JPH09260933A - パッチアンテナの給電ピン装着方法 - Google Patents

パッチアンテナの給電ピン装着方法

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JPH09260933A
JPH09260933A JP8068542A JP6854296A JPH09260933A JP H09260933 A JPH09260933 A JP H09260933A JP 8068542 A JP8068542 A JP 8068542A JP 6854296 A JP6854296 A JP 6854296A JP H09260933 A JPH09260933 A JP H09260933A
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hole
patch electrode
pin
patch
power supply
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JP8068542A
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Kunihiko Nakajima
邦彦 中島
Kenichi Ota
謙一 太田
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Taiyo Yuden Co Ltd
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Taiyo Yuden Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/045—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 所望の特性が得られるパッチアンテナの給電
ピン装着方法を提供する。 【解決手段】 誘電体絶縁基板１１の貫通孔１１ａの上
端部内周縁を覆うようにパッチ電極１３を形成し、上端
部においてテーパー状に緩やかに直径が太くなる給電ピ
ン１３を用い、この給電ピン１３を貫通孔１１ａに挿入
して押し込み、給電ピン１２の上端部をパッチ電極１３
に半田付けする。これにより、貫通孔開口端の内壁と給
電ピン１２との隙間にパッチ電極１３が介在し、パッチ
電極１３の押圧によって給電ピン１２は半田加熱時の表
面張力に抗するだけの固着力をもち、半田付けの際に、
半田の表面張力によって給電ピンが引っ張られることが
無く、給電ピンの上端部をパッチ電極に密着して装着す
ることができるとともに、隙間内に半田が流入すること
が無いため、アンテナインピーダンスの変化を生じるこ
とが無く所望の特性を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、高周波無線機器に
使用されるパッチアンテナの給電ピン装着方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＧＰＳを用いたナビゲーションシ
ステム等の高周波無線機器の需要が高まってきており、
これらの高周波無線機器には高周波に対応したパッチア
ンテナが使用されている。パッチアンテナとは、一般的
にはマイクロストリップアンテナと称されている。
【０００３】図２にパッチアンテナの一構成例を示す。
図２の（ａ）は外観斜視図、図２の（ｂ）は側面図であ
る。図において、１はパッチアンテナで、所定の厚さを
有する直方体形状の誘電体絶縁基板１１と、給電ピン１
２から構成されている。
【０００４】誘電体絶縁基板１１の所定位置には、その
上面から下面に貫通する円筒形の貫通孔１１ａが形成さ
れている。また、誘電体絶縁基板１１の上面には矩形状
のパッチ電極１３が形成され、このパッチ電極１３には
貫通孔１１ａに対応した位置に開口部１３ａが形成さ
れ、この開口部１３ａの周縁を除く他の部分にはオーバ
ーコート１４が施されている。さらに、誘電体絶縁基板
１１の下面にはパッチ電極１３にほぼ対向するように矩
形状の接地電極１５が形成されている。この接地電極１
