(57)【要約】【課題】衛星放送の電波等のように時間と共に電界が円を描いて回転する円偏波を受信するためには、ループ状アンテナが適しているが、利得を高めることが困難であった。【解決手段】本発明のアンテナは、ループ状アンテナと、ループ状アンテナの近傍であってループ状アンテナが受信しようとする電波の発信源側に、ループ状アンテナと所定間隔を隔てて配置された平面状導電素子と、を備え、ループ状アンテナと前記導電素子とは絶縁されており、導電素子は前記ループ状アンテナを覆うように重ねて配置されていることを特徴とする。【選択図】図２
2009302870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ループ状アンテナと、
前記ループ状アンテナの近傍であって前記ループ状アンテナが受信しようとする電波の発信源側に、前記ループ状アンテナと所定間隔を隔てて配置された平面状導電素子と、を備え、
前記ループ状アンテナと前記導電素子とは絶縁されており、
前記導電素子は前記ループ状アンテナを覆うように重ねて配置されていることを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
前記ループ状アンテナが形成された平面と前記導電素子を構成する平面との間隔が、前記ループ状アンテナが受信しようとする電波の波長の略１／４であることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記ループ状アンテナが形成された平面と前記導電素子が構成する平面とが略平行であることを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記導電素子はメッシュ形状を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記ループ状アンテナ及び前記導電素子を囲むように形成された導電体をさらに備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体に設置するアンテナに関し、特にループ状のアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等の移動体に搭載したアンテナを用いて衛星ラジオ放送等の電波を良好に受信するためには、アンテナの利得を向上させる必要がある。利得の向上のためには、受信信号の雑音に対する比率を高める必要があり、なかでも指向性の改善が有効である。これまでに、指向性を改善するアンテナとして、いわゆる八木アンテナが報告されている（特許文献１）。
【０００３】
図１に示す従来の八木アンテナは、反射器１０１、放射器１０２、導波器１０３とこれらを固定する支柱１０４とを備えている。偏波面が水平方向（水平偏波）の電波を受信するために、アンテナを構成するエレメントが水平方向に固定されている。放射器１０２の電波受信側に導波器１０３を設けることにより、図１中の矢印の方向からの電波を高い利得で受信するものである。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６４−６２９０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、衛星放送の電波等のように時間と共に電界が円を描いて回転する円偏波を受信するためには、ループ状アンテナが適しているが、利得を高めることが困難であるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のアンテナは、ループ状アンテナと、ループ状アンテナの近傍であってループ状アンテナが受信しようとする電波の発信源側に、ループ状アンテナと所定間隔を隔てて配置された平面状導電素子と、を備え、ループ状アンテナと導電素子とは絶縁されており、導電素子はループ状アンテナを覆うように重ねて配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のアンテナを用いることにより、移動体の一部の平面部に設置しながらも円偏波アンテナとしての特性を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明に係るアンテナについて説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態には限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。
【実施例１】
【０００９】
図２に本発明の第１の実施例に係るアンテナを示す。図２（ａ）は平面図を示し、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａにおける断面図を示す。図２（ａ）に示すように、本発明のアンテナは、車両のフロントガラス等の誘電体１の平面上に形成された樹脂フィルム２と、この樹脂フィルム２上に形成されたループ状アンテナ３とを備えている。樹脂フィルムとして、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを用いることができる。ループ状アンテナ３が受信した信号は、給電素子（図示せず）によってオーディオ等の電子機器に送られる。本発明のアンテナは、ループ状アンテナ３が形成されている平面の近傍であって、ループ状アンテナ３が受信しようとする電波の発信源側に、ループ状アンテナ３と所定間隔を隔てて平面状導電素子４が配置されている点を特徴としている。
