(57)【要約】【課題】車両等の装置に搭載されたＡＭ放送用受信アンテナ装置の評価領域に対してＡＭ放送電波の電界強度が均一となる面を形成することができるアンテナ装置を提供する。【解決手段】電磁波シールドされた室内において、金属製ワイヤーにより構成されるループ状の送信用アンテナをループ面がグランドプレーンに対向するように配置し、ＡＭ放送信号を給電する給電ケーブルの給電線を前記送信用アンテナに接続し、且つ、前記給電ケーブルの接地線を前記グランドプレーンに接続した、アンテナ装置。【選択図】図１
2019168324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波シールドされた室内において、
金属製ワイヤーにより構成されるループ状の送信用アンテナをループ面がグランドプレーンに対向するように配置し、
ＡＭ放送信号を給電する給電ケーブルの給電線を前記送信用アンテナに接続し、且つ、前記給電ケーブルの接地線を前記グランドプレーンに接続した、
アンテナ装置。
【請求項２】
前記送信用アンテナは、前記金属製ワイヤーにより方形ループ状に構成される、
請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記送信用アンテナの方形ループの内側に金属製ワイヤーによりメッシュ状の構造をさらに設けた、
請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記送信用アンテナの方形ループの内側に金属製ワイヤーにより前記方形ループの対角を結ぶクロス状の構造をさらに設けた、
請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記方形ループの内側に金属製ワイヤーにより一又は複数の方形ループ状の構造をさらに設けた、
請求項４に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記送信用アンテナは、前記金属製ワイヤーにより一又は複数の凹状方形ループ状に構成される、
請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記送信用アンテナに前記給電線を接続する給電点を共有する他のループ状の送信用アンテナをループ面が前記グランドプレーンに対向するようにさらに配置した、
請求項１から６のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記グランドプレーン上に、大地と等価な表面インピーダンスを有するフェライトタイル又はフェライトタイルと抵抗膜を配置した、
請求項１から７のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記送信用アンテナのループの外周に非金属製フレームを設け、前記非金属製フレームを非金属製ロープにより前記グランドプレーンに対向する方向に可動させる駆動装置をさらに備えた、
請求項１から８のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記送信用アンテナのインピーダンスの整合用のマッチングネットワークを前記給電ケーブルに接続した、
請求項１から９のいずれか１項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、ＡＭ放送用受信アンテナの受信感度評価装置に用いられるアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両にはＡＭ放送及びＦＭ放送を受信するためのアンテナ装置が搭載されている。車両用アンテナ装置としては、ルーフ上に搭載されるルーフマウントアンテナと、ガラスアンテナやフィルムアンテナとに大別される。これら車両用アンテナ装置では、受信感度の向上と意匠面の向上とを両立させるためのアンテナ設計が行われている。受信感度は、「通信に必要な受信品質を確保できる最小受信入力電力」と定義され、受信機の性能を表す重要なパラメータの一つである。
【０００３】
車載におけるＡＭ放送（搬送周波数が凡そ５００ＫＨｚから２ＭＨｚまで）の受信用のアンテナ装置の受信感度は、アンテナ装置単体の評価はもとより、アンテナ装置が車両に搭載された車載状態での評価が求められる。車載状態での評価では、一般的には、外来波の影響をなくすため、電磁波シールドされた電波暗室に車両を搬入して受信感度の評価が行われる。この車載状態での評価の際に使用される送信用アンテナには金属製の直線状アンテナが適用され、その送信用アンテナを電波暗室の側壁などに配置して車両に搭載されたアンテナ装置の受信感度を測定する。ここで、実際のＡＭ放送の電磁波は平面波であり、送信用アンテナから放射される電磁波は車両の全体に渡り均一な電界強度を有することが望まれる。
【０００４】
