(57)【要約】【課題】本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、垂直偏波成分が水平偏波成分に対し高い利得が得られる広帯域な電話用アンテナを備える車載用複合アンテナを提供する。【解決手段】電話用アンテナ１２０は、アンテナ素子１２１の主要部１２１ａが基板１１０の一つのエッジ部１１３に沿って配置され、これに接続されてＬ字状に屈曲された接続部１２１ｂがエッジ部１１３に隣接するエッジ部１１２に沿って配置されている。アンテナ素子１２１をこのようなＬ字形状とすることで、給電部１２２及び短絡部１２３をエッジ部１１３と接する角部から離れたエッジ部１１２の中央側に配置している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板の一方の面に搭載された電話用アンテナと、前記基板の他方の面に形成されたグランドとを備える車載用複合アンテナであって、
前記電話用アンテナは、
前記グランドから所定の高さで平行に配索されて所定の周波帯で共振するアンテナ素子と、
前記基板に垂直に配索されて前記アンテナ素子に接続された給電部と、を備え、
前記アンテナ素子の主要部が前記基板の第１のエッジに沿って配置され、
前記主要部からＬ字状に屈曲した前記アンテナ素子の接続部が前記給電部に接続され、前記給電部が前記第１のエッジに隣接する第２のエッジの中央側に配置されている
ことを特徴とする車載用複合アンテナ。
【請求項２】
前記アンテナ素子の前記グランドからの高さは、１０ｍｍ以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の車載用複合アンテナ。
【請求項３】
前記給電部は、前記第２のエッジの中心から略１／４の長さの範囲に配置されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の車載用複合アンテナ。
【請求項４】
前記給電部は、前記第２のエッジの中心から略１／８の長さの範囲に配置されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の車載用複合アンテナ。
【請求項５】
前記電話用アンテナは、一端が前記アンテナ素子または前記給電部に接続され、他端が前記グランドに接続された短絡部をさらに備えて逆Ｆ型アンテナを形成している
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車載用複合アンテナ。
【請求項６】
前記アンテナ素子に略平行に配置され、一端が前記グランドに接続されている無給電素子をさらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車載用複合アンテナ。
【請求項７】
前記電話用アンテナは、８２４ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚの帯域で使用される
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の車載用複合アンテナ。
【請求項８】
前記グランドは縦７０ｍｍ、横７０ｍｍの寸法を有している
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の車載用複合アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される複合アンテナに関し、特にＥＴＣ、ＶＩＣＳ等のアンテナにさらに電話用アンテナを搭載した車載用複合アンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、１枚の共用グランド板の上にＥＴＣ、ＶＩＣＳ、ＧＰＳ等に用いる複数のアンテナを配置した車載用複合アンテナが開発されている。例えば特許文献１では、ＶＩＣＳ用アンテナとＧＰＳ用アンテナが１つの基板上に配置され、指向性の異なるＥＴＣ用アンテナが別の基板上に配置されており、この２つの基板が１枚の共用グランドの中央付近に配置されている。なお、基板の各アンテナを搭載する面とは反対側の面には、ほぼ全面に基板用グランドが形成されている。
【０００３】
一方、近年は携帯電話などに用いる電話用アンテナも車両に搭載したいといったニーズが高まっており、電話用アンテナの設置スペースの確保が困難なことから、従来の複合アンテナにさらに電話用アンテナも統合させることが強く望まれている。車両に搭載される電話用アンテナとして、例えば９００ＭＨｚ帯（８２４ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ）の周波帯が使用されている。
