(57)【要約】【課題】  異なる使用形態で用いる場合であってもアンテナ特性を招くことなく、量産性に優れ利便性の高い平面アンテナ及びアンテナユニットを提供する。【解決手段】  本発明の平面アンテナ１０は、接地板に載置された誘電体と、この誘電体上部に形成され、所定周波数の円偏波に適合する平面形状を有するパッチ２４と、パッチ２４に設けられた給電点２４ｃにおいて円偏波を励振可能な給電手段と、パッチ２４に対して円偏波の放射方向に近接して対向配置される横長形状の導体パターン２０とを備え、導体パターン２０は、パッチ２４において円偏波を励振する際に導体パターンが無い状態において最大の電界強度が得られる方向に対して略同一の長尺方向を有する。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円偏波を励振可能な平面アンテナであって、
接地導体に載置された誘電体と、
前記誘電体上部に形成され、所定周波数の円偏波に適合する平面形状を有するパッチと、
前記パッチに設けられた給電点において前記円偏波を励振可能な給電手段と、
前記パッチに対して前記円偏波の放射方向に近接して対向配置される横長形状の導体パターンと、
を備え、前記導体パターンは、前記パッチにおいて前記円偏波を励振する際に前記導体パターンが無い状態において最大の電界強度が得られる方向に対して略同一の長尺方向を有することを特徴とする平面アンテナ。
【請求項２】
前記パッチは、平面上で異なる共振長を持つ互いに直交する２つの共振方向により前記円偏波を励振可能であり、前記給電手段は、前記パッチの所定位置で１点給電を行うように構成されることを特徴とする請求項１に記載の平面アンテナ。
【請求項３】
前記パッチは、略正方形の外形における対角線上に位置する２組の角の一方の２つの角を切り欠いた形状を有することを特徴とする請求項２に記載の平面アンテナ
【請求項４】
前記導体パターンの長尺方向は、前記パッチにおける前記正方形の対向する２辺に対して略平行な方向となることを特徴とする請求項３に記載の平面アンテナ
【請求項５】
円偏波を励振可能な平面アンテナを含むアンテナユニットであって、
接地導体に載置された誘電体と、前記誘電体上部に形成され、所定周波数の円偏波に適合する平面形状を有するパッチと、前記パッチの所定位置に設けられた給電点において前記円偏波を励振可能な給電手段と、を備えた平面アンテナと、
前記平面アンテナを所定の位置関係で取り付けた状態で設置され、前記平面アンテナを取り付ける位置に、前記パッチに対して前記円偏波の放射方向に近接して対向配置される横長形状の導体パターンを設けたアンテナ基台と、を備え、
前記導体パターンの長尺方向は、前記パッチにおいて前記円偏波を励振する際に前記導体パターンが無い状態において最大の電界強度が得られる方向に対して略同一となることを特徴とするアンテナユニット。
【請求項６】
前記パッチは、平面上で異なる共振長を持つ互いに直交する２つの共振方向により前記円偏波を励振可能であり、前記給電手段は、前記パッチの所定位置で１点給電を行うように構成されることを特徴とする請求項５に記載のアンテナユニット。
【請求項７】
前記パッチは、略正方形の外形における対角線上に位置する２組の角の一方の２つの角を切り欠いた形状を有することを特徴とする請求項６に記載のアンテナユニット。
【請求項８】
前記導体パターンの長尺方向は、前記パッチにおける前記正方形の対向する２辺に対して略平行な方向となることを特徴とする請求項７に記載のアンテナユニット。
【請求項９】
前記平面アンテナは、車両前部の窓ガラスに取り付け可能であり、前記アンテナ基台は、車両のダッシュボード上に設置可能であることを特徴とする請求項５から請求項８のいずれかに記載のアンテナユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円偏波を励振可能に構成された平面アンテナに関し、特に、車両に設置されるアンテナ基台を備え、円偏波を励振可能な平面アンテナを含み、アンテナ基台に平面アンテナを取り付けて使用する車載用途のアンテナユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、料金所における自動的に料金の受け渡しを行うシステムであるＥＴＣ（Electronic Toll Collection System）が急速に普及しつつある。ＥＴＣにおいては、専用の車載機と路上機の間で無線通信を行って各種情報をやり取りするので、車両にＥＴＣ用のアンテナを設置する必要がある。ＥＴＣでは周波数５．８ＧＨｚ帯の円偏波が送受信されるので、比較的サイズが小さいパッチで構成された平面アンテナを車両内に設置するのが一般的である。
