JP2011035520A - Antenna device - Google Patents

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康夫 服部
Soji Kunii
壮志 國井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antenna device which can be shared for reception of radio waves having different frequencies and can be miniaturized. <P>SOLUTION: The antenna device which receives signals of at least a first frequency band and a second frequency band, includes a plane antenna element having a feed point and an electrode connected to a part of the antenna element, wherein the electrode is connected to a ground via a capacitive portion forming a capacity for turning to an approximately short-circuit state for signals of the first frequency band and an approximately open state for signals of the second frequency band, and an end side on the ground side of the antenna element faces the ground non-parallel. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両アンテナに関し、特に車両用スポイラに内蔵されるラジオ受信アンテナ装置に関する。   The present invention relates to a vehicle antenna, and more particularly to a radio reception antenna device built in a vehicle spoiler.

車両ルーフの後端部に設置されるスポイラ(以下ルーフスポイラと呼ぶ)は、通常樹脂材からなり、図1に示すように車両と一体的に設置されるものである。   A spoiler installed at the rear end of the vehicle roof (hereinafter referred to as a roof spoiler) is usually made of a resin material, and is installed integrally with the vehicle as shown in FIG.

近年は、車両のデザインも重視されてきており、車両に搭載されるアンテナは極力車両本体の外形の美感を損ねないような設計が求められている。これを実現するべく、特許文献1に示すように、従来は車両のリアガラス内やサイドガラス内に設置または貼付するガラスアンテナが利用されている。また、ガラスアンテナを用いることができない車両や、ガラスアンテナではアンテナとしての性能が十分に得られない車両に対しては、アンテナを搭載したルーフスポイラを車両に設置することで車両アンテナを実現している。   In recent years, the design of the vehicle has also been emphasized, and the antenna mounted on the vehicle is required to be designed so as not to impair the aesthetic appearance of the vehicle body as much as possible. In order to realize this, as shown in Patent Document 1, conventionally, a glass antenna that is installed or stuck in a rear glass or a side glass of a vehicle is used. For vehicles that cannot use glass antennas, or for vehicles that do not have sufficient antenna performance, the vehicle antenna can be realized by installing a roof spoiler with an antenna on the vehicle. Yes.

図2に、従来技術におけるアンテナ構造の一例を示す。図2(a)は、図1に示す車両1のルーフの後端部に設置されたルーフスポイラ2を上方から見たときの透過図を示す。ルーフスポイラ2内部には、FMアンテナエレメント3とAMアンテナエレメント4が設けられており、各エレメントが空間的に離間して、またはエレメント間に絶縁部材が挟まれて上下に配置されており、各エレメントは互いに電気的に絶縁されている。ここではFMアンテナとしてL型アンテナを示す。L型アンテナは、1/4波長モノポールアンテナを低背化のためエレメントの一部を横方向に曲げたものである。また、車両1の金属ボディがグランドの役割を果たしている。FMアンテナエレメント3は、FMアンテナ用給電点5を介して、受信した信号を増幅するアンテナアンプ(図示せず)に接続されている。このFMアンテナエレメント3は、一般的には金属ワイヤや打ち抜き加工した板金によって形成される。   FIG. 2 shows an example of an antenna structure in the prior art. Fig.2 (a) shows the permeation | transmission figure when the roof spoiler 2 installed in the rear-end part of the roof of the vehicle 1 shown in FIG. 1 is seen from upper direction. An FM antenna element 3 and an AM antenna element 4 are provided inside the roof spoiler 2, and each element is arranged in a vertical direction with spatial separation or an insulating member sandwiched between the elements. The elements are electrically isolated from each other. Here, an L-type antenna is shown as the FM antenna. The L-shaped antenna is obtained by bending a part of an element laterally in order to reduce the height of a quarter-wave monopole antenna. Moreover, the metal body of the vehicle 1 plays the role of a ground. The FM antenna element 3 is connected via an FM antenna feeding point 5 to an antenna amplifier (not shown) that amplifies the received signal. The FM antenna element 3 is generally formed of a metal wire or a stamped sheet metal.

