JP2010068424A

JP2010068424A - アンテナ装置

Info

Publication number: JP2010068424A
Application number: JP2008235020A
Authority: JP
Inventors: Shigemi Kurashima; 茂美倉島; Masahiro Yanagi; 政宏柳; Takashi Arita; 隆有田
Original assignee: Fujitsu Component Ltd
Current assignee: Fujitsu Component Ltd
Priority date: 2008-09-12
Filing date: 2008-09-12
Publication date: 2010-03-25
Also published as: US20100066632A1; US8130152B2

Abstract

【課題】涙滴形状のアンテナ部の取り付け強度を強化したアンテナ装置を提供することを課題とする。
【解決手段】
アンテナ装置は、外部電源から給電される涙滴形状のアンテナ部と、前記アンテナ部と容量結合されるグランド部と、前記アンテナ部を前記グランド部の表面上に支持する支持部材とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）通信用のアンテナ装置に関する。

ＵＷＢ通信は、利用する周波数帯域がＧＨｚを超えるため、超高速通信が可能である。このＵＷＢ通信は、２００６年８月に総務省により利用が認可されており、超高速通信を必要とする携帯型電子機器や高精度測位システムへの応用が期待されている。このような周波数帯域に対応した涙滴形状の超広帯域アンテナが開発されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−１２９２０９号公報

ところで、涙滴形状のアンテナ部を有するアンテナ装置では、涙滴形状のアンテナ部を地板となるグランド部に対して絶縁性を確保しながら固定する必要がある。

しかしながら、涙滴形状のアンテナ部は、グランド部に対して突出しており、また、涙滴形状は、固定される基部側よりも、突出した先端側の方が大きいため、従来のアンテナ装置では、固定部の強度が不足する場合があった。

そこで、本発明は、涙滴形状のアンテナ部の取り付け強度を強化したアンテナ装置を提供することを目的とする。

本発明の一局面のアンテナ装置は、外部電源から給電される涙滴形状のアンテナ部と、前記アンテナ部と容量結合されるグランド部と、前記アンテナ部を前記グランド部の表面上に支持する支持部材とを含む。

また、この代わりに、前記支持部材は、上部にネジ穴が開口され、前記グランド部を覆う筐体であり、前記アンテナ部の涙滴形状の頂部にはネジ受け部が形成されており、前記筐体の上方から前記ネジ穴に挿通されるネジが前記アンテナ部の前記ネジ受け部にネジ止めされることにより、前記アンテナ部は前記グランド部の表面上に支持されてもよい。

また、前記支持部材は、前記グランド部の表面上において、前記アンテナ部の全体を覆う樹脂であってもよい。

また、この代わりに、前記支持部材は、前記グランド部の表面上において、前記アンテナ部の涙滴形状の下側の一部を支持する管状部材であってもよい。

本発明によれば、涙滴形状のアンテナ部の取り付け強度を強化したアンテナ装置を提供できるという特有の効果が得られる。

以下、本発明のアンテナ装置を適用した実施の形態について説明する。

［実施の形態１］
図１は、実施の形態１のアンテナ装置の構成を示す図であり、（ａ）は斜視分解図、（ｂ）は組み立てた状態を示す斜視図である。

図１（ａ）に示すように、アンテナ装置１０は、涙滴形状のアンテナ部１１、円板状のグランド部１２、及びホルダ１３を含む。

このアンテナ部１１は、ダイキャスト（金属鋳造）により作成された合金製であり、例えば、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム、及び銅を含む合金であればよい。

この涙滴形状は、半径の等しい半球体と円錐体を連続的に組み合わせた形状であるが、必ずしも半球体は厳密に球体の半分でなくてもよい。また、円錐体の代わりに側面視において母線を曲線にした立体を用いてもよい。

アンテナ部１１は、ヌル点となる頂部（半球体の頂部）にネジ穴１１Ａが開口されている。このネジ穴１１Ａは、後述するネジ１５がネジ止めされるネジ受け部である。

また、アンテナ部１１の円錐体の頂部には、外部電源から給電を受ける給電部１１Ｂが形成される。給電部１１Ｂは、例えば、同軸ケーブルの芯線を接続することのできる端子が接続されていればよい。

このアンテナ部１１は、グランド部１２に固定された状態で、グランド部１２の表面からの高さが無線信号の周波数の１／４波長分になるように構成される。例えば、使用周波数が３ＧＨｚの場合は、約２５ｃｍになるように設定される。

