JPH08186430A - アンテナユニット及びアンテナユニットの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明に係るアンテナユニットは、組み立て
部品及び製造工程を削減し、かつ、アンテナエレメント
用プリント配線板を必要とせずに製造することにより、
製造コストの低減が可能なマイクロストリップアンテナ
を備えたアンテナユニット及びアンテナユニットの製造
方法を提供することである。 【構成】 本発明のアンテナユニットは、給電部４を備
えるアンテナ電極１及びこのアンテナ電極１と絶縁層２
を介して対向している接地電極３と、この接地電極３に
隣接しているアンプ回路部１０を、樹脂製のレドーム７
により封入してなることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、衛星通信、移動体通信
等に使用されるマイクロストリップアンテナを備えるア
ンテナユニット及びアンテナユニットの製造方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】車両、船舶等の移動体用のナビゲーショ
ンシステムでは、衛星からの送信電波を受信する小型ア
ンテナが使用されている。この小型アンテナに適するア
ンテナの一種としてマイクロストリップアンテナがあ
り、実用化されている。

【０００３】このマイクロストリップアンテナは、通
常、受信する波長の１／２の寸法のアンテナ電極とそれ
より大きい接地電極を備えていて、アンテナ電極の形状
には角形、円形等があり、その形状を工夫することによ
り受信周波数の広帯域化が図られている。

【０００４】従来のマイクロストリップアンテナは、図
７に示すように、絶縁層２２の上面にアンテナ電極２
１、下面に接地電極２３を形成したアンテナエレメント
用プリント配線板３０を、保護カバー２７に収納し、ネ
ジ２８で固定して構成されている。そして、アンテナ電
極２１と接続している給電ピン２４により受信した信号
が外部に伝送できるように構成されている。そして、増
幅機能を持たせたい場合には、図８に示すように、上記
の図７に示したアンテナエレメント用プリント配線板３
０の下面にアンプ回路３１を備えるアンプ用プリント配
線板３２をネジ２８で固定したものがある。この図８の
場合、アンテナ電極２１と導通している給電ピン２４の
下端２６を半田付けによりアンプ回路３１に接続し、さ
らに、アンプ回路３１に給電線３３を接続して、受信し
た信号を増幅してから外部に伝送するよう構成されてい
る。図７及び図８の保護カバー２７はレドームとよば
れ、環境からアンテナ電極２１、接地電極２３等を保護
する役割をしていて、電波を通す材質で作られている。

【０００５】このような、従来のマイクロストリップア
ンテナでは、プリント配線板を、別途製造された保護カ
バー（レドーム）に収納し、ネジ等の組み立て部品を用
いて組み立てる工程が必要であり、また、上面にアンテ
ナ電極、下面に接地電極を形成したアンテナエレメント
用プリント配線板を準備する必要があった。このプリン
ト配線板は、両面金属箔張り絶縁基板を用いて、孔明
け、めっき、エッチング等の複雑な製造工程により製造
されるため、そのコストは高くならざるをえなかった。
このように従来のマイクロストリップアンテナでは、組
み立て工程、組み立て部品及びアンテナエレメント用プ
リント配線板が必要であるために、その製造コストが高
くなるという問題があった。

【０００６】なお、上記の問題を解決する手段の一つと
して、本発明者らは特願平６−６４１９４号において、
アンテナ電極及び接地電極を有するアンテナエレメント
用プリント配線板を樹脂で封入し、かつ、この樹脂によ
りレドームを形成してなるアンテナユニットを提案して
いるが、上記提案では、依然としてアンテナエレメント
用プリント配線板を使用しているため、製造コストの低
減が不十分であるという問題があった。

【０００７】

【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、
組み立て部品及び製造工程を削減し、かつ、アンテナエ
レメント用プリント配線板を必要とせずに製造すること
により、製造コストの低減が可能なマイクロストリップ
アンテナを備えたアンテナユニット及びアンテナユニッ
トの製造方法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明のア
ンテナユニットは、給電部４を備えるアンテナ電極１及
びこのアンテナ電極１と絶縁層２を介して対向している
接地電極３と、この接地電極３に隣接しているアンプ回
路部１０を、樹脂製のレドーム７により封入してなるこ
とを特徴としている。

