JP2006311469A - Method for connecting small-sized antenna and microstrip line with cable - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は小型アンテナに関し、特に取付スペ−スの余裕のない場合に好適な小型アンテナに関するものである。
また本発明は、小型アンテナを外部機器と接続するためのマイクロストリップラインとケーブルとの接続方法に関するものである。
The present invention relates to a small antenna, and more particularly to a small antenna suitable for a case where there is no room for mounting space.
The present invention also relates to a method of connecting a microstrip line and a cable for connecting a small antenna to an external device.
近年、移動体に積載されて使用される情報機器として、例えば、GPS(衛星測位システム;Global Positioning System )や、主要な道路の渋滞状況や工事情報等を知らせるVICS(道路交通情報通信システム;Vehicle Information and Communication System)等を利用するカーナビゲーション装置が普及している。また、最近は、有料道路におけるETC(自動料金収受システム;Electronic Toll Collection System )を利用した料金自動支払システムが開発されている。更には、車載電話システムとGPSとを利用して事故発生時等に災害救助信号を自動発信する緊急通信システムも実用化されている。 In recent years, for example, GPS (Satellite Positioning System; Global Positioning System), VICS (Road Traffic Information Communication System; Vehicle) that informs traffic conditions and construction information of major roads, etc. Car navigation devices using the Information and Communication System) have become widespread. Recently, an automatic fee payment system using an ETC (Automatic Toll Collection System) on a toll road has been developed. Furthermore, an emergency communication system that automatically transmits a disaster rescue signal in the event of an accident using an in-vehicle telephone system and GPS has been put into practical use.
これらの車載用情報機器が備えるアンテナは、車載であるという場所的な制限から、周波数帯域が異なった複数の平面アンテナが統合されて使用される。
このような事例としては、例えば、1枚の誘電体基板上にGPS用アンテナ及びVICS用アンテナの各アンテナエレメントを並べて配置し、これらの各アンテナエレメントの給電ピンを1本の伝送線に接続することでコンパクト化を図るものがある(例えば、特許文献1参照。)。
The antennas included in these in-vehicle information devices are used by integrating a plurality of planar antennas having different frequency bands because of the limitation of being in-vehicle.
As an example of this, for example, the antenna elements for GPS and VICS are arranged side by side on a single dielectric substrate, and the feed pins of these antenna elements are connected to one transmission line. There is a thing which aims at compactness by this (for example, refer patent document 1).
また、GPS用アンテナ及びVICS用アンテナに加えて、ETC用アンテナまで含めて統合し、コンパクト化を実現するものも考案されている。(例えば、特許文献2参照。)。 In addition to the GPS antenna and the VICS antenna, an ETC antenna is integrated to realize a compact size. (For example, refer to Patent Document 2).
ところで、これらのアンテナには小型化が容易であるという利点から誘電体基板上に放射電極を配置したものが使用されることがある。特に、GPS用アンテナやETC用アンテナについては円偏波の電波を送受信することから、誘電体基板上に面状の放射電極を配置した平面パッチアンテナが使用される場合が多い。また、VICS用アンテナについても小型化を考慮して、誘電体基板上に面状の放射電極を配置した平面パッチアンテナが用いられる場合がある。 By the way, for these antennas, antennas having a radiation electrode arranged on a dielectric substrate may be used because of the advantage of being easily miniaturized. In particular, a GPS antenna or an ETC antenna transmits and receives circularly polarized radio waves, and thus a flat patch antenna having a planar radiation electrode disposed on a dielectric substrate is often used. In consideration of miniaturization, a VICS antenna may be a planar patch antenna in which planar radiation electrodes are arranged on a dielectric substrate.
誘電体基板上に面状の放射電極を配置した平面パッチアンテナの構造として従来は図3に示すような構造が多く用いられている。
図3は、従来の平面パッチアンテナを側面から見た構造を示す断面図である。
Conventionally, a structure as shown in FIG. 3 is often used as a structure of a planar patch antenna in which planar radiation electrodes are arranged on a dielectric substrate.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a structure of a conventional planar patch antenna as viewed from the side.