【０００４】
電話用アンテナは、従来からアンテナ素子が直線状に形成されたもの（以下では、Ｉ字型アンテナと称する）が広く用いられている。このようなＩ字型アンテナを従来の車載用複合アンテナに統合させる場合、小型化の観点からＶＩＣＳ用アンテナやＧＰＳ用アンテナが搭載された基板上に搭載するのが好ましい。この場合、基板の中央付近にはＶＩＣＳ用アンテナやＧＰＳ用アンテナが配置されていることから、電話用アンテナは基板のエッジに配置されることになる。
【０００５】
また、逆Ｆ型アンテナなどのグランド上で動作させるアンテナでは、給電部の垂直立ち上がり部をグランドを有する基板の角に配置し、アンテナ素子の水平部を基板のエッジに配置することが多い。このように、アンテナ素子を基板のエッジに配置することで、使用周波数での周波数帯を広帯域化できるといった効果が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−０５６７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
アンテナの効率を測る一つの指標として、アンテナから放射される電磁波の利得を全方向にわたって積分し平均化した通常のアンテナ効率がある（以下では通常アンテナ効率と称する）。しかし、電話用アンテナでは、携帯電話用基地局のアンテナの主偏波成分が垂直偏波となっているため、通常アンテナ効率ではなく、垂直利得を重視した利得を高くする必要がある。しかしながら、従来のＩ字型アンテナを電話用アンテナに用いた場合には、水平偏波成分に対し垂直偏波成分が十分な利得を有するように調整することが難しいといった問題があった。
【０００８】
Ｉ字型アンテナを基板のエッジに配置すると、グランド上に水平方向の電流が流れるため、垂直偏波成分の利得が低下してしまう。このような垂直偏波成分の利得低下を防止するには、Ｉ字型アンテナをグランドの中心線上に設置するのがよく、この場合にはグランド上の水平方向の電流が打ち消しあい、アンテナ素子上の垂直方向の電流が残る。その結果、送受信波において垂直偏波が水平偏波に対して支配的となる。しかしながら、Ｉ字型アンテナをグランドの中心線上に設置すると、他のＧＰＳ用アンテナ等がグランドの中央部に配置できなくなるだけでなく、電話用アンテナとしても使用可能な周波数帯が狭帯域となり、必要な帯域で十分なゲインを確保することができないといった問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、垂直偏波成分が水平偏波成分に対し高い利得が得られる広帯域な電話用アンテナを備える車載用複合アンテナ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】
【００１０】
本発明の車載用複合アンテナの第１の態様は、基板と、前記基板の一方の面に搭載された電話用アンテナと、前記基板の他方の面に形成されたグランドとを備える車載用複合アンテナであって、前記電話用アンテナは、前記グランドから所定の高さで平行に配索されて所定の周波帯で共振するアンテナ素子と、前記基板に垂直に配索されて前記アンテナ素子に接続された給電部と、を備え、前記アンテナ素子の主要部が前記基板の第１のエッジに沿って配置され、前記主要部からＬ字状に屈曲した前記アンテナ素子の接続部が前記給電部に接続され、前記給電部が前記第１のエッジに隣接する第２のエッジの中央側に配置されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の車載用複合アンテナの他の態様は、前記アンテナ素子の前記グランドからの高さは、１０ｍｍ以上であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の車載用複合アンテナの他の態様は、前記給電部は、前記第２のエッジの中心から略１／４の長さの範囲に配置されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の車載用複合アンテナの他の態様は、前記給電部は、前記第２のエッジの中心から略１／８の長さの範囲に配置されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の車載用複合アンテナの他の態様は、前記電話用アンテナは、一端が前記アンテナ素子または前記給電部に接続され、他端が前記グランドに接続された短絡部をさらに備えて逆Ｆ型アンテナを形成していることを特徴とする。
