JP2009200684A - Antenna apparatus - Google Patents

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Shotaro Horii
正太郎 堀井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antenna apparatus in which a structure is simple, and a HPBW (Half Power Beam Width) is wide. <P>SOLUTION: The antenna apparatus 1 of a rear spoiler built-in type is provided with: a dipole antenna 3 formed by a front surface side conductive layer of a printed circuit board 2; and a matching circuit 12 formed by a rear surface side conductive layer of the printed circuit board 2. The dipole antenna 3 includes: dipole elements 4, 5 arranged in a trapezoid shape; and auxiliary elements 6, 7 connected to back sides of top units of the respective dipole elements 4, 5. The antenna apparatus 1 is thereby provided in which the structure is simple and the HPBW is wide. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明はアンテナ装置に関し、特に、プリント基板を用いて形成されたアンテナ装置に関する。   The present invention relates to an antenna device, and more particularly to an antenna device formed using a printed circuit board.

従来より、自動車には、テレビ放送などを受信するためのアンテナ装置が設けられている。また、アンテナ装置をリアスポイラ内に設けることによって、スペースの有効利用および自動車の外観の見栄えの向上が図られている(たとえば、特許文献1参照)
特開2003−309412号公報
Conventionally, an automobile is provided with an antenna device for receiving a television broadcast or the like. Further, by providing the antenna device in the rear spoiler, the space is effectively used and the appearance of the automobile is improved (for example, see Patent Document 1).
JP 2003-309212 A

しかし、車載用地上デジタルテレビ用のリアスポイラ内蔵型アンテナ装置では、構造が簡単で、HPBW(Half Power Beam Width:電力半値幅)が広いものはなかった。   However, the rear spoiler built-in antenna device for in-vehicle digital terrestrial television has a simple structure and no HPBW (Half Power Beam Width).

それゆえに、この発明の主たる目的は、構造が簡単でHPBWが広いアンテナ装置を提供することである。   Therefore, a main object of the present invention is to provide an antenna device having a simple structure and a wide HPBW.

この発明に係るアンテナ装置は、プリント基板を用いて形成されたアンテナ装置であって、プリント基板の表面側導電層で形成されたダイポールアンテナと、プリント基板の裏面側導電層で形成されたマッチング回路とを備えたものである。ダイポールアンテナは、第1および第2のダイポール素子と第1および第2の補助エレメントとを含む。第1および第2のダイポール素子は、それらの基端部が近接されるとともにそれらの先端部が離間されてハの字形に配置されている。第1および第2の補助エレメントの一方端は、それぞれ第1および第2のダイポール素子の先端部のうちのダイポールアンテナのボアサイト方向と反対側の部分に接続されている。したがって、プリント基板の表裏にダイポールアンテナとマッチング回路を設けたので、構造の簡単化を図ることができる。また、第1および第2のダイオード素子をハの字形に配置し、かつ第1および第2のダイオード素子の先端部に第1および第2の補助エレメントを設けたので、広いHPBWを得ることができる。   An antenna device according to the present invention is an antenna device formed using a printed circuit board, and includes a dipole antenna formed of a front surface side conductive layer of the printed circuit board and a matching circuit formed of a back surface side conductive layer of the printed circuit board. It is equipped with. The dipole antenna includes first and second dipole elements and first and second auxiliary elements. The first and second dipole elements are arranged in a square shape with their proximal ends approaching and their distal ends spaced apart. One end of each of the first and second auxiliary elements is connected to a portion of the tip portion of each of the first and second dipole elements that is opposite to the boresight direction of the dipole antenna. Therefore, since the dipole antenna and the matching circuit are provided on the front and back of the printed circuit board, the structure can be simplified. In addition, since the first and second diode elements are arranged in a square shape and the first and second auxiliary elements are provided at the tips of the first and second diode elements, a wide HPBW can be obtained. it can.

好ましくは、マッチング回路は、同軸線と第1および第2のダイポール素子とを結合するガンマ型マッチングラインを含む。このガンマ型マッチングラインは、同軸線の内部導電線に接続される出力端子と、それぞれ第1および第2のダイポール素子の基端部に対向して設けられた第1および第2の給電端子と、出力端子と第1の給電端子との間に接続された第1の線路と、第1の線路の少なくとも一部と平行に設けられ、一方端が第2の給電端子に接続された第2の線路と、第1および第2の給電端子の間に接続された第3の線路とを有する。マッチング回路は、さらに、一方端が第2の線路の他方端に接続され、他方端が第1の線路に対向して設けられた第1のスタブと、第1のスタブと平行に配置され、一方端が第1の線路に接続された第2のスタブとを含む。この場合は、第1および第2のスタブを設けたので、VSWR(Voltage Standing Wave Ratio:定在波比)を低くすることができる。   Preferably, the matching circuit includes a gamma-type matching line that couples the coaxial line and the first and second dipole elements. The gamma-type matching line includes an output terminal connected to the internal conductive line of the coaxial line, and first and second power supply terminals provided to face the base ends of the first and second dipole elements, respectively. A first line connected between the output terminal and the first power supply terminal, and a second line connected in parallel to at least a part of the first line and having one end connected to the second power supply terminal. And a third line connected between the first and second power supply terminals. The matching circuit is further arranged in parallel with the first stub, one end connected to the other end of the second line, the other end provided opposite to the first line, And a second stub having one end connected to the first line. In this case, since the first and second stubs are provided, VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) can be lowered.

