JP2019004288A - アンテナ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】不要な共振の発生を抑制可能なアンテナ装置を提供する。
【解決手段】アンテナ装置１は、車載用であり、金属製のベース３と、ベース３上に設けられたアンテナエレメント２と、ベース３から下方に延びる給電用筒状部４と、ベース３の下面に設けられた磁性体５と、を備える。給電用筒状部４は、車体側の地板６に電気的に接続される。磁性体５は、磁性体シートであり、ベース３の下面に接着等により固定され、ベース３と地板６との間に介在する。
【選択図】図１

Description

本発明は、地板上に設けられる、アンテナエレメントを搭載したベースを備えるアンテナ装置に関する。
下記特許文献１は、車載用アンテナ装置において、金属製ベースと電気的に接続された導体板を地板となる車体ルーフと接触させる構成を開示しており、この構成により、金属製ベースが車体ルーフとの距離に応じた共振点を持つことによる不要な共振が所要周波数帯域内に発生することを防止している。
特開２０１６−３２１６６号公報
特許文献１のアンテナ装置では、不要な共振を所要の周波数帯域外に追いやるものの、不要な共振の発生自体を抑制することはできなかった。
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、不要な共振の発生を抑制可能なアンテナ装置を提供することにある。
本発明のある態様は、アンテナ装置である。このアンテナ装置は、
アンテナエレメントと、
前記アンテナエレメントを搭載したベースと、
前記ベースと地板との間に設けられた磁性体と、
を備えることを特徴とする。
前記磁性体は、前記ベースと、地板の上方に設けられたガラスと、の間に設けられてもよい。
前記磁性体の上下方向の厚さが０.１ｍｍ以上であり、前記磁性体の透磁率の虚部が１０以上であってもよい。
前記磁性体の上下方向の厚さが０.３ｍｍ以上であり、前記磁性体の透磁率の虚部が５.５以上であってもよい。
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
本発明によれば、不要な共振の発生を抑制可能なアンテナ装置を提供できる。
本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置１の概略断面図。 透磁率の虚部μ"の高い磁性体５を有するアンテナ装置１、透磁率の虚部μ"の低い磁性体５を有するアンテナ装置１、及び、アンテナ装置１から磁性体５を無くした比較例のアンテナ装置、の各々における、実測による平均利得の周波数特性図。 透磁率の虚部μ"の高い磁性体５を有するアンテナ装置１、透磁率の虚部μ"の低い磁性体５を有するアンテナ装置１、及び、アンテナ装置１から磁性体５を無くした比較例のアンテナ装置、の各々における、実測によるＶＳＷＲの周波数特性図。 図５〜図８に示すシミュレーションに用いたアンテナ装置１の模式図。 磁性体５の前後方向長さＬを６０ｍｍ、厚さｔを０.１ｍｍ、透磁率の実部μ'を１０とし、磁性体５の透磁率の虚部μ"をμ"＝４、μ"＝５.５、μ"＝１０とした各場合におけるアンテナ装置１の、シミュレーションによる平均利得の周波数特性図。 磁性体５の前後方向長さＬを６０ｍｍ、厚さｔを０.３ｍｍ、透磁率の実部μ'を１０とし、磁性体５の透磁率の虚部μ"をμ"＝４、μ"＝５.５、μ"＝１０とした各場合におけるアンテナ装置１の、シミュレーションによる平均利得の周波数特性図。 磁性体５の前後方向長さＬを６０ｍｍ、厚さｔを０.５ｍｍ、透磁率の実部μ'を１０とし、磁性体５の透磁率の虚部μ"をμ"＝４、μ"＝５.