JP2005286800A - On-vehicle antenna device - Google Patents

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成信 三上
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To properly protect an antenna from mechanical distortion and vibration which may be caused with the run of a vehicle without reducing antenna capability and increasing the entire device. <P>SOLUTION: Since a dielectric 15 is provided between horizontal portions 10, 11 of a deformed return dipole antenna 2 and a ground plate 3, an on-vehicle antenna 1 can keep a tip side opened in the portions 10, 11 of the dipole antenna 2 by the dielectric 15, and properly protect the dipole antenna 2 from the mechanical distortion and vibration which may be caused due to the run of the vehicle. Also, since a cavity 16 is formed inside the dielectric 15, capacitive coupling is generated between the antenna 2 and the ground plate 3, and a leak current can be previously prevented from flowing out from the antenna 2 to the ground plate 3. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、グランド板と、エレメントの一部が前記グランド板に対して略平行な水平部として形成されると共に水平部の先端側が開放されている板状アンテナまたは線状アンテナと、前記アンテナの水平部と前記グランド板との間に介在されている誘電体とを備えた車載アンテナ装置に関する。   The present invention includes a ground plate, a plate antenna or a linear antenna in which a part of an element is formed as a horizontal portion substantially parallel to the ground plate and the front end side of the horizontal portion is open, and the antenna The present invention relates to a vehicle-mounted antenna device provided with a dielectric disposed between a horizontal portion and the ground plate.

従来より、例えば変形伝送線路型アンテナからなる板状アンテナを備えた車載アンテナ装置が供されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００２−２９０１３８号公報 2. Description of the Related Art Conventionally, an in-vehicle antenna device provided with a plate-like antenna made of, for example, a modified transmission line type antenna has been provided (see, for example, Patent Document 1).
JP 2002-290138 A

ところで、この種の板状アンテナは、エレメントの一部がグランド板に対して略平行な水平部として形成され、その水平部の先端側が開放されている（自由状態にされている）ものであるが、車両の走行に伴って発生し得る機械的な変形や振動からアンテナを保護するべく水平部の先端側を保持するためにアンテナの水平部とグランド板との間に誘電体を介在させる構成が考えられる。   By the way, this type of plate-like antenna is such that a part of the element is formed as a horizontal portion substantially parallel to the ground plate, and the tip end side of the horizontal portion is open (free state). However, a structure in which a dielectric is interposed between the horizontal portion of the antenna and the ground plate in order to hold the front end side of the horizontal portion to protect the antenna from mechanical deformation and vibration that may occur as the vehicle travels. Can be considered.

しかしながら、このようにアンテナの水平部とグランド板との間に誘電体を介在させる構成では、誘電体の影響を受けてアンテナとグランド板との間で容量結合が発生してアンテナからグランド板へ漏れ電流が流れ、その結果、アンテナが送受信する電波の周波数帯域が狭まってしまい、アンテナ性能が低下してしまうという問題がある。この対策としては、無給電素子を配設して周波数帯域が狭まることを回避することが考えられるが、これでは、無給電素子を配設する分、装置全体が大型化するという問題がある。   However, in the configuration in which the dielectric is interposed between the horizontal portion of the antenna and the ground plate in this way, capacitive coupling occurs between the antenna and the ground plate due to the influence of the dielectric, and the antenna to the ground plate. As a result, leakage current flows, and the frequency band of radio waves transmitted and received by the antenna is narrowed, resulting in a problem that the antenna performance is degraded. As a countermeasure, it is conceivable to avoid the narrowing of the frequency band by providing a parasitic element. However, in this case, there is a problem that the entire apparatus is increased in size by the provision of the parasitic element.

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、アンテナ性能が低下することなく、また、装置全体が大型化することなく、アンテナを車両の走行に伴って発生し得る機械的な変形や振動から適切に保護することができる車載アンテナ装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to generate the antenna as the vehicle travels without reducing the antenna performance and without increasing the size of the entire apparatus. An object of the present invention is to provide an in-vehicle antenna device that can be appropriately protected from mechanical deformation and vibration.

