JP4290744B2 - アンテナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両や住宅等に用いられるキーレスリモートシステムやスマートエントリーシステムなどのアンテナ装置に関するものである。

例えば車両や住宅等に用いられるキーレスリモートシステム用の無線機（所謂キーレス受信機）のように、ＵＨＦ，ＶＨＦ帯といった比較的波長の長い（数十ｃｍ〜数ｍ）領域の電波を使用するアンテナ装置においては、アンテナ装置の体格に対してアンテナの大きさが支配的である。したがって、アンテナ装置を小型化するためにはアンテナを小型化することが重要である。

これに対し、アンテナを小型化する構成として例えば特許文献１が開示されている。このアンテナは、直線状に延びる内部導体と、これを中心として間隔を隔てて密巻状に巻回された外部コイル状導体とを有し、特有の周波数で共振するように構成されている。これにより、比較的高い利得を有しつつ、小型化されたアンテナ構造としている。
特開２００３−１５２４２７号公報

上記構成の場合、内部導体が直線状に延びる構造となっているので、小型化に限界がある。例えば無線機を小型化するために内部導体の伸延方向に直交する方向のアンテナの外形を小さくする場合、共振するための電気長を確保するために内部導体及び外部コイル状導体の少なくとも一方を長くする必要があるが、内部導体が直線状であるので高さが大きく増加してしまう。

これに対し、本出願人は特願２００６−１０６７８７号にて、一方を信号線とし、他方をＧＮＤ線とする２つのエレメントとして、螺旋状に延びる外部エレメントの内部に、間隔を隔てて内部エレメントを配置する構成において、内部エレメントを外部エレメントの軸方向に沿って螺旋状に延びる形状としたアンテナを出願している。このように内部エレメントを螺旋状とすると、帯域を狭くすることができ、アンテナ利得を向上することができるので、ほぼ同じアンテナ利得であれば、直線状の内部エレメントを有するアンテナよりもアンテナの体格を小型化することができる。また、特願２００６−０３８５００号にて、このようなアンテナをアンテナの性能を保持しつつ基板に実装するためのアンテナホルダについて出願している。しかしながら、さらなる小型化及び実装の効率化が求められている。

本発明は上記問題点に鑑み、アンテナの性能を保持しつつ、小型化及び実装の効率化が可能なアンテナ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する為に、請求項１に記載のアンテナ装置は、ＧＮＤパターンのランドと給電パターンのランドが同一面上に設けられた基板と、基板のランド形成面から離反する方向に螺旋状に延びる螺旋部を有する外部エレメントと、外部エレメントの内側に間隔を隔てて配置され、外部エレメントの軸方向に沿って螺旋状に延びる螺旋部を有する内部エレメントとを有し、２つのエレメントの一方を信号線とし、他方をＧＮＤ線とするアンテナと、基板のランド形成面上に配置され、２つのエレメントに接触されて２つのエレメントを所定の位置関係に保持する保持部材と、を備えている。そして、保持部材が誘電体からなり、２つのエレメントが、基板に固定される側において螺旋部に連結された端部として、基板のランド形成面に略平行とされた部位を含む表面実装部をそれぞれ有し、ＧＮＤパターンが、２つのエレメントの配置位置に対応して基板のランド形成面に設けられ、保持部材が、２つのエレメントの螺旋部に対応し、両螺旋部に接触されて２つのエレメントを所定の位置関係に保持する螺旋部位と、２つのエレメントの表面実装部に対応し，ＧＮＤパターン上に積層配置されたベース部位とを有し、各表面実装部位におけるランド形成面に略平行とされた部位は、お互いのなす角度が９０度となるように、対応する螺旋部から、外部エレメントの螺旋部及び保持部材の螺旋部位よりも外側まで伸びつつ、保持部材のベース部位を介してＧＮＤパターン上に積層配置されたストリップライン構造とされ、互いに異なるランドとそれぞれ接続されていることを特徴とする。

このように本発明によれば、保持部材（螺旋部位）によって２つのエレメントが所定の位置関係に保持されるので、アンテナの性能を保持することができる。また、誘電体を用いて保持部材を構成しているので、これによってエレメントを流れる高周波電流の波長短縮が生じ、基板のランド形成面からのアンテナの高さ（アンテナ装置の体格）を小型化することができる。また、各エレメントが対応するランドとの接続部位として表面実装部をそれぞれ有しており、各表面実装部は、外部エレメントの螺旋部及び保持部材の螺旋部位よりも外側まで伸びている。したがって、２つのエレメントをリフローによって基板に一括実装することが可能であり、アンテナの実装を効率化することができる。なお、保持部材によって保持された状態で２つエレメントを実装することで、実装をより効率化することができる。また、保持部材（ベース部位）を利用して表面実装部をストリップライン構造としているので、アンテナのインピーダンスを安定化させて、アンテナの性能のばらつきを抑制することができる。また、ＧＮＤパターン上に積層配置された保持部材のベース部位は波長短縮効果に少なからず寄与するので、これによっても、アンテナ装置の体格を小型化することができる。さらに、２つのエレメントにおいて、表面実装部におけるランド形成面に略平行な部位、すなわちストリップライン構造の部位は、お互いのなす角度が９０度となるように設けられている。これにより、各表面実装部（略平行な部位）にて生じる電磁界のなす角が直交し、お互いに干渉しないので、２つのエレメントを有するアンテナにおいて、所望のアンテナ性能を確保することができる。

