JPH08162846A

JPH08162846A - プリントアンテナ

Info

Publication number: JPH08162846A
Application number: JP29621294A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kobayashi; 敦小林; Hiromichi Goto; 弘通後藤; Kozo Miyai; 孝造宮井; Koji Yamamoto; 宏司山本
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1994-11-30
Filing date: 1994-11-30
Publication date: 1996-06-21

Abstract

(57)【要約】【目的】小型、薄型化が実現することができ、さら
に、製造が容易で、精度良いプリントアンテナを提供す
ることにある。【構成】本発明のプリントアンテナは、接地導体板１
と、この接地導体板１に互いに直交して立設する複数の
プリント基板４ａ、４ｂ・・と、このプリント配線板４
ａ、４ｂ・・の表面に上記接地導体板１の表面に平行に
なるように頂部容量装荷導体３が形成され、この頂部容
量装荷導体３より垂直に垂直輻射導体２が形成されてい
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、準マイクロ波
帯で使用される移動体通信機器への組み込みに適した、
小形、薄型化されたプリントアンテナに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】移動体通信機器において使用されるアン
テナは、小形で、薄型化された低姿勢のアンテナが好ま
しく、従来、第５図（ａ）に示すような棒状金属導体２
１を組み合わせた、頂部容量装荷型垂直アンテナ２０を
用いていた。

【０００３】第５図（ｂ）は、この頂部容量装荷型垂直
アンテナの断面図である。この頂部容量装荷型垂直アン
テナ２０は、２つの棒状金属導体２１を直交するように
係合して形成された頂部容量装荷導体３に、この頂部容
量装荷導体３の係合部２２より、垂直に垂直輻射導体２
が結合されている。この垂直輻射導体２も棒状金属導体
２１で構成され、前記頂部容量装荷導体３と電気的に接
続されている。

【０００４】さらに、上記垂直輻射導体２は、面状の接
地導体板１に接続されている。この接地導体板１は、板
状の導体板で形成され、裏面に給電用同軸ケーブル２３
が接続され、この給電用同軸ケーブル２３の給電線２４
が、接地導体板１の垂直輻射導体２と接地導体板１の接
続部２５から離れた位置に、接地導体板１と絶縁を保っ
た状態で、給電用導体２６を介して頂部容量装荷導体３
に接続されている。また、この給電用同軸ケーブル２３
の表面の導体部２７は、接地導体板１に接続されてい
る。

【０００５】上述のような棒状導体２１で形成された頂
部容量装荷型垂直アンテナ２０は、上記構成要素の相互
配置寸法制度が同調周波数、または、給電インピーダン
スに直接関係するため、例えば、図５（ａ）中に示す、
垂直輻射導体２の長さ（つまり、頂部容量装荷導体３と
接地導体板１との間隔）Ｈ、または、垂直輻射導体２と
給電用導体２６との間隔Ｄなどの寸法を、常に一定に保
つ必要がある。

【０００６】したがって、この頂部容量装荷型垂直アン
テナ２０を移動体に搭載するためには、振動、衝撃によ
るアンテナ本体の形状変化を避けるため、棒状導体部を
強固する必要があり、頂部容量装荷導体３や垂直輻射導
体２を構成する棒状金属導体２１を太くすることによ
り、アンテナの重量が増したり、製作工数が増すことが
あった。

【０００７】さらに、上記のような頂部容量装荷型垂直
アンテナ２０を複数個並べて、アレイアンテナを形成す
るときは、アンテナを構成するそれぞれの寸法精度に加
えて、アレイアンテナ間の間隔を正しく維持する必要が
あり、棒状金属導体２１で所定の寸法を維持することは
非常に難しかった。

【０００８】また、外形寸法を小型化するため、棒状金
属導体２１で形成された直線状のアンテナ素子導体を折
り曲げて装荷容量を上げる等の加工をすると、自立が困
難になるなど、製作上の困難が増すという欠点があっ
た。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情に
鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、
小型、薄型化が実現することができ、さらに、製造が容
易で、精度良いプリントアンテナを提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
プリントアンテナは、接地導体板１と、この接地導体板
１に互いに直交して立設する複数のプリント基板４ａ、
４ｂ・・と、このプリント配線板４ａ、４ｂ・・の表面
に上記接地導体板１の表面に平行になるように頂部容量
装荷導体３が形成され、この頂部容量装荷導体３より垂
直に垂直輻射導体２が形成されていることを特徴とす
る。

【００１１】本発明の請求項２に係るプリントアンテナ
は、上記接地導体板１に立設するプリント基板４ａ、４
ｂ・・が、互いに嵌合するための凹部５を備えたことを
特徴とする。

