JP2003338707A - 多周波用アンテナおよび自動車用アンテナ - Google Patents
多周波用アンテナおよび自動車用アンテナInfo
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Abstract
動作させる。 【解決手段】 BAND-3用のアンテナに挿入される全長を
短縮するためのコイル部12を2分割して短縮コイル1
2aとトラップコイル13との2段構成としている。こ
のため、コイル部12のトラップコイル13がL-BANDの
トラップコイルとして作用して、多周波用アンテナとし
て動作する。
Description
オ放送およびFM/AMラジオ帯において動作可能な多
周波用アンテナに関するものである。
種々のアンテナが知られているが、車体では最も高い位
置にあるルーフにアンテナを取り付けるようにすると受
信感度を高めることができるため、ルーフに取り付ける
ルーフアンテナが従来から好まれている。また、車体内
には一般にFM/AMラジオが設けられているため、F
M/AMラジオ帯の両方を受信できるアンテナが便利な
ことから、2つのラジオ帯を共用して受信できるルーフ
アンテナが普及している。
て、高音質を実現することのできるデジタルオーディオ
放送が英国や北欧をはじめとする欧州を中心に、カナ
ダ、シンガポール、オーストラリア等において試験放送
あるいは本放送が開始されている。さらに、他の多数の
国において採用検討が進められている。デジタルオーデ
ィオ放送は、各家庭でのホーム受信だけでなく、車に搭
載されたカーオーディオ装置によっても受信することが
考えられている。このデジタルオーディオ放送は、L-Ba
nd(1450〜1492MHz)、およびBand-3(17
4〜245MHz)の周波数帯域が主に用いられる。
ーディオ放送(DAB)を受信する場合は、L-Bandおよ
びBand-3の周波数帯域を受信可能なDAB用アンテナが
必要になる。上記したように車体には、FM/AMラジ
オ放送用アンテナが装備されていることから、DAB用
アンテナを別に設けることが考えられる。しかし、複数
本のアンテナを車体に装備することは、部品数の増加、
取付作業の増加や美観等の問題から好ましいことではな
い。そこで、FM/AMラジオ放送用アンテナの基部に
設けられているアンプ基板が収納されているアンテナケ
ース内にDAB用アンテナを形成した基板を収納するこ
とが考えられる。しかし、この場合にはアンテナケース
内に収納されているアンプ基板の影響を受けてDAB用
アンテナの指向性が劣化してしまうという問題点があっ
た。
ーディオ放送をも受信可能な多周波用アンテナとするこ
とが考えられる。この場合は、トラップコイルを設ける
ことにより多周波に共振させるようにしたアンテナエレ
メントとすることになる。すると、L-Band用エレメント
とBand-3用エレメントとの間にはL-Bandをトラップする
トラップコイルを設けることになる。また、車体に装備
させるアンテナの全長は短くすることが望まれているこ
とから、このトラップコイルはBand-3用エレメントにお
ける短縮コイルとしても用いられるようになる。しかし
ながら、Band-3用エレメントの全長を短くできる短縮コ
イルとすると、短縮コイルの巻き数が多くなってトラッ
プコイルとした際にL-Bandより低い周波数に共振してL-
Bandのトラップコイルとして作用しないようになる。逆
に、短縮コイルをL-Bandの周波数帯に共振させると、短
縮コイルの巻き数が少なくなってBand-3用エレメントの
全長を短くすることができないという問題点があった。
これは、L-Bandの周波数帯とBand-3の周波数帯とが大き
く離れている周波数帯とされていることに起因している
ものと考えられる。
できると共に周波数帯が大きく離れている多周波で動作
する多周波用アンテナを提供することを目的としてい
る。
に、本発明の多周波用アンテナは、第1の周波数帯で動
作する第1エレメントと、前記第1の周波数帯より低く
されている第2の周波数帯で動作する前記第1エレメン
トを共通に使用する第2エレメントと、前記第1エレメ
ントの上端に設けられ、前記第1の周波数帯のトラップ
コイルと、前記第2エレメントにおける短縮コイルとの
2段に分割されて巻回されているコイル部とを備え、前
記第1エレメントの下端が給電点とされていると共に、
前記第1エレメント、前記コイル部および前記第2エレ
メントがほぼ一軸上に配置されてアンテナエレメントと
されている。
いて、前記第1の周波数帯および前記第2の周波数帯が
デジタルオーディオ放送の周波数帯とされていてもよ
い。さらに、上記本発明の多周波用アンテナにおいて、
前記アンテナエレメントが着脱可能に取り付けられると
共に、車体のルーフに固着可能とされているアンテナケ
ース部をさらに備えていてもよい。
トの上端に設けられているコイル部を、第1の周波数帯
のトラップコイルと短縮コイルとに分割して2段に巻回
するようにしたので、トラップコイルとして作用すると
