(57)【要約】【課題】取り付け面積を小さくすることができるアンテナ装置を提供する。【解決手段】実施形態の一態様に係るアンテナ装置においては、第１アンテナ部と、第２アンテナ部とを備える。第１アンテナ部は、基板のおもて面に形成されるメアンダ形状とされる。第２アンテナ部は、基板の裏面に形成され、第１アンテナ部とはピッチおよび折り返し幅の少なくとも一方が異なるメアンダ形状とされる。【選択図】図４
2020014099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板のおもて面に形成されるメアンダ形状の第１アンテナ部と、
前記基板の裏面に形成され、前記第１アンテナ部とはピッチおよび折り返し幅の少なくとも一方が異なるメアンダ形状の第２アンテナ部と
を備えることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記第１アンテナ部および前記第２アンテナ部は、
長手方向に沿って延伸する延伸部と、
前記延伸部から連続するとともに、長手方向に対して交わる方向へ向けて折り返す折り返し部と
を含み、
前記第２アンテナ部は、
前記基板の平面視において、前記第２アンテナ部の前記折り返し部が前記第１アンテナ部の前記折り返し部に対してずれる位置となるようなピッチで形成されること
を特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記第２アンテナ部は、
前記基板の平面視において、前記第２アンテナ部の前記延伸部が前記第１アンテナ部の前記延伸部に対してずれる位置となるような折り返し幅で形成されること
を特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記第１アンテナ部および前記第２アンテナ部に給電可能な給電部
を備え、
前記第１アンテナ部および前記第２アンテナ部は、
前記給電部を通る仮想線に対して線対称となるように、前記給電部の両側にそれぞれ形成されること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記給電部の両側にそれぞれ形成される前記第１アンテナ部および前記第２アンテナ部のうち、一方の前記第１アンテナ部および前記第２アンテナ部がグランド端子に接続され、よって前記第１アンテナ部および前記第２アンテナ部がモノポールアンテナとして機能すること
を特徴とする請求項４に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記モノポールアンテナとは異なる別のモノポールアンテナ
を備え、
前記グランド端子に接続された一方の前記第１アンテナ部および前記第２アンテナ部は、
前記別のモノポールアンテナのグランドとして共用されること
を特徴とする請求項５に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記給電部の両側にそれぞれ形成される前記第１アンテナ部および前記第２アンテナ部に対して前記給電部から平衡給電され、よって前記第１アンテナ部および前記第２アンテナ部がダイポールアンテナとして機能すること
を特徴とする請求項４に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば車両のフロントガラスに取り付けられ、ＤＴＶ（Digital  Television）などの電波を受信するアンテナ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。上記したアンテナ装置にあっては、ループアンテナやモノポールアンテナを組み合わせるなどして構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１１１５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記したループアンテナは、取り付け面積が比較的大きいことから、結果としてアンテナ装置の取り付け面積も大きくなってしまうおそれがあった。このように、従来技術には、アンテナ装置の取り付け面積を小さくするという点で改善の余地があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、取り付け面積を小さくすることができるアンテナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、アンテナ装置において、第１アンテナ部と、第２アンテナ部とを備える。第１アンテナ部は、基板のおもて面に形成されるメアンダ形状とされる。第２アンテナ部は、前記基板の裏面に形成され、前記第１アンテナ部とはピッチおよび折り返し幅の少なくとも一方が異なるメアンダ形状とされる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、アンテナ装置の取り付け面積を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、実施形態に係るアンテナ装置を含むアンテナシステムの構成を示すブロック図である。
