JP6918607B2 - アンテナ装置 - Google Patents
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Description
図1(a)は、第1実施形態に係るアンテナ装置の上面図、同(b)は側面図、同(c)は背面図である。本実施形態に係るアンテナ装置1は、電波透過性のアンテナケース10と、アンテナケース10の開口部を閉塞する樹脂性のアンテナベース20とを有する。アンテナケース10は、先端に行くほど細くかつ低くなると共に、側面も内側に湾曲した曲面とされた流線型に成形されている。これは、車両が走行しているときの空気抵抗を極力防ぐためである。アンテナベース20のほぼ中央部には、アンテナ装置1を車両ルーフへ取り付けるためのキャプチャ部30が設けられている。アンテナケース10とアンテナベース20の内部には、アンテナ部品を収納するための収納空間が形成される。
次に、アンテナ装置1のアンテナ部品の構造、特に容量装荷素子12とDTTB素子13との形状、構造、組み合わせの形態を採用した理由をシミュレーション結果に基づいて詳しく説明する。図5は、DTTB素子13の幅、長さ、傾きなどを共通にした場合の容量装荷素子12とDTTB素子13とが前後方向に重なり合っている長さの比率(横軸)と、DTTB素子13のDTTB波帯における垂直偏波水平面内利得のレンジ(縦軸:dB)との関係を示したシミュレーション観測図である。なお、DTTB素子13には、トラップ回路が接続されていない。
なお、容量装荷素子とDTTB素子との組を以後「アンテナ部」と称する場合がある。容量装荷素子42,52,62は、それぞれ側面の外周は同じである。また、DTTB素子43,53,63は、いずれもその一端が各容量装荷素子42,52,62の先端から僅かに前方に突出し、他端は各容量装荷素子42,52,62の後端まで延びている。
以上のことから、本実施形態では図9(c)に示されるミアンダ状の容量装荷素子62とDTTB素子62との組み合わせ例を採用したものである。
第1実施形態に係るアンテナ装置1では、図3(a)〜(c)に例示される構成のトラップ回路を用いたが、図13(a)に示すように、コンデンサCだけでトラップ回路を構成しても良い。また、同(b)に示すように、コンデンサCを可変にしても良い。
図12は、図3(a)に示したLC並列回路でトラップ回路を構成した場合と、図13(a),(b)に示すようにコンデンサCだけでトラップ回路を構成した場合の、周波数(横軸:MHz)と平均利得(縦軸:dBi)との関係を示したシミュレーション結果である。トラップ回路等の電気定数は、86MHz前後で平均利得が最大になるように決定されている。破線はLC並列回路で構成されたトラップ回路が接続された場合、実線はコンデンサCのみで構成されたトラップ回路の場合である。
図12に示されるように、コンデンサCのみでトラップ回路を構成しても、DTTB波帯とFM波帯とが分離されることからFM波帯での平均利得の低下が抑制される。なお、図13(c)に示すインダクタLのみでトラップ回路を構成しても良い。また、同(d)に示すようにインダクタLを可変にしても良い。
これにより、アンテナ装置1の製造コスト低減にさらに貢献することができる。
第1実施形態では、DTTB素子13を容量装荷素子12の縁122の間に、各縁の高さで配設されている例を説明したが、第3実施形態では、DTTB素子を仮想面上で容量装荷素子よりも上方、つまり縁以上の高さに配設した例を説明する。DTTB素子と容量素子以外の構成については、第1実施形態と同じである。図14(a)は、頂部のある傘状の容量装荷素子72の上方にDTTB素子73を配置したアンテナ部の例である。また、図14(b)は、頂部のないミアンダ状の容量装荷素子82の上方にDTTB素子83を配置したアンテナ部の例である。いずれもDTTB素子73,83は、第1実施形態において説明した仮想面上にあり、前後方向において、容量装荷素子72,82と重なり合っている。また、DTTB素子73,83には、第1実施形態又は第2実施形態において説明したトラップ回路が接続されている。DTTB素子73,83の実装は、実際にはアンテナケース10の内壁に沿って固定される。
図15から明らかな通り、平均利得は、太実線(ミアンダ状(高))で示される図14(b)のアンテナ部の場合が最も高く、次いで、細実線(傘状(高))で示される図14(a)のアンテナ部の場合が高くなった。すなわち、図14(a),(b)のように、DTTB素子73,83を容量装荷素子72,82の上方に配置することにより、DTTB波帯の平均利得が向上した。これは、車両ルーフの取付面から各DTTB素子73,83の高さが高くなったためと考えられる。
