JPH087688Y2 - マイクロストリップアンテナ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本考案は、安価で量産に適した、GPS等に用いる準マ
イクロ波帯用マイクロストリップアンテナに関するもの
である。

【従来の技術】

従来、マイクロストリップアンテナは、電気的特性の
再現性を考慮して多層プリント基板を用いて構成される
ことが多い。第10図、第11図に、その構成例を示す。 第10図，第11図に示す従来例のマイクロストリップア
ンテナは第１の誘電体２と、第２の誘電体３とを積層す
るとともに、第１の誘電体２と、第２の誘電体３との間
にはアース回路８用の導体（銅箔）層を介装し、第１の
誘電体２の表面にはアンテナ部の放射素子たるパッチ１
を形成する導体（銅箔）層を、第２の誘電体３の表面に
は高周波回路部10を形成する導体（銅箔）層を夫々設け
た多層プリント基板から構成され、パッチ１の給電点６
と高周波回路部10の回路入力端子との間にはスルーホー
ル９で接続している。そしてシャーシ４に対しては第１
の誘電体２の上面から貫挿させた絶縁体ねじ５をシャー
シ４の裏面においてナット11で締結することにより固定
されている。同軸コネクタ７はシャーシ４の側面に取り
付けられ、高周波回路部10と接続されている。 尚アース回路８は、マイクロストリップアンテナのア
ース回路および、高周波回路部10のマイクロストリップ
線路のアース回路として兼用されている。また、高周波
回路部10には、高周波マイクロストリップ伝送線路の他
に、高周波受動回路部品あるいは、高周波能動回路部品
等が実装できるようになっている。 而して上述のような構造にすることで第10図、第11図
従来例はアンテナ部および高周波回路部10の電気的結合
部を一体化しているため相互接続が確実で特性の安定化
が図れて高い信頼性が得られ、しかも量産に適してい
る。

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来例の構造はアンテナ部と高周
波回路部とを一体化したことによる本質的な欠点、即
ち、アンテナ部と高周波回路部とが一体に製作されるた
め、個別に製作して良品を組合わせる場合と比較する
と、歩留りが悪いという欠点がある。 また上記三層銅箔構造の多層プリント基板は構造が複
雑であるため製造コストが高価になるという問題があ
る。更にアンテナ部と高周波回路部との電気的設計条件
の違いにより、誘電率を積層された誘電体毎に異ならせ
た複合基板が必要になることがあるが、このような場
合、製造工程が一層複雑になり、製造コストは一層高価
になるという問題がある。 本考案は、これらの点に鑑みて成されたもので、その
目的とするところはアンテナ部と高周波回路部とを別個
のプリント基板にて製作し、二枚のプリント基板を、電
気的かつ機械的に結合することで、歩留りがよく、製造
コストの安いマイクロストリップアンテナを提供するこ
とにある。

【課題を解決するための手段】

上述の目的を達成するために、本考案は、アンテナ部
を構成する第１のプリント基板と、高周波回路を構成す
る第２のプリント基板と、上記第１および第２のプリン
ト基板のアース回路側の面を相対向させて両プリント基
板を電気的かつ機械的に圧接するための結合手段と、少
なくとも上記第１のプリント基板と機械的に共締めされ
る導電体シャーシ部とを備えたものである。 尚上記第１のプリント基板と、上記導電体シャーシ部
との機械的共締め手段として、ねじを用いると共に、ね
じ端部が少なくとも、上記第１のプリント基板表面より
も低い位置に来るように、第１のプリント基板のねじ頭
部が当たる部位を第１のプリント基板表面の形成した凹
所の底面としても良い。また上記第１のプリント基板
と、導電体シャーシ部との機械的共締め手段として、セ
ルフタッピングねじを用いても良い。 更に上記第１のプリント基板と、導電体シャーシ部と
の機械的共締め手段として、ねじを用いると共に、該ね
じの締結位置を第１のプリント基板の表面に形成したア
ンテナ部のパッチ内で且つ高周波的に電位の高い部分を
避けた位置としても良い。