また好ましくは、第1および第2のダイポール素子の基端部は長方形のアンテナ領域の一方側長辺に沿って配置され、第1のダイポール素子の先端部はアンテナ領域の一方側短辺と他方側長辺が交わる角に配置され、第2のダイポール素子の先端部はアンテナ領域の他方側短辺と一方側長辺が交わる角に配置される。また、第1の補助エレメントはアンテナ領域の他方側長辺に沿って配置され、第2の補助エレメントはアンテナ領域の他方側短辺に沿って配置され、第1の補助エレメントは第2の補助エレメントよりも長い。この場合は、ボアサイト方向を斜め方向に向け、かつアンテナ装置の奥行きを短くすることができる。   Preferably, the base end portions of the first and second dipole elements are arranged along one long side of the rectangular antenna region, and the tip end portion of the first dipole element is one short side and the other side of the antenna region. The second dipole element is disposed at a corner where the side long sides intersect, and the tip of the second dipole element is disposed at a corner where the other short side of the antenna region intersects with the one long side. The first auxiliary element is disposed along the other long side of the antenna region, the second auxiliary element is disposed along the other short side of the antenna region, and the first auxiliary element is the second auxiliary element. Longer than the element. In this case, the boresight direction can be directed obliquely and the depth of the antenna device can be shortened.

また好ましくは、アンテナ装置は自動車のリアスポイラの端部に内蔵され、アンテナ領域は、一方側長辺と一方側短辺が交わる角を自動車の後端の角側にして略水平に配置される。このアンテナ装置は、リアスポイラ内蔵型アンテナ装置として好適である。   Preferably, the antenna device is built in an end portion of the rear spoiler of the automobile, and the antenna region is arranged substantially horizontally with an angle at which the one side long side and the one side short side intersect with each other at the corner of the rear end of the automobile. This antenna device is suitable as a rear spoiler built-in antenna device.

以上のように、この発明に係るアンテナ装置では、簡単な構造で、広いHPBWを得ることができる。また、VSWRを低くすることができる。また、ボアサイト方向を斜め方向に向け、かつアンテナ装置の奥行きを短くすることができる。また、このアンテナ装置は、リアスポイラ内蔵型アンテナ装置として好適である。   As described above, with the antenna device according to the present invention, a wide HPBW can be obtained with a simple structure. In addition, VSWR can be lowered. Further, the boresight direction can be directed obliquely and the depth of the antenna device can be shortened. This antenna device is suitable as a rear spoiler built-in antenna device.

図1は、この発明の一実施の形態によるリアスポイラ内蔵型アンテナ装置1を表面側から見た図である。このアンテナ装置1は、自動車のリアスポイラに内蔵され、地上デジタルテレビ放送の電波を受信し、受信した電波(高周波信号)を同軸線を介して車載用地上デジタルテレビに供給するものである。   FIG. 1 is a view of a rear spoiler built-in antenna device 1 according to an embodiment of the present invention as viewed from the front side. The antenna device 1 is built in a rear spoiler of an automobile, receives radio waves of terrestrial digital television broadcasting, and supplies the received radio waves (high-frequency signals) to an in-vehicle terrestrial digital television via a coaxial line.

図1において、このアンテナ装置1は、プリント基板2と、プリント基板2の表面側導電層で形成されたダイポールアンテナ3とを備える。プリント基板2としては、厚さが1.6mmの両面プリント基板を使用した。ダイポールアンテナ3は、2つのダイポール素子4,5と、2つの補助エレメント6,7を含む。ダイポール素子4,5の各々は、基本的には、基端から先端に向かって徐々に幅広になる扇形(ファン形)に形成されている。このようにダイポール素子4,5の各々を扇形にすることにより、アンテナ装置1の周波数帯域を広くすることができる。ダイポール素子4,5の各々の長さは、地上デジタルテレビ放送の電波の波長の4分の1程度の長さに設定されている。   In FIG. 1, the antenna device 1 includes a printed circuit board 2 and a dipole antenna 3 formed of a surface side conductive layer of the printed circuit board 2. As the printed board 2, a double-sided printed board having a thickness of 1.6 mm was used. The dipole antenna 3 includes two dipole elements 4 and 5 and two auxiliary elements 6 and 7. Each of the dipole elements 4 and 5 is basically formed in a fan shape (fan shape) that gradually becomes wider from the base end toward the tip end. Thus, by making each of the dipole elements 4 and 5 into a fan shape, the frequency band of the antenna device 1 can be widened. The length of each of the dipole elements 4 and 5 is set to about a quarter of the wavelength of the radio wave of digital terrestrial television broadcasting.

