JP2015133692A - composite antenna device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は複合アンテナ装置に関し、特に、複数の周波数帯の信号を受信可能な複合アンテナ装置に関する。 The present invention relates to a composite antenna device, and more particularly to a composite antenna device capable of receiving signals in a plurality of frequency bands.
従来から、複数の周波数帯の信号を受信可能な複合アンテナは存在する。複合アンテナは、アンテナ素子を配置するスペースに特に問題がなければある程度自由に設計可能であるが、例えば車両に搭載可能な低背型のアンテナ場合、高さ制限やケース内の小さいスペースに収めなければいけない等、種々の制限があり、十分なアンテナ性能を得るのは難しかった。近年の車両には安全性や快適性を求め様々な情報機器の搭載が進められている。それに伴い、種々の周波数帯の信号を用いる必要があり、各周波数帯に適したアンテナ素子を設ける必要があるが、低背型のアンテナのケース内のスペースが小さい場合、各アンテナ素子は互いにアンテナ素子同士が影響し合って、特にＡＭ周波数帯では良好なアンテナ特性を得られないという問題点があった。 Conventionally, there are composite antennas that can receive signals in a plurality of frequency bands. The composite antenna can be designed freely to some extent if there is no particular problem with the space in which the antenna elements are placed. There were various restrictions such as having to do so, and it was difficult to obtain sufficient antenna performance. In recent years, various information devices have been installed in vehicles for safety and comfort. Accordingly, it is necessary to use signals in various frequency bands, and it is necessary to provide antenna elements suitable for each frequency band. When the space in the case of the low-profile antenna is small, the antenna elements are mutually connected to each other. There is a problem in that good antenna characteristics cannot be obtained particularly in the AM frequency band because the elements influence each other.
このような問題を解決するために、特許文献１に開示の技術では、ＡＭ／ＦＭアンテナの第１アンテナ素子の性能が単体時に比べて低下してしまうのを軽減するため、第１アンテナ素子先端にトップ容量部を設けてアンテナ容量を稼ぎ、性能低下を抑えている。また、コイル部を用いて第１アンテナ素子とＢａｎｄ−ＩＩＩ／Ｌ−Ｂａｎｄの第２アンテナ素子とを電気的に遮断すると共に、ＦＭ周波数帯ではトップ容量部と第１アンテナ素子とコイル部が共振アンテナとして、ＡＭ周波数帯では非共振アンテナとして動作するように構成している。 In order to solve such a problem, in the technique disclosed in Patent Document 1, in order to reduce the deterioration of the performance of the first antenna element of the AM / FM antenna as compared with the single antenna element, The top capacity section is provided to increase antenna capacity and suppress performance degradation. In addition, the first antenna element and the Band-III / L-Band second antenna element are electrically cut off using the coil unit, and the top capacitor unit, the first antenna element, and the coil unit resonate in the FM frequency band. The antenna is configured to operate as a non-resonant antenna in the AM frequency band.
しかしながら、上述の特許文献１の技術では、各アンテナ素子のアイソレーションを取るために第１アンテナ素子と第２アンテナ素子のクリアランスを１０ｍｍ以上開ける必要があった。また、アイソレーションの関係でＢａｎｄ−ＩＩＩアンテナ特性とＦＭアンテナ特性がトレードオフの関係となっていた。したがって、両方の性能向上が望まれていた。また、近年さらにアンテナの小型化が求められているため、設置スペースのさらなる縮小化が求められていた。この際、さらにアイソレーションが取り難くなり、性能低下が問題となり得ていた。また、トップ容量部をさらに大型化することも考えられるが、大きくするとトップ容量部とＢａｎｄ−ＩＩＩアンテナとのアイソレーションが問題となり、Ｂａｎｄ−ＩＩＩのアンテナ性能が低下する問題もあった。 However, in the technique of the above-described Patent Document 1, it is necessary to open a clearance of 10 mm or more between the first antenna element and the second antenna element in order to achieve isolation between the antenna elements. Further, Band-III antenna characteristics and FM antenna characteristics are in a trade-off relationship due to isolation. Therefore, both performance improvements have been desired. In recent years, further downsizing of the antenna has been demanded, so that further reduction in installation space has been demanded. At this time, it was more difficult to obtain isolation, and performance degradation could be a problem. In addition, it is conceivable to further increase the size of the top capacitor, but if it is increased, there is a problem of isolation between the top capacitor and the Band-III antenna, and there is also a problem that the performance of the Band-III antenna is lowered.
本発明は、斯かる実情に鑑み、アンテナ素子を複数の周波数帯で共用することで小型化が可能であり、素子数も減らせるのでコストダウンが可能であり、アンテナ設計も容易な複合アンテナ装置を提供しようとするものである。 In view of such circumstances, the present invention can be miniaturized by sharing antenna elements in a plurality of frequency bands, and the number of elements can be reduced, so that the cost can be reduced and the antenna design is easy. Is to provide.
上述した本発明の目的を達成するために、本発明による複合アンテナ装置は、第１周波数帯用の第１給電部に接続され、第１周波数帯用のエレメントの一部として機能する第１同調コイル部と、第１周波数帯よりも高い第２周波数帯用の第２給電部に接続され、第２周波数帯用のエレメントの一部として機能する第２同調コイル部と、第１同調コイル部と第２同調コイル部が、それぞれ第１給電部及び第２給電部に接続される側と反対側の端部に接続され、第１周波数帯及び第２周波数帯用のエレメントの一部として機能すると共に、第１周波数帯よりも低い第３周波数帯用のエレメントとしても機能する共通トップ容量部と、を具備するものである。 In order to achieve the above-described object of the present invention, a composite antenna device according to the present invention is connected to a first feeding unit for a first frequency band and functions as a part of an element for the first frequency band. A second tuning coil unit connected to a second feeding unit for a second frequency band higher than the first frequency band and functioning as a part of an element for the second frequency band; and a first tuning coil unit And the second tuning coil section are connected to ends opposite to the sides connected to the first power feeding section and the second power feeding section, respectively, and function as part of the elements for the first frequency band and the second frequency band. And a common top capacitor that also functions as an element for a third frequency band lower than the first frequency band.