従来のＡＭ放送用受信アンテナの受信感度評価技術として、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１に記載の従来技術では、送信用アンテナとして全長１０ｍの銅線を使用し、当該送信用アンテナは、車両に対して上方、且つ、実際の大地以外の壁面をシールドしたシールドルーム内において、壁面とは碍子を介して絶縁した状態で配置される。また、送信用アンテナへの給電には、特性インピーダンスが５０Ωの同軸ケーブルが使用されており、当該同軸ケーブルの一方を２５Ωの抵抗器とコイルを介して送信アンテナに結合させ、且つ、当該同軸ケーブルのもう一方をシールドルームの壁面に結合し、そして、そのシールドルームの壁面をアース線にて大地に接続している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−２８５２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１に記載の従来技術の送信用アンテナである金属製の直線状アンテナの長さは、例えばＡＭ放送用送信アンテナ装置の製造者やＡＭ放送用受信アンテナ装置を搭載する車両の製造者が所有する電波暗室のサイズ等の条件によって、個別に決定される。また、上述した特許文献１に記載の従来技術では、送信用アンテナである金属製の直線状アンテナへの給電に使用される同軸ケーブルに対して、特に外導体の処理が重要であり、当該外導体の処理が適切でない場合には、送信用アンテナから放射される電磁波において均一な電界強度が得られない可能性がある。
【０００７】
上述のように、特許文献１に記載の従来技術では、送信用アンテナである金属製の直線状アンテナの長さの不均一や給電に使用される同軸ケーブルの外導体の処理の不適切などによって、ＡＭ放送用受信アンテナの受信感度の評価結果が異なることが考えられる。このため、ＡＭ放送用受信アンテナの受信感度を評価する場所やＡＭ放送用受信アンテナ装置を車両に搭載する位置などの評価条件を、評価者が各車両に対して最適化する必要があった。
【０００８】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、例えば車両等の装置に搭載されたＡＭ放送用受信アンテナ装置の評価領域に対してＡＭ放送電波の電界強度が均一となる面を形成することができるアンテナ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、電磁波シールドされた室内において、金属製ワイヤーにより構成されるループ状の送信用アンテナをループ面がグランドプレーンに対向するように配置し、ＡＭ放送信号を給電する給電ケーブルの給電線を前記送信用アンテナに接続し、且つ、前記給電ケーブルの接地線を前記グランドプレーンに接続した、アンテナ装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、車両等の装置に搭載されたＡＭ放送用受信アンテナ装置の評価領域に対してＡＭ放送電波の電界強度が均一となる面を形成することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るＡＭ放送用受信アンテナの受信感度評価装置に用いられるアンテナ装置の基本構成の概略を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る送信用アンテナの一例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る評価条件の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る評価条件の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る電界均一性の評価結果を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る電界均一性の評価結果を示す図である。
【図７】電磁界の鏡像原理の説明図である。
【図８】グランドプレーンに接地ありの評価条件の電界均一性の説明図である。
【図９】グランドプレーンに接地なしの評価条件の電界均一性の説明図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る電界均一性の評価結果を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る送信用アンテナの一例を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る送信用アンテナの一例を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る送信用アンテナの一例を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る送信用アンテナの一例を示す図である。
【図１５】本発明の実施形態に係る送信用アンテナの一例を示す図である。
【図１６】本発明の実施形態に係る送信用アンテナの一例を示す図である。
【図１７】本発明の実施形態に係る電界均一性の評価結果を示す図である。
【図１８】本発明の実施形態に係る評価条件の一例を示す図である。
【図１９】本発明の実施形態に係る評価条件の一例を示す図である。
【図２０】本発明の実施形態に係る電界均一性の評価結果を示す図である。
【図２１】本発明の実施形態に係る電界均一性の評価結果を示す図である。
【図２２】本発明の実施形態に係る電界均一性の評価結果を示す図である。
【図２３】本発明の実施形態に係る送信用アンテナの一例を示す図である。
【図２４】本発明の実施形態に係る送信用アンテナの一例を示す図である。
【図２５】本発明の実施形態に係る送信用アンテナの一例を示す図である。
【図２６】本発明の実施形態に係る送信用アンテナの一例を示す図である。
【図２７】本発明の実施形態に係る電界均一性の評価結果を示す図である。
【図２８】本発明の実施形態に係る電界均一性の評価結果を示す図である。