また、AMアンテナエレメント4については、AMアンテナとして動作させるために、相応の面積を有する金属板が、グランドの役割を果たす車両1の金属ボディとの間で容量成分が得られるように設けられている。そして、AMアンテナエレメント4は、AMアンテナ用給電点6を介してアンテナアンプに接続されている。なお、このAMアンテナエレメント4は板金等の金属薄板によって形成される。   The AM antenna element 4 is provided with a metal plate having an appropriate area so that a capacitive component can be obtained between the AM antenna element 4 and the metal body of the vehicle 1 serving as a ground in order to operate as an AM antenna. Yes. The AM antenna element 4 is connected to an antenna amplifier via an AM antenna feeding point 6. The AM antenna element 4 is formed of a thin metal plate such as a sheet metal.

ところが、上記のL型アンテナでは、アンテナエレメントがグランドと平行に設置されるため、グランドとの間に容量成分が生じるため、所望の出力インピーダンスが得られない。この結果、この出力インピーダンスとアンテナアンプの入力インピーダンスとの関係から受信信号の反射が大きくなり(すなわち、反射係数が大きくなる)、インピーダンス不整合の状態となって不整合損失が生じ、所望のアンテナ利得が得られないという問題が生じる。   However, in the above L-shaped antenna, since the antenna element is installed in parallel with the ground, a capacitance component is generated between the antenna element and the ground, so that a desired output impedance cannot be obtained. As a result, the reflection of the received signal increases (that is, the reflection coefficient increases) from the relationship between the output impedance and the input impedance of the antenna amplifier, resulting in an impedance mismatch state, resulting in mismatch loss, and the desired antenna. There arises a problem that gain cannot be obtained.

この問題に対する解決策として、従来では図2(b)に示すアンテナ構造が挙げられる。図2(a)とは、FMアンテナエレメント3の構造が異なっている。図2(b)には、逆F型アンテナと呼ばれるアンテナを示す。このアンテナは、上記L型アンテナを応用したものであり、1/4波長モノポールアンテナがベースとなっている。これは、図2(a)のL型アンテナのエレメントにショートスタブ7を付加することで、グランドとアンテナエレメント間に生じる容量成分を打ち消す誘導成分を発生させるものである。ショートスタブ7は、一端がFMアンテナエレメント3の一部に接続され、他端がグランドに接続されている。このショートスタブ7の電気長(信号伝送経路長)は1/4波長より小さいためインダクタとして機能し、この電気長を調整することにより、所望の周波数帯において容量成分を誘導成分によって打ち消すことができ、アンテナの出力インピーダンスとアンテナアンプの入力インピーダンスとの間で良好な整合を達成することができる。   As a solution to this problem, an antenna structure shown in FIG. The structure of the FM antenna element 3 is different from FIG. FIG. 2B shows an antenna called an inverted F type antenna. This antenna is an application of the L-shaped antenna, and is based on a 1/4 wavelength monopole antenna. This is to generate an inductive component that cancels the capacitive component generated between the ground and the antenna element by adding a short stub 7 to the element of the L-shaped antenna of FIG. The short stub 7 has one end connected to a part of the FM antenna element 3 and the other end connected to the ground. Since the electrical length (signal transmission path length) of the short stub 7 is smaller than a quarter wavelength, the short stub 7 functions as an inductor. By adjusting the electrical length, the capacitance component can be canceled by the inductive component in a desired frequency band. Good matching can be achieved between the output impedance of the antenna and the input impedance of the antenna amplifier.

