(57)【要約】【課題】簡単な構造により、積層板間の隙間を低減し、低コスト、小型でかつ長期にわたって信頼性が確保されたアンテナ装置を得る。【解決手段】この発明に係るアンテナ装置は、組立前の状態ではベース１側に中間部が突出した弧状の弾性板状部材で構成された曲面板１２を有し、平面が矩形状の曲面板１２における辺が直線である両端部には、それぞれ全領域において最上階の曲面板１２をベース１側に弾性力により押圧する板ばね５設けられている。【選択図】図３
2010166380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース用導波路部を有するベースと、このベースに載置され複数の積層板が積層されて構成されているとともに前記ベース用導波路部と連通した積層体用導波路部を有する積層体と、この積層体に載置され、電磁波を放出し、または受け取るアンテナ素子板と、このアンテナ素子板に載置された曲面板とを備え、前記ベース、各前記積層板、前記アンテナ素子板及び前記曲面板が互いに面接触により結合されたアンテナ装置であって、
前記曲面板は、組立前の状態では前記ベース側に中間部が突出した弧状の弾性板状部材で構成されており、
平面が矩形状の前記曲面板における辺が直線である両端部には、それぞれ全領域において最上階の前記曲面板を前記ベース側に弾性力により押圧する押圧部材が設けられていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
ベース用導波路部を有するベースと、このベースに載置され複数の積層板が積層されて構成されているとともに前記ベース用導波路部と連通した積層体用導波路部を有する積層体と、この積層体に載置され、電磁波を放出し、または受け取るアンテナ素子板とを備え、前記ベース、各前記積層板及び前記アンテナ素子板が互いに面接触により結合されたアンテナ装置であって、
前記アンテナ素子板及び前記積層板のうち、少なくともアンテナ素子板は、組立前の状態では前記ベース側に中間部が突出した弧状の弾性板状部材で構成され、
平面が矩形状の前記アンテナ素子板における辺が直線である両端部には、それぞれ全領域において最上階のアンテナ素子板を前記ベース側に弾性力により押圧する押圧部材が設けられていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
前記押圧部材は、前記曲面板の表面に線接触していることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記押圧部材は、前記アンテナ素子板の表面に線接触していることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記押圧部材は、断面Ｚ形状の板ばねであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記板ばねは、前記ベースに面接触した基部から起立した起立部に曲面部が形成されていることを特徴とする請求項５に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マイクロ波帯、ミリ波帯等の高周波帯で用いられるアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の積層板を積層して導波路部が形成された積層体と、この積層体に載置され、電磁波を放出し、または受け取るアンテナ素子板とを備え、各前記積層板及び前記アンテナ素子板が互いに面接触により結合されたアンテナ装置が知られている。
このものの場合、周縁部をねじやリベット等の締結部材で締結したとき、この締結部材の締結力により、各積層板間に隙間が生じてしまい、積層板を積層して形成された導波路部の隙間から電磁波が漏洩し、伝送損失が増えるばかりでなく、他の導波管部とのアイソレーションが悪化する等の不具合が発生する。
また、隙間から電磁波が漏洩することで、励振位相誤差が生じ、アンテナの指向特性が低下するという問題点もあった。
【０００３】
