特許 6334368 アンテナ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6334368

(24)【登録日】2018年5月11日

(45)【発行日】2018年5月30日

(54)【発明の名称】アンテナ装置

(51)【国際特許分類】

   H01Q 1/38 20060101AFI20180521BHJP

   H01Q 21/06 20060101ALI20180521BHJP

   H01Q 23/00 20060101ALI20180521BHJP

【ＦＩ】

   H01Q1/38

   H01Q21/06

   H01Q23/00

【請求項の数】3

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2014-228109(P2014-228109)

(22)【出願日】2014年11月10日

(65)【公開番号】特開2016-92726(P2016-92726A)

(43)【公開日】2016年5月23日

【審査請求日】2017年3月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】特許業務法人 志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 亮太

【審査官】 西村 純

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−２３９９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０９１８４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３４８７９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１２１８９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｑ １／００−２５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アンテナ素子と、前記アンテナ素子との間で信号を授受する送受信モジュールと、前記送受信モジュールを動作させる制御部と、が実装された複数の基板と、
前記基板の第１主面上において所定方向の少なくとも一端縁に配置され、前記制御部に対して電気的に接続される第１接続端子と、
前記基板の第２主面上において所定方向の少なくとも他端縁に配置され、前記制御部に対して電気的に接続される第２接続端子と、
を備え、
一の前記基板の前記第１接続端子と、他の前記基板の前記第２接続端子とが接続されて前記一の基板と前記他の基板とが互いに連結されるアンテナ装置。

【請求項2】

前記第１接続端子および前記第２接続端子のうち少なくとも一方は、接続金具を有し、
前記一の基板の前記第１接続端子と、前記他の基板の前記第２接続端子とは、前記接続金具を介して接続される請求項１に記載のアンテナ装置。

【請求項3】

前記接続金具は、弾性変形した状態で前記第１接続端子と前記第２接続端子とを接続する請求項２に記載のアンテナ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、アンテナ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

航空機や車両等に搭載され、無線通信やレーダ等に用いられるアクティブフェーズドアレイアンテナ（以下、「アンテナ装置」という。）がある。アンテナ装置は、アンテナ素子が実装された基板を備えている。アンテナ装置は、フレキシブル基板やコネクタ等を採用することにより、湾曲した筐体表面に沿って配置される。
しかしながら、上述のアンテナ装置においては、フレキシブル基板の採用や、コネクタ構造の追加等により、コストが増加する場合があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８−２５２３０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、様々な形状の部位に配置できる低コストなアンテナ装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態のアンテナ装置は、複数の基板と、第１接続端子と、第２接続端子と、を持つ。複数の基板には、アンテナ素子と、アンテナ素子との間で信号を授受する送受信モジュールと、送受信モジュールを動作させる制御部と、が実装されている。第１接続端子は、基板の第１主面上において所定方向の少なくとも一端縁に配置され、制御部に対して電気的に接続される。第２接続端子は、基板の第２主面上において所定方向の少なくとも他端縁に配置され、制御部に対して電気的に接続される。アンテナ装置は、一の基板の第１接続端子と、他の基板の第２接続端子とが接続されて一の基板と他の基板とが互いに連結される。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】第１の実施形態に係るアンテナ装置の斜視図。

【図2】アンテナモジュールの平面図。

【図3】アンテナモジュールの側面図。

【図4】アンテナモジュールの底面図。

【図5】第２接続端子の斜視図。

【図6】図１のＶＩ−ＶＩ線における断面図。

【図7】第１の実施形態の変形例に係るアンテナ装置の斜視図。

【図8】第２の実施形態に係るアンテナ装置の斜視図。

【図9】図８のＩＸ−ＩＸ線における断面図。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、実施形態のアンテナ装置を、図面を参照して説明する。

【0008】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るアンテナ装置の斜視図である。図２は、アンテナモジュールの平面図である。図３は、アンテナモジュールの側面図である。図４は、アンテナモジュールの底面図である。
図１に示すように、本実施形態のアンテナ装置１は、筐体２に取り付けられた複数のアンテナ複合ユニット１０を有する。筐体２は、例えば航空機の機体であって、表面が外部に向かって凸となる曲面状に形成されている。複数のアンテナ複合ユニット１０は、それぞれ筐体２の表面に沿うように配置される。複数のアンテナ複合ユニット１０は、スペーサ５を介して不図示のボルト等により筐体２に固定されている。