次に、請求項２に記載のアンテナ装置は、ＧＮＤパターンのランドと給電パターンのランドが同一面上に設けられた基板と、基板のランド形成面から離反する方向に螺旋状に延びる螺旋部を有する外部エレメントと、外部エレメントの内側に間隔を隔てて配置され、外部エレメントの軸方向に沿って螺旋状に延びる螺旋部を有する内部エレメントとを有し、２つのエレメントの一方を信号線とし、他方をＧＮＤ線とするアンテナと、基板のランド形成面上に配置され、２つのエレメントに接触されて２つのエレメントを所定の位置関係に保持する保持部材と、を備えている。そして、保持部材が誘電体からなり、２つのエレメントが、基板に固定される側において螺旋部に連結された端部として、基板のランド形成面に略平行とされた部位を含む表面実装部をそれぞれ有し、ＧＮＤパターンが、２つのエレメントの配置位置に対応して基板のランド形成面の裏面に設けられ、接続ビアを介して対応するランドと接続されており、各表面実装部におけるランド形成面に略平行とされた部位は、お互いのなす角度が９０度となるように、対応する螺旋部から、外部エレメントの螺旋部及び保持部材よりも外側まで伸びつつ、基板を介してＧＮＤパターン上に積層配置されたストリップライン構造とされ、互いに異なるランドとそれぞれ接続されていることを特徴とする。

このように本発明によれば、保持部材によって２つのエレメントが所定の位置関係に保持されるので、アンテナの性能を保持することができる。また、誘電体を用いて保持部材を構成しているので、これによってエレメントを流れる高周波電流の波長短縮が生じ、基板のランド形成面からのアンテナの高さ（アンテナ装置の体格）を小型化することができる。また、各エレメントが対応するランドとの接続部位として表面実装部をそれぞれ有しており、各表面実装部は、外部エレメントの螺旋部及び保持部材よりも外側まで伸びている。したがって、２つのエレメントをリフローによって基板に一括実装することが可能であり、アンテナの実装を効率化することができる。なお、保持部材によって保持された状態で２つエレメントを実装することで、実装をより効率化することができる。また、基板を利用して表面実装部をストリップライン構造としているので、アンテナのインピーダンスを安定化させて、アンテナの性能のばらつきを抑制することができる。さらに、２つのエレメントにおいて、表面実装部におけるランド形成面に略平行な部位、すなわちストリップライン構造の部位は、お互いのなす角度が９０度となるように設けられている。これにより、各表面実装部（略平行な部位）にて生じる電磁界のなす角が直交し、お互いに干渉しないので、２つのエレメントを有するアンテナにおいて、所望のアンテナ性能を確保することができる。

請求項１又は請求項２に記載の発明においては、例えば請求項３に記載のように、２つのエレメントと保持部材が一体成形された構成とすることが好ましい。

このような構成とすると、構成を簡素化することができる。また、一体成形によってエレメントと保持部材が密着されているので、波長短縮効果を高めることができる。

請求項１〜３いずれかに記載の発明においては、請求項４に記載のように、保持部材が２つのエレメントの螺旋部間の対向領域の少なくとも一部に介在された構成とすると良い。このような構成とすると、保持部材によって２つのエレメントを所定の位置関係に保持することができる。また、波長短縮効果によって、アンテナ装置の体格を小型化することができる。なお、請求項５に記載のように、２つのエレメントの螺旋部間の対向領域全てに保持部材が介在された構成とすると、より効果的である。

請求項４又は請求項５に記載の発明においては、請求項６に記載のように、保持部材が内部エレメントの螺旋部内にも配置され、保持部材の該部位が内部エレメントと接触された構成としても良い。また、請求項４〜６いずれかに記載の発明においては、請求項７に記載のように、保持部材が外部エレメントの螺旋部よりも外側に配置され、保持部材の該部位が外部エレメントの螺旋部と接触された構成としても良い。

このように、内部エレメントとの螺旋部内や外部エレメントの外周側にも保持部材の一部が配置された構成とすると、該位置に配置された保持部材も波長短縮効果に少なからず寄与するので、アンテナ装置の体格をより小型化することができる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るアンテナ装置の要部の概略構成を示す斜視図である。図２は、図１において、アンテナ周辺の透視図である。図３は、図２を基板上面側から見た透視図である。図４は、図２を側面側から見た透視図である。なお、図２及び図３においては、便宜上、アンテナと保持部材のみを図示している。また、図４においては、はんだを省略して図示している。

