CN115812264A - 车载用天线装置 - Google Patents

Abstract

车载用天线装置(10A)具有：天线底座(100)；与天线底座(100)一同形成收容空间的天线外壳(600)；收容于收容空间内的第1单极天线(210)；和设于第1单极天线(210)的上方的第1无馈电元件(300)。

Description

车载用天线装置

技术领域

本发明涉及车载用天线装置。

背景技术

近年来，正在开发具有蜂窝天线的各种车载用天线装置。例如专利文献1中，蜂窝天线具有相对于天线底座垂直而立的绝缘性基板、和设于绝缘性基板的导电部。专利文献2中，蜂窝天线是将板金弯折而形成的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2017/191811号

专利文献2：美国专利第9093750号说明书

发明内容

近年来，第5代移动通信系统(5G)、尤其Sub－6、Frequency Range 1(FR1)等不到6GHz的频带域内的需求正在增多。根据这种需求，近几年要求在5GHz～6GHz等包括高频带域的宽带域内的高增益。同时还要求天线的小型化。另一方面，例如专利文献1以及2所记载那样，仅针对由设于绝缘性基板的导电部和弯折的板金等构成的蜂窝天线，当使天线小型化的情况下难以确保高频带域的水平面方向上的增益，即难以确保高频带域的希望方向上的增益。

本发明的目的一例为，在使天线小型化的同时确保高频带域的希望方向上的增益。本发明的其他目的根据本说明书的记载而明确。

本发明的一个方式为一种车载用天线装置，具有：

天线底座；

与所述天线底座一同形成收容空间的天线外壳；

收容于所述收容空间内的单极天线；和

设于所述单极天线的上方的无馈电元件。

发明效果

根据本发明的上述方式，能够在使天线小型化的同时确保高频带域的希望方向上的增益。

附图说明

图1是实施方式1的车载用天线装置的立体图。

图2是比较例的车载用天线装置的立体图。

图3是表示实施方式1的车载用天线装置的第1单极天线的在6GHz频率的增益的辐射图案的图。

图4是表示比较例的车载用天线装置的第1单极天线的在6GHz频率的增益的辐射图案的图。

图5是表示实施方式1的车载用天线装置的第2单极天线的在6GHz频率的增益的辐射图案的图。

图6是表示比较例的车载用天线装置的第2单极天线的在6GHz频率的增益的辐射图案的图。

图7是表示实施方式1的车载用天线装置的第1单极天线的水平面方向上的平均增益以及比较例的车载用天线装置的第1单极天线的水平面方向上的平均增益的1.5GHz～6GHz的频率特性的图。

图8是表示实施方式1的车载用天线装置的第2单极天线的水平面方向上的平均增益以及比较例的车载用天线装置的第2单极天线的水平面方向上的平均增益的1.5GHz～6GHz的频率特性的图。

图9是实施方式2的车载用天线装置的立体图。

图10是表示第1滤波器的S参数的正向传递系数S21的0～7GHz的频率特性的图。

图11是表示实施方式1的车载用天线装置的第1单极天线的水平面方向上的平均增益、实施方式2的车载用天线装置的第1单极天线的水平面方向上的平均增益以及比较例的车载用天线装置的第1单极天线的水平面方向上的平均增益的1.5GHz～6GHz的频率特性的图。

图12是表示实施方式1的车载用天线装置的第2单极天线的水平面方向上的平均增益、实施方式2的车载用天线装置的第2单极天线的水平面方向上的平均增益以及比较例的车载用天线装置的第2单极天线的水平面方向上的平均增益的1.5GHz～6GHz的频率特性的图。

图13是表示实施方式2的车载用天线装置的AM/FM广播播放用天线的水平面方向上的平均增益以及比较例的车载用天线装置的AM/FM广播播放用天线的水平面方向上的平均增益的80MHz～120MHz的频率特性的图。

