JP2023119568A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】生産性の向上及び強度の向上が図られたアンテナ装置を提供する。【解決手段】アンテナ装置は、筒状導体と、筒状導体の軸方向の少なくとも一端部に配置されて軸方向と交差する交差方向に延びる平板状導体と、を備える。さらに、筒状導体は、軸方向の一端部において筒状導体の外周に沿った一部に形成されて軸方向の他端部側に凹むことで、平板状導体との間に間隙を構成する切欠きと、間隙に対して給電する給電部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、アンテナ装置に関する。

従来、自動車、バス、鉄道車両等の移動体にアンテナ装置が搭載されることがある。例えば、いずれも導電性材料から成る、周方向に切り欠きが形成された筒体と、筒体の両端部に固定された筒体より大きい径を有する端板と、を備えた無指向性の移動体用アンテナが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開平５－１３６６２７号公報

しかしながら、上記従来の移動体用アンテナは、筒体の周面の、軸方向中間部に切り欠きが配置されており、切り欠きの形成が容易ではなく、筒体の強度が低くなる虞があることに課題があった。

本発明は、上記の課題に鑑み、生産性の向上及び強度の向上が図られたアンテナ装置を提供することを目的とする。

例示的な本発明のアンテナ装置は、筒状導体と、前記筒状導体の軸方向の少なくとも一端部に配置されて前記軸方向と交差する交差方向に延びる平板状導体と、を備える。さらに、前記筒状導体は、前記軸方向の前記一端部において前記筒状導体の外周に沿った一部に形成されて前記軸方向の他端部側に凹むことで、前記平板状導体との間に間隙を構成する切欠きと、前記間隙に対して給電する給電部と、を備える。

本発明の構成によれば、アンテナ装置において、生産性の向上及び強度の向上を図ることが可能になる。

第１実施形態のアンテナ装置の概略斜視図 図１のアンテナ装置の側面図 図２のアンテナ装置のIII－III線における断面図 第２実施形態のアンテナ装置の概略斜視図 第３実施形態のアンテナ装置の概略斜視図 図５のアンテナ装置の展開図 第４実施形態のアンテナ装置の概略斜視図 図７のアンテナ装置の断面図 第５実施形態のアンテナ装置の概略斜視図 図９のアンテナ装置の断面図 第６実施形態のアンテナ装置の概略斜視図 図１１のアンテナ装置の下方から見た部分概略斜視図 第７実施形態のアンテナ装置の概略斜視図 図１３のアンテナ装置の断面図 第７実施形態の変形例１のアンテナ装置の概略斜視図 図１５のアンテナ装置の断面図 第７実施形態の変形例２のアンテナ装置の筒状導体を示す概略平面図 第７実施形態の変形例３のアンテナ装置の筒状導体を示す概略平面図 第８実施形態のアンテナ装置の概略斜視図 第８実施形態の変形例のアンテナ装置の概略斜視図 第９実施形態のアンテナ装置の車両への搭載例を示す説明図 図２１のアンテナ装置の斜視図 図２１のアンテナ装置の側方から見た断面図

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。この説明では、後述する筒状導体が延びる方向を「軸方向」と呼び、この軸方向を表す矢線Ｄｚを図中に記載した。さらに、軸方向Ｄｚに関して、直交座標系を表す矢線Ｄｘ、Ｄｙを図中に記載した。また、軸方向Ｄｚと交差する方向を「交差方向」と呼ぶ。交差方向は、軸方向Ｄｚと直交する方向を含み、この説明において「交差方向Ｄｘ－Ｄｙ」と記述するが、厳密に直交に限定されるわけではなく、略直交も含む。

＜１．第１実施形態＞
図１は、第１実施形態のアンテナ装置１の概略斜視図である。図２は、図１のアンテナ装置１の側面図である。図３は、図２のアンテナ装置１のIII－III線における断面図である。なお、図１及び図２では、後述する給電線１０２の描画を省略した。

アンテナ装置１は、例えば自動車等の車両に搭載されることが好ましいが、車両以外の移動体に搭載されても良い。車両以外の移動体としては、例えば船舶、航空機、ロボット等であって良い。また、アンテナ装置１は、移動体以外のものに搭載されても良い。本実施形態において、アンテナ装置１は車載用アンテナ装置である。

図１に示すように、アンテナ装置１は、筒状導体２と、平板状導体３と、を備える。

筒状導体２は、軸方向Ｄｚに延びる。本実施形態において、筒状導体２は、角筒形状であって、軸方向Ｄｚと交差する交差方向Ｄｘ－Ｄｙの断面が四角形状である。すなわち、筒状導体２は、断面四角形状に配置された、軸方向Ｄｚに延びる平板状の４つの周壁２ｗで構成される。なお、筒状導体２は、例えば断面が三角形、五角形等の他の多角形状であっても良いし、円筒形状であっても良い。筒状導体２の軸方向Ｄｚの両端部は開口する。

なお、後述する筒状導体２の「外周」は、交差方向Ｄｘ－Ｄｙに対し、隣り合う周壁２ｗ間を行き来する方向を意味する。

筒状導体２は、例えば銅、鉄等の導電性材料の板金で構成される。本実施形態において、アンテナ装置１は、一種類の電磁波（電波）に対応する。アンテナ装置１は、送信アンテナまたは受信アンテナを構成する。アンテナ装置１が送信または受信する電磁波の波長をλとした場合、好ましい形態として、筒状導体２の軸方向Ｄｚの長さはλ／４未満であって良い。この理由は、アンテナ装置１が平板状導体３を備えることと関係し、後述する。軸方向Ｄｚにおいてアンテナ装置１が設置される場所に余裕がある場合、筒状導体２の軸方向Ｄｚの長さはλ／４以上であっても良い。