ここで、第１同調コイル部は、第１周波数帯以外の周波数帯を減衰させるフィルタとしても機能すれば良い。 Here, the 1st tuning coil part should just function also as a filter which attenuates frequency bands other than the 1st frequency band.
また、、第２同調コイル部は、第２周波数帯以外の周波数帯を減衰させるフィルタとしても機能れば良い。 Moreover, the 2nd tuning coil part should just function also as a filter which attenuates frequency bands other than a 2nd frequency band.
さらに、第２周波数帯よりも高い第４周波数帯用の第３給電部に接続される第４周波数帯用のエレメントを具備しても良い。 Furthermore, you may comprise the element for 4th frequency bands connected to the 3rd electric power feeding part for 4th frequency bands higher than a 2nd frequency band.
また、第１同調コイル部又は第２同調コイル部の一部は、第２周波数帯よりも高い第４周波数帯用のエレメントとしても機能するものであっても良い。 Further, a part of the first tuning coil unit or the second tuning coil unit may function as an element for a fourth frequency band higher than the second frequency band.
また、第１同調コイル部及び／又は第２同調コイル部は、コイルとコンデンサの直列接続回路又は並列接続回路からなっても良い。 Further, the first tuning coil unit and / or the second tuning coil unit may include a series connection circuit or a parallel connection circuit of a coil and a capacitor.
また、第１同調コイル部及び／又は第２同調コイル部の軸方向が、シャークフィン形状のカバーの稜線に沿って配置されても良い。 Further, the axial direction of the first tuning coil portion and / or the second tuning coil portion may be arranged along the ridge line of the shark fin-shaped cover.
また、第１同調コイル部と第２同調コイル部が、所定のコイルを介して共通トップ容量部に接続されても良い。 The first tuning coil unit and the second tuning coil unit may be connected to the common top capacitor unit via a predetermined coil.
本発明の複合アンテナ装置には、アンテナ素子を複数の周波数帯で共用することで小型化が可能であり、素子数も減らせるのでコストダウンが可能であり、アンテナ設計も容易であるという利点がある。 The composite antenna device of the present invention has the advantage that the antenna element can be shared in a plurality of frequency bands to reduce the size, the number of elements can be reduced, the cost can be reduced, and the antenna design is easy. is there.
以下、本発明を実施するための形態を図示例と共に説明する。図１は、本発明の複合アンテナ装置の構成を説明するための等価回路図である。図示の通り、本発明の複合アンテナ装置は、第１同調コイル部１０と、第２同調コイル部２０と、共通トップ容量部３０とから主に構成されている。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described together with illustrated examples. FIG. 1 is an equivalent circuit diagram for explaining the configuration of the composite antenna device of the present invention. As shown in the figure, the composite antenna device of the present invention mainly includes a first tuning coil unit 10, a second tuning coil unit 20, and a common top capacitor unit 30.
第１同調コイル部１０は、第１周波数帯、例えばＦＭ周波数帯用のエレメントの一部として機能するものである。ＦＭ周波数帯は、例えば７６ＭＨｚ〜９０ＭＨｚ帯、又は８８ＭＨｚ〜１０８ＭＨｚ帯である。第１同調コイル部１０は、第１周波数帯用の第１給電部１に接続される。第１同調コイル部１０は、例えば物理的にヘリカル状に巻回された線材からなるものである。ここで、第１同調コイル部１０のコイルの線材は太く、コイル径は大きいほうが好ましい。また、基板上にエッチング等で螺旋状になるようにパターンニング形成されたコイルパターンであっても良い。さらに、コイルは、メアンダ型やフラクタル型、スパイラル型等の分布定数素子、また、チップコイル等の集中定数素子等、アンテナの共振周波数を調整可能なインダクタであれば良い。第１給電部１は、第１周波数帯用の給電部であり、第１周波数帯用のチューナ等に接続されている。 The first tuning coil unit 10 functions as a part of an element for a first frequency band, for example, an FM frequency band. The FM frequency band is, for example, a 76 MHz to 90 MHz band or an 88 MHz to 108 MHz band. The first tuning coil unit 10 is connected to the first power feeding unit 1 for the first frequency band. The first tuning coil unit 10 is made of, for example, a wire wound physically in a helical shape. Here, it is preferable that the coil wire of the first tuning coil portion 10 is thick and the coil diameter is large. Moreover, the coil pattern formed by patterning so that it may become spiral by etching etc. on the board | substrate may be sufficient. Furthermore, the coil may be an inductor capable of adjusting the resonance frequency of the antenna, such as a distributed constant element such as a meander type, a fractal type, or a spiral type, or a lumped constant element such as a chip coil. The first power feeding unit 1 is a power feeding unit for the first frequency band, and is connected to a tuner for the first frequency band.
