CN106505299A - 天线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种天线，其特征在于，具备：树脂制构件，其安装于车体；天线元件，其设置于所述树脂制构件内，具有能够在第一频带进行谐振的第一长度；以及无馈电元件，其设置于所述树脂制构件内，经由电容耦合部而与所述天线元件进行电容耦合，该无馈电元件至少具有通过与所述天线元件所具有的所述第一长度相加而能够在与所述第一频带不同的第二频带进行谐振的第二长度的区域。

Description

天线
技术领域
本发明涉及一种天线。
背景技术
在汽车用的天线中，已知一种例如将FM(Frequency Modulation：调频)无线电用天线和AM(Amplitude Modulation：调幅)无线电用天线等多个天线搭载于汽车的后扰流板(树脂制构件)而得到的扰流板天线(例如参照专利文献1)。
另外，近年来，除了FM无线电和AM无线电被实用化之外，DAB(Digital AudioBroadcast：数字音频广播)等数字无线电也被实用化，一般是分开具备FM无线电用天线等和DAB用天线(例如参照专利文献2)。DAB由174MHz(兆赫)～240MHz的频带III(band III)和1452MHz～1492MHz的L-频带(L-band)这两个不同的频带构成。
专利文献1：日本专利第4836737号公报
专利文献2：日本特开2014-216805号公报
发明内容
发明要解决的问题
另外，例如在想要通过一个天线实现FM无线电的频带(以下称为FM带)的接收和DAB的频带(以下称为DAB带)的接收的情况下，需要FM带的(3/4)λ(Lambda：波长)左右的长度。然而，在以往的天线中，难以将长度为(3/4)λ左右的天线搭载于后扰流板(树脂制构件)内的有限的空间。
本发明提供一种能够使可接收多个频带的天线小型化而能够将该天线搭载于树脂制构件内的有限的空间的天线。
用于解决问题的方案
本发明具有以下方式。
[1]一种天线，其特征在于，具备：树脂制构件，其安装于车体；天线元件，其设置于所述树脂制构件内，具有能够在第一频带进行谐振的第一长度；以及无馈电元件，其设置于所述树脂制构件内，经由电容耦合部而与所述天线元件进行电容耦合，该无馈电元件至少具有通过与所述天线元件所具有的所述第一长度相加而能够在与所述第一频带不同的第二频带进行谐振的第二长度的区域。
[2]在[1]的天线中，所述天线元件与所述无馈电元件以隔开规定的间隔且重叠第三长度的方式配置，从而进行电容耦合，所述无馈电元件具有对所述第二长度加上所述第三长度所得到的长度。
[3]在[1]的天线中，所述天线元件与所述无馈电元件经由电容器而进行电容耦合。
[4]在[1]的天线中，所述天线元件的一端与作为导电体的第一导电板连接，所述无馈电元件的一端与作为导电体的第二导电板连接，所述第一导电板与所述第二导电板被配置为以规定的间隔相互相对。
[5]在[1]至[4]中的任一项的天线中，所述第二频带比所述第一频带高，所述第一长度是与所述第一频带相应的第一范围内的第一波长的1/4的长度，所述第一长度与所述第二长度相加所得到的长度是与所述第二频带相应的第二范围内的第二波长的3/4的长度。
[6]在[5]的天线中，所述电容耦合部具有不使所述第一频带的信号通过的电容值。
[7]在[1]至[4]中的任一项的天线中，所述第一频带比所述第二频带高，所述第一长度是与所述第一频带相应的第一范围内的第一波长的1/4的长度，所述第一长度与所述第二长度相加所得到的长度是与所述第二频带相应的第二范围内的第二波长的1/4以上的长度。
[8]在[7]的天线中，所述第二长度是所述第一范围内的第三波长的1/2的长度。
[9]在[1]至[8]中的任一项的天线中，所述天线元件和所述无馈电元件被配置为不与配置于所述树脂制构件内的配线交叉。
[10]在[1]至[9]中的任一项的天线中，所述树脂制构件为后扰流板。
发明的效果
根据本发明，能够使可接收多个频带的天线小型化而能够将该天线搭载于树脂制构件内的有限的空间。
附图说明
图1是示出将第一实施方式的扰流板天线搭载于车辆的一例的外观图。
图2是示出第一实施方式的扰流板天线的内部结构例的图。
图3是示出第一实施方式的FM/DAB共用天线的等效电路的图。
图4是示出第一实施方式的扰流板天线的天线特性的图。
图5是示出第二实施方式的扰流板天线的内部结构例的图。
图6是示出第三实施方式的扰流板天线的内部结构例的图。
图7是示出第三实施方式的FM/DAB共用天线的结构的一例的截面图。
图8是示出第四实施方式的FM/DAB共用天线的等效电路的图。
图9是示出第四实施方式的扰流板天线的天线特性的图。
图10是示出第五实施方式的扰流板天线的内部结构例的图。
图11是示出第五实施方式的扰流板天线的天线特性的图。
图12是示出第五实施方式的AM用天线长与DAB带的天线特性之间的关系的一例的图。
图13是示出第一实施方式的FM/DAB共用天线的变形例的图。
附图标记说明
1、1a、1b、1c、1d：扰流板天线；2：车体；10、10a、10b、10c：FM/DAB共用天线；11、11a、21、21a：天线元件；11b、21b：连接配线；12、12a：无馈电元件；13、13b：电容耦合部；13a：电容器；14、22：馈电点；20、20a：AM用天线；30：放大器；40：高位刹车灯(HMSL)；41：刹车灯用配线；50：连接器；100：后扰流板；PL1、PL2：导电板；SP1：间隔物。
具体实施方式
以下的用语的定义适用于本说明书整体。
“FM带”是指FM无线电的频带。“FM带”例如是76MHz(兆赫)～108MHz的范围的频带。
“DAB带”是指DAB的频带。“DAB带”例如是170MHz～240MHz的频带III的频带。
以下，参照附图来说明本发明的实施方式的天线。
[第一实施方式]
图1是示出将第一实施方式的扰流板天线1搭载于车辆的一例的外观图。另外，图2是示出本实施方式的扰流板天线1的内部结构例的图。
