(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース内に回路基板を配設すると共にケースにコネクタを設け、回路基板のコネクタ側の面と回路基板のコネクタと反対側の面に貫通する貫通孔を回路基板の略中央部でコネクタのほぼ真上に対向する位置に形成し、回路基板のコネクタと反対側の面に設けた接地回路と接続されるスルーホールにて貫通孔を形成し、貫通孔のコネクタ側の開口を導入口として形成すると共に貫通孔のコネクタと反対側の開口を導出口として形成し、コネクタで同軸ケーブルをケースに取り付けると共に同軸ケーブルの端部をケース内に導入し、同軸ケーブルの端部を導入口から貫通孔に挿入すると共に同軸ケーブルの端部を貫通孔の導出口から導出し、この同軸ケーブルの端部を回路基板のコネクタと反対側の面に設けた接地回路に沿わせて配設すると共に同軸ケーブルの接地用導体を接地回路に接続して成ることを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
請求項１のアンテナとＧＰＳ用受信機を同軸ケーブルにて接続して成ることを特徴とするＧＰＳ機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＧＰＳ受信用アンテナなどとして利用されるアンテナ、及びこれを用いたＧＰＳ機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３にアンテナの従来例を示す。このアンテナのケース１は、上面が開口するボディ２０と下面が開口するカバー２１とで中空に形成されており、ボディ２０の外面（底面）にはコネクタ３が設けられている。ケース１内には回路基板２が収納されている。回路基板２には高周波アンプ回路等を構成するアンテナ回路と、グランド（ＧＮＤ）用の接地回路が形成されている。また回路基板２の上面（カバー２１側の面）にはアンテナ素子２２が実装されていると共に回路基板２の下面（ボディ２０側の面）には各種電子部品２３が搭載されており、アンテナ素子２２と電子部品２３はアンテナ回路と電気的に接続されている。そして回路基板２をケース１に収納するにあたっては、ボディ２０の上面の内側開口縁部に凹設された段部２４に回路基板２の下面の縁部を載置して支持させるようにしている。
【０００３】
このようなアンテナを組み立てるにあたっては、次のようにして行う。まず図４（ａ）に示すように、同軸ケーブル７をコネクタ３にてボディ２０に固定すると共に同軸ケーブル７の端部を導入部７ａとしてボディ２０内（ボディ２０の上側）に導入する。次に回路基板２の立てた状態（回路基板２の厚み方向が略水平となるように）にし、その下端を段部２４に載置する。次にこの状態で同軸ケーブル７の導入部７ａの先端を回路基板２に接続する。つまり導入部７ａの先端において、内部導体（芯線）と外部導体を絶縁する絶縁層や外部導体の外面を覆う被覆材を除去し、内部導体（芯線）と外部導体を露出させ、内部導体（芯線）をアンテナ回路の接続部２５に半田付けなどで接続すると共に同軸ケーブル７の外部導体を接地用導体として接地回路に接続する。
【０００４】
この後、起立状態の回路基板２をその下端を中心として下方に回動させることによって、ボディ２０の段部２４に回路基板２の下面の縁部を載置して支持させる。この時、図４（ｂ）に示すように、同軸ケーブル７の導入部７ａは、折り曲げられながら回路基板２の下側のボディ２０収納凹部２７に収納される。この後、回路基板２の上面を覆うようにカバー２１を被せてボディ２０とカバー２１を結合することによって、アンテナが形成されるのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記アンテナでは、起立状態での回路基板２の接続部２５と同軸ケーブル７で接続することができるように、同軸ケーブル７の導入部７ａを必要な長さ（回路基板２を略水平にしてボディ２０に取り付けた状態において、接続部２５とコネクタ３の間の最短距離）よりも長めに設定して余裕を持たせなければならず、同軸ケーブル７が無駄になるという問題があった。しかもアンテナに長い同軸ケーブル７が残存するために、高周波アンプ回路などと同軸ケーブル７の導入部７ａとの電磁結合が大きくなって発振が起こりやすくなり、誤動作が起こりやすくなるという問題があった。また回路基板２をボディ２０に取り付ける際に回路基板２を回動させる作業が必要となったり、回路基板２を立てたままの状態で半田付け等の同軸ケーブル７との接続作業が必要となったりして、組立作業が煩雑になるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、同軸ケーブルの無駄を少なくすることができ、誤動作が起こりにくく、組立作業が煩雑にならないようにすることができるアンテナを提供することを目的とするものである。