JP2011109296A

JP2011109296A - 複合アンテナ

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Publication number: JP2011109296A
Application number: JP2009260669A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nozaki; 高志野崎
Original assignee: Yokowo Co Ltd; Yokowo Mfg Co Ltd
Current assignee: Yokowo Co Ltd
Priority date: 2009-11-16
Filing date: 2009-11-16
Publication date: 2011-06-02
Anticipated expiration: 2029-11-16
Also published as: JP5361674B2

Abstract

【課題】周波数帯の異なる第１と第２のアンテナ１６、２４を配設しても、第１の周波数帯用の第１のアンテナ１８の利得低下がない複合アンテナを提供する。
【解決手段】第１のアンテナ１８に接続する第１の同軸線路２８の外部導体２８ａと第２のアンテナ２４に接続する第２の同軸線路３０の外部導体３０ａの絶縁外被に導電テープ３２を巻いて容量結合し、容量結合した箇所から第１の同軸線路２８の外部導体２８ａを第１のアンテナ１８の第１のグランド板１２に電気的接続した箇所までの経路長ａと、容量結合した箇所から第２の同軸線路３０の外部導体３０ａを第１のアンテナ２４の第２のグランド板２６に電気的接続した箇所までの経路長ｂ、および第２のグランド板２６の第２の同軸線路３０の外部導体３０ａを電気的接続した箇所から第２のグランド板２６で最も離れた箇所までの距離ｃを合計した総経路長を、第１の周波数帯の略１／２波長の実効長の長さとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、１枚のグランド板の上に、周波数帯の異なる複数のアンテナが配設された複合アンテナに関するものである。

車載用にあっては、周波数帯の異なる携帯電話用や衛星ラジオ放送用またＧＰＳ用など様々な無線通信手段に対応したアンテナが必要である。そこで、これらのアンテナが配設されるスペースをより小さくする等の目的で、携帯電話用のアンテナの１枚のグランド板の上に、携帯電話の周波数帯用のアンテナエレメントと衛星ラジオ放送用およびＧＰＳ用のそれぞれのアンテナを配設した複合アンテナがある。これらのアンテナは、それぞれに同軸線路により機器と電気的接続されている。ここで、例えば、携帯電話の周波数帯用のアンテナと同軸線路を接続して高いアンテナ利得で効率的に信号を伝送させるためには、同軸線路の外部導体から携帯電話の周波数帯の不要放射がなされないように、バランを必要とする。なお、不要放射がなされると、アンテナ利得が低下するとともに指向特性にも歪みを生ずる。このバランが必要性のために、グランド板に配設される回路基板が複雑となるという不具合がある。

特開２００７−１９５００１号公報（特許文献１）には、かかるバランに代わる技術が示されている。この特許文献１に示された技術を以下に簡単に説明する。まず、アンテナの入出力端子に同軸線路の中心導体を電気的接続し、この同軸線路の外側導体をアンテナの入出力端子の近くでグランド板に電気的接続する。そして、同軸線路の外側導体をグランド板から導出する縁でグランド板に電気的接続する。さらに、同軸線路の外側導体がアンテナの入出力端子の近くとグランド板の縁でグランド板に電気的接続された間の長さを、アンテナが送受信する例えば携帯電話用の周波数帯の略１／４波長の実効長に設定する。すると、グランド板上の同軸線路の外側導体に、携帯電話用の周波数の漏洩電流が進行波として伝播するが、この進行波はグランド板の縁で反射され、反射された進行波は逆方向に外側導体を伝播する。この進行波と反射されて逆方向に伝播する進行波は、１８０度の位相差があり、アンテナの入出力端子の近くでグランド板に電気的接続された点で互いに打ち消される。もって、アンテナの入出力端子には、漏洩電流が生じることがなく、アンテナから出力される信号には、漏洩電流の影響による大きな歪みを生ずることがない。
特開２００７−１９５００１号公報

そこで、１枚のグランド板の上に、携帯電話の周波数帯用と衛星ラジオ放送用およびＧＰＳ用のそれぞれのアンテナを配設した複合アンテナで、携帯電話の周波数帯用のアンテナに接続された同軸線路に特許文献１に示された技術を適用したものを製作すると、衛星ラジオ放送用およびＧＰＳ用のそれぞれのアンテナが配設されていないアンテナと比較して、携帯電話の周波数帯用のアンテナの利得が低下した。これは、携帯電話の周波数帯用のアンテナに接続される同軸線路の外部導体からの携帯電話の周波数帯の不要放射は抑制できるが、衛星ラジオ放送用およびＧＰＳ用のそれぞれのアンテナに接続される他の同軸線路の外部導体に携帯電話の周波数帯の漏洩電流が進行波として伝播し、この漏洩電流により不要放射がなされ、携帯電話のアンテナ利得が低下するためと考えられる。

