JP2006186488A - 統合アンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】 構成が簡単であり、小さなスペースで複数のアンテナを設置すること及びアンテナの性能を確保することができる統合アンテナを提供する。
【解決手段】 複数の放送波を受信するために、ループアンテナからなる第１のアンテナ１２と、第１のアンテナ１２のループが形成する平面に対して垂直な方向から見た時に、ループの内側部分に、第１のアンテナ１２に重ならないように配置された第２のアンテナ１０とを備えるようにした統合アンテナである。第２のアンテナ１０は、ループアンテナとすることができる。第２のアンテナ１０の近傍に、他の導体に接続されない線状導体１０Ｂを配置しても良い。第１のアンテナ１２と第２のアンテナ１０のそれぞれの給電端子のうち、アース側は共通の端子１６とすることができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は統合アンテナに関し、特に、自動車等の移動体において、放送、通信等の電波を送信、或いは受信する複数のアンテナを、統合して効率的なスペースで配置することができる統合アンテナに関する。

従来、用途や受信周波数の異なる複数のアンテナを、自動車のような車両、即ち移動体に設置する場合は、それぞれのアンテナが電波の到来方向を見通せる移動体の部位に並べて配置されていた。例えば、自動車にテレビ放送を含むＦＭ放送を受信するためのアンテナ、ＧＰＳ衛星からの電波を受信するアンテナ、或いは、ＥＴＣ用の電波を受信するアンテナを設置する場合は、これらのアンテナがそれぞれ別々の場所に配置されていた。

このため、各アンテナを車両上に配置するために大きな配置スペースが必要となるので搭載性が悪く、また、各アンテナがそれぞれ別の形状をしているために、視界の邪魔になったり、見栄えを損なうという問題点があった。そこで、各アンテナのアンテナエレメントを１つの基板上に統合させ、複数のメディア、周波数に対してアンテナ基板を共用させた統合アンテナとすることにより、アンテナの車両への配置効率を向上させ、車両へのアンテナの搭載性を向上させる試みがある。

しかしながら、このように各アンテナのアンテナエレメントを単に基板上に集合させて配置した場合、小さなスペースに納まりにくいという問題点があった。

そこで、本発明は、構成が簡単であり、１つの基板上に統合するアンテナの組み合わせを考慮することにより、小さなスペースで複数のアンテナを１つの基板上、或いは１つのアンテナユニットに設置すること、及び１つの基板上、或いは１つのアンテナユニットに搭載したアンテナの性能を確保することができる統合アンテナを提供することを目的としている。

前記目的を達成する本発明の統合アンテナの第１の形態は、複数の放送波を受信するための統合アンテナであって、ループアンテナからなる第１のアンテナと、第１のアンテナのループが形成する平面に対して垂直な方向から見た時に、ループの内側部分に、第１のアンテナに重ならないように配置された第２のアンテナとを少なくとも備えることを特徴とするものである。

第２の形態は、第１の形態における第２のアンテナが、ループアンテナであることを特徴とする統合アンテナである。

第３の形態は、第１の形態における第２のアンテナが、実質的な端部を有する線状導体から構成されることを特徴とする統合アンテナである。

第４の形態は、第１から第３の何れかの形態において、第２のアンテナの近傍に、第１のアンテナ及び第２のアンテナを構成する導体に接続されない線状導体が配置されていることを特徴とする統合アンテナである。

第５の形態は、第１から第４の何れかの形態において、第１及び第２のアンテナのそれぞれの給電点が近接して配置されており、第１と第２のアンテナの各個に接続される給電回路が、同一の誘電体基板上に構成されていることを特徴とする統合アンテナである。

第６の形態は、第２の形態において、第１と第２のアンテナのそれぞれの給電部がそれぞれ２つの給電端子を有しており、第１のアンテナの一方の給電端子が第２のアンテナの一方の給電端子に、導体によって接続されていることを特徴とする統合アンテナである。

第７の形態は、第６の形態において、第１のアンテナの一方の給電端子と誘電体基板に構成された給電回路とを接続する第１の接続手段と、第２のアンテナの一方の給電端子と誘電体基板に構成された給電回路とを接続する第２の接続手段と、第１又は第２のアンテナの他方の給電端子と誘電体基板に構成された給電回路とを接続する第３の接続手段とを有することを特徴とする統合アンテナである。

第８の形態は、第１から第７の何れかの形態において、第１のアンテナが第１の平面上に形成され、第２のアンテナが第２の平面上に形成されていることを特徴とする統合アンテナである。

第９の形態は、第８の形態において、第１の平面と第２の平面とが同一の平面であることを特徴とする統合アンテナである。

第１０の形態は、第１から第９の何れかの形態において、第１及び第２のアンテナが、誘電体フィルム上に薄い導体で形成されていることを特徴とする統合アンテナである。

第１１の形態は、第８の形態において、第１のアンテナが誘電体フィルム上に薄い導体で形成され、第２のアンテナが誘電体基板上に配置されていることを特徴とする統合アンテナである。

