JP5986634B2 - 低背型アンテナ装置 - Google Patents

Description

本発明は低背型アンテナ装置に関し、特に、トップロード部を有する低背型アンテナ装置に関する。

従来より、２つの周波数帯域に対応したアンテナ装置が知られている。そして、車両のルーフ等に設置されるアンテナ装置においては、車両の最も高い位置に設置されることが受信感度上は好ましいが、高さ規制等により低背型のアンテナ装置が望まれている。近来では、所謂シャークフィン型のアンテナ装置も開発され、より低背型のアンテナ装置の開発が進められている。

このような低背型アンテナ装置において、２つの周波数帯域で良好に動作するように、所謂トップロード部を設けたアンテナ装置が知られている。例えば、特許文献１には、ベース部から垂直に立設されるエレメント部の先端に、傘状のトップロード部を設けることで、エレメント部の長さを短くすることができ、低背型とすることが可能な技術が開示されている。

特開２００２−０８４１２４号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、所謂シャークフィン型のアンテナ装置のような、さらに低背型のものに適用することが難しかった。エレメント部の長さをさらに短くした場合、感度が低下してしまい、良好な動作が望めなかった。

本発明は、斯かる実情に鑑み、アンテナ高をより低くすることが可能な低背型アンテナ装置を提供しようとするものである。

上述した本発明の目的を達成するために、本発明による低背型アンテナ装置は、車両に固定されるベース部と、ベース部から斜め方向を軸に巻回されるヘリカルアンテナ部と、ヘリカルアンテナ部の先端に電気的に接続される導電性のトップロード部であって、アンテナ装置が固定される車両と反対側の頂部と、頂部から車両側に斜め方向に配置される側面部とを有し、トップロード部から車両への垂線方向の間にヘリカルアンテナ部が介在しないように配置されるトップロード部と、を具備するものである。

ここで、トップロード部は、さらに、ヘリカルアンテナ部が接続される部分の反対側に延在する後面部を有するものであっても良い。

また、ヘリカルアンテナ部は、トップロード部内部まで延在しないものであれば良い。

さらに、ベース部に固定され、ヘリカルアンテナ部及び／又はトップロード部を支持する支持部を具備するものであっても良い。

さらに、ベース部、ヘリカルアンテナ部及びトップロード部を覆うアンテナカバーを具備し、トップロード部は、アンテナカバーの形状に合わせて形成されても良い。

また、トップロード部は、アンテナカバー側に提供されても良い。

さらに、ベース部に載置される回路部を具備し、該回路部は、トップロード部から車両への垂線方向の間に介在しないものであれば良い。

本発明の低背型アンテナ装置には、アンテナ高をより低くすることが可能であるという利点がある。

図１は、本発明の低背型アンテナ装置を説明するための概略斜視図である。 図２は、本発明の低背型アンテナ装置のトップロード部の変形例を説明するための概略斜視図である。 図３は、本発明の低背型アンテナ装置のトップロード部の他の変形例を説明するための概略斜視図である。 図４は、本発明の低背型アンテナ装置のトップロード部のさらなる変形例を説明するための概略斜視図である。 図５は、本発明の低背型アンテナ装置の受信感度特性グラフである。 図６は、本発明の低背型アンテナ装置のヘリカルアンテナ部の変形例を説明するための概略斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態を図示例と共に説明する。図１は、本発明の低背型アンテナ装置を説明するための概略斜視図である。図示の通り、本発明の低背型アンテナ装置は、ベース部１０と、ヘリカルアンテナ部２０と、トップロード部３０とから主に構成されている。

ベース部１０は、車両に固定されるものである。ベース部１０は、具体的には、例えば樹脂等の絶縁体で形成されても良いし、金属等の導電体で形成されても良い。また、ベース部１０には、例えば回路部１２が載置されても良い。回路部１２は、アンプ回路等であり、受信信号を増幅等するのに用いられる。

