(57)【要約】【課題】本発明は複合アンテナに関し、複数の動作周波数に対応した低背型の複合アンテナを得ることを目的とする。【解決手段】所定の大きさの導体地板１１に所定の間隙ｈを設けて対向配置された平板状の第１アンテナ素子２１と第２アンテナ素子３１を備え、第１アンテナ素子２１の中央の中央桟部２１ａの両端に給電点２２ａで信号源Ｓ１に接続された給電端子２２と、これに並立して導体地板１１に接続された短絡端子２３を一体に設け、第２アンテナ素子３１が、中央桟部２１ａと導体地板１１とにより形成される空間部Ｇ１に配置されると共に、その平面部３１ａの両端に導体地板１１に接続された２つの無給電端子３２を備えて複合アンテナ１０を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の大きさの導体地板と、この導体地板に所定の間隙を設けて対向配置した平板状の複数のアンテナ素子とを備え、前記複数のアンテナ素子が、中央桟部及びこれに給電する給電端子が設けられた第１アンテナ素子と、前記中央桟部と前記導体地板とにより形成される空間部に無給電端子を備えた少なくとも１つの第２アンテナ素子とからなり、前記複数のアンテナ素子のそれぞれを、前記導体地板の中央部から左右対称に形成した複合アンテナ。
【請求項２】
第１アンテナ素子の給電端子に並立して、導体地板との間を電気接続する短絡端子を設けた請求項１記載の複合アンテナ。
【請求項３】
無給電端子を複数とした請求項１記載の複合アンテナ。
【請求項４】
給電端子、無給電端子、短絡端子の各端子を所定幅の板状に形成した、請求項１記載の複合アンテナ。
【請求項５】
給電端子、無給電端子、短絡端子の各端子を、それぞれのアンテナ素子に一体に形成した請求項１記載の複合アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用などの移動体無線装置に用いられる複合アンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車載用などの移動体無線装置に用いられるアンテナとしては、棒状で１つの動作周波数を有するモノポールアンテナが一般的に用いられてきたが、モノポールアンテナの線路長（アンテナ長）は動作周波数の約１／４波長必要で、そのアンテナ長から車外に取付けられるものであった。
【０００３】
さらに、移動体は、自動車電話、ＧＰＳ、ＶＩＣＳ（道路交通情報通信システム）、データ通信などのサービスの多様化が進展し、その用途毎にモノポールアンテナや平面アンテナなどを用いると設置台数も増加する。
【０００４】
そのため、これらの用途に対し、複数の動作周波数に対応し、車体の内外部に取付けられる低背の複合アンテナが求められている。
【０００５】
このような従来の複合アンテナについて、図５を用いて説明する。
【０００６】
図５は従来の複合アンテナの縦断面図であり、同図において、５０は第１のアンテナで、導電板からなる導体地板５１と、これよりも小さな導電板からなるアンテナ素子５３が所定の間隙ａを設けて対向配置されている。
【０００７】
そして、アンテナ素子５３の中心に給電端子５２の一端が給電点５２ａで電気的に接続されると共に、他端が導体地板５１の中心を絶縁状態に貫通されて導体地板５１の裏側で信号源Ｓ１に接続されている。
【０００８】
また、導体地板５１の中心から所定距離ｂだけ離れてアンテナ素子５３と導体地板５１とが導電材からなる短絡端子５４で電気的に接続されて、第１のアンテナ５０は形成されている。
【０００９】
次に、６０は平面アンテナであり、上記アンテナ素子５３の上面に、平面状のアンテナ素子６３が載置され、このアンテナ素子６３に給電端子６２の一端が給電点６２ａで電気的に接続されると共に、他端が導体地板５１と短絡端子５４を互いに絶縁状態に貫通されて、導体地板５１の裏側で信号源Ｓ２に接続されて、平面アンテナ６０は形成されている。
【００１０】
そして、この第１のアンテナ５０と平面アンテナ６０が一体に設けられて複合アンテナ７０は構成されている。
【００１１】
以上の構成において、複合アンテナ７０は、第１のアンテナ５０で動作周波数ｆ１、平面アンテナ６０で動作周波数ｆ２の、２周波の送受信動作を行うものであった。
【００１２】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１，２が知られている。
【特許文献１】特開平８−２３７０２５号公報
【特許文献２】特開２０００−１８３６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記従来の複合アンテナ７０においては、複数の動作周波数に対応するには、第１アンテナ５０の上面に第２アンテナとなる平面アンテナ６０を載置して構成する必要があるため、複合アンテナ全体の寸法が高くなるという課題があった。
【００１４】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、複数の動作周波数に対応した低背型の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】
【００１５】
上記目的を達成するために本発明の複合アンテナは、以下の構成を有するものである。
【００１６】
