JP2008271551A - 自動車用のマルチバンド・アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動車用のマルチバンド・アンテナ装置で、下限はＡＭラジオの１４０ｋＨｚから上限は携帯電話用の１８００ＭＨｚまでを、一つの装置でカバーするとともに、接続に関わる信頼性を高め、経済性を優位にする。
【解決手段】自動車に取り付けられた３５ｍｍ×１３０ｍｍの誘電体サポート（１０）の表面に細い導電体パターンのループを１２周設けて、アンテナ体（２０）とする。このアンテナ体（２０）を、所定の周波数の帯域の中に位置する周波数を有する電磁波信号に整合させた受信／送信モジュール（３０）からなる電子回路（５）と、アンテナ体（２０）を所定の周波数の帯域に整合させるための整合用モジュール（４０）とを備え、電子回路（５）が、自動車に搭載された受信／送信機に接続されており、電子回路（５）が、誘電体サポート（１０）に取り付けられているとともに単一体に成形されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車用のマルチバンド・アンテナ装置に関するものである。

乗用車や商用車に搭載するためのアンテナは、デジタル無線、自動車搭載用テレビ、携帯電話や衛星による誘導（ＧＰＳ）などの新規なマルチメディア的用途と共に、ますます、数を増している。同一のサービスでも受信品位がさらによいものが求められているという、もう一つの方向からも、アンテナの数がもっと必要とされている。そういうわけで、いくつものアンテナを立てるのは、ありふれたことになっているが、そのために、受信・送信及び信号処理（フィルタ、増幅）回路の構想が明らかに複雑化している。

自動車の屋根の上方に、鞭を引っ掛けているような形の従来のホイップアンテナと組み合わせて隠しアンテナも用いる事例がますます、増えているが、その隠しアンテナは、自動車の後ろの窓ガラスや後部側板の窓ガラスの表面にプリントし、あるいはシルクスクリーン印刷にした回路に基づいてアンテナ体を実現するのが一般的である。しかしながら、このアンテナ体を電子回路に接続することについて大きな問題が残っている。この接続を左右するのは、特にその電子回路を収納する電子回路ユニットを統合する位置と、アンテナ体の位置である。接続に用いるのは、単一のワイヤや同軸ケーブルまたは二本一組のケーブルである。

しかしながら、単一のワイヤについては、長さが数センチメートルのみに限られる。事実、１０センチを超えると、寄生の要素が発生し、信号の伝送も阻害されて受信品位が悪化する。同軸ケーブルや二本一組のケーブルについては、長さは約１メートルを超えることもできるが、特に、既にケーブルの束が数多くあり、そこにメーカーが絶えず新たにケーブルを付け加えていくというようなことがあると、設置にまつわる問題が色々と生ずることになる。

そういうわけで、アンテナ体と電子回路ユニットとを同時に統合するには、その自動車の縦の支柱上に、または、後部棚板上に、あるいはトランクルームの内壁上に適当なスペースがあることを要し、それにより、その自動車に対して、アースもすることができるようにしなければならない。設置に要する部分が、余りにも多い。

自動車用のマルチバンドアンテナの発明としては、例えば、特許文献１には、自動車等移動体で使用するＧＰＳやＥＴＣＳ、及びＶＩＣＳなどのＩＴＳ（高度道路交通システム）用の準マイクロ波帯以上の帯域に対応するアンテナに関する発明が開示されている。このアンテナの導電体パターンを、車などの窓ガラスの室内側周辺部の黒枠プリント層上に配設し、アンテナの給電部の室内側ガラスに切欠きを設けるようにした。また、特許文献２には、簡単な構造でＡＭおよびＦＭ帯域の電波を受信できる車両用ガラスアンテナ装置の発明が開示されている。車のサイドガラスには、透明導電膜が形成されており、透明導電膜の周囲には、幅広の銀プリント線が形成され、さらに透明導電膜を囲むように、車体と容量結合するループ状銀プリント線が設けられる。さらに、特許文献３には、輻射部がヒルベルト型のメアンダーラインに最適化した単一パターンによって、ＡＭ／ＦＭ帯域、地上波ＤＭＢ帯域、ＰＣＳ帯域及びＷｉｂｒｏ帯域の多重共振周波数帯域で動作するだけでなく、最適化したアンテナのパターン構造によってレードームの外形的なデザインと大きさが大幅に減少した超小型アンテナに関する発明が開示されている。この発明は、アンテナを保護するレードームの内部に形成されるプリント基板と、該プリント基板に単一パターンのヒルベルト型のメアンダーラインとして最適化するように形成されて多重帯域の共振周波数を発生する少なくとも一つの輻射部と、前記輻射部に信号を印加する給電部とが設けられる。この輻射部は前記プリント基板の両側面に対称状に形成された２つの輻射部からなっている。
しかしながら、これらの各特許文献に記載の発明においても、自動車用のマルチバンド・アンテナ装置における上記の問題の解決策は示されていない。
特開２００１−０５３５２４号公報 特開２００５−０１２５８８号公報 特開２００７−２８８７５７号公報

それゆえ、本発明の目的は、自動車用のマルチバンド・アンテナ装置における上記の問題を、連結ケーブルやコネクターをなくすことにより、簡単に実施でき、信頼できて費用のかからない解決法を用いて解決することである。

