JP4301041B2 - Integrated antenna - Google Patents

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本発明は、天頂方向に指向性を有する第１のアンテナと、水平方向に指向性を有する第２のアンテナと、少なくとも前記第１のアンテナのグランドとして作用するグランド板とを備えた統合アンテナに関する。   The present invention relates to an integrated antenna including a first antenna having directivity in a zenith direction, a second antenna having directivity in a horizontal direction, and a ground plate that acts as a ground of at least the first antenna. .

従来より、複数のアンテナが同一のグランド板に配置され、複数のアンテナが統合されてなる統合アンテナが供されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００３−１６８９１７号公報 Conventionally, an integrated antenna is provided in which a plurality of antennas are arranged on the same ground plate, and the plurality of antennas are integrated (see, for example, Patent Document 1).
JP 2003-168917 A

ところで、従来より実現されている統合アンテナは、天頂方向（仰角９０度）に指向性を有するアンテナ同士が同一のグランド板に配置され、天頂方向に指向性を有するアンテナ同士が統合されてなるものであるが、その一方で、近年の無線技術の発展に伴って、天頂方向に指向性を有するアンテナと水平方向（仰角０度）に指向性を有するアンテナとを統合するものが要望されている。しかしながら、天頂方向に指向性を有するアンテナと水平方向に指向性を有するアンテナとを統合しようとすると、各々のアンテナの性能を低下させないように各々のアンテナをグランド板に配置する必要がある。   By the way, the integrated antenna that has been realized conventionally is one in which antennas having directivity in the zenith direction (elevation angle 90 degrees) are arranged on the same ground plate, and antennas having directivity in the zenith direction are integrated. On the other hand, with the recent development of wireless technology, there is a demand for integrating an antenna having directivity in the zenith direction and an antenna having directivity in the horizontal direction (0 degree of elevation). . However, if an antenna having directivity in the zenith direction and an antenna having directivity in the horizontal direction are to be integrated, it is necessary to arrange each antenna on the ground plate so as not to deteriorate the performance of each antenna.

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、天頂方向に指向性を有するアンテナと水平方向に指向性を有するアンテナとの各々の性能を適切に確保しながらも両者を適切に統合することができる統合アンテナを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and the object thereof is to ensure both the performances of the antenna having directivity in the zenith direction and the antenna having directivity in the horizontal direction while appropriately securing the respective performances. It is in providing the integrated antenna which can be integrated appropriately.

請求項１に記載した発明によれば、天頂方向に指向性を有する第１のアンテナがグランド板の中央部付近に配置され、水平方向に指向性を有する第２のアンテナがグランド板の一辺に沿うように端部付近に配置されている。第２のアンテナは、グランド板の一辺に沿うように端部付近に配置され、１本のエレメントの一方の側と他方の側とに略平行な２本の辺部を有するように折返し構造が形成され且つ各々の略平行な２本の辺部の一部がグランド板に対して略平行になるように折曲げ構造が形成されている変形折返しダイポールアンテナから構成されている。
ここで、天頂方向に指向性を有するアンテナがグランド板の中央部付近に配置されている場合と端部付近に配置されている場合との指向性について説明すると、天頂方向に指向性を有するアンテナがグランド板の中央部付近に配置されている場合には、アンテナからグランド板に対して電界が均等に放射されることになるので、その指向性パターンのピーク（最大利得）が天頂方向に向くことになるが、これに対して、天頂方向に指向性を有するアンテナがグランド板の端部付近に配置されている場合には、アンテナからグランド板に対して電界が均等に放射されるのではなく、アンテナからグランド板に対して電界が偏って放射されることになり、場合によっては電界がグランド板の裏側に回込むことになるので、その指向性パターンのピークが天頂方向から外れた方向に向くことになり、その結果、アンテナの性能が低下することになる。一方、水平方向に指向性を有するアンテナがグランド板の中央部付近に配置されている場合と端部付近に配置されている場合との指向性について説明すると、両者とも指向性パターンのピークが水平方向に向くことになり、両者の間でアンテナの性能に差が生じることはない。
According to the first aspect of the present invention, the first antenna having directivity in the zenith direction is disposed near the center of the ground plate, and the second antenna having directivity in the horizontal direction is provided on one side of the ground plate. It is arrange | positioned in the edge part vicinity so that it may follow. The second antenna is arranged in the vicinity of the end portion along one side of the ground plate, and the folded structure has two side portions substantially parallel to one side and the other side of one element. It is formed of a modified folded dipole antenna that is formed and has a folding structure formed such that a part of each of two substantially parallel sides is substantially parallel to the ground plate .
Here, the directivity between the case where the antenna having directivity in the zenith direction is arranged near the center portion of the ground plate and the case where the antenna is arranged near the end portion will be described. Antenna having directivity in the zenith direction Is arranged near the center of the ground plate, the electric field is evenly radiated from the antenna to the ground plate, and the peak (maximum gain) of the directivity pattern is directed toward the zenith direction. On the other hand, when an antenna having directivity in the zenith direction is arranged near the end of the ground plate, the electric field is not evenly radiated from the antenna to the ground plate. However, the electric field is radiated in a biased manner with respect to the ground plate from the antenna. Click is to face in a direction deviated from the zenith direction, with the result that the performance of the antenna is reduced. On the other hand, the directivity between the case where the antenna having directivity in the horizontal direction is arranged near the center of the ground plate and the case where the antenna is arranged near the end will be explained. It will be directed in the direction and there will be no difference in antenna performance between the two.

