(57)【要約】【課題】誘電体とアンテナ導体との密着度を高めたアンテナ及び当該製造方法を提供する。【解決手段】外側面が平面状に展開された状態の誘電体１１を成形する上型２１及び下型２２のキャビティ内に平板状のアンテナ導体１２を収容する工程と、上型２１及び下型２２のキャビティ内に誘電体１１の溶融材料を注入して誘電体１１の平面状に展開された外周面にアンテナ導体１２を一体にインサート成型する工程と、展開された誘電体１１を四角柱状に組み立てる工程と、を順次行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
角柱状又は角錘状の誘電体と、前記誘電体の外側面上に設けられた板状のアンテナ導体と、を備えたアンテナにおいて、
前記誘電体が、当該外側面が平面状に展開できるように複数に分割されて設けられていることを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
前記誘電体に中心軸に沿って貫通する貫通孔が設けられ、そして、
前記誘電体の貫通孔に保持された同軸電線又は電線の中心導体が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
外側面が平面状に展開できるように複数に分割された角柱状又は角錘状の誘電体と、前記誘電体の外側面上に設けられたアンテナ導体と、を備えたアンテナの製造方法であって、
前記外側面が平面状に展開された状態の前記誘電体を成形する金型のキャビティ内に平板状のアンテナ導体を収容する工程と、
前記金型のキャビティ内に前記誘電体の溶融材料を注入して前記誘電体の平面状に展開された外周面に前記アンテナ導体を一体にインサート成型する工程と、
前記展開された誘電体を前記角柱状又は角錐状に組み立てる工程と、
を順次行うことを特徴とするアンテナの製造方法。
【請求項４】
外側面が平面状に展開でき、かつ、同軸電線が保持される中心軸に沿った貫通孔の内側面が分割されるように、複数に分割された誘電体と、前記誘電体の外側面上に設けられたアンテナ導体板と、を備えたアンテナの製造方法であって、
前記外側面が平面状に展開された状態の前記誘電体を成形する金型のキャビティ内に平板状のアンテナ導体板を収容する工程と、
前記金型のキャビティ内に前記誘電体の溶融材料を注入して前記誘電体の平面状に展開された外周面に前記アンテナ導体を一体にインサート成形する工程と、
前記金型に前記同軸電線の中心導体を覆うシールド部材を収容する工程と、
前記金型のキャビティ内に前記同軸電線の中心導体を覆う絶縁体の溶融材を注入して前記誘電体と前記絶縁体とを二色成形する工程と、
前記貫通孔に前記同軸電線の中心導線が保持されるように前記展開された誘電体を前記角柱状又は角錐状に組み立てる工程と、
を順次行うことを特徴とするアンテナの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ及び当該製造方法に係り、特に、多角柱状又は多角錘状の誘電体と、前記誘電体の外側面上に設けられたアンテナ導体板と、を備えたアンテナ及び当該製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アンテナは小型化が重要な課題である。このため、従来から種々のタイプの小型アンテナが提案されている。この小型アンテナの一つとして、柱状の高誘電率、低損失の誘電体の外側面にアンテナ導体を形成したものが知られている。誘電体にアンテナ導体を形成する方法としては、誘電体の外側面にアンテナ導体をめっきする方法が考えられる。しかしながら、高誘電率の誘電体にめっきを付着させるのは難しい。このため、誘電体とアンテナ導体との密着度が不足し、誘電体の効果が減殺される、という問題があった。
【０００３】
そこで、誘電体内に平板状のアンテナ導体を埋め込むチップアンテナが提案されている（特許文献１）。しかしながら、誘電体内にアンテナ導体を埋め込むと、アンテナとして作用させる際に誘電体による損失が避けられない、という問題があった。
【特許文献１】特開２００２−３１９８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、誘電体とアンテナ導体との密着度を高めたアンテナ及び当該製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、角柱状又は角錘状の誘電体と、前記誘電体の外側面上に設けられた板状のアンテナ導体と、を備えたアンテナにおいて、前記誘電体が、当該外側面が平面状に展開できるように複数に分割されて設けられていることを特徴とするアンテナに存する。
【０００６】
請求項２記載の発明は、前記誘電体に中心軸に沿って貫通する貫通孔が設けられ、そして、前記誘電体の貫通孔に保持された同軸電線又は電線の中心導体が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナに存する。
