JP4154557B2 - Antenna device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人工衛星からの電波(以下「衛星波」とも呼ぶ。)又は地上での電波(以下「地上波」とも呼ぶ。)を受信してデジタルラジオ放送を聴取することが可能なデジタルラジオ受信機に用いられるアンテナ装置に属する。
【0002】
【従来の技術】
最近、人工衛星からの電波(衛星波)又は地上波を受信して、デジタルラジオ放送を聴取可能にしたデジタルラジオ受信機が開発され、米国において実用化されようとしている。
【0003】
このデジタルラジオ受信機は、自動車等の移動局に搭載され、周波数が約2.3GHzの電波を受信してラジオ放送を聴取することが可能である。すなわち、デジタルラジオ受信機は、モバイル放送を聴取することが可能なラジオ受信機である。尚、地上波は、衛星波を一旦、地球局で受信した後、周波数を若干シフトしたものである。
【0004】
このような、約2.3GHzの周波数の電波を受信するためには、自動車の車外にアンテナを設置する必要がある。そのようなアンテナとしては、種々の構造のものが考えられるが、平面型(平板型)ではなくスティック型とすることが一般的である。
【0005】
また、周知のように、自由空間に放射される電磁波は、波の進行方向と直角な面内に振動する電界と磁界をもった横波で、電界と磁界はその面内で強さが変化するが、これを偏波という。衛星波は円偏波であるのに対して、地上波は直線偏波である。
【0006】
図7に示したアンテナ装置は、衛星波を受信するための柱形状のヘリカルアンテナ(以下、アンテナと呼ぶ)21と、このアンテナ21を立設して支持したケース23と、さらに、アンテナ21を立設した状態で、ケース23を設置するケース23の設置部25に設けた導電性のグランド板31と、電源電圧を供給するケーブル33とを備えている。
【0007】
グランド板31は、図8にも示すように、一軸Xと平行な一軸X方向と直交する方向に おけるアンテナ21の断面形状よりも大きくかつ一軸方向と直交する向きに設置されるように平板形状を呈している。このグランド板31は、アンテナ21が受信する電波の感度を維持するために採用されている。
【0008】
即ち、アンテナ21には、このアンテナ21の一軸方向の先端側(以下、前方側と呼ぶ)から受信される電波と、アンテナ21の設置部25側(以下、後方側と呼ぶ)から受信される電波とがある。これらの前方側及び後方側の電波は、後方側で受信される電波を少なくすることが望ましい。したがって、前方側及び後方側の電波は、比率が大きいほどアンテナ21が受信する電波の感度が向上する。
【0009】
このようなアンテナ21で受信された衛星波は、移相器によって位相をシフトすることにより位相を一致させて(調整して)合成された後、ケース23内に設けられている、図示しない低雑音増幅器(LNA)によって増幅され、受信機本体へ送られる。ここで、アンテナ21と移相器とLNAとの組合せは、アンテナ装置と呼ばれる。
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
上述したように、従来のアンテナ装置では、ケース23上にアンテナ21を立設して電波を受信するように構成し、平板形状のグランド板によって後方側から受信される電波をアースさせることによってアンテナ21の感度を向上するようにしているが、グランド板が平板形状であるために、アンテナ21の後方側の周囲からも電波が受信されてしまい、前方側及び後方側の比率が小さいのでグランドノイズを低減することができず、さらにアンテナ感度を、向上できないという問題がある。
【0011】
それ故に、本発明の課題は、アンテナの前方側及び後方側の比率を大きく改善でき、グランドノイズを低減し、アンテナ感度をさらに向上することができるアンテナ装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、ヘリカルアンテナである柱形状のアンテナ(1)と、該アンテナ(1)を支持したケース(3)と、前記ケース(3)に設けた導電性のグランド板(11又は18)とを含むアンテナ装置に於いて、前記ケース(3)は、前記アンテナを一軸(X)と平行な一軸(X)方向へ立設して支持したケース部(4)と、該ケース部(4)の上面(4a)から前記アンテナ(1)を立設した状態で前記ケース(3)を設置するよう前記上面(4a)と対向する前記ケース部(4)の下面(4b)に設けた設置部(5)とを有し、前記ケース部(4)及び前記設置部(5)は、前記一軸と直交する方向において前記一軸(X)と直交する前記アンテナの断面形状よりも大きい断面形状を有し、前記グランド板(11又は18)は、前記一軸と直交する方向において前記一軸(X)と直交する前記アンテナの断面形状の外周よりも大きい断面形状をもちかつ前記ケース部(4)の前記下面(4b)と対向している前記設置部(5)の底面(5a)に設けられている平板形状の主板部(11a)と、前記主板部(11a)から前記一軸(X)と直交する前記アンテナ(1)の断面形状よりも大きい位置にかつ前記設置部(5)の範囲内で前記ケース部(4)の前記下面(4b)側へ延在している副板部(11b)とを有するアンテナ装置が得られる。
