專利名稱：天線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天線裝置，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(hào)的天線裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，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(shí)刻的數(shù)據(jù)等的電波信號(hào)，并根據(jù)接收信號(hào)電波的時(shí)間差對(duì)信號(hào)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(dòng)裝置及汽車等移動(dòng)物體的位置測(cè)定中被廣泛使用。
這種GPS設(shè)備中，使用接收來(lái)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(hào)的GPS天線元件、和將GPS天線元件接收的GPS用信號(hào)放大并向同軸電纜輸出的信號(hào)接收電路部(例如，參照日本特開2000-101334號(hào)公報(bào)(圖1)、日本特開2001-332920號(hào)公報(bào)(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(dòng)裝置及移動(dòng)物體的位置測(cè)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(hào)中取出時(shí)刻信號(hào)，也起到自行校正中繼站300自身運(yùn)行時(shí)間的作用(即取得中繼站300運(yùn)行時(shí)間同步用的時(shí)刻數(shù)據(jù)的用途)。除此之外，還可以通過(guò)利用天線裝置100接收的GPS用信號(hào)對(duì)規(guī)定位置進(jìn)行位置測(cè)定，測(cè)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(bào)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(shí)，為了能夠接收來(lái)自人造衛(wèi)星的GPS信號(hào)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(guò)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(shí)、成本高且需很大的設(shè)置空間的問(wèn)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(shí)在下面安裝有信號(hào)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(duì)引線端子104a、104b，在其中一個(gè)引線端子104a與信號(hào)接收電路部103的輸出端連接、另一個(gè)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(shí)，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(huì)產(chǎn)生下面這樣的新問(wèn)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(duì)104a、104b(尤其與信號(hào)接收電路部103的輸出端連接的那個(gè)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(shí)，由于引線端子104a流過(guò)電流而產(chǎn)生磁場(chǎng)，會(huì)使GPS天線元件102接收到該磁場(chǎng)等引起的輻射干擾。若GPS天線元件102接收到輻射干擾信號(hào)，則輻射干擾信號(hào)疊加到GPS天線元件102輸出的電信號(hào)中，使電信號(hào)波形紊亂，由此使得GPS用信號(hào)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(duì)策的電涌吸收元件104時(shí)，在GPS天線元件102輸出的電信號(hào)中，會(huì)因設(shè)置電涌吸收元件104而混入輻射干擾信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述技術(shù)問(wèn)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(hào)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(wèn)題，本發(fā)明的天線裝置包括GPS天線元件；將上述GPS天線元件接收的GPS用信號(hào)放大并輸出的信號(hào)接收電路部；具有一對(duì)引線端子、并且其中一個(gè)引線端子與上述信號(hào)接收電路部的輸出端連接、另一個(gè)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(hào)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€(gè)引線端子。
本發(fā)明的天線裝置因?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€(gè)引線端子，故采用屏蔽罩可阻斷由于上述一個(gè)引線端子流經(jīng)電流而產(chǎn)生的磁場(chǎng)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(hào)混入GPS天線元件輸出的電信號(hào)中，從而可充分地進(jìn)行GPS用信號(hào)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(shí)，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(shí)，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(duì)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(shí)，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(shí)，通過(guò)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(wú)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(shí)從電路基板上被拆下來(lái)，所以僅需將雷達(dá)罩從基體拆卸下來(lái)，即可以簡(jiǎn)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(gè)上，使上述基體和上述雷達(dá)罩結(jié)合時(shí)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(gè)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(shí)，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(guò)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(shí)，通過(guò)采用以往的相當(dāng)簡(jiǎn)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為本發(fā)明的實(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為本發(fā)明的實(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為本發(fā)明的實(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為本發(fā)明的實(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(shuō)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)施例方式
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(hào)的GPS天線元件2；將GPS天線元件2接收的GPS用信號(hào)放大、并將該GPS用信號(hào)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(hào)接收電路部3；安裝GPS天線元件2和信號(hào)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(duì)引線端子4a、4b，其中一個(gè)引線端子4a與信號(hào)接收電路部3的輸出端連接，另一個(gè)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(gè)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(hào)，所以構(gòu)成為能夠接收以GPS用信號(hào)的頻率(約1575.42MHz)為中心的頻帶信號(hào)。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(guò)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(duì)其的詳細(xì)說(shuō)明。
