(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
グランド上に立設され、その外周面下端に給電点を配したモノポールアンテナと、
このモノポールアンテナ上に絶縁スペーサを介して同軸的に配置され、頭頂部中央に給電点を配した２線または４線のヘリカルアンテナと
を具備したことを特徴とする２波共用アンテナ装置。
【請求項２】
上記モノポールアンテナは中空円筒形状としたことを特徴とする請求項１記載の２波共用アンテナ装置。
【請求項３】
上記モノポールアンテナ、絶縁スペーサ及びヘリカルアンテナは同径円筒形状であることを特徴とする請求項１記載の２波共用アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば同一周波数で提供される衛星放送と地上波放送のいずれか一方を選択受信するための好適な２波共用アンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、同一周波数の円偏波による衛星波と直線偏波による地上波を用いたデジタル放送の通信放送サービスが企画されており、これを受信するべく、自動車等の移動体に搭載してダイバシティ受信することが可能な、水平面で無指向性の２波共用アンテナ装置の開発が急務となっている。
【０００３】
図５は、グランド１１上にスペーサ１２を介して４線ヘリカルアンテナ１３を立設し、併せてこの４線ヘリカルアンテナ１３とは適宜間隔をあけてモノポールアンテナ１４を並列に立設した場合の外観構成を例示するものである。
【０００４】
４線ヘリカルアンテナ１３は、左旋円偏波を受信するべく装架されたもので、頭頂部中央に給電点１５を配しており、スペーサ１２と接している図示しない下端面で２組のアンテナ素子が短絡接続されて、それら各組の有効アンテナ長を１λとしている。一方、モノポールアンテナ１４は、垂直偏波を受信するべく立架されたものであり、λ／４のアンテナ長としている。
【０００５】
４線ヘリカルアンテナ１３に対するモノポールアンテナ１４のある方向を０°方向とした場合の、各アンテナ１３，１４の指向性パターンを図６に示す。図６（１）は４線ヘリカルアンテナ１３のＨ面指向性パターンを、図６（２）はモノポールアンテナ１４のＨ面指向性パターンを示す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図６（１），（２）に示す如く、４線ヘリカルアンテナ１３、モノポールアンテナ１４共に相互の干渉により無指向性を得ることができない。また、両アンテナ１３，１４の間隔を大きくとらないとアイソレーション特性が得られず、結果として充分な特性とするためには設置面積が非常に大きな構造体となってしまい、車載のために極力小型化が求められるこの種のアンテナ装置としては実用的ではない。
【０００７】
また、これら２種類のアンテナを一体型構造としたものとして、特許第３１６９３７８号、特開２００１−１４４５３１号公報、特開２００１−１９６８２３号公報に記載されている技術もあるが、例えばヘリカルアンテナの中軸部に複数のダイポールアンテナを配したものや、ポール状のアンテナ途中でループや給電点を形成したものなど、いずれも実装上の構造が複雑であり、アイデアとしては成立するものの、製品としての製造コスト等の点から、実用的ではない。
【０００８】
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、製造が容易な簡易な一体型構造としながらも、各アンテナ相互間の干渉を排除して無指向性を実現することが可能な２波共用アンテナ装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、グランド上に立設され、その外周面下端に給電点を配したモノポールアンテナと、このモノポールアンテナ上に絶縁スペーサを介して同軸的に配置され、頭頂部中央に給電点を配した２線または４線のヘリカルアンテナとを具備したことを特徴とする。
【００１０】
このような構成とすれば、製造が容易な簡易な一体型構造としながらも、各アンテナ相互間の干渉を排除して無指向性を実現することが可能となる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記モノポールアンテナは中空円筒形状としたことを特徴とする。
【００１２】
このような構成とすれば、上記請求項１記載の発明の作用に加えて、大量生産に好適であり、製造コスト等をきわめて低く抑えることができる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記モノポールアンテナ、絶縁スペーサ及びヘリカルアンテナは同径円筒形状であることを特徴とする。
【００１４】