図3に示す平面パッチアンテナは、まず、アンテナ単体として、回路基板110と、回路基板110の表面上に形成された接地導体111と、接地導体111の表面上に積層された誘電体112と、誘電体112の表面上に形成された放射素子113と、誘電体112を垂直に貫通するスルーホール114と、スルーホール114の直下の回路基板110の一部に形成されたマイクロストリップライン115と、放射素子113とマイクロストリップライン115とを電気的に接続する給電ピン117と、を備えて構成される。
The planar patch antenna shown in FIG. 3 includes, as a single antenna, a
また、伝送ケーブルとして、同軸ケーブル120を接続する。
高周波で用いられる小型アンテナでは、該小型アンテナの信号線路となるマイクロストリップライン115と他の機器へ接続するための同軸ケーブル120との接続加工にあたって、該小型アンテナの高周波特性に悪影響を与えない接続方法を採用する必要がある。
In addition, a
In a small antenna used at a high frequency, a connection that does not adversely affect the high frequency characteristics of the small antenna when the
同軸ケーブル120は、マイクロストリップライン115と電気的に接続された中心導体121と、接地導体111と電気的に接続された外導体122(シールド線)と、外導体122を被覆する被覆123を備える。接地導体111と電気的に接続された接地導体118を回路基板110のマイクロストリップライン115と同じ面に設け、これと外導体122を半田付部129を介して固定することによって、接地導体111と外導体122の間のインピ−ダンスを極力抑えるようになっている。
The
上記の通り、小型アンテナと同軸ケーブルとの接続は、一般的にはマイクロストリップライン上に同軸ケーブルの中心導体を半田付けする方法がとられるが、この場合、中心導体を半田で完全に覆うことで正確な高周波的接続が実現できる。
ところで、上記背景技術で述べた従来の小型アンテナにあっては、車載等を目的としたコンパクトな収納ボックス内への収納が容易ではないという問題点があった。
即ち、収納ボックスがコンパクトなものの場合、ボックス内での給電用同軸ケ−ブルを配策するためのスペ−スが限定されるため、特にアンテナ近傍において小さい曲げ半径で曲げることが必要になる場合がある。
By the way, the conventional small antenna described in the background art has a problem that it is not easy to be housed in a compact storage box intended for in-vehicle use.
That is, when the storage box is compact, the space for arranging the coaxial cable for feeding in the box is limited, so that it is necessary to bend with a small bending radius particularly in the vicinity of the antenna. There is.
従来の回路基板と同軸ケ−ブルの固定方法では、回路基板110平面と平行な方向にはある程度の自由度があるが、垂直な方向は同軸ケ−ブル120の外導体122を接地導体に密接して固定するため、自由度がない。そのため、アンテナ近傍に収納ボックスの内壁130等の存在により、同軸ケ−ブルを回路基板110平面に対して垂直な成分を含む方向に曲げる場合には曲げ角度が大きくなり、その結果として極端に小さい曲げ半径になる場合が生じる。ところが同軸ケ−ブルをある程度以下の曲げ半径で曲げると、分布定数線路としての均一性に乱れが生じて、S/N比の劣化を招くことがある。
In the conventional fixing method of the circuit board and the coaxial cable, there is a certain degree of freedom in the direction parallel to the plane of the
また、マイクロストリップラインと同軸ケーブルの中心導体との接続加工においても、中心導体の接続状態が不適切であったり、半田付けに用いる半田量が不足していた場合には、小型アンテナの高周波特性に悪影響を与える恐れがある。 Also, in connection processing between the microstrip line and the center conductor of the coaxial cable, if the connection state of the center conductor is inappropriate or the amount of solder used for soldering is insufficient, the high-frequency characteristics of the small antenna May adversely affect
このように、マイクロストリップラインと同軸ケーブルとの接続部の状態や半田付けに用いる半田量等といった接続加工条件が明確に規定されていないため、接続加工条件によって小型アンテナの高周波特性が変動してしまうといった課題がある。 As described above, since the connection processing conditions such as the state of the connection portion between the microstrip line and the coaxial cable and the amount of solder used for soldering are not clearly defined, the high frequency characteristics of the small antenna fluctuate depending on the connection processing conditions. There is a problem such as.
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、特に小型アンテナの同軸ケ−ブル固定部近傍にて同軸ケ−ブルを回路基板に対して垂直な方向に曲げる場合に、ある程度以上の曲げ半径を確保することができる小型アンテナを提供することを目的としている。
また、マイクロストリップラインとケーブルとの接続加工に関して、小型アンテナの高周波特性に悪影響を与えない接続加工条件を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and particularly when the coaxial cable is bent in the direction perpendicular to the circuit board in the vicinity of the coaxial cable fixing portion of the small antenna. An object of the present invention is to provide a small antenna capable of securing a bending radius of a certain degree or more.
It is another object of the present invention to provide connection processing conditions that do not adversely affect the high-frequency characteristics of a small antenna with respect to connection processing between a microstrip line and a cable.
上述した問題点を解決するために、この発明の小型アンテナの第1の態様は、給電用回路が設けられた回路基板と、該回路基板上に固定され前記給電用回路を介して給電されるアンテナ素子を備えたアンテナにおいて、前記給電電極に接続される給電用同軸ケ−ブルが、前記回路基板上の接地導体と電気的に接続されている台座を介して、前記給電電極に対して平行でない所定の角度をもって回路基板上に固定されている、ことを特徴とする小型アンテナである。 In order to solve the above-described problems, a first aspect of the small antenna according to the present invention includes a circuit board provided with a power feeding circuit, and a power supplied through the power feeding circuit fixed on the circuit board. In an antenna including an antenna element, a feeding coaxial cable connected to the feeding electrode is parallel to the feeding electrode via a pedestal electrically connected to a ground conductor on the circuit board. It is a small antenna characterized by being fixed on the circuit board at a predetermined angle.
