JP2018056628A - アンテナ装置及び車載用アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の共振周波数で動作するフィルムアンテナにおいて、放射特性の劣化を抑制しつつ、狭小なスペースにも実装可能なフィルムアンテナを提供すること。【解決手段】フィルムアンテナ（１１）において、第１の放射素子（１１２）のうち給電領域（１１４）から基板（１１１）の一方の長辺（１１１ａ）に沿って延伸された部分を構成する帯状導体（１１２２）は、一方の長辺（１１１ａ）側に偏らせて配置されており、第２の放射素子（１１３）のうち第３平面に配置された部分（１１３３）は、他方の長辺（１１１ｂ）側に偏らせて配置されている。【選択図】図３

Description

本発明は、複数の共振周波数を有するフィルムアンテナ及び該フィルムアンテナを備えたアンテナ装置に関する。

特許文献１には、誘電体基板の表面に形成されたグランド板及び放射素子を備えているフィルムアンテナが記載されている（特許文献１の図３参照）。

また、互いに長さが異なる複数のサブ素子によって構成された放射素子を備えているフィルムアンテナが知られている。このようなフィルムアンテナは、複数のサブ素子の長さに対応した複数の共振周波数で動作するため、動作帯域を広帯域化することができる。

このようなフィルムアンテナに対する要望として、フィルムアンテナの実装に要するスペースを狭小化することが挙げられる。フィルムアンテナの実装に要するスペースを狭小化する場合、上記誘電体基板として可撓性を有するフレキシブル基板を採用し、上記グランド板及び上記放射素子として導体箔を採用することが好ましい。このようなフィルムアンテナは、折り曲げることができるので、狭小なスペースにも実装可能である。

特開２００７−２３５４０４号公報（２００７年９月１３日公開）

しかしながら、このようなフィルムアンテナを折り曲げると、放射素子同士、グランド板同士、又は、放射素子とグランド板とが互いに近接することによって、フィルムアンテナの放射特性が劣化することを本願の発明者らは見出した。

本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の共振周波数で動作するフィルムアンテナにおいて、放射特性の劣化を抑制しつつ、狭小なスペースにも実装可能なフィルムアンテナを提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るフィルムアンテナは、（１）帯状の誘電体を第１平面、当該第１平面に交わる第２平面、及び、前記第１平面に対向し且つ前記第２平面に交わる第３平面の各々に沿ってＪ字型に折り曲げた基板と、（２）第１の共振周波数を有し且つ前記基板の前記第１平面に沿った領域に配置された第１の放射素子と、（３）前記第１の共振周波数よりも周波数が高い第２の共振周波数を有し且つ前記基板の少なくとも前記第２平面に沿った領域及び前記第３平面に沿った領域に配置された第２の放射素子と、を含み、給電領域が前記第１平面内における当該第１平面と前記第２平面との境界線の近傍に配置されたフィルムアンテナであって、前記第１の放射素子のうち前記給電領域から前記基板の一方の長辺に沿って延伸された部分を構成する帯状導体は、前記一方の長辺側に偏らせて配置されており、前記第２の放射素子のうち前記第３平面に配置された部分は、前記基板の他方の長辺側に偏らせて配置されている。

上記の構成によれば、基板は、Ｊ字型に折り曲げられており、第１の放射素子及び第２の放射素子は、Ｊ字型に折り曲げられた基板の各領域に配置されている。したがって、本フィルムアンテナは、狭小なスペースに実装可能なコンパクトなフィルムアンテナである。

また、第１平面及び第３平面を平面視した場合に、第１の放射素子の帯状導体と、第２の放射素子の第３平面に配置された部分とが重畳する領域の面積を抑制することができる。すなわち、第１の放射素子と第２の放射素子との間に形成される静電容量を抑制することができるため、本フィルムアンテナは、第１の放射素子と第２の放射素子とが近接することに伴い生じる放射特性の劣化を抑制することができる。

以上のように、本フィルムアンテナは、放射特性の劣化を抑制しつつ、狭小なスペースにも実装可能なフィルムアンテナを実現することができる。

本発明の一態様に係るフィルムアンテナにおいて、前記帯状導体は、Ｌ字型の帯状導体であって、前記給電領域から前記境界線に沿って且つ前記基板の一方の長辺に向かう第１の方向に延伸された第１部分と、当該第１部分の前記給電領域と逆側の端部から前記一方の長辺に沿って且つ前記境界線から遠ざかる第２の方向に延伸された第２部分とからなる、ことが好ましい。

上記の構成によれば、帯状導体を給電領域から基板の一方の長辺まで導くときの経路長を最短にすることができる。したがって、本フィルムアンテナは、放射特性の劣化を確実に抑制することができる。

本発明の一態様に係るフィルムアンテナにおいて、前記帯状導体の前記給電領域と逆側の端部は、前記第２の放射素子と重畳しない領域まで延伸されており、当該端部には、前記基板の前記一方の長辺側から前記他方の長辺側へ向かって、幅が拡幅された先端部が更に設けられている、ことが好ましい。

上記の構成によれば、帯状導体の端部から先端部の末端まで、先端部の外縁に沿って測った場合の長さは、基板の一方の長辺側と、基板の他方の長辺側とで異なる。したがって、第１の放射素子は、第１の共振周波数に加えて更に別の共振周波数を有するので、所望の周波数帯域を細分化してカバーすることができる。

本発明の一態様に係るフィルムアンテナにおいて、前記第２の放射素子の給電領域と逆側の端部には、給電領域から遠ざかる方向に延伸されたサブ素子が更に設けられている、ことが好ましい。