５、μ"＝１０とした各場合におけるアンテナ装置１の、シミュレーションによる平均利得の周波数特性図。 磁性体５の厚さｔを０.１ｍｍ、透磁率の実部μ'を１０、虚部μ"を５.５とし、磁性体５の前後方向長さＬを６０ｍｍ、８０ｍｍ、１００ｍｍ、１２０ｍｍ、１４０ｍｍとした各場合におけるアンテナ装置１の、シミュレーションによる平均利得の周波数特性図。 磁性体５の厚さｔを０.１ｍｍ、透磁率の実部μ'を１０、磁性体５の前後方向長さＬを６０ｍｍとした各場合におけるアンテナ装置１の、シミュレーションによる、透磁率の虚部μ"と平均利得最小値との関係を示す特性図。 磁性体５の厚さｔを０.３ｍｍ、透磁率の実部μ'を１０、磁性体５の前後方向長さＬを６０ｍｍとした各場合におけるアンテナ装置１の、シミュレーションによる、透磁率の虚部μ"と平均利得最小値との関係を示す特性図。 本発明の実施の形態２に係るアンテナ装置１Ａの概略断面図。
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置１の概略断面図である。アンテナ装置１は、車載用であり、アンテナエレメント２と、アンテナエレメント２を搭載した金属製のベース３と、ベース３から下方に延びる給電用筒状部４と、ベース３の下面に設けられた磁性体５と、を備える。アンテナエレメント２は、ここではＴＥＬアンテナである。なお、図１において、外装ケースやベース３上に配置された基板及び電子部品等の図示は省略している。給電用筒状部４は、車体側の地板６に電気的に接続される。給電用筒状部４は、ベース３と一体の金属部品であってもよいし、別体の金属部品であってベース３と電気的に接続されてもよい。磁性体５は、磁性体シートであり、ベース３の下面に接着等により固定され、ベース３と地板６との間に介在する。磁性体５は、ベース３の下面に全面的に設けられてもよいし、一部に限定して設けられてもよい。磁性体５をベース３の下面の一部に限定して設ける場合、少なくとも給電用筒状部４の周囲に磁性体５を配置することが望ましい。寸法精度の関係上、ベース３と地板６との間に隙間が生じることは避けられず、この隙間を埋めるように磁性体５が設けられる。
図２は、透磁率の虚部μ"の高い磁性体５を有するアンテナ装置１、透磁率の虚部μ"の低い磁性体５を有するアンテナ装置１、及び、アンテナ装置１から磁性体５を無くした比較例のアンテナ装置、の各々における、実測による平均利得の周波数特性図である。図３は、透磁率の虚部μ"の高い磁性体５を有するアンテナ装置１、透磁率の虚部μ"の低い磁性体５を有するアンテナ装置１、及び、アンテナ装置１から磁性体５を無くした比較例のアンテナ装置、の各々における、実測によるＶＳＷＲの周波数特性図である。図２及び図３では、磁性体５として上下方向厚さｔが０.５ｍｍの磁性体シートを用い、磁性体５の透磁率の実部μ'はμ'＝１０の１種類とし、磁性体５の透磁率の虚部μ"は、μ"＝２０（μ"が高い）及びμ"＝１０（μ"が低い）の２種類とした。図２と図３に示すように、本実施の形態のアンテナ装置１は、磁性体５を有することで、磁性体５の透磁率の虚部μ"が高くて低くても、磁性体５が無い場合と比較して不要な共振の発生を抑制することができる。
図４は、図５〜図８に示すシミュレーションに用いたアンテナ装置１の模式図である。下面に磁性体５を設けたベース３を、地板６の上方に隙間を隔てて配置した。なお、ベース３と地板６との間隔は１ｍｍである。ベース３にはアンテナエレメント２を立設した。ベース３と地板６は、給電用筒状部４により相互に電気的に接続した。
