JP4013903B2 - Antenna and method for arranging the same - Google Patents
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Description
本発明は、ダイポールアンテナの主要部に更にその他の金属配線を付加することにより構成されるアンテナに関する。
本発明のアンテナは、広帯域かつ無指向性の通信(受信及び発信)に好適なものであり、例えば、良好なアダプティブ受信や良好なダイバーシチ受信などを実現する上で有用なものである。
また、本発明のアンテナは、設置本数、配置場所、配置面積、或いは配向などのアンテナの各種の配置条件に強い制約を受ける場合(例えば車両搭載時など)に、大きな効果が期待できるものである。
The present invention relates to an antenna configured by adding another metal wiring to the main part of a dipole antenna.
The antenna of the present invention is suitable for wideband and omnidirectional communication (reception and transmission), and is useful for realizing, for example, good adaptive reception and good diversity reception.
In addition, the antenna of the present invention can be expected to have a great effect when it is subject to strong restrictions on various antenna arrangement conditions such as the number of installations, arrangement location, arrangement area, or orientation (for example, when mounted in a vehicle). .
図15、図16に、従来のループアンテナ90の配線形状、及びその指向性を示す。このループアンテナ90は、金属ワイヤーWを矩形の開曲線状に配線し、その各端点である点OL,ORを給電点として動作させることにより機能する。このアンテナ90の放射パターンは、図16に示す様に略8の字型をしており、アンテナの長手方向(図示するx軸方向)に対して垂直な方向(図示するy軸方向)に、強い指向性(メインローブ)を有している。
15 and 16 show the wiring shape of the
この様な平面形状のアンテナは、例えば車両のフロントガラスなどに埋め込まれているものなどが、現在では一般にも広く普及している。
また、下記の特許文献1には、板状の絶縁体の表面に幅広の帯状の金属線を多重のループ状に配置して固定したループアンテナが開示されている。この様な幅広化や多線化は、送受信帯域幅の拡大などに係わる有効な手段として、一般にも広く知られている。
しかしながら、従来のループアンテナでは、その幅広化や多線化の採否に係わらず、以下の問題を回避しがたい。
(問題点1)従来のループアンテナの放射パターンは上記の様な略8の字型となるので、アンテナの長手方向(図示するx軸方向)に放射パターンの深い落ち込みが発生する。また、この深い落ち込みは、何れの周波数帯域においても現れるので、1台のアンテナだけを用いている限り、アンテナの長手方向(x軸方向)の通信(発信または受信)ができない。即ち、1台のアンテナだけでは、何れの周波数帯域においても通信の略等方性を確保することができない。
However, with the conventional loop antenna, it is difficult to avoid the following problems regardless of whether the width or the number of wires is increased.
(Problem 1) Since the radiation pattern of the conventional loop antenna has an approximately 8-shaped shape as described above, a deep drop of the radiation pattern occurs in the longitudinal direction of the antenna (the x-axis direction in the drawing). Further, since this deep drop appears in any frequency band, communication (transmission or reception) in the longitudinal direction (x-axis direction) of the antenna is not possible as long as only one antenna is used. In other words, with only one antenna, it is not possible to ensure substantially isotropic communication in any frequency band.
(問題点2)また、アンテナの配向に関して強い制約を受ける場合には、複数台のアンテナを用意しても、指向性の殆ど無い良好な通信(発信/受信)を実現することは困難である。 (Problem 2) Also, when there are strong restrictions on antenna orientation, it is difficult to achieve good communication (transmitting / receiving) with almost no directivity even if a plurality of antennas are prepared. .
(問題点3)また、例えば特に車載時には、車両の美観と安全性を同時に良好に確保しつつ、良好なアダプティブ受信や、或いは良好な指向性ダイバーシチ受信を実現することが難しい場合がある。 (Problem 3) Further, for example, particularly when the vehicle is mounted on the vehicle, it may be difficult to realize good adaptive reception or good directional diversity reception while ensuring good aesthetics and safety of the vehicle at the same time.
以下、その様な問題(問題点3)が生じる場合に付いて、より具体的に例示する。
図17−A,−Bは、その様な場合に係わる、車両に対するアンテナの従来の配設場所を例示する平面図、及び斜視図である。符号1,2,3はそれぞれ、車両V1のフロントガラス、リヤガラス、ルーフを示しており、アンテナの配設場所P1は、フロントガラス1の右側の上方に、車両V1の左右方向がアンテナの長手方向となる様に、ルーフ3に沿って確保されている。その他の配設場所も略同様に、車両V1の前方左側、後方右側、及び後方左側に確保されている。
Hereinafter, a case where such a problem (problem 3) occurs will be described more specifically.
FIGS. 17A and 17B are a plan view and a perspective view illustrating a conventional arrangement location of the antenna with respect to the vehicle in such a case.
車両に対するアンテナのこの様な配設形態は、車両の美観と安全性を同時に良好に確保するために従来より考えられているものであるが、この様な配設形態は、アンテナの配向に関して強い制約を与える形態となっている。
例えばこの様に、アンテナの配設形態に強い制約が課される場合などに、上記の問題点2または問題点3が顕著に現れることがある。
Such an arrangement form of the antenna with respect to the vehicle is conventionally considered in order to ensure good aesthetics and safety of the vehicle at the same time, but such an arrangement form is strong with respect to the antenna orientation. It is a form that gives constraints.
For example, the
本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、次の通りである。
(目的1)アンテナの長手方向(x軸方向)の深い落ち込みを緩和又は解消すること。
(目的2)或いは、配置や配向に対する強い制約を受ける場合にも、広帯域にわたり指向性の殆ど無い良好な通信(発信/受信)を可能とすること。
(目的3)更に、特に車載時には、車両の美観と安全性を同時に良好に確保しつつ、良好なアダプティブ受信や良好な指向性ダイバーシチ受信を可能にすること。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and the object thereof is as follows.
(Purpose 1) Mitigating or eliminating deep depression in the longitudinal direction (x-axis direction) of the antenna.
(Purpose 2) Or, even when there are strong restrictions on arrangement and orientation, good communication (transmitting / receiving) with almost no directivity over a wide band is possible.
(Purpose 3) Furthermore, particularly when mounted on the vehicle, it is possible to achieve good adaptive reception and good directivity diversity reception while ensuring good aesthetics and safety of the vehicle at the same time.
ただし、上記の個々の目的は、本発明の個々て、個々に達成されれば十分であって、本願の個々の発明は、上記の全ての課題を同時にの手段の内の少なくとも何れか1つによっ解決し得る手段が存在することを必ずしも保証するものではない。 However, it is sufficient that the above-mentioned individual objects are achieved individually and individually, and each individual invention of the present application solves all the above-mentioned problems at least one of the simultaneous means. However, it does not necessarily guarantee that there is a means that can be solved.
上記の課題を解決するためには、以下の手段が有効である。
即ち、本発明の第1の手段は、2つの給電点OL及びORの中点Cに対して、実質的に同一平面上に点対称形に形成されているアンテナであって、
2つの点e1とe2とを分岐点YLを介してつなぎ、分岐点YLから給電点OLをつなぐように形成された金属配線から成る第1の構成部分と、
中点Cに対して点e1と点対称の位置にある点e3と、中点Cに対して点e2と点対称の位置にある点e4とを、中点Cに対して分岐点YLと点対称の位置にある分岐点YRを介してつなぎ、分岐点YRから給電点ORをつなぐように形成された金属配線から成る第2の構成部分とから成り、
点e1から分岐点YL迄に第1の屈曲部を有し、
点e2から分岐点YL迄に第2の屈曲部を有し、
点e1から第1の屈曲部迄の直線部分と、点e2から第2の屈曲部迄の直線部分とが平行に配置され、
第1の屈曲部から分岐点YLまでの部分及び分岐点YLから第2の屈曲部までの部分は各々直線状に形成されており、
点e3から分岐点YR迄に、中点Cに対して第1の屈曲部と点対称の位置に第3の屈曲部を有し、
点e4から分岐点YR迄に、中点Cに対して第2の屈曲部と点対称の位置に第4の屈曲部を有し、
点e3から第3の屈曲部迄の直線部分と、及び点e4から第4の屈曲部迄の直線部分とが平行に配置され、
第3の屈曲部から分岐点YRまでの部分及び分岐点YRから第4の屈曲部までの部分は各々直線状に形成されており、
点e1から分岐点YL迄の長さをS1とし、
点e2から分岐点YL迄の長さをS2とし、
点e3から分岐点YR迄の長さをS3とし、
点e4から分岐点YR迄の長さをS4として、
S1+S3≠S2+S4であり、
点e1から分岐点YLを介して給電点OLまでのアンテナ長を1/4波長とする周波数の高周波に対するメインローブの方向と、
点e2から分岐点YLを介して給電点OLまでのアンテナ長を1/4波長とする周波数の高周波に対するメインローブの方向とは、点e1から第1の屈曲部迄の直線部分に対する垂直方向から、互いに反対方向にずれていることを特徴とするアンテナである。
In order to solve the above problems, the following means are effective.
