JP2014197821A - アンテナ装置及びアンテナ取付け装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】MHz帯の周波数で使用しているアンテナ装置を高速無線LANなどのより高いGHz帯の周波数でも使用できるようにする。【解決手段】アンテナ装置は、同軸ケーブル(140)の中心導体(141)が接続されるアンテナ素子(110)と、同軸ケーブルの外部導体(142)が接続される第一の電極(20)と、を備え、第一の電極(20)は導体板の一部に貫通孔部分(21)を有してなり、アンテナ素子(110)は貫通孔部分(21)から、導体板の一面側から離間する方向である一方向に延在し、同軸ケーブル(140)は導体板の他面側に存在しかつ同軸ケーブルの中心導体(141)の中心軸(あるいは同軸ケーブルの中心軸)とアンテナ素子(110)の中心軸とが略直交あるいは斜め交差するように配置される。【選択図】図4
Description
本発明はアンテナ装置に関し、特に車両などの移動体や自動販売機などの固定物へのアンテナ取り付けを容易にするアンテナ取付け装置を使用するアンテナ装置に関する。
自動車などの移動体に設置される移動体用無線装置のアンテナ装置として、磁石や吸盤付きの取付け装置と線状アンテナ等を組み合わせたアンテナ装置が使用されている。
例えば、特許文献1に記載の「カーアンテナ取付け装置」は、線状のアンテナ素子を立設支持する基台の底面側に環状の磁石を設けて、アンテナ素子を車両の屋根などに固定している(図1参照)。
特許文献2に記載の「車体等に装着するようにしたアンテナの支持座」は、特許文献1の「アンテナ取付装置」と同様の構成の支持座の底部に環状の磁石とゴムの吸盤とを設けた例を開示している。
いずれのアンテナ装置もそのアンテナ素子が車両屋根の平坦面に対して略垂直になるように当該屋根部に取り付けられ、アンテナ素子の基部に横(水平)方向から同軸ケーブルによって給電される。同軸ケーブルの一端側の中心導体は、アンテナ素子の下端部に車外で接続される。同軸ケーブルの外部導体(シールド)はアンテナ基部の接地エレメント(接地電極)に接続され、あるいは容量結合によって車体屋根(接地面として利用される金属板)に接続される。同軸ケーブルの他端側には送受信機などの車内無線装置が接続されて高周波信号が供給される。アンテナ素子としては、例えば、(1/4)波長(λ)のモノポールアンテナ(あるいはホイップアンテナ)等が使用されている。
上述した移動体のアンテナ装置は、例えば、800MHz程度までの無線通信に使用することが可能である。
しかしながら、近時のデジタル情報通信の発展に伴い、移動体(車両、船舶、航空機など)の無線通信設備、港湾・構内の無線通信設備、道路網の無線通信設備などの移動体や屋外の無線通信設備でもいわゆる高速無線LANを使用できるようにすることが望まれている。このためには、上記のようなアンテナ装置をより高い周波数で使用できるようにする必要がある。例えば、高速無線LANで使用されている2.4GHz帯、2.5GHz帯、5GHz帯などのより高い周波数で使用できるようにする必要がある。
しかし、上記アンテナ装置をGHzオーダーの信号周波数(高速無線LANの規格周波数)で使用しようとすると、所要のアンテナ利得や所要のアンテナ指向特性等を得ることが難しくなる。
よって、本発明は高速無線LANなどのより高い周波数(例えば、GHz帯の周波数)でも使用することを可能としたアンテナ装置及びアンテナ取付け装置を提供することを目的とする。
上記課題を達成する本発明のアンテナ装置の一態様は、同軸ケーブルの中心導体が接続されるアンテナ素子と、上記同軸ケーブルの外部導体が接続される第一の電極と、を備え、上記第一の電極は導体板の一部に貫通孔部分を有してなり、上記アンテナ素子は上記貫通孔部分から上記導体板の一面側から離間する方向である一方向に延在し、上記同軸ケーブルは上記導体板の他面側に存在しかつ上記同軸ケーブルの中心導体の中心軸(あるいは同軸ケーブルの中心軸)と上記アンテナ素子の中心軸とが略直交あるいは交差(斜め交差を含む)するように配置される。
かかる構成とすることによって、第一の電極(接地電極)の他面側(非アンテナ素子側)に同軸ケーブルを配置してアンテナ素子に給電を行う構造とすることができるので、接地体の中に同軸ケーブルが存在するのと同じ状態とすることができ、同軸ケーブルの位置に影響されることなくアンテナ素子と第一の電極との間で高周波電界(あるいは電磁界)が形成される。それにより、移動体の屋根や固定物の上部などに設置されるアンテナ装置であっても給電構造に起因する不具合(より高い周波数帯域でのアンテナ利得の低下など)が解消される。
なお、第一の電極は平板に限られず、凸状部や、湾曲部を設けた電極板であっても良い。それにより、シールド室が形成され、この室内で同軸ケーブルとアンテナ素子との接続を行うことができ、アンテナ素子以外からの不要な電波輻射の発生を防止することが可能となる。
好ましくは、更に、上記第一の電極の他面側に上記第一の電極に対向して配置される導体板の第二の電極を含み、上記同軸ケーブルの中心導体は上記第一及び第二の電極間を通って上記アンテナ素子に接続される。それにより、第一の電極及び第二の電極によってシールド空間(室)を形成することができる。同軸ケーブルとアンテナ素子との接続点を当該シールド空間内に配置してアンテナ素子以外からの不要な電波輻射の発生を防止することが可能となる。
また、本発明のアンテナ取付け装置は、同軸ケーブルの中心導体と接続されるアンテナ素子用コネクタと、上記同軸ケーブルの外部導体が接続される第一の電極と、上記コネクタと上記第一の電極相互間に介在して上記アンテナ素子用コネクタを支持する支持体と、上記支持体をアンテナの設置対象物に取付ける取付け座と、を含み、上記第一の電極は導体板の一部に貫通孔部分を設けてなり、上記アンテナ素子用コネクタは上記支持体によって上記導体板の貫通孔部分に固定されて、上記導体板の一面側にアンテナ素子を立設可能とし、上記同軸ケーブルは上記導体板の他面側に存在しかつ上記同軸ケーブルの中心軸と上記アンテナ素子用コネクタの中心軸とが略直交(直交あるいは交差)するように配置される。
かかる構成とすることによって、車両や自動販売機などの設置対象物に取り付け容易であり、更に、アンテナ素子の交換が可能であってより高い周波数帯域に使用可能なアンテナ取付け装置を得ることが可能となる。
本発明によれば、高速無線通信LANなどに割り当てられているGHz帯においても所要の性能が得られるアンテナ装置を得ることができる。
また、900MHz帯や1700MHz帯を使用する無線通信サービス(例えば、最近周波数が割り当てられた携帯電話サービス)に使用するアンテナ装置を得ることができる。
また、車両や港湾・構内などにおける移動体の屋根や、自動販売機などの固定物の上、壁面などの磁性吸着体にアンテナ素子を容易に取り付けることができるアンテナ取付け装置を得ることができる。
以下、図面を参照しつつ、発明の実施形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
なお、以下の実施形態では、本発明のアンテナ装置を移動体である車両用アンテナ装置に適用したものを例に説明するが、本発明のアンテナ装置が適用されるものは特定のものに限定されない。例えば、船舶、列車、航空機、クレーン装置等の移動体の他、港湾構内無線通信システムの基地局アンテナ、自動販売機のアンテナ装置、携帯電話の基地局用アンテナ、無線LANネットワークに接続される工作機械のアンテナ装置、工場や建物内の無線LAN、地域無線LANのアンテナ装置などの固定局(非移動体)のアンテナ装置にも使用できる。
(比較例)
まず、本発明の特徴をよりよく理解するために比較例のアンテナ装置について説明する。
図1は、車体に装着されるアンテナ装置の一例を説明する斜視図である。図2は、その断面の概略的を説明する断面図である。各図において対応する部分には同一符号を付している。
各図に示すように、アンテナ装置100は、アンテナ素子110、アンテナ基体部120、アンテナ装置100を車体150等に取り付ける取付け座(取付けベース)130によって構成され、車体外に敷設された同軸ケーブル140が接続されている。
アンテナ素子110は、例えば、使用周波数帯域で約(1/4)波長に相当する長さのモノポールアンテナである。アンテナ素子110の下端部は雌ねじが設けられており、アンテナ基体部120に着脱可能に取り付けられる。
