JP2017220915A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のアンテナを含むアンテナ装置において、アンテナ間に生じる結合を抑制しつつスペース効率を高める。【解決手段】アンテナ装置（１）は、第１の周波数帯域で動作する第１アンテナ（１１）と、前記第１の周波数帯域の一部と重複する重複周波数帯域を含む第２の周波数帯域で動作する第２アンテナ（１２）と、第１アンテナ（１１）と第２アンテナ（１２）との間に設けられ、前記第１及び第２の周波数帯域と重複しない第３の周波数帯域内に共振点を有するとともに、前記重複周波数帯域内に共振点を有するように構成された第３アンテナ（１３）と、前記重複周波数帯域の高周波信号を減衰させるフィルタと、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の電子機器に対応した複数のアンテナを備えるアンテナ装置に関する。

近年、例えば自動車に搭載されるアンテナ装置は、携帯電話やスマートフォン、ＦＭ／ＡＭ放送受信機、あるいは地上波デジタル放送受信機等、無線通信を利用する複数の電子機器に対応するようになっている。これに伴い、アンテナ装置は、複数の周波数帯域で動作可能なように、各周波数帯域に対応した複数のアンテナを備えている。

また、自動車を構成する各部品には、スペース効率を高めることが強く要求される。すなわち、同じ機能を有する部品であればより小さくすることが求められ、同じスペースを占有する部品であれば、より多くの機能を果たすことが求められる。

例えば、送信用アンテナ及び受信用アンテナを備えている場合、アンテナ装置の大きさを小型化するために、送信用アンテナと受信用アンテナとを近接して配置されることが多い。このことは、受信用アンテナが、送信用アンテナから放射された電磁波の強度が高い位置に配置されていることを意味する。

このように構成されたアンテナ装置において、送信用アンテナにて使用する周波数帯域と受信用アンテナにて使用する周波数帯域が重複している場合、受信用アンテナは、本来受信すべき周波数帯域の電磁波に加えて、その重複した周波数帯域（重複周波数帯域）の電磁波も受信してしまう。その結果、受信用アンテナは、重複周波数帯域の電磁波を高周波信号に変換する。上述のように受信用アンテナは、送信用アンテナから放射された電磁波の強度が高い位置に配置されているため、受信用アンテナによって変換された高周波信号は、高強度な高周波信号である。このように、送信用アンテナが動作する周波数帯域及び受信用アンテナが動作する周波数帯域に重複周波数帯域が含まれている場合、送信用アンテナと受信用アンテナとの間には、強い結合が生じる。その結果、送信用アンテナの後段に設けられた増幅器に高強度な高周波信号が入力され、その増幅器が破損するといった問題を生じる恐れがある。

そこで、このような問題を回避するアンテナ装置が従来から提案されている。例えば、特許文献１には、第１周波数帯及び第２周波数帯に対応する第１アンテナ素子と、第１周波数帯及び第２周波数帯に対応する第２アンテナ素子とを備えたアンテナ装置が開示されている。このアンテナ装置は、さらに、第１アンテナ素子と第２アンテナ素子との間に、第１周波数帯に対応する周波数で共振する第１無給電素子と、第２周波数帯に対応する周波数で共振する第２無給電素子とを備えている。

これにより、上記従来のアンテナ装置は、アンテナ素子間に生じる結合を抑制することができる。その結果、アンテナ素子間の距離を小さくできるので、アンテナ装置の小型化を実現することができる。

特開２０１２−２４４１８８号公報（２０１２年１２月１０日公開）

特許文献１に記載のアンテナ装置において、上述の第１アンテナ素子と第２アンテナ素子との間に配置された第１無給電素子及び第２無給電素子は、文字通り無給電素子であり、アンテナ素子間に生じる結合を抑制する以外の機能を有していない。すなわち、上記従来のアンテナ装置には、スペース効率を高める余地が残されている。

したがって、本発明は、それぞれが動作する周波数帯域の一部が重複している複数のアンテナを含むアンテナ装置において、アンテナ間に生じる結合を抑制しつつ、スペース効率を高めることを目的としている。

