JP3084344B2 - 移動体衛星通信用車載アンテナ - Google Patents
移動体衛星通信用車載アンテナInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は小型、薄型、軽量で低
仰角において高利得な移動体衛星通信用車載アンテナに
関するものである。
仰角において高利得な移動体衛星通信用車載アンテナに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図９は従来例として例えば電子情報通信
学会春季全国大会Ｂ−１４２、Ｂ−１４０（１９８９）
に示された従来の移動体衛星通信用車載アンテナマイク
ロストリップアレーアンテナを示す構成図であり、図９
（ａ）は上面図、図９（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。図
において、８は地導体、９は誘電体基板、１０は放射導
体であり、これらからマイクロストリップアンテナ１１
が構成される。また、１２は入力インピーダンスの広帯
域化のために設けられた無給電素子であり、これらを１
９素子配列することでアンテナ層１７が構成される。１
８はマイクロストリップアンテナを給電するための給電
回路及び各マイクロストリップアンテナの励振位相を変
える移相器を備えた層であり、１９は移相器を制御する
ＰＩＮダイオードドライブ回路層である。
学会春季全国大会Ｂ−１４２、Ｂ−１４０（１９８９）
に示された従来の移動体衛星通信用車載アンテナマイク
ロストリップアレーアンテナを示す構成図であり、図９
（ａ）は上面図、図９（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。図
において、８は地導体、９は誘電体基板、１０は放射導
体であり、これらからマイクロストリップアンテナ１１
が構成される。また、１２は入力インピーダンスの広帯
域化のために設けられた無給電素子であり、これらを１
９素子配列することでアンテナ層１７が構成される。１
８はマイクロストリップアンテナを給電するための給電
回路及び各マイクロストリップアンテナの励振位相を変
える移相器を備えた層であり、１９は移相器を制御する
ＰＩＮダイオードドライブ回路層である。
【０００３】次に動作について説明する。衛星通信用車
載アンテナは常にビームを衛星の方向に向ける必要があ
り、方位角方向の走査及び追尾が必要となる。この方法
として機械的に回転させる方式と電子的に走査する方式
がある。図９は電子的に走査するアンテナの構造を示し
たものである。各素子に設けられた移相器で位相を制御
することにより電子的にビームを衛星の方向に走査する
ことができる。
載アンテナは常にビームを衛星の方向に向ける必要があ
り、方位角方向の走査及び追尾が必要となる。この方法
として機械的に回転させる方式と電子的に走査する方式
がある。図９は電子的に走査するアンテナの構造を示し
たものである。各素子に設けられた移相器で位相を制御
することにより電子的にビームを衛星の方向に走査する
ことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように電子的にビ
ームを走査するアンテナは高速な走査が可能であるが以
下のような問題点がある。ビームを走査するためには各
アンテナ素子に移相器が必要である。この移相器をアン
テナ素子と同一面に構成するにはスペースが無いため、
アンテナ素子の下層に構成し、多層構造でアンテナ素子
と接続する必要がある。移相器としては通常ＰＩＮダイ
オード移相器が使われる。１つの移相器には数個にダイ
オードが必要であり、アンテナ素子数に比例してダイオ
ードが必要となり非常に高価である。また、この移相器
での損失は通常１〜２ｄＢと大きい。よって、この移相
器での損失および多層基板を接続する際の給電線路の損
失２ｄＢ程度を加味して利得を決めなければならないた
め、その分アンテナを大きくし、利得を高くしなければ
ならない。できるだけ素子数を減らし、小形化を図るこ
とが重要であるが、利得が低下する。電子走査するアン
テナで日本における衛星通信での坂道を考慮した所望カ
バレッジ（天頂から水平面に向かう角度を天頂角θと
し、θ＝３０゜〜６０゜）で利得１０ｄＢｉを得るため
には、１９素子以上アレーアンテナが必要となる。よっ
て、アンテナ寸法が大きく、多層構造となるため構造が
複雑で、重量が重くなり、車載には不適当であるという
問題点があった。また、この移相器及びＰＩＮダイオー
ドドライブ回路層が極めて高価であり、アンテナ全体が
高価であるという問題点があった。また、移相器を用い
