JP2009124577A - 複合アンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】モノポール動作のアンテナの指向性を容易に調整可能とし、他のアンテナとの干渉を低減させた複合アンテナを提供する。
【解決手段】複合アンテナ１００は、１つの地板１１０を共有してその上にモノポール動作する直線偏波の第１のアンテナ１２０と第２のアンテナ１３０、および円偏波の第３のアンテナ１４０とを備える構造としている。複合アンテナ１００を車室前方に設置する場合には、第１のアンテナ１２０の設置位置を、地板１１０のＸ軸方向中心線１１１から車室の後方に地板１１０の長さの１／４以上オフセットさせるのがよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、１つの地板上に２以上のアンテナを備えた車載用の複合アンテナに関するものである。

従来より、車載用アンテナとして、ＧＰＳ用アンテナや移動電話用アンテナ等が車室内のインストゥルメンタル・パネル（以下ではインパネという）等に設置されて用いられている。また、これら２つ以上のアンテナを１つの地板を共有して統合した複合アンテナも知られている（例えば特許文献１）。従来から用いられているこれらのアンテナは、主に車外からの電波の受信や車外との通信に用いられるものである。

一方、近年は車室内での無線通信に対するニーズも高まっており、例えば運転中の移動電話の使用に無線のハンズフリー機器を用いるといったニーズがある。また、パーソナルコンピュータ（以下、パソコンという）や各種モバイル機器等を用いて車室内で無線データ通信を行うニーズも高まっている。これらの無線通信には、例えばブルートゥース方式が用いられ、ブルートゥース対応の車内無線通信用アンテナを車室内に設置して利用される。アンテナの設置スペースや車室内の景観の観点から、車内無線通信用アンテナも他のアンテナと統合して複合アンテナに組み込むようにする強いニーズがある。
特開２００５−２６０５６６号公報

車内無線通信用アンテナでは、車室内のほぼ全域にわたって高い利得が得られるのが望ましく、車室内中央に向けて高い指向性を有するように設置する必要がある。しかしながら、他のアンテナと統合して複合アンテナとして用いる場合には、限られた大きさの地板の上に他のアンテナとともに配置する必要があり、配置スペースが大きく制約される。また、他のアンテナと使用周波数帯が近いと、それとの干渉により好ましい特性が得られなくなるといった問題もある。特に、車内無線通信にブルートゥースを用いる場合には、移動電話の電波との干渉が問題となる。

そこで、本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、モノポール動作のアンテナの指向性を容易に調整可能とし、他のアンテナとの干渉を低減させた複合アンテナを提供することを目的とする。

本発明の複合アンテナの第１の態様は、第１のアンテナを含む２以上のアンテナを備えて車室内に設置される複合アンテナであって、前記第１のアンテナは、第１の地板の中心を基準に第１の距離だけ前記車室の前方向または後方向にオフセットされたモノポール動作のアンテナであることを特徴とする。

本発明の複合アンテナの他の態様は、前記第１の距離は、前記第１の地板の前後方向長さの１／４以上であることを特徴とする。

本発明の複合アンテナの他の態様は、前記第１のアンテナは、前記第１の地板上に設置されていることを特徴とする。

本発明の複合アンテナの他の態様は、前記第１のアンテナは、前記第１の地板の上方に非接触で平行に配置されて中心が前記第１の地板の中心と実質的に一致する第２の地板上に設置されていることを特徴とする。

本発明の複合アンテナの他の態様は、前記第１のアンテナは、前記第１の地板の中心を基準に前記車室の中心方向にオフセットされて前記車室の中心方向に指向性を有していることを特徴とする。

本発明の複合アンテナの他の態様は、前記第１のアンテナは、ブルートゥースを用いた車内無線通信用アンテナであることを特徴とする。

本発明の複合アンテナの他の態様は、前記第１のアンテナは、前記第１の地板の中心から前記車室の中心とは反対の方向にオフセットされていることを特徴とする。

本発明の複合アンテナの他の態様は、前記第１のアンテナは、前記車室の外方向に指向性を有する移動電話用アンテナであることを特徴とする。

本発明の複合アンテナの他の態様は、前記第１の地板上に設置されたモノポール動作の第２のアンテナをさらに備え、前記第２のアンテナは、前記第１の地板の中心を基準に前記第１のアンテナとは反対側に第２の距離だけオフセットされていることを特徴とする。