本発明のアンテナ装置は、上記の課題を解決するために、第１の周波数帯域で動作する第１アンテナと、前記第１の周波数帯域の少なくとも一部と重複する重複周波数帯域を含む第２の周波数帯域で動作する第２アンテナと、前記第１アンテナと前記第２アンテナとの間に設けられ、前記第１及び第２の周波数帯域と重複しない第３の周波数帯域内に共振点を有するとともに、前記重複周波数帯域内に共振点を有するように構成された第３アンテナと、前記第３アンテナの後段に接続され、前記第３の周波数帯域の高周波信号を通過させ、前記重複周波数帯域の高周波信号を減衰させるフィルタと、を備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、第３アンテナは、第３の周波数帯域の電磁波を第３の周波数帯域の高周波信号に変換するとともに、重複周波数帯域の電磁波を重複周波数帯域の高周波信号に変換する。

そのため、例えば、第１アンテナが第１の周波数帯域の高周波信号を電磁波に変換し、第２アンテナが第２の周波数帯域の電磁波を高周波信号に変換するように構成されている場合に、第１アンテナが放射する電磁波のうち重複周波数帯域の電磁波は、第３アンテナによって高周波信号に変換される。換言すれば、第１アンテナから放射された重複周波数帯域の電磁波の第２アンテナ近傍における強度は、第３アンテナが設けられていることによって弱められる。

なお、第３アンテナによって変換された重複周波数帯域の高周波信号は、第３アンテナの動作に何ら影響を与えない。第３アンテナの後段に、重複周波数帯域の高周波信号を減衰するフィルタが設けられているためである。

以上のように、本発明のアンテナ装置の第３アンテナは、第３の周波数帯域で動作するアンテナとして機能しつつ、第１アンテナと第２アンテナとの間に生じる結合を抑制することができる。したがって、第１アンテナと第２アンテナとの重複周波数帯域に共振する無給電素子を備えた従来技術の構成と比較して、本発明は、アンテナ間に生じる結合を抑制しつつ、スペース効率を高めることができる。

本発明の一態様に係るアンテナ装置において、前記第１の周波数帯域は、携帯電話用の周波数帯域であり、前記第２の周波数帯域は、地上波デジタル放送受信用の周波数帯域であり、前記第３の周波数帯域は、ＦＭ／ＡＭ放送受信用の周波数帯域である、構成としてもよい。

上記の構成によれば、第１アンテナは、携帯電話用のアンテナとして機能し、第２アンテナは、地上波デジタル放送受信用のアンテナとして機能する。更に、第３のアンテナは、ＦＭ／ＡＭ放送受信用のアンテナとして機能しつつ、携帯電話用のアンテナと地上波デジタル放送受信用のアンテナとの間に生じる結合を抑制することができる。本発明の一態様に係るアンテナは、このように構成されていてもよい。

本発明の一態様に係るアンテナ装置において、前記第１アンテナ、前記第２アンテナ及び前記第３アンテナは、共通の誘電体基板上に形成されている、ことが好ましい。

上記の構成によれば、第１〜第３アンテナが共通の誘電体基板上に形成されていることから、アンテナ装置を薄型化することができる。したがって、アンテナ装置を限られたスペース内に内蔵させることができる。また、第１〜第３アンテナの各々が別個の基板上に形成されている場合と比較して、第１〜第３アンテナを、例えば第１〜第３アンテナを内蔵する筐体に配置するときの工程を容易にすることができる。

本発明の一態様に係るアンテナ装置は、スポイラを筐体とするものであってもよい。

上述のように本発明の一態様に係るアンテナ装置は、薄型化することができるため、例えば天地方向の厚さが薄いスポイラであっても筐体として利用することができる。これにより、自動車にアンテナ装置を搭載する場合に、アンテナ装置専用の配置領域を必要とせず、自動車のパッケージにおけるスペース効率を高めることができる。また、上記の構成によれば、車体の美観及び空力特性を損なうことなく、複数のアンテナを備えたアンテナ装置を自動車に搭載することができる。

本発明は、それぞれが動作する周波数帯域の一部が重複している複数のアンテナを含むアンテナ装置において、アンテナ間に生じる結合を抑制しつつ、スペース効率を高めることができる。

