(57)【要約】【課題】部品点数の増大を未然に回避すると共に、指向性パターンの最大利得角度を自在に制御する。【解決手段】アンテナ装置１において、放射素子２とアンテナグランド４とを元々は両者の間で電気力線を通し易くして装置自体の小型化に寄与することを目的として配置された誘電体３で保持し、放射素子２とアンテナグランド４とが回路基板５に対して所定の傾斜角度を有する構成とした。放射素子２をアンテナ台座やブラケットで保持する従来のものとは異なって、部品点数の増大を未然に回避できると共に、傾斜角度θを任意に制御することにより、装置自体が大型化することなく、指向性パターンの最大利得角度を自在に制御できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射素子とアンテナグランドとの間に誘電体が介在されてなるアンテナ装置であって、
前記放射素子と前記アンテナグランドとを回路基板に対して所定の傾斜角度を有するように前記誘電体で保持したことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
請求項１に記載したアンテナ装置において、
前記誘電体を樹脂から構成し、前記アンテナグランドを前記樹脂にインサート成型したことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載したアンテナ装置において、
他の放射素子を一体に備えたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
請求項３に記載したアンテナ装置において、
前記放射素子と前記他の放射素子とを隣接して配置したことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項５】
請求項３に記載したアンテナ装置において、
前記他の放射素子に中空部を形成し、前記放射素子を前記他の放射素子における前記中空部に配置したことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載したアンテナ装置において、
前記放射素子は、ＥＴＣ車載器のアンテナの一部として作用するものであることを特徴とするアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射素子とアンテナグランドとの間に誘電体が介在されてなるアンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、放射素子を回路基板に対して所定の傾斜角度を有するように搭載した構成がある（例えば特許文献１、２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１１１３７７号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開２００１−１５９６７２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した特許文献１、２に記載したものでは、放射素子をアンテナ台座やブラケットで保持する構成であるので、アンテナ台座やブラケットを用いる分、部品点数が増大し、取付作業が複雑になるという問題があった。また、指向性パターンの最大利得角度をマイクロストリップアンテナにより制御しようとすると、アレイアンテナにする必要があり、装置自体が大型化するという問題もあった。
【０００６】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品点数が増大することや取付作業が複雑になることを未然に回避することができ、しかも、装置自体が大型化することなく、指向性パターンの最大利得角度を自在に制御することができるアンテナ装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載したアンテナ装置によれば、放射素子とアンテナグランドとを元々は両者の間で電気力線を通し易くして装置自体の小型化に寄与することを目的として配置された誘電体で保持し、放射素子とアンテナグランドとが回路基板に対して所定の傾斜角度を有する構成としたので、放射素子をアンテナ台座やブラケットで保持する従来のものとは異なって、アンテナ台座やブラケットを不要とすることができる分、部品点数が増大することや取付作業が複雑になることを未然に回避することができる。しかも、このとき、所定の傾斜角度を任意に制御することにより、装置自体が大型化することなく、指向性パターンの最大利得角度を自在に制御することができる。
【０００８】
請求項２に記載したアンテナ装置によれば、誘電体を樹脂から構成し、アンテナグランドを樹脂にインサート成型する構成としたので、アンテナグランドをインサート成型により誘電体に適切に固定することができる。
