JP5048597B2 - Antenna device - Google Patents
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Description
本発明は、各種電波を送受信するアンテナ装置に関する。 The present invention relates to an antenna device that transmits and receives various radio waves.
従来、車両には、キー固有のキーコードを無線により車両に送る電子キーを車両キーとして使用する電子キーシステムが搭載されている。この電子キーシステムの一種には、このキーコードの発信に際してキーのボタン操作を必要とするワイヤレスキーシステムがある。このワイヤレスキーシステムにおいては、電子キーに設けられたロックボタンが押し操作されると、キーコードと施錠要求とを含む施錠要求電波が電子キーから車両に発信され、この施錠要求電波を車両が受け取ると、この電波に含まれるキーコードが正しければ、解錠状態の車両のドアロックが解錠される。また、電子キーに設けられたアンロックボタンが操作されたときには、電子キーから同様の解錠要求電波が車両に発信され、施錠状態の車両のドアロックが解錠される。 2. Description of the Related Art Conventionally, a vehicle is equipped with an electronic key system that uses, as a vehicle key, an electronic key that wirelessly sends a key code unique to the key to the vehicle. As one type of the electronic key system, there is a wireless key system that requires a button operation of a key when the key code is transmitted. In this wireless key system, when a lock button provided on the electronic key is pressed, a lock request radio wave including a key code and a lock request is transmitted from the electronic key to the vehicle, and the lock request radio wave is received by the vehicle. If the key code included in the radio wave is correct, the door lock of the unlocked vehicle is unlocked. When an unlock button provided on the electronic key is operated, a similar unlock request radio wave is transmitted from the electronic key to the vehicle, and the door lock of the locked vehicle is unlocked.
車両には、電子キーシステムの一構成部品として、電子キーから発信された各種電波を受信する受信アンテナが搭載されている。この種のアンテナとしては、例えば逆L型アンテナが広く使用されている。逆L型アンテナは、アルファベットのLを逆さにした形状をとることから、このような名称で呼ばれている。この種の逆L型アンテナは、例えば特許文献1に開示されている。図10に示すように、特許文献1の逆L型アンテナ81は、グランド面82に対して垂直方向に延びる給電アンテナエレメント83と、この給電アンテナエレメント83から90度折れ曲がるとともにグランド面82に並行に延びる略コ字形状アンテナエレメント84からなる。逆L型アンテナ81には、アンテナ線の途中でエレメントを折り曲げることができる分だけ低姿勢にできる利点がある。
しかし、このような逆L型アンテナ81は、アルファベットのLを逆さにした形状をとっていることから、垂直方向に延びる短い給電アンテナエレメント83で、水平方向に延びる長い略コ字形状アンテナエレメント84を支持する取り付け状態をとることになる。このため、特許文献1の逆L型アンテナ81というのは、アンテナ線を途中で曲げられる分だけアンテナ高さを低姿勢にできるものの、水平方向に長く延びるアンテナエレメントを、1本の短い垂直方向のアンテナエレメントで支持するという非常に不安定な支持状態をとることになるので、絶縁体による支持体なしでは振動に対して耐久性がそれほど高くない問題があった。よって、例えばアンテナに振動が加わった際に、アンテナ81が根元(給電アンテナエレメント83)で折れてしまう状況も想定されるので、アンテナ81の耐振動性を向上したい要望もあった。
However, since such an inverted L-
また、特許文献1の逆L型アンテナ81は、アンテナエレメントが途中で折れ曲がっているので、アンテナエレメントが垂直面と水平面との2面に亘って存在することになる。ところで、このようなアンテナ形状を持つアンテナにおいて、例えばアンテナ材料として金属板を使用した場合を想定すると、この種のアンテナを製造するに際しては、まず最初にアンテナ材料の垂直面をプレス加工することにより給電アンテナエレメント83を打ち抜き形成し、これを90度折り曲げ加工する製造工程をとることが考えられる。しかし、この製造工程をとった場合には、アンテナ材料の2面に亘りプレス加工が必要となるので、製造工程に曲げ加工が必要となるとともに、プレス時に廃棄する箇所が多くなる。よって、特許文献1の技術を用いた逆L型アンテナ81では、製造工程時における歩留まりがよくないという問題があった。
In the inverted L-
本発明の目的は、アンテナ耐振動性を向上できるとともに、アンテナ製造時における材料歩留まりを低く抑えることができるアンテナ装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an antenna device capable of improving the vibration resistance of an antenna and suppressing the material yield at the time of manufacturing the antenna.
