DE112019003411T5

DE112019003411T5 - Antennenvorrichtung

Info

Publication number: DE112019003411T5
Application number: DE112019003411.1T
Authority: DE
Inventors: Yuji Sugimoto; Shiro Koide
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-07-05
Filing date: 2019-07-02
Publication date: 2021-04-01
Also published as: JP2020010135A; CN112368889A; US11502426B2; JP6923490B2; US20210151902A1; WO2020009114A1

Abstract

Eine Antennenvorrichtung (10) gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine Resonanzantenne (20) nullter Ordnung und eine Resonanzantenne (30) erster Ordnung auf. Die Resonanzantenne nullter Ordnung (20) enthält eine Basisplatte (5), ein plattenförmiges Strahlungselement (21) und einen Verbindungsleiter (23), der die Basisplatte (5) und das plattenförmige Strahlungselement (21) verbindet. Die Resonanzantenne (20) nullter Ordnung ist konfiguriert, um eine erste linear polarisierte Funkwelle in allen Richtungen senkrecht zur ersten linear polarisierten Funkwelle durch Resonanz nullter Ordnung zu senden und/oder zu empfangen. Die Resonanzantenne (30) erster Ordnung enthält die Basisplatte (5), die mit der Resonanzantenne nullter Ordnung geteilt wird, und ein erstes Strahlungselement (31), das sich in derselben Ebene wie die Basisplatte (5) befindet. Die Resonanzantenne (30) erster Ordnung ist konfiguriert, um eine zweite linear polarisierte Funkwelle senkrecht zur ersten linear polarisierten Funkwelle durch Resonanz erster Ordnung zu senden und/oder zu empfangen.

Description

QUERVERWEIS AUF IN BEZIEHUNG STEHENDE ANMELDUNG
Diese internationale Anmeldung beansprucht die Priorität der am 5. Juli 2018 beim japanischen Patentamt eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2018-128250 , auf deren Offenbarung hiermit vollinhaltlich Bezug genommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Techniken zum Senden und/oder Empfangen von zwei verschiedenen polarisierten Wellen.
STAND DER TECHNIK
Patentdokument 1 offenbart eine Technik, bei der eine horizontal polarisierte Antenne und eine vertikal polarisierte Antenne voneinander beabstandet auf einem Fahrzeug montiert sind. Sowohl bei der horizontal polarisierten Antenne als auch bei der vertikal polarisierten Antenne handelt es sich um eine Monopolantenne.
STAND-DER-TECHNIK-DOKUMENT
PATENTDOKUMENT
Patentdokument 1: JP 2017 - 022 497 A
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Als Ergebnis von Studien durch die Erfinder haben die Erfinder herausgefunden, dass die Größe des Systems mit zwei Monopolantennen zunehmen kann und die für die Montage des Systems am Fahrzeug erforderlichen Arbeitsstunden zunehmen können, wenn die beiden Monopolantennen, die jeder von zwei orthogonal polarisierten Wellen entsprechen, voneinander beabstandet angeordnet sind.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Technik zum Verkleinern einer Antennenvorrichtung, die konfiguriert ist, um zwei orthogonal polarisierte Wellen zu senden und/oder zu empfangen, bereitzustellen.
Eine Antennenvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine Resonanzantenne nullter Ordnung und eine Resonanzantenne erster Ordnung auf.
Die Resonanzantenne nullter Ordnung weist eine Basisplatte, ein plattenförmiges Strahlungselement und einen Verbindungsleiter auf. Das plattenförmige Strahlungselement ist von der Basisplatte beabstandet und der Basisplatte zugewandt. Das plattenförmige Strahlungselement ist konfiguriert, um mit Energie versorgt zu werden. Der Verbindungsleiter ist ein Leiter, der das plattenförmige Strahlungselement und die Basisplatte elektrisch verbindet.
Die Resonanzantenne nullter Ordnung ist konfiguriert, um eine erste linear polarisierte Funkwelle in allen Richtungen senkrecht zur ersten linear polarisierten Funkwelle durch Resonanz nullter Ordnung zu senden und/oder zu empfangen.
Die Resonanzantenne erster Ordnung weist die Basisplatte, gemeinsam mit der Resonanzantenne nullter Ordnung, und ein erstes Strahlungselement auf. Das erste Strahlungselement befindet sich in derselben Ebene wie die Basisplatte und ist konfiguriert, um mit Energie versorgt zu werden.
Die Resonanzantenne erster Ordnung ist konfiguriert, um eine zweite linear polarisierte Funkwelle senkrecht zur ersten linear polarisierten Funkwelle durch Resonanz erster Ordnung zu senden und/oder zu empfangen.
Hier wird angenommen, dass eine imaginäre Ebene parallel zur Plattenoberfläche der Basisplatte verläuft und die Basisplatte durchquert. In dieser Situation bedeutet „das erste Strahlungselement befindet sich in derselben Ebene wie die Basisplatte“, dass das erste Strahlungselement entlang der imaginären Ebene angeordnet ist und die imaginäre Ebene das erste Strahlungselement gänzlich durchquert.
Gemäß einer solchen Konfiguration wird eine Basisplatte von der Resonanzantenne nullter Ordnung, die der ersten linear polarisierten Welle entspricht, und der Resonanzantenne erster Ordnung, die der zweiten linear polarisierten Welle entspricht, gemeinsam genutzt. Ferner ist die Resonanzantenne nullter Ordnung als so genanntes Metamaterial konfiguriert, das im Resonanzmodus nullter Ordnung arbeitet. Dementsprechend kann die Länge der Resonanzantenne nullter Ordnung in einer Richtung der ersten linear polarisierten Welle kleiner sein als bei Antennen wie einer Monopolantenne, die im Resonanzmodus erster Ordnung arbeiten. Folglich kann die Antennenvorrichtung, die konfiguriert ist, um zwei orthogonal polarisierte Wellen zu senden und/oder zu empfangen, kleiner sein.
Es ist zu beachten, dass „senkrecht“, so wie es vorstehend beschrieben ist, nicht darauf beschränkt ist, im strengen Sinne rechtwinklig zu sein, sofern eine ähnliche Wirkung erzielt werden kann. Es ist zu beachten, dass „in derselben Ebene“, so wie es vorstehend beschrieben ist, nicht darauf beschränkt ist, genau in derselben Ebene zu liegen, sofern ein ähnlicher Effekt erzielt werden kann. Beispielsweise kann ein Teil des ersten Strahlungselements von der oben beschriebenen imaginären Ebene getrennt sein.
Figurenliste

1 zeigt eine Seitenansicht eines Fahrzeugs.
2 zeigt eine Draufsicht einer Antennenvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
3 zeigt eine Seitenansicht der Antennenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
4 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Teils von einer Seite der Antennenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
5 zeigt eine Perspektivansicht einer Antennenvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
6 zeigt eine Seitenansicht der Antennenvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform.
7 zeigt eine Draufsicht einer Antennenvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform.

AUSFÜHRUNGSFORMEN ZUM NUTZEN DER ERFINDUNG
Nachstehend sind exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
[Erste Ausführungsform]
Beispiel für Montage von Antennenvorrichtung
Wie in 1 gezeigt, weist ein Fahrzeug 200 ein Dach 201, eine Windschutzscheibe 202 und eine Heckscheibe 203 auf. Das Fahrzeug 200 fährt auf einem Boden 210.