共にコイル部全体が短縮コイルとして作用するようにな
る。これにより、第2エレメントを短くすることができ
ることから、動作する周波数帯が大きく離れている多周
波用アンテナを小型化することができる。そして、この
多周波用アンテナは、車両のルーフに固着される自動車
用アンテナとすることができ、車においてデジタルオー
ディオ放送を受信可能となる。
の形態の構成を図1および図2に示す。ただし、図1は
本発明の多周波用アンテナの全体構成を示す図であり、
図2はアンテナエレメントの構成だけを示す図である。
これらの図に示すように、本発明の実施の形態にかかる
多周波用アンテナ1は、ホイップ状のアンテナエレメン
ト2と、このアンテナエレメント2が着脱自在に取り付
けられるアンテナケース部3から構成されている。この
アンテナケース部3は、例えばダイキャスト製とされた
金属製のベース部4と、ベース部4に嵌合されている樹
脂製のカバー部3aとから構成されている。アンテナエ
レメント2は、屈曲可能なアンテナ基部10と、アンテ
ナ基部10の上端に設けられたヘリカル状に巻回されて
いるエレメントを備える第2ヘリカル部7と、この第2
ヘリカル部7の上端に設けられたヘリカル状に巻回され
ている第1ヘリカル部6と、この第1ヘリカル部6の上
端に設けられているアンテナトップ5とを備えている。
素材で構成されている可撓性エレメント部11と、可撓
性エレメント部11の下端に接続されているコイル部1
2と、コイル部の下端に設けられている金属製の取付部
14とから構成されている。この場合、第2ヘリカル部
7の下部と、可撓性エレメント部11、コイル部12、
取付部14の上部はモールドされてアンテナ基部10と
されている。コイル部12は、デジタルオーディオ放送
(DAB)におけるL-Band(1450〜1492MH
z)のトラップコイル13と、Band-3(174〜245
MHz)を受信するエレメント用の短縮コイル12aと
に分割されて2段に巻回されている。トラップコイル1
3および短縮コイル12aは、それぞれ密巻きとされて
2段のコイルは接続されておりそれぞれの巻き数は所定
巻数とされている。また、密巻きとされているFMラジ
オ放送用の第1ヘリカル部6はBand-3のトラップコイル
として作用している。
ル13の下端までが、図1に示すようにL-Band用の共振
アンテナとして動作する。さらに、ベース部4から第1
ヘリカル部6の下端までが、図1に示すようにBand-3用
の共振アンテナとして動作する。この場合、短縮コイル
12aおよびトラップコイル13からなるコイル部12
は、Band-3用アンテナの短縮コイルとして作用するよう
になるため、Band-3用アンテナの長さを短くすることが
できるようになる。さらにまた、ベース部4からアンテ
ナトップ5の先端までが、図1に示すようにFM用の共
振アンテナとして動作すると共に、AMアンテナとして
も動作するようになる。この場合、第1ヘリカル部6は
密巻きとされているため、AM,FM用アンテナの長さ
を短くすることができる。従って、本発明にかかる多周
波用アンテナ1を短くすることができ、車載用のアンテ
ナとして好適なアンテナとすることができる。例えば、
アンテナエレメント2の全長を約280mmとすること
ができる。
ント2は、下端から突出するよう設けられている取付部
14は、図2に示すように本体部14aと、本体部14
aの下部に設けられたネジ部14bとから構成されてい
る。そして、本体部14aの上端にはトラップコイル1
3の下端が接続されており、ネジ部14bはアンテナケ
ース部3における樹脂製のカバー部3aに設けられてい
るネジ部に螺着可能とされている。これにより、アンテ
ナエレメント2はアンテナケース部3に対して着脱可能
とされている。なお、アンテナエレメント2をアンテナ
ケース部3に螺着した際に、アンテナエレメント2はベ
ース部4に対して、例えば約76°の起立角度で取り付
けられる。カバー部3aに螺着されたアンテナエレメン
ト2は、その受信信号がアンテナケース部3に収納され
ているアンテナ基板15に導かれ、受信されたAM信
号、FM信号およびDAB信号が増幅される。また、ア
ンテナ基板15にはマッチング回路も設けられている。
そして、アンテナエレメント2により受信されたL-Band
およびBand-3のデジタルオーディオ放送の増幅された受
信信号は、DAB出力ケーブル20を介して出力され、
カーオーディオ装置等のDAB受信機に導かれる。ま
た、増幅されたAM/FM信号はAM/FM出力ケーブ
ル21を介して出力され、カーオーディオ装置等のAM
/FM受信機に導かれる。
電気的特性を図3ないし図8に示す。この場合、アンテ
ナエレメント2の起立角度はグランドプレーンに対して
約76°とされている。図3は、FM放送の周波数帯域
におけるアンテナエレメント2のインピーダンスを示す
スミスチャートである。図4は、FM放送の周波数帯域
におけるアンテナエレメント2のリターンロスの周波数
特性を示すグラフであり、78MHzにおいて約−7.
