(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面状の一対のアンテナエレメントが同一平面上においてギャップ部を挟んで離間配置されると共に、
前記ギャップ部が、このギャップ部の長さ方向での一方の端部から一定間隔となる平行領域と、このギャップ部の長さ方向での他方の端部ほど間隔が単調に拡大する拡大領域とを備えて構成され、
前記一対のアンテナエレメントのうち、前記平行領域を挟む位置に給電ポイントが設定され、
前記一対のアンテナエレメントの夫々に、前記ギャップ部の長さ方向の前記一方の端部と当該一方の端部から前記一対のアンテナエレメントにおいて最も遠い位置となる最遠点とを結ぶ線を横切る開口部が形成されているアンテナ装置。
【請求項２】
平面状の一対のアンテナエレメントが同一平面上においてギャップ部を挟んで離間配置されると共に、
前記ギャップ部が、このギャップ部の長さ方向での一方の端部から一定間隔となる平行領域と、このギャップ部の長さ方向での他方の端部ほど間隔が単調に拡大する拡大領域とを備えて構成され、
前記一対のアンテナエレメントのうち、前記平行領域を挟む位置に給電ポイントが設定され、
前記一対のアンテナエレメントの夫々に、前記ギャップ部の長さ方向の前記一方の端部を基準とする前記アンテナエレメントの対角線を横切る開口部が形成されているアンテナ装置。
【請求項３】
前記給電ポイントが、前記一方の端部を基準にして、前記ギャップ部の長さ方向での寸法の１／６の位置に設定されている請求項１又は２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
平行領域の長さ方向での寸法が前記ギャップ部の長さ方向での寸法の４０パーセント以上に設定されている請求項１から３のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
基板上において長辺と短辺との比が２：１となる矩形の金属箔で成る導電体の長辺の中央における導電体を取り除くことで前記ギャップ部を形成すると共に、このギャップ部を挟む位置に一対の前記アンテナエレメントを形成した構造を有している請求項１〜４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記平行領域が、前記短辺に対して平行姿勢で形成されている請求項５記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記平行領域が、前記短辺に対して所定角度傾斜する姿勢で形成されている請求項５記載のアンテナ装置。
【請求項８】
使用する下限の波長をλとして、前記矩形の導電体の対角線長がλ／４に設定されている請求項５〜７のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記開口部が、前記アンテナエレメントの前記拡大領域を形成する端縁から延設されている請求項１から８のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記開口部が、前記拡大領域を形成する端縁から夫々のアンテナエレメントの中央側に延設する第１部分と、前記第１部分を仮想的に延長した線よりも前記ギャップ部の長さ方向の前記一方の端部側に曲げられた第２部分と、を有して形成されている請求項９に記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
前記開口部が、前記一対のアンテナエレメントの上辺又は下辺に平行な前記第１部分と、当該第１部分から曲げられた前記第２部分とを有するＬ字形状で形成されている請求項１０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、平面状となる一対のアンテナエレメントを有しているアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のように構成されたアンテナ装置として特許文献１には、スロットとして形成される間隙を挟んで同じ大きさの相似形となる放射板（本発明のアンテナエレメント）を配置し、間隙を挟んで対向する位置に給電部を形成することにより広帯域に対応するものが示されている。この特許文献１のアンテナ装置では、放射板（本発明のアンテナエレメント）として複数種の形状が示されているが、基本的には、間隙が中央部において放射板同士が接近するように滑らかな円弧形状となり、外形が丸みを帯びた形状に成形される。
【０００３】
上記のように構成されたアンテナ装置として特許文献２には、第一放射板（本発明のアンテナエレメント）と、これとは大きさが異なる相似形の第二放射板（本発明のアンテナエレメント）とを同一平面において間隙を隔てて配置し、この間隙を挟んで対向する位置に給電部を形成したものが示されている。この特許文献２のアンテナ装置では、異なる大きさの放射板を用いることにより同一形状の放射板を用いたものより共振点の数を増大させて広帯域化を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１１７３６３号公報
【特許文献２】特開２００７−１１０６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
地上デジタル放送が開始されたことにより、車輌全般において地上デジタル放送を受信できるアンテナ装置が必要とされ、また、携帯電話機に使用可能なアンテナ装置を車輌に備えることも考えられている。車輌においては車車間通信の必要性が高まっており、水平方向で均一の送受信性能のアンテナが要望されているのが現状である。
