(57)【要約】【課題】複数の基板が各基板に形成されている給電線路が電気的に接続された状態で連結された、長尺の基板と実質的に同等の基板を実現する。【解決手段】アンテナ素子と該アンテナ素子に電力を供給する給電線路とを備えたアンテナ装置であって、隙間６を隔てて一列に並べられた第１基板１１及び第２基板１２と、第１基板１１の表裏面にそれぞれ形成された第１表面給電線路２１ａ及び第１裏面給電線路２１ｂと、第２基板１２の表裏面にそれぞれ形成された第２表面給電線路２２ａ及び第２裏面給電線路２２ｂと、隙間６を横断して第１基板１１と第２基板１２とに跨る接続金具４０と、を有し、第１表面給電線路２１ａ及び第１裏面給電線路２１ｂと第２表面給電線路２２ａ及び第２裏面給電線路２２ｂとが接続金具４０を介して電気的に接続されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ素子と該アンテナ素子に電力を供給する給電線路とを備えたアンテナ装置であって、
隙間を隔てて一列に並べられた第１基板及び第２基板と、
前記第１基板の表面に形成された第１表面給電線路及び前記第１基板の裏面に形成された第１裏面給電線路と、
前記第２基板の表面に形成された第２表面給電線路及び前記第２基板の裏面に形成された第２裏面給電線路と、
前記隙間を横断して前記第１基板と前記第２基板とに跨る接続金具と、を有し、
前記接続金具を介して、前記第１表面給電線路及び第１裏面給電線路と前記第２表面給電線路及び第２裏面給電線路とが電気的に接続されている、
アンテナ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアンテナ装置において、
前記第１基板には、前記第１表面給電線路及び前記第１裏面給電線路に連通する第１挿入孔が設けられ、
前記第２基板には、前記第２表面給電線路及び前記第２裏面給電線路に連通する第２挿入孔が設けられ、
前記接続金具には、対向する第１挿入部及び第２挿入部が設けられ、
前記第１挿入部は、前記第１挿入孔に挿入されて前記第１基板を貫通し、前記第１表面給電線路及び前記第１裏面給電線路にはんだ接合され、
前記第２挿入部は、前記第２挿入孔に挿入されて前記第２基板を貫通し、前記第２表面給電線路及び前記第２裏面給電線路にはんだ接合されている、
アンテナ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のアンテナ装置において、
前記接続金具は、前記第１挿入部と前記第２挿入部とを繋ぐ中間部を有し、
前記中間部の幅は、前記第１挿入部及び前記第２挿入部の幅よりも広い、
アンテナ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のアンテナ装置において、
前記接続金具の最大幅は、前記第１表面給電線路，第１裏面給電線路，第２表面給電線路及び第２裏面給電線路のいずれの線路幅よりも狭い、
アンテナ装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか一項に記載のアンテナ装置において、
前記第１基板には、前記第１表面給電線路及び前記第１裏面給電線路に連通する３つ以上の貫通孔が設けられ、
前記第２基板には、前記第２表面給電線路及び前記第２裏面給電線路に連通する３つ以上の貫通孔が設けられ、
前記第１基板に設けられている前記貫通孔は、前記第１挿入孔から前記第１表面給電線路及び前記第１裏面給電線路に沿って４０ｍｍの範囲内に設けられており、
前記第２基板に設けられている前記貫通孔は、前記第２挿入孔から前記第２表面給電線路及び前記第２裏面給電線路に沿って４０ｍｍの範囲内に設けられている、
アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ装置に関するものであり、特に携帯電話の基地局用アンテナとしての利用に適したアンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アンテナ装置は、給電線路が形成された基板と、基板上の給電線路と接続されたアンテナ素子と、これら基板及びアンテナ素子を収容する筐体（レドーム）と、を備えている。
【０００３】