請求項１に記載した発明によれば、エレメントの一部がグランド板に対して略平行な水平部として形成されると共に水平部の先端側が開放されている板状アンテナまたは線状アンテナからなるアンテナの水平部とグランド板との間に誘電体が介在されているので、水平部にあって開放されている（自由状態とされている）先端側を誘電体で保持することができ、車両の走行に伴って発生し得る機械的な変形や振動からアンテナを適切に保護することができる。また、この場合、誘電体の内部に空洞部が形成されているので、誘電体の影響を受けることなく、アンテナとグランド板との間で容量結合が発生してアンテナからグランド板へ漏れ電流が流れることを未然に回避することができ、アンテナ性能が低下することを未然に回避することができる。さらに、この場合、無給電素子を配設する必要もないので、装置全体が大型化することをも未然に回避することができる。   According to the first aspect of the present invention, an antenna comprising a plate antenna or a linear antenna in which a part of the element is formed as a horizontal portion that is substantially parallel to the ground plate and the front end of the horizontal portion is open Since the dielectric is interposed between the horizontal portion of the metal plate and the ground plate, the tip of the horizontal portion that is open (in a free state) can be held by the dielectric. The antenna can be appropriately protected from mechanical deformation and vibration that can occur during traveling. In this case, since the cavity is formed inside the dielectric, capacitive coupling occurs between the antenna and the ground plate without being affected by the dielectric, and a leakage current flows from the antenna to the ground plate. Flow can be avoided in advance, and deterioration in antenna performance can be avoided in advance. Further, in this case, since there is no need to provide a parasitic element, it is possible to avoid an increase in the size of the entire apparatus.

請求項２に記載した発明によれば、誘電体は、その縦断面が「コ」字が回転された形状に形成されているので、誘電体の内部に空洞部を容易に形成することができ、誘電体の加工・製造を容易に行うことができる。   According to the second aspect of the present invention, since the dielectric is formed in a shape in which the vertical cross section is rotated in the “U” shape, the cavity can be easily formed inside the dielectric. The dielectric can be easily processed and manufactured.

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について、図１を参照して説明する。図１は、車載アンテナ装置において、本発明の要部を示している。車載アンテナ装置１は、変形伝送線路型アンテナである変形折返しモノポールアンテナ２（本発明でいう板状アンテナ）がグランド板３に搭載されて構成されている。この場合、変形折返しモノポールアンテナ２とグランド板３とは、それらを機械的に保護すると共に他の導体から電気的に絶縁するカバー（図示せず）により上方から覆われるように構成されている。 (First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a main part of the present invention in an in-vehicle antenna device. The in-vehicle antenna device 1 is configured by mounting a modified folded monopole antenna 2 (a plate antenna in the present invention), which is a modified transmission line type antenna, on a ground plate 3. In this case, the modified folded monopole antenna 2 and the ground plate 3 are configured to be covered from above by a cover (not shown) that mechanically protects them and electrically insulates them from other conductors. .

