JP3020658U - リピータアンテナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 移動体のウインドガラスを利用して安定に固
定でき、移動電話の通話において好感度で通話できるリ
ピータアンテナ装置を提供する。 【構成】 粘着金属テープ又は粘着金属フィルムで左右
対称に一体に形成され、その中央部に給電端１１ａ、１
１ｂを備えた薄膜アンテナ１，１’を車両のウインドガ
ラス内側面に接着してリピータアンテナ装置２０を構成
する。このリピータアンテナ装置の給電端に同軸ケーブ
ル１３を接続する。同軸ケーブル１３の他端に移動電話
アンテナを結合器を用いて結合させる。この結合器は、
同軸ケーブルの外部導体及び内部導体にそれぞれ接続さ
れたコイルを備え、この２つのコイルでもって電気長を
短縮したダイポールアンテナを構成する。該ダイポール
アンテナの前記内部導体に接続したコイル端子を移動電
話アンテナに所定長さの導線を通してクリップ留めす
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、リピータアンテナ、特に車両内や家屋内等で携帯電話、アマチュア 無線機器等の移動体の通信機を使用する際に電波を高感度で送受信し、且つ小型 軽量化に好適なリピータアンテナ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、例えば車両内等の移動体内で移動電話、例えば携帯電話を使用して通話 をする場合、携帯電話の出力が１Ｗ以下とその送信電力が小さいために、電波が 届くゾーンが狭く、遠距離になると感度が不足し、ノイズの発生や通話が途切れ て通話が困難になってくる。 そこで、従来携帯電話を車両内で使用する時、車両にリピータアンテナを付設 して、感度を上げる等の方法が採られている。

【０００３】 このようなリピータアンテナの一例として、一対のカップラにそれぞれ棒状ア ンテナを接続して固定し、これらカップラを強力粘着テープを用いて自動車のウ インドガラスに対して車内、車外からカップラを対向して接着固定して、ウイン ドガラスを結合用の誘電体とするコンデンサを構成して容量結合し、これによっ て車内外の棒状アンテナを電気的に結合するようにしたリピータアンテナが知ら れている。

【０００４】 しかし、前記従来のリピータアンテナ装置は、棒状アンテナがカップラを介し て粘着テープのみでウインドガラスに接着固定されているため、車外の棒状アン テナは、車の高速走行時の風圧等にて脱落する危険が大きい。 また、カーウオッシングマシンを使用して洗車する時にも、アンテナを取り外 さなければならず、洗車後のアンテナ取り付け作業はユーザには困難を伴うこと になる。さらに棒状アンテナは構造上立体的なので、高速走行中に風切り音を発 生する。

【０００５】 さらに、従来例では、車体が備えるウインドガラスや金属性の遮蔽物により電 波が減衰または遮断されるため、車外からの電波は車外に設けた棒状アンテナか ら車内の棒状アンテナへ、車内からの電波は車内に設けた棒状アンテナから車外 に設けた棒状アンテナへカップラを通して伝送される一往復の伝送のみであった 。つまり、車外に設けた棒状アンテナは、車外での受信アンテナと車内での送信 アンテナとして機能し、車内に設けた棒状アンテナは車外での送信アンテナと車 内での受信アンテナとして機能するだけでレフレックス動作をさせることは不可 能であった。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、前記問題点に鑑み、車両等の移動体のウインドガラスを利用して、 リピータアンテナを安定に固定でき、しかも移動電話の通話において高感度で通 話できるリピータアンテナ装置及びリピータアンテナ装置と移動電話アンテナと を良好に結合できる結合器を提供する点にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

粘着金属テープ又は粘着金属フィルムで左右対称に一体に形成され、その中央 部に給電端を備えた薄膜アンテナを例えば車両のウインドガラス内側面に接着し てリピータアンテナ装置を構成する。このリピータアンテナ装置の給電端に同軸 ケーブルを接続し、同軸ケーブルの他端に移動電話アンテナを結合器を用いて結 合させる。前記結合器は、同軸ケーブルの外部導体及び内部導体にそれぞれ接続 されたコイルを備え、この２つのコイルでもって電気長を短縮したダイポールア ンテナを構成する。該ダイポールアンテナの前記内部導体に接続したコイル端子 を移動電話アンテナに所定長さの導線を通してクリップ留めする。又は、ダイポ ールアンテナを移動電話に近接させて無線的に結合させても良い。