【０００３】
このようなＥＴＣに利用可能な車載用の平面アンテナとして、車両前部の窓ガラスの所定位置に取り付けるタイプの平面アンテナが知られている。一般に、ＥＴＣでは車両前方に設置された路上機からの電波を確実に受信することが重要であり、車両の前方斜め上方に向くように平面アンテナを窓ガラスに取り付けることは、ＥＴＣ用のアンテナの構造として望ましい。この場合、所定形状で構成した平面アンテナを、例えばケースに収納した状態で窓ガラスに取り付けた条件の下、所望のアンテナ特性が得られるように設計条件を定める必要がある。
【０００４】
一方、ＥＴＣ用の平面アンテナとしては、車両の構造や前方視野の確保の観点から、窓ガラスに取り付けるタイプの平面アンテナを使用せず、車両室内のダッシュボード上に配置可能なタイプの平面アンテナへのニーズもある。このようなタイプのアンテナとしては、アンテナ基台に平面アンテナを取り付けた状態で前方斜め上方を向くように、アンテナ基台ごとダッシュボート上に設置すればよい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、ＥＴＣ用の平面アンテナとしては、窓ガラスに取り付けるタイプとダッシュボード上に設置するタイプとを共用できることが好ましい。上記２タイプを共用可能な平面アンテナを実現すれば、車両の種別を問わずに多様なニーズに応えるとともに、製造上のコスト低減のメリットが大きい。
【０００６】
しかしながら、ＥＴＣ用の平面アンテナを上記２タイプのいずれにも利用できるようにアンテナ特性を調整することは容易ではない。すなわち、窓ガラスに設置するタイプの平面アンテナは、ガラスの誘電率やアンテナとガラスの位置関係の影響を受けた状態で最適となるようにＥＴＣ用の円偏波に対するアンテナ特性を調整するの対し、ダッシュボードに設置するタイプの平面アンテナは周囲の状態が大きく異なる状況で最適となるようにアンテナ特性が調整されている。よって、共通の設計条件で上記２つのタイプに同時に適合するように平面アンテナの設計条件を定めることは難しく、ＥＴＣ用の平面アンテナを２タイプで共用すること自体が困難であることが問題となる。
【０００７】
そこで、本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、円偏波を励振する平面アンテナを異なる使用形態で用いる場合であってもアンテナ特性の劣化を招くことなく、量産性に優れ利便性の高い平面アンテナ及びアンテナユニットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の平面アンテナは、円偏波を励振可能な平面アンテナであって、接地導体に載置された誘電体と、前記誘電体上部に形成され、所定周波数の円偏波に適合する平面形状を有するパッチと、前記パッチに設けられた給電点において前記円偏波を励振可能な給電手段と、前記パッチに対して前記円偏波の放射方向に近接して対向配置される横長形状の導体パターンとを備え、前記導体パターンは、前記パッチにおいて前記円偏波を励振する際に前記導体パターンが無い状態において最大の電界強度が得られる方向に対して略同一の長尺方向を有することを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、平面アンテナにおいて所定周波数の円偏波を励振する場合、パッチの所定方向で最大の電界強度が得られる状態で、その方向と略同一の長尺方向を持つ導体パターンをパッチに対して円偏波の放射方向に対向配置すると、導体パターンとパッチの相互作用により円偏波の電界強度分布の角度依存性が減少し、所望の共振周波数における軸比を改善することができる。これにより、導体パターンの形状と配置を適切に設定すれば、例えば、ガラス等に装着された状態でアンテナ特性を調整した平面アンテナをそれと異なる使用形態で用いることが可能となり、双方の状態で１つの平面アンテナを共用することができる。
