JP2011250108A - Diversity antenna - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a diversity antenna of a space diversity system which can achieve miniaturization while holding enough reception performance to reception electric waves from a required direction.SOLUTION: A diversity antenna of a space diversity system 10 has a dielectric material 13 positioned between a first antenna 11 and a second antenna 12. Each of the antennas 11 and 12 is a reverse F type antenna standing on a bottom board 14. Since the dielectric material 13 is positioned between each of the antennas 11 and 12, the effective length between each of the antennas 11 and 12 is longer than the actual distance due to a wave length shortening effect because of this dielectric material 13. Thus, connection between each of the antennas 11 and 12 can be restrained and directivity of each of the antennas 11 and 12 can be restrained from falling from the directivity (non-directivity) when they are separate. Therefore, it becomes possible to provide a diversity antenna 10 which is miniaturized enough while securing enough reception performance of a space diversity system.

Description

本発明は、空間ダイバーシティ方式にて電波を受信するために用いられるダイバーシティアンテナに関する。   The present invention relates to a diversity antenna used for receiving radio waves by a space diversity method.

車車間通信や路車間通信のために車両に搭載されるアンテナとして、マルチパス環境においても所望の周波数の電波を良好に受信できるようにするために、ダイバーシティアンテナが用いられることが多い。そして、車両に搭載されるダイバーシティアンテナに対しては、良好な受信性能が要求されると共に、小型化も要求される。   As an antenna mounted on a vehicle for vehicle-to-vehicle communication or road-to-vehicle communication, a diversity antenna is often used so that radio waves of a desired frequency can be satisfactorily received even in a multipath environment. A diversity antenna mounted on a vehicle is required to have good reception performance and to be downsized.

ダイバーシティアンテナを小型化するための技術として、2つのダイポール素子を交差させて組み合わせることにより水平偏波と垂直偏波を共に受信可能に構成したものが知られている。これは即ち、スペース(空間)ダイバーシティ方式のダイバーシティアンテナだと大型化することに鑑み、簡易化及び小型化を図るべく、偏波ダイバーシティ方式のアンテナを構成したものである(例えば、特許文献1参照。)。   As a technique for downsizing the diversity antenna, there is known a technique in which both horizontally polarized waves and vertically polarized waves can be received by crossing and combining two dipole elements. In other words, in view of increasing the size of a space diversity type diversity antenna, a polarization diversity type antenna is configured for simplification and miniaturization (see, for example, Patent Document 1). .)

特開2009−200776号公報JP 2009-200776 A

しかしながら、特許文献1に記載の技術は、空間ダイバーシティ方式のアンテナに対してこれを小型化しようとするものではないため、当然ながら、空間ダイバーシティ方式のアンテナを小型化する技術として適用することはできない。車載用のダイバーシティアンテナとしては、空間ダイバーシティ方式が採用されることが多く、そのため、空間ダイバーシティ方式のアンテナを小型化する技術が望まれる。   However, since the technique described in Patent Document 1 is not intended to reduce the size of a space diversity antenna, it cannot be applied as a technique for reducing the size of a space diversity antenna. . As a vehicle-mounted diversity antenna, a space diversity system is often adopted, and therefore, a technique for miniaturizing a space diversity system antenna is desired.

空間ダイバーシティ方式のアンテナを小型化する方法として最も単純な方法の1つが、ダイバーシティアンテナを構成する複数(例えば2つ)のアンテナを近接させることである。   One of the simplest methods for reducing the size of a space diversity antenna is to bring a plurality of (for example, two) antennas constituting the diversity antenna close to each other.

しかし、2つのアンテナを近接させると、その距離が近くなればなるほど、アンテナ間で結合が生じてしまう。そして、アンテナ間の結合が生じると、各アンテナの指向性パターンが変化して所望の方向(例えば車両前方)からの電波を受けにくくなったり、各アンテナのインピーダンスが変化して整合が悪化するなどの問題が生じる。この問題のうち、特に指向性パターンが変化するという問題について、図8を用いてより具体的に説明する。   However, when the two antennas are brought close to each other, the closer the distance is, the more coupling occurs between the antennas. When coupling between antennas occurs, the directivity pattern of each antenna changes to make it difficult to receive radio waves from a desired direction (for example, in front of the vehicle), or the impedance of each antenna changes to deteriorate matching. Problem arises. Among these problems, the problem that the directivity pattern changes will be described more specifically with reference to FIG.

図8は、地板上に垂直に立設された2つのモノポールアンテナ(第1アンテナ及び第2アンテナ)からなるダイバーシティアンテナについて、各アンテナの距離を変化させたときの各アンテナの水平面指向性を示したものである。図8の上段は、2つのアンテナの距離がλ/2の場合の指向性を示し、同図下段は、2つのアンテナの距離がλ/8の場合の指向性を示している。なお、λは、受信周波数の電波の波長である。   FIG. 8 shows the horizontal plane directivity of each antenna when the distance between the antennas is changed with respect to a diversity antenna composed of two monopole antennas (first antenna and second antenna) vertically installed on the ground plane. It is shown. The upper part of FIG. 8 shows the directivity when the distance between the two antennas is λ / 2, and the lower part of the figure shows the directivity when the distance between the two antennas is λ / 8. Note that λ is the wavelength of the radio wave at the reception frequency.

図8の上段に示すように、アンテナ間の距離がλ/2と比較的離れている場合は、アンテナ間の結合も弱く、それぞれが単独で存在する場合の指向性(無指向性)とほぼ同様のパターンとなる。そのため、第1アンテナ及び第2アンテナの双方ともに所望の方向(例えば前方;図中左方向)からの電波を良好に受信できる。   As shown in the upper part of FIG. 8, when the distance between the antennas is relatively far from λ / 2, the coupling between the antennas is weak, and the directivity (omnidirectionality) in the case where each exists independently is almost the same. The pattern is similar. For this reason, both the first antenna and the second antenna can satisfactorily receive radio waves from a desired direction (for example, forward; left direction in the figure).

これに対し、アンテナ間の距離がλ/8と比較的近接している場合は、アンテナ間の結合が強くなり、図8の下段に示すように、各アンテナの指向性が崩れてしまう。つまり、単独で存在する場合はそれぞれ無指向性だったものが、特定の方向のみ利得が大きくて他の方向は利得が小さくなるといった偏った指向性を持つようになる。   On the other hand, when the distance between the antennas is relatively close to λ / 8, the coupling between the antennas becomes strong, and the directivity of each antenna is lost as shown in the lower part of FIG. In other words, when they exist alone, each of them is omnidirectional, but has a biased directivity in which the gain is large only in a specific direction and the gain is small in other directions.

具体的には、前方側の第1アンテナについては、前方は利得が維持されているものの後方の利得が低下し、後方からの電波が良好に受信できない状態となる。これと対称的に、後方側の第2アンテナについては、後方は利得が維持されているものの前方の利得が低下し、前方からの電波が良好に受信できない状態となる。そのため、前方からの電波を受信できるのは前方側の第1アンテナのみとなり、前方からの電波を良好に受信するための空間ダイバーシティ方式のアンテナとしてはその性能が大きく劣化してしまうことになる。   Specifically, for the first antenna on the front side, the gain on the front side is maintained, but the gain on the rear side is reduced, and radio waves from the rear side cannot be received well. In contrast to this, with respect to the second antenna on the rear side, the gain on the rear side is maintained, but the gain on the front side is reduced, and radio waves from the front side cannot be satisfactorily received. For this reason, only the first antenna on the front side can receive radio waves from the front, and the performance of the spatial diversity antenna for satisfactorily receiving radio waves from the front is greatly deteriorated.

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、空間ダイバーシティ方式のダイバーシティアンテナにおいて、所望の方向からの受信電波に対する空間ダイバーシティ方式の受信性能を十分に保持しつつ、小型化を実現することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to achieve a reduction in size while maintaining sufficiently the reception performance of the spatial diversity system with respect to received radio waves from a desired direction in the diversity antenna of the spatial diversity system. And

上記課題を解決するためになされた請求項1に記載の発明は、空間ダイバーシティ方式にて電波を受信するために用いられ、複数のアンテナが、それぞれ主偏波方向が同じになるように、地板上においてその板面と平行な方向に離間して配置されてなるダイバーシティアンテナであって、複数のアンテナのうち隣接する2つのアンテナの組み合わせをアンテナ対として、少なくとも一組のアンテナ対は、該アンテナ対を構成する2つのアンテナである第1のアンテナと第2のアンテナの間に、誘電体材料からなる誘電体部が設けられている。   The invention according to claim 1, which has been made to solve the above-mentioned problem, is used for receiving radio waves by a spatial diversity method, and a plurality of antennas have a main polarization direction that is the same as each other. A diversity antenna which is arranged on the upper side in a direction parallel to the plate surface, and a combination of two adjacent antennas among a plurality of antennas is an antenna pair, and at least one antenna pair is A dielectric portion made of a dielectric material is provided between the first antenna and the second antenna which are the two antennas constituting the pair.

このように構成されたダイバーシティアンテナでは、第1のアンテナと第2のアンテナの間に誘電体部が設けられていることから、この誘電体部によるいわゆる波長短縮効果によって、これら各アンテナ間を伝搬する電磁波の見かけ上の距離(以下「実効長」ともいう)が長くなる。即ち、受信電波に対して、各アンテナ間の実効長は実際の距離よりも長くなる。実効長がどれだけ長くなるか、即ちどの程度の波長短縮効果が得られるかは、アンテナ間の誘電体部の比誘電率に依存し、比誘電率が高いほど実効長も長くなる。そして、実効長が長くなればなるほど、各アンテナ間の結合も小さくなる。   In the diversity antenna configured as described above, since the dielectric portion is provided between the first antenna and the second antenna, the so-called wavelength shortening effect by the dielectric portion propagates between these antennas. The apparent distance (hereinafter also referred to as “effective length”) of the electromagnetic wave to be increased. That is, the effective length between the antennas is longer than the actual distance with respect to the received radio wave. How much the effective length is increased, that is, how much wavelength shortening effect is obtained depends on the relative dielectric constant of the dielectric portion between the antennas, and the higher the relative dielectric constant, the longer the effective length. And the longer the effective length, the smaller the coupling between the antennas.

つまり、各アンテナ間の実際の距離は短くても、各アンテナ間に誘電体部が存在していることにより、その波長短縮効果によって、アンテナ間の結合を小さくすることができるのである。   That is, even if the actual distance between the antennas is short, the coupling between the antennas can be reduced due to the wavelength shortening effect due to the presence of the dielectric portion between the antennas.

従って、請求項1に記載のダイバーシティアンテナによれば、所望の方向からの受信電波に対する空間ダイバーシティ方式の受信性能を十分に保持しつつ、十分に小型化されたダイバーシティアンテナを提供することが可能となる。   Therefore, according to the diversity antenna of the first aspect, it is possible to provide a sufficiently small diversity antenna while sufficiently maintaining the reception performance of the spatial diversity method with respect to the received radio wave from a desired direction. Become.

