JP4820671B2 - 複合アンテナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、複合アンテナ装置に関し、特に、複数種のアンテナを搭載した複合アンテナ装置に使用される電話用アンテナに関する。

この技術分野において周知のように、現在、車両には種々のアンテナが搭載される。例えば、そのようなアンテナとしては、ＧＰＳ（全地球測位システム）用アンテナや、ＥＴＣ（自動料金収受システム）用アンテナ、ＶＩＣＳ（道路交通情報通信システム）用アンテナ、電話用アンテナ等がある。

ＧＰＳ（Global Positioning System）は、人工衛星を用いた衛星測位システムである。ＧＰＳは、地球を周回している２４個の人工衛星のうちの４個の人工衛星からの電波（ＧＰＳ信号）を受信し、この受信した電波から移動体と人工衛星との位置関係および時間誤差を測定して三角測量の原理に基づいて、移動体の地図上における位置や高度を高精度で算出することを可能としたものである。

ＧＰＳは、近年では、走行する自動車の位置を検出するカーナビゲーションシステム等に利用され、広く普及している。カーナビゲーション装置は、このＧＰＳ信号を受信するためのＧＰＳ用アンテナと、このＧＰＳ用アンテナが受信したＧＰＳ信号を処理して車両の現在位置を検出する処理装置と、この処理装置で検出された位置を地図上に表示するための表示装置等から構成される。

一方、ＥＴＣ（Electronic toll Collection）は、高速道路等の有料道路の通行料を支払うための料金所における渋滞を緩和するための方策として開発されたシステムである。すなわち、ＥＴＣとは、高速道路料金所において、無線通信を利用して自動的に通行料金の支払いを行うシステムである。ＥＴＣでは、料金所に設置されているゲートに設けられた路側アンテナと、ＥＴＣ用アンテナを有する車載通信機器を搭載した通行車両との間で双方向通信を行い、通行車両の車両情報等を取得し、通行車両を停止させることなく高速道路通行料金の支払い業務を行うことを可能としたものである。

従来、ＧＰＳ用アンテナとＥＴＣ用アンテナとを併設した複合アンテナ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）は、車両を運転する運転者に対して渋滞や通行止め等の交通情報を提供するために、道路に沿って所定の間隔で設けられた路上局（いわゆるビーコン）と車両との間で通信を行う路車間通信システムである。車両に搭載するＶＩＣＳ車載機は、ＶＩＣＳ用アンテナと、このＶＩＣＳ用アンテナにケーブルを介して接続された別体の信号処理装置とから構成されている。ＶＩＣＳ用アンテナとして、光ビーコン用の送受信アンテナと電波ビーコン用の受信アンテナとをアンテナ基板上に搭載した路車間通信用車載アンテナ装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

さらに、ＧＰＳ用アンテナ、ＶＩＣＳ用アンテナ及びＥＴＣ用アンテナを備えた複合アンテナ装置も知られている（例えば、特許文献３参照）。この特許文献３に開示された複合アンテナ装置では、ＥＴＣ用アンテナを、ＧＰＳ用アンテナ及びＶＩＣＳ用アンテナを実装する回路基板とは別のサブアッセンブリとして実装している。すなわち、ＥＴＣ用アンテナは、ＧＰＳ用アンテナ及びＶＩＣＳ用アンテナと指向性が大きく異なるので、ＥＴＣ用アンテナだけ独立して取り付け方向を調整できるようにしている。

一方、車載用セルラーアンテナのような周波数帯域の広い広帯域アンテナとして、給電素子である逆Ｌ素子と無給電素子である寄生素子とを近接して配置した電話用アンテナも知られている。

電話用アンテナはその使用する周波数帯が低い。また、複合アンテナ装置の中の１つのアンテナとして電話用アンテナを設置する場合、その電話用アンテナを設置する接地板のサイズが限られてしまう。その為、電話用アンテナのみならず同軸ケーブルの外部導体へもその使用する周波数帯の高周波電流が流れてしまい、特性の安定化が図れない。

尚、自動車に搭載されたラジオ受信機、テレビ受像機等の他の電子機器からのノイズが自動車電話用アンテナに混入するのを低減するようにした「自動車電話用窓ガラスアンテナ装置」が提案されている（例えば、特許文献４参照）。この特許文献４では、自動車の窓ガラスに配設された自動車電話用アンテナと自動車用電話機とを接続する同軸型の給電ケーブルの途中部分で、給電ケーブルの被膜を剥ぎ接地側導体（外部導体）を接地金具等を用いて車体アースへ接続している。

同様な構成として、アンテナ本体から発生されたノイズが同軸ケーブルを介して受信機へ伝達されるのを低減するために、同軸ケーブルの途中に接地金具を取り付けたアンテナ装置も知られている（例えば、特許文献５参照）。この特許文献５では、同軸ケーブルの被覆を途中で剥いで外部導体を露出させ、この露出した箇所で接地金具をカシメ、接地金具の取付部の穴部をネジ締めすることにより、グランド板やセットのケースに接地している。この特許文献５では、カシメ治具と接地金具とが必要となると共に、取付けのために、カシメ工程とネジ締め工程との２工程を必要とする。