ヘリカルアンテナ部２０は、ベース部１０から斜め方向を軸に巻回されるものである。例えば、ヘリカルアンテナ部２０は主としてＦＭアンテナとして機能するものである。ヘリカルアンテナ部２０は、後述のトップロード部３０と合わせて、ＦＭ周波数帯域がターゲット周波数となるように適当な長さで巻回されれば良い。ここで、ベース部１０から斜め方向とは、ベース部１０が固定される車両に対して斜め方向と同意である。ヘリカルアンテナ部２０は、ベース部１０から垂直に立設されず、倒された状態で設けられれば良い。本発明の低背型アンテナ装置では、ヘリカルアンテナ部２０がベース部１０から斜め方向を軸に巻回されることで、アンテナ長を確保しつつアンテナ高を低く抑えることが可能となる。なお、ヘリカルアンテナ部２０は、誘電性や絶縁性等の支持支柱にエレメントが巻回されて構成されても良いし、勿論空芯であっても良い。

そして、本発明の低背型アンテナ装置の最も特徴的な部分である導電性のトップロード部３０が、ヘリカルアンテナ部２０の先端に電気的に接続されている。例えば、トップロード部３０はＡＭアンテナとして機能するものである。図１に示される通り、トップロード部３０は、半球状のドーム形状を有するものを示した。トップロード部３０は、頂部３１と側面部３２とを少なくとも有しているものであれば良い。頂部３１は、アンテナ装置が固定される車両と反対側に位置する部分である。側面部３２は、頂部３１から車両側に斜め方向に配置されるものである。図示例のような半球状のドーム形状の場合には、頂部３１と側面部３２だけでなく、さらに後面部３３を有している。後面部３３は、ヘリカルアンテナ部２０が接続される部分の反対側に延在するものである。これらのものが一体的に形成されることで、半球状体のドーム形状を有するように構成されている。より具体的には、アンテナ装置が固定される車両側に開口を有すると共に、車両と反対側に頂部を有するドーム状のものである。アンテナ装置正面から見たトップロード部３０の断面形状は、山型形状となっている。なお、本発明はこれに限定されず、例えば頂部が２つあるような、所謂２コブ状のドーム形状であっても良い。そして、このようなトップロード部３０は、トップロード部３０から車両への垂線方向の間に、ヘリカルアンテナ部２０が介在しないように配置されている。即ち、低背型アンテナ装置を上面から見た場合に、ヘリカルアンテナ部２０がトップロード部３０と重ならないように（トップロード部３０がヘリカルアンテナ部２０を覆わないように）構成されている。ここで、トップロード部３０から車両への垂線方向とは、トップロード部３０の直下の方向を意味する。ベース部１０上にトップロード部３０が位置する場合には、ベース部１０への垂線方向と同義であるが、シャークフィンアンテナのデザインによっては、ベース部１０の後方側に突出するようにトップロード部３０が配置される場合もあるため、このような場合には、車両への垂線方向になる。

このように、トップロード部３０の下方にヘリカルアンテナ部２０が介在しないように配置することにより、トップロード部３０とヘリカルアンテナ部２０の間の影響を軽減することが可能となる。なお、本発明において、トップロード部３０は、車両との間にヘリカルアンテナ部２０が概ね介在しないように配置されていれば良く、これらの重なり具合は、両者間に与えられる影響が無視できる程度であれば良い。

さらに、例えばベース部１０に回路部１２が載置される場合には、回路部１２は、トップロード部３０から車両への垂線方向の間に介在しないように配置されれば良い。これにより、ヘリカルアンテナ部２０とトップロード部３０に与える影響を軽減し受信感度特性の向上を図りながら、アンテナ高をより低くすることが可能となる。

本発明の低背型アンテナ装置は、このように構成されたトップロード部を用いることにより、ヘリカルアンテナ部を斜め方向に傾けて配置することが可能となり、アンテナ高をより低くすることが可能である。