本発明の複合アンテナの他の態様は、前記第２の距離は、前記第１の地板の前後方向長さの１／４以上であることを特徴とする。

本発明の複合アンテナの他の態様は、前記第１の距離と前記第２の距離とが等しく、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナとが前記第１の地板の中心に対し対称に配置されていることを特徴とする。

本発明の複合アンテナの他の態様は、前記第２のアンテナは、前記第１の地板の中心を基準に前記車室の中心とは反対の方向にオフセットされていることを特徴とする。

本発明の複合アンテナの他の態様は、前記第２のアンテナは、前記車室の外方向に指向性を有する移動電話用アンテナであることを特徴とする。

本発明の複合アンテナの他の態様は、天頂方向に指向性を有する第３のアンテナをさらに備え、前記第３のアンテナは、前記第１の地板の略中心に対応する位置に設置されたパッチアンテナであることを特徴とする。

本発明の複合アンテナの他の態様は、前記第３のアンテナは、前記第１の地板上に設置されていることを特徴とする。

本発明の複合アンテナの他の態様は、前記第３のアンテナは、前記第１の地板の上方に非接触で平行に配置されて中心が前記第１の地板の中心と実質的に一致する第２の地板上に設置されていることを特徴とする。

本発明の複合アンテナの他の態様は、前記第３のアンテナは、ＧＰＳ用アンテナであることを特徴とする。

本発明の複合アンテナの他の態様は、前記車室内のインストゥルメンタル・パネルに設置されることを特徴とする。

本発明の複合アンテナの他の態様は、前記車室内のリアトレイに設置されることを特徴とする。

本発明によれば、モノポール動作のアンテナを地板中心から所定距離以上オフセットさせることにより、指向性を容易に調整可能として他のアンテナとの干渉を低減させた複合アンテナを提供することができる。

本発明の好ましい実施の形態における複合アンテナについて、図面を参照して詳細に説明する。なお、同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。本発明の複合アンテナは、モノポール動作のアンテナを含む２以上のアンテナを統合して構成されており、モノポール動作のアンテナが好ましい指向性を有するようにその配置が決定されている。

本発明の第１の実施の形態に係る複合アンテナを図１、２に示す。図１は、本実施形態に係る複合アンテナ１００の斜視図を示しており、図２は、複合アンテナ１００の平面図を示している。複合アンテナ１００は、１つの地板１１０を共有してその上にモノポール動作する直線偏波の第１のアンテナ１２０と第２のアンテナ１３０、および円偏波の第３のアンテナ１４０とを備える構造としている。

以下では、説明簡略化のために、複合アンテナ１００の構造を図１に示す座標系（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）を用いて説明する。図３に示すように、Ｘ軸方向を車体１０の前後方向とし、Ｘ軸の正の向きが車体１０の後方としている。また、Ｙ軸を車幅方向、Ｚ軸を車高方向としている。

３つのアンテナ１２０、１３０、及び１４０は、Ｘ軸方向に１列に配置されており、円偏波の第３のアンテナ１４０を中心にモノポール動作する２つのアンテナ１２０、１３０が、その前後に配置されている。第１のアンテナ１２０および第２のアンテナ１３０は、ともに地板１１０に対し垂直に立設された線状アンテナとしている。このようなモノポールアンテナでは、地板１１０に対しアンテナ１２０、１３０とは反対側にそれぞれの鏡像が形成され、それぞれが実質的にダイポールアンテナと同等に動作する。

本実施形態では、第１のアンテナ１２０を車内無線通信用アンテナとしており（以下では車内無線通信用アンテナ１２０と記述する）、これに第２のアンテナ１３０と第３のアンテナ１４０を統合して複合アンテナ１００を構成している。車内無線通信用アンテナ１２０として、ブルートゥース通信用のアンテナとすることができる。ブルートゥースを用いた通信では、中心周波数２．４５ＧＨｚ帯（以下では第１の周波数という）の電波が利用される。車内無線通信用アンテナ１２０は、車室内のどの場所でも高い利得が得られるような放射パターンを有しているのが望ましい。

一例として、複合アンテナ１００を車室内の前部に設置する場合、車内無線通信用アンテナ１２０は、図３に示すように、車室１１の中心１１ａに向かって電波を放射するように設置されるのがよい。図３は、車室１１の前部に備えられたインパネ１２の上部に複合アンテナ１００を設置する場合を示している。

