(57)【要約】【課題】  １つのモノポールアンテナと、これに直交する線状導体とを組み合わせ、両者間に電力受渡し部を設けた構成で円偏波を受信可能な円偏波用アンテナを提供する。【解決手段】  透明な誘電体フィルム８上に形成した、給電点と開放端とを有するモノポールアンテナ５と、このモノポールアンテナ５のアンテナ軸に対して垂直方向の長さ成分を備えると共に、モノポールアンテナ５と電気的に接続しない線状導体である無給電素子７とから構成される円偏波用アンテナ１０である。無給電素子７は、モノポールアンテナ５に対して電力の受け渡しが可能な電力受渡し部を備えており、モノポールアンテナ５の開放端の近傍に配置される。電力受渡し部は、モノポールアンテナ５の開放端側と無給電素子７の一端の少なくとも一方を折り曲げ、折り曲げ部を略平行に配置して構成する。【選択図】      図２
2005236656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電点と開放端とを有するモノポールアンテナと、
このモノポールアンテナのアンテナ軸に対して垂直方向の長さ成分を備え、前記モノポールアンテナと電気的に接続しない線状導体である無給電素子とから構成され、
前記無給電素子は、前記モノポールアンテナに対して電力の受け渡しが可能な電力受渡し部を備えて、前記モノポールアンテナの前記開放端の近傍に配置されていることを特徴とする円偏波用アンテナ。
【請求項２】
請求項１に記載の円偏波用アンテナであって、前記モノポールアンテナのアンテナ軸線と前記無給電素子の軸線が直交する方向に配置されていることを特徴とする円偏波用アンテナ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の円偏波用アンテナであって、前記電力受渡し部が、前記モノポールアンテナの前記開放端に隣接して略平行に配置された前記無給電素子の一方の端部であることを特徴とする円偏波用アンテナ。
【請求項４】
請求項３に記載の薄型アンテナであって、前記モノポールアンテナの前記開放端から所定の長さの部分と、前記無給電素子の一端から所定長さの部分の、少なくとも一方が折り曲げられており、この折り曲げ部が前記電力受渡し部を形成していることを特徴とする円偏波用アンテナ。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１項に記載の円偏波用アンテナであって、前記無給電素子の長さが前記円偏波用アンテナの送受信周波数の電波の波長の１／２波長以上の長さであることを特徴とする円偏波用アンテナ。
【請求項６】
請求項１から４の何れか１項に記載の円偏波用アンテナであって、前記無給電素子の長さが前記円偏波用アンテナの送受信周波数の電波の波長の１／２波長の整数倍の長さであることを特徴とする円偏波用アンテナ。
【請求項７】
請求項１から６の何れか１項に記載の円偏波用アンテナであって、前記モノポールアンテナと前記無給電素子が同じ平面の上に配置されていることを特徴とする円偏波用アンテナ。
【請求項８】
請求項７に記載の円偏波用アンテナであって、前記モノポールアンテナのアンテナ素子及び前記無給電素子が柔軟なシート状の誘電体の上に構成されていることを特徴とする円偏波用アンテナ。
【請求項９】
請求項８に記載の円偏波用アンテナであって、前記シート状の誘電体が透明な絶縁体フィルムで構成されており、このフィルムが自動車のガラス又は絶縁体で構成された外装部材に設置されることを特徴とする円偏波用アンテナ。
【請求項１０】
請求項８に記載の円偏波用アンテナであって、前記モノポールアンテナ及び前記第１の無給電素子が、自動車のガラス、又は絶縁体で構成された外装部材の表面又は内部に設置されていることを特徴とする円偏波用アンテナ。
【請求項１１】
請求項１から１０の何れか１項に記載の円偏波用アンテナであって、前記モノポールアンテナ及び前記無給電素子の少なくとも一方の近傍に、両者に電気的に接続しない線状導体からなる第２の無給電素子が、導波器又は反射器として機能するように設けられていることを特徴とする円偏波用アンテナ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の円偏波用アンテナであって、前記第２の無給電素子は、その略中心位置でこれに直交する仮想線が、前記モノポールアンテナと前記無給電素子とから構成される円偏波用アンテナの略中心を通過するように設けられていることを特徴とする円偏波用アンテナ。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の円偏波用アンテナであって、前記第２の無給電素子が前記反射器として機能するように、前記第２の無給電素子の長さが、前記モノポールアンテナと前記無給電素子とから構成される円偏波用アンテナの送受信周波数の電波の波長の１／２より長くなっていることを特徴とする薄型アンテナ。
【請求項１４】
請求項１１又は１２に記載の円偏波用アンテナであって、前記第２の無給電素子が前記導波器として機能するように、前記第２の無給電素子の長さが、前記モノポールアンテナと前記無給電素子とから構成される円偏波用アンテナの送受信周波数の電波の波長の１／２より短くなっていることを特徴とする薄型アンテナ。
【請求項１５】
請求項１１から１４に記載の円偏波用アンテナであって、前記第２の無給電素子が他のアンテナの一部であることを特徴とする円偏波用アンテナ。
【請求項１６】
