(57)【要約】  アンテナ装置（１）は、少なくとも１回の折り返しパターンからなるメアンダ形状の導電性経路が二次元的に配された平板状のアンテナ（３）と、アンテナ（３）を、移動体の導電性材料層を含むボディー（２）の外装面から離間した状態で、当該外装面に沿うように保持するベース部材（５）とを備え、ベース部材（５）の形成材料を誘電体とした。
2012067243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性経路が二次元的に配された平板状の放射素子と
上記放射素子に接続される給電線と、
上記平板状の放射素子を、移動体の外殻の導電性材料層から離間した状態で、上記外殻の表面または裏面に沿うように保持する支持部材とを備え、
上記平板状の放射素子は、導電性経路の一端から所定の長さ部分の第１の根本部と、上記導電性経路の他端から所定の長さ部分の第２の根本部と、上記第１の根本部と第２の根本部とを中継する中間部とを有し、
上記第１及び第２の根本部には、それぞれ上記給電線に接続される第１及び第２の給電部が形成され、
上記中間部には折り返しパターンを有するメアンダ形状の上記導電性経路が形成され、
上記支持部材の形成材料は誘電体であること
を特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
上記平板状の放射素子には、上記メアンダ形状の導電性経路を短絡させるための短絡部が設けられていること
を特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
上記平板状の放射素子において、
上記第１及び第２の根本部は、上記給電部を取り囲む巻込部を形成し、
さらに上記第１及び第２の根本部の少なくとも一方に、上記給電部に接続される給電線と重畳する位置における上記導電性経路の幅が他の位置より広い幅広部が形成されていること
を特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
上記平板状の放射素子は、一端から他端まで連続した一本の線路であること
を特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
上記外殻の表面または裏面に対する上記放射素子の離間距離は、少なくとも２ｍｍであること
を特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
上記外殻に上記支持部材を固定する固定手段を有し、
上記支持部材は、平板状のベース部材であり、
上記ベース部材の表面に沿って上記放射素子が固定されていること
を特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
上記外殻に支持部材を固定する固定手段を有し、
上記支持部材は、上記外殻の表面の一部を覆うカバー部材であり、
上記カバー部材の内側には、上記外殻の表面との間に空間部が形成され、
上記カバー部材の内側の面に沿って上記平板状の放射素子が固定されていること
を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
上記平板状の放射素子が、曲率半径５ｍｍ以上で湾曲して配置されること
を特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
上記平板状の放射素子に上記給電線を介して接続される送受信回路をさらに有し、
上記平板状の放射素子と上記送受信回路とが、同一平面上に配されていること
を特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のアンテナ装置が、移動体の外殻の表面または裏面に取り付けられたこと
を特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、自動車等の移動体に搭載される無線機器に対応したアンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車に搭載される車載用アンテナの分野では、近年の通信網の発達により、多様な使用周波数帯域に適合した種々のアンテナが開発されている。【０００３】
その一例として、カーナビゲーションシステムには、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ；衛星測位システム）、ＶＩＣＳ（Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ；道路交通情報通信システム：登録商標）およびＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｔｏｌｌ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ；ノンストップ自動料金支払いシステム）などのようなＩＴＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｓｙｓｔｅｍｓ；高度道路交通システム）において使用される１ＧＨｚ〜１０ＧＨｚのマイクロ波の送受信に対応可能な各種のアンテナが接続されている。【０００４】
また、カーナビゲーションシステムには、上記ＩＴＳのみならず、ラジオ放送および地上デジタル放送を受信するチューナーが一体的に搭載されることが一般的になっている。したがって、車載用アンテナの使用周波数帯域には、５２６．５ｋＨｚ〜１６０６．５ｋＨｚまでのＡＭ周波数、６０ＭＨｚ帯または８７．５ＭＨｚ〜１０８ＭＨｚのＶＨＦ周波数、あるいは近年になって関東・近畿・中京の３大広域圏でサービスが開始された地上デジタル放送のＵＨＦ周波数（４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）なども含まれ、広範囲にわたっている。【０００５】
上記地上デジタル放送では、デジタル・ハイビジョンの高画質・高音質番組に加えて、双方向番組を提供することが可能となり、走行している電車やバスなどに設置したテレビでもチラツキがなくきれいに番組を視聴することが可能になる。また、携帯情報端末などで、動画、データ放送、または音声放送を受信・視聴するサービスも予定されている。【０００６】
例えば、図２６に示すように、下掲の特許文献１に開示された車載用アンテナ装置５０は、車両のルーフ５１上に取り付けられるアンテナケース５２内に、ＡＭ／ＴＥＬアンテナ５３が内蔵され、図２７にも示すリアガラス５４には、ヒータ線５５と併設されたＦＭガラスアンテナ５６が設けられている。アンテナケース５２内に内蔵されたアンテナ回路５７において、ＡＭ用アンテナのインピーダンス変換が行われるとともに、ＦＭ帯の受信信号の整合と増幅とが行われ、ＡＭ受信信号とＦＭ受信信号とが合波されて出力されるようになっている。【０００７】
なお、上記ＡＭ／ＴＥＬアンテナ５３は、ＡＭ放送帯および自動車電話の周波数帯の電波を送受信する。さらに、アンテナケース５２内には、ＧＰＳアンテナ５８と、衛星ラジオの周波数帯の電波を受信する衛星ラジオアンテナ５９が内蔵されている。これらのアンテナ５３，５８，５９は、例えば金属製のアンテナベース６０上に固着されている。【０００８】
また、下掲の特許文献２には、フィルム形のアンテナを車体面に立てて配置することによって、受信感度を向上させる技術が開示されている。【０００９】
一方、下掲の特許文献３には、図２８に示すように、ロッドアンテナの一形態であるヘリカルコイルアンテナ７０が開示されている。このヘリカルコイルアンテナ７０では、車体パネルＢＰ上に固定されたベースケーシング７１内に、金属製のベースプレート７２上に取り付けられた回路基板７３が内蔵されている。ベースプレート７２には、このベースプレート７２の外側から給電コードＣが接続されるＢＮＣコネクタ７４が取り付けられている。【００１０】
さらに、ベースケーシング７１に基端部が支持されたアンテナエレメント７５が設けられている。このアンテナエレメント７５は、ヘリカルコイル７６と、このヘリカルコイル７６をカバーするアンテナケーシング７７とから構成されている。【００１１】
なお、上記ＢＮＣコネクタ７４およびアンテナエレメント７５は、それぞれ回路基板７３と電気的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】日本国公開特許公報「特開２００８−  ２２４３０号公報」（２００８年１月３１日公開）
【特許文献２】日本国公開特許公報「特開２００９−  ７６９６２号公報」（２００９年４月９日公開）
