(57)【要約】  本発明は、マルチバンド全方向性アンテナ（１）に関し、このマルチバンド全方向性アンテナはアース平面（２）と、このアース平面に対して平行に配置されたアンテナ素子（３）とを有する。アンテナ素子（３）はアース平面に平行に伸長する面状の第１平面アンテナ（４）および第１平面アンテナ（４）を間隔をおいて取り囲んでいる第２平面アンテナ（５）を有し、第１および第２平面アンテナ（４，５）を互いに接続するために少なくとも２つの接続エレメント（７）を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチバンド全方向性アンテナ（１）において、
アース平面（２）と、該アース平面（２）に対して平行に配置されたアンテナ素子（３）とを有し、
該アンテナ素子（３）は、面状に構成されており、かつ前記アース平面（２）に対して平行に伸長する第１平面アンテナ（４）と、該第１平面アンテナ（４）を、間隔をおいて取り囲む第２平面アンテナ（５）と、該第１および第２平面アンテナ（４，５）を互いに接続するために少なくとも２つの接続エレメント（７）を有する、
ことを特徴とするマルチバンド全方向性アンテナ（１）。
【請求項２】
請求項１記載の全方向性アンテナ（１）において、
前記第１および第２平面アンテナ（４，５）が互いに同一平面上に構成されている、全方向性アンテナ。
【請求項３】
請求項１または２記載の全方向性アンテナ（１）において、
前記接続エレメント（７）が実質的に前記第１平面アンテナ（４）の対向する両縁部に当接して配置されている、全方向性アンテナ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項記載の全方向性アンテナ（１）において、
前記第１平面アンテナ（４）は長方形に構成されており、
前記第２平面アンテナ（５）は長方形の外縁部を有する、全方向性アンテナ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項記載の全方向性アンテナ（１）において、
第３平面アンテナが設けられており、
該第３平面アンテナは前記第２平面アンテナを別の間隔をおいて取り囲み、有利には長方形であり、前記第１及び第２平面アンテナと同一平面上に構成されており、
前記接続エレメントが前記第１、第２、第３平面アンテナを互いに接続する、全方向性アンテナ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項記載の全方向アンテナ（１）において、
前記接続エレメント（７）の少なくとも１つが電子構成素子を有する、全方向性アンテナ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項記載の全方向性アンテナ（１）において、
前記アース平面を前記アンテナ素子（３）に接続するためのアース接続構造体（１０）と、前記アンテナ素子（３）に送信信号を供給するためのフィーダ接続構造体（１１）を有する、全方向性アンテナ。
【請求項８】
請求項７記載の全方向性アンテナ（１）において、
前記アース接続構造体は面状であり、有利には長方形または台形に構成されており、
該アース接続構造体のエッジは、第１平面アンテナ（４）上のアース端子領域（８）に沿って第１平面アンテナ（４）に接触接続しており、
該アース端子領域は第１平面アンテナの縁部に対して実質的に平行に延在しており、
該縁部に前記接続エレメントの１つが接続している、全方向性アンテナ。
【請求項９】
請求項７または８記載の全方向性アンテナ（１）において、
前記フィーダ接続構造体（１１）は面状であり、有利には弓形か半円形、または楕円弓形か半楕円形に構成されており、
該フィーダ接続構造体の直線状縁部は、前記第１平面アンテナ（４）上のフィーダ端子領域（９）に沿って前記第１平面アンテナ（４）に接触接続しており、
該フィーダ端子領域（９）は前記第１平面アンテナ（４）の縁部に対して実質的に平行に延在しており、
該縁部に前記接続エレメントの別の１つが接続している、全方向性アンテナ。
【請求項１０】
請求項７から９のいずれか一項記載の全方向性アンテナ（１）において、
