JP2020141185A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】取付位置の形状に応じてアンテナ指向性を容易に好適化することが可能なアンテナ装置を提供すること。【解決手段】アンテナ装置は、複数の締結部を介して車両に締結されるアンテナ装置であって、複数の締結部に含まれる第１の締結部を導通した状態と、第１の締結部を導通していない状態とにより、アンテナ指向性を制御するようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、アンテナ装置に関する。

下記特許文献１には、車両ルーフに取り付けられるアンテナ装置に関し、小型低背であっても、浮遊容量を低減させるとともに他のメディア用のアンテナを支障なく混載できるようにするための技術が開示されている。

特開２０１８−１３７８２４号公報

ところで、従来技術では、アンテナ装置の取付位置の形状が異なると、アンテナ指向性が変化してしまい、アンテナ指向性を好適化するためには、アンテナ装置のコンポーネントを新たに設計し直す必要がある。

本発明は、上述した従来技術の課題を解決するため、取付位置の形状に応じてアンテナ指向性を容易に好適化することが可能なアンテナ装置を提供することを目的とする。

本開示の一態様のアンテナ装置は、複数の締結部を介して車両に締結されるアンテナ装置であって、複数の締結部に含まれる第１の締結部を導通した状態と、第１の締結部を導通していない状態とにより、アンテナ指向性を制御するようにした。

取付位置の形状に応じてアンテナ指向性を容易に好適化することが可能なアンテナ装置を提供することができる。

実施形態に係るアンテナ装置の側面図である。 実施形態に係るアンテナ装置のアンテナ特性の一例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態のアンテナ装置について説明する。

（アンテナ装置１０の概要）
図１は、実施形態に係るアンテナ装置１０の側面図である。図１（ａ）は、アンテナ装置１０の第１の取付例を示す。図１（ｂ）は、アンテナ装置１０の第２の取付例を示す。図１に示すように、アンテナ装置１０は、車両のルーフ２０に取り付けられる薄型且つ流線型のアンテナ装置である。アンテナ装置１０は、ベース部１１、カバー１２、締結部１３Ａ，１３Ｂ、ナット１４Ａ，１４Ｂ、アンテナ１６、接続部１７、および同軸ケーブル１８を備えている。なお、図１において、アンテナ１６の構成を模式的に表している。

ベース部１１は、導電性を有する素材（例えば、金属素材）から形成される、概ね平板状の部材である。ベース部１１の上面には、アンテナ装置１０の各構成部品（例えば、アンテナ１６、増幅回路等）が実装される。ベース部１１は、その底面部分において、金属製のルーフ２０の上面に取り付けられる。これにより、ベース部１１は、ルーフ２０と同電位となり、アンテナ装置１０のグランドとして機能する。

カバー１２は、下部が開口した中空の部材である。カバー１２は、電波透過性を有する素材（例えば、樹脂素材）が用いられて形成される、カバー１２は、ベース部１１の上部を覆うように、ベース部１１の上面に取り付けられる。これにより、カバー１２は、ベース部１１との間に、ベース部１１の上面に実装された各構成部品を収容するための、収容空間を形成する。

締結部１３Ａ，１３Ｂは、ベース部１１を車両のルーフ２０に締結するために、ベース部１１の底面から下方に突出して設けられている。締結部１３Ａ，１３Ｂは、ボルト形状を有しており、ルーフ２０の開口部を貫通した状態で、ナット１４Ａ，１４Ｂが螺合されることにより、ベース部１１をルーフ２０に締結することができる。なお、締結部１３Ａ，１３Ｂおよびナット１４Ａ，１４Ｂには、導電性素材（例えば、金属素材）が用いられる。

アンテナ１６は、アンテナ装置１０の使用目的に応じた特定の周波数の電波を送受信するために設けられる。アンテナ１６としては、例えば、ＡＭ／ＦＭアンテナ、ＳＤＡＲＳ（Satellite Digital Audio Radio Service）アンテナ、ＬＴＥ（Long Term Evolution）アンテナ、ＧＰＳ（Global positioning system）アンテナ、電話用アンテナ、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）アンテナ、地上デジタルテレビ放送用アンテナ等が挙げられる。