【特許文献３】日本国公開特許公報「特開２０００−２９５０１７号公報」（２０００年１０月２０日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、車体の外殻を構成する金属の表面（金属面）にアンテナを近づけて、当該金属面に平行に設置すると、アンテナの性能が著しく悪化する。このため、上記各特許文献に開示されたアンテナは、その先端を車体の表面から離すように配置されている。この結果、車体の表面から高さ方向に、アンテナの占有空間が大きくなるという共通の問題が生じる。【００１４】
例えば特許文献１の車載用アンテナ装置５０では、内蔵されたＡＭ／ＴＥＬアンテナ５３を、ルーフ５１に対して垂直に立設することによって、ルーフ５１の金属面からＡＭ／ＴＥＬアンテナ５３を離間させている。また、特許文献３のヘリカルコイルアンテナ７０においても、アンテナエレメント７５が、車体パネルＢＰ上に起き上がる構造とすることにより、車体パネルＢＰの金属面からアンテナエレメント７５を離間させることができるようにしている。【００１５】
したがって、上記車載用アンテナ装置５０は、上記アンテナケース５２の外観から、シャークフィンアンテナとも呼ばれているように、アンテナの先端をルーフ５１から離間させる結果として、アンテナの占有空間が大きくなるという問題に加えて、見た目も悪いなどの意匠性の問題も抱えている。【００１６】
上記車載用アンテナ装置５０および上記ヘリカルコイルアンテナ７０のように、車体の高さ方向に占有空間が広がることによって、高さ制限の有る立体駐車場に自動車を入れることができないという問題も生じる。【００１７】
さらに、ヘリカルコイルアンテナ７０のようなロッドアンテナは、立体駐車場に自動車を入れることができない場合がある上に、自動洗車機の回転ブラシにより破損したり、樹木などに引っ掛けて破損したりするおそれもある。なお、ロッドアンテナは、コイルを巻きつける芯材に弾力性のある柔らかい素材を使用すると、折れにくく柔軟性（安全性）を持たせることができる。しかしながら、ロッドアンテナを自由に屈曲可能とすると、利得低下や放射効率の悪化などの問題が生じ、特に、振動による屈曲が生じた場合には、コイルの巻き間隔が不均一となるため、インピーダンス変化を伴うという問題を招く。【００１８】
本発明は、上記の問題に鑑みて創出されたものであり、その目的は、移動体の導電性材料層を含む外殻の外装面に沿って設置可能な薄型の平面アンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明に係るアンテナ装置は、上記の課題を解決するために、
(1)導電性経路が二次元的に配された平板状の放射素子と、
(2)上記放射素子に接続される給電線と、
(3)上記平板状の放射素子を、移動体の外殻の導電性材料層から離間した状態で、上記外殻の表面または裏面に沿うように保持する支持部材とを備え、
(4)上記平板状の放射素子は、導電性経路の一端から所定の長さ部分の第１の根本部と、上記導電性経路の他端から所定の長さ部分の第２の根本部と、上記第１の根本部と第２の根本部とを中継する中間部とを有し、
(5)上記第１及び第２の根本部には、それぞれ上記給電線に接続される第１及び第２の給電部が形成され、
(6)上記中間部には折り返しパターンを有するメアンダ形状の上記導電性経路が形成され、
(7)上記支持部材の形成材料は誘電体である、
という構成である。【００２０】
なお、上記移動体は、移動に動力を必要とする移動式機械と呼び換えてもよく、その典型例は、自動車であるが、移動体の範疇には、軌道用または無軌道用の乗り物全般、有人または無人の人工衛星等の飛行体、有人または無人の潜水艇などが含まれ、その種類は特に限定されない。【００２１】
移動体の導電性材料層を含む外殻の典型例は、自動車、飛行機、電車、船舶などのボディーの形成材として汎用されている金属であるが、ボディーに要求される剛性を備えていれば、金属に限定されず、上記外殻の範疇に導電性樹脂材などが含まれてもよい。【００２２】
また、上記「二次元的に配された平板状」の平面とは、二次元平面に限定されず、円筒面、球面、放物面、双曲面のような曲面の一部を切り取った三次元形状を持つ平面であってよい。【００２３】
なお、上記アンテナ装置が、移動体の外殻の表面または裏面に取り付けられた移動体も、本発明の範疇に含まれる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のアンテナ装置は、上記の構成により、移動体の導電性材料層を含む外殻の表面または裏面に沿って設置可能な薄型の平面アンテナを提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係るアンテナ装置の一構成例を概略的に示す断面図である。
【図２】上記アンテナ装置の変形例の構成を概略的に示す断面図である。
【図３】上記アンテナ装置のさらに他の構成例を概略的に示す断面図である。
【図４】上記アンテナ装置のさらに他の構成例を概略的に示す断面図である。
【図５】図３および図４に示すアンテナ装置の変形例の構成を概略的に示すとともに、その一部を拡大して示す断面図である。
【図６】本発明に係るアンテナが外装材の内側表面から距離を空けた状態で該内側表面に沿って配設された状態を示す図である。
【図７】本発明に係るアンテナが絶縁体を介して外装材の内側表面に設置される状態を示す図である。
【図８】図１０に示す外観構成のうち、ルーフ（屋根）を支持するピラーの拡大図である。
【図９】図８に示すピラーを所定位置で長手方向に交差する平面Ｈによって切断した場合の切断面の一例を示す図である。
【図１０】図１１に示す自動車の車室の前方側の外観構成例を示す図である。
【図１１】本発明のアンテナ装置を自動車に搭載する場合における、搭載場所の具体例を説明する模式図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係るアンテナの概略構成を示す平面図である。
【図１３】メアンダ形状を有する放射素子内に短絡部材を配置して、放射素子内に複数の導電性経路を生じさせた状態を示す模式図である。
【図１４】本発明のアンテナの効果を示すための実験の測定状況を説明する模式図である。
【図１５】図１２に示すアンテナの比較例の概略構成を示す平面図である。
【図１６】図１２及び図１５のそれぞれのアンテナのＶＳＷＲ特性を示すグラフである。
【図１７】図１４に示す誘電体の厚さを変化させたときにおける、図１２のアンテナを備えたアンテナ装置のＶＳＷＲ特性を示すグラフである。
【図１８】図１２のアンテナの放射パターンを示すグラフであり、（ａ）は、ｘｙ面における放射パターン、（ｂ）は、ｙｚ面における放射パターン、（ｃ）は、ｚｘ面における放射パターンをそれぞれ示している。
【図１９】本発明の実施の形態に係るアンテナの変形例の概略構成を示す平面図である。
【図２０】本発明の実施の形態に係るアンテナの他の変形例の概略構成を示す平面図である。
【図２１】本発明の実施の形態に係るアンテナのさらに他の変形例の概略構成を示す平面図である。
【図２２】図１９、図２０及び図２１のそれぞれのアンテナのＶＳＷＲ特性を示すグラフである。
【図２３】誘電体の厚さを変化させたときにおける、図１９のアンテナを備えたアンテナ装置のＶＳＷＲ特性を示すグラフである。
【図２４】図１９のアンテナの放射パターンを示すグラフであり、（ａ）は、ｘｙ面における放射パターン、（ｂ）は、ｙｚ面における放射パターン、（ｃ）は、ｚｘ面における放射パターンをそれぞれ示している。
【図２５】本発明の実施の形態に係るアンテナのさらに他の変形例の概略構成を示す平面図である。
【図２６】従来の車載用アンテナ装置の構成を示す説明図である。
【図２７】図２６の車載用アンテナ装置におけるＦＭガラスアンテナの構成を示す説明図である。
【図２８】従来のヘリカルコイルアンテナの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００２７】
（アンテナ装置の構成例１）
図１は、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置の一構成例を概略的に示す断面図であり、アンテナ装置１が、移動体のボディー２（外殻）の表面（以下、外装面という）に設置された状態を示している。
【００２８】
上記移動体の典型例は、図１１に示す自動車６０１である。図１に示す上記ボディー２の外装面に該当する部位は、例えば、ルーフトップ６１１、バンパー６１２、リアスポイラー６１３、ドア６１４、サイドミラー６１５、トランクカバー６１６、ボンネット６１７などである。ボディー２の上記各部位の中でも、樹脂材のような非金属材によって形成された部位のみならず、金属材によって形成された部位にも、その表面に沿って本発明に係るアンテナ装置１を配置できる点が、大きな特徴である。その理由については、後で詳述する。
【００２９】
