JP2003283230A

JP2003283230A - アンテナ

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Publication number: JP2003283230A
Application number: JP2003056957A
Authority: JP
Inventors: David Frederick Jordan; フレデリックジョーダンデビッド; Thomas S Laubner; シャーマンローブナートーマス
Original assignee: MA Com Inc
Current assignee: MA Com Inc
Priority date: 2002-03-04
Filing date: 2003-03-04
Publication date: 2003-10-03
Also published as: DE60311913D1; US20030164800A1; CA2420814A1; DE60311913T2; US6919853B2; EP1365475B1; EP1365475A1; ES2282571T3

Abstract

(57)【要約】【課題】自動車産業で使用する通信システムとともに
使用する、コンパクトで見た目のよいマルチバンドアン
テナを提供する。【解決手段】通信システムとともに使用するマルチバ
ンドアンテナであって、ＰＣＳ周波数帯域で動作する第
１のスロットアンテナ１０３、およびＡＭＰＳ周波数帯
域で動作する第２のスロットアンテナ１０５を含む放射
要素と、放射要素に結合されたリフレクタ２０３と、第
１のスロットアンテナ１０３および第２のスロットアン
テナ１０５に給電するための少なくとも１本の伝送線１
０７とを具備している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアンテナに関し、よ
り詳細には、自動車産業で使用するマルチバンドアンテ
ナに関する。

【０００２】

【従来の技術】アンテナは、長年自動車で使用されてい
る。最初、アンテナは、カーラジオの信号を受信できる
ようにするために自動車に取り付けられていた。車両の
フェンダの１つから突出するラジオ受信用のホイップア
ンテナがほとんどの自動車での標準であった。その後、
自動車のフロントガラス内に埋め込まれる、またはフロ
ントガラスの内側に貼り付けられるアンテナが開発され
た。こうしたイングラス（ｉｎ−ｇｌａｓｓ）またはオ
ングラス（ｏｎ−ｇｌａｓｓ）のアンテナは、フロント
ガラスの外周を通っており、ホイップアンテナより目立
たず、天候、破壊行為（ｖａｎｄａｌｉｓｍ）などの外
的要素による損傷を受けにくくなった。

【０００３】現在、自動車産業では、複雑なオンボード
通信システムが使用されている。車両製造メーカーは、
組込み式の電話通信システム、衛星航法（ＧＰＳ）シス
テムなどの特徴をもつシステムを提供している。こうし
た複雑なシステムの導入とともに、それに応じて必要と
されるアンテナの複雑さが増してきた。こうしたシステ
ムは、いくつかの周波数帯域で信号を送受信できるアン
テナを必要とする。パーソナル通信サービス（ＰＣＳ）
の帯域、および改良型移動電話サービス（ＡＭＰＳ）
（ＡｄｖａｎｃｅＭｏｂｉｌｅＰｈｏｎｅＳｅｒ
ｖｉｃｅ）の帯域が、携帯式電話通信に使用される最も
一般的な周波数帯域であり、ＰＣＳ帯域は主にデジタル
伝送に、ＡＭＰＳ帯域は主にアナログ伝送に使用され
る。衛星航法システムは、ＧＰＳ帯域として知られる第
３の別の周波数帯域内で動作する。

【０００４】いくつかのタイプのアンテナが、こうした
種類の通信システムとともに使用されている。単極アン
テナ、ダイポールアンテナ、およびスロットアンテナ
が、使用されているよく知られているタイプのアンテナ
の例である。こうしたシステムの主流の受信モードは垂
直偏波である。単極アンテナおよびダイポールアンテナ
は、アンテナの向きと同じ方向の偏波を提供し、一方ス
ロットアンテナは、アンテナの向きに垂直な偏波を提供
する。例えば、標準の単極または双極のホイップアンテ
ナは、所望の垂直偏波を得るために垂直に向ける必要が
あることになる。スロットアンテナは、所望の垂直偏波
を得るために水平に向ける必要があることになる。数年
の間、垂直に向いたホイップアンテナが、移動電話の受
信用に車両の屋根、フェンダ、後部ガラス（ｒｅａｒ
ｗｉｎｄｓｈｉｅｌｄ）で使用されていた。

