JP3292967B2 - 平面アンテナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のアンテナ素子に
よってダイバシティアンテナを構成する平面アンテナに
関する。

【０００２】

【従来の技術】平面アンテナは、接地導板の上に板状の
アンテナ素子を隙間をもって配置した構造を有し、その
共振周波数が、アンテナ素子の大きさや接地導板との間
隔等で決まる性質を持っており、アンテナ素子の大きさ
に比べて、接地導板の面積が広い程、外部の金属物品に
よる特性への悪影響が少ない。

【０００３】このような平面アンテナでは、アンテナ素
子の保護および特性維持のために、例えば、実開平５−
４８４１５号に開示されているように、表面が平坦な箱
状の合成樹脂製のカバー（レドーム）で覆われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
平面アンテナによってより安定な通信を実現するため
に、複数のアンテナ素子を一列に配置し、これらのアン
テナ素子でダイバシティアンテナを構成しようとする
と、アンテナ素子の並び方向に長いカバーを用いる必要
がある。

【０００５】また、平面アンテナでは、接地導板の面積
はアンテナ素子の大きさに比べて十分大きい必要がある
ので、前記のように表面が平坦で広い面をもつカバーを
使用しなければならない。

【０００６】しかしながら、このようにアンテナ素子を
覆う面が平坦で、しかもその面が広いカバーを用いた場
合、外からの強い力でカバーが割れたり、変形する等の
問題が生じる。

【０００７】また、アンテナを設置する高さが低い場合
には、この平坦なカバーの上に物等を置かれてしまい、
電波の通過が妨害される恐れもあった。

【０００８】また、このようにカバー内にアンテナ素子
が固定された従来の平面アンテナを様々な設置場所で使
用することを考えると、アンテナの放射特性（指向性お
よび打ち上げ角）を通信相手の方向と一致させるため
に、設置場所に対するカバー全体の取り付け角度等を変
えなければならない。

【０００９】例えば、壁面にこのアンテナを取り付ける
ような場合、その取り付ける高さ位置等によって、カバ
ー全体の取り付け角度を変えたり、また、機器の筐体の
上面にアンテナを取り付ける場合でも、その機器の設置
される高さや、機器の周りの状況によって、カバー全体
の取り付け角度を変えなければならず、取り付け形態を
統一できずその作業の容易性や汎用性に欠けるととも
に、外観上も好ましくないものとなってしまう。

【００１０】本発明は、このような問題を解決して、カ
バーの割れや変形等が起こりにくく、通信の妨害を受け
にくく、しかも、種々の設置形態にアンテナ全体の外観
を大きく変更することなく対応できる平面アンテナを提
供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の平面アンテナは、外形が長円状に形成され
た金属製の基板と、前記基板の両端の円弧状の外周の中
央部からそれぞれ前記基板と平行に突出するように設け
られたピンと、前記基板の一面側に該基板の長さ方向に
沿って所定間隔で取り付けられて前記基板とともにダイ
バシティアンテナを形成し、前記基板の他面側からケー
ブル接続が可能な複数の板状のアンテナ素子と、一面側
に前記基板の外形より大きい長円状の開口部が形成さ
れ、その反対面側が曲面で且つ中心に向かうほど前記一
面側からの高さが大となるように外方へ向かって膨出す
るように形成された中空状の合成樹脂製のアンテナカバ
ーと、前記アンテナカバーの前記開口部の両端の円弧状
の内壁の中央部にそれぞれ形成され、前記基板の両端か
ら突出する前記ピンを受け入れて、前記基板をその一面
側が前記アンテナカバーの前記膨出した反対面側で覆わ
れた状態で前記基板の両端の前記ピンを結ぶ線を軸とし
て回動できるように支持するピン穴と、前記アンテナカ
バーの前記開口部の内側で前記基板の両端のピンの近傍
に設けられ、該基板の端部を前記アンテナカバーの内壁
に係着させて前記アンテナカバーの開口面に対する前記
基板の一面側の角度を所望角度に固定する固定手段と、
前記アンテナカバーの前記開口部の縁部に設けられ、該
アンテナカバーの一面側を平坦な設置面に重なり合う状
態でネジ止めするためのネジ止め部とを備えている。