第２同調コイル部２０は、第１周波数帯よりも高い第２周波数帯、例えばデジタルオーディオ放送（ＤＡＢ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｕｄｉｏ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ））のＢａｎｄ−ＩＩＩ用のエレメントの一部として機能するものである。Ｂａｎｄ−ＩＩＩの周波数帯は、例えば１７４ＭＨｚ〜２４０ＭＨｚ帯である。第２同調コイル部２０は、第２周波数帯用の第２給電部２に接続される。第２同調コイル部２０も、例えば物理的にヘリカル状に巻回された線材からなるものである。ここで、第２同調コイル部２０のコイルの線材は太く、コイル径は大きいほうが好ましい。また、基板上にエッチング等で螺旋状になるようにパターンニング形成されたコイルパターンであっても良い。さらに、コイルは、メアンダ型やフラクタル型、スパイラル型等の分布定数素子、また、チップコイル等の集中定数素子等、アンテナの共振周波数を調整可能なインダクタであれば良い。第２給電部２は、第２周波数帯用の給電部であり、第２周波数帯用のチューナ等に接続されている。本発明の複合アンテナ装置では、このように第１給電部１に第１同調コイル部１０が、第２給電部２に第２同調コイル部２０がそれぞれ別々に接続されている。 The second tuning coil unit 20 functions as a part of a second frequency band higher than the first frequency band, for example, a Band-III element for digital audio broadcasting (DAB (Digital Audio Broadcasting)). The frequency band of Band-III is, for example, a 174 MHz to 240 MHz band. The second tuning coil unit 20 is connected to the second power feeding unit 2 for the second frequency band. The second tuning coil unit 20 is also made of, for example, a wire wound physically in a helical shape. Here, it is preferable that the coil wire of the second tuning coil portion 20 is thick and the coil diameter is large. Moreover, the coil pattern formed by patterning so that it may become spiral by etching etc. on the board | substrate may be sufficient. Furthermore, the coil may be an inductor capable of adjusting the resonance frequency of the antenna, such as a distributed constant element such as a meander type, a fractal type, or a spiral type, or a lumped constant element such as a chip coil. The second power feeding unit 2 is a power feeding unit for the second frequency band, and is connected to a tuner for the second frequency band. In the composite antenna device of the present invention, the first tuning coil unit 10 is connected to the first feeding unit 1 and the second tuning coil unit 20 is separately connected to the second feeding unit 2 as described above.
なお、上述の例では、第２周波数帯として例えばＤＡＢ用の周波数帯を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、例えばデジタルテレビジョン放送（ＤＴＶ）用の周波数帯、即ち、４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚ帯等であっても良い。このように、本発明の複合アンテナ装置は、ＤＡＢ複合アンテナ装置だけでなく、ＤＴＶ複合アンテナ装置等にも適用可能である。 In the above-described example, the DAB frequency band has been described as an example of the second frequency band. However, the present invention is not limited to this, for example, the frequency band for digital television broadcasting (DTV), that is, It may be a 470 MHz to 710 MHz band or the like. Thus, the composite antenna device of the present invention can be applied not only to a DAB composite antenna device but also to a DTV composite antenna device or the like.
共通トップ容量部３０は、第１周波数帯及び第２周波数帯用のエレメントの一部として機能すると共に、第１周波数帯よりも低い第３周波数帯、例えばＡＭ周波数帯用のエレメントとしても機能するものである。ＡＭ周波数帯は、例えば５２６．５ｋＨｚ〜１６０６．５ｋＨｚ帯である。共通トップ容量部３０は、第１同調コイル部１０と第２同調コイル部２０が、それぞれ第１給電部１及び第２給電部２に接続される側と反対側の端部に接続されている。即ち、共通トップ容量部３０は、容量装荷アンテナとして機能するものである。共通トップ容量部３０により静電容量を持たせることで、第１周波数帯用のエレメントや第２周波数帯用のエレメントを短縮している。 The common top capacitor 30 functions as a part of elements for the first frequency band and the second frequency band, and also functions as an element for a third frequency band lower than the first frequency band, for example, an AM frequency band. Is. The AM frequency band is, for example, a 526.5 kHz to 1606.5 kHz band. The common top capacitor unit 30 has the first tuning coil unit 10 and the second tuning coil unit 20 connected to the end opposite to the side connected to the first power feeding unit 1 and the second power feeding unit 2, respectively. . That is, the common top capacity unit 30 functions as a capacity loaded antenna. By providing the common top capacitor 30 with an electrostatic capacity, the elements for the first frequency band and the elements for the second frequency band are shortened.
即ち、本発明の複合アンテナ装置では、共通トップ容量部３０を第１周波数帯及び第２周波数帯のエレメントに対して共通で用いて、共通トップ容量部３０から第１同調コイル部１０と第２同調コイル部２０が並列に接続され、それぞれ第１給電部１及び第２給電部２に接続される構成となっている。 That is, in the composite antenna device of the present invention, the common top capacitor unit 30 is used in common for the elements of the first frequency band and the second frequency band, and the first tuning coil unit 10 and the second tuning coil unit 10 are connected to the second frequency band element. The tuning coil unit 20 is connected in parallel and is connected to the first power feeding unit 1 and the second power feeding unit 2, respectively.
このような構成の複合アンテナ装置では、共通トップ容量部３０を３つの周波数帯のアンテナとして共用している。即ち、第１同調コイル部１０と共通トップ容量部３０とで、共振アンテナとしてＦＭ周波数帯を受信するように構成されている。また、第２同調コイル部２０と共通トップ容量部３０とで、共振アンテナとしてＢａｎｄ−ＩＩＩの周波数帯を受信するように構成されている。そして、共通トップ容量部３０が、容量アンテナとしてＡＭ周波数帯を受信するように構成されている。 In the composite antenna device having such a configuration, the common top capacitor unit 30 is shared as an antenna of three frequency bands. That is, the first tuning coil unit 10 and the common top capacitor unit 30 are configured to receive the FM frequency band as a resonant antenna. Further, the second tuning coil unit 20 and the common top capacitor unit 30 are configured to receive the Band-III frequency band as a resonant antenna. And the common top capacity | capacitance part 30 is comprised so that AM frequency band may be received as a capacity | capacitance antenna.