【０００５】ＰＣＳ信号およびＡＭＰＳ信号の偏波の主
要なモードは本来垂直であるが、多くのプロバイダはダ
イバシティ偏波（ｄｉｖｅｒｓｉｔｙｐｏｌａｒｉｚ
ａｔｉｏｎ）も提供する。ダイバシティ偏波とは、受信
困難な受信範囲（ｃｏｖｅｒａｇｅ）エリアで最適な受
信範囲を提供するように、垂直、水平、およびある形の
斜め偏波（斜め偏波は垂直と水平の間のある角度にあ
る）の間で信号を切り替えることができることを意味す
る。ダイバシティ偏波によって、システムは、構造物お
よび地形から反射する信号に起因する偏波の変化を補償
することができる。

【０００６】外付けの垂直ホイップアンテナにはいくつ
かの不利な点がある。まず、見た目によくない。また、
天候、破壊行為、自動洗車機などの外力による損傷を容
易に受けやすい。車両の設計者の間には、以前ラジオ受
信の場合に行われたのと同じように、外付けのホイップ
アンテナを取り除き、オングラスアンテナに取り替えた
いという願望がある。

【０００７】現在使用されている複雑な通信システム用
のオングラスアンテナによって、新たな問題が生じてい
る。ダイポールアンテナは、いくつかの理由でオングラ
スの用途には適さない。まず、所望の垂直偏波を得るに
は、アンテナをフロントガラス上で垂直に向ける必要が
ある。このタイプのアンテナをフロントガラス上で垂直
に向けることは問題である。というのは、運転者の視界
を妨げるからである。さらに、ダイポールアンテナは、
アンテナ軸に垂直な平面で、後ろの車室内へも含めて全
方向に放射する。したがって、車両の乗員は、アンテナ
から放射される信号エネルギーにさらされる。最近で
は、こうした放射の人体へのあり得る弊害に関する問題
が広く知られるようになってきた。ＲＦ信号が後ろの車
室内に放射するのを防ぐために、ある種のリフレクタシ
ールドを追加することは、必要なシールドのサイズ上の
理由で、またこうしたシールドを追加した結果運転者の
視界を妨げる可能性があるため、実用的ではない。最後
に、垂直に向いたダイポールアンテナは、ダイバシティ
偏波信号を受信しない。

【０００８】サイズが小さく、指向性の性質をもつこと
から、リフレクタ付きのパッチアンテナが使用されてき
た。しかし、放射が車室内に入るのを回避することは望
ましいが、車両の外側の全方向への放射は、最適なアン
テナ性能を得るためには好ましい。例えば、パッチアン
テナのビーム幅は本来細く、その結果、車両の用途の場
合、パッチアンテナでは所望の性能が得られない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】既存のアンテナの限界
なしに優れた性能を提供するアンテナを得ることが望ま
しい。見た目によく、運転者の視界を妨げないように、
コンパクトなアンテナユニットを得ることが望ましい。
高レベルな信号の送受信を確実に行えるように、アンテ
ナが、車両の前、車両の垂直方向上および後ろのいずれ
においても完全な受信範囲を有することが望ましい。最
後に、車両の乗員が信号エネルギーにさらされないよう
に、車両の客室内へのアンテナからの放射量を最低限に
抑えることが望ましい。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項１に
係るアンテナは、通信システムとともに使用するマルチ
バンドアンテナであって、ＰＣＳ周波数帯域で動作する
第１のスロットアンテナ、およびＡＭＰＳ周波数帯域で
動作する第２のスロットアンテナを含む放射要素と、該
放射要素に結合されたリフレクタと、前記第１および第
２のスロットアンテナに給電するための少なくとも１本
の伝送線とを具備することを特徴としている。

【００１１】本発明のうち請求項２に係るアンテナは、
請求項１記載の発明において、前記放射要素が印刷回路
基板材料で構成されることを特徴としている。本発明の
うち請求項３に係るアンテナは、請求項２記載の発明に
おいて、前記印刷回路基板材料がＦＲ４で形成されるこ
とを特徴としている。本発明のうち請求項４に係るアン
テナは、請求項１記載の発明において、前記放射要素が
ＧＰＳパッチアンテナをさらに具備することを特徴とし
ている。

【００１２】本発明のうち請求項５に係るアンテナは、
請求項１記載の発明において、前記放射要素に結合され
た前記リフレクタがほぼ矩形の形状であることを特徴と
している。本発明のうち請求項６に係るアンテナは、請
求項１記載の発明において、前記リフレクタの深さが１
９．０５ｍｍ（０．７５インチ）から３１．７５ｍｍ
（１．２５インチ）の間であることを特徴としている。

