(57)【要約】【課題】  安価に製造できて静電破壊も防止できるアンテナ装置を提供すること。【解決手段】  アンテナユニット６を収納保持して覆う合成樹脂製のレドーム２と、レドーム２の底部開口２ａを蓋閉する金属カバー３とによって筐体１を構成し、相対向するシールドケース１０と金属カバー３とを舌片１０ｄによって導通させる。このアンテナユニット６は、下面に配線パターンを有して半導体部品１２が実装された回路基板８と、回路基板８の下面側を覆い同軸ケーブル７の外部導体７ｂに接続されたシールドケース１０と、回路基板８の上面側に所定間隔を存して略平行に配置された放射導体板１１と、放射導体板１１から延出して前記配線パターンに接続された給電片１４とを具備しており、筐体１内のアンテナユニット６は同軸ケーブル７を介して外部回路と接続される。【選択図】  図１
2006222746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体の内部に、片面に配線パターンを有して半導体部品が実装された回路基板と、この回路基板の片面側を覆い同軸ケーブルの外部導体を介してグラウンドに接続されたシールドケースと、前記回路基板の他面側に所定間隔を存して略平行に配置された放射導体と、この放射導体と前記配線パターンとの間に介設された給電部材とを具備しているアンテナユニットが収納され、このアンテナユニットが前記同軸ケーブルを介して外部回路に接続されていると共に、前記筐体が、前記アンテナユニットを収納保持して覆う合成樹脂製のレドームと、前記シールドケースが臨出する前記レドームの底部開口を蓋閉する金属カバーとによって構成され、かつ、相対向する前記シールドケースと前記金属カバーとを導通させ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、前記シールドケースに設けた舌片を前記金属カバーに弾接させた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、前記シールドケースのうち前記同軸ケーブルの前記外部導体寄りの領域に前記舌片を設けたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
請求項２または３の記載において、前記舌片の自由端側に凸部を形成し、この凸部を前記金属カバーに弾接させたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項の記載において、前記放射導体が前記回路基板と空気層を介して対向する金属板からなると共に、この金属板から延出する金属片を前記回路基板側へ折り返して前記給電部材とな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、車載用等として好適な小型のアンテナ装置に係り、特に、パッチアンテナ構造のアンテナ本体と低雑音増幅回路等を搭載した回路基板とをユニット化してレドーム内に収納保持したアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のアンテナ装置は、例えば車両等の移動体に搭載されるＥＴＣ（自動料金収受システム）用アンテナやＧＰＳ（全地球測位システム）用アンテナ等として近年急速に需要が高まっている。
【０００３】
従来、この種のアンテナ装置は、上下一対のレドームからなる筐体の内部にアンテナユニットを収納するという構成が一般的であり、アンテナユニットは同軸ケーブルを介して外部回路と接続されている。このアンテナユニットは、下面に配線パターンや半導体部品が配設された回路基板と、放射導体を有して回路基板上に搭載された誘電体パッチアンテナ等のアンテナ本体と、回路基板の下面側を覆うように取り付けられた金属板製のシールドケースとによって概略構成され、放射導体の給電点と回路基板の配線パターンとが給電ピン等を介して接続されている。また、シールドケースは、同軸ケーブルの外部導体を介してグラウンドに接続されている。このシールドケースは、配線パターンや半導体部品からなる低雑音増幅回路の不所望な放射がアンテナ特性に悪影響を及ぼさないようにし、かつ、外部から飛来する妨害波が低雑音増幅回路に悪影響を及ぼさないようにするためのものである。
【０００４】
しかしながら、アンテナユニットの筐体が合成樹脂製の一対のレドーム（上レドームと下レドーム）からなる上記構成のアンテナ装置は、両レドームにそれぞれ専用の金型を用意しなければならないため、筐体コストが高まって装置全体の製造コストを低減しにくいという難点があった。
【０００５】
