JP2007295242A - 車載アンテナ及びその搭載方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の周波数帯域の各々で広帯域なアンテナ特性を適切に確保する。
【解決手段】ループ型アンテナのエレメント３とモノポール型アンテナのエレメント４とが同一給電点で給電されると共に、無給電エレメント５がモノポール型アンテナのエレメント４との間で電磁結合を発生する位置に配置されている。無給電エレメント５とモノポール型アンテナのエレメント４との間で電磁結合が発生して無給電エレメント５に電流が流れ、ＵＨＦ帯域及びＶＨＦ帯域の低周波側及び高周波側で共振する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載される車載アンテナ及びその搭載方法に関する。

複数の周波数帯域に対応するアンテナとして、テレビ用アンテナの近傍にＧＰＳ用アンテナを搭載し、無給電素子を利用して指向性及び偏波特性を調整するものがある（例えば特許文献１参照）。
特開２００５−１０２１８３号公報

ところが、上記した特許文献１に記載されているものでは、テレビ用アンテナのコネクタとＧＰＳ用アンテナのコネクタとが別々に必要であり、配線が多くなるので、組付性が低下すると共にコスト高になるという問題があった。一方、出願人は、これら配線の問題を解決すべく、ループ型アンテナのエレメントとモノポール型アンテナのエレメントとを同一給電点で給電可能な構成として、特願２００５−１９４９３１を出願した。

しかしながら、この特願２００５−１９４９３１では、一の周波数帯域（例えばＵＨＦ帯域）ではループ型アンテナにより広帯域なアンテナ特性を確保することができるが、他の周波数帯域（例えばＶＨＦ帯域）ではモノポール型アンテナにより広帯域なアンテナ特性を適切に確保することができず、改善する余地があった。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、組付性が低下したりコスト高になったりすることを未然に回避することができ、しかも、複数の周波数帯域の各々で広帯域なアンテナ特性を適切に確保することができる車載アンテナ及びその搭載方法を提供することにある。

請求項１に記載した車載アンテナによれば、エレメント長が複数の周波数帯域のうち一の周波数帯域に対応する長さに形成されているループ型アンテナのエレメントとエレメント長が複数の周波数帯域のうち他の周波数帯域の低周波側及び高周波側のうち一方側に対応する長さに形成されているモノポール型アンテナのエレメントとが同一給電点で給電されるように構成したので、組付性が低下したりコスト高になったりすることを未然に回避することができる。

また、一の周波数帯域ではループ型アンテナにより広帯域なアンテナ特性を適切に確保することができると共に、エレメント長が他の周波数帯域の低周波側及び高周波側のうち他方側に対応する長さに形成されている無給電エレメントがモノポール型アンテナのエレメントとの間で電磁結合を発生する位置に配置されて車両に搭載されるように構成したので、無給電エレメントとモノポール型アンテナのエレメントとの間で電磁結合が発生して無給電エレメントに電流が流れることにより、他の周波数帯域の低周波側及び高周波側の双方で共振させることができ、他の周波数帯域でも広帯域なアンテナ特性を適切に確保することができる。

請求項２に記載した車載アンテナによれば、ループ型アンテナのエレメントが一の周波数帯域として高周波数帯域に対応する長さに形成され、モノポール型アンテナのエレメントが他の周波数帯域として低周波数帯域に対応する長さに形成されているので、ループ型アンテナのエレメント及びモノポール型アンテナのエレメントが共存する構成で、アンテナ全体としてのサイズを小型化することができ、車載アンテナが例えば車載フィルムアンテナとしてウィンドウに搭載される場合であっても視界を適切に確保することができる。

請求項３に記載した車載アンテナによれば、モノポール型アンテナのエレメントが他の周波数帯域の高周波側に対応する長さに形成され、無給電エレメントが他の周波数帯域の低周波側に対応する長さに形成されているので、モノポール型アンテナのエレメント及び無給電エレメントが共存する構成で、アンテナ全体としてのサイズを小型化することができ、車載アンテナが例えば車載フィルムアンテナとしてウィンドウに搭載される場合であっても視界を適切に確保することができる。