図３では、インパネ１２の上部に設置された複合アンテナ１００内の車内無線通信用アンテナ１２０から車室１１の中心１１ａに向かって放射パターンが形成されることを模式的に示している。インパネ１２は、車室１１の前方上部に位置することから、この位置から車室１１の後下方に車内無線通信用アンテナ１２０の放射パターンが形成されるようにするのがよい。これにより、車室１１のほぼ全域で、車内無線通信用アンテナ１２０から良好な利得の電波を受信できるようにすることができる。

モノポール動作する車内無線通信用アンテナ１２０の放射パターンを、図４を用いて説明する。図４は、車内無線通信用アンテナ１２０の放射パターンの一例を示す模式図である。車内無線通信用アンテナ１２０を地板１１０の端部から離れた中心付近に配置すると、図４（ａ）に示すような断面が８の字形状でＸＹ平面上では無指向性のドーナツ形状の放射パターン２１が形成される。このとき、利得が大きく低下している角度であるヌル点２２は、Ｚ軸方向に形成される。

これに対し、図４（ｂ）に示すように車内無線通信用アンテナ１２０を地板１１０の端部近傍に配置すると、放射パターン断面の８の字が斜めに傾くようになる。すなわち、地板１１０の端部側の放射パターンがＺ軸の負側に下がり、地板１１０の中心側の放射パターンがＺ軸の正側に上がった放射パターン２３となる。また、ヌル点２４もＺ軸方向から傾いた方向に形成される。

本実施形態の複合アンテナ１００では、車内無線通信用アンテナ１２０を、図４（ｂ）に示すように、地板１１０のＸ軸方向正側（すなわち、車室の中心方向）の端部に近づけることで、図３に模式的に示したような車室１１の中心１１ａに向けて放射する放射パターン２３を形成させている。このとき、ヌル点２４は、車体１０の天井中心方向に形成されるため、車室１１内での通信に実質的に影響しない。このような好適な放射パターンを得るために、本実施形態では車内無線通信用アンテナ１２０を地板１１０のＸ軸方向中心線１１１から所定距離（第１の距離）だけ車室１１の中心方向にオフセットさせて設置している。

車内無線通信用アンテナ１２０の好ましい設置位置を、図２を用いて説明する。同図では、地板１１０のＸ軸方向（車体１０の前後方向）の長さをＬとしており、車内無線通信用アンテナ１２０が地板１１０のＸ軸方向中心線１１１からオフセットされる第１の距離をＡ１としている。

車内無線通信用アンテナ１２０が図３に示したような好適な放射パターンを形成するためには、その設置位置を地板１１０のＸ軸方向中心線１１１から車室１１の後方に（Ｘ軸の正側に）長さＬの１／４以上オフセットさせるのがよい。図２では、地板のＸ軸方向中心線１１１から距離Ｂ１以上離れた領域を符号１１３で示しており、距離Ｂ１をＬ／４に等しくしたときの領域１１３が車内無線通信用アンテナ１２０の好ましい設置位置となる。なお、車内無線通信用アンテナ１２０の車幅方向（Ｙ軸方向）の好ましい設置位置は、地板１１０に対し対称となるＹ軸方向中心線１１２上とするのがよい。

車内無線通信用アンテナ１２０のアンテナ特性が、地板中心１１１からのオフセット距離Ａ１の大きさによってどのように変化するかの一例を、図５〜７を用いて説明する。ここでは、車内無線通信用アンテナ１２０の中心周波数を２．４５ＧＨｚ（第１の周波数）とし、地板１１０のＸ軸方向長さＬを４０ｍｍ（符号５１）および６０ｍｍ（符号５２）としてシミュレーション計算した結果を示している。

図５は、第１の距離Ａ１がＬ／４に等しいときの車内無線通信用アンテナ１２０の放射パターンの一例を示している。同図に示す角度は、０°が天頂方向、９０°が車体１０の後方向（車室方向）としている。同図より、地板１１０のＸ軸方向長さＬが４０ｍｍのとき（符号５１）および６０ｍｍのとき（符号５２）とも、車室１１の方向（０〜１８０°の範囲）に高い利得が得られることがわかる。

図６は、地板１１０のＸ軸方向長さＬに対する第１の距離Ａ１の割合を横軸としたときの、車室方向（図５の０〜１８０°の範囲）における平均利得の最大値と最小値との差（利得差）の一例を示している。同図より、地板１１０のＸ軸方向長さＬが４０ｍｍのとき（符号５１）および６０ｍｍのとき（符号５２）とも、車室方向における利得差は、オフセット割合が０．２５以上のときに小さいことがわかる。車室方向における利得差が小さい場合には、車室方向による通信性能のムラが少なく、車室１１内のどの場所でも同程度の通信性能が得られることを示している。