グランド部１２は、アンテナ装置１０の給電部１１Ｂに電力供給を行うための同軸ケーブル１４を通すための開口部１２Ａを有し、この開口部１２Ａの近傍で同軸ケーブル１４のシールド線に接続されることによって接地電位に保持される。

なお、ここでは、グランド部１２が円板状のものを示すが、グランド部１２の形状は円板状に限られず、平面視で任意の形状の板状体であってよく、また、厚さも薄いものには限られない。

ホルダ１３は、グランド部１２に対して、アンテナ部１１の位置を固定するための支持部材である。このホルダ１３は、絶縁体で構成される断面円形のカップ状の筐体であり、カップの底部に後述するネジ１５が挿通される開口部１３Ａを有する。ホルダ１３は、カップを天地逆にした状態でグランド部１２の上面に設置される。

同軸ケーブル１４は、特性インピーダンスが５０Ωのシールド型のものであればよい。

ネジ１５は、アンテナ部１１をホルダ１３に固定するための樹脂製の固定具である。このネジ１５は、アンテナ部１１の内部に挿入される部分が金属で構成されてもよい。

図１（ｂ）に示すように、アンテナ部１１は、ネジ１５により、ホルダ１３のカップの内部にネジ止めされる。このようにアンテナ部１１を取り付けたホルダ１３をグランド部１２に位置合わせして設置し、接着剤で固定すると、実施の形態１のアンテナ装置が組み立てられる。

このような涙滴形状のアンテナ部１１を含むアンテナ装置１０では、約３ＧＨｚから約２０ＧＨｚの広帯域において、ＶＳＷＲ値が約２．０〜３．０程度の良好な値が得られ、ＵＷＢ通信に好適である。また、涙滴形状のアンテナ装置１０は、平面視で均等な形状であるため、指向性も３６０度にわたって均等である。

このため、実施の形態１によれば、製造が容易で、涙滴形状のアンテナ部１１の取り付け強度を強化した高性能なＵＷＢ通信用のアンテナ装置１０を提供することができる。

なお、以上では、アンテナ部１１が金属製である形態について説明したが、モールド成形された涙滴形状の樹脂部材の表面に、金属メッキを施したものであってもよい。

また、アンテナ部１１の製造方法は、モールド成形に限られず、他の製造方法であってもよい。

また、ホルダ１３の誘電率は、１．１程度に設定すればよいが、これよりも誘電率の大きな材料で構成することにより、アンテナ部１１の高さを低くしてもよい。この場合、アンテナ部１１の小型化が図られる。

［実施の形態２］
図２は、実施の形態２のアンテナ装置の構成を示す図であり、（ａ）は斜視分解図、（ｂ）は組み立てた状態を示す斜視図である。

実施の形態２のアンテナ装置２０は、アンテナ部２１がネジ穴を有しない点と、ホルダ２３の構成が異なる点が実施の形態１のアンテナ装置１０と異なる。その他の構成は、実施の形態１のアンテナ装置１０と同一であるため、同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

図２（ａ）に示すように、アンテナ装置２０は、涙滴形状のアンテナ部２１、円板状のグランド部１２、及び筐体２３を含む。

アンテナ部２１は、涙滴形状のアンテナ部であり、ネジ穴を有しないこと以外は、実施の形態１のアンテナ部１１と同一の構成である。

ホルダ２３は、グランド部１２の表面上でアンテナ部２１を支持するための支持部材であり、アンテナ部２１の周囲の全体に透明な樹脂を充填した状態で円柱型に成形された部材である。すなわち、アンテナ部２１は、円錐体の頂部に位置する給電部２１Ｂを除いて、その周囲の全体が透明樹脂で覆われている。

このホルダ２３を構成する透明な樹脂としては、例えば、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、又はＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）等の透明なテフロン（登録商標）を用いることができる。

図２（ｂ）に示すように、ホルダ２３は、アンテナ部２１を内蔵した状態でグランド部１２の上面に位置合わせして設置され、接着剤で固定されることにより、実施の形態２のアンテナ装置２０が組み立てられる。

このような涙滴形状のアンテナ装置２０を含むアンテナ装置２０では、約３ＧＨｚから約２０ＧＨｚの広帯域において、ＶＳＷＲ値が約２．０〜３．０程度の良好な値が得られ、ＵＷＢ通信に適している。また、涙滴形状のアンテナ装置２０は、平面視で均等な形状であるため、指向性も３６０度にわたって均等である。

このため、実施の形態２によれば、製造が容易で、涙滴形状のアンテナ部２１の取り付け強度を強化した高性能なＵＷＢ通信用のアンテナ装置２０を低コストで提供することができる。