【００１０】
請求項２に記載の平面アンテナは、請求項１に記載の平面アンテナにおいて、前記パッチは、平面上で異なる共振長を持つ互いに直交する２つの共振方向により前記円偏波を励振可能であり、前記給電手段は、前記パッチの所定位置で１点給電を行うように構成されることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加えて、構成が簡単な１点給電方式を採用した平面アンテナを用いる場合、使用形態に応じて円偏波の電界強度分布の角度依存性が変動することを有効に防止することができる。
【００１２】
請求項３に記載の平面アンテナは、請求項２に記載の平面アンテナにおいて、前記パッチは、略正方形の外形における対角線上に位置する２組の角の一方の２つの角を切り欠いた形状を有することを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、請求項２に記載の発明の作用に加えて、略正方形のパッチを用いて、その対角線上に位置する２組の角の一方の２つの角を切り欠いた形状で構成するので、パッチの外形に対し導体パターンを配置する方向を一律に設定でき、平面アンテナのアンテナ特性の調整を容易かつ確実に行うことができる。
【００１４】
請求項４に記載の平面アンテナは、請求項３に記載の平面アンテナにおいて、前記導体パターンの長尺方向は、前記パッチにおける前記正方形の対向する２辺に対して略平行な方向となることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、請求項３に記載の発明の作用に加えて、上述の形状を有するパッチを用いて、その対向する２辺に対して導体パターンの長尺方向を一致させるので、パッチと導体パターンの位置関係を簡素化して構成が容易になる。
【００１６】
請求項５に記載のアンテナユニットは、円偏波を励振可能な平面アンテナを含むアンテナユニットであって、接地導体に載置された誘電体と、前記誘電体上部に形成され、所定周波数の円偏波に適合する平面形状を有するパッチと、前記パッチの所定位置に設けられた給電点において前記円偏波を励振可能な給電手段と、を備えた平面アンテナと、前記平面アンテナを所定の位置関係で取り付けた状態で設置され、前記平面アンテナを取り付ける位置に、前記パッチに対して前記円偏波の放射方向に近接して対向配置される横長形状の導体パターンを設けたアンテナ基台とを備え、前記導体パターンの長尺方向は、前記パッチにおいて前記円偏波を励振する際に前記導体パターンが無い状態において最大の電界強度が得られる方向に対して略同一となることを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載のアンテナユニットは、請求項５に記載のアンテナユニットにおいて、前記パッチは、平面上で異なる共振長を持つ互いに直交する２つの共振方向により前記円偏波を励振可能であり、前記給電手段は、前記パッチの所定位置で１点給電を行うように構成されることを特徴とする。
【００１８】
請求項７に記載のアンテナユニットは、請求項６に記載のアンテナユニットにおいて、前記パッチは、略正方形の外形における対角線上に位置する２組の角の一方の２つの角を切り欠いた形状を有することを特徴とする。
【００１９】
請求項８に記載のアンテナユニットは、請求項７に記載のアンテナユニットにおいて、前記導体パターンの長尺方向は、前記パッチにおける前記正方形の対向する２辺に対して略平行な方向となることを特徴とする。
【００２０】
これら請求項５乃至８に記載の発明によれば、平面アンテナとアンテナ基台を別体としてアンテナユニットを構成し、上述の導体パターンをアンテナ基台に設けて平面アンテナと所定の位置関係となるように配置するので、平面アンテナ自体は従来と同様の構成を採用する場合であっても、請求項１〜４に記載の発明と同様の作用効果を達成することができる。
【００２１】