【０００７】
請求項３記載の発明は、外側面が平面状に展開できるように複数に分割された角柱状又は角錘状の誘電体と、前記誘電体の外側面上に設けられたアンテナ導体と、を備えたアンテナの製造方法であって、前記外側面が平面状に展開された状態の前記誘電体を成形する金型のキャビティ内に平板状のアンテナ導体を収容する工程と、前記金型のキャビティ内に前記誘電体の溶融材料を注入して前記誘電体の平面状に展開された外周面に前記アンテナ導体を一体にインサート成型する工程と、前記展開された誘電体を前記角柱状又は角錐状に組み立てる工程と、を順次行うことを特徴とするアンテナの製造方法に存する。
【０００８】
請求項４記載の発明は、外側面が平面状に展開でき、かつ、同軸電線が保持される中心軸に沿った貫通孔の内側面が分割されるように、複数に分割された誘電体と、前記誘電体の外側面上に設けられたアンテナ導体板と、を備えたアンテナの製造方法であって、前記外側面が平面状に展開された状態の前記誘電体を成形する金型のキャビティ内に平板状のアンテナ導体板を収容する工程と、前記金型のキャビティ内に前記誘電体の溶融材料を注入して前記誘電体の平面状に展開された外周面に前記アンテナ導体を一体にインサート成形する工程と、前記金型に前記同軸電線の中心導体を覆うシールド部材を収容する工程と、前記金型のキャビティ内に前記同軸電線の中心導体を覆う絶縁体の溶融材を注入して前記誘電体と前記絶縁体とを二色成形する工程と、前記貫通孔に前記同軸電線の中心導線が保持されるように前記展開された誘電体を前記角柱状又は角錐状に組み立てる工程と、を順次行うことを特徴とするアンテナの製造方法に存する。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、誘電体を外側面が平面状に展開できるように複数に分割して設けることにより、展開された状態の誘電体の金型に板状のアンテナ導体を収容して、誘電体にアンテナ導体をインサート形成した後に前記アンテナ導体を折り曲げて多角柱状又は多角錘状の誘電体に組み立ててアンテナを製造することができる。これにより、誘電体にアンテナ導体をインサート形成することができるため、誘電体とアンテナ導体との密着度を高めたアンテナを得ることができる。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、誘電体を外側面が平面状に展開できるように複数に分割して設けることにより、誘電体に設けた貫通孔内に同軸電線又は電線の中心導体を簡単に設けることができる。
【００１１】
請求項３記載の発明によれば、誘電体とアンテナ導体とをインサート形成することができるため、誘電体とアンテナ導体との密着度を高めたアンテナの製造方法を得ることができる。
【００１２】
請求項４記載の発明によれば、簡単に貫通孔に同軸電線を保持させることができるアンテナの製造方法を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、アンテナ１０は、誘電体１１と、メアンダライン状のアンテナ導体１２と、を備えている。誘電体１１は四角柱状に設けられている。誘電体１１は、図２に示すように、その外側面が平面状に展開できるように４つの三角柱状の分割部品１１Ａ〜１１Ｄに分割されて設けられている。上記分割部品１１Ａ〜１１Ｄは、誘電体１１の四角形上面の中心点から各頂点を結ぶ直線に沿って高さ方向Ｙ２に切断されて設けられている。上記分割部品１１Ａ〜１１Ｄは、外周方向Ｙ１に互いに連なって設けられている。アンテナ導体１２は、板状に設けられていて、誘電体１１の外側面上に設けられている。
【００１４】
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上述した構成のアンテナ１０の製造方法について図４を参照して以下説明する。まず、図３に示すように、例えば金属板をプレスして平面上を外周方向Ｙ１に蛇行するメアンダライン状のアンテナ導体１２を設ける。次に、図４（Ａ）に示すように、上記アンテナ導体１２を下型２２に搭載して上型２１（金型）と下型２２（金型）との間に設けたキャビティ内に上記アンテナ導体１２を収容する。なお、上型２１及び下型２２は、図２に示すように、外側面が平面状に展開された状態の誘電体１１を成型するための型である。
【００１５】
次に、図４（Ｂ）に示すように、例えば上型２１に設けられたゲートＧから誘電体１１の溶融材料を注入する。これにより、図４（Ｃ）に示すように、上型２１及び下型２２を外すと、誘電体１１の平面状に展開された外側面に平面上を蛇行するメアンダライン状のアンテナ導体１２を一体にインサート成型することができる。次に、分割部品１１Ａ〜１１Ｄの連結部Ｃ（図２参照）に沿って誘電体１１及びアンテナ導体１２を折り畳んで図１に示すような四角柱状の誘電体１１を組み立てる。その後、例えば接着材などを用いて分割部品１１Ａ〜１１Ｄを四角柱状に折り畳んだ状態で互いに固定して完成する。