Das Fahrzeug 200 ist mit einer Antennenvorrichtung 10 ausgerüstet. Insbesondere befindet sich die Antennenvorrichtung 10 in der Nähe der Windschutzscheibe 202 an der Decke (d.h. auf der Rückseite bzw. Unterseite des Dachs 201).
Die Antennenvorrichtung 10 ist konfiguriert, um zwei zueinander orthogonale polarisierte Funkwellen getrennt zu senden und zu empfangen. Insbesondere ist die Antennenvorrichtung 10 in der vorliegenden Ausführungsform am Fahrzeug 200 montiert, um vertikal polarisierte Funkwellen und horizontal polarisierte Funkwellen zu senden und zu empfangen.
Die Antennenvorrichtung 10 kann so in die Decke eingelassen sein, dass Insassen die Antennenvorrichtung 10 nicht sehen können, oder sie kann in einem Fahrgastraum so exponiert sein, dass Insassen die Antennenvorrichtung 10 sehen können.
Konfigurationen der Antennenvorrichtung
Die in den 2 bis 4 gezeigte Antennenvorrichtung 10 weist eine Resonanzantenne 20 nullter Ordnung, eine Resonanzantenne 30 erster Ordnung und zwei Energieversorgungsschaltungen 25, 35 auf. Die Energieversorgungsschaltung 25 ist mit der Resonanzantenne 20 nullter Ordnung verbunden, um die Resonanzantenne 20 nullter Ordnung mit Energie zu versorgen. Die Energieversorgungsschaltung 35 ist mit der Resonanzantenne 30 erster Ordnung verbunden, um die Resonanzantenne 30 erster Ordnung mit Energie zu versorgen.
Die Resonanzantenne 20 nullter Ordnung beinhaltet eine Basisplatte 5, ein plattenförmiges Strahlungselement 21 und einen Verbindungsleiter 23.
Die Basisplatte 5 ist z.B. ein plattenförmiger Leiter mit rechteckiger Form. Die Basisplatte 5 dient als Masse für die Resonanzantenne 20 nullter Ordnung. Die Basisplatte 5 dient ebenso als Masse für die Resonanzantenne 30 erster Ordnung.
Das plattenförmige Strahlungselement 21 ist ein plattenförmiger Leiter. Das plattenförmige Strahlungselement 21 ist von der Basisplatte 5 in einer Richtung senkrecht zu einer Plattenoberfläche der Basisplatte 5 beabstandet und der Basisplatte 5 zugewandt. Das plattenförmige Strahlungselement 21 weist eine Parallelogrammform, wie z.B. in 2 gezeigt, auf und ist parallel zur Basisplatte 5 angeordnet.
Eine x-Richtung, eine y-Richtung und eine z-Richtung sind in Bezug auf die Antennenvorrichtung 10 definiert. Wie in den 2 bis 4 gezeigt, ist die z-Richtung eine Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche der Basisplatte 5, und das plattenförmige Strahlungselement 21 ist der Basisplatte 5 entlang der z-Richtung zugewandt. Wie in den 2 bis 4 gezeigt, ist die x-Richtung eine Richtung parallel zur Plattenoberfläche der Basisplatte 5 und senkrecht zu einer längeren Seite der Basisplatte 5. Die x-Richtung ist die Aufwärtsrichtung in 2 und steht senkrecht zur z-Richtung. Wie in den 2 bis 4 gezeigt, ist die y-Richtung eine Richtung parallel zur Plattenoberfläche der Basisplatte 5 und senkrecht zu einer kürzeren Seite der Basisplatte 5. Die y-Richtung ist die Richtung nach rechts in 2 und steht senkrecht sowohl zur x- als auch zur z-Richtung. Diese drei Richtungen sind in jeder der 1 bis 7 in den den Zeichnungen entsprechenden Richtungen gezeigt.
Das plattenförmige Strahlungselement 21 ist so angeordnet, dass die gesamte Plattenfläche des plattenförmigen Strahlungselements 21 der Basisplatte 5 in z-Richtung zugewandt ist. Die Länge des plattenförmigen Strahlungselements 21 in x-Richtung ist im Wesentlichen gleich der Länge der Basisplatte 5 in x-Richtung. Die Länge des plattenförmigen Strahlungselements 21 in y-Richtung ist im Wesentlichen gleich der Länge der Basisplatte 5 in y-Richtung.
Der Verbindungsleiter 23 verbindet (d.h. überbrückt) das plattenförmige Strahlungselement 21 und die Basisplatte 5 elektrisch. Ein erstes Ende des Verbindungsleiters 23 ist mit einem im Wesentlichen mittleren Abschnitt der Basisplatte 5 verbunden, und ein zweites Ende des Verbindungsleiters 23 ist mit einem im Wesentlichen mittleren Abschnitt des plattenförmigen Strahlungselements 21 verbunden. Der Verbindungsleiter 23 weist beispielsweise eine kreisförmige Säulenform auf, deren Mittelachse parallel zur z-Richtung verläuft.
In der vorliegenden Ausführungsform gibt es außer dem Verbindungsleiter 23 zwischen dem plattenförmigen Strahlungselement 21 und der Basisplatte 5 keine greifbaren Objekte. Das heißt, zwischen dem plattenförmigen Strahlungselement 21 und der Basisplatte 5 befindet sich eine Luftschicht. Zwischen dem plattenförmigen Strahlungselement 21 und der Basisplatte 5 kann jedoch ein greifbares Objekt (wie beispielsweise ein Dielektrikum wie Harz) verschieden von dem Verbindungsleiter 23 angeordnet sein.
Die Möglichkeit, das plattenförmige Strahlungselement 21 an der Basisplatte 5 zu befestigen, ist nicht begrenzt. So kann das plattenförmige Strahlungselement 21 beispielsweise nur über den Verbindungsleiter 23 an der Basisplatte 5 befestigt sein. Ferner kann das plattenförmige Strahlungselement 21 durch mindestens ein isolierendes Element, wie beispielsweise einen Abstandshalter aus Harz, gestützt bzw. gehalten werden.
Die Resonanzantenne 20 nullter Ordnung ist mit der Energieversorgungsschaltung 25 verbunden und wird von der Energieversorgungsschaltung 25 gespeist. Insbesondere ist die Energieversorgungsschaltung 25, wie in 4 gezeigt, mit dem plattenförmigen Strahlungselement 21 und der Basisplatte 5 verbunden. Genauer gesagt, die Energieversorgungsschaltung 25 ist über einen Energieversorgungsleiter 22 mit dem plattenförmigen Strahlungselement 21 verbunden.