第1のアンテナ及び第2のアンテナとしてそれぞれどのようなアンテナを用いるかは適宜決めることができ、例えば請求項2に記載のように、いずれも地板上に立設されたモノポール型のアンテナとすることができる。   Which antenna is used as each of the first antenna and the second antenna can be appropriately determined. For example, as described in claim 2, each of the antennas is a monopole antenna standing on a ground plane. can do.

このように構成された請求項2に記載のダイバーシティアンテナによれば、各アンテナがモノポール型のアンテナであるため、各アンテナを簡素に構成でき、ひいてはダイバーシティアンテナ全体として構成の簡素化が可能となる。   According to the diversity antenna according to claim 2 configured as described above, since each antenna is a monopole antenna, each antenna can be simply configured, and as a result, the configuration of the diversity antenna as a whole can be simplified. Become.

なお、ここでいうモノポール型のアンテナとは、地板上に垂直に立設された線状或いは板状のモノポールアンテナを含むのは勿論、このモノポールアンテナの変形パターンといえるもの、例えばモノポールアンテナを途中で直角に折り曲げてなるいわゆる逆L型アンテナやヘリカルアンテなど、地板上に立設されてアンテナ素子(導体素子)と地板の間に給電されるあらゆる構造のアンテナ全般を含む。   Note that the monopole antenna here includes a linear or plate-like monopole antenna that stands vertically on the ground plane, and of course, a monopole antenna deformation pattern, for example, a mono This includes all types of antennas that have a structure in which a pole antenna is bent at a right angle, such as a so-called inverted L-shaped antenna or a helical antenna, that is erected on a ground plane and fed between an antenna element (conductor element) and the ground plane.

次に、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のダイバーシティアンテナであって、第1のアンテナ及び第2のアンテナは、それぞれ、該各アンテナを構成する導体素子の少なくとも一部又は全てが誘電体部の表面上に形成されている。   Next, the invention according to claim 3 is the diversity antenna according to claim 2, wherein each of the first antenna and the second antenna is at least a part of a conductor element constituting each antenna. All are formed on the surface of the dielectric portion.

第1のアンテナ及び第2のアンテナを誘電体部に対してどのように配置するかは適宜決めることができ、例えば、誘電体部とは別に独立して各アンテナを配置してもよいが、少なくとも一部を誘電体部の表面上に形成するようにすれば、各アンテナの形成を容易に行えると共に各アンテナを誘電体部によって容易に保持させることができる。   How to arrange the first antenna and the second antenna with respect to the dielectric portion can be determined as appropriate. For example, each antenna may be arranged independently of the dielectric portion, If at least a part is formed on the surface of the dielectric part, each antenna can be easily formed and each antenna can be easily held by the dielectric part.

また、請求項4に記載の発明は、請求項2に記載のダイバーシティアンテナであって、第1のアンテナ及び第2のアンテナのうち少なくとも一方は、逆F型アンテナ又は逆L型アンテナである。   The invention according to claim 4 is the diversity antenna according to claim 2, wherein at least one of the first antenna and the second antenna is an inverted F antenna or an inverted L antenna.

このように、各アンテナとして逆F型アンテナ又は逆L型アンテナを用いることで、ダイバーシティアンテナのさらなる小型化(特に地板に対して垂直方向の高さの低減)が可能となる。   Thus, by using an inverted F antenna or an inverted L antenna as each antenna, the diversity antenna can be further reduced in size (particularly, the height in the direction perpendicular to the ground plane can be reduced).

また、第1のアンテナ及び第2のアンテナは、該アンテナを構成する導体素子のみからなるものであってもよいのは勿論だが、例えば請求項5に記載のように、第1のアンテナ及び第2のアンテナのうち少なくとも一方が、絶縁性の保持部材に固定されて該保持部材と共に1つのアンテナ構造体として構成されたものであってもよい。そして、そのアンテナ構造体が誘電体部の側面に固定されたものとして構成するとよい。   In addition, the first antenna and the second antenna may be composed of only the conductor elements that constitute the antenna. However, for example, as described in claim 5, the first antenna and the second antenna At least one of the two antennas may be fixed to an insulating holding member and configured as one antenna structure together with the holding member. And it is good to comprise the antenna structure as what was fixed to the side surface of the dielectric part.

このように構成された請求項5に記載のダイバーシティアンテナによれば、各アンテナを、その形状等にかかわらず確実に保持することができる。
そして、請求項6に記載のように、保持部材として誘電体を用いれば、上述した波長短縮効果をより高めることも可能となる。
According to the diversity antenna according to claim 5 configured as described above, each antenna can be reliably held regardless of its shape or the like.
If the dielectric is used as the holding member as described in claim 6, the above-described wavelength shortening effect can be further enhanced.

次に、請求項7に記載の発明は、請求項2〜請求項6の何れか1項に記載のダイバーシティアンテナであって、当該ダイバーシティアンテナは、少なくとも車両の前方から到来する電波を受信するために該車両に設けられている。そして、第1のアンテナと第2のアンテナは、該各アンテナの給電点が車両の前後方向に所定距離離れるように配置されている。   Next, the invention according to claim 7 is the diversity antenna according to any one of claims 2 to 6, wherein the diversity antenna receives at least radio waves coming from the front of the vehicle. Provided in the vehicle. The first antenna and the second antenna are arranged such that the feeding point of each antenna is separated by a predetermined distance in the vehicle front-rear direction.

このように、車両に搭載されて車両前方からの電波を受信するためのダイバーシティアンテナとして、請求項2〜請求項6の何れかに記載のダイバーシティアンテナを用いれば、アンテナ全体の小型化を実現しつつ、ダイバーシティアンテナを構成する第1のアンテナ及び第2のアンテナの何れにおいても車両前方からの電波を良好に受信できる。そのため、車両前方からの電波を受信するための車載用アンテナとして、小型で且つ高性能の空間ダイバーシティ方式のダイバーシティアンテナを提供することが可能となる。   Thus, if the diversity antenna according to any one of claims 2 to 6 is used as a diversity antenna for receiving radio waves from the front of the vehicle mounted on the vehicle, the entire antenna can be downsized. On the other hand, radio waves from the front of the vehicle can be satisfactorily received by both the first antenna and the second antenna constituting the diversity antenna. Therefore, it is possible to provide a small and high-performance space diversity diversity antenna as a vehicle-mounted antenna for receiving radio waves from the front of the vehicle.

また、第1のアンテナと第2のアンテナの実効長をより長くするためには、前後方向に所定距離離すだけではなく、請求項8に記載のように、各アンテナの給電点が車両の左右方向にも所定距離離れた位置関係となるように配置するとよい。このようにすれば、各アンテナ間の距離がより長くなり、各アンテナ間の結合をより弱めることができる。   In addition, in order to make the effective length of the first antenna and the second antenna longer, not only a predetermined distance in the front-rear direction but also a feeding point of each antenna is provided on the left and right sides of the vehicle. It may be arranged so as to have a positional relationship that is a predetermined distance away in the direction as well. In this way, the distance between the antennas becomes longer, and the coupling between the antennas can be further weakened.

そして、第1のアンテナと第2のアンテナの間の結合を更に弱めるためには、例えば請求項9に記載のように、第1のアンテナと第2のアンテナは、車両の前後方向に垂直な面における、給電点からの立設方向が、互いに平行とならないように立設されたものであるとよい。   In order to further weaken the coupling between the first antenna and the second antenna, for example, as described in claim 9, the first antenna and the second antenna are perpendicular to the vehicle front-rear direction. It is preferable that the surfaces are erected so that the erection directions from the feeding point are not parallel to each other.

例えば、各アンテナが共に地板から垂直に立設された構成のように、各アンテナが平行となるように配置されていると、各アンテナに流れる電流の方向も同じになり、その分、結合もしやすくなる。これに対し、各アンテナが平行とならないように立設すれば、各アンテナに流れる電流の方向も異なるため、各アンテナ間の結合を弱めることができる。   For example, if the antennas are arranged parallel to each other, such as a configuration in which each antenna is erected vertically from the ground plane, the direction of the current flowing through each antenna will be the same, and the coupling will be made accordingly. It becomes easy. On the other hand, if the antennas are erected so as not to be parallel, the directions of currents flowing through the antennas are different, so that the coupling between the antennas can be weakened.

次に、請求項10に記載の発明は、請求項1〜請求項9の何れか1項に記載のダイバーシティアンテナであって、第1のアンテナと第2のアンテナの各給電点間の距離は、当該ダイバーシティアンテナの受信電波の周波数帯域内における所定の周波数に対応した波長(以下「受信波長」ともいう)の1/4以下である。   Next, the invention according to claim 10 is the diversity antenna according to any one of claims 1 to 9, wherein the distance between the feeding points of the first antenna and the second antenna is The wavelength corresponding to a predetermined frequency within the frequency band of the received radio wave of the diversity antenna (hereinafter also referred to as “received wavelength”) is ¼ or less.

ダイバーシティアンテナを小型化すべく、単に各アンテナの距離を受信波長の1/4以下にしただけでは、既述の通り、各アンテナ間の結合が強くなって空間ダイバーシティ方式の機能が損なわれてしまう。そこで、このようにアンテナ間の距離が受信波長の1/4以下と短い構成において本発明(請求項1〜9)を適用すれば、誘電体部による波長短縮効果によってアンテナ間の結合を抑制でき、各アンテナが独立して指向性を維持できる(つまり結合による指向性の崩れを抑制できる)ため、より効果的である。   If the distance between the antennas is simply made ¼ or less of the reception wavelength in order to reduce the size of the diversity antenna, as described above, the coupling between the antennas becomes strong and the function of the spatial diversity system is impaired. Therefore, when the present invention (Claims 1 to 9) is applied in such a configuration in which the distance between the antennas is as short as ¼ or less of the reception wavelength, the coupling between the antennas can be suppressed by the wavelength shortening effect by the dielectric portion. Each antenna can maintain its directivity independently (that is, it can suppress the collapse of directivity due to coupling), which is more effective.

次に、請求項11に記載の発明は、請求項1〜請求項10の何れか1項に記載のダイバーシティアンテナであって、誘電体部は、地板上において第1のアンテナから第2のアンテナまで連続的に形成された、所定の誘電率を有する1つの誘電体材料により構成されている。   Next, the invention according to claim 11 is the diversity antenna according to any one of claims 1 to 10, wherein the dielectric portion is formed from the first antenna to the second antenna on the ground plane. 1 is formed of one dielectric material having a predetermined dielectric constant.

即ち、誘電体部をどのように構成するかは種々考えられ、例えば誘電率の異なる複数種類の誘電体材料が各アンテナの距離方向に積層されてなる多層構造のものを構成してもよいし、また例えば、内部に空気層を含むような構成のものであってもよいが、所定の誘電率を有する1つの誘電体材料で構成すれば、誘電体部を簡易的且つ低コストで構成することができる。   That is, there are various ways of configuring the dielectric portion. For example, a multilayer structure in which a plurality of types of dielectric materials having different dielectric constants are laminated in the distance direction of each antenna may be configured. In addition, for example, it may be configured so as to include an air layer inside, but if it is configured by one dielectric material having a predetermined dielectric constant, the dielectric portion can be configured simply and at low cost. be able to.

