JP2019009566A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】取り付け面積を小さくすることができるアンテナ装置を提供すること。
【解決手段】実施形態に係るアンテナ装置は、アンテナ部と、ＤＴＶ回路と、Ｖ−ＬＯＷ回路とを備える。アンテナ部は、ＤＴＶ帯域およびＶ−ＬＯＷ帯域を含む混合信号を受信する。ＤＴＶ回路は、アンテナ部によって受信された混合信号に基づいてＤＴＶ帯域の信号を含む第１受信信号を分離して出力部へ出力する。Ｖ−ＬＯＷ回路は、アンテナ部によって受信された混合信号に基づいてＶ−ＬＯＷ帯域の信号を含む第２受信信号を分離して出力部へ出力する。また、Ｖ−ＬＯＷ回路は、アンテナ部と出力部との間に設けられ、出力部側に対してアンテナ部側がハイインピーダンスとなるように第２受信信号のインピーダンスを整合させる整合回路を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、アンテナ装置に関する。

従来、例えば車両のフロントガラスにおいて、ＤＴＶ（Digital Television）帯域用やＶＨＦ（Very High Frequency）−ＬＯＷ帯域用のアンテナエレメントを取り付けて、信号を受信するアンテナ装置がある（例えば、特許文献１参照）。

また、近年、車両のフロントガラスには、上記のアンテナエレメント以外に、例えば自動ブレーキ等の制御に用いるカメラや、通信機器用アンテナといった他機器も取り付けられ、その種類も増加傾向にある。

特開２０１０−４１０８０号公報

しかしながら、従来の技術では、他機器を取り付けるためのスペースを十分に確保できないおそれがあった。具体的には、従来のアンテナ装置では、ＤＴＶ帯域（４７０−７１０ＭＨｚ）およびＶＨＦ−ＬＯＷ帯域（９５−１０８ＭＨｚ）それぞれに専用のアンテナエレメントが必要であり、取り付け面積が大きくなってしまう。また、両者の周波数帯域が近いため、信号の干渉防止の観点からアンテナエレメント同士を近接できず、取り付け面積が大きくなってしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、取り付け面積を小さくすることができるアンテナ装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るアンテナ装置は、アンテナ部と、ＤＴＶ回路と、Ｖ−ＬＯＷ回路とを備える。前記アンテナ部は、ＤＴＶ帯域およびＶ−ＬＯＷ帯域を含む混合信号を受信する。前記ＤＴＶ回路は、前記アンテナ部によって受信された前記混合信号に基づいて前記ＤＴＶ帯域の信号を含む第１受信信号を分離して出力部へ出力する。前記Ｖ−ＬＯＷ回路は、前記アンテナ部によって受信された前記混合信号に基づいて前記Ｖ−ＬＯＷ帯域の信号を含む第２受信信号を分離して前記出力部へ出力する。また、前記Ｖ−ＬＯＷ回路は、前記アンテナ部と前記出力部との間に設けられ、前記出力部側に対して前記アンテナ部側がハイインピーダンスとなるように前記第２受信信号のインピーダンスを整合させる整合回路を有する。

本発明によれば、取り付け面積を小さくすることができる。

図１は、実施形態に係るアンテナシステムの配置構成を示す図である。 図２Ａは、助手席側に取り付けられた第１アンテナ装置の構成を示す図である。 図２Ｂは、運転席側に取り付けられた第２アンテナ装置の構成を示す図である。 図３は、実施形態に係る第１モノポールアンテナ装置の構成を示す図である。 図４は、実施形態に係る第１モノポールアンテナ装置の回路構成を示す図である。 図５は、実施形態の変形例に係る第１モノポールアンテナ装置の構成を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示するアンテナ装置を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。

まず、図１を用いて、実施形態に係るアンテナシステム１０の配置構成について説明する。図１は、実施形態に係るアンテナシステム１０の配置構成を示す図である。なお、図１では、車両１の室内から車両前方を見たときの模式図を示す。

また、以下では、説明を分かりやすくするため、図１の前方視における車両１の左右側面への方向を「左右方向」とし、車両１のルーフおよびフロアへの方向を「上下方向」として表現することとする。

また、以下では、車両１のフロントガラス２に取り付けられるアンテナシステム１０について説明するが、例えば車両１のリアガラスやサイドガラスに取り付けられるアンテナ装置であってもよい。

図１に示すように、アンテナシステム１０は、第１アンテナ装置１１と、第２アンテナ装置１２とを備える。第１アンテナ装置１１および第２アンテナ装置１２は、例えば車両１のフロントガラス２に取り付けられる複数のアンテナを各々備える。