【００１３】本発明のうち請求項７に係るアンテナは、
請求項１記載の発明において、前記リフレクタの深さ
がＰＣＳ帯域での信号の波長の最高１／６であることを
特徴としている。本発明のうち請求項８に係るアンテナ
は、請求項１記載の発明において、前記リフレクタの深
さがＡＭＰＳ帯域での信号の波長の最高１／１３である
ことを特徴としている。

【００１４】本発明のうち請求項９に係るアンテナは、
請求項１記載の発明において、車室に入る放射信号量が
総放射信号量の１０％以下であることを特徴としてい
る。本発明のうち請求項１０に係るアンテナは、請求項
２記載の発明において、前記伝送線が前記印刷回路基板
材料に直接印刷されることを特徴としている。本発明の
うち請求項１１に係るアンテナは、請求項１記載の発明
において、前記第１のスロットアンテナおよび前記第２
のスロットアンテナが寄生的に結合されることを特徴と
している。

【００１５】本発明のうち請求項１２に係るアンテナ
は、請求項１１記載の発明において、前記アンテナの幅
が５７．１５ｍｍ（２．２５インチ）未満であることを
特徴としている。本発明のうち請求項１３に係るアンテ
ナは、請求項１記載の発明において、前記少なくとも１
本の伝送線が前記通信システムに接続するためのプラグ
端子を含むことを特徴としている。

【００１６】本発明のうち請求項１４に係るアンテナ
は、請求項４記載の発明において、前記ＧＰＳパッチア
ンテナが前記通信システムに接続するためのプラグ端子
を含むことを特徴としている。本発明のうち請求項１５
に係るアンテナは、請求項１記載の発明において、前記
アンテナの長さが２０９．５５ｍｍ（８．２５インチ）
未満であることを特徴としている。

【００１７】本発明のうち請求項１６に係るアンテナ
は、請求項１記載の発明において、前記少なくとも１本
の伝送線がピグテールを使用して前記通信システムに接
続するようになされたことを特徴としている。本発明の
うち請求項１７に係るアンテナは、請求項１記載の発明
において、前記アンテナの長さが１７１．４５ｍｍ
（６．７５インチ）未満であることを特徴としている。

【００１８】本発明のうち請求項１８に係るアンテナ
は、請求項１記載の発明において、ＰＣＳ周波数帯域で
動作する前記第１のスロットアンテナが−３ｄＢ以上の
利得を得ることを特徴としている。本発明のうち請求項
１９に係るアンテナは、請求項１記載の発明において、
ＡＭＰＳ周波数帯域で動作する前記第２のスロットアン
テナが−３ｄＢ以上の利得を得ることを特徴としてい
る。

【００１９】本発明のうち請求項２０に係るアンテナ
は、請求項４記載の発明において、前記ＧＰＳパッチア
ンテナが−３ｄＢ以上の利得を得ることを特徴としてい
る。本発明のうち請求項２１に係るアンテナは、請求項
１記載の発明において、前記アンテナが受信の主なモー
ドとして垂直偏波を使用することを特徴としている。

【００２０】本発明のうち請求項２２に係るアンテナ
は、請求項２１記載の発明において、前記アンテナが水
平偏波構成要素を含むことを特徴としている。即ち、本
発明は、車両のフロントガラスに取り付けることができ
るオンボード車両通信システム用のコンパクトなマルチ
バンドアンテナを提供する。アンテナの物理的な寸法
は、長さ約２０３．２ｍｍ（約８インチ）×幅約５０．
８ｍｍ（約２インチ）×奥行き約２５．４ｍｍ（約１イ
ンチ）と小さい。アンテナユニットは、天井の内張りに
隣接した自動車のフロントガラスの上部に、したがって
運転者の通常の視界外に取り付けることができる。

【００２１】アンテナは、ＡＭＰＳ、ＰＣＳ、ＧＰＳな
どいくつかの周波数帯域で動作することができ、これに
よってアンテナを、マルチバンドセル式通信、または衛
星航法ネットワークとの通信を必要とする今日の車両で
使用する複雑な通信システムとともに使用することがで
きる。アンテナは、主に垂直偏波式であるが、ダイバシ
ティ偏波を助けるためのかなり大きい水平方向の構成要
素も存在している。