【００１２】このように本発明の平面アンテナでは、一
面側に複数のアンテナ素子が取り付けられた長円状の基
板が、その両端の円弧状の外周中央部に突出するピンを
アンテナカバーの一面側の開口部の両端の内壁に設けら
れたピン穴に受け入れられてその一面側がアンテナカバ
ーの膨出した反対面側で覆われた状態で両端のピンを結
ぶ線を軸として回動できるように支持され、固定手段に
より基板の端部をアンテナカバーの内壁に係着させるこ
とで、アンテナカバーに対する基板の支持角度が所望角
度に固定され、アンテナカバーの開口部の縁部に設けら
れたネジ止め部にネジ止めすることで、アンテナカバー
の一面側を平坦な設置面に重なり合う状態で取り付ける
ことができる。

【００１３】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説
明する。図１〜７は、機器の上面や天井等のほぼ平坦な
面に取り付けて使用する一実施例の平面アンテナ１０の
外観および内部構造を示している。

【００１４】これらの図に示すように、この平面アンテ
ナ１０は、基板１１と、基板１１上に取り付けられた２
つのアンテナ素子２５と、基板１１の上面およびアンテ
ナ素子２５を覆うアンテナカバー３５とによって構成さ
れている。

【００１５】基板１１は、金属材によって両端の外周が
円弧状の長円形に形成されており、その中央部分には、
２つの円形穴１２、１２が基板の長さ方向に沿って所定
間隔に設けられている。また、各円形穴１２の周りに
は、アンテナ素子２０を基板１１の上面１１ａにネジ止
め固定するためのネジ穴１３が設けられている。

【００１６】基板１１の両端の円弧状の外周の中央部に
は、それぞれ下方に向かって階段状に屈曲形成された屈
曲板１４、１４が互いに対向するように設けられてい
る。

【００１７】各屈曲板１４は、基板１１の端部から直角
に下方へ所定長さ延びた第１の垂直部１５と、第１の垂
直部１５の下端から基板１１に平行に外方へ向かって所
定長さ延びた水平部１６と、水平部１６の先端から下方
へ所定長さ延びた第２の垂直部１７とからなっている。

【００１８】基板１１の下面１１ｂ側には、各屈曲板１
４の第１の垂直部１５から所定距離離れた位置で各垂直
部１５にそれぞれ平行に対向するピン支持板１８、１８
が、取り付けられている。

【００１９】各屈曲板１４の第１の垂直部１５とピン支
持板１８との間には、丸棒状のピン１９、１９が基板１
１と平行に支持されている。

【００２０】各ピン１９は、所定径の丸棒状に形成さ
れ、その中間部には、他の部分より径が大きく形成され
た大径部１９ａを有している。各ピン１９は、その一端
側を第１の垂直部１５から外方へ突出させ、他端側をピ
ン支持板１８から基板１１の内側方向へ突出させた状態
で、基板１１の長さ方向に沿って摺動できるように支持
されており、図示しないバネ等の作用によって、常に、
大径部１９ａが第１の垂直第１５の内面側に当接する方
向、即ち、ピンの一端側が第１の垂直部１５の外方へ突
出する方向に付勢されている。

【００２１】なお、各ピン１９の第１の垂直部１５から
の突出長は、水平部１６の長さより長くなるように設定
されている。

【００２２】各屈曲板１４の第２の垂直部１７には、図
５および図７に示すように、第１の垂直部１５に支持さ
れているピン１９を中心とする円弧に沿って形成された
円弧溝２０、２０がそれぞれ形成されている。

