(57)【要約】 【課題】  複合式のアンテナ装置の大型化を抑えつつ、ＧＰＳ信号の受信感度性能を高める。【解決手段】  アンテナ装置は、地上デジタル信号を受信するフィルムアンテナと、ＧＰＳ信号を受信する矩形板状のパッチアンテナと、を備えている。フィルムアンテナは、直線状に延在するグラウンドパターンと、グラウンドパターンの一端部から所定の間隔を空けて、当該グラウンドパターンの延在方向に直交する方向に延在する一対の給電素子とを備えている。パッチアンテナは、当該パッチアンテナにおける主面の互いに平行な一対の辺がグラウンドパターンの延在方向に平行となるように、グラウンドパターンと、一対の給電素子とがなす角部の内側に配置されている。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上デジタル信号を受信するフィルムアンテナと、
衛生信号を受信する略矩形板状のパッチアンテナと、を備え、
前記フィルムアンテナは、
直線状に延在するグラウンドパターンと、
前記グラウンドパターンの一端部から所定の間隔を空けて、当該グラウンドパターンの延在方向に直交する方向に延在する給電素子と、を備え、
前記パッチアンテナは、当該パッチアンテナにおける主面の互いに平行な一対の辺が前記グラウンドパターンの延在方向に平行となるように、前記グラウンドパターンと、前記給電素子とがなす角部の内側に配置されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
請求項１記載のアンテナ装置において、
前記パッチアンテナは、前記グラウンドパターン及び前記給電素子のそれぞれに対して重ならないように前記角部の内側に配置されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のアンテナ装置において、
前記フィルムアンテナ用の増幅回路部品が実装されたフィルムアンテナ用基板部と、
ボトムケースと当該ボトムケースを覆うトップケースとを有するケース部と、を備え、
前記パッチアンテナは、アンテナ素子と増幅回路部品が実装されるパッチアンテナ用基板部を備え、
前記ケース部は、前記パッチアンテナを収納するパッチ用収納領域と、前記フィルムアンテナ用基板部を収納するフィルム用収納領域とを有することを特徴とするアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ装置に係り、特に自動車等の車両に搭載されるアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車両に搭載されるナビゲーションシステムにおいては、地上デジタルのテレビ放送を視聴可能としたものが知られており、車両にはＧＰＳ信号を受信するアンテナ装置だけでなく地上デジタル信号を受信するアンテナ装置も搭載されている。
近年においては、ＧＰＳ用のアンテナと、地上デジタル用のアンテナとを一体化した複合式のアンテナ装置が開発されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−７７８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載のアンテナ装置では、ＧＰＳ用及び地上デジタル用のアンテナがいずれもフィルム状であるが、ＧＰＳ用のアンテナの場合、フィルム状であると受信感度性能が低く、安定した受信状態が損なわれるおそれがあった。
このため、本発明の課題は、複合式のアンテナ装置の大型化を抑えつつ、ＧＰＳ信号の受信感度性能を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載のアンテナ装置は、
地上デジタル信号を受信するフィルムアンテナと、
衛星信号を受信する略矩形板状のパッチアンテナと、を備え、
前記フィルムアンテナは、
直線状に延在するグラウンドパターンと、
前記グラウンドパターンの一端部から所定の間隔を空けて、当該グラウンドパターンの延在方向に直交する方向に延在する給電素子と、を備え、
前記パッチアンテナは、当該パッチアンテナにおける主面の互いに平行な一対の辺が前記グラウンドパターンの延在方向に平行となるように、前記グラウンドパターンと、前記給電素子とがなす角部の内側に配置されていることを特徴としている。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のアンテナ装置において、
前記パッチアンテナは、前記グラウンドパターン及び前記給電素子のそれぞれに対して重ならないように前記角部の内側に配置されていることを特徴としている。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のアンテナ装置において、