そこで従来より、アンテナユニットを収納保持する１個のレドームの底部開口を金属板製のカバーで蓋閉するという構成を採用して筐体コストを抑えることにより、安価に製造可能なアンテナ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。かかる従来提案ではまた、金属板製のカバーに形成した凹所内に磁石を組み込むことによって、車両の金属露出部分や金属埋設部分の任意箇所にアンテナ装置が容易に装着できるようになっている。
【特許文献１】特開平７−３２６９１４号公報（第２−３頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述したように、金属板製のカバーをレドームと組み合わせることによってアンテナ装置の製造コストを低減することはできるが、その反面、人体等に帯電した静電気が該カバーに印加されたときに、回路基板に実装されている半導体部品が静電破壊されやすくなるという別の問題が発生する。すなわち、金属板製のカバーとアンテナ本体の放射導体とが略平行に配置されており、これらが平行平板コンデンサのように機能してしまうため、カバーに印加された静電気に起因する過大な誘導電流が放射導体から回路基板の配線パターンへ流れ込んで半導体部品を破壊してしまう危険性がある。なお、回路基板に静電破壊防止回路を付設することも考えられるが、こうすると回路構成が複雑化してコストアップを余儀なくされるため、金属板製のカバーを用いることのコストメリットは失われてしまう。
【０００７】
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、安価に製造できて静電破壊も防止できる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】
【０００８】
上記した目的を達成するため、本発明によるアンテナ装置では、筐体の内部に、片面に配線パターンを有して半導体部品が実装された回路基板と、この回路基板の片面側を覆い同軸ケーブルの外部導体を介してグラウンドに接続されたシールドケースと、前記回路基板の他面側に所定間隔を存して略平行に配置された放射導体と、この放射導体と前記配線パターンとの間に介設された給電部材とを具備しているアンテナユニットが収納され、このアンテナユニットが前記同軸ケーブルを介して外部回路に接続されていると共に、前記筐体が、前記アンテナユニットを収納保持して覆う合成樹脂製のレドームと、前記シールドケースが臨出する前記レドームの底部開口を蓋閉する金属カバーとによって構成され、かつ、相対向する前記シールドケースと前記金属カバーとを導通させることとした。
【０００９】
このように構成されたアンテナ装置は、筐体コストの低減に寄与する金属カバーに静電気が印加されても、その静電気を速やかにシールドケースへ逃がすことができるため、回路基板に実装された半導体部品の静電破壊を防止できる。
【００１０】
上記の構成において、前記シールドケースに設けた舌片を前記金属カバーに弾接させておけば、シールドケースと金属カバーとの導通が極めて簡単に実現できるため好ましい。この場合、シールドケースのうち同軸ケーブルの外部導体寄りの領域に舌片を設けておけば、静電気が同軸ケーブルの外部導体へ到達するまでの間に懸念される静電破壊も確実に防止できるため、より好ましい。また、この場合において、舌片の自由端側に形成した凸部を金属カバーに弾接させることが好ましく、このような構成を採用すると、舌片と金属カバーとが接触面積の少ない凸部を介して安定的に弾接されるので、振動に対する接触部での抵抗変動がなくなってノイズの発生を防止することができる。
【００１１】
また、上記の構成において、前記放射導体が前記回路基板と空気層を介して対向する金属板からなると共に、この金属板から延出する金属片を前記回路基板側へ折り返して前記給電部材となしておけば、１枚の金属板からアンテナ本体を形成できる板金パッチアンテナが実現できるため、誘電体パッチアンテナを使用した場合に比べてアンテナ装置の製造コストが大幅に低減できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のアンテナ装置は、合成樹脂製のレドームと金属カバーとによってアンテナユニットの筐体を構成することで筐体コストが低減され、かつ、シールドケースが舌片等によって金属カバーと導通させてあるため、該金属カバーに静電気が印加されても半導体部品の静電破壊を防止できる。それゆえ、安価に製造できて信頼性の高いアンテナ装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図１は本発明の実施形態例に係るアンテナ装置の断面図、図２は該アンテナ装置の分解斜視図、図３は該アンテナ装置に用いられるシールドケースの斜視図である。
【００１４】