このインピーダンス整合に関して、アンテナの出力インピーダンスとアンテナアンプの入力インピーダンスとの間で発生する受信信号の反射の反射係数を図3に示す。波線8はL型アンテナの反射係数を、実線9は逆F型アンテナの反射係数をそれぞれ示す。反射係数は、大きいほど不整合損失が大きく、小さいほど良好な整合が得られることを表す。図3に示すように、L型アンテナでは、波線8に示すように、反射係数が大きくなるため不整合損失も大きくなるが、対応可能な帯域が広いため広帯域動作を期待することができる。一方、逆F型アンテナでは、実線9に示すように、非常に小さい反射係数が得られるため不整合損失を懸念する必要がなくなる反面、対応可能な帯域が非常に狭いため狭帯域動作しか実現することができない。   Regarding this impedance matching, FIG. 3 shows the reflection coefficient of the reflection of the reception signal generated between the output impedance of the antenna and the input impedance of the antenna amplifier. A broken line 8 indicates the reflection coefficient of the L-type antenna, and a solid line 9 indicates the reflection coefficient of the inverted F-type antenna. The larger the reflection coefficient, the larger the mismatch loss, and the smaller the reflection coefficient, the better the matching. As shown in FIG. 3, in the L-type antenna, as shown by the broken line 8, the reflection coefficient increases and the mismatch loss also increases. However, since the applicable band is wide, wideband operation can be expected. On the other hand, as shown by the solid line 9 in the inverted F type antenna, a very small reflection coefficient can be obtained, so there is no need to worry about mismatch loss. On the other hand, since the applicable band is very narrow, only narrow band operation is realized. I can't.

特開2001−102826号公報JP 2001-102826 A

よって、上記の従来技術においては、次のような問題点が挙げられる。L型アンテナをFMアンテナエレメントとして用いた場合、グランドとエレメントとの間に容量成分が発生するため、アンテナとアンテナアンプのインピーダンス不整合によるアンテナ利得の低下が生じる。また、逆F型アンテナを用いた場合、短絡部が設けられているために良好なインピーダンス整合が得やすくなるが、グランドとエレメントとの間に発生する容量成分と誘導成分等のリアクタンス成分が原因で共振現象が発生するため、狭帯域動作しか達成できない。   Therefore, the above-described conventional techniques have the following problems. When an L-type antenna is used as an FM antenna element, a capacitance component is generated between the ground and the element, and hence antenna gain is reduced due to impedance mismatch between the antenna and the antenna amplifier. In addition, when an inverted F-type antenna is used, it is easy to obtain good impedance matching because a short-circuit portion is provided, but due to a reactance component such as a capacitive component and an inductive component generated between the ground and the element. Since a resonance phenomenon occurs, only narrow-band operation can be achieved.

また、L型アンテナをFMアンテナとして用いた場合、AMアンテナとしても機能させるには金属面積が十分ではないため、別途AM放送用のアンテナエレメントを設ける必要がある。このため、給電点を2箇所設け、アンテナアンプも2入力対応としなければならなくなる。したがって、製造の工程が複雑になりコストも高くなる。一方、逆F型アンテナをFMアンテナとして用いた場合、FMアンテナエレメントがショートスタブを介してグランドに導通しており、FM放送に比べて低い周波数帯を利用するAM放送においては、完全に接地された状態になるため、この場合も別途AM放送用のアンテナエレメントを設ける必要がある。よって、L型アンテナと同様の上記問題が生じる。   In addition, when an L-type antenna is used as an FM antenna, the metal area is not sufficient to function as an AM antenna, and therefore an antenna element for AM broadcasting needs to be provided separately. For this reason, it is necessary to provide two feeding points and the antenna amplifier also supports two inputs. Therefore, the manufacturing process becomes complicated and the cost increases. On the other hand, when an inverted F-type antenna is used as an FM antenna, the FM antenna element is electrically connected to the ground via a short stub, and is completely grounded in AM broadcasting that uses a lower frequency band than FM broadcasting. In this case, it is necessary to separately provide an antenna element for AM broadcasting. Therefore, the same problem as the L-type antenna occurs.

さらに、FM、AMの各アンテナエレメントが互いに導通しないように、空間的に離間させたりエレメント間に絶縁部材を挿入したりする必要があるため、構造が複雑になりコストの増加を招きかねない。   Furthermore, since it is necessary to spatially separate the FM and AM antenna elements from each other and to insert an insulating member between the elements, the structure becomes complicated and the cost may increase.

そこで本発明においては、上記の問題点を解決し、FMアンテナにおいてインピーダンス整合を実現しながら広帯域動作が可能であり、かつAMアンテナとしても動作可能なアンテナ装置を提供することを目的とする。また、アンテナ構造の簡素化や製造コストの削減を達成することができるアンテナ装置を提供することも目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems and provide an antenna apparatus that can operate in a wide band while realizing impedance matching in an FM antenna and can also operate as an AM antenna. It is another object of the present invention to provide an antenna device that can achieve simplification of the antenna structure and reduction in manufacturing cost.