上述の図示例では、半球状体のドーム形状を有するトップロード部を示したが、本発明はこれに限定されず、頂部と側面部とを有するものであれば良い。図２は、本発明の低背型アンテナ装置のトップロード部の変形例を説明するための概略斜視図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。図示のように、実際に車両に設置するアンテナ装置として使用される際には、アンテナカバー４０によりベース部１０やヘリカルアンテナ部２０、トップロード部３０が覆われる。なお、図示例では説明の都合上、アンテナカバー４０の内部が見えるようにスケルトン状に示した。そして、トップロード部３０は、アンテナカバー４０の形状に合わせて構成されている。即ち、例えばシャークフィン型のアンテナカバー４０に合わせて、頂部３１と側面部３２と後面部３３とを形成すれば良い。ここで、図示例では後面部３３も有する例を示した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、後面部３３を設けず、開口した状態であっても良い。後面部３３が図示例のように斜めに形成され、車両やベース部１０との対向面が大きくなると、車両やベース部１０との距離が近い場合、無効容量が増加してしまう場合もある。このような場合には、後面部は設けなくても良い。また、ヘリカルアンテナ部２０とトップロード部３０の全体の長さを増やしたい場合には、後面部を設けたほうが長くなるため、このような場合には、後面部を設けても良い。このように、後面部についてはアンテナ装置の要求に応じて種々変更可能である。

そして、このような形状のトップロード部３０に対して、ヘリカルアンテナ部２０が、トップロード部３０の内部、即ち、ドーム状の内側まで延在しないように構成されていれば良い。さらに、図示例のように、トップロード部３０には、ヘリカルアンテナ部２０側に切り欠き部３５が設けられていても良い。切り欠き部３５を設け、切り欠き部３５の頂部３１近傍且つヘリカルアンテナ部２０側に、ヘリカルアンテナ部２０の先端が接続されるように構成しても良い。

そして、図２に示されるように、ヘリカルアンテナ部２０やトップロード部３０は、支持部５０により支持されれば良い。支持部５０は、ベース部１０に固定されるものであり、例えばトップロード部３０に影響を及ぼさないように絶縁性のものであれば良い。本発明の低背型アンテナ装置では、トップロード部３０から車両への垂線方向の間に、ヘリカルアンテナ部２０や回路部１２が介在しないように配置されているため、トップロード部３０の直下には、アンテナ部に影響を及ぼすものが何ら存在していないことになる。したがって、このスペースに支持部５０を配置することが可能となる。支持部５０は、トップロード部３０のみを支持するものであっても良いし、ヘリカルアンテナ部２０のみを支持するものであっても良い。また、勿論、図示例のように、これらの両方を支持するものであっても良い。

次に、本発明の低背型アンテナ装置のトップロード部の他の変形例を、図３を用いて説明する。図３は、本発明の低背型アンテナ装置のトップロード部の他の変形例を説明するための概略斜視図である。図中、図２と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。この例では、トップロード部３０がアンテナカバー４０側に提供されている。例えば、アンテナカバー４０を形成する際に、インサート成形によりアンテナカバー４０を構成する樹脂に埋め込み、一体化すれば良い。また、アンテナカバー４０の内側に貼付されて設けられても良い。そして、トップロード部３０とヘリカルアンテナ部２０との間の接続部に、例えば差込端子３７を設ければ良い。低背型アンテナ装置の組み立て時に、アンテナカバー４０をベース部１０に嵌め込む際に、同時に差込端子３７が電気的に接続されるため、トップロード部３０とヘリカルアンテナ部２０との接続を完了することが可能となる。

さらに、本発明の低背型アンテナ装置のトップロード部のさらなる変形例を、図４を用いて説明する。図４は、本発明の低背型アンテナ装置のトップロード部のさらなる変形例を説明するための概略図であり、図４（ａ）が概略斜視図、図４（ｂ）が背面図である。図中、図２と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。なお、図示例では、トップロード部とヘリカルアンテナ部のみを示した。図示の通り、本発明の低背型アンテナ装置のトップロード部３０は、頂部３１と側面部３２と後面部３３とを有している。これまでの例では、側面部は曲面形状のものであったが、この例では、側面部３２は、頂部３１から車両側に斜め方向に配置される平板形状のものである。また、この例では、アンテナ装置正面から見たトップロード部３０の断面形状は、頂部３１が概ね矩形状に構成されると共に、側面部３２は２段階に斜め方向に配置されるものを示した。さらに、後面部３３は、各側面部３２から延在するものとした。後面部３３は、図示例のようにトップロード部３０の後面全面を覆わないものであっても良い。なお、上述のように、車両やベース部との対向面の大きさや距離等によっては、後面部３３を設けなくても良い。そして、切り欠き部３５が頂部側にまで延在している。ヘリカルアンテナ部２０は、切り欠き部３５の頂部３１近傍且つヘリカルアンテナ部２０側に電気的に接続されれば良い。このようにトップロード部３０を構成すると、導電板を所定の形状に打ち抜いた後に、折り曲げ加工するのみで形成可能となり、トップロード部加工上も都合が良い。

