JP2009278539A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化および低コスト化を図ることが可能なアンテナ装置を提供する。
【解決手段】アンテナ装置１は、折返しダイポールアンテナ２と、シュペルトップ部３と、インピーダンス整合部４とを備える。折返しダイポールアンテナ２と、シュペルトップ部３と、インピーダンス整合部４とは、実質的に平面状に形成され、かつこれらは一体化されている。折返しダイポールアンテナ２は、ダイポール素子Ｄ１，Ｄ２を有するダイポールアンテナＡと、導線部５，６と、短絡部７，８，９と、共振波長調整部１０，１１とを備える。シュペルトップ部３は、導線部１５，１６と、短絡部１８，１９と、接続部２０とを含む。インピーダンス整合部４は、導線部２１，２２と、複数のスタブ２３と、複数のスタブ２４と、巻線部２５，２６とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明はアンテナ装置に関し、特に、アンテナと給電回路とを含むアンテナ装置に関する。

一般に、アンテナは同軸ケーブル等の給電ケーブルを介して給電回路に接続される。たとえば特開２００３−３０９４１２号公報（特許文献１）では、自動車のエアースポイラー内部空間に収納されたアンテナエレメントと、このアンテナエレメントに接続された同軸ケーブルとが開示されている。
特開２００３−３０９４１２号公報

上記のようにアンテナと給電回路とが別々に構成されていると、これらを含むアンテナ装置の小型化および／または低コスト化を実現することは容易ではない。

本発明の目的は、小型化および低コスト化を図ることが可能なアンテナ装置を提供することである。

本発明は要約すれば、アンテナ装置であって、折返しダイポールアンテナと、インピーダンス整合部と、シュペルトップ部とを備える。折返しダイポールアンテナは、第１および第２の放射素子を有するダイポールアンテナと、ダイポールアンテナに平行に延在し、かつその両端が第１の放射素子の先端および第２の放射素子の先端にそれぞれ接続されるように折り曲げられた形状を有するアンテナエレメントとを含み、実質的に平面状に形成される。インピーダンス整合部は、第１の放射素子と一体化された第１の導線部と、第２の放射素子と一体化された第２の導線部とを含む。シュペルトップ部は、各々の一方端が第１の導線部と一体化され、かつ、実質的に互いに平行に配置された第３および第４の導線部とを含む。

好ましくは、第３および第４の導線部は、第１の放射素子と実質的に平行に配置される。シュペルトップ部は、第３の導線部の他方端および第４の導線部の他方端を第１の放射素子に接続するように、第３および第４の導線部ならびに第１の放射素子と一体的に形成された第１の接続部と、第１の導線部と第１の接続部との間に配置されて、第３および第４の導線部と一体的に形成された第２の接続部と、第３の導線部を第１の放射素子に短絡するように、第１の放射素子と、第３の導線部と一体的に形成された第３の接続部とをさらに含む。

より好ましくは、第３および第４の導線部の各々の一方端から他方端までの長さは、折返しダイポールアンテナの共振周波数帯として予め定められた範囲の下限に対応する波長の１／４以下に定められる。

さらに好ましくは、折返しダイポールアンテナは、アンテナエレメントに一体的に形成されて、折返しダイポールアンテナの共振波長を調整する共振波長調整部をさらに含む。

さらに好ましくは、インピーダンス整合部は、第１の放射素子の先端から第２の放射素子の先端までの長さを等分する折返しダイポールアンテナの中心軸に対して左側および中心軸に対して右側のいずれか一方の側に配置される。

さらに好ましくは、第１および第２の導線部は、互いに対向するように配置される。インピーダンス整合部は、少なくとも１つのスタブと、第１の巻線部と、第２の巻線部とをさらに含む。少なくとも１つのスタブは、第１および第２の導線部の間に配置されて、一方端が第１および第２の導線部のいずれか一方に接続され、他方端が電気的に開放される。第１の巻線部は、第１の線状導体と、第２の線状導体と、第３の線状導体とを有する。第１の線状導体は、第１の導線部に一方端が接続され、他方端が第１および第２の導線部の延在方向と直交する方向に延びる。第２の線状導体は、第１の線状導体の先端に接続されて第１および第２の導線部の延在方向に延びる。第３の線状導体は、第２の線状導体の先端に一方端が接続され、他方端が第１の導線部に向かって延びる。第２の巻線部は、第４の線状導体と、第５の線状導体と、第６の線状導体とを有する。第４の線状導体は、第３の線状導体に対して第１の線状導体と反対側に位置し、第２の導線部に一方端が接続され、他方端が第１および第２の導線部の延在方向と直交する方向に延びる。第５の線状導体は、第４の線状導体の先端に接続されて、第１の線状導体と非接触状態になるように第１および第２の導線部の延在方向に延びる。第６の線状導体は、第５の線状導体の先端に一方端が接続され、他方端が第４の導線部に向かって延びるとともに第１から第３の線状導体に囲まれる。

