JP5461248B2

JP5461248B2 - アンテナ

Info

Publication number: JP5461248B2
Application number: JP2010055125A
Authority: JP
Inventors: 雅美鈴木; 智之藤枝; 毅伊東; 洋幸小林; 秀一田島; 昭一根上
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Pioneer Corp
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Pioneer Corp
Priority date: 2010-03-11
Filing date: 2010-03-11
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2030-03-11
Also published as: EP2546929A1; JP2011193060A; WO2011111432A1

Description

本発明は、小型の広帯域アンテナに関する。

現在、車両での地上デジタル放送受信用アンテナとしては、いわゆるフィルムアンテナが主流となっており、その一例が特許文献１に記載されている。

特開２００８−１５３７３８号公報

しかし、フィルムアンテナは一度貼り付けてしまうと貼り替えがほとんどできない。その結果、受信状況や視認性の観点から取付け位置を調整したい場合などに取付け位置の微妙な調整が不可能となり、ユーザや車用品販売店の作業者に対して取付け作業に過剰な慎重さを要求し、作業時間もかなりかかってしまう。このように、フィルムアンテナは、ユーザ及び取付け作業者にとって非常に取り扱いにくい性質を持っている。

また、フィルムアンテナは、車両のフロントガラスに設置した場合に、ドライバーの視界に容易に入ってしまうところまで設置が許可されている。アンテナエレメントは非常に細く加工されているものの（幅０．５〜１ｍｍ程度）、運転時にその存在が気になるというユーザも多い。

さらに、一度剥がしたフィルムアンテナはほぼ再利用できず、ほとんどのケースで廃棄せざるを得ない。廃棄物を減らすという環境保護的な観点からも、貼り付けに失敗すると即廃棄せざるを得ないという性質は好ましくない。

本発明が解決しようとする課題としては上記のようなものが例として挙げられる。本発明は、車両に搭載しても目立たないように小型であり、地上デジタル放送の周波数帯域をカバーできる広帯域な特性を持つ非フィルムタイプのアンテナを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、アンテナであって、第１の給電端部と、前記第１の給電端部からアンテナ主軸方向に沿って延びて配置された第１の平行伝送線路部分と、前記第１の平行伝送線路部分の前記第１の給電端部と反対側の端部から前記第１の給電端部と逆方向へ延びるフィーダー部分と、を有する第１の素子と、第２の給電端部と、前記第２の給電端部から前記第１の平行伝送路部分と平行に配置された第２の平行伝送線路部分と、前記第２の平行伝送線路部分の前記第２の給電端部と反対側の端部において前記フィーダー部分と逆方向に折り返されて前記主軸方向に沿って延びる折り返し形状部分と、を有する第２の素子と、グランド電位に設定される地板部分と、を備え、前記折り返し形状部分は、前記第２の平行伝送線路部分及び前記第２の給電端部を介して前記地板部分と電気的に接続されており、前記折り返し形状部分は、少なくとも一部にミアンダ形状又はヘリカル形状の部分を有し、前記折り返し形状部分は、前記ミアンダ形状又はヘリカル形状の部分が前記地板部分と近接配置され、電磁的に結合していることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、アンテナであって、第１の給電端部と、前記第１の給電端部からアンテナ主軸方向に沿って延びて配置された第１の平行伝送線路部分と、前記第１の平行伝送線路部分の前記第１の給電端部と反対側の端部から前記第１の給電端部と逆方向へ延びるフィーダー部分と、を有する第１の素子と、第２の給電端部と、前記第２の給電端部から前記第１の平行伝送路部分と平行に配置された第２の平行伝送線路部分と、前記第２の平行伝送線路部分の前記第２の給電端部と反対側の端部において前記フィーダー部分と逆方向に折り返されて前記主軸方向に沿って延びる折り返し形状部分と、を有する第２の素子と、グランド電位に設定される地板部分と、を備え、前記折り返し形状部分は、前記第２の平行伝送線路部分及び前記第２の給電端部を介して前記地板部分と電気的に接続されており、前記折り返し形状部分は、少なくとも一部にミアンダ形状又はヘリカル形状の部分を有し、前記折り返し形状部分の電気長は、前記フィーダー部分の電気長より長いことを特徴とする。

