JP6181498B2 - アンテナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数のアンテナを搭載したアンテナ装置に関する。

従来、複数のアンテナを搭載した統合アンテナ装置が利用されている。このような統合アンテナは、例えば、移動体（例えば、自動車、鉄道車両、船舶、等）、または、移動端末（例えば、スマートフォン、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、タブレット端末、等）に搭載される。例えば、下記特許文献１には、３Ｇ（3rd Generation：第３世代携帯電話）用の第１の平面アンテナ、地上デジタル放送用の第２の平面アンテナ、および、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）用の第３の平面アンテナを備えた、統合アンテナ装置が開示されている。このような、統合アンテナを使用することで、例えば、アンテナ装置の小型化、設置スペースの削減、設置コストの削減、等の効果が得られる。

特開２０１３−１３１８５２号公報（２０１３年７月４日公開）

しかしながら、従来の統合アンテナ装置においては、複数のアンテナが互いに近接している場合、良好なアイソレーション特性を得ることができなくなる虞がある。したがって、従来の統合アンテナ装置では、良好なアイソレーション特性を得るためには、複数のアンテナを互いに離間させる必要がある。このため、従来の統合アンテナ装置では、良好なアイソレーション特性を得つつ、統合アンテナ装置を小型化することは困難であった。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、良好なアイソレーション特性を得ることが可能な、小型の統合アンテナを実現することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係るアンテナ装置は、ベースと、前記ベースをグラウンドとして使用する逆Ｆアンテナであって、前記ベースの表面と対向する平面上に放射素子を有する第１のアンテナと、前記第１のアンテナの放射素子と同一面上に放射素子を有する第２のアンテナと、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナとの間において、前記ベースの表面に立設された第１の遮蔽板と、を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、第１のアンテナと第２のアンテナとの間において、第１のアンテナから第２のアンテナ方向に放射された電波を、第１の遮蔽板によって遮蔽することができる。特に、第１のアンテナと第２のアンテナとの間の隙間に、遮蔽板を立設させる構成を採用しているため、第１のアンテナと第２のアンテナとの間隔を広げることなく、第２のアンテナに対する第１のアンテナの放射の影響を抑制することができる。すなわち、上記構成によれば、統合アンテナを大型化することなく、良好なアイソレーション特性を得ることができる。さらに、上記構成によれば、第１の遮蔽板を設けるだけといった簡単な構成により、比較的低コストで、上記第１のアンテナの放射の影響を抑制することができる。

上記アンテナ装置において、前記第２のアンテナは、円偏波受信用アンテナであり、前記アンテナ装置は、前記ベースの表面に立設された第２の遮蔽板をさらに備え、前記第１の遮蔽板および前記第２の遮蔽板は、前記第２のアンテナを間に挟んで、互いに対称的な位置に配置されていることが好ましい。

上記構成によれば、第２のアンテナの周囲において、第１の遮蔽板と第２の遮蔽板とが互いに対称的に配置されるため、第２のアンテナにおける放射パターンの偏り（最大利得方向の傾き）を抑制することができる。特に、円偏波受信用アンテナは、地平面に対して垂直な方向に最大利得が得られることが好ましいとされるため、このような放射パターンの偏りを抑制する構成が有用である。

上記アンテナ装置において、前記第１のアンテナの放射素子および前記第２のアンテナの放射素子と同一面上に放射素子を有する第３のアンテナをさらに備え、前記第２の遮蔽板は、前記第２のアンテナと前記第３のアンテナとの間において、前記ベースの表面に立設されていることが好ましい。

上記構成によれば、さらに、第３のアンテナを実装しつつ、第３のアンテナの放射による影響（または、第３のアンテナに対する放射の影響）を抑制することができる。

上記アンテナ装置において、前記第１の遮蔽板の上端部の高さ位置は、前記第１のアンテナの放射素子および前記第２のアンテナの放射素子との同一面の高さ以上であることが好ましい。

上記構成によれば、第１のアンテナから第２のアンテナ方向に放射された電波の遮蔽度を高めることができるため、第２のアンテナに対する第１のアンテナの放射の影響の抑制効果を高めることができる。

