JP2003500871A - 少なくとも1つの垂直放射器を備えたアンテナ - Google Patents
少なくとも1つの垂直放射器を備えたアンテナInfo
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Abstract
Description
めに使用される、このような形式のアンテナは、種々の構成でロッドアンテナま
たは組み込まれたアンテナとして実際に知られている。移動体通信に用いられる
、真っ直ぐな構成または屈曲された構成の棒状放射器(Stabstrahle
r)は、特にλ/4長のモノポールまたは短くて太いモノポール(「小型ヘリカ
ルアンテナ」)として使用されている。このようなモノポールは、ボディ部分、
たとえば車両ルーフにおける穴取付けに対して択一的に、車両ウィンドガラスへ
の接着のために「ガラスマウントアンテナ(On−Glass−Antenne
n)」として形成されているか、または組み込まれたアンテナ(たとえば未公開
のドイツ連邦共和国特許出願第19841187.1号明細書に記載されている
)として形成されている。
ng)に関しては最適の値を有しているが、しかし移動体通信領域の低い周波数
における最大約8cmにまで及ぶその垂直方向長さに基づき、たとえば車両ルー
フとルーフ内側ライニングもしくはヘッドライニングとの間に存在するようなフ
ラットな(薄い)空間への組込みのためには適していない。
λ/10以下の長さを有する、短縮されたモノポールアンテナは、所望の放射出
力もしくは所要の放射出力を有していない。このことは、折り返しモノポールに
ついても云える。このような折り返しモノポールの全長はたしかにλ/4となり
得るが、しかしこの折り返しモノポールの放射出力の、垂直偏波された成分は、
垂直な放射器部分の長さに相当して、多くの使用事例のためには小さすぎる。
放射器が、λ/4のモノポールに比較可能な放射出力を有し、ただしその垂直方
向における長さはできるだけ小さく形成されていて、ひいては小さな高さの組付
け場所への組込みのために適しているようなアンテナを提供することである。
電される垂直導体からλ/4の電気的な距離を置いて少なくとも1つの垂直放射
器が配置され、しかもインピーダンス変換装置による整合が行われることに基づ
き、垂直放射器の全長にわたってほぼ一定の電流分布(Strombelegu
ng)が得られると同時に各垂直放射器を通じて大きな電流が流れるようになり
、これによって垂直偏波方向における高い放射出力が生ぜしめられる。さらに、
給電される垂直導体も、給電源の接続個所とインピーダンス変換装置との間で、
垂直偏波された放射線成分を提供するので、アンテナは全体的には、最も低い移
動通信周波数におけるλ/10よりも小さな垂直放射器の長さにおいて、λ/4
のモノポールに比較可能な放射出力を有している。このような、最大約2.2c
mの垂直方向におけるアンテナの最小限に抑えられた構成高さにより、たとえば
車両のルーフとルーフ内側ライニングとの間の低い中空室におけるアンテナの取
付けが可能となる。
るか、または相応する特性インピーダンスを有する高周波線路として形成されて
いてよい。このような高周波線路は特に、インピーダンス変換装置が、車両にお
けるように気候条件や振動運動の影響を受けることなく耐久性良くかつ故障なし
に作動することが望まれる場合に有利になる。垂直放射器は線材から成っていて
よいが、しかし機械的な安定性や小さなオーム抵抗損失を考慮すると、垂直放射
器を太い、たとえば円筒状の金属部分として形成するか、または薄板ストリップ
として形成する方が有利となる。
れている。
から等間隔を置いて設けられているような配置形式は、たしかに一層長尺となり
かつ一層手間がかかるようになるが、しかし50オーム給電源への良好な整合な
らびに多くの場合に望ましいとされるか、またはそれどころが必要とされる対称
的な放射パターンを有している。
ている。このアンテナ構造はさらに、機械的に安定していて、しかも小さなオー
ム抵抗損失しか有していない。このアンテナ構造の垂直放射器は、たとえばろう
接または点溶接によってアースに容易に結合可能となる。その上、過剰コストを
かけることなく、個々の薄板部分を規定の形状に成形することが可能となる。
いとされる指向作用を生ぜしめることができる。この指向作用はリフレクタの配
置と形状とにより、個別事例の要求にある程度適合可能となる。
装置と、給電される垂直導体とから成るユニットと車両内室との間に配置されて
いると、さらに次のような利点が得られる。すなわち、車両内部へはせいぜいの