本発明の実施例に係るアンテナの構成を示す図である。実施例に係るアンテナの電気的接続及び寸法を模式的に示す図である。実施例に係るアンテナを実装する際の構成例を示す図である。実施例に係るアンテナ及び比較例の特性を示すグラフである。地板部分の長さを変えた場合の構成例を示す。地板部分の長さを変えた場合の特性を示す。ミアンダ形状部分と地板部分との位置関係を変えた場合の構成例を示す。ミアンダ形状部分と地板部分との位置関係を変えた場合の特性を示す。実施例に係るアンテナの形状の変形例を示す。アンプ回路を設けた変形例の構造を示す。

本発明の好適な実施形態では、アンテナは、第１の給電端部と、前記第１の給電端部からアンテナ主軸方向に沿って延びて配置された第１の平行伝送線路部分と、前記第１の平行伝送線路部分の前記第１の給電端部と反対側の端部から前記第１の給電端部と逆方向へ延びるフィーダー部分と、を有する第１の素子と、第２の給電端部と、前記第２の給電端部から前記第１の平行伝送路部分と平行に配置された第２の平行伝送線路部分と、前記第２の平行伝送線路部分の前記第２の給電端部と反対側の端部において前記フィーダー部分と逆方向に折り返されて前記主軸方向に沿って延びる折り返し形状部分と、を有する第２の素子と、グランド電位に設定される地板部分と、を備え、前記折り返し形状部分は、前記第２の平行伝送線路部分及び前記第２の給電端部を介して前記地板部分と電気的に接続されており、前記折り返し形状部分は、少なくとも一部にミアンダ形状又はヘリカル形状の部分を有する。

上記のアンテナは、第１の素子と、第２の素子と、地板部分とを備える。第１の素子は、第１の給電端部と、第１の平行伝送線路部分と、フィーダー部分とを備える。第２の素子は、第２の給電端部と、第２の平行伝送線路部分と、折り返し形状部分とを備える。第２の給電端部は、グランド電位に設定される地板部分と電気的に接続される。第１及び第２の平行伝送線路部分が相互に平行に配置されることにより、広帯域化が可能となる。また、折り返し形状部分にメアンダ形状又はヘリカル形状を形成することにより、アンテナ全体の小型化が可能となる。

上記のアンテナの一態様では、前記折り返し形状部分は、前記ミアンダ形状又はヘリカル形状の部分を前記地板部分と近接配置することで、電磁的に結合させている。これにより、アンテナの動作帯域の下限を拡大することができ、さらなる小型化を図ることができる。また、その効果により、所望の帯域に応じてアンテナの動作帯域を調整することができる。

上記のアンテナの一態様では、前記折り返し形状部分の電気長を、前記フィーダー部分の電気長より長くしている。これにより、小型化することに伴う入力インピーダンス実部の低下を防ぐことができ、給電端部において電気回路部分とのインピーダンス整合がとり易くなる。その結果、広い帯域に渡って良好なインピーダンス整合状態を確保することが可能となる。

他の好適な例では、前記フィーダー部分は、少なくとも１つの折り返し形状部分を有する。また、他の好適な例では、前記フィーダー部分は、ミアンダ形状又はヘリカル形状の部分を有する。これにより、さらにアンテナの全体長を小さくすることができる。

他の好適な例では、上記のアンテナは、絶縁体基板を備え、前記第１の素子及び前記第２の素子は前記絶縁体基板の一方の面上に配置され、前記地板部分は前記絶縁体基板の他方の面上に配置され、前記第２の給電端部と前記地板部分とは前記絶縁体基板に形成されたスルーホールを通じて電気的に接続されている。

