WO2016175171A1 - 複合アンテナ装置 - Google Patents

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WO2016175171A1
WO2016175171A1 PCT/JP2016/062921 JP2016062921W WO2016175171A1 WO 2016175171 A1 WO2016175171 A1 WO 2016175171A1 JP 2016062921 W JP2016062921 W JP 2016062921W WO 2016175171 A1 WO2016175171 A1 WO 2016175171A1
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antenna device
band element
composite antenna
open end
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真功 山口
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原田工業株式会社
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    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/28—Combinations of substantially independent non-interacting antenna units or systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/32—Vertical arrangement of element
    • H01Q9/36—Vertical arrangement of element with top loading
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/42—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole with folded element, the folded parts being spaced apart a small fraction of the operating wavelength

Definitions

  • the present invention relates to a composite antenna device, and more particularly to a composite antenna device capable of receiving signals in a plurality of frequency bands.
  • the composite antenna can be designed freely to some extent if there is no particular problem with the space in which the antenna element is placed. There were various restrictions such as unavoidable, and it was difficult to obtain sufficient antenna performance. In recent years, various information devices have been installed in vehicles for safety and comfort. Accordingly, it is necessary to use signals in various frequency bands, and it is necessary to provide antenna elements suitable for each frequency band. However, when the space in the case of the low-profile antenna is small, the antenna elements have to be placed close to each other, and the antenna elements influence each other, and particularly in the AM frequency band, good antenna characteristics. There was a problem of not being able to obtain.
  • the top capacity section is provided to increase antenna capacity and suppress performance degradation.
  • the first antenna element and the Band-III / L-Band second antenna element are electrically cut off using the coil unit, and the top capacitor unit, the first antenna element, and the coil unit resonate in the FM frequency band.
  • the antenna is configured to operate as a non-resonant antenna in the AM frequency band.
  • the present invention intends to provide a composite antenna device that can be miniaturized by devising the arrangement of antenna elements to ensure isolation.
  • a composite antenna device is connected to a base portion fixed to a vehicle and a first power feeding portion for a first frequency band, and the vehicle is connected to the base portion.
  • the first frequency band element and the second frequency band second lower than the first frequency band are arranged in a vertical direction when viewed from the front of the composite antenna device and an oblique direction when viewed from the side.
  • 2 is a second frequency band element that is connected to the power feeding unit and arranged in the vertical direction when viewed from the front of the composite antenna device and in the oblique direction when viewed from the side, in the direction opposite to the vehicle with respect to the base unit.
  • the first frequency band element and the second frequency band element are arranged so as to spread in a V shape from the first power feeding part and the second power feeding part, and the second frequency band element is bent and bent in the middle. From location Having an open end portion that extends up to the length, in which includes the elements for a second frequency band, a.
  • the open end side portion of the second frequency band element may be bent to the side away from the first frequency band element.
  • the open end side portion of the second frequency band element may be bent toward the side closer to the first frequency band element.
  • the open end side portion of the second frequency band element may extend in parallel to the base portion.
  • the open end side portion of the second frequency band element may be constituted by a capacity loading portion.
  • the first frequency band element further includes an open end side portion that is bent in the middle of the first frequency band element and extends from the bent position to a predetermined length, and the open end side portion is a second end portion. It may be bent toward the side closer to the frequency band element.
  • the substrate erected perpendicularly to the base portion in the direction opposite to the vehicle, and the first frequency band element and the second frequency band element are disposed on the substrate. Also good.
  • an amplifier circuit for the first frequency band and / or the second frequency band may be provided, and the amplifier circuit may be disposed on the substrate.
  • the portion of the first frequency band element and / or the second frequency band element that is arranged so as to spread in a V shape from the first power feeding portion and the second power feeding portion is configured in a coil shape. May be.
  • a third frequency band element connected to a third power feeding unit for a third frequency band higher than the first frequency band may be provided.
  • the composite antenna device of the present invention has an advantage that it can be miniaturized by ensuring the isolation by devising the arrangement of the antenna elements.
  • FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a first example of the composite antenna device of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic side view for explaining a second example of the composite antenna device of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic side view for explaining a third example of the composite antenna device of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining an example in which the composite antenna device of the present invention is realized using a substrate.
  • FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a first example of a composite antenna device of the present invention
  • FIG. 1 (a) is a side sectional view
  • FIG. 1 (b) is a back sectional view.
  • the composite antenna device of the present invention can receive signals in a plurality of frequency bands, and is used for, for example, a vehicle. More specifically, it is used for a low-profile antenna device disposed on a vehicle roof.
  • the composite antenna device of the present invention is mainly composed of a base portion 10, a first frequency band element 20, and a second frequency band element 30.
  • the example applied to the low profile antenna is shown, and it is covered with the cover 1 of the shark fin shape.
  • the base unit 10 is fixed to the vehicle.
