JP2004172906A - 平面アンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナパターンをフィルム状の誘電体の両面に形成することにより薄型化を図った平面アンテナを提供する。
【解決手段】クロスダイポールアンテナをフィルム状の誘電体７に少なくとも１つ形成し、クロスダイポールアンテナへの給電を、誘電体７上に形成した平衡給電線１５により行うようにした平面アンテナ１０である。この場合、クロスダイポールアンテナのアンテナエレメント１１〜１４、平衡給電線１５、及び平衡給電線１５を構成する導体は、誘電体７の両面に形成する。フィルム状の誘電体７には透明フィルムを使用することができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は平面アンテナに関し、特に、自動車等の移動体において、移動体のデザインを損ねることなく移動体に取り付けられて電波を受信することが可能な、小型で軽量の平面アンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自動車等の車両（移動体）には、移動中にも電波の受信等を可能にするアンテナが搭載されている。一般に、車両が受信する電波は、長年に渡ってＡＭラジオ用の中波（ＭＷ）とＦＭラジオ用やテレビ用の超短波（ＶＨＦ）や極超短波（ＵＨＦ）が主なものであった。
【０００３】
ところが近年、これらの電波を受信するアンテナに加えて、高周波帯のＧＰＳ（全地球測位システム）用のアンテナ、或いは衛星ディジタル放送用の衛星電波やその再放射波（ギャップフィラー波）を受信するアンテナや、自動車電話や携帯電話等の電話用の電波を送受信するアンテナが車両に必要となりつつある。更には、ＩＴＳ（高度道路交通システム）の一環として、高速道路や有料道路の料金を自動的に徴収するＥＴＣ（自動料金所システム）や、道路交通情報を提供するＶＩＣＳ（道路交通情報通信システム）の電波ビーコンに対しても電波の送受信を行うアンテナが必要となってきている。従って、近年の車両は、多くの種類の電波の受信、或いは送信を行うためのアンテナを搭載しなければならなくなってきている。
【０００４】
このようなアンテナの要望に対して、自動車等の移動体の屋根に設置して使用される、ロープロファイル型で水平無指向性の移動体用アンテナが既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１３５０４５号公報（図１，図２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、既に提案されている特許文献１に開示の移動体用アンテナは、ＧＰＳ用のパッチアンテナ等でアンテナが構成されているために、薄型化が困難であり、車両のデザインを損なう虞があった。また、この移動体アンテナは車両の屋根に設置されているので、物が当たってアンテナが損傷したり、盗難被害に合う等の虞もあった。
【０００７】
そこで、本発明は、ＧＰＳ用の電波を受信するアンテナを薄型化して車両の内部に搭載することにより、車両のデザインを損なう虞がなく、また、物が当たってアンテナが損傷したり、盗難被害に合う等の虞のない平面アンテナを提供することを目的としている。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、車両に搭載する必要のあるその他のアンテナをできるだけ多くこの平面アンテナに組み込むことにより、アンテナ搭載スペースを削減し、アンテナのコストを低減することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する本発明の第１の形態の平面アンテナは、クロスダイポールアンテナをフィルム状の誘電体に少なくとも１つ形成した平面アンテナであって、クロスダイポールアンテナへの給電を、誘電体上に形成した平衡給電線により行うようにしたことを特徴としている。
【００１０】
また、本発明の第２の形態の平面アンテナは、第１の形態の平面アンテナにおいて、アンテナのエレメントと平衡給電線を構成する導体、及び平衡給電線に給電を行う給電回路を、誘電体の両面に分けて形成したことを特徴としている。
