(57)【要約】【課題】逆Ｆアンテナとしての特性を備えつつ、逆Ｆアンテナに必要な全面接地導体と放射導体部の占有スペースを縮小し、放射導体部とプリント回路基板との離間距離を狭くしてもインピーダンスの整合を容易に実施できるとともに、装置ケースに放射導体部などの余分な突起を生じさせない構造とし、さらに装置全体の占有スペースを縮小かつ構成を簡略化してコストを低減する。【解決手段】接地導体部が配置されたプリント回路基板と、プリント回路基板と離間して配置された放射導体部と、放射導体部の一端と接地導体部とを短絡する短絡導体部と、放射導体部に高周波信号を供給する給電導体部とを備えたアンテナ装置において、放射導体部は、線状または帯状に形成されるとともにコの字形に屈曲形成され、プリント回路基板と略平行に配置された。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地導体部が配置されたプリント回路基板と、当該プリント回路基板と離間して配置された放射導体部と、当該放射導体部の一端と前記接地導体部とを短絡する短絡導体部と、前記放射導体部に高周波信号を供給する給電導体部とを備えたアンテナ装置において、
前記放射導体部は、線状または帯状に形成されるとともにコの字形に屈曲形成され、前記プリント回路基板と略平行に配置されたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記放射導体部は、コの字形における対向する２辺の長さが略等しく形成された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】
前記放射導体部、前記給電導体部、および前記短絡導体部のいずれか２つまたはすべての組み合わせで一体成形されたことを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記放射導体部と複数の前記短絡導体部とが一体成形され、前記短絡導体部を選択的に切除してアンテナ入力インピーダンスを調整可能にしたことを特徴とする請求項１から３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記給電導体部の一端に前記放射導体部を支持する凹部を備えたことを特徴とする請求項１から４に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記放射導体部は、弾性部材を用いて仰角方向に屈曲または湾曲して形成され、前記放射導体部の一端が装置本体内に配置された位置規制部材との当接または勘合により保持されたことを特徴とする請求項１から５に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガス自動検針システムまたは設備機器の遠隔制御に使用する無線機等に内蔵するアンテナ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のアンテナ装置としては、例えば特開２００２−１６４２９号公報に示されたアンテナ装置が従来から知られている。図８において、このアンテナ装置５１は、逆Ｆアンテナとして構成され、一方が不図示の信号処理回路部と不図示の高周波回路の配線パターンで他方が全面接地導体パターンであるプリント回路基板２と、プリント回路基板２の全面接地導体８と、プリント回路基板２の全面接地導体８に対向して配置された板状の放射導体部３と、プリント回路基板２の全面接地導体８と放射導体部３とを接続する短絡導体部４と、プリント回路基板２から放射導体部３に高周波信号を供給する給電導体部５、放射導体部３を固定するための樹脂製固定具９と、アンテナ装置５１を動作させるための電池７とで構成されている。
【０００３】
次に、この動作について説明する。プリント回路基板２の全面接地導体８と異なる他方の面に構成された高周波回路部から出力された高周波信号は、給電導体部５に供給され、給電導体部５を経由して放射導体部３で電波として放射される。また、短絡導体部４は放射導体板３を含むアンテナ入力インピーダンスを調整するとともに共振周波数を調整する役割を果たす。さたに、プリント回路基板２の全面接地導体８は、放射導体部３とともに、放射される電磁波の方向を決定する。同時に、近傍に設置された信号処理回路部および高周波回路部に対する不要な電磁波の入射を阻止するための電磁シールドの役割を果たす。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１６４２９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成では、板状の放射導体部３に対向して配置されたプリント回路基板２に全面接地導体８を設けなければならず、回路を構成する部品や配線は、プリント回路基板２の全面接地導体８ではない方の面に設ける必要が発生するという問題がある。
【０００６】
また、仮に全面接地導体８の面にシールドケース６で覆われた高周波回路部を設けたとしても、板状の放射導体部３がシールドケース６を覆うため、高周波回路部の調整や回路部品の取り替えを行う際には、放射導体部３を取り外す必要があり、シールドケース６の高さを考慮して放射導体部３を高く配置しなければならないという課題があった。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、逆Ｆアンテナに必要な全面接地導体と放射導体部の占有スペースを縮小し、放射導体部とプリント回路基板との離間距離を狭くしても容易にインピーダンスの整合を実施できるとともに、装置ケースに放射導体部などの余分な突起を生じさせない構造とし、さらに構造が簡単でコスト低減を可能にしたアンテナ装置の提供を目的としたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく請求項１に記載のアンテナ装置は、接地導体部が配置されたプリント回路基板と、当該プリント回路基板と離間して配置された放射導体部と、当該放射導体部の一端と前記接地導体部とを短絡する短絡導体部と、前記放射導体部に高周波信号を供給する給電導体部とを備えたアンテナ装置において、前記放射導体部は、線状または帯状に形成されるとともにコの字形に屈曲形成され、前記プリント回路基板と略平行に配置されている。