本発明の一実施形態によれば、少なくとも第1の周波数帯域および第2の周波数帯域の信号を受信するアンテナ装置において、給電点を有する平面状のアンテナエレメントと、アンテナエレメントの一部と接続する電極とを備え、電極は、第1の周波数帯域の信号に対しては略短絡状態となり、第2の周波数帯域の信号に対しては略開放状態となる容量を形成する静電容量部を介してグランドに接続され、アンテナエレメントにおけるグランド側の端辺が、該グランドと非平行に対向している。このため、単一の板状のアンテナエレメントにおいて異なる種類の放送信号を良好に受信することができる。   According to one embodiment of the present invention, in an antenna device that receives signals in at least a first frequency band and a second frequency band, a planar antenna element having a feeding point and a part of the antenna element are connected. And an electrode through a capacitance section that forms a capacitance that is substantially short-circuited with respect to a signal in the first frequency band and that is substantially open with respect to a signal in the second frequency band. The end of the antenna element on the ground side faces non-parallel to the ground. For this reason, different types of broadcast signals can be satisfactorily received by a single plate-like antenna element.

好ましくは、静電容量部は、キャパシタ部材であるか、または電極と接続する金属部材と、該金属部材と平行対向する接地電極とから構成される。さらに好ましくは、アンテナエレメントは略三角形形状である。また、第1の周波数帯域はFMラジオ放送帯域であり、第2の周波数帯域はAMラジオ放送帯域である。さらに、アンテナ装置は車両に配置され、グランドが車両の金属部である。そして、アンテナ装置は車両の外装部材に内蔵してもよく、外装部材は車両のルーフに配置されるスポイラであってもよい。また、アンテナエレメントはプリント基板上に形成されたパターンである。   Preferably, the electrostatic capacitance portion is a capacitor member, or includes a metal member connected to the electrode and a ground electrode facing the metal member in parallel. More preferably, the antenna element has a substantially triangular shape. The first frequency band is an FM radio broadcast band, and the second frequency band is an AM radio broadcast band. Furthermore, the antenna device is disposed in the vehicle, and the ground is a metal part of the vehicle. The antenna device may be built in the exterior member of the vehicle, and the exterior member may be a spoiler disposed on the roof of the vehicle. The antenna element is a pattern formed on a printed board.

本発明のアンテナによれば、異なる周波数を有する電波に対する共用アンテナとしての構造を単純化して製造コストを低減することができる。また、広帯域動作を実現しながら所望の出力インピーダンスを容易に調整することができるアンテナを提供することができる。さらに、本発明のアンテナは、高価な金型等を用いることなく一般的な安価な回路基板や回路パターン作成工程を用いて作成することができる。そして、アンテナ作製後でもキャパシタ部材の容量値や接地電極と平行対向する金属部材の長さを変更するだけで、アンテナの出力インピーダンスを調整して容易にインピーダンス整合を達成することができる。   According to the antenna of the present invention, the structure as a shared antenna for radio waves having different frequencies can be simplified and the manufacturing cost can be reduced. Further, it is possible to provide an antenna that can easily adjust a desired output impedance while realizing a wide band operation. Furthermore, the antenna of the present invention can be produced using a general inexpensive circuit board or circuit pattern creating process without using an expensive metal mold or the like. Even after the antenna is manufactured, impedance matching can be easily achieved by adjusting the output impedance of the antenna only by changing the capacitance value of the capacitor member or the length of the metal member facing the ground electrode.

従来のアンテナ内蔵のルーフスポイラを示す図である。It is a figure which shows the conventional roof spoiler with a built-in antenna. (a)および(b)は、従来のアンテナ構造を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the conventional antenna structure. 従来のアンテナの反射特性を示すグラフである。It is a graph which shows the reflective characteristic of the conventional antenna. (a)および(b)は、本発明の一実施形態におけるアンテナの全体の構造を示す概略図である。(A) And (b) is the schematic which shows the whole structure of the antenna in one Embodiment of this invention. (a)および(b)は、本発明の一実施形態におけるアンテナの全体の構造を示す概略図である。(A) And (b) is the schematic which shows the whole structure of the antenna in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態におけるアンテナの反射特性を示すグラフである。It is a graph which shows the reflective characteristic of the antenna in one Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態におけるアンテナ装置について説明する。なお、複数の図にまたがって同じ部材を示す場合は同じ番号を付すこととする。   Hereinafter, an antenna device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same number is attached | subjected, when showing the same member over several figures.