【０００８】 前記リピータアンテナ装置をウインドガラスの外側面に接着した場合は、リピ ータアンテナ装置の給電端と同軸ケーブルに接続された結合電極又は結合ループ とをウインドガラス越しに容量結合又は誘導結合させる。

【０００９】

【実施例】

まず、本考案の第１の実施例を図１及び図２に基づいて説明する。 図１は、自動車のウインドガラスに本考案リピートアンテナを付設した実施例を 示し、図２はその等価回路図を示している。 図１及び図２において、本考案のリピータアンテナ装置１０において、一対の リピータアンテナ１及び１’は、強力接着剤が塗布されたアルミニウム等の金属 箔を用いて、長辺がλ／２（λは電波の波長）の角型開ループ２、２’の短辺３ 、３’からλ／６の位置に給電インピーダンスを調整する短絡バー４、４’を設 けて閉ループ５、５’形成してリピータアンテナ１及び１’を構成する。そして 、該リピータアンテナ１、１’の両端には、リピータアンテナ１と１’との電気 的結合、例えば容量結合するための結合電極６、６’及び７、７’が一体に形成 されている。

【００１０】 そして、前記構造を備えるリピータアンテナ１、１’のアルミニウム箔の一面 に強力接着剤が塗布されてアンテナ自体が強力粘着金属フィルム又は強力粘着金 属テープを構成する。 このような構成のリピータアンテナ１、１’を一対用意し、自動車のウインド ガラス８の内外面に、ウインドガラス８を挟んで前記結合電極６と６’、結合電 極７と７’が正確に対向させ、且つ水平に位置するように接着固定する。

【００１１】 このように、前記リピータアンテナ１及び１’をウインドガラス８の内面及び 外面に接着固定すると、図２に示すようなリピータアンテナ装置１０の等価回路 が得られ、前記結合電極で相互に挟まれたウインドガラス９は誘電体として機能 し、前記結合電極とウインドガラスでコンデンサ９、９’が形成されて、前記一 対のリピータアンテナ１、１’が前記コンデンサ９、９’を介して容量結合され る。

【００１２】 このように構成された一対のリピータアンテナ１、１’からなるリピータアン テナ装置１０を用いて携帯電話で通話を行うと、ウインドガラス８の外面に接着 したリピータアンテナ１’で電波が受信され、該受信された電波は、前記コンデ ンサ９、９’を通して車内のリピータアンテナ１に結合され、車内のリピータア ンテナ１を通して放射された電波を携帯電話で受信して高感度で通話を行うこと が可能となる。

【００１３】 また、逆に車内の携帯電話が放射した電波は、車内のリピータアンテナ１で受 信され、前記容量結合された車外のリピータアンテナ１’に結合されて電波が放 射され、通話先との交信を高感度で行うことができる。

【００１４】 前記実施例では、一対のリピータアンテナ１、１’をウインドガラス８の内外 面に接着した例で説明したが、ウインドガラス８の任意の箇所に複数対接着して 、車両の進行方向に対応できるようにすれば、進行方向に応じて感度の変わらな い通話を行うことができる。

【００１５】 前記実施例では、ウインドガラス８の内外面にリピータアンテナを接着してレ ピータとして動作させている。 前記一対のリピータアンテナ１、１’を一体にしてウインドガラス８の外面又 は内面に接着しても通常車外に取り付けた棒状アンテナと利得の差が殆ど見られ ないことがわかった。

【００１６】 そこで、第２の実施例として、図３の（Ａ）に示すように前記第１実施例と同 じ形状のリピータアンテナ１、１’を一体化させ、左右対称の形状にした一枚式 に形成する。この場合、中央部に位置する給電端１１に幅広部１１ａ、１１ｂを 形成して左右対称に接続し、該幅広部１１ａ及び１１ｂを他の外部カップラ、例 えば、携帯電話に同軸ケーブルを通して接続されたカップラと結合させるための カップラとして利用する。

【００１７】 このように形成したリピータアンテナ２０をウインドガラス８の内面に接着す ると、前記第１実施例のように車内及び車外のリピータアンテナを結合するカッ プラを必要としないから、結合損失を低減することが可能となる。 このように一体に貼り付けた状態で、リピータアンテナ２０をそのまま利用し ても従来の棒状アンテナを外部に取り付けた場合と同等のアンテナ利得が得られ 、高感度の通話が可能となった。

【００１８】 また、アンテナ自体が一枚型のため製作及び取り付けが容易となり、車内に取 り付けた場合は、洗車等でのアンテナの破損を防止することができる。 さらに、前記第１及び第２実施例のリピータアンテナ装置はいずれも、リピー タアンテナ１及び１’がウインドガラス表面に平面状に接着して装着されている ため、車体を構成する金属製遮蔽物の影響を受けることがない。