前記問題点を解決するために、本発明では、アンテナ基板の給電点から当該アンテナ基板の垂直方向に延びる垂直方向アンテナエレメントと、当該垂直方向アンテナエレメントから曲がって延びつつ前記アンテナ基板に対して水平方向に並ぶ水平方向アンテナエレメントとを備えたアンテナを持つアンテナ装置において、前記水平方向アンテナエレメントの反給電点側を前記アンテナ基板側に延ばしつつこれをアース接地しない状態で前記アンテナ基板に取り付けることにより、前記アンテナを支持する支持部を設け、前記アンテナの形状を、該アンテナをプレス成形するときに少なくとも前記2つのアンテナエレメントが同一平面上に位置する形状をとるようにし、前記支持部から前記水平方向アンテナエレメントと前記アンテナ基板との間において一体に延びつつ、当該アンテナ基板に対して水平方向に沿う向きをとる内側アンテナエレメントを設けたことを要旨とする。 In order to solve the above problems, in the present invention, a vertical antenna element extending in a vertical direction of the antenna substrate from a feeding point of the antenna substrate, and being bent from the vertical antenna element and extending horizontally to the antenna substrate. In an antenna device having an antenna with a horizontal antenna element arranged in a direction, by extending the counter feed point side of the horizontal antenna element to the antenna substrate side and attaching it to the antenna substrate without grounding it A support portion for supporting the antenna is provided, and the shape of the antenna is such that at least the two antenna elements are positioned on the same plane when the antenna is press-molded, and the horizontal portion extends from the support portion. Between the directional antenna element and the antenna substrate While integrally extending at, and summarized in that provided inside the antenna element taking the direction along the horizontal direction with respect to the antenna substrate.
この構成によれば、水平方向アンテナエレメントの反給電点側をアンテナ基板側に延ばし、これを支持部としてアース接地(GND接続)しない状態でアンテナ基板に取り付けた。よって、水平方向アンテナエレメントは、垂直方向アンテナエレメントと支持部とにより、自身の端部両側が支持された状態でアンテナ基板に取り付くことになるので、振動(揺れ)に対して強い状態でアンテナ基板に取着した取り付け状態をとる。このため、アンテナ基板に立ち上がって取り付けられるアンテナを、耐振動性の高いものとすることが可能となる。 According to this configuration, the side opposite to the feeding point of the horizontal antenna element is extended to the antenna substrate side, and is attached to the antenna substrate as a support portion without being grounded (GND connection). Therefore, since the horizontal antenna element is attached to the antenna substrate in a state where both ends of the horizontal antenna element are supported by the vertical antenna element and the support portion, the antenna substrate is resistant to vibration (swing). Take the attached state attached. For this reason, it is possible to make the antenna that stands up and is attached to the antenna substrate have high vibration resistance.
また、本構成においては、アンテナ(アンテナの基部品となるアンテナ材料)の形状を、プレス成形するときに少なくとも2つのアンテナエレメント(垂直方向アンテナエレメント及び水平方向アンテナエレメント)が同一平面上に位置する形状とした。よって、プレス加工によりアンテナを製造するに際しては、プレス面がこの同一平面の一枚で済むことになる。このため、例えばアンテナ製造時のプレス面が2面に亘る形状をアンテナがとっていた場合に比べて、本構成はプレス面が1面で済むだけ、プレス加工において廃棄する箇所が少なく抑えられる。従って、アンテナをプレス成形により製造する場合、歩留まりをよくすることが可能となる。 Further, in this configuration, at least two antenna elements (vertical antenna element and horizontal antenna element) are positioned on the same plane when the shape of the antenna (antenna material serving as a base part of the antenna) is press-molded. Shaped. Therefore, when the antenna is manufactured by pressing, the pressing surface is only one piece on the same plane. For this reason, for example, compared with the case where the antenna has a shape in which two pressing surfaces at the time of antenna manufacture are taken, this configuration requires only one pressing surface, and the number of places to be discarded in pressing is reduced. Therefore, when the antenna is manufactured by press molding, the yield can be improved.
