JP2004200772A

JP2004200772A - アンテナ装置

Info

Publication number: JP2004200772A
Application number: JP2002363888A
Authority: JP
Inventors: Genshu To; 元珠竇
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2002-12-16
Filing date: 2002-12-16
Publication date: 2004-07-15
Also published as: EP1432071A3; US20040155832A1; EP1432071A2

Abstract

【課題】共振周波数帯域が広く小型低背化を促進しやすいアンテナ装置を提供すること。
【解決手段】本発明によるアンテナ装置３０は、所定幅の帯状金属板をメアンダ形状に複数回折り曲げてなる放射導体板１１と、放射導体板１１の上端と接続状態を保って接地導体１２に対し略平行に配置された容量性導体板１４と、容量性導体板１４を接地導体１２に短絡せしめる接続導体板１５と、放射導体板１１の下端部と接続状態を保って上方へ垂直に延びる直線状放射導体板１６とを備えている。このアンテナ装置３０は、第１の周波数の高周波電力を供給することによって放射導体板１１を共振させ、第１の周波数よりも高周波な第２の周波数の高周波電力を供給することによって直線状放射導体板１６を共振させるデュアルバンドアンテナとして動作する。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載用通信機等に組み込んで好適な小型かつ低背なアンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車載用通信機等に内蔵することが可能な高さ寸法を抑えた小型アンテナとして、図４に示すようにメアンダ形状の放射導体を基板表面にパターニングしてなるアンテナ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。図４に示すアンテナ装置１は、誘電体基板２の表面に銅箔等からなるメアンダ形状の放射導体３を設け、この誘電体基板２を接地導体板４上に立設すると共に、放射導体３の下端部に同軸ケ−ブル等の給電線を介して所定の高周波電力を供給するという構成になっている。このように放射導体３が蛇行したメアンダ形状に形成してあると、直線状に延出形成した放射導体に比べて、同じ電気長で高さ寸法を大幅に低減することができるので、アンテナ全体の低背化に有利である。
【０００３】
また、従来より、２種類の周波数帯域（バンド）の信号波の送信や受信を可能な小型アンテナとして、図５に示すように、ピッチが異なる２種類のメアンダラインを連結してなる放射導体を基板表面に設けたアンテナ装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。図５に示すデュアルバンド対応のアンテナ装置５は、接地導体板６上に立設された誘電体基板７の表面に銅箔等からなる放射導体８がパターニングされており、この放射導体８が、比較的広いピッチで給電点に近い側からメアンダ形状に延出形成された第１の放射導体部８ａと、比較的狭いピッチで第１の放射導体部８ａの先端からメアンダ形状に延出形成された第２の放射導体部８ｂとを連結した構成になっている。それゆえ、放射導体８の給電点に同軸ケ−ブル等の給電線を介して第１の高周波電力を供給することにより、第１の放射導体部８ａから第２の放射導体部８ｂへと至る放射導体８の全体を第１の周波数ｆ₁に共振させることができると共に、該給電点に第２の高周波電力を供給することにより、第１の放射導体部８ａだけを第１の周波数ｆ₁よりも高周波な第２の周波数ｆ₂に共振させることができる。つまり、狭ピッチのメアンダライン（第２の放射導体部８ｂ）には周波数の高い高周波電流が流れにくいため、第２の周波数ｆ₂に対しては第１の放射導体部８ａだけを放射素子として動作させることが可能となる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３４９５３２号公報（第３−４頁、図１）
【０００５】
【特許文献２】
特開２００１−６８９１８号公報（第３−４頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のアンテナ装置１やアンテナ装置５においては、放射導体３，８のメアンダピッチ（蛇行部の間隔）を過度に狭くすると高次モードが発生しやすくなってしまうので、低背化を促進するためには放射導体３，８をより細い帯状に形成するという手法が考えられる。しかし、放射導体３，８を細くすると共振周波数帯域が狭くなってしまうので、結局、この種のアンテナ装置１，５では十分な帯域幅を確保したまま低背化を促進することが困難であった。
【０００７】
特に、デュアルバンド対応のアンテナ装置５の場合、メアンダピッチが異なる２種類の放射導体部８ａ，８ｂが直列に連結されているため、必然的に放射導体８が長寸になってしまい、アンテナ全体の低背化が促進しにくいという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、共振周波数帯域が広くて小型低背化を促進しやすいアンテナ装置を提供することにある。また、本発明の第２の目的は、共振周波数帯域が広くて小型低背化を促進しやすいデュアルバンド対応のアンテナ装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した第１の目的を達成するため、本発明のアンテナ装置は、所定幅の帯状金属板をメアンダ形状に複数回折り曲げてなる放射導体板と、接地導体を有する支持基板とを備え、前記放射導体板を前記支持基板上に立設し、該放射導体板の下端部に高周波電力を供給するように構成した。