【００１９】 このため、アンテナ１は車内及び車外での受信アンテナ及び送信アンテナとし て機能し、アンテナ１’は車内及び車外での受信アンテナ及び送信アンテナとし て機能し、レフレックス動作が可能となる。したがって、従来の棒状アンテナを リピータアンテナとして利用した場合に対して、利得が２倍、つまり３ｄＢ向上 させることができる。

【００２０】 この第２実施例のリピータアンテナ装置２０の結合方法として、図３の（Ｂ） に示すように、前記幅広部１１ａ及び１１ｂに、同軸ケーブル１３を備えたカッ プラ１２を使用すれば、感度を飛躍的に向上させることができる。

【００２１】 以下、前記カップラとアンテナの結合の態様について詳述する。 図４にはアンテナ２０に同軸ケーブル１３を接点接続するカップラの例を示して いる。 図４において、２１はケース例えばプラスチックケース２２内にビス２２ａ、 ２２ｂ留めされたプリント板であって、該プリント板２１の裏側に２個の弾性を 有する接点２３ａ、２３ｂが設けられている。この２個の接点２３ａ及び２３ｂ は、プリント板２１に形成したスルーホールを通して同軸ケーブル１３の内部導 体１３ａ及び外部導体１３ｂの引き出し線に半田付けして電気的に接続されてい る。

【００２２】 このような構成を有するカップラの前記接点２３ａ及び２３ｂを、アンテナ２ ０の中央の給電端１１ａ及び１１ｂに接触させることによって直接結合する。 前記直接結合は、例えば、図４の（Ｂ）乃至（Ｄ）に示すように、リング状の 両面接着テープ２４にて、プリント板２１をウインドガラス８内面に接着された アンテナ２０に固着することにより、前記アンテナの給電端１１ａ及び１１ｂと 前記接点２３ａ及び２３ｂとを直接結合することができる。

【００２３】 次に、アンテナをウインドガラスの外側面に設けた場合の結合方法について説 明する。この場合は、ガラスなどの損失などを考慮すると前記接点による直接結 合が有利であるが、アンテナを外部に設けても実施できるので、以下その結合に ついて説明する。 ウインドガラスを通して結合する場合、容量結合又は誘導結合のいずれかを採 用することができる。

【００２４】 図５の（Ａ）及び（Ｂ）には容量結合を行う場合のアンテナの給電端のパター ン及び結合電極のパターンを、図５の（Ｃ）及び（Ｄ）には誘導結合を行う場合 のアンテナの給電端のパターン及び結合コイルのパターンをそれぞれ示している 。

【００２５】 以下詳述すると、図５の（Ａ）及び（Ｂ）に示す容量結合の場合は、プリント 板２１に２分割された結合電極２５ａ及び２５ｂがプリントされており、アンテ ナ２０の給電端１１ａ１１ｂと静電結合する際の一方の電極を構成する。 一方、誘導結合の場合は、図５の（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、プリント板 ２１に結合ループをプリントし、アンテナ３０の給電端３１ａ、３１ｂと誘導結 合するコイルを構成する。

【００２６】 前記の如くプリント板２１に形成した結合電極２５ａ、２５ｂ、結合コイル３ ２を用いてアンテナ２０、３０と携帯電話に接続された同軸ケーブルとの結合態 様を図６に基づいて説明する。 前記結合電極２５ａ及び２５ｂの中央部、結合コイル３２の両端にはそれぞれ プリント板２１のスルーホールと通して同軸ケーブル１３の内部導体１３ａ及び 外部導体１３ｂの引き出しリードと半田付けして電気的に接続する。

【００２７】 このように構成したカップラーと前記アンテナ２０、３０との結合について以 下詳述する。 まず、容量結合を行う場合は、アンテナ２０の給電端１１ａと結合電極２５ａ が、給電端１１ｂと結合電極２５ｂとがウインドガラス８越しに対向して容量結 合が最適になるように両面接着テープ２４にてウインドガラス８にプリント板２ １を固着する。

【００２８】 誘導結合を行う場合は、アンテナ３０の給電端３１ａ、３１ｂと結合コイルと がウインドガラス越しに対向して誘導結合が最適になるように両面接着テープ２ ４にてウインドガラス８にプリント板２１を固着する。