【図３Ａ】図３Ａは、第２モノポールアンテナおよび第３モノポールアンテナの構成を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、第２モノポールアンテナの構成を示す図である。
【図４】図４は、第１アンテナ部および第２アンテナ部の拡大図である。
【図５】図５は、第１統合アンテナおよび第２統合アンテナの指向性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本願の開示するアンテナ装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
先ず、実施形態に係るアンテナ装置の構成について図１を参照して説明する。図１は、実施形態に係るアンテナ装置１０の構成を示す図である。なお、図１は、車両１の室内から車両前方を見たときの図である。また、図１および後述する図２以降の図面はいずれも模式図である。
【００１１】
また、以下では、理解の便宜のため、図１の前方視における車両１の左右側面への方向を「左右方向」とし、車両１のルーフおよびフロアへの方向を「上下方向」として表現することとする。
【００１２】
また、以下では、車両１のフロントガラス２に取り付けられるアンテナ装置１０について説明するが、例えば車両１のリアガラスやサイドガラスに取り付けられるアンテナ装置であってもよい。
【００１３】
図１に示すように、アンテナ装置１０は、第１統合アンテナ１１と、第２統合アンテナ１２とを備える。第１統合アンテナ１１および第２統合アンテナ１２は、例えば車両１のフロントガラス２に取り付けられる複数のアンテナを各々備える。
【００１４】
なお、図１では、第１統合アンテナ１１および第２統合アンテナ１２が取り付けられる領域を破線で示すこととする。なお、第１統合アンテナ１１および第２統合アンテナ１２の詳細については後述する。
【００１５】
また、第１統合アンテナ１１および第２統合アンテナ１２は、車両１の左右のフロントピラー３に沿って配線された複数本のケーブル４ａ，４ｂ，４ｃ，５ａ，５ｂを介してナビゲーション装置２０と通信自在に接続される。
【００１６】
なお、図１では、図示の簡略化のため、複数本のケーブル４ａ，４ｂ，４ｃ，５ａ，５ｂを左右の各フロントピラー３に１本の線としてまとめて示した。
【００１７】
ここで、従来のアンテナ装置について説明する。従来のアンテナ装置は、例えばＤＴＶの電波を受信する場合、ループアンテナやモノポールアンテナを組み合わせるようにしていた。具体的には、従来技術では、図１に破線で示した２つの領域内に、ループアンテナがそれぞれ配置されていた。かかるループアンテナは、取り付け面積が比較的大きいことから、結果としてアンテナ装置の取り付け面積も大きくなってしまうおそれがあった。
【００１８】
そこで、本実施形態に係るアンテナ装置１０にあっては、取り付け面積を小さくすることができるような構成とした。以下、かかる構成について詳しく説明する。
【００１９】
図２は、実施形態に係るアンテナ装置１０を含むアンテナシステム１００の構成を示すブロック図である。図２に示すように、アンテナシステム１００は、アンテナ装置１０と、ナビゲーション装置２０とを備える。
【００２０】
アンテナ装置１０は、第１統合アンテナ１１と、第２統合アンテナ１２とを備える。第１統合アンテナ１１は、ループアンテナ３０と、第１モノポールアンテナ４０とを備える。また、第２統合アンテナ１２は、第２モノポールアンテナ５０と、第３モノポールアンテナ６０とを備える。
【００２１】
ループアンテナ３０は、ＧＰＳ（Global  Positioning  System）用アンテナ３１と、ＤＴＶ用アンテナ３２と、コネクタ３３とを備える。ＧＰＳ用アンテナ３１は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信する。ＧＰＳ用アンテナ３１によって受信された電波は、コネクタ３３およびケーブル４ｂを介してナビゲーション装置２０へ送信される。
【００２２】
第１モノポールアンテナ４０は、ＤＴＶ用アンテナ４１と、コネクタ４２とを備える。また、第２モノポールアンテナ５０は、ＤＴＶ用アンテナ５１と、コネクタ５２とを備える。また、第３モノポールアンテナ６０は、ＤＴＶ用アンテナ６１と、コネクタ６２とを備える。
