JP2001345629A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トラック等に設置され、振動・衝撃といった
悪環境下で動作を行なう逆Ｆ型のアンテナ装置におい
て、安定したアンテナ特性を発揮するアンテナ装置を提
供する。 【解決手段】 逆Ｆ型の平面アンテナ装置のアンテナ特
性を左右するグランド板１、放射素子２，３，４、レド
ーム５の間に、それぞれ接合部材８ａ，８ｂ，８ｃを設
けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両などの振動が
発生しやすい装置などに取り付けられるアンテナ装置に
関するものであり、特に１共振、または２共振以上の共
振周波数を有する逆Ｆ型の平面アンテナ装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】以下に従来までの逆Ｆ型の平面アンテナ
装置について説明する。

【０００３】図９は従来の逆Ｆ型の平面アンテナ装置の
構成を示す図である。

【０００４】図９において、１００は導体であるグラン
ド板で、主に防錆処理された鉄板等が使用される。１０
１はグランド板１００と略平行に離間して設けられた導
体である放射素子、１０２は素子１０１等を外部環境
（雨、雪、外力等）から保護するためのレドームで、主
に樹脂製カバーが用いられる。１０３は同軸ケーブル、
１０３ａは給電点ポイント、１０３ｂは同軸ケーブルの
アース部、１０４はグランド板１００と素子１０１のシ
ョート部である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の逆Ｆ
型の平面アンテナの構成では、屋内据え置きといった設
置環境に対してはアンテナ性能に問題はないが、トラッ
ク等の車両などに搭載され、振動・衝撃等が随時加わる
設置環境下にさらされるとレドームと放射素子およびグ
ランド板と放射素子との隙間が外部環境が変化するたび
に一定とならず、アンテナ性能がその度毎変動してしま
うといった課題が生じてしまう。

【０００６】本発明は、前記従来の課題を解決するもの
で、振動などの外的要因などによって、アンテナ特性の
変化を小さくすることができるアンテナ装置を提供する
ことを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、グランド板と、前記グランド板と略平行に
離間して設けられた放射素子と、前記放射素子を覆うレ
ドームの３つの部材間の少なくとも一つの隙間に規制部
材を設けた構成とした。

【０００８】

【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、グランド
板と、前記グランド板と略平行に離間して設けられた放
射素子と、前記放射素子に設けられた給電部と、前記放
射素子を覆うレドームと、前記グランド板と前記レドー
ムの間に設けられ、前記グランド板か前記レドームの少
なくとも一方と一体に或いは別部材で構成された規制部
材とを備えたことによって、外部環境変化（振動、衝
撃、ソリ、ネジレ、変形など）が生じても、グランド板
とレドームの間の間隔を規制部材によって一定にするこ
とができるので、常に一定のアンテナ性能を保持でき
る。

【０００９】請求項２記載の発明は、グランド板と、前
記グランド板と略平行に離間して設けられた放射素子
と、前記放射素子に設けられた給電部と、前記放射素子
を覆うレドームと、前記放射素子と前記レドームの間に
設けられ、前記放射素子か前記レドームの少なくとも一
方と一体に或いは別部材で構成された規制部材とを備え
たことによって、外部環境変化（振動、衝撃、ソリ、ネ
ジレ、変形など）が生じても、放射素子とレドームの間
の間隔を規制部材によって一定にすることができるの
で、常に一定のアンテナ性能を保持できる。

【００１０】請求項３記載の発明は、グランド板と、前
記グランド板と略平行に離間して設けられた放射素子
と、前記放射素子に設けられた給電部と、前記放射素子
を覆うレドームと、前記グランド板と前記放射素子の間
に設けられ、前記グランド板か前記放射素子の少なくと
も一方と一体に或いは別部材で構成された規制部材とを
備えたことによって、外部環境変化（振動、衝撃、ソ
リ、ネジレ、変形など）が生じても、極めて特性に影響
が大きなグランド板と放射素子の間の間隔を規制部材に
よって一定にすることができるので、常に一定のアンテ
ナ性能を保持できる。

【００１１】請求項４記載の発明は、グランド板と、前
記グランド板と略平行に離間して設けられた放射素子
と、前記放射素子に設けられた給電部と、前記放射素子
を覆うレドームとを備え、前記レドームと前記放射素子
を密着して固定したことによって、放射素子とグランド
板の間隔を間接的に規定できるので、アンテナ特性のば
らつきを抑えることができる。

【００１２】請求項５記載の発明は、請求項１〜３にお
いて、各部材と規制部材との間の接合をネジ、接着剤、
粘着材のうち少なくとも１つで行ったことによって、簡
単で確実に接合でき、生産性等を向上させることができ
る。