【０００６】
また、同じサイズのアンテナエレメントに給電を行う場合にはフィーダ線を用いて平衡給電を行うことも考えられるが、車輌に備えられるアンテナ装置では、車輌の電気機器類から発生するノイズの影響を受けやすい。このような理由からノイズの影響を受け難い同軸ケーブルを用いることになるが同軸ケーブルでは不平衡給電にならざるを得ず不平衡給電にも対応できるアンテナ装置が求められている。
【０００７】
尚、不平衡給電を実現するためには、バラントランスを備えることが有効であるが、バラントランスを備えるものでは部品点数が増大してコストの上昇を招く点において改善の余地がある。
【０００８】
この点について特許文献２に記載されるアンテナ装置のように異なるサイズのアンテナエレメントを用いることで不平衡給電を実現することも考えられる。しかしながら、異なるサイズのアンテナエレメントを用いる場合には、水平方向での放射特性が不均衡になりやすい傾向にある。
【０００９】
本発明の目的は、水平方向での指向性に偏りがなく、広帯域に対応したアンテナ装置を合理的に構成する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の特徴は、平面状の一対のアンテナエレメントが同一平面上においてギャップ部を挟んで離間配置されると共に、
前記ギャップ部が、このギャップ部の長さ方向での一方の端部から一定間隔となる平行領域と、このギャップ部の長さ方向での他方の端部ほど間隔が単調に拡大する拡大領域とを備えて構成され、
前記一対のアンテナエレメントのうち、前記平行領域を挟む位置に給電ポイントが設定され、
前記一対のアンテナエレメントの夫々に、前記ギャップ部の長さ方向の前記一方の端部と当該一方の端部から前記一対のアンテナエレメントにおいて最も遠い位置となる最遠点とを結ぶ線を横切る開口部が形成されている点にある。
【００１１】
この構成のアンテナ装置において、ギャップ部の平行領域における幅の設定によりＶＳＷＲ値を低減し、ギャップ部の拡大領域を大きく設定することにより帯域を拡大することが実験により確認されている。
前述した拡大領域は、ホーンの内部にダブルリッジを備えたダブルリッジ・ホーン・アンテナにおいてダブルリッジ部分と類似する形状である。このアンテナは一種の導波管であり、この導波管自体が遮断周波数を超える周波数において周波数特性は均等と考えられることから、この導波管の励振に相当する作動が行われていると思われる。また、平行領域を挟む位置に給電ポイントを設定することにより不平衡給電が実現することも確認されている。尚、単調に拡大する、とは長さ方向での任意の位置におけるギャップ部の間隔と比較して、この基準の位置より長さ方向で他方の端部に近い位置におけるギャップ部の間隔が広いことを意味する。
このように水平方向での指向性に偏りがなく広帯域に対応したアンテナ装置が構成された。
【００１２】
また、この構成によると、ギャップ部の長さ方向の一方の端部と最遠点とを結ぶ線に基づくアンテナ長を変更することができる。したがって、利用する意図がある周波数帯に応じたアンテナ長に容易に設定することが可能となる。また、このようなアンテナ長の設定によれば、アンテナエレメントのサイズが大きくなることがないので、コンパクトにアンテナ装置を実現することができる。
【００１３】
また、本発明の特徴は、平面状の一対のアンテナエレメントが同一平面上においてギャップ部を挟んで離間配置されると共に、
前記ギャップ部が、このギャップ部の長さ方向での一方の端部から一定間隔となる平行領域と、このギャップ部の長さ方向での他方の端部ほど間隔が単調に拡大する拡大領域とを備えて構成され、
前記一対のアンテナエレメントのうち、前記平行領域を挟む位置に給電ポイントが設定され、
前記一対のアンテナエレメントの夫々に、前記ギャップ部の長さ方向の前記一方の端部を基準とする前記アンテナエレメントの対角線を横切る開口部が形成されている点にある。
【００１４】
このような構成とすれば、上述した構成と同様に、水平方向での指向性に偏りがなく広帯域に対応したアンテナ装置を構成することができる。
【００１５】
また、この構成によると、アンテナエレメントの対角線長に基づくアンテナ長を変更することができる。したがって、利用する意図がある周波数帯に応じたアンテナ長に容易に設定することが可能となる。また、このようなアンテナ長の設定によれば、アンテナエレメントのサイズが大きくなることがないので、コンパクトにアンテナ装置を実現することができる。
【００１６】
本発明は、前記給電ポイントが、前記一方の端部を基準にして、前記ギャップ部の長さ方向での寸法の１／６の位置に設定されても良い。
【００１７】
一対のアンテナエレメントに同軸ケーブルを接続する形態として、同軸ケーブルの芯線を、アンテナエレメントのうち平行領域を挟んで対向する一方に、同軸ケーブルの網線を他方に接続する実験を行った。これによると、平行領域のうち一方の端部（反拡大領域側の端部）より内方側で、一方の端部を基準にしてギャップ部の長さ方向での寸法の１／６の位置においてＶＳＷＲ値が最も低下し不平衡給電を行う状況であっても良好な給電が実現する。このように、不平衡給電を行っても良好なＶＳＷＲ値を得ることが可能になった。
【００１８】
本発明は、平行領域の長さ方向での寸法が前記ギャップ部の長さ方向での寸法の４０パーセント以上に設定されても良い。
【００１９】