このように構成することにより、同軸ケ−ブルが所望の曲げ方向に向かって予めある程度の角度をもって固定されているため、アンテナ近傍で同軸ケ−ブルを曲げる場合でもある程度以上の曲げ半径を確保することができる。 With this configuration, since the coaxial cable is fixed in advance at a certain angle in a desired bending direction, even when the coaxial cable is bent near the antenna, a certain bending radius is ensured. be able to.
この発明の小型アンテナの第2の態様は、前記給電電極は、前記回路基板の前記アンテナ素子と対向する面の反対側の面に設けられていることを特徴とする小型アンテナである。 According to a second aspect of the small antenna of the present invention, the power feeding electrode is provided on a surface of the circuit board opposite to the surface facing the antenna element.
このように構成することにより、同軸ケ−ブルがアンテナの放射特性に影響を与えることを防ぐことができる。 With this configuration, the coaxial cable can be prevented from affecting the radiation characteristics of the antenna.
この発明の小型アンテナの第3の態様は、前記給電用同軸ケ−ブルの外導体と前記回路基板上の接地導体が前記台座を介して電気的に接続されていることを特徴とする小型アンテナである。 According to a third aspect of the small antenna of the present invention, the outer conductor of the feeding coaxial cable and the ground conductor on the circuit board are electrically connected via the pedestal. It is.
このように構成することにより、同軸ケ−ブルを回路基板平面に対して所定の角度をもって固定することができるとともに、台座を介して同軸ケ−ブルの外導体と回路基板の接地導体を電気的に接続することができ、別体の接続手段を設ける必要が無い。 With this configuration, the coaxial cable can be fixed at a predetermined angle with respect to the circuit board plane, and the outer conductor of the coaxial cable and the ground conductor of the circuit board are electrically connected via the pedestal. There is no need to provide a separate connection means.
この発明の小型アンテナの第4の態様は、前記給電用同軸ケ−ブルの前記台座に固定されている部分の中心軸と、前記台座と前記給電電極の間に位置する前記給電用同軸ケ−ブルの中心導体の中心軸が略同一であることを特徴とする小型アンテナである。 According to a fourth aspect of the small antenna of the present invention, the feeding coaxial cable is located between the central axis of the feeding coaxial cable fixed to the pedestal and between the pedestal and the feeding electrode. The small antenna is characterized in that the central axes of the central conductors of the bull are substantially the same.
このように構成することにより、同軸ケ−ブルの中心導体が曲げ応力が残った状態で給電電極と接続されるおそれが無くなるため、接続部の信頼性が向上する。 By configuring in this way, there is no possibility that the central conductor of the coaxial cable is connected to the power supply electrode in a state where bending stress remains, so that the reliability of the connection portion is improved.
この発明の小型アンテナの第5の態様は、前記給電電極に表面がメタライズされた凹部を備え、前記凹部に前記中心導体の先端部分が挿入されていることを特徴とする小型アンテナである。 A fifth aspect of the small antenna according to the present invention is a small antenna characterized in that the feeding electrode includes a concave portion whose surface is metallized, and a tip portion of the central conductor is inserted into the concave portion.
このように構成することにより、同軸ケ−ブルの中心導体が給電電極に対して角度を有する構成であっても、中心導体と半田との間に充分な接触面積を確保することができ、中心導体と給電電極の接続部の信頼性を向上させることができる。 With this configuration, even when the central conductor of the coaxial cable has an angle with respect to the feeding electrode, a sufficient contact area can be ensured between the central conductor and the solder. The reliability of the connection portion between the conductor and the feeding electrode can be improved.
この発明の小型アンテナの第6の態様は、前記凹部が前記回路基板を貫通するスル−ホ−ルであることを特徴とする小型アンテナである。 A sixth aspect of the small antenna according to the present invention is a small antenna characterized in that the concave portion is a through hole penetrating the circuit board.
このように構成することにより、容易に凹部を形成することができる。 By comprising in this way, a recessed part can be formed easily.
この発明の小型アンテナの第7の態様は、前記給電電極がマイクロストリップラインによって構成されていることを特徴とする小型アンテナである。 According to a seventh aspect of the small antenna of the present invention, the small antenna is characterized in that the feeding electrode is constituted by a microstrip line.
