JP2002135039A - アンテナ装置 - Google Patents

アンテナ装置

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JP2002135039A
JP2002135039A JP2000326028A JP2000326028A JP2002135039A JP 2002135039 A JP2002135039 A JP 2002135039A JP 2000326028 A JP2000326028 A JP 2000326028A JP 2000326028 A JP2000326028 A JP 2000326028A JP 2002135039 A JP2002135039 A JP 2002135039A
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JP
Japan
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antenna
pole
radiation pattern
antenna device
circuit board
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JP2000326028A
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Koji Oku
康二 奥
Shinji Yakura
信次 矢倉
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Denso Ten Ltd
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Denso Ten Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電波の放射パターンを所望の放射パターンに
容易に調整できるアンテナ装置を提供する。 【解決手段】 アンテナとアンテナ駆動用回路基板5と
を一体にしてなり、該アンテナを該回路基板5に対しほ
ぼ垂直に実装する。アンテナは、ポールアンテナ10
か、λ/2ダイポールアンテナ20である。前者の場合
は、ポールアンテナ10の長さ方向の全長を調整して、
後者の場合は、λ/2ダイポールアンテナ20の、回路
基板5からの高さを、所定の値に設定して、アンテナか
らの電波の放射パターンを所望のパターンに設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アンテナ装置、特
に閉空間をなすハウジング内に電波を放射するためのア
ンテナ装置に関する。上記のように閉空間をなすハウジ
ング内に電波を放射する機構の一例として、車両の盗難
防止用侵入検知センサシステムがある。この検知センサ
システムは、閉空間をなすハウジングである車室内に電
波を放射して、該車室内に侵入者が現れたとき、その反
射波によってその侵入を検知し、アラームを発生して未
燃に盗難を防止するようにしたシステムである。本発明
はこの例に限定しないが、かかる電波の放射源となるア
ンテナ装置について述べる。
【0002】
【従来の技術】閉空間をなすハウジング内に電波を放射
する機構の従来例として、前述と同様のマイクロ波周波
数車両警報器に適用したアンテナ装置がある(特開平1
0−247289号)。この特開平10−247289
号に開示するアンテナ装置は、回路板の一表面に、伝導
性物質からなる矩形の薄層を配置して形成してなり、こ
れをパッチアンテナと称している(同公報段落〔002
4〕および図3)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】車室内に電波を放射す
る場合、その放射パターンとしては、なるべく車室内全
域を均一にカバーできるパターンが望ましい。そしてそ
のような所望の放射パターンを容易に得るためには、そ
の放射パターンを自在に調整できることが必要である。
車種毎に車室内の形状が異なるからである。
【0004】しかしながら前述した伝導性物質の薄層か
らなるパッチアンテナを利用した場合、放射パターンを
自在に調整することは容易ではない、という問題があ
る。上記の薄層の形状や厚み等を、後からの加工によっ
て変更することは難しく、特に形状を後から拡大したり
厚みをさらに厚くすることは殆ど不可能に近いからであ
る。
【0005】したがって本発明は上記の問題点に鑑み、