以下、本発明の低背型アンテナ装置のトップロード部の形状の違いによるＡＭ受信感度特性について説明する。図５は、本発明の低背型アンテナ装置の受信感度特性グラフである。図中、実線が図１に示されるような半球状体の例の場合、グレー線が図２に示されるように変形させた例の場合の受信感度特性である。比較例として、トップロード部の形状を、本願のように車両側に開口方向が向いておらず、軸方向が水平方向を向くパイプ状のトップロード部をヘリカルアンテナ部の先端に接続したものを用いた。この比較例のＡＭ受信感度特性は、破線で示した。

図示の通り、トップロード部の形状に応じてＡＭ受信感度が変わることが分かる。即ち、図１に示されるような半球状体が最も感度が高く、次いで図２に示される変形例が高いことが分かる。このように、本発明の低背型アンテナ装置は、アンテナ高が低い状態でも受信感度特性が良いことが分かる。

次に、本発明の低背型アンテナ装置のヘリカルアンテナ部の変形例を、図６を用いて説明する。図６は、本発明の低背型アンテナ装置のヘリカルアンテナ部の変形例を説明するための概略斜視図である。図中、図２と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。図示の通り、この例の本発明の低背型アンテナ装置は、ベース部１０に対して垂直方向に設置されるエレメント用基板２１を有している。そして、ヘリカルアンテナ部２２が、エレメント用基板２１上に配設される導電性パターンで構成されている。エレメント用基板２１は、例えば両面基板からなり、基板上の導電性薄膜をエッチングすることにより、ヘリカルアンテナ部２２となるエレメントパターンが形成されれば良い。図示例では、スルーホール２５を用いて両面に形成されたエレメントパターンを接続することで、ヘリカルパターンとなるように構成されている。

ここで、アンプ回路等、受信信号を増幅するのに用いられる回路部１２が必要な場合には、回路部１２は、図示例のようにエレメント用基板２１上に配置されれば良い。また、回路部１２は、エレメント用基板２１と同一基板上に配置される必要は必ずしもなく、エレメント用基板２１とは異なる別の回路基板上に配置されても良い。回路基板は、エレメント用基板２１と同様に、ベース部１０に対して垂直方向に設置されても良いし、ベース部１０に対して水平方向に設置されても良い。回路基板を垂直方向に設置する場合には、エレメント用基板と面一となるように設置しても良いし、エレメント用基板とは位置を異ならせて空いたスペースに適宜配置することも可能である。回路基板を水平方向に設置する場合には、例えばヘリカルアンテナ部２２よりも前方のスペースに配置する等も可能である。また、回路部１２は、トップロード部３０から車両への垂線方向の間に介在しないように配置することが好ましい。これにより、回路部１２の影響を軽減可能となる。

図示例の本発明の低背型アンテナ装置では、図２等の例に比べて、回路部とヘリカルアンテナ部の対向面積が実質的に小さくなる。したがって、ヘリカルアンテナ部に対してノイズ源となる回路部からの影響が小さくなると考えられる。

また、図示例のように、トップロード部３０は、エレメント用基板２１に固定されれば良い。即ち、図２等に示される支持部５０の代わりにエレメント用基板２１が用いられ、トップロード部３０がエレメント用基板２１に挟み込みクリップ等のばね部材や、はんだ付け等で固定されれば良い。そして、トップロード部３０の側面部が重なるエレメント基板上の位置に、導電性の容量付加用パターン２３が配設されても良い。即ち、図示例のように、トップロード部３０により覆われる位置に容量付加用パターン２３が配設されても良い。容量付加用パターン２３は、具体的にはベタ状パターンやメッシュ状パターン等であれば良い。これにより、トップロード部３０にさらに付加的に静電容量を加えることが可能となる。