なお、図１では、第１アンテナ装置１１および第２アンテナ装置１２が取り付けられる領域を破線で示すとともに、第１アンテナ装置１１および第２アンテナ装置１２の詳細については図２Ａおよび図２Ｂを用いて後述する。

また、第１アンテナ装置１１および第２アンテナ装置１２は、車両１の左右のフロントピラー３に沿って配線された複数本のケーブル４ａ，４ｂ，４ｃ，５ａ，５ｂを介してナビゲーション装置２０と通信自在に接続される。

そして、第１アンテナ装置１１および第２アンテナ装置１２は、デジタルテレビ放送の周波数帯であるＤＴＶ（Digital Television）帯域（４７０−７１０ＭＨｚ）やＶＨＦ（Very High Frequency）−ＬＯＷ帯域（９５−１０８ＭＨｚ）等の信号や、ＧＰＳ（Global Positioning System）信号を受信してナビゲーション装置２０へ出力する。

なお、図１では、図示の簡略化のため、複数本のケーブル４ａ，４ｂ，４ｃ，５ａ，５ｂを左右の各フロントピラー３に１本の線としてまとめて示した。

ここで、従来のアンテナ装置について説明する。従来のアンテナ装置では、例えば、ＤＴＶ帯域およびＶＨＦ−ＬＯＷ帯域（以下、Ｖ−ＬＯＷ帯域）の信号を受信しようとした場合、それぞれの帯域に合わせた専用のアンテナエレメントが必要となる。従って、個々にアンテナエレメントを取り付けるとなると、取り付け面積が大きくなってしまう。

さらに、ＤＴＶ帯域およびＶ−ＬＯＷ帯域は、周波数帯域が近い。このため、互いが干渉しないようにアンテナエレメントをある程度離して配置しなければならず、取り付け面積が大きくなってしまう。

従って、例えば自動ブレーキ等の制御に用いるカメラや、通信機器用アンテナといった上記のアンテナエレメント以外の他機器をフロントガラスに取り付けようとした場合に、他機器を取り付けるためのスペースが限られてしまう。このようなことから、従来は、アンテナエレメントの取り付け面積を小さくすることが望まれていた。

そこで、実施形態に係る第１アンテナ装置１１は、ＤＴＶ帯域用のアンテナエレメントをＶ−ＬＯＷ帯域と共用することで、Ｖ−ＬＯＷ帯域用のアンテナエレメントを省略することとした。具体的には、実施形態に係る第１アンテナ装置１１は、ＤＴＶ帯域およびＶ−ＬＯＷ帯域を含む混合信号を受信するアンテナ部を備える。

そして、アンテナ部によって受信した混合信号からＶ−ＬＯＷ帯域の信号を分離するとともに、アンテナ部側でハイインピーダンスとなるＶ−ＬＯＷ帯域の信号をチューナ側にインピーダンス整合する。

これにより、ＤＴＶ帯域用のアンテナエレメントでもＶ−ＬＯＷ帯域の信号を安定的に受信可能とした。なお、インピーダンス整合については、図４を用いて後述する。

従って、ＤＴＶ帯域用のアンテナエレメントでＶ−ＬＯＷ帯域を共用できるため、Ｖ−ＬＯＷ帯域用のアンテナエレメントを取り付ける必要がなくなる。すなわち、取り付け面積を小さくすることができる。

なお、アンテナ部は、モノポールアンテナおよびループアンテナを有し、これらのうちモノポールアンテナによって上記した混合信号を受信するが、かかる点については後述する。

次に、図１に破線で示した第１アンテナ装置１１および第２アンテナ装置１２について図２Ａおよび図２Ｂを用いて具体的に説明する。まず、図２Ａを用いて、第１アンテナ装置１１について説明する。図２Ａは、助手席側に取り付けられた第１アンテナ装置１１の構成を示す図である。

図２Ａに示すように、第１アンテナ装置１１は、第１ループアンテナ装置３０と、第１モノポールアンテナ装置４０とを備える。以下では、第１ループアンテナ装置３０と第１ループアンテナ装置３０に対応する第１モノポールアンテナ装置４０とを「組」と記載する場合がある。

つまり、本実施形態では、アンテナシステム１０は、第１ループアンテナ装置３０および第１モノポールアンテナ装置４０の組と、後述する第２ループアンテナ装置５０および第２モノポールアンテナ装置６０の組（図２Ｂ参照）との計２組を含む。

まず、第１ループアンテナ装置３０および第１モノポールアンテナ装置４０の組の配置関係について説明する。図２Ａに示すように、第１ループアンテナ装置３０と第１モノポールアンテナ装置４０とは隣接して取り付けられる。