本発明は、上述のごとき事情に鑑みてなされたもので、第１の周波数帯用とこれと異なる第２の周波数帯用のアンテナを配設した複合アンテナであっても、第１の周波数帯用の第１のアンテナの利得低下がないようにした複合アンテナを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明の複合アンテナは、第１のグランド板の上に第１の周波数帯用の第１のアンテナエレメントを配設し、前記第１のアンテナエレメントに中心導体が電気的接続される第１の同軸線路の外側導体を前記第１のグランド板に電気的接続し、前記第１のグランド板と電気的に分離して、前記第１の周波数帯と異なる周波数帯の第２の周波数帯用の第２のアンテナエレメントと第２のグランド板を配設し、前記第２のアンテナエレメントに中心導体が電気的接続される第２の同軸線路の外側導体を前記第２のグランド板に電気的接続した複合アンテナにおいて、前記第１の同軸線路の外部導体と前記第２の同軸線路の外部導体を電気的結合し、この電気的結合した箇所から前記第１の同軸線路の外部導体を前記第１のグランド板に電気的接続した箇所までの経路長と前記電気的結合した箇所から前記第２の同軸線路の外部導体を前記第２のグランド板に電気的接続した箇所までの経路長および前記第２のグランド板の前記第２の同軸線路の外部導体を電気的接続した箇所から前記第２のグランド板で最も離れた箇所までの距離を合計した総経路長を、前記第１の周波数帯の略１／２波長の実効長となるように構成されている。

そして、前記第１のグランド板の上に電気的に分離して、第２のグランド板を配設して構成しても良い。

また、前記第１の同軸線路と前記第２の同軸線路を並べて、２つの同軸線路の絶縁外被を囲むように導電体を巻き付けて、前記第１の同軸線路の外部導体と前記第２の同軸線路の外部導体を容量結合するように構成することができる。

さらに、前記同軸線路に巻き付ける前記導電体を、前記同軸線路の長さ方向に幅を有するように構成しても良い。

そしてさらに、前記同軸線路に巻き付ける前記導電体を、前記同軸線路の長さ方向に幅を有する導電テープで構成することが可能である。

そしてまた、前記導電体の前記第１のグランド板側の端部を経由する前記総経路長を、前記第１の周波数帯の高い周波数の略１／２波長の実効長またはそれより短くなるようにし、前記導電体の前記第１のグランド板側と反対側の端部を経由する前記総経路長を、前記第１の周波数帯の低い周波数の略１／２波長の実効長またはそれより長くなるように構成することができる。

また、第１のグランド板の上に第１の周波数帯用の第１のアンテナエレメントを配設し、前記第１のアンテナエレメントに中心導体が電気的接続される第１の同軸線路の外側導体を前記第１のグランド板に電気的接続し、前記第１のグランド板と電気的に分離して、前記第１の周波数帯と異なる周波数帯の第２の周波数帯用の第２のアンテナエレメントと第２のグランド板を配設し、前記第２のアンテナエレメントに中心導体が電気的接続される第２の同軸線路の外側導体を前記第２のグランド板に電気的接続し、前記第１のグランド板と電気的に分離して、前記第１の周波数帯と異なる周波数帯の第３の周波数帯用の第３のアンテナエレメントと第３のグランド板を配設し、前記第３のアンテナエレメントに中心導体が電気的接続される第３の同軸線路の外側導体を前記第３のグランド板に電気的接続した複合アンテナにおいて、前記第１の同軸線路の外部導体と前記第２の同軸線路の外部導体を電気的結合し、この第１の電気的結合した箇所から前記第１の同軸線路の外部導体を前記第１のグランド板に電気的接続した箇所までの経路長と前記第１の電気的結合した箇所から前記第２の同軸線路の外部導体を前記第２のグランド板に電気的接続した箇所までの経路長および前記第２のグランド板の前記第２の同軸線路の外部導体を電気的接続した箇所から前記第２のグランド板で最も離れた箇所までの距離を合計した第１の総経路長を、前記第１の周波数帯の略１／２波長の実効長となるようにし、前記第１の同軸線路の外部導体と前記第３の同軸線路の外部導体を電気的結合し、この第２の電気的結合した箇所から前記第１の同軸線路の外部導体を前記第１のグランド板に電気的接続した箇所までの経路長と前記第２の電気的結合した箇所から前記第３の同軸線路の外部導体を前記第３のグランド板に電気的接続した箇所までの経路長および前記第３のグランド板の前記第３の同軸線路の外部導体を電気的接続した箇所から前記第３のグランド板で最も離れた箇所までの距離を合計した第２の総経路長を、前記第１の周波数帯の略１／２波長の実効長となるように構成されても良い。