すなわち、本発明は、天頂方向に指向性を有するアンテナに関しては、グランド板の中央部付近に配置されている場合にはアンテナの性能を適切に確保することができるものの、グランド板の端部付近に配置されている場合にはアンテナの性能を適切に確保することができず、一方、水平方向に指向性を有するアンテナに関しては、グランド板の中央部付近に配置されている場合と端部付近に配置されている場合との双方でアンテナの性能を適切に確保することができるという点に着目してなされたものである。   That is, according to the present invention, for an antenna having directivity in the zenith direction, the antenna performance can be appropriately ensured when arranged near the center of the ground plate, but near the end of the ground plate. The antenna performance cannot be ensured properly when the antenna is arranged in the horizontal direction. On the other hand, with respect to the antenna having directivity in the horizontal direction, the antenna is arranged near the center portion of the ground plate and the vicinity of the end portion. It was made paying attention to the point that the performance of an antenna can be ensured appropriately in both cases.

これにより、天頂方向に指向性を有する第１のアンテナがグランド板の中央部付近に配置され、水平方向に指向性を有する第２のアンテナがグランド板の一辺に沿うように端部付近に配置されることにより、天頂方向に指向性を有するアンテナと水平方向に指向性を有するアンテナとの各々の性能を適切に確保しながらも両者を適切に統合することができる。 As a result, the first antenna having directivity in the zenith direction is disposed near the center of the ground plate, and the second antenna having directivity in the horizontal direction is disposed near the end portion along one side of the ground plate. By doing so, it is possible to appropriately integrate both of the antennas having directivity in the zenith direction and the antennas having directivity in the horizontal direction while appropriately securing the respective performances.

請求項２に記載した発明によれば、第２のアンテナは、１本のエレメントの一方の側と他方の側とに略平行な２本の辺部を有するように折返し構造が形成されている折返しダイポールアンテナから構成されている。これにより、ダイポールアンテナがグランド板を必要としないアンテナであることから、指向性パターンがグランド板の影響を受けることがなく、水平方向の指向性を適切に確保することができる。しかも、この場合は、折返し構造が形成されていることにより、アンテナのインピーダンスを折返し構造で低下させることができ、アンテナのインピーダンスを当該アンテナに接続される同軸ケーブルのインピーダンスに整合させることができ、インピーダンスを整合するためのマッチング回路を必要とすることなく、電力効率を適切に確保することができる。   According to the invention described in claim 2, the folded structure is formed so that the second antenna has two side portions substantially parallel to one side and the other side of one element. It consists of a folded dipole antenna. Accordingly, since the dipole antenna is an antenna that does not require a ground plate, the directivity pattern is not affected by the ground plate, and the directivity in the horizontal direction can be appropriately ensured. Moreover, in this case, since the folded structure is formed, the impedance of the antenna can be lowered by the folded structure, and the impedance of the antenna can be matched with the impedance of the coaxial cable connected to the antenna, Power efficiency can be appropriately ensured without requiring a matching circuit for matching impedance.

請求項３に記載した発明によれば、第２のアンテナは、各々の略平行な２本の辺部の一部がグランド板に対して略平行になるように折曲げ構造が形成されている変形折返しダイポールアンテナから構成されている。これにより、折曲げ構造が形成されていることにより、第２のアンテナの高さ方向の寸法を小さくすることができ、統合アンテナ全体として低姿勢な構造を実現することができる。   According to the invention described in claim 3, the second antenna is formed with a folding structure so that a part of each of the substantially parallel two side portions is substantially parallel to the ground plate. It consists of a modified folded dipole antenna. Thereby, since the bending structure is formed, the dimension in the height direction of the second antenna can be reduced, and a low-profile structure as a whole integrated antenna can be realized.

請求項４に記載した発明によれば、第２のアンテナは、２本のエレメントからなるダイポールアンテナから構成されている。これにより、上記した請求項２に記載したものと同様にして、ダイポールアンテナがグランド板を必要としないアンテナであることから、指向性パターンがグランド板の影響を受けることがなく、水平方向の指向性を適切に確保することができる。   According to the invention described in claim 4, the second antenna is constituted by a dipole antenna composed of two elements. Thus, in the same manner as described in claim 2, the dipole antenna is an antenna that does not require a ground plate, so that the directivity pattern is not affected by the ground plate, and the directivity in the horizontal direction is not affected. Sex can be secured appropriately.