ここで、容量付加用パターン２３は、図示例のようにトップロード部３０の側面部が重なる位置に配設されるものには必ずしも限定されない。例えば、側方から見てトップロード部３０の側面部が重なる位置よりも下の位置にずらして容量付加用パターン２３が配置されても良いし、さらに下の位置にずらし、トップロード部３０の側面部の下端に近接しそこよりも下側に容量付加用パターン２３が配置されても良い。反対に、トップロード部３０の上側にエレメント用基板２１が貫通するように構成されても良いため、トップロード部３０の側面部が重なる位置よりも上の位置にずらして容量付加用パターン２３が配置されても良い。そしてさらに上の位置にずらし、トップロード部３０の頂部端に近接しそこよりも上側に容量付加用パターン２３が配置されても良い。即ち、容量付加用パターン２３は、トップロード部３０の側面部が重なる近傍のエレメント基板上の位置に配設されれば良い。

なお、本発明の低背型アンテナ装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１０ ベース部
１２ 回路部
２０ ヘリカルアンテナ部
２１ エレメント用基板
２２ ヘリカルアンテナ部
２３ 容量付加用パターン
２５ スルーホール
３０ トップロード部
３１ 頂部
３２ 側面部
３３ 後面部
３５ 切り欠き部
３７ 差込端子
４０ アンテナカバー
５０ 支持部

Claims (11)

1. 低背型のアンテナ装置であって、該低背型アンテナ装置は、
   車両に固定されるベース部と、
   前記ベース部から斜め方向を軸に巻回されるヘリカルアンテナ部と、
   前記ヘリカルアンテナ部の先端に電気的に接続される導電性のトップロード部であって、アンテナ装置が固定される車両と反対側の頂部と、頂部から車両側に斜め方向に配置される側面部とを有し、トップロード部から車両への垂線方向の間にヘリカルアンテナ部が介在しないように配置されるトップロード部と、
   を具備することを特徴とする低背型アンテナ装置。
2. 請求項１に記載の低背型アンテナ装置において、前記トップロード部は、さらに、ヘリカルアンテナ部が接続される部分の反対側に延在する後面部を有することを特徴とする低背型アンテナ装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の低背型アンテナ装置において、前記ヘリカルアンテナ部は、トップロード部内部まで延在しないことを特徴とする低背型アンテナ装置。
4. 請求項１乃至請求項３の何れかに記載の低背型アンテナ装置であって、さらに、前記ベース部に固定され、ヘリカルアンテナ部及び／又はトップロード部を支持する支持部を具備することを特徴とする低背型アンテナ装置。
5. 請求項１乃至請求項４の何れかに記載の低背型アンテナ装置であって、さらに、ベース部、ヘリカルアンテナ部及びトップロード部を覆うアンテナカバーを具備し、トップロード部は、アンテナカバーの形状に合わせて形成されることを特徴とする低背型アンテナ装置。
6. 請求項５に記載の低背型アンテナ装置において、前記トップロード部は、アンテナカバー側に提供されることを特徴とする低背型アンテナ装置。
7. 請求項１乃至請求項６の何れかに記載の低背型アンテナ装置であって、さらに、ベース部に載置される回路部を具備し、該回路部は、トップロード部から車両への垂線方向の間に介在しないことを特徴とする低背型アンテナ装置。
8. 請求項１乃至請求項６の何れかに記載の低背型アンテナ装置であって、さらに、ベース部に対して垂直方向に設置されるエレメント用基板を具備し、
   前記ヘリカルアンテナ部は、エレメント用基板上に配設される導電性パターンからなることを特徴とする低背型アンテナ装置。
9. 請求項８に記載の低背型アンテナ装置であって、さらに、回路部を具備し、該回路部は、エレメント用基板上に、又はエレメント用基板とは異なる、ベース部に対して垂直方向又は水平方向に設置される回路基板上に、配置されることを特徴とする低背型アンテナ装置。
10. 請求項９に記載の低背型アンテナ装置において、前記回路部は、トップロード部から車両への垂線方向の間に介在しないことを特徴とする低背型アンテナ装置。
11. 請求項８乃至請求項１０の何れかに記載の低背型アンテナ装置において、前記トップロード部はエレメント用基板に固定され、トップロード部の側面部が重なる近傍のエレメント用基板上の位置に、導電性の容量付加用パターンが配設されることを特徴とする低背型アンテナ装置。