图14是变形例的车载用天线装置的立体图。

具体实施方式

以下，使用附图来说明本发明的实施方式。此外，在所有附图中，对于同样的构成要素标注同样的附图标记，并适当省略说明。

本说明书中，只要没有其他说明，则“第1”、“第2”、“第3”等序数词仅用于区分具有同样名称的构成而标注，并非意味着构成上的特定特征(例如，顺序或重要度)。

图1是实施方式1的车载用天线装置10A的立体图。

图1中，第1方向X、第2方向Y以及第3方向Z分别表示车载用天线装置10A的前后方向、左右方向以及上下方向。表示第1方向X的箭头方向即第1方向X的正向表示车载用天线装置10A的前方向。表示第1方向X的箭头的相反方向即第1方向X的负向表示车载用天线装置10A的后方向。表示第2方向Y的箭头方向即第2方向Y的正向表示车载用天线装置10A的左方向。表示第2方向Y的箭头的相反方向即第2方向Y的负向表示车载用天线装置10A的右方向。表示第3方向Z的箭头方向即第3方向Z的正向表示车载用天线装置10A的上方向。表示第3方向Z的箭头的相反方向即第3方向Z的负向表示车载用天线装置10A的下方向。另外，本实施方式中的水平面方向意味着与XY平面平行的方向。在后述的图2、图9以及图14中也是同样。

车载用天线装置10A具有天线底座100、第1天线部12、第2天线部14、第3天线部16、第4天线部18以及天线外壳600。天线外壳600从上方覆盖天线底座100，形成了收容空间。第1天线部12、第2天线部14、第3天线部16以及第4天线部18收容于天线外壳600的收容空间内。此外，图1中透视描绘天线外壳600。

天线底座100搭载于车辆的车顶上。车顶为接地。

第1天线部12具有第1基板112、天线振子200以及第1无馈电元件300。

天线振子200设在配置于天线底座100之上的第1基板112之上。第1基板112例如为PCB(Printed Circuit Board)。

天线振子200具有多个单极天线。具体地，天线振子200具有第1单极天线210以及第2单极天线220。第1单极天线210包括第1组件212以及第2组件214。第2单极天线220包括第3组件222以及第4组件224。第1单极天线210以及第2单极天线220分别与设在第1基板112之上的第1端口216以及第2端口226连接。与第1端口216连接的第1组件212以及第2组件214、与第2端口226连接的第3组件222以及第4组件224具有后述的自相似形状，因此第1单极天线210以及第2单极天线220能够在宽带域内工作。此外，天线振子200也可以仅具有单一的单极天线。第1单极天线210以及第2单极天线220各自为远程通讯用天线，例如为蜂窝天线。另外，第1单极天线210以及第2单极天线220各自例如进行垂直偏振波的发送和接收的至少一方。然而，第1单极天线210以及第2单极天线220各自也可以为V2X(Vehicle－to－everything)用天线、Wi－Fi(注册商标)用天线等不同于蜂窝天线的天线。

本实施方式中，单极天线是指如下天线，其具有与车辆的车顶等接地部相对的馈电部，且隔着该馈电部在接地部的相反侧，作为辐射元件而具有工作频带的下限的波长的大约1/4的长度的组件。在这样的构造中，隔着接地部在该组件的相反侧配置有假想的另一个辐射元件，从而单极天线能够工作。例如，单极天线能够大致与渐变开槽天线(TaperedSlot Antenna)和弓形结天线同样地工作。

第1单极天线210例如由板金构成。在本实施方式中，第1单极天线210通过将大致U字形状的板金弯折而形成。此外，第1单极天线210也可以由设于PCB等基板的导电图案构成。

第1组件212的下端以及第2组件214的下端与第1端口216连接。第1端口216为第1单极天线210的馈电部。第1组件212以及第2组件214具有关于第1端口216而对称的形状。具体地，第1组件212的宽度随着从第1组件212的下端趋向上端而阶段性或逐渐地变大。因此，第1组件212的上端附近处的第1组件212的宽度比第1组件212的下端附近处的第1组件212的宽度更宽。对于第2组件214的宽度也是同样。这样地，第1单极天线210为自相似形状。通过使第1单极天线210为自相似形状，第1单极天线210能够在宽带域内工作。

此外，作为自相似形状的天线，而具有如双锥天线和弓形结天线等即使改变比例(尺寸比)、形状也为相似形状的天线。作为自相似形状的天线的前提，即使天线尺寸或频率改变，天线的电气特性也会原理上表示相同特性。在实际设计中，为了阻抗的调整等，使双锥天线和弓形结天线等等腰三角形的辐射元件的形状变形，能够设为本实施方式中的第1单极天线210那样的形状。即使在这样的情况下，也能够利用根据自相似形状获得的固定的电气特性。

