(57)【要約】【課題】アンテナ素子とシールドケースに覆われた増幅回路とを有する薄型化に好適なアンテナユニットを提供すること。【解決手段】回路基板１に平面形状が誘電体基板６と略同形の素子挿入孔１ａを設けると共に、この素子挿入孔１ａ内にアンテナ素子３を配置させて回路基板１に固定し、これらアンテナ素子３および回路基板１の天面側の高さを略同等に設定した。このようにアンテナ素子３をシールドケース４と同様に回路基板１の底面側に突出させることにより、アンテナユニット全体の厚さ寸法が大幅に薄型化できる。【選択図】　　　図２
2004096180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板の天面にパッチ電極が設けられたアンテナ素子と、底面に増幅回路が設けられて該増幅回路が給電ラインを介して前記パッチ電極に接続される回路基板と、この回路基板に取り付けられて前記増幅回路を覆うシールドケースとを備え、
前記回路基板に平面形状が前記誘電体基板と略同形の素子挿入孔を設けると共に、この素子挿入孔内に前記アンテナ素子を配置させて前記回路基板に固定し、これらアンテナ素子および回路基板の天面側の高さを略同等に設定したことを特徴とするアンテナユニット。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記アンテナ素子と前記回路基板の給電ラインどうしをチップ部品を介して橋絡したことを特徴とするアンテナユニット。
【請求項３】
請求項１の記載において、前記アンテナ素子に前記パッチ電極から前記誘電体基板の側面へ延びる給電ラインを設け、この給電ラインと前記回路基板の底面に設けた給電ラインとを半田付けしたことを特徴とするアンテナユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、増幅回路が設けられた回路基板にアンテナ素子を搭載してなる小型のアンテナユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のアンテナユニットの従来技術は、特開平９−２２３９１２号公報等に記載されている。かかる従来技術について、図６の断面図を参照しつつ説明すると、同図に示すアンテナユニットは、底面に増幅回路２が設けられた回路基板１と、この回路基板１上に搭載されたアンテナ素子３と、増幅回路２をシールドするために回路基板１に取り付けられた金属板製のシールドケース４とによって主に構成されている。
【０００３】
回路基板１の天面にはほぼ全面に接地導体５が設けられており、この接地導体５はアンテナ素子３のグラウンドとして利用される。アンテナ素子３はパッチアンテナと称されるもので、平面視方形の誘電体基板６の天面に所定形状（例えば略方形）のパッチ電極７が設けられている。パッチ電極７の給電点には、誘電体基板６を貫通する給電ピン８の上端部が半田付けされている。この給電ピン８の下端部は増幅回路２に半田付けされているので、パッチ電極７と増幅回路２は電気的に接続されている。誘電体基板６の底面にはほぼ全面にグラウンド電極９が設けられており、このグラウンド電極９を接地導体５に密着させた状態でアンテナ素子３は回路基板１上に載置されている。シールドケース４は上部を開口させた箱形に形成されており、該開口の周縁の複数箇所に突設された取付片４ａを回路基板１に挿通して折曲することにより、シールドケース４は増幅回路２を覆った状態で回路基板１に取着されている。
【０００４】
このように概略構成されるアンテナユニットは、増幅回路２に同軸ケーブル等の給電ケ−ブルが接続されており、所定の高周波信号が増幅回路２を介してパッチ電極７に給電されると、パッチ電極７から円偏波あるいは直線偏波の電波が放射されるようになっている。また、パッチ電極７が受信した信号は、増幅回路２や給電ケ−ブルを経て受信回路へ出力されるようになっている。なお、このアンテナユニットのようにシールドケース４で増幅回路２を覆っておけば、増幅回路２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増幅回路２に悪影響を及ぼす可能性が大幅に低減するので、高信頼性が確保できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６に示す従来のアンテナユニットでは、回路基板１の天面側にアンテナ素子３を配置して底面側にシールドケース４を配置した構成になっているため、アンテナ素子３の天面からシールドケース４の底面に至る全体の高さ寸法が大きく、薄型化の要求に応えられないという問題があった。
【０００６】