尚、自動車電話用アンテナではないが、自動車の窓ガラスに設けられたガラスアンテナとラジオ受信とを接続するガラスアンテナフィーダ線に係る技術も種々提案されている。その１つとして、信号線としては同軸ケーブルのみで構成され、この同軸ケーブルのガラスアンテナ側終端部にて中心導体を直接フィーダ線端子に接続すると共にガラスアンテナ側終端部から所定距離離れた位置の外部導体にアースポイントを設けたガラスアンテナフィーダ線が知られている（例えば、特許文献６参照）。他の１つとして、信号線としては同軸給電線のみで構成し、ガラスアンテナ側終端部から所定距離離れた位置に外部導体を車体に固定し外部導体を車体に電気的に接続する接地手段を設け、同軸給電線はガラスアンテナ側終端部にて内部導体をコイルを介してフィーダ線端子に接続したガラスアンテナフィーダ線の接続構造が知られている（例えば、特許文献７参照）。

特開２００２−１１１３７７号公報 特開２０００−３０７３２０号公報 特開２００４−５６７７３号公報 特開平６−２７６００８号公報 特開２００５−２９５３９８号公報 実開平３−６１７０８号公報 実開平６−５８６１１号公報

特許文献４や特許文献５に開示されているように、従来、電話用アンテナ装置として、同軸ケーブルの途中部分で、その被膜を剥いて、外部導体を接地金具を用いて車体アースへ接続させるものが知られている。しかしながら、この特許文献４に開示された技術は、自動車に搭載されたラジオ受信機、テレビ受信機等の他の電子機器からのノイズが自動車電話用アンテナに混入するのを低減するものであって、同軸ケーブルの外部導体へ流れる、使用する周波数帯の高周波電流を抑制するためのものではない。同様に、特許文献５に開示された技術は、アンテナ本体からのノイズが同軸ケーブルを介して受信機へ伝達されるのを低減するものであって、同軸ケーブルの外部導体へ流れる、使用する周波数帯の高周波電流を抑制するためのものではない。

一方、特許文献６及び７は、ガラスアンテナ側終端部から所定距離離れた位置の外部導体にアースポイントを設けたガラスアンテナフィーダ線を開示している。しかしながら、特許文献６及び７に開示された技術は、自動車の窓ガラスに設けられたガラスアンテナとラジオ受信機とを接続するガラスアンテナフィーダ線に関するものであって、しかも受信感度の低下を防止することを目的としており、同軸ケーブルの外部導体へ流れる、使用する周波数帯の高周波電流を抑制するためのものではない。

したがって、本発明の課題は、同軸ケーブルの外部導体へ流れる、使用する低い周波数帯の高周波電流を抑制することが可能な、複合アンテナ装置を提供することにある。

本発明によれば、複数のアンテナ装置（１０，２０，３０Ａ，４０Ａ）が１つの主回路基板（５１Ａ）上に搭載される複合アンテナ装置(５０Ｂ)であって、前記複数のアンテナ装置の一つの特定のアンテナ装置（４０Ａ）は、前記主回路基板（５１Ａ）と離間して配置されたグランド板（５５）と、前記主回路基板上に配置され他のアンテナ装置（１０，２０，３０Ａ）の使用する周波数帯より低い周波数帯の電波を受信し、逆Ｌ素子である給電素子（４１）と、前記主回路基板上に配置され寄生素子である無給電素子（４２）と、前記給電素子に対する給電点で接続された内部導体を持つ同軸ケーブル（６３）であって、前記回路基板と前記グランド板との間に配置された前記同軸ケーブルとを有し、前記給電点で前記同軸ケーブル（６３）の外部導体を前記グランド板（５５）へ接地する第１の接地部（８１）と、該第１の接地部から実質的に（λ／４）（λは使用する周波数帯の波長）の距離だけ離間した箇所で、前記同軸ケーブル（６３）の外部導体を前記グランド板（５５）へ接地する第２の接地部（８２）とを有することを特徴とする複合アンテナ装置（５０Ｂ）が得られる。

上記本発明に係る複合アンテナ装置（５０Ｂ）において、前記主回路基板（５１Ａ）は主面（５１ｅ）と裏面（５１ｆ）とを持ち、前記グランド板（５５）は前記主回路基板の裏面側に配置されて良い。この場合、前記給電素子（４１）は前記主回路基板（５１Ａ）の主面（５１ｅ）上に設けられ、前記同軸ケーブル（６３）は前記主回路基板（５１Ａ）の裏面（５１ｆ）上に設けられ、前記同軸ケーブル（６３）は前記主回路基板（５１Ａ）と前記グランド板（５５）との間に設けられる。