9dBのリターンロスが得られている。
の周波数帯域におけるアンテナエレメント2のインピー
ダンスを示すスミスチャートである。図6は、Band-3
(174〜245MHz)の周波数帯域におけるアンテ
ナエレメント2のリターンロスの周波数特性を示すグラ
フであり、205MHzにおいて約−4.7dBのリタ
ーンロスが得られている。図7は、L-Band(1450〜
1492MHz)の周波数帯域におけるアンテナエレメ
ント2のインピーダンスを示すスミスチャートである。
L-Bandの周波数帯域において良好なインピーダンス特性
とされている。図8は、L-Band(1450〜1492M
Hz)の周波数帯域におけるアンテナエレメント2のリ
ターンロスの周波数特性を示すグラフであり、全周波数
帯域において−10dB以下の良好なリターンロスが得
られている。
指向特性を図9ないし図14に示す。この場合、アンテ
ナエレメント2の起立角度はグランドプレーンに対して
約76°とされている。図9は、FM放送の各周波数に
おけるアンテナエレメント2の垂直偏波の水平面内指向
特性である。図9(a)は、88MHzの時の水平面内
指向特性を示しており、最大ゲインは−12.2dB
d、平均ゲインは−15.1dBdとされて、ほぼ無指
向性とされている。なお、dBdは1/2波長ダイポー
ルアンテナに対する相対利得である。図9(b)は、9
2MHzの時の水平面内指向特性を示しており、最大ゲ
インは−9.6dBd、平均ゲインは−12.5dBd
とされて、ほぼ無指向性とされている。図9(c)は、
96MHzの時の水平面内指向特性を示しており、最大
ゲインは−5.5dBd、平均ゲインは−8.5dBd
の良好なゲインとされて、ほぼ無指向性とされている。
図9(d)は、100MHzの時の水平面内指向特性を
示しており、最大ゲインは−2.4dBd、平均ゲイン
は−5.1dBdの高ゲインとされて、ほぼ無指向性と
されている。図9(e)は、104MHzの時の水平面
内指向特性を示しており、最大ゲインは−7.0dB
d、平均ゲインは−9.5dBdの良好なゲインとされ
て、ほぼ無指向性とされている。図9(f)は、108
MHzの時の水平面内指向特性を示しており、最大ゲイ
ンは−11.5dBd、平均ゲインは−14.2dBd
とされて、ほぼ無指向性とされている。
ンテナエレメント2の水平偏波の水平面内指向特性を示
す図である。図9(a)は、88MHzの時の水平面内
指向特性を示しており、最大ゲインは−18.7dB
d、平均ゲインは−24.0dBdとされて、0°方向
および180°方向のゲインが低下している指向特性と
されている。図10(b)は、92MHzの時の水平面
内指向特性を示しており、最大ゲインは−16.0dB
d、平均ゲインは−21.1dBdとされて、0°方向
および180°方向のゲインが低下している指向特性と
されている。図10(c)は、96MHzの時の水平面
内指向特性を示しており、最大ゲインは−12.4dB
d、平均ゲインは−17.0dBdとされて、0°方向
および180°方向のゲインが低下している指向特性と
されている。図10(d)は、100MHzの時の水平
面内指向特性を示しており、最大ゲインは−8.9dB
d、平均ゲインは−13.4dBdとされて、0°方向
および180°方向のゲインが低下している指向特性と
されている。図10(e)は、104MHzの時の水平
面内指向特性を示しており、最大ゲインは−12.6d
Bd、平均ゲインは−17.4dBdとされて、0°方
向および180°方向のゲインが低下している指向特性
