JP3917512B2 - シートアンテナ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナシート上にアンテナパターンがプリント形成されたシートアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、携帯電話端末を用いてのデータ通信やモバイルコンピューティングが一般化しており、ユーザが自動車を利用している状態でもそのような通信環境を実現するべく、窓ガラス等に貼付して使用する携帯電話用の外付けアンテナが各種製品化されている。
【０００３】
ところで近年の自動車用アンテナでは、透明のフィルムシート上にアンテナ素子パターンをプリント形成したアンテナを、例えばサイドウィンドウなどの窓ガラス内面に貼着する、フィルムアンテナやシートアンテナと呼称されるものを装着する例が増えている。
【０００４】
しかるに、携帯電話端末に外付けする自動車のウィンドウ貼着用のシートアンテナは未だ実現しておらず、携帯電話端末内部に組付けるフレキシブル基板上に構成されたものがあるにすぎない。
【０００５】
以下図４及び図５にそのようなアンテナ構成を例示する。
【０００６】
図４は、約λ／４の素子長を有する直線状の放射素子部１１と、矩形状のグランド部１２とをアンテナパターンとしてフレキシブル基板のシート１３上にプリント形成したアンテナの構成を示すものである。
【０００７】
この場合、放射素子部１１の基部の給電点１１ａと、グランド部１２から導出された給電点１２ａが近接配置され、図示しない同軸アンテナケーブルの中心導体が放射素子部１１の給電点１１ａに、同外部導体がグランド部１２の給電点１２ａにそれぞれ接続されることとなる。
【０００８】
また、図５は、基部側が９０°屈曲形成されたＬ字形の第１の放射素子部２１と、直線状の第２の放射素子部２２とをアンテナパターンとしてフレキシブル基板シート２３上にプリント形成したアンテナの構成を示すものである。
【０００９】
このアンテナでは、第１の放射素子部２１の基部の給電点２１ａと、第２の放射素子部２２基部の給電点２２ａが同一方向に並列配置され、図示しない同軸アンテナケーブルの先端に設けられるコネクタの接着面に形成された各端子が上記給電点２１ａ，２２ａにそれぞれ接続されることとなる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記図４及び図５で示したようなアンテナの構造は、いずれも理論上、指向性利得で２．１５［ｄＢｉ］程度と、決して高い利得を実現できるものではなく、自動車のウィンドウに貼着する、携帯電話端末外付け用のシートアンテナとしては実用に供することは困難であった。
【００１１】
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、アンテナシート上にアンテナパターンがプリント形成されるシートアンテナで、充分に高利得で自動車のウィンドウに貼着するなど実用に足るレベルで使用可能なシートアンテナを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、アンテナシート上にアンテナパターンがプリント形成されるシートアンテナであって、複数の放射素子をそれぞれ各放射素子の軸方向と直交する方向に突出させて設けた逆位相成分部を介して直列状に配置して一体に形成した放射素子部と、この放射素子部の一端の給電点となる端部を中心に包囲する略コ字状部、及び上記放射素子部の軸方向と直交する方向に上記略コ字状部から延在する一対の地線部とからなり、上記放射素子部の軸方向を中心に対称形状となる整合部とをアンテナパターンとして形成したことを特徴とする。
【００１３】
このような構成とすれば、放射素子単体では必要な利得が得られずとも、放射素子を多段構成とすることで充分な利得を得ることができると共に、整合部の形状に応じてアンテナとケーブルとの整合が取り易く、且つ給電点の形状により生産性も向上させることができる。
【００１４】
請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記複数の放射素子は、それぞれ略約３／８λ乃至５／８λ（λ：中心対象周波数の波長）の素子長とし、上記地線部は、それぞれ約λ／４の素子長とすることを特徴とする。
【００１５】
このような構成とすれば、上記請求項１記載の発明の作用に加えて、例えば携帯電話端末の使用周波数帯域等で、ある程度のコンパクト化と高利得化とを実現でき、自動車のウィンドウ貼着に適したものとできる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明を自動車のウィンドウに貼着する携帯電話端末用の外付けシートアンテナに適用した場合の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１はその外観構成を示すもので、例えばポリエステル製の透明フィルムのシート３１上に、例えば銀箔による放射素子部３２と整合部３３とをプリント形成する。