これらの図に示すアンテナ装置は、レドーム２と金属カバー３とを嵌め合わせて構成される筐体１と、レドーム２および金属カバー３の嵌め合い部１ａ等に装着されたシール部材４と、金属カバー３の底面側に取り付けられた磁石５と、筐体１の内部空間に収納されたアンテナユニット６とによって主に構成されており、アンテナユニット６が同軸ケーブル７を介して図示せぬ外部回路（受信回路等）と接続されるようになっている。このアンテナユニット６は、低雑音増幅回路等の電子回路部を備えた回路基板８と、板金パッチアンテナであるアンテナ本体９と、金属板からなるシールドケース１０とからなり、回路基板８の上面のほぼ全面に設けられた図示せぬ接地パターンとアンテナ本体９の放射導体板１１とが所定の間隔を存して対向している。また、回路基板８の下面には図示せぬ配線パターンが設けられていると共に、この配線パターンに接続された半導体部品１２等が実装されており、これら半導体部品１２と配線パターンとによって前記電子回路部が構成されている。
【００１５】
レドーム２は合成樹脂からなる成形品であり、下方が開放された底部開口２ａとなっている。このレドーム２の内部にはアンテナユニット６が収納保持されており、図１に示すように、アンテナユニット６は全体がレドーム２に覆われた状態になっている。金属カバー３は金属板をプレス加工したもので、レドーム２の底部開口２ａを蓋閉している。金属カバー３には底面側の中央部に凹所３ａが形成されており、この凹所３ａ内に磁石５が固着されているため、車両の金属露出部分や金属埋設部分の任意箇所にアンテナ装置を容易に装着できるようになっている。なお、この金属カバー３は、アンテナ本体９の放射導体板１１よりも大形で反射板としても機能する。図１に示すように、筐体１はレドーム２と金属カバー３とを嵌め合わせることによって組み立てられ、これらレドーム２と金属カバー３との間には、方形に近い枠状の嵌め合い部１ａと、この嵌め合い部１ａに隣接するケーブル取出し口１ｂとが形成されている。そして、シール部材４のリング状の環装部４ａを嵌め合い部１ａに装着し、かつ、シール部材４のケ−ブル挿通部４ｂをケーブル取出し口１ｂに装着することによって、嵌め合い部１ａやケーブル取出し口１ｂに存する空隙を封止している。
【００１６】
このシール部材４はゴム等の弾性材料からなる成形品であって、環装部４ａとケ−ブル挿通部４ｂとが一体成形されている。環装部４ａは嵌め合い部１ａと略同形の方形に近い枠状に成形されており、また、ケ−ブル挿通部４ｂはケーブル取出し口１ｂに嵌まり込む外形の凸状体に挿通孔４ｃを設けた形状に成形され、この挿通孔４ｃの軸線方向は無負荷状態では環装部４ａの軸線方向と合致している。つまり、ケ−ブル挿通部４ｂの一隅に環装部４ａの一辺を連続させているため、このケ−ブル挿通部４ｂは環装部４ａの該一辺の周方向に沿って回動可能である。なお、ケ−ブル挿通部４ｂの挿通孔４ｃは同軸ケーブル７を挿通するためのものである。シール部材４を筐体１に組み付ける際には、挿通孔４ｃに同軸ケーブル７を挿通した後、ケ−ブル挿通部４ｂを弾性的に約９０度回転させた状態でケーブル取出し口１ｂに装着したうえで、環装部４ａを嵌め合い部１ａに装着する。
【００１７】
アンテナユニット６は、回路基板８とアンテナ本体９とシールドケース１０とをユニット化したものであり、回路基板８の下面に設けられた前記配線パターンに同軸ケーブル７の内部導体（芯線）７ａが半田付けにより接続されている。この回路基板８には、後述する取付脚１３や給電片１４と対応する位置に貫通孔８ａ（図１参照）が形成されていると共に、外周部の複数箇所に凹状の切欠き８ｂが形成されている。
【００１８】
アンテナ本体９は、前記接地パターンと所定厚の空気層を介して対向する放射導体板１１と、放射導体板１１の四隅を回路基板８側へ折り返して形成された取付脚１３と、放射導体板１１の中央部寄りの２箇所を回路基板８側へ折り返して形成された給電片１４とを備えている。４本の取付脚１３と２本の給電片１４は、それぞれ対応する前記貫通孔８ａに挿通されて回路基板８の下面側で半田付けされている。これにより、各給電片１４が前記配線パターンに接続されて放射導体板１１と前記電子回路部とが電気的に接続されることとなり、かつ、各取付脚１３が前記配線パターンとは電気的に独立した半田ランドに機械的に接続されるため、アンテナ本体９が回路基板８に確実に保持されることとなる。
【００１９】