【００２２】アンテナは、リフレクタとともに放射要素
を含む。放射要素は、ＡＭＰＳ帯域およびＰＣＳ帯域で
使用する２つのスロットアンテナ、およびＧＰＳ帯域で
使用するパッチアンテナを含む。アンテナは、リフレク
タのキャビティを使用してアンテナユニットの背部を形
成する。キャビティは、リフレクタとアンテナの放射要
素の後部を結合することによって形成される。リフレク
タは、２つの目的に役立つ。まず、リフレクタは、放射
信号を順方向に集束し、これによってアンテナによって
得られる利得が向上する。またリフレクタは、車室に向
けられる信号を反射して、信号の方向を車両の外側に変
更する。これによって、車両の乗員が放射信号にさらさ
れるのを防ぐ。

【００２３】キャビティの深さは、当分野で現在知られ
ているものと比べて電気的にかなり短い。好ましい実施
形態では、キャビティの深さは、わずか２５．４ｍｍ
（１インチ）である。リフレクタの後壁が、放射要素に
含まれるスロットアンテナから２５．４ｍｍ（１イン
チ）のところに配置される。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明は、アンテナ産業で使用す
る小型の隠蔽式（ｃｏｎｃｅａｌｅｄ）オングラスアン
テナである。本発明の好ましい実施形態によるアンテナ
は、多周波帯で動作する。好ましい実施形態では、印刷
回路基板の表面に形成された２つのスロットアンテナ、
およびＧＰＳパッチアンテナを備える。この表面は、リ
フレクタに結合されて、アンテナユニットの壁内に含ま
れる電気的に短いキャビティを備える矩形のアンテナユ
ニットを形成する。

【００２５】好ましい実施形態では、アンテナ１０１の
放射要素は、ＦＲ４材料などの導電性の印刷回路基板を
備える。スロット（１０３および１０５）は、印刷回路
基板材料にエッチングされる。他の材料を使用して、ス
ロットがその中に形成されるアンテナ放射要素を形成す
ることができる。代替実施形態では、様々な導電性金属
を使用することができ、スロットをその材料にスタンピ
ングする。しかし、２つの理由で、ＦＲ４などの印刷回
路基板材料が好ましい。まず、ＦＲ４材料は、あまり高
価な材料ではなく製造が容易であり、したがって、ＦＲ
４はコスト効率の高い選択肢となる。第２に、印刷回路
基板では、伝送線、追加の回路など追加の電気的構成要
素を印刷回路基板材料に直接形成することができる。こ
れによって、ＧＰＳパッチアンテナ１０９などの追加の
アンテナを容易にユニットに追加することができる。

【００２６】好ましい実施形態では、エッチングプロセ
スを使用して基板面の所望の範囲から金属化を取り除く
ことによって印刷回路基板材料に形成された２つのスロ
ットアンテナを使用する。第１のスロットアンテナ１０
３は、ＰＣＳ帯域での送受信用に設計される。第２のス
ロットアンテナ１０５は、ＡＭＰＳ帯域での送受信用に
設計される。スロットアンテナの形状および設計は、当
技術分野ではよく知られており、したがってスロットの
形状ついては、ここでは詳しく説明しない。

【００２７】スロットアンテナ１０３および１０５は、
アンテナを車両に取り付けたとき水平姿勢になるように
向けられる。こうした配向の結果、所望の垂直偏波が得
られる。さらに、ダイバシティの受信範囲を提供する水
平の構成要素が存在する。この構成要素は、リフレクタ
との相互作用、および金属屋根表面に近接している結果
得られる。

