JP4469530B2 - フレキシブルなアンテナ放射器 - Google Patents

Description

【０００１】
背景技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式のフレキシブルなアンテナ放射器から出発する。
【０００２】
ナビゲーション、移動電話等の通信およびテレビ、ラジオ等の放送受信のために使用されるコンビネーションアンテナであるボッシュ（Ｂｏｓｃｈ）−アンテナ「Ｍｕｌｔｉ−ＮＴＲ１０１」が既に知られている。このアンテナはコイルばねを有しており、このコイルばねには、一方ではアンテナを車両ボディに取り付けるためのねじ山付ピンが、他方ではアンテナ棒を支持する保持ピンが、それぞれねじ込まれている。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第３０３６０８４号明細書に基づき、特にＦＭ放送受信用のロッドアンテナが公知である。この公知のロッドアンテナは、アンテナの上端部に向かって先細りにされた絶縁材料ロッドと、この絶縁材料ロッドによりほぼ全長にわたって支持された螺旋状の線材巻き線とから形成されている。絶縁材料ロッドの下端範囲には巻き線が巻き付けられておらず、この下端範囲は接続部材のスリーブ状の付設部を保持している。この接続部材は弾性的な中間部材を介して第２の別の接続部材に機械的にかつ電気的に結合されている。この弾性的な中間部材はコイルばねを有しており、このコイルばねの一方の端部は前記第１の接続部材に、他方の端部は前記第２の接続部材に、それぞれ機械的にかつ電気的に結合されている。
米国特許第４９１４４５０号明細書に基づき、保持エレメントによってアンテナ棒を収容するためのコイルばねを備えた、フレキシブルなアンテナ放射器が公知である。保持エレメントは、一方ではアンテナ棒を支持しており、他方ではコイルばねと螺合されている。この場合、この保持エレメントはアンテナ棒のための管状の収容部を有しており、この管状の収容部はその外面にねじ山状のプロファイルを有していて、このねじ山状のプロファイルがコイルばねにねじ込まれている。
フランス国特許出願公開第２６９３０３８号明細書に基づき公知のアンテナは、一方の側にアンテナ棒を、他方の側に固定エレメントをそれぞれ有している。この場合、アンテナ棒と固定エレメントとは、弾性的な材料により取り囲まれたばねによって互いに結合されている。
欧州特許出願公開第０３７０７１５号明細書に基づき、ねじ状のカップリング部分が公知である。このカップリング部分に設けられたねじエレメントはコイルばねを有しており、このねじエレメントは、やはりコイルばねを有するねじナット内にねじ込むことができる。このような装置は、アンテナを車体に固定するために使用することができる。
【０００３】
発明の利点
請求項１の特徴部に記載の特徴を有する本発明によるフレキシブルなアンテナ放射器には、従来のものに比べて次のような利点がある。すなわち、保持エレメントがアンテナ棒のための管状の収容部を有しており、この管状の収容部がその外面にねじ山状のプロファイル（異形横断面）を有しており、このプロファイルがコイルばね内にねじ込まれている。こうして、アンテナ棒の保持部をコイルばねの内部へ移動させることができるので、保持エレメントはコイルばねから僅かにしか突出しなくなり、コイルばねの外部もしくは保持エレメントの外部でアンテナ棒に巻き付けられた巻き線と、コイルばねとの間の最小間隔を実現することができる。したがって、コイルばねのための所要の最小長さが得られると同時に、アンテナ放射器のできるだけ小さな電気的長さをも実現することができる。このような電気的長さはできるだけ高周波数の周波数領域における信号の送受信を可能にする。
【０００４】
請求項２以下に記載の手段により、請求項１に記載のフレキシブルなアンテナ放射器の有利な改良が可能になる。
【０００５】
保持エレメントが、変形可能なスリーブとして形成されており、該スリーブの内径が、アンテナ棒の外径にほぼ相当しており、これにより、アンテナ棒が導入された場合に、ねじ山状のプロファイルが生ぜしめられるように前記スリーブの外面が変形させられると特に有利である。このようなスリーブは特に廉価な大量生産品であり、また、このスリーブに設けられるねじ山は、アンテナ棒の導入時に変形によって自動的に生ぜしめられ、したがってねじ山を別個に形成しなくても済む。したがって、フレキシブルなアンテナ放射器の製造にかかる手間およびコストを減少させることができる。
【０００６】