【００１２】本発明の請求項３に係るプリントアンテナ
は、上記接地導体板（１）がプリント基板（１ａ）で構
成されたことを特徴とする。

【００１３】本発明の請求項４に係るプリントアンテナ
は、上記プリント基板４ａ、４ｂ・・の下端に接地導体
板１と嵌合するための凸部７が形成され、前記接地導体
板１には、この凸部７が嵌合する嵌合穴８を備えたこと
を特徴とする。

【００１４】本発明の請求項５に係るプリントアンテナ
は、３枚以上嵌合して上記接地導体板１に立設するプリ
ント基板４ａ、４ｂ・・上に、アレイアンテナ信号処理
回路９が形成されたことを特徴とする。

【００１５】本発明の請求項６に係るプリントアンテナ
は、上記接地導体板１を構成するプリント基板１ａが多
層プリント配線板で、この多層プリント配線板の内層回
路で接地用導体１０を形成し、他の内層回路に、アレイ
アンテナ信号処理回路９が形成されたことを特徴とす
る。

【００１６】本発明の請求項７に係るプリントアンテナ
は、上記プリント基板４ａ、４ｂ・・に形成された頂部
容量装荷導体３の端部に突出部１１が形成されているこ
とを特徴とする。

【００１７】

【作用】本発明に係るプリントアンテナによると、接地
導体板１と、この接地導体板１に互いに直交して立設す
る複数のプリント基板４ａ、４ｂ・・と、このプリント
配線板４ａ、４ｂ・・の表面に上記接地導体板１の表面
に平行になるように頂部容量装荷導体３が形成され、こ
の頂部容量装荷導体３より垂直に垂直輻射導体２が形成
されているので、接地導体板１の接地導体とプリント基
板４ａ、４ｂ・・の頂部容量装荷導体３、垂直輻射導体
２により容易に頂部容量装荷型垂直アンテナを形成する
ことができる。

【００１８】また、上記接地導体板１に立設するプリン
ト基板４ａ、４ｂ・・が、互いに嵌合するための凹部５
を備えているので、容易に嵌合することでき、安定性が
良く、互いの導体の導通を図り、同一平面上に頂部容量
装荷導体を直交して配し、各々のアンテナを形成する導
体間の寸法を一定に保つことができる。さらに、接地導
体板１がプリント基板１ａで構成されていると、プリン
ト基板１ａを構成する金属箔１２により容易に接地導体
１０を形成することができる。また、この接地導体板１
が、垂直輻射導体２および頂部容量装荷導体３等のアン
テナを構成するプリント基板４ａ、４ｂ・・が立設する
ための嵌合穴８を備えているので、該プリント基板４
ａ、４ｂ・・の下部に形成された凸部７をこの嵌合穴８
に嵌め合わせることにより、アンテナを構成するプリン
ト基板を立設した状態のまま固守することができる。

【００１９】また、３枚以上嵌合して上記接地導体板１
に立設するプリント基板４ａ、４ｂ・・上に、アレイア
ンテナ信号処理回路が形成されているので、プリント基
板を形成する方法で、このプリント基板上に容易にアン
テナとアレイアンテナ信号処理回路を形成することがで
き、アンテナとアレイアンテナ信号処理回路とを直接接
続することができ、安定してアンテナで得られた信号を
信号処理部に電送することができる。

【００２０】また、接地導体板１を構成するプリント基
板１ａが多層プリント配線板で形成されると、内層回路
で接地用導体１０を形成し、他の内層回路にアレイアン
テナ信号処理回路９を形成することができるので、アレ
イアンテナの構成要素と、信号処理回路を一体化して構
成することができ、小型化を図り、容易にプリントアン
テナを形成することができる。

【００２１】以下、本発明を添付した図面に沿って詳細
に説明する。

【００２２】

【実施例】

実施例１本発明に係るプリントアンテナは、例えば、プリント基
板の表面の導電箔をエッチング加工し、垂直輻射導体お
よび頂部容量装荷導体等の回路を形成し、端面より切削
加工を行って凹部や凸部を形成し、その後、めっきスル
ーホールを形成した接地導体板に嵌合穴を穿設して、上
記プリント基板をこの嵌合穴に嵌合し、半田付けにより
一体に接続する。そして、上記接地導体板に同軸ケーブ
ルを接続することにより、図１（ａ）の斜視図に示すよ
うにアンテナが直交した位置に配した構造で、図１
（ａ）のＡ−Ａで破断した、図１（ｂ）に示すような断
面を有するアレイアンテナの１つである頂部容量装荷型
垂直アンテナを得ることができる。また、図１（ｂ）
は、上記頂部容量装荷型垂直アンテナに給電線路を接続
した様子である。また、第１図（ｃ）は、上記プリント
アンテナの組み立て分解図である。