更に、前記特定のアンテナ装置（４０Ａ）は、前記主回路基板（５１Ａ）と前記グランド板（５５）間との間に配置されて、前記同軸ケーブル（６３）を保持するケーブルホルダ（６７）を備えることが好ましい。この場合、前記同軸ケーブル（６３）の被膜は、前記第１の接地部（８１）から実質的に（λ／４）の距離だけ離間した箇所で剥がされて、前記外部導体が露出する。そして、前記第２の接地部は、前記露出した外部導体を前記グランド板（５５）に接地させるために、前記ケーブルホルダ（６７）と前記グランド板（５５）間との間に挿入されて、ネジ（１０１）により締め付け固定される板バネ（８２Ａ）から構成されて良い。前記板バネ（８２Ａ）は、前記露出した外部導体に巻き付けられる円筒状部（８２１）と、該円筒状部から延在して前記ネジ（１０１）により前記ケーブルホルダ（６７）と前記グランド板（５５）との間に取り付けられる取付部（８２２）とから構成されて良い。前記グランド板（５５）は、前記主回路基板側へ向けて突出して前記ネジ（１０１）が螺合されるバーリング穴（５５４）を持ち、前記取付部（８２２）は、前記バーリング穴の外周壁を覆うように突出する円筒状突起（８２２ａ）を持つことが好ましい。

尚、上記括弧内の符号は、本発明の理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、これらに限定されないのは勿論である。

本発明では、同軸ケーブルの第１の接地部から実質的にλ／４の距離だけ離れた箇所に第２の接地部を設けたので、同軸ケーブルの外部導体を流れる高周波電流が、逆位相となって、打ち消しあう。その結果、同軸ケーブルの外部導体を流れる高周波電流を抑制することができる。これにより、アンテナ装置の動作を安定化させることができ、アンテナ装置の放射特性のバランスを向上させることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１を参照して、本発明が適用される複合アンテナ装置５０について説明する。図示の複合アンテナ装置５０は、主回路基板５１上に第１乃至第４のアンテナ装置１０、２０、３０、および４０が搭載された複合アンテナ装置である。図示の例では、第１のアンテナ装置１０はＧＰＳ用アンテナであり、第２のアンテナ装置２０はＶＩＣＳ用アンテナであり、第３のアンテナ３０はＥＴＣ用アンテナであり、第４のアンテナ４０は電話用アンテナである。

主回路基板５１は、互いに対向する前辺５１ａおよび後辺５１ｂと、互いに対向する第１および第２の側辺５１ｃ、５１ｄとを持つ実質的に矩形形状をしている。図示の例では、主回路基板５１は９０ｍｍ×９０ｍｍの寸法を持つ。

複合アンテナ装置５０は、主回路基板５１の主面５１ｅ上に設けられた補助回路基板５２を備えている。補助回路基板５２は、主回路基板５１の主面５１ｅ上に第１の側辺５１ｃ側でかつ後辺５１ｂ側に主回路基板５１から離間して平行に配置されている。補助回路基板５２は、主回路基板５１の主面５１ｅより狭い面積の主面５２ａを持つ。

第１及び第２のアンテナ装置１０および２０は、後述するように、補助回路基板５２上に取り付けられている。

詳述すると、第１のアンテナ装置１０は、補助回路基板５２の主面５２ａ上に搭載された第１のアンテナ素子１１と、この第１のアンテナ素子１１と接続されて、補助回路基板５２の裏面（図示せず）上に搭載されたＬＮＡ（低雑音増幅）回路（図示せず）とを備える。図示の例では、第１のアンテナ素子１１はパッチアンテナで構成されている。

第２のアンテナ装置２０は、補助回路基板５２上で第１のアンテナ装置１０と異なった位置に設けられている。第２のアンテナ装置２０は、補助回路基板５２の主面５２ａ上に搭載された第２のアンテナ素子２１と、この第２のアンテナ素子２１と接続されて、補助回路基板５２の裏面上に搭載されたフィルタ回路（図示せず）とを備える。図示の例では、第２のアンテナ素子２１も、第１のアンテナ素子１１と同様に、パッチアンテナで構成されている。

第１のアンテナ素子１１で受信されＬＮＡ回路を介して出力される信号と、第２のアンテナ素子２１で受信されフィルタ回路を介して出力される信号とはデュプレクサ（図示せず）で合成され、その合成信号は第１の出力ケーブル６１を介して信号処理装置（図示せず）へ伝達される。

第３のアンテナ装置３０は、補助回路基板５２より前方で主回路基板５１の主面５１ｅ上に前辺５１ａ側に配置され、補助回路基板５２上の第１及び第２のアンテナ素子１１、２１の配置位置よりも低い位置に配置されている。これにより、第３のアンテナ装置３０が第１及び第２のアンテナ装置１０、２０の受信の障害とならない。また、第３のアンテナ装置３０は、主回路基板５１の主面５１ｅに対して前辺５１ａ側へ所定角度傾斜して配置されている。第３のアンテナ装置３０は、第３のアンテナ素子３１と、この第３のアンテナ素子３１と平行に配置されたグランド板３２とを備える。グランド板３２は、その周端縁から第３のアンテナ素子３１の方向へ第３のアンテナ素子３１を囲むように立設して延びる壁部３２ａを有する。壁部３２ａの高さは、第３のアンテナ素子３１とグランド板３２との間の離間距離に実質的に等しいか、或いはそれよりも低い。第３のアンテナ素子３１とグランド板３２との間には給電導体（図示せず）を持つスペーサ（図示せず）が介在している。第３のアンテナ素子３１は、矩形の金属板からなり、対角方向に長孔３１ａを持つ。