【００２８】スロットアンテナは、伝送線１０７を介し
て給電される。スロットアンテナは、様々な構成の伝送
線を介して給電することができる。各スロットアンテナ
にそれ自体の伝送線を介して給電する、単一の伝送線を
２つの通路に分けて両方のスロットアンテナに給電す
る、あるいは第２のスロットアンテナを第１のスロット
アンテナに寄生的に結合した状態で、単一の伝送線が１
つのスロットアンテナを駆動することができる。好まし
い実施形態では、単一の伝送線１０７が、ＰＣＳ帯域ス
ロットアンテナ１０３に給電するために形成される。Ａ
ＭＰＳ帯域スロットアンテナ１０５は、ＰＣＳ帯域スロ
ットアンテナ１０３のすぐそばに物理的に配置すること
によって、ＰＣＳ帯域スロットアンテナ１３０に寄生的
に結合される。寄生的な結合を使用することによって、
両方のスロットアンテナを単一の伝送線によって駆動す
ることができる。この方法は、２本の伝送線または２つ
の分岐を有する単一の線が使用されている場合よりも、
アンテナをプリント回路板の互いに近くに配置すること
ができるため、好ましい。これによって、アンテナユニ
ットの全幅を最小限に抑えることができる。好ましい実
施形態では、アンテナユニットの全幅の寸法（ユニット
を車両のフロントガラスに取り付けたとき、フロントガ
ラスの上部から始まり、ダッシュボードに向かってフロ
ントガラスを下りるアンテナユニットの縁部の寸法と定
義される）は、５７．１５ｍｍ（２．２５インチ）未満
である。代替実施形態では、２本の伝送線、または２つ
の分岐を有する１本の伝送線のいずれかを使用して、ス
ロットアンテナに給電する場合、スロットをはるかに離
して配置する必要があり、ユニットの幅は約７６．２ｍ
ｍ（約３インチ）に増える。

【００２９】伝送線１０７は、印刷回路基板材料に直接
印刷される。代替実施形態では、電線またはケーブルを
使用してこの機能を達成することができる。しかし、上
記の好ましい実施形態では、他の別個の部品は必要な
い。伝送線１０７は、端子接点（ｔｅｒｍｉｎａｌｃ
ｏｎｔａｃｔ）１１３からＰＣＳスロットアンテナ１０
３に通じる導電路を印刷することによって、回路基板に
直接形成される。この構成によって、単にシステムから
ケーブルをアンテナユニット内に含まれる端子接点１１
３に差し込むことにより、その構成を使用するシステム
に、ＰＣＳスロットアンテナ１０３およびＡＭＰＳスロ
ットアンテナ１０５を接続することができる。

【００３０】２つのスロットアンテナに加えて、好まし
い実施形態では、ＧＰＳ帯域で使用する第３のアンテナ
を含む。ＧＰＳパッチアンテナ１０９は、回路基板材料
に配置される。このタイプのパッチアンテナは、当該技
術分野ではよく知られており、したがってパッチアンテ
ナについては、ここでは詳しく説明しない。ＧＰＳパッ
チアンテナ１０９によって、本発明によるアンテナユニ
ットが第３の周波数帯域で動作することができる。これ
によって、アンテナユニットを、最も一般的なデジタ
ル、およびアナログのセル帯域を使用するシステムとと
もに使用し、また衛星航法のネットワークとの通信にも
使用することができるようになる。

【００３１】好ましい実施形態では、ＧＰＳパッチアン
テナ１０９およびスロットアンテナ（１０３および１０
５）は、同時に動作することができる。これは、ＧＰＳ
パッチアンテナ１０９は、スロットアンテナ（１０３お
よび１０５）との間の干渉なしに、それらと同じときに
動作することができることを意味する。ＧＰＳパッチア
ンテナ１０９は、動作するために別の回路を必要とす
る。ＧＰＳパッチアンテナ１０９の構成要素の一部とし
て増幅器回路が含まれる。上述したように、スロットア
ンテナ（１０３および１０５）を形成するための基部と
してＦＲ４などの印刷回路基板材料を使用することの１
つの利点は、ＧＰＳ増幅器などの別の回路を印刷回路基
板に直接形成できることである。さらに、ＧＰＳパッチ
アンテナ１０９は、第２の端子１１１を使用して車両の
ＧＰＳシステムに接続することができる。

【００３２】印刷回路基板を含むアンテナ表面をリフレ
クタ２０３に取り付けて、図２に示す完全なアンテナユ
ニット２００を形成する。リフレクタ２０３は、放射を
反射する様々なタイプの材料を使用して形成することが
できる。好ましい実施形態では、金属化されたプラスチ
ックを使用してリフレクタ２０３を形成する。好ましい
実装形態で使用するリフレクタ２０３は、Ｕ字形のチャ
ネルに形成される。リフレクタ２０３は、印刷回路基板
に取り付けられたときに、断面から見て、ユニットがほ
ぼ矩形となるように成形される。印刷回路基板に結合さ
れたＵ字形チャネルのリフレクタは、印刷回路基板とと
もに開口ボックスを形成し、印刷回路基板がボックスの
表面または前面を構成し、リフレクタがボックスの上
壁、下壁、および後壁を構成する。ほぼ矩形のキャビテ
ィ２０５がアンテナユニットの内部に形成される。矩形
のリフレクタを使用することによって、アンテナユニッ
トを完成させるのに湾曲したリフレクタを使用するのに
比べて、所与のキャビティの深さに対してキャビティ２
０５の容量が最大になる。さらに、矩形のリフレクタを
使用することによって、所与のキャビティの深さに対し
て、スロットアンテナのすべての点からリフレクタの後
壁までの垂直距離が最大になる。リフレクタの後面の各
点が、印刷回路基板から等距離になる。

