JP4623272B2

JP4623272B2 - アンテナ装置

Info

Publication number: JP4623272B2
Application number: JP2004255182A
Authority: JP
Inventors: 寿彦稲葉; 順一野呂
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 2004-09-02
Filing date: 2004-09-02
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2024-09-02
Also published as: JP2006074422A; US20060044194A1; US7154443B2

Description

本発明は、移動体通信機器等に用いられるアンテナ装置に関し、特に、車載用セルラーアンテナのような周波数帯域の広い広帯域アンテナに関する。

この種の広帯域アンテナは、例えば、送受信周波数帯域が８２４ＭＨｚ〜８９４ＭＨｚで、周波数帯域幅が７０ＭＨｚのアンテナである。車載用セルラーアンテナは、ダッシュボード内やボディ内側のように、自動車内部に取り付けられる。そのため、このような車載用セルラーアンテナとしては、一般的に使用されているポールタイプのアンテナではなく、低背型もしくは平面タイプのアンテナが求められている。

このような低背型のアンテナの一種として、一般に逆Ｆ型アンテナと呼ばれるアンテナ装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

以下、図1乃至図４を参照して、従来の逆Ｆ型アンテナ１０について説明する。図１は逆Ｆ型アンテナ１０の斜視図である。図２は逆Ｆ型アンテナ１０の平面図である。図３は逆Ｆ型アンテナ１０の正面図である。図４は逆Ｆ型アンテナ１０の右側面図である。

逆Ｆ型アンテナ１０は、接地導体１２と、Ｌ字形の放射導体１４と、垂直導体１６とを有する。

詳述すると、接地導体１２は一辺の長さがＷ_Ｇの正方形をしている。図示の例では、接地導体１２の長さＷ_Ｇは９０ｍｍである。

放射導体１４は、接地導体１２に対して極めて狭いギャップを空けて設けられた給電点１８から垂直に延びる垂直部分１４１と、この垂直部分１４１の先端（上端）から接地導体１２に平行に水平方向に延びる水平部分１４２とを有する。垂直部分１４１は、給電点１８を頂点とした逆二等辺三角形の形状をしている。この逆二等辺三角形の頂点と対向する逆二等辺三角形の辺が垂直部分１４１の先端（上端）となっている。水平部分１４２は長さＬ_Ｌで、幅Ｗ_Ｌの矩形形状をしている。図示の例では、水平部分１４２の長さＬ_Ｌは６９．７５ｍｍであり、幅Ｗ_Ｌは３０ｍｍである。水平部分１４２の一端は垂直部分１４１の先端（上端）と接続され、水平部分１４２の他端は開放端となっている。放射導体１４の給電点１８から開放端までの長さは、電気長で、放射波長のほぼ１／４に選んである。

垂直導体１６は、矩形の形状をしており、放射導体１４の垂直部分１４１と平行に垂直部分１４１から離間して接地導体１２から水平部分１４２まで垂直に延びている。すなわち、垂直導体１６の一端は、接地導体１２に接続され、他端は放射導体１４の水平部分１４２に接続されている。垂直導体１６は短絡導体とも呼ばれる。図示の例では、垂直導体１６の高さＨ_Ｌは３４ｍｍである。垂直導体１６の高さＨ_Ｌは逆Ｆ型アンテナ１０の高さに等しい。

給電点１８は、同軸ケーブル２０の中心導体と電気的に接続されている。尚、同軸ケーブル２０の外部導体は接地導体１２と電気的に接続されている。

Ｌ字形の放射導体１４と垂直導体１６との組み合わせは、逆Ｆ素子と呼ばれる。図１および図２に示されるように、逆Ｆ素子は接地導体１２の中央ではなく、端部に設けられている。これは、逆Ｆ素子を接地導体１２の端部に寄せることにより接地導体と逆Ｆ素子の相互作用により電流分布が変動することにより、インピーダンスマッチングが取り易くなるからである。