ない場合でも素子数を減らすと特に低仰角で利得が低下
するという問題点があった。
ームを走査するアンテナは高速な走査が可能であるが以
下のような問題点がある。ビームを走査するためには各
アンテナ素子に移相器が必要である。この移相器をアン
テナ素子と同一面に構成するにはスペースが無いため、
アンテナ素子の下層に構成し、多層構造でアンテナ素子
と接続する必要がある。移相器としては通常ＰＩＮダイ
オード移相器が使われる。１つの移相器には数個にダイ
オードが必要であり、アンテナ素子数に比例してダイオ
ードが必要となり非常に高価である。また、この移相器
での損失は通常１〜２ｄＢと大きい。よって、この移相
器での損失および多層基板を接続する際の給電線路の損
失２ｄＢ程度を加味して利得を決めなければならないた
め、その分アンテナを大きくし、利得を高くしなければ
ならない。できるだけ素子数を減らし、小形化を図るこ
とが重要であるが、利得が低下する。電子走査するアン
テナで日本における衛星通信での坂道を考慮した所望カ
バレッジ（天頂から水平面に向かう角度を天頂角θと
し、θ＝３０゜〜６０゜）で利得１０ｄＢｉを得るため
には、１９素子以上アレーアンテナが必要となる。よっ
て、アンテナ寸法が大きく、多層構造となるため構造が
複雑で、重量が重くなり、車載には不適当であるという
問題点があった。また、この移相器及びＰＩＮダイオー
ドドライブ回路層が極めて高価であり、アンテナ全体が
高価であるという問題点があった。また、移相器を用い
ない場合でも素子数を減らすと特に低仰角で利得が低下
するという問題点があった。
【０００５】この発明は小形で安価であり、特に素子数
が少ない場合利得が低下する低仰角での利得の高いアン
テナを得ることを目的とする。
が少ない場合利得が低下する低仰角での利得の高いアン
テナを得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は自動車の車体
とアンテナの地導体の間隔を調整することで自動車の車
体での反射を利用するように構成したものである。
とアンテナの地導体の間隔を調整することで自動車の車
体での反射を利用するように構成したものである。
【０００７】また、この発明では、自動車の車体とアン
テナの地導体の間隔を０．３波長以下にし、自動車の車
体での反射を利用するように構成したものである。
テナの地導体の間隔を０．３波長以下にし、自動車の車
体での反射を利用するように構成したものである。
【０００８】この発明では、アンテナの地導体と車体の
間に反射板を設け、この反射板での反射を利用するよう
に構成したものである。
間に反射板を設け、この反射板での反射を利用するよう
に構成したものである。
【０００９】また、この発明では、アンテナの地導体と
車体の間に大きさが０．３５波長以下の反射板を設け、
このアンテナの地導体と反射板の間隔を０．３波長以下
とすることで、この反射板での反射を利用するように構
成したものである。
車体の間に大きさが０．３５波長以下の反射板を設け、
このアンテナの地導体と反射板の間隔を０．３波長以下
とすることで、この反射板での反射を利用するように構
成したものである。
【００１０】
【作用】この発明では、自動車の車体とアンテナの地導
体の間隔を調整し、自動車の車体での反射をアンテナの
一部として利用することで利得の向上を図ることができ
る。
体の間隔を調整し、自動車の車体での反射をアンテナの
一部として利用することで利得の向上を図ることができ
る。
【００１１】また、この発明では、自動車の車体とアン
テナの地導体の間隔を０．３波長以下とすることで自動
車の車体での反射をアンテナの一部として利用すること
ができ、高利得特性が得られる。
テナの地導体の間隔を０．３波長以下とすることで自動
車の車体での反射をアンテナの一部として利用すること
ができ、高利得特性が得られる。
【００１２】この発明では、アンテナの地導体と車体の
間に反射板を設けることで、この反射板での反射をアン
テナの一部として利用することで利得の向上を図ること
ができる。
間に反射板を設けることで、この反射板での反射をアン
テナの一部として利用することで利得の向上を図ること
ができる。
【００１３】また、この発明では、アンテナの地導体と
車体の間に大きさが０．３５波長以下の反射板を設け、
この反射板とアンテナの地導体の間隔を０．３波長以下
とすることで、この反射板での反射をアンテナの一部と
して利用し、小さな反射板でも高利得特性が得られる。
車体の間に大きさが０．３５波長以下の反射板を設け、
この反射板とアンテナの地導体の間隔を０．３波長以下