【００２３】
各ＤＴＶ用アンテナ３２，４１，５１，６１は、デジタルテレビ放送の電波を受信する。各ＤＴＶ用アンテナ３２，４１，５１，６１によって受信された電波は、対応するコネクタ３３，４２，５２，６２および対応するケーブル４ａ，４ｃ，５ａ，５ｂを介してＤＴＶ信号としてナビゲーション装置２０へ送信される。
【００２４】
なお、第２モノポールアンテナ５０および第３モノポールアンテナ６０の詳細な構成については、図３Ａおよび図３Ｂを参照して後述する。
【００２５】
ナビゲーション装置２０は、制御部２１と、記憶部２２とを備える。制御部２１は、ＧＰＳレシーバ部２１ａと、ＤＴＶチューナ部２１ｂと、出力部２１ｃと、表示部２１ｄとを備える。
【００２６】
ここで、ナビゲーション装置２０は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種の回路を含む。
【００２７】
コンピュータのＣＰＵは、例えば、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部２１のＧＰＳレシーバ部２１ａ、ＤＴＶチューナ部２１ｂ、出力部２１ｃおよび表示部２１ｄとして機能する。
【００２８】
また、制御部２１のＧＰＳレシーバ部２１ａ、ＤＴＶチューナ部２１ｂ、出力部２１ｃおよび表示部２１ｄの少なくともいずれか一つまたは全部をＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）やＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）等のハードウェアで構成することもできる。
【００２９】
また、記憶部２２は、例えば、ＲＡＭやＨＤＤに対応する。ＲＡＭやＨＤＤは、ナビゲーション装置２０で実行されるプログラムや各種情報を記憶することができる。なお、ナビゲーション装置２０は、有線や無線のネットワークで接続された他のコンピュータや可搬型記録媒体を介して上記したプログラムや各種情報を取得することとしてもよい。
【００３０】
制御部２１は、表示モードに応じて各アンテナによって受信された電波の信号処理を行うとともに、表示部２１ｄに表示する制御を行う。ＧＰＳレシーバ部２１ａは、ＧＰＳ用アンテナ３１によって受信された電波をＧＰＳ信号として出力部２１ｃへ出力する。
【００３１】
ＤＴＶチューナ部２１ｂは、各ＤＴＶ用アンテナ３２，４１，５１，６１によって受信された４つのＤＴＶ信号を用いて、受信状態の良好なＤＴＶ信号の成分ほど多く含まれるように、ＤＴＶ信号を適宜に合成するダイバーシティ合成を行い、出力部２１ｃへ出力する。
【００３２】
出力部２１ｃは、例えばナビゲーション装置２０がナビゲーションモードのとき、ＧＰＳレシーバ部２１ａで受信されたＧＰＳ信号に基づいて車両１の現在位置を算出し、現在位置に対応する地図情報を記憶部２２から読み出す。
【００３３】
そして、出力部２１ｃは、例えば読み出した地図情報と目的地までの経路とを表示部２１ｄに表示させる。なお、表示部２１ｄとして、例えば液晶ディスプレイを用いることができる。
【００３４】
また、出力部２１ｃは、例えばナビゲーション装置２０がテレビモードのとき、ＤＴＶチューナ部２１ｂで合成されたＤＴＶ信号に基づいてデジタルテレビ放送を表示部２１ｄに表示させる。
【００３５】
次に、上記した第２モノポールアンテナ５０および第３モノポールアンテナ６０について、図３Ａ，３Ｂを参照して説明する。
【００３６】
図３Ａは、第２モノポールアンテナ５０および第３モノポールアンテナ６０の構成を示す図である。また、図３Ｂは、第２モノポールアンテナ５０の構成を示す図である。なお、図３Ｂにおいては、図示の簡略化のため、第３モノポールアンテナ６０の図示を省略した。
【００３７】
また、図３Ａは、第２モノポールアンテナ５０等を室内側から見た状態を示し、図３Ｂは、第２モノポールアンテナ５０を室外側から見た状態、言い換えると、図３Ａに示す第２モノポールアンテナ５０を裏側から見た状態を示している。
【００３８】
第２モノポールアンテナ５０は、上記したように、ＤＴＶ用アンテナ５１を備える。ＤＴＶ用アンテナ５１は、線状のアンテナ導体を有し、詳しくは、第１アンテナ部５１ａと、第２アンテナ部５１ｂとを備え、基板５３に形成される。かかる基板５３は、例えば、長手方向が左右方向となるような長尺状に形成される。
【００３９】
そして、図３Ａに示すように、第１アンテナ部５１ａは、基板５３のおもて面５３１に形成され、メアンダ形状とされる。詳しくは、第１アンテナ部５１ａは、延伸部５４ａと、折り返し部５５ａとを備える。
【００４０】