このような問題点を生じさせないようにするための手段として、特許文献１には、隙間を生じたとしても近接部のチョーク構造によって擬似的にショートして高周波信号を漏洩させないようにしたアンテナ装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２２１７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このチョーク構造によるものは、経年変化や温度特性の工作面では有利であるが、導波路部に近接してチョーク溝を構成する場所を確保しなければならず小型化が困難である問題や、微小チョーク溝を非常に高いコストで実現しなければならないといった問題点があった。
【０００６】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、簡単な構造により、各板状部材間の隙間を低減し、低コスト、小型でかつ長期にわたって信頼性が確保されたアンテナ装置を得ることも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るアンテナ装置は、ベース用導波路部を有するベースと、このベースに載置され複数の積層板が積層されて構成されているとともに前記ベース用導波路部と連通した積層体用導波路部を有する積層体と、この積層体に載置され、電磁波を放出し、または受け取るアンテナ素子板と、このアンテナ素子板に載置された曲面板とを備え、前記ベース、各前記積層板、前記アンテナ素子板及び前記曲面板が互いに面接触により結合されたアンテナ装置であって、
前記曲面板は、組立前の状態では前記ベース側に中間部が突出した弧状の弾性板状部材で構成されており、
平面が矩形状の前記曲面板における辺が直線である両端部には、それぞれ全領域において最上階の前記曲面板を前記ベース側に弾性力により押圧する押圧部材が設けられている。
【０００８】
また、この発明に係るアンテナ装置は、ベース用導波路部を有するベースと、このベースに載置され複数の積層板が積層されて構成されているとともに前記ベース用導波路部と連通した積層体用導波路部を有する積層体と、この積層体に載置され、電磁波を放出し、または受け取るアンテナ素子板とを備え、前記ベース、各前記積層板及び前記アンテナ素子板が互いに面接触により結合されたアンテナ装置であって、
前記アンテナ素子板及び前記積層板のうち、少なくともアンテナ素子板は、組立前の状態では前記ベース側に中間部が突出した弧状の弾性板状部材で構成され、
平面が矩形状の前記アンテナ素子板における辺が直線である両端部には、それぞれ全領域において最上階のアンテナ素子板を前記ベース側に弾性力により押圧する押圧部材が設けられている。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係るアンテナ装置によれば、アンテナ本体は、組立前の状態ではベース側に中間部が突出した弧状の弾性板状部材で構成された曲面板を有し、平面が矩形状の曲面板における辺が直線である両端部には、それぞれ全領域において最上階の曲面板をベース側に弾性力により押圧する押圧部材が設けられているので、簡単な構造により、ベースと積層板との間、各積層板間、積層板とアンテナ素子板との間、アンテナ素子板と曲面板との間の各隙間の発生を低減し、低コスト、小型でかつ長期にわたって信頼性が確保される。
【００１０】
また、この発明に係るアンテナ装置によれば、アンテナ素子板及び積層板のうち、少なくともアンテナ素子板は、組立前の状態ではベース側に中間部が突出した弧状の弾性板状部材で構成され、平面が矩形状のアンテナ素子板における辺が直線である両端部には、それぞれ全領域において最上階のアンテナ素子板をベース側に弾性力により押圧する押圧部材が設けられているので、簡単な構造により、ベースと積層板との間、各積層板間、積層板とアンテナ素子板との間の各隙間の発生を低減し、低コスト、小型でかつ長期にわたって信頼性が確保される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１のスロットアンテナ装置を示す平面図である。
【図２】図１のＡ―Ａ線に沿った矢視断面図である。
【図３】図２のスロットアンテナ装置の分解図である。
【図４】図１に示した板ばねの側面図である。
【図５】図４の板ばねの使用態様を示す側面図である。
【図６】この発明の実施の形態２のスロットアンテナ装置を示す分解断面図である。
【図７】図６に示した板ばねの側面図である。