請求項１５に記載の円偏波用アンテナであって、前記他のアンテナが、前記モノポールアンテナと同じ面に形成されたテレビ電波受信用のアンテナの一部であることを特徴とする円偏波用アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は円偏波用アンテナに関し、特に、自動車等の移動体において、移動体のデザインを損ねることなく移動体に取り付けられて、円偏波を含む電波を受信、或いは送信、又は送受信することが可能な、小型で軽量の円偏波用アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車等の車両（移動体）には、移動中にも電波の受信等を可能にするアンテナが搭載されている。一般に、車両が受信する電波は、長年に渡ってＡＭラジオ用の中波（ＭＷ）とＦＭラジオ用やテレビ用の超短波（ＶＨＦ）や極超短波（ＵＨＦ）が主なものであった。
【０００３】
ところが近年、これらの電波を受信するアンテナに加えて、高周波帯のＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム：全地球測位システム）用のアンテナ、あるいは衛星ディジタル放送用の衛星電波やその再放射波（ギャップフィラー波）を受信するアンテナや、自動車電話や携帯電話等の電話用の電波を送受信するアンテナが車両に必要となりつつある。更には、ＩＴＳ（高度道路交通システム）の一環として、高速道路や有料道路の料金を自動的に徴収するＥＴＣ（自動料金所システム）や、道路交通情報を提供するＶＩＣＳ（道路交通情報通信システム）の電波ビーコンに対しても電波の送受信を行うアンテナが必要となってきている。従って、近年の車両は、多くの種類の電波を受信、或いは送信するためのアンテナを搭載しなければならなくなってきている。
【０００４】
このような移動体が送受信すべき電波の中で、ＧＰＳ用の電波、衛星ディジタル放送用の衛星電波、或いは、ＥＴＣ用の電波には円偏波が使用されている。そして、従来の円偏波用アンテナにはパッチアンテナが多く利用されていた。このパッチアンテナとしては、セラミック等の誘電体基板の一面に平面状のアース導体を設置し、他方の面に放射導体を設置する構成が採用されることが多い。この種のパッチアンテナとして、自動車等の移動体の屋根に設置して使用される、ロープロファイル型のパッチアンテナが既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１３５０４５号公報（図１，図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１等に開示されているパッチアンテナは、基板を使用するために、アンテナの厚みが大きくなってしまい、薄型化が困難で車両のデザインを損なう虞があった。また、このパッチアンテナは一定以上の面積の基板及び平面状アース導体を備える必要があることから、フロントガラス等の透過視認性が要求される部材に設置された場合、運転者の前方の視界を損なう問題もあった。
【０００７】
このような問題点に対して、前方視界を損なうことのない円偏波用アンテナとして、ヘリカルアンテナやクロスダイポールアンテナ等のように、線状導体で構成する円偏波用アンテナも提案されているが、この提案のアンテナは、アンテナの高さが高くなったり、アンテナを設置する誘電体、例えば誘電体フィルム等、の両面にアンテナパターンを精密に設置する必要があり、アンテナとして高周波特性を満足するには、フィルムの透明度が低くなったり、製造コストが高くなってコストアップとなる問題点があった。
【０００８】
このような問題点に対して、本発明者らは円偏波受信用の薄型のループアンテナを既に提案したが、この円偏波ループアンテナは実質的な面積が大きくなっていた。
【０００９】
そこで、本発明は、アンテナを薄型化して車両の内部に搭載可能とし、車両のデザインを損なう虞を無くすと共に、アンテナが視界を遮る虞がなく、更に、構造が簡易で、主に円偏波を良好に送受信することが可能なアンテナ面積の小さい円偏波用アンテナ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】
【００１０】
前記目的を達成する本発明の薄型アンテナは、以下の第１から第１６の形態をとることができる。
【００１１】
第１の形態は、給電点と開放端とを有するモノポールアンテナと、このモノポールアンテナのアンテナ軸に対して垂直方向の長さ成分を備え、モノポールアンテナと電気的に接続しない線状導体である無給電素子とから構成され、無給電素子は、モノポールアンテナに対して電力の受け渡しが可能な電力受渡し部を備えて、モノポールアンテナの開放端の近傍に配置されていることを特徴とする円偏波用アンテナである。
【００１２】
第２の形態は、第１の形態の円偏波用アンテナにおいて、モノポールアンテナのアンテナ軸線と無給電素子の軸線を直交する方向に配置した円偏波用アンテナである。
【００１３】
第３の形態は、第１又は第２の形態の円偏波用アンテナにおいて、電力受渡し部を、モノポールアンテナの開放端に隣接させて略平行に配置した無給電素子の一方の端部としたことを特徴とする円偏波用アンテナである。
【００１４】
第４の形態は、第３の形態の円偏波用アンテナにおいて、モノポールアンテナの開放端から所定の長さの部分と、無給電素子の一端から所定長さの部分の、少なくとも一方を折り曲げ、この折り曲げ部を電力受渡し部として形成した円偏波用アンテナである。
【００１５】
第５の形態は、第１から第４の形態の何れかの形態の円偏波用アンテナにおいて、無給電素子の長さを円偏波用アンテナの送受信周波数の電波の波長の１／２波長以上の長さとしたことを特徴とする円偏波用アンテナである。
【００１６】
第６の形態は、第１から第４の何れかの形態の円偏波用アンテナにおいて、無給電素子の長さを円偏波用アンテナの送受信周波数の電波の波長の１／２波長の整数倍の長さとしたことを特徴とする円偏波用アンテナである。
【００１７】
第７の形態は、第１から第６の形態の何れかの形態の円偏波用アンテナにおいて、モノポールアンテナと無給電素子を同じ平面の上に配置したことを特徴とする円偏波用アンテナである。
【００１８】
第８の形態は、第７の形態の円偏波用アンテナにおいて、モノポールアンテナのアンテナ素子及び無給電素子を柔軟なシート状の誘電体の上に構成したことを特徴とする円偏波用アンテナである。
