(57)【要約】【課題】  板金製の放射導体板を有して小型化が促進しやすいパッチアンテナ構造のアンテナ装置を提供すること。【解決手段】  外形が略円形または略正多角形で中央部に開口１ａを有する金属平板からなる放射導体板１と、放射導体板１と所定の間隔を存して対向する接地導体層５が形成されたプリント基板４と、放射導体板１を支える複数の取付脚２と、放射導体板１に対して給電を行う給電端子３とを備えた板金パッチアンテナにおいて、各取付脚２は放射導体板１の内周部を基端としてプリント基板４側へ突出する金属片からなり、各取付脚２の先端部を接地導体層５とは導通されない箇所でプリント基板４に固定する。これにより、取付脚２がインダクタとして動作するため共振周波数が低くなり、また、放射導体板１と連続する金属片を折り返して各取付脚２や給電端子３を形成すれば製造が容易となる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外形が略円形または略正多角形で中央部に開口を有する金属平板からなる放射導体板と、この放射導体板と所定の間隔を存して対向する接地導体層が形成された基板と、前記放射導体板の内周部を基端として前記基板側へ突出する金属片からなる複数の取付脚とを備え、前記複数の取付脚の先端部を前記接地導体層とは導通されない箇所で前記基板に固定することにより、前記放射導体板が前記複数の取付脚を介して前記基板に保持されるように構成したことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記放射導体板に対して給電を行う給電端子を備えており、この給電端子と前記複数の取付脚がいずれも、前記放射導体板と連続する金属片を前記基板側へ折り返して形成されたものであることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
請求項２の記載において、前記取付脚の基端と前記開口との間に前記放射導体板の内周部が存する構成にしたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項の記載において、前記基板に前記接地導体層に対して非導通な複数のランドがパターン形成されており、これらランドに前記複数の取付脚の先端部を半田付けしたことを特徴とするアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射導体板が金属平板からなるパッチアンテナ構造のアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射導体板が金属平板からなるアンテナ装置は、誘電体基板に放射導体をパターン形成して構成される通常のパッチアンテナに比べて安価に製造できるという利点がある。特に、板金パッチアンテナと略称される構成のものは、放射導体板に対して給電を行う給電端子と放射導体板を支える複数の取付脚とが、該放射導体板を含む金属平板の切り起こし片によって形成されているため、製造コストを大幅に低減できると共に所要の機械的強度を確保しやすく、それゆえ車載用の小型アンテナなどとして好適な高い実用性が見込まれている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６はかかる従来の板金パッチアンテナを示す平面図、図７は図６のVII−VII線に沿う断面図である。これらの図にアンテナ装置（板金パッチアンテナ）は、外形が円形で中央部に開口１１ａを有する金属平板からなる放射導体板１１と、この放射導体板１１の内周縁部（開口１１ａの周縁部）を基端として下方へ突出する複数の取付脚１２と、放射導体板１１内の所定位置から下方へ突出する給電端子１３と、各取付脚１２および給電端子１３を介して放射導体板１１を保持しているプリント基板１４とを備えており、プリント基板１４の上面のほぼ全面に形成されている銅箔等の接地導体層１５が所定の間隔を存して放射導体板１１と対向している。また、プリント基板１４の下面には、ビアホール１４ａを介して接地導体層１５に導通された複数のランド１６と、接地導体層１５には導通されていない給電用のランド１７とがパターン形成されている。なお、放射導体板１１と各取付脚１２および給電端子１３は一枚の金属板をプレス加工して一括形成されたものである。
【０００４】
図７に示すように、取付脚１２の先端部（下端部）はプリント基板１４のビアホール１４ａを貫通してランド１６に半田付けされているので、各取付脚１２は放射導体板１１を機械的に支えているだけでなく、接地導体層１５に導通された短絡端子として動作する。また、給電端子１３の先端部（下端部）はランド１７において図示せぬ同軸ケーブルの内部導体と共に半田付けされており、この給電端子１３を介して放射導体板１１に所定の高周波信号が供給されるようになっている。このように放射導体板１１の内周縁部に短絡端子（取付脚１２）を配設した構成とすることで、給電端子１３を開口１１ａの外側に配置させることができるため、各取付脚１２に所要の長さを確保する設計が容易となる。