変形折返しモノポールアンテナ２は、１本のエレメント４からなり、略平行な２本の辺部５，６を有するように折返し構造７がエレメントの略中間点に形成されている。２本の辺部５，６の各々は、その途中部位で折曲げ構造８，９により略直角に曲げられており、グランド板３に対して略平行な部分が水平部１０，１１とされていると共に、グランド板３に対して垂直な部分（立上っている部分）が立上り部１２，１３とされている。つまり、水平部１０，１１の先端側（図１中右端側）である折返し構造７の部分は開放されている（自由状態とされている）。また、変形折返しモノポールアンテナ２は、そのエレメント４の一端側４ａがグランド板３に対して接するように例えばネジ（図字せず）によりグランド板３の上面部３ａに固着されていると共に、そのエレメント４の他端側４ｂがグランド板３の上面部３ａに対して接しないように所定間隔を存して配設されている（グランド板３から浮いている）。   The modified folded monopole antenna 2 is composed of one element 4 and a folded structure 7 is formed at a substantially middle point of the elements so as to have two substantially parallel sides 5 and 6. Each of the two side portions 5 and 6 is bent at a substantially right angle by the folding structures 8 and 9 at a midway portion thereof, and the portions substantially parallel to the ground plate 3 are defined as horizontal portions 10 and 11. In addition, the vertical portions (the rising portions) with respect to the ground plate 3 are the rising portions 12 and 13. That is, the portion of the folded structure 7 that is the front end side (right end side in FIG. 1) of the horizontal portions 10 and 11 is open (is in a free state). The modified folded monopole antenna 2 is fixed to the upper surface portion 3a of the ground plate 3 with, for example, a screw (not shown) so that one end side 4a of the element 4 contacts the ground plate 3. The other end side 4b of the element 4 is disposed at a predetermined interval so as not to contact the upper surface portion 3a of the ground plate 3 (floating from the ground plate 3).

この場合、変形折返しモノポールアンテナ２は、例えば「８００ＭＨｚ」帯域の電波を送受信するための移動電話用アンテナであれば、エレメント４の一端側４ａから折返し構造７の中央部までの長さと、折返し構造７の中央部からエレメント４の他端側４ｂまでの長さとは、それぞれ「８００ＭＨｚ」帯域の電波の波長に「１／４」を乗じた長さに構成されている。つまり、変形折返しダイポールアンテナ２は、エレメント４の全長が「８００ＭＨｚ」帯域の電波の波長に「１／２」を乗じた長さに構成されている。そして、同軸ケーブル１４は、その内側導体１４ａがグランド板３に対して接していないエレメント４の他端側４ｂに接続されていると共に、その外側導体１４ｂがグランド板３の上面部３ａに接続されている。   In this case, if the modified folded monopole antenna 2 is, for example, a mobile phone antenna for transmitting and receiving radio waves in the “800 MHz” band, the length from the one end side 4a of the element 4 to the center of the folded structure 7 The length from the central portion of the structure 7 to the other end side 4b of the element 4 is configured by multiplying the wavelength of the radio wave in the “800 MHz” band by “¼”. That is, in the modified folded dipole antenna 2, the total length of the element 4 is configured by multiplying the wavelength of the radio wave in the “800 MHz” band by “½”. The coaxial cable 14 is connected to the other end side 4b of the element 4 whose inner conductor 14a is not in contact with the ground plate 3, and its outer conductor 14b is connected to the upper surface portion 3a of the ground plate 3. ing.

そして、変形折返しダイポールアンテナ２とグランド板３との間には外形が矩形状に形成されてなる例えば樹脂やセラミックを材料としてなる誘電体１５が変形折返しダイポールアンテナ２の（水平部１０，１１の）先端側で変形折返しダイポールアンテナ２とグランド板３との間に介在されており、変形折返しダイポールアンテナ２の先端側が誘電体１５により保持されている。この場合、誘電体１５は、その下方に開口部１５ａを有して空洞部１６が形成されている。   A dielectric 15 made of, for example, a resin or ceramic is formed between the deformed folded dipole antenna 2 and the ground plate 3 in a rectangular shape. ) It is interposed between the modified folded dipole antenna 2 and the ground plate 3 on the distal end side, and the distal end side of the modified folded dipole antenna 2 is held by the dielectric 15. In this case, the dielectric 15 has an opening 15a below it and a cavity 16 is formed.

