JP4532018B2 - 小型アンテナ及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、電子機器に組み込まれる小型アンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、小型アンテナとしては、誘電体チップ上にアンテナエレメントを形成したチップアンテナが広く知られている。このチップアンテナは、給電ラインとグランド板を有するプリント回路基板に実装した状態で電子機器に組み込まれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
チップアンテナは電子機器に組み込むのにプリント回路基板を使用する必要がある。例えばアンテナの入出力信号を処理する回路がスペース等の関係からアンテナの近傍に配置できない場合には、アンテナと信号処理回路を離して配置し、この両者間を給電線でつなぐことになるが、このような場合でもチップアンテナは、信号処理回路とは別のプリント回路基板に実装し、プリント回路基板の給電ラインに給電線を接続した状態で電子機器に組み込まれる。
【０００４】
上記のようにチップアンテナは、電子機器に組み込むのにプリント回路基板を使用しなければならないという不便さがある。またチップアンテナは、プリント回路基板に実装するときに、プリント回路基板のグランド板との位置関係が少しでもずれると、アンテナ特性が変化してしまうという問題もある。
【０００５】
本発明の目的は、以上のような問題点に鑑み、プリント回路基板を使用することなく電子機器への組込みが可能で、特性の安定した小型アンテナと、その製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明の小型アンテナは、一枚の金属板から形成されたグランド板とアンテナエレメントとを有し、アンテナエレメントはグランド板の面からずれた位置にあり、このグランド板とアンテナエレメントとの位置関係が、グランド板の一部とアンテナエレメントとを埋め込むように成形された誘電体により固定されていることを特徴とするものである。ここで「グランド板の面からずれた」とは、グランド板の面に対し直角方向から見たとき、アンテナエレメントの少なくとも一部がグランド板の面がある範囲から出ていることを意味する。
【０００７】
また本発明の小型アンテナは、一枚の金属板から形成されたグランド板とアンテナエレメントとを有し、アンテナエレメントはグランド板の面と交差する面内にあり、このグランド板とアンテナエレメントとの位置関係が、グランド板の一部とアンテナエレメントとを埋め込むように成形された誘電体により固定されている構成とすることもできる。
【０００８】
以上のような構成にすると、アンテナエレメントとグランド板の位置関係が誘電体により固定され、両者の位置関係がずれることがないため、安定した特性が得られる。また金属板よりなるグランド板を電子機器のケース等に直接固定でき、アンテナエレメントの給電部に給電線を直接接続できるため、プリント回路基板を使用することなく電子機器への組込みが可能となる。なおアンテナエレメントの給電部は誘電体から露出していることが望ましい。
【０００９】
本発明の小型アンテナにおいては、アンテナエレメントの給電部に、給電線の中心導体の端部を所定の位置に位置決めするための位置決め部を形成することが好ましい。
このようにすると、アンテナエレメントの給電部への給電線の中心導体の接続が容易になると共に、アンテナエレメントに対する中心導体の位置ずれが発生しにくくなり、より特性を安定させることが可能となる。
【００１０】
また本発明の小型アンテナにおいては、グランド板に、その一部を切り起して、給電線の外部導体に接触する接触片を形成することが好ましい。このようにすると、給電線の外部導体の接地を容易に行うことができる。
【００１１】
また本発明の小型アンテナにおいては、グランド板の一部に、給電線を案内するガイドブロックを一体に形成することが好ましい。
このようにすると、グランド板への給電線の取付けが容易になると共に、給電線の引き出し方向を一定の方向に規制することができる。
【００１２】
本発明はまた、上記のような小型アンテナの製造方法を提供するもので、その方法は、グランド板と、給電部を有するアンテナエレメントと、前記グランド板とアンテナエレメントとを両者の位置関係がずれないようにつなぐつなぎ部とを、一枚の金属板からの打抜き加工又はエッチング加工により一体に形成する工程、グランド板の一部とアンテナエレメントを埋め込むように誘電体を射出成形する工程、前記つなぎ部を切除する工程を含むことを特徴とするものである。
この方法によると、製造中にグランド板とアンテナエレメントとの位置関係がずれることがないため、特性の安定した小型アンテナを確実に製造することができる。前記誘電体を射出成形するとき、給電部とつなぎ部は、つなぎ部の切除工程を考慮すると、誘電体に埋め込まないようにすることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
