JP2023527346A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱接触抵抗を最小化して放熱性能を極大化できるアンテナ装置を提供する。【解決手段】アンテナ装置は、一面に複数のアンテナ関連部品が実装され、他面に複数のフィルタが実装されるプリントボードアセンブリ（以下、「ＰＢＡ」と略称する）と、前記ＰＢＡの一面側に積層配置され、一面には複数のアンテナ素子が実装され、他面に密着した前記フィルタと電気的な信号ラインを構築するように連結されるアンテナボードとを含む。前記フィルタは、前記ＰＢＡの他面から離隔させ、前記電気的な信号ラインから信号の漏洩を防止するためのクラムシェル部が一体に形成されることにより、フィルタの全体的な放熱性能およびフィルタ性能を向上させることができる。【選択図】図３

Description

本発明は、アンテナ装置（ＡＮＴＥＮＮＡ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ）に関し、より詳しくは、フィルタと信号遮蔽機能を行うクラムシェル（Ｃｌａｍｓｈｅｌｌ）とを一体に備えることにより、放熱性能を向上させることはもちろん、組立が容易なアンテナ装置に関する。

無線通信技術、例えば、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ－Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ－Ｏｕｔｐｕｔ）技術は、複数のアンテナを用いてデータ伝送容量を画期的に増加させる技術であって、送信機ではそれぞれの送信アンテナを介して互いに異なるデータを伝送し、受信機では適切な信号処理により送信データを区分するＳｐａｔｉａｌ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ手法である。

したがって、送受信アンテナの個数を同時に増加させることによりチャネル容量が増加してより多くのデータを伝送可能にする。例えば、アンテナ数を１０個に増加させると、現在の単一アンテナシステムに比べて同じ周波数帯域を用いて約１０倍のチャネル容量を確保する。このようなＭＩＭＯ技術が適用された送受信装置の場合、アンテナの個数が増えるに伴い、送信機（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）とフィルタ（Ｆｉｌｔｅｒ）の個数も一緒に増加する。

図１は、従来技術によるＭＩＭＯアンテナ装置の複数のレイヤ層を示す分解斜視図および一部拡大図であり、図２は、図１の構成のうち関連ＰＣＢボードとアンテナ基板との間のフィルタの組立ての様子を示す斜視図および一部断面図である。

図１および図２を参照すれば、従来技術によるＭＩＭＯアンテナ装置の一例は、一側には開口して所定の設置空間を具備し、他側には遮蔽され、複数の放熱フィンが一体に形成されたメインハウジング１０を含む。

これとともに、従来技術によるＭＩＭＯアンテナ装置の一例は、メインハウジング１０の設置空間の底面に一面（図面上、下面）が密着するように一次的に積層され、他面には不図示のＲＦ給電ネットワーク関連部品が実装され、一面には複数のフィルタ４０がクラムシェル（Ｃｌａｍｓｈｅｌｌ）５０を挟んで実装されるプリントボードアセンブリ（Ｐｒｉｎｔ Ｂｏａｒｄ Ａｓｓｅｍｂｌｙ、以下、「ＰＢＡ」と略称する）３０と、メインハウジング１０の設置空間の内部に二次的に積層され、他面はＰＢＡ３０のフィルタ４０のＲＦコネクタ４３を介して所定の電気的な信号ラインを構築するように連結され、一面には複数のアンテナ素子６５が実装されたアンテナボード（Ａｎｔｅｎｎａ Ｂｏａｒｄ）６０とをさらに含む。

ここで、フィルタ４０は、キャビティフィルタ（Ｃａｖｉｔｙ Ｆｉｌｔｅｒ）、導波管フィルタ（Ｗａｖｅ－Ｇｕｉｄｅ Ｆｉｌｔｅｒ）および誘電体フィルタ（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｆｉｌｔｅｒ）のいずれか１つで採用可能である。これとともに、ここでのフィルタ４０は、多重周波数帯域をカバーするマルチバンドフィルタ（ＭＢＦ、Ｍｕｌｔｉ Ｂａｎｄ Ｆｉｌｔｅｒ）を除外しない。

また、クラムシェル５０は、ＰＢＡ３０とフィルタ４０との間に介在して、ＰＢＡ３０に実装された電装部品（例えば、ＲＦ給電ネットワーク関連部品（図示せず））から発生する電磁波を遮断して、フィルタ４０内に構築された電気的な信号ラインに影響を与えないようにする信号遮蔽機能を行う。

ただし、複数のＲＦ給電ネットワーク部品が実装されたＰＢＡ３０の一面とフィルタ４０とは相互通電するように備えられなければならない点から、図１に示すように、フィルタ４０には、内部にＲＦコネクタ４３が挿入される少なくとも１つのケース延長部４５が備えられ、クラムシェル５０には、ケース延長部４５が貫通する少なくとも１つの貫通ホール５５が形成される。