このように構成することにより、同軸ケ−ブルの中心導体と給電電極の接続部を給電ピンから離れた位置に配置することができるため、設計の自由度を増すことができる。 By configuring in this way, the connecting portion between the central conductor of the coaxial cable and the feeding electrode can be arranged at a position away from the feeding pin, so that the degree of freedom in design can be increased.
この発明のマイクロストリップラインとケーブルとの接続方法の第1の態様は、前記中心導体の先端部分が、前記マイクロストリップラインに備えられた前記スルーホールに挿入され、前期スルーホール表面の穴がふさがれるよう半田付けされることを特徴とするマイクロストリップラインとケーブルとの接続方法である。 In a first aspect of the method for connecting a microstrip line and a cable according to the present invention, the tip portion of the center conductor is inserted into the through hole provided in the microstrip line, and the hole on the surface of the previous through hole is blocked. The method of connecting the microstrip line and the cable is characterized in that soldering is performed.
このような方法により、前記中心導体を前記マイクロストリップラインに確実に接続することができる。 By such a method, the center conductor can be reliably connected to the microstrip line.
この発明のマイクロストリップラインとケーブルとの接続方法の第2の態様は、前記半田付けに使用される半田量が、前記スルーホールの空洞部の体積に対し150vol%以上であることを特徴とするマイクロストリップラインとケーブルとの接続方法である。 According to a second aspect of the method for connecting a microstrip line and a cable according to the present invention, the amount of solder used for the soldering is 150 vol% or more with respect to the volume of the cavity of the through hole. This is a method of connecting a microstrip line and a cable.
このような方法により、安定した半田付けが行えるだけでなく、半田付けに使用される半田量の過不足を無くすことができる。 By such a method, not only stable soldering can be performed, but also the excess and deficiency of the amount of solder used for soldering can be eliminated.
この発明のマイクロストリップラインとケーブルとの接続方法の第3の態様は、前記スルーホールの断面形状が、円形または楕円形であることを特徴とするマイクロストリップラインとケーブルとの接続方法である。 A third aspect of the method for connecting a microstrip line and a cable according to the present invention is a method for connecting a microstrip line and a cable, wherein a cross-sectional shape of the through hole is a circle or an ellipse.
このような方法により、前記マイクロストリップラインと前記中心導体との接続加工のばらつきを低減することができる。 By such a method, the dispersion | variation in the connection process of the said microstrip line and the said center conductor can be reduced.
この発明のマイクロストリップラインとケーブルとの接続方法の第4の態様は、前記スルーホールの断面の長軸が、前記中心導体の中心軸と略同一方向であることを特徴とするマイクロストリップラインとケーブルとの接続方法である。 According to a fourth aspect of the method for connecting the microstrip line and the cable of the present invention, the long axis of the cross-section of the through hole is substantially in the same direction as the central axis of the central conductor. It is a connection method with a cable.
このような方法により、前記中心導体が前記スルーホールに挿入される長さを長くすることができ、小型アンテナの高周波特性に悪影響を与えないようにすることができる。 By such a method, the length in which the central conductor is inserted into the through hole can be increased, and the high frequency characteristics of the small antenna can be prevented from being adversely affected.
この発明のマイクロストリップラインとケーブルとの接続方法の第5の態様は、前記スルーホールの断面形状が、短径と長径との比が略1:3の楕円形であることを特徴とするマイクロストリップラインとケーブルとの接続方法である。 According to a fifth aspect of the method for connecting a microstrip line and a cable according to the present invention, the cross-sectional shape of the through hole is an ellipse having a ratio of a minor axis to a major axis of approximately 1: 3. This is a method of connecting a stripline and a cable.
このような方法により、前記マイクロストリップラインと前記中心導体との接続加工のばらつきをさらに低減することができる。 By such a method, the dispersion | variation in the connection process of the said microstrip line and the said center conductor can further be reduced.
この発明のマイクロストリップラインとケーブルとの接続方法の第6の態様は、前記スルーホールの断面の直径が、前記中心導体の直径よりも大きいことを特徴とするマイクロストリップラインとケーブルとの接続方法である。 According to a sixth aspect of the method of connecting the microstrip line and the cable according to the present invention, the diameter of the cross-section of the through hole is larger than the diameter of the central conductor. It is.
このような方法により、前記マイクロストリップラインと前記中心導体との接続加工が容易に行えるようになる。 By such a method, it becomes possible to easily connect the microstrip line and the central conductor.
この発明のマイクロストリップラインとケーブルとの接続方法の第7の態様は、前記中心導体が、前記スルーホールの壁面まで挿入されて半田付けされる
ことを特徴とするマイクロストリップラインとケーブルとの接続方法である。
According to a seventh aspect of the method of connecting the microstrip line and the cable according to the present invention, the center conductor is inserted and soldered to the wall surface of the through hole. Is the method.
