(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏平な容器状のケースに導電体からなる地板を配設し、前記地板から離れた表側で略平行にアンテナエレメントを配設し、前記ケースの容器状の底面と前記地板の間に同軸ケーブルの先端部を配設し、その中心導体を前記地板を絶縁状態で貫通させて前記アンテナエレメントに電気的接続し外部導体を前記地板に電気的接続するアンテナであって、前記同軸ケーブルの被覆を剥がして折り曲げた中心導体を、略筒状で底面側から内孔と外周を連通するスリットを軸方向中間位置まで設けた誘電部材に前記スリットを介して前記軸方向中間位置からその内孔に挿通した状態で前記地板を貫通させ、前記地板の裏側に前記同軸ケーブルの中心導体と外部導体および前記誘電部材を覆うシールドカバーを配設するとともに、前記シールドカバーを前記地板と前記外部導体に電気的接続して構成したことを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
請求項１記載のアンテナにおいて、前記シールドカバーに前記地板に挿入し得る突起爪を設けるとともに前記同軸ケーブルの外部導体に臨んで穴を穿設し、前記突起爪に臨んで前記地板に挿通孔を穿設し、前記シールドカバーを組み付け、前記突起爪を前記地板の挿通孔に挿入してこれを表側で折り曲げて前記地板と半田付けし、前記穴に半田を流し込んで前記シールドカバーと前記外部導体を半田付けして構成したことを特徴とするアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、略偏平なケース内に収納されるアンテナにおいて、地板の裏側に配設される同軸ケーブルの中心導体を、小さな曲率で折り曲げて地板を絶縁状態で貫通してアンテナエレメントに電気的接続させる構造のアンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年有料道路の料金収受を自動化する、ＥＴＣ(Electronic Toll Collection、道路自動料金収受システム)が日本でも実現されつつある。従来のＥＴＣの円偏波信号を送受信するためのアンテナの一例を、図７ないし図１１を参照して説明する。
【０００３】
図７は、従来のアンテナの外観斜視図である。図８は、図７の上蓋を外した斜視図である。図９は、従来のアンテナの構造を示す縦断面図である。図１０は、従来のアンテナで地板にアンテナエレメントを固定する構造を示す図である。図１１は、従来のアンテナでアンテナエレメントに同軸ケーブルの中心導体を接続する構造を示す図である。
【０００４】
図において、ＥＴＣの円偏波信号を送受信するアンテナは、車のダッシュボードの上や屋根などに配設するのに便利なように略偏平な容器状に構成されている。そして、上蓋１０は、電磁波を通過させる適宜な誘電率を有する絶縁樹脂からなり、レドームとして作用するとともに内部に雨水の浸入を防止している。また、この上蓋１０が被せられる容器状のケース１２は、絶縁樹脂からなり、その内部に矩形の導電体からなる地板１４が配設される。この地板１４は、その縁部がケース１２の縁部にビス止めされている。さらに、地板１４に絶縁スペーサ１６，１６…を介して矩形のアンテナエレメント１８が固定される。地板１４から離れて表側で略平行にアンテナエレメント１８が配設される。このアンテナエレメント１８は、絶縁スペーサ１６，１６…を貫通する樹脂ビス２０，２０…とこれに螺合するナット２２，２２…により固定される。さらに、アンテナエレメント１８の適宜の位置に地板１４を貫通する給電端子２４が半田付けにより立設され、この給電端子２４の挿通される誘電部材２６がアンテナエレメント１８と地板１４の間に介装される。そして、地板１４の裏面側に突出した給電端子２４に同軸ケーブル２８の中心導体２８ａが適宜に半田付け固定される。なお、かかるアンテナにあっては、地板１４とアンテナエレメント１８の間の空気層が誘電体として作用する。そこで、地板１４とアンテナエレメント１８の間に誘電板を介装してアンテナエレメント１８を地板１４に固定することも考えられるが、誘電率の高い誘電板を介装することで、アンテナの寸法が小さくなり、それだけアンテナ利得が低下する不具合が生じ、またアンテナエレメント１８の寸法のばらつきによる共振周波数の変動も大きくなり、高い寸法精度が要求される。もって、上述のごとき空気層を介する構造が採用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来のアンテナの構造では、ケース１２の容器状の底面と地板１４の間に配設された同軸ケーブル２８の中心導体２８ａをアンテナエレメント１８に接続するためにアンテナエレメント１８に給電端子２４を設け、これに中心導体２８ａが半田付けされている。これは以下の理由による。ケース１２が偏平であり、底面と地板１４との間の寸法が極めて狭い。そこで、同軸ケーブル２８は地板１４の裏面に接するように配設される。そして、中心導体２８ａを絶縁被覆を設けたままでアンテナエレメント１８に接続すべく小さな曲率で曲げることできず、ましてや外部導体２８ｂを残したままで曲げることはできない。このため、給電端子２４を設ける構造を採用せざるを得なかった。かかる事情から、信号経路の半田付け箇所が多くなり、それだけ信号経路の抵抗が増加する、という不具合があった。しかも、同軸ケーブル２８の先端部の外部導体２８ｂが取り除かれた箇所から、剥き出しとされた中心導体２８ａおよび給電端子２４の間は、同軸構造となっておらず、その間の信号経路のインピーダンスが５０Ωとならず、整合が図りづらい。