特開平８−７８９４３号公報（図９）特開平８−２５０９２５号公報（図６）

上述したような、従来の逆Ｆ型アンテナ１０は、低背化が可能であるが、特性を維持しながら更なる低背化を達成することが望まれている。

したがって、本発明の課題は、特性を維持しながら更なる低背化を達成することが可能なアンテナ装置を提供することにある。

本発明によれば、接地導体（１２）と、該接地導体上に設けられた逆Ｆ素子（１４Ａ，１６Ａ）とを備えた逆Ｆ型アンテナであって、前記逆Ｆ素子は、Ｌ字形の放射導体（１４Ａ）と短絡導体（１６Ａ）とから構成され、前記放射導体（１４Ａ）は、前記接地導体に対してギャップを空けて設けられた給電点（１８）から垂直に延在する垂直部分（１４１Ａ）と、該垂直部分の上端から前記接地導体と平行に水平に延在する水平部分（１４２）とから構成され、前記短絡導体（１６Ａ）は、前記放射導体の垂直部分（１４１Ａ）と平行に該垂直部分から前記水平部分（１４２）の開放端側へ離間して前記接地導体から前記放射導体の水平部分（１４２）まで垂直に延在しており、前記放射導体の垂直部分（１４１Ａ）が、ミアンダ形状であり、しかも前記給電点（１８）を頂点とした逆二等辺三角形の形状をしていることを特徴とするアンテナ装置（１０Ａ）が得られる。

上記本発明によるアンテナ装置（１０Ａ）において、前記放射導体の垂直部分（１４１Ａ）は、例えば、前記給電点（１８）から上方へ延在する下端部分（１４１Ａ−１）と、前記上端から下方へ延在する上端部分（１４１Ａ−２）と、前記下端部分と前記状態部分との間にある断面コ字型の中間部分（１４１Ａ−３）とから成って良い。前記中間部分（１４１Ａ−３）は前記垂直導体側へ凹んだ形状をしていて良い。前記放射導体の水平部分（１４２）は矩形形状をしていて良い。

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。

本発明では、高さ方向の電気長を稼ぐために、放射導体の立ち上がり部分（垂直部分）をミアンダ形状として、実効電気長を長く取れるようにしている。これにより、特性を維持しながらアンテナ装置（逆Ｆ型アンテナ）の高さを従来よりも低くすることができ、低背化を図ることができるという効果を奏する。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図５乃至図８を参照して、本発明の一実施の形態に係る逆Ｆ型アンテナ１０Ａについて説明する。図５は逆Ｆ型アンテナ１０Ａの斜視図である。図６は逆Ｆ型アンテナ１０Ａの平面図である。図７は逆Ｆ型アンテナ１０Ａの正面図である。図８は逆Ｆ型アンテナ１０Ａの右側面図である。

図示の逆Ｆ型アンテナ１０Ａは、後述するように逆Ｆ素子の構成が相違している点を除いて、図１乃至図４に図示した逆Ｆ型アンテナ１０と同様の構成を有する。図１乃至図４に示した逆Ｆ型アンテナ１０と同様の機能を有するものには同一の参照符号を付す。

逆Ｆ型アンテナ１０Ａは、接地導体１２と、Ｌ字形の放射導体１４Ａと、垂直導体（短絡導体）１６Ａとを有する。

放射導体１４Ａは、接地導体１２から極めて狭いギャップを空けて設けられた給電点１８から垂直に延びる垂直部分１４１Ａと、この垂直部分１４１Ａの先端（上端）から接地導体１２に平行に水平方向に延びる水平部分１４２とを有する。垂直部分１４１Ａは、後述するような、給電点１８を頂点とした逆三角形のミアンダ形状（すなわち、屈曲した形状）をしている。この逆三角形の頂点と対向する逆三角形の辺が垂直部分１４１Ａの先端（上端）となっている。水平部分１４２は長さＬ_Ｌで、幅Ｗ_Ｌの矩形形状をしている。図示の例では、水平部分１４２の長さＬ_Ｌは６９．７５ｍｍであり、幅Ｗ_Ｌは３０ｍｍである。水平部分１４２の一端は垂直部分Ａ１４１の先端（上端）と接続され、水平部分１４２の他端は開放端となっている。放射導体１４Ａの給電点１８から開放端までの長さは、電気長で、放射波長のほぼ１／４に選んである。

