專利名稱：天線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種天線裝置，尤其涉及從人造衛(wèi)星接收GPS(GlobalPositioning System全球定位系統(tǒng))用信號的天線裝置。
背景技術(shù)：
近年來，出現(xiàn)了利用GPS的GPS設(shè)備，該GPS從人造衛(wèi)星接收含該人造衛(wèi)星軌道和時刻的數(shù)據(jù)等的電波信號，并根據(jù)接收信號電波的時間差對信號接收地點(diǎn)的地球上的位置進(jìn)行定位。這種GPS設(shè)備已在手機(jī)等可移動裝置及汽車等移動物體的位置測定中被廣泛使用。
這種GPS設(shè)備中，使用接收來自人造衛(wèi)星的電波的天線裝置。作為這種天線裝置，提出有將電路基板收納于殼體內(nèi)的結(jié)構(gòu)，所述電路基板安裝有接收人造衛(wèi)星的GPS用信號的GPS天線元件、和將GPS天線元件接收的GPS用信號放大并向同軸電纜輸出的信號接收電路部(例如，參照日本特開2000-101334號公報(圖1)、日本特開2001-332920號公報(圖7))。
然而，上述GPS用天線裝置的用途不僅僅局限于上述可移動裝置及移動物體的位置測定。
例如，如圖11所示，將天線裝置100安裝在室外的規(guī)定位置處設(shè)置的支柱200頂部，并且由同軸電纜400將天線裝置100與中繼站(基地局)300連接，由經(jīng)由同軸電纜400從天線裝置100得到的GPS用信號中取出時刻信號，也起到自行校正中繼站300自身運(yùn)行時間的作用(即取得中繼站300運(yùn)行時間同步用的時刻數(shù)據(jù)的用途)。除此之外，還可以通過利用天線裝置100接收的GPS用信號對規(guī)定位置進(jìn)行位置測定，測定地形等周圍環(huán)境的位置變化，以該位置的變化為基礎(chǔ)進(jìn)行地震預(yù)報等。
但是，如圖11所示，在將天線裝置100設(shè)置于室外規(guī)定位置的狀態(tài)下使用時，為了能夠接收來自人造衛(wèi)星的GPS信號而使用支柱200等將天線裝置100設(shè)于較高處。因此，天線裝置100容易招致雷擊。為此，在現(xiàn)有技術(shù)中，為了保護(hù)天線裝置100及中繼站300免受因所述雷擊而產(chǎn)生過大電流的損害，在同軸電纜400中設(shè)有避雷針或遠(yuǎn)方接地的抗雷電纜等抗雷電電涌設(shè)備500。
然而，上述抗雷電電涌設(shè)備500具有施工作業(yè)費(fèi)時、成本高且需很大的設(shè)置空間的問題，因此具有盡量回避這樣的設(shè)置的要求。
因此，提出有如下方案，如圖12A、圖12B所示，在上面安裝GPS天線元件102的同時在下面安裝有信號接收電路部103的電路基板101上，設(shè)置雷電電涌用的電涌吸收元件104。
電涌吸收元件104具有一對引線端子104a、104b，在其中一個引線端子104a與信號接收電路部103的輸出端連接、另一個引線端子104b與電路基板101的接地點(diǎn)(未圖示)連接的狀態(tài)下安裝在電路基板101上。
這樣，在天線裝置100的電路基板101上設(shè)有電涌吸收元件104時，因?yàn)樘炀€裝置100的耐雷電涌電性能提高，故可以減少抗雷電電涌設(shè)備500的數(shù)量。
然而，將電涌吸收元件104設(shè)置在天線裝置100上的情況下，會產(chǎn)生下面這樣的新問題。
即，電涌吸收元件104因?yàn)槭褂靡€端子104a、104b安裝在電路基板101上，所以在引線端子對104a、104b(尤其與信號接收電路部103的輸出端連接的那個引線端子104a)位于電路基板101的上面(即安裝GPS天線元件102的面)時，由于引線端子104a流過電流而產(chǎn)生磁場，會使GPS天線元件102接收到該磁場等引起的輻射干擾。若GPS天線元件102接收到輻射干擾信號，則輻射干擾信號疊加到GPS天線元件102輸出的電信號中，使電信號波形紊亂，由此使得GPS用信號的解調(diào)變得困難。
如上所述，在現(xiàn)有的天線裝置100中，在電路基板101中安裝作為抗雷電電涌對策的電涌吸收元件104時，在GPS天線元件102輸出的電信號中，會因設(shè)置電涌吸收元件104而混入輻射干擾信號。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型是為了解決上述技術(shù)問題而研發(fā)的，其的目的在于提供一種天線裝置，使輻射干擾信號不混入GPS天線元件的輸出中而可提高耐雷電電涌性能。
為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的天線裝置包括GPS天線元件；將上述GPS天線元件接收的GPS用信號放大并輸出的信號接收電路部；具有一對引線端子、并且其中一個引線端子與上述信號接收電路部的輸出端連接、另一個引線端子與接地點(diǎn)連接的電涌吸收元件；安裝有上述GPS天線元件、上述信號接收電路部及上述電涌吸收元件的電路基板，其中，在上述電路基板的安裝上述GPS天線元件的一面上設(shè)有金屬制的屏蔽罩，該屏蔽罩至少覆蓋位于上述電路基板的上述一面?zhèn)鹊纳鲜鲭娪课赵纳鲜鲆粋€引線端子。