５にも貫通孔１１ａ並びにこの周縁部を含む開口部１５
ａが形成されると共に、接地電極１５の全面を覆うよう
にオーバーコート１６が施されている。
【０００５】給電ピン１２は貫通孔１１ａよりもやや径
の小さい円柱形状をなし、その上端は貫通孔１１ａより
も径の大きい円板形状に形成されている。この給電ピン
１２は、誘電体絶縁基板１１の上面側から貫通孔１１ａ
に挿入され、その上端の円板の周縁がパッチ電極１３に
接触した状態で半田１７によってパッチ電極１３に導電
接続されている。この状態で給電ピン１２の下端部は誘
電体絶縁基板１１の下面より所定長さだけ突出してい
る。
【０００６】配線基盤２にパッチアンテナ１を搭載する
際には、配線基盤２に形成された給電ピン挿入用の貫通
孔２ａにパッチアンテナ１の突出した給電ピン下端部が
挿入され、配線基盤２に形成された高周波回路に半田付
け等によって導電接続される。
【０００７】これによりアンテナ輻射器となるパッチ電
極１３が給電ピン１２を介して高周波回路に接続され
る。
【０００８】一方、パッチアンテナ１の製造時には、図
３に示すように、誘電体絶縁基板１１の貫通孔１１ａ周
縁のパッチ電極１３上に半田１７を載置しておき、この
状態で貫通孔１１ａに給電ピン１２が挿入される。この
後、貫通孔１１ａの上側から加熱され、半田１７が融解
されて、給電ピン１２の上端部がパッチ電極１３に半田
付けされる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、パッ
チアンテナ１の製造時においては、給電ピン１２とパッ
チ電極１３は、パッチ電極１３上に配置した半田１７を
加熱し融解することによって電気的且つ物理的に接続を
行うが、その際、図４に示すように、融解した半田１７
の表面張力によって給電ピン１２が引っ張られて、給電
ピン１２の上端部がパッチ電極１３に密着せずに半田接
続されてしまうことがあった。このため、パッチ電極１
３上の給電ピン１２の高さが大きくなり、アンテナイン
ピーダンスに変化が生じてしまい、所望の特性を得るこ
とができなかった。
【００１０】また、図５に示すように、貫通孔１１ａと
給電ピン１２との隙間に融解した半田１７が流入し、貫
通孔１１ａ内の給電ピン１２の直径が見かけ上太くなっ
てしまう。このため、アンテナインピーダンスが変化し
てしまい、所望の特性を得ることができなかった。
【００１１】本発明の目的は上記の問題点に鑑み、所望
の特性が得られるパッチアンテナの給電ピン装着方法を
提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために請求項１では、所定の厚さを有し、上面か
ら下面に貫通する所定径の貫通孔が形成された誘電体絶
縁基板と、該誘電体絶縁基板の上面に設けられた所定面
積のパッチ電極と、前記誘電体絶縁基板の下面に設けら
れた所定面積の接地電極と、前記貫通孔よりやや小さな
径を有し、前記貫通孔に挿入され、上端部が前記パッチ
電極に導電接続されると共に、下端部が前記接地電極に
非導通状態で所定長さ突出した給電ピンとからなるパッ
チアンテナの給電ピン装着方法において、前記貫通孔の
上端部内周縁を覆うように前記パッチ電極を形成し、上
端部においてテーパー状に緩やかに直径が太くなる給電
ピンを用い、該給電ピンを上面側から前記貫通孔に押し
込んで、該給電ピンの上端部を前記パッチ電極に固定す
るパッチアンテナの給電ピン装着方法を提案する。
【００１３】該パッチアンテナの給電ピン装着方法によ
れば、誘電体絶縁基板の貫通孔に給電ピンを挿入する
際、前記給電ピンの上端部のテーパー部によって貫通孔
周縁のパッチ電極が押されて、該パッチ電極のごく少量
が前記貫通孔内に埋設される。これにより、前記貫通孔
開口端の内壁と給電ピンとの隙間にパッチ電極が介在
し、該パッチ電極の押圧によって前記給電ピンは前記貫
通孔に嵌入される。さらに、前記給電ピンを半田付けす
る場合においても、前記給電ピンは半田加熱時の表面張
力に抗するだけの固着力を有する。さらにまた、前記貫
通孔開口端の内壁と給電ピンとの隙間にパッチ電極が介
在するため、融解した半田が該隙間内に流入することが
ない。
【００１４】また、請求項２では、所定の厚さを有し、
