アンテナ装置
【課題】組み立てが容易で、かつ放射特性に与える影響が抑制された構造により組み立てを行うことが可能なアンテナ装置を提供する。
【解決手段】第１のアンテナ装置１は、導電性を有するベース板５０に固定される樹脂からなる支持部材１０と、支持部材１０にインサート成型されたアンテナ素子１１とを備え、支持部材１０は、アンテナ素子１１を支持する支持部１００と、ベース板５０に形成された貫通孔５０ｃを支持部１００が配置される表面５０ａ側から裏面５０ｂ側に挿通する軸部１０１と、軸部１０１の一端に形成され、ベース板５０の裏面５０ｂ側に係合して軸部１０１の表面５０ａ側への移動を規制する係合部１０２とを一体に有する。
【解決手段】第１のアンテナ装置１は、導電性を有するベース板５０に固定される樹脂からなる支持部材１０と、支持部材１０にインサート成型されたアンテナ素子１１とを備え、支持部材１０は、アンテナ素子１１を支持する支持部１００と、ベース板５０に形成された貫通孔５０ｃを支持部１００が配置される表面５０ａ側から裏面５０ｂ側に挿通する軸部１０１と、軸部１０１の一端に形成され、ベース板５０の裏面５０ｂ側に係合して軸部１０１の表面５０ａ側への移動を規制する係合部１０２とを一体に有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持部材に支持されたアンテナ素子を金属板に固定してなるアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アンテナ素子を基板上に形成し、この基板を反射板に立設したアンテナが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載のアンテナは、誘電体基板に形成された導電膜によってダイポールアンテナ素子を構成し、かつこのダイポールアンテナ素子の両側に一対の無給電素子が形成されている。また、特許文献１には、誘電体基板に形成されたダイポールアンテナ素子及び一対の無給電素子を有する複数のアンテナをアレイ状に配置し、アレイアンテナを構成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−８７２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のアンテナでは、例えばねじ留めや半田付け等によって誘電体基板を反射板に立設させる必要があり、このため組立工数を低減することに制約がある。また、ねじや半田は導電性を有するので、その取り付けによってアンテナの放射特性に影響を与える可能性があり、誘電体基板の反射板への取り付け後でなければ、所望の放射特性を有しているか否かを判定することができなかった。またさらに、この判定の結果が否であれば、再度誘電体基板の取り付けをやり直す必要があった。
【０００６】
そこで、本発明は、組み立てが容易で、かつ放射特性に与える影響が抑制された構造により組み立てを行うことが可能なアンテナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決することを目的として、導電性を有する金属板に固定される樹脂からなる支持部材と、前記支持部材にインサート成型されたアンテナ素子とを備え、前記支持部材は、前記インサート成型された前記アンテナ素子を支持する支持部と、前記金属板に形成された貫通孔を前記支持部が配置される前記金属板の表面側から裏面側に挿通する軸部と、前記軸部の一端に形成され、前記金属板の前記裏面側に係合して前記軸部の前記表面側への移動を規制する係合部とを一体に有する、アンテナ装置を提供する。
【０００８】
また、前記軸部は、少なくともその先端部が先割れ状に分割された複数の分割片からなり、前記係合部は、前記複数の分割片のそれぞれに形成され、前記軸部の中心軸線に直交する方向に突出した複数の突起を有してもよい。
【０００９】
また、前記金属板は、前記貫通孔が形成されると共に前記裏面側に突出する筒部を有し、前記係合部は、前記複数の突起が前記筒部の一端に係合してもよい。
【００１０】
また、前記支持部には、前記貫通孔に対応する位置に、前記金属板から離間する方向の窪みが形成され、前記軸部は、前記窪みの底部から前記貫通孔に向かって延びるように形成されていてもよい。
【００１１】
また、前記支持部材は、液晶ポリマーからなるとよい。
【００１２】
また、前記アンテナ素子は、給電点が形成された給電素子と、前記給電素子と電気的に絶縁された無給電素子とを含み、前記給電素子及び前記無給電素子が、前記支持部材に共にインサート成型されているとよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るアンテナ装置によれば、組み立てを容易化し、かつ放射特性に与える影響が抑制された構造により組み立てを行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る第１〜第４のアンテナ装置を有するアレイアンテナの構成例を示す斜視図である。
【図２】第１のアンテナ装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は背面図、（ｅ）は底面図である。
【図３】第２のアンテナ装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は右側面図、（ｅ）は背面図、（ｆ）は底面図である。
【図４】第３のアンテナ装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は背面図、（ｅ）は底面図である。
【図５】第４のアンテナ装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は右側面図、（ｅ）は背面図、（ｆ）は底面図である。
【図６】第１のアンテナ装置の固定構造を説明する要部断面拡大図であり、（ａ）は固定前の状態を、（ｂ）は固定作業の初期状態を、（ｃ）は固定作業の中期状態を、（ｄ）は固定が完了した状態を、それぞれ示す。
【図７】第１の実施の形態の変形例１に係る第１のアンテナ装置の固定構造を説明する要部断面拡大図であり、（ａ）は固定前の状態を、（ｂ）は固定作業の初期状態を、（ｃ）は固定作業の中期状態を、（ｄ）は固定が完了した状態を、それぞれ示す。
【図８】第１の実施の形態の変形例２に係る第１のアンテナ装置の固定構造を説明する要部断面拡大図であり、（ａ）は固定前の状態を、（ｂ）は固定作業の初期状態を、（ｃ）は固定作業の中期状態を、（ｄ）は固定が完了した状態を、それぞれ示す。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る第１のアンテナ装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は背面図、（ｅ）は底面図である。
【図１０】第１のアンテナ装置の固定構造を説明する要部断面拡大図であり、（ａ）は固定前の状態を、（ｂ）は固定作業の初期状態を、（ｃ）は固定作業の中期状態を、（ｄ）は固定が完了した状態を、それぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ装置の構成例及びその変形例を、図１〜図８を参照して説明する。このアンテナ装置は、例えば携帯電話の基地局に用いられる。
【００１６】
図１は、第１〜第４のアンテナ装置１〜４と、第１〜第４のアンテナ装置１〜４が固定されたシャーシ５と、シャーシ５に対向して配置された反射板６とを有するアレイアンテナ７の構成例を示す斜視図である。
【００１７】
シャーシ５は、板状のベース板５０と、ベース板５０の長手方向に沿って配置された一対の側板５１，５２とを有する。ベース板５０は、導電性を有する金属板であり、幅方向の両端部が表面５０ａ側に折り曲げられている。一対の側板５１，５２は、ベース板５０の表面５０ａに、互いに平行となるように立設して固定されている。ベース板５０及び一対の側板５１，５２は、電気的に接地されている。
【００１８】
反射板６は、ベース板５０の裏面５０ｂに対向し、ベース板５０の長手方向に沿って配置されている。
【００１９】
ベース板５０には、側板５１と側板５２の間の位置に、第１〜第４のアンテナ装置１〜４がそれぞれ複数（本実施の形態におけるアレイアンテナ７では２個ずつ）固定されている。より具体的には、ベース板５０には、長手方向の一端（図１の右側）から順に、第１のアンテナ装置１，第２のアンテナ装置２，第３のアンテナ装置３，第４のアンテナ装置４，第２のアンテナ装置２，第３のアンテナ装置３，第１のアンテナ装置１，第４のアンテナ装置４がこの順に並んで固定されている。本実施の形態に係るアンテナ装置は、複数（例えば５〜７）のアレイアンテナ７がシャーシ５の長手方向に配置されたものである。
【００２０】