また、ダイバーシティアンテナを構成する複数のアンテナの数も適宜決めることができ、例えば3つ以上のアンテナからなる構成とすることもできるが、例えば請求項12に記載のように2つのアンテナにてダイバーシティアンテナを構成するようにすれば、ダイバーシティアンテナ全体のさらなる小型化・軽量化・低コスト化が可能となる。   In addition, the number of a plurality of antennas constituting the diversity antenna can be determined as appropriate. For example, the antenna can be composed of three or more antennas. If the antenna is configured, the diversity antenna as a whole can be further reduced in size, weight, and cost.

車両に搭載されたダイバーシティアンテナとその送受信回路の概要を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the outline | summary of the diversity antenna mounted in the vehicle, and its transmission / reception circuit. 第1実施形態のダイバーシティアンテナの概略構成を表す斜視図である。It is a perspective view showing the schematic structure of the diversity antenna of a 1st embodiment. 第1実施形態のダイバーシティアンテナの性能を説明するための説明図であり、(a)はアンテナ単体での指向性を表し、(b)は2つのアンテナをλ/8の距離に近接配置した場合の各アンテナの指向性を表し、(c)は2つのアンテナ間に誘電材を配置した場合の各アンテナの指向性を表す。It is explanatory drawing for demonstrating the performance of the diversity antenna of 1st Embodiment, (a) represents the directivity by the antenna single-piece | unit, (b) is the case where two antennas are arrange | positioned close to the distance of (lambda) / 8 (C) represents the directivity of each antenna when a dielectric material is disposed between the two antennas. 第1実施形態のダイバーシティアンテナの性能を説明するための説明図であり、(a)はマルチパス環境における受信電力の測定系の概略を表す説明図、(b)は誘電材の有無による受信電力(受信可能率)の違いを表す説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the performance of the diversity antenna of 1st Embodiment, (a) is explanatory drawing showing the outline of the measurement system of the received power in a multipath environment, (b) is the received power by the presence or absence of a dielectric material. It is explanatory drawing showing the difference in (receivability rate). 第2実施形態のダイバーシティアンテナの概略構成を表す斜視図である。It is a perspective view showing schematic structure of the diversity antenna of a 2nd embodiment. 第3実施形態のダイバーシティアンテナの概略構成を表す斜視図である。It is a perspective view showing schematic structure of the diversity antenna of 3rd Embodiment. 第4実施形態のダイバーシティアンテナの概略構成を表す斜視図である。It is a perspective view showing schematic structure of the diversity antenna of a 4th embodiment. 空間ダイバーシティ方式のダイバーシティアンテナにおける、各アンテナの距離と各アンテナの指向性の関係を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the relationship between the distance of each antenna, and the directivity of each antenna in the diversity antenna of a space diversity system.

以下に、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
[第1実施形態]
図1に示すように、本実施形態のダイバーシティアンテナ10は、車両100のルーフ上に固定して設置されており、車両100の前後方向に所定距離隔てて配置された第1アンテナ11及び第2アンテナ12の2つのアンテナを有している。そして、各アンテナ11,12は、給電用の同軸ケーブルによって車両100内部の所定位置に設けられた制御装置1と接続されている。本実施形態のダイバーシティアンテナ10は、空間ダイバーシティ方式によるダイバーシティアンテナである。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, the diversity antenna 10 of the present embodiment is fixedly installed on the roof of the vehicle 100, and the first antenna 11 and the second antennas arranged at a predetermined distance in the front-rear direction of the vehicle 100. The antenna 12 has two antennas. Each antenna 11, 12 is connected to a control device 1 provided at a predetermined position inside the vehicle 100 by a coaxial cable for feeding. The diversity antenna 10 of the present embodiment is a diversity antenna based on a spatial diversity method.

このような構成により、ダイバーシティアンテナ10にて受信された電波、即ち各アンテナ11,12による受信信号は、制御装置1に入力され、制御装置1にて各種処理が行われる。また、このダイバーシティアンテナ10は送信用にも用いられ、送信時には制御回路から所望の送信信号が例えば第1アンテナ11に伝送され、この第1アンテナ11から電波として車両前方へ放射される。   With such a configuration, radio waves received by the diversity antenna 10, that is, received signals by the antennas 11 and 12, are input to the control device 1, and various processes are performed by the control device 1. The diversity antenna 10 is also used for transmission. At the time of transmission, a desired transmission signal is transmitted from the control circuit to, for example, the first antenna 11 and radiated from the first antenna 11 to the front of the vehicle as a radio wave.

制御装置1は、ダイバーシティアンテナ10の各アンテナ11,12にて受信された各受信信号を最大比合成法により合成する最大比合成受信回路2と、この最大比合成受信回路2にて合成された受信信号を復調してその復調後の受信データを制御回路4へ出力する機能、及び制御回路4から入力された送信データを変調してその変調後の送信信号を送信回路5へ出力する機能を有する変復調回路3と、変復調回路3からの送信信号をダイバーシティアンテナ10へ出力する送信回路5と、送信信号の生成及び受信信号の処理を行う制御回路4と、を備えたものである。   The control device 1 combines the received signals received by the respective antennas 11 and 12 of the diversity antenna 10 by the maximum ratio combining method and the maximum ratio combining receiving circuit 2. A function of demodulating the reception signal and outputting the demodulated reception data to the control circuit 4; and a function of modulating the transmission data input from the control circuit 4 and outputting the modulated transmission signal to the transmission circuit 5. The modulation / demodulation circuit 3 includes a transmission circuit 5 that outputs a transmission signal from the modulation / demodulation circuit 3 to the diversity antenna 10, and a control circuit 4 that generates a transmission signal and processes a reception signal.

つまり、この制御装置1自体は、最大比合成法による空間ダイバーシティを実現するための、一般によく知られた構成となっている。なお、最大比合成法とは、2つのアンテナ11,12からの各受信信号の位相を合わせて受信レベルが最大になるように制御すると共に、各受信信号の振幅についても制御することにより重み付け合成するものであり、空間ダイバーシティ方式を具体的に実現するための手法の1つとしてよく知られているものである。   That is, the control device 1 itself has a generally well-known configuration for realizing spatial diversity by the maximum ratio combining method. The maximum ratio combining method is weighted combining by controlling the phase of each received signal from the two antennas 11 and 12 so as to maximize the reception level and also controlling the amplitude of each received signal. It is well known as one of the methods for concretely realizing the space diversity system.

そして、このダイバーシティアンテナ10は、車両100において、例えば、見通しの悪い交差点等で車両同士が衝突するのを事前に防ぐため衝突防止システムにおける、車車間通信用に用いられる。   The diversity antenna 10 is used for vehicle-to-vehicle communication in a collision prevention system in order to prevent the vehicles 100 from colliding with each other in advance at, for example, an intersection with poor visibility.

そのため、受信すべき電波の到来方向は車両100の前方であり、ダイバーシティアンテナ10は、車両前方から到来する電波を各アンテナ11,12の双方で良好に受信できるよう構成されている。そして、制御装置1は、各アンテナ11,12による各受信信号に基づいて、自車に接近する他車両の有無等を検出し、その検出結果を、車両100の駆動を制御する他の制御装置へ出力する。なお、衝突防止システムにおける車車間通信用のダイバーシティアンテナに本発明を適用するのはあくまでも一例に過ぎない。   Therefore, the arrival direction of the radio wave to be received is in front of the vehicle 100, and the diversity antenna 10 is configured so that the radio waves arriving from the front of the vehicle can be satisfactorily received by both the antennas 11 and 12. Then, the control device 1 detects the presence or the like of another vehicle approaching the host vehicle based on the received signals from the antennas 11 and 12, and uses the detection result to control the drive of the vehicle 100. Output to. Note that applying the present invention to a diversity antenna for vehicle-to-vehicle communication in a collision prevention system is merely an example.

次に、ダイバーシティアンテナ10のより具体的な構成を、図2に基づいて説明する。図2に示すように、本実施形態のダイバーシティアンテナ10は、主として車両前方から到来する電波を空間ダイバーシティ方式にて受信できるように構成されており、地板14と、この地板14上においてその板面に平行な方向に互いに離間して配置された第1アンテナ11及び第2アンテナ12と、これら各アンテナ11,12の間に配置された誘電材13とを備えている。そして、これらが樹脂カバー17によって覆われる構成となっている。なお、図2は、ダイバーシティアンテナ10において、樹脂カバー17が上方に取り外されて内部が露出した状態が示されている。また、ダイバーシティアンテナ10は、車両100のルーフ上において、地板14の板面とルーフ面とが略平行となるように設置されている。そのため、ダイバーシティアンテナ14の地板14は、車両100が走行する路面(地面)に対しても略平行である。   Next, a more specific configuration of the diversity antenna 10 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the diversity antenna 10 of the present embodiment is configured to be able to receive radio waves arriving mainly from the front of the vehicle by a spatial diversity method, and a ground plane 14 and its plate surface on the ground plane 14. The first antenna 11 and the second antenna 12 are arranged apart from each other in a direction parallel to the antenna 11, and the dielectric material 13 is arranged between the antennas 11 and 12. These are configured to be covered with a resin cover 17. FIG. 2 shows the diversity antenna 10 in a state in which the resin cover 17 is removed upward and the inside is exposed. Diversity antenna 10 is installed on the roof of vehicle 100 such that the plate surface of base plate 14 and the roof surface are substantially parallel. Therefore, the ground plane 14 of the diversity antenna 14 is substantially parallel to the road surface (ground) on which the vehicle 100 travels.

第1アンテナ11及び第2アンテナ12はいずれも、地板14上に立設され、地板14をグランドとするモノポール型のアンテナであり、より詳しくは、逆F型アンテナとして構成されている。つまり、本実施形態のダイバーシティアンテナ10を構成する2つのアンテナ11,12は、それぞれ主偏波方向が同じになるように地板14上に立設されている。既述の通り、地板14はその板面が地面と略平行であるため、各アンテナ11,12はいずれも、垂直偏波を主偏波成分とし、車両前方から到来する垂直偏波の電波を良好に受信できるよう構成されている。   The first antenna 11 and the second antenna 12 are both monopole antennas that stand on the ground plane 14 and have the ground plane 14 as a ground, and more specifically, are configured as inverted F-type antennas. That is, the two antennas 11 and 12 constituting the diversity antenna 10 of the present embodiment are erected on the ground plane 14 so that the main polarization directions are the same. Since the ground plane 14 is substantially parallel to the ground as described above, the antennas 11 and 12 both have vertically polarized radio waves arriving from the front of the vehicle. It is configured to receive well.