図１に示す例では、アンテナ１６の一例として、給電点１６ａに対して２本の放射素子１６ｂ，１６ｃを対象に設けた構成の、ダイポールアンテナを用いている。図１に示す例では、便宜上、放射素子１６ｂ，１６ｃを直線状で示しているが、放射素子１６ｂ，１６ｃの形状は、如何なる形状（例えば、複数回折れ曲がった形状、平板状等）であってもよい。また、アンテナ装置１０は、一つのアンテナ１６を備えてもよく、複数のアンテナ１６を備えてもよい。

接続部１７は、アンテナ１６が備える放射素子の一部と、ベース部１１とを電気的に接続する。接続部１７としては、例えば、ケーブル、導電板等が用いられる。図１に示す例では、接続部１７は、アンテナ１６が備える放射素子１６ｂと、ベース部１１とを電気的に接続するようにしている。なお、接続部１７は、アンテナ１６が備える放射素子と一体的に形成されたものであってもよく、アンテナ１６が備える放射素子と別に設けられたものであってもよい。

同軸ケーブル１８は、アンテナ１６の給電点１６ａに接続されている。同軸ケーブル１８は、ベース部１１の底面から外部に引き出されて、車両に搭載された通信モジュール（図示省略）と接続される。これにより、同軸ケーブル１８は、アンテナ１６と通信モジュールとの間で、信号を送受信することができる。

ここで、本実施形態のアンテナ装置１０は、ルーフ２０に取り付けられる際に、取付位置の形状に応じて、締結部１３Ａがルーフ２０に導通した状態と、締結部１３Ａがルーフ２０に導通していない状態とを選択的に用いることにより、アンテナ１６の指向性を異ならせる（制御する）ことができる。

例えば、図１（ａ）に示すように、ナット１４Ａを締結部１３Ａに取り付ける際に、ナット１４Ａの締結面とルーフ２０との間に、絶縁素材からなる絶縁部１５を設けることにより、締結部１３Ａがルーフ２０に導通しない状態（すなわち、締結部１３Ａがルーフ２０に接地していない状態）とすることができる。

一方、図１（ｂ）に示すように、ナット１４Ａを締結部１３Ａに取り付ける際に、ナット１４Ａの締結面とルーフ２０との間に、絶縁部１５を設けないことにより、締結部１３Ａがナット１４Ａを介してルーフ２０に導通した状態（すなわち、締結部１３Ａがルーフ２０に接地した状態）とすることができる。

図１に示すように、締結部１３Ａは、アンテナ装置１０の内部において、ベース部１１に接続されている。また、ベース部１１における締結部１３Ａの近傍には、接続部１７を介して、アンテナ１６の放射素子１６ｂが電気的に接続されている。このため、図１（ｂ）に示すように、締結部１３Ａをルーフ２０と導通させることにより、ベース部１１における締結部１３Ａ近傍の電流量が増加し、ベース部１１における電流分布が変化する。その結果、ベース部１１に接続されている放射素子１６ｂの電気長が変化し、アンテナ１６の共振周波数帯が変化することとなる。

例えば、図１に示す例では、アンテナ１６としてダイポールアンテナを用いており、接続部１７により、アンテナ１６の放射素子１６ｂを、ベース部１１における締結部１３Ａの近傍に接続している。この場合、図１（ａ）に示すように、締結部１３Ａをルーフ２０と導通させないことにより、放射素子１６ｂをグランドに接地していない状態にして、アンテナ１６をそのままダイポールアンテナとして使用することができる。また、図１（ｂ）に示すように、締結部１３Ａをルーフ２０と導通させることにより、放射素子１６ｂをグランドに接地した状態にして、アンテナ１６をモノポールアンテナとして使用することができる。

なお、絶縁部１５は、ナット１４Ａの締結面に予め形成されているもの（例えば、塗膜等）であってもよい。この場合、ナット１４Ａを締結部１３Ａに取り付ける際に、ナットの締結面から絶縁部１５を除去することにより、締結部１３Ａを導通させることができる。また、絶縁部１５は、ナット１４Ａとは別に設けられている部材（例えば、ワッシャ等）であってもよい。また、絶縁部１５は、ルーフ２０の表面において、ナット１４Ａが締結される部分に予め形成されているもの（例えば、塗膜等）であってもよい。