上記のアンテナの他の一態様では、前記第１の素子及び前記第２の素子に接続される回路部を備え、当該回路部のグランド配線は前記地板部分に電気的に接続されている。この態様では、アンテナにより送受信される信号が供給される回路部が設けられ、グランド電位に設定される地板部分が、当該回路部のグランド基板としての役割も有する。これにより、アンテナの地板部分と別個に回路部のグランド基板を設ける必要が無くなり、回路部を含めたアンテナの小型化、構造の単純化が図られる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。

図１は、本発明の実施例に係るアンテナ１００の構造を示す。図１（ａ）はアンテナ１００の表面を示す平面図であり、図１（ｂ）はアンテナ１００の裏面を示す背面図である。図１（ｃ）は、後述するスルーホール５ａの位置で切断したアンテナ１００の断面図である。

図示のように、アンテナ１００は、素子１と、素子２と、誘電体基板５と、地板部分６とを備える。素子１、素子２及び地板部分６はアンテナのエレメントに相当する。

素子１は、直線状の１本の導線であり、アンテナの長さ方向である主軸方向Ｘに沿って配置される。素子１は、その一端に給電端部１ｔが形成されている。素子１の、給電端部１ｔから所定長さの部分は平行伝送線路部分１ｂとなっており、それより先の部分、即ち給電端部１ｔと反対側へ延びる部分はフィーダー部分１ａとなっている。なお、素子１の給電端部１ｔ側の部分は誘電体基板５上に配置されている。

素子２は、その一端に給電端部２ｔが形成されている。給電端部２ｔは、素子１の給電端部１ｔと近接して配置されている。また、素子２の、給電端部２ｔから所定長さの部分は平行伝送線路部分２ｂとなっている。素子２の平行伝送線路部分２ｂは、素子１の平行伝送線路部分１ｂとほぼ同一の長さであり、素子１の平行伝送線路部分１ｂと平行に誘電体基板５上に配置されている。言い換えると、素子１と素子２とは、それぞれの給電端部１ｔ、２ｔ側の所定長さの部分が相互に平行となるように配置されており、その相互に平行な部分が平行伝送線路部分１ｂ、２ｂとなっている。

素子２は、平行伝送線路部分２ｂの、給電端部２ｔと反対側の端部の位置で２度折り曲げられ、主軸方向Ｘに沿って１８０度折り返されている。この折り返された部分が折り返し形状部分２ａとなっている。即ち、折り返し形状部分２ａは、平行伝送線路部分１ｂ、２ｂとほぼ平行であり、主軸方向Ｘに沿って、素子１のフィーダー部分１ａが延びる方向と反対方向に延びている。また、折り返し形状部分２ａは、図示のように平面的な凹凸形状が繰り返し形成されたメアンダ（ｍｅａｎｄｅｒ）形状を有している。なお、図１の例では、折り返し形状部分２ａはほぼ全体に渡ってメアンダ形状となっているが、折り返し形状部分２ａの一部のみをメアンダ形状としてもよい。

誘電体基板５は、例えばＦＲ４などのプリント基板用基材などにより形成することができる。誘電体基板５は矩形の平板形状を有し、その表面上に図１（ａ）に示すように素子１及び素子２が配置されている。

誘電体基板５の裏面には、図１（ｂ）に示すように、地板部分６が設けられている。地板部分６は、例えば金属などの導電体により構成される。地板部分６は、素子２の給電端部２ｔと電気的に接続されている。具体的には、図１（ａ）及び（ｃ）に示すように、素子２の給電端部２ｔの位置において、誘電体基板５にはスルーホール５ａが設けられており、このスルーホール５ａ内に設けられた導電体を通じて給電端部２ｔと地板部分６とが導通している。