【００１９】
第９の形態は、第８の形態の円偏波用アンテナにおいて、シート状の誘電体を透明な絶縁体フィルムで構成し、このフィルムを自動車のガラス又は絶縁体で構成された外装部材に設置したことを特徴とする円偏波用アンテナである。
【００２０】
第１０の形態は、第８の形態の円偏波用アンテナにおいて、モノポールアンテナ及び第１の無給電素子を、自動車のガラス、又は絶縁体で構成された外装部材の表面又は内部に設置したことを特徴とする円偏波用アンテナである。
【００２１】
第１１の形態は、第１から第１０の形態の円偏波用アンテナにおいて、モノポールアンテナ及び無給電素子の少なくとも一方の近傍に、両者に電気的に接続しない線状導体からなる第２の無給電素子を、導波器又は反射器として機能するように設けたことを特徴とする円偏波用アンテナである。
【００２２】
第１２の形態は、第１１の形態の円偏波用アンテナにおいて、第２の無給電素子を、その略中心位置でこれに直交する仮想線が、モノポールアンテナと無給電素子とから構成される円偏波用アンテナの略中心を通過するように設けたことを特徴とする円偏波用アンテナである。
【００２３】
第１３の形態は、第１１又は１２の形態の円偏波用アンテナにおいて、第２の無給電素子が反射器として機能するように、第２の無給電素子の長さを、モノポールアンテナと無給電素子とから構成される円偏波用アンテナの送受信周波数の電波の波長の１／２より長くしたことを特徴とする薄型アンテナである。
【００２４】
第１４の形態は、第１１又は１２の形態の円偏波用アンテナにおいて、第２の無給電素子が導波器として機能するように、第２の無給電素子の長さを、モノポールアンテナと無給電素子とから構成される円偏波用アンテナの送受信周波数の電波の波長の１／２より短くしたことを特徴とする薄型アンテナである。
【００２５】
第１５の形態は、第１１から１４の何れかの円偏波用アンテナにおいて、第２の無給電素子を他のアンテナの一部としたことを特徴とする円偏波用アンテナである。
【００２６】
第１６の形態は、第１５の形態の円偏波用アンテナにおいて、他のアンテナを、モノポールアンテナと同じ面に形成されたテレビ電波受信用のアンテナの一部としたことを特徴とする円偏波用アンテナである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、給電構造が簡単で、円偏波を受信することができる小型の円偏波用アンテナが提供される。また、薄型の誘電体に各種のアンテナを設置することができる上に、車両の誘電体に設置することもできるため、車両デザインを損なう虞がなく、アンテナが損傷したり、盗難被害に合う等の虞がない。更に、薄型の誘電体を透明フィルムの上に形成することにより運転者の視界を遮る虞がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下添付図面を用いて本発明に係る実施の形態を具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。なお、一般に、アンテナは電波の送信と受信の両方を行い得るものであるが、以下に示す実施例では、説明を簡単にするために、アンテナが電波を受信する場合についてのみ説明し、アンテナが電波を送信する場合についてはその説明を省略する。
【００２９】
図１（ａ）は左旋円偏波を受信するための本発明の一実施例の円偏波用アンテナ１Ｌの基本構成を示すものである。この実施例の円偏波用アンテナ１Ｌは、モノポールアンテナ２、アース板３、及び無給電導体４とから構成されている。モノポールアンテナ２の給電点は同軸ケーブル２４の芯線２５に接続されており、アース板３は同軸ケーブル２４のアース線２７に接続されている。無給電導体４はモノポールアンテナ２に電気的には接続されておらず、モノポールアンテナ２の先端部の近傍に、モノポールアンテナ２に直交する方向に配置されている。
【００３０】
この実施例では、モノポールアンテナ２の開放端である先端部２Ａが斜めに折り曲げられており、無給電導体４の一端部４Ａも斜めに折り曲げられていて、両者は近接して平行に配置されている。即ち、無給電導体４の一端部４Ａとモノポールアンテナ２の先端部２Ａとは電力受渡し部を形成しており、無給電導体４がモノポールアンテナ２に対して電力の受渡しができるようになっている。電流受渡し部を斜めに形成すると、電流ロスが少なくなる。この実施例における無給電導体４の長さ（一端部４Ａの部分も含む）Ｄは、円偏波用アンテナ１Ｌの受信周波数の電波の波長の１／２波長以上の長さ、或いは、１／２波長の整数倍の長さとなっている。
【００３１】
図１（ｂ）は右旋円偏波を受信するための本発明の一実施例の右旋円偏波用アンテナ１Ｒの基本構成を示すものである。この実施例の右旋円偏波用アンテナ１Ｒは、左旋円偏波用アンテナ１Ｌと同様に、モノポールアンテナ２、アース板３、及び無給電導体４とから構成されている。モノポールアンテナ２の給電点が同軸ケーブル２４の芯線２５に接続されており、アース板３は同軸ケーブル２４のアース線２７に接続されていることも同様である。また、無給電導体４は、左旋円偏波用アンテナ１Ｌではモノポールアンテナ２に対して図の右側に配置されていたが、右旋円偏波用アンテナ１Ｒではモノポールアンテナ２に対して図の左側に配置されている。
【００３２】
この実施例でも、モノポールアンテナ２の開放端である先端部２Ａが斜めに折り曲げられ、無給電導体４の一端部４Ａも斜めに折り曲げられていて、両者は近接して平行に配置されている。即ち、右旋円偏波用アンテナ１Ｒでも無給電導体４の一端部４Ａとモノポールアンテナ２の先端部２Ａとは電力受渡し部を形成している。右旋円偏波用アンテナ１Ｒにおける無給電導体４の長さ（一端部４Ａの部分も含む）は左旋円偏波用アンテナ１Ｌと同様で良く、右旋円偏波用アンテナ１Ｒの受信周波数の電波の波長の１／２波長以上の長さ、或いは、１／２波長の整数倍の長さとなっている。
