(57)【要約】【課題】アンテナ素子とトリプレート線路の接続部の機械的強度が高く、組立性が良好であり、接続部での電気的特性の劣化を抑制可能なアンテナ装置を提供する。【解決手段】中心導体２を空気層を介して２枚のグランド板３で挟み込んで構成されるトリプレート線路４を、給電線路として用いたアンテナ装置であって、一端が中心導体２に接続され、他端がグランド板３に形成された貫通孔４２を介して外部に延出された導体からなる給電ピン６を備え、給電ピン６にアンテナ素子５１を接続することで、アンテナ素子５１と中心導体２とを電気的に接続するように構成したものである。【選択図】図１
2015050535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心導体を空気層を介して２枚のグランド板で挟み込んで構成されるトリプレート線路を、給電線路として用いたアンテナ装置であって、
一端が前記中心導体に接続され、他端が前記グランド板に形成された貫通孔を介して外部に延出された導体からなる給電ピンを備え、
前記給電ピンにアンテナ素子を接続することで、前記アンテナ素子と前記中心導体とを電気的に接続するように構成した
ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記トリプレート線路が、第１トリプレート線路と、前記第１トリプレート線路に対して交差して接続された１つ以上の第２トリプレート線路と、を有し、外部から供給された給電信号を前記第２トリプレート線路から前記第１トリプレート線路を介して前記アンテナ素子に伝送するように構成され、
かつ、前記第１トリプレート線路の一方の前記グランド板側に前記第２トリプレート線路を設け、他方の前記グランド板側に前記アンテナ素子を設けるように構成され、
前記給電ピンは、前記第１トリプレート線路の前記中心導体と、前記アンテナ素子とを接続する
請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記給電ピンは、
前記グランド板の対向方向に対して平行に形成され、前記アンテナ素子に接続される垂直部と、該垂直部から前記垂直部に対して垂直に延出される平行部と、を有し、
前記平行部を前記中心導体に当接させ固定することで、前記中心導体に固定される
請求項１または２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記垂直部から互いに反対方向に延出されるように、２つの平行部を設けた
請求項３記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記給電ピンは、前記垂直部の下端部と、前記平行部の前記垂直部と反対側の端部に、前記中心導体に形成された係止穴に係止する係止部を備えている
請求項３または４記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記給電ピンは、１枚の金属板を折り曲げ加工して形成される
請求項１〜５いずれかに記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
給電線路における損失を抑制し、かつ構造を簡単にすることが可能なアンテナ装置として、中心導体板を２枚のグランド板で挟み込んで構成されるトリプレート線路を給電線路として用いたアンテナ装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−８８９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のトリプレート線路を給電線路として用いたアンテナ装置では、アンテナ素子をどのようにトリプレート線路の中心導体板に接続するかが問題となる。
【０００５】