第１のアンテナ装置１は、８００ＭＨｚ帯の水平偏波用のアンテナ装置である。第２のアンテナ装置２は、１．５ＧＨｚ帯の水平偏波ならびに２ＧＨｚ帯の水平及び垂直偏波の共用アンテナ装置である。第３のアンテナ装置３は、１．５ＧＨｚ帯の垂直偏波用のアンテナ装置である。第４のアンテナ装置４は、８００ＭＨｚ帯の垂直偏波用のアンテナ装置である。図１に示すように、第１〜第４のアンテナ装置１〜４は、ベース板５０の表面５０ａの法線方向に、一部が互いに重なりあうように配置されている。
【００２１】
なお、携帯電話の基地局には、本実施の形態に係るアンテナ装置が互いに異なる方向に指向性を有するように配置される。
【００２２】
図２は、第１のアンテナ装置１を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は背面図、（ｅ）は底面図である。
【００２３】
第１のアンテナ装置１は、支持部材１０と、アンテナ素子１１とを備えている。アンテナ素子１１は、支持部材１０にインサート成型され、支持部材１０と一体化されている。
【００２４】
支持部材１０は、液晶ポリマーからなる。この液晶ポリマーは、パラヒドロキシ安息香酸等がエステル結合させた芳香族ポリエステル系の樹脂であり、ＬＣＰ（Liquid Crystal Polymer）とも称される。支持部材１０の比誘電率は、３〜５であることが望ましい。本実施の形態では、動作周波数（８００ＭＨｚ〜２ＧＨｚ）において、比誘電率が３．９、誘電正接（tanδ）が０．００７の液晶ポリマーを用いている。
【００２５】
また支持部材１０は、アンテナ素子１１を支持する支持部１００と、ベース板５０に形成された貫通孔（後述）を表面５０ａ側から裏面５０ｂ側に挿通する２つの軸部１０１と、軸部１０１の一端に形成され、ベース板５０の裏面５０ｂ側に係合して軸部１０１の表面５０ａ側への移動を規制する係合部１０２とを一体に有している。
【００２６】
支持部１００は、ベース板５０の表面５０ａに直交するように配置される第１板部１００ａと、第１板部１００ａと一体に形成され、ベース板５０の表面５０ａに平行に配置される第２板部１００ｂとを有している。２つの軸部１０１は、第２板部１００ｂにおける第１板部１００ａとは反対側の面に直交するように立設されている。軸部１０１及び係合部１０２の構成の詳細については後述する。
【００２７】
アンテナ素子１１は、給電素子１２と、給電素子１２と電気的に絶縁された無給電素子１３とからなる。給電素子１２及び無給電素子１３は、共に支持部材１０にインサート成型されている。
【００２８】
給電素子１２は、支持部１００の第１板部１００ａ及び第２板部１００ｂに支持されている。第２板部１００ｂにおける給電素子１２は、第２板部１００ｂがベース板５０の表面５０ａに接触した状態で、第２板部１００ｂを介してベース板５０と容量結合する。
【００２９】
また、給電素子１２には、第１板部１００ａに支持された領域に、給電点１２ａが形成されている。この給電点１２ａには、図略の同軸ケーブルの中心導体が接続され、この中心導体から高周波電力が供給される。なお、同軸ケーブルの外部導体は接地電位に接続される。
【００３０】
無給電素子１３は、第１板部１００ａに支持されている。また、無給電素子１３は、第１板部１００ａにおける給電素子１２よりも軸部１０１から離間した位置に配置されている。無給電素子１３は、給電素子１２から放射される電波の指向性を調整する機能を有している。
【００３１】
給電素子１２及び無給電素子１３は、厚みが例えば０．１５ｍｍの平板状の高い電気導電率を有する金属であり、例えば錫めっきされた燐青銅又は銅からなる。
【００３２】
第１のアンテナ装置１は、例えば成型機の金型内に給電素子１２及び無給電素子１３を固定した状態で、金型内に溶融した液晶ポリマーを注入し、注入した液晶ポリマー固化させることにより成型される。
【００３３】
図３は、第２のアンテナ装置２を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は右側面図、（ｅ）は背面図、（ｆ）は底面図である。
【００３４】
第２のアンテナ装置２は、液晶ポリマーからなる支持部材２０と、給電素子２２及び無給電素子２３からなるアンテナ素子２１とを備えている。給電素子２２及び無給電素子２３の材質や厚み等は、第１のアンテナ装置１の給電素子１２及び無給電素子１３と同様である。
【００３５】
支持部材２０は、アンテナ素子２１を支持する支持部２００と、４つの軸部２０１と、４つの軸部２０１の一端にそれぞれ形成された係合部２０２とを有している。
【００３６】
支持部２００は、ベース板５０の表面５０ａに直交し、互いに十字状に交差するように配置された第１板部２００ａ及び第２板部２００ｂと、第１板部２００ａと一体に形成され、ベース板５０の表面５０ａに平行に配置される第３板部２００ｃと、第２板部２００ｂと一体に形成され、ベース板５０の表面５０ａに平行に配置される第４板部２００ｄとを有している。４つの軸部２０１は、第３板部２００ｃに立設されている。
【００３７】
給電素子２２は、第１板部２００ａ及び第３板部２００ｃに支持された第１素子部２２１と、第２板部２００ｂ及び第４板部２００ｄに形成された第２素子部２２２からなる。第１素子部２２１は、１．５ＧＨｚ帯及び２ＧＨｚ帯の水平偏波を送受信し、第２素子部２２２は２ＧＨｚ帯の垂直偏波を送受信する。第１素子部２２１には、第１板部２００ａに支持された領域に給電点２２１ａが、第２素子部２２２には、第２板部２００ｂに支持された領域に給電点２２２ａが、それぞれ形成されている。
【００３８】
第３板部２００ｃにおける給電素子２２の第１素子部２２１は、第３板部２００ｃがベース板５０の表面５０ａに接した状態で、第３板部２００ｃを介してベース板５０と容量結合する。また、第４板部２００ｄにおける給電素子２２の第２素子部２２２は、第４板部２００ｄがベース板５０の表面５０ａに接した状態で、第４板部２００ｄを介してベース板５０と容量結合する。
【００３９】
第２アンテナ装置２は、給電素子２２の第１素子部２２１及び無給電素子２３がインサート成型された第１板部２００ａ及び第３板部２００ｃと、給電素子２２の第２素子部２２２がインサート成型された第２板部２００ｂ及び第４板部２００ｄとをそれぞれ成型し、これらを組み合わせることで構成される。
【００４０】
図４は、第３のアンテナ装置３を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は背面図、（ｅ）は底面図である。
【００４１】
第３のアンテナ装置３は、液晶ポリマーからなる支持部材３０と、給電素子３２及び無給電素子３３からなるアンテナ素子３１とを備えている。給電素子３２及び無給電素子３３の材質や厚み等は、第１のアンテナ装置１の給電素子１２及び無給電素子１３と同様である。
【００４２】
支持部材３０は、アンテナ素子３１を支持する支持部３００と、２つの軸部３０１と、２つの軸部３０１の一端にそれぞれ形成された係合部３０２とを有している。
【００４３】
支持部３００は、ベース板５０の表面５０ａに直交するように配置される柱部３００ａと、柱部３００ａと一体に形成され、ベース板５０の表面５０ａに平行に配置される第１板部３００ｂと、柱部３００ａを挟んで第１板部３００ｂと平行に配置される第２板部３００ｃとを有している。２つの軸部３０１は、第１板部３００ｂにおける柱部３００ａとは反対側の面に立設されている。
【００４４】
給電素子３２は、柱部３００ａ、第１板部３００ｂ、及び第２板部３００ｃに支持されている。第２板部３００ｃにおける給電素子３２は、第２板部３００ｃがベース板５０の表面５０ａに接した状態で、第２板部３００ｃを介してベース板５０と容量結合する。給電素子３２の給電点３２ａは、柱部３００ａに支持された領域に形成されている。
【００４５】
第２板部３００ｃは、その中心部が柱部３００ａに支持されたＨ字形状であり、無給電素子３３は、給電素子３２よりも第２板部３００ｃの中心部から離間した位置に支持されている。
【００４６】
第３アンテナ装置３は、給電素子３２がインサート成型された柱部３００ａ及び第１板部３００ｂと、給電素子３２及び無給電素子３３がインサート成型された第２板部３００ｃとをそれぞれ成型し、これらを組み合わせることで構成される。
【００４７】
図５は、第４のアンテナ装置４を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は右側面図、（ｅ）は背面図、（ｆ）は底面図である。
【００４８】
第４のアンテナ装置４は、液晶ポリマーからなる支持部材４０と、給電素子４２及び無給電素子４３からなるアンテナ素子４１とを備えている。給電素子４２及び無給電素子４３の材質や厚み等は、第１のアンテナ装置１の給電素子１２及び無給電素子１３と同様である。
【００４９】
