JP2011077826A

JP2011077826A - アンテナ装置

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Publication number: JP2011077826A
Application number: JP2009227304A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Shinkawa; 智大新川
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2011-04-14
Anticipated expiration: 2029-09-30
Also published as: JP5509772B2

Abstract

【課題】複合アンテナを小型化する。
【解決手段】アンテナ装置１は、カール状の円偏波放射素子２と直線偏波放射素子３とが互いに近接して樹脂フィルム８上に配置され、直線偏波放射素子３のグランドパターン４と、直線偏波放射素子３に直接給電する給電点５と、円偏波放射素子２に直接給電する給電点６と、終端に円偏波放射素子２の第四の辺２５に対して所定の間隔をおき、かつ、所定の長さ分だけ対向して配置された電磁結合部７１が設けられて円偏波放射素子２と電磁結合をなす給電点７と、を備え、給電点５と給電点６とが互いに近接して配置され、給電点７とグランドパターン４とが互いに近接して配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、アンテナ装置に関する。

電波を用いた情報の送受信において用いられる周波数帯や偏波の種類は、用途によって様々である。例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用するための信号（以下、単に「ＧＰＳ信号」と記載する）は約１．５７ＧＨｚの周波数帯を用いる右旋回円偏波である。一方、日本における地上デジタルテレビジョン放送（以下、単に「地上デジタルテレビジョン放送」と記載する）の放送波は４７０ＭＨｚから７７０ＭＨｚの周波数帯を用いる直線偏波である。

このような複数の周波数帯及び偏波の種類に対応するために用途別のアンテナを個々に設置する場合、個々のアンテナがそれぞれ取り付けスペースを必要とする。
自動車等に設置するための車載用アンテナの場合、アンテナを取り付けることが可能なスペースは限られるため、複数の種類のアンテナを取り付けることが困難な場合がある。

そこで、複数の種類のアンテナを同一平面上に形成することで、複数の種類のアンテナの導入及び設置を容易にした複合アンテナが知られている（例えば特許文献1）。
図１２は、従来の複合アンテナ１００を示す説明図である。
図１２に示すように、従来の複合アンテナ１００は、二つのループアンテナ１０１、１０２を有する。ループアンテナ１０１は、地上デジタルテレビジョン放送の放送波を受信するためのアンテナであり、ループアンテナ１０２は、ＧＰＳ信号を受信するためのアンテナである。複合アンテナ１００は所謂パッチアンテナであり、ループアンテナ１０１及びループアンテナ１０２は同一基板上に形成されている。

特開２００６−１８６４８８号公報

しかしながら、従来の複合アンテナは、コストが高くなる問題がある他、取り付けが困難になる場合がある問題があった。
なぜならば、ループアンテナは、受信する電波の周波数帯の波長に対してエレメント長を１波長分設ける必要がある。このため、図１２に示すＧＰＳ用のループアンテナ１０２に対して波長の長い周波数帯の電波を受信する地上デジタルテレビジョン用のループアンテナ１０１のアンテナエレメントの外周長が長くなり、アンテナエレメントを設けるために必要な面積はＧＰＳ用のループアンテナ１０２単体に比して増大する。
アンテナエレメントを設けるために必要な面積の増大は、基板の面積増大をもたらすため、コストが高くなる。加えて、大きな面積を有する複合アンテナを設置するために大きな取り付けスペースを必要とし、取り付けが困難になる。特に、車載用アンテナの場合、アンテナの取り付けスペースの増大は複合アンテナの取り付け難易度を大きく上昇させる要因と成り得る。

