(57)【要約】【課題】本発明は、車輌に搭載されるアンテナ、特に、ラジオ、テレビ、携帯電話システム、ＶＩＣＳシステム用の車載アンテナに関するものであり、アンテナの受信特性を劣化させる要因となる車室内から到来する反射・散乱波の受信を抑圧し、良好な受信特性を実現する車載アンテナ装置を提供するものである。【解決手段】車輌のガラスに設置される車載アンテナ装置の放射パターンの最大方向を車輌の前方方向に向け、放射パターンの最小方向を車輌の後方方向へ向けることにより、車室内で反射・散乱された信号の受信を抑圧し、アンテナの受信特性を向上できる車載アンテナ装置を提供する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輌のガラスに設置され、放射パターンの最小方向が車輌の後方方向を向いていることを特徴とする車載アンテナ装置。
【請求項２】
車輌のガラスに設置され、放射パターンの最小方向が前記ガラス面に対して車室内方向を向いていることを特徴とする車載アンテナ装置。
【請求項３】
放射パターンの最大方向が前記車輌の前方方向を向いていることを特徴とする請求項１に記載の車載アンテナ装置。
【請求項４】
放射パターンの最大方向が前記ガラス面に対して車室外方向を向いていることを特徴とする請求項２に記載の車載アンテナ装置。
【請求項５】
前記ガラスは前記車輌のフロントガラスであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車載アンテナ装置。
【請求項６】
前記ガラスは前記車輌のサイドガラスであることを特徴とする請求項２に記載の車載アンテナ装置。
【請求項７】
フロントガラス上部領域に設置されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車載アンテナ装置。
【請求項８】
前記車載アンテナ装置がバランス動作をしているアンテナにより構成されたことを特徴とする請求項７に記載の車載アンテナ装置。
【請求項９】
前記車載アンテナ装置がダイポールアンテナにより構成されたことを特徴とする請求項７に記載の車載アンテナ装置。
【請求項１０】
前記車載アンテナ装置と前記車輌の金属製の天板端部との距離が、０より大きく０．３２５波長以下となることを特徴とした請求項８に記載の車載アンテナ装置。
【請求項１１】
前記車載アンテナ装置が、八木アンテナにより構成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車載アンテナ装置。
【請求項１２】
前記車載アンテナ装置が、対数周期ダイポールアンテナにより構成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車載アンテナ装置。
【請求項１３】
前記車載アンテナ装置が、２以上のダイポールアンテナを略平行に配列したアレーアンテナにより構成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車載アンテナ装置。
【請求項１４】
前記車載アンテナ装置が、マイクロストリップアンテナまたは逆Ｆアンテナまたは逆Ｌアンテナにより構成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車載アンテナ装置。
【請求項１５】
車輌のガラスに設置され、放射パターンの最小方向が車輌の後方方向を向いていることを特徴とする第１の車載アンテナ装置、車輌のガラスに設置され、放射パターンの最小方向がガラス面に対して車室内方向を向いていることを特徴とする第２の車載アンテナ装置の内、少なくとも一方の車載アンテナ装置により、ダイバーシティアンテナを構成したことを特徴とする車載アンテナ装置。
【請求項１６】
車輌のガラスに設置され、放射パターンの最小方向が車輌の後方方向を向いていることを特徴とする第１の車載アンテナ装置、車輌のガラスに設置され、放射パターンの最小方向がガラス面に対して車室内方向を向いていることを特徴とする第２の車載アンテナ装置の内、少なくとも一方の車載アンテナ装置を用いたテレビ受信装置。
【請求項１７】
車輌のガラスに設置され、放射パターンの最小方向が車輌の後方方向を向いていることを特徴とする第１の車載アンテナ装置、車輌のガラスに設置され、放射パターンの最小方向がガラス面に対して車室内方向を向いていることを特徴とする第２の車載アンテナ装置の内、少なくとも一方の車載アンテナ装置を用いたラジオ受信装置。
【請求項１８】
車輌のガラスに設置され、放射パターンの最小方向が車輌の後方方向を向いていることを特徴とする第１の車載アンテナ装置、車輌のガラスに設置され、放射パターンの最小方向がガラス面に対して車室内方向を向いていることを特徴とする第２の車載アンテナ装置の内、少なくとも一方の車載アンテナ装置を用いた携帯電話システム送受信装置。
【請求項１９】
電気絶縁性を有する透明なフィルムと、前記フィルムに配設されるアンテナ導体とを有し、前記フィルムが前記車輌のガラスに貼り付けられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車載アンテナ装置。
【請求項２０】
アンテナ導体が印刷により形成される請求項１９に記載の車載アンテナ装置。
【請求項２１】
前記フィルムが前記ガラスの車室内側に貼り付けられることを特徴とする請求項１９に記載の車載アンテナ装置。
【請求項２２】
前記車輌のガラスに前記アンテナ導体を描画したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車載アンテナ装置。
【請求項２３】
デジタル信号を受信する請求項１又は請求項２に記載の車載アンテナ装置。
【請求項２４】
復調時に伝搬路等化の作業を行う請求項１又は請求項２に記載の車載アンテナ装置。
【請求項２５】
前記車輌の金属製の天板端部と前記ガラスの境界から３０ｍｍ以内のガラス表面領域又は内部領域に設置された請求項１又は請求項２に記載の車載アンテナ装置。
【請求項２６】
前記車輌の金属製の天板端部とフロントガラスの境界から３０ｍｍ以内のフロントガラス表面領域又は内部領域に存在するアンテナエレメントの幅の平均値が、車輌の金属製の天板端部とフロントガラスの境界から３０ｍｍより離れたフロントガラス表面領域又は内部領域に存在する前記アンテナエレメントの幅の平均値より大きい請求項１または請求項２に記載の車載アンテナ装置。
【請求項２７】
前記ガラスに接しているピラーに略直角に設置され、約１／４波長のモノポールアンテナにより構成されている車載アンテナ装置。
【請求項２８】
前記八木アンテナが、フロントガラスに接しているピラーに略直角に設置され、約１／４波長の複数のアンテナエレメントにより構成されている請求項１１に記載の車載アンテナ装置。
【請求項２９】
前記アレーアンテナが、フロントガラスに接しているピラーに略直角に設置され、約１／４波長の複数のアンテナエレメントにより構成されている請求項１３に記載の車載アンテナ装置。
【請求項３０】
車輌の前方方向又は後方方向に放射パターンの最大方向を有し、車室内方向に放射パターンの最小方向を有する第１の車載アンテナと、前記車輌の前後方向と直交する両サイド方向に放射パターンの最大方向を有し、前記車輌の前後方向に放射パターンの最小方向を有する第２の車載アンテナとで、ダイバーシティアンテナを構成した車載アンテナ装置。
【請求項３１】
前記車輌のフロントガラスに設置され、放射パターンの最大方向が前記車輌の前方方向を向いており、放射パターンの最小方向が前記車輌の後方方向を向いていることを特徴とする第１の車載アンテナ装置と、前記車輌のフロントガラス上部領域又はリアガラス上部領域に設置され、前記車輌の天板側に給電部が設けられたモノポールアンテナとで、ダイバーシティアンテナを構成した請求項３０に記載の車載アンテナ装置。
【請求項３２】
