(57)【要約】【課題】アンテナ性能を改善することができるアンテナ装置を提供する。【解決手段】アンテナ装置は、アンテナ１と、アンテナ１と反射物（フロントガラス３）との間に配置される樹脂材２とを備える。樹脂材２の各部における厚さ（または誘電率）は、アンテナ１の給電点４から当該樹脂材２の各部を通って反射物３までを結ぶ各直線の距離に応じて異なるように設定される。これによって、反射波の位相を容易に調整することができ、アンテナ性能を改善することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１アンテナと、
前記第１アンテナと反射物との間に配置される樹脂材とを備え、
前記樹脂材の各部における厚さおよび誘電率の少なくとも一方は、前記第１アンテナの給電点から当該樹脂材の各部を通って前記反射物までを結ぶ各直線の距離に応じて異なることを特徴とする、アンテナ装置。
【請求項２】
前記樹脂材の各部における厚さおよび誘電率の少なくとも一方は、前記第１アンテナからの直接波と、当該樹脂材の各部を通って前記反射物で反射した各反射波との位相差がそれぞれ−９０°から９０°の範囲となるように設定されることを特徴とする、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記樹脂材の各部における厚さおよび誘電率の少なくとも一方は、前記給電点から放射され当該樹脂材の各部を通って前記反射物で反射した各反射波の位相差が、前記樹脂材の各部における厚さおよび誘電率を一定とした場合における各反射波の位相差に比べて小さくなるように設定されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記樹脂材は、前記第１アンテナの給電点から前記反射物までを結ぶ直線の距離が短い経路上での厚さが、当該距離が長い経路上での厚さに比べて厚く設定されることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記樹脂材は、前記第１アンテナの給電点から前記反射物までを結ぶ直線の距離が短い経路上での誘電率が、当該距離が長い経路上での誘電率に比べて大きく設定されることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記第１アンテナと異なる第２アンテナと、
前記第１アンテナおよび前記第２アンテナを保持する保持部材とをさらに備える、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記第１アンテナと異なる第２アンテナと、
前記第１アンテナおよび前記第２アンテナを保持する保持部材とをさらに備え、
前記樹脂材の各部における厚さおよび誘電率の少なくとも一方は、前記第２アンテナの給電点から当該樹脂材の各部を通って前記反射物までを結ぶ各直線の距離に応じて異なることを特徴とする、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記樹脂材は、車両のインストルメントパネルであり、
前記アンテナは、前記インストルメントパネル内に設置されることを特徴とする、請求項１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、アンテナ装置に関し、より特定的には、車両等に搭載されるアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＥＴＣやＶＩＣＳ、ＧＰＳ等のシステムの普及に伴い、これらのシステムに用いるアンテナが車両に搭載されるようになっている。これらのアンテナは、車外からの電波を良好に受信すべく、車室内前方のインストルメントパネルの内部やその付近に設置されることが多い。
【０００３】
一方、アンテナの保護等の目的で、アンテナの周囲を覆うレドームを設けたアンテナ装置がある（例えば、特許文献１。）。レドームは、通常、厚さが均一の合成樹脂等で構成され、アンテナ素子の放射面側の全体を覆うように配置される。
【特許文献１】特開２００３−２７３６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両内においてアンテナが搭載される場合、アンテナから放射された電波がアンテナの周囲の物体で反射した反射波の影響により、アンテナの性能が悪化するおそれがある。例えば車両のインストルメントパネル付近にアンテナが設置される場合には、電波の周波数およびアンテナの設置位置等にもよるが、車両のフロントガラスやワイパーでの反射波がアンテナの性能に悪影響を与えるおそれがある。具体的には、アンテナからの直接波と反射波とで位相が逆相になると、アンテナの利得性能が低下してしまう。また、アンテナの給電点から反射物までの距離は放射方向によって異なるので、各方向からの反射波の位相はそれぞれ異なっている。そのため、各方向によってアンテナの利得にばらつきが生じるので、所望する指向特性を得ることができず、アンテナの性能が低下してしまう。なお、従来のレドームをアンテナの周囲に設けたとしても、従来のレドームは厚さが均一に構成されるので、各方向によって利得にばらつきが生じることを防止することはできない。つまり、従来のレドームを単に用いただけではアンテナ性能を向上することはできない。