図５は、磁性体５の前後方向長さＬを６０ｍｍ、厚さｔを０.１ｍｍ、透磁率の実部μ'を１０とし、磁性体５の透磁率の虚部μ"をμ"＝４、μ"＝５.５、μ"＝１０とした各場合におけるアンテナ装置１の、シミュレーションによる平均利得の周波数特性図である。図５に示すように、磁性体５の厚さｔが０.１ｍｍの場合は、周波数が８００〜９５０ＭＨｚ以外ではいずれのμ"においても平均利得に大きな差は無いが、周波数が８００〜９５０ＭＨｚでは、μ"＝１０の場合の方が、μ"＝４やμ"＝５.５の場合よりも平均利得が大きく向上する。このため、磁性体５の厚さｔが０.１ｍｍの場合は、透磁率の虚部μ"が１０以上であることが望ましい。ここで、磁性体５の厚さｔを０.１ｍｍよりも大きくすれば、磁性体５による不要な共振の発生の抑制をさらに行うことができ平均利得がより向上する。
図６は、磁性体５の前後方向長さＬを６０ｍｍ、厚さｔを０.３ｍｍ、透磁率の実部μ'を１０とし、磁性体５の透磁率の虚部μ"をμ"＝４、μ"＝５.５、μ"＝１０とした各場合におけるアンテナ装置１の、シミュレーションによる平均利得の周波数特性図である。図６に示すように、磁性体５の厚さｔが０.３ｍｍの場合は、周波数が６００〜７００ＭＨｚ以外ではいずれのμ"においても平均利得に大きな差は無いが、周波数が６００〜７００ＭＨｚでは、μ"＝５.５やμ"＝１０の場合の方が、μ"＝４の場合よりも平均利得が大きく向上する。このため、磁性体５の厚さｔが０.３ｍｍの場合は、透磁率の虚部μ"が５.５以上であることが望ましい。ここで、磁性体５の厚さｔを０.３ｍｍよりも大きくすれば、磁性体５による不要な共振の発生の抑制をさらに行うことができ平均利得がより向上する。
図７は、磁性体５の前後方向長さＬを６０ｍｍ、厚さｔを０.５ｍｍ、透磁率の実部μ'を１０とし、磁性体５の透磁率の虚部μ"をμ"＝４、μ"＝５.５、μ"＝１０とした各場合におけるアンテナ装置１の、シミュレーションによる平均利得の周波数特性図である。図７に示すように、磁性体５の厚さｔが０.５ｍｍの場合は、周波数が５５０〜６００ＭＨｚ以外ではいずれのμ"においても平均利得に大きな差は無いが、周波数が５５０〜６００ＭＨｚでは、μ"＝５.５やμ"＝１０の場合の方が、μ"＝４の場合よりも平均利得が大きく向上する。このため、磁性体５の厚さｔが０.５ｍｍの場合は、透磁率の虚部μ"が５.５以上であることが望ましい。ここで、磁性体５の厚さｔを０.５ｍｍよりも大きくすれば、磁性体５による不要な共振の発生の抑制をさらに行うことができ平均利得がより向上する。
図８は、磁性体５の厚さｔを０.１ｍｍ、透磁率の実部μ'を１０、虚部μ"を５.５とし、磁性体５の前後方向長さＬを６０ｍｍ、８０ｍｍ、１００ｍｍ、１２０ｍｍ、１４０ｍｍとした各場合におけるアンテナ装置１の、シミュレーションによる平均利得の周波数特性図である。図８に示すように、磁性体５の前後方向長さＬが長くなると、平均利得が低下する周波数が低くなる。このため、不要な共振を所要の周波数帯外に追いやるために、磁性体５の前後方向長さＬを変更するのが有効である。
図９は、磁性体５の厚さｔを０.１ｍｍ、透磁率の実部μ'を１０、磁性体５の前後方向長さＬを６０ｍｍとした各場合におけるアンテナ装置１の、シミュレーションによる、透磁率の虚部μ"と平均利得最小値との関係を示す特性図である。平均利得の最小値は、周波数５５０ＭＨｚ〜１１００ＭＨｚの範囲での平均利得の最小値である（図１０においても同様）。図９より、μ"が１０以下の範囲ではμ"を高めるほど平均利得最小値が上昇するが、μ"が１０以上の範囲では平均利得最小値が収束する傾向となった。ｔ＝０.１ｍｍ、μ'＝１０、Ｌ＝６０ｍｍとした場合の平均利得と周波数の関係を示した図５の結果と併せ、磁性体５の厚さｔを０.１ｍｍ以上かつ透磁率の虚部μ"を１０以上とすることで、高い平均利得最小値にすることができることが分かった。