【００１１】
本発明の第３の形態の平面アンテナは、第１の形態の平面アンテナにおいて、誘電体を複数枚積層して構成し、アンテナのエレメントと平衡給電線を構成する導体、及び平衡給電線に給電を行う給電回路を、これら複数枚の誘電体の両面に分けて形成したことを特徴としている。
【００１２】
本発明の第４の形態の平面アンテナは、第２又は３の形態の平面アンテナにおいて、クロスダイポールアンテナを、第１のダイポールアンテナと第２のダイポールアンテナとから構成し、第１のダイポールアンテナを構成する２つのアンテナエレメントとこのアンテナエレメントに接続する平衡給電線の組を、それぞれ誘電体の異なる面に形成すると共に、第２のダイポールアンテナを構成する２つのアンテナエレメントとこのアンテナエレメントに接続する平衡給電線の組も、それぞれ誘電体の異なる面に形成したことを特徴としている。
【００１３】
本発明の第５の形態の平面アンテナは、第４の形態の平面アンテナにおいて、誘電体をその面に垂直な方向から透視した時に、１つのダイポールアンテナに給電する２本の給電線間の隙間が０となるように、各平衡給電線を誘電体の上に配置したことを特徴としている。
【００１４】
本発明の第６の平面アンテナは、第５の形態の平面アンテナにおいて、第１と第２のダイポールアンテナへの平衡給電線の内の一方に、移相器を設けたことを特徴としている。
【００１５】
本発明の第７の形態の平面アンテナは、第４から６の何れかの形態の平面アンテナにおいて、誘電体の一つの面に、第１と第２のダイポールアンテナに接続する平衡給電線を不平衡給電線に変換する変換回路を設け、この変換回路を設けていない誘電体の面に設けた平衡給電線を、スルホールによって変換回路が設けられた誘電体の面に導いたことを特徴としている。
【００１６】
本発明の第８の形態の平面アンテナは、第７の形態の平面アンテナにおいて、変換回路からの第１と第２のダイポールアンテナの出力を合成する合成回路を、変換回路と同じ誘電体の面に設けたことを特徴としている。
【００１７】
本発明の第９の形態の平面アンテナは、第１から第８の何れかの形態の平面アンテナにおいて、誘電体上に、クロスダイポールアンテナを含めて複数のアンテナを形成し、これら複数のアンテナの出力を混合する混合器を、誘電体上に設けたことを特徴としている。
【００１８】
本発明の第１０の形態の平面アンテナは、第１から第９の何れかの形態の平面アンテナにおいて、誘電体上に、その出力が直接誘電体から外部に引き出される電話用のアンテナを形成したことを特徴としている。
【００１９】
本発明の第１１の形態の平面アンテナは、第１から第１０の何れかの形態の平面アンテナにおいて、誘電体を透明とし、この平面アンテナを車両のフロントガラスの内側に取り付けたことを特徴としている。
【００２０】
本発明の第１２の形態の平面アンテナは、第１から第１０の何れかの形態の平面アンテナにおいて、平面アンテナを移動体の内部の電波が到来する部位に取り付けたことを特徴としている。
【００２１】
本発明の平面アンテナは、ＧＰＳ用の電波を受信するアンテナを薄型化して車両の内部に搭載することにより、車両のデザインを損なう虞がなく、また、物が当たってアンテナが損傷したり、盗難被害に合う等の虞がない。また、車両に搭載する必要のあるその他のアンテナをできるだけ多くこの平面アンテナに組み込んだので、アンテナ搭載スペースが削減され、アンテナのコストが低減される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を用いて本発明の実施形態を具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
本発明の平面アンテナは、ダイポールアンテナ２対をその中心部が交差するように重ねて配置したクロスダイポールアンテナを、フィルム状の誘電体に少なくとも１つ形成した平面アンテナである。誘電体としては、例えば、透明なポリエチレンフィルムを使用することができる。
【００２４】