この構成によれば、アンテナの耐振動性向上のためにアンテナに設けた支持部の途中を更に内側に更に延ばすことにより、アンテナにおいてその垂直方向の所定位置に、他アンテナエレメントと支持部との一続きのアンテナエレメントとして内側アンテナエレメントを設けた。このように、アンテナ内側にアンテナエレメントを設ければ、アンテナの理論式や計算式等から、アンテナ指向性を円形に近づけられることが期待できる。よって、本構成においては、アンテナ指向性を円形に近いものとすることが可能となり、例えばアンテナに対して所定角度からは無線通信が成立し易いものの他の角度からは無線通信が成立し難いという状況が生じ難くなる。なお、アンテナ指向性とは、アンテナの向き(方向)に対する感度特性(受信感度又は送信感度)を表す一指標であって、アンテナ指向性が円形に近づくとは、この感度がアンテナの向きに寄らずアンテナ周りの各位置において各々が近い値をとる傾向になることを言う。 According to this configuration, by further extending the middle of the support portion provided in the antenna further inward in order to improve the vibration resistance of the antenna, the other antenna element and the support portion are positioned at predetermined positions in the vertical direction of the antenna. An inner antenna element was provided as a continuous antenna element. As described above, if the antenna element is provided inside the antenna, it can be expected that the antenna directivity can be made close to a circle from the theoretical formula and calculation formula of the antenna. Therefore, in this configuration, it is possible to make the antenna directivity close to a circle. For example, it is easy to establish wireless communication from a predetermined angle with respect to the antenna, but it is difficult to establish wireless communication from another angle. The situation is less likely to occur. The antenna directivity is an index representing sensitivity characteristics (reception sensitivity or transmission sensitivity) with respect to the direction (direction) of the antenna, and when the antenna directivity approaches a circle, the sensitivity depends on the direction of the antenna. It means that each of the positions around the antenna tends to take a close value.
本発明では、前記内側アンテナエレメントは、前記水平方向アンテナエレメントと前記アンテナ基板との間の中間位置に配置されていることを要旨とする。
この構成によれば、内側アンテナエレメントを水平方向アンテナエレメントとアンテナ基板との中間位置に配置すれば、アンテナの理論式や計算式等から、アンテナ指向性をより円形に近づけることが期待できる。よって、内側アンテナエレメントに本構成の位置関係をとらせれば、アンテナ指向性がより円形に近い状態をとったアンテナを提供することが可能となる。
The gist of the present invention is that the inner antenna element is disposed at an intermediate position between the horizontal antenna element and the antenna substrate.
According to this configuration, if the inner antenna element is arranged at an intermediate position between the horizontal antenna element and the antenna substrate, it can be expected that the antenna directivity is made closer to a circle from the theoretical formula and calculation formula of the antenna. Therefore, if the positional relationship of this configuration is adopted in the inner antenna element, it is possible to provide an antenna having a state where the antenna directivity is more circular.
本発明では、前記内側アンテナエレメントには、同エレメントを前記アンテナ基板側に延ばしつつこれをアース接地しない状態で前記アンテナ基板に取り付けることにより、前記内側アンテナエレメントを前記アンテナ基板に支持する第2支持部を設けたことを要旨とする。 According to the present invention, the inner antenna element is attached to the antenna substrate in a state where the element is extended to the antenna substrate side but is not grounded to the ground, thereby supporting the inner antenna element on the antenna substrate. The main point is to provide a section.
この構成によれば、内側アンテナエレメントをアンテナ基板側に延ばし、これを第2支持部としてアース接地しない状態でアンテナ基板に取り付けた。このため、内側アンテナエレメントは第2支持部によってアンテナ基板に支持される状態でアンテナ基板に取り付くことになるので、内側アンテナエレメントは振動(揺れ)に対して強い状態でアンテナ基板に取着した取り付け状態をとる。よって、このように内側アンテナエレメントの耐振動性が向上されれば、アンテナ自体の振動に対する耐性がより上がるので、アンテナの耐振動性を一層向上することが可能となる。 According to this configuration, the inner antenna element is extended to the antenna substrate side, and this is attached to the antenna substrate as a second support portion without grounding. For this reason, the inner antenna element is attached to the antenna substrate while being supported by the antenna substrate by the second support portion, so that the inner antenna element is attached to the antenna substrate in a state resistant to vibration (swing). Take a state. Therefore, if the vibration resistance of the inner antenna element is improved in this way, the resistance to vibration of the antenna itself is further increased, so that the vibration resistance of the antenna can be further improved.
本発明によれば、アンテナの耐振動性を向上できるとともに、アンテナ製造時における材料歩留まりを低く抑えることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to improve the vibration resistance of an antenna, the material yield at the time of antenna manufacture can be restrained low.
