ＬＮＡ基板）２２には、ＬＮＡ回路２３で低雑音増幅した信号をアンテナケース１３の外部に取り出すための出力ケーブル１６が接続される。すなわち、出力ケーブル１６は、低雑音増幅した信号を送信するための信号伝送媒体である。

また、回路基板（ＬＮＡ基板）２２には、その下面（第１の面）２２ｄ上に、上記低雑音増幅回路（ＬＮＡ回路）２３をシールドするためのシールドカバー２４Ａ（後で詳述する）が取り付けられている。回路基板（ＬＮＡ基板）２２と、低雑音増幅回路（ＬＮＡ回路）２３と、シールドカバー２４Ａとの組み合わせは、低雑音増幅装置と呼ばれる。

出力ケーブル１６は、トップカバー１１に形成された切欠部（図示せず）を介して外部に引き出される。

アンテナ装置１０は、トップカバー１１の内部空間にアンテナモジュール１４及びパッキン部材１５が収納された状態で、このトップカバー１１とボトムプレート１２とが３つの螺子２６によって螺子止めさせることによって接合一体化される。

パッキン部材１５は、例えばシリコンゴムなどの樹脂材料によって形成される。パッキン部材１５は、アンテナモジュール１４の全面を覆うベース部１５ａと、トップケース１１に形成された切欠部の位置で出力ケーブル１６の外周を覆うガスケット部１５ｂとを有する。

ベース部１５ａは凹部（図示せず）を有する。アンテナモジュール１４は、この凹部によって位置決めされる。凹部の外形状はアンテナモジュール１４の底面部全体をほぼ覆う形状とされている。

パッキン部材１５は、トップカバー１１とボトムプレート１２とが接合された際に、トップカバー１１とボトムプレート１２とによって挟持され、接合部における気密性を確保する目的で配設されている。ガスケット部１５ｂは、トップカバー１１における切欠部に対応する位置で、ベース部１５ｂから立ち上がり形成される。ガスケット部１５ｂは、その中央部に出力ケーブル１６を挿通するための孔部（図示せず）を持つ。

パッキン部材１５は、ベース部１５ａの下面に設けられた４本の突起部（脚）１５ｆを持つ。これら突起部（脚）１５ｆは、ボトムプレート１２、樹脂シート３１を貫通してアンテナ装置１０の底面から露出している。これら突起部（脚）１５ｆはアンテナ装置１０を自動車のルーフに置いた際の滑り止めとして働く。

ボトムプレート１２には、その中央部に単一の凹部１２ａが形成されている。この凹部１２ａに永久磁石３０が配設される。この永久磁石３０は、自動車のルーフにアンテナ装置１０を吸着固定するために配設されるものである。あた、ボトムプレート１２の外方に臨む側の主面には、当該主面の略全面に渡って、自動車のルーフへの傷付き防止を目的とした樹脂シート３１が貼り付けられる。この樹脂シート３１には、当該アンテナ装置１０の型番号や名称などがプリントされる。

次に、図２乃至図４を参照して、本発明の理解を容易にするために、従来の低雑音増幅装置４０について説明する。図２は、従来の低雑音増幅装置４０を出力ケーブル１６と共に示す、裏面側から見た斜視図である。図３は、図２から従来のシールドカバー２４を省いた低雑音増幅装置４０を出力ケーブル１６と共に示す斜視図である。図４は、図２の従来のシールドカバー２４を透視した低雑音増幅装置４０を出力ケーブル１６と共に示す斜視図である。

図３に示されるように、回路基板（ＬＮＡ基板）２２の下面（第１の面）２２ｄ上には、低雑音増幅回路２３が形成されている。低雑音増幅回路２３は、アンテナ素子２０で受信された受信信号を入力する入力部２３ａと、この受信信号を低雑音増幅して、低雑音増幅した信号を出力する増幅回路部２３０と、この低雑音増幅した信号を出力する出力部２３ｂとを有する。

入力部２３ａは、アンテナ素子２０の給電ピン２０８（図１参照）に接続されている。

増幅回路部２３０は、第１乃至第３の増幅回路２３１、２３２、および２３３と、バンドパスフィルタ２３４とから構成されている。第１の増幅回路２３１は、上記入力部２３ａに接続された入力端子を持つ。第１の増幅回路２３１の出力端子はバンドパスフィルタ２３４の入力端子に接続されている。バンドパスフィルタ２３４の出力端子は第２の増幅回路２３２の入力端子に接続されている。第２の増幅回路２３２の出力端子は第３の増幅回路２３３の入力端子に接続されている。第３の増幅回路２３３の出力端子は上記出力部２３ｂに接続されている。