しかし、従来技術によるＭＩＭＯアンテナ装置は、製品のスリム化傾向によりメインハウジング１０の厚さが最小化されるように製造するのが現状であり、これによって、フィルタ４０の内部部品（例えば、共振部品（図示せず）など）を水平方向に１列配列させることにより、キャビティ内の内部空間が狭くなってスカート特性（すなわち、Ｑ値）が減少する問題点がある。

また、フィルタ４０は、周波数フィルタリング過程で多量の発熱が生じる代表的な発熱素子であることから、フィルタ４０から発生した熱は、クラムシェル５０を介して、またはクラムシェル５０を貫通してＰＢＡ３０の一面側に伝達された後、メインハウジング１０の複数の放熱フィン１５を通した放熱が円滑であってこそ、フィルタ４０のフィルタ性能を向上させることができる。

しかし、フィルタ４０とＰＢＡ３０との間に別途に備えられたクラムシェル５０との熱接触抵抗によって熱伝導率が減少し、放熱性能の低下によってフィルタ４０のフィルタ性能が低下する問題点も指摘される。

本発明は、上記の技術的課題を解決するためになされたものであって、フィルタとクラムシェルとを一体に形成することにより、熱接触抵抗を最小化して放熱性能を極大化できるアンテナ装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、フィルタ内部の内蔵部品の離隔距離を最大に確保することにより、スカート特性（すなわち、Ｑ値）を上昇させることはもちろん、発熱を最小化できるアンテナ装置を提供することを他の目的とする。

本発明の課題は以上に言及した課題に制限されず、言及されていないさらに他の課題は以下の記載から当業者に明確に理解されるであろう。

本発明によるアンテナ装置の一実施例は、一面に複数のアンテナ関連部品が実装され、他面に複数のフィルタが実装されるプリントボードアセンブリ（以下、「ＰＢＡ」と略称する）と、前記ＰＢＡの一面側に積層配置され、一面には複数のアンテナ素子が実装され、他面に密着した前記フィルタと電気的な信号ラインを構築するように連結されるアンテナボードとを含み、前記フィルタは、前記ＰＢＡの他面から離隔させ、前記電気的な信号ラインから信号の漏洩を防止するためのクラムシェル部が一体に形成される。

ここで、前記ＰＢＡの他面には、前記クラムシェル部の端部が挿入されるクラムシェル載置グルーブが溝形状に加工形成される。

また、前記ＰＢＡには、前記クラムシェル部から伝達される熱を一面側に伝達する熱伝達ブリッジホール（ｖｉａ ｈｏｌｅ）が加工形成される。

また、前記クラムシェル載置グルーブおよび前記熱伝達ブリッジホールと前記ＰＢＡの一面には、熱伝導性材質がメッキ形成される。

また、前記熱伝達ブリッジホールは、前記クラムシェル載置グルーブの複数箇所に形成される。

また、前記クラムシェル載置グルーブは、前記クラムシェル部の端部が全部接触するように前記クラムシェル部の端部形状と対応する形状に加工形成される。

また、前記フィルタは、少なくとも１つのキャビティが隔壁によって区分されて備えられ、前記隔壁から前記キャビティ内に突出具備された少なくとも２つ以上の共振部品が前記ＰＢＡ側および前記アンテナボード側に異なるレイヤ層を形成するように積層配置される。

また、前記フィルタは、前記キャビティが前記隔壁を中心に左右に２つ形成されたフィルタ本体部と、前記キャビティの開口した左側を遮蔽する左側遮蔽パネルおよび前記キャビティの開口した右側を遮蔽する右側遮蔽パネルとを含み、前記クラムシェル部は、前記フィルタ本体部の一端から延びて前記ＰＢＡの他面に実装される。

また、前記フィルタは、前記アンテナボードの一面に接点する少なくとも１つのＲＦコネクタをさらに含むことができる。

また、前記ＰＢＡには、前記クラムシェル部から伝達される熱を一面側に伝達する熱伝達ブリッジホール（ｖｉａ ｈｏｌｅ）が加工形成され、前記フィルタ本体部の長手方向の一端部および他端部に形成されかつ、前記フィルタ本体部を貫通して熱流動ホールがさらに形成され、前記熱流動ホールは、前記熱伝達ブリッジホールとマッチングされるように形成される。

また、前記クラムシェル部には、区画された少なくとも２つの中空部が形成され、前記中空部のいずれか１つには、前記フィルタのキャビティ側に信号を入力する信号入力ラインが備えられ、前記中空部の他の１つには、前記フィルタのキャビティ側から信号を出力する信号出力ラインが備えられる。

