JP3440362B2 - 平面アンテナの受信板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は平面アンテナの受信板に
関し、詳しくは、電波の遮蔽の為の基板の一面に多数の
受信エレメントを配列し、上記基板の他面には夫々上記
受信エレメントに接続した多数の伝達要素を配列して、
上記受信エレメントで捕えた信号を上記伝達要素から平
面アンテナにおける給電点に向けて伝達するようにして
いる受信板に関する。 【０００２】 【従来の技術】上記多数の受信エレメントを夫々螺旋コ
イル状に形成すると共に、各々の一端には突片状の伝達
要素を夫々一体に連設する。一方基板は電波の遮蔽の為
に金属板で形成し、受信エレメント装着用の多数の透孔
を散設する。上記多数の受信エレメントは、各々におけ
る伝達要素を夫々絶縁スペーサを介して上記透孔に挿入
することにより上記基板に取付けている（例えば特開平
４−３６０３０６号公報参照）。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】この従来の平面アンテ
ナの受信板では、製造に際して基板に多数の受信エレメ
ントを装着する場合にいくつかの受信エレメントを変形
させてしまう事故が生ずる可能性が大きく、従って出来
上がり品は設計上予定された性能から外れた製品となっ
てしまう不安が大きいという問題点があった。 【０００４】本願発明は上記従来技術の問題点（技術的
課題）を解決する為になされたもので、製造に当たって
は、設計上予定された性能を発揮できる製品を製造でき
るという信頼度を高くできるようにした平面アンテナの
受信板を提供することを目的としている。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本願発明における平面ア
ンテナの受信板は、基板の一面には夫々到来電波を受信
する為の多数の受信エレメントを配列し、上記基板の他
面には、上記受信エレメントで受信した受信信号を平面
アンテナにおける給電点に向けて伝える為に、夫々上記
受信エレメントに接続した多数の伝達要素を配列してい
る平面アンテナの受信板において、上記基板は、電波の
遮蔽の為の遮蔽板と、その遮蔽板の一面及び他面に夫々
添設した絶縁層とから構成し、上記基板に対しては信号
を伝搬させる為の導波空間を隔てて導体板を重合状に配
設し、上記基板と上記導体板との間の導波空間における
中央部には上記給電点を配置し、上記多数の受信エレメ
ントは上記基板における一方の絶縁層における反遮蔽板
側の面に夫々膜状に貼付し、上記多数の伝達要素は上記
基板における他方の絶縁層における導波空間側の面に夫
々細帯状の形状にて膜状に貼付し、さらに上記受信エレ
メントと伝達要素との位置関係は、受信エレメントにお
ける上記給電点に近い部分と伝達要素において上記給電
点から離れた部分とが重なる位置関係において接続し、
かつ、伝達要素の細帯状の長手方向は夫々上記中央部に
おける給電点の方向を向けたものである。 【０００６】 【作用】受信板の製造の場合、多数の受信エレメントや
伝達要素は何れも基板における絶縁層に膜状に貼付す
る。従って基板に対するそれらの取付状態は予め予定さ
れた状態となる確率が高い。 【０００７】 【実施例】以下本願の実施例を示す図面について説明す
る。図１は平面アンテナの一例として衛星放送の受信の
為のアンテナの設置状態を示すもので、１は支柱で、屋
根の上やベランダの手すりなどに固定される。２はマイ
クロ波受信用の平面アンテナで、アンテナの方位角及び
仰角を調整可能な支持具３でもって支柱１に取付けてあ
る。 【０００８】上記アンテナ２の縦断面を示す図２におい
て、４はアンテナ本体で、例えば直径３０ｃｍ程度の円
盤状である。多角形でも良い。５はその背面に取付けら
れたコンバータで、受信された衛星信号を中間周波信号
に変換して出力端子5aから出力するようにしてある。上
記アンテナ本体４について説明する。６はケースで、ケ
ース本体７とカバー（レドームとも称される）８とで構
成されている。上記ケース本体７は例えば亜鉛メッキ鋼
板或いはアルミ板等の導電性材料で構成される。硬質の
合成樹脂材料で形成し、その内面（カバー８側の面）に
金属メッキを施して形成しても良い。カバー８は電波の
透過性の良い材料で形成する。 【０００９】次に上記ケース６内に備えられた受信要素
を詳細に示す図５をも参照して説明する。10は導体板
で、上記ケース本体７の内面をもって構成してある。ケ
ース本体７と別体形成してその内面に添設しても良い。