別の利点は、アンテナ棒と管状の収容部との間に帯状導体が封入されており、該帯状導体が、コイルばねの内部に案内されていて、該コイルばねを電気的に橋絡していることにある。こうして、保持エレメントがさらに帯状導体の保持および帯状導体とコイルばねとのコンタクト形成のためにも働くようになることにより、保持エレメントの機能性が一層高められる。コイルばねが帯状導体により電気的に橋絡されることに基づき、フレキシブルなアンテナ放射器の電気的長さは、コイルばねが撓められても不変のままとなるので、フレキシブルなアンテナ放射器の送受信特性は損なわれない。
【０００７】
アンテナ棒に巻き付けられた電子巻き線が帯状導体に結合されていることも有利である。したがって、電気的な巻き線と帯状導体との間の電気的な中間接続器なしに直接的な電気的コンタクティングが可能となるので、材料を節約することができる。
【０００８】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【０００９】
実施例の説明
図面では、符号１で可撓性の、つまりフレキシブルなアンテナ放射器１が示されている。アンテナ放射器１はコイルばね５を有している。このコイルばね５は、ねじ山付ピン４０に装着されている。このねじ山付ピン４０は、たとえば車両ボディに固定することができる。フレキシブルなアンテナ放射器１はその場合、車両アンテナとして使用することができる。ねじ山付ピン４０はねじ山４５を有しており、このねじ山４５はコイルばね５の巻きパターン（Ｗｉｃｋｅｌｓｃｈｅｍａ）にほぼ相当していて、コイルばね５の第１の端部５０でこのコイルばね５内にねじ込まれている。ねじ山付ピン４０のねじ山４５のコア直径もしくは谷径はコイルばね５の内径よりも大きく形成されているので、コイルばね５とねじ山付ピン４０との間には形状接続的な結合、つまり嵌合に基づく係合による結合と摩擦接続的な結合とが形成される。コイルばね５と、ねじ山付ピン４０のねじ山４５との間には、さらに帯状導体３０が挟み込まれている。コイルばね５も帯状導体３０も、導電性の材料、たとえば金属から形成されている。したがって、コイルばね５と帯状導体３０との間には、コイルばね５の第１の端部５０で、導電接続が形成されている。
【００１０】
コイルばね５の第１の端部５０とは反対の側に位置する、コイルばね５の第２の端部５５では、コイルばね５内に保持エレメント１５が導入されている。この保持エレメント１５は管状の収容部２０を有しており、この収容部２０内にはアンテナ棒１０が導入されている。管状の収容部２０はその外面に、たとえばねじ山状のプロファイル（成形横断面）２５を有しており、このねじ山状のプロファイル２５はコイルばね５の巻きパターンにほぼ相当していて、コイルばね５の第２の端部５５でこのコイルばね５内にねじ込まれている。ねじ山状のプロファイル２５のコア直径もしくは谷径もコイルばね５の内径よりも大きく形成されているので、導入されたアンテナ棒１０を有する保持エレメント１５は、コイルばね５に形状接続的にかつ摩擦接続的に結合されている。この場合に、保持エレメント１５は変形可能なスリーブ、たとえばスズメッキされたつば付スリーブとして形成されていてよい。このスリーブの内径はアンテナ棒１０の外径にほぼ相当しているので、アンテナ棒１０の導入時にスリーブの外面は、ねじ山状のプロファイル２５が生ぜしめられるように変形させられる。保持エレメント１５内へのアンテナ棒１０の導入を容易にするために、保持エレメント１５はその一方の端部に直径増大部を有していてよい。その場合、この端部では、保持エレメント１５があまり変形させられないか、または全く変形させられないので、この端部はコイルばね５内には導入されず、その結果、この端部はコイルばね５から突出したままとなる。保持エレメント１５により、アンテナ棒１０はコイルばね５内に保持されて、このコイルばね５内に突入する。
【００１１】
帯状導体３０は図１に示したように、アンテナ棒１０と管状の収容部２０との間に封入されていてよい。このためには、帯状導体３０が既にアンテナ棒１０の導入の前に管状の収容部２０内へ挿入されている。次いで、管状の収容部２０内へのアンテナ棒１０の導入によって、帯状導体３０は管状の収容部２０に圧着される。帯状導体３０も、管状の収容部２０を備えた保持エレメント１５も、導電性の材料から形成されていると、こうして帯状導体３０と管状の収容部２０との間に導電接続が形成されている。コイルばね５も導電性の材料から形成されているので、こうして帯状導体３０とコイルばね５の、保持エレメント１５が位置する範囲、つまりコイルばね５の第２の端部５５との間にも、導電接続が形成されている。帯状導体３０はこの場合、コイルばね５の内部に案内されている。コイルばね５の第１の端部５０でも第２の端部５５でも帯状導体３０の電気的なコンタクト形成が行われることにより、コイルばね５は帯状導体３０によって電気的に橋絡される。
