JP2006050533A - アンテナ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、偏波ダイバーシチ通信が得られるアンテナ装置に関し、小型化を図ることを目的とする。
【解決手段】導体地板２に所定の間隔ｈを設けて対向配置された第１アンテナ素子３に、所定の間隔ｅを有し略Ｕの字状に形成された第２アンテナ素子４を設けると共に、これら第１アンテナ素子３の中央部と第２アンテナ素子４の隣合う端部には、それぞれ導体地板２を貫通して高周波信号５，６を給電する給電点３ａ，４ａを設けてアンテナ装置１を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車載用の移動体無線装置に用いられる自動車電話システムなどのアンテナ装置に関するものである。
近年、自動車電話システムなどのアンテナ装置は、車両の市街地走行時などに電波が市街地のビルなどで反射や曲折され、その方向が乱れても通話品質が確保できる、いわゆる偏波ダイバーシチ通信の可能なアンテナ装置が要望されている。
ここで、偏波ダイバーシチ通信とは、基地局アンテナ装置から放射される垂直方向の電波（以後、垂直偏波と記載する）と、水平方向の電波（以後、水平偏波と記載する）のいずれか強い方の偏波信号で通信を行うものである。
従って、アンテナ装置は垂直偏波用と水平偏波用アンテナ素子を一体に備えて、車両の全方向に通信できるように構成されている。
このような従来のアンテナ装置について、図７を用いて説明する。
図７は従来のアンテナ装置の斜視図であり、同図において、５２は平板状の導体地板、５３はこの導体地板５２の中央部に直立した線状で高さｈ１の第１アンテナ素子で、第１アンテナ素子５３の下端には導体地板５２を貫通して高周波信号を給電する給電点５３ａが設けられている。
さらに、５４は導体地板５２の端部に導体地板５２に水平に配置された線状又は板状の第２アンテナ素子で、第２アンテナ素子５４の互いに隣合う端部にはそれぞれ給電点５４ａが設けられ、この給電点５４ａには、導体地板５２を貫通し互いに空隙を設けて対向する信号線５４ｂを介して高周波信号が給電されている。
そして、第２アンテナ素子５４は、この給電点５４ａから左右にそれぞれＬ１の長さに延伸されると共に、第１アンテナ素子５３の高さｈ１と第２アンテナ素子５４の長さＬ１は、それぞれ動作周波数の波長の１／４になるように形成されている。
これら第１アンテナ素子５３と第２アンテナ素子５４を一体に備えてアンテナ装置５１が構成されている。
以上の構成において、図７に示すように、アンテナ装置５１への電波方向を導体地板５２の水平面をＸ方向として、ＸＹＺ方向を定義した場合、第１アンテナ素子５３は垂直偏波ｆａを送受信する垂直偏波用、第２アンテナ素子５４は水平偏波ｆｂを送受信する水平偏波用として動作する。
そして、これら垂直偏波ｆａと水平偏波ｆｂのいずれか強い方の偏波信号で通信を行うものである。
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１や非特許文献１が知られている。
特開平１１−２６１３３５号公報 「アンテナ光学ハンドブック」電子通信学会編 昭和５５年１０月３０日発刊Ｐ５７
しかしながら上記従来のアンテナ装置５１においては、導体地板５２に直立して第１アンテナ素子５３を、更に導体地板５２に水平に第２アンテナ素子５４を配置して構成されているため、全体が大型になるという課題があった。
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、小型のアンテナ装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明のアンテナ装置は、以下の構成を有するものである。
本発明の請求項１に記載の発明は、導体地板に所定の間隔を設けて対向配置された平板状の第１アンテナ素子に所定の間隔を有し、かつ第１アンテナ素子の外周の所定の範囲を囲むように第２アンテナ素子を形成したものであり、第１アンテナ素子を低背化すると共に、第１アンテナ素子を第２アンテナ素子で囲むように形成しているため、小型化を図れるという作用を有する。
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、第２アンテナ素子を、導体地板から第１アンテナ素子の間に配置したものであり、第２アンテナ素子が第１アンテナ素子より上に飛び出すことが無いという作用を有する。
以上のように本発明によれば、垂直偏波用と水平偏波用の第１、第２アンテナ素子をそれぞれ導体地板に略対向配置することによって、偏波ダイバーシチ通信が可能であると共に、小型のアンテナ装置を得ることができるという有利な効果が得られる。
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図２を用いて説明する。
図１は本発明の一実施の形態によるアンテナ装置の斜視図、図２は同断面図であり、同図において、２は銅材などの良導電材からなる円形平板状の導体地板、３は導体地板２に所定の間隔ｈを設けて対向配置された同じく良導電材からなる直径ｄの円形平板状の第１アンテナ素子で、第１アンテナ素子３の中央部には、導体地板２を貫通した給電ピン３ｂを介して高周波信号５を給電する給電点３ａが設けられている。
