(57)【要約】【課題】  取り回しが簡単であり、且つ信号伝達の損失を極力抑制できるアンテナ用同軸ケーブル接続構造を適用したアンテナ装置を提供すること。【解決手段】  このアンテナ装置１０では、同軸ケーブル１の段剥きの構造及び回路基板１１への接続形態を工夫し、内部導体２の露呈部分を極小とし、且つ絶縁部材３の露呈部分を回路基板１１の厚さ程度とした上、内部導体２及び絶縁部材３を回路基板１１のケーブル挿入貫通穴１１ａを通したとき、絶縁部材３の先端面が回路基板１１の一方の面の位置に揃えられ、且つ外部導体４の露呈部分の先端部が回路基板１１の他方の面に当接される状態にあって、ケーブル１を回路基板１１の主面と垂直な方向で接続（内部導体２の先端部分を導電パターンに対する半田１４の接続、回路基板１１の他方の面側で外部導体４の外周囲に被せた導電性の金属リング５をグランドパターンに対する半田７の接続）に供する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面上にアンテナ素子が搭載された回路基板に該回路基板の裏面側から同軸ケーブルの先端部分を接続する接続構造であって、前記同軸ケーブルは、内部導体と、筒状の外部導体と、前記内部導体と前記外部導体との間に設けられた絶縁部材とを有し、前記絶縁部材の先端部分は前記回路基板の厚さと同程度の長さだけ露呈されており、前記回路基板は前記絶縁部材の外径を超える径の挿入貫通穴を持ち、前記露呈された絶縁部材の先端部分が前記挿入貫通穴に挿入されていることを特徴とする接続構造。
【請求項２】
請求項１記載の接続構造において、前記挿入貫通穴は、表面部分に導電性を持たせるために被覆処理したスルーホールであることを特徴とする接続構造。
【請求項３】
請求項１又は２記載の接続構造において、前記回路基板の表面上には、給電点を持つ導体パターンが形成されており、前記内部導体は、前記給電点に接続されたことを特徴とする接続構造。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一つに記載の接続構造において、前記回路基板の裏面にグランドバターンが形成されており、前記外部導体は、前記グランドバターンに接続されたことを特徴とする接続構造。
【請求項５】
アンテナ装置の回路基板における導電性パターンに接続されると共に、中心軸として配備される内部導体と、前記内部導体の外周囲を被覆するように該内部導体に対して同軸状に配備された絶縁部材と、前記回路基板におけるグランドパターンに接続されると共に、前記絶縁部材の外周囲に編組されて同軸状に配備された外部導体とを有するアンテナ用同軸ケーブルにあっての該内部導体及び該外部導体の接続に際して先端部分が段剥きに供されるアンテナ用同軸ケーブル接続構造において、前記段剥きの構造として、前記内部導体の露呈部分の長さ寸法を僅小とすると共に、前記絶縁部材の露呈部分の長さを前記回路基板の厚さと同程度とした上、該内部導体及び該絶縁部材を該回路基板の他方の面側から該回路基板に設けられたケーブル挿入貫通穴を通して該絶縁部材の先端面が該回路基板の一方の面の位置に揃えられるようにした状態にあって、該回路基板の一方の面より僅かに突出する該内部導体の先端部分を該回路基板の一方の面側で前記導電パターンに対する半田付け接続に供するようにし、前記外部導体の露呈部分における先端部が前記回路基板の他方の面に対して垂直方向で当接されるようにした上、該回路基板の他方の面側で該外部導体を前記グランドパターンに対する半田付け接続に供するようにしたことを特徴とするアンテナ用同軸ケーブル接続構造。
【請求項６】
請求項５記載の接続構造において、前記挿入貫通穴は、表面部分に導電性を持たせるために被覆処理したスルーホールであることを特徴とするアンテナ用同軸ケーブル接続構造。
【請求項７】
請求項５又は６記載のアンテナ用同軸ケーブル接続構造において、前記外部導体の外周囲に導電性の金属リングを圧着されるように被せ、該金属リングを該グランドパターンに対して半田付け接続するようにしたことを特徴とするアンテナ用同軸ケーブル接続構造。
【請求項８】