本発明の課題は、複合アンテナを小型化することである。

請求項１に記載の発明は、カール状の円偏波放射素子と直線偏波放射素子とが互いに近接して基板上に配置されたアンテナ装置であって、
前記直線偏波放射素子のグランドパターンと、
前記直線偏波放射素子に直接給電する第一の給電部と、
前記円偏波放射素子に直接給電する第二の給電部と、
終端が前記円偏波放射素子の一部に対して所定の間隔をおき、かつ、所定の長さ分だけ対向して配置され、当該円偏波放射素子と電磁結合をなす第三の給電部と、を備え、
前記第一の給電部と前記第二の給電部とが互いに近接して配置され、
前記第三の給電部と前記グランドパターンとが互いに近接して配置されることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置であって、前記円偏波放射素子、前記第二の給電部及び前記第三の給電部は、平衡型のアンテナパターンを構成することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、カール状の円偏波放射素子と直線偏波放射素子とが互いに近接して基板上に配置されたアンテナ装置であって、前記直線偏波放射素子のグランドパターンと、前記直線偏波放射素子に直接給電する第一の給電部と、を備え、前記第一の給電部は、前記円偏波放射素子と電磁結合をなすことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載のアンテナ装置であって、前記円偏波放射素子は、四角形状のアンテナエレメントを有し、前記直線偏波放射素子は、直線状のアンテナエレメントを有し、かつ、前記四角形状のアンテナエレメントの少なくとも一辺に対して平行に設けられ、前記グランドパターンは、前記四角形状のアンテナエレメントのうち前記直線偏波放射素子と平行である辺とは異なる少なくとも一辺に対して平行に設けられることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載のアンテナ装置であって、前記基板は樹脂フィルムであることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載のアンテナ装置であって、前記円偏波放射素子は、約１．５７ＧＨｚの周波数帯を用いるＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ用アンテナとして機能し、前記直線偏波放射素子は、４７０ＭＨｚから７７０ＭＨｚの範囲内の周波数帯を用いる地上デジタルテレビジョン放送の放送波を受信する地上デジタルテレビジョン用アンテナとして機能することを特徴とする。

本発明によれば、複合アンテナを小型化することができる。

本発明の第一の実施形態によるアンテナ装置を示す説明図である。アンテナ装置の主要構成の長さ又は構成間の距離について説明するための符号を示す説明図である。アンテナ装置の取り付け例を示す説明図である。直線偏波放射素子と円偏波放射素子との距離Ｄｘと１．４５ＧＨｚ〜１．６５ＧＨｚ内の周波数帯におけるＧＰＳアンテナパターンのＶＳＷＲ特性との関係を示すグラフである。直線偏波放射素子と円偏波放射素子との距離Ｄｘと１．５４ＧＨｚ〜１．６６ＧＨｚ内の周波数帯におけるＧＰＳアンテナパターンの天頂方向の軸比特性との関係を示すグラフである。グランドパターンと給電点６との距離Ｄｙと１．４５ＧＨｚ〜１．６５ＧＨｚ内の周波数帯におけるＧＰＳアンテナパターンのＶＳＷＲ特性との関係を示すグラフである。グランドパターンと給電点６との距離Ｄｙと１．５４ＧＨｚ〜１．６６ＧＨｚ内の周波数帯におけるＧＰＳアンテナパターンの天頂方向の軸比特性との関係を示すグラフである。直線偏波放射素子と円偏波放射素子との距離Ｄｘと１．４５ＧＨｚ〜１．６５ＧＨｚ内の周波数帯におけるＧＰＳアンテナパターンのＶＳＷＲ特性との関係を示すグラフである。グランドパターンの長さとＧＰＳ信号（１．５７ＧＨｚ）の周波数帯におけるＧＰＳアンテナパターンの天頂方向の軸比特性との関係を示すグラフである。グランドパターンの長さが20〜50[mm]である場合について、グランドパターンの長さとＧＰＳ信号（１．５７ＧＨｚ）の周波数帯におけるＧＰＳアンテナパターンの天頂方向の軸比特性との関係を詳細に示すグラフである。本発明の第二の実施形態によるアンテナ装置を示す説明図である。従来の複合アンテナ１００を示す説明図である。

以下、図を参照して本発明の実施の形態の例を詳細に説明する。

（第一の実施形態）
図１に、本発明の第一の実施形態によるアンテナ装置１を示す。
図１に示すように、アンテナ装置１は、円偏波放射素子２と、直線偏波放射素子３と、グランドパターン４と、給電点５〜７と、樹脂フィルム８と、を備える。
基板としての樹脂フィルム８上において、円偏波放射素子２と直線偏波放射素子３とは互いに近接して配置される。また、給電点５と給電点６とは互いに近接して配置される。また、給電点７とグランドパターン４とは互いに近接して配置される。
アンテナ装置１は、グランドパターン４が外部の導体である自動車のルーフ９の近傍に位置し、かつ、当該導体に対して平行となるよう配置される。

円偏波放射素子２は、カール状の放射素子である。図１に示すように、円偏波放射素子２のカールは四角形状である。円偏波放射素子２は、給電点６側から順に、時計回りに、第一の辺２２、第二の辺２３、第三の辺２４及び第四の辺２５を有する。第四の辺２５の先端には、摂動素子２６が設けられている。摂動素子２６は、四角形状を形成する第一の辺２２の内側に設けられている。