【００１８】
放射素子部３２は、第１放射素子３２ａ、逆位相成分部３２ｂ、及び第２放射素子３２ｃが全体で直線状に一体に配列構成されたものであり、第１放射素子３２ａと第２放射素子３２ｃは共に該配列の軸方向に沿った線形状をなし、これらの間に介在する逆位相成分部３２ｂは、該配列の軸方向に直交する一対の相対向したコ字状形状により矩形状ループを形成している。
【００１９】
加えて、第２放射素子３２ｃの逆位相成分部３２ｂとは隣接しない一端部がこの放射素子部３２の給電点３２ｄとなる。
【００２０】
一方、整合部３３は、この第２放射素子３２ｃの給電点３２ｄを３方から包囲するようなコ字状部３３ａと、このコ字状部３３ａの両端側から、上記放射素子部３２の配列軸方向に直交する方向に延在された一対の地線部３３ｂ，３３ｃが一体に構成される。
【００２１】
そして、上記給電点３２ｄと相対向する上記コ字状部３３ａの近接位置を給電点３３ｄとする。
【００２２】
このような素子パターンのアンテナに対し、図示しない携帯電話端末に一端が接続された同軸ケーブル３４の他端側に形成されたピックアップ３５を上記給電点３２ｄ，３３ｄの位置に合わせて接続する。
【００２３】
具体的には、ピックアップ３５のここでは図示しない下面側の接着面に上記同軸ケーブル３４の中心導体及び外部導体とそれぞれ接続された端子が形成されており、該中心導体側の端子が放射素子部３２の給電点３２ｄと、該外部導体側の端子が整合部３３の給電点３３ｄと接続されるように例えば両面テープを用いて接着固定される。
【００２４】
このような構成にあって、図示する如く第１放射素子３２ａと第２放射素子３２ｃの素子長を共に約３／８λ乃至５／８λ（λ：対象中心周波数の波長）、逆位相成分部３２ｂの矩形ループを構成する一対のコ字状部の素子長をそれぞれ同じく約３／８λ乃至５／８λ、上記整合部３３の地線部３３ｂ，３３ｃの長さをそれぞれ約λ／４とする。
【００２５】
図２は、０．８［ＧＨｚ］〜０．９６［ＧＨｚ］の周波数範囲におけるＶＳＷＲを示すもので、図中実線で示す特性Ａが逆位相成分部３２ｂを挟んで第１放射素子３２ａと第２放射素子３２ｃの２段構成とした放射素子部３２によるもの、破線で示す特性Ｂが参考までに放射素子部３２から第１放射素子３２ａ及び逆位相成分部３２ｂを除去した１段構成によるものである。
【００２６】
上述した周波数帯域全域に渡り、ケーブルロスの影響はあるが、ほぼ安定して良好な値となっていることがわかる。
【００２７】
また図３は、上記図２と同様の周波数範囲におけるアンテナ利得を示すもので、図中実線で示す特性Ｃが逆位相成分部３２ｂを挟んで第１放射素子３２ａと第２放射素子３２ｃの２段構成とした放射素子部３２の実測値、同特性Ｃ′が上記特性Ｃから反射等の影響を勘案してミスマッチロスをないものとして補正した値、破線で示す特性Ｄが参考までに放射素子部３２から第１放射素子３２ａ及び逆位相成分部３２ｂを除去した１段構成による実測値、同特性Ｄ′が上記特性Ｄから反射等の影響を勘案してミスマッチロスをないものとして補正した値である。
【００２８】
本アンテナでは、例えばλ／２アンテナ＋λ／４アンテナの構成とした場合には、理論値でも４［ｄＢｉ］前後の利得が得られることになっており、実際に同図からも、２段構成とした場合の方が最大で３［ｄＢ］もの利得差を得ることができることがわかった。
【００２９】
加えて、上記整合部３３の形状を工夫することにより、アンテナと同軸ケーブル３４との整合が取り易くなると共に、給電点３２ｄ，３３ｄの形状を工夫することにより、両面テープ等を用いた接着式のピックアップ３５を採用して生産性を向上させることもできる。
【００３０】
したがって、放射素子単体では必要な利得が得られずとも、放射素子を多段構成とすることで総じてアンテナ全体では充分な利得を得ることができると共に、駆動効率がよく、生産性も高いものとできる。
【００３１】
さらに、上記図１で示したような各素子長とすれば、例えば携帯電話端末の使用周波数帯域等で、ある程度のコンパクト化と高利得化とを実現でき、自動車のウィンドウ貼着に適したものとできる。
【００３２】
なお、上記実施形態では、放射素子部３２を２つの第１放射素子３２ａ，第２放射素子３２ｃを逆位相成分部３２ｂを介在する２段構成にするものとして説明したが、それぞれ逆位相成分部を介在して３段以上の構成とすることも容易に可能であり、その場合はアンテナ全体の長さは増してしまうものの、より高い利得を得るものにできる。
【００３３】
その他、本発明は上記実施の形態に限らず、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能であるものとする。
【００３４】