とすることで、この反射板での反射をアンテナの一部と
して利用し、小さな反射板でも高利得特性が得られる。
【００１４】
実施例１．図１，２はこの発明の実施例１を示す概略構
成図である。図において１は自動車、２は自動車の屋
根、３はアンテナ層である。アンテナは無給電素子付マ
イクロストリップアンテナを７素子配列したアレーアン
テナで構成される。ここでアンテナ素子数を多くすれば
ビーム方向の利得は高くなるが、ビームが細くなるため
カバレッジ範囲が狭くなり、日本列島全てをカバーでき
なくなる。アンテナ素子数を７素子以下にする方がビー
ムが広くなり、カバレッジ範囲が広くなるため都合が良
いが、ここでは利得１０ｄＢを得るために７素子の場合
を示す。アンテナの地導体板と自動車の車体（この場合
は屋根）との間隔をｈとする。図２はアンテナ部分の拡
大図であり、図２（ａ）はアンテナ層及びマイクロ波回
路部及び回転駆動装置の断面図、図２（ｂ）はアンテナ
層の断面図を示す。図において、４はＬＮＡ（ローノイ
ズアンプ）、ＨＰＡ（ハイパワーアンプ）、ダイプレク
サ等のＲＦ回路部、５は回転駆動装置、６はロータリジ
ョイント、７はアンテナを車体に取り付けるための小型
の取付装置である。また、図２（ｂ）において８は地導
体、９は誘電体基板、１０は放射導体であり、これから
マイクロストリップアンテナ１１が構成される。また、
１２は入力インピーダンスの広帯域化のために設けられ
た無給電素子であり、これらを７素子配列することでア
ンテナ層３が構成される。２８ａ，２８ｂは誘電体層あ
るいは空気層である。１３はストリップ導体であり、地
導体８、誘電体基板９とで給電線路であるマイクロスト
リップ線路が構成され、放射導体１０を給電する。２０
はアンテナを保護するレドームである。回転駆動装置の
詳細図は図４に示す。
成図である。図において１は自動車、２は自動車の屋
根、３はアンテナ層である。アンテナは無給電素子付マ
イクロストリップアンテナを７素子配列したアレーアン
テナで構成される。ここでアンテナ素子数を多くすれば
ビーム方向の利得は高くなるが、ビームが細くなるため
カバレッジ範囲が狭くなり、日本列島全てをカバーでき
なくなる。アンテナ素子数を７素子以下にする方がビー
ムが広くなり、カバレッジ範囲が広くなるため都合が良
いが、ここでは利得１０ｄＢを得るために７素子の場合
を示す。アンテナの地導体板と自動車の車体（この場合
は屋根）との間隔をｈとする。図２はアンテナ部分の拡
大図であり、図２（ａ）はアンテナ層及びマイクロ波回
路部及び回転駆動装置の断面図、図２（ｂ）はアンテナ
層の断面図を示す。図において、４はＬＮＡ（ローノイ
ズアンプ）、ＨＰＡ（ハイパワーアンプ）、ダイプレク
サ等のＲＦ回路部、５は回転駆動装置、６はロータリジ
ョイント、７はアンテナを車体に取り付けるための小型
の取付装置である。また、図２（ｂ）において８は地導
体、９は誘電体基板、１０は放射導体であり、これから
マイクロストリップアンテナ１１が構成される。また、
１２は入力インピーダンスの広帯域化のために設けられ
た無給電素子であり、これらを７素子配列することでア
ンテナ層３が構成される。２８ａ，２８ｂは誘電体層あ
るいは空気層である。１３はストリップ導体であり、地
導体８、誘電体基板９とで給電線路であるマイクロスト
リップ線路が構成され、放射導体１０を給電する。２０
はアンテナを保護するレドームである。回転駆動装置の
詳細図は図４に示す。
【００１５】ビームをチルトさせる方法について図３に
示す。ビームをチルトさせるためには各素子に位相差を
つけて所望のビーム方向で位相が揃うようにすればよ
い。図３はマイクロストリップ線路長を変えて各素子に
位相差をつけている。θ方向にビームを向けるためには ３６０゜×（ｄ／λ0 ）×ｓｉｎθ の位相差を各素子につければよい。ここでｄは素子間
隔、λ0 は自由空間の波長である。ｄ＝０．３３λ0 の
場合、図３に示した位相をつけることで５０゜方向にビ
ームをチルトさせることができる。
示す。ビームをチルトさせるためには各素子に位相差を
つけて所望のビーム方向で位相が揃うようにすればよ
い。図３はマイクロストリップ線路長を変えて各素子に
位相差をつけている。θ方向にビームを向けるためには ３６０゜×（ｄ／λ0 ）×ｓｉｎθ の位相差を各素子につければよい。ここでｄは素子間
隔、λ0 は自由空間の波長である。ｄ＝０．３３λ0 の
場合、図３に示した位相をつけることで５０゜方向にビ
ームをチルトさせることができる。
【００１６】図４は回転駆動装置の構成を示している。
６はロータリジョイント、１１はマイクロストリップア
ンテナ、２１はモータ、２２はベルト、２３はギア、２
