KR20050113548A

KR20050113548A - 패치 안테나

Info

Publication number: KR20050113548A
Application number: KR1020047018778A
Authority: KR
Inventors: 다카요시 신카이; 겐지 아즈미
Original assignee: 닛폰안테나 가부시키가이샤
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2004-03-10
Publication date: 2005-12-02
Also published as: WO2004086562A1; US20060071856A1; KR101221858B1; JP2004297340A; JP3655617B2; EP1511122A4; CN100468864C; CN1698237A; EP1511122A1; US7202817B2

Abstract

간단하게 조립할 수 있는 저렴한 패치 안테나로 하는 것을 목적으로 하여, 스페이서 (14) 에서의 한 쌍의 제 1 L 자형 유지부 (14b) 를 안테나판 (12) 에 형성되어 있는 한 쌍의 장착 구멍 (12c) 에 삽입하고, 안테나판 (12) 을 슬라이딩시킨다. 이것에 의해, 안테나판 (12) 에서의 장착 구멍 (12c) 의 상부가 제 1 L 자형 유지부 (14b) 의 상부와 스페이서 본체 (14a) 에 의해 끼움 지지되어, 스페이서 (14) 에 안테나판 (12) 이 고착된다. 다음으로, 한 쌍의 제 2 L 자형 유지부 (14e) 를 어스판 (13) 에 형성되어 있는 한 쌍의 삽입장착 구멍 (13d) 에 삽입하고, 어스판 (13) 을 슬라이딩시킨다. 이것에 의해, 어스판 (13) 에서의 삽입장착 구멍 (13d) 의 하부가 제 2 L 자형 유지부 (14e) 의 상부와 스페이서 본체 (14a) 에 의해 끼움 지지되어, 스페이서 (14) 에 어스판 (13) 이 고착된다.

Description

패치 안테나{PATCH ANTENNA}

본 발명은, 원 편파나 직선 편파를 송수신 가능한 패치 안테나에 관한 것이다.

DSRC (Dedicated Short Range Communication) 로 불리는 좁은 영역 통신 시스템이 알려져 있다. DSRC 는, 전파의 도달 거리가 수 미터 내지 수십 미터인 무선 통신 시스템을 말하고, ETC (Electronic Toll Collection Systems: 자동 요금 수수 시스템) 나 ITS (Intelligent Transport Systems: 고도 도로 교통 시스템) 에 사용되고 있다. ETC 는, 자동차가 고속 도로 등의 요금소를 통과할 때, 게이트에 설치된 안테나와 차량에 탑재된 차량탑재기(車載機) 사이에서 통신을 수행하여, 자동적으로 요금을 지불하는 시스템이다. ETC 를 채용하면 요금소에서 정지할 필요가 없어지기 때문에, 자동차가 게이트를 통과하는 소요 시간이 대폭 단축된다. 이 때문에, 요금소 부근의 교통 지체를 완화시킬 수 있는 동시에, 배출 가스를 줄일 수 있다.

또한, ITS 는, 카ㆍ내비게이션ㆍ시스템 등 자동차를 인텔리전트화하는 시스템과, 광역 교통 관제 시스템 등 도로를 인텔리전트화하는 시스템을 융합시킨 교통 시스템이다. 예를 들어, 카ㆍ내비게이션ㆍ시스템에는 VICS (Vehicle Information and Communication System: 도로 교통 정보 통신 시스템) 와의 연휴가 가능하게 된 시스템이 있다. 이러한 경우에 ITS 를 사용하여, 경찰이 수집한 일반 도로의 정보와 수도 고속 도로 공단ㆍ일본 도로 공단 등이 수집한 고속 도로의 정보를 VICS 센터가 편집하여 발신한다. 그리고, 이 정보를 카ㆍ내비게이션ㆍ시스템가 수신하면 지체를 우회하는 루트 등을 검색하여 모니터에 표시할 수 있게 된다.

그런데, DSRC 나 ETC 의 안테나로는, 일반적으로 패치 안테나가 사용되고 있다. 이 패치 안테나의 종래의 구성예를 도 21 에 나타낸다.

도 21 에 나타내는 종래의 패치 안테나 (100) 는, 어스판 (101) 상에 스페이서 (102) 를 사이에 두고 안테나 기판 (103) 이 형성되어 있다. 이 안테나 기판 (103) 상에 사각형 패치로 된 패치 소자 (103a) 가 형성되어 있다. 이 패치 소자 (103a) 의 대각의 정상부에는 섭동(攝動) 소자가 형성되어 원 편파 안테나로 되어 있다. 그리고, 4 모서리에 형성되어 있는 나사 구멍 (106) 에 나사를 장착함으로써 어스판, 스페이서 (102) 및 안테나 기판 (103) 이 일체화되어 패치 안테나가 조립된다. 패치 소자 (103a) 에 급전하는 케이블 (104) 은, 안테나 기판 (103) 의 이면으로부터 도출되어 그 선단에 커넥터 (105) 가 형성되어 있다. 이 커넥터 (105) 는 수신 기능을 구비하는 통신기에 접속된다.