したがって、図１は、金属のような導電性材料で形成されている部位のボディー２上に、アンテナ装置１を設置する場合の構成例を示している。この点を前提として、以下、アンテナ装置１についてより具体的に説明する。
【００３０】
図１に示すように、アンテナ装置１は、アンテナ３と誘電体で形成されたベース部材５とを備えている。また、ボディー２の表面に、平板状のベース部材５を固定する固定手段（図示せず）を有する。
【００３１】
図１に示すアンテナ装置１には、アンテナ３と共にチューナー部４（送受信回路）が併設されている。そして、アンテナ３とチューナー部４とは、ベース部材５の上面（同一面）に併設されている。さらに、図１に示すアンテナ装置１は、アンテナ３とチューナー部４とを覆うレドーム６が設けられ、アンテナ３及びチューナー部４は、ベース部材５とレドーム６からなるケース内に収容されている。
【００３２】
アンテナ３は、図１２を参照して後述するように、導電性経路が二次元的に配された放射素子２１５および放射素子２１５に接続された給電線２２１を供えている。なお、アンテナ装置１は可撓性を有している。
【００３３】
さらに、アンテナ３（ここでは放射素子２１５と言い換えてもよい）は、ベース部材５の厚みＤによって、ボディー２の外装面から離間した状態で保持されている。アンテナ装置１が良好な特性を発揮するには、ベース部材５の厚みＤ、言い換えると誘電体の厚みＤを２ｍｍ以上とすることにより、アンテナ３を導体から離間させることが好ましい。
【００３４】
レドーム６は、アンテナ３を覆うカバー部材であり、高誘電率かつ高剛性の材料で形成されている。また、レドーム６は、防水性を確保するためにパッキン等を介して、ベース部材５上またはボディー２上に密着され、例えば図１に矢印Ａ１，Ａ２で示すような複数箇所にて、ネジ留めなどによって固定される。
【００３５】
このように、上記構成例１では、アンテナ３を、ボディー２の外装面から離間した状態で、当該外装面に沿うように配することができるので、背景技術として紹介した上記車載用アンテナ装置５０またはヘリカルコイルアンテナ７０と比較して、アンテナ装置１の高さＨ１を遥かに低くすることができ、アンテナ装置１の薄型化を達成することができる。
【００３６】
また、アンテナ３とチューナー部４とを、ベース部材５の同一面上に併設した構成により、アンテナ３とチューナー部４とを接続する導電路を短くすることができる。したがって、導電路による損失を抑制することができ、アンテナ３とチューナー部４間の伝送路のインピーダンスを考慮する必要がなくなる。
【００３７】
（アンテナ装置の構成例２）
図２は、アンテナ装置１の変形例としてのアンテナ装置１０の構成を概略的に示す断面図である。アンテナ装置１０のアンテナ装置１に対する主たる相違点は、アンテナ３が、誘電体で形成されたスペーサ１１（支持部材）によって、ボディー２の外装面から離間するように保持されている点、および、スペーサ１１を支持部材として用いることによって、上記ベース部材５を、より厚みの薄いベース部材１２に置き換えた点である。
【００３８】
アンテナ装置１０の場合、アンテナ３とボディー２の外装面との間に存在する誘電体は、スペーサ１１の取り付け部位では、スペーサ１１およびベース部材１２であり、スペーサ１１の取り付け部位以外では、空気層およびベース部材１２である。このように、空気層は、アンテナ３をボディー２の外装面から離間させる誘電体として有効に機能するので、ベース部材１２は無くても構わない。
【００３９】
ベース部材１２の厚みｄが上記ベース部材５の厚みＤより小さくなっている結果、アンテナ装置１０の高さＨ２は、アンテナ装置１の高さＨ１より小さくなるので、アンテナ装置１０は、アンテナ装置１よりも、さらに薄型化を図ることができる。
【００４０】
なお、スペーサ１１の設け方は、アンテナ３を、ベース部材１２の厚みｄも含めて、ボディー２の外装面から２ｍｍ以上離間するように保持できさえすれば、特に限定されない。
【００４１】
（アンテナ装置の構成例３）
図３は、アンテナ装置のさらに他の構成例を概略的に示す断面図である。図３に示すように、アンテナ装置２０は、アンテナ３ａと、レドーム６ａ（支持部材、カバー部材）とを備えている。また、ボディー２の表面に、レドーム６ａを固定する固定手段（図示せず）を有する。
【００４２】
レドーム６ａは、上記レドーム６と同様に、アンテナを覆うカバー部材であるが、ボディー２の外装面から離間した状態で、当該外装面に沿うようにアンテナ３ａを保持する支持部材としての役割も担っている。
【００４３】
すなわち、アンテナ３ａは、レドーム６ａの内面（内側の面）に沿って、ボディー２の外装面とアンテナ３ａとの間に空間部が形成された状態で配されている。より詳細には、アンテナ３ａは、ボディー２の外装面から２ｍｍ以上離間するように位置したレドーム６ａの内面の領域において、その内面に沿って、外装面から離れる向きに凸状となる形状を持って配されている。この結果、図３に示すように、アンテナ３ａの各端面を含む全体が、ボディー２の外装面から２ｍｍ以上離間することになる。
【００４４】
アンテナ３ａは、前述したように可撓性を有しているので、アンテナ３ａをレドーム６ａの内面に、接着剤または接着テープなどを用いて接着して固定することができる。なお、レドーム６ａの形状は、球面、放物面、楕円面、双曲面、円筒面のような曲面の一部を切り取った曲面形状から選択することができる。
【００４５】
アンテナ装置２０は、ベース部材が存在していないので、その高さＨ３、すなわち、レドーム６ａの頂部とボディー２の外装面との距離は、ベース部材５の上にアンテナを配した前例のＨ１およびＨ２より、さらに縮まる。したがって、アンテナ装置２０の構成は、アンテナ装置を最も薄型にすることができる。
【００４６】
なお、図１〜図３に示す構成例では、ボディー２の外装面を平坦面として示しているが、もちろん、平坦面に限定されず、図４に示すように、曲面２ａであってよい。ボディー２の外装面が曲面形状となる場合、その曲面形状も、球面、放物面、楕円面、双曲面、円筒面のような曲面の一部を切り取った曲面形状であってよい。
【００４７】
この場合、図１に示すベース部材５および図２に示すベース部材１２の形状は、曲面２ａと同じ形状になり、それに合わせて、ベース部材５またはベース部材１２の上に配されたアンテナ３の形状も、曲面２ａと同じ形状になる。また、図３に示すレドーム６ａは、その曲面形状に適合した形状の図４に示すレドーム６ｂに置き換わる。
【００４８】
なお、レドーム６ａは、防水性を確保するためにパッキン等を介して、ボディー２上に密着され、例えば図３に矢印Ｂ１，Ｂ２で示すような複数箇所にて、ネジ留めなどによって固定される。この固定機構は、レドーム６ｂについても同様である。
【００４９】
（アンテナ装置の構成例４）
図５は、上記アンテナ装置２０の変形例としてのアンテナ装置３０の構成例を概略的に示す断面図である。図５に示すように、アンテナ装置２０は、アンテナ３ｂと、レドーム６ｃ（支持部材、カバー部材）とを備えている。
【００５０】
レドーム６ｃは、偏平な角型のトレーを、ボディー２の外装面に伏せた形状を有している。ただし、レドーム６ｃの上面と、上面からほぼ垂直に立ち下がる側面との境界（稜線）、すなわち角部（エッジ部）は、鋭利ではなく、丸みを帯びている。より具体的には、図５に一部拡大図を示すように、上記角部は、曲率半径Ｒが５ｍｍ以上の丸みを帯びている。なお、図５のＣは、曲率半径Ｒの中心を示している。
【００５１】
アンテナ３ｂは、この丸みを帯びた角部の内面形状に沿って、ボディー２の外装面から２ｍｍ以上離間するように設けられている。このように、本発明のアンテナは、その取り付け面が、ボディーの外装面であれ、レドームの内面であれ、いずれにしても、曲率半径Ｒが５ｍｍ以上の曲面に沿って取り付けられるなら、良好な特性を維持することができる。
【００５２】
（アンテナ装置を設置する外殻の裏面）
次に、本発明のアンテナ装置を設置する場所を、ボディー２の裏面（内装側の面または車室側の面）とする例について説明する。ボディー２の中でも車室を構成する車室ボディーの裏面は、通常、内装材によってカバーされるため、直接に人の目に触れることがない。したがって、車室ボディーの裏面にアンテナ装置を設置するということは、アンテナ装置が、車室ボディーの外装材と内装材との間に形成されたスペース内に内蔵されるということなので、自動車６０１の外観上も内観上も、その意匠性を損なうことがない。
【００５３】
なお、ボディー２は、上記車室ボディーに限らず、室外ボディーも含んでいる。例えば、室外ボディーには、図１１に示すように、ボンネット６１７、バンパー６１２およびトランクカバー６１６などが含まれ、ボディー２に一体化されたリアスポイラー６１３も室外ボディーに含めてもよいし、カーアクセサリーとしての脱着可能な外装品に含めてもよい。
【００５４】