図７は、地板１１０のＸ軸方向長さＬに対する第１の距離Ａ１の割合を横軸としたときの、利得最小（ヌル点）の角度方向の一例を示している。同図より、地板１１０のＸ軸方向長さＬが４０ｍｍのとき（符号５１）および６０ｍｍのとき（符号５２）とも、ヌル点は、車室方向（図５の０〜１８０°の範囲）から十分離れた車室の外方向に形成されていることがわかる。

図５〜７に示した車内無線通信用アンテナ１２０のアンテナ特性の一例より、地板１１０のＸ軸方向長さＬが４０ｍｍのとき（符号５１）および６０ｍｍのとき（符号５２）とも、車内無線通信用アンテナ１２０を地板１１０のＸ軸方向中心線１１１よりＬ／４以上オフセットさせて配置するのがよいことがわかる。

本実施形態の複合アンテナ１００では、地板１１０のＸ軸方向中心線１１１に対し車内無線通信用アンテナ１２０とは反対側に、第２のアンテナ１３０を備えた構成としている。第２のアンテナ１３０も車内無線通信用アンテナ１２０と同様のモノポール動作のアンテナとしている。第２のアンテナ１３０は、車外との通信等に用いられるものであり、例えば移動電話用アンテナである。第２のアンテナ１３０は車外との通信等に用いることから、車外の方向に高い利得が得られるのが好ましい。

地板１１０上に車内無線通信用アンテナ１２０と第２のアンテナ１３０の２つのモノポール動作のアンテナを配列した場合、それぞれの使用周波数帯によっては両者間の干渉が問題となる。例えば、車内無線通信用アンテナ１２０の使用周波数帯を２．４５ＧＨｚ（第１の周波数）とし、第２のアンテナ１３０の使用周波数帯を２．０５ＧＨｚ（移動電話用周波数帯、以下では第２の周波数という）としたときには、両者間の干渉が生じる可能性がある。

本実施形態の複合アンテナ１００では、車内無線通信用アンテナ１２０と第２のアンテナ１３０との間の干渉を回避するために、第２のアンテナ１３０に対しても地板１１０上の好ましい配置位置を設定している。第２のアンテナ１３０の好ましい配置位置を、図８を用いて説明する。図８は、車内無線通信用アンテナ１２０および第２のアンテナ１３０の放射パターンの一例を示す模式図である。

図８において、車内無線通信用アンテナ１２０および第２のアンテナ１３０がともに地板１１０の端部から十分離れている場合には、ともに水平方向に指向性を有することになり、同図（ａ）のように両者の放射パターン２１、３１の重なりが大きくなって強く干渉し合うことになる。その結果、アンテナ１２０、１３０とも良好な特性が得られなくなってしまう。複数のアンテナを統合した複合アンテナでは、このようなアンテナ間の干渉が大きな問題となる。

これに対し、図４を用いて説明したように、車内無線通信用アンテナ１２０と同様に、第２のアンテナ１３０を車外方向（Ｘ軸の負方向）に地板１１０のＸ軸方向中心線１１１から所定距離以上オフセットさせることにより、車内無線通信用アンテナ１２０との干渉を低減させることが可能となる。車内無線通信用アンテナ１２０とともに、第２のアンテナ１３０もオフセットさせて配置したときの放射パターンを模式的に図８（ｂ）に示す。

図８（ｂ）において、第２のアンテナ１３０を、車内無線通信用アンテナ１２０が配置されている地板１１０の端部とは反対側の端部に近接させて配置している。このとき、第２のアンテナ１３０の放射パターン３３の断面の８の字が、車内無線通信用アンテナ１２０の放射パターン２３とは略鏡面対称に傾くようになる。すなわち、地板１１０のＸ軸負側（端部側）の放射パターンがＺ軸の負側に下がり、地板１１０の中心側の放射パターンがＺ軸の正側に上がった放射パターン３３となる。また、ヌル点３４もＺ軸方向から傾き、車内無線通信用アンテナ１２０のヌル点２４とは反対の車外方向に形成される。