【0013】
尚、上記括弧内の符号は、本発明の理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、これらに限定されないのは勿論である。
【0014】
【作用】
受信された電波は、アンテナによって受信される。グランド板は、主板部によって後方側から受信される電波をアースさせる。また、副板部は、主板部の周囲辺上からアンテナへ向かって受信される電波をアースさせる。
【0015】
この結果、後方側から受信される電波は主板部及び副板部によってアースすることができるので、前方側及び後方側の電波は比率が大きくなりアンテナの感度を向上する。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態例について詳細に説明する。図1は、本発明に係るアンテナ装置の第1実施の形態を示している。図2乃至図4は、図1に示したグランド板を示している。
【0017】
図1を参照して、本発明の第1実施の形態に係るアンテナ装置は、柱形状のヘリカルアンテナ(以下、アンテナと呼ぶ)1と、このアンテナ1を立設して支持したケース3と、ケース3に設けた導電性のグランド板とを備えている。
【0018】
ケース3は、アンテナ1を一軸Xと平行な一軸X方向へ立設して支持したケース部4と、ケース部4の上面4aからアンテナ1を立設した状態でケース3を設置するよう上面4aと対向するケース部4の下面4bに設けた設置部5とを有する。ケース部4及び設置部5は、一軸Xと直交する方向において一軸Xと直交するアンテナの断面形状の外周よりも大きい断面形状を有する。
【0019】
グランド板11は、図2乃至図4にも示すように、一軸Xと直交する方向において一軸Xと直交するアンテナの断面形状よりも大きい断面形状をもちかつケース部4の下面4bと対向している設置部5の底面5aに設けられている平板形状の主板部11aと、主板部11aの周端辺から設置部5の範囲内でケース部4の下面4b側へ延在している複数の副板部11bとを有する。
【0020】
グランド板11には、所定個所に複数の穴11cが形成されており、これらの穴11cにネジを通すことによって設置部5に固定されている。
【0021】
主板部11aと副板部11bとは、これらが一枚の板部材によって一体に作られており、主板部11aの一辺よりも短い副板部11bが主板部11aの一面上へ折り曲げられて形成されている。即ち、四ヶ所に形成されている主板部11aは、図示したほぼ四角形を呈する平板であり、副板部11bが主板部11aの四辺のそれぞれから主板部11aの一面上へ折り曲げられている。したがって、この実施の形態例における副板部11bは、設置部5の範囲内で主板部11aから一軸Xと直交する方向において一軸Xと直交するアンテナ1の断面形状の外周よりも大きい位置においてケース部4の下面4b側へ延在している。なお、ケース3には、受信機本体に接続するように電源電圧を供給するケーブル13が接続されている。
【0022】
グランド板11は、アンテナ1が受信する電波の感度を維持するために採用されている。即ち、アンテナ1には、このアンテナ1の一軸X方向の先端側(以下、前方側と呼ぶ)から受信される電波と、アンテナ1の一軸X方向の下端側(以下、後方側と呼ぶ)から受信される電波とがある。これらの前方側及び後方側の電波は、後方側で受信される電波を少なくすることが望ましい。したがって、前方側及び後方側の電波は、比率が大きいほどアンテナ1が受信する電波の感度が向上する。
【0023】
第1実施の形態例におけるアンテナ装置では、ケース3上にアンテナ1を立設して電波を受信するように構成しているので、グランド板11の平板形状の主板部11aによって後方側から受信される電波をアースさせる。また、副板部11bは、主板部11aの周囲辺上からアンテナ1へ向かって受信される電波をアースさせる。
【0024】
この結果、後方側から受信される電波は、主板部11a及び副板部11bによってアースすることができるので、前方側及び後方側の電波は、比率が大きくなるのでグランドノイズを低減し、アンテナ1の感度を向上させることができる。
【0025】
アンテナ1としては、たとえば絶縁性の円筒または円柱の部材であり、柱状部材の外周面上に導体をヘリックス状に巻いた構造となっている。柱状部材の材料としてはプラスチックなどの絶縁材料が使用される。
【0026】
導体は、絶縁シートに複数本の導体パターンを印刷したものもしくは導電性を有する線条部材を柱状部材に巻くようにしたものを採用する。このような構造のヘリカルアンテナにおいては、その共振周波数が柱状部材の高さ(長さ)、直径、および誘電率等によって決定される。
【0027】
導体によって受信された電波は、ケース3内に設けられている、図示しない移相器によって位相をシフトすることにより位相を一致させて(調整して)合成された後、図示しない低雑音増幅器(LNA)によって増幅され、受信機本体へ送られる。