Das plattenförmige Strahlungselement 21 weist eine Parallelogrammform auf, bei der Innenwinkel an zwei Spitzen spitze Winkel und Innenwinkel an den beiden anderen Spitzen stumpfe Winkel sind. Ein Einspeisepunkt 21a ist, wie in den 2 bis 4 gezeigt, in der Nähe von oder an einer Spitze vorgesehen, an der der Innenwinkel ein stumpfer Winkel ist. Der Energieversorgungsleiter 22 ist, wie in den 3 und 4 gezeigt, mit dem Einspeisepunkt 21a verbunden. „Nähe“ der Spitze kann eine Position entlang eines Teils des äußeren Randes des plattenförmigen Strahlungselements 21 in einem vorbestimmten Bereich sein. Die Position kann sich am äußeren Rand befinden. Die Position kann um einen vorbestimmten Abstand oder weniger von dem äußeren Rand entfernt sein. Der äußere Rand bzw. die Außenkante in dem vorbestimmten Bereich kann sein: ein Teil von einer Seite, der sich von der Spitze aus erstreckt, der Teil zwischen der Spitze und einem ersten vorbestimmten Punkt, der näher zur Spitze liegt als der Mittelpunkt der Seite; und ein Teil der anderen Seite, der sich von der Spitze aus erstreckt, der Teil zwischen der Spitze und einem zweiten vorbestimmten Punkt, der näher am Mittelpunkt der Seite liegt. Je näher die Position des Einspeisepunkts 21a an der Spitze liegt, an der der Innenwinkel stumpfwinklig ist, desto größer ist die Bandbreite der Funkwelle, in der die Antennenvorrichtung senden und empfangen kann.
Der Energieversorgungsleiter 22 ist ein Leiter zum Verbinden der Energieversorgungsschaltung 25 und des plattenförmigen Strahlungselements 21. Der Energieversorgungsleiter 22 weist beispielsweise eine kreisförmige Säulenform auf, deren Mittelachse parallel zur z-Richtung verläuft. Ein erstes Ende des Energieversorgungsleiters 22 ist mit dem Einspeisepunkt 21a des plattenförmigen Strahlungselements 21 verbunden, und ein zweites Ende des Energieversorgungsleiters 22 ist mit der Energieversorgungsschaltung 25 verbunden. Die Energieversorgungsschaltung 25 ist konfiguriert, um eine nicht symmetrische bzw. nicht ausgewogene Einspeisung in die Resonanzantenne 20 nullter Ordnung auszuführen.
Die Resonanzantenne 20 nullter Ordnung weist eine Struktur auf, bei der das plattenförmige Strahlungselement 21 und die Basisplatte 5, die einander zugewandt sind, durch den Verbindungsleiter 23 verbunden sind. Diese Struktur entspricht der Basisstruktur von sogenannten Metamaterialien. Das heißt, die Resonanzantenne 20 nullter Ordnung ist eine Art von Metamaterial. Ein Metamaterial ist eine Substanz oder Struktur, die eine eigentümliche bzw. besondere Funkwellenausbreitung realisiert, die möglicherweise nur durch die den Materialien innewohnenden Eigenschaften schwer zu realisieren ist.
Die Resonanzantenne 20 nullter Ordnung führt eine Resonanz nullter Ordnung (d.h. sie arbeitet im Resonanzmodus nullter Ordnung) entsprechend der Frequenz der zugeführten Energie aus. Wenn die Resonanzantenne 20 nullter Ordnung eine Resonanz nullter Ordnung ausführt, wird das elektrische Feld in z-Richtung gleichmäßig zwischen dem plattenförmigen Strahlungselement 21 und der Basisplatte 5 erzeugt. Aufgrund dieses elektrischen Feldes wird eine erste linear polarisierte Funkwelle vom äußeren Rand des plattenförmigen Strahlungselements 21 in alle Richtungen senkrecht zur ersten linear polarisierten Welle gesendet (abgestrahlt).
Die erste linear polarisierte Welle liegt in der vorliegenden Ausführungsform entlang der z-Richtung. Dementsprechend wird die erste linear polarisierte Funkwelle von der Resonanzantenne 20 nullter Ordnung in alle Richtungen parallel zur x-y-Ebene gesendet. Ferner empfängt die Resonanzantenne 20 nullter Ordnung die erste linear polarisierte Funkwelle, die von außerhalb der Antennenvorrichtung 10 ankommt, durch die Resonanz nullter Ordnung. Die Resonanzantenne 20 nullter Ordnung der vorliegenden Ausführungsform ist konfiguriert, um die erste linear polarisierte Funkwelle zu empfangen, die aus allen Richtungen parallel zur x-y-Ebene ankommt.
Die Frequenz, bei der die Resonanz nullter Ordnung in der Resonanzantenne 20 nullter Ordnung auftritt (im Folgenden Resonanzfrequenz f0 nullter Ordnung), wird hauptsächlich durch eine Kondensatorkomponente bestehend aus dem plattenförmigen Strahlungselement 21 und der Basisplatte 5 und eine Induktivitätskomponente des plattenförmigen Strahlungselements 21 und des Verbindungsleiters 23 bestimmt. Die Resonanzantenne 20 nullter Ordnung ist konfiguriert, um Funkwellen in einem vorbestimmten Frequenzband einschließlich der Resonanzfrequenz f0 nullter Ordnung angemessen zu senden und zu empfangen.
Die Form und Größe des plattenförmigen Strahlungselements 21, die Größe des Verbindungsleiters 23, die Position des Einspeisepunkts 21a in dem plattenförmigen Strahlungselement 21 und die Lage des plattenförmigen Strahlungselements 21, mit dem der Verbindungsleiter 23 verbunden ist, sind so bestimmt, dass die Resonanz nullter Ordnung in der Resonanzantenne 20 nullter Ordnung bei einer gewünschten Betriebsfrequenz auftritt. In der vorliegenden Ausführungsform kann die Resonanzfrequenz f0 nullter Ordnung der Resonanzantenne 20 nullter Ordnung z.B. 850 MHz betragen.
Der Abstand zwischen der Basisplatte 5 und dem plattenförmigen Strahlungselement 21 in z-Richtung kann z.B. etwa 1-2 % der Resonanzfrequenz f0 nullter Ordnung betragen. Die Längen der Basisplatte 5 und des plattenförmigen Strahlungselements 21 in y-Richtung können z.B. 10-20% der Resonanzfrequenz f0 nullter Ordnung betragen.
Nachstehend ist die Resonanzantenne 30 erster Ordnung beschrieben. Die Resonanzantenne 30 erster Ordnung ist konfiguriert, um eine zweite linear polarisierte Funkwelle senkrecht zur ersten linear polarisierten Welle (d.h. eine polarisierte Welle parallel zur x-y-Ebene) durch Ausführen einer Resonanz erster Ordnung entsprechend der zugeführten Energie zu senden und zu empfangen.
Die Resonanzantenne 30 erster Ordnung weist die Basisplatte 5, die mit der Resonanzantenne 20 nullter Ordnung geteilt wird, das erste Strahlungselement 31 und ein zweites Strahlungselement 32 auf. Das erste Strahlungselement 31 und das zweite Strahlungselement 32 befinden sich auf derselben Ebene wie die Basisplatte 5 und werden von der Energieversorgungsschaltung 35 mit Energie versorgt.
Das erste Strahlungselement 31 weist zum Beispiel eine im Wesentlichen lineare und im Wesentlichen U-Form auf. Ein erstes Ende des ersten Strahlungselements 31 ist mit der Basisplatte 5 verbunden, und ein zweites Ende des ersten Strahlungselements 31 ist mit der Energieversorgungsschaltung 35 verbunden. Eine erste Anpassungsschaltung 36 zum Anpassen der Impedanz des ersten Strahlungselements 31 befindet sich an einem Teil des ersten Strahlungselements 31 nahe dem zweiten Ende.
