JP4412223B2 - 車載アンテナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、給電部及び接地部を有するアンテナエレメントと、給電ランド及び接地ランドが表面に形成されていると共に導体パターンが裏面に形成されているプリント基板と、前記プリント基板が表面に搭載されている金属板とを備え、前記アンテナエレメントの給電部が前記給電ランドに接続され且つ前記アンテナエレメントの接地部が前記接地ランドに接続されている態様で前記アンテナエレメントが前記プリント基板の表面に搭載されている車載アンテナ装置に関する。

アンテナエレメントが接地導体に搭載されている構成として、例えば特許文献１に示すものがある。
特開平８−７８９４３号公報

ところで、アンテナ性能を適切に確保するためには、アンテナエレメントに対して十分な大きさを有するグランド板が必要であることから、接地導体としてプリント基板が採用される構成では、アンテナエレメントに対して十分な大きさを有するプリント基板が必要である。しかしながら、プリント基板が高価であると共に衝撃や振動に弱いという事情から、アンテナエレメントのグランド板としてプリント基板が採用される構成では、アンテナ装置全体としてコスト高になると共に機械的な強度を十分に確保することができないという問題がある。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、アンテナ装置全体としてコスト高になることがなく、また、アンテナ装置全体として機械的な強度を十分に確保することができながらも、アンテナ性能を適切に確保することができる車載アンテナ装置を提供することにある。

請求項１に記載した発明によれば、給電部及び接地部を有するアンテナエレメントと、給電ランド及び接地ランドが表面に形成されていると共に導体パターンが裏面に形成されているプリント基板と、プリント基板が表面に搭載されている金属板とを備え、アンテナエレメントの給電部が給電ランドに接続され且つアンテナエレメントの接地部が接地ランドに接続されている態様でアンテナエレメントがプリント基板の表面に搭載されているものであって、プリント基板は、アンテナエレメントのグランド板としてアンテナ性能を確保するのに必要な面積未満の面積で構成され、金属板は、アンテナエレメントのグランド板としてアンテナ性能を確保するのに必要な面積以上の面積で構成され、アンテナエレメントの接地部と金属板とが高周波的に接続されている。

これにより、プリント基板をアンテナエレメントのグランド板として作用させるのではなく、一般的には同一の単位面積ではプリント基板よりも安価であると共に衝撃や振動に強い金属板をアンテナエレメントのグランド板として作用させることにより、従来のものとは異なって、アンテナ装置全体としてコスト高になることがなく、また、アンテナ装置全体として機械的な強度を十分に確保することができながらも、アンテナ性能を適切に確保することができる。
また、プリント基板は、その裏面にあって少なくとも給電ランドに対応する箇所が導体パターンの削除により絶縁領域として形成され、金属板は、少なくともプリント基板の給電ランドに対応する箇所が穴部の形成により絶縁領域として形成されている。これにより、プリント基板にあって表面の給電ランドと裏面の導体パターンとの間の容量結合を抑制すると共にプリント基板の給電ランドと金属板との間の容量結合を抑制することにより、プリント基板にあって表面の給電ランドと裏面の導体パターンとの間の静電容量を減少させると共にプリント基板の給電ランドと金属板との間の静電容量を減少させることができ、アンテナ性能が劣化してしまうことを未然に防止することができる。

請求項２に記載した発明によれば、給電部及び接地部を有するアンテナエレメントと、給電ランド及び接地ランドが表面に形成されていると共に導体パターンが裏面に形成されているプリント基板と、プリント基板が表面に搭載されている金属板とを備え、アンテナエレメントの給電部が給電ランドに接続され且つアンテナエレメントの接地部が接地ランドに接続されている態様でアンテナエレメントがプリント基板の表面に搭載されているものであって、プリント基板は、その裏面にあって給電ランドに対応する箇所が導体パターンの削除により絶縁領域として形成され、金属板は、プリント基板の給電ランドに対応する箇所が穴部の形成により絶縁領域として形成されている。

これにより、上記した請求項１に記載したものと同様にして、プリント基板にあって表面の給電ランドと裏面の導体パターンとの間の容量結合を抑制すると共にプリント基板の給電ランドと金属板との間の容量結合を抑制することにより、プリント基板にあって表面の給電ランドと裏面の導体パターンとの間の静電容量を減少させると共にプリント基板の給電ランドと金属板との間の静電容量を減少させることができ、アンテナ性能が劣化してしまうことを未然に防止することができる。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。図２は、車載アンテナ装置１の構成部品であるアンテナエレメント２、プリント基板３及び金属板４を斜視図として示している。アンテナエレメント２は、変形折返しモノポール形状の１本のエレメントからなり、略平行な２本の辺部５，６を有するように折り返し部７がエレメントの略中間に形成されている。２本の辺部５，６の各々は、その途中部位で折曲げ部８，９により略直角に曲げられており、プリント基板３に対して略平行な部分が水平部１０，１１とされていると共に、プリント基板３に対して略垂直な部分（立上っている部分）が立上り部１２，１３とされている。また、アンテナエレメント２は、その一端側２ａが給電部１４とされていると共に、その他端側２ｂが接地部１５とされている。