【0009】

図２〜４に示すように、アンテナ複合ユニット１０は、基板１１と、基板１１の裏面１１ｂ（請求項の「第１主面」に相当。）上に配置された第１接続端子１５と、基板１１の表面１１ａ（請求項の「第２主面」に相当。）上に配置された第２接続端子１６と、を有する。
基板１１は、基板本体と、不図示の配線とを有している。基板本体は、非導電性の例えば合成樹脂材料により形成された平面視長方形状の板部材である。配線は、例えば金属材料がパターニングされることにより形成されており、基板本体の表面や内部に設けられている。基板１１には、送受信の動作を行うアンテナ素子１２と、アンテナ素子１２との間で信号を授受する送受信モジュール１３と、送受信モジュール１３を動作させる制御部１４と、が実装されている。

【0010】

図２に示すように、アンテナ素子１２は、基板１１の表面１１ａ上において、所定の配列で配置されている。本実施形態では、複数のアンテナ素子１２が、基板１１の長手方向および短手方向に沿って、略等間隔に整列配置されている。
図２〜４に示すように、送受信モジュール１３は、基板１１の裏面１１ｂ上に所定の配列で配置されている。各送受信モジュール１３は、基板１１の表面１１ａ上に配置された複数のアンテナ素子１２の各別に対応する位置に配置されている。各送受信モジュール１３は、それに対応する位置に配置された基板１１の表面１１ａ上の各アンテナ素子１２と、不図示の配線により電気的に接続されている。
制御部１４は、基板１１の裏面１１ｂ上に所定の配列で配置されている。各制御部１４は、複数の送受信モジュール１３の各別に隣接して配置されている。各制御部１４は、それに対応する位置に配置された各送受信モジュール１３と、不図示の配線により電気的に接続されている。

【0011】

図４に示すように、第１接続端子１５は、基板１１の裏面１１ｂ上における基板１１の長手方向（請求項の「所定方向」に相当。以下、単に「長手方向」という。）の一端縁に配置されている。第１接続端子１５は、例えば銅箔等により形成された複数の電極膜１５ａが基板１１の短手方向に沿って並設された端子列である。第１接続端子１５は、制御部１４に対して不図示の配線により電気的に接続されている。

【0012】

図２に示すように、第２接続端子１６は、基板１１の表面１１ａ上における長手方向の他端縁に配置されている。第２接続端子１６は、第１接続端子１５と同様に、例えば銅箔等により形成された複数の電極膜１６ａが基板１１の短手方向に沿って並設された端子列である。第２接続端子１６は、第１接続端子１５と同様に、制御部１４（図４参照）に対して不図示の配線により電気的に接続されている。

【0013】

図５は、第２接続端子の斜視図である。
図５に示すように、第２接続端子１６は、複数の接続金具１７を有している。接続金具１７は、平板部１７ａと、基板１１から離間するように突出した湾曲部１７ｂと、が連接された導電性を有する板バネ状の部材である。接続金具１７は、第２接続端子１６の各電極膜１６ａ上に配置され、平板部１７ａが各電極膜１６ａに対して不図示のハンダ等により電気的に接続されている。このとき、接続金具１７は、湾曲部１７ｂが平板部１７ａに対して長手方向の他端側に位置するように配置されている。接続金具１７は、湾曲部１７ｂが基板１１の表面１１ａの法線方向に弾性変形可能となっている。

【0014】

図６は、図１のＶＩ−ＶＩ線における断面図である。
図１および図６に示すように、アンテナ装置１は、複数のアンテナ複合ユニット１０のうち、隣り合う一対のアンテナ複合ユニット１０の一方における一端縁と、他方における他端縁とが、重なるように配置されている。各アンテナ複合ユニット１０の第１接続端子１５と、隣り合うアンテナ複合ユニット１０の第２接続端子１６とは、接続金具１７を介して接続される。このとき、図６に示すように、接続金具１７は、弾性変形した状態で、所定の接圧により第１接続端子１５に対して電気的に接続される。これにより、一の基板１１の第１接続端子１５と、他の基板１１の第２接続端子１６とは、電気的に接続されるとともに、一の基板１１と他の基板１１とが互いに連結される。このとき、複数のアンテナ複合ユニット１０は、縦続接続されている。

【0015】

本実施形態によれば、アンテナ装置１は、各基板１１の裏面１１ｂ上において長手方向の一端縁に配置された第１接続端子１５と、各基板１１の表面１１ａ上において長手方向の他端縁に配置された第２接続端子１６と、を持つ。これにより、アンテナ装置１は、筐体２の表面に沿って配置された各基板１１の端縁同士を互いに重ねることで、コネクタを用いることなく各基板１１同士を電気的に接続させることができる。

【0016】

さらに、第２接続端子１６は、接続金具１７を有している。これにより、基板１１が曲面上に配置され、互いに連結する基板１１同士の重なり合う部分に隙間が生じる場合であっても、第１接続端子１５と第２接続端子１６とを確実に接続させることができる。

