(57)【要約】【課題】構成素子のばらつきによる回路特性への影響を小さくする。【解決手段】第２のキャパシタ素子１７ｃ，１７ｄとインダクタ素子１７ｇから構成され、信号合成回路１５内の所定の高い周波数帯域の電波信号を通過させるＶＩＣＳ用ハイパスフィルタ１７に、第３のキャパシタ素子であるコンデンサ１７ｊを付加することにより、ＧＰＳアンテナエレメントで受信された低い周波数帯域の電波信号をトラップするトラップ回路を構成して、アイソレーションを取り易くするとともに、トラップ回路の構成素子の定数を大きく設定することで、構成素子のばらつきによる回路特性への影響を小さくする。【選択図】　　　図２
2004023306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナエレメントから受信された少なくとも２つの周波数帯域の電波信号を合成する合成手段を有し、該合成された電波信号を１本の伝送線を介して受信器に伝送する信号合成回路において、
前記アンテナエレメントのうち、一方のアンテナエレメントと合成手段との間に接続される少なくとも１つの第１のインダクタ素子と、一端が該第１のインダクタ素子に接続されて他端がグランド接地される少なくとも１つの第１のキャパシタ素子とを有し、所定の低い周波数帯域の電波信号を通過させる第１の通過手段と、
前記アンテナエレメントのうち、他方のアンテナエレメントと合成手段との間に接続される少なくとも１つの第２のキャパシタ素子と、一端が該第２のキャパシタ素子に接続されて他端がグランド接地される少なくとも１つの第２のインダクタ素子と、該第２のインダクタ素子とグランド間に接続される第３のキャパシタ素子とを有し、前記低い周波数帯域の電波信号をトラップして、所定の高い周波数帯域の電波信号を通過させる第２の通過手段とを備えたことを特徴とする信号合成回路。
【請求項２】
複数のアンテナエレメントから受信された少なくとも２つの周波数帯域の電波信号を合成する合成手段を有し、該合成された電波信号を１本の伝送線を介して受信器に伝送する信号合成回路において、
前記アンテナエレメントのうち、一方のアンテナエレメントと合成手段との間に接続される少なくとも１つの第１のインダクタ素子と、一端が該第１のインダクタ素子に接続されて他端がグランド接地される少なくとも１つの第１のキャパシタ素子とを有し、所定の低い周波数帯域の電波信号を通過させる第１の通過手段と、
前記アンテナエレメントのうち、他方のアンテナエレメントと合成手段との間に接続される少なくとも１つの第２のキャパシタ素子と、一端が該第２のキャパシタ素子に接続されて他端がグランド接地される少なくとも１つの第２のインダクタ素子と、該第２のキャパシタ素子と第２のインダクタ素子間に接続される第３のキャパシタ素子とを有し、前記低い周波数帯域の電波信号をトラップして、所定の高い周波数帯域の電波信号を通過させる第２の通過手段とを備えたことを特徴とする信号合成回路。
【請求項３】
前記一方のアンテナエレメントは、ＧＰＳ用のアンテナエレメントからなり、前記第１の通過手段は、前記ＧＰＳ用の電波信号を通過させ、前記他方のアンテナエレメントは、ＶＩＣＳ用のアンテナエレメントからなり、前記第２の通過手段は、前記ＶＩＣＳ用の電波信号を通過させることを特徴とする請求項１または２に記載の信号合成回路。
【請求項４】
前記第２の通過手段における各キャパシタ素子の容量Ｃが０．８［ｐＦ］≦Ｃ［ｐＦ］≦１０［ｐＦ］で、前記第２のインダクタ素子の容量Ｌが０．８［ｎＨ］≦Ｌ［ｎＨ］≦１０［ｎＨ］で、かつ該容量Ｃ［ｐＦ］×Ｌ［ｎＨ］≦１２からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の信号合成回路。
【請求項５】
複数のアンテナエレメントから受信された少なくとも２つの周波数帯域の電波信号を合成する合成手段を有し、該合成された電波信号を１本の伝送線を介して受信器に伝送する信号合成回路において、
少なくとも１つずつの第１のインダクタ素子と第１のキャパシタ素子とを有し、一方のアンテナエレメントと合成手段との間に接続されるローパスフィルタと、
少なくとも１つずつの第２のキャパシタ素子と第２のインダクタ素子とを有し、他方のアンテナエレメントと合成手段との間に接続されるハイパスフィルタとを備え、
該ハイパスフィルタにおける前記第２のキャパシタ素子の容量Ｃが、０．８［ｐＦ］≦Ｃ［ｐＦ］≦１０［ｐＦ］で、前記第２のインダクタ素子の容量Ｌが、０．８［ｎＨ］≦Ｌ［ｎＨ］≦１０［ｎＨ］で、かつＣ［ｐＦ］×Ｌ［ｎＨ］≦１２からなることを特徴とする信号合成回路。
【請求項６】
前記ハイパスフィルタは、前記第２のインダクタ素子と接続される第３のキャパシタ素子をさらに有し、当該第３のキャパシタ素子の容量Ｃは、０．８［ｐＦ］≦Ｃ［ｐＦ］≦１０［ｐＦ］で、かつ前記第２のインダクタ素子の容量Ｌとの関係が前記Ｃ［ｐＦ］×Ｌ［ｎＨ］≦１２からなることを特徴とする請求項５に記載の信号合成回路。
【請求項７】
前記ローパスフィルタは、ＧＰＳ用の電波信号を通過させ、前記ハイパスフィルタは、ＶＩＣＳ用の電波信号を通過させることを特徴とする請求項５または６に記載の信号合成回路。
【請求項８】
少なくとも２つの周波数帯域の電波信号を受信する複数のアンテナエレメントを備え、該受信した電波信号を該当する周波数帯域の受信器に伝送するアンテナ装置において、
前記受信された複数の周波数帯域の電波信号を合成する請求項１〜７のいずれか１つに記載の信号合成回路と、
前記合成された電波信号が伝送される１本の伝送線と、
前記伝送された電波信号を分配する信号分配回路とを備え、該分配された電波信号を前記該当する受信器に伝送することを特徴とする信号合成回路を用いたアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、異なる複数の周波数帯域からなる電波信号を合成する信号合成回路およびこの回路を用いたアンテナ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のアンテナ装置は、ＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｏｌｌ　Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）、携帯／自動車電話のシステムに用いられるものがある。このアンテナ装置の中には、例えばカーナビゲーション用の衛星から自動車の位置などの情報を得るためのＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）と、地上の交通情報を得るためのＶＩＣＳ（Ｖｅｈｉｃｌｅ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ）などを用いて、異なる周波数帯域の電波信号を受信するものがあった。
【０００３】
このようなアンテナ装置１は、図７１に示すように、ＧＰＳアンテナ部１０と、ＶＩＣＳアンテナ部２０と、ＶＩＣＳ光投受光部３０から構成され、これらアンテナ部１０，２０がそれぞれ同軸ケーブル３１，３２を介して受信器側ユニット４０内の各受信機４１，４２と接続されている。なお、以下の図において、図７１と同様の構成部分に関しては、説明の都合上、同一符号を付記するものとする。
【０００４】
このＧＰＳアンテナ部１０は、周波数が１５７５ＭＨｚの円偏波された電波信号（以下、「１．５ＧＨｚ帯の電波信号」という）を取り込むＧＰＳ用アンテナエレメント１１と、このＧＰＳ用アンテナエレメント１１と接続される第１の増幅器１２と、１．５ＧＨｚ帯の信号を通過させるフィルタ１３と、この同軸ケーブル３１と接続される第２の増幅器１４とから構成されている。
【０００５】
また、ＶＩＣＳアンテナ部２０は、周波数２４９９ＭＨｚの直接偏波された電波信号（以下、「２．５ＧＨｚ帯の電波信号」という）を取り込むＶＩＣＳ用アンテナエレメント２１から構成されている。このＶＩＣＳアンテナ部２０で受信された車両情報などの電波信号は、ＶＩＣＳ受信機４２を介して光投受光部３０に出力され、この光投受光部３０から光信号として、例えば図示しない道路側光送受信装置へ信号伝送される。
【０００６】