このような方法により、前記マイクロストリップラインと前記中心導体との接続状態のばらつきを低減することができる。 By such a method, the dispersion | variation in the connection state of the said microstrip line and the said center conductor can be reduced.
この発明のマイクロストリップラインとケーブルとの接続方法の第8の態様は、高周波信号が導通されるマイクロストリップラインと同軸ケーブルとの接続方法に適用されることを特徴とするマイクロストリップラインとケーブルとの接続方法である。 An eighth aspect of the method for connecting a microstrip line and a cable according to the present invention is applied to a method for connecting a microstrip line through which a high-frequency signal is conducted and a coaxial cable. This is the connection method.
このような方法により、小型アンテナに限らず、高周波信号が導通される回路機器のマイクロストリップラインと同軸ケーブルとの接続加工を高周波特性に悪影響を与えないように行うことができる。 By such a method, not only a small antenna but also a connection process between a microstrip line of a circuit device that conducts a high-frequency signal and a coaxial cable can be performed without adversely affecting the high-frequency characteristics.
以上説明したように、本発明の小型アンテナによれば、特にコンパクトなアンテナ収納ボックス内に配置して、アンテナ近傍において同軸ケ−ブルを回路基板に対して垂直な成分を有する方向に曲げる場合に対してもある程度以上の曲げ半径を確保することができ、その結果、同軸ケ−ブルの曲がり部におけるS/N比の劣化を抑えることができる。 As described above, according to the small antenna of the present invention, when the antenna is placed in a particularly compact antenna storage box and the coaxial cable is bent in a direction having a component perpendicular to the circuit board in the vicinity of the antenna. On the other hand, a bending radius of a certain degree or more can be secured, and as a result, deterioration of the S / N ratio at the bent portion of the coaxial cable can be suppressed.
また、本発明のマイクロストリップラインとケーブルとの接続方法によれば、小型アンテナの高周波特性に悪影響を与えることなく、接続状態のばらつきが少ない確実な接続加工を行うことができる。 Further, according to the method for connecting the microstrip line and the cable of the present invention, it is possible to perform reliable connection processing with little variation in the connection state without adversely affecting the high frequency characteristics of the small antenna.
以下、本発明の小型アンテナの最良の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る小型アンテナである平面アンテナを側面から見た構造を示す断面図である。
Hereinafter, the best mode for carrying out the small antenna of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure of a planar antenna, which is a small antenna according to an embodiment of the present invention, as viewed from the side.
図1に示すように、本実施形態に係る小型アンテナ(平面アンテナ)は、回路基板10と、回路基板10の表面上に薄膜として形成された接地導体11と、接地導体11の表面上に積層された誘電体12と、誘電体12の表面上に形成された放射素子13と、誘電体12を垂直に貫通するスルーホール14と、スルーホール14の直下の回路基板10の一部に形成されたマイクロストリップライン15と、マイクロストリップライン15の一部を貫通するスルーホール16と、放射素子13とマイクロストリップライン15とを電気的に接続する給電ピン17と、回路基板10の接地導体18と後述する同軸ケーブル20の外導体22とを電気的に接続するための台座即ち取付金具31とを備えて構成される。接地導体18は接地導体11と電気的に接続されている。また、同軸ケ−ブル20の中心導体21の先端は回路基板10に設けられたスル−ホ−ル内に挿入され、半田部19にてマイクロストリップライン15と接続される。
As shown in FIG. 1, the small antenna (planar antenna) according to this embodiment includes a
この小型アンテナ(平面アンテナ)は、前述のETC用アンテナ、GPS用アンテナ、またはVICS用アンテナであってもよい。また、コンパクトなアンテナ収容ボックス内に併設されるETC用アンテナ、GPS用アンテナ、またはVICS用アンテナであってもよい。 The small antenna (planar antenna) may be the aforementioned ETC antenna, GPS antenna, or VICS antenna. Further, it may be an ETC antenna, a GPS antenna, or a VICS antenna provided in a compact antenna housing box.
