アンテナ

【課題】偏平なケース１２に収納され、耐振性に優れ、しかも軽量化が図れるアンテナを提供する。
【解決手段】偏平な容器状のケース１２に導電体からなる地板１４を配設し、ケース１２の容器状の底面にポスト３０を地板１４を貫通させて、絶縁樹脂によりケース１２と一体形成して立設する。このポスト１４の先端部に、アンテナエレメント１８を熱溶着により固定して、地板１４から離れた表側で略平行に配設する。同軸ケーブル２８の中心導体２８ａをアンテナエレメント１８に電気的接続し、外部導体２８ｂを地板１４に電気的接続する。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＥＴＣ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｏｌｌＣｏｌｌｅｃｔｉｏｎ、道路自動料金収受システム）などの円偏波信号を送受信するためのアンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＥＴＣが日本でも実現されつつある。なお、諸外国ではこのＥＴＣが既に実現されている。従来のＥＴＣの円偏波信号を送受信するためのアンテナの一例を、図９ないし図１３を参照して説明する。
【０００３】図９は、従来のアンテナの外観斜視図である。図１０は、図９の上蓋を外した斜視図である。図１１R>１は、従来のアンテナの構造を示す縦断面図である。図１２１２は、従来のアンテナで地板にアンテナエレメントを固定する構造を示す図である。図１３は、従来のアンテナでアンテナエレメントに同軸ケーブルの中心導体を接続する構造を示す図である。
【０００４】図において、ＥＴＣの円偏波信号を送受信するアンテナは、車のダッシュボードの上や屋根などに配設するのに便利なように、略偏平な容器状に構成されている。そして、上蓋１０は、電磁波を通過させる適宜な誘電率を有する絶縁樹脂からなり、レドームとして作用するとともに内部に雨水の浸入を防止している。また、この上蓋１０が被せられる容器状のケース１２は、絶縁樹脂からなり、その内部に矩形の導電体からなる地板１４が配設される。この地板１４は、その縁部がケース１２の縁部にビス止めされている。さらに、地板１４に絶縁スペーサ１６，１６…を介して矩形のアンテナエレメント１８が固定される。地板１４から離れて表側で略平行にアンテナエレメント１８が配設される。このアンテナエレメント１８は、絶縁スペーサ１６，１６…を貫通する樹脂ビス２０，２０…とこれに螺合するナット２２，２２…により固定される。さらに、アンテナエレメント１８の適宜の位置に地板１４を貫通する給電端子２４が半田付けにより立設され、この給電端子２４の挿通される誘電部材２６がアンテナエレメント１８と地板１４の間に介装される。そして、地板１４の裏面側に突出した給電端子２４に同軸ケーブル２８の中心導体２８ａが適宜に半田付け固定される。なお、かかるアンテナにあっては、地板１４とアンテナエレメント１８の間の突気層が誘電体として作用する。そこで、地板１４とアンテナエレメント１８の間に誘電板を介装してアンテナエレメント１８を地板１４に固定することも考えられるが、誘電率の高い誘電板を介装することで、アンテナの寸法が小さくなり、それだけアンテナ利得が低下する不具合が生じ、またアンテナエレメント１８の寸法のばらつきによる共振周波数の変動も大きくなり、高い寸法精度が要求される。もって、上述のごとき空気層を介する構造が採用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来のアンテナの構造では、アンテナエレメント１８を加えた重量を地板１４が支承することとなる。そこで、地板１４自体をその厚みを大とするなどして機械的な剛性を大きくするとともに、地板１４をケース１２に固定する構造も強固なものが要求され、全体として重量が大きくなる傾向にある。そして、これらの構造を軽量化するならば、耐振動性が不充分なものとなる。