請求項９に記載のアンテナユニットは、請求項５乃至請求項８のいずれかに記載のアンテナユニットにおいて、前記平面アンテナは、車両前部の窓ガラスに取り付け可能であり、前記アンテナ基台は、車両のダッシュボード上に設置可能であることを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、アンテナユニットを車両に搭載し、平面アンテナは車両前部に窓ガラスに取り付ける使用形態と、ダッシュボード上のアンテナ基台に取り付ける使用形態のどちらにも適用することができるので、平面アンテナの低コスト化を図ることができるとともに、ユーザにとっての利便性を高めることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、円偏波を励振可能な平面アンテナのパッチに対して円偏波の放射方向に近接して対向配置される横長形状の導体パターンを設け、その長尺方向が最大の電界強度の方向となるようにしたので、円偏波の電界強度分布の角度依存性を減少させて所望の共振周波数における軸比を改善し、これにより使用形態によらず良好なアンテナ特性を確保可能な平面アンテナを実現することができる。
【００２４】
また、本発明によれば、平面アンテナとアンテナ基台を含むアンテナユニットを構成し、アンテナ基台に平面アンテナを取り付ける位置に上述の導体パターンを設けるようにしたので、平面アンテナをアンテナ基台に取り付ける使用形態と、それ以外の構造物に取り付ける形態を使い分ける場合、導体パターンの形状、配置を調整することにより、使用形態によらずアンテナ性能を確保しつつ、量産性に優れ利便性の高いアンテナユニット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】
【００２５】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態においては、本発明の平面アンテナを含むアンテナユニットであって、ＥＴＣ用のアンテナとして利用するために車両内部に設置可能に構成された車載用のアンテナユニットについて説明する。
【００２６】
図１は、本実施形態に係るアンテナユニットの車両内部における設置状態を表す図である。図１に示すように、車両内に設置される車載用のアンテナユニット１は、アンテナ用ケース１１に収納された平面アンテナ１０と、アンテナ基台１２とからなり、平面アンテナ１０をアンテナ用ケース１１とともにアンテナ基台１２に取り付けて固定した状態で車両内部のダッシュボード２上に設置される。平面アンテナ１０は、後述するように構成されるパッチを放射素子として、この放射素子に接続された同軸ケーブル１３がアンテナ用ケース１１の外部に延伸される構造を有している。
【００２７】
この平面アンテナ１０はＥＴＣに適合するようにアンテナ特性を調整されるが、使用形態としては、図１に示すようにアンテナ基台１２に取り付けて使用する形態に加えて、車両前部の窓ガラスに取り付けて使用する形態がある。従って、これら２つの使用形態において平面アンテナ１０を共用可能とするため、双方のアンテナ特性を良好に保つ必要があるが、そのための具体的な構成及び動作については後述する。
【００２８】
アンテナ基台１２は、プラスチック等の非導電性の材料で形成され、ダッシュボード２に直接接触する底部１２ａと、底部１２ａの一端に連結される側部１２ｂからなる。アンテナ基台１２は、側部１２ｂが底部１２ａに対し所定角度で傾いた状態で設置され、側部１２ｂの車両後方側の面にアンテナ用ケース１１を取り付けて平面アンテナ１０を固定する。この場合、平面アンテナ１０の天頂方向（図１に矢印で示す）が、ＥＴＣの路上機の電波到来方向である車両前方斜め上方を向くようにアンテナ基台１２の配置を定める必要がある。なお、アンテナ基台１２は、底部１２ａに対する側部１２ｂのなす角度を自在に調節できる構造としてもよい。
【００２９】
平面アンテナ１０を側部１２ｂに取り付ける方法は、接着剤や両面テープを用いて貼り付けるか、あるいは側部１２ｂ表面に機構的に固定するかのいずれであってもよい。この場合、平面アンテナ１０の良好なアンテナ特性を確保するため側部１２ｂへの取り付け位置は正確に定める必要がある。また、アンテナ基材２の側部１２ｂには、平面アンテナ１０に対向する位置にアンテナ特性を調整するための導体パターンが形成されている。
【００３０】