【００３３】
図２（ａ）は、誘電体フィルム８上に形成した左旋円偏波を受信するための本発明の左旋円偏波用アンテナ１０Ｌの実施例の基本構成を示すものである。この実施例の左旋円偏波用アンテナ１０Ｌは、誘電体フィルム８の上に、パターンによりモノポールアンテナ５、アースパターン６、及び無給電素子７が形成されて構成されている。モノポールアンテナ５の給電点は同軸ケーブル２４の芯線２５に接続されており、アースパターン６は同軸ケーブル２４のアース線２７に接続されている。無給電素子７はモノポールアンテナ５に電気的には接続されておらず、モノポールアンテナ５の開放端である先端部の近傍に、モノポールアンテナ５に直交する方向に形成されている。
【００３４】
この実施例では、モノポールアンテナ５のパターンの先端部５Ａが斜めに折り曲げられて形成されており、無給電素子７のパターンの一端部７Ａも斜めに折り曲げられていて、両者は近接して平行に配置されている。即ち、無給電素子７の一端部７Ａとモノポールアンテナ５の先端部５Ａとは電力受渡し部を形成しており、無給電素子７がモノポールアンテナ５に対して電力の受渡しができるようになっている。この実施例における無給電素子７の長さ（一端部７Ａの部分も含む）Ｄは、左旋円偏波用アンテナ１０Ｌの受信周波数の電波の波長の１／２波長以上の長さ、或いは、１／２波長の整数倍の長さとなっている。
【００３５】
図２（ｂ）は、誘電体フィルム８上に形成した右旋円偏波を受信するための本発明の左旋円偏波用アンテナ１０Ｒの実施例の基本構成を示すものである。この実施例の右旋円偏波用アンテナ１０Ｒは、左旋円偏波用アンテナ１０Ｌと同様に、誘電体フィルム８の上に、パターンによりモノポールアンテナ５、アースパターン６、及び無給電素子７が形成されて構成されている。モノポールアンテナ５の給電点は同軸ケーブル２４の芯線２５に接続されており、アースパターン６は同軸ケーブル２４のアース線２７に接続されていることも同様である。また、無給電素子７は、左旋円偏波用アンテナ１０Ｌではモノポールアンテナ５に対して図の右側に配置されていたが、右旋円偏波用アンテナ１０Ｒではモノポールアンテナ５に対して図の左側に配置されている。
【００３６】
この実施例でも、モノポールアンテナ５の開放端である先端部５Ａが斜めに折り曲げられ、無給電素子７の一端部７Ａも斜めに折り曲げられていて、両者は近接して平行に配置されている。即ち、右旋円偏波用アンテナ１０Ｒでも無給電素子７の一端部７Ａとモノポールアンテナ５の先端部５Ａとは電力受渡し部を形成している。右旋円偏波用アンテナ１０Ｒにおける無給電素子７の長さ（一端部７Ａの部分も含む）は左旋円偏波用アンテナ１０Ｌと同様で良く、右旋円偏波用アンテナ１０Ｒの受信周波数の電波の波長の１／２波長以上の長さ、或いは、１／２波長の整数倍の長さとなっている。
【００３７】
以後は、この誘電体フィルム８上に形成した本発明の円偏波用アンテナの変形実施例を、特に、左旋円偏波を受信するための実施例を中心にして説明する。
【００３８】
図３（ａ）から（ｈ）は図２で説明した本発明の左旋円偏波用アンテナ１０Ｌの電力受渡し部の色々な形状の実施例を示す説明図である。これらの図における丸印は給電端子を示している。（ａ）はモノポールアンテナ５の開放端である先端部５Ａが折り曲げられておらず、無給電素子７の一端部７Ａが直角に折り曲げられてこの先端部５Ａの左側に近接している実施例である。（ｂ）はモノポールアンテナ５の先端部５Ａが折り曲げられておらず、無給電素子７の一端部７Ａが直角に折り曲げられてこの先端部５Ａの右側に近接している実施例である。（ｃ）はモノポールアンテナ５の先端部５Ａが直角に右側に折り曲げられており、無給電素子７の一端部７Ａは折り曲げられておらず、この先端部５Ａの上側に近接している実施例である。（ｄ）はモノポールアンテナ５の先端部５Ａが直角に右側に折り曲げられており、無給電素子７の一端部７Ａは折り曲げられておらず、この先端部５Ａの下側に近接している実施例である。（ｅ）はモノポールアンテナ５の先端部５Ａが右下側に斜めに折り曲げられており、無給電素子７の一端部７Ａも右下側に曲げられていて両者が平行に配置されている実施例である。（ｆ）はモノポールアンテナ５の先端部５Ａが左上側に斜めに折り曲げられており、無給電素子７の一端部７Ａは右下側に曲げられていて両者が平行に配置されている実施例である。（ｇ）はモノポールアンテナ５の先端部５Ａが右上側に湾曲して曲げられており、無給電素子７の一端部７Ａは左下側に湾曲して曲げられていてこの先端部５Ａの外側に平行に配置されている実施例である。（ｈ）はモノポールアンテナ５の先端部５Ａが右上側に湾曲して曲げられており、無給電素子７の一端部７Ａは左下側に湾曲して曲げられていてこの先端部５Ａの内側に平行に配置されている実施例である。
【００３９】
図４（ａ）は本発明の円偏波用アンテナ１０の変形例の構成を示すものである。前述の実施例では、無給電素子７はモノポールアンテナ５に対して直交する方向に配置されていた。しかしながら、本発明における無給電素子７は、モノポールアンテナ５に対して直交する成分があれば良く、必ずしも、モノポールアンテナ５に対して直交する方向に配置されている必要はない。
【００４０】
即ち、図４（ａ）に示す実施例では、モノポールアンテナ５の先端部５Ａが右上方向に折れ曲げられて形成されており、一端部７Ａと本体部とが一直線状の無給電素子７は、この先端部５Ａに対して平行に形成されている。この場合、無給電素子７がモノポールアンテナ５に対して斜めになっていても、無給電素子７にはモノポールアンテナ５の軸線ＣＬに対して直交する方向に二点鎖線で示すアンテナ成分７Ｖ（軸線ＶＬ）があるので、この構成の円偏波用アンテナ１０は円偏波（左旋円偏波）を受信することができる。
【００４１】