【図８】図７の板ばねの使用態様を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において、同一または相当の部材、部位については同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１のスロットアンテナ装置を示す平面図、図２は図１のＡ―Ａ線に沿った矢視断面図、図３は図２のスロットアンテナ装置の分解図である。
このスロットアンテナ装置では、ベース用導波路部２を有するベース１と、このベースに載置された積層体３と、この積層体３に載置され、電磁波を放出し、または受け取るアンテナ素子板１０と、このアンテナ素子板１０に載置され組立前の状態では中間部がベース１側に突出した弧状の弾性板状部材で構成され、等分間隔で複数個配設されたアンテナ素子９に対応して抜き穴１１を有する曲面板１２と、曲面板１２、アンテナ素子板１０及び積層体３及び曲面板１２の両端部の全領域にわたって延び、曲面板１２、アンテナ素子板１０及び積層体３をベース１側に押圧する押圧部材である板ばね５と、この板ばね５をベース１に４箇所で締結しアンテナ本体４及び積層体３をベース１に固定する結合手段である結合ねじ６とを備えている。
なお、この結合ねじ６については、リベット等の他の結合部材を用いてもよい。
【００１３】
上記積層体３は、複数枚の矩形形状の積層板７を積層して構成されているとともに、ベース用導波路部２に連通した積層体用導波路部８を有している。
高周波回路で生成された電磁波は、ベース用導波路部２、積層体用導波路部８を通ってアンテナ素子板１０に伝送され、各アンテナ素子９を通じて外部に放出される。
なお、矩形状の曲面板１２は、長手方向に沿って曲面形状であり、短手方向に沿っては直線状であるが、矩形状の曲面板１２は、短手方向に沿って曲面形状であり、長手方向に沿っては直線状であってもよい。
【００１４】
上記板ばね５は、Ｚ形状をした板ばねである。曲面板１２は、長手方向にのみ曲面を持つ弾性板状部材であり、板ばね５を用いて曲面板１２をアンテナ本体４に面接触し、押圧したときの面内の面圧を均一化させるためには、弾性板状部材の曲面を持たない方向（矩形方向）の２辺全域についても、上記面圧と同一にする必要がある。
このために、板ばね５を用いた押圧力は、一辺当たり、次式（１）で求められる値に設定されている。
１９２Ｅｂｈ３Ｙmax/(６０Ｌ３)・・・・・（１）
但し、Ｅ：曲面板１２の縦弾性係数、ｂ：曲面板１２の矩形方向の直線辺の長さ、ｈ：曲面板１２の厚み、Ｙmax：曲面板１２の最大撓み量、Ｌ：曲面板１２の長手方向における結合ねじ６間の距離。
【００１５】
図４は板ばね５を結合ねじ６を用いてベース１に締結する前の板ばね５の側面図、図５は板ばね５の使用態様を示す側面図である。
板ばね５は、図４の点丸で囲った２箇所で屈曲しており、結合ねじ６が螺着する基部１３と、この基部１３から起立した起立部１４と、この起立部１４から倒伏し曲面板１２の表面と線接触（押さえ線Ｐ１）して曲面板１２を押圧する押圧部１５とから構成されている。
この板ばね５には、図５に示すように結合ねじ６を締め付けることによって、力ａの押圧力を受ける。これと同時に板ばね５の押圧部１５は、矢印ｃ方向に変形し、この変形量に比例した押圧力ｂが曲面板１２に作用する。
【００１６】
この実施の形態のスロットアンテナ装置は、次の手順に従って組み立てられる。
先ず、図３に示すように、ベース１上に、各積層板７、アンテナ素子板１０及び弧状の曲面板１２の各板状部材を順次載置する。
この後、ベース１、積層体３、アンテナ素子板１０及び曲面板１２の各端面を一致させる。
次に、積層体３、アンテナ素子板１０及び曲面板１２の両端面側から板ばね５の押圧部１５の先端面のコーナ部を曲面板１２の表面に押し当てる。
最後に、結合ねじ６を用いて板ばね５をベース１に結合することで、積層体３、アンテナ素子板１０及び曲面板１２は一体化される。
【００１７】
この実施の形態のスロットアンテナ装置では、組立前の状態ではベース１側に中間部が突出した弧状の弾性板状部材で構成された曲面板１２を有しており、曲面板１２は、変形量の増大により弾性力が増大し、この弾性力は、各板状部材間の面接触の結合力に寄与している。
【００１８】
ところで、このものの場合、曲面板１２をベース１に結合する力と曲面板１２の反発力とを同一にする必要性がある。このためには、板ばね５をベース１に固定するための結合ねじ６の軸力を所定適正値の範囲内にするためにねじトルクを管理する必要がある。
曲面板１２の反発力は、その形状ばらつきによって変動するため、組立ごとに結合ねじ６の軸力の適正値が異なり、ねじトルク管理が困難である。