【０００５】
それ故、本発明の目的は、アンテナ性能を改善することができるアンテナ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために、次の構成を採用した。すなわち、第１の発明は、第１アンテナと、第１アンテナと反射物との間に配置される樹脂材とを備えるアンテナ装置である。ここで、樹脂材の各部における厚さおよび誘電率の少なくとも一方は、第１アンテナの給電点から当該樹脂材の各部を通って反射物までを結ぶ各直線の距離に応じて異なる。
【０００７】
第２の発明においては、樹脂材の各部における厚さおよび誘電率の少なくとも一方は、第１アンテナからの直接波と、当該樹脂材の各部を通って反射物で反射した各反射波との位相差がそれぞれ−９０°から９０°の範囲となるように設定されてもよい。
【０００８】
第３の発明においては、樹脂材の各部における厚さおよび誘電率の少なくとも一方は、給電点から放射され当該樹脂材の各部を通って反射物で反射した各反射波の位相差が、樹脂材の各部における厚さおよび誘電率を一定とした場合における各反射波の位相差に比べて小さくなるように設定されてもよい。
【０００９】
第４の発明においては、樹脂材は、第１アンテナの給電点から反射物までを結ぶ直線の距離が短い経路上での厚さが、当該距離が長い経路上での厚さに比べて厚く設定されてもよい。
【００１０】
第５の発明においては、樹脂材は、第１アンテナの給電点から反射物までを結ぶ直線の距離が短い経路上での誘電率が、当該距離が長い経路上での誘電率に比べて大きく設定されてもよい。
【００１１】
第６の発明においては、第１アンテナと異なる第２アンテナと、第１アンテナおよび第２アンテナを保持する保持部材とをさらに備えていてもよい。
【００１２】
第７の発明においては、第１アンテナと異なる第２アンテナと、第１アンテナおよび第２アンテナを保持する保持部材とをさらに備えていてもよい。さらに、このとき、樹脂材の各部における厚さおよび誘電率の少なくとも一方は、第２アンテナの給電点から当該樹脂材の各部を通って反射物までを結ぶ各直線の距離に応じて異なる。
【００１３】
第８の発明においては、樹脂材は、車両のインストルメントパネルであってもよい。このとき、アンテナは、インストルメントパネル内に設置される。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明によれば、第１アンテナから放射されて反射物で反射した反射波の位相を、第１アンテナと反射物との距離に応じて、樹脂材によって任意に調整することができる。したがって、第１アンテナの利得性能を調整することによって、アンテナの性能の低下を抑制することが可能となる。
【００１５】
第２の発明によれば、直接波と反射波との位相差を−９０°から９０°の範囲に調整することによって、直接波と反射波とが逆相となることによってアンテナの利得が低下することを防止することができる。
【００１６】
第３の発明によれば、アンテナの利得が放射方向によって異なること、すなわち、アンテナの指向性に偏りが生じることを防止することができる。
【００１７】
第４の発明によれば、樹脂材の厚さに変化をつけることによって、反射波の位相を容易に調整することができる。また、アンテナから反射物までの距離が短いほど樹脂材の厚さを厚くすることによって、各方向からの反射波の位相差を、厚さが一定とした場合に比べて小さくすることができる。
【００１８】
第５の発明によれば、樹脂材の誘電率に変化をつけることによって、樹脂材の厚さを任意に設定しながら、反射波の位相を調整することができる。また、アンテナから反射物までの距離が短いほど誘電率を大きくすることによって、各方向からの反射波の位相差を、誘電率が一定とした場合に比べて小さくすることができる。
【００１９】
第６および第７の発明によれば、複数のアンテナを有する統合アンテナにも本発明を適用することができる。すなわち、従来の統合アンテナにおいては、全てのアンテナについて良好な特性を得ることが困難であったが、第６の発明によれば、アンテナ毎にアンテナの性能を調整することによって、全てのアンテナについて良好な特性を得ることができる。
【００２０】
第８の発明によれば、アンテナの搭載位置をインストルメントパネルの内部することで、樹脂材を車両のインストルメントパネルによって実現することができる。樹脂材を車両のインストルメントパネルによって実現することによって、専用の樹脂材を設けずに本発明の構成を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
以下、図１および図２を参照して、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置について説明する。図１は、第１の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図である。第１の実施形態において、アンテナ装置は車両に搭載されており、図１は、車両の側方から見た断面図である。
