(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低姿勢板状変形逆Ｆアンテナを上下平衡に配置された平衡給電型アンテナとして構成されるもので、
この平衡給電型アンテナは、
互いに所定の間隔を置いて面対向して配設されるもので、アンテナとしての電流分布の少ない開放端で互いの対向方向に曲げられた第１及び第２のプレートと、
上記第１及び第２のプレートの各基端部に垂直に配置された垂直整合板と、
上記垂直整合板に平行で、上記第１及び第２のプレートに互いに対向して垂直に配置された第１及び第２の垂直給電部とを具備することを特徴とする車両搭載用アンテナ装置。
【請求項２】
上記平衡給電型アンテナは、給電部構造に上記第１及び第２のプレート内に収まるように付設されるもので、対称形状に形成された２本の地導体線を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両搭載用アンテナ装置。
【請求項３】
上記平衡給電型アンテナは、給電部構造に上記第１及び第２のプレート内に収まるように付設されるもので、対称形状に形成された第１及び第２の地導体線及び該第１及び第２の地導体線の一方とそれぞれ所定の傾きを有して付設される第３の地導体線とを含むことを特徴とする請求項１に記載の車両搭載用アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば移動体準マイクロ波通信用アンテナ装置に適用可能な車両搭載用アンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車載を目的としたいわゆる車両搭載用アンテナ装置として各種のアンテナが提案されている。
このように自動車等の移動体に搭載するアンテナは、限られた空間内に収容でき、走行時の空気抵抗を可能な限りおさえるために、小型化、低姿勢化が要求され、性能的には高利得で無指向性を持つアンテナが要求される。
【０００３】
この要望に対して、従来から提案されている低姿勢小型アンテナとしては、パッチアンテナ、板状逆Ｆアンテナ、ループアンテナ、Ｔ型アンテナ等がある。
このようなアンテナの一つとして特開平４−３６９９０２号公報に開示された車載アンテナが知られている。
【０００４】
すなわち、この車載アンテナは、接地導体板と、この接地導体板上に配置された第１の放射素子及び第２の放射素子とを有する車載アンテナであって、前記第１の放射素子は、接地導体板上に一端面が所定間隔隔てて面垂直に配置されて下端中央部に給電される垂直給電平板と、この垂直給電平板の下端にこれと面垂直に接続された容量付加用の導体板と、垂直給電平板の上端に面垂直に接続された平行平板と、この平行平板の垂直給電平板とは直交する方向の一端の中央部付近に一端が接続され、他端が接地導体板に接続された棒状あるいは幅の狭い板状のポストと、を具備し、前記第２の放射素子は、接地導体板上に一端面が所定間隔隔てて面垂直に配置され下端中央部に給電される垂直給電平板と、垂直給電平板の上端に面垂直に接続された平行平板と、この平行平板の垂直給電平板と平行な両端にそれぞれ接続され、接地導体板に向って伸びる垂直付加板と、を具備することを特徴としている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような特開平４−３６９９０２号公報に開示された車載アンテナは図１０（ａ）に示すように単体評価でみた垂直面内ピーク利得が仰角４０°方向にあるため、車両等の陸上移動体通信においては、郊外において一般的に電波到来方向が主に水平方向（仰角０°）であることに適合しておらず、実際上の受信感度が低下しがちであるという問題点を有していた。
【０００６】
また、この車載アンテナは車載評価でみたた水平面内指向性は図１０（ｂ）に示すように基本的には無指向性であるものの、車両後方に放射が強いので、設置場所が限定されがちであるという問題点を有していた。
【０００７】
さらに、この車載アンテナは接地導体板を持つ不平衡型であるので、接地導体板としての機能を持たせるために、ある程度以上の面積を有さなければならないことから、外観が大きくなってしまい、この点からも設置場所が限定されるばかりでなく、また見栄えも悪くなる。