前記フィルムアンテナ用の増幅回路部品が実装されたフィルムアンテナ用基板部と、
ボトムケースと当該ボトムケースを覆うトップケースとを有するケース部と、を備え、
前記パッチアンテナは、アンテナ素子と増幅回路部品が実装されるパッチアンテナ用基板部を備え、
前記ケース部は、前記パッチアンテナを収納するパッチ用収納領域と、前記フィルムアンテナ用基板部を収納するフィルム用収納領域とを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複合式のアンテナ装置の大型化を抑えつつ、ＧＰＳ信号の受信感度性能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示すアンテナ装置の分解斜視図である。
【図３】図１のアンテナ装置に備わる本体部の概略構成を示す断面図である。
【図４】図１のアンテナ装置に備わるフィルムアンテナの概略構成を示す正面図である。
【図５】本実施形態に係るフィルムアンテナとパッチアンテナとの位置関係を示す正面図である。
【図６】図１のアンテナ装置を自動車のフロントガラスに例えば４ダイバーで設置した状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１１】
図１は本実施形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す斜視図であり、図２は分解斜視図である。図１及び２に示すようにアンテナ装置１は、本体部２と、地上デジタル信号を受信するフィルムアンテナ３とを備えている。
【００１２】
図３は本体部２の概略構成を示す断面図である。図２及び図３に示すように、本体部２は、パッチアンテナ４と、パッチアンテナ４の基板部５と、フィルムアンテナ３の基板部６と、これらを収納するケース部７とを備えている。
【００１３】
パッチアンテナ４は、例えばＧＰＳ信号等の衛星信号を受信するアンテナであり、例えばセラミックスから形成された略矩形板状のアンテナ素子４１と、アンテナ素子４１の略中央部を貫通し、受信面側に半田付けされた給電ピン４２とを備えている。アンテナ素子４１の受信面とは反対側の面にはグラウンド４３が形成されている。
アンテナ素子４１は、例えば、２０×２０×４ｔ［ｍｍ］の正方形板形状を有している。なお、アンテナ素子４１の形状としては、完全な矩形板状でなくともよく、その全体がおおよそ矩形板状であれば例えば図３に示すように面取りが施されていてもよい。
【００１４】
パッチアンテナ４の基板部５は、本発明に係るパッチアンテナ用基板部であり、基板５１と、例えばパッチアンテナ４用の増幅回路部品（ＬＮＡ（Low Noise Amplifier：低雑音増幅回路））等の回路部品（図示省略）とを備えている。基板５１における回路部品が実装された面とは反対側の面にはグラウンド５２が形成されているとともに、図示しない両面テープによってパッチアンテナ４が固定されている。また、基板５１における回路部品が実装された面にはＧＰＳ用の同軸ケーブル８の一端が接続されている。
【００１５】
フィルムアンテナ３の基板部６は、本発明に係るフィルムアンテナ用基板部であり、基板６１と、基板６１とフィルムアンテナ３とを電気的に接続するフィンガー６２と、例えばフィルムアンテナ３用の増幅回路部品（ＬＮＡ）等の回路部品（図示省略）とを備えている。フィンガー６２は、基板６１における回路部品が実装された面とは反対側の面に取り付けられている。また、基板６１における回路部品が実装された面には地デジ用の同軸ケーブル９の一端が接続されている。
【００１６】
ケース部７は樹脂製であり、ボトムケース７１と、トップケース７２と、台座７３とを備えている。
ボトムケース７１は、パッチアンテナ４及び当該パッチアンテナ４の基板部５を収納するパッチ用収納領域７１１と、フィルムアンテナ３の基板部６を収納するフィルム用収納領域７１２とを有している。
パッチ用収納領域７１１には、パッチアンテナ４の受信面に当接する突起７１３が形成されている。この突起７１３によってアンテナ素子４１が底上げされ、当該アンテナ素子４１の半田部４４と、ボトムケース７１の底部との干渉が防止されている。これにより、パッチアンテナ４が位置決めされるとともに、収納後のがたつきが抑制される。
フィルム用収納領域７１２における底部には、フィンガー６２を露出するための開口７１４が形成されている。そして、フィルム用収納領域７１２の底部には、フィルムアンテナの基板６１が図示しない両面テープによって固定されている。
ボトムケース７１の壁部の内側には、トップケース７２に係合する爪部７１５が形成されている。また、ボトムケース７１の壁部の外側には、台座７３に係合する凹部７１６が形成されている。
