专利名称：天线装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种天线装置，尤其涉及从人造卫星接收GPS(GlobalPositioning System全球定位系统)用信号的天线装置。
背景技术：
近年来，出现了利用GPS的GPS设备，该GPS从人造卫星接收含该人造卫星轨道和时刻的数据等的电波信号，并根据接收信号电波的时间差对信号接收地点的地球上的位置进行定位。这种GPS设备已在手机等可移动装置及汽车等移动物体的位置测定中被广泛使用。
这种GPS设备中，使用接收来自人造卫星的电波的天线装置。作为这种天线装置，提出有将电路基板收纳于壳体内的结构，所述电路基板安装有接收人造卫星的GPS用信号的GPS天线元件、和将GPS天线元件接收的GPS用信号放大并向同轴电缆输出的信号接收电路部(例如，参照日本特开2000-101334号公报(图1)、日本特开2001-332920号公报(图7))。
然而，上述GPS用天线装置的用途不仅仅局限于上述可移动装置及移动物体的位置测定。
例如，如图11所示，将天线装置100安装在室外的规定位置处设置的支柱200顶部，并且由同轴电缆400将天线装置100与中继站(基地局)300连接，由经由同轴电缆400从天线装置100得到的GPS用信号中取出时刻信号，也起到自行校正中继站300自身运行时间的作用(即取得中继站300运行时间同步用的时刻数据的用途)。除此之外，还可以通过利用天线装置100接收的GPS用信号对规定位置进行位置测定，测定地形等周围环境的位置变化，以该位置的变化为基础进行地震预报等。
但是，如图11所示，在将天线装置100设置于室外规定位置的状态下使用时，为了能够接收来自人造卫星的GPS信号而使用支柱200等将天线装置100设于较高处。因此，天线装置100容易招致雷击。为此，在现有技术中，为了保护天线装置100及中继站300免受因所述雷击而产生过大电流的损害，在同轴电缆400中设有避雷针或远方接地的抗雷电缆等抗雷电电涌设备500。
然而，上述抗雷电电涌设备500具有施工作业费时、成本高且需很大的设置空间的问题，因此具有尽量回避这样的设置的要求。
因此，提出有如下方案，如图12A、图12B所示，在上面安装GPS天线元件102的同时在下面安装有信号接收电路部103的电路基板101上，设置雷电电涌用的电涌吸收元件104。
电涌吸收元件104具有一对引线端子104a、104b，在其中一个引线端子104a与信号接收电路部103的输出端连接、另一个引线端子104b与电路基板101的接地点(未图示)连接的状态下安装在电路基板101上。
这样，在天线装置100的电路基板101上设有电涌吸收元件104时，因为天线装置100的耐雷电涌电性能提高，故可以减少抗雷电电涌设备500的数量。
然而，将电涌吸收元件104设置在天线装置100上的情况下，会产生下面这样的新问题。
即，电涌吸收元件104因为使用引线端子104a、104b安装在电路基板101上，所以在引线端子对104a、104b(尤其与信号接收电路部103的输出端连接的那个引线端子104a)位于电路基板101的上面(即安装GPS天线元件102的面)时，由于引线端子104a流过电流而产生磁�。崾笹PS天线元件102接收到该磁场等引起的辐射干扰。若GPS天线元件102接收到辐射干扰信号，则辐射干扰信号叠加到GPS天线元件102输出的电信号中，使电信号波形紊乱，由此使得GPS用信号的解调变得困难。
如上所述，在现有的天线装置100中，在电路基板101中安装作为抗雷电电涌对策的电涌吸收元件104时，在GPS天线元件102输出的电信号中，会因设置电涌吸收元件104而混入辐射干扰信号。
发明内容
本发明是为了解决上述技术问题而研发的，其的目的在于提供一种天线装置，使辐射干扰信号不混入GPS天线元件的输出中而可提高耐雷电电涌性能。
为了解决上述技术问题，本发明的天线装置包括GPS天线元件；将上述GPS天线元件接收的GPS用信号放大并输出的信号接收电路部；具有一对引线端子、并且其中一个引线端子与上述信号接收电路部的输出端连接、另一个引线端子与接地点连接的电涌吸收元件；安装有上述GPS天线元件、上述信号接收电路部及上述电涌吸收元件的电路基板，其中，在上述电路基板的安装上述GPS天线元件的一面上设有金属制的屏蔽罩，该屏蔽罩至少覆盖位于上述电路基板的上述一面侧的上述电涌吸收元件的上述一个引线端子。
