(57)【要約】【課題】  制約されたスペース内で直線偏波に変わる別の偏波形式で電磁波を放射する小型アンテナを提供する。【解決手段】  高周波信号を給電する高周波回路４と、前記高周波信号の給電を受けて、電流値が変化しない定在波が生じる給電アンテナ素子５と、前記給電アンテナ素子５に対して電磁結合され、電流値が変化する定在波が生じる無給電アンテナ素子６を有している。さらに前記給電アンテナ素子５と前記無給電アンテナ素子６は、前記両アンテナ素子５，６による合成電界が電磁波の進行方向に対して時間の変化に伴って回転する姿勢関係に配置されている。前記給電アンテナ素子５から放射される電磁波の電界と、前記無給電アンテナ素子６から放射される電磁波の電界が合成され、その合成電界Ｅは、電磁波の進行方向に対して時間の変化に伴って回転し、楕円偏波を発生させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波信号を給電する高周波回路と、
前記高周波信号の給電を受けて、電流値が変化しない定在波が生じる給電アンテナ素子と、
前記給電アンテナ素子に対して電磁結合され、電流値が変化する定在波が生じる無給電アンテナ素子を有し、
前記給電アンテナ素子と前記無給電アンテナ素子は、前記両アンテナ素子による合成電界が電磁波の進行方向に対して時間の変化に伴って回転する姿勢関係に配置されていることを特徴とする小型アンテナ。
【請求項２】
前記給電アンテナ素子及び前記無給電アンテナ素子は、その長さが波長に比べて短い点波源であることを特徴とする請求項１に記載の小型アンテナ。
【請求項３】
前記点波源である前記給電アンテナ素子と前記給電アンテナ素子は、１／５０〜１／１００波長の寸法に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の小型アンテナ。
【請求項４】
前記給電アンテナ素子と前記無給電アンテナ素子は、１０°付近〜９０°付近の角度をもつ姿勢に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の小型アンテナ。
【請求項５】
前記給電アンテナ素子は、前記高周波回路の一部に組み込まれていることを特徴とする請求項１に記載の小型アンテナ。
【請求項６】
前記給電アンテナ素子と前記高周波回路は、基板上に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の小型アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばキーレスエントリシステムのキー側に組み込むのに最適な小型アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のドアに設けた鍵を離れた位置から開閉するシステムとして、キーレスエントリシステムが開発されている（特許文献１〜８）。前記キーレスエントリシステムは、自動車のエンジンを始動させるためのキー側に送信機を組み込み、自動車の車体側に受信機を組み込んでいる。ドライバが前記キーに組み込んだ送信機から電磁波を自動車の車体側に向けて放射させると、前記受信機が前記電磁波を受信し、その受信信号でドアの鍵を開閉させている。
【０００３】
前記送信機は、鍵の開閉指令に基づいて高周波信号を出力する高周波回路と、前記高周波回路から前記高周波信号の給電を受けて電磁波を放射する小型アンテナを含む構成として構築されている。
【０００４】
前記キーは、ドライバが自動車から離れる際に携帯するものであるから、その寸法は必要最小限度に抑えられている。前記アンテナは、寸法が制限された前記キーに組み込まれるものであり、前記アンテナの寸法も必然的に制約されるという事情がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３６３９２９号公報
【特許文献２】特開２００３−２２７２５５号公報
【特許文献３】特開２００２−３３９６１１号公報
【特許文献４】特開平１１―５９３３１号公報
【特許文献５】特開平１０−３１７７５３号公報
【特許文献６】特開平８−１２０９８８号公報
【特許文献７】特開平７−３１７３９７号公報
【特許文献８】特開平６−１３２７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したキーレスエントリシステムに用いられるアンテナの組込先であるキーが寸法の制約を受けるため、それに従って前記アンテナは、その寸法が制約されることとなる。
【０００７】
上述した特許文献においても、以上の事情を考慮して、基板上に形成したループアンテナ或いはダイポールアンテナなどを用い、これらのアンテナから直線偏波による電磁波を放射するようにしている。
【０００８】
従来開発されているキーレスエントリシステムでは、車体に対する方向によって、車体から要求される距離での操作ができない、いわゆる不感帯が生じるという問題が発生している。その大きな理由は、キー側から直線偏波が送信されていること、及び操作者の個性によるものと考えられる。
【０００９】
本発明の目的は、制約されたスペース内で直線偏波に変わる別の偏波形式で電磁波を放射する小型アンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明に係る小型アンテナは、高周波信号を給電する高周波回路と、前記高周波信号の給電を受けて、電流値が変化しない定在波が生じる給電アンテナ素子と、前記給電アンテナ素子に対して電磁結合され、電流値が変化する定在波が生じる無給電アンテナ素子を有し、