  • the base portion 10 includes a screw boss 11 and the like, and the screw boss 11 is inserted into a hole provided in the vehicle roof and is fixed to the vehicle with a screw.
  • the base portion 10 may be a metal base or a resin base. Further, it may be a composite base of a metal base and a resin base.
  • the first frequency band of the first frequency band element 20 is a band-III frequency band for digital audio broadcasting (DAB (Digital Audio Broadcasting)), for example.
  • the frequency band of Band-III is, for example, a 174 MHz to 240 MHz band.
  • the first frequency band element 20 is connected to the first power feeding section 21 for the first frequency band.
  • the first frequency band element 20 is arranged in a direction perpendicular to the base portion 10 in the direction opposite to the vehicle, in a vertical direction when viewed from the front of the composite antenna device and in an oblique direction when viewed from the side.
  • the first frequency band element 20 may be rod-shaped or linear, or may be patterned on the substrate by etching or the like. Further, it may be formed in a meander shape or a coil shape. In that case, the axis of the element may be arranged in the vertical direction when viewed from the front and in the oblique direction when viewed from the side.
  • the second frequency band of the second frequency band element 30 is lower than the first frequency band, for example, a frequency band for the FM frequency band.
  • the FM frequency band is, for example, a 76 MHz to 90 MHz band or an 88 MHz to 108 MHz band.
  • the second frequency band element 30 is connected to the second power feeding section 31.
  • the second frequency band element 30 is arranged in a direction perpendicular to the base portion 10 in the direction opposite to the vehicle and in an oblique direction as viewed from the front and from a side of the composite antenna device.
  • the first frequency band element 20 and the second frequency band element 30 are arranged so as to spread in a V shape from the first power supply unit 21 and the second power supply unit 31.
  • the first power feeding unit 21 and the second power feeding unit 31 are brought close to each other, and the elements are arranged to be away from each other.
  • the second frequency band element 30 is bent halfway and has an open end side portion 32 extending from the bent position to a predetermined length.
  • the open end side portion 32 is bent toward the side away from the first frequency band element 20.
  • the open end side part 32 showed the example extended in parallel with respect to the base part 10.
  • the open end side portion 32 may be appropriately inclined according to the shape of the cover 1 or the like.
  • the second frequency band element 30 may also be rod-shaped or linear, or may be patterned on the substrate by etching or the like. Further, it may be formed in a meander shape or a coil shape. In that case, the axis of the element may be arranged in the vertical direction when viewed from the front and in the oblique direction when viewed from the side.
  • the V-shaped angle of the first frequency band element 20 and the second frequency band element 30 is ⁇ .
  • ⁇ was changed from 0 ° to 170 °, it was found that isolation was increased as ⁇ was increased.
  • the 1st frequency band and the 2nd frequency band were the same frequency, the tendency for isolation to become low was seen. That is, it has been found that the isolation can be achieved as the first frequency band and the second frequency band are different frequencies and as ⁇ is larger.
  • the composite antenna device of the present invention is configured to be a low-profile antenna using such a phenomenon.
  • the composite antenna device according to the present invention is configured in this way, so that isolation between antenna elements can be ensured.
  • a coil may be appropriately provided between the element and the power feeding unit for impedance adjustment or the like.
  • FIG. 2 is a schematic side view for explaining a second example of the composite antenna device of the present invention.
  • the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same parts.
  • the open end side portion 32 of the second frequency band element 30 is bent to the side away from the first frequency band element 20.
  • the present invention is not limited to this, and may be bent toward the side closer to the first frequency band element 20, as shown in FIG.
  • the first frequency band element 20 is arranged in the direction perpendicular to the vehicle with respect to the base portion 10 in the direction opposite to the vehicle and in the oblique direction as viewed from the side.
  • the second frequency band element 30 is disposed in a direction perpendicular to the base portion 10 in the direction opposite to the vehicle and in an oblique direction as viewed from the front and from a side of the composite antenna device.
  • the first frequency band element 20 and the second frequency band element 30 are arranged so as to spread in a V shape from the first power supply unit 21 and the second power supply unit 31.
  • the second frequency band element 30 is bent halfway, and the open end side portion 32 is bent toward the side closer to the first frequency band element 20. That is, the second frequency band element 30 can be disposed so as to be folded back. Thereby, the length of a longitudinal direction can be shortened.
  • the second frequency band element 30 can be isolated regardless of which of the open end side portions 32 is bent. Therefore, when the internal space is limited, such as a low-profile antenna. In addition, it can be appropriately arranged according to the space.
  • FIG. 3 is a schematic side view for explaining a third example of the composite antenna device of the present invention.
  • the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same parts.
  • the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same parts.
  • the base portion and the like are omitted.
  • the open end side portion 32 of the second frequency band element 30 is bent.
  • the present invention is not limited to this, and the first frequency band element 20 may be bent as shown in FIG. That is, the first frequency band element 20 can be arranged so as to be folded. Thereby, the length in the longitudinal direction can be shortened. Further, the height direction can be shortened.