例えば、トリプレート線路を組み立てた後にアンテナ素子を中心導体板にはんだ固定する場合、はんだ付け作業を行うためにグランド板に作業用の大きな貫通孔を形成する必要があり、インピーダンスの不整合や電気的特性の劣化の原因となってしまう。作業用の貫通孔を小さくした場合には、組立作業が困難となり、アンテナ素子と中心導体板との固定が不十分となり、接続部における機械的強度が十分に得られないおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、アンテナ素子とトリプレート線路の接続部の機械的強度が高く、組立性が良好であり、接続部での電気的特性の劣化を抑制可能な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】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、中心導体を空気層を介して２枚のグランド板で挟み込んで構成されるトリプレート線路を、給電線路として用いたアンテナ装置であって、一端が前記中心導体に接続され、他端が前記グランド板に形成された貫通孔を介して外部に延出された導体からなる給電ピンを備え、前記給電ピンにアンテナ素子を接続することで、前記アンテナ素子と前記中心導体とを電気的に接続するように構成したアンテナ装置である。
【０００８】
前記トリプレート線路が、第１トリプレート線路と、前記第１トリプレート線路に対して交差して接続された１つ以上の第２トリプレート線路と、を有し、外部から供給された給電信号を前記第２トリプレート線路から前記第１トリプレート線路を介して前記アンテナ素子に伝送するように構成され、かつ、前記第１トリプレート線路の一方の前記グランド板側に前記第２トリプレート線路を設け、他方の前記グランド板側に前記アンテナ素子を設けるように構成され、前記給電ピンは、前記第１トリプレート線路の前記中心導体と、前記アンテナ素子とを接続してもよい。
【０００９】
前記給電ピンは、前記グランド板の対向方向に対して平行に形成され、前記アンテナ素子に接続される垂直部と、該垂直部から前記垂直部に対して垂直に延出される平行部と、を有し、前記平行部を前記中心導体に当接させ固定することで、前記中心導体に固定されてもよい。
【００１０】
前記垂直部から互いに反対方向に延出されるように、２つの平行部を設けてもよい。
【００１１】
前記給電ピンは、前記垂直部の下端部と、前記平行部の前記垂直部と反対側の端部に、前記中心導体に形成された係止穴に係止する係止部を備えていてもよい。
【００１２】
前記給電ピンは、１枚の金属板を折り曲げ加工して形成されてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、アンテナ素子とトリプレート線路の接続部の機械的強度が高く、組立性が良好であり、接続部での電気的特性の劣化を抑制可能なアンテナ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）は、本実施形態に係るアンテナ装置におけるトリプレート線路の接続状態を示す模式的な断面図であり、（ｂ）はアンテナ素子と第１トリプレート線路との接続部の断面図、（ｃ）は給電ピンの斜視図である。
【図２】（ａ）は本実施形態に係るアンテナ装置の外観を示す斜視図であり、（ｂ）はレドームとトリプレート線路の一部およびアンテナ素子を省略した斜視図である。
【図３】図１のアンテナ装置における第２トリプレート線路の構造を示す図であり、一方のグランド板を省略した斜視図である。
【図４】図１のアンテナ装置におけるアンテナ素子の構造を示す斜視図である。
【図５】図１のアンテナ装置の変形例を示す図であり、（ａ）はアンテナ素子と第１トリプレート線路との接続部の断面図、（ｂ）は給電ピンの斜視図、（ｃ）は第１トリプレート線路の中心導体板と給電ピンとの接続部の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１６】
図１（ａ）は、本実施形態に係るアンテナ装置におけるトリプレート線路の接続状態を示す模式的な断面図であり、図１（ｂ）はアンテナ素子と第１トリプレート線路との接続部の断面図、図１（ｃ）は給電ピンの斜視図である。
【００１７】
また、図２（ａ）は本実施形態に係るアンテナ装置の外観を示す斜視図であり、図２（ｂ）はレドームとトリプレート線路の一部およびアンテナ素子を省略した斜視図である。
【００１８】
図１，２に示すように、アンテナ装置１は、中心導体２を空気層を介して２枚のグランド板３で挟み込んで構成されるトリプレート線路４を、給電線路として用いたものである。アンテナ装置１は、例えば、移動通信用の基地局アンテナとして用いられるものである。
【００１９】