そして、４は第１アンテナ素子３外周の所定の範囲を囲むように間隔ｅを有し略Ｕの字状に配置された、良導電材からなる線状又は板状の２つの第２アンテナ素子で、第２アンテナ素子４の互いに隣合う端部にはそれぞれ給電点４ａが設けられている。
さらに、この給電点４ａには、導体地板２を貫通し互いに空隙を設けて対向する信号線４ｂを介して高周波信号６が給電されている。
ここで、第２アンテナ素子４は、各給電点４ａから左右にそれぞれＬの長さに延伸されると共に、その長さＬと第１アンテナ素子３の高さｈ＋直径ｄは、それぞれ動作周波数の波長の１／４になるように形成されている。
これら第１アンテナ素子３と第２アンテナ素子４を一体に備えてアンテナ装置１が構成されている。
以上の構成において、図１に示すように、アンテナ装置１への電波方向を導体地板２の中心を原点としたＸＹＺ座標とした場合、第１アンテナ素子３はＸＹ軸の平面に直交する方向の垂直偏波ｆａに励振されて送受信する垂直偏波用として動作し、第２アンテナ素子４はＺ軸面に直交する方向の水平偏波ｆｂに励振されて送受信する水平偏波用として動作する。
従って、アンテナ装置１はＸＹＺ軸のいずれの方向からの電波に対しても、つまり全方向に通信を行うことが可能となり、これら垂直偏波ｆａと水平偏波ｆｂのいずれか強い方の偏波信号で偏波ダイバーシチ通信を行うものである。
このように本実施の形態によれば、第１アンテナ素子３を導体地板２に対向配置すると共に、第１アンテナ素子３に所定の間隔を設け、かつ第１アンテナ素子３の外周の所定の範囲を囲むように、第２アンテナ素子４を配置することによって、低背化が図れると共に、導体地板２の範囲内でアンテナを構成できるため、アンテナ装置１の小型化を図ることができるものである。
なお、上記実施の形態において、導体地板２、第１アンテナ素子３を円形平板状、第２アンテナ素子４を略Ｕの字状として説明したが、これに限るものではなく、例えば、図３の斜視図に示すように、導体地板２、第１アンテナ素子３を矩形平板状、第２アンテナ素子４を略コの字状に形成しても同様の効果を得ることができる。
また、第１アンテナ素子３と第２アンテナ素子４を、略同一面に配置する構成として説明したが、これに限るものではなく、第２アンテナ素子４を、導体地板２と第１アンテナ素子３との間隔ｈの間のいずれかに配置しても良く、例えば図４の斜視図に示すように、第２アンテナ素子４を、導体地板２を形成する導体２ａで形成しても同様の効果を得ることができると共に、こうすることで第２アンテナ素子４を形成する新たな部材を必要としないため安価にできるという効果が得られる。
更に、上記実施の形態において、第２アンテナ素子４は２つとして説明したが、これに限るものではなく１つでも実施は可能で、例えば、図５の斜視図に示すように、第２アンテナ素子４を１つとし、その中央部からある距離離れた２つの分岐点４ｅを設け、分岐点４ｅから直線状に真下に延伸した他方の中継線４ｃが途中で略直角に曲げられて、給電点４ａを介して中継線４ｂに接続されることで高周波信号６が給電される。
ここで、２つの中継線４ｃは、インピーダンス整合を取るもので、高周波信号６と第２アンテナ素子４間のインピーダンス不整合を、その長さや略直角に曲げる曲げ位置を変えるなどすることで、自らのインピーダンスを変えてインピーダンス整合を図っている。
また、図６の斜視図に示すように、インピーダンス整合を図る、他の一例として、第２アンテナ素子４を１つとし、その中央部からある距離離れた１つの分岐点４ｅを設け、この分岐点４ｅは、直線状に真下に延伸した中継線４ｃが途中で略直角に曲げられ信号線４ｂを介して給電点４ａで高周波信号６に接続されている。
そして、第２アンテナ素子４の中央部には、別途、導体地板２との間に接続された短絡ピン４ｄを設け、この短絡ピン４ｄと中継線４ｃによりインピーダンス整合を図ることでも、第２アンテナ素子４は１つにできる。
こうすることで、図１から図５の信号線４ｂは平行ケーブルを用い２本の信号線が必要であったが、図６では同軸ケーブルを用い１本の信号線にできると共に、第２アンテナ素子４、中継線４ｃは、同じ材料を用いることができるため、両者をプレスやエッチングなどにより一体に形成できて製造を簡略にできる。
本発明によるアンテナ装置は、偏波ダイバーシチ通信が得られると共に小型化を図れるという効果を有し、車載用などの移動体通信等に有用である。
本発明の一実施の形態によるアンテナ装置の斜視図 同断面図 同別形態によるアンテナ装置の斜視図 同別形態によるアンテナ装置の斜視図 同別形態によるアンテナ装置の斜視図 同別形態によるアンテナ装置の斜視図 従来のアンテナ装置の斜視図
符号の説明
１ アンテナ装置
２ 導体地板
３ 第１アンテナ素子
４ 第２アンテナ素子
３ａ，４ａ 給電点
３ｂ 給電ピン
４ｂ 信号線
４ｃ 整合素子
４ｄ 短絡ピン
４ｅ 分岐点
５，６ 高周波信号

Claims (2)

  1. 導体地板と、この導体地板に所定の間隔を設けて対向配置された平板状の第１アンテナ素子と、この第１アンテナ素子に所定の間隔を設けて配置された第２アンテナ素子と、前記第１、第２アンテナ素子の中央部に設けられ高周波信号を給電する給電点からなり、
    前記第２アンテナ素子を、前記第１アンテナ素子の外周の所定の範囲を囲むように形成したアンテナ装置。
  2. 第２アンテナ素子を、導体地板から第１アンテナ素子の間に形成した請求項１記載のアンテナ装置。
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