図１の（ａ）は、本発明の一実施形態のアンテナ装置が備える第１〜第３アンテナの各々が動作する周波数帯域を示す説明図である。図１の（ｂ）は、第１〜第３アンテナを備えた本発明の一実施形態のアンテナ装置を示す平面図である。 図２の（ａ）は、図１に示したアンテナ装置を搭載した自動車の外観を示す斜視図である。図２の（ｂ）は、図１に示したアンテナ装置を内蔵しているスポイラを拡大して示す平面図である。 図２の（ｂ）におけるＡ−Ａ線に沿った矢視断面である。 測定試験に用いたアンテナ装置の各アンテナの配置状態（第１〜第３の状態）を示す図である。 図４に示す各アンテナのＶＳＷＲを示すグラフである。 図４に示す各アンテナの配置状態（第１〜第３の状態）における第１及び第２アンテナの結合状態を示すグラフである。

（アンテナ装置の構成）
本発明の実施形態に係るアンテナ装置について、図１〜図３を参照して以下に説明する。図１の（ａ）は、本実施形態のアンテナ装置が備える第１アンテナから第３アンテナの周波数帯域を示す説明図である。図１の（ｂ）は、第１アンテナから第３アンテナを備えた本実施形態のアンテナ装置を示す平面図である。

図１の（ｂ）に示すように、本実施形態のアンテナ装置１は、第１アンテナ１１、第２アンテナ１２、第３アンテナ１３、及び誘電体基板１４を備えている。誘電体基板１４は、フィルム状の柔軟性を有する基板である。誘電体基板１４を構成する材料としては、樹脂材料（例えば、ポリイミド）が挙げられる。なお、誘電体基板１４が柔軟性を有さなくてもよい場合には、誘電体基板１４としてガラスなどの酸化物からなる基板を採用してもよい。

第１〜第３アンテナ１１〜１３の各素子は、共通の基板である誘電体基板１４の一方の表面上に形成された導電体パターンによって構成されている。これらの導電体パターンは、例えば銅製である。第３アンテナ１３は、第１アンテナ１１と第２アンテナ１２との間に形成され、第１アンテナ１１、第３アンテナ１３及び第２アンテナ１２がこの順序にて、アンテナ装置１の長手方向に沿って並んでいる。

（第１アンテナ１１）
第１アンテナ１１は、給電部１１ａと、給電部１１ａからそれぞれ引き出された第１及び第２素子１１ｂ，１１ｃとを備えている。給電部１１ａには、給電線である同軸ケーブルが半田付けされている。具体的には、給電部１１ａは一対の給電点からなり、第１素子１１ｂ側の給電部（一方の給電点）に同軸ケーブルの内側導体が半田付けされており、第２素子１１ｃ側の給電部（他方の給電点）に同軸ケーブルの外側導体が半田付けされている。また、第１及び第２素子１１ｂ，１１ｃの形状は、何れも長方形であり、各素子１１ｂ，１１ｃは、第１から第３アンテナ１１〜１３が並ぶ方向と交わる方向（アンテナ装置１１の幅方向）に沿って並設されているが、これに限定されるものではない。

第１素子１１ｂは、給電部１１ａから、アンテナ装置１の長手方向と直交するアンテナ装置１の幅方向の一方側に引き出されるように配置されている。第２素子１１ｃは、給電部１１ａから、アンテナ装置１の幅方向の他方側に引き出されるように配置されている。第１素子１１ｂの給電部１１ａから引き出される方向に沿った長さは、第２素子１１ｃの給電部１１ａから引き出される方向に沿った長さよりも長い。

以上のように、本実施形態では、第１アンテナ１１としてダイポールアンテナを採用している。また、第１アンテナ１１は、携帯電話用のアンテナとして設計されている。すなわち、第１素子１１ｂ及び第２素子１１ｃのアンテナ装置１の幅方向に沿った長さは、携帯電話用の周波数帯域１１ｄ（第１の周波数帯域、図１の（ａ）参照）で動作するために最適化されている。