【００１３】請求項６記載の発明は、請求項１〜３にお
いて、グランド板と規制部材とを非導電性を有するネジ
で固定すると共に、放射素子と規制部材を非導電性を有
するネジで固定したことによって、外部環境変化（振
動、衝撃）に対して常に一定のアンテナ性能を保持でき
る。

【００１４】請求項７記載の発明は、請求項１〜３にお
いて、グランド板，放射素子，レドームのうち少なくと
も１つにおいて、規制部材との接合位置に凹部を設けた
ことによって、アンテナ特性を損なうこと無く、平面ア
ンテナ装置のフラット性まで維持させることができる。

【００１５】請求項８記載の発明は、グランド板と、前
記グランド板と略平行に離間して設けられた放射素子
と、前記放射素子に設けられた給電部と、前記放射素子
を覆うレドームと、前記グランド板と前記レドームの
間、前記放射素子と前記レドームの間、前記グランド板
と前記放射素子の間の内少なくとも２つの間に設けら
れ、前記各部材と一体化或いは前記各部材と別体に構成
された規制部材とを設けたことによって、確実に各部材
間の間隔をほぼ一定とできるので、常に一定のアンテナ
性能を保持できる。

【００１６】請求項９記載の発明は、請求項８におい
て、規制部材は互いにずらして配置されていることによ
って、締結部に導電体である通常のネジを使用してもア
ンテナ特性を維持させることができる。

【００１７】以下、本発明の一実施例について、図面を
参照しながら説明する。

【００１８】（実施の形態１）次に本発明の実施の形態
１について図面を参照しながら説明する。図１は２共振
逆Ｆ型の平面アンテナを例にした本発明の一実施の形態
におけるアンテナ装置の構成を示す図である。図２は本
発明の一実施の形態におけるアンテナ装置の透視平面図
である。

【００１９】図１において、１は導電性材料で構成され
たグランド板、２，３，４は導電性材料で構成された放
射素子である。グランド板１及び放射素子２，３，４の
実用的な構成材料としては、銅、鉄、アルミ、ステンレ
ス、メッキ鋼等の金属材料が挙げられ、それら材料を板
状（好ましくは平板、更に好ましくは外形が方形状の平
板）にしたものが好適に用いられる。またグランド板１
及び放射素子２，３，４としては、片面もしくは両面に
導体層を設けたもの（プリントグランド板やＰＥＴフィ
ルムグランド板）等を用いても良く、この様な構成によ
って、グランド板１及び放射素子２，３，４自体の軽量
化等を行うことができ、ひいてはアンテナ装置の軽量化
を行うことができる。

【００２０】また、放射素子２，３，４は一体形状でも
構わないが、図１においては放射素子を別部材とし、結
合部２ａにより各放射素子を電気的に１つとしている
（共振点が低く、各部材の形状が大きくせざるを得ない
場合などは部品管理の安易さ等から別部材とし、上述し
たように、組立て時に結合させることも可能であ
る。）。

【００２１】５はグランド板１、放射素子２，３，４等
を外部の環境すなわち屋内であればチリやホコリ、屋外
設置であれば雨風等から守るためのレドームで、レドー
ム５は好ましくは樹脂を含む材料で構成することが好ま
しい。レドーム５としては、各部で一定した誘電率（３
前後）と低誘電正接（０．０１以下程度）を有すること
が好ましい。なお、本実施の形態では、グランド板１の
面積をレドーム５の投影面積より大きくしているので、
レドーム５の周縁部をグランド板１に接合している。

【００２２】６は同軸ケーブル、６ａは給電点、６ｂは
同軸ケーブルのアース部、７はグランド板１と放射素子
２，３，４の短絡部である。

【００２３】８ａは放射素子２，３，４とレドーム５の
接合部材、８ｂはグランド板１とレドーム５の接合部
材、８ｃはグランド板１と放射素子２，３，４の接合部
材である。接合部材８ａ，８ｂ，８ｃ（規制部材）は、
柱状体形状とする事が好ましく、しかも柱状体の断面は
円形状，多角形状等とすることが好ましい。また、接合
部材８ａ，８ｂ，８ｃはグランド板１、放射素子２，
３，４、レドーム５とは、一体になるように構成しても
良いし、或いはそれら部材と別部材で構成しても良い。
一体となるように構成することにおいては、部品点数が
減ることで、工程が簡単になり、更に、別体として構成
する場合には、接合部材８ａ，８ｂ，８ｃの形状や寸法
を任意に変化させることができるので、設計等が行いや
すくなる。