なお、上記のアンテナ１００の構成において、素子１は本発明の第１の素子に相当し、給電端部１ｔは第１の給電端部に相当し、平行伝送線路部分１ｂは第１の平行伝送線路部分に相当する。また、素子２は本発明の第２の素子に相当し、給電端部２ｔは第２の給電端部に相当し、平行伝送線路部分２ｂは第２の平行伝送線路部分に相当する。

図２（ａ）に、アンテナ１００の電気的な接続状態を模式的に示す。送受信信号が流れる同軸ケーブル１１は、その信号線１１ｓが素子１に電気的に接続され、外皮導体（以下、「グランド（ＧＮＤ）線」と呼ぶ。）１１ｇが素子２及び地板部分６に電気的に接続される。これにより、素子１は信号電位に設定され、素子２及び地板部分６はグランド電位に設定される。なお、図２（ａ）はアンテナ１００の電気的な接続状態を模式的に示したものであり、実際には、同軸ケーブルの信号線は、素子１の給電端部１ｔに接続され、グランド線は素子２の給電端部２ｔに接続される。なお、信号線及びグランド線は、必要なアンプ回路などを経由してそれぞれ給電端部１ｔ、２ｔに接続されてもよい。上述のように、素子２の給電端部２ｔはスルーホール５ａを通じて地板部分６と電気的に接続されているため、素子２及び地板部分６はグランド電位に設定される。

図２（ｂ）に、アンテナ１００の各部の寸法の一例を示す。この例は、本実施例のアンテナ１００を地上波デジタル放送の受信用に構成した場合の例である。この例では、アンテナ１００の全長は２３３．５ｍｍであり、素子１及び２の幅は２ｍｍである。平行伝送線路部分１ｂ及び２ｂの長さは７０ｍｍであり、その線間ギャップは１ｍｍである。素子１の長さは１８０ｍｍである。折り返し形状部分２ａの長さは、ミアンダ形状部分の蛇行分を除いて１０６ｍｍであり、ミアンダの段数は６段である。地板部分６の長さは５６ｍｍである。ミアンダ形状部分の蛇行分を考慮すると、折り返し形状部分２ａの電気長はフィーダー部分１ａの電気長よりも長い。なお、本発明のアンテナは地上波デジタル放送の受信以外の用途にも使用可能であり、その場合のアンテナ各部の寸法は、基本的に送受信の対象となる信号の周波数帯域などに基づいて適宜決定される。

図３（ａ）は、アンテナ１００を実際に車両などに装着する際の構成の一例である。例えば、アンテナ１００は、絶縁体のケース８に収容された状態で車両に取り付けられる。図３（ａ）の例は、上記のアンテナ１００をそのままケース８に収容した例であり、素子１、素子２及び誘電体基板５はそれぞれケース８の内部の所定の位置に固定される。なお、説明の便宜上、図３（ａ）では、ケース８を透明な樹脂により構成し、内部が透視可能になっているものとする。誘電体基板５の裏面に設けられた地板部分６は図示を省略している。

図３（ｂ）は、アンテナ１００を実際に車両などに装着する際の構成の他の例である。この例では、図１などに示す誘電体基板５の代わりに、大型の誘電体基板５ｘを用いる。即ち、誘電体基板５ｘをアンテナ１００の基材としても使用する。誘電体基板５ｘの表面に素子１及び素子２を配置し、誘電体基板５ｘの裏面に地板部分６を配置する。なお、図３（ｂ）では図示の便宜上、誘電体基板５ｘを透明に構成し、裏面に形成された地板部分６が表面側から透視可能となっているものとする。誘電体基板５ｘに設けたスルーホール５ａを通じて、素子２の給電端部２ｔと地板部分６とを導通させる。この場合、素子１、素子２及び地板部分６が露出しないよう、誘電体基板５ｘの外側全体が絶縁性の保護ケースなどで覆われる。