  • the second frequency band element 30 is bent halfway, and the open end side portion 32 is bent toward the side closer to the first frequency band element 20.
  • the first frequency band element 20 further includes an open end side portion 22 that is bent halfway and extends from the bent position to a predetermined length. It is bent to the side closer to the element 30 for the two frequency bands. Even in such an arrangement, it is possible to achieve isolation as long as the first power supply unit 21 and the second power supply unit 31 are arranged so as to spread in a V shape.
  • the open end side portion 32 of the second frequency band element 30 is bent toward the side closer to the first frequency band element 20, and the open end side portion 22 of the first frequency band element 20 is further bent to the second frequency. It is also possible to bend the side closer to the band element 30. That is, further miniaturization is possible by arranging the two elements so as to be folded.
  • FIG. 4A and 4B are schematic views for explaining an example in which the composite antenna device of the present invention is realized using a substrate.
  • FIG. 4A is a side sectional view and FIG. 4B is a back sectional view. is there.
  • the same reference numerals as those in FIG. 3 denote the same parts.
  • the example shown in FIG. 3 is arranged on a substrate.
  • FIG. 4 illustrates a more specific mounting example.
  • the elements are arranged using a substrate.
  • the substrate 40 is erected perpendicularly to the base portion 10 in the direction opposite to the vehicle.
  • the first frequency band element 20 and the second frequency band element 30 are formed by patterning on the substrate 40 by etching or the like.
  • the substrate 40 is a double-sided substrate, and the first frequency band element 20 is patterned so as to be coiled by being spirally connected using the front and back surfaces.
  • the axis of the coiled portion is arranged in the vertical direction when viewed from the front and in the oblique direction when viewed from the side.
  • the first frequency band element 20 is bent halfway, and the open end side portion extending from the bent position to a predetermined length is constituted by a plate-like pattern 23 in the illustrated example.
  • the plate-like pattern 23 is directed to the side closer to the second frequency band element 30 as a whole.
  • the first frequency band element 20 is not only configured in a rod shape or a linear shape, but may be combined with a coiled pattern or a plate-like pattern as in the illustrated example.
  • a coil-shaped pattern not only what is formed by patterning but the thing using an air core coil may be used.
  • positioned so that it may spread in V shape of the element 30 for 2nd frequency bands was shown in the coil shape.
  • the substrate 40 is a double-sided substrate, and the second frequency band element 30 is patterned so as to be coiled by being spirally connected using the front and back surfaces.
  • the axis of the coiled portion is arranged in the vertical direction when viewed from the front and in the oblique direction when viewed from the side.
  • the second frequency band element 30 is bent halfway, and the open end side portion extending from the bent position to a predetermined length is constituted by a capacity loading portion 33 in the illustrated example.
  • the capacity loading portion 33 is configured by an umbrella-type element.
  • the longitudinal direction of the capacity loading portion 33 is directed to the side closer to the first frequency band element 20. That is, in the illustrated example, the tip (upper side) of the coil-shaped portion of the second frequency band element 30 is connected to the rear side of the capacity loading portion 33 (rear power feeding), so that the first frequency band It is comprised so that it may face in the side which approaches the element 20 for use.
  • the front end side of the coil-shaped part of the element 30 for 2nd frequency bands may be connected to the front side part of the capacity
  • FIG. 1 the arrangement example shown in FIG. 1 is obtained.
  • the length in the longitudinal direction can be shortened by being connected to the rear side portion. Note that there is no particular difference in the reception performance of vertically polarized waves even if the capacity loading unit 33 is rear feeding.
  • the second frequency band element 30 is not only configured in a rod shape or a linear shape, but a coiled pattern or a capacity loading portion may be appropriately combined as shown in the illustrated example.
  • the capacity loading portion 33 may have a configuration in which a plate-like pattern is arranged on a substrate instead of the umbrella-shaped element as shown in the illustrated example.
  • the present invention is not limited to the combination of the illustrated examples, and can be appropriately combined according to the internal space of the low-profile antenna or the like.
  • the amplifier circuit 45 amplifies signals for the first frequency band and / or the second frequency band.
  • the first frequency band element 20 and the second frequency band element 30, and the amplifier circuit 45 for amplifying these signals are all configured on the same substrate 40, so that one main component element is formed.
  • a substrate can be formed.
  • the amplifier circuit 45 may be provided on the base unit 10 side.
  • FIG. 4 shows an example of a composite antenna apparatus that can receive signals in three frequency bands.
  • the third frequency band is a higher frequency band than the second frequency band, for example, the DAB L-Band frequency band.
  • the frequency band of L-Band is, for example, 1.4 GHz band.
  • the third frequency band element 50 is connected to the third power feeding section 51 for the third frequency band. Since the L-Band, which is the third frequency band, has a high frequency and a short element length, the third frequency band element 50 can be appropriately disposed in an empty space on the substrate.