第１の増幅回路２３１は、アンテナ素子２０で受信された受信信号（ＧＰＳ信号）を増幅して、第１の増幅した信号を出力する。この第１の増幅した信号はバンドパスフィルタ２３４に供給される。バンドパスフィルタ２３４は、約１．５Ｈｚの通過帯域を持つ。バンドパスフィルタ２３４は、第１の増幅した信号から通過帯域を抽出して、帯域通過した信号をする。この帯域通過した信号は第２の増幅回路２３２に供給される。第２の増幅回路２３２は、帯域通過した信号を増幅して、第２の増幅した信号を出力する、この第２の増幅した信号は第３の増幅回路２３３に供給される。第３の増幅回路２３３は、第２の増幅した信号を増幅して、第３の増幅した信号を上記低雑音増幅した信号として出力する。この低雑音増幅した信号は、上記出力部２３ｂへ供給される。

尚、回路基板（ＬＮＡ基板）２２の下面（第１の面）２２ｄ上には、上記増幅回路部２３０やコンデンサなどの電子部品を搭載した領域を除く部分に、グランドパターン２３ｇが形成されている。

この低雑音増幅回路２３の出力部２３ｂには、出力ケーブル１６の一端部が接続されている。詳述すると、出力ケーブル１６は、上記低雑音増幅した信号を送信するためのものである。図示の出力ケーブル１６は、同軸ケーブルから構成されている。出力ケーブル（同軸ケーブル）１６は、円筒状の外部導体１６１と、その中央にある中心導体１６２とからなる同軸形状の電気信号伝送媒体である。外部導体１６１と中心導体１６２との間は円筒状の絶縁体１６３で覆われている。また、外部導体１６１はシース１６４で覆われている。出力ケーブル１６の先端部は、図３に示されるように、外部導体１６１、絶縁体１６２、および中心導体１６２が露出されるようにカットされている。この露出した中心導体１６２は、低雑音増幅回路２３の出力部２３ｂと半田等により電気的に接続され、露出した外部導体１６１は、上記グランドパターン２３ｇと半田等により電気的に接続されている。

図２に示されるように、回路基板２２の下面（第１の面）２３ｄには、低雑音増幅回路２３をシールドするためのシールドカバー２４が取り付けられている。図２及び図４に示されるように、シールドカバー２４は、低雑音増幅回路２３を全体的に覆っている。

詳述すると、シールドカバー２４は、四隅が面取りされた略矩形の天井部２４１と、この天井部２４１の四辺で上方向Ｚに直角に延在する４つの側壁部２４２と、互いに隣接する側壁部２４２間の天井部２４１の四隅で上方向Ｚに直角に延在する４つの角部２４３とを有する。シールドカバー２４は、４つの角部２４３ではんだ付けにより回路基板２２の下面（第１の面）２２ｄ上に、グランドパターン２３ｇと電気的に接続された状態で、取り付けられる。

前述したように、このようなアンテナ装置１０は、小型化される傾向にある。その為、低雑音増幅装置４０も小型化する必要がある。しかしながら、低雑音増幅装置４０を小型化すると、図３に示されるように、低雑音増幅回路２３の入力部２３ａと出力部２３ｂとが互いに近接してしまう。その際、本来外部妨害波から低雑音増幅回路２３を保護（シールド）する目的のシールドカバー２４に、出力電力が漏洩電力として流れてしまう。この出力電力（漏洩電力）が、低雑音増幅回路２３を構成する増幅回路や上記入力部２３ａに伝わり、その結果、低雑音増幅装置４０（アンテナ装置１０）の性能劣化が生じる。このような問題は、アンテナ装置１０（低雑音増幅装置４０）を小型化し、且つ高利得化した際に、よく起こり易い。

このような問題（課題）を解決するために、前述したように、以下に述べるような解決手段が採用されている。

第１の一般的な解決手段は、図５に示されるように、シールドカバー２４に壁を設置し、パーティション２５を作ることである。この第１の一般的な解決手段では、信号の漏洩を低減することができる。しかしながら、この第１の一般的な解決手段では、低雑音増幅装置の機構構造が複雑となってしまう。また、第１の一般的な解決手段では、空中での電力漏洩を防ぐことができるが、シールドカバー２４の表面を流れる電流を防ぐことができない。そのため、第１の一般的な解決手段は、分散効果を発揮出来るが、遮蔽効果は小さい。