図４（ｂ）は本発明の円偏波用アンテナ１０の別の変形例の構成を示すものである。前述の実施例では、モノポールアンテナ５及び無給電素子７は直線状であった。しかしながら、この実施例のモノポールアンテナ５及び無給電素子７は、軸線ＣＬとこれに直交する軸線ＶＬに対して湾曲している。ところが、この実施例の円偏波用アンテナ１０は、モノポールアンテナ５に軸線ＣＬ方向の成分があり、無給電素子７に軸線ＣＬに直交する方向の軸線ＶＬの成分があるので、この構成の円偏波用アンテナ１０は円偏波（左旋円偏波）を受信することができる。このように、本発明の円偏波用アンテナ１０に使用するモノポールアンテナ５及び無給電素子７は、必ずしも直線状でなくても良い。
【００４２】
図５（ａ）は本発明の円偏波用アンテナの、モノポールアンテナ５と無給電素子７の部分の別の変形例の構成を示すものであり、（ｂ）は（ａ）の要部の断面を示している。これまでに説明した実施例では、モノポールアンテナ５及び無給電素子７は同一平面上にあったが、この実施例では、モノポールアンテナ５が誘電体フィルム８の表側に形成され、無給電素子７が誘電体フィルム８の裏側に形成されている。モノポールアンテナ５及び無給電素子７を同一平面上に形成する場合は、図３（ｃ）又は（ｄ）に示したように、モノポールアンテナ５の先端部５Ａと無給電素子７の一端部７Ａを平行に配置する必要があった。一方、この実施例では、折り曲げられたモノポールアンテナ５の先端部５Ａの直下の裏面に無給電素子７の一端部７Ａが配置されて電力受渡し部が形成されている。このように、モノポールアンテナ５及び無給電素子７は同一平面上になくとも良い。
【００４３】
図６（ａ）は図２（ａ）の左旋円偏波用アンテナ１０Ｌの変形例の構成を示すものであり、図６（ｂ）は図２（ｂ）の右旋円偏波用アンテナ１０Ｒの変形例の構成を示すものである。よって、同じ構成部材には同じ符号を付してその説明を省略する。これらの変形例では、無給電素子７の、モノポールアンテナ５から遠い側に、モノポールアンテナ５にも無給電素子７にも電気的に接続しない第２の無給電素子９が配置されている。第２の無給電素子９は、無給電素子７に平行に形成されている。この第２の無給電素子９は後に詳述するが、導波器又は反射器として機能するように設けられるものである。
【００４４】
図７（ａ）は本発明の円偏波用アンテナ１０に第２の無給電素子９を設ける場合の、円偏波用アンテナ１０との位置関係の一例を説明するものである。第２の無給電素子９は、その略中心位置でこれに直交する仮想線ＩＭが、モノポールアンテナ５と無給電素子７とから構成される円偏波用アンテナ１０の中心点ＣＰを通過するように設けられている。第２の無給電素子９が円偏波用アンテナ１０の中心点ＣＰ、或いはその近傍の位置にあると、第２の無給電素子９は導波器又は反射器として有効に機能する。
【００４５】
図７（ｂ）は、（ａ）の構成の円偏波用アンテナ１０に、更に別の無給電素子１９（以後第３の無給電素子１９という）を設けた実施例を示すものである。第３の無給電素子１９は、その略中心位置でこれに直交する仮想線ＫＭが、モノポールアンテナ５と無給電素子７とから構成される円偏波用アンテナ１０の中心点ＣＰを通過するように設けられている。この第３の無給電素子１９が円偏波用アンテナ１０の中心点ＣＰ、或いはその近傍の位置にあると、第３の無給電素子１９は導波器又は反射器として有効に機能する。
【００４６】
図８（ａ），（ｂ）は、図７（ａ）に示した第２の無給電素子９の長さを、長くしたり短くしたりした場合の、円偏波用アンテナ１０の指向性の変化を説明するものである。まず、図８（ａ）は、円偏波用アンテナ１０の送受信周波数の電波の波長の１／２以上の長さの第２の無給電素子９を、無給電素子７の近傍に設置した場合の円偏波アンテナ１０の指向性を示すものである。この場合は、第２の無給電素子９は反射器として機能する。この結果、円偏波用アンテナ１０の受信の指向性は、円偏波用アンテナ１０の中心点ＣＰに立てた垂直軸Ｙに対して、第２の無給電素子９の反対側の斜め上方を向いた指向軸Ｚの方向となる。
【００４７】
図８（ｂ）は、円偏波用アンテナ１０の送受信周波数の電波の波長の１／２未満の長さの第２の無給電素子９を、無給電素子７の近傍に設置した場合の円偏波アンテナ１０の指向性を示すものである。この場合は、第２の無給電素子９は導波器として機能する。この結果、円偏波用アンテナ１０の受信の指向性は、円偏波用アンテナ１０の中心点ＣＰに立てた垂直軸Ｙに対して、第２の無給電素子９と同じ側の斜め上方を向いた指向軸Ｘの方向となる。
【００４８】
図９（ａ），（ｂ）は、図７（ｂ）に示した第３の無給電素子１９の長さを、長くしたり短くしたりした場合の、円偏波用アンテナ１０の指向性の変化を説明するものである。まず、図９（ａ）は、円偏波用アンテナ１０の送受信周波数の電波の波長の１／２以上の長さの第３の無給電素子１９を、モノポールアンテナ５の近傍に設置した場合の円偏波アンテナ１０の指向性を示すものである。この場合は、第３の無給電素子１９は反射器として機能する。この結果、円偏波用アンテナ１０の受信の指向性は、円偏波用アンテナ１０の中心点ＣＰに立てた垂直軸Ｙに対して、第３の無給電素子１９の反対側の斜め上方を向いた指向軸Ｐの方向となる。
【００４９】
図９（ｂ）は、円偏波用アンテナ１０の送受信周波数の電波の波長の１／２未満の長さの第３の無給電素子１９を、モノポールアンテナ５の近傍に設置した場合の円偏波アンテナ１０の指向性を示すものである。この場合は、第３の無給電素子１９は導波器として機能する。この結果、円偏波用アンテナ１０の受信の指向性は、円偏波用アンテナ１０の中心点ＣＰに立てた垂直軸Ｙに対して、第３の無給電素子１９と同じ側の斜め上方を向いた指向軸Ｑの方向となる。
【００５０】
