(57)【要約】【課題】アンテナエレメントが金属板からなる平面型アンテナ装置において、容量値の変動を防止し、周波数安定性がよく安価な小型のアンテナ装置を提供する。【解決手段】誘電体基板２と、前記誘電体基板２と所定間隔を有して配設された金属板からなるアンテナエレメント５と、前記アンテナエレメント５から前記誘電体基板２に向かって立設され前記誘電体基板を貫通する固定部６１を有する複数の脚片６と、を備え、前記アンテナエレメント５は固定部６１をねじることで前記誘電体基板２に固定される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板と、
前記誘電体基板と所定間隔を有して配設された金属板からなるアンテナエレメントと、
前記アンテナエレメントから前記誘電体基板に向かって立設され前記誘電体基板を貫通する固定部を有する複数の脚片と、を備え、
前記アンテナエレメントは固定部をねじることで前記誘電体基板に固定されることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記誘電体基板上に、前記脚片と電気的に接続されたチップコンデンサをさらに備え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３】
前記固定部の幅寸法が、前記脚片の幅寸法と比較して大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記固定部が切欠きを有し、当該切欠き部分において前記固定部をねじることを特徴とする請求項１又は請求項２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、アンテナ装置に係り、特にグローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）アンテナ等に使用される平面型小型アンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の移動体通信機器、小型の通信機器（例えばＧＰＳ方式のカーナビゲーション装置や携帯用ナビゲーション装置、衛星波受信機等）の発達に伴い、これらの機器に用いられるアンテナ装置に関してもより小型化かつ高性能化が要求されている。そのアンテナ装置の中でも平面型アンテナ装置はその構造上薄く、軽く、半導体回路との集積化が比較的容易との利点を備えるため、例えば衛星波受信用のアンテナとして広く応用されている。
なかでも、アンテナエレメントが金属板で構成された平面型アンテナ装置は、誘電体基板上に放射導体層がパターニングされた一般的な平面型アンテナ装置に比べ、安価に製造ができることが知られている。
【０００３】
従来の板金を用いた平面型アンテナ装置としては、例えば、複数の半田ランドを備えた誘電体基板を接地導体上に設け、この誘電体基板上部に所定の間隔を有して設置された放射導体板から誘電体基板に延びる複数の脚片を備え、これら複数の脚片を誘電体基板上に配設された複数の半田ランドに半田付けして、放射導体板を支えた構造が開示されている（例えば、特許文献１参照）。  
このように構成した平面型アンテナ装置では、放射導体板から誘電体基板側に延びる脚片を搭載して半田付けしている半田ランドが、誘電体基板を介して接地導体と対向しているため、半田ランドと接地導体との間に容量が付加されてコンデンサが形成されることとなり、共振周波数が低くなって放射導体板の小型化を図ることができる。  
【特許文献１】特開２００５−１４３０２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された平面型アンテナ装置では、放射導体板の小型化が図れるものの、用いられる半田量及び半田付け面積のバラつきによって付加される容量の容量値が変動してしまい、これにより周波数特性の変動が発生するという問題を有している。
また、誘電体基板上のアンテナエレメントと対向する面に基板パターンにより容量付加を行った場合には、容量値を大きくし波長短縮効果を高めるために基板パターンの面積を拡げる必要があり、基板の大型化につながるという問題を有している。
【０００５】
本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、アンテナエレメントが金属板からなる平面型アンテナ装置において、半田付け等による容量値の変動を防止し、周波数安定性がよく安価な小型の平面型アンテナ装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、誘電体基板と、
前記誘電体基板と所定間隔を有して配設された金属板からなるアンテナエレメントと、
前記アンテナエレメントから前記誘電体基板に向かって立設され前記誘電体基板を貫通する固定部を有する複数の脚片と、を備え、
前記アンテナエレメントは固定部をねじることで前記誘電体基板に固定されることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、誘電体基板を貫通した脚片の固定部がねじられて固定されることで、部品点数を増やすことなくアンテナエレメントと誘電体基板とが一体に接合される。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、前記誘電体基板上に、前記脚片と電気的に接続されたチップコンデンサをさらに備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、誘電体基板と、アンテナエレメントの脚片とが、チップコンデンサを介して電気的に接続されるようになっている。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のアンテナ装置において、前記固定部の幅寸法が、前記脚片の幅寸法と比較して大きいことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、誘電体基板を貫通した脚片の固定部の幅寸法を大きくすることで、誘電体基板とアンテナエレメントとを接合する場合により大きな固定部が形成される。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のアンテナ装置において、前記固定部が切欠きを有し、当該切欠き部分において前記固定部をねじることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、固定部が切欠きを有することで、誘電体基板とアンテナエレメントとの間隔を一定に保たれるようになっている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、アンテナエレメントと誘電体基板とが一体に接合されるため、容量値の変動が低減されアンテナの周波数特性を安定化させることができる。