Bei einer solchen Konfiguration wird eine erste geschlossene Schleife 31a durch das erste Strahlungselement 31 und die Basisplatte 5 gebildet. Das heißt, die Resonanzantenne 30 erster Ordnung enthält eine Antenne (im Folgenden erste Schleifenantenne), die durch einen Strom betrieben wird, der durch die erste geschlossene Schleife 31a fließt. Die erste Schleifenantenne ist konfiguriert, um die zweite linear polarisierte Funkwelle zu senden und zu empfangen.
Die Frequenz, bei der die Resonanz erster Ordnung in der ersten Schleifenantenne auftritt, ist als erste Resonanzfrequenz f1 bezeichnet. Die erste Resonanzfrequenz f1 kann z.B. 850 MHz betragen.
Das zweite Strahlungselement 32 befindet sich innerhalb des Bereichs, der von dem ersten Strahlungselement 31 und der Basisplatte 5 umgeben ist. Das zweite Strahlungselement 32 weist zum Beispiel eine im Wesentlichen lineare und im Wesentlichen U-Form auf. Ein erstes Ende des zweiten Strahlungselements 32 ist mit der Basisplatte 5 verbunden, und ein zweites Ende des zweiten Strahlungselements 32 ist mit der Energieversorgungsschaltung 35 verbunden. Ein Teil des zweiten Strahlungselements 32, der sich vom zweiten Ende in x-Richtung erstreckt, wird mit dem ersten Strahlungselement 31 geteilt. Es ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, dass ein Teil des zweiten Strahlungselements 32 mit dem ersten Strahlungselement 31 geteilt wird. Das zweite Strahlungselement 32 kann getrennt vom ersten Strahlungselement 31 vorgesehen sein, ohne einen Teil aufzuweisen, der mit dem ersten Strahlungselement 31 geteilt bzw. gemeinsam genutzt wird.
Eine zweite Anpassungsschaltung 37 zum Anpassen der Impedanz des zweiten Strahlungselements 32 befindet sich in der Nähe des zweiten Endes des zweiten Strahlungselements 32 (jedoch näher am ersten Ende als der mit dem ersten Strahlungselement 31 gemeinsam genutzte Teil).
Bei einer solchen Konfiguration wird eine zweite geschlossene Schleife 32a durch das zweite Strahlungselement 32 und die Basisplatte 5 gebildet. Das heißt, die Resonanzantenne 30 erster Ordnung enthält eine Antenne (im Folgenden zweite Schleifenantenne), die durch einen Strom betrieben wird, der durch die zweite geschlossene Schleife 32a fließt, zusätzlich zur oben erwähnten ersten Schleifenantenne. Die zweite Schleifenantenne ist konfiguriert, um die zweite linear polarisierte Funkwelle zu senden und zu empfangen. Die Frequenz, bei der die Resonanz erster Ordnung in der zweiten Schleifenantenne auftritt, ist als zweite Resonanzfrequenz f2 bezeichnet. Die zweite Resonanzfrequenz f2 kann z.B. 1,7 GHz betragen.
Das erste Strahlungselement 31 und das zweite Strahlungselement 32 sind dem plattenförmigen Strahlungselement 21 nicht in z-Richtung zugewandt. Ein Teil des ersten Strahlungselements 31 kann dem plattenförmigen Strahlungselement 21 in z-Richtung zugewandt sein. Ein Teil des zweiten Strahlungselements 32 kann dem plattenförmigen Strahlungselement 21 in z-Richtung zugewandt sein.
Die Energieversorgungsschaltung 35 ist konfiguriert, um eine nicht symmetrische Einspeisung sowohl in die erste Schleifenantenne als auch in die zweite Schleifenantenne durchzuführen. Die Resonanzantenne 30 erster Ordnung ist konfiguriert, um Funkwellen in einem vorbestimmten Frequenzband einschließlich der ersten Resonanzfrequenz f1 und Funkwellen in einem vorbestimmten Frequenzband einschließlich der zweiten Resonanzfrequenz f2 angemessen zu senden und zu empfangen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Antennenvorrichtung 10 am Fahrzeug 200 montiert, um vertikal polarisierte Funkwellen von der Resonanzantenne 20 nullter Ordnung und horizontal polarisierte Funkwellen von der Resonanzantenne 30 erster Ordnung zu senden. Das heißt, die Antennenvorrichtung 10 ist im Fahrzeug 200 so angeordnet, dass die erste linear polarisierte Welle der Resonanzantenne 20 nullter Ordnung den vertikal polarisierten Wellen entsprechen und die zweite linear polarisierte Welle der Resonanzantenne 30 erster Ordnung den horizontal polarisierten Wellen entspricht. Das heißt, die erste linear polarisierte Welle der Resonanzantenne 20 nullter Ordnung steht senkrecht zum Boden 210, und die zweite linear polarisierte Welle der Resonanzantenne 30 erster Ordnung steht parallel zum Boden 210. Insbesondere ist die Antennenvorrichtung 10 so am Fahrzeug 200 montiert, dass die Basisplatte 5 parallel zum Boden 210 verläuft.
Die Antennenvorrichtung 10 ist im Fahrzeug 200 so angeordnet, dass eine längere Seite der Basisplatte 5, entlang der die Resonanzantenne 30 erster Ordnung angeordnet ist, der Front des Fahrzeugs 200 zugewandt ist und senkrecht zu einer Richtung steht, in der das Fahrzeug 200 fährt.
Die Antennenvorrichtung 10 ist an der Decke des Fahrzeugs 200 so montiert, dass sich das plattenförmige Strahlungselement 21 näher am Boden 210 befindet als die Basisplatte 5. Das heißt, die Antennenvorrichtung 10 ist an der Decke des Fahrzeugs 200 so montiert, dass sich die Basisplatte 5 zwischen dem plattenförmigen Strahlungselement 21 und dem Dach 201 befindet. Das Dach 201 ist ein Leiter. Die Basisplatte 5 ist elektrisch mit dem Dach 201 verbunden.
Effekte von erster Ausführungsform
Gemäß der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform werden die folgenden Effekte (1a) bis (1h) erzielt.
(1a) Bei der Antennenvorrichtung 10 wird eine Basisplatte 5 von der Resonanzantenne 20 nullter Ordnung und der Resonanzantenne 30 erster Ordnung gemeinsam genutzt. Ferner handelt es sich bei der Resonanzantenne 20 nullter Ordnung um sogenanntes Metamaterial, das im Resonanzmodus nullter Ordnung arbeitet, und dementsprechend kann die Größe der Resonanzantenne 20 nullter Ordnung in Richtung der ersten linear polarisierten Welle kleiner sein als die Antennen, wie z.B. Monopolantennen, die im Resonanzmodus erster Ordnung arbeiten.
Gemäß der Antennenvorrichtung 10 kann die Antennenvorrichtung, die konfiguriert ist, um zwei orthogonal polarisierte Wellen zu senden und zu empfangen, kleiner sein.