信號(hào)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(hào)放大并向傳送用同軸電纜輸出。在將GPS用信號(hào)從天線裝置傳送至中繼站(未圖示)時(shí)，通過(guò)信號(hào)接收電路部3，可防止GPS用信號(hào)衰減而使GPS用信號(hào)不能解調(diào)的問(wèn)題。信號(hào)接收電路部3通過(guò)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(hào)接收電路部3由3個(gè)放大器30a～30c、3個(gè)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(gè)都是對(duì)電信號(hào)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(jí)帶通濾波器，構(gòu)成為任意一個(gè)僅透過(guò)以GPS用信號(hào)的頻率(約1575.42MHz)為中心的頻帶的信號(hào)。因此，信號(hào)接收電路部3僅將GPS天線元件2輸出的電信號(hào)中以1575.42MHz為中心的頻率帶域的電信號(hào)放大至其增益成為規(guī)定值，并將得到的電信號(hào)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(duì)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(guò)將一個(gè)引線端子4a與信號(hào)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(gè)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(zhǎng)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(gè)引線端子4a的大小。屏蔽罩5在相對(duì)電路基板1的面開口的同時(shí)，還具有可通過(guò)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(jiǎn)化圖示而將電路基板1圖示為長(zhǎng)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(duì)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(hào)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(gè)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(hào)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(guò)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)?。另外，通過(guò)采用上述信號(hào)接收電路部3用的通孔，信號(hào)接收電路部3將構(gòu)成信號(hào)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)?，各引線端子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(guò)在電路基板1上安裝上述GPS天線元件2、信號(hào)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(hào)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(gè)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(shí)與接地點(diǎn)GND連接。
接著，對(duì)收納電路基板1的殼體6進(jìn)行說(shuō)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(gè)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(gè)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(hào)接收電路部3的輸出端連接。因此，通過(guò)在連接器7f上連接同軸電纜，經(jīng)過(guò)連接器7f及電纜7g將上述同軸電纜與信號(hào)接收電路部3的輸出端連接，從而可將GPS信號(hào)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(hào)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(guò)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(guò)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(guò)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(duì)本實(shí)施方式中的天線裝置組裝方法進(jìn)行說(shuō)明。首先，將如上所述地安裝有GPS天線元件2、信號(hào)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(shí)，通過(guò)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(hào)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(shí)間同步用時(shí)刻數(shù)據(jù)的獲取或進(jìn)行地震預(yù)報(bào)等。
另外，對(duì)于天線裝置的動(dòng)作，因與以往相同故省略其說(shuō)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(gè)引線端子4a覆蓋，所以利用金屬屏蔽罩5可以阻斷在一個(gè)引線端子4a中流經(jīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)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(hào)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(hào)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(hào)的頻率)，則增益衰減變大。因此，通過(guò)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(hào)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(hào)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(hào)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(hào)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(hào)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)?。即，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)?、將各引線端子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)取４藭r(shí)，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(gè)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)?，與電涌吸收元件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(zhǎng)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(hào)中混入輻射干擾。
另外，如圖4C所示，還可以對(duì)圖4B所示的例子進(jìn)行變形，將信號(hào)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?hào)接收電路部3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(hào)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(hào)，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(hào)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(duì)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(gè)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(guò)電路而產(chǎn)生磁場(chǎng)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(shí)刻數(shù)據(jù)的獲取及進(jìn)行地震預(yù)報(bào)用位移測(cè)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(hào)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?qǐng)D3)。在電路基板1上安裝具有一對(duì)引線端子4a，4b的電涌吸收元件4，電涌吸收元件4的一個(gè)引線端子4a與信號(hào)接收電路部3的輸出端連接，另一個(gè)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?duì)的面開設(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(gè)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(hào)并省略其說(shuō)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(gè)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(gè)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(gè)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(hào)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(hào)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(hào)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(shí)，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(gè)引線端子4a、4b(即引線端子4a、4b的前端部分)。