ところ、著しく減じられた放射線しか侵入し得ず、このことは少なくとも送信時
では、乗員のための重要な保護を成すと共に、器具妨害を防止するための重要な
防護手段にもなる。
。車両アンテナは常にボディの近傍に配置されているので、このボディを接地面
もしくはアース面として利用することが有利になる(請求項7)。このためには
、ボディがリフレクタに電気的に結合されているか、または容量的に結合されて
いてよい。後者の択一的な手段、つまり容量的な結合の方が、しばしば有利な手
段となる。なぜならば、アンテナ組付けの前に行われたボディ塗装を、電気的な
接触接続の場合とは異なり、接続個所で除去しなくても済むからである。
対してアンテナを簡単に保護することができる。さらに、遮蔽体により、アンテ
ナは外部から見えなくなり、ひいては車両が移動電話を装備していることを外部
に知らしめるような状況が回避される。組付け場所としては、特に車両ウィンド
ガラスの金属製の縁範囲または車両のプラスチック製のルーフまたは金属製の車
両ルーフのプラスチック範囲(たとえばスライドルーフ)が挙げられる。
に当該範囲の黒色プリントが特に簡単でかつ廉価である。このような黒色プリン
トはそれと同時に防眩手段としても有効になる。
内へ突出する部分が回避されている。さらに、ボディとルーフ内側ライニングと
の間における配置に基づき、たいてい特別な固定手段なしでも十分なアンテナ保
持が保証されている。
が記載されている。この場合、請求項11に記載されているように、リフレクタ
の部分範囲が直接に、または中間部分を介してルーフフランジに接触していると
有利である。この中間部分は金属製であるか、またはリフレクタと金属ボディと
の間の容量結合の結合ファクタに影響を与える目的で、適当な誘電率を有するプ
ラスチックから成っていてもよい。それと同時に、この中間部分は必要に応じて
保持部分として形成されてかつ保持部分として使用可能であってよい。上記組付
け場所の特別な利点は、アンテナ放射が、リフレクタにより生ぜしめられる指向
作用に基づいて行われるだけでなく、付加的に車両ルーフに沿って電波が案内さ
れることに基づき、ほぼ反対の方向でもアンテナ放射が行われることにある。こ
のような放射パターンは送信効率もしくは受信効率の著しい改善をもたらす。
が安定的である必要なしに簡単に機械的に安定的となる。さらに、材料の適宜な
選択により、支持部分を個別事例の要件に適合させることができる。たとえばス
チロポール(Styropor)から成る支持部分が軽量でかつ廉価である。高
い誘電率を有する材料が使用されると、アンテナを一層小型化することができる
。
、かつ/または請求項14に記載したようにアンテナ素子を支持部分の流し込み
成形時に材料内に埋め込むか、もしくは支持部分の射出成形時に材料により取り
囲むことが有利である。この場合、射出成形材料が支持部分を形成する。このよ
うな構成は特に複雑ではなく、かつ廉価である。当然ながら、このような構成を
組み合わせることも可能である。考えられ得る有利な構成は、たとえば垂直放射
器、インピーダンス変換装置、垂直の給電導体および接続ケーブルをプラスチッ
クの射出成形時にプラスチックにより取り囲み、リフレクタを金属被膜、たとえ
ば射出成形部分として形成された支持部分に接着された金属シートとして設ける
ことにある。
体の一部として、または支持部分の流し込み成形時にプラスチック内に埋め込ま
れた部分として廉価に提供され得る(請求項15)。
般にスペース節約的となる配置形式が記載されている。この場合、たいてい複雑
な固定手段を回避することができる。このことは、特にたとえば車両リアウィン
ドガラスにおける接着による固定(請求項17)に云える。支持部分を取り囲む
部分の間に持ち込まれたアンテナ、たとえば車両ルーフとルーフ内側ライニング
との間に持ち込まれたアンテナが、アンテナを取り囲む部分の組付けの後に位置
固定されるように、前記の支持部分を取り囲む部分が異形成形されていると、い
かなる固定手段をも全く使用することなく、請求項18に記載の構成により形成
された支持部分で十分となり得る。
)場合は別として、重要な送信出力回路もしくは受信入力回路への接続は給電線
路を介して行われる。請求項19および請求項20には、給電線路の接続のため
の2つの手段が記載されている。組付け場所の、垂直方向に提供されているスペ
ースが許す限りは、給電線路が、アース面もしくはリフレクタに設けられた切欠
きを通じて、給電される垂直導体に供給されていてよい。この場合には、放射器
部分とリフレクタとの間の電磁界に対する、給電線路による外乱は全く与えられ
ていない。それに対して、給電線路を含めてアンテナの最小限の寸法が重要とな