また本発明は、このアンテナを用いたＧＰＳ機器を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るアンテナは、ケース１内に回路基板２を配設すると共にケース１にコネクタ３を設け、回路基板２のコネクタ３側の面と回路基板２のコネクタ３と反対側の面に貫通する貫通孔４を回路基板２の略中央部でコネクタ３のほぼ真上に対向する位置に形成し、回路基板２のコネクタ３と反対側の面に設けた接地回路９と接続されるスルーホール１０にて貫通孔４を形成し、貫通孔４のコネクタ３側の開口を導入口５として形成すると共に貫通孔４のコネクタ３と反対側の開口を導出口６として形成し、コネクタ３で同軸ケーブル７をケース１に取り付けると共に同軸ケーブル７の端部をケース１内に導入し、同軸ケーブル７の端部を導入口５から貫通孔４に挿入すると共に同軸ケーブル７の端部を貫通孔４の導出口６から導出し、この同軸ケーブル７の端部を回路基板２のコネクタ３と反対側の面に設けた接地回路９に沿わせて配設すると共に同軸ケーブル７の接地用導体を接地回路９に接続して成ることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の請求項２に係るＧＰＳ機器は、請求項１のアンテナと受信機６３を同軸ケーブル７にて接続して成ることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
ケース１はボディ２０とカバー２１で中空に形成されている。シールド作用を有する金属製のボディ２０は、底板部５０の周囲に側部５１を立設して形成されており、底部５０の上側で側部５１で囲まれるようにボディ２０には上面に開口する収納凹部２７が形成されている。また側部５１の上部の内面には収納凹部２７と上面に開口する段部２４が凹設されている。ボディ２０の底板部５０の外面にはコネクタ３が設けられている。またボディ２０のカバー２１は上板部５２の周囲に脚部５３を突設して下面に開口して形成されている。そしてボディ２０とカバー２１を組み合わせて形成されるケース１内に回路基板２が収納されている。
【００１２】
回路基板２には高周波アンプ回路等を構成する回路８であるアンテナ回路３０と、グランド（ＧＮＤ）用の接地回路９が形成されている。アンテナ回路３０は回路基板２の下面（ケース１の収納状態においてコネクタ３側に向く面、すなわちボディ２０側の面）に形成されており、このアンテナ回路３０に接続するように回路基板２の下面には各種の電子部品２３が搭載されている。また回路基板２には厚み方向（上下方向）に貫通するスルーホール３５が形成されており、スルーホール３５を被覆する導体４０がアンテナ回路３０と接続されている。そして回路基板２の上面（ケース１の収納状態においてコネクタ３と反対側に向く面、すなわちカバー２１側の面)において、スルーホール３５の導体４０と一体に形成されるランド部４１が同軸ケーブル７と接続される接続部２５として形成されている。
【００１３】
接地回路９は回路基板２の上面に形成されており、回路基板２の略中央部にはこの接地回路９に開口するように回路基板２を厚み方向に貫通する貫通孔４が設けられている。貫通孔４は導体４２で被覆されたスルーホール１０で形成されており、導体４２は接地回路９と接続されている。また回路基板２の上面側の開口、すなわち接地回路９における開口は導出口６として形成すると共に、貫通孔４の回路基板２の下面側の開口は導入口５として形成されている。また回路基板２の上面にはアンテナ素子２２が実装されており、アンテナ素子２２はアンテナ回路３０と電気的に接続されている。
【００１４】
このようなアンテナを組み立てるにあたっては、次のようにして行う。まず、同軸ケーブル７をコネクタ３に下側から差し込んで同軸ケーブル７をコネクタ３にてボディ２０に固定すると共に、コネクタ３とボディ２０の底板部５０を貫通するようにして同軸ケーブル７の端部を導入部７ａとしてボディ２０の上側の収納凹部２７内に導入する。この導入部７ａの先端では最外の被覆材７０が取り除かれて接地用導体である外部導体６１が露出されており、この外部導体６１の露出する部分は接地回路接続部７１として形成されている。また導入部７ａの接地回路接続部７１よりも先端側において、外部導体６１及び内部導体６０と外部導体６１の間の絶縁層７２が取り除かれて内部導体６０が露出されており、この内部導体６０の露出する部分はアンテナ回路接続部７３として形成されている。
【００１５】
次に同軸ケーブル７の導入部７ａを回路基板２の貫通孔４の導入口５から貫通孔４内に挿入すると共に、さらにこの導入部７ａを貫通孔４の導出口６から導出する。次に同軸ケーブル７の導入部７ａを貫通孔４内で導出口６の方に移動させながら回路基板２をボディ２０に近づけるように移動させ、ボディ２０の段部２４に回路基板２の下面の縁部を載置してボディ２０に回路基板２をほぼ水平に配置して支持させる。この状態ではコネクタ３のほぼ真上に対向して貫通孔４が位置するようになる。
【００１６】
次に図２に示すように、回路基板２の上側に導出された同軸ケーブル７のアンテナ回路接続部７３をアンテナ回路３０の接続部２５に上側から半田付けするなどして接続すると共に、同軸ケーブル７の接地回路接続部７１を接続部２５と貫通孔４の間の接地回路９に上側から半田付けするなどして接続する。また接続部２５と貫通孔４の導出口６との間において、同軸ケーブル７の導入部７ａを接地回路９の上面に沿わせるようにして配設する。この後、回路基板２の上面を覆うようにカバー２１を被せてボディ２０の側部５１の上端とカバー２１の脚部５３の下端を接合して結合することによって、本発明のアンテナが形成されるのである。
【００１７】
また図１に示すように、ケース１外において同軸ケーブル７とＧＰＳ用受信機６３を接続することによって、ＧＰＳ機器を形成することができる。