図１０は、本発明の円偏波用アンテナ１０の具体的な実施例を示すものであり、ＴＶアンテナ１３と組み合わせた統合アンテナ２０としての例を示すものである。この実施例の統合アンテナ２０には、円偏波用アンテナ１０に接続するケーブル２４と、ＴＶアンテナ１３に接続するケーブル３３が共に示されている。この実施例の統合アンテナ２０は、透明フィルム１１の上に、円偏波を送受信するための円偏波用アンテナ１０と、テレビ電波を受信するためのＴＶアンテナ１３とを備えている。この例の円偏波用アンテナ１０は、図２（ｂ）で説明した右旋円偏波用アンテナ１０Ｒであり、モノポールアンテナ５と無給電素子７を備える。
【００５１】
また、図１０は、統合アンテナ２０を電波の到来方向の逆方向から見たものである。即ち、統合アンテナ２０を、例えば自動車のフロントガラスの内側に貼り付けた場合に、これを自動車の車室内側から見たものである。車室内側から見た円偏波用アンテナ１０は、透明フィルム１１の左側の部分に配置されており、右旋円偏波を感度良く受信するようになっている。
【００５２】
また、ＴＶアンテナ１３は透明フィルム１１の周辺部に沿って設けられており、先端部が折り曲げられている。そして、ＴＶアンテナ１３を構成する線状導体の一方の端部にはアンテナ接続端子１８が設けられている。この実施例では、円偏波用アンテナ１０とＴＶアンテナ１３が設けられていない部分の透明フィルム１１は切り取られて孔部１５となっている。この孔部１５は、円偏波用アンテナ１０が配置された透明フィルム１１Ａの部分を囲むように設けられており、円偏波用アンテナ１０が配置された透明フィルム１１Ａの部分が舌片状になっている。以後、この部分を透明フィルムの舌片部１１Ａと言う。
【００５３】
更に、円偏波用アンテナ１０を構成するモノポールアンテナ５の給電側の端部は、ランド状に形成されて給電端子１６となっている。また、この給電端子１６の近傍にはアースパターン６が形成されている。このアースパターン６には、後述するコネクタ２１の接続端子２３が接続する端子接続部１７がある。また、円偏波アンテナ１０の無給電素子７の外側に位置するＴＶアンテナ１３の一部が第２の無給電素子として機能する。
【００５４】
円偏波用アンテナ１０で受信した電波は、コネクタ２１とケーブル２４を介して所定の受信機、例えば、ＧＰＳレシーバに導くことができる。コネクタ２１にはモノポールアンテナ５の給電端子１６に接続する接続端子２２と、アースパターン６の端子接続部１７に接続する接続端子２３がある。２つの接続端子２２，２３は、この実施例ではばね性を備えている。コネクタ２１の透明フィルム１１への接着は、例えば、両面接着テープで行えば良い。図１０の透明フィルム１１の上に二点鎖線で示す位置がコネクタ２１の取付位置である。また、コネクタ２１の内部には、後述するアンプを搭載することができる。この場合、接続端子２３がアンプのアースに接続する。コネクタ２１に接続するケーブル２４は同軸ケーブルである。
【００５５】
ＴＶアンテナ１３のアンテナ接続端子１８にはケーブル３３を接続することができ、ＴＶアンテナ１３で受信した電波から得られる信号は、このケーブル３３と、これに接続するケーブル４９によって、図示しないＴＶチューナに導かれる。ケーブル３３の統合アンテナ２０側の先端部にはコネクタ３１が接続されており、このコネクタ３１に設けられた接続端子３２がＴＶアンテナ１３のアンテナ接続端子１８に接続する。コネクタ３１の透明フィルム１１への接着も、例えば、両面接着テープで行えば良い。ケーブル３３は単芯ケーブルであり、この実施例では同軸ケーブル４９の芯線４１に接続される。この同軸ケーブル４９のアース線４２は、別の単芯ケーブル４３によって自動車のボディ４４の一部に導かれ、このボディ４４に貼り付けられた金属箔４５にコネクタ４６で接続される。即ち、同軸ケーブル４９のアース線４２は、自動車のボディ４４に交流的にアースされる。
【００５６】
図１１（ａ）は図１０の統合アンテナ２０と共に使用する薄型のテレビアンテナ５０の構成を示すものである。テレビアンテナ５０は、透明フィルム１４の上にテレビ電波を受信するための２つのＴＶアンテナ５１，５２を備えている。図１１（ａ）は、テレビアンテナ５０を自動車のフロントガラスの内側に設置した場合に、これを自動車の車室内側から見たものである。車室内側から見た２つのＴＶアンテナ５１，５２は透明フィルム１４の周辺部に沿って設けられており、この実施例では、２つのＴＶアンテナ５１，５２が設けられていない部分の透明フィルム１４は切り取られて孔部５５となっている。更に、ＴＶアンテナ５１，５２を構成する線状導体の一方の端部には、それぞれアンテナ接続端子５３，５４が設けられている。アンテナ接続端子５３，５４には、図１０で説明したケーブル３３と同様のケーブルがコネクタを介して接続され、受信した電波から得られる信号はケーブルを通じて同様にＴＶチューナに導かれる。
【００５７】
図１１（ｂ）は、図１０の統合アンテナ２０と図１１（ａ）の薄型テレビアンテナ５０を自動車のフロントガラス６１の左右の上部に設置した場合の、受信機８０との接続を示す自動車の車室内前方を示すものであり、図１２は図１１（ｂ）に示した統合アンテナ２０と薄型テレビアンテナ５０、及び受信機８０との接続を示す回路図である。
【００５８】
まず、図１２を用いて統合アンテナ２０と薄型テレビアンテナ５０の、受信機８０との接続を説明する。統合アンテナ２０に設けられた円偏波用アンテナ１０は、前述のようにコネクタ２１と同軸ケーブル２４を用いて受信機８０に内蔵されたＧＰＳレシーバ８１に接続されている。この実施例では、コネクタ２１にアンプ２６が内蔵されている。円偏波用アンテナ１０で受信された電波は、アンプ２６で増幅されて出力される。
【００５９】