さらに好ましくは、アンテナ装置は、実質的に接地された導体と近接し、かつ、その一部に折返しダイポールの主表面を含む平面が導体の表面と交差するように、折返しダイポールアンテナの主表面が向けられた状態で配置される。

さらに好ましくは、アンテナ装置の表面は、成形された樹脂部材に覆われる。

本発明によれば、アンテナ装置の小型化および低コスト化を図ることが可能になる。

以下において、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、本実施の形態に係るアンテナ装置１の平面図である。図１を参照して、アンテナ装置１は、折返しダイポールアンテナ２と、シュペルトップ部３と、インピーダンス整合部４とを備える。折返しダイポールアンテナ２と、シュペルトップ部３と、インピーダンス整合部４とは一体化されている。

アンテナ装置１、すなわち折返しダイポールアンテナ２と、シュペルトップ部３と、インピーダンス整合部４とは、実質的に平面状に形成される。「実質的に平面状に形成される」とは、アンテナ装置１を平面に載置した場合に、アンテナ装置１の厚みがその平面上におけるアンテナ装置１の長さあるいは幅に比較して大幅に小さいことを意味する。つまりアンテナ装置１は薄い導体によって形成される。

本実施の形態では、アンテナ装置１は１枚の金属板をプレス加工することにより形成される。ただし、アンテナ装置１を形成する方法はこれに限定されず、たとえばプリント基板上の導体薄膜（誘電体基板の主表面上の導体薄膜）を用いてアンテナ装置１を形成してもよい。

なお、本実施の形態の説明では、板状に形成された導体であっても実質的に線路として機能するアンテナ装置１の要素を、「導線部」あるいは「線状導体」と呼ぶことにする。また、本実施の形態では、複数の要素が一体的に形成されることによって、これらの要素が互いに接続される。したがって、以下の説明では、複数の要素が互いに接続されるということは、その複数の要素が一体的に形成されるということと同じ意味である。

折返しダイポールアンテナ２は、ダイポール素子Ｄ１，Ｄ２を有するダイポールアンテナＡと、導線部５，６と、短絡部７，８，９と、共振波長調整部１０，１１とを備える。

ダイポール素子Ｄ１，Ｄ２は、直線上に配置される。図１に示したＸ方向およびＹ方向は、それぞれダイポール素子Ｄ１，Ｄ２の配置方向および、その方向に垂直な方向を表わす。また、中心軸Ｃは、ダイポール素子Ｄ１の先端からダイポール素子Ｄ２の先端までの長さを等分する線である。

導線部５は、ダイポールアンテナＡに平行に（すなわちＸ方向に）延在する。導線部５の両端は、ダイポール素子Ｄ１の先端およびダイポール素子Ｄ２の先端にそれぞれ接続されるよう折り曲げられた形状を有する。

導線部６は、ダイポールアンテナＡに平行に延在し、その両端は導線部５の両端に接続される。

短絡部７は、導線部５と導線部６との間に配置されて導線部５，６を短絡する。短絡部８は、導線部６とダイポール素子Ｄ１との間に配置されて導線部６とダイポール素子Ｄ１とを短絡する。短絡部９は、導線部６とダイポール素子Ｄ２と導線部５のダイポール素子Ｄ２側の端部とによって囲まれる領域に配置されて、導線部５，６とダイポール素子Ｄ２とを短絡する。

共振波長調整部１０，１１は、折返しダイポールアンテナ２の共振波長を長波長側に調整するためのものである。共振波長調整部１０，１１は導線部５の一方端の外側および導線部５の他方端の外側にそれぞれ配置される。共振波長調整部１０，１１の各々はＹ方向に延在する導線部と、その導線部の中央部分を導線部５に接続するための接続部とを含む。ただし共振波長調整部の数および配置は図１に示したように限定されるものではない。

