JP3785608B2

JP3785608B2 - アンテナとその製造方法

Info

Publication number: JP3785608B2
Application number: JP2001113238A
Authority: JP
Inventors: 和廣柴田; 昌宏佐藤
Original assignee: Shinko Sangyo Co Ltd
Current assignee: Shinko Sangyo Co Ltd
Priority date: 2001-04-11
Filing date: 2001-04-11
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2021-04-11
Also published as: JP2002314315A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアンテナとその製造方法に係り、とくに導体から成るロッドと、このロッドの外周部に周方向に沿って配される複数の導体板とを有するアンテナとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平１０−６５４２５号公報には、中心部に立設されたロッドの外周側に半径方向外周側に向って凸になるようにほぼ円弧状に湾曲された複数枚の湾曲板を配列し、とくに複数枚の湾曲板によってあらゆる方向からの電波の受信を可能にし、これによって指向性を有さず、あらゆる方向からの電波を効率的に受信することができる高利得のアンテナが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特開平１０−６５４２５号公報によって提案されている上記の構造のアンテナは、極めて広帯域の電波を受信することができるとともに、高い利得を有し、微弱電波をも受信できる高性能のアンテナである。また上から見ると円形の形状をなしており、外周側に配されている円弧状の導体板によって水平面における指向性がなく、あらゆる方向からの電波をまんべんなく受信することが可能になる特徴を有している。
【０００４】
ところが上記のアンテナは、ロッドの外周側に複数枚の湾曲板を配列する構造を採用しているために、部品点数が多く、組立て工数を要し、コストが高い欠点がある。また部品点数が多くしかも構造が複雑であることから、小型化し難く、例えば携帯電話機等の携帯情報端末のアンテナとして用いるには不適当なものである。
【０００５】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、上記特開平１０−６５４２５号公報に開示されているアンテナの機能を損うことなく、しかも部品点数が少なく、構造が簡潔で、小型化し得るアンテナを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
アンテナに関する主要な発明は、導体からなり、主軸の方向に延びるロッドと、前記ロッドに取り付けられた絶縁体からなる球体と、前記球体の外表面の主軸方向に刻まれた複数のスリットによって分離して形成される導体パターンとから構成され、前記球体の中心部にはロッドを挿入する貫通孔を有し、この貫通孔の内周面は導体層が形成され、前記貫通孔の内周面の導体層は、球体の外表面の上端部及び下端部において、前記導体パターンと電気的に接続されていることを特徴とするアンテナに関するものである。
【０００７】
ここで球体は、絶縁性合成樹脂で成形されるようにしてよい。また、球体の形状は、円球体であるようにしてよい。また、球体の形状は、楕円球体であってよい。また、球体の形状は、茄子形球体であってよい。また、導体パターンは、導電性金属膜で形成されるようにしてよい。また、導体パターンは、導電性メッキ層で形成されるようにしてよい。
【０００８】
製造方法に関する主要な発明は、絶縁体からなる球体の中心部にロッドを挿入する貫通孔を形成し、この貫通孔の内周面に導体層を形成し、前記球体の外表面の主軸方向に刻まれた複数のスリットによって分離された導体パターンを形成し、
前記導体パターンが形成された球体を、導体からなり、主軸の方向に延びるロッドに取り付けることによって、前記貫通孔の内周面の導体層が、球体の外表面の上端部及び下端部において、前記導体パターンと電気的に接続されるようにしたことを特徴とするアンテナの製造方法に関するものである。ここで絶縁体からなる球体の表面にスリット状のマスクを施した状態で電極膜を形成し、該電極膜上に電解メッキを施して導体パターンを形成することが好適である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は本発明の第１の実施の形態のアンテナを示すものであって、このアンテナは中心部を貫通するように取付けられる真鍮製のロッド１０と、このロッド１０が貫通するようにロッド１０に結合される絶縁性合成樹脂成形体から成る球体１１とから構成される。ここで絶縁材料から成る球体１１の外周側には導電性金属から成る導体パターン１２が形成される。導体パターン１２は合成樹脂成形体から成る球体１１の外周面上に縦方向に延びるように形成される分割溝１３によって複数のパターンに分割されている。すなわちここでは縦方向に８つの導体パターン１２を形成し、これらの導体パターン１２をロッド１０に対して円周方向に沿って配するようにしている。
【００１０】
上記合成樹脂成形体によって成形された球体１１上の導体パターン１２はその上部および下部の連結部１４によって互いに連結されている。また球体１１には上記ロッド１０が貫通する貫通孔が形成されるとともに、この貫通孔の内表面には外表面の導体パターン１２と同様に導体層１５が形成されている。また上記球体１１の貫通孔の上端部を閉塞するようにキャップ１６が装着されている。なおキャップ１６は貫通孔の上部を閉塞するとともに、意匠的な効果を与えるものであって、アンテナとしての機能には関係ない。従って省略することも可能である。この場合にはロッド１０が球体１１の中心部の貫通孔の全長に亘って挿入されることが好ましい。
【００１１】
このような構造のアンテナは、そのロッド１０に例えば同軸ケーブル２０が接続されるとともに、この同軸ケーブル２０を介してこのアンテナが受信回路２１に接続される。なおロッド１０は必ずしも無空の金属棒である必要はなく、中空の金属筒体であってもよく、あるいは絶縁材料の外表面に導体層を形成したものであってもよい。
【００１２】
このようなアンテナは、中心部のロッド１０に対してその外周側に円周方向に所定の間隔で形成された複数の導体パターン１２を配列した構造を有している。ここで絶縁材料から成る球体１１は電波に対して透明であるから、外部からの電波は上記導体パターン１２によって受けられるとともに、ロッド１０によって集められ、このロッド１０を通して信号電流を取出すようになっている。実際にはロッド１０からケーブル２０を介して受信回路２１に受信電波によって生ずる電流が供給される。
【００１３】