上記の構成によれば、第２の放射素子は、第２の共振周波数に加えて更に別の共振周波数を有するので、所望の周波数帯域を細分化してカバーすることができる。

本発明の一態様に係るフィルムアンテナにおいて、前記第２の放射素子の前記第２平面に沿った領域に配置された部分は、前記給電領域から遠ざかるにしたがってその幅が拡幅される区間を含む、ことが好ましい。

上記の構成によれば、第２の放射素子のうち、前記給電領域から遠ざかるにしたがってその幅が拡幅される区間の共振周波数は、第２の共振周波数よりも周波数が高くなる。したがって、本フィルムアンテナは、所望の周波数帯域を細分化してカバーすることができる。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るアンテナ装置は、上述した何れか一態様に係るフィルムアンテナと、前記フィルムアンテナを支持する第１支持面、第２支持面、及び第３支持面を有する支持体と、を備え、前記第１支持面、前記第２支持面、及び前記第３支持面の各々は、それぞれ、前記第１平面、前記第２平面、及び前記第３平面に沿った面である。

上記の構成によれば、支持体は、フィルムアンテナを予め設計された通りの形状であるＪ字型に支持することができる。したがって、フィルムアンテナは、予め設計された通りの放射特性を確実に実現することができる。その結果、本アンテナ装置は、放射特性の劣化を抑制しつつ、狭小なスペースにも実装可能なフィルムアンテナを確実に実現することができる。

本発明の一態様に係るアンテナ装置は、前記フィルムアンテナの給電領域に接続される給電線を更に備え、前記支持体の内部には、当該給電線を配線する配線経路が設けられており、当該配線経路は、前記第１支持面と前記第３支持面とが対向する領域である対向領域内において、前記給電線のうち前記基板の一方の長辺に沿った部分を、前記第１の放射素子の前記帯状導体と重畳し、且つ、前記第２の放射素子と重畳しない位置に配線する、ことが好ましい。

上記の構成によれば、給電線と第２の放射素子との間に生じる寄生容量を抑制することができるため、本アンテナ装置の放射特性を更に向上させることができる。

本発明の一態様に係るアンテナ装置の前記対向領域外において、前記配線経路は、前記境界線に沿い且つ前記基板の一方の長辺から他方の長辺へ向かう方向に前記給電線を導き、且つ、前記第１の放射素子の前記帯状導体と重畳しない位置から前記基板の長辺に沿って当該給電線を当該支持体の外部に引き出す、ことが好ましい。

上記の構成によれば、本アンテナ装置は、給電線のうち支持体の外部に引き出された部分を配線する経路が放射特性に与える影響を抑制することができる。換言すれば、給電線のうち支持体の外部に引き出された部分を配線する場合の自由度を向上させることができる。

本発明の一態様によれば、複数の共振周波数で動作するフィルムアンテナにおいて、放射特性の劣化を抑制しつつ、狭小なスペースにも実装可能なフィルムアンテナを提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係るフィルムアンテナを備えたアンテナ装置の斜視図である。 図１に示したフィルムアンテナの展開図である。 図１に示したアンテナ装置を支持体とフィルムアンテナ及び同軸ケーブルとに分解した平面図である。 図１に示したアンテナ装置において、支持体の外部に引き出された同軸ケーブルを配線する経路１〜３を示す平面図である。 本発明の実施例であるアンテナ装置及び比較例であるアンテナ装置のＶＳＷＲを示すグラフである 本発明の比較例であるアンテナ装置が備えているフィルムアンテナの展開図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施例であるアンテナ装置の利得を示すグラフである。 本発明の実施例であるアンテナ装置のＶＳＷＲを示すグラフである。 （ａ）は、図１に示すアンテナ装置を内蔵するスポイラーを搭載した車体の斜視図である。（ｂ）は、当該スポイラーの斜視図である。

本発明の一実施形態に係るアンテナ装置１について、図１〜図４を参照して説明する。本実施形態に係るアンテナ装置１は、本発明の一実施形態に係るフィルムアンテナ１１、支持体１２、及び給電線である同軸ケーブル１３を備えている。

図１は、アンテナ装置１の斜視図である。図２は、フィルムアンテナ１１の展開図である。図３は、アンテナ装置１を支持体１２と、フィルムアンテナ１１及び同軸ケーブル１３とに分解した平面図である。図４は、アンテナ装置１が備えている支持体の外部に引き出された同軸ケーブル１３を配線する経路１〜３を示す平面図である。

以下において、アンテナ装置１の「上、下、左、右、前、後」は、図１〜図４の各図に示したｘｙｚ座標系に基づき、「ｚ軸正方向を上」、「ｚ軸負方向を下」、「ｘ軸正方向を左」、「ｘ軸負方向を右」、「ｙ軸正方向を前」、「ｙ軸負方向を後」として説明する。したがって、図１〜図４の各図に示した状態におけるアンテナ装置１の上下、左右及び前後と、例えば車体等へ搭載した状態におけるアンテナ装置１の上下、左右及び前後とは、必ずしも一致するものではない。

〔アンテナ装置１の構成〕
アンテナ装置１は、図１に示すように、フィルムアンテナ１１、支持体１２、及び同軸ケーブル１３を備えている。同軸ケーブル１３は、フィルムアンテナ１１の給電領域（図１には図示せず）に接続される給電線の一例である。なお、給電領域については、図２を参照して後述する。