本発明によるアンテナ装置の一実施例によれば、次のような多様な効果を達成することができる。

第一、フィルタとクラムシェル部とを一体に備えることにより、熱接触抵抗を最小化して放熱性能を向上させることができる効果を有する。

第二、プリントボードアセンブリの他面にフィルタと一体に形成されたクラムシェル部の設置位置を容易に把握可能なため、組立時間を短縮できる効果を有する。

第三、フィルタ内部の切り欠きバーを積層具備することにより、Ｑ値を向上させるとともに、発熱量を最小化してフィルタのフィルタ性能を向上させる効果を有する。

本発明の効果は以上に言及した効果に制限されず、言及されていないさらに他の効果は特許請求の範囲の記載から当業者に明確に理解されるであろう。

従来技術によるＭＩＭＯアンテナ装置の複数のレイヤ層を示す分解斜視図および一部拡大図である。 図１の構成のうち関連ＰＣＢボードとアンテナ基板との間のフィルタの組立ての様子を示す斜視図および一部断面図である。 本発明の一実施例によるアンテナ装置のＰＢＡとアンテナボードとの積層の様子を示す斜視図およびその一部拡大図である。 フィルタ内部の様子を示す断面図である。 ＰＢＡの一面に積層されたフィルタおよびＰＳＵアセンブリを示す斜視図である。 図３の一部分解斜視図であって、下方分解斜視図である。 図３の一部分解斜視図であって、上方分解斜視図である。 本発明の一実施例によるアンテナ装置の構成のうちＰＢＡの一面を示す斜視図および一部拡大図である。 図７のＰＢＡの一面に設けられたフィルタの一部切開斜視図である。 図７のＰＢＡの一面に形成された位置設定グルーブに対するフィルタおよびサイドサポータの設置の様子を示す斜視図および一部拡大図である。 図９のフィルタの一側面をより詳しく示す斜視図である。 図９のフィルタの他側面をより詳しく示す斜視図である。 ＰＢＡの一面に対するフィルタの設置過程を示す組立図およびその拡大図である。 ＰＢＡの一面に対するフィルタの設置過程を示す組立図およびその拡大図である。 ＰＢＡの一面に対するフィルタの設置過程を示す組立図およびその拡大図である。

以下、本発明によるアンテナ装置の一実施例を、添付した図面を参照して詳細に説明する。

各図面の構成要素に参照符号を付すにあたり、同一の構成要素については、たとえ他の図面上に表示されてもできるだけ同一の符号を有するようにしていることに留意しなければならない。また、本発明の実施例を説明するにあたり、かかる公知の構成または機能に関する具体的な説明が本発明の実施例に対する理解を妨げると判断された場合、その詳細な説明は省略する。

本発明の実施例の構成要素を説明するにあたり、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を使うことができる。これらの用語はその構成要素を他の構成要素と区別するためのものに過ぎず、その用語によって当該構成要素の本質や順番または順序などが限定されない。また、他に定義されない限り、技術的または科学的な用語を含むここで使われるすべての用語は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。一般的に使われる辞書に定義されているような用語は、関連技術の文脈上有する意味と一致する意味を有すると解釈されなければならず、本出願において明らかに定義しない限り、理想的または過度に形式的な意味で解釈されない。

図３は、本発明の一実施例によるアンテナ装置のＰＢＡとアンテナボードとの積層の様子を示す斜視図およびその一部拡大図である。

本発明の一実施例によるアンテナ装置１は、前方（図面上、上側）に開口した収容空間を形成し、略上下方向に長くて薄い前後収容幅を有する直方体形状に形成されたメインハウジング（図１の図面符号１０参照）の収容空間の内側に一次的に積層されたプリントボードアセンブリ（Ｐｒｉｎｔ Ｂｏａｒｄ Ａｓｓｅｍｂｌｙ、以下、「ＰＢＡ」と略称する）１３０と、ＰＢＡ１３０の前方（図面上、上側）に所定距離離隔して二次的に積層配置された少なくとも１つ以上のアンテナボード（Ａｎｔｅｎｎａ Ｂｏａｒｄ）１６０とを含む。

ここで、アンテナボード１６０は、図３に示すように、相対的に下側（図面上、左側）に備えられた下部アンテナ基板１６０Ａと、相対的に上側（図面上、右側）に備えられた上部アンテナ基板１６０Ｂとに区分されて備えられる。しかし、必ずしもアンテナボード１６０が下部アンテナ基板１６０Ａおよび上部アンテナ基板１６０Ｂに区分されて設けられる必要はなく、単一のアンテナボード１６０で備えられることも可能であることは言うまでもない。

図３を参照すれば、ＰＢＡ１３０の一面（図面上、下面）には複数のＲＦ給電ネットワーク関連部品（図６Ｂの図面符号１４０参照）が実装され、他面（図面上、上面）には複数のフィルタ２００が実装される。

ここで、複数のフィルタ２００は、キャビティフィルタ（Ｃａｖｉｔｙ Ｆｉｌｔｅｒ）、導波管フィルタ（Ｗａｖｅ－Ｇｕｉｄｅ Ｆｉｌｔｅｒ）および誘電体フィルタ（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｆｉｌｔｅｒ）のいずれか１つで採用可能である。これとともに、ここでのフィルタ２００は、多重周波数帯域をカバーするマルチバンドフィルタ（ＭＢＦ、Ｍｕｌｔｉ Ｂａｎｄ Ｆｉｌｔｅｒ）を除外しない。