第１２の形態は、第１０の形態において、第１及び第２のアンテナとは異なる他のアンテナが、誘電体基板上に配置されていることを特徴とする統合アンテナである。

第１３の形態は、第５，１１，１２の何れかの形態において、誘電体基板が筐体の内部に設置されており、この筐体は、第１のアンテナが設けられた誘電体フィルムに貼り付けて設けられることを特徴とする統合アンテナである。

第１４の形態は、第１から第１３の何れかの形態において、第１及び第２のアンテナに接続される給電回路に合成及び分配回路が接続され、この合成及び分配回路に同軸ケーブルが接続されることを特徴とするテレビ電波用アンテナである。

本発明の第１から第１４の形態の統合アンテナによれば、構成が簡単であり、共用するアンテナの組み合わせを工夫することにより、小さなスペースで複数のアンテナを設置すること、及びアンテナの性能を確保することができる統合アンテナを提供することができるという効果がある。

以下添付図面を用いて本発明に係る実施の形態を具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。なお、一般に、アンテナは電波の送信と受信の両方を行い得るものであるが、以下に示す実施例では、説明を簡単にするために、アンテナが電波を受信する場合についてのみ説明し、アンテナが電波を送信する場合についてはその説明を省略する。

図１は、カーナビゲーション装置８０が設けられた自動車における本発明の統合アンテナ２０，５０の取り付け状態、及びカーナビゲーション装置８０との接続の一実施例を示すものである。この実施例では、自動車のフロントガラス６１の左側の上部に、第１のフィルムアンテナとして、透明フィルムを用いた統合アンテナ２０が設けられており、右側の上部に、第２のフィルムアンテナとして、透明フィルムを用いた統合アンテナ５０が設けられている。

ナビゲーション装置８０は自動車のインストルメントパネルに内蔵されており、統合アンテナ２０、５０で受信した電波の選択及び増幅を行うセレクタ／アンプ４０は助手席側の足元に搭載されている。そして、統合アンテナ２０からのケーブル２４，２５，４９は自動車のＡピラー２９に沿って取り付けられた後、セレクタ／アンプ４０を通ってナビゲーション装置８０に接続される。同様に、統合アンテナ５０からのケーブル４９，５５，５７は自動車のＡピラー２９に沿って取り付けられた後、セレクタ／アンプ４０を通ってナビゲーション装置８０に接続される。なお、図１には、セレクタ／アンプ４０とナビゲーション装置８０とを接続するケーブルに符号５６のみが付されているが、セレクタ／アンプ４０とナビゲーション装置８０とを接続するケーブルにはケーブル２４，２５，５５，５７も含まれている。また、符号４６は後述するアース用のコネクタである。

ここで、図２を用いて２つの統合アンテナ２０，５０の代表的な構成と、これらのアンテナの給電点に接続されるケーブルによって受信信号が入力される受信機（この実施例ではナビゲーション装置）８０との接続を説明する。なお、ここでは図１で説明したセレクタ４０は、受信機８０に内蔵されることもあるのでその図示を省略する。このセレクタ４０の機能については後述する。この実施例では、統合アンテナ２０，５０は、透明フィルム１１，２８に形成されており、自動車のフロントガラス等の窓の内側に、粘着材を使用して設置される。

図２に示すように、統合アンテナ２０は、例えば、第１のアンテナとしてのデジタルテレビ放送の電波を受信するＤＴＶ用アンテナ１２、第２のアンテナとしてのＧＰＳ衛星からの電波を受信するＧＰＳ用アンテナ１０、及び第３のアンテナとしてのＦＭ放送やアナログテレビ放送の電波を受信するＴＶ用アンテナ１３を備えている。また、統合アンテナ５０は、例えば、第１のアンテナとしてのＤＴＶ用アンテナ５２、第２のアンテナとしての衛星デジタル放送の電波を受信する衛星デジタル放送用アンテナ６０、及び第３のアンテナとしてのＦＭ放送やアナログテレビ放送の電波を受信するＴＶ用アンテナ５４を備えている。

図２の状態は、統合アンテナ２０，５０を自動車の車室内側から見たものである。ＴＶ用アンテナ１３、５４はそれぞれ透明フィルム１１，２８の周辺部に沿って設けられている。そして、ＴＶ用アンテナ１３、５４を構成する線状導体の一方の端部に設けられたアンテナ接続端子には、それぞれコネクタ３１が接続される。コネクタ３１には同軸ケーブル４９が接続しており、ＴＶ用アンテナ１３、５４で受信したＦＭ放送、或いはアナログＴＶ放送の信号は、同軸ケーブル４９で受信機（ナビゲーション装置）８０に導かれる（実際には途中にセレクタがあり、このセレクタについては後述する）。