前記フィーダ端子領域（９）と前記アース端子領域（８）の少なくとも１つが、前記接続エレメント（７）と前記第１平面アンテナ（４）との接点個所により張架された平面内に伸長する、全方向性アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に車体に取り付けるためのマルチバンド全方向性アンテナに関する。
【０００２】
現代の自動車には、ラジオやコミュニケーションサービスを搭載するものが増えているが、これらは無線信号の送信や受信のために適切なアンテナ構造を必要としている。このアンテナ構造はできる限り車体から張り出すべきではない。なぜなら車体のデザインを邪魔しかねないからである。この理由から、アンテナ構造を車体から突き出ないようにボディの中に組み込むことが望ましい。このことは例えばラジオまたはテレビの受信などの受信システムに対しては既に公知であり、この受信システムは所望の周囲からの受信を可能にするため、部分的に複数のアンテナを使用する。さらに、従来のアンテナケーブルでの不整合による損失を少なく押さえるため、または整合するために、増幅器が使用される。
【０００３】
しかし例えば移動無線システムに対して、インピーダンスを整合するために増幅器を使用することは通常、高価すぎる。このため今まで適切なインピーダンスを備えるアンテナ構造が設けられていたが、スペースの理由から車体を超えて突き出るように配置せざるを得なかった。
【０００４】
したがって本発明の課題は、インピーダンスを整合することができ、かつ車体内に配置できるように構造高さの低い、移動無線システムに使用するためのマルチバンド全方向性アンテナを提供することである。
【０００５】
この課題は、請求項１記載のマルチバンド全方向性アンテナによって解消される。
【０００６】
本発明のさらに有利な構成は、従属請求項に記載されている。
【０００７】
本発明によれば、マルチバンド全方向性アンテナには、アース平面およびこのアース平面に対して平行に配置されたアンテナ素子が設けられている。アンテナ素子は第１平面アンテナと第２平面アンテナを有し、この第１平面アンテナは面状に構成されており、アース平面に対して平行に伸長している。第２平面アンテナは第１平面アンテナを、間隔をおいて取り囲んでいる。さらにアンテナ素子は少なくとも２つの接続エレメントを有し、これらの接続エレメントは第１および第２平面アンテナを互いに接続する。
【０００８】
このようにして、構造高さが低く、車体から突き出ることなく車体内に組み込むのに適したマルチバンド全方向性アンテナを提供することできる。
【０００９】
有利には、第１平面アンテナおよび第２平面アンテナは互いに同一平面上に形成されている。
【００１０】
接続エレメントは、平面アンテナでの適切な電流分布を可能にするため、実質的に第１平面アンテナの対向する両縁部に配置される。
【００１１】
第１平面アンテナは、有利には長方形に構成されており、第２平面アンテナは長方形の周縁部を有する。第２平面アンテナは第１平面アンテナの縁部を、間隔をおいて取り囲んでいる。これにより第２平面アンテナは、第１平面アンテナを周回するベルトとして構成される。
【００１２】
有利な実施形態によれば、第３平面アンテナを設けることもできる。この第３平面アンテナは第２平面アンテナを別の間隔をおいて取り囲み、有利には長方形であり、第１および第２平面アンテナに対して同一平面上に構成される。ここでは接続エレメントがそれぞれ第１、第２、第３平面アンテナを互いに接続する。
【００１３】
有利には接続エレメントの少なくとも１つが電子構成素子を有し、これによりこのマルチバンド全方向性アンテナのインピーダンスを正確に調整することができる。
【００１４】
さらにこの全方向性アンテナは、アース平面とアンテナ素子とを接続するためのアース接続構造体、およびアンテナ素子に送信信号を供給するためのフィーダ接続構造体を有する。
【００１５】
有利にはアース接続構造体は面状であり、有利には長方形もしくは台形に構成されている。このアース接続構造体のエッジは、第１平面アンテナ上のアース端子領域に沿って第１平面アンテナに接触接続している。このアース端子領域は、第１平面アンテナの縁部に実質的に平行に延在しており、この縁部に接続エレメントの１つが接続している。
【００１６】