【特許文献１】特開２００４−４８３６４（第３−４頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した従来のアンテナ装置（板金パッチアンテナ）のように、放射導体板１１を機械的に支える複数の取付脚１２が接地導体層１５に導通されている構成の場合、各取付脚１２の基端は電位がほぼゼロとなるため、放射導体板１１を流れる高周波電流の経路長を該取付脚１２によって増大させることはできない。それゆえ、かかる従来のアンテナ装置は、共振長を長くして共振周波数を下げることが容易でなく、小型化が促進しにくいという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、板金製の放射導体板を有して小型化が促進しやすいパッチアンテナ構造のアンテナ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明のアンテナ装置では、外形が略円形または略正多角形で中央部に開口を有する金属平板からなる放射導体板と、この放射導体板と所定の間隔を存して対向する接地導体層が形成された基板と、前記放射導体板の内周部を基端として前記基板側へ突出する金属片からなる複数の取付脚とを備え、前記複数の取付脚の先端部を前記接地導体層とは導通されない箇所で前記基板に固定することにより、前記放射導体板が前記複数の取付脚を介して前記基板に保持されるように構成した。
【０００８】
このように放射導体板の内周部から基板側へ突出する複数の取付脚が、接地導体層とは非導通状態で基板に固定されていると、給電時にインダクタとして動作することになる各取付脚は電位がゼロにはならないので、高周波電流の経路長が該取付脚により増大して共振周波数が低くなる。そのため、このアンテナ装置は小型化が促進しやすく、また、このアンテナ装置は放射導体板や各取付脚が板金製なので、安価に製造できると共に所要の機械的強度が確保しやすい。
【０００９】
上記の構成において、前記放射導体板に対して給電を行う給電端子を備えており、この給電端子と前記複数の取付脚がいずれも、前記放射導体板と連続する金属片を前記基板側へ折り返して形成されたものであれば、一枚の金属板をプレス加工して放射導体板と各取付脚および給電端子を一括形成することが可能となるため、製造コストの一層の低減が図れて好ましい。また、この場合において、取付脚の基端と前記開口との間に放射導体板の内周部が存する構成にしておけば、放射導体板内の一部を切り起こして各取付脚を形成することができるため、給電端子を開口内に位置させて各取付脚に所要の長さを確保する設計が容易となる。
【００１０】
また、上記の構成において、前記基板に前記接地導体層に対して非導通な複数のランドがパターン形成されており、これらランドに前記複数の取付脚の先端部を半田付けした場合、各取付脚を簡単かつ確実に基板に固定することができるため、組立性の向上が図れて好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のアンテナ装置は、放射導体板の内周部から基板側へ突出する複数の取付脚が、接地導体層とは非導通状態で基板に固定されているため、高周波電流の経路長が取付脚により増大して共振周波数が低くなり、小型化が促進しやすくなっている。また、放射導体板や各取付脚が板金製なので、このアンテナ装置は安価に製造できると共に、所要の機械的強度が確保しやすい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図１は本発明の第１実施形態例に係るアンテナ装置（板金パッチアンテナ）の平面図、図２は図１のII−II線に沿う断面図である。
【００１３】
これらの図に示すアンテナ装置は、外形が四隅を切除した正方形状で中央部に開口１ａを有する金属平板からなる放射導体板１と、この放射導体板１の内周縁部（開口１ａの周縁部）を基端として下方へ突出する４本の取付脚２と、放射導体板１から開口１ａ内の所定位置へ延びる突片１ｂの先端を基端として下方へ突出する給電端子３と、各取付脚２および給電端子３を介して放射導体板１を保持しているプリント基板４とを備えており、プリント基板４の上面のほぼ全面に形成されている銅箔等の接地導体層５が所定の間隔を存して放射導体板１と対向している。また、プリント基板４の下面には、４本の取付脚２の先端部（下端部）が半田付けされる４個のランド６と、給電端子３の先端部（下端部）が半田付けされる給電用のランド７とがパターン形成されている。これらのランド６，７は接地導体層５とは導通されておらず、各ランド６は電気的に孤立しており、ランド７には図示せぬ同軸ケーブルの内部導体が半田付けされる。このプリント基板４にはまた、各取付脚２の先端部や給電端子３の先端部を貫通させるために複数の透孔４ａが穿設されている。