【０００６】また、ケース１２の容器状の底面と地板１４の間に配設された同軸ケーブル２８の中心導体２８ａをアンテナエレメント１８に接続するために、従来構造では、アンテナエレメント１８に給電端子２４を設け、これに中心導体２８ａが半田付けされている。これは以下の理由による。ケース１２が偏平であり、底面と地板１４との間の寸法が極めて狭い。そこで、同軸ケーブル２８は地板１４の裏面に接するように配設される。そして、中心導体２８ａを絶縁被覆を設けたままでアンテナエレメント１８に接続すべく小さな曲率で曲げることできず、ましてや外部導体２８ｂを残したままで曲げることはできない。このため、給電端子２４を設ける構造を採用せざるを得なかった。かかる事情から、信号経路の半田付け箇所が多くなり、それだけ信号経路の抵抗が増加する、という不具合があった。しかも、同軸ケーブル２８の先端部の外部導体２８ｂが取り除かれた箇所から、剥き出しとされた中心導体２８ａおよび給電端子２４の間は、同軸構造となっておらず、その間の信号経路のインピーダンスが５０Ωとならず、整合が図りづらい。
【０００７】本発明は、上述のごとき従来のアンテナの構造を改善すべくなされたもので、耐振性に優れ、しかも軽量化が図れるアンテナを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するために、本発明のアンテナは、略偏平な容器のケースに導電体からなる地板を配設し、前記ケースの容器状の底面に絶縁樹脂からなるポストを前記地板を貫通して立設し、このポストの先端部にアンテナエレメントを固定して前記地板から離れた表側で略平行に配設し、同軸ケーブルの中心導体を前記アンテナエレメントに電気的接続するとともに外部導体を前記地板に電気的接続して構成されている。
【０００９】そして、前記ケースとポストを絶縁樹脂で一体成形して構成しても良い。
【００１０】また、前記ケースの容器状の底面に設けたネジに、前記ポストの一端部を螺合させて立設するように構成することもできる。
【００１１】さらに、前記ポストの先端部に、熱溶着により前記アンテナエレメントを固定して構成することも可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１ないし図８を参照して説明する。図１は、本発明のアンテナの構造を示す縦断面図である。図２は、本発明のアンテナでケースにアンテナエレメントを固定する構造を示す図であり、（ａ）は熱溶着前の構造を示し、（ｂ）は熱溶着後の構造を示す。図３は、本発明のアンテナでケースにアンテナエレメントを固定する他の構造を示す図である。図４は、本発明のアンテナでケースにアンテナエレメントを固定するさらに別の構造を示す図である。図５R>５は、本発明のアンテナでアンテナエレメントに同軸ケーブルの中心導体を接続する構造を示す図である。図６は、図５の誘電部材を示す図であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は底面図であり、（ｄ）は（ａ）のＡ−Ａ断面矢視図である。図７は、図５R>５のシールドカバーを示す図であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は右側面図である。図８は、シールドカバーを地板に固定する構造を説明する図である。図１ないし図８において、図９ないし図１３と同じまたは均等な部材には同じ符号を付けて重複する説明は省略する。
【００１３】本発明のアンテナにあっても、外観図ならびに上蓋を取り外した斜視図は、従来のアンテナの図９および図１０と全く同じである。しかし、後述するごとく、アンテナエレメントを固定する構造およびアンテナエレメントに同軸ケーブルの中心導体を接続する構造が、従来のアンテナと相違している。
【００１４】まず、アンテナエレメント１８を固定する構造にあっては、図１および図２に示すごとく、偏平な容器状のケース１２に地板１４が従来例と同様に固定される。そして、ケース１２の底面から地板１４を貫通させてポスト３０，３０…が立設され、その先端部に段差部を設けて径小部３０ａとされる。なお、ポスト３０，３０…に臨んで地板１４には貫通孔が適宜に穿設されることは勿論である。さらに、アンテナエレメント１８には、ポスト３０，３０…に臨んで径小部３０ａ，３０ａ…が挿通でき段差部は通過し得ない孔が穿設される。そして、ポスト３０，３０…の段差部で支持されるようにアンテナエレメント１８を図２（ａ）の状態に配置し、アンテナエレメント１８の表側に突出する径小部３０ａ，３０ａ…を熱溶着で変形３０ｂさせて、図２（ｂ）のごとき状態として、アンテナエレメント１８をポスト３０，３０…の先端部に固定する。ここで、アンテナエレメント１８は、地板１４から離れた上方の表側で略平行に配設される。