图1所示的后扰流板100(树脂制构件的一例)被安装于汽车的车体2后部。在本实施方式中，后扰流板100相当于内部搭载了FM/DAB共用天线10和AM用天线20的扰流板天线1(天线的一例)。另外，在后扰流板100中，在FM/DAB共用天线10的上方或下方具备高位刹车灯(HMSL：High Mount Stop Lamp)40。
图2所示的扰流板天线1具备后扰流板100、设置于由一方的虚线包围起来的区域内的FM/DAB共用天线10以及设置于由另一方的虚线包围起来的区域内的AM用天线20。图2的上侧为车体2侧。
FM/DAB共用天线10是能够通过一个天线接收FM带和DAB带这两方的电波的天线。FM/DAB共用天线10具备天线元件11、无馈电元件12、馈电点14以及由点划线包围起来的区域内的电容耦合部13。
天线元件11例如由作为被绝缘体(电介质)覆膜覆盖的金属线的导线构成。天线元件11被设置于后扰流板100内，例如具有能够在FM带(第一频带的一例)进行谐振的长度L1(第一长度)。另外，长度L1例如是FM带的中心频率下的波长(λ)的1/4即(1/4)波长(λ)的长度。经由馈电点14而向天线元件11馈电。
此外，在以下的说明中，有时将“(1/4)波长(λ)的长度”称为“(1/4)λ谐振长”。另外，有时将“FM带的中心频率下的波长”标记为“λFM”。
另外，长度L1也可以是与FM带相应的规定的波长范围(第一范围)内的波长(第一波长)的1/4的长度。在此，规定的波长范围是从与FM带的最大频率对应的波长λFMmin乘以规定的系数所得到的波长到与FM带的最小频率对应的波长λFMmax乘以规定的系数所得到的波长之间的范围。例如，规定的波长范围为(1-k)×λFMmin≤λFM≤(1+k)×λFMmax，在k＝0.21的情况下，规定的波长范围为0.79×λFMmin≤λFM≤1.21×λFMmax。即，长度L1也可以是(0.79×λFMmin/4)以上且(1.21×λFMmax/4)以下的长度。
无馈电元件12与天线元件11同样地由作为被绝缘体覆膜覆盖的金属线的导线构成。无馈电元件12被设置于后扰流板100内，例如在电容耦合部13中，该无馈电元件12与天线元件11通过规定的电容值进行电容耦合。另外，电容耦合部13例如具有不使FM带的信号从天线元件11通过到无馈电元件12的电容值。即，电容耦合部13具有不使FM带的信号通过的高通滤波器的功能。另外，无馈电元件12至少具有通过与天线元件11所具有的长度L1相加而能够在与FM带不同的DAB带(第二频带的一例)进行谐振的长度L2(第二长度)的区域。另外，DAB带的频带比FM带的频带高。另外，长度L1与长度L2相加所得到的长度例如是DAB带的中心频率下的波长(λ)的3/4即(3/4)波长(λ)的长度。
此外，在以下的说明中，有时将“(3/4)波长(λ)的长度”称为“(3/4)λ谐振长”。另外，有时将“DAB带的中心频率下的波长”标记为“λDAB”。
另外，长度L1与长度L2相加所得到的长度也可以是与DAB带相应的规定的波长范围(第二范围)内的波长(第二波长)的3/4的长度。在此，规定的波长范围是从与DAB带的最大频率对应的波长λDABmin乘以规定的系数所得到的波长到与DAB带的最小频率对应的波长λDABmax乘以规定的系数所得到的波长之间的范围。例如，规定的波长范围为(1-k)×λDABmin≤λDAB≤(1+k)×λDABmax，在k＝0.21的情况下，规定的波长范围为0.79×λDABmin≤λDAB≤1.21×λDABmax。即，长度L1与长度L2相加所得到的长度也可以是(0.79×λDABmin×3/4)以上且(1.21×λDABmax×3/4)以下的长度。
另外，天线元件11与无馈电元件12为了形成规定的容量值而以隔开间隔d1(规定的间隔)且重叠长度L3(规定的长度)的方式配置，从而进行电容耦合。即，天线元件11与无馈电元件12以使各自的导线(配线)隔开间隔d1且重合长度L3的方式配置。长度L3和间隔d1被设定为形成不使FM带的信号从天线元件11通过到无馈电元件12的电容值的长度和间隔。间隔d1例如是30mm(毫米)以下的值。
另外，天线元件11和无馈电元件12被配置为不与配置于后扰流板100内的配线(例如刹车灯用配线41)交叉。优选的是，天线元件11和无馈电元件12例如被配置为尽可能地远离车体2等的金属部分。即，优选的是，天线元件11和无馈电元件12中的包括电容耦合部13的元件的一部分被配置在后扰流板100的与车体2侧相对的一侧。
电容耦合部13是天线元件11与无馈电元件12重叠配置的长度L3和间隔d1的部分。另外，无馈电元件12的长度是图2所示的长度L2与长度L3相加所得到的长度。
馈电点14连接于天线元件11的一端。从馈电点14向天线元件11馈电。而且，与由FM/DAB共用天线10接收到的电波对应的信号从馈电点14被输出到设置于车体2内的放大器30。
AM用天线20是能够接收AM无线电用的电波的天线。AM用天线20具备天线元件21和馈电点22。
天线元件21由作为被绝缘体覆膜覆盖的金属线的导线构成。
馈电点22连接于天线元件21的一端。从馈电点22向天线元件21馈电。而且，与由AM用天线20接收到的电波对应的信号从馈电点22被输出到放大器30。
放大器30对由FM/DAB共用天线10接收到的信号和由AM用天线20接收到的信号进行放大后输出到例如汽车所搭载的车载收音机、车载音响等设备。
高位刹车灯(HMSL)40是安装于后扰流板100的刹车灯。另外，刹车灯用配线41是向HMSL 40供给电力的配线，被配置于后扰流板100的内部。另外，在图2中，HMSL 40被配置于被双点划线包围起来的位置。
接着，参照图3来说明本实施方式的FM/DAB共用天线10的等效电路。
图3是示出本实施方式的FM/DAB共用天线10的等效电路的图。
如图3所示，FM/DAB共用天线10能够以将电容耦合部13置换为电容器所得到的等效电路表示。
天线元件11是大致(1/4)λFM谐振长的长度L1(≈(1/4)λFM谐振长)的天线，能够高效地接收FM带的电波。即，在FM/DAB共用天线10接收FM带的电波的情况下，天线元件11作为FM带的(1/4)波长的天线而发挥功能。