【０００９】
請求項２に記載のアンテナ装置は、請求項１に記載のアンテナ装置において、前記放射導体部は、コの字形における対向する２辺の長さが略等しく形成されている。
【００１０】
請求項３に記載のアンテナ装置は、請求項１または２に記載のアンテナ装置において、前記放射導体部、前記給電導体部、および前記短絡導体部のいずれか２つまたはすべての組み合わせで一体成形されている。
【００１１】
請求項４に記載のアンテナ装置は、請求項１から３に記載のアンテナ装置において、前記放射導体部と複数の前記短絡導体部とが一体成形され、前記短絡導体部を選択的に切除してアンテナ入力インピーダンスを調整可能にしている。
【００１２】
請求項５に記載のアンテナ装置は、請求項１から４に記載のアンテナ装置において、前記給電導体部の一端に前記放射導体部を支持する凹部を備えている。
【００１３】
請求項６に記載のアンテナ装置は、請求項１から５に記載のアンテナ装置において、前記放射導体部は、弾性部材を用いて仰角方向に屈曲または湾曲して形成され、前記放射導体部の一端が装置本体内に配置された位置規制部材との当接または勘合により保持されている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係るアンテナ装置の好適な実施の形態について説明する。なお、従来のアンテナ装置５１と同一の構成要素については、同一の符号を付して重複説明を省略する。また、従来のアンテナ装置５１と同一の動作についても重複説明を省略する。
【００１５】
まず、本発明のアンテナ装置１の構成について、図１に基づいて説明する。
【００１６】
アンテナ装置１は、いずれも不図示の信号処理回路部、高周波回路部、および接地導体部が片面または両面に配置されたプリント回路基板２と、当該プリント回路基板２と離間して配置され、高周波回路部からの高周波信号を電波として外部に放射する線状の放射導体部３と、この放射導体部３の一端を接地導体部に短絡させる短絡導体部４と、放射導体線３に高周波回路部からの高周波信号を供給する給電導体部５と、プリント回路基板２の接地導体部に接続されたシールドケース６とを備えて構成されている。
【００１７】
次に、アンテナ装置１の動作について説明する。プリント回路基板２の高周波回路部からの高周波信号は、給電導体部５を経由して線状の放射導体部３に給電される。放射導体部３の長さは、使用周波数に基づく波長の４分の１程度であり、供給された高周波信号が電波として外部に放射される。また、プリント回路基板２と離間して略平行に設けた放射導体部３は、不図示の装置ケース外部への突出がなく、線状導体でコの字形に形成されているため、占有スペースを低減することができる。
【００１８】
また、アンテナ装置１が放射する電波の偏波の方向は、給電導体部５と放射導体部３の開放端（短絡導体部４の反対側）との２点間を結ぶ方向となるため、放射導体部３の開放端の位置を変えることで偏波方向を調節することができる。図１に示す放射導体部３は、屈曲部を２箇所備えたコの字形で、対向する２辺の長さが略等しく形成されている。これにより、給電導体部５と放射導体部３の開放端との２点間を結ぶ方向が、アンテナ装置１が設置された状態である水平面に対して、略平行または略垂直となり、通信相手側のアンテナ装置１における偏波面と同一化することができるため、効率の良い通信を実現することができる。なお、対向する２辺の長さを異ならせた場合には、偏波方向は水平面に対して傾き、通信相手側の偏波方向は逆方向に傾くため、互いの偏波が直交して通信効率が悪化する。
【００１９】
また、図２に示すように、放射導体部３とプリント回路基板２とを接続している短絡導体部４は、ショートスタブを形成しており、低インピーダンスかつ低容量性である放射導体部３を含むアンテナのインピーダンスに対して、並列に誘導性素子を挿入することに相当する。これにより、短絡導体部４は、アンテナ入力インピーダンスの調整機能を備えていることになる。
【００２０】
さらに、図３に示すように、給電導体部５の端部が略Ｕ字型の構造とすることで、高周波信号の給電とともに放射導体部３の離間、保持機能を併せ持つことができる。また、シールドケース６と放射導体部３の離間間隔は、少なくとも放射導体部３とプリント回路基板２との離間間隔以上必要であるが、プリント回路基板２の他方の面に配置しても、本アンテナ装置の性能を損ねることはない。
【００２１】
次に、図４を用いて別の実施の形態について説明する。短絡導体片１１ａ，１１ｂ、１１ｃと、給電導体部１１ｄとを一体成形した一体成形導体部１１をプレス加工し、放射導体固定具１１ｅ，１１ｆ，１１ｇとともに放射導体部３を接続および保持することで使用部品点数を低減することができる。また、短絡導体片１１ａ，１１ｂ、１１ｃに不図示のスリットを入れることで、本装置の製造時に、不要な短絡導体片を選択的に切除してインピーダンスを調整することができる。
【００２２】
また、図５に示すように、短絡導体片１２ａ，１２ｂ、１２ｃと、給電導体部１２ｄとを一体成形した一体成形導体部１２をプレス加工し、放射導体部１２ｅと短絡導体片１２ａ，１２ｂ、１２ｃと給電導体部１２ｄとの一体成形部品として用いることで、さらに部品点数を少なくし、構造の単純化を図ることができる。なお、この場合においても、図４における説明と同様にインピーダンスを調整することができる。