通過(guò)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(hào)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(hào)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?qǐng)D3)。在電路基板1上安裝具有一對(duì)引線端子4a、4b的電涌吸收元件4，電涌吸收元件4的一個(gè)引線端子4a與信號(hào)接收電路部3的輸出端連接，另一個(gè)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?duì)的面開設(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(hào)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(gè)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(hào)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(hào)并省略其說(shuō)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(hào)接收電路部3全部覆蓋，故不僅可以阻斷因一個(gè)引線端子4a中流經(jīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)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(gè)引線端子4b及電涌吸收元件4主體部4c、信號(hào)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(hào)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(hào)接收電路部3的輻射干擾的混入，充分進(jìn)行GPS用信號(hào)的解調(diào)。
在本實(shí)施方式中，如圖8A所示，也可以將信號(hào)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(hào)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(hào)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(shuō)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(hào)并省略說(shuō)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(hào)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(guò)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(hào)接收電路部3的構(gòu)成信號(hào)接收電路部3的電子器件組采用信號(hào)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(guò)將GPS天線元件2、信號(hào)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(guò)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(duì)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(shí)，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(shí)，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(shí)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(guò)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(guò)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(shí)，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(guò)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(duì)本實(shí)施方式天線裝置的安裝方法進(jìn)行說(shuō)明。首先，將天線裝置的安裝上述GPS天線元件2、信號(hào)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(shí)，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(hào)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(shí)，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(guò)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(guò)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(guò)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(wú)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(lái)，則屏蔽罩53同時(shí)也從電路基板10上拆下來(lái)。所以，僅需將雷達(dá)罩80從基體7拆卸下來(lái)的簡(jiǎn)單作業(yè)，即可當(dāng)場(chǎng)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(jiǎn)單的連接結(jié)構(gòu)來(lái)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)?，信?hào)接收電路部3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(hào)接收電路部3兩個(gè)均安裝于電路基板的一面?zhèn)??；蛘撸鐖D6B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?hào)接收電路部3安裝于電路基板10的一面?zhèn)??；蛘?，如圖6C所示，還可將電涌吸收元件4和信號(hào)接收電路部3兩個(gè)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(gè)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(gè)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(hào)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(hào)放大并輸出的信號(hào)接收電路部；具有一對(duì)引線端子、并且其中一個(gè)引線端子與上述信號(hào)接收電路部的輸出端連接、而另一個(gè)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(hào)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€(gè)引線端子。
2.如權(quán)利要求1所述的天線裝置，其中，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祝垢饕€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，其中，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，其中，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(shí)，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，其中，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(gè)上，使上述基體和上述雷達(dá)罩結(jié)合時(shí)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(gè)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(shí)，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(guò)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。
全文摘要
本發(fā)明提供一種天線裝置，該天線裝置包括從人造衛(wèi)星接收GPS用信號(hào)的GPS天線元件(2)；將由GPS天線元件(2)接收的GPS用信號(hào)放大并通過(guò)同軸電纜向中繼站輸出的信號(hào)接收電路部(3)及安裝GPS天線元件(2)和信號(hào)接收電路部(3)的電路基板(1)。在電路基板1中，具有一對(duì)引線端子(4a、4b)的電涌吸收元件(4)以其中一個(gè)引線端子(4a)與信號(hào)接收電路部(3)的輸出端連接、而另一個(gè)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(gè)引線端子(4a)。
文檔編號(hào)G01S19/36GK101079516SQ20061013898
公開日2007年11月28日 申請(qǐng)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, 山本寵司, 岡英樹, 大矢晃 申請(qǐng)人:松下電工株式會(huì)社