給電部１１ａに接続された同軸ケーブルは、携帯電話用の送受信機（図１に図示せず）に接続されている。この同軸ケーブルの第１アンテナ１１の近傍には、デュプレクサや増幅器など（図１に図示せず）が挿入されている。

（第２アンテナ１２）
第２アンテナ１２は、給電部１２ａと、給電部１２ａからそれぞれ引き出された第１及び第２素子１２ｂ，１２ｃとを備えている。給電部１２ａには、給電線である同軸ケーブルが半田付けされている。具体的には、給電部１２ａは一対の給電点からなり、第１素子１２ｂ側の給電部（一方の給電点）に同軸ケーブルの内側導体が半田付けされており、第２素子１２ｃ側の給電部（他方の給電点）に同軸ケーブルの外側導体が半田付けされている。また、第１及び第２素子１２ｂ，１２ｃの形状は、何れも長方形であり、各素子１２ｂ，１２ｃは、第１から第３アンテナ１１〜１３が並ぶ方向（アンテナ装置１１の長手方向）に沿って並設されているが、これに限定されるものではない。

第１素子１２ｂは、給電部１２ａから、アンテナ装置１の長手方向の一方向側に引き出されるように配置されている。第２素子１２ｃは、給電部１２ａから、アンテナ装置１の長手方向の他方側に引き出されるように配置されている。第１及び第２素子１２ｂ，１２ｃにおいて、アンテナ装置１の長手方向（給電部１２ａから引き出されている方向）に沿った長さは、アンテナ装置１の幅方向に沿った長さよりも短い。

以上のように、本実施形態では、第２アンテナ１２としてダイポールアンテナを採用している。また、第２アンテナ１２は、地上波デジタル放送受信用のアンテナとして設計されている。すなわち、第１素子１２ｂ及び第２素子１２ｃのアンテナ装置１の長手方向に沿った長さは、地上波デジタル放送受信用の周波数帯域１２ｄ（第２の周波数帯域、図１の（ａ）参照）で動作するために最適化されている。

給電部１２ａに接続された同軸ケーブルは、地上波デジタル放送受信機（図１に図示せず）に接続されている。第２アンテナ１２の後段には、フィルタと増幅器と（何れも図１に図示せず）がこの順番で挿入されている。このフィルタは、第２の周波数帯域１２ｄの高周波信号を通過させ、それ以外の周波数帯域の高周波信号を減衰させる。上記増幅器は、上記フィルタを通過した高周波信号を増幅する。

（第３アンテナ１３）
第３アンテナ１３は、素子上に第１及び第２領域１３ｂ，１３ｃを備えている。第１領域１３ｂと第２領域１３ｃとの間には給電部１３ａが設けられている。給電部１３ａには、給電線である同軸ケーブルの内側導体が半田付けされている。一方、同軸ケーブルの外側導体は、接地されている。第３アンテナ１３の素子の形状は、アンテナ装置１の長手方向に沿った２つの辺とアンテナ装置１の幅方向に沿った３つの辺とからなるＳ字型である。

第３アンテナ１３の素子の形状は、アンテナ装置１の長手方向に沿った２つの辺のうち、一方は長く、他方は短い。この短い方の辺の中央に給電部１３ａが設けられている。第１領域１３ｂは、給電部１３ａから、アンテナ装置１の長手方向の一方向側に引き出されるように配置されており、第２領域１３ｃは、給電部１３ａから、アンテナ装置１の長手方向の他方側に引き出されるように配置されている。そして、第３アンテナ１３の素子の形状は、アンテナ装置１の幅方向に沿った３つの辺の長さが同等となっている。

以上のように、本実施形態では、第３アンテナ１３としてモノポールアンテナを採用している。また、第３アンテナ１３は、ＦＭ／ＡＭ放送受信用のアンテナとして設計されている。したがって、第１領域１３ｂの素子長（Ｓ字型に沿って計った場合の長さ）は、ＦＭ／ＡＭ放送受信用の周波数帯域１３ｄ１（第３の周波数帯域、図１の（ａ）参照）で動作するために最適化されている。換言すれば、第１領域１３ｂは、周波数帯域１３ｄ１内に共振点を有するように構成されている。一方、第２領域１３ｃは、周波数帯域１１ｄと周波数帯域１２ｄとが重複する周波数帯域である重複周波数帯域１３ｄ２で動作するように設計されている。したがって、第２領域１２ｃの素子長（Ｓ字型に沿って計った場合の長さ）は、重複周波数帯域１３ｄ２で動作するために最適化されている。換言すれば、第２領域１３ｃは、重複周波数帯域１３ｄ２内に共振点を有するように構成されている。