誘電体12には、セラミックス等から成る誘電体基板を使用することができる。一般的にはこの誘電体12の誘電率が高い程、アンテナ単体を小型化することができる。
As the dielectric 12, a dielectric substrate made of ceramics or the like can be used. In general, the higher the dielectric constant of the
取付金具31は、放射素子13の表面が水平にされた図1に示す状態では、同軸ケーブル20の延長方向が斜め下方となるように同軸ケーブル20の外導体22を保持する。
In the state shown in FIG. 1 where the surface of the radiating
取付金具31が、同軸ケーブル20の外導体22を保持する部分は、外導体22を釣り下げるハンガー構造であってもよいし、外導体22を通した後で全体をかしめることができるリング構造であってもよい。また、外導体22との半田付けが可能な単なる平板であってもよい。
The portion of the mounting
取付金具31を、このような構成としたので、収納ボックスの内壁等の近傍にて回路基板に対して垂直な方向或いは垂直な方向を成分として含む方向に同軸ケ−ブル20を曲げる際に曲げ角度を小さくすることができ、その結果同軸ケ−ブル20に加えられる曲げ半径を図3の場合に比較して大きくすることができる。これにより、アンテナ収納ボックス内での同軸ケーブル20の配設結果が、アンテナ特性にまで影響を与えることを抑止することができる。
Since the mounting
なお、マイクロストリップライン15のスルーホール16に挿入される中心導体21は、挿入後にマイクロストリップライン15と半田付けすることも可能である。
The
図2は、マイクロストリップのスルーホールの断面形状を示す説明図である。スル−ホ−ルは一般的には円形の貫通孔であるが、必ずしもこれに限定されるものではない。 FIG. 2 is an explanatory view showing the cross-sectional shape of the through hole of the microstrip. The through hole is generally a circular through hole, but is not necessarily limited thereto.
図3のように中心導体121を曲げてマイクロストリップライン115に接触させ、接触部を半田付けする方法では、曲がりを与えるという作業が必要になるばかりでなく、曲がりが不適切な場合には中心導体121とマイクロストリップライン115の接続部に応力が残る場合がある。
これに対して本発明では中心導体21をまっすぐな状態にしたまま、マイクロストリップライン15と接続することで、接続部に中心導体21からの応力が加えられず、且つ半田との接触面積を十分に確保することができる。
In the method of bending the
On the other hand, in the present invention, by connecting the
尚、取付金具31等を使用して同軸ケ−ブルの外導体22と回路基板の接地導体18を電気的に接続すると、この間にわずかではあるがインピ−ダンスが生じる。従って、マイクロストリップライン15の特性インピ−ダンスを同軸ケ−ブルの特性インピ−ダンスと等しい値に設定すると、わずかながらインピ−ダンス不整合が生じる。
よって、マイクロストリップライン15は外導体22と接地導体18間のインピ−ダンスを考慮して設計することが望ましい。
If the
Therefore, it is desirable to design the
次に、本発明のマイクロストリップラインとケーブルとの接続方法について、図面を参照して以下に詳細に説明する。
本発明のマイクロストリップラインとケーブルとの接続方法は、小型アンテナの高周波特性に悪影響を与えない接続加工条件を規定した好適な接続方法を提供するものである。
Next, a method for connecting a microstrip line and a cable according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The method for connecting a microstrip line and a cable according to the present invention provides a suitable connection method that defines connection processing conditions that do not adversely affect the high-frequency characteristics of a small antenna.
図4は、マイクロストリップライン15上に形成されたスルーホール16に、同軸ケーブル20の中心導体21を挿入し、これを半田付けする方法を説明する図である。スルーホール16に収納された中心導体21の先端部分は、半田部19でスルーホール16の内部に堅固に半田付けされている。該半田付けには、スルーホール16の表面の穴を確実にふさぐに十分な量の半田が使用される。
FIG. 4 is a diagram for explaining a method of inserting the
このように、スルーホール16の内部に中心導体21の先端部分を挿入し、十分な量の半田部19で半田付けすることにより、マイクロストリップライン15と中心導体21との接続を確実に行うことができる。
Thus, the
本発明のマイクロストリップラインとケーブルとの接続方法では、マイクロストリップライン15と中心導体21との接続をより確実に行うために、図4に示すように、スルーホール16の断面の直径を、中心導体21の直径よりも大きくし、中心導体21の先端部分をスルーホール16に挿入しやすくしている。これによって、半田付けの作業性が向上する。
In the method of connecting a microstrip line and a cable according to the present invention, in order to more reliably connect the
また、中心導体21の先端部分をスルーホール16の壁面まで挿入した状態で半田付けするのが好ましい。これによって、マイクロストリップライン15と中心導体21との接触面積を大きくすることができるだけでなく、マイクロストリップライン15と中心導体21との接続状態のばらつきを低減することができる。
Further, it is preferable to solder the
前記半田付けにおいて、スルーホール16の表面の穴をふさぐように半田付けした場合と、前記穴をふさがないで半田付けした場合とで、アンテナ特性に与える影響がどのように異なるかを図5を用いて説明する。
FIG. 5 shows how the influence on the antenna characteristics is different between the case where soldering is performed so as to block the hole on the surface of the through
図5は、前記半田付けによってスルーホール16の表面の穴をふさいだ場合とふさがない場合とのそれぞれのアンテナ反射係数を比較したものである。同図では、縦軸の反射係数を、前記穴をふさいだ場合の反射係数の値からの変化量で示している。
