JPH08204444A - コンバータ機能一体型gpsアンテナ - Google Patents

コンバータ機能一体型gpsアンテナ

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JPH08204444A
JPH08204444A JP7014593A JP1459395A JPH08204444A JP H08204444 A JPH08204444 A JP H08204444A JP 7014593 A JP7014593 A JP 7014593A JP 1459395 A JP1459395 A JP 1459395A JP H08204444 A JPH08204444 A JP H08204444A
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JP
Japan
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antenna element
inner layer
frequency conversion
conversion circuit
antenna
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JP7014593A
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English (en)
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Toshikazu Ogino
俊和 荻野
Isato Shibano
勇人 柴野
Shigetaka Hosaka
栄貴 保坂
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Mitsumi Electric Co Ltd
Original Assignee
Mitsumi Electric Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/247Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set with frequency mixer, e.g. for direct satellite reception or Doppler radar

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンバータ機能一体型GPSアンテナの構造
を簡素化して薄型化を図る。 【構成】 多層基板33の上面にグランドプレーン41
を設けてアンテナ素子42を搭載するとともに、内層パ
ターン37、回路パターン43および電子部品44,4
4…により周波数変換回路45を形成する。また、内層
パターン36が所定の特性インピーダンスを有するよう
に該内層パターン36とエポキシ基材34およびプリプ
レグ38とを調整し、該内層パターン36をアンテナ素
子42と周波数変換回路45とを接続する給電線として
用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はGPSアンテナに関す
るものであり、特に、カーナビゲーション等に用いられ
るコンバータ機能一体型GPSアンテナに関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来此種コンバータ機能一体型GPSア
ンテナについて、図3に従って説明する。図において1
はアンテナ素子であり、該アンテナ素子1の上端面略中
央には給電点2が設けられている。而して、該アンテナ
素子1は周囲の影響を受け易いため特性を安定化させる
必要がある。そこで、該アンテナ素子1は上下両面の全
面に銅箔によるグランドプレーン3,4が形成されたア
ンテナ基板5の上面中央に搭載され、後述する同軸ケー
ブルを介してアースされている。また、前記給電点2よ
りアンテナ素子1内部に垂設された端子6は、前記アン
テナ基板5に開穿されているスルーホール7を貫通して
該アンテナ基板5下面に露出しており、該露出部分とア
ンテナ基板5とがハンダ付け(ハンダ付け部8)されて
いる。また、該アンテナ基板5下面の前記スルーホール
7近傍にはレセプタクル9が植設されており、該レセプ
タクル9と前記ハンダ付け部8とは回路パターン10に
よって接続されている。尚、アンテナ基板5下面のグラ
ンドプレーン4は、前記ハンダ付け部8、回路パターン
10およびレセプタクル9の夫々の輪郭に沿って削り取
られ絶縁されている。
【0003】また、アンテナ基板5には位置決め用孔1
1,11…が開穿され、一方、鉄板製上ケース12の上
面には該位置決め用孔11,11…に対峙する位置にボ
ス13,13…が立設されることによって、上ケース1
2上に前記アンテナ素子1を搭載したアンテナ基板5が
載置されている。該上ケース12の内側には両面基板1
4の下面に集積回路、発振器等の電子部品15,15…
を搭載することにより周波数変換回路16が形成された
フロントエンド基板17が組み込まれている。また、上
ケース12とフロントエンド基板17との略中央の前記
レセプタクル9に対峙する位置に夫々角穴18,19が
開設されており、前記レセプタクル9には給電線として
所定の特性インピーダンス(例えば50Ω)を有する同
軸ケーブル20が接続され、角穴18,19を貫通して
前記フロントエンド基板17に形成された周波数変換回
路16に至っている。
【0004】而して、GPS用電波はギガヘルツ単位の
高周波電波であるので、信号特性の劣化を防止するため
に、周波数変換回路16上の信号の流れをできるだけ直
線的になるように回路設計しなければならない。そこ
で、前記同軸ケーブル20は前記角穴18,19を貫通
した後、フロントエンド基板17の図面右端へ延設さ
れ、該位置におけるフロントエンド基板17に植設され
ているレセプタクル21に接続されている。斯くして、