【０００９】
請求項３に記載したアンテナ装置によれば、他の放射素子を一体に備える構成としたので、アンテナ装置を多機能化することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（第１実施例）
以下、本発明の第１実施例について、図１および図２を参照して説明する。
図１は、アンテナ装置１の縦断側面図を示している。アンテナ装置１において、放射素子２は、面状に形成されており、ＥＴＣ車載器のアンテナの一部として作用するものであり、樹脂からなる誘電体３の傾斜面３ａに取付けられている。アンテナグランド４は、インサート成型されて誘電体３に内蔵されており、放射素子２と略平行に配置されている。このような構成により、これら放射素子２およびアンテナグランド４は、回路基板５に対して傾斜角度θ（本発明でいう所定の傾斜角度）を有するように誘電体３で保持されている。尚、誘電体３は、元々は放射素子２とアンテナグランド４との間で電気力線を通し易くして装置自体の小型化に寄与することを目的として、放射素子２とアンテナグランド４との間に介在されているものである。
【００１１】
回路基板５は、その表面５ａに回路基板グランド６が形成されていると共に、その裏面５ｂにも回路基板グランド７が形成されており、各種の電子部品（図示せず）を実装して構成されている。そして、放射素子２に電力を供給するための給電ピン８は、回路基板５に形成された貫通穴５ｃを貫通し、その端部８ａが回路基板５の裏面５ｂではんだ９により導体パターン１０にはんだ付けされて電気的に接続されている。
【００１２】
この場合は、アンテナ装置１を以下の手順により製造することができる。すなわち、放射素子２と給電ピン８とを接続し、給電ピン８が接続された放射素子２とアンテナグランド４とを誘電体３に一体化し、給電ピン８を回路基板５の貫通穴５ｃに貫通させ、放射素子２とアンテナグランド４とが一体化された誘電体３を回路基板５上に配置し、給電ピン８を回路基板５の導体パターン１０にはんだ付けすることにより、アンテナ装置１を製造することができる。
【００１３】
ここで、図２は、放射素子２およびアンテナグランド４の回路基板５に対する傾斜角度θと、実際に指向性パターンの利得が最大となる角度を示す最大利得角度との関係を示すグラフである。図２から明らかなように、発明者らは、放射素子２およびアンテナグランド４の回路基板５に対する傾斜角度θを略２０度に設定したときに、指向性パターンの最大利得角度が１０度付近になることを確認し、また、放射素子２およびアンテナグランド４の回路基板５に対する傾斜角度θを略３０度に設定したときに、指向性パターンの最大利得角度が２５度付近になることを確認し、さらに、放射素子２およびアンテナグランド４の回路基板５に対する傾斜角度θを略４０度に設定したときに、指向性パターンの最大利得角度が５４度付近になることを確認した。
【００１４】
これにより、放射素子２およびアンテナグランド４の回路基板５に対する傾斜角度θを任意に設定することにより、指向性パターンの最大利得角度を自在に制御することができる。つまり、この場合のように、放射素子２がＥＴＣ車載器のアンテナの一部として作用するものであれば、指向性パターンの最大利得角度が路側に設置されている路側アンテナの方向に一致するように放射素子２およびアンテナグランド４の回路基板５に対する傾斜角度θを設定することにより、ＥＴＣ車載器と路側アンテナとの間でＥＴＣ無線通信を適切に行うことができる。
【００１５】
以上に説明したように第１実施例によれば、アンテナ装置１において、放射素子２とアンテナグランド４とを元々は両者の間で電気力線を通し易くして装置自体の小型化に寄与することを目的として配置された誘電体３で保持し、放射素子２とアンテナグランド４とが回路基板５に対して所定の傾斜角度を有する構成としたので、放射素子２をアンテナ台座やブラケットで保持する従来のものとは異なって、アンテナ台座やブラケットを不要とすることができる分、部品点数が増大することや取付作業が複雑になることを未然に回避することができる。しかも、このとき、傾斜角度θを任意に制御することにより、装置自体が大型化することなく、指向性パターンの最大利得角度を自在に制御することができる。
【００１６】
また、この場合は、誘電体３を樹脂から構成し、アンテナグランド４を樹脂にインサート成型する構成としたので、アンテナグランド４をインサート成型により誘電体３に適切に固定することができる。
【００１７】
（第２実施例）
次に、本発明の第２実施例について、図３を参照して説明する。尚、上記した第１実施例と同一部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。