【００２４】図２は接合部材８ａ，８ｂ，８ｃの各々の
接合部を施したアンテナ装置を上面より透視したもの
で、接合部材８ａ，８ｂ，８ｃの配置の一例を表してい
る。本発明の逆Ｆアンテナタイプの場合、グランド板１
と放射素子２，３，４の短絡部７の反対側であるエリア
９（各放射素子の最先端部）は高周波電圧が最大となる
ため、アンテナとしての放射特性に大きく影響する恐れ
があるため、上記したエリア９にはなるべく接合部材８
ａ，８ｂ，８ｃを非配置とする方が望ましい（放射素子
２，３，４の全長に対して５％程度のエリア９を避けた
方が好ましい。）。

【００２５】図１及び図２のような構成の逆Ｆ型アンテ
ナ装置において、特にトラック等の移動体車両への設置
においては、屋内据え置き型とは違い、絶えず振動衝撃
を受けながらの動作となる。さらに必要とされる共振点
がＶＨＦ帯のように低い周波数の場合、アンテナ装置自
体がＧＰＳアンテナのようなＧＨｚ帯のものと比較する
とかなり大きなものとなってしまうことは避けられな
い。こういった大型なアンテナ装置の場合は特に振動衝
撃といった外乱環境によって上記したアンテナ装置構成
部品のうち、グランド板１、放射素子２，３，４、レド
ーム５等が振動衝撃を受ける度毎に各部品の静止時の配
置位置関係が崩れようとすることで、アンテナ特性を大
きく劣化させてしまうことにうなる。

【００２６】本発明のように、こういった環境下でのア
ンテナ装置の特性劣化を極力低減させるため、放射素子
２，３，４とレドーム５の接合部材８ａ、グランド板１
とレドーム５の接合部材８ｂ、グランド板１と放射素子
２，３，４の接合部材８ｃを設け、アンテナ装置の設計
事情に併せてこの３つの接合部材８ａ，８ｂ，８ｃを設
けることでトラック設置時などの振動衝撃といった悪環
境下でもアンテナ特性を左右するグランド板１、放射素
子２，３，４、レドーム５の配置位置関係（特にＺ軸；
高さ方向）を保持できるものとした。

【００２７】なお、本実施の形態では、接合部材８ａ，
８ｂ，８ｃの３つを設けることで、アンテナ特性のばら
つきを確実に抑えたが、少なくとも一つをもうけること
でも従来の構成よりは、特性ばらつきを抑えることがで
きる。

【００２８】また、本実施の形態では、接合部材８ａ，
８ｂ，８ｃの断面形状を円形状とし、長さ及び径を異な
らせた構成としたが、接合部材８ａ，８ｂ，８ｃの長さ
と外形形状を同一にし、径をのみを異ならせても良い。

【００２９】更に、本実施の形態では、接合部材８ａ，
８ｂ，８ｃを同一材料で構成する事によって、部品の管
理を行いやすくしたが、設計や仕様によって、構成する
材料を異ならせても良い。

【００３０】さらに、本実施の形態では、接合部材８
ａ，８ｂ，８ｃをそれぞれ複数個用意し、確実に各構成
部材の間隔を規制しているが、アンテナ装置の大きさな
どによっては、それぞれ１個づつ設けても良い。

【００３１】また、本実施の形態では、接合部材８ａ，
８ｂ，８ｃの両端は、グランド板１などの各構成部材と
接合させたが、仕様や外的要因の発生具合などによっ
て、一方の端部は、構成部材と接合せずに単に当接させ
る構成でも良い。

【００３２】（実施の形態２）図１および図２における
グランド板１、放射素子２，３，４、レドーム５のそれ
ぞれと接合部材８ａ，８ｂ，８ｃとの接合の具体的実施
方法は接合の信頼性を高いものとするためには、ネジ等
による機械的な締結が望ましいが、実使用上問題が無い
のであれば接着剤や粘着材を用いても構わない。また、
接合部材８ａ，８ｂ，８ｃの位置、配置個数について
は、アンテナ装置の各部材の大きさ、形状等により最適
なものを選択する必要がある。

【００３３】（実施の形態３）図３は本発明の一実施の
形態におけるアンテナ装置の側面図であり、１０はグラ
ンド板、１１は放射素子、１２はグランド板１０と放射
素子１１の間隔を一定に保ちつつグランド板１０と放射
素子１１を接合するための接合部材、１３および１４は
締結用ネジである。