本実施形態に係るアンテナ装置は、車両のキーレスリモートシステムの受信機として構成されている。図１〜図４に示すように、アンテナ装置１００は、要部として、基板１１０と、外部エレメント１２０と内部エレメント１３０の２つのエレメントからなり、基板１１０に実装されたアンテナ１４０と、外部エレメント１２０と内部エレメント１３０を所定の位置関係に保持する保持部材１５０とを有している。

図１及び図４に示すように、基板１１０は、絶縁材料からなる基材（例えば誘電率３程度の樹脂基材）の一表面（同一表面）に、各エレメント１２０，１３０の端部が表面実装されるランドとして、ＧＮＤパターン１１１のランド１１１ａと給電パターン１１２のランド１１２ａを有するものである。本実施形態においては、図４に示すように、ランド１１１ａ，１１２ａだけでなく、ＧＮＤパターン１１１と給電パターン１１２も、基板１１０のランド形成面上に設けられている。ＧＮＤパターン１１１は、ＧＮＤパターン１１１上にアンテナ１４０が配置されるように、基板１１０のランド形成面において、アンテナ１４０の配置位置に対応して平面略矩形状に設けられている。そして、平面略矩形状のＧＮＤパターン１１１から基板１１０のランド形成面に沿って突出してランド１１１ａが設けられている。また、ＧＮＤパターン１１１の近傍にランド１１２ａが設けられ、ランド１１２ａを端部としてＧＮＤパターン１１１から離反する方向に給電パターン１１２が設けられている。そして、アンテナ１４０からの受信信号は、インピーダンスマッチングのための図示されない整合素子を介して、給電パターン１１２によって図示されないＲＦ（RadioFrequency）回路に伝送（出力ＯＵＴ）されるように構成されている。

なお、本実施形態においては、ＲＦ回路は基板１１０とは異なる基板に構成されているが、ＲＦ回路が基板１１０に一体に構成されても良い。また、ランド１１１ａは、繋ぎ配線や接続ビアを介してＧＮＤパターン１１１と接続された構成としても良い。その際、繋ぎ配線の一部にコンデンサなどの素子が配置された構成としても良い。

アンテナ１４０は、図２〜図４に示すように、基板１１０のランド形成面から離反する方向に螺旋状に延びる螺旋部１２１を有する外部エレメント１２０と、外部エレメント１２０の内側に間隔を隔てて配置され、外部エレメント１２０の軸方向に沿って螺旋状に延びる螺旋部１３１を有する内部エレメント１３０とを有し、２つのエレメント１２０，１３０の一方を信号線とし、他方をＧＮＤ線とするＬ（インダクタンス）Ｃ（キャパシタンス）直列共振回路構成のアンテナである。このようなアンテナ１４０の構成及び効果の詳細については、特願２００６−１０６７８７号に記載されているので、本実施形態での詳細な記載は省略する。

本実施形態においては、図４に示すように、導体線を、内径Ｄ１、螺旋間ピッチＰ１で平面円形状となるように螺旋状に巻回して外部エレメント１２０が構成されている。また、導体線を、Ｄ１よりも小さい内径Ｄ２、Ｐ１よりも狭い螺旋間ピッチＰ２で平面円形状となるように螺旋状に巻回して内部エレメント１３０が構成されている。そして、外部エレメント１２０の基板１１０のランド形成面からの高さＬ１と内部エレメント１３０のランド形成面からの高さＬ２が略等しくされている。このような構成とすると、外部エレメント１２０に流れる電流による２次電流が効率よく内部エレメント１３０に作用するので、アンテナ利得をより向上することができる。すなわち、アンテナ１４０の体格をより小型化することができる。また、図４に示すように、外部エレメント１２０の中心軸と内部エレメント１３０の中心軸が一致（図中の一点鎖線）するように、各エレメント１２０，１３０が配置されている。なお、各エレメント１２０，１３０の螺旋形状としては、略円以外にも矩形状や矩形以外の多角形状などとしても良い。

このように内部エレメント１３０を螺旋状とすると、内部エレメント１３０に流れる電流の方向と、外部エレメント１２０に流れる電流によって内部エレメント１３０に生じる２次電流（イメージ電流）の方向（ベクトル）がほぼ同一となり、これらの電流が効率よく合成される。また、電流経路が螺旋状であるので、使用電波に関する電流以外の不要な電流が流れにくい。したがって、帯域を狭くすることができ、アンテナ利得を向上することができる。すなわち、ほぼ同じアンテナ利得であれば、直線状の内部エレメントを有するアンテナよりもアンテナ１４０の体格、ひいてはアンテナ１４０を基板１１０に実装してなるアンテナ装置１００の体格を小型化することができる。