上記室外ボディーの裏面は、元々、人の目に触れない所なので、車室ボディーのように内装材によって覆われてはいないのが通常である。しかし、このような室外ボディーの裏面も、本発明のアンテナ装置の設置場所として選択可能である。
【００５５】
図１０は、自動車６０１の車室の前方側の外観構成例を示す図である。図１０に示すように、アンテナ装置を車内ボディーの裏面に設置する場所の例は、ルーフトリムＱ１、フロントピラートリムＱ２、またはドアトリムＱ３などであるが、これらに限定されるものではない。アンテナ装置の設置位置は、金属外装材以外の窓などから入ってきた電波が回り込んで強く受信できる位置、たとえば窓やサンルーフの近傍が望ましい。
【００５６】
（アンテナ装置の構成例５）
図６は、本発明のアンテナ装置１００が、導体で形成された外装材１０１の内側表面１０１ａに配設される態様を示している。図６に示すように、上記アンテナ装置１００は、アンテナ１００ａと支持部材としてのスペーサ１００ｂとを備えている。上記アンテナ装置１００が上記外装材１０１の内側表面１０１ａに配設される場合、アンテナ１００ａは、内側表面１０１ａから離間して配置される。離間させる距離（以下、離間距離という）Ｌは、上記ＶＳＷＲ特性を考慮して、例えば２ｍｍに設定される。ただし、上記離間距離Ｌは２ｍｍに限定されるものではなく、ＶＳＷＲを３．５以下に抑えられる離間距離である２ｍｍ以上であればよい。
【００５７】
この態様においては、上記外装材１０１の内側表面１０１ａから２ｍｍ以上離間させればよいから、比較的狭い空間に対しても上記アンテナ装置１００を配設することが可能となる。よって、アンテナ装置１００は、その設置に要するスペースが少なくて済み、高い設置自由度を有する。
【００５８】
なお、上記離間距離Ｌを設けて上記アンテナ装置１００を設置する場合、例えば、図６に示すように、上記離間距離Ｌに相当する厚みを有する所定数のスペーサ（絶縁体）１００ｂを上記内側表面１０１ａの適所に設置し、このスペーサ１００ｂ上に上記アンテナ１００ａを設置して、ビスなどの取付部品１０３によって上記アンテナ１００ａを上記スペーサ１００ｂに固定する構成が考えられる。
【００５９】
（アンテナ装置の構成例６）
上記離間距離Ｌを設ける形態に代えて、図７に示すように、上記離間距離Ｌに相当する厚みを有するシート状の絶縁体１０４を上記外装材１０１の内側表面１０１ａに設置し、このシート状の絶縁体１０４の上に上記アンテナ１００ａを設置する、換言すると、上記外装材１０１の内側表面１０１ａと上記アンテナ１００ａとの間に、上記絶縁体１０４を介在させる形態で、アンテナ装置１００’を構成してもよい。
【００６０】
（アンテナ装置の構成例７）
以上のような設置方法を用いて、上記アンテナ装置１００を、フロントピラーに設置する例について説明する。図８は、図１０に示す外観構成のうち、ルーフ（屋根）を支持するピラー１０６の拡大図である。なお、以下の説明は、上記アンテナ装置１００’についても同様に当てはまる。
【００６１】
図８に示すように、上記アンテナ装置１００は、例えばピラー１０６に内蔵されるように設置し得る。ピラー１０６は、窓ガラスから近い位置にあるので、外から来た電波が回り込んで強い電波が受信できることが期待できる設置場所である。図８には、上記ピラー１０６のうち上記アンテナ装置１００を設置し得る部位の一例を点線で示している。図９は、図８に示すピラー１０６を所定位置でその長手方向に交差する平面Ｈによって切断した場合の切断面の一例を示す図である。
【００６２】
図９に示すピラー１０６は、導体で構成された上記外装材（外装ボディ）１０７と、合成樹脂で構成された上記車両用内装材１０８とを有する。上記外装材１０７は断面円弧状を呈する一方、上記内装材１０８は断面直線状又は断面円弧状（図９には断面直線状の内装材を示している）を呈している。ピラー１０６は、上記外装材１０７の断面の端部と上記内装材１０８の断面の端部とが互いに当接した状態で、上記外装材１０７と上記内装材１０８とが連結されることにより、筒状（中空構造）を成している。
【００６３】
このようなピラー１０６における上記外装材１０７の内側表面１０７ａ又は上記内装材１０８の空洞側表面１０８ａに沿って、前述した各設置態様で上記アンテナ装置１００を設置し得る。
【００６４】
すなわち、例えば、図９に示すように、アンテナ１００ｃとシート状の絶縁体１０４ａとを備えたアンテナ装置１００を、上記絶縁体１０４ａを介在させ、外装材１０７の内側表面１０７ａとアンテナ１００ｃとの離間距離を２ｍｍ以上確保した上で、上記内側表面１０７ａに沿って設置し得る。又は、具体的には図示していないが、図６に示す上記スペーサ１００ｂとビス等の取付部材１０３とを用いて上記アンテナ装置１００を上記外装材１０７の内側表面１０７ａに設置し得る。
【００６５】
（アンテナの詳細な構成例１）
次に、放射素子と導体面との離間距離を少なくとも２ｍｍとすれば、その導体面に沿って設置しても、良好な特性を維持することができる本発明のアンテナの構成を詳細に説明する。
【００６６】
ところで、アンテナは、その周囲の影響を強く受けるため、その搭載箇所にどのように実装するかということは重要な事柄になる。
【００６７】
特に、アンテナが金属板等からなる導体部材上に搭載される場合、導体部材からの影響が避けられない。つまり、アンテナが導体部材に搭載される場合、アンテナ単体が真空の自由空間にある場合とは異なり、その導体部材からの影響を考慮しつつ、アンテナを設計することが必要となる。
【００６８】
そこで、本発明のアンテナは、導体部材に搭載される場合において、導体部材から受ける影響を考慮した構成としている。この結果、本発明のアンテナの一実施例としてのアンテナ２０１は、図１２に示すように、少なくとも１回、より好ましくは２回以上の折り返しパターンからなるメアンダ形状（メアンダラインアンテナ形状、メアンダ形状部）を有する導電性経路（線路）が二次元的に配された平面状（平板状）の放射素子２１５と、放射素子２１５に接続された給電線２２１とを備えている。
【００６９】
さらに、本願発明者らは、上記導電性経路を部分的に短絡させる短絡部材２３１（短絡部）を使用し、短絡部材２３１を配置する位置及び箇所を決定することが、放射素子２１５の共振点を増加させ、ＶＳＷＲ値を低下させる上で一層好ましいことを見出した。この短絡部材２３１の使用により、アンテナ２０１が導体部材に搭載される場合でも、使用可能帯域の拡大を図ることができる。
【００７０】
放射素子２１５は、一端から他端に連続する導電性経路を持ち、１本の線路である。一端から他端に連続する導電性経路を持っている点から、ループ形状に形成されているともいえる。ループ形状は、アンテナの利得を向上させることができる。そして、放射素子２１５は、その全体が同一平面上に配置されており、その部材としては、例えば、導体ワイヤーや導体フィルム、あるいはプリント配線を用いることができる。
【００７１】
放射素子２１５の導電性経路において、放射素子２１５の一端から所定の長さの部分（下記の巻込部２１１に相当する部分）と、その他端から所定の長さの部分（下記の巻込部２１１に相当する部分）とが、それぞれ、第１および第２の根本部２２５、２２６となっている。そして、放射素子２１５から２つの根本部２２５、２２６を除いた残りの部分が中間部となっている。すなわち、中間部は、第１の根本部２２５と第２の根本部２２６とを中継する部分である。
【００７２】
上記中間部の一部がメアンダ形状（メアンダ形状部）を有する放射部２１２を構成し、上記中間部の残りの一部が第１の幅広部２１３および第２の幅広部２１４を構成する一方、上記２つの根本部２２５、２２６が巻込部２１１を構成している。第１の幅広部２１３と第２の幅広部２１４とは、お互いに、各々の一部分を共有しあっている。
【００７３】
以上の構成をまとめると、放射素子２１５の一端から他端に向かって、導電性経路は、第１の根本部２２５から始まり、第１の幅広部２１３、第２の幅広部２１４、放射部２１２、第２の根本部２２６の順に連続し、第２の根本部２２６は、第１の根本部２２５と隣接する位置に戻っている。
【００７４】
第１の根本部２２５において、一端から他端へ向かう導電性経路の取り出しの向きは、図１２における左向き（Ｘ軸の負の向き）であり、第２の根本部２２６において、他端から一端へ向かう導電性経路の取り出しの向きは、図１２における右向き（Ｘ軸の正の向き）である。すなわち、これら２つの取り出しの向きは互いに反対向きとなっている。
【００７５】
すなわち、２つの根本部２２５および２２６のいずれにおいても、それらの延びる向きが、給電部２２２を取り囲むようにして、１８０°回転している。
【００７６】
このため、低周波帯域側の電波及び高周波帯域側の電波のいずれを送受信する場合であっても、それぞれの電波に関する高い放射利得を得ることができる。
【００７７】