請求項４に記載した車載アンテナによれば、無給電エレメントのエレメント長が他の周波数帯域の低周波側及び高周波側のうち他方側の電波の波長に略１／４を乗じ且つ搭載箇所の材質の誘電率による波長短縮率を乗じた長さに形成され、そのエレメントの一端部が開放されると共に他端部が車両ボデーに接地されて車両に搭載されるように構成したので、無給電エレメントの小型化を図ることができると共に、波長短縮率を考慮することにより、アンテナ特性を適切に確保することができる。

請求項５に記載した車載アンテナによれば、無給電エレメントのエレメント長が他の周波数帯域の低周波側及び高周波側のうち他方側の電波の波長に略１／２を乗じ且つ搭載箇所の材質の誘電率による波長短縮率を乗じた長さに形成され、そのエレメントの両端部が開放されて車両に搭載されるように構成したので、無給電エレメントの両端部が開放されることにより、無給電エレメントを車両ボデーに接地する構造を不要とすることができると共に、波長短縮率を考慮することにより、アンテナ特性を適切に確保することができる。

請求項６に記載した車載アンテナによれば、無給電エレメントがミアンダ形状で形成されているので、無給電エレメントの形状をコンパクト化することができると共にエレメント長をも短くすることができ、車載アンテナが例えば車載フィルムアンテナとしてウィンドウに搭載される場合であっても視界を適切に確保することができる。

請求項７に記載した車載アンテナの搭載方法によれば、エレメント長が複数の周波数帯域のうち一の周波数帯域に対応する長さに形成されているループ型アンテナのエレメントとエレメント長が複数の周波数帯域のうち他の周波数帯域の低周波側及び高周波側のうち一方側に対応する長さに形成されているモノポール型アンテナのエレメントとを同一給電点で給電すると共に、エレメント長が他の周波数帯域の低周波側及び高周波側のうち他方側に対応する長さに形成されている無給電エレメントをモノポール型アンテナのエレメントとの間で電磁結合を発生する位置に配置して車両に搭載するようにしたので、上記した請求項１に記載したものと同様の作用効果を得ることができ、組付性が低下したりコスト高になったりすることを未然に回避することができ、しかも、複数の周波数帯域の各々で広帯域なアンテナ特性を適切に確保することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態として、例えば車両のフロントウィンドウのコーナー部付近に貼付けられる車載フィルムアンテナに適用したものについて、図１及び図２を参照して説明する。
図２は、車載フィルムアンテナの正面図を示している。車載フィルムアンテナ１は、透明樹脂を材料としてなるフィルムシート２に、ループ型アンテナのエレメント３、モノポール型アンテナのエレメント４及び無給電エレメント５が形成されて構成されている。尚、図１及び図２では、説明の都合上、透明樹脂である旨をドットの集まりにて示している。

ループ型アンテナのエレメント３は、途中の１箇所で鋭角に折曲げられた形状をなしており、そのエレメント長（一端部３ａから他端部３ｂまでの長さ）がＵＨＦ帯域（４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）（本発明でいう一の周波数帯域）の電波の波長に略１／２を乗じ且つフロントウィンドウのガラスの誘電率による波長短縮率（０．７〜０．８）を乗じた長さに形成されており、その一端部３ａが給電部とされていると共に他端部３ｂが接地部とされている。

モノポール型アンテナのエレメント４は、途中の１箇所で鋭角に折曲げられた形状をなしており、そのエレメント長（一端部４ａから他端部４ｂまでの長さ）がＶＨＦ帯域（９０ＭＨｚ〜２２０ＭＨｚ）（本発明でいう他の周波数帯域）の高周波側の電波の波長に略１／４を乗じ且つフロントウィンドウのガラスの誘電率による波長短縮率を乗じた長さに形成されており、その一端部４ａが給電部とされていると共に他端部４ｂが開放端部とされている。

無給電エレメント５は、途中の２箇所で折曲げられた形状をなしており、そのエレメント長（一端部５ａから他端部５ｂまでの長さ）がＶＨＦ帯域の低周波側の電波の波長に略１／４を乗じ且つフロントウィンドウのガラスの誘電率による波長短縮率を乗じた長さに形成されており、その一端部５ａが接地部とされていると共に他端部５ｂが開放端部とされている。

