(57)【要約】【課題】  アンテナエレメントを共通化する。【解決手段】  車載統合アンテナ１は、ＥＴＣ用アンテナエレメント２、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３及び電話用アンテナエレメント４，５が実装されている状態（（ａ）参照）では、ＥＴＣ用アンテナエレメント２及び電話用アンテナエレメント４，５が所定のアンテナ特性を実現すると共に、ＥＴＣ用アンテナエレメント２及び電話用アンテナエレメント４，５が実装され且つＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３に代わってダミー部材１０が実装されている状態（（ｂ）参照）でも、ＥＴＣ用アンテナエレメント２及び電話用アンテナエレメント４，５がＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３の実装状態と略同等のアンテナ特性を実現する。【選択図】  図１
2006033698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なるアンテナ特性を有する複数のアンテナエレメントを実装可能な統合アンテナであって、
他のアンテナエレメントが一のアンテナエレメントに対して及ぼす影響と略同等の影響を前記一のアンテナエレメントに対して及ぼすことが可能なダミー部材を着脱可能に構成され、一のアンテナエレメントと他のアンテナエレメントとの双方が実装されている状態で前記一のアンテナエレメントが所定のアンテナ特性を実現すると共に、一のアンテナエレメントが実装され且つ前記他のアンテナエレメントに代わって前記ダミー部材が実装されている状態でも前記一のアンテナエレメントが前記他のアンテナエレメントの実装状態と略同等のアンテナ特性を実現するように構成されていることを特徴とする統合アンテナ。
【請求項２】
互いに異なるアンテナ特性を有する複数のアンテナエレメントを実装可能な統合アンテナを製造する方法であって、
一のアンテナエレメントと他のアンテナエレメントとの双方を実装する必要が有る場合には、前記一のアンテナエレメントと前記他のアンテナエレメントとの双方を実装し、前記一のアンテナエレメントを実装する必要が有り且つ前記他のアンテナエレメントを実装する必要が無い場合には、前記一のアンテナエレメントを実装し且つ前記他のアンテナエレメントに代わって当該他のアンテナエレメントが前記一のアンテナエレメントに対して及ぼす影響と略同等の影響を前記一のアンテナエレメントに対して及ぼすことが可能なダミー部材を実装することにより、統合アンテナを製造することを特徴とする統合アンテナの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに異なるアンテナ特性を有する複数のアンテナエレメントを実装可能な統合アンテナ及び前記統合アンテナを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、互いに異なるアンテナ特性を有する複数のアンテナエレメントが実装されている統合アンテナが供されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１１１３７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この種の統合アンテナに実装される個々のアンテナエレメントは、そのアンテナ特性が他のアンテナエレメントと相互に影響を及ぼし合うことから、全てのアンテナエレメントが実装された場合を前提として利得や指向性などが調整されているのが一般的である。その一方で、統合アンテナでは、その機能のバリエーションを増やすために、全てのアンテナエレメントが実装された状態から必要なアンテナエレメントのみを残すと共に不要なアンテナエレメントを削除して製品として出荷する場合がある。
【０００４】
しかしながら、上記したように個々のアンテナエレメントの利得や指向性などが全てのアンテナエレメントが実装された場合を前提として調整されているので、不要なアンテナエレメントを削除してしまうと、不要なアンテナエレメントが削除されたことにより、残されたアンテナエレメントのアンテナ特性が変化することになる。その結果、残されたアンテナエレメントの利得や指向性などを再調整する必要があり、性能検査や工数が増大するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、アンテナエレメントの利得や指向性などを再調整する必要をなくすことができ、性能検査や工数の増大を未然に回避することができる統合アンテナ及び統合アンテナの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載した統合アンテナによれば、他のアンテナエレメントが一のアンテナエレメントに対して及ぼす影響と略同等の影響を一のアンテナエレメントに対して及ぼすことが可能なダミー部材を着脱可能に構成され、一のアンテナエレメントと他のアンテナエレメントとの双方が実装されている状態で一のアンテナエレメントが所定のアンテナ特性を実現すると共に、一のアンテナエレメントが実装され且つ他のアンテナエレメントに代わってダミー部材が実装されている状態でも一のアンテナエレメントが他のアンテナエレメントの実装状態と略同等のアンテナ特性を実現するように構成されている。