【００１５】
本発明の車載用複合アンテナの他の態様は、前記アンテナ素子に略平行に配置され、一端が前記グランドに接続されている無給電素子をさらに備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明の車載用複合アンテナの他の態様は、前記電話用アンテナは、８２４ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚの帯域で使用されることを特徴とする。
【００１７】
本発明の車載用複合アンテナの他の態様は、前記グランドは縦７０ｍｍ、横７０ｍｍの寸法を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように本発明によれば、電話用アンテナをＬ字型としてアンテナ素子を基板のエッジに配置するとともに給電部を別のエッジの中央側に配置することで、垂直偏波成分が水平偏波成分に対し高い利得が得られる広帯域な電話用アンテナを備える車載用複合アンテナを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態の車載用複合アンテナの概略構成を示す斜視図及び平面図である。
【図２】従来の車載用複合アンテナの概略構成を示す斜視図及び平面図である。
【図３】アンテナ給電位置を説明する斜視図である。
【図４】第１の実施形態の電話用アンテナのＶＳＷＲ及びゲイン特性を示すグラフである。
【図５】比較例のＩ字型アンテナのＶＳＷＲ及びゲイン特性を示すグラフである。
【図６】第１の実施形態の電話用アンテナ及びＩ字型アンテナのアンテナ給電位置に対するゲイン特性の変化を示すグラフである（アンテナ素子の高さ２０ｍｍ）。
【図７】第１の実施形態の電話用アンテナ及びＩ字型アンテナのアンテナ給電位置に対するゲイン特性の変化を示すグラフである（アンテナ素子の高さ１０ｍｍ）。
【図８】第１の実施形態の電話用アンテナ及びＩ字型アンテナのアンテナ給電位置に対するゲイン特性の変化を示すグラフである（アンテナ素子の高さ５ｍｍ）。
【図９】本発明の第２の実施形態の車載用複合アンテナの概略構成を示す斜視図である。
【図１０】別の従来例の車載用複合アンテナの概略構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態における車載用複合アンテナについて、図面を参照して詳細に説明する。同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。
【００２１】
本発明の第１の実施形態に係る車載用複合アンテナを、図１を用いて説明する。図１（ａ）は、本実施形態の車載用複合アンテナ１００の斜視図を示しており、図１（ｂ）は車載用複合アンテナ１００の平面図を示している。車載用複合アンテナ１００は、基板１１０と電話用アンテナ１２０とを備えている。以下では、電話用アンテナ１２０の使用周波数帯を８２４ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚの９００ＭＨｚ帯とする。また、基板１１０の寸法を７０ｍｍ×７０ｍｍとする。基板１１０は、例えばＰＣＢ（プリント基板）で形成することができる。
【００２２】
電話用アンテナ１２０は、基板１１０の隣接する２つのエッジ部１１２、１１３に沿ってＬ字形状に配置されている。なお、図１では、基板１１０のエッジ部１１２、１１３に電話用アンテナ１２０のみを配置しているが、基板１１０の中央部には別のアンテナを配置することができる。一例として、特許文献１の複合アンテナと同様に、基板１１０の中央部にＧＰＳアンテナやＶＩＣＳアンテナを配置することができる。ＧＰＳアンテナやＶＩＣＳアンテナは、指向性等の観点から、基板１１０の中央部に配置するのがよい。これに対し、電話用アンテナ１２０は、基板１１０のエッジ部１１２、１１３に配置されることで、好適なアンテナ特性が得られるようにすることができる。
【００２３】
基板１１０の電話用アンテナ１２０が配置されている面と反対側の面には、グランド１１１が形成されている。グランド１１１は、電話用アンテナ１２０のグランドとして動作するとともに、基板１１０上に搭載されている別のアンテナのグランドとしても動作する。基板１１０の別の実施例として、グランド１１１を間に挟んで２層以上からなる多層基板を用いることもできる。この場合、多層基板の電話用アンテナ１２０が配置されている面と反対側の面には、別の回路等を搭載することが可能となる。