【０００９】請求項２に係る発明のアンテナユニット
は、請求項１記載のアンテナユニットにおいて、アンプ
回路部１０にアンプ回路部１０を覆う金属シャーシ１１
を、樹脂製のレドーム７に封入してなることを特徴とす
る。

【００１０】請求項３に係る発明のアンテナユニット
は、請求項１又は請求項２記載のアンテナユニットにお
いて、レドーム７の最下部に、外部機器に取り付けるこ
とができる取付け部材１２を、樹脂製のレドーム７に封
入してなることを特徴とする。

【００１１】請求項４に係る発明のアンテナユニット
は、給電部４を備えるアンテナ電極１と、このアンテナ
電極１と絶縁層２を介して上面に対向している遮蔽導体
１３及びこのアンテナ電極１と絶縁層２を介して下面に
対向している接地電極３を、樹脂製のレドーム７に封入
してなることを特徴とする。

【００１２】請求項５に係る発明のアンテナユニット
は、請求項４記載のアンテナユニットにおいて、接地電
極３に隣接してアンプ回路部１０を備えることを特徴と
する。

【００１３】請求項６に係る発明のアンテナユニット
は、請求項５記載のアンテナユニットにおいて、アンプ
回路部１０にアンプ回路部１０を覆う金属シャーシ１１
を、樹脂製のレドーム７に封入してなることを特徴とす
る。

【００１４】請求項７に係る発明のアンテナユニット
は、請求項５記載のアンテナユニットにおいて、レドー
ム７の最下部に、外部機器に取り付けることができる取
付け部材１２を、樹脂製のレドーム７に封入してなるこ
とを特徴とする。

【００１５】請求項８に係る発明のアンテナユニット
は、請求項１乃至請求項７いずれか記載のアンテナユニ
ットにおいて、アンテナ電極１が断面湾曲していること
を特徴とする。

【００１６】請求項９に係る発明のアンテナユニット
は、請求項１乃至請求項７いずれか記載のアンテナユニ
ットにおいて、アンテナ電極１の周縁部１４が下方に屈
折していることを特徴とする。

【００１７】請求項１０に係る発明のアンテナユニット
の製造方法は、給電部４を備えるアンテナ電極１が連続
して形成されたリードフレームと接地電極３が連続して
形成されたリードフレームとを、一定の間隔を維持して
対向し、この対向したリードフレームを成形機に送り込
み、この成形機を構成する金型内に樹脂を充填して封入
し、樹脂製のレドーム７を構成してアンテナユニットを
製造することを特徴とする。

【００１８】

【作用】請求項１に係る発明のアンテナユニットは、給
電部４を備えるアンテナ電極１及びこのアンテナ電極１
と絶縁層２を介して対向している接地電極３と、この接
地電極３に隣接しているアンプ回路部１０を、樹脂製の
レドーム７に封入してなるので、従来のマイクロストリ
ップアンテナでは必要であったネジ等の組み立て部品が
不要である。また、成形のみで製造できるので、従来の
組み立て工程が削減できる。さらに、アンテナ電極と接
地電極間の絶縁層を樹脂により形成しているので、アン
テナエレメント用プリント配線板を必要とせずに製造す
ることができる。

【００１９】請求項２に係る発明のアンテナユニット
は、請求項１記載のアンテナユニットにおいて、アンプ
回路部１０にアンプ回路部１０を覆う金属シャーシ１１
を備えるので、アンプ回路部１０に影響する外部電波を
遮断することができる。

【００２０】請求項３に係る発明のアンテナユニット
は、請求項１又は請求項２記載のアンテナユニットにお
いて、レドーム７を外部機器に取り付ける取付け部材１
２を備えるので、アンテナユニットを容易に外部機器に
取り付けることができる。