【００２３】この基板１１の上面１１ａには、各穴１
２、１２に対応する位置にそれぞれアンテナ素子２５、
２５がネジ止めされている。各アンテナ素子２５は、図
６に示すように、金属製の第１円板２６と、第１円板２
６より小径に形成され、第１円板２６の上方の同心位置
に所定の隙間をもって配置された金属製の第２円板２７
と、第１円板２６の下面に取り付けられ、その外皮部２
８ａが第１円板２６に電気的に接続され、芯線部２８ｂ
が第２円板２７に電気的に接続された同軸コネクタ２８
と、第２円板２７と第１円板２６とを電気的に接続して
このアンテナの整合をとるためのショートピン２９と、
第２円板２７を覆う合成樹脂製の筒体３０とで一体に構
成されている。

【００２４】なお、金属製の基板１１は、ネジ止めされ
た各アンテナ素子２５の第１円板２６と電気的に接続さ
れ、この第１円板２６とともに平面アンテナ１０の接地
面を形成する。また、各アンテナ素子２５の同軸コネク
タ２８は、穴１２、１２を介して基板１１の下面１１ｂ
に突出され、通信機器からのケーブル接続ができるよう
になっている。

【００２５】このように基板１１上に取り付けられた各
アンテナ素子２５の周波数特性および放射特性は、第２
円板２７と接地面との間隔、第２円板２７の面積
（径）、接地面の広さ等で決定されることが知られてい
るが、ここでは、各アンテナ素子２５の共振周波数が、
例えば、ＰＨＰ通信（パーソナルハンディフォン通信）
等に使用する周波数帯となり、また、その水平面の放射
特性（指向性）が全方位に均一で、垂直面の放射特性
（打ち上げ角）がほぼ１５°程度となるように、各部の
寸法等が予め決められているものとする。

【００２６】また、２つのアンテナ素子２５、２５の間
隔は、前記周波数帯において、互いに干渉を起こさない
で安定したダイバシティ通信が行なえる寸法に設定され
ている。

【００２７】このように上面側に２つのアンテナ素子２
５が取り付けられた基板１１は、アンテナカバー３５に
支持されている。

【００２８】アンテナカバー３５は、強化プラスチック
等の合成樹脂で、内部が中空で上面３５ａが、曲面で且
つ中心に向かうほど下面側からの高さが大となるように
上方へ向かって膨出するように一体形成されている。ア
ンテナカバー３５の下面側には、基板１１の外形の外形
より大きくほぼ相似な長円状に開口された開口部３５ｂ
が設けられている。

【００２９】開口部３５ｂの内縁の直線部分には、この
アンテナカバー３５をほぼ平坦な面に取り付けるための
ネジ止め部３６が複数設けられている。

【００３０】また、開口部３５ｂの内壁の円弧状の中央
部分には、基板１１の側方に突出しているピン１９の受
け入れが可能な穴径を有するピン穴３７、３７が、アン
テナカバー３５の長さ方向に沿って外方へ向かって水平
に穿設されている。

【００３１】各ピン穴３７、３７の真下には、内方へ向
かって僅かに突出する円筒状のボス３８、３８が設けら
れ、各ボス３８の端面には、基板１１のピン１９と円弧
溝２０の間の距離に等しい距離だけ、各ピン穴３７から
離れた下方位置に所定深さのネジ穴３９、３９が、ピン
穴３７、３７と平行に設けられている。

【００３２】基板１１は、このアンテナカバー３５の開
口部３５ｂを塞ぐように支持されている。即ち、基板１
１の両端から突出している各ピン１９は、アンテナカバ
ー３５のピン穴３７、３７に挿入されていて、各ピン１
９、１９を結ぶ線を回動中心としてアンテナカバー３５
内で回動自在な状態で支持されている。

【００３３】なお、アンテナカバー３５に対する基板１
１の取り付けは、各ピン１９を内方に押し込んだ状態に
して基板１１全体をアンテナカバー３５の開口部３５ｂ
へ挿入してから、各ピン１９、１９を外方に突出させて
アンテナカバー３５のピン穴３７、３７に挿入させる。

【００３４】そして、基板１１の下面中央側から円弧溝
２０を挿通させるようにして、各ネジ穴３９、３９にネ
ジ４０、４０を締め付けて、基板１１の支持角度を、た
とえば、図１〜図６に示しているように水平な状態のま
まで、アンテナカバー３５に固定する。