第２の一般的な解決手段は、図６に示されるように、シールドカバー２４を２つ使うことである。この第２の一般的な解決手段は、上記特許文献３に開示されたように、金属フレームを２つ使うことと実質的に同等である。しかしながら、この第２の一般的な解決手段では、回路基板（ＬＮＡ基板）２２Ａが大きくなってしまい、結果として、アンテナ装置（低雑音増幅装置）の小型化を達成することができない。

図７乃至図９を参照して、本発明の一実施の形態に係る低雑音増幅装置４０Ａについて説明する。図７は、低雑音増幅装置４０Ａを出力ケーブル１６と共に示す、裏面側から見た斜視図である。図８は、図７に示した低雑音増幅装置４０Ａの回路基板（ＬＮＡ基板）２２の下面（第１の面）２２ｄ上に形成される低雑音増幅回路２３を示す底面図である。図９は、図８に示した低雑音増幅回路２３のブロック図である。

図示の低雑音増幅装置４０Ａは、シールドカバーの構成が図２に図示した従来の低雑音増幅装置４０と相違する点を除いて、図２に示した従来の低雑音増幅装置４０と同様の構成を有する。したがって、シールドカバーに２４Ａの参照符号を付してある。図２乃至図４に示したものと同様の機能を有するものには同一の参照符号を付し、説明の簡略化のために、以下では相違点についてのみ説明する。

シールドカバー２４Ａは、出力部２３ｂから漏洩した出力電力が、当該リール語カバー２４Ａを介して入力部２３ａ及び増幅回路部２３０を構成する増幅回路のいずれかへ伝達されるのを阻止するためのスリット２４ｓを持つ。

図８及び図９に示されるように、増幅回路部２３０は、第１の増幅回路２３１と、バンドパスフィルタ２３４と、第２の増幅回路２３２と、第３の増幅回路２３３とから構成される。

図示の例では、スリット２４ｓは、第２の増幅回路２３２と第３の増幅回路２３３との間の、シールドカバー２４Ａを介したフィードバック経路を分断するように、シールドカバー２４Ａに設けられている。すなわち、スリット２４ｓは、図８及び図９に示されるように、第２の増幅回路２３２と第３の増幅回路２３３との間のスリット移動範囲内に設けられている。

このように、本実施の形態では、シールドカバー２４Ａをスリット２４ｓによって分割している。それによって、シールドカバー２４Ａを伝わって流れてしまう漏洩信号を、シールドカバー分割（スリット２４ｓ）によりブロック（阻止）することが可能となる。

このように、漏洩信号を低減できるので、小型高利得化した低雑音増幅装置４０Ａ（アンテナ装置１０）を形成することができる。また、シールドカバー２４Ａは、複雑な構造の形状をしていないので、非常に安価な低雑音増幅装置４０Ａ（アンテナ装置１０）を提供できる。さらに、シールドカバー２４Ａを回路基板２２の下面（第１の面）２２ｄに取り付ける際、従来のはんだ付け箇所に対して何ら追加をしていないので、組み立て工数が増えることはない。

尚、スリット２４ｓは、切れていることが重要であるので、そのスリット幅には特に範囲はない。しかしながら、スリット２４ｓのスリット幅が０．５ｍｍ以下のようにあまりにも狭いと、スリット２４ｓにより分割したシールドカバー２４Ａ同士が互いに電気的に繋がってしまう恐れがある。したがって、スリット２４ｓのスリット幅は、１ｍｍ以上であることが望ましい。

一方、スリット２４ｓのスリット幅が広くなり過ぎると、シールドカバー本来の役割である低雑音増幅回路２３をシールドする効果を果たすことが困難となってしまう。したがって、スリット２４ｓのスリット幅の上限値は、シールドカバー２４Ａがシールド効果を達成できる範囲に制限されるのは勿論である。