  • the composite antenna device according to the present invention can be downsized by devising the arrangement of the antenna elements and ensuring the isolation, so that a large free space can be secured on the base portion 10 as well. . Therefore, for example, as shown in the drawing, a sanitary wave antenna 60 such as a GPS antenna can be installed.
  • each element can be arranged using a frame base such as an element holder made of resin or the like. It is.
  • composite antenna device of the present invention is not limited to the illustrated example described above, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

アンテナエレメントの配置を工夫してアイソレーションを確保することで小型化が可能な複合アンテナ装置を提供する。　複数の周波数帯の信号を受信可能な複合アンテナ装置は、ベース部１０と、第１周波数帯用エレメント２０と、第２周波数帯用エレメント３０とからなる。第１周波数帯用エレメント２０は、複合アンテナ装置の正面から見て垂直方向且つ側面から見て斜め方向に配置される。第２周波数帯用エレメント３０は、複合アンテナ装置の正面から見て垂直方向且つ側面から見て斜め方向に配置される。そして、第１周波数帯用エレメント２０と第２周波数帯用エレメント３０が、第１給電部２１と第２給電部３１からＶ字に広がるように配置されると共に、第２周波数帯用エレメント３０が途中で屈曲され、屈曲位置から所定の長さまで延在する開放端側部分３２を有する。

Description

複合アンテナ装置
　本発明は複合アンテナ装置に関し、特に、複数の周波数帯の信号を受信可能な複合アンテナ装置に関する。
　従来から、複数の周波数帯の信号を受信可能な複合アンテナは存在する。複合アンテナは、アンテナエレメントを配置するスペースに特に問題がなければある程度自由に設計可能であるが、例えば車両に搭載可能な低背型アンテナ場合、高さ制限やケース内の小さいスペースに収めなければいけない等、種々の制限があり、十分なアンテナ性能を得るのは難しかった。近年の車両には安全性や快適性を求め様々な情報機器の搭載が進められている。それに伴い、種々の周波数帯の信号を用いる必要があり、各周波数帯に適したアンテナエレメントを設ける必要がある。しかしながら、低背型のアンテナのケース内のスペースが小さい場合等では、各アンテナエレメントは近づけて配置せざるを得ず、互いにアンテナエレメント同士が影響し合って、特にＡＭ周波数帯では良好なアンテナ特性を得られないという問題点があった。
　このような問題を解決するために、特許文献１に開示の技術では、ＡＭ／ＦＭアンテナの第１アンテナエレメントの性能が単体時に比べて低下してしまうのを軽減するため、第１アンテナエレメント先端にトップ容量部を設けてアンテナ容量を稼ぎ、性能低下を抑えている。また、コイル部を用いて第１アンテナエレメントとＢａｎｄ－ＩＩＩ／Ｌ－Ｂａｎｄの第２アンテナエレメントとを電気的に遮断すると共に、ＦＭ周波数帯ではトップ容量部と第１アンテナエレメントとコイル部が共振アンテナとして、ＡＭ周波数帯では非共振アンテナとして動作するように構成している。
特開２０１２－１９９８６５号公報
　しかしながら、上述の特許文献１の技術では、各アンテナエレメントのアイソレーションを取るために第１アンテナエレメントと第２アンテナエレメントのクリアランスを１０ｍｍ以上開ける必要があった。また、アイソレーションの関係でＢａｎｄ－ＩＩＩアンテナ特性とＦＭアンテナ特性がトレードオフの関係となっていた。したがって、両方の性能向上が望まれていた。また、近年さらにアンテナの小型化が求められているため、設置スペースのさらなる縮小化が求められていた。この際、さらにアイソレーションが取り難くなり、性能低下が問題となり得ていた。また、トップ容量部をさらに大型化することも考えられるが、大きくするとトップ容量部とＢａｎｄ－ＩＩＩアンテナとのアイソレーションが問題となり、Ｂａｎｄ－ＩＩＩのアンテナ性能が低下する問題もあった。
　本発明は、斯かる実情に鑑み、アンテナエレメントの配置を工夫してアイソレーションを確保することで小型化が可能な複合アンテナ装置を提供しようとするものである。
