JP2008141300A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 同軸ケーブルの外部導体へ流れる、使用する周波数帯の高周波の漏洩電流を抑制すること。
【解決手段】 互いに対向する主面５１ｅおよび裏面５１ｆを持つ回路基板５１と、回路基板の主面上に設けられた給電素子４１と、回路基板の主面上に設けられ、給電素子から所定距離離間させて配置された無給電素子４２と、回路基板の裏面上に設けられ、給電点で給電素子に接続された中心導体を持つ同軸ケーブル６３とを有するアンテナ装置４０は、同軸ケーブルの外部導体を給電点の位置において接地する接地部８１と、この接地部に一端が接続され、回路基板の裏面上に形成された、実質的に（λ／４）（λは使用する周波数帯の波長）の長さを持つグラウンドパターン８２とを有する。グラウンドパターン８２は、給電素子４１と無給電素子４２とが設置されている箇所を避けて配置されている。
【選択図】 図７

Description

本発明は、アンテナ装置に関し、例えば、複数種のアンテナを搭載した複合アンテナ装置に使用される電話用アンテナに関する。

この技術分野において周知のように、現在、車両には種々のアンテナが搭載される。例えば、そのようなアンテナとしては、ＧＰＳ（全地球測位システム）用アンテナや、ＥＴＣ（自動料金収受システム）用アンテナ、ＶＩＣＳ（道路交通情報通信システム）用アンテナ、電話用アンテナ等がある。

ＧＰＳ（Global Positioning System）は、人工衛星を用いた衛星測位システムである。ＧＰＳは、地球を周回している２４個の人工衛星のうちの４個の人工衛星からの電波（ＧＰＳ信号）を受信し、この受信した電波から移動体と人工衛星との位置関係および時間誤差を測定して三角測量の原理に基づいて、移動体の地図上における位置や高度を高精度で算出することを可能としたものである。

ＧＰＳは、近年では、走行する自動車の位置を検出するカーナビゲーションシステム等に利用され、広く普及している。カーナビゲーション装置は、このＧＰＳ信号を受信するためのＧＰＳ用アンテナと、このＧＰＳ用アンテナが受信したＧＰＳ信号を処理して車両の現在位置を検出する処理装置と、この処理装置で検出された位置を地図上に表示するための表示装置等から構成される。

一方、ＥＴＣ（Electronic toll Collection）は、高速道路等の有料道路の通行料を支払うための料金所における渋滞を緩和するための方策として開発されたシステムである。すなわち、ＥＴＣとは、高速道路料金所において、無線通信を利用して自動的に通行料金の支払いを行うシステムである。ＥＴＣでは、料金所に設置されているゲートに設けられた路側アンテナと、ＥＴＣ用アンテナを有する車載通信機器を搭載した通行車両との間で双方向通信を行い、通行車両の車両情報等を取得し、通行車両を停止させることなく高速道路通行料金の支払い業務を行うことを可能としたものである。

従来、ＧＰＳ用アンテナとＥＴＣ用アンテナとを併設した複合アンテナ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）は、車両を運転する運転者に対して渋滞や通行止め等の交通情報を提供するために、道路に沿って所定の間隔で設けられた路上局（いわゆるビーコン）と車両との間で通信を行う路車間通信システムである。車両に搭載するＶＩＣＳ車載機は、ＶＩＣＳ用アンテナと、このＶＩＣＳ用アンテナにケーブルを介して接続された別体の信号処理装置とから構成されている。ＶＩＣＳ用アンテナとして、光ビーコン用の送受信アンテナと電波ビーコン用の受信アンテナとをアンテナ基板上に搭載した路車間通信用車載アンテナ装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

さらに、ＧＰＳ用アンテナ、ＶＩＣＳ用アンテナ及びＥＴＣ用アンテナを備えた複合アンテナ装置も知られている（例えば、特許文献３参照）。この特許文献３に開示された複合アンテナ装置では、ＥＴＣ用アンテナを、ＧＰＳ用アンテナ及びＶＩＣＳ用アンテナを実装する回路基板とは別のサブアッセンブリとして実装している。すなわち、ＥＴＣ用アンテナは、ＧＰＳ用アンテナ及びＶＩＣＳ用アンテナと指向性が大きく異なるので、ＥＴＣ用アンテナだけ独立して取り付け方向を調整できるようにしている。

一方、車載用セルラーアンテナのような周波数帯域の広い広帯域アンテナとして、給電素子である逆Ｌ素子と無給電素子である寄生素子とを近接して配置した電話用アンテナも知られている。

電話用アンテナはその使用する周波数帯が低い。また、複合アンテナ装置の中の１つのアンテナとして電話用アンテナを設置する場合、その電話用アンテナを設置する接地板のサイズが限られてしまう。その為、電話用アンテナのみならず同軸ケーブルの外部導体へもその使用する周波数帯の高周波の漏洩電流が流れてしまい、特性の安定化が図れない。

尚、自動車に搭載されたラジオ受信機、テレビ受像機等の他の電子機器からのノイズが自動車電話用アンテナに混入するのを低減するようにした「自動車電話用窓ガラスアンテナ装置」が提案されている（例えば、特許文献４参照）。この特許文献４では、自動車の窓ガラスに配設された自動車電話用アンテナと自動車用電話機とを接続する同軸型の給電ケーブルの途中部分で、給電ケーブルの被膜を剥ぎ接地側導体（外部導体）を接地金具等を用いて車体アースへ接続している。

