JP2737939B2 - 平面アレイアンテナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば衛星放送を受信する場合等に用い
て好適な平面アレイアンテナに関する。

〔発明の概要〕

この発明は、多数の穴を有する上側プレートとこの上
側プレートに対向した下側プレート間に基板を挟み込む
サスペンデッドライン給電形平面アンテナにおいて、上
側プレートと基板との間及び基板と下側プレートとの間
に対応する多数の穴を有するスペーサを設けて基板を保
持するようにすることにより、パッチ型の面状共振器形
プリント素子が印刷されている基板が部分的に上下方向
で位置ずれをおこすことを防止すると共に上下のプレー
トより突き出している突起の数を大幅に減らしてその製
造が容易になるようにしたものである。

〔従来の技術〕

従来、放射素子の一部を形成する多数の穴を有する金
属又はメタライズドプラスチックで基板を挟み込むサス
ペンデッドライン給電形平面アンテナにおいて、多数の
穴に夫々対応して互いに直交する一対の励振プローブを
共通の平面上に形成し、一対の励振プローブへの給電信
号をサスペンデッドライン内で位相合成するようにした
円偏波平面アレイアンテナが提案されている。

これにより、薄形化が可能となり、機械的な構成も簡
略化でき、また安価で一般的に入手出来る基板を高周波
用に使用しても高価なマイクロストリップライン用基板
を用いたものと同等以上のアンテナ利得が得られる。

また、サスペンデッドラインは平面アンテナの給電回
路として低損失ラインを形成でき、しかも安価なフィル
ム状基板で形成できる等の有利な点があり、放射素子と
して円形あるいは矩形導波管開口素子を用いるため、比
較的広帯域にわたって利得偏差の少ないアレイアンテナ
を構成できる。

一方薄形化の手段としてサスペンデッドラインの特長
を生かし、且つ薄形の放射素子を用いて、高効率，広帯
域のものを実現し、同時に薄形・軽量化を同時達成でき
るようにしたいわゆるパッチ型の平面アレイアンテナが
提案されている（特願昭62−263157号）。

この平面アレイアンテナは、一対のプレート例えば金
属又はメタライズドプラスチックで基板を挟み込むサス
ペンデッドライン給電形平面アンテナにおいて、金属又
はメタライズドプラスチックの一方に設けられた穴に対
応する基板上に面状共振器形プリント素子を配置するよ
うに構成している。

また、この平面アレイアンテナでは、一対のプレート
の対応する多数の位置にプレス加工にて形成した突起を
設けてこの突起にて基板を保持するようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、このように多数の突起で基板を保持する方
法は、基板上に穴と円心円状に被着されたパッチ型の面
状共振形プリント素子としての導体箔やサスペンデッド
ラインを避けるようにして突起を一対のプレート上に対
応して設けているので、突起が或る程度集中して設けら
れている所は大体問題ないが、突起が少しまばらになっ
ている所は基板を均一に中間に支えるには無理があり、
部分的に上下方向に位置ずれを起こし、最悪の場合は基
板がたるんでこれに被着されているプリント素子がプレ
ートに接触するおそれが発生し、この結果アンテナの利
得が低下する等アンテナの特性を劣化させる等の欠点が
あった。

また、一対のプレートに対応して多数の突起を設けな
ければならないので、プレートを製造する上で工数がか
かり、生産性が悪い等の欠点があった。

この発明は斯る点に鑑みてなされたもので、基板を上
下のプレートの中間に均一な間隔で確実に保持できると
共にプレートの生産性を向上することができる平面アレ
イアンテナを提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明による平面アレイアンテナは、多数の穴（2
5）を有する上側のプレート（23）とこの上側プレート
（23）に対向した下側プレート（21）間に基板（22）を
挟み込むサスペンデッドライン給電形平面アンテナにお
いて、上側プレート（23）と基板（22）との間及び基板
（22）と下側プレート（21）との間に放射素子に対応す
る穴（62），（63）を有するスペーサ（60），（61）を
設け、両スペーサ（60），（61）はそれぞれ対応するプ
レート（60），（61）から突出形成した突起（21′），
（23′）に対し逃げ穴（67），（67）が係合されて位置
決めされ、両スペーサ（60），（61）によって基板（2
2）を上下レート（60），（61）の中間に位置ずれなく
保持するように構成している。

〔作用〕

上側プレート（23）と基板（22）との間及び基板（2
2）と下側プレート（21）との間に上側プレート（23）
の多数の穴（25）に対応する多数の穴（63,62）を有す
るスペーサ（61,60）を設ける。このスペーサ（61,60）
により基板（22）を保持するようにする。これにより基
板（22）を上下のプレート（23,21）の中間に均一な間
隔で確実に保持でき、この結果プレート（23,21）に対
向して設けた突起（23′,21′）を大幅に減らすことが
でき、プレート（23,21）の製造を簡単にして生産性を
向上できる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図〜第７図に基づい
て詳しく説明する。