支持部材４０は、アンテナ素子４１を支持する支持部４００と、２つの軸部４０１と、２つの軸部４０１の一端にそれぞれ形成された係合部４０２とを有している。
【００５０】
支持部４００は、ベース板５０の表面５０ａに直交するように配置される柱部４００ａと、柱部４００ａと一体に形成され、ベース板５０の表面５０ａに平行に配置される第１板部４００ｂと、柱部４００ａを挟んで第１板部４００ｂと平行に配置される第２板部４００ｃ及び第３板部４００ｄとを有している。
【００５１】
第２板部４００ｃ及び第３板部４００ｄは、共にＨ字形状であり、第３板部４００ｄは、第２板部４００ｃよりもベース板５０から離間した位置に配置される。また、２つの軸部４０１は、第１板部４００ｂにおける柱部４００ａとは反対側の面に立設されている。
【００５２】
給電素子４２は、第２板部４００ｃに支持されている。給電素子４２の給電点４２ａは、第２板部４００ｃの中央部に形成されている。また、無給電素子４３は、第３板部４００ｄに支持されている。
【００５３】
第４アンテナ装置４は、給電素子４２がインサート成型された第２板部４００ｃと、無給電素子４３がインサート成型された第３板部４００ｄとをそれぞれ成型し、これらを柱部４００ａ及び第１板部４００ｂに組み合わせることで構成される。
【００５４】
（アンテナ装置の固定構造）
次に、第１〜第４のアンテナ装置１〜４のベース板５０への固定構造について説明する。第１〜第４のアンテナ装置１〜４は、ベース板５０に形成された貫通孔を軸部１０１，２０１，３０１，４０１が挿通し、軸部１０１，２０１，３０１，４０１の一端に形成された係合部１０２，２０２，３０２，４０２がベース板５０の裏面５０ｂ側に係合することで、ベース板５０に固定される。この固定構造は、第１〜第４のアンテナ装置１〜４について共通であるので、第１のアンテナ装置１を例にとって詳細に説明する。
【００５５】
図６は、第１のアンテナ装置１の固定構造を説明する要部断面拡大図であり、（ａ）は固定前の状態を、（ｂ）は固定作業の初期状態を、（ｃ）は固定作業の中期状態を、（ｄ）は固定が完了した状態を、それぞれ示す。
【００５６】
軸部１０１は、支持部材１０の第２板部１００ｂに直交する方向に延びるように形成され、その先端部が、先割れ状に分割された複数（本実施の形態では２つ）の分割片１０１ａ，１０１ｂからなる。分割片１０１ａ，１０１ｂは、軸部１０１の円柱状の基端部１０１ｃと一体に形成されている。分割片１０１ａ，１０１ｂは、軸部１０１の中心軸線Ｃを挟んで互いに接近及び離間する方向に弾性変形可能な弾性を有している。
【００５７】
係合部１０２は、分割片１０１ａ，１０１ｂのそれぞれに一体に形成され、軸部１０１の中心軸線Ｃに直交する方向に突出した２つの突起１０２ａ，１０２ｂを有している。分割片１０１ａに形成された突起１０２ａと、分割片１０１ｂに形成された突起１０２ｂとは、互いに反対方向に突出している。図６に示す例では、突起１０２ａ，１０２ｂの中心軸線Ｃに沿った断面の形状が矩形状である。
【００５８】
ベース板５０には、表面５０ａ側から裏面５０ｂ側に貫通する貫通孔５０ｃが形成されると共に、裏面５０ｂ側に突出する筒部５０１が設けられている。筒部５０１の内周面５０１ａは、表面５０ａ側から、裏面５０ｂ側の端面５０１ｂに近づくにつれて徐々に内径が小さくなるテーパ状に形成されている。また、軸部１０１も、分割片１０１ａ，１０１ｂ及び円柱状の基端部１０１ｃを含めた全体が、内周面５０１ａの形状に対応した先細り形状に形成されている。
【００５９】
図６（ｂ）及び（ｃ）に示すように、突起１０２ａ，１０２ｂは、ベース板５０の表面５０ａ側から貫通孔５０ｃ内に挿入され、内周面５０１ａに沿って筒部５０１内を移動する。筒部５０１の内周面５０１ａは、前述のようにテーパ状に形成されているので、突起１０２ａ，１０２ｂの移動に伴ってその間隔が徐々に狭くなる。
【００６０】
そして、突起１０２ａ，１０２ｂが貫通孔５０ｃを通過すると、図６（ｄ）に示すように、分割片１０１ａ，１０１ｂの復元力によって突起１０２ａ，１０２ｂが互いに離間する。これにより、突起１０２ａ，１０２ｂが筒部５０１の一端（端面５０１ｂ）に係合し、軸部１０１の表面５０ａ側への移動が規制される。つまり、軸部１０１がベース板５０に対して抜け止めされる。
【００６１】
（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１実施の形態によれば、以下のような効果が得られる。
【００６２】
（１）第１〜第２のアンテナ装置１〜４は、軸部１０１，２０１，３０１，４０１をベース板５０に形成された貫通孔５０ｃに挿通させることでベース板５０に固定されるので、例えばねじ留めや半田付けによって第１〜第２のアンテナ装置１〜４をベース板５０に固定する場合に比較して、第１〜第２のアンテナ装置１〜４の固定が容易化される。これにより、アレイアンテナ７の組み立てを容易に行うことができる。
【００６３】
（２）第１〜第２のアンテナ装置１〜４を固定するにあたり、ベース板５０の表面５０ａ側に導電性の部材を使用することがないので、第１〜第４のアンテナ装置１〜４の固定作業によって第１〜第４のアンテナ装置１〜４の放射特性が変動することが抑制される。これにより、第１〜第４のアンテナ装置１〜４の単体で測定した通りの放射特性が得られ、安定した性能を発揮することが可能となる。
【００６４】
（３）軸部１０１及び係合部１０２は、分割片１０１ａ，１０１ｂにそれぞれ形成された突起１０２ａ，１０２ｂがベース板５０の筒部５０１の一端に係合する。つまり、分割片１０１ａ，１０１ｂの弾性によって突起１０２ａ，１０２ｂが変位して筒部５０１に係合するので、軸部１０１及び係合部１０２を支持部１００と共通する材料（液晶ポリマー）によって一体に形成することができ、その製造を容易に行うことができる。
【００６５】
（４）軸部１０１は、ベース板５０に設けられた筒部５０１に収容され、軸部１０１の中心軸線Ｃが貫通孔５０ｃの延伸方向と平行になるように固定されるので、支持部材１０の支持部１００がベース板５０に対して傾くことが抑制される。これにより、安定した放射特性が得られる。
【００６６】
（５）第１〜第４のアンテナ装置１〜４の支持部材１０，２０，３０，４０を構成する液晶ポリマーは、適度な比誘電率と強度とを有し、かつインサート成型に適した材料であるので、アンテナ素子１１，２１，３１，４１を確実に支持することができると共に、第１〜第４のアンテナ装置１〜４としての優れた性能を得ることができる。
【００６７】
（６）アンテナ素子１１，２１，３１，４１の給電素子１２，２２，３２，４２、及び無給電素子１３，２３，３３，４３は、共に支持部材１０，２０，３０，４０にインサート成型されるので、例えば給電素子１２，２２，３２，４２又は無給電素子１３，２３，３３，４３をねじ留めやかしめ等によって固定する場合に比較して、第１〜第４のアンテナ装置１〜４を容易に製造することが可能となる。また、給電素子１２，２２，３２，４２と無給電素子１３，２３，３３，４３との位置関係が高精度に定まるので、安定した性能を得ることが可能となる。
【００６８】
［第１の実施の形態の変形例１］
図７は、第１の実施の形態の変形例１に係る第１のアンテナ装置１の固定構造を説明する要部断面拡大図であり、（ａ）は固定前の状態を、（ｂ）は固定作業の初期状態を、（ｃ）は固定作業の中期状態を、（ｄ）は固定が完了した状態を、それぞれ示す。
【００６９】
図６に示した例では、係合部１０２の突起１０２ａ，１０２ｂの中心軸線Ｃに沿った断面の形状が矩形状であったが、本変形例では、ベース板５０の貫通孔５０ｃに対向する突起１０２ａ，１０２ｂの先端部が先細り形状に形成されている。より具体的には、突起１０２ａ，１０２ｂにおける中心軸線Ｃに対する外側の面が断面円弧状に形成され、先端部から根元部（分割片１０１ａ，１０１ｂ側の部分）に向かって徐々に中心軸線Ｃに直交する方向の幅が広がるように形成されている。
【００７０】
また、図６に示した例では、分割片１０１ａ，１０１ｂの中心軸線Ｃに沿った方向の長さが、同方向の基端部１０１ｃの長さよりも長く形成されていたが、本変形例では、中心軸線Ｃに沿った基端部１０１ｃの長さが、同方向の分割片１０１ａ，１０１ｂよりも長く形成されている。
【００７１】
本変形例によれば、第１の実施の形態について説明した（１）〜（６）の効果に加え、突起１０２ａ，１０２ｂがその外側の面に沿って貫通孔５０ｃに挿入されるので、係合部１０２の貫通孔５０ｃへの挿入がより容易となる。
【００７２】
［第１の実施の形態の変形例２］
図８は、第１の実施の形態の変形例２に係る第１のアンテナ装置１の固定構造を説明する要部断面拡大図であり、（ａ）は固定前の状態を、（ｂ）は固定作業の初期状態を、（ｃ）は固定作業の中期状態を、（ｄ）は固定が完了した状態を、それぞれ示す。
【００７３】