支持体１２は、樹脂を成形することによって得られる構造物であり、ブロック部１２１と板部１２２とからなる。

（支持体１２）
ブロック部１２１は、４つの側壁（前壁、後壁、右壁、及び左壁）と、上壁と、下壁とからなる直方体状の形状を有する。図１において、前壁及び後壁の各々は、それぞれ、ｚｘ平面に沿って配置されている。前壁は、ｙ軸正方向側に配置されており、後壁は、ｙ軸負方向側に配置されている。右壁及び左壁の各々は、それぞれ、ｙｚ平面に沿って配置されている。右壁は、ｘ軸負方向側に配置されており、左壁は、ｘ軸正方向側に配置されている。上壁及び下が部の各々は、それぞれ、ｘｙ平面に沿って配置されている。上壁は、ｚ軸正方向側に配置されており、下壁は、ｚ軸負方向側に配置されている。

板部１２２は、前壁の下端部からｙ軸正方向に沿って延伸された板状部材である。板部１２２を構成する上面及び下面の各々は、それぞれ、ｘｙ平面に沿って配置されている。上面は、ｚ軸正方向側に配置されており、下面は、ｚ軸負方向側に配置されている。

ブロック部１２１の下壁及び板部１２２の下面は、何れも、ｘｙ平面に沿う平面である第１平面Ｐ１に沿っており、請求の範囲に記載の第１支持面に対応する。

ブロック部１２１の後壁は、ｚｘ平面に沿う平面である第２平面Ｐ２に沿う平面部を含んでいる。ブロック部１２１の後壁の下端部には、当該平面部と第１平面とを滑らかに接続する第１曲面部が設けられており、ブロック部１２１の後壁の上端部には、当該平面部分と第３平面とを滑らかに接続する第２曲面部が設けられている。したがって、ブロック部１２１の後壁は、平面部、第１曲面部及び第２曲面部からなり、請求の範囲に記載の第２支持面に対応する。

ブロック部１２１の上壁は、ｘｙ平面に沿い、且つ、第１平面よりもｚ軸正方向側の平面である第３平面Ｐ３に沿っており、請求の範囲に記載の第３支持面に対応する。

第２平面Ｐ２は、第１平面Ｐ１に交わっており（本実施形態では直交）、第３平面Ｐ３は、第１平面Ｐ１と対向（本実施形態では平行）し、且つ、第２平面Ｐ２と交わっている（本実施形態では直交）。

（フィルムアンテナ１１）
フィルムアンテナ１１は、図２に示すように、基板１１１と、基板１１１のおもて面に形成された２つの放射素子１１２，１１３とにより構成されている。放射素子１１２及び放射素子１１３の各々は、それぞれ、請求の範囲に記載の第１の放射素子及び第２の放射素子に対応する。

基板１１１は、可撓性を有し、且つ、帯状に成形された誘電体製の基板である。基板１１１としては、例えばポリイミド製のフィルムを採用することができる。以下において、基板１１１の形状は、長方形である。基板１１１を構成する一方の長辺（ｘ軸正方向側の長辺）のことを長辺１１１ａと称し、他方の長辺（ｘ軸負方向側の長辺）のことを長辺１１１ｂと称する。

基板１１１は、そのおもて面が支持体１２を構成する各面（ブロック部１２１の下壁及び板部１２２の下面、ブロック部１２１の後壁、及び、ブロック部１２１の上壁）に接するように、支持体１２に対して巻き付けられている。その結果、基板１１１は、その裏面が支持体１２の外側に面し、且つ、第１平面、第２平面、及び第３平面の各々に沿ってＪ字型に折り曲げられた状態になるように、支持体１２によって指示されている（図１参照）。

基板１１１は、支持体１２を構成する各面のうち何れの面に接するかに応じて、２つの直線（直線ＡＡ及び直線ＢＢ）により３つの領域に分割される。直線ＡＡは、基板１１１のうち、ブロック部１２１の下壁及び板部１２２の下面に接する領域（第１平面Ｐ１に沿った領域）と、ブロック部１２１の後壁に接する領域（第２平面Ｐ２に沿った領域）との境界を示す。直線ＢＢは、基板１１１のうち、ブロック部１２１の後壁に接する領域と、ブロック部１２１の上壁に接する領域（第３平面Ｐ３に沿った領域）との境界を示す。

放射素子１１２，１１３の各々は、導体箔（本実施形態においては銅箔）を所定の形状に成形することによって得られる導体パターンである。

放射素子１１２は、基板１１１の第１平面Ｐ１に沿った領域に配置されており、第１の共振周波数を有する。本実施形態においては、第１の共振周波数を６９８ＭＨｚとして放射素子１１２を設計している。

放射素子１１３は、少なくとも、基板１１１の第２平面Ｐ２に沿った領域及び第３平面Ｐ３に沿った領域に配置されており、第１の共振周波数より周波数が高い第２の共振周波数を有する。本実施形態においては、第２の共振周波数を１４００ＭＨｚとして放射素子１１３を設計している。

したがって、放射素子１１３の全長（後述する給電領域から放射素子１１３の先端までの長さ）は、放射素子１１２の全長（後述する給電領域から放射素子１１２の先端までの長さ）よりも長い。

また、フィルムアンテナ１１においては、同軸ケーブル１３を接続するための給電領域１１４を、第１平面内における直線ＡＡの近傍に配置している。したがって、放射素子１１３は、第１平面Ｐ１に沿った領域に配置された矩形状の部分を含む。以下においては、放射素子１１３のうち、第１平面Ｐ１に沿った領域に配置された部分を第１部分１１３１と称し、第２平面Ｐ２に沿った領域に配置された部分（直線ＡＡ及び直線ＢＢに挟まれた部分）を第２部分１１３２と称し、第３平面Ｐ３に沿った領域に配置された部分を第３部分１１３３と称する。