그러나, 도 21 에 나타내는 패치 안테나 (100) 에서는, 어스판 (101), 스페이서 (102), 안테나 기판 (103), 스페이서 (102) 를 어스판 (101) 에 접착하는 양면 테이프, 안테나 기판 (103) 을 스페이서 (102) 에 접착하는 양면 테이프의 구성 부품이 필요하게 된다. 또한, 4 모서리에 형성되어 있는 나사 구멍 (106) 에 나사를 장착함으로써 조립되어 있다. 이와 같이 많은 부품수를 필요로 하는 동시에 조립이 번잡해진다는 문제점이 있었다. 또한, 안테나 기판 (103) 에는 패치 소자 (103a) 를 증착 등에 의해 형성할 필요가 있어, 패치 소자 (103a) 가 형성된 안테나 기판 (103) 의 제작에 시간이 걸리고 또 고가가 된다는 문제점이 있었다.

그래서, 본 발명은 간단하게 조립할 수 있는 저렴한 패치 안테나를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

도 1 은, 본 발명의 실시형태에서의 패치 안테나의 구성을 나타내는 반단면도로 나타낸 평면도이다.

도 2 는, 본 발명의 실시형태에서의 패치 안테나의 구성을 나타내는 좌측면도이다.

도 3 은, 본 발명의 실시형태에서의 패치 안테나의 구성을 단면도로 나타내는 우측면도이다.

도 4 는, 본 발명의 실시형태에서의 안테나판, 스페이서 및 어스판으로 이루어지는 조립체를 조립하는 프로세스를 나타내는 도면이다.

도 5 는, 본 발명의 실시형태에서의 조립체를 하부 케이스에 대하여 위치 결정하여 수납하는 프로세스를 나타내는 도면이다.

도 6 은, 본 발명의 실시형태에서의 조립체를 수납한 하부 케이스에 대하여 위치를 맞춘 다음 상부 케이스를 끼워 맞추는 프로세스를 나타내는 도면이다.

도 7 은, 본 발명의 실시형태에서의 조립된 패치 안테나를 나타내는 사시도이다.

도 8 은, 본 발명의 실시형태에서의 조립체의 구성을 나타내는 정면도이다.

도 9 는, 본 발명의 실시형태에서의 조립체의 구성을 나타내는 배면도이다.

도 10 은, 본 발명의 실시형태에서의 조립체의 구성을 나타내는 측면도이다.

도 11(a) 는, 본 발명의 실시형태에서의 상부 케이스의 구성을 나타내는 평면도이다. 도 11(b) 는, 본 발명의 실시형태에서의 상부 케이스의 구성을 나타내는 측면도이다. 도 11(c) 는, 본 발명의 실시형태에서의 상부 케이스의 구성을 나타내는 하면도이다.

도 12 는, 본 발명의 실시형태에서의 상부 케이스의 구성을 나타내는 정면도이다.

도 13 은, 본 발명의 실시형태에서의 상부 케이스의 구성을 나타내는 A-A 선으로 절단한 단면도이다.

도 14(a) 는, 본 발명의 실시형태에서의 하부 케이스의 구성을 나타내는 평면도이다. 도 14(b) 는, 본 발명의 실시형태에서의 하부 케이스의 구성을 나타내는 B-B 선으로 절단한 단면도이다. 도 14(c) 는, 본 발명의 실시형태에서의 하부 케이스의 구성을 나타내는 하면도이다.

도 15(a) 는, 본 발명의 실시형태에서의 하부 케이스의 구성을 나타내는 정면도이다. 도 15(b) 는, 본 발명의 실시형태에서의 하부 케이스의 구성을 나타내는 측면도이다. 도 15(c) 는, 본 발명의 실시형태에서의 하부 케이스의 구성을 나타내는 C-C 선으로 절단한 단면도이다.

도 16(a) 는, 본 발명의 실시형태에서의 안테나판의 구성을 나타내는 정면도이다. 도 16(b) 는, 본 발명의 실시형태에서의 안테나판의 구성을 나타내는 측면도이다.

도 17(a) 는, 본 발명의 실시형태에서의 어스판의 구성을 나타내는 정면도이다. 도 17(b) 는, 본 발명의 실시형태에서의 어스판의 구성을 나타내는 저면도이다. 도 17(c) 는, 본 발명의 실시형태에서의 어스판의 구성을 나타내는 측면도이다.

도 18(a) 는, 본 발명의 실시형태에서의 스페이서의 구성을 나타내는 정면도이다. 도 18(b) 는, 본 발명의 실시형태에서의 스페이서의 구성을 나타내는 D-D 선으로 절단한 단면도이다. 도 18(c) 는, 본 발명의 실시형태에서의 스페이서의 구성을 나타내는 배면도이다.

도 19 는, 본 발명의 실시형태에서의 스페이서의 구성을 나타내는 측면도이다.

도 20 은, 본 발명의 실시형태에서의 스페이서의 구성을 나타내는 저면도이다.