そして、前記第１の同軸線路と前記第２の同軸線路を並べて、前記第１の同軸線路の外部導体と前記第２の同軸線路の外部導体をそれぞれ絶縁外被を除いて直接電気的結合するように構成することが可能である。

請求項１記載の複合アンテナにあっては、第１の同軸線路の外部導体と第２の同軸線路の外部導体を電気的結合し、この電気的結合した箇所から第１の同軸線路の外部導体を第１のグランド板に電気的接続した箇所までの経路長と電気的結合した箇所から第２の同軸線路の外部導体を第２のグランド板に電気的接続した箇所までの経路長および第２のグランド板の第２の同軸線路の外部導体を電気的接続した箇所から第２のグランド板で最も離れた箇所までの距離を合計した総経路長を、第１の周波数帯の略１／２波長の実効長となるようにしたので、第１の同軸線路および第２の同軸線路の外部導体等に流れる第１の周波数帯の漏洩電流に対して、第２のグランド板の第２の同軸線路の外部導体を電気的接続した箇所から第２のグランド板で最も離れた箇所で、インピーダンスが無限大となり、漏洩電流の流れを遮断できる。その結果、第１の周波数帯の漏洩電流による不要放射がなく、第１の周波数帯用の第１のアンテナの利得低下や指向特性の歪みがなくなる。

そして、請求項２記載の複合アンテナにあっては、第１のグランド板の上に、第２のグランド板を電気的に分離して配設するので、平面から見て複合アンテナの設置面積が小さなものとすることができる。

そして、請求項３記載の複合アンテナにあっては、第１の同軸線路と第２の同軸線路を並べて、２つの同軸線路の絶縁外被を囲むように導電体を巻き付けて、第１の同軸線路の外部導体と第２の同軸線路の外部導体を容量結合するようにしたので、同軸線路の外部導体を覆う絶縁外被の部材を剥がす必要がなく、電気的結合させる作業が容易である。

さらに、請求項４記載の複合アンテナにあっては、同軸線路に巻き付ける導電体を、同軸線路の長さ方向に幅を有するようにしているので、導電体の第１のグランド板側の端部を経由する総経路長と反対側の端部を経由する総経路長が相違し、総経路長の幅に応じて周波数幅のある漏洩電流の流れを遮断でき、それらの周波数幅の漏洩電流による不要放射がなくなる。

そしてさらに、請求項５記載の複合アンテナにあっては、同軸線路に巻き付ける導電体を、同軸線路の長さ方向に幅を有する導電テープで構成するので、総経路長に幅を設たせるための構造が簡単である。

そしてまた、請求項６記載の複合アンテナにあっては、導電体の第１のグランド板側の端部を経由する総経路長を、第１の周波数帯の高い周波数の略１／２波長の実効長またはそれより短くなるようにし、導電体の第１のグランド板側と反対側の端部を経由する総経路長を、第１の周波数帯の低い周波数の略１／２波長の実効長またはそれより長くなるようにしたので、第１の周波数帯の帯域内の漏洩電流の流れを全て遮断することができ、第１の周波数帯用の第１のアンテナの利得低下や指向特性の歪みがなくなる。

また、請求項８記載の複合アンテナにあっては、３つのアンテナからなる複合アンテナであって、第１の同軸線路の外部導体と第２の同軸線路の外部導体を第１の電気的結合し、第１の同軸線路の外部導体を第１のグランド板に電気的接続した箇所から第１の電気的結合した箇所を経由して第２の同軸線路の外部導体を第２のグランド板に電気的接続した箇所をさらに経由して第２のグランド板の第２の同軸線路の外部導体を電気的接続した箇所から第２のグランド板で最も離れた箇所までの距離を合計した第１の総経路長を、第１の周波数帯の略１／２波長の実効長となるようにし、第１の同軸線路の外部導体と第３の同軸線路の外部導体を第２の電気的結合し、第１の同軸線路の外部導体を第１のグランド板に電気的接続した箇所から第２の電気的結合した箇所を経由して第３の同軸線路の外部導体を第３のグランド板に電気的接続した箇所をさらに経由して第３のグランド板の第３の同軸線路の外部導体を電気的接続した箇所から第３のグランド板で最も離れた箇所までの距離を合計した第２の総経路長を、第１の周波数帯の略１／２波長の実効長となるようにしたので、第１の同軸線路および第２の同軸線路の外部導体等に流れる第１の周波数帯の漏洩電流に対して、第２のグランド板の第２の同軸線路の外部導体を電気的接続した箇所から第２のグランド板で最も離れた箇所で、インピーダンスが無限大となり、漏洩電流の流れを遮断でき、また第１の同軸線路および第３の同軸線路の外部導体等に流れる第１の周波数帯の漏洩電流に対して、第３のグランド板の第３の同軸線路の外部導体を電気的接続した箇所から第３のグランド板で最も離れた箇所で、インピーダンスが無限大となり、漏洩電流の流れを遮断できる。その結果、第１の周波数帯の漏洩電流による不要放射がなく、第１の周波数帯用の第１のアンテナの利得低下や指向特性の歪みがなくなる。

