JP2003168917A - Multi-frequency common antenna - Google Patents

Multi-frequency common antenna

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JP2003168917A
JP2003168917A JP2001369786A JP2001369786A JP2003168917A JP 2003168917 A JP2003168917 A JP 2003168917A JP 2001369786 A JP2001369786 A JP 2001369786A JP 2001369786 A JP2001369786 A JP 2001369786A JP 2003168917 A JP2003168917 A JP 2003168917A
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JP
Japan
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antenna
frequency
antenna element
ground plate
gain
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Application number
JP2001369786A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Sakamoto
浩二 坂本
Shinji Fukui
伸治 福井
Hiroharu Taketomi
弘治 武富
Akihiko Hayashi
林  昭彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Soken Inc
Original Assignee
Denso Corp
Nippon Soken Inc
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the gains of antenna elements operating in a plurality of frequency bands at the same time. <P>SOLUTION: The multi-frequency common antenna having a GPS antenna (wavelength λ<SB>1</SB>) 10, a VICS antenna (wavelength λ<SB>2</SB>) 20 and an ETC antenna (wavelength λ<SB>3</SB>) 30 formed on a ground plate 4 surface comprises a reflective conductor plate 5 with a distance (d) from the ground plate 4 so as to meet the equations (1)-(3), thereby improving the gains of the GPS and the VICS antennas at an elevation angle of 90° and the ETC antenna at an elevation angle of 60° at the same time, wherein (m), (n), (k) are natural numbers. ((2m-1)/4-0.1)λ<SB>1</SB>≤d≤((2m-1)/4+0.1)λ<SB>1</SB>... (1) ((2n-1)/4-0.1)λ<SB>2</SB>≤d≤((2n-1)/4+0.1)λ<SB>2</SB>... (2) (k/2-0.1)λ<SB>3</SB>≤d≤(k/2+0.1)λ<SB>3</SB>... (3). <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の周波数帯で
動作可能な多周波共用アンテナに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-frequency shared antenna that can operate in a plurality of frequency bands.

【0002】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
より、車載通信機器用のアンテナとして、例えばGPS
(Global Positioning System)信号とVICS(Vehic
le Information and Communication System)信号をそ
れぞれ受信できる共用アンテナが開発されている。車載
アンテナでは、特に、アンテナを車両に設置する上で、
スペース上の制限や車体を構成する金属の影響などを考
慮して、アンテナの小型化と高利得化という相反する要
求を満たす必要がある。このような共用アンテナとし
て、特開平7−297631号公報には、GPS信号用
のマイクロストリップアンテナの上にVICS信号用の
板状スロットアンテナを設けたものが示されている。こ
の従来技術は、予めGPS用アンテナは上方向(すなわ
ち仰角90°方向)、VICS用アンテナは水平方向の
感度が高くなるように設計されたものであるが、アンテ
ナを車体などの金属板に接近して設置した場合のアンテ
ナ利得については考慮されていない。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a GPS has been used as an antenna for in-vehicle communication equipment.
(Global Positioning System) signal and VICS (Vehic
le Information and Communication System) A common antenna that can receive each signal has been developed. In-vehicle antenna, especially when installing the antenna in the vehicle,
It is necessary to meet the contradictory requirements of miniaturization and high gain of the antenna in consideration of the space limitation and the influence of the metal constituting the vehicle body. As such a shared antenna, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-297631 discloses an antenna in which a plate-shaped slot antenna for VICS signals is provided on a microstrip antenna for GPS signals. In this conventional technique, the GPS antenna is designed in advance to have a high sensitivity in the upward direction (that is, the elevation angle of 90 °), and the VICS antenna is designed to have a high sensitivity in the horizontal direction. It does not take into account the antenna gain in the case of installation.

【0003】また、別の従来技術として、マイクロスト
リップアンテナのグランド板側にグランド板とλ/4な
いしλ/8(但し、λ:使用する電波の波長)の間隔を
隔てて金属板を配置することにより、天頂方向(仰角9
0°方向)の受信感度を低仰角方向よりも高めたものが
ある(特開2000−244229号公報)。しかし、
複数の周波数を受信する共用アンテナにおいて、いずれ
の周波数帯においても所望の利得となるようにすること
は示されていない。
As another conventional technique, a metal plate is arranged on the ground plate side of the microstrip antenna with a distance of λ / 4 to λ / 8 (where λ is the wavelength of the radio wave used) from the ground plate. Therefore, the zenith direction (elevation angle 9
There is one in which the reception sensitivity in the 0 ° direction is higher than that in the low elevation angle direction (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-244229). But,
It is not shown that a shared antenna that receives a plurality of frequencies has a desired gain in any frequency band.