アンテナ基体部120は、概略円柱状で有り、上部のエッジ部分はテーパ面あるいは半球(湾曲)状の面となっている。アンテナ基体部120の上面にはアンテナ素子と雄ねじで結合するコネクタ121が配置されている。アンテナ基体部120の側面には金属の筒状体からなる接地導体122が配置されている。アンテナ基体部120のコネクタ121と接地導体122との間はプラスチックなどの絶縁体123によって埋設されている。アンテナ基体部120の底面にはアンテナ基体部120を取付け座130に固定するためのねじ穴が形成されている。アンテナ基体部120は取付け座130に対してアンテナ素子110を垂直に支持する。
アンテナ基体部120の側面には同軸ケーブル140の一端が接続される。同軸ケーブル140の中心導体141は絶縁体123中をL状に曲がってコネクタ121に接続され、アンテナ素子110に高周波電力を供給する。同軸ケーブル140の外部導体142は接地導体122に接続される。同軸ケーブル140の他端側には図示しない車両内部に設置された無線装置が接続される。
アンテナ基体部120は円盤状の形状をしている取付け座130にねじ(ボルト、ナット等)134によって取り付けられる。取付け座130は、円形のプラスチックのカバー131、逆皿型形状のヨーク(継鉄)132、ヨーク132の下面に取り付けられる環状のマグネット133、取付け座130の中心部に配置されてカバー131、ヨーク132を貫通して支持座130と基体120と結合する連結用のねじ134等によって構成される。支持座130の底面に配置されたマグネット133は車体150の表面に吸着しアンテナ装置100を車両(移動体)の一部(屋根等)に固定する。車体150の表面には塗層(絶縁性)が形成されており、ねじ134等が静電容量を介して車体150に接地され、同軸ケーブル140の外部導体142、接地電極122が車体に接地される。
図3は、比較例の不具合を説明する図である。同図において、図2と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。
図2に示すアンテナ装置を電気的要素で示すと図3に示すようになる。アンテナ素子110と接地電極となる車体150からなるモノポールアンテナである。
後述のように(図16乃至図20参照)、比較例のアンテナ装置をGHz帯の周波数で使用するとアンテナの利得が低下し実用に向かない。種々実験した結果、その理由として、第1に、使用信号の周波数が高くなることによって同軸ケーブル140の外部導体142と接地面(車体150)間に存在する浮遊インダクタンス成分Lの影響が大きくなり、高い信号周波数では外部導体142の電位が接地電位(車体150の電位)から浮いた状態になる。それにより、車体150を接地電極として利用することができなくなること、第2に、アンテナ素子110の基部と接地電極122の対向面相互間の寄生容量Cによって信号周波数が高くなるとアンテナ素子110の長さが短縮されるように作用して高周波信号とアンテナ素子110との同調が低下し、アンテナ素子110から空間に放射されるエネルギが減少する。第3に、アンテナ基体部120中の同軸ケーブルの中心導体141がL形状に立ち上がっている部分がアンテナとして作用して電磁波が漏洩する、等が考えられる。
(実施例1)
図4に示す実施例1は本発明の最も基本的な構成を示している。同図(A)は斜視図、同図(B)は図(A)の線状のアンテナ素子の中心軸と同軸ケーブルの中心軸と含む面における一部断面図である。各図において図3と対応する部分には同一符号を付している。
なお、説明の便宜のために、図4(B)に示すように、アンテナ装置の垂直方向(図面の上下方向、あるいは縦方向)、水平方向(図面の左右方向、あるいは横方向)を定める。自由空間にアンテナ装置を任意の姿勢で配置することができるので、アンテナ装置の姿勢に応じて定義方向は適宜に修正される。他の実施例においても同様である。
図4に示すように、本発明の基本構成では第一の電極として導体板の一部に表裏面を貫通した開孔部(あるいは開口部)21が設けられた電極板20を使用する。電極板20は、例えば、平坦な真鍮板を使用するが、銅板、アルミ板、鉄板、ステンレス等の金属板であっても良い。また、固化した銀ペーストや金属メッキ等による導電性膜等によって形成することも可能である。特定の材料に限定されない。後述するように、電極板20には凸部や湾曲部を設けても良い。
図示の例では開孔部21は略円形の電極板20の中心部に形成されているが、開口部21の位置は特定の位置に限定されるものではなく、電極板20の中心部以外の位置に開口されていても良い。また、電極板20は図示の例では略円形であるが、アンテナの接地電極として機能すれば良く、特定の形状に限定されるものではない。例えば、電極板20は楕円形、四角形、多角形、雲形などであっても良い。また、電極板20は、柱状形、逆皿状形、箱状形、凸状形等の立体形状の一面(上面)を利用するものであっても良い。電極板20の形状は所要の特性や要求に対応して適宜に選択される。電極板20の立体的形状の例については後述する。
アンテナ素子110は、例えば、使用信号周波数帯域の約(1/4)波長の長さのモノポールアンテナ(線状アンテナ)である。電極板20の開孔部21に電極板20から隔離されて立設される。実施例では、線状のアンテナ素子110は電極板20の平面に対して略垂直に配置される。アンテナ素子110は金属導体であるが、繊維状の導体(柔軟性がある導体)や導体の表面に絶縁性被膜が形成されているものでも良い。アンテナ素子110はその一端部で同軸ケーブル140の中心導体141に接続される。後述の実施例のように、コネクタを介してアンテナ素子110を交換可能に接続しても良い(例えば、図6など)。この場合には、長さの異なるアンテナを使用することができ、使用周波数帯域に対応した長さのアンテナ素子を適宜選択することができる。また、種類の異なるアンテナ素子を使用することもできる。また、コネクタを用いることによってアンテナ素子110以外の部分を共用することができる。実施例では、アンテナ素子110は使用周波数に対応した長さのモノポールアンテナが適宜に選択される。電極板20及びアンテナ素子110は図示しないポリエチレンなどの絶縁性ブラスチックを用いたカバー(ケース)に固定される(これに限定されない。)。
同軸ケーブル140は電極板20の下面側に導出され、下面に沿って延在し、同軸ケーブル140の中心軸(対称軸)と線状のアンテナ素子の中心軸(対称軸)とが交差(略直交)あるいは斜交差するように配置される。直交することが望ましいが、同軸ケーブル140の中心導体141とアンテナ素子110とが適切に接続されれば良く、直交のみに限定されるものではない。略直交とは所望のアンテナ特性が得られれば2つの中心軸が斜交する状態であっても良いという趣旨である。垂直方向(あるいは上下方向、縦方向)に延在するアンテナ素子110に対して同軸ケーブル140は水平方向(あるいは左右方向、横方向)に延在して、アンテナ素子110に接続される。このような関係とすることによって、移動体の屋根などにアンテナ装置を設置する場合、屋根に孔を開けずに同軸ケーブル140をアンテナ素子110に(横方向から)接続することができるようになる。また、マグネットなどの吸着手段を装置底部に備えて着脱可能としたアンテナ装置に給電することが容易となる。
同軸ケーブル140の外部導体142は電極板20にハンダ付けやかしめなどによって接続される。既述のように同軸ケーブル140の中心導体141は開孔部21においてアンテナ素子110の一端部にハンダ付けやかしめなどによって電気的に接続される。比較例(図3)と比べると中心導体141のL状の立ち上がり部分が少なく、アンテナ素子110の基部に横方向から給電する構成となっている。
電極板20は車体150などの接地体に接続される。車体150などの表面は塗装膜によって絶縁されているが、容量結合(図6参照)によって車体150に電気的に接続される。なお、後述のようにアンテナ装置はマグネットなどの吸着手段を備える基台に載置できるので移動体(移動局)に用いて好適であるが、固定局として使用することもできる。この場合には、車体に代えて直接大地、鉄塔の鉄板、機械装置等の金属ケースなどに適宜に接地することができる。