図１０は、磁性体５の厚さｔを０.３ｍｍ、透磁率の実部μ'を１０、磁性体５の前後方向長さＬを６０ｍｍとした各場合におけるアンテナ装置１の、シミュレーションによる、透磁率の虚部μ"と平均利得最小値との関係を示す特性図である。図１０より、μ"が５.５以下の範囲ではμ"を高めるほど平均利得最小値が上昇するが、μ"が５.５以上の範囲では平均利得最小値が収束する傾向となった。ｔ＝０.３ｍｍ、μ'＝１０、Ｌ＝６０ｍｍとした場合の平均利得と周波数の関係を示した図６の結果と併せ、磁性体５の厚さｔを０.３ｍｍ以上かつ透磁率の虚部μ"を５.５以上とすることで、高い平均利得最小値にすることができることが分かった。なお、図７に対応してｔ＝０.５ｍｍとした場合も、透磁率の虚部μ"と平均利得最小値との関係は同様の傾向が示される。
本実施の形態によれば、磁性体５をベース３と地板６との間に介在させたことで、不要な共振の発生を抑制することができる。
（実施の形態２）
図１１は、本発明の実施の形態２に係るアンテナ装置１Ａの概略断面図である。アンテナ装置１Ａは、実施の形態１のものと比較して、ベース３と地板６との間に車体側のガラス７が介在し、磁性体５がベース３とガラス７との間に介在する点で相違し、その他の点で一致する。磁性体５は、ベース３とガラス７との間に生じる隙間を埋めるように設けられている。本実施の形態も、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。
１ アンテナ装置、２ ベース、３ アンテナエレメント、４ 給電用筒状部、５ 磁性体（磁性体シート）、６ 地板、７ ガラス
本発明のある態様は、アンテナ装置である。このアンテナ装置は、
アンテナエレメントと、
前記アンテナエレメントを搭載した金属製のベースと、
前記ベースと地板との間に設けられた磁性体と、
を備えることを特徴とする。
本発明のもう１つの態様は、アンテナ装置である。このアンテナ装置は、
アンテナエレメントと、
前記アンテナエレメントを搭載したベースと、
前記ベースと地板との間に設けられた磁性体と、を備え、
前記磁性体の上下方向の厚さが０.１ｍｍ以上であり、前記磁性体の透磁率の虚部が１０以上である。
本発明のもう１つの態様は、アンテナ装置である。このアンテナ装置は、
アンテナエレメントと、
前記アンテナエレメントを搭載したベースと、
前記ベースと地板との間に設けられた磁性体と、を備え、
前記磁性体の上下方向の厚さが０.３ｍｍ以上であり、前記磁性体の透磁率の虚部が５.５以上である。
前記磁性体は、前記ベースと、地板の上方に設けられたガラスと、の間に設けられてもよい。
１ アンテナ装置、２ アンテナエレメント、３ ベース、４ 給電用筒状部、５ 磁性体（磁性体シート）、６ 地板、７ ガラス

Claims (4)

  1. アンテナエレメントと、
    前記アンテナエレメントを搭載したベースと、
    前記ベースと地板との間に設けられた磁性体と、
    を備えることを特徴とする、アンテナ装置。
  2. 前記磁性体は、前記ベースと、地板の上方に設けられたガラスと、の間に設けられる、請求項１に記載のアンテナ装置。
  3. 前記磁性体の上下方向の厚さが０.１ｍｍ以上であり、前記磁性体の透磁率の虚部が１０以上である、請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
  4. 前記磁性体の上下方向の厚さが０.３ｍｍ以上であり、前記磁性体の透磁率の虚部が５.５以上である、請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
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