この場合、モノポール型アンテナのエレメント４の一部と無給電エレメント５の一部とは互いに近接して略平行に配置されており、モノポール型アンテナのエレメント４に給電されると、その両者が互いに近接して略平行に配置されている箇所で電磁結合が発生し、無給電エレメント５に電流が流れるようになっている。

このように構成されてなる車載フィルムアンテナ１は、図１に示すように、フロントウィンドウ１１を内側（車室内側）正面から見て、車両ボデー１２の天井部分１２ａとピラー部分１２ｂとが交差するコーナー部付近に給電部３ａ，４ａが配置されるようにフィルムシート２がフロントウィンドウ１１に貼付けられて車両に搭載される。そして、フィルムシート２がフロントウィンドウ１１に貼付けられた後に、給電用の同軸ケーブル１３の内側導体（信号線）１３ａが給電部３ａ，４ａに接続されると共に外側導体（グランド線）１３ｂが導電性テープ１４により車両ボデー１２に接続されて接地される。また、ループ型アンテナのエレメント３の他端部３ｂが導電性テープ１５により車両ボデー１２に接続されて接地され、無給電エレメント５の一端部５ａが導電性テープ１６により車両ボデー１２に接続されて接地される。

以上に説明したように第１の実施形態によれば、ループ型アンテナのエレメント３とモノポール型アンテナのエレメント４とが同一給電点で給電されるように構成したので、組付性が低下したりコスト高になったりすることを未然に回避することができ、また、無給電エレメント５をモノポール型アンテナのエレメント４との間で電磁結合を発生する位置に配置したので、無給電エレメント５とモノポール型アンテナのエレメント４との間で電磁結合が発生して無給電エレメント５に電流が流れることにより、ＶＨＦ帯域の低周波側及び高周波側の双方で共振させることができ、ＶＨＦ帯域でも広帯域なアンテナ特性を適切に確保することができる。

この場合、ループ型アンテナのエレメント３をＵＨＦ帯域に対応する長さに形成し、モノポール型アンテナのエレメント４をＶＨＦ帯域に対応する長さに形成したので、ループ型アンテナのエレメント３及びモノポール型アンテナのエレメント４が共存する構成で、アンテナ全体としてのサイズを小型化することができる。また、モノポール型アンテナのエレメント４をＶＨＦ帯域の高周波側に対応する長さに形成し、無給電エレメント５をＶＨＦ帯域の低周波側に対応する長さに形成したので、モノポール型アンテナのエレメント４及び無給電エレメント５が共存する構成で、アンテナ全体としてのサイズを小型化することができる。