アンテナ装置１は、円筒状のレドーム２１を備えている。このレドーム２１内に、トリプレート線路４が収容される。レドーム２１の両端は、図示しないアンテナキャップにより閉塞される。レドーム２１には、アンテナ塔等に固定するための取り付け金具２２が設けられている。アンテナ装置１は、レドーム２１の軸方向（長手方向）が鉛直方向となるように、取り付け金具２２によりアンテナ塔等に取り付けられる。
【００２０】
本実施形態では、アンテナ装置１を、２つの周波数帯で送受信可能な周波数共用アンテナとする場合を説明する。２つの周波数帯の周波数共用アンテナとして使用し、かつ各周波数で垂直偏波と水平偏波を使用する場合、４つの系統の給電線路が必要になる。これら４つの系統の給電線路全てを１つのトリプレート線路４に組み込むと、トリプレート線路４の面積が非常に大きくなり装置全体が大型化してしまう。そこで、本実施形態では、トリプレート線路４を複数に分割し、これらを互いに交差して接続するように構成している。
【００２１】
具体的には、トリプレート線路４は、第１トリプレート線路（横型トリプレート線路）４ａと、第１トリプレート線路４ａに対して交差して接続された１つ以上の第２トリプレート線路（縦型トリプレート線路）４ｂと、を有している。ここでは、４つの系統の給電線路それぞれに１つずつ、合計４つの第２トリプレート線路４ｂを備え、これら４つの第２トリプレート線路４ｂを第１トリプレート線路４ａに対して直交して接続するように構成した。
【００２２】
アンテナ装置１では、外部から供給された給電信号が、第２トリプレート線路４ｂから第１トリプレート線路４ａを介してアンテナ素子に伝送されるように構成されている。ここでは、４つの第２トリプレート線路４ｂを互いに離間させて平行に配置しており、ローバンド用（例えば７００〜８００ＭＨｚ帯）の偏波毎の２つの第２トリプレート線路４ｂを外側に、ハイバンド用（例えば１．５〜２ＧＨｚ帯）の偏波毎の２つの第２トリプレート線路４ｂを内側に配置する構成としている。なお、共用とする周波数帯は２つに限定するものではなく、第２トリプレート線路４ｂの数や配置も図示のものに限定されない。
【００２３】
第１トリプレート線路４ａは、中心導体２となる金属板からなる中心導体板２ａを空気層を介して２枚のグランド板３ａで挟み込んで構成されている。２枚のグランド板３ａは互いに平行となるように対向配置されており、両グランド板３ａからの距離が等しくなる位置、すなわち２枚のグランド板３ａの中間の位置に、中心導体板２ａが配置されている。
【００２４】
第２トリプレート線路４ｂは、中心導体２となる金属板からなる中心導体板２ｂを空気層を介して２枚のグランド板３ｂで挟み込んで構成されている。２枚のグランド板３ｂは互いに平行となるように対向配置されており、両グランド板３ｂからの距離が等しくなる位置、すなわち２枚のグランド板３ｂの中間の位置に、中心導体板２ｂが配置されている。グランド板３ａ，３ｂとしては、軽量かつ低コストで耐候性に優れるアルミニウムからなるものを用いる。
【００２５】
図１〜３に示すように、第２トリプレート線路４ｂでは、その中心導体板２ｂに誘電体挿入型移相器３１が設けられており、外部から入力された給電信号を分配し位相を調整して第１トリプレート線路４ａに出力するように構成されている。誘電体挿入型移相器３１は、その誘電体板を中心導体板２ｂに沿って移動させるための直動モータユニット３２に接続されている。
【００２６】
第２トリプレート線路４ｂの２枚のグランド板３ｂは、第１トリプレート線路４ａのグランド板３ａの表面に当接して固定されるフランジ部５を有し、断面視で略Ｌ字状に形成されている。このフランジ部５と、第１トリプレート線路の２枚のグランド板３ａとを、ボルトにより締結固定することにより、両グランド板３ａ，３ｂが電気的に接続されると共に固定され、両トリプレート線路４ａ，４ｂが固定されるようになっている。
【００２７】
また、第２トリプレート線路４ｂの中心導体板２ｂは、その先端部がグランド板３ｂから外部に延出され、第１トリプレート線路４ａのグランド板３ａに形成された貫通孔４１に挿入されて、第１トリプレート線路４ａの中心導体板２ａにはんだ付けされ電気的に接続されている。
【００２８】
図４に示すように、第１トリプレート線路４ａの第２トリプレート線路４ｂが設けられる側と反対側には、アンテナ素子５１が設けられている。つまり、アンテナ装置１では、第１トリプレート線路４ａの一方のグランド板３ａ側に第２トリプレート線路４ｂを設け、他方のグランド板３ａ側にアンテナ素子５１を設けるように構成されている。
【００２９】