That is, the first means of the present invention is an antenna that is formed in a point-symmetric shape substantially on the same plane with respect to the midpoint C of the two feeding points OL and OR ,
A first component composed of metal wiring formed so as to connect the two points e1 and e2 via the branch point YL and connect the feed point OL to the branch point YL;
A point e3 that is point-symmetric with the point e1 with respect to the middle point C, a point e4 that is point-symmetric with the point e2 with respect to the middle point C, and a branch point YL and a point with respect to the middle point C A second component composed of a metal wiring formed so as to be connected via a branch point YR at a symmetrical position and connected to the feed point OR from the branch point YR;
A first bent portion from the point e1 to the branch point YL;
A second bent portion from the point e2 to the branch point YL;
A straight line portion from the point e1 to the first bent portion and a straight line portion from the point e2 to the second bent portion are arranged in parallel,
The part from the first bent part to the branch point YL and the part from the branch point YL to the second bent part are each formed in a straight line,
From the point e3 to the branch point YR, it has a third bent portion at a point symmetrical with the first bent portion with respect to the middle point C,
From the point e4 to the branch point YR, the second bent portion with respect to the middle point C has a fourth bent portion at a point-symmetrical position,
A straight line portion from the point e3 to the third bent portion and a straight line portion from the point e4 to the fourth bent portion are arranged in parallel,
The part from the third bent part to the branch point YR and the part from the branch point YR to the fourth bent part are each formed in a straight line,
The length from the point e1 to the branch point YL is S1,
The length from the point e2 to the branch point YL is S2,
The length from the point e3 to the branch point YR is S3,
The length from the point e4 to the branch point YR is S4.
S1 + S3 ≠ S2 + S4,
The direction of the main lobe with respect to the high frequency of the frequency which makes the antenna length from the point e1 to the feeding point OL through the branch point YL a quarter wavelength;
The direction of the main lobe with respect to a high frequency having a frequency at which the antenna length from the point e2 to the feeding point OL through the branch point YL is ¼ wavelength is from a direction perpendicular to the straight line portion from the point e1 to the first bent portion. The antennas are characterized by being shifted in opposite directions.
また、本発明の第2の手段は、上記の第1の手段において、2つの高周波に対する各メインローブの方向を、点e1から第1の屈曲部迄の直線部分に対する垂直方向から、それぞれ逆方向に15°乃至75°ずらすことである。 The second means of the present invention is the above first means, wherein the direction of each main lobe with respect to two high frequencies is opposite to the direction perpendicular to the straight line portion from the point e1 to the first bent portion. By 15 ° to 75 °.
また、本発明の第3の手段は、上記の第1又は第2の手段において、第1の屈曲部と第3の屈曲部が鋭角形状に折れ曲がった屈曲部である、又は、第2の屈曲部と第4の屈曲部が鋭角形状に折れ曲がった屈曲部であることを特徴とする。ただし、この鋭角形状としては、鋭角のかど(先端部分)を若干丸めたり、削ったり、切り落としたりした様な形状などをも含むものとする。 The third aspect of the present invention, in the first or second means, a bent portion which the third bent portion and the first bent portion is bent at an acute angle shape, or the second bending The portion and the fourth bent portion are bent portions bent into an acute angle shape. However, the acute angle shape includes a shape in which an acute angle corner (tip portion) is slightly rounded, shaved, or cut off.
また、本発明の第4の手段は、上記の第1乃至第3の何れか1つの手段において、点e1から第1の屈曲部と分岐点YLとを介して給電点OLまでのアンテナ部分と、点e3から第3の屈曲部と分岐点YRとを介して給電点ORまでのアンテナ部分とをフォールデッドダイポールに置き換えた、又は、点e2から第2の屈曲部と分岐点YLとを介して給電点OLまでのアンテナ部分と、点e4から第4の屈曲部と分岐点YRとを介して給電点ORまでのアンテナ部分とをフォールデッドダイポールに置き換えたことを特徴とする。 According to a fourth means of the present invention, in any one of the first to third means, an antenna portion from the point e1 to the feeding point OL via the first bent portion and the branch point YL is provided. The antenna portion from the point e3 to the third bent portion and the feeding point OR via the branch point YR is replaced with a folded dipole, or from the point e2 to the second bent portion and the branch point YL. The antenna portion up to the feeding point OL and the antenna portion from the point e4 to the feeding point OR through the fourth bent portion and the branch point YR are replaced with folded dipoles.
また、本発明の第5の手段は、上記の第1乃至第4の何れか1つの手段において、第1の構成部分の点e1から分岐点YLを介して点e2までの少なくとも一部分と電磁的に結合する無給電の第1の金属配線と、第2の構成部分の点e3から分岐点YRを介して点e4までの少なくとも一部分と電磁的に結合する無給電の第2の金属配線とを有することを特徴とする。 The fifth aspect of the present invention, at least one portion conductive magnetic of the first to fourth any one means described above, to the point e2 via the branch point YL from the point e1 of the first component A first non-powered metal wiring that is coupled electrically, and a second non-powered metal wiring that is electromagnetically coupled to at least a portion from the point e3 of the second component to the point e4 via the branch point YR; It is characterized by having.
また、本発明の第6の手段は、上記の第1乃至第5の何れかの手段に基づいて製造された複数台のアンテナを、車両の前方または後方の傾斜を有する窓ガラスに対して固定する際に、複数台のアンテナの内の少なくとも2台1組において、その2台のアンテナの各中心点を結ぶ線分の垂直二等分面に対して、その2台のアンテナの放射パターンが互いに略対称形になる様に、その2台のアンテナを配設することである。 According to a sixth means of the present invention, a plurality of antennas manufactured based on any one of the first to fifth means are fixed to a window glass having a front or rear inclination of the vehicle. In this case, the radiation pattern of the two antennas with respect to the perpendicular bisector of the line connecting the center points of the two antennas in a set of at least two of the plurality of antennas. The two antennas are arranged so as to be substantially symmetrical with each other.
また、本発明の第7の手段は、上記の第1乃至第5の何れかの手段に基づいて製造された複数台のアンテナを、車両の前方または後方の傾斜を有する窓ガラスに対して固定する際に、複数台のアンテナの内の少なくとも2台1組において、その2台のアンテナの各中心点を結ぶ線分の垂直二等分面に対して、その2台のアンテナを形成する各金属配線の配線パターンが互いに略対称形になる様に、その2台のアンテナを配設することである。
以上の本発明の手段により、前記の課題を効果的、或いは合理的に解決することができる。
According to a seventh means of the present invention, a plurality of antennas manufactured based on any one of the first to fifth means are fixed to a window glass having a front or rear inclination of the vehicle. Each of the two antennas is formed with respect to a vertical bisector of a line segment connecting the center points of the two antennas in a set of at least two of the plurality of antennas. The two antennas are arranged so that the wiring patterns of the metal wirings are substantially symmetrical with each other.
By the above means of the present invention, the above-mentioned problem can be effectively or rationally solved.
以上の本発明の手段によって得られる効果は以下の通りである。
即ち、本発明の第1の手段によれば、少なくともある1つの周波数及びその近傍の周波数帯域において、前述の略8の字型となる放射パターンの深い落ち込みを緩和または解消することができる。
The effects obtained by the above-described means of the present invention are as follows.
That is, according to the first means of the present invention, it is possible to alleviate or eliminate the above-described deep drop of the substantially 8-shaped radiation pattern in at least one frequency and a frequency band in the vicinity thereof.
以下、端点e1から第1の屈曲部及び分岐点YLを介して給電点OL迄を左腕ALと呼び、その部分である、端点e1から第1の屈曲部を介して分岐点YL迄を支部ALbと呼ぶ。端点e2から第1の屈曲部を介して分岐点YL迄を支線BLと呼ぶ。端点e3から第3の屈曲部及び分岐点YRを介して給電点OR迄を右腕ARと呼び、その部分である、端点e3から第3の屈曲部を介して分岐点YR迄を支部ARbと呼ぶ。端点e4から第4の屈曲部を介して分岐点YR迄を支線BRと呼ぶ。ただし、これらの端点は、何れも分岐点(YL/YR)上には位置しない側の端点である。また、左腕ALの給電点をOLと言い、右腕ARの給電点をORと言う。給電点OLは、上記の端点e1とは異なる点である。また、給電点ORは、上記の端点e3とは異なる点である。 Hereinafter , the portion from the end point e1 to the feeding point OL through the first bent portion and the branch point YL is referred to as the left arm AL, and the portion from the end point e1 to the branch point YL through the first bent portion is the support portion ALb. Call it. The section from the end point e2 to the branch point YL through the first bent portion is called a branch line BL. The point from the end point e3 to the feeding point OR through the third bent portion and the branch point YR is called a right arm AR, and the portion from the end point e3 to the branch point YR through the third bent portion is called a support portion ARb. . The section from the end point e4 to the branch point YR through the fourth bent portion is called a branch line BR. However, these end points are end points that are not located on the branch point (YL / YR). Further, the feeding point of the left arm AL is referred to as OL, and the feeding point of the right arm AR is referred to as OR. The feed point OL is different from the end point e1. The feeding point OR is different from the end point e3.
上記の第1の手段に基づいて構成されるアンテナを用いれば、次のat1〜at4の4通りの金属配線(:部分的な配線パターン)の少なくとも何れか1つの共振部の経路長と、目的の周波数に対応する波長の半値とが略一致する時に、所望の共振モードが発現して強い放射特性が得られる。
(at1)主要部を構成する左腕ALと右腕ARからなる金属配線。
(at2)左腕ALと支線BLからなる金属配線。
(at3)右腕ARと支線BRからなる金属配線。
(at4)e2−YL−OL−OR−YR−e4の各点を順次通る経路上に位置する金属配線。
If the antenna configured based on the first means is used, the path length of at least one of the resonance parts of the following four metal wirings (: partial wiring patterns) of at1 to at4, and the purpose When the half-value of the wavelength corresponding to the frequency substantially matches, a desired resonance mode appears and a strong radiation characteristic is obtained.