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、アンテナ素子とシールドケースに覆われた増幅回路とを有する薄型化に好適なアンテナユニットを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明のアンテナユニットでは、誘電体基板の天面にパッチ電極が設けられたアンテナ素子と、底面に増幅回路が設けられて該増幅回路が給電ラインを介して前記パッチ電極に接続される回路基板と、この回路基板に取り付けられて前記増幅回路を覆うシールドケースとを備え、前記回路基板に平面形状が前記誘電体基板と略同形の素子挿入孔を設けると共に、この素子挿入孔内に前記アンテナ素子を配置させて前記回路基板に固定し、これらアンテナ素子および回路基板の天面側の高さを略同等に設定した。
【０００８】
このように構成されたアンテナユニットは、回路基板の素子挿入孔内にアンテナ素子を配置させることにより、回路基板の天面側にアンテナ素子を突出させない構造が可能となるため、アンテナユニットを大幅に薄型化することができる。その際、アンテナ素子は回路基板の底面側に突出することになるが、回路基板の底面側にはシールドケースが突設されているので、高さ寸法がシールドケースと同等かそれ以下のアンテナ素子はアンテナユニット全体の厚みに影響を及ぼさない。また、アンテナ素子の高さ寸法がシールドケースより大きい場合にも、アンテナユニット全体の厚みがアンテナ素子と同等になるので薄型化に好適となる。
【０００９】
なお、素子挿入孔内に位置するアンテナ素子のパッチ電極と回路基板の増幅回路とを電気的に接続する際に、アンテナ素子と回路基板の給電ラインどうしをゼロオームチップ抵抗器等のチップ部品を介して橋絡すれば、アンテナ素子と素子挿入孔の周縁との間に若干の隙間があっても給電ラインどうしを確実に接続することができる。あるいは、アンテナ素子にパッチ電極から誘電体基板の側面へ延びる給電ラインを設け、この給電ラインと回路基板の底面に設けた給電ラインとを半田付けしてもよく、この場合、半田付け面が略直角な近接した２面となるため、チップ部品を用いなくても半田付け強度を確保でき、それゆえ回路基板の天面側にチップ部品を配設する場合に比べて一層の薄型化が図れる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態について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ユニットの斜視図、図２は該アンテナユニットの断面図、図３は図１に示す回路基板の要部斜視図、図４は本発明の他の実施形態例に係るアンテナユニットの断面図、図５は該アンテナ素子の斜視図である。なお、これらの図において、図６に対応する部分には同一符号を付してあるので、重複する説明は適宜省略する。
【００１１】
図１，２に示すアンテナユニットは、長手方向一端側に素子挿入孔１ａ（図３参照）を設けて他端側の底面に増幅回路２を設けた回路基板１と、素子挿入孔１ａ内に配設されたアンテナ素子（パッチアンテナ）３と、増幅回路２をシールドするために回路基板１に取り付けられた金属板製のシールドケース４とによって主に構成され、アンテナ素子３と回路基板１の天面側の高さが略同等に設定されている。
【００１２】
回路基板１の素子挿入孔１ａは、その平面形状がアンテナ素子３の誘電体基板６と略同形な方形に形成されており、この素子挿入孔１ａ内に挿入した誘電体基板６の側面が、図２に示すように接着剤１０によって回路基板１に固定されている。回路基板１の天面には、素子挿入孔１ａの周縁からスルーホール１ｂに至る給電ライン１１が形成されており、この給電ライン１１はスルーホール１ｂを介して増幅回路２と電気的に接続されている。誘電体基板６の天面には、所定形状（例えば略方形）のパッチ電極７と、このパッチ電極７から導出された給電ライン１２ａ，１２ｂとが形成されている。これらの給電ライン１２ａ，１２ｂは、ゼロオームチップ抵抗器１３ａ，１３ｂを介して回路基板１側の給電ライン１１と電気的に接続されている。
【００１３】
すなわち、本実施形態例においては、各給電ライン１２ａ，１２ｂと給電ライン１１とが対向する位置にそれぞれゼロオームチップ抵抗器１３ａ，１３ｂを搭載して半田付けしているので、アンテナ素子３と素子挿入孔１ａの周縁との間に若干の隙間があっても、各給電ライン１２ａ，１２ｂと給電ライン１１とを橋絡して確実に接続することができる。こうしてアンテナ素子３のパッチ電極７は、給電ライン１２ａ，１２ｂや給電ライン１１等を介して増幅回路２と電気的に接続されている。なお、誘電体基板６の底面にはほぼ全面にグラウンド電極９が設けられている。また、シールドケース４は上部を開口させた箱形に形成されており、該開口の周縁を回路基板１の底面に半田付けすることにより、シールドケース４は増幅回路２を覆った状態で回路基板１に取着されている。
【００１４】