４はケース、２５は電池である。アンテナを回転させる
ために、アンテナの下部にギア２３を設け、このギア２
３にベルト２２をつけてモータ２１で回すように構成し
ている。モータ２１を制御することで自由に左右に回転
させることができる。ロータリジョイント６でアンテナ
とマイクロ波回路を接続するため、回転に支障はない。
６はロータリジョイント、１１はマイクロストリップア
ンテナ、２１はモータ、２２はベルト、２３はギア、２
４はケース、２５は電池である。アンテナを回転させる
ために、アンテナの下部にギア２３を設け、このギア２
３にベルト２２をつけてモータ２１で回すように構成し
ている。モータ２１を制御することで自由に左右に回転
させることができる。ロータリジョイント６でアンテナ
とマイクロ波回路を接続するため、回転に支障はない。
【００１７】図５は移相器でアンテナのビームを制御す
る場合を示している。２６は移相器層、２７は接続ピン
である。図５（ａ）は上面図、図５（ｂ）はＡ−Ａ断面
図を示している。例えば図５のように２素子を給電線路
で合成し、それを下層２６に設けた移相器を構成するト
リプレート線路層に接続する。移相器はＰＩＮダイオー
ド移相器で構成される。この移相器の位相を変えること
でビームを特定の方向に走査することができる。
る場合を示している。２６は移相器層、２７は接続ピン
である。図５（ａ）は上面図、図５（ｂ）はＡ−Ａ断面
図を示している。例えば図５のように２素子を給電線路
で合成し、それを下層２６に設けた移相器を構成するト
リプレート線路層に接続する。移相器はＰＩＮダイオー
ド移相器で構成される。この移相器の位相を変えること
でビームを特定の方向に走査することができる。
【００１８】次に動作原理について説明する。図６
（ａ）はその動作原理を説明するための図である。マイ
クロストリップ線路でマイクロストリップアンテナを励
振することで電波が放射される。各素子からの放射波を
合成することでビームが形成される。図は低仰角にビー
ムをチルトした場合を示している。この際、放射波の他
に屋根で反射する反射波、及び地導体の端部での回折し
た回折波が屋根で反射する反射波が存在する。この反射
波が放射波に比べて小さい場合は放射波に与える影響が
小さいが、大きい場合はこの影響で放射パターンが変化
する。そこで、地導体と屋根の間隔ｈを変え、放射波と
反射波をビームをチルト方向で同相になるように合成す
ることで、反射波をアンテナからの放射波の一部として
有効に利用することで等価的にアンテナ寸法を大きくす
ることができ、利得の向上を図ることができる。すなわ
ち、小型のアンテナで高利得な特性が得られ、軽量化、
低価格化を実現することができる。
（ａ）はその動作原理を説明するための図である。マイ
クロストリップ線路でマイクロストリップアンテナを励
振することで電波が放射される。各素子からの放射波を
合成することでビームが形成される。図は低仰角にビー
ムをチルトした場合を示している。この際、放射波の他
に屋根で反射する反射波、及び地導体の端部での回折し
た回折波が屋根で反射する反射波が存在する。この反射
波が放射波に比べて小さい場合は放射波に与える影響が
小さいが、大きい場合はこの影響で放射パターンが変化
する。そこで、地導体と屋根の間隔ｈを変え、放射波と
反射波をビームをチルト方向で同相になるように合成す
ることで、反射波をアンテナからの放射波の一部として
有効に利用することで等価的にアンテナ寸法を大きくす
ることができ、利得の向上を図ることができる。すなわ
ち、小型のアンテナで高利得な特性が得られ、軽量化、
低価格化を実現することができる。
【００１９】図６（ｂ）はθ＝６０゜方向における車体
無しの場合と車体の間隔ｈ＝０．１５λ0 （λ0 は自由
空間の波長）、ｈ＝０．３０λ0 、及びｈ＝０．４３λ
0 とした場合の利得の測定値の比較を示す。ここでは車
体を模擬するために１ｍ×１ｍの方形金属板を用いた結
果である。アンテナは７素子のマイクロストリップアン
テナアレーアンテナである。周波数はＳバンドで送受信
帯を考え、０．９７ｆ0 （ｆ0 は中心周波数）及び１．
０３ｆ0 である。車体の高さｈ＝０．３０λ0とするこ
とで車体無しの場合と比較し、０．９７ｆ0 で１．５ｄ
Ｂｉ、１．０３ｆ0 で２．５ｄＢｉ利得が向上してい
る。ｈ＝０．１５λ0 としても車体無しの場合と比較
し、０．９７ｆ0 で１．５ｄＢｉ、１．０３ｆ0 で２．
５ｄＢｉ利得が向上している。ｈ＝０．４３λ0 の場合
は逆に車体無しの場合と比較し、１．０３ｆ0 で０．３
ｄＢｉ利得が低下している。すなわち、直接波と反射波