(At1) Metal wiring composed of the left arm AL and the right arm AR constituting the main part.
(At2) Metal wiring composed of the left arm AL and the branch line BL.
(At3) Metal wiring composed of the right arm AR and the branch line BR.
(At4) Metal wiring located on a path that sequentially passes through each point of e2-YL-OL-OR-YR-e4.
即ち、本発明の構成に従えば、上記の経路長をそれぞれ適当に選ぶことにより、広い周波数帯域に渡って連続的に目的の共振を生じさせることができるので、目的のアンテナを広帯域化することができる。また各金属配線at1〜at4の指向性は一致せず、多方位にわたるので、本発明のアンテナを複数用いれば、各アンテナに対する配向などの制約が強い場合でも、指向性の殆ど無い良好な通信を実現することが可能となる。 That is, according to the configuration of the present invention, a desired resonance can be continuously generated over a wide frequency band by appropriately selecting each of the above path lengths. Can do. In addition, the directivity of each metal wiring at1 to at4 does not match and spans multiple directions, so if multiple antennas of the present invention are used, good communication with almost no directivity can be achieved even when there are strong restrictions on the orientation of each antenna. It can be realized.
ここで、上記の支部ALbの長さS1は金属配線上での2点YL−e1間の距離に相当し、上記の支線BLの長さS2は金属配線上での2点YL−e2間の距離に相当し、上記の支部ARbの長さS3は金属配線上での2点YR−e3間の距離に相当し、上記の支線BRの長さS4は金属配線上での2点YR−e4間の距離に相当する。 Here, the length S1 of the branch ALb corresponds to the distance between the two points YL-e1 on the metal wiring, and the length S2 of the branch BL is between the two points YL-e2 on the metal wiring. The length S3 of the support part ARb corresponds to the distance between the two points YR-e3 on the metal wiring, and the length S4 of the support line BR corresponds to the two points YR-e4 on the metal wiring. It corresponds to the distance between.
この時、S1≠S2またはS3≠S4とすれば、上記の金属配線at2またはat3の内の少なくとも何れか一方は、金属配線上における両端点((e1,e2)/(e3,e4))の中点上に分岐点(YL/YR)持たない。即ち、この時、金属配線at2またはat3の内の少なくとも何れか一方は、分岐点(YL/YR)が中点からオフセットされた金属配線になる。 At this time, if S1.noteq.S2 or S3.noteq.S4, at least one of the metal wirings at2 or at3 is the end point ((e1, e2) / (e3, e4)) on the metal wiring. There is no branch point (YL / YR) on the midpoint. That is, at this time, at least one of the metal wirings at2 and at3 is a metal wiring in which the branch point (YL / YR) is offset from the middle point.
そして、その少なくとも一方の金属配線の共振部の経路長が、目的の周波数に対応する波長の半値と略一致する時に所望の共振が現れることは、例えば下記の論文1などに開示されている。
(論文1):関根秀一、庄木裕樹、「並列共振モードを用いたT型モノポールアンテナ」、電子情報通信学会論文誌B,Vol.J86−B,No.2,pp.200−208,2003年2月
For example, the following
(Paper 1): Shuichi Sekine, Hiroki Shoki, “T-type monopole antenna using parallel resonant mode”, IEICE Transactions B, Vol. J86-B, no. 2, pp. 200-208, February 2003
ただし、上記の端点e1と端点e2とをつなぐ金属配線や、或いは上記の端点e3と端点e4とをつなぐ金属配線は何れも、必ずしも上記の論文1で取り上げられている様なT字の一辺である必要はなく、その他にも例えば略V字型、略U字型、略C字型、或いは略コの字型などであっても良い。
However, the metal wiring connecting the end point e1 and the end point e2 or the metal wiring connecting the end point e3 and the end point e4 is not necessarily one side of the T-shape as taken up in the
また、本発明の構成に従えば、仮にS1=S2またはS3=S4の何れか一方が成り立つ場合であっても、もう一方の金属配線(at2またはat3)では、上記の中点に対して分岐点(YL/YR)がオフセットされるので、上記と同様に所望の共振が現れて、これにより強い放射を得ることができる。
これらの構成により、配置や配向に対する強い制約を受ける場合にも、従来よりも広帯域にわたり、指向性の殆ど無い良好な通信(発信/受信)を実現することができる。
Further, according to the configuration of the present invention, even if either S1 = S2 or S3 = S4 is established, the other metal wiring (at2 or at3) branches from the above midpoint. Since the point (YL / YR) is offset, the desired resonance appears in the same manner as described above, thereby obtaining strong radiation.
With these configurations, even when there are strong restrictions on the arrangement and orientation, it is possible to achieve good communication (transmitting / receiving) with almost no directivity over a wider band than before.
また、実質的に同一平面上に形成されているので、ガラスなどの略板状の絶縁体に本発明のアンテナを固定することが容易または可能となる。この様な固定形態は、埋め込み、貼り付け、嵌め込み、塗布など任意で良い。
また、前記の論文1のT型モノポールアンテナの場合には、金属筐体上に放射を弱める逆位相の電流が生成されてしまうと言う問題があった。この問題は、アンテナの共振部分が金属筐体に接近して配置されるために生じるものである。
しかし、本発明によれば、上記の金属配線at2,at3に流れる電流(例えば支線BLを流れる電流と支線BRを流れる電流など)が互いに逆方向に流れることがないので、双方の電流が相互に作用しあって放射を弱めることはない。
より望ましくは、「S1>S2、かつ、S3>S4」、または「S1<S2、かつ、S3<S4」とすることである。この場合には、これらの電流が同方向になるので、強い放射を得ることができる。
また、本発明によれば、限られたアンテナ設置領域においても、長い配線パターンを面積効率よく展開できるので、限られたアンテナ設置領域においても、より通信帯域幅の広いアンテナを配置することができる。また、本発明によれば、限られたアンテナ設置領域においても、長い配線パターンを面積効率よく展開できるので、アンテナの指向性をより効果的に緩和することができる。
本発明の手段によれば、任意の周波数に対してメインローブの方向も必然的に点対称形となるので、少なくとも2台のアンテナを用意できれば、アダプティブ受信或いはダイバーシチ受信などにより、所望の通信(受信/発信)を実現することができる。
また、アンテナ配線の形状の自由度を小さくできるので、アンテナの配線パターンの設計作業を簡潔にすることができる。即ち、配線パターンを点対称形に形成することにより設計時の受信特性(又は発信特性)の予測などが実施し易くなる。
ただし、アンテナの配線パターンは、最終的には、設置場所の形状や面積や、更には視覚的な効果などをも総合的に考慮して決定することがより望ましい。
Moreover, since they are formed on substantially the same plane, it is easy or possible to fix the antenna of the present invention to a substantially plate-like insulator such as glass. Such a fixing form may be arbitrary, such as embedding, pasting, fitting, and application.
Further, in the case of the T-type monopole antenna of the above-mentioned
However, according to the present invention, the currents flowing through the metal wirings at2 and at3 (for example, the current flowing through the branch line BL and the current flowing through the branch line BR) do not flow in the opposite directions, so It does not weaken the radiation.
More preferably, “S1> S2 and S3> S4” or “S1 <S2 and S3 <S4”. In this case, since these currents are in the same direction, strong radiation can be obtained.
In addition, according to the present invention, a long wiring pattern can be efficiently developed even in a limited antenna installation area, so that an antenna having a wider communication bandwidth can be arranged even in a limited antenna installation area. . Further, according to the present invention, even in a limited antenna installation region, a long wiring pattern can be developed with an area efficiency, so that the directivity of the antenna can be more effectively mitigated.
According to the means of the present invention, the direction of the main lobe is inevitably point-symmetric with respect to an arbitrary frequency. Therefore, if at least two antennas can be prepared, a desired communication (such as adaptive reception or diversity reception) can be performed. Reception / transmission) can be realized.
In addition, since the degree of freedom of the shape of the antenna wiring can be reduced, the design work of the antenna wiring pattern can be simplified. That is, by forming the wiring pattern in a point-symmetric manner, it is easy to predict the reception characteristics (or transmission characteristics) at the time of design.
However, it is more desirable to finally determine the wiring pattern of the antenna in consideration of the shape and area of the installation place, and also the visual effect.
また、本発明の第2の手段によれば、アンテナを複数台用意した場合に、配向を一定にしても、各アンテナ間において左右対称形或いは前後対称形などの配線パターンを持たせることにより、例えばf-,f0,f+などの何れの周波数においても、指向性の殆ど無い高感度の通信を実現することができる。したがって、本発明の第2の手段によれば、アンテナの配向が強く制限される場合であっても、良好なアダプティブ受信や良好なダイバーシチ受信などの略無指向の通信(発信/受信)を実施することができる。より望ましくは、f=f-,f+の各周波数において、各アンテナのメインローブ間の向きの開きは、60°〜120°が望ましい。更に望ましくは、約90°程度が理想的である。
これらの場合には、2台のアンテナにより、略無指向の良好な通信装置を構成することが可能である。
Further, according to the second means of the present invention, when a plurality of antennas are prepared, even if the orientation is constant, by providing a wiring pattern such as a left-right symmetric shape or a front-back symmetric shape between the antennas, For example, highly sensitive communication with almost no directivity can be realized at any frequency such as f − , f 0 , and f + . Therefore, according to the second means of the present invention, even when the antenna orientation is strongly restricted, substantially omnidirectional communication (sending / receiving) such as good adaptive reception and good diversity reception is performed. can do. More preferably, at each frequency of f = f − and f + , the opening between the main lobes of each antenna is preferably 60 ° to 120 °. More desirably, about 90 ° is ideal.