【０００７】
したがって、一のアンテナエレメントと他のアンテナエレメントとの双方を実装する必要が有れば、一のアンテナエレメントと他のアンテナエレメントとの双方を実装すれば良く、これに対して、一のアンテナエレメントを実装する必要が有るものの他のアンテナエレメントを実装する必要が無ければ、一のアンテナエレメントとダミー部材とを実装することにより、一のアンテナエレメントが他のアンテナエレメントの実装状態と略同等のアンテナ特性を実現することになるので、他のアンテナエレメントを実装する必要の有無に拘らず一のアンテナエレメントのアンテナ特性を一定に保持することができる。
【０００８】
これにより、一のアンテナエレメントの利得や指向性などを他のアンテナエレメントの有無に応じて再調整する必要をなくすことができ、一のアンテナエレメントを共通化することができ、性能検査や工数の増大を未然に回避することができると共に、他のアンテナエレメントの削除や追加に対して適切に対応することができる。
【０００９】
請求項２に記載した統合アンテナの製造方法によれば、一のアンテナエレメントと他のアンテナエレメントとの双方を実装する必要が有る場合には、一のアンテナエレメントと他のアンテナエレメントとの双方を実装し、一のアンテナエレメントを実装する必要が有り且つ他のアンテナエレメントを実装する必要が無い場合には、一のアンテナエレメントを実装し且つ他のアンテナエレメントに代わって当該他のアンテナエレメントが一のアンテナエレメントに対して及ぼす影響と略同等の影響を一のアンテナエレメントに対して及ぼすことが可能なダミー部材を実装することにより、統合アンテナを製造する。
【００１０】
したがって、上記した請求項１に記載したものと同様の作用効果を得ることができ、すなわち、一のアンテナエレメントと他のアンテナエレメントとの双方を実装する必要が有れば、一のアンテナエレメントと他のアンテナエレメントとの双方を実装すれば良く、これに対して、一のアンテナエレメントを実装する必要が有るものの他のアンテナエレメントを実装する必要が無ければ、一のアンテナエレメントとダミー部材とを実装することにより、一のアンテナエレメントが他のアンテナエレメントの実装状態と略同等のアンテナ特性を実現することになるので、他のアンテナエレメントを実装する必要の有無に拘らず一のアンテナエレメントのアンテナ特性を一定に保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を車両に搭載される車載統合アンテナに適用した一実施形態について、図面を参照して説明する。図２は、車載統合アンテナの全体構成を概略的に示している。車載統合アンテナ１は、ＥＴＣ用アンテナエレメント２、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３及び電話用アンテナエレメント４，５が実装されて構成されている。
【００１２】
ＥＴＣ用アンテナエレメント２は、略矩形状に成形されている電極（極電板）２１が略直方体形状に成形されている誘電体２２上に搭載されると共に誘電体２２がＥＴＣ用回路基板２３上に実装されて構成されている。このＥＴＣ用アンテナエレメント２は、同軸ケーブル２４を介してＥＴＣ用接続コネクタ２５に接続されており、ＥＴＣ用接続コネクタ２５がＥＴＣ用無線機（図示せず）に接続されることにより、ＥＴＣ用無線機との間で電波信号を送受信可能になっている。また、このＥＴＣ用アンテナエレメント２は、ＥＴＣシステムでの電波の到来方向が天頂方向から約２３度傾いた方向であることから、電極２１のアンテナ面が水平方向から約２３度傾いた方向となるように実装されている。
【００１３】
ＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３は、ＧＰＳ用アンテナエレメントとＶＩＣＳ用アンテナエレメントとが共通化されて構成されている。すなわち、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３は、略矩形状に成形されている電極３１が略直方体形状に成形されている誘電体３２上に搭載されていると共に誘電体３２が地板３３上に搭載されて構成されている。また、地板３３の裏面側にはＧＰＳ／ＶＩＣＳ用回路基板（図示せず）が配設されている。電極３１は、その外側部分３１ａがＧＰＳ用電極とされており、２箇所の給電点３４ａ，３４ｂを介してＧＰＳ用電極へ給電されると共に、その内側部分３１ｂがＶＩＣＳ用電極とされており、１箇所の給電点３４ｃを介してＶＩＣＳ用電極へ給電されるように構成されている。
【００１４】
このＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３は、同軸ケーブル３５を介してＧＰＳ／ＶＩＣＳ用接続コネクタ３６に接続されており、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ用接続コネクタ３６がＧＰＳ／ＶＩＣＳ用無線機（図示せず）に接続されることにより、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ用無線機との間で電波信号を送受信可能になっている。また、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３は、ＧＰＳシステムやＶＩＣＳシステムでの電波の到来方向が略天頂方向であることから、電極３１のアンテナ面が略水平方向となるように実装されている。