【００３３】好ましい実施形態では、反射するキャビテ
ィ２０５の深さは２５．４ｍｍ（１インチ）である。し
たがって、リフレクタ２０３の後壁は、スロットアンテ
ナから約２５．４ｍｍ（約１インチ）の距離の、１９．
０５ｍｍ（０．７５インチ）から３１．７５ｍｍ（１．
２５インチ）の範囲内に配置される。リフレクタ２０３
の後壁２０４が極めて接近していることによって、第１
および第２のスロットアンテナ（１０３および１０５）
に比べて、電気的に短いキャビティが得られる。ＰＣＳ
信号の波長の長さは約１５２．４ｍｍ（約６インチ）で
あり、一方ＡＭＰＳ信号の波長の長さは約３３０．２ｍ
ｍ（約１３インチ）である。わずか約２５．４ｍｍ（約
１インチ）の深さのキャビティを作ることによって、リ
フレクタの基部が、ＰＣＳスロットアンテナからのＰＣ
Ｓ信号の波長の１／６以内、ＡＭＰＳアンテナからのＡ
ＭＰＳ信号の波長の１／１３以内に配置される。本発明
の好ましい実施形態で作られるキャビティは、従来技術
に見られるどんなものよりも電気的にかなり短い。

【００３４】リフレクタ２０３は、２つの重要な機能を
果たす。まず、リフレクタは、アンテナによって得られ
る利得パターンの提供に寄与する。リフレクタは、もと
もとは車両内に向けられた放射を反射して、外側に放射
するようにする。放射信号を一方向に形付ける、または
集束させることによって、アンテナによって得られる利
得が増加する。リフレクタ２０３とともにスロットアン
テナ（１０３および１０５）を使用することによって、
アンテナユニットは、ＡＭＰＳおよびＰＣＳの帯域にわ
たり最低−３ｄＢの利得を、ＧＰＳ帯域で最高＋３ｄＢ
の利得を得る。

【００３５】さらに、リフレクタ２０３は、放射信号が
車室内に放射されるのを防ぐ。放射信号の一部が車室内
に漏れる可能性はあるが、後方に放射された信号の約９
０％は、車両の前方、および外側に反射される。これに
よって、車両の乗員がさらされる放射信号量が大幅に低
減され、事実上除去される。ＦＣＣが比吸収率（ＳＡ
Ｒ）に従って装置を監視し、評価し始めたため、今日の
この現象は重要である。ここ数年持ち上がっている、放
射エネルギーへの曝露をめぐる潜在的な健康上の問題に
照らして、有利なＳＡＲ評価が望ましい。

【００３６】好ましい実施形態では、アンテナユニット
２００は、外見上の理由からプラスチック材料で囲ま
れ、図３に示すように、車両のフロントガラス２０７の
中央上部に実装される。ユニットは、放射要素１０１を
含むアンテナの側をフロントガラスに接して前向きに配
置して、車室内のフロントガラス２０７に実装される。
フロントガラスの誘導率によって、フロントガラス２０
７がアンテナに負荷効果（ｌｏａｄｉｎｇｅｆｆｅｃ
ｔ）を及ぼす。フロントガラスから得られた負荷効果の
ため、アンテナユニットは、空きスペースで動作する必
要がある場合に必要な大きさよりわずかに小さくするこ
とができる。

【００３７】また、アンテナユニットは、実装に際し、
車両の屋根パネル２１１に導電的に結合される。この結
合によって広範な受信力をもつＧＰＳパッチアンテナが
提供されることはよく知られている。アンテナの実装に
際し、金属片、導電性テープなどの導電性担体を、屋根
パネル２１１から、アンテナと屋根パネル２１１との間
に接点を設けるようにアンテナを実装する表面に通すこ
とができる。好ましい実施形態では、アンテナユニット
は、導電性担体との接触を可能にする導電性ガスケット
１１５を有する。好ましい取付け方法は、「Ｍｅｔｈｏ
ｄｏｆＲＦＧｒｏｕｎｄｉｎｇＧｌａｓｓＭｏ
ｕｎｔｅｄＡｎｔｅｎｎａｓｔｏＡｕｔｏｍｏｔｉ
ｖｅＦｒａｍｅｓ」という名称の、本出願と同一日付
に提出された本出願人の関連出願に十分記載されてい
る。