前記車輌のフロントガラスに設置され、放射パターンの最大方向が車輌の前方方向を向いており、放射パターンの最小方向が車輌の後方方向を向いていることを特徴とする第１の車載アンテナ装置と、車輌の天板のフロントガラス又はリアガラスに接する辺に対して略垂直に配置されたダイポールアンテナとで、ダイバーシティアンテナを構成した請求項３０に記載の車載アンテナ装置。
【請求項３３】
前記車輌のリアガラスに設置され、放射パターンの最大方向がガラス面に対して車室外方向を向いており、放射パターンの最小方向がガラス面に対して車室内方向を向いていることを特徴とするパッチアンテナと、前記車輌のフロントガラス上部領域又はリアガラス上部領域に設置され、前記車輌の天板側に給電部が設けられたモノポールアンテナとで、ダイバーシティアンテナを構成した請求項３０に記載の車載アンテナ装置。
【請求項３４】
前記車輌のリアガラスに設置され、放射パターンの最大方向がガラス面に対して車室外方向を向いており、放射パターンの最小方向がガラス面に対して車室内方向を向いていることを特徴とするパッチアンテナと、前記車輌の天板のフロントガラス又はリアガラスに接する辺に対して略垂直に配置されたダイポールアンテナとで、ダイバーシティアンテナを構成した請求項３０に記載の車載アンテナ装置。
【請求項３５】
給電部と、この給電部に接続された略直角三角形の環状の第１導体と、前記給電部を通る線を対称軸として、前記第１導体と線対称形状である第２導体とを備え、
前記第１導体は、第１直角頂点部と、前記給電部に接続された第１給電頂点部と、これら第１直角頂点部及び第１給電頂点部以外の第１鋭角頂点部とを有し、
前記第２導体は、第２直角頂点部と、前記給電部に接続された第２給電頂点部と、これら第２直角頂点部及び第２給電頂点部以外の第２鋭角頂点部とを有し、前記第１導体における前記第１直角頂点部と前記第１給電頂点部とを含む第１平行辺と、前記第２導体における前記第２直角頂点部と前記第２給電頂点部とを含む第２平行辺とは略平行である請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３６】
前記第１鋭角頂点部の角度及び前記第２鋭角頂点部の角度は、略１２度から４８度である請求項３５に記載のアンテナ装置。
【請求項３７】
前記第１鋭角頂点部の角度及び前記第２鋭角頂点部の角度は、略２０度から４０度である請求項３５に記載のアンテナ装置。
【請求項３８】
第１鋭角頂点部の角度及び第２鋭角頂点部の角度は略３０度である請求項３５に記載のアンテナ装置。
【請求項３９】
一端が前記第１鋭角頂点部に接続され前記第１平行辺に略平行な第１平行線と、
一端が前記第２鋭角頂点部に接続され前記第２平行辺に略平行な第２平行線と、
前記第１平行線の他端と前記第２平行線の他端とを結ぶように接続され第１平行辺及び第２平行辺と略垂直である垂直線とを有する請求項３５に記載のアンテナ装置。
【請求項４０】
前記第１平行線と前記垂直線との交点に接続された第３斜辺と、
前記第２平行線と前記垂直線との交点に接続された第４斜辺とを有し、
前記第３斜辺と前記第４斜辺とを斜辺として、前記垂直線と前記第３斜辺と前記第４斜辺とにより略二等辺三角形が形成される請求項３９に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輌に搭載されるアンテナ、特に、ラジオ、テレビ、携帯電話システム、ＶＩＣＳシステム用の車載アンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今、車輌には様々なアンテナが搭載されている。例えば、ラジオ用アンテナ、テレビ用アンテナ、携帯電話システム用アンテナ、ＧＰＳ用アンテナ、ＥＴＣ用アンテナ、ＶＩＣＳ用アンテナ等がこれに相当する。ここで、車輌が移動体であるという性質上、ＧＰＳやＥＴＣのように信号の到来方向がある程度特定できるものを除き、信号の到来方向を特定することは非常に困難である。故に、通常、ＧＰＳやＥＴＣ以外のシステムのアンテナ放射パターンは、車輌の水平方向に対して無指向性となるように設計される。
【０００３】
このように設計された車載アンテナに関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３が知られている。
【０００４】
特許文献１の車載アンテナの代表例を図２８に示す。１００１は第１のアンテナ線、１００２は第２のアンテナ線、１００３は受信機へ接続される同軸ケーブルの内部導体を接続するための給電点、１００４は車両である自動車の側後方部の窓ガラス板である。ここで、図２８における間隔Ｄ、Ｌ、Ｋを調整することにより、無指向性を実現できることが示されている。
【０００５】
特許文献２には、スペースダイバーシティ受信方式の車両用アンテナに関する技術情報が掲載されており、車体等の影響による生じた指向特性のディップ点を、車両のサイドウィンドに設けられた複数のアンテナにより補い、アンテナの指向特性をほぼ無指向性にしたものである。
【０００６】
また、従来、アンテナを小型にするために、テレビ用アンテナやラジオ用アンテナにはアンバランス動作をしているモノポールアンテナ等が使用されており、バランス動作をしているダイポールアンテナは形状が大きくなる等の理由により使用されていない。このアンバランス型のアンテナの特徴は、モノポールアンテナエレメントのみではアンテナとして動作させることができず、金属である車体や同軸ケーブル等の給電線のグランド部分をアンテナの一部として利用する必要がある点である。特許文献１のアンテナについてもモノポールアンテナと同様のアンバランス型のアンテナであり、金属である車体や同軸ケーブル等の給電線のグランド部分をアンテナの一部として利用している。車載用アンバランス型アンテナの他の例として、技術文献３が挙げられる。
【０００７】
以上より、従来のラジオやテレビ等の車載用アンテナは、無指向性となるように設計されると共に、アンバランス型のアンテナが採用されてきたと言える。
【特許文献１】特開平８−２９８４０６号公報
【特許文献２】実開昭５８−６１５０９号公報
【特許文献３】特許第３５９４２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の構成のアンテナを、車輌のガラスに設置した場合、車室外の天板上にアンテナを設置した場合と比較して、受信特性が顕著に劣化するということが確認されてきた。
【０００９】
図１〜図３に、車輌のフロントガラスに設置したモノポールアンテナ、又は車室外の天板上に設置したモノポールアンテナにより、地上波デジタルテレビ放送を受信した場合の受信特性を示す。
【００１０】
図１は、この地上波デジタルテレビ放送を受信するためのアンテナの車載位置を示している。セダンタイプの車輌の天板１上面後方にモノポールアンテナユニット２を設置した場合（設置場所(1))、フロントガラス３の下部領域２３（車室内側）へ設置した場合（設置場所(2)）、フロントガラス３の上部領域２２（車室内側）へ設置した場合（設置場所(3)）の３箇所について評価を行った。
【００１１】
図２は、モノポールアンテナユニット２の構成を示している。モノポールアンテナユニット２は、導電性材料よりなる筒状のアンテナエレメント４と、フィルタ、ＬＮＡ等の回路部品が実装された回路基板５、チューナへ接続される同軸ケーブル６から構成されている。このモノポールアンテナユニット２は、筒状のアンテナエレメント４のみがアンテナとして動作しているのではなく、回路基板５に設けられたグランド板や給電ケーブル６のシールド線、また導電材料よりなる車体フレームと共にアンテナとして動作している。
【００１２】