第一の実施形態の円偏波放射素子２は、約１．５７ＧＨｚの周波数帯を用いるＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ用アンテナとして機能する外周長を有する。円偏波放射素子２のエレメント長は、受信する電波の波長に基づく。
なお、図１に示す円偏波放射素子２はアンテナエレメントを時計回りに設けることで右旋回円偏波を受信する構成としているが、左旋回円偏波を受信する場合にはアンテナエレメントを反時計回りに設ける。

図２に、アンテナ装置１の主要構成の長さ又は構成間の距離について説明するための符号を示す。
給電点７は、その終端に電磁結合部７１が設けられている。設けられた電磁結合部７１は、円偏波放射素子２の第四の辺２５に対して所定の間隔をおき（例えば図２に示す間隔長７１ｂ）、かつ、所定の長さ（例えば図２に示す長さ７１ａ）分だけ対向して配置される。図２のＥ２で示すように、給電点７は、電磁結合部７１が円偏波放射素子２の第四の辺２５と電磁結合をなすことにより給電する。
円偏波放射素子２の第四の辺２５は、電磁結合部７１と平行に延在し、電磁結合部７１によって円偏波放射素子２のインピーダンス調整を施される。具体的には、電磁結合部７１の長さ７１ａに基づいて、インピーダンスのインダクタンス成分Ｌの調整が施される。そして、電磁結合部７１と第四の辺２５との間隔長７１ｂに基づいて、インピーダンスのキャパシタンス成分Ｃの調整が施される。

給電点５は、直線偏波放射素子３に直接給電する。
給電点７を、グランド電位を供給するグランドパターンとすることによって、円偏波放射素子２、給電点６及び給電点７が不平衡型のＧＰＳアンテナパターンを構成するようにしてもよい。または、給電点６と給電点７との間にバランを設け、給電点６と給電点７との間で不平衡給電―平衡給電の変換を行って、これによって給電点６及び給電点７の各々に給電が行われるようにすることで、円偏波放射素子２、給電点６及び給電点７が平衡型のＧＰＳアンテナパターンを構成するようにしてしてもよい。

直線偏波放射素子３は、第一の辺２２に対して平行に設けられる直線状の放射素子である。
グランドパターン４は、直線偏波放射素子３の延設方向に対して直角に設けられる直線状の接地パターンである。そして、グランドパターン４は、円偏波放射素子２の第四の辺２５に対して平行に設けられている。
グランドパターン４は、グランド電位に保持された外部の導体（例えば自動車のルーフ９）に対して平行に配置されて直線偏波放射素子３の等電位面を構成する。つまり、グランドパターン４は、直線偏波放射素子３がモノポールアンテナとして機能するための接地パターンとして機能する。
給電点６は、円偏波放射素子２に直接給電する。
直線偏波放射素子３、グランドパターン４及び給電点６によるモノポールアンテナパターンの受信周波数の調整は、直線偏波放射素子３のエレメント長の調整によって行われる。モノポールアンテナとして機能する直線偏波放射素子３のエレメント長は、受信する電波の波長の１／４を基準とする。

第一の実施形態の直線偏波放射素子３は、４７０ＭＨｚから７７０ＭＨｚの範囲内の周波数帯を用いる地上デジタルテレビジョン放送の放送波を受信する地上デジタルテレビジョン用アンテナとして機能するエレメント長を有する。

樹脂フィルム８は、樹脂（例えばABS樹脂等）製の薄膜フィルムである。樹脂フィルム８の一面側において、円偏波放射素子２、直線偏波放射素子３、グランドパターン４及び給電点５〜７が同一平面上に形成される。円偏波放射素子２、直線偏波放射素子３、グランドパターン４及び給電点５〜７は導体（例えば銅等）を素材とする配線パターンであり、樹脂フィルム８上に設けられる。

図３に、アンテナ装置１の取り付け例を示す。
図３に示すように、外部の導体は、例えば自動車のルーフ９である。アンテナ装置１は、自動車のルーフ９に対してグランドパターン４が平行に配置されるように、フロントガラス１０に対して取り付けられる。
第一の実施形態では、外部の導体として自動車のルーフ９を用いているが、外部の導体は、自動車のルーフ９に限らず、グランドパターン４と外部の導体との協働によって直線偏波放射素子３の等電位面を構成することができればよい。