另外，无馈电元件12经由电容器而与天线元件11相连接。无馈电元件12的长度L2与天线元件11的长度L1相加所得到的长度L4(＝L1+L2≈(3/4)λDAB谐振长)为大致(3/4)λDAB谐振长的长度，能够高效地接收DAB带的电波。即，在FM/DAB共用天线10接收DAB带的电波的情况下，天线元件11和无馈电元件12作为DAB带的(3/4)波长的天线而发挥功能。FM/DAB共用天线10的长度L4例如为1m左右的长度。
如以上那样，本实施方式的FM/DAB共用天线10利用大致(1/4)λFM谐振长的天线元件11而能够高效地接收FM带的电波，并且利用大致(3/4)λDAB谐振长的天线元件11和无馈电元件12而能够高效地接收DAB带的电波。即，通过对天线元件11的前端附加无馈电元件12，FM/DAB共用天线10能够高效地接收FM带的电波和DAB带的电波这两方。
接着，参照图4来说明本实施方式的FM/DAB共用天线10的天线特性。
图4是示出本实施方式的扰流板天线1的天线特性的图。图4示出以往的FM带用的天线的天线特性、以往的FM带和DAB带共用的天线的天线特性以及本实施方式的扰流板天线1的天线特性的测定结果。
图4所示的测定中使用的以往的FM带用的天线不具有无馈电元件，是由一根作为被绝缘体覆膜覆盖的金属线的导线构成的。另外，以往的FM带用的天线具有FM带的频率下的波长的1/4的长度(0.6m)。在图4的说明中，将以往的FM带用的天线标记为“(1/4)λFM天线”。
另外，图4所示的测定中使用的以往的FM带和DAB带共用的天线不具有无馈电元件，是由一根作为被绝缘体覆膜覆盖的金属线的导线构成的。另外，以往的FM带和DAB带共用的天线具有FM带的频率下的波长的3/4的长度(2.2m)。在图4的说明中，将以往的FM带和DAB带共用的天线标记为“(3/4)λFM天线”。
在图4中，纵轴的项目从上方起依次表示“(1/4)λFM天线的平均增益[dB(分贝)]”、“(3/4)λFM天线的平均增益[dB]”以及“第一实施方式的扰流板天线的平均增益[dB]”。
“(1/4)λFM天线的平均增益[dB(分贝)]”表示以往的FM带用的天线的特性。另外，“(3/4)λFM天线的平均增益[dB]”表示以往的FM带和DAB带共用的天线的特性。以往的FM带和DAB带共用的天线需要2.2m左右的长度。另外，“第一实施方式的扰流板天线的平均增益[dB]”表示FM/DAB共用天线10的特性。
另外，横轴的项目表示“FM带”的“水平偏振波”和“垂直偏振波”以及“DAB带”的“水平偏振波”和“垂直偏振波”。
如图4所示，“(1/4)λFM天线的平均增益[dB]”中的“DAB带”的“水平偏振波”为“-12.44”，“垂直偏振波”为“-15.08”。与此相对，“第一实施方式的扰流板天线的平均增益[dB]”中的“DAB带”的“水平偏振波”为“-10.40”，“垂直偏振波”为“-10.80”。作为结果，图4所示的测定结果示出：本实施方式的FM/DAB共用天线10与以往的FM带用的天线相比，“DAB带”的接收特性提高了2dB～4dB。
另外，如图4所示，“(3/4)λFM天线的平均增益[dB]”中的“FM带”的“水平偏振波”为“-11.37”，“垂直偏振波”为“-9.09”。另外，“DAB带”的“水平偏振波”为“-10.12”，“垂直偏振波”为“-11.80”。
与此相对，“第一实施方式的扰流板天线的平均增益[dB]”中的“FM带”的“水平偏振波”为“-11.57”，“垂直偏振波”为“-8.16”。另外，“DAB带”的“水平偏振波”为“-10.40”，“垂直偏振波”为“-10.80”。
作为结果，图4所示的测定结果示出：本实施方式的FM/DAB共用天线10针对“FM带”和“DAB带”这两方的频带具有与以往的FM带和DAB带共用的天线的接收特性同等的接收特性。另外，以往的FM带和DAB带共用的天线需要2.2m左右的长度，与此相对，本实施方式的FM/DAB共用天线10实现了小型化到1m左右。
如以上所说明的那样，本实施方式的扰流板天线1具备安装于车体2的后扰流板100(树脂制构件)、天线元件11以及无馈电元件12。天线元件11被设置于后扰流板100内，具有能够在第一频带(例如FM带)进行谐振的长度L1(第一长度)。无馈电元件12被设置于后扰流板100内，与天线元件11通过规定的电容值进行电容耦合。即，无馈电元件12经由电容耦合部13而与天线元件11进行电容耦合。而且，无馈电元件12至少具有通过与天线元件11所具有的长度L1相加而能够在与第一频带(例如FM带)不同的第二频带(例如DAB带)进行谐振的长度L2(第二长度)的区域。
由此，本实施方式的扰流板天线1的天线元件11作为接收第一频带(例如FM带)的天线发挥功能，天线元件11和无馈电元件12协作而作为接收第二频带(例如DAB带)的天线发挥功能。其结果，如图4所示，本实施方式的扰流板天线1能够接收第一频带(例如FM带)和第二频带(例如DAB带)这两方并且能够使天线(FM/DAB共用天线10)小型化。由此，本实施方式的扰流板天线1能够使可接收多个频带的天线小型化而能够将该天线搭载于后扰流板100(树脂制构件)内的有限的空间。
另外，在本实施方式中，天线元件11与无馈电元件12为了形成规定的容量值而以隔开规定的间隔(例如间隔d1)且重叠规定的长度(例如长度L3)的方式配置，即，使天线元件11与无馈电元件12并行来进行电容耦合。即，天线元件11与无馈电元件12为了形成规定的电容值而以隔开规定的间隔(例如间隔d1)且例如重叠长度L3(第三长度)的方式配置，从而进行电容耦合。无馈电元件12具有对长度L2加上规定的长度(例如长度L3(第三长度))所得到的长度。
由此，本实施方式的扰流板天线1能够通过将天线元件11与无馈电元件12重叠地配置这种简单的方法，来实现多个频带(例如FM带和DAB带这两方的频带)的接收。