図１（ａ）に示す第１の実施例の平面アンテナ１０は、透明フィルム７の上に１つのクロスダイポールアンテナをＧＰＳアンテナ１として設けると共に、その回路部Ｃを設けて構成される。ＧＰＳアンテナ１は、第１のダイポールアンテナ１Ａと第２のダイポールアンテナ１Ｂから構成されている。第１のダイポールアンテナ１Ａは対向する第１のアンテナエレメント１１と第２のアンテナエレメント１２とから構成され、第２のダイポールアンテナ１Ｂは対向する第３のアンテナエレメント１３と第４のアンテナエレメント１４とから構成されている。また、回路部Ｃには、低雑音増幅器（ローノイズアンプ：図にはＬＮＡと記載）１７、バランス回路（図にはバランと記載）１８、及び合成器１９がある。この平面アンテナ１０のサイズは、例えば、縦方向が５０ｍｍ、横方向が７０ｍｍ程度である。
【００２５】
第１のダイポールアンテナ１Ａのアンテナエレメント１１，１２にはそれぞれ平衡給電線１５Ａ，１５Ｂが接続されており、第２のダイポールアンテナ１Ｂのアンテナエレメント１３，１４にはそれぞれ平衡給電線１５Ｃ，１５Ｄが接続されている。また、第２のダイポールアンテナ１Ｂに接続する平衡給電線１５Ｃ，１５Ｄの途中には、信号の位相を９０度変えるための移相器１６が設けられている。
【００２６】
第１のダイポールアンテナ１Ａと第２のダイポールアンテナ１Ｂによって受信された信号は、それぞれ平衡給電線１５Ａと１５Ｂ、及び平衡給電線１５Ｃと１５Ｄを介して低雑音増幅器１７に入力され、バランス回路１８で不平衡信号となって合成器１９で合成されてＧＰＳアンテナ１からのＧＰＳ信号となる。合成器１９にはコネクタ２１が設けられており、このコネクタ２１にコネクタ２２を介して接続される同軸ケーブル２３によって前述のＧＰＳ信号は外部に出力される。
【００２７】
合成器１９に設けられるコネクタ２１は、例えば、図１（ｂ）に示すように雄コネクタ２１であり、ケーブル２３に設けられるコネクタ２２は雌コネクタ２２である。また、雌コネクタ２２に接続されるケーブル２３は、中心導体２３Ｃを絶縁体２３Ｂで被覆し、この絶縁体２３Ｂの周囲を外側導体２３Ａで覆った同軸ケーブルである。このコネクタ２１，２２には市販の規格品を使用することができる。
【００２８】
ここで、第１の実施例の平面アンテナ１０において、ＧＰＳアンテナ１を構成する第１のダイポールアンテナ１Ａのアンテナエレメント１１，１２と平衡給電線１５Ａ，１５Ｂの配置、及び第２のダイポールアンテナ１Ｂのアンテナエレメント１３，１４と平衡給電線１５Ｃ，１５Ｄの配置とを、図２（ａ），（ｂ）を用いて説明する。
【００２９】
図２（ａ）は図１（ａ）に示した平面アンテナ１０の透明フィルム７の表側のレイアウトのみを示すものである。透明フィルム７の表側には、第１のダイポールアンテナ１Ａのアンテナエレメント１１と平衡給電線１５Ａ、及び第２のダイポールアンテナ１Ｂのアンテナエレメント１３と平衡給電線１５Ｃ、及び回路部Ｃが設けられている。また、図２（ｂ）は、図１（ａ）に示した平面アンテナ１０の透明フィルム７の裏側のレイアウトのみを、表側から透視して示すものである。透明フィルム７の裏側には、第１のダイポールアンテナ１Ａのアンテナエレメント１２と平衡給電線１５Ｂ、及び第２のダイポールアンテナ１Ｂのアンテナエレメント１４と平衡給電線１５Ｄが設けられている。
【００３０】
ここで、第１と第２のダイポールアンテナ１Ａ，１Ｂへの平衡給電線１５Ａ〜１５Ｄの配置について、第１のダイポールアンテナ１Ａの構成のみを図示した図３を用いて説明する。第１のダイポールアンテナ１Ａにおいては、フィルム７の裏側に設ける平衡給電線１５Ｂは、これをフィルム７の表側から透視して見た時に（平衡給電線１５Ｂを表側から透視して見た時の、平衡給電線１５Ｂの表面における位置を図に二点鎖線で平衡給電線１５ｂとして示す）、フィルム７の表側にある平衡給電線１５Ａに隙間無く隣接するように配置する必要がある。この配置は、平衡給電線の回路インピーダンスを、アンテナエレメントのインピーダンスに合わせるために必要である。また、この配置は、第２のダイポールアンテナ１Ｂへの平衡給電線１５Ｃ，１５Ｄについても同様である。
【００３１】
なお、隣接する第１のダイポールアンテナ１Ａへの平衡給電線１５Ａと第２のダイポールアンテナ１Ｂへの平衡給電線１５Ｄの間には、その隙間を０にするという制約はない。また、フィルム７の裏側に設けられた第１のダイポールアンテナ１Ａへの平衡給電線１５Ｂと、フィルム７の表側に設けられた低雑音増幅器１７との導通は、フィルム７に設けられためっきされたスルホール２８を通じて行われる。