本発明の請求項１に記載の発明は、複数のアンテナ素子が、中央桟部を有した第１アンテナ素子と、前記中央桟部と導体地板とにより形成される空間部に設けた少なくとも１つの第２アンテナ素子とから形成されると共に、前記複数のアンテナ素子のそれぞれを、前記導体地板の中央部から左右対称に形成したものであり、第１アンテナ素子によって形成された空間部にアンテナ素子を配置できるため、動作周波数が増えても低背化の可能な複合アンテナを得ることができるという作用を有する。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、第１アンテナ素子の給電端子に並立して、導体地板とを電気接続する短絡端子を設けたものであり、短絡端子が給電端子と同相に励振されるため、励振が強化されて更に低背化を図ることができるという作用を有する。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の発明において、第２アンテナ素子の無給電端子を複数としたものであり、複数の無給電端子が給電端子と同相に励振されるため、第２アンテナ素子の励振が強化されて低背化を図ることができるという作用を有する。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項１記載の発明において、給電端子、無給電端子、短絡端子の各端子を所定幅の板状に形成したものであり、この板幅を適宜変えることでインピーダンスの調整ができるという作用を有する。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項１記載の発明において、給電端子、無給電端子、短絡端子の各端子を、それぞれのアンテナ素子に一体に形成したものであり、製造が簡略化できるという作用を有する。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように本発明によれば、動作周波数が増えても低背化が可能な複合アンテナを得ることができるという有利な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図４を用いて２周波の動作周波数に対応する場合について説明する。
【００２３】
（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態による複合アンテナの縦断面図、図２は同斜視図であり、同図において、１０は複合アンテナで、複合アンテナ１０は、長さＬ，幅Ｗの長方形状の良導電材からなる導体地板１１と、導体地板１１に所定の間隙ｈを設けて対向配置された平板状の第１アンテナ素子２１、第２アンテナ素子３１を備えている。
【００２４】
そして、第１アンテナ素子２１は、導体地板１１の外形より小さい長さＬａ、幅Ｗａの長方形状の良導電材からなり、その中央に前記幅Ｗａより小さい板幅ａの中央桟部２１ａを有すると共に、中央桟部２１ａの一端に板幅ｂの給電端子２２を、他端に給電端子２２に並立して同じ板幅ｂの短絡端子２３を一体に設けている。
【００２５】
ここで、給電端子２２は、導体地板１１を絶縁状態に貫通して給電点２２ａで信号源Ｓ１に接続され、短絡端子２３は、導体地板１１に接続されている。
【００２６】
更に、第１アンテナ２１は、導体地板１１の中央部から中央桟部２１ａを介して延伸し、＋Ｘ側と−Ｘ側との左右対称に平面部２１ｂ，２１ｂを有し、各平面部２１ｂは、長さＬ１、幅Ｗａの長方形状に形成されている。
【００２７】
また、第２アンテナ素子３１は、中央桟部２１ａと導体地板１１とにより形成される空間部Ｇ１に導体地板１１の中央部から＋Ｘ側と−Ｘ側との左右対称に配置され、導体地板１１と対向し、長さＬ３、幅Ｗｂの平面部３１ａの両端に、上記給電端子２２に並立させ導体地板１１に接続された板幅ｃの２つの無給電端子３２を備えている。
【００２８】
このようにして、導体地板１１と、導体地板１１に対向配置され動作周波数ｆ１で動作する第１アンテナ素子２１と、動作周波数ｆ２で動作する第２アンテナ素子３１とから複合アンテナ１０が構成されている。
【００２９】
以上の構成において、複合アンテナ１０の送信動作は、信号源Ｓ１からの高周波信号が第１アンテナ素子２１のアンテナ長を形成する給電経路である給電点２２ａと給電端子２２、及び中央桟部２１ａを介して、平面部２１ｂ，２１ｂに供給される。
【００３０】
そして、各給電経路における高周波電流は、図１に示すように第１アンテナ素子２１が、給電端子２２で上方向の電流ｉ１、短絡端子２３は給電端子２２の電流ｉ１に励振された同相の電流ｉ２である。
【００３１】
また、第２アンテナ素子３１が、２つの無給電端子３２で第１アンテナ素子２１の給電端子２２の電流ｉ１に励振された同相の電流ｉ３である。
【００３２】
一方、図２（ａ）に示すように第１アンテナ素子２１の中央桟部２１ａ、各平面部２１ｂが、それぞれ＋Ｘ側と−Ｘ側方向の電流ｉａ，ｉａで、第２アンテナ素子３１の平面部３１ａが、それぞれ＋Ｘ側と−Ｘ側方向の電流ｉｂ，ｉｂである。
【００３３】
ここで、この電流ｉａ，ｉａと電流ｉｂ，ｉｂは、それぞれ互いに大きさが同じで方向が反対であり互いに打消される。
【００３４】