【0004】本発明は上記点に鑑みて、複数の周波数帯
で夫々動作する複数のアンテナ素子の特定方向の利得を
同時に向上させることを目的とする。
In view of the above points, it is an object of the present invention to simultaneously improve the gain in a specific direction of a plurality of antenna elements that operate in a plurality of frequency bands.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明は、グランド板の表面に第1
周波数を含む帯域で動作する第1のアンテナ素子と第2
周波数を含む帯域で動作する第2のアンテナ素子とが設
けられた多周波共用アンテナであって、前記グランド板
の裏面側に該裏面と平行に所定距離d隔てて反射導体板
を設け、前記所定距離dが、第1周波数および第2周波
数の自由空間でのそれぞれの波長λ1,λ2、および自然
数m,nに対して、 ((2m−1)/4−0.1)λ1≦d≦((2m−
1)/4+0.1)λ1 かつ、 ((2n−1)/4−0.1)λ2≦d≦((2n−
1)/4+0.1)λ2 を満たすことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is characterized in that the first surface is provided on the ground plate.
A first antenna element and a second antenna element operating in a band including frequency
A multi-frequency shared antenna provided with a second antenna element that operates in a band including a frequency, wherein a reflective conductor plate is provided on the back side of the ground plate in parallel with the back face at a predetermined distance d, and the predetermined The distance d is ((2m−1) /4−0.1) λ 1 ≦ for the respective wavelengths λ 1 and λ 2 in the free space of the first frequency and the second frequency and the natural numbers m and n. d ≦ ((2m-
1) /4+0.1) λ 1 and ((2n−1) /4−0.1) λ 2 ≦ d ≦ ((2n−
It is characterized in that 1) /4+0.1) λ 2 is satisfied.

【0006】この発明によれば、グランド板から所定の
距離d隔てて設けられた反射導体板により、第1のアン
テナ素子も第2のアンテナ素子も共に、アンテナ素子か
らの放射波と反射導体板からの反射波とがアンテナ正面
方向すなわち仰角90°方向で同相となるため、どちら
のアンテナ素子の正面方向の利得をも同時に向上させる
ことができる。
According to the present invention, both the first antenna element and the second antenna element are radiated from the antenna element and the reflection conductor plate by the reflection conductor plate provided at a predetermined distance d from the ground plate. Since the reflected wave from is in phase with the front direction of the antenna, that is, with the elevation angle of 90 °, it is possible to simultaneously improve the gain in the front direction of either antenna element.

【0007】また、請求項2に記載の発明は、グランド
板の表面に第1周波数を含む帯域で動作する第1のアン
テナ素子と第2周波数を含む帯域で動作する第2のアン
テナ素子とが設けられた多周波共用アンテナであって、
前記グランド板の裏面側に該裏面と平行に所定距離d隔
てて反射導体板を設け、前記所定距離dが、第1周波数
および第2周波数の自由空間でのそれぞれの波長λ1
λ2、および自然数m,nに対して、 ((2m−1)/4−0.1)λ1≦d≦((2m−
1)/4+0.1)λ1 かつ、 (n/2−0.1)λ2≦d≦(n/2+0.1)λ2 を満たすことを特徴とする。
According to the second aspect of the invention, the first antenna element operating in the band including the first frequency and the second antenna element operating in the band including the second frequency are provided on the surface of the ground plate. A multi-frequency shared antenna provided,
A reflective conductor plate is provided on the back surface side of the ground plate in parallel with the back surface at a predetermined distance d, and the predetermined distance d has respective wavelengths λ 1 , in the free space of the first frequency and the second frequency,
With respect to λ 2 and natural numbers m and n, ((2m−1) /4−0.1) λ 1 ≦ d ≦ ((2m−
1) /4+0.1) λ 1 and (n / 2-0.1) λ 2 ≦ d ≦ (n / 2 + 0.1) λ 2 are satisfied.