また、第１同調コイル部１０は、第１周波数帯以外の周波数帯を減衰させるフィルタとしても機能するように構成されている。即ち、第１同調コイル部１０は、ＦＭ周波数帯のみを通すように構成されている。そして、第２同調コイル部２０は、第２周波数帯以外の周波数帯を減衰させるフィルタとしても機能するように構成されている。即ち、第２同調コイル部２０は、Ｂａｎｄ−ＩＩＩの周波数帯のみを通すように構成されている。このように、第１同調コイル部１０や第２同調コイル部２０は、所謂トラップコイルとして機能すれば良い。 The first tuning coil unit 10 is also configured to function as a filter that attenuates frequency bands other than the first frequency band. That is, the first tuning coil unit 10 is configured to pass only the FM frequency band. And the 2nd tuning coil part 20 is comprised so that it may function also as a filter which attenuates frequency bands other than a 2nd frequency band. That is, the second tuning coil unit 20 is configured to pass only the Band-III frequency band. Thus, the 1st tuning coil part 10 and the 2nd tuning coil part 20 should just function as what is called a trap coil.
そして、第１同調コイル部１０のＦＭ周波数帯の受信性能をより上げるために、第２同調コイル部２０側に信号がさらに流れないように、第２同調コイル部２０をバンドパスフィルタとしても良い。そこで、第２同調コイル部２０を、例えばコイルとコンデンサの直列接続回路からなるバンドパスフィルタとして構成しても良い。そして、直列接続回路の共振周波数をＢａｎｄ−ＩＩＩの周波数帯に合わせる。これにより、この直列接続回路の共振周波数付近の信号のみが第２同調コイル部２０側に流れるようになり、ＦＭ周波数帯の信号は第１同調コイル部１０側に効率良く流れるようになる。なお、コンデンサについては、チップコンデンサ等の集中定数素子の他、基板上にエッチング等で平行平板状になるようにパターンニング形成されたコンデンサパターンや、スタブ型、インターデジタル型等に形成された分布定数素子であっても良い。 In order to further improve the reception performance of the first tuning coil unit 10 in the FM frequency band, the second tuning coil unit 20 may be a bandpass filter so that no signal further flows to the second tuning coil unit 20 side. . Therefore, the second tuning coil unit 20 may be configured as a band pass filter including, for example, a series connection circuit of a coil and a capacitor. Then, the resonance frequency of the series connection circuit is adjusted to the Band-III frequency band. As a result, only the signal near the resonance frequency of the series connection circuit flows to the second tuning coil unit 20 side, and the signal in the FM frequency band efficiently flows to the first tuning coil unit 10 side. As for capacitors, in addition to lumped elements such as chip capacitors, capacitor patterns patterned to form parallel plates by etching or the like on the substrate, distribution formed in stub type, interdigital type, etc. It may be a constant element.
また、同様に、第２同調コイル部２０のＢａｎｄ−ＩＩＩの受信性能をより上げるために、第１同調コイル部１０側に信号がさらに流れないように、第１同調コイル部１０をバンドパスフィルタとしても良い。そこで、上述と同様に、第１同調コイル部１０を、例えばコイルとコンデンサの直列接続回路からなるバンドパスフィルタとして構成しても良い。そして、直列接続回路の共振周波数をＦＭ周波数帯に合わせる。これにより、この直列接続回路の共振周波数付近の信号のみが第１同調コイル部１０側に流れるようになり、Ｂａｎｄ−ＩＩＩの信号は第２同調コイル部２０側に効率良く流れるようになる。 Similarly, in order to further improve the Band-III reception performance of the second tuning coil unit 20, the first tuning coil unit 10 is connected to the band-pass filter so that no signal further flows to the first tuning coil unit 10 side. It is also good. Therefore, similarly to the above, the first tuning coil unit 10 may be configured as a band-pass filter including, for example, a series connection circuit of a coil and a capacitor. Then, the resonance frequency of the series connection circuit is adjusted to the FM frequency band. As a result, only the signal near the resonance frequency of the series connection circuit flows to the first tuning coil unit 10 side, and the Band-III signal efficiently flows to the second tuning coil unit 20 side.
さらに、第１同調コイル部１０や第２同調コイル部２０は、コイルとコンデンサの直列接続回路でなく、コイルとコンデンサの並列接続回路で構成されても良い。 Furthermore, the 1st tuning coil part 10 and the 2nd tuning coil part 20 may be comprised not with the serial connection circuit of a coil and a capacitor | condenser but with the parallel connection circuit of a coil and a capacitor | condenser.
ここで、本発明の複合アンテナ装置では、アンテナ全体が垂直成分、第１同調コイル部１０が傾斜成分、共通トップ容量部３０が水平成分に対応するため、種々の送信偏波に対応可能である。 Here, in the composite antenna device of the present invention, since the entire antenna corresponds to the vertical component, the first tuning coil unit 10 corresponds to the tilt component, and the common top capacitor unit 30 corresponds to the horizontal component, it can cope with various transmission polarizations. .