【００３２】
図６（ａ）は図１（ａ）に示した第１の実施例の平面アンテナ１０の、Ｘ‐Ｘ線における部分拡大断面を示すものである。この図から分かるように、第１のダイポールアンテナ１Ａにおいては、フィルム７の表側から見た時に、平衡給電線１５Ａと１５Ｂとの間の隙間ｄ１は０であり、同様に、第２のダイポールアンテナ１Ｂにおいても、フィルム７の表側から見た時に、平衡給電線１５Ｃと１５Ｄとの間の隙間ｄ２は０である。また、隣接する第１のダイポールアンテナ１Ａへの平衡給電線１５Ａと第２のダイポールアンテナ１Ｂへの平衡給電線１５Ｄの間には、所定の隙間ｄ３が設けられている。なお、図６（ａ）に符号２４で示される層は、保護層である。
【００３３】
図４は図１に示した平面アンテナ１０におけるＧＰＳアンテナ１の等価回路を示す回路図である。第１のダイポールアンテナ１Ａで受信された信号は第１の低雑音増幅器（ＬＮＡ）１７Ａで増幅された後、バランス回路１８Ａで不平衡信号となって合成器１９に入力される。同様に、第２のダイポールアンテナ１Ｂで受信された信号は第２の低雑音増幅器（ＬＮＡ）１７Ｂで増幅された後、バランス回路１８Ｂで不平衡信号となって合成器１９に入力される。合成器１９では、第１のダイポールアンテナ１Ａで受信された信号と第２のダイポールアンテナ１Ｂで受信された信号とを合成して、ＧＰＳ信号として出力する。
【００３４】
図５は本発明の第２の実施例の平面アンテナ２０の構成を示す分解斜視図である。第２の実施例の平面アンテナ２０には、第１の実施例の平面アンテナ１０と同様に、１つのクロスダイポールアンテナをＧＰＳアンテナ１として設けると共に、その回路部Ｃを設けて構成される。ＧＰＳアンテナ１は、第１のダイポールアンテナ１Ａと第２のダイポールアンテナ１Ｂから構成されている。第１のダイポールアンテナ１Ａは対向する第１のアンテナエレメント１１と第２のアンテナエレメント１２とから構成され、第２のダイポールアンテナ１Ｂは対向する第３のアンテナエレメント１３と第４のアンテナエレメント１４とから構成されている。また、回路部Ｃの構成は第１の実施例と同じであり、この平面アンテナ１０のサイズも、縦方向が５０ｍｍ、横方向が７０ｍｍ程度である。
【００３５】
第２の実施例の平面アンテナ２０が第１の実施例の平面アンテナ１０と異なる点は、第１の実施例の平面アンテナ１０は１枚の透明フィルム７の両面にアンテナエレメントが配置されていたのに対して、第２の実施例の平面アンテナ２０には、３枚の透明フィルム２５，２６，２７が使用されている点である。そして、この結果、第１と第２のダイポールアンテナ１Ａ，１Ｂのアンテナエレメント１１〜１４の各フィルム２５，２６，２７への配置も異なる。
【００３６】
第２の実施例の平面アンテナ２０では、第１フィルム２５の表側には、第１のダイポールアンテナ１Ａのアンテナエレメント１１と平衡給電線１５Ａ、及び回路部Ｃのみが設けられている。また、第１フィルム２５の裏側には、第１のダイポールアンテナ１Ａのアンテナエレメント１２と平衡給電線１５Ｂのみが設けられている。第１フィルム２５と第３フィルム２７の間に挿入される第２フィルム２６は絶縁用であり、アンテナパターンや回路は設けられない。一方、第３フィルム２７の表側には、第２のダイポールアンテナ１Ｂのアンテナエレメント１３と平衡給電線１５Ｃのみが設けられている。また、第３フィルム２７の裏側には、第２のダイポールアンテナ１Ｂのアンテナエレメント１４と平衡給電線１５Ｄのみが設けられている。
【００３７】
第１のフィルム２５の表裏への平衡給電線１５Ａ，１５Ｂの配置、及び、第３のフィルム２７の表裏への平衡給電線１５Ｃ，１５Ｄの配置は、第１の実施例の平面アンテナ１０と同じである。よって、平面アンテナ２０の、図１（ａ）に示した第１の実施例の平面アンテナ１０のＸ‐Ｘ線と同じ部位の、部分拡大断面は図６（ｂ）に示すようになる。この図から分かるように、第１のダイポールアンテナ１Ａにおいては、第１フィルム２５の表側から見た時に、平衡給電線１５Ａと１５Ｂとの間の隙間ｄ１は０であり、同様に、第２のダイポールアンテナ１Ｂにおいても、第１フィルム２５の表側から見た時に、平衡給電線１５Ｃと１５Ｄとの間の隙間ｄ２は０である。また、隣接する第１のダイポールアンテナ１Ａへの平衡給電線１５Ａと第２のダイポールアンテナ１Ｂへの平衡給電線１５Ｄの間には、所定の隙間ｄ３が設けられている。なお、図６（ｂ）に符号２４で示される層は、保護層である。