【0008】この発明によれば、グランド板から所定の
距離d隔てて設けられた反射導体板により、第1のアン
テナ素子からの放射波と反射導体板からの反射波とがア
ンテナ正面方向すなわち仰角90°方向で同相となるた
め正面方向の利得を向上させることができると共に、第
2のアンテナ素子からの放射波と反射導体板からの反射
波とがアンテナ素子の正面方向で逆相になるため正面方
向の利得が減少し仰角60°方向の利得を向上させるこ
とができる。
According to this invention, the radiation wave from the first antenna element and the reflection wave from the reflection conductor plate are directed toward the front of the antenna, that is, the elevation angle, by the reflection conductor plate provided at a predetermined distance d from the ground plate. Since the same phase is obtained in the 90 ° direction, the gain in the front direction can be improved, and the radiation wave from the second antenna element and the reflection wave from the reflection conductor plate have opposite phases in the front direction of the antenna element. The gain in the front direction is reduced, and the gain in the direction of the elevation angle of 60 ° can be improved.

【0009】さらに、請求項3に記載の発明のように、
グランド板の表面に第1周波数を含む帯域で動作する第
1のアンテナ素子と第2周波数を含む帯域で動作する第
2のアンテナ素子と第3周波数を含む帯域で動作する第
3のアンテナ素子とが設けられた多周波共用アンテナで
あって、前記グランド板の裏面側に該裏面と平行に所定
距離d隔てて反射導体板を設け、前記所定距離dが、第
1ないし第3周波数の自由空間でのそれぞれの波長
λ1,λ2,λ3、および自然数m,n,kに対して、 ((2m−1)/4−0.1)λ1≦d≦((2m−
1)/4+0.1)λ1 かつ、 ((2n−1)/4−0.1)λ2≦d≦((2n−
1)/4+0.1)λ2 かつ、 (k/2−0.1)λ3≦d≦(k/2+0.1)λ3 を満たすようにすれば、第1および第2のアンテナ素子
は仰角90°方向の利得を、第3のアンテナ素子は仰角
60°方向の利得を、それぞれ同時に向上させることが
できる。
Further, as in the invention described in claim 3,
A first antenna element operating in a band including the first frequency, a second antenna element operating in a band including the second frequency, and a third antenna element operating in a band including the third frequency on the surface of the ground plate; Is a multi-frequency shared antenna, wherein a reflection conductor plate is provided on the back side of the ground plate in parallel with the back face at a predetermined distance d, and the predetermined distance d is a free space having first to third frequencies. At wavelengths λ 1 , λ 2 , λ 3 and natural numbers m, n, k at ((2m−1) /4−0.1) λ 1 ≦ d ≦ ((2m−
1) /4+0.1) λ 1 and ((2n−1) /4−0.1) λ 2 ≦ d ≦ ((2n−
1) /4+0.1) λ 2 and (k / 2−0.1) λ 3 ≦ d ≦ (k / 2 + 0.1) λ 3 are satisfied, the first and second antenna elements are The gain in the elevation angle direction of 90 ° and the gain of the third antenna element in the elevation angle direction of 60 ° can be simultaneously improved.