FIG. 5 compares the antenna reflection coefficients when the hole on the surface of the through
図5より、前記半田付けによってスルーホール16の表面の穴をふさいだ場合と比較して、前記穴をふさがない場合には反射係数が増大している。すなわち、半田付けによって前記穴をふさがない場合には、反射損失が増え、アンテナ利得が低下してしまうという結果になる。このような問題を解消するために、本発明のマイクロストリップラインとケーブルとの接続方法では、スルーホール16の表面の穴をふさぐように半田付けを行わせるものとしている。
As shown in FIG. 5, the reflection coefficient is increased when the hole is not blocked as compared with the case where the hole on the surface of the through
つぎに、半田付けに使用される半田の量と前記反射係数との関係を、図6を用いて説明する。同図において、横軸は半田の量をスルーホール16の空洞部の体積に対する割合(パーセント)で表しており、縦軸はアンテナ反射係数を表している。
Next, the relationship between the amount of solder used for soldering and the reflection coefficient will be described with reference to FIG. In the figure, the horizontal axis represents the amount of solder as a ratio (percent) to the volume of the cavity of the through
図6より、スルーホール16の空洞部の体積に比べて半田付けに使用する半田の量が少ないと、反射係数が大きくなってしまうことが確認できる。また、半田の量を増やすにつれて反射係数は低下していくが、150vol%以上では、反射係数がほとんど変化しなくなっている。
From FIG. 6, it can be confirmed that when the amount of solder used for soldering is smaller than the volume of the hollow portion of the through
図6に示すような半田の量と反射係数との関係に基づいて、本発明のマイクロストリップラインとケーブルとの接続方法では、半田の量をスルーホール16の空洞部の体積に対し150vol%以上とするものとしている。このように半田部31の半田量を規定することにより、安定した半田付けが行えるだけでなく、半田付けに使用される半田量の過不足を無くすことができる。
Based on the relationship between the amount of solder and the reflection coefficient as shown in FIG. 6, in the method for connecting the microstrip line and the cable of the present invention, the amount of solder is 150 vol% or more with respect to the volume of the cavity of the through
つぎに、マイクロストリップライン15上に形成されたスルーホール16の断面の好ましい形状について、図面を用いて以下で説明する。
Next, a preferable shape of the cross-section of the through
同軸ケーブル20の中心導体21との接続加工のばらつきをできるだけ低減するために、スルーホール16の断面形状を円形または楕円形とするのが好ましく、より好ましくは円形よりも楕円形とするのがよい。スルーホール16の断面を楕円形状とすることで、高周波特性に好ましい効果を与えることができる。その一例として、アンテナの接続接続に適用された場合には、アンテナの帯域幅が広くなるという効果が得られる。
In order to reduce variations in connection processing with the
スルーホール16の断面形状がアンテナのVSWR特性に与える効果を、図7を用いて説明する。同図は、スルーホール16の断面形状とVSWRの帯域幅との関係を示す図であり、縦軸はVSWRが2以下となる帯域幅を比帯域(%)で表したものである。
The effect of the cross-sectional shape of the through
図7より、スルーホール16を設けない場合(同図の「穴なし」のケース)に比べて、断面が円形(同図の「丸穴」のケース)または楕円形(同図の「長穴」のケース)のスルーホール16を設けた方が比帯域が大きくなっている。よって、マイクロストリップライン15上に断面が円形または楕円形のスルーホール16を形成し、該スルーホールに同軸ケーブル20の中心導体21を半田付けすることで、アンテナ特性を広帯域化できるといったすぐれた効果が得られる。
From FIG. 7, the cross section is circular (the case of “round hole” in the figure) or elliptical (the “long hole” in the figure), compared with the case where the through
スルーホールの断面形状を楕円形とする場合は、該楕円形の長軸を中心導体21の中心軸と略同一方向とするのがよい。これにより、中心導体21がスルーホール16の内部に挿入される長さを長くすることができ、アンテナの高周波特性に悪影響を与えないようにすることができる。
In the case where the cross-sectional shape of the through hole is an ellipse, the major axis of the ellipse is preferably in the same direction as the central axis of the
また図7より、スルーホール16の断面形状を、短径と長径との比が略1:3の楕円形とするのが好ましい。スルーホール16の断面形状をこのような楕円形とすることにより、マイクロストリップライン15と同軸ケーブル20の中心導体21との接続加工のばらつきをさらに低減することができる。
From FIG. 7, it is preferable that the cross-sectional shape of the through
上記で説明した本発明のマイクロストリップラインとケーブルとの接続方法は、小型アンテナに限らず、高周波信号が導通されるマイクロストリップラインと同軸ケーブルとの接続方法に適用することができる。 The connection method between the microstrip line and the cable of the present invention described above is not limited to a small antenna, but can be applied to a connection method between a microstrip line through which a high-frequency signal is conducted and a coaxial cable.