平板状導体３は、筒状導体２の軸方向Ｄｚの少なくとも一端部に配置される。本実施形態において、平板状導体３は、筒状導体２の軸方向Ｄｚの一端部のみに配置される。平板状導体３は、筒状導体２に接合される。平板状導体３は、軸方向Ｄｚと交差する交差方向Ｄｘ－Ｄｙに延びる。本実施形態において、平板状導体３は、軸方向Ｄｚと直交する方向に延びる。平板状導体３は、例えば銅、鉄等の導電性材料で構成される。平板状導体３は、例えば筒状導体２と同じ導電性材料で構成される。

本実施形態において、平板状導体３は、交差方向Ｄｘ－Ｄｙに対し、筒状導体２の外側及び内側に延びる四角形状である。本実施形態において、平板状導体３の四角形を構成する外縁の四辺のそれぞれは、筒状導体２を構成する４つの周壁２ｗのうちの１つと平行に延びる。なお、平板状導体３は、例えば三角形、五角形等の他の多角形状であっても良いし、円形状であっても良い。交差方向Ｄｘ－Ｄｙに対し、平板状導体３の外縁は、筒状導体２の外縁よりも外側に位置する。

本実施形態において、平板状導体３は、軸方向Ｄｚに対し、筒状導体２の一端部側を閉塞するように配置される。なお、平板状導体３は、交差方向Ｄｘ－Ｄｙに対し、筒状導体２の内縁よりも内側に延びていない、若しくは内側に所定長さまで延びる構成であっても良い。すなわち、平板状導体３は、軸方向Ｄｚに対し、筒状導体２の一端部側を開放する構成であっても良い。

筒状導体２は、切欠き２１を備える。切欠き２１は、平板状導体３と対向する筒状導体２の軸方向Ｄｚの一端部に配置される。切欠き２１は、筒状導体２の外周に沿った一部に形成される。切欠き２１は、筒状導体２において、軸方向Ｄｚの他端部側に凹む。言い換えれば、筒状導体２は、平板状導体３と対向する軸方向Ｄｚの一端部において、切欠き２１が形成されていない筒状導体２の外周に沿った残りの一部で、平板状導体３と接合される。なお、筒状導体２と平板状導体３とは、直接接合しても良いし、コネクタやスリットに挿入することで接合しても良い。

切欠き２１は、筒状導体２の周壁２ｗを交差方向Ｄｘ－Ｄｙに貫通する。切欠き２１は、平板状導体３との間に間隙４を構成する。本実施形態において、間隙４は、交差方向Ｄｘ－Ｄｙから見て四角形状の、いわゆるスロットアンテナのスロットである。間隙４（切欠き２１）の、筒状導体２の外周に沿った長さは、電磁波の波長λに対し、λ／２である。間隙４の軸方向Ｄｚの長さ（幅）は、波長λに対して十分小さい長さである。間隙４の軸方向Ｄｚの長さ（幅）は、例えばλ／１００等である。

間隙４の長さλ／２に対し、筒状導体２自体の外周に沿った長さは、λ／２から２λ／３までの長さであることが好ましい。また、平板状導体３の外周の長さは、［筒状導体２自体の外周に沿った長さ］×７／５程度であることが好ましい。

なお、間隙４は、交差方向Ｄｘ－Ｄｙから見て四角形状に限定されるわけではない。間隙４は、例えば交差方向Ｄｘ－Ｄｙの両端部が軸方向Ｄｚに広がる形態であっても良いし、交差方向Ｄｘ－Ｄｙの両端部が軸方向Ｄｚ及び交差方向Ｄｘ－Ｄｙに鉤状に折れ曲がる形態であっても良い。これにより、アンテナ装置１が送信または受信する電磁波の波長λを長くすることができる。

アンテナ装置１は、さらに給電部２２を備える。給電部２２は、筒状導体２の一部によって形成される。給電部２２は、１つの周壁２ｗから連続して延びる。給電部２２は、間隙４を隔てて平板状導体３と軸方向Ｄｚに対向する切欠き２１の縁部から平板状導体３に向かって軸方向Ｄｚに延びる。

ここで、本実施形態において、平板状導体３は、プリント基板１０１の一面に設置される。給電部２２に関し、平板状導体３は、孔部３１を備える。給電部２２は、平板状導体３に接触することなく孔部３１内を通り、プリント基板１０１の平板状導体３の設置面とは反対側の一面まで軸方向Ｄｚに延びる。給電部２２は、プリント基板１０１の導体パターン１０１ａに接続される。

厳密に言えば、間隙４は、筒状導体２の外周に沿って、給電部２２により二分されるように形成されている。なお、先に説明した間隙４（切欠き２１）の、筒状導体２の外周に沿った長さは、給電部２２を含めた間隙４（切欠き２１）の、筒状導体２の外周に沿った全長を意味する。