図３は、東大阪の１周約６ｋｍの評価コースにおいて、生駒送信所から送信された地上波デジタルテレビ放送を受信した場合の平均受信電力及び受信率（評価コースを１周周回している間で、エラー無く受信できていた割合）のグラフである。図３のグラフより、車外の天板１上にモノポールアンテナユニット２を設置した場合（設置位置(1)）は、車室内のフロントガラスに設置した場合（設置位置(2)、(3)）と比較して、平均受信電力が低いにも関わらず、最も高い受信率を実現できていることがわかる。この結果は、東大阪の評価コースでの結果であるが、名古屋や東京で同様の試験を行った場合も図３と同様の結果が得られている。また、今回は、セダンタイプの車輌にモノポールアンテナユニット２を設置して実験を行ったが、ワゴンタイプの車輌に設置した場合にも同様の結果が得られている。更に、フロントガラス以外の窓ガラス（サイドガラス、リアガラス）にモノポールアンテナユニット２を設置した場合についても、車外の天板１上に設置した場合と比較して、著しい受信率の劣化が確認されている。
【００１３】
このように、車室内のガラス上にモノポールアンテナユニット２を設置した場合に、車外に設置した場合と比較して受信特性が劣化してしまう原因が不明であったが、我々の調査の結果、車体金属フレームでのデジタル放送波の反射、散乱により生じた反射・散乱波が受信特性劣化の原因の一つであることが判ってきた。
【００１４】
図４に、車外から４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの平面波を入射させた場合の、車外天板上に設置されたモノポールアンテナで受信される電界強度の時間変化を示し、図５に、フロントガラス上部領域２２に設置されたモノポールアンテナにより受信される電界強度の時間変化を示す（共に、シミュレーション解析結果）。
【００１５】
図６に、車外より入射される平面波の電界強度の時間波形を示す。当該平面波は、車輌の正面方向・仰角３０度の方向から入射されている。
【００１６】
図４より、車外の天板上に設置されたモノポールアンテナで受信された電界強度の時間波形は、図６に示した入射される平面波の波形と同様の形を示しており、車体金属フレームでの反射・散乱波はほとんど受信されていない。それに対して、図５に示されたフロントガラス上部領域２２に設置されたモノポールアンテナにおいて受信された電界強度の時間波形は、直接波７を受信した後１５ｎｓ程度遅延して、車体等の金属フレームにより反射・散乱された反射・散乱波が受信されていることが判る。ここで、１５ｎｓ程度の遅延時間は、電磁波が４．５ｍ進行する時間に相当し、今回のシミュレーション解析モデルの車室内を１往復する時間におおよそ等しい。以上の結果より、車輌のガラスにモノポールアンテナを配置した場合には、モノポールアンテナは車輌の金属フレーム等により発生した反射・散乱波を多数受信することとなる。図４〜図６に示したシミュレーション解析結果は、車外から１波の信号を入射した場合のものだが、実際は、モノポールアンテナは建物等により反射・回折されて到来する多数の信号を同時に受信する。そして、これらの多数の信号それぞれに対して、車体金属フレームでの反射・散乱波が発生し、モノポールアンテナはそれらを受信することとなる。このような形で受信される信号は、電波環境の変動（反射体（車輌・人・木々等）の位置変化によるもの等）により時間的に変化していると共に、移動体である車輌により受信するため、到来する信号の入射方向・数は、時間的に著しく変化することとなる。このような時間的に変化する多数の反射・散乱波が受信される場合には、信号を復調する際に行われる伝搬路等化の作業を困難なものとし、図３に示したように平均受信電力が大きくても、高い受信率が実現できないこととなる。
【００１７】
又、車室内の反射・散乱波により受信率が低下する他の原因として、車輌の前方方向又は後方方向から到来する信号が車載アンテナ装置で直接受信された場合と、当該信号が車室内で反射・散乱波された後に受信された場合では、それぞれの受信信号のドップラー周波数が異なる点が挙げられる。このようにドップラー周波数の異なる複数の信号について同期検波を行うと、ドップラー周波数の影響により復調後の各信号のシンボル位置が、時間と共に本来あるべき位置からずれてしまう。特に、ＯＦＤＭ変調方式を採用しているデジタルテレビ等においては、このドップラー周波数の異なる車室内の反射・散乱波により、同期検波時にキャリア間干渉が発生してしまう。これらが原因となり、伝搬路等化を精度良く行う事が困難となり、ＢＥＲやＰＥＲの劣化を招き、車載アンテナ装置の受信特性が劣化してしまう。車室内で発生する反射・散乱波の影響は、上記のようにデジタル信号を用いたデジタルテレビ放送やデジタルラジオ放送、携帯電話システムで顕著であるが、アナログ信号を用いたアナログラジオ放送やアナログテレビ放送においても、復調時の妨げとして作用し、受信特性の劣化につながることとなる。
【００１８】
以上より、我々の調査の結果、これまでは知られていなかった車輌の金属フレーム等で生じる反射・遅延波の影響によりデジタルテレビ放送等の受信特性が劣化するという課題が明らかになり、従来の無指向性を実現する車載アンテナの設計指針や、小型化のために従来採用されてきたモノポールアンテナではこの課題が克服できないことが判明した。本発明は、上記の新たに判明した課題を克服し、高い受信特性が得られる車載アンテナ装置を提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために、本発明は、車輌のガラスに設置され、放射パターンの最大方向を車輌の前方方向を向けて、最小方向を車輌の後方方向を向けたことを特徴とする車載アンテナ装置であり、又は、車輌のガラスに設置され、その放射パターンの最大方向をガラス面に対して車室外方向を向け、最小方向をガラス面に対して車室内方向に向けたことを特徴とする車載アンテナ装置である。このように、従来のような無指向性の放射パターンを有する車載アンテナ装置ではなく有指向性の車載アンテナ装置を用いることにより、反射・散乱波の受信を抑圧し、車外からの到来波のみを純粋に受信することが可能となる。これにより、受信特性の劣化要因である反射・遅延波の受信を抑圧することが可能となり、受信特性の向上を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の車載アンテナ装置は、これまで知られておらず、今回、新たに明確化された課題である車体金属フレームからの反射・散乱波による受信特性の劣化の課題を、これまではタブーであると考えられていた有指向性のアンテナを採用することにより解決し、車輌のガラスに設置する車載アンテナ装置の受信特性を著しく向上させることができる。また、車室内のガラス面上、又はガラス内部に当発明の車載アンテナ装置を配設することにより、車外設置アンテナの課題であった車輌のデザインを損なう点、盗難の問題を解決すると共に、従来の車室内設置アンテナに対して非常に優れた受信特性を実現することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（実施の形態１）
図７を用いて、本発明の実施の形態１の車載アンテナ装置について説明する。
【００２２】
図７は、フロントガラスに取り付けられた本発明の車載アンテナ装置の放射パターンを表したものである。図中の黒点９が車載アンテナ装置の設置位置を示している（形状の大きな車載アンテナ装置の場合、車載アンテナ装置の給電点位置が前記黒点９の位置にあると考える）。
【００２３】
請求項に記載された「放射パターン」とは、車載アンテナ装置単体の放射パターンを指すものであり、車輌のガラスに設置し車体金属フレームとの電磁結合の結果得られる放射パターン（車体金属フレームの影響を考慮した放射パターンではない）を指すものではない。
【００２４】
請求項における「放射パターンの最大方向」とは、図７における黒点９から見た車載アンテナ装置の放射パターン１１の最大利得方向１２を指すものであり、同様に、請求項における「放射パターンの最小方向」とは、図７における黒点９から見た車載アンテナ装置の放射パターン１１の最小利得方向１３を指すものである。
【００２５】
請求項における「車輌の前方方向」とは、車輌の前後方向に対して直交し、図７における黒点９を含む境界面１０に対して、車輌の前方に向かう方向１４を指し、同様に、請求項における「車輌の後方方向」とは、境界面１０に対して車輌の後方に向かう方向１５を指している。