とされている。図10(f)は、108MHzの時の水
平面内指向特性を示しており、最大ゲインは−17.4
dBd、平均ゲインは−23.2dBdとされて、0°
方向および180°方向のゲインが低下している指向特
性とされている。
-3における170MHzないし195MHzの周波数に
おけるアンテナエレメント2の垂直偏波の水平面内指向
特性を示す図である。図11(a)は、170MHzの
時の水平面内指向特性を示しており、最大ゲインは−1
2.4dBd、平均ゲインは−18.8dBdとされ
て、180°方向のゲインが小さくなっている。図11
(b)は、175MHzの時の水平面内指向特性を示し
ており、最大ゲインは−9.8dBd、平均ゲインは−
13.9dBdとされて、180°方向のゲインが小さ
くなっている。図11(c)は、180MHzの時の水
平面内指向特性を示しており、最大ゲインは−8.1d
Bd、平均ゲインは−11.8dBdの良好なゲインと
されているが、180°方向のゲインが小さくなってい
る。図11(d)は、185MHzの時の水平面内指向
特性を示しており、最大ゲインは−6.3dBd、平均
ゲインは−9.8dBdの良好なゲインとされている
が、180°方向のゲインがかなり小さくなっている。
図11(e)は、104MHzの時の水平面内指向特性
を示しており、最大ゲインは−5.3dBd、平均ゲイ
ンは−8.8dBdの高ゲインとされているが、180
°方向のゲインが小さくなっている。図11(f)は、
108MHzの時の水平面内指向特性を示しており、最
大ゲインは−5.4dBd、平均ゲインは−8.6dB
dの高ゲインとされているが、180°方向のゲインが
小さくなっている。
-3における200MHzないし225MHzの周波数に
おけるアンテナエレメント2の垂直偏波の水平面内指向
特性を示す図である。図12(a)は、200MHzの
時の水平面内指向特性を示しており、最大ゲインは−
5.5dBd、平均ゲインは−8.6dBdの高ゲイン
とされているが、180°方向のゲインが小さくなって
いる。図12(b)は、205MHzの時の水平面内指
向特性を示しており、最大ゲインは−4.0dBd、平
均ゲインは−7.7dBdの高ゲインとされて、ほぼ無
指向性となっている。図12(c)は、210MHzの
時の水平面内指向特性を示しており、最大ゲインは−
2.5dBd、平均ゲインは−6.4dBdの高ゲイン
とされて、ほぼ無指向性となっている。図12(d)
は、215MHzの時の水平面内指向特性を示してお
り、最大ゲインは−2.0dBd、平均ゲインは−5.
9dBdの高ゲインとされて、ほぼ無指向性となってい
る。図12(e)は、220MHzの時の水平面内指向
特性を示しており、最大ゲインは−2.7dBd、平均
ゲインは−6.4dBdの高ゲインとされて、ほぼ無指
向性となっている。図12(f)は、225MHzの時
の水平面内指向特性を示しており、最大ゲインは−3.
5dBd、平均ゲインは−7.1dBdの高ゲインとさ
れて、ほぼ無指向性となっている。
-3における230MHzないし240MHzの周波数に
おけるアンテナエレメント2の垂直偏波の水平面内指向
特性を示す図である。図13(a)は、230MHzの
時の水平面内指向特性を示しており、最大ゲインは−
3.8dBd、平均ゲインは−7.8dBdの高ゲイン
とされて、ほぼ無指向性となっている。図13(b)
は、235MHzの時の水平面内指向特性を示してお
り、最大ゲインは−4.3dBd、平均ゲインは−8.