【００１５】
これらＥＴＣ用アンテナエレメント２の誘電体２２及びＧＰＳ用／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３の誘電体３２は、各々の電極２１，３１を機械的に保持すると共に波長短縮の効果を奏するものであり、誘電率の高い材料を採用することにより、電極２１，３１のサイズを小型化することが可能となり、車載統合アンテナ１の全体のサイズを小型化することが可能となる。尚、誘電体２２，３２は、高周波損失の小さい例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）を母材とする樹脂やセラミックを材料として構成されている。
【００１６】
電話用アンテナエレメント４は、電話用のメインアンテナエレメントとして機能するもので、線状の導電性部材（伝送線路部材）４１が変形折り返し型の所定形状に成形されて構成されている。この電話用アンテナエレメント４は、その導電性部材４１の一端部４１ａが電話用回路基板６に形成されている導体パターン６ａを介して同軸ケーブル４２の内側導体４２ａに接続されて給電されると共に、その導電性部材４１の他端部４１ｂが電話用回路基板６を介して接地されており、電話用接続コネクタ４３が電話用無線機（図示せず）に接続されることにより、電話用無線機との間で電波信号を送受信可能になっている。尚、この電話用アンテナエレメント４は、その導電性部材４１が地板７の表側（図２では上側）に引回されているのみならず地板７の裏側（図２では下側）にも引回されており、その全長は受信電波の波長に「１／２」を乗じた長さと略同等となっている。
【００１７】
一方、電話用アンテナエレメント５は、電話用のサブアンテナエレメントとして機能するもので、上記した電話用アンテナエレメント４と同様にして、線状の導電性部材（伝送線路部材）５１が変形折り返し型の所定形状に成形されて構成されている。この電話用アンテナエレメント５も、その導電性部材５１の一端部５１ａが電話用回路基板６に形成されている導体パターン６ｂを介して同軸ケーブル５２の内側導体５２ａに接続されて給電されると共に、その導電性部材５１の他端部５１ｂが電話用回路基板６を介して接地されており、電話用接続コネクタ５３が電話用無線機に接続されることにより、電話用無線機との間で電波信号を送受信可能になっている。尚、この電話用アンテナエレメント５は、その導電性部材５１が地板７の表側のみに引回されており、その全長は受信電波の波長に「１／４」を乗じた長さと略同等となっている。
【００１８】
これらＥＴＣ用アンテナエレメント２、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３及び電話用アンテナエレメント４，５は、地板７上に搭載されている樹脂材料からなる台座８に機械的に保持されて固定されている。すなわち、ＥＴＣ用アンテナエレメント２は、ＥＴＣ用回路基板２３が爪部８ａ〜８ｄに係合されて４箇所で台座８に固定されており、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３は、地板３３が爪部８ｅ〜８ｈに係合されて４箇所で台座８に固定されている。また、電話用アンテナエレメント４は、導電性部材４１が爪部８ｉ，８ｊに係合されて２箇所で台座８に固定されており、電話用アンテナエレメント５は、導電性部材５１が爪部８ｋ，８ｌに係合されて２箇所で台座８に固定されている。
【００１９】
地板７は、これらＥＴＣ用アンテナエレメント２、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３、電話用アンテナエレメント４，５のグランドとして機能する。また、地板７と台座８とは、ネジ９ａ，９ｂによりネジ止めされて互いに固定されている。
【００２０】
さて、ここで、ＥＴＣ用アンテナエレメント２、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３及び電話用アンテナエレメント４，５のアンテナ特性について説明する。これら個々のアンテナエレメント２〜５は、統合アンテナ１の全体の形状を小型化するために互いに接近された状態で（密集された状態で）配置されていることから、そのアンテナ特性が他のアンテナエレメントの影響を受けるという事情がある。そのため、個々のアンテナエレメント２〜５は、自身を除いたアンテナエレメントの位置や形状が考慮された状態で所望のアンテナ特性が得られるように調整されている。具体的に説明すると、例えばＥＴＣ用アンテナエレメント２は、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３及び電話用アンテナエレメント４，５の位置や形状が考慮された状態で所望のアンテナ特性が得られるように調整されている。
【００２１】
次に、本発明でいうダミー部材について、図３を参照して説明する。ここで、本実施形態では、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３のダミー部材について説明する。尚、これ以後の説明では、ＥＴＣ用アンテナエレメント２及び電話用アンテナエレメント４，５が本発明でいう一のアンテナエレメントに相当し、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３が本発明でいう他のアンテナエレメントに相当する。