そういうわけで、本発明が対象とするのは、自動車用マルチバンド・アンテナ装置であって、自動車に取り付けられた誘電体サポートが支えるアンテナ体が少なくとも一つと、所定の周波数の少なくとも一つの帯域の中に位置する周波数を有する電磁波信号の受信／送信用に整合させた受信／送信モジュールからなる電子回路と、そのアンテナ体をその受信／送信された信号の所定の周波数の帯域に整合させるための整合用モジュール一つとを備え、前記電子回路が、前記自動車に搭載された受信／送信機に接続されており、その特徴は、前記電子回路は、前記誘電体サポートに取り付けられており、しかも、それと単一体に成形されていることにある（第１の手段）。

誘電体サポートの表面に適正に構成された、アンテナ体と、電子回路と整合用モジュールとが、直接配置されるので、相互接続が安定に固定される。したがって、機械的に堅固な構造であり、また、電気的には、伝達損失を抑制することができる。

好ましくは、その電子回路は、同じ型から取って複製したプラスチック製のコーティングで保護されていることが望ましい（第２の手段）。

第３の手段として、好適には、そのアンテナ体は、アナログＦＭラジオ信号の受信用に選択された一つの周波数帯域の中で、アナログＡＭラジオ信号の受信用に選択された一つの周波数帯域の中で、そして以下の周波数帯域の中の少なくともいずれか一つの中で、電磁波信号を受信／送信するために整合させられているのがよい。
−デジタル・テレビ信号受信用に選択された一つの周波数帯域
−帯域ＬでのデジタルＤＡＢラジオ信号の受信用に選択された一つの周波数帯域及び／または帯域ＩＩＩでのデジタルＤＡＢラジオ信号の受信用に選択された一つの周波数帯域
−携帯電話信号ＧＳＭの受信／送信用に選択された少なくとも一つの周波数帯域。

好ましい実施例によると、本発明によるアンテナ装置は、さらに、以下の特徴の少なくともいずれか一つを備えることができる。

デジタル・テレビ受信用に整合させられている場合には、電子回路には、デジタル・テレビ信号とアナログＦＭラジオ信号とを同時に処理するために用意された増幅回路が単一であること（第４の手段）。

デジタル・テレビ受信用に整合させられている場合には、アナログＡＭ／ＦＭラジオ信号受信用に構想されたアンテナ体が一つと、デジタル・テレビ信号受信用に構想されたアンテナ体が別に一つあること（第５の手段）。

帯域Ｌ及び帯域ＩＩＩでのデジタルＤＡＢラジオ信号受信用に整合させられている場合には、その電子回路には、帯域ＩＩＩでのデジタルＤＡＢラジオ信号とアナログＦＭラジオ信号とを同時に処理するために用意された増幅回路が単一であり、帯域ＬでのデジタルＤＡＢラジオ信号を処理するために用意された個別の増幅回路が一つあること（第６の手段）。

帯域Ｌ及び帯域ＩＩＩでのデジタルＤＡＢラジオ信号受信用に整合させられている場合には、アナログＡＭ／ＦＭラジオ信号と帯域ＩＩＩでのデジタルＤＡＢラジオ信号とを同時に受信するために構想されたアンテナ体が一つと、帯域ＬでのデジタルＤＡＢラジオ信号を受信するために構想された個別のアンテナ体が一つあること（第７の手段）。

携帯電話ＧＳＭ信号の受信／送信用に整合させられている場合には、アナログＡＭ／ＦＭラジオ信号受信用に構想されたアンテナ体が一つと、携帯電話ＧＳＭ信号の受信／送信用に構想された個別のアンテナ体が一つあること（第８の手段）。

帯域Ｌ及び帯域ＩＩＩでのデジタルＤＡＢラジオ信号受信用及びデジタル・テレビ受信用に整合させられている場合には、アナログＡＭ／ＦＭラジオ信号と帯域ＩＩＩでのデジタルＤＡＢラジオ信号とを同時に受信するために構想されたアンテナ体が一つと、デジタル・テレビ信号受信用に構想されたアンテナ体が一つと帯域ＬでのデジタルＤＡＢラジオ信号を受信するために構想されたアンテナ体が一つあること（第９の手段）。

所定の周波数の少なくとも一つの帯域において、そしてできれば、別々の二つの周波数帯域において、共振を最適化し、アンテナのインピーダンスを５０オームに整合させるために、そのアンテナ体と直列に取り付けた自己誘導的電子部品があること（第１０の手段）。

誘電体サポートが、ガラス繊維製で、そのアンテナ体を構成するのは、その誘電体サポートの表面上にフォトエッチングをした銅製の細い導電体であること（第１１の手段）。

誘電体サポートは矩形であり、横の第一辺と第二辺及は、それぞれ約３５mmであり、縦の第一辺と第二辺はそれぞれ約１３０mmであり、その厚みは約０．８mmであり、一方、フォトエッチングをした細い導電体の幅は約０．４mmであること。