さらに、上記実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施の形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも１つが解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも１つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、放射素子単体では必要な利得が得られずとも、放射素子を多段構成とすることで充分な利得を得ることができると共に、整合部の形状に応じてアンテナとケーブルとの整合が取り易く、且つ給電点の形状により生産性も向上させることができる。
【００３６】
請求項２記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、例えば携帯電話端末の使用周波数帯域等で、ある程度のコンパクト化と高利得化とを実現でき、自動車のウィンドウ貼着に適したものとできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るシートアンテナの外観構成を示す斜視図。
【図２】同実施形態に係るＶＳＷＲ特性を例示する図。
【図３】同実施形態に係るアンテナ利得特性を例示する図。
【図４】従来のシートアンテナの外観構成を例示する図。
【図５】従来のシートアンテナの外観構成を例示する図。
【符号の説明】
３１…シート
３２…放射素子部
３２ａ…第１放射素子
３２ｂ…逆位相成分部
３２ｃ…第２放射素子
３２ｄ…給電点
３３…整合部
３３ａ…コ字状部
３３ｂ，３３ｃ…地線部
３３ｄ…給電点
３４…同軸ケーブル
３５…ピックアップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナシート上にアンテナパターンがプリント形成されたシートアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、携帯電話端末を用いてのデータ通信やモバイルコンピューティングが一般化しており、ユーザが自動車を利用している状態でもそのような通信環境を実現するべく、窓ガラス等に貼付して使用する携帯電話用の外付けアンテナが各種製品化されている。
【０００３】
ところで近年の自動車用アンテナでは、透明のフィルムシート上にアンテナ素子パターンをプリント形成したアンテナを、例えばサイドウィンドウなどの窓ガラス内面に貼着する、フィルムアンテナやシートアンテナと呼称されるものを装着する例が増えている。
【０００４】
しかるに、携帯電話端末に外付けする自動車のウィンドウ貼着用のシートアンテナは未だ実現しておらず、携帯電話端末内部に組付けるフレキシブル基板上に構成されたものがあるにすぎない。
【０００５】
以下図４及び図５にそのようなアンテナ構成を例示する。
【０００６】
図４は、約λ／４の素子長を有する直線状の放射素子部１１と、矩形状のグランド部１２とをアンテナパターンとしてフレキシブル基板のシート１３上にプリント形成したアンテナの構成を示すものである。
【０００７】
この場合、放射素子部１１の基部の給電点１１ａと、グランド部１２から導出された給電点１２ａが近接配置され、図示しない同軸アンテナケーブルの中心導体が放射素子部１１の給電点１１ａに、同外部導体がグランド部１２の給電点１２ａにそれぞれ接続されることとなる。
【０００８】
また、図５は、基部側が９０°屈曲形成されたＬ字形の第１の放射素子部２１と、直線状の第２の放射素子部２２とをアンテナパターンとしてフレキシブル基板シート２３上にプリント形成したアンテナの構成を示すものである。
【０００９】
このアンテナでは、第１の放射素子部２１の基部の給電点２１ａと、第２の放射素子部２２基部の給電点２２ａが同一方向に並列配置され、図示しない同軸アンテナケーブルの先端に設けられるコネクタの接着面に形成された各端子が上記給電点２１ａ，２２ａにそれぞれ接続されることとなる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記図４及び図５で示したようなアンテナの構造は、いずれも理論上、指向性利得で２．１５［ｄＢｉ］程度と、決して高い利得を実現できるものではなく、自動車のウィンドウに貼着する、携帯電話端末外付け用のシートアンテナとしては実用に供することは困難であった。
【００１１】
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、アンテナシート上にアンテナパターンがプリント形成されるシートアンテナで、充分に高利得で自動車のウィンドウに貼着するなど実用に足るレベルで使用可能なシートアンテナを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、アンテナシート上にアンテナパターンがプリント形成されるシートアンテナであって、複数の放射素子をそれぞれ各放射素子の軸方向と直交する方向に突出させて設けた逆位相成分部を介して直列状に配置して一体に形成した放射素子部と、この放射素子部の一端の給電点となる端部を中心に包囲する略コ字状部、及び上記放射素子部の軸方向と直交する方向に上記略コ字状部から延在する一対の地線部とからなり、上記放射素子部の軸方向を中心に対称形状となる整合部とをアンテナパターンとして形成したことを特徴とする。