シュペルトップ部３は、導線部１５，１６と、短絡部１８，１９と、接続部２０とを含む。導線部１５，１６は、互いに平行であり、なおかつダイポール素子Ｄ１と平行に配置される。短絡部１８は、導線部１５の両端部の間（導線部１６の両端部の間）に配置されて、導線部１５，１６を短絡する。短絡部１９は、ダイポール素子Ｄ１と導線部１５との間に配置されて、ダイポール素子Ｄ１と導線部１５とを短絡する。接続部２０は、導線部１５の端部および導線部１６の端部を接続し、かつ、これらをダイポール素子Ｄ１に接続する。

インピーダンス整合部４は、導線部２１，２２と、複数のスタブ２３と、複数のスタブ２４と、巻線部２５，２６とを含む。導線部２１，２２は、互いに対向して配置される。導線部２１は、ダイポール素子Ｄ１に接続されるとともに導線部１５，１６の対向する一方端（接続部２０に接続される端部と反対側の端部）同士を接続する。導線部２２はダイポール素子Ｄ２に接続される。スタブ２３および巻線部２５は導線部２１に接続され、スタブ２４および巻線部２６は導線部２２に接続される。

なお、インピーダンス整合部４は、中心軸Ｃに対して左側に配置されている。これによって、折返しダイポールアンテナ２の水平面指向性（この水平面は、図１の紙面に相当する）におけるメインローブの方向を中心軸Ｃに対して右斜め方向に制御することができる。このように本実施の形態では、中心軸Ｃに対して左右の一方の側にインピーダンス整合部４を配置する。これによって、インピーダンス整合部４が配置された側と反対側にメインローブの方向を傾けることができるので、アンテナ装置１の水平面指向性（メインローブの方向）を制御できる。

このように、本実施の形態に係るアンテナ装置１においては、給電回路であるシュペルトップ部３およびインピーダンス整合部４が折返しダイポールアンテナ２と一体的に形成する。これによってアンテナ装置１の小型化および低コスト化が可能になる。また、本実施の形態では給電回路とアンテナとが一体化されているので、これらを接続するための給電ケーブルを省くことができる。これによってもアンテナ装置の低コスト化を図ることができる。

アンテナ装置１は、たとえば日本における地上デジタル放送の受信アンテナとして用いられる。日本における地上デジタル放送の受信周波数帯は主に約４７０ＭＨｚ〜約７１０ＭＨｚの範囲であり、この周波数帯は日本におけるＵＨＦテレビ放送の周波数帯（約４７０ＭＨｚ〜約７７０ＭＨｚ）に含まれる。

アンテナ装置１を日本における地上デジタル放送の受信アンテナとして適用した場合のアンテナ装置１の寸法の一例を図１に示す。折返しダイポールアンテナ２のＸ方向の長さは約２４０ｍｍであり、折返しダイポールアンテナ２のＹ方向の長さは約５０ｍｍである。また、導線部１５，１６のＸ方向の長さは約１２０ｍｍである。また、ダイポール素子Ｄ１が有する導線部６に対向する辺から、導線部１６が有する導線部１５と対向する辺と反対側の辺までの長さは約３５ｍｍである。なおこれらの数値によりアンテナ装置１が限定されるものではない。

次に、本実施の形態に係るアンテナ装置１を構成する折返しダイポールアンテナ２、シュペルトップ部３、およびインピーダンス整合部４について、この順に詳細に説明する。

図２は、本実施の形態に係るアンテナ装置１に含まれる折返しダイポールアンテナ２を模式的に示した図である。

図２（Ａ）は、折返しダイポールアンテナ２の主要構成を示した平面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示した折返しダイポールアンテナを改良した形態を示した平面図である。図２（Ｃ）は、本実施の形態に係る折返しダイポールアンテナ２を示した平面図である。

図２（Ａ）を参照して、ダイポールアンテナＡの両端に導線部５の両端をそれぞれ接続することで、最も基本的な折返しダイポールアンテナである２線式折返しダイポールアンテナが構成される。さらに導線部６の両端を導線部５の両端にそれぞれ接続することによって３線式折返しダイポールアンテナが形成される。なお、本実施の形態では、ダイポール素子Ｄ１，Ｄ２の長さは互いに異なるが、図２においては、折返しダイポールアンテナ２についての理解を容易にするため、ダイポール素子Ｄ１，Ｄ２の長さは互いに等しいものとする（以下説明する図３においても同様である）。