【0010】なお、この場合、請求項4に記載の発明の
ように、前記反射導体板の面積を前記グランド板の面積
よりも大きくすることにより、各アンテナ素子の利得向
上の効果を高めることができる。
In this case, the effect of improving the gain of each antenna element can be enhanced by making the area of the reflective conductor plate larger than the area of the ground plate as in the invention of claim 4. it can.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図面を用いて本発明の実施形態を
詳細に説明する。本実施形態の多周波共用アンテナ1は
図1の斜視図に示すように、40mm×40mmの大き
さのアンテナ基板としてのグランド板4の表面に、1.
575GHz帯のGPS信号を受信するGPSアンテナ
素子10と、2.4997GHz帯のVICS信号を受
信するVICSアンテナ素子20と、5.8GHz帯の
ETC(Electronic Toll Collection)信号を送受する
ETCアンテナ素子30とが形成されている。これら、
GPSアンテナ素子10、VICSアンテナ素子20お
よびETCアンテナ素子30は、グランド板4の表面に
それぞれ形成された誘電体層12,22,32の表面に
放射素子11,21,31が配置されている。なお以下
では、各信号の自由空間での波長は、GPS信号の波長
λ1=190(mm)、VICS信号の波長λ2=122
(mm)、ETC信号の波長λ3=52(mm)として
いる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in the perspective view of FIG. 1, the multi-frequency shared antenna 1 according to the present embodiment has a surface of a ground plate 4 as an antenna substrate having a size of 40 mm × 40 mm.
A GPS antenna element 10 that receives a GPS signal in the 575 GHz band, a VICS antenna element 20 that receives a VICS signal in the 2.4997 GHz band, and an ETC antenna element 30 that sends and receives an ETC (Electronic Toll Collection) signal in the 5.8 GHz band. Are formed. these,
In the GPS antenna element 10, the VICS antenna element 20, and the ETC antenna element 30, the radiating elements 11, 21, 31 are arranged on the surfaces of the dielectric layers 12, 22, 32 formed on the surface of the ground plate 4, respectively. In the following, the wavelengths of the respective signals in free space are the wavelength λ 1 of the GPS signal λ 1 = 190 (mm) and the wavelength λ 2 of the VICS signal λ 2 = 122.
(Mm) and the wavelength of the ETC signal is λ 3 = 52 (mm).

【0012】さらに、グランド板4の裏面側、すなわち
多周波共用アンテナ1の背面側に、グランド板4と距離
d隔てて、200mm×200mmの大きさの反射導体
板5が配置されている。なお、グランド板4は反射導体
板5に垂直に投影すると、その投影面は反射導体板5に
完全に含まれるように配置されている。
Further, a reflective conductor plate 5 having a size of 200 mm × 200 mm is arranged on the back surface side of the ground plate 4, that is, the back surface side of the multi-frequency shared antenna 1, at a distance d from the ground plate 4. When the ground plate 4 is projected vertically on the reflective conductor plate 5, the projection surface is arranged so as to be completely included in the reflective conductor plate 5.

【0013】ここで、GPSアンテナ素子10を例にと
り、グランド板4と反射導体板5との距離dとアンテナ
利得との関係について説明する。図2、図3、図4は、
それぞれ、反射導体板5を用いないGPSアンテナ素子
10のみの場合、d=0.25λ1=48(mm)の場
合、およびd=0.5λ1=95(mm)の場合のそれ
ぞれの指向性の測定値を示す線図である。
Here, the relationship between the antenna gain and the distance d between the ground plate 4 and the reflective conductor plate 5 will be described by taking the GPS antenna element 10 as an example. 2, FIG. 3, and FIG.
Directivity in the case of only the GPS antenna element 10 not using the reflective conductor plate 5, in the case of d = 0.25λ 1 = 48 (mm), and in the case of d = 0.5λ 1 = 95 (mm) It is a diagram showing the measured value of.

【0014】d=0.25λ1の位置に反射導体板5を
置くことにより、アンテナからの放射波と反射導体板5
からの反射波とが仰角90°の正面方向で同相となり正
面方向の利得が向上することがわかる(図3参照)。
By placing the reflection conductor plate 5 at the position of d = 0.25λ 1 , the radiation wave from the antenna and the reflection conductor plate 5 can be obtained.
It can be seen that the reflected wave from is in phase with the elevation direction of 90 ° in the front direction and the gain in the front direction is improved (see FIG. 3).

【0015】また、図5には、GPSアンテナ素子10
において、距離dに対する仰角90°方向の利得の周期
的な変化を測定した結果を示す。図5より、2〜3dB
i以上の利得が得られる、すなわち、正面方向の利得向
上効果があるのは、d=0.15λ〜0.35λ、およ
び、d=0.65λ〜0.85λの範囲であり、このよ
うな変化は、半波長毎に周期的に現れると考えられる。
Further, FIG. 5 shows the GPS antenna element 10
In, the result of measuring the periodic change of the gain in the direction of the elevation angle of 90 ° with respect to the distance d is shown. From FIG. 5, 2-3 dB
It is in the range of d = 0.15λ to 0.35λ and d = 0.65λ to 0.85λ that the gain of i or more, that is, the effect of improving the gain in the front direction is obtained. It is considered that the change appears periodically every half wavelength.