図4に概略を示すように、車両1のルーフ後端に設置されたルーフスポイラ2の内部にアンテナエレメント10が設けられている。アンテナエレメント10は、ルーフスポイラ2内に設けられた回路基板11上に形成されており、FM/AM共用の給電点12を介してアンテナアンプ(図示せず)と接続されている。回路基板11は、通常のアンテナ用回路基板であり、一般的な回路パターン作成工程によって作成される。基板はエポキシ樹脂等の合成樹脂からなる誘電部材を用いて作成される。なお基板には、合成樹脂の他、テフロン(登録商標)、セラミック、フィルム等を用いてもよい。回路パターンは、蒸着、エッチング、メッキ等の手法により基板上に金属層が形成されてなるが、導電性物質からなる線状部材や箔状部材を基板表面に接着剤等にて設けてもよい。   As schematically shown in FIG. 4, an antenna element 10 is provided inside a roof spoiler 2 installed at the rear end of the roof of the vehicle 1. The antenna element 10 is formed on a circuit board 11 provided in the roof spoiler 2, and is connected to an antenna amplifier (not shown) through a FM / AM common feeding point 12. The circuit board 11 is a normal antenna circuit board, and is created by a general circuit pattern creation process. The substrate is made using a dielectric member made of a synthetic resin such as an epoxy resin. In addition to the synthetic resin, Teflon (registered trademark), ceramic, film, or the like may be used for the substrate. In the circuit pattern, a metal layer is formed on the substrate by a method such as vapor deposition, etching, or plating, but a linear member or a foil-like member made of a conductive material may be provided on the substrate surface with an adhesive or the like. .

図4(a)に示すアンテナのアンテナエレメント形状は、逆F型アンテナをベースにしており、給電点12近傍からアンテナエレメントの先端19に向かって直角三角形の斜面を構成するような三角形の金属平板が、逆F型アンテナに付加された構造になっている。また、従来の逆F型アンテナにおいてショートスタブとして用いられているアンテナエレメントをスタブ14とし、その先端と回路基板11上に配置されたグランドパターン18とをキャパシタ部材13を介して接続する。グランドパターン18は、金属線等(図示せず)によりグランドとなる車両1の金属ボディに接続されており、接地電極として機能する。このような三角形のアンテナエレメントを付加することにより、給電点12からアンテナエレメントの先端19に至るまでの電流経路が複数形成され、近接した複数の電気長を有するアンテナエレメントを設けた場合と実質的に同等の電気特性を示す広帯域動作が可能なアンテナを実現することができる。   The antenna element shape of the antenna shown in FIG. 4A is based on an inverted F-type antenna, and is a triangular metal plate that forms a right-angled triangular slope from the vicinity of the feeding point 12 toward the tip 19 of the antenna element. However, it is the structure added to the inverted F type antenna. In addition, an antenna element used as a short stub in a conventional inverted F-type antenna is a stub 14, and the tip of the antenna element is connected to a ground pattern 18 disposed on the circuit board 11 via a capacitor member 13. The ground pattern 18 is connected to the metal body of the vehicle 1 serving as a ground by a metal wire or the like (not shown), and functions as a ground electrode. By adding such a triangular antenna element, a plurality of current paths from the feeding point 12 to the tip 19 of the antenna element are formed, which is substantially the same as when an antenna element having a plurality of adjacent electrical lengths is provided. It is possible to realize an antenna capable of wide-band operation exhibiting equivalent electrical characteristics.