【００２２】
図１において、アンテナ装置は、アンテナ１および樹脂材２を備えている。ここでは、アンテナ装置は、アンテナ１の放射面側に存在する車両のフロントガラス３の付近に設置される。以下に説明する第１〜第５の実施形態では、フロントガラス３を反射物として想定した場合のアンテナ装置の構成について説明する。すなわち、アンテナ装置は、アンテナ１から放射された電波がフロントガラス３に反射することによる反射波の影響を低減させるものである。
【００２３】
アンテナ１は、上記樹脂材２であるインストルメントパネルの内部に設置される。アンテナ１は、本実施形態においては、ＥＴＣやＶＩＣＳやＧＰＳのアンテナのように、車外との間で電波を送受信するアンテナである。そのため、アンテナ１は、放射面が車両前方で、かつ、やや上方を向くように設置される。なお、他の実施形態においては、アンテナ１は、車両に搭載されるアンテナであればどのようなものであってもよく、上記ＥＴＣやＶＩＣＳやＧＰＳのアンテナの他、車内無線ＬＡＮに用いるアンテナであってもよい。また、アンテナ１は車室内のどこに設置されてもよい。なお、アンテナ素子の構成は、例えばパッチアンテナ等の平面アンテナの他、どのような構成であってもよい。
【００２４】
樹脂材２は、車両のインストルメントパネルである。つまり、第１の実施形態では、インストルメントパネルによって樹脂材２が実現される。樹脂材２は、アンテナ１と、反射物であるフロントガラス３との間に配置される。樹脂材２は、例えばＡＢＳ樹脂等によって構成される。なお、樹脂材２における反射の影響が小さくなるように、樹脂材２の誘電率は、反射物として想定する物体の誘電率よりも小さいことが好ましい。例えば、比誘電率が５〜７程度のガラスをフロントガラス３として用い、比誘電率が２．４〜３程度の樹脂材を用いるようにしてもよい。また、第１の実施形態においては、インストルメントパネル（樹脂材２）の誘電率は一定である。
【００２５】
図１に示すように、樹脂材２は、アンテナ１とフロントガラス３との間の各部において厚さが異なっている。具体的には、樹脂材２のある部分における厚さは、アンテナ１の給電点１ａから当該部分を通ってフロントガラス３までを結ぶ直線の距離に応じて設定される。より具体的には、樹脂材２の各部における厚さは、アンテナ１から放射される直接波とフロントガラス３からの反射波との位相が給電点１ａで同相に近くなるように設定される。以下、図２を参照して、樹脂材２の厚さを決定する方法の詳細を説明する。
【００２６】
図２は、樹脂材２の厚さを決定する方法を説明するための図である。図２は、図１に示す３つの経路Ａ〜Ｃ上を進行する電波の波形を示す図である。図１に示すように、経路Ａは、給電点１ａを通り、かつ、フロントガラス３に直交する直線の経路、すなわち、給電点１ａからフロントガラス３までの最短経路である。経路Ｂは、給電点１ａからフロントガラス３までの経路であって、上記経路Ａから角度θだけずれた方向を向く経路である。経路Ｃは、給電点１ａからフロントガラス３までの経路であって、上記経路Ａから角度θ’（＞θ）だけずれた方向を向く経路である。したがって、図１に示す３つの経路Ａ〜Ｃは、経路Ａ、経路Ｂ、経路Ｃの順に距離が長くなっている（図２参照）。なお、図２では、各経路Ａ〜Ｃにおける樹脂材２の領域（厚さ）の違いをわかりやすくする目的で、給電点から樹脂材までの長さが各経路Ａ〜Ｃで同じであるように記載しているが、図１に示すように、実際には同じである必要はない。
【００２７】
図２に示されるように、樹脂材２中においては電波の波長が空気中よりも短くなる。したがって、給電点１ａからフロントガラス３までの経路上において電波が樹脂材２中を通る領域の長さ（すなわち、樹脂材２の厚さ）を変化させることによって、給電点１ａからフロントガラス３までの間に含まれる波長の数を調整することができる。つまり、直接波のフロントガラス３の位置での位相、および、反射波の給電点１ａの位置での位相を調整することができる。
【００２８】
上述したように、樹脂材２の各部における厚さは、直接波と反射波との位相が給電点１ａで同相に近くなるように設定される。例えば、図２に示されるように、各経路Ａ〜Ｃ上における樹脂材２の厚さは、それぞれ、給電点１ａから反射物（フロントガラス３）までの長さが略４．５波長分の長さとなるように設定される。このとき、給電点１ａとフロントガラス３との間の往復の長さは９波長分の長さとなるので、直接波と反射波との位相は給電点１ａで同相となる。このように、給電点１ａからフロントガラス３までの経路上における樹脂材２の厚さを調整することによって、直接波と反射波との位相差を調整することができる。
【００２９】