第３のアンテナ素子３１で受信された信号は、同軸型の第２の出力ケーブル６２を介して外部回路（図示せず）へ伝達される。詳述すると、第２の出力ケーブル６２の中心導体（内部導体）は給電導体の一端に接続され、第２の出力ケーブル６２の外部導体はグランド板３２に接続されている。

本発明に係る第４のアンテナ装置４０は、主回路基板５１の主面５１ｅ上に第２の側辺５１ｄ側に配置されている。第４のアンテナ装置４０は、給電素子４１と、この給電素子４１と平行に配置された無給電素子４２とから構成されている。図示の例では、給電素子４１は逆Ｌ素子から構成されている。無給電素子４２は寄生素子から構成されている。

逆Ｌ素子４１は、主回路基板５１の前辺５１ａ側で主回路基板５１の主面５１ｅから垂直方向に延びる垂直部分４１１と、この垂直部分４１１の先端から主回路基板５１の主面５１ｅに対して実質的に平行に水平方向に延びる水平部分４１２とを有する。垂直部分４１１は水平部分４１２と略平行な方向へ矩形状に折り返された矩形部分を有しており、低背化している。尚、図示の例では、この水平部分４１２は、主回路基板５１の前辺５１ａ側の前方部分が主回路基板５１の主面５１ｅへ近づく方向へ傾斜している。これは、後述するトップケースの形状に合わせるためである。

寄生素子４２は、逆Ｌ素子４１の水平部分４１２の先端側で主回路基板５１の主面５１ｅから垂直に延びる垂直部分４２１と、この垂直部分４２１の先端から主回路基板５１の主面５１ｅに対して実質的に平行に水平方向に延びる水平部分４２２とを有する。尚、図示の例では、この水平部分４２２は、主回路基板５１の前辺５１ａ側の前方部分が主回路基板５１の主面５１ｅへ近づく方向へ傾斜している。これは、前述したように、トップケースの形状に合わせるためである。

尚、逆Ｌ素子４１の水平部分４１２における主回路基板５１の後辺５１ｂ側の先端部は、主回路基板５１の主面５１ｅから垂直に立設する円柱状の第１のスペーサ７１によって支持されている。同様に、寄生素子４２の水平部分４２２における主回路基板５１の前辺５１ａ側の先端部は、主回路基板５１の主面５１ｅから垂直に立設する円柱状の第２のスペーサ７２によって支持されている。

主回路基板５１の裏面にはグランドパターン（図示せず）が形成されている。従って、主回路基板５１はグランド板としても働く。主回路基板５１の主面５１ｅの逆Ｌ素子４１と接する箇所は給電点（図示せず）であり、この給電点は同軸型の第３の出力ケーブル６３の内部導体（中心導体）（図示せず）に接続されている。また、この給電点の箇所で、第３の出力ケーブル６３の外部導体（図示せず）は、主回路基板５１の裏面に形成されているグランドパターンとはんだ付けにより電気的に接続され、接地される。すなわち、第３の出力ケーブル６３は、給電点において第１の接地部８１を有する。

また、第３の出力ケーブル６３の被膜は、この第１の接地部８１から実質的にλ／４の距離だけ離れた箇所で剥がされ、第３の出力ケーブル６３の外部導体が露出する。尚、λは使用する周波数帯の波長である。接地金具８２を用いて第３の出力ケーブル６３の露出した外部導体に巻き付けカシメ固定し、ねじ止めによって主回路基板５１上に固定されるとともに、主回路基板５１の裏面に形成されたグランドパターンと電気的に接続され、接地される。すなわち、接地金具８２は、第３の出力ケーブル６３の第２の接地部として働く。尚、上述では接地金具８２はねじ止めによって主回路基板５１上に固定しているが、これに限定されない。例えば、半田付けによって接地金具８２を主回路基板５１上に固定しても良いし、接地金具８２を用いず外部導体を直接主回路基板５１上に半田付けして固定及び接地を行うような構成としてもよい。λ／４の距離離間した位置において第３の出力ケーブル６３を接地及び固定できる構成であればよい。

このように、第３の出力ケーブル６３は第１の接地部８１から実質的にλ／４の距離だけ離れた箇所に第２の接地部８２を備えているので、第３の出力ケーブル６３の外部導体を流れる高周波電流が、逆位相となって、打ち消しあう。その結果、第３の出力ケーブル６３の外部導体を流れる高周波電流を抑制することができる。これにより、第４のアンテナ装置４０の動作を安定化させることができ、第４のアンテナ装置４０の放射特性のバランスも向上させることができる。

図１に示されるように、複合アンテナ装置５０は、主回路基板５０を搭載するボトムケース９１を更に備えている。ボトムケース９１は主回路基板５０よりやや大きめの寸法の矩形形状をしている。