請求項５に記載した発明によれば、第２のアンテナは、各々のエレメントの一部がグランド板に対して略平行になるように折曲げ構造が形成されている変形ダイポールアンテナから構成されている。これにより、上記した請求項３に記載したものと同様にして、折曲げ構造が形成されていることにより、第２のアンテナの高さ方向の寸法を小さくすることができ、統合アンテナ全体として低姿勢な構造を実現することができる。   According to the invention described in claim 5, the second antenna is constituted by a modified dipole antenna in which a bent structure is formed so that a part of each element is substantially parallel to the ground plate. Yes. As a result, in the same manner as described in the third aspect of the present invention, since the bent structure is formed, the dimension in the height direction of the second antenna can be reduced, and the overall integrated antenna can be reduced. A posture structure can be realized.

請求項６に記載した発明によれば、第１のアンテナは、ＧＰＳ用アンテナやＶＩＣＳ用アンテナから構成され、第２のアンテナは、移動電話用アンテナから構成されている。これにより、ＧＰＳ受信機やＶＩＣＳ受信機および移動電話機が搭載されている車両に搭載可能な車載用統合アンテナとして使用することができる。   According to the invention described in claim 6, the first antenna is constituted by a GPS antenna or a VICS antenna, and the second antenna is constituted by a mobile phone antenna. Thereby, it can be used as a vehicle-mounted integrated antenna that can be mounted on a vehicle in which a GPS receiver, a VICS receiver, and a mobile phone are mounted.

以下、本発明のアンテナを車両に搭載可能な車載用統合アンテナに適用した一実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、統合アンテナの全体構成を概略的に示している。車載用統合アンテナ１は、天頂方向に指向性を有するアンテナ２（本発明でいう第１のアンテナ）と、水平方向に指向性を有するアンテナ３（本発明でいう第２のアンテナ）と、グラント板４とを備えて構成されている。   Hereinafter, an embodiment in which an antenna of the present invention is applied to an in-vehicle integrated antenna that can be mounted on a vehicle will be described with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows the overall configuration of the integrated antenna. The in-vehicle integrated antenna 1 includes an antenna 2 having directivity in the zenith direction (first antenna in the present invention), an antenna 3 having directivity in the horizontal direction (second antenna in the present invention), a grant A plate 4 is provided.

天頂方向に指向性を有するアンテナ２は、金属板からなる放射素子５が例えば樹脂からなる誘電体６上に搭載されてなるパッチアンテナ７から構成され、グランド板４の中央部に配置されている。この場合、天頂方向に指向性を有するアンテナ２は、例えばＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ電波を受信するためのＧＰＳ用アンテナやサービスセンターから送信されたＶＩＣＳ電波を受信するためのＶＩＣＳ用アンテナなどである。一方、水平方向に指向性を有するアンテナ３は、変形折返しダイポールアンテナ（図２（ａ）参照）や変形折返しモノポールアンテナ（図２（ｂ）参照）から構成され、グランド板４の端部（図１では左端部）に配置されている。この場合、水平方向に指向性を有するアンテナ３は、移動電話で使用されている例えば「８００ＭＨｚ」帯域の電波を送受信するための移動電話用アンテナなどである。   The antenna 2 having directivity in the zenith direction is composed of a patch antenna 7 in which a radiating element 5 made of a metal plate is mounted on a dielectric 6 made of resin, for example, and is arranged at the center of the ground plate 4. . In this case, the antenna 2 having directivity in the zenith direction is, for example, a GPS antenna for receiving GPS radio waves transmitted from GPS satellites or a VICS antenna for receiving VICS radio waves transmitted from a service center. is there. On the other hand, the antenna 3 having directivity in the horizontal direction is composed of a modified folded dipole antenna (see FIG. 2 (a)) or a modified folded monopole antenna (see FIG. 2 (b)). It is arranged at the left end portion in FIG. In this case, the antenna 3 having directivity in the horizontal direction is, for example, a mobile phone antenna for transmitting and receiving radio waves in the “800 MHz” band used in mobile phones.

変形折返しダイポールアンテナおよび変形折返しモノポールアンテナの構造について、具体的に説明すると、図２（ａ）に示すように、変形折返しダイポールアンテナ１１は、１本のエレメントからなる伝送線路アンテナからなり、略平行な２本の辺部１２，１３を有するように折返し構造１４が一方の側に形成されていると共に、略平行な２本の辺部１５，１６を有するように折返し構造１７が他方の側にも形成されている。また、２本の辺部１２，１３は、それらの一部がグランド板４に対して平行になるように折曲げ構造１８，１９により略直角に折曲げられていると共に、２本の辺部１５，１６も、それらの一部がグランド板４に対して平行になるように折曲げ構造２０，２１により略直角に折曲げられている。   The structure of the modified folded dipole antenna and the modified folded monopole antenna will be specifically described. As shown in FIG. 2A, the modified folded dipole antenna 11 is composed of a transmission line antenna composed of one element, and is substantially The folded structure 14 is formed on one side so as to have two parallel sides 12, 13, and the folded structure 17 is formed on the other side so as to have two substantially parallel sides 15, 16. Also formed. The two side parts 12 and 13 are bent at substantially right angles by the folding structures 18 and 19 so that a part of them is parallel to the ground plate 4 and the two side parts. 15 and 16 are also bent at substantially right angles by the folding structures 20 and 21 so that a part of them is parallel to the ground plate 4.