【００２６】
よって、「放射パターンの最大方向が車輌の前方方向を向いている」とは、放射パターン１１の最大方向１２が、境界面１０に対して車輌の前方方向１４の領域におけるいずれかの方向を向いていることを指しており、「放射パターンの最小方向が車輌の後方方向を向いている」とは、放射パターン１１の最小方向１３が、境界面１０に対して車輌の後方方向１５の領域におけるいずれかの方向を向いていることを指している。
【００２７】
車輌のフロントガラスに設置する車載アンテナ装置の放射パターンを、図７に示す放射パターン１１のように車輌の前方方向１４への有指向性パターンとすることにより、車輌の前方から到来する信号に関しては、車外からの直接波を高い利得で受信できると共に、車室内で反射・散乱された反射・散乱波の受信レベルを抑圧することが可能となる。また、車輌の後方方向１５より信号が到来する場合には、リアガラスに配置されている電熱線や車体金属フレーム、車内シート等により当該信号が反射・散乱されるため、車輌の後方方向１５から到来する信号をフロントガラスに設置した車載アンテナ装置で受信した場合には、必ず反射・散乱波を受信してしまうこととなる。故に、車輌の後方方向１５から到来する信号を受信しないことが高い受信特性を実現する上で重要な課題となるが、本発明の車載アンテナ装置によれば、当該車載アンテナ装置の放射パターン１１が前方方向１４を向いた有指向性となっているため、このような課題を克服することが可能となる。これにより、フロントガラスに設置された車載アンテナ装置の劣化要因を取り除くことが可能となり、高い受信特性の実現が可能となる。
【００２８】
尚、放射パターンの最大方向が車輌の後方方向を向いており、放射パターンの最小方向が車輌の前方方向を向いている車載アンテナ装置を、電熱線またはテレビ・ラジオ用アンテナが存在するリアガラスに設置した場合には、優れた受信特性を期待できないものと考える。なぜならば、車輌の後方方向から信号が到来した場合に、車室内で反射・散乱し、車輌の前方方向から到来する反射・散乱波は車載アンテナ装置の有指向性により抑圧できるが、リアガラスに配設された電熱線等からの反射・散乱波を抑圧することが困難となるためである。また、電熱線と車載アンテナ装置が電磁結合するため、所望の指向性パターンを実現する事が困難である。故に、フロントガラスに車載アンテナ装置を設置した場合と比較し、反射・散乱波を多く受信することとなり、期待される受信特性の向上が望めないこととなる。よって、リアガラスに電熱線等の導電材料が配設されていない場合に、リアガラスに本発明の車載アンテナ装置を配置させると良い。
【００２９】
次に、図８を用いて、本発明の実施の形態１における他の車載アンテナ装置について説明する。
【００３０】
図８は、フロントガラスに取り付けられた本発明の実施の形態１における他の車載アンテナ装置の放射パターンを表したものである。
【００３１】
図中の黒点９が車載アンテナ装置の設置位置を示している（形状の大きな車載アンテナ装置の場合、車載アンテナ装置の給電点位置が前記黒点９の位置にあると考える）。
【００３２】
請求項に記載された「ガラス面に対して車室外方向」とは、図８におけるガラス面１６に対して車室外の方向１７を指し、同様に「ガラス面に対して車室内方向」とは、ガラス面１６に対して車室内の方向１８を指す。
【００３３】
車輌のガラスに設置する車載アンテナ装置の放射パターンを、図８に示す放射パターン１１のようにガラス面に対して車室外方向１７への有指向性パターンとすることにより、車室内で反射・散乱された反射・散乱波の受信レベルを抑圧することが可能となる。これにより、図７で示した車載アンテナ装置の場合と同様に、ガラスに設置された車載アンテナ装置の受信特性を著しく向上させることが可能となる。
【００３４】
尚、図８は車輌のフロントガラスに車載アンテナ装置を設置した場合についてのものであったが、リアガラスに設置した場合についても、以下の状態にはフロントガラスにこの車載アンテナ装置を配置した場合と同様の効果を得られる。
【００３５】
状態(1)：リアガラスに電熱線等の導電材料が配設されていない場合
状態(2)：リアガラスに電熱線等の導電材料が配設されている場合には、リアガラスの車室外側にマイクロストリップアンテナや逆Ｆアンテナや逆Ｌアンテナを設置した場合（但し、これらのアンテナのグランド面側をリアガラスに近接させて配置すること）
次に、図９〜図１１において、本発明の車載アンテナ装置の具体的実現方法を示す。図９〜図１１は、車室内からフロントガラス側を見た場合の図面である。
【００３６】
図９には、フロントガラス３の上部領域２２（上部領域とは、ガラスの上下方向において、その中央線より上方の領域を言う）に設置された対数周期ダイポールアンテナ１９が図示されている。この対数周期ダイポールアンテナ１９は、アンテナ工学ハンドブック（電子情報通信学会編  第１版  オーム社）のｐ１２３に記載されているようなものを指し、広帯域に有指向性を実現することが可能である。このアンテナを図９に示したようにフロントガラス３の上部領域２２に設置することにより（給電点位置がフロントガラスの下部領域２３側となるように設置すること）、本発明の車載アンテナ装置の放射パターンを実現することが可能となる。図９の場合と異なりフロントガラス３の下部領域２３に対数周期ダイポールアンテナ１９を設置しても良いが、フロントガラス３の下部領域２３に接する車体金属フレームの影響により車載アンテナ装置のインピーダンス特性が乱れる可能性がある点、放射パターンが車輌の後方方向を向いてしまう可能性がある点に留意する必要がある。
【００３７】
図１０には、フロントガラス３の上部領域２２に設置された八木アンテナ２０が図示されている。この八木アンテナ２０は、アンテナ工学バンドブック（電子情報通信学会編  第１版  オーム社）のｐ１１６やｐ４０７に記載されているようなものを指し、簡易な給電構造で広帯域に有指向性を実現することが可能である。このアンテナを図１０に示したように（導波器側がフロントガラス３の下部領域２３側、反射器がフロントガラス３の上部領域２２側になるように設置）、フロントガラス３の上部領域２２に設置することにより、本発明の車載アンテナ装置の放射パターンを実現することが可能となる。
【００３８】
図１０の場合と異なりフロントガラス３の下部領域２３に八木アンテナ２０を設置しても良いが、フロントガラス３の下部領域２３に接する車体金属フレームの影響により車載アンテナ装置のインピーダンス特性が乱れる可能性がある点、放射パターンが車輌の後方方向を向いてしまう可能性がある点に留意する必要がある。
【００３９】
図１１には、フロントガラス３の上部領域２２に設置されたアレーアンテナ２１（２以上のダイポールアンテナを平行に配列したアレーアンテナ）が図示されている。このアレーアンテナ２１は、アンテナ工学バンドブック（電子情報通信学会編  第１版  オーム社）のｐ１９８に記載されているようなものを指し、比較的小型に有指向性を実現することが可能である。具体的には、このアレーアンテナ２１はダイポールアンテナの配列軸方向に放射ビームが向けられたエンドファイアアレーアンテナであり、ダイポールアンテナ間距離はλ／４で、各々のダイポールアンテナに給電される信号が９０度の位相差を持つよう（フロントガラス３の下部領域２３側に近いダイポールアンテナの給電位相が天板１に近いダイポールアンテナの給電位相に対して９０度位相が遅れている）設計される。このアンテナを図１１に示したようにフロントガラス３の上部領域２２に設置することにより、請求項に記載の放射パターンを実現することが可能となる。
【００４０】
図１１の場合と異なりフロントガラス３の下部領域２３にアレーアンテナ２１を設置しても良いが、フロントガラス３の下部領域２３に接する車体金属フレームの影響により車載アンテナ装置のインピーダンス特性が乱れる可能性がある点、放射パターンが車輌の後方方向を向いてしまう可能性がある点に留意する必要がある。