さらに、無給電エレメント５のエレメント長をＶＨＦ帯域の電波の波長に略１／４を乗じ且つフロントウィンドウ１１のガラスの誘電率による波長短縮率を乗じた長さに形成し、その一端部５ａが車両ボデー１２に接地されると共に他端部５ｂが開放されるように搭載したので、無給電エレメント５の小型化を図ることができると共に、波長短縮率を考慮することにより、アンテナ特性をより適切に確保することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について、図３を参照して説明する。この第２の実施形態は、車載フィルムアンテナ２１において、フィルムシート２２に、無給電エレメント２３がミアンダ形状で形成され、エレメント長（一端部２３ａから他端部２３ｂまでの長さ）は、上記した第１の実施形態で説明した無給電エレメント５より短く形成されている。
この第２の実施形態によれば、無給電エレメント２３をミアンダ形状で形成したので、無給電エレメント２３の形状をコンパクト化することができると共にエレメント長をも短くすることができ、アンテナ全体としてのサイズを小型化することができ、フロントウィンドウ１１に搭載された場合であっても視界を適切に確保することができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について、図４及び図５を参照して説明する。この第３の実施形態は、車載フィルムアンテナ３１において、フィルムシート３２に、無給電エレメント３３が車両ボデー１２の天井部分１２ａに略平行に沿う形状で形成されている。この場合、無給電エレメント３３のエレメント長（一端部３３ａから他端部３３ｂまでの長さ）は、上記した第１の実施形態で説明した無給電エレメント５のエレメント長と略同じである。
図５は、上記した無給電エレメント３３が及ぼす影響を示すもので、無給電エレメント３３が配置されている場合と配置されていない場合とのＶＳＷＲ（電圧定在波比）の測定結果を示している。図５から明らかなように、無給電エレメント３３が配置されていることにより、ＶＨＦ帯域で広帯域なアンテナ特性が確保されている。
この第３の実施形態によれば、無給電エレメント３３を車両ボデー１２の天井部分１２ａに略平行に沿う形状で形成したので、フロントウィンドウ１１に搭載された場合であっても視界を適切に確保することができる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について、図６を参照して説明する。この第４の実施形態は、車載フィルムアンテナ４１において、フィルムシート４２に、互いに近接して略平行な箇所が長くなるようにモノポール型のエレメント４３と無給電エレメント４４とが形成されている。この場合、モノポール型のエレメント４３のエレメント長（一端部４３ａから他端部４３ｂまでの長さ）は、上記した第１の実施形態で説明したモノポール型のエレメント４のエレメント長と略同じであり、無給電エレメント４４のエレメント長（一端部４４ａから他端部４４ｂまでの長さ）は、上記した第１の実施形態で説明した無給電エレメント５のエレメント長と略同じである。
この第４の実施形態によれば、互いに近接して略平行な箇所が長くなるようにモノポール型のエレメント４３と無給電エレメント４４とを形成したので、アンテナ全体のサイズを小さくすることができる。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について、図７を参照して説明する。この第５の実施形態は、車載フィルムアンテナ５１において、フィルムシート５２に形成されている無給電エレメント５３は、そのエレメント長（一端部５３ａから他端部５３ｂまでの長さ）がＶＨＦ帯域の低周波側の電波の波長に略１／２を乗じ且つフロントウィンドウ１１のガラスの誘電率による波長短縮率を乗じた長さに形成されており、その両端部５３ａ，５３ｂが開放端部とされている。
この第５の実施形態によれば、無給電エレメント５３のエレメント長をＶＨＦ帯域の電波の波長に略１／２を乗じ且つフロントウィンドウ１１のガラスの誘電率による波長短縮率を乗じた長さに形成し、その両端部５３ａ，５３ｂが開放されるように搭載したので、無給電エレメント５３を車両ボデーに接地する構造を不要とすることができると共に、波長短縮率を考慮することにより、アンテナ特性を適切に確保することができる。

（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について、図８を参照して説明する。この第６の実施形態も、車載フィルムアンテナ６１において、フィルムシート６２に形成されている無給電エレメント６３は、そのエレメント長（一端部６３ａから他端部６３ｂまでの長さ）がＶＨＦ帯域の低周波側の電波の波長に略１／２を乗じ且つフロントウィンドウ１１のガラスの誘電率による波長短縮率を乗じた長さに形成されており、その両端部６３ａ，６３ｂが開放端部とされている。
この第６の実施形態によれば、無給電エレメント６３のエレメント長をＶＨＦ帯域の電波の波長に略１／２を乗じ且つフロントウィンドウ１１のガラスの誘電率による波長短縮率を乗じた長さに形成し、その両端部６３ａ，６３ｂが開放されるように搭載したので、上記した第５の実施形態に記載したものと同様にして、無給電エレメント６３を車両ボデーに接地する構造を不要とすることができると共に、波長短縮率を考慮することにより、アンテナ特性を適切に確保することができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形または拡張することができる。
車載フィルムアンテナは、テレビ用アンテナに限らず、ラジオ用アンテナ、ＧＰＳ用アンテナ、ＶＩＣＳ用アンテナ及びＥＴＣ用アンテナなどの他の用途に供されるアンテナであっても良く、また、その搭載箇所は、フロントウィンドウのコーナー部付近に限らず、リアウィンドウのコーナー部付近であっても良いし、コーナー部付近から離れた他の箇所であっても良い。