In these cases, it is possible to configure a substantially non-directional good communication apparatus with two antennas.
また、上記の各金属配線at2,at3における、分岐点(YL,YR)が両端点((e1,e2)/(e3,e4))の中点に対して持つ前述のオフセットを好適或いは最適に設定することができる。前記長さS1,S2,S3,S4に対し、 |S1−S2|及び|S3−S4|が1.8d 2 以上2.2d 2 以下とすると良い。この媒介変数d2の値は、前述のオフセットの長さに略一致する。特に、0.02λ0≦d2≦0.2λ0 の範囲で媒介変数d2の値を調整することにより、アンテナの放射パターンや整合特性を好適或いは最適に調整することができるので、その結果、より無指向性に近い放射パターンが得られ、給電点OL,ORにおける反射量の小さいアンテナを形成できる。 Further, in the above SL respective metal wires at2, at3, branched points (YL, YR) is both end points ((e1, e2) / ( e3, e4)) Preferred or optimum offset described above with respect to the midpoint of Can be set to For the lengths S1, S2, S3, and S4, | S1-S2 | and | S3-S4 | are preferably 1.8d 2 or more and 2.2d 2 or less. The value of this parameter d 2 substantially matches the length of the offset described above. In particular, by adjusting the value of the parameter d 2 in the range of 0.02λ 0 ≦ d 2 ≦ 0.2λ 0 , the radiation pattern and matching characteristics of the antenna can be suitably or optimally adjusted. Thus, a radiation pattern closer to non-directionality can be obtained, and an antenna with a small amount of reflection at the feed points OL and OR can be formed.
また、点e1から第1の屈曲部迄の直線部分と、点e2から第2の屈曲部迄の直線部分との距離d5の適正範囲は、長さS1,S2,S3,S4の総和λ0に対して、0.05λ0≦d5≦0.30λ0が成り立つ程度が良い。これによりアンテナの放射パターンや整合特性を好適化或いは最適化することができる。 Further, the straight portion from the point e1 until the first bent portion, the proper range of the distance d 5 between the straight portion from the point e2 until the second bent portion, the sum of the length S1, S2, S3, S4 lambda For 0 , it is preferable that 0.05λ 0 ≦ d 5 ≦ 0.30λ 0 holds. As a result, the radiation pattern and matching characteristics of the antenna can be optimized or optimized.
また、本発明の第3の手段によれば、より狭い設置領域にアンテナを設置することができる。更に、この第3の手段を用いれば、特に、f=f-,f+の際に現れるメインローブの方向を、アンテナの長手方向に対して垂直な方向(y軸方向)からずらす(離す)作用を得ることができるので、これにより、放射パターンの指向性を好適化或いは最適化することができる。
また、この屈曲部は偶数箇所に、給電点OL,ORの中点Cに対して互いに略対称形となる位置にそれぞれ設けるのでより効果的となる。
Further, according to the third means of the present invention, the antenna can be installed in a narrower installation area. Furthermore, if this third means is used, the direction of the main lobe that appears particularly when f = f − and f + is shifted (separated) from the direction perpendicular to the longitudinal direction of the antenna (y-axis direction). Since the action can be obtained, the directivity of the radiation pattern can be optimized or optimized.
Further, the bent portion an even position, the feeding point OL, that more Do effective since provided respectively a substantially symmetrical position to each other with respect to OR midpoint C.
また、本発明の第4の手段によれば、左腕ALと右腕ARからなるダイポールの主要部(金属配線at1)をフォールデッドダイポール(両端がそれぞれ互いに短絡接続された2本の平行線)にできるので、この金属配線at1の入力インピーダンスを効果的に向上させることができる。このため、給電点OL,ORにおける反射量の小さなアンテナを形成することができる。 Further, according to the fourth means of the present invention, the main part (metal wiring at1) of the dipole composed of the left arm AL and the right arm AR can be a folded dipole (two parallel lines in which both ends are short-circuited to each other). Therefore, the input impedance of the metal wiring at1 can be effectively improved. For this reason, an antenna with a small amount of reflection at the feed points OL and OR can be formed.
また、フォールデッドダイポールを形成する平行な金属配線の間隔d3の最適化により、アンテナの整合特性を調整することができるので、金属配線at1の共振モードにおける給電点OL,ORでの電力反射量を更に小さくすることができる。 In addition, since the matching characteristics of the antenna can be adjusted by optimizing the distance d 3 between the parallel metal wirings forming the folded dipole, the amount of power reflected at the feed points OL and OR in the resonance mode of the metal wiring at1. Can be further reduced.
また、本発明の第5の手段によれば、カップリングの作用により、アンテナの周波数特性を補償することができる。 According to the fifth means of the present invention, the frequency characteristics of the antenna can be compensated for by the action of coupling.
また、互いに平行な2本の金属配線から成る給電線の特性インピーダンスを調整することができる。この給電線の間隔d1の長さは、前述の長さS1,S2,S3,S4の総和λ0に対して、0.002λ0≦d1≦0.02λ0が成り立つ程度が良い。 Further, it is possible to adjust the characteristic impedance of the feed line consisting of two parallel metal wires each other physician. The distance d 1 between the feeder lines is preferably such that 0.002λ 0 ≦ d 1 ≦ 0.02λ 0 holds with respect to the total λ 0 of the lengths S1, S2, S3, and S4.
また、分岐点YLと分岐点YRとの間隔である長さd4を調整することにより、アンテナの放射パターンを好適化或いは最適化することができる。この長さd4は、前述の長さS1,S2,S3,S4の総和λ0に対して、0.002λ0≦d1≦0.02λ0が成り立つ程度が良い。これにより、特に、アンテナの長手方向に対して垂直な方向の感度を調整することができる。 Further , by adjusting the length d 4 that is the distance between the branch point YL and the branch point YR , the radiation pattern of the antenna can be optimized or optimized. The length d 4 is preferably such that 0.002λ 0 ≦ d 1 ≦ 0.02λ 0 holds with respect to the total λ 0 of the lengths S1, S2, S3, and S4. Thereby, in particular, the sensitivity in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the antenna can be adjusted.
また、本発明のアンテナは、配線パターンが展開される展開面に対して略垂直な方向が鉛直方向に近い場合ほど、水平偏波を利用した移動体通信に適し、本発明のアンテナを特に複数台用意した場合に、それらに基づく略等方な放射特性が得られる。
したがって、本発明のアンテナは、特に車両搭載時には、車両の前方または後方の傾斜を有する窓ガラスに対して固定すると、アダプティブ受信装置やダイバーシチ受信装置などの良好な通信装置(発信または受信装置)を構成することができる(本発明の第6、第7の手段)。この固定方法は、埋め込み、嵌め込み、貼り付け、溶着、または塗布など任意で良い。
In addition, the antenna of the present invention is suitable for mobile communication using horizontal polarization as the direction substantially perpendicular to the development plane on which the wiring pattern is developed is closer to the vertical direction. When a table is prepared, substantially isotropic radiation characteristics based on them can be obtained.
Therefore, when the antenna of the present invention is fixed to a window glass having an inclination at the front or rear of the vehicle, particularly when mounted on a vehicle, a good communication device (transmitting or receiving device) such as an adaptive receiving device or a diversity receiving device can be obtained. It can be configured ( sixth and seventh means of the present invention). This fixing method may be arbitrary, such as embedding, fitting, pasting, welding, or application.
また、本発明の第6の手段によれば、アンテナの放射パターンを線対称形に配置できる。このため、例えば前述の各周波数f-,f0,f+などの何れの周波数においても、略等方な放射特性を確保することができる。この効果は、特に、前述の第1及び第2の手段に基づいて構成された本発明のアンテナにたいして、特に大きな効果を発揮する。 Further, according to the sixth means of the present invention, the radiation pattern of the antenna can be arranged in line symmetry. Therefore, for example, substantially isotropic radiation characteristics can be ensured at any frequency such as the above-described frequencies f − , f 0 , and f + . This effect is particularly significant for the antenna of the present invention configured based on the first and second means described above.
また、本発明の第7の手段によれば、図形の対称性に基づいて、必然的に上記の第6の手段を具現することができる。 Further, according to the seventh means of the present invention, the sixth means described above can inevitably be realized based on the symmetry of the figure.
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
ただし、本発明の実施形態は、以下に示す個々の実施例に限定されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described based on specific examples.
However, the embodiments of the present invention are not limited to the following examples.