この場合、アンテナエレメント２は、例えば「８００ＭＨｚ」帯域の電波を送受信するための移動電話用のアンテナエレメントであれば、一端側２ａから折り返し部７までの長さ及び折り返し部７から他端側２ｂまでの長さが「８００ＭＨｚ」帯域の電波の波長に「１／４」を乗じた長さに構成されており、つまり、全長が「８００ＭＨｚ」帯域の電波の波長に「１／２」を乗じた長さに構成されている。

プリント基板３は、その表面３ａと裏面３ｂとで異なる導体パターンが形成されて構成されている。プリント基板３の表面３ａには、上記したアンテナエレメント２の給電部１４の外形よりも僅かに大きな外形を有する給電ランド１６、上記したアンテナエレメント２の接地部１５の外形よりも僅かに大きな外形を有する接地ランド１７、同軸ケーブル１８（図１参照）の内側導体１８ａが接続される内側導体ランド１９及び同軸ケーブル１８の外側導体１８ｂが接続される外側導体ランド２０が形成されている。この場合、給電ランド１６と内側導体ランド１９とは接続ランド２１を介して導通されており、接地ランド１７と外側導体ランド２０とは直接導通されている。そして、プリント基板３の表面３ａは、これら給電ランド１６、接地ランド１７、内側導体ランド１９、外側導体ランド２０及び接続ランド２１以外の領域が絶縁領域とされている。

一方、プリント基板３の裏面３ｂには、上記した給電ランド１６と内側導体ランド１９と接続ランド２１とが一体化されてなるランドに対応する箇所に、その箇所の導体パターン２２が削除されていることにより、その給電ランド１６と内側導体ランド１９と接続ランド２１とが一体化されてなるランドの外形よりも僅かに大きな外形を有する絶縁領域２３が形成されている。尚、プリント基板３の表面３ａの接地ランド１７とプリント基板３の裏面３ｂの導体パターン２２とは後述するネジ穴３０にスルーホールが形成されていることにより導通されている。そして、このように構成されてなるプリント基板３は、アンテナエレメント２のグランド板としてアンテナ性能を確保するのに必要な面積よりも小さい面積で構成されている。

金属板４は、上記したプリント基板３の給電ランド１６と内側導体ランド１９と接続ランド２１とが一体化されてなるランドに対応する箇所に、穴部（空洞）２４が形成されていることにより、その給電ランド１６と内側導体ランド１９と接続ランド２１とが一体化されてなるランドの外形よりも僅かに大きな外形を有する絶縁領域２５が形成されている。そして、このように構成されてなる金属板４は、アンテナエレメント２のグランド板としてアンテナ性能を確保するのに必要な面積よりも大きい面積で構成されている。また、金属板４は、一般的には同一の単位面積ではプリント基板３よりも安価であると共に衝撃や振動に強い特性を有している。

そして、これらアンテナエレメント２、プリント基板３及び金属板４は、図１に示すように、アンテナエレメント２の給電部１４の第１のネジ穴２６とプリント基板３の給電ランド１６の第１のネジ穴２７とがネジ２８により位置合わせされてアンテナエレメント２の給電部１４と給電ランド１６とが電気的に接続されると共に、アンテナエレメント２の接地部１５の第２のネジ穴２９とプリント基板３の接地ランド１７の第２のネジ穴３０と金属板４のネジ穴３１とがネジ３２により位置合わせされてアンテナエレメント２の接地部１５とプリント基板３の接地ランド１７とが電気的に接続されて組み付けられている。このとき、アンテナエレメント２は、その先端側（折り返し部７側）がプリント基板３から突出するように組み付けられている。

また、同軸ケーブル１８は、その内側導体１８ａが内側導体ランド１９にはんだ付けされていると共に外側導体１８ｂが外側導体ランド２０にはんだ付けされている。また、プリント基板３と金属板４との間には絶縁層３３が介挿されている。そして、この場合、アンテナエレメント２の接地部１５と金属板４とはプリント基板３にあって裏面３ｂの導体パターン２２を介して容量結合されて高周波的に接続されている。