第2单极天线220配置于第1单极天线210的前方。第2单极天线220例如由板金构成。本实施方式中，第2单极天线220由大致U字形状的板金构成。此外，第2单极天线220也可以由设于PCB等基板的导电图案构成。

第3组件222的下端以及第4组件224的下端与第2端口226连接。第2端口226为第2单极天线220的馈电部。第3组件222以及第4组件224具有关于第2端口226而对称的形状。具体地，第3组件222的宽度随着从第3组件222的下端趋向上端而阶段性或逐渐地变大。因此，第3组件222的上端附近处的第3组件222的宽度比第3组件222的下端附近处的第3组件222的宽度更宽。针对第4组件224的宽度也是同样。这样地，第2单极天线220为自相似形状。

此外，第1单极天线210也可以仅具有第1组件212或第2组件214的一方。同样地，第2单极天线220也可以仅具有第3组件222或第4组件224的一方。也就是说，车载用天线装置10A能够设为具有至少一个组件。例如车载用天线装置10A可以仅具有第1组件212、第2组件214、第3组件222或第4组件224中的一个。

第1单极天线210或第2单极天线220的形状不限定于本实施方式的大致U字形状。例如，各单极天线也可以为棒状、板状、面状、扇形状、大致V字形状等。另外，各单极天线也可以不是自相似形状。

第1无馈电元件300设于天线振子200的上方。具体地，第1无馈电元件300的向第3方向Z的负向的投影跟第1单极天线210、第2单极天线220、和第1单极天线210与第2单极天线220之间的区域的至少一部分重叠。例如，第1无馈电元件300的向第3方向Z的负向的投影也可以与第1单极天线210和第2单极天线220的一方重叠，但与第1单极天线210和第2单极天线220的另一方不重叠。

第1无馈电元件300作为二次辐射元件而发挥功能。二次辐射元件意味着如下元件，其对由作为一次辐射元件的天线振子200生成并辐射的电波的水平面方向等规定方向上的增益的指向性进行增强。另外，第1无馈电元件300在5.5GHz～6.0GHz等规定频率中与天线振子200电气结合。具体地，第1无馈电元件300作为使第1单极天线210和第2单极天线220的至少一方在规定频率的水平面方向上的增益的指向性增强的元件而发挥功能。另外，5.5GHz～6.0GHz等规定频率中，第1无馈电元件300相对于天线振子200而近似作为阵列天线振子而发挥功能。由此，车载用天线装置10A宛如具有由天线振子200构成的波源和由第1无馈电元件300构成的波源的这两个波源。通过设置第1无馈电元件300，与没有设置第1无馈电元件300的情况相比较，能够在使天线振子200小型化的同时确保高频带域的水平面方向上的增益。如使用图3至图8后述那样，通过设置第1无馈电元件300，与没有设置第1无馈电元件300的情况相比较，能够使例如频率5.5GHz～6.0GHz的增益增加。由此，包括天线振子200以及第1无馈电元件300的辐射元件在水平面方向上具有指向性。

通过恰当调整天线振子200与第1无馈电元件300之间的距离，能够使天线振子200的水平面方向上的增益增强。例如，第1无馈电元件300的天线振子200侧的端部与天线振子200的第1无馈电元件300侧的端部之间的距离例如能够设为λ/2－λ/4以上且λ/2+λ/4以下等的大约λ/2。在此，λ是天线振子200的工作频率中的增益由第1无馈电元件300增强的频率的波长。在该距离为大约λ/2的情况下，与该距离大幅不同于大约λ/2的情况相比较，能够使天线振子200的水平面方向上的增益由第1无馈电元件300更加增强。