図２（Ｂ）を参照して、図２（Ａ）に示した３線式折返しダイポールアンテナに短絡部７〜９が設けられる。短絡部７は導線部５，６を短絡する。短絡部８は導線部６とダイポール素子Ｄ１とを短絡する。短絡部９は導線部５，６とダイポール素子Ｄ２とを短絡する。このように短絡部を設けることによって、折返しダイポールアンテナ２のインピーダンスを所望の値（本実施の形態では約３００Ω）に調整することができる。

図２（Ｃ）を参照して、図２（Ｂ）に示した３線式折返しダイポールアンテナに共振波長調整部１０，１１が設けられることで本実施の形態に係る折返しダイポールアンテナ２が構成される。共振波長調整部１０，１１は導線部５に接続される。これによって、３線式折返しダイポールアンテナの共振波長が長くなるので、この３線式折返しダイポールアンテナの帯域を広げることが可能になる。

図３は、本実施の形態に係るアンテナ装置１に含まれるシュペルトップ部３を模式的に示した図である。

図３（Ａ）は、本実施の形態に係るシュペルトップ部３の主要構成を示した平面図である。図３（Ｂ）は、本実施の形態に係るシュペルトップ部３を示した平面図である。

シュペルトップとは、アンテナに給電用の同軸ケーブルが接続された場合に、その同軸ケーブルの外側導体に高周波電流が漏洩するのを防止するためのものである。シュペルトップ部３を折返しダイポールアンテナ２に接続することによって、折返しダイポールアンテナ２の性能を高めることが可能になる。「アンテナの性能」とは、たとえばＶＳＷＲ（電圧定在波比）である。ＶＳＷＲとは交流の伝送路における進行波と反射波の関係を示す数値であり、その値が小さいほどアンテナの性能としては優れている。

図３（Ａ）を参照して、折返しダイポールアンテナ２には、給電線路としての導線部２１，２２が接続される。導線部２１，２２はインピーダンス整合部４の構成要素であるが、説明の便宜のために図３に示す。導線部１５，１６の一方端はともに導線部２１に接続される。

一般的に、シュペルトップを構成する導線の長さは、アンテナの共振周波数に対応する波長λの１／４である。したがって、導線部１５，１６の長さはその波長λの１／４に定められる。

本実施の形態では、波長λは、折返しダイポールアンテナ２の周波数範囲として予め定められた周波数範囲に基づいて適切に定められる。具体的には、導線部１５，１６の長さは、その周波数範囲の下限に対応する波長の１／４以下の値である。すなわち図１に示した波長λは、上記の周波数範囲の下限に対応する波長よりも長い。

このように導線部１５，１６の長さを定めることで、その周波数範囲でのある周波数領域における折返しダイポールアンテナ２の性能が、他の周波数領域での性能に比較して大幅に低くなるのを防止することができる。

導線部１５，１６の長さについてさらに具体的に説明する。上記のように、本実施の形態に係るアンテナ装置１は、日本における地上デジタル放送の受信アンテナに適用できる。地上デジタル放送の下限を４７０ＭＨｚとすると、４７０ＭＨｚである電波の波長は約６４０ｍｍであるので、その４分の１の長さは約１６０ｍｍとなる。図１に示されるように導線部１５，１６の長さは約１２０ｍｍであり、１６０ｍｍよりも短い。

図３（Ｂ）を参照して、短絡部１８は、導線部１５，１６を短絡する。短絡部１９は、ダイポール素子Ｄ１と導線部２１と導線部１５とを短絡する。接続部２０は、導線部１５の端部および導線部１６の端部を接続し、かつ、これらをダイポール素子Ｄ１に接続する。このように短絡部１８，１９および接続部２０が導線部１５，１６を短絡し、かつ導線部１５，１６をダイポール素子Ｄ１に接続することで、折返しダイポールアンテナ２のＶＳＷＲの特性を安定させることができる。

図４は、本実施の形態に係るアンテナ装置１に含まれるインピーダンス整合部４を模式的に示した図である。

図４を参照して、導線部２１，２２は３００Ωのインピーダンスを有する給電線路（平行線路）として構成される。複数のスタブ２３，２４は、導線部２１，２２の間に配置される。同様に、巻線部２５，２６も導線部２１，２２の間に配置される。

