JPH0749846Y2

JPH0749846Y2 - 車載用ホイツプアンテナ

Info

Publication number: JPH0749846Y2
Application number: JP1989064376U
Authority: JP
Inventors: 淳谷▲吉▼; 俊彦近藤
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 1989-05-31
Filing date: 1989-05-31
Publication date: 1995-11-13
Anticipated expiration: 2004-05-31
Also published as: JPH033824U

Description

【考案の詳細な説明】概要車載用マルチバンドホイツプアンテナにおいて、車体表
面付近よりもスペースの制約の小さい車体内方で給電す
るために、筒状の外導体を車体に固定し、アンテナ基端
部を、使用される高い周波数帯域の波長をλとすると
き、展開長がλ/2に形成されるコイル状内導体に接続す
る。

これによつて、前記高い周波数帯域における電送線路と
アンテナとのインピーダンス整合を良好に行い、またコ
イル状内導体の軸線方向の長さは該内導体を筒状に形成
した場合に比べて短く、したがつて伝送線路の浮遊容量
を小さくして、低周波数帯域における受信電圧の損失を
少なくする。

産業上の利用分野本考案は、ラジオ放送の周波数帯域や自動車電話の周波
数帯域などの複数の周波数帯域に亘つて共用される車載
用ホイツプアンテナに関する。

従来の技術自動車のリアトランク付近に立設されるアンテナは、リ
アフエンダの幅などの車体形状の制約によつて、給電点
を車体表面から離す必要がある。しかしながらこのよう
に給電点を車体表面から離すと、車体表面から給電点ま
での伝送線路によつて、アンテナとケーブルとのインピ
ーダンス整合を行うことが困難になる。

一方、インピーダンス整合が行われていない状態で、そ
のアンテナが自動車電話に用いられたときには、送信信
号がアンテナで反射され、送信回路が破壊されてしまう
恐れがある。このため典型的な従来技術では、第４図で
示されるようにしてインピーダンス整合が行われてい
る。

第４図は、典型的な従来技術のホイツプアンテナ11の断
面図である。このホイツプアンテナ11は、自動車の車体
12に取付けられ、自動車電話の送受信のために用いられ
る。アンテナエレメント13は、縮小した状態で筒体14内
の収納空間15に収納され、かつ、筒体14から上方に伸長
した状態で使用状態とされる。

筒体14の内周面には、該筒体14の上端部から長さ１に
亘つて筒状の内導体16が形成され、また筒体14の外周面
には、該筒体14の下端部から車体12までの長さl2に亘つ
て筒状の外導体17が形成される。筒体14は、たとえばポ
リエチレンなどの合成樹脂材料から成り、両導体16,17
間に充填によつて形成され、誘電体としての機能を有す
る。

アンテナエレメント13の基端部13aには板ばね18が固定
されており、この板ばね18によつてアンテナエレメント
13は軸線方向に摺動可能に支持されるとともに、内導体
16と電気的に接続される。筒体14の上端部14aにおい
て、外導体17は金属製の固定筒21,22と、固定板23とを
介して車体12に固定され、かつ電気的に接続される。筒
体14と、固定筒21,22および固定板23との接続部分に
は、シール用の樹脂24が充填され、ナツト25が螺着され
る。

筒体14の下方において、内導体16の下端部付近には、接
続孔26が形成される。接続孔26内において、内導体16に
は同軸ケーブル27の内導体28が接続され、また外導体17
には同軸ケーブル27の外導体29が接続される。同軸ケー
ブル27は、外導体17に取付けられたケーブル保持部材30
によつて保持されて導出され、自動車電話の送受信機に
接続される。

第５図は、上述のように構成されたホイツプアンテナ11
の等価回路図である。この第５図において、Zrはアンテ
ナエレメント13のインピーダンスであり、Z₀は長さ１
を有する電送線路、すなわち内導体16および外導体17の
インピーダンスであり、ａは給電点、すなわち同軸ケー
ブル27と内導体16および外導体17との接続位置である。