また、部品点数が増えないため、安価にアンテナ装置を製造することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、誘電体基板とアンテナエレメントの脚片とをチップコンデンサを介して接続しているので、基板の大型化をすることなく波長短縮効果を高めることができるため、アンテナ装置を小型化することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、アンテナエレメントと誘電体基板との固定部が大きく形成されるため、接合強度の向上したアンテナ装置を製造することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、アンテナエレメントと誘電体基板との間隔を一定に保つことができるため、アンテナ装置の製造を容易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図１から図４を参照して説明する。ただし発明の範囲を図示例に限定するものではない。
【００１９】
図１は本発明に係るアンテナ装置１の斜視図である。また、図２は図１に示すアンテナ装置１の下方からみた斜視図である。また、図３は図１に示すアンテナ装置１の側面図である。また、図４は図１に示すアンテナ装置１の底面図である。
【００２０】
図１及び図２に示すように、アンテナ装置１は、両面に銅薄膜等の導体層２１を有する誘電体基板２を有している。誘電体基板２は四角形状に形成されており、誘電体基板２の角部近傍にはそれぞれ４つの透孔２２が設けられている。また、誘電体基板２の中心からやや変位した位置には、後述する給電ピン３を挿入する挿入孔２３が設けられている。
【００２１】
誘電体基板２の一面（図１における上面。以下単に「上面」と称する。）において、透孔２２及び挿入孔２３の周縁には絶縁部２４が設けられており、透孔２２及び挿入孔２３は導体層２１から絶縁されている。一方、図２及び図４に示すように、誘電体基板２の他面（図１における下面。以下単に「下面」と称する。）において、透孔２２の周縁には導通部２５が透孔２２を囲むように設けられている。この導通部２５の周縁及び前記挿入孔２３の周縁には、絶縁部２６が導通部２５及び挿入孔２３を囲むように設けられている。さらに絶縁部２６の周囲は全て導体層２７で覆われており、導体層２７には図示しない低雑音増幅器（ＬＮＡ）等の回路素子が実装されている。  
【００２２】
また、図２及び図４に示すように、誘電体基板２の下面には、各導通部２５の一端部に接触して集中定数素子としてのチップコンデンサ４がそれぞれ設けられている。各チップコンデンサ４は、絶縁部２６を挟んで一端が導通部２５に接触し、他端が導体層２７に接触するように配置されている。
チップコンデンサ４は、例えば、セラミックス等の導電体を金属板等で挟んで構成される積層セラミックチップコンデンサであるが、小型軽量のコンデンサであれば適用可能であり、その構成は特に限定されない。また、チップコンデンサ４は、絶縁部２６を挟んで一端が導通部２５に接触し、他端が導体層２７に接触する位置に配置されていればよく、その位置は図示例に限定されない。
【００２３】
また、誘電体基板２の挿入孔２３には、給電ピン３が、誘電体基板２を貫通するように挿入されている。給電ピン３の下端部（誘電体基板２の下面側から突出している端部）は、図示しない同軸ケーブルの中心導体と接続されており、この同軸ケーブルを介してアンテナ装置１から外部の受信回路に信号が送られるようになっている。
【００２４】
誘電体基板２の上面側の上方には、所定の間隔を有して誘電体基板２と平行に配設された平板状アンテナエレメント５が設けられている。アンテナエレメント５は、誘電体基板２よりも小さい寸法の四角形状の金属板（例えば、銅板等）から構成されている。  
【００２５】
アンテナエレメント５の各角部近傍には、それぞれ金属平板の脚片６が、誘電体基板２に向かって立設されている。脚片６は、例えばアンテナエレメント５の一部を曲折することによりアンテナエレメント５と一体に形成されている。なお、脚片６の数、形状等はここに例示したものに限定されない。
【００２６】
この複数の脚片６の誘電体基板２側の端部は、図２及び図３に示すように、誘電体基板２の各角部近傍にそれぞれ設けられた透孔２２に嵌挿されて、誘電体基板２と導通せずに誘電体基板２の上面（アンテナエレメント５に対向する面）側から下面側に向かって貫通している。
【００２７】
前述のように、誘電体基板２の下面側において透孔２２の周縁は導通部２５で囲まれており、脚片６の誘電体基板２の下面側から突出した部分（以下「固定部６１」と称する。）は、この導通部２５と接触し、透孔２２から抜け落ちないように固定されている。
【００２８】
図４に示すように、固定部６１は脚片の幅方向の中央を通る、脚片の長手方向に沿った軸を中心として例えば９０°程度ねじられており、これにより誘電体基板２とアンテナエレメント５とが一体に形成されている。
固定部６１の周囲は導通部２５により囲まれ、固定部６１と導通部２５とは電気的に接続されるようになっている。
【００２９】