本发明的天线装置因为具有电涌吸收元件，故可提高耐雷电电涌性能。而且，因为金属制的屏蔽罩至少覆盖位于安装GPS天线元件的电路基板的一面侧的电涌吸收元件的其中一个引线端子，故采用屏蔽罩可阻断由于上述一个引线端子流经电流而产生的磁场等引起的辐射干扰传播至GPS天线元件。因此，可抑制因设置电涌吸收元件而引起的辐射干扰信号混入GPS天线元件输出的电信号中，从而可充分地进行GPS用信号的解调。
优选地，上述电路基板具有分别插入上述电涌吸收元件的各引线端子的通孔，上述电涌吸收元件安装于电路基板的另一面(即安装GPS天线元件102的面的相反面)上，各引线端子从上述电路基板的另一面侧插入所述通孔，使各引线端子的前端位于上述电路基板的上述一面侧。
此时，仅电涌吸收元件的各引线端子前端位于电路基板的安装GPS天线元件的一面侧。因此，与电涌吸收元件的基体位于上述一面侧情况相比，可以降低辐射干扰。
优选地，上述GPS天线元件安装于偏离上述电路基板中心位置的位置(即，自中心位置偏向端部的位置)，上述电涌吸收元件安装于自上述电路基板中心位置向与上述GPS天线元件相反侧偏移的位置。
此时，电涌吸收元件和GPS天线元件距离变远，故可降低因电涌吸收元件产生的对GPS天线元件的辐射干扰的影响。
优选地，该天线装置还包括在一面侧搭载上述电路基板的基体；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状态下安装于上述基体一面侧上的雷达罩；在上述雷达罩安装于上述基体上时，将固定于上述肋上的上述屏蔽罩与上述电路基板的接地点(地面)连接的接地机构。
此时，通过将由上述肋固定屏蔽罩的雷达罩覆盖于基体上，能够将屏蔽罩设于电路基板的一面侧，无须采用焊接等将屏蔽罩固定于电路基板上，组装作业变得容易。而且，当将雷达罩从基体上拆下，则因为屏蔽罩也同时从电路基板上被拆下来，所以仅需将雷达罩从基体拆卸下来，即可以简单地确认电涌吸收元件与电路基板的连接状态(例如焊接裂缝、焊接遗漏等)或电涌吸收元件自身状态等。
优选地，上述接地机构包括螺纹贯通孔，其设于上述基体和上述雷达罩中的任一个上，使上述基体和上述雷达罩结合时所采用的连接螺钉贯通；螺纹孔，其设于上述基体和上述雷达罩的另一个上，与贯通上述螺纹贯通孔的上述连接螺钉拧合；第1接地片，其具有设于上述电路基板上且贯通上述连接螺钉的第1孔，与上述电路基板接地点(地面)电连接；第2接地片，其具有设于上述屏蔽罩上且贯通上述连接螺钉的第2孔，当上述基体与上述雷达罩结合时，在上述第2孔与上述第1孔一致的状态下与第1接地片重叠；通过使上述连接螺钉从上述螺纹贯通孔经由上述第1孔和上述第2孔与上述螺纹孔拧合，将上述基体和上述雷达罩相互结合。
此时，通过采用以往的相当简单的、用于雷达罩和基体结合的连接结构，可实现上述接地机构，并可降低成本。
图1A为本发明的实施方式1的天线装置主要部分的立体示意图；图1B为实施方式1的天线装置的主要部分的侧面示意图；图2为表示实施方式1的天线装置的电路结构的框图；图3为实施方式1的天线装置的分解立体图；图4A为实施方式1的天线装置变形例的主要部分的侧面示意图；图4B为实施方式1的天线装置变形例的主要部分的侧面示意图；图4C为实施方式1的天线装置变形例的主要部分的侧面示意图；图5A为本发明的实施方式2的天线装置主要部分的立体示意图；图5B为实施方式2的天线装置的主要部分的侧面示意图；图6A为实施方式2的天线装置变形例的主要部分的侧面示意图；图6B为实施方式2的天线装置变形例的主要部分的侧面示意图；图6C为实施方式2的天线装置变形例的主要部分的侧面示意图；图7A为本发明的实施方式3的天线装置主要部分的立体示意图；图7B为实施方式3的天线装置的主要部分的侧面示意图；图8A为实施方式3的天线装置变形例的主要部分的侧面示意图；图8B为实施方式3的天线装置变形例的主要部分的侧面示意图；图8C为实施方式3的天线装置变形例的主要部分的侧面示意图；图9A为本发明的实施方式4的天线装置电路基板的示意图；图9B为实施方式4的天线装置的雷达罩的底面图；
图9C为实施方式4的屏蔽罩的底面图；图10为实施方式4的天线装置的分解立体图；图11为表示现有的天线装置使用状态的说明图；图12A为现有的天线装置主要部分的平面示意图；图12B为现有的天线装置主要部分的侧面示意图。