【０００８】
また、上述したような各種のアンテナにおいても、ピーク利得が３０°乃至４０°方向に向いているため、郊外から到来する０°方向の電波に対して受信感度があまり良好ではないと共に、車両による指向性の乱れが大きいため、車の向きによる感度の低下がみられるという問題点があった。
【０００９】
そこで、この発明は以上のような点に鑑みてなされたもので、低姿勢板状逆Ｆアンテナを平衡給電するという点に着目し、垂直面内ピーク利得を水平方向に向け、例えば車室内のルームミラーの裏側に収まるよう設置可能とすることにより上記従来技術の問題点の解決を図った小型で高性能の車両搭載用アンテナ装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、上記課題を解決するために、低姿勢板状変形逆Ｆアンテナを上下平衡に配置された平衡給電型アンテナとして構成されるもので、この平衡給電型アンテナは、互いに所定の間隔を置いて面対向して配設されるもので、アンテナとしての電流分布の少ない開放端で互いの対向方向に曲げられた第１及び第２のプレートと、上記第１及び第２のプレートの各基端部に垂直に配置された垂直整合板と、上記垂直整合板に平行で、上記第１及び第２のプレートに互いに対向して垂直に配置された第１及び第２の垂直給電部とを具備することを特徴とする車両搭載用アンテナ装置が提供される。
【００１１】
また、本発明によると、上記平衡給電型アンテナは、給電部構造に上記第１及び第２のプレート内に収まるように付設されるもので、対称形状に形成された２本の地導体線を含むことを特徴とする車両搭載用アンテナ装置が提供される。
【００１２】
また、本発明によると、上記平衡給電型アンテナは、給電部構造に上記第１及び第２のプレート内に収まるように付設されるもので、対称形状に形成された第１及び第２の地導体線及び該第１及び第２の地導体線の一方とそれぞれ所定の傾きを有して付設される第３の地導体線とを含むことを特徴とする車両搭載用アンテナ装置が提供される。
【００１３】
【作用】
このようなアンテナ装置は、平衡型であることから、水平方向にピーク利得をもつと共に、小型であるため、指向性の変化の少ない車室内のルームミラーの裏側に設置することができる。
【００１４】
【実施例】
以下図面を参照して本発明の実施例につき説明する。
図１は本発明による車両搭載用アンテナ装置の第１実施例を示すもので、このアンテナ装置はいわゆる低姿勢板状変形逆Ｆアンテナを上下平衡に配置された平衡給電型アンテナとして構成される。
【００１５】
この平衡給電型アンテナは、互いに所定の間隔を置いて面対向して平行に配設されるもので、アンテナとしての電流分布の少ない開放端で互いの対向方向に曲げられた第１及び第２のプレート３，８と上記第１及び第２のプレート３，８の各基端部に垂直に配置された垂直整合板（スタブ）２と、上記垂直整合板（スタブ）２に平行で、上記第１及び第２のプレート３，８の中間部に互いに対向方向に垂直に配置された第１及び第２の垂直給電部６，７とを有する。
【００１６】
なお、図１において、１は同軸給電ケーブルであり、該ケーブル１の中心導体４が上述した図示上側の第２の垂直給電部７に接続されると共に、外部導体５がグランドピン９を介して図示下側の第１の垂直給電部６に接続されている。
【００１７】
ところで、この第１実施例による平衡型逆Ｆアンテナには接地導体板がないため、給電のために接続したケーブル１の外皮に電流が流れ込み、アンテナのインピーダンスが不安定となったり、あるいは上記電流のため指向性が乱れるというおそれがある。
【００１８】
このため第２実施例として、図２に示すようにλ／４地導体線１０，１１を２本付設することにより、洩れ電流を抑えることができると共に、また図示のように平衡型逆Ｆアンテナの体積内に２本の地導体線１０，１１を収めることにより、小型化も実現することができる。
【００１９】
さらに、第３実施例として、図３に示すように、λ／４地導体線１２，１３を垂直整合板（スタブ）２側に２本設置すると共に、その反対側に１本の地導体線１０を付設すればより洩れ電流を抑えることができる。
【００２０】