同様な構成として、アンテナ本体から発生されたノイズが同軸ケーブルを介して受信機へ伝達されるのを低減するために、同軸ケーブルの途中に接地金具を取り付けたアンテナ装置も知られている（例えば、特許文献５参照）。この特許文献５では、同軸ケーブルの被覆を途中で剥いで外部導体を露出させ、この露出した箇所で接地金具をカシメ、接地金具の取付部の穴部をネジ締めすることにより、グランド板やセットのケースに接地している。この特許文献５では、カシメ治具と接地金具とが必要となると共に、取付けのために、カシメ工程とネジ締め工程との２工程を必要とする。

尚、自動車電話用アンテナではないが、自動車の窓ガラスに設けられたガラスアンテナとラジオ受信とを接続するガラスアンテナフィーダ線に係る技術も種々提案されている。その１つとして、信号線としては同軸ケーブルのみで構成され、この同軸ケーブルのガラスアンテナ側終端部にて中心導体を直接フィーダ線端子に接続すると共にガラスアンテナ側終端部から所定距離離れた位置の外部導体にアースポイントを設けたガラスアンテナフィーダ線が知られている（例えば、特許文献６参照）。他の１つとして、信号線としては同軸給電線のみで構成し、ガラスアンテナ側終端部から所定距離離れた位置に外部導体を車体に固定し外部導体を車体に電気的に接続する接地手段を設け、同軸給電線はガラスアンテナ側終端部にて内部導体をコイルを介してフィーダ線端子に接続したガラスアンテナフィーダ線の接続構造が知られている（例えば、特許文献７参照）。

また、低損失の同軸伝送モードを維持し得る「同軸ケーブルの結合装置及びアンテナ装置」も提案されている（例えば、特許文献８参照）。この特許文献８に開示されたアンテナ装置は、誘電体板の一方面側に設けられるアンテナと、誘電体板を介して対向するように配置される、一対の中心導体結合電極と、誘電体板を介して互いに対向するように配置される、一対の外部導体結合電極と、誘電体板の他方面側に存在して、中心導体及び外部導体が誘電体板の他方面側の中心導体結合電極及び外部導体結合電極に夫々接続される同軸ケーブルと、アンテナと誘電体板の一方面の中心導体結合電極及び外部導体結合電極との間に接続される整合回路とを備える。そして、外部導体結合電極は、外部導体と外部導体結合電極との接続点からの該電極の延在方向における電極の電気長が、同軸ケーブルを伝送する通過信号の略（１／４）波長の奇数倍となるように形成されている。このような構成のアンテナ装置によれば、ガラス板等の誘電体板を介してアンテナ部と同軸ケーブルとの相互間で、同軸伝送モードを維持したまま、極めて低損失で電力の供給の送受を行うことが可能となる。

さらに、無線機とアンテナを一体化した構成において、無線機回路からの漏洩ノイズの影響を低減して良好な通信品質が得られるアンテナ装置も提案されている（例えば、特許文献９参照）。特許文献９に開示されたアンテナ装置では、金属筐体の一つの端面に近接してアンテナ基板が配置され、このアンテナ基板上にダイポールアンテナと短絡エレメント及び同軸型給電線が形成されている。ダイポールアンテナは、同一線上に設けられた１／４波長の長さを持つ第１および第２の直線上エレメント（１／４波長エレメント）からなり、これら第１および第２の１／４波長エレメントの互いに対向する端部が第１および第２の給電点となっている。短絡エレメントは、第１および第２の１／４波長エレメント間を適当な位置で短絡するように形成され、これによりダイポールアンテナに対してＴ整合が施されている。同軸型給電線は、ダイポールアンテナの第１および第２の給電点と無線機回路とを接続するものであり、外部導体と中心導体からなる。外部導体の一端は第１の１／４波長エレメントの第１の給電点に接続され、中心導体の一端は外部導体の一端より露出され、第２の１／４波長エレメントの第２の給電点に接続されている。そして、同軸型給電線は、第１、第２の給電点から第１、第２の１／４波長エレメントの一部および短絡エレメントをそれぞれ介して該同軸型給電線に流れ込む電流がほぼ逆相となるように接続並びに配置されている。同軸型給電線の外部導体上の漏洩電流はほぼ０となる。これによって無線機回路からの漏洩ノイズの影響が飛躍的に改善される。

特開２００２−１１１３７７号公報 特開２０００−３０７３２０号公報 特開２００４−５６７７３号公報 特開平６−２７６００８号公報 特開２００５−２９５３９８号公報 実開平３−６１７０８号公報 実開平６−５８６１１号公報 特開平７−２８３６２０号公報（図２５） 特開２０００−２５２７３７号公報

特許文献４や特許文献５に開示されているように、従来、電話用アンテナ装置として、同軸ケーブルの途中部分で、その被膜を剥いて、外部導体を接地金具を用いて車体アースへ接続させるものが知られている。しかしながら、この特許文献４に開示された技術は、自動車に搭載されたラジオ受信機、テレビ受信機等の他の電子機器からのノイズが自動車電話用アンテナに混入するのを低減するものであって、同軸ケーブルの外部導体へ流れる、使用する周波数帯の高周波の漏洩電流を抑制するためのものではない。同様に、特許文献５に開示された技術は、アンテナ本体からのノイズが同軸ケーブルを介して受信機へ伝達されるのを低減するものであって、同軸ケーブルの外部導体へ流れる、使用する周波数帯の高周波の漏洩電流を抑制するためのものではない。