第２部分１１３２において、放射素子１１３の幅（ｘ軸方向に沿って測った長さ）は、第１部分１１３１の幅から第３部分の幅１１３３まで拡幅される。ここで、第１部分１１３１の幅から第３部分の幅１１３３まで滑らかに連続して変化させるために、幅を変化させる区間の輪郭１１３２ａ及び輪郭１１３２ｂの形状として、楕円（図２に二点鎖線で図示）の一部を構成する弧を採用している。本実施形態において、給電領域１１４から放射素子１１３の幅が拡幅される区間の末端までの電気長、すなわち、給電領域１１４から点１１３２ｄを経て点１１３２ｆへ至る経路の電気長、及び、給電領域１１４から点１１３２ｃを経て点１１３２ｅへ至る経路の電気長の各々は、およそ２０００ＧＨｚの電磁波の実効波長に対応する。

放射素子１１３の第２部分１１３２及び第３部分１１３３の各々は、基板１１１の長辺１１１ｂの側（ｘ軸負方向側）に偏らせて配置されている。

放射素子１１３の第３部分１１３３は、本体素子１１３３ａと、サブ素子１１３３ｂとからなる。本体素子１１３３ａは、第２部分１１３２の給電領域１１４と逆側の端辺から延伸された長方形の導体パターンである。サブ素子１１３３ｂは、第３部分１１３３の端部（給電領域１１４と逆側の端部）から、給電領域１１４から遠ざかる方向（図２においてはｙ軸負方向）に延伸された、帯状の導体パターンである。このように構成された放射素子１１３において、給電領域１１４からサブ素子１１３３ｂの先端部までの電気長は、１４００ＭＨｚの電磁波の実効波長に対応する。また、放射素子１１３において、給電領域１１４から本体素子１１３３ａの端辺までの電気長は、１７００ＭＨｚ以上１８００ＭＨｚの電磁波の実効波長に対応する。

なお、給電領域１１４において、同軸ケーブル１３の中心導体１３１は、放射素子１１３に接続され、同軸ケーブル１３の外側導体１３２は、放射素子１１２に接続される。これらの接続は、例えば半田を用いて行われる。

放射素子１１２は、Ｌ字型の帯状導体（１１２１，１１２２）と、このＬ字型の帯状導体の端部に設けられた先端部１１２３とからなる。

Ｌ字型の帯状導体は、帯状導体をＬ字型に折り曲げることによって得られ、第１部分１１２１と第２部分１１２２とからなる。第１部分１１２１は、給電領域１１４から直線ＡＡに沿って且つ長辺１１１ａに向かう方向、すなわち、ｘ軸正方向に延伸されている。ｘ軸正方向は、請求の範囲に記載の第１の方向である。第２部分１１２２は、第１部分１１２１の端部であって、給電領域１１４と逆側の端部から、長辺１１１ａに沿って且つ直線ＡＡから遠ざかる方向、すなわち、ｙ軸正方向に延伸されている。ｙ軸正方向は、請求の範囲に記載の第２の方向である。

放射素子１１２の第２部分１１２２は、長辺１１１ａの側（ｘ軸正方向側）に偏らせて配置されている。

放射素子１１２の先端部１１２３は、給電領域１１４と逆側の端部（ｙ軸正方向側の端部）に設けられた導体パターンである。先端部１１２３は、第２部分１１２２と比較して、長辺１１１ａ側から長辺１１１ｂ側へ向かって、すなわち、ｘ軸負方向へ向かって、その幅（ｘ軸方向に沿って測った長さ）が拡幅されている。

本実施形態において、先端部１１２３の輪郭は、第２部分１１２２と接続される部分を除いて滑らかに構成されており、角を含まない。換言すれば、先端部１１２３は、長方形の導体パターンにおいて３つの角部分の各々をそれぞれ弧１１２３ａ，１１２３ｂ，１１２３ｃに置換することによって得られる。

なお、基板１１１及び放射素子１１２，１１３には、開口１１１１〜１１１６が設けられている。開口１１１１〜１１１２の各々は、長方形の開口であり、フィルムアンテナ１１を支持体１２に対して固定するために用いられる。支持体１２の上壁には、開口１１１１〜１１１２に対応する位置にＬ字型フックが形成されており、開口１１１１〜１１１２を引っかけることにより、フィルムアンテナ１１を支持体１２に対して固定する。また、開口１１１３〜１１１６の各々は、円形の開口であり、フィルムアンテナ１１と支持体１２との相対的な位置関係を定めるために用いられる。支持体１２の上壁には、開口１１１３〜１１１６に対応する位置に円筒状の突起が形成されている。フィルムアンテナ１１を支持体１２に対して巻き付けるときに、これらの円筒状の突起を開口１１１３〜１１１６の各々に嵌合させることにより、フィルムアンテナ１１を支持体１２の所定の位置に配置することができる。

なお、後述する図３において、Ｌ字型フック及び円筒状の突起の図示は、省略している。

（配線経路）
支持体１２には、同軸ケーブル１３の一方の端部を、給電領域１１４から支持体１２の外部まで引き出す配線経路１２１８が設けられている。ここでは、支持体１２のブロック部１２１の具体的な形状と配線経路１２１８の形状とについて図３を参照して説明する。

図３は、アンテナ装置１を支持体１２（図３の上図）とフィルムアンテナ１１及び同軸ケーブル１３（図３の下図）とに分解した状態を示す。なお、図３の上図においては、同軸ケーブル１３の配線経路を分かりやすくするために、同軸ケーブル１３を二点鎖線にて図示している。

上述したように、ブロック部１２１は、直方体状の形状を有する。図３に示すように、右壁１２１１、左壁１２１２、前壁１２１３、及び後壁１２１４の各々によって、ブロック部１２１の側面は、四方から取り囲まれている。なお、後壁１２１４は、請求の範囲に記載の第２支持面を構成する。