また、図２Ａに示すように、第１モノポールアンテナ装置４０は、第１ループアンテナ装置３０よりもフロントピラー３に近い位置に取り付けられ、第１ループアンテナ装置３０は、第１モノポールアンテナ装置４０よりもフロントガラス２の上方中央に近い位置に取り付けられる。

具体的には、後述する第１モノポールアンテナ装置４０の第１モノポールアンテナ４１から左側のフロントピラー３までの距離が、１／４波長程度離れた位置であることが好ましい。

これにより、第１モノポールアンテナ装置４０は、フロントピラー３が一種の反射器として作用して、車両１の左右方向への指向性が現れるため、車両１の左右方向からの電波の受信性能を向上させることができる。なお、第１モノポールアンテナ４１と左側のフロントピラー３との距離は、１／４波長に限定されるものではなく、フロントピラー３が反射器として作用する距離であればよい。

ここで、フロントガラス２の上方中央領域（ルームミラー近傍、図１参照）には、他機器のアンテナとしてモノポールアンテナが取り付けられる場合が多い。

そのため、第１ループアンテナ装置３０を、フロントガラス２の上方中央に近い位置に配置する、つまり、第１モノポールアンテナ装置４０を上方中央から離す。これにより、第１モノポールアンテナ装置４０と他の通信機器のモノポールアンテナとの干渉を最小限に抑えることができる。

また、第１ループアンテナ装置３０（主に水平偏波を受信）と他機器のモノポールアンテナ（主に垂直偏波を受信）とは干渉が起きにくいため、他機器を第１ループアンテナ装置３０のギリギリまで寄せることで、フロントガラス２の上方中央領域における他機器の配置の自由度を高めることができる。

なお、図２Ａでは、第１ループアンテナ装置３０を上方中央側に、第１モノポールアンテナ装置４０をフロントピラー３側に配置したが、双方の配置が入れ替わってもよい。かかる場合、上述した、フロントピラー３の反射器としての作用や、第１モノポールアンテナ装置４０と他の通信機器のモノポールアンテナとの干渉を最小限に抑える作用は小さくなるが、第１ループアンテナ装置３０および第１モノポールアンテナ装置４０の組み合わせによる省スペース化の効果は十分に奏する。

次に、第１ループアンテナ装置３０および第１モノポールアンテナ装置４０の構成について説明する。まず、第１ループアンテナ装置３０について説明する。第１ループアンテナ装置３０は、ＧＰＳ用アンテナ３１と、第１ループアンテナ３２と、コネクタ３３とを備える。

ＧＰＳ用アンテナ３１は、アンテナ素子３１ａと、無給電素子３１ｂとを備える。また、ＧＰＳ用アンテナ３１および第１ループアンテナ３２は、図示しない透明なフィルムに形成されている。

具体的には、ＧＰＳ用アンテナ３１および第１ループアンテナ３２は、フィルム上に導電（銀）ペーストを印刷した導電パターン、あるいはフィルム上に配線した非常に細い、銅線や銀線などの導線で形成されている。かかる導電パターンあるいは導線が、コネクタ３３が備える基板の対応する端子とハンダ付け等で接続される。

アンテナ素子３１ａは、線状のアンテナ導体を有する大略ひし形状のループアンテナである。無給電素子３１ｂは、アンテナ素子３１ａとは独立した導体で構成され、アンテナ素子３１ａの近傍に配置される。

第１ループアンテナ３２（アンテナ部の一例）は、アンテナ素子であり、線状のアンテナ導体を有するループアンテナである。第１ループアンテナ３２は、アンテナ素子３１ａおよび無給電素子３１ｂを迂回するように配設される。

具体的には、第１ループアンテナ３２は、コネクタ３３の下面３３ａから下方へ向けてアンテナ素子３１ａを囲むように配設されるアンテナ導体と、コネクタ３３の下面３３ａから上方へ向けて無給電素子３１ｂの上端部を迂回するように配設されるアンテナ導体とを含む。

つまり、第１ループアンテナ３２は、単にアンテナ導体を長方形に配設せずに、コネクタ３３の下面３３ａから上方へ向けて一部アンテナ導体をせり出すように配設させることで、必要なアンテナ長を確保している。

このように、上方向へアンテナ導体を延伸することで、第１ループアンテナ３２は、左右方向へのアンテナ導体の長さを短くでき、結果として左右方向への取り付け面積を小さくすることができる。