所望の放射パターンが調整によってきわめて容易に得ら
れるアンテナ装置を提供することを目的とするものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、線状のアンテナを、このアンテナの長さ方
向の形態を調整自在に、アンテナ駆動用回路基板に対
し、ほぼ垂直に実装するようにしたことを特徴とするも
のである。
【0007】
【発明の実施の形態】図1は本発明のアンテナ装置の基
本モデルを用いて得た放射パターンの平面図(A)と正
面図(B)を表す図である。本図において参照番号1
は、閉空間をなすハウジングの一例としての車室であ
る。この車室1の一部(図では当該車両のルーフ)に、
基本モデルとなるアンテナ装置2が取り付けられる。
【0008】この基本モデルとしてのアンテナ装置2
は、アンテナとアンテナ駆動用回路基板とからなり、該
アンテナを該アンテナ駆動用回路基板に対しほぼ垂直に
実装して構成される(後述)。このアンテナ装置2によ
って形成される電波の放射パターンは、図中、参照番号
3として表されている。
【0009】しかしながら本図に示す放射パターン3で
は、既述した盗難防止用侵入検知センサシステムにおい
て、車室1内に所望の放射パターンを形成していない。
なぜなら、車両の前部席に出現する侵入者や後部席に出
現する侵入者を検知できる程に、車室1内全域を均一に
カバーするような放射パターンではないからである。図
2は本発明に基づくアンテナ装置の第1実施例を示す全
体構成図であり、図3は本発明に基づくアンテナ装置の
第2実施例を示す全体構成図である。
【0010】第1および第2実施例に共通するアンテナ
装置2の構成は、アンテナ10,20とアンテナ駆動用
回路基板5とを一体にしてなり、アンテナ10,20の
長さ方向の形態を調整自在に、アンテナ10,20をア
ンテナ駆動用回路基板5に対しほぼ垂直に実装するよう
にした構成である。まず図2の第1実施例について見る
と、アンテナ10はポールアンテナである。ポールアン
テナ10は、アンテナ駆動用回路基板5に対してほぼ垂
直に設けられる。なお該回路基板5上には、アンテナを
駆動するためのIC等の部品6が搭載され、これら部品
6の一部と回路パターン7を介してポールアンテナ10
に接続される。また該回路基板5の裏面は、例えば車両
のルーフに固定される。
【0011】ここでポールアンテナ10の指向性につい
て検討する。図4はポールアンテナ10の指向特性を表
すパターン図である。本図はポールアンテナ10の全長
lをパラメータとした電界強度分布を示している。すな
わち指向性パターンである。ポールアンテナ10の全長
lを、l=0.25λ、0.311λ…のように変える
と、指向性パターンも変化する。この特性を利用して、
打ち上げ角約0°〜45°の指向特性を得ることができ
る。この結果、図1に示した放射パターン3を、図5の
ように改善することができる。
【0012】図5は本発明の実施例に基づくアンテナ装
置を用いて得た放射パターンの平面図(A)と正面図
(B)を表す図である。本図を図1と対比させると、本
図の電波の放射パターン3の分布は変形させられ、所望
の放射パターンとなっている。すなわち、車両の前部席
にも後部席にも電波が十分到達しており、車室1内全域
を均一にカバーするような理想的な放射パターンとな
る。なお、図5に示す放射パターン3は、第1実施例の
みならず第2実施例においても得られる。
【0013】結局、第1実施例によれば、ポールアンテ
ナ10の長さ方向の全長を調整して、ポールアンテナ1
0からの電波の放射パターンを所望のパターンに設定す
ることが可能となる。この第1実施例を具体的に実現す
るための構造例について説明する。図6は図2のアンテ
ナ10の部分を示す断面図である。
【0014】アンテナ駆動用回路基板5の一部に孔部1
1が設けられている。そしてポールアンテナ10の一端
(図中の下端)を直接その孔部11に嵌合させる。ポー
ルアンテナ10の根元部分は、基板5の上面の回路パタ
ーン7にはんだ付けされる。基板5の下面には基板グラ
ンドプレーン12が形成される。かくしてポールアンテ
ナ10そのものを基板5に実装できる。
【0015】図7はポールアンテナ10のさらに詳細な
第1例(A)および第2例(B)を示す図である。本図
の第1例(A)では、ポールアンテナ10の一端(図中
の下端)がテーパ状をなす。本図の第2例(B)では、
ポールアンテナ10の先端部分の一部に笠状の基板止め
が形成される。
【0016】放射パターン3を所望の放射パターンにす