の位相関係で利得が変化するため、ｈを変えた場合１波
長周期で利得が変化する。この結果よりｈを調整するこ
とで利得向上が図れることがわかる。即ち、ｈ＝０．３
０λ0 を越えると利得が低下し、ｈ＝０．３０λ0 以下
では利得が上昇する。ｈ＝０．３０λ0 では利得がそれ
ぞれ１０．２ｄＢｉと９．５ｄＢｉが得られており、こ
の値は１９素子アレーアンテナに匹敵する特性が７素子
アレーアンテナで得られており、面積比で５０％以上の
小形化が図れる効果がある。
無しの場合と車体の間隔ｈ＝０．１５λ0 （λ0 は自由
空間の波長）、ｈ＝０．３０λ0 、及びｈ＝０．４３λ
0 とした場合の利得の測定値の比較を示す。ここでは車
体を模擬するために１ｍ×１ｍの方形金属板を用いた結
果である。アンテナは７素子のマイクロストリップアン
テナアレーアンテナである。周波数はＳバンドで送受信
帯を考え、０．９７ｆ0 （ｆ0 は中心周波数）及び１．
０３ｆ0 である。車体の高さｈ＝０．３０λ0とするこ
とで車体無しの場合と比較し、０．９７ｆ0 で１．５ｄ
Ｂｉ、１．０３ｆ0 で２．５ｄＢｉ利得が向上してい
る。ｈ＝０．１５λ0 としても車体無しの場合と比較
し、０．９７ｆ0 で１．５ｄＢｉ、１．０３ｆ0 で２．
５ｄＢｉ利得が向上している。ｈ＝０．４３λ0 の場合
は逆に車体無しの場合と比較し、１．０３ｆ0 で０．３
ｄＢｉ利得が低下している。すなわち、直接波と反射波
の位相関係で利得が変化するため、ｈを変えた場合１波
長周期で利得が変化する。この結果よりｈを調整するこ
とで利得向上が図れることがわかる。即ち、ｈ＝０．３
０λ0 を越えると利得が低下し、ｈ＝０．３０λ0 以下
では利得が上昇する。ｈ＝０．３０λ0 では利得がそれ
ぞれ１０．２ｄＢｉと９．５ｄＢｉが得られており、こ
の値は１９素子アレーアンテナに匹敵する特性が７素子
アレーアンテナで得られており、面積比で５０％以上の
小形化が図れる効果がある。
【００２０】また、各素子の振幅、位相を変えてビーム
をチルトさせるか、または各素子あるいはサブアレーの
位相を変える移相器を設け、アンテナを水平面内を回転
させる回転駆動装置を設けることで、水平面内全方向に
おいて道路に応じた進路変更にともなう車の回転に対し
て常に衛星の方向を追尾することができ、衛星からの信
号を受信することができる効果がある。
をチルトさせるか、または各素子あるいはサブアレーの
位相を変える移相器を設け、アンテナを水平面内を回転
させる回転駆動装置を設けることで、水平面内全方向に
おいて道路に応じた進路変更にともなう車の回転に対し
て常に衛星の方向を追尾することができ、衛星からの信
号を受信することができる効果がある。
【００２１】ここでは自動車の屋根に装着する例を示し
たが、トランクの上など他の場所に装着してもこの発明
は有効である。またここでは円形マイクロストリップア
ンテナの例を示したが、方形、三角形などほかの形状で
もよい。また７素子の例を示したが、１素子及び複数個
でもこの発明は有効である。更に、素子配列方式には依
存せず、シーケンシャルアレー配列としてもこの発明は
有効である。給電素子の基板として誘電体基板を用いる
例を示したが、空気層としてもよい。また、ここでは、
マイクロストリップ線路で給電する例を示したが、トリ
プレート線路、サスペンデッド線路、同軸線路等を用い
てもよいことは言うまでもない。
たが、トランクの上など他の場所に装着してもこの発明
は有効である。またここでは円形マイクロストリップア
ンテナの例を示したが、方形、三角形などほかの形状で
もよい。また７素子の例を示したが、１素子及び複数個
でもこの発明は有効である。更に、素子配列方式には依
存せず、シーケンシャルアレー配列としてもこの発明は
有効である。給電素子の基板として誘電体基板を用いる
例を示したが、空気層としてもよい。また、ここでは、
マイクロストリップ線路で給電する例を示したが、トリ
プレート線路、サスペンデッド線路、同軸線路等を用い
てもよいことは言うまでもない。
【００２２】実施例２．図７はこの発明の実施例２を示
す概略構成図である。図７（ａ）は自動車の屋根に取り
付けた場合の斜視図、図７（ｂ）はアンテナ部の断面図
である。図において１５は反射板、１６は取り付け治具
である。
す概略構成図である。図７（ａ）は自動車の屋根に取り
付けた場合の斜視図、図７（ｂ）はアンテナ部の断面図
である。図において１５は反射板、１６は取り付け治具
である。
【００２３】次に動作原理について説明する。車体とア
ンテナの地導体の間隔を調整することで利得の向上を図
ることができるが、車種によっては屋根上にアンテナを
密着させて取り付けることができず、車体とアンテナの