具体实施例方式
实施方式1如图1A、图1B、图2、图3所示，本实施方式的天线装置包括从人造卫星(未图示)接收GPS用信号的GPS天线元件2；将GPS天线元件2接收的GPS用信号放大、并将该GPS用信号向用于将其传送至中继站(未图示)的同轴电缆(高频同轴电缆)输出的信号接收电路部3；安装GPS天线元件2和信号接收电路部3的电路基板1；收纳电路基板1的壳体6。另外，在电路基板1的安装GPS天线元件2的一面(即图1A中的上面)安装电涌吸收元件4。电涌吸收元件4具有一对引线端子4a、4b，其中一个引线端子4a与信号接收电路部3的输出端连接，另一个引线端子4b与电路基板1的接地点(地面)连接。另外，在电路基板1的上述一面上设有覆盖电涌吸收元件4的一个引线端子4a的金属制的屏蔽罩5。
GPS天线元件2因为用于接收GPS用人造卫星上发送的GPS用信号，所以构成为能够接收以GPS用信号的频率(约1575.42MHz)为中心的频带信号。在本实施方式中，作为这种GPS天线元件2，采用平面型电介质天线，例如，构成为，通过在介电常数高的陶瓷制天线基体的两面上涂敷铜膏或银膏作为导体，一面形成天线面(频率接收面)而另一面形成接地面(与地连接面)。这种电介质天线可以采用现有众所周知的天线，故省略对其的详细说明。
信号接收电路部3如上所述把由GPS天线元件2接收的GPS用信号放大并向传送用同轴电缆输出。在将GPS用信号从天线装置传送至中继站(未图示)时，通过信号接收电路部3，可防止GPS用信号衰减而使GPS用信号不能解调的问题。信号接收电路部3通过将电阻或电容等各种电子器件组安装于电路基板1上而构成。具体地，如图2所示，信号接收电路部3由3个放大器30a～30c、3个带通滤波器31a～31c交替串联连接而构成。放大器30a～30c任意一个都是对电信号进行放大以得到规定的增益的器件。带通滤波器31a～31c构成3级带通滤波器，构成为任意一个仅透过以GPS用信号的频率(约1575.42MHz)为中心的频带的信号。因此，信号接收电路部3仅将GPS天线元件2输出的电信号中以1575.42MHz为中心的频率带域的电信号放大至其增益成为规定值，并将得到的电信号输出。
如图1A所示，电涌吸收元件4为具有大致呈圆柱形的主体部4c、从该主体部4c的轴向两端部突出的一对引线端子4a、4b的离散型元件。电涌吸收元件4采用例如现有的变阻器(例如氧化亚铅变阻器)或放电器等。如图2所示，通过将一个引线端子4a与信号接收电路部3的输出端(带通滤波器31c的输出端)连接、将另一个引线端子4b与电路基板1的接地点GND连接，电涌吸收元件4起到避雷器的作用。
如图1A、B所示，屏蔽罩5采用金属制作，大致呈长方形箱状，具有大致覆盖位于电路基板1的一面侧的电涌吸收元件4的一个引线端子4a的大小。屏蔽罩5在相对电路基板1的面开口的同时，还具有可通过引线端子4a的开口部(未图示)。
如图3所示，电路基板1采用大致呈八边形的绝缘基板而形成。其中，在图1A、B中，为了简化图示而将电路基板1图示为长方形。
如图1A所示，电路基板1中，在自电路基板1中心位置偏离的位置(即从中心位置向端部偏离的位置)设置GPS天线元件2用的通孔(未图示)，并且在电路基板1的自中心位置向GPS天线元件2用的通孔相反侧偏移的位置上设置电涌吸收元件4的一对引线端子4a，4b用的通孔1a，1b。另外，在电路基板1的大致中央部设有后述的电缆7g用的通孔1c。另外，在电路基板1上设有构成信号接收电路部3的电子器件用的通孔(未图示)。在图3中，仅示出了通孔1c，省略其他通孔的图示。
另外，如图3所示，在电路基板1的外边缘部，将电路基板1的外周分成四等份而设有4个定位孔1d。但是，该定位孔1d在图1A中被省略。
另外，在电路基板1的上述一面(图1A中的上面)上，采用GPS天线元件2、信号接收电路部3用的各种电子器件以及电涌吸收元件4形成用于构成图2所示电路的电路图案(未图示)，而在另一面(图1A中的下面)粘着由薄壁铜板形成的接地板(未图示)。该接地板用作电涌吸收元件4等的接地点(接地线)GND。