延伸部５４ａは、基板５３の長手方向に沿って延伸する部位である。折り返し部５５ａは、延伸部５４ａから連続するとともに、長手方向に対して交わる方向（例えば上下方向）へ向けて折り返す部位である。
【００４１】
一方、第２アンテナ部５１ｂは、図３Ｂに示すように、基板５３の裏面５３２に形成され、メアンダ形状とされる。詳しくは、第２アンテナ部５１ｂは、第１アンテナ部５１ａと同様、延伸部５４ｂと、折り返し部５５ｂとを備える。
【００４２】
このように、本実施形態にあっては、基板５３のおもて面５３１および裏面５３２の両面にメアンダ形状のアンテナを形成することで、アンテナ長を確保しつつ、左右方向の長さを短くすることができる。これにより、ＤＴＶ用アンテナ５１の取り付け面積を小さくすることができ、ひいてはアンテナ装置１０の取り付け面積を小さくすることができる。
【００４３】
また、第２アンテナ部５１ｂは、第１アンテナ部５１ａとはピッチおよび折り返し幅が異なるメアンダ形状とされる。これについて、図４を参照して説明する。図４は、第１アンテナ部５１ａおよび第２アンテナ部５１ｂの拡大図である。なお、図４は、基板５３のおもて面５３１から見たＤＴＶ用アンテナ５１を示しているため、基板５３の裏面５３２に形成される第２アンテナ部５１ｂを破線で示した。
【００４４】
図４に示すように、第１アンテナ部５１ａのピッチＰ１は、隣接する折り返し部５５ａ同士の間隔であり、第２アンテナ部５１ｂのピッチＰ２は、隣接する折り返し部５５ｂ同士の間隔である。そして、第１アンテナ部５１ａのピッチＰ１は、第２アンテナ部５１ｂのピッチＰ２よりも小さくなるように設定される（Ｐ１＜Ｐ２）。
【００４５】
また、第１アンテナ部５１ａの折り返し幅Ｗ１は、上方に形成される延伸部５４ａから下方に形成される延伸部５４ａまでの距離である。同様に、第２アンテナ部５１ｂの折り返し幅Ｗ２は、上方に形成される延伸部５４ｂから下方に形成される延伸部５４ｂまでの距離である。そして、第１アンテナ部５１ａの折り返し幅Ｗ１は、第２アンテナ部５１ｂの折り返し幅Ｗ２よりも大きくなるように設定される（Ｗ１＞Ｗ２）。
【００４６】
このように、第１アンテナ部５１ａと第２アンテナ部５１ｂとは、ピッチおよび折り返し幅が異なるように形成されることで、第１アンテナ部５１ａと第２アンテナ部５１ｂとが平面視においてずれることとなる。
【００４７】
これにより、例えば、第１アンテナ部５１ａおよび第２アンテナ部５１ｂの結合を抑制することができ、よって第１アンテナ部５１ａおよび第２アンテナ部５１ｂの広帯域化を図ることができる。
【００４８】
また、第２アンテナ部５１ｂは、基板５３の平面視において、第２アンテナ部５１ｂの折り返し部５５ｂが第１アンテナ部５１ａの折り返し部５５ａに対してずれる位置となるようなピッチＰ２で形成されるようにしてもよい。
【００４９】
これにより、例えば、第１アンテナ部５１ａおよび第２アンテナ部５１ｂの結合をより抑制することができ、第１、第２アンテナ部５１ａ，５１ｂの広帯域化をさらに図ることができる。
【００５０】
また、第２アンテナ部５１ｂは、基板５３の平面視において、第２アンテナ部５１ｂの延伸部５４ｂが第１アンテナ部５１ａの延伸部５４ａに対してずれる位置となるような折り返し幅Ｗ２で形成される。
【００５１】
これにより、例えば、第１アンテナ部５１ａおよび第２アンテナ部５１ｂの結合をより一層抑制することができ、第１、第２アンテナ部５１ａ，５１ｂの広帯域化をさらに図ることができる。
【００５２】
なお、上記では、第２アンテナ部５１ｂは、ピッチおよび折り返し幅の両方が第１アンテナ部５１ａと異なるようにしたが、これに限定されるものではなく、ピッチおよび折り返し幅のいずれか一方が第１アンテナ部５１ａと異なるようにしてもよい。
【００５３】
図３Ａおよび図３Ｂの説明に戻ると、基板５３の中央付近には、第１アンテナ部５１ａや第２アンテナ部５１ｂに給電可能な給電部５６が設けられる。
【００５４】
第１アンテナ部５１ａは、上記した給電部５６に対して左右両側に位置するように形成される。また、第２アンテナ部５１ｂは、第１アンテナ部５１ａと同様、給電部５６に対して左右両側に位置するように形成される。
【００５５】
詳しくは、第１アンテナ部５１ａおよび第２アンテナ部５１ｂは、給電部５６を上下方向に沿って通る仮想線Ａに対して線対称または略線対称となるように、給電部５６の両側にそれぞれ形成される。言い換えると、第１アンテナ部５１ａおよび第２アンテナ部５１ｂは、給電部５６を中心に左右対称または略左右対称となるように形成される。
【００５６】
これにより、第１アンテナ部５１ａおよび第２アンテナ部５１ｂにおいて、アンテナ長を確保しながら、給電部５６に対して左右のバランス良く、左右方向の長さを短くすることができる。
【００５７】