ここで、各経路において給電点からフロントガラス３までの距離は一定ではないので、図２に示されるように、各経路上における樹脂材２の厚さはそれぞれ異なる厚さに設定される。具体的には、樹脂材２の各部における厚さは、上記距離が短いほど厚くなるように設定される。図１および図２の例では、経路Ａ上における樹脂材２の厚さｄ１、経路Ｂ上における樹脂材２の厚さｄ２、および、経路Ｃ上における樹脂材２の厚さｄ３は、ｄ１＞ｄ２＞ｄ３となるように設定される。なお、上記においては、３つの経路Ａ〜Ｃ上における樹脂材２の厚さについてのみ述べたが、フロントガラス３で反射した反射波は、各経路Ａ〜Ｃだけでなく、アンテナ１から電波が放射される各方向から給電点１ａに戻ってくるので、他の部分についても厚さを設定する必要がある。なお、他の部分の厚さについても厚さｄ１〜ｄ３と同様に、給電点４からフロントガラス３までの距離に応じて設定することができる。
【００３０】
なお、樹脂材２の厚さは、直接波と反射波との位相が同相に近くなればよく、フロントガラス３から給電点１ａまでの間に含まれる波長の数は一定でなくてもよい。例えば、図２では、各経路Ａ〜Ｃはそれぞれ４．５波長分の長さであるとしたが、いずれかの経路は５．５波長分の長さとなるように厚さが設定されてもよい。
【００３１】
また、図２では直接波と反射波とが同相となる場合を示したが、樹脂材２の厚さは、反射波による直接波の減衰量が所定量（例えば、１〜３ｄＢ程度）よりも小さくなるように設定されればよい。例えば、樹脂材２の厚さは、直接波と反射波との位相差が−９０°〜９０°の範囲となるように設定されてもよい。
【００３２】
また、樹脂材２の各部における厚さは、フロントガラス３の各部で反射した各反射波の位相差が給電点１ａにおいてできるだけ小さくなるように設定されることが好ましい。各反射波の位相差が小さい場合には、各方向におけるアンテナ１の利得が均一な値となるので、各方向に均一な利得性能を得ることができるからである。
【００３３】
また、図１は、車両の側方から見た断面を示すものであり、この断面について樹脂材２の厚さが給電点１ａからフロントガラス３までの距離に応じて異なる様子を示しているが、実際には、図１に示す奥行き方向に関しても、樹脂材２の厚さが上記距離に応じて変化するように構成される。
【００３４】
以上のように樹脂材２を構成することによって、アンテナ装置は次のような効果を奏する。すなわち、アンテナ１の給電点１ａから反射物（フロントガラス３）までの距離に応じて樹脂材２の厚さが異なるように構成することによって、各方向からの反射波について、アンテナ１からの直接波と同相となるように調整することができる。これによって、反射波によってアンテナ１の利得性能が低下することを抑制することができる。また、アンテナ１の給電点１ａから反射物までの距離に応じて樹脂材２の厚さが異なるように構成することによって、各方向からの反射波の位相差が小さくなるように調整することができる。これによって、アンテナの利得性能を各方向に関して均一にすることができる。
【００３５】
具体的に、アンテナ１が５．８ＧＨｚ帯の電波を送受信するためのＥＴＣアンテナであり、インストルメントパネルの内部に設置される場合を想定する。この場合、アンテナ１から数十ｃｍの距離、すなわち、約５．８ＧＨｚの電波の数波長分の距離にフロントガラス３が位置することとなる。このとき、フロントガラス３で反射する反射波がアンテナ１の利得に悪影響を及ぼすおそれがある。しかし、第１の実施形態においては、アンテナ１からフロントガラス３までの距離に応じて樹脂材２の厚さを設定することによって、上記反射波に起因してアンテナ１の性能が低下することを防止することができる。
【００３６】
（第２の実施形態）
次に、図３を参照して、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置について説明する。上述の第１の実施形態では、反射波の位相を調整するための樹脂材は、車両のインストルメントパネルの一部によって実現された。これに対して、第２の実施形態では、アンテナの周囲を覆うレドームによって上記樹脂材を実現する。以下、第１の実施形態との相違点を中心に第２の実施形態の詳細を説明する。
【００３７】
図３は、第２の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図である。第１の実施形態と同様、第２の実施形態に係るアンテナ装置は車両に搭載されており、図３は車両の側方から見た断面図である。なお、図３において、図１に示す構成要素と同じ構成要素には図１と同じ参照符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００３８】
図３において、アンテナ装置は、アンテナ１および樹脂材６を備えている。第２の実施形態では、樹脂材６はレドームである。レドームは、アンテナ１を保持し、アンテナ１の周囲を覆う部材である。第２の実施形態では、レドーム（およびその内部のアンテナ１）は車両のインストルメントパネル５の内部に設置される。なお、第２の実施形態では、インストルメントパネル５は厚さが均一に構成される。樹脂材６（レドーム）は、第１の実施形態における樹脂材２と同様の材質で構成することができる。
【００３９】