1dBdの高ゲインとされて、ほぼ無指向性となってい
る。図13(c)は、240MHzの時の水平面内指向
特性を示しており、最大ゲインは−4.9dBd、平均
ゲインは−8.2dBdの高ゲインとされて、ほぼ無指
向性となっている。
nd(1450〜1492MHz)における各周波数にお
けるアンテナエレメント2の垂直偏波の水平面内指向特
性を示す図である。この場合、アンテナエレメント2は
直径約1mのグランドプレーンに取り付けられている。
図14(a)は、1452MHzの時の水平面内指向特
性を示しており、最大ゲインは−4.8dBd、平均ゲ
インは−5.7dBdの高ゲインとされて、ほぼ無指向
性の良好な指向性となっている。図14(b)は、14
72MHzの時の水平面内指向特性を示しており、最大
ゲインは−3.2dBd、平均ゲインは−4.5dBd
の高ゲインとされて、ほぼ無指向性の良好な指向性とな
っている。図14(c)は、1492MHzの時の水平
面内指向特性を示しており、最大ゲインは−2.4dB
d、平均ゲインは−3.4dBdの高ゲインとされて、
ほぼ無指向性の良好な指向性となっている。
ナ1においては、コイル部12を分割してL-BAND用のト
ラップコイル13と短縮コイル12aとの2段コイルで
構成するようにしたので、多周波用アンテナ1を構成す
るアンテナエレメント2の全長を短くしても周波数帯が
大きく離れているデジタルオーディオ放送のBand-3およ
びL-BANDにおいて良好な受信を行うことができるように
なる。
メントの上端に設けられているコイル部を、第1の周波
数帯のトラップコイルと短縮コイルとに分割して2段に
巻回するようにしたので、トラップコイルとして作用す
ると共にコイル部全体が短縮コイルとして作用するよう
になる。これにより、第2エレメントを短くすることが
できることから、動作する周波数帯が大きく離れている
多周波用アンテナを小型化することができる。そして、
この多周波用アンテナは、車両のルーフに固着される自
動車用アンテナとすることができ、車においてデジタル
オーディオ放送を受信可能となる。
の全体構成を示す図である。
のアンテナエレメントの構成を示す図である。
のFM放送の周波数帯域におけるアンテナエレメントの
インピーダンスを示すスミスチャートである。
のFM放送の周波数帯域におけるアンテナエレメントの
リターンロスの周波数特性を示すグラフである。
のBand-3の周波数帯域におけるアンテナエレメントのイ
ンピーダンスを示すスミスチャートである。
のBand-3の周波数帯域におけるアンテナエレメントのリ
ターンロスの周波数特性を示すグラフである。
のL-Bandの周波数帯域におけるアンテナエレメントのイ
ンピーダンスを示すスミスチャートである。
のL-Bandの周波数帯域におけるアンテナエレメントのリ
ターンロスの周波数特性を示すグラフである。
のFM放送の周波数帯域におけるアンテナエレメントの
垂直偏波の水平面内指向特性を示す図である。
ナのFM放送の周波数帯域におけるアンテナエレメント
の水平偏波の水平面内指向特性を示す図である。
ナのBand-3の周波数帯域におけるアンテナエレメントの
垂直偏波の水平面内指向特性を示す図である。
ナのBand-3の周波数帯域におけるアンテナエレメントの
垂直偏波の水平面内指向特性を示す図である。
ナのBand-3の周波数帯域におけるアンテナエレメントの
垂直偏波の水平面内指向特性を示す図である。
ナのL-Bandの周波数帯域におけるアンテナエレメントの
垂直偏波の水平面内指向特性を示す図である。
アンテナケース部、3aカバー部、4 ベース部、5
アンテナトップ、6 第1ヘリカル部、7 第2ヘリカ
ル部、10 アンテナ基部、11 可撓性エレメント
部、12 コイル部、12a 短縮コイル、13 トラ
ップコイル、14 取付部、14a 本体部、14b
ネジ部、15 アンテナ基板、20 DAB出力ケーブ
ル、21AM/FM出力ケーブル
Claims (3)
- 【請求項1】 第1の周波数帯で動作する第1エレメン
トと、 前記第1の周波数帯より低くされている第2の周波数帯
で動作する前記第1エレメントを共通に使用する第2エ
レメントと、 前記第1エレメントの上端に設けられ、前記第1の周波
数帯のトラップコイルと、前記第2エレメントにおける
短縮コイルとの2段に分割されて巻回されているコイル
部とを備え、 前記第1エレメントの下端が給電点とされていると共
に、前記第1エレメント、前記コイル部および前記第2
エレメントがほぼ一軸上に配置されてアンテナエレメン
トとされていることを特徴とする多周波用アンテナ。 - 【請求項2】 前記第1の周波数帯および前記第2の周
波数帯がデジタルオーディオ放送の周波数帯とされてい
ることを特徴とする請求項1記載の多周波用アンテナ。 - 【請求項3】 前記アンテナエレメントが着脱可能に取
り付けられると共に、車体のルーフに固着可能とされて
いるアンテナケース部をさらに備えることを特徴とする
請求項1記載の多周波用アンテナ。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2002145738A JP2003338707A (ja) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | 多周波用アンテナおよび自動車用アンテナ |
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- 2002-05-21 JP JP2002145738A patent/JP2003338707A/ja active Pending
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