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、上述した実施の形態では、アンテナ装置１０がＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ用アンテナ装置である場合を例に挙げて説明しているが、アンテナ装置は、例えば、ＳＤＡＲＳ衛星からのＳＤＡＲＳ信号を受信するＳＤＡＲＳ用アンテナ装置から構成されても良い。その場合、低雑音増幅回路２３を構成するバンドパスフィルタ２３４の通過帯域を、約２．３ＧＨｚに設定すれば良い。さらに、本発明に係るアンテナ装置は、ＧＰＳ用アンテナ装置やＳＤＡＲＳ用アンテナ装置に限定されず、人工衛星からの電波（衛星信号）を受信するその他のアンテナ装置や他の電波を受信するアンテナ装置にも適用可能である。さらに、アンテナ素子もパッチアンテナ素子に限定されず、他の平面アンテナ素子であっても良い。

本発明による低雑音増幅装置が適用されるアンテナ装置を示す概略分解図である。 従来の低雑音増幅装置を出力ケーブルと共に示す、裏面側から見た斜視図である。 図２から従来のシールドカバーを省いた低雑音増幅装置を出力ケーブルと共に示す斜視図である。 図２の従来のシールドカバーを透視した低雑音増幅装置を出力ケーブルと共に示す斜視図である。 第１の一般的な解決手段を説明するためのシールドカバーを示す斜視図である。 第２の一般的な解決手段を説明するための、低雑音増幅装置を出力ケーブルと共に示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る低雑音増幅装置を出力ケーブルと共に示す、裏面側から見た斜視図である。 図７に示した低雑音増幅装置の回路基板（ＬＮＡ基板）の下面（第１の面）上に形成される低雑音増幅回路を示す底面図である。 図８に示した低雑音増幅回路のブロック図である。

符号の説明

１０ アンテナ装置
１６ 出力ケーブル
２０ 平面アンテナ素子（パッチアンテナ素子）
２２ 回路基板（ＬＮＡ基板）
２３ 低雑音増幅回路
２３ａ 入力部
２３ｂ 出力部
２３ｇ グランドパターン
２３０ 増幅回路部
２３１ 第１の増幅回路
２３２ 第２の増幅回路
２３３ 第３の増幅回路
２３４ バンドパスフィルタ
２４Ａ シールドケース
２４ｓ スリット
４０Ａ 低雑音増幅装置

Claims (7)

1. 互いに対向する第１の面および第２の面を有する回路基板と、
   前記回路基板の前記１の面上に形成された低雑音増幅回路であって、受信信号を入力する入力部と、前記受信信号を低雑音増幅して、低雑音増幅した信号を出力する増幅回路部と、前記低雑音増幅した信号を出力する出力部とを有する、前記低雑音増幅回路と、
   前記回路基板の前記第１の面上に取り付けられ、前記低雑音増幅回路をシールドするシールドカバーと、
   を有する低雑音増幅装置において、
   前記シールドカバーは、前記出力部から漏洩した出力電力が、当該シールドカバーを介して前記入力部及び前記増幅回路部を構成する増幅回路のいずれかへ伝達されるのを阻止するためのスリットを持つことを特徴とする低雑音増幅装置。
2. 前記増幅回路部は、
   前記受信信号を増幅して、第１の増幅した信号を出力する第１の増幅回路と、
   前記第１の増幅した信号から通過帯域を抽出して、帯域通過した信号を出力するバンドパスフィルタと、
   前記帯域通過した信号を増幅して、第２の増幅した信号を出力する第２の増幅回路と、
   前記第２の増幅した信号を増幅して、第３の増幅した信号を前記低雑音増幅した信号として出力する第３の増幅回路と、
   から構成され、
   前記スリットは、前記第２の増幅回路と前記第３の増幅回路との間の、前記シールドカバーを介したフィードバック経路を分断するように、前記シールドカバーに設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の低雑音増幅装置。
3. 請求項１又は２に記載の低雑音増幅装置と、
   前記回路基板の前記２の面上に搭載されたアンテナ素子であって、電波を受信して前記受信信号を出力する、前記アンテナ素子と、
   を備えたアンテナ装置。
4. 前記アンテナ素子はパッチアンテナ素子から成る、請求項３に記載のアンテナ装置。
5. 前記低雑音増幅回路の前記出力部に一端部が接続されて、前記低雑音増幅した信号を送信する出力ケーブルを更に有する、請求項３又は４に記載のアンテナ装置。
6. 前記アンテナ装置は、前記電波としてＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ用アンテナ装置から成る、請求項３乃至５のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
7. 前記アンテナ装置は、前記電波としてＳＤＡＲＳ衛星からのＳＤＡＲＳ信号を受信するＳＤＡＲＳ用アンテナ装置から成る、請求項３乃至５のいずれか１つに記載のアンテナ装置。

Images