【００２９】 次に、前記本考案リピータアンテナ装置に前記構成のカップラーにて結合され た同軸ケーブル１３と移動電話（携帯電話）とを結合する方法を従来例と対比し ながら説明する。 図８には移動電話アンテナ４０と同軸ケーブル１３とを結合させる従来の方法 を示している。 図８の（Ａ）において、同軸ケーブル１３の内部導体１３ａにコイルＬ３を接 続し、外部導体１３ｂの終端はオープンにしてプラスチックケース４１に内蔵し 、前記コイルＬ３の他端を携帯電話アンテナ４０にクリップ４２にて容量結合す る。図８の（Ｂ）はその等価回路を示している。

【００３０】 さらに他の従来例として図８の（Ｃ）に示すように、外部導体１３ｂをオープ ンにし、内部導体１３ａにコイルＬ４を外部導体側に折り曲げて対向させてコイ ルＬ４と外部導体１３ｂとの間の分布容量とで並列共振回路を構成して、移動電 話アンテナ４０と結合させる。図８の（Ｄ）にはこの場合の等価回路を示してい る。

【００３１】 前記従来の結合方法では、能率良く同軸ケーブルに信号を伝送させようとする と結合回路のコイルやコンデンサーの大きさがある程度以上必要となり、現在使 用されている移動電話の大きさとマッチする小型軽量の使いやすい結合器の製作 は困難である。そこで、従来は伝送能率を犠牲にしてコイルやコンデンサーを小 型化していた。また、前記従来例では単に結合できれば良いというに留まりイン ピーダンスマッチングを採りにくいという欠点があった。

【００３２】 そこで、本考案においては、前記同軸ケーブル１３と移動電話アンテナ４０と を能率良く結合し、しかもインピーダンスマッチングを取り易い結合器を提案す る。 図７には、本考案による結合器を示している。本考案においては、図７の（Ｃ ）に示すように、内部導体１３ａの先端にコイルＬ１を設けるとともに外部導体 １３ｂにもコイルＬ２を接続し、該コイルＬ２を外部導体１３ｂの外被に巻付け て、図７の（Ｄ）にその等価回路が示すように、コイルＬ１及びＬ２にて電気長 を短縮したダイポールアンテナ５０を構成する。

【００３３】 図７の（Ａ）は、前記ダイポールアンテナ５０をプラスチックケース５１に内 蔵するかプラスチックでモールドして結合器を構成する。この結合器の内部導体 側のコイルＬ１の先端に金属製ターミナル５２を設けて導線５３をビスとラグで 接続し、該導線５３の他端に金属クリップ５４をビス、ラグ、ナットで接続し、 該金属クリップ５４にて移動電話アンテナ４０をクリップし、移動電話アンテナ ４０と同軸ケーブル１３とを電気的に接続する。

【００３４】 他の例として、前記のように有線的に接続する代わりに、前記ダイポールアン テナ５０をプラスチックケース５１に内蔵するかモールドし、さらにケース又は モールド体に移動電話アンテナ４０の先端を収容できる空間を設け、前記ダイポ ールアンテナ５０を前記移動電話アンテナ４０に近接させて無線的に結合しても 良い。 本考案による結合器は、コイルＬ１及びＬ２にて電気長を短縮したダイポール アンテナ５０を構成して、結合手段として利用したから、従来の静電結合や誘導 結合よりも結合能率が良好で、インピーダンスマッチングも取り易くなり、小型 軽量の結合器が得られる。

【００３５】

【考案の効果】

本考案リピータアンテナ装置によれば、 （１）リピータアンテナを小型軽量化でき、しかも車両のウインドガラスに接着 しても脱落したり、洗車時に破損することも少なくなる。また、ユーザーはウイ ンドガラスへの固着、交換を容易に行うことができる。

【００３６】 （２）従来のリピータアンテナ装置のように立体的構造を有することなく、ウイ ンドガラス表面に平面状に装着して金属性遮蔽物の影響を受けないため、レフレ ックス動作が可能となる。 （３）車両のウインドガラスの任意の箇所に複数個貼り付けると、車両の進行方 向の変化に対応して通話を高感度で行うことができる。 （４）本考案リピータアンテナ装置をウインドガラス内面に接着して同軸ケーブ ルを通して携帯電話と有線で結合することにより、車内や家屋内において感度の 一層向上した通話を行うことができる。

【００３７】 （５）移動電話アンテナと同軸ケーブルとの結合も、コイルで構成したダイポー ルアンテナにて構成したから、インピーダンスマッチングを容易になり、しかも 、小型かつ軽量の結合器を実現できる。そして、本考案リピータアンテナとの組 み合わせにより通話感度が一層向上し、しかも取扱の簡単な移動電話送受信器を 実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例の説明図である。