また、各アンテナ11,12はいずれも、当該アンテナを構成する導体素子が、保持用の誘電体の表面上に蒸着形成された構成となっている。
即ち、第1アンテナ11は、直方体状の第1保持用誘電体11aの表面に蒸着形成されている。具体的には、逆F型アンテナとしての第1アンテナ11のうち、当該第1アンテナ11の給電点である第1給電点15から地板14の板面に対して垂直方向に延びる薄板状の導体素子部(以下「垂直導体素子部」ともいう)が、第1保持用誘電体11aにおける車両前方側の側面に蒸着形成され、第1アンテナ11のうち地板14の板面と平行な導体素子部(以下「水平導体素子部」ともいう)が、第1保持用誘電体11aにおける上面に蒸着形成され、第1アンテナ11のうち水平導体素子部の一端と地板14との間を短絡する短絡部が、第1保持用誘電体11aにおける右側側面に蒸着形成されている。
In addition, each of the antennas 11 and 12 has a configuration in which a conductor element constituting the antenna is deposited on the surface of a holding dielectric.
That is, the first antenna 11 is formed by vapor deposition on the surface of the rectangular parallelepiped first holding dielectric 11a. Specifically, among the first antenna 11 as an inverted F-type antenna, a thin plate-like conductor extending in a direction perpendicular to the plate surface of the ground plane 14 from the first feeding point 15 that is the feeding point of the first antenna 11. An element portion (hereinafter also referred to as “vertical conductor element portion”) is formed on the side surface of the first holding dielectric 11a on the front side of the vehicle by vapor deposition, and the conductor element portion parallel to the plate surface of the ground plane 14 of the first antenna 11 is formed. (Hereinafter also referred to as “horizontal conductor element portion”) is formed on the upper surface of the first holding dielectric 11a by vapor deposition, and short-circuits between the one end of the horizontal conductor element portion of the first antenna 11 and the ground plane 14. Is deposited on the right side surface of the first holding dielectric 11a.

同様に、第2アンテナ12も、直方体状の第2保持用誘電体12aの表面に蒸着形成されている。具体的には、逆F型アンテナとしての第2アンテナ12のうち、当該第2アンテナ12の給電点である第2給電点16から垂直方向に延びる薄板状の導体素子部(垂直導体素子部)が、第2保持用誘電体12aにおける車両後方側の側面に蒸着形成され、第2アンテナ12のうち地板14の板面と平行な導体素子部(水平導体素子部)が、第2保持用誘電体12aにおける上面に蒸着形成され、第2アンテナ12のうち水平導体素子部の一端と地板14との間を短絡する短絡部が、第2保持用誘電体12aにおける左側側面に蒸着形成されている。   Similarly, the second antenna 12 is also vapor-deposited on the surface of the rectangular parallelepiped second holding dielectric 12a. Specifically, among the second antenna 12 as an inverted F-type antenna, a thin plate-like conductor element portion (vertical conductor element portion) extending in the vertical direction from the second feed point 16 that is the feed point of the second antenna 12. Is formed on the side surface of the second holding dielectric 12a on the vehicle rear side, and the conductor element portion (horizontal conductor element portion) parallel to the plate surface of the ground plane 14 of the second antenna 12 is the second holding dielectric. A short-circuit portion that is short-circuited between one end of the horizontal conductor element portion of the second antenna 12 and the ground plane 14 is formed on the left side surface of the second holding dielectric 12a. .

そして、直方体状に形成された誘電材13における、車両前方側の側面に、第1保持用誘電体11aにおける後方側面が接着固定されている。つまり、第1アンテナ11は、これを保持するための第1保持用誘電体11aと共に1つのアンテナ構造体として、誘電材13の前方側面に固定されている。   The rear side surface of the first holding dielectric 11a is bonded and fixed to the side surface of the dielectric material 13 formed in a rectangular parallelepiped on the front side of the vehicle. That is, the 1st antenna 11 is being fixed to the front side surface of the dielectric material 13 as one antenna structure with the 1st dielectric material 11a for hold | maintaining this.

また、誘電材13における、車両後方側の側面には、第2保持用誘電体12aにおける前方側面が接着固定されている。つまり、第2アンテナ12は、これを保持するための第2保持用誘電体12aと共に1つのアンテナ構造体として、誘電材13の後方側面に固定されている。   Further, the front side surface of the second holding dielectric 12 a is bonded and fixed to the side surface of the dielectric material 13 on the vehicle rear side. That is, the second antenna 12 is fixed to the rear side surface of the dielectric material 13 as one antenna structure together with the second holding dielectric 12a for holding the second antenna 12.

そして、各アンテナ11,12は、第2アンテナ12からみて第1アンテナ11が車両前方に位置するような位置関係となっている。そして、各アンテナ11,12は、車両100の前後方向において所定のアンテナ間前後方向距離dxだけ離れるように配置され、且つ、車両100の左右方向(前後方向と直交する方向)において所定のアンテナ間左右方向距離dyだけ離れるように配置されている。なお、ここでいう上記各距離dx、dyは、各アンテナ11,12の各給電点15,16を基準としてこれら各給電点15,16間の距離を示している。また、本実施形態では、アンテナ間前後方向距離dxが、受信電波の周波数帯域内における所定の周波数(例えば中心周波数)に対応した波長(受信波長)λの1/4となるように構成されている。   The antennas 11 and 12 are in a positional relationship such that the first antenna 11 is located in front of the vehicle when viewed from the second antenna 12. The antennas 11 and 12 are arranged so as to be separated by a predetermined inter-antenna front-rear direction distance dx in the front-rear direction of the vehicle 100, and between the predetermined antennas in the left-right direction of the vehicle 100 (a direction orthogonal to the front-rear direction). They are arranged so as to be separated by a lateral distance dy. The distances dx and dy referred to here indicate distances between the feeding points 15 and 16 with reference to the feeding points 15 and 16 of the antennas 11 and 12, respectively. In the present embodiment, the longitudinal distance dx between the antennas is configured to be ¼ of the wavelength (reception wavelength) λ corresponding to a predetermined frequency (for example, the center frequency) within the frequency band of the received radio wave. Yes.

また、各アンテナ11,12の間に設けられた誘電材13は、所定の比誘電率εrを有する1つの誘電体(誘電体材料)にて構成されている。
このような構成により、各アンテナ11,12の受信電力における位相差は、第1アンテナ11と第2アンテナ12の実際の距離に相当する位相差だけでなく、誘電材13内を電波が伝搬する際の波長短縮率によってきまる位相差分が加わり、実際の距離よりも離れた関係になる。
The dielectric material 13 provided between the antennas 11 and 12 is composed of one dielectric (dielectric material) having a predetermined relative dielectric constant εr.
With such a configuration, the phase difference in the received power of each of the antennas 11 and 12 is not only the phase difference corresponding to the actual distance between the first antenna 11 and the second antenna 12 but also the radio wave propagates in the dielectric material 13. The phase difference determined by the wavelength shortening rate at that time is added, and the relationship is farther from the actual distance.

即ち、第1アンテナ11と第2アンテナ12の間に誘電材13が設けられていることから、この誘電材13による波長短縮効果によって、これら各アンテナ11,12間を伝搬する電波の見かけ上の距離(実効長)が長くなる。つまり、受信電波に対して、各アンテナ11,12間の実効長は実際の距離よりも長くなるのである。実効長がどれだけ長くなるか、即ちどの程度の波長短縮効果が得られるかは、アンテナ11,12間の誘電材13の比誘電率εrに依存し、比誘電率εrが高いほど実効長も長くなる。   In other words, since the dielectric material 13 is provided between the first antenna 11 and the second antenna 12, due to the wavelength shortening effect of the dielectric material 13, the apparent radio waves propagating between the antennas 11 and 12 are apparent. The distance (effective length) becomes longer. That is, the effective length between the antennas 11 and 12 with respect to the received radio wave is longer than the actual distance. How much the effective length is increased, that is, how much wavelength shortening effect is obtained depends on the relative permittivity εr of the dielectric material 13 between the antennas 11 and 12, and the effective length increases as the relative permittivity εr increases. become longer.

なお、誘電体による波長短縮率についてはよく知られているため、詳細な説明は省略するが、概略を述べると次の通りである。即ち、電波(電磁波)が誘電体中を伝搬する際には、その伝搬速度は、誘電体の比誘電率εrに応じて低下し、具体的には、1/√εrに低下する(但し、比透磁率は1と仮定)。そのため、誘電体中を伝搬する電波の波長は、真空中における波長の1/√εr倍となる。そのため、2つのアンテナ間に比誘電率εrの誘電体が配置されている場合、アンテナ間の実効長は、実際の距離の√εr倍となるのである。   In addition, since the wavelength shortening rate by a dielectric material is well known, although detailed description is abbreviate | omitted, it is as follows when it outlines. That is, when a radio wave (electromagnetic wave) propagates in a dielectric, its propagation speed decreases according to the dielectric constant εr of the dielectric, and specifically decreases to 1 / √εr (however, The relative permeability is assumed to be 1). Therefore, the wavelength of the radio wave propagating in the dielectric is 1 / √εr times the wavelength in vacuum. Therefore, when a dielectric having a relative dielectric constant εr is arranged between two antennas, the effective length between the antennas is √εr times the actual distance.

既述の通り、本実施形態では、アンテナ間前後方向距離dxがλ/4に設定されているが、一般に、空間ダイバーシティ方式のダイバーシティアンテナを構成する場合、2つのアンテナ間の距離をλ/4にすると、各アンテナ間の結合が強くなって、各アンテナの指向性が崩れ、ダイバーシティアンテナとしての機能が損なわれてしまう。そのため、一般的には、空間ダイバーシティ方式のアンテナを構成するにあたっては、アンテナ間前後方向距離dxをλ/4よりも離す(例えばλ/2以上とする)など、ある程度の距離を保つ必要がある。   As described above, in this embodiment, the distance dx between the front and rear antennas is set to λ / 4. However, in general, when a diversity antenna of a spatial diversity system is configured, the distance between the two antennas is λ / 4. Then, the coupling between the antennas becomes strong, the directivity of each antenna is lost, and the function as a diversity antenna is impaired. Therefore, in general, when configuring a spatial diversity antenna, it is necessary to maintain a certain distance, such as the distance dx between the antennas in the front-rear direction is more than λ / 4 (for example, λ / 2 or more). .

これに対し、本実施形態のダイバーシティアンテナ10は、アンテナ間前後方向距離dxをできるだけ近接させつつ(本例ではλ/4)、空間ダイバーシティ方式の機能は良好に維持できるよう、各アンテナ11,12の間に誘電材13が設けられている。そして、この誘電材13による波長短縮効果によって、実際の距離よりも実効長が長くなっており、これにより各アンテナ11,12間の結合を弱めて、空間ダイバーシティ方式のアンテナとしての機能が十分に保持されるようにしている。   On the other hand, the diversity antenna 10 of the present embodiment has the antennas 11 and 12 so that the function of the space diversity system can be maintained satisfactorily while keeping the distance dx between the antennas in the longitudinal direction as close as possible (λ / 4 in this example). A dielectric material 13 is provided between the two. The effective length is longer than the actual distance due to the wavelength shortening effect of the dielectric material 13, thereby weakening the coupling between the antennas 11 and 12, and sufficiently functioning as a spatial diversity antenna. It is to be retained.