上面から下面に貫通する貫通孔が形成された誘電体絶縁
基板と、該誘電体絶縁基板の上面に設けられた所定面積
のパッチ電極と、前記誘電体絶縁基板の下面に設けられ
た所定面積の接地電極と、前記貫通孔よりやや小さな径
を有し、前記貫通孔に挿入され、上端部が前記パッチ電
極に導電接続されると共に、下端部が前記接地電極に非
導通状態で所定長さ突出した給電ピンとからなるパッチ
アンテナの給電ピン装着方法において、前記貫通孔の上
端面を覆うように所定厚さの前記パッチ電極を形成し、
上端部においてテーパー状に緩やかに直径が太くなる給
電ピンを用い、該給電ピンを上面側から前記パッチ電極
を貫いて前記貫通孔に挿入し、該給電ピンの上端部を前
記パッチ電極に固定するパッチアンテナの給電ピン装着
方法を提案する。
【００１５】該パッチアンテナの給電ピン装着方法によ
れば、誘電体絶縁基板の貫通孔にパッチ電極を貫いて給
電ピンを挿入する際、前記給電ピンの上端部のテーパー
部によって貫通孔周縁のパッチ電極が押されて、該パッ
チ電極のごく少量が前記貫通孔内に埋設される。これに
より、前記貫通孔開口端の内壁と給電ピンとの隙間にパ
ッチ電極が介在し、該パッチ電極の押圧によって前記給
電ピンは前記貫通孔に嵌入される。さらに、前記給電ピ
ンを半田付けする場合においても、前記給電ピンは半田
加熱時の表面張力に抗するだけの固着力を有する。さら
にまた、前記貫通孔開口端の内壁と給電ピンとの隙間に
パッチ電極が介在するため、融解した半田が該隙間内に
流入することがない。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施形態を説明する。本実施形態においては、誘電体絶
縁基板の貫通孔に給電ピンを装着する際に、貫通孔開口
端の内壁と給電ピンとの隙間にパッチ電極を介在させ、
該パッチ電極の押圧によって前記給電ピンが半田加熱時
の表面張力に抗するだけの固着力をもつようにすると共
に、貫通孔内への半田流入を防止し、所望の特性を得ら
れるようにしている。
【００１７】次に、本実施形態における第１の実施例を
説明する。図１は第１の実施例におけるパッチアンテナ
の給電ピン装着方法を説明する図である。図において、
前述した従来例と同一構成部分は同一符号をもって表し
その説明を省略する。また、従来例と第１の実施例との
相違点は、パッチ電極１３の開口部１３ａの径を小さく
して貫通孔１１ａのやや内側まで覆うようにすると共
に、給電ピン１２の上端部に径が徐々に太くなるテーパ
ー部１２ａを設けたことにある。ここで、給電ピン１２
の直径とパッチ電極１３の開口部１３ａの直径とはほぼ
等しく設定されている。
【００１８】前述した給電ピン１２を誘電体絶縁基板１
１に装着する際には、開口部１３ａの周縁のオーバーコ
ートされていないパッチ電極１３上に半田１７を所定量
載置しておき、この状態で給電ピン１２をその下端から
開口部１３ａ並びに貫通孔１１ａに挿入して押し込む。
これにより、貫通孔１１ａの開口やや内側にはみ出たパ
ッチ電極１３が、給電ピン１２上端部のテーパー部１２
ａによって貫通孔１１ａ内部へ押し込まれ、貫通孔１１
ａの内壁と給電ピン１２との隙間が埋められる。これに
より、隙間内に介在するパッチ電極１３の押圧によって
給電ピン１２は半田１７の加熱時の表面張力に抗するだ
けの固着力をもつようになる。
【００１９】この後、半田１７を加熱して融解して給電
ピン１２の上端を半田で覆い、パッチ電極１３と給電ピ
ン１２を導電接続する。このとき、貫通孔１１ａの開口
端の内壁と給電ピン１２との隙間にパッチ電極１３が介
在するため、融解した半田がこの隙間内に流入すること
がない。
【００２０】従って、半田１７の融解時にその表面張力
によって給電ピン１２が引っ張られることが無く、給電
ピン１２の上端部がパッチ電極１３に密着した状態で半
田接続することができる。これにより、パッチ電極１３
上の給電ピン１２の高さが大きくなることが無いので、
アンテナインピーダンスに変化が生じることが無く、所
望の特性を得ることができる。
【００２１】さらに、貫通孔１１ａと給電ピン１２との
隙間に融解した半田１７が流入することがないため、従
来のように貫通孔１１ａ内の給電ピン１２の直径が見か