【００１３】
このような構成とすれば、放射素子単体では必要な利得が得られずとも、放射素子を多段構成とすることで充分な利得を得ることができると共に、整合部の形状に応じてアンテナとケーブルとの整合が取り易く、且つ給電点の形状により生産性も向上させることができる。
【００１４】
請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記複数の放射素子は、それぞれ略約３／８λ乃至５／８λ（λ：中心対象周波数の波長）の素子長とし、上記地線部は、それぞれ約λ／４の素子長とすることを特徴とする。
【００１５】
このような構成とすれば、上記請求項１記載の発明の作用に加えて、例えば携帯電話端末の使用周波数帯域等で、ある程度のコンパクト化と高利得化とを実現でき、自動車のウィンドウ貼着に適したものとできる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明を自動車のウィンドウに貼着する携帯電話端末用の外付けシートアンテナに適用した場合の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１はその外観構成を示すもので、例えばポリエステル製の透明フィルムのシート３１上に、例えば銀箔による放射素子部３２と整合部３３とをプリント形成する。
【００１８】
放射素子部３２は、第１放射素子３２ａ、逆位相成分部３２ｂ、及び第２放射素子３２ｃが全体で直線状に一体に配列構成されたものであり、第１放射素子３２ａと第２放射素子３２ｃは共に該配列の軸方向に沿った線形状をなし、これらの間に介在する逆位相成分部３２ｂは、該配列の軸方向に直交する一対の相対向したコ字状形状により矩形状ループを形成している。
【００１９】
加えて、第２放射素子３２ｃの逆位相成分部３２ｂとは隣接しない一端部がこの放射素子部３２の給電点３２ｄとなる。
【００２０】
一方、整合部３３は、この第２放射素子３２ｃの給電点３２ｄを３方から包囲するようなコ字状部３３ａと、このコ字状部３３ａの両端側から、上記放射素子部３２の配列軸方向に直交する方向に延在された一対の地線部３３ｂ，３３ｃが一体に構成される。
【００２１】
そして、上記給電点３２ｄと相対向する上記コ字状部３３ａの近接位置を給電点３３ｄとする。
【００２２】
このような素子パターンのアンテナに対し、図示しない携帯電話端末に一端が接続された同軸ケーブル３４の他端側に形成されたピックアップ３５を上記給電点３２ｄ，３３ｄの位置に合わせて接続する。
【００２３】
具体的には、ピックアップ３５のここでは図示しない下面側の接着面に上記同軸ケーブル３４の中心導体及び外部導体とそれぞれ接続された端子が形成されており、該中心導体側の端子が放射素子部３２の給電点３２ｄと、該外部導体側の端子が整合部３３の給電点３３ｄと接続されるように例えば両面テープを用いて接着固定される。
【００２４】
このような構成にあって、図示する如く第１放射素子３２ａと第２放射素子３２ｃの素子長を共に約３／８λ乃至５／８λ（λ：対象中心周波数の波長）、逆位相成分部３２ｂの矩形ループを構成する一対のコ字状部の素子長をそれぞれ同じく約３／８λ乃至５／８λ、上記整合部３３の地線部３３ｂ，３３ｃの長さをそれぞれ約λ／４とする。
【００２５】
図２は、０．８［ＧＨｚ］〜０．９６［ＧＨｚ］の周波数範囲におけるＶＳＷＲを示すもので、図中実線で示す特性Ａが逆位相成分部３２ｂを挟んで第１放射素子３２ａと第２放射素子３２ｃの２段構成とした放射素子部３２によるもの、破線で示す特性Ｂが参考までに放射素子部３２から第１放射素子３２ａ及び逆位相成分部３２ｂを除去した１段構成によるものである。
【００２６】
上述した周波数帯域全域に渡り、ケーブルロスの影響はあるが、ほぼ安定して良好な値となっていることがわかる。
【００２７】
また図３は、上記図２と同様の周波数範囲におけるアンテナ利得を示すもので、図中実線で示す特性Ｃが逆位相成分部３２ｂを挟んで第１放射素子３２ａと第２放射素子３２ｃの２段構成とした放射素子部３２の実測値、同特性Ｃ′が上記特性Ｃから反射等の影響を勘案してミスマッチロスをないものとして補正した値、破線で示す特性Ｄが参考までに放射素子部３２から第１放射素子３２ａ及び逆位相成分部３２ｂを除去した１段構成による実測値、同特性Ｄ′が上記特性Ｄから反射等の影響を勘案してミスマッチロスをないものとして補正した値である。
【００２８】
本アンテナでは、例えばλ／２アンテナ＋λ／４アンテナの構成とした場合には、理論値でも４［ｄＢｉ］前後の利得が得られることになっており、実際に同図からも、２段構成とした場合の方が最大で３［ｄＢ］もの利得差を得ることができることがわかった。
【００２９】
加えて、上記整合部３３の形状を工夫することにより、アンテナと同軸ケーブル３４との整合が取り易くなると共に、給電点３２ｄ，３３ｄの形状を工夫することにより、両面テープ等を用いた接着式のピックアップ３５を採用して生産性を向上させることもできる。