Im Allgemeinen weist die Richtcharakteristik einer Patch-Antenne, die konfiguriert ist, um vertikal polarisierte Wellen abzustrahlen, eine Hauptkeule auf, die senkrecht zu einem Leiter-Patch steht. Dementsprechend kann es mit einer solchen Patch-Antenne schwierig sein, vertikal polarisierte Funkwellen in alle Richtungen orthogonal zur Polarisationsebene abzustrahlen.
Demgegenüber wird gemäß der Antennenvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform die Resonanzantenne 20 nullter Ordnung, die als Metamaterial fungiert (d.h. im Resonanzmodus nullter Ordnung arbeitet), als Antenne für die vertikal polarisierten Wellen verwendet. Die vertikal polarisierten Funkwellen werden von der Resonanzantenne 20 nullter Ordnung in alle Richtungen orthogonal zur Polarisationsebene angemessen abgestrahlt. Die Größe der Resonanzantenne 20 nullter Ordnung in vertikaler Richtung kann kleiner sein als bei linearen Antennen wie Monopolantennen.
(1b) In der vorliegenden Ausführungsform ist die Antennenvorrichtung 10 im Fahrzeug 200 so angeordnet, dass die Resonanzantenne 20 nullter Ordnung der vertikal polarisierten Welle entspricht und die Resonanzantenne 30 erster Ordnung der horizontal polarisierten Welle entspricht. Dementsprechend können sowohl die vertikal polarisierten Wellen als auch die horizontal polarisierten Wellen angemessen gesendet bzw. empfangen werden.
(1c) Die Antennenvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform ist in der Decke des Fahrgastraums des Fahrzeugs 200 vorgesehen. Dementsprechend kann die Kommunikationsgeschwindigkeit im Vergleich zu dem in Patentdokument 1 beschriebenen System, in dem die Antenne für die vertikal polarisierten Wellen auf dem Dach und die Antenne für die horizontal polarisierten Wellen in der Instrumententafel vorgesehen ist, verbessert werden.
(1d) Der Einspeisepunkt 21a des plattenförmigen Strahlungselements 21 befindet sich in der Nähe von oder an einer Spitze, an der der Innenwinkel stumpfwinklig ist. Dementsprechend kann die Bandbreite im Vergleich zu dem Fall, bei dem der Einspeisepunkt 21a an einer Spitze liegt, an der der Innenwinkel spitzwinklig ist, verbreitert werden.
(1e) Die Resonanzantenne 30 erster Ordnung enthält zwei geschlossene Schleifen, d.h. die erste geschlossene Schleife 31a und die zweite geschlossene Schleife 32a. Dementsprechend kann die Bandbreite im Vergleich zu dem Fall, bei dem nur eine geschlossene Schleife vorgesehen ist, verbreitert werden.
(1f) Die erste geschlossene Schleife 31a wird nicht nur durch das erste Strahlungselement 31, sondern durch das erste Strahlungselement 31 und die Basisplatte 5 gebildet. Das heißt, die Basisplatte 5 ist ein Teil der ersten geschlossenen Schleife 31a. Die zweite geschlossene Schleife 32a wird nicht nur durch das zweite Strahlungselement 32, sondern durch das zweite Strahlungselement 32 und die Basisplatte 5 gebildet. Das heißt, die Basisplatte 5 ist ein Teil der zweiten geschlossenen Schleife 32a. Da die geschlossenen Schleifen 31a, 32a mit der Basisplatte 5 gebildet werden, kann die Resonanzantenne 30 erster Ordnung klein sein.
(1g) Das erste Strahlungselement 31 und das zweite Strahlungselement 32 sind dem plattenförmigen Strahlungselement 21 nicht in z-Richtung zugewandt. Dementsprechend können Änderungen in der Impedanz und der Richtcharakteristik der Antennen 20, 30, die dadurch verursacht werden, dass sich das plattenförmige Strahlungselement 21 in der Nähe des ersten Strahlungselements 31 und des zweiten Strahlungselements 32 befindet, unterdrückt werden. Folglich können die Antennen 20, 30 unabhängige Betriebe (d.h. Betriebe ohne Einfluss anderer Antennen) angemessen ausführen.
(1h) Der Einspeisepunkt 21a des plattenförmigen Strahlungselements 21 befindet sich in der Nähe einer Seite des plattenförmigen Strahlungselements 21, die der anderen Seite gegenüberliegt, entlang der sich die Resonanzantenne 30 erster Ordnung befindet. Da der Einspeisepunkt 21a des plattenförmigen Strahlungselements 21 vom Einspeisepunkt der Resonanzantenne 30 erster Ordnung beabstandet ist, kann die Resonanzantenne 20 nullter Ordnung gut von der Resonanzantenne 30 erster Ordnung isoliert werden.
[Zweite Ausführungsform]
Wie in den 5 und 6 gezeigt, weist die Antennenvorrichtung 40 der zweiten Ausführungsform ein Abschirmgehäuse 7, die Basisplatte 5, die Resonanzantenne 20 nullter Ordnung, eine erste Resonanzantenne 70 erster Ordnung, eine zweite Resonanzantenne 80 erster Ordnung und eine dritte Resonanzantenne 60 erster Ordnung auf.
Die Basisplatte 5 und die Resonanzantenne 20 nullter Ordnung sind die gleichen wie die Basisplatte 5 und die Resonanzantenne 20 nullter Ordnung der ersten Ausführungsform gemäß den 2 bis 4. Es wird auf die obige Beschreibung verwiesen.
Das Abschirmgehäuse 7 ist ein hohles Gehäuse mit einer im Wesentlichen rechteckigen Parallelepipedform. Das Abschirmgehäuse 7 ist z.B. aus Aluminium gefertigt. Das Abschirmgehäuse 7 kann jedoch aus einem Leiter verschieden von Aluminium aufgebaut sein. Ferner muss nicht das gesamte Abschirmgehäuse 7 ein Leiter sein, sondern ein Teil des Abschirmgehäuses 7 kann ein Isolator sein.
Die Basisplatte 5 befindet sich außerhalb des Abschirmgehäuses 7 und ist auf eine Basisplattenanordnungsoberfläche 7a platziert, die eine Seite des Abschirmgehäuses 7 ist. Die Basisplattenanordnungsoberfläche 7a ist ein Leiter, und die Basisplatte 5 ist ganz oder teilweise in Kontakt mit der Basisplattenanordnungsoberfläche 7a. Das heißt, die Basisplatte 5 ist elektrisch mit der Basisplattenanordnungsoberfläche 7a verbunden.
Wie in 6 gezeigt, ist eine Energieversorgungseinheit 9 im Abschirmgehäuse 7 untergebracht. Die Energieversorgungseinheit 9 enthält die Energieversorgungsschaltung 25 der Resonanzantenne 20 nullter Ordnung und weitere Energieversorgungsschaltungen 65, 75, 85. Das heißt, die Energieversorgungsschaltungen 25, 65, 75, 85 sind in der Energieversorgungseinheit 9 enthalten und konfiguriert, um das entsprechende Strahlungselement mit Energie zu versorgen. Dementsprechend sind Übertragungsleitungen (z.B. Koaxialkabel) zwischen der Energieversorgungseinheit 9 und den Antennen 20, 60, 70, 80 der Antennenvorrichtung 40 zum Verbinden der Antennen 20, 60, 70, 80 mit der entsprechenden Energieversorgungsschaltung vorgesehen. In den 5 und 6 sind die Energieversorgungsschaltungen 25, 65, 75, 85 zur besseren Veranschaulichung in der Nähe der entsprechenden Strahlungselemente gezeigt.