図６及び図７に示した例では、軸部１０１の全体が先細り形状に形成されていたが、本変形例では、軸部１０１の全体が、分割片１０１ａ及び分割片１０１ｂの間のスリット状の隙間を除いて円柱状に形成されている。また、分割片１０１ａと分割片１０１ｂとの間の隙間の幅方向（中心軸線Ｃに直交する方向）の寸法は略一定である。
【００７４】
また、図６及び図７に示した例では、貫通孔５０ｃの全体がテーパ状に形成されていたが、本変形例では、貫通孔５０ｃの表面５０ａ側の一部が、表面５０ａに向かって拡径するテーパ面５０１ｃに形成されている。また、テーパ面５０１ｃに接触する突起１０２ａ，１０２ｂの角部には面取りが施されている。
【００７５】
本変形例によれば、第１の実施の形態について説明した（１）〜（６）の効果に加え、突起１０２ａ，１０２ｂがテーパ面５０１ｃに沿って貫通孔５０ｃに挿入されるので、係合部１０２の貫通孔５０ｃへの挿入がより容易となる。
【００７６】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について、図９及び図１０を参照して説明する。図９及び図１０において、第１の実施の形態について説明したものと実質的に共通する機能を有する部材等については、共通する符号を付してその重複した説明を省略する。
【００７７】
図９は、本実施の形態に係る第１のアンテナ装置１を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は背面図、（ｅ）は底面図である。
【００７８】
この第１のアンテナ装置１の支持部材１０には、支持部１００の第１板部１００ａの一端部（第２板部１００ｂ側の端部）に窪み１００ｃが形成され、この窪み１００ｃの内部に軸部１０１の一部が収容されている。この窪み１００ｃは、第２板部１００ｂに直交する方向の一側（無給電素子１３が配置された側）に深さ方向を有するように形成されている。
【００７９】
軸部１０１は、第２板部１００ｂをその厚さ方向に貫通し、係合部１０２が第２板部１００ｂに直交する方向の他側（第１板部１００ａとは反対側）に位置している。
【００８０】
図１０は、本実施の形態に係る第１のアンテナ装置１の固定構造を説明する要部断面拡大図であり、（ａ）は固定前の状態を、（ｂ）は固定作業の初期状態を、（ｃ）は固定作業の中期状態を、（ｄ）は固定が完了した状態を、それぞれ示す。
【００８１】
軸部１０１は、窪み１００ｃの底部１００ｄからベース板５０の貫通孔５０ｃに向かって延びるように形成されている。また、窪み１００ｃは、支持部１００の貫通孔５０ｃに対応する位置に、ベース板５０から離間する方向に窪むように形成されている。また、係合部１０２の突起１０２ａ，１０２ｂは、先端部が先細り形状に形成されている。
【００８２】
なお、図１０に示す例では、ベース板５０に筒部５０１（図６〜図８に示す）が設けられていないが、第１の実施の形態と同様に、筒部５０１を設けてもよい。
【００８３】
第１のアンテナ装置１をベース板５０に固定する際には、図１０（ａ）に示すように、軸部１０１が貫通孔５０ｃに対向するように第１のアンテナ装置１を位置決めし、図１０（ｂ）及び（ｃ）に示すように、係合部１０２の突起１０２ａ，１０２ｂを貫通孔５０ｃに挿入する。突起１０２ａ，１０２ｂが貫通孔５０ｃを通過すると、分割片１０１ａ，１０１ｂの復元力によって突起１０２ａ，１０２ｂが互いに離間し、突起１０２ａ，１０２ｂがベース板５０の裏面５０ｂ側に係合する。これにより、軸部１０１の表面５０ａ側への移動が規制される。
【００８４】
なお、第２〜第４のアンテナ装置２〜４についても、上記と同様の固定構造によりベース板５０への固定を行うことが可能である。
【００８５】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態について説明した（１）〜（３）及び（５）〜（６）の効果に加え、ベース板５０に筒部５０１を設けなくとも第１〜第４のアンテナ装置１〜４をベース板５０に固定することが可能であるので、ベース板５０を薄くすることができると共に、ベース板５０の加工が容易となる。
【００８６】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【００８７】
また、本発明は上記第１及び第２の実施の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の態様において実施することが可能である。例えば、第１〜第４のアンテナ装置１〜４の周波数帯域や個数は、上記のものに限らない。例えば、ベース板５０に第１のアンテナ装置１のみが固定されるものであってもよい。
【００８８】
また、上記第１及び第２の実施の形態では、給電素子１２，２２，３２，４２及び無給電素子１３，２３，３３，４３が共に支持部材１０，２０，３０，４０にインサート成型された場合について説明したが、これに限らず、例えば給電素子１２，２２，３２，４２のみが支持部材１０，２０，３０，４０にインサート成型され、無給電素子１３，２３，３３，４３は別途設けられていてもよい。
【００８９】
また、上記第１及び第２の実施の形態では、軸部１０１が分割片１０１ａ，１０１ｂ及び基端部１０１ｃからなる場合について説明したが、軸部１０１を分割片１０１ａ，１０１ｂのみから形成してもよい。つまり、軸部１０１に基端部１０１ｃを形成しなくともよい。また、軸部１０１が３つ以上の分割片を有するように構成してもよい。
【００９０】
また、上記第１及び第２の実施の形態では、第１〜第４のアンテナ装置１〜４が複数の軸部１０１，２０１，３０１，４０１を備え、これらの軸部１０１，２０１，３０１，４０１が直線状に並んで配置された場合について説明したが、これに限らず、３つ以上の軸部１０１，２０１，３０１，４０１が直線状に並ばないように、すなわち多角形をなすように配置してもよい。この場合、第１〜第４のアンテナ装置１〜４のベース板５０に対する姿勢がより安定する。
【符号の説明】
【００９１】
１〜４…第１〜第４のアンテナ装置、５…シャーシ、６…反射板、７…アレイアンテナ、１０，２０，３０，４０…支持部材、１１，２１，３１，４１…アンテナ素子、１２，２２，３２，４２…給電素子、１３，２３，３３，４３…無給電素子、１２ａ，３２ａ，４２ａ…給電点、５０…ベース板（金属板）、５０ａ…表面、５０ｂ…裏面、５０ｃ…貫通孔、５１，５２…側板、１００…支持部、１００ａ…第１板部、１００ｂ…第２板部、１００ｃ…窪み、１００ｄ…底部、１０１，２０１，３０１，４０１…軸部、１０１ａ，１０１ｂ…分割片、１０１ｃ…基端部、１０２，２０２，３０２，４０２…係合部、１０２ａ，１０２ｂ…突起、２００…支持部、２００ａ…第１板部、２００ｂ…第２板部、２００ｃ…第３板部、２００ｄ…第４板部、２２１…第１素子部、２２１ａ…給電点、２２２…第２素子部、２２２ａ…給電点、３００…支持部、３００ａ…柱部、３００ｂ…第１板部、３００ｃ…第２板部、４００…支持部、４００ａ…柱部、４００ｂ…第１板部、４００ｃ…第２板部、４００ｄ…第３板部、５０１…筒部、５０１ａ…内周面、５０１ｂ…端面、５０１ｃ…テーパ面、Ｃ…中心軸線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持部材に支持されたアンテナ素子を金属板に固定してなるアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アンテナ素子を基板上に形成し、この基板を反射板に立設したアンテナが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載のアンテナは、誘電体基板に形成された導電膜によってダイポールアンテナ素子を構成し、かつこのダイポールアンテナ素子の両側に一対の無給電素子が形成されている。また、特許文献１には、誘電体基板に形成されたダイポールアンテナ素子及び一対の無給電素子を有する複数のアンテナをアレイ状に配置し、アレイアンテナを構成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−８７２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のアンテナでは、例えばねじ留めや半田付け等によって誘電体基板を反射板に立設させる必要があり、このため組立工数を低減することに制約がある。また、ねじや半田は導電性を有するので、その取り付けによってアンテナの放射特性に影響を与える可能性があり、誘電体基板の反射板への取り付け後でなければ、所望の放射特性を有しているか否かを判定することができなかった。またさらに、この判定の結果が否であれば、再度誘電体基板の取り付けをやり直す必要があった。
【０００６】