【００３５】図８は、このように構成された平面アンテ
ナ１０を板体５０の上面５０ａに取り付けた状態を示し
ている。平面アンテナ１０は、ネジ５１によって板体５
０の下面５０ｂ側からネジ止め部３６をネジ止めされ
て、板体５０の上面に固定されている。そして、各アン
テナ素子２５の同軸コネクタ２８には、この平面アンテ
ナ１０をダイバシティアンテナとして通信に用いる通信
機器からの同軸ケーブル（図示せず）が接続される。

【００３６】このように取り付けられた平面アンテナ１
０のアンテナカバー３５は、上方に向かって曲面状に膨
出している形状なので、上面が平坦なカバーに比べて、
上方からの強い外力に耐えることができ、割れや変形等
が生じにくくなっている。また、このようにアンテナカ
バー３５を水平に設置した場合でも、その上面が曲面な
ので、カバーの上に物を安定に置くことができず、この
置かれる物による通信の妨害が起こりにくくなってい
る。

【００３７】この図では、予め、基板１１がアンテナカ
バー３５の内部でほぼ水平な支持角度で固定されてお
り、この場合のアンテナの打ち上げ角αは、前記したよ
うに全方位についてほぼ１５°程度になっている。

【００３８】ここで、板体５０の高さがより高い位置に
あるような設置状況で、通信相手側に対する平面アンテ
ナ１０の前方側（または後方側）の打ち上げ角をより低
くしたい場合には、ネジ４０、４０を緩めて、アンテナ
カバー３５に対して基板１１が傾いた状態まで回動さ
せ、ネジ４０、４０を締め付けてから、図９に示すよう
に板体５０の上面に固定すれば、その打ち上げ角αをア
ンテナの前方側でより低く（ほぼ０°）することができ
る。この支持角度の調整は、設置状況に応じて、図８の
水平状態を含み、図９の状態と、図９と対称な状態（図
示せず）との間で任意に行なうことができる。

【００３９】このように放射特性を変える場合でも、こ
の平面アンテナ全体の取り付け状態は変化しないので、
種々の設置場所に同一の外観をもって対応することがで
きる。

【００４０】

【他の実施例】なお、前記実施例では、各アンテナ素子
２５が、平面アンテナとして単体使用可能なように、接
地面を形成する第１円板を有していたが、これは、本発
明を限定するものでなく、第２円板に相当する金属板を
基板１１の上に直接支持する構造にしてもよい。

【００４１】

【００４２】また、前記実施例では、基板の支持角度を
所定の角度範囲内で連続的に可変できるようにしていた
が、所定角度（例えば５°）おきに支持角度を可変でき
るようにしてもよい。この場合には、基板の端部側かア
ンテナカバーの内壁側のいずれか一方側に、図１０に示
すように、複数の凹部５５を所定角度間隔で設け、他方
側には、凹部方向に付勢され各凹部５５に係合可能な凸
部５６を設けておき、複数の凹部５５の一つに凸部５６
を係合させた状態で基板とアンテナカバーとの間をネジ
等によって固定したり、あるいは、ネジ等の固定手段を
特に設けないで、凹部５５と凸部５６との係合のみで、
基板に対する支持角度を維持させるようにしてもよい。