なお、以上では、アンテナ部２１が金属製である形態について説明したが、モールド成形された涙滴形状の樹脂部材の表面に、金属メッキを施したものであってもよい。

また、アンテナ部２１の製造方法は、モールド成形に限られず、他の製造方法であってもよい。

また、ホルダ２３の誘電率は、１．１程度に設定すればよいが、これよりも誘電率の大きな材料で構成することにより、アンテナ部２１の高さを低くしてもよい。この場合、アンテナ部２１の小型化が図られる。

［実施の形態３］
図３は、実施の形態３のアンテナ装置の構成を示す図であり、（ａ）はアンテナ部とホルダを示す斜視分解図、（ｂ）はアンテナ部とホルダを示す断面図、（ｃ）は組み立てた状態のアンテナ装置を示す斜視図である。

実施の形態３のアンテナ装置３０は、ホルダ３３の構成が異なる点が実施の形態２のアンテナ装置２０と異なる。その他の構成は、実施の形態２のアンテナ装置２０と同一であるため、同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

アンテナ装置３０は、涙滴形状のアンテナ部２１、円板状のグランド部１２、及びホルダ３３を含む。

図３（ａ）（ｂ）に示すように、ホルダ３３は、グランド部１２の表面上でアンテナ部２１を支持するための樹脂製の支持部材であり、アンテナ部２１の下側に位置する円錐体と嵌合する孔部３３Ａを有する環状の支持部材である。ホルダ３３の孔部３３Ａは、円錐型の孔部であり、アンテナ部２１の円錐体を面全体で支持する。

図３（ｃ）に示すように、ホルダ３３は、アンテナ部２１が嵌合された状態でグランド部１２の上面に位置合わせして設置され、接着剤で固定されることにより、実施の形態３のアンテナ装置３０が組み立てられる。

このような涙滴形状のアンテナ装置３０を含むアンテナ装置３０では、約３ＧＨｚから約２０ＧＨｚの広帯域において、ＶＳＷＲ値が約２．０〜３．０程度の良好な値が得られ、ＵＷＢ通信に適している。また、涙滴形状のアンテナ装置３０は、平面視で均等な形状であるため、指向性も３６０度にわたって均等である。

このため、実施の形態３によれば、製造が容易で、涙滴形状のアンテナ部２１の取り付け強度を強化した高性能なＵＷＢ通信用のアンテナ装置３０を低コストで提供することができる。

また、ホルダ３３の誘電率は、１．１程度に設定すればよいが、これよりも誘電率の大きな材料で構成することにより、アンテナ部２１の高さを低くしてもよい。この場合、アンテナ部２１の小型化が図られる。

以上、本発明の例示的な実施の形態のアンテナ装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

実施の形態１のアンテナ装置の構成を示す図であり、（ａ）は斜視分解図、（ｂ）は組み立てた状態を示す斜視図である。実施の形態２のアンテナ装置の構成を示す図であり、（ａ）は斜視分解図、（ｂ）は組み立てた状態を示す斜視図である。実施の形態３のアンテナ装置の構成を示す図であり、（ａ）はアンテナ部とホルダを示す斜視分解図、（ｂ）はアンテナ部とホルダを示す断面図、（ｃ）は組み立てた状態のアンテナ装置を示す斜視図である。

符号の説明

１０、２０、３０アンテナ装置
１１、２１アンテナ部
１１Ａネジ穴
１１Ｂ給電部
１２グランド部
１３、２３、３３ホルダ
１４同軸ケーブル
１５ネジ
２１Ｂ給電部
３３Ａ孔部

Claims

外部電源から給電される涙滴形状のアンテナ部と、
前記アンテナ部と容量結合されるグランド部と、
前記アンテナ部を前記グランド部の表面上に支持する支持部材と
を含む、アンテナ装置。
前記支持部材は、上部にネジ穴が開口され、前記グランド部を覆う筐体であり、
前記アンテナ部の涙滴形状の頂部にはネジ受け部が形成されており、
前記筐体の上方から前記ネジ穴に挿通されるネジが前記アンテナ部の前記ネジ受け部にネジ止めされることにより、前記アンテナ部は前記グランド部の表面上に支持される、請求項１に記載のアンテナ装置。
前記支持部材は、前記グランド部の表面上において、前記アンテナ部の全体を覆う樹脂である、請求項１に記載のアンテナ装置。
前記支持部材は、前記グランド部の表面上において、前記アンテナ部の涙滴形状の下側の一部を支持する管状部材である、請求項１に記載のアンテナ装置。