【００２４】
本実施形態の電話用アンテナ１２０は、一例として逆Ｆ型アンテナとしており、アンテナ素子１２１と給電部１２２と短絡部１２３とで構成されている。アンテナ素子１２１は、グランド１１１から所定の高さの位置でこれに平行に配置されている。また、給電部１２２は、基板１１０に立設されて一端がアンテナ素子１２１の接続部１２１ｂに接続され、他端が所定の給電線路（図示せず）に接続されている。さらに、短絡部１２３は、基板１１０に立設されて一端がアンテナ素子１２１の接続部１２１ｂに接続され、他端がグランド１１１に接続されている。
【００２５】
電話用アンテナ１２０の特徴として、アンテナ素子１２１の主要部１２１ａが基板１１０の一つのエッジ部１１３に沿って配置され、これに接続されて直角に屈曲された接続部１２１ｂがエッジ部１１３に隣接するエッジ部１１２に沿って配置されている。アンテナ素子１２１を、このような直交する主要部１２１ａと接続部１２１ｂとで構成することで、アンテナ素子１２１の形状がＬ字状になっている。アンテナ素子１２１をこのようなＬ字形状とすることで、給電部１２２及び短絡部１２３をエッジ部１１３と接する角部から離れたエッジ部１１２の中央側に配置している。
【００２６】
アンテナ素子１２１の主要部１２１ａを基板１１０のエッジ部１１３に沿って配置することにより、使用する周波数帯域において一定レベル以上のゲインを確保することができる。すなわち、使用する周波数帯域において必要なゲインが得られるように広帯域化が実現される。以下では、ゲイン特性の説明に、ゲインの平均値（単に平均ゲインと称する）、水平偏波成分のゲイン、及び垂直偏波成分のゲインを用いる。電話用アンテナ１２０では、使用する周波数帯域における各ゲインが所定値以上確保されることが要求される。
【００２７】
本実施形態では、給電部１２２をエッジ部１１２の中央側に設けることで、グランド１１１上に流れる電流の水平成分をある程度打ち消すようにしており、その結果として、相対的に垂直偏波成分のゲインが大きくなるようにしている。電話用アンテナ１２０をこのように形成することで、他のアンテナを設置するスペースを最大限確保した上で、平均ゲインとして必要な大きさ以上を確保することが可能となる。特に、水平偏波成分のゲインとの比較で、垂直偏波成分のゲインを相対的に高くすることができる。
【００２８】
本実施形態の電話用アンテナ１２０の特性を、従来のＩ字型アンテナと比較して説明する。比較対象の従来のＩ字型アンテナを備えた従来の車載用複合アンテナの一例を、図２に示す。図２（ａ）は、従来の車載用複合アンテナ９００の斜視図を示しており、図２（ｂ）は平面図を示している。図２において、比較例のＩ字型アンテナ９２０は、基板１１０の一つのエッジに沿って配置されている。より詳しくは、アンテナ素子９２１が本実施形態のアンテナ素子１２０の主要部１２１ａと同様に、基板１１０のエッジ部１１３に沿って配置されており、給電部９２２及び短絡部９２３がエッジ部１１３の端部（エッジ部１１３と１１２とが交わる角部）に配置されている。本実施形態の電話用アンテナ１２０と比較例のＩ字型アンテナ９２０とでは、アンテナ素子１２１、９２１の形状と給電部１２２，９２２（及び短絡部１２３，９２３）の配置位置が異なっている。
【００２９】
本実施形態の電話用アンテナ１２０では、アンテナ素子１２１の主要部１２１ａが基板１１０のエッジ部１１３に沿って配置されるが、給電部１２２及び短絡部１２３（以下では給電部１２２のみについて記載するが、短絡部１２３も含むものとする）については、エッジ部１１２の端部以外の中央側に配置するようにしており、その配置位置によってアンテナ特性を調整するようにしている。また、アンテナ素子１２１のグランド１１１からの高さによってもアンテナ特性が変化する。
【００３０】
以下では、給電部１２２の配置位置、及びアンテナ素子１２１のグランド１１１からの高さを変更したときの電話用アンテナ１２０のアンテナ特性について説明する。アンテナ特性として、ＶＳＷＲとゲイン特性（平均ゲイン、水平偏波成分のゲイン、及び垂直偏波成分のゲイン）について説明する。ＶＳＷＲについては、インピーダンス整合後の結果を示している。
【００３１】