このように、第3実施形態によれば、DTTB波帯での利得をより高めることができる。
第1実施形態では、DTTB給電部となるDTTB接続金具113が容量装荷素子12の前方に存在する場合の例を説明したが、第4実施形態では、DTTB給電部を容量装荷素子の後端付近に位置させても良い。図16は第4実施形態におけるアンテナ部の模式図である。容量装荷素子92は第1実施形態で説明した容量装荷素子12と同じである。第4実施形態のDTTB素子93は、前後方向から見て容量装荷素子92の先端部と同じ位置から容量装荷素子92の後端部まで延びた後、下方に折り曲げられている。この折り曲げられた先端に図示しないDTTB接続金具(DTTB給電部)が配置される。
図17に示されるように、DTTB給電部が前方でも後方でもFM波帯の平均利得には大きな差は生じなかった。これは、アンテナ部の収納空間内におけるレイアウトの自由度が高まることを意味する。
第1実施形態では、DTTB素子13を棒状導体で構成した例を説明したが、第5実施形態では、DTTB素子13を板状導体で構成する場合の例を説明する。第5実施形態に係るDTTB素子は、幅を第1実施形態のDTTB素子13と同じ導体板、例えば銅板で構成したが、板状導体の形状、サイズ、材質は任意である。容量装荷素子その他の構成は、第1実施形態と同じである。
このように、第5実施形態によれば、DTTB波帯の平均利得をさらに高めることができる。
また、各実施形態は、必ずしも車載用のアンテナ装置に限定されるものではなく、他の移動体に搭載されるアンテナ装置、あるいは、据え置き型のアンテナ装置にも同様に適用が可能である。
Claims (13)
- 内部にアンテナ部品を収納する収納空間が形成された電波透過性のアンテナケースと、それぞれ異なるアンテナ部品で構成される第1アンテナ部及び第2アンテナ部と、
を備え、
前記第1アンテナ部は、前記収納空間の前後方向に延びる金属製の容量装荷素子を含み、
前記第2アンテナ部は、その一部又は全部のアンテナ部品が側面視で前記容量装荷素子と重なり合う、
アンテナ装置。 - 前記第1アンテナ部は、第1周波数帯の信号を少なくとも受信し、
前記第2アンテナ部は、前記第1周波数帯よりも高域となる第2周波数帯の信号を少なくとも受信する、
請求項1に記載のアンテナ装置。 - 前記容量装荷素子がミアンダ状に形成されている、
請求項1又は2に記載のアンテナ装置。 - 前記第2アンテナ部は、線状導体、棒状導体及び板状導体のいずれかで構成される放射素子を含む、
請求項1から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、所定間隔で対向する縁を有する2つのエレメントを含み、
前記放射素子の一部又は全部が、一方の前記エレメントの縁と他方の前記エレメントの縁との間に位置する、
請求項4に記載のアンテナ装置。 - 前記容量装荷素子の前方が前記放射素子の後方を覆うように配置される、又は、前記容量装荷素子の後方が前記放射素子の前方を覆うように配置される、
請求項4に記載のアンテナ装置。 - 前記放射素子は、前記容量装荷素子の長さの0.6倍以上が重なり合う、
請求項5又は6に記載のアンテナ装置。 - 前記第1アンテナ部の給電部が前記容量装荷素子の前端と後端との間に位置し、
前記第2アンテナ部の給電部が前記容量装荷素子の前端よりも前方又は前記容量装荷素子の後端付近に位置する、
請求項1から7のいずれか一項に記載のアンテナ装置。 - 前記第2アンテナ部の給電部に、前記第1アンテナ部で少なくとも受信可能な周波数帯の信号を遮断するトラップ回路が接続されている、
請求項1から8のいずれか一項に記載のアンテナ装置。 - 前記トラップ回路は、コンデンサ、インダクタ又はこれらの組み合わせで構成される、
請求項9に記載のアンテナ装置。 - 前記第1アンテナ部は、ヘリカル素子をさらに含み、前記ヘリカル素子は、前記第2アンテナ部に対してオフセットしている、
請求項1から10のいずれか一項に記載のアンテナ装置。 - 前記第1アンテナ部はFM波帯の放送波帯の信号を少なくとも受信し、
前記第2アンテナ部はFM波帯よりも高域の放送波帯の信号を少なくとも受信する、
請求項1から11のいずれか一項に記載のアンテナ装置。 - 前記アンテナケースの開口部を閉塞するアンテナベースをさらに備える、
請求項1から12のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
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