도 21 은, 종래의 패치 안테나의 구성예를 나타내는 도면이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 패치 안테나는, 섭동 소자가 형성되어 있는 평면형의 안테나판과, 그 안테나판과 소정의 간극을 가지고 대향하여 배치되는 평면형의 어스판과, 상기 안테나 소자와 상기 어스판 사이에 배치되는 소정의 유전율을 갖는 스페이서로 이루어지는 패치 안테나로서, 상기 안테나판에는 장착 구멍이 형성되어 있는 동시에 상기 어스판에는 삽입장착 구멍이 형성되어 있고, 상기 스페이서의 일면으로부터 돌출하여 형성되어 있는 제 1 L 자형 유지부가 상기 장착 구멍의 주위를 끼워 지지함으로써 상기 안테나판이 상기 스페이서에 고착되고, 상기 스페이서의 다른 면으로부터 돌출하여 형성되어 있는 제 2 L 자형 유지부가 상기 삽입장착 구멍의 주위를 끼워 지지함으로써 상기 어스판이 상기 스페이서에 고착되어 있다.

또 상기 본 발명의 패치 안테나에 있어서, 상기 스페이서에 일체로 형성되어 있는 유지편의 삽입통과 구멍에, 어스부가 상기 어스판에 접속되어 있는 케이블의 상기 안테나판에 급전하는 코어선이 삽입되어 유지되어 있어도 된다.

그리고 상기 본 발명의 패치 안테나에 있어서, 상기 어스판의 이면에 고착되어 있는 상기 케이블에서의 상기 코어선은, 상기 어스판에 형성되어 있는 삽입통과 구멍을 통과하여 상기 유지편의 삽입통과 구멍에 삽입되어 있고, 상기 유지편의 하면으로부터 돌출하도록 형성되어 있는 링형상 리브가 상기 어스판의 삽입통과 구멍에 끼워져 있어도 된다.

또한, 상기 본 발명의 패치 안테나에 있어서, 관통 구멍이 각각 형성되어 있는 상기 안테나판과, 상기 스페이서와, 상기 어스판이 서로 고착된 조립체에 있어서, 상기 관통 구멍에 제 1 케이스의 수납 공간으로 돌출하여 형성되어 있는 돌출부를 끼우고, 그 돌출부의 선단부를 수용하는 링형상 돌출부가 수납 공간에 형성되어 있는 제 2 케이스를 상기 제 1 케이스에 끼워 맞춤으로써, 상기 조립체가 상기 제 1 케이스 및 상기 제 2 케이스의 수납 공간에 수납되도록 해도 된다.

그리고 또한 상기 본 발명의 패치 안테나에 있어서, 상기 어스판의 가장자리부를 아래방향으로 구부려 형성된 절곡편이 상기 제 2 케이스의 수납 공간에 형성되어 있는 끼움 홈에 끼워짐으로써, 상기 조립체가 상기 제 2 케이스에 대하여 위치 결정되도록 해도 된다.

이러한 본 발명에 의하면, 스페이서의 일면으로부터 돌출하여 형성되어 있는 제 1 L 자형 유지부에 의해 안테나판의 장착 구멍 주위를 끼워 지지시키고, 스페이서의 다른 면으로부터 돌출하여 형성되어 있는 제 2 L 자형 유지부에 의해 어스판의 삽입장착 구멍의 주위를 끼워 지지시킴으로써 패치 안테나로 할 수 있다. 이것에 의해, 패치 안테나를 용이하게 조립할 수 있게 된다. 또한, 안테나판 및 어스판은 진유(眞鍮) 등의 금속판을 펀칭 가공함으로써 제작할 수 있는 동시에, 스페이서는 폴리아세탈 등의 수지를 성형함으로써 제작할 수 있기 때문에, 패치 안테나를 저렴한 것으로 할 수 있다.

또한, 유지편의 하면으로부터 돌출하도록 형성되어 있는 링형상 리브를 어스판의 삽입통과 구멍에 끼움으로써, 케이블의 코어선을 안테나판에 납땜할 때의 열에 의해 케이블의 절연체가 녹더라도 코어선이 어스판에 접촉하는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 제 1 케이스부의 돌출부를 패치 안테나에 형성되어 있는 관통 구멍에 끼워 제 1 케이스부에 제 2 케이스부를 끼워 맞춤으로써, 케이스에 대하여 위치가 맞춰지고 수납할 수 있게 된다. 이 경우, 어스판의 가장자리부를 아래방향으로 구부려 형성된 절곡편을 제 2 케이스에 형성되어 있는 끼움 홈에 끼움으로써, 제 2 케이스에 대해서도 위치를 결정할 수 있다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 발명의 실시형태에서의 패치 안테나의 구성을 도 1 내지 도 3 에 나타낸다. 단, 도 1 은 패치 안테나의 구성을 나타내는 반 단면도로 나타내는 평면도이고, 도 2 는 그 구성을 나타내는 좌측면도이고, 도 3 은 그 구성을 나타내는 단면도로 나타내는 우측면도이다.

이들 도면에 나타내는 본 발명의 패치 안테나 (1) 는, 원 편파를 송수신할 수 있는 패치 안테나 (1) 로 되어 있다. 이 패치 안테나 (1) 는, 진유 등의 금속판을 가공하여 제작된 안테나판 (12) 과 어스판 (13) 을 구비하고 있고, 이 안테나판 (12) 과 어스판 (13) 이 소정 간극을 가지고 대향 배치되도록 그 사이에 폴리아세탈 등의 합성 수지제의 스페이서 (14) 가 배치되어 있다.