【００４１】
尚、ダイポールアンテナの素子数を増やすことにより、車輌の前方方向に更に高い指向性利得を、車輌の後方方向に更に低い指向性利得を持った有指向性の放射パターンを形成することができるため、更に良好な受信特性を実現することができる点は言うまでもない。但し、エンドファイアアレーアンテナとする必要があるため、各ダイポールアンテナの素子間距離はλ/４とし、隣り合うダイポールアンテナの給電位相はお互いに９０度の位相差を持たせる必要がある。
【００４２】
次に、図１２〜図１３において、本発明の車載アンテナ装置の具体的実現方法を示す。
【００４３】
図１２は車輌の上方図であり、フロントガラス３およびサイドリアガラス２６に取り付けられたマイクロストリップアンテナを示している。マイクロストリップアンテナは、それぞれ対向して配置されたアンテナ板２４とグランド板２５により構成されており、図説・アンテナ（後藤尚久著  電子情報通信学会  初版）のｐ１９４〜（３．３章）に記載されているようなアンテナを指している。このアンテナを車室外のガラス面に設置する場合には、グランド板２５がガラス面に接するように配置する必要があり、車室内のガラス面に設置する場合には、アンテナ板２４がガラス面に接するもしくは近接するように配置されるのが望ましい。このような配置方法を取ることにより、本発明の車載アンテナ装置の放射パターンを実現することが可能となる。
【００４４】
図１３には、サイドリアガラス２６にマイクロストリップアンテナを設置した場合の具体的な放射パターンを示す。マイクロストリップアンテナの放射パターン１１の最大方向１２は、ガラス面１６に対して車室外方向１７の領域のいずれかを向いており、放射パターン１１の最小方向１３は、ガラス面１６に対して車室外方向１８の領域のいずれかを向いている。これにより、車室内から到来する反射・散乱波の受信を抑圧でき、受信特性を向上させることが可能となる。
【００４５】
図１２については、マイクロストリップアンテナをフロントガラス３およびサイドリアガラス２６に設置した構成を示したが、この２つのアンテナを利用して、ダイバーシティアンテナを構成することもできる。これにより、車輌の前方方向から到来する信号と側方方向から到来する信号をそれぞれ独立に受信でき、無相関に近い状態で補完しあうことが可能となるため、受信特性を飛躍的に向上させることができる。尚、図１２については、フロントガラス３とサイドリアガラス２６にそれぞれアンテナを設置してダイバーシティアンテナを構成したが、左右のサイドガラスに設置した場合、同様の効果が得られることは言うまでもない。また、フロントガラスの左・右領域または上・下領域にそれぞれ設置した場合にも、スペースダイバーシティの効果が得られ、受信特性の向上を図ることができる。また、マイクロストリップアンテナの代わりに、フロントガラス３に八木アンテナ、対数周期ダイポールアンテナ、２以上のダイポールアンテナを平行に配列したアレーアンテナを用いても同様の効果が得られることは言うまでも無い。
【００４６】
更に、ダイバーシティアンテナを構成するアンテナ数は、２つの場合だけでなく、３つ以上のアンテナを利用して実現しても良いことは言うまでもない。
【００４７】
図１２は、マイクロストリップアンテナを利用したものを示したが、円偏波アンテナ（図説・アンテナのｐ２１７〜（３．４．１章）に記載されているようなアンテナ）や、逆Ｆアンテナ・逆Ｌアンテナ（図説・アンテナのｐ２２６〜（３．４．２章）に記載されているようなアンテナ）に置き換えても、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００４８】
リアガラスにマイクロストリップアンテナを設置する場合には、リアガラスに電熱線等の導電材料が配設されていないこと、又は、車室外に設置することにより、受信特性が向上させられるという効果を得られる。
【００４９】
次に、図１４および図１５により、本発明のアンテナの受信特性が如何に優れているかを示す。
【００５０】
図１４および図１５は、セダンタイプの車輌のフロントガラス上部領域にモノポールアンテナ、対数周期ダイポールアンテナ、マイクロストリップアンテナを設置し、それぞれのアンテナにより地上波デジタルテレビ放送（１３ｃｈおよび２４ｃｈ）を受信した時の受信率（評価コースを周回している間で、エラー無く受信できていた割合）を示している。評価コース(1)および評価コース(2)は、大阪府門真市の松下電子部品の会社構内に設けた評価コースであり、３階または４階建ての建物間の道路を利用した評価コースとなっている。このため、生駒送信所から送信された信号が見通し線路で直接受信されることは無く、レイリーフェージング環境に近い電波環境下での受信特性評価となっている。
【００５１】
図１４および図１５に示した受信率結果から、従来の無指向性を実現するために使用されているモノポールアンテナに比べ、本発明の車載アンテナ装置を具体的に実現している対数周期ダイポールアンテナやマイクロストリップアンテナは優れた受信率を実現できていることが確認された。
【００５２】
本発明のように、車載アンテナに有指向性パターンのアンテナを採用した場合に、指向性パターンの最小方向からのみ信号が到来すると受信特性が著しく劣化する可能性があるのではとの予想もあるが、実際的に受信率の劣化が最も発生しやすい電波環境は、直接波の存在しないレイリーフェージング環境であり、理想的なレイリーフェージング環境においては、すべての方向から等しい確率で信号が到来することとなる。このため、放射パターンの最小方向からのみ偏った確率密度で信号が到来するといったことは考えにくく、有指向性パターンの最大方向からも一定確率で信号が随時到来するものと考えられる。よって、図１４および図１５に示したように、実際のフィールド試験においても、有指向性パターンを有する車載アンテナ装置を用いた方が、無指向性パターンを有するモノポールアンテナよりも高い受信率が実現できているのである。また、レイリーフェージング環境下ではなく、送信所が見通せる見通し線路の存在する環境においては、直接波が到来・受信されることより、本来的に強電界地域に該当し、受信時のエラーも発生しにくい環境といえる。このことより、有指向性パターンに起因した受信率劣化が発生することは考えにくく、また、送信所が見通せる評価コースにおいて、図１４及び図１５のような受信試験を実施した結果、受信率の劣化が確認されることも無かった。
【００５３】
（実施の形態２）
図１６および図１７により、本発明の実施の形態２の車載アンテナ装置について説明する。
【００５４】
図１６は、車輌の上方図であり、フロントガラス３の上部領域において、天板１から一定距離ｄだけ離れた位置にダイポールアンテナ２７を設置した状態を示している。ダイポールアンテナ２７をフロントガラス３の上部領域に図１６の向きに設置した場合、天板１と電磁結合して、本来は無指向性である放射パターンが有指向性と変化する。その放射パターン（指向性利得）の様子を図１７に示す。図１７は図１６に示した位置にダイポールアンテナ２７を設置した場合の、距離ｄにより変化する指向性利得（ＹＺ面、水平偏波）を示している。
【００５５】
