JP4160944B2

JP4160944B2 - アンテナ装置

Info

Publication number: JP4160944B2
Application number: JP2004297736A
Authority: JP
Inventors: 元珠竇
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2004-10-12
Filing date: 2004-10-12
Publication date: 2008-10-08
Anticipated expiration: 2024-10-12
Also published as: JP2006114981A; US7388553B2; DE102005048690A1; US20060077113A1

Description

本発明は、金属板に開設した放射スロットを励振させるスロットアンテナと、給電部材を介して該スロットアンテナに接続される高周波回路を備えた回路基板とがユニット化されているアンテナ装置に係り、特に、その給電部の構造に関する。

この種のアンテナ装置は、回路基板を覆う板金製のケースに放射スロットを開設して給電を行うことにより、該ケースをスロットアンテナとして動作させることができるため、小型化や低コスト化が図りやすく、車載用のアンテナ装置などとして好適である。

図５は従来より知られているスロットアンテナの斜視図であり（例えば、特許文献１参照）、このスロットアンテナは、導電性の金属板からなるケース部材１の上板部１ａに放射スロット２を開設して励振させるようにしている。放射スロット２は直線状に延びる細長い開口として形成されており、上板部１ａには放射スロット２の延伸方向中央付近に給電点３，４が設定されている。これらの給電点３，４は、一方が給電回路に接続され他方がグラウンドに接続されている。そして、給電時には放射スロット２の周縁に沿って高周波電流が流れ、所定の周波数で放射スロット２を励振させることができる。
特開２００３−２１８６２９号公報（第２頁、図５）

上述した従来例におけるケース部材１は、低雑音増幅回路等の高周波回路を備えた図示せぬ回路基板の上方に上板部１ａを配置させて該回路基板を覆うシールドケースとして利用できるので、回路基板上のランドと給電点３，４とを給電ピン等の給電部材を介して電気的に接続することにより、スロットアンテナと回路基板とがユニット化されたコンパクトなアンテナ装置を実現できる。

しかしながら、このように構成されるアンテナ装置においては、上板部１ａの給電点３，４と回路基板上のランドとを電気的に接続するために、これら各所に給電部材を半田付けしなければならないので、半田接続作業が煩雑であるのみならず、上板部１ａと回路基板の相対位置にずれが生じたときに、給電部材の半田付け部に過大なストレスが作用して接続不良を引き起こす危険性があった。特に、この種のアンテナ装置を車両に搭載した場合、外部振動や温度変化に伴う熱膨張などによって上板部１ａと回路基板の相対位置にずれが生じることは避け難いため、例えば上板部１ａと回路基板との対向間隔が増減するたびに給電部材の半田付け部に過大なストレスが作用し、半田クラックが発生しやすくなる。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、給電部材の接続不良を防止して信頼性を高めたアンテナ装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明のアンテナ装置では、高周波回路が配設された回路基板と、この回路基板に対向配置されると共に放射スロットが開設された導電性の金属板と、この金属板から延出する帯状金属片からなり先端部が前記高周波回路に半田付けされた給電部材とを備え、前記給電部材の後端部と先端部との間にヒンジ状の折り曲げ部が形成され、この給電部材の後端部から前記折り曲げ部までの間を水平部となし、この水平部を前記回路基板に対して略平行な平面内でＬ字状または円弧状に延出させると共に、前記折り曲げ部から前記給電部材の先端部までの間を前記回路基板に対して略直交する垂下部となした。

このように構成されたアンテナ装置において、垂下部の板厚方向をＸ方向、回路基板に対して平行でＸ方向と直交する方向をＹ方向、回路基板に対して垂直な方向をＺ方向とすると、給電部材はヒンジ状の折り曲げ部を開閉させる外力に対してバネ性に富むため、該給電部材の後端部と先端部の相対位置がＸ方向やＺ方向にずれても容易に追従できる。また、Ｙ方向の位置ずれについては、回路基板に対して略平行な平面内でＬ字状または円弧状に延びる水平部の捩じれを利用して追従させることができる。したがって、外部振動や熱膨張などによって給電部材の後端部と先端部の相対位置がＸＹＺいずれの方向にずれたとしても、その位置ずれを折り曲げ部等のバネ性によって吸収することができるため、給電部材の先端側の半田付け部に作用するストレスが軽減されて半田クラック等の発生を防止することができる。また、給電部材の後端側は前記金属板に連続しているため半田付けは不要である。したがって、外部振動や熱膨張などに起因する給電部材の半田接続不良を防止する効果が高まって信頼性が向上すると共に、給電部材に対する半田接続作業が簡素化できて組立性が向上する。

