JP2507726B2 - 車載用マルチバンドアンテナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、比較的周波数の高い自動車電話などの送受
信用と、前記自動車電話よりも周波数の低いラジオ放送
の受信用とに共用することができる車載用マルチバンド
アンテナに関する。

背景技術 典型的な先行技術のアンテナ１は、第４図に示され
る。一本の棒状のアンテナエレメント２は、金属製の筒
体３内の収納空間４に出し入れ可能に収納される。筒体
３の上端部3aは、金属製の車体５に固定される。このよ
うに筒体３の上端部付近は、車体５との固定のためおよ
びシールのための構造となつているため、たとえば自動
車電話の送受信機などに接続される同軸ケーブル６の内
導体７は、車体５の内方へ距離ｌだけ離れた位置で導体
管８に接続され、この導体管８を介してアンテナエレメ
ント２の基端部と電気的に接続される。同軸ケーブル６
の外導体９は、筒体３に接続されて接地される。

発明が解決すべき問題点 このような先行技術のアンテナ１では、筒体３の車体
５への取付部付近においてアンテナエレメント２に給電
することが困難であるため、たとえばアンテナ１を低い
周波数のラジオ放送の受信と、高い周波数の自動車電話
の送受信とに共用した場合、自動車電話の比較的高い周
波数帯域では、長さｌが受信電波の波長に対して無視す
ることができず、アンテナエレメント２と同軸ケーブル
６とのインピーダンス整合を上首尾に行なうことが困難
である。そのため同軸ケーブル６に接続されている自動
車電話のための発信装置からの高い周波数信号を自動車
電話の基地局まで確実に送信することが困難となり、ま
た受信すべき電波を確実に受信することが困難となり、
円滑な電話通信を行なうことができない。このためイン
ピーダンス整合を可及的な良好とするために、同軸ケー
ブル６にシヨートタブ10などを構成し、内導体７と外導
体９とを短絡し、マツチングを行なつているが充分とは
言えない。

一方、車体５から離間した位置において、アンテナエ
レメント２へ給電可能とするために、電気絶縁性の筒体
の内周面と外周面とにそれぞれ導体を形成し、内導体を
該アンテナエレメント２の基端部に接続し、外導体を車
体５へ接続し、内導体の外径と外導体の内径とを選択と
することによつて、これらの筒体部分を同軸の伝送線路
として、アンテナエレメント２と同軸ケーブル６とにイ
ンピーダンス整合を行うようにした構成では、車体５へ
の取付部付近の外径が大きくなつてしまういう問題があ
る。このためリアフエンダの幅などの車体の制約を受
け、取付けできない車種が生じることもある。

本発明の目的は、車体への取付の制約を小さくするこ
とができるとともに、インピーダンスの整合を良好に行
うことができる車載用マルチバンドアンテナを提供する
ことである。

問題点を解決するための手段 本発明は、比較的高い第１の周波数帯域における送受
信用、および該第１の周波数帯域より低い第２の周波数
帯域における周波数変調放送または振幅変調放送の受信
用に兼用される車載用マルチバンドアンテナであつて、 自動車の車体に取付けられた筒体内にアンテナエレメ
ントを収納し、かつ、そのアンテナエレメントを筒体か
ら上方に延ばして使用状態とすることができるようにす
るとともに、前記筒体は、その内周面に筒状の内導体が
形成されており、この筒体の外周面には前記内導体とは
電気的に絶縁された筒状の外導体が形成され、この外導
体を車体に電気的に接続し、 前記内導体の長さl1を、前記第１の周波数帯域の波長
をλ、前記筒体の比誘電率をεｓ、ｎを自然数とすると
き、 に選び、外導体の長さl2は内導体の長さl1以上に選ぶこ
とを特徴とする車載用マルチバンドアンテナである。

作 用 本発明に従えば、アンテナエレメントは、自動車電話
などの比較的高い第１の周波数帯域における送受信用
と、該第１の周波数帯域より低い第２の周波数帯域にお
ける周波数変調放送または振幅変調放送の受信用とに共
用され、自動車の車体に取付けられた筒体に縮小して収
納され、かつ、筒体から上方に伸張して使用状態とする
ことができる。筒体の内周面には筒状の内導体が形成さ
れており、またこの筒体の外周面には前記内導体とは電
気的に絶縁された筒状の外導体が形成される。したがつ
てこの外導体を車体に電気的に接続し、また内導体の長
さl1を、前記第１の周波数帯域の波長をλ、前記筒体の
比誘電率をεｓ、ｎを自然数とするとき、 に選び、かつ外導体の長さl2の内導体の長さｌ以上に選
ぶことによつて、筒体部分によつて形成される伝送線路
と、アンテナエレメントおよびケーブルとのインピーダ
ンスの整合を良好に行うことができる。したがつて、特
に自動車電話帯域などの高周波帯域において、効率良く
送受信を行うことができる。

実施例 第１図は本発明の一実施例のアンテナ11の断面図であ
り、第２図はこのアンテナ11の側面図である。このアン
テナ11は、自動車の車体12に取り付けられ、自動車電話
の送受信と、周波数変調放送および振幅変調放送の受信
とのために共用される。アンテナエレメント13は、縮小
した状態で筒体14内の収納空間15に収納され、かつ、筒
体15から上方に伸張した状態で使用状態とされる。

