JP2751304B2

JP2751304B2 - アンテナの給電装置

Info

Publication number: JP2751304B2
Application number: JP1021173A
Authority: JP
Inventors: 一郎鳥山
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1989-01-31
Filing date: 1989-01-31
Publication date: 1998-05-18
Anticipated expiration: 2013-05-18
Also published as: JPH02202204A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、背面給電形に好適な、アンテナの給電装置
に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、アンテナと同軸コネクタとを導電性筐体の
両面に取り付け、この導電性筐体に収納されたシールド
・ストリップ線路形の給電回路の入力端子と出力端子と
をそれぞれ同軸コネクタとアンテナの給電点とに接続す
ることにより、薄型の構造で、アンテナ・給電回路・同
軸コネクタ間の機械的・電気的結合を容易かつ確実に行
なうことができるようにしたものである。

〔従来の技術〕

従来、静止人工衛星を介して、基地局と多数の移動局
との間の無線通信系が構成され、または提案されてい
る。

このような無線通信系は、例えば第３図に示すよう
に、衛星STdを介して、基地局CSから多数の移動局Ｍへ
の下り回線が構成されると共に、各移動局から基地局CS
への上り回線が衛星STuを介して構成される。上り回線
及び下り回線の使用周波数は、例えばそれぞれ1.6GHz及
び4.2GHzとされる。例えば運輸会社のような利用者HQと
基地局CSとが別の通信回線Ｌで接続される。

上述のような無線通信系において、移動局側のアンテ
ナとしては、構成が簡単であり、形状が小さく低プロフ
ィルであること、互いにかけ離れた送信周波数帯及び受
信周波数帯において、静止衛星の仰角に適応した所望の
指向性を有すること等の諸条件を満足するものが好適で
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のような指向性と形状・構造の条件を満足するも
のとして、本出願人は、特願昭63−331494号（昭和63年
12月29日付出願）において、接地導体上にそれぞれ誘電
体層を介して直径の大きい順に複数の円板導体を積層
し、最小径の円板導体には、その中心に給電すると共
に、他の円板導体にはオフセット給電することにより、
最小径の円板導体が最高周波数帯の放射素子となり、他
の円板導体は隣接する小径円板導体に対する接地導体と
なると共に、順次低くなる周波数帯の放射素子ともなっ
て、複数の周波数帯において、垂直面で主放射ビームが
所要の仰角範囲をカバーすると共に、水平面無指向性と
した背面給電型のマイクロストリップアンテナを既に提
案している。

まず、第４図及び第５図を参照しながら、既提案のマ
イクロストリップアンテナについて説明する。

第４図及び第５図において、（10）は既提案のマイク
ロストリップアンテナであって、いずれも円形の接地導
体（11）上に、ふっ素樹脂のような低損失の誘電体層
（12）を介して、中径の円板導体（13）が同心に積層配
設され、この円板導体（13）上に、小径の誘電体層（1
4）を介して、小径の円板導体（15）が同心に積層配設
されて構成される。各導体（11），（13），（15）の半
径、誘電体層（12），（14）の誘電率及び厚さは、例え
ば次のように設定される。

r₁₁＝90mm, r₁₃＝55mm r₁₅＝26.5mm, ε_ｒ＝2.6 t₁₂＝t₁₄＝3.2mm 中径の円板導体（13）には、その中心から等しくr_fだ
けオフセットされ、角間隔θの２ケ所に給電点（13f₁）
及び（13f₂）が設けられ、小径の円板導体（15）の中心
に給電点（15）が設けられる。給電点（13f₁）及び（13
f₂）のオフセット距離及び角間隔は例えば次のように設
定される。

r_f＝33mm, θ＝135゜中径円板導体（13）の両給電点（13f₁）及び（13f₂）
には、それぞれ同軸給電線（21）及び（22）が接続され
る。この場合、両給電線（21）及び（22）の外部導体は
接地導体（11）に接続される。

また、小径円板導体（15）の給電点（15f）には同軸
給電線（25）の内部導体（26）が接続され、給電線（2
5）の外部導体（27）は接地導体（11）に接続される。