また、スタブ14の先端をキャパシタ部材13を介してグランドパターン18に接続しているため、キャパシタ部材13の容量値を適切に選定することによって高周波数帯域であるFM放送に対しては短絡状態となってショートスタブとして動作し、より低周波数帯域であるAM放送に対しては開放状態となってオープンスタブとして動作する。したがって、FM放送の周波数帯域では逆F型アンテナとして動作しながら、AM放送の周波数帯域ではスタブ14はグランドパターン18に導通することなく動作する。そして、アンテナエレメント10として三角形の金属平板が設けられているため、AM放送用のアンテナとして動作するために必要なエレメント面積を確保することもできる。このようにアンテナを構成することにより、既存のアンテナに金属部材を付加して容易に種々の回路と組み合わせることが可能なアンテナを実現することができる。なお、三角形の金属平板は、図4(b)に示すように、内側を打ち抜いて空隙を設けたアンテナエレメントとして逆F型アンテナに付加することもできる。したがって、この三角形のアンテナエレメント部分全体を金属平板で構成する必要はない。この場合でも、給電点からアンテナエレメントの先端19に至るまでの電流経路は複数形成される。三角形の金属平板によるアンテナエレメントは、基板上に銅箔等の金属薄膜を貼り付けてこの金属膜をエッチングすることにより所望のアンテナ形状を得る方法で形成してもよい。   In addition, since the tip of the stub 14 is connected to the ground pattern 18 via the capacitor member 13, a short-circuit state is established for FM broadcasting in a high frequency band by appropriately selecting the capacitance value of the capacitor member 13. Thus, it operates as a short stub and operates as an open stub in an open state for an AM broadcast having a lower frequency band. Therefore, while operating as an inverted F-type antenna in the frequency band of FM broadcasting, the stub 14 operates without conduction to the ground pattern 18 in the frequency band of AM broadcasting. And since the triangular metal flat plate is provided as the antenna element 10, the element area required in order to operate | move as an antenna for AM broadcasting can also be ensured. By configuring the antenna in this way, an antenna that can be easily combined with various circuits by adding a metal member to an existing antenna can be realized. In addition, as shown in FIG.4 (b), a triangular metal flat plate can also be added to an inverted F type antenna as an antenna element which punched out the inside and provided the space | gap. Therefore, it is not necessary to configure the entire triangular antenna element portion with a metal flat plate. Even in this case, a plurality of current paths from the feeding point to the tip 19 of the antenna element are formed. The antenna element with a triangular metal flat plate may be formed by a method of obtaining a desired antenna shape by attaching a metal thin film such as a copper foil on a substrate and etching the metal film.

図5(a),(b)には、本発明のアンテナにおける別の実施形態を示す。基本的な構造は図4(a),(b)に示すものと同じであるが、キャパシタ部材13を設ける代わりに、スタブ14が、一端がアンテナエレメント10に接続された鉤状の電極と該電極の他端に接続されグランドパターン18と平行に対向するように形成され長細形状の金属部とで構成されている。この構造では、スタブ14の該金属部とグランドパターン18との間に容量成分を意図的に発生させることで、キャパシタ部材13と同等の効果を発揮させることができる。そして、スタブ14の金属部の長さを変えて電気長を調節することにより所望の容量成分を発生させることができる。したがって、この実施形態においても図4と同様に、スタブ14の金属部が、周波数帯に応じてショートスタブとオープンスタブの両方の役割を果たす電極となる。   5 (a) and 5 (b) show another embodiment of the antenna of the present invention. The basic structure is the same as that shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). Instead of providing the capacitor member 13, a stub 14 has a bowl-shaped electrode with one end connected to the antenna element 10 and the It is connected to the other end of the electrode and is formed so as to face the ground pattern 18 in parallel, and is composed of an elongated metal portion. With this structure, the same effect as that of the capacitor member 13 can be exhibited by intentionally generating a capacitance component between the metal portion of the stub 14 and the ground pattern 18. A desired capacitance component can be generated by adjusting the electrical length by changing the length of the metal portion of the stub 14. Therefore, also in this embodiment, as in FIG. 4, the metal portion of the stub 14 serves as an electrode that plays both roles of a short stub and an open stub according to the frequency band.