前記アンテナ体には前記誘電体サポートの対称の長手軸の両側に対称に配置された二つの部分があり、その細い導電体が、以下、順番に、
（イ）長手軸の前から始まって縦の第一辺に向かう、前記誘電体サポートの横の第一辺と平行な、横の第一区画のパターン、
（ロ）前記誘電体サポートの縦の第一辺と平行で隣接しており、横の第二辺に向かう縦の第一区画のパターン、
（ハ）前記誘電体サポートの横の第二辺と平行で隣接しており、縦の第二辺に向かう横の第一区画のパターン、
（ニ）前記誘電体サポートの縦の第二辺と平行で隣接しており、横の第一辺に向かう縦の第一区画のパターン、
（ホ）前記誘電体サポートの横の第一辺と平行で、長手軸の前で終わる横の第一区画のパターン、
（へ）長手軸と平行で隣接しており、前記誘電体サポートの中心に向かって始まる縦の区画の第一部分のパターン、
（ト）前記誘電体サポートの横の第一辺と平行で、縦の第二辺に向かい、そして縦の第二辺に平行な縦の第一区画の前で終わる横の第二区画のパターン、
（チ）前記誘電体サポートの縦の第二辺と平行で、横の第二辺に向かい、そして横の第二辺に平行な横の第一区画の前で終わる縦の第二区画のパターン、
（リ）前記誘電体サポートの横の第二辺と平行で、縦の第一辺に向かい、そして縦の第一辺に平行な縦の第一区画の前で終わる横の第二区画のパターン、
（ヌ）前記誘電体サポートの縦の第一辺と平行で、横の第一辺に向かい、そして横の第一辺（１１）に平行な横の第一区画の前で終わる縦の第二区画のパターン、
（ル）前記誘電体サポートの横の第一辺と平行で、縦の第二辺に向かい、そして長手軸の前で終わる横の第二区画のパターン、
（ヲ）長手軸と平行で隣接しており、前記誘電体サポートの中心に向かって始まる縦の区画の第二部分のパターン、
というようなものを含むパターンからなる曲折形状体を形成し、
（ワ）縦と横の第二区画の集合が、縦と横の第一区画の集合の内部に位置しており、各パターンが、前記誘電体サポートの中心の方向にそれぞれ何度も繰り返されること。

前記アンテナ体をその電子回路につなぐのは、その誘電体サポートの長手軸とほぼ整列している入力区画であり、そのアンテナ体の二つの隣接する区画の間のスペースは約０．３７ｍｍであること（第１２の手段）。

前記電子回路ではフィルタ回路三つがＴ字を成しており、それにより、アナログＦＭラジオ信号の周波数帯域すべてにわたり、アンテナのインピーダンスを５０オームに整合させること（第１３の手段）。

受信／送信機の選択は、アナログ及び／またはデジタル受信カーラジオ、携帯電話機、衛星による全地球測位機（ＧＰＳ）、ブルートゥース規格の機器及び自動車搭載用テレビ受像機の中から行うこと（第１４の手段）。

これより、具体的実施例を参照しつつ、本発明をさらに詳細に、説明していく。以下の付属図面に示されている具体的実施例は、あくまで説明用に示すに過ぎない。
−図１は、本発明によるマルチバンド・アンテナ装置で、誘電体サポートと、アンテナ体と電子回路の基板を備えているものの正面図であり、そして
−図２〜１０は、このアンテナ装置の様々なタイプの使用法を例証する実施例である。

図１は、乗用車や商用車用のアンテナ装置１を概略的に示すものである。このアンテナ装置は、図示された例では能動型のもので、例えば、フロントガラスや後ろの窓の近くの車体の金属板、またはプラスチック製の部品のような、自動車の一部に取り付けることができる。

アンテナ装置１を構成するのは、さらに詳しくは後述するところのアンテナ体を少なくとも一つ載せた、例えばガラス繊維製の誘電体サポート１０と、所定の周波数帯域の少なくとも一つのうちに位置する周波数を有する電磁波信号の受信／送信用に整合した受信／送信モジュールを備えた電子回路５と、アンテナ体２０を受信／送信した信号の所定の周波数帯域に整合させるように構想された整合用モジュール４０である。

電子回路５は、例えばカーラジオのような、自動車内に設置された受信／送信機（図示せず）に接続され、そして、誘電体サポート１０の表面上に直接、取り付けて、単一体に成形される。

電子回路５は、また、同じ型で複製したプラスチック製のコーティング（透明なので図示されず）で保護されている。

アンテナ体２０を構成するのは誘電体サポート１０の表面上にフォトエッチングをした細い導電体である。

誘電体サポート１０は、矩形であり、横の第一辺１１と第二辺１３とは、それぞれ、約３５mmであり、縦の第一辺１２と第二辺１４とは、それぞれ、約１３０mmである。誘電体サポート１０の厚みは約０．８mmであり、一方、フォトエッチングをした細い導電体の幅は約０．４mmである。

アンテナ体には前記誘電体サポート（１０）の対称の長手軸（１５）の両側に対称に配置された二つの部分（２１、２３）があり、その細い導電体が、以下、順番に、
（イ）長手軸（１５）の前から始まって縦の第一辺（１２）に向かう、前記誘電体サポートの横の第一辺（１１）と平行な、横の第一区画（２１a）のパターン、
（ロ）前記誘電体サポートの縦の第一辺（１２）と平行で隣接しており、横の第二辺（１３）に向かう縦の第一区画（２２ａ）のパターン、
（ハ）前記誘電体サポートの横の第二辺（１３）と平行で隣接しており、縦の第二辺（１４）に向かう横の第一区画（２３ａ）のパターン、
（ニ）前記誘電体サポートの縦の第二辺（１４）と平行で隣接しており、横の第一辺（１１）に向かう縦の第一区画（２４ａ）のパターン、
（ホ）前記誘電体サポートの横の第一辺（１１）と平行で、長手軸（１５）の前で終わる横の第一区画（２５ａ）のパターン、
（へ）長手軸（１５）と平行で隣接しており、前記誘電体サポートの中心（Ｃ）に向かって始まる縦の区画の第一部分（２６ａ）のパターン、
（ト）前記誘電体サポートの横の第一辺（１１）と平行で、縦の第二辺（１４）に向かい、そして縦の第二辺（１４）に平行な縦の第一区画（２４ａ）の前で終わる横の第二区画（２５ｂ）のパターン、
（チ）前記誘電体サポートの縦の第二辺（１４）と平行で、横の第二辺（１３）に向かい、そして横の第二辺（１３）に平行な横の第一区画（２３ａ）の前で終わる縦の第二区画（２４ｂ）のパターン、
（リ）前記誘電体サポートの横の第二辺（１３）と平行で、縦の第一辺（１２）に向かい、そして縦の第一辺（１２）に平行な縦の第一区画（２２ａ）の前で終わる横の第二区画（２３ｂ）のパターン、
（ヌ）前記誘電体サポートの縦の第一辺（１２）と平行で、横の第一辺（１１）に向かい、そして横の第一辺（１１）に平行な横の第一区画（２１ａ）の前で終わる縦の第二区画（２２ｂ）のパターン、
（ル）前記誘電体サポートの横の第一辺（１１）と平行で、縦の第二辺（１４）に向かい、そして長手軸（１５）の前で終わる横の第二区画（２６ｂ）のパターン、
（ヲ）長手軸（１５）と平行で隣接しており、前記誘電体サポートの中心（Ｃ）に向かって始まる縦の区画の第二部分（２６ｂ）のパターン、
というようなものを含むパターンからなる曲折形状体を形成し、
（ワ）縦と横の第二区画（２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ）の集合が、縦と横の第一区画（２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ）の集合の内部に位置しており、各パターンが、前記誘電体サポートの中心（Ｃ）の方向にそれぞれ１２回繰り返されることが望ましい。