受信器側ユニット４０は、同軸ケーブル３１と接続されるＧＰＳ用受信機４１と、同軸ケーブル３２と接続されるＶＩＣＳ用受信機４２と、これら受信機４１，４２から入力する各信号の信号処理を行う信号処理装置４３と、方位などのジャイロ情報を出力するジャイロセンサ４４と、ディスプレイ装置４５と、地図などの図面情報を読み取る図面情報読取装置４６と、情報の入出力を行う入出力装置４７とから構成されている。
【０００７】
受信機側ユニット４０では、これら受信機４１，４２で各アンテナ部１０，２０から入力する信号を受信し、信号処理装置４３で入力する信号やジャイロ情報のディジタル処理や信号レベル処理などの信号処理を行って入出力装置４７を介して出力させ、または／および信号処理された位置情報や図面情報などをディスプレイ装置４５に表示させている。
【０００８】
ところが、近年では、自動車の軽量化、低コスト化の要望が高まり、これに伴って高価な同軸ケーブルなどのワイヤハーネスの省線化が図られている。そこで、図７２に示すように、アンテナ装置１に信号合成回路１５を設け、ＧＰＳ用アンテナエレメント１１で受信された電波信号とＶＩＣＳ用アンテナエレメント２１で受信された電波信号を合成して、１本の同軸ケーブル３３を介して受信器側ユニット４０にこの合成信号を送出するものが案出されている。
【０００９】
この受信器側ユニット４０には、同軸ケーブルに接続された信号分配回路４８が設けられており、この信号分配回路４８、ＧＰＳアンテナ部およびＶＩＣＳアンテナ部は、総合アンテナ部１ａとしてユニット構成になっている。この同軸ケーブル３３から入力される合成信号は、信号分配回路４８によってＧＰＳ用の信号とＶＩＣＳ用の信号に別けられる。そして、ＧＰＳ用信号は、ＧＰＳ受信機４１に、またＶＩＣＳ用信号は、ＶＩＣＳ受信機４２にそれぞれ分配されている。
【００１０】
また、この信号合成回路１５は、図７３に示すように、ＧＰＳ用のアンテナエレメント１１に接続されるローパスフィルタ（またはバンドパスフィルタ）１６と、ＶＩＣＳ用のアンテナエレメント２１に接続されるハイパスフィルタ（またはバンドパスフィルタ）１７と、このローパスフィルタ１６とハイパスフィルタ１７との整合を取って結合するＴ型結合線路１８とから構成されている。
【００１１】
ローパスフィルタ１６は、ＧＰＳ用のアンテナエレメント１１に直列に接続される複数（この従来例では２つ）のインダクタ素子１６ｂ，１６ｃと、一端がこれらインダクタ素子１６ｂ，１６ｃ間に接続され、他端がグランド接地されるキャパシタ素子１６ｄとから構成されている。また、ハイパスフィルタ１７は、ＶＩＣＳ用のアンテナエレメント２１に直列に接続される複数（この従来例では２つ）のキャパシタ素子１７ｃ，１７ｄと、一端がこれらキャパシタ素子１７ｃ，１７ｄ間に接続され、他端がグランド接地されるインダクタ素子１７ｇとから構成されている。
【００１２】
この信号合成回路１５は、ＧＰＳアンテナ部とＶＩＣＳアンテナ部とでダイプレクサを構成している。このような構成においては、ある値以上の減衰をＧＰＳアンテナ部に与えないと、回路が発振してしまったり、ゴーストが発生するという問題が発生する。したがって、この構成における構成条件としては、ＧＰＳアンテナ部−受信器側ユニット（以下、「ＧＰＳ−ＣＯＭ」という）系の挿入損失が１ｄＢ以下、アイソレーション１０〜２０ｄＢ以上（アンテナ間アイソレーションに影響するため）で、またＶＩＣＳアンテナ部−受信器側ユニット（以下、「ＶＩＣＳ−ＣＯＭ」という）系の挿入損失が２ｄＢ以下、アイソレーション２０〜６０ｄＢ以上（この数値はＧＰＳアンテナとＶＩＣＳアンテナのアイソレーションによって決まる）で、さらに各ポート１６ｆ，１７ｈ，１９ｂのＶＳＷＲ（電圧定在波比）が２以下などが主に要求されていた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、例えば信号合成回路１５は、上記のように構成される場合、この回路の特性値が大きくばらついてしまうという問題点があった。この原因は、信号合成回路１５を構成するＶＩＣＳ用のハイパスフィルタ１７に着目すると、ＶＩＣＳ用の周波数２．５ＧＨｚ帯を通過させ、かつＧＰＳ用の周波数１．５ＧＨｚ帯を抑圧するように構成する回路に使うチップ部品の定数が設計上小さくなるので、このチップ部品自体の持つばらつきによる各部品の定数に与える影響が大きくなり、信号合成回路の回路特性に与える影響が大きくなるという問題点があった。
【００１４】
この信号合成回路特性のばらつきの問題を、ばらつきの一例として正規分布によるばらつきとして図８９を用いて説明する。図において、縦軸は、度数、横軸は、信号合成回路特性の測定値である。線Ｃは、測定値の平均値、線Ｂ，Ｄは、分布αの３σの領域であり、線Ａ，Ｅは分布βの３σの領域である。この分布αは、設計上求められる望ましい分布であるが、従来部品表から選択された素子で回路を実装すると、分布が分布βのように広がり、より高い保証値が得られない。
【００１５】
ここで、この発明の発明者らは、この信号合成回路において、例えばＧＰＳ−ＣＯＭ系の挿入損失が１ｄＢ以下、アイソレーション１５ｄＢ以上で、ＶＩＣＳ−ＣＯＭ系の挿入損失２ｄＢ以下、アイソレーション２０ｄＢ以上、各ポートのＶＳＷＲが２以下が要求される場合の各チップ部品（インダクタ素子とキャパシタ素子）の定数を、図７３に示すように設定した回路構成とし、この回路の特性ばらつきを、以下に示す条件に基づいて実験による試行を行った。図７４〜図７６は、このＧＰＳ−ＣＯＭ系およびＶＩＣＳ−ＣＯＭ系のアイソレーションとＣＯＭポートＶＳＷＲの実験の５０回試行（上記の条件としては、キャパシタＣの許容偏差を±０．１［ｐＦ］（Ｃ≦５［ｐＦ］の場合）または２％（Ｃ＞５［ｐＦ］の場合）、インダクタＬの許容偏差を±０．２［ｎＨ］（Ｌ≦５．６［ｎＨ］の場合）または２％（Ｌ＞５．６［ｎＨ］の場合）を３σ、ガウス分布で規定）による試行結果を示す図である。なお、σは、標準偏差を示し、一般的にはこのような回路の許容偏差を規定するのには、３σが用いられている。
【００１６】
また、図７７〜図８１は、実験による試行時のＣＯＭポートＶＳＷＲ（周波数１．５７５４２ＧＨｚ時）、ＣＯＭポートＶＳＷＲ（周波数２．４９９７ＧＨｚ時）、ＶＩＣＳ系アイソレーション、ＶＩＣＳアンテナポートＶＳＷＲ、ＶＩＣＳ系挿入損失、ＧＰＳ系アイソレーション、ＧＰＳアンテナポートＶＳＷＲおよびＧＰＳ系挿入損失のヒストグラムを示す図である。また、図中のμは、平均値を示している。
【００１７】
なお、この従来例および以下に示す従来例およびこの発明の実施例では、アイソレーションおよび挿入損失のレベルを示すｄＢは、マイナス表記されている。したがって、この構成における構成条件としては、ＧＰＳ−ＣＯＭ系の挿入損失が−１ｄＢ以上、アイソレーション−１５ｄＢ以下で、またＶＩＣＳ−ＣＯＭ系の挿入損失が−２ｄＢ以上、アイソレーション−２０ｄＢ以下、各ポートのＶＳＷＲが２以下となる。
【００１８】
この実験による試行結果からも解るように、ＧＰＳ系アイソレーションの平均値は、図８０に示すように−１６．９８ｄＢであるが、標準偏差値が０．８１になっている。また、ＶＩＣＳ系アイソレーションでは、ＶＩＣＳ系アイソレーションの平均値は、図７９に示すように−２１．８５ｄＢであるが、標準偏差値が１．２となってしまう。この場合、３σを保証値とすると、−１８ｄＢ以上しか保証できない。
【００１９】
また、挿入損失では、ＧＰＳ系挿入損失の標準偏差値が、図８１に示すように−０．２ｄＢ〜−０．５ｄＢと大きくなっている。また、ポートのＶＳＷＲでは、図７８に示すＣＯＭポートＶＳＷＲ（２．４９９７ＧＨｚの場合）が図示されるＶＳＷＲでばらつき具合を示す指標である標準偏差が大きくなっている（図７７、図７８参照）。
【００２０】
また、この信号合成回路１５において、ＧＰＳ−ＣＯＭ系の挿入損失が−１ｄＢ以上、アイソレーション−２０ｄＢ以下で、またＶＩＣＳ−ＣＯＭ系の挿入損失が−２ｄＢ以上、アイソレーション−６０ｄＢ以下、各ポートのＶＳＷＲが２以下が要求される場合には、図８２の回路図に示す構成をとることとなる。
【００２１】
図において、この信号合成回路１５は、ＧＰＳ用のローパスフィルタ（またはバンドパスフィルタ）１６と、ＶＩＣＳ用のハイパスフィルタ（またはバンドパスフィルタ）１７と、Ｔ型結合線路１８と、このＴ型結合線路１８からの伝送線３３と接続されて信号の直流成分を除去するキャパシタ素子１９ａとから構成されている。