コネクタ３３は、端子および基板を内蔵し、かかる端子によってＧＰＳ用アンテナ３１および第１ループアンテナ３２と基板とを電気的に接続する。

次に、第１モノポールアンテナ装置４０について説明する。第１モノポールアンテナ装置４０は、第１モノポールアンテナ４１と、コネクタ４２とを備える。

第１モノポールアンテナ４１（アンテナ部の一例）は、ポール形状のアンテナ素子であり、網目状（メッシュ状）の細線状導体を有する。なお、細線状導体の線幅は、例えば２０μｍ以下が好ましく、より好ましくは１０μｍ以下である。また、細線状導体同士の間隔は、例えば３５０μｍ以下が好ましく、より好ましくは３００μｍ以下である。

つまり、第１モノポールアンテナ４１は、網目状により透過性を有するため、第１モノポールアンテナ装置４０がフロントガラス２に取り付けられた場合に、乗員の前方への視界の妨げを防止することができる。

また、第１モノポールアンテナ４１の長さＷ１は、ＤＴＶ帯域およびＶ−ＬＯＷ帯域の周波数の関係から、Ｖ−ＬＯＷ帯域の１／４波長に対応する長さよりも短い。言い換えれば、第１モノポールアンテナ４１は、アンテナの長さＷ１がＤＴＶ用帯域の信号を受信するために適した長さに設計されている。これにより、ＤＴＶ帯域の感度を落とすことなく、Ｖ−ＬＯＷ帯域の信号を受信でき、かつ、乗員の前方への視界の妨げを防止することができる。

また、Ｖ−ＬＯＷ帯域の信号の受信は、第１モノポールアンテナ４１および後述する第１ループアンテナのいずれで行ってもよいが、第１モノポールアンテナ４１で受信することがより好ましい。これは、アンテナ部のインピーダンスの特性上、ループアンテナよりもモノポールアンテナの方が、Ｖ−ＬＯＷ回路側へのＤＴＶ信号の漏洩が起こりにくいためである。

具体的には、モノポールアンテナで混合信号を受信した場合、Ｖ−ＬＯＷ帯域の信号がアンテナ部側で容量性のハイインピーダンスになる。つまり、Ｖ−ＬＯＷ帯域の信号およびＤＴＶ帯域の信号のインピーダンスが大きく異なるため、ＤＴＶ帯域の信号がＶ−ＬＯＷ回路に漏洩しにくい。

一方、ループアンテナで混合信号を受信した場合、Ｖ−ＬＯＷ帯域の信号がアンテナ部側で誘導性のローインピーダンスになる。つまり、Ｖ−ＬＯＷ帯域の信号およびＤＴＶ帯域の信号のインピーピーダンスが比較的近くなるため、ＤＴＶ帯域の信号がＶ−ＬＯＷ回路に漏洩しやすい。従って、モノポールアンテナで混合信号を受信することで、ループアンテナに比べてＤＴＶ信号の受信性能の低下を防ぐことができる。

コネクタ４２は、大略直方体形状に形成される。また、コネクタ４２は、端子および基板を内蔵し、かかる端子によって、第１モノポールアンテナ４１および基板を電気的に接続する。

次に、第２アンテナ装置１２について、図２Ｂを用いて説明する。図２Ｂは、運転席側に取り付けられた第２アンテナ装置１２の構成を示す図である。図２Ｂに示すように、第２アンテナ装置１２は、第２ループアンテナ装置５０と、第２モノポールアンテナ装置６０とを備える。

まず、第２ループアンテナ装置５０および第２モノポールアンテナ装置６０の配置関係について説明する。図２Ｂに示すように、第２モノポールアンテナ装置６０は、第２ループアンテナ装置５０よりも右側のフロントピラー３に近い位置に取り付けられ、第２ループアンテナ装置５０は、第２モノポールアンテナ装置６０よりもフロントガラス２の上方中央に近い位置に取り付けられる。

また、第２モノポールアンテナ装置６０とフロントピラー３との距離は、１／４波長離すことが好ましい。このように、第２ループアンテナ装置５０および第２モノポールアンテナ装置６０の配置関係は、上記した第１ループアンテナ装置３０および第１モノポールアンテナ装置４０の配置関係と同様であり、また、かかる配置関係により同様の効果を奏する。

なお、図２Ｂに示す第２ループアンテナ装置５０および第２モノポールアンテナ装置６０の配置は、上記した第１ループアンテナ装置３０および第１モノポールアンテナ装置４０の配置と同様に、双方の配置が入れ替わってもよい。

次に、第２ループアンテナ装置５０および第２モノポールアンテナ装置６０の構成について説明する。まず、第２ループアンテナ装置５０について説明する。

図２Ｂに示すように、第２ループアンテナ装置５０は、第２ループアンテナ５１と、コネクタ５２とを備える。第２ループアンテナ５１およびコネクタ５２は、上記した第１ループアンテナ３２およびコネクタ３３（図２Ａ参照）と同様の構成である。