なお、中径円板導体（13）は、その中心において、ス
ルーホール加工により接地導体（11）と電気的に接続さ
れており、従って、同軸給電線（25）の外部導体（27）
は中径円板導体（13）の中央部に接続されることにな
る。

既提案例の動作は次の通りである。

小径円板導体（15）は中心給電であり、その半径はr
₁₅＝26.5mmであって、TM₀₁モードで4.2GHzに共振して、
垂直偏波の放射素子となる。このとき、中径円板導体
（13）は小径円板導体（15）に対する接地導体として機
能し、主ビームが所望の仰角範囲となるほぼ円錐状の垂
直指向性が得られる。

一方、中径円板導体（13）は、インピーダンスがそれ
ぞれ50Ωの、第１の給電点（13f₁）が基準位相（０
゜）、第２の給電点（13f₂）が−90゜位相の1.6KHzの信
号でTM₂₁モードで励振されて、円偏波の放射素子とな
り、ぼ円錐状の所望の垂直指向性が得られる。

また、TM₀₁モード以外で放射素子の中点のインピーダ
ンスは基本的に０Ωであるから、前述のように、中径円
板導体（13）の中央部を接地導体（11）に接続して動作
の安定が図られる。

ところで、上述の既提案例では、中径円板導体（13）
の給電点（13f₁）及び（13f₂）には、それぞれ同軸給電
線（21）及び（22）によって、所定位相差の高周波信号
を供給するようにしたが、第６図に示すようなストリッ
プ線路形の位相差給電回路（ハイブリッド回路）（30）
を用いれば、アンテナ系全体を一層コンパクトに構成す
ることができる。

即ち、第６図において、例えば厚さが0.8mmのふっ素
樹脂層（31）を用いた両面銅貼積層板の一方の導体（3
3）を図示のような所定のパターンに形成する。（34₁）
及び（34₂）は出力端子であって、上述のアンテナ（1
0）の１対の給電点（13f₁）及び（13f₂）にそれぞれ対
応する。入力端子（35）から信号を供給すると、Ａ点か
ら左側が上下左右とも対称となる。BC及びBDが実効波長
の略1/4に設定され、Ａ点の信号電力は両出力端子（3
4₁）及び（34₂）に等分されて供給されると共に、出力
端子（34₂）の方の位相が90゜遅れる。（36）は終端抵
抗端子である。両出力端子（34₁）及び（34₂）間の距離
を第４図の給電点（13f₂）及び（13f₂）の直線距離に等
しく設定しておけば、このハイブリッド回路（30）を接
地導体（11）に背中合せに接着し、対応する出力端子と
給電点とを線状導体（ピン）で簡単に接続することがで
きる。

上述のようなハイブリッド回路（30）を前述のような
アンテナ（10）の背面に接着する場合、両者を機械的及
び電気的に確実に結合するために、第７図に示すよう
に、ハイブリッド回路（30）の接地導体（32）をアンテ
ナ（10）の接地導体（11）に半田付けするのが普通であ
る。ハイブリッド回路（30）の一方の出力端子（34₂）
と中径円板導体（13）の一方の給電点（13f₂）とが、ピ
ン（４）の両端にそれぞれ半田付けされて、相互に接続
される。図示しないが、他方の給電点（13f₁）及び出力
端子（34₁）も同様にして接続される。ハイブリッド回
路（30）の入力端子（35）にはセミリジッドの同軸給電
線（22C）の内部導体（23）が半田付けされる。この同
軸給電線（22C）の外部導体（24）も接地導体（11）に
半田付けされる。

なお、小径円板導体（15）の給電点（15f）もピン
（６）によって、ストリップ線路型の整合回路に接続さ
れるが、簡単のために、その図示は省略する。

ところが、この場合、半田付けすべき部分が露出して
いないため、通常の方法では、ハイブリッド回路（30）
の周縁部だけしか半田付けできず、作業が困難であると
いう問題があった。

低融点半田を使用して、リフロー処理を行うことによ
り、比較的大面積の接合部の全面にわたる半田付けは可
能であるが、かなりの時間が必要であり、アンテナ（1
0）とハイブリッド回路（30）の相対位置の変動を規制
することが困難である等の問題があった。