アンテナ装置から放射されるビームをより遠くまで届けるためには、つまりアンテナ装置から離れた地点でも十分な利得を確保するためには、垂直面内におけるビームを細く形成する必要がある。このため、一般的なアンテナ装置では、複数のアンテナ素子が縦方向に一列に並べて配置される。この結果、基板や基板上に形成される給電線路も縦方向に長尺となり、基板の長さが１ｍ以上になることもあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−５０５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
基板が長尺になると、基板加工やめっき処理が困難になる。例えば、基板が長尺であると、基板を所定形状に加工するための切断，切削，穴開け等の作業が困難になる。また、長尺の基板上に長尺の給電線路を形成することは、短尺の基板上に短尺の給電線路を形成する場合に比べて困難である。さらに、長尺の基板の表面全体に均一・均質にめっき処理を施すことも困難である。
【０００６】
本発明の目的は、複数の基板を各基板に形成されている給電線路が電気的に接続された状態で連結し、長尺の基板と実質的に同等の基板を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のアンテナ装置は、アンテナ素子と該アンテナ素子に電力を供給する給電線路とを備えたアンテナ装置である。このアンテナ装置は、隙間を隔てて一列に並べられた第１基板及び第２基板と、前記第１基板の表面に形成された第１表面給電線路及び前記第１基板の裏面に形成された第１裏面給電線路と、前記第２基板の表面に形成された第２表面給電線路及び前記第２基板の裏面に形成された第２裏面給電線路と、前記隙間を横断して前記第１基板と前記第２基板とに跨る接続金具と、を有する。そして、前記接続金具を介して、前記第１表面給電線路及び第１裏面給電線路と前記第２表面給電線路及び第２裏面給電線路とが電気的に接続されている。
【０００８】
本発明の一態様では、前記第１基板には、前記第１表面給電線路及び前記第１裏面給電線路に連通する第１挿入孔が設けられ、前記第２基板には、前記第２表面給電線路及び前記第２裏面給電線路に連通する第２挿入孔が設けられ、前記接続金具には、対向する第１挿入部及び第２挿入部が設けられ、前記第１挿入部は、前記第１挿入孔に挿入されて前記第１基板を貫通し、前記第１表面給電線路及び前記第１裏面給電線路にはんだ接合され、前記第２挿入部は、前記第２挿入孔に挿入されて前記第２基板を貫通し、前記第２表面給電線路及び前記第２裏面給電線路にはんだ接合される。
【０００９】
本発明の他の態様では、前記接続金具は、前記第１挿入部と前記第２挿入部とを繋ぐ中間部を有し、前記中間部の幅は、前記第１挿入部及び前記第２挿入部の幅よりも広い。
【００１０】
本発明の他の態様では、前記接続金具の最大幅は、前記第１表面給電線路，第１裏面給電線路，第２表面給電線路及び第２裏面給電線路のいずれの線路幅よりも狭い。
【００１１】
本発明の他の態様では、前記第１基板には、前記第１表面給電線路及び前記第１裏面給電線路に連通する３つ以上の貫通孔が設けられ、前記第２基板には、前記第２表面給電線路及び前記第２裏面給電線路に連通する３つ以上の貫通孔が設けられ、前記第１基板に設けられている前記貫通孔は、前記第１挿入孔から前記第１表面給電線路及び前記第１裏面給電線路に沿って４０ｍｍの範囲内に設けられ、前記第２基板に設けられている前記貫通孔は、前記第２挿入孔から前記第２表面給電線路及び前記第２裏面給電線路に沿って４０ｍｍの範囲内に設けられる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数の基板が各基板に形成されている給電線路が電気的に接続された状態で連結され、長尺の基板と実質的に同等の基板が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明が適用されたアンテナ装置の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明が適用されたアンテナ装置の内部構造を示す部分拡大斜視図である。