【００１０】
実施例１に係るアンテナに関して、図２（ｂ）に示す断面図を用いてさらに詳細に説明する。ここでは一例として車両のフロントガラスである誘電体１に合わせガラスを用いた例を示す。誘電体１が２枚のガラスである第１誘電体１ａ及び第２誘電体１ｂからなっている場合、第１誘電体１ａ上に樹脂フィルム２を形成し、樹脂フィルム２上にループ状アンテナ３を形成することができる。ループ状アンテナ３は銀ペーストや銅箔等を用いて形成することができる。ここで、平面状導電素子４を第１誘電体１ａと第２誘電体１ｂとの間に形成する。平面状導電素子４は金属薄膜を用いて形成してもよく、ＩＴＯ等の透明導電性薄膜を用いて形成してもよい。図２（ｂ）に示すように、ループ状アンテナ３が受信しようとする電波は図中の矢印の方向から到来し、平面状導電素子４は、ループ状アンテナ３が受信しようとする電波の発信源側に、ループ状アンテナ３と所定間隔を隔てて配置されている。
【００１１】
また、図２（ｂ）に示すように、ループ状アンテナ３と平面状導電素子４とは誘電体１ａ及び樹脂フィルム２によって絶縁されている。さらに、ループ状アンテナ３が形成されている平面と、平面状導電素子４が構成する平面とは平行であることが好ましい。また、ループ状アンテナ３が形成された平面と平面状導電素子４を構成する平面との間隔が、ループ状アンテナ３が受信しようとする電波の波長の略１／４であることが好ましい。このような構成とすることにより、指向性改善効果を最大限発揮することができる。
【００１２】
また、図２（ａ）に示すように、ループ状アンテナ３の開口部の中心位置と平面状導電素子４の中心位置とが一致していることが好ましい。中心位置を一致させることにより、指向性をループ状アンテナ３が形成する平面の垂線方向に一致させることができる。さらに、平面状導電素子４は、ループ状アンテナ３を覆うように重ねて配置されていることが好ましい。このような構成とすることにより、指向性改善効果を最大限発揮することができる。なお、本発明に係るアンテナは、平面状導電素子が平面形状を備えているために、円偏波を受信するためのアンテナ、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）受信アンテナやモバイル放送アンテナに好適に用いることができる。
【００１３】
本実施例では誘電体として２枚の誘電体からなる例を示したが、２枚以上の誘電体の積層構造からなっていてもよい。この場合、平面状導電素子４は１つの誘電体と、他の１つの誘電体との間に形成することができる。
【００１４】
次に、図３を用いて本実施例のアンテナに接続する給電素子について説明する。給電素子５は、ループ状アンテナ３の端子と給電素子５内に形成されたアンプ（図示せず）とを接続するための金属端子（図示せず）を備えている。給電素子内のアンプはループ状アンテナ３で受信した信号を所定のレベルまで増幅する。増幅された信号は、給電配線６によってオーディオ機器等に送られる。給電素子５をアンテナと分離した構成とすることにより、アンテナの移動体への設置を容易に行うことができるとともに、移動体に備えたオーディオ機器等とアンテナとの接続を容易に行うことができる。
【００１５】
次に、図４を用いて本実施例のアンテナの車両への設置例について説明する。図４は、左ハンドルの車両の室内側から見たフロントガラスの概略図を示している。黒色セラミック７で縁取られたフロントガラスを構成する誘電体１の右側上方に、アンテナ１０が形成されている。アンテナ１０で受信した電波は給電素子５及び給電配線６を用いて、車両内に設置したオーディオ機器（図示せず）に送られる。ここでは、アンテナ１０をフロントガラスに設置した例を示したが、リアガラスに設置してもよく、車両側面のサイドガラスに設けてもよい。なお、アンテナ１０は、外部環境からの影響を少なくするために車室内側に配置することが好ましい。
【００１６】
次に、本発明のアンテナを用いて測定した交差偏波識別度（ＸＰＤ）の評価結果について述べる。交差偏波識別度は、送信側で垂直偏波と水平偏波を出したとき、受信側でどの程度垂直偏波と水平偏波を識別できるかを示す指標であって、数値が大きいほど理想的な円偏波アンテナであると判断できる。図５（ａ）は平面状導電素子を有していない通常のループ状アンテナのＸＰＤを示し、図５（ｂ）は本発明による平面状導電素子を備えたループ状アンテナのＸＰＤを示す。図５（ａ）から求められる従来のアンテナのＸＰＤは１５ｄＢであるのに対し、図５（ｂ）から求められる本発明のアンテナのＸＰＤは４０ｄＢである。このように、本発明によりループ状アンテナに平面状導電素子を付加した構成とすることにより、円偏波アンテナとしての特性を改善できることがわかる。
【実施例２】
【００１７】