この場合、例えば「８００ＭＨｚ」帯域の電波を送受信するための移動電話用アンテナであれば、辺部１２の端部１２ａから折返し構造１４の中央部までの長さ（図２（ａ）中「Ｌ１」参照）、折返し構造１４の中央部からエレメントの中央部での長さ（図２（ａ）中「Ｌ２」参照）、エレメントの中央部から折返し構造１７の中央部までの長さ、折返し構造１７の中央部から辺部１５の端部１５ａまでの長さは、それぞれ「８００ＭＨｚ」帯域の電波の波長に「１／４」を乗じた長さに構成されている。つまり、変形折返しダイポールアンテナ１１は、その全長が「８００ＭＨｚ」帯域の電波の波長と同一の長さに構成されている。そして、同軸ケーブル２２は、その内側導体２２ａがエレメントの一方の端部側、つまり、辺部１２の端部１２ａ側に接続されていると共に、その外側導体２２ｂがエレメントの他方の端部側、つまり、辺部１５の端部１５ａ側に接続されている。   In this case, for example, in the case of a mobile phone antenna for transmitting and receiving radio waves in the “800 MHz” band, the length from the end portion 12a of the side portion 12 to the central portion of the folded structure 14 (“L1” in FIG. 2A). 2), the length from the center of the folded structure 14 to the center of the element (see “L2” in FIG. 2A), the length from the center of the element to the center of the folded structure 17, the folded structure The length from the center portion of 17 to the end portion 15a of the side portion 15 is configured by multiplying the wavelength of the radio wave in the “800 MHz” band by “¼”. That is, the modified folded dipole antenna 11 is configured to have the same length as the wavelength of the radio wave in the “800 MHz” band. The coaxial cable 22 has an inner conductor 22a connected to one end side of the element, that is, the end 12a side of the side portion 12, and an outer conductor 22b connected to the other end side of the element. That is, the side 15 is connected to the end 15 a side.

一方、図２（ｂ）に示すように、変形折返しモノポールアンテナ３１は、１本のエレメントからなる伝送線路アンテナからなり、略平行な２本の辺部３２，３３を有するように折返し構造３４が形成されており、２本の辺部３２，３３は、それらの一部がグランド板４に対して平行になるように折曲げ構造３５，３６により略直角に折曲げられている。この場合も、例えば「８００ＭＨｚ」帯域の電波を送受信するための移動電話用アンテナであれば、辺部３２の端部３２ａから折返し構造３４の中央部までの長さ（図２（ｂ）中「Ｌ３」参照）、折返し構造３４の中央部から辺部３３の端部３３ａまでの長さ（図２（ｂ）中「Ｌ４」参照）は、それぞれ「８００ＭＨｚ」帯域の電波の波長に「１／４」を乗じた長さに構成されている。つまり、変形折返しモノポールアンテナ３１は、その全長が「８００ＭＨｚ」帯域の電波の波長に「１／２」を乗じた長さに構成されている。そして、同軸ケーブル２２は、その内側導体２２ａがエレメントの一方の端部側、つまり、辺部３２の端部３２ａ側に接続されていると共に、その外側導体２２ｂがエレメントの他方の端部側、つまり、辺部３３の端部３３ａ側に接続されている。   On the other hand, as shown in FIG. 2 (b), the modified folded monopole antenna 31 is composed of a transmission line antenna composed of one element, and has a folded structure 34 having two substantially parallel sides 32 and 33. The two side portions 32 and 33 are bent at substantially right angles by the folding structures 35 and 36 so that part of the two side portions 32 and 33 is parallel to the ground plate 4. Also in this case, for example, in the case of a mobile phone antenna for transmitting and receiving radio waves in the “800 MHz” band, the length from the end portion 32a of the side portion 32 to the central portion of the folded structure 34 (in FIG. 2B, “ L3 ”), the length from the center portion of the folded structure 34 to the end portion 33a of the side portion 33 (see“ L4 ”in FIG. 2B) is set to“ 1 / MHz ”in the wavelength of the radio wave in the“ 800 MHz ”band. The length is multiplied by “4”. In other words, the modified folded monopole antenna 31 has a length that is obtained by multiplying the wavelength of the radio wave in the “800 MHz” band by “½”. The coaxial cable 22 has an inner conductor 22a connected to one end side of the element, that is, the end 32a side of the side 32, and an outer conductor 22b connected to the other end side of the element. That is, the side 33 is connected to the end 33 a side.

ここで、天頂方向に指向性を有するアンテナ２がグランド板４の中央部に配置されていると共に、水平方向に指向性を有するアンテナ３がグランド板４の端部に配置されている理由について以下に説明する。   Here, the reason why the antenna 2 having directivity in the zenith direction is arranged at the center of the ground plate 4 and the antenna 3 having directivity in the horizontal direction is arranged at the end of the ground plate 4 will be described below. Explained.