스페이서 (14) 의 상면에는 안테나판 (12) 이 고착되어 있고, 스페이서 (14) 의 하면에는 어스판 (13) 이 고착되어, 안테나판 (12), 스페이서 (14) 및 어스판 (13) 이 일체화되도록 조립되어 있다. 안테나판 (12) 의 소정의 급전 위치에 케이블 (15) 이 접속되어 있다. 이 케이블 (15) 은 동축 케이블로 되어 있고, 그 어스부인 편조선(編組線)이 어스판 (13) 의 이면에 납땜되고, 그 코어선이 어스판 (13) 및 스페이서 (14) 를 삽입통과하여 안테나판 (12) 에 납땜되어 있다. 안테나판 (12), 스페이서 (14) 및 어스판 (13) 으로 이루어지는 조립체는 반절(半截)되어 있는 상부 케이스 (10) 와 하부 케이스 (11) 로 이루어지는 케이스 내에 후술하는 바와 같이 위치 결정되어 수납되고 있다. 이 상부 케이스 (10) 와 하부 케이스 (11) 는 고정 나사 (16) 에 의해 고착되어 있다.

다음에, 본 발명의 실시형태에서의 패치 안테나 (1) 의 조립 프로세스를 도 4 내지 도 7 에 나타낸다. 단, 도 4 는 안테나판 (12), 스페이서 (14) 및 어스판 (13) 으로 이루어지는 조립체를 조립하는 프로세스를 나타내고 있고, 도 5 는 조립체를 하부 케이스 (11) 에 대하여 위치를 결정하여 수납하는 프로세스를 나타내고 있고, 도 6 은 조립체를 수납한 하부 케이스 (11) 에 위치를 맞춰 상부 케이스 (10) 를 끼워 맞추는 프로세스를 나타내고 있고, 도 7 은 조립한 패치 안테나 (1) 를 나타내고 있다.

우선, 조립 프로세스의 설명에 앞서 각 부품의 상세 구성을 설명한다. 안테나판 (12) 의 상세 구성은, 도 16(a) 에 나타내는 정면도, 및 도 16(b) 에 나타내는 측면도에 나타나 있다. 이들 도면에 나타내는 바와 같이, 안테나판 (12) 은, 진유 등의 금속판을 펀칭 가공함으로써 형성되어 있고, 대각에 한 쌍의 섭동 소자 (12a) 가 형성되어 원 편파를 송수신 가능하게 되어 있다. 또한, 안테나판 (12) 의 거의 중앙에 원형의 관통 구멍 (12b) 이 형성되어 있는 동시에, 관통 구멍 (12b) 의 양 옆에 한 쌍의 직사각형의 장착 구멍 (12c) 이 형성되어 있다. 이 장착 구멍 (12c) 에는, 후술하는 스페이서 (14) 의 제 1 L 자형 유지부 (14b) 가 끼워된다. 또, 안테나판 (12) 의 소정의 급전 위치에, 케이블 (15) 의 코어선이 납땜에 의해 접속되는 접속 구멍 (12d) 이 형성되어 있다.

또한, 어스판 (13) 의 상세 구성이 도 17(a), (b), (c) 에 나타나 있다. 단, 도 17(a) 는 어스판 (13) 의 구성을 나타내는 정면도이고, 도 17(b) 는 그 구성을 나타내는 저면도이고, 도 17(c) 는 그 구성을 나타내는 측면도이다.

이들 도면에 나타내는 바와 같이 어스판 (13) 은, 진유 등의 금속판을 펀칭 가공하여 형성된 어스판 본체 (13a) 를 갖고 있다. 이 어스판 본체 (13a) 의 3 변은 아래쪽으로 구부러진 가늘고 긴 절곡편 (13b) 이 형성되어 있다. 또한, 어스판 본체 (13a) 의 거의 중앙에는 원형의 관통 구멍 (13c) 이 형성되어 있고, 이 관통 구멍 (13c) 의 양 옆에 한 쌍의 직사각형의 삽입장착 구멍 (13d) 이 형성되어 있다. 이 삽입장착 구멍 (13d) 에는, 후술하는 스페이서 (14) 의 제 2 L 자형 유지부 (14e) 가 끼워진다. 그리고, 안테나판 (12) 의 급전 위치인 접속 구멍 (12d) 에 대응하는 위치에 케이블 (15) 의 절연체에 피복되어 있는 코어선이 삽입통과되는 삽입통과 구멍 (13e) 이 형성되고, 이면에는 케이블 (15) 의 편조선(編組線)을 둘러싸아 지지하여 납땜되는 한 쌍의 펀칭된 직사각형상의 지지편 (13f) 이 형성되어 있다.

또, 스페이서 (14) 의 상세 구성이 도 18 내지 도 20 에 나타나 있다. 단, 도 18(a) 는 스페이서 (14) 의 구성을 나타내는 정면도이고, 도 18(b) 는 그 구성을 나타내는 D-D 선으로 절단한 단면도이고, 도 18(c) 는 그 구성을 나타내는 배면도이고, 도 19 는 그 구성을 나타내는 측면도이고, 도 20 은 그 구성을 나타내는 저면도이다.