このような構成によれば、上記請求項１記載の発明の作用に加えて、１本のポール状の構成としたことにより、設置面積を非常に小さくすることができ、車載用のアンテナ装置として要求される小型化に大きく貢献できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は同実施の形態に係る２偏波共用アンテナ装置の外観構成を示すもので、図１（ａ）が斜視図、図１（ｂ）が給電出力系の構造も示した側面図である。同図に示すように、グランド２１上にスペーサ２２を介して円筒状のモノポールアンテナ２３が立設される。このモノポールアンテナ２３は、その外周面下端部でグランド２１より突出した給電部材２４との接続点が給電点２５となる。
【００１７】
このモノポールアンテナ２３は、アンテナ長がλ／４で垂直偏波を受信するべく構成されたものであり、このモノポールアンテナ２３の上端面に、同径の絶縁スペーサ２６を介してやはり同径円筒状の４線ヘリカルアンテナ２７が同軸的に配設される。
【００１８】
このヘリカルアンテナ２７は、左旋円偏波を受信するべく装架されたもので、円筒形状の上端面である頭頂部中央に給電点２８を配しており、絶縁スペーサ２６と接している図示しない下端面で２組のアンテナ素子が短絡接続されている。
【００１９】
併せてこのヘリカルアンテナ２７では、２組のアンテナ素子で各１線ずつ、２線に１線の割合で、素子線の途中に例えば矩形の位相調整用負荷２９を装架して、各組の有効アンテナ長をそれぞれ１λとしている。
【００２０】
この位相調整用負荷２９により、２組のアンテナ素子はそれぞれ各素子線の長さを短く揃えることができ、各組ともその一方の素子線のみがヘリカルアンテナ２７下端面よりさらに下側に突出する、などという構成となるのを回避できる。
【００２１】
図１（ｂ）に示す如く、ヘリカルアンテナ２７は、上記絶縁スペーサ２６、絶縁スペーサ２６、モノポールアンテナ２３を併せて貫通するように上記給電点２８まで中心軸部に配設されたセミリジッドケーブル３０を介して給電と受信出力とを行なうものであり、このセミリジッドケーブル３０はグランド２１を貫通してその裏面側に導出される。
【００２２】
同様に、上記モノポールアンテナ２３の給電部材２４もグランド２１を貫通するセミリジッドケーブル３１に接続されて、グランド２１の裏面側まで導出されて、モノポールアンテナ２３の給電と受信出力とを行なうようになる。
【００２３】
グランド２１は、その板中に、地上波と衛星波の各ＬＮＡ（Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐ．）を内蔵し、各セミリジッドケーブル３０，３１をＬＮＡ基板に直接ハンダ付けして構成する。
【００２４】
上記のような構成にあって、モノポールアンテナ２３に対する給電部材２４を設けた方向を０°方向とした場合の、各アンテナ２７，２３の各指向性パターンを図２に示す。
【００２５】
ここで用いるデータは、グランド２１を１［ｍ］×１［ｍ］の大きさとし、その中央に２．３３２［ＧＨｚ］を対象周波数としてそれぞれ上述したアンテナ長を実現した場合の測定例である。
【００２６】
これは、ヘリカルアンテナ２７が左旋円偏波による衛星波を受信し、モノポールアンテナ２３が垂直偏波による基地局からの地上波を受信するものとして、移動体でダイバシティ受信を行なう場合を想定しての測定例である。
【００２７】
図２（１）はヘリカルアンテナ２７のＨ面指向性パターンを、図２（２）はモノポールアンテナ２３のＨ面指向性パターンを示す。これら図２（１），（２）に示す如く、ヘリカルアンテナ２７、モノポールアンテナ２３は共にほぼ満足できる無指向性を得ることができる。
【００２８】
これは、ヘリカルアンテナ２７とモノポールアンテナ２３とをそれぞれ相互に各給電点２８，２５から最も遠く離れた位置、すなわちインピーダンスが高く、アンテナとしての特性変化が心配される位置が近接するように一体構成としているものの、充分な高さ（厚さ）の絶縁スペーサ２６を介在させることにより、適度に離れたものとすることで、相互の干渉を回避できていることを示している。
【００２９】
加えて、上記図２と同条件で図３（１）はヘリカルアンテナ２７のＥ面指向性パターンを、図３（２）はモノポールアンテナ２３のＥ面指向性パターンを示す。
【００３０】
アンテナ軸に沿って鉛直に上方向を０°方向としたこれら図３（１），（２）に示す如く、ヘリカルアンテナ２７はある程度の仰角をもって斜め上方への指向性を有している一方で、モノポールアンテナ２３は水平面よりやや上方の低い仰角への指向性を有している。
【００３１】
結果として、ヘリカルアンテナ２７とモノポールアンテナ２３は、垂直面での指向性パターンでも、天頂方向に指向性を持つ衛星波用ヘリカルアンテナ２７を上部に配し、横方向に指向性を持つ地上波用モノポールアンテナ２３を下部に配した構成により、相互の干渉が少なく、充分なアイソレーション特性を有しているものと判断できる。