請求項５〜７の何れか一つに記載のアンテナ用同軸ケーブル接続構造を適用するための前記回路基板及び前記同軸ケーブルを備えたアンテナ装置であって、該同軸ケーブルのインピーダンス値が５０Ωに保持されたことを特徴とするアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として自動車等に搭載されると共に、人工衛星からの電波や地上での電波を受信するデジタルラジオ受信機に用いられるアンテナ装置に関し、詳しくはインピーダンス不整合を改善したアンテナ用同軸ケーブル接続構造及びそれを適用したアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のアンテナ装置は種々提案されている。例えば、回路基板の表面上にアンテナ素子としてヘリカルアンテナを搭載したアンテナ装置（特許文献１参照）や、回路基板の表面上にアンテナ素子してループアンテナを搭載したアンテナ装置（特許文献２参照）等が知られている。このようなアンテナ装置においては、その給電インピーダンスを、それに接続される同軸ケーブルの特性インピーダンスと等しい値（例えば５０Ω）にする必要がある。回路基板の表面上には、移相器等の導体パターンが形成されており、導体パターンは給電点（出力端子）を持つ。従って、この給電点（出力端子）のインピーダンスを同軸ケーブルの特性インピーダンスと等しくする必要がある。
【０００３】
この技術分野において周知のように、同軸ケーブルは、中心導体と、筒状の外部導体と、それらの間に設けられた絶縁部材とを有する。同軸ケーブルを回路基板に接続する場合、同軸ケーブルの先端部分を回路基板の裏面側がら挿入して、回路基板に接続することがある。このような場合、単に同軸ケーブルの先端部分を露呈させて接続したのでは、インピーダンス不整合が起こってしまう。そのため、従来から種々の接続構造が提案されている。
【０００４】
そこで、アンテナ向けの同軸ケーブルの接続構造に関連する周知技術としては、幾つかのものが知られている。例えば、その一つには、内部導体の先端を金属芯に接続すると共に、金属芯の先端部を残して金属芯を絶縁部材で覆い、更に外部導体を絶縁部材を覆う金属製の大小の筒体に接続することにより、金属芯，絶縁部材，大筒体でコネクタを形成した上、大筒体の先端が基板の一面に当接されてその面のグランドパターンと接続されるようにすると共に、金属芯を基板に設けられた挿入孔を通して基板の他面にある導電パターンに接続するようにしたもの（特許文献３参照）が挙げられる。
【０００５】
又、そのもう一つには、ねじ山付きフランジがねじ山付き同軸端末を受けて形成される同軸コネクタにおけるフランジを基板の下面にある接続パッドに半田付けし、同軸端末の中心導体を基板の導電穴を貫いて基板の上面にあるマイクロストリップ線路に接続するようにしたもの（特許文献４参照）が挙げられる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３７４３０号公報（要約）
【特許文献２】特開２００３−１７４３１４号公報（要約）
【特許文献３】特開平６−２０４７１６号公報（要約）
【特許文献４】特開平１０−２２３２８５号公報（要約）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献３や特許文献４に係るアンテナ用同軸ケーブルの接続構造の場合、何れも先端部分の段剥きの構造として、表面被覆部を含む各部を所定の寸法で除去して内部導体を引き出している。このため、内部導体にあっての絶縁部材で覆われてない部分についてはインピーダンスが崩れてしまう。その結果、インピーダンス値を規格の５０Ωや７５Ωに維持できなくなってしまうことにより、信号伝達において損失が生じてしまう。このような結果として、アンテナからの高周波信号の電力利得損失を十分に抑制することができないという問題がある。このような問題が起こる理由は次の通りである。一般に同軸ケーブルにおける特性インピーダンスの場合、外部導体及び内部導体の距離とこれらの間に配置される絶縁部材の静電容量（誘電体の比誘電率）とにより決められる。これらの内部導体，絶縁部材，外部導体の長さ寸法が揃った状態で５０Ωや７５Ωのインピーダンスに保持されるようになっている。このため、各部を段差状露呈部分となるように除去して内部導体を引き出すような構造ではインピーダンス不整合を十分に改善することができないからである。
【０００８】