図２に示されるように、複合アンテナ装置５０は、第１乃至第４のアンテナ装置１０、２０、３０、及び４０を覆うトップケース９２を更に備えている。従って、第１乃至第４のアンテナ装置１０、２０、３０、及び４０は、ボトムケース９１及びトップケース９２に収容される。

このような構成の複合アンテナ装置５０は、主回路基板５１の前辺５１ａが前方となるように、車両内部のダッシュボード内等に取り付けられる。

図３に図１及び図２に示した複合アンテナ装置５０のアンテナ座標系を示す。図３において、（Ａ）は複合アンテナ装置５０のアンテナ座標系の全体図を示し、（Ｂ）はＸ−Ｚ図を示し、（Ｃ）はＸ−Ｙ図を示し、（Ｄ）はＹ−Ｚ図を示す。図３（Ａ）に示されるように、Ｘ軸は複合アンテナ装置５０の前後方向の軸であり、Ｙ軸は複合アンテナ装置５０の左右方向の軸であり、Ｚ軸は複合アンテナ装置５０の上下方向の軸である。

図４は第１のアンテナ装置１０であるＧＰＳ用アンテナのＹ−Ｚ平面放射パターンを示す。図４より、第１のアンテナ装置１０は、Ｚ軸方向、即ち天頂方向において利得が大きく、かつ水平面より上方において十分に大きな利得を持っていることが分かる。

図５は第２のアンテナ装置２０であるＶＩＣＳ用アンテナのＸ−Ｚ平面放射パターンを示す。図５より、第２のアンテナ装置２０は、水平線より上方において利得が大きいことが分かる。

図６は第３のアンテナ装置３０であるＥＴＣ用アンテナのＸ−Ｚ平面放射パターンを示す。図６において、（Ａ）は周波数が５７９５ＭＨｚのときの放射パタンを示し、（Ｂ）は周波数が５８０５ＭＨｚのときの放射パターンを示し、（Ｃ）は周波数が５８３５ＭＨｚのときの放射パターンを示し、（Ｄ）は周波数が５８４５ＭＨｚのときの放射パターンを示す。図６（Ａ）〜（Ｄ）より、第３のアンテナ装置３０は、いずれの周波数においても斜め前方において利得が大きいことが分かる。

図７は第４のアンテナ装置４０である電話用アンテナであるＸ−Ｙ平面放射パターンを示す。図７において、（Ａ）は周波数が８３０ＭＨｚのときの放射パターンを示し、（Ｂ）は周波数が８５０ＭＨｚのときの放射パターンを示し、（Ｃ）は周波数が８７０ＭＨｚのときの放射パターンを示し、（Ｄ）は周波数が８９０ＭＨｚのときの放射パターンを示し、（Ｅ）は周波数が９１０ＭＨｚのときの放射パターンを示し、（Ｆ）は周波数が９３０ＭＨｚのときの放射パターンを示す。図７（Ａ）〜（Ｆ）より、第４のアンテナ装置４０は、いずれの周波数においても水平面内におけるほとんどの角度範囲において、利得がほぼ０〜−５ｄＢの範囲にあることが分かる。

上述したように、第１乃至第４のアンテナ装置１０、２０、３０及び４０を主回路基板５１上の適切な位置に配置することにより、各アンテナ装置に要求されるアンテナ放射特性を満足させることができる。

図８を参照して、本発明が適用される別の複合アンテナ装置５０Ａについて説明する。図８において、（Ａ）は透視平面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は背面図である。尚、図８（Ａ）における右端が前方を示している。複合アンテナ装置５０Ａの内部構成は、図１に示したものと同様である。従って、図１及び図２に示したものと同一の機能を有するものには同一の参照符号を付して、それらの説明については省略する。

図８（Ｃ）に示されるように、トップケース９２は、第１乃至第３の出力ケーブル６１〜６３をそれぞれ外部へ引き出すための第１乃至第３の開口９２ａ、９２ｂ、および９２ｃを持つ。

ボトムケース９１Ａは、後縁を除いて、トップケース９２の周壁を覆うように立設する壁９１Ａａを有する。ボトムケース９１Ａの壁９１Ａａの両側面には、一対のブラケット９５が取り付けられている。この一対のブラケット９５によって、複合アンテナ装置５０Ａは、車両内部のダッシュボート内で取り付けられ、或いはパケットトレイ（リア）内に埋め込まれる。

とにかく、ブラケット９５を設けることによって、複合アンテナ装置５０Ａの取り付けを容易に行うことが可能となる。

図９乃至図１２を参照して、本発明が適用される更に別の複合アンテナ装置５０Ｂについて説明する。図９は複合アンテナ装置５０Ｂを斜め前方から見た分解斜視図であり、図１０は複合アンテナ装置５０Ｂを斜め後方から見た分解斜視図であり、図１１は複合アンテナ装置５０Ｂを底面側から見た分解斜視図である。図１２は図９乃至図１１中からトップケース、ボトムケース、およびグランド板を省いた状態の複合アンテナ装置５０Ｂを示す図で、（Ａ）は斜め前方から見た斜視図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は前面図（正面図）、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図、（Ｆ）は後面図（背面図）、（Ｇ）は底面図である。以下では、図１及び図２に示した複合アンテナ装置５０と同様の機能の有するものには同一の参照を符号を付し、説明の簡略化の為に、異なる点についてのみ詳細に説明する。