一般に、Zr≠０のとき、給電点ａから見たインピーダン
スZlは、電送線路の損失が無視できる場合、真空中で
は、で表される。ただしβは位相定数である。したがって、
β１＝πであればZl＝Z₀とすることができ、給電点ａ
にアンテナエレメント13が直接接続されているとみなす
ことができる。

すなわち、自動車電話に使用される電波の波長をλとす
ると、β＝２π／λであるから、１＝π／β＝λ/2の
とき、長さ１を有する電送線路の影響を無視すること
ができる。このため、筒体14の比誘電率をεｓとする
と、内導体16の長さ１の一般式は第２式で示される。

ただし、ｎは自然数である。この長さ１は、たとえば
12cmである。また、外導体の長さl2は、前述のように内
導体16の長さ１より長く形成され、アンテナエレメン
ト13の長さl3は、たとえばλ/4の9cmに選ばれる。

このようにして、アンテナエレメント13と同軸ケーブル
27とのインピーダンス整合を良好に行うとともに、給電
点ａを車体12から離れた位置に設けている。

考案が解決しようとする課題上述のようにして、インピーダンス整合の行われたホイ
ツプアンテナ11を、アンテナエレメント13にさらにラジ
オ放送を受信するためのエレメントを付加して、ラジオ
放送受信用と自動車電話送受信用とに共用した場合、車
体12から給電点ａまでの長さ１が長いため、導体16,1
7間の浮遊容量によつて、特に周波数の低い振幅変調放
送帯域の受信電圧が低下してしまう。

本考案の目的は、インピーダンス整合を良好に行うこと
ができるとともに、低周波数帯域においても、受信電圧
の損失を減少することができる車載用ホイツプアンテナ
を提供することである。

課題を解決するための手段本考案は、複数の周波数帯域に亘つて共通に用いられる
アンテナエレメントの基端部が自動車の車体に固定され
る車載用ホイツプアンテナにおいて、車体に固定される筒状外導体と、該外導体内に配置されて上端部に前記アンテナエレメン
トの基端部が接続され下端部に給電されるコイル状内導
体とを備え、該コイル状内導体の展開長を、前記複数の周波数帯域の
うちの高い周波数帯域の信号の波長をλとするとき、λ
/2に選んだことを特徴とする車載用ホイツプアンテナで
ある。

作用本考案に従えば、車体には筒状の外導体が固定され、こ
の外導体内には内導体が設けられる。内導体はコイル状
に形成され、その上端部はアンテナエレメントの基端部
に接続され、下端部には給電接続される。アンテナエレ
メントは、複数の周波数帯域に亘つて共通に用いられ、
前記コイル状内導体の展開長は、使用される高い周波数
の信号の波長をλとするとき、λ/2となるように選ばれ
ている。

したがつて、給電点となる内導体の下端部からアンテナ
エレメント側を見たとき、内導体および外導体によつて
構成される伝送線路とアンテナエレメントとの合成イン
ピーダンスと、アンテナエレメント自体のインピーダン
スとが等しくなつて、前記伝送線路の影響を無視するこ
とができ、アンテナエレメントをケーブルに直接接続し
た状態と等しくなり、インピーダンス整合を良好に行う
ことができる。

また、内導体の軸線方向の長さは、該内導体をコイル状
に形成したので、小さく抑えることができ、該内導体と
外導体との間の浮遊容量を小さくして、低周波帯域にお
ける受信電圧の損失を低減することができる。

実施例第１図は、本考案の一実施例のホイツプアンテナ41の断
面図である。このホイツプアンテナ41は、大略的に、ア
ンテナエレメント42と、該アンテナエレメント42を車体
43内に収納する収納筒44と、アンテナエレメント42を伸
縮駆動する伸縮駆動機構45とを包んで構成される。この
ホイツプアンテナ41は、自動車のリアトランク付近に立
設されて、ラジオ放送受信用、および自動車電話送受信
用として共用される。

アンテナエレメント42は、直円筒状の導体51,54,57と、
帽状の導体53,56と、移相コイル52と、帯域分離用コイ
ル55とから構成されている。導体54,56および帯域分離
用コイル55の内外径は相互に等しく形成されており、ま
た導体51,53および移相コイル52の内外径は相互に等し
く形成されており、こうしてアンテナエレメント42は望
遠鏡状に伸縮自在に構成される。