前記給電アンテナ素子と前記無給電アンテナ素子は、前記両アンテナ素子による合成電界が電磁波の進行方向に対して時間の変化に伴って回転する姿勢関係に配置されていることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明によれば、給電アンテナ素子が高周波回路から高周波信号の給電を受けると、前記給電アンテナ素子には、電流値が変化しない定在波が生じ、無給電アンテナ素子には、前記給電アンテナ素子から電磁結合により高周波電流が誘導され、前記無給電アンテナ素子には、電流値が変化する定在波が生じる。それに伴って、前記給電アンテナ素子と前記無給電アンテナ素子からの合成電界が、電磁波の進行方向に対して時間の変化に伴って楕円形状に回転し、楕円偏波による電磁波が放射される。
【００１２】
以上のように、本発明においては、一方向に偏らない電界が発生することにより、電波の不感帯を減少させ、操作者の個性を打ち消すこととなる。
【００１３】
また本発明においては、前記給電アンテナ素子及び前記無給電アンテナ素子は、その長さが波長に比べて短い点波源であることが望ましいものである。この場合、前記点波源である前記給電アンテナ素子と前記給電アンテナ素子は、１／５０〜１／１００波長の寸法に設定することが望ましいものである。
【００１４】
また本発明においては、前記給電アンテナ素子と前記無給電アンテナ素子による合成電界が電磁波の進行方向に対して時間の変化に伴って回転する姿勢関係にするため、前記給電アンテナ素子と前記無給電アンテナ素子は、１０°付近〜９０°付近の角度をもつ姿勢に配置されていることが望ましいものである。
【００１５】
また本発明においては、前記給電アンテナ素子は、前記高周波回路の一部に組み込まれた構成としてもよいものである。また、前記高周波回路の一部に組み込まれた給電アンテナ素子と、前記高周波回路は、基板上に形成してもよいものである。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように本発明によれば、一方向に偏らない電界を発生させるため、電波の不感帯を減少することができ、かつ操作者の個性を打ち消すことにより、電波の感応範囲を拡大することができる。
【００１７】
また本発明は、電波の不感帯を減少させるための電界を発生させるものであるが、アンテナが点波源として構成されているため、設置スペースを拡大することなく、狭い空間内に組み込むことができ、キーレスエントリシステムのキー以外にも、設置スペースが制約される対象物に組み込むことができ、その適用範囲が広い小型アンテナを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
本発明に係る小型アンテナをキーレスエントリシステムのキーに組み込んだ例を本発明の実施形態として説明する。
【００２０】
キーレスエントリシステムのキー１は図１に示すように、キーホルダ２がキー頭部に取り付けられている。本発明の実施形態に係る小型アンテナ３は、前記キーホルダ２の内部に組み込まれる。
【００２１】
本発明の実施形態に係る小型アンテナ３は図１に示すように、高周波信号を給電する高周波回路４と、前記高周波信号の給電を受けて、電流値が変化しない定在波が生じる給電アンテナ素子５と、前記給電アンテナ素子５に対して空間により電磁結合され、電流値が変化する定在波が生じる無給電アンテナ素子６とを有している。
【００２２】
次に、本発明の実施形態に係る小型アンテナ３をキーレスエントリシステムのキーに付随するキーホルダ２に組み込んだ構造について説明する。
【００２３】
図１及び図２に示すように、前記給電アンテナ素子５を前記高周波回路４の一部に組み込み、図１に示すように前記給電アンテナ素子５及び前記高周波回路４を基板７上に形成し、前記基板７をキーホルダ２の内部空間に組み付けている。
【００２４】
さらに、前記無給電アンテナ素子６は、前記基板７の後方に位置させて、前記給電アンテナ素子５との間に誘電体及び空隙を挟んで電磁結合させている。さらに電磁結合する前記給電アンテナ素子５と前記無給電アンテナ素子５は、前記両アンテナ素子５，６による合成電界が電磁波の進行方向に対して時間の変化に伴って回転する姿勢関係に配置している。
【００２５】
具体的に説明すると、前記両アンテナ素子５，６による合成電界が電磁波の進行方向に対して時間の変化に伴って回転する姿勢関係に配置するために、前記給電アンテナ素子５と前記無給電アンテナ素子６は図２に示すように、前記無給電アンテナ素子６側から見た場合、互いに１０°付近〜９０°付近の角度θをもつ姿勢に誘電体或いは空隙を挟んで配置されている。つまり、前記給電アンテナ素子５と前記無給電アンテナ素子６は、それぞれの長さ方向の中央位置付近で誘電体或いは空隙を挟んでクロスする姿勢に配置されている。
【００２６】
次に、前記給電アンテナ素子５及び前記無給電アンテナ素子６の寸法について詳細に説明する。
【００２７】
前記給電アンテナ素子５及び前記無給電アンテナ素子６は基本的構成として、その長さが波長に比べて短い点波源として設定されている。具体的には、前記給電アンテナ素子５及び前記無給電アンテナ素子６は、１／５０〜１／１００波長の寸法に設定されている。
【００２８】
次に、本発明の実施形態に係る小型アンテナ３を組み込んだキーレスエントリシステムのキー１を用いて、車体の鍵を開閉する動作について説明する。なお、図では、車体の鍵は特開平７−３１７３９７号公報に開示されているように公知であるため、図示を省略している。