【0028】
図5は、本発明のアンテナ装置における第2実施の形態例を示している。図6は、図5に示したグランド板が曲げ加工される前の形態を示している。なお、第2実施の形態例では、第1実施の形態例のアンテナ1、ケース3、及びケース1の設置部5を採用するので、これらの説明については同じ符号を付して説明を省略する。
【0029】
図5及び図6を参照して、グランド板18は、主板部18aと副板部18bとを有している。主板部18aと副板部18bとは、これらが一枚の板部材によって一体に作られており、主板部18aの四辺の長さと同じ長さに形成されている副板部18bが主板部18aの一面上へ折り曲げられて環状に形成されている。即ち、副板部18bは、主板部18aの四辺のそれぞれから主板部18aの一面上へ折り曲げられている。したがって、この実施の形態例における副板部18bは、設置部5の範囲内で主板部18aから一軸Xと直交する方向において一軸Xと直交するアンテナ1の断面形状の外周よりも大きい位置においてケース部4の下面4b側へ延在している。
【0030】
以上、本発明について好ましい実施の形態によって説明してきたが、本発明は上述した実施の形態に限定しないのは勿論である。例えば、主板部11a,18aは、ほぼ正方形としているが、その他の多角形であってもよく、また円形、楕円形などでもよい。
【0031】
さらに、副板部11b,18bは、上記実施の形態例においては、主板部11a,18aの4つの周端辺にそれぞれ形成されているが、一軸Xと直交する方向において一軸Xと直交するアンテナ1の断面形状よりも大きい位置において主板部11a,18aを切り起こすことにより副板部11b,18bを任意の形態に形成しても良いのは勿論である。
【0032】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明では、副板部がアンテナの後方側を覆う位置まで高く形成されていないので、グランドノイズを低減することができることから、ヘリカルアンテナの感度を改善することができる。さらに、グランド板は、平板形状である主板部によって、アンテナの後方側から受信される電波をアースするとともに、アンテナの後方側の周囲からも電波を副板部によってアースするので、グランドノイズ低減することができる。
【0033】
したがって、前方側及び後方側の比率が大きくなるので、アンテナの感度を、さらに向上することができる。
【0034】
また、本発明では、ラジオセット近傍でアンテナを動作させる場合に、セットからの不要輻射の影響を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施の形態に係るアンテナ装置の一部を断面して示した正面図である。
【図2】 図1に示したグランド板の平面図である。
【図3】 図1に示したグランド板の左側面図である。
【図4】 図1に示したグランド板の正面図である。
【図5】 本発明の第2実施の形態に係るアンテナ装置におけるグランド板を示す斜視図である。
【図6】 図5に示したグランド板の展開図である。
【図7】 従来のアンテナ装置の構成を示す正面図である。
【図8】 図7に示したグランド板を示す斜視図である。
【符号の説明】
1,21 アンテナ
3,23 ケース
4 ケース部
4a ケース部の上面
4b ケース部の下面
5,25 設置部
5a 設置部の底面
11,18,31 グランド板
11a,18a 主板部
11b,18b 副板部
X 一軸 [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a digital radio capable of listening to a digital radio broadcast by receiving radio waves from an artificial satellite (hereinafter also referred to as “satellite waves”) or radio waves on the ground (hereinafter also referred to as “terrestrial waves”). It belongs to the antenna device used for the receiver.
[0002]
[Prior art]
Recently, digital radio receivers that receive radio waves (satellite waves) or terrestrial waves from artificial satellites and that can listen to digital radio broadcasts have been developed and are being put to practical use in the United States.