　上述した本発明の目的を達成するために、本発明による複合アンテナ装置は、車両に固定されるベース部と、第１周波数帯用の第１給電部に接続され、ベース部に対して車両と反対方向に向かって、複合アンテナ装置の正面から見て垂直方向且つ側面から見て斜め方向に配置される、第１周波数帯用エレメントと、第１周波数帯よりも低い第２周波数帯用の第２給電部に接続され、ベース部に対して車両と反対方向に向かって、複合アンテナ装置の正面から見て垂直方向且つ側面から見て斜め方向に配置される第２周波数帯用エレメントであって、第１周波数帯用エレメントと第２周波数帯用エレメントが、第１給電部と第２給電部からＶ字に広がるように配置されると共に、第２周波数帯用エレメントが途中で屈曲され、屈曲位置から所定の長さまで延在する開放端側部分を有する、第２周波数帯用エレメントと、を具備するものである。
　ここで、第２周波数帯用エレメントの開放端側部分が、第１周波数帯用エレメントから離れる側に屈曲されるものであれば良い。
　また、第２周波数帯用エレメントの開放端側部分が、第１周波数帯用エレメントに近寄る側に屈曲されるものであっても良い。
　また、第２周波数帯用エレメントの開放端側部分は、ベース部に対して平行に延在するものであっても良い。
　また、第２周波数帯用エレメントの開放端側部分は、容量装荷部で構成されるものであっても良い。
　また、第１周波数帯用エレメントは、第１周波数帯用エレメントが途中で屈曲され、屈曲位置から所定の長さまで延在する開放端側部分をさらに有し、該開放端側部分が、第２周波数帯用エレメントに近寄る側に屈曲されるものであっても良い。
　さらに、ベース部に対して車両と反対方向に向かって垂直に立設される基板を具備し、第１周波数帯用エレメント及び第２周波数帯用エレメントが、基板上に配置されるものであっても良い。
　さらに、第１周波数帯用及び／又は第２周波数帯用のアンプ回路を具備し、該アンプ回路が、基板上に配置されるものであっても良い。
　また、第１周波数帯用エレメント及び／又は第２周波数帯用エレメントの、第１給電部と第２給電部からＶ字に広がるように配置される部分が、コイル状に構成されるものであっても良い。
　さらに、第１周波数帯よりも高い第３周波数帯用の第３給電部に接続される第３周波数帯用エレメントを具備するものであっても良い。
　本発明の複合アンテナ装置には、アンテナエレメントの配置を工夫してアイソレーションを確保することで小型化が可能であるという利点がある。
図１は、本発明の複合アンテナ装置の第１例を説明するための概略図である。 図２は、本発明の複合アンテナ装置の第２例を説明するための概略側面配置図である。 図３は、本発明の複合アンテナ装置の第３例を説明するための概略側面配置図である。 図４は、本発明の複合アンテナ装置を基板を用いて実現した例を説明するための概略図である。
　以下、本発明を実施するための形態を図示例と共に説明する。図１は、本発明の複合アンテナ装置の第１例を説明するための概略図であり、図１（ａ）が側断面図であり、図１（ｂ）が背断面図である。本発明の複合アンテナ装置は、複数の周波数帯の信号を受信可能なものであり、例えば車両に用いられるものである。より具体的には、車両ルーフ上に配置される低背型アンテナ装置に用いられるものである。図示の通り、本発明の複合アンテナ装置は、ベース部１０と、第１周波数帯用エレメント２０と、第２周波数帯用エレメント３０とから主に構成されている。また、図示例では、低背型アンテナに応用した例を示しており、シャークフィン形状のカバー１に覆われている。
　ベース部１０は、車両に固定されるものである。例えば、ベース部１０は、ねじボス１１等を有しており、車両ルーフに設けられた孔にねじボス１１を差し込み、ねじにより車両に固定されるものである。ベース部１０は、金属ベースであっても良いし、樹脂ベースであっても良い。また、金属ベースと樹脂ベースの複合ベースであっても良い。
　第１周波数帯用エレメント２０の第１周波数帯は、例えばデジタルオーディオ放送（ＤＡＢ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ａｕｄｉｏ　Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ））のＢａｎｄ－ＩＩＩ用の周波数帯である。Ｂａｎｄ－ＩＩＩの周波数帯は、例えば１７４ＭＨｚ～２４０ＭＨｚ帯である。第１周波数帯用エレメント２０は、第１周波数帯用の第１給電部２１に接続されている。第１周波数帯用エレメント２０は、ベース部１０に対して車両と反対方向に向かって、複合アンテナ装置の正面から見て垂直方向且つ側面から見て斜め方向に配置されている。第１周波数帯用エレメント２０は、棒状や線状であっても良いし、基板上にエッチング等でパターンニング形成されても良い。また、メアンダ状やコイル状に形成されても良い。その場合、エレメントの軸が正面から見て垂直方向且つ側面から見て斜め方向に配置されれば良い。