図２は、図１のアンテナ基台１２のうち、側部１２ｂにおける平面アンテナ１０の取り付け部分を拡大して示す図である。図２に示すように、アンテナ基台１２の側部１２ｂには、横長の長方形の外形形状を持つ導体パターン２０が設けられている。そして、アンテナ用ケース１１に収納された平面アンテナ１０は、側部１２ｂにて定められている取り付け位置１１ａに位置合わせして取り付けられ、この状態でアンテナ基台１２に一体的に固定される。このとき、平面アンテナ１０の放射方向である中央上部に近接して導体パターン２０が対向配置される位置関係になる。
【００３１】
次に、平面アンテナ１０の構成について、図３及び図４を参照して説明する。図３は、平面アンテナ１０の構造を示す平面図であり、図４は、図３に示す平面アンテナ１０の断面構造図である。本実施形態に係る平面アンテナ１０は、接地導体としての接地板２１と、誘電体２２と、誘電体膜２３と、放射素子としてのパッチ２４と、給電部材２５とを含んで構成されている。
【００３２】
以上の構成において、接地板２１は、比較的サイズの大きな矩形状の外形を有している。また、誘電体２２は、接地板２１の上部に載置され、外形が矩形状で内部空間が形成された構造となっている。そして、誘電体２２の上部には、所定の厚さで積層された誘電体膜２３を介して、パッチ２４が形成されている。また、給電部材２５は、パッチ２４に対して容量結合による給電を行うための導体板であり、誘電体２２の内部空間における誘電体膜２３下側の所定位置に給電部材２５が設けられている。この給電部材２５は、外部から誘電体２２の内部空間に挿入され接地板２１上部に這わせた同軸ケーブル１３と接続されている。
【００３３】
図３の平面図に示すように、放射素子としてのパッチ２４は、略正方形の外形の対角線上に位置する２組の角のうち、一方の２つの角に切り欠き部２４ａ、２４ｂを設けた導体パターンに形成されている。そして、パッチ２４の中央から図中下方にオフセットした給電点２４ｃが設定され、パッチ２４の下側から給電部材２５によって給電可能に構成されている。この給電点２４ｃに対し所望の共振周波数の円偏波を励振することにより、パッチ２４は所望の共振周波数の放射素子として機能する。
【００３４】
このように構成されるパッチ２４を所望の共振周波数の円偏波で励振した場合、２つの切り欠き部２４ａ、２４ｂのある側の対角線方向の共振方向と、２つの切り欠き部２４ａ、２４ｂがない側の対角線方向の共振方向とに分離する。このとき、これらの各共振方向は互いに直交するとともに、パッチ２４の外形形状の相違から各々共振長が異なるため、双方の共振方向の成分を合成することにより円偏波を励振させることができる。このように、対角線上に設けた２つの切り欠き部２４ａ、２４ｂと、給電点２４ｃとを設けた構成により、パッチ２４を１点給電の円偏波アンテナとして動作させることができる。
【００３５】
なお、パッチ２４に設ける切り欠き部２４ａ、２４ｂのサイズ、及び、給電点２４ｃの位置は、平面アンテナ１０のアンテナ特性に応じて適切に設定すればよい。一般に切り欠き部２４ａ、２４ｂのサイズは、平面アンテナ１０を円偏波で励振するときに最適な軸比が得られるように設定することが望ましい。この場合、切り欠き部２４ａ、２４ｂを設けない状態の平面アンテナ１０は、上述のように２つの共振成分に分離せず、直線偏波が励振する状態になる。
【００３６】
次に、本実施形態に係る平面アンテナ１０のアンテナ特性と、アンテナ基台１２に形成された導体パターン２０との関係を説明する。以下では、周波数５．８５ＧＨｚの円偏波に適合する設計条件の平面アンテナ１０を用いて、実験的に得られたアンテナ特性について検討を行う。
【００３７】
図５は、平面アンテナ１０に対して導体パターン２０を対向配置しない場合における円偏波の励振状態を説明する図である。上述の図３に示す構成を備えた平面アンテナ１０のうち、パッチ２４における切り欠き部２４ａ、２４ｂがある側の共振方向（Ｘ方向）と、切り欠き部２４ａ、２４ｂがない側の共振方向（Ｙ方向）をそれぞれ図５(ａ)に表している。そして、このような励振状態のパッチ２４を用いて、周波数５．８５ＧＨｚの円偏波を励振した場合の電界の状態を図５（ｂ）に示す。
【００３８】
図５(ｂ)においては、図５（ａ）におけるＸ方向及びＹ方向によって合成された円偏波の電界強度分布の角度依存性を表している。図５（ｂ）からわかるように、パッチ２４で合成された円偏波は、横方向で最大の電界強度となるとともに縦方向で最小の電界強度となり、その包絡線は楕円形状になる。すなわち、図５(ａ)のＸ方向及びＹ方向に対し、パッチ２４を上述の円偏波で励振したときの電界の最大方向及び最小方向は、図５(ａ)のＸ方向及びＹ方向に対しそれぞれ４５°の角度をなす関係となる。