ここで、2つのアンテナを近接させると結合して指向性が崩れることや、アンテナ間に誘電材を設けることで結合を弱めて指向性の崩れを抑制できることについて、図3を用いてより具体的に説明する。   Here, it is more concrete using FIG. 3 that the directivity is lost due to the coupling when the two antennas are close to each other, and the collapse of the directivity can be suppressed by providing a dielectric material between the antennas to weaken the coupling. Explained.

まず図3(a)は、第1アンテナ11単体での指向性を表す。即ち、図3(a)の右側の指向性は、同図左側のように地板19上に第1アンテナ11が単独で立設された構成における指向性を表すものである。図3(a)に示すように、第1アンテナ11が単独で存在する場合は、その指向性はほぼ無指向性となる。   First, FIG. 3A shows the directivity of the first antenna 11 alone. That is, the directivity on the right side of FIG. 3A represents the directivity in the configuration in which the first antenna 11 is erected independently on the ground plane 19 as shown on the left side of FIG. As shown to Fig.3 (a), when the 1st antenna 11 exists independently, the directivity becomes substantially non-directional.

これに対し、図3(b)に、2つのアンテナ11,12からなるダイバーシティアンテナの指向性を表す。即ち、図3(b)の右側の指向性は、同図左側のように地板14上に立設された2つのアンテナ11,12からなるダイバーシティアンテナの指向性を表すものである。そして、各アンテナ11,12間の距離(図2におけるアンテナ間前後方向距離dxに相当する距離)は、λ/8と近接した距離に設定されている。   In contrast, FIG. 3B shows the directivity of the diversity antenna including the two antennas 11 and 12. That is, the directivity on the right side of FIG. 3B represents the directivity of the diversity antenna composed of the two antennas 11 and 12 erected on the ground plane 14 as shown on the left side of the figure. The distance between the antennas 11 and 12 (the distance corresponding to the inter-antenna longitudinal distance dx in FIG. 2) is set to a distance close to λ / 8.

このように近接配置されているため、各アンテナ11,12間には結合が生じ、これにより、各アンテナ11,12の指向性は、図3(b)に示すように、図3(a)に示した単独での指向性(無指向性)に対して大きく崩れ、特定方向の利得が大きくて他の特定方向の利得は非常に小さい指向性となっている。   Since the antennas 11 and 12 are arranged close to each other in this way, coupling occurs between the antennas 11 and 12, and as a result, the directivity of each antenna 11 and 12 is as shown in FIG. The directivity (non-directivity) shown in FIG. 1 is greatly lost, the gain in a specific direction is large, and the gains in other specific directions are very small.

このうち、第1アンテナ11については、前方右側の利得は十分な値であるため、指向性が崩れているものの、前方からの電波を一応は受信できる。但し、その指向性は前方右側に偏っているため、前方左側からの電波の受信感度は悪くなる。一方、第2アンテナ12については、後方左側の利得は十分な値であるが、前方の利得は小さくなっている。そのため、この第2アンテナ12によって前方からの電波を良好に受信することは困難である。このように、2つのアンテナ11,12を近接配置すると、各アンテナ間の結合によって各アンテナの指向性が崩れ、空間ダイバーシティ方式のアンテナとしての機能が損なわれてしまう。そして、図3(b)に示す例では、前方から到来する電波を受信できるのが実質的には第1アンテナ11のみとなってしまう。しかも、第1アンテナ11についても、前方からの電波を受信できるとはいえ、図3(b)に示すように指向性に偏りが生じているため、単独の場合よりも電波の受信感度は低下する。   Among these, for the first antenna 11, the gain on the right side of the front is a sufficient value, and although the directivity is lost, the radio waves from the front can be received temporarily. However, since the directivity is biased to the front right side, the reception sensitivity of radio waves from the front left side deteriorates. On the other hand, for the second antenna 12, the gain on the left rear side is a sufficient value, but the gain on the front side is small. Therefore, it is difficult to satisfactorily receive radio waves from the front by the second antenna 12. Thus, when the two antennas 11 and 12 are arranged close to each other, the directivity of each antenna is lost due to the coupling between the antennas, and the function as a spatial diversity antenna is impaired. In the example shown in FIG. 3B, only the first antenna 11 can receive radio waves coming from the front. Moreover, although the first antenna 11 can also receive radio waves from the front, since the directivity is biased as shown in FIG. 3B, the radio wave reception sensitivity is lower than that of a single antenna. To do.

これに対し、図3(c)は、図3(b)の構成に対し、2つのアンテナ11,12の間に誘電材13を配置した構成、即ち、図2に示した本実施形態のダイバーシティアンテナ10である。図3(c)に示すように、2つのアンテナ11,12の間に誘電材13を配置することで、各アンテナ11,12の指向性の崩れは大きく抑制されており、実質的に無指向性の状態が維持されているものと扱ってもよい。   On the other hand, FIG. 3C shows a configuration in which the dielectric material 13 is arranged between the two antennas 11 and 12 with respect to the configuration of FIG. 3B, that is, the diversity of the present embodiment shown in FIG. This is the antenna 10. As shown in FIG. 3C, by disposing the dielectric material 13 between the two antennas 11 and 12, the directivity of each antenna 11 and 12 is largely prevented from being lost, and is substantially non-directional. It may be treated that the state of sex is maintained.

そのため、各アンテナ11,12共に、前方からの電波を良好に受信でき、空間ダイバーシティ方式のアンテナとしての機能が十分に保持される。このように、各アンテナ11,12間の距離が図3(b)と同じ(λ/8)であるにもかかわらず無指向性の状態が保持されるのは、誘電材13による波長短縮効果によって各アンテナ11,12間の実効長が長くなり、これにより各アンテナ11,12間の結合が抑制されるからである。   Therefore, both antennas 11 and 12 can receive radio waves from the front well, and the function as a space diversity antenna is sufficiently maintained. As described above, the omnidirectional state is maintained even though the distance between the antennas 11 and 12 is the same (λ / 8) as in FIG. This is because the effective length between the antennas 11 and 12 is increased by this, and thereby the coupling between the antennas 11 and 12 is suppressed.

図3(b)の構成(誘電材なしの構成)と、図3(c)の構成(誘電材ありの構成)とで、実際にマルチパス環境で受信を行った場合の受信電力の測定結果を、図4に示す。図4(a)は、受信電力の測定系の概略を示すものである。図示のように、この測定系は、道路の交差点を模式的に再現したものであり、幅1.5mの道路が交差したモデルとなっている。そして、この交差点から図中右側に3m離れた位置に、送信アンテナを設け、ネットワークアナライザからこの送信アンテナへ送信用の電力を出力することでこの送信アンテナから測定用の電波を送信する。   Measurement results of received power when the reception is actually performed in a multipath environment with the configuration of FIG. 3B (configuration without a dielectric material) and the configuration of FIG. 3C (configuration with a dielectric material). Is shown in FIG. FIG. 4A shows an outline of a received power measurement system. As shown in the figure, this measurement system is a model in which road intersections are schematically reproduced, and is a model in which roads with a width of 1.5 m intersect. Then, a transmission antenna is provided at a position 3 m away from the intersection on the right side in the figure, and transmission power is output from the network analyzer to the transmission antenna, thereby transmitting a measurement radio wave from the transmission antenna.

一方、交差点から図中下側に、1m四方の受信領域を設定する。そして、この受信領域内において、測定対象のダイバーシティアンテナを、複数の測定ポイントに順次移動させ、測定ポイント毎に、送信アンテナからの送信電波の受信電力をネットワークアナライザにて測定する。なお、この測定時におけるダイバーシティアンテナの向きは、その前方が交差点側を向くようにする。   On the other hand, a 1 m square reception area is set from the intersection to the lower side in the figure. In this reception area, the diversity antenna to be measured is sequentially moved to a plurality of measurement points, and the reception power of the transmission radio wave from the transmission antenna is measured for each measurement point with a network analyzer. Note that the direction of the diversity antenna at the time of measurement is such that the front thereof faces the intersection.

この測定結果に基づいて、受信領域内における受信電力の分布を示す受信電力マップを作成する。具体的には、測定ポイント毎に、2つのアンテナによる受信電力のうち最大値をプロットしていく。そして、全測定ポイントのうち、受信電力が所定の閾値(例えば−85dbm)以上の測定ポイントが存在する確率を、受信可能率として算出する。   Based on the measurement result, a reception power map indicating the distribution of reception power in the reception area is created. Specifically, the maximum value of the received power from the two antennas is plotted for each measurement point. Then, the probability that there is a measurement point whose received power is equal to or higher than a predetermined threshold value (for example, −85 dbm) among all the measurement points is calculated as a receivable rate.

このような測定系にて、図3(b)の誘電体なしの構成と図3(c)の誘電体ありの構成の各ダイバーシティアンテナの受信可能率を算出した結果を、図4(b)に示す。
図4(b)に示す通り、誘電体なしの構成の場合、図3(b)右側に示したように各アンテナの指向性が大きく崩れることから、第1アンテナ11による受信可能率も10.4%と低く、第2アンテナ12を含めた全体の受信可能率も15.6%と非常に低い。
In such a measurement system, the result of calculating the receivability of each diversity antenna of the configuration without the dielectric in FIG. 3B and the configuration with the dielectric in FIG. 3C is shown in FIG. Shown in
As shown in FIG. 4B, in the case of a configuration without a dielectric, the directivity of each antenna is greatly collapsed as shown on the right side of FIG. The overall receivable rate including the second antenna 12 is as low as 45.6%, which is very low as 15.6%.

これに対し、誘電体ありの場合、図3(c)右側に示したように、誘電材13による波長短縮効果によって各アンテナの指向性はほとんど崩れないため、第1アンテナ11による受信可能率は44.9%と高い。また、これに加え、第2アンテナ12による受信可能率も、第1アンテナ11よりは低いものの、誘電体なしの場合よりも大きな値となる。そのため、第2アンテナ12を含めた全体の受信可能率は、52.7%と、大きな値となる。つまり、誘電体なしの場合よりも誘電体ありの方が、受信可能率が約37%も向上されている。   On the other hand, when there is a dielectric, as shown in the right side of FIG. 3 (c), the directivity of each antenna is almost unchanged due to the wavelength shortening effect by the dielectric material 13, so the receivability rate by the first antenna 11 is It is as high as 44.9%. In addition to this, the receivable rate by the second antenna 12 is lower than that of the first antenna 11, but is larger than that in the case of no dielectric. Therefore, the overall receivable rate including the second antenna 12 is a large value of 52.7%. That is, the receivable rate is improved by about 37% when the dielectric is present compared to the case without the dielectric.

なお、本実施形態では、各アンテナ11,12間の距離(アンテナ間前後方向距離dx)を、λ/4としたが、これは一例であって、これより長くしてもよいし、これより短くしてもよい。但し、λ/4より長い場合は、誘電材13がなくてもその距離に応じてアンテナ間の結合は弱まっていくため、距離によっては必ずしも誘電材13を設ける必要性はなくなる。逆に、λ/4より短い場合は、アンテナ間の結合はより強まっていくため、距離が短くなればなるほど、波長短縮率の高い誘電材13を用いてアンテナ間の実効長を長くするのが望ましい。   In the present embodiment, the distance between the antennas 11 and 12 (the distance dx between the antennas in the front-rear direction) is λ / 4. However, this is an example, and the distance may be longer than this. It may be shortened. However, if it is longer than λ / 4, even if there is no dielectric material 13, the coupling between the antennas is weakened according to the distance, so it is not always necessary to provide the dielectric material 13 depending on the distance. On the contrary, when the wavelength is shorter than λ / 4, the coupling between the antennas becomes stronger. Therefore, the shorter the distance, the longer the effective length between the antennas using the dielectric material 13 having a higher wavelength shortening rate. desirable.