【図３】（ａ）は第１基板と第２基板との接続部分を示す部分拡大平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示されるＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図４】接続金具の形状を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は左側面図である。
【図５】接続金具を用いた第１基板と第２基板との接続構造を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態の一例について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図１に示されるアンテナ装置１は、略円筒形の筐体２を有する。かかる筐体２は“レドーム”と呼ばれることもある。筐体２の内部には、その長手方向に沿って延びる略矩形の上側グランド板３が収容されており、この上側グランド板３の上には複数のアンテナ素子４が一列に並んで載置されている。尚、図１では、筐体２の内部を示すべく、筐体２の一部の図示を省略し、内部を露出させてある。また、本実施形態に係るアンテナ装置１には８つのアンテナ素子４が設けられているが、アンテナ素子４の数は特定の数に限定されるものではない。
【００１６】
筐体２の内部には、図１に示されている上側グランド板３及びアンテナ素子４に加えて、複数の基板や下側グランド板が収容されている。具体的には、図２に示されるように、上側グランド板３の下に複数の基板１０が上側グランド板３と平行に配置されており、複数の基板１０の下に下側グランド板５がこれら基板１０と平行に配置されている。すなわち、上側グランド板３と下側グランド板５との間に複数の基板１０が配置されている。
【００１７】
下側グランド板５は、幅方向両端部を上側グランド板３に向けて直角に折り曲げて形成した側壁部を有する断面コ字形に形成されている。基板１０は、下側グランド板５の対向する側壁部の間に配置されており、上側グランド板３は、下側グランド板５の側壁部の端面に載せられている。
【００１８】
図２に示されるように、それぞれの基板１０には、アンテナ素子４（図１）に電力を供給する給電線路が形成されている。詳しくは後述するが、それぞれの基板１０には、図２に示されている表面（上側グランド板３と対向する面）のみでなく、裏面（下側グランド板５と対向する面）にも給電線路が形成されており、表裏両面の給電線路に同一の信号が流れる。以下の説明では、それぞれの基板１０の表面に形成されている給電線路を“表面給電線路”と呼び、それぞれの基板１０の裏面に形成されている給電線路を“裏面給電線路”と呼んで区別する場合がある。もっとも、かかる区別は説明の便宜上の区別に過ぎない。つまり、上側グランド板３及び下側グランド板５と、これらグランド板３，５の間に配置され、表裏面に給電線路が形成された基板１０と、によって全体としてトリプレート線路が形成されている。
【００１９】
図２に示されるように、それぞれの基板１０は、隙間６を隔てて一列に並べられており、隣接する基板同士は不図示の接続金具を介して接続されている。より詳細には、隣接する一方の基板１０に形成されている表面給電線路及び裏面給電線路と、隣接する他方の基板１０に形成されている表面給電線路及び裏面給電線路と、が接続金具を介して電気的に接続されている。もっとも、隣接する各組の基板同士を接続している各接続金具の形状，寸法，材質等は共通である。そこで、図２に示されている第１基板１１及び第２基板１２を例にとって、接続金具によるこれら基板同士の接続構造について詳細に説明する。
【００２０】
図３（ａ）に示されるように、第１基板１１と第２基板１２とは隙間６を隔てて隣接している。換言すれば、図３（ｂ）に示されるように、第１基板１１の端面と第２基板１２の端面とは隙間６を隔てて対向している。
【００２１】
図３（ａ），（ｂ）に示されるように、第１基板１１の表面には、表面給電線路の１つである第１表面給電線路２１ａが形成されており、第１基板１１の裏面には、裏面給電線路の１つである第１裏面給電線路２１ｂが形成されている。また、第２基板１２の表面には、表面給電線路の他の１つである第２表面給電線路２２ａが形成されており、第２基板１２の裏面には、裏面給電線路の他の１つである第２裏面給電線路２２ｂが形成されている。