【００４３】

【００４４】また、前記実施例では、アンテナ素子の放
射特性が主にその周方向となる場合について説明した
が、放射特性が、アンテナ素子の軸方向にある場合につ
いても、本願発明を同様に適用できる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の平面アン
テナは、外形が長円状に形成された金属製の基板と、前
記基板の両端の円弧状の外周の中央部からそれぞれ前記
基板と平行に突出するように設けられたピンと、前記基
板の一面側に該基板の長さ方向に沿って所定間隔で取り
付けられて前記基板とともにダイバシティアンテナを形
成し、前記基板の他面側からケーブル接続が可能な複数
の板状のアンテナ素子と、一面側に前記基板の外形より
大きい長円状の開口部が形成され、その反対面側が曲面
で且つ中心に向かうほど前記一面側からの高さが大とな
るように外方へ向かって膨出するように形成された中空
状の合成樹脂製のアンテナカバーと、前記アンテナカバ
ーの前記開口部の両端の円弧状の内壁の中央部にそれぞ
れ形成され、前記基板の両端から突出する前記ピンを受
け入れて、前記基板をその一面側が前記アンテナカバー
の前記膨出した反対面側で覆われた状態で前記基板の両
端の前記ピンを結ぶ線を軸として回動できるように支持
するピン穴と、前記アンテナカバーの前記開口部の内側
で前記基板の両端のピンの近傍に設けられ、該基板の端
部を前記アンテナカバーの内壁に係着させて前記アンテ
ナカバーの開口面に対する前記基板の一面側の角度を所
望角度に固定する固定手段と、前記アンテナカバーの前
記開口部の縁部に設けられ、該アンテナカバーの一面側
を平坦な設置面に重なり合う状態でネジ止めするための
ネジ止め部とを備えている。

【００４６】このため、アンテナカバーによる覆う面が
広くても、外部からの強い力に耐えることができ、しか
も、このアンテナカバー上に物品を安定に置くことがで
きないので、電波の通過を妨害される恐れが少ない。ま
た、アンテナカバーによる基板の支持角度をアンテナカ
バーの内部で可変できるようにしたので、設置した外観
を変えることなく、アンテナの放射特性を各設置場所に
もっとも適した方向に固定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の平面図

【図２】本発明の一実施例の正面図

【図３】本発明の一実施例の側面図

【図４】本発明の一実施例の底面図

【図５】本発明の一実施例の分解斜視図

【図６】図１のＡ−Ａ線拡大断面図

【図７】一実施例の要部を示す拡大斜視図

【図８】一実施例の設置状態を示す拡大側面図

【図９】一実施例の基板の支持角度を変えて設置した状
態を示す拡大側面図

【図１０】本発明の他の実施例の要部を示す概略図

【符号の説明】

１０ 平面アンテナ １１ 基板 １４ 屈曲板 １９ ピン ２０ 円弧溝 ２５ アンテナ素子 ２６ 第１円板 ２６ 第２円板 ２８ 同軸コネクタ ３５ アンテナカバー ３７ ピン穴 ３９ ネジ穴 ４０ ネジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01Q 1/12 - 1/26 H01Q 3/00 - 3/46 H01Q 13/00 - 13/28 H01Q 1/27 - 1/52 H04B 7/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外形が長円状に形成された金属製の基板
   と、 前記基板の両端の円弧状の外周の中央部からそれぞれ前
   記基板と平行に突出するように設けられたピンと、 前記基板の一面側に該基板の長さ方向に沿って所定間隔
   で取り付けられて前記基板とともにダイバシティアンテ
   ナを形成し、前記基板の他面側からケーブル接続が可能
   な複数の板状のアンテナ素子と、 一面側に前記基板の外形より大きい長円状の開口部が形
   成され、その反対面側が曲面で且つ中心に向かうほど前
   記一面側からの高さが大となるように外方へ向かって膨
   出するように形成された中空状の合成樹脂製のアンテナ
   カバーと、 前記アンテナカバーの前記開口部の両端の円弧状の内壁
   の中央部にそれぞれ形成され、前記基板の両端から突出
   する前記ピンを受け入れて、前記基板をその一面側が前
   記アンテナカバーの前記膨出した反対面側で覆われた状
   態で前記基板の両端の前記ピンを結ぶ線を軸として回動
   できるように支持するピン穴と、 前記アンテナカバーの前記開口部の内側で前記基板の両
   端のピンの近傍に設けられ、該基板の端部を前記アンテ
   ナカバーの内壁に係着させて前記アンテナカバーの開口
   面に対する前記基板の一面側の角度を所望角度に固定す
   る固定手段と、 前記アンテナカバーの前記開口部の縁部に設けられ、該
   アンテナカバーの一面側を平坦な設置面に重なり合う状
   態でネジ止めするためのネジ止め部とを備えた平面アン
   テナ。