補助エレメント6,7の各々は、細長い帯状に形成されている。2つのダイポール素子4,5は、それらの基端部が近接されるとともにそれらの先端部が離間されてハの字形に配置されている。補助エレメント6,7の一方端は、それぞれダイポール素子4,5の先端部のうちのダイポールアンテナ3のボアサイト方向と反対側の部分に接続されている。   Each of the auxiliary elements 6 and 7 is formed in an elongated strip shape. The two dipole elements 4 and 5 are arranged in a square shape with their proximal end portions close to each other and their distal end portions separated from each other. One end of each of the auxiliary elements 6 and 7 is connected to a portion on the opposite side to the bore sight direction of the dipole antenna 3 in the tip portion of each of the dipole elements 4 and 5.

すなわち、プリント基板2の表面を含む平面内に202mm×83mmの長方形のアンテナ領域8を仮定すると、ダイポール素子4,5の基端部はアンテナ領域8の一方側長辺8aに沿って配置され、ダイポール素子4の先端部はアンテナ領域8の一方側短辺8bと他方側長辺8cが交わる角に配置され、ダイポール素子5の先端部はアンテナ領域8の他方側短辺8dと一方側長辺8aが交わる角に配置される。   That is, assuming a rectangular antenna region 8 of 202 mm × 83 mm in a plane including the surface of the printed circuit board 2, the base end portions of the dipole elements 4 and 5 are arranged along the one side long side 8 a of the antenna region 8, The tip of the dipole element 4 is arranged at the corner where the one short side 8b and the other long side 8c of the antenna region 8 intersect, and the tip of the dipole element 5 is the other short side 8d of the antenna region 8 and the one long side. It is arranged at the corner where 8a intersects.

補助エレメント6はアンテナ領域8の他方側長辺8cに沿って配置され、その一方端はダイポール素子4の先端部に接続されている。補助エレメント7はアンテナ領域8の他方側短辺8dに沿って配置され、その一方端はダイポール素子5の先端部に接続されている。補助エレメント6の長さ(38mm)は補助エレメント7の長さ(27mm)よりも長く設定されている。   The auxiliary element 6 is disposed along the other long side 8 c of the antenna region 8, and one end thereof is connected to the tip end portion of the dipole element 4. The auxiliary element 7 is disposed along the other short side 8 d of the antenna region 8, and one end thereof is connected to the tip of the dipole element 5. The length (38 mm) of the auxiliary element 6 is set longer than the length (27 mm) of the auxiliary element 7.

このように、ダイポール素子4,5をハの字形に配置し、さらにダイポール素子4,5の先端部の後側(ボアサイト方向と反対側)に補助エレメント6,7を設けることにより、HPBWを広角化することができる。   In this way, the dipole elements 4 and 5 are arranged in a C-shape, and the auxiliary elements 6 and 7 are provided on the rear side (opposite to the boresight direction) of the dipole elements 4 and 5, so that the HPBW is Wide angle can be achieved.

また、ダイポール素子4をアンテナ装置1の正面方向(図1中の右方向)に対して斜めに傾けて配置し、さらに、ダイポール素子4側の補助エレメント6をダイポール素子5側の補助エレメント7よりも若干長くすることにより、ボアサイト方向を斜め方向に向けることができる。なお、アンテナ装置1を自動車の角に設置すると、自動車のボディで構成される反射器の反射率もアンテナ装置1の左右でアンバランスになるので、ボアサイト方向の傾きは一層大きくなる。   Further, the dipole element 4 is disposed obliquely with respect to the front direction (right direction in FIG. 1) of the antenna device 1, and the auxiliary element 6 on the dipole element 4 side is more than the auxiliary element 7 on the dipole element 5 side. The boresight direction can be directed obliquely by slightly increasing the length. If the antenna device 1 is installed at the corner of the automobile, the reflectance of the reflector formed by the body of the automobile is also unbalanced between the left and right sides of the antenna device 1, so that the inclination in the boresight direction is further increased.

また、ダイポールアンテナ3を長方形のアンテナ領域8に配置したので、正方形のアンテナ領域に配置した場合に比べ、アンテナ装置1の奥行きを短くすることができる。   In addition, since the dipole antenna 3 is disposed in the rectangular antenna region 8, the depth of the antenna device 1 can be shortened as compared with the case where it is disposed in the square antenna region.