以上説明したように、本実施形態のダイバーシティアンテナ10によれば、各アンテナ11,12間に誘電材13が配置されていることにより、その波長短縮効果によって、各アンテナ11,12間の結合を小さくすることができ、各アンテナ11,12の指向性を、単独の場合の指向性(無指向性)から崩れるのを抑制できる。そのため、所望の方向(本実施形態では車両前方)からの電波に対する空間ダイバーシティ方式の受信性能を十分に保持しつつ、十分に小型化されたダイバーシティアンテナ10を提供することが可能となる。   As described above, according to the diversity antenna 10 of the present embodiment, since the dielectric material 13 is disposed between the antennas 11 and 12, the coupling between the antennas 11 and 12 can be achieved by the wavelength shortening effect. It can be made small, and it can suppress that the directivity of each antenna 11 and 12 collapses from the directivity (non-directivity) in the case of being independent. Therefore, it is possible to provide diversity antenna 10 that is sufficiently miniaturized while sufficiently retaining the reception performance of the spatial diversity system for radio waves from a desired direction (in the present embodiment, in front of the vehicle).

また、各アンテナ11,12として、逆F型アンテナを用いている。そのため、ダイバーシティアンテナ10のさらなる小型化(特に垂直方向の高さの低減)が可能となる。
更に、各アンテナ11,12は、それぞれ、該アンテナを構成する導体素子(エレメント)が保持用誘電体の表面に蒸着形成され、保持用誘電体と共に一体化された構造体として形成されている。そのため、各アンテナ11,12を確実に保持することができると共に、この保持用誘電体による波長短縮効果も加わって各アンテナ11,12間の結合をより弱めることも可能となる。
Further, as each of the antennas 11 and 12, inverted F type antennas are used. Therefore, the diversity antenna 10 can be further downsized (particularly, the height in the vertical direction can be reduced).
Further, each of the antennas 11 and 12 is formed as a structure in which a conductor element (element) constituting the antenna is deposited on the surface of the holding dielectric and integrated with the holding dielectric. Therefore, the antennas 11 and 12 can be securely held, and the coupling between the antennas 11 and 12 can be further weakened by adding a wavelength shortening effect by the holding dielectric.

そして、このように構成されたダイバーシティアンテナ10を用いることで、車両100において、その前方からの電波を良好に受信することができる。つまり、車両前方からの電波を受信するための車載用アンテナとして、小型で且つ高性能の空間ダイバーシティ方式のダイバーシティアンテナを提供することが可能となる。   By using diversity antenna 10 configured in this manner, vehicle 100 can receive radio waves from the front in a favorable manner. That is, it is possible to provide a small and high-performance space diversity diversity antenna as an in-vehicle antenna for receiving radio waves from the front of the vehicle.

また、誘電材13は、所定の比誘電率εrを有する1つの誘電体材料により構成されているため、誘電材13を簡易的且つ低コストで構成することができる。これに加え、ダイバーシティアンテナ10を2つのアンテナ11,12により構成しているため、3つ以上のアンテナにより構成する場合に比べて、ダイバーシティアンテナ10全体の小型化・軽量化・低コスト化が実現されている。   Moreover, since the dielectric material 13 is comprised by one dielectric material which has the predetermined dielectric constant (epsilon) r, the dielectric material 13 can be comprised simply and at low cost. In addition, since the diversity antenna 10 is composed of the two antennas 11 and 12, the diversity antenna 10 as a whole can be reduced in size, weight, and cost as compared with the case where it is composed of three or more antennas. Has been.

ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素の対応関係を明らかにする。本実施形態において、第1アンテナ11は本発明の第1のアンテナに相当し、第2アンテナ12は本発明の第2のアンテナに相当し、誘電材13は本発明の誘電体部に相当し、第1保持用誘電体11a及び第2保持用誘電体12aはいずれも本発明の保持部材に相当する。   Here, the correspondence between the components of the present embodiment and the components of the present invention will be clarified. In the present embodiment, the first antenna 11 corresponds to the first antenna of the present invention, the second antenna 12 corresponds to the second antenna of the present invention, and the dielectric material 13 corresponds to the dielectric portion of the present invention. The first holding dielectric 11a and the second holding dielectric 12a correspond to the holding member of the present invention.

[第2実施形態]
図5に、第2実施形態のダイバーシティアンテナ20の概略構成を示す。図5に示す本実施形態のダイバーシティアンテナ20は、図2に示した第1実施形態のダイバーシティアンテナ10と同様、車両100に搭載され、空間ダイバーシティ方式のアンテナとして用いられるものであり、車両100の前後方向に所定距離隔てて配置された第1アンテナ21及び第2アンテナ22の2つのアンテナを有している。
[Second Embodiment]
FIG. 5 shows a schematic configuration of the diversity antenna 20 of the second embodiment. Diversity antenna 20 of the present embodiment shown in FIG. 5 is mounted on vehicle 100 and used as a spatial diversity antenna, similarly to diversity antenna 10 of the first embodiment shown in FIG. There are two antennas, a first antenna 21 and a second antenna 22, which are arranged at a predetermined distance in the front-rear direction.

より具体的には、地板24と、この地板24上において水平方向(地板24の面に略平行な方向)に互いに離間して配置された第1アンテナ21及び第2アンテナ22と、これら各アンテナ21,22の間に配置された誘電材23とを備えている。そして、これらが樹脂カバー27によって覆われる構成となっている。   More specifically, the ground plane 24, the first antenna 21 and the second antenna 22 that are spaced apart from each other in the horizontal direction (direction substantially parallel to the surface of the ground plane 24) on the ground plane 24, and each of these antennas. And a dielectric material 23 disposed between 21 and 22. These are configured to be covered with a resin cover 27.

第1アンテナ21及び第2アンテナ22はいずれも、地板24上において、それぞれ給電点25,26から垂直方向に立設された、地板24をグランドとするモノポールアンテナである。つまり、本実施形態のダイバーシティアンテナ20を構成する2つのアンテナ21,22も、いずれも、主偏波方向が同じであり、より具体的には、垂直偏波を主偏波成分とするものである。   Each of the first antenna 21 and the second antenna 22 is a monopole antenna standing on the ground plane 24 in the vertical direction from the feeding points 25 and 26 and having the ground plane 24 as the ground. That is, the two antennas 21 and 22 constituting the diversity antenna 20 of the present embodiment have the same main polarization direction, and more specifically, vertical polarization is the main polarization component. is there.

そして、各アンテナ21,22は、車両100の前後方向において所定のアンテナ間前後方向距離dxだけ離れるように配置されている。なお、本実施形態におけるアンテナ間前後方向距離dxも、第1実施形態と同じくλ/4であるが、これは勿論一例にすぎない。また、各アンテナ21,22の間に設けられた誘電材23は、第1実施形態の誘電材13と同様、所定の比誘電率εrを有する1つの誘電体(誘電体材料)にて構成されている。   Each antenna 21, 22 is arranged so as to be separated by a predetermined distance dx between the antennas in the front-rear direction of vehicle 100. The distance dx between the front and rear antennas in this embodiment is λ / 4 as in the first embodiment, but this is only an example. In addition, the dielectric material 23 provided between the antennas 21 and 22 is configured by one dielectric (dielectric material) having a predetermined relative permittivity εr, like the dielectric material 13 of the first embodiment. ing.

また、本実施形態では、各アンテナ21,22が、誘電材23の側面に直接蒸着形成されている。具体的には、第1アンテナ21は、その導体素子部が、全長に渡って誘電材23の前方側面に蒸着形成されている。また、第2アンテナ22は、その導体素子部が全長に渡って誘電材23の後方側面に蒸着形成されている。   In the present embodiment, the antennas 21 and 22 are directly deposited on the side surfaces of the dielectric material 23. Specifically, the first antenna 21 has a conductor element portion formed on the front side surface of the dielectric material 23 by vapor deposition over the entire length. Further, the second antenna 22 is formed by vapor deposition on the rear side surface of the dielectric material 23 with the conductor element portion extending over the entire length.

このように構成された本実施形態のダイバーシティアンテナ20によっても、各アンテナ21,22の間に誘電材23が配置されていることから、その波長短縮効果によって、各アンテナ21,22間の実効長を長くすることができる。これにより、各アンテナ21,22間の結合を抑制でき、各アンテナ21,22の指向性を、単独の場合の指向性(無指向性)から崩れるのを抑制できる。そのため、所望の方向(車両前方)からの電波に対する空間ダイバーシティ方式の受信性能を十分に保持しつつ、十分に小型化されたダイバーシティアンテナ20を提供することが可能となる。   Also in the diversity antenna 20 of the present embodiment configured as described above, since the dielectric material 23 is disposed between the antennas 21 and 22, the effective length between the antennas 21 and 22 is obtained due to the wavelength shortening effect. Can be lengthened. Thereby, the coupling | bonding between each antenna 21 and 22 can be suppressed, and it can suppress that the directivity of each antenna 21 and 22 collapses from the directivity (non-directivity) in the case of being independent. Therefore, it is possible to provide a sufficiently miniaturized diversity antenna 20 while sufficiently maintaining the reception performance of the spatial diversity method with respect to radio waves from a desired direction (front of the vehicle).

また、各アンテナ21,22は、いずれも、誘電材23の側面に直接蒸着形成されているため、各アンテナ21,22の形成を容易に行えると共に、各アンテナ21,22を誘電材23によって容易に保持させることができる。   In addition, since each antenna 21 and 22 is directly deposited on the side surface of the dielectric material 23, each antenna 21 and 22 can be easily formed, and each antenna 21 and 22 can be easily formed by the dielectric material 23. Can be held.

[第3実施形態]
図6に、第3実施形態のダイバーシティアンテナ30の概略構成を示す。図6に示す本実施形態のダイバーシティアンテナ30は、図5に示した第2実施形態のダイバーシティアンテナ20と同様、地板34と、この地板34上において所定のアンテナ間前後方向距離dxだけ離間して配置された第1アンテナ31及び第2アンテナ32と、これら各アンテナ31,32の間に配置された誘電材33とを備えている。そして、これらが樹脂カバー37によって覆われる構成となっている。
[Third Embodiment]
FIG. 6 shows a schematic configuration of the diversity antenna 30 of the third embodiment. The diversity antenna 30 of the present embodiment shown in FIG. 6 is separated from the ground plane 34 by a predetermined distance dx between the antennas on the ground plane 34 on the ground plane 34 in the same manner as the diversity antenna 20 of the second embodiment shown in FIG. A first antenna 31 and a second antenna 32 are provided, and a dielectric material 33 is provided between the antennas 31 and 32. These are configured to be covered with a resin cover 37.

