JP6499800B2 - アンテナ装置 - Google Patents
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Description
前記第2アンテナは、容量装荷素子を有していて前記第1アンテナの上方に位置し、前記容量装荷素子が前後方向に分割されており、
前記第1アンテナの周波数帯の周波数が、前記第2アンテナの周波数帯の周波数よりも高く、
前記第1アンテナと前記第2アンテナとは別体であり、別々に給電されている。
前記容量装荷素子及び前記コイルは、AM放送及びFM放送の少なくとも一方を受信するアンテナであってもよい。
前記容量装荷素子が金属板であってもよい。また、前記容量装荷素子は、上方に凸となる断面形状であってもよい。
図1〜図5を参照し、本発明の実施の形態1を説明する。図1は、実施の形態1に係るアンテナ装置1の模式図である。図1により、アンテナ装置1における、前後、上下、左右の各方向を定義する。上下方向と垂直な方向が水平方向である。なお、前後方向は、アンテナ装置1の長手方向であり、左右方向は、アンテナ装置1の幅方向である。また、前方向は、アンテナ装置1を車両に取り付けた場合の進行方向であり、左右方向は、進行方向である前方を見た状態を基準に定めている。アンテナ装置1は、車載用であり、車両のルーフ等に取り付けられる。アンテナ装置1は、図示しないケース内に、第1アンテナとしてのTELアンテナ2、第2アンテナとしての容量装荷素子3、及びヘリカル素子(AM/FMコイル)5を有するAM/FMアンテナを備える。容量装荷素子3及びヘリカル素子5により、AM/FM放送の受信が可能となる。
図6〜図17、図19、図20を参照し、本発明の実施の形態2を説明する。図6は、本発明の実施の形態2に係るアンテナ装置1Aの模式図である。図6に示すアンテナ装置1Aの構成は、図1と比較して、容量装荷素子3が第2板状部3bを備える点、及び容量装荷素子3の第1板状部3a(図1の容量装荷素子3全体に相当)と第2板状部3bとがフィルタ16で相互に接続されている点で相違し、その他の点で一致する。図6に示すTELアンテナ2と第1板状部3aの相対位置関係は、図1におけるTELアンテナ2と容量装荷素子3との相対位置関係と同じである。第2板状部3bは、第1板状部3aの後方に位置する。フィルタ16は、バンドエリミネーションフィルター(BEF:Band Elimination Filter)であり、本実施の形態においては、TELアンテナ2の送受信周波数帯付近の周波数帯を阻止するBEFである。本実施の形態では、第2板状部3bを備えることで、容量装荷素子3の全体サイズを大きくすることができ、AM/FM帯における性能を高めることができる。
1.GPSアンテナ21とXMアンテナ22との周波数帯域が、TELアンテナ2の周波数帯域と近いので、相互のアイソレーションを取る為に、GPSアンテナ21及びXMアンテナ22と、TELアンテナ2との距離を大きくする必要がある。そのため、GPSアンテナ21及びXMアンテナ22の配置スペースとTELアンテナ2の配置スペースとの間にコネクタ9cを配置することで、相互のアイソレーションを確保でき、配置スペースも小さくすることが可能となる。ここで、XMアンテナ22がGPSアンテナ21より前方に配置するのは、周波数が高いものから順に前方より配置して、近くに配置されるアンテナ同士の干渉を抑制するためである。例えば、TELアンテナ2の近くにGPSアンテナ21よりも周波数が高いXMアンテナ22を配置した場合、XMアンテナ22の波長の方がGPSアンテナ21よりも小さくなるため、TELアンテナ2のサイズが無視できなくなり、TELアンテナ2の近くにGPSアンテナ21を配置した場合よりも干渉が大きくなってしまうからである。
2.アンテナ装置1Aを固定するために、アンテナ装置1Aと車両ルーフとの隙間が大きくならないように、アンテナ装置1Aの前後方向及び左右方向の中央付近でボルト11がベース10に螺合してワッシャー(キャプチャー部)12の爪先端が車両と電気的なグランドをとっている。TELアンテナ2はボルト11に近接するベース10の穴から直出しされているコネクタ9c及び不図示のケーブルを介して車両機器に接続される。TELアンテナ2とボルト11との距離が大きくなると、TELアンテナ2とボルト11との間の経路が電気長を有するものとなって、ベース10に発生する電流が車両ルーフに発生する電流とで打ち消しあい(TELアンテナ2に励起されるはずの電流が車両に流れてしまい)、TELアンテナ2の利得が低下することがある。このため、TELアンテナ2の給電位置はアンテナ装置1Aの前後方向及び左右方向の中央付近に位置するのが望ましい。