【００１５】上述の図１および図２に示す構造は、ケース１２とポスト３０，３０…を絶縁樹脂により一体成形したものであるが、ケース１２とポストを別部材で構成しても良い。図３に示す他の構造にあっては、ケース１２の底面にネジ１２ａを設け、このネジ１２ａに絶縁樹脂からなるポスト３２の一端部を螺合させて固定して立設させている。そして、ポスト３２の他端部は、径小部３２ａが形成され、アンテナエレメント１８が熱溶着されて固定される。また、図４に示すさらに別の構造は、ケース１２の底面にネジ１２ａを設け、このネジ１２ａに絶縁樹脂からなるポスト３４の一端部を螺合させてこていして立設させ、ポスト３４の他端部にアンテナエレメント１８が樹脂ネジ３６により固定される。図３および図４に示す構造では、ポスト３２，３４とケース１２は別部材であり、ケース１２としていかなる材質を用いて形成することも可能である。また、ケース１２のネジ１２ａは、雌ネジが図示されるが、雄ネジを設けてポスト３２，３４側に雌ネジを形成しても良いことは勿論である。
【００１６】次に、アンテナエレメント１８に同軸ケーブル２８の中心導体を接続する構造につき説明する。図５R>５に示すごとく、同軸ケーブル２８の中心導体２８ａを絶縁被覆を剥がして、剥き出し状態として小さな曲率で９０度折り曲げて、その先端をアンテナエレメント１８に半田付け固定する。そして、剥き出しとされた中心導体２８ａは、図６に示すごとき形状の誘電部材３８に挿通されて、中心導体２８ａが地板１４に接触するのが阻止される。この誘電部材３８は、略円筒状でその外周の軸方向中間部に段差３８ａが設けられ、地板１４に対してこの段差３８ａにより位置決めされる。また、底面側から内孔と外周を連通するスリット３８ｂが軸方向中間位置まで設けられ、誘電部材３８の中間位置からその内孔に同軸ケーブル２８の中心導体２８ａが挿通できるように構成されている。なお、地板１４には、誘電部材３８が挿通される孔が適宜に穿設されることは勿論である。
【００１７】さらに、中心導体２８ａの折り曲げ部分および誘電部材３８は、地板１４の裏側でシールドカバー４０が被せられる。このシールドカバー４０は、誘電部材３８の地板１４から裏側に配設される部分を収容できる収容部４０ａとこれに接続して同軸ケーブル２８の外部導体２８ｂに被せて半田付けする被覆部４０ｂが設けられる。さらに、地板１４の挿通孔に挿通される突起爪４０ｃ，４０ｃ…が設けられ、また、被覆部４０ｂに半田付け用の穴４０ｄが穿設される。なお、地板１４には、突起爪４０ｃ，４０ｃ…に臨んで挿通孔が適宜に穿設されることは勿論である。
【００１８】そこで、同軸ケーブル２８の中心導体２８ａを被覆を剥がして小さな曲率で適宜に折り曲げ、この折り曲げ部を誘電部材３８の内孔に挿通させ、さらにシールドカバー４０を誘電部材３８と同軸ケーブル２８の外部導体２８ｂに被せる。そして、この組み立て体を地板１４の裏側に組み付け、地板１４を貫通した突起爪４０ａ，４０ａ…を、図８のごとく折り曲げて半田付け固定する。また、シールドカバー４０の穴４０ｄに半田を流してシールドカバー４０を外部導体２８ｂに半田付けする。さらに、同軸ケーブル２８と誘電部材３８およびシールドカバー４０が組み付けられた地板１４をケース１２に組み付け、その後ポスト３０，３０…にアンテナエレメント１８を固定するとともに中心導体２８ａをアンテナエレメント１８に半田付け固定する。
【００１９】かかる構成からなる本発明のアンテナにあっては、アンテナエレメント１８はケース１２にポスト３０，３２，３４を介して直接的に固定される。そこで、地板１４に従来のごときアンテナエレメント１８の重量が加わらず、それだけ地板１４の機械的強度が少なくても耐振性が向上する。これは、地板１４を薄くし、また地板１４の固定を簡単な構造とすることができ、それだけ軽量化が図れる。また、中心導体２８ａを折り曲げて直接にアンテナエレメント１８に半田付け固定するので、信号経路の半田付け箇所を少なくでき、それだけ信号経路の抵抗値が小さく、効率良く信号を伝送し得る。さらに、地板１４の裏側にあっては、中心導体２８ａは誘電部材３８を介してシールドカバー４０が被せられることとなり、いわゆる同軸構造が形成され、信号経路のインピーダンスの整合が図られる。この点からも効率良く信号を伝送し得る。