第1アンテナ31及び第2アンテナ32はいずれも、地板34上において、それぞれ給電点35,36から垂直方向に立設された、地板34をグランドとするモノポール型のアンテナである。つまり、本実施形態のダイバーシティアンテナ30を構成する2つのアンテナ31,32も、いずれも、主偏波方向が同じであり、より具体的には、垂直偏波を主偏波成分とするものである。   Each of the first antenna 31 and the second antenna 32 is a monopole antenna that stands on the ground plane 34 in the vertical direction from the feed points 35 and 36 and has the ground plane 34 as the ground. That is, the two antennas 31 and 32 constituting the diversity antenna 30 of the present embodiment have the same main polarization direction, and more specifically, the vertical polarization is the main polarization component. is there.

そして、本実施形態のダイバーシティアンテナ30が第2実施形態のダイバーシティアンテナ20と異なるのは、各アンテナ31,32の構成である。即ち、図6(本実施形態)と図5(第2実施形態)を比較して明らかなように、本実施形態の各アンテナ31,32は、第2実施形態の各アンテナ21,22の長さをより長くしたものであって、且つ、その長くした分についても、誘電材の上面に蒸着形成されている。つまり、本実施形態の各アンテナ31,32は、誘電材33の側面から上面にかけて導体素子部が蒸着形成されたものであり、よって、逆L型アンテナの一種とみなすこともできる。   The diversity antenna 30 of the present embodiment is different from the diversity antenna 20 of the second embodiment in the configuration of the antennas 31 and 32. That is, as is clear by comparing FIG. 6 (this embodiment) and FIG. 5 (second embodiment), the antennas 31 and 32 of this embodiment are the lengths of the antennas 21 and 22 of the second embodiment. The length is longer, and the longer portion is also deposited on the upper surface of the dielectric material. That is, each of the antennas 31 and 32 of the present embodiment has a conductive element portion formed by vapor deposition from the side surface to the upper surface of the dielectric material 33, and can therefore be regarded as a kind of inverted L-type antenna.

このように構成されたダイバーシティアンテナ30によっても、第2実施形態のダイバーシティアンテナ20と同様の効果を得ることができる。
しかも、本実施形態では、導体素子部の長い各アンテナ31,32の全体を、誘電材33の側面から上面にかけて連続して蒸着形成しているため、例えば受信周波数が低い場合などのように各アンテナ31,32の長さを長くする必要がある場合や、ダイバーシティアンテナ全体の高さをより低く抑える必要がある場合などにも、空間ダイバーシティの効果を保持しつつダイバーシティアンテナ30全体の小型化が可能となる。
Even with the diversity antenna 30 configured as described above, the same effect as that of the diversity antenna 20 of the second embodiment can be obtained.
In addition, in the present embodiment, the entire antennas 31 and 32 having a long conductor element portion are continuously vapor deposited from the side surface to the upper surface of the dielectric material 33, so that each antenna has a low reception frequency, for example. Even when it is necessary to increase the length of the antennas 31 and 32, or when it is necessary to reduce the height of the entire diversity antenna, the diversity antenna 30 can be reduced in size while maintaining the effect of spatial diversity. It becomes possible.

[第4実施形態]
図7に、第4実施形態のダイバーシティアンテナ40の概略構成を示す。図7に示す本実施形態のダイバーシティアンテナ40も、地板44と、この地板44上において所定距離隔てて配置された第1アンテナ41及び第2アンテナ42と、これら各アンテナ41,42の間に配置された誘電材43とを備えている。そして、これらが樹脂カバー47によって覆われる構成となっている。
[Fourth Embodiment]
FIG. 7 shows a schematic configuration of the diversity antenna 40 of the fourth embodiment. The diversity antenna 40 of the present embodiment shown in FIG. 7 is also disposed between the ground plane 44, the first antenna 41 and the second antenna 42 that are disposed at a predetermined distance on the ground plane 44, and the antennas 41 and 42. The dielectric material 43 is provided. These are configured to be covered with a resin cover 47.

第1アンテナ41及び第2アンテナ42はいずれも、地板44上において、それぞれ給電点45,46から所定角度傾斜するように立設された、地板44をグランドとするモノポール型のアンテナである。   Each of the first antenna 41 and the second antenna 42 is a monopole antenna that is erected on the ground plane 44 so as to be inclined at a predetermined angle from the feeding points 45 and 46, respectively, with the ground plane 44 as a ground.

つまり、本実施形態のダイバーシティアンテナ40は、誘電材43の側面に蒸着形成されている点では第2実施形態のダイバーシティアンテナ20(図5参照)と同様の構成であるが、各アンテナ41,42の各給電点45,46が、誘電材43の底面における対角線の両端にそれぞれ配置された状態となっている。つまり、各給電点45,46は、前後方向においては所定のアンテナ間前後方向距離dxだけ離間し、左右方向においても所定のアンテナ間左右方向距離dyだけ離間している。   That is, the diversity antenna 40 of this embodiment has the same configuration as that of the diversity antenna 20 (see FIG. 5) of the second embodiment in that it is vapor-deposited on the side surface of the dielectric material 43. The feeding points 45 and 46 are respectively arranged at opposite ends of the diagonal line on the bottom surface of the dielectric material 43. That is, the feed points 45 and 46 are separated by a predetermined inter-antenna front-rear direction distance dx in the front-rear direction, and are separated by a predetermined inter-antenna left-right direction distance dy in the left-right direction.

そして、誘電材43の前方側面に形成された第1アンテナ41は、誘電材43の底面における前方左端の第1給電点45から、その前方側面における右側上方に向けて(つまり地板44に対して所定角度傾斜して)立設されている。   The first antenna 41 formed on the front side surface of the dielectric material 43 is directed from the first feed point 45 at the front left end on the bottom surface of the dielectric material 43 toward the upper right side on the front side surface (that is, with respect to the ground plane 44). It is erected at a predetermined angle.

また、誘電材43の後方側面に形成された第2アンテナ42は、誘電材43の底面における後方右端の第2給電点46から、その後方側面における左側上方に向けて(つまり地板44に対して所定角度傾斜して)立設されている。なお、誘電材43の前方側面及び後方側面はいずれも、前後方向に垂直な面である。   Further, the second antenna 42 formed on the rear side surface of the dielectric material 43 is directed from the second feeding point 46 at the rear right end on the bottom surface of the dielectric material 43 toward the upper left side on the rear side surface (that is, with respect to the ground plane 44). It is erected at a predetermined angle. The front side surface and the rear side surface of the dielectric material 43 are both surfaces perpendicular to the front-rear direction.

つまり、第1アンテナ41と第2アンテナ42は、車両の前後方向に垂直な面における、給電点からの立設方向が、互いに平行とならないように立設されている。
尚、各アンテナ41,42は、地板44に対して垂直ではなく傾斜して立設されているが、その主偏波成分は垂直偏波である。逆に言えば、各アンテナ41,42の傾斜角度は、いずれも、これら各アンテナ41,42が垂直偏波を主偏波成分に持つことができる範囲内の角度に設定される。
That is, the first antenna 41 and the second antenna 42 are erected so that their erection directions from the feeding point are not parallel to each other on a plane perpendicular to the longitudinal direction of the vehicle.
The antennas 41 and 42 are erected with an inclination rather than perpendicular to the ground plane 44, but the main polarization component is vertical polarization. Conversely, the inclination angles of the antennas 41 and 42 are both set to an angle within a range in which the antennas 41 and 42 can have a vertically polarized wave as a main polarized wave component.

そのため、このように構成された本実施形態のダイバーシティアンテナ40によっても、各アンテナ41,42の間に誘電材43が配置されていることから、その波長短縮効果によって、各アンテナ41,42間の実効長を長くすることができ、各アンテナ41,42間の結合を抑制できて、各アンテナ41,42の指向性を、単独の場合の指向性(無指向性)から崩れるのを抑制できる。そのため、所望の方向(車両前方)からの電波に対する空間ダイバーシティ方式の受信性能を十分に保持しつつ、十分に小型化されたダイバーシティアンテナ40を提供することが可能となる。   Therefore, also in the diversity antenna 40 of the present embodiment configured as described above, since the dielectric material 43 is disposed between the antennas 41 and 42, due to the wavelength shortening effect, between the antennas 41 and 42. The effective length can be increased, the coupling between the antennas 41 and 42 can be suppressed, and the directivity of the antennas 41 and 42 can be suppressed from collapsing from the directivity (non-directivity) in the case of a single antenna. Therefore, it is possible to provide a sufficiently miniaturized diversity antenna 40 while sufficiently maintaining the reception performance of the spatial diversity system for radio waves from a desired direction (front of the vehicle).

しかも、本実施形態では、各アンテナ41,42が平行とならないように立設されているため、各アンテナ41,42に流れる電流の方向も異なる。そのため、各アンテナ41,42間の結合をより弱めることができる。   In addition, in the present embodiment, since the antennas 41 and 42 are erected so as not to be parallel, the directions of currents flowing through the antennas 41 and 42 are also different. Therefore, the coupling between the antennas 41 and 42 can be further weakened.

[変形例]
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
[Modification]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can take various forms as long as they belong to the technical scope of the present invention. Needless to say.

例えば、上記第2実施形態のダイバーシティアンテナ20(図5)において、各アンテナ21,22の立設角度を、第4実施形態のダイバーシティアンテナ40(図7)のようにそれぞれ傾斜させて、互いに平行とならないようにしてもよい。   For example, in the diversity antenna 20 (FIG. 5) of the second embodiment, the standing angles of the antennas 21 and 22 are inclined as shown in the diversity antenna 40 (FIG. 7) of the fourth embodiment and are parallel to each other. It may not be.

また、上記第3実施形態のダイバーシティアンテナ30では、各アンテナ31,32を、誘電材33における前後方向の側面から上面にかけて延設するようにしたが、上面とは異なる他の面に延設するようにしてもよい。即ち、例えば第1アンテナ31を、誘電材33の前方側面から左右いずれかの側面にかけて延設するようにしてもよい。   In the diversity antenna 30 of the third embodiment, the antennas 31 and 32 are extended from the front and rear side surfaces to the upper surface of the dielectric material 33, but are extended to other surfaces different from the upper surface. You may do it. That is, for example, the first antenna 31 may extend from the front side surface of the dielectric material 33 to either the left or right side surface.

また、第4実施形態の各アンテナ41,42を、各給電点45,46の位置はそのままとして、地板44に対してそれぞれ垂直に立設させてもよい。
また、上記実施形態では、垂直偏波を主偏波成分とするダイバーシティアンテナ30を例に挙げて説明したが、主偏波成分(主偏波方向)が垂直偏波であるのはあくまでも一例である。例えば、水平偏波を主偏波方向とする複数のアンテナからなるダイバーシティアンテナを構成して水平偏波を良好に受信できるようにしてもよい。また、円偏波受信用のアンテナとして用いることもできる。
Further, the antennas 41 and 42 of the fourth embodiment may be erected vertically with respect to the ground plane 44 with the positions of the feeding points 45 and 46 being left as they are.
In the above embodiment, the diversity antenna 30 having vertical polarization as the main polarization component has been described as an example. However, the main polarization component (main polarization direction) is a vertical polarization only as an example. is there. For example, a diversity antenna including a plurality of antennas whose horizontal polarization is the main polarization direction may be configured so that the horizontal polarization can be received satisfactorily. It can also be used as an antenna for circularly polarized wave reception.