【００３８】
このように、第１のダイポールアンテナ１Ａと第２のダイポールアンテナ１Ｂとを別のフィルムの表裏に形成すると、図５に示すように、第１のダイポールアンテナ１Ａの中心点と、第２のダイポールアンテナ１Ｂの中心点とを、同じ位置（第１のフィルム２５に立てた垂線Ｍに関して同じ位置）に設けることができ、クロスダイポールアンテナとしての機能が向上する。
【００３９】
図７は、本発明の第３の実施例の平面アンテナ３０の構成を示すものである。第３の実施例の平面アンテナ３０も第１の実施例の平面アンテナ１０と同様に、１つのクロスダイポールアンテナをＧＰＳアンテナ１として設けると共に、その回路部Ｃを設けて構成される。ＧＰＳアンテナ１は、第１のダイポールアンテナ１Ａと第２のダイポールアンテナ１Ｂから構成されている。第１のダイポールアンテナ１Ａは対向する第１のアンテナエレメント１１と第２のアンテナエレメント１２とから構成され、第２のダイポールアンテナ１Ｂは対向する第３のアンテナエレメント１３と第４のアンテナエレメント１４とから構成されている。また、回路部Ｃの構成は第１の実施例と同じであり、この平面アンテナ１０のサイズも、縦方向が５０ｍｍ、横方向が７０ｍｍ程度である。
【００４０】
第３の実施例の平面アンテナ３０が第１の実施例の平面アンテナ１０と異なる点は、第１のダイポールアンテナ１Ａと第２のダイポールアンテナ１Ｂの交差方向のみである。即ち、第１の実施例では、第１のダイポールアンテナ１Ａの第１のアンテナエレメント１１と第２のアンテナエレメント１２とが平面アンテナ１０の縦方向にあり、第２のダイポールアンテナ１Ｂの第３のアンテナエレメント１３と第４のアンテナエレメント１４とが平面アンテナ１０の横方向に配置されていた。一方、第３の実施例の平面アンテナ３０では、第１のダイポールアンテナ１Ａの第１のアンテナエレメント１１と第２のアンテナエレメント１２とが平面アンテナ１０の縦方向に対して約４５度の角度で配置されており、第２のダイポールアンテナ１Ｂの第３のアンテナエレメント１３と第４のアンテナエレメント１４とがこれに直交する方向に配置されている。
【００４１】
第３の実施例の平面アンテナ３０の各アンテナエレメントが、１枚の透明フィルム７の両面に配置されている点は、第１の実施例の平面アンテナ１０と同じである。
【００４２】
図８は本発明の第４の実施例の平面アンテナ４０の構成を示すものである。また、図９は図８に示した平面アンテナ４０の透明フィルム３７の表側にあるアンテナ用のパターン及び回路部Ｃ等を示すものであり、図１０は図８に示した平面アンテナ４０の透明フィルム３７の裏側にあるアンテナ用のパターンとグランドパターン３１のみを、表側から透視して見たものである。
【００４３】
第１から第３の実施例の平面アンテナ１０、２０、３０には、ＧＰＳアンテナ１が１つだけ設けられていたが、第４の実施例の平面アンテナ４０には複数のアンテナが設けられている。即ち、第４の実施例の平面アンテナ４０には、クロスダイポールアンテナとして、ＧＰＳアンテナ１とＥＴＣアンテナ２が設けられており、これらの他にモノポールアンテナであるＶＩＣＳアンテナ３、無線ＬＡＮアンテナ４、及び第１と第２の電話アンテナ５，６が設けられている。よって、この平面アンテナ４０のサイズは、縦方向が５０ｍｍ程度で第１〜第３の実施例と同じであるが、横方向が２１０ｍｍ程度と長くなっている。
【００４４】
なお、第４の実施例の平面アンテナ４０も１枚のフィルム３７の両面にアンテナパターンや回路部Ｃ等が配置されて構成されており、第２の実施例の平面アンテナ２０のような多層フィルムは使用されていない。
【００４５】