このような装置構成とすることによって、移動体アンテナ(車載アンテナ)装置であっても、同軸ケーブル140が接地電極面下に存在して接地電極面(車体150、導体板20)の中からアンテナ素子110が突き出る構造(モノポールアンテナ)となり、アンテナ素子110と接地体との間で電気力線が形成される。また、アンテナ素子110と電極板20との対向面積は開孔部21における電極板20の厚み相当部分であり、相互間における寄生容量Cは図3の比較例と比べて大幅に減少する。それにより、高い信号周波数帯域(GHz帯)においてもアンテナ素子110として動作し、所要の利得特性が得られる。例えば、(1/4)波長のモノポールアンテナとしての電気力線分布が形成されてアンテナ性能が発揮される。
(実施例2)
図5は、本発明の第2の実施例を説明する図である。第2の実施例では2つの電極板を使用している。同図において図4と対応する部分には同一符号を付しかかる部分の説明は省略する。
上述の実施例1で説明したように、移動体アンテナ装置であっても、同軸ケーブル140を接地体(接地電極20)の中に存在させ、同軸ケーブル140によりアンテナ素子110の端部に水平方向(横方向)から給電することによって車載アンテナ装置をモノポールアンテナとして良好に機能させることができる。
実施例2では、図5(A)に示すように、第一の電極である電極板20に加えて、更に、第二の電極である電極板30を設けている。電極板30は同軸ケーブル140を間に介して電極板20と上下方向において対向するように配置された接地電極であり、図5(B)に示すように電極板20と共に車体150に接地されている。電極板30は同軸ケーブル140の一端部を電極板20と共に挟持する構造(同軸ケーブル140の端部を上下の接地導体20及び30で囲むシールド室構造)を形成し、同軸ケーブル端部あるいは同軸ケーブルとアンテナ素子との接続部からの電波の漏れを防止する。なお、同軸ケーブル140の外部導体142、電極板20及び30が電気的に接続されれば良く、必ずしも相互間が機械構造的に結合する必要はない。
電極板20及び30は共に接地されているので、同軸ケーブル140の外部導体142は電極板20及び30のうちいずれかに接続される。両方に接続されてもよいが、組立製造上の便宜の点からは電極板20に接続すると具合が良い。同軸ケーブル140は電極板20の下部に配置されるが、同軸ケーブル140と電極板20及び30との間に多少の隙間があってもよい。図5(B)に示す例では、簡略に表現されている結果、外部導体142が電極板20及び30と接しているが、同軸ケーブルの外部導体142の外径は同時ケーブル140の外径よりも絶縁被覆の厚さ相当分だけ小さいので隙間が生じ得る。また、電極板20及び30の円板の面積(大きさ)は異なってもよい。
後述する実施例(図14参照)のように、電極板20及び30で囲まれたシールド室部分に整合回路を設けることができ、定在波比(SWR)を改善することができる。
このような装置構成とすることによって、移動体アンテナ(車載アンテナ)装置であっても、同軸ケーブル140が接地電極面下に存在して接地電極面(車体150、導体板20、30)の中からアンテナ素子110が突き出る構造(モノポールアンテナ)となり、アンテナ素子110と接地体との間で電気力線が形成される。また、アンテナ素子110と電極板20との対向面積は開孔部21における電極板20の厚み相当部分であり、相互間における寄生容量Cは図3の比較例と比べて大幅に減少する。それにより、高い信号周波数帯域(GHz帯)においてもアンテナ素子110として動作し、所要の利得特性が得られる。例えば、(1/4)波長のモノポールアンテナとしての電気力線分布が形成されてアンテナ性能が発揮される。また、第二の電極板30を備えることにより、金属体(車体150など)以外の部分にアンテナ装置を取り付ける場合にも、第一及び第二の電極板でアンテナ素子と同軸ケーブルの中心導体の接続部位を囲むことによってのシールド性を確保しやすくなる利点がある。
(実施例3)
図6に示す第3の実施例では、第1の実施例のアンテナ装置(図4参照)にアンテナ素子接続用のコネクタ40と、取付け部130を設けている。図6において図4と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。
この実施例では、電極板20の貫通孔部21にコネクタ40が配置されている。コネクタ40は、例えば、金属導体の雄ねじであり、上端側が線状のアンテナ素子110の基部(下端部)に形成された雌ねじと螺合(ネジ結合)する。コネクタ40の下端側は同時ケーブル140の中心導体141とハンダ付けやかしめなどによって接続される。
コネクタ40を設けたことによってアンテナ素子110を簡単に交換することができる。例えば、使用周波数帯域に対応した長さのアンテナ素子を適宜選択することができる。また、種類の異なるアンテナ素子を使用することもできる(図21参照)。例えば、モノポールアンテナ、ロッドアンテナ、ヘリカル(螺旋状)アンテナ、2周波数共用アンテナ、コーン(円錐)アンテナなどを接続可能である。
また、コネクタ40を設けたことによってアンテナ装置のアンテナ素子110以外の部分を共用することができる。アンテナ装置からアンテナ素子110を除いた部分がアンテナ取付け装置となる。
アンテナ装置には取付け座130が設けられている。取付け座130は、アンテナ素子110が接地面(車体150)に対して略垂直になるように着脱可能に支持する。取付け座130は、円盤形のプラスチックのカバー131、逆皿型形状の金属ヨーク(継鉄)132、ヨーク132の下面に取り付けられる環状のマグネット133などを重ねて構成される。取付け座130の底面に配置されたマグネット133は車体150の表面に吸着し、アンテナ装置全体を車両(移動体)の一部(屋根等)に固定する。車体150の表面には塗層(絶縁性)が形成されており、同軸ケーブル140の外部導体142、接地電極20、ヨーク132が車体に接地される。
このような装置構成とすることによって、移動体アンテナ(車載アンテナ)装置であっても、同軸ケーブル140が接地電極面下に存在して接地面(車体150、電極板20)の中からアンテナ素子110が突き出る構造(例えば、モノポールアンテナ)を有するアンテナ装置を得て、更に移動体に着脱可能に構成できる。
(実施例4)
図7は、本発明の第4の実施例を示している。同図において図6と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。
この実施例では、第一の電極である電極板20の中央部が凸状に***して形成されている。また、組立用のねじ134が示されている。
電極板20の***部は円柱状(円筒状)であり、その上面の中心部が開孔している。この開孔部21にアンテナ素子110のコネクタ40が配置されている。***部の側面には貫通孔が形成され、同時ケーブル140が電極板20の***部の内部に(電極板20の下に)導出される。***部の側面は傾斜(テーパ形状)していても良い。電極板20の***部内は電極板20の凸状部の上面とカバー131によって形成されるシールド室(空間)となっており、コネクタ141と同軸ケーブルの中心導体141との接続が行われる。後述のようにシールド室(空間)にはアンテナ素子との整合回路などを配置することが可能である。
電極板20の非***部は帽子(ハット)の鍔(つば)状部分で有り、カバー131の上に接している。鍔の部分を取付け座130の接地系との容量接続や直接接続(図示せず)に利用することができる。
ねじ134は、重ねられたプラスチックカバー131、金属ヨーク(継鉄)132、環状のマグネット133などを一体に固定する。導体であるねじ134の頭部は車体150に接近するので、同軸ケーブル140の外部導体142、電極板20、ヨーク132などの接地系の部材と車体150との容量結合にも利用される。
このような装置構成とすることによって、移動体アンテナ(車載アンテナ)装置であっても、同軸ケーブル140が接地電極面下に存在して接地面(車体150、電極板20)の中からアンテナ素子110が突き出る構造(モノポールアンテナ)を有するアンテナ装置において電極板20でシールド室(空間)を構成できる。
(実施例5)
図8は、本発明の第5の実施例を示している。同図において図7と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。