【００２３】上記プリントアンテナを構成する接地導体
板１は、プリント基板１ａで構成されている。このプリ
ント基板１ａは、表裏の金属箔で構成された第１の接地
導体１０ａと第２の接地導体１０ｂとを備え、この第１
の接地導体１０ａと第２の接地導体１０ｂとは、めっき
スルーホール１２により、互いに電気的導通が図られて
いる。さらに、この接地導体板１には、十字上の嵌合穴
８が穿設されている。

【００２４】この接地導体板１に互いに直交して立設す
る第２及び第３のプリント基板４ａ、４ｂのそれぞれの
表面には、頂部容量装荷導体３と垂直輻射導体２が形成
され、垂直輻射導体２は、ほぼ頂部容量装荷導体３の中
央部に一端を発し、互いに直交するように形成されてい
る。この頂部容量装荷導体３は、プリント基板４ａ、４
ｂを接地導体板１に立設したときに、接地導体板１に表
面に対し平行になるように形成されている。したがっ
て、この頂部容量装荷導体３に垂直に形成された垂直輻
射導体２は、上記接地導体板１の表面に対して垂直に形
成される。

【００２５】また、上記第２及び第３のプリント基板４
ａ、４ｂには、互いに直交して立設することができるよ
うにプリント基板の中央付近に互いに嵌合するための凹
部５が形成されている。さらに、第２及び第３のプリン
ト基板４ａ、４ｂの下端には、上記第１のプリント基板
１ａの嵌合穴８と嵌合する凸部７が形成されている。

【００２６】さらに、第２のプリント基板４ａには、垂
直輻射導体２と平行で、一端が上記頂部容量装荷導体３
と接続された給電用導体１４が形成されている。この給
電用導体１４の他端は、第２のプリント基板４ａの下端
に形成された凸部７により接地導体板１の裏面より突出
し、裏面に突出した部分で、給電用同軸ケーブル１５の
給電線１６に半田付け等を用いて接続されている。この
給電用導体１４が頂部容量装荷導体３と接続される位置
は、頂部容量装荷導体３のほぼ中央に接続された垂直輻
射導体２より、頂部容量装荷導体３の端部側に一定の距
離離れた所で、アンテナ抵抗が５０オームになる所が好
ましい。また、上記給電用同軸ケーブル１５の給電線１
６を覆う導体部２７は、半田付けにより、接地導体板１
の第２の接地導体１０ｂに接合されている。

【００２７】上記第２及び第３のプリント基板４ａ、４
ｂに形成された頂部容量装荷導体３及び垂直輻射導体２
は、第２及び第３のプリント基板４ａ、４ｂの嵌合した
凹部５に半田付けを行うことにより互いに接合され、電
気的導通が図られている。

【００２８】さらに、頂部容量装荷導体３より接地導体
板１に対して垂直に形成された垂直輻射導体２も、接地
導体板１の嵌合穴８と凸部７とが嵌合した部分で半田付
けをすることにより、接地導体板１の第１及び第２の接
地導体１０ａ、１０ｂと接合されている。

【００２９】したがって、給電用同軸ケーブル１５の給
電線１６より、頂部容量装荷導体３、垂直輻射導体２、
さらに、接地導体１０へと電気的導通が図られている。

【００３０】したがって、第２及び第３のプリント基板
４ａ、４ｂに形成されたそれぞれの凹部５、さらには、
凸部７と嵌合穴８を嵌合することにより、頂部容量装荷
導体３と接地導体板１との間隔Ｈを一定の距離に保つこ
とができ、容易に頂部容量装荷型垂直アンテナを形成す
ることができる。さらに、プリント基板の表面に露光、
エッチング等の加工方法を用いて頂部容量装荷導体や垂
直輻射導体を形成するので、設計が容易で、精度が高い
アンテナを形成することができる。

【００３１】実施例２図２は、本発明に係る他の一実施例であるプリントアン
テナの斜視図である。

【００３２】本実施例のプリントアンテナは、実施例１
で示した接地導体板に立設するプリント基板の枚数を増
加させたものである。図２（ａ）は、実施例１と同様、
接地導体板１を形成する第１のプリント基板１ａと、第
２及び第３のプリント基板４ａ、４ｂ、さらに、第４の
プリント基板４ｃとから構成されている。図２（ｂ）
は、実施例１と同様、接地導体板１を形成する第１のプ
リント基板１ａと、第２及び第３のプリント基板４ａ、
４ｂ、さらに、第４及び第５のプリント基板４ｃ、４ｄ
とから構成されている。