図３に示されるように、樹脂材６は、アンテナ１とフロントガラス３との間の各部において厚さが異なっている。具体的には、樹脂材６のある部分における厚さは、アンテナ１の給電点１ａから当該部分を通ってフロントガラス３までを結ぶ直線の距離に応じて設定される。樹脂材６の厚さを決定する方法は、第１の実施形態と同様である。すなわち、樹脂材６の各部における厚さは、アンテナ１からの直接波とフロントガラス３からの反射波との位相が給電点１ａで同相に近くなるように（例えば、−９０°〜９０°の範囲となるように）設定される（図３参照）。
【００４０】
なお、第２の実施形態では、給電点１ａとフロントガラス３との間に樹脂材６およびインストルメントパネル５が配置される。したがって、他の実施形態では、上記距離に加えて、フロントガラス３における反射波の給電点１ａでの位相がインストルメントパネル５の影響によってずれることを考慮して樹脂材６の厚さを決定してもよい。また、インストルメントパネル５の影響による位相ずれが無視できる程度である場合には、上記距離のみを考慮して樹脂材６の厚さを決定するようにしてもよい。
【００４１】
また、第２の実施形態においては、レドームの厚さによって反射波の位相を調整することとしたが、他の実施形態においては、レドームの厚さとインストルメントパネル５の厚さとの両方によって反射波の位相を調整するようにしてもよい。すなわち、他の実施形態においては、図３に示すアンテナ装置において、インストルメントパネル５の厚さをアンテナ１とフロントガラス３との距離に応じて設定するようにしてもよい。
【００４２】
以上のように、第２の実施形態によれば、樹脂材６の厚さによって反射波の位相を調整することによって、第１の実施形態と同様、反射波によってアンテナ１の利得性能が低下することを抑制することができるとともに、アンテナの利得性能を各方向に関して均一にすることができる。さらに、第２の実施形態によれば、反射波の位相を調整するための手段として機能する樹脂材をレドームの一部として構成するので、車両のインストルメントパネルを加工する必要がない。したがって、当該樹脂材を車両のインストルメントパネルによって実現する場合に比べて製造が容易になる。
【００４３】
（第３の実施形態）
次に、図４〜図７を参照して、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置について説明する。上述の第１および第２の実施形態では、樹脂材の厚さに変化をつけることによって反射物からの反射波の位相を調整する構成であった。これに対して、第３の実施形態では、樹脂材の誘電率に変化をつけることによって反射波の位相を調整する。以下、第２の実施形態との相違点を中心に第３の実施形態の詳細を説明する。
【００４４】
図４は、第３の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図である。第１の実施形態と同様、第３の実施形態に係るアンテナ装置は車両に搭載されており、図４は車両の側方から見た断面図である。なお、図４において、図３に示す構成要素と同じ構成要素には図３と同じ参照符号を付し、詳細な説明を省略する。図４に示す構成は、樹脂材８以外の構成については図３に示す構成と同じである。
【００４５】
図４において、アンテナ装置は、アンテナ１および樹脂材８を備えている。第３の実施形態においては、樹脂材８はレドームである。レドームは、アンテナ１を保持し、アンテナ１の周囲を覆う部材である。第３の実施形態では、レドーム（およびその内部のアンテナ１）は車両のインストルメントパネル５の内部に設置される。樹脂材８（レドーム）は、第１の実施形態における樹脂材２と同様の材質で構成することができる。
【００４６】
第３の実施形態においては、樹脂材８は、その各部における誘電率が異なっている。具体的には、樹脂材８のある部分における誘電率は、アンテナ１の給電点１ａから当該部分を通ってフロントガラス３までを結ぶ直線の距離に応じて設定される。より具体的には、樹脂材８の各部における誘電率は、アンテナ１からの直接波とフロントガラス３からの反射波との位相が給電点１ａで同相に近くなるように設定される。なお、第３の実施形態においては、樹脂材８の厚さは略一定である。以下、図５〜図７を参照して、樹脂材８の各部の誘電率を決定する方法の詳細を説明する。
【００４７】
図５は、樹脂材８の各部における誘電率を決定する方法を説明するための図である。図５は、図４に示す３つの経路Ａ〜Ｃ上を進行する電波の波形を示す図である。図４に示す各経路Ａ〜Ｃは、図１に示す各経路Ａ〜Ｃと同様であり、経路Ａ、経路Ｂ、経路Ｃの順に距離が長くなっている。なお、実際には、アンテナからの方向が異なるので、各経路Ａ〜Ｃにおける樹脂材の厚さは完全に同一というわけではないが、図５では厚さは同一であるとして記載している。また、図５では、給電点から樹脂材までの長さが各経路Ａ〜Ｃで同じであるように記載しているが、実際には同じである必要はない。
【００４８】