アンテナ体２０を電子回路５につなぐのは、誘電体サポート１０の長手軸１５とほぼ整列した入力区画２８を介して行う。縦または横の二つの区画間のスペースは約０．３７ｍｍであり、これにより、面積当たりの電流の配分を良好に行える。

そのアンテナ装置にはまた、区域２１の区画のうちの一つの上でそのアンテナ体２０と直列に取り付けられた自己誘導的電子部品５０があり、それにより、共振を最適化し、そのアンテナのインピーダンスを、所定の周波数の少なくとも一つの帯域において、そしてできればＦＭ帯域とＡＭ帯域のような二つの別々の周波数帯域において、５０オームに整合させるようになっている。そういうわけで、アンテナ装置１の最大利得は、この自己誘導的電子部品５０があることで、低い周波数に変わり、それにより、そのアンテナの寸法が長くなってしまわないようにしている。８０ＭＨｚ〜１１０ＭＨｚの周波数帯域（アナログ・ＦＭラジオ）については、この自己誘導的電子部品５０により、そのアンテナ体の利得の測定値に有意な損失がもたらされることはない。その自己誘導的電子部品５０は、また、例えば無線周波の電話の多機能な用途については、アナログ・ＦＭラジオの共振帯域を上回る共振帯域を発生させる役目も果たせる。そういうわけで、成分の値のいいところを見つけて、共振が発生するのが９６ＭＨｚと９００ＭＨｚである。その第二の携帯電話の周波数帯域は、１８００ＭＨｚでフィルタ作用を行う電子回路で得られる。

８０ＭＨｚ〜１１０ＭＨｚの間の周波数帯域すべてにわたり、インピーダンスを５０オームに整合させるのは、Ｔ字型をなす三つの部品からなるフィルタ回路６０を用いて行う。

図２が示すのは、本発明によるアンテナ装置１の使用法として考えられるものの第一電子回路図である。この第一の実施例によると、アンテナ装置１は単純に、アナログ・ＡＭラジオ信号（１４０〜１７１０ｋＨｚの周波数帯域）とアナログ・ＦＭラジオ信号（７６〜１０８ＭＨｚの周波数帯域）を受信するために用いている。

そのために、アンテナ装置１にはアンテナ体２０が一つしかなく、それはその誘電体サポート１０の表面上に用意された二つの独立した電子回路７１、７２に接続されている。その第一の電子回路７１にはＦＭラジオ信号受信用のインピーダンス整合回路７１ａと増幅回路７１ｂがあり、一方、第二電子回路７２にはＡＭラジオ信号受信用のインピーダンス整合回路７２ａと増幅回路７２ｂがある。出力においては、アンテナ装置１は、ＡＭ／ＦＭラジオ信号を受信機に導くためのケーブル８１が一本だけある。

ＡＭラジオの代りに、ＤＰＭと呼ばれる、デジタル・ラジオ用に、この同じアンテナ装置の電子回路図を用いることも可能である。唯一の違いは、１４０ｋＨｚ〜２０ＭＨｚまでの周波数帯域で増幅用の電子回路の性能がよくなるに違いないということである。

図３が示すのは、本発明によるアンテナ装置１の使用法として考えられるものの第二の電子回路図である。この第二の実施例によれば、アンテナ装置１にはその同じ誘電体サポート１０の表面上に配置された二つの別々のアンテナ体２０とアンテナ体１２０とがある。第一のアンテナ体２０は、第一の電子回路７１に接続され、第二のアンテナ体１２０は第二の電子回路７２に接続される。その第一の電子回路７１にはＦＭラジオ信号受信用のインピーダンス整合回路７１ａと増幅回路７１ｂがあり、一方、第二の電子回路７２にはＡＭラジオ信号受信用のインピーダンス整合回路７２ａと増幅回路７２ｂがある。出力においては、アンテナ装置１は、ＡＭ／ＦＭラジオ信号を受信機に伝送するためのケーブル８１が一本だけある。