【００２０】なお、本発明のアンテナにあっては、ケース１２の容器状の底面に立設したポストにアンテナエレメント１８が固定されれば良く、ケース１２にポストを立設する構造およびポストの先端部にアンテナエレメント１８を固定する構造は上記実施例に限られるものでない。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のアンテナは構成されているので、以下のごとき格別な効果を奏する。
【００２２】請求項１記載のアンテナにあっては、アンテナエレメントがケースに立接したポストに固定されるので、従来のごとく地板がアンテナエレメントの重量を支承する必要がなく、それだけ耐振性に優れ、また地板およびそれを固定する機械的強度を小さくすることで軽量化が図れる。
【００２３】請求項２記載のアンテナにあっては、ケースとポストを一体成形するので、部品点数が少なく、量産に好適である。
【００２４】請求項３記載のアンテナにあっては、ケースに別部材のポストを立設するので、ケースをいかなる材質で形成することも可能である。
【００２５】請求項４記載のアンテナにあっては、ポストの先端部に、熱溶着してアンテナエレメントを固定するので、この固定のためにアンテナエレメントに穿設すべき孔の径は小さくて足り、それだけアンテナエレメントの実質的な面積が小さくなることがなく、面積の減少に伴う利得の低下がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアンテナの構造を示す縦断面図である。
【図２】本発明のアンテナでケースにアンテナエレメントを固定する構造を示す図であり、（ａ）は熱溶着前の構造を示し、（ｂ）は熱溶着後の構造を示す。
【図３】本発明のアンテナでケースにアンテナエレメントを固定する他の構造を示す図である。
【図４】本発明のアンテナでケースにアンテナエレメントを固定するさらに別の構造を示す図である。
【図５】本発明のアンテナでアンテナエレメントに同軸ケーブルの中心導体を接続する構造を示す図である。
【図６】図５の誘電部材を示す図であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は底面図であり、（ｄ）は（ａ）のＡ−Ａ断面矢視図である。
【図７】図５のシールドカバーを示す図であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は右側面図である。
【図８】シールドカバーを地板に固定する構造を説明する図である。
【図９】従来のアンテナの外観斜視図である。
【図１０】図９の上蓋を外した斜視図である。
【図１１】従来のアンテナの構造を示す縦断面図である。
【図１２】従来のアンテナで地板にアンテナエレメントを固定する構造を示す図である。
【図１３】従来のアンテナでアンテナエレメントに同軸ケーブルの中心導体を接続する構造を示す図である。
【符号の説明】
１２ケース
１４地板
１８アンテナエレメント
２８同軸ケーブル
２８ａ中心導体
２８ｂ外部導体
３０，３２，３４ポスト

【特許請求の範囲】
【請求項１】偏平な容器状のケースに導電体からなる地板を配設し、前記ケースの容器状の底面に絶縁樹脂からなるポストを前記地板を貫通させて立設し、このポストの先端部にアンテナエレメントを固定して前記地板から離れた表側で略平行に配設し、同軸ケーブルの中心導体を前記アンテナエレメントに電気的接続するとともに外部導体を前記地板に電気的接続して構成したことを特徴とするアンテナ。
【請求項２】請求項１記載のアンテナにおいて、前記ケースとポストを絶縁樹脂で一体成形して構成したことを特徴とするアンテナ。
【請求項３】請求項１記載のアンテナにおいて、前記ケースの容器状の底面に設けたネジに、前記ポストの一端部を螺合させて立設するように構成したことを特徴とするアンテナ。
【請求項４】請求項１ないし３記載のいずれかのアンテナにおいて、前記ポストの先端部に、熱溶着により前記アンテナエレメントを固定して構成したことを特徴とするアンテナ。

【図１】