【００２２】
図３（ｂ）に示されるように、第１基板１１に形成されている第１表面給電線路２１ａ及び第１裏面給電線路２１ｂは、第１基板１１の端面から約０．５ｍｍ後退している。同様に、第２基板１２に形成されている第２表面給電線路２２ａ及び第２裏面給電線路２２ｂは、第２基板１２の端面から約０．５ｍｍ後退している。
【００２３】
第１基板１１には、該第１基板１１を貫通し、第１表面給電線路２１ａ及び第１裏面給電線路２１ｂに連通するスリット状の第１挿入孔３１が設けられている。同様に、第２基板１２には、該第２基板１２を貫通し、第２表面給電線路２２ａ及び第２裏面給電線路２２ｂに連通するスリット状の第２挿入孔３２が設けられている。
【００２４】
さらに、第１基板１１には、該第１基板１１を貫通し、第１表面給電線路２１ａ及び第１裏面給電線路２１ｂに連通する３つの貫通孔３３が設けられている。同様に、第２基板１２には、該第２１基板１２を貫通し、第２表面給電線路２２ａ及び第２裏面給電線路２２ｂに連通する３つの貫通孔３４が設けられている。第１挿入孔３１及び第２挿入孔３２がスリット状であるのに対し、貫通孔３３，３４は円形である。
【００２５】
図３（ｂ）に示されるように、第１基板１１に設けられている３つの貫通孔３３は、第１挿入孔３１から第１表面給電線路２１ａ及び第１裏面給電線路２１ｂに沿って４０ｍｍの範囲内に設けられている。同様に、第２基板１２に設けられている貫通孔３４は、第２挿入孔３２から第２表面給電線路２２ａ及び第２裏面給電線路２２ｂに沿って４０ｍｍの範囲内に設けられている。ここで、第１基板１１における上記４０ｍｍの範囲とは、第１挿入孔３１の中心と、３つの貫通孔３３のうち、第１挿入孔３１から最も離れた貫通孔３３の縁との間の距離である。また、第２基板１２における上記４０ｍｍの範囲とは、第２挿入孔３２の中心と、３つの貫通孔３４のうち、第２挿入孔３２から最も離れた貫通孔３４の縁との間の距離である。
【００２６】
次に、上記構造を有する第１基板１１と第２基板１２とを接続する接続金具について説明する。図４（ａ）は接続金具４０の平面図であり、同図（ｂ）は正面図、同図（ｃ）は底面図、同図（ｄ）は左側面図である。
【００２７】
図４（ａ）〜（ｄ）に示されるように、接続金具４０は、対向する第１挿入部４１及び第２挿入部４２と、これら第１挿入部４１と第２挿入部４２とを繋ぐ中間部４３と、を有する。もっとも、接続金具４０は銅合金の板材を曲げ加工して形成したものであり、第１挿入部４１，第２挿入部４２及び中間部４３は一体である。
【００２８】
図４（ａ）に示されている中間部４３の幅（Ｗ１）は４．０ｍｍであり、第１挿入部４１及び第２挿入部４２の幅（Ｗ２）は、２．０ｍｍである。また、中間部４３の長さ（Ｌ）は３．４ｍｍである。このように、中間部４３の幅（Ｗ１）は、第１挿入部４１及び第２挿入部４２の幅（Ｗ２）よりも広い。尚、中間部４３は、接続金具４０のうちで最も幅の広い部分である。すなわち、本実施形態に係る接続金具４０の最大幅は４．０ｍｍである。
【００２９】
図４（ｂ）に示されている第１挿入部４１と第２挿入部４２の対向間隔（Ｄ）は３．８ｍｍである。また、図４（ｄ）に示されている第２挿入部４２の高さ（Ｈ）は１．５ｍｍであり、中間部４３の厚み（Ｔ）は０．２ｍｍである。ここで、第１挿入部４１は第２挿入部４２と同一の高さを有する。また、第１挿入部４１及び第２挿入部４２は、接続金具４０のうちで最も高さの高い部分である。すなわち、本実施形態に係る接続金具４０の全高は１．５ｍｍである。
【００３０】
上記のような形状及び寸法を有する接続金具４０は、次のようにして第１基板１１と第２基板１２とを接続する。図５（ａ），（ｂ）に示されるように、接続金具４０の第１挿入部４１が第１基板１１の表面側から第１挿入孔３１に挿入され、接続金具４０の第２挿入部４２が第２基板１２の表面側から第２挿入孔３２に挿入される。すると、接続金具４０の中間部４３は、第１基板１１と第２基板１２との間の隙間６を横断し、接続金具４０は全体として第１基板１１と第２基板１２とに跨る。