アンテナ素子５１は、樹脂等の絶縁体からなる板状の基板に配線パターンを形成したアンテナ基板５４を有し、第１トリプレート線路４ａの一方のグランド板３ａに立設されている。アンテナ基板５４には素子固定用金具５５が一体に設けられており、この素子固定用金具５５をボルト５６でグランド板３ａに締結固定することで、アンテナ素子５１がグランド板３ａに固定されている。
【００３０】
アンテナ素子５１は、２つの周波数帯に対応した２つのアンテナ素子対５２，５３を有している。ハイバンド用の第１アンテナ素子対５２は、第１水平偏波アンテナ素子５２ａと第１垂直偏波アンテナ素子５２ｂとからなり、ローバンド用の第２アンテナ素子対５３は、第２水平偏波アンテナ素子５３ａと第２垂直偏波アンテナ素子５３ｂとからなる。なお、アンテナ素子５１の構成や配置は図示のものに限定されない。
【００３１】
さて、図１（ｂ）および図５に示すように、本実施形態に係るアンテナ装置１では、一端が中心導体２に接続され、他端がグランド板３に形成された貫通孔４２を介して外部に延出された導体からなる給電ピン６を備えている。本実施形態では、第１トリプレート線路４ａにアンテナ素子５１が設けられるため、給電ピン６は、第１トリプレート線路４ａの中心導体板２ａとアンテナ素子５１とを接続するように構成される。
【００３２】
アンテナ装置１では、給電ピン６のグランド板３ａから外部に延出された部分に、アンテナ基板５４の配線パターンをはんだ等により接続することで、アンテナ素子５１と中心導体２とが、給電ピン６を介して電気的に接続されるように構成されている。
【００３３】
給電ピン６は、グランド板３ａの対向方向に対して平行に（すなわち中心導体板２ａの表面に対して垂直に）形成され、アンテナ素子５１に接続される垂直部７と、垂直部７の下端部（アンテナ素子５１と反対側の端部）から垂直部７に対して垂直に（すなわち中心導体板２ａの表面に対して平行に）延出される平行部８と、を有している。
【００３４】
本実施形態では、給電ピン６は、１枚の金属板を折り曲げ加工して形成されている。これにより、部品点数の増加を抑えて組立性を高くし、コストを削減することが可能になる。
【００３５】
また、給電ピン６は、垂直部７の下端部と、平行部８の垂直部７と反対側の端部に、中心導体板２ａに形成された係止穴（図示せず）に係止する係止部９を備えている。係止部９は、垂直部７の下端部、および平行部８の垂直部７と反対側の端部から下方（アンテナ素子５２と反対側）に延びるように形成されている。この係止部９を中心導体板２ａの係止穴に挿入して係止し、かつ、平行部８を中心導体板２ａの表面に当接させた状態で、平行部８を中心導体板２ａにはんだ付けして固定することで、給電ピン６が中心導体板２ａに固定され電気的に接続される。
【００３６】
係止部９を係止させる構造とすることで、給電ピン６の位置決めを容易に行うことが可能となり、組立性を向上できると共に、振動等による給電ピン６の位置ずれを抑制することが可能になる。また、平行部８を中心導体板２ａに当接させて固定する構造とすることで、平行部８により給電ピン６を強固に支持し、またはんだ付けの面積を増加させて接続部の機械的強度を高めることが可能になる。
【００３７】
なお、本実施形態では、垂直部７の下端部を幅広に形成し、その幅方向の一部を折り曲げて平行部８を形成し、折り曲げていない部分を係止部９として用いるよう給電ピン６を構成したが、給電ピン６の形状はこれに限定されるものではなく、適宜変更可能である。
【００３８】
例えば、係止部９を１箇所、あるいは３箇所以上としてもよい。なお、本実施形態のように１つの平行部８を形成する場合、接続部の機械的強度を高めるためには平行部８をある程度長くする必要があるので、安定した位置決めを行うために２箇所以上の係止部９を備えることが望ましい。
【００３９】
さらには、図５に示すように、平行部８を複数設けるようにしてもよい。図５では、垂直部７から互いに反対方向に延出されるように、２つの平行部８を設けた場合を示している。このように構成することで、２つの平行部８それぞれをはんだ６１を用いて中心導体板２ａに固定することが可能となり、はんだ付けの箇所を複数（ここでは２箇所）として、給電ピン６の中心導体板２ａへの固定をより強固にすることが可能になる。
【００４０】