地導体の間隔を任意に調整できない場合がある。例えば
トラックの屋根等に装着する際、屋根に凹凸あるいは風
よけがある場合があり、車体とアンテナの間隔を調整が
容易にできない。このような場合は、車体の変わりにア
ンテナ地導体の下部に反射板を設け、この反射板とアン
テナのとの間隔ｈ’を調整することで車体との距離ｈを
任意とした場合でも利得向上を図ることができる。
ンテナの地導体の間隔を調整することで利得の向上を図
ることができるが、車種によっては屋根上にアンテナを
密着させて取り付けることができず、車体とアンテナの
地導体の間隔を任意に調整できない場合がある。例えば
トラックの屋根等に装着する際、屋根に凹凸あるいは風
よけがある場合があり、車体とアンテナの間隔を調整が
容易にできない。このような場合は、車体の変わりにア
ンテナ地導体の下部に反射板を設け、この反射板とアン
テナのとの間隔ｈ’を調整することで車体との距離ｈを
任意とした場合でも利得向上を図ることができる。
【００２４】図８は反射板の大きさ（この場合は正方
形）を変えた場合の利得の測定値を示す。反射板は縦横
比一定の正方形地板とした。アンテナは７素子のマイク
ロストリップアンテナアレーアンテナである。周波数は
Ｓバンドで送受信帯を考え、０．９７ｆ0 （ｆ0 は中心
周波数）及びび１．０３ｆ0 である。反射板の大きさを
小さくしても利得の低下量は小さく、反射板の大きさを
２．６λ0 と小さくしても反射板の大きさが８．７λ0
との場合を比較し、利得の低下は０．２ｄＢ以下であ
る。反射板の大きさが３．５λ0 では利得の低下がな
い。この反射板の大きさは地導体の大きさの１．３倍程
度であり、小型の反射板を用いても十分反射板として動
作することがわかる。ここでは、方形の反射板を用いる
例を示したが、円形の反射板としてもよく、その場合、
直径を方形の反射板の１辺の大きさとすればよい。
形）を変えた場合の利得の測定値を示す。反射板は縦横
比一定の正方形地板とした。アンテナは７素子のマイク
ロストリップアンテナアレーアンテナである。周波数は
Ｓバンドで送受信帯を考え、０．９７ｆ0 （ｆ0 は中心
周波数）及びび１．０３ｆ0 である。反射板の大きさを
小さくしても利得の低下量は小さく、反射板の大きさを
２．６λ0 と小さくしても反射板の大きさが８．７λ0
との場合を比較し、利得の低下は０．２ｄＢ以下であ
る。反射板の大きさが３．５λ0 では利得の低下がな
い。この反射板の大きさは地導体の大きさの１．３倍程
度であり、小型の反射板を用いても十分反射板として動
作することがわかる。ここでは、方形の反射板を用いる
例を示したが、円形の反射板としてもよく、その場合、
直径を方形の反射板の１辺の大きさとすればよい。
【００２５】ここでは、方形の反射板を用いる例を示し
たが、円形の反射板としてもよく、その直径を方形の１
辺の大きさとすればよい。ここでは自動車の屋根に装着
する例を示したが、トランクの上など他の場所に装着し
てもこの発明は有効である。またここでは円形マイクロ
ストリップアンテナの例を示したが、方形、三角形など
ほかの形状でもよい。また７素子の例を示したが、１素
子及び複数個でもこの発明は有効である。更に、素子配
列方式には依存せず、シーケンシャルアレー配列として
もこの発明は有効である。給電素子の基板として誘電体
基板を用いる例を示したが、空気層としてもよい。ま
た、ここでは、マイクロストリップ線路で給電する例を
示したが、トリプレート線路、サスペンデッド線路、同
軸線路等を用いてもよいことは言うまでもない。
たが、円形の反射板としてもよく、その直径を方形の１
辺の大きさとすればよい。ここでは自動車の屋根に装着
する例を示したが、トランクの上など他の場所に装着し
てもこの発明は有効である。またここでは円形マイクロ
ストリップアンテナの例を示したが、方形、三角形など
ほかの形状でもよい。また７素子の例を示したが、１素
子及び複数個でもこの発明は有効である。更に、素子配
列方式には依存せず、シーケンシャルアレー配列として
もこの発明は有効である。給電素子の基板として誘電体
基板を用いる例を示したが、空気層としてもよい。ま
た、ここでは、マイクロストリップ線路で給電する例を
示したが、トリプレート線路、サスペンデッド線路、同
軸線路等を用いてもよいことは言うまでもない。
【００２６】
【発明の効果】この発明では、自動車の車体とアンテナ
の地導体の間隔を調整し、自動車の車体での反射をアン
テナの一部として利用することで利得の向上を図れる効
果がある。
の地導体の間隔を調整し、自動車の車体での反射をアン
テナの一部として利用することで利得の向上を図れる効