【０００６】
本発明は、上述のごとき従来のアンテナの構造を改善すべくなされたもので、信号経路の半田付け箇所が少なく、しかも同軸構造が得られるアンテナを提供すること目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明のアンテナは、偏平な容器状のケースに導電体からなる地板を配設し、前記地板から離れた表側で略平行にアンテナエレメントを配設し、前記ケースの容器状の底面と前記地板の間に同軸ケーブルの先端部を配設し、その中心導体を前記地板を絶縁状態で貫通させて前記アンテナエレメントに電気的接続し外部導体を前記地板に電気的接続するアンテナであって、前記同軸ケーブルの被覆を剥がして折り曲げた中心導体を、略筒状で底面側から内孔と外周を連通するスリットを軸方向中間位置まで設けた誘電部材に前記スリットを介して前記軸方向中間位置からその内孔に挿通した状態で前記地板を貫通させ、前記地板の裏側に前記同軸ケーブルの中心導体と外部導体および前記誘電部材を覆うシールドカバーを配設するとともに、前記シールドカバーを前記地板と前記外部導体に電気的接続して構成されている。
【０００８】
そして、前記シールドカバーに前記地板に挿入し得る突起爪を設けるとともに前記同軸ケーブルの外部導体に臨んで穴を穿設し、前記突起爪に臨んで前記地板に挿通孔を穿設し、前記シールドカバーを組み付け、前記突起爪を前記地板の挿通孔に挿入してこれを表側で折り曲げて前記地板と半田付けし、前記穴に半田を流し込んで前記シールドカバーと前記外部導体を半田付けして構成しても良い。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図１ないし図６を参照して説明する。図１は、本発明のアンテナの構造を示す縦断面図である。図２は、本発明のアンテナでケースにアンテナエレメントを固定する構造を示す図であり、（ａ）は熱溶着前の構造を示し、（ｂ）は熱溶着後の構造を示す。図３は、本発明のアンテナでアンテナエレメントに同軸ケーブルの中心導体を接続する構造を示す図である。図４は、図３の誘電部材を示す図であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は底面図であり、（ｄ）は（ａ）のＡ−Ａ断面矢視図である。図５は、図３のシールドカバーを示す図であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は右側面図である。図６は、シールドカバーを地板に固定する構造を説明する図である。図１ないし図６において、図７ないし図１１と同じまたは均等な部材には同じ符号を付けて重複する説明は省略する。
【００１０】
本発明のアンテナにあっても、外観図ならびに上蓋を取り外した斜視図は、従来のアンテナの図７および図８と全く同じである。しかし、後述するごとく、アンテナエレメントを固定する構造およびアンテナエレメントに同軸ケーブルの中心導体を接続する構造が、従来のアンテナと相違している。
【００１１】
まず、アンテナエレメント１８を固定する構造にあっては、図１および図２に示すごとく、略偏平な容器状のケース１２に地板１４が従来例と同様に固定される。そして、ケース１２の底面から地板１４を貫通させてポスト３０，３０…が立設され、その先端部に段差部を設けて径小部３０ａとされる。なお、ポスト３０，３０…に臨んで地板１４には貫通孔が適宜に穿設されることは勿論である。さらに、アンテナエレメント１８には、ポスト３０，３０…に臨んで径小部３０ａ，３０ａ…が挿通でき段差部は通過し得ない孔が穿設される。そして、ポスト３０，３０…の段差部で支持されるようにアンテナエレメント１８を図２（ａ）の状態に配置し、アンテナエレメント１８の表側に突出する径小部３０ａ，３０ａ…を熱溶着で変形３０ｂさせて、図２（ｂ）のごとき状態として、アンテナエレメント１８をポスト３０，３０…の先端部に固定する。ここで、アンテナエレメント１８は、地板１４から離れた上方の表側で略平行に配設される。
【００１２】
次に、アンテナエレメント１８に同軸ケーブル２８の中心導体を接続する構造につき説明する。図３に示すごとく、同軸ケーブル２８の中心導体２８ａを絶縁被覆を剥がして、剥き出し状態として小さな曲率で９０度折り曲げて、その先端をアンテナエレメント１８に半田付け固定する。そして、剥き出しとされた中心導体２８ａは、図４に示すごとき形状の誘電部材３８に挿通されて、中心導体２８ａが地板１４に接触するのが阻止される。この誘電部材３８は、略円筒状でその外周の軸方向中間部に段差３８ａが設けられ、地板１４に対してこの段差３８ａにより位置決めされる。また、底面側から内孔と外周を連通するスリット３８ｂが軸方向中間位置まで設けられ、このスリット３８ｂを介して誘電部材３８の軸方向中間位置からその内孔に同軸ケーブル２８の中心導体２８ａが挿通できるように構成されている。なお、地板１４には、誘電部材３８が挿通される孔が適宜に穿設されることは勿論である。