ギャップ部は、平行領域と拡大領域とが一連に形成されるものとなるが、ギャップ部の長さ方向での寸法に対する平行領域の長さの寸法の比率を設定する際に、この平行領域の寸法がギャップ部の長さ方向での寸法の４０パーセントを超える値である場合に不平衡給電に対する平衡を取りやすくする。これにより平行領域の寸法がギャップ部の寸法との比率の設定により良好な平衡性能を現出するものとなった。
【００２０】
本発明は、基板上において長辺と短辺との比が２：１となる矩形の金属箔で成る導電体の長辺の中央における導電体を取り除くことで前記ギャップ部を形成すると共に、このギャップ部を挟む位置に一対の前記アンテナエレメントを形成しても良い。
【００２１】
この構成によると、銅箔等の金属箔で成る導電体が形成された基板から一部の導電体を取り除いてギャップ部を形成するだけでアンテナエレメントを構成することが可能となる。また基板に形成された導電体の長辺と短辺との長さの比を２：１に設定することにより、一対のアンテナエレメントが略正方形となり、例えば、アンテナエレメントを長方形に設定したものと比較して、１辺の寸法の増大を招くことなくアンテナエレメントの面積を大きくして有効に利用できる。これにより導電体が形成された基板を用いてアンテナ装置が構成された。
【００２２】
本発明は、前記平行領域が、前記短辺に対して平行姿勢で形成されても良い。
【００２３】
この構成によると、アンテナエレメントを構成する導電体が平行領域を挟んで対称となる形状に成形される。
【００２４】
本発明は、前記平行領域が、前記短辺に対して所定角度傾斜する姿勢で形成されても良い。
【００２５】
この構成によると、アンテナエレメントを構成する導電体が平行領域を挟んで非対称となる形状に成形される。
【００２６】
本発明は、使用する下限の波長をλとして、前記矩形の導電体の対角線長がλ／４に設定されても良い。
【００２７】
この構成によると、アンテナエレメントの対角線長を、使用する波長λの１／４に設定することにより、このアンテナエレメントの共振を利用して性能の良いアンテナ装置を構成できる。
【００２８】
本発明は、前記開口部が、前記アンテナエレメントの前記拡大領域を形成する端縁から延設されていても良い。
【００２９】
この構成によると、アンテナ長は、開口部が形成されていない端部側に沿って設定されるので、アンテナ長をより長く設定することができる。したがって、開口部がアンテナエレメントの拡大領域を形成する端縁から延設されていない場合に比べて、より低い周波数帯での利用が可能となる。また、コンパクトなアンテナエレメントを用いた場合であってもアンテナ長を長く設定することができるので、アンテナ装置をコンパクトに実現できる。
【００３０】
本発明は、前記開口部が、前記拡大領域を形成する端縁から夫々のアンテナエレメントの中央側に延設する第１部分と、前記第１部分を仮想的に延長した線よりも前記ギャップ部の長さ方向の前記一方の端部側に曲げられた第２部分と、を有して形成されていても良い。
【００３１】
この構成によると、ギャップ部の長さ方向での一方の端部から第１部分と第２部分とが連接する点までの長さと、当該連接する点から第２部分を回り込んでアンテナエレメントにおけるギャップ部の長さ方向での一方の端部からの最遠点までの長さとによりアンテナ長を設定することができる。したがって、コンパクトなアンテナエレメントを用いた場合であってもアンテナ長を長く設定することが可能となる。
【００３２】
本発明は、前記開口部が、前記一対のアンテナエレメントの上辺又は下辺に平行な前記第１部分と、当該第１部分から曲げられた前記第２部分とを有するＬ字形状で形成されていても良い。
【００３３】
この構成によると、容易にアンテナ長を長く設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１実施形態のアンテナ装置を示す全体図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】第１実施形態のアンテナエレメントの形状を示す拡大図である。
【図４】第１実施形態のアンテナ装置のＶＳＷＲ値を示すグラフである。
【図５】第２実施形態のアンテナ装置を示す全体図である。
【図６】第２実施形態のアンテナエレメントの形状を示す拡大図である。
【図７】第２実施形態のアンテナ装置のＶＳＷＲ値を示すグラフである。
【図８】第３実施形態のアンテナ装置を示す全体図である。
【図９】第３実施形態のアンテナエレメントの形状を示す拡大図である。
【図１０】第３実施形態のアンテナ装置のＶＳＷＲ値を示すグラフである。
【図１１】第２実施形態のアンテナ装置における８００ＭＨｚ帯における指向性を示す図である。
【図１２】第２実施形態のアンテナ装置における１５００ＭＨｚ帯における指向性を示す図である。
【図１３】アンテナ装置の指向性を特定する図である。
【図１４】第４実施形態のアンテナ装置を示す全体図である。
【図１５】第４実施形態のアンテナエレメントの形状を示す拡大図である。
【図１６】第４実施形態のアンテナエレメントにおいてアンテナ長の説明に用いる図である。
【図１７】第４実施形態のアンテナ装置のＶＳＷＲ値を示すグラフである。
【図１８】第４実施形態のアンテナ装置における指向性を示す図である。
【図１９】第４実施形態のアンテナ装置の指向性を特定する図である。
【図２０】その他の実施形態のアンテナ装置を示す図である。
【図２１】その他の実施形態のアンテナ装置を示す図である。
【図２２】その他の実施形態のアンテナ装置を示す図である。
【図２３】その他の実施形態のアンテナ装置を示す図である。