【図２９】本発明の実施形態に係る大地等価床の一例を示す図である。
【図３０】本発明の実施形態に係る電界均一性の評価結果を示す図である。
【図３１】本発明の実施形態に係る電波暗室内への適用の実施例を示す図である。
【図３２】本発明の実施形態に係るＡＭ放送用受信アンテナの受信感度評価装置における測定系系統の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
［第１の実施の形態］
図１は本発明に係るＡＭ放送用受信アンテナの受信感度評価装置に用いられるアンテナ装置の基本構成の概略を示す図である。室７は、電波暗室やシールドルーム等の電磁波シールドされた室である。室７の内部において、金属製ワイヤー１により構成されるループ状の送信用アンテナを、ループ面がグランドプレーン６に対向するように配置している。以下、金属製ワイヤー１により構成されるループ状の送信用アンテナを、送信用アンテナ１と称する場合がある。送信用アンテナ１のループ面とグランドプレーン６とは平行であってもよい。ここで、平行とは、一定のずれを含むものであってもよい。送信用アンテナ１は、グランドプレーン６から高さｈの位置に配置される。
【００１４】
また、ＡＭ放送信号源２から出力されるＡＭ放送信号を給電する給電ケーブル３の給電線を送信用アンテナ１の給電点４に接続し、且つ、給電ケーブル３の接地線をグランドプレーン６の接地点５に接続している。ＡＭ放送信号の搬送周波数は凡そ５００ＫＨｚから２ＭＨｚまでである。給電ケーブル３は、同軸ケーブルであってもよい。給電ケーブル３が同軸ケーブルである場合、当該同軸ケーブルの内導体を送信用アンテナ１の給電点４に接続し、且つ、当該同軸ケーブルの外導体をグランドプレーン６の接地点５に接続する。
【００１５】
なお、室７のグランドプレーン６以外の壁面は、フェライトタイル電波吸収体、又は、フェライトタイルと誘電損失体とから構成された複合電波吸収体により構成されることが好ましい。
【００１６】
図２は本発明に係る送信用アンテナの一例を示す図である。図２に示される送信用アンテナは、金属製ワイヤー１により方形ループ状に構成される。図２において、方形ループ状の送信用アンテナのサイズは、給電点４が存在する辺（図中ｘ方向に延びる辺）の長さを９．０ｍにし、他の辺（図中ｙ方向に延びる辺）の長さを１０．８ｍにする。また金属製ワイヤー１として、米国ワイヤーゲージ（American Wire Gauge：ＡＷＧ）の規格のＡＷＧ３（直径：５．８２７ｍｍ）を使用する。
【００１７】
［グランドプレーンへの接地による効果］
ここで、グランドプレーンへの接地による効果について、具体的な評価結果に基づき説明する。
【００１８】
図３の評価条件と、図４の評価条件とでそれぞれに実験を行い、電界強度の評価を行う。
図３に示す評価条件では、上記した図２に示される方形ループ状の送信用アンテナ１を、図１に示される室７の内部において、グランドプレーン６から高さ「ｈ＝５ｍ」の位置にグランドプレーン６に平行に配置する。また、給電ケーブル３して同軸ケーブルを使用する。以下、給電ケーブルである同軸ケーブルを、同軸ケーブル３と称する場合がある。図３に示されるように、ＡＭ放送信号源２から出力されるＡＭ放送信号を給電する同軸ケーブル３の内導体を送信用アンテナ１の給電点４に接続し、且つ、同軸ケーブル３の外導体をグランドプレーン６の接地点５に接続する。
【００１９】
図４に示す評価条件は、図３に示す評価条件と同様であるが、同軸ケーブル３の外導体をグランドプレーン６に接続しない点のみが図３に示す評価条件と異なる。
【００２０】
図３及び図４に示す電界強度の評価領域８は、送信用アンテナ１の中心軸が中心である領域であって、グランドプレーン６からの高さが１．５ｍであり、領域のサイズが６ｍ×６ｍ四方であり、領域内に一区画が０．５ｍ四方であるメッシュ（格子）状の構造を持つ。評価領域８における最大電界強度の測定値を基準値とし、最大電界強度である区画以外の他の区画における電界強度の測定値と、最大電界強度の測定値（基準値）との差を算出して電界均一性を示す値に使用する。電界均一性とは、評価面に対する電界強度の最大値と最小値の偏差のことを言う。
【００２１】
図５は、図３の評価条件による電界均一性の評価結果を示す図である。図５（ａ）は、ＡＭ放送信号の搬送周波数が５００ＫＨｚである場合の評価領域８における電界均一性を示す。図５（ｂ）は、ＡＭ放送信号の搬送周波数が１．７５ＭＨｚである場合の評価領域８における電界均一性を示す。図６は、図４の評価条件による電界均一性の評価結果を示す図である。図６（ａ）は、ＡＭ放送信号の搬送周波数が５００ＫＨｚである場合の評価領域８における電界均一性を示す。図６（ｂ）は、ＡＭ放送信号の搬送周波数が１．７５ＭＨｚである場合の評価領域８における電界均一性を示す。
【００２２】
図５に示される電界均一性（図３の評価条件、グランドプレーン６に接地あり）では、図５（ａ）の搬送周波数が５００ＫＨｚの場合で約５．５ｄＢであり、図５（ｂ）の搬送周波数が１．７５ＭＨｚの場合で約３．７ｄＢであり、評価領域８において電界強度の差は小さい。これに対して、図６に示される電界均一性（図４の評価条件、グランドプレーン６に接地なし）では、図６（ａ）の搬送周波数が５００ＫＨｚの場合及び図６（ｂ）の搬送周波数が１．７５ＭＨｚの場合の両方ともに約１７．７ｄＢであり、評価領域８において非常に大きな電界強度の差が生じている。
【００２３】