次に、ＧＰＳアンテナパターンとモノポールアンテナパターンとの関係について説明する。
円偏波放射素子２、給電点６及び給電点７によるＧＰＳアンテナパターンと、直線偏波放射素子３、グランドパターン４及び給電点６によるモノポールアンテナパターンとは近接して配置されているため、両者間で電磁結合が生じる。例えば、図２のＥ１で示すように、直線偏波放射素子３と円偏波放射素子２との間に電磁結合が生じる。また、図２のＥ３で示すように、グランドパターン４と給電点７の間に電磁結合が生じる。そして、図２のＥ４で示すように、グランドパターン４と円偏波放射素子２の間に電磁結合が生じる。Ｅ１〜Ｅ４で示す各電磁結合は、ＧＰＳアンテナパターンの特性に影響を与える。具体的には、図２に示す直線偏波放射素子３と円偏波放射素子２との距離Ｄｘ、グランドパターン４と給電点６との距離Ｄｙ又はその両方が変化すると、ＧＰＳアンテナパターンの特性が変化する。

以下、図４及至図７に基づいて、ＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio）特性及び天頂方向の軸比特性について、直線偏波放射素子３と円偏波放射素子２との距離Ｄｘ及びグランドパターン４と給電点６との距離Ｄｙのそれぞれを変化させた場合の特性のＧＰＳアンテナパターンの変化の一例を示す。

図４に、直線偏波放射素子３と円偏波放射素子２との距離Ｄｘと１．４５ＧＨｚ〜１．６５ＧＨｚ内の周波数帯におけるＧＰＳアンテナパターンのＶＳＷＲ特性との関係を示す。
ＧＰＳアンテナパターンによるＧＰＳ信号の受信において、ＶＳＷＲは３以下であることが望ましい。図４に示す4〜24[mm]の範囲内において、直線偏波放射素子３と円偏波放射素子２との距離Ｄｘはいずれの距離であってもＶＳＷＲは３以下を満たす。

特に、図４に示すように、ＧＰＳ信号の周波数帯である１．５７ＧＨｚ帯において、直線偏波放射素子３と円偏波放射素子２との距離Ｄｘが20[mm]以下である場合、ＶＳＷＲは２以下を満たす。
さらに、直線偏波放射素子３と円偏波放射素子２との距離Ｄｘを20[mm]よりさらに小さい距離とした場合、ＶＳＷＲ特性をより向上させることが可能である。例えば、図４に示すように、直線偏波放射素子３と円偏波放射素子２との距離Ｄｘが4[mm]〜12[mm]の場合、直線偏波放射素子３と円偏波放射素子２との距離Ｄｘが20[mm]である場合に比してＶＳＷＲが小さくなり、ＶＳＷＲ特性が向上する。

図５に、直線偏波放射素子３と円偏波放射素子２との距離Ｄｘと１．５４ＧＨｚ〜１．６６ＧＨｚ内の周波数帯におけるＧＰＳアンテナパターンの天頂方向の軸比（単位：デシベル（dB））特性との関係を示す。
図５に示すように、ＧＰＳ信号の周波数帯である１．５７ＧＨｚ帯において、直線偏波放射素子３と円偏波放射素子２との距離Ｄｘが4[mm]、8[mm]及び12[mm]以下である場合、軸比は3[dB]以下を満たす。

ＧＰＳアンテナパターンによるＧＰＳ信号の受信において、軸比は3[dB]以下であることが望ましい。このことから、第一の実施形態において、直線偏波放射素子３と円偏波放射素子２との距離Ｄｘは、4[mm]、8[mm]及び12[mm]とすることが望ましい。

図６に、グランドパターン４と給電点６との距離Ｄｙと１．４５ＧＨｚ〜１．６５ＧＨｚ内の周波数帯におけるＧＰＳアンテナパターンのＶＳＷＲ特性との関係を示す。
図６に示すように、グランドパターン４と給電点６との距離Ｄｙが図６に示す最低値（2[mm]）から大きくなるにしたがって、ＧＰＳ信号の周波数帯である１．５７ＧＨｚ帯におけるＶＳＷＲ特性が低下する。これは、グランドパターン４とＧＰＳアンテナパターンとの距離によってＧＰＳアンテナパターンのインピーダンスが変化するためである。グランドパターン４と給電点６との距離Ｄｙが大きくなるにしたがってＶＳＷＲ特性が下がるということは、ＧＰＳアンテナパターンのインピーダンス調整の結果が劣悪化していることを示す。