本発明の第１の実施形態を示すもので、車載フィルムアンテナがフロントウィンドウに搭載された態様を示す正面図 車載フィルムアンテナの構成を示す正面図 本発明の第２の実施形態を示すもので、車載フィルムアンテナがフロントウィンドウに搭載された態様を示す正面図 本発明の第３の実施形態を示すもので、車載フィルムアンテナがフロントウィンドウに搭載された態様を示す正面図 ＶＳＷＲの測定結果を示す図 本発明の第４の実施形態を示すもので、車載フィルムアンテナがフロントウィンドウに搭載された態様を示す正面図 本発明の第５の実施形態を示すもので、車載フィルムアンテナがフロントウィンドウに搭載された態様を示す正面図 本発明の第６の実施形態を示すもので、車載フィルムアンテナがフロントウィンドウに搭載された態様を示す正面図

符号の説明

図面中、１は車載フィルムアンテナ、３はループ型アンテナのエレメント、４はモノポール型アンテナのエレメント、５は無給電エレメント、２１は車載フィルムアンテナ、２３は無給電エレメント、３１は車載フィルムアンテナ、３３は無給電エレメント、４１は車載フィルムアンテナ、４３はモノポール型アンテナのエレメント、４４は無給電エレメント、５１は車載フィルムアンテナ、５３は無給電エレメント、６１は車載フィルムアンテナ、６３は無給電エレメントである。

Claims (7)

1. エレメント長が複数の周波数帯域のうち一の周波数帯域に対応する長さに形成されているループ型アンテナのエレメントと、エレメント長が複数の周波数帯域のうち他の周波数帯域の低周波側及び高周波側のうち一方側に対応する長さに形成されているモノポール型アンテナのエレメントと、エレメント長が他の周波数帯域の低周波側及び高周波側のうち他方側に対応する長さに形成されている無給電エレメントとを備え、前記ループ型アンテナのエレメントと前記モノポール型アンテナのエレメントとが同一給電点で給電されると共に、前記無給電エレメントが前記モノポール型アンテナのエレメントとの間で電磁結合を発生する位置に配置されて車両に搭載されることを特徴とする車載アンテナ。
2. 請求項１に記載した車載アンテナにおいて、
   前記ループ型アンテナのエレメントが一の周波数帯域として高周波数帯域に対応する長さに形成され、前記モノポール型アンテナのエレメントが他の周波数帯域として低周波数帯域に対応する長さに形成されていることを特徴とする車載アンテナ。
3. 請求項１または２に記載した車載アンテナにおいて、
   前記モノポール型アンテナのエレメントが他の周波数帯域の高周波側に対応する長さに形成され、前記無給電エレメントが他の周波数帯域の低周波側に対応する長さに形成されていることを特徴とする車載アンテナ。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載した車載アンテナにおいて、
   前記無給電エレメントのエレメント長が他の周波数帯域の低周波側及び高周波側のうち他方側の電波の波長に略１／４を乗じ且つ搭載箇所の材質の誘電率による波長短縮率を乗じた長さに形成され、そのエレメントの一端部が開放されると共に他端部が車両ボデーに接地されて車両に搭載されることを特徴とする車載アンテナ。
5. 請求項１ないし３のいずれかに記載した車載アンテナにおいて、
   前記無給電エレメントのエレメント長が他の周波数帯域の低周波側及び高周波側のうち他方側の電波の波長に略１／２を乗じ且つ搭載箇所の材質の誘電率による波長短縮率を乗じた長さに形成され、そのエレメントの両端部が開放されて車両に搭載されることを特徴とする車載アンテナ。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載した車載アンテナにおいて、
   前記無給電エレメントがミアンダ形状で形成されていることを特徴とする車載アンテナ。
7. エレメント長が複数の周波数帯域のうち一の周波数帯域に対応する長さに形成されているループ型アンテナのエレメントとエレメント長が複数の周波数帯域のうち他の周波数帯域の低周波側及び高周波側のうち一方側に対応する長さに形成されているモノポール型アンテナのエレメントとを同一給電点で給電すると共に、エレメント長が他の周波数帯域の低周波側及び高周波側のうち他方側に対応する長さに形成されている無給電エレメントを前記モノポール型アンテナのエレメントとの間で電磁結合を発生する位置に配置して車両に搭載することを特徴とする車載アンテナの搭載方法。

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