本實(shí)用新型的天線裝置因?yàn)榫哂须娪课赵?，故可提高耐雷電電涌性能。而且，因?yàn)榻饘僦频钠帘握种辽俑采w位于安裝GPS天線元件的電路基板的一面?zhèn)鹊碾娪课赵钠渲幸粋€引線端子，故采用屏蔽罩可阻斷由于上述一個引線端子流經(jīng)電流而產(chǎn)生的磁場等引起的輻射干擾傳播至GPS天線元件。因此，可抑制因設(shè)置電涌吸收元件而引起的輻射干擾信號混入GPS天線元件輸出的電信號中，從而可充分地進(jìn)行GPS用信號的解調(diào)。
優(yōu)選地，上述電路基板具有分別插入上述電涌吸收元件的各引線端子的通孔，上述電涌吸收元件安裝于電路基板的另一面(即安裝GPS天線元件102的面的相反面)上，各引線端子從上述電路基板的另一面?zhèn)炔迦胨鐾?，使各引線端子的前端位于上述電路基板的上述一面?zhèn)取?br> 此時，僅電涌吸收元件的各引線端子前端位于電路基板的安裝GPS天線元件的一面?zhèn)取Ｒ虼?，與電涌吸收元件的基體位于上述一面?zhèn)惹闆r相比，可以降低輻射干擾。
優(yōu)選地，上述GPS天線元件安裝于偏離上述電路基板中心位置的位置(即，自中心位置偏向端部的位置)，上述電涌吸收元件安裝于自上述電路基板中心位置向與上述GPS天線元件相反側(cè)偏移的位置。
此時，電涌吸收元件和GPS天線元件距離變遠(yuǎn)，故可降低因電涌吸收元件產(chǎn)生的對GPS天線元件的輻射干擾的影響。
優(yōu)選地，該天線裝置還包括在一面?zhèn)却钶d上述電路基板的基體；具有用于固定上述屏蔽罩的肋，在由上述肋固定上述屏蔽罩的狀態(tài)下安裝于上述基體一面?zhèn)壬系睦走_(dá)罩；在上述雷達(dá)罩安裝于上述基體上時，將固定于上述肋上的上述屏蔽罩與上述電路基板的接地點(diǎn)(地面)連接的接地機(jī)構(gòu)。
此時，通過將由上述肋固定屏蔽罩的雷達(dá)罩覆蓋于基體上，能夠?qū)⑵帘握衷O(shè)于電路基板的一面?zhèn)?，無須采用焊接等將屏蔽罩固定于電路基板上，組裝作業(yè)變得容易。而且，當(dāng)將雷達(dá)罩從基體上拆下，則因?yàn)槠帘握忠餐瑫r從電路基板上被拆下來，所以僅需將雷達(dá)罩從基體拆卸下來，即可以簡單地確認(rèn)電涌吸收元件與電路基板的連接狀態(tài)(例如焊接裂縫、焊接遺漏等)或電涌吸收元件自身狀態(tài)等。
優(yōu)選地，上述接地機(jī)構(gòu)包括螺紋貫通孔，其設(shè)于上述基體和上述雷達(dá)罩中的任一個上，使上述基體和上述雷達(dá)罩結(jié)合時所采用的連接螺釘貫通；螺紋孔，其設(shè)于上述基體和上述雷達(dá)罩的另一個上，與貫通上述螺紋貫通孔的上述連接螺釘擰合；第1接地片，其具有設(shè)于上述電路基板上且貫通上述連接螺釘?shù)牡?孔，與上述電路基板接地點(diǎn)(地面)電連接；第2接地片，其具有設(shè)于上述屏蔽罩上且貫通上述連接螺釘?shù)牡?孔，當(dāng)上述基體與上述雷達(dá)罩結(jié)合時，在上述第2孔與上述第1孔一致的狀態(tài)下與第1接地片重疊；通過使上述連接螺釘從上述螺紋貫通孔經(jīng)由上述第1孔和上述第2孔與上述螺紋孔擰合，將上述基體和上述雷達(dá)罩相互結(jié)合。
此時，通過采用以往的相當(dāng)簡單的、用于雷達(dá)罩和基體結(jié)合的連接結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)上述接地機(jī)構(gòu)，并可降低成本。


圖1A為本實(shí)用新型的實(shí)施方式1的天線裝置主要部分的立體示意圖；圖1B為實(shí)施方式1的天線裝置的主要部分的側(cè)面示意圖；圖2為表示實(shí)施方式1的天線裝置的電路結(jié)構(gòu)的框圖；圖3為實(shí)施方式1的天線裝置的分解立體圖；圖4A為實(shí)施方式1的天線裝置變形例的主要部分的側(cè)面示意圖；圖4B為實(shí)施方式1的天線裝置變形例的主要部分的側(cè)面示意圖；圖4C為實(shí)施方式1的天線裝置變形例的主要部分的側(cè)面示意圖；圖5A為本實(shí)用新型的實(shí)施方式2的天線裝置主要部分的立體示意圖；圖5B為實(shí)施方式2的天線裝置的主要部分的側(cè)面示意圖；圖6A為實(shí)施方式2的天線裝置變形例的主要部分的側(cè)面示意圖；圖6B為實(shí)施方式2的天線裝置變形例的主要部分的側(cè)面示意圖；圖6C為實(shí)施方式2的天線裝置變形例的主要部分的側(cè)面示意圖；圖7A為本實(shí)用新型的實(shí)施方式3的天線裝置主要部分的立體示意圖；圖7B為實(shí)施方式3的天線裝置的主要部分的側(cè)面示意圖；圖8A為實(shí)施方式3的天線裝置變形例的主要部分的側(cè)面示意圖；圖8B為實(shí)施方式3的天線裝置變形例的主要部分的側(cè)面示意圖；圖8C為實(shí)施方式3的天線裝置變形例的主要部分的側(cè)面示意圖；圖9A為本實(shí)用新型的實(shí)施方式4的天線裝置電路基板的示意圖；圖9B為實(shí)施方式4的天線裝置的雷達(dá)罩的底面圖；