　第２周波数帯用エレメント３０の第２周波数帯は、第１周波数帯よりも低いものであり、例えばＦＭ周波数帯用の周波数帯である。ＦＭ周波数帯は、例えば７６ＭＨｚ～９０ＭＨｚ帯、又は８８ＭＨｚ～１０８ＭＨｚ帯である。第２周波数帯用エレメント３０は、第２給電部３１に接続されている。第２周波数帯用エレメント３０は、ベース部１０に対して車両と反対方向に向かって、複合アンテナ装置の正面から見て垂直方向且つ側面から見て斜め方向に配置されている。そして、第１周波数帯用エレメント２０と第２周波数帯用エレメント３０が、第１給電部２１と第２給電部３１からＶ字に広がるように配置されている。即ち、第１給電部２１と第２給電部３１を近づけると共に、各エレメント同士が遠ざかるように配置されている。さらに、第２周波数帯用エレメント３０は途中で屈曲されており、屈曲位置から所定の長さまで延在する開放端側部分３２を有している。図示例では、開放端側部分３２は、第１周波数帯用エレメント２０から離れる側に屈曲された例を示している。また、開放端側部分３２は、ベース部１０に対して平行に延在している例を示した。しかしながら、開放端側部分３２は、カバー１の形状等に応じて適宜傾斜していても良い。第２周波数帯用エレメント３０も、棒状や線状であっても良いし、基板上にエッチング等でパターンニング形成されても良い。また、メアンダ状やコイル状に形成されても良い。その場合、エレメントの軸が正面から見て垂直方向且つ側面から見て斜め方向に配置されれば良い。
　ここで、第１周波数帯用エレメント２０と第２周波数帯用エレメント３０のＶ字の角度をθとする。θを０度から１７０度まで変化させたところ、θが大きくなるほどアイソレーションが取れることが分かった。なお、第１周波数帯と第２周波数帯が同一周波数の場合には、アイソレーションが低くなる傾向が見られた。即ち、第１周波数帯と第２周波数帯が異なる周波数である程、そしてθが大きい程、アイソレーションが取れることが分かった。本発明の複合アンテナ装置では、このような現象を利用して低背型アンテナとなるように構成している。
　本発明の複合アンテナ装置は、このように構成されることにより、アンテナエレメント間のアイソレーションを確保することが可能となる。なお、インピーダンス調整等のために、コイルをエレメントと給電部との間に適宜設けても良い。
　次に、本発明の複合アンテナ装置の他の例を説明する。図２は、本発明の複合アンテナ装置の第２例を説明するための概略側面配置図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表している。また、図２ではエレメントのみを表し、ベース部等は省略した。図１の例では、第２周波数帯用エレメント３０の開放端側部分３２は第１周波数帯用エレメント２０から離れる側に屈曲された例を示した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、図２に示されるように、第１周波数帯用エレメント２０に近寄る側に屈曲されても良い。
　図２に示される例でも、第１周波数帯用エレメント２０は、ベース部１０に対して車両と反対方向に向かって、複合アンテナ装置の正面から見て垂直方向且つ側面から見て斜め方向に配置されている。また、第２周波数帯用エレメント３０は、ベース部１０に対して車両と反対方向に向かって、複合アンテナ装置の正面から見て垂直方向且つ側面から見て斜め方向に配置されている。そして、第１周波数帯用エレメント２０と第２周波数帯用エレメント３０が、第１給電部２１と第２給電部３１からＶ字に広がるように配置されている。さらに、第２周波数帯用エレメント３０は途中で屈曲されており、開放端側部分３２が第１周波数帯用エレメント２０に近寄る側に屈曲されている。即ち、第２周波数帯用エレメント３０を折り返すように配置することが可能となる。これにより、長手方向の長さを短くすることができる。
　このように、第２周波数帯用エレメント３０は、開放端側部分３２をどちらに屈曲させてもアイソレーションを取ることが可能であるため、低背型アンテナ等、内部スペースが限られている場合に、スペースに合わせて適宜配置が可能である。
　次に、本発明の複合アンテナ装置の他の例を説明する。図３は、本発明の複合アンテナ装置の第３例を説明するための概略側面配置図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表している。また、図３ではエレメントのみを表し、ベース部等は省略した。図１や図２の例では、第２周波数帯用エレメント３０の開放端側部分３２が屈曲された例を示した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、図３に示されるように、第１周波数帯用エレメント２０も屈曲されても良い。即ち、第１周波数帯用エレメント２０を折り返すように配置することも可能である。これにより、長手方向の長さを短くすることが可能となる。さらに、高さ方向も短くすることも可能となる。
　図３に示される例では、第２周波数帯用エレメント３０が途中で屈曲されており、開放端側部分３２が第１周波数帯用エレメント２０に近寄る側に屈曲されている。また、図２と異なる点として、第１周波数帯用エレメント２０は、途中で屈曲され屈曲位置から所定の長さまで延在する開放端側部分２２をさらに有し、開放端側部分２２が、第２周波数帯用エレメント３０に近寄る側に屈曲されている。このような配置であっても、第１給電部２１と第２給電部３１からＶ字に広がるように配置されていればアイソレーションを取ることが可能である。