【００３８】実装に際し、好ましい実施形態のアンテナ
ユニットは、アンテナ表面１０１に配置される端子を使
用して車両通信システムに接続される。第１の端子１１
３によって、スロットアンテナを駆動する伝送線１０７
への接続が可能となり、第２の端子１１１によって、Ｇ
ＰＳパッチアンテナ１０９への接続が可能となる。これ
らの端子を使用することによって、アンテナユニットの
迅速で簡単な接続が可能となる。接続ケーブル２０９
は、視界に入らないようにするために車両の天井内張り
の下側を通る。車両を組み立てるとき、フロントガラス
を車両に取り付ける前に、アンテナをフロントガラスに
取り付けることができる。フロントガラスを車両に取り
付ける際に、単に接続ケーブル２０９をアンテナに差し
込むことができる。

【００３９】代替実施形態は、第１の端子１１１および
第２の端子１１３をなくすものである。アンテナユニッ
トと接続ケーブルとの間の接続は、ピグテール構成を使
用する。これは基本的に、同軸ケーブルと回路基板との
間の直接半田接続である。これによってユニットを実装
するための組み付け時間は大幅に増加するが、ユニット
の全長寸法（アンテナを車両のフロントガラスに取り付
けるときに地面に平行に左から右、または右から左にフ
ロントガラスに沿って延びるアンテナユニットの寸法と
定義される）を、端子コネクタの長さだけ短縮できるこ
とになる。スペースの影響を大きく受ける一部の応用分
野では、これが望ましいことがある。

【００４０】本発明の好ましい実施形態によるアンテナ
ユニットは、ＰＣＳ帯域、ＡＭＰＳ帯域、ＧＰＳ帯域を
使用する様々な車両通信システム用のアンテナを提供す
る。本発明によるアンテナユニットは、高利得（ＡＭＰ
Ｓ帯域およびＰＣＳ帯域にわたり−３ｄＢ、ＧＰＳ帯域
で最高＋３ｄＢｉｃ）を提供し、したがって今日の通信
システムとともに使用する効率のよいアンテナになる。

【００４１】さらに、本発明によるアンテナユニット
は、コンパクトで隠蔽式であり、車両のフロントガラ
ス、あるいは他の任意のガラスまたは金属化されていな
い車両の表面に取り付けるように設計されている。ユニ
ットのサイズが小さいことで、運転者の視界を妨げない
ようにし、ユニットを車内に取り付けることで、車両の
外観のよさに寄与し、同時に、天候、破壊行為などの外
的要素に起因する損傷からアンテナを保護する。

【００４２】本発明によるアンテナユニットでは、従来
技術で使用されているアンテナによって車室内に放射さ
れるほぼすべての信号が排除される。したがって、車両
の乗員は、信号の放射にさらされず、無線通信放射にさ
らされることによる潜在的な健康被害の危険性が低減す
る。上記は、例示的であって限定的なものではなく、本
発明の趣旨から逸脱せずに自明の変更を実施できること
を、当業者なら理解されたい。したがって、本明細書
は、頭記の特許請求の範囲で定義される本発明の趣旨お
よび範囲内に含まれうる代替、変更、および均等物を包
含するものである。

【００４３】

【発明の効果】本発明に係るアンテナによれば、自動車
産業で使用する通信システムとともに使用する、コンパ
クトで見た目のよいマルチバンドアンテナを提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】アンテナユニットの印刷回路基板面上の要素お
よび要素のそれぞれの場所を示す本発明によるアンテナ
ユニットの正面図である。

【図２】本発明によるアンテナユニットを実装した状態
のアンテナユニットの横断面図である。

【図３】車両に実装した後の本発明によるアンテナの位
置を示す図である。

【図４】本発明の最適なモードを構築するためのすべて
の実施寸法（ｅｎａｂｌｉｎｇｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ）
を開示する本発明の好ましい実施形態の設計図である。