[0003]
This digital radio receiver is mounted on a mobile station such as an automobile, and can receive radio waves by receiving radio waves having a frequency of about 2.3 GHz. That is, the digital radio receiver is a radio receiver capable of listening to mobile broadcasts. The terrestrial wave is obtained by slightly shifting the frequency after the satellite wave is once received by the earth station.
[0004]
In order to receive such a radio wave having a frequency of about 2.3 GHz, it is necessary to install an antenna outside the vehicle. As such an antenna, antennas having various structures are conceivable, but a stick type is generally used instead of a flat type (flat plate type).
[0005]
As is well known, an electromagnetic wave radiated to free space is a transverse wave having an electric field and a magnetic field that oscillate in a plane perpendicular to the traveling direction of the wave, and the strength of the electric field and the magnetic field changes in the plane. However, this is called polarization. Satellite waves are circularly polarized while terrestrial waves are linearly polarized.
[0006]
The antenna apparatus shown in FIG. 7 includes a columnar helical antenna (hereinafter referred to as an antenna) 21 for receiving satellite waves, a
[0007]
[0008]
That is, the
[0009]
The satellite wave received by such an
[Problems to be solved by the invention]
[0010]
As described above, in the conventional antenna device, the
[0011]
Therefore, an object of the present invention is to provide an antenna device that can greatly improve the ratio of the front side and the rear side of the antenna, reduce ground noise, and further improve antenna sensitivity.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention , a columnar antenna (1) which is a helical antenna, a case (3) supporting the antenna (1), and a conductive ground plate (11 or 18 ) provided in the case (3). The case (3) includes a case part (4) that supports the antenna in a uniaxial (X) direction parallel to the uniaxial (X), and the case part ( 4) provided on the lower surface (4b) of the case portion (4) facing the upper surface (4a) so that the case (3) is installed in a state where the antenna (1) is erected from the upper surface (4a) of The case portion (4) and the installation portion (5) have a cross-sectional shape larger than the cross-sectional shape of the antenna orthogonal to the one axis (X) in the direction orthogonal to the one axis. And the ground plate (11 or 18) The installation portion having a cross-sectional shape larger than the outer periphery of the cross-sectional shape of the antenna orthogonal to the one axis (X) in a direction orthogonal to the axis and facing the lower surface (4b) of the case portion (4) ( 5) a flat main plate portion (11a) provided on the bottom surface (5a), and a position larger than the cross-sectional shape of the antenna (1) orthogonal to the one axis (X) from the main plate portion (11a). And the antenna apparatus which has the sub-plate part (11b) extended to the said lower surface (4b) side of the said case part (4) within the range of the said installation part (5) is obtained.
[0013]
In addition, the code | symbol in the said parenthesis is attached | subjected in order to make an understanding of this invention easy, and it is only an example, and of course is not limited to these.
[0014]
[Action]
The received radio wave is received by the antenna. The ground plate grounds radio waves received from the rear side by the main plate portion. Further, the sub-plate section, the ground causes the radio waves received toward from the periphery edge of the main plate portion to the antenna.
[0015]
As a result, the radio waves received from the rear side can be grounded by the main plate portion and the sub plate portion, so that the ratio of the front and rear side radio waves is increased and the sensitivity of the antenna is improved.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of an antenna device according to the present invention. 2 to 4 show the ground plate shown in FIG.
[0017]
Referring to FIG. 1, an antenna device according to a first embodiment of the present invention includes a columnar helical antenna (hereinafter referred to as an antenna) 1, a
[0018]
The
[0019]
As shown in FIGS. 2 to 4, the ground plate 11 has a cross-sectional shape larger than the cross-sectional shape of the antenna orthogonal to the single axis X in the direction orthogonal to the single axis X and faces the
[0020]
The ground plate 11 is formed with a plurality of
[0021]
The main plate portion 11a and the sub plate portion 11b are integrally formed by a single plate member, and a sub plate portion 11b shorter than one side of the main plate portion 11a is bent onto one surface of the main plate portion 11a. Has been. That is, the main plate portion 11a formed in the four places are flat exhibiting substantially square shown, sub-plate portion 11b are respectively songs folded onto one surface of the main plate portion 11a from Gerare four sides of the main plate portion 11a . Therefore, the sub-plate portion 11b in this embodiment is located at a position larger than the outer periphery of the cross-sectional shape of the
[0022]
The ground plate 11 is employed to maintain the sensitivity of radio waves received by the
[0023]
In the antenna device according to a first exemplary embodiment, in the erected
[0024]
As a result, radio waves received from the back side, it is possible to ground by the main plate portion 11a and the sub-plate portion 11b, the radio wave of the front side and the rear side reduces the ground noise because the ratio is increased, the
[0025]
The
[0026]
As the conductor, one obtained by printing a plurality of conductor patterns on an insulating sheet or one obtained by winding a conductive linear member around a columnar member is adopted. In the helical antenna having such a structure, the resonance frequency is determined by the height (length), diameter, dielectric constant, and the like of the columnar member .