給電部２２は、プリント基板１０１の導体パターン１０１ａを介し、給電線１０２に接続される。本実施形態において、給電線１０２は、例えば同軸ケーブルで構成される。給電線１０２である同軸ケーブルは、中心導体と、中心導体を囲む外導体と、を有する。給電部２２は、給電線１０２の中心導体に、導体パターン１０１ａを介して接続される。給電線１０２の外導体は、平板状導体３の給電点３２に接続される。

給電部２２は、間隙４に対して給電する。これにより、アンテナ装置１は、スロットアンテナとして機能する。なお、間隙４（切欠き２１）に対する、給電部２２の、筒状導体２の外周に沿った位置は、スロットアンテナとして求める特性が得られるように適宜定められて良い。

上記構成によれば、スロットアンテナのスロットである間隙４を構成する筒状導体２の切欠き２１は、平板状導体３と対向する筒状導体２の軸方向Ｄｚの一端部に配置される。これにより、筒状導体２に対し、切欠き２１を容易に形成することができ、さらに強度低下を抑制することができる。したがって、アンテナ装置１において、生産性の向上及び強度の向上を図ることが可能になる。

なお、平板状導体３は、キャパシタとしての働きを果たす。このために、筒状導体２の交差方向Ｄｘ－Ｄｙの大きさを小さくすることにより生じるインダクタンス成分を打ち消すことができる。すなわち、筒状導体２の交差方向Ｄｘ－Ｄｙの大きさを小さくした場合でも、アンテナ装置１と給電線１０２とのインピーダンスマッチングを良好とし、利得を向上させることができる。

また、平板状導体３は、軸方向Ｄｚの長さがλ／４未満の短い筒状導体２に接合されることにより、筒状導体２の軸方向Ｄｚの長さを実質的に長くした場合と等価であると考えることができる。これにより、アンテナ装置１の、スロットアンテナとしての機能を確保することが可能である。すなわち、平板状導体３を設けることにより、筒状導体２の軸方向Ｄｚの長さを短くしつつ、アンテナ装置１の利得を向上させることが可能である。

また、平板状導体３は、プリント基板１０１に形成された導体パターンである。本実施形態において、プリント基板１０１は、交差方向Ｄｘ－Ｄｙに延びる四角形状である。プリント基板１０１は、導体パターンである平板状導体３よりも大きい。本実施形態において、平板状導体３の四角形を構成する外縁の四辺のそれぞれは、プリント基板１０１の四角形を構成する外縁の四辺のうちの１つと平行に延びる。

平板状導体３をプリント基板１０１の導体パターンとしたことにより、例えば制御基板等を用いて、平板状導体３を容易に形成することができる。したがって、平板状導体３として別途他部材を用意する必要が無く、生産性の向上を図ることが可能になる。また、プリント基板１０１に対する実装密度を高めることができ、アンテナ装置１の小型化を図ることが可能である。

＜２．第２実施形態＞
図４は、第２実施形態のアンテナ装置１の概略斜視図である。なお、第２実施形態以下の実施形態の基本的な構成は、先に説明した第１実施形態と同じであるので、共通する構成要素には前と同じ符号または同じ名称を付してその説明を省略する場合がある。

第２実施形態のアンテナ装置１は、平板状導体３Ａ、３Ｂを備える。

平板状導体３Ａは、筒状導体２の軸方向Ｄｚの一端部に配置される。平板状導体３Ａは、プリント基板１０１に形成された導体パターンである。

平板状導体３Ｂは、筒状導体２の軸方向Ｄｚの他端部に配置される。すなわち詳細に言えば、アンテナ装置１は、筒状導体２の軸方向Ｄｚの一端部に配置された平板状導体３Ａに対し、軸方向Ｄｚの他端部に配置されて交差方向Ｄｘ、Ｄｙに延びる他の平板状導体３Ｂをさらに備える。平板状導体３Ｂは、例えば筒状導体２と一体として形成される。言い換えれば、平板状導体３Ｂは、筒状導体２と同一部材であり、例えば銅、鉄等の導電性材料の板金で構成される。

本実施形態において、平板状導体３Ａ、３Ｂはともに、交差方向Ｄｘ、Ｄｙに延びる同じ大きさの四角形状である。平板状導体３Ａ、３Ｂは、筒状導体２を隔てて、軸方向Ｄｚに対称且つ平行をなす。なお、平板状導体３Ａ、３Ｂの形状及び大きさは、互いに異なっていても良い。

平板状導体３Ａ、３Ｂを筒状導体２の軸方向Ｄｚの両端部に配置したことにより、アンテナ装置１の軸方向Ｄｚの長さを、より一層小さくすることができる。すなわち、アンテナ装置１の小型化を図ることが可能になる。

＜３．第３実施形態＞
図５は、第３実施形態のアンテナ装置１の概略斜視図である。図６は、図５のアンテナ装置１の展開図である。

第３実施形態のアンテナ装置１は、筒状導体２Ａと、平板状導体３Ｃ、３Ｄと、を備える。

本実施形態において、筒状導体２Ａは、角筒形状であって、交差方向Ｄｘ－Ｄｙの断面が四角形状である。角筒形状である筒状導体２Ａの４つの角部のうち１つは、周壁２ｗが接続されておらず、開いた状態になっている。