圖9C為實(shí)施方式4的屏蔽罩的底面圖；圖10為實(shí)施方式4的天線裝置的分解立體圖；圖11為表示現(xiàn)有的天線裝置使用狀態(tài)的說明圖；圖12A為現(xiàn)有的天線裝置主要部分的平面示意圖；圖12B為現(xiàn)有的天線裝置主要部分的側(cè)面示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施方式1如圖1A、圖1B、圖2、圖3所示，本實(shí)施方式的天線裝置包括從人造衛(wèi)星(未圖示)接收GPS用信號的GPS天線元件2；將GPS天線元件2接收的GPS用信號放大、并將該GPS用信號向用于將其傳送至中繼站(未圖示)的同軸電纜(高頻同軸電纜)輸出的信號接收電路部3；安裝GPS天線元件2和信號接收電路部3的電路基板1；收納電路基板1的殼體6。另外，在電路基板1的安裝GPS天線元件2的一面(即圖1A中的上面)安裝電涌吸收元件4。電涌吸收元件4具有一對引線端子4a、4b，其中一個引線端子4a與信號接收電路部3的輸出端連接，另一個引線端子4b與電路基板1的接地點(diǎn)(地面)連接。另外，在電路基板1的上述一面上設(shè)有覆蓋電涌吸收元件4的一個引線端子4a的金屬制的屏蔽罩5。
GPS天線元件2因?yàn)橛糜诮邮誈PS用人造衛(wèi)星上發(fā)送的GPS用信號，所以構(gòu)成為能夠接收以GPS用信號的頻率(約1575.42MHz)為中心的頻帶信號。在本實(shí)施方式中，作為這種GPS天線元件2，采用平面型電介質(zhì)天線，例如，構(gòu)成為，通過在介電常數(shù)高的陶瓷制天線基體的兩面上涂敷銅膏或銀膏作為導(dǎo)體，一面形成天線面(頻率接收面)而另一面形成接地面(與地連接面)。這種電介質(zhì)天線可以采用現(xiàn)有眾所周知的天線，故省略對其的詳細(xì)說明。
信號接收電路部3如上所述把由GPS天線元件2接收的GPS用信號放大并向傳送用同軸電纜輸出。在將GPS用信號從天線裝置傳送至中繼站(未圖示)時，通過信號接收電路部3，可防止GPS用信號衰減而使GPS用信號不能解調(diào)的問題。信號接收電路部3通過將電阻或電容等各種電子器件組安裝于電路基板1上而構(gòu)成。具體地，如圖2所示，信號接收電路部3由3個放大器30a～30c、3個帶通濾波器31a～31c交替串聯(lián)連接而構(gòu)成。放大器30a～30c任意一個都是對電信號進(jìn)行放大以得到規(guī)定的增益的器件。帶通濾波器31a～31c構(gòu)成3級帶通濾波器，構(gòu)成為任意一個僅透過以GPS用信號的頻率(約1575.42MHz)為中心的頻帶的信號。因此，信號接收電路部3僅將GPS天線元件2輸出的電信號中以1575.42MHz為中心的頻率帶域的電信號放大至其增益成為規(guī)定值，并將得到的電信號輸出。
如圖1A所示，電涌吸收元件4為具有大致呈圓柱形的主體部4c、從該主體部4c的軸向兩端部突出的一對引線端子4a、4b的離散型元件。電涌吸收元件4采用例如現(xiàn)有的變阻器(例如氧化亞鉛變阻器)或放電器等。如圖2所示，通過將一個引線端子4a與信號接收電路部3的輸出端(帶通濾波器31c的輸出端)連接、將另一個引線端子4b與電路基板1的接地點(diǎn)GND連接，電涌吸收元件4起到避雷器的作用。
如圖1A、B所示，屏蔽罩5采用金屬制作，大致呈長方形箱狀，具有大致覆蓋位于電路基板1的一面?zhèn)鹊碾娪课赵?的一個引線端子4a的大小。屏蔽罩5在相對電路基板1的面開口的同時，還具有可通過引線端子4a的開口部(未圖示)。
如圖3所示，電路基板1采用大致呈八邊形的絕緣基板而形成。其中，在圖1A、B中，為了簡化圖示而將電路基板1圖示為長方形。
如圖1A所示，電路基板1中，在自電路基板1中心位置偏離的位置(即從中心位置向端部偏離的位置)設(shè)置GPS天線元件2用的通孔(未圖示)，并且在電路基板1的自中心位置向GPS天線元件2用的通孔相反側(cè)偏移的位置上設(shè)置電涌吸收元件4的一對引線端子4a，4b用的通孔1a，1b。另外，在電路基板1的大致中央部設(shè)有后述的電纜7g用的通孔1c。另外，在電路基板1上設(shè)有構(gòu)成信號接收電路部3的電子器件用的通孔(未圖示)。在圖3中，僅示出了通孔1c，省略其他通孔的圖示。
另外， 如圖3所示，在電路基板1的外邊緣部，將電路基板1的外周分成四等份而設(shè)有4個定位孔1d。但是，該定位孔1d在圖1A中被省略。
另外，在電路基板1的上述一面(圖1A中的上面)上，采用GPS天線元件2、信號接收電路部3用的各種電子器件以及電涌吸收元件4形成用于構(gòu)成圖2所示電路的電路圖案(未圖示)，而在另一面(圖1A中的下面)粘著由薄壁銅板形成的接地板(未圖示)。該接地板用作電涌吸收元件4等的接地點(diǎn)(接地線)GND。