第１図は本実施例の組立状態を示すもので、同図にお
いて、（20）はリアカバーであって、このリアカバー
（20）の上に金属又はメタライズドプラスチックから成
る下側プレート（21）が設けられ、更に下側プレート
（21）の上にフィルム基板（22）が設けられる。このフ
ィルム基板（22）にはパッチ型の面状共振器形プリント
素子（22′）が印刷されている（特願昭62−263157号参
照）。更にフィルム基板（22）の上に金属又はメタライ
ズドプラスチックから成る上側プレート（23）が設けら
れる。この上側プレート（23）の中央付近にはフィルム
基板（22）の給電点に対応して導波管キャップ（上側導
波管）（24）が設けられ、また、フィルム基板（22）の
パッチ型の面状共振器形プリント素子に対応して複数の
穴（25）が設けられている。

上側プレート（23）の上に更に例えば低発泡スチロー
ルから成るサポートクッション（26）が設けられ、その
上からレードーム（27）が被せられる。そして、リアカ
バー（20）とレードーム（27）を固定するためにその周
囲に複数のクリップ（28）をはめ込む。その上から複数
の直線部分用の第１のモール（29）と複数のコーナ部分
用の第２のモール（30）を取付ける。

また、リアカバー（20）の背面には複数のボルト（3
1）が予め植え込まれており、このボルト（31）に可動
取付架台（32）の穴（33）を合わせてナット（34）で締
め付け、可動取付架台（32）をリアカバー（20）側に固
定する。可動取付架台（32）は上側と下側に夫々一対の
突部（32a）とこれより大き目の一対の突部（32b）を有
し、突部（32a）には穴（35）が設けられ、突部（32b）
に長穴（36）が設けられる。また、取付架台を重ねるポ
ール（37）は可動取付架台（32）の突部（32a）及び（3
2b）に対応して一対のポール支持部材（38）及び（39）
を夫々有し、これ等を支持部材（38）及び（39）には夫
々突起（32a）の穴（35）及び突部（32b）の長穴（36）
に対応してポール（37）を貫通する貫通孔（38′）及び
（39′）が設けられる。そして、穴（35）と貫通孔（3
8′）を合わせると共に穴（36）と貫通孔（39′）を合
わせ、夫々にボルト（40）と（41）を通してナット（4
2）、（43）で締付け、ポール（37）に可動取付架台（3
2）取付ける。ナット（42），（43）をゆるめた状態で
可動取付架台（32）を動かすと、可動取付架台（32）は
ボルト（40）を支点として長孔（36）の範囲で回動で
き、これにより仰角を大まかに調整できる。

また、ポール（37）の支持部材（38）及び（39）間に
ポール（37）を貫通する貫通孔（44）が設けられ、この
貫通孔（44）の反対のポール（37）の一側には溶接等で
ナット（45）が固定され、上側より仰角微調整用ボルト
（46）が挿入されてナット（45）と螺合するようになさ
れてい。ボルト（46）をねじ込んでゆくとボルト（46）
の先端が可動取付架台（32）と当接し、更にボルト（4
6）をねじ込むと、ナット（42），（43）がゆるんでい
る状態ではボルト（46）の押圧に抗して可動取付架台
（32）は反対側に動くようになる。これにより仰角の微
調整が可能となる。このボルト（46）では所定角度例え
ば16゜の範囲で仰角の微調整ができる。

また、ポール（37）を少なくともアンテナ取付部例え
ば支持部材（39）の近傍で所定角度例えば20゜屈曲して
いる。このため所定の仰角を得るのに可動取付架台（3
2）を大きく振る必要がなくなり、長穴（36）は小さく
てよいので、それだけ可動取付架台（32）の金具を小さ
くすることができる。

そして、ポール（37）の先端部を覆うようにしてカバ
ー（47）が可動取付架台（32）の部分に被される。カバ
ー（47）はその下側にポール（37）が抜ける切欠部（47
a）とその両側にコンバータケース（52）と係合する係
合部（47b）を有する。

また、リアカバー（20）の背面には一対のボス（48）
と所定数例えば４個のボス（49）が設けられ、一対のボ
ス（48）にコンバータ（50）がビスで取付けられる。そ
して、コンバータ（50）のまわりにパッキン（51）が設
けられた後ボス（49）にコンバータケース（52）がビス
で取付けられる。このときコンバータケース（52）の先
端部はカバー（47）の係合部（47b）と係合される。

また、本実施例では下側プレート（21）と基板（22）
との間及び基板（22）と上側プレート（23）との間に夫
々基板（22）を保持し、基板（22）とプレート（21），
（23）との間隔を均一に保つためのスペーサ（60），
（61）を設ける。このスペーサ（60），（61）としては
例えばポリエチレン，ポリプロピレン，ポリスチロール
等の低比誘電率，低損失の誘電体の高発泡材が使用され
る。