【００３４】本発明の逆Ｆ型の平面アンテナにおいて、
グランド板１０と放射素子１１は図１で説明した短絡部
７以外で高周波的に短絡してはアンテナとして機能しな
いことは言うまでもなく、特に物理的に接触しなくとも
導体がグランド板１０と放射素子１１の間で接近してい
る状態ではその間隔による静電容量により高周波的に短
絡に近い状況となりアンテナとしては機能しなくなって
しまう。アンテナ装置にフラット性（薄型化）の要求が
ある場合、厚み方向に十分な寸法的余裕が獲れない場合
など、締結用ネジに導体を用いてしまうと上記したよう
にアンテナとして機能しなくなってしまうのである。

【００３５】そこで本発明ではグランド板１０と放射素
子１１をネジにより締結する場合に限り、非導体（例え
ばプラスチック製）のネジ１３，１４を用いることによ
りアンテナ特性を損なうこと無く２つの部材を接合でき
るようにした。

【００３６】（実施の形態４）図４は本発明の一実施の
形態におけるアンテナ装置の側面図、図５は本発明の一
実施の形態におけるアンテナ装置の側面図、図６は本発
明の一実施の形態におけるアンテナ装置の透視平面図で
ある。

【００３７】図４において１５はレドーム、１５ａはレ
ドーム１５に設けた凸部、１６は放射素子、１７は締結
用ネジである。凸部１５ａはレドーム１５と放射素子１
６に隙間を作るために設けられたもので、レドーム上面
に雨や雪が降り積もった場合に、この隙間が多いほどア
ンテナ特性の劣化を鈍化させることができる。

【００３８】図５において１８はレドーム、１８ａはレ
ドーム１８に設けられたボス部、１９はグランド板、２
０は放射素子、２０ａは放射素子２０に設けられたボス
部１８ａを貫通させる孔部、２１は締結用ネジである。

【００３９】図６において２２ａ（図中□）は放射素子
とレドームとの締結部、２２ｂ（図中●）はグランド板
とレドームとの締結部である。

【００４０】本発明では、図３で説明した非導体のネジ
が使いにくい（ネジ締結の強度不足、一般的な導体のネ
ジを使用したい）等の要求に対しては、通常の導体ネジ
を締結に用い、放射素子とレドームの締結部２２ａ、グ
ランド板とレドームの接合部２２ｂを同一配置位置に設
けないようにしたので、アンテナとしての特性を維持し
かつ、各部材を機械的に締結（プラスチックネジによる
締結強度を大きく上回る）できるので、トラック等の移
動体（振動衝撃が随時加わる環境下）に設置された場合
でも常に良好なアンテナ装置として動作させることがで
きる。

【００４１】（実施の形態５）図７は本発明の一実施の
形態におけるアンテナ装置の側面図、図８は本発明の一
実施の形態におけるアンテナ装置の側面図である。

【００４２】図７において２３はレドーム、２３ａはレ
ドーム２３に設けられた凹部、２４は放射素子、２４ａ
は放射素子２４に設けられた凹部、２５は締結用ネジで
ある。図８において２６はレドーム、２６ａはレドーム
２６に設けられたボス部、２７は放射素子、２７ａはボ
ス部２６ａを貫通させるため放射素子２７に設けられた
孔部、２８はグランド板、２８ａはグランド板２８に設
けられた凹部、２９は締結用ネジである。

【００４３】実施の形態１〜４を実施して行く際に特に
アンテナ装置のフラット性（薄型化）をさらに追求して
行くと、締結部のネジの頭部の凸部を無くしたい要求が
発生するのは必須である。本発明によれば逆Ｆ型のアン
テナ装置の性能を左右するグランド板、放射素子、レド
ームの３部材の締結部に凹部を設けることによりネジ頭
部分のフラット性（薄型化）を向上させることができる
のである。

【００４４】各部材に凹部２３ａ，２８ａを設けること
で締結箇所ごとに各部材の間隔が縮まってしまうが、間
隔が縮まる部分の総面積が放射素子全体の面積のおよそ
１５％前後以下で、間隔の縮まり具合が全体の高さのお
よそ３０％以下程度の縮まり具合であればアンテナ性能
上は問題ない。

【００４５】なお、他の実施の形態として、接着剤，両
面の粘着部材お世ｂネジなどを用いて、特に放射素子と
レドームを互いに密着させて固定することで、放射素子
とレドームの間隔は一致を保ち、しかも放射素子は、前
述の通り、レドームにて固定されており、しかもレドー
ムはグランド板に接合されているので、放射素子とグラ
ンド板間の間隔もほぼ一定にすることができ、この様な
構成でも、アンテナ特性のばらつきを抑えることができ
る。