上記アンテナ装置において、前記第１の遮蔽板には、前記ベースの表面と交わる方向に切り欠かれたスリットが、前記ベースの表面に沿って複数並べて形成されていてもよい。

上記構成によれば、特定の周波数帯域における、第１のアンテナの送信波が第２のアンテナに及ぼす影響（アイソレーション特性）を、より良好なものへと調整することができる。特に、各スリットの幅、および、隣り合うスリットの間隔を適切に調整することにより、第２のアンテナの動作帯域におけるアイソレーション特性を、より良好なものへと調整することができる。

本発明によれば、良好なアイソレーション特性を得ることが可能な、小型の統合アンテナを実現することができる。

本発明の第１実施形態に係る統合アンテナ装置の構成を示す外観斜視図である。 図１に示す統合アンテナ装置の上面図である 図２に示す統合アンテナ装置のＡ−Ａ断面図である。 本実施形態の統合アンテナ装置における、第１の遮蔽板の変形例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る統合アンテナ装置の上面図である。 本発明の第３実施形態に係る統合アンテナ装置の上面図である。 本実施例における、第２のアンテナ（ＧＰＳアンテナ）のアイソレーション特性Ｓ２１の大きさの周波数依存性を表すグラフである。 本実施例（比較例）における、第２のアンテナの放射パターンを示すグラフである。 （ａ）は、本実施例（実施例１）における、第２のアンテナの放射パターンを示すグラフである。（ｂ）は、本実施例（実施例３）における、第２のアンテナの放射パターンを示すグラフである。 （ａ）は、本実施例（実施例２）における、第２のアンテナの放射パターンを示すグラフである。（ｂ）は、本実施例（実施例４）における、第２のアンテナの放射パターンを示すグラフである。

以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置について説明する。なお、本書において、「水平」（または「平行」）との表現は、対象物に対して概ね水平（または平行）であればよく、少なくとも対象物に沿っていればよいことを意図したものであり、したがって、厳密な水平（または「平行」）状態から多少の傾きを有していたとしても、「水平」（または「平行」）の概念に含まれる。同様に、「垂直」との表現は、対象物に対して概ね垂直であればよく、少なくとも対象物と交わる方向に沿っていればよいことを意図したものであり、したがって、厳密な垂直状態から多少の傾きを有していたとしても、「垂直」の概念に含まれる。さらに、本書において、「同一」との表現は、対象物に対して概ね同一であればよく、したがって、厳密に同一な状態から多少のズレが生じていたとしても、「同一」の概念に含まれる。

〔第１実施形態〕
初めに、図１〜図３を参照して、本発明の第１実施形態に係る統合アンテナ装置１００Ａについて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る統合アンテナ装置１００Ａの構成を示す外観斜視図である。図２は、図１に示す統合アンテナ装置１００Ａの上面図である。図３は、図２に示す統合アンテナ装置１００ＡのＡ−Ａ断面図である。

本実施形態の統合アンテナ装置１００Ａは、１つの逆Ｆアンテナ（直線偏波送信用のアンテナ）および２つのループアンテナ（円偏波受信用のアンテナ）が、一枚のベース（後述するベース１０１）上に統合されたアンテナ装置であり、例えば、自動車用のアンテナ装置として、自動車のルーフ部に装着される。図１に示すように、統合アンテナ装置１００Ａは、ベース１０１と、第１のアンテナ１１０と、第２のアンテナ１２０と、第１の遮蔽板１３０と、を備えている。図１に示すように、統合アンテナ装置１００Ａは、上記３つのアンテナがベース１０１上に立体的に配置された構成を有しており、特に、上記逆Ｆアンテナ（第１のアンテナ１１０）が立体的な形状を有しているため、当該逆Ｆアンテナによる平面占有面積が小さく、これにより、装置全体の小型化が実現されている。