るための調整は、前述のとおりポールアンテナ10の全
長l、したがって基板5の上面からの突出部分の長さを
調整することにより簡単に行える。最後に実際の数値例
を示すと、適用周波数を2.45GHz とすると、λ/4
は約30mmとなる。実際にはアンテナ短縮率、導体比
(アンテナ長/径)に依存して、アンテナ長は約20mm
程度になる。
【0017】次に図3に全体構成を示した第2実施例に
ついて説明する。この第2実施例では、アンテナとして
λ/2ダイポールアンテナ20を用いて、第1実施例と
同様、図5に示した理想的な放射パターン3を得ること
ができる。図8はλ/2ダイポールアンテナ20の指向
特性を表す図である。本図の(A)〜(D)は、アンテ
ナ20の基板グランドプレーンからの高さhを種々変え
た場合、すなわち、h=1/4λ、1/2λ、3/4λ
および1λの場合の指向性パターンをそれぞれ示す。な
お、基板グランドプレーンは理想的な完全導体および大
きさであるものとする。また(A)〜(C)内に点線で
示す各曲線は、減衰時のパターンを表す。
【0018】λ/2ダイポールアンテナ20の高さhを
種々変えると、指向性パターンも変化する。この特性を
利用して、所望の垂直面指向特性パターンを得ることが
できる。この結果、図1に示した放射パターン3を既述
の図5のように改善することができる。結局、第2実施
例によれば、λ/2ダイポールアンテナ20の長さ方向
の配置を調整して、λ/2ダイポールアンテナ20から
の電波の放射パターンを所望のパターンに設定すること
が可能となる。
【0019】より具体的には、λ/2ダイポールアンテ
ナ20の、アンテナ駆動用回路基板5からの高さhを、
所定の値に設定する。図9は実際のλ/2ダイポールア
ンテナ20の構成例の正面図(A)と底面図(B)を表
す図である。本図によれば、λ/2ダイポールアンテナ
20は、該アンテナ20をなすアンテナ素子対21と、
これらアンテナ素子対21の給電点に給電するリード線
対22と、を一体にしたアンテナパッケージ23として
形成される。
【0020】さらに好ましくは、アンテナパッケージ2
3は、アンテナ素子対21とリード線対22とを、樹脂
24にて一体成形により構成する。この樹脂24として
は誘電率が1に近い材料からなるのが望ましい。例えば
テフロン(登録商標)である。かくして、アンテナを保
持かつ自立させる面実装タイプのアンテナパッケージ2
3が実現される。この場合、図9の部分25がはんだ付
け部となるから、はんだリフロー工程を採用して簡単に
実装可能となる。
【0021】図10はアンテナパッケージ23の第1変
形例(A)、第2変形例(B)および第3変形例(C)
を示す図である。図10の(A)は、アンテナ20の大
半を樹脂24で包囲するタイプ、(B)はアンテナ20
の中央付近のみを樹脂で支持するタイプ、(C)は矩形
の樹脂24((A)と(B))を円形にしたタイプであ
る。
【0022】放射パターン3を所望の放射パターンにす
るための調整は、前述のとおりλ/2ダイポールアンテ
ナ20の基板5からの高さhを調整することにより簡単
に行える。例えば、高さhが異なる何種類かのアンテナ
パッケージ23を予め準備しておいて、最適な1種をは
んだ付けすればよい。もし不適当なら別のアンテナパッ
ケージ23に付け替えればよい。はんだを用いるからそ
の着脱は簡単である。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、車
室等のハウジング内に所望の放射パターンを形成するこ
とができる。この場合、所望の放射パターンになるよう
に調整することが容易である、という利点がある。した
がって、車両の盗難防止用侵入検知センサシステムのア
ンテナ源に応用すれば、車室内の任意の位置での検知レ
ベルの調整が容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のアンテナ装置の基本モデルを用いて得
た放射パターンの平面図(A)と正面図(B)を表す図
である。
【図2】本発明に基づくアンテナ装置の第1実施例を示
す全体構成図である。
【図3】本発明に基づくアンテナ装置の第2実施例を示
す全体構成図である。
【図4】ポールアンテナ10の指向特性を表すパターン
図である。
【図5】本発明の実施例に基づくアンテナ装置を用いて
得た放射パターンの平面図(A)と正面図(B)を表す
図である。
【図6】図2のアンテナ10の部分を示す断面図であ
る。
【図7】ポールアンテナ10のさらに詳細な第1例