一方、統合アンテナ２０では、ＤＴＶ用アンテナ１２を構成するループアンテナの内側にＧＰＳ用アンテナ１０が配置されている。ＧＰＳ用アンテナ１０の給電点とＤＴＶ用アンテナ１２の給電点は近接しており、これら２つのアンテナで受信された信号は共通のコネクタ２１で外部に取り出される。コネクタ２１には、ＧＰＳの受信信号を受信機８０に導く同軸ケーブル２４と、ＤＴＶ放送の受信信号を受信機８０に導く同軸ケーブル２５が接続している。同様に、統合アンテナ５０では、ＤＴＶ用アンテナ５２を構成するループアンテナの内側に衛星デジタル放送用アンテナ６０が配置されている。ＤＴＶ用アンテナ５２の給電点と衛星デジタル放送用アンテナ６０の給電点とは近接しており、これら２つのアンテナで受信された信号は共通のコネクタ５１で外部に取り出される。コネクタ５１には、衛星デジタル放送の受信信号を受信機８０に導く同軸ケーブル５５と、ＤＴＶ放送の受信信号を受信機８０に導く同軸ケーブル５７が接続している。受信機８０には車載テレビともなる液晶ディスプレイが接続されている。

図３（ａ）は、図２に示した統合アンテナ２０に設けられたＧＰＳ用アンテナ１０の給電点とＤＴＶ用アンテナ１２の給電点の詳細を示すものである。ＤＴＶ用アンテナ１２は矩形のループ状のアンテナエレメントを備えており、その両端部に給電端子１５，１６が設けられている。この実施例では、給電端子１５がホット側、給電端子１６がアース側である。一方、ＧＰＳ用アンテナ１０は、その受信周波数がデジタルテレビ放送の周波数より高いので、ループアンテナの大きさはＤＴＶ用アンテナ１２の矩形のループアンテナの大きさよりも小さくて済む。よって、ＧＰＳ用アンテナ１０はＤＴＶ用アンテナ１２の矩形のループアンテナの内側に配置されている。そして、ＧＰＳ用アンテナ１０の２つの給電端子は、ＤＴＶ用アンテナ１２の２つの給電端子１５，１６の近傍に配置されるので、ホット側の給電端子１４はＤＴＶ用アンテナ１２の２つの給電端子１５，１６とは独立に設けられるが、アース側の給電端子はＴＶ放送用アンテナ１２のアース側の給電端子１６と共通になっている。この図にはＴＶ用アンテナ１３の図示は省略してある。

このため、ＧＰＳ用アンテナ１０の給電端子１４，１６とＤＴＶ用アンテナ１２の給電端子１５，１６には、図３（ｂ）に示すような３つの接続端子１７，１８，１９を備えた１つのコネクタ２１を接続することができる。コネクタ２１の接続端子１７，１８，１９は、それぞれ給電端子１４，１５，１６に接続される。このコネクタ２１には、前述のＧＰＳの受信信号を取り出す同軸ケーブル２４と、ＤＴＶ放送の受信信号を取り出す同軸ケーブル２５が接続される。接続端子１７，１８，１９はバネ性を備えており、コネクタ２１の接続端子１７，１８，１９の周囲には両面接着テープが貼付されている。よって、コネクタ２1を給電端子１４，１５，１６に接続する際には、両面接着テープの剥離紙を剥がし、接続端子１７，１８，１９が給電端子１４，１５，１６に重なるように、図３（ａ）に示される二点鎖線の位置に取り付ければ良い。透明フィルム１１の上のコネクタ２1の貼り付け位置には実際にはマーク等が施される。

ＧＰＳ用アンテナ１０のループアンテナ１０Ａと無給電素子１０Ｂ、及びＤＴＶ用アンテナ１２と給電端子１４，１５，１６は、導電性インク、或いは銅箔等の導体によって形成される。透明フィルム１１の上に形成されたループアンテナ１０Ａと無給電素子１０Ｂ、及びＤＴＶ用アンテナ１２の上には保護用の保護膜が設けられる。しかし、給電端子１４，１５，１６の上には保護膜は設けられない。これは、給電端子１４，１５，１６にはコネクタ２１のアンテナ接続端子１７，１８，１９が接続されるからである。図２に示した統合アンテナ５０にある３つのアンテナ５２，５４，６０及びこれらの給電端子の構成も同様であるので、ここではその説明を省略する。

図４は図２に示した統合アンテナ５０に設けられたアナログＴＶ用アンテナ５４とこれに接続する前述の同軸ケーブル４９の構成を示すものである。図４には統合アンテナ５０の一部のみが示されている。同軸ケーブル４９は、実際にはその芯線４１が別の単芯ケーブル３３を介してコネクタ３１に接続される。コネクタ３１には接続端子３２があり、コネクタ３１を両面テープ等の接着手段によってＴＶ用アンテナ５４の端部に設けられたアンテナ接続端子５３に固着すれば、同軸ケーブル４９の芯線４１がＴＶ用アンテナ５４に接続される。そして、同軸ケーブル４９のアース線４２は、別の単芯ケーブル４３によって自動車のボディ４４の一部に導かれ、このボディ４４に貼り付けられた金属箔４５にコネクタ４６で接続される。即ち、同軸ケーブル４９のアース線４２は、自動車のボディ４４に交流的にアースされる。統合アンテナ２０に設けられたアナログＴＶ用アンテナ１３とこれに接続する前述の同軸ケーブル４９の構成も同様である。