給電部１３ａに接続された同軸ケーブルは、ＦＭ／ＡＭ放送受信機（図１に図示せず）に接続されている。第３アンテナ１３の後段には、フィルタ１５Ｆと増幅器１５Ａとがこの順番で挿入されている。フィルタ１５Ｆは、第３の周波数帯域１３ｄ１の高周波信号を通過させ、重複周波数帯域１３ｄ２の高周波信号を減衰させる。増幅器１５Ａは、フィルタ１５Ｆを通過した高周波信号を増幅する。

本実施形態において、フィルタ１５Ｆとして、重複周波数帯域１３ｄ２の最低周波数より低い周波数帯域より低周波側の高周波信号を通過させ、重複周波数帯域１３ｄ２の最低周波数以上の周波数帯域の高周波信号を減衰させるローパスフィルタを採用している。なお、フィルタ１５Ｆは、第３の周波数帯域１３ｄ１の高周波信号を通過させ、それ以外の周波数帯域の高周波信号を減衰させるバンドパスフィルタであってもよい。

なお、図１の（ｂ）において、アンテナ装置１を横切る一点鎖線は、アンテナ装置１を自動車２１のスポイラ２２（図２参照）に搭載する（内蔵する）場合の折曲げ位置１６を示す。この場合、スポイラ２２は、スポイラとしての本来の機能を有することに加えて、アンテナ装置１を内蔵する筐体としての機能を有する。アンテナ装置１をスポイラ２２に内蔵する場合の態様については、図２を参照して後述する。

（第１から第３アンテナ１１〜１３の周波数帯域）
上述のように、第１から第３アンテナ１１〜１３は、図１の（ｂ）に示す周波数帯域で動作するように構成されている。第１アンテナ１１の周波数帯域１１ｄは、６９８ＭＨｚ〜２６９０ＭＨｚであり、第２アンテナ１２の周波数帯域１２ｄは、４６２ＭＨｚ〜８６２ＭＨｚであり、第３アンテナ１３のＦＭ帯の周波数帯域１３ｄ１は、７６ＭＨｚ〜１０８ＭＨｚである。第１アンテナ１１の周波数帯域１１ｄの低周波側と第２アンテナ１２の周波数帯域１２ｄの高周波側とは重複している。すなわち、第１アンテナ１１と第２アンテナ１２とは重複周波数帯域１３ｄ２を有する。なお、第１〜第３アンテナ１１〜１３の各周波数帯域１１ｄ，１２ｄ，１３ｄ１，１３ｄ２の各々は、図１の（ｂ）に示す周波数帯域に限定されず、第１〜第３アンテナ１１〜１３の用途に合わせて適宜設定すればよい。

（自動車へのアンテナ装置１の搭載例）
図２の（ａ）は、アンテナ装置１を搭載した自動車２１の外観を示す斜視図であり、図２の（ｂ）は、アンテナ装置１を搭載したスポイラ２２を拡大して示す平面図である。図３は、図２の（ｂ）におけるＡ−Ａ線矢視断面である。

図２の（ａ）に示すように、アンテナ装置１を搭載した自動車２１は、ハッチバック型であり、車体後部の上部（ルーフの後端部）にスポイラ２２を搭載している。スポイラ２２は、誘電体（例えば樹脂材料等）からなり、電磁波を透過する。

図３に示すように、スポイラ２２の内部には、アンテナ装置１を内蔵可能な空隙が形成されている。スポイラ２２は、例えば、底部及び蓋部（図３に図示せず）によって構成されており、底部と蓋部と嵌め合わせることによって空隙が密閉されるように構成されている。スポイラ２２は、上壁部２２ａ、及び上壁部２２ａの後端部から下方へ折れ曲がった後壁部２２ｂを有する。上壁部２２ａの上面はスポイラ２２の上面を構成し、後壁部２２ｂの後面はスポイラ２２の後面を構成している。