이들 도면에 나타내는 바와 같이 스페이서 (14) 는 스페이서 본체 (14a) 와, 스페이서 본체 (14a) 로부터 연장되어 형성되어 있는 링형상의 급전선 유지편 (14d) 으로 구성되어 있다. 스페이서 본체 (14a) 의 거의 중앙에는 원형의 관통 구멍 (14c) 이 형성되어 있고, 그 상면에는 한 쌍의 제 1 L 자형 유지부 (14b) 가 돌출하여 형성되어 있고, 그 하면에는 한 쌍의 제 2 L 자형 유지부 (14e) 가 돌출하여 형성되어 있다. 제 1 L 자형 유지부 (14b) 및 제 2 L 자형 유지부 (14e) 의 선단은, 서로 반대 방향을 향하도록 형성되어 있다. 또한, 제 1 L 자형 유지부 (14b) 및 제 2 L 자형 유지부 (14e) 에서의 스페이서 본체 (14a) 에 거의 평행하게 되어 있는 상부와 스페이서 본체 (14a) 는 미소한 간극을 두고 대향하고 있으며, 이 간극은 선단으로 갈수록 좁아지고 있다. 이 제 1 L 자형 유지부 (14b) 및 제 2 L 자형 유지부 (14e) 에서의 상부와 스페이서 본체 (14a) 사이의 간극에, 안테나판 (12) 또는 어스판 (13) 이 삽입 끼움 지지되어 유지된다. 그리고, 그 간극이 선단으로 갈수록 좁아지고 있기 때문에, 제 1 L 자형 유지부 (14b) 및 제 2 L 자형 유지부 (14e) 에 의해 안테나판 (12) 및 어스판 (13) 을 확실하게 스페이서 (14) 에 고착시킬 수 있게 된다.

또한, 스페이서 본체 (14a) 에서 연장되어 링형상으로 형성되어 있는 급전선 유지편 (14d) 에는, 삽입통과 구멍 (14f) 이 형성되어 있는 동시에 삽입통과 구멍 (14f) 의 주위에서 아래쪽으로 돌출되는 링형상 리브 (14g) 가 형성되어 있다. 이 삽입통과 구멍 (14f) 에는 케이블 (15) 의 절연체로 피복된 코어선이 삽입통과되고, 링형상 리브 (14g) 는 어스판 (13) 에 형성되어 있는 삽입통과 구멍 (13e) 안에 끼워 넣어진다. 또, 스페이서 (14) 는 폴리아세탈 등의 소정 유전율을 갖는 수지를 사용하여 성형에 의해 제작되어 있다.

도 4 로 되돌아가, 도 4 를 참조하면서 조립체를 조립하는 프로세스를 설명한다. 우선, 상기 설명한 스페이서 (14) 에서의 한 쌍의 제 1 L 자형 유지부 (14b) 를 안테나판 (12) 에 형성되어 있는 한 쌍의 장착 구멍 (12c) 에 삽입하고, 장착 구멍 (12c) 으로부터 제 1 L 자형 유지부 (14b) 의 상부를 돌출시킨다. 그리고, 돌출된 제 1 L 자형 유지부 (14b) 의 상부와 스페이서 본체 (14a) 에 의해 장착 구멍 (12c) 의 주위를 끼움 지지하도록 화살표로 도시하는 방향으로 안테나판 (12) 을 슬라이딩시킨다. 이것에 의해, 안테나판 (12) 에서의 장착 구멍 (12c) 의 상부가 제 1 L 자형 유지부 (14b) 의 상부와 스페이서 본체 (14a) 에 의해 끼움 지지되어, 스페이서 (14) 에 안테나판 (12) 이 고착된다.

이어서, 안테나판 (12) 이 고착되어 있는 상태의 스페이서 (14) 에 있어서, 한 쌍의 제 2 L 자형 유지부 (14e) 를 어스판 (13) 에 형성되어 있는 한 쌍의 삽입장착 구멍 (13d) 에 삽입하고, 삽입장착 구멍 (13d) 으로부터 제 2 L 자형 유지부 (14e) 의 상부를 돌출시킨다. 그리고, 돌출된 제 2 L 자형 유지부 (14e) 상부와 스페이서 본체 (14a) 에 의해 삽입장착 구멍 (13d) 의 주위를 끼움 지지하도록 아래방향으로 어스판 (13) 을 슬라이딩시킨다. 이것에 의해, 어스판 (13) 에서의 삽입장착 구멍 (13d) 의 하부가 제 2 L 자형 유지부 (14e) 의 상부와 스페이서 본체 (14a) 에 의해 끼움 지지되어, 스페이서 (14) 에 어스판 (13) 이 고착된다. 또한, 급전선 유지편 (14d) 에 형성되어 있는 링형상 리브 (14g) 가 삽입통과 구멍 (13e) 에 끼워져 고정된다.

이것에 의해, 안테나판 (12) 이 스페이서 (14) 의 앞면에 고착되고, 어스판 (13) 이 스페이서 (14) 의 이면에 고착되게 된다. 그리고, 이 상태에서 어스판 (13) 의 이면에 케이블 (15) 을 배치하여, 코어선 (15a) 를 피복하고 있는 절연체 (15b) 를 삽입통과 구멍 (13e) 에 삽입통과시키면, 절연체 (15b) 는 급전선 유지편 (14d) 에서의 삽입통과 구멍 (14f) 에 삽입통과되고, 그 선단으로부터 돌출되어 있는 코어선 (15a) 이 안테나판 (12) 에 형성되어 있는 접속 구멍 (12d) 에 삽입되게 된다. 이 접속 구멍 (12d) 에 삽입된 코어선 (15a) 을 납땜하여, 코어선 (15a) 을 안테나판 (12) 에 접속시킨다. 또한, 케이블 (15) 의 편조선 (15c) 을, 한 쌍의 지지편 (13f) 을 코킹함으로써 지지하여 납땜한다. 이것에 의해, 조립체가 조립되어 케이블 (15) 이 조립체로부터 도출되게 된다.