このような構造のアンテナにおいて、絶縁材料から成る合成樹脂成形体１１の直径を１２０ｍｍとし、その外周側に８本の導体パターン１２をメッキによって形成してアンテナを試作したところ、２００ＭＨｚ〜１．３ＧＨｚの帯域の電波を受信することが可能になった。また直径が６０ｍｍの球体１１上に導体パターン１２を形成したアンテナを試作して実験したところ、８００ＭＨｚ〜３ＧＨｚの帯域の電波を受信することができた。絶縁材料から成る球体１１の直径を小さくするほど受信帯域が高域側に移行する。従って目的とする帯域に応じて球体１１の大きさおよび導体パターン１２を調整すればよい。
【００１４】
従来の携帯電話に用いられている帯域は８００ＭＨｚと、１．５ＧＨｚであるが、この実施の形態のアンテナによれば上記の帯域をほぼカバーすることが可能になる。またＰＨＳ通信に使われている帯域は１．９ＧＨｚであるが、この帯域をもカバーすることができる。すなわちこの種の構造のアンテナによって、携帯電話とＰＨＳの両方の帯域をカバーするアンテナが提供される。
【００１５】
またこのようなアンテナは高い利得を有し、微弱電波をも受信できる高性能のアンテナである。これはその構造上の理由によってアンテナそれ自身が増幅作用を行なうことによる。また外周側に配されている円弧状をなす導体パターン１２によって電波を受信する構造を採用しているために、とくに水平面方向における指向性がなく、あらゆる方向からの電波をまんべんなく受信することが可能な無指向アンテナになり、このためにとくに携帯情報端末のアンテナとして用いて好適なものになる。
【００１６】
図４は別の実施の形態のアンテナの構造を示している。ここでは合成樹脂成形体１１を球体ではなく楕円体とし、この楕円体上に導体パターン１２を形成している。なおここでは導体パターン１２をその円周方向に沿って６０度間隔で６つ形成するようにしている。
【００１７】
図５はさらに別の実施の形態を示している。この変形例は、絶縁材料から成る合成樹脂成形体１１を球体および楕円体以外の形状、例えば茄子形にしたものであって、その外周部に導体パターン１２を４５度間隔で８つ形成している。
【００１８】
図６に示すさらに別の実施の形態は、ロッド１０に互いに直径の異なる２つの球体１１を串刺し状に取付けたものである。すなわちロッド１０上に直径の小さな球体１１と直径の大きな球体１１とをそれぞれ配するようにしている。なおここでそれぞれの球体１１の構造は図１〜図３に示す構造と同一である。従ってこのような構造によれば、周波数の高い帯域の電波を上側の球体１１によって受信し、周波数の低い帯域の電波を下側の球体１１によって受信することが可能になり、より広い帯域の電波を受信できるようになる。なおここでも受信電波はロッド１０に接続されるケーブルを通して取出される。
【００１９】
図７は絶縁材料から成る合成樹脂成形体１１の表面に導体パターン１２を形成する方法を順を追って示したものである。まず図７Ａに示すように球体１１上において分割溝１３と対応する位置にマスク２５を印刷、塗布、接着等の方法によって形成する。そしてこの後に図７Ｂに示すように球体１１の外表面に沿って導電性電極膜２６を形成する。導電性電極膜２６は上記マスク２５上およびマスク２５が形成されていない総ての面に形成される。またこのときに同時に球体１１の貫通孔の内周面にも導電性電極膜を形成する。
【００２０】
この後図７Ｃに示すようにマスク２５を除去する。するとマスク２５が施されていない部位のみに電極膜２６が残ることになる。そして図７Ｄに示すようにこの球体１１を電解浴に浸漬して導体金属、例えば銅、銀、クロム等の電解メッキを行なう。すると電極膜２６が形成された層の上に電解メッキ層２７が形成される。このメッキ層２７が導体パターン１２を構成し、このために絶縁材料から成る合成樹脂成形体１１の外表面上に導体パターン１２が形成される。同時に球体１１の貫通孔の内周面にも電解メッキ層２７が形成されることになる。
【００２１】
このような方法は、予め射出成形等の方法によって成形された球状の合成樹脂成形体１１の表面に導体パターン１２を形成するようにしたものであるために、正確にパターン１２を形成できるばかりでなく、とくに電解メッキの方法によって導体パターン１２を形成すると、極めて効率的な導体パターン１２の形成が可能になる。またこのときの導体パターン１２の膜厚は、メッキの電流密度やメッキ時間を調整することによって任意に調整可能である。
【００２２】
なお絶縁材料から成る球体１１上における導体パターン１２の形成は必ずしも電解メッキによるばかりでなく、その他各種の方法によって成膜できる。例えば蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタ法、気相成長法等の各種の真空成膜の技術を適用することも可能である。このような方法を利用すると、極めて高品質でしかも薄い導体パターン１２を形成することが可能になる。またこのような方法で形成される導体パターン１２の形状は、予め球体１１上に施されるマスク２５の形状によって任意に選択可能である。従って目的とするアンテナの用途に応じて任意に選択することができる。
【００２３】
【発明の効果】
アンテナに関する主要な発明は、主軸の方向に延びるロッドと、前記ロッドに取り付けられた絶縁体からなる球体と、前記球体の外表面の主軸方向に刻まれた複数のスリットによって分離して形成される導体パターンとから構成されるようにしたものである。
【００２４】
従ってこのような構造のアンテナによれば、主軸の方向に延びるロッドと、ロッドに取り付けられた絶縁体からなる球体と、球体の外表面の主軸方向に刻まれた複数のスリットによって分離して形成される導体パターンによってアンテナが構成される。よって部品点数が少なく、構造が簡潔で、しかも低コストのアンテナが提供される。そしてこのようなアンテナは広帯域の電波を受信することができるばかりでなく、高い利得を有し、微弱電波をも受信することができる。また水平面における指向性がなく、あらゆる方向からの電波をまんべんなく受信することを可能とするものである。
【００２５】
製造方法に関する主要な発明は、絶縁体からなる球体の外表面の主軸方向に刻まれた複数のスリットによって分離された導体パターンを形成し、前記導体パターンが形成された絶縁体からなる球体を、主軸の方向に延びるロッドに取り付けるようにしたものである。
【００２６】
従ってこのようなアンテナの製造方法によれば、絶縁材料から成る球体の外表面にスリット状のマスクを施した状態で電極膜を形成し、該電極膜上に電解メッキが施され導体パターンが形成された球体を、主軸の方向に延びるロッドに取り付けることによって製造することができ、これによって部品点数が少なく、構造が簡潔で、製造が容易で、しかも低コストのアンテナを低コストで効率的に製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態のアンテナの要部斜視図である。
【図２】同要部縦断面図である。
【図３】同要部平面図である。
【図４】別の実施の形態のアンテナの外観斜視図である。
【図５】さらに別の実施の形態のアンテナの外観斜視図である。
【図６】さらに別の実施の形態のアンテナの縦断面図である。
【図７】導体板を構成する導体パターンの製造方法を示す横断面図である。
【符号の説明】
１０ロッド
１１球体（合成樹脂成形体）
１２導体パターン
１３分割溝
１４連結部
１５導体層
１６キャップ
２０ケーブル
２１受信回路
２５マスク
２６電極膜
２７電解メッキ層