【００１８】
上記した第１実施例は、誘電体３が樹脂から構成され、アンテナグランド４がインサート成型されて誘電体３に内蔵されているものであるが、これに対して、この第２実施例は、誘電体がセラミックから構成されているものである。
【００１９】
すなわち、アンテナ装置１１において、放射素子２は、セラミックからなる誘電体１２の上側の傾斜面１２ａに取付けられていると共に、アンテナグランド４は、誘電体１２の下側の傾斜面１２ｂに取付けられている。このような構成により、この場合も、これら放射素子２およびアンテナグランド４は、回路基板５に対して傾斜角度θを有するように誘電体１２で保持されている。
【００２０】
以上に説明したように第２実施例によれば、上記した第１実施例に記載したものと比較して誘電体１２の材質が異なるのみであり、アンテナ装置１１において、放射素子２とアンテナグランド４とを回路基板５に対して傾斜角度θを有するように誘電体１２で保持する構成としたので、上記した第１実施例に記載したものと同様にして、部品点数が増大することや取付作業が複雑になることを未然に回避することができ、しかも、このとき、傾斜角度θを任意に制御することにより、装置自体が大型化することなく、指向性パターンの最大利得角度を自在に制御することができる。
【００２１】
（第３実施例）
次に、本発明の第３実施例について、図４および図５を参照して説明する。この場合も、上記した第１実施例と同一部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。上記した第１実施例は、ＥＴＣ車載器のアンテナの一部として作用する放射素子２のみを備えているものであるが、これに対して、この第３実施例は、ＥＴＣ車載器のアンテナの一部として作用する放射素子２に加えて、例えばＧＰＳ受信機のアンテナの一部として作用する放射素子をも備えているものである。
【００２２】
すなわち、アンテナ装置２１において、ＥＴＣ車載器のアンテナの一部として作用する放射素子２は、誘電体２２の傾斜面２２ａに取付けられており、アンテナグランド４は、インサート成型されて誘電体２２に内蔵されており、放射素子２と略平行に配置されている。このような構成により、この場合も、これら放射素子２およびアンテナグランド４は、回路基板２３に対して傾斜角度θを有するように誘電体２２で保持されている。
【００２３】
ＧＰＳ受信機のアンテナの一部として作用する放射素子２４（本発明でいう他の放射素子）は、放射素子２と同様にして面状に形成されており、誘電体２２の上面２２ｂに取付けられている。放射素子２に電力を供給するための給電ピン８は、回路基板２３に形成された貫通穴２３ｃを貫通し、その端部８ａが回路基板２３の裏面２３ｂではんだ９により導体パターン１０にはんだ付けされて電気的に接続されている。また、放射素子２４に電力を供給するための給電ピン２５は、回路基板２３に形成された貫通穴２３ｄを貫通し、その端部２５ａが回路基板２３の裏面２３ｂではんだ２６により導体パターン２７にはんだ付けされて電気的に接続されている。
【００２４】
ところで、以上は、ＧＰＳ受信機のアンテナの一部として作用する放射素子２４を備えた場合を説明したものであるが、この場合、ＧＰＳ受信機のアンテナの一部として作用する放射素子２４に代えて、例えばＶＩＣＳのアンテナの一部として作用する放射素子や電話通信用のアンテナの一部として作用する放射素子を備える構成であっても良く、また、これら複数の放射素子を同時に備える構成であっても良い。
【００２５】
以上に説明したように第３実施例によれば、アンテナ装置２１において、放射素子２とアンテナグランド４とを回路基板２３に対して傾斜角度θを有するように誘電体２２で保持する構成としたので、上記した第１実施例に記載したものと同様にして、部品点数が増大することや取付作業が複雑になることを未然に回避することができ、しかも、このとき、傾斜角度θを任意に制御することにより、装置自体が大型化することなく、指向性パターンの最大利得角度を自在に制御することができる。また、この場合は、ＥＴＣ車載器のアンテナの一部として作用する放射素子２に加えて、ＧＰＳ受信機のアンテナの一部として作用する放射素子２４をも一体に備える構成としたので、アンテナ装置２１を多機能化することができる。
【００２６】
（第４実施例）
次に、本発明の第４実施例について、図６および図７を参照して説明する。尚、上記した第３実施例と同一部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。上記した第３実施例は、ＥＴＣ車載器のアンテナの一部として作用する放射素子２とＧＰＳ受信機のアンテナの一部として作用する放射素子２４とを隣接して配置するものであるが、これに対して、この第４実施例は、ＧＰＳ受信機のアンテナの一部として作用する放射素子に中空部を形成し、ＥＴＣ車載器のアンテナの一部として作用する放射素子をＧＰＳ受信機のアンテナの一部として作用する放射素子の中空部に配置するものである。