また、統合アンテナ２０に設けられたＴＶアンテナ１３は、コネクタ３１と図示しないケーブルと同軸ケーブル４９によってセレクタ／アンプ４０のセレクタ４７に接続されている。また、薄型テレビアンテナ５０に設けられた２つのＴＶアンテナ５１，５２は、それぞれコネクタ３１と図示しないケーブル２と同軸ケーブル４９によってセレクタ／アンプ４０のセレクタ４７に接続されている。セレクタ４７は、受信感度の高いＴＶアンテナ（ＴＶアンテナ１３，５１，５２の何れか）を選択して、その出力がアンプ４８に出力されるようにＴＶアンテナを切り換える。この結果、ＴＶアンテナ１３，５１，５２の何れか１つが、セレクタ／アンプ４０と同軸ケーブル５を通じて受信機８に内蔵されたＴＶチューナ８２に接続される。
【００６０】
図１１（ｂ）に戻ると、この実施例では、受信機８０は自動車のセンターコンソールに内蔵されており、セレクタ／アンプ４０は助手席側の足元に内蔵されている。そして、統合アンテナ２０と薄型テレビアンテナ５０からのケーブル２４，４９は自動車のＡピラーに沿って取り付けられて受信機８０に直接接続される、或いはセレクタ／アンプ４０とケーブル２４、５６を通じて受信機８０に接続される。そして、統合アンテナ２０と薄型テレビアンテナ５０は、前述のように、透明フィルムを使用して構成されているので、これらをフロントガラス６１の上部に取り付けた場合でも、統合アンテナ１０と薄型テレビアンテナ５０とが自動車の運転者の視界、特に左前方の視界Ｖを妨げることがなくなる。
【００６１】
なお、図１０に示した統合アンテナ２０が形成された透明フィルム１１の両面には、円偏波用アンテナ１０、ＴＶアンテナ１３、５１、５２と、アースパターン６を保護するための保護膜が設けられる。この統合アンテナ２０は、保護膜の上に貼付した両面接着テープにより、図１１（ｂ）に示した自動車のフロントガラス６１の裏面（車室内側）に貼り付けることができる。更に、別の実施形態として、統合アンテナ２０や薄型テレビアンテナ５０を、自動車のフロントガラス６１に内蔵させることもできる。
【００６２】
図１３（ａ）は、図１０で説明した実施例の統合アンテナ２０、或いは他の構成の統合アンテナ２０の自動車１００への取り付け位置の例を示すものである。本発明の統合アンテナ２０は、図１０に示したように、誘電体フィルム８、特に、透明な誘電体フィルム８に形成される場合には、自動車１００のフロントウインドウＦＷやリヤウインドウＲＷ、或いはサイドウインドウＳＷ等に、その裏面側から貼り付けて設けることができる。また、誘電体フィルム８の代わりに統合アンテナ２０が誘電体部材で構成される自動車のボディが使用される場合には、合成樹脂からなるリヤスポイラーＳＰや、合成樹脂或いはガラスからなるルーフウインドウＲＦに統合アンテナ２０を形成することが可能である。
【００６３】
よって、図８（ａ）に示したような第２の無給電素子９の長さが、円偏波用アンテナ１０の受信周波数の電波の波長の１／２以上の長さである円偏波用アンテナ１０を、図１３（ｂ）に示すように、自動車１００の傾斜したフロントガラス６１に取り付けると、円偏波用アンテナ１０の受信の指向軸の方向を、矢印Ｚで示す天頂方向に向けることができる。この結果、円偏波用アンテナ１０の天頂方向に対する受信性能が向上する。一方、図８（ｂ）に示したような第２の無給電素子９の長さが、円偏波用アンテナ１０の受信周波数の電波の波長の１／２未満の長さである円偏波用アンテナ１０を、図１３（ｂ）に示すように、自動車１００の傾斜したフロントガラス６１に取り付けると、円偏波用ンテナ１０の受信の指向軸の方向を、矢印Ｘで示す水平方向に近い方向に向けることができる。この結果、円偏波用アンテナ１０の水平に近い方向に対する受信性能が向上する。
【００６４】
ところで、円偏波用アンテナ１０を構成するモノポールアンテナ５の全長は、比誘電率１の誘電体にモノポールアンテナ５を設置した場合は受信する電波の波長に等しく、ＧＰＳ用の場合、アンテナ素子の一辺の長さは４８ｍｍ程度である。一方、ガラス等の誘電率が高い部材にこのモノポールアンテナ５を設置する場合は、波長短縮に応じてアンテナ素子の全長を短くすることができる。
【００６５】
例えば、λ１を誘電体上における或る特定の周波数における電波の波長とし、λ０を自由空間における前述の或る特定の周波数と同じ周波数の電波の波長とし、αをアンテナ周囲の誘電体による波長短縮率とすると、
λ１＝α×λ０
の関係が成り立つので、この波長短縮率αに応じてモノポールアンテナ５のアンテナ素子の全長を小さくすることができるのである。よって、透明フィルム１１の上に形成したモノポールアンテナ５の全長Ｌ１は、この実施例では３８ｍｍとすることができる。なお、モノポールアンテナ１０を構成する導体は、導体薄膜、ワイヤ、導電性インクによる印刷の何れかによって形成すれば良い。
【００６６】
図１４は、本発明の円偏波用アンテナ１０を用いた統合アンテナ２０の構成の別の具体的な実施例を示すものであり、図１０に示した実施例の統合アンテナ２０と同じ方向から見たものである。なお、この図１４には統合アンテナ２０に接続するケーブル２４の構成のみが示してあり、ＴＶアンテナ１３に接続するコネクタ３１やケーブル３３の図示は省略してある。
【００６７】
この実施例の統合アンテナ２０が、図１０に示した実施例の統合アンテナ２０と異なる点は、円偏波用アンテナ１０が配置された透明フィルム１１の上にアースパターン６が設けられていない点のみである。よって、図１０で説明した統合アンテナ２０における構成部材と同じ構成部材には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００６８】
この実施例では、同軸ケーブル２４の先端部に取り付けられるコネクタ２１に、１つの接続端子２２のみが設けられている。コネクタ２１の内部には図１２で説明したアンプ２６が設けられており、そのアースは同軸ケーブル２４の図示しないアース線に接続されている。コネクタ２１の透明フィルム１１への接着も、例えば、両面接着テープで行えば良い。そして、同軸ケーブル２４のアース線には単芯ケーブル２８が接続されており、この単芯ケーブル２８の先端部にはコネクタ２９が取り付けられている。即ち、この同軸ケーブル２４のアース線は、単芯ケーブル２８によって自動車のボディ４４の一部に導かれ、このボディ４４に貼り付けられた金属箔４５にコネクタ２９で接続される。即ち、同軸ケーブル２４のアース線は、自動車のボディ４４に容量結合して交流的にアースされる。よって、この実施例では、透明フィルム１１上にアースパターンを設けなくても良い。