以下、給電部５６に対して左側に位置する第１アンテナ部５１ａを「左側第１アンテナ部５１ａ１」、右側に位置する第１アンテナ部５１ａを「右側第１アンテナ部５１ａ２」と記載する場合がある。また、第２アンテナ部５１ｂのうち、左側第１アンテナ部５１ａ１と対応する部分を「左側第２アンテナ部５１ｂ１」、右側第１アンテナ部５１ａ２と対応する部分を「右側第２アンテナ部５１ｂ２」と記載する場合がある。
【００５８】
上記した給電部５６には、給電端子５７と、グランド端子５８とを備える。そして、給電端子５７には、左側第１アンテナ部５１ａ１および左側第２アンテナ部５１ｂ１が接続される。
【００５９】
グランド端子５８には、右側第１アンテナ部５１ａ２および右側第２アンテナ部５１ｂ２が接続される。すなわち、右側第１アンテナ部５１ａ２および右側第２アンテナ部５１ｂ２がグランドとして機能する。これにより、第１アンテナ部５１ａおよび第２アンテナ部５１ｂは、不平衡給電とされ、モノポールアンテナとして機能することができる。
【００６０】
右側第１アンテナ部５１ａ２および右側第２アンテナ部５１ｂ２は、第３モノポールアンテナ６０のグランドとして共用されるようにしてもよい。
【００６１】
詳しくは、第３モノポールアンテナ６０は、ＤＴＶ用アンテナ６１と、コネクタ６２とを備える。ＤＴＶ用アンテナ６１は、ポール形状のアンテナ素子であり、網目状（メッシュ状）の細線状導体を有する。
【００６２】
コネクタ６２は、基板６３を備え、かかる基板６３には、グランド端子６４が形成される。そして、第３モノポールアンテナ６０のグランド端子６４に、右側第１アンテナ部５１ａ２の端部５１ａ３が接続されることで、右側第１アンテナ部５１ａ２および右側第２アンテナ部５１ｂ２が、第３モノポールアンテナ６０のグランドとして共用される。
【００６３】
このように、第２、第３モノポールアンテナ５０，６０が、グランドを共用することで、第２、第３モノポールアンテナ５０，６０の取り付け面積を小さくすることができ、ひいてはアンテナ装置１０の取り付け面積を小さくすることができる。
【００６４】
なお、上記において、第１アンテナ部５１ａおよび第２アンテナ部５１ｂは、右側第１アンテナ部５１ａ２および右側第２アンテナ部５１ｂ２がグランド端子５８に接続されて、モノポールアンテナとして機能するようにしたが、これに限定されるものではない。
【００６５】
例えば、第１アンテナ部５１ａおよび第２アンテナ部５１ｂは、右側第１アンテナ部５１ａ２および右側第２アンテナ部５１ｂ２にも給電端子を接続して、給電部５６から平衡給電されるようにすることで、ダイポールアンテナとして機能することができる。
【００６６】
次に、図５を用いて、第１統合アンテナ１１および第２統合アンテナ１２の指向性について説明する。図５は、第１統合アンテナ１１および第２統合アンテナ１２の指向性を示す図である。
【００６７】
図５では、車両１を上方から見た場合の指向性３０Ｄ，４０Ｄ，５０Ｄ，６０Ｄを破線で示す。なお、図５に示す指向性３０Ｄ，４０Ｄ，５０Ｄ，６０Ｄは、おおよその指向性を模式的に表した一例であって、これに限定されるものではない。
【００６８】
図５に示すように、ループアンテナ３０および第２モノポールアンテナ５０は、車両１の進行方向と平行な方向の指向性３０Ｄ，５０Ｄを有している。また、第１モノポールアンテナ４０および第３モノポールアンテナ６０は、車両１のフロントピラー３との相互作用によって、車両１の進行方向に対して垂直な方向の指向性４０Ｄ，６０Ｄを有している。
【００６９】
上述してきたように、実施形態に係るアンテナ装置１０は、第１アンテナ部５１ａと、第２アンテナ部５１ｂとを備える。第１アンテナ部５１ａは、基板５３のおもて面５３１に形成されるメアンダ形状とされる。第２アンテナ部５１ｂは、基板５３の裏面５３２に形成され、第１アンテナ部５１ａとはピッチおよび折り返し幅の少なくとも一方が異なるメアンダ形状とされる。これにより、アンテナ装置１０の取り付け面積を小さくすることができる。
【００７０】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１０    アンテナ装置
５０    第２モノポールアンテナ
５１ａ  第１アンテナ部
５１ｂ  第２アンテナ部
５３    基板
５４ａ，５４ｂ  延伸部
５５ａ，５５ｂ  折り返し部
６０    第３モノポールアンテナ
【図１】
2020014099.tif 000003
【図２】
2020014099.tif 000004
【図３Ａ】
2020014099.tif 000005
【図３Ｂ】
2020014099.tif 000006
【図４】
2020014099.tif 000007
【図５】
2020014099.tif 000008