【００３０】
したがって、放射素子単体では必要な利得が得られずとも、放射素子を多段構成とすることで総じてアンテナ全体では充分な利得を得ることができると共に、駆動効率がよく、生産性も高いものとできる。
【００３１】
さらに、上記図１で示したような各素子長とすれば、例えば携帯電話端末の使用周波数帯域等で、ある程度のコンパクト化と高利得化とを実現でき、自動車のウィンドウ貼着に適したものとできる。
【００３２】
なお、上記実施形態では、放射素子部３２を２つの第１放射素子３２ａ，第２放射素子３２ｃを逆位相成分部３２ｂを介在する２段構成にするものとして説明したが、それぞれ逆位相成分部を介在して３段以上の構成とすることも容易に可能であり、その場合はアンテナ全体の長さは増してしまうものの、より高い利得を得るものにできる。
【００３３】
その他、本発明は上記実施の形態に限らず、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能であるものとする。
【００３４】
さらに、上記実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施の形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも１つが解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも１つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、放射素子単体では必要な利得が得られずとも、放射素子を多段構成とすることで充分な利得を得ることができると共に、整合部の形状に応じてアンテナとケーブルとの整合が取り易く、且つ給電点の形状により生産性も向上させることができる。
【００３６】
請求項２記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、例えば携帯電話端末の使用周波数帯域等で、ある程度のコンパクト化と高利得化とを実現でき、自動車のウィンドウ貼着に適したものとできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るシートアンテナの外観構成を示す斜視図。
【図２】同実施形態に係るＶＳＷＲ特性を例示する図。
【図３】同実施形態に係るアンテナ利得特性を例示する図。
【図４】従来のシートアンテナの外観構成を例示する図。
【図５】従来のシートアンテナの外観構成を例示する図。
【符号の説明】
３１…シート
３２…放射素子部
３２ａ…第１放射素子
３２ｂ…逆位相成分部
３２ｃ…第２放射素子
３２ｄ…給電点
３３…整合部
３３ａ…コ字状部
３３ｂ，３３ｃ…地線部
３３ｄ…給電点
３４…同軸ケーブル
３５…ピックアップ
Claims (2)
- アンテナシート上にアンテナパターンがプリント形成されるシートアンテナであって、
複数の放射素子をそれぞれ各放射素子の軸方向と直交する方向に突出させて設けた逆位相成分部を介して直列状に配置して一体に形成した放射素子部と、
この放射素子部の一端の給電点となる端部を中心に包囲する略コ字状部、及び上記放射素子部の軸方向と直交する方向に上記略コ字状部から延在する一対の地線部とからなり、上記放射素子部の軸方向を中心に対称形状となる整合部と
をアンテナパターンとして形成したことを特徴とするシートアンテナ。 - 上記複数の放射素子は、それぞれ約３／８λ乃至５／８λ（λ：対象中心周波数の波長）の素子長とし、
上記地線部は、それぞれ約λ／４の素子長とする
ことを特徴とする請求項１記載のシートアンテナ。
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| JP2002380603A JP3917512B2 (ja) | 2002-12-27 | 2002-12-27 | シートアンテナ |
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| JP2004214855A JP2004214855A (ja) | 2004-07-29 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2006332749A (ja) * | 2005-05-23 | 2006-12-07 | Alps Electric Co Ltd | アンテナ内蔵ストラップ |
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2002
- 2002-12-27 JP JP2002380603A patent/JP3917512B2/ja not_active Expired - Fee Related
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