11は受信板で、その遮蔽板16は導体板10と所定間隔、例
えば電波の波長に比べて狭い７〜１１ｍｍ程度の間隔を
隔てて重合状に配設してあり、例えば円盤状をしてい
る。多角形でも良い。12は導体板10と受信板11との間に
おいてそれらの面方向の中央部に備えられた給電点で、
受信用プローブを例示する。該プローブ12は導体棒製
（例えば黄銅棒製。他に銅に金メッキを施したものその
他でも良い）で、上記コンバータ５における回路基板5b
に電気的及び機械的に接続してある。13は導体板10とプ
ローブ12との電気的絶縁の為のスペーサで、例えばポリ
エチレンやＰＴＦＥ等の誘電損失の少ない合成樹脂製で
ある。 【００１０】次に上記受信板11について更に図６をも参
照して説明する。15は後述の受信エレメント及び伝達要
素を保持するための基板を示す。16は基板における遮蔽
板で、後述のラジアル導波線路の構成の為に電波を遮蔽
できるよう導電材料製例えば銅箔製であり、例えば両面
プリント基板において絶縁板の一面に接着されている導
体箔（厚みは例えば３５μｍ）をもって構成してある。
該遮蔽板16は上記導体板10と例えば自体の外周縁におい
て電気的に導通させてある。16ａは遮蔽板16に形成した
透孔で、後述の接続要素22との電気的絶縁用である。尚
その内側には後述の組立の時に用いられる接着剤が詰ま
っている。17，18は遮蔽板16の一面及び他面に夫々添設
した絶縁層で、本例では基板15の機械的強度をこれらの
絶縁層17，18に保有させる為に、ガラス繊維強化エポキ
シ樹脂板やガラス繊維強化フッ素樹脂板等の強度の高い
絶縁板が用いられ、厚みは例えば１ｍｍ程にしてある。
上記絶縁層17は例えば上記両面プリント基板における絶
縁板をもって構成してあり、絶縁層18は例えば片面プリ
ント基板における絶縁板をもって構成してある。 【００１１】20はマイクロ波信号の受信の為に基板15の
一面15ａに備えた受信エレメントで、絶縁層17における
反遮蔽板側の面に膜状に貼付してある。本例では上記両
面プリント基板において上記絶縁板の他面に接着されて
いる導体箔をエッチングすることによって構成したもの
を例示する。絶縁層17に対する該受信エレメント20の膜
状の貼付の他の例としては、絶縁層17の一面の所定箇所
に対して導体を受信エレメント20の所定形状に蒸着して
も良い。該受信エレメント20は例えば図４の（Ａ）に示
されるような細帯状に形成してあり、その長さL1は例え
ば受信信号の波長の約１／４である。このような受信エ
レメント20は基板15の一面15ａに、図３の（Ａ）に想像
線で示されるように、基板15の中心24から延びる仮想ラ
イン23に沿って多数が配列されており、中心24に近い位
置の受信エレメント20ほど上記の長さL1は周知のように
短くしてある。上記仮想ライン23は、中心24から互いに
反対側となる部分までの距離r1，r2の差が受信信号の波
長（後述のラジアル導波線路伝搬時の波長）の約１／２
となるような螺旋例えばアルキメデスのスパイラル曲線
となっている。 【００１２】21は受信信号を給電点に伝える為に基板15
の他面15ｂに備えた伝達要素で、絶縁層18における反遮
蔽板側の面に膜状に貼付してある。本例では上記片面プ
リント基板において上記絶縁板に接着されている導体箔
をエッチングすることによって構成したものを例示す
る。該伝達要素21に関しても、上記受信エレメント20の
ような他の貼付手段を用いても良い。該伝達要素21は例
えば図４の（Ｂ）に示されるような細帯状に形成してあ
り、その長さL2は例えば受信信号の波長の約１／４であ
り、その長手方向は上記中心24の方向を向けてある。こ
のような伝達要素21は基板15の他面15ｂに、前記受信エ
レメント20に対応して配列してある。例えば図３の
（Ｂ）に想像線で示されるように前記仮想ライン23に沿
って多数が配列されている。上記受信エレメント20と該
伝達要素21との位置関係は、前者から後者への受信信号
の伝達を円滑に行わせる為に、図４の（Ａ）に示される
ように投影的に見た両者間の角度θが最も大きくなるよ
う、受信エレメント20において最も中心24に近い部分と
伝達要素21において最も中心24から離れた部分とが重な
る位置関係にしてある。 【００１３】22は上記受信エレメント20と伝達要素21と
を上記遮蔽板16及びその両側の絶縁層17，18を貫通する
状態で電気的に接続する接続要素で、絶縁層17，18に形
成された透孔17a,18aに対してスルーホール加工によっ
て設けられた導電体を例示する。 【００１４】次に25は導波空間部で、上記導体板10と遮