第４の実施例の平面アンテナ４０におけるＧＰＳアンテナ１の構成は、第１の実施例の平面アンテナ１０におけるＧＰＳアンテナ１の構成と同じであり、図９に示すように、フィルム３７の表側にアンテナエレメント１１，１３、平衡給電線１５Ａ，１５Ｃ、低雑音増幅器１７、バランス回路１８、及び合成器１９を備えている。そして、フィルム３７の裏側に、図１０に示すように、アンテナエレメント１２，１４と平衡給電線１５Ｂ，１５Ｄを備えている。
【００４６】
また、もう１つのクロスダイポールアンテナであるＥＴＣアンテナ２の構成はＧＰＳアンテナ１の構成とほぼ同じであり、異なる点は、アンテナエレメント４１，４２，４３，４４の長さ、形状、及び交差方向が異なる点と、低雑音増幅器が不要である点のみである。よって、ＥＴＣアンテナ２も、図９に示すように、フィルム３７の表側にアンテナエレメント４１，４３、平衡給電線３５Ａ，３５Ｃ、バランス回路３３、及び合成器３４を備えている。そして、フィルム３７の裏側に、図１０に示すように、アンテナエレメント４２，４４と平衡給電線３５Ｂ，３５Ｄを備えている。
【００４７】
ＧＰＳアンテナ１の合成器１９の出力及びＥＴＣアンテナ２の合成器３４の出力は回路部Ｃに設けられた混合器３６に入力される。また、第４の実施例の平面アンテナ４０のフィルム３７の上には、これらのクロスダイポールアンテナの他に、ＶＩＣＳアンテナ３、無線ＬＡＮアンテナ４、及び第１と第２の電話アンテナ５、６が設けられている。そして、ＶＩＣＳアンテナ３と無線ＬＡＮアンテナ４の出力も混合器３６に入力される。この混合器３６の出力は、コネクタ２１に接続されている。また、第１と第２の電話アンテナ５、６は、後述するように、混合器３６で他の信号と混合されることなく、直接コネクタ２１に接続されている。
【００４８】
図１１は、図８に示した第４の実施例の平面アンテナ４０の等価回路を示す回路図である。前述のように、ＧＰＳアンテナ１の第１のダイポールアンテナ１Ａで受信された信号は第１の低雑音増幅器（ＬＮＡ）１７Ａで増幅された後、バランス回路１８Ａで不平衡信号となって合成器１９に入力される。同様に、ＧＰＳアンテナ１の第２のダイポールアンテナ１Ｂで受信された信号は第２の低雑音増幅器（ＬＮＡ）１７Ｂで増幅された後、バランス回路１８Ｂで不平衡信号となって合成器１９に入力される。合成器１９では、第１のダイポールアンテナ１Ａで受信された信号と第２のダイポールアンテナ１Ｂで受信された信号とが合成されてＧＰＳ信号が作られ、これが混合器３６に入力される。
【００４９】
また、ＥＴＣアンテナ２の第１のダイポールアンテナ２Ａで受信された信号は直接バランス回路３３Ａで不平衡信号となった後に合成器３４に入力される。同様に、ＥＴＣアンテナ２の第２のダイポールアンテナ２Ｂで受信された信号は直接バランス回路３３Ｂに入力され、ここで不平衡信号となって合成器３４に入力される。合成器３４では、第１のダイポールアンテナ２Ａで受信された信号と第２のダイポールアンテナ２Ｂで受信された信号とが合成されてＥＴＣ信号が作られ、これが混合器３６に入力される。
【００５０】
なお、ＥＴＣ信号のように、ＥＴＣアンテナ２で受信すると共に、ＥＴＣアンテナ２から送信も行う場合には、混合器３６はコネクタ２１に入力された信号からＥＴＣ信号のみを取り出し、これをＥＴＣアンテナ２に送出する分配器として機能することは言うまでもない。
【００５１】
一方、ＶＩＣＳアンテナ３からのＶＩＣＳ信号と無線ＬＡＮアンテナ４からのＷ−ＬＡＮ信号は、直接混合器３６に入力される。混合器３６は、入力されたＧＰＳ信号、ＥＴＣ信号、ＶＩＣＳ信号、及びＷ−ＬＡＮ信号を混合し、コネクタ２１の１つから外部に出力するものである。混合器３６によって混合された信号は、コネクタ２１に接続する図示しないケーブルによって外部に取り出され、外部に設けられた分配器に入力される。分配器は混合された信号から、ＧＰＳ信号、ＥＴＣ信号、ＶＩＣＳ信号、及びＷ−ＬＡＮ信号を分配して作り出し、それぞれの受信機に送出する。また、第１と第２の電話アンテナ５、６は、混合器３６を通ることなく、直接コネクタ２１に接続されている。
【００５２】