自動車の分野では、他にもマルチメディア用途の需要が、ますます、高まってきている。主なものを挙げると、携帯電話（９００ＭＨｚ帯域、１８００ＭＨｚ帯域、２１００ＭＨｚ帯域）、帯域ＩＩＩ（２１７〜２３０ＭＨｚ）と帯域Ｌ（１４５２〜１４９２ＭＨｚ）での地上デジタル・ラジオＤＡＢの受信、地上デジタルＤＶＢ−Ｈテレビ（４７０〜８７０ＭＨｚ）、アナログ・テレビ（４７〜８００ＭＨｚ）がある。このような用途はそれぞれ独立しており、異なる周波数で機能するものなので、アンテナの数が増えることになる。そういうわけで、以下の実施態様において、本発明では、そのような機能の数々を同一のアンテナに対して組み合わせることである。

そのために、本発明では、多機能のマルチバンド・アンテナ装置１を同一の誘電体サポートに載せている。本発明に係るこのアンテナに特有のことは、インピーダンスの整合と増幅のような電子工学的機能と、一つまたは複数のアンテナを同時に含む部品が一つしかないことである。そのようにして、メーカーが自動車中に、そのアンテナ体や電子回路ユニットとその両方の間の結線を、時には互いに両立しがたく、あるいは立ち入りの困難な様々な箇所にあるのを統合しなければならないような事態を回避している。

図４が示すのは、本発明によるアンテナ装置１の使用法として考えられるものの第三の電子回路図である。この第三の実施例によれば、アンテナ装置１は、唯一のアンテナ体２０一つだけで、アナログＦＭラジオ、アナログＡＭラジオそして地上デジタルＤＶＢ−Ｈテレビを、既に挙げた周波数で、同時に受信することが可能である。そのアンテナ体は、それぞれ独立した三つの電子回路７１、７２、７３に接続されており、そのそれぞれに、ＦＭラジオ信号受信用のインピーダンス整合回路７１ａと増幅回路７１ｂと、ＡＭラジオ信号受信用のインピーダンス整合回路７２ａと増幅回路７２ｂと、地上デジタルＤＶＢ−Ｈテレビ信号受信用のインピーダンス整合回路７３ａと増幅回路７３ｂがある。出力としては、アンテナ装置１には、ＡＭ／ＦＭラジオ用のケーブル８１とＤＶＢ−Ｈテレビ用のケーブル８３がある。

図５が示すのは、本発明によるアンテナ装置１の使用法として考えられるものの第四の電子回路図である。この第四の実施例によれば、アンテナ装置１は、唯一のアンテナ体２０それ一つだけで、アナログＦＭラジオ、アナログＡＭラジオそして地上デジタルＤＶＢ−Ｈテレビを、既に挙げた周波数で、同時に受信することが可能となるのである。そのアンテナ体２０は、それぞれ独立した二つの電子回路７２、７４に接続されており、そのそれぞれに、ＡＭラジオ信号受信用のインピーダンス整合回路７２ａと増幅回路７２ｂと、ＦＭラジオ信号と地上デジタルＤＶＢ−Ｈテレビ信号を受信するためのインピーダンス整合回路７４ａと増幅回路７４ｂがある。出力としては、アンテナ装置１には、ＡＭ／ＦＭラジオ用のケーブル８１とＤＶＢ−Ｈテレビ用のケーブル８３がある。

このように、ＦＭラジオ用とＤＶＢ−Ｈテレビ用に同時には、唯一の増幅回路、それ一つのみを利用するというこの解決法により、部品数とコストを削減することができるのである。

図６が示すのは、本発明によるアンテナ装置１の使用法として考えられるものの第五の電子回路図である。この第五の実施例によれば、アンテナ装置１は、アナログＦＭラジオ、アナログＡＭラジオを同時に受信することのできる第一のアンテナ体２０と、地上デジタルＤＶＢ−Ｈテレビを、既に挙げた周波数で、受信することのできる第二のアンテナ体１２０とを備えている。その第一のアンテナ体２０はそれぞれＦＭラジオ信号受信用のインピーダンス整合回路７１ａと増幅回路７１ｂと、ＡＭラジオ信号受信用のインピーダンス整合回路７２ａと増幅回路７２ｂとを備えた二つの電子回路７1と７2に接続されている。第二のアンテナ体１２０は、地上デジタルＤＶＢ−Ｈテレビ信号を受信するためのインピーダンス整合回路７５ａと増幅回路７５ｂを備えた一つだけの電子回路７５に接続されている。出力としては、アンテナ装置１にはＡＭ／ＦＭラジオ用のケーブル８１とＤＶＢ−Ｈテレビ用のケーブル８３がある。

この実施例では、二つのアンテナ体２０、１２０は、たがいに瓦状に重なり合っており、それらの寸法は、ＦＭとテレビの両方の周波数帯域で動作が最適となるように、最適化されている。

メーカーの中には、オプションで帯域ＩＩＩと帯域Ｌでの地上デジタルＤＡＢラジオが受信できるようにするということを提供しているところも幾つかある。この受信システムは、実際、大きく発展しつつある。製品ごとに多様化することを避けるために、本発明で提案する多機能アンテナについては、単一のシステムだけとする。

そういうわけで、図７が示すのは、本発明によるアンテナ装置１の使用法として考えられるものの第六の電子回路図である。この第六の実施例によれば、アンテナ装置１は、アナログＦＭラジオ、アナログＡＭラジオ、そして帯域ＩＩＩでの地上デジタルＤＡＢラジオを同時に受信することのできる第一のアンテナ体２０と、帯域ＬでのデジタルＤＡＢラジオを、既に挙げた周波数で、受信することのできる第二のアンテナ体１２０を備えている。その第一のアンテナ体２０はそれぞれＡＭラジオ信号受信用のインピーダンス整合回路７２ａと増幅回路７２ｂと、ＦＭラジオ信号と帯域ＩＩＩでの地上デジタルＤＡＢラジオ信号受信用のインピーダンス整合回路７６ａと増幅回路７６ｂとを備えた二つの電子回路７２と７６に接続されている。第二のアンテナ体１２０は、帯域ＬでのデジタルＤＡＢラジオ信号受信用のインピーダンス整合回路７７ａと増幅回路７７ｂとを備えた一つだけの電子回路７７に接続されている。出力としては、アンテナ装置１にはＡＭ／ＦＭラジオ用のケーブル８１と帯域ＩＩＩと帯域ＬでのデジタルＤＡＢラジオ用のケーブル８５がある。