通過使用上述GPS天線元件2用的通孔，在使接地面與電路基板1的一面接觸的狀態(tài)下，將GPS天線元件2安裝于電路基板1的上述一面?zhèn)取Ａ硗?，通過采用上述信號接收電路部3用的通孔，信號接收電路部3將構(gòu)成信號接收電路部3的電子器件組安裝于電路基板1的一面?zhèn)?。電涌吸收元?的主體部4c安裝于電路基板1的上述一面?zhèn)龋饕€端子4a，4b從電路基板1的上述一面?zhèn)确謩e插入各通孔1a，1b中，而各引線端子4a，4b的前端被焊接于電路基板1的另一面(圖1B中的下面?zhèn)?上。
如上所述，通過在電路基板1上安裝上述GPS天線元件2、信號接收電路部3、電涌吸收元件4，可構(gòu)成圖2所示的電路。
在安裝GPS天線元件2、信號接收電路部3、電涌吸收元件4的電路基板1上，安裝有屏蔽罩5。屏蔽罩5位于安裝GPS天線元件2的電路基板1的上述一面?zhèn)龋采w位于該一面?zhèn)鹊碾娪课赵?的一個引線端子4a，采用導(dǎo)電性粘合劑或焊錫等而固定在電路基板1上，同時與接地點(diǎn)GND連接。
接著，對收納電路基板1的殼體6進(jìn)行說明。如圖3所示，殼體6由一面?zhèn)?圖3中的上面)載置電路基板1的基體7、及安裝于該基體7的一面?zhèn)炔⒏采w電路基板1的雷達(dá)罩8構(gòu)成。
基體7可例如采用由鋁、亞鉛合金等輕金屬制的壓鑄模而形成大致圓盤狀。在基體7的外邊緣部設(shè)置有基體7和雷達(dá)罩8結(jié)合所使用的連接螺釘S1～S4可分別貫通的螺紋貫通孔7a～7d。螺紋貫通孔7a～7d設(shè)置于將基體7的外邊緣部(周邊部)沿周向大致4等分的位置。另外，在基體7的一面?zhèn)?圖3中的上面)一體設(shè)置有支承部7e。支承部7e具有與電路基板1的4個定位孔1d分別凹凸嵌合的定位用突起(未圖示)。在利用定位孔1d和定位用突起而確定位置的狀態(tài)下將電路基板1載置于支承部7e上。另外，在基體7的另一個面(圖3中的下面)的中央部設(shè)有連接上述同軸電纜(高頻用同軸電纜)的連接器7f。該連接器7f采用導(dǎo)線等電纜7g，與安裝于電路基板1上的信號接收電路部3的輸出端連接。因此，通過在連接器7f上連接同軸電纜，經(jīng)過連接器7f及電纜7g將上述同軸電纜與信號接收電路部3的輸出端連接，從而可將GPS信號傳送至中繼站。
雷達(dá)罩8采用熱可塑性樹脂(例如聚碳酸酯、氟樹脂、聚苯醚(PPO))等補(bǔ)阻斷GPS用信號的材料，形成底面開口的中空大致圓錐形狀。另外，在雷達(dá)罩8的底面邊緣部設(shè)置螺紋孔8a～8d，穿過基體7的各螺紋貫通孔7a～7d的連接螺釘S1～S4分別與各螺紋孔8a～8d連接。通過將雷達(dá)罩8大致形成圓錐形，在室外設(shè)置的天線裝置上不易堆積塵土及雪，并且飛鳥也將難以駐足于天線裝置上。換言之，通過將雷達(dá)罩8大致形成為圓錐形，可以預(yù)防塵土堆積、積雪堆積、而且還可以避免飛鳥侵害等。
下面對本實(shí)施方式中的天線裝置組裝方法進(jìn)行說明。首先，將如上所述地安裝有GPS天線元件2、信號接收電路部3、電涌吸收元件4及屏蔽罩5的電路基板1，在將電路基板1的定位孔1d和基體7的定位用突起凹凸嵌合的狀態(tài)下，載置于基體7的支承部7e。此時，通過電路基板1的通孔1c將一端與基體7的連接器7f連接的電纜7g的另一端向電路基板1的另一面?zhèn)葘?dǎo)出，并采用焊接等與信號接收電路部3的輸出端連接。然后，將雷達(dá)罩8覆蓋基體7上上搭載的電路基板1而蓋在基體7上，將各連接螺釘S1～S4分別插入基體7的螺紋貫通孔7a～7d中，將各連接螺釘S1～S4與雷達(dá)罩8的各螺紋孔8a～8d連接。據(jù)此，基體7與雷達(dá)罩8結(jié)合，完成本實(shí)施方式的天線裝置。
完成組裝的本實(shí)施方式的天線裝置安裝于室外規(guī)定位置設(shè)置的支柱頂部，在采用同軸電纜與中繼站連接的狀態(tài)下使用。本實(shí)施方式的天線裝置可使用在例如為了進(jìn)行中繼站運(yùn)行時間同步用時刻數(shù)據(jù)的獲取或進(jìn)行地震預(yù)報等。
另外，對于天線裝置的動作，因與以往相同故省略其說明。
如上所述，因?yàn)楸緦?shí)施方式的天線裝置包括電涌吸收元件4，故可提高耐雷電電涌性能。而且，因?yàn)椴捎媒饘倨帘握?將位于電路基板1的安裝GPS天線元件2的一面?zhèn)鹊碾娪课赵?的一個引線端子4a覆蓋，所以利用金屬屏蔽罩5可以阻斷在一個引線端子4a中流經(jīng)電流產(chǎn)生的磁場等所引起的輻射干擾傳播至GPS天線元件2。因此，可抑制GPS天線元件2輸出的電信號中混入由于設(shè)置電涌吸收元件4而引起的輻射干擾，能夠充分進(jìn)行GPS用信號的解調(diào)。
另外，如上所述，在本實(shí)施方式中，GPS天線元件2安裝在自電路基板1中心位置偏移的位置，電涌吸收元件4安裝在從電路基板1中心位置向與GPS天線元件2的相反側(cè)偏移的位置。由此，電涌吸收元件4與GPS天線元件2的距離變遠(yuǎn)，可降低從電涌吸收元件4向GPS天線元件2的輻射干擾的影響。另外，根據(jù)天線裝置的使用狀況，可在天線裝置的周圍配置金屬板。如此情況下，假如將GPS天線元件2配置于電路基板的中心，則在GPS天線元件2的全方向上，自GPS天線元件2至金屬板的空間距離容易變得一樣，如果空間距離一樣例如均為λ/4(λ為GPS用信號的頻率)，則增益衰減變大。因此，通過將GPS天線元件2設(shè)于自電路基板中心偏移的位置上，即使在天線裝置周圍存在金屬板，GPS天線元件2到金屬板空間距離也難以變成一樣，從而得到可降低增益衰減這樣的效果。