一方、特許文献６及び７は、ガラスアンテナ側終端部から所定距離離れた位置の外部導体にアースポイントを設けたガラスアンテナフィーダ線を開示している。しかしながら、特許文献６及び７に開示された技術は、自動車の窓ガラスに設けられたガラスアンテナとラジオ受信機とを接続するガラスアンテナフィーダ線に関するものであって、しかも受信感度の低下を防止することを目的としており、同軸ケーブルの外部導体へ流れる、使用する周波数帯の高周波の漏洩電流を抑制するためのものではない。

特許文献８は、ガラス板等の誘電体板を介してアンテナ部と同軸ケーブルとの相互間で、同軸伝送モードを維持したまま、極めて低損失で電力の供給の送受を行うアンテナ装置を開示している。そのために、特許文献８では、外部導体結合電極は、外部導体と外部導体結合電極との接続点からの該電極の延在方向における電極の電気長が同軸ケーブルを伝送する通過信号の略（１／４）波長の奇数倍となるように、形成されている。とにかく、特許文献８は、ガラス板等の誘電体板を介して極めて低損失で電力の供給の送受を行う技術的思想を開示するのみで、同軸ケーブルの外部導体へ流れる、使用する周波数帯の高周波の漏洩電流を抑制するためのものではない。また、特許文献８に開示されているアンテナ装置に用いられる外部アンテナの具体的構成については何ら開示されていない。

一方、特許文献９は、同軸型給電線の外部導体上の漏洩電流をほぼ０とする点において、本発明が解決しようとする課題と実質的に同一の目的を有しているものと思料される。しかしながら、特許文献９が対象とするアンテナ装置に用いられるアンテナはダイポールアンテナであって、本発明が対象としている、給電素子と無給電素子とが互いに離間して配置されたアンテナとは全く異なる。

同軸ケーブルの外部導体へ流れる、使用する周波数帯の高周波の漏洩電流を抑制するために、従来から種々の対策（手段）がとられている。第１の対策（手段）は、バランを設ける方法である。第２の対策（手段）は、同軸ケーブルの外部導体を給電点から実質的に（λ／４）（λは使用する周波数帯の波長）の距離だけ離間した箇所でＧＮＤターミナルで接地する方法である。第３の対策（手段）は、同軸ケーブルに電波吸収シートを貼り付ける方法である。

しかしながら、上記第１乃至第３の対策（手段）のいずれも、複数の部品や回路を必要とするという問題がある。

したがって、本発明の課題は、極めて簡易な対策（手段）で、同軸ケーブルの外部導体へ流れる、使用する周波数帯の高周波電流を抑制することが可能な、アンテナ装置を提供することにある。

本発明によれば、互いに対向する主面（５１ｅ）および裏面（５１ｆ）を持つ回路基板（５１）と、該回路基板の前記主面上に設けられた給電素子（４１）と、前記回路基板の前記主面上に設けられ、該給電素子から所定距離離間させて配置された無給電素子（４２）と、前記回路基板の前記裏面上に設けられ、給電点で前記給電素子に接続された中心導体を持つ同軸ケーブル（６３）とを有するアンテナ装置（４０）において、前記同軸ケーブルの外部導体を前記給電点の位置において接地する接地部（８１）と、該接地部に一端が接続され、前記回路基板の前記裏面上に形成された、実質的に（λ／４）（λは使用する周波数帯の波長）以上の長さを持つグラウンドパターン（８２）とを有し、該グラウンドパターン（８２）は、前記給電素子（４１）と前記無給電素子（４２）とが設置されている箇所を避けて配置されていることを特徴とするアンテナ装置が得られる。

上記本発明のアンテナ装置において、前記グラウンドパターンは、前記給電素子と前記無給電素子との間に設置されてよい。前記アンテナ装置は、前記回路基板の前記裏面側で、前記回路基板から離間して前記回路基板と平行に配置されたグラウンド板（５５）を有して良い。この場合、前記接地部（８１）は前記同軸ケーブルの外部導体を前記給電点の位置で前記グラウンド板（５５）に接地するものであり、前記同軸ケーブル（６３）は前記回路基板（５１）の前記裏面（５１ｆ）とグラウンド板（５５）との間に設けられる。前記グラウンドパターン（８２）はミアンダ状に形成されていることが好ましい。前記給電素子は、例えば、逆Ｌ素子（４１）から構成され、前記無給電素子は、例えば、寄生素子（４２）から構成される。前記アンテナ装置は、前記回路基板（５１）の前記主面（５１ｅ）上で、前記給電素子（４１）及び前記無給電素子（４２）を保持するアンテナホルダ（７５）を更に有してよい。

尚、上記括弧内の符号は、本発明の理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、これらに限定されないのは勿論である。