【００３９】
一般に、所望の共振周波数の円偏波を励振する場合、電界強度は各方向で均等な分布になることが望ましい。このような理想的な状態になるように平面アンテナ１０の設計条件を調整して形状等を最適化した場合、図５（ｂ）に示す包絡線が円になるとともに、円偏波を励振する際の軸比が１（０ｄＢ）になる。しかし、本実施形態に係る平面アンテナ１０は、車両前部の窓ガラスに貼り付けて使用する形態と、アンテナ基台１２に取り付けて使用する形態の双方を共用可能にする必要があるため、両者に適合するアンテナ特性を同時に実現するような調整は容易ではない。つまり、平面アンテナ１０に近接するガラスの位置関係によりアンテナ特性が影響を受け、その状態で調整された設計条件では平面アンテナ１０を窓ガラスから離して配置したときにアンテナ特性が変動してしまう。
【００４０】
本実施形態においては、このような問題を解決すべく、平面アンテナ１０の前方（放射方向）に導体パターン２０を配置することにより、ガラスの有無によらずに共通の設計条件で平面アンテナ１０の所望のアンテナ特性を確保している。図６は、平面アンテナ１０のパッチ２４に対して円偏波の放射方向に近接して導体パターン２０を対向配置する場合の位置関係と、円偏波の励振状態を説明する図である。図６（ａ）には、図５（ａ）と同様の設計条件を持つパッチ２４と、上記Ｘ方向及びＹ方向の各共振方向を示すとともに、このパッチ２４に対向配置される導体パターン２０の位置を表している。そして、このような励振状態のパッチ２４を用いて、周波数５．８５ＧＨｚの円偏波を励振する場合の電界の状態を図６（ｂ）に示す。
【００４１】
平面アンテナ１０をアンテナ基台１２に固定し、導体パターン２０が対向配置される状態では、パッチ２４と横長の導体パターン２０は、図６（ａ）に示すような位置関係となる。すなわち、導体パターン２０はパッチ２４の中央上部に重なる状態で、その長尺方向が、パッチ２４の対向する２辺（図中、上下の２辺）に平行となるように配置される。また、図６（ａ）の例では、導体パターン２０の横幅は、パッチ２４の１辺の長さに相当し、縦方向の幅がパッチ２４の１辺の長さより十分小さい外形で形成される。
【００４２】
そして、図６（ｂ）においては、導体パターン２０が対向配置された平面アンテナ１０を励振したとき、合成された円偏波の電界強度分布の角度依存性を示している。図６（ｂ）を図５（ｂ）と比べると明らかなように、横方向で最大の電界強度となるとともに縦方向で最小の電界強度となる点は共通するが、各方向での電界強度の分布がより均等に近づき、その包絡線が円に近い形状になっている。これは、主に導体パターン２０の長尺方向を、この導体パターン２０が無い状態におけるパッチ２４での最大の電界強度となる横方向に一致させたとき、円偏波の電界強度分布の角度依存性が小さくなる作用に基づいている。
【００４３】
このように、本実施形態に係る平面アンテナ１０は、ガラス装着時の円偏波に対するアンテナ特性を適正に調整可能な設計条件を想定しているが、ガラスがない状態であっても導体パターン２０の作用により円偏波に対するアンテナ特性を十分確保可能であることが確認された。
【００４４】
なお、導体パターン２０の外形及び配置は、平面アンテナ１０のアンテナ特性を確保可能な範囲内で自在に調整してもよい。例えば、導体パターン２０のサイズを図６（ａ）に比べて拡大又は縮小したり、導体パターン２０の長尺方向を図６（ａ）に状態から若干傾けた配置する場合であっても、所望のアンテナ特性が確保できれば、導体パターン２０の形状、配置として採用することができる。また、パッチ２４と導体パターン２０の間の距離は、アンテナ用ケース１１の外形寸法を可変することにより調整することができる。
【００４５】
次に、導体パターン２０の効果を確認するため、平面アンテナ１０を円偏波で励振した場合における軸比の周波数特性を図７に示す。ここでは、共振周波数５．８５ＧＨｚの平面アンテナ１０を想定し、その前後の周波数範囲における軸比について、ガラス装着の有無と導体パターン２０の有無による相違を実験的に検証する。
