JP2008061115A

JP2008061115A - アンテナ装置

Info

Publication number: JP2008061115A
Application number: JP2006238009A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Minami; 義明南
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-09-01
Filing date: 2006-09-01
Publication date: 2008-03-13

Abstract

【課題】より広い周波数帯域に対応可能なアンテナ装置を提供する。
【解決手段】アンテナ装置１Ａは、ループ状素子２０と、ループ状素子２０の外側に設けられ、ループ状素子２０に電磁結合給電する給電素子３０と、給電素子３０と給電点５０とを接続する接続線路４０と、を備える。ループ状素子２０を備えることで電流経路が複数となるため、対応可能な周波数帯域を広げることができる。また、給電素子３０は電磁結合給電により給電するため、構造を簡素化することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動車のフロントガラスなどに搭載可能なアンテナ装置に関する。

自動車のフロントガラスなどに搭載可能なアンテナ装置として、例えば特許文献１に開示されたものがある。このアンテナ装置は、運転者の視界を確保する領域の外にアンテナ素子を設け、運転者の前方の視界を妨げないようにしている。
特開２００５−２６０６５９号公報

しかしながら、上記従来のアンテナ装置では、アンテナ素子が線状に設けられているため、面状素子のように幅を持った素子に比べて導体上の電流経路が限定されて周波数帯域が狭くなっていた。従って、周波数帯域が必要なメディアの受信においては、受信チャンネルによってアンテナ利得が大きく変化してしまうという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、より広い周波数帯域に対応可能なアンテナ装置を提供することを目的とする。

本発明に係るアンテナ装置は、ループ状素子と、ループ状素子の外側に設けられ、ループ状素子に電磁結合給電する給電素子と、給電素子と給電点とを接続する接続線路と、を備えることを特徴とする。

このアンテナ装置では、ループ状素子を備えることで電流経路が複数となるため、対応可能な周波数帯域を広げることができる。また、給電素子は電磁結合給電により給電するため、構造を簡素化することができると共に、給電素子の形状やサイズを調整することで共振周波数を容易に調整することができ、更に、ガラス内部にループ状素子を形成した場合であっても、容易に給電することができる。

複数の接続線路により、給電素子と給電点とが接続されていることを特徴としてもよい。このようにすれば、複数の接続線路の間隔を調整することでインピーダンス整合を図り易くなる。

ループ状素子、給電素子、及び接続線路は、ガラス上に設けられていることを特徴としてもよい。このようにすれば、ポールアンテナのような突出した構造にならず、突起物のないアンテナ装置として利用することができる。

ガラスは外周縁部を金属製の枠に囲まれており、接続線路は、枠に沿って配置されていることを特徴としてもよい。このようにすれば、枠には接続線路と逆相の電流が流れて打ち消し合うため、この部分からの電波の放射（または受信）を抑制することができる。

本発明によれば、より広い周波数帯域に対応可能なアンテナ装置を提供することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、第１実施形態に係るアンテナ装置を模式的に示す図である。図１に示すように、このアンテナ装置１Ａは、車両のフロントガラス１０に設けられ、テレビ（ＴＶ）やラジオ（ＡＭ、ＦＭ）などの電波を受信する。このフロントガラス１０は、外周縁部が金属製の枠１２によって囲まれている。

アンテナ装置１Ａは、ループ状素子２０、給電素子３０、及び接続線路４０を備えている。ループ状素子２０は、矩形の閉ループを構成しており、視界確保領域を囲んでいる。この視界確保領域は、ＪＩＳＲ３２１２の付属書で定める試験領域Ａに相当するものである（運輸省告示第八百二十号参照）。

給電素子３０は、線状の素子であり、ループ状素子２０の外側に設けられている。この給電素子３０は、矩形の閉ループを構成するループ状素子２０の上辺の半分程度の長さで、その上辺に沿って設けられており、ループ状素子２０に電磁結合給電する。なお、給電素子３０の長さは、受信する周波数などによって変化するため、ループ状素子２０の半分程度に限定されるものではなく、受信する周波数によって適当な長さにしてもよい。接続線路４０は、フロントガラス１０の上縁部に設けられる給電点５０と給電素子３０とを接続し、フロントガラス１２の上下方向に延びている。このように、第１実施形態のアンテナ装置１Ａでは、給電点５０は車両のルーフに設けられる。

このアンテナ装置１Ａでは、ループ状素子２０を備えることで電流経路が複数となるため、線状のアンテナ素子と比較して、対応可能な周波数帯域を広げることができる。また、給電素子３０は電磁結合給電によりループ状素子２０に給電するため、直接給電の場合に比べて構造を簡素化することができると共に、給電素子３０の形状やサイズを調整することで共振周波数を容易に調整することができ（中央のループ状素子２０は、視界領域を確保するため、その形状やサイズを変更することが難しく、直接給電の場合は、共振周波数を調整することが難しい。）、更に、フロントガラス１０内部にループ状素子２０を形成した場合であっても、容易に給電することができる。