另外，在本实施方式中，第二频带(例如DAB带)比第一频带(例如FM带)高。而且，长度L1是包含在第一频带(例如FM带)中的频率下的(1/4)波长的长度，长度L1与长度L2相加所得到的长度是包含在第二频带(例如DAB带)中的频率下的(3/4)波长的长度。例如，长度L1是与第一频带相应的第一范围内的第一波长的1/4的长度，长度L1与长度L2相加所得到的长度是与第二频带相应的第二范围内的第二波长的3/4的长度。具体地说，长度L1例如是(0.79×λFMmin/4)以上且(1.21×λFMmax/4)以下的长度，长度L1与长度L2相加所得到的长度例如是(0.79×λDABmin×3/4)以上且(1.21×λDABmax×3/4)以下的长度。
由此，本实施方式的扰流板天线1能够实现第一频带(例如FM带)和第二频带(例如DAB带)这两方的接收，并且能够使天线(FM/DAB共用天线10)小型化到第二频带(例如DAB带)的(3/4)波长的长度左右。
另外，在本实施方式中，规定的电容值被决定为不使第一频带(例如FM带)的信号通过的电容值。
由此，本实施方式的扰流板天线1在接收第一频带(例如FM带)时，能够降低无馈电元件12的影响，从而能够高效地接收第一频带(例如FM带)。另外，本实施方式的扰流板天线1在接收第二频带(例如DAB带)时，无馈电元件12发挥功能，从而能够高效地接收第二频带(例如DAB带)。
[第二实施方式]
接着，参照附图来说明第二实施方式的扰流板天线1a。
图5是示出第二实施方式的扰流板天线1a的内部结构例的图。此外，扰流板天线1a的外观与图1所示的第一实施方式相同，因此省略说明。
本实施方式的扰流板天线1a是具备电容器13a来代替第一实施方式的电容耦合部13的情况的一例。
图5所示的扰流板天线1a具备后扰流板100、FM/DAB共用天线10a以及AM用天线20。此外，在图5中，对与图1所示的结构相同的结构标注相同的标记，并省略说明。
FM/DAB共用天线10a是能够通过一个天线接收FM带和DAB带这两方的电波的天线。FM/DAB共用天线10a具备天线元件11、无馈电元件12a、电容器13a以及馈电点14。
无馈电元件12a与天线元件11同样地由作为被绝缘体覆膜覆盖的金属线的导线构成。无馈电元件12a被设置于后扰流板100内，例如经由电容器13a通过规定的电容值而与天线元件11进行电容耦合。另外，无馈电元件12a具有通过与天线元件11所具有的长度L1相加而能够在与FM带不同的DAB带(第二频带的一例)进行谐振的长度L2(第二长度)的区域。本实施方式的无馈电元件12a与第一实施方式的无馈电元件12不同，本实施方式的无馈电元件12a不具备相当于电容耦合部13的长度L3的导线部分。
电容器13a连接于天线元件11的没有连接馈电点14侧的一端与无馈电元件12a之间，使天线元件11与无馈电元件12a通过规定的电容值进行电容耦合。另外，规定的电容值与第一实施方式同样地例如被决定为不使FM带的信号从天线元件11通过到无馈电元件12a的电容值。在本实施方式中，电容器13a作为电容耦合部13而发挥功能。
另外，本实施方式的FM/DAB共用天线10a的等效电路与图3所示的第一实施方式相同，因此省略说明。另外，关于本实施方式的FM/DAB共用天线10a的动作，除了使用电容器13a代替电容耦合部13来使天线元件11与无馈电元件12a进行电容耦合以外，基本上与第一实施方式的FM/DAB共用天线10相同。
如以上所说明的那样，根据本实施方式的扰流板天线1a，天线元件11与无馈电元件12a经由具有规定的电容值的电容器13a而进行电容耦合。
由此，本实施方式的扰流板天线1a与第一实施方式同样，能够使可接收多个频带的天线小型化而能够将该天线搭载于后扰流板100内的有限的空间。
另外，在本实施方式的扰流板天线1a中，经由电容器13a而使天线元件11与无供电元件12a进行电容耦合，因此能够实现稳定的电容耦合。
[第三实施方式]
接着，参照附图来说明第三实施方式的扰流板天线1b。
图6是示出第三实施方式的扰流板天线1b的内部结构例的图。此外，扰流板天线1b的外观与图1所示的第一实施方式相同，因此省略说明。
本实施方式的扰流板天线1b是具备将2个导电板以隔开规定的间隙且重叠的方式配置而成的电容耦合部13b来代替第一实施方式中的将2根导线重叠配置而成的电容耦合部13的情况的一例。
图6所示的扰流板天线1b具备后扰流板100、FM/DAB共用天线10b以及AM用天线20。此外，在图6中，对与图1和图5所示的结构相同的结构标注相同的标记，并省略说明。
FM/DAB共用天线10b是能够通过一个天线接收FM带和DAB带这两方的电波的天线。FM/DAB共用天线10b具备天线元件11、无馈电元件12a、电容耦合部13b以及馈电点14。
本实施方式的天线元件11的没有连接馈电点14侧的一端与导电板PL2连接。
另外，本实施方式的无馈电元件12a的一端与导电板PL1连接。无馈电元件12a经由电容耦合部13b通过规定的电容值而与天线元件11进行电容耦合。
电容耦合部13b的相对的两个导电板(PL1、PL2)以规定的间隔配置，该电容耦合部13b使天线元件11与无馈电元件12a通过规定的电容值进行电容耦合。即，如图7所示，导电板PL1与导电板PL2为了形成规定的电容值而被配置为以规定的间隔相互相对，优选配置为面对面。另外，规定的电容值与第一实施方式同样地例如被决定为不使FM带的信号从天线元件11通过到无馈电元件12a的电容值。
图7是示出本实施方式的FM/DAB共用天线10b的结构的一例的截面图。
在图7所示的FM/DAB共用天线10b中，电容耦合部13b的导电板PL1与导电板PL2之间配置有间隔物SP1。
导电板(PL1、PL2)例如是金属等导电体的平板。另外，间隔物SP1是厚度为d2的绝缘体(电介质)的平板。
导电板PL1与导电板PL2为了形成规定的电容值而配置为以间隔d2相互相对，优选配置为面对面。
另外，本实施方式的FM/DAB共用天线10b的等效电路与图3所示的第一实施方式相同，因此省略说明。另外，关于本实施方式的FM/DAB共用天线10b的动作，除了使用电容耦合部13b代替电容耦合部13来使天线元件11与无馈电元件12a进行电容耦合以外，基本上与第一实施方式的FM/DAB共用天线10相同。