なお、固定部６１の形状としては、図５（ｂ）に示すように、固定部６１の幅寸法を、脚片６の幅寸法と比較して大きく形成してもよい。
また、図５（ｃ）に示すように、固定部６１に切欠き８を設け誘電体基板２の基部で切欠き８を起点として固定部６１を固定してもよい。
【００３０】
また、前述のように、各導通部２５の一端部と導体層２７との双方に接触する位置には、それぞれチップコンデンサ４が設けられており、脚片６の固定部６１は導通部２５と接触して固定されることにより、この導通部２５と接続されているチップコンデンサ４を介して誘電体基板２の導体層２７と電気的に接続されるようになっている。
【００３１】
また、アンテナエレメント５の中心からやや変位した位置には給電点５１が設けられており、この給電点５１には誘電体基板２を貫通する給電ピン３の上端部（前記同軸ケーブルと接続されていない側の端部）が半田付けされている。
【００３２】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００３３】
このように構成されたアンテナ装置１は、誘電体基板２に設けられた透孔２２に、アンテナエレメント５と一体に形成されている脚片６の端部を嵌挿させ、その突出した部分（固定部６１）をねじることで透孔２２から固定部６１が抜けることなく固定される。そして、誘電体基板２とアンテナエレメント５とが所要の機械的強度を有しつつ接合され１ピースとなる。このように接合する場合、部品点数を増やす必要もない。
【００３４】
このとき誘電体基板２を貫通した固定部６１の幅寸法を、脚片６の幅寸法と比較して大きく形成した場合、固定部６１は透孔２２から抜けづらくなるため機械的強度がより向上する。また、幅広であるために固定しやすくアンテナ装置の製造が容易となる。
また、固定部６１が切欠き８を有している場合、誘電体基板２とアンテナエレメント５との間隔を一定に保ちつつ、切欠きを有するため固定部がねじりやすくアンテナ装置の製造が容易となる。
【００３５】
誘電体基板２とアンテナエレメント５との接合は、例えば半田付け等による接合と比較した場合に、半田量等に依存して付加容量値が変動することなく安定した容量値を得ることができる。
【００３６】
また、本実施形態において、固定部６１と誘電体基板２とは、チップコンデンサ４を介して導通されているため、基板を大型化することなく容易に大きな容量を得ることができる。
また、チップコンデンサ４を備えることによって、容量値の調整も容易に行うことができる。
【００３７】
また、一端部が同軸ケーブルの中心導体と接続されている給電ピン３を誘電体基板２の挿入孔２３に挿入するとともに、給電ピン３の他端部（上端部）をアンテナエレメント５の給電点４に半田付けする。これにより、給電ピン３は、誘電体基板２と導通せずに誘電体基板２を貫通し、アンテナエレメント５と接続される。
【００３８】
給電ピン３を介して所定の高周波信号がアンテナエレメント５に供給されると、電界が形成されてアンテナエレメント５から円偏波電波が放射される。
一方、信号電波がアンテナエレメント３によって受信されると、この電気的信号がＬＮＡ回路や同軸ケーブル等を経て外部の受信回路に出力される。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態ように構成されたアンテナ装置によれば、誘電体基板とアンテナエレメントとの接合において、変動のない一定の容量値を付加することができるため周波数特性の安定したアンテナ装置を製造することができる。
また、部品点数を増やすことなく誘電体基板とアンテナエレメントとを１ピースとするため安価なアンテナ装置を製造することができる。
また、誘電体基板を大型化することなく波長短縮効果を高めることができるため、小型なアンテナ装置を製造することができる。
【００４０】
なお、本実施形態においては、チップコンデンサ４を誘電体基板２の下面に配置したが、このチップコンデンサ４は誘電体基板２の上面（アンテナエレメント５との対向面）上に配置してもよい。この場合には、各チップコンデンサ４は、絶縁部２４を挟んで一端が脚片６と接触し他端が導体層２１に接触する位置にそれぞれ設けられていればよく、その配置は特に限定されない。
【００４１】
また、チップコンデンサ４の容量を調整することによりアンテナ装置１の小型化の比率を調整することができる。ただし、チップコンデンサ４の容量が大きくなるほど、アンテナ特性（利得）が低くなるため、チップコンデンサ４の容量は、要求されるアンテナ特性（利得）との関係において決定される。
【００４２】
その他、本発明が上記実施の形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施形態に係るアンテナ装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示すアンテナ装置の下方からみた斜視図である。
【図３】図１に示すアンテナ装置の側面図である。
【図４】図１に示すアンテナ装置の底面図である
【図５】（ａ）本実施形態に係るアンテナ装置の脚片部の正面図である。（ｂ）本実施形態に係るアンテナ装置の脚片部の変形例である。（ｃ）本実施形態に係るアンテナ装置の脚片部の変形例である。
【符号の説明】
【００４４】
１      アンテナ装置
２      誘電体基板
３      給電ピン
４      チップコンデンサ
５      アンテナエレメント
６      脚片
８      切欠き
２１    導体層
２２    透孔
２３    挿入孔
２４    絶縁部
２５    導通部
２６    絶縁部
２７    導体層
５１    給電点
６１    固定部  
【図１】
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【図２】
2008079011.tif 000004
【図３】
2008079011.tif 000005
【図４】
2008079011.tif 000006
【図５】
2008079011.tif 000007