図５に示されるように、樹脂材８中においては電波の波長が空気中よりも短くなる。また、樹脂材８中の電波の波長は樹脂材８の誘電率に応じて変化する。したがって、樹脂材８の誘電率を調整することによって、給電点１ａからフロントガラス３までの間に含まれる波長の数を調整することができる。つまり、直接波のフロントガラス３の位置での位相、および、反射波の給電点１ａの位置での位相を調整することができる。
【００４９】
上述したように、樹脂材２の各部における誘電率は、直接波と反射波との位相が給電点１ａで同相に近くなるように（例えば、−９０°〜９０°の範囲となるように）設定される。例えば、図５に示されるように、各経路Ａ〜Ｃ上における樹脂材８の誘電率ε１〜ε３は、それぞれ、給電点１ａから反射物（フロントガラス３）までの長さが略４．５波長分の長さとなるように設定される。このとき、給電点１ａとフロントガラス３との間の往復の長さは９波長分の長さとなるので、直接波と反射波との位相は給電点１ａで同相となる。このように、給電点１ａからフロントガラス３までの経路上における樹脂材８の誘電率を調整することによって、樹脂材８の厚さを調整する場合と同様、直接波と反射波との位相差を調整することができる。
【００５０】
また、各経路において給電点からフロントガラス３までの距離は一定ではないので、図５に示されるように、各経路上における樹脂材８の誘電率はそれぞれ異なる値となる。具体的には、樹脂材８の各部における誘電率は、上記距離が短いほど大きくなるように設定される。図５の例では、経路Ａ上における樹脂材８の誘電率ε１、経路Ｂ上における樹脂材８の誘電率ε２、および、経路Ｃ上における樹脂材８の誘電率ε３は、ε１＞ε２＞ε３となるように設定される。
【００５１】
第３の実施形態においては、上記距離に応じて樹脂材８の誘電率を設定すべく、樹脂材８は、図６および図７に示す構成を採用する。図６は、図４に示すレドームの斜視図である。図７は、図４に示す樹脂材８付近の拡大図である。図６および図７に示すように、樹脂材８は、誘電率が異なる３つの部材８１〜８３を有する。略円形形状の第１部材８１は、誘電率の値がε１である。環状の第２部材８２は、誘電率の値がε２である。第３部材８３は、誘電率の値がε３である。また、第１部材８１は、経路Ａが第１部材８１を通るように配置される。第２部材８２は、経路Ｂが第２部材８２を通るように第１部材８１の周囲に配置される。第３部材８３は、経路Ｃが第３部材８３を通るように第２部材８２の周囲に配置される。図６および図７に示す構成によって、各経路Ａ〜Ｃを進行する電波の波形を図５に示すような波形とすることができる。
【００５２】
なお、本実施形態では、誘電率が異なる３つの部材８１〜８３によって樹脂材８を構成したが、他の実施形態では、誘電率が異なる２つ以上の部材によって樹脂材８を構成すればよい。これによって、各部における誘電率が異なる樹脂材を容易に製造することができる。また、本実施形態では樹脂材８の各部における誘電率が段階的に変化するように樹脂材８を構成したが、他の実施形態では、樹脂材８の各部における誘電率が連続的に変化するように構成してもよい。これによって、樹脂材の各部における誘電率をより精密に設定することができるので、直接波と反射波との位相差をより精密に調整することができる。
【００５３】
また、第３の実施形態においても第１および第２の実施形態と同様、フロントガラス３の各部で反射した各反射波の位相差が給電点１ａにおいてできるだけ小さくなることが好ましい。つまり、第３の実施形態においては、当該位相差ができるだけ小さくなるように各部材８１〜８３の誘電率を設定することが好ましい。
【００５４】
以上のように、第３の実施形態によれば、樹脂材６の誘電率に変化をつけることによって、樹脂材の厚さに変化をつける場合と同様、反射波の位相を調整することができる。したがって、第１の実施形態と同様、反射波によってアンテナ１の利得性能が低下することを抑制することができるとともに、アンテナの利得性能を各方向に関して均一にすることができる。さらに、第３の実施形態によれば、レドーム（樹脂材）の厚さの制限が第１および第２の実施形態に比べて緩いので、樹脂材の外形形状を任意の形状にすることができる。そのため、レドーム形状に関して美観を損なうことなく、また、レドームの大きさや形状に関しても第２の実施形態に比べて自由度が増す。
【００５５】
なお、第３の実施形態においては、誘電率に変化をつけた樹脂材をレドームの一部として実現する構成であったが、他の実施形態においては、当該樹脂材をインストルメントパネルの一部として実現する構成としてもよい。すなわち、車両のインストルメントパネルを樹脂材で構成し、インストルメントパネルの誘電率に変化をつけるようにしてもよい。
【００５６】
（第４の実施形態）
次に、図８を参照して、本発明の第４の実施形態に係るアンテナ装置について説明する。上記第１〜第３の実施形態に係るアンテナ装置は、１つのアンテナを有する構成であった。これに対して、第４の実施形態に係るアンテナ装置は、２つ以上のアンテナを含む統合アンテナ装置である。以下、第２の実施形態との相違点を中心に第４の実施形態の詳細を説明する。
【００５７】