る場合には、請求項20に記載の手段の方が有利になる。この場合、放射器部分
とリフレクタとの間の電磁界に対する給電線路の外乱影響は、アース面もしくは
リフレクタに沿った給電線路のガイドによって最小限に抑えられている。
軸ケーブルであることが有利である。
ダンス変換装置への移行部に向かって徐々に拡幅させることによって、給電線路
へのアンテナ接続部の広帯域整合を廉価に達成することができる。放射素子が打
抜き曲げ成形部分として形成されている場合には、垂直の給電導体が単純に、折
り曲げられた三角形の部分として形成されており、この部分の先端が、同軸給電
ケーブルの内導体と接触接続されている。
、給電導体の長さの約1/4にわたって、円錐状に拡張したアース面によって取
り囲まれていることにより、ケーブルから給電導体への伝波を一層外乱なしに形
成することである。
な実現手段が記載されている。このような給電線路には、さらに次のような利点
もある。すなわち、この給電線路は垂直方向のアンテナ寸法の拡大なしに、アー
ス面の下面で側方に導出されており、ひいてはアンテナ近傍領域における電磁界
外乱を生ぜしめなくなる。
成す支持体に被着された金属被膜から成るインピーダンス変換線路が、メアンダ
状に形成されている。この構成は、機械的なアンテナ長さの短縮を可能にし、こ
れによって特に、アンテナのために提供された組込みスペースがこの方向でも小
さい場合に適している。
するための素子を備えていてよい。インピーダンス変換装置が線材または帯状の
導体として形成されている場合には、特にインピーダンス変換装置と垂直な給電
導体との間の結合個所の周囲において線材を太く形成するか、もしくは帯状の導
体を規定の形状付与により面積拡大することによって、このような素子が極めて
単純でかつ廉価に実現可能となる(請求項26)。
ーン形状に影響を与え、かつ放射パターン形状を個別事例の要件に適合させるた
めの別の有利な手段が記載されている。すなわち、両垂直放射器が、インピーダ
ンス変換装置を介して真っ直ぐな線の形で結合されているのではなく、互いに<
180゜の角度を成して配置されている。この場合、インピーダンス変換装置の
相互結合個所およびインピーダンス変換装置と垂直な給電導体との結合個所が頂
点を形成している。
いる。この構成では、特に固定手段がたいてい不要となる。なぜならば、この場
合、アンテナは、このアンテナを取り囲む部分、たとえば車両部分の内部に不動
に配置されているからである。この場合、アンテナはいかなる個所でも組付け場
所から不都合に突出しておらず(たとえば車両室内へ)、さらにアンテナ自体は
、たとえば車両の内室ライニングのための支持体として働くことができる。
ンドガラスの右上側の角隅の近くに配置されていると(請求項29)、放射線パ
ターンが側方に向かう方向でも改善されるという利点が得られる。
項30に記載したようにアンテナをこのプラスチック製ボディ内に組み込むこと
が特に有利である。この場合、既にボディ製造時にアンテナを1回の製作工程で
導入することが特に廉価となる。
わされ、かつ/または別のアンテナと組み合わされて、1つの有利なアンテナシ
ステムを形成することができ、これにより、たとえば車両の両側における放射パ
ターンを改善し、アンテナ利得を増大させるか、またはダイバーシティ装置を提
供することができる。
て使用される実施例につき詳しく説明する。
射器2と、両垂直放射器2を互いに結合すると同時に、真ん中に配置された垂直
な給電導体3にも結合する2つのインピーダンス変換線路4と、接地面もしくは
アース面5に電気的に接続されたリフレクタ6と、同軸接続ケーブル7と、誘電
性の支持部分8とから成っている。
薄板から打抜き曲げ成形部材として廉価に一体に製造されていて、垂直放射器2
の折り曲げられた舌片状のラグ9によって同時にアース面5もしくはリフレクタ
6に固定され、かつアース面5もしくはリフレクタ6に電気的に接続されている
。
ためには、第1にインピーダンス変換線路4の結合範囲10が、規定の設計の、
増大させられた面を有している。この面の大きさおよび形状は実験により求めら
れている。第2に、結合範囲10からアース面5に向かって折り曲げられた給電
導体3が三角形に形成されており、この場合、この給電導体3は接続点11に向
かって先細りになっており、この接続点11では給電導体3の先端がケーブル内
導体12に電気的に結合されている。ケーブル外導体13はクランプ14によっ
てアース面5もしくはリフレクタ6に接触接続されている。同軸接続ケーブル7
はアース面5もしくはリフレクタ6に沿って側方で導出されており、これによっ