つまり、第２ループアンテナ装置５０と、第１ループアンテナ装置３０との違いは、ＧＰＳ用アンテナ３１の有無の違いである。なお、本実施形態では、助手席側の第１ループアンテナ装置３０がＧＰＳ用アンテナ３１を備える構成としたが、運転席側の第２ループアンテナ装置５０がＧＰＳ用アンテナを備える構成としてもよい。

また、第２ループアンテナ装置５０の第２ループアンテナ５１は、例えば第１ループアンテナ装置３０の第１ループアンテナ３２と取り付け面積が同じであるが、これに限定されず、例えば第２ループアンテナ５１の取り付け面積を大きくしてもよい。

具体的には、第２ループアンテナ５１は、第１ループアンテナ３２よりも左右方向へのアンテナ導体を長くしてもよい。これは、一般に、運転席側のフロントガラス２には、運転者の前方への視界の妨げを考慮して、助手席側に比べて他機器の取り付けが少なく、取り付け面積の制約を受けにくいためである。

このようにすることで、配設されるアンテナ長を長くできるため、第２ループアンテナ５１の受信性能を向上させることができる。なお、第２ループアンテナ５１は、透明なフィルムであるため、取り付け面積を大きくしたとしても運転者の視界が著しく妨げられることはない。

次に、第２モノポールアンテナ装置６０について説明する。第２モノポールアンテナ装置６０は、上記した第１モノポールアンテナ装置４０と同様の構成である。具体的には、第２モノポールアンテナ装置６０は、第２モノポールアンテナ６１とコネクタ６２とを備える。第２モノポールアンテナ６１は、第１モノポールアンテナ４１（図２Ａ参照、以下省略）と同様であり、コネクタ６２は、コネクタ４２と同様である。

なお、図２Ａおよび図２Ｂでは、アンテナシステム１０をフロントガラス２に取り付けた場合について説明したが、アンテナシステム１０をリアガラスやサイドガラスなどのウインドウに取り付けてもよい。

例えば、アンテナシステム１０をリアガラスに取り付ける場合、第１アンテナ装置１１は、助手席側の真後ろ、かつ、リアピラーに近い位置に取り付けられ、第２アンテナ装置１２は、運転席側の真後ろ、かつ、リアピラーに近い位置に取り付けられる。

例えば、アンテナシステム１０をサイドガラスに取り付ける場合、第１アンテナ装置１１は、助手席側のドアのウインドウ、かつ、サイドピラーに近い位置に取り付けられ、第２アンテナ装置１２は、運転席側のドアのウインドウ、かつ、サイドピラーに近い位置に取り付けられる。

次に、図３および図４を用いて、実施形態に係る第１モノポールアンテナ装置４０の回路構成について説明する。図３は、実施形態に係る第１モノポールアンテナ装置４０の回路構成の概略を示す図である。

図３に示すように、第１モノポールアンテナ装置４０は、第１モノポールアンテナ４１と、Ｖ−ＬＯＷ回路１００と、ＤＴＶ回路１１０とを備える。第１モノポールアンテナ４１は、ＤＴＶ帯域およびＶ−ＬＯＷ帯域を含む混合信号を受信する。

Ｖ−ＬＯＷ回路１００は、アンテナマッチング回路１０１と、複同調回路１０２と、整合回路１０３と、ＦＭトラップ回路１０４と、アンプ１０５と、出力マッチング回路１０６と、電源フィルタ１０７とを備える。Ｖ−ＬＯＷ回路１００は、アンテナ部である第１モノポールアンテナ４１によって受信された混合信号に基づいてＶ−ＬＯＷ帯域の信号を含む第２受信信号を分離して出力部であるチューナ２００へ出力する。

アンテナマッチング回路１０１は、第１モノポールアンテナ４１によって受信された混合信号のうちＶ−ＬＯＷ帯域の信号を含む第２受信信号を大まかに分離する。

複同調回路１０２は、第１モノポールアンテナ４１と後述する整合回路１０３との間に設けられ、アンテナマッチング回路１０１で大まかに分離された第２受信信号のうちＶ―ＬＯＷ帯域の周波数で複共振させた共振信号を整合回路１０３へ出力する。

整合回路１０３は、第１モノポールアンテナ４１とチューナ２００との間に設けられ、チューナ２００側に対して第１モノポールアンテナ４１側がハイインピーダンスとなるように第２受信信号のインピーダンスを整合させる。

具体的には、整合回路１０３は、共振信号を含む第２受信信号の入力インピーダンスが出力インピーダンスよりも高くなるように、インピーダンス変換する。なお、整合回路１０３は、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）によってインピーダンス変換を行うが、かかる点については、図４で後述する。