シールドケース１０は、回路基板８の下面側で半導体部品１２を含む低雑音増幅回路を覆っている。これにより、低雑音増幅回路から放射される不所望な電波によってアンテナ特性が劣化したり、外部からの妨害波が低雑音増幅回路に悪影響を及ぼす可能性が大幅に低減するので、高信頼性が確保しやすくなる。このシールドケース１０には、回路基板８の下面側の半田付け部位と対向する複数箇所に透孔１０ａが形成されている。また、シールドケース１０の外周部の複数箇所には弾性係止片１０ｂが上向きに突設されており、これら弾性係止片１０ｂは回路基板８の対応する切欠き８ｂにスナップ嵌合された後、回路基板８の上面側の接地パターンに半田付けされる。また、このシールドケース１０には、同軸ケーブル７の外部導体７ｂを露出させた先端部を圧入して位置決め・保持するためのケ−ブル保持部１０ｃが略Ｕ字形に垂設されていると共に、中央部とケ−ブル保持部１０ｃとの間を斜め下方へ切り起こしてなる舌片１０ｄが突設されている。この舌片１０ｄの先端部（自由端部）には凸部１０ｅが形成されており、図１に示すように、この凸部１０ｅは舌片１０ｄの弾発力を受けて金属カバー３に接触している。これにより、シールドケース１０が同軸ケーブル７の外部導体７ｂを介してグラウンドに接続された状態となり、かつ、舌片１０ｄを介して金属カバー３がシールドケース１０に導通された状態となる。
【００２０】
このように構成されたアンテナ装置は、回路基板８の配線パターンに接続されている２本の給電片１４を介して放射導体板１１に２点給電を行うことにより、円偏波アンテナとして動作させることができる。すなわち、所定の高周波信号が前記低雑音増幅回路を介して放射導体板１１に供給されると、放射導体板１１から円偏波の電波が放射され、信号電波が放射導体板１１によって受信されると、その電気的信号が前記低雑音増幅回路や同軸ケーブル７を経て外部の受信回路へ出力されるようになっている。
【００２１】
そして、本実施形態例に係るアンテナ装置は、回路基板８や放射導体板１１等を含むアンテナユニット６が筐体１の内部に収納されており、かつ、筐体１の嵌め合い部１ａやケーブル取出し口１ｂにはシール部材４が装着されているので、防塵性や防水性を確保することができる。また、このアンテナ装置は、筐体１が合成樹脂製のレドーム２と金属カバー３とによって構成されているため、上下一対のレドームを嵌め合わせて筐体を構成しているアンテナ装置に比べて安価に製造できると共に、反射板としても機能する金属カバー３で不所望方向への放射を抑制して利得を高めることができる。
【００２２】
また、本実施形態例に係るアンテナ装置は、シールドケース１０に設けた舌片１０ｄを金属カバー３に弾接させることによって、シールドケース１０と金属カバー３とが導通させてあるため、人体等に帯電した静電気が金属カバー３に印加されても、その静電気を速やかにシールドケース１０へ逃がすことができる。したがって、金属カバー３に印加された静電気に起因する過大な誘導電流が放射導体板１１から回路基板８の配線パターンへ流れ込むという不測の事態が起こる可能性は低く、半導体部品１２の静電破壊を未然に防止することができて信頼性が高まっている。しかも、舌片１０ｄの先端部に凸部１０ｅを形成し、この凸部１０ｅを金属カバー３に弾接させてあり、舌片１０ｄと金属カバー３とが接触面積の少ない凸部１０ｅを介して安定的に弾接されるため、振動に対する接触部での抵抗変動がなくなってノイズの発生を防止することができる。なお、本実施形態例のように、舌片１０ｄをシールドケース１０のうち同軸ケーブル７の外部導体７ｂ寄りの領域に設けておけば、静電気が同軸ケーブル７の外部導体７ｂへ到達するまでの間に懸念される静電破壊も確実に防止できるため、信頼性は一層向上する。
【００２３】
また、本実施形態例に係るアンテナ装置は、放射導体板１１が回路基板８と空気層を介して対向する金属板からなると共に、この金属板から延出する金属片を回路基板８側へ折り返して給電片１４となしており、１枚の金属板からアンテナ本体９が形成できる板金パッチアンテナを採用しているため、誘電体パッチアンテナを使用した場合に比べてアンテナ装置の製造コストを大幅に低減できる。
【００２４】
なお、アンテナ本体９の形状や給電方式等は適宜選択可能であり、例えば１点給電方式の直線偏波用のアンテナ装置等にも本発明は適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態例に係るアンテナ装置の断面図である。
【図２】該アンテナ装置の分解斜視図である。
【図３】該アンテナ装置に用いられるシールドケースの斜視図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  筐体
２  レドーム
２ａ  底部開口
３  金属カバー
４  シール部材
５  磁石
６  アンテナユニット
７  同軸ケーブル
７ａ  内部導体
７ｂ  外部導体
８  回路基板
９  アンテナ本体
１０シールドケース
１０ｄ  舌片
１０ｅ  凸部
１１  放射導体板
１２  半導体部品
１４  給電片
【図１】
2006222746.tif 000003
【図２】
2006222746.tif 000004
【図３】
2006222746.tif 000005