上記のように、第２のアンテナ１３０についても、車内無線通信用アンテナ１２０と同様に、地板１１０のＸ軸方向中心線１１１から所定距離以上オフセットさせるのがよい。第２のアンテナ１３０は、Ｘ軸方向中心線１１１に対し車内無線通信用アンテナ１２０と対称な位置に配置するのが好ましく、図２に示す領域１１４内に設置するのがよい。同図では、第２のアンテナ１３０が地板１１０のＸ軸方向中心線１１１からオフセットされる第２の距離をＡ２としており、領域１１４を距離Ｂ２以上オフセットさせた領域としている。

第２のアンテナ１３０の好ましい配置位置である領域１１４は、領域１１３と対称となるように距離Ｂ２をＬ／４とした領域とするのがよい。そして、第２のアンテナ１３０をオフセットさせる第２の距離Ａ２を、車内無線通信用アンテナ１２０と対称となるように第１の距離Ａ１と等しくするのがよい。これにより、車内無線通信用アンテナ１２０と第２のアンテナ１３０との干渉を回避するとともに、第２のアンテナ１３０の特性として車外方向に利得の高い好ましい放射パターンが得られる。

車内無線通信用アンテナ１２０と第２のアンテナ１３０との干渉を、アイソレーションの大きさで評価した結果を以下に説明する。それぞれのオフセット距離Ａ１、Ａ２を変化させたときのアイソレーションの変化の一例を、図９に示す。ここでは、第１の距離Ａ１と第２の距離Ａ２を等しくしており、図９では、地板１１０のＸ軸方向長さＬに対するオフセット距離Ａ１（＝Ａ２）の割合を横軸としたときのアイソレーションの大きさの一例を示している。アイソレーションは、車内無線通信用アンテナ１２０と第２のアンテナ１３０との間の結合度合いを示すもので、Ｓ２１特性の負の絶対値が大きいほど結合度合いが低いことを示している。

図９に示したアイソレーションは、第１の周波数と第２の周波数の間の全周波数範囲での最悪値（結合度合いの最も高いもの）をプロットしたものである。同図でも、地板１１０のＸ軸方向長さＬを４０ｍｍ（符号５１）および６０ｍｍ（符号５２）としてシミュレーション計算した結果を示している。同図より、オフセット距離の第１の距離Ａ１および第２の距離Ａ２をＬ／４以上とすることで、地板１１０のＸ軸方向長さＬが４０ｍｍのとき（符号５１）および６０ｍｍのとき（符号５２）とも、車内無線通信用アンテナ１２０と第２のアンテナ１３０とのアイソレーションを十分大きくして干渉を回避できることがわかる。

車内無線通信用アンテナ１２０と同様に、第２のアンテナ１３０についても、オフセット距離の第２の距離Ａ２とアンテナ特性との関係を、図１０〜１２に示す一例を用いて説明する。ここでも、第２のアンテナ１３０の中心周波数を第２の周波数（２．０５ＧＨｚ）とし、地板１１０のＸ軸方向長さＬを６０ｍｍとしている。また、地板１１０のＸ軸方向長さＬを４０ｍｍ（符号５１）および６０ｍｍ（符号５２）としてシミュレーション計算した結果を示している。

図１０は、第２の距離Ａ２がＬ／４に等しいときの第２のアンテナ１３０の放射パターンの一例を示している。同図より、地板１１０のＸ軸方向長さＬが４０ｍｍのとき（符号５１）および６０ｍｍのとき（符号５２）とも、車室１１の外方向（０〜―１８０°の範囲）に高い利得が得られることがわかる。

図１１は、第２の距離Ａ２の割合を横軸としたときの、車室の外方向（図１０の０〜―１８０°の範囲）における利得差の一例を示している。同図より、地板１１０のＸ軸方向長さＬが４０ｍｍのとき（符号５１）および６０ｍｍのとき（符号５２）とも、車室の外方向における利得差は、オフセット割合が０．２５以上のときに小さいことがわかる。図１２は、第２の距離Ａ２の割合を横軸としたときの、利得最小（ヌル点）の角度方向の一例を示している。同図より、地板１１０のＸ軸方向長さＬが４０ｍｍのとき（符号５１）および６０ｍｍのとき（符号５２）とも、ヌル点は、車室の外方向（図５の０〜―１８０°の範囲）から十分離れた車室方向に形成されていることがわかる。