図７に、グランドパターン４と給電点６との距離Ｄｙと１．５４ＧＨｚ〜１．６６ＧＨｚ内の周波数帯におけるＧＰＳアンテナパターンの天頂方向の軸比特性との関係を示す。図７に示す例のうち、3[dB]以下の軸比を満たすグランドパターン４と給電点６との距離Ｄｙは図７に示す最低値（2[mm]）のみである。このことから、第一の実施形態において、グランドパターン４と給電点６との距離Ｄｙは2[mm]以下とすることが望ましい。
なお、距離Ｄｙの変化に伴い、グランドパターン４と円偏波放射素子２の間の距離４Ｂも変化し、グランドパターン４と円偏波放射素子２の間に生ずる電磁結合に影響を与える。図４及至図７に示す各種測定結果は、距離４Ｂの変化による影響も含まれた結果である。

図４及至図７に示すように、ＧＰＳアンテナパターンとモノポールアンテナパターンとの電磁結合によるＧＰＳアンテナパターンの特性への影響は、直線偏波放射素子３と円偏波放射素子２との距離Ｄｘに比してグランドパターン４と給電点６との距離Ｄｙによる影響の方が大きい。これは、ＧＰＳアンテナパターンとモノポールアンテナパターンとの電磁結合が、直線偏波放射素子３と円偏波放射素子２との間よりもグランドパターン４と給電点６との間で強く生じていることを示す。
このことから、グランドパターン４は、ＧＰＳアンテナパターンのインピーダンス調整及び天頂方向の軸比調整を行っており、ＧＰＳアンテナパターンを構成する一部として機能しているといえる。

つまり、グランドパターン４は、直線偏波放射素子３がモノポールアンテナパターンとして機能するための接地パターンであると同時に、円偏波放射素子２によるＧＰＳアンテナパターンを構成する一部として機能する。言い換えれば、アンテナ装置１は、直線偏波放射素子３とグランドパターン４とによってモノポールアンテナパターンとして機能すると共に、円偏波放射素子２とグランドパターン４とによってＧＰＳアンテナパターンとして機能する。

グランドパターン４は、ＧＰＳアンテナパターンを構成する一部として機能しているため、図２に示すグランドパターン４の長さ４ＡによってもＧＰＳアンテナパターンの特性が変化する。以下、図８及び図９に基づいて、ＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio）特性及び天頂方向の軸比特性について、グランドパターン４の長さ４Ａに応じたＧＰＳアンテナパターンの特性の変化の一例を示す。

図８に、直線偏波放射素子３と円偏波放射素子２との距離Ｄｘと１．４５ＧＨｚ〜１．６５ＧＨｚ内の周波数帯におけるＧＰＳアンテナパターンのＶＳＷＲ特性との関係を示す。
ＧＰＳアンテナパターンによるＧＰＳ信号の受信において、ＶＳＷＲは３以下であることが望ましい。図４に示す30〜80[mm]の範囲内において、グランドパターン４の長さ４Ａはいずれの長さであってもＶＳＷＲは３以下を満たす。

図９及び図１０に、グランドパターン４の長さ４ＡとＧＰＳ信号（１．５７ＧＨｚ）の周波数帯におけるＧＰＳアンテナパターンの天頂方向の軸比特性との関係を示す。図１０は特に、グランドパターン４の長さが20〜50[mm]である場合について、グランドパターン４の長さとＧＰＳ信号（１．５７ＧＨｚ）の周波数帯におけるＧＰＳアンテナパターン４の天頂方向の軸比特性との関係を詳細に示す。
図９，１０に示すように、グランドパターン４の長さ４Ａに応じて天頂方向の軸比が3[db]以下から25[db]程度の範囲で大きく変化する。また、グランドパターンの長さ４Ａについて、70[mm]毎に軸比の起伏変化パターンの周期が生じる傾向が見られる。
本実施形態では、グランドパターン４の長さ４Ａを30[mm]としている。