図８は、第４の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図である。第１の実施形態と同様、第４の実施形態に係るアンテナ装置は車両に搭載されており、図８は車両の側方から見た断面図である。なお、図８において、図３に示す構成要素と同じ構成要素には図３と同じ参照符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００５８】
図８において、アンテナ装置は、第１アンテナ１、第２アンテナ１１、および樹脂材１２を備えている。第１アンテナ１は、図１等に示すアンテナ１と同じものである。第４の実施形態では、第２アンテナ１１と区別する目的で、アンテナ１を第１アンテナ１と記載する。第２アンテナ１１は、第１アンテナ１と同様、ＥＴＣやＶＩＣＳやＧＰＳのアンテナのように、車外との間で電波を送受信するアンテナである。ここで、第２アンテナ１１は、第１アンテナ１の周波数とは異なる周波数の電波を送受信するためのものである。例えば、５．８ＧＨｚの周波数帯の電波を送受信するためのＥＴＣのアンテナを第１アンテナ１として用い、２．４ＧＨｚの周波数帯の電波を送受信するためのＶＩＣＳのアンテナとして、統合アンテナ装置を実現してもよい。
【００５９】
第４の実施形態においては、樹脂材１２はレドームである。レドームは、各アンテナ１および１１を保持し、当該各アンテナ１および１１の周囲を覆うように設置される。なお、レドーム（およびその内部の各アンテナ１および１１）は、第２の実施形態のレドームと同様、車両のインストルメントパネルの内部に設置される。樹脂材１２（レドーム）は、第１の実施形態における樹脂材２と同様の材質で構成することができる。また、第４の実施形態においては、レドーム（樹脂材１２）の誘電率は一定である。
【００６０】
図８に示されるように、レドームの各部のうち、第１アンテナ１とフロントガラス３との間の部分は、厚さが一定とされる。つまり、第４の実施形態においては、第１アンテナ１に関しては、反射波の位相を調整するための位相調整部材を設けない構成とする。換言すれば、第４の実施形態においては、第１アンテナ１は、樹脂材の厚さ（または誘電率）に変化をつけなくても、直接波と反射波との位相が同相に近くなる位置に配置されているものとする。
【００６１】
複数のアンテナを含む統合アンテナ装置を車両に搭載する場合、１つのアンテナについて、アンテナの性能が良好となる位置（すなわち、直接波と反射波との位相が同相に近くなる位置）に配置することができたとしても、当該アンテナとは異なる周波数帯の別のアンテナについて、当該別のアンテナの性能が良好となる位置に配置することは非常に難しい。例えば、図８の例で言えば、第１アンテナ１の性能が良好となる位置にレドームを配置したとしても、その位置が第２アンテナ１１の性能が良好となる位置ではない。このような場合であっても、本発明を適用することによって、複数のアンテナのそれぞれについて、直接波と反射波との位相が同相に近くなるように調整することができる。
【００６２】
具体的には、第４の実施形態においては、レドームの各部のうち、第２アンテナ１１とフロントガラス３との間の各部において、その厚さが異なるように構成される（図８参照）。当該各部における厚さは、上記第１および第２の実施形態と同様、第２アンテナ１１の給電点１１ａからフロントガラス３までの距離に応じて設定される。すなわち、樹脂材１２の各部における厚さは、第２アンテナ１１からの直接波とフロントガラス３からの反射波との位相が給電点１１ａで同相に近くなるように（換言すれば、上記距離が短いほど厚くなるように）設定される。なお、第４の実施形態においても第２の実施形態と同様、上記距離に加えて、フロントガラス３における反射波の給電点１１ａでの位相がインストルメントパネル５の影響によってずれることを考慮して樹脂材１２の厚さを決定してもよい。
【００６３】
以上のように、第４の実施形態によれば、樹脂材１２の厚さによって反射波の位相を調整することによって、第１の実施形態と同様、反射波によって第２アンテナ１１の利得性能が低下することを抑制することができるとともに、第２アンテナ１１の利得性能を各方向に関して均一にすることができる。つまり、複数のアンテナを有する統合アンテナ装置においても本発明を適用することが可能である。
【００６４】
（第５の実施形態）
次に、図９を参照して、本発明の第５の実施形態に係るアンテナ装置について説明する。第５の実施形態に係るアンテナ装置は、第４の実施形態と同様、２つ以上のアンテナを含む統合アンテナ装置である。ここで、第５の実施形態においては、樹脂材の厚さを調整することによる反射波の位相の調整を各アンテナについて行う。以下、第４の実施形態との相違点を中心に第５の実施形態の詳細を説明する。
【００６５】
図９は、第５の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図である。第１の実施形態と同様、第５の実施形態に係るアンテナ装置は車両に搭載されており、図９は車両の側方から見た断面図である。なお、図９において、図８に示す構成要素と同じ構成要素には図８と同じ参照符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００６６】