図１に示す複合アンテナ装置５０では、主回路基板５１の他に補助回路基板５２をも備えているが、複合アンテナ装置５０Ｂは、主回路基板５１Ａのみ備える。また、図１に示す複合アンテナ装置５０では、主回路基板５１の裏面にグランドパターンが形成されており、主回路基板５１が接地板として働くが、複合アンテナ装置５０Ｂは、主回路基板５１Ａと別にグランド板（接地板）５５を備えている。

複合アンテナ装置５０Ｂにおいて、第３のアンテナ装置３０Ａは、グランド板３２を搭載するベース３４と、第３のアンテナ素子３１とグランド板３２との間に介在するスペーサ３５とを備える。尚、ベース３４は主回路基板５１Ａにネジによって取り付けられると共に、グランド板５５上に搭載される。

図１に示す複合アンテナ装置５０においては、第４のアンテナ装置４０の逆Ｌ素子４１および寄生素子４２はそれぞれ第１のスペーサ７１および第２のスペーサ７２によって支持されている。これに対して、複合アンテナ装置５０Ｂにおいては、第４のアンテナ装置４０Ａの逆Ｌ素子４１および寄生素子４２は、アンテナホルダ７５で保持されている。アンテナホルダ７５は、主回路基板５１Ａの主面５１ｅ上に搭載されている。

また、図１に示す複合アンテナ装置５０においては、第４のアンテナ装置４０は、逆Ｌ素子４１と寄生素子４２とから成るメインアンテナのみから構成されている。これに対して、複合アンテナ装置５０Ｂにおいては、第４のアンテナ装置４０Ａは、このメインアンテナのみばかりでなく、サブアンテナ４５をも備えている。サブアンテナ４５は主回路基板５１Ａの主面５１ｅ上に形成された導体パターンから構成されて良い。このサブアンテナ４５で受信された信号は、同軸型の第４の出力ケーブル６４を介して外部回路（図示せず）へ伝達される。

図１に示す複合アンテナ装置５０は第１乃至第３の出力ケーブル６１〜６３を備えているが、複合アンテナ装置５０Ｂは第１乃至第４の出力ケーブル６１〜６４を備えている。そして、図１に示す複合アンテナ装置５０においては、第１乃至第３の出力ケーブル６１〜６３は主回路基板５１の主面５１ｅ上を引き回されているが、複合アンテナ装置５０Ｂにおいては、図１２（Ｇ）に示されるように、第１乃至第４の出力ケーブル６１〜６４は主回路基板５１Ａの裏面５１ｆ上を引き回される。そして、これら第１乃至第４の出力ケーブル６１〜６４は、主回路基板５１Ａの裏面５１ｆ上に取り付けられたケーブルホルダ６７で保持される。換言すれば、第１乃至第４の出力ケーブル６１〜６４は、主回路基板５１Ａとグランド板５５との間に配置されている。

複合アンテナ装置５０Ｂにおいて、第１のアンテナ装置１０のＬＮＡ（低雑音増幅）回路（図示せず）および第２のアンテナ装置２０のフィルタ回路（図示せず）は、主回路基板５１Ａの裏面５１ｆ上に搭載されている。そして、これらＬＮＡ回路とフィルタ回路は、主回路基板５１Ａの裏面５１ｆ上に設けられたシールドケース１５で覆われている。

次に、図９乃至図１１に加えて図１３および図１４をも参照して、複合アンテナ装置５０Ｂにおける、第３の出力ケーブル６３の第２の接地部の固定構造について説明する。

ケーブルホルダ６７は、第１乃至第４の出力ケーブル６１〜６４をそれぞれ保持するため下方に開放した第１乃至第４の保持溝６７−１、６７−２、６７−３、および６７−４を持つ。

また、ケーブルホルダ６７は、その両端で上方へ延在する一対のフック部６７２を持つ。一方、主回路基板５１Ａは、これら一対のフック部６７２が係合される一対の係合孔５１２を持つ。したがって、一対のフック部６７２を一対の係合孔５１２に係合させることにより、ケーブルホルダ６７は主回路基板５１Ａの裏面５１ｆ上に取り付けられる。

ケーブルホルダ６７は、一端側で下方へ延在する位置決め突起６７４を持つ。一方、グランド板５５は、この位置決め突起６７４が嵌合される位置決め孔５５２を持つ。位置決め突起６７４を位置決め孔５５２に嵌合することによって、ケーブルホルダ６７はグランド板５５上で位置決めされる。

第３の出力ケーブル６３の被膜は、前述したように、第１の接地部８１から実質的にλ／４の距離だけ離れた箇所で剥がされ、第３の出力ケーブル６３の外部導体が露出している。