平板状導体３Ｃは、筒状導体２Ａの軸方向Ｄｚの一端部に配置される。平板状導体３Ｃは、プリント基板１０１に形成された導体パターンである。

平板状導体３Ｄは、筒状導体２Ａの軸方向Ｄｚの他端部に配置される。アンテナ装置１は、筒状導体２Ａの４つの周壁２ｗのそれぞれに接続された４つの平板状導体３Ｄを備える。４つの平板状導体３Ｄ同士の間は、離間している。平板状導体３Ｄは、筒状導体２Ａと一体として形成される。言い換えれば、平板状導体３Ｄは、筒状導体２Ａと同一部材であり、例えば銅、鉄等の導電性材料の板金で構成される。

筒状導体２Ａ及び平板状導体３Ｄを展開すると、図６に示す展開図となる。筒状導体２Ａ及び平板状導体３Ｄは、展開した平坦な状態において、外形が矩形の一枚の平板状部材である。すなわち、図５に示した筒状導体２Ａ及び平板状導体３Ｄは、一枚の平板状部材を折り曲げて形成される。

図６に示すように、一枚の平板状部材に展開された筒状導体２Ａ及び平板状導体３Ｄは、３箇所の折り線ＢＬ１と、４箇所の折り線ＢＬ２と、３箇所の切込み線ＣＬ１と、切欠き２１Ａと、給電部２２Ａと、を有する。

筒状導体２Ａの４つの周壁２ｗ同士は、３箇所の折り線ＢＬ１を介して接続される。筒状導体２Ａは、３箇所の折り線ＢＬ１それぞれにおいて、隣り合う周壁２ｗ同士が直角をなすように折り曲げることで形成される。

４つの平板状導体３Ｄのそれぞれは、４箇所の折り線ＢＬ２を介して、４つの周壁２ｗに個別に接続される。また、隣り合う平板状導体３Ｄ同士は、切込み線ＣＬ１によって分離されている。４つの平板状導体３Ｄは、４箇所の折り線ＢＬ２において、隣り合う周壁２ｗに対して直角をなすように折り曲げることで形成される。

切欠き２１Ａは、軸方向Ｄｚに対して平板状導体３Ｄとは反対側の、筒状導体２Ａの軸方向Ｄｚの一端部に配置される。切欠き２１Ａは、４つの周壁２ｗ同士が連続する交差方向Ｄｘ－Ｄｙに沿った縁部の一部に形成される。切欠き２１Ａは、筒状導体２Ａにおいて、軸方向Ｄｚに対して平板状導体３Ｄが配置された他端部側に凹む。

給電部２２Ａは、１つの周壁２ｗから連続して延びる。給電部２２Ａは、切欠き２１Ａの交差方向Ｄｘ－Ｄｙに沿った縁部から軸方向Ｄｚの外側に延びる。

上記のように、一枚の平板状部材を折り曲げて筒状導体２Ａ及び平板状導体３Ｄを形成することで、アンテナ装置１を容易に形成することができる。さらに、一枚の平板状部材の縁部の一部を切り取ることで、切欠き２１Ａ及び給電部２２Ａを容易に形成することができる。したがって、アンテナ装置１において、生産性の向上、さらに低コスト化を図ることが可能になる。

＜４．第４実施形態＞
図７は、第４実施形態のアンテナ装置１の概略斜視図である。図８は、図７のアンテナ装置１の断面図である。なお、図８は、アンテナ装置１の間隙４の箇所における断面図である。

第４実施形態のアンテナ装置１において、筒状導体２は、４つの切欠き２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ、２１Ｅを備える。４つの切欠き２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ、２１Ｅは、平板状導体３と対向する筒状導体２の軸方向Ｄｚの一端部に配置される。４つの切欠き２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ、２１Ｅは、平板状導体３との間に４つの間隙４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅを構成する。すなわち、アンテナ装置１は、複数の間隙４を備える。この構成によれば、例えば、複数の間隙４を一種類の電磁波（電波）に対応する構成にすることで、アンテナ装置１の無指向性を向上させることができる。

また、筒状導体２は、交差方向Ｄｘ－Ｄｙの断面が四角形である。間隙４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅは、断面四角形を構成する四辺のいずれかを含む平板状の４つの周壁２ｗに個別に配置される。本実施形態において、間隙４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅは、各周壁２ｗの角部より内側に配置される。筒状導体２の４つの角部は、平板状導体３と接合される。この構成によれば、交差方向Ｄｘ－Ｄｙの断面が多角形である筒状導体２に対し、その周壁２ｗごとに複数の間隙４を容易に形成することができる。

そして、間隙４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅのそれぞれは、筒状導体２の外周に沿った長さが異なる。例えば、本実施形態において、間隙４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅそれぞれの筒状導体２の外周に沿った長さＬｂ、Ｌｃ、Ｌｄ、Ｌｅは、Ｌｂ＞Ｌｃ＞Ｌｄ＞Ｌｅの関係を有する。この構成によれば、アンテナ装置１は、異なる帯域の電磁波（電波）を送受信することが可能になる。

＜５．第５実施形態＞
図９は、第５実施形態のアンテナ装置１の概略斜視図である。図１０は、図９のアンテナ装置１の断面図である。なお、図１０は、アンテナ装置１の間隙４の箇所における断面図である。

第５実施形態のアンテナ装置１は、平板状導体３Ｅを備える。平板状導体３Ｅは、プリント基板１０１に形成された導体パターンである。平板状導体３Ｅは、プリント基板１０１上の、筒状導体２との軸方向Ｄｚにおける対向領域に形成される。