ブロック部１２１の内部には、格子状のリブ１２１５が形成されている。リブ１２１５の上面（図３において斜線を付した部分）は、ｘｙ平面に沿うように平坦に成形されており、請求の範囲に記載の第３支持面を構成する。このリブ１２１５の上面は、ブロック部１２１の上壁１２１７を構成する。リブ１２１５の下面は、リブ１２１５の上面と同様に、ｘｙ平面に沿うように平坦に成形されており、請求の範囲に記載の第１支持面の一部を構成する。リブ１２１５の下面は、ブロック部１２１の下壁１２１６を構成する。

このように構成された支持体１２の第１支持面、第２支持面、及び第３支持面に対して、フィルムアンテナ１１は、Ｊ字型に巻き付けられている。本実施形態において、フィルムアンテナ１１の給電領域１１４は、ブロック部１２１の下壁１２１６に沿い、且つ、直線ＡＡの近傍に配置される。以下において、第１支持面と第３支持面とが対向する領域を対向領域１２１９と称する。

ブロック部１２１の内部であって、給電領域１１４に対応する位置には、同軸ケーブル１３の一方の端部を収容するための空隙が形成されている。この空隙は、リブ１２１５の一部を除去することによって得られる。

給電領域１１４においてその一端が放射素子１１２，１１３に接続された同軸ケーブル１３は、上述した空隙からブロック部１２１の内部に設けられた配線経路１２１８を経て支持体１２の外部（ブロック部１２１の外部）へ引き出される。

具体的には、配線経路１２１８は、対向領域１２１９内において、（１）給電領域１１４に対応する上記空隙から、放射素子１１２の第１部分１１２１に沿ってｘ軸正方向に沿って同軸ケーブル１３を導いた後、（２）放射素子１１２の第２部分１１２２に沿ってｙ軸正方向に沿って、且つ、対向領域１２１９の外部まで同軸ケーブル１３を導く。その後、配線経路１２１８は、対向領域１２１９の外部において、（３）ｘ軸負方向に沿って同軸ケーブル１３を導いた後、（４）ブロック部１２１の前壁１２１３に形成された切り欠き１２１３ａからブロック部１２１の外部へ、且つ、ｙ軸正方向に沿って同軸ケーブル１３を導く。切り欠き１２１３ａは、前壁１２１３のｘ軸方向における中央部に形成されている。したがって、同軸ケーブル１３は、前壁１２１３のｘ軸方向における中央部からブロック部１２１の外部へ引き出される。

配線経路１２１８は、ブロック部１２１の内部に同軸ケーブル１３を配線可能な幅の溝部を形成することによって得られる。この溝部において同軸ケーブル１３を挟み込む側壁は、リブ１２１５の側面によって構成されていてもよいし、リブ１２１５に設けられた切り欠きによって構成されていてもよい。

なお、リブ１２１５に設ける切り欠きの幅を同軸ケーブル１３の外径よりもわずかに小さく構成し、この切り欠きに同軸ケーブル１３を押し込むことによって、この切り欠きは、同軸ケーブル１３を把持することができる。この構成によれば、同軸ケーブル１３が引っ張られた場合に、給電領域１１４に生じ得る引っ張り不可を抑制することができる。

〔フィルムアンテナ１１及びアンテナ装置１の効果〕
フィルムアンテナ１１及びアンテナ装置１によって得られる効果を以下に説明する。

フィルムアンテナ１１の基板１１１は、Ｊ字型に折り曲げられており、放射素子１１２，１１３の各々は、折り曲げられた基板１１１の表面に配置されている。したがって、フィルムアンテナ１１は、狭小なスペースに実装可能なコンパクトなフィルムアンテナである。同様に、フィルムアンテナ１１を備えたアンテナ装置１は、狭小なスペースに実装可能なコンパクトなアンテナ装置である。

また、本実施形態において、放射素子１１２の共振周波数の下限値である第１の共振周波数は、６９８ＭＨｚであり、放射素子１１３の共振周波数の下限値である第２の共振周波数は、１４００ＭＨｚである。したがって、フィルムアンテナ１１は、６９８ＭＨｚ以上２６９０ＭＨｚ以下の周波数帯域を動作帯域とするＬＴＥ（Long Term Evolution）用あるいは４Ｇ用のアンテナとして、好適に利用可能である。

さらに、放射素子１１２をｚ軸正方向側から平面視した場合に、放射素子１１２の第２部分１１２２は、基板１１１の長辺１１１ａの側に偏らせて配置されており、放射素子１１３の第３部分１１３３は、基板１１１の長辺１１１ｂの側に偏らせて配置されている。この構成によれば、放射素子１１２の第２部分１１２２と、放射素子１１３の第３部分１１３３とが重畳する領域の面積を抑制することができる（図３の下図参照）。その結果として、放射素子１１２と放射素子１１３との間に形成される静電容量を抑制することができる。そのため、フィルムアンテナ１１は、放射素子１１２と放射素子１１３とが近接することに伴い生じる放射特性の劣化を抑制することができる。

以上のように、フィルムアンテナ１１は、複数の共振周波数で動作可能であり、且つ、狭小なスペースにも実装可能であることに加えて、放射特性の劣化を抑制することができる。

更に、放射素子１１２の第１部分１１２１と第２部分１１２２とがＬ字型に配置されている、すなわち、第１部分１１２１がｘ軸正方向に向かって延伸され、且つ、第２部分１１２２がｙ軸正方向に向かって延伸されていることが好ましい。

この構成によれば、給電領域１１４から基板１１１の長辺１１１ａまで導くときの経路長を最短にすることができる。したがって、フィルムアンテナ１１は、上述した放射特性の劣化を確実に抑制することができる。