【作用】

而して本考案によれば、アンテナ部を構成する第１の
プリント基板と、高周波回路を構成する第２のプリント
基板と、上記第１および第２のプリント基板のアース側
の面を相対向させて両プリント基板を電気的かつ機械的
に圧接するための結合手段と、少なくとも上記第１のプ
リント基板と機械的に共締めされる導電体シャーシ部と
を備えたものであるから、アンテナ部と高周波回路部と
を個別のプリント基板で製作して夫々の良品同士の組み
合わせることが行え、結果製品の歩留りが良くなる。ま
た上記三層銅箔構造の多層プリント基板を用いる場合に
比べて両面プリント基板を使用するため、安価に製造で
きる。 更にアンテナ部と高周波回路部との電気的設計条件の
違いがあっても、夫々に適した誘電率の誘電体を用いた
プリント基板を個別に使用することができるため、多層
プリント基板の場合に比べて製造コストが安価である。 尚上記第１のプリント基板と、導電体シャーシ部との
機械的共締め手段として、ねじを用いると共に、ねじ端
部が少なくとも、上記第１のプリント基板表面よりも低
い位置に来るように、第１のプリント基板のねじ頭部が
当たる部位を第１のプリント基板表面に形成した凹所の
底面とすれば、ねじによるアンテナインピーダンス、指
向特性、アンテナ効率などへの影響を少なくすることが
でき、特に導電性ねじを用いた場合にはアース回路側か
らアンテナ部のパッチ側への突き出し長さが短くなっ
て、その電気長が短くなり、結果ねじとアンテナ部のパ
ッチとの相互作用が大幅に減少させることができ、多層
プリント基板を用いた場合と同等の性能が得られる。 また上記第１のプリント基板と、導電体シャーシ部と
の機械的共締め手段として、セルフタッピングねじを用
いた場合には、固定作業性が向上する。 更に上記第１のプリント基板と、導電体シャーシ部と
の機械的共締め手段として、ねじを用いると共に、該ね
じの締結位置を第１のプリント基板の表面に形成したア
ンテナ部のパッチ内で且つ高周波的に電位の高い部分を
避けた位置とすれば、パッチの部分であってもねじ止め
ができることになり、第１のプリント基板を小さくする
ことが可能となる。