筒体14の内周面には、該筒体14の上端部から長さl1に
亘つて筒状の内導体16が形成され、また筒体14の外周面
には該筒体14の下端部から車体12までの長さl2に亘つて
筒状の外導体17が形成される。筒体14は、たとえばポリ
エチレンなどの合成樹脂材料から成り、両導体16,17間
に充填によつて形成され、誘電体の機能を有する。

アンテナエレメント13の基端部13aには板ばね18が固
定されており、この板ばね18によつて、アンテナエレメ
ント13は軸線方向に摺動可能に支持されるとともに、内
導体16と電気的に接続される。筒体14の上端部14aにお
いて、外導体17は金属製の固定筒21,22と固定板23とを
介して車体12に固定され、かつ電気的に接続される。筒
体14と固定筒21,22および固定板23との接続部分には、
シール用の樹脂24が充填され、ナツト25が螺着される。

筒体14の下方において内導体16の下端部付近には、接
続孔26が形成される。接続孔26内において、内導体16に
は同軸ケーブル27の内導体28が接続され、また外導体17
には同軸ケーブル27の外導体29が接続される。同軸ケー
ブル27は、外導体17に取付けられたケーブル保持部材30
によって支持される。同軸ケーブル27はコネクタ31に接
続されており、このコネクタ31は自動車電話の送受信機
と、ラジオ受信機とに接続された分波器から導かれた同
軸ケーブルに接続される。

第３図は、上述のように構成されたアンテナ11の等価
回路図である。この第３図において、Zrはアンテナエレ
メント13のインピーダンスであり、Zoは長さl1を有する
伝送線路、すなわち内導体16および外導体17のインピー
ダンスであり、ａは給電点、すなわち同軸ケーブル27と
内導体16および外導体17との接続位置である。

一発にZr≠０のとき、給電点ａから見たインピーダン
スZlは、伝送線路の損失が無視できる場合、真空中で
は、 で表される。βは位相定数である。したがつてβl1＝π
であればZl＝Zrとすることができ、給電点ａにアンテナ
エレメント13が直接接続されているとみなすことができ
る。すなわち、比較的高い第１の周波数帯域である自動
車電話に使用される電波の波長をλとすると、β＝２π
／λであるから、l1＝π／β＝λ/2のとき、長さl1を有
する伝送線路の影響を無視することができる。ここで、
この長さl1を有する伝送線路は、前述のとおり、たとえ
ばポリエチレンなどの合成樹脂材料から成る筒体14が、
内導体16および外導体17間に充填によつて形成され、誘
電体の機能を有するものであるから、一種の同軸ケーブ
ルとみなすことができる。そして、筒体14の比誘電率を
εｓとすると、波長短縮率（速度係数）として、 となることが一般的に知られている。

したがつて、内導体16の長さl1の一般式は第２式で示
される。

ｎは自然数である。この長さl1は、たとえば12cmであ
る。また外導体17の長さl2は前述のように、内導体16の
長さl1より長く形成され、アンテナエレメント13の長さ
l3は、たとえばλ/4の9cmに選ばれる。

このようにしてアンテナエレメント13と同軸ケーブル
27とのインピーダンスの整合を良好に行なうことがで
き、自動車電話の基地局と確実な送受信を行なうことが
できる。また、アンテナエレメント13への給電点ａを車
体12から離すことができ、同軸ケーブル27をアンテナエ
レメント13に接続するにあたつて、前記内導体16の外径
と外導体17の内径とで対応する場合に比べて、車体への
構造的の制約を軽減することができる。

上述の実施例では、アンテナエレメント13は１本の棒
状であつたけれど、本発明の他の実施例として複数段で
構成して望遠鏡状に伸縮可能とされてもよい。

なお、振幅変調放送および周波数変調放送は波長が比
較的長いため、上述のようにして自動車電話の波長λに
よつて長さl1を設定しても、該略のインピーダンス整合
を行なうことができる。

効 果 以上のように本発明によれば、アンテナエレメントと
ケーブルとのインピーダンス整合を、車体の制約を受け
ることなく、良好に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のアンテナ11の断面図、第２
図はアンテナ11の側面図、第３図はアンテナ11の等価回
路図、第４図は先行技術のアンテナ１の簡略化した断面
図である。 11……アンテナ、12……車体、13……アンテナエレメン
ト、14……筒体、15……収納空間、16……内導体、17…
…外導体、27……同軸ケーブル、31……コネクタ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】比較的高い第１の周波数帯域における送受
   信用、および該第１周波数帯域より低い第２の周波数帯
   域における周波数変調放送または振幅変調放送の受信用
   に兼用される車載用マルチバンドアンテナであつて、 自動車の車体に取付けられた筒体内にアンテナエレメン
   トを収納し、かつ、そのアンテナエレメントを筒体から
   上方に延ばして使用状態とすることができるようにする
   とともに、前記筒体は、その内周面に筒状の内導体が形
   成されており、この筒体の外周面には前記内導体とは電
   気的に絶縁された筒状の外導体が形成され、この外導体
   を車体に電気的に接続し、 前記内導体の長さl1を、前記第１の周波数帯域の波長を
   λ、前記筒体の比誘電率をεｓ、ｎを自然数とすると
   き、 に選び、外導体の長さl2は内導体の長さl1以上に選ぶこ
   とを特徴とする車載用マルチバンドアンテナ。