前記収納筒44は、同心の内導体61および外導体62と、こ
れらの導体61,62間に充填される筒体63とを含んで構成
される。内導体61は、第１導体64と、コイル状の第２導
体65とから構成されており、第１導体64と筒体63と外導
体62とは、直円筒状に形成される。第１導体64から、第
２導体の埋込まれる筒体63に連なる収納筒44の内周面
は、面一に形成される。

なお、第２導体65の間隔をあまり狭くすると、インダク
ダンスが大きくなつて、周波数の高い自動車電話の送受
信信号が通過しにくくなるため、この間隔は自動車電話
帯域でのインピーダンスが小さくなるように選ばれる。

このように形成される収納筒44内に前記アンテナエレメ
ント42は縮小して収納され、アンテナエレメント42が伸
縮駆動されると、導体51の基端部51aに固定された板ば
ね58が摺動し、こうしてアンテナエレメント42が保持さ
れるとともに、アンテナエレメント42が伸長した状態で
は、該アンテナエレメント42と第１導体64とが電気的に
接続される。

アンテナエレメント42の導体57の下端部には可撓性の索
条84の一端部が固定されており、この索条84の他端部は
前記伸縮駆動機構45内のリール85に巻付けられている。
またこの索条84は、たとえば合成樹脂などの電気絶縁性
材料から成り、その長手方向に対して伸縮しない性質を
有する。前記リール85はモータ86によつて回転駆動さ
れ、索条84が巻取られたときにはアンテナエレメント42
は縮小し、索条84が巻戻されたときにはアンテナエレメ
ント42は伸長する。

収納筒44の上端部44aにおいて、外導体62は、金属製の
固定筒71,72と固定板73とを介して車体43に固定され、
かつ電気的に接続される。収納筒44と固定筒71,72およ
び固定板73との接続部分には、シール用の樹脂74が充填
され、ナツト75が螺着される。

筒体44の下方において、内導体62の下端部付近には、接
続孔76が形成される。第２導体65の上端部は第１導体64
の下端部に接続され、また接続孔76において、第２導体
65の下端部には同軸ケーブル77の内導体78が接続され、
外導体62には同軸ケーブル77の外導体79が接続される。
同軸ケーブル77は、外導体62に取付けられたケーブル保
持部材80によつて保持されて導出され、分波器81に接続
される。分波器81から導出される同軸ケーブル82にはラ
ジオ放送の受信信号が出力されており、また同軸ケーブ
ル83を介して自動車電話の送受信信号が伝送される。

第２図は、上述のホイツプアンテナ41の自動車電話送受
信時の原理を説明するための図である。自動車電話に用
いられる比較的高い周波数の波長をλａとし、ラジオ放
送に用いられる比較的低い周波数の波長をλｂとする。

アンテナエレメント42の導体51は、３・λa/8（＝約11c
m）の長さに形成され、そのうちの車体43側の長さλa/4
を有する部分は、導体部分93を構成する。導体51の残余
の長さλa/8を有する部分と、移相コイル52と、導体53
の移相コイル52側の長さλa/8を有する部分とは、迂回
路部分94を構成する。移相コイル52の展開長は、λa/4
（＝約9cm）であるため、この迂回路部分94の全長はλa
/2となる。導体53,54は、５・λa/8（＝約20cm）の長さ
に形成され、前記迂回路部分94を構成するλa/8の長さ
を除いた残余の長さλa/2を有する部分は、導体部分94
を構成する。

したがつて、このようにしてコリニアアレーアンテナが
構成され、移相コイル52を展開した全長は約40cm、すな
わち日本の自動車電話の周波数帯域860〜940MHzの波長
λａの5/4倍に選ばれる。帯域分離用コイル55は、自動
車電話用の比較的高い周波数に対してはハイインピーダ
ンスとなり、ラジオ放送用の比較的低い周波数に対して
はローインピーダンスとなる。移相コイル52は、λａの
波長に対しては移相器として働き、逆相の電流分布を低
く抑えるため、第２図において参照符96,97で示される
ように、正相部分が大きく強調された振幅を有する電流
分布を得ることができる。したがつて、自由空間中のλ
a/2の長さを有するダイポールアンテナに比べて、２倍
の利得を得ることができる。こうして、自動車電話など
の高い周波数帯域に対して、高い利得を得ることができ
る。