て約2.5cmの移動体通信用アンテナ1の極めて小さな構成高さを確保してい
る。
て高い電流のほぼ一定の電流分布(Strombelegung)ならびに広帯
域整合に基づき、λ/4のモノポールに比較可能な大きさの放射出力が得られて
いる。
,3,4が、給電導体3に接続された同軸接続ケーブル7の端範囲と一緒に、プ
ラスチック支持部分8の流し込み成形時にプラスチック材料内に埋め込まれてい
る。車両内部へ向けられた表面では、リフレクタ6として働く金属被膜が支持部
分8に被着されており、この金属被膜には、垂直放射器2のラグ9とケーブル外
導体13とが電気的に接続されている。>2の比誘電率を有するプラスチックを
選択することにより、アンテナのサイズを一層小さくすることが可能となる。
縁範囲で、金属製の車両ルーフ17に設けられたフランジ16と、車両ルーフ1
7の内側ライニングとして取り付けられたヘッドライニング18との間に非対称
的に、つまりリアウィンドガラス15の右上側の角隅範囲に配置されている。
ウィンドガラス15の内面に接着固定されて、ヘッドライニング18に設けられ
た保持アングル19,20によって取り囲まれて把持されており、これにより天
井18はこの個所で自己固定されている。
に接続されていてよいが、図示の事例では、リフレクタ6は一方の保持アングル
19の端区分によって車両ルーフ17のフランジ16から分離されているので、
容量結合が形成されている。
ためには、接着ビード(Kleberaupe)21が設けられている。リアウ
ィンドガラス15の上側の範囲は、移動体通信用アンテナ1が外部から見えなく
なるように内側に黒色プリント22を備えている。
テナの断面図である。
ピーダンス変換線路、 5 アース面、 6 リフレクタ、 7 同軸接続ケー
ブル、 8 支持部分、 9 ラグ、 10 結合範囲、 11 接続点、 1
2 ケーブル内導体、 13 ケーブル外導体、 14 クランプ、 15 リ
アウィンドガラス、 16 フランジ、 17 車両ルーフ、 18 ヘッドラ
イニング、 19,20 保持アングル、 21 接着ビード、 22 黒色プ
リント
Claims (32)
- 【請求項1】 少なくとも1つの垂直放射器を備えたアンテナ、有利には移
動体通信用の車両アンテナにおいて、前記垂直放射器(2)の一方の端部がアー
ス(5)に接続されており、前記垂直放射器(2)の他方の端部が、平均作動波
長の約1/4または平均作動波長の奇数倍の電気的長さを有するインピーダンス
変換装置(4)を介して、アース(5)に対して給電される垂直導体(3)に接
続されていることを特徴とする、少なくとも1つの垂直放射器を備えたアンテナ
。 - 【請求項2】 2つの垂直放射器(2)が、給電される垂直導体(3)から
等間隔を置いて設けられている、請求項1記載のアンテナ。 - 【請求項3】 垂直放射器(2)と、給電される垂直導体(3)と、インピ
ーダンス変換装置(4)とから成るユニットが、金属から成る一体の打抜き曲げ
成形部分として形成されている、請求項1または2記載のアンテナ。 - 【請求項4】 当該アンテナが金属製のリフレクタ(6)を有している、請
求項1から3までのいずれか1項記載のアンテナ。 - 【請求項5】 当該アンテナが車両に配置されており、前記リフレクタ(6
)が、垂直放射器(2)と、給電される垂直導体(3)と、インピーダンス変換
装置(4)とから成るユニットと車両内部との間に位置決めされている、請求項
4記載のアンテナ。 - 【請求項6】 前記リフレクタ(6)が同時にアース面をも形成している、
請求項4または5記載のアンテナ。 - 【請求項7】 前記リフレクタ(6)が、金属製の車両ボディ(17)に電
気的に接続されている、請求項4から6までのいずれか1項記載のアンテナ。 - 【請求項8】 当該アンテナが、車両の、電磁放射線に対して透過性の遮蔽
された開口部の内側に配置されている、請求項1から7までのいずれか1項記載
のアンテナ。 - 【請求項9】 当該アンテナが、車両開口部と内室ライニング成形部分(1
8)との間に完全に配置されており、前記リフレクタ(6)の形状が内室ライニ
ング成形部分(18)に適合されている、請求項8記載のアンテナ。 - 【請求項10】 当該アンテナが、車両のフロントウィンドガラスまたはリ
アウィンドガラス(15)のルーフ縁部の近傍に配置されており、前記リフレク
タ(6)が、金属製のルーフ面(17)と高周波的に結合されている、請求項8
または9記載のアンテナ。 - 【請求項11】 前記リフレクタ(6)の部分範囲が、直接にまたは中間部
分(19)を介して、車両ルーフ(17)のフランジ(16)に接触している、