【００１２】
たとえばグラスファイバ棒として形成されていてよいアンテナ棒１０には、電気的な巻き線３５、たとえば金属線材の形の巻き線３５が巻き付けられている。この電気的な巻き線３５は既に管状の収容部２０内へのアンテナ棒１０の導入の前にアンテナ棒１０に巻き付けられていてよい。管状の収容部２０内へのアンテナ棒１０の導入の後に、巻き線３５の、コイルばね５寄りの端部もしくは保持エレメント１５寄りの端部は、コイルばね５の外部に、かつまた管状の収容部２０の外部に位置している。この場合にアンテナ棒１０はできるだけ、電気的な巻き線３５の、保持エレメント１５寄りの端部が保持エレメント１５からできるだけ小さな間隔を置いて配置される程度に、管状の収容部２０内へ導入されていることが望ましい。さらに、帯状導体３０がコイルばね５の外部で管状の収容部２０から十分に突出している場合には、電気的な巻き線３５の、保持エレメント１５寄りの端部が直接に帯状導体３０とろう接されていてもよい。こうして実現された、電気的な巻き線３５と帯状導体３０との間の直接的な接続は、付加的な中間接続器を必要とせず、したがって材料を節約する。
【００１３】
また、アンテナ棒１０を、予め巻き付けられた巻き線３５と共に管状の収容部２０内へ導入し、この場合、電気的な巻き線３５の、コイルばね５寄りの端部を、アンテナ棒１０と管状の収容部２０との間に位置する帯状導体３０へ圧着させ、こうして電気的な巻き線３５と帯状導体３０との間の導電接続を成立させることも考えられる。この場合には、電気的な巻き線３５の、コイルばね５寄りの端部が、管状の収容部２０の内部に位置していて、アンテナ棒１０によって管状の収容部２０内に挟み込まれている。
【００１４】
電気的な巻き線３５と帯状導体３０との間の接続がろう接により行われ、かつ電気的な巻き線３５の、コイルばね５寄りの端部が管状の収容部２０の外部に位置している場合には、管状の収容部２０内へのアンテナ棒１０の導入の後でも、電気的な巻き線３５をアンテナ棒１０に巻き付けることができる。電気的な巻き線３５の、コイルばね５寄りの端部を管状の収容部２０内に挟み込んで帯状導体３０とのコンタクト形成を実現したい場合には、電気的な巻き線３５が、既に管状の収容部２０内へのアンテナ棒１０の導入の前に、アンテナ棒１０に巻き付けられていなければならない。さらに、このような事例では、電気的な巻き線３５の、少なくともコイルばね５寄りの端部を扁平線材もしくはフラットワイヤとして形成することが推奨される。これによって、管状の収容部２０内部での挟み込み時に帯状導体３０とのできるだけ良好なコンタクト形成が可能となる。
【００１５】
コイルばね５内部の帯状導体３０は、コイルばね５の撓み運動および伸張運動を、裂断なしに、またはこれらの運動を損なうことなしに、実施し得るようにするために十分な長さに設定されている。
【００１６】
コイルばね５はアンテナ放射器１の電気的長さに影響を与える。コイルばね５が撓められたり伸張させられたりすると、アンテナ放射器１の電気的長さが増大する。このことは受信可能な周波数領域に影響を与え、ひいてはアンテナインピーダンスおよび別の受信回路（図示しない）に対するアンテナインピーダンスの整合にも影響を与える。しかし、帯状導体３０の使用に基づき、コイルばね５は電気的に橋絡されるので、アンテナ放射器１の電気的長さは、コイルばね５が撓められたり伸張させられたりしても、撓められていない状態および伸張させられていない状態に比べて増大されなくなる。
【００１７】
ねじ山付ピン４０は、同じく導電性の材料、たとえば金属から形成されているので、コイルばね５の第１の端部５０では、ねじ山付ピン４０のねじ山４５と、コイルばね５と、コイルばね５とねじ山付ピン４０のねじ山４５との間に挟み込まれた帯状導体３０との間に導電接続が形成されている。
【００１８】
したがって、アンテナ放射器１の電気的長さのためには、ねじ山付ピン４０の、コイルばね５とは反対の側の端部と、保持エレメント１５の、コイルばね５とは反対の側の端部との間の間隔が最小値として得られる。コイルばね５の長さはこの場合、コイルばね５が撓み時に変形させられるのではなく、再びその初期位置へばね弾性的に戻るように設定されなければならない。コイルばね５の長さおよび外径が十分な大きさを有していると、コイルばね５のこのような変形は阻止される。この場合に、コイルばね５の長さの減少は、コイルばね５の撓み時に生じる変形を阻止するために、コイルばね５の外径を増大させることによってある程度は補償され得る。
【００１９】