【００１０】
このように構成されたアンテナ装置において、帯状金属板をメアンダ形状に折り曲げて形成されている放射導体板は、メアンダピッチを過度に狭くしなくても、限られた高さ寸法内で数多く蛇行させることができるため、小型低背化に有利であり、かつ、十分に幅広な帯状金属板を使用できるため、広帯域化にも有利である。しかも、この放射導体板は、銅板等の金属導体板をプレス加工することによって容易に製造できるため、コスト面でも有利である。
【００１１】
上記の構成において、放射導体板の上端部と接続状態を保って接地導体に対し略平行に配置された容量性導体板と、該容量性導体板を接地導体に短絡せしめる接続導体板とを備えていれば、容量性導体板が短縮コンデンサとして機能するため放射導体板の共振周波数が下がり（低くなり）、所定の周波数に共振させるうえで必要な放射導体板の電気長が短くなる。それゆえ、アンテナ全体の高さ寸法を一層低減することができる。なお、容量性導体板は接続導体板を介して接地導体と短絡させてあるので、インピーダンスの不整合は回避できる。また、放射導体板の上端を容量性導体板の略中央に接続しておけば、水平方向の利得が高まるので好ましい。
【００１２】
また、上記の構成において、放射導体板が金属平板の切り起こし片を折り曲げてなり、容量性導体板が残余の該金属平板からなるものとすれば、一枚板の金属板をプレス加工して放射導体板と容量性導体板とを形成でき、両導体板を接続固定するはんだ付け作業等が省略できるため、製造コストの低減が期待できる。
【００１３】
また、前記第２の目的を達成するため、本発明のアンテナ装置は、上述したいずれかの構成に加えて、前記放射導体板の下端部と接続状態を保って上方へ垂直に延びる第２の放射導体板を備え、該第２の放射導体板の下端部に前記高周波電力よりも周波数の高い高周波電力を供給する構成とした。
【００１４】
このように構成されたアンテナ装置は、第２の放射導体板を、メアンダ形状の前記放射導体板に比べて電気長がはるかに短いモノポールアンテナとして動作させることができる。それゆえ、メアンダ形状の前記放射導体板を第１の周波数に共振する放射素子となし、かつ第２の放射導体板を第１の周波数よりも高周波な第２の周波数に共振する放射素子となして、小型低背化が容易な高性能のデュアルバンドアンテナが得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明すると、図１は本発明の第１実施形態例に係るアンテナ装置の斜視図、図２は本発明の第２実施形態例に係るアンテナ装置の側面図、図３は本発明の第３実施形態例に係るアンテナ装置の斜視図である。
【００１６】
まず、本発明の第１実施形態例について説明すると、図１に示すアンテナ装置１０は、所定幅の金属導体板（例えば銅板）をメアンダ形状に複数回折り曲げてなる放射導体板１１を、接地導体１２を備えた支持基板１３上に立設して、放射導体板１１の下端部に高周波電力が供給されるように構成したものである。放射導体板１１は、高次モードが発生しないように十分なメアンダピッチを確保したメアンダ形状に折曲加工されている。また、放射導体板１１の下端部は接地導体１２とは非接触な領域に配置されており、該下端部に図示せぬ同軸ケーブル等の給電線が接続されている。なお、接地導体１２は、絶縁性の支持基板１３上のほぼ全面に設けた銅箔等の導電層からなる。
【００１７】
このように構成されたアンテナ装置１０において、放射導体板１１の電気長は使用する電波の波長の約４分の１に設定されているので、所定の高周波電力を供給して放射導体板１１を励振することにより、共振周波数帯域の電波を送受信することが可能となる。そして、帯状の金属板をメアンダ形状に折り曲げて形成されている放射導体板１１は、そのメアンダピッチを過度に狭くしなくても限られた高さ寸法内で数多く蛇行させることができるため、高次モードが発生しにくい十分なメアンダピッチを確保し、かつ、必要な電気長を確保したとしても肉薄な放射導体板１１の高さ寸法はさほど大きくならず、それゆえ、このアンテナ装置１０は小型低背化を促進しやすくなっている。また、放射導体板１１は肉薄ではあっても十分に幅広な金属板なので、共振周波数帯域は広く、よってこのアンテナ装置１０は広帯域で使い勝手の良好なアンテナとなっている。しかも、放射導体板１１は銅板等の金属導体板をプレス加工することによって容易に製造できるため、このアンテナ装置１０はコスト面でも有利である。
【００１８】
次に、本発明の第２実施形態例を図２に基づいて説明する。ただし、図２において図１と対応する部分には同一符号を付してあるので、重複する説明は適宜省略する。
【００１９】
図２に示すアンテナ装置２０は、放射導体板１１上に、接地導体１２に対して平行に配置された容量性導体板１４が電気的かつ機械的に接続されていると共に、この容量性導体板１４が接続導体板１５を介して接地導体１２に短絡されている点が、前述した第１実施形態例に係るアンテナ装置１０の構成と大きく異なる。容量性導体板１４は放射導体板１１と同じ銅板等の金属導体板からなり、本実施形態例においては、容量性導体板１４の略中央に放射導体板１１の上端がはんだ付けしてある。また、接続導体板１５はインピーダンスの不整合を回避できる適宜位置を選択して設けられており、本実施形態例においては、容量性導体板１４から下向きに延出する帯状部分を接続導体板１５となしている。