この実施態様では、二つのアンテナ体２０、１２０は瓦状に重なり合っており、それらの寸法は、アナログ・ラジオの周波数帯域とデジタル・ラジオの周波数帯域で動作が最適となるように、最適化されている。

携帯電話としての用途では、受信も送信もできる。この場合、アンテナ装置１には、携帯電話機用の増幅回路はないが、アンテナ体を、９００ＭＨｚと１８００ＭＨｚの周波数帯域で同時に５０オームに整合させることのできる電子回路がある。

そういうわけで、図８が示すのは、本発明によるアンテナ装置１の使用法として考えられるものの第七の電子回路図である。この第七の実施例によれば、アンテナ装置１は、唯一のアンテナ体２０、それ一つだけで、アナログＡＭ／ＦＭラジオの受信と、ＧＳＭ携帯電話信号（９００ＭＨｚまたは１８００ＭＨｚ）の送信／受信が可能である。そのアンテナ体２０は、それぞれ、ＦＭラジオ信号受信用のインピーダンス整合回路７１ａと増幅回路７１ｂと、ＡＭラジオ信号受信用のインピーダンス整合回路７２ａと増幅回路７２ｂと、ＧＳＭ携帯電話信号の送信／受信用のインピーダンス整合回路７８ａとを備えた三つの電子回路７１、７２、７８に接続されている。出力としては、アンテナ装置１には、ＡＭ／ＦＭラジオ用のケーブル８１と携帯電話用のケーブル８６がある。

地上デジタルＤＶＢ−Ｈテレビの用途についてと同様に、二つの別々のアンテナ体２０と１２０を構想し、一つをＡＭ／ＦＭラジオ用にもう一つをＧＳＭ携帯電話用にすることを可能である。図９は、この第八の実施例を示すものであり、さらに詳細に述べる必要は認められない。

最後に、前記のシステムを発展させると、それは要するに、唯一のアンテナ装置、それ一つの中に、アナログＡＭ／ＦＭラジオ用と、デジタルＤＡＢラジオ（帯域Ｌ、ＩＩＩ）用と、地上デジタルＤＶＢ−Ｈテレビ用の各用途を実現することである。図１０は、この第九の実施例を示すものである。

図１０のアンテナ装置１には、そういうわけで、アナログＡＭラジオ、アナログＦＭラジオそして帯域ＩＩＩでのデジタルＤＶＢラジオの受信を可能にする第一のアンテナ体２０と、帯域ＬでのデジタルＤＡＢラジオの受信を可能にする第二のアンテナ体１２０と、地上デジタルＤＶＢ−Ｈテレビの受信を可能にする第三のアンテナ体２２０がある。その第一のアンテナ体２０はそれぞれＡＭラジオ信号受信用のインピーダンス整合回路７２ａと増幅回路７２ｂと、ＦＭラジオ信号と帯域ＩＩＩでの地上デジタルＤＡＢラジオ信号受信用のインピーダンス整合回路７６ａと増幅回路７６ｂとを備えた二つの電子回路７２と７６に接続されている。第二のアンテナ体１２０は、帯域ＬでのデジタルＤＡＢラジオ信号受信用のインピーダンス整合回路７７ａと増幅回路７７ｂとを備えた一つだけの電子回路７７に接続されている。第三のアンテナ体２２０は、地上デジタルＤＶＢ−Ｈテレビの受信用のインピーダンス整合回路７５ａと増幅回路７５ｂとを備えた一つだけの電子回路７５に接続されている。出力としては、アンテナ装置１には、ＡＭ／ＦＭラジオ用のケーブル８１と、帯域ＩＩＩ及びＬでのデジタルＤＡＢラジオ用のケーブル８５そしてＤＶＢ−Ｈテレビ用のケーブル８３がある。

自明のことではあるが、本発明の対象の詳細な説明は、単に例証のために示すものであって、いかなる形でも限定となるものではなく、技術的に等価なものなどもまた本発明の範囲に含まれるものである。

例えば、本発明に係るアンテナ装置は、また、ブルートゥースやＷｉｆｉ／Ｗｉｍａｘ規格での通信にも使用可能である。そのために、電子回路には、市販で入手可能な対応部品を付けておいてもよいと思われる。

本発明に係るアンテナ装置は、また、受動的アンテナ装置とすることもできる。

明らかなことではあるが、どの解決法の組み合わせも可能で、特に携帯電話をデジタルＤＡＢラジオ（帯域Ｌ、ＩＩＩ）とのみ組み合わせたり、携帯電話を地上デジタルＤＶＢ−Ｈテレビとのみ組み合わせたり、あるいはさらに、携帯電話をアナログＡＭ／ＦＭラジオ、デジタルＤＡＢラジオ（帯域Ｌ、ＩＩＩ）そして地上デジタルＤＶＢ−Ｈテレビとのみ組み合わせることも可能である。

図１との関係で示されるパターンの繰り返される反復回数は、用途により、そして、送信／受信信号の周波数帯域により、１２回より多くても少なくてもよい。

アンテナ体を形成する細い導電体は、銀のペーストとすることもできる。

誘電体サポートを形成するガラス繊維は、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）または複合プラスチック材に代えることもできる。