【００１３】
さらに、中心導体２８ａの折り曲げ部分および誘電部材３８は、地板１４の裏側でシールドカバー４０が被せられる。このシールドカバー４０は、誘電部材３８の地板１４から裏側に配設される部分を収容できる収容部４０ａとこれに連続して同軸ケーブル２８の外部導体２８ｂに被せて半田付けする被覆部４０ｂが設けられる。さらに、地板１４の挿通孔に挿通される突起爪４０ｃ，４０ｃ…が設けられ、また、被覆部４０ｂに半田付け用の穴４０ｄが穿設される。なお、地板１４には、突起爪４０ｃ，４０ｃ…に臨んで挿通孔が適宜に穿設されることは勿論である。
【００１４】
そこで、同軸ケーブル２８の中心導体２８ａを被覆を剥がして小さな曲率で適宜に折り曲げ、この折り曲げ部をスリット３８ｂを介して誘電部材３８の内孔に挿通させ、さらにシールドカバー４０を誘電部材３８と同軸ケーブル２８の外部導体２８ｂに被せる。そして、この組み立て体を地板１４の裏側に組み付け、地板１４を貫通した突起爪４０ａ，４０ａ…を、図８のごとく折り曲げて半田付け固定する。また、シールドカバー４０の穴４０ｄに半田を流してシールドカバー４０を外部導体２８ｂに半田付けする。さらに、同軸ケーブル２８と誘電部材３８およびシールドカバー４０が組み付けられた地板１４をケース１２に組み付け、その後ポスト３０，３０…にアンテナエレメント１８を固定するとともに中心導体２８ａをアンテナエレメント１８に半田付け固定する。
【００１５】
かかる構成からなる本発明のアンテナにあっては、中心導体２８ａを折り曲げて直接にアンテナエレメント１８に半田付け固定するので、信号経路の半田付け箇所を少なくでき、それだけ信号経路の抵抗値が小さく、効率良く信号を伝送し得る。さらに、地板１４の裏側にあっては、中心導体２８ａは誘電部材３８を介してシールドカバー４０が被せられることとなり、いわゆる同軸構造が形成され、信号経路のインピーダンスの整合が図られる。この点からも効率良く信号を伝送し得る。
【００１６】
なお、本発明のアンテナにあっては、ケース１２の容器状の底面に立設したポスト３０，３０…にアンテナエレメント１８が固定されるが、これに限られず従来例のごとく、アンテナエレメント１８を絶縁スペーサ１６，１６…を介して地板１４に固定しても良い。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のアンテナは構成されているので、以下のごとき格別な効果を奏する。
【００１８】
請求項１記載のアンテナにあっては、同軸ケーブルの中心導体が直接にアンテナエレメントに電気的接続されるので、信号経路の半田付け箇所が少なく、それだけ信号を効率良く伝送できる。しかも、地板の裏側では同軸構造となっていて、信号経路のインピーダンスの整合が図れ、この点からも信号を効率良く伝送できる。もって、効率の良いアンテナを提供できる。そして、略筒状の誘電部材に設けたスリットにより、小さな曲率で折り曲げた同軸ケーブルの中心導体を、その内孔に軸方向中心位置から挿通することができ、被覆を剥がされた部分の中心導体を全体的に誘電部材で覆うことができる。
【００１９】
請求項２記載のアンテナにあっては、シールドカバーに設けた突起爪と穴によって、シールドカバーを地板と同軸ケーブルの外部導体とに確実に半田付けすることができ、シールドカバーのアース電位が安定する。もって、地板の裏側の同軸構造が確実に得られ、インピーダンスが安定する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のアンテナの構造を示す縦断面図である。
【図２】  本発明のアンテナでケースにアンテナエレメントを固定する構造を示す図であり、（ａ）は熱溶着前の構造を示し、（ｂ）は熱溶着後の構造を示す。
【図３】  本発明のアンテナでアンテナエレメントに同軸ケーブルの中心導体を接続する構造を示す図である。
【図４】  図３の誘電部材を示す図であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は底面図であり、（ｄ）は（ａ）のＡ−Ａ断面矢視図である。
【図５】   図３のシールドカバーを示す図であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は右側面図である。
【図６】  シールドカバーを地板に固定する構造を説明する図である。
【図７】  従来のアンテナの外観斜視図である。
【図８】  図７の上蓋を外した斜視図である。
【図９】  従来のアンテナの構造を示す縦断面図である。
【図１０】  従来のアンテナで地板にアンテナエレメントを固定する構造を示す図である。
【図１１】  従来のアンテナでアンテナエレメントに同軸ケーブルの中心導体を接続する構造を示す図である。
【符号の説明】
１２  ケース
１４  地板
１８  アンテナエレメント
２８  同軸ケーブル
２８ａ  中心導体
２８ｂ  外部導体
３８  誘電部材
３８ｂ  スリット
４０  シールドカバー
４０ａ  収納部
４０ｂ  被覆部
４０ｃ  突起爪
４０ｄ  穴
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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