【００１６】
上述したアンテナ１０によれば、誘電体１１を外側面が平面状に展開できるように複数に分割して設けることにより、展開された状態の誘電体１１の金型である上型２１及び下型２２に板状のアンテナ導体１２を収容して、誘電体１１とアンテナ導体１２とをインサート形成した後に誘電体１１及びアンテナ導体１２を折り曲げて四角柱の誘電体１１に組み立ててアンテナ１０を製造することができる。これにより、誘電体１１とアンテナ導体１２とをインサート形成することができるため、誘電体１１とアンテナ導体１２との密着度を高めることができる。
【００１７】
第２実施形態
なお、上述した第１実施形態では、アンテナ導体１２はメアンダライン状に設けていたが、本発明はこれに限ったものではない。上記アンテナ導体１２としては、誘電体１１の外側面に設けられていればよく、例えば、四角柱状の誘電体１１の外側面にループ状に設けてもよいし、図５及び図６に示す第２実施形態のように、螺旋状（ヘリカル状）に設けてもよい。このヘリカル状のアンテナ導体１２を誘電体１１の外側面に設けた場合のアンテナ１０の製造方法について以下説明する。まず、例えば、金属板をプレスして互いに長さの等しい直線状の導体１３を複数、設ける。
【００１８】
次に、図６に示すように、外周方向Ｙ１に対して所定角度傾けた状態で複数の直線状の導体１３を高さ方向Ｙ２に並べて誘電体１１の平面状に展開された外側面に設けられるように、複数の導体１３を下型２２に搭載して上型２１と下型２２との間に設けたキャビティ内にアンテナ導体１２を収容する。このとき、高さ方向Ｙ２に隣接する一対の導体１３のうち一方の外周方向Ｙ１一端と、他方の外周方向Ｙ２他端と、が誘電体１１の同じ高さに位置するように、複数の導体１３を下型２２に搭載する。即ち、一方の導体１３の外周方向Ｙ１の一端Ａ１、Ｂ１、Ｃ１と、他方の導体１３の外周方向Ｙ２の他端Ａ２、Ｂ２、Ｃ２と、が誘電体１１の同じ高さに位置するように、複数の直線状の導体１３を下型２２に搭載する。
【００１９】
そして、第１実施形態と同様に、上型２１及び下型２２内に誘電体１１の溶融材料を注入すると、誘電体１１にヘリカル状のアンテナ導体１２をインサート成型して設けることができる。その後、誘電体１１及びアンテナ導体１２を折り畳んで図５に示すような四角柱状の誘電体１１を組み立てる。このとき、一方の導体１３の外周方向Ｙ１の一端Ａ１、Ｂ１、Ｃ１と、他方の導体１３の外周方向Ｙ２の他端Ａ２、Ｂ２、Ｃ２と、が互いに接続して、図５に示すようなヘリカル状のアンテナ導体１２が誘電体１１の外側面にインサート成型により設けられる。
【００２０】
第３実施形態
また、上述した第１及び第２実施形態では、誘電体１１は四角柱状に設けられていたが、本発明はこれに限ったものではない。誘電体１１としては、多角柱状に設けられていればよく、例えば、図７に示すように六角柱状に設けられていてもよい。図７に示す場合、誘電体１１は、六角形状上面の中心点から各頂点を結ぶ直線に沿って高さ方向に切断されて設けられている。
【００２１】
第４実施形態
また、上述した第１及び第２実施形態では、誘電体１１は、多角形状の上面の中心点から各頂点を結ぶ直線に沿って高さ方向に切断されて設けられていたが、本発明はこれに限ったものではない。誘電体１１としては、外側面が平面状に展開できるように複数に分割されて設けられていればよく、例えば、図８に示すように中心点を通らない直線に沿って高さ方向に切断して設けてもよい。
【００２２】
第５実施形態
また、誘電体１１としては、第１〜第４実施形態に示す形状に限ったものではない。誘電体１１は多角柱状に設けていればよく、組み立て時の精度を確保できれば、例えば、図９に示すように、中心軸に高さ方向に貫通する空洞部１４を設けて材料を節約するようにしてもよい。
【００２３】
第６実施形態
また、上記空洞部１４（貫通孔）に同軸電線や同軸電線とインピーダンスが等しい電線の中心導体を保持するように設けてもよい。以下、空洞部１４に同軸電線を保持した場合のアンテナ１０について、図１０及び図１１を参照して説明する。同図に示すように、上記アンテナ１０は、同軸電線３０と、四角柱状の誘電体１１と、アンテナ導体１２と、を備えている。同軸電線３０は、図１１に示すように、中心導体３１と、中心導体３１を被覆する内部絶縁体（図示せず）と、内部絶縁体を被覆するシールド部材３２と、シールド部材３２を被覆する外部絶縁体３３と、を備えている。上記同軸電線３０は、その端部の外部絶縁体３３が除去されていてシールド部材３２が露出している。また、同軸電線３０は、さらに端部側のシールド部材３２及び図示しない内部絶縁体が除去されていて中心導体３１が露出している。
【００２４】