さらに、２つの根本部２２５、２２６の各取り出しの向きは、第１の根本部２２５の場合、給電線２２１が後述する給電部２２２から電源側へ延在する向き、つまり、図１２における左向き（Ｘ軸の負の向き）と同じ向きになり、第２の根本部２２６の場合、給電線２２１が延在する向きと反対の向きとなっている。
【００７８】
具体的には、巻込部２１１においては、図１２において、第１の根本部２２５の延在する向きが、放射素子２１５の上記一端から、上向き（Ｚ軸の正の向き）、その後、左向き（Ｘ軸の負の向き、取り出しの向き）となっている。すなわち、第１の根本部２２５は、上向きに延びる第１の直線部２２５ｏ１、およびこの第１の直線部２２５ｏ１の端部から左向きに延びる第１の屈曲部２２５ｏ２（第１の後端直線部）を有している。
【００７９】
また、第２の根本部２２６の延在する向きが、放射素子２１５の上記他端から、下向き（Ｚ軸の負の向き）、その後、右向き（Ｘ軸の正の向き、取り出しの向き）となっている。すなわち、第２の根本部２２６は、下向きに延びる第２の直線部２２６ｏ１、およびこの第２の直線部２２６ｏ１の端部から右向きに延びる第２の屈曲部２２６ｏ２（第２の後端直線部）を有している。
【００８０】
このように、巻込部２１１においては、２つの根本部２２５、２２６のいずれにおいても、それらの延在する向きが、給電部２２２を取り囲むようにして、互いに反対回りに９０°回転している。
【００８１】
また、放射素子２１５の中間部の一部は、放射部２１２において、少なくとも１回、より好ましくは２回以上の折り返しパターンからなるメアンダ形状を有している。そして、このメアンダ形状の折り返しパターンの折り返し方向（Ｚ軸の正の向きまたは負の向き）は、巻込部２１１における第２の根本部２２６の取り出しの向き（Ｘ軸の正の向き）、すなわち第２の屈曲部２２６ｏ２（後端直線部）の向きと垂直である。
【００８２】
ところで、上記巻込部２１１において、２つの根本部２２５、２２６のそれぞれには、上述した給電部２２２が形成されている。２つの根本部２２５、２２６のそれぞれは、給電部２２２に接続された給電線２２１から給電されている。
【００８３】
この給電線２２１と給電部２２２との接続構成の詳細を図２５に示す。この接続構成においては、給電線２２１を構成する同軸ケーブルの外部導体１２２が上記第１の根本部２２５に給電し、その同軸ケーブルの内部導体１２３が上記第２の根本部２２６に給電する。また、外部導体１２２が露出した部分と隣り合う、絶縁性外皮にて覆われている部分（外部導体１２２が露出していない部分）は、第１の幅広部２１３ｂ上に配置されている。
【００８４】
給電線２２１からの給電に関し、具体的には、給電部２２２において、同軸ケーブルの内部導体１２３を介して、所定の周波数帯の信号が第２の根本部２２６に印加され、外部導体１２２を介して、アース電位が第１の根本部２２５に印加される。
【００８５】
また、給電線２２１の下方に位置し、給電線２２１と重畳する、第１の幅広部２１３の線幅（Ｘ軸方向の長さ）は、放射素子２１５の巻込部２１１および放射部２１２を構成する部分の線幅よりも広くなっている。これにより、給電部２２２において、放射素子２１５と給電線２２１との間のインピーダンス整合を実現することができる。
【００８６】
第２の幅広部２１４も、第１の幅広部２１３と同様、巻込部２１１および放射部２１２を構成する部分の線幅よりも広くなっている。
【００８７】
図１２とは異なり、給電線２２１が給電部２２２からＺ軸の負の向きに延在する場合であれば、この第２の幅広部２１４が第１の幅広部２１３の役割を果たすことになる。すなわち、この場合、給電線２２１の下方に位置し、給電線２２１と重畳する、第２の幅広部２１４の線幅（Ｚ軸方向の長さ）が、巻込部２１１および放射部２１２を構成する部分の線幅よりも広くなっている、といえる。
【００８８】
なお、アンテナ２０１のサイズの一例は、図１２における左右方向（Ｘ軸方向）の長さが９２ｍｍ、上下方向（Ｚ軸方向）の長さが５２ｍｍである。
【００８９】
更に、放射部２１２が有するメアンダ形状内に短絡部材２３１が配置されている。ここで、図１３を用いて、この短絡部材２３１の役割について、以下、説明する。
【００９０】
（短絡部材２３１の役割）
図１３は、メアンダ形状を有する放射素子３１５内に短絡部材３３１を配置して、放射素子３１５内に複数の導電性経路を生じさせた状態を示す模式図である。
【００９１】
図１３に示すように、アンテナ３０１は１本の線路である放射素子３１５および給電線を有し、この放射素子３１５はメアンダ形状（メアンダ構造）を有する。すなわち、放射素子３１５はメアンダ化されている。放射素子３１５には給電部３２２において上記給電線が接続される。
【００９２】
短絡部材３３１は、メアンダ化された放射素子３１５の例えば異なる２点以上を（複数の点を）短絡させる。図１３の例では、短絡部材３３１の両端部に位置する上下方向に延びる２本の直線部間が短絡されている。これにより、放射素子３１５には、第１の波長λ１に対応した実線にて示す第１のパス（第１の導電性経路）と、第２の波長λ２に対応した破線にて示す第２のパス（第２の導電性経路）とが形成される。
【００９３】
このように、アンテナ３０１では、メアンダ化された放射素子３１５において、複数の異なる点同士を短絡させるように短絡部材３３１を設けて、長さの異なる導電性経路の数を増やすことにより、アンテナ３０１の共振周波数（共振点）の数を増加させることができる。これにより、使用帯域におけるアンテナ３０１のＶＳＷＲ特性を向上させることができる。
【００９４】
ここで、上述したように、アンテナでは、導体部材に搭載された場合、導体部材の影響を受けて、使用帯域（例えば、日本向け地上デジタル放送用アンテナであれば４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ、北米向け地上デジタル放送用アンテナであれば４７０ＭＨｚ〜８６０ＭＨ、欧州向け地上デジタル放送用アンテナであれば４７０〜８９０ＭＨｚ）におけるＶＳＷＲ特性が悪化する（ＶＳＷＲ値が上昇する）場合がある。
【００９５】
このような場合には、図１３のアンテナ３０１において示したように、メアンダ化された放射素子３１５において、複数の異なる点同士を短絡させるように短絡部材３３１を設けることによって、使用帯域におけるＶＳＷＲ特性の悪化（ＶＳＷＲ値の上昇）を抑制することができる。すなわち、導体部材からの影響を考慮し、放射素子３１５の近傍にダミーの導電部材を配置した状態で、放射素子３１５において短絡部材３３１により短絡させる位置を決定して短絡部材３３１を配置する。これにより、長さの異なる導電性経路の数が増加してアンテナ３０１の共振周波数が増加する。この結果、アンテナ３０１を導体部材に搭載した場合でも、導体部材の影響による使用帯域におけるＶＳＷＲ特性の悪化（ＶＳＷＲ値の上昇）を抑制することができる。
【００９６】
図１２に示したアンテナ２０１では、上で述べたような短絡部材３３１として、短絡部材２３１が、メアンダ化された放射部２１２に配置されている。この短絡部材２３１を配置する位置及び箇所の決定は、例えば、次のようにして行われる。
【００９７】
短絡部材２３１の配置は、放射素子２１５が誘電体を介して金属板上に配置された状態で、使用帯域内の各周波数におけるＶＳＷＲ値が、短絡部材２３１を配置していない場合よりも小さくなるように決める。より好ましくは、放射素子２１５が誘電体を介して金属板上に配置された状態で、使用帯域内の各周波数におけるＶＳＷＲ値が、３.５以下になるように決める。
【００９８】
より具体的に言えば、ダミー金属板上に誘電体を介して配置された放射素子２１５上に短絡部材２３１を仮置きした上で、使用帯域におけるＶＳＷＲ値をモニタしながら短絡部材２３１を移動する。そして、使用帯域内の各周波数においてＶＳＷＲ値が短絡部材を配置していない場合よりも小さくなる位置が見出された場合、その短絡部材２３１をその位置に固定する。一方、使用帯域内の各周波数においてＶＳＷＲ値が短絡部材を配置していない場合よりも小さくなる位置を見出せなかった場合、使用する短絡部材２３１を形状またはサイズの異なるものに取り替えながら、上記の試行を繰り返す。
【００９９】
短絡部材２３１は、放射素子２１５の所定の位置同士を短絡させるものであり、例えば、金属材料などの導電材料を用いることができる。短絡部材２３１は、例えば放射素子２１５に直接接触し、放射素子２１５を短絡させる。
【０１００】
ここで、短絡部材２３１の有無とＶＳＷＲ特性との関係について調べた実験結果について、以下に説明する。
【０１０１】
（短絡部材の有無による効果）
この実験においては、図１４に示すように、３５０ｍｍ×２５０ｍｍの導体部材としての金属板４０３上に、誘電体層４０２を介してアンテナを搭載し、アンテナ装置４０１とした。誘電体層４０２については後述する。なお、アンテナ装置４０１のサイズが１００ｍｍ×５０ｍｍ程度であれば、アンテナ装置４０１を３５０ｍｍ×２５０ｍｍの導体部材上に搭載したときと概ね同じ特性が、アンテナ装置４０１を自動車のボンネット等の導体部材上に搭載した場合にも得られる。