この実施例では、第一の電極である電極板20の中央部が凸状に***して形成されており、その非***部(帽子の鍔状部分)がカバー131の貫通孔部分でヨーク132に直接接している。カバー131の貫通孔部分は環状に形成される。他の構成は実施例4と同様である。
このような装置構成とすることによって、同軸ケーブル140の外部導体142、電極板20、ヨーク132、ねじ134などの接地系における接続抵抗を実施例4の構成と比較して減少することができる。
(実施例6)
図9は、本発明の第6の実施例を示している。同図において図8と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。
この実施例では、第一の電極である電極板20の中央部が頂点となるように凸状に湾曲して形成されており、その外周部分がカバー131の貫通孔部分でヨーク132に直接接している。カバー131の貫通孔部分は環状に形成される。他の構成は実施例5と同様である。
このような装置構成とすることによっても、シールド室を形成することができる。また、同軸ケーブル140の外部導体142、電極板20、ヨーク132、ねじ134などの接地系における接続抵抗を実施例4(図7参照)の構成と比較して減少することができる。
(実施例7)
図10は、本発明の第6の実施例を示している。同図において図5と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。
第6の実施例では、第2の実施例の2つの電極板を備えるアンテナ装置(図5参照)にアンテナ素子接続用のコネクタ40と、取付け部130を設けている。図10おいて図5と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。
この実施例では、電極板20の貫通孔部21にコネクタ40が配置されている。コネクタ40は、例えば、金属導体の雄ねじであり、上端側が線状のアンテナ素子110の基部(下端部)に形成された雌ねじと螺合(ネジ結合)する。コネクタ40の下端側は同時ケーブル140の中心導体141とハンダ付けやかしめなどによって接続される。
コネクタ40を設けたことによってアンテナ素子110を簡単に交換することができる。例えば、使用周波数帯域に対応した長さのアンテナ素子を適宜選択することができる。また、種類の異なるアンテナ素子を使用することもできる。例えば、モノポールアンテナ、ロッドアンテナ、螺旋状(ヘリカル)アンテナ、2周波数共用アンテナ、円錐(コーン)型アンテナなどを接続可能である。
また、コネクタ40を設けたことによってアンテナ装置のアンテナ素子110以外の部分を共用することができる。アンテナ装置からアンテナ素子110を除いた部分がアンテナ取付け装置となる。
アンテナ装置には取付け座130が設けられている。取付け座130の上面(カバー131)には電極板30が載置される。取付け座130は、アンテナ素子110が接地面(車体150)に対して略垂直になるように着脱可能に支持する。取付け座130は、円盤形のプラスチックのカバー131、逆皿型形状の金属ヨーク(継鉄)132、ヨーク132の下面に取り付けられる環状のマグネット133などを重ねて構成される。取付け座130の中心部にはねじ134が配置され、重ねられた電極板30、プラスチックカバー131、金属ヨーク(継鉄)132、環状のマグネット133などを一体に固定する。導体であるねじ134の頭部は車体150に接近するので、同軸ケーブル140の外部導体142、電極板20、電極板30、ヨーク132などの接地系の部材を容量結合によって車体150に接続する役割も果たす。なお、図10には示していないが、電極板20及び電極板30相互間は電気的に接続される(図5参照)。
取付け座130の底面に配置されたマグネット133は車体150の表面に吸着し、アンテナ装置全体を車両(移動体)の一部(屋根等)に固定する。
このような装置構成とすることによって、移動体アンテナ(車載アンテナ)装置であっても、同軸ケーブル140が接地電極面下に存在して接地面(車体150、電極板20)の中からアンテナ素子110が突き出る構造(モノポールアンテナ)を有するアンテナ装置を得て、更に移動体に着脱可能に構成できる。
(実施例8)
図11は、本発明の第8の実施例を示している。同図において図10と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。
第8の実施例では、第7の実施例の2つの電極板20及び30を備えるアンテナ装置(図10参照)において、取付け座130のカバー131に開孔部を設けてこの開孔部内に電極板30を配置している。
このため、実施例8の構成では、電極板30の底面全体でヨークと接触するので、電極板30とヨーク132との間にプラスチックカバー(絶縁層)131を介することによる寄生容量の発生を減らすことが可能となる。また、電極板30の厚み分によるアンテナ装置の高さの増加を回避可能となる。
(実施例9)
図12は、本発明の第9の実施例を示している。同図において図11と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。なお、図12においては、アンテナ素子110及び同軸ケーブル140は省略されている。
この実施例では、第一の電極である電極板20及び第二の電極である電極板30を備えるアンテナ装置において、電極板20の中央部が凸状に***して形成されている。また、電極板30はカバー131の中央部に形成された貫通孔内に配置される。電極板20の外周領域の非***部が電極板30に直接接続している。他の構成は実施例8と同様である。
このような装置構成とすることによって、電極板20の下に電極板20及び電極板30によって囲まれたより漏れの少ないシールド室を形成することが可能となる。また、同軸ケーブル140の外部導体142、電極板20、電極板30、ヨーク132、ねじ134などの接地系における接続抵抗を減少することができる。
(実施例10)
図13は、本発明の第10の実施例を示している。同図において図12と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。なお、図13においては、アンテナ素子110及び同軸ケーブル140は省略されている。
この実施例では、第一の電極である電極板20及び第二の電極である電極板30を備えるアンテナ装置において、電極板20が円筒形に形成されている。また、電極板30はカバー131の中央部に形成された貫通孔内に配置される。電極板20の環状の底部が電極板30に直接接続している。他の構成は実施例8と同様である。
このような装置構成とすることによっても、電極板20の下に電極板20及び電極板30によって囲まれたより漏れの少ないシールド室を形成することが可能となる。また、同軸ケーブル140の外部導体142、電極板20、電極板30、ヨーク132、ねじ134などの接地系における接続抵抗を減少することができる。
(実施例11)
図14は、本発明の第11の実施例を示している。同図(A)において図11と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。
第11の実施例では、2つの電極板20及び30を備えるアンテナ装置において、電極板20及び30相互間あるいは相互間に形成されたシールド室に整合回路50を設けている。なお、本発明において整合回路は必須ではないが、整合回路を設けることによってより良い性能を得ることが可能となる。
整合回路50は、例えば、図14(B)に示すように、並列接続された高周波トランスとキャパシタによって構成される。高周波トランスの一端はアンテナ110に接続され、高周波トランスの中間点は同軸ケーブル140の中心導体141に接続され、高周波トランスの他端は接地系(電極板20、30)に接続される。整合回路50は上記構成に限定されるものではなく、種々の構成のものが使用可能である。
整合回路は、同軸ケーブル140とアンテナ素子110間のインピーダンス変換を行って伝送路のインピーダンスが同じになるようにして伝送路における高周波エネルギの反射を減らす(SWRの改善)。
(実施例12)
図15は、本発明の第12の実施例を示しており、移動体に実際に設置される状態のアンテナ装置の断面図を示している。同図において、図11と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明を省略する。