より詳細に言えば、間隙４は、交差方向Ｄｘ－Ｄｙの断面がＵ字形状である。平板状導体３Ｅも同様に、交差方向Ｄｘ－Ｄｙの断面がＵ字形状である。平板状導体３Ｅは、筒状導体２との軸方向Ｄｚにおける対向領域に配置される。平板状導体３Ｅは、内周部に凹部３１Ｅを備える。凹部３１Ｅは、平板状導体３Ｅの内周縁から交差方向Ｄｘの外側に凹む。給電部２２は、平板状導体３に接触することなく凹部３１Ｅ内を通り、プリント基板１０１の平板状導体３Ｅの設置面とは反対側の一面まで軸方向Ｄｚに延びる。

平板状導体３Ｅを筒状導体２との軸方向Ｄｚにおける対向領域に形成することで、平板状導体３Ｅよりも内側の、プリント基板１０１上の実装領域を有効活用することができる。これにより、プリント基板１０１に対する実装密度を高めることができ、アンテナ装置１の小型化を図ることが可能である。

＜６．第６実施形態＞
図１１は、第６実施形態のアンテナ装置１の概略斜視図である。図１２は、図１１のアンテナ装置１の下方から見た部分概略斜視図である。なお、図１２は、図１１のアンテナ装置１に対し、平板状導体３Ｆ及びプリント基板１０１の記載を省略した。

第６実施形態のアンテナ装置１は、平板状導体３Ｆ、３Ｇを備える。

平板状導体３Ｆは、筒状導体２の軸方向Ｄｚの一端部に配置される。平板状導体３Ｆは、プリント基板１０１に形成された導体パターンである。

平板状導体３Ｇは、筒状導体２の軸方向Ｄｚの他端部に配置されて交差方向Ｄｘ、Ｄｙに延びる。平板状導体３Ｇは、外延伸部３３Ｇと、内延伸部３４Ｇと、仕切部（仕切導体）３５Ｇと、を備える。

外延伸部３３Ｇは、交差方向Ｄｘ－Ｄｙに対し、筒状導体２との接続部から外側に向かって延びる。外延伸部３３Ｇの外縁部は、四角形状である。

内延伸部３４Ｇは、交差方向Ｄｘ－Ｄｙに対し、筒状導体２との接続部から内側に向かって延びる。内延伸部３４Ｇは、四角形状であり、筒状導体２の軸方向Ｄｚの他端部の開口のうち一部を閉塞する。

仕切部３５Ｇは、筒状導体２の内部に配置され、軸方向Ｄｚ及び交差方向Ｄｙに延びる。仕切部３５Ｇは、内延伸部３４Ｇの端部であって交差方向Ｄｙに延びる一辺から、軸方向Ｄｚの一端部側（平板状導体３Ｆ側）に向かって延びる。仕切部３５Ｇは、本実施形態において、例えば交差方向Ｄｘ－Ｄｙに延びる内延伸部３４Ｇの一部を切り起こしによって軸方向Ｄｚに折り曲げ、形成することができる。

仕切部３５Ｇは、筒状導体２の、交差方向Ｄｙに対向する２つの周壁２ｗそれぞれと接触し、筒状導体２と導通する。また、仕切部３５Ｇは、筒状導体２の軸方向Ｄｚの一端部において平板状導体３Ｆに接触し、平板状導体３Ｆと導通する。

詳細に言えば、仕切部３５Ｇは、筒状導体２の切欠き２１の、筒状導体２の外周に沿った方向の両端部２１ｈそれぞれと給電部２２との間の領域で切欠き２１を軸方向Ｄｚに跨ぎ、平板状導体３Ｆに接触する。すなわち、仕切部３５Ｇは、筒状導体２自体によって形成される間隙４の、筒状導体２の外周に沿った長さを短くする位置で、平板状導体３Ｆに接触する。

そして、筒状導体２自体の切欠き２１の、筒状導体２の外周に沿った長さは、図１２に示す長さＬｆである。一方、第６実施形態のアンテナ装置１としては、仕切部３５Ｇを備えることで、間隙４の、筒状導体２の外周に沿った長さは、図１２に示す長さＬｇである。

上記構成によれば、筒状導体２自体に形成された切欠き２１に対し、仕切部３５Ｇを適用することで、スロットの、筒状導体２の外周に沿った長さを短くすることができる。すなわち、アンテナ装置１を、より高い帯域の周波数の電磁波に共振させることができる。そして、仕切部３５Ｇの有無及び配置によって、電磁波の帯域を任意に変更することができる。したがって、筒状導体２の部品を共通化でき、アンテナ装置１のコストダウンを図ることが可能である。

なお、仕切部３５Ｇは、平板状導体３Ｇの一部として含まれる構成に限定されるわけではない。仕切部３５Ｇ及び内延伸部３４Ｇで構成される部材、若しくは仕切部３５Ｇのみで構成される部材を、筒状導体２の内部に配置しても良い。

＜７．第７実施形態＞
図１３は、第７実施形態のアンテナ装置１の概略斜視図である。図１４は、図１３のアンテナ装置１の断面図である。なお、図１４は、アンテナ装置１の間隙４の箇所における断面図であって、給電線１０２の描画を省略した。