蔽板16との間の空間であり、ここには該空間部25を伝搬
する信号の波長を短縮させるための遅波部材26を配置し
てある。尚上記導体板10と遮蔽板16と導波空間部25と給
電点12とは周知のラジアル導波線路を構成している。図
２に示される27は受信板11とカバー８との間隔を一定に
保つための間隔保持部材で、発泡ポリスチレン等の誘電
体損失の少ない材料で形成したものを用いる。 【００１５】上記受信板11の形成手順の一例を説明す
る。両面プリント基板を準備し、その一面及び他面の導
体箔をエッチングして遮蔽板16及び多数の受信エレメン
ト20を形成する。又、片面プリント基板を準備し、その
導体箔をエッチングして多数の伝達要素21を形成する。
次にそれら両面プリント基板と片面プリント基板を、前
者における遮蔽板16と後者の絶縁板とが接するように重
合して接着し、一体化させる。次に周知のスルーホール
加工によって受信エレメント20と伝達要素21とを接続要
素22により接続すると、受信板11が完成する。上記受信
板11にあっては、上記受信エレメント20や伝達要素21は
絶縁層17，18に対して膜状に貼付するものであるから、
それらは絶縁層17，18に対して設計上予定した状態に確
実に取り付く。従って設計上予定した性能を確実に発揮
させることができる。又、上記受信板11を用いてアンテ
ナ２を組み立てる場合、上記のように膜状に貼付された
受信エレメント20や伝達要素21の変形は生じ難く、組立
途中での破損が生じ難い。更に、輸送時や使用時におけ
る振動や衝撃に対する耐性も大きい。 【００１６】上記構成の受信アンテナ２の使用状態にお
いては、到来する円偏波のマイクロ波の電波は多数の受
信エレメント20によって夫々受信（受信周波数の信号が
共振）される。受信信号は接続要素22を通して伝達要素
21から導波空間部25に放射される。放射された信号は、
受信点に至りプローブ12により捉えられてコンバータ５
に至る。上記信号はそこで中間周波信号に変換され、出
力端子5aから出力される。尚上記アンテナの動作は可逆
的である為、上記アンテナはプローブ12にマイクロ波信
号を与えることによって、そのマイクロ波を送信する為
に用いることもできる。 【００１７】次に図７は本願の異なる実施例を示すもの
で、受信板11ｅの構造及び形成手順の異なる例を示すも
のである。図において、遮蔽板16ｅは自体の板状形状を
保持できる程度の厚みを有する金属板例えばアルミ板で
形成される。絶縁層17e,18ｅは上記遮蔽板16ｅに対する
添設の為に遮蔽板16ｅに絶縁塗料を塗布（例えば印刷）
することによって形成する。この場合、接続要素22ｅと
の絶縁の為、透孔16aeの内面にも上記絶縁塗料を塗布し
て絶縁層31を形成する。受信エレメント20ｅ及び伝達要
素21ｅは上記絶縁層17e,18ｅに対する膜状の貼付の為
に、それらに導電塗料例えば銀ペーストを印刷する。接
続要素22ｅは上記導電塗料によって形成する。例えば上
記受信エレメント20ｅ及び伝達要素21ｅの形成の際に、
透孔16ae内の絶縁層31の内側に垂れて流れ込んだ導電塗
料によって接続要素22ｅを形成できる。このような構成
のものは、前記実施例のものに比べて製造が容易であ
る。又このような構成のものは、遮蔽板16ｅが基板15ｅ
としての機械的強度を保有する。なお、機能上前図のも
のと同一又は均等構成と考えられる部分には、前図と同
一の符号にアルファベットのｅを付して重複する説明を
省略した。（また次図以降のものにおいても順次同様の
考えでアルファベットのｆ，ｇを順に付して重複する説
明を省略する。） 【００１８】次に図８は本願の更に異なる実施例を示す
もので、基板15ｆの厚みＴを大きく形成しても、受信エ
レメント20ｆ及び伝達要素21ｆと遮蔽板との各々の間隔
G1，G2を、受信エレメント20ｆ及び伝達要素21ｆが夫々
所定のインピーダンスとなる所定の寸法にできるように
した例を示すものである。図において、33，34は夫々遮
蔽板で、導電材料製例えば銅箔製であり、例えば両面プ
リント基板における一面及び他面の導体箔をもって構成
してある。35は中間絶縁層で、基板15ｆの機械的強度を
この中間絶縁層35に保有させる為に、ガラス繊維強化エ
ポキシ樹脂板で形成してある。厚みは例えば１ｍｍ程度
である。該中間絶縁層35は例えば上記両面プリント基板
の絶縁板をもって構成される。絶縁層17f,18ｆは例えば
ポリイミド等の柔軟な絶縁性シート材（厚みは例えば
０．６ｍｍ）が用いられ、それらに受信エレメント20ｆ
や伝達要素21ｆが膜状の貼付の為に例えば導電塗料の印