図1に本実施例1のアンテナ10の平面図を示す。左腕ALの給電点OLは、左側の給電線qLにより給電部ACに接続されている。また、右腕ARの給電点ORは、右側の給電線qRにより給電部ACに接続されている。この給電点OLを出発して分岐点YLと点mとを順次経由して端点e1に至るまでの金属配線が上記の左腕ALに相当し、その内の、分岐点YLから端点e1に至るまでの部分を左腕ALの支部ALbと呼ぶ。
FIG. 1 is a plan view of the
同様に、上記の給電点ORを出発して分岐点YRと点m′とを順次経由して端点e3に至るまでの金属配線が上記の右腕ARに相当し、その内の、分岐点YRから端点e3に至るまでの部分を右腕ARの支部ARbと呼ぶ。この左腕ALと右腕ARによって、主要なダイポールアンテナ(金属配線at1)が構成されている。
端点e2を有する支線BLの他の一端は、左腕AL上に設けられた分岐点YLに接続されている。また、端点e4を有する支線BRの他の一端は、右腕AR上に設けられた分岐点YRに接続されている。
Similarly, the metal wiring starting from the feeding point OR and passing through the branch point YR and the point m ′ to the end point e3 corresponds to the right arm AR, of which the branch point YR A portion up to the end point e3 is referred to as a branch ARb of the right arm AR. The left arm AL and the right arm AR constitute a main dipole antenna (metal wiring at1).
The other end of the branch line BL having the end point e2 is connected to a branch point YL provided on the left arm AL. The other end of the branch line BR having the end point e4 is connected to a branch point YR provided on the right arm AR.
このアンテナ10は、前にも言及した様に、次のat1〜at4の4通りの金属配線(:部分的な配線パターン)を備えており、これらの金属配線at1〜at4の少なくとも何れか1つの共振部の経路長と、目的の周波数に対応する波長の半値とが略一致する時に、所望の共振モードが発現して強い放射特性が得られる。
(at1)主要部を構成する左腕ALと右腕ARからなる金属配線。この部分は、e1−YL−OL−OR−YR−e3の各点を順次通る経路上に位置する。
(at2)左腕ALと支線BLからなる金属配線(左半分)。
(at3)右腕ARと支線BRからなる金属配線(右半分)。
(at4)e2−YL−OL−OR−YR−e4の各点を順次通る経路上に位置する金属配線。
As mentioned above, the
(At1) Metal wiring composed of the left arm AL and the right arm AR constituting the main part. This portion is located on a path that sequentially passes through each point of e1-YL-OL-OR-YR-e3.
(At2) Metal wiring (left half) composed of left arm AL and branch line BL.
(At3) Metal wiring (right half) composed of the right arm AR and the branch line BR.
(At4) Metal wiring located on a path that sequentially passes through each point of e2-YL-OL-OR-YR-e4.
また、上記のアンテナ10において、図1に図示される支部ALb上の点mは、金属配線上での2点e1,e2間の中点である。同様に、支部ARb上の点m′は、金属配線上での2点e3,e4間の中点である。更に、図中略中央に示される点Cは、給電点OLと給電点ORとの中点であり、このアンテナ10の給電線qLと給電線qRと給電部ACを除いた部位の配線パターンの形状は、この点Cに対して点対称に形成されている。
したがって、支部ALbの長さS1と、支線BLの長さS2と、支部ARbの長さS3と、支線BRの長さS4との間には、以下の関係がある。
(各長さSnの大小関係)
S1=S3>S2=S4 …(1)
In the
Therefore, there is the following relationship among the length S1 of the branch portion ALb, the length S2 of the branch line BL, the length S3 of the branch portion ARb, and the length S4 of the branch line BR.
(Size relationship of each length Sn)
S1 = S3> S2 = S4 (1)
また、給電線qLと給電線qRとの間隔d1、中点mと分岐点YLとの間隔d2(:前記のオフセット)、分岐点YLと分岐点YRとの間隔d4、及び支部ARbと支線BRとが有する互いに平行な部分の間の距離d5(即ち、支部ARbから支線BRにおろした垂線の長さ)は、それぞれ以下の式(3)〜式(6)を満たしている。ただし、λ0は次式(2)で定義される長さである。 The distance d 1 of the feed line qL and the feeding line qR, distance d 2 between the branch point YL the midpoint m (: the offset), the distance d 4 between the branch point YL branch point YR, and Branch ARb D 5 (that is, the length of a perpendicular line extending from the branch part ARb to the branch line BR) satisfies the following formulas (3) to (6), respectively. . However, λ 0 is a length defined by the following equation (2).
(λ0の定義式)
λ0=S1+S2+S3+S4 …(2)
(間隔d1の値)
0.002λ0≦d1≦0.02λ0 …(3)
(間隔d2の値)
0.02λ0≦d2≦0.2λ0 …(4)
(間隔d4の値)
0.02λ0≦d4≦0.15λ0 …(5)
(間隔d5の値)
0.05λ0≦d5≦0.3λ0 …(6)
(Definition formula of λ 0 )
λ 0 = S1 + S2 + S3 + S4 (2)
(The value of the interval d 1)
0.002λ 0 ≦ d 1 ≦ 0.02λ 0 (3)
(Value of interval d 2 )
0.02λ 0 ≦ d 2 ≦ 0.2λ 0 (4)
(Value of interval d 4 )
0.02λ 0 ≦ d 4 ≦ 0.15λ 0 (5)
(Value of interval d 5 )
0.05λ 0 ≦ d 5 ≦ 0.3λ 0 (6)
以下、上記の長さλ0を1波長とする電波の周波数をf0とする。また、アンテナ上の定在波の周波数をfとし、所定の周波数f-,f+を次式(7)で定義する。
(周波数f-,f+の定義)
f-=0.9f0,
f+=1.1f0 …(7)
Hereinafter, the frequency of the radio wave having the above-mentioned length λ 0 as one wavelength is assumed to be f 0 . The frequency of the standing wave on the antenna is defined as f, and the predetermined frequencies f − and f + are defined by the following equation (7).
(Definition of frequencies f - and f + )
f − = 0.9f 0 ,
f + = 1.1f 0 (7)
図2−Aはアンテナ10のf=f-における作用を説明する平面図であり、図2−Bはアンテナ10のf=f-における指向性(放射パターン)を示すグラフである。
f=f-の場合には、主要部を構成する左腕ALと右腕ARからなる前述の金属配線at1の経路長が、目的の電磁波の半波長に一致するので、図示する電流I-1〜I-5を伴う強い共振(定在波)が現れる。即ち、図中の矢印は、その動作時における電流(定在波)の方向を示している。図2−Bに図示される様に、このアンテナ10のf=f-におけるメインローブの方向は、y軸から左回りに約38°ずれる。これは、定在波の合成電流の方向がx軸から左回りに約38°ずれるためである。
2A is a plan view for explaining the operation of the
In the case of f = f − , the path length of the aforementioned metal wiring at1 composed of the left arm AL and the right arm AR constituting the main part coincides with the half wavelength of the target electromagnetic wave, so that the currents I −1 to I illustrated in FIG. A strong resonance (standing wave) with -5 appears. That is, the arrow in the figure indicates the direction of current (standing wave) during the operation. As shown in FIG. 2B, the direction of the main lobe of this
図3−Aはアンテナ10のf=f+における作用を説明する平面図であり、図3−Bはアンテナ10のf=f+における指向性(放射パターン)を示すグラフである。
f=f+の場合には、e2−YL−OL−OR−YR−e4の各点を順次通る経路上に位置する前述の金属配線at4の長さが、目的の電磁波の半波長に一致する。図中の矢印は、その動作時に現れる電流I+1〜I+5の方向を示している。図3−Bに図示される様に、このアンテナ10のf=f+におけるメインローブの方向は、y軸から右回りに約41°ずれる。これは、定在波の合成電流の方向がx軸から右回りに約41°ずれるためである。
FIG. 3A is a plan view for explaining the operation of the
In the case of f = f + , the length of the above-described metal wiring at4 located on a path that sequentially passes through each point of e2-YL-OL-OR-YR-e4 matches the half wavelength of the target electromagnetic wave. . The arrows in the figure indicate the directions of currents I +1 to I +5 that appear during the operation. As shown in FIG. 3B, the direction of the main lobe of the
図4−Aは、アンテナ10のf=f0における作用を説明する平面図であり、x軸方向から目的の電波(f=f0)が到来したときの受信状態を表している。図中の矢印は、その動作時における電流(定在波)の方向を示している。この場合には、図中の左腕ALと支線BLからなる前述の金属配線at2と、右腕ARと支線BRからなる前述の金属配線at3の各共振部(:支部と支線から成る部位)の各経路長(=S1+S2=S3+S4)がそれぞれ目的の電磁波の半波長に一致する。図中の矢印は、その動作時に現れる各部の電流I01〜I07の方向を示している。
FIG. 4A is a plan view for explaining the operation of the
この場合、分岐点YLは金属配線上における端点e1,e2間の中点mよりも上側(y軸方向の正の側)に位置しており、逆に、分岐点YRは金属配線上における端点e3,e4間の中点m′よりも下側(y軸方向の負の側)に位置しているため、両分岐点YL,TRは、常に逆電位となる。したがって、金属配線at2と金属配線at3は、x軸方向から目的の電波(f=f0)が到来したときには、1つのダイポールアンテナとして動作する。 In this case, the branch point YL is located above the midpoint m between the end points e1 and e2 on the metal wiring (positive side in the y-axis direction), and conversely, the branch point YR is the end point on the metal wiring. Since it is located below the middle point m ′ between e3 and e4 (negative side in the y-axis direction), both branch points YL and TR are always at opposite potentials. Accordingly, the metal wiring at2 and the metal wiring at3 operate as one dipole antenna when a target radio wave (f = f 0 ) arrives from the x-axis direction.