グランドプレーン６に接地なしの評価条件における電界均一性は、図７に示す電磁界の鏡像原理から説明することができる。
金属製ワイヤー１により構成される方形ループ状の送信用アンテナに流れる電流により生じる電界は、グランドプレーン６に平行な水平成分Ｅ１とグランドプレーン６に垂直な垂直成分Ｅ２とを含んでいるものとする。また、金属製ワイヤー１により構成される方形ループ状の送信用アンテナに流れる電流により生じる磁界も電界と同様に、グランドプレーン６に平行な水平成分Ｈ１とグランドプレーン６に垂直な垂直成分Ｈ２とを含んでいるものとする。
【００２４】
このグランドプレーン６上に生じた電磁界の水平及び垂直成分は、グランドプレーン６の境界条件を満たすように、グランドプレーン６の下側に鏡像の電磁界成分を形成する。鏡像電界の水平成分は逆位相のＥ３となり、垂直成分は同位相のＥ４となる。一方、鏡像磁界の水平成分は同位相のＨ３となり、垂直成分は逆位相のＨ４となる。なお、鏡像電磁界の振幅は、グランドプレーン６が金属の場合にはほぼ等しい。
【００２５】
ここで、金属製ワイヤー１により構成される方形ループ状の送信用アンテナに流れる電流により生じる電界は、水平成分が主体と考えられる。一方、金属製ワイヤー１により構成される方形ループ状の送信用アンテナに流れる電流により生じる磁界は、垂直成分が主体と考えられる。
【００２６】
グランドプレーン６に接地なしの評価条件を考えた場合、鏡像電界及び鏡像磁界は逆位相となり、グランドプレーン６により合成される電磁界は互いに相殺され非常に小さくなる。従って、金属製ワイヤー１により構成される方形ループ及び給電点４の直下付近では、電界強度が強くなるが、方形ループの中心軸から給電点４に対する反対方向では、電界強度が極端に小さくなり、結果的に電界均一性が大きな値となる。
【００２７】
また、図８及び図９に示す鏡像の考え方により、グランドプレーン６に接地ありの評価条件と接地なしの評価条件の電界均一性を説明することができる。
図８を参照してグランドプレーン６に接地ありの評価条件の電界均一性を説明する。図８に示すように、実像のＡＭ放送信号源２から方形ループ状の送信用アンテナ９に流れる電流をｉと仮定する。また、グランドプレーン６による鏡像の方形ループ状の送信用アンテナ１０に流れる電流をｉ’とする。電流ｉ及びｉ’は垂直方向に流れており、電流は電位差によって生じるため、図７の（ａ）に従って、電流ｉ及びｉ’の流れる方向は一致する。そのため、実像の方形ループ状の送信用アンテナ９と鏡像の方形ループ状の送信アンテナ１０は平行平板コンデンサと見なすことができ、垂直方向に均一に電界が生じる。その結果、電界均一性が小さな値となる。
【００２８】
次に図９を参照してグランドプレーン６に接地なしの評価条件の電界均一性を説明する。図９に示すように、実像のＡＭ放送信号源２はグランドプレーン６への接地がないため、実像のＡＭ放送信号源２から方形ループ状の送信用アンテナ９に流れる電流ｉの向きは水平方向である。そのため、図７の（ａ）に従うと鏡像のＡＭ放送信号源１１から方形ループ状の送信アンテナ１０に流れる電流ｉ’の向きは電流ｉとは逆になる。すなわち方形ループ状の送信用アンテナ９によって生じた磁界と方形ループ状の送信アンテナ１０によって生じた磁界は打消し合い電磁界が非常に小さくなる。その結果、電界均一性が大きな値となる。
【００２９】
上述した図７、図８及び図９の説明により、第１の実施の形態によれば、図５に示されるように、ＡＭ放送用受信アンテナ装置の評価領域に対してＡＭ放送電波の電界強度が均一となる面を形成することができるという効果を奏する。
【００３０】
次に、図３に示した評価条件において、評価領域８のサイズを、６ｍ×６ｍ四方から５ｍ×５ｍ四方と、４ｍ×４ｍ四方とに変えた場合の、搬送周波数が５００ＫＨｚから２ＭＨｚまでの電界均一性（uniformity）を図１０に示す。図１０において、グラフ線ＦＵ１ａｒｅａ１は評価領域８のサイズが６ｍ×６ｍ四方の場合であり、グラフ線ＦＵ１ａｒｅａ２は評価領域８のサイズが５ｍ×５ｍ四方の場合であり、グラフ線ＦＵ１ａｒｅａ３は評価領域８のサイズが４ｍ×４ｍ四方の場合である。各グラフ線の値は、評価領域８における電界均一性の最大値である。
【００３１】
図１０に示される電界均一性は、評価領域８のサイズが６ｍ×６ｍ四方の場合に６ｄＢ以内、評価領域８のサイズが５ｍ×５ｍ四方の場合に４ｄＢ以内、評価領域８のサイズが４ｍ×４ｍ四方の場合に３ｄＢ以内である。このことから、第１の実施の形態によれば、搬送周波数が５００ＫＨｚから２ＭＨｚまで、また評価領域８のサイズが６ｍ×６ｍ四方から４ｍ×４ｍ四方までの評価条件においても、ＡＭ放送用受信アンテナ装置の評価領域に対してＡＭ放送電波の電界強度が均一となる面を形成することができるという効果を奏する。
【００３２】
上述したように第１の実施の形態によれば、車両等の装置に搭載されたＡＭ放送用受信アンテナ装置の評価領域に対してＡＭ放送電波の電界強度が均一となる面を形成することができる。これにより、ＡＭ放送用受信アンテナの受信感度を正確に評価することに寄与できる。
【００３３】
［第２の実施の形態］
次に、本発明に係る第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、さらなる電界均一性の向上を目的に、第１の実施の形態において図２に示した金属製ワイヤー１により構成される方形ループ状の送信用アンテナを基本として、様々な変形例を挙げる。
【００３４】