【００２２】
ダミー部材１０は、図３（ｂ）に示すように、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３と同様にして電極１０１と誘電体１０２と地板１０３とを構成要素として構成されている。この場合、ダミー部材１０の個々の構成要素は、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３の個々の構成要素と外形サイズや配置形態は同じであるが、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３とは異なって、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３の電極３１に形成されている電極パターンが省略されている（形成されていない）と共に、ＧＰＳ用の２箇所の給電点３４ａ，３４ｂ及びＶＩＣＳ用の１箇所の給電点３４ｃが省略されている構成となっている。すなわち、ダミー部材１０は、電極パターンや給電点が省略されている分、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３を製造する場合に比べて安価に且つ簡単に製造することが可能となっている。
【００２３】
この場合、このダミー部材１０は、上記したようにＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３とは細部の構成が相違するものであるが、その電極１０１、誘電体１０２及び地板１０３のサイズがＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３の電極３１、誘電体３２及び地板３３のサイズと略同一であると共に、その実装位置がＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３の実装位置と略同一であることにより、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３がＥＴＣ用アンテナエレメント２及び電話用アンテナエレメント４，５に対して及ぼす影響と略同等の影響をＥＴＣ用アンテナエレメント２及び電話用アンテナエレメント４，５に対して及ぼすようになっている。
【００２４】
したがって、車載統合アンテナ１を製造する場合に、ＥＴＣ用アンテナエレメント２、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３及び電話用アンテナエレメント４，５の全てを実装する必要が有れば、図１（ａ）に示すように、それらＥＴＣ用アンテナエレメント２、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３及び電話用アンテナエレメント４，５を実装すれば良く、これに対して、例えばＥＴＣ用アンテナエレメント２及び電話用アンテナエレメント４，５を実装する必要が有るもののＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３を実装する必要が無ければ、図１（ｂ）に示すように、ＥＴＣ用アンテナエレメント２及び電話用アンテナエレメント４，５を実装すると共にＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３に代わってダミー部材１０を実装すれば良い。
【００２５】
このとき、上記したようにダミー部材１０がＥＴＣ用アンテナエレメント２及び電話用アンテナエレメント４，５に対して及ぼす影響とＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３がＥＴＣ用アンテナエレメント２及び電話用アンテナエレメント４，５に対して及ぼす影響とが略同等であるので、ＥＴＣ用アンテナエレメント２及び電話用アンテナエレメント４，５のアンテナ特性を一定に保持することができ、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３がダミー部材１０に代えられたものの、ＥＴＣ用アンテナエレメント２及び電話用アンテナエレメント４，５の利得や指向性などを再調整する必要はない。
【００２６】
さて、発明者らは、このようにＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３に代わってダミー部材１０が実装された場合にＥＴＣ用アンテナエレメント２に及ぼされる影響について、ＥＴＣ用アンテナエレメント２の利得の変化を測定した。図４〜図６は、その測定結果を示している。尚、図４〜図６中、「ａｓｓｙ」はＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３が正常に（正規の実装位置に）実装された場合を示し、「削除」はＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３が削除された場合を示している。