そこで、本発明は、組み立てが容易で、かつ放射特性に与える影響が抑制された構造により組み立てを行うことが可能なアンテナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決することを目的として、導電性を有する金属板に固定される樹脂からなる支持部材と、前記支持部材にインサート成型されたアンテナ素子とを備え、前記支持部材は、前記インサート成型された前記アンテナ素子を支持する支持部と、前記金属板に形成された貫通孔を前記支持部が配置される前記金属板の表面側から裏面側に挿通する軸部と、前記軸部の一端に形成され、前記金属板の前記裏面側に係合して前記軸部の前記表面側への移動を規制する係合部とを一体に有する、アンテナ装置を提供する。
【０００８】
また、前記軸部は、少なくともその先端部が先割れ状に分割された複数の分割片からなり、前記係合部は、前記複数の分割片のそれぞれに形成され、前記軸部の中心軸線に直交する方向に突出した複数の突起を有してもよい。
【０００９】
また、前記金属板は、前記貫通孔が形成されると共に前記裏面側に突出する筒部を有し、前記係合部は、前記複数の突起が前記筒部の一端に係合してもよい。
【００１０】
また、前記支持部には、前記貫通孔に対応する位置に、前記金属板から離間する方向の窪みが形成され、前記軸部は、前記窪みの底部から前記貫通孔に向かって延びるように形成されていてもよい。
【００１１】
また、前記支持部材は、液晶ポリマーからなるとよい。
【００１２】
また、前記アンテナ素子は、給電点が形成された給電素子と、前記給電素子と電気的に絶縁された無給電素子とを含み、前記給電素子及び前記無給電素子が、前記支持部材に共にインサート成型されているとよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るアンテナ装置によれば、組み立てを容易化し、かつ放射特性に与える影響が抑制された構造により組み立てを行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る第１〜第４のアンテナ装置を有するアレイアンテナの構成例を示す斜視図である。
【図２】第１のアンテナ装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は背面図、（ｅ）は底面図である。
【図３】第２のアンテナ装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は右側面図、（ｅ）は背面図、（ｆ）は底面図である。
【図４】第３のアンテナ装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は背面図、（ｅ）は底面図である。
【図５】第４のアンテナ装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は右側面図、（ｅ）は背面図、（ｆ）は底面図である。
【図６】第１のアンテナ装置の固定構造を説明する要部断面拡大図であり、（ａ）は固定前の状態を、（ｂ）は固定作業の初期状態を、（ｃ）は固定作業の中期状態を、（ｄ）は固定が完了した状態を、それぞれ示す。
【図７】第１の実施の形態の変形例１に係る第１のアンテナ装置の固定構造を説明する要部断面拡大図であり、（ａ）は固定前の状態を、（ｂ）は固定作業の初期状態を、（ｃ）は固定作業の中期状態を、（ｄ）は固定が完了した状態を、それぞれ示す。
【図８】第１の実施の形態の変形例２に係る第１のアンテナ装置の固定構造を説明する要部断面拡大図であり、（ａ）は固定前の状態を、（ｂ）は固定作業の初期状態を、（ｃ）は固定作業の中期状態を、（ｄ）は固定が完了した状態を、それぞれ示す。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る第１のアンテナ装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は背面図、（ｅ）は底面図である。
【図１０】第１のアンテナ装置の固定構造を説明する要部断面拡大図であり、（ａ）は固定前の状態を、（ｂ）は固定作業の初期状態を、（ｃ）は固定作業の中期状態を、（ｄ）は固定が完了した状態を、それぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ装置の構成例及びその変形例を、図１〜図８を参照して説明する。このアンテナ装置は、例えば携帯電話の基地局に用いられる。
【００１６】
図１は、第１〜第４のアンテナ装置１〜４と、第１〜第４のアンテナ装置１〜４が固定されたシャーシ５と、シャーシ５に対向して配置された反射板６とを有するアレイアンテナ７の構成例を示す斜視図である。
【００１７】
シャーシ５は、板状のベース板５０と、ベース板５０の長手方向に沿って配置された一対の側板５１，５２とを有する。ベース板５０は、導電性を有する金属板であり、幅方向の両端部が表面５０ａ側に折り曲げられている。一対の側板５１，５２は、ベース板５０の表面５０ａに、互いに平行となるように立設して固定されている。ベース板５０及び一対の側板５１，５２は、電気的に接地されている。
【００１８】
反射板６は、ベース板５０の裏面５０ｂに対向し、ベース板５０の長手方向に沿って配置されている。
【００１９】
ベース板５０には、側板５１と側板５２の間の位置に、第１〜第４のアンテナ装置１〜４がそれぞれ複数（本実施の形態におけるアレイアンテナ７では２個ずつ）固定されている。より具体的には、ベース板５０には、長手方向の一端（図１の右側）から順に、第１のアンテナ装置１，第２のアンテナ装置２，第３のアンテナ装置３，第４のアンテナ装置４，第２のアンテナ装置２，第３のアンテナ装置３，第１のアンテナ装置１，第４のアンテナ装置４がこの順に並んで固定されている。本実施の形態に係るアンテナ装置は、複数（例えば５〜７）のアレイアンテナ７がシャーシ５の長手方向に配置されたものである。
【００２０】
第１のアンテナ装置１は、８００ＭＨｚ帯の水平偏波用のアンテナ装置である。第２のアンテナ装置２は、１．５ＧＨｚ帯の水平偏波ならびに２ＧＨｚ帯の水平及び垂直偏波の共用アンテナ装置である。第３のアンテナ装置３は、１．５ＧＨｚ帯の垂直偏波用のアンテナ装置である。第４のアンテナ装置４は、８００ＭＨｚ帯の垂直偏波用のアンテナ装置である。図１に示すように、第１〜第４のアンテナ装置１〜４は、ベース板５０の表面５０ａの法線方向に、一部が互いに重なりあうように配置されている。
【００２１】
なお、携帯電話の基地局には、本実施の形態に係るアンテナ装置が互いに異なる方向に指向性を有するように配置される。
【００２２】
図２は、第１のアンテナ装置１を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は背面図、（ｅ）は底面図である。
【００２３】
第１のアンテナ装置１は、支持部材１０と、アンテナ素子１１とを備えている。アンテナ素子１１は、支持部材１０にインサート成型され、支持部材１０と一体化されている。
【００２４】
支持部材１０は、液晶ポリマーからなる。この液晶ポリマーは、パラヒドロキシ安息香酸等がエステル結合させた芳香族ポリエステル系の樹脂であり、ＬＣＰ（Liquid Crystal Polymer）とも称される。支持部材１０の比誘電率は、３〜５であることが望ましい。本実施の形態では、動作周波数（８００ＭＨｚ〜２ＧＨｚ）において、比誘電率が３．９、誘電正接（tanδ）が０．００７の液晶ポリマーを用いている。
【００２５】
また支持部材１０は、アンテナ素子１１を支持する支持部１００と、ベース板５０に形成された貫通孔（後述）を表面５０ａ側から裏面５０ｂ側に挿通する２つの軸部１０１と、軸部１０１の一端に形成され、ベース板５０の裏面５０ｂ側に係合して軸部１０１の表面５０ａ側への移動を規制する係合部１０２とを一体に有している。
【００２６】
支持部１００は、ベース板５０の表面５０ａに直交するように配置される第１板部１００ａと、第１板部１００ａと一体に形成され、ベース板５０の表面５０ａに平行に配置される第２板部１００ｂとを有している。２つの軸部１０１は、第２板部１００ｂにおける第１板部１００ａとは反対側の面に直交するように立設されている。軸部１０１及び係合部１０２の構成の詳細については後述する。
【００２７】
アンテナ素子１１は、給電素子１２と、給電素子１２と電気的に絶縁された無給電素子１３とからなる。給電素子１２及び無給電素子１３は、共に支持部材１０にインサート成型されている。
【００２８】
給電素子１２は、支持部１００の第１板部１００ａ及び第２板部１００ｂに支持されている。第２板部１００ｂにおける給電素子１２は、第２板部１００ｂがベース板５０の表面５０ａに接触した状態で、第２板部１００ｂを介してベース板５０と容量結合する。
【００２９】
また、給電素子１２には、第１板部１００ａに支持された領域に、給電点１２ａが形成されている。この給電点１２ａには、図略の同軸ケーブルの中心導体が接続され、この中心導体から高周波電力が供給される。なお、同軸ケーブルの外部導体は接地電位に接続される。