本発明では、給電点の位置で同軸ケーブルの外部導体を接地部で接地し、この接地部に一端が接続されたグラウンドパターンの長さを、実質的に（λ／４）（λは使用する周波数帯の波長）以上にしたので、同軸ケーブルの外部導体を流れる高周波の漏洩電流を抑制することができる。これにより、アンテナ装置の動作を安定化させることができ、アンテナ装置の放射特性のバランスを向上させることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１乃至図６を参照して、本発明が適用される複合アンテナ装置５０について説明する。図１はトップケース９２とボトムケース９５（両方とも後述する）を省いた状態の複合アンテナ装置５０を斜め前方から見た斜視図である。図２は複合アンテナ装置５０を斜め前方から見た分解斜視図であり、図３は複合アンテナ装置５０を斜め後方から見た分解斜視図であり、図４は複合アンテナ装置５０を底面側から見た分解斜視図である。図５および図６は、それぞれ、トップケース９２、ボトムケース９５、およびグラウンド板５５（後述する）を省いた状態の複合アンテナ装置５０を示す平面図および底面図である。図１乃至図６において、前後（奥行き）方向をＸ軸方向で表し、左右方向（幅方向）をＹ軸方向で表し、上下方向（高さ方向、厚み方向）をＺ軸方向で表している。

複合アンテナ装置５０は、回路基板５１とグラウンド板（接地板）５５とを備えている。回路基板５１は、互いに前後方向（Ｘ軸方向）で対向する前辺５１ａおよび後辺５１ｂと、互いに左右方向（Ｙ軸方向）で対向する第１および第２の側辺５１ｃ、５１ｄとを持つ実質的に矩形形状をしている。また、回路基板５１は、互いに上下方向（Ｚ軸方向）で対向する主面５１ｅおよび裏面５１ｆを持つ。グラウンド板５５は、回路基板５１の裏面５１ｆ側で、回路基板５１から所定距離離間して回路基板５１と平行に延在している。

複合アンテナ装置５０は、略四角形状の回路基板５１上に第１のアンテナ装置１０、第２のアンテナ装置２０、第３のアンテナ装置３０、および第４のアンテナ装置４０が搭載された複合アンテナ装置である。図示の例では、第１のアンテナ装置１０はＧＰＳ用アンテナであり、第２のアンテナ装置２０はＶＩＣＳ用アンテナであり、第３のアンテナ装置３０はＥＴＣ用アンテナであり、第４のアンテナ装置４０は電話用アンテナである。

第１のアンテナ装置１０は、回路基板５１の第１の側辺５１ｃ側で、後辺５１ｂ側に配置されている。第１のアンテナ装置１０は、回路基板５１の主面５１ｅ上に搭載された第１のアンテナ素子１１と、この第１のアンテナ素子１１と接続されて、回路基板５１の裏面５１ｆ上に搭載されたＬＮＡ（低雑音増幅）回路（図示せず）とを備える、図示の例では、第１のアンテナ素子１１はパッチアンテナで構成されている。

第２のアンテナ装置２０は、第１のアンテナ装置１０と異なった位置に設けられている。すなわち、第２のアンテナ装置２０は、回路基板５１の第１の側辺５１ｃ側で、ほぼ中央部に配置されている。第２のアンテナ装置２０は、回路基板５１の主面５１ｅ上に搭載された第２のアンテナ素子２１と、この第２のアンテナ素子２１と接続されて、回路基板５１の裏面５１ｆ上に搭載されたフィルタ回路（図示せず）とを備える。図示の例では、第２のアンテナ素子２１も、第１のアンテナ素子１１と同様に、パッチアンテナで構成されている。

第１のアンテナ素子１１で受信されＬＮＡ回路を介して出力される信号と、第２のアンテナ素子２１で受信されフィルタ回路を介して出力される信号とは、デュプレクサ（図示せず）で合成され、その合成信号は第１の出力ケーブル６１を介して信号処理回路（図示せず）へ伝達される。

第３のアンテナ装置３０は、回路基板５１の主面５１ｅ上に、第１の側辺５１ｃ側でかつ前辺５１ａ側に配置され、第１及び第２のアンテナ素子１１、２１の配置位置よりも低い位置に配置されている。これにより、第３のアンテナ装置３０が第１及び第２のアンテナ装置１０、２０の受信の障害とならない。また、第３のアンテナ装置３０は、回路基板５１の主面５１ｅに対して所定角度傾斜して配置されている。

第３のアンテナ装置３０は、第３のアンテナ素子３１と、この第３のアンテナ素子３１と平行に配置されたグラウンド板３２と、グラウンド板３２を搭載するベース３４と、第３のアンテナ素子３１とグラウンド板３２との間に介在するスペーサ３５とを備えている。尚、ベース３４は回路基板５１にネジによって取り付けられると共に、グラウンド板５５上に搭載される。

グラウンド板３２は、その周端縁から第３のアンテナ素子３１の方向へ第３のアンテナ素子３１を囲むように立設して延びる壁部３２ａを有する。壁部３２ａの高さは、第３のアンテナ素子３１とグラウンド板３２との間の離間距離に実質的に等しいか、或いはそれよりも低い。第３のアンテナ素子３１とグラウンド板３２との間には給電導体（図示せず）を持つスペーサ（図示せず）が介在している。第３のアンテナ素子３１は、矩形の金属板からなり、対角方向に長孔３１ａを持つ。

第３のアンテナ素子３１で受信された信号は、同軸型の第２の出力ケーブル６２を介して外部回路（図示せず）へ伝達される。詳述すると、第２の出力ケーブル６２の中心導体（内部導体）は給電導体の一端に接続され、第２の出力ケーブル６２の外部導体はグラウンド板３２に接続されている。