以上に説明したように第１の実施形態によれば、車載アンテナ装置１において、変形折返しダイポールアンテナ２の水平部１０，１１とグランド板３との間に誘電体１５が介在されているので、変形折返しダイポールアンテナ２の水平部１０，１１にあって開放されている先端側を誘電体１５で保持することができ、車両の走行に伴って発生し得る機械的な変形や振動から変形折返しダイポールアンテナ２を適切に保護することができる。また、この場合、誘電体１５の内部に空洞部１６が形成されているので、アンテナ２とグランド板３との間で容量結合が発生してアンテナ２からグランド板３へ漏れ電流が流れることを未然に回避することができ、アンテナ性能が低下することを未然に回避することができる。さらに、この場合、無給電素子を配設する必要もないので、車載アンテナ装置１の全体が大型化することをも未然に回避することができる。   As described above, according to the first embodiment, in the in-vehicle antenna device 1, the dielectric 15 is interposed between the horizontal portions 10 and 11 of the modified folded dipole antenna 2 and the ground plate 3. The front end side of the deformed folded dipole antenna 2 that is open in the horizontal portions 10 and 11 can be held by the dielectric 15, and the deformed folded dipole can be prevented from mechanical deformation or vibration that may occur as the vehicle travels. The antenna 2 can be appropriately protected. In this case, since the cavity 16 is formed inside the dielectric 15, capacitive coupling occurs between the antenna 2 and the ground plate 3, and leakage current flows from the antenna 2 to the ground plate 3. This can be avoided in advance, and the antenna performance can be prevented from deteriorating. Further, in this case, since there is no need to provide a parasitic element, it is possible to avoid an increase in the size of the in-vehicle antenna device 1 in advance.

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について、図２を参照して説明する。尚、上記した第１の実施形態と同一部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。この第２の実施形態は、上記した第１の実施形態と比較すると、誘電体の形状が異なっている点を特徴とする。すなわち、車載アンテナ装置２１において、変形折返しダイポールアンテナ２とグランド板３との間に介在されている誘電体２２は、そのアンテナの長手方向（図２中矢印Ａ１，Ａ２方向）の縦断面が「コ」字が反時計回り方向へ９０度回転された形状に形成されていることにより、その内部に空洞部２３が形成されている。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, description is abbreviate | omitted about the same part as above-mentioned 1st Embodiment, and a different part is demonstrated. The second embodiment is characterized in that the shape of the dielectric is different from that of the first embodiment described above. That is, in the in-vehicle antenna device 21, the dielectric 22 interposed between the modified folded dipole antenna 2 and the ground plate 3 has a longitudinal section in the longitudinal direction of the antenna (the directions of arrows A1 and A2 in FIG. 2). A hollow portion 23 is formed inside the U-shape by forming it in a shape rotated 90 degrees counterclockwise.

以上に説明したように第２の実施形態によれば、車載アンテナ装置２１において、変形折返しダイポールアンテナ２の水平部１０，１１とグランド板３との間に誘電体２２が介在されているので、変形折返しダイポールアンテナ２の水平部１０，１１にあって開放されている先端側を誘電体２２で保持することができ、車両の走行に伴って発生し得る機械的な変形や振動から変形折返しダイポールアンテナ２を適切に保護することができる。また、この場合も、誘電体２２の内部に空洞部２３が形成されているので、アンテナ性能が低下することを未然に回避することができ、無給電素子を配設する必要もないので、車載アンテナ装置１の全体が大型化することをも未然に回避することができる。さらに、この場合は、誘電体２２の縦断面が「コ」字が反時計回り方向へ９０度回転された形状に形成されているので、誘電体２２の空洞部２３を容易に形成することができ、誘電体２２の加工・製造を容易に行うことができる。   As described above, according to the second embodiment, in the in-vehicle antenna device 21, the dielectric 22 is interposed between the horizontal portions 10 and 11 of the modified folded dipole antenna 2 and the ground plate 3. The front end of the deformed folded dipole antenna 2 that is open in the horizontal portions 10 and 11 can be held by the dielectric 22, and the deformed folded dipole can be prevented from mechanical deformation or vibration that may occur as the vehicle travels. The antenna 2 can be appropriately protected. Also in this case, since the cavity 23 is formed inside the dielectric 22, it is possible to prevent the antenna performance from deteriorating, and it is not necessary to provide a parasitic element. An increase in size of the entire antenna device 1 can also be avoided. Further, in this case, since the vertical cross section of the dielectric 22 is formed in a shape in which the “U” is rotated 90 degrees counterclockwise, the cavity 23 of the dielectric 22 can be easily formed. In addition, the dielectric 22 can be easily processed and manufactured.