信号が到来する確率の高い仰角０度〜３０度の方向に着目した場合に、ダイポールアンテナ２７と天板１の距離を０．３２５波長以下に設定すれば、天板１がダイポールアンテナ２７の反射板のように働き、仰角０度〜３０度の方向の指向性利得が２ｄＢｉ以上とすることができる。また、仰角０度〜３０度の方向から車室内に入射した信号が車室内の金属等により反射・散乱し、ダイポールアンテナ２７に入射する角度は、仰角０度〜３０度の反対側である−１５０度〜−１８０度の方向に集中するものと考えられる。この場合に、仰角−１５０度〜−１８０度方向の指向性利得が小さいことが重要となるが、ダイポールアンテナ２７と天板１の間隔ｄが０．３２５波長よりも大きくなると、仰角３０度方向の指向性利得よりも仰角−１５０度方向の指向性利得の方が大きくなり、車室内から到来する反射・散乱波の方をより重み付けした形で受信してしまうこととなる。故に、ダイポールアンテナ２７と天板１の間隔ｄは０．３２５波長以下とすることが重要となる。このような位置関係でダイポールアンテナ２７をフロントガラス３に設置すれば、天板１を反射板として利用することにより請求項に記載した放射パターンを実現することができ、結果として、優れた受信特性を実現することができる。また、従来、車載アンテナとして採用されてきたモノポールアンテナは、車体金属フレームや給電用の同軸ケーブルのグランドをアンテナとして利用する必要があるため、車室内で反射・散乱された反射・散乱波を受信しやすいこととなるが、ダイポールアンテナの場合、モノポールアンテナと異なりバランス動作をしているため、車体金属フレームや給電用の同軸ケーブルのグランドをアンテナの一部として動作させる必要が無いため、車室内で生じる反射・散乱波を受信しにくいアンテナであるとも言える。この点は、ダイポールアンテナを基本に構成されている八木アンテナ、対数周期ダイポールアンテナ、２以上のダイポールアンテナを直線上に配列したアレーアンテナにも同様のことが言え、高い受信性能を実現する上での１つの重要なポイントとなっている。
【００５６】
尚、天板１を反射板として利用し、車輌の前方方向により高い指向性利得を得て、車輌の後方方向により小さな指向性利得を実現する方法を、八木アンテナや、対数周期ダイポールアンテナに適用しても、同様の効果が得られることは言うまでもない。更に、請求項に記載の八木アンテナに関しては、八木アンテナで使用される反射器を天板１で代用することで削除し、小型化を図ることができるという有益な効果も有る。
【００５７】
尚、上記に示したダイポールアンテナ、八木アンテナ、対数周期ダイポールアンテナ、アレーアンテナは、車輌のガラス内部に形成することによっても実現できるし、ＰＥＴやＰＥＮ等の透明フィルム上に導電材料からなるアンテナ導体を形成し、この透明フィルムを車室内側のガラス面に貼り付けることによっても実現することができる。透明フィルム上にアンテナ導体を形成する方法としては、導電ペーストを印刷することによっても可能であるし、スパッタや蒸着により銅や銀を透明フィルムに付着させ、アンテナエレメント部分のみエッチングで残すことによっても実現可能である。また、銅などの導体線を透明フィルム上に貼り付けることによっても実現することができる。
【００５８】
更に、車室内に着席した人の視認性を考慮した場合、車輌の金属製の天板端部とフロントガラスの境界から３０ｍｍ以内のフロントガラス表面領域又は内部領域（図１６におけるｄ＝３０ｍｍ以内の領域）に車載アンテナを設置した方が好ましい。当該領域に車載アンテナを設置した場合、車輌の金属製の天板の車室内側に装飾用に貼り付けられた内張りにより、車室内に着席した人から車載アンテナが殆ど見えないためである。
【００５９】
また、特に八木アンテナ、対数周期ダイポールアンテナ、アレーアンテナのようにアンテナサイズが大きくなる場合については、上記の車室内に着席した人から殆ど視認されない領域に存在するアンテナエレメントの幅を太くし、それ以外の領域に存在するアンテナエレメントの幅を細くすることで、視認性を考慮しつつ、放射効率を高くすることが可能となる。
【００６０】
（実施の形態３）
図１８により、本発明の実施の形態３における車載アンテナ装置について説明する。
【００６１】
図１８は、車輌の上方図であり、フロントガラス３の上部領域において、天板１から一定距離ｄだけ離れた位置にモノポールアンテナ２８とモノポール構成八木アンテナ２９を設置した状態を示している。モノポールアンテナ２８とモノポール構成八木アンテナ２９は、ピラー３０に略直角に配置される。このとき、天板１は、モノポール構成八木アンテナ２９の反射器として機能し、アンテナの小型化を図っている。モノポールアンテナ２８をフロントガラス３の上部領域に図１８の向きに設置した場合、天板１と電磁結合して、本来は略無指向性である放射パターンが有指向性へと変化する。図１９にモノポールアンテナ２８の水平偏波のＸＹ面放射パターンを示す。図１９からも分かるように、モノポールアンテナ２８の放射パターンが車の前方方向に対して最大利得を有するようになる。この構成の車載アンテナ装置は、図１６に示したバランス動作をしているアンテナであるダイポールアンテナを用いた場合に比べ、アンテナサイズを半分に小型化できるといった有益な効果が得られる。バランス動作をしているダイポールアンテナ、八木アンテナ、アレーアンテナ、対数周期ダイポールアンテナの場合、給電線路をフロントガラス上に這わせる必要があり、視認性の妨げとなるが、モノポールアンテナを用いた場合には、電線路をフロントガラス上ではなくピラー上に這わせることができるため、良好な視認性を確保できるという有効な効果が得られる。
【００６２】
尚、図１８においては、モノポールアンテナとモノポール構成八木アンテナについてのみ図示したが、アレーアンテナについても同様に、モノポールアンテナを用いて小型化が図れることは言うまでも無い。又、モノポールアンテナ２８、モノポール構成八木アンテナ、モノポール構成アレーアンテナについても、ｄ＜３０ｍｍの領域に設置することで、車室内の搭乗者からの視認性を良好にする事ができることは言うまでも無い。更に、モノポールアンテナ２８、モノポール構成八木アンテナ、モノポール構成アレーアンテナについても、ｄ＜３０ｍｍの領域に存在するアンテナエレメントの幅を太くする事で、良好な視認性を確保しつつ、放射効率の向上を図ることが可能となるのは言うまでも無い。
【００６３】
（実施の形態４）
「発明が解決しようとする課題」において説明したように、車輌の前方方向又は後方方向から到来する信号が車載アンテナ装置で直接受信された場合と、当該信号が車室内で反射・散乱波された後に受信された場合では、それぞれの受信信号のドップラー周波数が異なり、これが受信性能の劣化要因の一つとなっている。ドップラー周波数が発生するのは、車が前方方向又は後方方向へ進むためであり、車の進行方向に直交する方向からの到来波については、ドップラー周波数は発生しないこととなる。つまり、車輌の前方方向又は後方方向と直交する方向が指向性パターンの最大方向であり、車輌の前方方向又は後方方向が指向性パターンの最小方向となる車載アンテナ装置を用いれば、車載アンテナ装置の受信性能劣化要因の１つであるドップラー周波数の発生を抑えることができる。
【００６４】
そこで、発明者は、この車載アンテナ装置の受信性能劣化要因の１つであるドップラー周波数の発生という課題に焦点を当てて、この課題の解決を図ることができるダイバーシティアンテナを提案した。
【００６５】
まずは図２０を用いて、本発明の実施の形態４における車載アンテナ装置について詳述する。
【００６６】
図２０は車輌の上方図であり、フロントガラス３の上部領域において、天板１から一定距離ｄだけ離れた位置にダイポールアンテナ２７と、フロントガラス３と天板１の接する辺と直交する向きにモノポールアンテナ２８が設置され、天板１とモノポールアンテナ２８の間に給電部を設けた状態を示している。ダイポールアンテナ２７は、天板１が反射板の役目を果たすため、結果的に図１７に示すような車輌の前方方向に有指向性の放射パターンを有することとなる。図２０に示したモノポールアンテナ２８は、天板１をアンテナエレメントの一部として動作させる事により、図２１に示したような車の両サイド方向（±Ｘ軸方向）に放射パターンのピークを持ち、車の前後方向にヌル点を有する放射パターンを得ることができる。図２０に示したダイポールアンテナ２７とモノポールアンテナ２８を用いてダイバーシティアンテナを構成することにより、車載アンテナ装置の受信性能劣化要因の１つであるドップラー周波数の発生を抑えた形のダイバーシティアンテナを具現化することが可能となり、優れた受信性能を有し、小型で簡易構成なダイバーシティアンテナを得る事ができる。尚、モノポールアンテナ２８をリアガラスに設置しても良い事は言うまでもない。
【００６７】