第1无馈电元件300由彼此离开的多个元件部分而构成。具体地，第1无馈电元件300由第1元件部分310以及第2元件部分320构成。此外，第1无馈电元件300也可以仅由单一的元件部分而构成，或也可以由三个以上的元件部分而构成。在第1无馈电元件300由多个元件部分而构成的情况下，与第1无馈电元件300由单一的元件部分而构成的情况相比，通过将多个元件部分置于恰当的配置，能够由第1无馈电元件300大幅增加增益。第1元件部分310以及第2元件部分320针对XZ平面对称配置。具体地，第1元件部分310以使第1元件部分310的下部与第1元件部分310的上部相比位于第2方向Y的正向侧的方式从水平面方向倾斜。相对于此，第2元件部分320以使第2元件部分320的下部与第2元件部分320的上部相比位于第2方向Y的负向侧的方式从水平面方向倾斜。该情况下，与第1元件部分310以及第2元件部分320沿第3方向Z平行配置的情况相比较，容易将第1无馈电元件300收容于天线外壳600的收容空间内。此外，第1元件部分310以及第2元件部分320也可以沿第3方向Z平行配置。

此外，也可以为，在第1单极天线210的上方设置具有至少一个元件部分的第1无馈电元件，在第2单极天线220的上方设置具有至少一个元件部分的其他的第1无馈电元件。该情况下，与在第1单极天线210以及第2单极天线220的上方仅设有一个第1无馈电元件的情况相比较，能够使各单极天线上的各第1无馈电元件的形状、配置等条件符合对各单极天线更佳的条件，能够使各单极天线以及各第1无馈电元件更好地工作。

另外，在单一的单极天线的上方设有单一的第1无馈电元件的情况下，也可以为，单极天线的组件的前端及后端的至少一方分别与第1无馈电元件的元件部分的前端及后端的至少一方在第3方向Z上实质上对齐。由于单极天线的组件的前端及后端、与第1无馈电元件的元件部分的前端及后端容易成为高电位，所以通过使单极天线的组件的前端及后端、与第1无馈电元件的元件部分的前端及后端对齐，容易使单极天线与第1无馈电元件电气结合。

第1元件部分310为车载用天线装置10A的前后方向的长度比车载用天线装置10A的上下方向的边的长度大的四边形。第1元件部分310中的形成驻波的部分的长度例如能够设为λ/2－λ/4以上且λ/2+λ/4以下等的大约λ/2。尤其，在通过天线振子200以及第1无馈电元件300来收发垂直偏振波的情况下，能够将第1元件部分310在车载用天线装置10A的上下方向上的长度例如设为λ/2－λ/4以上且λ/2+λ/4以下等的大约λ/2。在此，λ是，天线振子200的工作频率中的增益由第1无馈电元件300增强的频率的波长。通过将第1元件部分310的该长度设为大约λ/2，容易产生第1元件部分310处的共振，容易通过第1元件部分310使增益更加增强。另外，在天线振子200的工作频率中的、比使增益增强的频率低的工作频带内，第1单极天线210或第2单极天线220与第1无馈电元件300的结合变弱，能够削弱基于第1无馈电元件300造成的影响。另外，第1元件部分310也可以为三角形、五边形、六边形、八边形等四边形以外的多边形。针对第2元件部分320也是同样。

第1无馈电元件300例如由板金构成。或者，第1无馈电元件300也可以为导电图案。例如，在保持天线振子200的树脂保持架等的保持架设在第1基板112之上的情况下，构成第1无馈电元件300的板金可以由该保持架支承，或构成第1无馈电元件300的导电图案可以形成于该保持架上。或者，第1无馈电元件300可以设于天线外壳600。

第2天线部14具有第2基板114以及第1卫星天线410。

第1卫星天线410设在配置于天线底座100之上的第2基板114之上。第1卫星天线410例如为GNSS(Global Navigation Satellite System)天线。第2基板114例如为PCB。第1卫星天线410为贴片天线。第1卫星天线410与天线振子200相比配置于前方。

第3天线部16具有第3基板116、第2卫星天线420以及第2无馈电元件422。

第2卫星天线420设在配置于天线底座100之上的第3基板116之上。第2卫星天线例如为SXM(Sirius XM)天线。第3基板116例如为PCB。第2卫星天线420为贴片天线。第2卫星天线420与第1卫星天线410相比配置于前方。在第2卫星天线420之上配置有第2无馈电元件422。

第4天线部18具有AM/FM(Amplitude Modulation/Frequency Modulation)广播播放用天线500、第1保持架512以及第2保持架522。