以上に説明したように本実施形態によれば、車載アンテナ装置１において、プリント基板３をアンテナエレメント２のグランド板としてアンテナ性能を確保するのに必要な面積よりも小さい面積で構成すると共に金属板４をアンテナエレメント２のグランド板としてアンテナ性能を確保するのに必要な面積よりも大きい面積で構成したので、プリント基板３をアンテナエレメント２のグランド板として作用させるのではなく、プリント基板３よりも安価であると共に衝撃や振動に強い金属板４をアンテナエレメント２のグランド板として作用させることにより、従来のものとは異なって、アンテナ装置全体としてコスト高になることがなく、また、アンテナ装置全体として機械的な強度を十分に確保することができながらも、アンテナ性能を適切に確保することができる。

また、プリント基板３の裏面３ｂにあって給電ランド１６に対応する箇所を導体パターン２２の削除により絶縁領域２３として形成すると共に金属板４にあってプリント基板３の給電ランド１６に対応する箇所を穴部２４の形成により絶縁領域２５として形成したので、プリント基板３にあって表面３ａの給電ランド１６と裏面３ｂの導体パターン２２との間の容量結合を抑制すると共にプリント基板３の給電ランド１６と金属板４との間の容量結合を抑制することにより、プリント基板３にあって表面３ａの給電ランド１６と裏面３ｂの導体パターン２２との間の静電容量を減少させると共にプリント基板３の給電ランド１６と金属板４との間の静電容量を減少させることができ、アンテナ性能が劣化してしまうことを未然に防止することができる。

本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形または拡張することができる。
アンテナエレメントは、変形折返しモノポール形状が採用される構成に限らず、逆Ｆ形状や逆Ｌ形状などの他の形状をなす板状のアンテナエレメントが採用される構成であっても良く、また、これら板状のアンテナエレメントが採用される構成に限らず、線状のアンテナエレメントが採用される構成であっても良い。また、例えば「１．５ＧＨｚ」帯域や「２ＧＨｚ」帯域の電波を送受信するための移動電話用のアンテナエレメントが採用される構成であっても良いし、これら移動電話用のアンテナエレメントが採用される構成に限らず、無線ＬＡＮ用のアンテナエレメントや近距離無線通信用のアンテナエレメントが採用される構成であっても良い。

本発明の一実施形態を示す斜視図 アンテナエレメント、プリント基板及び金属板の斜視図

符号の説明

図面中、１は車載アンテナ装置、２はアンテナエレメント、３はプリント基板、３ａは表面、３ｂは裏面、４は金属板、１４は給電部、１５は接地部、１６は給電ランド、１７は接地ランド、２２は導体パターン、２３は絶縁領域、２４は穴部、２５は絶縁領域である。

Claims (2)

1. 給電部及び接地部を有するアンテナエレメントと、給電ランド及び接地ランドが表面に形成されていると共に導体パターンが裏面に形成されているプリント基板と、前記プリント基板が表面に搭載されている金属板とを備え、前記アンテナエレメントの給電部が前記給電ランドに接続され且つ前記アンテナエレメントの接地部が前記接地ランドに接続されている態様で前記アンテナエレメントが前記プリント基板の表面に搭載されている車載アンテナ装置であって、
   前記プリント基板は、前記アンテナエレメントのグランド板としてアンテナ性能を確保するのに必要な面積未満の面積で構成され且つその裏面にあって少なくとも前記給電ランドに対応する箇所が導体パターンの削除により絶縁領域として形成され、
   前記金属板は、前記アンテナエレメントのグランド板としてアンテナ性能を確保するのに必要な面積以上の面積で構成され且つ少なくとも前記プリント基板の前記給電ランドに対応する箇所が穴部の形成により絶縁領域として形成され、
   前記アンテナエレメントの前記接地部と前記金属板とが電気的に接続され且つ高周波的に接続されていることを特徴とする車載アンテナ装置。
2. 給電部及び接地部を有するアンテナエレメントと、給電ランド及び接地ランドが表面に形成されていると共に導体パターンが裏面に形成されているプリント基板と、前記プリント基板が表面に搭載されている金属板とを備え、前記アンテナエレメントの給電部が前記給電ランドに接続され且つ前記アンテナエレメントの接地部が前記接地ランドに接続されている態様で前記アンテナエレメントが前記プリント基板の表面に搭載されている車載アンテナ装置であって、
   前記プリント基板は、その裏面にあって前記給電ランドに対応する箇所が導体パターンの削除により絶縁領域として形成され、
   前記金属板は、前記プリント基板の前記給電ランドに対応する箇所が穴部の形成により絶縁領域として形成されていることを特徴とする車載アンテナ装置。

Images