【００２３】
次に、図６に示すように、弾性部材を用いた放射導体部３の開放端側をプリント回路基板２に対して若干の仰角を持たせて折り曲げ、アンテナ装置１の絶縁（樹脂製）ケースの構成品である上面ケース１４を底面ケース１３に取り付ける際に、上面ケース１４に対するばね性圧力を利用した当接により放射導体部３の開放端を保持することができる。なお、上面ケース１４と当接している放射導体部３は、ケースの誘電率により波長が短縮されるため、放射導体部３の全長を短縮することができる。
【００２４】
また、図７に示すように、放射導体部３の開放端を上面ケース１４に設けた保持具１５に勘合させることで、より確実に保持することができる。この場合においても図６における説明と同様に、ケースの誘電率により放射導体部３の全長を短縮することができる。
【００２５】
以上、実施の形態について詳細に説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではない。例えば、放射導体部３が線状の導体として説明してきたが、帯状、棒状、スパイラル状のいずれであってもよいし、それらの組み合わせであってもよい。なお、スパイラル状の場合には、放射導体部３の長さが短縮される利点がある。また、屈曲の角度、箇所数は任意に設定することができる。さらに、放射導体部３の配置は、プリント回路基板２の外周に沿わせだけでなく、余剰空間を適宜活用して配置することで、より小型化を実現することができる。また、プリント回路基板２の片面または両面に信号処理回路部および高周波回路部が配置されている状態で説明したが、これらを本装置外部に配置してもよい。なお、給電導体部５の端部を略Ｕ字型の構造として説明したが、Ｖ字形、コの字形等の凹部構造であれば、いずれの形でも適用可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載のアンテナ装置によれば、接地導体部が配置されたプリント回路基板と、プリント回路基板と離間して配置された放射導体部と、放射導体部の一端と接地導体部とを短絡する短絡導体部と、放射導体部に高周波信号を供給する給電導体部とを備えたアンテナ装置において、放射導体部は、線状または帯状に形成されるとともにコの字形に屈曲形成され、プリント回路基板と略平行に配置されたことにより、プリント回路基板の上に必要となる放射導体部の容積を縮小しつつ充分な長さを確保することができる
【００２７】
また、請求項２に記載のアンテナ装置によれば、前記放射導体部は、コの字形の対向する２辺の長さが略等しく形成されたことにより、アンテナ装置が設置された状態である水平面に対して、偏波方向が、給電導体部と放射導体部の開放端との２点を結ぶ水平方向となるため、通信相手側のアンテナ装置との偏波面が傾くことなく一致し、効率の良い通信を行うことができる。
【００２８】
また、請求項３に記載のアンテナ装置によれば、放射導体部、給電導体部、および短絡導体部のいずれか２つまたはすべての組み合わせで一体成形されたことにより、部品点数を減少させ、信頼性向上およびコスト削減を実現することができる。
【００２９】
また、請求項４に記載のアンテナ装置によれば、放射導体部と複数の短絡導体部とが一体成形され、短絡導体部を選択的に切除してアンテナ入力インピーダンスを調整可能にしたことにより、アンテナ入力インピーダンスの調整を容易にしている。
【００３０】
また、請求項５に記載のアンテナ装置によれば、給電導体部の一端に放射導体部を支持する凹部を備えたことにより、電気的接続を行いつつ安定的な機械的保持を行うことができる。
【００３１】
また、請求項６に記載のアンテナ装置によれば、放射導体部は、弾性部材を用いて仰角方向に屈曲または湾曲して形成され、放射導体部の一端が装置本体内に配置された位置規制部材との当接または勘合により保持されたことにより、装置の耐震性や耐衝撃性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアンテナ装置１の基本構成図である。
【図２】本発明に係るアンテナ装置１の等価回路図である。
【図３】本発明に係る給電導体部５の端部形状図である。
【図４】本発明に係る短絡導体部４と給電導体部５とを一体成形した導体の構成図である。
【図５】本発明に係る放射導体部３と短絡導体部４と給電導体部５とを一体成形した導体の構成図である。
【図６】本発明に係る当接による放射導体部３の一端の保持構造を示す図である。
【図７】本発明に係る勘合による放射導体部３の一端の保持構造を示す図である。
【図８】従来のアンテナ装置５１の構成図である。
【符号の説明】
１  アンテナ装置
２  プリント回路基板
３  放射導体部
４  短絡導体部
５  給電導体部
６  シールドケース
７  電池
８  全面接地導体
９  樹脂固定具
１０  電源リード
１１  一体成形導体部
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ  短絡導体片
１１ｄ  給電導体片
１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ  放射導体固定具
１２  一体成形導体部
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ  短絡導体片
１２ｄ  給電導体片
１２ｅ  放射導体部
【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】
2004289550.tif 000009
【図８】
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