また、給電素子３０はループ状素子２０の外側に設けられているため、運転者の視界を狭めることがない。また、このように給電素子３０がループ状素子２０の外側に設けられることで、フロントガラス１０が嵌められる車両の枠からループ状素子２０を遠ざけることができ、ループ状素子２０に流れる電流をキャンセルするような電流が流れることを抑制して、効率を上げることができる。

次に、第２実施形態にかかるアンテナ装置１Ｂについて説明する。図２は、第２実施形態に係るアンテナ装置１Ｂを模式的に示す図である。図２に示すように、このアンテナ装置１Ｂでは、給電点５０がフロントガラス１０の右側縁部に設けられ、接続線路４０がフロントガラス１０の左右方向に延びている。このように、第２実施形態では、給電点５０は車両のＡピラーに設けられる。

給電素子３０は、ループ状の素子であり、ループ状素子２０の外側に設けられている。この給電素子３０は、ループ状素子２０の右辺に沿って設けられており、ループ状素子２０に電磁結合給電する。

このアンテナ装置１Ｂでも、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。特に、給電素子３０をループ状にしたため、対応可能な周波数帯域をより広げることができる。

次に、第３実施形態にかかるアンテナ装置１Ｃについて説明する。図３は、第３実施形態に係るアンテナ装置１Ｃを模式的に示す図である。図３に示すように、このアンテナ装置１Ｃでは、給電点５０がフロントガラス１０の右側縁部の中央に設けられ、接続線路４０がフロントガラス１０の左右方向に延びている。このように、第２実施形態では、給電点５０は車両のＡピラーに設けられる。

給電素子３０は、線状素子であり、ループ状素子２０の外側に設けられている。この給電素子３０は、ループ状素子２０の右辺に沿って上下方向に設けられると共に上下端で屈曲し、ループ状素子２０の上下辺に沿って左右方向に設けられる。すなわち、給電素子３０は略コ字状に設けられている。

このアンテナ装置１Ｃでも、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。特に、給電点５０がフロントガラス１０の右側縁部の中央に設けられているため、横方向にバランスよく電流を載せることができる。

次に、第４実施形態にかかるアンテナ装置１Ｄについて説明する。図４は、第４実施形態に係るアンテナ装置１Ｄを模式的に示す図である。図４に示すように、アンテナ装置１Ｄは、接続線路４０が、フロントガラス１０の外周縁部を囲む金属製の枠１２に沿って配置されている点で、図１に示すアンテナ装置１Ａと異なっている。すなわち、接続線路４０は、横枠に沿って左右方向に延びる線路４２と、縦枠に沿って上下方向に延びる線路４４と、線路４４と給電素子３０とを接続するように左右方向に延びる線路４６とを含んでいる。

Ａピラー（フロントピラー）は細いため、Ａピラーに給電点５０を設けられず、ルーフから給電する場合がある。この場合、図１のアンテナ装置１Ａのように接続線路４０を上下方向に単に延ばしたのでは、この部分からの電波の放射（または受信）により垂直偏波成分が発生するおそれがある。国内のＦＭ放送では、主に水平偏波が使用されるため、このように垂直偏波成分が発生すると、都合が悪い。これに対し、本実施形態のアンテナ装置１Ｄでは、接続線路４０がフロントガラス１０の外周縁部を囲む金属製の枠１２に沿って配置されているため、枠１２に接続線路４０と逆相の電流が流れ打ち消し合うことで、この部分が放射（または受信）にあまり寄与することがなくなる。その結果、国内のＦＭ放送に対して都合が悪い垂直偏波成分の発生を抑えることができる。その他、第１実施形態のアンテナ装置１Ａと同様の作用効果を奏し得ることは言うまでもない。

次に、第５実施形態にかかるアンテナ装置１Ｅについて説明する。図５は、第５実施形態に係るアンテナ装置１Ｅを模式的に示す図である。第５実施形態に係るアンテナ装置１Ｅは、第２実施形態に係るアンテナ装置１Ｂにおいて、給電点５０をルーフに設けると共に、接続線路４０を第４実施形態のアンテナ装置１Ｄと同様にフロントガラス１０の外周縁部を囲む金属製の枠１２に沿って配置したものである。

これにより、第１実施形態のアンテナ装置１Ａと比較して、給電素子３０をループ状にしたため、対応可能な周波数帯域をより広げることができる。また、接続線路４０をフロントガラス１０の外周縁部を囲む金属製の枠１２に沿って配置したため、国内のＦＭ放送に対して都合が悪い垂直偏波成分の発生を抑えることができる。