　このように、第２周波数帯用エレメント３０の開放端側部分３２を第１周波数帯用エレメント２０に近寄る側に屈曲させ、さらに第１周波数帯用エレメント２０の開放端側部分２２を第２周波数帯用エレメント３０に近寄る側に屈曲させることも可能である。即ち、２つのエレメントを折り畳むように配置することでさらに小型化が可能である。
　次に、本発明の複合アンテナ装置を基板に実装した場合について説明する。図４は、本発明の複合アンテナ装置を基板を用いて実現した例を説明するための概略図であり、図４（ａ）が側断面図であり、図４（ｂ）が背断面図である。図中、図３と同一の符号を付した部分は同一物を表している。基本的には図３に示される例を基板上に配置したものである。上述の図示例では、エレメント間の配置を工夫することによりアイソレーションを高めることが可能であることを概念的に説明したが、図４では、より具体的に実装例を説明する。図示例では、基板を用いてエレメントを配置している。図示の通り、基板４０がベース部１０に対して垂直に車両と反対方向に向かって立設されている。そして、第１周波数帯用エレメント２０や第２周波数帯用エレメント３０は、この基板４０上にエッチング等によりパターンニング形成されている。
　図示例では、第１周波数帯用エレメント２０のＶ字に広がるように配置される部分がコイル状に構成されている例を示した。具体的には、基板４０が両面基板であり、表面と裏面を用いて螺旋状に接続されることでコイル状となるように第１周波数帯用エレメント２０がパターンニングされている。このとき、コイル状の部分の軸が正面から見て垂直方向且つ側面から見て斜め方向に配置されている。そして、第１周波数帯用エレメント２０が途中で屈曲されており、屈曲位置から所定の長さまで延在する開放端側部分が、図示例では板状パターン２３で構成されている。この板状パターン２３が、全体として第２周波数帯用エレメント３０に近寄る側に向けられている。このように、本発明の複合アンテナ装置は、第１周波数帯用エレメント２０が棒状や線状に構成されるだけでなく、図示例のようにコイル状パターンや板状パターンを組み合わせても良い。なお、コイル状パターンについてはパターンニング形成されるものだけではなく、空芯コイルを用いたものであっても良い。
　そして、図示例では、第２周波数帯用エレメント３０のＶ字に広がるように配置される部分もコイル状に構成されている例を示した。具体的には、基板４０が両面基板であり、表面と裏面を用いて螺旋状に接続されることでコイル状となるように第２周波数帯用エレメント３０がパターンニングされている。このとき、コイル状の部分の軸が正面から見て垂直方向且つ側面から見て斜め方向に配置されている。そして、第２周波数帯用エレメント３０が途中で屈曲されており、屈曲位置から所定の長さまで延在する開放端側部分が、図示例では容量装荷部３３で構成されている。容量装荷部３３は、図示例では傘型エレメントから構成されている。これは、基板の上部端辺に合わせた長手方向に伸びる頂部３４と、頂部３４から両側に傾斜した屋根状の傾斜部３５を有するものである。この容量装荷部３３の長手方向が、第１周波数帯用エレメント２０に近寄る側に向けられている。即ち、図示例では、第２周波数帯用エレメント３０のコイル状の部分の先端部（上部側）が、容量装荷部３３の後側部に接続される（後方給電）ことで、第１周波数帯用エレメント２０に近寄る側に向けられるように構成されている。なお、容量装荷部３３の前側部に第２周波数帯用エレメント３０のコイル状の部分の先端側が接続されても良い。この場合は、図１に示した配置例になる。図４に示される例では、後側部に接続されることで、長手方向の長さを短くすることが可能となる。なお、容量装荷部３３が後方給電であっても、垂直偏波の受信性能については特に差は生じない。
　このように、本発明の複合アンテナ装置は、第２周波数帯用エレメント３０が棒状や線状に構成されるだけでなく、図示例のようにコイル状パターンや容量装荷部を適宜組み合わせても良い。また、容量装荷部３３は、図示例のような傘型エレメントではなく、基板上に板状パターンを配置した構成であっても良い。さらに、図示例の組み合わせにも限定されず、低背型アンテナ等の内部スペースに合わせて適宜組み合わせることも可能である。
　また、図示例では、基板４０上にアンプ回路４５が配置されている例を示した。アンプ回路４５は、第１周波数帯用及び／又は第２周波数帯用の信号を増幅するものである。このように、第１周波数帯用エレメント２０や第２周波数帯用エレメント３０、さらにはこれらの信号を増幅するアンプ回路４５を、すべて同一基板４０上に構成することで、主要構成要素を１枚基板化することが可能となる。なお、アンプ回路４５はベース部１０側に設けられても良い。