(A)および第2例(B)を示す図である。
【図8】λ/2ダイポールアンテナ20の指向特性を表
す図である。
【図9】実際のλ/2ダイポールアンテナ20の構成例
の正面図(A)と底面図(B)を表す図である。
【図10】アンテナパッケージ23の第1変形例
(A)、第2変形例(B)および第3変形例(C)を示
す図である。
【符号の説明】
1…車室(閉空間をなすハウジング) 2…アンテナ装置 3…電波の放射パターン 5…アンテナ駆動用回路基板 10…ポールアンテナ 11…孔部 12…基板グランドプレーン 20…λ/2ダイポールアンテナ 21…アンテナ素子対 22…リード線対 23…アンテナパッケージ 24…樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // H01Q 1/22 H01Q 1/22 A Fターム(参考) 5J021 AA01 AB02 AB03 DA02 GA01 GA08 HA10 JA10 5J046 AA04 AB06 AB07 MA08 5J047 AA04 AB06 AB07 EA06

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アンテナとアンテナ駆動用回路基板とを
    一体にしてなり、該アンテナの長さ方向の形態を調整自
    在に、該アンテナを該アンテナ駆動用回路基板に対しほ
    ぼ垂直に実装することを特徴とするアンテナ装置。
  2. 【請求項2】 前記アンテナが、ポールアンテナである
    ことを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。
  3. 【請求項3】 前記アンテナが、λ/2ダイポールアン
    テナであることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ
    装置。
  4. 【請求項4】 前記ポールアンテナの長さ方向の全長を
    調整して、該ポールアンテナからの電波の放射パターン
    を所望のパターンに設定することを特徴とする請求項2
    に記載のアンテナ装置。
  5. 【請求項5】 前記ポールアンテナの一端を直接、前記
    アンテナ駆動用回路基板に設けた孔部に嵌合させること
    を特徴とする請求項2に記載のアンテナ装置。
  6. 【請求項6】 前記ポールアンテナの一端がテーパ状を
    なすことを特徴とする請求項5に記載のアンテナ装置。
  7. 【請求項7】 前記テーパ状をなす前記ポールアンテナ
    の先端部分の一部に笠状の基板止めを設けることを特徴
    とする請求項6に記載のアンテナ装置。
  8. 【請求項8】 前記λ/2ダイポールアンテナの長さ方
    向の配置を調整して、該λ/2ダイポールアンテナから
    の電波の放射パターンを所望のパターンに設定すること
    を特徴とする請求項3に記載のアンテナ装置。
  9. 【請求項9】 前記λ/2ダイポールアンテナの、前記
    アンテナ駆動用回路基板からの高さを、所定の値に設定
    することを特徴とする請求項8に記載のアンテナ装置。
  10. 【請求項10】 前記アンテナが、前記λ/2ダイポー
    ルアンテナをなすアンテナ素子対と、該アンテナ素子対
    の給電点に給電するリード線対と、を一体にしたアンテ
    ナパッケージとして形成されることを特徴とする請求項
    8に記載のアンテナ装置。
  11. 【請求項11】 前記アンテナパッケージは、前記アン
    テナ素子対と前記リード線対とを、樹脂にて一体成形し
    てなることを特徴とする請求項10に記載のアンテナ装
    置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004260554A (ja) * 2003-02-26 2004-09-16 Nippon Soken Inc 侵入センサ用アンテナ
JP2017041879A (ja) * 2015-08-18 2017-02-23 ティーイー コネクティビティ ネーデルランド ビーヴイTE Connectivity Nederland BV 放射パターン同士間の干渉を低減したアンテナシステムおよびアンテナモジュール
JP2017069703A (ja) * 2015-09-29 2017-04-06 原田工業株式会社 アンテナ装置

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