また、かかる構成のアンテナ装置において、前記金属板が前記回路基板を覆うシールドケースの上板部であれば、スロットアンテナがシールドケースを兼ねる構成となって部品点数や組立工数を削減できるため、小型で安価なアンテナ装置が得られる。この場合、高周波回路を構成する各種チップ部品を回路基板上に実装するリフロー半田付け工程の前に、回路基板にシールドケースを取り付けて給電部材の先端部をランドのクリーム半田上に搭載しておけば、各種チップ部品と一括で給電部材もリフロー半田付けできるので、給電部材に対する煩雑な半田接続作業を行う必要がなくなる。

本発明のアンテナ装置は、放射スロットが開設された金属板からヒンジ状の折り曲げ部を有する帯状金属片を延出して給電部材となし、この給電部材の後端部から折り曲げ部までの間の水平部を回路基板に対して略平行な平面内でＬ字状または円弧状に延出させると共に、折り曲げ部から給電部材の先端部までの間を回路基板に対して略直交する垂下部となし、この垂下部の先端部を回路基板のランドに半田付けする構成にしてあるため、外部振動や熱膨張などによってスロットアンテナと回路基板の相対位置がずれても、その位置ずれを折り曲げ部等のバネ性により吸収して給電部材の半田付け部に作用するストレスを軽減することができる。それゆえ、給電部材が半田接続不良を起こしにくくなって信頼性が向上すると共に、給電部材に対する半田接続作業が簡素化できて組立性が向上する。

発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図１は本発明の実施形態例に係るアンテナ装置の斜視図、図２は該アンテナ装置の断面図、図３は該アンテナ装置の給電部材を示す要部斜視図である。

図１と図２に示すアンテナ装置１０は、高周波回路が配設された回路基板１１と、この回路基板１１に実装された電子部品１２と、回路基板１１の上面側を覆う板金製の上部シールドケース１３と、この上部シールドケース１３から延出する帯状金属片であって先端部が前記高周波回路に半田付けされた給電部材１４と、回路基板１１の下面側を覆う板金製の下部シールドケース１５とによって主に構成されており、上部シールドケース１３の上板部１３ａに平面視Ｚ字形状の放射スロット１６，１７が点対称に開設されている。

給電部材１４はプレス抜きされた上部シールドケース１３の一部を曲げ加工して形成したものであり、図３に示すような外観を呈している。つまり、この給電部材１４は、上板部１３ａに連続する基端部（後端部）から水平方向へ突出して略Ｌ字形に延びている水平部１４ａと、この水平部１４ａの先端部を直角に折曲してなるヒンジ状の折り曲げ部１４ｂと、この折り曲げ部１４ｂから下方へ延びている垂下部１４ｃとによって構成され、垂下部１４ｃの先端部が回路基板１１のランド１８上に搭載されて半田付けされる。これにより、給電部材１４を介して回路基板１１の高周波回路と上板部１３ａとが電気的に接続されるため、放射スロット１６，１７が励振されてスロットアンテナとして動作させることができる。なお、本実施形態例においては、各放射スロット１６，１７に対して給電部材１４の基端部を適宜位置に設定することにより、放射スロット１６，１７が約９０度の位相差で励振されて円偏波アンテナとして動作するようになっている。

このようにアンテナ装置１０は、放射スロット１６，１７が開設された上板部１３ａから延出する帯状金属片を給電部材１４となしており、この給電部材１４は、回路基板１１に対して略平行な水平部１４ａと略垂直な垂下部１４ｃとが折り曲げ部１４ｂでヒンジ状に連結された形状になっているため、外部振動や熱膨張などによって上板部１３ａ（給電部材１４の基端側）と回路基板１１（給電部材１４の先端側）の相対位置がずれても、その位置ずれを折り曲げ部１４ｂ等のバネ性によって吸収することができる。すなわち、垂下部１４ｃの板厚方向をＸ方向、回路基板１１に対して平行でＸ方向と直交する方向をＹ方向、回路基板１１に対して垂直な方向をＺ方向とすると、給電部材１４は折り曲げ部１４ｂを開閉させる外力に対してバネ性に富むため、給電部材１４の基端部と先端部の相対位置がＸ方向やＺ方向にずれても容易に追従できる。また、Ｙ方向の位置ずれについては、水平部１４ａの捩じれを利用して追従させることができる。したがって、外部振動や熱膨張などによって給電部材１４の基端部と先端部の相対位置がＸＹＺいずれの方向にずれたとしても、給電部材１４の先端側の半田付け部に作用するストレスを軽減することができて、半田クラック等の発生を防止することができる。また、給電部材１４の基端側は上板部１３ａに連続しているため、当該部分での半田付けは不要である。それゆえ、このアンテナ装置１０は、外部振動や熱膨張などに起因する給電部材１４の半田接続不良を効果的に防止でき、信頼性が高まっている。