第３図は、ラジオ放送受信時の原理を説明するための図
である。ラジオ放送受信時には、アンテナエレメント42
は全長に亘つて使用される。前記移相コイル52の巻回し
た状態での軸線方向の長さは約4cmであり、したがつて
前記コリニアアレーアンテナの全長は約35cmである。ま
た、帯域分離用コイル55および導体56,57の長さは約55c
mである。したがつて、アンテナエレメント42の全長は
約90cm、すなわち日本の周波数変調放送の周波数帯域76
〜90MHzの波長λｂの1/4倍の長さに選ばれている。

上述のように構成されたホイツプアンテナ41において、
導体51,53,54および移相コイル52を用いて自動車電話の
送受信が行われ、このとき前述のように収納筒44の内導
体61の第２導体65を展開した長さは、自動車電話の周波
数帯域の波長λａの1/2倍であり、したがつてこのよう
に給電点を車体43から離れて配置しても、同軸ケーブル
77を直接アンテナエレメント42に接続した状態と等価と
なるため、インピーダンス整合を良好に行うことができ
る。

また、振幅変調放送よりもこの自動車電話の周波数帯域
に近い周波数変調放送受信時にも、インピーダンス整合
を良好に行うことができる。さらにまた、振幅変調放送
受信時には、内導体61の第２導体65をコイル状に形成し
たので、該内導体61の軸線方向長さを短くすることがで
き、これによつて導体61,62間の浮遊容量を小さくし
て、受信電圧の損失を抑えることができ、あるいは外側
の第１導体62の外径を小さくすることができる。

なお上述の実施例では、内導体61は、コイル状の第２導
体65と筒状の第１導体64とによつて、構成されたけれど
も、本考案の他の実施例として内導体61の全体がコイル
状に形成されてもよい。また、アンテナエレメント42が
伸縮されないときには、内導体61は他の形状、たとえば
ジグザグ状に屈曲して形成されてもよい。

考案の効果以上のように本考案によれば、アンテナの基端部をコイ
ル状の内導体に接続し、この内導体を覆う外導体を車体
に固定し、小孔される高い周波数の波長をλとすると
き、前記内導体の展開長λ/2に形成したので、内導体お
よび外導体から成る伝送線路に接続されるケーブルと、
該伝送線路およびアンテナとのインピーダンス整合を良
好に行うことができる。

また、内導体の軸線方向の長さは短く、したがつて前記
伝送径路における浮遊容量を小さくすることができ、低
い周波数帯域における受信電圧の損失を低減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例のホイツプアンテナ41の断面
図、第２図は自動車電話送受信時の原理を説明するため
の図、第３図はラジオ放送受信時の原理を説明するため
の図、第４図は従来技術のホイツプアンテナ11の断面
図、第５図は自動車電話送受信時のホイツプアンテナ11
の等価回路図である。 41……ホイツプアンテナ、42……アンテナエレメント、
43……車体、44……収納筒、45……伸縮駆動機構、51,5
3,54,56,57……導体、52……移相コイル、55……帯域分
離用コイル、61,78……内導体、62,79……外導体、63…
…筒体、64……第１導体、65……第２導体、76……接続
孔、77,82,83……同軸ケーブル、81……分波器、84……
索条

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】複数の周波数帯域に亘つて共通に用いられ
るアンテナエレメントの基端部が自動車の車体に固定さ
れる車載用ホイツプアンテナにおいて、車体に固定される筒状外導体と、該外導体内に配置されて上端部に前記アンテナエレメン
トの基端部が接続され下端部に給電されるコイル状内導
体とを備え、該コイル状内導体の展開長を、前記複数の周波数帯域の
うちの高い周波数帯域の信号の波長をλとするとき、λ
/2に選んだことを特徴とする車載用ホイツプアンテナ。