如以上所说明的那样，根据本实施方式的扰流板天线1b，天线元件11的一端与馈电点14连接，另一端与作为导电体的导电板PL2(第一导电板)连接。另外，无馈电元件12a的一端与作为导电体的导电板PL1(第二导电板)连接。而且，导电板PL1与导电板PL2为了形成规定的电容值而配置为以规定的间隔(间隔d2)相互相对。
由此，本实施方式的扰流板天线1b与第一实施方式和第二实施方式同样，能够使可接收多个频带的天线小型化而能够将该天线搭载于后扰流板100内的有限的空间。
[第四实施方式]
接着，参照附图来说明第四实施方式的扰流板天线1c。
在第四实施方式中，对变更了第一实施方式的天线元件11的长度和无馈电元件12的长度的变形例进行说明。即，在第四实施方式中，对使天线元件11单独作为(1/4)λDAB谐振长的天线而发挥功能并且使天线元件11和无馈电元件12作为(1/4)λFM谐振长的天线而发挥功能的变形例进行说明。
本实施方式的扰流板天线1c的结构基本上与图1和图2所示的第一实施方式相同。本实施方式的扰流板天线1c的天线元件11的长度和无馈电元件12的长度与第一实施方式不同，参照图8所示的等效电路来说明该不同的点。在本实施方式中，DAB带与第一频带对应，FM带与第二频带对应。另外，本实施方式是第一频带(例如DAB带)比第二频带(例如FM带)高的情况的一例。
图8是示出本实施方式的FM/DAB共用天线10的等效电路的图。
在图8所示的FM/DAB共用天线10中，天线元件11例如具有能够在DAB带(第一频带的一例)进行谐振的长度L11(第一长度)。另外，长度L11例如被设定为DAB带的中心频率下的波长(λ)的1/4即(1/4)波长(λ)的长度((1/4)λDAB谐振长)。即，天线元件11是大致(1/4)λDAB谐振长的长度L11(≈(1/4)λDAB谐振长)的天线，能够高效地接收DAB带的电波。也就是说，在FM/DAB共用天线10接收DAB带的电波的情况下，天线元件11作为DAB带的(1/4)波长的天线而发挥功能。
另外，长度L11也可以是与DAB带相应的规定的波长范围(第一范围)内的波长(第一波长)的1/4的长度。在此，规定的波长范围是从与DAB带的最大频率对应的波长λDABmin乘以规定的系数所得到的波长到与DAB带的最小频率对应的波长λDABmax乘以规定的系数所得到的波长之间的范围。例如，规定的波长范围为(1-k)×λDABmin≤λDAB≤(1+k)×λDABmax，在k＝0.21的情况下，规定的波长范围为0.79×λDABmin≤λDAB≤1.21×λDABmax。即，长度L11也可以是(0.79×λDABmin/4)以上且(1.21×λDABmax/4)以下的长度。
另外，无馈电元件12具有通过与天线元件11所具有的长度L11相加而能够在FM带(第二频带的一例)进行谐振的长度L21(第二长度)。另外，长度L21例如是比L11(第一长度)长的(1/2)λDAB谐振长的长度，以避免对天线元件11在DAB带进行的谐振产生影响。由此，无馈电元件12的长度L21与天线元件11的长度L11相加所得到的长度L41是DAB带的频带的中心频率下的波长(λ)的3/4的长度((1/4)λDAB谐振长+(1/2)λDAB谐振长)。另外，长度L11与长度L21相加所得到的长度L41例如被设定为比FM带的中心频率下的波长(λ)的1/4即(1/4)λ的长度长(+α)的长度，以使无馈电元件12和天线元件11作为电容负载型天线而发挥功能。
另外，无馈电元件12与天线元件11之间的电容耦合被决定为规定的电容值，以使无馈电元件12和天线元件11作为电容负载型天线而发挥功能。即，无馈电元件12的长度L21与天线元件11的长度L11相加所得到的长度L41(＝L11+L21≈(1/4)λFM谐振长+α≈(3/4)λDAB谐振长)被设定为(1/4)λFM谐振长以上，以使无馈电元件12和天线元件11作为电容负载型天线而发挥功能，从而能够高效地接收FM带的电波。也就是说，在FM/DAB共用天线10接收FM带的电波的情况下，天线元件11和无馈电元件12作为FM带的(1/4)波长的天线而发挥功能。FM/DAB共用天线10的长度L41例如为1.2m左右的长度。
另外，长度L11与长度L21相加所得到的长度L41也可以是与FM带相应的规定的波长范围(第二范围)内的波长(第二波长)的1/4以上的长度。在此，规定的波长范围是从与FM带的最大频率对应的波长λFMmin乘以规定的系数所得到的波长到与FM带的最小频率对应的波长λFMmax乘以规定的系数所得到的波长之间的范围。例如，规定的波长范围为(1-k)×λFMmin≤λFM≤(1+k)×λFMmax，在k＝0.21的情况下，规定的波长范围为0.79×λFMmin≤λFM≤1.21×λFMmax。
如以上那样，本实施方式的FM/DAB共用天线10利用大致(1/4)λDAB谐振长的天线元件11而能够高效地接收DAB带的电波，并且利用作为电容负载型天线而发挥功能的大致(1/4)λFM谐振长的天线元件11和无馈电元件12而能够高效地接收FM带的电波。即，通过对天线元件11的前端附加无馈电元件12，FM/DAB共用天线10能够高效地接收FM带的电波和DAB带的电波这两方。
接着，参照图9来说明本实施方式的FM/DAB共用天线10的天线特性。
图9是示出本实施方式的扰流板天线1c的天线特性的图。图9示出以往的FM带和DAB带共用的天线的天线特性以及本实施方式的扰流板天线1c的天线特性的测定结果。
在图9中，纵轴的项目从上方起依次表示“(3/4)λFM天线的平均增益[dB]”以及“第四实施方式的扰流板天线的平均增益[dB]”。
另外，横轴的项目与图4同样，表示“FM带”的“水平偏振波”和“垂直偏振波”以及“DAB带”的“水平偏振波”和“垂直偏振波”。
如图9所示，“第四实施方式的扰流板天线的平均增益[dB]中的“FM带”的“水平偏振波”为“-13.36”，“垂直偏振波”为“-10.99”。另外，“DAB带”的“水平偏振波”为“-11.30”，“垂直偏振波”为“-8.50”。