その他、汎用的に採用されているアンテナの鉛直方向に同軸ケーブルを接続する構造の場合、同軸ケーブルの取り回しが複雑になる上、同軸ケーブルが基板面に当接するため、構造上好ましくないという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような問題点を解決すべくなされたもので、その技術的課題は、取り回しが簡単であり、且つ信号伝達の損失を極力抑制できるアンテナ用同軸ケーブル接続構造及びそれを適用したアンテナ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、表面上にアンテナ素子が搭載された回路基板（１１）に該回路基板（１１）の裏面側から同軸ケーブル（１）の先端部分を接続する接続構造であって、同軸ケーブル（１）は、内部導体（２）と、筒状の外部導体（４）と、内部導体（２）と外部導体（４）との間に設けられた絶縁部材（３）とを有し、絶縁部材（３）の先端部分は回路基板（１１）の厚さと同程度の長さだけ露呈されており、回路基板（１１）は絶縁部材（３）の外径を超える径の挿入貫通穴  （１１ａ）を持ち、露呈された絶縁部材（３）の先端部分が挿入貫通穴（１１ａ）に挿入されている接続構造が得られる。
【００１１】
又、本発明によれば、上記接続構造において、挿入貫通穴（１１ａ）は、表面部分に導電性を持たせるために被覆処理したスルーホールである接続構造が得られる。
【００１２】
更に、本発明によれば、上記何れかの接続構造において、回路基板（１１）の表面上には、給電点を持つ導体パターンが形成されており、内部導体（２）は、給電点に接続された接続構造が得られる。
【００１３】
加えて、本発明によれば、上記何れか一つの接続構造において、回路基板（１１）の裏面にグランドバターンが形成されており、外部導体（４）は、グランドバターンに接続された接続構造が得られる。
【００１４】
一方、本発明によれば、アンテナ装置（１０）の回路基板（１１）における導電性パターンに接続されると共に、中心軸として配備される内部導体（２）と、内部導体（２）の外周囲を被覆するように該内部導体（２）に対して同軸状に配備された絶縁部材（３）と、回路基板（１１）におけるグランドパターンに接続されると共に、絶縁部材（３）の外周囲に編組されて同軸状に配備された外部導体（４）とを有する同軸ケーブル（１）にあっての該内部導体（２）及び該外部導体（４）の接続に際して先端部分が段剥きに供されるアンテナ用同軸ケーブル接続構造において、段剥きの構造として、内部導体（２）の露呈部分の長さ寸法を僅小とすると共に、絶縁部材（３）の露呈部分の長さを回路基板（１１）の厚さと同程度とした上、該内部導体（２）及び該絶縁部材（３）を該回路基板（１１）の他方の面側から該回路基板（１１）に設けられたケーブル挿入貫通穴（１１ａ）を通して該絶縁部材（３）の先端面が該回路基板（１１）の一方の面の位置に揃えられるようにした状態にあって、該回路基板（１１）の一方の面より僅かに突出する該内部導体（２）の先端部分を該回路基板（１１）の一方の面側で導電パターンに対する半田付け接続に供するようにし、外部導体（２）の露呈部分における先端部が回路基板（１１）の他方の面に対して垂直方向で当接されるようにした上、該回路基板（１１）の他方の面側で該外部導体（２）をグランドパターンに対する半田付け接続に供するようにしたアンテナ用同軸ケーブル接続構造が得られる。
【００１５】
又、本発明によれば、上記アンテナ用同軸ケーブル接続構造において、挿入貫通穴（１１ａ）は、表面部分に導電性を持たせるために被覆処理したスルーホールであるアンテナ用同軸ケーブル接続構造が得られる。
【００１６】
更に、本発明によれば、上記何れかのアンテナ用同軸ケーブル接続構造において、外部導体（２）の外周囲に導電性の金属リング（５）を圧着されるように被せ、該金属リング（５）を該グランドパターンに対して半田付け接続するようにしたアンテナ用同軸ケーブル接続構造が得られる。
【００１７】
加えて、本発明によれば、上記何れか一つのアンテナ用同軸ケーブル接続構造を適用するための回路基板（１１）及び同軸ケーブル（１）を備えたアンテナ装置（１０）であって、該同軸ケーブル（１）のインピーダンス値が５０Ωに保持されたアンテナ装置が得られる。
【００１８】