なお、上記の図３（ａ）及び（ｂ）はアンテナ１００を実装するための構成の例に過ぎず、本発明のアンテナの実装方法はこれらに限定されるものではない。

次に、アンテナ１００の特徴について説明する。まず基本的に、アンテナ１００は、素子１及び２に平行伝送線路部分１ｂ及び２ｂを設けたことにより、広帯域化を実現している。

また、折り返し形状部分２ａの一部を地板部分６に近接させることにより、折り返し形状部分２ａのミアンダ形状部分と地板部分６とを良好な状態で電磁的に結合させている。これにより、アンテナの動作帯域の下限を拡大させ、広い帯域に渡って良好なインピーダンス整合状態を確保している。

この点について、図４を用いて説明する。図４（ａ）は、本実施例のアンテナ１００、及び、地板部分６を除去した場合のアンテナ１００の電圧定在波比（ＶＳＷＲ）特性を示す。実線のグラフＣ１は本実施例のアンテナ１００、即ち地板部分６を有するアンテナのＶＳＷＲ特性を示し、破線のグラフＣ２は地板部分６を除去した場合のＶＳＷＲ特性を示す。一般的に、ＶＳＷＲの値が「３」以下であれば良好なインピーダンス整合状態であると考えることができ、実線のグラフＣ１が示すように、アンテナ１００は５１０ＭＨｚ〜８１０ＭＨｚの約３００ＭＨｚの帯域幅でＶＳＷＲの値が「３」以下である良好な特性を示している。一方、破線のグラフＣ２が示すように、地板部分６を除去すると、広い帯域に渡ってインピーダンスの整合状態が悪化し、特に整合状態が極端に悪い特異点も発生する。このように、本実施例のアンテナ１００では、折り返し形状部分２ａと地板部分６とが電磁的に結合可能なように両者を十分に近接配置することにより、広い帯域に渡って安定なＶＳＷＲ特性を実現している。

また、折り返し形状部分２ａにミアンダ形状を形成することにより、アンテナ全長を小型化している。これに加え、折り返し形状部分２ａにミアンダ形状を形成することにより、動作周波数帯域を調整している。図４（ｂ）のグラフＣ３は、折り返し形状部分２ａにミアンダ形状を形成せず、直線状とした場合のアンテナのＶＳＷＲ特性を示す。図４（ａ）の実線のグラフＣ１と比較するとわかるように、折り返し形状部分２ａにミアンダ形状を形成しない場合には、動作帯域全体が周波数軸上で高域側にシフトする。この場合、ミアンダ形状を形成せずに動作帯域を低域側に戻すためには、素子１のフィーダー部分１ａ又は地板部分６の長さを長くする必要があり、結果的にアンテナの全体長が増加してアンテナが大型化してしまう。この点、本実施例では、折り返し形状部分２ａにミアンダ形状を形成することにより、アンテナを小型化するとともに、動作帯域を所望の周波数帯域に調整することが可能となっている。

次に、地板部分６の主軸方向Ｘにおける長さについて説明する。図５（ａ）〜（ｃ）は、地板部分６の長さを変えた場合の例を示す。なお、図５（ａ）〜（ｃ）は、アンテナ１００を裏面側、即ち地板部分６が設けられている面側から見た背面図である。具体的に、地板部分６を、主軸方向Ｘに沿って、素子１のフィーダー部分１ａと反対方向に延長する。図５（ａ）は、図１に示すアンテナ１００と同様に地板部分６の主軸方向Ｘの長さが５６ｍｍの例であり、図５（ｂ）は地板部分６の長さを７６ｍｍとした例であり、図５（ｃ）は地板部分６の長さを９６ｍｍとした例である。なお、図５（ｂ）及び（ｃ）では地板部分６を延長するために誘電体基板５も主軸方向Ｘに延長することになるが、素子１及び素子２の形状、寸法などは全て同一とする。