【0016】以上のことから、仰角90°方向の利得を
向上できるグランド板4と反射導体板5との距離dは、
対象とする電波の自由空間での波長λおよび自然数m
(m=1,2,…)に対して、 ((2m−1)/4−0.1)λ≦d≦((2m−1)
/4+0.1)λ で規定される範囲に定めることができる。
From the above, the distance d between the ground plate 4 and the reflective conductor plate 5 capable of improving the gain in the direction of elevation angle of 90 ° is
Wavelength λ and natural number m of the target radio wave in free space
For (m = 1, 2, ...), ((2m−1) /4−0.1) λ ≦ d ≦ ((2m−1)
/4+0.1)λ can be set.

【0017】したがって、異なる周波数帯の波長λ1
λ2の電波に対して、同時に仰角90°方向の利得を向
上させるには、自然数m,n(m,n=1,2,…)に
対して、
Therefore, the wavelengths λ 1 of different frequency bands,
In order to simultaneously improve the gain in the direction of the elevation angle of 90 ° for the radio wave of λ 2 , for natural numbers m, n (m, n = 1, 2, ...),

【0018】[0018]

【数1】((2m−1)/4−0.1)λ1≦d≦
((2m−1)/4+0.1)λ1 かつ、
## EQU1 ## ((2m-1) /4-0.1) λ 1 ≤d≤
((2m-1) /4+0.1) λ 1 and

【0019】[0019]

【数2】((2n−1)/4−0.1)λ2≦d≦
((2n−1)/4+0.1)λ2 を満たすように距離dを決めればよい。
## EQU2 ## ((2n-1) /4-0.1) λ 2 ≤d≤
The distance d may be determined so as to satisfy ((2n−1) /4+0.1) λ 2 .

【0020】一方、d=0.5λの位置に反射導体板5
を置くと、放射波と反射波とが正面方向で逆相になるた
め、正面方向の利得が減少し仰角60°方向で利得が高
くなっている(図4参照)。
On the other hand, the reflective conductor plate 5 is placed at the position of d = 0.5λ.
When, is placed, the radiated wave and the reflected wave have opposite phases in the front direction, so the gain in the front direction decreases and the gain increases in the elevation angle direction of 60 ° (see FIG. 4).

【0021】このことより、仰角60°方向の利得を向
上できるグランド板4と反射導体板5との距離dは、対
象とする電波の自由空間での波長λ3および自然数k
(k=1,2,…)に対して、
Therefore, the distance d between the ground plate 4 and the reflection conductor plate 5 capable of improving the gain in the direction of elevation angle of 60 ° is the wavelength λ 3 of the target radio wave in the free space and the natural number k.
For (k = 1, 2, ...),

【0022】[0022]

【数3】 (k/2−0.1)λ3≦d≦(k/2+0.1)λ3 で規定される範囲に定めることができる。Equation 3] (k / 2-0.1) λ 3 ≦ d ≦ (k / 2 + 0.1) it can be determined within a region defined by a lambda 3.

【0023】ところで、GPSアンテナおよびVICS
アンテナは、動作時にはそれらの電波源であるGPS衛
星や電波ビーコンアンテナが車両の天頂方向(すなわち
仰角90°方向)に存在しているので、仰角90°方向
の利得が大きいことが必要である。また、ETCアンテ
ナは、電波源である料金所ゲートのアンテナが車両より
仰角が約60°の方向にあるときに通信を行うことか
ら、仰角60°の利得が大きいことが必要である。
By the way, the GPS antenna and VICS
Since the GPS satellites and radio wave beacon antennas, which are the radio wave sources thereof, are present in the zenith direction of the vehicle (that is, in the elevation angle 90 ° direction), the antenna must have a large gain in the elevation angle 90 ° direction during operation. Further, since the ETC antenna communicates when the antenna of the toll gate, which is a radio wave source, has an elevation angle of about 60 ° from the vehicle, it is necessary to have a large gain at an elevation angle of 60 °.