図15に示すように、アンテナ装置はプラスチックのカバー131で覆われている(アンテナ装置からアンテナ素子を除いたアンテナ取付け装置部分)。このカバー131にコネクタ40と電極板20が取り付けられることにより、コネクタ40が電極板20の貫通孔21の中心部に存在しかつコネクタ40の中心軸が電極板20の平面に対して垂直になるように配置される。同軸ケーブル140はカバー131の側面から電極板20の下面側に導出され、中心導体141はコネクタ40の下端部に接続され、外部導体は電極板20に接続される。
電極板30は、例えば、中心角120度の間隔で同一円周上に配置された3つのねじ136によって、金属カラー(Collar)135、電極板20を間に介してカバー131に取り付けられる。なお、図15の断面図では、ねじ136は一つのみ示されている。電極板20及び30は共に円板状の形状であり、電極板30は電極板20よりも大きい。電極板20及び30相互間は金属カラー、ねじ136によって電気的に接続されている。電極板20及び30は、例えば、真鍮板、銅板、アルミ板、鉄板、ステンレス板などで構成される。
電極板30の中心位置にはねじ穴が形成されており、ねじ134によって電極板30は底面にマグネット133が設けられたヨーク132に取り付けられる。ヨーク132は深皿状の金属(鉄)円板であり、環状マグネット133の磁力の強化と磁気シールドの役割を担っている。
例えば、実施例では、カバー131の外径は82[mm]、カバー131の中央部の高さは25[mm]、電極板20の外径は32[mm]、電極板30の外径は37[mm]であるが、これらに限定されるものではない。
かかる装置構成において、アンテナ装置の中心位置に存在するコネクタ40の中心軸(アンテナ110の中心軸に相当する)と同軸ケーブル140の中心軸とは略直交する。コネクタ40はアンテナ素子110の基部に相当し、アンテナ素子110と同軸ケーブル140の中心導体141との接続点は電極板20の上面よりも下方に位置する。したがって、中心導体141の露出距離は短く、電気力線の漏れは少ない。また、中心導体141からの電気力線の漏れは接地電極板20及び30によって吸収される。
なお、実施例では同軸ケーブル140の中心導体141はコネクタ40の底部に接続されているが、コネクタ40の側面に接続しても良い。また、上記中心線同士の直交に対応してコネクタ40をL字型にし、上端にアンテナ素子110を接続し。側端に同軸ケーブル140の中心導体141を接続しても良い。
また、同時ケーブルの外部導体142は電極板20、カラー135(ねじ135)、電極板30、ねじ134に接続される。ねじ134と車体150とは容量結合によって車体150に電気的に接続され、外部導体142,電極板20及び30は接地される。
(実験例)
図16乃至図20は図15に示す実施例12のアンテナ装置の作用効果を比較例と対比して説明する説明図である。
図16は、本願のアンテナ装置(アンテナ取付け装置)と既述比較例のアンテナ装置(図2)に使用する(1/4)波長のアンテナ素子110の実際の長さを複数の周波数帯で比較したものである。ここで、実際の長さとは、アンテナ素子が最適利得(あるいは最小の定在波比(SWR))となるようにアンテナ素子の長さを使用高周波信号の(1/4)波長(計算値)から調整(チューニング)した後の長さである。アンテナ素子の長さはアンテナ素子110のアンテナ基部のねじ部からアンテナ先端までを計測している。
図16は、本願のアンテナ装置(アンテナ取付け装置)と既述比較例のアンテナ装置(図2)に使用する(1/4)波長のアンテナ素子110の実際の長さを複数の周波数帯で比較したものである。ここで、実際の長さとは、アンテナ素子が最適利得(あるいは最小の定在波比(SWR))となるようにアンテナ素子の長さを使用高周波信号の(1/4)波長(計算値)から調整(チューニング)した後の長さである。アンテナ素子の長さはアンテナ素子110のアンテナ基部のねじ部からアンテナ先端までを計測している。
実験例では、図示しない高周波電源から周波数400MHz〜6000MHzの間で複数の高周波信号を定在波測定器を介して各供試アンテナに供給し、各周波数において定在波比(SWR)が最小となるようにアンテナ長を調整し、このときのアンテナ素子の寸法(図16)と、SWR(図18)を計測した。
図16は、各周波数帯における、1/4波長の計算値、比較例のアンテナ素子の長さ(調整後)、実施例のアンテナ素子の長さ(調整後)の計測結果を示している。
図17は図16の表をグラフで示したものであり、横軸は周波数(単位:[MHz])、縦軸はアンテナ素子長(単位:[mm])を表している。図中点線は使用高周波信号の1/4波長(計算値)を、菱形黒点の線図は比較例のアンテナ素子の長さを、四角形黒点の線図は実施例のアンテナ素子の長さを示している。
図16は、各周波数帯における、1/4波長の計算値、比較例のアンテナ素子の長さ(調整後)、実施例のアンテナ素子の長さ(調整後)の計測結果を示している。
図17は図16の表をグラフで示したものであり、横軸は周波数(単位:[MHz])、縦軸はアンテナ素子長(単位:[mm])を表している。図中点線は使用高周波信号の1/4波長(計算値)を、菱形黒点の線図は比較例のアンテナ素子の長さを、四角形黒点の線図は実施例のアンテナ素子の長さを示している。
図18は、各周波数帯における、比較例のアンテナ素子の長さ(調整後)におけるSWR、実施例のアンテナ素子の長さ(調整後)のSWRの計測結果を示している。
図19は、図18の測定結果をグラフで表示したものである。同図において、横軸は周波数(単位:[MHz])、縦軸はSWR(単位なし)を表しており、菱形黒点の線図は比較例のアンテナ素子のSWRを、四角形白点の線図は実施例のSWRを示している。
図20は、通常、アンテナのSWRは2以下の性能が望まれることから、この値付近の特性を判り易くするために図19のグラフの縦軸を基数2の対数目盛りで表したものである。図中比較例の点線部分は推測値(暫定値)である。
図19は、図18の測定結果をグラフで表示したものである。同図において、横軸は周波数(単位:[MHz])、縦軸はSWR(単位なし)を表しており、菱形黒点の線図は比較例のアンテナ素子のSWRを、四角形白点の線図は実施例のSWRを示している。
図20は、通常、アンテナのSWRは2以下の性能が望まれることから、この値付近の特性を判り易くするために図19のグラフの縦軸を基数2の対数目盛りで表したものである。図中比較例の点線部分は推測値(暫定値)である。
実験結果によれば、図16及び図17に示すように、実施例のアンテナ装置(図15)のアンテナ素子の長さは1/4波長の計算値に近い値が400MHz〜6000MHzの広い周波数範囲で得られることが確認された。
例えば、使用周波数が400MHzでは、実施例では、計算値187.50[mm]に対してアンテナ長が185[mm]でその差は2.5[mm]である。比較例では170[mm]であり、計算値から17.5[mm]のずれがある。
例えば、使用周波数が400MHzでは、実施例では、計算値187.50[mm]に対してアンテナ長が185[mm]でその差は2.5[mm]である。比較例では170[mm]であり、計算値から17.5[mm]のずれがある。
使用周波数が800MHzでは、実施例では、計算値93.75[mm]に対してアンテナ長が92[mm]でその差は1.75[mm]である。比較例では71[mm]であり、計算値から22.75[mm]のずれがある。
使用周波数が1400MHzでは、実施例では、計算値53.57[mm]に対してアンテナ長が56[mm]でその差は1.57[mm]である。比較例では43[mm]であり、計算値から10.57[mm]のずれがある。
使用周波数が1400MHzでは、実施例では、計算値53.57[mm]に対してアンテナ長が56[mm]でその差は1.57[mm]である。比較例では43[mm]であり、計算値から10.57[mm]のずれがある。
使用周波数が2000MHzでは、実施例では、計算値37.50[mm]に対してアンテナ長が38[mm]でその差は−0.50[mm]である。比較例では22[mm]であり、計算値から15.50[mm]のずれがある。