第一の実施形態によれば、基板としての樹脂フィルム８上において、円偏波放射素子２と直線偏波放射素子３とは互いに近接して配置される。また、給電点５と給電点６とは互いに近接して配置される。また、給電点７とグランドパターン４とは互いに近接して配置される。そして、直線偏波放射素子３は受信する電波の波長の１／４を基準とするエレメント長のモノポールアンテナであるので、図１２に示すループアンテナ１０２のような従来のループアンテナに比してアンテナパターンを設けるための面積を大幅に小さくすることができる。これによって、複合アンテナを小型化することができるので、より低コストで複合アンテナを作成でき、複合アンテナをより簡便に取り付けることができる。
また、円偏波放射素子２によるＧＰＳアンテナパターンに対する直線偏波放射素子３、グランドパターン４の配接位置によって、ＧＰＳアンテナパターンの特性を調整することができるので、ＧＰＳアンテナパターンの特性向上のための構成を別途設けることなく複号アンテナとしてのアンテナ装置１を実現することができ、アンテナ装置１をより小型化することができる。

さらに、アンテナ装置１は、円偏波放射素子２、給電点６及び給電点７によって平衡型のＧＰＳ平衡型のＧＰＳアンテナパターンを構成する。これによって、円偏波放射素子２のアンテナパターンと対向するグランドパターンを不要とすることができるので、ＧＰＳ平衡型のＧＰＳアンテナパターンを樹脂フィルム８上の構成のみで実現することができ、薄型の複合アンテナを作成することができる。

さらに、円偏波放射素子２は、四角形状のアンテナエレメントを有し、直線偏波放射素子３は、直線状のアンテナエレメントを有し、かつ、円偏波放射素子２の第一の辺２２に対して平行に設けられ、グランドパターン４は、円偏波放射素子２の第四の辺２５に対して平行に設けられる。これにより、アンテナパターン全体のサイズを小さくすることができアンテナ装置１をより小型化することができる。

さらに、円偏波放射素子２、直線偏波放射素子３、グランドパターン４及び給電点５〜７は樹脂フィルム８上に形成されるので、樹脂フィルム８をアンテナの取り付け位置に貼り付けるだけでアンテナ装置１の取り付けを行うことができ、複合アンテナをより簡便に取り付けることができる。

さらに、円偏波放射素子２を用いたＧＰＳ平衡型のＧＰＳアンテナパターンは、約１．５７ＧＨｚの周波数帯を用いるＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ用アンテナとして機能し、直線偏波放射素子３を用いたモノポールアンテナパターンは、４７０ＭＨｚから７７０ＭＨｚの範囲内の周波数帯を用いる地上デジタルテレビジョン放送の放送波を受信する地上デジタルテレビジョン用アンテナとして機能する。これによって、ＧＰＳを利用するためのアンテナと地上デジタルテレビジョン放送を視聴するためのアンテナの両方を同一平面上に形成された複合アンテナによって提供することができる。

なお、本発明の実施の形態は、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。

（第二の実施形態）
図１１に、本発明の第二の実施形態によるアンテナ装置１１を示す。
図１１及び以下の記載において、第一の実施形態と同様の構成については同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

第二の実施形態によるアンテナ装置１１は、第一の実施形態に示すアンテナ装置１における給電点６及び給電点７を有しない。第二の実施形態のアンテナ装置１１における給電点５は、図１１のＥ５で示すように、直線偏波放射素子３を介して円偏波放射素子２に対して電磁結合により給電する。

直線偏波放射素子３と円偏波放射素子２との電磁結合は、給電点５側からの直線偏波放射素子３の長さＰについて、円偏波放射素子２の受信する電波の波長の１／４の位置（例えば図１１に示す位置Ｑ）において最も好適に行われる。第二の実施形態では、給電点５側からの直線偏波放射素子３の長さＰをＧＰＳ信号の周波数帯の波長の１／４とするよう設けている。

第二の実施形態における円偏波放射素子２は、グランドパターン４によるインピーダンス調整を施される。グランドパターン４は、直線偏波放射素子３の接地パターンとして機能するとともに、その長さ及び配置について円偏波放射素子２のインピーダンスが最適となるよう設けられる。グランドパターン４は、直線偏波放射素子３の接地パターンとして機能するとともに、図１１のＥ６に示すグランドパターン４と円偏波放射素子２との電磁結合により、円偏波放射素子２の接地パターンとしても機能する。