また、このアンテナ装置1は、プリント基板2の表面側導電層で形成されたアース端子9およびアース線10,11を備える。アース端子9は、アンテナ領域8の他方側長辺8cの他方側短辺8d側の端部に沿って、アンテナ領域8の外側に設けられている。アース端子9は、アンテナ装置1と車載用地上デジタルテレビとの間を接続する同軸線の外部導電線に接続される。同軸線の外部導電線は、テレビ側で自動車の本体(アース)に接続される。アース線10,11は、幅広の帯状に形成されて互いに平行に配置され、それぞれダイポール素子4,5の基端部とアース端子9との間に接続される。   The antenna device 1 also includes a ground terminal 9 and ground wires 10 and 11 formed of a surface-side conductive layer of the printed circuit board 2. The ground terminal 9 is provided outside the antenna region 8 along the end of the antenna region 8 on the other side short side 8d side of the other side long side 8c. The ground terminal 9 is connected to a coaxial external conductive line that connects the antenna device 1 and the in-vehicle digital terrestrial television. The external conductive line of the coaxial line is connected to the main body (earth) of the automobile on the TV side. The ground wires 10 and 11 are formed in a wide band shape and are arranged in parallel to each other, and are connected between the base ends of the dipole elements 4 and 5 and the ground terminal 9, respectively.

図2は、このアンテナ装置1の構成を表面側から見た図であって、図1で示したアンテナ装置1からプリント基板2の表面側導電層(ダイポールアンテナ3、アース端子9およびアース線10,11)と絶縁基板を除去した図である。図2において、このアンテナ装置1は、さらに、プリント基板2の裏面側導電層で形成されたマッチング回路12を備える。このように、ダイポールアンテナ3とマッチング回路12をそれぞれプリント基板2の表裏の導電層で形成することにより、薄型で簡単な構造のアンテナ装置1を実現することができる。また、バランなどの部品を使用しないので、その分、低コスト化を図ることができる。   FIG. 2 is a diagram of the configuration of the antenna device 1 as viewed from the front surface side. From the antenna device 1 shown in FIG. 1, the conductive layer (dipole antenna 3, ground terminal 9, and ground wire 10) 11) and the insulating substrate are removed. In FIG. 2, the antenna device 1 further includes a matching circuit 12 formed of a back surface side conductive layer of the printed circuit board 2. Thus, by forming the dipole antenna 3 and the matching circuit 12 with the conductive layers on the front and back sides of the printed circuit board 2, the antenna device 1 having a thin and simple structure can be realized. In addition, since parts such as a balun are not used, the cost can be reduced accordingly.

マッチング回路12は、同軸線とダイポール素子4,5とを結合するガンマ型マッチングライン13を含む。このガンマ型マッチングライン13は、出力端子14と、2つの給電端子15,16と、線路(マイクロストリップライン)17〜19を含む。出力端子14は、プリント基板2の絶縁基板を挟んで、アース端子9の中央部に対向して設けられ、同軸線の内部導電線に接続される。給電端子15,16は、プリント基板2の絶縁基板を挟んで、それぞれダイポール素子4,5の基端部に対向して設けられる。   The matching circuit 12 includes a gamma-type matching line 13 that couples the coaxial line and the dipole elements 4 and 5. The gamma matching line 13 includes an output terminal 14, two power supply terminals 15 and 16, and lines (microstrip lines) 17 to 19. The output terminal 14 is provided to face the central portion of the ground terminal 9 across the insulating substrate of the printed circuit board 2, and is connected to the internal conductive line of the coaxial line. The power supply terminals 15 and 16 are provided to face the base ends of the dipole elements 4 and 5, respectively, with the insulating substrate of the printed board 2 interposed therebetween.

線路17は、出力端子14と給電端子15の間に接続される。線路17の長さは、地上デジタルテレビ放送の電波の波長の4分の1程度の長さに設定されている。線路18は、給電端子15,16間に接続される。線路19は、線路17の一部に平行に配置され、その一方端は給電端子16に接続される。線路17〜19の各々の線幅は2mmに設定されている。線路17,19の間隔は23.5mmに設定されている。   The line 17 is connected between the output terminal 14 and the power supply terminal 15. The length of the line 17 is set to a length of about one quarter of the wavelength of the radio wave of digital terrestrial television broadcasting. The line 18 is connected between the power supply terminals 15 and 16. The line 19 is arranged in parallel to a part of the line 17, and one end thereof is connected to the power supply terminal 16. The line width of each of the lines 17 to 19 is set to 2 mm. The distance between the lines 17 and 19 is set to 23.5 mm.

また、マッチング回路12は、3つのスタブ20〜22を含む。スタブ20の一方端は線路19の他方端に接続され、その他方端は線路17に対向して設けられる。スタブ20は、線路19に直角に設けられる。スタブ21は、スタブ20と平行に配置され、その一方端は線路17に接続される。スタブ20,21の線幅は1.5mmに設定され、スタブ20,21の間隔は2mmに設定されている。スタブ22は、出力端子14の近傍において線路17に接続されている。特に、スタブ20,21を設けることにより、VSWRを低くすることができる。   The matching circuit 12 includes three stubs 20-22. One end of the stub 20 is connected to the other end of the line 19, and the other end is provided to face the line 17. The stub 20 is provided at a right angle to the line 19. The stub 21 is arranged in parallel with the stub 20, and one end thereof is connected to the line 17. The line width of the stubs 20 and 21 is set to 1.5 mm, and the distance between the stubs 20 and 21 is set to 2 mm. The stub 22 is connected to the line 17 in the vicinity of the output terminal 14. In particular, the VSWR can be lowered by providing the stubs 20 and 21.