インピーダンス整合部４は、いわゆる「４：１バラン」を構成する。上述のように、折返しダイポールアンテナ２のインピーダンスは約３００Ωである。一方、折返しダイポールアンテナ２に同軸ケーブルを接続する場合、その同軸ケーブルのインピーダンスは、一般的には７５Ωである。すなわち折返しダイポールアンテナ２のインピーダンスと同軸ケーブルのインピーダンスとの比は約４：１となる。折り返しダイポールアンテナと同軸ケーブルとをインピーダンス整合部４を介して接続することにより、折返しダイポールアンテナ２と同軸ケーブルとの間でのインピーダンス整合を実現できる。

複数のスタブ２３の各々の一方端は、導線部２１に接続される。複数のスタブ２３の各々の他方端は、導線部２２と接触せずに電気的に開放される。同様に複数のスタブ２４の各々の一方端は、導線部２２に接続される。複数のスタブ２４の各々の他方端は、導線部２１と接触せずに電気的に開放される。

なお、スタブ２３，２４の個数は限定されず、たとえば１つのスタブのみが導線部２１または２２に接続されていてもよい。スタブの個数は、上記のインピーダンス整合を実現するために適切に定められる。ただしスタブの個数が複数になる場合には、図１および図４に示したように、導線部２１に接続されるスタブ２３と導線部２２に接続されるスタブ２４とを交互に配置することが好ましい。これによって、スタブ２３，２４はいわば対象的に導線部２１，２２の間に配置されることになるので、折返しダイポールアンテナ２の給電形態、すなわち平衡な給電形態が崩れるのを回避できる。よって折返しダイポールアンテナ２の動作を安定させることができる。

巻線部２５は、線状導体３１〜３３を含む。線状導体３１の一方端は導線部２１に接続され、線状導体３１の他方端は導線部２１，２２の延在方向と直交する方向に延びる。線状導体３２は線状導体３１の先端に接続され、導線部２１，２２の延在方向に延びる。線状導体３３の一方端は線状導体３２の先端に接続され、線状導体３３の他方端は、導線部２１に向かって延びる。すなわち、巻線部２５の始端を導線部２１に接続される線状導体３１の端部とし、巻線部２５の終端を線状導体３３の先端とすると、巻線部２５は、その始端から導線部２１，２２の延在方向と直交する方向に延び、導線部２１，２２の延在方向、および導線部２１，２２の延在方向と直交する方向に交互に折れ曲がって終端に達する巻線形状を有する。

同様に、巻線部２６は、線状導体３４〜３６を含む。線状導体３４は、線状導体３３に対して線状導体３１と反対側に位置する。線状導体３４の一方端は導線部２２に接続され、線状導体３４の他方端は導線部２１，２２の延在方向と直交する方向に延びる。線状導体３５は線状導体３４の先端に接続され、線状導体３１と非接触状態になるように、導線部２１，２２の延在方向に延びる。線状導体３６の一方端は線状導体３５の先端に接続され、線状導体３６の他方端は、導線部２２に向かって延びるとともに、線状導体３１〜３３によって囲まれる。すなわち、巻線部２６の始端を導線部２２に接続される線状導体３４の端部とし、巻線部２６の終端を線状導体３６の先端とすると、巻線部２６は、その始端から導線部２１，２２の延在方向と直交する方向に延び、導線部２１，２２の延在方向、および導線部２１，２２の延在方向と直交する方向に交互に折れ曲がって終端に達する巻線形状を有する。

インピーダンス整合部４を平面視した状態では、巻線部２５の巻き方向と巻線部２６の巻き方向とは互いに逆であり、巻線部２５，２６は、いわば互いにかみ合うように配置される。

図５は、アンテナ装置１の設置形態を説明するための図である。図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線断面図である。

図５および図６を参照して、アンテナ装置１は、樹脂４０の内部に埋め込まれる。樹脂４０は、たとえば所定の形状に成形された樹脂成形品である。このような成形品では、軽量化のために樹脂の肉厚が薄いことが多い。本実施の形態のように薄い導体板によりアンテナ装置１を構成することによって、このような樹脂成形品の樹脂の内部にアンテナ装置１を挿入することができる。樹脂成形品の内部にアンテナ装置１を挿入する方法は、特に限定されるものではなく公知のさまざまな方法を用いることができる。たとえば、インサート成形のように、アンテナ装置１を金型内に装填した後に樹脂をその金型に注入することでアンテナ装置１を樹脂４０内に埋込むことができる。