次に、図２２を用いて、実施の形態４における他の構成について詳述する。
【００６８】
アンテナ板２４とグランド板２５とにより構成されたパッチアンテナがリアガラス３１に貼り付けられている。フロントガラス３には、天板１とフロントガラス３が接する辺に対して直交する向きにダイポールアンテナ２７が設置されている。図２２に示したダイポールアンテナが車の両サイド方向（±Ｘ軸）に最大利得を有し、車の前後方向にヌル点を有する放射パターンを有すると共に、リアガラスに貼り付けられたパッチアンテナが車の後方のみに放射パターンを有するため、これら２つのアンテナを用いたダイバーシティアンテナによって、車載アンテナ装置の受信性能劣化要因の１つであるドップラー周波数の発生を抑えた形のダイバーシティアンテナを具現化することが可能となる。このように、車輌の前後にアンテナを配置させることにより、アンテナ間の相関性を軽くすることができ、放射特性を向上させることができる。また、パッチアンテナにおけるグランド面により、車内方向の放射利得を小さくすることができる。尚、図２２のダイポールアンテナ２７をリアガラスに設置しても同様の効果が得られる。又、図２２のダイポールアンテナ２７を図２０のモノポールアンテナ２８に置き換えても良いことは言うまでもない。更に、図２２のパッチアンテナの替わりに、図２０のようにダイポールアンテナ２７をフロントガラスに貼り付けても同様の効果が得られる。
【００６９】
（実施の形態５）
地上波テレビ放送で使用されている周波数の比帯域は、Ｕ帯で５０％、Ｖ帯で８４％と非常に広帯域である。このような広い帯域幅をバランス型アンテナで実現することは困難である。このような課題を克服したのが実施の形態５の車載アンテナ装置である。
【００７０】
図２３は、本発明の実施の形態１におけるアンテナ装置の構成図を示したものである。
【００７１】
図２３において、アンテナ装置は、給電部１０１と、この給電部１０１に接続された略直角三角形の環状の第１導体１０２と、給電部１０１を通る線を対称軸として、第１導体１０２と線対称形状である第２導体１０３とを備えたバランス型アンテナである。
【００７２】
そして、第１導体１０２は、第１直角頂点部１０４と、給電部１０１に接続された第１給電頂点部１０５と、第１直角頂点部１０４及び第１給電頂点部１０５以外の第１鋭角頂点部１０６とを有する。さらに、第１導体１０２は、第１給電頂点部１０５と第１直角頂点部１０４とを直線的に結ぶ第１平行辺１０７と、第１直角頂点部１０４と第１鋭角頂点部１０６とを直線的に結ぶ第１底辺１０８と、第１鋭角頂点部１０６と第１給電頂点部１０５とを直線的に結ぶ第１斜辺１０９とを有する。
【００７３】
また、第２導体１０３も同様に、第２直角頂点部１１０と、給電部１０１に接続された第２給電頂点部１１１と、第２直角頂点部１１０及び第２給電頂点部１１１以外の第２鋭角頂点部１１２とを有する。さらに、第２導体１０３は、第２給電頂点部１１１と第２直角頂点部１１０とを直線的に結ぶ第２平行辺１１３と、第２直角頂点部１１０と第２鋭角頂点部１１２とを直線的に結ぶ第２底辺１１４と、第２鋭角頂点部１１２と第２給電頂点部１１１とを直線的に結ぶ第２斜辺１１５とを有する。そして、第１導体１０２における第１平行辺１０７と、第２導体１０３における第２平行辺１１３とは略平行である。
【００７４】
このアンテナ装置は、例えば、第１底辺１０８と第２底辺１１４とが導電性の地板１１６に対し略平行になるように配置されている。また、アンテナ装置は、アンテナ装置において給電部１０１が地板１１６に最接近するように配置されている。例えば、アンテナ装置は、自動車のフロントガラス上に配置され、自動車の天板である地板１１６とフロントガラスとの境界線に対し、第１底辺１０８及び第２底辺１１４とが略平行になるように配置されている。
【００７５】
次に、実施の形態５のアンテナ装置における信号受信時の動作を、図２３を用いて説明する。
【００７６】
第１導体１０２は給電部１０１より給電されて、それぞれ第１斜辺１０９、第１平行辺１０７、及び第１底辺１０８に、受信に寄与する受信電流が流れる。
【００７７】
同様に、第２導体１０３は給電部１０１より給電されて、それぞれ第２斜辺１１５、第２平行辺１１３、及び第２底辺１１４に、受信に寄与する受信電流が流れる。
【００７８】
詳述すると、第１斜辺１０９に流れる受信電流は、図２３に示す矢印のように、第１鋭角頂点部１０６から第１給電頂点部１０５に向けて流れる。また、第２斜辺１１５に流れる受信電流は、図２３に示す矢印のように、第２給電頂点部１１１から第２鋭角頂点部１１２に向けて流れる。これら第１斜辺１０９と第２斜辺１１５とに流れる受信電流により、アンテナ装置は、ある共振周波数ｆ１にて共振する。一方、第１底辺１０８に流れる受信電流は、図２３に示す矢印のように、第１鋭角頂点部１０６から第１直角頂点部１０４に向けて流れる。また、第２底辺１１４に流れる受信電流は、図２３に示す矢印のように、第２直角頂点部１１０から第２鋭角頂点部１１２に向けて流れる。これら第１底辺１０８と第２底辺１１４とに流れる受信電流により、アンテナ装置は、ある共振周波数ｆ２にて共振する。
【００７９】
一方、第１平行辺１０７に流れる受信電流と、第２平行辺１１３に流れる受信電流とは、図２３に示す矢印のように、互いに逆向きに流れる。これにより、第１平行辺１０７に流れる受信電流と第２平行辺１１３に流れる受信電流は互いに打ち消し合うので、第１平行辺１０７及び第２平行辺１１３は、伝送線路としての役割を果たしている。
【００８０】
このように、アンテナ装置は、異なる２つの共振周波数ｆ１とｆ２とを有することで、アンテナ比帯域が大きくなる。尚、アンテナ比帯域とは、アンテナの中心周波数に対してアンテナ特性を維持することができる周波数範囲を表す尺度である。ここで、本実施の形態において、アンテナ比帯域は、アンテナの共振周波数で規格化されたアンテナインピーダンスを基にアンテナＶＳＷＲ特性が３以下となる周波数範囲を求めることにより導出される。ここで、ＶＳＷＲとは、Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｔａｎｄｉｎｇ  Ｗａｖｅ  Ｒａｔｉｏの略で、アンテナに入力されたエネルギーが、アンテナと伝送線路間の不整合により反射することなく、アンテナに伝わり放射されるかを表す１つの指標であり、本実施の形態においては、便宜上、ＶＳＷＲ特性＜３として比帯域を計算した。
【００８１】
また、第１給電頂点部１０５及び第２給電頂点部１１１とが鋭角であるので、放射に寄与する第１斜辺１０９及び第２斜辺１１５とが地板１１６から距離を保つことができる。その結果、第１斜辺１０９及び第２斜辺１１５と地板１１６との間で結合が起こりにくくなり、アンテナ装置の放射特性を向上させることができる。なお、上記は、アンテナ装置の信号受信時の動作についての説明であるが、信号送信時の動作時も同様である。
【００８２】
また、上記アンテナ装置において、第１鋭角頂点部１０６及び第２鋭角頂点部１１２の角度によって、アンテナ比帯域が変化する。以下、このアンテナ比帯域の変化について、具体例を挙げて説明する。
【００８３】
図２４は、地板１１６と給電部１０１との距離を１５ｍｍ離し、第１平行辺１０７と第２平行辺１１３との距離を０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍと変化させ、第１平行辺１０７及び第２平行辺１１３の線路長をそれぞれ２５ｍｍとした時の、第１鋭角頂点部１０６及び第２鋭角頂点部１１２の角度とアンテナ比帯域との関係を示した図である。また、図２４には、図２９に示す従来のダイポールアンテナの比帯域特性も示されている。尚、従来のダイポールアンテナの構成として、地板１００６と給電部１００５との距離は１５ｍｍであり、第１平行辺１００７と第２平行辺１００８との距離は０．１ｍｍであり、第１平行辺１００７と第２平行辺１００８の長さは２５ｍｍであり、第１底辺１００９と第２底辺１０１０の長さは４３．２５ｍｍである。図２４に示すグラフより、図２９に示す従来のダイポールアンテナの比帯域は、８．８％であると分かる。