【００６９】
なお、前述の実施例では、統合アンテナ２０は、円偏波用アンテナ１０を透明フィルム１１の上に形成し、自動車のフロントガラス６１の裏面側に貼付するものを説明したが、円偏波用アンテナ１０は、通常のプリント基板上や、樹脂ケースの表面のような不透明な誘電体の上に形成することができる。このような形態は、通信機能を有する家庭用機器で、通信波として円偏波を用いるもの、例えば、パーソナルコンピュータとその周辺機器との間の無線接続が円偏波によるもの、に有効に適用することができる。
【００７０】
以上説明した実施例では、本発明に係る円偏波用アンテナ２０の受信について説明したが、電波を前述の統合アンテナ２０から送信する場合についても全く同様である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】（ａ）は左旋円偏波を受信するための本発明の円偏波用アンテナの基本構成を示す図、（ｂ）は右旋円偏波を受信するための本発明の円偏波用アンテナの基本構成を示す図である。
【図２】（ａ）は左旋円偏波を受信するための本発明の円偏波用アンテナを誘電体フィルム上に形成した場合の基本構成を示す図、（ｂ）は右旋円偏波を受信するための本発明の円偏波用アンテナを誘電体フィルム上に形成した場合の基本構成を示す図である。
【図３】（ａ）から（ｈ）は本発明の円偏波用アンテナの電力受渡し部の色々な形状の実施例を示す説明図である。
【図４】（ａ）は本発明の円偏波用アンテナの変形例の構成を示す図、（ｂ）は本発明の円偏波用アンテナの別の変形例の構成を示す図である。
【図５】（ａ）は本発明の円偏波用アンテナの別の変形例の構成を示す一部切欠斜視図、（ｂ）は（ａ）の要部の断面図である。
【図６】（ａ）は左旋円偏波を受信するための本発明の円偏波用アンテナを誘電体フィルム上に形成した図２（ａ）の実施例の円偏波用アンテナの変形例の構成を示す図、（ｂ）は右旋円偏波を受信するための本発明の円偏波用アンテナを誘電体フィルム上に形成した図２（ｂ）の円偏波用アンテナの変形例の構成を示す図である。
【図７】（ａ）は本発明の円偏波用アンテナに第２の無給電素子を設ける場合の、円偏波用アンテナとの位置関係の一例を示す図、（ｂ）は本発明の円偏波用アンテナに第２の無給電素子を設ける場合の、円偏波用アンテナとの位置関係の別の例を示す図である。
【図８】（ａ）は円偏波用アンテナの送受信周波数の電波の波長の１／２以上の長さの第２の無給電素子を、円偏波アンテナの近傍に設置した実施例を示す図、（ｂ）は円偏波用アンテナの送受信周波数の電波の波長の１／２未満の長さの第２の無給電素子を、円偏波アンテナの近傍に設置した実施例を示す図である。
【図９】（ａ）は円偏波用アンテナの送受信周波数の電波の波長の１／２以上の長さの第２の無給電素子を、円偏波アンテナの近傍の別の位置に設置した実施例を示す図、（ｂ）は円偏波用アンテナの送受信周波数の電波の波長の１／２未満の長さの第２の無給電素子を、円偏波アンテナの近傍の別の位置に設置した実施例を示す図である。
【図１０】本発明の円偏波用アンテナを用いた統合アンテナの構成の一例を示す平面図及びこれに接続するケーブルを説明する図である。
【図１１】（ａ）は本発明の薄型アンテナと共に使用する薄型のテレビアンテナの構成を示す平面図、（ｂ）は図１の薄型アンテナと（ａ）の薄型テレビアンテナを自動車のフロントガラスに設置した場合の、受信機との接続を示す自動車の車室内前方の斜視図である。
【図１２】図２（ｂ）に示した薄型アンテナと薄型テレビアンテナ及び受信機との接続を示す回路図である。
【図１３】（ａ）は図１０に示した統合アンテナの車両への取り付け位置の例を示す自動車の斜視図、（ｂ）は図１０に示した統合アンテナを自動車のフロントガラスの取り付けた時の指向性を説明する図である。
【図１４】本発明の円偏波用アンテナを用いた統合アンテナの構成の別の例を示す平面図及びこれに接続するケーブルを説明する図である。
【符号の説明】
【００７２】
１Ｌ，１０Ｌ…左旋偏波受信用の円偏波アンテナ
１Ｒ，１０Ｒ…右旋偏波受信用の円偏波アンテナ
２，５…モノポールアンテナ
２Ａ，５Ａ…先端部
４…無給電導体
４Ａ…一端部
６…アースパターン
７…無給電素子
７Ａ…一端部
８…誘電体フィルム
９…第２の無給電素子
１０…本発明の円偏波用アンテナ
１１，１４…透明フィルム
１１Ａ…舌片部
１３…ＴＶアンテナ
１６…給電端子
１８…アンテナ接続端子
１９…第３の無給電素子
２０…統合アンテナ
２１，３１…コネクタ
２２，２３…接続端子
４０…セレクタ／アンプ
５０…テレビアンテナ
８０…受信機
【図１】
2005236656.tif 000003
【図２】
2005236656.tif 000004
【図３】
2005236656.tif 000005
【図４】
2005236656.tif 000006
【図５】
2005236656.tif 000007
【図６】
2005236656.tif 000008
【図７】
2005236656.tif 000009
【図８】
2005236656.tif 000010
【図９】
2005236656.tif 000011
【図１０】
2005236656.tif 000012
【図１１】
2005236656.tif 000013
【図１２】
2005236656.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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