発明者らは、天頂方向に指向性を有するアンテナ２と水平方向に指向性を有するアンテナ３との各々について、グランド板４の中央部に配置されている場合と端部に配置されている場合との指向性パターンについて測定した。   The inventors have a case where the antenna 2 having directivity in the zenith direction and an antenna 3 having directivity in the horizontal direction are arranged at the center portion and at the end portion of the ground plate 4. The directivity pattern was measured.

図３は、天頂方向に指向性を有するアンテナ２について、グランド板４の中央部に配置されている場合と端部に配置されている場合との指向性パターンの測定結果を示している。図４（ａ）に示すように、天頂方向に指向性を有するアンテナ２がグランド板４の中央部に配置されている場合には、アンテナ２からグランド板４に対して電界が均等に放射されることになるので、指向性パターンのピーク（最大利得）が天頂方向に向くことになる（図３中「矢印Ａ」参照）が、これに対して、図４（ｂ）に示すように、天頂方向に指向性を有するアンテナ２がグランド板４の端部に配置されている場合には、アンテナ２からグランド板４に対して電界が均等に放射されるのではなく、アンテナ２からグランド板４に対して電界が偏って放射されることになり、場合によっては電界がグランド板４の裏側に回込むことになるので、指向性パターンのピークが天頂方向から外れた方向に向くことになる（図３中「矢印Ｂ」参照）。   FIG. 3 shows the measurement results of the directivity patterns when the antenna 2 having directivity in the zenith direction is arranged at the center portion and at the end portion of the ground plate 4. As shown in FIG. 4A, when the antenna 2 having directivity in the zenith direction is arranged at the center of the ground plate 4, an electric field is radiated from the antenna 2 to the ground plate 4 evenly. Therefore, the peak (maximum gain) of the directivity pattern is directed to the zenith direction (see “arrow A” in FIG. 3), whereas, as shown in FIG. When the antenna 2 having directivity in the zenith direction is disposed at the end of the ground plate 4, an electric field is not radiated from the antenna 2 to the ground plate 4 uniformly, but from the antenna 2 to the ground plate. 4, the electric field is radiated in a biased manner, and in some cases, the electric field wraps around to the back side of the ground plate 4, so that the peak of the directivity pattern is directed away from the zenith direction. (See “Arrow B” in FIG. 3.) .

一方、図５は、水平方向に指向性を有するアンテナ３について、グランド板４の中央部に配置されている場合と端部に配置されている場合との指向性パターンの測定結果を示している。尚、ここでは、水平方向に指向性を有するアンテナ３が変形折返しモノポールアンテナ３１から構成されている場合の測定結果を示している。変形折返しモノポールアンテナ３１がグランド板４の中央部に配置されている場合と端部に配置されている場合との指向性について説明すると、両者とも指向性パターンのピークが水平方向に向くことになり、両者の間でアンテナの性能に差が生じることはない。   On the other hand, FIG. 5 shows the measurement results of the directivity pattern when the antenna 3 having directivity in the horizontal direction is arranged at the center portion and at the end portion of the ground plate 4. . Here, the measurement results in the case where the antenna 3 having directivity in the horizontal direction is constituted by the modified folded monopole antenna 31 are shown. The directivity between the case where the deformed folded monopole antenna 31 is arranged at the center part and the case where the modified folded monopole antenna 31 is arranged at the end part will be described. Thus, there is no difference in antenna performance between the two.

すなわち、天頂方向に指向性を有するアンテナ２に関しては、グランド板４の中央部に配置されている場合にはアンテナ２の性能を適切に確保することができるものの、グランド板４の端部付近に配置されている場合にはアンテナ２の性能を適切に確保することができず、一方、水平方向に指向性を有するアンテナ３に関しては、グランド板４の中央部に配置されている場合と端部に配置されている場合との双方でアンテナ３の性能を適切に確保することができる。   That is, with respect to the antenna 2 having directivity in the zenith direction, the performance of the antenna 2 can be appropriately ensured when the antenna 2 is disposed in the center portion of the ground plate 4, but in the vicinity of the end portion of the ground plate 4. When the antenna 3 is disposed, the performance of the antenna 2 cannot be ensured appropriately. On the other hand, the antenna 3 having directivity in the horizontal direction is compared with the case where the antenna 3 is disposed at the center portion of the ground plate 4 and the end portion. Therefore, the performance of the antenna 3 can be appropriately ensured both in the case where the antenna 3 is disposed.