アンテナ装置１は、スポイラ２２において、図１の（ｂ）に示した折曲げ位置１６にて折り曲げ、図１の（ａ）における折曲げ位置１６よりも上部がスポイラ２２の上壁部２２ａの内面に沿い、折曲げ位置１６よりも下部がスポイラ２２の後壁部２２ｂの内面に沿うように、スポイラ２２の内部に固定されている。アンテナ装置１をスポイラ２２の内面に固定する手段は限定されず、例えば、両面テープを用いてもよいし、樹脂製のファスナ（ピン）を用いてもよい。

（アンテナ装置１の動作）
上述のように、第１アンテナ１１の周波数帯域１１ｄの低周波側と、第２アンテナ１２の周波数帯域１２ｄの高周波側とは重複し、重複周波数帯域１３ｄ２を形成している。したがって、第１及び第２アンテナ１１，１２を備えるアンテナ装置において、第１アンテナ１１の近傍に、第２アンテナ１２が配置されていると、第１アンテナ１１から送信した信号は第２アンテナ１２にて受信され、受信した信号を増幅する第２アンテナ１２の増幅器が破損するといった問題を生じる恐れがある。

これに対し、本実施形態のアンテナ装置１では、第１アンテナ１１と第２アンテナ１２との間に、第３アンテナ１３を備え、第３アンテナ１３は、第１及び第２アンテナ１１，１２と重複しない周波数帯域１３ｄ１で動作するように構成されているとともに（第１領域１３ｂ）、重複周波数帯域１３ｄ２でも動作するように構成されている（第２領域１３ｃ）。

そのため、第１アンテナ１１によって高周波信号から変換された電磁波のうち、重複周波数帯域１３ｄ２の電磁波は、第３アンテナ１３によって電磁波から高周波信号に変換される。したがって、第１アンテナ１１よって変換された電磁波の強度をアンテナ装置１の長手方向に沿って測定した場合、当該電磁波の強度は、第１アンテナ１１の位置において最大値を示し、第３アンテナ１３の近傍において大幅に低下し、第２アンテナ１２の近傍に到達した時点ではすでに十分に小さくなっている。その結果として、第２アンテナ１２に接続されている増幅器が破損する事態を防止することができる。

以上のように、第３アンテナ１３は、ＦＭ／ＡＭ放送受信用のアンテナとして動作しつつ、第１アンテナ１１と第２アンテナ１２との間に生じる結合を抑制することができる。したがって、第１及び第２アンテナ１１，１２の間に、第１アンテナと第２アンテナとの重複周波数帯域１３ｄ２に共振する無給電素子を設けた従来のアンテナ装置と比較して、本実施形態のアンテナ装置１は、アンテナ１１，１３間に生じる結合を抑制しつつ、スペース効率を高めることができる。

また、第３アンテナ１３の第２領域１３ｃによって変換された重複周波数帯域１３ｄ２の高周波信号は、フィルタ１５Ｆにて減衰される。したがって、増幅器１５Ａがこの高周波信号によって破損することはなく、ＦＭ／ＡＭ放送受信機へ入力されることもない。

（アンテナ装置１の利点）
以上のように、アンテナ装置１は、第１アンテナ１１と第２アンテナ１２との間に、重複周波数帯域１３ｄ２で共振する無給電素子を備えた従来の構成と比較して、アンテナ装置としての機能を高めつつ、アンテナ装置１を効率よく小型化することができる。

また、アンテナ装置１の各アンテナ（各素子）は、柔軟性を有する誘電体基板１４の表面上に形成されているため、筐体の形状に沿わせて自在に折り曲げることができる。したがあって、アンテナ装置１は、図２及び図３に示したように、自動車２１のスポイラ２２のような狭い空隙を有するものを筐体として利用することができる。その結果として、アンテナ装置１は、被搭載物（例えば自動車２１）のパッケージにおけるスペース効率を高めることができ、被搭載の元来の機能や美観などを損なうこともない。