【００２１】請求項４に係る発明のアンテナユニット
は、給電部４を備えるアンテナ電極１と絶縁層２を介し
て互いに対向している遮蔽導体１３及び接地電極３を、
樹脂製のレドーム７に封入してなるので、従来のマイク
ロストリップアンテナでは必要であったネジ等の組み立
て部品が不要で、成形のみで製造できるので、従来の組
み立て工程が削減できる。さらに、アンテナ電極と接地
電極間の絶縁層を樹脂により形成しているので、アンテ
ナエレメント用プリント配線板を必要とせずに製造する
ことができる。

【００２２】請求項５に係る発明のアンテナユニット
は、請求項４記載のアンテナユニットにおいて、接地電
極３に隣接してアンプ回路部１０を備えるので、アンプ
回路部１０を接続する工程を削減することができる。

【００２３】請求項６に係る発明のアンテナユニット
は、請求項５記載のアンテナユニットにおいて、アンプ
回路部１０にアンプ回路部１０を覆う金属シャーシ１１
を備えるので、アンプ回路部に影響する外部電波を遮断
することができる。

【００２４】請求項７に係る発明のアンテナユニット
は、請求項５記載のアンテナユニットにおいて、レドー
ム７を外部機器に取り付ける取付け部材１２を備えるの
で、アンテナユニット容易に外部機器に接続することが
できる。

【００２５】請求項８及び請求項９に係る発明のアンテ
ナユニットは、請求項１乃至請求項７いずれか記載のア
ンテナユニットにおいて、信号を受信するアンテナ電極
面がフラットなアンテナ電極に比べ、低い角度で人工衛
星から送られる信号を受信することができる。

【００２６】請求項１０に係る発明のアンテナユニット
の製造方法は、給電部４を備えるアンテナ電極１が連続
して形成されたリードフレームと接地電極３が連続して
形成されたリードフレームとを、一定の間隔を維持して
対向し、この対向したリードフレームを成形機に送り込
み、この成形機を構成する金型内に樹脂を充填して封入
し、レドーム７を構成してアンテナユニットを製造して
いるので、従来のマイクロストリップアンテナでは必要
であったネジ等の組み立て部品が不要であるとともに、
成形のみで製造できるので、従来の組み立て工程が削減
できる。さらに、アンテナ電極と接地電極が連続してリ
ードフレームにより形成されているので、このリードフ
レームを成形機に送ることにより連続してアンテナユニ
ットを製造することができる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明を実施例として示した図面に基
づいて説明する。

【００２８】図１は本発明のマイクロストリップアンテ
ナの一実施例を示す断面図である。図１にみるように、
この実施例のマイクロストリップアンテナは、給電部４
を備えるアンテナ電極１及びこのアンテナ電極１と絶縁
層２を介して対向している接地電極３と、この接地電極
３に隣接しているアンプ回路部１０とを、樹脂製レドー
ム７に封入し、前記絶縁層２もこのレドーム７を構成す
る樹脂により形成されている。

【００２９】また、本実施例のマイクロストリップアン
テナでは、給電部４はアンテナ電極１の切り起こし片９
により形成されており、給電部４とアンテナ電極１を接
続する工程が省略できる。そして、この給電部４が絶縁
層２を貫通し、さらに接地電極３に設けられた開口部５
を貫通し、給電部４の下端６は前記開口部５より下に突
出していて、かつ、給電部４と接地電極３とは前記開口
部５において樹脂により絶縁されている。さらに、この
接地電極３に隣接してアンプ回路部１０が設けられ、上
記開口部５より突出している給電部４の下端６がアンプ
回路部１０に設けられた導通孔１７に挿入され、アンプ
回路部１０に形成されたアンプ回路１８に接続されてい
る。このアンプ回路部１０には、アンテナ電極１で受信
した信号を該アンテナユニット外部に電送する給電路１
９が設けられいる。この給電路１９として、例えば同軸
ケーブルが一般に使用されている。また、レドーム７を
一体成形するため、同軸ケーブルを直接アンプ回路部１
０に接続せず、同軸ケーブルを接続するための接続端子
を設けることもある。