導線部２１，２２には、それぞれ給電端子４１，４２が接続される。給電端子４１，４２は、たとえば金属製のピンにより構成される。金属ピンの頂上部分は樹脂４０の表面から突出している。

図７は、アンテナ装置１と受信装置との接続形態を示す模式図である。図７を参照して、給電端子４１，４２は樹脂４０の表面から突出している。同軸ケーブル４３は、芯線４４と、外部導体４５とを含む。

同軸ケーブル４３の一方の端部では、芯線４４および外部導体４５が給電端子４２，４１にそれぞれ接続される。同軸ケーブル４３の他方の端部では、芯線４４が受信回路４６に接続され、外部導体４５が接地される。受信回路４６の構成は特に限定されず、たとえばチューナー、アンプなどによって受信回路４６が構成される。

給電端子４１，４２の防水のため給電端子４１，４２を覆うカバー４７が設けられる。ただし図７はカバー４７が外されている状態を示す。

アンテナ装置１が埋め込まれた樹脂成形品の種類は特に限定されるものではない。以下では、アンテナ装置１が埋め込まれた樹脂成形品の適用例として、自動車の外装品を説明する。

図８は、アンテナ装置１が搭載される自動車を示した図である。図９は、図８のＩＸ−ＩＸ線断面図である。

図８および図９を参照して、スポイラー５０は自動車のボディ５１の後部上端に取付けられる。スポイラー５０は図５等に示した樹脂４０（樹脂成形品）に相当する。ボディ５１は、各々が導体であるアウターパネル５２およびインナーパネル５３を含む。

アンテナ装置１は、スポイラー５０を形成する樹脂の内部に埋込まれている。図８および図９には示されていないが、給電端子４１，４２の各々の先端はスポイラー５０の内表面から突出し、かつ同軸ケーブル４３に接続される。給電端子４１，４２と同軸ケーブル４３との接続の形態は図７に示した接続形態と同様であるので以後の説明は繰返さない。

同軸ケーブル４３と給電端子４１，４２との接続部分は、カバー４７によって覆われている。これにより、スポイラー５０とボディ５１との隙間からスポイラー５０の内部空間に雨水が浸入しても、給電端子４１，４２に水滴が付着するのを回避できる。給電端子４１，４２にまたがるように水滴が付着した場合、給電端子４１，４２が短絡することによってアンテナ装置１の動作の不具合が生じる可能性がある。カバー４７によって給電端子４１，４２を防水できるのでこのような問題を回避できる。

同軸ケーブル４３は、スポイラー５０に形成された貫通孔５０ａ、アウターパネル５２に形成された貫通孔５２ａ、およびインナーパネル５３に形成された貫通孔５３ａを貫通して車室内へと導かれ、図７に示した受信回路４６（図９には示さず）に接続される。

アンテナ装置１は、スポイラー５０の下側部分の樹脂の中に埋込まれる。これによって、たとえばスポイラー５０の外観の見栄えの向上を図ることができる。また、スポイラー５０を自動車に取付けることによって、アンテナ装置１を自動車に装備することができるので、アンテナ装置１を設置するための部材をスポイラー５０とは別に用意しなくてもよくなる。さらにアンテナ装置１の防水も可能となる。

車両に用いられる樹脂成形品であれば、スポイラーに限られず、アンテナ装置１をその内部に埋め込むことができる。たとえばアンテナ装置１は、フロントバンパー、リヤバンパー等の内部に埋込まれてもよい。

図１０は、図９に示されるアンテナ装置１の設置状態を再現するための構成を示す図である。図１０を参照して、アンテナ装置１は、その主表面（折返しダイポールアンテナ２の主表面）をその一部に含む平面６０（この平面は仮想的な平面である）が金属板の５５の表面５６と交差した状態（略直交した状態）で設置される。アンテナ装置１と金属板５５の表面５６との最短距離は約１０ｍｍである。金属板５５は接地されている。

続いて、図１０に示したようにアンテナ装置１を配置した状態でアンテナ装置１の特性を測定した結果を説明する。なおアンテナ装置１の寸法は、図１に示した寸法である。

図１１は、アンテナ装置１の利得の周波数特性の測定結果を示した図である。なお、利得が高いほどアンテナの性能は優れている。また、周波数範囲は、約４７０ＭＨｚ〜約７７０ＭＨｚの範囲である。図１１に示されるように、約４７０ＭＨｚ〜約７７０ＭＨｚの範囲にわたり、アンテナ装置１は高い利得を有している。