図１１に示す送信用アンテナは、金属製ワイヤー１により構成される方形ループの内側に金属製ワイヤーによりメッシュ状の構造をさらに設けたものである。メッシュの区画の間隔はｐである。
【００３５】
図１２に示す送信用アンテナは、金属製ワイヤー１により構成される方形ループの内側に金属製ワイヤーにより当該方形ループの対角を結ぶクロス状の構造をさらに設けたものである。図１３に示す送信用アンテナは、図１２に示す送信用アンテナにおいて、方形ループの内側に金属製ワイヤーにより一の方形ループ状の構造をさらに設けたものである。図１４に示す送信用アンテナは、図１２に示す送信用アンテナにおいて、方形ループの内側に金属製ワイヤーにより複数（図１４の例では２個）の方形ループ状の構造をさらに設けたものである。図１３及び図１４に示す送信用アンテナにおいて、複数の方形ループは任意の間隔で配置される。
【００３６】
図１５に示す送信用アンテナは、金属製ワイヤー１により凹状方形ループ状に構成される。図１５に示されるように、給電点４が在る側に対向する側には幅ｇのギャップが設けられる。
図１６に示す送信用アンテナは、金属製ワイヤー１により複数の凹状方形ループ状に構成される。図１６に示されるように、給電点４が在る側に対向する各側には幅ｇのギャップが設けられる。
【００３７】
第２の実施の形態について、具体的な評価結果に基づき説明する。
【００３８】
本評価に使用する送信用アンテナの一つとして、図１１に示される方形ループの内側にメッシュ構造を有する送信用アンテナにおいて、給電点４が存在する辺（図中ｘ方向に延びる辺）の長さを９．１ｍにし、他の辺（図中ｙ方向に延びる辺）の長さを１０．５ｍにし、メッシュの区画の間隔ｐを０．７ｍにする。また金属製ワイヤー１として、米国ワイヤーゲージの規格のＡＷＧ３を使用する。メッシュの各区画は電気的に接続させる構造にする。
【００３９】
本評価に使用する送信用アンテナの一つとして、図１２に示される方形ループの内側にクロス状の構造を有する送信アンテナにおいて、給電点４が存在する辺（図中ｘ方向に延びる辺）の長さを９．０ｍにし、他の辺（図中ｙ方向に延びる辺）の長さを１０．８ｍにする。また金属製ワイヤー１として、米国ワイヤーゲージの規格のＡＷＧ３を使用する。各方形ループと各クロスとは電気的に接続させる構造にする。
【００４０】
本評価に使用する送信用アンテナの一つとして、図１５に示される凹状方形ループ状の構造を有する送信アンテナにおいて、給電点４が存在する外周の辺（図中ｘ方向に延びる辺）の長さを９．０ｍにし、他の外周の辺（図中ｙ方向に延びる辺）の長さを１０．８ｍにする。また金属製ワイヤー１を給電点４に対向する側で内側に折り返して幅ｇのギャップを形成し、凹状方形ループを構成する。「ｗ１＝ｗ２＝ｗ３＝０．９ｍ」であり、「ｇ＝０．９ｍ」である。また金属製ワイヤー１として、米国ワイヤーゲージの規格のＡＷＧ３を使用する。
【００４１】
上記した図１１、図１２及び図１５に示される３個の送信用アンテナを使用し、上記した第１の実施の形態における図３に示す評価条件と同じ評価条件で各送信用アンテナの実験を行い、電界強度の評価を行う。評価領域８は、送信用アンテナの中心軸が中心である領域であって、グランドプレーン６からの高さが１．５ｍであり、領域のサイズが６ｍ×６ｍ四方であり、領域内に一区画が０．５ｍ四方であるメッシュ状の構造を持つ。電界均一性を示す値は、上記した第１の実施の形態と同じである。
【００４２】
図１７に、図３に示す評価条件での各送信用アンテナの実験結果の電界均一性を示す。搬送周波数は５００ＫＨｚから２ＭＨｚまでである。図１７において、グラフ線ＦＵ１ａｒｅａ１は上記した第１の実施の形態における図２の送信用アンテナの場合であり、グラフ線ＦＵ２ａｒｅａ１は図１１の送信用アンテナの場合であり、グラフ線ＦＵ３ａｒｅａ１は図１２の送信用アンテナの場合であり、グラフ線ＦＵ４ａｒｅａ１は図１５の送信用アンテナの場合である。各グラフ線の値は、評価領域８における電界均一性の最大値である。
【００４３】
図１７において、第２の実施の形態の図１１、図１２及び図１５の各送信用アンテナの電界均一性は、搬送周波数が５００ＫＨｚから２ＭＨｚまでにおいて、２．５ｄＢ以内である。また、第２の実施の形態の図１１、図１２及び図１５の各送信用アンテナは、第１の実施の形態の図２の送信用アンテナに比して、搬送周波数が５００ＫＨｚから１．７５ＭＨｚまでにおいて優れた電界均一性を示す。
【００４４】
上述した図１７の評価結果から、第２の実施の形態によれば、車両等の装置に搭載されたＡＭ放送用受信アンテナ装置の評価領域に対してＡＭ放送電波の電界強度が均一となる面を形成する際に、電界強度の均一性をより向上させることができる。
【００４５】
［第３の実施の形態］
次に、本発明に係る第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態では、ＡＭ放送用受信アンテナの受信感度の評価作業の効率を向上させるため２台の車載ＡＭ放送受信用アンテナの受信感度の評価を行うこと、及び送信アンテナの小面積化を図ることを目的とする。
【００４６】
図１８は、図１に示されるアンテナ装置の基本構成において、上記した第２の実施の形態の図１２に示される方形ループの内側にクロス状の構造を有する送信アンテナを一つ配置した図である。図１８に示すように、送信アンテナの角に給電点４が設けられる。送信用アンテナは、グランドプレーン６から高さｈの位置に配置される。
【００４７】