AM/FM广播播放用天线500具有螺旋元件510以及电容加载元件520。螺旋元件510沿着设于天线底座100上所设的第1保持架512的槽而卷绕，或者保持于第1保持架512上所设的突起。电容加载元件520由与第1保持架512连接的第2保持架522保持。螺旋元件510以及电容加载元件520彼此电连接。AM/FM广播播放用天线500通过螺旋元件510以及电容加载元件520而能够接收AM/FM播放。AM/FM广播播放用天线500只要能够接收AM广播播放和FM广播播放中的至少一方即可。

此外，在如后述的实施方式2中详细说明那样，第1无馈电元件300也可以作为AM/FM广播播放用天线500的一部分而发挥功能。该情况下，第1无馈电元件300能够经由将增益由第1无馈电元件300增加的频率截断的滤波器、例如陷波滤波器和低通滤波器而与电容加载元件520连接。通过设置该滤波器，第1无馈电元件300能够成为构成AM/FM广播播放用天线500的电容加载元件的一部分。由此，能够增大AM/FM广播播放用天线500的电容加载元件的尺寸(面积)，能够提高AM/FM广播播放用天线500的性能。另外，也可以为，使第2保持架522的后部向后方延长，第1无馈电元件300安装于第2保持架522的该延长部分。

本实施方式中，第1天线部12、第2天线部14以及第3天线部16使用彼此不同的基板形成。但是也可以为，第1天线部12、第2天线部14和第3天线部16中的至少两个使用相同基板形成。

图2是比较例的车载用天线装置10K的立体图。比较例的车载用天线装置10K除了没有设置第1无馈电元件300的点以外，与实施方式1的车载用天线装置10A是同样的。

图3是表示实施方式1的车载用天线装置10A的第1单极天线210的在6GHz频率的增益的辐射图案的图。图4是表示比较例的车载用天线装置10K的第1单极天线210的在6GHz频率的增益的辐射图案的图。图5是表示实施方式1的车载用天线装置10A的第2单极天线220的在6GHz频率的增益的辐射图案的图。图6是表示比较例的车载用天线装置10K的第2单极天线220的在6GHz频率的增益的辐射图案的图。

图3至图6所示的第1方向X、第2方向Y以及第3方向Z是与图1以及图2所示的第1方向X、第2方向Y以及第3方向Z同样的。此外，图3至图6中，关于表示第2方向Y的带黑点的白圆圈，从纸面的里侧朝向近前的方向表示第2方向Y的正向，从纸面的近前朝向里侧的方向表示第2方向Y的负向。

各图中，从图的中心以辐射状延伸的虚线表示方位(单位：deg)。另外，针对图的中心以同心圆状扩展的虚线表示增益(单位：dBi)。

若比较图3以及图4，则实施方式1的第1单极天线210的水平面方向中的第1方向X的负向上的增益大于比较例的第1单极天线210的水平面方向中的第1方向X的负向上的增益。该结果启示了，通过第1无馈电元件300而提高了第1单极天线210的在6GHz频率的第1方向X的负向上的增益。

若比较图5以及图6，则实施方式1的第2单极天线220的水平面方向中的第1方向X的负向上的增益大于比较例的第2单极天线220的水平面方向中的第1方向X的负向上的增益。该结果启示了，通过第1无馈电元件300而提高了第2单极天线220的在6GHz频率的第1方向X的负向上的增益。

图7是表示实施方式1的车载用天线装置10A的第1单极天线210的水平面方向上的平均增益以及比较例的车载用天线装置10K的第1单极天线210的水平面方向上的平均增益的1.5GHz～6GHz的频率特性的图。图8是表示实施方式1的车载用天线装置10A的第2单极天线220的水平面方向上的平均增益以及比较例的车载用天线装置10K的第2单极天线220的水平面方向上的平均增益的1.5GHz～6GHz的频率特性的图。

图7以及图8中，图的横轴表示频率(单位：MHz)。图的纵轴表示水平面方向上的平均增益(单位：dBi)。

如图7所示，实施方式1的第1单极天线210的在5.5GHz～6.0GHz频率的水平面方向上的平均增益高于比较例的第1单极天线的在5.5GHz～6.0GHz频率的水平面方向上的平均增益。该结果启示了，通过第1无馈电元件300而提高了第1单极天线210的在5.5GHz～6.0GHz频率的水平面方向上的平均增益。