また、同軸給電線（22C）を用いているので、そのた
めのスペースがアンテナ（10）の背面側に必要となると
共に、送信機と接続するために、給電線（22C）の末端
に取り付けられる同軸コネクタ（図示せず）の位置が制
約されるという問題があった。

更に、同軸給電線（22C）の曲げ方によってはその特
性インピーダンスが変化して反射損失が増大する等の問
題があった。

一方、本出願人は、特開昭63−33903号（特願昭61−1
78179号）において、独立の接地導体の両面にアンテナ
と給電用の同軸コネクタとを取り付け、結合部材を介し
て着脱自在に接続し得る「アンテナの給電機構」を提案
している。この給電機構は、アンテナの接地導体とコネ
クタのフランジとの半田付けを必要とせず、作業性が改
善される。しかしながら、上述のような問題の解消のた
めに、この機構を適用することはできない。

また、本出願人は、本願発明と同日付の特許出願にお
いて、アンテナの背面に、導電性基板を介して、給電回
路を取り付け、この給電回路の出力端子とアンテナの給
電点とを導電性基板を貫通して接続することにより、ア
ンテナと給電回路との機械的・電気的接合を容易かつ確
実に行なうことができる「アンテナの給電装置」を提案
している。これにより、作業性は改善されるが、同軸給
電線の使用に伴う問題は解消されない。

かかる点に鑑み、本発明の目的は、同軸給電線の使用
や比較的大面積の接合部の半田付けを必要とせず、薄形
の構造で、アンテナ・給電回路・同軸コネクタ間の機械
的・電気的結合を容易かつ確実に行なうことができるア
ンテナの給電装置を提供するところにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するために、本発明は下記の手段を
備えたアンテナの給電装置を提供する。即ち、導電性部材で成る肉厚平板の一面に形成した凹部と該
凹部の上方開口部を覆うように背面給電形の平面アンテ
ナを配設して筐体を形成し、該筐体の内部にシールド・ストリップ線路形の給電回
路を収納し、上記平面アンテナと上記肉厚平板をネジ止めにより固
定し、上記給電回路の出力端子と上記アンテナの給電点とを
接続し、上記導電性部材で成る肉厚平板の凹部底面位置に同軸
コネクタを取り付け、この同軸コネクタの内導体と上記給電回路の入力端子
とを接続して成るアンテナの給電装置を提供する。

〔作用〕

かかる構成によれば、薄型の構造で、アンテナと給電
回路とが、機械的にも電気的にも、容易かつ確実に結合
される。

〔実施例〕

以下第１図及び第２図を参照しながら、本発明による
アンテナの給電装置の一実施例について説明する。

本発明の一実施例の構成を第１図に示し、その要部の
構成を第２図に示す。この両図において、前出第４図〜
第７図に対応する部分には同一の符号を付して重複説明
を省略する。

第１図において、（１）は導電性筐体であって、例え
ばアルミニウム材が用いられ、その周縁部に複数のねじ
孔（２）が穿設される。筐体（１）の上面の中央に凹部
（３）が穿設されて、ハイブリッド回路（30S）が収納
される。

第２図に分解して示すように、このハイブリッド回路
（30S）は、パターン導体（33r）が、誘電体層（31）及
び（41）を介して、接地導体（32）及び（42）に挟まれ
るように構成されたシールド・ストリップ線路形であ
る。

なお、第２図のパターン導体（33r）は前出第６図の
パターン導体（33）と互いに表裏の関係にある。

また、第１図は第２図の鎖線Ｉ−Ｉに沿った断面を示
している。

筐体（１）の凹部（３）の深さがハイブリッド回路
（30S）の厚さに等しく設定され、このハイブリッド回
路（30S）の上側接地導体（42）と筐体（１）の上面と
に接地導体（11）を対接させて、アンテナ（10）がねじ
Saにより取り付けられる。

導電性筐体（１）の下面には、同軸コネクタ（28）が
ねじSbにより取り付けられる。

本実施例の組立は次のように行なわれる。

導電性筐体（１）の下面に同軸コネクタ（28）がね
じ止めされる。

筐体（１）の上面の凹部（３）にハイブリッド回路
（30S）のパターン導体（33r）から下の主要部が接地導
体（32）を下側にして配置され、パターン導体（33r）
の入力端子（35）と同軸コネクタ（28）の内部導体とが
半田付けされる。