【0024】以上のことから、GPS信号(1.575
GHz、λ1=190mm)、VICS信号(2.49
97GHz、λ2=122mm)およびETC信号
(5.8GHz、λ3=52mm)を同時に受信可能な
多周波共用アンテナ1のグランド板4と反射導体板5と
の間の距離dについて上記数式1〜数式3で定められ
る、GPSアンテナ素子10およびVICSアンテナ素
子20の仰角90°方向の利得が向上する距離dの範
囲、および、ETCアンテナ素子30の仰角60°方向
の利得が向上する距離dの範囲を、図6に矢印で示す。
図中、各矢印範囲の中点付近で、夫々のアンテナ利得が
極大となる。
From the above, the GPS signal (1.575
GHz, λ 1 = 190 mm), VICS signal (2.49)
97 GHz, λ 2 = 122 mm) and the ETC signal (5.8 GHz, λ 3 = 52 mm) can be simultaneously received. A range of a distance d in which the gain of the GPS antenna element 10 and the VICS antenna element 20 in the direction of an elevation angle of 90 ° is improved, and a range of a distance d in which the gain of the ETC antenna element 30 is improved in the direction of an elevation angle of 60 °, which are defined by Expression 3. Is indicated by an arrow in FIG.
In the figure, each antenna gain becomes maximum near the midpoint of each arrow range.

【0025】これより、多周波共用アンテナ1がGPS
アンテナ素子10およびVICSアンテナ素子20の2
つのアンテナ素子からなる場合、dが約40mmおよび
140〜164mmの位置に反射導体板5を配置すれ
ば、両アンテナ素子の仰角90°方向の利得を同時に向
上させることができる。
From this, the multi-frequency common antenna 1 is GPS
2 of the antenna element 10 and the VICS antenna element 20
In the case of one antenna element, if the reflective conductor plate 5 is arranged at the positions where d is about 40 mm and 140 to 164 mm, the gains of both antenna elements in the elevation angle 90 ° direction can be simultaneously improved.

【0026】また、多周波共用アンテナ1がGPSアン
テナ素子10、VICSアンテナ素子20およびETC
アンテナ素子30の3つのアンテナ素子からなる場合、
dが約155mmの位置に反射導体板5を配置すれば、
GPSアンテナ素子10およびVICSアンテナ素子2
0の仰角90°方向の利得と、ETCアンテナ素子30
の仰角60°方向の利得とを同時に向上させることがで
きる。なお、この場合、d=30mm付近にも所望の利
得が得られる最適位置が存在し得るが、図5より、dが
0.15λより小さい範囲ではdの大きさにより利得が
急激に変化するため、アンテナ素子の配置に特に注意す
る必要がある。
Further, the multi-frequency shared antenna 1 includes the GPS antenna element 10, the VICS antenna element 20 and the ETC.
When the antenna element 30 includes three antenna elements,
If the reflective conductor plate 5 is arranged at a position where d is about 155 mm,
GPS antenna element 10 and VICS antenna element 2
0 in the direction of the elevation angle of 90 ° and the ETC antenna element 30
It is possible to simultaneously improve the gain in the direction of the elevation angle of 60 °. In this case, the optimum position where the desired gain is obtained may exist near d = 30 mm. However, as shown in FIG. 5, in the range where d is smaller than 0.15λ, the gain drastically changes depending on the size of d. It is necessary to pay particular attention to the placement of antenna elements.

【0027】以上説明したように、動作周波数の異なる
複数のアンテナ素子が同一基板(グランド板)上にある
多周波共用アンテナにおいて、各波長の周期性を考慮し
た上記数式1〜数式3を同時に満足するアンテナの背面
側の位置に反射導体板を配置することにより、全てのア
ンテナ素子の夫々必要な方向の利得向上が可能となり、
例えば車室内に配置するために小型化されたアンテナ装
置でも、アンテナ周辺のフロントガラスや車体の金属部
材等の影響による利得低下を補うことができ、車載アン
テナとして良好な利得が確保できる。
As described above, in a multi-frequency shared antenna in which a plurality of antenna elements having different operating frequencies are on the same substrate (ground plate), the above equations (1) to (3) considering the periodicity of each wavelength are simultaneously satisfied. By arranging the reflective conductor plate at the position on the back side of the antenna to be used, it is possible to improve the gain of all the antenna elements in the necessary directions,
For example, even an antenna device that is miniaturized to be placed in a vehicle compartment can compensate for a decrease in gain due to the influence of the windshield around the antenna, a metal member of the vehicle body, and the like, and a good gain as an on-vehicle antenna can be secured.