In der Antennenvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform können die Energieversorgungsschaltungen 25, 35 in einer Energieversorgungseinheit (nicht gezeigt) untergebracht sein.
Die erste Resonanzantenne 70 erster Ordnung beinhaltet die Basisplatte 5, die mit der Resonanzantenne 20 nullter Ordnung geteilt wird, und das Strahlungselement 71. Das Strahlungselement 71 weist eine rechteckige Schleifenform auf und befindet sich in derselben Ebene wie die Basisplatte 5. Das Strahlungselement 71 ist mit der Energieversorgungsschaltung 75 verbunden. Die Energieversorgungsschaltung 75 ist konfiguriert, um eine ausgewogene bzw. symmetrische Einspeisung in das Strahlungselement 71 durchzuführen.
Die erste Resonanzantenne 70 erster Ordnung ist konfiguriert, um eine zweite linear polarisierte Funkwelle senkrecht zur ersten linear polarisierten Welle (d.h. polarisierte Wellen parallel zur x-y-Ebene) durch Resonanz erster Ordnung zu senden und zu empfangen.
Die Resonanzfrequenz f11 der ersten Resonanzantenne 70 erster Ordnung beträgt z.B. 850 MHz. Die erste Resonanzantenne 70 erster Ordnung ist konfiguriert, um Funkwellen in einem vorbestimmten Frequenzband einschließlich der Resonanzfrequenz f11 angemessen zu senden und zu empfangen.
Die zweite Resonanzantenne 80 erster Ordnung beinhaltet die Basisplatte 5, die mit der Resonanzantenne 20 nullter Ordnung geteilt wird, und das Strahlungselement 81. Das Strahlungselement 81 weist eine rechteckige Schleifenform auf und befindet sich in derselben Ebene wie die Basisplatte 5. Das Strahlungselement 81 ist mit der Energieversorgungsschaltung 85 verbunden. Die Energieversorgungsschaltung 85 ist konfiguriert, um eine symmetrische Einspeisung in das Strahlungselement 81 durchzuführen.
Die zweite Resonanzantenne 80 erster Ordnung ist konfiguriert, um dritte linear polarisierte Funkwellen senkrecht zur ersten linear polarisierten Welle (d.h. polarisierte Wellen parallel zur x-y-Ebene) durch Resonanz erster Ordnung zu senden und zu empfangen.
Die Resonanzfrequenz f12 der zweiten Resonanzantenne 80 erster Ordnung beträgt z.B. 1,7 GHz. Die zweite Resonanzantenne 80 erster Ordnung ist konfiguriert, um Funkwellen in einem vorbestimmten Frequenzband einschließlich der Resonanzfrequenz f12 angemessen zu senden und zu empfangen.
Die dritte Resonanzantenne 60 erster Ordnung ist eine Inverted-F-Antenne in Plattenform. Die dritte Resonanzantenne 60 erster Ordnung enthält die Basisplatte 5, die mit der Resonanzantenne 20 nullter Ordnung geteilt wird, das Strahlungselement 61, den Energieversorgungsleiter 62 und den Verbindungsleiter 63. Die dritte Resonanzantenne 60 erster Ordnung erstreckt sich von der Basisplatte 5 in z-Richtung.
Die dritte Resonanzantenne 60 erster Ordnung ist konfiguriert, um die erste linear polarisierte Funkwelle durch Resonanz erster Ordnung entsprechend der zugeführten Energie zu senden und zu empfangen, gleich der Resonanzantenne 20 nullter Ordnung.
Die Resonanzfrequenz f13 der dritten Resonanzantenne 60 erster Ordnung beträgt z.B. 2,1 MHz. Die dritte Resonanzantenne 60 erster Ordnung ist konfiguriert, um Funkwellen in einem vorbestimmten Frequenzband einschließlich der Resonanzfrequenz f13 angemessen zu senden und zu empfangen.
Die Antennenvorrichtung 40 kann auf die gleiche Weise wie die Antennenvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform am Fahrzeug 200 montiert werden. Das heißt, die Antennenvorrichtung 40 kann derart am Fahrzeug 200 montiert werden, dass: die Basisplatte 5 parallel zum Boden 210 verläuft; eine der längeren Seiten der Basisplatte 5, entlang der die erste Resonanzantenne 70 erster Ordnung vorgesehen ist, der Frontseite des Fahrzeugs 200 zugewandt ist; die eine der längeren Seiten senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs 200 verläuft; und das plattenförmige Strahlungselement 21 näher am Boden liegt als die Basisplatte 5.
Das heißt, die Antennenvorrichtung 40 kann derart am Fahrzeug 200 montiert werden, dass: die erste linear polarisierte Welle der Resonanzantenne 20 nullter Ordnung den vertikal polarisierten Wellen entspricht; und die zweite linear polarisierte Welle der ersten Resonanzantenne 70 erster Ordnung und die dritte linear polarisierte Welle der zweiten Resonanzantenne 80 erster Ordnung den horizontal polarisierten Wellen entsprechen.
Die oben beschriebene zweite Ausführungsform erzielt die in der ersten Ausführungsform beschriebenen Effekte sowie die folgenden Effekte (2a) und (2b).
(2a) Die Antennenvorrichtung 40 enthält die dritte Resonanzantenne 60 erster Ordnung zusätzlich zur Resonanzantenne 20 nullter Ordnung als eine Antenne, die konfiguriert ist, um die erste linear polarisierte Welle (die vertikal polarisierte Welle in der vorliegenden Ausführungsform) zu senden und zu empfangen. Dementsprechend ist es möglich, die Bandbreite der ersten linear polarisierten Funkwelle, die gesendet und empfangen werden kann, zu erweitern bzw. vergrößern.
(2b) In der vorliegenden Ausführungsform bilden die erste Resonanzantenne 70 erster Ordnung und die zweite Resonanzantenne 80 erster Ordnung keine Doppelschleifenstruktur wie bei der Resonanzantenne 30 erster Ordnung der ersten Ausführungsform, sondern sind unabhängig voneinander vorgesehen. Dementsprechend können sowohl die erste Resonanzantenne 70 erster Ordnung als auch die zweite Resonanzantenne 80 erster Ordnung unabhängig voneinander angemessen und leicht konstruiert bzw. designt werden. Beispielsweise kann jede Kommunikationsfrequenz leicht angepasst werden.
In der zweiten Ausführungsform kann das Strahlungselement 71 der ersten Resonanzantenne 70 erster Ordnung als erstes Strahlungselement der vorliegenden Offenbarung verwendet werden. Das Strahlungselement 81 der zweiten Resonanzantenne 80 erster Ordnung kann als drittes Strahlungselement der vorliegenden Offenbarung verwendet werden.
[Weitere Ausführungsformen]
Obgleich vorstehend die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben sind, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und es sind verschiedene Modifikationen vornehmbar, um die vorliegende Offenbarung zu realisieren.