以下、本発明を具体化したアンテナ装置の一実施形態を図1〜図9に従って説明する。
図1に示すように、車両1には、電子キーシステムの一種としてワイヤレスキーシステム2が搭載されている。このワイヤレスキーシステム2は、キーが固有に持つキーコードの無線発信に際してキーのボタン操作を必要とするワイヤレスキー3が電子キーとして使用され、その通信周波数としてRF帯の信号が使用されている。ワイヤレスキー3には、車両ドアのドアロックを施錠する際に押し操作するロックボタン4と、車両ドアのドアロックを解錠する際に押し操作するアンロックボタン5とが設けられている。また、車両1には、ワイヤレスキーシステム2の車両側アンテナとして受信アンテナ6が設けられている。
Hereinafter, an embodiment of an antenna device embodying the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, a
このワイヤレスキーシステム2においては、ワイヤレスキー3のロックボタン4が押し操作されると、ワイヤレスキー3から施錠要求電波SlkがRF帯の信号で車両1に発信される。この施錠要求電波Slkには、ワイヤレスキー3のキーコードと、施錠を車両1に指示する施錠要求コードとが含まれている。車両1は、この施錠要求電波Sl kを受信アンテナ6で受信すると、この電波Slkに含まれるキーコードでキー照合を行い、このキー照合が成立すれば、施錠要求コードに従い解錠状態の車両ドアのドアロックを施錠する。一方、ワイヤレスキー3のアンロックボタン5が押し操作されると、ワイヤレスキー3からは、ワイヤレスキー3のキーコードと解錠を車両1に指示する解錠要求コードとを含む解錠要求電波SulがRF帯の信号で車両1に飛ばされ、施錠状態の車両ドアのドアロックが解錠される。
In this
図2に示すように、受信アンテナ6には、受信アンテナ6の各種アンテナ部品の取り付け先として板形状のアンテナ基板7が設けられている。このアンテナ基板7には、基板配線としてパターン配線(回路配線)が形成され、受信アンテナ6の受信動作を管理する通信回路8がこのパターン配線上に設けられる他に、例えば電源に繋がる給電線やGNDに繋がるアース線等も設けられている。受信アンテナ6は、このアンテナ基板7を車体に取り付けることにより車両1に組み付けられ、例えば車内のバックミラーの内部に、図2に示す状態のようにアンテナ基板7を縦向きにした状態で取り付けられている。なお、受信アンテナ6がアンテナ装置に相当する。
As shown in FIG. 2, the receiving
また、アンテナ基板7には、受信アンテナ6のアンテナ線としてアンテナ9が取り付けられている。このアンテナ9は、例えばアルミ等の金属製の部品からなり、アンテナ基板7に対してその垂直方向(図2のX軸方向)に立設する取り付け状態をとっている。このアンテナ9には、アンテナ基板7の給電点11から垂直方向に沿って延びるアンテナエレメント10が設けられている。このアンテナエレメント10は、アンテナ基板7側のエレメント端がアンテナ基板7の給電点11に接続されていることから、同エレメント10を以降は給電アンテナエレメント10と言う。また、給電点11は、アンテナ基板7のパターン配線上の一箇所であって、アンテナ9が電波発信を行う際にその発信電波に準じた電流(進行波)が通信回路8から流れ込む端子である。なお、給電アンテナエレメント10が垂直方向アンテナエレメントに相当する。
An
アンテナ9には、給電アンテナエレメント10の反基板側のエレメント端から90度折れ曲がりつつ、アンテナ基板7に対してその水平方向(図2のY軸方向)に沿って延びるアンテナエレメント12が設けられている。このアンテナエレメント12は、アンテナ9の垂直方向先端、即ちアンテナ9の頂点に位置する配置関係をとっていることから、同エレメント12を以降は頂点アンテナエレメント12と言う。なお、頂点アンテナエレメント12が水平方向アンテナエレメントに相当する。
The
アンテナ9には、頂点アンテナエレメント12の反給電点側のエレメント端をアンテナ基板7側に向けて90度折り曲げつつ、アンテナ基板7に対して水平方向に延びてアンテナ基板7に取着された取り付け状態をとるアンテナエレメント13が設けられている。このアンテナエレメント13は、頂点アンテナエレメント12を反給電点側で支持する働きを持つものであることから、同エレメント13を以降は支持アンテナエレメント13と言う。支持アンテナエレメント13は、頂点アンテナエレメント12を給電アンテナエレメント10と両端で支持することにより、アンテナ9の耐振動性を高めている。なお、支持アンテナエレメント13が支持部に相当する。
The
支持アンテナエレメント13においてアンテナ基板7側のエレメント端、即ち支持アンテナエレメント13の終端14は、アンテナ基板7に半田付けにより固定されている。この終端14は、アンテナ基板7にアース接地しない状態、即ちグランド端子15(GND)には接続しない状態でアンテナ基板7に取り付けられ、このグランド端子15から所定間隔(例えば数mm)の隙間を空けた取り付け状態をとっている。