ここで、図６は、上記した図１の構成、つまり、天頂方向に指向性を有するアンテナ２がグランド板４の中央部に配置されていると共に水平方向に指向性を有するアンテナ３がグランド板４の端部に配置されている構成における天頂方向に指向性を有するアンテナ２の指向性パターンを測定した測定結果を示しており、図７は、上記した図１の構成における水平方向に指向性を有するアンテナ３の指向性パターンを測定した測定結果を示しておいる。尚、ここでは、水平方向に指向性を有するアンテナ３を変形折返しダイポールアンテナ１１から構成した場合の測定結果を示している。図６および図７から明らかなように、本実施形態の構成によれば、天頂方向に指向性を有するアンテナ２の性能を適切に確保することができると共に、水平方向に指向性を有するアンテナ３の性能をも適切に確保することができる。   Here, FIG. 6 shows the configuration of FIG. 1 described above, that is, the antenna 2 having directivity in the zenith direction is arranged at the center of the ground plate 4 and the antenna 3 having directivity in the horizontal direction is the ground plate. 4 shows a measurement result of measuring the directivity pattern of the antenna 2 having directivity in the zenith direction in the configuration arranged at the end of FIG. 4, and FIG. 7 shows the directivity in the horizontal direction in the configuration of FIG. The measurement result which measured the directivity pattern of the antenna 3 which has is shown. Here, the measurement results in the case where the antenna 3 having directivity in the horizontal direction is configured from the modified folded dipole antenna 11 are shown. 6 and 7, according to the configuration of the present embodiment, the performance of the antenna 2 having directivity in the zenith direction can be appropriately ensured, and the antenna 3 having directivity in the horizontal direction can be secured. It is possible to appropriately secure the performance of the system.

また、図８は、変形折返しダイポールアンテナ１１と変形折返しモノポールアンテナ３１との各々について、指向性パターンを測定した測定結果を示している。図８から明らかなように、変形折返しダイポールアンテナ１１の指向性パターンと変形折返しモノポールアンテナ３１の指向性パターンとを比較すると、変形折返しダイポールアンテナ１１の方が変形折返しモノポールアンテナ３１よりも指向性パターンが優れている。これは、モノポールアンテナがグランド板を必要とするアンテナであることから、その指向性パターンがグランド板４の影響を受けることになるが、一方、ダイポールアンテナがグランド板を必要としないアンテナであることから、その指向性パターンがグランド板４の影響を受けないという理由によるものである。   FIG. 8 shows measurement results obtained by measuring directivity patterns for each of the modified folded dipole antenna 11 and the modified folded monopole antenna 31. As is clear from FIG. 8, when the directivity pattern of the modified folded dipole antenna 11 and the directivity pattern of the modified folded monopole antenna 31 are compared, the modified folded dipole antenna 11 is more directional than the modified folded monopole antenna 31. The sex pattern is excellent. This is because the monopole antenna is an antenna that requires a ground plate, and its directivity pattern is affected by the ground plate 4, whereas the dipole antenna is an antenna that does not require a ground plate. This is because the directivity pattern is not affected by the ground plate 4.

ところで、以上は、水平方向に指向性を有するアンテナ３を変形折返しダイポールアンテナ１１や変形折返しモノポールアンテナ３１から構成した場合を説明したものであるが、図９（ａ）に示すように、変形折返しダイポールアンテナ１１の折返し構造が省略された形状をなす変形ダイポールアンテナ４１から構成しても良いし、また、図９（ｂ）に示すように、変形折返しモノポールアンテナ３１の折返し構造が省略された形状をなす変形モノポールアンテナ５１から構成しても良い。この場合、変形ダイポールアンテナ４１を構成する２本のエレメントの各々は、その全長（図９（ａ）中「Ｌ５」参照）が「８００ＭＨｚ」帯域の電波の波長に「１／４」を乗じた長さに構成され、また、変形モノポールアンテナ５１を構成する１本のエレメントは、その全長（図９（ｂ）中「Ｌ６」参照）が「８００ＭＨｚ」帯域の電波の波長に「１／４」を乗じた長さに構成されることになる。
尚、高さ方向の制約が無ければ、折曲げ構造が省略された形状をなすダイポールアンテナやモノポールアンテナから構成しても良い。 By the way, the above describes the case where the antenna 3 having directivity in the horizontal direction is configured from the modified folded dipole antenna 11 and the modified folded monopole antenna 31. As shown in FIG. The folded dipole antenna 11 may be formed of a modified dipole antenna 41 having a shape in which the folded structure is omitted, and the folded structure of the modified folded monopole antenna 31 is omitted as shown in FIG. You may comprise from the deformation | transformation monopole antenna 51 which makes the shape. In this case, each of the two elements constituting the modified dipole antenna 41 has its full length (see “L5” in FIG. 9A) multiplied by “¼” to the wavelength of the radio wave in the “800 MHz” band. One element constituting the modified monopole antenna 51 has a total length (refer to “L6” in FIG. 9B) of “1/4” to the wavelength of the radio wave in the “800 MHz” band. ”Is multiplied by“ ”.
If there is no restriction in the height direction, a dipole antenna or a monopole antenna having a shape in which the bending structure is omitted may be used.

以上に説明したように本実施形態によれば、車載用統合アンテナ１において、天頂方向に指向性を有するアンテナ２がグランド板４の中央部に配置され、水平方向に指向性を有するアンテナ３がグランド板４の端部に配置されるように構成したので、天頂方向に指向性を有するアンテナ２と水平方向に指向性を有するアンテナ３との各々の性能を適切に確保しながら両者を適切に統合することができる。   As described above, according to the present embodiment, in the in-vehicle integrated antenna 1, the antenna 2 having directivity in the zenith direction is disposed in the center portion of the ground plate 4, and the antenna 3 having directivity in the horizontal direction is provided. Since it is configured to be disposed at the end of the ground plate 4, both the antenna 2 having directivity in the zenith direction and the antenna 3 having directivity in the horizontal direction are appropriately secured while ensuring both performances. Can be integrated.