3.アンテナ装置1Aの取付け先の車両の空力を考慮すると、アンテナ装置1Aは前方向から後方向に向かって上下方向が高くなっていることが望ましい。そのために、上下方向の高さの低いXMアンテナ22とGPSアンテナ21を前方向に位置させるのが望ましい。XMアンテナ22とGPSアンテナ21との上下方向の高さが低いのは、所望周波数が高く波長が短いので小型化できるからである。
以上の3つの理由から、前方向から順にXMアンテナ22、GPSアンテナ21、TELアンテナ2、ヘリカル素子5が配置されている。
1.TELアンテナ2とヘリカル素子5との距離が短くなると、両者に浮遊容量が現れることがある。これを防ぐためにTELアンテナ2とヘリカル素子5との距離を長くするのが望ましいが、狭いインナーケース6内で距離を長くするのは難しい。そこで、図11(B)に示すようにヘリカル素子5を左右方向に長い楕円状に周回させることで、TELアンテナ2とヘリカル素子5との距離が長くなってアイソレーションが改善でき、両者間に浮遊容量が現れるのを抑制することができる。また、図11(C)に示すようにヘリカル素子5を前後方向に長い楕円状に周回させた場合、ヘリカル素子5のTELアンテナ2に対向する面が小さくなるため、TELアンテナ2とヘリカル素子5との離間距離が図11(A)に示すTELアンテナ2とヘリカル素子5との離間距離と同じでも両者間のアイソレーションを改善でき、両者間に浮遊容量が現れるのを抑制することができる。
2.ヘリカル素子5を楕円状に周回させることで、楕円の短径が真円の直径と等しい場合、ヘリカル素子5を上方向から見た投影面積が真円状よりも大きくなり、真円状よりも電気長をとることができるので、インナーケース6内の前後方向の配置の自由度が向上する。また、ヘリカル素子5を上方向から見た投影面積が大きくなることから、高周波損失を抑制することができる。
以上が、ヘリカル素子5が楕円状に周回する場合の効果である。なお、ヘリカル素子5の周回形状は長方形等の多角形形状であってもよい。
図18は、本発明の実施の形態3に係るアンテナ装置1Bの模式図である。図18に示すアンテナ装置1Bは、図6に示すアンテナ装置1Aのフィルタ16に替えて、ミアンダライン23を備える。ミアンダライン23は、容量装荷素子3の第1板状部3a及び第2板状部3bの間を相互に接続する。本実施の形態のその他の点は、実施の形態2と同様である。図19に示すように、本実施の形態のアンテナ装置1BのTELアンテナ2のアンテナ利得も、実施の形態2のアンテナ装置1AのTELアンテナ2のアンテナ利得と同様に、TELアンテナ2単体の場合と同程度の良好な特性となった。
図21は、比較例1に係るアンテナ装置の模式図である。このアンテナ装置は、図1に示した実施の形態1のものと比較して、TELアンテナ2が容量装荷素子3から前後方向に離間している点、具体的にはTELアンテナ2の前後方向中央位置が容量装荷素子3の前端から30mm離間している点で相違し、その他の点で一致する。
図22は、比較例2に係るアンテナ装置の模式図である。このアンテナ装置は、図1に示した実施の形態1のものと比較して、TELアンテナ2の前後方向中央位置が容量装荷素子3の前端と一致する点で相違し、その他の点で一致する。比較例2は、比較例1においてTELアンテナ2の前後方向中央位置の容量装荷素子3の前端からの離間距離を0mmにしたものである。比較例2の場合、TELアンテナ2と容量装荷素子3が前後方向において近接しているため、アンテナ装置として小型にできるが、容量装荷素子3の影響を受けることにより、図23に示すように、TELアンテナ2のアンテナ利得がTELアンテナ2単体の場合と比較して大幅に悪化する。
図25は、本発明の実施の形態4に係るアンテナ装置1Cの斜視図である。図26は、図25においてインナーケース6を省略した斜視図である。本実施の形態のアンテナ装置1Cは、実施の形態2のアンテナ装置1Aと比較して、容量装荷素子3の第1板状部3aに切込部3dが設けられている点で相違し、その他の点で一致する。切込部3dを有することにより、第1板状部3aは、上方向から見て、方形の一辺が無い形状(コの字形状あるいはU字形状)をしており、後端部を除き左右方向に分割されている。これにより、第1板状部3aは、切込部3dを挟んで対向する一対の辺を有することになり、この一対の辺の各々に互いに逆向きに高周波電流が流れやすくなり、容量装荷素子3に励起されるFM帯よりも高い周波数の高調波成分を打ち消しやすくなる。このため、共振周波数の異なるアンテナ同士(容量装荷素子3とTELアンテナ2)の距離を近づけることが可能となる。