次に、本発明の第２の実施例に係るアンテナについて図６を用いて説明する。図６（ａ）は平面図を示し、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂにおける断面図を示す。図６（ｂ）に示すように、実施例２に係るアンテナは、実施例１に係るアンテナと異なり、ループ状アンテナ３と平面状導電素子４との間に樹脂フィルム２を設けている点を特徴としている。その他の構成は実施例１に係るアンテナと同様であるので詳細な説明は省略する。実施例２に係るアンテナにおいては、ループ状アンテナ３と平面状導電素子４とを誘電体１上に形成しているため、誘電体１上でのアンテナの位置を自由に変更できる点を特徴としている。即ち、実施例１のように平面状導電素子４を誘電体１ａと１ｂとの間に形成する構成においては、平面状導電素子４が誘電体１ａと１ｂとで保護され、アンテナを設置する位置を平面状導電素子４を配置した位置に固定して用いる場合に有利である。一方、実施例２のような構成とした場合には、平面状導電素子４を誘電体１上の所望の位置に移動して再配置することができるため、アンテナの位置を自由に選択することができる。
【実施例３】
【００１８】
次に、本発明の第３の実施例に係るアンテナについて図７を用いて説明する。図７（ａ）は平面図を示し、図７（ｂ）は図７（ａ）のＣ−Ｃにおける断面図を示す。図７（ｂ）に示すように、実施例３に係るアンテナの平面状導電素子４は、平面状導電素子４が薄膜構造を有している実施例１のアンテナと異なり、メッシュ構造を有している点を特徴としている。その他の構成は実施例１に係るアンテナと同様であるので詳細な説明は省略する。実施例３に係るアンテナにおいては、平面状導電素子４をメッシュ構造とすることにより、フロントガラスを透過する光を遮光する割合を低減することができ、平面状導電素子４を金属薄膜で形成した場合に比べて見た目、視認性がよくなる。なお、図７（ｂ）に示すように、平面状導電素子４を誘電体１ａと１ｂとの間に形成してもよく、実施例２のように樹脂フィルム２と誘電体１ａとの間に形成してもよい。
【実施例４】
【００１９】
次に、本発明の第４の実施例に係るアンテナについて図８を用いて説明する。図８（ａ）は平面図を示し、図８（ｂ）は図８（ａ）のＤ−Ｄにおける断面図を示す。図８（ａ）に示すように、実施例４に係るアンテナは、くの字型構造を有する無給電素子８をループ状アンテナ３の周辺に備えている点を特徴としている。その他の構成は実施例１に係るアンテナと同様であるので詳細な説明は省略する。このような構成とすることにより、利得を高めることができ、指向性をさらに改善することができる。無給電素子８はループ状アンテナ３と同様に銀ペーストや銅箔等を用いて形成することができる。
【実施例５】
【００２０】
次に、本発明の第５の実施例に係るアンテナについて図９を用いて説明する。図９（ａ）は平面図を示し、図９（ｂ）は図９（ａ）のＥ−Ｅにおける断面図を示す。図９（ａ）に示すように、実施例５に係るアンテナは、ループ状アンテナ３及び平面状導電素子４を囲むように形成された導電素子９をさらに備えている点を特徴とする。その他の構成は実施例１に係るアンテナと同様であるので詳細な説明は省略する。導電素子９を設けることにより、利得を高めることができ、指向性をさらに改善することができる。導電素子９はループ状アンテナ３と同様に銀ペーストや銅箔等を用いて形成することができる。
【００２１】
以上の実施例においては、移動体として車両を例に挙げたが、船舶等の他の移動体にも本発明に係るアンテナを同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来のアンテナを示した斜視図である。
【図２】本発明の実施例１に係るアンテナの平面図及び断面図である。
【図３】本発明の実施例１に係るアンテナ及び給電素子の平面図である。
【図４】本発明の実施例１に係るアンテナを車両のフロントガラスに設置した場合の平面図である。
【図５】本発明の実施例１に係るアンテナと従来のアンテナの受信感度の角度依存性を表す図である。
【図６】本発明の実施例２に係るアンテナの平面図及び断面図である。
【図７】本発明の実施例３に係るアンテナの平面図及び断面図である。
【図８】本発明の実施例４に係るアンテナの平面図及び断面図である。
【図９】本発明の実施例５に係るアンテナの平面図及び断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１    誘電体
２    樹脂フィルム
３    ループ状アンテナ
４    平面状導電素子
５    給電素子
６    給電配線
７    黒色セラミック
８    無給電素子
９    導電素子
【図１】
2009302870.tif 000003
【図２】
2009302870.tif 000004
【図３】
2009302870.tif 000005
【図４】
2009302870.tif 000006
【図５】
2009302870.tif 000007
【図６】
2009302870.tif 000008
【図７】
2009302870.tif 000009
【図８】
2009302870.tif 000010
【図９】
2009302870.tif 000011