(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状のワイヤーを複数のリング状絶縁性ストッパーの内周側に保持固定させるとともに、前記複数のリング状絶縁性ストッパーを互いに所定の距離だけ離す工程と、前記リング状絶縁性ストッパーに絶縁性円筒を嵌入し、当該絶縁性円筒の外周面上に長さ方向に沿って前記ワイヤーを配置する工程と、前記複数のリング状絶縁性ストッパーのうちの１つを固定した状態で、残りのリング状絶縁性ストッパーを前記円筒の周方向に沿ってそれぞれ所定の角度だけ回転させて前記ワイヤーを螺旋状にする工程とを含むことを特徴とするヘリカルアンテナの製造方法。
【請求項２】
請求項１のヘリカルアンテナの製造方法により製造されたことを特徴とするヘリカルアンテナ。
【請求項３】
前記ワイヤーを複数備えていることを特徴とする請求項２のヘリカルアンテナ。
【請求項４】
前記リング状絶縁性ストッパーに、前記ワイヤを係止するための切り欠きが設けられていることを特徴とする請求項２又は３のヘリカルアンテナ。
【請求項５】
前記リング状絶縁性ストッパーが前記円筒に対して摩擦力によって位置固定されていることを特徴とする請求項２，３又は４のヘリカルアンテナ。
【請求項６】
請求項２乃至５のいずれかに記載のヘリカルアンテナと、該ヘリカルアンテナを搭載するためのグランド板と、前記ヘリカルアンテナ及び前記グランド板の上面を覆うトップカバーとを有するアンテナ装置において、
前記ヘリカルアンテナ及び前記トップカバーには、それぞれ固定用ボスピンが設けられ、前記グランド板には、前記固定用ボスピンを挿入するための孔が設けられ、前記固定用ボスピンが前記孔に挿入された状態で、加熱変形により前記グランド板の裏面に溶着されて、前記ヘリカルアンテナと前記トップカバーとが前記グランド板に固定されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項７】
前記グランド板に搭載されるモノポールアンテナをさらに有していることを特徴とする請求項６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、ヘリカルアンテナ及びその製造方法と、ヘリカルアンテナを含むアンテナ装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、米国において、人工衛星（放送衛星）を用いたデジタルラジオ放送（周波数、約２．３ＧＨｚ）が開始されようとしている。そして、このデジタルラジオ放送を受信するためのデジタルラジオ受信機の開発が進められている。
【０００３】
デジタルラジオ受信機には、２つのタイプがある。一つは、人工衛星からの電波（円偏波）を直接受信するタイプのものであり、もう一つは、人工衛星からの電波を受信した地上局から周波数をシフトして放送される電波（直線偏波）を受信するものである。以下では、人工衛星からの電波を直接受信するタイプのデジタルラジオ受信機についてのみ説明する。
【０００４】
人工衛星からの電波を直接受信するタイプのデジタルラジオ受信機は、自動車に搭載されることを想定している。そして、そのアンテナ部材は、車外に取り付けられる場合、スティック状のアンテナとすることが一般的である。
【０００５】
放送衛星から放射されるデジタルラジオ放送信号は、円偏波であり、円偏波を受信するためのスティック状アンテナとしては、ヘリカルアンテナがよく知られている。ヘリカルアンテナは、その形状が単純で、寸法が手ごろであり、しかも、高利得とすることが可能であるという特徴がある。
【０００６】
ヘリカルアンテナの具体的構造は、プラスチック製等の絶縁性の円筒または円柱状部材（以下、単に「円筒」という。）の周りに導線を螺旋状（ヘリックス状）に巻いたもので、その螺旋の直径を波長と同程度にすることにより軸方向へ円偏波の放射を可能としている。つまり、このように構成されたヘリカルアンテナは、軸方向に沿って到来する円偏波を受信することができる。
【０００７】