　さらに、図示例では、基板４０上に第３周波数帯用エレメント５０を配置した例を示した。即ち、図４は、３つの周波数帯域の信号を受信可な複合アンテナ装置の例を示している。第３周波数帯は、第２周波数帯よりも高い周波数帯であり、例えばＤＡＢのＬ－Ｂａｎｄの周波数帯である。Ｌ－Ｂａｎｄの周波数帯は、例えば１．４ＧＨｚ帯である。第３周波数帯用エレメント５０は、第３周波数帯用の第３給電部５１に接続されている。第３周波数帯であるＬ－Ｂａｎｄは、周波数が高く、エレメント長が短く済むため、第３周波数帯用エレメント５０は基板の空きスペースに適宜配置可能である。
　このように、本発明の複合アンテナ装置は、アンテナエレメントの配置を工夫してアイソレーションを確保することで小型化が可能となるため、ベース部１０上にも空きスペースを大きく確保することができる。したがって、例えば図示のように、ＧＰＳアンテナ等の衛生波用アンテナ６０を設置することも可能となる。
　図４の例では、第１周波数帯用エレメント２０や第２周波数帯用エレメント３０が、基板４０上にエッチング等によりパターンニング形成されている例を示したが、本発明はこれに限定されない。第１周波数帯用エレメントや第２周波数帯用エレメントは、図示例のような配置となれば良いので、例えば樹脂製等からなるエレメントホルダ等の枠台を用いて各エレメントを配置することも可能である。
　なお、本発明の複合アンテナ装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
　１０　　ベース部
　１１　　ねじボス
　２０　　第１周波数帯用エレメント
　２１　　第１給電部
　２２　　開放端側部分
　２３　　板状パターン
　３０　　第２周波数帯用エレメント
　３１　　第２給電部
　３２　　開放端側部分
　３３　　容量装荷部
　３４　　頂部
　３５　　傾斜部
　４０　　基板
　４５　　アンプ回路
　５０　　第３周波数帯用エレメント
　５１　　第３給電部
　６０　　衛生波用アンテナ

Claims (10)

  1. 　複数の周波数帯の信号を受信可能な複合アンテナ装置であって、該複合アンテナ装置は、
    　車両に固定されるベース部と、
    　第１周波数帯用の第１給電部に接続され、前記ベース部に対して車両と反対方向に向かって、複合アンテナ装置の正面から見て垂直方向且つ側面から見て斜め方向に配置される、第１周波数帯用エレメントと、
    　第１周波数帯よりも低い第２周波数帯用の第２給電部に接続され、前記ベース部に対して車両と反対方向に向かって、複合アンテナ装置の正面から見て垂直方向且つ側面から見て斜め方向に配置される第２周波数帯用エレメントであって、第１周波数帯用エレメントと第２周波数帯用エレメントが、第１給電部と第２給電部からＶ字に広がるように配置されると共に、第２周波数帯用エレメントが途中で屈曲され、屈曲位置から所定の長さまで延在する開放端側部分を有する、第２周波数帯用エレメントと、
    　を具備することを特徴とする複合アンテナ装置。
  2. 　請求項１に記載の複合アンテナ装置において、前記第２周波数帯用エレメントの開放端側部分が、第１周波数帯用エレメントから離れる側に屈曲されることを特徴とする複合アンテナ装置。
  3. 　請求項１に記載の複合アンテナ装置において、前記第２周波数帯用エレメントの開放端側部分が、第１周波数帯用エレメントに近寄る側に屈曲されることを特徴とする複合アンテナ装置。
  4. 　請求項１乃至請求項３の何れかに記載の複合アンテナ装置において、前記第２周波数帯用エレメントの開放端側部分は、ベース部に対して平行に延在することを特徴とする複合アンテナ装置。
  5. 　請求項１乃至請求項４の何れかに記載の複合アンテナ装置において、前記第２周波数帯用エレメントの開放端側部分は、容量装荷部で構成されることを特徴とする複合アンテナ装置。
  6. 　請求項１乃至請求項５の何れかに記載の複合アンテナ装置において、前記第１周波数帯用エレメントは、第１周波数帯用エレメントが途中で屈曲され、屈曲位置から所定の長さまで延在する開放端側部分をさらに有し、該開放端側部分が、第２周波数帯用エレメントに近寄る側に屈曲されることを特徴とする複合アンテナ装置。
  7. 　請求項１乃至請求項６の何れかに記載の複合アンテナ装置であって、さらに、前記ベース部に対して車両と反対方向に向かって垂直に立設される基板を具備し、前記第１周波数帯用エレメント及び第２周波数帯用エレメントが、前記基板上に配置されることを特徴とする複合アンテナ装置。
  8. 　請求項７に記載の複合アンテナ装置であって、さらに、第１周波数帯用及び／又は第２周波数帯用のアンプ回路を具備し、該アンプ回路が、前記基板上に配置されることを特徴とする複合アンテナ装置。
  9. 　請求項１乃至請求項８の何れかに記載の複合アンテナ装置において、前記第１周波数帯用エレメント及び／又は第２周波数帯用エレメントの、第１給電部と第２給電部からＶ字に広がるように配置される部分が、コイル状に構成されることを特徴とする複合アンテナ装置。
  10. 　請求項１乃至請求項８の何れかに記載の複合アンテナ装置であって、さらに、第１周波数帯よりも高い第３周波数帯用の第３給電部に接続される第３周波数帯用エレメントを具備することを特徴とする複合アンテナ装置。
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