第７実施形態のアンテナ装置１は、１つのプリント基板１０１に対し、複数の筒状導体２及び平板状導体３を備える。複数の平板状導体３のそれぞれは、１つのプリント基板１０１に形成された導体パターンであり、互いに離間している。複数の筒状導体２のそれぞれは、個別に複数の平板状導体３に対向し、並べて配置される。言い換えれば、筒状導体２と平板状導体３とからなる対が、平板状導体３の延びる方向に沿って複数並べて配置される。

なお、平板状導体３は、必ずしも個々の筒状導体２毎に複数に離間している必要はなく、１つの平板状導体３上に対向して、複数の筒状導体２が並べて配置されていても良い。また、平板状導体３は、プリント基板１０１に形成された導体パターンでなくても、例えば金属板でも良い。

複数の筒状導体２は、それぞれが独立したアンテナ素子として機能し、全体としてアンテナ装置１を形成する。一例として、第７実施形態のアンテナ装置１では、複数の筒状導体２は、それぞれが異なる方向に指向性を持つアンテナ素子として機能する。

本実施形態において、アンテナ装置１は、１つのプリント基板１０１に対し、２対の筒状導体２及び平板状導体３を備える。１つのプリント基板１０１に２つの筒状導体２を配置した場合に、それぞれの筒状導体２が、互いに反対方向の指向性を持つアンテナ素子として機能する。

詳細に言えば、図１４に示すように、スロット（間隙４、切欠き２１）が、隣り合う筒状導体２の、互いに相手と面していない外周部に配置される。一方の筒状導体２の切欠き２１はＤｘ軸の正方向側に配置され、他方の筒状導体２の切欠き２１はＤｘ軸の負方向側に配置される。これにより、それぞれの筒状導体２を、互いに反対方向に指向性（図１４の場合、Ｄｘ－Ｄｙ平面におけるＤｘ軸の正方向と負方向）を持つアンテナ素子として機能させることができる。

図１５は、第７実施形態の変形例１のアンテナ装置１の概略斜視図である。図１６は、図１５のアンテナ装置１の断面図である。なお、図１６は、アンテナ装置１の間隙４の箇所における断面図であって、給電線１０２の描画を省略した。

第７実施形態の変形例１のアンテナ装置１は、１つのプリント基板１０１に対し、４対の筒状導体２及び平板状導体３を備える。１つのプリント基板１０１に４つの筒状導体２を配置した場合に、それぞれの筒状導体２が、異なる４方向に指向性を持つアンテナ素子として機能する。

詳細に言えば、図１６に示すように、スロット（間隙４、切欠き２１）が、隣り合う筒状導体２の、他の筒状導体２と面していない外周部に配置される。４つの筒状導体２の切欠き２１それぞれは、Ｄｘ軸の正方向側且つＤｙ軸の正方向側と、Ｄｘ軸の正方向側且つＤｙ軸の負方向側と、Ｄｘ軸の負方向側且つＤｙ軸の正方向側と、Ｄｘ軸の負方向側且つＤｙ軸の負方向側とに配置される。これにより、４つの筒状導体２それぞれを、異なる４方向に指向性（図１６の場合、Ｄｘ－Ｄｙ平面におけるＤｘ軸とＤｙ軸とで区切られた４つの象限の方向）を持つアンテナ素子として機能させることができる。

したがって、第７実施形態のアンテナ装置１は、複数のアンテナ素子が互いの指向性をカバーすることにより、多方向に指向性を持つ、または全方向に指向性を持つ（言い換えれば無指向性の）アンテナ装置１として機能することができ、１つのアンテナ装置１で複数の方向に電波を送受信することが可能である。また、複数のアンテナ素子の出力を切り換える、または出力を合成することで、アンテナ装置１は、空間ダイバーシティアンテナとしても機能することができる。

別の例として、第７実施形態のアンテナ装置１では、複数の筒状導体２は、それぞれが異なる周波数帯域を持つアンテナ素子として機能する。詳細には、複数の筒状導体２のそれぞれに、筒状導体２の外周に沿った長さが異なるスロット（切欠き２１、間隙４）を設ける。これにより、複数の筒状導体２それぞれを、スロットの長さに応じた周波数帯域を持つアンテナ素子として機能させることができる。これにより、第７実施形態のアンテナ装置１は、複数の周波数帯域の電波を送受信できるマルチバンドアンテナとして機能することが可能である。

なお、すでに述べたように、筒形導体２の断面形状は四角形に限定されるわけではなく、他の形状であっても良い。図１７及び図１８は、第７実施形態の変形例２及び３のアンテナ装置１の筒状導体２を示す概略平面図である。

例えば、筒状導体２の断面形状は、図１７に示したような三角形でも良いし、図１８に示したような六角形でも良い。また、筒状導体２の断面形状は、円形や、他の形状であっても良く、平面上に並べて配置し易い形状を適宜選択すれば良い。また、筒状導体２は、同一の断面形状のものを並べるだけでなく、異なる断面形状のものを組み合わせて並べても良い。

＜８．第８実施形態＞
図１９は、第８実施形態のアンテナ装置１の概略斜視図である。第８実施形態のアンテナ装置１は、１つのプリント基板１０１に対し、第１の導体である筒状導体２Ｈと、筒状とは異なる他の形状である第２の導体と、が複合されて構成される。筒状導体２Ｈと、他の形状の導体とは、それぞれが独立したアンテナ素子として機能し、全体としてアンテナ装置１を形成する。一例として、第８実施形態のアンテナ装置１は、１つのプリント基板１０１上に、筒状導体（第１の導体）２Ｈと、多角形の平板状導体（第２の導体）５Ａと、が配置される。