【０１０２】
アンテナ装置４０１には、図１２に示したアンテナ２０１、および図１５に示すアンテナ５０１を使用し、それぞれについてＶＳＷＲ特性を測定した。なお、図１５のアンテナ５０１は、図１２のアンテナ２０１に設けられている短絡部材２３１が設けられていない点を除き、図１２のアンテナ２０１と同一の構成を有している。
【０１０３】
図１６は、アンテナ２０１およびアンテナ５０１の各ＶＳＷＲ特性の測定結果を示すグラフである。図１６において、「短絡部材有り」のグラフがアンテナ２０１の測定結果であり、「短絡部材無し」のグラフがアンテナ５０１の測定結果である。なお、この測定時においては、誘電体層４０２の厚さｄは５ｍｍ、比誘電率εｒは１であった。
【０１０４】
図１６に示す実験結果からは、アンテナ２０１において短絡部材２３１を配置し、短絡を生じさせることにより、地上波デジタルテレビ帯域（４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）に対し、８００ＭＨｚ以下の帯域においてＶＳＷＲを３．５以下に抑えられることが分かる。
【０１０５】
ただし、アンテナ５０１においても、約６５０ＭＨｚ〜７５０ＭＨｚの周波数帯では、ＶＳＷＲが３．５以下に抑えられているので、この周波数帯では良好な送受信を行うことができる。これは、アンテナ５０１がメアンダ形状の導電性経路を持つ放射素子２１５を備えていることによる効果であると考えられる。
【０１０６】
アンテナ５０１の場合には、良好な周波数帯が約６５０ＭＨｚ〜７５０ＭＨｚという結果になっているが、これは単なる一例に過ぎない。すなわち、メアンダ形状の設計によって、ＶＳＷＲを３．５以下とする周波数の値と範囲とを様々に変えることができる。したがって、使用周波数帯によっては、短絡部材は無くてもよい。
【０１０７】
なお、本実施の形態では、同一平面上の隣合う複数の点を短絡することで説明したが、隣合っていない複数の点を短絡してもよい。例えば直線形状ではない短絡部材で短絡したり、２層構造として短絡部材をアンテナ２０１とは異なる面に配置して層間導通により離れた２点以上の点を短絡しても良い。
【０１０８】
このように、短絡部材２３１を配置する位置及び箇所を決定することによって、放射素子２１５の共振点を増加させ、ＶＳＷＲ値を低下させることが一層好ましいことを見出した。この短絡部材２３１の使用により、アンテナ２０１が導体部材に搭載される場合でも、使用可能帯域の拡大を図ることができる。
【０１０９】
（誘電体の厚さによる効果）
発明者等は、図１４に示すように、アンテナ装置４０１と導体部材としての金属板４０３との間に誘電体層４０２を設けることにより、アンテナ装置４０１と導体部材（金属板４０３）との間の距離を数ｍｍ程度に小さくしても実用に耐えるＶＳＷＲ特性を有するアンテナ装置を実現できることを見出した。この際、誘電体層４０２の比誘電率εｒは１以上１０以下に設定することが望ましい。これは、比誘電率εｒを１０よりも大きくすると、放射効率の低下が無視できなくなるためである。
【０１１０】
図１７に、誘電体層４０２の厚さｄを変化させ、各厚さｄにおけるアンテナ装置４０１のＶＳＷＲ特性の測定結果を示す。ここでは、図１２のアンテナ２０１をアンテナ装置４０１に用いている。
【０１１１】
また、厚さｄとして、ｄ＝無限大（∞）、ｄ＝５ｍｍ、ｄ＝２ｍｍ、ｄ＝０ｍｍ、の４条件を用意した。なお、ｄ＝無限大とは、アンテナ２０１と金属板４０３との距離が無限大、つまり、金属板４０３が存在しない状況を意味する条件である。また、ｄ＝０ｍｍは、アンテナ２０１が金属板４０３に対して可能な限り薄い絶縁膜等の絶縁部材を介して接触するように搭載されている状況を意味する条件である。つまり、ｄ＝０ｍｍは、アンテナ２０１の導体部分と金属板４０３とが直接接触しないで絶縁状態を保ち、可能な限りアンテナ２０１と金属板４０３とが接近している状態の距離を示している。
【０１１２】
図１７に示すように、ｄ＝無限大、ｄ＝５ｍｍの２つ条件において、４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの帯域においてＶＳＷＲを３．５以下に抑えられることが分かる。また、ｄ＝２ｍｍとした場合でも、６７０ＭＨｚ近傍の帯域を除けば、４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの帯域においてＶＳＷＲを３．５以下に抑えられることが分かる。このことから次のようなことがいえる。
【０１１３】
ｄ＝無限大、すなわち、アンテナ２０１が金属板４０３に搭載されていなければ、アンテナ２０１は金属板４０２からの影響を受けることは無い。言い換えると、アンテナ２０１が金属板４０３に無限遠から徐々に金属板４０３に近づくとすれば、金属板４０３に近づけば近づくほど、金属板４０３からの影響を強く受けるはずである。
【０１１４】
したがって、図１７の結果からいえることは、アンテナ２０１と金属板４０３との間の誘電体層４０２の厚さｄ、すなわち、アンテナ２０１と金属板４０３との間の距離を５ｍｍ以上とすれば、４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの帯域において、ＶＳＷＲを３．５以下に抑えられることができるといえる。また、アンテナ２０１と金属板４０３との間の距離を２ｍｍ以上とすれば、一部の例外的な帯域を除けば、４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの帯域においてＶＳＷＲを３．５以下に抑えられることができるといえる。
【０１１５】
ここで、図１７は、比誘電率εｒが約２〜３の厚み１ｍｍ以下のアンテナ基材を使用した場合で、基材以外の離隔、すなわち誘電体層４０２の厚さｄを、比誘電率εｒ＝約１の材料（発泡スチロールなど）で設けた場合の特性を示している。
【０１１６】
したがって、図１７に示す特性では、厚さｄ＝２ｍｍのとき、６７０ＭＨ近傍でＶＳＷＲが劣化するが、本発明では必ずしも６７０ＭＨｚ帯域のＶＳＷＲが劣化するわけではない。これは、図１７に示す特性が、短絡部材やメアンダ形状、アンテナ基材の比誘電率εｒ及び厚さ、誘電体層４０２の比誘電率εｒ等を最適化することにより調整することが可能だからである。
【０１１７】
図１８は、図１２に示したアンテナ２０１の５５０ＭＨｚ帯域における放射パターンを示すグラフである。（ａ）は、図１４に示すｘｙｚ座標系のｘｙ面における放射パターン、（ｂ）は、ｙｚ面における放射パターン、（ｃ）は、ｚｘ面における放射パターンをそれぞれ示している。このときの誘電体層４０２の厚さｄは５ｍｍ、比誘電率εｒは１であった。また、図１８中に示すＥθは、垂直偏波Ｖに対するアンテナの放射パワーを表わし、Ｅφは、水平偏波Ｈに対するアンテナの放射パワーを表わし、Ｅtotalはアンテナの全放射パワーを表している。
【０１１８】
図１８によれば、ｘｙ面における放射パターン、ｙｚ面における放射パターン、ｚｘ面における放射パターンのいずれにおいても、放射無指向性が実現されていることが分かる。
【０１１９】
図１９は、アンテナ２０１の変形例であるアンテナ２０１ａを示している。以下、上記のアンテナ２０１と異なる部分について、その詳細な説明を行なうものとし、同様の部分については、説明を省略する。
【０１２０】
アンテナ２０１ａのサイズは、図１９における左右方向（Ｘ軸方向）の長さが８３ｍｍ、上下方向（Ｚ軸方向）の長さが５６ｍｍである。
【０１２１】
巻込部２１１ａにおいて、放射素子２１５ａの２つの根本部２２５ａ、２２６ａのそれぞれに、給電部２２２ａが形成されている。２つの根本部２２５ａ、２２６ａのそれぞれは、給電部２２２ａに接続された給電線２２１ａから給電されている。
【０１２２】
なお、第１の根本部２２５ａは、第１の直線部２２５ａ１および第１の屈曲部２２５ａ２（第１の後端直線部）を有している。第１の直線部２２５ａ１および第１の屈曲部２２５ａ２は、図１２に示した第１の根本部２２５の第１の直線部２２５ｏ１および第１の屈曲部２２５ｏ２に対応している。同様に、第２の根本部２２６ａは、第２の直線部２２６ａ１および第２の屈曲部２２６ａ２（第２の後端直線部）を有している。第２の直線部２２６ａ１および第２の屈曲部２２６ａ２は、図１２に示した第２の根本部２２６の第２の直線部２２６ｏ１および第２の屈曲部２２６ｏ２に対応している。
【０１２３】
給電線２２１ａは、給電部２２２ａから延在する向きが、上記の実施の形態１の給電線２２１とは異なり、図１９のＺ軸の負の向きとなっている。
【０１２４】