第二の実施形態によれば、第一の実施形態の効果に加えて、給電点５が直線偏波放射素子３を介して円偏波放射素子２に対して電磁結合により給電するので、円偏波放射素子２に直接給電するための給電点を必要としない。これによって、直線偏波放射素子３に直接給電するための給電点を省略することができ、配線パターンを簡素化することができ、より低コストでアンテナ装置を作成することができる。
また、グランドパターン４と円偏波放射素子２とを電磁結合させることによって、グランドパターン４を円偏波放射素子２の接地パターンとしても機能させているため、直線偏波放射素子３と円偏波放射素子２とグランドパターン４を近接配置することを可能にし、アンテナ装置１を小型化することができる。
さらに、複数の種類のアンテナパターンに対する給電点が一つとなることにより、各アンテナパターンに対して個別に給電点を設ける場合に比して給電点と接続するケーブル（例えば同軸ケーブル等）を減らすことができる。これによって、各アンテナパターンに対して個別に給電点を設ける場合に比してケーブルの配置及び取り回しが容易となり、アンテナ装置の取り付けの容易性が大幅に向上する。

アンテナパターンが形成される同一平面は樹脂フィルム上に限らない。例えばガラス基板上に円偏波放射素子、直線偏波放射素子、グランドパターン、及び給電点等の配線パターンを設けてもよい。ガラス内に配線パターンを埋め込んでもよい。

円偏波放射素子は、四角形に限らず、円偏波を受信することが可能な形状であればその形状を問わない。例えば、四角形以外の多角形でもよいし、円形や楕円形でもよい。円偏波放射素子が多角形状である場合に、該多角形を構成する少なくとも一辺がグランドパターンと平行であってもよいし、平行でなくてもよい。

円偏波放射素子を用いたアンテナパターンはその用途をＧＰＳ信号の受信に限ることなく、円偏波を用いる送受信であれば応用可能であり、その外周長の調整によって様々な波長に対応することができる。

直線偏波放射素子は、直線状に限らず、直線偏波を受信することが可能な形状であればその形状を問わない。例えば、先端側を給電点側に対して所定の角度（例えば９０度等）折り曲げた形状としてもよいし、メアンダ構造を描くように配置してもよい。

直線偏波放射素子を用いたアンテナパターンはその用途を日本の地上デジタルテレビジョン放送の放送波の受信に限ることなく、直線偏波を用いる送受信であれば応用可能であり、そのエレメント長の調整によって様々な波長に対応することができる。

２円偏波放射素子
３直線偏波放射素子
４グランドパターン
５〜７給電点
８樹脂フィルム

Claims

カール状の円偏波放射素子と直線偏波放射素子とが互いに近接して基板上に配置されたアンテナ装置であって、
前記直線偏波放射素子のグランドパターンと、
前記直線偏波放射素子に直接給電する第一の給電部と、
前記円偏波放射素子に直接給電する第二の給電部と、
終端が前記円偏波放射素子の一部に対して所定の間隔をおき、かつ、所定の長さ分だけ対向して配置され、当該円偏波放射素子と電磁結合をなす第三の給電部と、を備え、
前記第一の給電部と前記第二の給電部とが互いに近接して配置され、
前記第三の給電部と前記グランドパターンとが互いに近接して配置されることを特徴とするアンテナ装置。
前記円偏波放射素子、前記第二の給電部及び前記第三の給電部は、平衡型のアンテナパターンを構成することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
カール状の円偏波放射素子と直線偏波放射素子とが互いに近接して基板上に配置されたアンテナ装置であって、
前記直線偏波放射素子のグランドパターンと、
前記直線偏波放射素子に直接給電する第一の給電部と、を備え、
前記第一の給電部は、前記円偏波放射素子と電磁結合をなすことを特徴とするアンテナ装置。
前記円偏波放射素子は、四角形状のアンテナエレメントを有し、
前記直線偏波放射素子は、直線状のアンテナエレメントを有し、かつ、前記四角形状のアンテナエレメントの少なくとも一辺に対して平行に設けられ、
前記グランドパターンは、前記四角形状のアンテナエレメントのうち前記直線偏波放射素子と平行である辺とは異なる少なくとも一辺に対して平行に設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
前記基板は樹脂フィルムであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
前記円偏波放射素子は、約１．５７ＧＨｚの周波数帯を用いるＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ用アンテナとして機能し、
前記直線偏波放射素子は、４７０ＭＨｚから７７０ＭＨｚの範囲内の周波数帯を用いる地上デジタルテレビジョン放送の放送波を受信する地上デジタルテレビジョン用アンテナとして機能することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のアンテナ装置。