使用周波数が3000MHzでは、実施例では、計算値25.00[mm]に対してアンテナ長が26[mm]でその差は−1.00[mm]である。比較例では12[mm]であり、計算値から13.00[mm]のずれがある。
使用周波数が3000MHzでは、実施例では、計算値25.00[mm]に対してアンテナ長が26[mm]でその差は−1.00[mm]である。比較例では12[mm]であり、計算値から13.00[mm]のずれがある。
使用周波数が4000MHzでは、実施例では、計算値18.75[mm]に対してアンテナ長が22[mm]でその差は−3.25[mm]である。比較例ではアンテナ素子の長さの調整では同調をとることができない。コネクタ121のボルト部分などが一種のアンテナとして機能していると考えられる。
使用周波数が5000MHzでは、実施例では、計算値15.00[mm]に対してアンテナ長が15[mm]でその差は0[mm]である。比較例ではアンテナ素子の長さの調整では同調をとることができない。コネクタ121のボルト部分などが一種のアンテナとして機能していると考えられる。
使用周波数が5000MHzでは、実施例では、計算値15.00[mm]に対してアンテナ長が15[mm]でその差は0[mm]である。比較例ではアンテナ素子の長さの調整では同調をとることができない。コネクタ121のボルト部分などが一種のアンテナとして機能していると考えられる。
使用周波数が6000MHzでは、実施例では、計算値12.50[mm]に対してアンテナ長が7[mm]でその差は5.5[mm]である。比較例ではアンテナ素子の長さの調整では同調をとることができない。コネクタ121のボルト部分などが一種のアンテナとして機能していると考えられる。
このように、本実施例のアンテナ装置は同調調整後のアンテナ素子の長さが広い周波数範囲にわたって使用高周波信号の1/4波長の計算値(理論値)に近いアンテナ素子長となる。アンテナ長の設計計算にしたがった性能が得られ、同調の調整も容易であることが判る。
比較例では、同調調整後のアンテナ素子110の長さは全般的に1/4波長計算値よりも短い長さとなっている。これはアンテナ基体部120のコネクタ121のボルトやアンテナ基体部120の内部の同軸ケーブルの中心導体141がアンテナとして作用しているためと考えられる。他の使用周波数においても比較例の方が実施例よりもアンテナ長が短くなる傾向が見られる。
また、上記実験結果によれば、図18乃至図20に示すように、実施例のアンテナ装置(図15)は400MHz〜6000MHzの広い周波数範囲でSWRを2.0以下とすることができた(図20参照)。アンテナ素子を交換することで各種用途(車載無線、高速無線LANなど)に対応できる。
一方、比較例では、使用信号周波数が1300MHz程度までがSWRが2以下で使用できる限界である。4000MHzを超えるとアンテナ素子の長さで同調を取ることができない。既述したように、高い周波数帯域においては、比較例のアンテナ基体部120における浮遊容量C、浮遊インダクタンスL(図3参照)が影響していると考えられる。
一方、比較例では、使用信号周波数が1300MHz程度までがSWRが2以下で使用できる限界である。4000MHzを超えるとアンテナ素子の長さで同調を取ることができない。既述したように、高い周波数帯域においては、比較例のアンテナ基体部120における浮遊容量C、浮遊インダクタンスL(図3参照)が影響していると考えられる。
このように、実施例12の構成によれば、同軸ケーブル140が接地体の中にある構造となってアンテナ素子110と接地体(電極板20、電極板30、車体・筐体150)との間で電気力線が形成されるため、高い周波数帯域においてもアンテナ装置として使用することができる。
なお、実施例12の構成は、第一及び第二の電極板を備えるが、第一の電極板20のみの構成による他の実施例においても車体の金属屋根や自動販売機の金属筐体150が第二の電極板30として機能するため、実施例12と同様の作用効果が得られる。
なお、実施例12の構成は、第一及び第二の電極板を備えるが、第一の電極板20のみの構成による他の実施例においても車体の金属屋根や自動販売機の金属筐体150が第二の電極板30として機能するため、実施例12と同様の作用効果が得られる。
(実施例13)
図21は、実施例のアンテナ取付け装置に使用可能な各種アンテナ素子の例を説明する説明図である。これ等のアンテナ素子は既述した各実施例のアンテナ素子として適宜に組み合わせることが可能である。
アンテナ素子は、例えば、線状形、線対称形あるいは対称軸回りに図形を回転させた軌跡で形成される回転体形などであり、対称軸をアンテナ素子の中心軸とすれば、接地電極(第1の電極)の下(あるいは接地電極の厚み内)で中心軸の端部が既述コネクタ40の中心軸と交差して接続され、同軸ケーブル140から給電を受ける。
同図(A)は上述した実施例で説明しているアンテナ素子110としてモノポールアンテナを使用する例である。モノポールアンテナをアンテナ取付け装置と組み合わせて大地に対して垂直な垂直偏波による無線通信を行うことができる。
同図(B)は、アンテナ素子110としてモノコーン(円錐)アンテナ(あるいはモノコニカルアンテナ)を使用する例を示している。モノコーンアンテナは、水平面内無指向性で広周波数帯域特性を得やすい利点がある。また、モノコーンアンテナの変形である涙滴型素子と組み合わせても良い。例えば、涙滴型素子を用いたアンテナ装置の例が特開2004−129209号公報に紹介されている。また、モノコーンアンテナを逆円錐の頂点から円錐の傾斜面に沿って広がる複数の線状アンテナ素子によって構成することができる。このアンテナはモノコーンアンテナと類似のアンテナ特性を持つ。
同図(C)は、アンテナ素子110として螺旋(ヘリカル)アンテナを使用する例である。一般的に移動体間通信(例えば、車両無線や携帯電話など)では垂直偏波が使用されるが、衛星を使用する移動体通信では電波は上方向(z方向)から到来し、電界はxy面内に存在する。このような場合には、円偏波を送受信できるヘリカルアンテナをアンテナ取付け装置と組み合わせる。また、アンテナ素子110は螺旋の直径がアンテナの中心軸の長さに比べて狭いヘリカルホイップアンテナであっても良い。
同図(D)は、アンテナ素子110として2周波数共用アンテナを使用する例を示している。例えば、実開昭48−20349号公報において開示されるものを使用することが可能である。同考案は2周波数fL,fHのうちの低い周波数帯fLの(1/4)波長に相当する長さを有するアンテナ素子(l1+l2)において、給電点から高い周波数帯fHの(1/4)波長の位置に、この高い周波数帯fHに共振する並列共振回路Z0を設けたもので、この並列共振回路Z0の共振周波数f0を上記高い周波数帯fHと同一に設定することによって、高い周波数帯fHを使用する場合に、並列共振回路Z0の位置よりも高い位置にあるアンテナ素子l2を遮断することによって、アンテナ素子(l1+l2)を高い周波数fHに対応するアンテナ素子l1として動作するようにし、2周波数で使用できるようにしている。2周波数共用アンテナを使用することによって使用周波数帯域の切換や、送信周波数と受信周波数を別周波数とすることによって送受信を同時に行うことが可能となる。
各組合せ例において、アンテナ取付け装置は車両などの移動体の屋根に設置される各種アンテナに横方向から同軸ケーブルにより給電を行う場合に生じ得る不具合を回避することが可能となる。また、車両以外の固定アンテナ(例えば、基地局アンテナ)においても、接地電極下でアンテナ素子の中心軸に対して直交するように給電を行うことが可能となる。
以上説明したように、本発明の実施例によれば無線LANなどの車載無線通信よりも高い周波数(例えば、GHz帯の周波数)でも使用することを可能としたアンテナ装置(あるいはアンテナ取付け装置)を得ることが可能となる。
また、第一及び第二の電極によって同軸ケーブルの中心導体を接地電位で囲んだ状態にする実施例では、同軸ケーブルとアンテナ素子との接続部がシールとされる。
また、実施例では、第一の電極下部の空間を利用してアンテナ素子の直下に電気的接続や整合回路の配置などのために必要な室空間を形成することができる。