【００２７】
すなわち、アンテナ装置３１において、ＧＰＳ受信機のアンテナの一部として作用する放射素子３２（本発明でいう他の放射素子）は、中空部３２ａを有する形状となっており、誘電体３３の上面３３ｂに取付けられている。ＥＴＣ車載器のアンテナの一部として作用する放射素子２は、放射素子３２に形成された中空部３２ａに配置され、誘電体３３の傾斜面３３ａに取付けられており、アンテナグランド４は、インサート成型されて誘電体３３に内蔵されており、放射素子２と略平行に配置されている。このような構成により、この場合も、これら放射素子２およびアンテナグランド４は、回路基板３４に対して傾斜角度θを有するように誘電体３３で保持されている。
【００２８】
放射素子２に電力を供給するための給電ピン８は、回路基板３４に形成された貫通穴３４ｃを貫通し、その端部８ａが回路基板３４の裏面３４ｂではんだ９により導体パターン１０にはんだ付けされて電気的に接続されている。また、放射素子３２に電力を供給するための給電ピン３５は、回路基板３４に形成された貫通穴３４ｄを貫通し、その端部３５ａが回路基板３４の裏面３４ｂではんだ３６により導体パターン３７にはんだ付けされて電気的に接続されている。
【００２９】
尚、この場合、上記した第３実施例で説明したＧＰＳ受信機のアンテナの一部として作用する放射素子２４の外形寸法（図４および図５中、Ｌ１にて示す）と、この第４実施例で説明したＧＰＳ受信機のアンテナの一部として作用する放射素子３２の外形寸法（図６および図７中、Ｌ２にて示す）とは同一であり、つまり、この第４実施例では、ＥＴＣ車載器のアンテナの一部として作用する放射素子２を放射素子３２に形成された中空部３２ａに配置する分、上記した第３実施例に記載したものよりも、装置自体を小型化することができる。
【００３０】
以上に説明したように第４実施例によれば、アンテナ装置３１において、放射素子２とアンテナグランド４とを回路基板３４に対して傾斜角度θを有するように誘電体３３で保持する構成としたので、上記した第１実施例に記載したものと同様にして、部品点数が増大することや取付作業が複雑になることを未然に回避することができ、しかも、このとき、傾斜角度θを任意に制御することにより、装置自体が大型化することなく、指向性パターンの最大利得角度を自在に制御することができる。また、この場合は、ＥＴＣ車載器のアンテナの一部として作用する放射素子２に加えて、ＧＰＳ受信機のアンテナの一部として作用する放射素子３２をも一体に備える構成としたので、上記した第３実施例に記載したものと同様にして、アンテナ装置３１を多機能化することができ、さらに、ＧＰＳ受信機のアンテナの一部として作用する放射素子３２に中空部３２ａを形成し、ＥＴＣ車載器のアンテナの一部として作用する放射素子２を中空部３２ａに配置する構成としたので、装置自体を小型化することをもできる。
【００３１】
（その他の実施例）
本発明は、上記した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のように変形または拡張することができる。
誘電体は、樹脂やセラミックからなるものに限らず、他の材質からなるものであっても良い。
第３実施例および第４実施例において、ＥＴＣ車載器のアンテナの一部として作用する放射素子が取付けられる誘電体と、ＧＰＳ受信機のアンテナの一部として作用する放射素子が取付けられる誘電体とが別体の構成であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す縦断側面図
【図２】放射素子およびアンテナグランドの回路基板に対する傾斜角度と、指向性パターンの最大利得角度との関係を示すグラフ
【図３】本発明の第２実施例を示す縦断側面図
【図４】本発明の第３実施例を示す縦断側面図
【図５】外観斜視図
【図６】本発明の第４実施例を示す縦断側面図
【図７】図５相当図
【符号の説明】
図面中、１はアンテナ装置、２は放射素子、３は誘電体、４はアンテナグランド、５は回路基板、１１はアンテナ装置、１２は誘電体、２１はアンテナ装置、２２は誘電体、２３は回路基板、２４は放射素子（他の放射素子）、３１はアンテナ装置、３２は放射素子（他の放射素子）、３３は誘電体、３４は回路基板である。
【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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