ＦＭトラップ回路１０４は、第２受信信号に含まれるノイズ成分であるＦＭ（Frequency Modulation）信号を除去する。アンプ１０５は、第２受信信号のうちＶ−ＬＯＷ帯域の周波数を増幅する。

出力マッチング回路１０６は、第２受信信号のうちアンプ１０５で増幅されたＶ−ＬＯＷ帯域の信号を分離する。

電源フィルタ１０７は、チューナ２００から信号線を介してファントム給電される電流をアンプ１０５および整合回路１０３へ供給する。具体的には、電源フィルタ１０７は、信号線に含まれる第２受信信号等の信号成分を除去する。

ＤＴＶ回路１１０は、アンテナマッチング回路１１１と、フィルタ回路１１２と、アンプ１１３と、出力マッチング回路１１４と、電源フィルタ１１５とを備える。

アンテナマッチング回路１１１は、第１モノポールアンテナ４１によって受信された混合信号のうちＤＴＶ帯域の信号を含む第１受信信号を大まかに分離する。

フィルタ回路１１２は、アンテナマッチング回路１１１で大まかに分離された第１受信信号のうちＤＴＶ帯域の信号を抽出してアンプ１１３へ出力する。アンプ１１３は、フィルタ回路１１２から入力された第１受信信号のうちＤＴＶ帯域の信号を増幅する。

出力マッチング回路１１４は、第１受信信号のうちアンプ１１３で増幅されたＤＴＶ帯域の信号を分離する。

電源フィルタ１１５は、チューナ２００から信号線を介してファントム給電される電流をアンプ１１３へ供給する。具体的には、電源フィルタ１１５は、信号線に含まれる第１受信信号等の信号成分を除去する。

なお、図３に示す例では、第１モノポールアンテナ装置４０は、アンテナマッチング回路１０１，１１１および出力マッチング回路１０６，１１４を有する場合について説明したが、これらは省略することも可能である。

次に、図４を用いて、実施形態に係る第１モノポールアンテナ装置４０の回路構成について説明する。図４は、実施形態に係る第１モノポールアンテナ装置４０の回路構成を示す図である。なお、図４では、アンテナマッチング回路１０１，１１１および出力マッチング回路１０６，１１４を省略した場合の回路構成を示している。

図４に示すように、複同調回路１０２は、コイルＬ１〜Ｌ３を備える。コイルＬ１は、第１モノポールアンテナ４１から入力される混合信号のうちＶ−ＬＯＷ帯域の周波数で共振させた第１共振信号を出力する。なお、コイルＬ１は、第１モノポールアンテナ４１側の入力容量に基づいてＬ（インダクタ）値が設定される。また、コイルＬ１および第１モノポールアンテナ４１の接続点には、ツェナーダイオードＤ１が接続される。

コイルＬ２は、コイルＬ１と直列に接続され、コイルＬ１から出力される第１共振信号のうちＶ−ＬＯＷ帯域の周波数で共振させた第２共振信号を出力する。なお、コイルＬ２は、後述するトランジスタＱ１の入力容量に基づいてＬ値が設定される。

コイルＬ３は、一端がコイルＬ１およびコイルＬ２の接続点に接続され、他端が接地される。コイルＬ３は、第１共振信号のうちコイルＬ２で共振されずに反射された周波数帯域（例えば、ＤＴＶ帯域）の信号で共振させ、接地に流す。これにより、第２共振信号においてＶ−ＬＯＷ帯域以外の信号を除去することができる。なお、コイルＬ３は、例えばＤＴＶ帯域等のＶ−ＬＯＷ帯域以外の周波数に基づいてＬ値が設定される。

さらに、複同調回路１０２を用いることで、Ｖ−ＬＯＷ帯域のように帯域幅が大きい信号であっても、帯域特性をフラットに近づけられるため、安定的な受信が可能となる。

整合回路１０３は、トランジスタＱ１と、コンデンサＣ１と、抵抗Ｒ１，Ｒ２とを備える。コンデンサＣ１は、一端がコイルＬ２に接続され、他端がトランジスタＱ１のゲートに接続される。コンデンサＣ１は、交流である第２共振信号を通過させ、直流を絶縁する。

トランジスタＱ１は、例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-effect Transistor）等のＦＥＴであり、第２受信信号である第２共振信号のインピーダンスを変換する。

具体的には、トランジスタＱ１のゲートは、コンデンサＣ１に接続され、ドレインは、後述する電源フィルタ１０７に接続され、ソースがＦＭトラップ回路１０４に接続される。そして、トランジスタＱ１のゲートに交流電圧である第２共振信号が印加されることで、ソースおよびドレインが電気的に接続される。