【００２９】
キーホルダ２には、特開平８−１２０９８８号公報に開示されているように車体の鍵を開閉する指令を発するための図示しないスイッチが設けられている。操作者は、キーホルダ２を握ったままで前記スイッチを操作して、車体の鍵を開く或いは閉じるための指令を発すると、キーホルダ２に内蔵した高周波回路４にトリガが入力する。
【００３０】
前記高周波回路２は、前記トリガを受け取ると、高周波信号を生成し、その高周波信号を給電アンテナ素子５に給電する。
【００３１】
前記高周波信号が前記給電アンテナ素子５に給電されると、前記給電アンテナ素子５には図３（ａ）に示すように、電流値が変化しない高周波電流の定在波Ｔ１が生じる。前記給電アンテナ素子５は、高周波回路４の一部に組み込まれていること、及び素子の長さが波長に比べて極めて短いため、前記給電アンテナ素子５には、電流値が変化しない定在波Ｔ１が生じることとなる。
【００３２】
前記高周波電流が前記給電アンテナ素子２に流れると、前記給電アンテナ素子２に電磁結合する無給電アンテナ素子６に高周波の誘導電流が誘導される。図３（ｂ）に示すように、前記誘導電流で前記無給電アンテナ素子６に、電流値が変化する定在波Ｔ２が生じる。前記無給電アンテナ素子６に誘導される前記誘導電流によって前記無給電アンテナ素子６から放射される電磁波の電界は、前記給電アンテナ素子５から放射される電磁波の電界と向きが９０°異なる成分を有し、かつ位相も異なっている。
【００３３】
通常の線状アンテナ８は図５に示すように、ほぼ１／２波長程度の長さを有している。これに対して、本発明の実施形態に係る給電アンテナ素子５及び無給電アンテナ素子６は、１／５０〜１／１００波長程度の長さを有するものであるため、図５に示す線状アンテナ８と比較すると、その長さが波長に比べて極めて短い点波源と見なせる。
【００３４】
前記給電アンテナ素子５と前記無給電アンテナ素子６との異なる定在波Ｔ１，Ｔ２が生じ、前記給電アンテナ素子５と前記無給電アンテナ素子６とは電磁結合しているため、前記給電アンテナ素子５から放射される電磁波の電界と、前記無給電アンテナ素子６から放射される電磁波の電界が合成され、その合成電界Ｅは図４に示すように、電磁波の進行方向に対して時間の変化に伴って回転し、楕円偏波を発生させる。
【００３５】
したがって、本発明の実施形態では、車体の鍵を開閉するための指令は、楕円偏波により車体側の受信機に伝送されることとなる。
【００３６】
以上のように本発明の実施形態によれば、一定方向に偏らない電界をもつ電磁波を発生させるため、送信側の状況、例えば操作者の個性と受信側の状況によって生じる、電界方向に関する受信感度の変化を減少させることができ、信号の授受が成立する電波感応範囲を拡大することができる。
【００３７】
なお、以上の実施形態では、前記給電アンテナ素子５及び前記無給電アンテナ素子６の全体を直線状に形成したが、これに限られるものではない。すなわち、図６に示すように、前記給電アンテナ素子５、前記無給電アンテナ素子６の双方或いは、いずれか一方の端部５ａ、６ａを屈曲させて形成してもよいものである。このように、前記給電アンテナ素子５、前記無給電アンテナ素子６の一部を屈曲させて形成することにより、前記給電アンテナ素子５と前記無給電アンテナ素子６を組み合わせた際の高さ方向Ｈの寸法を短くすることができ、本発明の実施形態に係る小型アンテナ３を組み込むために必要なスペースを更に縮小することができる。
【００３８】
なお、以上の説明では、本発明に係る小型アンテナ３をキーレスエントリシステムのキー１に組み込む例を説明したが、これに限られるものではない。本発明に係る小型アンテナ３は、点波源として構成されているため、設置スペースを拡大することなく、キーレスエントリシステムのキー以外にも、設置スペースが制約される対象物に組み込むことができ、その適用範囲が広い小型アンテナを提供することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上説明したように本発明によれば、点波源として構成されているため、設置スペースを拡大することなく、設置スペースが制約される対象物に組み込むことができ、その適用範囲が広い小型アンテナを提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態に係る小型アンテナをキーレスエントリシステムのキーに組み込んだ状態を示す断面斜視図である。
【図２】給電アンテナ素子と無給電アンテナ素子の関係を示す図であって、無給電アンテナ素子側から見た図である。
【図３】給電アンテナ素子と無給電アンテナ素子に生じる定在波を示す図である。
【図４】楕円偏波が生じる状態を示す特性図である。
【図５】従来のアンテナを示す図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る小型アンテナを示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  キー
２  キーホルダ
３  小型アンテナ
４  高周波回路
５  給電アンテナ素子
６  無給電アンテナ素子
７  基板
【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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