【００３０】上記アンプ回路部１０の下面には、ノイズ
電波を遮断する金属シャーシ１１が取り付けられてい
る。この金属シャーシ１１は、ノイズ電波を遮断するも
のであれば特に限定はされず、例えば、アルミニウム、
鉄。銅等の金属板を用いることができる。

【００３１】また、上記アンテナユニットを形成する樹
脂製のレドーム７の最下部には、外部機器にこのアンテ
ナユニットを取り付けることができる取付け部材１２が
樹脂内に封入されているので、この取付け部材１２を利
用してアンテナユニットを設置することができる。この
取付け部材１２としては、磁石、ナット、ボルト等を用
いることができ、設置する場所に応じて取付け部材１２
を選択することができる。

【００３２】このように本実施例では、アンテナを構成
するアンテナ電極１と給電部４と接地電極３とアンプ回
路部１０とを一体に成形することができるので、それぞ
れ組み立てる工程を省略することができる。

【００３３】上記給電部４は、アンテナ電極１の一部を
切断し切り起こし片９により形成されているが、アンテ
ナ電極１に通孔を穿設してこの通孔に金属ピンを挿入し
て形成することもできる。

【００３４】本実施例における、アンテナ電極１及び接
地電極３の材質は、導電性があれば特に限定はされず、
例えば、アルミニウム、鉄、銅、ステンレス鋼等の金属
板を用いることができる。また、樹脂製のレドーム７を
構成する樹脂は、電波を遮断しないものであれば特に限
定はされないが、受信周波数、低誘電損失、成形性等の
点から、フッ素樹脂、ポリカーボネート、ポリフェニレ
ンオキサイド（ＰＰＯ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポ
リブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ＡＢＳ等の熱可
塑性樹脂が好ましい。

【００３５】図２は、本発明のアンテナユニットの他の
実施例を示す断面図である、この実施例は、給電部４を
備えるアンテナ電極１と、このアンテナ電極１の上下に
絶縁層２を介して対向している遮蔽導体１３と接地電極
３とを備えるアンテナユニットである。

【００３６】このアンテナユニットは、図１のアンテナ
ユニットの構成に加えて、アンテナ電極１の上部に、絶
縁層２を介して遮蔽導体１３が対向している。この遮蔽
導体１３は輻射ビーム成形用の電極板で、このように遮
蔽電極１３を設けることにより、天頂方向の輻射波を抑
え、アンテナ特性である低仰角特性を向上することがで
きる。

【００３７】また、上記図１と同様に、アンテナを構成
するアンテナ電極１と給電部４と接地電極３とアンプ回
路部１０とを一体に成形することができるので、それぞ
れ組み立てる工程を省略することができ、樹脂製のレド
ーム７に封止することにより、これらのアンテナを構成
する構成要素を固持することができる。

【００３８】図３は、本発明に係るアンテナユニットを
構成する一実施例のアンテナの断面図であり、図４は、
他の一実施例のアンテナ電極の断面図である。

【００３９】図３に示すアンテナは、図にしめすごと
く、アンテナ電極１に給電部４が接続され、このアンテ
ナ電極１に対向して接地電極２を備えている。このアン
テナ電極１は、円形の金属板で形成され、断面が湾曲し
ている。このように、アンテナ電極１が湾曲することに
より、天空を移動する人工衛星から送られる信号を、人
工衛星の位置が低くなっても受信することができる。

【００４０】また、図４に示すアンテナは、図３と同様
に、アンテナ電極１に給電部４が接続され、このアンテ
ナ電極１に対向して接地電極２を備えている。このアン
テナ電極１は、方形の金属板で形成され、この金属板の
周縁部１４が下方に屈折している。このアンテナも上記
図３に示すアンテナと同様、天空を移動する人工衛星か
ら送られる信号を、人工衛星の位置が低くなっても受信
することができる。