図２は、本発明の複合アンテナ装置の具体的な配置構成を説明するための一部断面概略図であり、図２（ａ）が側面図であり図２（ｂ）が背面図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図示例は、所謂シャークフィンアンテナに本発明の複合アンテナを適用した場合の配置例である。図示の通り、共通トップ容量部３０は、例えば傘状の金属片からなれば良い。具体的には、共通トップ容量部３０は、頂部３１と、頂部３１の両側から斜面とされた側部３２が形成された、断面形状が山形に形成されたものである。第１同調コイル部１０と第２同調コイル部２０は、頂部３１の先端近傍に電気的に接続されている。図示例では、第１同調コイル部１０及び第２同調コイル部２０の軸方向は、ベース部５０に対して垂直方向を向いている。そして、第１同調コイル部１０及び第２同調コイル部２０は、ベース部５０側に近すぎると無効容量が増加し得るため、ベース部５０からは離しつつ、共通トップ容量部３０の内側内部に入り込まないように配置されれば良い。例えば、第１同調コイル部１０及び第２同調コイル部２０は、ベース部５０の上に固定部５２を用いて固定されれば良い。また、給電部１の後段には、アンプ回路等が載置されたアンプ基板５３が配置される。そして、これらはシャークフィン形状のカバー５１により覆われている。 FIG. 2 is a partial cross-sectional schematic view for explaining a specific arrangement configuration of the composite antenna device of the present invention, FIG. 2 (a) is a side view, and FIG. 2 (b) is a rear view. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same parts. The illustrated example is an arrangement example when the composite antenna of the present invention is applied to a so-called shark fin antenna. As illustrated, the common top capacitor 30 may be made of, for example, an umbrella-shaped metal piece. Specifically, the common top capacitor portion 30 has a top portion 31 and side portions 32 that are inclined from both sides of the top portion 31, and the cross-sectional shape is formed in a mountain shape. The first tuning coil unit 10 and the second tuning coil unit 20 are electrically connected in the vicinity of the tip of the top portion 31. In the illustrated example, the axial directions of the first tuning coil unit 10 and the second tuning coil unit 20 are perpendicular to the base unit 50. The first tuning coil unit 10 and the second tuning coil unit 20 may increase the reactive capacity if they are too close to the base unit 50 side. What is necessary is just to arrange | position so that it may not enter. For example, the first tuning coil unit 10 and the second tuning coil unit 20 may be fixed on the base unit 50 using the fixing unit 52. In addition, an amplifier substrate 53 on which an amplifier circuit and the like are placed is disposed at the subsequent stage of the power feeding unit 1. These are covered with a shark fin-shaped cover 51.
また、図３は、本発明の複合アンテナ装置の他の具体的な配置構成を説明するための概略側面図である。図中、図２と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図示例は、所謂シャークフィンアンテナに本発明の複合アンテナを適用した場合の他の配置例である。図示の通り、この例では、第１同調コイル部１０及び第２同調コイル部２０の軸方向が、シャークフィン形状のカバーの稜線に沿って配置されている。そして、シャークフィンアンテナの後方頂部付近に共通トップ容量部３０が配置されている。このように配置することで、よりアンテナ特性を向上させることが可能となる。なお、第１同調コイル部１０及び第２同調コイル部２０のどちらか一方の軸方向が、シャークフィン形状のカバーの稜線に沿って配置されるように構成されても良い。 FIG. 3 is a schematic side view for explaining another specific arrangement configuration of the composite antenna device of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same parts. The illustrated example is another arrangement example when the composite antenna of the present invention is applied to a so-called shark fin antenna. As illustrated, in this example, the axial directions of the first tuning coil portion 10 and the second tuning coil portion 20 are arranged along the ridge line of the shark fin-shaped cover. And the common top capacity | capacitance part 30 is arrange | positioned near the back top part of the shark fin antenna. By arranging in this way, the antenna characteristics can be further improved. Note that the axial direction of one of the first tuning coil unit 10 and the second tuning coil unit 20 may be arranged along the ridge line of the shark fin-shaped cover.
さらに、図４に示されるように、他のエレメントを配置しても良い。図４は、本発明の複合アンテナ装置の他の例を説明するための等価回路図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図１に示される例では、３つの周波数帯域の信号を受信可な例を示したが、図３に示される例は、さらに、第２周波数帯よりも高い第４周波数帯、例えばＤＡＢのＬ−Ｂａｎｄの周波数帯の信号も受信可能に構成したものである。Ｌ−Ｂａｎｄの周波数帯は、例えば１．４ＧＨｚ帯である。これは、例えば、第１同調コイル部１０の一部が、第４周波数帯用のエレメント４０として機能するように構成されている。即ち、第１同調コイル部１０の第１コイル１１と、そこに第１給電部１から接続される配線の線路長を伸ばし、この部分を第４周波数帯用のエレメント４０として用いている。第４周波数帯であるＬ−Ｂａｎｄは、周波数が高く、エレメント長が短く済むため、第１同調コイル部１０の一部を第４周波数帯用のエレメント４０として用いることが可能となる。また、第２同調コイル部２０の一部が、第４周波数帯用のエレメント４０として機能するように構成されても良い。このように、例えばＬ−Ｂａｎｄの周波数帯のように高い周波数帯の場合には、このような構成であってもアンテナ特性としては十分な性能が得られる。 Furthermore, other elements may be arranged as shown in FIG. FIG. 4 is an equivalent circuit diagram for explaining another example of the composite antenna device of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same parts. In the example shown in FIG. 1, an example in which signals in three frequency bands can be received is shown. However, in the example shown in FIG. 3, the fourth frequency band higher than the second frequency band, for example, DAB L -Band frequency band signal can also be received. The frequency band of L-Band is, for example, the 1.4 GHz band. For example, a part of the first tuning coil unit 10 is configured to function as the element 40 for the fourth frequency band. That is, the line length of the first coil 11 of the first tuning coil unit 10 and the wiring connected thereto from the first power feeding unit 1 is extended, and this part is used as the element 40 for the fourth frequency band. Since the L-Band, which is the fourth frequency band, has a high frequency and a short element length, a part of the first tuning coil unit 10 can be used as the element 40 for the fourth frequency band. Further, a part of the second tuning coil unit 20 may be configured to function as the element 40 for the fourth frequency band. As described above, for example, in the case of a high frequency band such as the L-Band frequency band, sufficient performance as antenna characteristics can be obtained even with such a configuration.