平板状導体５Ａは、プリント基板１０１の、平板状導体３と対向配置された筒状導体２Ｈと同一平面上に、筒状導体２Ｈとは離間して配置されている。平板状導体５Ａは、例えば図１９において軸方向Ｄｚから見て五角形（ホームベース型）であり、軸方向Ｄｚに厚みを有して交差方向Ｄｘ－Ｄｙに延びる。平板状導体５Ａは、プリント基板１０１に対し、互いの平面部が軸方向Ｄｚに対向するように、軸方向Ｄｚに離間して配置される。

平板状導体５Ａは、給電部５２Ａを備える。給電部５２Ａは、平板状導体５Ａの一部によって形成される。給電部５２Ａは、平板状導体５Ａの、多角形の１つの頂点から連続して軸方向Ｄｚの負方向に、プリント基板１０１に向かって延びる。平板状導体５Ａは、給電部５２Ａを介して給電され、モノポールアンテナとして機能する。

図２０は、第８実施形態の変形例のアンテナ装置１の概略斜視図である。第８実施形態の変形例のアンテナ装置１は、１つのプリント基板１０１上に、筒状導体２Ｈと、平板状導体（第１の導体パターン）３Ｈと、平板状導体（第２の導体パターン）５Ｂと、が配置される。平板状導体３Ｈは、プリント基板１０１に形成され、筒状導体２Ｈと対向配置された第１の導体パターンである。また、プリント基板１０１は、第１の導体パターンとは異なる、筒状導体２Ｈと対向しない第２の導体パターンである平板状導体５Ｂを備える。

平板状導体５Ｂは、プリント基板１０１に形成された導体パターンである。平板状導体５Ｂは、プリント基板１０１の、筒状導体２Ｈと対向配置された平板状導体３Ｈと同一平面上に、平板状導体３Ｈとは離間して配置されている。平板状導体５Ｂは、筒状導体２Ｈと対向していない。平板状導体５Ｂは、給電部５２Ｂを備える。給電部５２Ｂは、平板状導体５Ｂの、多角形の１つの頂点に形成される。平板状導体５Ｂは、給電部５２Ｂを介して給電され、モノポールアンテナとして機能する。

なお、筒状導体２Ｈと複合して配置される他の導体は平板状に限定されるわけではなく、棒状、ループ状、またはメアンダ状であっても良い。また、筒状導体２Ｈと複合して配置される他の導体は、プリント基板１０１上に棒状、ループ状、またはメアンダ状に形成された導体パターンであっても良い。また、これらの導体は、モノポールアンテナとしてだけではなく、ダイポールアンテナやループアンテナとして機能するものでも良い。

これにより、第８実施形態のアンテナ装置１は、異なるタイプのアンテナ素子を複合して１つのアンテナ装置とすることができ、様々なメディア（例えば、ラジオ放送、テレビ放送、携帯電話、ＧＰＳ）の電波を１つのアンテナ装置１で送受信可能になる。また、アンテナ装置１は、異なるタイプのアンテナ素子により、偏波方向の異なる電波を受信することができる。このため、これらのアンテナ素子の出力を切り換える、または出力を合成することで、アンテナ装置１は、偏波ダイバーシティアンテナとしても機能することができる。そして、アンテナ装置１は、小型化を図ることができ、特に搭載スペースが限られる車両の車体への搭載に有利である。

＜９．第９実施形態＞
図２１は、第９実施形態のアンテナ装置１の車両Ｖへの搭載例を示す説明図である。図２２及び図２３は、図２１のアンテナ装置１の斜視図及び側方から見た断面図である。第９実施形態のアンテナ装置１は、車両Ｖに搭載される。

アンテナ装置１は、車両Ｖのルーフ（屋根）Ｖｒに配置される。車両Ｖは、ルーフＶｒを構成する外板（典型的には鋼板）Ｖｓに、下方に窪んで上部が開口する窪み部Ｖｄが形成される。また、車両Ｖは、窪み部Ｖｄの全体を覆うカバー（典型的には絶縁体、例えば繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）等）Ｖｃを備える。詳細には、カバーＶｃは、窪み部Ｖｄの開口縁部（上縁部）に配置される。アンテナ装置１は、窪み部Ｖｄの内部に配置されるとともに、カバーＶｃによって覆われている。

上記の構成によれば、アンテナ装置１は、生産性の向上及び強度の向上が図られ、さらに小型化が図られており、容易に車両Ｖへ搭載することが可能である。

なお、図２３では、外板ＶｓとカバーＶｃの継ぎ目に段差があるように描画しているが、実際には段差がなく滑らかにつながっていても良い。また、カバーＶｃは外板Ｖｓの表面から盛り上がっているように描画しているが、外板Ｖｓの表面と高低差なくつながっていても良い。要するに、外板ＶｓとカバーＶｃとは、外見上、継ぎ目が分からない滑らかな１つの面を構成していても良い。