また、水平方向に指向性を有するアンテナ３がダイポールアンテナから構成されることにより、ダイポールアンテナがグランド板４を必要としないアンテナであることから、その指向性パターンがグランド板４の影響を受けることがなく、水平方向の指向性を適切に確保することができる。   In addition, since the antenna 3 having directivity in the horizontal direction is composed of a dipole antenna, the dipole antenna is an antenna that does not require the ground plate 4, so that the directivity pattern is affected by the ground plate 4. Therefore, the directivity in the horizontal direction can be appropriately ensured.

また、水平方向に指向性を有するアンテナ３が折返し構造を有する折返しダイポールアンテナから構成されることにより、アンテナ３のインピーダンスを折返し構造で低下させることができ、アンテナ３のインピーダンスを同軸ケーブル２２のインピーダンスに整合させることができ、インピーダンスを整合するためのマッチング回路を必要とすることなく、電力効率を適切に確保することができる。   Further, since the antenna 3 having directivity in the horizontal direction is formed of a folded dipole antenna having a folded structure, the impedance of the antenna 3 can be lowered by the folded structure, and the impedance of the antenna 3 can be reduced to the impedance of the coaxial cable 22. The power efficiency can be appropriately ensured without requiring a matching circuit for matching the impedance.

さらに、水平方向に指向性を有するアンテナ３が折曲げ構造を有する変形折返しダイポールアンテナから構成されることにより、アンテナ３の高さ方向の寸法を小さくすることができ、車載用統合アンテナ１全体として低姿勢な構造を実現することができる。   Furthermore, since the antenna 3 having directivity in the horizontal direction is composed of a modified folded dipole antenna having a folded structure, the height dimension of the antenna 3 can be reduced, and the vehicle-mounted integrated antenna 1 as a whole A low-profile structure can be realized.

本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形または拡張することができる。
天頂方向に指向性を有するアンテナとして例えば自動料金収受システムで使用されるＥＴＣ用アンテナが適用される構成であっても良く、水平方向に指向性を有するアンテナとして例えば無線ＬＡＮで使用される無線ＬＡＮ用アンテナが適用される構成であっても良い。
天頂方向に指向性を有するアンテナがグランド板に直接配置される構成に限らず、天頂方向に指向性を有するアンテナが空間を介してグランド板に配置される構成であっても良いし、天頂方向に指向性を有するアンテナが例えばプリント配線基板やシールドケースなどの他の部材を介してグランド板に配置される構成であっても良い。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified or expanded as follows.
For example, an ETC antenna used in an automatic toll collection system may be applied as an antenna having directivity in the zenith direction. For example, a wireless LAN used in a wireless LAN as an antenna having directivity in the horizontal direction. A configuration to which a general antenna is applied may be used.
Not only the configuration in which the antenna having directivity in the zenith direction is directly disposed on the ground plate, but also the configuration in which the antenna having directivity in the zenith direction is disposed on the ground plate through the space, or the zenith direction Alternatively, the antenna having directivity may be arranged on the ground plate via another member such as a printed wiring board or a shield case.

本発明の一実施形態の構成を概略的に示す斜視図The perspective view which shows the structure of one Embodiment of this invention roughly 変形折返しダイポールアンテナおよび変形折返しモノポールアンテナの構成を概略的に示す斜視図A perspective view schematically showing the configuration of a modified folded dipole antenna and a modified folded monopole antenna 天頂方向に指向性を有するアンテナの指向性パターンを示す図The figure which shows the directivity pattern of the antenna which has directivity in the zenith direction 天頂方向に指向性を有するアンテナがグランド板の中央部に配置されている態様および端部に配置されている態様を概略的に示す図The figure which shows schematically the aspect by which the antenna which has directivity in a zenith direction is arrange | positioned in the center part of a ground plate, and the aspect arrange | positioned in an edge part 水平方向に指向性を有するアンテナの指向性パターンを示す図The figure which shows the directivity pattern of the antenna which has directivity in a horizontal direction 本実施形態における天頂方向に指向性を有するアンテナの指向性パターンを示す図The figure which shows the directivity pattern of the antenna which has directivity in the zenith direction in this embodiment. 本実施形態における水平方向に指向性を有するアンテナの指向性パターンを示す図The figure which shows the directivity pattern of the antenna which has directivity in the horizontal direction in this embodiment. 変形折返しダイポールアンテナの指向性パターンおよび変形折返しモノポールアンテナの指向性パターンを示す図Diagram showing the directivity pattern of a modified folded dipole antenna and the directivity pattern of a modified folded monopole antenna 変形折返しダイポールアンテナおよび変形折返しモノポールアンテナの構成成を概略的に示す斜視図A perspective view schematically showing the configuration of a modified folded dipole antenna and a modified folded monopole antenna