図3は、このアンテナ装置1が搭載される自動車を斜め後方から見た図である。図3において、リアスポイラ23は、自動車のボディ24の後端の上端部に設けられている。リアスポイラ23は、樹脂で形成され、図4(a)(b)に示すように、中空構造にされている。なお、図4(a)は図4(b)のIVA−IVA線断面図であり、図4(b)は図4(a)のIVB−IVB線断面図である。   FIG. 3 is a view of an automobile on which the antenna device 1 is mounted as viewed obliquely from the rear. In FIG. 3, the rear spoiler 23 is provided at the upper end of the rear end of the body 24 of the automobile. The rear spoiler 23 is formed of a resin and has a hollow structure as shown in FIGS. 4A is a sectional view taken along line IVA-IVA in FIG. 4B, and FIG. 4B is a sectional view taken along line IVB-IVB in FIG.

アンテナ装置1は、自動車のリアスポイラ23の後方から見て右側端部に略水平に内蔵される。また、アンテナ装置1は、アンテナ領域8の短辺8b,8dが自動車の前後方向(進行方向)に一致し、一方側長辺8aと一方側短辺8bが交わる角が自動車の後方から見て右側の角に位置するように配置される。アンテナ装置1のボアサイト方向は、自動車の右斜め後の45度方向に向く。   The antenna device 1 is built substantially horizontally at the right end when viewed from the rear of the rear spoiler 23 of the automobile. In the antenna device 1, the short sides 8b and 8d of the antenna region 8 coincide with the front-rear direction (traveling direction) of the automobile, and the angle at which the one side long side 8a and the one side short side 8b intersect is viewed from the rear of the automobile. Arranged to be located at the right corner. The boresight direction of the antenna device 1 is directed to a 45 degree direction diagonally right behind the automobile.

また、自動車のリアスポイラ23の後方から見て左側端部には、もう1つのアンテナ装置25が内蔵される。アンテナ装置25は、図1のアンテナ領域8の短辺8dを中心線として、アンテナ装置1と対称形に形成される。リアスポイラ23内においても、アンテナ装置1と25は、自動車の前後方向の中心線の両側に対称形に配置される。アンテナ装置1のボアサイト方向は、自動車の左斜め後の45度方向に向く。   Further, another antenna device 25 is built in the left end portion when viewed from the rear of the rear spoiler 23 of the automobile. The antenna device 25 is formed symmetrically with the antenna device 1 with the short side 8d of the antenna region 8 of FIG. Also in the rear spoiler 23, the antenna devices 1 and 25 are symmetrically arranged on both sides of the center line in the longitudinal direction of the automobile. The bore sight direction of the antenna device 1 is directed to a 45 degree direction diagonally to the left of the automobile.

図5は、自動車の地上デジタルテレビ受信システムの構成を示すブロック図である。図5において、この地上デジタルテレビ受信システムは、4つのアンテナ装置1,25〜27、アンプ28〜31、切換回路32、および地上デジタルテレビ33を備える。アンテナ装置1,25は、図1〜図3および図4(a)(b)で説明した通りである。   FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a terrestrial digital television receiving system of an automobile. In FIG. 5, the terrestrial digital television reception system includes four antenna devices 1, 25 to 27, amplifiers 28 to 31, a switching circuit 32, and a terrestrial digital television 33. The antenna devices 1 and 25 are as described in FIGS. 1 to 3 and FIGS. 4 (a) and 4 (b).

アンテナ装置26は、自動車のフロントガラスの左端部に設けられたフィルム状のアンテナと、マッチング回路とを含む。アンテナ装置27は、自動車のフロントガラスの右端部に設けられたフィルム状のアンテナと、マッチング回路とを含む。アンテナ装置26,27は、自動車の前の180度の方向から送信されて来る電波を受信する。アンテナ装置1,25は、自動車の後の180度の方向から送信されて来る電波を受信する。このため、アンテナ装置1,25の各々のHPBWは90度程度に広く設定され、アンテナ装置1のボアサイト方向は右斜め45度方向に設定され、アンテナ装置25のボアサイト方向は左斜め45度方向に設定されている。したがって、アンテナ装置1,25〜27のうちのいずれかのアンテナ装置により、自動車の360度の方向から送信される電波を受信することが可能となっている。   The antenna device 26 includes a film-like antenna provided at the left end of the windshield of the automobile and a matching circuit. The antenna device 27 includes a film-like antenna provided at the right end of the windshield of the automobile and a matching circuit. The antenna devices 26 and 27 receive radio waves transmitted from a direction of 180 degrees in front of the automobile. The antenna devices 1 and 25 receive radio waves transmitted from a direction of 180 degrees behind the automobile. Therefore, the HPBW of each of the antenna devices 1 and 25 is set to be approximately 90 degrees, the bore sight direction of the antenna apparatus 1 is set to a 45 ° diagonal direction, and the bore sight direction of the antenna device 25 is a 45 ° diagonal left direction. Set to direction. Therefore, any one of the antenna devices 1, 25 to 27 can receive radio waves transmitted from the direction of 360 degrees of the automobile.