【００２２】
ローパスフィルタ１６は、ＧＰＳ用のアンテナエレメント１１に直列に接続される複数（この従来例では３つ）のインダクタ素子１６ａ〜１６ｃと、一端がこれらインダクタ素子１６ａ〜１６ｃ間に接続され、他端がグランド接地されるキャパシタ素子１６ｄ，１６ｅとから構成されている。また、ハイパスフィルタ１７は、ＶＩＣＳ用のアンテナエレメント２１に直列に接続される複数（この従来例では４つ）のキャパシタ素子１７ａ〜１７ｄと、一端がこれらキャパシタ素子１７ａ〜１７ｄ間に接続され、他端がグランド接地されるインダクタ素子１７ｅ〜１７ｇとから構成されている。
【００２３】
ここでも、この発明の発明者らは、この回路の特性ばらつきを、以下に示す条件に基づいて実験による試行を行った。図８３〜図８５は、このＧＰＳ−ＣＯＭ系およびＶＩＣＳ−ＣＯＭ系のアイソレーションとＣＯＭポートＶＳＷＲの実験（ここでの条件は、上記従来例と同じである）による実験結果を示す図である。
【００２４】
また、図８６〜図８８は、実験時のＣＯＭポートＶＳＷＲ（周波数１．５７５４２ＧＨｚ時）、ＶＩＣＳ系アイソレーション、ＧＰＳアンテナポートＶＳＷＲのヒストグラムを示す図である。
【００２５】
この実験による試行結果からも解るように、ＶＩＣＳ系アイソレーションでは、ＶＩＣＳ系アイソレーションの平均値は、図８７に示すように−６１．５３ｄＢであるが、標準偏差値が３．８６となっている。
【００２６】
また、ＧＰＳアンテナポートのＶＳＷＲでは、図８８に示すＣＯＭポートＶＳＷＲ（２．４９９７ＧＨｚの場合）の平均値が１．３となっており、標準偏差値は、０．１１になっている。
【００２７】
このように、従来例の信号合成回路では、各構成素子のばらつきが回路の特性値に対して大きく影響し、ＧＰＳ−ＣＯＭ系およびＶＩＣＳ−ＣＯＭ系のアイソレーションおよび挿入損失とＣＯＭポートＶＳＷＲが大きくばらついてしまい、歩留まりが悪く、量産には全く向いていないという問題点があった。
【００２８】
この発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、構成素子のばらつきによる回路特性への影響を小さくすることができる信号合成回路およびこの回路を用いたアンテナ装置を提供することを目的とする。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明では、複数のアンテナエレメントから受信された少なくとも２つの周波数帯域の電波信号を合成する合成手段を有し、該合成された電波信号を１本の伝送線を介して受信器に伝送する信号合成回路において、前記アンテナエレメントのうち、一方のアンテナエレメントと合成手段との間に接続される少なくとも１つの第１のインダクタ素子と、一端が該第１のインダクタ素子とに接続されて他端がグランド接地される少なくとも１つの第１のキャパシタ素子とを有し、所定の低い周波数帯域の電波信号を通過させる第１の通過手段と、前記アンテナエレメントのうち、他方のアンテナエレメントと合成手段との間に接続される少なくとも１つの第２のキャパシタ素子と、一端が該第２のキャパシタ素子に接続されて他端がグランド接地される少なくとも１つの第２のインダクタ素子と、該第２のインダクタ素子とグランド間に接続される第３のキャパシタ素子とを有し、前記低い周波数帯域の電波信号をトラップして、所定の高い周波数帯域の電波信号を通過させる第２の通過手段とを備えた信号合成回路が提供される。
【００３０】
この発明によれば、所定の高い周波数帯域の電波信号を通過させる第２の通過手段に第３のキャパシタ素子を、第２のインダクタ素子とグランド間に付加することにより、この電波信号よりも低い周波数帯域の電波信号をトラップするトラップ回路を構成して、アイソレーションを取り易くするとともに、トラップ回路の構成素子の定数を大きく設定することで、構成素子のばらつきによる回路特性への影響を小さくする。
【００３１】
この発明の請求項２では、複数のアンテナエレメントから受信された少なくとも２つの周波数帯域の電波信号を合成する合成手段を有し、該合成された電波信号を１本の伝送線を介して受信器に伝送する信号合成回路において、前記アンテナエレメントのうち、一方のアンテナエレメントと合成手段との間に接続される少なくとも１つの第１のインダクタ素子と、一端が該第１のインダクタ素子とに接続されて他端がグランド接地される少なくとも１つの第１のキャパシタ素子とを有し、所定の低い周波数帯域の電波信号を通過させる第１の通過手段と、前記アンテナエレメントのうち、他方のアンテナエレメントと合成手段との間に接続される少なくとも１つの第２のキャパシタ素子と、一端が該第２のキャパシタ素子に接続されて他端がグランド接地される少なくとも１つの第２のインダクタ素子と、該第２のキャパシタ素子と第２のインダクタ素子間に接続される第３のキャパシタ素子とを有し、前記低い周波数帯域の電波信号をトラップして、所定の高い周波数帯域の電波信号を通過させる第２の通過手段とを備えたことを特徴とする。
【００３２】
この発明によれば、所定の高い周波数帯域の電波信号を通過させる第２の通過手段に第３のキャパシタ素子を、第２のキャパシタ素子と第２のインダクタ素子とグランド間に付加することにより、この電波信号よりも低い周波数帯域の電波信号をトラップするトラップ回路を構成して、アイソレーションを取り易くするとともに、トラップ回路の構成素子の定数を大きく設定することで、構成素子のばらつきによる回路特性への影響を小さくする。
【００３３】
この発明の請求項３では、上記発明において、前記一方のアンテナエレメントは、ＧＰＳ用のアンテナエレメントからなり、前記第１の通過手段は、前記ＧＰＳ用の電波信号を通過させ、前記他方のアンテナエレメントは、ＶＩＣＳ用のアンテナエレメントからなり、前記第２の通過手段は、前記ＶＩＣＳ用の電波信号を通過させることを特徴とする。
【００３４】
この発明によれば、ＧＰＳ用の１．５ＧＨｚ帯の電波信号を通過させるように第１の通過手段を構成するとともに、ＶＩＣＳ用の２．５ＧＨｚ帯の電波信号を通過させるように第２の通過手段を構成し、受信されたこれら電波信号を合成手段で合成することで、複数の周波数帯域の電波信号を容易に合成可能とする。
【００３５】
この発明の請求項４では、上記発明において、前記第２の通過手段における各キャパシタ素子の容量Ｃが０．８［ｐＦ］≦Ｃ［ｐＦ］≦１０［ｐＦ］で、前記第２のインダクタ素子の容量Ｌが０．８［ｎＨ］≦Ｌ［ｎＨ］≦１０［ｎＨ］で、かつ該容量Ｃ［ｐＦ］×Ｌ［ｎＨ］≦１２からなることを特徴とする。
【００３６】
この発明によれば、電波信号をトラップするトラップ回路の構成素子である第２および第３のキャパシタ素子の定数を０．８［ｐＦ］≦Ｃ［ｐＦ］≦１０［ｐＦ］に、第２のインダクタ素子の定数を０．８［ｎＨ］≦Ｌ［ｎＨ］≦１０［ｎＨ］に設定し、かつこの容量Ｃ［ｐＦ］×Ｌ［ｎＨ］≦１２に設定することで、図１のキャパシタ素子の容量Ｃとインダクタ素子の容量Ｌの関係図に示すように、領域ＶＷＸＹＺの範囲にＣとＬを設定することで、構成素子のばらつきによる回路特性への影響を小さくする。
【００３７】
この発明の請求項５では、複数のアンテナエレメントから受信された少なくとも２つの周波数帯域の電波信号を合成する合成手段を有し、該合成された電波信号を１本の伝送線を介して受信器に伝送する信号合成回路において、少なくとも１つずつの第１のインダクタ素子と第１のキャパシタ素子とを有し、一方のアンテナエレメントと合成手段との間に接続されるローパスフィルタと、少なくとも１つずつの第２のキャパシタ素子と第２のインダクタ素子とを有し、他方のアンテナエレメントと合成手段との間に接続されるハイパスフィルタとを備え、該ハイパスフィルタにおける前記第２のキャパシタ素子の容量Ｃが、０．８［ｐＦ］≦Ｃ［ｐＦ］≦１０［ｐＦ］で、前記第２のインダクタ素子の容量Ｌが、０．８［ｎＨ］≦Ｌ［ｎＨ］≦１０［ｎＨ］で、かつＣ［ｐＦ］×Ｌ［ｎＨ］≦１２からなることを特徴とする。
【００３８】
この発明によれば、電波信号を合成する回路の構成素子であるハイパスフィルタの第２のキャパシタ素子と第２のインダクタ素子の容量ＣとＬを、上記図１の関係図に示すように、領域ＶＷＸＹＺの範囲になるように設定することで、構成素子のばらつきによる回路特性への影響を小さくする。