より詳しくは、複数のフィルタ２００は、図３に示すように、ＰＢＡ１３０の他面に左右方向に長く列を作って配置される。ここで、複数のフィルタ２００の列は４つの列に配置される。フィルタ２００の各列は、上下方向にそれぞれ所定距離離隔して配置される。

ここで、図３に示すように、アンテナボード１６０が下部アンテナ基板１６０Ａおよび上部アンテナ基板１６０Ｂに区分されて備えられる場合、下部アンテナ基板１６０Ａの背面側には２列のフィルタ２００が上下方向に離隔して備えられ、上部アンテナ基板１６０Ｂの背面側には２列のフィルタ２００が上下方向に離隔して備えられ、各列のフィルタ２００間の上下方向の隔離距離は、すべて同一に設定可能である。

複数のフィルタ２００のうち各列の最右側と最左側に備えられたフィルタ２００は、図３に示すように、後述するクラムシェル部２４０と同一の材質で備えられたサイドサポータ２５０によって設置支持される。

サイドサポータ２５０は、図３に示すように、各列の最右側と最左側に備えられたフィルタ２００の設置を支持する役割を果たすと同時に、当該フィルタ２００に一体に形成されたクラムシェル部２４０の開口した側面を遮蔽して、クラムシェル部２４０の機能と一部同一の機能を行うことができる。

ＰＢＡ１３０は、一側に設けられたパワーサプライユニットアセンブリ（Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ａｓｓｅｍｂｌｙ、以下、「ＰＳＵアセンブリ」と略称する）７０から電源が印加されると、複数のＲＦ給電ネットワーク関連部品１４０のキャリブレーション給電制御および周波数フィルタリングの実行のために、電源をフィルタ２００側に入力したり、フィルタ２００側から出力を受けるように制御する役割を果たすことができる。

このような複数のＲＦ給電ネットワーク関連部品１４０は、電源駆動時に相当な発熱が予想されるので、図示しないが、メインハウジング１０の収容空間の底面（他面）に直接熱接触するように備えられる。メインハウジング１０に伝達された熱は、メインハウジング１０の外側面（一面）に一体に形成された複数の放熱フィン（図１の図面符号１５参照）を通して外部空間（好ましくは、後方空間）に容易に放熱できる。

一方、フィルタ２００は、図３に示すように、ＰＢＡ１３０とアンテナボード１６０Ａ、１６０Ｂとの間に配置されて周波数フィルタリングを行うフィルタ装置であって、ＰＢＡ１３０とアンテナボード１６０Ａ、１６０Ｂとの間に構築された所定の電気的な信号ラインを介して周波数フィルタリングを行うことができる。

図４は、フィルタ内部の様子を示す断面図であり、図５は、ＰＢＡの一面に積層されたフィルタおよびＰＳＵアセンブリを示す斜視図である。

まず、フィルタ２００内部の具体的な構成をより詳しく説明すれば、次の通りである。すなわち、フィルタ２００は、図４に示すように、少なくとも１つのキャビティ２３３が真ん中を横切る隔壁２３９によって左側キャビティ２３３Ａまたは右側キャビティ２３３Ｂに区分されて備えられたフィルタ本体部２１０と、隔壁２３９からそれぞれ左側キャビティ２３３Ａおよび右側キャビティ２３３Ｂ内に突出具備された少なくとも２つ以上の共振部品２３２とを含むことができる。共振部品２３２は、不図示の周波数チューニングねじとの間隙の調整により設計者が所望する帯域の周波数でチューニングされるようにする役割を果たす。参照として、周波数チューニングねじは、左側キャビティ２３３Ａを覆うように備えられ、後述する左側遮蔽パネル２２０Ｂとの間に備えられた左側フィルタチューニングカバー（図示せず）と、後述する右側遮蔽パネル２２０Ａとの間に備えられた右側フィルタチューニングカバー（図示せず）とに複数個が備えられる。

ここで、フィルタ２００は、フィルタ本体部２１０のキャビティ２３３のうち左側に形成されたキャビティ（左側キャビティ２３３Ａ）でもって開口した左側を遮蔽する左側遮蔽パネル２２０Ｂと、フィルタ本体部２１０のキャビティ２３３のうち右側に形成されたキャビティ（右側キャビティ２３３Ｂ）でもって開口した右側を遮蔽する右側遮蔽パネル２２０Ａとをさらに含むことができる。

フィルタ２００が形成するキャビティ２３３と外部のノイズ（電磁波などによる信号など）が遮蔽されるように、フィルタ本体部２１０は、内側（仮に、左側キャビティ２３３Ａと右側キャビティ２３３Ｂとを形成する内側面）が金属薄膜形状にメッキされて備えられ、左側遮蔽パネル２２０Ｂおよび右側遮蔽パネル２２０Ａの内側面も同じく金属薄膜形状にメッキされて備えられる。

