(57)【要約】【課題】  広帯域で小型化が容易なダイポールアンテナを提供すること。【解決手段】  ダイポールアンテナ１は、透明性フィルムからなるフレキシブルな誘電体基板２の表面に、給電点Ｐ１，Ｐ２を有する一対の放射導体７，８からなるダイポール放射素子３と、このダイポール放射素子３によって励振される無給電放射素子４とを形成したものである。ダイポール放射素子３の外形は長手方向の両端部に比して中央部が幅狭であり、この幅狭部分によって二等辺三角形状の凹所９が画成されている。また、凹所９内に略相似な二等辺三角形状の無給電放射素子４を入り込ませて配置してあり、両放射素子３，４の全体の外形が略長方形になるように設定してある。【選択図】  図１
2006217511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電点を有するダイポール放射素子と、このダイポール放射素子によって励振される無給電放射素子とを備え、前記ダイポール放射素子を長手方向の両端部に比して中央部が幅狭な外形形状となし、この幅狭部分によって画成される凹所内に前記無給電放射素子の少なくとも一部を入り込ませて配置したことを特徴とするダイポールアンテナ。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記凹所は前記ダイポール放射素子の長手方向中央に向かって先窄まりな略二等辺三角形状に画成されており、この凹所内に略相似な二等辺三角形状の前記無給電放射素子を配置させたことを特徴とするダイポールアンテナ。
【請求項３】
請求項１または２の記載において、前記ダイポール放射素子と前記無給電放射素子は誘電体基板上にパターニングされた導体からなることを特徴とするダイポールアンテナ。
【請求項４】
請求項３の記載において、前記誘電体基板が透明性フィルムからなるフレキシブル基板であることを特徴とするダイポールアンテナ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項の記載において、前記ダイポール放射素子が線対称に配置されて相対向する端部にそれぞれ前記給電点を有する一対の放射導体からなることを特徴とするダイポールアンテナ。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項の記載において、前記ダイポール放射素子が枠状に折り返されて両端部に前記給電点を有する放射導体からなることを特徴とするダイポールアンテナ。
【請求項７】
請求項５または６の記載において、前記放射導体が線状にパターニングされていることを特徴とするダイポールアンテナ。
【請求項８】
請求項７の記載において、前記無給電放射素子が線状にパターニングされていることを特徴とするダイポールアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車載用の放送受信アンテナ等に好適なダイポールアンテナに係り、特に広帯域化が要求されるダイポールアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、放送受信用の小型アンテナとして、ＵＨＦ帯をカバーできる広帯域なダイポールアンテナが求められている。広帯域化を図った従来のダイポールアンテナとしては、給電点を有するダイポール放射素子と、このダイポール放射素子を包囲する枠状の無給電放射素子とを備え、ダイポール放射素子によって無給電放射素子が励振されるように構成したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。かかる従来例において、ダイポール放射素子および無給電放射素子は誘電体基板上にパターニングされた導体（金属膜）であって、ダイポール放射素子は給電点を有する一端部どうしを対向させて直線状に延びる一対の放射導体からなり、このダイポール放射素子の周囲に間隙を存して配置された無給電放射素子は１箇所が切断された方形枠状に形成されている。そして、ダイポール放射素子の給電点に対して給電を行うことにより、ダイポール放射素子と無給電放射素子とを電磁結合させることができるため、両放射素子が励振されて帯域幅を広げることが可能となる。
【特許文献１】特開平７−３８３２５号公報（第３−４頁、図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前述した従来のダイポールアンテナは、ダイポール放射素子を包囲するように無給電放射素子を配置させており、両放射素子の間には所定の間隙を確保しなければならないため、必然的に放射素子全体が平面的に大きなものになってしまうという問題があった。また、かかる従来のダイポールアンテナは、例えば透明なフレキシブル基板上に両放射素子を形成すれば車両の窓ガラスに装着することが可能となるが、その場合、遮光領域となる両放射素子の占有面積が広いため、視界の妨げになりやすいという問題が発生する。
【０００４】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、広帯域で小型化が容易なダイポールアンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するため、本発明のダイポールアンテナでは、給電点を有するダイポール放射素子と、このダイポール放射素子によって励振される無給電放射素子とを備え、前記ダイポール放射素子を長手方向の両端部に比して中央部が幅狭な外形形状となし、この幅狭部分によって画成される凹所内に前記無給電放射素子の少なくとも一部を入り込ませて配置した。