また、各エレメント１２０，１３０は、基板１１０の対応するランド１１１ａ，１１２ａと接続される側において螺旋部１２１，１３１に連結された端部として、表面実装部１２２，１３２をそれぞれ有している。そして、各表面実装部１２２、１３２は、互いに異なるランド１１１ａ，１１２ａに対して接続されている。このように、表面実装構造を採用すると、２つエレメント１２０，１３０をリフローによって基板１１０に一括実装することが可能であり、基板１１０に対するエレメント１２０，１３０の実装を効率化することができる。本実施形態においても、各エレメント１２０，１３０は、基板１１０に対して、リフローによって一括実装されている。

表面実装部１２２，１３２は、少なくとも基板１１０のランド形成面に略平行な部位を有していれば良い。本実施形態においては、各エレメント１２０，１３０の一端が基板１１０のランド形成面に略平行に折曲され、表面実装部１２２，１３２となっている。より詳しくは、表面実装部１２２，１３２は、基板１１０のランド形成面に略平行な部位と、平行部位の先端側を後述する保持部材１５０のベース部１５２の端面に沿ってランド形成面側に折曲してなる部位とによって構成されている。そして、基板１１０に設けられた電位基準としてのＧＮＤパターン１１１のランド１１１ａに外部エレメント１２０（表面実装部１２２）がはんだ１６０を介して電気的に接続され、給電パターン１１２のランド１１２ａに内部エレメント１３０（表面実装部１３２）がはんだ１６０を介して電気的に接続されている。すなわち、外部エレメント１２０がＧＮＤ線とされ、内部エレメント１３０が信号線とされている。

ここで、上述したように、螺旋状に延びる外部エレメント１２０の内部に所定の間隔を隔てて内部エレメント１３０を配置してなる所謂ダイポール構造のアンテナ１４０においては、２つのエレメント１２０，１３０の位置関係がアンテナ１４０の性能（共振特性）に対して重要である。例えば、２つのエレメント１２０，１３０の対向領域の間隔が変化すると、２つのエレメント１２０，１３０の対向領域間に構成されるコンデンサの容量が変化するため、共振周波数が変化し放射特性に影響を与える。また、基板１１０に対する垂直方向の成分が放射特性に寄与するため、基板１１０の垂直方向に対するエレメント１２０，１３０の傾きが変化する（すなわちエレメント１２０，１３０の基板表面からの高さＬ１，Ｌ２が変化する）と、エレメント１２０，１３０の対向領域の距離（高さ方向）が変化して放射特性に影響を与える。そこで、保持部材１５０は、各エレメント１２０，１３０に接触されて２つのエレメント１２０，１３０を所定の位置関係に保持し、ひいてはアンテナ１４０の性能を保持するように構成されている。

保持部材１５０の構造としては、２つのエレメント１２０，１３０を保持すべく各エレメント１２０，１３０に接触する形態であれば特に限定されるものではない。本実施形態においては、保持部材１５０と２つのエレメント１２０，１３０が一体成形され、これによって保持部材１５０が２つのエレメント１２０，１３０を所定の位置関係に保持するように構成されている。このように、一体成形された構成とすると、構成を簡素化することができる。また、一体成形によってエレメント１２０，１３０と保持部材１５０が密着されているので、後述する波長短縮効果を高めることができる。

保持部材１５０の構成材料としては、アンテナ１４０を基板１１０に実装する際の耐熱性を有し、電気絶縁性の誘電体であれば採用することができる。このように誘電体からなる保持部材１５０を採用すると、保持部材１５０と接するエレメント１２０，１３０に流れる高周波電流の波長短縮が生じ、誘電体が配置されない構成に比べて、アンテナ１４０の共振周波数を低域にシフトさせることができる。すなわち、同じ共振周波数であれば、誘電体が配置されない構成に比べて、電気長（エレメント１２０，１３０の長さ）を短くすることができ、基板１１０のランド形成面からのアンテナ１４０の高さ（アンテナ装置１００の体格）を小型化することができる。このことは、２つのエレメント１２０，１３０からなるコンデンサにおいて、コンデンサの容量が誘電体の誘電率が大きいほど大きくなり、それに伴ってＬＣ直列共振回路のアンテナ１４０の共振周波数が小さくなることからも明らかである。なお、保持部材１５０を構成する誘電体の誘電率が大きいほど、上述した波長短縮効果の影響が大きくなるので、アンテナ装置１００の体格をより小型化することができる。本実施形態においては、樹脂とセラミックの混合材料からなる誘電率が２０でリフロー実装に対する耐熱性を有する誘電体によって、保持部材１５０が構成されている。