このため、２つの根本部２２５ａ、２２６ａの取り出しの向きは、いずれも、図１２において給電線２２１が延在する向きとは直交し、給電線２２１ａが延在する向きとは平行になっている。
【０１２５】
また、第１の幅広部２１３ａは、給電線２２１ａの下方において形成され、給電線２２１ａと重畳する部分の線幅（Ｘ軸方向の長さ）が、巻込部２１１ａおよび放射部２１２ａを構成する部分の線幅よりも広くなっている。
【０１２６】
なお、図１９とは異なり、給電線２２１ａは給電部２２２ａからＸ軸の負の向きに延在していてもよい。
【０１２７】
更に、放射部２１２ａが有するメアンダ形状内に短絡部材２３１ａ及び短絡部材２３２ａが配置されている。この短絡部材２３１ａ及び短絡部材２３２ａの役割については、上述した短絡部材２３１と同様である。
【０１２８】
次に、短絡部材２３１ａ及び２３２ａの有無により、ＶＳＷＲ特性がどの程度向上するかについて、発明者等が実験を行なった。その実験結果について、以下に説明する。
【０１２９】
（短絡部材の有無による効果）
発明者等は、アンテナ２０１と同様、図１４に示すように、３５０ｍｍ×２５０ｍｍの金属板４０３上に、誘電体層４０２を介してアンテナ装置４０１を搭載した。
【０１３０】
アンテナ装置４０１には、図１９に示したアンテナ２０１ａ、図２０に示すアンテナ５０２、および図２１に示すアンテナ５０３を使用し、それぞれについてＶＳＷＲ特性を測定した。図２０のアンテナ５０２は、図１９の短絡部材２３２ａが放射部２１２ａのメアンダ形状部内に配置されていないことを除き、図１９のアンテナ２０１ａと同一の構成を有している。また、図２１のアンテナ５０３は、図１９の短絡部材短絡部材２３１ａ及び２３２ａが放射部２１２ａのメアンダ形状部内に配置されていないことを除き、図１９のアンテナ２０１ａと同一の構成を有している。
【０１３１】
図２２に、アンテナ２０１ａ、アンテナ５０２及びアンテナ５０３の各ＶＳＷＲ特性の測定結果を示す。図２２において、「短絡部材有り」のグラフがアンテナ２０１ａの測定結果であり、「短絡部材無し」のグラフがアンテナ５０３の測定結果であり、「第２の短絡部材無し」のグラフがアンテナ５０２の測定結果である。なお、この測定時においては、誘電体層４０２の厚さｄは５ｍｍ、比誘電率εｒは１であった。
【０１３２】
図２２に示すように、先ず、「第２の短絡部材無し」のグラフから、短絡部材２３１ａを配置し、短絡を生じさせることにより、地上波デジタルテレビ帯域（４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）のうち、低周波帯域においてＶＳＷＲを３．５以下に抑えられることが分かる。
【０１３３】
更に、「短絡部材有り」のグラフから、短絡部材２３２ａを配置し、短絡を生じさせることにより、地上波デジタルテレビ帯域（４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）のうち、高周波帯域においてもＶＳＷＲを３．５以下に抑えられることが分かる。
【０１３４】
ただし、「短絡部材無し」のグラフから、前述したように、アンテナ５０３においても、約５５０ＭＨｚ〜６２０ＭＨｚの周波数帯および約６８０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの周波数帯では、ＶＳＷＲが３．５以下に抑えられているので、この周波数帯では良好な送受信を行うことができる。これは、アンテナ５０３がメアンダ形状の導電性経路を持つ放射素子２１５ａを備えていることによる効果であると考えられる。したがって、使用周波数帯によって、短絡部材の設置数は０も含んで変更可能である。
【０１３５】
（誘電体の厚さによる効果）
図２３に、誘電体層４０２の厚さｄを変化させ、各厚さｄにおけるアンテナ装置４０１のＶＳＷＲ特性の測定結果を示す。ここでは、図１９のアンテナ２０１ａをアンテナ装置４０１に用いている。
【０１３６】
また、厚さｄとして、ｄ＝無限大（∞）、ｄ＝５ｍｍ、ｄ＝２ｍｍ、ｄ＝０ｍｍ、の４条件を用意した。
【０１３７】
図２３に示すように、ｄ＝無限大、ｄ＝５ｍｍの２つ条件において、４２０ＭＨｚ〜９２０ＭＨｚの帯域においてＶＳＷＲを３．１以下に抑えられることが分かる。
【０１３８】
また、ｄ＝無限大、ｄ＝５ｍｍ、ｄ＝２ｍｍの３つ条件において、４２０ＭＨｚ〜８７０ＭＨｚの帯域においてＶＳＷＲを３．５以下に抑えられることが分かる。
【０１３９】
このことから、アンテナ２０１ａと金属板４０３との間の距離を２ｍｍ以上とすれば、４２０ＭＨｚ〜８７０ＭＨｚの帯域において、ＶＳＷＲを３．５以下に抑えられることができるといえる。
率εｒが約２〜３の厚み１ｍｍ以下のアンテナ基材を使用した場合で、かつ、基材以外の離隔、すなわち誘電体層４０２の厚さｄを、比誘電率εｒ＝約１の材料（発泡スチロールなど）によって設けた場合の特性を示している。
【０１４０】
なお、ｄ＝０ｍｍの場合でも、例えば、４５０ＭＨｚ近傍の周波数帯、約５２０ＭＨｚ〜６９０ＭＨｚおよび約７５０ＭＨｚ〜８３０ＭＨｚなどの周波数帯では、ＶＳＷＲを３．５以下に抑えられ、良好な送受信を行うことができる。したがって、使用周波数帯が特定の周波数帯に限定して構わない場合には、本発明のメアンダ形状の放射素子を備えたアンテナを、導電体面とは絶縁した状態を保った状態で、できるだけ接近させて設置することができる。
【０１４１】
図２４は、図１９に示したアンテナ２０１ａの５５０ＭＨｚ帯域における放射パターンを示すグラフである。（ａ）は、図１４に示すｘｙｚ座標系のｘｙ面における放射パターン、（ｂ）は、ｙｚ面における放射パターン、（ｃ）は、ｚｘ面における放射パターンをそれぞれ示している。このときの誘電体層４０２の厚さｄは５ｍｍ、比誘電率εｒは１であった。
【０１４２】
図２４によれば、ｘｙ面における放射パターン、ｙｚ面における放射パターン、ｚｘ面における放射パターンのいずれにおいても、放射無指向性が実現されていることが分かる。
【０１４３】
（変形例）
図２５は、図１２に示すアンテナ２０１の変形例であるアンテナ５０４を示している。以下、上記のアンテナ２０１と異なる部分について、その詳細な説明を行なうものとし、同様の部分については、説明を省略する。
【０１４４】
アンテナ５０４では、第１の幅広部２１３ｂおよび巻込部２１１ｂのＺ軸正方向における長さが、アンテナ２０１の第１の幅広部２１３および巻込部２１１より長くなっている。したがって、第１の幅広部２１３ｂおよび巻込部２１１ｂのＺ軸正方向側の上端部は、放射素子２１５のＺ軸正方向側の上端部の位置から、Ｚ軸正方向側に張り出している。
【０１４５】
また、アンテナ２０１の短絡部材２３１は、独立した部材として設けられているが、アンテナ５０４では、Ｚ軸負方向側の下端部において、放射素子２１５ｂを形成する導電性経路と同じ材料により、導電性経路と一体化された短絡部２３１ｃが形成されている。さらに、Ｚ軸に沿って折り返され、隣り合って並走する２本の導電性経路を１本に一体化し、そのＸ軸方向の幅を、１本の導電性経路の幅のほぼ３倍とした短絡部２３１ｄが形成されている。１本に一体化する場合の並走する導電性経路の本数は、良好なＶＳＷＲ特性が得られるように適宜調整すればよいことはいうまでもない。上記短絡部２３１ｃのＸ軸方向の長さについても、同様に適宜調整可能である。
【０１４６】
このように、短絡部材を、独立した部材とするのではなく、導電性経路と同じ材料により、導電性経路と一体化して形成する方が、導電性経路と短絡部材とを同時に形成することができるので、製造工程が簡便になる。
【０１４７】
〔まとめ〕
本発明に係る移動体は、以上のように、(1)導電性経路が二次元的に配された平板状の放射素子と、(2)上記放射素子に接続される給電線と、(3)上記平板状の放射素子を、移動体の外殻の導電性材料層から離間した状態で、上記外殻の表面または裏面に沿うように保持する支持部材とを備え、(4)上記平板状の放射素子は、導電性経路の一端から所定の長さ部分の第１の根本部と、上記導電性経路の他端から所定の長さ部分の第２の根本部と、上記第１の根本部と第２の根本部とを中継する中間部とを有し、(5)上記第１及び第２の根本部には、それぞれ上記給電線に接続される第１及び第２の給電部が形成され、(6)上記中間部には折り返しパターンを有するメアンダ形状の上記導電性経路が形成され、(7)上記支持部材の形成材料は誘電体である、ことを特徴としている。
【０１４８】
本願発明者は、鋭意研究の結果、アンテナ装置のアンテナを、上記(1)(2)の構成を備えたアンテナとし、さらに上記(1)でいう放射素子に、上記(4)〜(6)の構成を持たせたことにより、アンテナを、移動体の導電性材料層を含む外殻（外装材）の表面または裏面に沿うように、言い換えると、外殻の外装側の面または外殻の移動体室内側の面に沿うように設置した場合であっても、良好な感度および無指向性を実現し、ＶＳＷＲ特性を向上させることのできる周波数帯域が発現することを見出した。なお、本発明のアンテナ装置の用途は、送受信対応、送信専用または受信専用のいずれでもよい。