また、本実施形態の電話用アンテナ１２０のアンテナ特性と比較するために、比較例のＩ字型アンテナ９２０についても、給電部９２２及び短絡部９２３（以下では給電部９２２のみについて記載するが、短絡部９２３も含むものとする）の配置位置及びアンテナ素子９２１の高さを変化させたときのアンテナ特性を求める。但し、Ｉ字型アンテナ９２０では、給電部９２２の配置位置をエッジ部１１２に沿って変化させる場合は、アンテナ素子９２１を含む全体の配置位置が変更される。
【００３２】
給電部１２２、９２２のエッジ部１１２に沿う方向の配置位置は、図３に示す距離ｙｆで表わされるものとする。距離ｙｆは、エッジ部１１２の中心から給電部１２２、９２２が配置されている位置までの距離である。以下では、距離ｙｆをアンテナ給電位置ｙｆとして説明する。また、アンテナ素子１２１，９２１のグランド１１１からの高さは、図３に示す高さｚｆで表されるものとする。以下では、図３に矢印で示すように、エッジ部１１３に平行な方向をｘ方向、エッジ部１１２に平行な方向をｙ方向、及び、基板１１０に垂直の方向をｚ方向として説明する。
【００３３】
本実施形態の電話用アンテナ１２０、及び比較例のＩ字型アンテナ９２０のアンテナ特性のシミュレーション結果を、それぞれ図４、５に示す。図４、５に示すアンテナ特性は、アンテナ素子１２１，９２１の高さｚｆをともに２０ｍｍとしたときのものである。図４、５のそれぞれにおいて、（ａ）はｙｆ＝０ｍｍ（エッジ部１１２の中心）のとき、（ｂ）はｙｆ＝１７ｍｍ（エッジ部１１２の中心と端部との間の略中央）のとき、及び（ｃ）はｙｆ＝３４ｍｍ（エッジ部１１２の略端部）のとき、のそれぞれのアンテナ特性を示している。また、（ａ）〜（ｃ）のそれぞれにおいて、左側にＶＳＷＲを示し、右側にゲイン特性を示している。各図に示すゲイン特性では、平均ゲイン、水平偏波成分のゲイン、及び垂直偏波成分のゲインを、それぞれ符号１０、１１、１２で示している。
【００３４】
図４に示す本実施形態の電話用アンテナ１２０では、アンテナ給電位置ｙｆがいずれの場合にも、ＶＳＷＲ及びゲイン特性が使用周波数帯８２４ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚにおいてほぼ一定となっており、良好な特性を示している。また、偏波成分のゲイン特性については、アンテナ給電位置ｙｆ＝０ｍｍとして給電部１２２をエッジ部１１２の中心に配置したときに、垂直偏波成分のゲイン１２が最も高くなって水平偏波成分のゲイン１１とほぼ等しくなっている。アンテナ給電位置ｙｆを１７ｍｍ、３４ｍｍと大きくして給電部１２２をエッジ部１２２の端部に近付けるにつれて、垂直偏波成分のゲイン１２が低下するとともに水平偏波成分のゲイン１１が上昇しており、垂直偏波成分のゲイン１２が相対的に低下していく。
【００３５】
一方、図５に示す比較例のＩ字型アンテナ９２０では、基板１１０の中心に配置されたときのアンテナ給電位置ｙｆ＝０ｍｍの場合に、ＶＳＷＲ及びゲイン特性が使用周波数帯において大きく変化しており、ｙｆを大きくしてエッジ部１１３側に移動させるほどＶＳＷＲ及びゲイン特性の変化が小さくなっていく。偏波成分のゲイン特性については、アンテナ給電位置ｙｆ＝０ｍｍとして給電部１２２をエッジ部１１２の中心に配置したときに、水平偏波成分がグランド１１１上の水平方向の電流とキャンセルし合う。そのため、周波数によらずほぼ垂直偏波成分のみとなるため、平均ゲイン１０が垂直偏波成分とほぼ等しくなっている。
【００３６】
アンテナ給電位置ｙｆを１７ｍｍ、３４ｍｍと大きくしてＩ字型アンテナ９２０をエッジ部１２２の端部に近付けていくと、水平偏波成分が現れるとともに、垂直偏波成分のゲイン１２が低下していく。Ｉ字型アンテナ９２０をエッジ部１２２に近接して配置したｙｆ＝３４ｍｍの場合には、水平偏波成分のゲイン１１と垂直偏波成分のゲイン１２が逆転して垂直偏波成分のゲイン１２の方が低下してしまう。この場合には、グランド１１１上の水平方向の電流が支配的になって水平偏波成分のゲイン１１が上昇する。
【００３７】
上記のように、本実施形態の電話用アンテナ１２０では、アンテナ素子１２１の主要部１２１ａをエッジ部１１３に近接配置することで、使用周波数全体の広い帯域でＶＳＷＲ及びゲイン特性がほぼ一定となり、好ましい広帯域特性が得られる。また、給電部１２２をエッジ部１１２の中央側に配置することで垂直偏波成分のゲイン１２を相対的に高めることができ、電話用アンテナとして好適な特性が得られる。
【００３８】