【0028】なお、反射導体板5は所定面積の導電性の
平板であればよく、車両内部、すなわちダッシュボード
下方にある金属、例えばカーオーディオ機器の筐体や車
体の補強板などを利用することができる。
The reflective conductor plate 5 may be a conductive flat plate having a predetermined area, and a metal inside the vehicle, that is, below the dashboard, such as a car audio equipment casing or a vehicle body reinforcement plate, may be used. You can

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施形態の全体構成を示す斜視図であ
る。
FIG. 1 is a perspective view showing an overall configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】GPSアンテナ素子の仰角方向の指向性を表わ
す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the directivity in the elevation direction of a GPS antenna element.

【図3】GPSアンテナ素子の背面側のd=0.25λ
の位置に反射導体板を配置したときの仰角方向の指向性
を表わす図である。
FIG. 3 is d = 0.25λ on the back side of the GPS antenna element
It is a figure showing the directivity in an elevation angle direction when a reflective conductor plate is arrange | positioned at the position of.

【図4】GPSアンテナ素子の背面側のd=0.5λの
位置に反射導体板を配置したときの仰角方向の指向性を
表わす図である。
FIG. 4 is a diagram showing directivity in an elevation direction when a reflective conductor plate is arranged at a position of d = 0.5λ on the back side of the GPS antenna element.

【図5】GPSアンテナ素子の仰角90°方向の利得と
反射導体板の配置位置dとの関係を表わす図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a gain of a GPS antenna element in the direction of an elevation angle of 90 ° and an arrangement position d of a reflective conductor plate.

【図6】GPSアンテナ、VICSアンテナおよびET
Cアンテナの各所望の利得が得られる反射導体板の位置
を示す図である。
FIG. 6 GPS antenna, VICS antenna and ET
It is a figure which shows the position of the reflective conductor board which can obtain each desired gain of C antenna.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…多周波共用アンテナ、10…GPSアンテナ素子、
20…VICSアンテナ素子、30…ETCアンテナ素
子、11,21,31…放射素子、12,22,32…
誘電体層、4…グランド板(アンテナ基板)、5…反射
導体板。
1 ... Multi-frequency shared antenna, 10 ... GPS antenna element,
20 ... VICS antenna element, 30 ... ETC antenna element, 11, 21, 31 ... Radiating element, 12, 22, 32 ...
Dielectric layer, 4 ... Ground plate (antenna substrate), 5 ... Reflective conductor plate.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福井 伸治 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 武富 弘治 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 林 昭彦 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 Fターム(参考) 5J045 AA05 AA21 DA08 DA10 FA08 NA01 NA02    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Shinji Fukui             14 Iwatani Shimohakaku-cho, Nishio-shi, Aichi Stock Association             Company Japan Auto Parts Research Institute (72) Inventor Koji Taketomi             1-1, Showa-cho, Kariya city, Aichi stock market             Inside the company DENSO (72) Inventor Akihiko Hayashi             1-1, Showa-cho, Kariya city, Aichi stock market             Inside the company DENSO F-term (reference) 5J045 AA05 AA21 DA08 DA10 FA08                       NA01 NA02