本発明の別の実施形態によれば、フィーダ接続構造体は面状であり、とりわけ弓形、半円形、または楕円の弓形、有利には半楕円形に構成されている。このフィーダ接続構造体の直線状縁部は、第１平面アンテナ上のフィーダ端子領域に沿って第１平面アンテナに接触接続している。このフィーダ端子領域は、第１平面アンテナの縁部に対して実質的に平行に延在しており、この縁部に接続エレメントの別の１つが接続している。
【００１７】
有利には、フィーダ端子領域またはアース端子領域の少なくとも１つが、接続エレメントと第１平面アンテナとの接点個所により張架された平面内に伸長する。
【００１８】
本発明の有利な実施形態を、添付図面に基づいて以下に詳細に説明する。
図１は、本発明の有利な実施形態によるマルチバンド全方向性アンテナの平面図である。
図２は、図１のマルチバンド全方向性アンテナの、線Ａ−Ａに沿った断面図である。
図３は、図１のマルチバンド全方向性アンテナの、線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
図４は、図１のマルチバンド全方向性アンテナの、線Ｃ−Ｃに沿った断面図である。
【００１９】
図１は、本発明の有利な実施形態によるマルチバンド全方向性アンテナの平面図である。マルチバンド全方向性アンテナ１はアース平面２を有し、このアース平面は導電性の、有利には金属製の表面を有する。第１の所定間隔を以てアース平面２の表面の上に、実質的に面平行に、面状のアンテナ素子３が配置されている。このアンテナ素子も導電性の金属から製作されているか、ないしは導電性の表面を有する。有利には、アンテナ素子３は抜き打ち加工部品として製作することができる。
【００２０】
面状のアンテナ素子３は第１平面アンテナ４を有し、この第１平面アンテナ４は実質的に四角形、有利には長方形である。この第１平面アンテナ４は第２平面アンテナ５により取り囲まれており、第２平面アンテナ５の外縁部も同様に長方形である。第２平面アンテナ５は第１平面アンテナ４を、有利には第２の所定間隔をおいて取り囲んでおり、これにより第１平面アンテナ４と第２平面アンテナ５の間に隙間６が形成される。第１平面アンテナ４と第２平面アンテナ５は、接続エレメント７を介して互いに接続されている。この接続エレメント７は第１平面アンテナ４の対向する両縁部に配置されており、これにより第１平面アンテナ４と第２平面アンテナ４の間の電気接続が形成される。
【００２１】
第１および第２平面アンテナ４，５はそれぞれ異なるインピーダンスを有し、したがって別々の送信周波数に対し最適化されている。第１および第２平面アンテナの寸法、第１平面アンテナと第２平面アンテナの間の第２の間隔、そして接続エレメント７の大きさは、各平面アンテナ４，５のインピーダンスを調整するために互いに整合されている。
【００２２】
第１平面アンテナ４は、アンテナ素子３がアース電位を使用できるようにするためにアース端子領域８を有し、またアンテナ素子３が１つないし複数の送信信号を使用できるようにするためにフィーダ端子領域９を有する。アース電位をアンテナ素子３に印加するためにアース接続エレメント１０（図２参照）が設けられており、このアース接続エレメントはアンテナ素子３とアース平面２の間に配置されている。アース接続エレメント１０はアース平面２とアンテナ素子３の間の間隔エレメントとして用いられ、面状であり、アース平面２とアンテナ素子３のアース端子領域８とを接続するウェブとして構成される。アース接続エレメント１０は四角形、有利には長方形または台形に構成されている。アース端子領域８は実質的に縦長に構成されており、アース接続エレメント１０の縁部がこの領域に当接する。アース接続エレメント１０の台形の形状は、例えば図３に示されており、図３は図１のマルチバンド全方向性アンテナの線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【００２３】