請求項10記載のアンテナ。 - 【請求項12】 前記アンテナ素子(2,3,4,6)が、不導電性の材料
から成る共通の支持部分(8)に載置されているか、または該支持部分(8)内
に配置されている、請求項1から11までのいずれか1項記載のアンテナ。 - 【請求項13】 前記アンテナ素子(2,3,4,6)が、前記支持部分(
8)の金属被膜により形成されている、請求項12記載のアンテナ。 - 【請求項14】 前記アンテナ素子(2,3,4,6)が、前記支持部分(
8)の流し込み成形時に前記支持部分(8)内に埋め込まれている、請求項12
記載のアンテナ。 - 【請求項15】 前記支持部分が、車両部分に固定するための保持エレメン
トを有している、請求項12から14までのいずれか1項記載のアンテナ。 - 【請求項16】 前記支持部分が、組付けのために規定された車両部分に直
接に固定されている、請求項12から14までのいずれか1項記載のアンテナ。 - 【請求項17】 前記支持部分(8)が、車両部分(15)に接着固定され
ている、請求項1記載のアンテナ。 - 【請求項18】 前記支持部分(8)の外側輪郭が、該支持部分(8)の保
持のために、該支持部分(8)を取り囲む車両部分の形状に相当している、請求
項12から17までのいずれか1項記載のアンテナ。 - 【請求項19】 給電される垂直導体の電気的な接続が、アース面に設けら
れた切欠きを通じて行われており、給電線路が、アース面の、放射素子とは反対
の側の面で供給されている、請求項1から18までのいずれか1項記載のアンテ
ナ。 - 【請求項20】 給電される垂直導体(3)の電気的な接続が、閉じられた
アース面(5)を介して行われており、給電線路(7)が側方から供給されてい
る、請求項1から18までのいずれか1項記載のアンテナ。 - 【請求項21】 給電線路が同軸ケーブル(7)であり、該同軸ケーブル(
7)の内導体(12)が、給電される垂直導体(3)に電気的に接続されており
、同軸ケーブル(7)の外導体(13)がアース面(5)に電気的に接続されて
いる、請求項19または20記載のアンテナ。 - 【請求項22】 給電される垂直導体(3)が、インピーダンス変換装置(
4)から、接続部側の端部に向かって先細りになっている、請求項1から21ま
でのいずれか1項記載のアンテナ。 - 【請求項23】 二重に貼り合わされた基板が設けられており、該基板の、
金属被膜で完全に被覆された方の基板面がリフレクタを成しており、他方の基板
面が、給電線路を形成するストリップ線路・コプレナ線路を有している、請求項
19または20記載のアンテナ。 - 【請求項24】 線材状または金属ストリップとして形成されたインピーダ
ンス変換装置が、メアンダ状に形成されている、請求項1から23までのいずれ
か1項記載のアンテナ。 - 【請求項25】 線材状または金属ストリップとして形成されたインピーダ
ンス変換装置が、インサートされた調整素子を有している、請求項1から23ま
でのいずれか1項記載のアンテナ。 - 【請求項26】 調整素子として、線材の拡径部が設けられているか、もし
くは金属ストリップ(4)の規定の区分(10)の、増大させられた面が設けら
れている、請求項25記載のアンテナ。 - 【請求項27】 両垂直放射器(2)が、それぞれ所属のインピーダンス変
換装置(4)との結合個所で、該インピーダンス変換装置(4)と共に<180
゜の角度を成して配置されている、請求項2から26までのいずれか1項記載の
アンテナ。 - 【請求項28】 前記アンテナ素子(2,3,4,6,8)の空間的な配置
構成が、取付け場所の形状に適合されている、請求項1から27までのいずれか
1項記載のアンテナ。 - 【請求項29】 当該アンテナが、車両での使用のために、車両長手方向軸
線に対して対称的に配置されている、請求項1から28までのいずれか1項記載
のアンテナ。 - 【請求項30】 当該アンテナが、プラスチック製のボディ部分を備えた車
両での使用のために、プラスチック製のボディ部分内に組み込まれている、請求
項1から29までのいずれか1項記載のアンテナ。 - 【請求項31】 少なくとも2つの、請求項1から30までのいずれか1項
記載のアンテナが組み合わされていることを特徴とするアンテナシステム。 - 【請求項32】 少なくとも1つの、請求項1から30までのいずれか1項
記載のアンテナと、少なくとも1つの別のアンテナとが組み合わされていること
を特徴とするアンテナシステム。
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