具体的には、保持部材１５０は、図１〜図４に示すように、２つのエレメント１２０，１３０の螺旋部１２１，１３１の少なくとも一部に対応する螺旋部１５１と、表面実装部１２２，１３２に対応するベース部１５２とを有している。螺旋部１５１は、螺旋部１２１，１３１の下端（表面実装部１２２，１３２との連結端）から上端よりも若干高い位置まで設けられており、２つのエレメント１２０，１３０の螺旋部１２１，１３１間の対向領域全てに介在された略円筒状の螺旋間部１５１ａを有している。このように、保持部材１５０（螺旋間部１５１ａ）が、２つのエレメント１２０，１３０の螺旋部１２１，１３１間の対向領域の少なくとも一部に介在された構成とすると、保持部材１５０によって、２つのエレメント１２０，１３０を所定の位置関係に保持しつつ、波長短縮効果によってアンテナ１４０の共振周波数を低域にシフトさせることができる。特に本実施形態に示すように、螺旋部１２１，１３１間の対向領域全てに保持部材１５０（螺旋間部１５１ａ）が介在された構成とすると、保持効果と波長短縮効果をより高めることができる。

また、本実施形態においては、螺旋部１５１が、内部エレメント１３０の螺旋部１３１の内部全てに配置され、内部エレメント１３０と接触された略円柱状の螺旋内部１５１ｂも有している。すなわち、螺旋部１５１が円柱状となっている。さらには、基板１１０のランド形成面に垂直な方向において、外部エレメント１２０の隣接する螺旋間や、内部エレメント１３０の隣接する螺旋間にも配置されている。このように、内部エレメント１３０との螺旋部１３１内や、各エレメント１２０，１３０の螺旋間に配置された保持部材１５０も波長短縮効果に少なからず寄与する。したがって、アンテナ１４０の共振周波数をより低域にシフトさせ、ひいてはアンテナ装置１００の体格をより小型化することができる。

また、本実施形態においては、保持部材１５０のベース部１５２がＧＮＤパターン１１１上に積層配置され、ベース部１５２上に表面実装部１２２，１３２が積層配置されている。すなわち、表面実装部１２２，１３２がストリップライン構造となっている。その一例として、本実施形態においては、ベース部１５２が平面矩形状のＧＮＤパターン１１１よりも大きい平面矩形の板状とされ、ＧＮＤパターン１１１上に積層配置されている。この積層状態で、基板１１０のランド形成面上方から見て、ＧＮＤパターン１１１はベース部１５２によって被覆され、ランド１１１ａのみが露出されている。また、ベース部１５２のＧＮＤパターン１１１との接触面の裏面には、エレメント１２０，１３０の表面実装部１２２，１３２の表面が露出するように一体的に保持されている。このように、保持部材１５０を利用して表面実装部１２２，１３２をストリップライン構造とすると、アンテナ１４０のインピーダンスを安定化させて、アンテナ１４０の性能のばらつきを抑制することができる。また、ＧＮＤパターン１１１上に積層配置された保持部材１５０（ベース部１５２）も波長短縮効果に少なからず寄与するので、これによってアンテナ１４０の共振周波数を低域にシフトさせ、ひいてはアンテナ装置１００の体格をさらに小型化することができる。また、本実施形態においては、ベース部１５２の表面に表面実装部１２２，１３２が保持されているので、保持部材１５０によるエレメント１２０，１３０の保持効果を高めることができる。また、ランド１１１ａ，１１２ａに対する位置精度を高めることができる。

このような構成のアンテナ装置１００は、例えば以下に示す手順で形成することができる。先ず、導体線を加工して２つのエレメント１２０，１３０をそれぞれ形成する。次に、形成されたエレメント１２０，１３０をインサート部品として型内に配置し、該型内に保持部材１５０の構成材料を射出する。これにより、アンテナ１４０（エレメント１２０，１３０）と保持部材１５０が一体化される。また、これとは別に基板１１０を準備し、ランド１１１ａ，１１２ａ上にスクリーン印刷やディスペンサなどではんだ１６０を塗布しておく。そして、表面実装部１２２，１３２が対応するランド１１１ａ，１１２ａ上に載置されるように、保持部材１５０のベース部１５２を別途準備された基板１１０のＧＮＤパターン１１１上に位置決め載置する。そして、この位置決め状態で、リフローを実施することにより、表面実装部１２２，１３２と対応するランド１１１ａ，１１２ａとがはんだ１６０を介して接合され、上述したアンテナ装置１００が形成される。

このように本実施形態に係るアンテナ装置１００によれば、保持部材１５０によって２つのエレメント１２０，１３０を所定の位置関係に保持することができるので、２つのエレメント１２０，１３０がともに基板１１０のランド形成面側に配置され、ランド形成面から離反する方向に螺旋状に延びる構成でありながら、アンテナ１４０の性能を保持することができる。

また、保持部材１５０を構成する誘電体の波長短縮効果によって、アンテナの共振周波数を低域にシフトさせることができる。すなわち、同じ共振周波数であれば、誘電体が配置されない構成に比べて電気長を短くすることができ、アンテナ装置１００の体格を小型化することができる。特に本実施形態においては、基板１１０を構成する絶縁材料よりも誘電率の高い誘電体を用いて保持部材１５０を構成しているので、アンテナ装置１００の体格をより小型化することができる。