通过使用上述GPS天线元件2用的通孔，在使接地面与电路基板1的一面接触的状态下，将GPS天线元件2安装于电路基板1的上述一面侧。另外，通过采用上述信号接收电路部3用的通孔，信号接收电路部3将构成信号接收电路部3的电子器件组安装于电路基板1的一面侧。电涌吸收元件4的主体部4c安装于电路基板1的上述一面侧，各引线端子4a，4b从电路基板1的上述一面侧分别插入各通孔1a，1b中，而各引线端子4a，4b的前端被焊接于电路基板1的另一面(图1B中的下面侧)上。
如上所述，通过在电路基板1上安装上述GPS天线元件2、信号接收电路部3、电涌吸收元件4，可构成图2所示的电路。
在安装GPS天线元件2、信号接收电路部3、电涌吸收元件4的电路基板1上，安装有屏蔽罩5。屏蔽罩5位于安装GPS天线元件2的电路基板1的上述一面侧，覆盖位于该一面侧的电涌吸收元件4的一个引线端子4a，采用导电性粘合剂或焊锡等而固定在电路基板1上，同时与接地点GND连接。
接着，对收纳电路基板1的壳体6进行说明。如图3所示，壳体6由一面侧(图3中的上面)载置电路基板1的基体7、及安装于该基体7的一面侧并覆盖电路基板1的雷达罩8构成。
基体7可例如采用由铝、亚铅合金等轻金属制的压铸模而形成大致圆盘状。在基体7的外边缘部设置有基体7和雷达罩8结合所使用的连接螺钉S1～S4可分别贯通的螺纹贯通孔7a～7d。螺纹贯通孔7a～7d设置于将基体7的外边缘部(周边部)沿周向大致4等分的位置。另外，在基体7的一面侧(图3中的上面)一体设置有支承部7e。支承部7e具有与电路基板1的4个定位孔1d分别凹凸嵌合的定位用突起(未图示)。在利用定位孔1d和定位用突起而确定位置的状态下将电路基板1载置于支承部7e上。另外，在基体7的另一个面(图3中的下面)的中央部设有连接上述同轴电缆(高频用同轴电缆)的连接器7f。该连接器7f采用导线等电缆7g，与安装于电路基板1上的信号接收电路部3的输出端连接。因此，通过在连接器7f上连接同轴电缆，经过连接器7f及电缆7g将上述同轴电缆与信号接收电路部3的输出端连接，从而可将GPS信号传送至中继站。
雷达罩8采用热可塑性树脂(例如聚碳酸酯、氟树脂、聚苯醚(PPO))等补阻断GPS用信号的材料，形成底面开口的中空大致圆锥形状。另外，在雷达罩8的底面边缘部设置螺纹孔8a～8d，穿过基体7的各螺纹贯通孔7a～7d的连接螺钉S1～S4分别与各螺纹孔8a～8d连接。通过将雷达罩8大致形成圆锥形，在室外设置的天线装置上不易堆积尘土及雪，并且飞鸟也将难以驻足于天线装置上。换言之，通过将雷达罩8大致形成为圆锥形，可以预防尘土堆积、积雪堆积、而且还可以避免飞鸟侵害等。
下面对本实施方式中的天线装置组装方法进行说明。首先，将如上所述地安装有GPS天线元件2、信号接收电路部3、电涌吸收元件4及屏蔽罩5的电路基板1，在将电路基板1的定位孔1d和基体7的定位用突起凹凸嵌合的状态下，载置于基体7的支承部7e。此时，通过电路基板1的通孔1c将一端与基体7的连接器7f连接的电缆7g的另一端向电路基板1的另一面侧导出，并采用焊接等与信号接收电路部3的输出端连接。然后，将雷达罩8覆盖基体7上上搭载的电路基板1而盖在基体7上，将各连接螺钉S1～S4分别插入基体7的螺纹贯通孔7a～7d中，将各连接螺钉S1～S4与雷达罩8的各螺纹孔8a～8d连接。据此，基体7与雷达罩8结合，完成本实施方式的天线装置。
完成组装的本实施方式的天线装置安装于室外规定位置设置的支柱顶部，在采用同轴电缆与中继站连接的状态下使用。本实施方式的天线装置可使用在例如为了进行中继站运行时间同步用时刻数据的获取或进行地震预报等。
另外，对于天线装置的动作，因与以往相同故省略其说明。
如上所述，因为本实施方式的天线装置包括电涌吸收元件4，故可提高耐雷电电涌性能。而且，因为采用金属屏蔽罩5将位于电路基板1的安装GPS天线元件2的一面侧的电涌吸收元件4的一个引线端子4a覆盖，所以利用金属屏蔽罩5可以阻断在一个引线端子4a中流经电流产生的磁场等所引起的辐射干扰传播至GPS天线元件2。因此，可抑制GPS天线元件2输出的电信号中混入由于设置电涌吸收元件4而引起的辐射干扰，能够充分进行GPS用信号的解调。
另外，如上所述，在本实施方式中，GPS天线元件2安装在自电路基板1中心位置偏移的位置，电涌吸收元件4安装在从电路基板1中心位置向与GPS天线元件2的相反侧偏移的位置。由此，电涌吸收元件4与GPS天线元件2的距离变远，可降低从电涌吸收元件4向GPS天线元件2的辐射干扰的影响。另外，根据天线装置的使用状况，可在天线装置的周围配置金属板。如此情况下，假如将GPS天线元件2配置于电路基板的中心，则在GPS天线元件2的全方向上，自GPS天线元件2至金属板的空间距离容易变得一样，如果空间距离一样例如均为λ/4(λ为GPS用信号的频率)，则增益衰减变大。因此，通过将GPS天线元件2设于自电路基板中心偏移的位置上，即使在天线装置周围存在金属板，GPS天线元件2到金属板空间距离也难以变成一样，从而得到可降低增益衰减这样的效果。