第４のアンテナ装置４０は、回路基板５１の第２の側辺５１ｄ側に配置されており、帯状の給電素子４１と、この給電素子４１と平行に配置された帯状の無給電素子４２とから構成されている。図示の例では、給電素子４１は逆Ｌ素子から構成されている。無給電素子４２は寄生素子から構成されている。

給電素子（逆Ｌ素子）４１および無給電素子（寄生素子）４２は、アンテナホルダ７５によって保持されている。アンテナホルダ７５は、回路基板５１の主面５１ｅ上に搭載されている。

さらに、第４のアンテナ装置４０は、サブアンテナ４５をも備えている。サブアンテナ４５は回路基板５１の主面５１ｅ上に形成された導体パターンから構成されて良い。このサブアンテナ４５で受信された信号は、同軸型の第４の出力ケーブル６４を介して外部回路（図示せず）へ伝達される。

給電素子（逆Ｌ素子）４１は、回路基板５１のほぼ中央部で前後方向Ｘに延在して配置されている。給電素子（逆Ｌ素子）４１は、第１の給電部４１１と、この第１の給電部４１１の長手方向の一端に接続されている第２の給電部４１２と、この第２の給電部４１２の長手方向の一端に接続されている第３の給電部４１３と、この第３の給電部４１３の一端に第４の給電部４１４を介して接続されている第５の給電部４１５とを有している。

第１及び第２の給電部４１１、４１２は、接続部分から側面略への字形状になるように傾斜している。第３の給電部４１３は、第２の給電部４１２の一端から第２の給電部４１２に対して略直角方向へ曲げられている。第５の給電部４１５は、第４の給電部４１４を介して第３の給電部４１３と同じ方向へ延びている。第４の給電部４１４は、第３及び第５の給電部４１３、４１５の接続部分で側面略コ字状に曲げられている。

第１及び第２の給電部４１１、４１２は、回路基板５１のほぼ中央で前後方向Ｘに延在し、回路基板５１の主面５１ｅに対向するように配置される。なお、第１及び第２の給電部４１１、４１２は、回路基板５１の前辺５１ａ側の前方部分が回路基板５１の主面５１ａへ近づく方向へ傾斜している。これは、後述するアンテナホルダ７５及びトップケース９２の形状に合わせるためである。第３及び第５の給電部４１３、４１５は、回路基板５１の前辺５１ａ側で、回路基板５１の主面５１ｅに対して実質的に垂直方向に配置される。第４の給電部４１４は、矩形状に折り返された矩形部分となっている。

無給電素子（寄生素子）４２は、回路基板５１の第２の側辺５１ｄ側で前後方向Ｘに延在して配置されている。無給電素子（寄生素子）４２は、第１の無給電部４２１と、この第１の無給電部４２１の長手方向の一端に接続されている第２の無給電部４２２と、この第２の無給電部４２２の長手方向の一端に接続されている第３の無給電部４２３とを有している。

第１及び第２の無給電部４２１、４２２は、接続部分から側面略への字形状になるように傾斜している。第３の無給電部４２３は、第２の無給電部４２２に対して略直角方向へ曲げられている。

第１及び第２の無給電部４２１、４２２は、回路基板５１の第２の側辺５１ｄ側で前後方向Ｘに延在して配置され、回路基板５１の主面５１ｅに対向するように配置される。なお、第１及び第２の無給電部４２１、４２２は、回路基板５１の前辺５１ａ側の前方部分が回路基板５１の主面５１ｅへ近づく方向へ傾斜している。これは、後述するアンテナホルダ７５及びトップケース９２の形状に合わせるためである。第３の無給電部４２３は、回路基板５１の後辺５１ｂ側で、回路基板５１の主面５１ｅに対して実質的に垂直方向に配置される。

アンテナホルダ７５は、略四角板状のホルダ主面７５０と、ホルダ主面７５０の周辺から立設されて互いに左右方向Ｙで対向している第１及び第２のホルダ壁部７５１、７５２と、第１及び第２のホルダ壁部７５１、７５２間を接続して互いに前後方向Ｘで対向している第３及び第４のホルダ壁部７５３、７５４とを有している。第１のホルダ壁部７５１は回路基板５１のほぼ中央部側にあり、第２のホルダ壁部７５２は回路基板５１の第２の側辺５１ｄ側にあり、第３のホルダ壁部７５３は回路基板５１の前辺５１ａ側にあり、第４のホルダ壁部７５４は回路基板５１の後辺５１ｂ側にある。

ホルダ主面７５０には、第１のホルダ壁部７５１側に沿って形成される給電設置面７５５と、第２のホルダ壁部７５２側に沿って形成される無給電設置面７５６とが形成されている。

給電設置面７５５は、ホルダ主面７５０よりも低い面となっている。アンテナホルダ７５は、ホルダ主面７５０から給電設置面７５５へ対向するように延びている複数の給電保持部７６１と、第１のホルダ壁部７５１から給電設置面７５５よりも高い位置へ突出している複数の爪部７６２と、第３の壁部７５３の一端側に形成されている給電支持部７６３とを有している。