信号増幅回路は、特に大きな寸法のアンテナについては、必ずしもなくてよい。

本発明に係るマルチバンド・アンテナ装置の構造の概略図 本発明に係るマルチバンド・アンテナ装置の第一の実施例 本発明に係るマルチバンド・アンテナ装置の第二の実施例 本発明に係るマルチバンド・アンテナ装置の第三の実施例 本発明に係るマルチバンド・アンテナ装置の第四の実施例 本発明に係るマルチバンド・アンテナ装置の第五の実施例 本発明に係るマルチバンド・アンテナ装置の第六の実施例 本発明に係るマルチバンド・アンテナ装置の第七の実施例 本発明に係るマルチバンド・アンテナ装置の第八の実施例 本発明に係るマルチバンド・アンテナ装置の第九の実施例

符号の説明

１ マルチバンドアンテナ装置
５ 電子回路
１０ 誘電体サポート
１１ 横の第一辺
１２ 縦の第一辺
１３ 横の第二辺
１４ 縦の第二辺
１５ 長手軸
２０ アンテナ体
３０ 受信／送信モジュール
４０ 整合用モジュール
５０ 自己誘導的電子部品
６０ フィルタ回路
７１〜７８ 電子回路
７１ａ〜７８ａ インピーダンス整合回路
７１ｂ〜７７ｂ 増幅回路
８１、８３、８５、８６ ケーブル
１２０ アンテナ体
２２０ アンテナ体

Claims (14)