図５は図１に示した統合アンテナ２０，５０、及びナビゲーション装置８０との接続を示す回路図である。統合アンテナ２０に設けられたＧＰＳ用アンテナ１０は、前述のようにコネクタ２１と同軸ケーブル２４を用いてナビゲーション装置８０に内蔵されたＧＰＳレシーバ８１に接続されている。統合アンテナ２０に設けられたＤＴＶ用アンテナ１２は、コネクタ２１と同軸ケーブル２５によって直接ＤＴＶチューナ８６に接続されている。コネクタ２１にはアンプ２６，２７が内蔵されており、ＧＰＳ用アンテナ１０で受信した信号はアンプ２６で増幅されて出力され、ＤＴＶ用アンテナ１２で受信した信号はアンプ２７で増幅されて出力される。また、統合アンテナ２０に設けられたアナログＴＶ用アンテナ１３は、コネクタ３１と図４で説明したケーブル３３と同軸ケーブル４９によってセレクタ／アンプ４０に内蔵されたセレクタ４７に接続されている。

同様に、統合アンテナ５０に設けられた衛星デジタル放送用アンテナ６０は、前述のようにコネクタ５１と同軸ケーブル５５を用いてナビゲーション装置８０に内蔵された衛星デジタル放送チューナ８７に接続されている。統合アンテナ５０に設けられたＤＴＶ用アンテナ５２は、コネクタ５１と同軸ケーブル５７によって直接ＤＴＶチューナ８６に接続されている。この実施例では、コネクタ５１にアンプ６６，６７が内蔵されており、衛星デジタル放送用アンテナ６０で受信した信号はアンプ６６で増幅されて出力され、ＤＴＶチューナ８６で受信した信号はアンプ６７で増幅されて出力される。また、統合アンテナ５０に設けられたアナログＴＶ用アンテナ５４は、コネクタ３１と図４で説明したケーブル３３と同軸ケーブル４９によってセレクタ／アンプ４０に内蔵されたセレクタ４７に接続されている。

セレクタ４７は、受信感度の高い方のアンテナを選択して、その出力がアンプ４８に出力されるようにアンテナを切り換えるものである。従って、アナログＴＶ放送電波と、ＦＭ放送電波を受信することができるＴＶ用アンテナ１３，５４のどちらかが、セレクタ／アンプ４０と同軸ケーブル５６を通じてナビゲーション装置８０に内蔵されたアナログＴＶ／ＦＭチューナ８２に接続される。これに対してＤＴＶ用アンテナ１２，５２で受信された信号はアンプ２７，６７で増幅された後に、同軸ケーブル２５，５７でＤＴＶチューナ３に導かれ、内部で合成又は選択される。

ナビゲーション装置８０には、ＧＰＳレシーバ８１、アナログＴＶ／ＦＭチューナ８２、ＤＴＶチューナ８６、及び衛星デジタル放送チューナ８７の他に、地図情報を記憶するＣＤ、ＤＶＤ、或いはＨＤＤ等で構成される記憶媒体８３と、地図やＴＶ画面を表示する表示器である液晶ディスプレイ８４、及び自動車の現在位置の計算や経路案内等を行う制御装置８５があり、内部バス８８で相互に接続されている。アナログＴＶ／ＦＭチューナ８２、ＤＴＶチューナ８６、及び衛星デジタル放送チューナ８７や液晶ディスプレイ８４は、ナビゲーション装置８に一体的に設けられることもあるが、別に独立して設けられることもある。また、セレクタ／アンプ４０は、ナビゲーション装置８０に内蔵されることもある。

制御装置８５は、ナビゲーション装置８０がナビゲーションモードの時に、ＧＰＳ用アンテナ１０とＧＰＳレシーバ８１によって受信されたＧＰＳ衛星からの信号に基づいて自動車の現在位置を計算し、この現在位置に対応する地図を地図情報記憶媒体８３から読み出し、読み出した地図を液晶ディスプレイ８４に表示すると共に、この地図上に自動車の現在位置を表示する。また、制御装置８５は、目的地が入力されている場合には、現在位置からこの目的地までの経路を計算して地図上に表示することができる。更に、制御装置８５は、ナビゲーション装置８０がテレビモードの時には、ＤＴＶ用アンテナ１２，５２、或いはＴＶ用アンテナ１３，５４の何れかと、ＤＴＶチューナ８６、或いはアナログＴＶ／ＦＭチューナ８２によってテレビ放送を受信し、受信したテレビ放送を液晶ディスプレイ８４に表示する。