(3-1) In den obigen Ausführungsformen weist das plattenförmige Strahlungselement 21 der Resonanzantenne 20 nullter Ordnung eine Parallelogrammform auf. Das plattenförmige Strahlungselement der vorliegenden Offenbarung kann jedoch jede beliebige Form aufweisen. So kann das plattenförmige Strahlungselement 111 beispielsweise, wie in 7 gezeigt, eine rechteckige Form aufweisen, oder eine von der rechteckigen Form abweichende Viereckform, eine von der Viereckform abweichende Polygonform oder eine Kreisform. Die Seiten des plattenförmigen Strahlungselements können lineare Linien und gekrümmte Linien enthalten.
In der ersten Ausführungsform enthält die Resonanzantenne 30 erster Ordnung zwei Strahlungselemente. Die Resonanzantenne erster Ordnung der vorliegenden Offenbarung kann jedoch ebenso nur ein erstes Strahlungselement 121 als die erste Resonanzantenne 120 erster Ordnung enthalten, so wie es in 7 gezeigt ist. Ferner kann die Resonanzantenne erster Ordnung der vorliegenden Offenbarung drei oder mehr Strahlungselemente enthalten.
Wenn drei oder mehr Strahlungselemente vorgesehen sind, kann eine Dreifachschleifenstruktur gebildet werden, indem ein zusätzliches Strahlungselement in einem Bereich hinzugefügt wird, der von dem zweiten Strahlungselement 32 und der Basisplatte 5 der Resonanzantenne 30 erster Ordnung der ersten Ausführungsform umgeben ist.
In der zweiten Ausführungsform sind die erste Resonanzantenne 70 erster Ordnung und die zweite Resonanzantenne 80 erster Ordnung entlang einer der längeren Seiten der Basisplatte 5 angeordnet. Die Resonanzantennen erster Ordnung können jedoch entlang verschiedener Seiten der Basisplatte 5 angeordnet sein.
Zum Beispiel kann die erste Resonanzantenne 120 erster Ordnung entlang der längeren Seite der Basisplatte 5 angeordnet sein und die zweite Resonanzantenne 130 erster Ordnung entlang der kürzeren Seite der Basisplatte 5 angeordnet sein, so wie es in 7 gezeigt ist. Wenn die Resonanzantennen erster Ordnung entlang verschiedener Seiten der Basisplatte 5 angeordnet sind, können Nullen der Richtcharakteristik der Resonanzantennen erster Ordnung gegenseitig ergänzt werden.
Die Form der Resonanzantenne erster Ordnung ist nicht auf die U-Form oder die Schleifenform beschränkt, die in den obigen Ausführungsformen beschrieben sind. Die Resonanzantenne erster Ordnung kann jede Form aufweisen. Darüber hinaus kann eine beliebige Anzahl der Resonanzantennen erster Ordnung bereitgestellt sein. Drei oder mehr Resonanzantennen erster Ordnung können entlang einer Seite der Basisplatte 5 vorgesehen sein.
Die in 7 gezeigte Antennenvorrichtung 100 enthält die Resonanzantenne 110 nullter Ordnung, die erste Resonanzantenne 120 erster Ordnung und die zweite Resonanzantenne 130 erster Ordnung. Die Resonanzantenne 110 nullter Ordnung enthält das plattenförmige Strahlungselement 111, das eine viereckige Form aufweist. Das plattenförmige Strahlungselement 111 und die Basisplatte 5 sind durch den Verbindungsleiter 113 miteinander verbunden.
Die Energieversorgungsschaltung 115, die konfiguriert ist, um die Resonanzantenne 110 nullter Ordnung mit Energie zu versorgen, ist mit der Basisplatte 5 und mit dem Einspeisepunkt 111a des plattenförmigen Strahlungselements 111 verbunden. Der Einspeisepunkt 111a befindet sich z.B. im mittleren Abschnitt des plattenförmigen Strahlungselements 111 in y-Richtung.
Die erste Resonanzantenne 120 erster Ordnung enthält das Strahlungselement 121 mit einer im Wesentlichen linearen und im Wesentlichen U-Form. Ein erstes Ende des Strahlungselements 121 ist mit der Basisplatte 5 verbunden, und ein zweites Ende des Strahlungselements 121 ist mit der Energieversorgungsschaltung 125 verbunden. Das heißt, die erste Resonanzantenne 120 erster Ordnung unterscheidet sich von der Resonanzantenne 30 erster Ordnung der ersten Ausführungsform dadurch, dass die erste Resonanzantenne 120 erster Ordnung nicht die erste Anpassungsschaltung 36 und die zweite Anpassungsschaltung 37 aufweist. Die erste Resonanzantenne 120 erster Ordnung wird von der Energieversorgungsschaltung 125 mit Energie versorgt.
Anders als in 7 kann das zweite Ende des Strahlungselements 121 mit der Basisplatte 5 verbunden sein, und die Energie kann am ersten Ende eingespeist werden. Um den Einspeisepunkt des Strahlungselements 121 vom Einspeisepunkt 111a der Resonanzantenne 110 nullter Ordnung gut zu isolieren, kann es jedoch vorzuziehen sein, dass der Abstand vom Einspeisepunkt des Strahlungselements 121 zum Einspeisepunkt 111a der Resonanzantenne 110 nullter Ordnung groß ist.
Die zweite Resonanzantenne 130 erster Ordnung enthält das Strahlungselement 131, das eine im Wesentlichen lineare und im Wesentlichen U-Form aufweist. Ein erstes Ende des Strahlungselements 131 ist mit der Basisplatte 5 verbunden, und ein zweites Ende des Strahlungselements 121 ist mit der Energieversorgungsschaltung 135 verbunden.
(3-2) Die Basisplatte 5 kann z.B. auf ein dielektrisches Substrat laminiert werden. Die Form der Basisplatte 5 ist nicht auf die in den obigen Ausführungsformen beschriebene viereckige Form beschränkt und kann jede beliebige Form aufweisen.
(3-3) Das plattenförmige Strahlungselement der Resonanzantenne nullter Ordnung kann z.B. auf ein dielektrisches Substrat laminiert werden. In diesem Fall kann das plattenförmige Strahlungselement der Basisplatte zugewandt sein, oder das dielektrische Substrat kann der Basisplatte zugewandt sein.
Wenn das dielektrische Substrat auf das plattenförmige Strahlungselement laminiert wird, kann eine leitfähige Schicht auf eine Seite des dielektrischen Substrats laminiert werden, die die Rückseite der Seite ist, die auf das plattenförmige Strahlungselement laminiert wird. Das heißt, bei der Resonanzantenne 20 nullter Ordnung der ersten Ausführungsform kann z.B. das dielektrische Substrat auf eine Seite des plattenförmigen Strahlungselements 21 laminiert werden, die die Rückseite der der Basisplatte 5 zugewandten Seite ist, und eine leitfähige Schicht kann auf das dielektrische Substrat laminiert werden. Entsprechend einer solchen Konfiguration kann die Resonanzfrequenz f0 nullter Ordnung der Resonanzantenne nullter Ordnung verringert werden. Das heißt, die gleiche Resonanzfrequenz f0 nullter Ordnung kann mit einem plattenförmigen Strahlungselement realisiert werden, das eine kleinere Fläche aufweist als in einem Fall, in dem die leitfähige Schicht nicht vorgesehen ist.