【０００６】
このように構成されたダイポールアンテナは、ダイポール放射素子によって無給電放射素子が励振されるため、両放射素子の間隙や無給電放射素子の長手寸法に大きく依存する相対的に高い共振周波数と、ダイポール放射素子の長手寸法に大きく依存する相対的に低い共振周波数とが得られ、帯域幅を広げることができる。また、ダイポール放射素子によって画成される凹所内に無給電放射素子を入り込ませているため、放射素子全体の平面的な大きさを抑制することができて小型化が図りやすくなっている。
【０００７】
上記の構成において、前記凹所が前記ダイポール放射素子の長手方向中央に向かって先窄まりな略二等辺三角形状に画成されており、この凹所内に略相似な二等辺三角形状の前記無給電放射素子を配置させてあると、放射素子全体の外形を略長方形に設定することができるため、小型化が促進しやすくなって意匠性も高めやすい。
【０００８】
また、上記の構成において、前記ダイポール放射素子と前記無給電放射素子は金属板等で形成しても良いが、これらのダイポール放射素子および無給電放射素子が誘電体基板上にパターニングされた導体からなる場合には、誘電体による波長短縮効果を利用してダイポールアンテナの小型化を一層促進することができる。この場合、誘電体基板が透明性フィルムからなるフレキシブル基板であれば、車両の窓ガラスに後付けで装着可能な小型のダイポールアンテナが得られる。ただし、ダイポール放射素子および無給電放射素子を窓ガラスに印刷等で直接形成して車載用のダイポールアンテナとすることも可能である。
【０００９】
また、上記の構成において、前記ダイポール放射素子は、線対称に配置されて相対向する端部にそれぞれ給電点を有する一対の放射導体で構成されていても良いし、枠状に折り返されて両端部に給電点を有する放射導体（折返しダイポール素子）で構成されていても良い。そして、いずれの場合でも、放射導体が線状にパターニングされていると、車両の窓ガラスに装着して使用する際に視界を妨げる領域が大幅に低減するため好ましい。この場合、無給電放射素子も線状にパターニングされていれば一層好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のダイポールアンテナは、ダイポール放射素子によって無給電放射素子が励振されることで帯域幅が広くなり、かつ、ダイポール放射素子の凹所内に無給電放射素子を入り込ませて配置しているため、放射素子全体の平面的な大きさを抑制することができる。それゆえ、小型化が容易な広帯域のダイポールアンテナが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図１は本発明の第１実施形態例に係るダイポールアンテナの平面図、図２は図１中のＡ部の拡大図、図３は該ダイポールアンテナのＶＳＷＲ（電圧定在波比）を示す特性図である。
【００１２】
図１に示すダイポールアンテナ１は、透明性フィルムからなるフレキシブルな誘電体基板２の表面に、給電点Ｐ１，Ｐ２を有するダイポール放射素子３と、このダイポール放射素子３によって励振される無給電放射素子４とを形成したものであり、給電点Ｐ１，Ｐ２の近傍に給電用ランド５，６がパターニングされている。このダイポールアンテナ１は、小面積な給電用ランド５，６を除いて全ての導体部分が線状にパターニングされている（図２参照）。
【００１３】
ダイポール放射素子３は、給電点Ｐ１，Ｐ２どうしを対向させて線対称に配置された一対の放射導体７，８からなり、全体の外形は横長の長方形の中央部を給電点Ｐ１，Ｐ２の存しない側の長辺だけ二等辺三角形状に凹ませた形状となっている。つまり、このダイポール放射素子３の外形は長手方向の両端部に比して中央部が幅狭であり、この幅狭部分によって、ダイポール放射素子３の長手方向の中央に向かって先窄まりな二等辺三角形状の凹所９が画成されている。放射導体７は、互いに平行に延びる外側線路７ａおよび内側線路７ｂと、両線路７ａ，７ｂを所定箇所で連結する連結線路７ｃとを有し、ループ状にパターニングされている。同様に放射導体８は、互いに平行に延びる外側線路８ａおよび内側線路８ｂと、両線路８ａ，８ｂを複数箇所で連結する連結線路８ｃとを有し、ループ状にパターニングされている。なお、このダイポール放射素子３は長手方向が電界軸となる。
【００１４】
無給電放射素子４は、凹所９よりも小さくて略相似な二等辺三角形状にパターニングされている。この無給電放射素子４は、外側線路７ａ，８ａの傾斜部分と所定の間隙を存して凹所９内に入り込んでおり、無給電放射素子４の底辺部分と給電点Ｐ１，Ｐ２との間隔はダイポール放射素子３の幅寸法Ｗと同等である。つまり、ダイポール放射素子３と無給電放射素子４からなる放射素子全体の外形は略長方形に設定されている。
【００１５】
このダイポールアンテナ１は、例えば、厚さ０．１ｍｍ程度のＰＥＴ等の透明性フィルムからなる誘電体基板２の表面に、Ａｇ等からなるダイポール放射素子３と無給電放射素子４とを幅０．２５ｍｍ程度の線状にパターニングすることによって形成される。そして、このダイポールアンテナ１を製品化する際には、図示していないが、ＰＥＴ等の薄い透明性フィルムからなる保護フィルムあるいは電極保護レジストで両放射素子３，４を被覆すると共に、誘電体基板２の他面に透明性の粘着剤を塗布して剥離紙で覆っておけば良く、これにより、車両の窓ガラスに後付けでダイポールアンテナ１を装着することができる。