図６は、本発明の統合アンテナのアンプ部Ａの構成の一実施例を示すものである。この実施例は、ＧＰＳ用アンテナ１０で受信した信号とＤＴＶ用アンテナ１２で受信した信号をアンプ部Ａで合成してチューナ或いは通信機側に出力し、アンテナからチューナ側までの信号線の数を減らすようにしたものである。このようなアンプ部Ａは、図５に示したコネクタ２１、或いはコネクタ５１に内蔵されるものである。チューナ或いは通信機側では受信した信号がＧＰＳ信号とＤＴＶ信号に分配されてそれぞれのチューナに送られる。

ＧＰＳ用アンテナ１０で受信された信号は、フィルタＦ１、アンプ２６、及びフィルタＦ２を経て合成・分配器１に入力され、フィルタＦ３を経てＤＴＶ信号と合成され、電源重畳回路２に送られる。一方、ＤＴＶ用アンテナ１２で受信された信号は、フィルタＦ４、アンプ２７、及びフィルタＦ５を経て合成・分配器１に入力され、フィルタＦ６を経てＧＰＳ信号と合成され、電源重畳回路２に送られる。電源重畳回路２は、アンプ２６，２７に電源を供給すると共に、入力された合成信号を１本の同軸ケーブル３でチューナ／通信機に送る。

図７（ａ）は、図６に示したアンプ部Ａを備えたコネクタ２１の具体的な実施例を示すものである。コネクタ２１は、誘電体で構成されたケース２１Ｃに誘電体基板４が取り付けられて構成される。ケース２１Ｃの底部に露出する誘電体基板４の裏面には、透明フィルム１１に形成されたＧＰＳ用アンテナ１０の２つの給電端子１４，１６にそれぞれ接続する接続端子１７，１９、ＤＴＶ用アンテナ１２の給電端子１５，１６にそれぞれ接続する接続端子１８，１９（給電端子１６及び接続端子１９は共通端子）、２つのアンテナ５，６、およびアースパターン８が設けられている。例えば、アンテナ５はＶＩＣＳ用アンテナ、アンテナ６はＥＴＣ用アンテナである。３つの接続端子１７，１８，１９は、この実施例ではばね性を備えており、接続端子１９がアースパターン８に接続している。また、アンテナ６の矩形状のループの一辺に隣接して、無給電素子６Ａが設けられている。そして、ケース２１Ｃに収納される誘電体基板４の表側には、同軸ケーブル３が接続されている。ケース２１Ｃには、誘電体基板４が嵌め込まれる段差部２１Ａと同軸ケーブル３を挿通させるためのケーブル溝２１Ｂが設けられている。

図７（ｂ）は図７（ａ）に示したコネクタ２１を組み立てた後に、透明フィルム１１に取り付けた状態を示す断面図である。但し、この断面図は構造を説明するためのものであり、接続端子１７，１８，１９、アンテナ５と６の配置は必ずしも図７（ａ）に示した位置と一致していない。この図から分かるように、透明フィルム１１の上に設けられたＧＰＳ用アンテナ１０とＤＴＶ用アンテナ１２は、接続端子１７，１８，１９と誘電体基板４内に設けられたスルホール９を通じて合成・分配器１に接続される。また、アンテナ５，６は、誘電体基板４内に設けられたスルホール９を通じて合成・分配器１に接続される。そして、合成・分配器１の出力が同軸ケーブル３の芯線３Ｓに接続されている。なお、誘電体基板４の裏面側に設けられたアースパターン８は、合成・分配器１の裏側に位置するように設けられる。これは、合成・分配器１を安定的に動作させるためである。具体的には、合成・分配器１内のストリップラインのインピーダンスを所望の値に一定に保つためである。

図８は、図７（ａ）に示したコネクタ２１の誘電体基板４の表裏に搭載された部品の配置と、この誘電体基板４の透明フィルム１１への接続を示すものである。誘電体基板４の表側には、アンテナ出力を合成する合成・分配器１、アースパターン（太線で囲まれる部分）７、およびアンプ２６，２７が設けられていると共に、同軸ケーブル３が接続している。同軸ケーブル３は、そのアース線３Ｅがアースパターン７に接続されており、その芯線３Ｓが合成・分配器１の出力端子に接続されている。

図７（ａ）に示した誘電体基板４の裏側に設けられたアースパターン８は、表側に設けられた合成・分配器１に重なる位置に設けられている。誘電体基板４の裏側に設けられたアースパターン８は、スルホール９を通じて表側のアースパターン７に接続している。誘電体基板４の裏側に設けられた接続端子１９と、アンテナ６のアース側の端子は、アースパターン８、スルホール９、およびアースパターン７を通じて同軸ケーブル３のアース線３Ｅに接続される。