また、このアンテナ装置１０は、上部シールドケース１３がスロットアンテナとして動作するというものなので、部品点数や組立工数を削減でき、小型化および低コストが促進しやすくなっている。しかも、高周波回路を構成する各種チップ部品を回路基板１１上に実装するリフロー半田付け工程の前に、回路基板１１に上部シールドケース１３を取り付けて給電部材１４の先端部をランド１８のクリーム半田上に搭載しておけば、各種チップ部品と一括で給電部材１４もリフロー半田付けできるので、給電部材１４に対する煩雑な半田接続作業を行う必要がなくなって、組立性の一層の向上が図れる。

なお、上述した実施形態例では、給電部材１４の水平部１４ａが回路基板１１に対して略平行なＬ字状の屈曲線に沿って延びているが、この水平部１４ａが回路基板１１に対して略平行な円弧状の湾曲線に沿って延びていてもよい。また、上述した実施形態例では一対の放射スロット１６，１７を開設した円偏波用のスロットアンテナについて説明しているが、本発明は給電部の構造に関するものであり、直線偏波用のスロットアンテナであっても適用可能である。

図４は本発明の他の実施形態例に係るアンテナ装置の給電部材を示す要部斜視図であり、図３に対応する部分には同一符号を付してある。

図４に示す給電部材１４は、前述した実施形態例に比べて基端部（後端部）の形状が異なっており、上板部１３ａに連続する基端部（後端部）から下方へ突出する第２の垂下部１４ｄと、この第２の垂下部１４ｄの先端部を直角に折曲してなる第２の折り曲げ部１４ｅと、この第２の折り曲げ部１４ｅから水平方向へ突出して略Ｌ字形に延びている水平部１４ａと、この水平部１４ａの先端部を直角に折曲してなる折り曲げ部１４ｂと、この折り曲げ部１４ｂから下方へ延びている垂下部１４ｃとによって構成されている。このように給電部材１４に第２の垂下部１４ｄおよび第２の折り曲げ部１４ｅが付設してあると、給電部材１４の基端側と先端側の相対位置が回路基板１１に対して平行な平面内でずれても、その位置ずれは折り曲げ部１４ｂのバネ性と第２の折り曲げ部１４ｅのバネ性とによって確実に吸収されるため、外部振動や熱膨張などに起因する給電部材１４の半田接続不良をより効果的に防止できる。

本発明の実施形態例に係るアンテナ装置の斜視図である。該アンテナ装置の断面図である。該アンテナ装置の給電部材を示す要部斜視図である。本発明の他の実施形態例に係るアンテナ装置の給電部材を示す要部斜視図である。従来例に係るスロットアンテナの斜視図である。

符号の説明

１０アンテナ装置
１１回路基板
１３上部シールドケース
１４給電部材
１４ａ水平部
１４ｂ折り曲げ部
１４ｃ垂下部
１４ｄ第２の垂下部
１４ｅ第２の折り曲げ部
１５下部シールドケース
１６，１７放射スロット
１８ランド

Claims

高周波回路が配設された回路基板と、この回路基板に対向配置されると共に放射スロットが開設された導電性の金属板と、この金属板から延出する帯状金属片からなり先端部が前記高周波回路に半田付けされた給電部材とを備え、
前記給電部材の後端部と先端部との間にヒンジ状の折り曲げ部が形成され、この給電部材の後端部から前記折り曲げ部までの間を水平部となし、この水平部を前記回路基板に対して略平行な平面内でＬ字状または円弧状に延出させると共に、前記折り曲げ部から前記給電部材の先端部までの間を前記回路基板に対して略直交する垂下部となしたことを特徴とするアンテナ装置。
請求項１の記載において、前記金属板が前記回路基板を覆うシールドケースの上板部であることを特徴とするアンテナ装置。