次に、第６実施形態にかかるアンテナ装置１Ｆについて説明する。図６は、第６実施形態に係るアンテナ装置１Ｆを模式的に示す図である。第６実施形態に係るアンテナ装置１Ｆは、第５実施形態に係るアンテナ装置１Ｅと比較して、接続線路４０を複数の線路で構成した点で異なっている。

このように、接続線路４０を複数の線路で構成することにより、複数の線路の間隔を調整することでインピーダンス整合を図り易くなる。すなわち、線路の間隔を広くすると、接続線路４０の特性インピーダンスが低くなり、一方、線路の間隔を狭くすると、接続線路４０の特性インピーダンスが高くなる。よって、線路の間隔を調整することで、受信機またはアンテナ素子のインピーダンスと整合を取り易くなる。なお、線路間を縦横に横断する線を設け、接続線路４０をメッシュ状に構成してもよい。

次に、第７実施形態にかかるアンテナ装置１Ｇについて説明する。図７は、第７実施形態に係るアンテナ装置１Ｇを模式的に示す図である。第７実施形態に係るアンテナ装置１Ｇは、第１実施形態に係るアンテナ装置１Ａの給電素子３０と、第６実施形態に係るアンテナ装置１Ｆの給電素子３０の双方を併せ持ち、これら給電素子３０のセットをフロントガラス１０の左右に備えている。

このように、複数の給電素子３０を備えることで、複数のメディアやダイバーシチ受信に対応することができる。

次に、第８実施形態にかかるアンテナ装置１Ｈについて説明する。図８は、第８実施形態に係るアンテナ装置１Ｈを模式的に示す図である。第８実施形態に係るアンテナ装置１Ｈは、図２のアンテナ装置１Ｂと比較して、ループ状素子２０の変わりに矩形の透明導電膜２２を設けた点で相違している。

このように、透明導電膜２２を設けることで、電流経路を増やすことができ、対応可能な周波数帯域をより一層広げることができる。なお、透明導電膜２２を設ける場合は、図９に示すように、合わせガラス２４の内部に設けると好ましい。このように、透明導電膜２２を合わせガラス２４の内部に設けた場合であっても、給電素子３０を介して容易に給電することができる。

次に、第９実施形態にかかるアンテナ装置１Ｉについて説明する。図１０は、第９実施形態に係るアンテナ装置１Ｉを模式的に示す図である。第９実施形態に係るアンテナ装置１Ｉは、図２のアンテナ装置１Ｂと比較して、給電素子３０をフロントガラス１０の左右に設けると共に、ループ状素子２０を複数に分割した点で相違している。

このように、ループ状素子２０を複数に分割することで、ループ状素子２０で共振できないような場合に、所望の周波数に共振させ易くなる。

本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、図１１及び図１２に示すように、フロントガラス１０と金属製の枠１２との間に接続線路４０を通してもよい。なお、図１２において符号５２は、フロントガラス１０と枠１２とを接合するための接着剤を示している。

また、上述した実施形態においては、アンテナ装置１Ａ−１Ｉを車両のフロントガラス１０に設けた例について説明したが、サイドウィンドウなどフロントガラス１０以外にも設けてもよい。また、車両のガラスに限定されず、その他のガラス上に設けてもよい。

また、ループ状素子２０は、矩形でなくても円形や楕円形であってもよい。

第１実施形態に係るアンテナ装置を模式的に示す図である。第２実施形態に係るアンテナ装置を模式的に示す図である。第３実施形態に係るアンテナ装置を模式的に示す図である。第４実施形態に係るアンテナ装置を模式的に示す図である。第５実施形態に係るアンテナ装置を模式的に示す図である。第６実施形態に係るアンテナ装置を模式的に示す図である。第７実施形態に係るアンテナ装置を模式的に示す図である。第８実施形態に係るアンテナ装置を模式的に示す図である。合わせガラス内に透明導電膜を設けた様子を示す断面図である。第９実施形態に係るアンテナ装置を模式的に示す図である。フロントガラスと金属製の枠との間に接続線路を通した様子を示す図である。フロントガラスと金属製の枠との間に接続線路を通した様子を示す断面図である。

符号の説明

１Ａ−１Ｉ…アンテナ装置、１０…フロントガラス、１２…枠、２０…ループ状素子、２２…透明導電膜、２４…合わせガラス、３０…給電素子、４０…接続線路、５０…給電点、５２…接着剤。

Claims

ループ状素子と、
前記ループ状素子の外側に設けられ、該ループ状素子に電磁結合給電する給電素子と、
前記給電素子と給電点とを接続する接続線路と、
を備えることを特徴とするアンテナ装置。
複数の前記接続線路により、前記給電素子と前記給電点とが接続されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
前記ループ状素子、前記給電素子、及び前記接続線路は、ガラス上に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
前記ガラスは外周縁部を金属製の枠に囲まれており、
前記接続線路は、前記枠に沿って配置されていることを特徴とする請求項３に記載のアンテナ装置。