【００３０】
無給電素子１３は、第１板部１００ａに支持されている。また、無給電素子１３は、第１板部１００ａにおける給電素子１２よりも軸部１０１から離間した位置に配置されている。無給電素子１３は、給電素子１２から放射される電波の指向性を調整する機能を有している。
【００３１】
給電素子１２及び無給電素子１３は、厚みが例えば０．１５ｍｍの平板状の高い電気導電率を有する金属であり、例えば錫めっきされた燐青銅又は銅からなる。
【００３２】
第１のアンテナ装置１は、例えば成型機の金型内に給電素子１２及び無給電素子１３を固定した状態で、金型内に溶融した液晶ポリマーを注入し、注入した液晶ポリマー固化させることにより成型される。
【００３３】
図３は、第２のアンテナ装置２を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は右側面図、（ｅ）は背面図、（ｆ）は底面図である。
【００３４】
第２のアンテナ装置２は、液晶ポリマーからなる支持部材２０と、給電素子２２及び無給電素子２３からなるアンテナ素子２１とを備えている。給電素子２２及び無給電素子２３の材質や厚み等は、第１のアンテナ装置１の給電素子１２及び無給電素子１３と同様である。
【００３５】
支持部材２０は、アンテナ素子２１を支持する支持部２００と、４つの軸部２０１と、４つの軸部２０１の一端にそれぞれ形成された係合部２０２とを有している。
【００３６】
支持部２００は、ベース板５０の表面５０ａに直交し、互いに十字状に交差するように配置された第１板部２００ａ及び第２板部２００ｂと、第１板部２００ａと一体に形成され、ベース板５０の表面５０ａに平行に配置される第３板部２００ｃと、第２板部２００ｂと一体に形成され、ベース板５０の表面５０ａに平行に配置される第４板部２００ｄとを有している。４つの軸部２０１は、第３板部２００ｃに立設されている。
【００３７】
給電素子２２は、第１板部２００ａ及び第３板部２００ｃに支持された第１素子部２２１と、第２板部２００ｂ及び第４板部２００ｄに形成された第２素子部２２２からなる。第１素子部２２１は、１．５ＧＨｚ帯及び２ＧＨｚ帯の水平偏波を送受信し、第２素子部２２２は２ＧＨｚ帯の垂直偏波を送受信する。第１素子部２２１には、第１板部２００ａに支持された領域に給電点２２１ａが、第２素子部２２２には、第２板部２００ｂに支持された領域に給電点２２２ａが、それぞれ形成されている。
【００３８】
第３板部２００ｃにおける給電素子２２の第１素子部２２１は、第３板部２００ｃがベース板５０の表面５０ａに接した状態で、第３板部２００ｃを介してベース板５０と容量結合する。また、第４板部２００ｄにおける給電素子２２の第２素子部２２２は、第４板部２００ｄがベース板５０の表面５０ａに接した状態で、第４板部２００ｄを介してベース板５０と容量結合する。
【００３９】
第２アンテナ装置２は、給電素子２２の第１素子部２２１及び無給電素子２３がインサート成型された第１板部２００ａ及び第３板部２００ｃと、給電素子２２の第２素子部２２２がインサート成型された第２板部２００ｂ及び第４板部２００ｄとをそれぞれ成型し、これらを組み合わせることで構成される。
【００４０】
図４は、第３のアンテナ装置３を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は背面図、（ｅ）は底面図である。
【００４１】
第３のアンテナ装置３は、液晶ポリマーからなる支持部材３０と、給電素子３２及び無給電素子３３からなるアンテナ素子３１とを備えている。給電素子３２及び無給電素子３３の材質や厚み等は、第１のアンテナ装置１の給電素子１２及び無給電素子１３と同様である。
【００４２】
支持部材３０は、アンテナ素子３１を支持する支持部３００と、２つの軸部３０１と、２つの軸部３０１の一端にそれぞれ形成された係合部３０２とを有している。
【００４３】
支持部３００は、ベース板５０の表面５０ａに直交するように配置される柱部３００ａと、柱部３００ａと一体に形成され、ベース板５０の表面５０ａに平行に配置される第１板部３００ｂと、柱部３００ａを挟んで第１板部３００ｂと平行に配置される第２板部３００ｃとを有している。２つの軸部３０１は、第１板部３００ｂにおける柱部３００ａとは反対側の面に立設されている。
【００４４】
給電素子３２は、柱部３００ａ、第１板部３００ｂ、及び第２板部３００ｃに支持されている。第２板部３００ｃにおける給電素子３２は、第２板部３００ｃがベース板５０の表面５０ａに接した状態で、第２板部３００ｃを介してベース板５０と容量結合する。給電素子３２の給電点３２ａは、柱部３００ａに支持された領域に形成されている。
【００４５】
第２板部３００ｃは、その中心部が柱部３００ａに支持されたＨ字形状であり、無給電素子３３は、給電素子３２よりも第２板部３００ｃの中心部から離間した位置に支持されている。
【００４６】
第３アンテナ装置３は、給電素子３２がインサート成型された柱部３００ａ及び第１板部３００ｂと、給電素子３２及び無給電素子３３がインサート成型された第２板部３００ｃとをそれぞれ成型し、これらを組み合わせることで構成される。
【００４７】
図５は、第４のアンテナ装置４を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は右側面図、（ｅ）は背面図、（ｆ）は底面図である。
【００４８】
第４のアンテナ装置４は、液晶ポリマーからなる支持部材４０と、給電素子４２及び無給電素子４３からなるアンテナ素子４１とを備えている。給電素子４２及び無給電素子４３の材質や厚み等は、第１のアンテナ装置１の給電素子１２及び無給電素子１３と同様である。
【００４９】
支持部材４０は、アンテナ素子４１を支持する支持部４００と、２つの軸部４０１と、２つの軸部４０１の一端にそれぞれ形成された係合部４０２とを有している。
【００５０】
支持部４００は、ベース板５０の表面５０ａに直交するように配置される柱部４００ａと、柱部４００ａと一体に形成され、ベース板５０の表面５０ａに平行に配置される第１板部４００ｂと、柱部４００ａを挟んで第１板部４００ｂと平行に配置される第２板部４００ｃ及び第３板部４００ｄとを有している。
【００５１】
第２板部４００ｃ及び第３板部４００ｄは、共にＨ字形状であり、第３板部４００ｄは、第２板部４００ｃよりもベース板５０から離間した位置に配置される。また、２つの軸部４０１は、第１板部４００ｂにおける柱部４００ａとは反対側の面に立設されている。
【００５２】
給電素子４２は、第２板部４００ｃに支持されている。給電素子４２の給電点４２ａは、第２板部４００ｃの中央部に形成されている。また、無給電素子４３は、第３板部４００ｄに支持されている。
【００５３】
第４アンテナ装置４は、給電素子４２がインサート成型された第２板部４００ｃと、無給電素子４３がインサート成型された第３板部４００ｄとをそれぞれ成型し、これらを柱部４００ａ及び第１板部４００ｂに組み合わせることで構成される。
【００５４】
（アンテナ装置の固定構造）
次に、第１〜第４のアンテナ装置１〜４のベース板５０への固定構造について説明する。第１〜第４のアンテナ装置１〜４は、ベース板５０に形成された貫通孔を軸部１０１，２０１，３０１，４０１が挿通し、軸部１０１，２０１，３０１，４０１の一端に形成された係合部１０２，２０２，３０２，４０２がベース板５０の裏面５０ｂ側に係合することで、ベース板５０に固定される。この固定構造は、第１〜第４のアンテナ装置１〜４について共通であるので、第１のアンテナ装置１を例にとって詳細に説明する。
【００５５】
図６は、第１のアンテナ装置１の固定構造を説明する要部断面拡大図であり、（ａ）は固定前の状態を、（ｂ）は固定作業の初期状態を、（ｃ）は固定作業の中期状態を、（ｄ）は固定が完了した状態を、それぞれ示す。
【００５６】
軸部１０１は、支持部材１０の第２板部１００ｂに直交する方向に延びるように形成され、その先端部が、先割れ状に分割された複数（本実施の形態では２つ）の分割片１０１ａ，１０１ｂからなる。分割片１０１ａ，１０１ｂは、軸部１０１の円柱状の基端部１０１ｃと一体に形成されている。分割片１０１ａ，１０１ｂは、軸部１０１の中心軸線Ｃを挟んで互いに接近及び離間する方向に弾性変形可能な弾性を有している。
【００５７】
係合部１０２は、分割片１０１ａ，１０１ｂのそれぞれに一体に形成され、軸部１０１の中心軸線Ｃに直交する方向に突出した２つの突起１０２ａ，１０２ｂを有している。分割片１０１ａに形成された突起１０２ａと、分割片１０１ｂに形成された突起１０２ｂとは、互いに反対方向に突出している。図６に示す例では、突起１０２ａ，１０２ｂの中心軸線Ｃに沿った断面の形状が矩形状である。
【００５８】