【００３９】
この発明の請求項６では、上記発明において、前記ハイパスフィルタは、前記第２のインダクタ素子とグランド間に接続される第３のキャパシタ素子をさらに有し、当該第３のキャパシタ素子の容量Ｃは、０．８［ｐＦ］≦Ｃ［ｐＦ］≦１０［ｐＦ］で、かつ前記第２のインダクタ素子の容量Ｌとの関係が前記Ｃ［ｐＦ］×Ｌ［ｎＨ］≦１２からなることを特徴とする。
【００４０】
この発明によれば、前記第２のインダクタ素子と接続される第３のキャパシタ素子の容量Ｃも、０．８［ｐＦ］≦Ｃ［ｐＦ］≦１０［ｐＦ］で、かつＣ［ｐＦ］×Ｌ［ｎＨ］≦１２にすることで、第３のキャパシタ素子と第２のインダクタ素子の容量ＣとＬを、上記図１の関係図に示すように、領域ＶＷＸＹＺの範囲になるように設定することで、構成素子のばらつきによる回路特性への影響を小さくする。
【００４１】
この発明の請求項７では、上記発明において、前記ローパスフィルタは、ＧＰＳ用の電波信号を通過させ、前記ハイパスフィルタは、ＶＩＣＳ用の電波信号を通過させることを特徴とする。
【００４２】
この発明によれば、ＧＰＳ用の１．５ＧＨｚ帯の電波信号を通過させるようにローパスフィルタを構成するとともに、ＶＩＣＳ用の２．５ＧＨｚ帯の電波信号を通過させるようにハイパスフィルタを構成し、受信されたこれら電波信号を合成手段で合成することで、複数の周波数帯域の電波信号を容易に合成可能とする。
【００４３】
この発明の請求項８では、少なくとも２つの周波数帯域の電波信号を受信する複数のアンテナエレメントを備え、該受信した電波信号を該当する周波数帯域の受信器に伝送するアンテナ装置において、前記受信された複数の周波数帯域の電波信号を合成する請求項１〜６のいずれかに一つに記載の信号合成回路と、前記合成された電波信号が伝送される１本の伝送線と、前記伝送された電波信号を分配する信号分配回路とを備え、該分配された電波信号を前記該当する受信器に伝送する信号合成回路を用いたアンテナ装置が提供される。
【００４４】
この発明によれば、請求項１〜７に記載の信号合成回路を備えることで、アイソレーションを取り易くし、構成素子のばらつきによる回路特性への影響を抑える。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下の図２〜図７０に添付図面を参照して、この発明にかかる信号合成回路およびこの回路を用いたアンテナ装置の好適な実施の形態を説明する。
【００４６】
（実施の形態１）
図２は、この発明にかかる信号合成回路の実施形態１の回路構成を示す回路図である。図において、図１１５に示した信号合成回路の構成と比較すると、ＧＰＳ用のローパスフィルタ１６の構成は同じであるが、ＶＩＣＳ用のハイパスフィルタ１７の構成が異なる。すなわち、ハイパスフィルタ１７は、ＶＩＣＳ用のアンテナエレメント２１に直列に接続される複数のキャパシタ素子１７ｃ，１７ｄと、一端がこれらキャパシタ素子１７ｃ，１７ｄ間に接続され、他端がグランド接地されるインダクタ素子１７ｇと、このインダクタ素子１７ｇとグランド間に接続されるキャパシタ素子１７ｊとから構成されている。
【００４７】
なお、この信号合成回路１５では、２つのそれぞれ周波数、振幅、位相、変調方式の異なる信号を合成する必要があるため、広帯域でインピーダンス整合をとることが容易なＴ型結合線路が用いられている。このＴ型結合線路は、信号合成回路としても、信号分配回路としても用いることが可能である。
【００４８】
ハイパスフィルタ１７は、キャパシタ素子１７ｊをこのインダクタ素子１７ｇとグランド間に付加することで、ＶＩＣＳ用アンテナエレメント２１で受信された電波信号より低い周波数帯域、ＧＰＳ用アンテナエレメント１１で受信された電波信号を含む受信信号をトラップするトラップ回路を構成し、これによってＶＩＣＳ系のアイソレーションを取り易くする。なお、キャパシタ素子１７ｊは、キャパシタ素子１７ｃ，１７ｄとインダクタ素子１７ｇ間に付加することも可能である。
【００４９】
ここで、例えば信号合成回路１５において、ＧＰＳ−ＣＯＭ系の挿入損失が−１ｄＢ以上、アイソレーション−１５ｄＢ以下で、またＶＩＣＳ−ＣＯＭ系の挿入損失が−２ｄＢ以上、アイソレーション−２０ｄＢ以下、各ポートのＶＳＷＲが２以下が要求される場合には、図２に示すように、トラップ回路の構成素子の定数、例えばキャパシタ素子１７ｃ，１７ｄを１．０［ｐＦ］、インダクタ素子１７ｇを２．７［ｎＨ］、キャパシタ素子１７ｊを４．０［ｐＦ］に設定された構成をとることができる。
【００５０】
また、上記キャパシタ素子およびインダクタ素子の定数は、図１の領域ＶＷＸＹＺの中から選ばれる。図２の回路の場合は、図１の横軸の２．７［ｎＨ］を選び、その縦軸上で領域ＶＷＸＹＺを値域として選ぶことになる。この場合、部品表から大凡１〜４．０［ｐＦ］の範囲内のキャパシタ素子を選択する。素子の選択は、インダクタ素子からでなくキャパシタ素子の定数を先に選択し、その後インダクタ素子の定数を選択してもかまわない。また、他の図９，１５，２２，３０，３８に示す回路での素子も図２の回路と同様に選択される。領域ＶＷＸＹＺから回路素子定数を選択しなかった例を適用範囲外の回路として段落番号［００８９］以降で説明する。
【００５１】
ここで、この実施形態の信号合成回路に対して、ＧＰＳ−ＣＯＭ系およびＶＩＣＳ−ＣＯＭ系のアイソレーション・挿入損失およびＣＯＭポートＶＳＷＲを、従来例と同様の条件に基づいて実験による試行を行い、その試行結果を図３〜図８に示す。
【００５２】
この実験結果からも解るように、ＣＯＭポートＶＳＷＲ（２．４９９７ＧＨｚ）では、ＣＯＭポートＶＳＷＲの平均値は、図６に示すように１．５８で、標準偏差値が０．０８と小さくなっている。一方、ＶＩＣＳアンテナポートＶＳＷＲの平均値は、図８に示すように１．６１で、標準偏差値が０．０９と小さくなっている。
【００５３】
また、挿入損失・アイソレーションでは、ＶＩＣＳ系およびＧＰＳ系ともに要求値以上となり、図７および図６７に示すように、標準偏差値が小さくなっている。各ポートのＶＳＷＲも、図６７に示すように、標準偏差が小さくなっている。
【００５４】
このように、この実施形態では、ＶＩＣＳ用のハイパスフィルタにＧＰＳアンテナエレメントで受信された電波信号をトラップするトラップ回路を構成し、ＶＩＣＳのアイソレーションを取り易くするとともに、トラップ回路の構成素子の定数を大きく設定することで、構成素子のばらつきによる回路特性への影響を小さくすることが可能となった。
【００５５】
また、この実施形態では、ＶＩＣＳ用の高い周波数地域の電波信号を通過させるハイパスフィルタに第３のキャパシタ素子であるコンデンサを、第２のインダクタ素子とグランド間に接続させてトラップ回路を形成させるという簡単な構成であるにも拘わらず、ＶＩＣＳ系の構成素子のばらつきによる回路特性への影響を小さくする。
【００５６】
このように構成された信号合成回路１５を、図７２に示したアンテナ装置の信号合成回路として用いれば、ＧＰＳ用アンテナエレメント１１で受信された電波信号とＶＩＣＳ用アンテナエレメント２１で受信された電波信号をこの信号合成回路１５で合成して、１本の同軸ケーブル３３を介して受信器側ユニット４０にこの合成信号を送出することができる。
【００５７】
受信器側ユニット４０では、入力する合成信号を信号分配回路４８でＧＰＳ用の電波信号とＶＩＣＳ用の電波信号に分けて、ＧＰＳ受信機４１とＶＩＣＳ受信機４２にそれぞれ分配することができる。
【００５８】
これにより、このアンテナ装置では、この発明にかかる信号合成回路を備え、アイソレーションを取り易くするとともに、ＶＩＣＳ系およびＧＰＳ系の構成素子のばらつきによる回路特性への影響を抑えることによって、信号の伝送特性を改善することができる。
【００５９】
（実施の形態２）
図９は、この発明にかかる信号合成回路の実施形態１の回路構成を示す回路図であり、この実施形態では、実施形態１に示した各要求値の場合に、例えばキャパシタ素子１７ｃ，１７ｄを０．８ｐＦ、インダクタ素子１７ｇを６．８ｎＨ、キャパシタ素子１７ｊを０．８ｐＦに設定された構成をとる。
【００６０】
ここで、この実施形態の信号合成回路に対して、ＧＰＳ−ＣＯＭ系およびＶＩＣＳ−ＣＯＭ系のアイソレーション・挿入損失およびＣＯＭポートＶＳＷＲを、従来例と同様の条件に基づいて実験を行い、その実験結果を図１０〜図１４に示す。