上述の図示例では、第１同調コイル部の一部や第２同調コイル部の一部を、第４周波数帯用のエレメントとして用いている。即ち、第４周波数帯用のエレメントも、第１給電部や第２給電部に接続されている。しかしながら、本発明はこれに限定されず、第４周波数帯用のエレメントは、第１給電部や第２給電部とは異なる第３給電部に接続されても良い。即ち、例えば図２に示されるように、Ｌ−Ｂａｎｄ用のエレメント４０を第３給電部３に接続し、空きスペース、例えばシャークフィン形状の先端側の空きスペース等に配置しても良い。第４周波数帯用のエレメントは、共通トップ容量部と接触しなければ、どこに配置しても良い。 In the illustrated example described above, a part of the first tuning coil part and a part of the second tuning coil part are used as elements for the fourth frequency band. That is, the element for the fourth frequency band is also connected to the first power feeding unit and the second power feeding unit. However, the present invention is not limited to this, and the element for the fourth frequency band may be connected to a third power feeding unit different from the first power feeding unit and the second power feeding unit. That is, for example, as shown in FIG. 2, the L-Band element 40 may be connected to the third power feeding unit 3 and disposed in an empty space, for example, an empty space on the tip side of a shark fin shape. The fourth frequency band element may be disposed anywhere as long as it does not contact the common top capacitor.
上述の図示例では、第１同調コイル部１０を用いて第１周波数帯以外の周波数帯を減衰させるフィルタとして機能させ、第２同調コイル部２０を用いて第２周波数帯以外の周波数帯を減衰させるフィルタとして機能させていた。しかしながら、本発明はこれに限定されず、所定のコイルをさらに用いて設計により自由度を持たせることが可能である。図５は、本発明の複合アンテナ装置のさらに他の例を説明するための等価回路図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図示例では、第１同調コイル部１０と第２同調コイル部２０が、第３コイル６０を介して共通トップ容量部３０に接続されている。即ち、共通トップ容量部３０の直下に第３コイル６０を接続し、第３コイル６０を介して第１同調コイル部１０と第２同調コイル部２０が並列接続されている。なお、一例として、第２同調コイル部２０側は、コンデンサ６１を用いて第２コイル２１とコンデンサ６１の直列接続回路からなる例を示した。 In the illustrated example described above, the first tuning coil unit 10 is used as a filter that attenuates frequency bands other than the first frequency band, and the second tuning coil unit 20 is used to attenuate frequency bands other than the second frequency band. It was functioning as a filter. However, the present invention is not limited to this, and the degree of freedom can be given by design by further using a predetermined coil. FIG. 5 is an equivalent circuit diagram for explaining still another example of the composite antenna device of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same parts. In the illustrated example, the first tuning coil unit 10 and the second tuning coil unit 20 are connected to the common top capacitor unit 30 via the third coil 60. That is, the third coil 60 is connected immediately below the common top capacitor 30, and the first tuning coil unit 10 and the second tuning coil unit 20 are connected in parallel via the third coil 60. As an example, the second tuning coil unit 20 side is shown as an example in which a capacitor 61 is used and the second coil 21 and the capacitor 61 are connected in series.
このように構成すると、共振周波数の調整とフィルタリングする周波数帯域の調整とを同時に満たすように、第１同調コイル部１０及び第２同調コイル部２０を設計し易くなる。即ち、図示例では、第１周波数帯に対しては、フィルタについては第１同調コイル部１０を所定のインダクタンスとなるように設計しつつ、共振周波数の調整については、第１同調コイル部１０と第３コイル６０とを合わせて所定のインダクタンスとなるように設計すれば良い。また、第２周波数帯に対しては、フィルタについてはコンデンサ６１のキャパシタと第２コイル２１を所定のインダクタンスとなるように設計しつつ、共振周波数の調整については、第２コイル２１と第３コイル６０とを合わせて所定のインダクタンスとなるように設計すれば良い。 If comprised in this way, it will become easy to design the 1st tuning coil part 10 and the 2nd tuning coil part 20 so that adjustment of the resonant frequency and adjustment of the frequency band to filter may be satisfy | filled simultaneously. That is, in the illustrated example, for the first frequency band, the first tuning coil unit 10 is designed to have a predetermined inductance for the filter, and the resonance frequency is adjusted with the first tuning coil unit 10. The third coil 60 and the third coil 60 may be designed so as to have a predetermined inductance. For the second frequency band, the filter is designed such that the capacitor of the capacitor 61 and the second coil 21 have a predetermined inductance, while the resonance frequency is adjusted by adjusting the second coil 21 and the third coil. 60 may be designed so as to have a predetermined inductance.
さらに、第３コイル６０を第２同調コイル部２０の一部に利用するように設計し、第２同調コイル部２０の位置にコンデンサ６１のみを配置するように構成しても良い。即ち、共通トップ容量部３０から各給電部との間で、各周波数帯に対して共振周波数とフィルタの設計が可能であれば良い。 Further, the third coil 60 may be designed to be used as a part of the second tuning coil unit 20, and only the capacitor 61 may be disposed at the position of the second tuning coil unit 20. That is, it is only necessary that the resonance frequency and the filter can be designed for each frequency band between the common top capacitor unit 30 and each power feeding unit.