図１に示す複合アンテナ装置５０においては、接地金具８２を用いて、第３の出力ケーブル６３の露出した外部導体に接地金具８２を巻き付けカシメ固定し、ねじ締めによって主回路基板５１上に固定し、主回路基板５１の裏面に形成されたグランドパターンと電気的に接続し、接地している。

これに対して、複合アンテナ装置５０Ｂにおいては、接地金具８２の代わりに板バネ８２Ａを用いている。板バネ８２Ａは、第３の出力ケーブル６３の露出した外部導体に巻き付けられて電気的に接続される円筒状部８２１と、この円筒状部８２１から延在してネジ１０１によりグランド板５５に板バネ８２Ａを接続固定するための取付部８２２とを有する。すなわち、取付部８２２は、ネジ１０１によりケーブルホルダ６７とグランド板５５との間に取り付けられる。一方、グランド板５５は、ネジ１０１が螺合されるように雌螺子が切られ、上方へ突出するバーリング穴５５４を持つ。すなわち、バーリング穴５５４は、主回路基板５１Ａ側へ向けて突出している。板バネ８２Ａの取付部８２２は、このバーリング穴５４４の外周壁を覆うように上方へ突出する円筒状突起８２２ａを持つ。尚、主回路基板５１Ａは、ネジ１０１のネジ部を貫通するための貫通穴５１４を持ち、ケーブルホルダ６７も、ネジ１０１のネジ部を貫通するための貫通穴６７６を持つ。

このような構成の第３の出力ケーブル６３の第２の接地部の固定構造において、ネジ１０１を主回路基板５１Ａの貫通穴５１４、ケーブルホルダ６７の貫通穴６７６を貫通して、グランド板５５のバーリング穴５５４に螺合させることによって、板バネ８２Ａの取付部８２２がグラント板５５に電気的に接続固定される。その際、バーリング穴５５４の突出部と取付部８２２の円筒状突起８２２ａとが互いに密着して接触し、第３の出力ケーブル６３と板バネ８２Ａとが締め付けられる。

図１に示した複合アンテナ装置５０における、第３の出力ケーブル６３の第２の接地部の固定構造では、カシメ工程とネジ締め工程との別々の２工程が必要であったが、本複合アンテナ装置５０Ｂにおいては、１本のネジ１０１による螺合によって、カシメ工程とネジ締め工程とを１工程で同時に行なうことができ、組立て工程を減少することができる。また、グランド板５５に設けたバーリング穴（ネジ締め穴部）５５４と対応する位置で、板バネ８２Ａに円筒状突起８２２ａを設けているので、幾何公差、寸法公差のバラつきに依存せずに、確実に第３の出力ケーブル６３の露出した外部導体を接地することができる。

以上、本発明について好ましい実施の形態によって説明してきたが、本発明は上述した実施の形態に限定しないのは勿論である。例えば、上記実施の形態では、第４のアンテナ装置はトップケースの形状に合わせて水平部分が曲がった形状を有しているが、水平部分が真っ直ぐな形状であっても良いのは勿論である。また、上述した実施の形態では、第４のアンテナ装置はグランド板や回路基板上に搭載されているが、グランド板や回路基板を省いても良い。

本発明が適用される複合アンテナ装置を、トップケースを取り外した状態で示す斜視図である。 図１に示した複合アンテナ装置を、トップケースを取り付けた状態で示す外観斜視図である。 図１に示した複合アンテナ装置のアンテナ座標系を示す図で、（Ａ）は複合アンテナ装置のアンテナ座標系の全体図を示し、（Ｂ）はＸ−Ｚ図を示し、（Ｃ）はＸ−Ｙ図を示し、（Ｄ）はＹ−Ｚ図を示す。 図１に示した複合アンテナ装置に使用される第１のアンテナ装置であるＧＰＳ用アンテナのＹ−Ｚ平面放射パターンを示す図である。 図１に示した複合アンテナ装置に使用される第２のアンテナ装置であるＶＩＣＳ用アンテナのＸ−Ｚ平面放射パターンを示す図である。 図１に示した複合アンテナ装置に使用される第３のアンテナ装置であるＥＴＣ用アンテナのＸ−Ｚ平面放射パターンを示す図である。 図１に示した複合アンテナ装置に使用される第４のアンテナ装置である電話用アンテナであるＸ−Ｙ平面放射パターンを示す図である。 本発明が適用される別の複合アンテナ装置を示す図で、（Ａ）は透視平面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は背面図である。 本発明が適用される更に別の複合アンテナ装置を斜め前方から見た分解斜視図である。 図９に示した複合アンテナ装置を斜め後方から見た分解斜視図である。 図９に示した複合アンテナ装置を底面側から見た分解斜視図である。 図９乃至図１１中からトップケース、ボトムケース、およびグランド板を省いた状態の複合アンテナ装置を示す図で、（Ａ）は斜め前方から見た斜視図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は前面図（正面図）、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図、（Ｆ）は後面図（背面図）、（Ｇ）は底面図である。 図９に示した複合アンテナ装置における、第３の出力ケーブルの第２の接地部の固定構造を示す分解斜視図である。 図１３に示した固定構造の断面図である。