フィルタ本体部２１０の内部に備えられた共振部品２３２は、非導電性物質で備えられた共振部支持部２３１を介して導電性材質からなるフィルタ本体部２１０とは共振部品２３２が直接接触しないように備えられることが好ましい。

一方、共振部品２３２は、複数個（参照として、本実施例では、図９に示すように７個で構成される）がフィルタ本体部２１０の長手方向（図面上、水平方向）に並んで配置される。ここで、複数の共振部品２３２のうち第１共振部品群２３２Ａは、ＰＢＡ１３０側に隣接する１つのレイヤ層を形成するようにそれぞれ離隔して配置されるとともに、複数の共振部品２３２のうち第２共振部品群２３２Ｂは、前記第１共振部品群２３２Ａとは異なるレイヤ層を形成するようにアンテナボード１６０Ｂ側に隣接して離隔するように積層配置される。

このようなフィルタ本体部２１０のキャビティ２３３内における共振部品２３２の配置設計は、従来とは異なるものであって、各共振部品２３２同士の離隔距離を最大に確保するとともに、フィルタ本体部２１０の内部面または左側遮蔽パネル２２０Ｂおよび右側遮蔽パネル２２０Ａとの離隔距離を最大に確保するように、フィルタ本体部２１０内で２つのレイヤ層を形成しながら積層配置されたという差異がある。

したがって、フィルタ本体部２１０のキャビティ２３３内においてスカート特性（すなわち、Ｑ値）は増加するとともに挿入損失が減少することにより、キャビティ２３３内での発熱量を相当量減少させることができるという利点を有する。フィルタ２００の発熱量の減少は、フィルタ性能の向上といった効果につながることができる。

これとともに、フィルタ２００は、図４および図５に示すように、ＰＢＡ１３０の他面からフィルタ本体部２１０を離隔させ、電気的な信号ラインから信号の漏洩を防止するためのクラムシェル部２４０がフィルタ本体部２１０と一体に形成される。

クラムシェル部２４０は、フィルタ２００のフィルタ本体部２１０とＰＢＡ１３０の他面との間に位置した一体型構成であって、フィルタ本体部２１０内で行われる周波数フィルタリング過程中にＰＢＡ１３０に実装された電装部品（例えば、ＲＦ給電ネットワーク部品１４０を含む）から及ぼす電磁波の影響を遮断して、フィルタリング性能の信頼性を保障する役割を果たす。ここで、クラムシェル部２４０は、信号を遮蔽するシールドカバー（Ｓｈｉｅｌｄ Ｃｏｖｅｒ）であってもよい。

これも、図１および図２に示された従来のアンテナ装置とは区別されるものであって、クラムシェル部２４０は、フィルタ本体部２１０と一体に射出成形できる。ここで、クラムシェル部２４０の外面または内面には、先に説明したフィルタ２００と同じく、電磁波などの遮断が容易な材質が被膜されるか、メッキ形成されてもよいことは言うまでもない。

また、図４に示すように、クラムシェル部２４０には、区画された少なくとも２つの中空部２３６、２３７が形成され、中空部２３６、２３７のいずれか１つ２３６には、フィルタ２００のフィルタ本体部２１０のキャビティ２３３側に信号を入力する信号入力ライン２３４が備えられ、中空部２３６、２３７の他の１つ２３７には、フィルタ２００のフィルタ本体部２１０のキャビティ２３３側から信号を出力する信号出力ライン２３５が備えられる。

信号入力ライン２３４および信号出力ライン２３５は、導電性材質の板状に備えられ、一端部は折曲げられてＰＢＡ１３０の他面に実装されるか、接点するように備えられ、他端部はフィルタ本体部２１０のキャビティ２３３側と通電するように備えられる。

ＰＳＵアセンブリ７０から供給される電源は、図５に示すように、複数のフィルタ２００の間を横切るように配列され、ＰＢＡ１３０の他面にピン結合される少なくとも１つのパワーライン８０を介して分電できる。パワーライン８０は、ＰＢＡ１３０の一面の複数箇所にピン結合可能である。

図６Ａおよび図６Ｂは、図３の一部分解斜視図であって、下方および上方分解斜視図であり、図７は、本発明の一実施例によるアンテナ装置の構成のうちＰＢＡの一面を示す斜視図および一部拡大図であり、図８は、図７のＰＢＡの一面に設けられたフィルタの一部切開斜視図であり、図９は、図７のＰＢＡの一面に形成された位置設定グルーブに対するフィルタおよびサイドサポータの設置の様子を示す斜視図および一部拡大図であり、図１０Ａおよび図１０Ｂは、図９のフィルタの一側面および他側面をより詳しく示す斜視図である。

図６Ａ～図７に示すように、ＰＢＡ１３０の他面には、クラムシェル部２４０の端部２４１が挿入されるクラムシェル載置グルーブ１３１が溝形状にデボス加工形成される。

ここで、クラムシェル載置グルーブ１３１は、クラムシェル部２４０の先端が挿入されて接触するようにクラムシェル部２４０の端部２４１の形状と対応する形状にＰＢＡ１３０の他面がデボス加工形成されることが好ましい。