垂直導体（短絡導体）１６Ａは、矩形の形状をしており、放射導体１４Ａの垂直部分１４１Ａと平行に垂直部分１４１Ａから離間して接地導体１２から放射導体１４Ａの水平部分１４２まで垂直に延びている。垂直導体１６Ａの一端は、接地導体１２に接続され、他端は放射導体１４Ａの水平部分１４２に接続されている。図示の例では、垂直導体１６Ａの高さＨ’_Ｌは２４ｍｍである。垂直導体１６Ａの高さＨ’_Ｌが本逆Ｆ型アンテナの高さである。

放射導体１４Ａの垂直部分１４１Ａは、給電点１８から上方へ延在する下端部分１４１Ａ−１と、垂直部分１４１Ａの上端から下方へ延在する上端部分１４１Ａ−２と、下端部分１４１Ａ−１と上端部分１４１Ａ−２との間にある断面コ字型の中間部分１４１Ａ−３とから成る。図示の中間部分１４１Ａ−３は垂直導体１６Ａ側へ凹んだ形状をしている。図示の例では、下端部分１４１Ａ−１の高さ（長さ）Ｈ_１は１０ｍｍであり、上端部分１４１Ａ−２の高さ（長さ）Ｈ_２は６．５ｍｍであり、中間部分１４１Ａ−３の深さＤは４．７５ｍｍである。

このように、本発明に係る逆Ｆ型アンテナ１０Ａでは、高さ方向の電気長を稼ぐために、放射導体１４Ａの立ち上がり部分（垂直部分）１４１Ａをミアンダ形状として、実効電気長を長く取れるようにしている。これにより、特性を維持しながら逆Ｆ型アンテナ１０Ａの高さＨ’_Ｌを従来よりも低くすることができ、低背化を図ることができる。

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、上述した実施の形態では、放射導体の垂直部分の中間部分が垂直導体側へ凹んだ形状をしているが、垂直導体とは逆側へ凹んだ形状をしていても良い。

従来のアンテナ装置（逆Ｆ型アンテナ）の斜視図である。図１に図示したアンテナ装置（逆Ｆ型アンテナ）の平面図である。図１に図示したアンテナ装置（逆Ｆ型アンテナ）の正面図である。図１に図示したアンテナ装置（逆Ｆ型アンテナ）の右側面図である。本発明の一実施の形態に係るアンテナ装置（逆Ｆ型アンテナ）の斜視図である。図５に図示したアンテナ装置（逆Ｆ型アンテナ）の平面図である。図５に図示したアンテナ装置（逆Ｆ型アンテナ）の正面図である。図５に図示したアンテナ装置（逆Ｆ型アンテナ）の右側面図である。

符号の説明

１０Ａアンテナ装置（逆Ｆ型アンテナ）
１２接地導体
１４Ａ放射導体
１４１Ａ垂直部分
１４１Ａ−１下端部分
１４１Ａ−２上端部分
１４１Ａ−３中間部分
１４２水平部分
１６Ａ短絡導体（垂直導体）

Claims

接地導体と、該接地導体上に設けられた逆Ｆ素子とを備えた逆Ｆ型アンテナであって、
前記逆Ｆ素子は、Ｌ字形の放射導体と短絡導体とから構成され、前記放射導体は、前記接地導体に対してギャップを空けて設けられた給電点から垂直に延在する垂直部分と、該垂直部分の上端から前記接地導体と平行に水平に延在する水平部分とから構成され、
前記短絡導体は、前記放射導体の垂直部分と平行に該垂直部分から前記水平部分の開放端側へ離間して前記接地導体から前記放射導体の水平部分まで垂直に延在しており、
前記放射導体の垂直部分が、ミアンダ形状であり、しかも前記給電点を頂点とした逆二等辺三角形の形状をしていることを特徴とするアンテナ装置。
前記放射導体の垂直部分は、前記給電点から上方へ延在する下端部分と、前記上端から下方へ延在する上端部分と、前記下端部分と前記状態部分との間にある断面コ字型の中間部分とから成る、請求項１に記載のアンテナ装置。
前記中間部分は前記垂直導体側へ凹んだ形状をしている、請求項２に記載のアンテナ装置。
前記放射導体の水平部分は矩形形状をしている、請求項１乃至３のいずれか１つに記載のアンテナ装置。