果がある。
【００２７】また、この発明は、自動車の車体とアンテ
ナの地導体の間隔を０．３波長以下とすることで自動車
の車体での反射をアンテナの一部として利用し、薄型な
構成で高利得特性が得られる効果がある。
ナの地導体の間隔を０．３波長以下とすることで自動車
の車体での反射をアンテナの一部として利用し、薄型な
構成で高利得特性が得られる効果がある。
【００２８】この発明は、自動車の車体とアンテナの地
導体の間隔を調整が容易にできない場合でもアンテナの
地導体と車体の間に反射板を設け、この反射板での反射
をアンテナの一部として利用することで利得の向上を図
れる効果がある。
導体の間隔を調整が容易にできない場合でもアンテナの
地導体と車体の間に反射板を設け、この反射板での反射
をアンテナの一部として利用することで利得の向上を図
れる効果がある。
【００２９】この発明で、アンテナの地導体と車体の間
に大きさが０．３５波長以下の反射板を設け、この反射
板とアンテナの地導体の間隔を０．３波長以下とするこ
とで、この反射板での反射をアンテナの一部として利用
することができ、小型の反射板と薄型な構成で高利得特
性が得られる効果がある。
に大きさが０．３５波長以下の反射板を設け、この反射
板とアンテナの地導体の間隔を０．３波長以下とするこ
とで、この反射板での反射をアンテナの一部として利用
することができ、小型の反射板と薄型な構成で高利得特
性が得られる効果がある。
【図１】 この発明の実施例１を示す車載用アンテナの
概略構成図である。
概略構成図である。
【図２】 この発明の実施例１を示す車載用アンテナの
詳細図である。
詳細図である。
【図３】 この発明の実施例１を示すビームチルト方法
の説明図である。
の説明図である。
【図４】 この発明の実施例１を示す回転駆動装置を備
えた車載用アンテナの詳細図である。
えた車載用アンテナの詳細図である。
【図５】 この発明の移相器によるアンテナビームの制
御を説明するための図である。
御を説明するための図である。
【図６】 図１に示したこの発明の動作原理及び測定値
を示す図である。
を示す図である。
【図７】 この発明の実施例２を示す車載用アンテナの
概略構成図である。
概略構成図である。
【図８】 図７に示したこの発明の測定値を示す図であ
る。
る。
【図９】 従来の発明を示す概略構成図である。
１ 自動車、２ 自動車の屋根、３ アンテナ層、４
ＲＦ回路部、５ 回転駆動装置、６ ロータリジョイン
ト、７ 取付装置、８ 地導体板、９ 誘電体基板、１
０ 放射導体、１１ マイクロストリップアンテナ、１
２ 無給電素子、１３ ストリップ導体、１４ マイク
ロストリップ線路、１５ 反射板、１６取付装置、１７
アンテナ層、１８ 移相器及び給電回路層、１９ Ｐ
ＩＮダイオードドライブ回路層、２０ レドーム、２１
モータ、２２ ベルト、２３ギア、２４ ケース、２
５ 電池、２６ 移相器層、２７ 接続ピン、２８ａ，
２８ｂ 誘電体層あるいは空気層。
ＲＦ回路部、５ 回転駆動装置、６ ロータリジョイン
ト、７ 取付装置、８ 地導体板、９ 誘電体基板、１
０ 放射導体、１１ マイクロストリップアンテナ、１
２ 無給電素子、１３ ストリップ導体、１４ マイク
ロストリップ線路、１５ 反射板、１６取付装置、１７
アンテナ層、１８ 移相器及び給電回路層、１９ Ｐ
ＩＮダイオードドライブ回路層、２０ レドーム、２１
モータ、２２ ベルト、２３ギア、２４ ケース、２
５ 電池、２６ 移相器層、２７ 接続ピン、２８ａ，
２８ｂ 誘電体層あるいは空気層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大嶺 裕幸 鎌倉市上町屋325番地 三菱電機株式会 社 鎌倉製作所内 (72)発明者 青木 博之 鎌倉市上町屋325番地 三菱電機株式会 社 鎌倉製作所内 (72)発明者 茶谷 嘉之 鎌倉市上町屋325番地 三菱電機株式会 社 鎌倉製作所内 (72)発明者 春山 鉄男 鎌倉市上町屋325番地 三菱電機株式会 社 鎌倉製作所内 (56)参考文献 特開 平２−126413（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−182102（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−49051（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01Q 1/32 H01Q 1/22 H01Q 13/08
Claims (4)
- 【請求項１】 地導体、上記地導体上に設けた誘電体基