（ベース１０１）
ベース１０１は、その表面上に各構成部材（第１のアンテナ１１０、第２のアンテナ１２０、第１の遮蔽板１３０）が配置される、板状部材である。ベース１０１は、後述する第１のアンテナ１１０のグラウンド板として機能するように、導電性を有する材料（例えば、銅、アルミニウムなどの金属）が用いられる。

（第１のアンテナ１１０）
第１のアンテナ１１０は、水平面と垂直面とが組み合わされた立体的な形状を有する逆Ｆアンテナであり、ＬＴＥ（Long Term Evolution）アンテナとして機能する。ＬＴＥアンテナの動作帯域は、例えば、６９８〜９６０ＭＨｚ、１４２７〜１５１０ＭＨｚ、１７１０〜２６９０ＭＨｚである。第１のアンテナ１１０は、その一部分（後述する第１の部分１１２Ａ）が支持板１０４の表面上に実装されている。支持板１０４は、ベース１０１の表面に対して平行な（すなわち、水平な）板状部材である。支持板１０４は、ベース１０１の表面に立設された支柱１０５によって、その裏側が支持されている。本実施形態では、支持板１０４の材料としてアクリル樹脂を用いているが、これに限らない。

（第２のアンテナ１２０）
第２のアンテナ１２０は、平面状の２つのループアンテナが同一基板上に統合されたものである。上記２つのループアンテナのうち、一のループアンテナはＧＰＳアンテナ（動作周波数：１５７５．４２ＭＨｚ）として機能し、他のループアンテナはＳＤＡＲＳ（Satellite Digital Audio Radio Service）アンテナ（動作帯域：２３２０〜２３４５ＭＨｚ）として機能する。第２のアンテナ１２０は、平板状を有しており、支持板１０２の表面上に実装されている。支持板１０２は、ベース１０１の表面に対して平行な（すなわち、水平な）板状部材である。支持板１０２は、ベースの表面に立設された支柱１０３によって、その裏側が支持されている。本実施形態では、支持板１０２の材料としてアクリル樹脂を用いているが、これに限らない。なお、ベース１０１と支持板１０２との間に形成されている空間には、他の構成部材（例えば、各アンテナにて生成された電気信号を増幅するためのアンテナ回路）が設けられてもよい。これにより、ベース１０１上のスペースを有効に利用することができ、アンテナ装置のさらなる小型化が可能となる。

（第１のアンテナ１１０の具体的な構成）
図１に示すように、第１のアンテナ１１０は、アンテナ基板１１１と、当該アンテナ基板１１１の表面上に形成されたアンテナパターン１１２とを備えて構成されている。アンテナ基板１１１には、例えば、薄板状の誘電体フィルム（例えば、ポリイミドフィルム）が用いられる。アンテナパターン１１２には、例えば、薄膜状の導体箔（例えば、銅箔）が用いられる。アンテナパターン１１２は、第１の部分１１２Ａ、第２の部分１１２Ｂ、第３の部分１１２Ｃ、および、第４の部分１１２Ｄを有する。

第１の部分１１２Ａは、ベース１０１の表面に対して平行な部分であり、支持板１０２の表面上に実装されている部分である。また、第１の部分１１２Ａは、第２のアンテナの放射素子と同一平面上に形成されている部分である。第４の部分１１２Ｄは、ベース１０１の表面に対して平行な部分であり、ベース１０１の表面上に実装されている部分である。第１の部分１１２Ａおよび第４の部分１１２Ｄは、互いに平行である。

第２の部分１１２Ｂおよび第３の部分１１２Ｃは、ベース１０１の表面に対して垂直な部分であり、第１の部分１１２Ａの縁部と第４の部分１１２Ｄの縁部との間に形成されている部分である。このうち、第２の部分１１２Ｂは、その上縁部が第１の部分１１２Ａの縁部と連結されており、その下縁部が第４の部分１１２Ｄの縁部と連結されている。一方、第３の部分１１２Ｃは、その上縁部が第１の部分１１２Ａの縁部と連結されているが、その下縁部は第４の部分１１２Ｄの縁部と連結されていない。すなわち、図１に示すように、第３の部分１１２Ｃの下縁部と、第４の部分１１２Ｄとの間には隙間が生じている。この隙間を挟んで、第３の部分１１２Ｃおよび第４の部分１１２Ｄの各々に、逆Ｆアンテナの給電点が設けられる。例えば、同軸ケーブルの内側導体が、第３の部分１１２Ｃの給電点（図示省略）に接続され、同軸ケーブルの外側導体が、第４の部分１１２Ｄの給電点（図示省略）に接続される。なお、図１に示す例では、第１の部分１１２Ａの裏面のみが、支持板１０２によって支持されているが、第２の部分１１２Ｂおよび第３の部分１１２Ｃの裏面も、支持板等によって支持されてもよい。