このようにＰＢＡ１３０の他面をデボス加工形成する理由は、後述のように、熱伝導性材質で備えられたクラムシェル部２４０を介してフィルタ２００の駆動によって発生するキャビティ２３３の発熱をＰＢＡ１３０側に熱伝導する上で核心的な役割を果たす熱伝達ブリッジホール１３３の厚さ方向の長さを最小化するためである。すなわち、ＰＢＡ１３０の他面にクラムシェル載置グルーブ１３１がデボス加工形成されることにより、ＰＢＡ１３０の全体厚さをクラムシェル載置グルーブ１３１の深さだけ減少させて熱伝導長さを縮小させることができる。

ここで、クラムシェル載置グルーブ１３１は、フィルタ２００のフィルタ本体部２１０と一体に形成されたクラムシェル部２４０の端部２４１が挿入されるように備えられることから、個別フィルタ２００の設置位置を設定する役割も同時に果たすことができる。したがって、フィルタ２００のＰＢＡ１３０の他面に対する実装組立時に組立時間を大きく短縮できるという利点を提供することができる。

より詳しくは、クラムシェル載置グルーブ１３１は、クラムシェル部２４０の先端面が載置されるとともに、クラムシェル部２４０の先端面に隣接する側面部の一部と接触するように逆「コ」字状の断面を有するように形成される。

クラムシェル載置グルーブ１３１の幅は、少なくともクラムシェル部２４０の一端部の一部が挿入されるようにクラムシェル部２４０の一端部の厚さより大きく形成され、クラムシェル載置グルーブ１３１の深さは、ＰＢＡ１３０を完全貫通しない大きさに形成されることが好ましい。

一方、ＰＢＡ１３０には、クラムシェル部２４０から伝達される熱をＰＢＡ１３０の他面側から一面側（すなわち、図面上、上面から下面側）に伝達する熱伝達ブリッジホール（Ｈｅａｔ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｂｒｉｄｇｅ ｈｏｌｅ）１３３が加工形成される。熱伝達ブリッジホール１３３は、ＰＢＡ１３０の一面と他面とを完全貫通するように形成される。

ここで、熱伝達ブリッジホール１３３は、クラムシェル載置グルーブ１３１の底面のうち複数箇所にＰＢＡ１３０を貫通するように形成されることが好ましい。すなわち、熱伝達ブリッジホール１３３は、上述のように、フィルタ２００のフィルタ本体部２１０のキャビティ２３３から発生した熱をクラムシェル部２４０を介してＰＢＡ１３０の一面側に伝達する役割を果たすことから、ＰＢＡ１３０の厚さを最小化する位置に形成されることが熱伝導に有利である。したがって、熱伝達ブリッジホール１３３は、ＰＢＡ１３０に厚さの減少する方向に予めデボス形成されたクラムシェル載置グルーブ１３１の底面内に形成されることが好ましい。

これとともに、クラムシェル載置グルーブ１３１および熱伝達ブリッジホール１３３とＰＢＡ１３０の一面には、熱伝導性材質がメッキ形成される。

一般的に、ＰＢＡ１３０を含むＰＣＢの材質はＦＲ４であって、熱伝導性が小さいか、非導電性の物質からなる。したがって、ＰＢＡ１３０自体は熱伝導に適合しないので、クラムシェル部２４０の端部２４１が接する部位であるクラムシェル載置グルーブ１３１が形成する面に全部熱伝導性材質が被膜されるようにメッキ形成することが好ましい。

また、クラムシェル載置グルーブ１３１に伝達された熱が断絶なく熱伝達ブリッジホール１３３を通してＰＢＡ１３０の一面側に熱伝導されるように熱伝達ブリッジホール１３３の内側面にも全部熱伝導性材質が被膜される。

ＰＢＡ１３０の他面に相当する部位であるクラムシェル載置グルーブ１３１に挿入されたクラムシェル部２４０の端部２４１から熱が容易に伝達された後、ＰＢＡ１３０の一面と他面とを貫通するように形成された熱伝達ブリッジホール１３３の内周面全部およびＰＢＡ１３０の一面の少なくとも一部が熱伝導性材質でメッキ形成されて熱伝達経路を形成させることで、より向上した放熱効果を達成するためである。

このように、ＰＢＡ１３０の他面に形成されたクラムシェル載置グルーブ１３１に挿入されるクラムシェル部２４０は、フィルタ本体部２１０の一端から延びてＰＢＡ１３０の他面に固定できる。

これとともに、図８に示すように、複数のフィルタ２００それぞれには、フィルタ本体部２１０の長手方向の一端部と他端部にそれぞれ１つずつ形成されかつ、フィルタ本体部２１０を貫通して熱流動ホール２１７が形成される。