Claims

導体からなり、主軸の方向に延びるロッドと、
前記ロッドに取り付けられた絶縁体からなる球体と、
前記球体の外表面の主軸方向に刻まれた複数のスリットによって分離して形成される導体パターンとから構成され、
前記球体の中心部にはロッドを挿入する貫通孔を有し、この貫通孔の内周面は導体層が形成され、
前記貫通孔の内周面の導体層は、球体の外表面の上端部及び下端部において、前記導体パターンと電気的に接続されていることを特徴とするアンテナ。
前記球体は、絶縁性合成樹脂で成形されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
前記球体の形状は、円球体であることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
前記球体の形状は、楕円球体であることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
前記球体の形状は、茄子形球体であることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
前記導体パターンは、導電性金属膜で形成されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
前記導体パターンは、導電性メッキ層で形成されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
絶縁体からなる球体の中心部にロッドを挿入する貫通孔を形成し、この貫通孔の内周面に導体層を形成し、
前記球体の外表面の主軸方向に刻まれた複数のスリットによって分離された導体パターンを形成し、
前記導体パターンが形成された球体を、導体からなり、主軸の方向に延びるロッドに取り付けることによって、
前記貫通孔の内周面の導体層が、球体の外表面の上端部及び下端部において、前記導体パターンと電気的に接続されるようにしたことを特徴とするアンテナの製造方法。
前記絶縁体からなる球体の表面にスリット状のマスクを施した状態で電極膜を形成し、該電極膜上に電解メッキを施して導体パターンを形成することを特徴とする請求項８に記載のアンテナの製造方法。