然而，在图1A、图1B所示的例子中，将信号接收电路部3和电涌吸收元件4设于电路基板1的一面侧(即安装GPS天线元件2的面侧)，但也可如图4A所示，将信号接收电路部3安装于电路基板1的另一面侧。
如果这样，在信号接收电路部3和GPS天线元件2之间存在具有接地点GND的电路基板1，可以抑制由信号接收电路部3产生的辐射干扰混入GPS天线元件2输出的电信号中。
另外，如图4B所示，也可以将电涌吸收元件4安装于电路基板1的另一面侧。即，也可以把电涌吸收元件4的主体部4c设置于电路基板1的另一面侧、将各引线端子4a，4b从电路基板1的另一面侧分别插入各通孔1a，1b并将各引线端子前端焊接于电路基板1的上述一面侧。此时，屏蔽罩5覆盖位于电路基板1中的安装GPS天线元件2的一面侧的电涌吸收元件4的一个引线端子4a(即引线端子4a的前端部分)。如果这样，仅电涌吸收元件4的引线端子4a，4b的前端位于电路基板1中的安装GPS天线元件2的一面侧，与电涌吸收元件4的主体部4c位于电路基板1的一面侧的情况相比，可缩短位于电路基板1一面侧的两引线端子4a，4b的长度。而且，因为在电涌吸收元件4的主体部4c与GPS天线元件2之间存在具有接地点GND的电路基板1，故由电涌吸收元件4的主体部4c产生的辐射干扰难以传播至GPS天线元件2。因此，与电涌吸收元件4的主体部4c位于上述一面侧的情况相比，可进一步抑制GPS天线元件2输出的电信号中混入辐射干扰。
另外，如图4C所示，还可以对图4B所示的例子进行变形，将信号接收电路部3安装于电路基板1的另一面侧。即，也可以把信号接收电路部3和电涌吸收元件4二者均安装于电路基板1的另一面侧。
如果这样，可以与图4A一样地抑制信号接收电路部3的辐射干扰混入GPS天线元件2输出的电信号，并且也可以与图4B一样地抑制GPS天线元件2输出的电信号中混入电涌吸收元件4的辐射干扰。
另外，电路基板1和壳体6的形状并不局限于上述的例子，可以对其进行适当的变形。另外，屏蔽罩5的形状也并不局限于上述的例子，只要是覆盖位于电路基板1中的安装GPS天线元件2的一面侧的电涌吸收元件4的一个引线端子4a、从而可在空间上阻断引线端子4a与GPS天线元件2的形状即可。在此，所谓“可在空间上阻断的形状”并不意味着由屏蔽罩5完全密封引线端子4a的形状，而是指可降低由于引线端子4a中流过电路而产生磁场等的影响的形状。另外，本实施方式的天线装置构成为适于在设定于规定位置的状态下使用，以进行中继站同步用时刻数据的获取及进行地震预报用位移测定数据的获取等，但是，本实施方式的天线装置的用途并不限于上述这些用途。上述内容在后述的实施方式2～4也一样。
实施方式2如图5A、5B所示，本实施方式的天线装置包括安装GPS天线元件2和信号接收电路部3的电路基板1、及收纳电路基板1的壳体6(参照图3)。在电路基板1上安装具有一对引线端子4a，4b的电涌吸收元件4，电涌吸收元件4的一个引线端子4a与信号接收电路部3的输出端连接，另一个引线端子4b与电路基板1的接地点GND连接。在电路基板1的安装GPS天线元件2的一面(图5A中的上面)上设有屏蔽罩50。屏蔽罩50采用金属制造，形成大致矩形箱状，如图5A、5B所示，与电路基板1的上述一面侧相对的面开设口，并且具有可覆盖电涌吸收元件4整体的大小。
即，本实施方式的天线装置包括的不是仅覆盖电涌吸收元件4的一个引线端子4a的屏蔽罩5，而是包括覆盖位于电路基板1的一面侧的电涌吸收元件4整体的屏蔽罩50，在这一点与上述实施方式1的天线装置不同。但是，就其他结构而言与上述实施方式1的天线装置相同，所以就相同结构给出相同的符号并省略其说明。
因为本实施方式的天线装置包括电涌吸收元件4，故可提高耐雷电电涌性能。而且，因为采用金属屏蔽罩50，不仅将电涌吸收元件4的一个引线端子4a覆盖，而且将电涌吸收元件4整体均覆盖，故除了可以阻断一个引线端子4a中流经电流而产生的辐射干扰传播至GPS天线元件2，还可以阻断另一个引线端子4b及电涌吸收元件4主体部4c产生的辐射干扰传播至GPS天线元件2。由此，可进一步抑制GPS天线元件2输出的电信号中混入因设置电涌吸收元件4而引起的辐射干扰，充分进行GPS信号的解调。