また、接続端子１７，１８はスルホール９、アンプ２６，２７を通じて合成・分配器１に接続されており、アンテナ６のもう一方の給電側の端子はスルホール９を通じて誘電体基板４の表側に導かれ、導線で合成・分配器１に接続されている。同様に、アンテナ５もその一端がスルホール９を通じて誘電体基板４の表側に導かれ、導線で合成・分配器１に接続されている。

このように構成された誘電体基板４は、その接続端子１７，１８，１９がそれぞれ透明フィルム１１の上に形成されたＧＰＳ用アンテナ１０の給電端子１４，１６と、ＤＴＶ用アンテナ１２の給電端子１５，１６に接続されるように、透明フィルム１１に取り付けられる。誘電体基板４が透明フィルム１１の上に取り付けられた状態では、アンテナ１０，１２，５，６が重なり合わないようになっている。

この図７，８から分かるように、この実施例の統合アンテナ２０には、透明フィルム１１の上にあるＧＰＳ用アンテナ１０、ＤＴＶ用アンテナ１２、ＴＶ用アンテナ１３、及びコネクタ２１の誘電体基板４の上にあるアンテナ５，６の５つのアンテナがある。透明フィルム１１の上のアンテナ数とコネクタ２１の誘電体基板４の上のアンテナ数はこれ以上に増やすことも可能である。

図９（ａ）は本発明の他の実施例の統合アンテナ７０の構成を示すものである。これまでに説明した統合アンテナ２０、５０では、第１のアンテナであるＤＴＶ用アンテナ１２、５２がループアンテナであり、第２のアンテナもループアンテナであった（統合アンテナ２０ではＧＰＳ用アンテナ１０、統合アンテナ５０では衛星デジタル放送用アンテナ６０）。ところが、この実施例では、第１のアンテナは、前述の統合アンテナ２０に設けられているＤＴＶ用アンテナ１２と同じであり、給電端子１５、１６を備えるループアンテナである。一方、この実施例の第２のアンテナは、給電端子１４に接続するモノポールアンテナ３０となっている。このモノポールアンテナ３０は直線偏波を受信することができる。

図１０（ａ）に示す統合アンテナ７０Ａは、第２のアンテナがモノポールアンテナ３０である図９に示した統合アンテナ７０の変形例を示すものである。図９に示したモノポールアンテナ３０は直線偏波を受信するためのものであったが、この実施例のモノポールアンテナ３０は、開放端側が斜めに折り曲げられて、電力受渡し部３０Ａが形成されている点が異なる。また、この電力受渡し部３０Ａの近傍には、これに平行な電力受渡し部分３４Ａと、モノポールアンテナ３０のアンテナ軸に対して垂直方向の長さ成分を持つ垂直部分３４Ｂとから構成される無給電素子３４が設けられている。この無給電素子３４の電力受渡し部３４Ａは、モノポールアンテナ３０の電力受渡し部３０Ａとの間で電力の受渡しを可能とするものである。従って、この実施例のモノポールアンテナ３０は、円偏波を受信することができる。

図１０（ｂ）は図１０（ａ）に示したモノポールアンテナ３０の変形例のモノポールアンテナ３０を備えた統合アンテナ７０Ｂを示すものである。図１０（ｂ）に示すモノポールアンテナ３０が図１０（ａ）に示したモノポールアンテナ３０と異なる点は、モノポールアンテナ３０の垂直部分３４Ｂの近傍に、垂直部分に平行な別の無給電素子３５が設けられている点のみである。従って、同じ構成部品には同じ符号を付してその説明を省略する。この無給電素子３５は、その長さに応じて導波器又は反射器として作用し、モノポールアンテナ３０の指向性を定めるものである。

このように、本発明の統合アンテナにおいては、ループアンテナを用いて構成する第１のアンテナの内部に設置する第２のアンテナとして、ループアンテナの他にも前述のモノポールアンテナのように種々のアンテナを設置することができる。

図１１（ａ）は本発明の統合アンテナ、例えば統合アンテナ２０を透明フィルム１１に形成する場合の、他の実施例の構成を示すものである。前述の実施例では、透明フィルム１１に形成された統合アンテナ２０の第１のアンテナであるＤＴＶ用アンテナ１２と、第２のアンテナであるＧＰＳ用アンテナ１０とは、透明フィルム１１の同じ面に形成されていた。一方、この実施例では、第２のアンテナであるＧＰＳ用アンテナ１０は、透明フィルム１１の反対側の面に形成されており、スルホールでＤＴＶ用アンテナ１２が設けられている面に形成された給電端子３６、３７に接続されている。このように、第１のアンテナと第２のアンテナは透明フィルムなどの誘電体基板の同じ面に設ける必要はない。