熱流動ホール２１７は、熱伝達ブリッジホール１３３とマッチングされるように形成されて、ＰＢＡ１３０の他面側の空気がＰＢＡ１３０の一面側に抜けられることから、フィルタ２００自体によって生成された熱だけでなく、ＰＢＡ１３０の他面側の高温空気をＰＢＡ１３０の一面側に排出させることができるのである。

一方、フィルタ２００のフィルタ本体部２１０の他面には、図１０Ａに示すように、アンテナボード１６０Ａ、１６０Ｂの一面（図面上、下面）に連結される少なくとも１つのＲＦコネクタ２３８をさらに含むことができる。

ＲＦコネクタ２３８は、二次的に積層結合されるアンテナボード１６０が密着する時、アンテナボード１６０とＰＢＡ１３０との間の組立公差を吸収すると同時に、所定の電気的な信号ラインを構築する役割を果たす。

前記のような構成からなるフィルタ２００は、図９に示すように、ＰＢＡ１３０の他面に予め加工形成された複数のクラムシェル載置グルーブ１３１に順次に載置された後、はんだ付け方式を含む多様な方法で固定できる。

この時、複数のクラムシェル載置グルーブ１３１は、個別フィルタ２００の一端部に一体に形成されたクラムシェル部２４０の一端部２４１の形状と対応するように形成されることから、組立時に位置設定の機能を行うので、組立時間を短縮できるという利点を有する。

また、図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、隔壁２３９によって区画されたキャビティ２３３から発生した熱がクラムシェル部２４０を介してクラムシェル載置グルーブ１３１に伝達された後、熱伝達ブリッジホール１３３を通してＰＢＡ１３０の一面側に容易に排出されることにより、放熱性能が大きく向上できる。

特に、本発明の出願人は、本発明の一実施例によるアンテナ装置において、熱伝達ブリッジホール１３３による放熱性能の確認のために、図１および図２を参照してすでに説明した「背景技術」項目の分離型構造を比較例に選定して、同一の熱伝導度条件（ｋ＝１０Ｗ／ｍｋ）の熱伝達ブリッジホール１３３を適用して駆動させた結果、比較例による場合、特定の発熱部品（Ｍａｉｎ ＴＲモジュール）の温度が最低４．０℃～最大５．８℃さらに改善されたが、本発明の一実施例による場合、特定の発熱部品（Ｍａｉｎ ＴＲモジュール）の温度が最低４．５℃～最大６．９℃さらに改善された特性を示した。

これは、本発明の一実施例によるアンテナ装置が比較例である分離型構造に比べて接触熱抵抗が減少した一方、熱伝達ブリッジホール１３３を通してクラムシェル部２４０側に相当するＰＢＡ１３０の他面側に凝集された熱が効果的に熱伝達ブリッジホール１３３を介してＰＢＡ１３０の一面側に熱伝導されて放熱されるためと解釈される。

図１１Ａ～図１１Ｃは、ＰＢＡの一面に対するフィルタの設置過程を示す組立図およびその拡大図である。

上記のように構成される本発明の一実施例によるアンテナ装置の組立過程を、添付した図面（特に、図１１Ａ～図１１Ｃ）を参照して簡略に説明すれば、次の通りである。

まず、図１１Ａに示すように、ＰＢＡ１３０の他面側に形成されたクラムシェル載置グルーブ１３１の内側平面１３２にその他の電装部品１３７、１３８、１３９を実装した後、図１１Ｂに示すように、ＰＢＡ１３０の左側端部または右側端部に固定されてクラムシェル部２４０を支持するサイドサポータ２５０を予め加工形成されたクラムシェル載置グルーブ１３１の内側に型合わせされるように固定させる。ただし、サイドサポータ２５０は、必ずしもフィルタ本体部２１０の固定前にＰＢＡ１３０の他面に設けられなければならないわけではなく、フィルタ本体部２１０の固定後に設けられることも可能である。

次に、図１１Ｃに示すように、フィルタ本体部２１０と一体に形成されたクラムシェル部２４０の端部２４１をＰＢＡ１３０の他面に形成されたクラムシェル載置グルーブ１３１に型合わせされるように挿入する動作でフィルタ２００を固定させる。

フィルタ２００が電気的に駆動されてフィルタ本体部２１０内のキャビティ２３３から発生した熱は、熱伝導性材質で備えられたクラムシェル部２４０を介してクラムシェル載置グルーブ１３１および熱伝達ブリッジホール１３３を経由してＰＢＡ１３０の一面側に伝導され、ＰＢＡ１３０の一面と直接熱接触するように備えられたメインハウジング１０の一面に一体に形成された複数の放熱フィン１５を通して外部に容易に放熱できる。

このように、本発明の一実施例によるアンテナ装置は、フィルタ本体部２１０のキャビティ２３３内に備えられた複数の共振部品２３２をＰＢＡ１３０とアンテナボード１６０Ａ、１６０Ｂとの間の厚さ方向に積層配置して熱発生を最小化するとともに、フィルタ本体部２１０と一体に形成されたクラムシェル部２４０を介してＰＢＡ１３０の一面側に容易に熱伝導することにより、放熱性能を大きく向上させることができるという利点を提供する。