また、放射素子１１２の先端部１１２３の幅が基板１１１の長辺１１１ａ側から長辺１１１ｂ側へ向かって（ｘ軸負方向へ向かって）拡幅されていることが好ましい。

この構成によれば、第２部分の端部である点１１２２ａ及び点１１２２ｂから先端部１１２３の末端である点１１２３ｄまで、先端部１１２３の外縁に沿って測った場合の長さは、基板１１１の長辺１１１ａ側（ｘ軸正方向側）と長辺１１１ｂ側（ｘ軸負方向側）とで異なる。具体的には、点１１２２ａから点１１２３ｄに至る長さは、点１１２２ｂから点１１２３ｄに至る長さよりも短い。したがって、放射素子１１２は、第１の共振周波数に加えて更に別の共振周波数を有するので、所望の周波数帯域である６９８ＭＨｚ以上９８０ＭＨｚ以下の周波数帯域を細分化してカバーすることができる。

また、放射素子１１３の第３部分１１３３の給電領域１１４と逆側の端部には、給電領域１１４から遠ざかる方向に延伸されたサブ素子１１３３ｂが更に設けられていることが好ましい。

この構成によれば、放射素子１１３は、第２の共振周波数に加えて更に別の共振周波数を有するので、所望の周波数帯域である１４００ＭＨｚ以上２６９０ＭＨｚ以下の周波数帯域を細分化してカバーすることができる。

また、放射素子１１３の第２部分１１３２は、給電領域１１４から遠ざかるにしたがってその幅が拡幅される区間を含むことが好ましい。

この構成によれば、給電領域１１４から第２部分１１３２の幅が拡幅される区間の末端までの電気長は、給電領域１１４から第３部分１１３３の端辺までの電気長よりも更に短くなる。すなわち、放射素子１１３は、第２の共振周波数に加えて更に別の共振周波数を有するので、所望の周波数帯域である１４００ＭＨｚ以上２６９０ＭＨｚ以下の周波数帯域を細分化してカバーすることができる。

支持体１２は、図１に図示した第１平面Ｐ１、第２平面Ｐ２、及び第３平面Ｐ３の各々に沿い、且つ、フィルムアンテナ１１を所定の形状（Ｊ字型）に支持する第１支持面、第２支持面、及び第３支持面を有することが好ましい。

この構成によれば、支持体１２は、フィルムアンテナ１１を予め設計された形状、すなわちＪ字型の形状に支持することができる。したがって、フィルムアンテナ１１は、予め設計された通りの放射特性を確実に実現することができる。その結果、アンテナ装置１は、放射特性の劣化を抑制しつつ、狭小なスペースにも実装可能なフィルムアンテナを確実に実現することができる。

また、支持体１２のブロック部１２１の内部には、同軸ケーブル１３を配線するための配線経路１２１８が設けられており、配線経路１２１８は、対向領域１２１９内において、同軸ケーブル１３のうちｙ軸方向に沿った部分を、放射素子１１２の第２部分１１２２と重畳し、且つ、放射素子１１３と重畳しない位置に配線する、ことが好ましい（図３の下図参照）。

この構成によれば、同軸ケーブル１３と放射素子１１３とが重畳しないことから、同軸ケーブル１３と放射素子１１３との間に生じる寄生容量を抑制することができる。したがって、アンテナ装置１の放射特性を更に向上させることができる。

また、対向領域１２１９の外部において、配線経路１２１８は、ｘ軸負方向に同軸ケーブル１３を導き、且つ、放射素子１１２の第２部分１１２２と重畳しない位置から、ｙ軸正方向に沿って同軸ケーブル１３を支持体１２の外部に引き出すように構成されていることが好ましい（図３の上図参照）。本実施形態において、同軸ケーブル１３をブロック部１２１の外部に引き出すための切り欠き１２１３ａは、前壁１２１３のｘ軸方向における中央部に形成されている。

この構成によれば、アンテナ装置１は、同軸ケーブル１３のうち支持体１２の外部に引き出された部分が放射特性に与える影響を抑制することができる。換言すれば、給電線のうち支持体の外部に引き出された部分を配線する場合の自由度を向上させることができる。

たとえば、切り欠き１２１３ａから引き出された同軸ケーブル１３は、（１）そのままｙ軸正方向に沿ってまっすぐ配線することもできるし（経路１）、（２）基板１１１と重畳しない領域までｘ軸負方向側へ導かれた後に、ｙ軸正方向に沿ってまっすぐ配線することもできるし（経路２）、（３）基板１１１と重畳しない領域までｘ軸正方向側へ導かれた後に、ｙ軸正方向に沿ってまっすぐ配線することもできる（経路３）。上記の構成によれば、アンテナ装置１の放射特性は、切り欠き１２１３ａから引き出された同軸ケーブル１３を経路１〜経路３の何れかの経路で配線した場合であっても、その経路の影響を受けない。

〔実施例〕
（アンテナ装置１）
本実施形態に係るアンテナ装置１の実施例について説明する。図５は、本実施例のアンテナ装置１のＶＳＷＲの周波数依存性を示すグラフである。なお、図５には、比較例であるアンテナ装置のＶＳＷＲの周波数依存性も併せて示している。図６は、比較例であるアンテナ装置が備えているフィルムアンテナ２１の展開図である。図７は、本実施例のアンテナ装置１の放射利得の方位依存性を示すグラフである。図７の（ａ）は、９６０ＭＨｚにおける放射利得の方位依存性を示し、図７の（ｂ）は、１４２７ＭＨｚにおける放射利得の方位依存性を示し、図７の（ｃ）は、２６００ＭＨｚにおける放射利得の方位依存性を示す。図８は、本実施例のアンテナ装置１におけるＶＳＷＲの周波数依存性をシミュレーションした結果を示すグラフである。図８においては、同軸ケーブル１３の支持体１２から引き出された部分を配線する経路を経路１〜経路３まで変化させた結果を示している。