そして、請求項９記載の複合アンテナにあっては、第１の同軸線路と第２の同軸線路を並べて、第１の同軸線路の外部導体と第２の同軸線路の外部導体をそれぞれ絶縁外被を除いて直接電気的結合するので、確実な電気的接続が可能である。

以下、本発明の第１実施例を図１ないし図５を参照して説明する。図１は、本発明の複合アンテナの第１実施例の構造を示す縦断面図である。図２は、本発明の複合アンテナの第１実施例の構造を示す平面図である。図３は、本発明の複合アンテナの第１実施例の構造を示す斜視図である。図４は、第１実施例の水平面内の平均利得を示す図ある。図５は、導電体の幅を変えたＶＳＷＲである。

図１ないし図３において、アンテナベースとしての基台１０の上に１枚の第１のグランド板１２が配設され、この第１のグランド板１２の上に、第１の基板１４と第１のアンテナエレメント１６が配設され、携帯電話用の８００ＭＨｚ帯を送受信できる携帯電話の周波数帯用の第１のアンテナ１８が構成されている。さらに、第１のグランド板１２の上に、第１のアンテナ１８（第１の基板１４と第１のアンテナエレメント１６）に対して横にずらしてしかも第１のグランド板１２から絶縁された状態で第２の基板２０と第２のアンテナエレメント２２からなる衛星ラジオ放送用の第２のアンテナ２４が配設されている。このようなアンテナが図示しない自動車のルーフ上に設置される。この設置において、第１のグランド板１２は、導電性であるルーフに電気的接続される。第２の基板２０には、第２のアンテナ２４の第２のグランド板２６が第２の基板２０の上面全体に設けられている。第１のアンテナエレメント１６に中心導体が電気的接続される第１の同軸線路２８の外部導体２８ａは、第１のグランド板１２に電気的接続される。なお、図３において、第１の同軸線路２８は、第１の基板１４の上面に設けられたパターンを介してその中心導体が第１のアンテナエレメント１６に電気的接続されるため、外部導体２８ａが第１の基板１４の上面に設けられたＧＮＤ用パターンに電気的接続されるとともに、この接続部分がケーブルを介して第１のグランド板１２に電気的接続されている。また、第２のアンテナエレメント２２に中心導体が電気的接続される第２の同軸線路３０の外部導体３０ａは、第２の基板２０の下面に設けられたパターンを介してその中心導体が第２のアンテナエレメント２２に電気的接続されるため、外部導体３０ａが第２の基板２０の下面に設けられたＧＮＤ用パターンに電気的接続されるとともに、この接続部分がケーブルを介して第２の基板２０の上面の第２のグランド板２６に電気的接続されている。この第２のグランド板２６は平面形状が略正方形であり、その一辺の略中央に外部導体３０ａに電気的接続されたケーブルが電気的接続される。そして、第１の同軸線路の２８と第２の同軸線路３０が、孔を貫通して基台１０の下方側に平行に並べて引き出され、第１の同軸線の２８と第２の同軸線路３０の絶縁外被を囲むように導電体からなる導電テープ３２が巻き付けられている。この導電テープ３２は、第１の同軸線路の２８と第２の同軸線路３０の長さ方向に幅を有する。第１の同軸線路２８の外部導体２８ａと導電テープ３２は、絶縁外被を挟んでコンデンサを構成しており、容量結合されている。また、第２の同軸線路３０の外部導体３０ａと導電テープ３２も、絶縁外被を挟んでコンデンサを構成しており、容量結合されている。よって、第１と第２の同軸線路２８、３０の外部導体２８ａ、３０ａが、電気的結合として容量結合されたている。さらに、導電テープ３２が巻き付けられた第１の同軸線路２８と第２の同軸線路３０の先には、同軸コネクタが適宜に接続されている。