〔実施形態１〕 図１（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の一実施形態を製造工程順に示す。この実施形態ではまず（Ａ）に示すように、一枚の金属板からの打抜き加工により、グランド板10と、給電部12ａを有する線状アンテナエレメント12とが、つなぎ部14により連結された形の金属板成形品16を製造する。アンテナエレメント12はミアンダ状に形成されている。この金属板成形品16の状態では、グランド板10とアンテナエレメント12との位置関係がつなぎ部14によって正確に保持される。金属板としては、銅又は銅合金板、半田付け可能なメッキ（銅メッキ、ニッケルメッキ等）を施した鋼板などを使用することができる。
【００１５】
金属板成形品16を製造する際には、アンテナエレメント12の給電部12ａに、給電線の中心導体を所定の位置に位置決めするための溝18（位置決め部）を屈曲により形成する。なお給電部12ａに形成する位置決め部は給電線の中心導体を挿入する穴などであってもよい。またグランド板10には、その一部を切り起して、給電線の外部導体に接触させるための接触片20を形成する。さらにグランド板10には、アンテナエレメント12付近に誘電体固定穴22を形成すると共に、それ以外の適当な位置に機器への取付け穴24を形成する。
【００１６】
次に（Ｂ）に示すように、アンテナエレメント12と、グランド板10の誘電体固定穴22を含む一部の領域を埋め込むように誘電体26を射出成形する。この射出成形は、つなぎ部14とアンテナエレメントの給電部12ａを誘電体26に埋め込まないように行う。合成樹脂又は合成樹脂とセラミック粉末の混合物からなる誘電体26の成形により、アンテナエレメント12とグランド板10は完全に一体化され、両者の位置関係が固定される。またグランド板10の上下両面の誘電体26は、誘電体固定穴22を通して一体化されるため、誘電体26とグランド板10の結合も強固である。
【００１７】
次に、誘電体26の外に出ているつなぎ部14を切除すると、（Ｃ）に示すような小型アンテナ28を得ることができる。この小型アンテナ28は、グランド板10と、このグランド板10の面からずれた位置にあるアンテナエレメント12とが、誘電体26により位置関係を固定されたものとなる。そしてこの小型アンテナ28は、製造の過程で、グランド板10とアンテナエレメント12との位置関係がずれることがないため、特性の安定したものとなる。特にこの実施形態では、アンテナエレメント12がグランド板10の面と完全にずれた（重ならない）位置にあるので、一枚の金属板を打抜き又はエッチングするだけで、所定の形状に形成できる。また誘電体を射出成形するときに、それらを型で押さえ易いので、生産性がよいという利点がある。
【００１８】
図２は以上のようにして製造した小型アンテナ28に給電線30を接続した状態を示す。給電線30の中心導体30ａはアンテナエレメントの給電部12ａに半田付けにより接続されるが、給電部12ａには前述のように中心導体30ａを位置決めする溝18が形成されているため、中心導体30ａを所定の位置に接続することができ、給電線30の接続によっても特性が不安定になることはない。また給電線30の外部導体（シールド層）30ｂにはグランド板10の接触片20をバネ弾性により接触させる。これにより給電線の外部導体30ｂの接地を簡単に行うことができる。この小型アンテナ28は、図２のように給電線30を接続した状態で、グランド板10の取付け穴24により電子機器のケース等に直接取り付けることができる。
【００１９】
〔実施形態２〕 図３は本発明の他の実施形態を示す。この実施形態ではアンテナエレメント12が、グランド板10の上方に、グランド板10の面と一部分が重なるようにずらして配置されている。また２点鎖線で示したつなぎ部14は、誘電体26を成形した後に切除されたものであるが、切除する前はグランド板10とアンテナエレメント12をつなぐようにコ字状に形成されていたものである。上記以外の構成は実施形態１と同様である。
【００２０】
〔実施形態３〕 図４（Ａ）、（Ｂ）は本発明のさらに他の実施形態を示す。この小型アンテナ28は、グランド板10に給電線30を案内するガイドブロック32を一体に形成したものである。ガイドブロック32は、グランド板10に形成された固定穴34を通してグランド板10の上下両面で一体となるように形成されている。ガイドブロック32は、前記誘電体26を射出成形するときに同時に成形することが好ましい。このようなガイドブロック32を形成すると、給電線30の引き出し方向を一定の方向に規制することができ、小型アンテナ28の電子機器等への組込みを容易に行うことができる。上記以外の構成は実施形態１と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００２１】