符号の説明

１０ 第１のアンテナ装置（ＧＰＳ用アンテナ）
１１ 第１のアンテナ素子（パッチアンテナ）
１５ シールドケース
２０ 第２のアンテナ装置（ＶＩＣＳ用アンテナ）
２１ 第２のアンテナ素子（パッチアンテナ）
３０、３０Ａ 第３のアンテナ装置（ＥＴＣ用アンテナ）
３１ 第３のアンテナ素子
３１ａ 長孔
３２ グランド板
３２ａ 壁部
３４ ベース
３５ スペーサ
４０、４０Ａ 第４のアンテナ装置（電話用アンテナ）
４１ 給電素子（逆Ｌ素子）
４２ 無給電素子（寄生素子）
４５ サブアンテナ
５０、５０Ａ、５０Ｂ 複合アンテナ装置
５１ 主回路基板（グランド板）
５１Ａ 主回路基板
５１ａ 前辺
５１ｂ 後辺
５１ｃ 第１の側辺
５１ｄ 第２の側辺
５１ｅ 主面
５１ｆ 裏面
５１２ 係合孔
５１４ 貫通穴
５２ 補助回路基板
５２ａ 主面
５５ グランド板
５５２ 位置決め孔
５５４ バーリング穴
６１ 第１の出力ケーブル
６２ 第２の出力ケーブル
６３ 第３の出力ケーブル（同軸ケーブル）
６４ 第４の出力ケーブル
６７ ケーブルホルダ
６７２ フック部
６７４ 位置決め突起
６７６ 貫通穴
７１ 第１のスペーサ
７２ 第２のスペーサ
７５ アンテナホルダ
８１ 第１の接地部
８２ 第２の接地部（接地金具）
８２Ａ 第２の接地部（板バネ）
８２１ 円筒状部
８２２ 取付部
８２２ａ 円筒状突起
９１、９１Ａ ボトムケース
９１Ａａ 壁
９２、９２Ａ トップケース
９５ ブラケット

Claims (6)

1. 複数のアンテナ装置が１つの主回路基板上に搭載される複合アンテナ装置であって、
   前記複数のアンテナ装置の一つの特定のアンテナ装置は、前記主回路基板と離間して配置されたグランド板と、前記主回路基板上に配置され他のアンテナ装置の使用する周波数帯より低い周波数帯の電波を受信し、逆Ｌ素子である給電素子と、前記主回路基板上に配置され寄生素子である無給電素子と、前記給電素子に対する給電点で接続された内部導体を持つ同軸ケーブルであって、前記主回路基板と前記グランド板との間に配置された前記同軸ケーブルとを有し、
   前記給電点で前記同軸ケーブルの外部導体を前記グランド板へ接地する第１の接地部と、
   該第１の接地部から実質的に（λ／４）（λは使用する周波数帯の波長）の距離だけ離間した箇所で、前記同軸ケーブルの外部導体を前記グランド板へ接地する第２の接地部と
   を有することを特徴とする複合アンテナ装置。
2. 前記主回路基板は主面と裏面とを持ち、前記グランド板は前記主回路基板の裏面側に配置されており、前記給電素子は前記主回路基板の主面上に設けられ、前記同軸ケーブルは前記主回路基板の裏面上に設けられ、前記同軸ケーブルは前記主回路基板と前記グランド板との間に設けられる、請求項１に記載の複合アンテナ装置。
3. 前記特定のアンテナ装置は、前記主回路基板と前記グランド板間との間に配置されて、前記同軸ケーブルを保持するケーブルホルダを備え、
   前記同軸ケーブルの被膜は、前記第１の接地部から実質的に（λ／４）の距離だけ離間した箇所で剥がされて、前記外部導体が露出しており、
   前記第２の接地部は、前記露出した外部導体を前記グランド板に接地させるために、前記ケーブルホルダと前記グランド板間との間に挿入されて、ネジにより締め付け固定される板バネを有することを特徴とする、請求項２に記載の複合アンテナ装置。
4. 前記板バネは、前記露出した外部導体に巻き付けられる円筒状部と、該円筒状部から延在して前記ネジにより前記ケーブルホルダと前記グランド板との間に取り付けられる取付部とを有する、請求項３に記載の複合アンテナ装置。
5. 前記グランド板は、前記主回路基板側へ向けて突出して前記ネジが螺合されるバーリング穴を持ち、
   前記取付部は、前記バーリング穴の外周壁を覆うように突出する円筒状突起を持つ、請求項４に記載の複合アンテナ装置。
6. 前記複数のアンテナ装置は、第１乃至第４のアンテナ装置からなり、
   前記第１及び第２のアンテナ装置は、それぞれ、前記主回路基板の主面上に搭載された第１及び第２のアンテナ素子を含み、
   前記第３のアンテナ装置は、前記主回路基板の主面上に配置された第３のアンテナ素子と、該第３のアンテナ素子を取り囲むような壁部を有するグランド板とからなり、
   前記第４のアンテナ装置は、前記特定のアンテナ装置からなる、請求項１に記載の複合アンテナ装置。

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