かかる構造において、導電テープ３２を巻き付けた箇所から第１の同軸線路２８の外部導体２８ａが第１のグランド板１２に電気的接続されるまでの経路長ａと、導電テープ３２を巻き付けた箇所から第２の同軸線路３０の外部導体３０ａが第２のグランド板２６に電気的接続されるまでの経路長ｂおよび、第２の同軸線路３０の外部導体３０ａが第２のグランド板２６に電気的接続された箇所から第２のグランド板２６で最も離れた箇所までの距離ｃを合計した総経路長が、第１の周波数帯である８００ＭＨｚ帯の携帯電話の周波数帯の略１／２波長の実効長に設定される。さらに詳細に説明すれば、導電テープ３２は幅を有するので、導電テープ３２の第１のグランド板１２側の端部を経由する総経路長を、８００ＭＨｚ帯の携帯電話の周波数帯の高い周波数である８９４ＭＨｚの略１／２波長の実効長またはそれより短くなるようにし、導電テープ３２の第１のグランド板１２側と反対側の端部を経由する総経路長を、第１の周波数帯の低い周波数の８２４ＭＨｚの略１／２波長の実効長またはそれより長くなるように設定される。なお、経路長ａには、第１の同軸線路２８の外部導体２８ａが第１の基板１４の上面に設けられたＧＮＤ用パターンに電気的接続された箇所から第１のグランド板１２に電気的接続されるまでのケーブルの経路長も含まれる。また、経路長ｂには、第２の同軸線路３０の外部導体３０ａが第２の基板２０の下面に設けられたＧＮＤ用パターンに電気的接続された箇所から第２の基板２０の上面の第２のグランド板２６に電気的接続されまでのケーブルの経路長も含まれる。そしてまた、距離ｃにおける「最も離れた箇所」とは、第２のグランド板２６上で外部導体３０ａの接続箇所までの電気的な最短経路上の距離が最も遠い箇所を示す。

第１の実施例にあっては、導電テープ３２を巻き付けた箇所の第１のグランド板１２側の端から第１の同軸線路２８の外部導体２８ａが第１のグランド板１２に電気的接続されるまでの経路長ａは５１ｍｍに設定され、導電テープ３２を巻き付けた箇所の第１のグランド板１２側の端から第２の同軸線路３０の外部導体３０ａが第２のグランド板２６に電気的接続されるまでの経路長ｂは７５ｍｍに設定され、第２の同軸線路３０の外部導体３０ａが第２のグランド板２６に電気的接続された箇所から第２のグランド板２６で最も離れた箇所までの距離ｃは２６ｍｍであり、これらを合計した総経路長は１５２ｍｍである。この長さは、第１の周波数帯である８００ＭＨｚ帯の高い周波数の８９４ＭＨｚの略１／２波長である１６７．８ｍｍよりも短い。そして、導電テープ３２は幅ｗが２０ｍｍに設定されているので、導電テープ３２を巻き付けた箇所の第１のグランド板１２側と反対側の端部を経由する総経路長は、導電テープ３２の幅ｗを往復する経路長４０ｍｍを加えた１９２ｍｍである。この長さは、第１の周波数帯である８００ＭＨｚ帯の低い周波数の８２４ＭＨｚの略１／２波長である１８２．０ｍｍよりも長い。なお、総経路長が所定の値となれば良く、経路長ａとｂおよび距離ｃのそれぞれの長さは上記実施例と異なっても良いことは、容易に理解されるであろう。また、導電テープ３２の幅も、周波数帯域の幅に応じて適宜に設定すれば良いことも、容易に理解されるであろう。

上述の構成において、本発明の複合アンテナにあっては、第１のアンテナ１８の水平面内の平均利得を測定したところ、図４（ａ）に示すのごときものであった。比較のために、上記構成から、導電テープ３２を取り除いた複合アンテナの第１のアンテナ１８の平均利得にあっては、（ｂ）に示すごときものであり、本発明の構造によりアンテナ利得が改善されていることは明らかである。そして、複合アンテナでなく、携帯電話用の８００ＭＨｚ帯を送受信できる携帯電話の周波数帯用の第１のアンテナ１８が単体で配設されたものにあっては、（ｃ）に示すごとき利得であった。図４（ｃ）に示される平均利得と図４（ａ）に示される平均利得は、ほぼ同様であり、本発明は複合アンテナでありながら、単体で配設した第１のアンテナ１８とほぼ同じ平均利得が得られていることが示された。また、導電テープ３２の幅ｗを約２０ｍｍに設定することで、導電テープ３２の第１のグランド板１２側の端部を経由する総経路長と第１のグランド板１２側と反対側の端部を経由する総経路長を、それぞれに８００ＭＨｚ帯の携帯電話の周波数帯の高い周波数である８９４ＭＨｚと低い周波数である８２４ＭＨｚの略１／２波長の実効長となるようにすることで、図５の（ａ）に示すごとく、ＶＳＷＲに歪みを生じない。これに対して、導電テープ３２の幅ｗを約１０ｍｍと短くすると、導電テープ３２の第１のグランド板１２側の端部を経由する総経路長は、８００ＭＨｚ帯の携帯電話の周波数帯の高い周波数である８９４ＭＨｚとなるが、第１のグランド板１２側と反対側の端部を経由する総経路長は、低い周波数である８２４ＭＨｚの略１／２波長の実効長よりも若干短く設定される。この結果、図５（ｂ）に矢印で示すように、低い周波数側でＶＳＷＲに歪みが生じている。よって、導電テープ３２を適宜な幅に設定することで、第２の同軸線路３０等に重畳される第１の周波数帯の漏洩電流による不要放射がなくなり、第１の周波数帯用の第１のアンテナ１８の利得低下や指向特性の歪みをなくすことができる。しかも、かかる作用が、携帯電話用の周波数帯域である第１の周波数帯の全帯域で得られる。