図4および図5について、スタブ14の電気長に応じて発生する誘導成分が、図4においてはキャパシタ部材13の容量成分と、また図5においてはスタブ14の金属部とグランドパターン18とが平行に対向しているために発生する容量成分と直列に接続されており、これら容量成分の値を制御することによりアンテナの反射係数を変えることができる。このため、本発明のアンテナを作製した後に、車両1の金属ボディによる影響を受けてアンテナ特性が変化した場合でも、アンテナを設計および作製し直さずにキャパシタ部材13の容量値やスタブ14の金属部の長さを変更するだけでアンテナ特性を最適化することができる。   4 and 5, the inductive component generated according to the electrical length of the stub 14 is parallel to the capacitance component of the capacitor member 13 in FIG. 4, and the metal portion of the stub 14 and the ground pattern 18 in FIG. Are connected in series with the capacitive component generated because of the opposite, and the reflection coefficient of the antenna can be changed by controlling the value of these capacitive components. For this reason, even when the antenna characteristics change due to the influence of the metal body of the vehicle 1 after the antenna of the present invention is manufactured, the capacitance value of the capacitor member 13 and the metal of the stub 14 are not redesigned and manufactured. The antenna characteristics can be optimized simply by changing the length of the part.

ここで、図4に示すキャパシタ部材13を用いて容量成分の値を変えた場合、または図5に示すグランドパターン18と平行対向するスタブ14の金属部の長さを調整して容量成分の値を変えた場合においてアンテナの反射係数が変化する様子を図6のグラフに示す。アンテナの出力インピーダンスを変えることは、反射係数を変化させることになる。したがって、アンテナアンプの入力インピーダンスとの整合状態も変化するため、結果としてアンテナ利得を調整することができる。図6のグラフからわかるように、本発明のアンテナにおいては動作帯域を広帯域に維持したまま反射係数を変化させることができる。したがって、アンテナの出力インピーダンスを変化させてアンテナアンプの入力インピーダンスとのインピーダンス整合を行うと、インピーダンス整合が良好になるにつれて、反射係数は、波線15に示すグラフから一点鎖線16に示すグラフを経て実線17に示すように、所望の周波数帯域において小さくなる。   Here, when the value of the capacitance component is changed by using the capacitor member 13 shown in FIG. 4, or the value of the capacitance component is adjusted by adjusting the length of the metal portion of the stub 14 facing the ground pattern 18 shown in FIG. The graph of FIG. 6 shows how the reflection coefficient of the antenna changes when the value is changed. Changing the output impedance of the antenna changes the reflection coefficient. Therefore, the matching state with the input impedance of the antenna amplifier also changes, and as a result, the antenna gain can be adjusted. As can be seen from the graph of FIG. 6, in the antenna of the present invention, the reflection coefficient can be changed while the operating band is maintained in a wide band. Therefore, when impedance matching with the input impedance of the antenna amplifier is performed by changing the output impedance of the antenna, the reflection coefficient becomes a solid line from the graph shown by the dashed line 15 through the graph shown by the one-dot chain line 16 as the impedance matching becomes better. As shown in FIG. 17, it becomes smaller in a desired frequency band.

以上が、本発明のアンテナに関する説明である。上記の説明では、本発明のアンテナはFM放送(例えば、76.0MHz〜90.0MHz)およびAM放送(例えば、500MHz〜1700MHz)の帯域の電波の受信を意図して構成されているが、アンテナエレメントの電気長を変えることで他の周波数帯の電波を受信するアンテナとして機能させることもできる。また、上記の説明ではアンテナエレメントを直角三角形として説明している。これは、アンテナエレメントにおいて互いに近接する複数の電流経路を形成するには三角形が適していると考えられるからであるが、AMラジオ放送用のアンテナとして共用できるようにするための金属面積と複数の電流経路すなわち信号伝送路を確保できるのであれば、アンテナエレメントの形状は任意の多角形形状でもよいし、グランドと対向する端辺を曲線で構成してもよい。   The above is the description regarding the antenna of the present invention. In the above description, the antenna of the present invention is configured to receive radio waves in the bands of FM broadcasting (for example, 76.0 MHz to 90.0 MHz) and AM broadcasting (for example, 500 MHz to 1700 MHz). By changing the electrical length of the element, it can function as an antenna for receiving radio waves in other frequency bands. In the above description, the antenna element is described as a right triangle. This is because the triangle is considered to be suitable for forming a plurality of current paths close to each other in the antenna element. However, the metal area and the plurality of antenna areas for use as an antenna for AM radio broadcasting can be used. As long as a current path, that is, a signal transmission path can be secured, the shape of the antenna element may be an arbitrary polygonal shape, or the end side facing the ground may be configured by a curve.