在本实施方式中，如图6A所示，也可以与实施方式1的图4A同样地将信号接收电路部3安装于电路基板1的另一面侧。
另外，如图6B所示，也可以与实施方式1的图4B同样地将电涌吸收元件4安装于电路基板1的另一面侧。此时，屏蔽罩50覆盖位于电路基板1的一面侧的电涌吸收元件4的两个引线端子4a、4b(即引线端子4a、4b的前端部分)。通过由屏蔽罩50将两引线端子4a，4b均覆盖，可防止由引线端子4a、4b产生的辐射干扰传播至GPS天线元件2中。
另外，如图6C所示，也可以与实施方式1的图4C同样地将信号接收电路部3和电涌吸收元件4二者均安装在电路基板1的另一面侧。
实施方式3如图7A、7B所示，本实施方式的天线装置包括安装GPS天线元件2和信号接收电路部3的电路基板1及收纳电路基板1的壳体6(参照图3)。在电路基板1上安装具有一对引线端子4a、4b的电涌吸收元件4，电涌吸收元件4的一个引线端子4a与信号接收电路部3的输出端连接，另一个引线端子4b与电路基板1的接地点GND连接。在电路基板1的安装GPS天线元件2的一面(图7A中的上面)上设有屏蔽罩51。屏蔽罩51采用金属制造，形成箱状，如图7A、7B所示，与电路基板1的上述一面侧相对的面开设口，并且具有可全部覆盖除GPS天线元件2外的电子器件(电涌吸收元件4及信号接收电路部3)的大小。
即，本实施方式的天线装置包括的不是仅覆盖电涌吸收元件4的一个引线端子4a的屏蔽罩5，而是包括将位于电路基板1的一面侧的电涌吸收元件4及信号接收电路部3整体覆盖的屏蔽罩51，在这一点与上述实施方式1的天线装置不同。但是，就其他结构而言与上述实施方式1的天线装置相同，所以就相同结构给出相同的符号并省略其说明。
因此，根据本实施方式的天线装置，因为包括电涌吸收元件4，所以起到可提高耐雷电电涌性能的效果。而且，因为采用金属屏蔽罩51将电涌吸收元件4及信号接收电路部3全部覆盖，故不仅可以阻断因一个引线端子4a中流经电流产生的磁场等引起的辐射干扰传播至GPS天线元件2，还可以阻断另一个引线端子4b及电涌吸收元件4主体部4c、信号接收电路部3产生的辐射干扰传播至GPS天线元件2。由此，GPS天线元件2输出的电信号中不仅可抑制因设置电涌吸收元件4而引起的辐射干扰的混入，还可以抑制信号接收电路部3的辐射干扰的混入，充分进行GPS用信号的解调。
在本实施方式中，如图8A所示，也可以将信号接收电路部3安装于电路基板1的另一面侧。
另外，如图8B所示，也可以将电涌吸收元件4安装于电路基板1的另一面侧。
另外，如图8C所示，也可以将信号接收电路部3和电涌吸收元件4两者均安装在电路基板1的另一面侧。
实施方式4如图9及图10所示，本实施方式的天线装置包括安装GPS天线元件2、信号接收电路部3及电涌吸收元件4的电路基板10；覆盖电涌吸收元件4的金属屏蔽罩53；将屏蔽罩53与电路基板10的接地点连接的接地装置(后面详细描述)及壳体60。壳体60由一面侧搭载有电路基板10的基体7及具有固定屏蔽罩53的肋8f并安装于基体7的上述一面侧的雷达罩80构成。另外，在以下的说明中，就与上述实施方式1相同结构则采用同一符号并省略说明。
电路基板10与上述实施方式1的电路基板1一样，如图9A和图10所示，信号接收电路部3安装于电路基板10的与安装GPS天线元件2的一面相反的另一面侧(图10中的下面)。另外，电路基板10的外周边具有第1接地片1e。第1接地片1e具有连接螺钉S1可穿过的第1孔1f，与电路基板10的接地点GND电连接。
利用GPS天线元件2用的通孔，在使接地面与电路基板10的一面接触的状态下将GPS天线元件2安装在电路基板10的一面侧(图10中的上面)。信号接收电路部3的构成信号接收电路部3的电子器件组采用信号接收电路部3用的通孔安装于电路基板10的另一面侧。电涌吸收元件4的主体部4c安装于电路基板10的一面侧，各引线端子4a，4b从电路基板的一面分别插入各通孔1a，1b中，将各引线端子4a，4b的前端焊接于电路基板10的另一面侧。
通过将GPS天线元件2、信号接收电路部3、电涌吸收元件4安装于电路基板10上，构成图2所示的电路。