作为结果，图9所示的测定结果示出：本实施方式的FM/DAB共用天线10针对“FM带”和“DAB带”这两方的频带具有与以往的FM带和DAB带共用的天线的接收特性同等的接收特性。另外，以往的FM带和DAB带共用的天线需要2.2m左右的长度，与此相对，本实施方式的FM/DAB共用天线10实现了小型化到1.2m左右。
如以上所说明的那样，本实施方式的扰流板天线1c具备安装于车体2的后扰流板100、天线元件11以及无馈电元件12。天线元件11被设置于后扰流板100内，具有能够在第一频带(例如DAB带)进行谐振的长度L11(第一长度)。无馈电元件12被设置于后扰流板100内，通过规定的电容值而与天线元件11进行电容耦合。而且，无馈电元件12具有通过与天线元件11所具有的长度L11相加而能够在与第一频带(例如DAB带)不同的第二频带(例如FM带)进行谐振的长度L21(第二长度)。
由此，如图9所示，本实施方式的扰流板天线1c能够接收第一频带(例如DAB带)和第二频带(例如FM带)这两方，并且能够使天线(FM/DAB共用天线10)小型化。由此，本实施方式的扰流板天线1c能够使可接收多个频带的天线小型化而能够将该天线搭载于后扰流板100内的有限的空间。
另外，在本实施方式中，第一频带(例如DAB带)比第二频带(例如FM带)高，长度L11是包含在第一频带(例如DAB带)中的频率下的(1/4)波长的长度。另外，长度L11与长度L21相加所得到的长度是包含在第二频带(例如FM带)中的频率下的(1/4)波长以上的长度。例如，长度L11是第一频带的中心频率下的波长的1/4的长度，长度L11与长度L21相加所得到的长度L41是第二频带的中心频率下的波长的1/4以上的长度。另外，例如长度L11也可以是与第一频带相应的第一范围内(例如0.79×λDABmin≤λDAB≤1.21×λDABmax)的波长(第一波长：λDAB)的1/4的长度。另外，长度L11与长度L21相加所得到的长度L41也可以是与第二频带相应的第二范围(例如0.79×λFMmin≤λFM≤1.21×λFMmax)内的波长(第二波长：λFM)的1/4以上的长度。
由此，本实施方式的扰流板天线1c能够实现第一频带(例如DAB带)和第二频带(例如FM带)这两方的接收，并且能够使天线(FM/DAB共用天线10)小型化到第二频带(例如FM带)的(1/4)波长的长度+α左右。
另外，在本实施方式中，长度L21是第一频带(例如DAB带)的中心频率下的波长的1/2的长度。另外，例如长度L21也可以是所述第一波长(λDAB)的1/2的长度。另外，例如长度L21也可以是所述第一范围内的第三波长(λDAB’)的1/2的长度。第三波长(λDAB’)既可以是与第一波长(λDAB)相同的长度，也可以是与第一波长(λDAB)不同的长度。
由此，本实施方式的扰流板天线1c能够降低无馈电元件12对天线元件11在DAB带进行的谐振的影响。
[第五实施方式]
接着，参照附图来说明第五实施方式的扰流板天线1d。
第五实施方式是第四实施方式的变形例，是将天线元件11的长度L1设为包含放大器30的连接配线的长度的情况的一例。
图10是示出本实施方式的扰流板天线1d的内部结构例的图。此外，扰流板天线1d的外观与图1所示的第一实施方式相同，因此省略说明。
图10所示的扰流板天线1d具备后扰流板100、FM/DAB共用天线10c、AM用天线20a以及连接器50。此外，在图10中，对与图1和图2所示的结构相同的结构标注相同的标记，并省略说明。
FM/DAB共用天线10c是能够通过一个天线接收FM带和DAB带这两方的电波的天线。FM/DAB共用天线10c具备天线元件11a、连接配线11b、无馈电元件12以及电容耦合部13。
天线元件11a例如由作为被绝缘体(电介质)覆膜覆盖的金属线的导线构成。天线元件11a被设定为使与连接配线11b相加所得到的长度为能够在DAB带(第一频带的一例)进行谐振的长度的长度L11(第一长度)，其中，该连接配线11b与放大器30连接，且经由连接器50与天线元件11a连接。例如，天线元件11a的长度与连接配线11b的长度相加所得到的长度L11被设定为(1/4)λDAB谐振长。
另外，无馈电元件12具有通过与天线元件11a和连接配线11b的长度L11相加而能够在FM带(第二频带的一例)进行谐振的长度L21(第二长度)。另外，长度L11与长度L21相加所得到的长度L41例如被设定为比FM带的中心频率下的波长λFM的1/4即(1/4)λFM谐振长长(+α)，以作为电容负载型天线而发挥功能。
另外，天线元件11a与无馈电元件12为了形成规定的电容值而以使各自的导线(配线)以间隔d1(规定的间隔)且长度L31(规定的长度)重合的方式配置。长度L31和间隔d1被设定为形成使天线元件11a和无馈电元件12作为电容负载型天线而发挥功能的电容值的长度和间隔。间隔d1例如是30mm以下的值。
AM用天线20a是能够接收AM无线电用的电波的天线。AM用天线20a具备天线元件21a以及与放大器30连接且经由连接器50与天线元件21a连接的连接配线21b。
连接配线11b和连接配线21b以使各自的导线(配线)以间隔d3(规定的间隔)重合的方式配置。间隔d3被设定为使FM/DAB共用天线10c与AM用天线20a进行电容耦合的间隔。间隔d3例如是30mm以下的值。
天线元件21a由作为被绝缘体覆膜覆盖的金属线的导线构成。天线元件21a例如具有迂回曲折(Meander)形状的导线图案。另外，天线元件21a的长度与连接配线21b的长度相加所得到的长度L42为能够接收AM无线电用的电波的长度，并且是考虑到对FM/DAB共用天线10c的特性的影响而设定的。长度L42例如被设定为能够在DAB带进行谐振的长度。
本实施方式的放大器30通过连接配线11b而与天线元件11a连接，并且通过连接配线21b而与天线元件21a连接。另外，在本实施方式中，FM/DAB共用天线10c和AM用天线20a的馈电点既可以设为连接器50，也可以设为放大器30的输入端子(未图示)。