[0027]
The radio wave received by the conductor is synthesized by adjusting (adjusting) the phase by shifting the phase by a phase shifter (not shown) provided in the
[0028]
FIG. 5 shows a second embodiment of the antenna device of the present invention. FIG. 6 shows a form before the ground plate shown in FIG. 5 is bent. In the second embodiment, since the
[0029]
5 and 6, the
[0030]
Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, the
[0031]
Furthermore, although the
[0032]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, in the present invention, since the sub-plate portion is not formed so high as to cover the rear side of the antenna, ground noise can be reduced, so that the sensitivity of the helical antenna is improved. Can do. Further, the ground plate grounds the radio wave received from the rear side of the antenna by the main plate portion having a flat plate shape, and also grounds the radio wave from the surroundings on the rear side of the antenna by the sub plate portion, thereby reducing the ground noise. be able to.
[0033]
Therefore, since the ratio of the front side and the rear side becomes large, the sensitivity of the antenna can be further improved.
[0034]
Further, in the present invention, when the antenna is operated near the radio set, it is possible to reduce the influence of unnecessary radiation from the set.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a cross section of a part of an antenna device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the ground plate shown in FIG.
FIG. 3 is a left side view of the ground plate shown in FIG.
4 is a front view of the ground plate shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing a ground plate in an antenna device according to a second embodiment of the present invention.
6 is a development view of the ground plate shown in FIG. 5. FIG.
FIG. 7 is a front view showing a configuration of a conventional antenna device.
8 is a perspective view showing the ground plate shown in FIG. 7. FIG.
[Explanation of symbols]
1,21
4 cases
Upper surface of 4a case
Bottom surface of the
5a
X uniaxial
Claims (2)
前記ケースは、前記アンテナを一軸と平行な一軸方向へ立設して支持したケース部と、該ケース部の上面から前記アンテナを立設した状態で前記ケースを設置するよう前記上面と対向する前記ケース部の下面に設けた設置部とを有し、
前記ケース部及び前記設置部は、前記一軸と直交する方向において前記一軸と直交する前記アンテナの断面形状よりも大きい断面形状を有し、
前記グランド板は、前記一軸と直交する方向において前記一軸と直交する前記アンテナの断面形状よりも大きい断面形状をもちかつ前記ケース部の前記下面と対向している前記設置部の底面に設けられている平板形状の主板部と、前記主板部から前記一軸と直交する前記アンテナの断面形状の外周よりも大きい位置にかつ前記設置部の範囲内で前記ケース部の前記下面側へ延在している副板部とを有することを特徴とするアンテナ装置。 In an antenna device including a columnar antenna that is a helical antenna, a case that supports the antenna, and a conductive ground plate provided in the case ,
The case includes a case portion that supports the antenna in a uniaxial direction parallel to a single axis, and the upper surface that faces the upper surface so that the case is installed in a state where the antenna is erected from the upper surface of the case portion. An installation portion provided on the lower surface of the case portion,
The case portion and the installation portion have a cross-sectional shape larger than the cross-sectional shape of the antenna orthogonal to the one axis in a direction orthogonal to the one axis,
The ground plate has a cross-sectional shape larger than the cross-sectional shape of the antenna orthogonal to the one axis in a direction orthogonal to the one axis, and is provided on the bottom surface of the installation part facing the lower surface of the case part. A flat plate-shaped main plate portion extending from the main plate portion to the lower surface side of the case portion at a position larger than the outer periphery of the cross-sectional shape of the antenna orthogonal to the one axis and within the range of the installation portion An antenna device comprising: a sub-plate portion .
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