【００４６】
図７においては、周波数範囲５．６〜６ＧＨｚにおいて円偏波で平面アンテナ１０を励振したときの軸比を求めてプロットした。平面アンテナ１０の状態としては、ガラス装着状態（Ａ）、ガラス非装着で導体パターン２０がない状態（Ｂ）、ガラス非装着で形状・配置を最適化した導体パターン２０がある状態（Ｃ）の３つにケースについて、それぞれ軸比の周波数特性を測定した。
【００４７】
その結果、ガラス装着状態の平面アンテナ１０の場合は、共振周波数付近で２ｄＢを下回る程度の良好な軸比を得ることができるのに対し、この状態からガラス非装着にした平面アンテナ１０の場合は、共振周波数付近で７、８ｄＢ程度の軸比となり、大きく劣化している。一方、ガラス非装着の平面アンテナ１０に上記の導体パターン２０を対向配置すると、再び共振周波数付近で２ｄＢを下回る程度の良好な軸比を得ることができる。これにより、本実施形態においては、平面アンテナ１０をガラスに装着した場合と、ガラスに装着しないが所望の導体パターン２０を配置する場合とでは、いずれも同等の良好な軸比を得られることを実験的に確認することができた。
【００４８】
なお、上記実施形態では、平面アンテナ１０の共振周波数としてＥＴＣ用の５．８ＧＨｚ帯を用いる場合を説明したが、より高いあるいは低い共振周波数であっても円偏波を用いる限り、本発明を適用することができる。例えば、１．５７５ＧＨｚ帯の円偏波を用いるＧＰＳ（Global Positioning System）用の平面アンテナに対して本発明を適用する場合である。
【００４９】
また、上記実施形態では、平面アンテナ１０のパッチ２４は、略正方形の外形のうち対角線上に位置する２組の角の一方の２つの角に切り欠き部２４ａ、２４ｂを設けた導体パターンを用いる場合を説明したが、このような構成に限らず、円偏波を励振し得る多様な形状のパッチを含む平面アンテナに対し本発明を適用することができる。
【００５０】
また、上記実施形態では、平面アンテナ１０とアンテナ基台１２と含むアンテナユニット１において、アンテナ基台１２の側部１２ｂに導体パターン２０を設ける場合を説明したが、このようなアンテナユニットを構成する場合に限らず、本発明を平面アンテナに適用することができる。例えば、平面アンテナ１０を収納するアンテナ用ケース１１に導体パターン２０を設けるような構成であっても本発明を適用することができる。
【００５１】
また、上記実施形態では、平面アンテナ１０とアンテナ基台１２を含むアンテナユニット１に対し本発明を適用する場合を説明したが、これに限られることなく、車載用途以外の広い用途において円偏波を励振可能な平面アンテナを用いる場合に本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本実施形態に係るアンテナユニットの車両内部における設置状態を表す図である。
【図２】図１のアンテナ基台のうち側部の平面アンテナの取り付け部分を拡大して示す図である。
【図３】本実施形態に係る平面アンテナの構造を示す平面図である。
【図４】図３に示す平面アンテナの断面構造図である。
【図５】本実施形態に係る平面アンテナに対して導体パターンを対向配置しない場合における円偏波の励振状態と電界の状態を説明する図である。
【図６】本実施形態に係る平面アンテナに対して円偏波の放射方向に近接して導体パターンを対向配置する場合の位置関係と、円偏波の励振状態と電界の状態を説明する図である。
【図７】本実施形態に係る平面アンテナを円偏波で励振した場合における軸比の周波数特性について、ガラス装着の有無と導体パターンの有無により比較して示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１…アンテナユニット
２…ダッシュボード
１０…平面アンテナ
１１…アンテナ用ケース
１２…アンテナ基台
１２ａ…底部
１２ｂ…側部
１３…同軸ケーブル
２１…接地板
２２…誘電体
２３…誘電体膜
２４…パッチ
２４ａ、２４ｂ…切り欠き部
２４ｃ…給電点
２５…給電部材
【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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