すなわち、トランジスタＱ１のゲートに印加された電圧によってソースードレイン間を流れる電流を制御することで、出力部（チューナ２００）側に対してアンテナ部（第１モノポールアンテナ４１）側をハイインピーダンスにできる。

また、整合回路１０３にＦＥＴを用いることで、チューナ２００側と第１モノポールアンテナ４１側とのインピーダンス比が大きい場合でも容易に整合させることができる。

抵抗Ｒ１は、一端がコンデンサＣ１とトランジスタＱ１との接続点に接続され、他端が接地される。抵抗Ｒ２は、一端がトランジスタＱ１とＦＭトラップ回路１０４との接続点に接続され、他端が接地される。

ＦＭトラップ回路１０４は、コイルＬ４と、コンデンサＣ２とを備え、両者は、並列に接続される。これにより、トランジスタＱ１から入力される第２共振信号のうちＶ−ＬＯＷ帯域の信号を通過させるとともに、ＦＭ帯域の信号を取り除く。

アンプ１０５は、トランジスタＱ２と、コイルＬ５と、コンデンサＣ３，Ｃ４と、抵抗Ｒ３，Ｒ４とを備える。トランジスタＱ２は、例えばＮＰＮ型のバイポーラトランジスタである。トランジスタＱ２のベースは、ＦＭトラップ回路１０４に接続される。

トランジスタＱ２のコレクタは、電源フィルタ１０７およびコンデンサＣ４に接続され、エミッタは、コイルＬ５と、コンデンサＣ３と、抵抗Ｒ３，Ｒ４とを介して接地される。トランジスタＱ２のベースに電流が流れるとともに電圧が印加されると、コレクタ側で電流が増幅される。

コンデンサＣ４は、コイルＬ１３に接続される。コンデンサＣ４およびコイルＬ１３の接続点には、コンデンサＣ１４が接続される。

電源フィルタ１０７は、コンデンサＣ５，Ｃ６と、コイルＬ６と、抵抗Ｒ５〜Ｒ７とを備える。コイルＬ６は、一端が抵抗Ｒ５に接続され、他端がトランジスタＱ２に接続される。抵抗Ｒ６およびコンデンサＣ５は、コイルＬ６と並例に接続され、コンデンサＣ５の一端が接地される。

コンデンサＣ６は、チューナ２００およびトランジスタＱ１の接続点に一端が接続され、他端が接地される。抵抗Ｒ７は、一端がチューナ２００に接続され、他端がコンデンサＣ１およびトランジスタＱ１の接続点に接続される。

フィルタ回路１１２は、コンデンサＣ７，Ｃ８と、コイルＬ７とを備える。コンデンサＣ７およびコンデンサＣ８は、直列に接続される。コイルＬ７は、一端がコンデンサＣ７およびコンデンサＣ８の接続点に接続され、他端が接地される。また、コンデンサＣ７および第１モノポールアンテナ４１の接続点には、抵抗Ｒ１０およびコンデンサＣ１２が接続される。

アンプ１１３は、トランジスタＱ３と、コイルＬ８と、コンデンサＣ９とを備える。トランジスタＱ３は、例えばＮＰＮ型のバイポーラトランジスタである。トランジスタＱ３のベースは、コンデンサＣ８に接続される。トランジスタＱ３のコレクタは、コイルＬ８に接続され、エミッタは、接地される。

電源フィルタ１１５は、コンデンサＣ１０，Ｃ１１と、コイルＬ９，Ｌ１０と、抵抗Ｒ８，Ｒ９とを備える。コイルＬ１０は、一端がコンデンサＣ８およびトランジスタＱ３の接続点に接続され、他端が抵抗Ｒ９に接続される。コンデンサＣ１１は、一端がコイルＬ１０および抵抗Ｒ９の接続点に接続され、他端が接地される。

コイルＬ９は、一端が抵抗Ｒ８および抵抗Ｒ９の接続点に接続され、他端がトランジスタＱ３およびコイルＬ８の接続点に接続される。コンデンサＣ１０は、一端が抵抗Ｒ８および抵抗Ｒ９の接続点に接続され、他端が接地される。

抵抗Ｒ８は、コイルＬ１１に接続されるとともに、コイルＬ１１がコイルＬ１２に直列に接続される。抵抗Ｒ８およびコイルＬ１１の接続点にはコンデンサＣ１３およびツェナーダイオードＤ２が接続される。