1. 自動車用マルチバンド・アンテナ装置であって、自動車に取り付けられた誘電体サポート（１０）が支えるアンテナ体（２０；１２０；２２０）が少なくとも一つと、所定の周波数の少なくとも一つの帯域の中に位置する周波数を有する電磁波信号の受信／送信用に整合させた受信／送信モジュール（３０）からなる電子回路（５）と、そのアンテナ体をその受信／送信された信号の所定の周波数の帯域に整合させるための整合用モジュール（４０）一つとを備え、前記電子回路（５）が、前記自動車に搭載された受信／送信機に接続されており、そして前記電子回路（５）が、前記誘電体サポート（１０）に取り付けられているとともに単一体に成形されており、
   その特徴は、前記誘電体サポート（１０）が、矩形であり、横の第一辺と第二辺（１１、１３）が、それぞれ約３５mmであり、縦の第一辺と第二辺（１２、１４）が、それぞれ約１３０mmであり、その厚みが、約０．８mmであり、一方、フォトエッチングをした細い導電体の幅が、約０．４mmであり、前記アンテナ体には前記誘電体サポート（１０）の対称の長手軸（１５）の両側に対称に配置された二つの部分（２１、２３）があり、その細い導電体が、以下、順番に、
   （イ）長手軸（１５）の前から始まって縦の第一辺（１２）に向かう、前記誘電体サポートの横の第一辺（１１）と平行な、横の第一区画（２１a）のパターン、
   （ロ）前記誘電体サポートの縦の第一辺（１２）と平行で隣接しており、横の第二辺（１３）に向かう縦の第一区画（２２ａ）のパターン、
   （ハ）前記誘電体サポートの横の第二辺（１３）と平行で隣接しており、縦の第二辺（１４）に向かう横の第一区画（２３ａ）のパターン、
   （ニ）前記誘電体サポートの縦の第二辺（１４）と平行で隣接しており、横の第一辺（１１）に向かう縦の第一区画（２４ａ）のパターン、
   （ホ）前記誘電体サポートの横の第一辺（１１）と平行で、長手軸（１５）の前で終わる横の第一区画（２５ａ）のパターン、
   （へ）長手軸（１５）と平行で隣接しており、前記誘電体サポートの中心（Ｃ）に向かって始まる縦の区画の第一部分（２６ａ）のパターン、
   （ト）前記誘電体サポートの横の第一辺（１１）と平行で、縦の第二辺（１４）に向かい、そして縦の第二辺（１４）に平行な縦の第一区画（２４ａ）の前で終わる横の第二区画（２５ｂ）のパターン、
   （チ）前記誘電体サポートの縦の第二辺（１４）と平行で、横の第二辺（１３）に向かい、そして横の第二辺（１３）に平行な横の第一区画（２３ａ）の前で終わる縦の第二区画（２４ｂ）のパターン、
   （リ）前記誘電体サポートの横の第二辺（１３）と平行で、縦の第一辺（１２）に向かい、そして縦の第一辺（１２）に平行な縦の第一区画（２２ａ）の前で終わる横の第二区画（２３ｂ）のパターン、
   （ヌ）前記誘電体サポートの縦の第一辺（１２）と平行で、横の第一辺（１１）に向かい、そして横の第一辺（１１）に平行な横の第一区画（２１ａ）の前で終わる縦の第二区画（２２ｂ）のパターン、
   （ル）前記誘電体サポートの横の第一辺（１１）と平行で、縦の第二辺（１４）に向かい、そして長手軸（１５）の前で終わる横の第二区画（２６ｂ）のパターン、
   （ヲ）長手軸（１５）と平行で隣接しており、前記誘電体サポートの中心（Ｃ）に向かって始まる縦の区画の第二部分（２６ｂ）のパターン、
   というようなものを含むパターンからなる曲折形状体を形成し、
   （ワ）縦と横の第二区画（２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ）の集合が、縦と横の第一区画（２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ）の集合の内部に位置しており、各パターンが、前記誘電体サポートの中心（Ｃ）の方向にそれぞれ１２回繰り返される
   ことを特徴とする自動車用マルチバンド・アンテナ装置。
2. 前記電子回路（５）は同じ型取りをしたプラスチック製のコーティングで保護されていることを特徴とする、請求項１に記載の自動車用マルチバンド・アンテナ装置。
3. 前記アンテナ体（２０；１２０；２２０）が、アナログＦＭラジオ信号の受信用に選択された一つの周波数帯域の中で、アナログＡＭラジオ信号の受信用に選択された一つの周波数帯域の中で、そして
   − デジタル・テレビ信号受信用に選択された一つの周波数帯域
   − 帯域ＬでのデジタルＤＡＢラジオ信号の受信用に選択された一つの周波数帯域及び／または帯域ＩＩＩでのデジタルＤＡＢラジオ信号の受信用に選択された一つの周波数帯域
   − 携帯電話信号ＧＳＭの受信／送信用に選択された少なくとも一つの周波数帯域
   という周波数帯域の中の少なくともいずれか一つの中で、電磁波信号を受信／送信できるように整合させられていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の自動車用マルチバンド・アンテナ装置。
4. デジタル・テレビ受信用に整合させられている場合には、電子回路が、デジタル・テレビ信号とアナログＦＭラジオ信号とを同時に処理するために用意された増幅回路（７４ｂ）が単一であることを特徴とする、請求項３に記載の自動車用マルチバンド・アンテナ装置。
5. デジタル・テレビ受信用に整合させられている場合には、アナログＡＭ／ＦＭラジオ信号受信用に構想されたアンテナ体（２０）が一つと、デジタル・テレビ信号受信用に構想されたアンテナ体（１２０）が別に一つあることを特徴とする、請求項３または請求項４に記載の自動車用マルチバンド・アンテナ装置。
6. 帯域Ｌ及び帯域ＩＩＩでのデジタルＤＡＢラジオ受信用に整合させられている場合には、その電子回路には、帯域ＩＩＩでのデジタルＤＡＢラジオ信号とアナログＦＭラジオ信号とを同時に処理するために用意された増幅回路（７６ｂ）が単一であり、帯域ＬでのデジタルＤＡＢラジオ信号を処理するために用意された個別の増幅回路（７７ｂ）が一つあることを特徴とする、請求項３に記載の自動車用マルチバンド・アンテナ装置。
7. その帯域Ｌ及び帯域ＩＩＩでのデジタルＤＡＢラジオ信号受信用に整合させられている場合には、アナログＡＭ／ＦＭラジオ信号と帯域ＩＩＩでのデジタルＤＡＢラジオ信号とを同時に受信するために構想されたアンテナ体（２０）が一つと、帯域ＬでのデジタルＤＡＢラジオ信号を受信するために構想された個別のアンテナ体（１２０）が一つあることを特徴とする、請求項３または請求項６に記載のアンテナ装置。
8. 携帯電話ＧＳＭ信号の受信／送信用に整合させられている場合には、アナログＡＭ／ＦＭラジオ信号受信用に構想されたアンテナ体（２０）が一つと、携帯電話ＧＳＭ信号の受信／送信用に構想された個別のアンテナ体（１２０）が一つあることを特徴とする、請求項３に記載の自動車用マルチバンド・アンテナ装置。
9. 帯域Ｌ及び帯域ＩＩＩでのデジタルＤＡＢラジオ信号受信用及びデジタル・テレビ受信用に整合させられている場合には、アナログＡＭ／ＦＭラジオ信号と帯域ＩＩＩでのデジタルＤＡＢラジオ信号とを同時に受信するために構想されたアンテナ体（２０）が一つと、デジタル・テレビ信号受信用に構想された個別のアンテナ体（２２０）が一つと帯域ＬでのデジタルＤＡＢラジオ信号を受信するために構想されたもう一つ他のアンテナ体（１２０）が個別に一つあることを特徴とする、請求項３に記載の自動車用マルチバンド・アンテナ装置。
10. 所定の周波数の少なくとも一つの帯域において、そしてできれば、別々の二つの周波数帯域において、共振を最適化し、アンテナのインピーダンスを５０オームに整合させるために、そのアンテナ体（２０；１２０；２２０）と直列に取り付けた自己誘導的電子部品（５０）があることを特徴とする、請求項３〜９のいずれか一つに記載の自動車用マルチバンド・アンテナ装置。
11. 前記誘電体サポート（１０）が、ガラス繊維製で、そのアンテナ体（２０；１２０；２２０）を構成するのは、前記誘電体サポート（１０）の表面上にフォトエッチングをした銅製の導線であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の自動車用マルチバンド・アンテナ装置。
12. 前記アンテナ体（２０；１２０；２２０）をその電子回路（５）につなぐのは、前記誘電体サポート（１０）の長手軸（１５）とほぼ整列している入力区画（２８）であり、そのアンテナ体の二つの隣接する区画の間のスペースは約０．３７ｍｍであることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一つに記載の自動車用マルチバンド・アンテナ装置。
13. 前記電子回路（５）ではフィルタ回路（６０）三つがＴ字を成していて、それにより、アナログＦＭラジオ信号の周波数帯域すべてにわたり、アンテナのインピーダンスを５０オームに整合させることを特徴とする、請求項１２に記載の自動車用マルチバンド・アンテナ装置。
14. 受信／送信機の選択は、アナログ及び／またはデジタル受信カーラジオ、携帯電話機、衛星による全地球測位機（ＧＰＳ）、ブルートゥース規格の機器及び自動車搭載用テレビ受像機の中から行うことを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一つに記載の自動車用マルチバンド・アンテナ装置。

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