ヘリカルアンテナの利得を向上させるためには、螺旋状に巻かれた導線の巻数を増やせばよい。また、円偏波アンテナに於いては４本の螺旋を使用し、移相器にて位相を一致させることにより合成を行なう手法もとられる。ところが、複数本の導線を円筒状部材の周りに螺旋状に巻くことは、非常に困難である。そこで、従来のヘリカルアンテナは、絶縁フィルムに複数本の導体パターンを印刷し(あるいは印刷された導体をエッチングして導体パターンを形成し)、この導体パターンが印刷された絶縁フィルムを円筒状部材に巻き付けることにより製造している。
【０００８】
なお、ヘリカルアンテナを車外に取り付けるため、このヘリカルアンテナは、グランド板にネジ止めされるとともに、このグランド板にネジ止めされるトップカバーにより覆われて、アンテナ装置を構成する。そして、このアンテナ装置には、しばしば、地上波受信用（直線偏波受信用）のモノポールアンテナも一緒に組み込まれる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、絶縁フィルムに複数の導体パターンを印刷するという従来の方法では、絶縁フィルムとしてポリイミド系のフレキシブル基板等の高価な材料を必要とするという問題点がある。また、導体パターンの形成にも手間が掛かるという問題点もある。さらに、絶縁シート上に印刷された各導体パターンが複数部分に分断された状態にあり、円筒状部材に巻き付ける際、各導体パターンがそれぞれ正確に連続するように巻き付けなければならず、手間がかかるという問題点もある。
【００１０】
また、従来のヘリカルアンテナを備えたアンテナ装置は、グランド板への取り付けや、トップカバーの取り付けに取付ネジを必要とし、部品点数が多く、コストがかかるという問題点もある。
【００１１】
そこで、本発明は、安価で製造が容易なヘリカルアンテナ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、部品点数が少なく安価なアンテナ装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、直線状のワイヤー（１２）を複数のリング状絶縁性ストッパー（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）の内周側に保持固定させるとともに、前記複数のリング状絶縁性ストッパー（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を互いに所定の距離だけ離す工程と、前記リング状絶縁性ストッパー（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）に絶縁性円筒（１１）を嵌入し、当該絶縁性円筒（１１）の外周面上に長さ方向に沿って前記ワイヤー（１２）を配置する工程と、前記複数のリング状絶縁性ストッパー（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）のうち１つを固定した状態で、残りのリング状絶縁性ストッパーを前記円筒（１１）の周方向に沿ってそれぞれ所定の角度だけ回転させて前記ワイヤー（１２）を螺旋状にする工程とを含むことを特徴とするヘリカルアンテナ（１０）の製造方法が得られる。
また、本発明によれば、当該ヘリカルアンテナの製造方法により製造されたことを特徴とするヘリカルアンテナ（１０）が得られる。
【００１４】
ここで、前記ワイヤー（１２）は、複数存在してもよい。また、前記リング状絶縁性ストッパー（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）には、前記ワイヤー（１２）を係止するための切り欠きが設けられていることが望ましい。さらに、前記リング状絶縁性ストッパー（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）は、前記円筒（１１）に対して摩擦力によって位置固定されていればよい。
【００１６】