図９において、アンテナ装置は、第１アンテナ１、第２アンテナ１１、および樹脂材１５を備えている。第１アンテナ１および第２アンテナ１１は第４の実施形態と同じであるが、第５の実施形態においては、第１アンテナ１および第２アンテナ１１を互いに同じ周波数を送受信するためのアンテナによって構成してもよい。つまり、第１アンテナ１および第２アンテナ１１がダイバーシティアンテナを構成するものであってもよい。
【００６７】
また、第５の実施形態において、樹脂材１５は、第４の実施形態と同様のレドームである。なお、レドーム（およびその内部の各アンテナ１および１１）は、第４の実施形態のレドームと同様、車両のインストルメントパネルの内部に設置される。樹脂材１５（レドーム）は、第１の実施形態における樹脂材２と同様の材質で構成することができる。また、第５の実施形態においては、レドーム（樹脂材１５）の誘電率は一定である。
【００６８】
図９に示されるように、レドームの各部のうちで第２アンテナ１１とフロントガラス３との間の部分は、上記第４の実施形態と同様、給電点１１ａからフロントガラス３までの距離に応じて厚さが設定される。さらに、第５の実施形態においては、上記第２の実施形態と同様、レドームの各部のうちで第１アンテナ１とフロントガラス３との間の部分の厚さは、第１アンテナの給電点１ａからフロントガラス３までの距離に応じて設定される。
【００６９】
以上の構成によって、第５の実施形態によれば、第１アンテナ１および第２アンテナ１１の両方について、反射波の位相をそれぞれ調整することができる。したがって、反射波によって各アンテナ１および１１の利得性能が低下することを抑制することができるとともに、各アンテナ１および１１の利得性能を各方向に関して均一にすることができる。つまり、統合アンテナ装置に含まれる各アンテナについてそれぞれ所望の性能が得られるように調整することができる。
【００７０】
なお、上記第４および第５の実施形態においては、樹脂材の厚さによって反射波の位相を調整することとしたが、統合アンテナ装置についても第３の実施形態のように、樹脂材の誘電率によって反射波の位相を調整するようにしてもよい。
【００７１】
また、上記第１、第２、第４および第５の実施形態において、樹脂材を構成するインストルメントパネルまたはレドームの全部分について、直接波と反射波との位相が同相に近くなるように厚さを設定する必要はなく、所定の部分についてのみ厚さの調整を行えばよい。つまり、アンテナに対して所定の方向に存在する部分についてのみ、アンテナと反射物との距離に応じて厚さを設定すればよい。ここで、所定の方向とは、アンテナから電波が放射される方向であって、アンテナの利得を調整する必要がある方向である。例えば図１を例にとって説明すれば、インストルメントパネルの厚さは、例えば経路Ｂから経路Ｃまでの間の部分については上記距離に応じて設定し、他の部分については厚さを一定としてもよい。また、上記と同様、第３の実施形態においては、樹脂材を構成するレドームの全部分について、直接波と反射波との位相が同相に近くなるように誘電率を設定する必要はなく、所定の部分についてのみ誘電率の調整を行えばよい。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上のように、本発明は、例えば、車両に搭載するためのアンテナ装置（統合アンテナ装置）等として利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】第１の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図
【図２】樹脂材２の厚さを決定する方法を説明するための図
【図３】第２の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図
【図４】第３の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図
【図５】樹脂材８の各部における誘電率を決定する方法を説明するための図
【図６】図４に示すレドームの斜視図
【図７】図４に示す樹脂材８付近の拡大図
【図８】第４の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図
【図９】第５の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図
【符号の説明】
【００７４】
１，１１  アンテナ
２  樹脂材（インストルメントパネル）
３  フロントガラス
５  インストルメントパネル
６，８，１２，１５  樹脂材（レドーム）
【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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