【００４１】つぎに、本発明に係るマイクロストリップ
アンテナの製造方法について詳細に説明する。

【００４２】本実施例のマイクロストリップアンテナの
製造方法は、図５に示すようにテープ状に形成された第
１及び第２のリードフレーム１５、１６に、それぞれア
ンテナ電極１、接地電極３を形成し、アンテナ電極１に
は給電部４を形成する。この給電部４は、図５では第１
のリードフレーム１５の加工が容易であるため切り起こ
し片９で形成されたものを使用したが、アンテナ電極１
に通孔を形成し、この通孔に金属ピンを挿入したものや
金属ネジを螺合したものでもよい。

【００４３】また、接地電極３が形成された第２のリー
ドフレーム１６には、アンプ回路部１０や金属シャーシ
１１を搭載接続したものを使用しても良い。

【００４４】上記第１のリードフレーム１５に形成され
たアンテナ電極１の給電部４を、第２のリードフレーム
１６に形成された接地電極３に接触しないよう開口部５
に挿入し、アンテナ電極１と接地電極３との間隔を一定
に維持した状態で成形機に送り込む。そして、この成形
機を構成する所定の成形金型内に第１及び第２のリード
フレーム１５、１６をセットし、成形金型内に樹脂を充
填してレドーム７を形成して封止する。

【００４５】このようにして得られたアンテナユニット
は、図６に示す如く、この樹脂製のレドーム７内に、ア
ンテナ電極１、給電部４、接地電極３、アンプ回路部１
０、及び、金属シャーシ１１等が封入されている。この
アンテナ電極１と接地電極３は、該レドーム７を構成す
る樹脂により互いに絶縁されてアンテナを形成する。こ
のアンテナユニットは、第１及び第２のリードフレーム
１５、１６に形成されたアンテナ電極１、給電部４、接
地電極３等を使用しているため、レドーム７の側壁より
上記第１及び第２のリードフレーム１５、１６が突出し
ている。さらに、アンテナユニットが成形された第１及
び第２のリードフレーム１５、１６を一定量送りだし、
上記成形作業を繰り返し、次のアンテナユニットを成形
する。

【００４６】そして、成形機より連続的に成形されたア
ンテナユニットは、上記リードフレーム１５、１６によ
りそれぞれ接続されているので、切断して単体のアンテ
ナユニットを形成する。

【００４７】上記成形方法としては、射出成形、直圧成
形、トランスファー成形、ブロー成形等の成形方法を採
用することができる。

【００４８】また、成形に使用する樹脂としては、フッ
素樹脂、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキサイド
（ＰＰＯ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレンテ
レフタレート（ＰＢＴ）、ＡＢＳを用い、電極材質とし
て銅または鉄を用いて、図１に示す構成のマイクロスト
リップアンテナを作製したところ、従来のマイクロスト
リップアンテナと同等のアンテナ利得等のアンテナ性能
が得られることが確認できた。

【００４９】このようにして、リードフレーム上にアン
テナユニットを構成する部品を搭載し、連続的に成形加
工してアンテナユニットを製造することにより、生産効
率を大きく向上することができる。また、リードフレー
ムの数を増やすことにより、図２で示した遮蔽板を備え
るアンテナユニットも容易に成形することができる。

【００５０】

【発明の効果】本発明に係るアンテナユニットは、上記
のように構成されているので、従来のマイクロストリッ
プアンテナでは必要であったネジ等の組み立て部品が不
要であり、事前にアンプ回路部等を接地電極に接続する
ことにより、成形のみで製造でき、従来の組み立て工程
を削減できる。さらに、アンテナ電極と接地電極間の絶
縁層を樹脂により形成しているので、アンテナエレメン
ト用プリント配線板を必要とせずに製造することがで
き、アンテナ電極、接地電極、アンプ回路部等のアンテ
ナユニットを構成する部品を樹脂で固定することがで
き、部品の緩みがなくなり信頼性を向上することができ
る。また、部品を固定するためのネジ等を使用しないの
で、製造コストの削減が可能となる。