以上、本発明の一実施例によるアンテナ装置を詳細に説明した。しかし、本発明の実施例が必ずしも上述した一実施例によって限定されるものではなく、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者による多様な変形および均等な範囲での実施が可能であることは言うまでもない。そのため、本発明の真の権利範囲は後述する特許請求の範囲によって定められる。

本発明は、フィルタとクラムシェルとを一体に形成することにより、熱接触抵抗を最小化して放熱性能を極大化できるアンテナ装置を提供する。

１０：メインハウジング １５：複数の放熱フィン
１３０：ＰＢＡ（プリントボードアセンブリ） １３１：クラムシェル載置グルーブ
１３３：熱伝達ブリッジホール １６０Ａ、１６０Ｂ：アンテナボード
２００：フィルタ ２１０：フィルタ本体部
２２０Ａ：右側遮蔽パネル ２２０Ｂ：左側遮蔽パネル
２３３：キャビティ ２４０：クラムシェル部

Claims (13)

1. 一面に複数のアンテナ関連部品が実装され、他面に複数のフィルタが実装されるプリントボードアセンブリ（以下、「ＰＢＡ」と略称する）と、
   前記ＰＢＡの一面側に積層配置され、一面には複数のアンテナ素子が実装され、他面に密着した前記フィルタと電気的な信号ラインを構築するように連結されるアンテナボードと、を含み、
   前記フィルタは、前記ＰＢＡの他面から離隔させ、前記電気的な信号ラインから信号の漏洩を防止するためのクラムシェル部が一体に形成された、アンテナ装置。
2. 前記ＰＢＡの他面には、前記クラムシェル部の端部が挿入されるクラムシェル載置グルーブが溝形状にデボス加工形成された、請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記ＰＢＡには、前記クラムシェル部から伝達される熱を一面側に伝達する熱伝達ブリッジホール（ｖｉａ ｈｏｌｅ）が加工形成された、請求項２に記載のアンテナ装置。
4. 前記クラムシェル載置グルーブおよび前記熱伝達ブリッジホールと前記ＰＢＡの一面には、熱伝導性材質がメッキ形成された、請求項３に記載のアンテナ装置。
5. 前記熱伝達ブリッジホールは、前記クラムシェル載置グルーブの複数箇所に形成された、請求項３に記載のアンテナ装置。
6. 前記熱伝達ブリッジホールは、前記ＰＢＡを貫通するように形成された、請求項３に記載のアンテナ装置。
7. 前記クラムシェル載置グルーブは、前記クラムシェル部の端部が全部接触するように前記クラムシェル部の端部形状と対応する形状に加工形成された、請求項５に記載のアンテナ装置。
8. 前記クラムシェル載置グルーブは、前記クラムシェル部の先端面が載置されるとともに、前記クラムシェル部の先端面に隣接する側面部の一部と接触するように逆「コ」字状の断面を有するように形成された、請求項５に記載のアンテナ装置。
9. 前記フィルタは、少なくとも１つのキャビティが隔壁によって区分されて備えられ、
   前記隔壁から前記キャビティ内に突出具備された少なくとも２つ以上の共振部品が前記ＰＢＡ側および前記アンテナボード側に異なるレイヤ層を形成するように積層配置された、請求項１に記載のアンテナ装置。
10. 前記フィルタは、
    前記キャビティが前記隔壁を中心に左右に２つ形成されたフィルタ本体部と、
    前記キャビティの開口した左側を遮蔽する左側遮蔽パネルおよび前記キャビティの開口した右側を遮蔽する右側遮蔽パネルと、を含み、
    前記クラムシェル部は、前記フィルタ本体部の一端から延びて前記ＰＢＡの他面に固定される、請求項９に記載のアンテナ装置。
11. 前記フィルタは、
    前記アンテナボードの一面に連結される少なくとも１つのＲＦコネクタ、をさらに含む、請求項１０に記載のアンテナ装置。
12. 前記ＰＢＡには、前記クラムシェル部から伝達される熱を一面側に伝達する熱伝達ブリッジホール（ｖｉａ ｈｏｌｅ）が加工形成され、
    前記フィルタ本体部の長手方向の一端部および他端部に形成されかつ、前記フィルタ本体部を貫通して熱流動ホール、がさらに形成され、
    前記熱流動ホールは、前記熱伝達ブリッジホールとマッチングされるように形成された、請求項１０に記載のアンテナ装置。
13. 前記クラムシェル部には、区画された少なくとも２つの中空部が形成され、
    前記中空部のいずれか１つには、前記フィルタのキャビティ側に信号を入力する信号入力ラインが備えられ、
    前記中空部の他の１つには、前記フィルタのキャビティ側から信号を出力する信号出力ラインが備えられる、請求項１に記載のアンテナ装置。
    

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