図１１（ｂ）は本発明の統合アンテナ、例えば統合アンテナ２０を透明フィルム１１に形成する場合の、更に他の実施例の構成を示すものである。図１１（ａ）に示した実施例の統合アンテナ２０では、第１のアンテナであるＤＴＶ用アンテナ１２が透明フィルム１１の表面に形成されており、第２のアンテナであるＧＰＳ用アンテナ１０は、透明フィルム１１の反対側の面に形成されていた。一方、この実施例では、第２のアンテナであるＧＰＳ用アンテナ１０は、透明フィルム１１に形成された第１のアンテナであるＤＴＶ用アンテナ１２に接続するコネクタ２１に内蔵されている誘電体基板４の上に形成されている。そして、第１のアンテナであるＤＴＶ用アンテナ１２をそのループに垂直な方向から見た時に、第２のアンテナであるＧＰＳ用アンテナ１０は、ＤＴＶ用アンテナ１２のループの内側に位置している。このように、第１のアンテナと第２のアンテナは同じ基板に設ける必要はない。

図１２（ａ）は、図３（ａ）に示した二重ループアンテナを備えた統合アンテナ２０とコネクタ２１の別の実施例の統合アンテナ２０の構成を示すものである。図１２（ａ）に示す統合アンテナ２０が図３（ａ）に示した統合アンテナ２０と異なる点は、ＤＴＶ用アンテナ１２の構成のみである。よって、同じ構成部材には同じ符号を付して説明する。

図１２（ａ）に示す統合アンテナ２０では、ＧＰＳ用アンテナ１０の構成は図３（ａ）に示したＧＰＳ用アンテナ１０の構成と同じである。よって、ＧＰＳ用アンテナ１０には２つの給電端子１４、１６があり、給電端子１４がホット側、給電端子１５がアース側でＤＴＶ用アンテナ１２のアース側の給電端子１６と共通になっている。無給電素子１０Ｂもループアンテナ１０Ａの脇に同様に設けられている。この図にはＴＶ用アンテナ１３の図示が省略してある点も同様である。

一方、図１２（ａ）に示す統合アンテナ２０におけるＤＴＶ用アンテナ１２は、矩形のループ状のアンテナエレメント１２Ａの給電点から最も遠い側のループ部がカットされてギャップ１２Ｇとなっている。そして、このギャップ１２Ｇに対して図面の左側に位置するアンテナエレメント１２Ｌの端部は、図３（ａ）に示したＤＴＶ用アンテナ１２と同様に給電端子１６に接続している。ところが、このギャップ１２Ｇに対して図面の右側に位置するアンテナエレメント１２Ｒの端部は、図３（ａ）に示したＤＴＶ用アンテナ１２と同様に給電端子１５に接続すると共に、途中で分岐されて給電端子１６にも接続している。このため、ギャップ１２Ｇに対して図面の右側に位置するアンテナエレメント１２Ｒには、給電端子１４と給電端子１５の間を通過して給電端子１６に接続する新たなエレメント１２Ｂが追加されている。この構成の統合アンテナ２０は、図３で説明した統合アンテナと同等の性能を有する。

図１２（ａ）に示した統合アンテナ２０には、図３（ａ）に示した統合アンテナ２０に接続するコネクタ２１と同様のコネクタ２１を接続することができる。このコネクタ２１の形状を図１２（ｂ）に示す。図１２（ｂ）に示すコネクタ２１が図３（ｂ）に示したコネクタ２１と異なる点は、接続端子１７，１８，１９の位置だけである。コネクタ２１の接続端子１７，１８，１９が、それぞれ給電端子１４，１５，１６に接続される点は図３（ｂ）で説明した通りである。また、このコネクタ２１には、前述のＧＰＳの受信信号を取り出す同軸ケーブル２４と、ＤＴＶ放送の受信信号を取り出す同軸ケーブル２５が接続される点も同様である。

接続端子１７，１８，１９はバネ性を備えており、コネクタ２１の接続端子１７，１８，１９の周囲には両面接着テープが貼付されている。よって、コネクタ２1を給電端子１４，１５，１６に接続する際には、両面接着テープの剥離紙を剥がし、接続端子１７，１８，１９が給電端子１４，１５，１６に重なるように、図１２（ａ）に示される二点鎖線の位置に取り付ければ良い。透明フィルム１１の上のコネクタ２1の貼り付け位置には実際にはマーク等が施される。

なお、本発明の統合アンテナ２０、５０は、自動車のフロントウインドウ６１のみではなく、自動車のサイドウインドウやリヤウインドウにも設置することができる。また、自動車の外側の表面で地上デジタルテレビ放送の電波を受信することができる面に、プラスチック製の部品のような誘電体からなる部材が設けられている場合には、その部材に形成することもできる。

更に、地上デジタルテレビ放送では、単に電波を受信するのみではなく、電波によって得られた情報に対して応答することもできるので、この場合は、本発明のテレビ電波用アンテナが、地上デジタルテレビ放送において使用される電波を放射する用途にも使用できることは言うまでもない。