このような各実施例のアンテナは、平衡型であることから、水平方向にピーク利得をもつと共に、上述したように小型であるため、図４に示すよう指向性の変化の少ない車室内のルームミラーの裏側に設置することができる。
【００２１】
上述したように、第１実施例による平衡型変形逆Ｆアンテナは、互いに所定の間隔を置いて面対向して平行に配設された第１及び第２のプレート３，８と、この第１及び第２のプレート３，８の短絡側に垂直に電気的に接続された垂直整合板（スタブ）２と、その垂直整合板（スタブ）２から所定距離Ｌ１及び後述する開放端側から所定距離Ｌ２を隔てて、上記第１及び第２のプレート３，８の対向面側にそれぞれ垂直に設けられて電気的に接続された第１及び第２の垂直給電部６，７から成り、上記第１及び第２のプレート３，８の電気的特性の影響の少ないすなわちアンテナとしての電流分布の少ない開放端側をそれぞれ高さｈだけ内側に折り曲げている。
【００２２】
そして、給電点の構成は、開放側から配回された同軸給電ケーブル１の中心導体４と第２の垂直給電部７の下端で電気的に接続され、また同軸給電ケーブル１の外部導体５と第１の垂直給電部６の上端で電気的に接続するためにグランドピン９を用いている。
【００２３】
ここまでの構成としては、第２及び第３実施例（図２，図３）においても同様である。
図１との相違点は、図２の実施例においては２本の地導体線１０，１１を用いている点、図３の実施例では３本の地導体線１０，１２，１３を用いている点にあるが、これらの点の構成について次に述べる。
【００２４】
すなわち、図２に示した第２実施例の給電部構造に用いる地導体線１０及び１１の２本の地導体線は、図５に示すように一枚の板でアンテナ体積に収まるよう対称なＺ型に形成してあり、垂直整合板（スタブ）２側に地導体線１０の開放側がくるように配置し、この地導体線１０，１１をグランドピン９の給電構造と同軸給電ケーブル１の外部導体５は電気的に接続されている。
【００２５】
また、図３に示した第３実施例に用いる地導体線１０，１２及び１３の３本の地導体線は、図６に示すように垂直整合板（スタブ）２側に地導体線１２及び１３の２本、反対側は図２と同様に地導体線１０が配置し、地導体線１０及び１２の２本の地導体線と、また地導体線１３とグランドピン９はそれぞれ一枚の板で加工してあり、垂直整合板（スタブ）２側の地導体線１２及び１３の傾きα，βは実験結果よりそれぞれ最適値に設定されている。
【００２６】
次に、以上のように構成される本発明の平衡型逆Ｆアンテナの作用について述べる。
図１の第１実施例において、同軸給電ケーブル１から第１及び第２の垂直給電部６，７に供給された高周波電流Ｉは第１及び第２のプレート３，８に流れることになり、第１及び第２の垂直給電部６，７及び垂直整合板（スタブ）２より垂直偏波を放射し、単体評価では図７（ａ）に示すように水平面内が無指向性に近くなると共に、垂直面内において８の字状の特性を示す。
【００２７】
また、ルームミラー裏設置による車載評価は、図７（ｂ）に示すように水平面内が無指向性に近くなる。
図２に示した第２実施例では、電流経路が対称（先に述べた水平面内無指向性を維持するため）になるように配置された地導体線１０及び１１が、本アンテナの共振周波数ｆｏ  （＝ｃ／λ；真空中の光速度ｃ＝３×１０８  ［ｍ／ｓ］）によって決まるλ／４の電気長を有する開放端にて、インピーダンスを無限大とすることにより、同軸給電ケーブル１への洩れ電流を防止することができる。
【００２８】
これらの地導体線１０，１１の形状は、好ましくは小型化のためアンテナからはみ出さない方が良く図５に示したようにＺ型とする。
図３に示す第３実施例では、３本の地導体線１０，１２及び１３を用いているので、２本の地導体線のみの場合よりもさらに、洩れ電流を抑圧することが可能である。
このことは、表１に示したような、給電点近傍としての同軸給電ケーブル１の周辺の受信電圧の測定結果によって判断することができる。
【００２９】
【表１】
0003555217.tif 000002
【００３０】
つまり、表１によれば、地導体線を２本使用すれば洩れ電流を−４ｄＢだけ抑圧することができ、３本使用すれば−８ｄＢだけ抑圧することができることがわかる。
【００３１】
図８（ａ）は、部品点数の削減によるコストダウンと製造工数の低減を目的として、第１及び第２のプレート３，８と垂直整合板（スタブ）２とを一枚の導体板で一体成形する別の実施例を示す。