なお、本発明の実施の形態を通じて説明された実施例や応用例は、用途に応じて適宜に組み合わせて、又は変更若しくは改良を加えて用いることができ、本発明は上述した実施形態の記載に限定されるものではない。そのような組み合わせ又は変更若しくは改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得る。
(付記)
上述した実施例には以下の発明が説明されている。
[請求項1]
同軸ケーブルの中心導体が接続されるアンテナ素子と、
前記同軸ケーブルの外部導体が接続される第一の電極と、を備え、
前記第一の電極は導体板の一部に貫通孔部分を有してなり、前記アンテナ素子は前記貫通孔部分から前記導体板の一面側から離間する方向である一方向に延在し、
前記同軸ケーブルは前記導体板の他面側に存在しかつ前記同軸ケーブルの中心導体の中心軸と前記アンテナ素子の中心軸とが略直交あるいは交差するように配置される、アンテナ装置。
[請求項2]
前記第一の電極は少なくとも一部に凸型形状又は湾曲形状を含む導体板で形成され、前記凸型形状又は湾曲形状の頂上面に前記貫通孔部分が設けられ、前記凸型形状又は湾曲形状の側面に前記同軸ケーブルを前記導体板の他面側に導出する貫通孔が設けられる、請求項1に記載のアンテナ装置。
[請求項3]
更に、前記第一の電極の他面側に前記第一の電極に対向して配置される導体板の第二の電極を含み、
前記同軸ケーブルの中心導体は前記第一及び第二の電極間を通って前記アンテナ素子に接続される、請求項1に記載のアンテナ装置。
[請求項4]
前記第一及び第二の電極が基準電位に接続される、請求項1乃至3のいずれかに記載のアンテナ装置。
[請求項5]
前記アンテナ素子はエレメント長が使用高周波電気信号の約(1/4)波長のモノポールアンテナである、請求項1乃至4のいずれかに記載のアンテナ装置。
[請求項6]
前記第一及び第二の電極相互間の空間に整合回路が設けられる、請求項1乃至5のいずれかに記載のアンテナ装置。
[請求項7]
請求項1乃至6のいずれかに記載のアンテナ装置を、底面にマグネット又は吸着部材を含む基台上に取り付けて移動体に固定する、アンテナ取付け装置。
[請求項8]
同軸ケーブルの中心導体と接続されるアンテナ素子用コネクタと、
前記同軸ケーブルの外部導体が接続される第一の電極と、
前記コネクタと前記第一の電極相互間に介在して前記アンテナ素子用コネクタを支持する支持体と、
前記支持体をアンテナの設置対象物に取付ける取付け座と、を含み、
前記第一の電極は導体板の一部に貫通孔部分を設けてなり、
前記アンテナ素子用コネクタは前記支持体によって前記導体板の貫通孔部分に固定されて、前記導体板の一面側にアンテナ素子を立設可能とし、
前記同軸ケーブルは前記導体板の他面側に存在しかつ前記同軸ケーブルの中心軸と前記アンテナ素子用コネクタの中心軸とが略直交あるいは交差するように配置される、アンテナ取付け装置。
[請求項9]
更に、前記第一の電極の他面側に前記第一の電極に対向して配置された導体板の第二の電極を含み、
前記同軸ケーブルの中心導体は前記第一及び第二の電極間を通って前記アンテナ素子用コネクタに接続される、請求項8に記載のアンテナ取付け装置。
[請求項10]
前記第一及び第二の電極相互間の空間に整合回路が設けられる、請求項8又は9に記載のアンテナ取付け装置。
同軸ケーブルの中心導体が接続されるアンテナ素子と、
前記同軸ケーブルの外部導体が接続される第一の電極と、を備え、
前記第一の電極は導体板の一部に貫通孔部分を有してなり、前記アンテナ素子は前記貫通孔部分から前記導体板の一面側から離間する方向である一方向に延在し、
前記同軸ケーブルは前記導体板の他面側に存在しかつ前記同軸ケーブルの中心導体の中心軸と前記アンテナ素子の中心軸とが略直交あるいは交差するように配置される、アンテナ装置。
[請求項2]
前記第一の電極は少なくとも一部に凸型形状又は湾曲形状を含む導体板で形成され、前記凸型形状又は湾曲形状の頂上面に前記貫通孔部分が設けられ、前記凸型形状又は湾曲形状の側面に前記同軸ケーブルを前記導体板の他面側に導出する貫通孔が設けられる、請求項1に記載のアンテナ装置。
[請求項3]
更に、前記第一の電極の他面側に前記第一の電極に対向して配置される導体板の第二の電極を含み、
前記同軸ケーブルの中心導体は前記第一及び第二の電極間を通って前記アンテナ素子に接続される、請求項1に記載のアンテナ装置。
[請求項4]
前記第一及び第二の電極が基準電位に接続される、請求項1乃至3のいずれかに記載のアンテナ装置。
[請求項5]
前記アンテナ素子はエレメント長が使用高周波電気信号の約(1/4)波長のモノポールアンテナである、請求項1乃至4のいずれかに記載のアンテナ装置。
[請求項6]
前記第一及び第二の電極相互間の空間に整合回路が設けられる、請求項1乃至5のいずれかに記載のアンテナ装置。
[請求項7]
請求項1乃至6のいずれかに記載のアンテナ装置を、底面にマグネット又は吸着部材を含む基台上に取り付けて移動体に固定する、アンテナ取付け装置。
[請求項8]
同軸ケーブルの中心導体と接続されるアンテナ素子用コネクタと、
前記同軸ケーブルの外部導体が接続される第一の電極と、
前記コネクタと前記第一の電極相互間に介在して前記アンテナ素子用コネクタを支持する支持体と、
前記支持体をアンテナの設置対象物に取付ける取付け座と、を含み、
前記第一の電極は導体板の一部に貫通孔部分を設けてなり、
前記アンテナ素子用コネクタは前記支持体によって前記導体板の貫通孔部分に固定されて、前記導体板の一面側にアンテナ素子を立設可能とし、
前記同軸ケーブルは前記導体板の他面側に存在しかつ前記同軸ケーブルの中心軸と前記アンテナ素子用コネクタの中心軸とが略直交あるいは交差するように配置される、アンテナ取付け装置。
[請求項9]
更に、前記第一の電極の他面側に前記第一の電極に対向して配置された導体板の第二の電極を含み、
前記同軸ケーブルの中心導体は前記第一及び第二の電極間を通って前記アンテナ素子用コネクタに接続される、請求項8に記載のアンテナ取付け装置。
[請求項10]
前記第一及び第二の電極相互間の空間に整合回路が設けられる、請求項8又は9に記載のアンテナ取付け装置。
本発明は、一方向に延在するアンテナ素子の中心軸に対して交差する方向から同軸ケーブルによって給電する構成のアンテナ装置において、同軸ケーブルを接地電極(接地体)の中に配置したのと同様の効果を得ることができる。車両、船舶、航空機、通信衛星などの移動体のアンテナ装置の他、アンテナ素子の中心軸に対して交差する方向から同軸ケーブルを接続する固定局、各種アンテナ装置に適用することが可能である。
20 第一の電極板、30 第二の電極板、40 コネクタ、50 整合回路、110 アンテナ素子、120 アンテナ基体部、121 コネクタ、122 設置導体、123 絶縁体、130 取付け座、131 カバー、132 ヨーク、133 マグネット、134 ねじ、136 ねじ、140 同軸ケーブル、141 中心導体、142 外部導体、150 車体
Claims (10)
- 同軸ケーブルの中心導体が接続されるアンテナ素子と、
前記同軸ケーブルの外部導体が接続される第一の電極と、を備え、
前記第一の電極は導体板の一部に貫通孔部分を有してなり、前記アンテナ素子は前記貫通孔部分から前記導体板の一面側から離間する方向である一方向に延在し、
前記同軸ケーブルは前記導体板の他面側に存在しかつ前記同軸ケーブルの中心導体の中心軸と前記アンテナ素子の中心軸とが直交又は交差するように配置される、アンテナ装置。 - 前記第一の電極は少なくとも一部に凸型形状又は湾曲形状を含む導体板で形成され、前記凸型形状又は湾曲形状の頂上面に前記貫通孔部分が設けられ、前記凸型形状又は湾曲形状の側面に前記同軸ケーブルを前記導体板の他面側に導出する貫通孔が設けられる、請求項1に記載のアンテナ装置。
- 更に、前記第一の電極の他面側に前記第一の電極に対向して配置される導体板の第二の電極を含み、
前記同軸ケーブルの中心導体は前記第一及び第二の電極間を通って前記アンテナ素子に接続される、請求項1に記載のアンテナ装置。 - 前記第一及び第二の電極が基準電位に接続される、請求項1乃至3のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 前記アンテナ素子はエレメント長が使用高周波電気信号の約(1/4)波長のモノポールアンテナである、請求項1乃至4のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 前記第一及び第二の電極相互間の空間に整合回路が設けられる、請求項1乃至5のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 請求項1乃至6のいずれかに記載のアンテナ装置を、底面にマグネット又は吸着部材を含む基台上に取り付けて移動体に固定する、アンテナ取付け装置。