尚、上記構成部分に付した参照符号は、本発明の理解を容易にするためのものであって、あくまでも一例に過ぎないものであるため、これらに限定されないのは勿論である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のアンテナ用同軸ケーブル接続構造によれば、アンテナ装置を構成した場合にインピーダンス値を所望の値に安定維持できて信号伝達の損失を極力抑制できるようになる他、取り回しが容易となり、内部構造の形状やデザインを含む設計の自由度が向上するようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の最良の形態は、表面上にアンテナ素子が搭載された回路基板に対して、その回路基板の裏面側から同軸ケーブルの先端部分を接続する接続構造であって、同軸ケーブルは、内部導体と、筒状の外部導体と、内部導体と外部導体との間に設けられた絶縁部材とを有することを基本とする。この基本構造において、絶縁部材の先端部分は回路基板の厚さと同程度の長さだけ露呈されており、回路基板は絶縁部材の外径を超える径の挿入貫通穴（絶縁部材を挿入可能な範囲でその外径に近い径であることが望ましい）を持ち、露呈された絶縁部材の先端部分が挿入貫通穴に挿入されている接続構造である。
【００２１】
但し、ここでの挿入貫通穴は、表面部分に導電性を持たせるために被覆処理したスルーホールとすることが好ましい。又、回路基板の表面上には、給電点を持つ導体パターンが形成され、内部導体は、給電点に接続された接続構造であること、更に回路基板の裏面にグランドバターンが形成されており、外部導体は、グランドバターンに接続された接続構造であることが好ましい。
【００２２】
以下は、具体的な実施例を挙げ、本発明のアンテナ用同軸ケーブル接続構造及びそれを適用したアンテナ装置について、図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明の実施例に係るアンテナ用同軸ケーブル接続構造を適用したアンテナ装置１０の基本構成（同軸ケーブル１の細部構造を示す要部を露呈させた部分拡大図を含む）を示した正面図である。又、図２は、このアンテナ装置１０における要部を一部破断して示した平面図であり、同図（ａ）は上面方向からの平面図に関するもの，同図（ｂ）は同軸ケーブル１の装着前における下面方向からの平面図に関するものである。
【００２４】
各図を参照すれば、実施例に係るアンテナ１０は、同軸ケーブル１の接続構造に特色を持つものである。
【００２５】
同軸ケーブル１については、回路基板１１における導電性パターンに接続されると共に、中心軸として配備される内部導体２と、内部導体２の外周囲を被覆するように内部導体２に対して同軸状に配備された絶縁部材３と、回路基板１１におけるグランドパターンに接続されると共に、絶縁部材３の外周囲に編組されて同軸状に配備された外部導体４と、外部導体４の外周囲を被覆した表面被覆部６とを有して成るもので、内部導体２及び外部導体４の接続に際して先端部分が段剥きに供される点は従来通りである。
【００２６】
但し、ここでは段剥きの構造並びに回路基板１１に対する接続形態が工夫されている。具体的に言えば、内部導体２にあっての露呈部分の長さ寸法が僅小となっており、絶縁部材３の露呈部分の長さについては回路基板１１の厚さと同程度となっている。そこで、内部導体２及び絶縁部材３を回路基板１１の他方の面側から回路基板１１に設けられたケーブル挿入貫通穴１１ａを通して絶縁部材３の先端面が回路基板１１の一方の面の位置に揃えられるようにした状態にあって、回路基板１１の一方の面より僅かに突出する内部導体２の先端部分を回路基板１１の一方の面側で導電パターンに対する半田付け接続に供する。尚、ここでのケーブル挿入貫通穴１１ａは、表面部分に導電性を持たせるために金属メッキ等を被覆処理したスルーホールとする。又、内部導体２の先端部分を導電パターンへ接続する際、導電パターンについてはケーブル挿入貫通穴１１ａの存在によりその接続箇所（給電点）近傍が非導体部分となっており、且つ絶縁部材３の端面が回路基板１１の一方の面側で導電パターンを遮るように露呈した状態となっているため、後述する半田１４による接続が困難である場合には、内部導体２の先端部分を挿入するための穴を有する薄い円環状のパッド等を用いて絶縁部材３の端面を覆うようにした上で半田接続を行えば良いものである。
【００２７】
又、外部導体４の露呈部分については、その先端部が回路基板１１の他方の面に対して垂直方向で当接されるようにした上、回路基板１１の他方の面側で外部導体４の外周囲に圧着されるように被せた導電性の金属リング５をグランドパターンに対する半田付け接続に供する。