连接器50将天线元件11a与连接配线11b连接，并且将天线元件21a与连接配线21b电连接。
接着，参照图11来说明本实施方式的FM/DAB共用天线10c的天线特性。
图11是示出本实施方式的扰流板天线1d的天线特性的图。图11所示的例子示出FM/DAB共用天线10c和AM用天线20a的各长度不同的2个例子(“类型A”和“类型B”)中的天线特性的测定结果。
在图11中，纵轴的项目从上方起依次表示“类型A的平均增益[dB]”和“类型B的平均增益[dB]”。
另外，横轴的项目表示“FM带(76MHz-90MHz)”的“水平偏振波”和“垂直偏振波”、“FM带(87MHz-108MHz)”的“水平偏振波”和“垂直偏振波”以及“DAB带”的“水平偏振波”和“垂直偏振波”。
另外，在“类型A”中，天线元件11a的长度为240mm，连接配线11b的长度为90mm，天线元件11a与连接配线11b相加所得到的长度L11为330mm。另外，无馈电元件12的长度为860mm，电容耦合部13的长度L31为220mm，从无馈电元件12的长度减去电容耦合部13的长度L31所得到的长度L21为640mm。另外，长度L11与长度L21相加所得到的长度L41为970mm。另外，天线元件21a的长度为1065mm，连接配线21b的长度为93mm，天线元件21a与连接配线21b相加所得到的长度L42为1158mm。
在“类型A”的情况下，将长度L11设为(1/4)λ的谐振频率是DAB带内的227MHz，将长度L41设为(1/4)λ的谐振频率是FM带内的77.3MHz。另外，将长度L41设为(3/4)λ的谐振频率是DAB带内的194MHz。
另外，在“类型B”中，天线元件11a的长度为260mm，连接配线11b的长度为90mm，天线元件11a与连接配线11b相加所得到的长度L11为350mm。另外，无馈电元件12的长度为870mm，电容耦合部13的长度L31为240mm，从无馈电元件12的长度减去电容耦合部13的长度L31所得到的长度L21为630mm。另外，长度L11与长度L21相加所得到的长度L41为980mm。另外，天线元件21a的长度为1100mm，连接配线21b的长度为93mm，天线元件21a与连接配线21b相加所得到的长度L42为1193mm。
在“类型B”的情况下，将长度L11设为(1/4)λ的谐振频率是DAB带内的214MHz，将长度L41设为(1/4)λ的谐振频率是FM带内的76.5MHz。另外，将长度L41设为(3/4)λ的谐振频率是DAB带内的189MHz。
如图11所示，“类型A的平均增益[dB]”中的“FM带(76MHz-90MHz)”的“水平偏振波”为“-7.31”，“垂直偏振波”为“-4.09”。“FM带(87MHz-108MHz)”的“水平偏振波”为“-10.37”，“垂直偏振波”为“-7.35”。另外，“DAB带”的“水平偏振波”为“-5.65”，“垂直偏振波”为“-4.40”。
另外，“类型B的平均增益[dB]”中的“FM带(76MHz-90MHz)”的“水平偏振波”为“-12.43”，“垂直偏振波”为“-8.50”。“FM带(87MHz-108MHz)”的“水平偏振波”为“-11.30”，“垂直偏振波”为“-8.74”。另外，“DAB带”的“水平偏振波”为“-5.09”，“垂直偏振波”为“-3.72”。
如图11所示，在“类型A”和“类型B”中的任一情况下，本实施方式的FM/DAB共用天线10c针对“FM带”和“DAB带”这两方的频带均具有与图9所示的第四实施方式的FM/DAB共用天线10的接收特性同等以上的接收特性。
这样，在本实施方式中，设为将天线元件11a和放大器30连接的连接配线11b的长度包含在长度L11和长度L41内，因此能够进一步提高FM/DAB共用天线10c的接收特性。
接着，参照图12来说明AM用天线长与FM/DAB共用天线10c的天线特性之间的关系。
图12是示出本实施方式的AM用天线长与DAB带的天线特性之间的关系的一例的图。
图12所示的曲线图的纵轴表示“类型A”的情况下的FM/DAB共用天线10c的DAB带的平均增益[dB]，横轴表示AM用天线20a的天线长(长度L42)。另外，在该曲线图中，特性波形W1表示“DAB带”的“垂直偏振波”的特性波形，特性波形W2表示“DAB带”的“水平偏振波”的特性波形。
在本实施方式中，AM用天线20a的连接配线21b与FM/DAB共用天线10c的连接配线11b以使各自的导线(配线)以间隔d3重合的方式配置，从而使AM用天线20a的连接配线21b与FM/DAB共用天线10c进行电容耦合。因此，如图12的特性波形W1和特性波形W2所示那样，通过变更AM用天线20a的天线长(长度L42)而FM/DAB共用天线10c的DAB带的接收特性变化。由此，在本实施方式中，通过调整AM用天线20a的天线长(长度L42)，能够提高FM/DAB共用天线10c的接收特性。
如以上所说明的那样，根据本实施方式的扰流板天线1d，FM/DAB共用天线10c的长度L11和长度L41中包含将天线元件11a与放大器30连接的连接配线11b的长度。即，长度L11和长度L41是以放大器30为起点设定的。另外，长度L11是与DAB带(第一频带)相应的规定的波长范围(第一范围)内的波长(第一波长)的1/4的长度，长度L41是与FM带(第二频带)相应的规定的波长范围(第二范围)内的波长(第二波长)的1/4以上的长度。
由此，本实施方式的扰流板天线1d考虑使将天线元件11a与放大器30连接的连接配线11b作为天线而发挥功能，因此与第四实施方式相比能够进一步提高FM/DAB共用天线10c的接收特性。另外，本实施方式的扰流板天线1d能够使后扰流板100(树脂制构件)内的天线进一步小型化。
另外，在本实施方式中，AM用天线20a的连接配线21b与FM/DAB共用天线10c的连接配线11b以使各自的导线(配线)以规定的间隔(间隔d3)重合的方式配置，从而使AM用天线20a的连接配线21b与FM/DAB共用天线10c的连接配线11b进行电容耦合。