【図２４】その他の実施形態のアンテナ装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１〜図３に示すように、ガラスエポキシ等の絶縁性の基板１の一方の表面に対し、銅箔等の金属性の導電体２で成る一対のアンテナエレメントＡをギャップ部Ｇを挟んで配置し、一対のアンテナエレメントＡに給電ポイントＰを形成する。これにより、平面状で対称形となるアンテナエレメントＡを同一平面上に配置したダイポール型のアンテナ装置が構成されている。
【００３６】
このアンテナ装置は、広帯域で、水平方向で指向性に偏りがなく（無指向性に近く）、不平衡給電が可能に構成されたものである。このアンテナ装置では対象とする周波数帯として４７０〜７１０ＭＨｚの地上デジタルテレビ放送の殆どの帯域をカバーし、８００ＭＨｚ帯の携帯電話機の通信もカバーする性能を有しており、具体的な寸法関係や比率を以下に説明する。このアンテナ装置はどのような姿勢でも使用可能であるが、図１に示す上方を上側として各部の説明を行う。
【００３７】
このアンテナ装置は、全面に銅箔やアルミ箔等の金属箔で成る導電体２が形成され、かつ、横長の長辺の寸法Ｈと、縦長の短辺の寸法Ｖとの比が２：１となる矩形で厚さ１．６ｍｍの基板１が用いられている。長辺のうち下側のものを下辺Ｂと称し、上側のものを上辺Ｔと称する。
【００３８】
この基板１の導電体２をエッチング等の処理によって取り除くことで縦長姿勢となる前記ギャップ部Ｇが形成され、ギャップ部Ｇを挟む位置に一対の前記アンテナエレメントＡを形成される。特に、このアンテナ装置では、基板１の長辺の寸法Ｈが２００ｍｍ、短辺の寸法Ｖが１００ｍｍのものが用いられている。
【００３９】
尚、このアンテナ装置では、一対のアンテナエレメントＡとして同じサイズのものを対称となる位置関係で配置するものを想定しているが、一対のアンテナエレメントＡのサイズに僅かな差を有するものでも性能を大きく左右するものではない。導電体２の長辺と短辺と寸法の比率も正確に２：１である必要はなく、僅かな差が含まれるものでも良い。
【００４０】
このアンテナ装置では、基板１のサイズが導電体より小さいものであっても良い。この場合、導電体２の外端が基板１からオーバーハングする形態となる。また、本発明のアンテナ装置では、基板１のアンテナエレメントＡが形成された面と反対側の面（裏面側）に、金属箔で回路を作り、この回路にパーツ類を備えることで受信回路や送信回路等を構成する回路を形成しても良い。
【００４１】
ギャップ部Ｇは、基板１の長辺を２等分し、長辺に直交する直線状の基準ラインＳに沿って形成される。つまり、ギャップ部Ｇは、このギャップ部Ｇの長さ方向で下辺Ｂ（ギャップ部Ｇの長さ方向での一方の端部）から上方に向かい基準ラインＳに沿って一定間隔となる平行領域Ｇｐと、この平行領域Ｇｐに連なる位置でギャップ部Ｇの長さ方向で上辺Ｔ（ギャップ部Ｇの長さ方向での他方の端部）ほど（上辺Ｔに近づくほど）直線的に単調に拡大する拡大領域Ｇｅとを備えている。このように形成される平行領域Ｇｐは、基板１の短辺に対して平行姿勢となる。
【００４２】
本発明において、単調に拡大する、とは長さ方向での任意の位置におけるギャップ部Ｇの間隔（図１、図２で横方向の間隔）と比較して、この基準の位置より長さ方向で他方（図１、図２で上側）の端部に近い位置におけるギャップ部Ｇの間隔が広いことを意味する。また、拡大領域Ｇｅに対応する端縁（端部）２ｅの形状は直線だけではなく、２次曲線等のカーブや、折れ曲がった直線や、直線とカーブとを組み合わせたものが含まれる。
【００４３】
つまり、一対のアンテナエレメントＡを構成する導電体２のうち、平行領域Ｇｐに対応する端縁（端部）２ｐは、下辺Ｂから上方に向けて基準ラインＳと平行姿勢に形成される。また、拡大領域Ｇｅに対応する端縁２ｅは、上側ほど基準ラインＳから離間する傾斜姿勢に形成される。
【００４４】
ギャップ部Ｇの平行領域Ｇｐのスリット幅Ｎは１ｍｍに設定され、この平行領域Ｇｐは、下辺Ｂ（ギャップ部Ｇの長さ方向での一方の端部）からギャップ部Ｇの長さ方向での寸法の４０パーセント以上に設定される。具体的には、下辺Ｂから５０パーセントの位置（下辺Ｂから５０ｍｍ）まで形成され、残りの領域に拡大領域Ｇｅが形成される。ギャップ部Ｇの拡大領域Ｇｅは、上辺Ｔの部位において、開口幅Ｗが２０ｍｍに設定されている。
【００４５】
このような構成からアンテナエレメントＡが略正方形に形成されるものとなり、対角線長Ｄが、対象とする帯域の下限の波長をλとした場合に、λ／４に対応する値となる。
【００４６】
尚、平行領域Ｇｐのスリット幅Ｎは１ｍｍに限るものではなく２ｍｍ以下が理想値であり、４〜５ｍｍを超える値ではＶＳＷＲ値が悪化することが確認されている。また、拡大領域Ｇｅの開口幅Ｗが２０ｍｍ未満である場合には、帯域が狭くなり過ぎ、この開口幅Ｗが２０ｍｍを超えることにより帯域が広くなることが確認されている。つまり、この開口幅Ｗとして２０ｍｍは下限の値であり、帯域に応じて２０ｍｍを超える値が設定される。
【００４７】
前述した給電ポイントＰは、ギャップ部Ｇの平行領域Ｇｐのうち、下辺Ｂ（ギャップ部Ｇの長さ方向での一方の端部）を基準にして距離Ｃだけ離間する位置に設定されている。この距離Ｃは、ギャップ部Ｇの長さ方向で寸法（全長）の約１／６の位置（具体的には下辺Ｂから１５ｍｍの位置）となる。これにより給電ポイントＰの一方に同軸ケーブル３の芯線３Ａを接続し、他方に同軸ケーブル３の網線３Ｂが接続される。
【００４８】
〔ＶＳＷＲ特性〕
図４には第１実施形態に示すアンテナ装置のＶＳＷＲ特性を示し、同図のグラフでは横軸に周波数を取り、縦軸にＶＳＷＲ値を取っている。また、同図に示す計測ポイントＭ１、Ｍ２における周波数とＶＳＷＲ値とを示している。
【００４９】