このように構成されたアンテナパターン１１２は、第１の部分１１２Ａおよび第３の部分１１２Ｃが、逆Ｆアンテナの放射素子として機能し、第４の部分１１２Ｄが、逆Ｆアンテナのグラウンドとして機能し、第２の部分１１２Ｂが、逆Ｆアンテナの短絡部として機能する。なお、第４の部分１１２Ｄは、ベース１０１の表面上に面接触しているため、当該ベース１０１は、第１のアンテナ１１０のグラウンドとして機能する。

上述した第１のアンテナ１１０の立体的な形状は、例えば、平面状のアンテナ基板１１１の表面に対し、第１の部分１１２Ａ、第２の部分１１２Ｂ、第３の部分１１２Ｃ、および、第４の部分１１２Ｄを一体的に形成した後、各部の境界部分（第１の部分１１２Ａと第２の部分１１２Ｂとの境界部分、第１の部分１１２Ａと第３の部分１１２Ｃとの境界部分、および、第３の部分１１２Ｃと第４の部分１１２Ｄとの境界部分）を山折りに折り曲げることにより、形成することができる。

（第２のアンテナ１２０の具体的な構成）
図２に示すように、第２のアンテナ１２０は、アンテナ基板１２１と、当該アンテナ基板１２１の表面上に形成されたアンテナパターン１２２Ａ，１２２Ｂ，１２３Ａ，１２３Ｂとを備えて構成されている。上記アンテナ基板１２１には、例えば、薄板状の誘電体フィルム（例えば、ポリイミドフィルム）が用いられる。上記各アンテナパターンには、例えば、薄膜状の導体箔（例えば、銅箔）が用いられる。

アンテナパターン１２２Ａおよびアンテナパターン１２２Ｂは、上述のＳＤＡＲＳアンテナを構成する。図２に示すように、アンテナパターン１２２Ａは、概ね楕円形の環状を成しており、ループアンテナの放射素子として機能する。アンテナパターン１２２Ｂは、アンテナパターン１２２Ａの周囲を取り囲むような、概ね矩形状を有しており、ループアンテナの無給電素子として機能する。

一方、アンテナパターン１２３Ａおよびアンテナパターン１２３Ｂは、上述のＧＰＳアンテナを構成する。アンテナパターン１２３Ａは、アンテナパターン１２２Ｂの周囲を取り囲むような、概ね矩形の環状を成しており、ループアンテナの放射素子として機能する。アンテナパターン１２３Ｂは、アンテナパターン１２３Ａの周囲を取り囲むような形状を有しており、ループアンテナの無給電素子として機能する。

本実施形態では、アンテナパターン１２３Ｂは、２本の帯状の導体箔からなる。上記２本の導体箔のうち、一の導体箔は、上記アンテナパターン１２３Ａがなす四角形の左辺（図中ｘ軸負側の辺）および下辺（図中ｙ軸負側の辺）に沿った、直角に折れ曲がるＬ字形状をなしている。一方、他の導体箔は、上記四角形の右辺（図中ｘ軸正側の辺）および上辺（図中ｙ軸正側の辺）に沿った、直角に折れ曲がるＬ字形状をなしている。