これに対し、比較例のＩ字型アンテナ９２０では、アンテナ全体をエッジ部１１２の中央に配置すると、垂直偏波成分に対し相対的に高いゲインが得られるものの、使用周波数帯でＶＳＷＲ及びゲイン特性が大きく変化して好ましい特性が得られない。この場合には、狭帯域で使用可能なアンテナ特性となってしまう。一方、Ｉ字型アンテナ９２０をエッジ部１１３に近接配置すると、使用周波数帯でＶＳＷＲ及びゲイン特性がほぼ一定の好ましい広帯域特性が得られるが、電話用アンテナとして要求される垂直偏波成分が大きく低下してしまう。
【００３９】
本実施形態の電話用アンテナ１２０及び比較例のＩ字型アンテナ９２０について、アンテナ給電位置ｙｆを変化させたときのゲイン特性の変化を図６に示す。図６は、横軸をアンテナ給電位置ｙｆとし、縦軸を平均ゲイン、水平偏波成分のゲイン、及び垂直偏波成分のゲイン（それぞれ符号２０、２１、２２で示す）としている。平均ゲイン２０、水平偏波成分のゲイン２１、及び垂直偏波成分のゲイン２２は、それぞれ使用帯域内で平均化したものである。
【００４０】
図６より、本実施形態の電話用アンテナ１２０では、アンテナ給電位置ｙｆを０に近付けて給電部１２２をエッジ部１１２の中心に近付けるほど、垂直偏波成分のゲイン２２が上昇するとともに水平偏波成分のゲイン２１が低下することがわかる（実線）。また平均ゲイン２０も、給電部１２２をエッジ部１１２の中心に近付けたときに若干大きくなっている。これは、垂直偏波成分のゲイン２２の上昇量が水平偏波成分のゲイン２１の低下量を上回っているためである。
【００４１】
これに対し、比較例のＩ字型アンテナ９２０では、アンテナ給電位置ｙｆを大きくして給電部１２２をエッジ部１１３に近接させるほど、水平偏波成分のゲイン２１が大幅に上昇するとともに、垂直偏波成分のゲイン２２が低下して水平偏波成分のゲイン２１よりも小さくなってしまう（破線）。そのため、Ｉ字型アンテナ９２０を基板１１０のエッジに配置して車載用複合アンテナに用いても、電話用アンテナに必要な垂直偏波成分の利得が十分に得られない。
【００４２】
上記では、アンテナ素子１２０の高さｚｆを２０ｍｍとしたときのシミュレーション結果を示したが、アンテナ素子１２０の高さｚｆを低くしたときのシミュレーション結果についても以下に説明する。ｚｆ＝１０ｍｍ及びｚｆ＝５ｍｍとしたときのシミュレーション結果を、それぞれ図７、８に示す。ここでは、図６と同様に、横軸をアンテナ給電位置ｙｆとし、縦軸を使用帯域内で平均化したゲインの値を示している。
【００４３】
図７に示すｚｆ＝１０ｍｍの場合には、本実施形態の電話用アンテナ１２０において、アンテナ給電位置ｙｆを０に近付けて給電部１２２をエッジ部１１２の中心に近付けると、垂直偏波成分のゲイン２２が大きくなるとともに水平偏波成分のゲイン２１が低下している。しかし、ｚｆ＝２０ｍｍの場合に比べて、垂直偏波成分のゲイン２２が水平偏波成分のゲイン２１よりも小さくなっている。また、平均ゲインもわずかに減少しており、垂直偏波成分のゲイン２２の上昇量が小さいことがわかる。
【００４４】
これに対し、比較例のＩ字型アンテナ９２０では、アンテナ給電位置ｙｆを大きくして給電部１２２をエッジ部１１３に近接させるほど、水平偏波成分のゲイン２１が大幅に上昇するとともに垂直偏波成分のゲイン２２が低下し、ｚｆ＝２０ｍｍの場合に比べて水平偏波成分のゲイン２１と垂直偏波成分のゲイン２２との差がさらに大きくなっている。そのため、Ｉ字型アンテナ９２０を基板１１０のエッジに配置して車載用複合アンテナに用いても、電話用アンテナに必要な垂直偏波成分の利得が十分に得られない。
【００４５】
図８に示すｚｆ＝５ｍｍの場合には、本実施形態の電話用アンテナ１２０及び比較例のＩ字型アンテナ９２０とも、垂直偏波成分のゲイン２２が水平偏波成分のゲイン２１よりも大幅に低下してしまう。そのため、本実施形態の電話用アンテナ１２０を用いた場合でも、好適なアンテナ特性を得ることができない。
【００４６】
上記のように、アンテナ素子１２０の高さｚｆを低くしていくと、水平偏波成分が支配的となっていくため垂直偏波成分の上昇量が小さくなる。また、高さｚｆを低くすることでアンテナＱ値が大きくなり、給電部１２２をエッジ１１２の中心に近付けたときの帯域幅の減少がより顕著になるため、使用周波数帯域内でのゲインの平均値が低下してしまう。但し、ｚｆ＝１０ｍｍの場合には垂直偏波成分のゲイン２２は低下しておらず、水平偏波成分のゲイン２１だけが低下しているため、インピーダンス整合回路を付加、もしくは無給電エレメント等を付加することによって帯域を拡大することができる。従って、アンテナ素子１２１のグランド１１１からの高さを１０ｍｍ以上とするのがよい。