【００３３】図２（ａ）に示されたプリントアンテナ
は、接地導体板１を形成する第１のプリント基板１ａ
に、２組の頂部容量装荷導体３と垂直輻射導体２が形成
された第２のプリント基板４ａを立設し、この第２のプ
リント基板４ａのそれぞれの頂部容量装荷導体３に対し
て、頂部容量装荷導体３と垂直輻射導体２が形成された
第３及び第４のプリント基板４ｂ、４ｃを、頂部容量装
荷導体３が互いに直交するように嵌合することにより形
成された、２素子のアレイアンテナを有するプリントア
ンテナである。

【００３４】上記第１、及び、第２〜第４のプリント基
板には、それぞれ、実施例１で説明したような、嵌合
穴、凹部、及び、凸部が形成され、互いに嵌合できる形
状を有している。

【００３５】この２素子のアンテナは、上記実施例１で
説明したように嵌合穴、凹部、及び、凸部を嵌合した
後、頂部容量装荷導体と垂直輻射導体、さらに、接地導
体を半田付けにより接合されて一体化し、電気的導通を
有することにより、それぞれがアレイアンテナとして動
作することができる。

【００３６】尚、図２（ａ）でアンテナを構成する頂部
容量装荷導体３の端部には突出部１１が形成されている
が、この突出部１１により、アンテナの装荷容量を増大
し、アンテナの小型化を実現することができる。

【００３７】また、図２（ｂ）に示されたプリントアン
テナは、上記図２（ａ）で示したプリントアンテナに、
さらに第５のプリント基板４ｄが加わったプリントアン
テナで、接地導体板１を形成する第１のプリント基板１
ａに、それぞれ２組の頂部容量装荷導体３と垂直輻射導
体２が形成された第２〜第５のプリント基板４ａ〜４ｄ
を互いの頂部容量装荷導体３が直交するように嵌合して
立設し、半田付けにより接合して一体化して形成された
４素子のアレイアンテナを有するプリントアンテナであ
る。

【００３８】このように、接地導体板に複数のプリント
基板を嵌合して立設し、さらに、接合して一体化し、電
気的導通を有することにより、多素子のアレイアンテナ
が形成されたプリントアンテナを得ることができる。

【００３９】図３は、上記アレイアンテナ構成を有する
プリントアンテナに有効なアレイアンテナ信号処理回路
を示すものである。

【００４０】図３（ａ）は、図２（ａ）に示すプリント
アンテナの第２のプリント基板、さらには、図２（ｂ）
に示すプリントアンテナの第２、第３、第４、第５のプ
リント基板に相当する、プリント基板の詳細を示す正面
図である。

【００４１】このプリント基板は、２素子アンテナ用エ
レメント基板であり、２つの頂部容量装荷導体３が形成
され、それぞれの頂部容量装荷導体３より垂直に垂直輻
射導体２が形成されている。さらに、頂部容量装荷導体
３より垂直輻射導体２と平行で一定間隔離れた所に給電
用導体１４が形成されている。そして、それぞれの給電
用導体１４ａ、１４ｂからのアンテナ出力信号をインピ
ーダンス整合して、加え合わせ、合成出力端子１３に導
くインピーダンス整合回路１８が形成されている。

【００４２】図３（ｂ）は、上記２素子アンテナ用エレ
メント基板の裏面の詳細を示す正面図である。それぞれ
のアレイアンテナを整合するインピーダンス整合回路１
８の接地導体１０が形成され、一体となって共通接地導
体部１９が形成されている。（図中破線で示されている
のは、表側の頂部容量装荷導体３、垂直輻射導体２、給
電用導体１４等である。）この実施例では、マイクロストリップラインによるイン
ピーダンス整合回路を示したが、低雑音増幅回路、移相
回路、スイッチ回路等、種々のアレイアンテナ信号処理
回路９を形成することができる。

【００４３】実施例３図４は本発明に係るプリントアンテナの他の実施例を示
す、プリントアンテナの裏面の斜視図である。

【００４４】このプリントアンテナは、実施例２の図２
（ａ）と同様、第１のプリント基板（４）の上面には、
頂部容量装荷型垂直アンテナが形成されている。

【００４５】本実施例における第１のプリント基板１ａ
は、多層プリント配線板で形成され、表面には、接地導
体１０が形成され、内層回路１０ｃに回路接地導体、及
び、電源回路導体が形成されている。さらに、裏面に
は、アレイアンテナ信号処理回路９が形成され、図４で
は、アレイアンテナ信号処理回路９として、アンテナ合
成回路導体９ａが形成されている。この第１のプリント
基板１ａの裏面には、表面に立設した第２、第３等のプ
リント基板４ａ、４ｂの凸部７が突出し、凸部７に形成
されているアンテナ給電用導体１４が上記アンテナ合成
回路導体９ａと半田付け１７により接続されている。さ
らに、表面実装部品３０等が搭載され、アンテナ合成回
路導体９ａと接続したり、アンテナ出力マイクロストリ
ップ線路３１が接続されている。