ベース板５０には、表面５０ａ側から裏面５０ｂ側に貫通する貫通孔５０ｃが形成されると共に、裏面５０ｂ側に突出する筒部５０１が設けられている。筒部５０１の内周面５０１ａは、表面５０ａ側から、裏面５０ｂ側の端面５０１ｂに近づくにつれて徐々に内径が小さくなるテーパ状に形成されている。また、軸部１０１も、分割片１０１ａ，１０１ｂ及び円柱状の基端部１０１ｃを含めた全体が、内周面５０１ａの形状に対応した先細り形状に形成されている。
【００５９】
図６（ｂ）及び（ｃ）に示すように、突起１０２ａ，１０２ｂは、ベース板５０の表面５０ａ側から貫通孔５０ｃ内に挿入され、内周面５０１ａに沿って筒部５０１内を移動する。筒部５０１の内周面５０１ａは、前述のようにテーパ状に形成されているので、突起１０２ａ，１０２ｂの移動に伴ってその間隔が徐々に狭くなる。
【００６０】
そして、突起１０２ａ，１０２ｂが貫通孔５０ｃを通過すると、図６（ｄ）に示すように、分割片１０１ａ，１０１ｂの復元力によって突起１０２ａ，１０２ｂが互いに離間する。これにより、突起１０２ａ，１０２ｂが筒部５０１の一端（端面５０１ｂ）に係合し、軸部１０１の表面５０ａ側への移動が規制される。つまり、軸部１０１がベース板５０に対して抜け止めされる。
【００６１】
（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１実施の形態によれば、以下のような効果が得られる。
【００６２】
（１）第１〜第２のアンテナ装置１〜４は、軸部１０１，２０１，３０１，４０１をベース板５０に形成された貫通孔５０ｃに挿通させることでベース板５０に固定されるので、例えばねじ留めや半田付けによって第１〜第２のアンテナ装置１〜４をベース板５０に固定する場合に比較して、第１〜第２のアンテナ装置１〜４の固定が容易化される。これにより、アレイアンテナ７の組み立てを容易に行うことができる。
【００６３】
（２）第１〜第２のアンテナ装置１〜４を固定するにあたり、ベース板５０の表面５０ａ側に導電性の部材を使用することがないので、第１〜第４のアンテナ装置１〜４の固定作業によって第１〜第４のアンテナ装置１〜４の放射特性が変動することが抑制される。これにより、第１〜第４のアンテナ装置１〜４の単体で測定した通りの放射特性が得られ、安定した性能を発揮することが可能となる。
【００６４】
（３）軸部１０１及び係合部１０２は、分割片１０１ａ，１０１ｂにそれぞれ形成された突起１０２ａ，１０２ｂがベース板５０の筒部５０１の一端に係合する。つまり、分割片１０１ａ，１０１ｂの弾性によって突起１０２ａ，１０２ｂが変位して筒部５０１に係合するので、軸部１０１及び係合部１０２を支持部１００と共通する材料（液晶ポリマー）によって一体に形成することができ、その製造を容易に行うことができる。
【００６５】
（４）軸部１０１は、ベース板５０に設けられた筒部５０１に収容され、軸部１０１の中心軸線Ｃが貫通孔５０ｃの延伸方向と平行になるように固定されるので、支持部材１０の支持部１００がベース板５０に対して傾くことが抑制される。これにより、安定した放射特性が得られる。
【００６６】
（５）第１〜第４のアンテナ装置１〜４の支持部材１０，２０，３０，４０を構成する液晶ポリマーは、適度な比誘電率と強度とを有し、かつインサート成型に適した材料であるので、アンテナ素子１１，２１，３１，４１を確実に支持することができると共に、第１〜第４のアンテナ装置１〜４としての優れた性能を得ることができる。
【００６７】
（６）アンテナ素子１１，２１，３１，４１の給電素子１２，２２，３２，４２、及び無給電素子１３，２３，３３，４３は、共に支持部材１０，２０，３０，４０にインサート成型されるので、例えば給電素子１２，２２，３２，４２又は無給電素子１３，２３，３３，４３をねじ留めやかしめ等によって固定する場合に比較して、第１〜第４のアンテナ装置１〜４を容易に製造することが可能となる。また、給電素子１２，２２，３２，４２と無給電素子１３，２３，３３，４３との位置関係が高精度に定まるので、安定した性能を得ることが可能となる。
【００６８】
［第１の実施の形態の変形例１］
図７は、第１の実施の形態の変形例１に係る第１のアンテナ装置１の固定構造を説明する要部断面拡大図であり、（ａ）は固定前の状態を、（ｂ）は固定作業の初期状態を、（ｃ）は固定作業の中期状態を、（ｄ）は固定が完了した状態を、それぞれ示す。
【００６９】
図６に示した例では、係合部１０２の突起１０２ａ，１０２ｂの中心軸線Ｃに沿った断面の形状が矩形状であったが、本変形例では、ベース板５０の貫通孔５０ｃに対向する突起１０２ａ，１０２ｂの先端部が先細り形状に形成されている。より具体的には、突起１０２ａ，１０２ｂにおける中心軸線Ｃに対する外側の面が断面円弧状に形成され、先端部から根元部（分割片１０１ａ，１０１ｂ側の部分）に向かって徐々に中心軸線Ｃに直交する方向の幅が広がるように形成されている。
【００７０】
また、図６に示した例では、分割片１０１ａ，１０１ｂの中心軸線Ｃに沿った方向の長さが、同方向の基端部１０１ｃの長さよりも長く形成されていたが、本変形例では、中心軸線Ｃに沿った基端部１０１ｃの長さが、同方向の分割片１０１ａ，１０１ｂよりも長く形成されている。
【００７１】
本変形例によれば、第１の実施の形態について説明した（１）〜（６）の効果に加え、突起１０２ａ，１０２ｂがその外側の面に沿って貫通孔５０ｃに挿入されるので、係合部１０２の貫通孔５０ｃへの挿入がより容易となる。
【００７２】
［第１の実施の形態の変形例２］
図８は、第１の実施の形態の変形例２に係る第１のアンテナ装置１の固定構造を説明する要部断面拡大図であり、（ａ）は固定前の状態を、（ｂ）は固定作業の初期状態を、（ｃ）は固定作業の中期状態を、（ｄ）は固定が完了した状態を、それぞれ示す。
【００７３】
図６及び図７に示した例では、軸部１０１の全体が先細り形状に形成されていたが、本変形例では、軸部１０１の全体が、分割片１０１ａ及び分割片１０１ｂの間のスリット状の隙間を除いて円柱状に形成されている。また、分割片１０１ａと分割片１０１ｂとの間の隙間の幅方向（中心軸線Ｃに直交する方向）の寸法は略一定である。
【００７４】
また、図６及び図７に示した例では、貫通孔５０ｃの全体がテーパ状に形成されていたが、本変形例では、貫通孔５０ｃの表面５０ａ側の一部が、表面５０ａに向かって拡径するテーパ面５０１ｃに形成されている。また、テーパ面５０１ｃに接触する突起１０２ａ，１０２ｂの角部には面取りが施されている。
【００７５】
本変形例によれば、第１の実施の形態について説明した（１）〜（６）の効果に加え、突起１０２ａ，１０２ｂがテーパ面５０１ｃに沿って貫通孔５０ｃに挿入されるので、係合部１０２の貫通孔５０ｃへの挿入がより容易となる。
【００７６】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について、図９及び図１０を参照して説明する。図９及び図１０において、第１の実施の形態について説明したものと実質的に共通する機能を有する部材等については、共通する符号を付してその重複した説明を省略する。
【００７７】
図９は、本実施の形態に係る第１のアンテナ装置１を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は背面図、（ｅ）は底面図である。
【００７８】
この第１のアンテナ装置１の支持部材１０には、支持部１００の第１板部１００ａの一端部（第２板部１００ｂ側の端部）に窪み１００ｃが形成され、この窪み１００ｃの内部に軸部１０１の一部が収容されている。この窪み１００ｃは、第２板部１００ｂに直交する方向の一側（無給電素子１３が配置された側）に深さ方向を有するように形成されている。
【００７９】
軸部１０１は、第２板部１００ｂをその厚さ方向に貫通し、係合部１０２が第２板部１００ｂに直交する方向の他側（第１板部１００ａとは反対側）に位置している。
【００８０】
図１０は、本実施の形態に係る第１のアンテナ装置１の固定構造を説明する要部断面拡大図であり、（ａ）は固定前の状態を、（ｂ）は固定作業の初期状態を、（ｃ）は固定作業の中期状態を、（ｄ）は固定が完了した状態を、それぞれ示す。
【００８１】
軸部１０１は、窪み１００ｃの底部１００ｄからベース板５０の貫通孔５０ｃに向かって延びるように形成されている。また、窪み１００ｃは、支持部１００の貫通孔５０ｃに対応する位置に、ベース板５０から離間する方向に窪むように形成されている。また、係合部１０２の突起１０２ａ，１０２ｂは、先端部が先細り形状に形成されている。
【００８２】
なお、図１０に示す例では、ベース板５０に筒部５０１（図６〜図８に示す）が設けられていないが、第１の実施の形態と同様に、筒部５０１を設けてもよい。
【００８３】