このようにして、２つのアンテナ素子２１，３１には、各給電経路により形成されるアンテナ長に対応した、第１アンテナ素子２１は動作周波数ｆ１、第２アンテナ素子３１は動作周波数ｆ２により、これらの電波を空中に放射することで送信動作を行う。
【００３５】
また、受信動作は、アンテナ長により励振された高周波電流が上記送信動作における上記給電経路の逆方向に信号源Ｓ１に伝送され高周波回路（図示せず）に入力され受信動作が行われる。
【００３６】
ここで、給電端子、無給電端子、短絡端子の各端子の板幅は、インピーダンス整合を図るものであり、各板幅を広くするとインピーダンスは大きくなり、板幅を細くするとインピーダンスは小さくなり、この板幅を適宜変えることでインピーダンスの調整ができる。
【００３７】
上記、複合アンテナ１０の一実施例として、第１アンテナ素子２１の動作周波数ｆ１が０．９ＧＨｚ帯、第２アンテナ素子３１の動作周波数ｆ２が２ＧＨｚ帯の電話用とした場合、導体地板１１の外形寸法Ｌ，Ｗは約１８０ｍｍ，７０ｍｍ、導体地板１１と各アンテナ素子の間隙ｈは約１２ｍｍとなる。
【００３８】
さらに、第１アンテナ素子２１の各部寸法によるアンテナ長は、図２（ｂ）の模式図に示すように、その給電経路の各部を線状にした各寸法から、中央桟部２１ａの中心（給電点２２ａ）からそれぞれ＋Ｘ側と−Ｘ側方向に、給電端子２２の高さｈ、中央桟部２１ａ（幅ａは５ｍｍ以下とし無視できるとする）の長さＬ２の２倍、平面部２１ｂの長さＬ１とＷａの各２倍、及び短絡端子２３の高さｈの総和となる。
【００３９】
例えば、各略寸法をｈが１２ｍｍ、Ｌ２が２９ｍｍ、Ｌ１が５３ｍｍ、Ｗａが３０ｍｍとすると、第１アンテナ素子２１のアンテナ長は、約２４８ｍｍとなって、第１アンテナ素子２１の全長Ｌａは動作周波数ｆ１の約１／２波長の１６４ｍｍにでき、中央桟部２１ａの中心からそれぞれ＋Ｘ側と−Ｘ側方向の長さ（Ｌ１＋Ｌ２）は約１／４波長にできる。
【００４０】
このように本実施の形態によれば、中央に中央桟部２１ａを有した第１アンテナ素子２１と、中央桟部２１ａと導体地板１１とにより形成される空間部Ｇ１に少なくとも１つの第２アンテナ素子３１を設けて複合アンテナ１０を構成することによって、低背化を図った複合アンテナを得ることができるものである。
【００４１】
また、第１アンテナ素子２１の給電端子２２に並立して、短絡端子２３を設けることによって、短絡端子２３が給電端子２２と同相に励振されるため、励振が強化されて更に低背化を図ることができる。
【００４２】
更に、第２アンテナ素子３１の無給電端子３２を複数とすることによって、複数の無給電端子３２が給電端子２２と同相に励振されるため、第２アンテナ素子３１の励振が強化されて低背化を図ることができる。
【００４３】
また更に、給電端子２２、短絡端子２３、無給電端子３２の各端子を、それぞれ所定の板幅に形成することによって、この板幅を適宜変えることでインピーダンスの調整ができる。
【００４４】
また、給電端子２２、短絡端子２３、無給電端子３２の各端子を、それぞれのアンテナ素子２１、３１に一体に形成することによって、製造も容易にできる。
【００４５】
なお、以上の説明では、２つのアンテナ素子を用いて２つの動作周波数に対応できるものについて説明したが、これに限ることはなく、中央桟部２１ａと導体地板１１とにより形成される他の空間部Ｇ２に、既知のパッチアンテナなどの第３アンテナ素子を配置して３つの動作周波数に対応するとしても、本発明の実施は可能である。
【００４６】
また、第２アンテナ素子３１を中央桟部２１ａと導体地板１１とにより形成される空間部Ｇ１に配置する構成として説明したが、図３の要部斜視図に示すように、第２アンテナ素子３１を空間部Ｇ１，Ｇ２間にまたがるように配置しても良く、このように無給電端子３２を４つにすることで更に励振が強化できて、第２アンテナ素子３１の低背化が可能である。
【００４７】
さらに、第１アンテナ素子２１の中央桟部２１ａを１つとして説明したが、図４の要部斜視図に示すように、中央桟部２１ａを２つとしても良く、このように短絡端子２３を２つにすることで更に励振が強化できて、第１アンテナ素子２１の低背化が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明による複合アンテナは、複数の動作周波数に対応できると共に、低背化を図ることができるという効果を有し、車載用などの移動体無線装置に用いられる複合アンテナ等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施の形態による複合アンテナの縦断面図
【図２】同複合アンテナの斜視図
【図３】同別形態による複合アンテナの要部拡大斜視図
【図４】更に同別形態による複合アンテナの要部拡大斜視図
【図５】従来の複合アンテナの縦断面図
【符号の説明】
【００５０】
１０  複合アンテナ
１１  導体地板
２１  第１アンテナ素子
２１ａ  中央桟部
２１ｂ，３１ａ  平面部
２２  給電端子
２２ａ  給電点
２３  短絡端子
３１  第２アンテナ素子
３２  無給電端子
Ｇ１，Ｇ２  空間部
Ｓ１  信号源
【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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