【００６１】
この実験結果からも解るように、ＶＩＣＳ系アイソレーションでは、ＶＩＣＳ系アイソレーションの平均値は、図１３に示すように−２４．１３ｄＢで、標準偏差値が０．１５と小さくなっている。一方、ＧＰＳ系アイソレーションの平均値は、図１４に示すように−１６．９１ｄＢで、標準偏差値が０．３３と小さくなっている。
【００６２】
また、挿入損失では、ＶＩＣＳ系およびＧＰＳ系ともに要求値以上となり、図６７に示すように、標準偏差値が小さくなっている。各ポートのＶＳＷＲも、図６７に示すように、標準偏差値が小さくなっている。
【００６３】
このように、この実施形態では、ＶＩＣＳ用のハイパスフィルタにＧＰＳアンテナエレメントで受信された電波信号をトラップするトラップ回路を構成し、ＶＩＣＳのアイソレーションを取り易くするとともに、トラップ回路の構成素子の定数を大きく設定することで、構成素子のばらつきによる回路特性への影響を小さくすることが可能となり、実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
（実施の形態３）
図１５は、この発明にかかる信号合成回路の実施形態３の回路構成を示す回路図であり、この実施形態では、実施形態１に示した各要求値の場合に、例えばキャパシタ素子１７ｃを２．０ｐＦ、１７ｄを１．５ｐＦ、インダクタ素子１７ｇを０．８ｎＨ、キャパシタ素子１７ｊを３．０ｐＦに設定された構成をとる。
【００６５】
ここで、この実施形態の信号合成回路に対して、ＧＰＳ−ＣＯＭ系およびＶＩＣＳ−ＣＯＭ系のアイソレーション・挿入損失およびＣＯＭポートＶＳＷＲを、従来例と同様の条件に基づいて実験を行い、その試行結果を図１６〜図２１に示す。
【００６６】
この実験結果からも解るように、ＶＩＣＳ系アイソレーションでは、ＶＩＣＳ系アイソレーションの平均値は、図１９に示すように−２４．７４ｄＢで、標準偏差値が０．６４と小さくなっている。一方、ＧＰＳ系アイソレーションの平均値は、図２１に示すように−１９．１０ｄＢで、標準偏差値が０．２４と小さくなっている。
【００６７】
また、挿入損失では、ＶＩＣＳ系およびＧＰＳ系ともに要求値以上となり、図２０および図６７に示すように、標準偏差値が小さくなっている。各ポートのＶＳＷＲでは、図６７に示すように、標準偏差値が小さくなっており、いずれも要求値２を下回るものとなっている。
【００６８】
このように、この実施形態では、ＶＩＣＳ用のハイパスフィルタにＧＰＳアンテナエレメントで受信された電波信号をトラップするトラップ回路を構成し、ＶＩＣＳのアイソレーションを取り易くするとともに、トラップ回路の構成素子の定数を大きく設定することで、構成素子のばらつきによる回路特性への影響を小さくすることが可能となり、実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【００６９】
（実施の形態４）
図２２は、この発明にかかる信号合成回路の実施形態４の回路構成を示す回路図である。図において、図８２に示した信号合成回路の構成と比較すると、ＶＩＣＳ用のハイパスフィルタ１７の構成が異なり、ＶＩＣＳ用のアンテナエレメント２１に直列に接続される複数のキャパシタ素子１７ｂ〜１７ｄと、一端がこれらキャパシタ素子１７ｂ〜１７ｄ間に接続され、他端がグランド接地されるインダクタ素子１７ｆ，１７ｇと、このインダクタ素子１７ｆ，１７ｇとグランド間に接続されるキャパシタ素子１７ｉ，１７ｊとから構成されている。
【００７０】
なお、この信号合成回路１５では、２つのそれぞれ周波数、振幅、位相、変調方式の異なる信号を合成する必要があるため、広帯域でインピーダンス整合をとることが容易なＴ型結合線路が用いられている。このＴ型結合線路は、信号合成回路としても、信号分配回路としても用いることが可能である。
【００７１】
ハイパスフィルタ１７は、キャパシタ素子１７ｉ，１７ｊをこのインダクタ素子１７ｆ，１７ｇとグランド間にそれぞれ付加することで、ＶＩＣＳ用アンテナエレメント２１で受信された電波信号より低い周波数帯域、ＧＰＳ用アンテナエレメント１１で受信された電波信号を含む受信信号をトラップするトラップ回路を構成し、これによってＶＩＣＳ系のアイソレーションを取り易くする。なお、キャパシタ素子１７ｉ，１７ｊは、キャパシタ素子１７ｂ〜１７ｄとインダクタ素子１７ｆ，１７ｇ間に付加することも可能である。
【００７２】
ここで、例えば信号合成回路１５において、ＧＰＳ−ＣＯＭ系の挿入損失が−１ｄＢ以上、アイソレーション−２０ｄＢ以下で、またＶＩＣＳ−ＣＯＭ系の挿入損失が−２ｄＢ以上、アイソレーション−６０ｄＢ以下、各ポートのＶＳＷＲが２以下が要求される場合には、図２２に示すように、トラップ回路の構成素子の定数、例えばキャパシタ素子１７ｂ〜１７ｄを１．０ｐＦ、インダクタ素子１７ｆ，１７ｇを３．９ｎＨ、キャパシタ素子１７ｉ，１７ｊを１．８ｐＦに設定された構成をとることができる。
【００７３】
ここで、この実施形態の信号合成回路に対して、ＧＰＳ−ＣＯＭ系およびＶＩＣＳ−ＣＯＭ系のアイソレーション・挿入損失およびＣＯＭポートＶＳＷＲを、従来例と同様の条件に基づいて実験による試行を行い、その実験結果を図２３〜図２９に示す。
【００７４】
図２３〜図２５は、このＧＰＳ−ＣＯＭ系およびＶＩＣＳ−ＣＯＭ系のアイソレーションおよびＣＯＭポートＶＳＷＲを実験によって求めた試行結果である。また、図２６〜図２９は、実験時のＣＯＭポートＶＳＷＲ（周波数１．５７５４２ＧＨｚ時）、ＶＩＣＳ系アイソレーション、ＧＰＳ系アイソレーションおよびＧＰＳアンテナポートＶＳＷＲのヒストグラムを示す図である。
【００７５】
この実験結果を前述した従来例の試行結果と比較すると、ＶＩＣＳ系アイソレーションは、図２７に示すように全て−６０ｄＢ以下になり、標準偏差値が３．６５と小さくなっている。ＧＰＳ系アイソレーションの平均値は、図２８に示すように−２５，０３ｄＢで、標準偏差値が０．５０と小さくなっている。
【００７６】
また、挿入損失では、ＶＩＣＳ系およびＧＰＳ系ともに挿入損失のばらつきが、図６９に示すように従来例に比べて標準偏差値が小さくなっている。また、ポートのＶＳＷＲでは、全てのポートＶＳＷＲが２以下になり、標準偏差値が小さくなっている（図２６および図２９参照）。
【００７７】
このように、この実施例では、ＶＩＣＳ用のハイパスフィルタにＧＰＳアンテナエレメントで受信された電波信号をトラップするトラップ回路を構成し、ＶＩＣＳのアイソレーションを取り易くするとともに、トラップ回路の構成素子の定数を大きく設定することで、構成素子のばらつきによる回路特性への影響を小さくすることが可能となち、実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【００７８】
（実施の形態５）
図３０は、この発明にかかる信号合成回路の実施形態５の回路構成を示す回路図であり、この実施形態では、実施形態４に示した各要求値の場合に、例えばキャパシタ素子１７ｂ〜１７ｄを１．０ｐＦ、インダクタ素子１７ｆを１０ｎＨ、インダクタ素子１７ｇを６．８ｎＨ、キャパシタ素子１７ｉ，１７ｊを０．８ｐＦに設定された構成をとる。
【００７９】
ここで、この実施形態の信号合成回路に対して、ＧＰＳ−ＣＯＭ系およびＶＩＣＳ−ＣＯＭ系のアイソレーション・挿入損失およびＣＯＭポートＶＳＷＲを、従来例と同様の条件に基づいて実験を行い、その実験結果を図３１〜図３７に示す。
【００８０】
この実験結果からも解るように、ＧＰＳ系アイソレーションの平均値は、図３６に示すように−２３．０６ｄＢで、標準偏差値が０．５６と小さくなっている。
【００８１】
また、挿入損失では、ＶＩＣＳ系およびＧＰＳ系ともに要求値以上となり、図６８に示すように、標準偏差値が小さくなっている。各ポートのＶＳＷＲでは、図３４、図３５に示すように、いずれも標準偏差値が小さくなっている。
【００８２】
このように、この実施形態では、ＶＩＣＳ用のハイパスフィルタにＧＰＳアンテナエレメントで受信された電波信号をトラップするトラップ回路を構成し、ＶＩＣＳのアイソレーションを取り易くするとともに、トラップ回路の構成素子の定数を大きく設定することで、構成素子のばらつきによる回路特性への影響を小さくすることが可能となり、実施形態４と同様の効果を得ることができる。