周波数変換回路16上の信号はフロントエンド基板17
の右端から左端へ向けて略直線的に流れるように形成さ
れ、左端に設けられた出力コネクタ22によって外部へ
取り出される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】コンバータ機能一体型
GPSアンテナは高周波電波を取り扱う性格上、特性を
安定化させるためにアンテナ素子をグランドプレーンに
よってアースするとともに該アンテナ素子は該グランド
プレーンの中央に設ける必要があり、一方、給電線は周
波数変換回路の一端へ接続し、且つ、その反対側の端部
に出力端子を設けて信号が直線的に流れるように形成し
なければならない。従って、従来はアンテナ素子のグラ
ンドプレーン用基板を周波数変換回路用基板との二板の
基板が必要であり、また、中央部にある給電点と前記周
波数変換回路の一端とを接続するために、同軸ケーブル
等を基板上に配線しなければならず、不可避的に厚みが
増し、構造も複造であった。
【0006】一方、かかるGPSアンテナは主としてカ
ーナビゲーションに用いられ、自動車のトランク上面等
に固定されるものであるので、できるだけ薄型であるこ
とが望ましい。
【0007】そこで、コンバータ機能一体型GPSアン
テナの構造を簡素化して可及的に薄型にするために解決
されるべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は
該課題を解決することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために提案されたものであり、グランドプレーンの
中央にアンテナ素子を搭載するとともに、該アンテナ素
子の給電点とフロントエンド基板に形成された周波数変
換回路とを、所定の特性インピーダンスを有する給電線
により接続したコンバータ機能一体型GPSアンテナに
おいて、多層基板の最上導体層にアンテナ素子を搭載す
るためのグランドプレーンを配設するとともに、該多層
基板の下部に周波数変換回路を形成し、且つ、前記アン
テナ素子の給電点と周波数変換回路とは前記多層基板の
内層導体により接続されるとともに、該内層導体は該内
層導体を挟着する上下の絶縁基材とによって所定の特性
インピーダンスを有するように形成されているコンバー
タ機能一体型GPSアンテナを提供するものである。
【0009】
【作用】一枚の多層基板の最上導体層をアンテナ素子用
グランドプレーンとすることによって、該多層基板上に
アンテナ素子を搭載する。また、該多層基板の下方の導
体層を用いて周波数変換回路を形成する。更に該多層基
板の内層導体の幅や厚さおよび該内層導体を挟着してい
る上下の絶縁基材の誘電率や厚さを調整することによ
り、該内層導体は所定の特性インピーダンスを有するよ
うになり、かかる所定の特性インピーダンスが付加され
た内層導体を給電線として、アンテナ素子の給電点と周
波数変換回路とを接続する。斯くして、従来別々に構成
されていたアンテナ素子のグランドプレーン用基板と周
波数変換回路用フロントエンド基板と給電線との三者の
機能を一枚の多層基板が兼備することとなる。また、従
来給電線は基板外部に配線されていたが、本発明におい
ては多層基板内部に存在していることになる。従って、
基板中央の給電点と基板一端部の周波数変換回路の信号
入力部とを接続するために基板の外側に給電線配線用の
スペースを確保する必要がない。斯くして、コンバータ
機能一体型GPSアンテナの構造が簡素化され、また、
可及的に薄型に形成することができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1及び図2に従
って詳述する。図1はコンバータ機能一体型GPSアン
テナ30の実施例を示し、その分解斜視図であり、図2
はその解説縦断面図である。同図において、上ケース3
1と下ケース32とは該コンバータ機能一体型GPSア
ンテナ30全体をアースおよびシールドするために炭素
鋼板や真鍮等の金属板にて形成されている。
【0011】上ケース31の内側には多層基板33が組
み込まれる。該多層基板33は、先ず上方のエポキシ基
材34の下面および下方のエポキシ基材35の上面にエ
ッチング処理により内層パターン36および37を形成
した後、両エポキシ基材34,35を半硬化状態のエポ
キシ樹脂より成るプリプレグ38を介して加熱圧着され
ることによって積層状態になっている。ここで、上方の
エポキシ基材34の下面に形成された内層パターン36
は、後述するようにコンバータ機能一体型GPSアンテ
ナ30の給電線として機能させるべく、エポキシ基材3
4およびプリプレグ38の誘電率および厚さ等と合わせ
て、その幅および厚さが調整されることによって所定の
特性インピーダンス(例えば50Ω)を有するように形
成されている。積層後、ドリルによって所定の位置にス
ルーホール39,39…が開穿され、スルーホールめっ
き40,40…がほどこされる。
【0012】そして、上方のエポキシ基材34の上面、
即ち、多層基板33の上面には全面に銅箔が貼着される
ことにより、アンテナ素子用グランドプレーン41が形
成される。そして、該アンテナ素子用グランドプレーン
41の中央にはセラミックにより成形加工されたアンテ
ナ素子42が搭載されることによって、該アンテナ素子
42がアースされアンテナ特性が安定化する。また、下
方のエポキシ基材35の下面、即ち、多層基板33の下
面には銅箔をエッチング処理することにより回路パター
ン43が形成される。そして、該回路パターン43上に
集積回路、発振器、抵抗器等の電子部品44,44…が
実装される。斯くして、該電子部品44,44…と前記
内層パターン37と回路パターン43とによって周波数
変換回路45が形成される。
【0013】而して、前記アンテナ素子42の上面中央
には給電点46が設けられ、該給電点46よりピン状の
端子47が垂設されてアンテナ素子42内部を通り、該
給電点46に対峙する位置における多層基板33に開穿