図１９は、図１に示されるアンテナ装置の基本構成において、上記した第２の実施の形態の図１２に示される方形ループの内側にクロス状の構造を有する送信アンテナを二つ配置した図である。図１９に示すように、二つの送信アンテナは、一つの給電点４を共有するように、ループ面がグランドプレーン６に対向するように配置される。二つの送信用アンテナのループ面とグランドプレーン６とは平行であってもよい。ここで、平行とは、一定のずれを含むものであってもよい。二つの送信用アンテナは、グランドプレーン６から高さｈの位置に配置される。
【００４８】
上記した図１８及び図１９の各構成において実験を行い、電界強度の評価を行う。図１８及び図１９の各構成ともに、ＡＭ放送信号源２から出力されるＡＭ放送信号を給電する同軸ケーブル３の内導体を給電点４に接続し、且つ、同軸ケーブル３の外導体をグランドプレーン６の接地点５に接続する。
【００４９】
図１８及び図１９の構成における送信用アンテナは、図中ｘ方向に延びる辺の長さを６．５ｍにし、図中ｙ方向に延びる辺の長さを６．５ｍにする。また金属製ワイヤー１として、米国ワイヤーゲージの規格のＡＷＧ３を使用する。方形ループとクロスとは電気的に接続させる構造にする。
【００５０】
はじめに、図１８の構成において、送信アンテナの高さｈを４ｍ、５ｍ、６ｍと変化させてそれぞれに実験を行い、電界強度の評価を行う。評価領域８は、送信用アンテナの中心軸が中心である領域であって、グランドプレーン６からの高さが１．５ｍであり、領域のサイズが６ｍ×６ｍ四方であり、領域内に一区画が０．５ｍ四方であるメッシュ状の構造を持つ。電界均一性を示す値は、上記した第１の実施の形態と同じである。
【００５１】
図２０に、図１８の構成における送信用アンテナの各高さでの実験結果の電界均一性を示す。図２０に示される電界均一性は、評価領域８の６ｍ×６ｍ四方で得られた電界強度の測定値から、５ｍ×５ｍ四方における搬送周波数が５００ＫＨｚから２ＭＨｚまでの電界均一性を求めた結果である。図２０において、グラフ線ＦＵ３ｈ＝４ｍは送信アンテナの高さ「ｈ＝４ｍ」の場合であり、グラフ線ＦＵ３ｈ＝５ｍは送信アンテナの高さ「ｈ＝５ｍ」の場合であり、グラフ線ＦＵ３ｈ＝６ｍは送信アンテナの高さ「ｈ＝６ｍ」の場合である。
【００５２】
図２０において、送信アンテナの高さｈが４ｍ、５ｍ、６ｍと高くなるに従い、電界均一性の値が大きくなる。この傾向は、特に搬送周波数が５００ＫＨｚ辺りで顕著となり、搬送周波数が５００ＫＨｚである場合において、送信アンテナの高さが「ｈ＝４ｍ」のときに約２ｄＢであり、「ｈ＝５ｍ」のときに約４ｄＢであり、「ｈ＝６ｍ」のときに約６ｄＢである。このことから、図１８の構成においては、送信用アンテナを配置する高さｈは、４ｍから５ｍの範囲にすることが好ましい。
【００５３】
次に、図１９の構成において、送信アンテナの高さｈを上記の図１８の構成で最良の４ｍにして実験を行い、電界強度の評価を行う。評価領域８は、２つの送信用アンテナが対称的に配置されていることから、一つの送信用アンテナの中心軸が中心である領域であって、グランドプレーン６からの高さが１．５ｍであり、領域のサイズが６ｍ×６ｍ四方であり、領域内に一区画が０．５ｍ四方であるメッシュ状の構造を持つものとする。電界均一性を示す値は、上記した第１の実施の形態と同じである。
【００５４】
図２１（ａ）に、図１９の構成における２つの送信用アンテナでの実験結果の電界均一性を示す。また、比較として、図２１（ｂ）に、図１８の構成における１つの送信用アンテナでの実験結果の電界均一性を示す。図２１（ａ）及び（ｂ）に示される電界均一性は、評価領域８の６ｍ×６ｍ四方で得られた電界強度の測定値から、６ｍ×６ｍ四方における搬送周波数が５００ＫＨｚの電界均一性を求めた結果である。
【００５５】
また、図２２に、図１８の構成（一つの送信用アンテナ）と図１９の構成（２つの送信用アンテナ）での各実験結果の電界均一性を示す。図２２に示される電界均一性は、評価領域８の６ｍ×６ｍ四方で得られた電界強度の測定値から、５ｍ×５ｍ四方における搬送周波数が５００ＫＨｚから２ＭＨｚまでの電界均一性を求めた結果である。図２２において、グラフ線ＦＵ３Ｐａｉｒは２つの送信用アンテナの場合であり、グラフ線ＦＵ３Ｓｉｎｇｌｅは１つの送信用アンテナの場合である。
【００５６】
図２１（ａ）の２つの送信アンテナの場合と図２１（ｂ）の１つの送信アンテナの場合とを比較すると、２つの送信アンテナの場合では隣り合うもう１つの送信アンテナの影響を受けていることが分かる。また、図２２の電界均一性の結果より、搬送周波数が５００ＫＨｚである場合において、二つ送信アンテナのときに３．２ｄＢであり、一つ送信アンテナのときに２ｄＢであり、よって二つ送信アンテナのときには、隣り合うもう１つの送信アンテナの影響を受けることにより、一つの送信用アンテナのときに比して電界均一性が１ｄＢ程度大きな値になっている。
【００５７】
次に、様々な送信用アンテナの変形例について実験を行い、電界強度の評価を行う。
【００５８】
本評価に使用する送信用アンテナの一つが図２３に示される。図２３に示される送信用アンテナは、図１３に示される送信用アンテナを二つ並べて配置したものである。給電点４は、外周の方形ループの角に設けられ、当該給電点４を共有するように二つの送信用アンテナが並べて配置される。「ｌ１＝６．５ｍ」であり、「ｌ２＝４ｍ」である。また金属製ワイヤー１として、米国ワイヤーゲージの規格のＡＷＧ３を使用する。各方形ループと各クロスとは電気的に接続させる構造にする。
【００５９】