コイルばね５の長さが３６ｍｍで、コイルばね５の外部でのねじ山付ピン４０の長さが１２ｍｍで、かつコイルばね５の外部での保持エレメント１５の長さが５ｍｍである場合に、アンテナ放射器１の電気的長さのための最小値として、５３ｍｍの値が得られる。アンテナ放射器がλ／４放射器として使用される場合には、電気的長さのための前記最小値では、１３６４ＭＨｚの周波数で信号を特に良好に送受信することができる。このような電気的長さでは、１８００ＭＨｚでＥネット（１９９４年以来ドイツに存在する、デジタルベースの移動体通信網）における信号をも送受信することができる。
【００２０】
アンテナ放射器１が複数の周波数領域のためのコンビネーションアンテナとして使用される場合、保持エレメント１５のすぐ上でアンテナ棒１０にＥネットの信号のための遮断コイル６０を巻き付けることができる。これによって、遮断コイル６０の上方では、電気的な巻き線３５により受信された、たとえばＥネットの信号が遮断されるようになり、そしてこの信号はねじ山付ピン４０に後置された受信回路にまで伝送されなくなる。Ｅネットのための遮断コイル６０の上方では、たとえば約９００ＭＨｚの周波数領域におけるＤネット（ヨーロッパにおけるＧＳＭ方式のデジタル式のインターナショナル移動体通信網）の信号のための別の遮断コイルがアンテナ棒１０に巻き付けられていてよい。この場合、この遮断コイルは、ねじ山付ピン４０の、コイルばね５とは反対の側の端部から、９００ＭＨｚの波長の１／４波長の高さの間隔、つまりこの実施例では約８．３ｃｍの間隔を置いて配置されている。アンテナ放射器１はこうして、たとえばＥネットのための遮断コイル６０と、ねじ山付ピン４０の、コイルばね５とは反対の側の端部との間でＥネットにおける信号の送受信を可能にする。アンテナ放射器１はさらに、たとえばＤネットのための遮断コイルと、ねじ山付ピン４０の、コイルばね５とは反対の側の端部との間でＤネットにおける信号の送受信をも可能にする。両遮断コイルはこの場合、電気的な巻き線３５の一部である。アンテナ棒１０の相応する長さにおいて電気的な巻き線３５が、コイルばね５とは反対の側でＤネットのための遮断コイルを越えて延びていると、こうして得られた電気的長さにおいて、Ｄネットよりも下の周波数領域における信号を送受信することもできる。たとえば、相応する電気的長さにおいて、アンテナ放射器１を用いてテレビ、ラジオ等の放送信号を受信することもできる。
【００２１】
しかし、本発明によるアンテナ放射器１により、コイルばね５の所定の特性を維持したまま、少なくとも所要の電気的長さを最小限にまで減少させ、ひいては送信および／または受信のための最大周波数領域を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるフレキシブルなアンテナ放射器の横断面図である。
【符号の説明】
１ アンテナ放射器、５ コイルばね、１０ アンテナ棒、１５ 保持エレメント、２０ 収容部、２５ ねじ山状のプロファイル、３０ 帯状導体、３５ 巻き線、４０ ねじ山付ピン、４５ ねじ山、５０ 第１の端部、５５ 第２の端部、６０ 遮断コイル

Claims (4)

1. 保持エレメント（１５）によってアンテナ棒（１０）を収容するためのコイルばね（５）を備えた、フレキシブルなアンテナ放射器（１）であって、保持エレメント（１５）が、一方ではアンテナ棒（１０）を支持していて、他方ではコイルばね（５）と螺合されており、保持エレメント（１５）が、アンテナ棒（１０）のための管状の収容部（２０）を有しており、該管状の収容部（２０）の外面が、ねじ山状のプロファイル（２５）を有しており、該ねじ山状のプロファイル（２５）がコイルばね（５）内にねじ込まれている形式のものにおいて、保持エレメント（１５）が、変形可能なスリーブとして形成されており、該スリーブの内径が、アンテナ棒（１０）の外径にほぼ相当していて、アンテナ棒（１０）が導入されると、ねじ山状のプロファイル（２５）が生ぜしめられるように前記スリーブの外面が変形させられるようになっていることを特徴とする、フレキシブルなアンテナ放射器。
2. アンテナ棒（１０）と管状の収容部（２０）との間に帯状導体（３０）が封入されており、該帯状導体（３０）が、コイルばね（５）の内部に案内されていて、該コイルばね（５）を電気的に橋絡している、請求項１記載のフレキシブルなアンテナ放射器。
3. アンテナ棒（１０）がグラスファイバ棒として形成されていて、電気的な巻き線（３５）を有している、請求項１または２記載のフレキシブルなアンテナ放射器。
4. 前記電気的な巻き線（３５）が、前記帯状導体（３０）に結合されている、請求項２または３記載のフレキシブルなアンテナ放射器。

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