（アンテナの測定試験）
次に、図４から図６を参照して、本実施形態のアンテナ装置１の機能を確認するためのアンテナの測定試験について説明する。

図４は、測定試験に用いたアンテナ装置の、各アンテナの配置状態を示す図である。

図４の（ａ）は、第１及び第２アンテナ１１１，１２１を間隔をあけて配置した第１の状態を示す図である。また図４の（ｂ）は、第１及び第２アンテナ１１１，１２１の間に、これらアンテナの周波数帯域と重複しない周波数帯域内に共振点を有する第４アンテナ１７を配置した第２の状態を示す図である。そして、図４の（ｃ）は、第１及び第２アンテナ１１１，１２１の間に、これらアンテナの周波数帯域と重複しない周波数帯域内に共振点を有するとともに、重複周波数帯域内にも共振点を有する第３アンテナ１３１を配置した第３の状態を示す図である。

図４の（ｃ）に示す各アンテナの配置状態（第３の状態）が、本実施形態のアンテン装置１における各アンテナの配置状態に対応する。なお、図４の（ｄ）は、第３の状態における各アンテナの模式図である。

図４の（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１及び第２アンテナ１１１，１２１の各々は、給電部１１１ａ，１２１ａから一方に引き出された第１素子１１１ｂ、１２１ｂと、給電部１１１ａ，１２１ａから他方に引き出された第２素子１１１ｃ、１２１ｃとを備えたダイポールアンテナである。第１及び第２アンテナ１１１，１２１の各々は、何れも２２３５ＭＨｚ以上２５２０ＭＨｚ以下の周波数帯域で動作するように構成されている。すなわち、本試験において第１の周波数帯域と第２の周波数帯域とは共通である。結果として、重複周波数帯域も２２３５ＭＨｚ以上２５２０ＭＨｚ以下となる。

図４の（ａ）に示す各アンテナの配置状態（第１の状態）では、第１アンテナ１１１の近傍に、第１アンテナ１１１と共通の周波数帯域で動作する第２アンテナ１２１が間隔をあけて配置されている。そして、これら第１及び第２アンテナ１１１，１２１の間には、何れのアンテナも配置されていない。

図４の（ｂ）に示す各アンテナの配置状態（第２の状態）では、第１及び第２アンテナ１１１，１２１の間に、第１及び第２アンテナ１１１，１２１の周波数帯域と重複しない周波数帯域で動作する第４アンテナ１７が配置されている。

第４アンテナ１７は、給電部１７ａから一方に引き出された第１素子１７ｂと、給電部１７ａから他方に引き出された第２素子１７ｃとを備えたダイポールアンテナである。そして、各素子１７ｂ，１７ｃは、２２３５ＭＨｚ以上２５２０ＭＨｚ以下の周波数帯域よりも低周波側で動作するように構成されている。すなわち、第４アンテナ１７の各素子は、第１及び第２アンテナ１１１，１２１の各素子の長さより長くなるように構成されている。

図４の（ｃ）に示す各アンテナの配置状態（第３の状態）は、本実施形態のアンテナ装置１における各アンテナの配置状態に対応するものである。すなわち、第１及び第２アンテナ１１１，１２１の間に、これらアンテナが動作する周波数帯域と重複しない周波数帯域で動作するだけでなく、第１及び第２アンテナの重複周波数帯域でも動作するように構成された第３アンテナ１３１が配置されている。

第３アンテナ１３１は、給電部１３１ａから一方に引き出された第１素子１３１ｂ，１３１ｄと、給電部１３１ａから他方に引き出された第２素子１３１ｃ，１３１ｅとを備えたダイポールアンテナである。そして、各素子は、２２３５ＭＨｚ以上２５２０ＭＨｚ以下の周波数帯域よりも低周波側で動作するとともに、２３５ＭＨｚ以上２５２０ＭＨｚ以下の周波数帯域でも動作するように構成されている。