然而，在圖1A、圖1B所示的例子中，將信號接收電路部3和電涌吸收元件4設(shè)于電路基板1的一面?zhèn)?即安裝GPS天線元件2的面?zhèn)?，但也可如圖4A所示，將信號接收電路部3安裝于電路基板1的另一面?zhèn)取?br> 如果這樣，在信號接收電路部3和GPS天線元件2之間存在具有接地點(diǎn)GND的電路基板1，可以抑制由信號接收電路部3產(chǎn)生的輻射干擾混入GPS天線元件2輸出的電信號中。
另外，如圖4B所示，也可以將電涌吸收元件4安裝于電路基板1的另一面?zhèn)取＜?，也可以把電涌吸收元?的主體部4c設(shè)置于電路基板1的另一面?zhèn)取⒏饕€端子4a，4b從電路基板1的另一面?zhèn)确謩e插入各通孔1a，1b并將各引線端子前端焊接于電路基板1的上述一面?zhèn)?。此時，屏蔽罩5覆蓋位于電路基板1中的安裝GPS天線元件2的一面?zhèn)鹊碾娪课赵?的一個引線端子4a(即引線端子4a的前端部分)。如果這樣，僅電涌吸收元件4的引線端子4a，4b的前端位于電路基板1中的安裝GPS天線元件2的一面?zhèn)龋c電涌吸收元件4的主體部4c位于電路基板1的一面?zhèn)鹊那闆r相比，可縮短位于電路基板1一面?zhèn)鹊膬梢€端子4a，4b的長度。而且，因?yàn)樵陔娪课赵?的主體部4c與GPS天線元件2之間存在具有接地點(diǎn)GND的電路基板1，故由電涌吸收元件4的主體部4c產(chǎn)生的輻射干擾難以傳播至GPS天線元件2。因此，與電涌吸收元件4的主體部4c位于上述一面?zhèn)鹊那闆r相比，可進(jìn)一步抑制GPS天線元件2輸出的電信號中混入輻射干擾。
另外，如圖4C所示，還可以對圖4B所示的例子進(jìn)行變形，將信號接收電路部3安裝于電路基板1的另一面?zhèn)取＜?，也可以把信號接收電路?和電涌吸收元件4二者均安裝于電路基板1的另一面?zhèn)取?br> 如果這樣，可以與圖4A一樣地抑制信號接收電路部3的輻射干擾混入GPS天線元件2輸出的電信號，并且也可以與圖4B一樣地抑制GPS天線元件2輸出的電信號中混入電涌吸收元件4的輻射干擾。
另外，電路基板1和殼體6的形狀并不局限于上述的例子，可以對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖冃?。另外，屏蔽?的形狀也并不局限于上述的例子，只要是覆蓋位于電路基板1中的安裝GPS天線元件2的一面?zhèn)鹊碾娪课赵?的一個引線端子4a、從而可在空間上阻斷引線端子4a與GPS天線元件2的形狀即可。在此，所謂“可在空間上阻斷的形狀”并不意味著由屏蔽罩5完全密封引線端子4a的形狀，而是指可降低由于引線端子4a中流過電路而產(chǎn)生磁場等的影響的形狀。另外，本實(shí)施方式的天線裝置構(gòu)成為適于在設(shè)定于規(guī)定位置的狀態(tài)下使用，以進(jìn)行中繼站同步用時刻數(shù)據(jù)的獲取及進(jìn)行地震預(yù)報用位移測定數(shù)據(jù)的獲取等，但是，本實(shí)施方式的天線裝置的用途并不限于上述這些用途。上述內(nèi)容在后述的實(shí)施方式2～4也一樣。
實(shí)施方式2如圖5A、5B所示，本實(shí)施方式的天線裝置包括安裝GPS天線元件2和信號接收電路部3的電路基板1、及收納電路基板1的殼體6(參照圖3)。在電路基板1上安裝具有一對引線端子4a，4b的電涌吸收元件4，電涌吸收元件4的一個引線端子4a與信號接收電路部3的輸出端連接，另一個引線端子4b與電路基板1的接地點(diǎn)GND連接。在電路基板1的安裝GPS天線元件2的一面(圖5A中的上面)上設(shè)有屏蔽罩50。屏蔽罩50采用金屬制造，形成大致矩形箱狀，如圖5A、5B所示，與電路基板1的上述一面?zhèn)认鄬Φ拿骈_設(shè)口，并且具有可覆蓋電涌吸收元件4整體的大小。
即，本實(shí)施方式的天線裝置包括的不是僅覆蓋電涌吸收元件4的一個引線端子4a的屏蔽罩5，而是包括覆蓋位于電路基板1的一面?zhèn)鹊碾娪课赵?整體的屏蔽罩50，在這一點(diǎn)與上述實(shí)施方式1的天線裝置不同。但是，就其他結(jié)構(gòu)而言與上述實(shí)施方式1的天線裝置相同，所以就相同結(jié)構(gòu)給出相同的符號并省略其說明。
因?yàn)楸緦?shí)施方式的天線裝置包括電涌吸收元件4，故可提高耐雷電電涌性能。而且，因?yàn)椴捎媒饘倨帘握?0，不僅將電涌吸收元件4的一個引線端子4a覆蓋，而且將電涌吸收元件4整體均覆蓋，故除了可以阻斷一個引線端子4a中流經(jīng)電流而產(chǎn)生的輻射干擾傳播至GPS天線元件2，還可以阻斷另一個引線端子4b及電涌吸收元件4主體部4c產(chǎn)生的輻射干擾傳播至GPS天線元件2。由此，可進(jìn)一步抑制GPS天線元件2輸出的電信號中混入因設(shè)置電涌吸收元件4而引起的輻射干擾，充分進(jìn)行GPS信號的解調(diào)。