図4−Bにアンテナ10のf=f0における指向性(放射パターン)を示す。e1−e2の中点mとe3−e4の中点m′とは、中心点C(図1)に対して点対称に位置している。この様な本発明の第4の手段に基づく構成により、y軸方向の電流I02,I05は常時同じ向きに流れる。したがって、アンテナの長手方向(x軸方向)においては強い放射が得られる。また、y軸方向においてもx軸方向の電流I07により強い放射が得られる。
また、電流I01とI04とは互いに逆向きなので打ち消しあって、放射にはあまり寄与しない。電流I03とI06についても同様である。
これらのアンテナ10の動作は、電流I01〜I07の合成動作となるので、f=f0における指向性(放射パターン)は、略等方的な無指向性を示す。
FIG. 4-B shows the directivity (radiation pattern) of the
Further, since the currents I 01 and I 04 are in opposite directions, they cancel each other out and do not contribute much to the radiation. The same applies to the currents I 03 and I 06 .
Since the operation of these
図5は、前述の図17の車両V1に対する、本実施例1のアンテナ10の配設方法を示す平面図である。符号γは、鉛直方向上向きを指すz軸の位置を示している。また、平面αはzx面と一致しており、平面βはyz面と一致している。アンテナの配設場所P1は前述の図17のものと同じであり、図中の配設場所P1と配設場所P2は、平面βに対して略左右対称となる様に設けられている。また、配設場所P1と配設場所P4は、平面αに対して略前後対称となる様に設けられている。また、配設場所P1と配設場所P3は、z軸に対して、2直角の略回転対称となる様に設けられている。
FIG. 5 is a plan view showing an arrangement method of the
この時、配設場所P1と配設場所P3には、図1のアンテナ10を配設するが、配設場所P2と配設場所P4には、図1の平面図を裏返した形状のアンテナを配設する。以下、図1の平面図を裏返した形状のアンテナをアンテナ10′と言う。この配設形態により、各アンテナの金属配線パターンに付いても、上記の各配設場所P1,P2,P3,P4間にそれぞれ互いに存在する対称的な関係がそのまま反映される。
At this time, the
即ち、配設場所P1に配設されるアンテナ10の金属配線パターンと配設場所P2に配設されるアンテナ10′の金属配線パターンは、平面βに対して左右略対称形の関係に置かれる。また、配設場所P1に配設されるアンテナ10の金属配線パターンと配設場所P4に配設されるアンテナ10′の金属配線パターンは、平面αに対して前後略対称形の関係に置かれる。また、配設場所P1に配設されるアンテナ10の金属配線パターンと配設場所P3に配設されるアンテナ10の金属配線パターンは、z軸に対して2直角の略回転対称形の関係に置かれる。
That is, the metal wiring pattern of the
図6、図7は、上記の図5の配設方法を採用した際の、f=f-,f+における各アンテナの指向性を示すグラフである。各アンテナの金属配線パターンを上記の様に対称的にすることで、必然的に各アンテナの放射パターンも図示する通りに対称的になる。
また、f=f0における各アンテナの指向性に付いては図示していなが、図4−Bから判るように何れのアンテナについても略無指向性となる。
6 and 7 are graphs showing the directivity of each antenna at f = f − and f + when the arrangement method of FIG. 5 is adopted. By making the metal wiring pattern of each antenna symmetrical as described above, the radiation pattern of each antenna is necessarily symmetric as shown.
Further, although the directivity of each antenna at f = f 0 is not shown in the figure, any antenna is almost omnidirectional as can be seen from FIG.
この結果、上記の各配設場所P1,P2,P3,P4に配設された合計4台のアンテナ(2台のアンテナ10と2台のアンテナ10′)を用いれば、前記の周波数f-,f0,f+を包括する幅広い通信帯域において、何れの方位に対しても良好な通信を実現することができる。
As a result, the installation place of the P1, P2, P3, P4 total of four arranged in the antenna (the two
図8に本実施例2のアンテナ20の平面図を示す。このアンテナ20は、前記の実施例1のアンテナ10を改良したものであり、更なる小型化が図られている点が大きな特徴である。この小型化は、左腕の支部ALbと右腕の支部ARbにそれぞれ屈曲部k1、屈曲部k2を設け、同時に前記の間隔d5を短くすることにより達成した。アンテナ20の給電線などを除いた部位は、中心Cに対して点対称形に形成されている。したがって、屈曲部k1,k2は、同形状であり、鋭角θを持つ。この屈曲部k1,k2を鋭角形状にする理由は、間隔d5を短くしても、図2−Bに例示したメインローブの方向(y軸に対する大幅なずれ)を維持するためである。
FIG. 8 shows a plan view of the
この様な設定に従えば、間隔d5を短くしても、主要部を構成する左腕ALと右腕ARからなる金属配線at1上に現れる定在波の合成電流の方向(x軸に対する大幅なずれ)を、アンテナ10の場合と比較して効果的に維持できるので、アンテナの特性を損なうことなく、アンテナの小型化を図ることができる。
According to such a setting, even if the distance d 5 is shortened, the direction of the combined current of the standing wave appearing on the metal wiring at1 composed of the left arm AL and the right arm AR that constitutes the main part (a significant deviation from the x axis) ) Can be effectively maintained as compared with the case of the
図9に本実施例3のアンテナ30の平面図を示す。このアンテナ30は、上記の実施例2のアンテナ20を改良したものである。即ち、このアンテナ30は、アンテナ20の主要部を構成する左腕ALと右腕ARからなる金属配線at1を図示する様に2重化し、この略平行な2線の各両端をそれぞれ互いに短絡接続することにより、この金属配線at1をフォールデッドダイポールに形成したものである。
この様な構成に従えば、金属配線at1の経路長が略半波長となる周波数(f≒f-)において、入出力整合特性を効果的に好適化或いは最適化することができる。
FIG. 9 shows a plan view of the
According to such a configuration, the input / output matching characteristics can be effectively optimized or optimized at a frequency (f≈f − ) at which the path length of the metal wiring at1 is approximately a half wavelength.
このフォールデッドダイポールの2線の間隔d3の適正範囲は、以下の通りである。
(間隔d3の値)
0.005λ0≦d3≦0.03λ0 …(8)
この様な設定に従えば、整合特性(:給電点OL,ORでの入力インピーダンス)を調整することができるので、金属配線at1の共振周波数近傍(f≒f-)における、給電点OL,ORでの電力反射量を最小化することができる。
The appropriate range of the distance d 3 between the two lines of the folded dipole is as follows.
(The value of the interval d 3)
0.005λ 0 ≦ d 3 ≦ 0.03λ 0 (8)
According to such a setting, the matching characteristics (: input impedance at the feed points OL and OR) can be adjusted. Therefore, the feed points OL and OR near the resonance frequency (f≈f − ) of the metal wiring at1. The amount of power reflection at can be minimized.
図10に本実施例4のアンテナ40の平面図を示す。このアンテナ40は、上記の実施例3のアンテナ30を改良したものである。即ち、このアンテナ40では、支線BLと支部ALbとの間に、支線BLや支部ALbと適当な距離をおいて、無給電の金属配線CLが付加されており、この金属配線CLは、支部ALb又は支線BLと電磁的に結合する。同様に、無給電の金属配線CRは、支部ARb又は支線BRと電磁的に結合する。
また、本アンテナ40も、前述のアンテナ10/20/30と同様に、中心Cに対して点対称形に形成されている。
この様な構成に従えば、カップリングの作用により、アンテナの周波数特性を補償することができる。
FIG. 10 is a plan view of the
In addition, the
According to such a configuration, the frequency characteristics of the antenna can be compensated by the action of coupling.
〔その他の変形例〕
本発明の実施形態は、上記の形態に限定されるものではなく、その他にも以下に例示される様な変形を行っても良い。この様な変形や応用によっても、本発明の作用に基づいて本発明の効果を得ることができる。
(変形例1)
例えば、上記の各実施例では、何れのアンテナにも前記の式(1)の関係を与えたが、必ずしも式(1)を満たす必要はない。
図11−Aは、本変形例1を示すアンテナ51の平面図である。このアンテナ51では、S1>S2=S3=S4となっているが、この様な構成においても、本発明の手段に基づいて、本発明の作用・効果を得ることができる。
[Other variations]
The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and other modifications as exemplified below may be made. Even with such modifications and applications, the effects of the present invention can be obtained based on the functions of the present invention.
(Modification 1)
For example, in each of the above-described embodiments, the relationship of the formula (1) is given to any antenna, but the formula (1) is not necessarily satisfied.