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について、図３を参照して説明する。尚、ここでも、上記した第１の実施形態と同一部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。この第３の実施形態も、上記した第１の実施形態と比較すると、誘電体の形状が異なっている点を特徴とする。すなわち、車載アンテナ装置３１において、変形折返しダイポールアンテナ２とグランド板３との間に介在されている誘電体３２は、そのアンテナの長手方向と直交する方向（図２中矢印Ｂ１，Ｂ２方向）の縦断面が「コ」字が反時計回り方向へ９０度回転された形状に形成されていることにより、その内部に空洞部３３が形成されている。 (Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, also here, description is abbreviate | omitted about the same part as above-mentioned 1st Embodiment, and a different part is demonstrated. The third embodiment is also characterized in that the shape of the dielectric is different from that of the first embodiment described above. That is, in the in-vehicle antenna device 31, the dielectric 32 interposed between the modified folded dipole antenna 2 and the ground plate 3 is in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the antenna (the directions of arrows B1 and B2 in FIG. 2). Since the vertical cross section is formed in a shape in which the “U” is rotated 90 degrees counterclockwise, a cavity 33 is formed inside.

以上に説明したように第３の実施形態によれば、車載アンテナ装置３１において、変形折返しダイポールアンテナ２の水平部１０，１１とグランド板３との間に誘電体３２が介在されているので、変形折返しダイポールアンテナ２の水平部１０，１１にあって開放されている先端側を誘電体３２で保持することができ、車両の走行に伴って発生し得る機械的な変形や振動から変形折返しダイポールアンテナ２を適切に保護することができる。また、この場合も、誘電体３２の内部に空洞部３３が形成されているので、アンテナ性能が低下することを未然に回避することができ、無給電素子を配設する必要もないので、車載アンテナ装置１の全体が大型化することをも未然に回避することができる。さらに、この場合も、誘電体３２の縦断面が「コ」字が反時計回り方向へ９０度回転された形状に形成されているので、誘電体３２の空洞部３３を容易に形成することができ、誘電体３２の加工・製造を容易に行うことができる。   As described above, according to the third embodiment, in the in-vehicle antenna device 31, since the dielectric 32 is interposed between the horizontal portions 10 and 11 of the modified folded dipole antenna 2 and the ground plate 3, The open end side of the horizontal portions 10 and 11 of the deformed folded dipole antenna 2 can be held by the dielectric 32, and the deformed folded dipole can be prevented from mechanical deformation or vibration that may occur as the vehicle travels. The antenna 2 can be appropriately protected. Also in this case, since the cavity portion 33 is formed inside the dielectric 32, it is possible to prevent the antenna performance from deteriorating, and there is no need to provide a parasitic element. An increase in size of the entire antenna device 1 can also be avoided. Further, in this case as well, since the vertical cross section of the dielectric 32 is formed in a shape in which the “U” is rotated 90 degrees counterclockwise, the cavity 33 of the dielectric 32 can be easily formed. In addition, the dielectric 32 can be easily processed and manufactured.