在本實(shí)施方式中，如圖6A所示，也可以與實(shí)施方式1的圖4A同樣地將信號接收電路部3安裝于電路基板1的另一面?zhèn)取?br> 另外，如圖6B所示，也可以與實(shí)施方式1的圖4B同樣地將電涌吸收元件4安裝于電路基板1的另一面?zhèn)?。此時，屏蔽罩50覆蓋位于電路基板1的一面?zhèn)鹊碾娪课赵?的兩個引線端子4a、4b(即引線端子4a、4b的前端部分)。通過由屏蔽罩50將兩引線端子4a，4b均覆蓋，可防止由引線端子4a、4b產(chǎn)生的輻射干擾傳播至GPS天線元件2中。
另外，如圖6C所示，也可以與實(shí)施方式1的圖4C同樣地將信號接收電路部3和電涌吸收元件4二者均安裝在電路基板1的另一面?zhèn)取?br> 實(shí)施方式3如圖7A、7B所示，本實(shí)施方式的天線裝置包括安裝GPS天線元件2和信號接收電路部3的電路基板1及收納電路基板1的殼體6(參照圖3)。在電路基板1上安裝具有一對引線端子4a、4b的電涌吸收元件4，電涌吸收元件4的一個引線端子4a與信號接收電路部3的輸出端連接，另一個引線端子4b與電路基板1的接地點(diǎn)GND連接。在電路基板1的安裝GPS天線元件2的一面(圖7A中的上面)上設(shè)有屏蔽罩51。屏蔽罩51采用金屬制造，形成箱狀，如圖7A、7B所示，與電路基板1的上述一面?zhèn)认鄬Φ拿骈_設(shè)口，并且具有可全部覆蓋除GPS天線元件2外的電子器件(電涌吸收元件4及信號接收電路部3)的大小。
即，本實(shí)施方式的天線裝置包括的不是僅覆蓋電涌吸收元件4的一個引線端子4a的屏蔽罩5，而是包括將位于電路基板1的一面?zhèn)鹊碾娪课赵?及信號接收電路部3整體覆蓋的屏蔽罩51，在這一點(diǎn)與上述實(shí)施方式1的天線裝置不同。但是，就其他結(jié)構(gòu)而言與上述實(shí)施方式1的天線裝置相同，所以就相同結(jié)構(gòu)給出相同的符號并省略其說明。
因此，根據(jù)本實(shí)施方式的天線裝置，因?yàn)榘娪课赵?，所以起到可提高耐雷電電涌性能的效果。而且，因?yàn)椴捎媒饘倨帘握?1將電涌吸收元件4及信號接收電路部3全部覆蓋，故不僅可以阻斷因一個引線端子4a中流經(jīng)電流產(chǎn)生的磁場等引起的輻射干擾傳播至GPS天線元件2，還可以阻斷另一個引線端子4b及電涌吸收元件4主體部4c、信號接收電路部3產(chǎn)生的輻射干擾傳播至GPS天線元件2。由此，GPS天線元件2輸出的電信號中不僅可抑制因設(shè)置電涌吸收元件4而引起的輻射干擾的混入，還可以抑制信號接收電路部3的輻射干擾的混入，充分進(jìn)行GPS用信號的解調(diào)。
在本實(shí)施方式中，如圖8A所示，也可以將信號接收電路部3安裝于電路基板1的另一面?zhèn)取?br> 另外，如圖8B所示，也可以將電涌吸收元件4安裝于電路基板1的另一面?zhèn)取?br> 另外，如圖8C所示，也可以將信號接收電路部3和電涌吸收元件4兩者均安裝在電路基板1的另一面?zhèn)取?br> 實(shí)施方式4如圖9及圖10所示，本實(shí)施方式的天線裝置包括安裝GPS天線元件2、信號接收電路部3及電涌吸收元件4的電路基板10；覆蓋電涌吸收元件4的金屬屏蔽罩53；將屏蔽罩53與電路基板10的接地點(diǎn)連接的接地裝置(后面詳細(xì)描述)及殼體60。殼體60由一面?zhèn)却钶d有電路基板10的基體7及具有固定屏蔽罩53的肋8f并安裝于基體7的上述一面?zhèn)鹊睦走_(dá)罩80構(gòu)成。另外，在以下的說明中，就與上述實(shí)施方式1相同結(jié)構(gòu)則采用同一符號并省略說明。
電路基板10與上述實(shí)施方式1的電路基板1一樣，如圖9A和圖10所示，信號接收電路部3安裝于電路基板10的與安裝GPS天線元件2的一面相反的另一面?zhèn)?圖10中的下面)。另外，電路基板10的外周邊具有第1接地片1e。第1接地片1e具有連接螺釘S1可穿過的第1孔1f，與電路基板10的接地點(diǎn)GND電連接。
利用GPS天線元件2用的通孔，在使接地面與電路基板10的一面接觸的狀態(tài)下將GPS天線元件2安裝在電路基板10的一面?zhèn)?圖10中的上面)。信號接收電路部3的構(gòu)成信號接收電路部3的電子器件組采用信號接收電路部3用的通孔安裝于電路基板10的另一面?zhèn)?。電涌吸收元?的主體部4c安裝于電路基板10的一面?zhèn)?，各引線端子4a，4b從電路基板的一面分別插入各通孔1a，1b中，將各引線端子4a，4b的前端焊接于電路基板10的另一面?zhèn)取?br> 通過將GPS天線元件2、信號接收電路部3、電涌吸收元件4安裝于電路基板10上，構(gòu)成圖2所示的電路。
屏蔽罩53包括罩體部53a及一體設(shè)于罩體部53a側(cè)面的第2接地片53b。罩體部53a采用金屬制成，如圖9A及圖10所示，底面形成開口的箱狀，大致具有可覆蓋電涌吸收元件4的大小。第2接地片53b具有連接螺釘S1可穿過的第2孔53c。