【００８３】
（実施の形態６）
図３８は、この発明にかかる信号合成回路の実施形態６の回路構成を示す回路図であり、この実施形態では、実施形態４に示した各要求値の場合に、例えばキャパシタ素子１７ｂ，１７ｄを１．８ｐＦ、キャパシタ素子１７ｃを２．０ｐＦ、インダクタ素子１７ｆ，１７ｇを０．８ｎＨ、キャパシタ素子１７ｉ，１７ｊを９．０ｐＦに設定された構成をとる。
【００８４】
ここで、この実施形態の信号合成回路に対して、ＧＰＳ−ＣＯＭ系およびＶＩＣＳ−ＣＯＭ系のアイソレーション・挿入損失およびＣＯＭポートＶＳＷＲを、従来例と同様の条件に基づいて実験を行い、その実験結果を図３９〜図４５に示す。
【００８５】
この実験結果からも解るように、ＶＩＣＳ系アイソレーションでは、ＶＩＣＳ系アイソレーションの平均値は、図４３に示すように−６８．１０ｄＢで、標準偏差値が０．８７と小さくなっている。一方、ＧＰＳ系アイソレーションの平均値は、図４４に示すように−２３．１６ｄＢで、標準偏差値が０．６２と小さくなっている。
【００８６】
また、挿入損失では、ＶＩＣＳ系およびＧＰＳ系ともに要求値以上となり、図６９に示すように、標準偏差値が小さくなっている。各ポートのＶＳＷＲでは、図４２、図４５に示すように、標準偏差値が小さくなっている。
【００８７】
このように、この実施形態では、ＶＩＣＳ用のハイパスフィルタにＧＰＳアンテナエレメントで受信された電波信号をトラップするトラップ回路を構成し、ＶＩＣＳのアイソレーションを取り易くするとともに、トラップ回路の構成素子の定数を大きく設定することで、構成素子のばらつきによる回路特性への影響を小さくすることが可能となり、実施形態４と同様の効果を得ることができる。
【００８８】
次に、この発明の発明者らは、図２に示した回路構成を用いて、この発明の適用範囲外におけるトラップ回路の構成素子定数の例を３例あげて、この適用範囲外例の信号合成回路に対して、ＧＰＳ−ＣＯＭ系およびＶＩＣＳ−ＣＯＭ系のアイソレーション・挿入損失およびＣＯＭポートＶＳＷＲを、従来例と同様の条件に基づいて実験を行い、その実験結果を図４６〜図６６に示す。
【００８９】
（適用外例１）
図４６は、この適用範囲外の回路構成の一例（以下、「適用外例」という）を示す回路図であり、この適用外例１では、実施形態１に示した各要求値の場合に、例えばキャパシタ素子１７ｃ，１７ｄを０．４［ｐＦ］、インダクタ素子１７ｇを５．６［ｎＨ］、キャパシタ素子１７ｊを３．０［ｐＦ］に設定された構成をとる。
【００９０】
ここで、この実施形態の信号合成回路に対して、ＧＰＳ−ＣＯＭ系およびＶＩＣＳ−ＣＯＭ系のアイソレーション・挿入損失およびＣＯＭポートＶＳＷＲを、従来例と同様の条件に基づいて実験を行い、その実験結果を図４７〜図５２に示す。
【００９１】
この実験による試行結果からも解るように、例えばＧＰＳ系アイソレーションの標準偏差値では、図５１に示すように、１．２９と従来例に比べて大きくなっている。
【００９２】
また、挿入損失では、図６７に示すように、ＧＰＳ系の標準偏差値が０．２２と従来例に比べて大きくなっている。各ポートのＶＳＷＲでは、図６７に示すように、いずれも標準偏差値が大きくなっている。
【００９３】
（適用外例２）
図５３は、適用外例２を示す回路図であり、この適用外例２では、実施形態１に示した各要求値の場合に、例えばキャパシタ素子１７ｃ，１７ｄを０．２５［ｐＦ］、インダクタ素子１７ｇを８．２［ｎＨ］、キャパシタ素子１７ｊを２．［ｐＦ］に設定された構成をとる。
【００９４】
ここで、この実施形態の信号合成回路に対して、ＧＰＳ−ＣＯＭ系およびＶＩＣＳ−ＣＯＭ系のアイソレーション・挿入損失およびＣＯＭポートＶＳＷＲを、従来例と同様の条件に基づいて実験を行い、その実験結果を図５４〜図５９に示す。
【００９５】
この実験結果からも解るように、ＶＩＣＳ系アイソレーションでは、ＶＩＣＳ系アイソレーションの平均値は、図５７に示すように−１５．９１ｄＢで、要求される−２０ｄＢ以上のものとなり、標準偏差値も１．８０となり、従来例に比べて大きくなっている。一方、ＧＰＳ系アイソレーションの標準偏差値では、図５８に示すように、１．７１と従来例に比べて大きくなっている。
【００９６】
また、挿入損失では、図６７に示すように、ＧＰＳ系の標準偏差値が１．１０と従来例に比べて大きくなっている。各ポートのＶＳＷＲでは、図５９、図６７に示すように、いずれも標準偏差値が大きくなっている。
【００９７】
（適用外例３）
図６０は、適用外例３を示す回路図であり、この適用外例３では、実施形態１に示した各要求値の場合に、例えばキャパシタ素子１７ｃ，１７ｄを２．０［ｐＦ］、インダクタ素子１７ｇを０．３［ｎＨ］、キャパシタ素子１７ｊを３．０［ｐＦ］に設定された構成をとる。
【００９８】
ここで、この実施形態の信号合成回路に対して、ＧＰＳ−ＣＯＭ系およびＶＩＣＳ−ＣＯＭ系のアイソレーション・挿入損失およびＣＯＭポートＶＳＷＲを、従来例と同様の条件に基づいて実験を行い、その実験結果を図６１〜図６６に示す。
【００９９】
この実験結果からも解るように、ＧＰＳ系アイソレーションの標準偏差値では、図６５に示すように、１．３１と従来例に比べて大きくなっている。
【０１００】
また、ＧＰＳアンテナポートのＶＳＷＲ、ＣＯＭポートＶＳＷＲ（１．５７５４２ＧＨｚ）では、図６４、図６６に示すように、標準偏差値が大きくなっている。
【０１０１】
図６７は、上述した実施形態１〜３、適用外例１〜３、および従来例１（図１１５参照）の標準偏差を比較した図であり、図中ｈ，ｊ点が実施形態１、ｍ点が実施形態２、ｄ，ｅ，ｇ点が実施形態３、ｋ，ｐが適用外例１、ｎ，ｏ点が適用外例２およびａ，ｂ点が適用外例３のＣとＬのそれぞれの関係を示している。この発明にかかる実施形態１〜３の回路は、この図の領域内の定数を用いており、この領域内の定数を用いて構成された信号合成回路では、回路特性の標準偏差が抑えられることが判明する。また、適用外例１〜３の斜線部は、従来例よりもばらつきが大きくなっている項目を示している。
【０１０２】
図６８は、上述した実施形態４〜６の性能と従来例２（図８２参照）の性能とを比較した図であり、図中ｉ，ｊ点が実施形態４、ｌ，ｍ，ｑ，ｒ点が実施形態５、ｃ，ｅ，ｆ点が実施形態６のＣとＬのそれぞれの関係を示している。この発明にかかる実施形態１〜３の回路は、この図の領域内の定数を用いており、この領域内の定数を用いて構成された信号合成回路では、回路特性の標準偏差が抑えられることが判明する。
【０１０３】
従って、この図６７、図６８および実験による試行結果から考察すると、ＶＩＣＳ用ハイパスフィルタの第２および第３のキャパシタ素子の容量Ｃと第２のインダクタ素子の容量Ｌとの関係を、図６９の関係図に示す領域に限定することができる。なお、図中、●は実施形態１〜６に使用されているキャパシタ素子とインダクタ素子の関係を示し、黒三角は適用外例１〜３に使用されているキャパシタ素子とインダクタ素子の関係を示している。
【０１０４】
すなわち、容量ＣとＬは、
０．８［ｐＦ］≦Ｃ［ｐＦ］≦１０［ｐＦ］　　　　…（１）
０．８［ｎＨ］≦Ｌ［ｎＨ］≦１０［ｎＨ］　　　　…（２）
Ｃ［ｐＦ］×Ｌ［ｎＨ］≦１２　　　　　　　　　　…（３）
の比較式（１）〜（３）で規定することができ、これにより構成素子のばらつきによる回路特性への影響を小さくすることができる。すなわち、より高い保証値が得られる。
【０１０５】
また、この実施形態、適用外例および従来例の回路を構成する部品（キャパシタ素子およびインダクタ素子）の容量値は、図７０に示す測定装置内のＲＦ　ＬＣＲメータ（例えば、Ａｇｉｌｅｎｔ製４２８７Ａ）などの測定器５０によって、冶具（Ｔｅｓｔ　Ｆｉｘｔｕｒｅ）５１に載置された被測定物（キャパシタ素子やインダクタ素子などの部品）５２を測定することが可能である。この冶具５１としては、１６１９６Ａ／Ｂ／Ｃ（１６０８，１００５，０６０３サイズ対応）や１６１９７Ａ（３２１６，２０１２，１６０８，１００５，０６０３サイズ対応）などを使用することができる。
【０１０６】