なお、本発明者は、このように構成されるアンテナ装置１００において、波長短縮による小型化の効果を確認した。その結果を図５に示す。図５は、電磁界シミュレーションによる波長短縮効果を示す図であり、本実施形態に係るアンテナ装置１００（誘電率２０の誘電体からなる保持部材１５０を含む）を実線で示し、比較対象として保持部材１５０がない以外は本実施形態のアンテナ装置１００と同一構成のアンテナ装置を破線で示している。図５に示すように、本実施形態に係るアンテナ装置１００によれば、保持部材１５０のない構成に比べて、同一の共振周波数でエレメント全長（電気長）を約０．３３倍とすることができる。すなわち、アンテナ装置１００の体格を小型化することができる。

また、各エレメント１２０，１３０が、対応するランド１１１ａ，１１２ａと接続される端部として、基板１１０のランド形成面に略平行とされた部位を含む表面実装部１２２，１３２を有している。したがって、２つエレメント１２０，１３０をリフローによって基板１１０に一括実装することができるので、基板１１０に対するアンテナ１４０の実装を効率化することができる。なお。本実施形態においては、保持部材１５０によって保持された状態で、アンテナ１４０（エレメント１２０，１３０）を基板１１０に実装するので、表面実装部１２２，１３２を対応するランド１１１ａ，１１２ａに位置決めしやすく、実装をより効率化することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を、図６に基づいて説明する。図６は、第２実施形態に係るアンテナ装置１００において、アンテナ周辺の透視図である。なお、図６は、第１実施形態に示した図４に対応している。

第２実施形態に係るアンテナ装置１００は、第１実施形態に示したアンテナ装置１００と共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。なお、第１実施形態に示した要素と同一の要素には、同一の符号を付与するものとする。

第１実施形態においては、保持部材１５０が、螺旋部１５１とベース部１５２を有し、ベース部１５２を介してＧＮＤパターン１１１上に表面実装部１２２，１３２が積層されて、表面実装部１２２，１３２がストリップライン構造とされる例を示した。これに対し、本実施形態においては、図６に示すように、保持部材１５０が螺旋部１５１のみを有し、ＧＮＤパターン１１１が基板１１０のランド形成面の裏面に設けられ、基板１１０を介してＧＮＤパターン１１１上に表面実装部１２２，１３２が積層されて、表面実装部１２２，１３２がストリップライン構造となっている点を特徴とする。より詳しくは、ＧＮＤパターン１１１が、アンテナ１４０の配置位置に対応して基板１１０のランド形成面の裏面に設けられ、接続ビア１１３を介してランド１１１ａと接続されている。そして、エレメント１２０，１３０を保持する保持部材１５０の螺旋部１５１が、基板１１０のランド形成面上に載置され、表面実装部１２２，１３２が対応するランド１１１ａ，１１２ａ上に対向配置されて、はんだ１６０（図６においては図示略）を介して接続されている。このような構成としても、表面実装構造において、アンテナ１４０のインピーダンスを安定化させることができる。なお、図６においては、保持部材１５０にはベース部１５２がないので、表面実装部１２２，１３２は、基板１１０のランド形成面に略平行な部位の先端側に、基板１１０のランド形成面側に折曲してなる部位を有していない構成となっている。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を、図７に基づいて説明する。図７は、第３実施形態に係るアンテナ装置１００において、アンテナ周辺の透視図である。なお、図７は、第１実施形態に示した図４に対応している。

第３実施形態に係るアンテナ装置１００は、第１実施形態に示したアンテナ装置１００と共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。なお、第１実施形態に示した要素と同一の要素には、同一の符号を付与するものとする。

第１実施形態においては、保持部材１５０が、螺旋部１５１とベース部１５２を有する例を示した。これに対し、本実施形態においては、図７に示すように、保持部材１５０がベース部１５２のみを有する点を特徴とする。ベース部１５２は、エレメント１２０，１３０の表面実装部１２２，１３２を保持し、螺旋部１２１，１３１の一端（表面実装部１２２，１３２との連結側）に隣接配置されているので、波長短縮効果に少なからず寄与する。したがって、これによってアンテナ１４０の共振周波数を低域にシフトさせ、ひいてはアンテナ装置１００の体格を小型化することができる。また、エレメント１２０，１３０の表面実装部１２２，１３２を保持しているので、保持部材１５０の無い構成に比べて、アンテナ１４０の性能を保持することができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態を、図８に基づいて説明する。図８は、第４実施形態に係るアンテナ装置１００において、アンテナ周辺の透視図である。なお、図８は、第１実施形態に示した図４に対応している。

第４実施形態に係るアンテナ装置１００は、第１実施形態に示したアンテナ装置１００と共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。なお、第１実施形態に示した要素と同一の要素には、同一の符号を付与するものとする。