【実施例】

以下の本考案を実施例により説明する。 実施例１ 本実施例は本考案マイクロストリップアンテナの基本
的な実施例であって、上面に形成したパッチ19と下面に
形成したアース回路18とでマイクロストリップアンテナ
部を構成する第１のプリント基板11と、導電体シャーシ
部13とは高周波回路部を配線配設した同一寸法の第２の
プリント基板12を介装した状態でねじ14とナット16とで
４隅部を機械的に共締め固定している。プリント基板11
の上面に形成したアンテナ部のパッチ19の給電部とプリ
ント基板12の下面に形成した高周波回路部のマイクロス
トリップ線路22の入力端とは、プリント基板11のアース
回路18と、このアース回路18に機械的、電気的に接触せ
るプリント基板12のアース回路18′とに夫々形成した孔
17,17を通した導電体ピンからなる給電ピン15で接続さ
れている。ねじ14はポリカーボネートなどの絶縁体で造
られており、機械的にアンテナ部のパッチ19から遠ざけ
られて配置されているので、アンテナ特性に対する電気
的な影響は少ない。導電体シャーシ部13は下面開口の箱
状に形成され、両側には取付け足13aを折り曲げにより
一体に設けている。このような構造とすることで、アン
テナ部のプリント基板と高周波回路部のプリント基板を
別個に製作し、その良品同士の組合せによってマイクロ
ストリップアンテナを構成できるので、製造時の歩留り
が良くなる。また、多層プリント基板で一体に構成する
場合に比べて安価となる。 実施例２ 本実施例は第２図に示すように第１のプリント基板11
の幅よりも、第２のプリント基板12の幅の方を狭くし、
導電体シャーシ部13の上面に形成した凹部13bに第２の
プリント基板12を取り付けた構造と成っており、導電体
シャーシ部13と第１のプリント基板11とは上記実施例１
と同様な絶縁体のねじ14とナット16とで共締め固定され
ている。このような構造とすることで、実施例１と同様
な利点の他に、高周波回路部を配線配設するプリント基
板12の寸法を必要最小限に小さくできるので、プリント
基板12のコストの一層の引き下げが可能となる。第３図
は実施例の縮小下面図で、同図中21は導電シャーシ部13
から突き出した固定用爪で、プリント基板12を、プリン
ト基板11に押さえて固定すると共に、ハンダ付けしてい
る。20はアンテナ出力コネクタで、プリント基板12上に
形成したマイクロストリップ線路22を介して給電ピン15
と接続されている。 実施例３ 本実施例は第４図に示すように、プリント基板11と導
電シャーシ部13とを共締めする絶縁体製又は導電体製の
ねじ14を貫挿するプリント基板11の孔の上端にはねじ14
の頭部を収納してアンテナ部のパッチ19の面よりねじ14
の頭部の高さを低くさせるための凹所24を形成している
点で第１図実施例と相違する。尚導電体シャーシ部13に
は錫メッキ鋼板を使用している。 第５図は、上記第１のプリント基板11の隅部の拡大図
である。アンテナ部のパッチ19は、その開放端25が高イ
ンピーダンスであって、パッチ19の端部にねじ14等の誘
電体または導電体が近接して配置されると、アンテナイ
ンピーダンス、指向特性、効率等が劣化または変動しや
すいので、実施例では上記開放端25に近接するねじ14の
頭部を、凹部24内に収納することにより沿面距離を大き
くして遠ざけている。また、ねじ14が導電体製の場合に
は、凹部25により、アンテナ面側からアンテナ部側への
ねじ14の突き出し長さが短くなるので、その電気長も短
くなり、ねじ14とパッチ19との相互作用が大幅に減少す
るので、効果的である。 実施例４ 本実施例は第６図に示すようにプリント基板11と導電
体シャーシ部13との共締めを行うねじとしてセルフタッ
ピングねじ26を用いた点で、第１図実施例と相違する。 セルフタッピングねじ26は頭部を導電体シャーシ部13
の下面側にしてプリント基板12を介してプリント基板11
の誘電体に螺入締結している。 このような構造の本実施例は実施例３と同様にセルフ
タッピングねじ26とアンテナ部のパッチ19との相互作用
が少なくなっている。 実施例５ 上記実施例1,2,3ではプリント基板11における共締め
用のねじ14の挿通箇所はプリント基板14の４隅部であっ
て、アンテナ部のパッチ19を避けているが、本実施例で
は後述の原理に基づいて第８図に示すようにパッチ19の
銅箔パターンにねじ14の頭部が接触してアンテナ特性に
影響を与えないように頭部より大きな穴23を形成し、こ
の穴23の中央に挿通孔（図示せず）を穿設して、絶縁体
製のねじ14を挿通している。 第７図は本実施例の原理を説明する図である。第７図
（ａ）は、二分の一波長型矩形パッチマイクロストリッ
プアンテナのパッチ19における電位分布を示す図で、第
７図（ｂ）における電位の低い領域を点線27で囲んで示
している。 第７図（ｃ）は、一波長型矩形パッチマイクロストリ
ップアンテナのパッチ19における電位分布を示す図で、
第７図（ｄ）の電位の低い部分を点線28,29で囲んで示
している。 第７図（ｅ）は、周囲長が２分の一波長型の円形パッ
チマイクロストリップアンテナのパッチ19の電流分布を
示す図であり、電流腹部即ち電位の低い領域を点線30で
囲んで示している。第７図（ｆ）は、周囲長が一波長型
の円形パッチマイクロストリップアンテナのパッチ19の
電流分布を示す図で、電位の低い領域を点線31,32,33,3
4で囲んで示している。これらのアンテナを固定する場
合、電位の高い部分を避けて、点線で示した領域内で固
定すれば、パッチ19部分であってもねじ止め可能となる
のである。 従って第８図におけるねじ14の挿通箇所は上記条件を
満たすパッチ19内の領域に設定されている。 ここで第９図のようにねじ14の頭部とパッチ19との離
隔距離を確保するために凹部35を設けてもよく、この場
合ねじ14として絶縁体のねじの他に導電体のねじ14を使
用することも可能となる。 尚上記実施例１〜５では、直線偏波アンテナのみ示し
たが、円偏波用アンテナの場合も同様に本考案を適用で
きる。