なお、図８に示したＶＳＷＲは、シミュレーションから得られた結果である。そのため、図５に示したＶＳＷＲとは異なり、図８に示したＶＳＷＲの値には意味がない。図８に示したＶＳＷＲの値は、経路１〜経路３の各々を選択した場合におけるアンテナ装置１の放射特性を比較するための相対的な意味しか有さない。

本実施例では、展開した状態の基板１１１のサイズとして、１６５ｍｍ×４１ｍｍを採用し、直線ＡＡから直線ＢＢまでの間隔（すなわち支持体１２の厚さ）として、１７ｍｍを採用した。

基板１１１のうち、図１に図示した第１平面Ｐ１に沿う領域の長さ（図２において、直線ＡＡからｙ軸正方向側の端辺までの長さ）として、１２１ｍｍを採用し、図１に図示した第３平面Ｐ３に沿う領域の長さ（図２において、直線ＢＢからｙ軸負方向側の端辺までの長さ）として、２７ｍｍを採用した。なお、基板１１１としては、比誘電率が４．４であるポリイミド製のフィルムを採用した。

このように構成された基板１１１の表面に対して、放射素子１１２及び放射素子１１３の各々を、それぞれ図２に示すように配置した。

また、対向領域１２１９の外部に引き出された同軸ケーブル１３のうち、基板１１１の長辺１１１ａからｘ軸負方向に沿って導かれている部分と、支持体１２の前壁１２１３との間隔（図４に図示した間隔Ｄ１）は、５ｍｍである。なお、対向領域１２１９の外部に引き出された同軸ケーブル１３を配線する経路としては、経路１を採用した。

（比較例のアンテナ装置）
比較例のアンテナ装置は、本実施例のアンテナ装置１が備えているフィルムアンテナ１１を図６に示すフィルムアンテナ２１に置換することによって得た。フィルムアンテナ２１とフィルムアンテナ１１との相違点は、第２の放射素子に相当する放射素子２１３の第３部分２１３３が、基板２１１の長辺２１１ａ近傍まで拡幅されている点である。すなわち、比較例のアンテナ装置においては、フィルムアンテナ２１を支持体１２に巻き付けた場合に、対向領域１２１９内において放射素子２１２と放射素子２１３とが重畳する領域の面積が、フィルムアンテナ１よりも広い。また、対向領域１２１９内において、同軸ケーブル１３のｙ軸正方向に沿った部分は、放射素子１１３の第３部分１１３３と重畳している。

上述した相違点以外については、フィルムアンテナ２１は、フィルムアンテナ１１と同様に構成されている。

（アンテナ装置１のＶＳＷＲ）
図５に示すように、本実施例のアンテナ装置１のＶＳＷＲは、比較例のアンテナ装置のＶＳＷＲと比較して、９００ＭＨｚ以上１３００ＭＨｚ以下の周波数帯域においてＶＳＷＲを抑制することができた。

なお、８００ＭＨｚ以上９００ＭＨｚ以下の周波数帯域において、本実施例のアンテナ装置１のＶＳＷＲが比較例のアンテナ装置のＶＳＷＲを上回ることが分かった。しかし、この周波数帯域において、本実施例のアンテナ装置１のＶＳＷＲ及び比較例のアンテナ装置のＶＳＷＲの各々は、何れも２以下である。したがって、上述したＶＳＷＲの変化は、ＬＴＥ用のアンテナ装置として実用するために問題となるＶＳＷＲの変化ではない。１９００ＭＨｚ以上２２５０ＭＨｚ以下の周波数帯域におけるＶＳＷＲの変化も、８００ＭＨｚ以上９００ＭＨｚ以下の周波数帯域におけるＶＳＷＲの変化と同様に、ＬＴＥ用のアンテナ装置として実用するために問題となるＶＳＷＲの変化ではない。

（同軸ケーブル１３を配線する経路について）
支持体１２の外部に引き出された同軸ケーブル１３を配線する経路を、図４に示した経路１から経路２及び経路３に変化させた場合の放射利得を測定した。

なお、本実施例において、対向領域１２１９の外部に引き出された同軸ケーブル１３のうちｙ軸正方向に引き出された同軸ケーブル１３と、基板１１１の長辺１１１ｂとの間隔である間隔Ｄ２（経路２）を２０ｍｍとした。同様に、対向領域１２１９の外部に引き出された同軸ケーブル１３のうちｙ軸正方向に引き出された同軸ケーブル１３と、基板１１１の長辺１１１ａとの間隔である間隔Ｄ３（経路３）を２０ｍｍとした。

９６０ＭＨｚの電磁波に対して、図７の（ａ）に示すように、本実施例のアンテナ装置１は、経路１〜経路３の何れの経路を選択した場合であっても、同様の放射利得の方位依存性を示した。

１４２７ＭＨｚ及び２６００ＭＨｚの電磁波の各々に対しても同様に、本実施例のアンテナ装置１は、経路１〜経路３の何れの経路を選択した場合であっても、同様の放射利得の方位依存性を示した（図７の（ｂ）、（ｃ）参照）。

また、図８に示したグラフによれば、支持体１２の外部に引き出された同軸ケーブル１３を配線する経路を経路１から経路２及び経路３に変化させた場合であっても、ＶＳＷＲにおいて顕著な変化（増加）は見られなかった。

以上のように、支持体１２の外部に引き出された同軸ケーブル１３を配線する経路を様々に変化させた場合であっても、本実施例のアンテナ装置１の放射特性は、支持体１２の外部に引き出された同軸ケーブル１３の影響を受けにくいことが分かった。