【００３２】
図４は、衛星波用ヘリカルアンテナ２７と地上波用モノポールアンテナ２３とのアイソレーションレベルの特性を示すもので、対象周波数帯である２．３［ＧＨｚ］近傍において、必要とされる−３０［ｄＢ］以下を大きく下回る、−３５［ｄＢ］以下となる値を得ており、充分に２つのアンテナ２７，２３間でアイソレーションがとれていることがわかる。
【００３３】
したがって、上記図１で示したような構造を有するこのアンテナ装置を移動体に搭載することにより、衛星波と地上波のいずれか受信状態の良いものを適宜選択して受信するダイバシティ受信を実現できる。
【００３４】
このように、各アンテナ２７、２３が充分な特性を有するものとしながら、これらを上下に組合わせて１本のポール状の構造としたことにより、設置面積を非常に小さくすることができ、上述した車載用のアンテナ装置として要求される小型化に大きく貢献できる。
【００３５】
加えて、４線ヘリカルアンテナ２７では、各組の素子線２線に１線の割合で位相調整用負荷２９を装架し、対となるアンテナ素子線の長さを短く揃えることができたため、４線ヘリカルアンテナ２７下端側での製造処理も容易となり、またアンテナ全体としての長さも短く抑えることができ、より一層の小型化に寄与できる。
【００３６】
さらに、モノポールアンテナ２３及びヘリカルアンテナ２７はそれぞれ、例えばＦＲＰ等の誘電体表面にメッキで導電体を形成した実装構造として実現することができ、一体成型構造とすることも容易であるため、大量生産に好適であり、製造コスト等をきわめて低く抑えることも可能となる。
【００３７】
また、上述した如く、グランド２１は、その板中に、地上波と衛星波の各ＬＮＡを内蔵し、各セミリジッドケーブル３０，３１をＬＮＡ基板に直接ハンダ付けして構成するものとしたことで、アンテナ全体の構成をより小型化することができる。
【００３８】
なお、上記４線ヘリカルアンテナ２７は４線であるものとして説明したが、本発明はこれに限るものではなく、２線であっても良いことは勿論であり、４線の場合と同様に充分な作用効果を得ることが測定により実証されている。
【００３９】
その他、本発明は上記実施の形態に限らず、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能であるものとする。
【００４０】
さらに、上記実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施の形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも１つが解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも１つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、製造が容易な簡易な一体型構造としながらも、各アンテナ相互間の干渉を排除して無指向性を実現することが可能となる。
【００４２】
請求項２記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、大量生産に好適であり、製造コスト等をきわめて低く抑えることができる。
【００４３】
請求項３記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、１本のポール状の構成としたことにより、設置面積を非常に小さくすることができ、車載用のアンテナ装置として要求される小型化に大きく貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る２波共用アンテナ装置の構成を示す図。
【図２】同実施の形態に係る各アンテナ素子のＨ面指向性パターンを例示する図。
【図３】同実施の形態に係る各アンテナ素子のＥ面指向性パターンを例示する図。
【図４】同実施の形態に係る各アンテナ素子間のアイソレーション特性を示す図。
【図５】従来の２波共用アンテナ装置の構成例を示す斜視図。
【図６】図５の各アンテナ素子のＨ面指向性パターンを例示する図。
【符号の説明】
１１…グランド
１２…スペーサ
１３…４線ヘリカルアンテナ
１４…モノポールアンテナ
１５…給電点
２１…グランド
２２…スペーサ
２３…モノポールアンテナ
２４…給電部材
２５…給電点
２６…絶縁スペーサ
２７…ヘリカルアンテナ
２８…給電点
２９…位相調整用負荷
３０，３１…セミリジッドケーブル
【図１】
0004008701.tif 000002
【図２】
0004008701.tif 000003
【図３】
0004008701.tif 000004
【図４】
0004008701.tif 000005
【図５】
0004008701.tif 000006
【図６】
0004008701.tif 000007