【0017】

さらに、接続金具１７は、弾性変形した状態で第１接続端子１５と第２接続端子１６とを接続している。これにより、連結された基板１１の相対位置が振動等により変位した場合でも、弾性変形した接続金具１７が更に弾性変形する、または復元することで、第１接続端子１５と第２接続端子１６との接続を維持することができる。

【0018】

以下、本実施形態のアンテナ装置の変形例について説明する。なお、上述した実施形態と同一部分については同一の符号を付して、説明を省略または簡略化する。
図７は、第１の実施形態の変形例に係るアンテナ装置の斜視図である。

【0019】

図１に示す実施形態では、アンテナ装置１は、筐体２の曲面状の表面に設けられていたが、これに限定されない。
図７に示すように、変形例に係るアンテナ装置１０１は、表面が平面状の筐体１０２に設けられてもよい。なお、この場合、複数のアンテナ複合ユニット１０は、基板１１が互いに平行となる状態で配置される。このため、アンテナ複合ユニット１０は、接続金具１７を介さない状態でも、第１接続端子１５と第２接続端子１６とを接触させ、電気的に接続させることができる。

【0020】

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態のアンテナ装置について説明する。なお、上述した実施形態と同一部分については同一の符号を付して、説明を省略または簡略化する。
図８は、第２の実施形態に係るアンテナ装置の斜視図である。図９は、図８のＩＸ−ＩＸ線における断面図である。
図８に示す第２の実施形態では、各アンテナ複合ユニット２１０が、それに連結する一対のアンテナ複合ユニット２１０における同一主面側に配置されている点で、図１に示す第１の実施形態と異なっている。

【0021】

図８および図９に示すように、アンテナ複合ユニット２１０は、基板１１の裏面１１ｂ上における長手方向の両端縁に一対の第１接続端子２１５を有する。また、アンテナ複合ユニット２１０は、基板１１の表面１１ａ上における長手方向の両端縁に一対の第２接続端子２１６を有する。

【0022】

各アンテナ複合ユニット２１０は、長手方向両側（以下、単に「両側」という。）に配置された一対のアンテナ複合ユニット２１０における同一主面側に配置されている。隣り合う一対のアンテナ複合ユニット２１０の一方は、一対の第１接続端子２１５が、両側に配置されたアンテナ複合ユニット２１０の第２接続端子２１６と接続している。また、隣り合う一対のアンテナ複合ユニット２１０の他方は、一対の第２接続端子２１６が、両側に配置されたアンテナ複合ユニット２１０の第１接続端子２１５と接続している。このとき、第１接続端子２１５と第２接続端子２１６とは、接続金具１７を介して接続されている。これにより各アンテナ複合ユニット２１０は、縦続接続される。
なお、本実施形態では、アンテナ装置２０１は、表面が平面状の筐体２０２に設けられているが、これに限定されず、表面が曲面状の筐体に設けられてもよい。

【0023】

なお、上記各実施形態では、接続金具１７が第２接続端子１６，２１６に取り付けられていたが、これに限定されない。例えば、接続金具１７は、第１接続端子１５，２１５に取り付けられてもよいし、第１接続端子１５，２１５および第２接続端子１６，２１６の両方に取り付けられてもよい。

【0024】

また、上記各実施形態では、接続金具１７が板バネ状に形成されていたが、これに限定されない。例えば、接続金具１７は、コイルバネ状であってもよい。また、接続金具１７は、基板１１の主面から突出する形状であれば、弾性変形しない部材であってもよい。

【0025】

また、上記各実施形態において図示した例では、アンテナ装置１，１０１，２０１は、３個のアンテナ複合ユニット１０，２１０が連結されていたが、これに限定されない。アンテナ装置は、２個以上のアンテナ複合ユニットが連結されることで、上記の作用効果を得ることができる。

【0026】

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、アンテナ装置は、各基板の裏面上において長手方向の少なくとも一端縁に配置された第１接続端子と、各基板の表面上において長手方向の少なくとも他端縁に配置された第２接続端子と、を持つことにより、筐体表面に沿って配置された各基板の端縁同士を互いに重ねることで、コネクタを用いることなく各基板同士を電気的に接続させることができる。したがって、様々な形状の部位に配置できる低コストなアンテナ装置を提供できる。

【0027】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0028】

１，１０１，２０１…アンテナ装置、１１…基板、１１ａ…基板の表面（第２主面）、１１ｂ…基板の裏面（第１主面）、１２…アンテナ素子、１３…送受信モジュール、１４…制御部、１５，２１５…第１接続端子、１６，２１６…第２接続端子、１７…接続金具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】