In the supporting
図2及び図3に示すように、アンテナ9には、支持アンテナエレメント13の途中を給電点11側に更に一体に引き延ばすことにより、アンテナ基板7に対して水平方向に延びる中間アンテナエレメント16が設けられている。この中間アンテナエレメント16は、図4に示すように、アンテナ基板7の垂直方向において、頂点アンテナエレメント12とアンテナ基板7との中間位置に配置されている。即ち、頂点アンテナエレメント12と中間アンテナエレメント16との垂直方向間隔と、中間アンテナエレメント16とアンテナ基板7との垂直方向間隔とは、同じ値のRに設定されている。また、支持アンテナエレメント13の先端17は、アンテナ9の給電点11側、即ち給電アンテナエレメント10に近接する位置まで延び、例えば数mm程度(例えば0.5〜3.5mm)まで近づけられている。なお、中間アンテナエレメント16が内側アンテナエレメントに相当する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
また、アンテナ9には、中間アンテナエレメント16の途中をアンテナ基板7側に更に引き延ばしてこれをアンテナ基板7に取り付けることにより、アンテナ基板7に対して垂直方向に延びる脚アンテナエレメント18が設けられている。この脚アンテナエレメント18は、アンテナ9の耐振動性を高める働きを持つものであって、中間アンテナエレメント16においてその先端寄りの位置に配置されている。また、脚アンテナエレメント18は、支持アンテナエレメント13と同様に、アンテナ基板7にはグランド接続しない状態で接続されている。また、この時の隙間間隔は、支持アンテナエレメント13と同様に数mm程度に設定されている。なお、脚アンテナエレメント18が第2支持部に相当する。
Further, the
このアンテナ9は、図4に示すように、1枚の金属板のプレス成形により製造されている。アンテナ製造にプレス成形を使用する場合、アンテナ材料19として1枚の金属板を用意し、これにプレス加工を施すことにより、アンテナエレメント10,12,13,16,18を持つ形状のアンテナ9を製造する。このようにして製造されたアンテナエレメント10,12,13,16,18は、同一平面上に位置する状態をとり、本例の場合はアンテナ製造に関してアンテナエレメントの曲げ加工を不要としているので、アンテナ9をプレス成形するとき、即ちアンテナ材料19のときから、これらが同一平面上に位置する状態をとっている。
As shown in FIG. 4, the
次に、本例の受信アンテナ6の作用を説明する。
本例においては、給電アンテナエレメント10と頂点アンテナエレメント12とからなる逆L型のアンテナ形状を基礎にし、逆L型ではアンテナ開放側となる頂点アンテナエレメント12の反給電点側のエレメント端を、アンテナ基板7の垂直方向に沿ってアンテナ基板7側に延ばし、これを支持アンテナエレメント13としてアンテナ基板7に取着することにより、頂点アンテナエレメント12をその反給電点側で支持アンテナエレメント13により支持した。これにより、頂点アンテナエレメント12は両端がアンテナ基板7に支持された取り付け状態をとる。このため、アンテナ9をより強固な状態でアンテナ基板7に取り付けることが可能となるので、アンテナ9の耐振動性を高いものとすることが可能となる。
Next, the operation of the receiving
In this example, based on the inverted L-shaped antenna shape consisting of the feeding
また、本例のアンテナ9はプレス加工により製造されるが、本例においてはこのプレス加工を行う前のアンテナ材料19のときに、アンテナエレメント10,12,13,16,18が同一平面上に位置する形状をとっている。このため、アンテナ9の製造に際しては、1枚の金属板をプレス加工するだけの作業工程で済むことになるので、例えば2面をプレスする場合に比べて、金属板の廃棄する部分が少なく済む。よって、このように金属板で廃棄する部分が少なく抑えられる分だけ、アンテナ9の製造歩留まりをよくすることが可能となる。また、プレス加工も少ない回数に抑えられるので、製造工程の簡素化を図ることが可能となり、その分だけ製造コスト低減や製造効率向上を図ることが可能となる。
The
ここで、受信アンテナ6においては、ワイヤレスキー3から発信された各種電波の受信成立し易さの一指標としてアンテナ指向性と言うものがある。アンテナ指向性とは、アンテナ9の向き(方向)に対する感度特性(受信感度特性)を表す特性値であって、この値が高いと受信感度が高いと言える。また、このアンテナ指向性は、ワイヤレスキー3からアンテナ9(車両1)に対してどの方向から電波を発信しても、同程度の距離で発信電波がアンテナ9まで届くように、円形をなしていることが理想とされている。よって、この種の受信アンテナ6においては、アンテナ指向性をできる限り円形に近づけたい要望があり、このアンテナ指向性をより円形に近づけることにより、アンテナ特性をより高いものにしたい現状がある。