本発明の統合アンテナのナビゲーション装置付自動車のフロントガラスへの取り付けを示す斜視図である。 図１に示した２つの統合アンテナの形状とその給電点に接続されるケーブル、及び受信機の接続状態を説明する説明図である。 （ａ）は本発明の統合アンテナの一実施例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）に示した統合アンテナの給電点に接続されるコネクタの構成を示す斜視図である。 図１に示した一方の統合アンテナに設けられたＴＶ用アンテナとこれに接続するコネクタ及びケーブルの構成の一例を示す図である。 図１に示した統合アンテナとナビゲーション装置との接続を示すブロック回路図である。 本発明の統合アンテナのアンプ部の構成の一実施例を示すブロック回路図である。 （ａ）は本発明の統合アンテナに接続するコネクタの一実施例の構成を示すコネクタを下側から見た斜視図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。 図７（ａ）、（ｂ）に示したコネクタと本発明の統合アンテナとを、コネクタの接続方向から見た斜視図である。 本発明の統合アンテナの他の実施例の構成を示す平面図である。 （ａ）は本発明の統合アンテナの他の実施例の構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）に示した統合アンテナの変形例の構成を示す平面図である。 （ａ）は、本発明の統合アンテナを透明フィルムに形成した場合の他の実施例の構成を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）に示した統合アンテナの変形例の構成を示す斜視図である。 （ａ）は本発明の統合アンテナの別の実施例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）に示した統合アンテナの給電点に接続されるコネクタの構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ 合成・分配器
４ 誘電体基板
７、８ アースパターン
９ スルホール
１０ ＧＰＳ用アンテナ
１１、２２ 透明フィルム
１２、５２ ＤＴＶ用アンテナ
１３ アナログテレビ用アンテナ
１３、５４ ＴＶ用アンテナ
２０、５０ 本発明の統合アンテナ
２１、５１ コネクタ
３０ モノポールアンテナ
３４、３５ 無給電素子
４０ セレクタ／アンプ
６０ 衛星デジタル放送用アンテナ
６１ フロントガラス
８０ ナビゲーション装置
Ａ アンプ部

Claims (14)

1. 複数の放送波を受信するための統合アンテナであって、
   ループアンテナからなる第１のアンテナと、
   前記第１のアンテナのループが形成する平面に対して垂直な方向から見た時に、前記ループの内側部分に、前記第１のアンテナに重ならないように配置された第２のアンテナとを少なくとも備えることを特徴とする統合アンテナ。
2. 前記第２のアンテナが、ループアンテナであることを特徴とする請求項１に記載の統合アンテナ。
3. 前記第２のアンテナが、実質的な端部を有する線状導体から構成されることを特徴とする請求項１に記載の統合アンテナ。
4. 前記第２のアンテナの近傍に、前記第１のアンテナ及び第２のアンテナを構成する導体に接続されない線状導体が配置されていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の統合アンテナ。
5. 前記第１及び第２のアンテナのそれぞれの給電点が近接して配置されており、前記第１と第２のアンテナの各個に接続される給電回路が、同一の誘電体基板上に構成されていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の統合アンテナ。
6. 前記第１と第２のアンテナのそれぞれの給電部は、それぞれ２つの給電端子を有しており、前記第１のアンテナの一方の給電端子が前記第２のアンテナの一方の給電端子に、導体によって接続されていることを特徴とする請求項２に記載の統合アンテナ。
7. 前記第１のアンテナの一方の給電端子と前記誘電体基板に構成された給電回路とを接続する第１の接続手段と、前記第２のアンテナの一方の給電端子と前記誘電体基板に構成された給電回路とを接続する第２の接続手段と、前記第１又は第２のアンテナの他方の給電端子と前記誘電体基板に構成された給電回路とを接続する第３の接続手段と、を有することを特徴とする請求項６に記載の統合アンテナ。
8. 前記第１のアンテナは第１の平面上に形成され、前記第２のアンテナは第２の平面上に形成されていることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の統合アンテナ。
9. 前記第１の平面と、前記第２の平面が同一の平面であることを特徴とする請求項８に記載の統合アンテナ。
10. 前記第１及び第２のアンテナは、誘電体フィルム上に薄い導体で形成されていることを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の統合アンテナ。
11. 前記第１のアンテナが誘電体フィルム上に薄い導体で形成され、前記第２のアンテナが誘電体基板上に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の統合アンテナ。
12. 前記第１及び第２のアンテナとは異なる他のアンテナが、誘電体基板上に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の統合アンテナ。
13. 前記誘電体基板が筐体の内部に設置されており、この筐体は、前記第１のアンテナが設けられた誘電体フィルムに貼り付けて設けられることを特徴とする請求項５，１１，１２の何れか１項に記載の統合アンテナ。
14. 前記第１及び第２のアンテナに接続される給電回路に合成及び分配回路が接続され、この合成及び分配回路に同軸ケーブルが接続されることを特徴とする請求項１から１３の何れか１項に記載の統合アンテナ。

Images