（その他の実施形態）
本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形または拡張することができる。
板状アンテナとして変形折返しモノポールアンテナが採用される構成に限らず、逆Ｆアンテナや逆Ｌアンテナなどの他の板状アンテナが採用される構成であっても良く、また、これらの板状アンテナが採用される構成に限らず、線状アンテナが採用される構成であっても良い。また、例えば「１．５ＧＨｚ」帯域や「２ＧＨｚ」帯域の電波を送受信するための移動電話用アンテナが採用される構成であっても良いし、これらの移動電話用アンテナが採用される構成に限らず、無線ＬＡＮ用アンテナや近距離無線通信用アンテナが採用される構成であっても良い。 (Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified or expanded as follows.
The configuration is not limited to a configuration in which a modified folded monopole antenna is used as the plate-like antenna, and may be a configuration in which other plate-like antennas such as an inverted F antenna and an inverted L antenna are adopted. The configuration is not limited to the configuration in which the linear antenna is used. Further, for example, a configuration in which a mobile phone antenna for transmitting and receiving radio waves in the “1.5 GHz” band and the “2 GHz” band may be employed, and the configuration is not limited to the configuration in which these mobile phone antennas are employed. Alternatively, a configuration in which a wireless LAN antenna or a short-range wireless communication antenna is employed may be employed.

各々のエレメントが同一の長さに構成されてなる複数のアンテナを並設することにより、ダイバーシチ受信を実現する構成であっても良く、また、各々のエレメントが互いに異なる長さに構成されてなる複数のアンテナを並設することにより、周波数帯域が互いに異なる多周波に対応する多周波共用アンテナを実現する構成であっても良い。   Diversity reception may be realized by arranging a plurality of antennas in which each element is configured to have the same length, and each element is configured to have a different length. A configuration in which a multi-frequency shared antenna corresponding to multiple frequencies having different frequency bands may be realized by arranging a plurality of antennas in parallel.

本発明の第１の実施形態を概略的に示す斜視図The perspective view which shows the 1st Embodiment of this invention roughly 本発明の第２の実施形態を概略的に示す斜視図The perspective view which shows the 2nd Embodiment of this invention roughly 本発明の第３の実施形態を概略的に示す斜視図The perspective view which shows the 3rd Embodiment of this invention roughly

符号の説明Explanation of symbols

図面中、１は車載アンテナ装置、２は変形折返しモノポールアンテナ（板状アンテナ）、３はグランド板、４はエレメント、１０，１１は水平部、１５は誘電体、１６は空洞部、２１は車載アンテナ装置、２２は誘電体、２３は空洞部、３１は車載アンテナ装置、３２は誘電体、３３は空洞部である。

In the drawings, 1 is an in-vehicle antenna device, 2 is a modified folded monopole antenna (plate antenna), 3 is a ground plate, 4 is an element, 10 and 11 are horizontal portions, 15 is a dielectric, 16 is a hollow portion, and 21 is The in-vehicle antenna device, 22 is a dielectric, 23 is a cavity, 31 is an in-vehicle antenna device, 32 is a dielectric, and 33 is a cavity.

Claims (2)

グランド板と、
エレメントの一部が前記グランド板に対して略平行な水平部として形成されると共に水平部の先端側が開放されている板状アンテナまたは線状アンテナと、
前記アンテナの水平部と前記グランド板との間に介在されている誘電体とを備え、
前記誘電体は、その内部に空洞部が形成されていることを特徴とする車載アンテナ装置。 A ground plate,
A plate-like antenna or a linear antenna in which a part of the element is formed as a horizontal portion substantially parallel to the ground plate and the front end side of the horizontal portion is open;
A dielectric interposed between the horizontal portion of the antenna and the ground plate,
The in-vehicle antenna device, wherein the dielectric has a hollow portion formed therein. 請求項１に記載した車載アンテナ装置において、
前記誘電体は、その縦断面が「コ」字が回転された形状に形成されていることを特徴とする車載アンテナ装置。

In the vehicle-mounted antenna device according to claim 1,
The in-vehicle antenna device, wherein the dielectric is formed in a shape in which a longitudinal section of the dielectric is rotated in a “U” shape.

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