フィーダ端子領域９にはフィーダ接続エレメント１１が配置されており、このフィーダ接続エレメントはアンテナ素子３からアース平面２の方向に、有利には垂直に突出している。したがってフィーダ接続エレメント１１はアンテナ素子３とアース平面２の間に配置されている。このフィーダ接続エレメント１１は有利には円形または楕円の弓形であり、有利には半円形または半楕円型に構成される。またフィーダ接続エレメントはその直線状縁部を以て、アンテナ素子３のフィーダ端子領域９に当接している。しかしフィーダ接続エレメント１１はアース平面２には接触しておらず、その湾曲縁部に、有利にはアース平面２に向いた側の端部に接点個所１２を有し、この接点個所を介して送信信号がアンテナ素子３に供給される。フィーダ接続エレメント１１が半円形ないし半楕円形の形状をしていることで、アンテナ素子３での適切な電流分布が可能となる。このマルチバンド全方向性アンテナ１は、例えばここに図示されていない同軸ケーブルをフィーダ接続エレメント１１の領域で接続することにより接触接続される。この同軸ケーブルの内部導体は接点個所１２と、そして外部導体はアース平面２と接続される。
【００２４】
第１および第２平面アンテナ４，５は正方形または長方形の断面を有することができる。この実施例では第１平面アンテナ４は実質的に長方形に構成されており、その短辺に接続エレメント７が配置されている。接続エレメント７は有利にはウェブの形態に構成され、接続エレメントと第１平面アンテナ４との接続部分の長さは、長方形である平面アンテナ４の短辺の全長よりも短い。さらに接続エレメント７は第１平面アンテナ４と接続されており、この接続エレメントは対称線を基準にして、中線に沿って対称になっている。この対称線に沿って、有利には第２平面アンテナ５もまた対称に配置されている。有利には第１平面アンテナ４，接続エレメント７，第２平面アンテナ５は統合されており、例えば１つの打ち抜き加工部品から製作されている。しかし第１および第２平面アンテナ４，５が別々に構成されていてもよい。その場合、接続エレメント７は電気構成素子の形態で、例えば抵抗、インダクタ、および／またはキャパシタの形態で構成され、アンテナ素子３の所要のインピーダンスを調節する。
【００２５】
アース端子領域８およびフィーダ端子領域９は第１平面アンテナ４内に配置されており、接続エレメント７の長手広がりに対して実質的に平行に延在している。アース端子領域８およびフィーダ端子領域９の位置は、有利には第１平面アンテナ４の各短辺の近傍に配置されており、有利には短辺から、第１平面アンテナ４の長辺の長さの０％から２０％の間隔をおいている。したがってアース端子領域８は、第１平面アンテナ４の第１の短辺の近傍で、第１の接続エレメント７の領域内に配置されており、フィーダ端子領域９は第１平面アンテナの第２の短辺の近傍で、第２の接続エレメント７の領域内に配置されている。
【００２６】
端子領域８，９の長手広がりは、第１平面アンテナ４，５の各短辺に対して実質的に平行に延在しており、接続エレメント７のそれぞれ１つと第１平面アンテナ４との接触線の末端によって形成される平面内に位置している。実質的に、２つの平面アンテナ４，５の電気接続は、ウェブ形状の２つの接続エレメント７を介して行われ、この２つの接続エレメントの共通の対称線は、アース端子領域８およびフィーダ端子領域９の対称線と共通の平面を形成する。
【００２７】
２つ以上の有利な送信周波数を調節できるようにするために、第１および第２平面アンテナ４，５の他に更なる平面アンテナを設けることもできる。この更なる平面アンテナは同一平面上にあり、第２平面アンテナの外縁部の周囲に、別の所定の間隔をおいて面状に伸長している。この場合、接続エレメント７は第１および第２平面アンテナ４，５ならびに他の全ての平面アンテナを互いに接続する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明の有利な実施形態による、マルチバンド全方向性アンテナの平面図である。
【図２】図２は、図１のマルチバンド全方向性アンテナの、線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図３】図３は、図１のマルチバンド全方向性アンテナの、線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【図４】図４は、図１のマルチバンド全方向性アンテナの、線Ｃ−Ｃに沿った断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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