また、ボトムケース７１の底部には、後述するネジ１５のネジ頭が配置される貫通孔７１７が形成されている。
【００１７】
トップケース７２は、ボトムケース７１の周囲を囲んで閉塞するものである。このトップケース７２の内側には、パッチアンテナ４の基板５１に当接する突起７２１が形成されている。この突起７２１が基板５１を押さえることでパッチアンテナ４がパッチ用収納領域７１１内で固定される。
また、トップケース７２の内側には、貫通孔７１７まで延在する凸部７２２が形成されている。この凸部７２２は貫通孔７１７に連通するネジ穴が形成されており、この貫通孔７１７及びネジ穴にネジ１５が螺入することで、ボトムケース７１にトップケース７２が固定される。
また、トップケース７２には、ボトムケース７１の爪部７１５に向かって延出し、当該爪部７１５に係合する係合部７２３が形成されている。この係合部７２３と爪部７１５との係合を解除すれば、ボトムケース７１からトップケース７２を取り外すことができる。
【００１８】
台座７３は、ボトムケース７１及びトップケース７２を支持するものである。台座７３には、ボトムケース７１の凹部７１６まで延出し、当該凹部７１６に係合する係合部７３１が形成されている。この係合部７３１と凹部７１６との係合を解除すれば台座７３からボトムケース７１を取り外せることができる。また、台座７３には、フィンガー６２を露出するための開口７３２が形成されている。そして、台座７３は、車両の窓ガラスに貼られたフィルムアンテナ３に対して、両面テープ７４を介して貼り付けられる。両面テープ７４にもフィンガー６２を露出するための開口７４１が形成されている。
【００１９】
図４は、フィルムアンテナ３の概略構成を示す正面図である。図４に示すように、フィルムアンテナ３は、全体として所定の光透過性を有しており、第一グラウンドパターン３１と、第二グラウンドパターン３２と、一対の給電素子３３，３４とを備えている。
第一グラウンドパターン３１は給電点３５から直線状に延在するように形成されている。また、第二グラウンドパターン３２は、第一グラウンドパターン３１の延在方向に直交する方向に沿って給電点３５から延在するように形成されている。
一対の給電素子３３，３４は、第一グラウンドパターン３１の延在方向に直交する方向に沿って給電点３６から延在するように形成されている。ここで、給電素子３３，３４用の給電点３６は、第一グラウンドパターン３１の一端部から図３における下方に離間して配置されているために、一対の給電素子３３，３４も第一グラウンドパターン３１の一端部から所定の間隔を空けて配置されることになる。
【００２０】
図５は、フィルムアンテナ３とパッチアンテナ４との位置関係を示す正面図である。図５に示す通り、パッチアンテナ４は、第一グラウンドパターン３１及び一対の給電素子３３，３４に重ならないように、第一グラウンドパターン３１と、一対の給電素子３３，３４とがなす角部４０の内側に配置されている。そして、パッチアンテナ４は、アンテナ素子４１における主面の互いに平行な一対の辺４１ａ，４１ｂが第一グラウンドパターン３１の延在方向に平行となるように配置されている。
また、フィンガー６２は、それぞれ給電点３５，３６に当接している。これにより、フィルムアンテナ３と、当該フィルムアンテナ３の基板部６とがフィンガー６２を介して電気的に接続されることになる。
【００２１】
以上のように、本実施形態によれば、パッチアンテナ４が、アンテナ素子４１における主面の互いに平行な一対の辺４１ａ，４１ｂが第一グラウンドパターン３１の延在方向に平行となるように、第一グラウンドパターン３１と、一対の給電素子３３，３４とがなす角部４０の内側に配置されているので、フィルムアンテナ３の給電点３５，３６と、パッチアンテナ４とを極力近接して配置することができる。
図６は、自動車のフロントガラスにアンテナ装置１を例えば４ダイバーで設置した状態を示す説明図である。本実施形態に係るＧＰＳ用のパッチアンテナ４と、地上デジタル放送用のフィルムアンテナ３とを複合したアンテナ装置１は、フロントガラスＦの上側、左側、右側のいずれか一箇所に配置されていればよく、その他のアンテナ装置１Ａは地上デジタル放送用のフィルムアンテナ３のみを有する構成でよい。この場合、各アンテナ装置１，１Ａは、第一グラウンドパターン３１がフロントガラスＦの一辺に沿うように取り付けられている。アンテナ装置１の本体部２においては、光透過性がないためにフロントガラスＦの周縁の所定範囲Ｈ内に収めなければならない。このため、ケース部７が大型化してしまうと、所定範囲Ｈ外にケース部７がはみ出てしまいドライバーの視界を遮ることになる。ところで、上述したように、アンテナ装置１におけるフィルムアンテナ３の基板部６はフィルムアンテナ３の給電点３５，３６に重なるように配置され、パッチアンテナ４の基板部５はパッチアンテナ４に重なるように配置される。つまり、給電点３５，３６とパッチアンテナ４とが離れているとケース部７が大型化してしまう。一方、本実施形態のアンテナ装置１のように給電点３５，３６とパッチアンテナ４とが近接しているとケース部７の大型化を抑えることができる。