この図から、第１実施形態のアンテナ装置では、計測ポイントＭ１における周波数が５３２．３８ＭＨｚでＶＳＷＲ値が１．９８であり、計測ポイントＭ２における周波数が１８４６．７７ＭＨｚでＶＳＷＲ値が１．９７であり、計測ポイントＭ１から計測ポイントＭ２との周波数帯におけるＶＳＷＲ値が２未満の良好な値であることが理解できる。
【００５０】
〔第２実施形態〕
この第２実施形態では、基板１のサイズや材質や構造は第１実施形態と基本的に変わるところはなく、ギャップ部Ｇの形状が第１実施形態と異なっている。尚、この第２実施形態では第１実施形態と同じ機能を有するものに第１実施形態と共通する番号・符号を付している。
【００５１】
図５及び図６に示すように、ギャップ部Ｇは、長辺に傾斜する直線状の基準ラインＳに沿って形成される。ギャップ部Ｇは、このギャップ部Ｇの長さ方向で下辺Ｂ（ギャップ部Ｇの長さ方向での一方の端部）から上方に向かい基準ラインＳに沿って一定間隔となる平行領域Ｇｐと、この平行領域Ｇｐに連なる位置でギャップ部Ｇの長さ方向で上辺Ｔ（ギャップ部Ｇの長さ方向での他方の端部）ほど単調に拡大する拡大領域Ｇｅとを備えている。
【００５２】
基準ラインＳは、長辺に対して８５度程度傾斜する姿勢に設定され、一対のアンテナエレメントＡのうち拡大領域Ｇｅに対応する端縁２ｅのうちの一方が平行領域Ｇｐのラインの延長上に位置する。これに対向する端縁２ｅは、平行領域Ｇｐから折れ曲がる形状で基準ラインＳから直線的に離間し、上辺Ｔ側ほど基準ラインＳから離間する傾斜姿勢に形成される。このように形成される平行領域Ｇｐは、基板１の短辺に対して傾斜する姿勢となる。尚、基準ラインＳが長辺に対して傾斜する角度は８５度程度に限るものではなく任意の角度を設定できる。
【００５３】
ギャップ部Ｇの平行領域Ｇｐのスリット幅Ｎは１ｍｍに設定され、この平行領域Ｇｐは、下辺Ｂ（ギャップ部Ｇの長さ方向での一方の端部）からギャップ部Ｇの長さ方向での寸法の４０パーセント以上に設定される。具体的には、下辺Ｂから基準ラインＳに沿う方向で５０パーセントの位置（下辺Ｂから５０ｍｍ）まで形成され、残りの領域に拡大領域Ｇｅが形成される。ギャップ部Ｇの拡大領域Ｇｅは、上辺Ｔの部位において、開口幅Ｗが２０ｍｍに設定されている。
【００５４】
特に、アンテナエレメントＡの上辺Ｔ側の寸法Ｌｔは、一対のアンテナエレメントＡにおいて等しい値であり、アンテナエレメントＡの下辺Ｂ側の寸法Ｌｂは、一対のアンテナエレメントＡにおいて等しい値となる。また、このアンテナエレメントＡにおいても、対角線長Ｄが、対象とする帯域の下限の波長をλとした場合に、λ／４に対応する値となる。
【００５５】
この第２実施形態でも、前述した給電ポイントＰは、ギャップ部Ｇの平行領域Ｇｐのうち、下辺Ｂ（ギャップ部Ｇの長さ方向での一方の端部）を基準にして基準ラインＳに沿う方向で距離Ｃだけ離間する位置に設定されている。この距離Ｃは、ギャップ部Ｇの長さ方向で寸法（全長）の約１／６の位置（具体的には下辺Ｂから１５ｍｍの位置）となる。これにより給電ポイントＰの一方に同軸ケーブル３の芯線３Ａを接続し、他方に同軸ケーブル３の網線３Ｂが接続される。
【００５６】
〔ＶＳＷＲ特性〕
図７には第２実施形態に示すアンテナ装置のＶＳＷＲ特性を示し、同図のグラフでは横軸に周波数を取り、縦軸にＶＳＷＲ値を取っている。また、同図に示す計測ポイントＭ１、Ｍ２における周波数とＶＳＷＲ値とを示している。
【００５７】
この図から、第２実施形態のアンテナ装置では、計測ポイントＭ１における周波数が５３０．９０ＭＨｚでＶＳＷＲ値が１．９６であり、計測ポイントＭ２における周波数が１７７８．０４ＭＨｚでＶＳＷＲ値が１．９８であり、計測ポイントＭ１から計測ポイントＭ２との周波数帯におけるＶＳＷＲ値が２未満の良好な値であることが理解できる。
【００５８】
〔第３実施形態〕
この第３実施形態では、基板１のサイズや材質や構造は第１実施形態と基本的に変わるところはなく、ギャップ部Ｇの形状が第１実施形態と異なっている。尚、この第３実施形態では第１実施形態と同じ機能を有するものに第１実施形態と共通する番号・符号を付している。
【００５９】
図８及び図９に示すように、ギャップ部Ｇは、基板１の長辺を２等分し、長辺に直交する直線状の基準ラインＳに沿って形成される。つまり、ギャップ部Ｇは、このギャップ部Ｇの長さ方向で下辺Ｂ（ギャップ部Ｇの長さ方向での一方の端部）から上方に向かい基準ラインＳに沿って一定間隔となる平行領域Ｇｐと、この平行領域Ｇｐに連なる位置でギャップ部Ｇの長さ方向で上辺Ｔ（ギャップ部Ｇの長さ方向での他方の端部）ほど円弧状に単調に拡大する拡大領域Ｇｅとを備えている。
【００６０】
一対のアンテナエレメントＡを構成する導電体２のうち、平行領域Ｇｐに対応する端縁２ｐは、下辺Ｂから上方に向けて基準ラインＳと平行姿勢に形成される。また、拡大領域Ｇｅに対応する端縁２ｅは、上側ほど基準ラインＳから円弧状となる傾斜姿勢に形成される。
【００６１】
ギャップ部Ｇの平行領域Ｇｐのスリット幅Ｎは１ｍｍに設定され、この平行領域Ｇｐは、下辺Ｂ（ギャップ部Ｇの長さ方向での一方の端部）からギャップ部Ｇの長さ方向での寸法の４０パーセント以上に設定される。具体的には、下辺Ｂから５０パーセントの位置（下辺Ｂから５０ｍｍ）まで形成され、残りの領域に拡大領域Ｇｅが形成される。ギャップ部Ｇの拡大領域Ｇｅは、上辺Ｔの部位において、開口幅Ｗが６０ｍｍに設定されている。
【００６２】
このような構成からアンテナエレメントＡが略正方形に形成されるものとなり、対角線長Ｄが、対象とする帯域の下限の波長をλとした場合に、λ／４に対応する値となる。
【００６３】