このように、地板部分６の長さを変えた場合のＶＳＷＲ特性を図６に示す。グラフＣ４は図５（ａ）に示すように地板部分６の長さが５６ｍｍである場合のＶＳＷＲ特性を示し、グラフＣ５は図５（ｂ）に示すように地板部分６の長さが７６ｍｍである場合のＶＳＷＲ特性を示し、グラフＣ６は図５（ｃ）に示すように地板部分６の長さが９６ｍｍである場合のＶＳＷＲ特性を示す。各グラフからわかるように、地板部分６を長くすることにより、動作帯域の下限を低域側に拡大できる。つまり、本実施例のアンテナでは、地板部分６の長さを調整することにより、動作帯域の下限を所望の周波数に設定することができる。従来のモノポールアンテナのようにフィーダー部分の長さを変更することにより動作帯域の下限を調整できることは知られているが、本実施例では、これに加えて地板部分６の長さによっても動作帯域の下限を調整することが可能となる。特に本実施例のアンテナは小型化が望まれる用途を想定しているので、フィーダー部分の長さと地板部分の長さという２つのパラメータを用いて所望の動作帯域を満足するための設計が可能となるということは、設計が容易となり、製品形状に自由度が増すという点で非常に有益である。

次に、折り返し形状部分２ａのミアンダ形状部分と地板部分６との位置関係について説明する。いま、ミアンダ形状を２段とし、その位置を地板部分６に対して相対的に移動させる。なお、折り返し形状部分２ａの長さは１０６ｍｍに固定する。

この場合の構成例を図７（ａ）〜（ｄ）に示す。なお、図７（ａ）〜（ｄ）はアンテナの表面側から見た平面図であるが、説明の便宜上、アンテナの裏面側に設けられた地板部分６も図示している。具体的に、図７（ａ）に示すアンテナ１００ａは、ミアンダ形状部分を地板部分６から離して配置した例である。図７（ｂ）に示すアンテナ１００ｂは、主軸方向Ｘと垂直な方向においてミアンダ形状部分と地板部分６とが並ばない範囲で、両者が近接して配置された例である。図７（ｃ）に示すアンテナ１００ｃは、主軸方向Ｘと垂直な方向において、ミアンダ形状部分の１段のみが地板部分６と並んで配置された例である。図７（ｄ）に示すアンテナ１００ｄは、主軸方向Ｘと垂直な方向において、ミアンダ形状部分の２段ともが地板部分６と並んで配置された例である。

アンテナ１００ａ〜１００ｄのＶＳＷＲ特性を図８に示す。各アンテナのＶＳＷＲ特性を比較するとわかるように、ミアンダ形状部分と地板部分６とが主軸方向Ｘと垂直な方向に並ぶように両者を隣接配置すれば、ミアンダ形状部分と地板部分６とが電磁的に結合することにより、動作帯域の下限を低域側に拡大できる。よって、ミアンダ形状部分と地板部分６との配置を調整して両者の電磁的な結合の強度を調整することにより、アンテナの動作帯域を調整することが可能となる。これにより、アンテナ全体における設計の自由度を増すことができる。

なお、上記の例では、ミアンダ形状部分と地板部分６との相対位置を変えることにより両者の電磁的な結合の強度を変えているが、その代わりに、ミアンダ形状部分と地板部分６との間隔（ギャップ）を変えても同様の調整を行うことができる。例えば、図７（ｄ）の例において、ミアンダ形状部分の主軸方向Ｘにおける位置は不変とし、折り返し形状部分２ａを主軸方向Ｘと垂直な方向（図中の矢印Ｙの方向）に移動させてミアンダ形状部分と地板部分６との間隔を増加させる。この場合、ミアンダ形状部分と地板部分６との間隔が小さいほど、ミアンダ形状部分と地板部分６との間の電磁的な結合の強度が大きくなり、動作帯域の下限が低域側に広くなる。逆に、ミアンダ形状部分と地板部分６との間隔が大きいほど、ミアンダ形状部分と地板部分６との間の電磁的な結合の強度が小さくなり、動作帯域の下限が高域側に移動する。よって、図７（ａ）〜（ｄ）に示すようにミアンダ形状部分と地板部分６との主軸方向Ｘにおける相対位置関係の調整に代えて、又は、それに加えて、ミアンダ形状部分と地板部分６との間隔を調整することによっても動作帯域を調整することが可能となり、さらなる設計上の自由度が得られる。