FIG. 11A is a plan view of the
(変形例2)
図11−Bは、本変形例2を示すアンテナ52の平面図である。このアンテナ51では、S1>S2>S3>S4となっている。この構成に従えば、一つのアンテナ(このアンテナ51)でより多くの共振モードを実現できるので、通信帯域の更なる広帯域化が期待できる。
(Modification 2)
FIG. 11B is a plan view of the
(変形例3)
図11−Cは、本変形例3を示すアンテナ53の平面図である。このアンテナ53の支線BL,BRは何れも、YL−YR方向の成分を持たない。この様な設定に従えば、高い周波数(f≒f+)側のメインローブをy軸から大幅にずらすことができる。
(Modification 3)
FIG. 11C is a plan view of the
(変形例4)
図11−Dは、本変形例4を示すアンテナ54の平面図である。この様なYL−YR方向に垂直な方向に長手方向をもつ金属配線パターンによっても、本発明の手段に基づいて、本発明の作用・効果を得ることができる。
(Modification 4)
FIG. 11D is a plan view of the
(変形例5)
図12−Aは、本変形例5を示すアンテナ61の平面図である。このアンテナ61においては、左腕AL、右腕AR、支線BL,BRは何れも直線的に形成されている。この様な金属配線パターンによっても、本発明の手段に基づいて、本発明の作用・効果を得ることができる。
(Modification 5)
FIG. 12A is a plan view of the
(変形例6)
図12−Bは、本変形例6を示すアンテナ62の平面図である。このアンテナ62は上記の変形例5のアンテナ61における部分金属配線at4(e2−YL−OL−OR−YR−e4の各点を順次通る経路上に位置するダイポールアンテナ)をフォールデッドダイポールで構成したものである。この様な金属配線パターンによっても、本発明の手段に基づいて、本発明の作用・効果を得ることができる。
(Modification 6)
FIG. 12B is a plan view of the
なお、支線BLと支部ALbとは理論的には区別がつかないものであるので、この両者の定義(呼び名)は可換である。ただし、本発明の構成においては、第1の手段の所で断わっている様に、支線BLと支線BRとは、主要部(ALとAR)を挟んで互いに反対側に位置するものであるので、支線BLと支部ALbの定義(呼び名)を互いに交換する時は、支線BRと支部ARbの定義をも同時に互いに交換しなければならない。
この様な対称的な任意性は、アンテナを裏返して認識しても良いと言う当然の任意性に基づくものである。
Note that the branch line BL and the branch part ALb are theoretically indistinguishable, so the definitions (names) of both are interchangeable. However, in the configuration of the present invention, the branch line BL and the branch line BR are located on opposite sides of the main part (AL and AR), as cut off at the first means. When the definitions (names) of the branch line BL and the branch part ALb are exchanged with each other, the definitions of the branch line BR and the branch part ARb must be exchanged with each other at the same time.
Such symmetrical arbitraryness is based on the natural arbitraryity that the antenna may be turned over and recognized.
(変形例7)
図12−Cは、本変形例7を示すアンテナ63の平面図である。このアンテナ63は上記の変形例5のアンテナ61を変形した例である。即ち、アンテナ61のOL−YL間の長さとOR−YR間の長さを短くした極限で、このアンテナ63の金属配線パターンを得ることができる。この様な金属配線パターンによっても、本発明の手段に基づいて、本発明の作用・効果を得ることができる。
(Modification 7)
FIG. 12C is a plan view of the
(変形例8)
図12−Dは、本変形例8を示すアンテナ64の平面図である。このアンテナ64は、上記のアンテナ63を改良したものである。無給電の各金属配線C1,C2,C3は、それぞれ、f=f0,f-,f+の受信感度(または出力レベル)の強化を図るものである。金属配線C2,C3は連結させても良い。これらの場合、給電線は、左右に設けることも可能であり、また、給電線を始めとする各金属配線は、何れも必ずしも同一面上になくとも良い。
(Modification 8)
FIG. 12D is a plan view of the
(変形例9)
図13−Aは、本変形例9を示すアンテナ71の平面図である。支部ALbと支線BLとは、同一の放物線上に設けられている。支部ARbと支線BRも、同様に同一の放物線上に設けられている。この様な曲線は双曲線でも良いし楕円でも良い。また、2次曲線に限らず、n次曲線(n>2)でも良い。
また、無給電の金属配線(CL1,CL2,CR1,CR2)は、計4本具備されているが、この様に無給電の金属配線を多重化しても良い。特に車両のフロントガラスなどアンテナを設置する場合には、金属配線の数などは、美観や安全性に照らして総合的に決定することが望ましい。
(Modification 9)
FIG. 13A is a plan view of the
Further, although there are a total of four parasitic metal wirings (CL1, CL2, CR1, CR2), the parasitic metal wirings may be multiplexed in this way. In particular, when an antenna such as a windshield of a vehicle is installed, it is desirable to comprehensively determine the number of metal wirings in light of aesthetics and safety.
(変形例10)
図13−Bは、本変形例10を示すアンテナ72の平面図である。支線BLと支部ALbは、長方形の左側の一辺を排除した図形に形成されている。また、同様に、支線BRと支部ARbは、長方形の右側の一辺を排除した図形に形成されている。しかしながら、図示する様にYL−YRの方向がこれらの長方形に対して傾けてあるので、前記の式(1)の関係が保たれている。
(Modification 10)
FIG. 13-B is a plan view of the
(変形例11)
図13−Cは、本変形例11を示すアンテナ73の平面図である。屈曲部k1,k2の先端は取られて丸められているが、この様な形状も略鋭角形状と見なして良い。即ち、この様な構成によっても各θが鋭角であるので、本発明の作用に基づいてy軸方向の小型化が実施できる。屈曲部は、必ずしも中心点に対する点対称の位置に設けなくとも良い。また、金属配線の任意の部位を部分的に太くしても良い。
(Modification 11)
FIG. 13-C is a plan view of the
(変形例12)
図13−Dは、本変形例12を示すアンテナ74の平面図である。この例では、屈曲部k1,k2,k3,k4が、中心点に対して互いに点対称となる位置に設けられている。また、本発明のアンテナは、例えば支部ALbや支部ARbなどを、部分的に2線化しても良い。
(Modification 12)
FIG. 13-D is a plan view of the
(変形例13)
図14−Aは、本変形例13を示すアンテナ81の平面図である。このアンテナ81は、給電点OL,ORの中点に対して点対称形に形成したものであり、本アンテナ81においては、支線BLや支線BRの2線化が実施されている。即ち、支線BLには、支線BLと同様に給電された支線BL′が平行に非常に接近して並列に設けられている。ただし、支線BLの端点e2において支線BL′の端点は短絡接続されていない。
(Modification 13)
FIG. 14A is a plan view of an
また、このアンテナ81には、無給電の金属配線CL,CRが、左腕ALと右腕ARの各鋭角部分の内側に接近して配設されている。この金属配線CLの長さや、左腕ALとの間隔などは任意で良い。金属配線CLの分岐点YL寄りの端点は、本アンテナ81では勿論、分岐点YLには接続されていないが、金属配線CLの分岐点YL寄りの端点は、分岐点YLに接続しても良い。即ち、その様な接続により、金属配線CLを給電配線(新たな支線)とする配線形態(更なる変形例)を採用しても良い。これらのことは、金属配線CRに付いても同様である。
The
(変形例14)
図14−Bは、本変形例14を示すアンテナ82の平面図である。支線BL″は、支線BLに対して設けられた、更に下位の支線である。即ち、支線BL″は、アンテナ81の支線BL′に幾らか似ているが、アンテナ82の支線BLの端点e2と支線BL″の端点e5の各位置は、大きく離れている。これらの支線BL″,BR″は、f=f+よりも更に高い周波数の定在波による共振モードの成立を図るものである。また、本アンテナ82から支部ALb,ARbを除去しても、新たなアンテナを構成することができ、その新たなアンテナもまた本発明の範疇に属するものとなる。
(Modification 14)
FIG. 14B is a plan view of the
(変形例15)
図14−Cは、本変形例15を示すアンテナ83の平面図である。この様な金属配線パターンにより、配線数が若干増えるが、更なる広帯域化を図ることができる。
(Modification 15)
FIG. 14C is a plan view of the
(変形例16)
図14−Dは、本変形例16を示すアンテナ84の平面図である。このアンテナ84は、前述のアンテナ63の拡張形態を例示するものである。支線BL″、支線BR″の付設により、配線数が若干増えるが、更なる広帯域化を図ることができる。
(Modification 16)
FIG. 14D is a plan view of the
本発明のアンテナは、その作用原理から受信及び発信の双方に利用できることは言うまでもない。また、配設場所は車両に限らず、任意の移動体や、勿論固定局においても利用することができる。本発明のアンテナは、特に複数台を用いて移動体上のアダプティブ受信装置やダイバーシチ受信装置を構成する際に好適であるが、1台のアンテナであっても、8の字型の深い落ち込みを持たないので、良好に動作する。 Needless to say, the antenna of the present invention can be used for both reception and transmission because of its operation principle. Further, the arrangement location is not limited to the vehicle, and can be used in any mobile body and, of course, a fixed station. The antenna of the present invention is particularly suitable for constructing an adaptive reception device or diversity reception device on a mobile body using a plurality of antennas, but even with one antenna, a deep depression of an 8-shaped shape is obtained. Since it does not have, it works well.