パターン導体（33r）の出力端子（34₁）及び（3
4₂）にそれぞれピン（4₁）及び（4₂）が植立されて半田
付けされる。

パターン導体（33r）の上に誘電体層（41）と接地
導体（42）とが載置され、透孔（44₁）及び（44₂）から
ピン（4₁）及び（4₂）とが突出する。

筐体（１）の上面にアンテナ（10）がねじ止めされ
ると、アンテナ（10）の接地導体（11）にハイブリッド
回路（30S）の上側接地導体（42）が対接すると共に、
アンテナ（10）の接地導体（11）と誘電体層（12）とを
貫通して、ピン（4₁）及び（4₂）が中径円板導体（13）
の給電点（13f₁）及び（13f₂）上に露出する。

この給電点（13f₁）及び（13f₂）と、対応するピン
（4₁）及び（4₂）とがそれぞれ半田付けされる。

上述のように構成されるので、本実施例においては、
アンテナ（10）の接地導体（11）と、ハイブリッド回路
（30S）の両接地導体（32）及び（42）とが、導電性筐
体（１）を介して確実に接続されると共に、同軸コネク
タ（28）の外部導体とハイブリッド回路（30S）の両接
地導体（32）及び（42）とも同様に確実に接続される。

そして、各接地導体（11），（32），（42）の結合
は、ともにねじSa及びSbと筐体（１）とによるため、き
わめて容易であり、作業性が向上する。

上述の実施例では、ハイブリッド回路（30S）が接地
導体（32）及び（42）を備えるが、この接地導体（32）
及び（42）を省略することも可能である。この場合、筐
体（１）の凹部（３）の底面と、アンテナ（10）の接地
導体（11）とがシールドとなる。

また、パターン導体（33r）の上側の誘電体層（41）
及び接地導体（42）の双方を省略することもできる。こ
の場合、パターン導体（33r）側の主要部が、ねじ止め
等により、筐体（１）に適宜に固定される。また、導体
（33r）のパターンの所定寸法が若干大きくなる。

また、導電性筐体（１）の下面は、ハイブリッド回路
（30S）を収納する凹部（３）と周縁のねじ孔（２）の
近傍等を除いて、適宜に肉を削ぎ、軽量とすることがで
きる。

〔発明の効果〕

以上詳述のように、本発明によれば、アンテナと同軸
コネクタとを導電性筐体の両面に取り付け、この導電性
筐体に収納されたシールド・ストリップ線路形の給電回
路の入力端子と出力端子とをそれぞれ同軸コネクタとア
ンテナの給電点とに接続するようにしたので、薄型の構
造で、アンテナ・給電回路・同軸コネクタ間の機械的・
電気的結合を容易かつ確実に行なうことができるアンテ
ナの給電装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるアンテナの給電装置の一実施例の
構成を示す断面図、第２図は本発明の一実施例の要部の
構成を示す分解斜視図、第３図は本発明の説明のための
概念図、第４図及び第５図は既提案による背面給電形の
アンテナの構成例を示す平面図及び断面図、第６図は本
発明の説明のための給電回路の構成例を示す平面図、第
７図は既提案によるアンテナの給電装置の構成例を示す
断面図である。（10）は背面給電形のマイクロストリップアンテナ、
（11），（32），（42）は接地導体、（12），（14），
（31），（41）は誘電体層、（13），（15）は円板導
体、（13f₁），（13f₂），（15f）は給電点、（28）は
同軸コネクタ、（30），（30S）は位相差給電回路、（3
3r）はパターン導体、（34₁），（34₂）は出力端子、
（35）は入力端子である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性部材で成る肉厚平板の一面に形成し
た凹部と該凹部の上方開口部を覆うように背面給電形の
平面アンテナを配設して筐体を形成し、該筐体の内部にシールド・ストリップ線路形の給電回路
を収納し、上記平面アンテナと上記肉厚平板をネジ止めにより固定
し、上記給電回路の出力端子と上記アンテナの給電点とを接
続し、上記導電性部材で成る肉厚平板の凹部底面位置に同軸コ
ネクタを取り付け、この同軸コネクタの内導体と上記給電回路の入力端子と
を接続して成るアンテナの給電装置。