〔実施形態４〕 図５は本発明のさらに他の実施形態を示す。この小型アンテナ28は、グランド板10と、このグランド板10の面と重ならない位置に縦方向に（グランド板10の面と交差する方向に）配置されたアンテナエレメント12とを、グランド板10の一部とアンテナエレメント12とを埋め込むように射出成形された誘電体26により一体化したものである。それ以外の構成は実施形態１の小型アンテナと同じであるので説明を省略する。
【００２２】
〔実施形態５〕 図６は本発明のさらに他の実施形態を示す。図５の実施形態ではアンテナエレメント12をグランド板10に対して縦に配置したが、この小型アンテナ28は、アンテナエレメント12をグランド板10に対して斜めに配置したものである。このようにアンテナエレメント12をグランド板10に対して角度をつけて配置すると、その角度によってアンテナの指向性や周波数特性を調整することが可能である。なおこの実施形態においても、グランド板10とアンテナエレメント12は２点鎖線で示したつなぎ部14によって連結された状態で製造され、このつなぎ部14は、誘電体26を成形した後に切除される。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、グランド板と、このグランド板の面とずれた位置にある又は交差する面内にあるアンテナエレメントとが誘電体によって一体化されているので、両者の位置関係が固定され、特性の安定した小型アンテナを得ることができる。またこの小型アンテナは、グランド板を電子機器のケース等に直接固定できるため、プリント回路基板を使用することなく電子機器への組込みが可能となる。
【００２４】
また本発明の製造方法によれば、アンテナエレメントとグランド板の位置関係が製造の過程で変化することがないので、特性の安定した小型アンテナを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （Ａ）〜（Ｃ）は本発明に係る小型アンテナの一実施形態を製造工程順に示す斜視図。
【図２】 図１の実施形態で得られた小型アンテナに給電線を接続した状態を示す平面図。
【図３】 本発明の他の実施形態を示す斜視図。
【図４】 本発明のさらに他の実施形態を示す、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図。
【図５】 本発明のさらに他の実施形態を示す断面図。
【図６】 本発明のさらに他の実施形態を示す斜視図。
【符号の説明】
10：グランド板
12：アンテナエレメント
12ａ：給電部
14：つなぎ部
18：位置決め溝
20：接触片
26：誘電体
28：小型アンテナ
30：給電線
30ａ：中心導体
30ｂ：外部導体
32：ガイドブロック

Claims (6)

1. 一枚の金属板から形成されたグランド板（10）とアンテナエレメント（12）とを有し、アンテナエレメント（12）はグランド板（10）の面からずれた位置にあり、このグランド板とアンテナエレメントとの位置関係が、グランド板の一部とアンテナエレメントとを埋め込むように成形された誘電体（26）により固定されていることを特徴とする小型アンテナ。
2. 一枚の金属板から形成されたグランド板（10）とアンテナエレメント（12）とを有し、アンテナエレメント（12）はグランド板（10）の面と交差する面内にあり、このグランド板とアンテナエレメントとの位置関係が、グランド板の一部とアンテナエレメントとを埋め込むように成形された誘電体（26）により固定されていることを特徴とする小型アンテナ。
3. アンテナエレメント（12）の給電部（12ａ）に、給電線（30）の中心導体（30ａ）の端部を所定の位置に位置決めするための位置決め部（18）を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の小型アンテナ。
4. グランド板（10）に、その一部を切り起して、給電線の外部導体（30ｂ）に接触する接触片（20）を形成したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の小型アンテナ。
5. グランド板（10）の一部に、給電線（30）を案内するガイドブロック（32）を一体に形成したことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の小型アンテナ。
6. グランド板（10）と、給電部（12ａ）を有するアンテナエレメント（12）と、前記グランド板とアンテナエレメントとを両者の位置関係がずれないようにつなぐつなぎ部（14）とを、一枚の金属板からの打抜き加工又はエッチング加工により一体に形成する工程、グランド板（10）の一部とアンテナエレメント（12）を埋め込むように誘電体（26）を射出成形する工程、前記つなぎ部（14）を切除する工程を含むことを特徴とする小型アンテナの製造方法。

Images