〔車体への搭載例〕
アンテナ装置１を搭載する対象は、限定されるものではないが、例えば自動車などの車体に好適に搭載することができる。ここでは、アンテナ装置１を車体５０に搭載する場合の搭載例について、図９を参照して説明する。図９の（ａ）は、アンテナ装置１を内蔵するスポイラー５２を搭載した車体５０の斜視図である。図９の（ｂ）は、スポイラー５２の斜視図である。

図９の（ａ）に示すように、車体５０のルーフ５１の後端には、スポイラー５２が搭載されている。スポイラー５２は、一体成形された樹脂部材である。スポイラー５２には、ルーフ５１の後端に対するスポイラー５２の位置を所定の位置に定めるための構造（図９の（ｂ）には不図示）、及び、ルーフ５１の所定の位置にスポイラー５２を固定するための構造（図９の（ｂ）には不図示）が形成されている。これらの構造を用いて、スポイラー５２は、ルーフ５１の所定の位置に固定される。

スポイラー５２は、車体５０の後部における気流の乱れを抑制する（気流を整流する）、車体５０の美観を向上させるなどの機能を有する。気流を整流するために、スポイラー５２は、後端に近づくにしたがって、天地方向のサイズが徐々に小さくなるように構成されている。すなわち、スポイラー５２の後部は、くさび型であり、且つ、そのくさび型の内側に空隙が形成されるように（中空構造となるように）構成されている（図９の（ｂ）参照）。

本搭載例では、上記空隙にアンテナ装置１を載置することによって、アンテナ装置１を内蔵するスポイラー５２を実現している。

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 フィルムアンテナ
１１１ 基板
１１２ 放射素子（第１の放射素子）
１１２１，１１２２ 第１部分，第２部分（Ｌ字型の帯状導体）
１１２３ 先端部
１１３ 放射素子（第２の放射素子）
１１３１，１１３２，１１３３ 第１部分，第２部分，第３部分
１１３３ｂ サブ素子
１２ 支持体
１２１ ブロック部
１２１４ 後壁（第２支持面）
１２１６ 下壁（第１支持面の一部）
１２１７ 上壁（第３支持面）
１２１８ 配線経路
１２１９ 対向領域
１２２ 板部
１３ 同軸ケーブル（給電線）
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ 第１平面，第２平面，第３平面

Claims (8)

1. （１）帯状の誘電体を第１平面、当該第１平面に交わる第２平面、及び、前記第１平面に対向し且つ前記第２平面に交わる第３平面の各々に沿ってＪ字型に折り曲げた基板と、（２）第１の共振周波数を有し且つ前記基板の前記第１平面に沿った領域に配置された第１の放射素子と、（３）前記第１の共振周波数よりも周波数が高い第２の共振周波数を有し且つ前記基板の少なくとも前記第２平面に沿った領域及び前記第３平面に沿った領域に配置された第２の放射素子と、を含み、給電領域が前記第１平面内における当該第１平面と前記第２平面との境界線の近傍に配置されたフィルムアンテナであって、
   前記第１の放射素子のうち前記給電領域から前記基板の一方の長辺に沿って延伸された部分を構成する帯状導体は、前記一方の長辺側に偏らせて配置されており、
   前記第２の放射素子のうち前記第３平面に配置された部分は、前記基板の他方の長辺側に偏らせて配置されている、
   ことを特徴とするフィルムアンテナ。
2. 前記帯状導体は、Ｌ字型の帯状導体であって、前記給電領域から前記境界線に沿って且つ前記基板の一方の長辺に向かう第１の方向に延伸された第１部分と、当該第１部分の前記給電領域と逆側の端部から前記一方の長辺に沿って且つ前記境界線から遠ざかる第２の方向に延伸された第２部分とからなる、
   ことを特徴とする請求項１に記載のフィルムアンテナ。
3. 前記帯状導体の前記給電領域と逆側の端部は、前記第２の放射素子と重畳しない領域まで延伸されており、
   当該端部には、前記基板の前記一方の長辺側から前記他方の長辺側へ向かって、幅が拡幅された先端部が更に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルムアンテナ。
4. 前記第２の放射素子の給電領域と逆側の端部には、給電領域から遠ざかる方向に延伸されたサブ素子が更に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のフィルムアンテナ。
5. 前記第２の放射素子の前記第２平面に沿った領域に配置された部分は、前記給電領域から遠ざかるにしたがってその幅が拡幅される区間を含む、
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のフィルムアンテナ。
6. 請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のフィルムアンテナと、
   前記フィルムアンテナを支持する第１支持面、第２支持面、及び第３支持面を有する支持体と、を備え、
   前記第１支持面、前記第２支持面、及び前記第３支持面の各々は、それぞれ、前記第１平面、前記第２平面、及び前記第３平面に沿った面である、
   ことを特徴とするアンテナ装置。
7. 前記フィルムアンテナの給電領域に接続される給電線を更に備え、
   前記支持体の内部には、当該給電線を配線する配線経路が設けられており、
   当該配線経路は、前記第１支持面と前記第３支持面とが対向する領域である対向領域内において、前記給電線のうち前記基板の一方の長辺に沿った部分を、前記第１の放射素子の前記帯状導体と重畳し、且つ、前記第２の放射素子と重畳しない位置に配線する、
   ことを特徴とする請求項６に記載のアンテナ装置。
8. 前記対向領域外において、前記配線経路は、前記境界線に沿い且つ前記基板の一方の長辺から他方の長辺へ向かう方向に前記給電線を導き、且つ、前記第１の放射素子の前記帯状導体と重畳しない位置から前記基板の長辺に沿って当該給電線を当該支持体の外部に引き出す、
   ことを特徴とする請求項７に記載のアンテナ装置。

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