［変形例１］
次に、アンテナ１００の形状の各種の変形例について説明する。図９（ａ）〜（ｅ）はアンテナ１００の形状の変形例を示す。

図９（ａ）に示すアンテナ１００ｅは、素子１のフィーダー部分１ａの、給電端部１ｔと反対側の端部を折り返した例である。図９（ｂ）に示すアンテナ１００ｆは、図９（ａ）に示すアンテナ１００ｅのフィーダー部分１ａの先端をさらにメアンダ形状に形成した例である。図９（ｃ）に示すアンテナ１００ｇは、素子１のフィーダー部分１ａにメアンダ形状を形成した例である。図９（ｄ）に示すアンテナ１００ｈは、素子１のフィーダー部分１ａの先端を垂直方向に１回折り曲げ、折り曲げた部分をメアンダ形状とした例である。これらの例では、フィーダー部分１ａの長さを短くすることにより、アンテナ全長を小型化することができる。

図９（ｅ）に示すアンテナ１００ｉは、折り返し形状部分２ａにメアンダ形状の代わりにヘリカル（ｈｅｌｉｃａｌ）形状を形成した例である。なお、図９（ｅ）では平面的に図示されているが、ヘリカル形状はコイルの如き３次元のループ形状に形成される。このヘリカル形状によっても、メアンダ形状と同様に素子２の全長を短縮できる。また、ヘリカル形状部分を地板部分６に近接して配置することにより、両者を電磁的に結合させ、動作帯域を調整することが可能となる。

［変形例２］
次に、アンテナに対してアンプ回路を設けた変形例について説明する。図１０（ａ）はアンプ回路を備えるアンテナ１００ｘの表面を示す平面図であり、図１０（ｂ）はアンテナ１００ｘの裏面を示す背面図であり、図１０（ｃ）はアンテナ１００ｘの、スルーホール５ａを通る断面に沿った断面図である。

図示のように、誘電体基板５の表面にはアンプ回路２０が設けられる。アンプ回路２０は、アンテナ１００ｘの給電端部１ｔ及び２ｔに近接配置され、アンテナ１００ｘによって受信された信号を増幅（ブースト）する役割を有する。アンプ回路２０の信号線２０ｓは素子１の給電端部１ｔに接続され、アンプ回路２０のグランド線２０ｇは素子２の給電端部２ｔに接続される。なお、アンプ回路２０で増幅された信号は、図示しないケーブルなどを介してアンプ回路２０から信号処理回路などへ出力される。

図１０（ｂ）及び（ｃ）に示すように、アンプ回路２０の下の位置において、誘電体基板５にはスルーホール５ｂが形成されている。アンプ回路２０の図示しないグランド配線は、スルーホール５ｂ内に設けられた導電体を通じて地板部分６に電気的に接続される。即ち、地板部分６は、グランド電位に設定されるアンテナの素子としての機能を有するとともに、アンプ回路２０のグランド基板としても機能する。これにより、アンテナとアンプ回路２０のグランド電位を共通化することができるとともに、アンテナのグランド電位を提供する地板部分６と別個にアンプ回路２０のグランド基板を設ける必要がなくなり、アンテナ全体の小型化が可能となる。なお、上記の例では、図示の便宜上、スルーホール５ｂを１つとしているが、実際には複数のスルーホール５ｂを設けてアンプ回路２０のグランド配線と地板部分６とを電気的に接続することが好ましい。