また、適正値で板ばね５をベース１に結合できたとしても、実使用環境下においては、その温度変動や振動や、経年変化とともに結合ねじ６の軸力が小さくなり、結果的に隙間が生じるといった問題が起こり得る。
これらの不都合に対しては、平面が矩形状の曲面板１２における辺が直線である両端部には、それぞれ全領域において弾性力により最上階の曲面板１２をベース１側に押圧する板ばね５が設けられている。
従って、曲面板１２の反発力のばらつきは、板ばね５の変形により吸収され、適正な押圧力Ｆが曲面板１２に伝えられる。
また、結合ねじ６のトルクのばらつきに関係なく曲面板１２に与える押圧力の均一化が可能となり、安定して固定することができる。
【００１９】
この実施の形態によるスロットアンテナ装置によれば、組立前の状態ではベース１側に突出した弧状の弾性板状部材である曲面板１２の弾性力と、曲面板１２に対する板ばね５による弾性力とが相俟って、各板状部材の面接触の結合に寄与している。
従って、ベース１と積層板７との間、各積層板７間、積層板７とアンテナ素子板１０との間、アンテナ素子板１０と曲面板１２との間に各隙間が発生するのが防止され、スロットアンテナ装置は、低コスト、小型でかつ長期にわたって信頼性が確保される。
また、板ばね５は、曲面板１２の表面において短手方向の両端部の全領域にわたって線接触しているので、面接触した場合と比較して曲面板１２に対する押圧力Ｆの偏荷重を小さく抑えることができ、各板状部材間の各隙間の発生をさらに低減することができる。
【００２０】
実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２のスロットアンテナ装置の分解断面図である。
この実施の形態では、図７及び図８に示すように、板ばね５Ａは、図７の点丸で囲った３箇所で屈曲しており、起立部１４に曲げ部１６が形成されている。
他の構成は、実施の形態１と同じである。
【００２１】
この実施の形態では、板ばね５Ａに対する負荷に対する変形は、図８のｄに示すように、板ばね５に追加した曲げ部１６でも生じるので、それだけ実施の形態１の板ばね５と比較して板ばね５Ａに加わる負荷が分散され、板ばね５Ａは長期にわたって信頼性が確保される。
また、曲面板１２の反発力のばらつき、結合ねじ６のトルクのばらつきに対しても、実施の形態１の板ばね５と比較して吸収できる幅が拡がる。
【００２２】
なお、上記各実施の形態では、アンテナ素子板１０は、組立前の状態ではベース１側に中間部が突出した弧状の弾性板状部材で構成された曲面板１２と積層体３との間に位置しているが、曲面板１２を削除し、アンテナ素子板１０を、組立前の状態ではベース側に中間部が突出した弧状の弾性板状部材で構成してもよい。
また、曲面板１２を削除し、アンテナ素子板１０、積層板７を組立前の状態ではベース側に中間部が突出した弧状の弾性板状部材で構成してもよい。
さらに、曲面板１２、アンテナ素子板１０及び積層板７を組立前の状態ではベース側に中間部が突出した弧状の弾性板状部材で構成してもよい。
【００２３】
また、アンテナ素子板１０に連通した導波路部の形態としては、同軸線路、平面回路等でもよい。
また、曲面板１２、アンテナ素子板１０及び積層板７については、導電性部材で構成してもよいし、誘電体基板の外表面に導電性の薄板を貼り付けたものでもよい。
また、上記各実施の形態では、スロットアンテナ装置について説明したが、この発明は、勿論このアンテナ装置に限定されるものではなく、導波管給電アンテナ装置、同軸線給電アンテナ装置、平面回路アンテナ装置等にも適用できる。
また、上記各実施の形態では、押圧部材として板ばね５，５Ａを用いたが、ゴム、コイルばね等でもよい。また、押圧部材のＺ字形状についても、一例に過ぎず、同様な効果が得られれば他の形状でもよい。
【符号の説明】
【００２４】
１  ベース、２  ベース用導波路部、３  積層体、５  板ばね（押圧部材）、６  結合ねじ（結合手段）、７  積層板、８  積層体用導波路部、９  アンテナ素子、１０  アンテナ素子板、１１  抜き穴、１２  曲面板、１３  基部、１４  起立部、１５  押圧部、１６  曲げ部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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