【００２０】
このように構成されたアンテナ装置２０においては、容量性導体板１４が短縮コンデンサとして機能するため、放射導体板１１の共振周波数が下がり、それゆえ所定の周波数に共振させるうえで必要な放射導体板１１の電気長が短くなって、アンテナ全体の高さ寸法を低減することができる。また、放射導体板１１の上端が容量性導体板１４の略中央に接続してあるため、このアンテナ装置２０は水平方向の利得が高く、それゆえ、水平方向の送受信において良好な感度を期待できる。
【００２１】
次に、本発明の第３実施形態例を図３に基づいて説明する。ただし、図３において図１，２と対応する部分には同一符号が付してあるので、重複する説明は適宜省略する。
【００２２】
図３に示すアンテナ装置３０では、メアンダ形状の放射導体板１１の下端から延出する帯状部分を起立させて直線状放射導体板１６となし、この直線状放射導体板１６を、放射導体板１１が共振する第１の周波数ｆ₁よりも高周波な第２の周波数ｆ₂に共振させるように構成されている。つまり、かかる構成において、直線状放射導体板１６は、メアンダ形状の放射導体板１１に比べて電気長がはるかに短いモノポールアンテナとして動作する。このように一方の放射導体板１１を第１の周波数ｆ₁に共振する放射素子となし、かつ他方の放射導体板１６をｆ₁よりも高周波な第２の周波数ｆ₂に共振する放射素子となしていることから、このアンテナ装置３０は、小型低背化が容易で広帯域な優れたデュアルバンドアンテナとなっている。
【００２３】
また、このアンテナ装置３０では、前述した第２実施形態例に係るアンテナ装置２０と異なり、メアンダ形状の放射導体板１１が金属平板の切り起こし片を折り曲げてなり、かつ容量性導体板１４が残余の該金属平板からなるため、結局、一枚の金属板をプレス加工して容量性導体板１４と放射導体板１１と直線状放射導体板１６とを形成できることになる。つまり、これら各導体板１４，１１，１６を接続固定するはんだ付け作業等が省略できるため、このアンテナ装置３０は、デュアルバンド対応ではあっても比較的安価に製造することができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２５】
帯状金属板をメアンダ形状に折り曲げてなる放射導体板は、所定のメアンダピッチを確保しつつ数多く蛇行させることができるため、メアンダ形状にパターニングされた放射導体に比べて高さ寸法を大幅に低減することができ、かつ、十分に幅広な帯状金属板が使用できることから広帯域化にも有利である。また、この放射導体板は金属導体板をプレス加工することによって容易に製造できる。それゆえ、小型低背化を促進しやすく共振周波数帯域も広い優れたアンテナ装置を安価に実現できる。
【００２６】
また、かかる放射導体板の上端部と接続状態を保って接地導体に対し略平行に配置された容量性導体板を備えているアンテナ装置においては、容量性導体板が短縮コンデンサとして機能するため、小型低背化を一層促進しやすくなる。
【００２７】
また、かかる放射導体板の下端部と接続状態を保って上方へ垂直に延びる第２の放射導体板を備えているアンテナ装置においては、メアンダ形状の放射導体板を第１の周波数に共振する放射素子となし、かつ第２の放射導体板を第１の周波数よりも高周波な第２の周波数に共振する放射素子となして、小型低背化が容易な高性能のデュアルバンドアンテナが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態例に係るアンテナ装置の斜視図である。
【図２】本発明の第２実施形態例に係るアンテナ装置の側面図である。
【図３】本発明の第３実施形態例に係るアンテナ装置の斜視図である。
【図４】メアンダ形状の放射導体を有するアンテナ装置の従来例を示す説明図である。
【図５】デュアルバンド対応のアンテナ装置の従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０，２０，３０アンテナ装置
１１放射導体板
１２接地導体
１３支持基板
１４容量性導体板
１５接続導体板
１６直線状放射導体板（第２の放射導体板）

Claims

所定幅の帯状金属板をメアンダ形状に複数回折り曲げてなる放射導体板と、接地導体を有する支持基板とを備え、前記放射導体板を前記支持基板上に立設し、該放射導体板の下端部に高周波電力を供給するように構成したことを特徴とするアンテナ装置。
請求項１の記載において、前記放射導体板の上端と接続状態を保って前記接地導体に対し略平行に配置された容量性導体板と、該容量性導体板を前記接地導体に短絡せしめる接続導体板とを備えたことを特徴とするアンテナ装置。
請求項２の記載において、前記放射導体板の上端部を前記容量性導体板の略中央に接続したことを特徴とするアンテナ装置。
請求項２の記載において、前記放射導体板が金属平板の切り起こし片を折り曲げてなり、かつ、前記容量性導体板が残余の該金属平板からなることを特徴とするアンテナ装置。
請求項１〜４いずれかの記載において、前記放射導体板の下端部と接続状態を保って上方へ垂直に延びる第２の放射導体板を備え、該第２の放射導体板の下端部に前記高周波電力よりも周波数の高い高周波電力を供給するように構成したことを特徴とするアンテナ装置。