上記の例では、受信信号の増幅機能を有するアンプ回路２０を設けているが、その代わりに信号処理などの他の処理を行う電子回路を設けてもよいし、受信信号の増幅機能と他の機能とを併せ持つ電子回路を設けてもよい。いずれの場合でも、その電子回路のグランド配線をアンテナの地板部分に接続することにより、アンテナとその電子回路のグランドを共通化し、アンテナを小型化することができる。

本発明は、携帯機器などに搭載される小型のアンテナとして利用することができる。特に、自動車の窓ガラス等に設置される地上デジタル放送受信用アンテナの他、ポータブルＴＶ、ポータブルゲーム機など小型携帯機器用の地上デジタル放送受信用アンテナに好適に利用できる。

１、２素子
１ａフィーダー部分
１ｂ、２ｂ平行伝送線路部分
１ｔ、２ｔ給電端部
２ａ折り返し形状部分
５誘電体基板
５ａ、５ｂスルーホール
６地板部分
１１同軸ケーブル
２０アンプ回路
１００、１００ａ〜１００ｉアンテナ

Claims

第１の給電端部と、前記第１の給電端部からアンテナ主軸方向に沿って延びて配置された第１の平行伝送線路部分と、前記第１の平行伝送線路部分の前記第１の給電端部と反対側の端部から前記第１の給電端部と逆方向へ延びるフィーダー部分と、を有する第１の素子と、
第２の給電端部と、前記第２の給電端部から前記第１の平行伝送路部分と平行に配置された第２の平行伝送線路部分と、前記第２の平行伝送線路部分の前記第２の給電端部と反対側の端部において前記フィーダー部分と逆方向に折り返されて前記主軸方向に沿って延びる折り返し形状部分と、を有する第２の素子と、
グランド電位に設定される地板部分と、を備え、
前記折り返し形状部分は、前記第２の平行伝送線路部分及び前記第２の給電端部を介して前記地板部分と電気的に接続されており、
前記折り返し形状部分は、少なくとも一部にミアンダ形状又はヘリカル形状の部分を有し、
前記折り返し形状部分は、前記ミアンダ形状又はヘリカル形状の部分が前記地板部分と近接配置され、電磁的に結合していることを特徴とするアンテナ。
前記折り返し形状部分の電気長は、前記フィーダー部分の電気長より長いことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
前記フィーダー部分は、少なくとも１つの折り返し形状部分を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナ。
前記フィーダー部分は、ミアンダ形状又はヘリカル形状の部分を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のアンテナ。
絶縁体基板を備え、前記第１の素子及び前記第２の素子は前記絶縁体基板の一方の面上に配置され、前記地板部分は前記絶縁体基板の他方の面上に配置され、前記第２の給電端部と前記地板部分とは前記絶縁体基板に形成されたスルーホールを通じて電気的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のアンテナ。
前記第１の素子及び前記第２の素子に接続される回路部を備え、当該回路部のグランド配線は前記地板部分に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のアンテナ。
第１の給電端部と、前記第１の給電端部からアンテナ主軸方向に沿って延びて配置された第１の平行伝送線路部分と、前記第１の平行伝送線路部分の前記第１の給電端部と反対側の端部から前記第１の給電端部と逆方向へ延びるフィーダー部分と、を有する第１の素子と、
第２の給電端部と、前記第２の給電端部から前記第１の平行伝送路部分と平行に配置された第２の平行伝送線路部分と、前記第２の平行伝送線路部分の前記第２の給電端部と反対側の端部において前記フィーダー部分と逆方向に折り返されて前記主軸方向に沿って延びる折り返し形状部分と、を有する第２の素子と、
グランド電位に設定される地板部分と、を備え、
前記折り返し形状部分は、前記第２の平行伝送線路部分及び前記第２の給電端部を介して前記地板部分と電気的に接続されており、
前記折り返し形状部分は、少なくとも一部にミアンダ形状又はヘリカル形状の部分を有し、
前記折り返し形状部分の電気長は、前記フィーダー部分の電気長より長いことを特徴とするアンテナ。