誘電体１１は、図１０に示すように、中心軸に沿って高さ方向Ｙ２に貫通する円筒状の空洞部１４（貫通孔）が設けられている。この空洞部１４内には、同軸電線３０の一端部が保持されている。同軸電線３０の中心導体３１は、誘電体１１の高さ方向Ｙ２に対向する一対の面のうち同軸電線３０の一端部側である上面上でアンテナ導体１２の一端に接続されている。また、後述するシールド部材５１も、上面上でアンテナ導体１２の他端に接続されている。誘電体１１は、図１１に示すように、その外側面が平面状に展開できるように４つに分割されている。詳しくは、誘電体１１は、その四角形上面の中心点から各頂点を結ぶ直線に沿って高さ方向に切断されて分割されている。この結果、空洞部１４の内側面も４つに分割される。
【００２５】
図１１に示すように、展開された状態で上記４つに分割された空洞部１４の内側面には各々、４つに分割されたメッシュ状のシールド部材５１が搭載されている。シールド部材５１は、空洞部１４の内側面において同軸電線３０の他端部側の端部には設けられていない。これにより、展開された状態で同軸電線３０の他端部側の空洞部１４の内側面が露出される。シールド部材５１は、誘電体１１を組み立てると内部に後述する内部絶縁体５２、同軸電線３０の中心導体３１を収容する円筒状に形成される。また、展開された状態で上記４つに分割されたシールド部材５１の内側面には各々、４つに分割された内部絶縁層５２が搭載されている。内部絶縁層５２は、シールド部材５１の内側面において同軸電線３０の他端部側の端部には設けられていない。これにより、展開された状態で同軸電線３０の他端部側のシールド部材５１が露出される。内部絶縁層５２は、誘電体１１を組み立てると内部に同軸電線３０の中心導体を収容する円筒状に形成される。
【００２６】
上述した構成のアンテナ１０の製造方法について、図１２を参照して以下説明する。まず、第１〜第５実施形態と同様に、例えば金属板をプレスして平面状のアンテナ導体１２を設ける。次に、図１２（Ａ）に示すように、上記アンテナ導体１２を下型２２に搭載して上型２１と下型２２との間に設けたキャビティ内に上記アンテナ導体１２を収容する。このとき、アンテナ導体１２の両端が誘電体１１の上面よりも突出してインサート成型されるように収容される。なお、上記上型２１及び下型２２は、図１１に示すように、外側面が平面状に展開された状態の誘電体１１を成型するための型である。
【００２７】
次に、例えば上型２１に設けられたゲートＧから誘電体１１の溶融材料を注入する。これにより、誘電体１１の平面状に展開された外側面にアンテナ導体１２を一体にインサート成型することができる。次に、図１２（Ｂ）に示すように、上型２１を外して、誘電体１１の空洞部１４の内側面に相当する部分に４つに分割されたシールド部材５１を搭載して、新たな上型２３（金型）を下型２２の上に載せる。これにより、上型２３と下型２２との間に設けたキャビティ内に上記シールド部材５１を収容できる。なお、上型２３は、内部絶縁体５２を成型するための型である。
【００２８】
次に、図１２（Ｃ）に示すように、例えば上型２３に設けられたゲートＧから内部絶縁体５２の溶融材料を注入する。これにより、図１２（Ｃ）に示すように、シールド部材５１を挟んだ状態で誘電体１１と内部絶縁体５２とを二色成型することができる。その後、図１１に示すように、同軸電線２０の端部を包むように誘電体１１、アンテナ導体１２などを折り畳んで四角柱状の誘電体１１を組み立てて接着材で固定する。このとき、中心導体３１を内部絶縁体５２の内側面上に搭載させる。また、同軸電線３０のシールド部材３２を誘電体１１と一体成形したシールド部材５１上に搭載させる。さらに、同軸電線３０の外部絶縁体３３を空洞部１４の内側面上に搭載させる。その後、誘電体１１の上面よりも突出しているアンテナ導体１２の両端を誘電体１１の上面に沿うように折って、図１０に示すようにアンテナ導体１２の一端を中心導体３１に例えば半田付して接続して、アンテナ導体１２の他端をシールド部材５１に例えば半田付して接続して、完成する。
【００２９】
上述したアンテナ１０によれば、誘電体１１を外側面が平面状に展開できるように複数に分割して設けることにより、誘電体１１に設けた空洞部１４内に同軸電線３０を簡単に設けることができる。また、上述したアンテナ１０の製造方法によれば、簡単に空洞部１４に同軸電線３０を保持させることができる。
【００３０】
また、上述したシールド部材５１をメッシュ状にすることにより、シールド部材５１と同軸電線３０の中心導体３１とを近接してもシールド部材５１と中心導体３１との間の容量成分が小さくなり中心導体３１の断面積を小さくせずにインピーダンスを一定に保つことができる。さらに、シールド部材５１をメッシュ状にすると、誘電体１１、内部絶縁体５２との接合強度が向上する。
【００３１】