本評価に使用する送信用アンテナの一つが図２４に示される。図２４に示される送信用アンテナは、図１４に示される送信用アンテナを二つ並べて配置したものである。給電点４は、外周の方形ループの角に設けられ、当該給電点４を共有するように二つの送信用アンテナが並べて配置される。「ｌ１＝６．５ｍ」であり、「ｌ２＝４ｍ」であり、「ｌ３＝２ｍ」である。また金属製ワイヤー１として、米国ワイヤーゲージの規格のＡＷＧ３を使用する。各方形ループと各クロスとは電気的に接続させる構造にする。
【００６０】
本評価に使用する送信用アンテナの一つが図２５に示される。図２５に示される送信用アンテナは、凹状方形ループ状の構造を有する送信用アンテナを二つ並べて配置したものである。図２５に示されるように、給電点４は、方形ループの角に設けられ、当該給電点４を共有するように二つの送信用アンテナが並べて配置される。一つの送信用アンテナにおいて、給電点４が在る角に対向する角には幅ｇのギャップが設けられる。「ｌ１＝６．５ｍ」であり、「ｌ２＝２ｍ」であり、「ｇ＝０．５ｍ」である。また金属製ワイヤー１として、米国ワイヤーゲージの規格のＡＷＧ３を使用する。
【００６１】
本評価に使用する送信用アンテナの一つが図２６に示される。図２６に示される送信用アンテナは、複数の凹状方形ループ状の構造を有する送信用アンテナを二つ並べて配置したものである。図２６に示されるように、給電点４は、外周の方形ループの角に設けられ、当該給電点４を共有するように二つの送信用アンテナが並べて配置される。一つの送信用アンテナにおいて、各凹状方形ループには幅ｇのギャップが設けられる。「ｌ１＝６．５ｍ」であり、「ｌ２＝４ｍ」であり、「ｌ３＝２ｍ」であり、「ｇ＝０．５ｍ」である。また金属製ワイヤー１として、米国ワイヤーゲージの規格のＡＷＧ３を使用する。
【００６２】
上記した図２３、図２４、図２５及び図２６に示される４個の送信用アンテナを使用し、上記した図１９の構成と同じ条件で各送信用アンテナの実験を行い、電界強度の評価を行う。送信アンテナの高さは「ｈ＝４ｍ」にする。評価領域８は、図１９の構成と同様に、２つの送信用アンテナが対称的に配置されていることから、一つの送信用アンテナの中心軸が中心である領域であって、グランドプレーン６からの高さが１．５ｍであり、領域のサイズが６ｍ×６ｍ四方であり、領域内に一区画が０．５ｍ四方であるメッシュ状の構造を持つものとする。電界均一性を示す値は、上記した第１の実施の形態と同じである。
【００６３】
図２７に、図２３及び図２４の各送信用アンテナの実験結果の電界均一性を示す。図２８に、図２５及び図２６の各送信用アンテナの実験結果の電界均一性を示す。また、比較として、図２７に、図１９の構成における２つの送信用アンテナ（送信アンテナの高さ「ｈ＝４ｍ」）での実験結果の電界均一性を示す。図２７及び図２８に示される電界均一性は、評価領域８の６ｍ×６ｍ四方で得られた電界強度の測定値から、５ｍ×５ｍ四方における搬送周波数が５００ＫＨｚから２ＭＨｚまでの電界均一性を求めた結果である。図２７において、グラフ線ＦＵ３Ｐａｉｒは図１９の構成における２つの送信用アンテナの場合であり、グラフ線ＦＵ５Ｐａｉｒは図２３の送信アンテナの場合であり、グラフ線ＦＵ６Ｐａｉｒは図２４の送信アンテナの場合である。図２８において、グラフ線ＦＵ７Ｐａｉｒは図２５の送信アンテナの場合であり、グラフ線ＦＵ８Ｐａｉｒは図２６の送信アンテナの場合である。
【００６４】
図２７において、図２３及び図２４の各送信用アンテナの電界均一性、並びに図１９の構成における２つの送信用アンテナの電界均一性は、搬送周波数が５００ＫＨｚから２ＭＨｚまでにおいて３．２ｄＢ以内である。また、図２８において、図２５及び図２６の各送信用アンテナの電界均一性、並びに図１９の構成における２つの送信用アンテナの電界均一性は、搬送周波数が５００ＫＨｚから２ＭＨｚまでにおいて３．６ｄＢ以内である。
【００６５】
以上より、第３の実施の形態によれば、２台の車載ＡＭ放送受信用アンテナの受信感度の評価作業を並行して行うことができるので、ＡＭ放送用受信アンテナの受信感度の評価作業の効率を向上させることができる。さらに、１台の車載ＡＭ放送受信用アンテナあたり６．５ｍ×６．５ｍ程度のサイズの送信アンテナによりＡＭ放送電波の電界強度が均一となる面を形成することができるので、送信アンテナの小面積化を図ることができる。
【００６６】
［第４の実施の形態］
次に、本発明に係る第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態では、グランドプレーン６の上に、大地を模擬した大地等価床を設ける。大地等価床は、大地と等価な表面インピーダンスを有するものである。図２９に、本実施の形態に係る大地等価床を示す。図２９に示される大地等価床は、グランドプレーン６の上に、厚さ５．５ｍｍを有するフェライトタイル１２と約４００Ωの面抵抗値を有する抵抗膜１３を積層したものである。
【００６７】
上記した図２９に示される大地等価床を使用し、上記した図１９の構成と同じ条件で図２３の送信用アンテナの実験を行い、電界強度の評価を行う。送信アンテナの高さは「ｈ＝４ｍ」にする。評価領域８は、一つの送信用アンテナの中心軸が中心である領域であって、グランドプレーン６からの高さが１．５ｍであり、領域のサイズが６ｍ×６ｍ四方であり、領域内に一区画が０．５ｍ四方であるメッシュ状の構造を持つものとする。電界均一性を示す値は、上記した第１の実施の形態と同じである。