このように概略構成されたアンテナユニットは、増幅回路２に同軸ケーブル等の給電ケ−ブルが接続されており、所定の高周波信号が増幅回路２を介してパッチ電極７に給電されると、パッチ電極７から円偏波あるいは直線偏波の電波が放射されるようになっている。つまり、本実施形態例のようにパッチ電極７に切欠き等の縮退分離素子７ａを設け、給電ライン１２ａ，１２ｂによって等振幅かつ９０度の位相差で給電することにより、パッチ電極７から円偏波電波を放射させることができる。また、パッチ電極７を縮退分離素子の装荷されていない正方形や円形に形成し、給電ライン１２ａ，１２ｂのうちの一方のみで給電することにより、該パッチ電極７から直線偏波電波を放射させることができる。
【００１５】
上述した実施形態例においては、回路基板１の素子挿入孔１ａ内にアンテナ素子３を配置させることにより、回路基板１の天面側にアンテナ素子３を突出させない構造を実現している。このアンテナ素子３は回路基板１の底面側には突出しているが、本来、回路基板１の底面側にはシールドケース４を配置させうるスペースが必要なので、シールドケース４の側方にアンテナ素子３を配置させても全体の高さ寸法には影響しない。したがって、このようにアンテナ素子３をシールドケース４の側方に並設する構造を採用することにより、アンテナユニット全体の厚みをシールドケース４と同程度にまで低減することができ、大幅な薄型化が実現できる。なお、アンテナ素子３の高さ寸法がシールドケース１より大きい場合にも、アンテナユニット全体の厚みがアンテナ素子３と同等になるので大幅な薄型化が図れる。
【００１６】
次に、他の実施形態例について説明すると、図４，５に示すアンテナユニットは、アンテナ素子３にパッチ電極７から誘電体基板６の側面まで延びる給電ライン１４ａ，１４ｂを形成し、各給電ライン１４ａ，１４ｂと回路基板１の底面に形成した給電ライン１５とを直接半田付けした点が、前述した実施形態例と異なっている。この場合、半田付け面となる各給電ライン１４ａ，１４ｂと給電ライン１５は、図４に示すように略直角で近接した２面となるため、チップ部品を用いなくても所望の半田付け強度を確保できる。したがって、回路基板１の天面側にチップ部品が突設される前記実施形態例に比べて、アンテナユニットの薄型化を一層促進することができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００１８】
回路基板の素子挿入孔内にアンテナ素子を配置させて、アンテナ素子および回路基板の天面側の高さを略同等に設定しているので、アンテナ素子をシールドケースと同様に回路基板の底面側に突出させることができ、アンテナユニットが大幅に薄型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例に係るアンテナユニットの斜視図である。
【図２】該アンテナユニットの断面図である。
【図３】図１に示す回路基板の要部斜視図である。
【図４】本発明の他の実施形態例に係るアンテナユニットの断面図である。
【図５】該アンテナ素子の斜視図である。
【図６】従来例に係るアンテナユニットの断面図である。
【符号の説明】
１　回路基板
１ａ　素子挿入孔
２　増幅回路
３　アンテナ素子
４　シールドケース
６　誘電体基板
７　パッチ電極
９　グラウンド電極
１０　接着剤
１１，１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５　給電ライン
１３ａ，１３ｂ　ゼロオームチップ抵抗器（チップ部品）
【図１】
2004096180.tif 000003
【図２】
2004096180.tif 000004
【図３】
2004096180.tif 000005
【図４】
2004096180.tif 000006
【図５】
2004096180.tif 000007
【図６】
2004096180.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成14年12月26日(2002.12.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
このように概略構成されたアンテナユニットは、増幅回路２に同軸ケーブル等の給電ケ−ブルが接続されており、所定の高周波信号が増幅回路２を介してパッチ電極７に給電されると、パッチ電極７から円偏波あるいは直線偏波の電波が放射されるようになっている。つまり、本実施形態例のようにパッチ電極７を縮退分離素子の装荷されていない正方形（あるいは円形）に形成し、給電ライン１２ａ，１２ｂのうちの一方のみで給電することにより、該パッチ電極７から直線偏波電波を放射させることができる。また、パッチ電極７に切欠き等の縮退分離素子を設け、いずれか一方の給電ライン１２ａ，１２ｂで給電することにより、パッチ電極７から円偏波電波を放射させることができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004096180.tif 000009
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2004096180.tif 000010