なお、上述の各ループアンテナにおいて、上記無給電素子は、放射素子から離隔されており、無給電素子と放射素子との間には、直流的な導通がない。無給電素子を設けたことにより、ループアンテナの入力インピーダンスを変化させ、インピーダンス整合を図ることが可能となっている。また、無給電素子を設けたことにより、ループアンテナにおけるゲインの集中を緩和し、ゲインの集中に起因する受信障害（例えば、衛星が天頂以外の方向に位置する場合や、アンテナ形成面を水平に保てなかった場合に生じる受信障害）を抑制することが可能となっている。

（第１の遮蔽板１３０）
本実施形態の統合アンテナ装置１００Ａにおいて、注目すべきは、第１の遮蔽板１３０が設けられている点である。第１の遮蔽板１３０は、第１のアンテナ１１０と第２のアンテナ１２０とを互いに遮蔽するように、第１のアンテナ１１０と第２のアンテナ１２０との間において、ベース１０１の表面上に垂直に立設されている板状部材である。第１の遮蔽板１３０には、導電性を有する材料（例えば、銅、アルミニウムなどの金属）が用いられる。

図２に示すように、統合アンテナ装置１００Ａを上方（図中ｚ軸正方向）から見たとき、第２のアンテナ１２０は、矩形状を成しており、第１のアンテナ１１０は、第２のアンテナ１２０の外側において、第２のアンテナ１２０の左辺および下辺に沿って、直角に折れ曲がるＬ字状を成している。このように、第１のアンテナ１１０が第２のアンテナ１２０に近接していると、第２のアンテナ１２０が、第１のアンテナ１１０の放射の影響を受けて、良好なアイソレーション特性が得られなくなる虞がある。

そこで、本実施形態の統合アンテナ装置１００Ａは、第１のアンテナ１１０と第２のアンテナ１２０との間に、第１のアンテナ１１０と第２のアンテナ１２０とを互いに遮蔽するための第１の遮蔽板１３０が設けられている。具体的には、第１の遮蔽板１３０は、図２に示すように、第１のアンテナ１１０と第２のアンテナ１２０との間において、第１のアンテナ１１０と第２のアンテナ１２０とを互いに遮蔽するように、第２のアンテナ１２０の左辺および下辺に沿って、直角に折れ曲がるＬ字状を成して配置されている。

特に、本実施形態の第１の遮蔽板１３０は、図３に示すように、その上端の高さ位置が、第１のアンテナ１１０のアンテナ形成面（第１の部分１１２Ａの形成面）、および、第２のアンテナ１２０のアンテナ形成面（アンテナパターン１２２Ａ，１２２Ｂ，１２３Ａ，１２３Ｂの形成面）と同一である。このように、第１の遮蔽板１３０は、その上端の高さ位置が、少なくとも、上記第１のアンテナ１１０のアンテナ形成面および上記第２のアンテナ１２０のアンテナ形成面にまで達していることが好ましい。

上記の構成により、本実施形態の統合アンテナ装置１００Ａは、第１のアンテナ１１０と第２のアンテナ１２０との間において、第１のアンテナ１１０から放射された電波を、第１の遮蔽板１３０によって遮蔽することができ、これにより、第１のアンテナ１１０と第２のアンテナ１２０との間隔を広げることなく、第２のアンテナ１２０に対する第１のアンテナ１１０の放射の影響を抑制することができる。すなわち、統合アンテナ装置１００Ａを大型化することなく、良好なアイソレーション特性を得ることができる。特に、本実施形態の統合アンテナ装置１００Ａは、板状の第１の遮蔽板１３０を設けるだけといった簡単な構成により、比較的低コストで、上記第１のアンテナ１１０の放射の影響を抑制することができる。