雷達(dá)罩80和上述實(shí)施方式1所述的雷達(dá)罩8一樣，但在螺紋孔8a附近的內(nèi)周面上一體形成有用于固定屏蔽罩53的肋8f。在該肋8f的圖10中的下面(即與電路基板10相對的面)上設(shè)置用于收納屏蔽罩53的收納凹槽8g。收納凹槽8g的內(nèi)形大小與屏蔽罩53的罩體部53a的外形大小大致相同，當(dāng)罩體部53a插入收納凹槽8g時，則屏蔽罩53由肋8f固定。
另外，如圖9A所示，在搭載電路基板10的基體7上安裝雷達(dá)罩80時，肋板8f形成于罩體部53a覆蓋電涌吸收元件4的位置。另外，當(dāng)雷達(dá)罩80安裝于搭載電路基板10的基體7上，則在第1接地片1e的第1孔1f與第2接地片53b的第2孔53c一致的狀態(tài)下，第1接地片1e與第2接地片53b重合。結(jié)果，從基體7的螺紋貫通孔7a經(jīng)由第1孔1f與第2孔53c，可使連接螺釘S1與雷達(dá)罩80的螺紋孔8a擰合。
在這里，本實(shí)施方式的天線裝置包括螺紋貫通孔7a，其設(shè)于基體7之上，可使基體7和雷達(dá)罩80結(jié)合所采用的連接螺釘S1貫通；螺紋孔8a，其設(shè)于雷達(dá)罩80上，與貫通螺紋貫通孔7a的連接螺釘S1連接；第1接地片1e，其具有設(shè)于電路基板10上并貫通連接螺釘S1的第1孔1f，與電路基板10的接地點(diǎn)電連接；第2接地片53b，其具有設(shè)于屏蔽罩53上并貫通連接螺釘S1的第2孔53c，當(dāng)基體7和雷達(dá)罩80結(jié)合時在第2孔53c與第1孔1f一致的狀態(tài)下與第1接地片1e重合，構(gòu)成為通過上述螺釘貫通孔7a、螺紋孔8a、第一接地片1e以及第二接地片53b將上述屏蔽罩53與電路基板10的接地點(diǎn)連接的接地機(jī)構(gòu)。通過將連接螺釘S1從螺紋貫通孔7a經(jīng)由第1孔1f與第2孔53c與螺紋孔8a連接并且將連接螺釘S2～S4與各螺紋孔8b～8d連接，而使基體7和雷達(dá)罩80相互結(jié)合。當(dāng)基體7和雷達(dá)罩80結(jié)合時，則第1接地片1e和第2接地片53b夾在基體7和雷達(dá)罩80之間，確保第1接地片1e和第2接地片53b的接觸。因此，通過將基體7和雷達(dá)罩80相互結(jié)合，屏蔽罩53穩(wěn)定地與電路基板10的接地點(diǎn)連接。
接著，對本實(shí)施方式天線裝置的安裝方法進(jìn)行說明。首先，將天線裝置的安裝上述GPS天線元件2、信號接收電路部3、電涌吸收元件4的電路基板10，在電路基板10的定位孔1d和基體7的定位用突起凹凸嵌合的狀態(tài)下，載置于基體7的支承部7e上。此時，采用焊接等將一端與基體7的連接器7f連接的電纜7g的另一端連接于信號接收電路部3的輸出端。
接著，將屏蔽罩53的罩體部53a插入肋8f的收納凹槽8g，將屏蔽罩53固定于雷達(dá)罩80。然后，將雷達(dá)罩80蓋住基體7上以覆蓋電路基板10。此時，在第1孔1f與第2孔53c一致的狀態(tài)下，使第2接地片53b與第1接地片1e重合。
然后，使連接螺釘S1從基體7的螺紋貫通孔7a經(jīng)由第1孔1f與第2孔53c與雷達(dá)罩80的螺紋孔8a連接。并且，使各連接螺釘S2～S4從基體7的各螺紋貫通孔7b～7d連接雷達(dá)罩80的各螺紋孔8b～8d，據(jù)此基體7與雷達(dá)罩80相連接。
經(jīng)過以上作業(yè)，不但屏蔽罩53配置在電路基板10的一面?zhèn)戎懈采w電涌吸收元件4的位置上，而且屏蔽罩53通過上述接地機(jī)構(gòu)與接地點(diǎn)相連接。
完成組裝的本實(shí)施方式的天線裝置與實(shí)施方式1同樣地使用。
本實(shí)施方式的天線裝置，由于在雷達(dá)罩80中固定屏蔽罩53，故可通過將雷達(dá)罩80蓋在基體7上而將屏蔽罩53設(shè)于電路基板10的一面?zhèn)?。因此，無需與實(shí)施方式1一樣地采用焊接等將屏蔽罩53固定于電路基板10上，從而使得組裝作業(yè)變得容易。
另外，當(dāng)把雷達(dá)罩80從基體7拆下來，則屏蔽罩53同時也從電路基板10上拆下來。所以，僅需將雷達(dá)罩80從基體7拆卸下來的簡單作業(yè)，即可當(dāng)場肉眼進(jìn)行電涌吸收元件4與電路基板10的連接狀態(tài)、以及電涌吸收元件4自身狀態(tài)等的確認(rèn)(例如焊接裂縫、焊接遺漏的確認(rèn))。另外，因?yàn)槔矛F(xiàn)有的用于連接雷達(dá)罩80和基體7的相當(dāng)簡單的連接結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)連接屏蔽罩53與電路基板接地點(diǎn)的接地，故可易于降低成本。
當(dāng)然，本實(shí)施方式的天線裝置與實(shí)施方式1的一樣，具有提高耐雷電電涌性能及防止輻射干擾向GPS天線元件傳播等效果。