【図２】本考案の第１実施例の等価回路図である。

【図３】本考案の第２実施例の説明図である。

【図４】本考案リピータアンテナと同軸ケーブルを直結
するカップラ装置の説明図である。

【図５】本考案リピータアンテナと容量結合、誘導結合
するカップラに実施例の説明図である。

【図６】本考案リピータアンテナと同軸ケーブルを容量
結合又は誘導結合するカップラ装置の説明図である。

【図７】本考案リピータアンテナ装置を移動電話アンテ
ナに結合する本考案結合器の構造の説明図である。

【図８】リピータアンテナ装置を移動電話アンテナに結
合する結合器の従来構造の説明図である。

【符号の説明】

１、１’、１０、２０、３０ 金属フィルムをガラスに
接着して構成したリピータアンテナ ６、６’、７、７’、１１ａ、１１ｂ、２５ａ、２５ｂ
結合電極 ８ ウインドガラス ２１ プリント板 ３２ 結合コイル ５０ 同軸ケーブルとコイルで構成したダイポールアン
テナ

Claims (12)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 粘着金属テープ又は粘着金属フィルムで
   形成した同一形状の薄膜アンテナを、車両又は家屋のウ
   インドガラスの外面及び内面に、前記薄膜アンテナの給
   電端が前記ウインドガラスを介して電気的に結合され、
   且つ左右対称に位置するように接着固定したことを特徴
   とするリピータアンテナ装置。
2. 【請求項２】 粘着金属テープ又は粘着金属フィルムで
   左右対称に一体に形成され、その中央部に給電端を備え
   た薄膜アンテナを車両又は家屋のウインドガラスの外面
   に接着固定したことを特徴とするリピータアンテナ装
   置。
3. 【請求項３】 請求項２記載のリピータアンテナ装置に
   おいて、リピータアンテナの給電端とウインドガラスを
   通して容量結合又は誘導結合するカップラをウインドガ
   ラスの内面に接着して設け、該カップラに同軸ケーブル
   の一端を接続し、前記同軸ケーブルの他端を結合器を通
   して通信機器のアンテナに結合したことを特徴とするリ
   ピータアンテナ装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載のリピータアンテナ装置に
   おいて、結合器は、同軸ケーブルの内部導体端部及び外
   部導体端部に接続されたコイルを備え、該コイルにて通
   信機器アンテナと結合するダイポールアンテナを構成し
   たことを特徴とするリピータアンテナ装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載のリピータアンテナ装置に
   おいて、内部導体端部に接続されたコイルを通信機器の
   アンテナに金属クリップにて接続したことを特徴とする
   リピータアンテナ装置。
6. 【請求項６】 請求項４記載のリピータアンテナ装置に
   おいて、ダイポールアンテナを通信機器のアンテナに近
   接して配置したことを特徴とするリピータアンテナ装
   置。
7. 【請求項７】 粘着金属テープ又は粘着金属フィルムで
   左右対称に一体に形成され、その中央部に給電端を備え
   た薄膜アンテナを車両又は家屋のウインドガラスの内面
   に接着固定したことを特徴とするリピータアンテナ装
   置。
8. 【請求項８】 請求項７記載のリピータアンテナ装置に
   おいて、リピータアンテナの給電端に同軸ケーブルの一
   端を接続し、前記同軸ケーブルの他端を結合器を通して
   通信機器のアンテナに結合したことを特徴とするリピー
   タアンテナ装置。
9. 【請求項９】 請求項８記載のリピータアンテナ装置に
   おいて、結合器は、同軸ケーブルの内部導体端部及び外
   部導体端部に接続されたコイルを備え、該コイルにて通
   信機器アンテナと結合するダイポールアンテナを構成し
   たことを特徴とするリピータアンテナ装置。
10. 【請求項１０】 請求項９記載のリピータアンテナ装置
    において、内部導体端部に接続されたコイルを通信機器
    のアンテナに金属クリップにて接続したことを特徴とす
    るリピータアンテナ装置。
11. 【請求項１１】 請求項９記載のリピータアンテナ装置
    において、ダイポールアンテナを通信機器のアンテナに
    近接して配置したことを特徴とするリピータアンテナ装
    置。
12. 【請求項１２】 請求項３又は請求項８のリピータアン
    テナ装置において、通信機器が移動電話であることを特
    徴とするリピータアンテナ装置。