この測定器を用いた測定装置による測定方法としては、まず測定する周波数ポイント（例えば１ＭＨｚ、１００ＭＨｚなど）をいくつか決めて、測定器５０および冶具５１の構成を行う。次に、この冶具に被測定物５２をセットし、測定器５０で被測定物５２のキャパシタンス値（１ＭＨｚ時の値）やインダクタンス値（１００ＭＨｚ時の値）を読み取ることによって得ることができる。
【０１０７】
この発明は、これら実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。すなわち、この実施例では、ＧＰＳ系とＶＩＣＳ系の電波信号を合成した場合について説明したが、この発明はこれに限らず、例えばＧＰＳを携帯電話やＰＨＳ（０．８ＧＨｚ帯、１．５ＧＨｚ帯）に置き換え、ＶＩＣＳを無線ＬＡＮや衛星ラジオ、ＥＴＣのシステムに置き換えた電波信号の信号合成回路に用いることも可能である。
【０１０８】
また、例えば、この発明をＶＩＣＳとＧＰＳとで構成し、さらにＥＴＣのシステムを付加した回路構成にした場合でも、この発明は有効である。なお、この発明の説明では、一例として正規分布の標準偏差を用いたが、この発明はこれに限らず、他の分布にも適用できる。
【０１０９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の請求項１では、所定の高い周波数帯域の電波信号を通過させる第２の通過手段の第２のインダクタ素子とグランド間に第３のキャパシタ素子を接続させることにより、この電波信号よりも低い周波数帯域の電波信号をトラップするトラップ回路を構成して、アイソレーションを取り易くするとともに、トラップ回路の構成素子の定数を大きく設定することで、構成素子のばらつきによる回路特性への影響を小さくすることができる。
【０１１０】
また、この発明の請求項２では、所定の高い周波数帯域の電波信号を通過させる第２の通過手段の第２のキャパシタ素子と第２のインダクタ素子間に第３のキャパシタ素子を接続させることにより、この電波信号よりも低い周波数帯域の電波信号をトラップするトラップ回路を構成して、アイソレーションを取り易くするとともに、トラップ回路の構成素子の定数を大きく設定することで、構成素子のばらつきによる回路特性への影響を小さくすることができる。
【０１１１】
また、この発明の請求項３では、ＧＰＳ用の１．５ＧＨｚ帯の電波信号を通過させる第１の通過手段と、ＶＩＣＳ用の２．５ＧＨｚ帯の電波信号を通過させる第２の通過手段とから信号合成回路を構成し、受信されたこれら電波信号を合成手段で合成するので、複数の周波数帯域の電波信号を容易に合成することができる。
【０１１２】
また、この発明の請求項４では、第２の通過手段における第２および第３のキャパシタ素子の定数を０．８ｐＦ≦Ｃ≦１０ｐＦに、第２のインダクタ素子の定数を０．８ｎＨ≦Ｌ≦１０ｎＨにそれぞれ設定し、かつこの容量Ｃ×Ｌ≦１２に設定するので、図１の関係図に示すように、領域ＶＷＸＹＺの範囲にキャパシタ素子の容量Ｃとインダクタ素子の容量Ｌを設定することができ、これにより構成素子のばらつきによる回路特性への影響を小さくすることができる。
【０１１３】
また、この発明の請求項５では、電波信号を合成する回路の構成素子であるハイパスフィルタの第２のキャパシタ素子と第２のインダクタ素子の容量ＣとＬを、上記図１の関係図に示すように、領域ＶＷＸＹＺの範囲になるように設定するので、構成素子のばらつきによる回路特性への影響を小さくすることができる。
【０１１４】
また、この発明の請求項６では、第２のインダクタ素子と接続される第３のキャパシタ素子の容量Ｃも、０．８ｐＦ≦Ｃ≦１０ｐＦで、かつＣ×Ｌ≦１２にすることで、第３のキャパシタ素子と第２のインダクタ素子の容量ＣとＬを、上記図１の関係図に示すように、領域ＶＷＸＹＺの範囲になるように設定するので、構成素子のばらつきによる回路特性への影響をさらに小さくすることができる。
【０１１５】
また、この発明の請求項７では、ＧＰＳ用の１．５ＧＨｚ帯の電波信号を通過させるようにローパスフィルタと、ＶＩＣＳ用の２．５ＧＨｚ帯の電波信号を通過させるようにハイパスフィルタとから信号合成回路を構成し、受信されたこれら電波信号を合成手段で合成するので、複数の周波数帯域の電波信号を容易に合成することができる。
【０１１６】
また、この発明の請求項８では、請求項１〜７に記載の信号合成回路をアンテナ装置に備えるので、アイソレーションを取り易くし、構成素子のばらつきによる回路特性への影響を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかるキャパシタ素子とインダクタ素子の関係を示す関係図である。
【図２】この発明にかかる信号合成回路の実施形態１の回路構成を示す回路図である。
【図３】図２に示した信号合成回路におけるＧＰＳ−ＣＯＭ系の挿入損失の実験による結果を示す図である。
【図４】同じく、ＶＩＣＳ−ＣＯＭ系の挿入損失の実験結果を示す図である。
【図５】同じく、ＣＯＭポートＶＳＷＲの実験による結果を示す図である。
【図６】同じく、ＣＯＭポートＶＳＷＲ（周波数２．４９９７ＧＨｚ時）の実験による結果を示すヒストグラムの図である。
【図７】同じく、ＶＩＣＳ系アイソレーションの実験による結果を示すヒストグラムの図である。
【図８】同じく、ＶＩＣＳアンテナポートＶＳＷＲの実験による結果を示すヒストグラムの図である。
【図９】この発明にかかる信号合成回路の実施形態２の回路構成を示す回路図である。
【図１０】図１４に示した信号合成回路におけるＧＰＳ−ＣＯＭ系の挿入損失の実験による結果を示す図である。
【図１１】同じく、ＶＩＣＳ−ＣＯＭ系の挿入損失の実験による結果を示す図である。
【図１２】同じく、ＣＯＭポートＶＳＷＲの実験による結果を示す図である。
【図１３】同じく、ＶＩＣＳ系アイソレーションの実験による結果を示すヒストグラムの図である。
【図１４】同じく、ＧＰＳ系アイソレーションの実験による結果を示すヒストグラムの図である。
【図１５】この発明にかかる信号合成回路の実施形態３の回路構成を示す回路図である。
【図１６】図１５に示した信号合成回路におけるＧＰＳ−ＣＯＭ系の挿入損失の実験結果を示す図である。
【図１７】同じく、ＶＩＣＳ−ＣＯＭ系の挿入損失の実験による結果を示す図である。
【図１８】同じく、ＣＯＭポートＶＳＷＲの実験による結果を示す図である。
【図１９】同じく、ＶＩＣＳ系アイソレーションの実験による結果を示すヒストグラムの図である。
【図２０】同じく、ＶＩＣＳ系挿入損失の実験による結果を示すヒストグラムの図である。
【図２１】同じく、ＧＰＳ系アイソレーションの実験結果を示すヒストグラムの図である。
【図２２】この発明にかかる信号合成回路の実施形態４の回路構成を示す回路図である。
【図２３】図２２に示した信号合成回路におけるＧＰＳ−ＣＯＭ系の挿入損失の実験結果を示す図である。
【図２４】同じく、ＶＩＣＳ−ＣＯＭ系の挿入損失の実験結果を示す図である。
【図２５】同じく、ＣＯＭポートＶＳＷＲの実験結果を示す図である。
【図２６】同じく、ＣＯＭポートＶＳＷＲ（周波数１．５７５４２ＧＨｚ時）の実験結果を示すヒストグラムの図である。
【図２７】同じく、ＶＩＣＳ系アイソレーションの実験結果を示すヒストグラムの図である。
【図２８】同じく、ＧＰＳ系アイソレーションの実験結果を示すヒストグラムの図である。
【図２９】同じく、ＧＰＳアンテナポートＶＳＷＲの実験結果を示すヒストグラムの図である。
【図３０】この発明にかかる信号合成回路の実施形態５の回路構成を示す回路図である。
【図３１】図３０に示した信号合成回路におけるＧＰＳ−ＣＯＭ系の挿入損失の実験結果を示す図である。
【図３２】同じく、ＶＩＣＳ−ＣＯＭ系の挿入損失の実験結果を示す図である。
【図３３】同じく、ＣＯＭポートＶＳＷＲの実験結果を示す図である。
【図３４】同じく、ＣＯＭポートＶＳＷＲ（周波数１．５７５４２ＧＨｚ時）の実験結果を示すヒストグラムの図である。
【図３５】同じく、ＣＯＭポートＶＳＷＲ（周波数２．４９９７ＧＨｚ時）の実験結果を示すヒストグラムの図である。
【図３６】同じく、ＧＰＳ系アイソレーションの実験結果を示すヒストグラムの図である。
【図３７】同じく、ＧＰＳアンテナポートＶＳＷＲの実験結果を示すヒストグラムの図である。
【図３８】この発明にかかる信号合成回路の実施形態６の回路構成を示す回路図である。
【図３９】図３８に示した信号合成回路におけるＧＰＳ−ＣＯＭ系の挿入損失の実験結果を示す図である。