給電設置面７５５と給電保持部７６１とは、給電素子４１の第１及び第２の給電部４１１、４１２を挟み込むようにして保持している。爪部７６２は、給電素子４１の第１及び第２の給電部４１１、４１２を位置決めしている。給電支持部７６３は、第３のホルダ壁部７５３と平行な第１のホルダ壁部７５１の端面７５７に対向している。給電支持部７６３と端面７５７との間で給電素子４１の第３乃至第５の給電部４１３〜４１５を支持している。

なお、給電支持部７６３には、端面７５７に対向する面に第４の給電部４１４を係止する突起部７６３ａが形成されている。第５の給電部４１５の先端部は、回路基板５１に形成されている貫通孔５１５から回路基板５１の裏面５１ｆへ延びている。第５の給電部４１５は、アンテナホルダ７５のホルダ主面７５０とは反対側へ延びてアンテナホルダ７５の外に位置している。

無給電設置面７５６は、ホルダ主面７５０よりも低い面となっている。アンテナホルダ７５は、ホルダ主面７５０から無給電設置面７５６へ対向するように延びている複数の無給電保持部７７１と、第２の壁部７５２の一端側で第４の壁部７５４から無給電設置面７５６に引き続き延びるように突出している突出部７７２と、この突出部７７２に形成されている無給電支持部７７３とを有している。

無給電保持部７７１は、無給電素子４２の第１及び第２の無給電部４２１、４２２を挟み込むようにして保持している。無給電支持部７７３は、第４の壁部７５４と平行な突出部７７２の面に対向しており、第４の壁７５４の無給電支持部７７３との間で無給電素子４２の第３の無給電部４２３を支持している。第３の無給電部４２３は、アンテナホルダ７５のホルダ主面７５０とは反対側へ延びて、アンテナホルダ７５の外に位置している。第３の無給電部４２３の先端部は、主回路基板５１に形成されている貫通孔５１６から回路基板５１の裏面５１ｆへ延びている。

さらに、アンテナホルダ７５には、回路基板５１へアンテナホルダ７５を２本のネジ１０１によって固定するための２つのホルダ固定部７９が形成されている。

回路基板５１の主面５１ｅの逆Ｌ素子４１の接続する個所は給電点（図示せず）であり、この給電点は同軸型の第３の出力ケーブル６３の内部導体（中心導体）（図示せず）に接続されている。また、この給電点で、第３の出力ケーブル６３の外部導体（図示せず）は、回路基板５１とはんだ付けにより電気的に接続され、接地される。すなわち、第３の出力ケーブル６３は、給電点において接地部８１を有する。

図６に加えて図７をも参照して、回路基板５１の裏面５１ｆ上には、一端が接地部８１に接続されたグラウンドパターン８２が形成されている。このグラウンドパターン８２のパターン長は、実質的にλ／４の長さに等しい。ここで、λは使用する周波数帯の波長である。図示の例では、λは約３６０ｍｍであるので、λ／４は約９０ｍｍである。

図７に示されるように、図示のグラウンドパターン８２は、給電素子４１および無給電素子４２を避けるように、給電素子４１および無給電素子４２が設置されている箇所と重ならない位置に設けられ、ミアンダ形状をしている。詳述すると、グラウンドパターン８２は、無給電素子（寄生素子）４２と給電素子（逆Ｌ素子）４１との間のアンテナホルダ７５の中央辺りに配置され、第４のアンテナ装置（電話用アンテナ）を構成する無給電素子（寄生素子）４２と給電素子（逆Ｌ素子）４１の設置個所を避けて配置されている。

図８および図９を参照して、グラウンドパターン８２が無い従来の第４のアンテナ装置（電話用アンテナ）と、グラウンドパターン８２が有る本発明に係る第４のアンテナ装置（電話用アンテナ）４０とにおける、第３の出力ケーブル６３の外部導体を流れる高周波の漏洩電流の影響について説明する。

最初に、図８を参照して、従来の第４のアンテナ装置（電話用アンテナ）における第３の出力ケーブル６３の外部導体を流れる高周波の漏洩電流の影響について説明する。図８において、（Ａ）は第３の出力ケーブル６３のケーブル長が１．０ｍのときのＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性を示し、（Ｂ）は第３の出力ケーブル６３のケーブル長が（１．０ｍ＋λ／４）のときのＶＳＷＲ特性を示し、（Ｃ）は第３の出力ケーブル６３のケーブル長が（１．０ｍ−λ／４）のときのＶＳＷＲ特性を示す。図８（Ａ）、（Ｂ）、および（Ｃ）の各々において、横軸は周波数[ＭＨｚ]を表し、縦軸はＶＳＷＲを表す。

図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のＶＳＷＲ特性を比較すると、第３の出力ケーブル６３における±λ／４（約９０ｍｍ）のケーブル長の変化で、従来の第４のアンテナ装置（電話用アンテナ）のＶＳＷＲ特性が影響を受けていることが分かる。これは、第３の出力ケーブル６３の外部導体に高周波の漏洩電流が分布して流れており、この漏洩電流の影響が原因であると考えられる。

このように、第３の出力ケーブル６３の外部導体に高周波の漏洩電流が分布すると、第３の出力ケーブル６３の引き回しの形状やケーブル長によって、第４のアンテナ装置（電話用アンテナ）のアンテナ特性が変化し、第４のアンテナ装置（電話用アンテナ）は安定した性能を発揮することができない。