【００４７】
上記のようなシミュレーション結果をもとに、本実施形態の電話用アンテナ１２０における給電部１２２のエッジ１１２の中心からの距離ｙｆを検討した結果、距離ｙｆを略８ｍｍとするのがより好ましい。この場合には、使用周波数帯での平均値である平均ゲイン２０及び垂直偏波成分のゲイン２２を、ともにバランスよく高くすることができる。従って、平均ゲイン２０を低下させずに垂直偏波成分のゲイン２２を上昇させるためには、給電部１２２のエッジ１１２の中心からの距離ｙｆを略８ｍｍとした電話用アンテナ１２０を用いるのがよい。
【００４８】
本実施形態の車載用複合アンテナ１００では、一つの電話用アンテナ１２０を基板１１０のエッジ部１１２及び１１３に配置しているが、本発明の車載用複合アンテナの別の実施形態として、図１（ｂ）に示すように、電話用アンテナ１２０の配置位置と対称（鏡面対称）の位置にも別の電話用アンテナ１２０’を配置することも可能である。車両に搭載される電話用アンテナでは、受信感度を高める観点から、スペースダイバーシチ方式の採用を要求される場合がある。その場合には、電話用アンテナ１２０に加えて、これと対称な位置に別の電話用アンテナ１２０’を搭載すればよい。
【００４９】
なお、比較例のＩ字型アンテナ９２０を用いた車載用複合アンテナでも、図２（ｂ）に示すように、Ｉ字型アンテナ９２０の配置位置と鏡面対象の位置に別のＩ字型アンテナ９２０’を配置することで、スペースダイバーシチ方式が採用される。
【００５０】
本発明の第２の実施形態に係る車載用複合アンテナを、図９を用いて説明する。図９は、本実施形態の車載用複合アンテナ２００の斜視図を示しており、（ａ）と（ｂ）は車載用複合アンテナ２００を異なる角度から見たときの斜視図である。本実施形態の車載用複合アンテナ２００では、アンテナ素子２２１に近接させてこれと略平行に無給電素子２３０を備えている。無給電素子２３０は、基板１１０に垂直に立設された無給電短絡部２３１でグランド１１１に接続されており、給電部は有していない。
【００５１】
アンテナ素子２２１に近接させて無給電素子２３０を配置することで、電話用アンテナ２２０の帯域幅の調整等が容易となる。すなわち、使用周波数帯域の一部で必要なゲイン特性等が得られない場合、無給電素子２３０を用いてこれを改善することができる。無給電素子２３０を用いたアンテナ特性の調整方法として、無給電素子２３０の長さやアンテナ素子２２１との距離等を調整する方法がある。
【００５２】
同様にＩ字型アンテナ９２０に対しても、無給電素子を用いてゲイン特性等の調整を行うことができる。Ｉ字型アンテナ９２０に隣接して無給電素子を配置した車載用複合アンテナ９０１の斜視図を図１０に示す。図１０は、Ｉ字型アンテナ９２０に隣接して無給電素子９３０を配置した車載用複合アンテナ９０１の一例を示しており、（ａ）と（ｂ）は異なる角度から見た斜視図である。Ｉ字型アンテナ９２０でも、このような無給電素子９３０を用いることで帯域幅の調整等を行うことが可能である。しかしながら、Ｉ字型アンテナ９２０では、このような無給電素子９３０を用いても垂直偏波成分のゲインを大きく改善することはできず、電話用アンテナとして必要な特性を確保することができない。
【００５３】
なお、上記実施形態では、電話用アンテナ１３０を逆Ｆ型アンテナとしたが、これに限定されるものではなく、例えば逆Ｌ型アンテナとすることも可能である。本実施の形態における記述は、本発明に係る車載用複合アンテナの一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態における車載用複合アンテナの細部構成及び詳細な動作等に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１００、２００、９００、９０１    車載用複合アンテナ
１１０    基板
１１１    グランド
１１２、１１３    エッジ部
１２０、２２０    電話用アンテナ
１２１、２２１、９２１    アンテナ素子
１２２、９２２    給電部
１２３、９２３    短絡部
２３０、９３０    無給電素子
２３１    無給電短絡部
９２０    Ｉ字型アンテナ
１４０、２０１、２１１、２２１    吸収体
【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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