이 조립체 (2) 의 구성을 나타내는 정면도를 도 8 에 나타내고, 그 구성을 나타내는 배면도를 도 9 에 나타내고, 그 구성을 나타내는 측면도를 도 10 에 나타낸다.

이들 도면에 나타내는 바와 같이, 조립체 (2) 로부터 도출되어 있는 케이블 (15) 의 선단에는 통신기에 장착하는 접속 단자 (17) 가 형성되어 있다. 또한, 조립체 (2) 에서는 안테나판 (12) 에 형성되어 있는 관통 구멍 (12b), 스페이서 (14) 에 형성되어 있는 관통 구멍 (14c) 및 어스판 (13) 에 형성되어 있는 관통 구멍 (13c) 의 위치가 거의 일치하게 된다. 그리고, 도 10 에 나타내는 바와 같이 절연성의 링형상 리브 (14g) 가 삽입통과 구멍 (13e) 에 장착되어 있기 때문에, 코어선 (15a) 을 안테나판 (12) 에 납땜할 때에 코어선 (15a) 이 뜨거워져 절연체 (15b) 를 파열시켜도, 링형상 리브 (14g) 의 작용에 의해 코어선 (15a) 이 어스판 (13) 에 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 또, 스페이서 (14) 의 면적을 작게 하면 보다 소형화할 수 있지만 안테나 게인이 저하되기 때문에, 스페이서 (14) 의 면적을 안테나판 (12) 의 면적의 대략 절반 정도로 하는 동시에 비유전율 (εs) 을 2 정도로 하여 소형화하면서 고안테나 게인을 유지하도록 하고 있다.

이러한 조립체 (2) 는 상부 케이스 (10) 와 하부 케이스 (11) 로 이루어지는 케이스에 수납되게 된다. 여기서, 상부 케이스 (10) 및 하부 케이스의 구성을 설명한다.

상부 케이스 (10) 의 상세 구성을 도 11 내지 도 13 에 나타낸다. 단, 도 11(a) 는 상부 케이스 (10) 의 구성을 나타내는 평면도이고, 도 11(b) 는 그 구성을 나타내는 측면도이고, 도 11(c) 는 그 구성을 나타내는 하면도이고, 도 12 는 그 구성을 나타내는 정면도이고, 도 13 은 그 구성을 나타내는 A-A 선으로 절단한 단면도이다.

이들 도면에 나타내는 바와 같이, 상부 케이스 (10) 의 직사각형상의 상부 케이스 본체 (10a) 의 4 변에는 소정 높이의 측벽부 (10b) 가 형성되어 있고, 그 내부에 수납 공간이 형성되어 있다. 이 수납 공간의 거의 중앙에 측벽부 (10b) 보다 높은 원통형상의 돌출부 (10c) 가 세워져 형성되어 있고, 그 양 옆에 한 쌍의 직사각형상의 오목부 (10e) 가 형성되어 있다. 그리고, 대각에 한 쌍의 직경이 작은 돌기 (10g) 가 형성되어 있고, 측벽부 (10b)의 1 변에 케이블 (15) 을 도입하는 반원형상의 홈인 케이블 유지부 (10f) 가 돌출하여 형성되어 있다.

원통형상으로 되어 있는 돌출부 (10c) 의 내주면에는 나사부 (10d) 가 형성되어 있고, 이 나사부 (10d) 에는, 하부 케이스 (11) 를 통하여 삽입통과된 고착 나사가 나사식 장착되어, 상부 케이스 (10) 와 하부 케이스 (11) 가 일체화되도록 이루어져 있다. 또한, 조립체 (2) 를 상부 케이스 (10) 에 수납하였을 때에, 돌출부 (10c) 가 조립체 (2) 에서의 관통 구멍 (12b), 관통 구멍 (14c) 및 관통 구멍 (13c) 에 삽입통과되어, 조립체 (2) 가 상부 케이스 (10) 에 대하여 위치가 맞춰진다. 또한, 조립체 (2) 의 안테나판 (12) 위에 돌출되어 있는 제 1 L 자형 유지부 (14b) 의 상부는 상부 케이스 (10) 의 내면에 형성되어 있는 오목부 (10e) 내에 수납 가능하게 되어 있다.

다음에, 하부 케이스 (11) 의 상세 구성을 도 14 및 도 15 에 나타낸다. 단, 도 14(a) 는 하부 케이스 (11) 의 구성을 나타내는 평면도이고, 도 14(b) 는 그 구성을 나타내는 B-B 선으로 절단한 단면도이고, 도 14(c) 는 그 구성을 나타내는 하면도이고, 도 15(a) 는 그 구성을 나타내는 정면도이고, 도 15(b) 는 그 구성을 나타내는 측면도이고, 도 15(c) 는 그 구성을 나타내는 C-C 선으로 절단한 단면도이다.