け上太くなることがないので、アンテナインピーダンス
が変化することなく所望の特性を得ることができる。
【００２２】通常、ペースト状の導電体を印刷してパッ
チ電極１３を形成しているが、前述のように貫通孔１１
ａのやや内側までパッチ電極１３を形成するには、ペー
スト状導電体の粘度と厚み及び貫通孔１１ａ内側へのは
み出し長を適宜調整することにより開口部１３ａ周縁の
パッチ電極１３の形状を調整することができる。
【００２３】例えば、柔らかいペースト状導電体を用い
てパッチ電極１３を印刷形成した場合には、図６の
（ａ）に示すように貫通孔１１ａ内にパッチ電極１３が
だれてしまい、また堅いペースト状導電体を用いて薄い
パッチ電極１３を印刷形成した場合には、図６の（ｂ）
に示すように貫通孔１１ａの内壁にパッチ電極１３が貼
り付くように形成されてしまう。適度な堅さの粘度を有
するペースト状導電体を用いてやや厚めのパッチ電極１
３を印刷形成した場合には、図６の（ｃ）に示すように
貫通孔１１ａのやや内側に水平にはみ出した所望するパ
ッチ電極１３を形成することができる。
【００２４】次に、本実施形態における第２の実施例を
説明する。図７は第２の実施例におけるパッチアンテナ
の給電ピン装着方法を説明する図である。図において、
前述した従来例と同一構成部分は同一符号をもって表し
その説明を省略する。また、従来例と第２の実施例との
相違点は、パッチ電極１３を、従来例における開口部１
３ａが形成されていない状態で銅箔等の金属箔を貼り付
けて形成すると共に、給電ピン１２の上端部に径が徐々
に太くなるテーパー部１２ａを設けたことにある。
【００２５】前述した給電ピン１２を誘電体絶縁基板１
１に装着する際には、貫通孔１１ａの周縁のオーバーコ
ートされていないパッチ電極１３上に半田１７を所定量
載置しておき、この状態で給電ピン１２をその下端から
パッチ電極１３を貫いて貫通孔１１ａに挿入して押し込
む。これにより、貫通孔１１ａの開口を覆っていたパッ
チ電極１３が、給電ピン１２上端部のテーパー部１２ａ
によって貫通孔１１ａ内部へ押し込まれ、貫通孔１１ａ
の内壁と給電ピン１２との隙間が埋められる。これによ
り、隙間内に介在するパッチ電極１３の押圧によって給
電ピン１２は半田１７の加熱時の表面張力に抗するだけ
の固着力をもつようになる。
【００２６】この後、半田１７を加熱して融解し、給電
ピン１２の上端を半田で覆い、パッチ電極１３と給電ピ
ン１２を導電接続する。このとき、貫通孔１１ａの開口
端の内壁と給電ピン１２との隙間にパッチ電極１３が介
在するため、融解した半田がこの隙間内に流入すること
がない。
【００２７】従って、半田１７の融解時にその表面張力
によって給電ピン１２が引っ張られることが無く、給電
ピン１２の上端部がパッチ電極１３に密着した状態で半
田接続することができる。これにより、パッチ電極１３
上の給電ピン１２の高さが大きくなることが無いので、
アンテナインピーダンスに変化が生じることが無く、所
望の特性を得ることができる。
【００２８】さらに、貫通孔１１ａと給電ピン１２との
隙間に融解した半田１７が流入することがないため、従
来のように貫通孔１１ａ内の給電ピン１２の直径が見か
け上太くなることがないので、アンテナインピーダンス
が変化することなく所望の特性を得ることができる。
【００２９】尚、本実施形態では給電ピン１２を半田付
けしたが、半田付けせずに嵌入させて固定するようにし
ても同様の効果を得ることができる。
【００３０】また、本実施形態における誘電体絶縁基板
１１の形状は一例であり、例えば、正方形、円形、方
形、楕円形、５角形、リング形、或いは片側短絡型等で
あっても良い。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
よれば、貫通孔開口端の内壁と給電ピンとの隙間にパッ
チ電極が介在し、該パッチ電極の押圧によって前記給電
ピンは前記貫通孔に嵌入されて固定され、半田付けを行
う場合においても半田加熱時の表面張力に抗するだけの
固着力を有するので、前記給電ピンの上端部を前記パッ
チ電極に半田付けする際に、前記半田加熱時の半田の表
面張力によって給電ピンが引っ張られることが無く、給