つまり、地板上において2つのアンテナが所定間隔隔てて配置され、且つ各アンテナの主偏波方向が同じであって、更に、各アンテナの間に誘電体材料が配置されることにより波長短縮効果が得られるような構成である限り、あらゆる形態のダイバーシティアンテナを構成することができる。   That is, two antennas are arranged on the ground plane at a predetermined interval, the main polarization directions of the antennas are the same, and a dielectric material is arranged between the antennas, so that the wavelength shortening effect is achieved. Any form of diversity antenna can be configured as long as the configuration is obtained.

ダイバーシティアンテナを構成するアンテナの種類についても種々考えられ、例えば逆L型アンテナ、線状アンテナ、ヘリカルアンテナ、折り返しモノポールアンテナなどのあらゆるアンテナを使用できる。   Various types of antennas that make up the diversity antenna are also conceivable. For example, any antenna such as an inverted L antenna, a linear antenna, a helical antenna, and a folded monopole antenna can be used.

また、各アンテナは必ずしも同じ種類、同じ形状のアンテナとする必要はなく、各アンテナをそれぞれ異なるアンテナとすることもできる。
また、上記各実施形態では、各アンテナ間に配置する誘電材として、所定の比誘電率εrを有する1つの誘電体材料からなるものを用いたが、これもあくまでも一例であり、例えば、異なる誘電率の誘電体材料が前後方向に並べて配置されてなる誘電材であってもよいし、空気層が存在するような誘電材であってもよく、結果的に各アンテナ間の波長短縮効果が得られる限り、どのような形状・構成の誘電材を用いるかは適宜決めることができる。
In addition, each antenna does not necessarily have to be the same type and shape, and each antenna may be a different antenna.
Further, in each of the above embodiments, the dielectric material disposed between the antennas is made of one dielectric material having a predetermined relative dielectric constant εr. However, this is only an example, for example, different dielectric materials. The dielectric material may be a dielectric material in which a dielectric material having a ratio is arranged in the front-rear direction, or may be a dielectric material in which an air layer exists, resulting in a wavelength shortening effect between the antennas. As long as it is possible, it is possible to appropriately determine what shape and configuration of dielectric material is used.

また、上記各実施形態では、2つのアンテナからなるダイバーシティアンテナを例に挙げて説明したが、3つ以上のアンテナからなるダイバーシティアンテナを構成してもよい。その場合、隣接する2つのアンテナの組み合わせ(アンテナ対)全てに対して各アンテナ間に誘電材を配置してもよいし、一部のアンテナ対に対してのみ誘電材を配置するようにしてもよい。   In each of the above embodiments, the description has been given by taking the diversity antenna including two antennas as an example. However, a diversity antenna including three or more antennas may be configured. In that case, a dielectric material may be disposed between the antennas for all the combinations of two adjacent antennas (antenna pairs), or a dielectric material may be disposed only for some of the antenna pairs. Good.

また、上記実施形態では、図1に示したように、最大比合成法による空間ダイバーシティ方式のダイバーシティアンテナを示したが、この最大比合成法についてもあくまでも一例に過ぎず、例えば選択方式などの他の方法による空間ダイバーシティであってもよい。   In the above embodiment, as shown in FIG. 1, the spatial diversity scheme diversity antenna using the maximum ratio combining method is shown. However, this maximum ratio combining method is merely an example, and other examples such as a selection method are also available. Spatial diversity by the above method may be used.

1…制御装置、2…最大比合成受信回路、3…変復調回路、4…制御回路、5…送信回路、10,20,30,40…ダイバーシティアンテナ、11,21,31,41…第1アンテナ、11a…第1保持用誘電体、12,22,32,41…第2アンテナ、12a…第2保持用誘電体、13,23,33,43…誘電材、14,24,34,44…地板、15,25,35,45…第1給電点、16,26,36,46…第2給電点、17,27,37,47…樹脂カバー、100…車両   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Control apparatus, 2 ... Maximum ratio synthetic | combination receiving circuit, 3 ... Modulation / demodulation circuit, 4 ... Control circuit, 5 ... Transmission circuit, 10, 20, 30, 40 ... Diversity antenna 11, 21, 21, 31, 41 ... 1st antenna 11a, first holding dielectric, 12, 22, 32, 41 ... second antenna, 12a ... second holding dielectric, 13, 23, 33, 43 ... dielectric material, 14, 24, 34, 44 ... Ground plate, 15, 25, 35, 45 ... first feeding point, 16, 26, 36, 46 ... second feeding point, 17, 27, 37, 47 ... resin cover, 100 ... vehicle

Claims (12)

空間ダイバーシティ方式にて電波を受信するために用いられ、複数のアンテナが、それぞれ主偏波方向が同じになるように、地板上においてその板面と平行な方向に離間して配置されてなるダイバーシティアンテナであって、
前記複数のアンテナのうち隣接する2つのアンテナの組み合わせをアンテナ対として、少なくとも一組の前記アンテナ対は、該アンテナ対を構成する2つのアンテナである第1のアンテナと第2のアンテナの間に、誘電体材料からなる誘電体部が設けられている
ことを特徴とするダイバーシティアンテナ。
Diversity used to receive radio waves in the space diversity system, where multiple antennas are spaced apart in the direction parallel to the plate surface on the ground plane so that the main polarization directions are the same. An antenna,
A combination of two adjacent antennas among the plurality of antennas is an antenna pair, and at least one of the antenna pairs is between a first antenna and a second antenna that are two antennas constituting the antenna pair. A diversity antenna comprising a dielectric portion made of a dielectric material.
請求項1に記載のダイバーシティアンテナであって、
前記第1のアンテナ及び前記第2のアンテナは、いずれも、前記地板上に立設されたモノポール型のアンテナである
ことを特徴とするダイバーシティアンテナ。
The diversity antenna according to claim 1,
The first antenna and the second antenna are both monopole antennas standing on the ground plane. A diversity antenna.
請求項2に記載のダイバーシティアンテナであって、
前記第1のアンテナ及び前記第2のアンテナは、それぞれ、該各アンテナを構成する導体素子の少なくとも一部又は全てが前記誘電体部の表面上に形成されている
ことを特徴とするダイバーシティアンテナ。
The diversity antenna according to claim 2,
Each of the first antenna and the second antenna is a diversity antenna characterized in that at least a part or all of the conductor elements constituting each antenna are formed on the surface of the dielectric part.
請求項2に記載のダイバーシティアンテナであって、
前記第1のアンテナ及び前記第2のアンテナのうち少なくとも一方は、逆F型アンテナ又は逆L型アンテナである
ことを特徴とするダイバーシティアンテナ。
The diversity antenna according to claim 2,
At least one of the first antenna and the second antenna is an inverted F-type antenna or an inverted L-type antenna.
請求項3又は請求項4に記載のダイバーシティアンテナであって、
前記第1のアンテナ及び前記第2のアンテナのうち少なくとも一方は、絶縁性の保持部材に固定されて該保持部材と共に1つのアンテナ構造体として構成され、該アンテナ構造体が前記誘電体部の側面に固定されている
ことを特徴とするダイバーシティアンテナ。
The diversity antenna according to claim 3 or 4, wherein
At least one of the first antenna and the second antenna is fixed to an insulating holding member and configured as one antenna structure together with the holding member, and the antenna structure is a side surface of the dielectric portion. A diversity antenna characterized by being fixed to.
請求項5に記載のダイバーシティアンテナであって、
前記保持部材は誘電体であることを特徴とするダイバーシティアンテナ。
The diversity antenna according to claim 5,
The diversity antenna according to claim 1, wherein the holding member is a dielectric.
請求項2〜請求項6の何れか1項に記載のダイバーシティアンテナであって、
当該ダイバーシティアンテナは、少なくとも車両の前方から到来する電波を受信するために該車両に設けられ、
前記第1のアンテナと前記第2のアンテナは、該各アンテナの給電点が前記車両の前後方向に所定距離離れるように配置されている
ことを特徴とするダイバーシティアンテナ。
The diversity antenna according to any one of claims 2 to 6,
The diversity antenna is provided in the vehicle in order to receive radio waves coming from at least the front of the vehicle,
The diversity antenna, wherein the first antenna and the second antenna are arranged such that a feeding point of each antenna is separated by a predetermined distance in the front-rear direction of the vehicle.
請求項7に記載のダイバーシティアンテナであって、
前記第1のアンテナと前記第2のアンテナは、該各アンテナの給電点が前記車両の左右方向に所定距離離れるように配置されている
ことを特徴とするダイバーシティアンテナ。
The diversity antenna according to claim 7,
The diversity antenna, wherein the first antenna and the second antenna are arranged such that a feeding point of each antenna is separated by a predetermined distance in the left-right direction of the vehicle.
請求項7又は請求項8に記載のダイバーシティアンテナであって、
前記第1のアンテナと前記第2のアンテナは、前記車両の前後方向に垂直な面における、給電点からの立設方向が、互いに平行とならないように立設されている
ことを特徴とするダイバーシティアンテナ。
The diversity antenna according to claim 7 or 8, wherein
Diversity characterized in that the first antenna and the second antenna are erected so that their erection directions from a feeding point are not parallel to each other in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the vehicle. antenna.
請求項1〜請求項9の何れか1項に記載のダイバーシティアンテナであって、
前記第1のアンテナと前記第2のアンテナの各給電点間の距離は、当該ダイバーシティアンテナの受信電波の周波数帯域内における所定の周波数に対応した波長の1/4以下である
ことを特徴とするダイバーシティアンテナ。
The diversity antenna according to any one of claims 1 to 9,
The distance between each feeding point of the first antenna and the second antenna is ¼ or less of a wavelength corresponding to a predetermined frequency in the frequency band of the received radio wave of the diversity antenna. Diversity antenna.
請求項1〜請求項10の何れか1項に記載のダイバーシティアンテナであって、
前記誘電体部は、前記地板上において前記第1のアンテナから前記第2のアンテナまで連続的に形成された、所定の誘電率を有する1つの前記誘電体材料により構成されている
ことを特徴とするダイバーシティアンテナ。
The diversity antenna according to any one of claims 1 to 10,
The dielectric part is composed of one dielectric material having a predetermined dielectric constant, which is continuously formed on the ground plane from the first antenna to the second antenna. Diversity antenna.
請求項1〜請求項11の何れか1項に記載のダイバーシティアンテナであって、
当該ダイバーシティアンテナを構成する前記アンテナの数は、2つである
ことを特徴とするダイバーシティアンテナ。
The diversity antenna according to any one of claims 1 to 11,
The diversity antenna is characterized in that the number of the antennas constituting the diversity antenna is two.
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