由此，本实施方式的扰流板天线1d能够使AM用天线20a与FM/DAB共用天线10c进行电容耦合，从而能够进一步提高FM/DAB共用天线10c的接收特性。
此外，本发明并不限定于上述的各实施方式，而能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行变更。
例如，在各实施方式中，说明了无馈电元件12(12a)被配置为直线状的例子，但是也可以如图13所示那样，在后扰流板100内弯折地配置。
图13是示出第一实施方式的FM/DAB共用天线10的变形例的图。
FM/DAB共用天线10也可以如图13所示那样具备将导线弯折而形成的无馈电元件12。由此，对于车体2的横向宽度小的汽车，也能够将FM/DAB共用天线10搭载于后扰流板100内的有限的空间。
另外，在各实施方式中，说明了扰流板天线1(1a～1d)除了具备FM/DAB共用天线10(10a～10c)之外还具备AM用天线20(20a)的例子，但是也可以不具备AM用天线20(20a)，而只具备FM/DAB共用天线10(10a～10c)。另外，各实施方式中的FM/DAB共用天线10(10a～10c)也可以兼做AM用天线。即，FM/DAB共用天线10(10a～10c)可以被作为AM用天线和FM用/DAB用天线来使用。
另外，在各实施方式中，说明了扰流板天线1(1a～1d)具备在FM带的电波的接收和DAB带的电波的接收中共用的FM/DAB共用天线10(10a～10c)的例子，但是也可以在其它频带的电波的接收中共用。
另外，在各实施方式中，说明了FM/DAB共用天线10(10a～10c)接收两种频带的例子，但是并不限定于此。例如，FM/DAB共用天线10(10a～10c)也可以是，为了接收频率更高的频带的电波，具备两个以上的无馈电元件且通过电容耦合而连接。
另外，在各实施方式中，将FM带的波长设为FM带的中心频率下的波长来进行了说明，但是并不限定于此，例如如果是包含在FM带中的频率下的波长，则也可以是其它频率下的波长。
另外，在各实施方式中，将DAB带的波长设为DAB带的中心频率下的波长来进行了说明，但是并不限定于此，例如如果是包含在DAB带中的频率下的波长，则也可以是其它频率下的波长。
另外，在各实施方式的电容耦合部13(13b)中，无馈电元件12(12a)被设置在车体2侧，但是也可以将天线元件11(21)设置在车体2侧。
另外，在各实施方式中，天线元件11(11a、21、21a)和无馈电元件12(12a)由作为被绝缘体(电介质)覆膜覆盖的金属线的导体构成，但是也可以是将导线配置在电介质基板上的结构。并且，各元件的长度容许不损害本发明效果的程度的偏差。
另外，在各实施方式中，作为一例，说明了树脂制构件是后扰流板100的情况的例子，但是也可以是树脂制的后车盖、行李箱盖等来代替后扰流板100，如果是安装于车体的树脂制构件，则也可以是其它的树脂制构件。
另外，在各实施方式中，作为规定的波长范围中使用的系数k的一例，说明了使用k＝0.21的例子，但是也可以是其它的值。另外，也可以将规定的波长范围的上限值中使用的系数k和下限值中使用的系数k设为不同的值。
本申请是基于2015年9月4日申请的日本专利申请2015-174733、2016年6月23日申请的日本专利申请2016-124671以及2016年8月9日申请的日本专利申请2016-156710而完成的，其全部内容在此作为参照而被引用。

Claims (10)

1.一种天线，其特征在于，具备：
树脂制构件，其安装于车体；
天线元件，其设置于所述树脂制构件内，具有能够在第一频带进行谐振的第一长度；以及
无馈电元件，其设置于所述树脂制构件内，经由电容耦合部而与所述天线元件进行电容耦合，该无馈电元件至少具有通过与所述天线元件所具有的所述第一长度相加而能够在与所述第一频带不同的第二频带进行谐振的第二长度的区域。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，
所述天线元件与所述无馈电元件以隔开规定的间隔且重叠第三长度的方式配置，从而进行电容耦合，
所述无馈电元件具有对所述第二长度加上所述第三长度所得到的长度。
3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，
所述天线元件与所述无馈电元件经由电容器而进行电容耦合。
4.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，
所述天线元件的一端与作为导电体的第一导电板连接，
所述无馈电元件的一端与作为导电体的第二导电板连接，
所述第一导电板与所述第二导电板被配置为以规定的间隔相互相对。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的天线，其特征在于，
所述第二频带比所述第一频带高，
所述第一长度是与所述第一频带相应的第一范围内的第一波长的1/4的长度，所述第一长度与所述第二长度相加所得到的长度是与所述第二频带相应的第二范围内的第二波长的3/4的长度。
6.根据权利要求5所述的天线，其特征在于，
所述电容耦合部具有不使所述第一频带的信号通过的电容值。
7.根据权利要求1～4中的任一项所述的天线，其特征在于，
所述第一频带比所述第二频带高，
所述第一长度是与所述第一频带相应的第一范围内的第一波长的1/4的长度，所述第一长度与所述第二长度相加所得到的长度是与所述第二频带相应的第二范围内的第二波长的1/4以上的长度。
8.根据权利要求7所述的天线，其特征在于，
所述第二长度是所述第一范围内的第三波长的1/2的长度。
9.根据权利要求1～8中的任一项所述的天线，其特征在于，
所述天线元件和所述无馈电元件被配置为不与配置于所述树脂制构件内的配线交叉。
10.根据权利要求1～9中的任一项所述的天线，其特征在于，
所述树脂制构件为后扰流板。
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