Claims (14)
- 車両に固定されるベースと、
前記ベースと係合するケースと、
前記ケース内に設けられた第1アンテナ及び第2アンテナと、
を備え、
前記第2アンテナは、容量装荷素子を有していて前記第1アンテナの上方に位置し、前記容量装荷素子が前後方向に分割されており、
前記第1アンテナの周波数帯の周波数が、前記第2アンテナの周波数帯の周波数よりも高く、
前記第1アンテナと前記第2アンテナとは別体であり、別々に給電されている、アンテナ装置。 - 前記容量装荷素子は、第1板状部及び第2板状部を有し、
前記第1板状部と前記第2板状部とが前後方向に分かれて配置され、
前記第1板状部と前記第2板状部との間に、ミアンダ部及びフィルタの少なくとも一方が設けられている、請求項1に記載のアンテナ装置。 - 前記容量装荷素子は、第1板状部及び第2板状部を有し、
前記第1板状部と前記第2板状部とが前後方向に分かれて配置され、
前記第2アンテナの周波数帯において、前記第1板状部と前記第2板状部とが、電気的に接続されている、請求項1又は請求項2に記載のアンテナ装置。 - 前記容量装荷素子は、第1板状部及び第2板状部を有し、
前記第1板状部と前記第2板状部とが前後方向に分かれて配置され、
前記第1板状部及び前記第2板状部の少なくとも一方が、導電性板状体を有する、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のアンテナ装置。 - 前記容量装荷素子は、第1板状部及び第2板状部を有し、
前記第1板状部と前記第2板状部とが前後方向に分かれて配置され、
前記第1板状部の前後方向の長さは、前記第1アンテナに応じて調整可能である、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のアンテナ装置。 - 前記第2アンテナは、さらに、前記容量装荷素子に一端が接続されるコイルを有し、
前記容量装荷素子及び前記コイルは、AM放送及びFM放送の少なくとも一方を受信するアンテナである、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のアンテナ装置。 - 前記ベースに取り付けられるアンプ基板をさらに備え、
前記コイルの前記容量装荷素子に接続される一端の反対側の他端が前記アンプ基板に接続される、請求項6に記載のアンテナ装置。 - 給電点から前記コイルまでの給電線の長さは、前記第1アンテナの周波数帯の波長の1/4以下である、請求項7に記載のアンテナ装置。
- 前記第1アンテナは前記アンテナ装置の左右方向の略中心に位置する、請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
- 前記第1アンテナの給電位置が前記アンテナ装置の前後方向及び左右方向の中央付近に位置する、請求項1から請求項9のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
- シール部材が前記ベースのキャプチャー部を囲み、前記ベース部における前記シール部材の内側が、外側によりも下方に突出した凸部となっている、請求項1から請求項10のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
- 前記第2アンテナの下方に第3アンテナを備え、前記第1アンテナと前記第3アンテナの間にコネクタが配置されている、請求項1から請求項11のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
- 前記容量装荷素子が金属板である、請求項1から請求項12のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
- 前記容量装荷素子は、上方に凸となる断面形状である、請求項1から請求項13のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
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