板、上記誘電体基板の上記地導体とは反対の面に設けた
放射導体とを有する給電素子と、上記給電素子上に設け
た無給電素子と、上記給電素子を給電する給電回路とを
備えたマイクロストリップアンテナを複数素子配列し、
自動車の車体に搭載するアンテナにおいて、上記地導体
と車体の間隔を、アンテナからの放射波と車体で反射す
る反射波とをビームチルト方向で同相になるように合成
すべく調整し、さらに上記マイクロストリップアンテナ
を水平面内に回転させる回転駆動装置を設けたことを特
徴とする移動体衛星通信用車載アンテナ。 - 【請求項２】 中心周波数ｆ0がを０．９７ないし１．０
３の場合、上記地導体と上記車体の間隔を０．３波長以
下としたことを特徴とする請求項１記載の移動体衛星通
信用車載アンテナ。 - 【請求項３】 地導体、上記地導体上に設けた誘電体基
板、上記誘電体基板の上記地導体とは反対の面に設けた
放射導体とを有する給電素子と、上記給電素子上に設け
た無給電素子と、上記給電素子を給電する給電回路とを
備えたマイクロストリップアンテナを複数素子配列し、
自動車の車体に搭載するアンテナにおいて、上記地導体
と上記車体の間に反射板を設け、さらに上記地導体と反
射板との間隔を、アンテナからの放射波と車体で反射す
る反射波とをビームチルト方向で同相になるように合成
すべく調整することを特徴とする移動体衛星通信用車載
アンテナ。 - 【請求項４】 中心周波数ｆ0がを０．９７ないし１．０
３の場合、上記反射板の大きさを３．５波長以下とし、
かつ上記地導体と上記反射板の間隔を０．３波長以下と
したことを特徴とする請求項３記載の移動体衛星通信用
車載アンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07000322A JP3084344B2 (ja) | 1995-01-05 | 1995-01-05 | 移動体衛星通信用車載アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07000322A JP3084344B2 (ja) | 1995-01-05 | 1995-01-05 | 移動体衛星通信用車載アンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08186421A JPH08186421A (ja) | 1996-07-16 |
| JP3084344B2 true JP3084344B2 (ja) | 2000-09-04 |
Family
ID=11470677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07000322A Expired - Fee Related JP3084344B2 (ja) | 1995-01-05 | 1995-01-05 | 移動体衛星通信用車載アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3084344B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6166698A (en) * | 1999-02-16 | 2000-12-26 | Gentex Corporation | Rearview mirror with integrated microwave receiver |
| JP2010204032A (ja) * | 2009-03-05 | 2010-09-16 | Fuji Heavy Ind Ltd | 車両用レーダ装置 |
| JP6877152B2 (ja) * | 2017-01-19 | 2021-05-26 | 株式会社Ｎｔｔドコモ | 無人航空機 |
| WO2019198662A1 (ja) * | 2018-04-12 | 2019-10-17 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | アンテナ装置 |
| CN113241519B (zh) * | 2021-03-22 | 2023-01-31 | 广东通宇通讯股份有限公司 | 一种集成天线系统 |
-
1995
- 1995-01-05 JP JP07000322A patent/JP3084344B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08186421A (ja) | 1996-07-16 |
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