另外，本實(shí)施方式的天線裝置中，電涌吸收元件4安裝于電路基板10的一面?zhèn)龋盘柦邮针娐凡?安裝于電路基板10的另一面?zhèn)?，但是，如圖5A、5B所示，也可以將電涌吸收元件4和信號接收電路部3兩個均安裝于電路基板的一面?zhèn)?。或者，如圖6B所示，也可以將電涌吸收元件4配置于電路基板10的另一面?zhèn)?，而將信號接收電路?安裝于電路基板10的一面?zhèn)取；蛘?，如圖6C所示，還可將電涌吸收元件4和信號接收電路部3兩個均安裝于電路基板的另一面?zhèn)取?br> 另外，本實(shí)施方式的天線裝置采用覆蓋整個電涌吸收元件的屏蔽罩53，但也可以采用如實(shí)施方式1所述那樣僅覆蓋電涌吸收元件4的一個引線端子4a的屏蔽罩，還可采用如實(shí)施方式3所述那樣將位于電路基板10的一面?zhèn)壬系碾娪课赵?和信號接收電路部3全部覆蓋的屏蔽罩。
另外，在本實(shí)施方式的殼體60中，在基體7上設(shè)置連接螺釘S1～S4貫通的螺紋貫通孔7a～7d，在雷達(dá)罩80中設(shè)置與貫通螺紋貫通孔7a～7d的連接螺釘S1～S4結(jié)合的螺紋孔8a～8d，但也可以相反地，在雷達(dá)罩80上設(shè)置連接螺釘S1～S4貫通的螺紋孔，在基體7上設(shè)置與貫通螺紋貫通孔的連接螺釘S1～S4結(jié)合的螺紋孔。這一點(diǎn)在實(shí)施方式1～3的殼體6中也同樣。
權(quán)利要求1.一種天線裝置，其特征在于，包括GPS天線元件；將上述GPS天線元件接收的GPS用信號放大并輸出的信號接收電路部；具有一對引線端子、并且其中一個引線端子與上述信號接收電路部的輸出端連接、而另一個引線端子與接地點(diǎn)連接的電涌吸收元件；安裝有上述GPS天線元件、上述信號接收電路部及上述電涌吸收元件的電路基板，在上述電路基板的安裝上述GPS天線元件的一面上設(shè)有金屬制的屏蔽罩，該屏蔽罩至少覆蓋位于上述電路基板一面?zhèn)鹊纳鲜鲭娪课赵纳鲜鲆粋€引線端子。
2.如權(quán)利要求1所述的天線裝置，其特征在于，上述電路基板具有分別插入上述電涌吸收元件的各引線端子的通孔，上述電涌吸收元件安裝在電路基板的另一面，各引線端子從上述電路基板的另一面?zhèn)炔迦肷鲜鐾?，使各引線端子的前端位于上述電路基板的上述一面?zhèn)取?br> 3.如權(quán)利要求1所述的天線裝置，其特征在于，上述GPS天線元件安裝在偏離上述電路基板中心位置的位置，上述電涌吸收元件安裝在自上述電路基板中心位置向與上述GPS天線元件相反側(cè)偏移的位置。
4.如權(quán)利要求1所述的天線裝置，其特征在于，還包括在一面?zhèn)却钶d上述電路基板的基體；具有用于固定上述屏蔽罩的肋，在由上述肋固定上述屏蔽罩的狀態(tài)下安裝于上述基體一面?zhèn)壬系睦走_(dá)罩；在上述雷達(dá)罩安裝于上述基體上時，將固定于上述肋上的上述屏蔽罩與上述電路基板的接地點(diǎn)連接的接地機(jī)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求4所述的天線裝置，其特征在于，上述接地機(jī)構(gòu)包括螺紋貫通孔，其設(shè)于上述基體和上述雷達(dá)罩中的任一個上，使上述基體和上述雷達(dá)罩結(jié)合時所采用的連接螺釘貫通；螺紋孔，其設(shè)于上述基體和上述雷達(dá)罩的另一個上，與貫通上述螺紋貫通孔的上述連接螺釘擰合；第1接地片，其具有設(shè)于上述電路基板上且貫通上述連接螺釘?shù)牡?孔，與上述電路基板接地點(diǎn)電連接；第2接地片，其具有設(shè)于上述屏蔽罩上且貫通上述連接螺釘?shù)牡?孔，當(dāng)上述基體與上述雷達(dá)罩結(jié)合時，在上述第2孔與上述第1孔一致的狀態(tài)下與第1接地片重疊；通過使上述連接螺釘從上述螺紋貫通孔經(jīng)由上述第1孔和上述第2孔與上述螺紋孔擰合，將上述基體和上述雷達(dá)罩相互結(jié)合。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種天線裝置，該天線裝置包括從人造衛(wèi)星接收GPS用信號的GPS天線元件(2)；將由GPS天線元件(2)接收的GPS用信號放大并通過同軸電纜向中繼站輸出的信號接收電路部(3)及安裝GPS天線元件(2)和信號接收電路部(3)的電路基板(1)。在電路基板1中，具有一對引線端子(4a、4b)的電涌吸收元件(4)以其中一個引線端子(4a)與信號接收電路部(3)的輸出端連接、而另一個引線端子(4b)與電路基板(1)的接地點(diǎn)連接的狀態(tài)進(jìn)行安裝。在電路基板(1)的安裝GPS天線元件(2)的一面上設(shè)有金屬制的屏蔽罩(5)，該屏蔽罩(5)覆蓋位于上述一面上的電涌吸收元件(4)的一個引線端子(4a)。
文檔編號G01S19/36GK2929983SQ200620132858
公開日2007年8月1日 申請日期2006年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月24日
發(fā)明者前田豐, 松本一弘, 山本宏司, 岡英樹, 大矢晃 申請人:松下電工株式會社