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 グランド板の表面に第1周波数を含む帯
域で動作する第1のアンテナ素子と第2周波数を含む帯
域で動作する第2のアンテナ素子とが設けられた多周波
共用アンテナであって、 前記グランド板の裏面側に該裏面と平行に所定距離d隔
てて反射導体板を設け、 前記所定距離dが、第1周波数および第2周波数の自由
空間でのそれぞれの波長λ1,λ2、および自然数m,n
に対して、 ((2m−1)/4−0.1)λ1≦d≦((2m−
1)/4+0.1)λ1 かつ、 ((2n−1)/4−0.1)λ2≦d≦((2n−
1)/4+0.1)λ2 を満たすことを特徴とする多周波共用アンテナ。
1. A multi-frequency shared antenna having a surface of a ground plate provided with a first antenna element operating in a band including a first frequency and a second antenna element operating in a band including a second frequency. A reflective conductor plate is provided on the back surface side of the ground plate in parallel with the back surface at a predetermined distance d, and the predetermined distance d is the respective wavelengths λ 1 , λ in the free space of the first frequency and the second frequency. 2 and natural numbers m and n
With respect to ((2m−1) /4−0.1) λ 1 ≦ d ≦ ((2m−
1) /4+0.1) λ 1 and ((2n−1) /4−0.1) λ 2 ≦ d ≦ ((2n−
A multi-frequency shared antenna, characterized in that it satisfies 1) /4+0.1) λ 2 .
【請求項2】 グランド板の表面に第1周波数を含む帯
域で動作する第1のアンテナ素子と第2周波数を含む帯
域で動作する第2のアンテナ素子とが設けられた多周波
共用アンテナであって、 前記グランド板の裏面側に該裏面と平行に所定距離d隔
てて反射導体板を設け、 前記所定距離dが、第1周波数および第2周波数の自由
空間でのそれぞれの波長λ1,λ2、および自然数m,n
に対して、 ((2m−1)/4−0.1)λ1≦d≦((2m−
1)/4+0.1)λ1 かつ、 (n/2−0.1)λ2≦d≦(n/2+0.1)λ2 を満たすことを特徴とする多周波共用アンテナ。
2. A multi-frequency shared antenna having a surface of a ground plate provided with a first antenna element operating in a band including a first frequency and a second antenna element operating in a band including a second frequency. A reflective conductor plate is provided on the back surface side of the ground plate in parallel with the back surface at a predetermined distance d, and the predetermined distance d is the respective wavelengths λ 1 , λ in the free space of the first frequency and the second frequency. 2 and natural numbers m and n
With respect to ((2m−1) /4−0.1) λ 1 ≦ d ≦ ((2m−
1) /4+0.1) λ 1 and (n / 2-0.1) λ 2 ≦ d ≦ (n / 2 + 0.1) λ 2 are satisfied.
【請求項3】 グランド板の表面に第1周波数を含む帯
域で動作する第1のアンテナ素子と第2周波数を含む帯
域で動作する第2のアンテナ素子と第3周波数を含む帯
域で動作する第3のアンテナ素子とが設けられた多周波
共用アンテナであって、 前記グランド板の裏面側に該裏面と平行に所定距離d隔
てて反射導体板を設け、 前記所定距離dが、第1ないし第3周波数の自由空間で
のそれぞれの波長λ1,λ2,λ3、および自然数m,
n,kに対して、 ((2m−1)/4−0.1)λ1≦d≦((2m−
1)/4+0.1)λ1 かつ、 ((2n−1)/4−0.1)λ2≦d≦((2n−
1)/4+0.1)λ2 かつ、 (k/2−0.1)λ3≦d≦(k/2+0.1)λ3 を満たすことを特徴とする多周波共用アンテナ。
3. A first antenna element operating in a band including a first frequency, a second antenna element operating in a band including a second frequency, and a second antenna element operating in a band including a third frequency on a surface of a ground plate. A multi-frequency shared antenna provided with an antenna element of No. 3, wherein a reflective conductor plate is provided on the back surface side of the ground plate in parallel with the back surface at a predetermined distance d, and the predetermined distance d is from the first to the first. Wavelengths λ 1 , λ 2 , λ 3 in free space of three frequencies, and a natural number m,
For (n, k), ((2m-1) /4-0.1)? 1 ? d? ((2m-
1) /4+0.1) λ 1 and ((2n−1) /4−0.1) λ 2 ≦ d ≦ ((2n−
1) /4+0.1) λ 2 and (k / 2−0.1) λ 3 ≦ d ≦ (k / 2 + 0.1) λ 3 are satisfied.
【請求項4】 前記反射導体板の面積は前記グランド板
の面積よりも大きいことを特徴とする請求項1ないし請
求項3のいずれかに記載の多周波共用アンテナ。
4. The multi-frequency shared antenna according to claim 1, wherein an area of the reflective conductor plate is larger than an area of the ground plate.
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JP2011130115A (en) * 2009-12-16 2011-06-30 Denso Corp Combo antenna apparatus for vehicle
KR20220066761A (en) * 2020-11-16 2022-05-24 주식회사 핏투게더 Device for tracking sports participants

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