アンプ28〜31は、それぞれアンテナ装置1,25〜27の出力信号を増幅する。切換回路32は、地上デジタルテレビ33のチューナによって制御され、アンテナ装置1,25〜27のうちの出力信号のレベルが最高のアンテナ装置を地上デジタルテレビ33に接続する。地上デジタルテレビ33は、切換回路32によって選択されたアンテナ装置で受信された信号に基づいて、視聴者によって選択された番組の映像を表示する。   The amplifiers 28 to 31 amplify the output signals of the antenna devices 1 to 25 to 27, respectively. The switching circuit 32 is controlled by the tuner of the terrestrial digital television 33, and connects the antenna device having the highest output signal level among the antenna devices 1, 25 to 27 to the terrestrial digital television 33. The terrestrial digital television 33 displays the video of the program selected by the viewer based on the signal received by the antenna device selected by the switching circuit 32.

図6は、アンテナ装置25のボアサイト方向の利得の周波数特性を示す図である。日本では、地上波デジタル放送における放送電波の周波数範囲は470〜710MHzである。図6から、このアンテナ装置25は、470〜710MHzにおいて十分に高い利得を有することが分かる。   FIG. 6 is a diagram illustrating the frequency characteristics of the gain in the boresight direction of the antenna device 25. In Japan, the frequency range of broadcast radio waves in terrestrial digital broadcasting is 470 to 710 MHz. From FIG. 6, it can be seen that the antenna device 25 has a sufficiently high gain at 470 to 710 MHz.

なお、利得の測定は、幅が500mmで高さが150mmの接地した金属板を自動車のボディ24の代わりに使用し、その金属板の左隅の中央部にアンテナ装置25を水平に配置して行なった。また、通常のUHFテレビ放送用のアンテナ装置では、アンテナ装置と反射器の間の距離は15cm程度に設定されるが、このアンテナ装置25は狭いリアスポイラ23内に設ける必要があるので、アンテナ装置25と金属板(反射器)の間の距離は4cmに設定した。以下の測定も同じ条件で行なった。   The measurement of the gain is performed by using a grounded metal plate having a width of 500 mm and a height of 150 mm instead of the body 24 of the automobile and horizontally arranging the antenna device 25 at the center of the left corner of the metal plate. It was. Further, in a normal antenna device for UHF television broadcasting, the distance between the antenna device and the reflector is set to about 15 cm. However, since this antenna device 25 needs to be provided in the narrow rear spoiler 23, the antenna device 25 is provided. And the distance between the metal plate (reflector) was set to 4 cm. The following measurements were also performed under the same conditions.

図7は、アンテナ装置25のVSWRの周波数特性を示す図である。図7から、このアンテナ装置25は、470〜710MHzにおいて十分に低いVSWRを有することが分かる。   FIG. 7 is a diagram illustrating the frequency characteristics of the VSWR of the antenna device 25. It can be seen from FIG. 7 that this antenna device 25 has a sufficiently low VSWR at 470 to 710 MHz.

図8(a)〜(f)は、アンテナ装置25の水平面指向性の周波数特性を示す図である。図8(a)〜(f)では、0度方向がアンテナ装置25の正面方向(自動車の後方)に対応している。この特性から、アンテナ装置25は、45度方向の単一指向性と、広いHPBWを有することが分かる。   8A to 8F are diagrams illustrating the frequency characteristics of the horizontal plane directivity of the antenna device 25. FIG. 8A to 8F, the 0 degree direction corresponds to the front direction of the antenna device 25 (rear of the automobile). From this characteristic, it can be seen that the antenna device 25 has a unidirectionality of 45 degrees and a wide HPBW.

図9(a)〜(f)は、このアンテナ装置1の垂直面指向性の周波数特性を示す図である。図9(a)〜(f)では、0度方向がアンテナ装置25の正面方向(自動車の後方)に対応し、270度方向がアンテナ装置25の上方(自動車の上方)に対応している。この特性から、アンテナ装置25は、斜め上方向の単一指向性と、広いHPBWを有することが分かる。   FIGS. 9A to 9F are diagrams showing the frequency characteristics of the directivity of the vertical plane of the antenna device 1. 9A to 9F, the 0 degree direction corresponds to the front direction of the antenna device 25 (rear of the automobile), and the 270 degree direction corresponds to the upper side of the antenna apparatus 25 (above the automobile). From this characteristic, it can be seen that the antenna device 25 has a single directivity in an obliquely upward direction and a wide HPBW.