次に、図９を参照して、本発明に係る第４のアンテナ装置（電話用アンテナ）４０における第３の出力ケーブル６３の外部導体を流れる高周波の漏洩電流の影響について説明する。図９において、（Ａ）は第３の出力ケーブル６３のケーブル長が１．０ｍのときのＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性を示し、（Ｂ）は第３の出力ケーブル６３のケーブル長が（１．０ｍ＋λ／４）のときのＶＳＷＲ特性を示し、（Ｃ）は第３の出力ケーブル６３のケーブル長が（１．０ｍ−λ／４）のときのＶＳＷＲ特性を示す。図９（Ａ）、（Ｂ）、および（Ｃ）の各々において、横軸は周波数[ＭＨｚ]を表し、縦軸はＶＳＷＲを表す。

図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のＶＳＷＲ特性を比較すると、第３の出力ケーブル６３における±λ／４（約９０ｍｍ）のケーブル長の変化でも、第４のアンテナ装置（電話用アンテナ）４０のＶＳＷＲ特性が受ける影響が小さいことが分かる。これにより、第３の出力ケーブル６３のケーブル長が変化しても、第４のアンテナ装置（電話用アンテナ）４０の周波数特性の傾向に対する影響も小さいことが分かる。

とにかく、回路基板５１の裏面５１ｆにグラウンドパターン８２を形成することによって、第３の出力ケーブル６３の外部導体に分布して流れる高周波の漏洩電流の影響を抑制することが可能となる。その結果、第３の出力ケーブル６３の引き回しの形状やケーブル長が変化しても、第４のアンテナ装置（電話用アンテナ）４０のアンテナ特性が実質的に変化せず、第４のアンテナ装置（電話用アンテナ）４０は安定した性能を発揮することができる。

図１乃至図７に戻って、複合アンテナ装置５０は第１乃至第４の出力ケーブル６１〜６４を備えている。複合アンテナ装置５０においては、第１乃至第４の出力ケーブル６１〜６４は回路基板５１の裏面５１ｆ上を引き回される。そして、これら第１乃至第４の出力ケーブル６１〜６４は、回路基板５１の裏面５１ｆ上に取り付けられたケーブルホルダ６７で保持される。換言すれば、第１乃至第４の出力ケーブル６１〜６４は、回路基板５１とグラウンド板５５との間に配置されている。

複合アンテナ装置５０において、第１のアンテナ装置１０のＬＮＡ（低雑音増幅）回路（図示せず）および第２のアンテナ装置２０のフィルタ回路（図示せず）は、回路基板５１の裏面５１ｆ上に搭載されている。そして、これらＬＮＡ回路とフィルタ回路は、回路基板５１の裏面５１ｆ上に設けられたシールドケース１５で覆われている。

ケーブルホルダ６７は、第１乃至第４の出力ケーブル６１〜６４をそれぞれ保持するため下方に開放した第１乃至第４の保持溝６７−１、６７−２、６７−３、および６７−４を持つ。

また、ケーブルホルダ６７は、その両端で上方へ延在する一対のフック部６７２を持つ。一方、回路基板５１は、これら一対のフック部６７２が係合される一対の係合孔５１２を持つ。したがって、一対のフック部６７２を一対の係合孔５１２に係合させることにより、ケーブルホルダ６７は回路基板５１の裏面５１ｆ上に取り付けられる。

ケーブルホルダ６７は、一端側で下方へ延在する位置決め突起６７４を持つ。一方、グラウンド板５５は、この位置決め突起６７４が嵌合される位置決め孔５５２を持つ。位置決め突起６７４を位置決め孔５５２に嵌合することによって、ケーブルホルダ６７はグラウンド板５５上で位置決めされる。

図２乃至図４を参照して、複合アンテナ装置５０は、回路基板５１を搭載するボトムケース９１を更に備えている。ボトムケース９１は回路基板５１よりやや大きめの寸法の矩形形状をしている。

一方、複合アンテナ装置５０は、第１乃至第４のアンテナ装置１０、２０、３０、及び４０を覆うトップケース９２を更に備えている。トップケース９２は、アンテナホルダ７５のホルダ主面７５０に対応しているケース主面９２ａと、ケース主面９２ａの周辺から立設されている周壁部９２ｂとを有している。従って、第１乃至第４のアンテナ装置１０、２０、３０、及び４０は、ボトムケース９１及びトップケース９２に収容される。トップケース９２の周壁部９２ｂには、第１乃至第４の出力ケーブル６１〜６４をそれぞれ外部へ引き出すための第１乃至第４の開口９３ａ、９３ｂ、９３ｃ、および９３ｄを持つ。

このような構成の複合アンテナ装置５０は、回路基板５１の前辺５１ａが前方となるように、車両内部のダッシュボード内等に取り付けられる。

上述したように、第１乃至第４のアンテナ装置１０、２０、３０及び４０を回路基板５１上の適切な位置に配置することにより、各アンテナ装置に要求されるアンテナ放射特性を満足させることができる。

また、ボトムケース９１は、後縁を除いて、トップケース９２の周壁を覆うように立設する壁９１ａを有する。ボトムケース９１の壁９１ａの両側面には、一対のブラケット９５が取り付けられている。この一対のブラケット９５によって、複合アンテナ装置５０は、車両内部のダッシュボード内で取り付けられ、或いはパケットトレイ（リア）内に埋め込まれる。とにかく、ブラケット９５を設けることによって、複合アンテナ装置５０の取り付けを容易に行うことが可能となる。