如图8所示，实施方式1的第2单极天线220的在5.5GHz～6.0GHz频率的水平面方向上的平均增益高于比较例的第2单极天线的在5.5GHz～6.0GHz频率的水平面方向上的平均增益。该结果启示了，通过第1无馈电元件300而提高了第2单极天线220的在5.5GHz～6.0GHz频率的水平面方向上的平均增益。

图9是实施方式2的车载用天线装置10B的立体图。实施方式2的车载用天线装置10B除了以下的点以外，是与实施方式1的车载用天线装置10A同样的。

第1无馈电元件300作为AM/FM广播播放用天线500的一部分而发挥功能。具体地，车载用天线装置10B具有第1连接导电体532、第2连接导电体534、第1滤波器542、第2滤波器544、第3滤波器546以及第4滤波器548。

第1连接导电体532以及第2连接导电体534沿车载用天线装置10B的左右方向排列。当从车载用天线装置10B的后方观察时，第1连接导电体532相对于第2连接导电体534位于左侧。当从车载用天线装置10B的后方观察时，第2连接导电体534相对于第1连接导电体532位于右侧。第1连接导电体532以及第2连接导电体534在车载用天线装置10B的前后方向上位于第1无馈电元件300与电容加载元件520之间。

第1元件部分310和电容加载元件520的左侧部分经由第1滤波器542、第1连接导电体532以及第2滤波器544而彼此电连接。具体地，第1连接导电体532的后方端部和第1元件部分310的前方端部经由第1滤波器542而彼此电连接。第1连接导电体532的前方端部和电容加载元件520的左侧部分的后方端部经由第2滤波器544而彼此电连接。

第2元件部分320和电容加载元件520的右侧部分经由第3滤波器546、第2连接导电体534以及第4滤波器548而彼此电连接。具体地，第2连接导电体534的后方端部和第2元件部分320的前方端部经由第3滤波器546而彼此电连接。第2连接导电体534的前方端部和电容加载元件520的右侧部分的后方端部经由第4滤波器548而彼此电连接。

第1滤波器542、第2滤波器544、第3滤波器546以及第4滤波器548各自是低通滤波器。因此，第1无馈电元件300和电容加载元件520经由至少一个低通滤波器而彼此电连接。因此，第1无馈电元件300能够成为构成AM/FM广播播放用天线500的电容加载元件的一部分。由此，能够增大AM/FM广播播放用天线500的电容加载元件的尺寸(面积)，能够提高AM/FM广播播放用天线500的性能。

图10是表示第1滤波器542的S参数的正向传递系数S21的0～7GHz的频率特性的图。第1滤波器542的S参数在具有端口1以及端口2的二端对回路中由S11、S21、S12以及S22的四个参数表示。参数S11是从端口1输入并由端口1反射的信号的反射系数。参数S21是从端口1输入并从端口2透过的信号的透过系数，也就是说，是正向传递系数。参数S12是从端口2输入并从端口1透过的信号的透过系数，也就是说，是反向传递系数。参数S22是从端口2输入并由端口2反射的信号的反射系数。

图10中，图的横轴表示频率(单位：MHz)。图的纵轴表示正向传递系数S21的绝对值(单位：dB)。

如图10所示，98MHz附近的FM带中的正向传递系数S21的绝对值为大约－0.2dB。另一方面，1.7GHz～6GHz的电话(TEL)带中的正向传递系数S21的绝对值为大约－10dB以下。因此，第1滤波器542能够与TEL带的信号相比而使FM带的信号透过。另外，第1滤波器542能够将5.5GHz～6GHz等的第1单极天线210或第2单极天线220的增益由第1无馈电元件300增加的频率截断。