10 : アンテナ(実施例1)
20 : アンテナ(実施例2)
30 : アンテナ(実施例3)
40 : アンテナ(実施例4)
AL : 主要部を構成するダイポールアンテナの左腕
AR : 主要部を構成するダイポールアンテナの右腕
OL : 左腕ALの給電点
OR : 右腕ARの給電点
YL : 左腕ALに設けられた分岐点
YR : 右腕ARに設けられた分岐点
BL : 分岐点YLに接続された支線
BR : 分岐点YRに接続された支線
ALb : 分岐点YLから先に位置する左腕ALの支部
ARb : 分岐点YRから先に位置する右腕ARの支部
e1 : 支部ALbの端点
e2 : 支線BLの端点
e3 : 支部ARbの端点
e4 : 支線BRの端点
S1 : 支部ALbの長さ(金属配線上での2点YL,e1間の距離)
S2 : 支線BLの長さ(金属配線上での2点YL,e2間の距離)
S3 : 支部ARbの長さ(金属配線上での2点YR,e3間の距離)
S4 : 支線BRの長さ(金属配線上での2点YR,e4間の距離)
kn : 略鋭角形状の屈曲部(nは番号)
m : 金属配線上での2点e1,e2間の中点
m′ : 金属配線上での2点e3,e4間の中点
CL : 支部ALb又は支線BLと電磁的に結合する無給電の金属配線
CR : 支部ARb又は支線BRと電磁的に結合する無給電の金属配線
qL : 給電線(左側)
qR : 給電線(右側)
AC : 給電部
I-1〜I-5 : 定在波の電流成分(f=f-)
I+1〜I+5 : 定在波の電流成分(f=f+)
I01〜I07 : 定在波の電流成分(f=f0)
10: Antenna (Example 1)
20: Antenna (Example 2)
30: Antenna (Example 3)
40: Antenna (Example 4)
AL: left arm of dipole antenna constituting main part AR: right arm of dipole antenna constituting main part OL: feeding point of left arm AL OR: feeding point of right arm AR YL: branch point provided in left arm AL YR: right arm AR BL: Branch line connected to the branch point YL BR: Branch line connected to the branch point YR ALb: Branch of the left arm AL located first from the branch point YL ARb: Located ahead of the branch point YR Branch of right arm AR e1: End point of branch ALb e2: End point of branch line BL e3: End point of branch ARb e4: End point of branch line BR S1: Length of branch ALb (distance between two points YL and e1 on metal wiring)
S2: Length of branch line BL (distance between two points YL and e2 on the metal wiring)
S3: Length of the branch ARb (distance between two points YR and e3 on the metal wiring)
S4: Length of branch line BR (distance between two points YR and e4 on metal wiring)
kn: bent portion having a substantially acute angle (n is a number)
m: midpoint between two points e1 and e2 on metal wiring m ': midpoint between two points e3 and e4 on metal wiring CL: parasitic metal electromagnetically coupled to branch ALb or branch line BL Wiring CR: Non-feeding metal wiring that electromagnetically couples to the branch part ARb or the branch line BR qL: Feeding line (left side)
qR: Feed line (right side)
AC: feeding section I -1 ~I -5: current component of the standing wave (f = f -)
I +1 to I +5 : standing wave current component (f = f + )
I 01 to I 07 : standing wave current components (f = f 0 )
Claims (7)
2つの点e1とe2とを分岐点YLを介してつなぎ、分岐点YLから給電点OLをつなぐように形成された金属配線から成る第1の構成部分と、
中点Cに対して点e1と点対称の位置にある点e3と、中点Cに対して点e2と点対称の位置にある点e4とを、中点Cに対して分岐点YLと点対称の位置にある分岐点YRを介してつなぎ、分岐点YRから給電点ORをつなぐように形成された金属配線から成る第2の構成部分とから成り、
点e1から分岐点YL迄に第1の屈曲部を有し、
点e2から分岐点YL迄に第2の屈曲部を有し、
点e1から前記第1の屈曲部迄の直線部分と、点e2から前記第2の屈曲部迄の直線部分とが平行に配置され、
前記第1の屈曲部から分岐点YLまでの部分及び分岐点YLから前記第2の屈曲部までの部分は各々直線状に形成されており、
点e3から分岐点YR迄に、中点Cに対して前記第1の屈曲部と点対称の位置に第3の屈曲部を有し、
点e4から分岐点YR迄に、中点Cに対して前記第2の屈曲部と点対称の位置に第4の屈曲部を有し、
点e3から前記第3の屈曲部迄の直線部分と、及び点e4から前記第4の屈曲部迄の直線部分とが平行に配置され、
前記第3の屈曲部から分岐点YRまでの部分及び分岐点YRから前記第4の屈曲部までの部分は各々直線状に形成されており、
点e1から分岐点YL迄の長さをS1とし、
点e2から分岐点YL迄の長さをS2とし、
点e3から分岐点YR迄の長さをS3とし、
点e4から分岐点YR迄の長さをS4として、
S1+S3≠S2+S4であり、
点e1から分岐点YLを介して給電点OLまでのアンテナ長を1/4波長とする周波数の高周波に対するメインローブの方向と、
点e2から分岐点YLを介して給電点OLまでのアンテナ長を1/4波長とする周波数の高周波に対するメインローブの方向とは、点e1から前記第1の屈曲部迄の直線部分に対する垂直方向から、互いに反対方向にずれていることを特徴とするアンテナ。 An antenna formed in a point-symmetrical shape substantially on the same plane with respect to the midpoint C of the two feeding points OL and OR ,
A first component composed of metal wiring formed so as to connect the two points e1 and e2 via the branch point YL and connect the feed point OL to the branch point YL;
A point e3 that is point-symmetric with the point e1 with respect to the middle point C, a point e4 that is point-symmetric with the point e2 with respect to the middle point C, and a branch point YL and a point with respect to the middle point C A second component composed of a metal wiring formed so as to be connected via a branch point YR at a symmetrical position and connected to the feed point OR from the branch point YR;
A first bent portion from the point e1 to the branch point YL;
A second bent portion from the point e2 to the branch point YL;
A straight line portion from the point e1 to the first bent portion and a straight line portion from the point e2 to the second bent portion are arranged in parallel.
The portion from the first bent portion to the branch point YL and the portion from the branch point YL to the second bent portion are each formed in a straight line,
From the point e3 to the branch point YR, it has a third bent portion at a position symmetrical to the first bent portion with respect to the middle point C,
From the point e4 to the branch point YR, it has a fourth bent portion at a point symmetrical with the second bent portion with respect to the middle point C,
A straight line portion from the point e3 to the third bent portion and a straight line portion from the point e4 to the fourth bent portion are arranged in parallel.
The portion from the third bent portion to the branch point YR and the portion from the branch point YR to the fourth bent portion are each formed in a straight line.
The length from the point e1 to the branch point YL is S1,
The length from the point e2 to the branch point YL is S2,
The length from the point e3 to the branch point YR is S3,
The length from the point e4 to the branch point YR is S4.
S1 + S3 ≠ S2 + S4,
The direction of the main lobe with respect to the high frequency of the frequency which makes the antenna length from the point e1 to the feeding point OL through the branch point YL a quarter wavelength;
The direction of the main lobe with respect to a high frequency having a frequency at which the antenna length from the point e2 to the feed point OL through the branch point YL is ¼ wavelength is perpendicular to the straight line portion from the point e1 to the first bent portion. , Antennas characterized by being shifted in opposite directions.
点e2から前記第2の屈曲部と分岐点YLとを介して給電点OLまでのアンテナ部分と、点e4から前記第4の屈曲部と分岐点YRとを介して給電点ORまでのアンテナ部分とをフォールデッドダイポールに置き換えたことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載のアンテナ。 An antenna portion from point e1 to the feeding point OL through the first bent portion and the branch point YL, and an antenna portion from point e3 to the feeding point OR through the third bent portion and the branch point YR the door was replaced by a folded dipole, or,
An antenna portion from point e2 to the feeding point OL through the second bent portion and the branch point YL, and an antenna portion from point e4 to the feeding point OR through the fourth bent portion and the branch point YR The antenna according to any one of claims 1 to 3, wherein the antenna is replaced with a folded dipole .
複数台の前記アンテナを、車両の前方または後方の傾斜を有する窓ガラスに対して固定し、
複数台の前記アンテナの内の少なくとも2台1組において、
前記2台のアンテナの各中心点を結ぶ線分の垂直二等分面に対して、前記2台のアンテナの放射パターンが互いに略対称形になる様に、前記2台のアンテナを配設することを特徴とするアンテナの配設方法。 An arrangement method of the antenna according to any one of claims 1 to 5,
Fixing a plurality of the antennas to a window glass having a front or rear inclination of the vehicle;
In a set of at least two of the plurality of antennas,
The two antennas are arranged so that the radiation patterns of the two antennas are substantially symmetrical with respect to a vertical bisector of a line segment connecting the center points of the two antennas. a method of arranging features and to luer antenna that.
複数台の前記アンテナを、車両の前方または後方の傾斜を有する窓ガラスに対して固定し、
複数台の前記アンテナの内の少なくとも2台1組において、
前記2台のアンテナの各中心点を結ぶ線分の垂直二等分面に対して、前記2台のアンテナを形成する各金属配線の配線パターンが互いに略対称形になる様に、前記2台のアンテナを配設することを特徴とするアンテナの配設方法。 An arrangement method of the antenna according to any one of claims 1 to 5,
Fixing a plurality of the antennas to a window glass having a front or rear inclination of the vehicle;
In a set of at least two of the plurality of antennas,
The two antennas are arranged so that the wiring patterns of the metal wirings forming the two antennas are substantially symmetrical with respect to the vertical bisector of the line segment connecting the center points of the two antennas. a method of arranging features and to luer antenna to disposing the antenna.
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