- 同軸ケーブルの中心導体と接続されるアンテナ素子用コネクタと、
前記同軸ケーブルの外部導体が接続される第一の電極と、
前記コネクタと前記第一の電極相互間に介在して前記アンテナ素子用コネクタを支持する支持体と、
前記支持体をアンテナの設置対象物に取付ける取付け座と、を含み、
前記第一の電極は導体板の一部に貫通孔部分を設けてなり、
前記アンテナ素子用コネクタは前記支持体によって前記導体板の貫通孔部分に固定されて、前記導体板の一面側にアンテナ素子を立設可能とし、
前記同軸ケーブルは前記導体板の他面側に存在しかつ前記同軸ケーブルの中心軸と前記アンテナ素子用コネクタの中心軸とが直交又は交差するように配置される、アンテナ取付け装置。 - 更に、前記第一の電極の他面側に前記第一の電極に対向して配置された導体板の第二の電極を含み、
前記同軸ケーブルの中心導体は前記第一及び第二の電極間を通って前記アンテナ素子用コネクタに接続される、請求項8に記載のアンテナ取付け装置。 - 前記第一及び第二の電極相互間の空間に整合回路が設けられる、請求項8又は9に記載のアンテナ取付け装置。
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107302129A (zh) * | 2017-07-25 | 2017-10-27 | 河北卫信电力科技有限公司 | 一种非调谐天线 |
JP2018129654A (ja) * | 2017-02-08 | 2018-08-16 | ヤンマー株式会社 | 作業車両用アンテナユニット |
WO2018147151A1 (ja) * | 2017-02-08 | 2018-08-16 | ヤンマー株式会社 | 作業車両用アンテナユニット、及び、作業車両 |
CN110112535A (zh) * | 2019-05-20 | 2019-08-09 | 江西创新科技有限公司 | 可拆式强磁盘玻璃钢天线 |
JP2019219207A (ja) * | 2018-06-18 | 2019-12-26 | シチズン時計株式会社 | 電子時計 |
EP3572285A4 (en) * | 2017-01-20 | 2020-10-28 | Kubota Corporation | CONSTRUCTION VEHICLE |
JP2022504405A (ja) * | 2018-10-10 | 2022-01-13 | キャタピラー トリンブル コントロール テクノロジーズ、 エルエルシー | Gnss受信機のレドーム上の補正無線アンテナ設置部 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5013539U (ja) * | 1973-06-04 | 1975-02-13 | ||
JPS53120940U (ja) * | 1977-03-04 | 1978-09-26 | ||
EP0346315A2 (en) * | 1988-06-08 | 1989-12-13 | Celwave R.F. Aps | Antenna foot for movable antenna and method for the manufacture hereof |
JPH06303017A (ja) * | 1992-12-22 | 1994-10-28 | Nokia Mobile Phones Ltd | 自動車電話用アンテナ |
US5854970A (en) * | 1996-10-08 | 1998-12-29 | Nokia Mobile Phones Limited | Accessory RF unit for hand-held wireless telephone systems |
JP2002135046A (ja) * | 2000-10-27 | 2002-05-10 | Fujitsu Ten Ltd | 複合アンテナ装置 |
JP2003517763A (ja) * | 1999-12-14 | 2003-05-27 | イーエムエス テクノロジーズ,インコーポレイテッド | 放射素子の受動的信号供給に非対称双円錐を用いた全方向性アンテナ |
-
2013
- 2013-03-29 JP JP2013073618A patent/JP2014197821A/ja active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5013539U (ja) * | 1973-06-04 | 1975-02-13 | ||
JPS53120940U (ja) * | 1977-03-04 | 1978-09-26 | ||
EP0346315A2 (en) * | 1988-06-08 | 1989-12-13 | Celwave R.F. Aps | Antenna foot for movable antenna and method for the manufacture hereof |
JPH06303017A (ja) * | 1992-12-22 | 1994-10-28 | Nokia Mobile Phones Ltd | 自動車電話用アンテナ |
US5854970A (en) * | 1996-10-08 | 1998-12-29 | Nokia Mobile Phones Limited | Accessory RF unit for hand-held wireless telephone systems |
JP2003517763A (ja) * | 1999-12-14 | 2003-05-27 | イーエムエス テクノロジーズ,インコーポレイテッド | 放射素子の受動的信号供給に非対称双円錐を用いた全方向性アンテナ |
JP2002135046A (ja) * | 2000-10-27 | 2002-05-10 | Fujitsu Ten Ltd | 複合アンテナ装置 |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3572285A4 (en) * | 2017-01-20 | 2020-10-28 | Kubota Corporation | CONSTRUCTION VEHICLE |
US11556132B2 (en) | 2017-01-20 | 2023-01-17 | Kubota Corporation | Work vehicle |
JP2018129654A (ja) * | 2017-02-08 | 2018-08-16 | ヤンマー株式会社 | 作業車両用アンテナユニット |
WO2018147151A1 (ja) * | 2017-02-08 | 2018-08-16 | ヤンマー株式会社 | 作業車両用アンテナユニット、及び、作業車両 |
CN107302129A (zh) * | 2017-07-25 | 2017-10-27 | 河北卫信电力科技有限公司 | 一种非调谐天线 |
CN107302129B (zh) * | 2017-07-25 | 2023-07-11 | 河北卫信电力科技有限公司 | 一种非调谐天线 |
JP2019219207A (ja) * | 2018-06-18 | 2019-12-26 | シチズン時計株式会社 | 電子時計 |
JP7022013B2 (ja) | 2018-06-18 | 2022-02-17 | シチズン時計株式会社 | 電子時計 |
JP2022504405A (ja) * | 2018-10-10 | 2022-01-13 | キャタピラー トリンブル コントロール テクノロジーズ、 エルエルシー | Gnss受信機のレドーム上の補正無線アンテナ設置部 |
CN110112535A (zh) * | 2019-05-20 | 2019-08-09 | 江西创新科技有限公司 | 可拆式强磁盘玻璃钢天线 |
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