図１２は、アンテナ装置１のＶＳＷＲの周波数特性の測定結果を示した図である。上述のように、ＶＳＷＲが低いほどアンテナの性能は優れている。また、周波数範囲は、図１１と同様に約４７０ＭＨｚ〜約７７０ＭＨｚの範囲である。図１２に示されるように、日本地上デジタル放送のローチャネルに対応する周波数帯（約５００ＭＨｚ〜約６２０ＭＨｚ）でのＶＳＷＲが、他の周波数帯に比べて低くなることがわかる。

図１３は、アンテナ装置１の水平面指向性の測定結果を示した図である。図１３を参照して、この指向性は、６２０ＭＨｚの周波数の電波の送受信に対応する指向性である。図１３から、アンテナ装置１はメインローブが０°方向から右側に１０°から２０°程度傾いた強い指向性を有することが分かる。図１３および図１を参照しながら指向性の方向について説明すると、図１３に示された０°の方向は図１に示した中心軸Ｃの方向に対応する。図１３に示される「０°方向に対して右側に傾いた方向」とは、図１では「中心軸Ｃに対して右斜めの方向」に対応する。

また、図１３および図８を参照しながら説明すると、図１３に示された０°方向とは図９に示した自動車のほぼ真後ろの方向に対応する。たとえば車両のボディからスポイラー５０を見た場合に、アンテナ装置１がスポイラー５０の右側のコーナー部付近に配置されるとする。アンテナ装置１のメインローブの方向は、図１３に示したように０°方向から右側に傾いているので、アンテナ装置１は、車両の真後ろの方向あるいは車両後進方向に対して右方向からの電波を受信できる。これによりアンテナ装置１の受信範囲を広くすることができる。

次に、図１に示した導線部１５，１６による効果を説明する。なお、導線部１５，１６は、上述の通り、シュペルトップを構成する導線である。

図１４は、アンテナ装置１が導線部１５，１６を備えていない場合の特性を示す図である。図１４を参照して、曲線Ｇは利得の周波数特性の測定結果を示し、曲線ＶはＶＳＷＲの周波数特性の測定結果を示す。利得は０（ｄＢ）以下であり、ＶＳＷＲは約６〜約１１となる。

図１４および図１１から、アンテナ装置１に導線部１５，１６を設けることで、アンテナ装置１の利得を高めることができることがわかる。また、図１４および図１２から、アンテナ装置１に導線部１５，１６を設けることで、アンテナ装置１のＶＳＷＲを小さくすることができることがわかる。すなわち、図１１，１２，１４から、導線部１５，１６をアンテナ装置１に備えることによって、アンテナ装置１の性能を向上させることができることがわかる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本実施の形態に係るアンテナ装置１の平面図である。 本実施の形態に係るアンテナ装置１に含まれる折返しダイポールアンテナ２を模式的に示した図である。 本実施の形態に係るアンテナ装置１に含まれるシュペルトップ部３を模式的に示した図である。 本実施の形態に係るアンテナ装置１に含まれるインピーダンス整合部４を模式的に示した図である。 アンテナ装置１の設置形態を説明するための図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線断面図である。 アンテナ装置１と受信装置との接続形態を示す模式図である。 アンテナ装置１が搭載される自動車を示した図である。 図８のＩＸ−ＩＸ線断面図である。 図９に示されるアンテナ装置１の設置状態を再現するための構成を示す図である。 アンテナ装置１の利得の周波数特性の測定結果を示した図である。 アンテナ装置１のＶＳＷＲの周波数特性の測定結果を示した図である。 アンテナ装置１の水平面指向性の測定結果を示した図である。 アンテナ装置１が導線部１５，１６を備えていない場合の特性を示す図である。