【００５１】さらに、請求項８又は請求項９に係るアン
テナユニットは、アンテナユニットを構成するアンテナ
電極が、湾曲、周縁部が下方に屈折しているので、低い
位置にある人工衛星より送られる信号を受信する低仰角
特性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るアンテナユニットの一実施例を示
す断面図である。

【図２】本発明に係るアンテナユニットの他の一実施例
を示す断面図である。

【図３】本発明に係るアンテナユニットを構成するアン
テナの断面図である。

【図４】本発明に係るアンテナユニットを構成する他の
アンテナの断面図である。

【図５】本発明に係るアンテナユニットの製造方法を説
明する斜視図である。

【図６】本発明に係るアンテナユニットの製造方法を使
用たアンテナユニットを説明する断面図である。

【図７】従来のアンテナユニットを示す断面図である。

【図８】従来の他のアンテナユニットを示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ アンテナ電極 ２ 絶縁層 ３ 接地電極 ４ 給電部 ５ 開口部 ６ 下端 ７ レドーム

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給電部（４）を備えるアンテナ電極
   （１）及びこのアンテナ電極（１）と絶縁層（２）を介
   して対向している接地電極（３）と、この接地電極
   （３）に隣接しているアンプ回路部（１０）を、樹脂製
   のレドーム（７）により封入してなることを特徴とする
   アンテナユニット。
2. 【請求項２】 上記アンプ回路部（１０）にアンプ回路
   部（１０）を覆う金属シャーシ（１１）を、樹脂製のレ
   ドーム（７）に封入してなることを特徴とする請求項１
   記載のアンテナユニット。
3. 【請求項３】 レドーム（７）の最下部に、外部機器に
   取り付けることができる取付け部材（１２）を、樹脂製
   のレドーム（７）に封入してなることを特徴とする請求
   項１又は請求項２記載のアンテナユニット。
4. 【請求項４】 給電部（４）を備えるアンテナ電極
   （１）と、このアンテナ電極（１）と絶縁層（２）を介
   して上面に対向している遮蔽導体（１３）及びこのアン
   テナ電極（１）と絶縁層（２）を介して下面に対向して
   いる接地電極（３）を、樹脂製のレドーム（７）に封入
   ししてなることを特徴とするアンテナユニット。
5. 【請求項５】 接地電極（３）に隣接してアンプ回路部
   （１０）を備えることを特徴とする請求項４記載のアン
   テナユニット。
6. 【請求項６】 上記アンプ回路部（１０）にアンプ回路
   部（１０）を覆う金属シャーシ（１１）を、樹脂製のレ
   ドーム（７）に封入してなることを特徴とする請求項５
   記載のアンテナユニット。
7. 【請求項７】 レドーム（７）の最下部に、外部機器に
   取り付けることができる取付け部材（１２）を、樹脂製
   のレドーム（７）に封入してなることを特徴とする請求
   項４乃至請求項６いずれか記載のアンテナユニット。
8. 【請求項８】 アンテナ電極（１）が断面湾曲している
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項７いずれか記載の
   アンテナユニット。
9. 【請求項９】 アンテナ電極（１）の周縁部（１４）が
   下方に屈折していることを特徴とする請求項１乃至請求
   項７いずれか記載のアンテナユニット。
10. 【請求項１０】 給電部（４）を備えるアンテナ電極
    （１）が連続して形成されたリードフレームと接地電極
    （３）が連続して形成されたリードフレームとを、一定
    の間隔を維持して対向し、この対向したリードフレーム
    を成形機に送り込み、この成形機を構成する金型内に樹
    脂を充填して封入し、樹脂製のレドーム（７）を構成し
    てアンテナユニットを製造することを特徴とするアンテ
    ナユニットの製造方法。