具体的には、第３アンテナ１３１の各素子は、図４の（ｂ）に示す第４アンテナ１７と同等に構成された各素子１３１ｂ，１３１ｃ上に、幅広の導体部１３１ｄ，１３１ｅがそれぞれ設けられている。すなわち、図４の（ｄ）の模式図に示すように、第１及び第２アンテナ１１１，１２１の間に配置された第３アンテナ１３１は、第１及び第２アンテナ１１１，１２１の各素子の長さより長くなるように構成された素子１３１ｂ，１３１ｃと、第１及び第２アンテナ１１１，１２１の各素子の長さと等しくなるように構成された素子１３１ｄ，１３１ｅとを兼ね備えるように構成されている。これにより、第３アンテナ１３１は、２２３５ＭＨｚ以上２５２０ＭＨｚ以下の周波数帯域よりも低周波側で動作するとともに、２３５ＭＨｚ以上２５２０ＭＨｚ以下の周波数帯域でも動作するとが可能となる。

本試験では、第１アンテナ１１１をネットワークアナライザーの送信ポートに接続し、第２アンテナ１２１をネットワークアナライザーの受信ポートに接続している。この構成を用いて第１アンテナ１１１から第２アンテナ１２１への透過スペクトルＳ２１を測定した。この透過スペクトルＳ２１は、第１アンテナ１１１と第２アンテナ１２１との間に生じる結合の大きさを評価する指標となる。具体的には、透過スペクトルＳ２１の値が大きいほど第１アンテナ１１１と第２アンテナ１２１との間に生じる結合が大きいことを示す。

図５は、本試験に使用した各アンテナのＶＳＷＲ(電圧定在波比：Voltage Standing Wave Ratio)を示すグラフである。

第１及び第２アンテナ１１１，１２１のＶＳＷＲと、第３アンテナ１３１のＶＳＷＲと、第４アンテナ１７のＶＳＷＲをそれぞれ示している。

図６は、図４に示した各アンテナの配置状態（第１〜第３の状態）における、図５のＢ部の周波数帯域での第１アンテナ１１１と第２アンテナ１２１との結合状態を示すグラフである。

なお、図６では、第１から第３の状態における、第１から第２アンテナへの透過スペクトルＳ２１と周波数との関係を示している。

図６の結果から明らかなように、第１アンテナ１１１と第２アンテナ１２１との間に生じる結合は、図４の（ａ）に示す第１の状態において最も大きく、第２の状態（図４の（ｂ））、第３の状態（図４の（ｃ））の順番で小さくなることが分かった。以上の結果から、本実施形態のアンテナ装置１に対応する第３の状態では、重複周波数帯域において第１アンテナ１１１と第２アンテナ１２１との間に生じる結合を抑制可能なことが分かった。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ アンテナ装置
１１ 第１アンテナ
１１ａ 給電部
１１ｂ 第１素子
１１ｃ 第２素子
１２ 第２アンテナ
１２ａ 給電部
１２ｂ 第１素子
１２ｃ 第２素子
１３ 第３アンテナ
１３ａ 給電部
１３ｂ 第１領域
１３ｃ 第２領域
１４ 誘電体基板
１５Ｆ フィルタ
１６ 折曲げ位置
２１ 自動車
２２ スポイラ

Claims (4)

1. 第１の周波数帯域で動作する第１アンテナと、
   前記第１の周波数帯域の少なくとも一部と重複する重複周波数帯域を含む第２の周波数帯域で動作する第２アンテナと、
   前記第１アンテナと前記第２アンテナとの間に設けられ、前記第１及び第２の周波数帯域と重複しない第３の周波数帯域内に共振点を有するとともに、前記重複周波数帯域内に共振点を有するように構成された第３アンテナと、
   前記第３アンテナの後段に接続され、前記第３の周波数帯域の高周波信号を通過させ、前記重複周波数帯域の高周波信号を減衰させるフィルタと、を備えている、
   ことを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記第１の周波数帯域は、携帯電話用の周波数帯域であり、
   前記第２の周波数帯域は、地上波デジタル放送受信用の周波数帯域であり、
   前記第３の周波数帯域は、ＦＭ／ＡＭ放送受信用の周波数帯域である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記第１アンテナ、前記第２アンテナ及び前記第３アンテナは、共通の誘電体基板上に形成されている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
4. 当該アンテナ装置は、スポイラを筐体とするものである、
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のアンテナ装置。