このように、第４の実施例の平面アンテナ４０には、クロスダイポールアンテナやモノポールアンテナ等の複数のアンテナを設けることができる。また、第４の実施例では、誘電体に１枚のフィルムを使用しているが、第２の実施例と同様に、複数枚のフィルムを使用して構成することもできる。更に、第４の実施例の平面アンテナ４０におけるＧＰＳアンテナ１を構成するクロスダイポールアンテナの交差方向は、第２の実施例の平面アンテナ２０のように斜め方向であっても良い。同様に、ＥＴＣアンテナ２のアンテナエレメントの交差方向は平面アンテナ４０の縦横方向であっても良い。
【００５３】
図１２（ａ）は本発明の第１から第４の実施例の平面アンテナ１０、２０、３０、４０の、自動車８への搭載位置の一例を示すものである。また、図１２（ｂ）は図１２（ａ）に示した平面アンテナの指向性を説明するものである。この図から分かるように、本発明の平面アンテナは一般に、自動車８のフロントガラス９のルーフに近い部分に取り付けられる。この場合、平面アンテナはフロントガラス９の内側から取り付けるか、或いは、フロントガラス９に内蔵させることができる。この取付位置により、本発明の平面アンテナは、自動車８の前方上方から到来する電波を効率よく受信することができる。
【００５４】
なお、以上説明した平面アンテナの実施例では、フィルムにポリエチレン等の透明フィルムを使用する形態を説明したが、平面アンテナを自動車のボディの一部を構成する樹脂部材、例えば、ルーフ後部を構成する樹脂部材に取り付ける場合には、フィルムの色を透明にする必要はない。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の平面アンテナによれば、ＧＰＳ用の電波を受信するアンテナを薄型化して車両の内部に搭載することにより、車両のデザインを損なう虞がなく、また、物が当たってアンテナが損傷したり、盗難被害に合う等の虞がない。また、車両に搭載する必要のあるその他のアンテナをできるだけ多くこの平面アンテナに組み込むことができるので、アンテナ搭載スペースが削減され、アンテナのコストを低減することができるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施例を示す、透明フィルムで構成された平面アンテナの構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のコネクタの構成を示す部分拡大斜視図である。
【図２】（ａ）は図１（ａ）に示した平面アンテナの透明フィルムの表側にあるアンテナパターン及び回路のみを示した説明図、（ｂ）は図１（ａ）に示した平面アンテナの透明フィルムの裏側にあるアンテナパターンのみを、表側から透視して見た説明図である。
【図３】図１（ａ）に示した平面アンテナにおける１つのダイポールアンテナのみを取り出してそのフィルム上のパターン配置を説明する斜視図である。
【図４】図１に示した平面アンテナの等価回路を示す回路図である。
【図５】本発明の第２の実施例の平面アンテナの構成を示す分解斜視図である。
【図６】（ａ）は図１（ａ）に示した第１の実施例の平面アンテナにおけるＸ‐Ｘ線における部分拡大断面図、（ｂ）は図５に示した第２の実施例の平面アンテナにおける同じ場所の部分拡大断面図である。
【図７】本発明の第３の実施例を示す、透明フィルムで構成された平面アンテナの構成を示す平面図である。
【図８】本発明の第４の実施例を示す、透明フィルムで構成された平面アンテナの構成を示す平面図である。
【図９】図８に示した平面アンテナの透明フィルムの表側にあるアンテナパターン及び回路のみを示した説明図である。
【図１０】図８に示した平面アンテナの透明フィルムの裏側にあるアンテナパターンとグランドパターンのみを、表側から透視して見た説明図である。
【図１１】図８に示した平面アンテナの等価回路を示す回路図である。
【図１２】（ａ）は本発明の平面アンテナの自動車への搭載位置を示す部分拡大斜視部、（ｂ）は（ａ）に示した平面アンテナの指向性を説明する図である。
【符号の説明】
１…ＧＰＳアンテナ
２…ＥＴＣアンテナ
３…ＶＩＣＳアンテナ
４…無線ＬＡＮアンテナ
５…第１電話アンテナ
６…第２電話アンテナ
７，２５，２６，２７，３７…フィルム
１０…第１の実施例の平面アンテナ
１１，１２，１３，１４，４１，４２，４３，４４…アンテナエレメント
１５，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ…給電線