이들 도면에 나타내는 바와 같이, 하부 케이스 (11) 의 직사각형상의 하부 케이스 본체 (11a) 의 4 변은 소정 높이의 측벽부 (11b) 가 형성되어 있고, 그 내부에 수납 공간이 형성되어 있다. 이 수납 공간의 거의 중앙에 키가 낮은 링형상 돌출부 (11c) 가 형성되어 있고, 측벽부 (11b) 의 1 변에 케이블 (15) 을 도입하는 하부가 반원형상의 홈인 절결부 (11f) 가 형성되어 있다. 이 절결부 (11f) 상부의 직사각형 홈에는, 상부 케이스 (10) 에 형성되어 있는 케이블 유지부 (10f) 가 끼워진다. 또한, 절결부 (11f) 로부터 링형상 돌출부 (11c) 에 걸쳐서 도입된 케이블 (15) 이 수용되는 케이블 유지홈 (11i) 이 형성되어 있다.

그리고, 대각에 한 쌍의 직경이 작은 돌기 (11g) 가 형성되어 있다. 이 돌기 (11g) 는, 상부 케이스 (10) 가 끼워 맞춰졌을 때에 상부 케이스 (10) 에 형성되어 있는 돌기 (10g) 가 맞닿도록 되어 있다. 그리고 또, 링형상 돌출부 (11c) 의 거의 중앙에 관통 구멍 (11e) 이 형성되어 있고, 그 선단에 링형상 홈부 (11d) 가 형성되어 있다. 이 링형상 홈부 (11d) 는, 상부 케이스 (10) 가 끼워 맞춰졌을 때에, 상부 케이스 (10) 의 돌출부 (10c) 의 선단을 수용하도록 되어 있다. 또한, 하부 케이스 본체 (11a) 의 이면에서 관통 구멍 (11e) 을 둘러싸도록 링형상 오목부 (11k) 가 형성되어 있다. 이 링형상 오목부 (11k) 는, 관통 구멍 (11e) 에 삽입통과된 고착 나사의 헤드가 수납되는 오목부로 되어 있다. 그리고, 하부 케이스 본체 (11a) 를 둘러싸는 측벽부 (11b) 의 내주면으로부터 기립하여 링형상 돌출부 (11j) 가 형성되어 있다. 이 링형상 돌출부 (11j) 는, 상부 케이스 (10) 가 끼워 맞춰졌을 때에, 상부 케이스 (10) 의 측벽부 (10b) 의 내주면에 끼워 맞춰진다. 또, 이 링형상 돌출부 (11j) 의 내측의 3 변을 따라 가늘고 긴 끼움 홈 (11h) 이 형성되어 있다. 이 3 개의 끼움 홈 (11h) 에는, 조립체 (2) 가 하부 케이스 (11) 에 수납되었을 때 어스판 (13) 의 3 변에 형성되어 있는 절곡편 (13b) 이 끼워져, 조립체 (2) 를 하부 케이스 (11) 에 대하여 위치 결정하고 있다.

다음에, 상부 케이스 (10) 와 하부 케이스 (11) 로 이루어지는 케이스에 조립체 (2) 를 수납하는 프로세스를 도 5 내지 도 7 을 참조하여 설명한다.

도 5 에 나타내는 바와 같이, 조립체 (2) 의 어스판 (13) 을 밑으로 하여 하부 케이스 (11) 에 조립체 (2) 를 수납한다. 이 때에, 화살표로 나타나는 바와 같이 어스판 (13) 의 3 변에 형성되어 있는 절곡편 (13b) 이 끼움 홈 (11h) 에 각각 끼워지도록 위치를 정하여 수납된다. 이것에 의해, 조립체 (2) 를 하부 케이스 (11) 에 대하여 위치 결정한다. 조립체 (2) 를 하부 케이스 (2) 에 수납하였을 때에, 조립체 (2) 로부터 도출된 케이블 (15) 은 절결부 (11f) 를 통하여 외부로 도출된다.

이어서, 도 6 에 나타내는 바와 같이 상부 케이스 (10) 를 조립체 (2) 를 수납한 하부 케이스 (11) 에 끼운다. 이 때에, 상부 케이스 (10) 에 형성되어 있는 돌출부 (10c) 가 조립체 (2) 에서의 관통 구멍 (12b), 관통 구멍 (14c) 및 관통 구멍 (13c) 에 삽입통과되어, 조립체 (2) 가 상부 케이스 (10) 에 대하여 위치가 맞춰진다. 또한, 하부 케이스 (11) 의 링형상 돌출부 (11j) 가, 상부 케이스 (10) 의 측벽부 (10b) 의 내주면에 끼워 맞춰져, 하부 케이스 (11) 와 상부 케이스 (10) 의 위치가 맞춰지고 끼워지게 된다. 그리고, 상부 케이스 (10) 에 형성되어 있는 키가 큰 돌출부 (10c) 의 선단이, 하부 케이스 (11) 에 형성되어 있는 링형상 돌출부 (11c) 의 링형상 홈부 (11d) 에 끼워진다. 이 상태에 있어서, 도시한 바와 같이 고착 나사 (16) 를 하부 케이스 (11) 의 밑으로부터 관통 구멍 (11e) 내에 삽입통과시켜 상부 케이스 (10) 의 나사부 (10d) 에 나사식 장착한다. 이것에 의해, 조립체 (2) 를 수납한 상부 케이스 (10) 와 하부 케이스 (11) 가 일체화되어 고착되어, 도 7 에 나타내는 패치 안테나 (1) 가 조립된다.