第2滤波器544、第3滤波器546以及第4滤波器548也具有与使用图10说明的第1滤波器542的特性同样的特性。

图11是表示实施方式1的车载用天线装置10A的第1单极天线210的水平面方向上的平均增益、实施方式2的车载用天线装置10B的第1单极天线210的水平面方向上的平均增益以及比较例的车载用天线装置10K的第1单极天线210的水平面方向上的平均增益的1.5GHz～6GHz的频率特性的图。图12是表示实施方式1的车载用天线装置10A的第2单极天线220的水平面方向上的平均增益、实施方式2的车载用天线装置10B的第2单极天线220的水平面方向上的平均增益以及比较例的车载用天线装置10K的第2单极天线220的水平面方向上的平均增益的1.5GHz～6GHz的频率特性的图。图13是表示实施方式2的车载用天线装置10B的AM/FM广播播放用天线500的水平面方向上的平均增益以及比较例的车载用天线装置10K的AM/FM广播播放用天线500的水平面方向上的平均增益的80MHz～120MHz的频率特性的图。

图11至图13中，实施方式1的车载用天线装置10A、实施方式2的车载用天线装置10B以及比较例的车载用天线装置10K配置于扩展至无限远的接地板上。

图11至图13中，图的横轴表示频率(单位：MHz)。图的纵轴表示水平面方向上的平均增益(单位：dBi)。

如图11所示，在频率5.5GHz～6.0GHz的全带域范围内，实施方式1以及实施方式2的第1单极天线210的水平面方向上的平均增益高于比较例的第1单极天线的水平面方向上的平均增益。另外，在频率5.5GHz～6.0GHz的带域中，实施方式2的第1单极天线210的水平面方向上的平均增益近似于实施方式1的第1单极天线210的水平面方向上的平均增益。

如图12所示，在频率5.5GHz～6.0GHz的几乎全带域范围内，实施方式1以及实施方式2的第2单极天线220的水平面方向上的平均增益高于比较例的第2单极天线220的水平面方向上的平均增益。另外，在频率5.5GHz～6.0GHz的带域中，实施方式2的第2单极天线220的水平面方向上的平均增益近似于实施方式1的第2单极天线220的水平面方向上的平均增益。

如图13所示，在频率80MHz～120MHz的全带域范围内，实施方式2的AM/FM广播播放用天线500的水平面方向上的平均增益高于比较例的AM/FM广播播放用天线500的水平面方向上的平均增益。

根据图13所示的结果可以说，通过将第1无馈电元件300和电容加载元件520经由第1滤波器542、第2滤波器544、第3滤波器546以及第4滤波器548彼此电连接，能够提高频率80MHz～120MHz、也就是说FM带的增益。另外，根据图11以及图12所示的结果可以说，即使将第1无馈电元件300和电容加载元件520经由第1滤波器542、第2滤波器544、第3滤波器546以及第4滤波器548彼此电连接，与没有将第1无馈电元件300和电容加载元件520彼此电连接的情况相比较，也几乎不会产生5.5GHz～6.0GHz的增益的降低。

图14是变形例的车载用天线装置10G的立体图。变形例的车载用天线装置10G除了以下的点以外，是与实施方式1的车载用天线装置10A同样的。

车载用天线装置10G具有第1无馈电元件300G。第1无馈电元件300G具有第1元件部分310G以及第2元件部分320G。与实施方式1的第1无馈电元件300不同地，变形例的第1元件部分310G以及第2元件部分320G各自成为车载用天线装置10G的前后方向的长度短于车载用天线装置10G的上下方向的边的长度的四边形。在本变形例中，也与实施方式1同样地，与没有设置第1无馈电元件300G的情况相比较，能够在使车载用天线装置10G小型化的同时确保高频带域的水平面方向上的增益。

以上，参照附图说明了本发明的实施方式以及变形例，但这些都是本发明的例示，也能够采用上述以外的各种构成。

例如，第1无馈电元件300的形状、配置等条件不限于实施方式以及变形例的条件。通过调整第1无馈电元件300的形状、配置等条件，能够提高频率较高的频带域等特定频带域的希望方向上的增益。

根据本说明书，提供了以下的方式。

(方式1)

方式1为一种车载用天线装置，其具有：

天线底座；

与所述天线底座一同形成收容空间的天线外壳；

收容于所述收容空间内的单极天线；和

设于所述单极天线的上方的无馈电元件。

根据方式1，与没有设置无馈电元件的情况比较，能够在使天线小型化的同时确保高频带域的希望方向上的增益。

(方式2)