図９〜１２に示したアイソレーションおよび第２のアンテナ１３０のアンテナ特性の一例より、車内無線通信用アンテナ１２０のオフセット方向とは反対の方向に、第２のアンテナ１３０を地板１１０のＸ軸方向中心線１１１よりＬ／４以上オフセットさせて配置するのがよいことがわかる。

本実施形態の複合アンテナ１００では、車内無線通信用アンテナ１２０と第２のアンテナ１３０に加えて、さらに第３のアンテナ１４０を備える構成としている。第３のアンテナ１４０は、円偏波のアンテナとしており、例えばＧＰＳ用アンテナ（中心周波数１．５７５ＧＨｚ）とすることができる。ＧＰＳアンテナは、天頂方向に高い利得を有しているのがよく、また円偏波の電波を受信することから、天頂方向に指向性を有するように地板１１０の略中心に配置するのがよい。

第３のアンテナ１４０は円偏波のアンテナとしていることから、直線偏波の車内無線通信用アンテナ１２０および第２のアンテナ１３０との干渉が問題になることはない。このように、本実施形態の複合アンテナ１００では、３つのアンテナのそれぞれの配置を適切に設定することにより、それぞれが好ましいアンテナ特性を維持して一つの地板１１０上に配置させることが可能となる。とくに、車内無線通信用アンテナ１２０を地板１１０の中心から所定距離以上オフセットさせることにより、車内無線通信用アンテナ１２０が車室内のほぼ全域にわたって高い利得を有するとともに、第２のアンテナ１３０との干渉を低減させることが可能となる。

なお、本実施形態では車内無線通信用アンテナ１２０と対称の位置にモノポール動作の第２のアンテナ１３０が配置される構造としていたが、第２のアンテナ１３０は必ずしも配置されている必要はなく、その場合でも車内無線通信用アンテナ１２０を上記のようにオフセットさせるのがよい。同様に、地板１１０の中央に配置していた第３のアンテナ１４０も、必ずしも配置されている必要はない。

また、上記実施形態では、複合アンテナ１００が車室１１の前方にあるインパネ１２に設置される場合について説明したが、複合アンテナ１００を車室１１の後方に設置してもよい。車室１１の後方として、例えば図３に示すリアトレイ１３に複合アンテナ１００を設置することができる。

複合アンテナ１００を車室１１の後方に設置する場合でも、車内無線通信用アンテナ１２０を地板中心１１１から車室中心１１ａ側にオフセットさせるのがよく、Ｘ軸の負側（車両１０の前方側）にオフセットさせることになる。この場合には、車内無線通信用アンテナ１２０の好ましい設置位置は、図２に示した領域１１４となる。第２のアンテナ１３０を備える場合には、第２のアンテナ１３０の好ましい配置位置は、領域１１３となる。

本発明の複合アンテナの別の実施形態を、図１３を用いて説明する。図１３は、本実施形態に係る複合アンテナ２００の斜視図を示している。本実施形態の複合アンテナ２００では、車内無線通信用アンテナ２２０が地板１１０に対し略平行に配置されている。この場合、車内無線通信用アンテナ２２０の放射パターンは、車内無線通信用アンテナ２２０を中心に地板１１０より上側に形成されるが、車内無線通信用アンテナ２２０を地板１１０の端近傍にオフセットすることにより、地板１１０より下側にも放射パターンが形成される。

本実施形態の複合アンテナ２００においても、車内無線通信用アンテナ２２０を図２に示した領域１１３内に配置するのがよく、これにより車室１のほぼ全域で高い利得が得られる。すなわち、本実施形態においても、車内無線通信用アンテナ２２０を地板１１０のＸ軸方向中心線１１１よりＬ／４以上オフセットさせるのがよい。

本発明の複合アンテナの別の実施形態を、図１４を用いて説明する。図１４は、地板１１０のＹ軸方向中心線１１２における本実施形態の複合アンテナ３００の断面図を示している。上記の実施形態では、１つの地板１１０を共有してその上にモノポール動作する直線偏波の第１のアンテナ１２０または２２０と第２のアンテナ１３０、および円偏波の第３のアンテナ１４０とを備える構造としていた。

これに対し、図１４に示す複合アンテナ３００では、地板３１０（以下では第１の地板という）上に第２のアンテナ３３０のみが設置され、第１のアンテナ３２０および第３のアンテナ３４０は、第１の地板３１０とは別の第２の地板３１１上に設置されている。本実施形態では、モノポール動作する第１のアンテナ３２０と第２のアンテナ３３０とを別の地板上に設けるようにしている。また、円偏波の第３のアンテナ３４０は、第１のアンテナ３２０と同じ地板（第２の地板３１１）上に設けるように構成されている。