図10(a)〜(f)は、図1に示した補助エレメント6,7の効果を示す図である。図10(a)〜(c)は、補助エレメント6,7が有る場合におけるアンテナ装置25の水平面指向性の周波数特性を示す図であり、図10(d)〜(f)は、補助エレメント6,7が無い場合におけるアンテナ装置25の水平面指向性の周波数特性を示す図である。図10(a)〜(f)から、補助エレメント6,7が無い場合はアンテナ装置25の指向性はほぼ正面を向くが、補助エレメント6,7を設けることにより、右斜め方向になることが分かる。   FIGS. 10A to 10F are diagrams showing the effects of the auxiliary elements 6 and 7 shown in FIG. FIGS. 10A to 10C are diagrams illustrating the frequency characteristics of the horizontal plane directivity of the antenna device 25 when the auxiliary elements 6 and 7 are present. FIGS. 10D to 10F are diagrams illustrating the auxiliary element 6. , 7 is a diagram illustrating the frequency characteristics of the horizontal plane directivity of the antenna device 25 in the absence of. 10A to 10F, when the auxiliary elements 6 and 7 are not provided, the directivity of the antenna device 25 is substantially directed to the front, but by providing the auxiliary elements 6 and 7, the directivity may be oblique to the right. I understand.

図11は、図1に示したスタブ20,21の効果を示す図であって、スタブ20,21が有る場合におけるアンテナ装置25のVSWRの周波数特性と、スタブ20,21が無い場合におけるアンテナ装置25のVSWRの周波数特性とを比較する図である。図11から、スタブ20,21を設けることにより、VSWRを低くすることができることが分かる。   FIG. 11 is a diagram illustrating the effect of the stubs 20 and 21 shown in FIG. 1, and the VSWR frequency characteristics of the antenna device 25 when the stubs 20 and 21 are present and the antenna device when the stubs 20 and 21 are not present. It is a figure which compares the frequency characteristic of 25 VSWR. It can be seen from FIG. 11 that the VSWR can be lowered by providing the stubs 20 and 21.

なお、この実施の形態では、本願発明がリアスポイラ内蔵型アンテナ装置1,25に適用された場合について説明したが、これに限るものではなく、本願発明は一般のUHFテレビ放送用アンテナ装置に適用可能であることは言うまでもない。   In this embodiment, the case where the present invention is applied to the rear spoiler built-in antenna devices 1 and 25 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to a general UHF television broadcast antenna device. Needless to say.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

この発明の一実施の形態によるリアスポイラ内蔵型アンテナ装置に含まれるダイポールアンテナの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the dipole antenna contained in the antenna apparatus with a built-in rear spoiler by one Embodiment of this invention. 図1に示したアンテナ装置に含まれるマッチング回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the matching circuit contained in the antenna apparatus shown in FIG. 図1に示したアンテナ装置が搭載される自動車を示す図である。It is a figure which shows the motor vehicle carrying the antenna apparatus shown in FIG. 図3に示したリアスポイラと、それに内蔵されたアンテナ装置とを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the rear spoiler shown in FIG. 3, and the antenna device incorporated in it. 図3に示した自動車に搭載された地上デジタルテレビ放送受信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the terrestrial digital television broadcast receiving system mounted in the motor vehicle shown in FIG. 図4に示したアンテナ装置の利得の周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of the gain of the antenna apparatus shown in FIG. 図4に示したアンテナ装置のVSWRの周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of VSWR of the antenna apparatus shown in FIG. 図4に示したアンテナ装置の水平面指向性の周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of the horizontal surface directivity of the antenna apparatus shown in FIG. 図4に示したアンテナ装置の垂直面指向性の周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of the vertical surface directivity of the antenna apparatus shown in FIG. 図1に示した補助エレメントの効果を示す図である。It is a figure which shows the effect of the auxiliary element shown in FIG. 図1に示したスタブの効果を示す図である。It is a figure which shows the effect of the stub shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1,25〜27 アンテナ装置、2 プリント基板、3 ダイポールアンテナ、4,5 ダイポール素子、6,7 補助エレメント、8 アンテナ領域、9 アース端子、10,11 アース線、12 マッチング回路、13 ガンマ型マッチングライン、14 出力端子、15,16 給電端子、17〜19 線路、20〜22 スタブ、23 リアスポイラ、24 ボディ、28〜31 アンプ、32 切換回路、33 地上デジタルテレビ。   1,25-27 antenna device, 2 printed circuit board, 3 dipole antenna, 4,5 dipole element, 6,7 auxiliary element, 8 antenna area, 9 earth terminal, 10,11 earth wire, 12 matching circuit, 13 gamma type matching Lines, 14 output terminals, 15, 16 power supply terminals, 17-19 lines, 20-22 stubs, 23 rear spoilers, 24 bodies, 28-31 amplifiers, 32 switching circuits, 33 terrestrial digital television.