第２図は下側プレート（21）と基板（22）の間にスペ
ーサ（60）を、また基板（22）と上側プレート（23）の
間にスペーサ（61）を夫々挟んだ組立て状態の断面図を
示し、第７図にこれら各部材の分離状態の一部分の斜視
図を示す。すなわち、第７図の配置状態において、下側
プレート（21）の突起（21′）にスペーサ（60）をその
逃げ穴（67）を係合して重ね、上側プレート（23）の突
起（23′）にスペーサ（61）をその逃げ穴（67）を係合
して重ね、両プレート（21），（23）でプリント基板
（22）を挟み付けて組付けられる。尚、第２図は上側プ
レート（23）の穴（25）及び突起（23′）の部分に沿っ
て切断して示した拡大断面図である。これにより基板
（22）を上下のプレート（21），（23）の中間に均一な
間隔で確実に保持でき、基板（22）が部分的に上下方向
で位置ずれすることがない。

なお、スペーサ（60），（61）は誘電体損失を最小限
とするため、放射素子すなわちプリント素子（22′）に
対応する部分には夫々穴（62），（63）をあけてにげる
ようにしている。

第３図はスペーサ（60），（61）のうち代表的にスペ
ーサ（60）の詳細な構成を示すもので、スペーサ（61）
も全くこれと同様である。

第３図において、（64）はコンバータ（50）に行く導
波管（図示せず）をにげる穴、（65）は位置決め用の
穴、（66）は全体を固定するためのボス（図示せず）を
にげる穴である。（67）は突起（21′）（第２図）をに
げる穴である。なお、この穴（67）はスペーサの量産性
を良くするため突起（21′）の有無に拘らず一応に全体
にわたって設けるようにしており、実際にはこのうちの
約３割が突起（21′）をにげる穴として使用される。

第４図は上述の如く組立てたアンテナ装置全体を背面
より見たもので、アンテナ本体は垂直方向より所定角度
例えば10゜オフセットしており、更に上述の如くポール
（37）を屈曲することによりアンテナ本体とポール（3
7）は20゜オフセットしており、従って仰角微調用ボル
ト（46）で微調することにより、仰角はこの場合30゜〜
46゜の間で変えられることになる。勿論この角度は各地
域の電波の受信状態に応じて任意に設定し得るものであ
る。

第５図及び第６図はモール及びクリップを取付ける際
の具体的な詳細を示すもので、第５図に示すように、リ
アカバー（20）には所定形状の防水溝（53）を設ける。
これはレードーム（27）とリアカバー（20）を密着させ
たとき、水の表面張力がここでとぎれることで、防水性
を保持させるためのものである。また、レードーム（2
7）の周囲にモール（29）又は（30）をひっかけるため
の突起（54）を設けると共にリアカバー（20）の周囲に
もモール（29）又は（30）をひっかけるための突起（5
5）（第６図Ｂ）を設ける。これによりモール（29）及
び（30）をねじを用いないでワンタッチで確実に止める
ことができる。

また、第６図に示すようにリアカバー（20）の内側周
囲に位置決めリブ（20a）を設け、これをガイドとして
レードーム（27）を乗せる。そして、レードーム（27）
とリアカバー（20）を固定するためにその周囲に所定個
所複数のクリップ（28）をワンタッチではめこむ。この
クリップ（28）を確実に取付けるためにリアカバー（2
0）に第６図Ａに示すようにクリップ用凹部（20b）を設
けておく。

次にモール（29），（30）をワンタッチではめこみ、
第６図Ｂに示すように突起（54），（55）にひっかけ
る。モール（29），（30）は部品として作りやすいよう
に所定個数例えば８個に分割し、直線部分用モール（2
9）は単純な押出し成形で作り、コーナ部品用モール（3
0）は射出成形で作るようにする。

〔発明の効果〕

上述の如く上側プレートと基板との間及び基板と下側
プレートとの間に放射素子に対応する穴を有するスペー
サを設け、両スペーサはそれぞれ対応するプレートから
突出成形した突起に対し逃げ穴が係合されて位置決めさ
れ、両スペーサによって基板を保持するようにしたの
で、基板を上下のプレートの中間に均一な間隔で確実に
保持でき、部分的に上下方向で基板の位置ずれが生じて
アンテナ特性が劣化するようなことがない。また、プレ
ートから突出している突起（21′），（23′）を大幅に
減らすことができ、プレートの製造が簡単となって生産
性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す組立図、第２図はこ
の発明の要部の断面図、第３図はこの発明の要部の平面
図、第４図はこの発明によるアンテナ装置を示す斜視
図、第５図及び第６図は部品の取付図、第７図はこの発
明の要部の分離状態の斜視図である。 （21）は下側プレート、（21′），（23′）は突起、
（22）はフィルム基板、（23）は上側プレート、（6
0），（61）はスペーサである。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放射素子に対応して多数の穴を有する上側
   プレートと該上側プレートに対向した下側プレート間に
   基板を挟み込むサスペンデッドライン給電形平面アンテ
   ナにおいて、 上記上側プレートと上記基板との間及び上記基板と上記
   下側プレートとの間に上記放射素子に対応する穴を有す
   る低誘電率，低損失の誘電体からなるスペーサを設け、
   上記両スペーサはそれぞれ対応するプレートから突出形
   成した突起に対し逃げ穴が係合されて位置決めされ、上
   記両スペーサによって上記基板を上記上下プレートの中
   間に位置ずれなく保持するようにしたことを特徴とする
   平面アレイアンテナ。