【符号の説明】

１０１アンテナ１０３スロットアンテナ（第１のスロットアンテナ）１０５スロットアンテナ（第２のスロットアンテナ）１０７伝送線１０９ＧＰＳパッチアンテナ１１１第２の端子１１３端子接点１１５導電性ガスケット２００アンテナユニット２０３リフレクタ２０４後壁２０５キャビティ２０７フロントガラス２０９接続ケーブル２１１屋根パネル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者トーマスシャーマンローブナーアメリカ合衆国，マサチューセッツ州 01860，メリマック，ウェストショーロード 31 Ｆターム(参考） 5J045 AA03 AB05 DA06 DA10 EA07 FA01 FA08 GA01 HA02 JA03 JA11 LA04 NA02 NA04 5J046 AA03 AA07 AB08 AB10 AB13 AB17 KA05 LA01 LA05 LA08 LA19 LA20 5J047 AA03 AA07 AB08 AB10 AB13 AB17 EC02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】通信システムとともに使用するマルチバ
ンドアンテナであって、ＰＣＳ周波数帯域で動作する第１のスロットアンテナ、
およびＡＭＰＳ周波数帯域で動作する第２のスロットア
ンテナを含む放射要素と、該放射要素に結合されたリフレクタと、前記第１および第２のスロットアンテナに給電するため
の少なくとも１本の伝送線とを具備することを特徴とす
るアンテナ。
【請求項２】前記放射要素が印刷回路基板材料で構成
されることを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項３】前記印刷回路基板材料がＦＲ４で形成さ
れることを特徴とする請求項２記載のアンテナ。
【請求項４】前記放射要素がＧＰＳパッチアンテナを
さらに具備することを特徴とする請求項１記載のアンテ
ナ。
【請求項５】前記放射要素に結合された前記リフレク
タがほぼ矩形の形状であることを特徴とする請求項１記
載のアンテナ。
【請求項６】前記リフレクタの深さが１９．０５ｍｍ
（０．７５インチ）から３１．７５ｍｍ（１．２５イン
チ）の間であることを特徴とする請求項１記載のアンテ
ナ。
【請求項７】前記リフレクタの深さがＰＣＳ帯域での
信号の波長の最高１／６であることを特徴とする請求項
１記載のアンテナ。
【請求項８】前記リフレクタの深さがＡＭＰＳ帯域で
の信号の波長の最高１／１３であることを特徴とする請
求項１記載のアンテナ。
【請求項９】車室に入る放射信号量が総放射信号量の
１０％以下であることを特徴とする請求項１記載のアン
テナ。
【請求項１０】前記伝送線が前記印刷回路基板材料に
直接印刷されることを特徴とする請求項２記載のアンテ
ナ。
【請求項１１】前記第１のスロットアンテナおよび前
記第２のスロットアンテナが寄生的に結合されることを
特徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項１２】前記アンテナの幅が５７．１５ｍｍ
（２．２５インチ）未満であることを特徴とする請求項
１１記載のアンテナ。
【請求項１３】前記少なくとも１本の伝送線が前記通
信システムに接続するためのプラグ端子を含むことを特
徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項１４】前記ＧＰＳパッチアンテナが前記通信
システムに接続するためのプラグ端子を含むことを特徴
とする請求項４記載のアンテナ。
【請求項１５】前記アンテナの長さが２０９．５５ｍ
ｍ（８．２５インチ）未満であることを特徴とする請求
項１記載のアンテナ。
【請求項１６】前記少なくとも１本の伝送線がピグテ
ールを使用して前記通信システムに接続するようになさ
れたことを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項１７】前記アンテナの長さが１７１．４５ｍ
ｍ（６．７５インチ）未満であることを特徴とする請求
項１記載のアンテナ。
【請求項１８】ＰＣＳ周波数帯域で動作する前記第１
のスロットアンテナが−３ｄＢ以上の利得を得ることを
特徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項１９】ＡＭＰＳ周波数帯域で動作する前記第
２のスロットアンテナが−３ｄＢ以上の利得を得ること
を特徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項２０】前記ＧＰＳパッチアンテナが−３ｄＢ
以上の利得を得ることを特徴とする請求項４記載のアン
テナ。
【請求項２１】前記アンテナが受信の主なモードとし
て垂直偏波を使用することを特徴とする請求項１記載の
アンテナ。
【請求項２２】前記アンテナが水平偏波構成要素を含
むことを特徴とする請求項２１記載のアンテナ。