次に、さらにアイソレーションを高めた複合アンテナ装置について図６を用いて説明する。図６は、本発明の複合アンテナ装置にスイッチを付けた例を説明するための等価回路図である。図中、図１等と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図６に示される例は、同調コイル部と給電部の間にスイッチを設けたことで、選択された周波数帯以外の周波数帯を遮断することにより、選択された周波数帯の性能を向上させたものである。図示の通り、この例では、第１同調コイル部１０と第１給電部１との間に、第１スイッチ７１が設けられている。また、第２同調コイル部２０と第２給電部２との間に、第２スイッチ７２が設けられている。そして、第１スイッチ７１と第２スイッチ７２が、オンオフ制御される。即ち、第１スイッチ７１がオンのときは第２スイッチ７２がオフになるように制御される。そして、第１スイッチ７１がオフのときは第２スイッチ７２がオンになるように制御される。これにより、さらに各アンテナ素子間のアイソレーションを高めている。 Next, a composite antenna device with further improved isolation will be described with reference to FIG. FIG. 6 is an equivalent circuit diagram for explaining an example in which a switch is attached to the composite antenna device of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. In the example shown in FIG. 6, by providing a switch between the tuning coil unit and the power feeding unit, the performance of the selected frequency band is improved by blocking the frequency band other than the selected frequency band. Is. As illustrated, in this example, a first switch 71 is provided between the first tuning coil unit 10 and the first power feeding unit 1. Further, a second switch 72 is provided between the second tuning coil unit 20 and the second power feeding unit 2. The first switch 71 and the second switch 72 are on / off controlled. That is, when the first switch 71 is on, the second switch 72 is controlled to be off. When the first switch 71 is off, the second switch 72 is controlled to be on. This further increases the isolation between the antenna elements.
図７は、図６に示される本発明の複合アンテナ装置の変形例を説明するための等価回路図である。図中、図６と同一の符号を付した部分は同一物を表している。この例では、第１同調コイル部１０が、第３コイル６０を介して共通トップ容量部３０に接続されている。そして、第２同調コイル部２０は、第１同調コイル部１０及び第３コイル６０を介して共通トップ容量部３０に接続されている。さらに、第３同調コイル部２３が、第２同調コイル部２０、第１同調コイル部１０、第３コイル６０を介して共通トップ容量部３０に接続されている。また更に、第４同調コイル部２４が、第３同調コイル部２３、第２同調コイル部２０、第１同調コイル部１０、第３コイル６０を介して共通トップ容量部３０に接続されている。そして、第１同調コイル部１０と第１給電部１との間に、第１スイッチ７１が設けられている。同様に、第２同調コイル部２０と第２給電部２との間に、第２スイッチ７２が設けられている。また、第３同調コイル部２３と第３給電部３との間に、第３スイッチ７３が設けられている。そして、第４同調コイル部２４と第４給電部４との間に、第４スイッチ７４が設けられている。 FIG. 7 is an equivalent circuit diagram for explaining a modification of the composite antenna device of the present invention shown in FIG. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 6 denote the same parts. In this example, the first tuning coil unit 10 is connected to the common top capacitor unit 30 via the third coil 60. The second tuning coil unit 20 is connected to the common top capacitor unit 30 via the first tuning coil unit 10 and the third coil 60. Further, the third tuning coil unit 23 is connected to the common top capacitor unit 30 via the second tuning coil unit 20, the first tuning coil unit 10, and the third coil 60. Furthermore, the fourth tuning coil unit 24 is connected to the common top capacitor unit 30 via the third tuning coil unit 23, the second tuning coil unit 20, the first tuning coil unit 10, and the third coil 60. A first switch 71 is provided between the first tuning coil unit 10 and the first power feeding unit 1. Similarly, a second switch 72 is provided between the second tuning coil unit 20 and the second power feeding unit 2. Further, a third switch 73 is provided between the third tuning coil unit 23 and the third power feeding unit 3. A fourth switch 74 is provided between the fourth tuning coil unit 24 and the fourth power feeding unit 4.
このように、本発明の複合アンテナ装置では、各同調コイル部を、例えば周波数帯が低い程多くのエレメントを共有するように構成可能である。そして、図６の例と同様に、第１スイッチ７１、第２スイッチ７２、第３スイッチ７３、第４スイッチ７４をオンオフ制御すれば良い。オンオフ制御は排他的に行っても良いし、例えば特定のスイッチを複数オンになるように制御しても良い。具体的には、例えばＡＭ／ＦＭ帯（７６ＭＨｚ−９０ＭＨｚ）、Ｖ−ＬＯＷ帯（９９ＭＨｚ−１０８ＭＨｚ）、Ｖ−ＨＩＧＨ帯（２０７ＭＨｚ−２２２ＭＨｚ）、地上デジタルテレビ放送帯（４７０ＭＨｚ−７１０ＭＨｚ）の複合アンテナ装置の例では、ＦＭ帯信号のＶＩＣＳ（登録商標）放送を受信しつつ、データ放送を受信する場合には、必要となる帯域の複数のスイッチをオンになるように制御すれば良い。 Thus, in the composite antenna device of the present invention, each tuning coil unit can be configured to share more elements as the frequency band is lower, for example. And what is necessary is just to carry out on-off control of the 1st switch 71, the 2nd switch 72, the 3rd switch 73, and the 4th switch 74 similarly to the example of FIG. The on / off control may be performed exclusively, or for example, a plurality of specific switches may be controlled to be turned on. Specifically, for example, an AM / FM band (76 MHz-90 MHz), a V-LOW band (99 MHz-108 MHz), a V-HIGH band (207 MHz-222 MHz), and a terrestrial digital television broadcast band (470 MHz-710 MHz). In this example, when receiving a data broadcast while receiving a VICS (Registered Trademark) broadcast of an FM band signal, a plurality of switches in a necessary band may be controlled to be turned on.
なお、複数のスイッチをオンにすることが可能なように構成した場合には、必要により同調コイル部とスイッチの間にフィルタ回路を設け、各アンテナ素子間のアイソレーションを高めても良い。 In the case where a plurality of switches can be turned on, a filter circuit may be provided between the tuning coil unit and the switch to enhance isolation between the antenna elements as necessary.