【考案の効果】

請求項１記載の考案はアンテナ部を構成する第１のプ
リント基板と、高周波回路を構成する第２のプリント基
板と、上記第１および第２のプリント基板のアース側の
面を相対向させて両プリント基板を電気的かつ機械的に
圧接するための結合手段と、少なくとも上記第１のプリ
ント基板と機械的に共締めされる導電体シャーシ部とを
備えたものであるから、アンテナ部と高周波回路部とを
個別に製作して、その良品同士の組み合わせを行うこと
ができ、結果製品の歩留りが良くなり、しかも上記三層
銅箔構造の多層プリント基板を用いる場合に比べて両面
プリント基板を使用するため、安価に製造でき、更にア
ンテナ部と高周波回路部との電気的設計条件の違いがあ
っても、夫々にあった誘電率の誘電体を用いたプリント
基板を個別に使用することができるため、多層プリント
基板の場合に比べて製造コストが安価になるという効果
がある。 また請求項２記載の考案は第１のプリント基板と、導
電体シャーシ部との機械的共締め手段として、ねじを用
いると共に、ねじ端部が少なくとも、上記第１のプリン
ト基板表面よりも低い位置に来るよう、第１のプリント
基板のねじ頭部が当たる部位を第１のプリント基板表面
に形成した凹所の底面としたので、ねじによるアンテナ
インピーダンス、指向特性、アンテナ効率などへの影響
を少なくすることができ、特に導電性ねじを用いた場合
にはアース回路側からアンテナ部のパッチ側への突き出
し長さが短くなって、その電気長が短くなり、結果ねじ
とアンテナ部のパッチとの相互作用が大幅に減少させる
ことができ、多層プリント基板を用いた場合と同等の性
能が得られるという効果がある。 更に請求項３記載の考案は第１のプリント基板と、導
電体シャーシ部との機械的共締め手段として、セルフタ
ッピングねじを用いた場合には、固定作業性を向上する
という効果がある。 また更に請求項４記載の考案は上記第１のプリント基
板と、導電体シャーシ部との機械的共締め手段として、
ねじを用いると共に、該ねじの締結位置を第１のプリン
ト基板の表面に形成したアンテナ部のパッチ内で且つ高
周波的に電位の高い部分を避けた位置としたので、パッ
チの部分であってもねじ止めができることになり、第１
のプリント基板を小さくすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例１の側断面図、第２図は本考案
の実施例２の側断面図、第３図は同上の縮小せる下面
図、第４図は本考案の実施例３の側断面図、第５図は同
上の第１のプリント基板の一部破断省略した斜視図、第
６図は本考案の実施例４の側断面図、第７図は本考案の
実施例５の原理説明図、第８図は同上の第１のプリント
基板の一部破断省略せる斜視図、第９図は同上の変形例
の側断面図、第10図は従来例の斜視図、第11図は同上の
側断面図である。 11は第１のプリント基板、12は第２のプリント基板、13
は導電体シャーシ部、14はねじ、15は給電ピン、16はナ
ット、18,18′はアース回路、19はパッチ、24は凹所、2
6はタッピングねじである。

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】アンテナ部を構成する第１のプリント基板
   と、高周波回路を構成する第２のプリント基板と、上記
   第１および第２のプリント基板のアース回路側の面を相
   対向させて両プリント基板を電気的かつ機械的に圧接す
   るための結合手段と、少なくとも上記第１のプリント基
   板と機械的に共締めされる導電体シャーシ部とを備えて
   成るマイクロストリップアンテナ。
2. 【請求項２】第１のプリント基板と、導電体シャーシ部
   との機械的共締め手段として、ねじを用いると共に、ね
   じ端部が少なくとも、上記第１のプリント基板表面より
   も低い位置に来るように、第１のプリント基板のねじ頭
   部が当たる部位を第１のプリント基板表面に形成した凹
   所の底面として成る請求項１記載のマイクロストリップ
   アンテナ。
3. 【請求項３】第１のプリント基板と、導電体シャーシ部
   との機械的共締め手段として、セルフタッピングねじを
   用いて成る請求項１記載のマイクロストリップアンテ
   ナ。
4. 【請求項４】上記第１のプリント基板と、導電体シャー
   シ部との機械的共締め手段として、ねじを用いると共
   に、該ねじの締結位置を第１のプリント基板の表面に形
   成したアンテナ部のパッチ内で且つ高周波的に電位の高
   い部分を避けた位置として成る請求項１記載のマイクロ
   ストリップアンテナ。