上述してきたように、実施形態に係るアンテナ装置（第１アンテナ装置１１）は、アンテナ部（第１モノポールアンテナ４１）と、ＤＴＶ回路１１０と、Ｖ−ＬＯＷ回路１００とを備える。アンテナ部は、ＤＴＶ帯域およびＶ−ＬＯＷ帯域を含む混合信号を受信する。ＤＴＶ回路１１０は、アンテナ部によって受信された混合信号に基づいてＤＴＶ帯域の信号を含む第１受信信号を分離して出力部（チューナ２００）へ出力する。Ｖ−ＬＯＷ回路１００は、アンテナ部によって受信された混合信号に基づいてＶ−ＬＯＷ帯域の信号を含む第２受信信号を分離して出力部へ出力する。また、Ｖ−ＬＯＷ回路１００は、アンテナ部と出力部との間に設けられ、出力部側に対してアンテナ部側がハイインピーダンスとなるように第２受信信号のインピーダンスを整合させる整合回路１０３を有する。これにより、取り付け面積を小さくすることができる。

上述した実施形態では、第１モノポールアンテナ装置４０がＶ−ＬＯＷ帯域の信号を受信したが、第２モノポールアンテナ装置６０がＶ−ＬＯＷ帯域の信号を受信してもよい。

また、上述した実施形態では、Ｖ−ＬＯＷ回路１００およびＤＴＶ回路１１０は、共通のチューナ２００へＶ−ＬＯＷ帯域およびＤＴＶ帯域の信号を出力したが、これに限らず、それぞれが別のチューナ２００へ出力してもよい。かかる点について、図５を用いて説明する。

図５は、実施形態の変形例に係る第１モノポールアンテナ装置４０の回路構成を示す図である。図５に示すように、第１モノポールアンテナ装置４０は、Ｖ−ＬＯＷ回路１００から出力されるＶ−ＬＯＷ帯域の信号をＶ−ＬＯＷチューナ２００ａへ出力し、ＤＴＶ回路１１０から出力されるＤＴＶ信号をＤＴＶチューナ２００ｂへ出力する。これにより、両帯域の信号が混信することを防止できる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 車両
１０ アンテナシステム
１１ 第１アンテナ装置
１２ 第２アンテナ装置
３０ 第１ループアンテナ装置
３２ 第１ループアンテナ
４０ 第１モノポールアンテナ装置
４１ 第１モノポールアンテナ
５０ 第２ループアンテナ装置
５１ 第２ループアンテナ
６０ 第２モノポールアンテナ装置
６１ 第２モノポールアンテナ
１００ Ｖ−ＬＯＷ回路
１０１，１１１ アンテナマッチング回路
１０２ 複同調回路
１０３ 整合回路
１０４ ＦＭトラップ回路
１０５，１１３ アンプ
１０６，１１４ 出力マッチング回路
１０７，１１５ 電源フィルタ
１１０ ＤＴＶ回路
１１２ フィルタ回路
２００，２００ａ，２００ｂ チューナ

Claims (5)

1. ＤＴＶ帯域およびＶ−ＬＯＷ帯域を含む混合信号を受信するアンテナ部と、
   前記アンテナ部によって受信された前記混合信号に基づいて前記ＤＴＶ帯域の信号を含む第１受信信号を分離して出力部へ出力するＤＴＶ回路と、
   前記アンテナ部によって受信された前記混合信号に基づいて前記Ｖ−ＬＯＷ帯域の信号を含む第２受信信号を分離して前記出力部へ出力するＶ−ＬＯＷ回路と、を備え、
   前記Ｖ−ＬＯＷ回路は、
   前記アンテナ部と前記出力部との間に設けられ、前記出力部側に対して前記アンテナ部側がハイインピーダンスとなるように前記第２受信信号のインピーダンスを整合させる整合回路を有すること
   を特徴とするアンテナ装置。
2. 前記Ｖ−ＬＯＷ回路は、
   前記アンテナ部と前記整合回路との間に設けられ、前記第２受信信号のうち前記Ｖ−ＬＯＷ帯域の周波数で複共振させた共振信号を前記整合回路へ出力する複同調回路をさらに備えること
   を特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記整合回路は、
   前記第２受信信号をインピーダンス変換するＦＥＴ（Field Effect Transistor）を有すること
   を特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ装置。
4. 前記アンテナ部は、
   モノポールアンテナおよびループアンテナを有し、
   前記Ｖ−ＬＯＷ回路は、
   前記モノポールアンテナによって受信した前記混合信号に基づいて前記第２受信信号を分離すること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
5. 前記モノポールアンテナの長さは、
   前記Ｖ−ＬＯＷ帯域の１／４波長に対応する長さよりも短いこと
   を特徴とする請求項４に記載のアンテナ装置。

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