さらに、本発明によれば、ヘリカルアンテナ（１０）と、該ヘリカルアンテナ（１０）を搭載するグランド板（５１）と、前記ヘリカルアンテナ（１０）と前記グランド板（５１）の上面とを覆うトップカバー（７１）とを有するアンテナ装置において、前記ヘリカルアンテナ（１０）及び前記トップカバー（７１）には、それぞれに固定用ボスピン（４１，７３）が設けられ、前記グランド板（５１）には、前記固定用ボスピン（４１，７３）を挿入するための孔（５２，７４）を設けられ、前記固定用ボスピン（４１，７３）が前記孔（５２，７４）に挿入された状態で、加熱変形により前記グランド板（５１）の裏面に溶着されて、前記ヘリカルアンテナ（１０）と前記トップカバー（７１）とが前記グランド板（５１）に固定されていることを特徴とするアンテナ装置が得られる。
【００１７】
上記アンテナ装置は、前記グランド板に搭載されるモノポールアンテナ（６１）をさらに有してよい。
【００１９】
なお、上記括弧内の数字は、本発明の理解を容易にするために、添付図面において使用する参照番号を記したものであって、これは本発明の一例にすぎず、これらに限定されないことは勿論である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００２１】
図１に、本発明の一実施の形態によるアンテナ部材（以下、ヘリカルアンテナ（四相給電ヘリカルアンテナ）という）を示す。
【００２２】
図１のヘリカルアンテナ１０は、絶縁樹脂製の直径１２ｍｍ程度の円筒１１と、その円筒１１の外周面に螺旋状に巻かれた、太さ０．５〜１．２ｍｍの４本の銅ワイヤー１２と、これら銅ワイヤー１２を円筒１１に対して固定するための絶縁樹脂製の３個のストッパー１３ａ，１３ｂ，１３ｃとを有している。
【００２３】
３個のストッパー１３ａ〜１３ｃは、外部から力を加えることにより円筒１１に対して回転可能で、かつ外部から力が加えられていない状態では摩擦力により円筒１１に固定されるよう、円筒１１の外径に実質上等しいか若干小さい内径を有している。また、これらストッパー１３の内周側端部には、その内周を４分割する位置に、ワイヤー１２を係止するための切り欠き１４が形成されている。
【００２４】
３個のストッパー１３ａ〜１３ｃのうち、最下部に位置するストッパー１３ｃは、後にこのヘリカルアンテナをグランド板（図２参照）へ取り付ける際に、固定部として利用されるため、他のストッパー１３ａ及び１３ｂよりも大きめに形成されている。
【００２５】
次に、図２及び図３を参照して、図１のヘリカルアンテナの製造方法について説明する。
【００２６】
まず、図２に示すように、３個のストッパー１３の内周側に形成された切り欠き１４に４本の直線状の銅ワイヤー１２を保持させる。切り欠きは、図２の左図に示すように、略円形（銅ワイヤー１２の断面と同形）であるため、銅ワイヤー１２は、径方向に関して固定される。なお、この工程は、銅ワイヤー１２に対してストッパー１３を取り付けるように行なっても、ストッパー１３に対して銅ワイヤー１２を取り付けるように行なっても良い。即ち、４本の銅ワイヤー１２を図示しない固定具で固定しておき、そのワイヤー１２の所定位置にストッパー１３を取り付けるようにしても良いし、逆に、ストッパーを所定の間隔で固定しておき、そこにワイヤー１２を取り付けるようにしても良い。
【００２７】
次に、図２に示すように、ワイヤー１２が取り付けられたストッパー１３に、上方から円筒１１を嵌入（挿入）し、図３の状態とする。上述のように、ストッパー１３は、円筒１１の外径と等しいか若干小さい内径を有するので、その内周面は、円筒１１の外周面に密着し、摩擦力により固定される。但し、摩擦力を超える力が加えられれば、移動し、また回転することが可能である。
【００２８】
次に、３つのストッパーのうち１つを固定し、残りの２つを円筒１１の周方向へ所定角度だけ回転させる。例えば、図示しない保持具で中央のストッパー１３を保持固定し、ストッパ１３ａを時計周りに１３５°回転させ、ストッパー１３ｃを反時計周りに１３５°回転させる。或いは、一番下のストッパー１３ｃを固定し、中央のストッパー１３ｂを時計周りに１３５°、一番上のストッパー１３ａを時計周りに２７０°回転させるようにしてもよい。
【００２９】
以上のようにして、図１のヘリカルアンテナを製造することができる。このヘリカルアンテナは、高価なポリイミド製の絶縁フィルムを必要とせず、また、複雑な導体パターン形成工程を必要としないので、製造工程の簡略化とコストダウンを実現することができる。
【００３０】