本発明では、ＦＭ周波数帯とＢａｎｄ−ＩＩＩの周波数帯のように、周波数帯が近い場合に特に有効である。従来のアンテナ装置では、アイソレーションの問題で周波数帯が近い場合には、一方の性能を上げると他方の性能が下がるといったように、トレードオフの関係にあった。さらに、小型化が求められることでアイソレーションが取り難くなり、それぞれの性能が低下していた。しかしながら、本発明の複合アンテナ装置では、アイソレーションの問題がないため、アイソレーションを無視してアンテナ設計が可能となる。また、アイソレーションを無視できるため、アンテナ素子を密に配置できるので小型化も可能となる。また、アンテナ素子のための同調コイルとトラップコイルとを共用しているため、この分、部品点数を削減できるのでコストダウンも可能である。さらに、各アンテナ素子は分離して給電するため、各周波数帯用のアンプ回路等に信号を供給する際に、分波器を省略可能となる。したがって、相互干渉や分波器によるロスを軽減できる。また、設計時の調整も容易である。 The present invention is particularly effective when the frequency band is close, such as the FM frequency band and the Band-III frequency band. In the conventional antenna device, when the frequency band is close due to the problem of isolation, there is a trade-off relationship such that when one performance is increased, the other performance is decreased. Furthermore, it has become difficult to achieve isolation due to the demand for miniaturization, and the respective performances have been reduced. However, in the composite antenna device of the present invention, there is no problem of isolation, so that the antenna can be designed ignoring the isolation. In addition, since the isolation can be ignored, the antenna elements can be arranged densely, so that the size can be reduced. Further, since the tuning coil and the trap coil for the antenna element are shared, the number of parts can be reduced correspondingly, and the cost can be reduced. Furthermore, since each antenna element is separated and supplied with power, a demultiplexer can be omitted when supplying a signal to an amplifier circuit or the like for each frequency band. Therefore, mutual interference and loss due to the duplexer can be reduced. Also, adjustment at the time of design is easy.
また、上述のアンテナ以外に、別途ＧＰＳアンテナやＴＥＬアンテナ等を配置しても良い。本発明の複合アンテナ装置は小型化が可能なため、ケース内のスペースが増えるので、これらの他のアンテナを効率良く配置可能となる。 In addition to the antenna described above, a GPS antenna, a TEL antenna, or the like may be provided separately. Since the composite antenna device of the present invention can be miniaturized, the space in the case increases, so that these other antennas can be arranged efficiently.
なお、本発明の複合アンテナ装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 It should be noted that the composite antenna device of the present invention is not limited to the illustrated examples described above, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
１ 第１給電部
２ 第２給電部
３ 第３給電部
４ 第４給電部
１０ 第１同調コイル部
１１ 第１コイル
２０ 第２同調コイル部
２１ 第２コイル
２３ 第３同調コイル部
２４ 第４同調コイル部
３０ 共通トップ容量部
３１ 頂部
３２ 側部
４０ 第４周波数帯用のエレメント
５０ ベース部
５１ カバー
５２ 固定部
５３ アンプ基板
６０ 第３コイル
６１ コンデンサ
７１ 第１スイッチ
７２ 第２スイッチ
７３ 第３スイッチ
７４ 第４スイッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st electric power feeding part 2 2nd electric power feeding part 3 3rd electric power feeding part 4 4th electric power feeding part 10 1st tuning coil part 11 1st coil 20 2nd tuning coil part 21 2nd coil 23 3rd tuning coil part 24 4th tuning Coil portion 30 Common top capacitance portion 31 Top portion 32 Side portion 40 Element for fourth frequency band 50 Base portion 51 Cover 52 Fixed portion 53 Amplifier substrate 60 Third coil 61 Capacitor 71 First switch 72 Second switch 73 Third switch 74 4th switch
Claims (10)
第１周波数帯用の第１給電部に接続され、第１周波数帯用のエレメントの一部として機能する第１同調コイル部と、
第１周波数帯よりも高い第２周波数帯用の第２給電部に接続され、第２周波数帯用のエレメントの一部として機能する第２同調コイル部と、
前記第１同調コイル部と第２同調コイル部の、それぞれ第１給電部及び第２給電部に接続される側と反対側の端部に接続され、第１周波数帯及び第２周波数帯用のエレメントの一部として機能すると共に、第１周波数帯よりも低い第３周波数帯用のエレメントとしても機能する共通トップ容量部と、
を具備することを特徴とする複合アンテナ装置。 A composite antenna device capable of receiving signals of a plurality of frequency bands, the composite antenna device comprising:
A first tuning coil unit connected to the first power supply unit for the first frequency band and functioning as a part of the first frequency band element;
A second tuning coil unit connected to a second power feeding unit for a second frequency band higher than the first frequency band and functioning as a part of an element for the second frequency band;
The first tuning coil unit and the second tuning coil unit are connected to ends of the first tuning coil unit and the second tuning coil unit opposite to the side connected to the first feeding unit and the second feeding unit, respectively, for the first frequency band and the second frequency band. A common top capacitor that functions as part of an element and also functions as an element for a third frequency band lower than the first frequency band;
A composite antenna device comprising:
前記第１同調コイル部と第１給電部との間に設けられる第１スイッチと、
前記第２同調コイル部と第２給電部との間に設けられる第２スイッチと、
を具備し、
前記第１スイッチ及び第２スイッチがオンオフ制御されることを特徴とする複合アンテナ装置。 The composite antenna device according to any one of claims 1 to 8, further comprising:
A first switch provided between the first tuning coil unit and the first power feeding unit;
A second switch provided between the second tuning coil unit and the second power feeding unit;
Comprising
The composite antenna apparatus, wherein the first switch and the second switch are on / off controlled.
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