符号の説明Explanation of symbols

図面中、１は車載用統合アンテナ（統合アンテナ）、２は天頂方向に指向性を有するアンテナ（第１のアンテナ）、３は水平方向に指向性を有するアンテナ（第２のアンテナ）、４はグランド板、１１は変形折返しダイポールアンテナ、１２，１３は辺部、１４は折返し構造、１５，１６は辺部、１７は折返し構造、１８〜２１は折曲げ構造、４１は変形ダイポールアンテナである。   In the drawings, 1 is an in-vehicle integrated antenna (integrated antenna), 2 is an antenna having directivity in the zenith direction (first antenna), 3 is an antenna having directivity in the horizontal direction (second antenna), and 4 is Ground plate 11 is a modified folded dipole antenna, 12 and 13 are sides, 14 is a folded structure, 15 and 16 are sides, 17 is a folded structure, 18 to 21 are folded structures, and 41 is a modified dipole antenna.

Claims (7)

天頂方向に指向性を有する第１のアンテナと、水平方向に指向性を有する第２のアンテナと、少なくとも前記第１のアンテナのグランドとして作用するグランド板とを備えた統合アンテナであって、
前記第１のアンテナは、前記グランド板の中央部付近に配置され、
前記第２のアンテナは、前記グランド板の一辺に沿うように端部付近に配置され、１本のエレメントの一方の側と他方の側とに略平行な２本の辺部を有するように折返し構造が形成され且つ各々の略平行な２本の辺部の一部が前記グランド板に対して略平行になるように折曲げ構造が形成されている変形折返しダイポールアンテナから構成されていることを特徴とする統合アンテナ。 An integrated antenna comprising a first antenna having directivity in the zenith direction, a second antenna having directivity in the horizontal direction, and a ground plate that acts as a ground of at least the first antenna,
The first antenna is disposed near the center of the ground plate,
The second antenna is disposed in the vicinity of the end portion along one side of the ground plate, and is folded back so as to have two side portions substantially parallel to one side and the other side of one element. The structure is formed and a folded folded dipole antenna is formed in which a folding structure is formed so that a part of each of two substantially parallel sides is substantially parallel to the ground plate. Integrated antenna featured. 天頂方向に指向性を有する第１のアンテナと、水平方向に指向性を有する第２のアンテナと、少なくとも前記第１のアンテナのグランドとして作用するグランド板とを備えた統合アンテナであって、
前記第１のアンテナは、前記グランド板の中央部付近に配置され、
前記第２のアンテナは、前記グランド板の一辺に沿うように端部付近に配置され、その辺部の一部が前記グランド板に対して略平行になるように折曲げ構造が形成されていることを特徴とする統合アンテナ。 An integrated antenna comprising a first antenna having directivity in the zenith direction, a second antenna having directivity in the horizontal direction, and a ground plate that acts as a ground of at least the first antenna,
The first antenna is disposed near the center of the ground plate,
The second antenna is disposed near an end portion along one side of the ground plate, that have folding structures are formed to be substantially parallel to a part of the ground plate of the side portions integrated antenna, wherein a call. 請求項２に記載した統合アンテナにおいて、
前記第２のアンテナは、１本のエレメントからなり、略平行な２本の辺部を有するように折返し構造が形成されている変形折返しモノポールアンテナから構成されていることを特徴とする統合アンテナ。 The integrated antenna according to claim 2,
The second antenna consists of a single element, integration, characterized in that it is composed of a deformed folded monopole antenna folded-back structure is formed so as to have a substantially two parallel sides antenna. 請求項２に記載した統合アンテナにおいて、
前記第２のアンテナは、１本のエレメントからなる変形モノポールアンテナから構成されていることを特徴とする統合アンテナ。 The integrated antenna according to claim 2 ,
The said 2nd antenna is comprised from the deformation | transformation monopole antenna which consists of one element, The integrated antenna characterized by the above-mentioned. 請求項２に記載した統合アンテナにおいて、
前記第２のアンテナは、２本のエレメントからなる変形ダイポールアンテナから構成されていることを特徴とする統合アンテナ。 The integrated antenna according to claim 2 ,
The said 2nd antenna is comprised from the deformation | transformation dipole antenna which consists of two elements, The integrated antenna characterized by the above-mentioned. 請求項１ないし５のいずれかに記載した統合アンテナにおいて、
前記第１のアンテナは、ＧＰＳ用アンテナやＶＩＣＳ用アンテナから構成され、
前記第２のアンテナは、移動電話用アンテナから構成されていることを特徴とする統合アンテナ。 The integrated antenna according to any one of claims 1 to 5,
The first antenna includes a GPS antenna and a VICS antenna,
The integrated antenna is characterized in that the second antenna is composed of a mobile phone antenna. 請求項１または５に記載した統合アンテナにおいて、
前記ダイポールアンテナは、前記グランド板に対して垂直な辺部で給電されることを特徴とする統合アンテナ。 The integrated antenna according to claim 1 or 5 ,
The dipole antenna is fed by a side perpendicular to the ground plate.
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