次に、本発明の第２実施例を図６を参照して説明する。図６は、本発明の複合アンテナの第２実施例の構造を示す縦断面図である。図６において、図１ないし図３と同じまたは均等な部材には、同じ符号を付けて重複する説明を省略する。

図６に示す第２実施例で、図１ないし図３に示す第１実施例と相違するところは、第１のグランド板１２の上に、携帯電話用の８００ＭＨｚ帯を送受信できる携帯電話の周波数帯用の第１のアンテナ１８が構成され、また衛星ラジオ放送用の第２のアンテナ２４が配設されているのに加えて、第１のアンテナ１８および第２のアンテナ２４に対して横にずらしてしかも第１のグランド板１２から絶縁された状態で第３の基板３４と第３のアンテナエレメント３６からなるＧＰＳ用の第３のアンテナ３８が配設されている。第３の基板３４には、第３のアンテナ３８の第３のグランド板４０が片面全面に設けられている。さらに、第３のアンテナエレメント３６に中心導体が電気的接続される第３の同軸線路４２の外部導体４２ａは、第３の基板３４に設けられた第３のグランド板４０に電気的接続されている。この第３のグランド板４０は平面形状が略正方形であり、その一辺の略中央に外部導体４２ａが電気的接続される。そして、第１の同軸線路の２８と第２の同軸線路３０および第３の同軸線路が、孔を貫通して基台１０の下方側に平行に並べて引き出され、第１の同軸線の２８と第２の同軸線路３０の絶縁外被を囲むように第１の導電テープとしての導電テープ３２が巻き付けられ、さらに第１の同軸線路２８と第３の同軸線路４２の絶縁外被を囲むように導電体からなる第２の導電テープ４４が巻き付けられている。導電テープ３２と第２の導電テープ４４は、電気的に分離されている。そして、第２の導電テープ４４も、第１の同軸線路の２８と第３の同軸線路４２の長さ方向に幅を有する。

かかる構造の第２実施例において、第２の導電テープ４４を巻き付けた箇所から第１の同軸線路２８の外部導体２８ａが第１のグランド板１２に電気的接続されるまでの経路長ｄと、第２の導電テープ４４を巻き付けた箇所から第３の同軸線路４２の外部導体４２ａが第３のグランド板４０に電気的接続されるまでの経路長ｅおよび、第３の同軸線路４２の外部導体４２ａが第３のグランド板４０に電気的接続された箇所から第３のグランド板４０で最も離れた箇所までの距離ｆを合計した総経路長が、第１の周波数帯である８００ＭＨｚ帯の携帯電話の周波数帯の略１／２波長の実効長に設定される。さらに詳細に説明すれば、第２の導電テープ４４が幅を有するので、第２の導電テープ４４の第１のグランド板１２側の端部を経由する総経路長を、８００ＭＨｚ帯の携帯電話の周波数帯の高い周波数である８９４ＭＨｚの略１／２波長の実効長またはそれより短くなるようにし、第２の導電テープ４４の第１のグランド板１２側と反対側の端部を経由する総経路長を、第１の周波数帯の低い周波数の８２４ＭＨｚの略１／２波長の実効長またはそれより長くなるように設定される。なお、第２のアンテナ２４と第３のアンテナ３８は、配設位置が相違することから、第１の導電テープとしての導電テープ３２と第２の導電テープ４４を巻き付ける第１の同軸線路２８の位置が相違している。

上述の構成からなる第２実施例において、第２の導電テープ４４の幅を約２０ｍｍに設定することで、第２の導電テープ４４の第１のグランド板１２側の端部を経由する総経路長が、８００ＭＨｚ帯の携帯電話の周波数帯の高い周波数である８９４ＭＨｚの略１／２波長の実効長より短くなるとともに、第２の導電テープ４４の第１のグランド板１２側と反対側の端部を経由する総経路長を、第１の周波数帯の低い周波数の８２４ＭＨｚの略１／２波長の実効長より長くなるように設定される。そこで、第１実施例と同様に、第２の同軸線路３０と第３の同軸線路４２等に重畳される第１の周波数帯の漏洩電流による不要放射がなく、第１の周波数帯用の第１のアンテナ１８の利得低下や指向特性の歪みをなくすことができる。しかも、かかる作用が、携帯電話用の周波数帯域である第１の周波数帯の全帯域で得られる。