第１のアンテナ装置１をベース板５０に固定する際には、図１０（ａ）に示すように、軸部１０１が貫通孔５０ｃに対向するように第１のアンテナ装置１を位置決めし、図１０（ｂ）及び（ｃ）に示すように、係合部１０２の突起１０２ａ，１０２ｂを貫通孔５０ｃに挿入する。突起１０２ａ，１０２ｂが貫通孔５０ｃを通過すると、分割片１０１ａ，１０１ｂの復元力によって突起１０２ａ，１０２ｂが互いに離間し、突起１０２ａ，１０２ｂがベース板５０の裏面５０ｂ側に係合する。これにより、軸部１０１の表面５０ａ側への移動が規制される。
【００８４】
なお、第２〜第４のアンテナ装置２〜４についても、上記と同様の固定構造によりベース板５０への固定を行うことが可能である。
【００８５】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態について説明した（１）〜（３）及び（５）〜（６）の効果に加え、ベース板５０に筒部５０１を設けなくとも第１〜第４のアンテナ装置１〜４をベース板５０に固定することが可能であるので、ベース板５０を薄くすることができると共に、ベース板５０の加工が容易となる。
【００８６】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【００８７】
また、本発明は上記第１及び第２の実施の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の態様において実施することが可能である。例えば、第１〜第４のアンテナ装置１〜４の周波数帯域や個数は、上記のものに限らない。例えば、ベース板５０に第１のアンテナ装置１のみが固定されるものであってもよい。
【００８８】
また、上記第１及び第２の実施の形態では、給電素子１２，２２，３２，４２及び無給電素子１３，２３，３３，４３が共に支持部材１０，２０，３０，４０にインサート成型された場合について説明したが、これに限らず、例えば給電素子１２，２２，３２，４２のみが支持部材１０，２０，３０，４０にインサート成型され、無給電素子１３，２３，３３，４３は別途設けられていてもよい。
【００８９】
また、上記第１及び第２の実施の形態では、軸部１０１が分割片１０１ａ，１０１ｂ及び基端部１０１ｃからなる場合について説明したが、軸部１０１を分割片１０１ａ，１０１ｂのみから形成してもよい。つまり、軸部１０１に基端部１０１ｃを形成しなくともよい。また、軸部１０１が３つ以上の分割片を有するように構成してもよい。
【００９０】
また、上記第１及び第２の実施の形態では、第１〜第４のアンテナ装置１〜４が複数の軸部１０１，２０１，３０１，４０１を備え、これらの軸部１０１，２０１，３０１，４０１が直線状に並んで配置された場合について説明したが、これに限らず、３つ以上の軸部１０１，２０１，３０１，４０１が直線状に並ばないように、すなわち多角形をなすように配置してもよい。この場合、第１〜第４のアンテナ装置１〜４のベース板５０に対する姿勢がより安定する。
【符号の説明】
【００９１】
１〜４…第１〜第４のアンテナ装置、５…シャーシ、６…反射板、７…アレイアンテナ、１０，２０，３０，４０…支持部材、１１，２１，３１，４１…アンテナ素子、１２，２２，３２，４２…給電素子、１３，２３，３３，４３…無給電素子、１２ａ，３２ａ，４２ａ…給電点、５０…ベース板（金属板）、５０ａ…表面、５０ｂ…裏面、５０ｃ…貫通孔、５１，５２…側板、１００…支持部、１００ａ…第１板部、１００ｂ…第２板部、１００ｃ…窪み、１００ｄ…底部、１０１，２０１，３０１，４０１…軸部、１０１ａ，１０１ｂ…分割片、１０１ｃ…基端部、１０２，２０２，３０２，４０２…係合部、１０２ａ，１０２ｂ…突起、２００…支持部、２００ａ…第１板部、２００ｂ…第２板部、２００ｃ…第３板部、２００ｄ…第４板部、２２１…第１素子部、２２１ａ…給電点、２２２…第２素子部、２２２ａ…給電点、３００…支持部、３００ａ…柱部、３００ｂ…第１板部、３００ｃ…第２板部、４００…支持部、４００ａ…柱部、４００ｂ…第１板部、４００ｃ…第２板部、４００ｄ…第３板部、５０１…筒部、５０１ａ…内周面、５０１ｂ…端面、５０１ｃ…テーパ面、Ｃ…中心軸線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有する金属板に固定される樹脂からなる支持部材と、
前記支持部材にインサート成型されたアンテナ素子とを備え、
前記支持部材は、前記インサート成型された前記アンテナ素子を支持する支持部と、前記金属板に形成された貫通孔を前記支持部が配置される前記金属板の表面側から裏面側に挿通する軸部と、前記軸部の一端に形成され、前記金属板の前記裏面側に係合して前記軸部の前記表面側への移動を規制する係合部とを一体に有する、
アンテナ装置。
【請求項２】
前記軸部は、少なくともその先端部が先割れ状に分割された複数の分割片からなり、
前記係合部は、前記複数の分割片のそれぞれに形成され、前記軸部の中心軸線に直交する方向に突出した複数の突起を有する、
請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記金属板は、前記貫通孔が形成されると共に前記裏面側に突出する筒部を有し、
前記係合部は、前記複数の突起が前記筒部の一端に係合する、
請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記支持部には、前記貫通孔に対応する位置に、前記金属板から離間する方向の窪みが形成され、
前記軸部は、前記窪みの底部から前記貫通孔に向かって延びるように形成された、
請求項２又は３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記支持部材は、液晶ポリマーからなる、
請求項１乃至４の何れか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記アンテナ素子は、給電点が形成された給電素子と、前記給電素子と電気的に絶縁された無給電素子とを含み、前記給電素子及び前記無給電素子が、前記支持部材に共にインサート成型された、
請求項１乃至５の何れか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項１】
導電性を有する金属板に固定される樹脂からなる支持部材と、
前記支持部材にインサート成型されたアンテナ素子とを備え、
前記支持部材は、前記インサート成型された前記アンテナ素子を支持する支持部と、前記金属板に形成された貫通孔を前記支持部が配置される前記金属板の表面側から裏面側に挿通する軸部と、前記軸部の一端に形成され、前記金属板の前記裏面側に係合して前記軸部の前記表面側への移動を規制する係合部とを一体に有する、
アンテナ装置。
【請求項２】
前記軸部は、少なくともその先端部が先割れ状に分割された複数の分割片からなり、
前記係合部は、前記複数の分割片のそれぞれに形成され、前記軸部の中心軸線に直交する方向に突出した複数の突起を有する、
請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記金属板は、前記貫通孔が形成されると共に前記裏面側に突出する筒部を有し、
前記係合部は、前記複数の突起が前記筒部の一端に係合する、
請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記支持部には、前記貫通孔に対応する位置に、前記金属板から離間する方向の窪みが形成され、
前記軸部は、前記窪みの底部から前記貫通孔に向かって延びるように形成された、
請求項２又は３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記支持部材は、液晶ポリマーからなる、
請求項１乃至４の何れか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記アンテナ素子は、給電点が形成された給電素子と、前記給電素子と電気的に絶縁された無給電素子とを含み、前記給電素子及び前記無給電素子が、前記支持部材に共にインサート成型された、
請求項１乃至５の何れか１項に記載のアンテナ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−６２６０３（Ｐ２０１３−６２６０３Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９８５１３（Ｐ２０１１−１９８５１３）
【出願日】平成２３年９月１２日（２０１１．９．１２）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１２日（２０１１．９．１２）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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