前述した給電ポイントＰは、ギャップ部Ｇの平行領域Ｇｐのうち、下辺Ｂ（ギャップ部Ｇの長さ方向での一方の端部）を基準にして距離Ｃだけ離間する位置に設定されている。この距離Ｃは、ギャップ部Ｇの長さ方向で寸法（全長）の約１／６の位置（具体的には下辺Ｂから１５ｍｍの位置）となる。これにより給電ポイントＰの一方に同軸ケーブル３の芯線３Ａを接続し、他方に同軸ケーブル３の網線３Ｂが接続される。
【００６４】
〔ＶＳＷＲ特性〕
図１０に第３実施形態に示すアンテナ装置のＶＳＷＲ特性を示し、同図のグラフでは横軸に周波数を取り、縦軸にＶＳＷＲ値を取っている。また、同図に示す計測ポイントＭ１、Ｍ２における周波数とＶＳＷＲ値とを示している。
【００６５】
この図から、第３実施形態のアンテナ装置では、計測ポイントＭ１における周波数が５３０．９０ＭＨｚでＶＳＷＲ値が１．９４であり、計測ポイントＭ２における周波数が１７７８．０４ＭＨｚでＶＳＷＲ値が１．６０であり、計測ポイントＭ１から計測ポイントＭ２との周波数帯におけるＶＳＷＲ値が２未満の良好な値であることが理解できる。
【００６６】
〔指向性〕
本発明のアンテナ装置では、第１実施形態〜第３実施形態に示したようにアンテナエレメントＡの構造が僅かに異なるものであるが、基本的な構成が共通しており、前述したＶＳＷＲ特性も類似していることが理解できる。図１１と図１２には、本発明のアンテナ装置の代表として第２実施形態のアンテナ装置において８００ＭＨｚ帯と、１５００ＭＨｚ帯との指向性を示している。尚、図１３に示す方向から指向性の方向を特定できる。
【００６７】
これらの図１１と図１２とのチャートから明らかなように、Ｙ−Ｚ平面を水平面に対応させたものでは、アンテナの指向性を示すパターンの形状が少し歪んでいるものの、その歪み量はパターンの全体形状からすると比較的小さく、水平方向で指向性に殆ど偏りがなく、広帯域に対応していることが理解できる。
【００６８】
このように、本発明のアンテナ装置は、銅箔等の導電体を有する基板からエッチング等の技術によって一部の導電体を取り除くと云う比較的簡単な構成によりギャップ部Ｇを挟んで一対のアンテナエレメントＡを作り出している。また、本発明のアンテナ装置では、ギャップ部Ｇと給電ポイントＰとの位置関係の設定により、バラントランスを用いることなく、同軸ケーブル３を用いた不平衡給電を実現すると共に、ギャップ部Ｇの形状の設定により水平方向での指向性に偏りがなく、広帯域化と良好なＶＳＷＲ値とを実現している。
【００６９】
特に、本発明のアンテナ装置では、導体が近接する環境であってもＶＳＷＲ値に対する影響が小さく、自動車の前端や後端のバンパーリーンホースの端部に取り付けた場合にも良好に機能することが実験的によって確認できている。
【００７０】
〔第４実施形態〕
この第４実施形態では、一対のアンテナエレメントＡの夫々に開口部ＳＬが設けられている点で上述の第１実施形態〜第３実施形態と異なっている。また、基板１のサイズや材質や構造は第１実施形態〜第３実施形態と同様に構成しても良いが、本実施形態では以下に説明するように第１実施形態〜第３実施形態と異なる場合の例として説明する。尚、この第４実施形態では第１実施形態と同じ機能を有するものに第１実施形態と共通する番号・符号を付している。
【００７１】
図１４に第４実施形態に係るアンテナ装置の全体図を示している。このアンテナ装置は、第１実施形態と同様に、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁性の基板１の一方の表面に対して、銅箔等の金属製の導電体２でなる一対のアンテナエレメントＡをギャップ部Ｇを挟んで配置される。一対のアンテナエレメントＡには、給電ポイントＰが設けられる（図１５参照）。
【００７２】
第４実施形態に係る基板１は、長辺と短辺との比が略２：１となる矩形の金属箔からなる導電体２を配設することが可能なものが用いられる。図１４に示される夫々のアンテナエレメントＡは、上辺Ｔに接する端部のうち、ギャップ部Ｇから遠方側の一対の端部が当該上辺Ｔに対して所定角度で斜めに切り取られて形成される。以下の説明においては、長辺の寸法Ｈは３２ｍｍ、短辺の寸法Ｖは１５ｍｍのものが用いられるとして説明する。基板１は、少なくともこのような導電体２を当該基板１上に設けることが可能なように、長辺の寸法Ｈ１が３３ｍｍ、短辺の寸法Ｖ１が２０ｍｍのものが用いられる。なお、図１４には基板１の４つの角部（矩形の４つの角部）が、所定角度で斜めに切り取られた形状で示されるが、これに限定されるわけではない。他の形状で形成された基板１を用いることも当然に可能である。
【００７３】
図１５にはアンテナエレメントＡの一部拡大図が示される。図１５に示されるように、ギャップ部Ｇは平行領域Ｇｐと拡大領域Ｇｅとを有して構成される。平行領域Ｇｐに対応するアンテナエレメントＡの端縁２ｐは、下辺Ｂと垂直な基準ラインＳに沿って平行に形成される。拡大領域Ｇｅに対応するアンテナエレメントＡの端縁２ｅは、一端が端縁２ｐと連なり、他端がギャップ部Ｇの長さ方向で上辺Ｔに近づくほど一対の端縁２ｅの間隔が大きくなるように形成される。平行領域Ｇｐのスリット幅Ｎは０．４ｍｍに設定される。この平行領域Ｇｐは、下辺Ｂから６ｍｍの位置まで形成され、残りの領域に拡大領域Ｇｅが形成される。ギャップ部Ｇの拡大領域Ｇｅは、上辺Ｔの部位において、開口幅Ｗが１６ｍｍに設定されている。
【００７４】
給電ポイントＰは、夫々のアンテナエレメントＡにおいて、ギャップ部Ｇの平行領域Ｇｐに設けられ、下辺Ｂを基準にした寸法Ｃが２．５ｍｍに設定される。図１４に示されるように、給電ポイントＰの一方には同軸ケーブル３の芯線３Ａが接続され、他方には同軸ケーブル３の網線３Ｂが接続される。