以上、本発明について好ましい実施の形態によって説明してきたが、本発明は上述した実施の形態に限定しないのは勿論である。例えば、上記実施の形態では、給電素子４１、無給電素子４２、アンテナホルダ７５のホルダ主面７５０がトップケース９２のケース主面９２ａの形状に合わせて曲がった形状を有しているが、真っ直ぐな形状であっても良いのは勿論である。また、上記実施の形態では、グラウンドパターン８２のパターン長が実質的に（λ／４）（λは使用する周波数帯の波長）の長さを持っているが、グラウンドパターンのパターン長は、実質的に（λ／４）以上の長さであってよい。

本発明が適用される複合アンテナ装置を、トップケースとボトムケースを省いた状態で斜め前方から見た斜視図である。 図１に示した複合アンテナ装置を斜め前方から見た分解斜視図である。 図１に示した複合アンテナ装置を斜め後方から見た分解斜視図である。 図１に示した複合アンテナ装置を底面側から見た分解斜視図である。 図１中からグラウンド板を省いた状態の複合アンテナ装置を示す平面図である。 図５に示した複合アンテナの底面図である。 本発明に係るアンテナ装置に用いられるグラウンドパターンの配置位置を示す、図５の複合アンテナ装置の平面図である。 グラウンドパターンが無い従来の第４のアンテナ装置（電話用アンテナ）における、第３の出力ケーブルの外部導体を流れる高周波の漏洩電流の影響について説明する図であって、（Ａ）は第３の出力ケーブルのケーブル長が１．０ｍのときのＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性を示し、（Ｂ）は第３の出力ケーブルのケーブル長が（１．０ｍ＋λ／４）のときのＶＳＷＲ特性を示し、（Ｃ）は第３の出力ケーブルのケーブル長が（１．０ｍ−λ／４）のときのＶＳＷＲ特性を示す。 グラウンドパターンが有る本発明に係る第４のアンテナ装置（電話用アンテナ）における第３の出力ケーブルの外部導体を流れる高周波の漏洩電流の影響について説明する図であって、（Ａ）は第３の出力ケーブルのケーブル長が１．０ｍのときのＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性を示し、（Ｂ）は第３の出力ケーブルのケーブル長が（１．０ｍ＋λ／４）のときのＶＳＷＲ特性を示し、（Ｃ）は第３の出力ケーブルのケーブル長が（１．０ｍ−λ／４）のときのＶＳＷＲ特性を示す。

符号の説明

１０ 第１のアンテナ装置（ＧＰＳ用アンテナ）
１１ 第１のアンテナ素子（パッチアンテナ）
１５ シールドケース
２０ 第２のアンテナ装置（ＶＩＣＳ用アンテナ）
２１ 第２のアンテナ素子（パッチアンテナ）
３０ 第３のアンテナ装置（ＥＴＣ用アンテナ）
３１ 第３のアンテナ素子
３１ａ 長孔
３２ グラウンド板
３２ａ 壁部
３４ ベース
３５ スペーサ
４０ 第４のアンテナ装置（電話用アンテナ）
４１ 給電素子（逆Ｌ素子）
４２ 無給電素子（寄生素子）
４５ サブアンテナ
５０ 複合アンテナ装置
５１ 回路基板
５１ａ 前辺
５１ｂ 後辺
５１ｃ 第１の側辺
５１ｂ 第２の側辺
５１ｅ 主面
５１ｆ 裏面
５５ グラウンド板
７５ アンテナホルダ
８１ 接地部
８２ グラウンドパターン

Claims (6)

1. 互いに対向する主面および裏面を持つ回路基板と、該回路基板の前記主面上に設けられた給電素子と、前記回路基板の前記主面上に設けられ、該給電素子から所定距離離間させて配置された無給電素子と、前記回路基板の前記裏面上に設けられ、給電点で前記給電素子に接続された中心導体を持つ同軸ケーブルとを有するアンテナ装置において、
   前記同軸ケーブルの外部導体を前記給電点の位置において接地する接地部と、該接地部に一端が接続され、前記回路基板の前記裏面上に形成された、実質的に（λ／４）（λは使用する周波数帯の波長）以上の長さを持つグラウンドパターンとを有し、該グラウンドパターンは、前記給電素子と前記無給電素子とが設置されている箇所を避けて配置されていることを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記グラウンドパターンは、前記給電素子と前記無給電素子との間に設置されている、請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記回路基板の前記裏面側で、前記回路基板から離間して前記回路基板と平行に配置されたグラウンド板を有し、
   前記接地部は前記同軸ケーブルの外部導体を前記給電点の位置で前記グラウンド板に接地するものであり、
   前記同軸ケーブルは前記回路基板の前記裏面とグラウンド板との間に設けられている、請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
4. 前記グラウンドパターンはミアンダ状に形成されている、請求項１乃至３のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
5. 前記給電素子は逆Ｌ素子から構成され、前記無給電素子は寄生素子から構成される、請求項１乃至４のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
6. 前記回路基板の前記主面上で、前記給電素子及び前記無給電素子を保持するアンテナホルダを更に有する、請求項１乃至５のいずれか１つに記載のアンテナ装置。

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