なお、上述した第６実施形態によれば、アンテナ導体１２の一端と中心導体３１との接続、アンテナ導体１２の他端とシールド部材５１との接続は、例えば半田付けによって行われていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、アンテナ導体１２の一端を二股形状に設けて、このアンテナ導体１２の一端により中心導体３１を挟んで接続することも考えられる。また、アンテナ導体１２の他端を二股形状に設けると共にシールド部材５１に凸部を設けて、このアンテナ導体１２の他端によりシールド部材５１の凸部を挟んで接続することも考えられる。
【００３２】
また、上述したシールド部材５１としては、単に板状のものであってもよい。しかしながら、板状のシールド部材５１と同軸電線３０の中心導体３１とを近接するとシールド部材５１と中心導体３１との間の容量成分が大きくなるため、同一のインピーダンスを保つためには中心導体３１を小さくする必要がある。
【００３３】
また、上述した第６実施形態では、アンテナ導体１２の給電ラインは同軸電線３０で構成していたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、誘電体１１の外側面にアンテナ導体１２と同様にコプレーナー導路やマイクロストリップラインをインサート成型して、アンテナ導体１２の給電ラインをコプレーナー導路やマイクロストリップラインから構成してもよい。
【００３４】
なお、上述した第１〜第６実施形態では、誘電体１１は組み立てられた後に接着剤により固定されていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、組み立てた状態の誘電体１１の外側面上に樹脂を二色成型して、この樹脂により誘電体１１を固定することも考えられる。
【００３５】
また、上述した第１〜第６実施形態では、誘電体１１は多角柱状に設けられていたが、本発明はこれに限ったものではない。誘電体１１としては、多角錘状に設けることも考えられる。
【００３６】
また、上述した第１〜第６実施形態では、誘電体１１の分割された各部は連結されていたが、本発明はこれに限ったものではない。分割された各部は連結されていなくてもよい。
【００３７】
また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明のアンテナの第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示すアンテナを展開した状態を示す斜視図である。
【図３】図２に示すアンテナの外側面側から見た図である。
【図４】本発明のアンテナの製造方法を示す説明図である。
【図５】本発明のアンテナの第２実施形態を示す斜視図である。
【図６】図５に示すアンテナを展開して外側面側から見た図である。
【図７】（Ａ）は本発明のアンテナを構成する誘電体の第３実施形態を示す上面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示す誘電体を展開した状態を示す上面図である。
【図８】（Ａ）は本発明のアンテナを構成する誘電体の第４実施形態を示す上面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示す誘電体を展開した状態を示す上面図である。
【図９】（Ａ）は本発明のアンテナを構成する誘電体の第５実施形態を示す斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示す誘電体を展開した状態を示す上面図である。
【図１０】本発明のアンテナの第６実施形態を示す上面図である。
【図１１】図１０に示すアンテナの展開図である。
【図１２】図１０に示すアンテナの製造方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  アンテナ
１１  誘電体
１２  アンテナ導体
１４  空洞部（貫通孔）
２１  上型（金型）
２２  下型（金型）
２３  上型（金型）
３０  同軸電線
３１  中心導体
５１  シールド部材
５２  内部絶縁体（絶縁体）
【図１】
2009284330.tif 000003
【図２】
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【図３】
2009284330.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2009284330.tif 000009
【図８】
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【図９】
2009284330.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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