【００２８】
但し、ここでの外部導体４の外周囲に設けられた導電性の金属リング５は、外部導体４の保護、並びに半田付け容易性向上のために使用されているものであるが、外部導体４を直接グランドパターンに対して半田７の接続に供することができる場合には用いなくても構わないものである。
【００２９】
又、アンテナ装置１０の本体部分（アンテナ素子）については、周知の電磁結合型Ｎ点給電ループアンテナであり、回路基板１１の一方の面側を示す図２（ａ）を参照すれば、内部導体２の先端部分を接続するための半田１４を中途部分に持つ導電性パターンである分配線２５に対して移相器２４が接続され、この移相器２４に接続された半田１２，１３やその他の半田１６を筒体１８に接続した上、帯状に延在する電磁結合線２２，２３を有するループ部１９を筒体１８に対して組み込んで構成される。このとき、筒体１８内の領域で半田１５，１７に接続されて帯状に延在する給電線２０，２１が電磁結合線２２，２３との間で対向するように構成されるものである。更に、回路基板１１の他方の面側を示す図２（ｂ）を参照すれば、上述した半田１４と対向する位置に内部導体２及び絶縁部材３の先端部分を挿入するためであると共に、その周縁部分で外部導体４の先端部（ここでは金属リング５の先端面も含む）を当接させて接地接続するためのケーブル挿入貫通穴１１ａが形成されている。このケーブル挿入貫通穴１１ａは、その輪郭における周辺部分がグランドパターンとなっている。
【００３０】
尚、ここでのアンテナ装置１０自体については、例えば特許文献２に開示された構成のものと同様である（但し、筒体１８の固定用とされる半田１６を含んでいる点は相違する）ため、各部の細部機能については説明を省略する。
【００３１】
要するに、実施例に係るアンテナ装置１０における同軸ケーブル１の接続構造の場合、内部導体２にあっての露呈部分の長さ寸法を極力小さくすると共に、絶縁部材３の露呈部分の長さを回路基板１１の厚さと同程度とした上、これらの内部導体２及び絶縁部材３を回路基板１１に設けられたケーブル挿入貫通穴１１ａを通したとき、絶縁部材３の先端面が回路基板１１の一方の面の位置に揃えられ、且つ外部導体４の露呈部分の先端部が回路基板１１の他方の面に当接される状態にあって、同軸ケーブル１を回路基板１１の主面と垂直な方向で接続している。具体的には内部導体２の先端部分を導電パターン（通常、給電点部分を示す）に対する半田１４の接続に供すると共に、回路基板１１の他方の面側で外部導体４の外周囲に圧着して被せた導電性の金属リング５をグランドパターンに対する半田７の接続に供するようにしている（外部導体４を直接グランドパターンに対して半田７の接続に供するようにしても良い）。このため、同軸ケーブル１のインピーダンス値が５０Ωに安定して維持され、信号伝達における損失が極力抑制され、取り回しが容易となり、しかもアンテナ装置１０における内部機構の形状やデザインを含む設計を自由度に行うことができる。
【００３２】
尚、実施例のアンテナ装置１０では、同軸ケーブル１の特性インピーダンス値が５０Ωである場合を説明したが、この特性インピーダンス値については７５Ωとしても構わない。又、上述した実施例では、アンテナ素子としてループアンテナを例に挙げて説明したが、ヘリカルアンテナ等の他のアンテナ素子を採用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例に係るアンテナ用同軸ケーブル接続構造を適用したアンテナ装置の基本構成（同軸ケーブルの細部構造を示す要部を露呈させた部分拡大図を含む）を示した正面図である。
【図２】図１に示すアンテナ装置における要部を一部破断して示した平面図であり、（ａ）は上面方向からの平面図に関するもの，（ｂ）は同軸ケーブルの装着前における下面方向からの平面図に関するものである。
【符号の説明】
【００３４】
１  同軸ケーブル
２  内部導体
３  絶縁部材
４  外部導体
５  金属リング
６  表面被覆部
７，１２〜１７  半田
１０  アンテナ装置
１１  回路基板
１１ａ  ケーブル挿入貫通穴
１８  筒体
１９  ループ部
２０，２１  給電線
２２，２３  電磁結合線
２４  移相器
２５  分配線
【図１】
2007165242.tif 000003
【図２】
2007165242.tif 000004