電ピンの上端部をパッチ電極に密着して装着することが
できるため、アンテナインピーダンスの変化を生じるこ
とが無く所望の特性を得ることができる。さらに、前記
貫通孔開口端の内壁と給電ピンとの隙間にパッチ電極が
介在するため、融解した半田が該隙間内に流入すること
がないので、これによってもアンテナインピーダンスの
変化を生じることが無く所望の特性を得ることができ
る。
【００３２】また、請求項２によれば、貫通孔開口端の
内壁と給電ピンとの隙間にパッチ電極が介在し、該パッ
チ電極の押圧によって前記給電ピンは前記貫通孔に嵌入
されて固定され、半田付けを行う場合においても半田加
熱時の表面張力に抗するだけの固着力を有するので、前
記給電ピンの上端部を前記パッチ電極に半田付けする際
に、前記半田加熱時の半田の表面張力によって給電ピン
が引っ張られることが無く、給電ピンの上端部をパッチ
電極に密着して装着することができるため、アンテナイ
ンピーダンスの変化を生じることが無く所望の特性を得
ることができる。さらに、前記貫通孔開口端の内壁と給
電ピンとの隙間にパッチ電極が介在するため、融解した
半田が該隙間内に流入することがないので、これによっ
てもアンテナインピーダンスの変化を生じることが無く
所望の特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例におけるパッチアンテナ
の給電ピン装着方法を説明する図
【図２】従来例のパッチアンテナを示す構成図
【図３】従来例のパッチアンテナへの給電ピン装着方法
を説明する図
【図４】従来例における問題点を説明する図
【図５】従来例における問題点を説明する図
【図６】本発明の第１の実施例におけるパッチ電極の形
成方法を説明する図
【図７】本発明の第２の実施例におけるパッチアンテナ
の給電ピン装着方法を説明する図
【符号の説明】
１…パッチアンテナ、１１…誘電体絶縁基板、１１ａ…
貫通孔、１２…給電ピン、１２ａ…テーパー部、１３…
パッチ電極、１３ａ…開口部、１４…オーバーコート、
１５…接地電極、１６…オーバーコート、１７…半田。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定の厚さを有し、上面から下面に貫通
    する所定径の貫通孔が形成された誘電体絶縁基板と、該
    誘電体絶縁基板の上面に設けられた所定面積のパッチ電
    極と、前記誘電体絶縁基板の下面に設けられた所定面積
    の接地電極と、前記貫通孔よりやや小さな径を有し、前
    記貫通孔に挿入され、上端部が前記パッチ電極に導電接
    続されると共に、下端部が前記接地電極に非導通状態で
    所定長さ突出した給電ピンとからなるパッチアンテナの
    給電ピン装着方法において、 前記貫通孔の上端部内周縁を覆うように前記パッチ電極
    を形成し、 上端部においてテーパー状に緩やかに直径が太くなる給
    電ピンを用い、 該給電ピンを上面側から前記貫通孔に押し込んで、該給
    電ピンの上端部を前記パッチ電極に固定することを特徴
    とするパッチアンテナの給電ピン装着方法。
  2. 【請求項２】 所定の厚さを有し、上面から下面に貫通
    する貫通孔が形成された誘電体絶縁基板と、該誘電体絶
    縁基板の上面に設けられた所定面積のパッチ電極と、前
    記誘電体絶縁基板の下面に設けられた所定面積の接地電
    極と、前記貫通孔よりやや小さな径を有し、前記貫通孔
    に挿入され、上端部が前記パッチ電極に導電接続される
    と共に、下端部が前記接地電極に非導通状態で所定長さ
    突出した給電ピンとからなるパッチアンテナの給電ピン
    装着方法において、 前記貫通孔の上端面を覆うように所定厚さの前記パッチ
    電極を形成し、 上端部においてテーパー状に緩やかに直径が太くなる給
    電ピンを用い、 該給電ピンを上面側から前記パッチ電極を貫いて前記貫
    通孔に挿入し、該給電ピンの上端部を前記パッチ電極に
    固定することを特徴とするパッチアンテナの給電ピン装
    着方法。
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