屏蔽罩53包括罩体部53a及一体设于罩体部53a侧面的第2接地片53b。罩体部53a采用金属制成，如图9A及图10所示，底面形成开口的箱状，大致具有可覆盖电涌吸收元件4的大小。第2接地片53b具有连接螺钉S1可穿过的第2孔53c。
雷达罩80和上述实施方式1所述的雷达罩8一样，但在螺纹孔8a附近的内周面上一体形成有用于固定屏蔽罩53的肋8f。在该肋8f的图10中的下面(即与电路基板10相对的面)上设置用于收纳屏蔽罩53的收纳凹槽8g。收纳凹槽8g的内形大小与屏蔽罩53的罩体部53a的外形大小大致相同，当罩体部53a插入收纳凹槽8g时，则屏蔽罩53由肋8f固定。
另外，如图9A所示，在搭载电路基板10的基体7上安装雷达罩80时，肋板8f形成于罩体部53a覆盖电涌吸收元件4的位置。另外，当雷达罩80安装于搭载电路基板10的基体7上，则在第1接地片1e的第1孔1f与第2接地片53b的第2孔53c一致的状态下，第1接地片1e与第2接地片53b重合。结果，从基体7的螺纹贯通孔7a经由第1孔1f与第2孔53c，可使连接螺钉S1与雷达罩80的螺纹孔8a拧合。
在这里，本实施方式的天线装置包括螺纹贯通孔7a，其设于基体7之上，可使基体7和雷达罩80结合所采用的连接螺钉S1贯通；螺纹孔8a，其设于雷达罩80上，与贯通螺纹贯通孔7a的连接螺钉S1连接；第1接地片1e，其具有设于电路基板10上并贯通连接螺钉S1的第1孔1f，与电路基板10的接地点电连接；第2接地片53b，其具有设于屏蔽罩53上并贯通连接螺钉S1的第2孔53c，当基体7和雷达罩80结合时在第2孔53c与第1孔1f一致的状态下与第1接地片1e重合，构成为通过上述螺钉贯通孔7a、螺纹孔8a、第一接地片1e以及第二接地片53b将上述屏蔽罩53与电路基板10的接地点连接的接地机构。通过将连接螺钉S1从螺纹贯通孔7a经由第1孔1f与第2孔53c与螺纹孔8a连接并且将连接螺钉S2～S4与各螺纹孔8b～8d连接，而使基体7和雷达罩80相互结合。当基体7和雷达罩80结合时，则第1接地片1e和第2接地片53b夹在基体7和雷达罩80之间，确保第1接地片1e和第2接地片53b的接触。因此，通过将基体7和雷达罩80相互结合，屏蔽罩53稳定地与电路基板10的接地点连接。
接着，对本实施方式天线装置的安装方法进行说明。首先，将天线装置的安装上述GPS天线元件2、信号接收电路部3、电涌吸收元件4的电路基板10，在电路基板10的定位孔1d和基体7的定位用突起凹凸嵌合的状态下，载置于基体7的支承部7e上。此时，采用焊接等将一端与基体7的连接器7f连接的电缆7g的另一端连接于信号接收电路部3的输出端。
接着，将屏蔽罩53的罩体部53a插入肋8f的收纳凹槽8g，将屏蔽罩53固定于雷达罩80。然后，将雷达罩80盖住基体7上以覆盖电路基板10。此时，在第1孔1f与第2孔53c一致的状态下，使第2接地片53b与第1接地片1e重合。
然后，使连接螺钉S1从基体7的螺纹贯通孔7a经由第1孔1f与第2孔53c与雷达罩80的螺纹孔8a连接。并且，使各连接螺钉S2～S4从基体7的各螺纹贯通孔7b～7d连接雷达罩80的各螺纹孔8b～8d，据此基体7与雷达罩80相连接。
经过以上作业，不但屏蔽罩53配置在电路基板10的一面侧中覆盖电涌吸收元件4的位置上，而且屏蔽罩53通过上述接地机构与接地点相连接。
完成组装的本实施方式的天线装置与实施方式1同样地使用。
本实施方式的天线装置，由于在雷达罩80中固定屏蔽罩53，故可通过将雷达罩80盖在基体7上而将屏蔽罩53设于电路基板10的一面侧。因此，无需与实施方式1一样地采用焊接等将屏蔽罩53固定于电路基板10上，从而使得组装作业变得容易。
另外，当把雷达罩80从基体7拆下来，则屏蔽罩53同时也从电路基板10上拆下来。所以，仅需将雷达罩80从基体7拆卸下来的简单作业，即可当场肉眼进行电涌吸收元件4与电路基板10的连接状态、以及电涌吸收元件4自身状态等的确认(例如焊接裂缝、焊接遗漏的确认)。另外，因为利用现有的用于连接雷达罩80和基体7的相当简单的连接结构来实现连接屏蔽罩53与电路基板接地点的接地，故可易于降低成本。
当然，本实施方式的天线装置与实施方式1的一样，具有提高耐雷电电涌性能及防止辐射干扰向GPS天线元件传播等效果。