また、「ダミー部材（＋１ｍｍ）」はダミー部材１０がＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３の実装位置から天頂方向へ１ｍｍ分だけ上げられた状態で実装された場合を示し、「ダミー部材（０ｍｍ）」はダミー部材１０がＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３の実装位置に実装された場合を示し、「ダミー部材（−１ｍｍ）」はダミー部材１０がＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３の実装位置から天頂方向とは反対方向へ１ｍｍ分だけ下げられた状態で実装された場合を示し、「ダミー部材（−３ｍｍ）」はダミー部材１０がＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３の実装位置から天頂方向とは反対方向へ３ｍｍ分だけ下げられた状態で実装された場合を示している。図５は、ＥＴＣシステムで用いられる電波の周波数帯域「５８２０ＭＨｚ」における指向性パターンを示しており、図６は、電波の周波数帯域「５８４５ＭＨｚ」における指向性パターンを示している。尚、図４では単位は［ｄＢ］である。
【００２７】
これら図４ないし図６から明らかなように、本実施形態では、単にＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３が削除されている構成では、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３が正常に実装されている構成よりも利得のピーク値が低下することになるが、ダミー部材１０が実装されている構成では、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３が正常に実装されている構成と略同等の利得のピーク値が実現されていると言える。
【００２８】
ところで、以上は、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３に代わってダミー部材１０が実装される構成を説明したものであるが、ＥＴＣ用アンテナエレメント２や電話用アンテナエレメント４，５に代わって、それらと同等の機能を有するダミー部材が実装される構成も同様の原理により可能である。
【００２９】
以上に説明したように本実施形態によれば、車載統合アンテナ１において、ダミー部材１０を着脱可能に構成し、ＥＴＣ用アンテナエレメント２、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３及び電話用アンテナエレメント４，５が実装されている状態でＥＴＣ用アンテナエレメント２が所定のアンテナ特性を実現すると共に、ＥＴＣ用アンテナエレメント２及び電話用アンテナエレメント４，５が実装され且つＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３に代わってダミー部材１０が実装されている状態でもＥＴＣ用アンテナエレメント２がＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３の実装状態と略同等のアンテナ特性を実現するように構成した。
【００３０】
これにより、ＥＴＣ用アンテナエレメント２及び電話用アンテナエレメント４，５のアンテナ特性をＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３の有無に拘らず一定に保持することができ、ＥＴＣ用アンテナエレメント２及び電話用アンテナエレメント４，５を共通化することができ、性能検査や工数の増大を未然に回避することができると共に、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント３の削除や追加に対して適切に対応することができる。
【００３１】
本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形または拡張することができる。
車両に搭載される車載統合アンテナに適用する構成に限らず、例えば室内に設置される室内統合アンテナや屋外に設置される屋外統合アンテナに適用する構成であっても良い。統合アンテナに実装されるアンテナエレメントの個数や実装形態は、いずれの個数や実装形態であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態を示す図
【図２】全体構成を示す図
【図３】ＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント及びダミー部材の構成を示す図
【図４】各周波数帯域での利得のピーク値を示す図
【図５】「５８２０ＭＨｚ」における指向性パターン及び利得のピークを示す図
【図６】「５８４５ＭＨｚ」における指向性パターン及び利得のピークを示す図
【符号の説明】
【００３３】
図面中、１は車載統合アンテナ（統合アンテナ）、２はＥＴＣ用アンテナエレメント（一のアンテナエレメント）、３はＧＰＳ／ＶＩＣＳ用アンテナエレメント（他のアンテナエレメント）、４は電話用アンテナエレメント（一のアンテナエレメント）、５は電話用アンテナエレメント（一のアンテナエレメント）、１０はダミー部材である。
【図１】
2006033698.tif 000003
【図２】
2006033698.tif 000004
【図３】
2006033698.tif 000005
【図４】
2006033698.tif 000006
【図５】
2006033698.tif 000007
【図６】
2006033698.tif 000008