また、窪み部Ｖｄに関して、底面ｄｂと、側面ｄｓとの間の角度θは、直角（９０度）ではなく、直角よりも大きい角度（例えば１００度～１３５度）を成していても良い。すなわち、窪み部Ｖｄ内の側面ｄｓは、窪み部Ｖｄ内の底面ｄｂに対して９０度以上の角度を有する。これにより、図２３に矢線Ｄｒで示したように、アンテナ装置１から放射された電波が、窪み部Ｖｄの側面ｄｓに反射して窪み部Ｖｄの外に出易くなる。逆に言えば、窪み部Ｖｄの外から仰角をもって到来した電波が、アンテナ装置１に受信され易くなる。

＜１０．留意事項等＞
本明細書中で実施形態として開示された種々の技術的特徴は、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれる。また、本明細書中で示した複数の実施形態は、可能な範囲で適宜組み合わせて実施して良い。

１ アンテナ装置
２、２Ａ 筒状導体
２Ｈ 筒状導体（第１の導体）
２ｗ 周壁
３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、３Ｆ、３Ｇ 平板状導体
３Ｈ 平板状導体（第１の導体パターン）
４、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ 間隙
５Ａ 平板状導体（第２の導体）
５Ｂ 平板状導体（第２の導体パターン）
２１、２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ、２１Ｅ 切欠き
２２、２２Ａ 給電部
３５Ｇ 仕切部（仕切導体）
１０１ プリント基板
１０２ 給電線
Ｄｘ、Ｄｙ 交差方向
Ｄｚ 軸方向
Ｖ 車両
Ｖｃ カバー
Ｖｄ 窪み部
Ｖｒ ルーフ
Ｖｓ 外板
ｄｂ 底面
ｄｓ 側面

Claims (19)

1. 筒状導体と、
   前記筒状導体の軸方向の少なくとも一端部に配置されて前記軸方向と交差する交差方向に延びる平板状導体と、
   を備え、さらに、
   前記筒状導体は、
   前記軸方向の前記一端部において前記筒状導体の外周に沿った一部に形成されて前記軸方向の他端部側に凹むことで、前記平板状導体との間に間隙を構成する切欠きと、
   前記間隙に対して給電する給電部と、
   を備える、アンテナ装置。
2. 前記筒状導体の前記軸方向の前記他端部に配置されて前記交差方向に延びる他の平板状導体をさらに備える、請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 複数の前記間隙を備える、請求項１または請求項２に記載のアンテナ装置。
4. 複数の前記間隙のそれぞれは、前記筒状導体の外周に沿った長さが異なる、請求項３に記載のアンテナ装置。
5. 前記筒状導体は、前記交差方向の断面が多角形であり、
   前記間隙は、前記多角形を構成する辺を含む前記筒状導体の周壁に配置される、請求項１から請求項４のいずれかに記載のアンテナ装置。
6. 前記平板状導体は、プリント基板に形成された導体パターンである、請求項１から請求項５のいずれかに記載のアンテナ装置。
7. 前記平板状導体は、前記プリント基板上の、前記筒状導体との前記軸方向における対向領域に形成される、請求項６に記載のアンテナ装置。
8. 前記筒状導体の内部に前記筒状導体と接触して配置されて前記軸方向に延びる仕切導体をさらに備え、
   前記仕切導体は、前記切欠きの前記筒状導体の外周に沿った方向の両端部それぞれと前記給電部との間の領域で前記切欠きを前記軸方向に跨ぎ、前記軸方向一端部に配置された前記平板状導体に接触する、請求項１から請求項７のいずれかに記載のアンテナ装置。
9. 前記筒状導体と前記平板状導体とからなる対が、前記平板状導体の延びる方向に沿って複数並べて配置される、請求項１に記載のアンテナ装置。
10. １つの前記平板状導体に対向して、複数の前記筒状導体が並べて配置される、請求項１に記載のアンテナ装置。
11. 前記平板状導体は、１つのプリント基板に形成された導体パターンであり、
    前記導体パターンに対向して、複数の前記筒状導体が並べて配置される、請求項１に記載のアンテナ装置。
12. 前記複数の筒状導体は、それぞれ異なる方向に指向性を持つアンテナ素子である、請求項９から請求項１１のいずれかに記載のアンテナ装置。
13. 前記複数の筒状導体は、それぞれ他の前記筒状導体と面していない外周部に前記切欠きが配置される、請求項９から請求項１１のいずれかに記載のアンテナ装置。
14. 前記複数の筒状導体は、それぞれ異なる周波数帯域の電波を送受信するアンテナ素子である、請求項９から請求項１１のいずれかに記載のアンテナ装置。
15. 前記複数の筒状導体は、それぞれ前記筒状導体の外周に沿った長さが異なる前記切欠きを備える、請求項９から請求項１１のいずれかに記載のアンテナ装置。
16. １つのプリント基板に対し、前記筒状導体である第１の導体と、筒状とは異なる他の形状である第２の導体と、が配置される、請求項１に記載のアンテナ装置。
17. 前記平板状導体は、プリント基板に形成され、前記筒状導体と対向配置された第１の導体パターンであり、
    前記プリント基板は、前記第１の導体パターンとは異なる、前記筒状導体と対向しない第２の導体パターンを備える、請求項１に記載のアンテナ装置。
18. 車両の外板に形成された窪み部の内部に配置されるとともに、カバーによって覆われる、請求項１に記載のアンテナ装置。
19. 前記窪み部内の側面は、前記窪み部内の底面に対して９０度以上の角度を有する、請求項１８に記載のアンテナ装置。

Images