さらに、本発明のアンテナをルーフスポイラに内蔵することは、本発明を実施する一態様にすぎない。上記説明の通り本発明によってアンテナ装置の小型化を達成できるため、本発明のアンテナをルーフスポイラに組み込むことは好適ではあるが、ルーフスポイラに限らず車両の適当な外装部材に内蔵することもでき、さらに車両以外の種々の態様に本発明のアンテナを適用できることはいうまでもない。   Furthermore, incorporating the antenna of the present invention in a roof spoiler is only one aspect of implementing the present invention. As described above, the antenna device can be miniaturized by the present invention. Therefore, it is preferable to incorporate the antenna of the present invention into a roof spoiler. However, the present invention is not limited to a roof spoiler and can be incorporated in an appropriate exterior member of a vehicle. Furthermore, it goes without saying that the antenna of the present invention can be applied to various modes other than vehicles.

10 アンテナエレメント
11 回路基板
5,6,12 給電点
13 キャパシタ部材
14 スタブ
18 グランドパターン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Antenna element 11 Circuit board 5, 6, 12 Feed point 13 Capacitor member 14 Stub 18 Ground pattern

Claims (9)

少なくとも第1の周波数帯域および第2の周波数帯域の信号を受信するアンテナ装置において、
給電点を有する平面状のアンテナエレメントと、
前記アンテナエレメントの一部と接続する電極とを備え、
前記電極は、前記第1の周波数帯域の信号に対しては略短絡状態となり、前記第2の周波数帯域の信号に対しては略開放状態となる容量を形成する静電容量部を介してグランドに接続され、
前記アンテナエレメントにおける前記グランド側の端辺が、該グランドと非平行に対向している、
ことを特徴とするアンテナ装置。
In an antenna device that receives signals of at least a first frequency band and a second frequency band,
A planar antenna element having a feed point;
An electrode connected to a part of the antenna element,
The electrode is grounded via a capacitance section that forms a capacitance that is substantially short-circuited with respect to the signal in the first frequency band and that is substantially open with respect to the signal in the second frequency band. Connected to
The ground-side edge of the antenna element faces the ground in a non-parallel manner,
An antenna device characterized by that.
前記静電容量部はキャパシタ部材であることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 1, wherein the capacitance portion is a capacitor member. 前記静電容量部は、前記電極と接続する金属部材と、該金属部材と平行対向する接地電極とから構成されることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 1, wherein the capacitance unit includes a metal member connected to the electrode and a ground electrode facing the metal member in parallel. 前記アンテナエレメントは略三角形形状であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to any one of claims 1 to 3, wherein the antenna element has a substantially triangular shape. 前記第1の周波数帯域はFMラジオ放送帯域であり、前記第2の周波数帯域はAMラジオ放送帯域であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to any one of claims 1 to 4, wherein the first frequency band is an FM radio broadcast band, and the second frequency band is an AM radio broadcast band. 前記アンテナ装置は車両に配置され、前記グランドが車両の金属部であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to any one of claims 1 to 5, wherein the antenna device is arranged in a vehicle, and the ground is a metal part of the vehicle. 前記アンテナ装置は、前記車両の外装部材に内蔵されることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to any one of claims 1 to 6, wherein the antenna device is built in an exterior member of the vehicle. 前記外装部材は、車両のルーフに配置されるスポイラであることを特徴とする請求項7に記載のアンテナ装置。   The antenna apparatus according to claim 7, wherein the exterior member is a spoiler disposed on a roof of a vehicle. 前記アンテナエレメントはプリント基板上に形成されたパターンであることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to any one of claims 1 to 8, wherein the antenna element is a pattern formed on a printed circuit board.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102122755A (en) * 2011-03-30 2011-07-13 上海通号轨道交通工程技术研究中心有限公司 Multiband combined vehicle-mounted antenna
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