刷手段によって具備される。このような構成の受信板11
ｆの製造は、先ず上記両面プリント基板における両面の
導体箔をエッチングして上記遮蔽板33，34を形成する。
次に予め受信エレメント20ｆや伝達要素21ｆが貼付され
た絶縁層17f,18ｆを上記両面プリント基板に接着する。
次にスルーホール加工により接続要素22ｆを形成すると
受信板11ｆが出来上がる。 【００１９】次に図９の（Ａ）〜（Ｃ）は前記受信エレ
メント20〜20ｆに代えて用いることのできる種々の形状
の受信エレメント37，38，39の例を示すものである。こ
れらの受信エレメント37，38，39の形状は何れもパッチ
素子と称して通常知られているものであり、何れも前記
受信エレメント20と同様の手段によって絶縁層に対して
膜状に貼付して利用することが出来る。 【００２０】 【発明の効果】以上のように本願発明にあっては、基板
15は遮蔽板16とその一面及び他面に夫々添設した絶縁層
17，18とから構成し、多数の受信エレメント20は一方の
絶縁層17に夫々膜状に貼付し、多数の伝達要素21は他方
の絶縁層18に夫々膜状に貼付する構成であるから、受信
板11の製造にあたって多数の受信エレメント20や多数の
伝達要素21を基板15に備えさせる場合、それら全てを夫
々設計上予定された状態に機械的に備えさせることの出
来る可能性が高く、従って、設計上予定された性能の製
品を形成できるという信頼度を非常に高くできる利点が
ある。 【００００】その上本願発明にあっては、多数の伝達要
素21が上記基板15における他方の絶縁層18における導波
空間25の側の面に夫々細帯状の形状にて膜状に貼付され
た構成であっても、上記受信エレメント20と伝達要素21
との位置関係は、伝達要素21において上記給電点12から
離れた部分を接続22し、かつ、伝達要素21の細帯状の長
手方向は夫々上記中央部における給電点12の方向を向け
てあるから、上記多数の受信エレメント20によって夫々
受信された受信信号は、夫々対応する接続要素 22を通し
て伝達要素21から導波空間25に放射され、しかもそれら
の放射される信号は、夫々伝達要素21が細帯状の長手方
向を上記中央部における給電点12の方向に向けてあるか
ら、効率よく受信点に至り、給電点12にて捉えられる効
果がある。

【図面の簡単な説明】 【図１】平面アンテナの使用状態の斜視図。 【図２】平面アンテナの縦断面図。 【図３】（Ａ）は基板に対する受信エレメントの配列の
状態を示す正面図、（Ｂ）は基板に対する伝達要素の配
列の状態を示す背面図。 【図４】（Ａ）は受信エレメントの拡大図、（Ｂ）は伝
達要素の拡大図。 【図５】図２におけるＶ部分の拡大図。 【図６】図５におけるVI部分の拡大図。 【図７】受信板の異なる実施例を示す図６と類型の図。 【図８】受信板の更に異なる実施例を示す図６と類型の
図。 【図９】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は受信エレメントの夫
々異なる実施例を示す図。 【符号の説明】 11 受信板 15 基板 16 遮蔽板 17,18 絶縁層 20 受信エレメント 21 伝達要素

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 基板の一面には夫々到来電波を受信する
   為の多数の受信エレメントを配列し、上記基板の他面に
   は、上記受信エレメントで受信した受信信号を平面アン
   テナにおける給電点に向けて伝える為に、夫々上記受信
   エレメントに接続した多数の伝達要素を配列している平
   面アンテナの受信板において、 上記基板は、電波の遮蔽の為の遮蔽板と、その遮蔽板の
   一面及び他面に夫々添設した絶縁層とから構成し、上記
   基板に対しては信号を伝搬させる為の導波空間を隔てて
   導体板を重合状に配設し、上記基板と上記導体板との間
   の導波空間における中央部には上記給電点を配置し、 上記多数の受信エレメントは上記基板における一方の絶
   縁層における反遮蔽板側の面に夫々膜状に貼付し、 上記多数の伝達要素は上記基板における他方の絶縁層に
   おける導波空間側の面に夫々細帯状の形状にて膜状に貼
   付し、さらに 上記受信エレメントと伝達要素との位置関係は、受信エ
   レメントにおける上記給電点に近い部分と伝達要素にお
   いて上記給電点から離れた部分とが重なる位置関係にお
   いて接続し、かつ、 伝達要素の細帯状の長手方向は夫々上記中央部における
   給電点の方向を向けてある ことを特徴とする平面アンテ
   ナの受信板。