(3-4) Der Verbindungsleiter der Resonanzantenne nullter Ordnung kann eine Form verschieden von einer kreisförmigen Säulenform aufweisen. Zum Beispiel kann der Verbindungsleiter die Form eines Prismas aufweisen. Der Verbindungsleiter kann eine zylindrische Form aufweisen. Der Verbindungsleiter kann mit jedem beliebigen Teil des plattenförmigen Strahlungselements verbunden sein. Das plattenförmige Strahlungselement und die Basisplatte können durch mehrere Verbindungsleiter verbunden sein.
(3-5) Die Resonanzantenne nullter Ordnung und die Resonanzantenne erster Ordnung können zum Senden oder zum Empfangen bestimmt sein.
(3-6) Das Fahrzeug, an dem die Antennenvorrichtung montiert wird, ist nicht begrenzt. Die Antennenvorrichtung kann an jedem beliebigen Teil des Fahrzeugs angeordnet werden. Die Antennenvorrichtung kann z.B. an der Decke in der Nähe der Heckscheibe oder an einer oberen Oberfläche oder innerhalb des Armaturenbretts angeordnet werden. Die Antennenvorrichtung kann sich außerhalb des Fahrzeugs, wie beispielsweise auf dem Dach, befinden.
(3-7) Mehrere Funktionen eines Elements in der obigen Ausführungsform können durch mehrere Elemente realisiert werden, oder eine Funktion eines Elements kann durch mehrere Elemente realisiert werden. Darüber hinaus können mehrere Funktionen von mehreren Komponenten durch eine Komponente realisiert werden, oder eine einzige Funktion, die durch mehrere Komponenten realisiert wird, kann durch eine Komponente realisiert werden. Ein Teil der Konfigurationen der obigen Ausführungsformen kann ausgelassen sein. Mindestens ein Teil der Konfiguration der obigen Ausführungsformen kann zu einer anderen Konfiguration der obigen Ausführungsformen hinzugefügt oder durch diese ersetzt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2018128250 [0001]
JP 2017 [0004]
JP 022497 A [0004]

Claims

Antennenvorrichtung (10, 40, 100), aufweisend: - eine Resonanzantenne (20, 50, 110) nullter Ordnung, die konfiguriert ist, um eine erste linear polarisierte Funkwelle in allen Richtungen senkrecht zur ersten linear polarisierten Funkwelle durch Resonanz nullter Ordnung zu senden und/oder zu empfangen; und - eine Resonanzantenne (30, 70, 120) erster Ordnung, die konfiguriert ist, um eine zweite linear polarisierte Funkwelle senkrecht zur ersten linear polarisierten Funkwelle durch Resonanz erster Ordnung zu senden und/oder zu empfangen, wobei - die Resonanzantenne nullter Ordnung aufweist: - eine Basisplatte (5), - ein plattenförmiges Strahlungselement (21, 51, 111), das von der Basisplatte beabstandet ist, wobei das plattenförmige Strahlungselement der Basisplatte zugewandt und konfiguriert ist, um mit Energie versorgt zu werden, und - einen Verbindungsleiter (23, 53, 113), der das plattenförmige Strahlungselement und die Basisplatte elektrisch verbindet, und - die Resonanzantenne erster Ordnung aufweist: - die Basisplatte (5), die mit der Resonanzantenne nullter Ordnung geteilt wird, und - ein erstes Strahlungselement (31, 71, 121), das sich auf derselben Ebene wie die Basisplatte befindet, wobei das erste Strahlungselement konfiguriert ist, um mit Energie versorgt zu werden.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Strahlungselement ein mit der Basisplatte verbundenes erstes Ende und ein zweites Ende, das konfiguriert ist, um mit Energie versorgt zu werden, aufweist.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das erste Strahlungselement (31, 121) und die Basisplatte der Resonanzantenne (30, 120) erster Ordnung eine erste geschlossene Schleife (31a) bilden.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 3, wobei - die Resonanzantenne (30) erster Ordnung ein zweites Strahlungselement (32) enthält, das sich innerhalb der ersten geschlossenen Schleife befindet, - das zweite Strahlungselement ein mit der Basisplatte verbundenes erstes Ende und ein zweites Ende, das konfiguriert ist, um mit Energie versorgt zu werden, aufweist, und - das zweite Strahlungselement und die Basisplatte der Resonanzantenne (30) erster Ordnung eine zweite geschlossene Schleife (32a) bilden.
Antennenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Teil oder die Gesamtheit des ersten Strahlungselements das plattenförmige Strahlungselement in einer Richtung senkrecht zur Basisplatte nicht überlappt.
Antennenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei - das plattenförmige Strahlungselement (21, 51) eine polygonale Form mit mindestens einem spitzen Innenwinkel und mindestens einem stumpfen Innenwinkel aufweist, und - ein Teil des plattenförmigen Strahlungselements, der sich in der Nähe einer Spitze entsprechend dem mindestens einen stumpfen Innenwinkel befindet, konfiguriert ist, um mit Energie versorgt zu werden.
Antennenvorrichtung (40, 100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei - die Resonanzantenne (30, 70, 120) erster Ordnung eine erste Resonanzantenne erster Ordnung ist, - die Antennenvorrichtung ferner aufweist: - eine zweite Resonanzantenne (80, 130) erster Ordnung, die sich von der ersten Resonanzantenne erster Ordnung unterscheidet, wobei - die zweite Resonanzantenne erster Ordnung konfiguriert ist, um eine dritte linear polarisierte Funkwelle senkrecht zur ersten linear polarisierten Funkwelle durch Resonanz erster Ordnung zu senden und/oder zu empfangen, - die zweite Resonanzantenne erster Ordnung aufweist: - die Basisplatte (5), die mit der Resonanzantenne nullter Ordnung geteilt wird, und - ein drittes Strahlungselement (81, 131), das sich in derselben Ebene wie die Basisplatte befindet, wobei das dritte Strahlungselement konfiguriert ist, um mit Energie versorgt zu werden.
Antennenvorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei - die Resonanzantenne (70) erster Ordnung eine erste Resonanzantenne erster Ordnung ist, - die Antennenvorrichtung ferner aufweist: - eine dritte Resonanzantenne (60) erster Ordnung, die sich von der ersten Resonanzantenne erster Ordnung unterscheidet, wobei - die dritte Resonanzantenne erster Ordnung die Basisplatte (5) aufweist, die mit der Resonanzantenne nullter Ordnung geteilt wird, und - die dritte Resonanzantenne erster Ordnung konfiguriert ist, um die erste linear polarisierte Funkwelle durch Resonanz erster Ordnung zu senden und/oder zu empfangen.
Antennenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner ein hohles Gehäuse (7) aufweisend, das einen Seitenflächenabschnitt (7a) mit einem plattenförmigen Leiter aufweist, wobei - sich die Basisplatte außerhalb des Gehäuses und auf dem Seitenflächenabschnitt befindet, und - die Basisplatte mit dem plattenförmigen Leiter des Seitenflächenabschnitts verbunden ist.
Antennenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei - die Antennenvorrichtung an einem Fahrzeug (200) montiert ist, - die erste linear polarisierte Funkwelle eine vertikal polarisierte Welle ist, und - die zweite linear polarisierte Funkwelle eine horizontal polarisierte Welle ist.