【００３２】
図８（ｂ）は、上記に加え第１及び第２の垂直給電部６，７を第１及び第２のプレート３，８の打抜き加工により一体成形するさらに別の実施例を示す。
図９（ａ）に示すように、平面Ｕ字状の地導体線１４を用いて小型化にこだわらなければ洩れ電流をさらに−１１ｄＢまで抑制することができる。
【００３３】
なお、図示はしないが、地導体線だけでなく、バランを加えることによる洩れ電流をさらに−１３ｄＢまで抑圧することができる。
これらの洩れ電流抑圧効果を表２にまとめて示す。
【００３４】
【表２】
0003555217.tif 000003
【００３５】
図９（ｂ）に図８（ａ），（ｂ）の実施例に適用可能なさらに別の実施例を示す。
すなわち、図８（ａ），（ｂ）においては、給電ケーブル固定用のブラケットが必要となってくるが、図９（ｂ）に示す別の実施例においては、第１の垂直給電部６側に給電ケーブル固定機構６ａを設けることにより、さらに部品点数の低減を図ることができる。
【００３６】
以上のように、本発明による接地導体板を使用しない平衡型アンテナとして構成されるので、アンテナ外形が小型化され、設置場所の自由度が広がり、車室内（好ましくはルームミラー裏等）設置にすることから外観を損なうことがない。
【００３７】
すなわち、通常では不平衡型の変形逆Ｆアンテナを上下に対称接続した平衡型とする本発明によるアンテナ装置では単体評価において水平面内で無指向性を有し、且つ垂直面内ピーク方向が仰角０°にあるので、主ロープを０°方向として実用上の通信品質の向上化を達成することができる。
【００３８】
また、車載時の指向性でみれば、本発明の平衡型逆Ｆアンテナをルームミラー裏に設置することにより、水平面内は実質的に無指向性となり、これも平衡型としたことの利点である。
【００３９】
つまり、本発明によるアンテナ装置は図７（ａ）に示すように単体評価でみた垂直面内ピーク利得が仰角０°方向にあるため、車両等の陸上移動体通信においては、一般的に電波到来方向が主に水平方向（仰角０°）であることに適合しており、実用上の受信感度を向上することができる。
【００４０】
また、本発明によるアンテナ装置は車載評価でみた水平面内指向性は図７（ｂ）に示すように実質的に無指向性であるので、設置場所に限定を生じないという利点をもたらすものである。
【００４１】
【発明の効果】
従って、以上詳述したように本発明によれば低姿勢板状逆Ｆアンテナを平衡給電するという点に着目し、垂直面内ピーク利得を水平方向に向け、例えば車室内のルームミラーの裏側に収まるよう設置可能とすることにより、従来技術による問題点を解決した小型で高性能の車両搭載用アンテナ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す構成図。
【図２】本発明の第２実施例を示す構成図。
【図３】本発明の第３実施例を示す構成図。
【図４】本発明によるアンテナ装置の実装図。
【図５】第２実施例に用いる地導体線の詳細図。
【図６】第３実施例に用いる地導体線の詳細図。
【図７】本発明によるアンテナ装置の単体評価及び車載評価時の指向特性図。
【図８】本発明の別の実施例を示す要部の構成図。
【図９】本発明の別の実施例を示す要部の構成図。
【図１０】従来技術によるアンテナ装置の単体評価及び車載評価時の指向特性図。
【符号の説明】
１…ケーブル、２…垂直整合板（スタブ）、３…第１のプレート、４…中心導体、５…外部導体、６…第１の垂直給電部、７…第２の垂直給電部、８…第２のプレート、９…グランドピン、１０…地導体線、１１…地導体線、１２…地導体線、１３…地導体線。
【図１】
0003555217.tif 000004
【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】
0003555217.tif 000009
【図７】
0003555217.tif 000010
【図８】
0003555217.tif 000011
【図９】
0003555217.tif 000012
【図１０】
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