さらに、本発明の第３実施例を図７を参照して説明する。図７は、本発明の複合アンテナの第３施例の構造を示す縦断面図である。図７おいて、図１ないし図３および図６と同じまたは均等な部材には、同じ符号を付けて重複する説明を省略する。

図７に示す第３実施例で、図１ないし図３に示す第１実施例と相違するところは、第１の同軸線路２８と第２の同軸線路３０に導電テープを巻き付けて容量結合させるのに代えて、第１の同軸線路２８と第２の同軸線路３０の絶縁外被をそれぞれ除いて、半田付けなどにより第１の同軸線路２８の外部導体２８ａと第２の同軸線路３０の外部導体３０ａが電気的結合として直接電気的接続４６されている、ことにある。

かかる構造の第３の実施例にあっても、第１の同軸線路２８の外部導体２８ａと第２の同軸線路３０の外部導体３０ａを直接電気的接続４６する位置、および直接電気的接続４６する同軸線路方向の長さを適宜に設定することで、図４（ａ）に示す第１の実施例と同様な平均利得が得られている。よって、第２の同軸線路３０等に重畳される第１の周波数帯の漏洩電流による不要放射がなく、第１の周波数帯用の第１のアンテナ１８の利得低下や指向特性の歪みをなくすことができ、しかもかかる作用が携帯電話用の周波数帯域の第１の周波数帯の全体域で得られる。

なお、上記実施例にあっては、第１のアンテナ１８が、携帯電話用の周波数帯の８００ＭＨｚ帯であるが、これに限られず、携帯電話用の他の周波数帯のアンテナであっても良い。また、第２と第３のアンテナ２４、３８は衛星ラジオ放送用およびＧＰＳ用のアンテナに限られず、他の通信手段用のアンテナであっても良い。さらに、第１と第３実施例において、第１の基板１４で第１の同軸線路２８の中心導体と第１のアンテナエレメント１６の間にマッチング回路を介装し、また第２の基板２０で第２の同軸線路３０の中心導体と第２のアンテナエレメント２２の間にマッチング回路を介装しても良い。さらに、第２実施例において、第１の基板１４で第１の同軸線路２８の中心導体と第１のアンテナエレメント１６の間にマッチング回路を介装し、また第２の基板２０で第２の同軸線路３０の中心導体と第２のアンテナエレメント２２の間にマッチング回路を介装して、さらに第３の基板３４で第３の同軸線路４２の中心導体と第３のアンテナエレメント３６の間にマッチング回路を介装しても良い。第２実施例において、導電テープ３２、４４を巻き付けるのに代えて、絶縁外被をそれぞれに取り除いて半田付け等により外部導体を直接電気的接続４６するようにしても良い。同軸線路２８、３０、４２の外部導体２８ａ、３０ａ、４２ａの直接電気的接続４６にあっては、半田付けに限られず導電テープを巻き付けるようなものであっても良いことは勿論である。なお、上記実施例において、第１のグランド板１２の上に、第２のグランド板２６、第３のグランド板４０が配設されているが、かかる配設構造に限られず、、第１のグランド板１２の上から第２のグランド板２６、第３のグランド板４０が、平面から見て、外れてまたはずれて配設されてもいても良い。

本発明の複合アンテナの第１実施例の構造を示す縦断面図である。本発明の複合アンテナの第１実施例の構造を示す平面図である。本発明の複合アンテナの第１実施例の構造を示す斜視図である。第１実施例の水平面内の平均利得を示す図ある。導電体の幅を変えたＶＳＷＲである。本発明の複合アンテナの第２実施例の構造を示す縦断面図である。本発明の複合アンテナの第３施例の構造を示す縦断面図である。

１０基台
１２第１のグランド板
１４第１の基板
１６第１のアンテナエレメント
１８第１のアンテナ
２０第２の基板
２２第２のアンテナエレメント
２４第２のアンテナ
２６第２のグランド板
２８第１の同軸線路
２８ａ、３０ａ、４２ａ外部導体
３０第２の同軸線路
３２導電テープ
３４第３の基板
３６第３のアンテナエレメント
３８第３のアンテナ
４０第３のグランド板
４２第３の同軸線路
４４第２の導電テープ
４６直接電気的接続