第１の地板３１０と第２の地板３１１とは、平行でそれぞれの中心がほぼ一致するように配置されている。また、第２の地板３１１は第１の地板３１０の上方に配置されるようにしている。このように構成された複合アンテナ３００では、第２の地板３１１上に設置された第１のアンテナ３２０についても、第１の地板３１０を基準にオフセットする。すなわち、第１の地板の中心から長さＬ１／４以上オフセットさせた領域３１３の範囲内で、第１のアンテナ３２０を第２の地板３１１上に設置するのがよい。

地板を１枚または２枚としたとき、それぞれに搭載するアンテナの組み合わせとして、例えば図１５に示すものがある。図１５（ａ）では、第１の地板３１０に第１のアンテナ３２０と第２のアンテナ３３０を搭載し、第２の地板３１１には第３のアンテナのみを搭載している。

また、図１５（ｂ）乃至（ｇ）は、アンテナを２つとしたときの組み合わせを示しており、図１５（ｂ）、（ｃ）は、第１のアンテナ３２０と第３のアンテナ３４０を搭載した場合、図１５（ｄ）、（ｅ）は第２のアンテナ３３０と第３のアンテナ３４０を搭載した場合、図１５（ｆ）、（ｇ）は第１のアンテナ３２０と第２のアンテナ３３０を搭載した場合、をそれぞれ示している。このうち、図１５（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）は、２つのアンテナが第１の地板３１０のみに搭載されており、図１５（ｃ）、（ｅ）、（ｇ）は、２つのアンテナが２枚の地板３１０、３１１のそれぞれに搭載されている場合を示している。本発明の複合アンテナとして、図１５に示すような形態を用いてもよい。

なお、上記では、車内無線通信用アンテナである第１のアンテナ３２０が地板３１０および３１１に対し垂直に設置されているものを示したが、複合アンテナ２００と同様に、第１のアンテナ３２０が地板３１０および３１１に対し略平行に配置されていてもよい。

モノポール動作する直線偏波の第１のアンテナ１２０（または２２０、３２０）および第２のアンテナ１３０（または２３０、３３０）として、上記で説明した直線形状の線状アンテナだけでなく、これ以外のモノポール動作するアンテナを用いることも可能である。モノポール動作するアンテナの一例を図１６に示す。

図１６において、（ａ）はこれまで説明したものと同様の線形状の線状アンテナ４１０を示している。また図１６（ｂ）は、逆Ｌアンテナ４２０の断面図を示しており、地板４０１上にＬ字を上下反転させた形状を有している。図１６（ｃ）は、逆Ｆアンテナ４２５の断面図を示しており、図１６（ｂ）の逆Ｌアンテナ４２０に短絡線４２７を追加した形状を有している。逆Ｌ部４２６は図示しない給電点に接続されているのに対し、短絡線４２７は地板４０１に接続されている。逆Ｆアンテナ４２５では、たとえば短絡線４２７の位置を調整することでインピーダンスを調整することが可能となっている。さらに図１６（ｄ）は、ＭＴＬＡ（Modified Transmission Line Antenna；変形伝送線路アンテナ）４３０の斜視図を示している。本発明の複合アンテナでは、車内無線通信用のモノポール動作のアンテナ、および車外との通信用のモノポール動作のアンテナのそれぞれに、図１６に示すモノポール動作のアンテナのいずれかを用いることが可能である。

なお、本実施の形態における記述は、本発明に係る複合アンテナの一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態における複合アンテナの細部構成及び詳細な動作等に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明の実施形態に係る複合アンテナの斜視図である。 第１の実施形態に係る複合アンテナの平面図である。 車室内の複合アンテナの設置場所を示す車体側面図である。 第１の実施形態の車内無線通信用アンテナの放射パターンの一例を示す模式図である。 第１の実施形態の車内無線通信用アンテナの放射パターンの一例を示す図である。 第１の実施形態の車内無線通信用アンテナの車室方向における利得差の一例を示す図である。 第１の実施形態の車内無線通信用アンテナのヌル点の角度方向の一例を示す図である。 車内無線通信用アンテナおよび第２のアンテナの放射パターンの一例を示す模式図である。 アイソレーションの大きさの一例を示す図である。 第２のアンテナの放射パターンの一例を示す図である。 第２のアンテナの車室の外方向における利得差の一例を示す図である。 第２のアンテナのヌル点の角度方向の一例を示す図である。 本発明の別の実施形態に係る複合アンテナの斜視図である。 本発明の別の実施形態に係る複合アンテナの断面図である。 ２枚の地板を有する複合アンテナの別の実施例を示す断面図である。 モノポール動作するアンテナの一例を示す断面図および斜視図である。