アンテナ装置１を組み立てる際には、まず、第２トリプレート線路４ｂの組み立てを行い、アンテナ素子５１側のグランド板３ａを取り外した状態の第１トリプレート線路４ａに、組み立てた第２トリプレート線路４ｂを固定する。このとき、第２トリプレート線路４ｂのグランド板３ｂのフランジ部５を、ボルトにより第１トリプレート線路４ａのグランド板３ａに締結固定すると共に、貫通孔４１から挿入した中心導体板２ｂを中心導体板２ａにはんだ付けして電気的に接続する。
【００４１】
その後、第１トリプレート線路４ａの中心導体板２ａに給電ピン６をはんだ付けして取り付ける。給電ピン６を取り付けた後、アンテナ素子５１側のグランド板３ａを取り付け、ボルトで締結固定して第１トリプレート線路４ａを組み立てる。
【００４２】
その後、第１トリプレート線路４ａから露出された部分の給電ピン６にアンテナ素子５１のアンテナ基板５４をはんだ付けすると共に、そのアンテナ基板５４の素子固定用金具５５をボルト５６でグランド板３ａに締結固定する。以上により、アンテナ装置１が得られる。
【００４３】
周波数共用のアンテナ装置１では、周波数毎かつ偏波毎に複数のアンテナ素子５１を設ける必要があり、例えば８０個以上の多数のアンテナ素子５１を設ける必要がある。そのため、組立作業を効率よく行うためには、トリプレート線路４同士の接続を先に行い、その後に、多数のアンテナ素子５１の取り付けを行うことが望ましい。本実施形態では、給電ピン６を用いることにより、トリプレート線路４を組み立てた後にアンテナ素子５１を取り付ける作業を行うことが可能になるため、アンテナ装置１の組立性を大幅に向上できる。つまり、本発明は、アンテナ装置１のように複数のトリプレート線路４を交差して接続する構成とする場合において、特に有効であるといえる。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態に係るアンテナ装置１では、一端が中心導体２に接続され、他端がグランド板３に形成された貫通孔４２を介して外部に延出された導体からなる給電ピン６を備え、給電ピン６にアンテナ素子５１を接続することで、アンテナ素子５１と中心導体２とを電気的に接続するように構成している。
【００４５】
このように構成することで、グランド板３ａに作業用の大きな貫通孔を形成せずとも、アンテナ素子５１と中心導体２を容易に電気的に接続することが可能になり、接続部での電気的特性の劣化を抑制することが可能になる。
【００４６】
また、給電ピン６を予め固定しておき、給電ピン６の露出部分にアンテナ素子５１を固定すればよいので、従来のように狭い貫通孔を介してはんだ付けを行うといった無理な作業を行わなくともよくなり、組立性を良好とし、接続部の機械的強度を高めることが可能になる。
【００４７】
つまり、本実施形態によれば、アンテナ素子５１とトリプレート線路４ａの接続部の機械的強度が高く、組立性が良好であり、接続部での電気的特性の劣化を抑制可能なアンテナ装置１を実現できる。
【００４８】
また、アンテナ装置１では、給電ピン６の幅や貫通孔４２の大きさを変更することで、アンテナ素子５１とトリプレート線路４ａの接続部におけるインピーダンスの調整を容易に行うことができる。
【００４９】
さらに、アンテナ装置１では、給電ピン６がある部分にアンテナ基板５４を取り付ければよいので、アンテナ素子５１を簡単に取り付けることが可能であり、アンテナ素子５１の位置決めも容易である。
【００５０】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【００５１】
例えば、上記実施形態では、中心導体２が中心導体板２ａ，２ｂからなるトリプレート線路４ａ，４ｂを用いる場合を説明したが、これに限らず、トリプレート線路４ａ，４ｂの一方または両方に、誘電体基板に形成した配線パターンを中心導体２として用いた基板トリプレート線路を用いてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１  アンテナ装置
２  中心導体
３  グランド板
４  トリプレート線路
６  給電ピン
７  垂直部
８  平行部
９  係止部
４２  貫通孔
５１  アンテナ素子
【図１】
2015050535.tif 000003
【図２】
2015050535.tif 000004
【図３】
2015050535.tif 000005
【図４】
2015050535.tif 000006
【図５】
2015050535.tif 000007