【００４６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、トラック
等の移動体に設置が必要なアンテナ装置において、常時
加わる振動・衝撃といったアンテナ特性を劣化させる環
境下でも常に安定した特性を発揮できるアンテナ装置を
実現させることができる。

【００４７】また、アンテナ装置のフラット性（薄型
化）の要求、逆Ｆ型アンテナ装置の特性を左右するグラ
ンド板、放射素子、レドームの３部品の締結強度の信頼
性を向上させる要求に対しても、各要求を満足しつつも
常に一定したアンテナ特性を発揮させることが可能とな
る優れた逆Ｆ型のアンテナ装置を実現させることができ
るのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態におけるアンテナ装置の
構成を示す図

【図２】本発明の一実施の形態におけるアンテナ装置の
透視平面図

【図３】本発明の一実施の形態におけるアンテナ装置の
側面図

【図４】本発明の一実施の形態におけるアンテナ装置の
側面図

【図５】本発明の一実施の形態におけるアンテナ装置の
側面図

【図６】本発明の一実施の形態におけるアンテナ装置の
透視平面図

【図７】本発明の一実施の形態におけるアンテナ装置の
側面図

【図８】本発明の一実施の形態におけるアンテナ装置の
側面図

【図９】従来の逆Ｆ型の平面アンテナ装置の構成を示す
図

【符号の説明】

１ グランド板 ２ 放射素子 ２ａ 結合部 ３ 放射素子 ４ 放射素子 ５ レドーム ６ 同軸ケーブル ６ａ 給電点 ６ｂ アース部 ７ 短絡部 ８ａ 接合部材 ８ｂ 接合部材 ８ｃ 接合部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米須 利徳 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5J045 AB02 AB06 DA08 NA01 5J046 AA10 AB13 MA08 MA13 5J047 AA10 AB13 EA04

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】グランド板と、前記グランド板と略平行に
   離間して設けられた放射素子と、前記放射素子に設けら
   れた給電部と、前記放射素子を覆うレドームと、前記グ
   ランド板と前記レドームの間に設けられ、前記グランド
   板か前記レドームの少なくとも一方と一体に或いは別部
   材で構成された規制部材とを備えたことを特徴とするア
   ンテナ装置。
2. 【請求項２】グランド板と、前記グランド板と略平行に
   離間して設けられた放射素子と、前記放射素子に設けら
   れた給電部と、前記放射素子を覆うレドームと、前記放
   射素子と前記レドームの間に設けられ、前記放射素子か
   前記レドームの少なくとも一方と一体に或いは別部材で
   構成された規制部材とを備えたことを特徴とするアンテ
   ナ装置。
3. 【請求項３】グランド板と、前記グランド板と略平行に
   離間して設けられた放射素子と、前記放射素子に設けら
   れた給電部と、前記放射素子を覆うレドームと、前記グ
   ランド板と前記放射素子の間に設けられ、前記グランド
   板か前記放射素子の少なくとも一方と一体に或いは別部
   材で構成された規制部材とを備えたことを特徴とするア
   ンテナ装置。
4. 【請求項４】グランド板と、前記グランド板と略平行に
   離間して設けられた放射素子と、前記放射素子に設けら
   れた給電部と、前記放射素子を覆うレドームとを備え、
   前記レドームと前記放射素子を密着して固定したことを
   特徴とするアンテナ装置。
5. 【請求項５】各部材と規制部材との間の接合をネジ、接
   着剤、粘着材のうち少なくとも１つで行ったことを特徴
   とする請求項１〜３いずれか１記載のアンテナ装置。
6. 【請求項６】グランド板と規制部材とを非導電性を有す
   るネジで固定すると共に、放射素子と規制部材を非導電
   性を有するネジで固定したことを特徴とする請求項１〜
   ３いずれか１記載のアンテナ装置。
7. 【請求項７】グランド板，放射素子，レドームのうち少
   なくとも１つにおいて、規制部材との接合位置に凹部を
   設けたことを特徴とする請求項１〜３いずれか１記載の
   アンテナ装置。
8. 【請求項８】グランド板と、前記グランド板と略平行に
   離間して設けられた放射素子と、前記放射素子に設けら
   れた給電部と、前記放射素子を覆うレドームと、前記グ
   ランド板と前記レドームの間、前記放射素子と前記レド
   ームの間、前記グランド板と前記放射素子の間の内少な
   くとも２つの間に設けられ、前記各部材と一体化或いは
   前記各部材と別体に構成された規制部材とを設けたこと
   を特徴とするアンテナ装置。
9. 【請求項９】規制部材は互いにずらして配置されている
   ことを特徴とすることを特徴とする請求項８記載のアン
   テナ装置。