【０１４９】
さらに、形成材料を誘電体とした支持部材によって、上記放射素子を上記外殻の表面または裏面から離間した状態で、当該面に沿うように保持すると、上記導電性材料層から受ける悪影響を抑制し、良好なＶＳＷＲ特性を示す周波数帯域が広がることを見出した。
【０１５０】
したがって、本発明によれば、移動体の導電性材料層を含む外殻の表面または裏面に対して、高感度かつ無指向性という特性の良い薄型のアンテナ装置を設置することができる。
【０１５１】
特に、外殻の裏面、すなわち外殻の移動体室内側（内装側）の面にアンテナ装置を設置する場合について、例えば移動体が自動車である場合を例に挙げて説明すると、自動車のドア、ルーフまたはピラーなどにおける金属板と車室側の内装材との間に形成される狭いスペースであっても、本発明の平板状の放射素子を外殻の裏面から離間した状態で、当該裏面に沿わせるようにしてアンテナ装置を設置することは容易である。このような狭いスペースにアンテナ装置を設置した場合でも、高感度かつ無指向性という良好な特性を発揮することができる。
【０１５２】
したがって、本発明のアンテナ装置は、移動体の外殻に対する設置の自由度が非常に高いという利点も備えている。
【０１５３】
なお、上記放射素子を上記外殻の表面または裏面から離間させる場合に、アンテナと表面または裏面との間に、空気層が誘電体層として存在してもよいし、空気層が固体の誘電体層に置き換わってもよい。
【０１５４】
放射素子と外殻との間に、空気層を介在させる構成では、上記支持部材は、放射素子と上記表面または裏面との間に局所的に設けられるスペーサの形態を取り、放射素子と外殻との間に、固体の誘電体層を介在させる構成では、その誘電体層自体が上記支持部材となる形態を取る。
【０１５５】
また、放射素子と上記外殻の表面との間に、空気層を介在させる構成として、上記支持部材をアンテナ装置のカバー部材、もしくは上記外殻の一部を覆うカバー部材とする形態を採用することもできる。
【０１５６】
また、上記各実施形態に係るアンテナ装置では、上記平板状の放射素子には、上記メアンダ形状の導電性経路を短絡させるための短絡部が設けられていることが好ましい。
【０１５７】
これにより、長さの異なる導電性経路の数が増える結果、アンテナの共振点を増加させることができるので、アンテナ装置の使用可能な周波数帯域をより拡大することができる。
【０１５８】
この場合、メアンダ形状の導電性経路上において短絡箇所を発生させるための１つまたは複数の短絡部を配置する際に、アンテナの共振点が増加するように、あるいはアンテナの共振点を増加させるとともに、使用帯域内におけるＶＳＷＲ値を低下させるように、短絡部を配置する位置及び箇所を決定することができる。
【０１５９】
上記各実施形態に係るアンテナ装置では、上記平板状の放射素子において、上記第１及び第２の根本部は、上記給電部を取り囲む巻込部を形成し、さらに上記第１及び第２の根本部の少なくとも一方に、上記給電部に接続される給電線と重畳する位置における上記導電性経路の幅が他の位置より広い幅広部が形成されていてもよい。
【０１６０】
これにより、給電部における放射素子と給電線とのインピーダンス整合を実現し、そうすることにより、アンテナのＶＳＷＲ値を低下させる、すなわち、ＶＳＷＲ特性をさらに向上させることができる。
【０１６１】
このため、アンテナの高い放射利得を実現させながら、そのＶＳＷＲ特性を向上させることができるので、アンテナ装置の使用可能な周波数帯域をさらに拡大することができる。
【０１６２】
上記各実施形態に係るアンテナ装置では、上記平板状の放射素子は、一端から他端まで連続した一本の線路となった構成である。
【０１６３】
これにより、一端から他端に連続する導電性経路を持つ放射素子において、その両端側に上記給電部が形成されていることにより、ループ形状を有するループアンテナ装置と同様、高い放射利得を実現することができる。
【０１６４】
上記各実施形態に係るアンテナ装置では、上記外殻の表面または裏面に対する上記放射素子の離間距離が、少なくとも２ｍｍであることが好ましい。
【０１６５】
これにより、アンテナ装置を導体付近に搭載する場合でも、ＶＳＷＲ値を３．５以下に抑えた使用可能な周波数帯域を発現させることができる。
【０１６６】
上記各実施形態に係るアンテナ装置は、上記外殻に上記支持部材を固定する固定手段を有し、上記支持部材は、平板状のベース部材であり、上記ベース部材の表面に沿って上記放射素子が固定された構成としてもよい。
【０１６７】
なお、「上記ベース部材に沿って」との表現を、上記ベース部材の二次元的または三次元的な広がり方と同様の二次元的または三次元的な広がり方で、と言い換えてもよい。
【０１６８】
これにより、放射素子と外殻との間にベース部材が誘電体層として介在するので、アンテナ装置を例えば自動車の車体などの金属部材上に設ける場合に、誘電体層が金属部材からの悪影響を抑制することができる。これにより、アンテナ装置は、良好なＶＳＷＲ特性を維持することができる。
【０１６９】
上記各実施形態に係るアンテナ装置は、上記外殻に上記支持部材を固定する固定手段を有し、上記支持部材は、上記外殻の表面の一部を覆うカバー部材であり、上記カバー部材の内側には、上記外殻の表面との間に空間部が形成され、上記カバー部材の内側の面に沿って上記平板状の放射素子が固定された構成としてもよい。
【０１７０】
これにより、アンテナ装置を移動体の外殻の上記表面に設置する場合に、防水および保護等の観点から不可欠なカバー部材を、導電性材料層から受ける悪影響を抑制する上記支持部材として有効に活用することができる。
【０１７１】
なお、この構成では、放射素子と外殻との間に空気層が誘電体層として介在する。これにより、アンテナ装置は、良好なＶＳＷＲ特性を維持することができる。
【０１７２】
上記各実施形態に係るアンテナ装置では、上記放射素子の平板状には、曲率が付与された湾曲形状が含まれていてもよく、その場合、上記湾曲形状の曲率半径は、５ｍｍ以上であればよい。
【０１７３】
このように、曲率半径が５ｍｍ以上の曲面に沿って放射素子が取り付けられるなら、アンテナ装置は良好な特性を維持することができる。
【０１７４】
上記各実施形態に係るアンテナ装置は、上記平板状の放射素子に上記給電線を介して接続される送受信回路をさらに有し、上記平板状の放射素子と上記送受信回路とが、同一平面上に配されていてもよい。
【０１７５】
これにより、送受信回路をさらに備えたアンテナ装置の薄型化を図ることができる。また、放射素子と送受信回路とを異なる面に配する形態と比較して、放射素子と送受信回路とを接続する導電路をより短くすることができるので、放射素子と送受信回路間の伝送路のインピーダンスを考慮する必要がない。
【０１７６】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１７７】
本発明は、移動体に搭載される放送波受信用のアンテナ装置に適用できる。具体的には、例えば、ＶＨＦ放送帯域とＵＨＦ地上デジタル放送帯域を含む各種の周波数帯域で送受信可能な、表示機能付き無線装置を搭載した移動体用のアンテナ装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１７８】
１，１０，２０，３０  アンテナ装置
２  ボディー（外殻）
３，３ａ，３ｂ  アンテナ
４  チューナー部（送受信回路）
５  ベース部材（支持部材）
６ａ，６ｂ，６ｃ  レドーム（支持部材）
１１  スペーサ（支持部材）
１２  ベース部材（支持部材）
２０１，２０１ａ  アンテナ
２１１，２１１ａ  巻込部（第１の領域）
２１３  第１の幅広部（幅広部）
２１４  第２の幅広部（幅広部）
２２１，２２１ａ  同軸ケーブル（給電線）
２２２，２２２ａ  給電部
２２５，２２５ａ  第１の根本部
２２６，２２６ａ  第２の根本部
２２５ｏ２  第１の屈曲部（第１の後端直線部）
２２６ｏ２  第２の屈曲部（第２の後端直線部）
２３１，２３１ａ，２３１ｃ，２３１ｄ，２３２ａ  短絡部材（短絡部）
４０１  アンテナ装置
４０２  誘電体層（誘電体）
５０１，５０２，５０３，５０４  アンテナ
６０１  自動車（移動体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
2012067243.tif 000029
【図２８】
2012067243.tif 000030
【国際調査報告】
2012067243.tif 000031
2012067243.tif 000032
2012067243.tif 000033
2012067243.tif 000034