【００８４】
このとき、従来のダイポールアンテナの比帯域以上の特性を得るためには、第１鋭角頂点部１０６の角度及び第２鋭角頂点部１１２の角度が略１２度から４８度の場合に、ダイポールアンテナのアンテナ比帯域以上の特性を得ることができる。特に、第１鋭角頂点部１０６の角度及び第２鋭角頂点部１１２の角度が、略２０度から４０度の場合に、アンテナ比帯域がさらに大きくなる。
【００８５】
第１鋭角頂点部１０６及び第２鋭角頂点部１１２の角度を２０度より大きくしていくと、第１斜辺１０９と第２斜辺１１５の長さが、第１底辺１０８と第２底辺１１４の長さから遠ざかる。その結果、アンテナ比帯域が大きくなる。
【００８６】
一方、第１鋭角頂点部１０６及び第２鋭角頂点部１１２の角度を、４０度より小さくしていくと、第１斜辺１０９と第２斜辺１１５とが、底辺に平行な線に近づく。その結果、第１斜辺１０９を流れる受信電流ベクトルと第２斜辺１１５を流れる受信電流ベクトルとを底辺に対して平行成分と垂直成分とにそれぞれ分解したときに、電流ベクトルの垂直成分が小さくなる。第１斜辺１０９を流れる電流ベクトルの垂直成分と、第２斜辺１１５を流れる電流ベクトルの垂直成分とは、互いに逆向きで、互いに打ち消し合うので、電流ベクトルの垂直成分は小さいほうが望ましい。これにより、第１斜辺１０９及び第２斜辺１１５の放射特性が向上し、アンテナ比帯域が大きくなる。
【００８７】
そして、第１鋭角頂点部１０６の角度及び第２鋭角頂点部１１２の角度を略３０度にすると、最大のアンテナ比帯域を得ることができる。
【００８８】
（実施の形態６）
以下、本発明の実施の形態６におけるアンテナ装置について図２５を用いて説明する。なお、特に説明しない限りは、実施の形態５と同様である。
【００８９】
図２５は、本発明の実施の形態６における車載アンテナ装置の構成図を示したものである。
【００９０】
実施の形態６における実施の形態５との相違点は、アンテナ装置が、一端が第１鋭角頂点部１０６に接続され第１平行辺１０７に略平行な第１平行線１１７と、一端が第２鋭角頂点部１１２に接続され第２平行辺１１３に略平行な第２平行線１１８と、第１平行線１１７の他端と第２平行線１１８の他端とを結ぶように接続され第１平行線１１７及び第２平行線１１８と略垂直である垂直線１１９とを有する点である。
【００９１】
次に、実施の形態６のアンテナ装置における信号受信時の動作を、図２５を用いて説明する。
【００９２】
第１導体１０２と第２導体１０３とに流れる受信電流は、実施の形態５と同様である。また、垂直線１１９上の受信に寄与する受信電流は、図２５に示すように、第１底辺１０８及び第２底辺１１４を流れる受信電流と同じ向きに流れる。これは、折返し（フォールデッド）ダイポールアンテナの動作原理を応用したものである。折返しダイポールアンテナは、２つ以上のダイポールアンテナを平行に配置し、その先端を互いに接続して、これらのダイポールのうち１つを中央で給電しているアンテナである。この構成により、平行に配置された２つの半波長ダイポールアンテナにおいて、互いの素子を流れる電流は等しくなり、同相に流れる。
【００９３】
このような構成にすることにより、アンテナは見かけ上、広帯域な三角形状ダイポールアンテナとダイポールアンテナがそれぞれ連なっている構成となり、アンテナ装置の放射特性を向上させることができると共に、アンテナ比帯域がさらに大きくなる。
【００９４】
（実施の形態７）
以下、本発明の実施の形態７におけるアンテナ装置について図２６及び図２７を用いて説明する。なお、特に説明しない限りは、実施の形態５及び実施の形態６と同様である。
【００９５】
図２６及び図２７は、本発明の実施の形態７におけるアンテナ装置の構成図を示したものである。
【００９６】
実施の形態７における実施の形態６との相違点は、アンテナ装置が、第１平行線１１７と垂直線１１９との交点に接続された第３斜辺１２０と、第２平行線１１８と垂直線１１９との交点に接続された第４斜辺１２１とを有し、これら第３斜辺１２０と第４斜辺１２１とを斜辺として、垂直線１１９と第３斜辺１２０と第４斜辺１２１とにより略二等辺三角形が形成されている点である。
【００９７】
次に、実施の形態７のアンテナ装置における信号受信時の動作を、図２６及び図２７を用いて説明する。
【００９８】
第１導体１０２と第２導体１０３と垂直線１１９とに流れる受信電流は、実施の形態５および実施の形態６と同様である。また、第３斜辺１２０を流れる受信電流は、第１平行線１１７と垂直線１１９との交点から第３斜辺１２０と第４斜辺１２１との交点に向けて流れ、第４斜辺１２１を流れる受信電流は、第３斜辺１２０と第４斜辺１２１との交点から第２平行線１１８と垂直線１１９との交点に向けて流れる。
【００９９】
上記構成のように、アンテナ装置が第３斜辺１２０と第４斜辺１２１とを有することにより、アンテナ装置のアンテナ比帯域がさらに大きくなる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明にかかる車載アンテナ装置は、車輌の窓ガラスに設置されるアンテナの受信特性を著しく向上させることができるという効果を有し、特に車輌用のテレビ用アンテナやラジオ用アンテナや携帯電話システム用アンテナ等に最適である。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】アンテナ設置位置を示す斜視図
【図２】モノポールアンテナ斜視図
【図３】受信特性評価結果を示す図
【図４】車外設置されたモノポールアンテナの受信電界強度の時間変化を示す図
【図５】車内設置されたモノポールアンテナの受信電界強度の時間変化を示す図
【図６】車外から到来する平面波の電界強度の時間変化を示す図
【図７】本発明の実施の形態１の車載アンテナ装置を示す側面図
【図８】本発明の実施の形態１における他の車載アンテナ装置を示す側面図
【図９】実施の形態１における車載アンテナ装置の具体例を示す図
【図１０】実施の形態１における車載アンテナ装置の他の具体例を示す図
【図１１】実施の形態１における車載アンテナ装置の他の具体例を示す図
【図１２】実施の形態１における車載アンテナ装置の他の具体例を示す図
【図１３】本発明の実施の形態１における車載アンテナ装置の後方断面図
【図１４】本発明の車載アンテナ装置の受信特性評価結果を示す図
【図１５】本発明の車載アンテナ装置の受信特性評価結果を示す図
【図１６】実施の形態２における車載アンテナ装置を示す上面図
【図１７】実施の形態２における車載アンテナ装置の指向性利得図
【図１８】実施の形態３における車載アンテナ装置を示す上面図
【図１９】実施の形態３におけるモノポールアンテナの放射パターン図
【図２０】実施の形態４における車載アンテナ装置を示す上面図
【図２１】実施の形態４におけるモノポールアンテナの放射パターン図
【図２２】実施の形態４における他の車載アンテナ装置を示す上面図
【図２３】本発明の実施の形態５におけるアンテナ装置の構成図
【図２４】実施の形態５におけるアンテナ装置の第１鋭角頂点部及び第２鋭角頂点部の角度とアンテナ比帯域の関係を示した図
【図２５】実施の形態６におけるアンテナ装置の構成図
【図２６】実施の形態７におけるアンテナ装置の構成図
【図２７】実施の形態７におけるアンテナ装置の構成図
【図２８】従来の車載アンテナ装置の上面図
【図２９】従来のダイポールアンテナ構成図
【符号の説明】
【０１０２】
１  天板
２  モノポールアンテナユニット
３  フロントガラス
１９  対数周期ダイポールアンテナ
２０  八木アンテナ
２１  アレーアンテナ
２４  アンテナ板
２５  グランド板
２７  ダイポールアンテナ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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