Claims (4)

プリント基板を用いて形成されたアンテナ装置であって、
前記プリント基板の表面側導電層で形成されたダイポールアンテナと、
前記プリント基板の裏面側導電層で形成されたマッチング回路とを備え、
前記ダイポールアンテナは、第1および第2のダイポール素子と第1および第2の補助エレメントとを含み、
前記第1および第2のダイポール素子は、それらの基端部が近接されるとともにそれらの先端部が離間されてハの字形に配置され、
前記第1および第2の補助エレメントの一方端は、それぞれ前記第1および第2のダイポール素子の先端部のうちの前記ダイポールアンテナのボアサイト方向と反対側の部分に接続されていることを特徴とする、アンテナ装置。
An antenna device formed using a printed circuit board,
A dipole antenna formed of a surface-side conductive layer of the printed circuit board;
A matching circuit formed of a back side conductive layer of the printed circuit board,
The dipole antenna includes first and second dipole elements and first and second auxiliary elements,
The first and second dipole elements are arranged in a C-shape with their proximal ends close to each other and their distal ends separated from each other,
One end of each of the first and second auxiliary elements is connected to a portion opposite to the bore sight direction of the dipole antenna at the tip of the first and second dipole elements, respectively. An antenna device.
前記マッチング回路は、同軸線と前記第1および第2のダイポール素子とを結合するガンマ型マッチングラインを含み、
前記ガンマ型マッチングラインは、
前記同軸線の内部導電線に接続される出力端子と、
それぞれ前記第1および第2のダイポール素子の基端部に対向して設けられた第1および第2の給電端子と、
前記出力端子と前記第1の給電端子との間に接続された第1の線路と、
前記第1の線路の少なくとも一部と平行に設けられ、一方端が前記第2の給電端子に接続された第2の線路と、
前記第1および第2の給電端子の間に接続された第3の線路とを有し、
前記マッチング回路は、
さらに、一方端が前記第2の線路の他方端に接続され、他方端が前記第1の線路に対向して設けられた第1のスタブと、
前記第1のスタブと平行に配置され、一方端が前記第1の線路に接続された第2のスタブとを含むことを特徴とする、請求項1に記載のアンテナ装置。
The matching circuit includes a gamma-type matching line that couples a coaxial line and the first and second dipole elements,
The gamma-type matching line is
An output terminal connected to the inner conductive line of the coaxial line;
First and second power supply terminals provided to face the base ends of the first and second dipole elements, respectively;
A first line connected between the output terminal and the first power supply terminal;
A second line provided in parallel with at least a part of the first line and having one end connected to the second power supply terminal;
A third line connected between the first and second power supply terminals,
The matching circuit is
Furthermore, a first stub having one end connected to the other end of the second line and the other end facing the first line;
The antenna device according to claim 1, further comprising: a second stub arranged in parallel with the first stub and having one end connected to the first line.
前記第1および第2のダイポール素子の基端部は長方形のアンテナ領域の一方側長辺に沿って配置され、
前記第1のダイポール素子の先端部は前記アンテナ領域の一方側短辺と他方側長辺が交わる角に配置され、
前記第2のダイポール素子の先端部は前記アンテナ領域の他方側短辺と前記一方側長辺が交わる角に配置され、
前記第1の補助エレメントは前記アンテナ領域の前記他方側長辺に沿って配置され、
前記第2の補助エレメントは前記アンテナ領域の前記他方側短辺に沿って配置され、
前記第1の補助エレメントは前記第2の補助エレメントよりも長いことを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のアンテナ装置。
The base ends of the first and second dipole elements are disposed along one long side of the rectangular antenna region,
The tip portion of the first dipole element is disposed at a corner where one short side and the other long side of the antenna region intersect,
The tip of the second dipole element is disposed at an angle where the other side short side of the antenna region and the one side long side intersect,
The first auxiliary element is disposed along the other long side of the antenna region,
The second auxiliary element is disposed along the other short side of the antenna region,
The antenna device according to claim 1, wherein the first auxiliary element is longer than the second auxiliary element.
前記アンテナ装置は自動車のリアスポイラの端部に内蔵され、
前記アンテナ領域は、前記一方側長辺と前記一方側短辺が交わる角を前記自動車の後端の角側にして略水平に配置されることを特徴とする、請求項3に記載のアンテナ装置。
The antenna device is built in an end part of a rear spoiler of an automobile,
The antenna device according to claim 3, wherein the antenna region is disposed substantially horizontally with an angle at which the one long side intersects with the one short side being a corner of the rear end of the automobile. .
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