符号の説明

１０ 車体
１１ 車室
１２ インパネ
１３ リアトレイ
２１、２３、３１、３３ 放射パターン
２２、２４、３２、３４ ヌル点

１００、２００、３００ 複合アンテナ １１０、３１０、３１１、４０１ 地板

１１１ Ｘ軸方向中心線
１１２ Ｙ軸方向中心線
１１３、１１４ 領域 １２０、２２０、３２０ 車内無線通信用アンテナ（第１のアンテナ）
１３０、３３０ 第２のアンテナ

１４０、３４０ 第３のアンテナ
４１０ モノポールアンテナ
４２０ 逆Ｌアンテナ
４２５ 逆Ｆアンテナ
４３０ ＭＴＬＡ

Claims (19)

1. 第１のアンテナを含む２以上のアンテナを備えて車室内に設置される複合アンテナであって、
   前記第１のアンテナは、第１の地板の中心を基準に第１の距離だけ前記車室の前方向または後方向にオフセットされたモノポール動作のアンテナである
   ことを特徴とする複合アンテナ。
2. 前記第１の距離は、前記第１の地板の前後方向長さの１／４以上である
   ことを特徴とする請求項１に記載の複合アンテナ。
3. 前記第１のアンテナは、前記第１の地板上に設置されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の複合アンテナ。
4. 前記第１のアンテナは、前記第１の地板の上方に非接触で平行に配置されて中心が前記第１の地板の中心と実質的に一致する第２の地板上に設置されている
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の複合アンテナ。
5. 前記第１のアンテナは、前記第１の地板の中心を基準に前記車室の中心方向にオフセットされて前記車室の中心方向に指向性を有している
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の複合アンテナ。
6. 前記第１のアンテナは、ブルートゥースを用いた車内無線通信用アンテナである
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の複合アンテナ。
7. 前記第１のアンテナは、前記第１の地板の中心から前記車室の中心とは反対の方向にオフセットされている
   ことを特徴とする請求項１乃至３に記載の複合アンテナ。
8. 前記第１のアンテナは、前記車室の外方向に指向性を有する移動電話用アンテナである
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項または請求項７に記載の複合アンテナ。
9. 前記第１の地板上に設置されたモノポール動作の第２のアンテナをさらに備え、
   前記第２のアンテナは、前記第１の地板の中心を基準に前記第１のアンテナとは反対側に第２の距離だけオフセットされている
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の複合アンテナ。
10. 前記第２の距離は、前記第１の地板の前後方向長さの１／４以上である
    ことを特徴とする請求項９に記載の複合アンテナ。
11. 前記第１の距離と前記第２の距離とが等しく、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナとが前記第１の地板の中心に対し対称に配置されている
    ことを特徴とする請求項９または１０に記載の複合アンテナ。
12. 前記第２のアンテナは、前記第１の地板の中心を基準に前記車室の中心とは反対の方向にオフセットされている
    ことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の複合アンテナ。
13. 前記第２のアンテナは、前記車室の外方向に指向性を有する移動電話用アンテナである
    ことを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の複合アンテナ。
14. 天頂方向に指向性を有する第３のアンテナをさらに備え、
    前記第３のアンテナは、前記第１の地板の略中心に対応する位置に設置されたパッチアンテナである
    ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の複合アンテナ。
15. 前記第３のアンテナは、前記第１の地板上に設置されている
    ことを特徴とする請求項１４に記載の複合アンテナ。
16. 前記第３のアンテナは、前記第１の地板の上方に非接触で平行に配置されて中心が前記第１の地板の中心と実質的に一致する第２の地板上に設置されている
    ことを特徴とする請求項１４または１５に記載の複合アンテナ。
17. 前記第３のアンテナは、ＧＰＳ用アンテナである
    ことを特徴とする請求項１４乃至１６に記載の複合アンテナ。
18. 前記車室内のインストゥルメンタル・パネルに設置される
    ことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の複合アンテナ。
19. 前記車室内のリアトレイに設置される
    ことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の複合アンテナ。

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