（実施例）
図２を参照して、実施形態に係るアンテナ装置１０の一実施例を説明する。図２は、実施形態に係るアンテナ装置１０のアンテナ特性の一例を示す図である。本実施例では、進行方向に対して下向きに２６°傾斜したルーフ２０に対して、実施形態に係るアンテナ装置１０を設置した。そして、本実施例では、締結部１３Ａをルーフ２０と導通させた状態と、締結部１３Ａをルーフ２０と導通させない状態とのそれぞれについて、アンテナ１６のアンテナ特性を測定した。

図２（ａ）は、実施形態に係るアンテナ装置１０が備えるアンテナ１６の方向による利得変化を示す図である。図２（ａ）において、実線は、締結部１３Ａをルーフ２０と導通させた場合のアンテナ１６の利得を示しており、点線は、締結部１３Ａをルーフ２０と導通させない場合のアンテナ１６の利得を示している。図２（ａ）に示すように、本実施形態のアンテナ装置１０は、締結部１３Ａをルーフ２０と導通させた場合、締結部１３Ｂをルーフ２０と導通させない場合と比較して、特定の方向（概ね、アンテナ装置１０の前後方向に対応するＸ軸方向）における利得を高めることができることが確認された。

図２（ｂ）は、実施形態に係るアンテナ装置１０が備えるアンテナ１６の周波数［ＭＨｚ］と平均利得［ｄＢｉ］との関係を示す図である。図２（ｂ）において、実線は、締結部１３Ａをルーフ２０と導通させた場合のアンテナ１６の平均利得を示しており、点線は、締結部１３Ａをルーフ２０と導通させない場合のアンテナ１６の平均利得を示している。図２（ｂ）に示すように、本実施形態のアンテナ装置１０は、締結部１３Ａをルーフ２０と導通させた場合、締結部１３Ｂをルーフ２０と導通させない場合と比較して、特定の周波数帯域（１７００ＭＨｚ近傍）における平均利得を高めることができることが確認された。

図２（ａ）および図２（ｂ）に示す測定結果から、実施形態に係るアンテナ装置１０は、締結部１３Ａをルーフ２０と導通させた場合と、締結部１３Ａをルーフ２０と導通させない場合とで、アンテナ１６の指向性および利得を異ならせることができるものであることが確認された。

以上説明したように、本実施形態のアンテナ装置１０は、締結部１３Ａ，１３Ｂを介して車両に締結されるアンテナ装置であって、締結部１３Ａ（第１の締結部）に導通がある場合と、締結部１３Ａに導通が無い場合とで、アンテナ指向性を異ならせる（制御する）ことができる。これにより、本実施形態のアンテナ装置１０は、取付位置の形状に応じて、締結部１３Ａの導通または非導通を選択することにより、アンテナ指向性を容易に好適化することができる。

特に、本実施形態のアンテナ装置１０は、締結部１３Ａの締結面とルーフ２０との間に絶縁部１５を設けるか否かによって、締結部１３Ａを非導通状態または導通状態とすることができるため、より容易に、アンテナ指向性を好適化することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、アンテナ１６としてダイポールアンテナを用いているが、これに限らず、その他のアンテナ（例えば、ループアンテナ、モノポールアンテナ、逆Ｆアンテナ等）を用いてもよい。

また、例えば、上記実施形態では、車両のルーフ２０に取り付けられるアンテナ１６を例示しているが、これに限らず、本発明のアンテナ装置は、車両のルーフ以外の部分に締結されるアンテナ装置にも適用可能である。

１０ アンテナ装置
１１ ベース部
１２ カバー
１３Ａ 締結部（第１の締結部）
１３Ｂ 締結部
１４Ａ，１４Ｂ ナット
１５ 絶縁部
１６ アンテナ
１７ 接続部
１８ 同軸ケーブル
２０ ルーフ

Claims (1)

1. 複数の締結部を介して車両に締結されるアンテナ装置であって、
   前記複数の締結部に含まれる第１の締結部を導通した状態と、前記第１の締結部を導通していない状態とにより、アンテナ指向性を制御するようにした
   アンテナ装置。

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