【００１６】
図３は、本実施形態例に係るダイポールアンテナ１の周波数に応じたＶＳＷＲ（電圧定在波比）を示す特性図である。このダイポールアンテナ１は、ダイポール放射素子３によって無給電放射素子４が励振されるため、図３に示すように、両放射素子３，４の間隙や無給電放射素子４の長手寸法に大きく依存する相対的に高い共振周波数ｆ１と、ダイポール放射素子３の長手寸法に大きく依存する相対的に低い共振周波数ｆ２とが得られる。その結果、ＶＳＷＲが３以下の帯域幅が広がり、広帯域化が実現されたダイポールアンテナ１となっている。また、このダイポールアンテナ１においては、ダイポール放射素子３によって画成される二等辺三角形状の凹所９内に略相似な無給電放射素子４を入り込ませ、両放射素子３，４の全体の外形が略長方形になるように設定してあるので、広帯域化を図るために無給電放射素子４を付設しても放射素子全体の平面的な大きさは特に増大していない。さらに、両放射素子３，４が誘電体基板２の表面に形成されているので、誘電体による波長短縮効果も活用できる。したがって、このダイポールアンテナ１は、小型化が容易な広帯域アンテナとなっている。
【００１７】
また、本実施形態例に係るダイポールアンテナ１は、ダイポール放射素子３と無給電放射素子４が細い線状にパターニングされているので、車両の窓ガラスに装着して使用する際に視界を妨げる領域が極めて少なく、安全性や意匠性において優れた広帯域アンテナとなっている。
【００１８】
図４は本発明の第２実施形態例に係るダイポールアンテナの平面図であり、図１と対応する部分には同一符号が付してあるため、重複する説明は省略する。
【００１９】
図４に示すダイポールアンテナ１１では、ダイポール放射素子３によって長方形状の凹所９が画成されており、この凹所９内に略相似な長方形状の無給電放射素子４が入り込ませてある。つまり、このダイポールアンテナ１１は、凹所９や無給電放射素子４の形状が第１実施形態例（ダイポールアンテナ１）と異なっているが、小型化という点では第１実施形態例と同様であり、広帯域化という点でもほぼ同様の結果が得られる。ただし、本発明者のシミュレーション結果によると、凹所９および無給電放射素子４の形状を長方形にした本実施形態例は、該形状を二等片三角形にした第１実施形態例に比べて帯域幅が若干狭くなる。
【００２０】
図５は本発明の第３実施形態例に係るダイポールアンテナの平面図であり、図１と対応する部分には同一符号が付してあるため、重複する説明は省略する。
【００２１】
図５に示すダイポールアンテナ２１は、ダイポール放射素子３として折返しダイポール素子１０を採用した点が第１実施形態例（ダイポールアンテナ１）と異なっている。この折返しダイポール素子１０は、枠状に折り返されて両端部に給電点Ｐ１，Ｐ２を有する線対称な放射導体であり、横長の長方形の中央部を給電点Ｐ１，Ｐ２の存しない側の長辺だけ二等辺三角形状に凹ませて凹所９を画成しており、この凹所９内に略相似な二等辺三角形状の無給電放射素子４を入り込ませている。つまり、本実施形態例における折返しダイポール素子１０は、第１実施形態例において一対の放射導体７，８の凹所９側の端部どうしを連続させた形状になっており、給電時の電流分布は第１実施形態例と同様になる。したがって、このダイポールアンテナ２１は、小型化という点でも広帯域化という点でも第１実施形態例と同様の結果が得られる。
【００２２】
なお、上述した第１〜第３実施形態例では、ダイポール放射素子３（折返しダイポール素子１０）および無給電放射素子４が透明性フィルムからなる誘電体基板２の表面にパターニングされている場合について説明したが、両放射素子３，４を車両の窓ガラスに印刷等により直接形成しても良い。また、車両の窓ガラスに装着しないダイポールアンテナの場合には、ダイポール放射素子や無給電放射素子が面状にパターニングされていても良く、両放射素子が金属板で形成されていても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態例に係るダイポールアンテナの平面図である。
【図２】図１中のＡ部の拡大図である。
【図３】図１に示すダイポールアンテナのＶＳＷＲを示す特性図である。
【図４】本発明の第２実施形態例に係るダイポールアンテナの平面図である。
【図５】本発明の第３実施形態例に係るダイポールアンテナの平面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１，１１，２１  ダイポールアンテナ
２  誘電体基板（透明性フィルム）
３  ダイポール放射素子
４  無給電放射素子
５，６  給電用ランド
７，８  放射導体
９  凹所
１０  折返しダイポール素子
Ｐ１，Ｐ２  給電点
【図１】
2006217511.tif 000003
【図２】
2006217511.tif 000004
【図３】
2006217511.tif 000005
【図４】
2006217511.tif 000006
【図５】
2006217511.tif 000007