そして、従来の複合式のアンテナ装置に使われていたＧＰＳ用のフィルムアンテナに比べて、パッチアンテナ４は受信感度性能が高いために、アンテナ装置１全体のＧＰＳ信号の受信感度性能を高めることも可能である。
【００２２】
なお、パッチアンテナ４自体を小型化すれば、ケース部７の大型化をより効果的に抑制することができるのはもちろんであるが、そうなると高価なパッチアンテナを採用しなければならず好ましくない。本実施形態で例示したセラミックス製のパッチアンテナ４は廉価でありながらもある程度はコンパクトである。このセラミックス製のパッチアンテナ４を採用して角部４０の内側に配置する構成にすれば、製造コストを抑えつつも所定範囲Ｈ内に収めるケース部７を実現することは容易である。
【００２３】
また、第一グラウンドパターン３１及び一対の給電素子３３，３４のそれぞれに重ならないようにパッチアンテナ４が角部４０の内側に配置されているので、信号受信時にフィルムアンテナ３とパッチアンテナ４とが干渉しあって受信感度が不安定になってしまうことを抑制することができる。
このことから、パッチアンテナ４は、第一グラウンドパターン３１及び一対の給電素子３３，３４に重ならない範囲で、第一グラウンドパターン３１及び一対の給電素子３３，３４に近接させることが大型化を抑えるうえで好ましい。
【００２４】
また、台座７３に対してボトムケース７１が着脱自在であるので、パッチアンテナ４や各基板部５，６の修復作業が必要な場合には台座７３からボトムケース７１を取り外して修復作業をすることができる。台座７３とボトムケース７１とが固着されたものであると両面テープ７４をフロントガラスから剥がさなければならず、修復作業後に再度新たな両面テープ７４が必要となる。しかしながら、台座７３に対してボトムケース７１が着脱自在であれば、台座７３からボトムケース７１を取り外して修復作業をし、その後台座７３にボトムケース７１を取り付ければよく、新たな両面テープ７４を用意しなくともよい。
【００２５】
なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では第二グラウンドパターン３２を備えたフィルムアンテナ３を例示して説明したが、第一グラウンドパターン３１と一対の給電素子３３，３４との位置関係がそのままであれば第二グラウンドパターン３２を省略したフィルムアンテナを用いることも可能である。
また、第二グラウンドパターン３２は、一対の給電素子３３，３４とパッチアンテナ４との間に設けられていてもよい。この場合においてもパッチアンテナ４は第二グラウンドパターン３２と重なっていないことが好ましい。
また、上記実施形態では、一対の給電素子３３，３４を備えたフィルムアンテナ３を例示して説明しているが、給電素子が一つのフィルムアンテナに対しても本発明の構成は適用可能である。
【００２６】
また、上記実施形態では、パッチアンテナ４の基板５１と、フィルムアンテナ３の基板６１とが別体である場合を例示したが、両者が一体化されていてもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１      アンテナ装置
２      本体部
３      フィルムアンテナ
４      パッチアンテナ
５      基板部（パッチアンテナ用基板部）
６      基板部（フィルムアンテナ用基板部）
７      ケース部
３１      第一グラウンドパターン（グラウンドパターン）
３２      第二グラウンドパターン
３３，３４    給電素子
３５，３６    給電点
４０      角部
４１      アンテナ素子
４１ａ，４１ｂ    辺
４２      給電ピン
７１      ボトムケース
７２      トップケース
７３      台座
７４      両面テープ
７１１      パッチ用収納領域
７１２      フィルム用収納領域
Ｆ      フロントガラス
Ｈ      所定範囲
【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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