【００６８】
図３０に、上記した図２９の大地等価床を使用した場合の実験結果の電界均一性を示す。図３０に示される電界均一性は、評価領域８の６ｍ×６ｍ四方で得られた電界強度の測定値から、５ｍ×５ｍ四方における搬送周波数が５００ＫＨｚから２ＭＨｚまでの電界均一性を求めた結果である。図３０において、グラフ線ＦＵ５ＥＥＧＰは図２９の大地等価床を使用した場合である。また比較のために、図３０には、図２９の大地等価床を使用しない従ってグランドプレーン６による場合の実験結果の電界均一性のグラフ線ＦＵ５ＧＰも示される。
【００６９】
図３０において、図２９の大地等価床を使用した場合の電界均一性は、搬送周波数が５００ＫＨｚから２ＭＨｚまでにおいて３ｄＢ以内である。また、図２９の大地等価床を使用しない従ってグランドプレーン６による場合の電界均一性と比較して、図２９の大地等価床を使用した場合の電界均一性は、搬送周波数が５００ＫＨｚから７５０ＫＨｚまでにおいて僅かに異なる程度である。
【００７０】
以上より、第４の実施の形態によれば、グランドプレーン上に大地等価床を設ける場合であっても、車両等の装置に搭載されたＡＭ放送用受信アンテナ装置の評価領域に対してＡＭ放送電波の電界強度が均一となる面を形成することができるという効果を奏する。
【００７１】
なお、図２９に示される大地等価床は、グランドプレーンの上に、フェライトタイルと抵抗膜を配置したが、大地等価床は、グランドプレーンの上に、フェライトタイルのみを配置したものであってもよい。
【００７２】
［第５の実施の形態］
次に、本発明に係る第５の実施の形態について説明する。図３１は、第５の実施の形態に係る電波暗室内への適用の実施例を示す図である。図３１に示すように、図１に示されるアンテナ装置の基本構成において、電波暗室である室７の内部で、送信用アンテナのループの外周に非金属製フレーム１４を設け、非金属製フレーム１４を非金属製ロープ１５によりグランドプレーン６に対向する方向に可動させるウインチ１６（駆動装置）をさらに備える。ウインチ１６は、室７の天井面に設置される。室７の壁面は電波吸収体１７で構成される。非金属製フレーム１４に取り付けた送信用アンテナが非金属製ロープ１５を介してウインチ１６により室７の天井面からグランドプレーン６の方向へ移動されることにより、当該送信用アンテナを、グランドプレーン６と平行に、且つ、任意の高さｈに配置することができる。
【００７３】
送信用アンテナを配置する任意の高さｈは、ＡＭ放送用受信アンテナが搭載された車両等の装置の高さよりも高い必要はあるが、ＡＭ放送電波の送信出力と、ＡＭ放送電波のグランドプレーン６の干渉とを考慮して、グランドプレーン６から４ｍから５ｍの範囲とすることが好ましい。
【００７４】
なお、送信用アンテナを、ＡＭ放送用受信アンテナ装置の製造者やＡＭ放送用受信アンテナを搭載する装置の製造者が所有する電波暗室の壁面を利用して直接取り付けることもできる。また、送信アンテナのループ形状は限定されないが、送信用アンテナを支える非金属製フレームの加工の手間や製作コストを考慮すると、方形ループ状のような単純な形状が好ましい。
【００７５】
［第６の実施の形態］
次に、本発明に係る第６の実施の形態について説明する。図３２は、本発明に係るＡＭ放送用受信アンテナの受信感度評価装置における測定系系統の構成例を示す図である。図３２において、ＡＭ放送用受信アンテナである車載アンテナ２３が搭載された車両がグランドプレーン６の上に置かれている。図３２に示すように、金属製ワイヤー１により構成されるループ状の送信用アンテナのインピーダンスの整合用のマッチングネットワーク２１を同軸ケーブル３（給電ケーブル）に接続している。より具体的には、図３２において、ＲＦ内蔵広帯域シグナルアナライザー１８に同軸ケーブル３を介してマッチングネットワーク２１に接続し、当該マッチングネットワーク２１に同軸ケーブル３を介して分配器２２に接続している。さらに、分配器２２により同軸ケーブル３の内導体を送信用アンテナの給電点４に接続し、且つ、同軸ケーブル３の外導体をグランドプレーン６の接地点５に接続している。また、ＲＦ内蔵広帯域シグナルアナライザー１８の測定制御を行うために、通信制御用ケーブル２０を介して測定制御用パーソナルコンピュータ（測定制御用ＰＣ）１９に接続している。
【００７６】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００７７】
１…金属製ワイヤー、２…ＡＭ放送信号源、３…給電ケーブル、４…給電点、５…接地点、６…グランドプレーン、７…室、８…評価領域、９…実像の送信用アンテナ、１０…鏡像の送信用アンテナ、１１…鏡像のＡＭ放送信号源、１２…フェライトタイル、１３…抵抗膜、１４…非金属製フレーム、１５…非金属製ロープ、１６…ウインチ（駆動装置）、１７…電波吸収体、１８…ＲＦ内蔵広帯域シグナルアナライザー、１９…測定制御用ＰＣ、２０…通信制御ケーブル、２１…マッチングネットワーク、２２…分配器、２３…車載アンテナ
【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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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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