１６，３２…移相器
１７…低雑音増幅器（ＬＮＡ）
１８，３３…バランス回路（バラン）
１９，３４…合成器
２０…第２の実施例の平面アンテナ
２１，２２…コネクタ
２３…ケーブル
２４…保護層
２８…スルホール
３０…第３の実施例の平面アンテナ
３１…グランドパターン
３５，３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ…給電線
３６…混合器
４０…第４の実施例の平面アンテナ
Ｃ…回路部

Claims (12)

1. クロスダイポールアンテナをフィルム状の誘電体に少なくとも１つ形成した平面アンテナであって、
   前記クロスダイポールアンテナへの給電を、前記誘電体上に形成した平衡給電線により行うようにしたことを特徴とする平面アンテナ。
2. 請求項１に記載の平面アンテナであって、
   前記アンテナのエレメントと前記平衡給電線を構成する導体、及び前記平衡給電線に給電を行う給電回路が、前記誘電体の両面に分かれて形成されていることを特徴とする平面アンテナ。
3. 請求項１に記載の平面アンテナであって、
   前記誘電体が複数枚積層されて構成されており、前記アンテナのエレメントと前記平衡給電線を構成する導体、及び前記平衡給電線に給電を行う給電回路が、前記複数枚の誘電体の両面に分かれて形成されていることを特徴とする平面アンテナ。
4. 請求項２又は３に記載の平面アンテナであって、
   前記クロスダイポールアンテナが、第１のダイポールアンテナと第２のダイポールアンテナとから構成されており、
   前記第１のダイポールアンテナを構成する２つのアンテナエレメントとこのアンテナエレメントに接続する平衡給電線の組が、それぞれ前記誘電体の異なる面に形成されており、
   前記第２のダイポールアンテナを構成する２つのアンテナエレメントとこのアンテナエレメントに接続する平衡給電線の組が、それぞれ前記誘電体の異なる面に形成されていることを特徴とする平面アンテナ。
5. 請求項４に記載の平面アンテナであって、
   前記誘電体をその面に垂直な方向から透視した時に、前記１つのダイポールアンテナに給電を行う２本の給電線間の隙間が０となるように、前記各平衡給電線が前記誘電体の上に配置されていることを特徴とする平面アンテナ。
6. 請求項５に記載の平面アンテナであって、
   前記第１と第２のダイポールアンテナへの平衡給電線の内の一方に、移相器が設けられていることを特徴とする平面アンテナ。
7. 請求項４から６の何れか１項に記載の平面アンテナであって、
   前記誘電体の一つの面に、前記第１と第２のダイポールアンテナに接続する平衡給電線を、不平衡給電線に変換する変換回路が設けられており、この変換回路が設けられていない誘電体の面に設けられた平衡給電線は、スルホールによって前記変換回路が設けられた面に導かれることを特徴とする平面アンテナ。
8. 請求項７に記載の平面アンテナであって、
   前記変換回路からの前記第１と第２のダイポールアンテナの出力を合成する合成回路が、前記変換回路と同じ前記誘電体の面に設けられていることを特徴とする平面アンテナ。
9. 請求項１から８の何れか１項に記載の平面アンテナであって、
   前記誘電体上に、前記クロスダイポールアンテナを含めて複数のアンテナが形成されており、これら複数のアンテナの出力を混合する混合器が、前記誘電体上に設けられていることを特徴とする平面アンテナ。
10. 請求項１から９の何れか１項に記載の平面アンテナであって、
    前記誘電体上に、その出力が直接前記誘電体から外部に引き出される電話用のアンテナが形成されていることを特徴とする平面アンテナ。
11. 請求項１から１０の何れか１項に記載の平面アンテナであって、
    前記誘電体が透明であり、この平面アンテナが車両のフロントガラスの内側に取り付けられることを特徴とする平面アンテナ。
12. 請求項１から１０の何れか１項に記載の平面アンテナであって、
    前記平面アンテナが移動体の内部の電波が到来する部位に取り付けられていることを特徴とする平面アンテナ。

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