10、110 回路基板
11、111 接地導体
12、112 誘電体
13、113 放射素子
14、114 スルーホール(誘電体側)
15、115 マイクロストリップライン
16 スルーホール(回路基板側)
17、117 給電ピン
18、118 接地導体
19、119 半田部
20、120 同軸ケーブル
21、121 中心導体
22、122 外導体
23、123 被覆
30、130 収納ボックスの内壁
31 取付金具
129 半田部
10, 110
15, 115
17, 117
Claims (15)
前記給電電極に接続される給電用同軸ケ−ブルが、前記回路基板上の接地導体と電気的に接続されている台座を介して、前記給電電極に対して平行でない所定の角度をもって回路基板上に固定されている、
ことを特徴とする小型アンテナ。 An antenna including a circuit board provided with a power feeding circuit, and an antenna element fixed on the circuit board and fed through the power feeding circuit;
A power supply coaxial cable connected to the power supply electrode is mounted on the circuit board at a predetermined angle not parallel to the power supply electrode via a pedestal electrically connected to a ground conductor on the circuit board. Fixed to the
A small antenna characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載の小型アンテナ。 The power supply electrode is provided on a surface opposite to a surface facing the radiation element of the circuit board.
The small antenna according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の小型アンテナ。 An outer conductor of the power feeding coaxial cable and a ground conductor on the circuit board are electrically connected via the pedestal;
The small antenna according to claim 1, wherein the antenna is a small antenna.
ことを特徴とする請求項1から請求項3の何れか1項に記載の小型アンテナ。 The central axis of the portion of the feeding coaxial cable fixed to the pedestal and the central axis of the central conductor of the feeding coaxial cable located between the pedestal and the feeding electrode are substantially the same. ,
The small antenna according to any one of claims 1 to 3, wherein the small antenna is provided.
前記凹部に前記中心導体の先端部分が挿入されている、
ことを特徴とする請求項1から請求項4の何れか1項に記載の小型アンテナ。 The power supply electrode has a recess whose surface is metallized,
The tip portion of the central conductor is inserted into the recess,
The small antenna according to any one of claims 1 to 4, wherein the antenna is a small antenna.
ことを特徴とする請求項5に記載の小型アンテナ。 The recess is a through hole penetrating the circuit board;
The small antenna according to claim 5.
ことを特徴とする請求項1から請求項6の何れか1項に記載の小型アンテナ。 The feeding electrode is constituted by a microstrip line;
The small antenna according to claim 1, wherein the antenna is a small antenna.
前期スルーホール表面の穴がふさがれるよう半田付けされる
ことを特徴とするマイクロストリップラインとケーブルとの接続方法。 The tip portion of the center conductor is inserted into the through hole provided in the microstrip line,
A method of connecting a microstrip line and a cable, wherein soldering is performed so that the hole on the surface of the previous through hole is blocked.
ことを特徴とする請求項8に記載のマイクロストリップラインとケーブルとの接続方法。 The method for connecting a microstrip line and a cable according to claim 8, wherein the amount of solder used for the soldering is 150 vol% or more with respect to the volume of the cavity of the through hole.
ことを特徴とする請求項8または請求項9に記載のマイクロストリップラインとケーブルとの接続方法。 The method for connecting a microstrip line and a cable according to claim 8 or 9, wherein a cross-sectional shape of the through hole is a circle or an ellipse.
ことを特徴とする請求項10に記載のマイクロストリップラインとケーブルとの接続方法。 The method of connecting a microstrip line and a cable according to claim 10, wherein a major axis of a cross section of the through hole is substantially in the same direction as a central axis of the central conductor.
ことを特徴とする請求項10に記載のマイクロストリップラインとケーブルとの接続方法。 The method for connecting a microstrip line and a cable according to claim 10, wherein a cross-sectional shape of the through hole is an ellipse having a ratio of a minor axis to a major axis of approximately 1: 3.
ことを特徴とする請求項8から請求項12のいずれか1項に記載のマイクロストリップラインとケーブルとの接続方法。 The method of connecting a microstrip line and a cable according to any one of claims 8 to 12, wherein a diameter of a cross section of the through hole is larger than a diameter of the central conductor.
ことを特徴とする請求項8から請求項13のいずれか1項に記載のマイクロストリップラインとケーブルとの接続方法。 The method of connecting a microstrip line and a cable according to any one of claims 8 to 13, wherein the central conductor is inserted and soldered to a wall surface of the through hole.
ことを特徴とする請求項8から請求項14のいずれか1項に記載のマイクロストリップラインとケーブルとの接続方法。 The method for connecting a microstrip line and a cable according to any one of claims 8 to 14, wherein the method is applied to a method for connecting a microstrip line through which a high-frequency signal is conducted and a coaxial cable.
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WO2008136308A1 (en) * | 2007-04-27 | 2008-11-13 | Nec Corporation | Feed device |
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2005
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