【００３１】
第１挿入孔３１に挿入された第１挿入部４１は、第１表面給電線路２１ａ及び第１裏面給電線路２１ｂとそれぞれはんだ接合される。また、第２挿入孔３２に挿入された第２挿入部４２は、第２表面給電線路２２ａ及び第２裏面給電線路２２ｂとそれぞれはんだ接合される。
【００３２】
以上により、第１基板１１に形成されている第１表面給電線路２１ａ及び第１裏面給電線路２１ｂと、第２基板１２に形成されている第２表面給電線路２２ａ及び第２裏面給電線路２２ｂと、が接続金具４０を介して電気的に接続される。
【００３３】
ここで、図５（ｂ）に示されているように、接続金具４０の中間部４３の幅は、第１表面給電線路２１ａ及び第２表面給電線路２２ａの線路幅よりも狭い。図５（ｂ）には図示されていないが、第１表面給電線路２１ａ，第１裏面給電線路２１ｂ，第２表面給電線路２２ａ及び第２裏面給電線路２２ｂの線路幅は同一である。つまり、接続金具４０の中間部４３の幅（＝接続金具４０の最大幅）は、第１表面給電線路２１ａ，第１裏面給電線路２１ｂ，第２表面給電線路２２ａ及び第２裏面給電線路２２ｂのいずれの線路幅よりも狭い。
【００３４】
接続金具４０における中間部４３と第１挿入部４１及び第２挿入部４２との幅の大小関係や、接続金具４０の最大幅と線路幅との大小関係等は、本実施形態における条件下でインピーダンス整合を図った結果である。また、図３（ｂ）や図５（ｂ）に示されている貫通孔３３，３４の数や配置も本実施形態における条件下でインピーダンス整合を図った結果である。
【００３５】
尚、図２に示されている第２基板１２と、該第２基板１２と隙間６を隔てて隣接している第３基板１３とは、接続金具４０と同一の接続金具を介して接続されている。すなわち、第２基板１２に形成されている表面給電線路及び裏面給電線路と、第３基板１３に形成されている表面給電線路及び裏面給電線路とは、接続金具を介して電気的に接続されている。さらに、第３基板１３とこれに隣接している不図示の基板も接続金具を用いて上記と同様に接続されている。
【００３６】
以上のように、本実施形態では、複数の基板が各基板に形成されている給電線路が電気的に接続された状態で連結され、長尺の基板と実質的に同等の基板が実現されている。各基板の長さは、各基板の長さの合計と同等の長さを有する基板（長尺基板）に比べて十分に短い。よって、各基板は、長尺基板に比べて加工や取り回しが容易である。一方、連結された各基板は、全体として長尺基板と同等の機能を奏する。例えば、各基板に形成されている給電線路は接続金具によって電気的に接続されているので、長尺基板に形成されている一連の給電線路と同等の線路長を有する。
【００３７】
本発明は前記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施形態において示した接続金具に関する各種寸法は一例であり、適宜変更することができる。また、接続金具の形状や寸法等が変更されれば、インピーダンスの整合条件も変化する。よって、接続金具の形状や寸法等を変更した場合には、例えば、貫通孔の数や配置を変更してインピーダンスの整合を図ることが好ましい。接続金具の材質は、給電線路とはんだ接合可能な材質であればよく、銅や銅合金に限定されない。
【符号の説明】
【００３８】
１    アンテナ装置
２    筐体
３    上側グランド板
４    アンテナ素子
５    下側グランド板
６    隙間
１０    基板
１１    第１基板
１２    第２基板
１３    第３基板
２１ａ    第１表面給電線路
２１ｂ    第１裏面給電線路
２２ａ    第２表面給電線路
２２ｂ    第２裏面給電線路
３１    第１挿入孔
３２    第２挿入孔
３３，３４    貫通孔
４０    接続金具
４１    第１挿入部
４２    第２挿入部
４３    中間部
【図１】
2017034302.tif 000003
【図２】
2017034302.tif 000004
【図３】
2017034302.tif 000005
【図４】
2017034302.tif 000006
【図５】
2017034302.tif 000007