【００７５】
一対のアンテナエレメントＡの夫々には、開口部ＳＬが形成される。この開口部ＳＬは、ギャップ部Ｇの長さ方向の一方の端部を基準とするアンテナエレメントＡの対角線Ｑを横切るように形成される。ギャップ部Ｇの長さ方向とは、基準ラインＳに平行な方向である。また、ギャップ部Ｇの長さ方向の一方の端部とは、ギャップ部Ｇの下辺Ｂ側の端部である。すなわち、アンテナエレメントＡにおいて、給電ポイントＰに近い側の端部である。アンテナエレメントＡの対角線Ｑは、アンテナエレメントＡにおいて、このような給電ポイントＰに近い側の端部と、当該給電ポイントＰに近い側の端部から最も遠い位置（最遠点）とを結んだ線が相当する。したがって、開口部ＳＬは、ギャップ部Ｇの長さ方向の一方の端部と当該一方の端部から一対のアンテナエレメントＡにおいて最も遠い位置となる最遠点とを結ぶ線を横切るように形成されることになる。図１４においては、対角線Ｑは一点鎖線で示された線が相当する。ここで、開口部ＳＬはアンテナエレメントＡを構成する導電体２を所定の幅で切り取って開口状態で形成される。したがって、対角線Ｑを横切るとは、対角線Ｑと、導電体２を切り取って開口状態で形成された開口部ＳＬとが、少なくとも交差する状態で形成されていることを示す。
【００７６】
このような開口部ＳＬは、アンテナエレメントＡの拡大領域Ｇｅを形成する端縁２ｅから延設して形成される。図１４に示される例では、開口部ＳＬが拡大領域Ｇｅから延設されている例が示される。図１４に示される例にあっては、拡大領域Ｇｅから延設する位置は下辺Ｂから高さＲ１となる位置であり１０ｍｍに設定される。また、このような開口部ＳＬの幅ＳＬＷは、一定の幅で形成される。図１４には、開口部ＳＬの幅ＳＬＷが０．４ｍｍで形成されている例を示している。したがって、高さＲ１は、下辺Ｂから開口部ＳＬの幅ＳＬＷの中心までの高さで規定される。
【００７７】
また、開口部ＳＬは拡大領域Ｇｅを形成する端縁２ｅから夫々のアンテナエレメントＡの中央側に延設する第１部分ＳＬ１と、第１部分ＳＬ１を仮想的に延長した線よりもギャップ部Ｇの長さ方向の一方の端部側に曲げられた第２部分ＳＬ２と、を有して形成される。本実施形態に係る開口部ＳＬは、一対のアンテナエレメントＡの上辺Ｔ又は下辺Ｂに平行な第１部分ＳＬ１と、当該第１部分ＳＬ１から曲げられた第２部分ＳＬ２とを有するＬ字形状で形成される。
【００７８】
第１部分ＳＬ１は、拡大領域Ｇｅに対応する端縁２ｅからアンテナエレメントＡの中央側に延設して形成される。また、第１部分ＳＬ１は、下辺Ｂに沿って平行に所定の長さＵに亘って形成される。なお、この長さＵは、開口部ＳＬの幅ＳＬＷにおける中心を基準として２２ｍｍで設定される。図１４に示される開口部ＳＬの第１部分ＳＬ１は、下辺Ｂに平行に形成されるので、前記第１部分ＳＬ１を仮想的に延長した線も下辺Ｂに平行な線となる。
【００７９】
第２部分ＳＬ２は、このような第１部分ＳＬ１を仮想的に延長した線よりもギャップＧの長さ方向の一方の端部側に曲げられて形成される。図１４に示される例にあっては、第２部分ＳＬ２は、第１部分ＳＬ１から下辺Ｂ側に曲げられて形成される。第２部分ＳＬ２は、折り曲げられた位置からの寸法Ｒが６．５ｍｍで設定される。開口部ＳＬは、このような第１部分ＳＬ１と第２部分ＳＬ２とからなるＬ字形状で形成される。
【００８０】
このような形状で構成されたアンテナ装置は、２つの周波数帯の送受信に対応可能である。以下、これについて説明する。図１６には、アンテナエレメントＡの一方が示され、基板１や同軸ケーブル３は省略されている。上述のように第４実施形態に係るアンテナエレメントＡにはＬ字形状の開口部ＳＬが形成される。この開口部ＳＬによりアンテナ長が決定される。
【００８１】
上述のようにアンテナエレメントＡを形成すると、図１６における点３１と点３２との間の長さｘ１は１４．４ｍｍとなる。また、点３２と点３３との間の長さｘ２は６．３ｍｍとなり、点３３と点３４との間の長さｘ３は０．４ｍｍとなる。更に、点３４と点３５との間の長さｘ４は１１．９ｍｍとなる。したがって、ｘ１、ｘ２、ｘ３及びｘ４の総和である３３．０ｍｍが開口部ＳＬを介した場合のアンテナ長となる。このアンテナ長が１／４λとなる周波数は約２２７０ＭＨｚである。
【００８２】
また、点３１と点３６との間の長さｙ１は１５．８ｍｍとなる。また、点３６と点３７との間の長さｙ２は１５ｍｍとなり、点３７と点３８との間の長さｙ３は８ｍｍとなる。更に、点３８と点３９との間の長さｙ４は１１．９ｍｍとなり、点３９と点３１との間の長さｙ５は６ｍｍとなる。したがって、ｙ１、ｙ２、ｙ３、ｙ４及びｙ５の総和である５６．７ｍｍが開口部ＳＬを介していない場合のアンテナ長となる。なお、点３８と点３９との間には開口部ＳＬが形成されているが、高周波の場合にあっては、開口部ＳＬの幅ＳＬＷが０．４ｍｍ程度であれば当該幅ＳＬＷを介して伝搬されるので無視している。
【００８３】
このアンテナ長がλとなる周波数は約５２９０ＭＨｚである。なお、ｙ２及びｙ３の算出にあたり、理解を容易にするために点３７を直角の頂点として行っている。これはアンテナ長の演算に当たって無視できる程度のものである。このように、第４実施形態に係るアンテナ長から演算された対応可能な周波数は、約２２７０ＭＨｚと約５２９０ＭＨｚとの２つになる。
【００８４】
〔ＶＳＷＲ特性〕