이상 설명한 본 발명의 패치 안테나 (1) 에 있어서는 안테나판 (12) 을 직사각형으로 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고 원형의 안테나판으로 할 수도 있다. 이 경우, 원 편파를 송수신할 수 있도록 섭동 소자를 갖는 원형의 안테나 소자로 이루어지는 안테나판 (12) 으로 할 수 있다. 또한, 이상의 설명에서는, 원 편파를 송수신 가능한 패치 안테나 (1) 로 하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고 안테나판 (12) 에 의한 안테나 소자를 직선 편파용의 안테나 소자로 하여 직선 편파를 송수신 가능한 패치 안테나 (1) 로 할 수도 있다.

상기 설명한 바와 같이 본 발명은, 스페이서의 일면으로부터 돌출하여 형성되어 있는 제 1 L 자형 유지부에 의해 안테나판의 장착 구멍 주위를 끼움 지지시키고, 스페이서의 다른 면으로부터 돌출하여 형성되어 있는 제 2 L 자형 유지부에 의해 어스판의 삽입장착 구멍 주위를 끼움 지지시킴으로써 패치 안테나로 할 수 있다. 이것에 의해, 패치 안테나를 용이하게 조립할 수 있게 된다. 또한, 안테나판 및 어스판은 진유 등의 금속판을 펀칭 가공함으로써 제작할 수 있는 동시에, 스페이서는 폴리아세탈 등의 수지를 성형함으로써 제작할 수 있기 때문에, 패치 안테나를 저렴한 것으로 할 수 있다.

또한, 유지편의 하면으로부터 돌출하도록 형성되어 있는 링형상 리브를 어스판의 삽입통과 구멍에 끼움으로써, 케이블의 코어선을 안테나판에 납땜할 때의 열로 케이블의 절연체가 녹더라도 코어선이 어스판에 접촉하는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 제 1 케이스부의 돌출부를 패치 안테나에 형성되어 있는 관통 구멍에 끼워 제 1 케이스부에 제 2 케이스부를 끼워 맞춤으로써, 케이스에 위치를 맞춰 수납할 수 있게 된다. 이 경우, 어스판의 가장자리부를 아래방향으로 구부려 형성된 절곡편을 제 2 케이스에 형성되어 있는 끼움 홈에 끼워 넣음으로써, 제 2 케이스에 대한 위치도 결정할 수 있다.

Claims

섭동(攝動) 소자가 형성되어 있는 평면형의 안테나판과, 그 안테나판과 소정의 간극을 가지고 대향하여 배치되는 평면형의 어스판과, 상기 안테나 소자와 상기 어스판 사이에 배치되는 소정의 유전율을 갖는 스페이서로 이루어지는 패치 안테나로서,

상기 안테나판에는 장착 구멍이 형성되어 있는 동시에 상기 어스판에는 삽입장착 구멍이 형성되어 있고, 상기 스페이서의 일면으로부터 돌출하여 형성되어 있는 제 1 L 자형 유지부가 상기 장착 구멍의 주위를 끼움 지지함으로써 상기 안테나판이 상기 스페이서에 고착되고, 상기 스페이서의 다른 면으로부터 돌출하여 형성되어 있는 제 2 L 자형 유지부가 상기 삽입장착 구멍의 주위를 끼움 지지함으로써 상기 어스판이 상기 스페이서에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
제 1 항에 있어서, 상기 스페이서에 일체로 형성되어 있는 유지편의 삽입통과 구멍에, 어스부가 상기 어스판에 접속되어 있는 케이블의 상기 안테나판에 급전하는 코어선이 삽입되어 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
제 2 항에 있어서, 상기 어스판의 이면에 고착되어 있는 상기 케이블에서의 상기 코어선은, 상기 어스판에 형성되어 있는 삽입통과 구멍을 통과하여 상기 유지편의 삽입통과 구멍에 삽입되어 있고, 상기 유지편의 하면으로부터 돌출하도록 형성되어 있는 링형상 리브가 상기 어스판의 삽입통과 구멍에 끼워져 있는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
제 1 항에 있어서, 관통 구멍이 각각 형성되어 있는 상기 안테나판과, 상기 스페이서와, 상기 어스판이 서로 고착된 조립체에 있어서, 상기 관통 구멍에 제 1 케이스의 수납 공간으로 돌출하여 형성되어 있는 돌출부를 끼우고, 그 돌출부의 선단부를 수용하는 링형상 돌출부가 수납 공간에 형성되어 있는 제 2 케이스를 상기 제 1 케이스에 끼워 맞춤으로써, 상기 조립체가 상기 제 1 케이스 및 상기 제 2 케이스의 수납 공간에 수납되도록 한 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
제 4 항에 있어서, 상기 어스판의 가장자리부를 아래방향으로 구부려 형성된 절곡편이 상기 제 2 케이스의 수납 공간에 형성되어 있는 끼움 홈에 끼워짐으로써, 상기 조립체가 상기 제 2 케이스에 대하여 위치 결정되도록 한 것을 특징으로 하는 패치 안테나.