Here, in the receiving
ところで、アンテナ9のアンテナ指向性を考える場合、アンテナ9の受信面には、アンテナ基板7に対して垂直方向に延びる面(以下、垂直面と記す:図2のX−Y平面)と、アンテナ基板7に対して水平方向に延びる面(以下、水平面:図2のY−Z平面と記す)との2面があるので、実際のところは、これら両面についてアンテナ指向性の円形を考慮に入れなければならない。しかし、図5に示すように、受信アンテナ6は車両1(要は地面)に対して縦向きに配置されつつ、しかもワイヤレスキー3は車両1の水平方向周囲(地面に沿う方向の周囲)から電波発信される使用状態をとるので、ワイヤレスキー3の電波発信方向は、アンテナ基板7の水平面に沿う向きに飛ぶ状態をとる。よって、アンテナ9に受信面は垂直面及び水平面の2面があるが、この場合の受信に関係するのは水平面に沿う電波であるので、アンテナ9の指向性を見る場合、垂直面に沿う向きのものについて考えれば足りることになる。
By the way, when considering the antenna directivity of the
また、ワイヤレスキー3から発信されてアンテナ9で受け取られる電波としては、図6に示すように、その電波の進行方向において水平方向に揺れて伝わる水平偏波と、同じ進行方向において垂直方向に揺れて伝わる垂直偏波とがある。これは、例えばワイヤレスキー3を横向きにして電波発信を行うときと、ワイヤレスキー3を縦向きにして電波発信を行うときの2パターンがあるので、ワイヤレスキー3が横向き操作されたときは電波が水平偏波でアンテナ9に送られ、ワイヤレスキー3が縦向き操作されたときは電波が垂直偏波でアンテナ9に送られるからである。よって、アンテナ9の垂直面の指向性を見る場合は、水平偏波及び垂直偏波の両方が円形になっているか否かを確認する必要がある。
Further, as shown in FIG. 6, the radio wave transmitted from the
図7に、本例の受信アンテナ6の水平偏波及び垂直偏波の各々のアンテナ指向性の特性値を図示する。なお、同図のアンテナ指向性特性波形は、円周方向の目盛りが角度(0度〜360度)であり、径方向の目盛りが受信感度(単位:dBi)となっている。同図からも分かるように、本例のようにアンテナエレメント10,12,13,16,18からなるアンテナ9は、水平偏波も垂直偏波もともにアンテナ指向性の特性波形が略円形をとることが分かる。なお、図7においては、垂直偏波のアンテナ指向性特性波形Mbが平偏波のアンテナ指向性特性波形Maよりも円サイズよりも小さくなって、垂直偏波の時の受信感度が垂直偏波の時よりも若干低くなっているが、実用上、問題はない。
FIG. 7 illustrates characteristic values of the antenna directivity of each of the horizontally polarized waves and the vertically polarized waves of the receiving
また、図8に、本例の受信アンテナ6の電圧定在波比(VSWR:Voltage Standing Wave Ratio)の変化特性を図示する。なお、同図においては、横軸が周波数であり、縦軸が電圧定在波比となっている。ここで、例えばアンテナ長さHを19mmとし、アンテナのL字の長さ(=H+L)を82.7mmとし、中間アンテナエレメント16の高さMを9.5mmとすると、受信アンテナ6の共振周波数F0は約450MHzの値をとることが分かる。
Further, FIG. 8 illustrates a change characteristic of a voltage standing wave ratio (VSWR) of the receiving
ところで、例えば図9に示すように、中間アンテナエレメント16(脚アンテナエレメント18)を設けずに、支持アンテナエレメント13のみ設けた場合を想定する。このとき、垂直面における水平偏波のアンテナ指向性は円形に近づけられる反面、垂直面における垂直偏波は楕円形に近い形状をとることから、全方位からの受信には適さない。しかし、アンテナ9に中間アンテナエレメント16を設けると、図7及び図8からも分かるように、垂直面における垂直偏波のアンテナ指向性を円形に近づけられ、しかもアンテナ利得についてもダイポールアンテナ並みにすることが可能となる。
By the way, for example, as shown in FIG. 9, it is assumed that only the
ここで、本例のアンテナ9においては、中間アンテナエレメント16の先端17を、より給電アンテナエレメント10側に近づけて近接させている。ところで、アンテナ9の理論式や計算式等から、中間アンテナエレメント16には、その先端17を給電アンテナエレメント10に近づけるに連れて共振周波数F0が低くなり、先端17を給電アンテナエレメント10から遠ざけるに連れて共振周波数F0が高くなる特性があることが分かった。よって、中間アンテナエレメント16の先端17を給電アンテナエレメント10に近づけると、その分だけ共振周波数F0が低くなるが、アンテナ9には外形を小さくすると共振周波数F0が高い方向にずれる特性があるので、この時に共振周波数F0を高めに設定したい場合は、アンテナ外形を小さくすることにより対応する。