第１実施形態においては、保持部材１５０が、螺旋部１５１として、螺旋間部１５１ａと螺旋内部１５１ｂを有する例を示した。これに対し、本実施形態においては、図８に示すように、螺旋部１５１として、外部エレメント１２０よりも外側に配置され、外部エレメント１２０と接触された螺旋外部１５１ｃをさらに有する点を特徴とする。すなわち、本実施形態において、螺旋部１５１は、外部エレメント１２０の外径よりも大きい略円柱状となっており、エレメント１２０，１３０の螺旋部１２１，１３１は保持部材１５０によって完全に被覆されている。このように、外部エレメント１２０の外周側に配置された保持部材１５０も波長短縮効果に少なからず寄与する。したがって、アンテナ１４０の共振周波数をより低域にシフトさせ、ひいてはアンテナ装置１００の体格をより小型化することができる。

なお、本実施形態においては、螺旋部１５１として、螺旋間部１５１ａ、螺旋内部１５１ｂ、及び螺旋外部１５１ｃを有する例を示した。しかしながら、螺旋部１５１としては、螺旋間部１５１ａ、螺旋内部１５１ｂ、及び螺旋外部１５１ｃの少なくとも１つを有していれば良い。例えば螺旋間部１５１ａと螺旋外部１５１ｃを有する構成としても良いし、螺旋内部１５１ｂと螺旋外部１５１ｃを有する構成としても良い。さらには、螺旋間部１５１ａ、螺旋内部１５１ｂ、及び螺旋外部１５１ｃのいずれか１つのみを有する構成としても良い。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

本実施形態において、アンテナ装置１００を車載用キーレス受信機に適用する例を示した。しかしながら、本実施形態に示すアンテナ装置１００の適用範囲は上記例に限定されるものではない。スマートエントリーシステムなどのアンテナ装置に適用することもできる。また、受信機だけでなく送信機に適用することができるのは言うまでもない
本実施形態において、保持部材１５０の螺旋部１５１が、螺旋部１２１，１３１の下端（表面実装部１２２，１３２との連結端）から螺旋部１２１，１３１の上端よりも若干高い位置まで設けられる例を示した。しかしながら、エレメント１２０，１３０を所定の位置関係に保持し、且つ、波長短縮効果を発揮すべく、基板１１０のランド形成面に垂直な方向において、螺旋部１５１は、エレメント１２０，１３０の螺旋部１２１，１３１の少なくとも一部と接触された構成であれば良い。

上述した各実施形態のうち、保持部材１５０としてベース部１５２を有する構成においては、表面実装部１２２，１３２が、基板１１０のランド形成面に略平行な部位と、該平行部位の先端を基板１１０のランド形成面側に折曲してなる部位を有する例を示した。しかしながら、表面実装部１２２，１３２の構成は上記例に限定されるものではない。基板１１０のランド形成面に略平行な部位のみを有する構成としても良い。対応するランド１１１ａ，１１２ａに対して表面実装が可能な構成、好ましくはリフローはんだ付けが可能な構成であれば採用することができる。

本実施形態においては、保持部材１５０がエレメント１２０，１３０と一体成形される例を示した。しかしながら、保持部材１５０に対してエレメント１２０，１３０が組み付けられて固定され、これによって２つのエレメント１２０，１３０が所定の位置関係に保持される構成としても良い。例えば図９においては、螺旋間部１５１ａとベース部１５２が一体成形されに保持部材１５０が構成され、これらが内部エレメント１３０の螺旋部１３１を挟むように２分割されている。そして、２分割された保持部材１５０の一方の内周部位に設けられた固定溝１５３に内部エレメント１３０の螺旋部１３１を嵌め込み、その後保持部材１５０の一方に保持部材１５０の他方を固定（例えば嵌合）させて内部エレメント１３０を挟み込む。次に、固定された保持部材１５０の外周部位に設けられた固定溝１５４に、弾性力を利用して外部エレメント１２０の螺旋部１２１を嵌め込む。このようにして、保持部材１５０によって２つのエレメント１２０，１３０が所定位置に保持された構成としても良い。なお、図９に示す符号１５５は、表面実装部１３２を保持するための溝である。図９は、変形例を示す斜視図である。

本実施形態においては、各エレメント１２０，１３０を構成する螺旋部１２１，１３１と表面実装部１２２，１３２が、それぞれ同一の導体線からなる例を示した。しかしながら、螺旋部１２１，１３１と表面実装部１２２，１３２が別部材として構成され、互いに接続されて各エレメント１２０，１３０とされた構成としても良い。

本実施形態においては、保持部材１５０が１つの部材として、射出成形によって形成される例を示した。しかしながら、保持部材１５０が複数の部材から構成されても良い。例えば、螺旋部１５１とベース部１５２が別部材として構成され、互いに接続されて保持部材１５０とされた構成としても良い。また、螺旋部１５１のうち、螺旋間部１５１ａと螺旋内部１５１ｂとが別部材として構成されても良い。