図１７には第４実施形態に示すアンテナ装置のＶＳＷＲ特性を示し、同図のグラフでは横軸に周波数を取り、縦軸にＶＳＷＲ値を取っている。この図１６から、第３実施形態のアンテナ装置では、２４００ＭＨｚと４５００ＭＨｚ以上で良好な値であることが理解できる。なお、２４００ＭＨｚにあっては、ＶＳＷＲ値が２を若干超えているが、実用上問題ないレベル（ＶＳＷＲ値が３以下）である。この結果より、上述のように第４実施形態に係るアンテナエレメントＡが、２つの周波数帯に対応可能であることが明らかである。
【００８５】
〔指向性〕
図１８には、第４実施形態のアンテナ装置において２４５０ＭＨｚにおける指向性と５２００ＭＨｚにおける指向性とを示している。指向性の方向は、図１９に示されるとおりである。
【００８６】
これらの図１８とのチャートから明らかなように、Ｙ−Ｚ平面を水平面に対応させたものでは、アンテナの指向性を示すパターンの形状が少し歪んでいるものの、その歪み量はパターン全体形状からすると比較的小さく、水平方向で指向性に殆ど偏りがなく、広帯域に対応していることが理解できる。このため、第４実施形態に示されるアンテナ装置が、２つの周波数帯で適切に利用することができる。
【００８７】
〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、図１４に示されるように、一対のアンテナエレメントＡが同形状で離間配置されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。図２０に示されるように、一対のアンテナエレメントＡの夫々を異なる形状で形成することも可能である。すなわち、ギャップ部Ｇの平行領域Ｇｐの位置を中心からいずれかの一方のアンテナエレメントＡ側にオフセットして形成することも当然に可能である。このような場合には、サイズの大きい側のアンテナエレメントＡ側に同軸ケーブル３を沿わせて形成すると好適である。
【００８８】
上記実施形態では、開口部ＳＬが、第１部分ＳＬ１と第２部分ＳＬ２とを有するＬ字形状で形成されているとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。例えば、図２１に示されるように、ギャップ部Ｇの長さ方向に対して角度を有して形成し、拡大領域Ｇｅから直線形状のみで形成することも当然に可能である。また、図２２に示されるように、ギャップ部Ｇの長さ方向に沿って、直線形状のみで形成することも当然に可能である。
【００８９】
上記実施形態では、一対のアンテナエレメントＡの夫々に、１つずつの開口部ＳＬが形成されるように図示した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。例えば、図２３に示されるように、一対のアンテナエレメントＡの夫々に、複数の開口部ＳＬを形成することも当然に可能である。
【００９０】
上記実施形態では、開口部ＳＬが、第１部分ＳＬ１と第２部分ＳＬ２とを有するＬ字形状で形成されているとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。開口部ＳＬを曲線形状で形成することも当然に可能である。
【００９１】
上記実施形態では、一対のアンテナエレメントＡが同形状で離間配置されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。図２４に示されるように、本発明に係るアンテナエレメントＡをモノポール系のアンテナに適用することも当然に可能である。すなわち、一対のアンテナエレメントＡのうちの一方を放射エレメントとして地板４を設けることも当然に可能である。
【００９２】
上記実施形態では、開口部ＳＬが拡大領域Ｇｅを形成する端縁２ｅから延設されて形成されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。開口部ＳＬを、平行領域Ｇｐを形成する端縁２ｐから延設して形成しても良いし、拡大領域Ｇｅを形成する端縁２ｅと平行領域Ｇｐを形成する端縁２ｐとが交差する位置（すなわち、拡大領域Ｇｅを形成する端縁２ｅと平行領域Ｇｐを形成する端縁２ｐとの双方）から延設して形成しても良い。
【００９３】
上記実施形態では、アンテナエレメントＡが多角形の形状で形成されている場合の例において、開口部ＳＬがアンテナエレメントＡの対角線Ｑを横切るように形成されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。開口部ＳＬは、上述のようにギャップ部Ｇの長さ方向の一方の端部と当該一方の端部から一対のアンテナエレメントＡにおいて最も遠い位置となる最遠点とを結ぶ線を横切るように形成される。したがって、アンテナエレメントＡの一部或いは全部が角部を有さない形状（例えば円弧形状）で形成されている場合には、このようにギャップ部Ｇの長さ方向の一方の端部と当該一方の端部からの最遠点とを結ぶ線を横切るように開口部ＳＬを形成することが可能である。
【００９４】
本発明は、自動車等の車輌において地上デジタル放送の受信や、車車間通信に利用することができる。また、車内で利用する通信機器においても利用することができる。
【符号の説明】
【００９５】
１：基板
２：導電体
Ａ：アンテナエレメント
Ｄ：対角線長
Ｇ：ギャップ部
Ｇｐ：平行領域
Ｇｅ：拡大領域
Ｐ：給電ポイント
【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】
0005527584.tif 000023
【図２３】
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【図２４】
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