Here, in the
また、アンテナ9の指向性は、中間アンテナエレメント16の垂直方向高さにも影響を受ける。即ち、中間アンテナエレメント16が低い位置にあると、共振周波数F0の値が下がり、しかも共振時の入力インピーダンスも下がり、アンテナ指向性も楕円形に近づく傾向をとり、一方で中間アンテナエレメント16が高い位置にあると、共振周波数F0の値が上がり、しかも共振時の入力インピーダンスが下がり、アンテナ指向性も楕円形に近づく傾向をとる。しかし、中間アンテナエレメント16をアンテナ9の垂直方向(高さ方向)の中間位置に配置すると、垂直面における垂直偏波のアンテナ指向性が円形に近づくこと傾向にあるので、本例は中間アンテナエレメント16をアンテナ9の垂直方向中間位置に配置している。
The directivity of the
さて、本例においては、支持アンテナエレメント13の中間位置を更に内側、即ち給電アンテナエレメント10側に延ばして中間アンテナエレメント16を設けた。このため、アンテナ9の垂直面における垂直偏波のアンテナ指向性が円形に近づく状態をとるので、アンテナ特性をよいものとすることが可能となる。また、この中間アンテナエレメント16をアンテナ9の高さの中間位置(中央位置)に配置したので、図8からも分かるように、アンテナ9の垂直面における垂直偏波のアンテナ指向性がより円形に近づくことが分かる。このため、中間アンテナエレメント16を設けるに際してこれをアンテナ高さの中間位置に配置すれば、アンテナ9のアンテナ特性をより高いものとすることが可能となる。
In this example, the
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
(1)給電アンテナエレメント10及び頂点アンテナエレメント12からなる逆L部分を基礎として、これのアンテナ開放端側に支持アンテナエレメント13を設けるとともに、この支持アンテナエレメント13をアース接地しない状態でアンテナ基板7に取り付けつつ、しかもアンテナ9がそのプレス成形時においてとる形状を、プレス加工を行う前のアンテナ材料19のときに、アンテナエレメント10,12,13,16,18が同一平面上に位置する形状とした。そして、アンテナ9の逆L部分の内部位置に、アンテナ開放端側から基板側に延ばした支持アンテナエレメント13を給電点11側に更に引き延ばすことにより、アンテナ基板7に対して水平方向に延びる中間アンテナエレメント16を設けた。従って、一般的な逆L型アンテナの場合と比較して、受信アンテナ6の耐振動性を向上できるとともに、アンテナ製造時における歩留まりをよくすることもでき、しかもアンテナ指向性をより円形に近いものとすることもできる。
According to the configuration of the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) On the basis of the inverted L portion composed of the feeding
(2)アンテナ9に中間アンテナエレメント16を設ける場合、この中間アンテナエレメント16をアンテナ9の高さ中間位置に配置した。このため、アンテナ9の垂直面における垂直偏波のアンテナ指向性がより円形に近づくので、アンテナ9のアンテナ指向性をより円形に近づけることができる。
(2) In the case where the
(3)中間アンテナエレメント16の先端寄りの位置に、中間アンテナエレメント16を更にアンテナ基板7側に引き延ばしてこれをアンテナ基板7に固定することにより、中間アンテナエレメント16をアンテナ基板7に支持する脚アンテナエレメント18を設けた。このため、中間アンテナエレメント16が振動に対して強くなるので、アンテナ9の耐振動性を一層向上することができる。
(3) A leg for supporting the
(4)アンテナ9は1枚の金属板をプレス加工により打ち抜き、その打ち抜き後のままの形状が最終的なアンテナ形状となっている。よって、アンテナ9はその製造工程時において曲げ加工が不要であるので、その分だけ製造工程を簡素なものとすることができる。
(4) The
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・ アンテナ9は、必ずしも受信用に限定されず、例えば送信用として使用してもよいし、或いは送受信兼用として使用してもよい。
Note that the embodiment is not limited to the configuration described so far, and may be modified as follows.