方式2在方式1所述的车载用天线装置中，

所述无馈电元件作为二次辐射元件而发挥功能。

根据方式2，第1无馈电元件能够作为使单极天线的在规定频率的希望方向上的增益增加的元件发挥功能。

(方式3)

方式3在方式1或2所述的车载用天线装置中，

所述单极天线为远程通讯用天线。

根据方式3，针对远程通讯用天线，与方式1同样地，能够在使天线小型化的同时确保高频带域的水平面方向上的增益。

(方式4)

方式3在方式1至3中任一项所述的车载用天线装置中，

具有多个所述单极天线。

根据方式4，与车载用天线装置仅具有单一的单极天线的情况相比较，能够使多个单极天线在宽带域内工作。

(方式5)

方式5在方式1至4中任一项所述的车载用天线装置中，

所述无馈电元件由彼此离开的多个元件部分而构成。

根据方式5，与第1无馈电元件300由单一的元件部分而构成的情况相比，通过将多个元件部分置于恰当的位置，能够通过第1无馈电元件而大幅增加增益。另外，能够确保高频带域的希望方向上的增益。

(方式6)

方式6在方式1至5中任一项所述的车载用天线装置中，

所述无馈电元件作为广播播放用天线的一部分而发挥功能。

根据方式6，与无馈电元件没有作为广播播放用天线的一部分而发挥功能的情况相比较，能够增大广播播放用天线的电容加载元件的尺寸(面积)，能够提高广播播放用天线的性能。

(方式7)

方式7在方式1至6中任一项所述的车载用天线装置中，

当将λ设为所述单极天线的工作频率中的增益由所述无馈电元件增强的频率的波长时，无馈电元件的所述单极天线侧的端部与所述单极天线的所述无馈电元件侧的端部之间的距离为λ/2－λ/4以上且λ/2+λ/4以下。

根据方式7，在无馈电元件的单极天线侧的端部与单极天线的无馈电元件侧的端部之间的距离为大约λ/2的情况下，与该距离大幅不同于大约λ/2的情况相比较，能够通过无馈电元件更加增强单极天线的水平面方向上的增益。

本申请基于2020年7月27日提交的日本申请特愿2020－126223号而主张优先权，并将其全部公开内容编入至此。

附图标记说明

10A车载用天线装置

10B车载用天线装置

10G车载用天线装置

10K车载用天线装置

12第1天线部

14第2天线部

16第3天线部

18第4天线部

100天线底座

112第1基板

114第2基板

116第3基板

200天线振子

210第1单极天线

212第1组件

214第2组件

216第1端口

220第2单极天线

222第3组件

224第4组件

226第2端口

300第1无馈电元件

300G第1无馈电元件

310第1元件部分

310G第1元件部分

320第2元件部分

320G第2元件部分

410第1卫星天线

420第2卫星天线

422第2无馈电元件

500AM/FM广播播放用天线

510螺旋元件

512第1保持架

520电容加载元件

522第2保持架

532第1连接导电体

534第2连接导电体

542第1滤波器

544第2滤波器

546第3滤波器

548第4滤波器

600天线外壳

X第1方向

Y第2方向

Z第3方向。

Claims (7)

1.一种车载用天线装置，其特征在于，具有：

天线底座；

与所述天线底座一同形成收容空间的天线外壳；

收容于所述收容空间内的单极天线；和

设于所述单极天线的上方的无馈电元件。

2.根据权利要求1所述的车载用天线装置，其特征在于，

所述无馈电元件作为二次辐射元件而发挥功能。

3.根据权利要求1或2所述的车载用天线装置，其特征在于，

所述单极天线为远程通讯用天线。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的车载用天线装置，其特征在于，

具有多个所述单极天线。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的车载用天线装置，其特征在于，

所述无馈电元件由彼此离开的多个元件部分而构成。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的车载用天线装置，其特征在于，

所述无馈电元件作为广播播放用天线的一部分而发挥功能。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的车载用天线装置，其特征在于，

当将λ设为所述单极天线的工作频率中的增益由所述无馈电元件增强的频率的波长时，无馈电元件的所述单极天线侧的端部与所述单极天线的所述无馈电元件侧的端部之间的距离为λ/2－λ/4以上且λ/2+λ/4以下。

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