【００１８】
上記のように本発明では、回路基板２に上下面に開口する貫通孔４を形成し、回路基板２の下面に開口する貫通孔４の導入口５から同軸ケーブル７の導入部７ａを貫通孔４に挿入すると共に、回路基板２の上面の導出口６から導入部７ａを導出し、同軸ケーブル７の導入部７ａに設けたアンテナ回路接続部７３を回路基板２の上面に設けたアンテナ回路３０の接続部２５に上側から半田付けするなどして接続したので、略水平に配置した回路基板２の接続部２５とコネクタ３の間の距離を、図３、図４（ａ）（ｂ）のように立った状態の回路基板２の接続部２５とコネクタ３の間の距離よりも短く、しかも回路基板２の接続部２５とコネクタ３の間のほぼ最短距離にすることができ、同軸ケーブル７の導入部７ａの長さを短くすることができる。従って、導入部７ａを余分に長く設定する必要がなくなって無駄がなくなり、また回路基板２の下面側（電子部品の実装面側で収納凹部２７）に収納される導入部７ａの長さを短くすることができ、同軸ケーブル７の導入部７ａとアンテナ回路３０との電磁結合が小さくなって発振が起こりにくくなるものである。加えて、同軸ケーブル７の導入部７ａを接地回路９に沿わせて密着させて配置することによって、同軸ケーブル７の導入部７ａとアンテナ回路３０の電磁結合がより小さくなって発振がさらに起こりにくくなるものである。さらに同軸ケーブル７の接続部２５への接続は、回路基板２の上側から行なうので、回路基板２を回動するなどの作業がなくなると共に半田付けが行ないやすいものであり、組み立て効率が上がって加工コストを低く抑えることができるものである。
【００１９】
ここで具体例を示すと、図４（ａ）（ｂ）で示す方法にて従来例のアンテナを形成した場合、同軸ケーブル７の導入部７ａは６０ｍｍ必要であったが、本発明によると導入部７ａの長さが３７ｍｍとなり、導入部７ａの長さを約４０％短縮することができた。また従来のアンテナでは収納凹部２７に収納される導入部７ａの長さが６０ｍｍであるのに対して、本発明のアンテナでは、収納凹部２７に収納される導入部７ａの長さが１１ｍｍとなった。このことからアンテナ回路３０と導入部７ａの電磁結合は、従来の１８％（１１／６０≒０．１８）となって、８２％の軽減となる。また同軸ケーブル７を回路基板２に半田付けし、回路基板２をボディ２０に取り付ける作業に要する時間は、約３０％短縮した上、組み立てる際に使用する治具も小型化することができた。
【００２０】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１に係る発明は、ケース内に回路基板を配設すると共にケースにコネクタを設け、回路基板のコネクタ側の面と回路基板のコネクタと反対側の面に貫通する貫通孔を回路基板の略中央部でコネクタのほぼ真上に対向する位置に形成し、回路基板のコネクタと反対側の面に設けた接地回路と接続されるスルーホールにて貫通孔を形成し、貫通孔のコネクタ側の開口を導入口として形成すると共に貫通孔のコネクタと反対側の開口を導出口として形成し、コネクタで同軸ケーブルをケースに取り付けると共に同軸ケーブルの端部をケース内に導入し、同軸ケーブルの端部を導入口から貫通孔に挿入すると共に同軸ケーブルの端部を貫通孔の導出口から導出し、この同軸ケーブルの端部を回路基板のコネクタと反対側の面に設けた接地回路に沿わせて配設すると共に同軸ケーブルの接地用導体を接地回路に接続したので、コネクタと接地回路の距離を短くすることができて接続に必要な同軸ケーブルの端部の長さを短くすることができ、同軸ケーブルの無駄を少なくすることができたものであり、しかもアンテナ回路と同軸ケーブルの端部の電磁結合も小さくなって誤動作が起こりにくくなるものである。さらに同軸ケーブルの先端と接地回路の接続を簡単に行なうことができ、組立作業が煩雑にならないようにすることができるものである。
また、ケース内に導入された同軸ケーブルの端部を接地回路に沿わせることによって、同軸ケーブルの接地効果を高めてアンテナ回路と同軸ケーブルの端部との電磁結合をより小さくすることができ、さらに誤動作が起こりにくくなるものである。
【００２２】
本発明の請求項２に係る発明は、請求項１のアンテナとＧＰＳ用受信機を同軸ケーブルにて接続したので、回路と同軸ケーブルの電磁結合が小さくて誤動作が起こりにくいアンテナを用いることによって、ＧＰＳ電波の受信を確実に行なうことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】同上の回路基板の一例を示す断面図である。
【図３】従来例を示す断面図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は従来例の組立工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１  ケース
２  回路基板
３  コネクタ
４  貫通孔
５  導入口
６  導出口
７  同軸ケーブル
８  回路
９  接地回路
１０  スルーホール
【図１】
0004208157.tif 000002
【図２】
0004208157.tif 000003
【図３】
0004208157.tif 000004
【図４】
0004208157.tif 000005