The
・ アンテナ9は、必ずしも中間アンテナエレメント16を持つ形状に限定されず、例えば図9に示すような中間アンテナエレメント16を省略した逆U字形状をとるものでもよい。
The
・ 中間アンテナエレメント16の配置位置は、必ずしもアンテナ9の高さ方向中間位置に限定されず、この位置から上又は下にずれていてもよい。
・ 脚アンテナエレメント18の配置位置は、必ずしも中間アンテナエレメント16の先端寄りの位置に限定されず、例えば中間アンテナエレメント16の長手方向中央に配置してもよい。また、脚アンテナエレメント18の個数は、必ずしも1つに限定されず、例えば2つ以上設けてもよい。
The arrangement position of the
The arrangement position of the
・ 受信アンテナ6を縦向きに配置する場合、これはアンテナ9の長手方向が地面に沿う配置向きをとることに限定されず、例えばこの長手方向が地面と直交する向きをとってもよい。また、受信アンテナ6の配置向きは、必ずしも地面に対して縦向きであることに限定されず、電波発信方向によっては地面に対して横向き(アンテナ9が地面に対して立設する向き)に配置してもよい。
In the case where the receiving
・ 支持アンテナエレメント13は、必ずしもアンテナ基板7に対して垂直方向に延びる向きをとることに限定されず、この垂直線に対して若干傾いていてもよい。なお、このことは、中間アンテナエレメント16や脚アンテナエレメント18についても同様に言える。
The supporting
・ アンテナ9の製造工程には、例えば曲げ加工が含まれていてもよいし、或いは複数のプレス加工を要してもよい。
・ 電子キーシステムは、必ずしもワイヤレスキーシステム2に限定されない。例えば、電子キー(車両キー)からのキーコード発信が自動で行われるキー操作フリーシステムでもよい。このキー操作フリーシステムでは、キーコード返信のリクエストが連続的又は断続的に車両1から発信され、このリクエストを電子キーが受信すると、これに応答する形で車両1にキーコードを返信する動作をとる。
-The manufacturing process of the
The electronic key system is not necessarily limited to the wireless
・ 受信アンテナ6の搭載対象は、必ずしも車両1に限定されず、無線通信を行う機器や装置であれば、特に限定されない。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
The mounting target of the receiving
Next, technical ideas that can be grasped from the above-described embodiment and other examples will be described below together with their effects.
(1)請求項1〜3のいずれかにおいて、前記内側アンテナエレメントは、同エレメントの先端が前記垂直方向アンテナエレメントに近接する位置まで延びている。この構成によれば、内側アンテナエレメントの先端を垂直方向アンテナエレメントに接近させる分だけ、アンテナ材料においてアンテナとして使用する箇所が多くなる。よって、よって、プレス加工によってアンテナを製造する場合、その時に廃棄する箇所を一層少なく抑えることが可能となり、製品製造時の歩留まりを一層よくすることが可能となる。
(1) In any one of
6…アンテナ装置としての受信アンテナ、7…アンテナ基板、9…アンテナ、10…垂直方向アンテナエレメントとしての給電アンテナエレメント、11…給電点、12…水平方向アンテナエレメントとしての頂点アンテナエレメント、13…支持部としての支持アンテナエレメント、16…内側アンテナエレメントとしての中間アンテナエレメント、18…第2支持部としての脚アンテナエレメント。 6 ... Receiving antenna as antenna device, 7 ... antenna substrate, 9 ... antenna, 10 ... feed antenna element as vertical antenna element, 11 ... feed point, 12 ... vertical antenna element as horizontal antenna element, 13 ... support Support antenna element as a part, 16 ... Intermediate antenna element as an inner antenna element, 18 ... Leg antenna element as a second support part.
Claims (3)
前記水平方向アンテナエレメントの反給電点側を前記アンテナ基板側に延ばしつつこれをアース接地しない状態で前記アンテナ基板に取り付けることにより、前記アンテナを支持する支持部を設け、前記アンテナの形状を、該アンテナをプレス成形するときに少なくとも前記2つのアンテナエレメントが同一平面上に位置する形状をとるようにし、
前記支持部から前記水平方向アンテナエレメントと前記アンテナ基板との間において一体に延びつつ、当該アンテナ基板に対して水平方向に沿う向きをとる内側アンテナエレメントを設けたことを特徴とするアンテナ装置。 An antenna comprising a vertical antenna element extending in a vertical direction of the antenna substrate from a feeding point of the antenna substrate, and a horizontal antenna element arranged in a horizontal direction with respect to the antenna substrate while being bent from the vertical antenna element In the antenna device you have,
By extending the counter feed point side of the horizontal antenna element to the antenna substrate side and attaching it to the antenna substrate without grounding it, a support portion for supporting the antenna is provided, and the shape of the antenna is When the antenna is press-molded, at least the two antenna elements take a shape located on the same plane ,
An antenna device comprising an inner antenna element that extends integrally from the support portion between the horizontal antenna element and the antenna substrate, and that is oriented in a horizontal direction with respect to the antenna substrate .
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