另外，本实施方式的天线装置中，电涌吸收元件4安装于电路基板10的一面侧，信号接收电路部3安装于电路基板10的另一面侧，但是，如图5A、5B所示，也可以将电涌吸收元件4和信号接收电路部3两个均安装于电路基板的一面侧。或者，如图6B所示，也可以将电涌吸收元件4配置于电路基板10的另一面侧，而将信号接收电路部3安装于电路基板10的一面侧。或者，如图6C所示，还可将电涌吸收元件4和信号接收电路部3两个均安装于电路基板的另一面侧。
另外，本实施方式的天线装置采用覆盖整个电涌吸收元件的屏蔽罩53，但也可以采用如实施方式1所述那样仅覆盖电涌吸收元件4的一个引线端子4a的屏蔽罩，还可采用如实施方式3所述那样将位于电路基板10的一面侧上的电涌吸收元件4和信号接收电路部3全部覆盖的屏蔽罩。另外，在本实施方式的壳体60中，在基体7上设置连接螺钉S1～S4贯通的螺纹贯通孔7a～7d，在雷达罩80中设置与贯通螺纹贯通孔7a～7d的连接螺钉S1～S4结合的螺纹孔8a～8d，但也可以相反地，在雷达罩80上设置连接螺钉S1～S4贯通的螺纹孔，在基体7上设置与贯通螺纹贯通孔的连接螺钉S1～S4结合的螺纹孔。这一点在实施方式1～3的壳体6中也同样。
权利要求
1.一种天线装置，其特征在于，包括GPS天线元件；将上述GPS天线元件接收的GPS用信号放大并输出的信号接收电路部；具有一对引线端子、并且其中一个引线端子与上述信号接收电路部的输出端连接、而另一个引线端子与接地点连接的电涌吸收元件；安装有上述GPS天线元件、上述信号接收电路部及上述电涌吸收元件的电路基板，在上述电路基板的安装上述GPS天线元件的一面上设有金属制的屏蔽罩，该屏蔽罩至少覆盖位于上述电路基板一面侧的上述电涌吸收元件的上述一个引线端子。
2.如权利要求1所述的天线装置，其中，上述电路基板具有分别插入上述电涌吸收元件的各引线端子的通孔，上述电涌吸收元件安装在电路基板的另一面，各引线端子从上述电路基板的另一面侧插入上述通孔，使各引线端子的前端位于上述电路基板的上述一面侧。
3.如权利要求1所述的天线装置，其中，上述GPS天线元件安装在偏离上述电路基板中心位置的位置，上述电涌吸收元件安装在自上述电路基板中心位置向与上述GPS天线元件相反侧偏移的位置。
4.如权利要求1所述的天线装置，其中，还包括在一面侧搭载上述电路基板的基体；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状态下安装于上述基体一面侧上的雷达罩；在上述雷达罩安装于上述基体上时，将固定于上述肋上的上述屏蔽罩与上述电路基板的接地点连接的接地机构。
5.如权利要求4所述的天线装置，其中，上述接地机构包括螺纹贯通孔，其设于上述基体和上述雷达罩中的任一个上，使上述基体和上述雷达罩结合时所采用的连接螺钉贯通；螺纹孔，其设于上述基体和上述雷达罩的另一个上，与贯通上述螺纹贯通孔的上述连接螺钉拧合；第1接地片，其具有设于上述电路基板上且贯通上述连接螺钉的第1孔，与上述电路基板接地点电连接；第2接地片，其具有设于上述屏蔽罩上且贯通上述连接螺钉的第2孔，当上述基体与上述雷达罩结合时，在上述第2孔与上述第1孔一致的状态下与第1接地片重叠；通过使上述连接螺钉从上述螺纹贯通孔经由上述第1孔和上述第2孔与上述螺纹孔拧合，将上述基体和上述雷达罩相互结合。
全文摘要
本发明提供一种天线装置，该天线装置包括从人造卫星接收GPS用信号的GPS天线元件(2)；将由GPS天线元件(2)接收的GPS用信号放大并通过同轴电缆向中继站输出的信号接收电路部(3)及安装GPS天线元件(2)和信号接收电路部(3)的电路基板(1)。在电路基板1中，具有一对引线端子(4a、4b)的电涌吸收元件(4)以其中一个引线端子(4a)与信号接收电路部(3)的输出端连接、而另一个引线端子(4b)与电路基板(1)的接地点连接的状态进行安装。在电路基板(1)的安装GPS天线元件(2)的一面上设有金属制的屏蔽罩(5)，该屏蔽罩(5)覆盖位于上述一面上的电涌吸收元件(4)的一个引线端子(4a)。
文档编号G01S19/36GK101079516SQ20061013898
公开日2007年11月28日 申请日期2006年7月28日 优先权日2006年5月24日
发明者前田丰, 松本一弘, 山本宠司, 冈英树, 大矢晃 申请人:松下电工株式会社
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