【図４０】同じく、ＶＩＣＳ−ＣＯＭ系の挿入損失の実験結果を示す図である。
【図４１】同じく、ＣＯＭポートＶＳＷＲの実験結果を示す図である。
【図４２】同じく、ＣＯＭポートＶＳＷＲ（周波数１．５７５４２ＧＨｚ時）の実験結果を示すヒストグラムの図である。
【図４３】同じく、ＶＩＣＳ系アイソレーションの実験結果を示すヒストグラムの図である。
【図４４】同じく、ＧＰＳ系アイソレーションの実験結果を示すヒストグラムの図である。
【図４５】同じく、ＧＰＳアンテナポートＶＳＷＲの実験結果を示すヒストグラムの図である。
【図４６】この発明の適用範囲外の信号合成回路における例１の回路構成を示す回路図である。
【図４７】図４６に示した信号合成回路におけるＧＰＳ−ＣＯＭ系の挿入損失の実験結果を示す図である。
【図４８】同じく、ＶＩＣＳ−ＣＯＭ系の挿入損失の実験結果を示す図である。
【図４９】同じく、ＣＯＭポートＶＳＷＲの実験結果を示す図である。
【図５０】同じく、ＣＯＭポートＶＳＷＲ（周波数１．５７５４２ＧＨｚ時）の実験結果を示すヒストグラムの図である。
【図５１】同じく、ＧＰＳ系アイソレーションの実験結果を示すヒストグラムの図である。
【図５２】同じく、ＧＰＳアンテナポートＶＳＷＲの実験結果を示すヒストグラムの図である。
【図５３】この発明の適用範囲外の信号合成回路における例２の回路構成を示す回路図である。
【図５４】図５３に示した信号合成回路におけるＧＰＳ−ＣＯＭ系の挿入損失の実験結果を示す図である。
【図５５】同じく、ＶＩＣＳ−ＣＯＭ系の挿入損失の実験結果を示す図である。
【図５６】同じく、ＣＯＭポートＶＳＷＲの実験結果を示す図である。
【図５７】同じく、ＶＩＣＳ系アイソレーションの実験結果を示すヒストグラムの図である。
【図５８】同じく、ＧＰＳ系アイソレーションの実験結果を示すヒストグラムの図である。
【図５９】同じく、ＧＰＳアンテナポートＶＳＷＲの実験結果を示すヒストグラムの図である。
【図６０】この発明の適用範囲外の信号合成回路における例３の回路構成を示す回路図である。
【図６１】図６０に示した信号合成回路におけるＧＰＳ−ＣＯＭ系の挿入損失の実験結果を示す図である。
【図６２】同じく、ＶＩＣＳ−ＣＯＭ系の挿入損失の実験結果を示す図である。
【図６３】同じく、ＣＯＭポートＶＳＷＲの実験結果を示す図である。
【図６４】同じく、ＣＯＭポートＶＳＷＲ（周波数１．５７５４２ＧＨｚ時）の実験結果を示すヒストグラムの図である。
【図６５】同じく、ＧＰＳ系アイソレーションの実験結果を示すヒストグラムの図である。
【図６６】同じく、ＧＰＳアンテナポートＶＳＷＲの実験結果を示すヒストグラムの図である。
【図６７】実施形態１〜３、適用外例１〜３、および従来例１の標準偏差を比較した図である。
【図６８】実施形態４〜６および従来例１の標準偏差を比較した図である。
【図６９】図６７、図６８の実施形態１〜６および適用外例１〜３で示したキャパシタ素子の容量Ｃとインダクタ素子の容量Ｌの関係を示す関係図である。
【図７０】この明細書に記載した回路を構成する部品（キャパシタ素子およびインダクタ素子）の容量値を測定するための測定装置の概略構成を示す構成図である。
【図７１】従来のアンテナ装置の構成の一例を示す構成図である。
【図７２】従来のアンテナ装置の構成の他例を示す構成図である。
【図７３】図７２に示した信号合成回路の回路構成の一例を示す回路図である。
【図７４】図７３に示した信号合成回路におけるＧＰＳ−ＣＯＭ系の挿入損失の実験結果を示す図である。
【図７５】同じく、ＶＩＣＳ−ＣＯＭ系の挿入損失の実験結果を示す図である。
【図７６】同じく、ＣＯＭポートＶＳＷＲの実験結果を示す図である。
【図７７】同じく、ＣＯＭポートＶＳＷＲ（周波数１．５７５４２ＧＨｚ時）の実験結果を示すヒストグラムの図である。
【図７８】同じく、ＣＯＭポートＶＳＷＲ（周波数２．４９９７ＧＨｚ時）の実験結果を示すヒストグラムの図である。
【図７９】同じく、ＶＩＣＳ系アイソレーションの実験結果を示すヒストグラムの図である。
【図８０】同じく、ＧＰＳ系アイソレーションの実験結果を示すヒストグラムの図である。
【図８１】同じく、ＧＰＳ系挿入損失の実験結果を示すヒストグラムの図である。
【図８２】図７２に示した信号合成回路の回路構成の一例を示す回路図である。
【図８３】図８２に示した信号合成回路におけるＧＰＳ−ＣＯＭ系の挿入損失の実験結果を示す図である。
【図８４】同じく、ＶＩＣＳ−ＣＯＭ系の挿入損失の実験結果を示す図である。
【図８５】同じく、ＣＯＭポートＶＳＷＲの実験結果を示す図である。
【図８６】同じく、ＣＯＭポートＶＳＷＲ（周波数１．５７５４２ＧＨｚ時）の実験結果を示すヒストグラムの図である。
【図８７】同じく、ＶＩＣＳ系アイソレーションの実験結果を示すヒストグラムの図である。
【図８８】同じく、ＧＰＳアンテナポートＶＳＷＲの実験結果を示すヒストグラムの図である。
【図８９】標準偏差値が異なる二つの正規分布を表した図である。
【符号の説明】
１　アンテナ装置
１ａ　総合アンテナ部
１０，２０　アンテナ部
１１　ＧＰＳ用アンテナエレメント
１２，１４　増幅器
１３　フィルタ
１５　信号合成回路
１６　ローパスフィルタ
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１７ｅ，１７ｆ，１７ｇ　インダクタ素子
１６ｄ，１６ｅ，１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｉ，１７ｊ，１９ａキャパシタ素子（コンデンサ）
１６ｆ，１７ｈ，１９ｂ　各ポート
１７　ハイパスフィルタ
１８　Ｔ型結合線路
２１　ＶＩＣＳ用アンテナエレメント
３０　ＶＩＣＳ光投受光部
３１，３２，３３　同軸ケーブル
４０　受信器側ユニット
４１，４２　受信機
４３　信号処理装置
４４　ジャイロセンサ
４５　ディスプレイ装置
４６　図面情報読取装置
４７　入出力装置
４８　信号分配回路
５０　測定器
５１　冶具
５２　被測定物
【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】
2004023306.tif 000007
【図６】
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【図７】
2004023306.tif 000009
【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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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
2004023306.tif 000047
【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
2004023306.tif 000077
【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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【図８２】
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【図８３】
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【図８４】
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【図８５】
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【図８６】
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【図８７】
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【図８８】
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【図８９】
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