【００１４】
なお、このアンテナ装置の放射導体板１と各取付脚２および給電端子３は、一枚の金属板をプレス加工して一括形成されたものである。つまり、各取付脚２と給電端子３はいずれも、放射導体板１と連続する金属片をプリント基板４側へ折り返して形成されたものである。
【００１５】
かかる構成のアンテナ装置は、放射導体板１から延出する各取付脚２と給電端子３とがプリント基板４のランド６，７にそれぞれ半田付けされているので、これら取付脚２や給電端子３を介して放射導体板１がプリント基板４に確実に保持されている。また、この放射導体板１の２箇所の隅部は、縮退分離素子として機能する大きめの切欠き１ｃとなっている。したがって、所定の間隔を存して接地導体層５と対向している放射導体板１の給電点に給電端子３を介して所定の高周波信号を供給することにより、このアンテナ装置は円偏波パッチアンテナとして動作させることができる。
【００１６】
このように本実施形態例に係るアンテナ装置は、放射導体板１の内周縁部から下方へ突出する複数の取付脚２が、接地導体層５とは非導通状態でプリント基板４に半田付けされているので、給電時にインダクタとして動作することになる各取付脚２は電位がゼロにはならず、それゆえ高周波電流の経路長が取付脚２により増大して共振周波数が低くなる。したがって、このアンテナ装置は、小型化が促進しやすい板金パッチアンテナとなっている。また、このアンテナ装置は、一枚の金属板をプレス加工して放射導体板１と各取付脚２および給電端子３を一括形成することができると共に、各取付脚２や給電端子３を半田付けするためのランド６，７が予めプリント基板４に形成されていて組立性が良好であることから、極めて安価に製造することができ、所要の機械的強度も確保しやすい。
【００１７】
図３は本発明の第２実施形態例に係るアンテナ装置（板金パッチアンテナ）の平面図、図４は図３のIV−IV線に沿う断面図、図５は該アンテナ装置の板金部分の展開図であって、図１および図２と対応する部分には同一符号を付してあるため、重複する説明は省略する。
【００１８】
図３および図４に示すアンテナ装置は、各取付脚２の基端と開口１ａとの間に放射導体板１の内周部を介在させている点が、前述した第１実施形態例と大きく異なっており、その他の構成は基本的に同等である。すなわち、このアンテナ装置では、図５に示すように、各取付脚２が放射導体板１内の一部を切り起こした金属片からなり、これら取付脚２の基端側（一点鎖線で示す位置）を略直角に折り返して形成されている。このような構成にすると、給電端子３を開口１ａ内に位置させて各取付脚２に所要の長さを確保する設計が容易となる。
【００１９】
なお、上述した各実施形態例では、金属平板からなる放射導体板の外形が正方形状の場合について説明したが、放射導体板の面内方向（方位角方向）での無指向性が確保できれば他の形状であってもよい。したがって、放射導体板の外形は略円形または略正多角形であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態例に係るアンテナ装置の平面図である。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態例に係るアンテナ装置の平面図である。
【図４】図３のIV−IV線に沿う断面図である。
【図５】該アンテナ装置の板金部分の展開図である。
【図６】従来例に係る板金パッチアンテナの平面図である。
【図７】図６のVII−VII線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  放射導体板
１ａ  開口
２  取付脚
３  給電端子
４  プリント基板
５  接地導体層
６，７  ランド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2006128898.tif 000006
【図５】
2006128898.tif 000007
【図６】
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【図７】
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