上述のヘリカルアンテナは、図４に示すようにストッパー１３ｃの下面に形成された溶着用ボスピン４１有している。この溶着用ボスピン４１は、図５に示すグランド板（ＧＮＤ板）５１に形成されたボスピン用孔５２に挿入され、加熱され、変形してグランド板の裏面に溶着する。つまり、ヘリカルアンテナは、図６に示すように、その溶着用ボスピン４１がグランド板５１のボスピン用孔５２に挿入されるよう、グランド板５１に搭載され溶着される。なお、図６は、地上波（直線偏波）を受信するためのモノポールアンテナ６１をも備えたアンテナ装置の場合を示しており、このモノポールアンテナ６１も、その下面に形成された溶着用ボスピンが、これに対応するようグランド板に形成されたボスピン用孔に挿入され、溶着されている。
【００３１】
ヘリカルアンテナ１０が搭載されたグランド板には、図７に示すように、ヘリカルアンテナ１０を覆うようにトップカバー７１が取り付けられる。そのため、トップカバー７１のグランド板取り付け用脚７２の先端には、溶着用ボスピン７３が形成されており、また、グランド板５１には、これに対応するボスピン用孔（図５の７４）が形成されている。溶着用ボスピン７３は、対応するボスピン用孔７４に挿入され、加熱され、グランド板５１の裏面に溶着される。
【００３２】
以上のようにして、ヘリカルアンテナ１０は、グランド板５１に搭載され、トップカバー７１で覆われて、アンテナ装置を構成する。ここでは、グランド板５１へのヘリカルアンテナ１０の搭載及び、トップカバー７１の取り付けに取付ネジを使用しないので、部品点数を削減することができ、コストダウンを実現することができる。
【００３３】
なお、上記実施の形態では、銅ワイヤを用いる場合について説明したが、他の金属ワイヤを用いることもできる。
【００３４】
また、上記実施の形態では、銅ワイヤを４本備えた４相給電ヘリカルアンテナについて説明したが、ワイヤの数は、１本以上であれば何本でもよい。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、ワイヤーをストッパーで絶縁性円筒に取り付け、ストッパーを回転させることによってワイヤーを螺旋状にするようにしたことで、製造工程の簡略化及び製造コストの低減を実現することができる。
【００３６】
また、グランド板へのヘリカルアンテナ及びトップカバーの取り付けを、取付ネジによらず、ヘリカルアンテナ及びトップカバーにそれぞれ形成したボスピンをグランド板に形成された孔へ挿入して溶着することで行なうようにしたことで、部品点数の削減と、製造コストの低減を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るヘリカルアンテナの斜視図である。
【図２】図１に示すヘリカルアンテナの製造方法を説明するための図であって、ワイヤーとストッパーとを組み合わせた状態を示す図である。
【図３】図１に示すヘリカルアンテナの製造方法説明するための図であって、図２の状態から更に円筒を嵌入した状態を示す図である。
【図４】図１のヘリカルアンテナの側面図及び底面図である。
【図５】グランド板の側面図及び底面図である。
【図６】図１のヘリカルアンテナの図５のグランド板への取り付けを説明するための図である。
【図７】図６のヘリカルアンテナが搭載されたグランド板へのトップカバーの取り付けを説明するための図である。
【符号の説明】
１１      円筒
１２      銅ワイヤー
１３ａ〜１３ｃ      ストッパー
１４      切り欠き
４１      溶着用ボスピン
５１      グランド板
５２      ボスピン用孔
６１      モノポールアンテナ
７１      トップカバー
７２      グランド板取り付け用脚
７３      溶着用ボスピン
７４      ボスピン用孔
【図１】
0004513939.tif 000002
【図２】
0004513939.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004513939.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0004513939.tif 000008