第１実施形態に係るアンテナ装置の要部の概略構成を示す斜視図である。 図１において、アンテナ周辺の透視図である。 図２を基板上面側から見た透視図である。 図２を側面側から見た透視図である。 波長短縮効果を示す図である。 第２実施形態に係るアンテナ装置において、アンテナ周辺の透視図である。 第３実施形態に係るアンテナ装置において、アンテナ周辺の透視図である。 第４実施形態に係るアンテナ装置において、アンテナ周辺の透視図である。 その他変形例を示す斜視図である。

符号の説明

１００・・・アンテナ装置
１１１・・・ＧＮＤパターン
１１１ａ・・・ランド
１１２・・・給電パターン
１１２ａ・・・ランド
１２０・・・外部エレメント
１２２・・・表面実装部
１３０・・・内部エレメント
１３２・・・表面実装部
１４０・・・アンテナ
１５０・・・保持部材
１５１・・・螺旋部
１５２・・・ベース部
１６０・・・はんだ

Claims (7)

1. ＧＮＤパターンのランドと給電パターンのランドが同一面上に設けられた基板と、
   前記基板のランド形成面から離反する方向に螺旋状に延びる螺旋部を有する外部エレメントと、前記外部エレメントの内側に間隔を隔てて配置され、前記外部エレメントの軸方向に沿って螺旋状に延びる螺旋部を有する内部エレメントとを有し、２つの前記エレメントの一方を信号線とし、他方をＧＮＤ線とするアンテナと、
   前記基板のランド形成面上に配置され、２つの前記エレメントに接触されて２つの前記エレメントを所定の位置関係に保持する保持部材と、を備えるアンテナ装置であって、
   前記保持部材は誘電体からなり、
   ２つの前記エレメントは、前記基板に固定される側において前記螺旋部に連結された端部として、前記基板のランド形成面に略平行とされた部位を含む表面実装部をそれぞれ有し、
   前記ＧＮＤパターンは、２つの前記エレメントの配置位置に対応して前記基板のランド形成面に設けられ、
   前記保持部材は、２つの前記エレメントの螺旋部に対応し、両螺旋部に接触されて２つの前記エレメントを所定の位置関係に保持する螺旋部位と、２つの前記エレメントの表面実装部に対応し、前記ＧＮＤパターン上に積層配置されたベース部位とを有し、
   各表面実装部における前記ランド形成面に略平行とされた部位は、お互いのなす角度が９０度となるように、対応する前記螺旋部から、前記外部エレメントの螺旋部及び前記保持部材の螺旋部位よりも外側まで伸びつつ、前記保持部材のベース部位を介して前記ＧＮＤパターン上に積層配置されたストリップライン構造とされ、互いに異なる前記ランドとそれぞれ接続されていることを特徴とするアンテナ装置。
2. ＧＮＤパターンのランドと給電パターンのランドが同一面上に設けられた基板と、
   前記基板のランド形成面から離反する方向に螺旋状に延びる螺旋部を有する外部エレメントと、前記外部エレメントの内側に間隔を隔てて配置され、前記外部エレメントの軸方向に沿って螺旋状に延びる螺旋部を有する内部エレメントとを有し、２つの前記エレメントの一方を信号線とし、他方をＧＮＤ線とするアンテナと、
   前記基板のランド形成面上に配置され、２つの前記エレメントに接触されて２つの前記エレメントを所定の位置関係に保持する保持部材と、を備えるアンテナ装置であって、
   前記保持部材は誘電体からなり、
   ２つの前記エレメントは、前記基板に固定される側において前記螺旋部に連結された端部として、前記基板のランド形成面に略平行とされた部位を含む表面実装部をそれぞれ有し、
   前記ＧＮＤパターンは、２つの前記エレメントの配置位置に対応して前記基板のランド形成面の裏面に設けられ、接続ビアを介して対応する前記ランドと接続されており、
   各表面実装部における前記ランド形成面に略平行とされた部位は、お互いのなす角度が９０度となるように、対応する前記螺旋部から、前記外部エレメントの螺旋部及び前記保持部材よりも外側まで伸びつつ、前記基板を介して前記ＧＮＤパターン上に積層配置されたストリップライン構造とされ、互いに異なる前記ランドとそれぞれ接続されていることを特徴とするアンテナ装置。
3. ２つの前記エレメントと前記保持部材は、一体成形されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアンテナ装置。
4. 前記保持部材は、２つの前記エレメントの螺旋部間の対向領域の少なくとも一部に介在されていることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載のアンテナ装置。
5. 前記保持部材は、２つの前記エレメントの螺旋部間の対向領域全てに介在されていることを特徴とする請求項４に記載のアンテナ装置。
6. 前記保持部材は、前記内部エレメントの螺旋部内に配置され、前記内部エレメントと接触されていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のアンテナ装置。
7. 前記保持部材は、前記外部エレメントの螺旋部よりも外側に配置され、前記外部エレメントの螺旋部と接触されていることを特徴とする請求項４〜６いずれか１項に記載のアンテナ装置。

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