されたスルーホール39aを圧入貫通して該多層基板3
3下面に露出している。そして、該端子47の露出部分
と多層基板33とがハンダ付けされている。
【0014】一方、前記内層パターン36の一端は前記
スルーホール39aのスルーホールめっき40aに接続
され、且つ、他端は多層基板33の右端近傍に開穿され
たスルーホール39bのスルーホールめっき40bに接
続されている。また、前記周波数変換回路45の信号入
力部37aも同じく該スルーホールめっき40bに接続
されている。斯くして、アンテナ素子42によって受信
されたGPS衛星からのGPS信号は、内層パターン3
6を給電線としてスルーホールめっき40aおよび40
bを介して周波数変換回路45右端の信号入力部37a
に送られることになる。そして、該GPS信号は該周波
数変換回路45を略直線状に左方へ進みながら周波数変
換され、多層基板33の左端に延設された出力コネクタ
48よりコンバータ機能一体型GPSアンテナ30外部
に出力される。
【0015】従って、該多層基板33は、従来のコンバ
ータ機能一体型GPSアンテナにおけるアンテナ素子グ
ランドプレーン用のアンテナ基板、周波数変換回路用の
フロントエンド基板および同軸ケーブル等による給電線
の三者の機能を併せ持つことになる。斯くして、従来は
上ケースの上方と内側とに二枚の基板を設けなければな
らなかったが、本発明においては上ケース内側に一枚の
基板を設けるだけで良く、また、基板上に同軸ケーブル
等を配線する必要も無いので、構造が簡素化され可及的
に薄く形成することができる。
【0016】尚、前記多層基板33下面の回路パターン
43は同時に周波数変換回路45のグランドプレーンと
しても機能し、該回路パターン43を前記上ケース31
とがハンダ付けされることによって、アースされるとと
もに多層基板33が上ケース31内部に固定される。ま
た、上ケース31の上部中央には前記アンテナ素子42
の形状に合わせて穴部49が開設されることによって該
穴部49の上方にアンテナ素子42が露出する。
【0017】また、該上ケース31の左側面には前記出
力コネクタ48を外部へ延設するための凹欠部50が設
けられている。更に、該上ケース31の前後左右側面の
外側下端近傍にはボス51,51…が設けられ、一方、
下ケース32の前後左右側面には小孔52,52…が開
穿されている。そして、上ケース31の下方に下ケース
32を嵌め込む時には、該ボス51,51…と小孔5
2,52…とが夫々相互に係止することによって下ケー
ス32を容易に着脱することができる。而して、メイン
テナンスの際は該下ケース32を取り外すと、周波数変
換回路45の電子部品44,44…が露出することにな
るのでメインテナンスも容易になる。
【0018】尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない
限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該
改変されたものに及ぶことは当然である。
【0019】
【発明の効果】この発明は上記一実施例にて詳述した如
く、一枚の多層基板にアンテナ素子のグランドプレーン
用基板と周波数変換回路用フロントエンド基板と給電線
との三者の機能を兼備させるように構成されている。ま
た、従来給電線は同軸ケーブル等を用いて基板上に配線
されていたが、本発明においては多層基板の内層導体と
その周囲の絶縁基材とによって該内層導体に所定の特性
インピーダンスを与え、給電線としてアンテナ素子と周
波数変換回路とを接続している。
【0020】従って、従来は二枚の基板が必要であった
が、本発明においては一枚の基板を設けるだけで良く、
また基板上に給電線として同軸ケーブル等を配線する必
要がないので構造が簡素化され、可及的に薄型に形成す
ることができる等、正に諸種の効果を奏する発明であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示し、その分解斜視図。
【図2】本発明の一実施例を示し、その解説縦断面図。
【図3】従来例を示し、その解説縦断面図。
【符号の説明】
30 コンバータ機能一体型GPSアンテナ 33 多層基板 34,35 エポキシ基材 36 給電線として用いられる内層パターン 37 周波数変換回路として用いられる内層パタ
ーン 37a 信号入力部 38 プリプレグ 39 スルーホール 40 スルーホールめっき 41 アンテナ素子用グランドプレーン 42 アンテナ素子 43 回路パターン 44 電子部品 45 周波数変換回路 46 給電点 47 端子 48 出力コネクタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 グランドプレーンの中央にアンテナ素子
    を搭載するとともに、該アンテナ素子の給電点とフロン
    トエンド基板に形成された周波数変換回路とを、所定の
    特性インピーダンスを有する給電線により接続したコン
    バータ機能一体型GPSアンテナにおいて、多層基板の
    最上導体層にアンテナ素子を搭載するためのグランドプ
    レーンを配設するとともに、該多層基板の下部に周波数
    変換回路を形成し、且つ、前記アンテナ素子の給電点と
    周波数変換回路とは前記多層基板の内層導体により接続
    されるとともに、該内層導体は該内層導体を挟着する上
    下の絶縁基材とによって所定の特性インピーダンスを有
    するように形成されていることを特徴とするコンバータ
    機能一体型GPSアンテナ。
JP7014593A 1995-01-31 1995-01-31 コンバータ機能一体型gpsアンテナ Pending JPH08204444A (ja)

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EP (1) EP0725457B1 (ja)
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