【００４６】このように、アンテナを構成するプリント
基板にアンテナ合成回路導体を形成したり、表面実装部
品等を搭載すると、アンテナ出力を直接信号処理回路部
と結合することができるため、信号の損出が少なく、低
雑音受信機、或いは、高能率送信回路を実現することが
できる。

【００４７】

【発明の効果】以上、述べたように、本発明のプリント
アンテナによると、頂部容量装荷型垂直アンテナをプリ
ント基板で構成することができ、小型化、軽量化を図る
ことができる。特に、準マイクロ波帯の移動体通信機器
の組み込みアンテナとして利用すると、組立加工が容易
であるとともに、アンテナ加工の精度を確保することが
できる。さらに、アンテナ素子が、プリント基板で構成
されるため、マイクロストリップ回路、電気部品を一体
に実装できるので、アレイアンテナの制御、合成回路を
アンテナに組み込んで小型化を図り、余分な接続線路に
よる損失が少なくなる。また、アンテナ部全体をプリン
ト基板で一体に構成することができるので、プリント基
板の製造方法で容易にアンテナを製造することができ、
品質精度を確保することができ、容易に量産を実現する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明に係る一実施例のプリントアンテ
ナの斜視図である。（ｂ）本発明に係る一実施例のプリントアンテナの断面
図である。（ｃ）本発明に係る一実施例のプリントアンテナの組立
分解図である。

【図２】（ａ）本発明に係る他の一実施例のプリントア
ンテナ（２素子）の斜視図である。（ｂ）本発明に係る他の一実施例のプリントアンテナ
（４素子）の斜視図である。

【図３】（ａ）本発明に係る一実施例のプリントアンテ
ナを構成するプリント基板の表面の正面図である。（ｂ）本発明に係る一実施例のプリントアンテナを構成
するプリント基板の裏面の正面図である。

【図４】本発明に係る一実施例のプリントアンテナの底
面の斜視図である。

【図５】従来の頂部容量装荷型垂直アンテナの斜視図で
ある。

【符号の説明】

１接地導体板２垂直輻射導体３頂部容量装荷導体４プリント基板５凹部７凸部８嵌合穴９アンテナ信号処理回路１０接地用導体１１突出部１２スルーホール１３合成出力端子１４給電用導体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本宏司大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】接地導体板（１）と、この接地導体板
（１）に互いに直交して立設する複数のプリント基板
（４ａ、４ｂ・・）と、このプリント配線板（４ａ、４
ｂ・・）の表面に上記接地導体板（１）の表面に平行に
なるように頂部容量装荷導体（３）が形成され、この頂
部容量装荷導体（３）より垂直に垂直輻射導体（２）が
形成されているプリントアンテナ。
【請求項２】上記プリント基板（４ａ、４ｂ・・）
が、互いに嵌合するための凹部（５）を備えた請求項１
記載のプリントアンテナ。
【請求項３】上記接地導体板（１）がプリント基板
（１ａ）で構成された請求項１または請求項２記載のプ
リントアンテナ。
【請求項４】上記プリント基板（４ａ、４ｂ・・）の
下端に接地導体板（１）と嵌合するための凸部（７）を
有し、前記接地導体板（１）に、この凸部（７）が嵌合
する嵌合穴（８）を備えた請求項１乃至は請求項３のい
づれか記載のプリントアンテナ。
【請求項５】３枚以上嵌合して上記接地導体板（１）
に立設するプリント基板（４ａ、４ｂ・・）上に、アレ
イアンテナ信号処理回路（９）が形成されたことを特徴
とする請求項１乃至請求項４のいずれか記載のプリント
アンテナ。
【請求項６】上記接地導体板（１）を構成するプリン
ト基板（１ａ）が多層プリント配線板で、この多層プリ
ント配線板の内層回路で接地用導体（１０）を形成し、
他の内層回路に上記アレイアンテナ信号処理回路（９）
が形成されたことを特徴とする請求項５記載のプリント
アンテナ。
【請求項７】上記プリント基板（４ａ、４ｂ・・）に
形成された頂部容量装荷導体（３）の端部に突出部（１
１）が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請
求項６のいずれか記載のプリントアンテナ。