符号の説明

１ アンテナ装置、２ 折返しダイポールアンテナ、３ シュペルトップ部、４ インピーダンス整合部、５，６，１５，１６，２１，２２ 導線部、７，８，９，１８，１９ 短絡部、１０，１１ 共振波長調整部、２０ 接続部、２３，２４ スタブ、２５，２６ 巻線部、３１〜３６ 線状導体、４０ 樹脂、４１，４２ 給電端子、４３ 給電ケーブル、４４ 芯線、４５ 外部導体、４６ 受信回路、４７ カバー、５０ スポイラー、５１ ボディ、５２ アウターパネル、５０ａ，５２ａ，５３ａ 貫通孔、５３ インナーパネル、５５ 金属板、５６ 表面、６０ 平面、Ａ ダイポールアンテナ、Ｃ 中心軸、Ｄ１，Ｄ２ ダイポール素子、Ｇ，Ｖ 曲線。

Claims (8)

1. 第１および第２の放射素子を有するダイポールアンテナと、前記ダイポールアンテナに平行に延在し、かつその両端が前記第１の放射素子の先端および前記第２の放射素子の先端にそれぞれ接続されるように折り曲げられた形状を有するアンテナエレメントとを含み、実質的に平面状に形成された折返しダイポールアンテナと、
   前記第１の放射素子と一体化された第１の導線部と、前記第２の放射素子と一体化された第２の導線部とを含むインピーダンス整合部と、
   各々の一方端が前記第１の導線部と一体化され、かつ、実質的に互いに平行に配置された第３および第４の導線部とを含むシュペルトップ部とを備える、アンテナ装置。
2. 前記第３および第４の導線部は、前記第１の放射素子と実質的に平行に配置され、
   前記シュペルトップ部は、
   前記第３の導線部の他方端および前記第４の導線部の他方端を前記第１の放射素子に接続するように、前記第３および第４の導線部ならびに第１の放射素子と一体的に形成された第１の接続部と、
   前記第１の導線部と前記第１の接続部との間に配置されて、前記第３および第４の導線部と一体的に形成された第２の接続部と、
   前記第３の導線部を前記第１の放射素子に短絡するように、前記第１の放射素子と、前記第３の導線部と一体的に形成された第３の接続部とをさらに含む、請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記第３および第４の導線部の各々の一方端から他方端までの長さは、前記折返しダイポールアンテナの共振周波数帯として予め定められた範囲の下限に対応する波長の１／４以下に定められる、請求項１または２に記載のアンテナ装置。
4. 前記折返しダイポールアンテナは、
   前記アンテナエレメントに一体的に形成されて、前記折返しダイポールアンテナの共振波長を調整する共振波長調整部をさらに含む、請求項１から３のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
5. 前記インピーダンス整合部は、前記第１の放射素子の先端から前記第２の放射素子の先端までの長さを等分する前記折返しダイポールアンテナの中心軸に対して左側および前記中心軸に対して右側のいずれか一方の側に配置される、請求項１から４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
6. 前記第１および第２の導線部は、互いに対向するように配置され、
   前記インピーダンス整合部は、
   前記第１および第２の導線部の間に配置されて、一方端が前記第１および第２の導線部のいずれか一方に接続され、他方端が電気的に開放された、少なくとも１つのスタブと、
   前記第１の導線部に一方端が接続され、他方端が前記第１および第２の導線部の延在方向と直交する方向に延びる第１の線状導体と、前記第１の線状導体の先端に接続されて前記第１および第２の導線部の延在方向に延びる第２の線状導体と、前記第２の線状導体の先端に一方端が接続され、他方端が前記第１の導線部に向かって延びる第３の線状導体とを有する第１の巻線部と、
   前記第３の線状導体に対して前記第１の線状導体と反対側に位置し、前記第２の導線部に一方端が接続され、他方端が前記第１および第２の導線部の延在方向と直交する方向に延びる第４の線状導体と、前記第４の線状導体の先端に接続されて、前記第１の線状導体と非接触状態になるように前記第１および第２の導線部の延在方向に延びる第５の線状導体と、前記第５の線状導体の先端に一方端が接続され、他方端が前記第４の導線部に向かって延びるとともに前記第１から第３の線状導体に囲まれる第６の線状導体とを有する第２の巻線部とをさらに含む、請求項１から５のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
7. 前記アンテナ装置は、実質的に接地された導体と近接し、かつ、その一部に前記折返しダイポールの主表面を含む平面が前記導体の表面と交差するように、前記折返しダイポールアンテナの主表面が向けられた状態で配置される、請求項１から６のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
8. 前記アンテナ装置の表面は、成形された樹脂部材に覆われる、請求項１から７のいずれか１項に記載のアンテナ装置。

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