Claims

第１のグランド板の上に第１の周波数帯用の第１のアンテナエレメントを配設し、前記第１のアンテナエレメントに中心導体が電気的接続される第１の同軸線路の外側導体を前記第１のグランド板に電気的接続し、前記第１のグランド板と電気的に分離して、前記第１の周波数帯と異なる周波数帯の第２の周波数帯用の第２のアンテナエレメントと第２のグランド板を配設し、前記第２のアンテナエレメントに中心導体が電気的接続される第２の同軸線路の外側導体を前記第２のグランド板に電気的接続した複合アンテナにおいて、前記第１の同軸線路の外部導体と前記第２の同軸線路の外部導体を電気的結合し、この電気的結合した箇所から前記第１の同軸線路の外部導体を前記第１のグランド板に電気的接続した箇所までの経路長と前記電気的結合した箇所から前記第２の同軸線路の外部導体を前記第２のグランド板に電気的接続した箇所までの経路長および前記第２のグランド板の前記第２の同軸線路の外部導体を電気的接続した箇所から前記第２のグランド板で最も離れた箇所までの距離を合計した総経路長を、前記第１の周波数帯の略１／２波長の実効長となるように構成したことを特徴とする複合アンテナ。
請求項１記載の複合アンテナにおいて、前記第１のグランド板の上に電気的に分離して、第２のグランド板を配設して構成したことを特徴とする複合アンテナ。
請求項１記載の複合アンテナにおいて、前記第１の同軸線路と前記第２の同軸線路を並べて、２つの同軸線路の絶縁外被を囲むように導電体を巻き付けて、前記第１の同軸線路の外部導体と前記第２の同軸線路の外部導体を容量結合するように構成したことを特徴とする複合アンテナ。
請求項３記載の複合アンテナにおいて、前記同軸線路に巻き付ける前記導電体を、前記同軸線路の長さ方向に幅を有するように構成したことを特徴とする複合アンテナ。
請求項４記載の複合アンテナにおいて、前記同軸線路に巻き付ける前記導電体を、前記同軸線路の長さ方向に幅を有する導電テープで構成したことを特徴とする複合アンテナ。
請求項４または５記載の複合アンテナにおいて、前記導電体の前記第１のグランド板側の端部を経由する前記総経路長を、前記第１の周波数帯の高い周波数の略１／２波長の実効長またはそれより短くなるようにし、前記導電体の前記第１のグランド板側と反対側の端部を経由する前記総経路長を、前記第１の周波数帯の低い周波数の略１／２波長の実効長またはそれより長くなるように構成したことを特徴とする複合アンテナ。
請求項１記載の複合アンテナにおいて、前記第１の周波数帯を携帯電話用の周波数帯に設定し、前記第２の周波数帯を衛星ラジオ放送用の周波数帯に設定して構成したことを特徴とする複合アンテナ。
第１のグランド板の上に第１の周波数帯用の第１のアンテナエレメントを配設し、前記第１のアンテナエレメントに中心導体が電気的接続される第１の同軸線路の外側導体を前記第１のグランド板に電気的接続し、前記第１のグランド板と電気的に分離して、前記第１の周波数帯と異なる周波数帯の第２の周波数帯用の第２のアンテナエレメントと第２のグランド板を配設し、前記第２のアンテナエレメントに中心導体が電気的接続される第２の同軸線路の外側導体を前記第２のグランド板に電気的接続し、前記第１のグランド板と電気的に分離して、前記第１の周波数帯と異なる周波数帯の第３の周波数帯用の第３のアンテナエレメントと第３のグランド板を配設し、前記第３のアンテナエレメントに中心導体が電気的接続される第３の同軸線路の外側導体を前記第３のグランド板に電気的接続した複合アンテナにおいて、前記第１の同軸線路の外部導体と前記第２の同軸線路の外部導体を電気的結合し、この第１の電気的結合した箇所から前記第１の同軸線路の外部導体を前記第１のグランド板に電気的接続した箇所までの経路長と前記第１の電気的結合した箇所から前記第２の同軸線路の外部導体を前記第２のグランド板に電気的接続した箇所までの経路長および前記第２のグランド板の前記第２の同軸線路の外部導体を電気的接続した箇所から前記第２のグランド板で最も離れた箇所までの距離を合計した第１の総経路長を、前記第１の周波数帯の略１／２波長の実効長となるようにし、前記第１の同軸線路の外部導体と前記第３の同軸線路の外部導体を電気的結合し、この第２の電気的結合した箇所から前記第１の同軸線路の外部導体を前記第１のグランド板に電気的接続した箇所までの経路長と前記第２の電気的結合した箇所から前記第３の同軸線路の外部導体を前記第３のグランド板に電気的接続した箇所までの経路長および前記第３のグランド板の前記第３の同軸線路の外部導体を電気的接続した箇所から前記第３のグランド板で最も離れた箇所までの距離を合計した第２の総経路長を、前記第１の周波数帯の略１／２波長の実効長となるように構成したことを特徴とする複合アンテナ。
請求項１記載の複合アンテナにおいて、前記第１の同軸線路と前記第２の同軸線路を並べて、前記第１の同軸線路の外部導体と前記第２の同軸線路の外部導体をそれぞれに絶縁外被を除いて直接電気的結合するように構成したことを特徴とする複合アンテナ。