〔変形例〕
図４は、本実施形態の統合アンテナ装置１００Ａにおける、第１の遮蔽板１３０の変形例を示す図である。図４に示すように、第１の遮蔽板１３０は、横方向（ベース１０１の表面に沿った方向）に並んでいる、複数のスリット（縦方向（ベース１０１の表面に交わる方向）に切り欠かれた部分）が形成されていてもよい。すなわち、第１の遮蔽板１３０は、図４に示すような櫛状を成していてもよい。このように第１の遮蔽板１３０にスリットを設けることにより、特定の周波数帯域における、第１のアンテナ１１０の送信波が第２のアンテナ１２０に及ぼす影響（アイソレーション特性）を、より良好なものへと調整することができる。各スリットの幅Ｗ１、及び、隣り合うスリットの間隔Ｗ２は、シミュレーション結果等に基づいて、好適な値に調整されることが好ましい。例えば、各スリットの幅Ｗ１、および、隣り合うスリットの間隔Ｗ２を適切に調整することにより、ＧＰＳアンテナの動作周波数（１５７５．４２ＭＨｚ）におけるアイソレーション特性を、より良好なものへと調整することができる。なお、スリットの形状は、上述したような縦方向に延伸する形状に限らない。

〔第２実施形態〕
次に、図５を参照して、本発明の第２実施形態に係る統合アンテナ装置１００Ｂについて説明する。図５は、本発明の第２実施形態に係る統合アンテナ装置Ｂの上面図である。第２実施形態の統合アンテナ装置１００Ｂは、さらに第２の遮蔽板１４０を備える点で、第１実施形態の統合アンテナ装置１００Ａと異なる。

（第２の遮蔽板１４０）
第２の遮蔽板１４０は、第１の遮蔽板１３０と同様に、ベース１０１の表面上に垂直に立設されている板状部材である。また、第２の遮蔽板１４０は、第１の遮蔽板１３０と同様に、導電性を有する材料（例えば、銅、アルミニウムなどの金属）が用いられる。

図５に示すように、統合アンテナ装置１００Ｂを上方（図中ｚ軸正方向）から見たとき、第２の遮蔽板１４０は、第２のアンテナ１２０を間に挟んで、第１の遮蔽板１３０に対して対称的（点対称）に配置されている。具体的には、第２の遮蔽板１４０は、図５に示すように、第２のアンテナ１２０の外側において、第２のアンテナ１２０を外部から遮蔽するように、第２のアンテナ１２０の右辺および上辺に沿って、直角に折れ曲がるＬ字状を成して配置されている。

特に、第２の遮蔽板１４０は、第１の遮蔽板１３０と同様に、その上端の高さ位置が、第１のアンテナ１１０のアンテナ形成面（第１の部分１１２Ａの形成面）、および、第２のアンテナ１２０のアンテナ形成面（アンテナパターン１２２Ａ，１２２Ｂ，１２３Ａ，１２３Ｂの形成面）と同一である。このように、第２の遮蔽板１４０は、その上端の高さ位置が、少なくとも、上記第１のアンテナ１１０のアンテナ形成面および上記第２のアンテナ１２０のアンテナ形成面にまで達していることが好ましい。

上記構成により、第２実施形態に係る統合アンテナ装置１００Ｂは、第２のアンテナ１２０の周囲において、第１の遮蔽板１３０と第２の遮蔽板１４０とが互いに対称的に配置されるため、第２のアンテナ１２０における放射パターンの偏りを抑制することができる。

〔第３実施形態〕
次に、図６を参照して、本発明の第３実施形態に係る統合アンテナ装置１００Ｃについて説明する。図６は、本発明の第３実施形態に係る統合アンテナ装置Ｃの上面図である。第３実施形態の統合アンテナ装置１００Ｃは、さらに第３のアンテナ１５０を備える点で、第２実施形態の統合アンテナ装置１００Ｂと異なる。

（第３のアンテナ１５０）
第３のアンテナ１５０の構成および機能は、第１のアンテナ１１０と同様である。すなわち、第３のアンテナ１５０は、水平面と垂直面とが組み合わされた立体的な形状を有する逆Ｆアンテナであり、ＬＴＥアンテナとして機能する。但し、第３のアンテナ１５０は、第１のアンテナ１１０と対称的な形状を有している。図６に示すように、統合アンテナ装置１００Ｃを上方（図中ｚ軸正方向）から見たとき、第３のアンテナ１５０は、第２のアンテナ１２０の外側において、第２のアンテナ１２０の右辺および上辺に沿って、直角に折れ曲がるＬ字状を成している。このように、第３のアンテナ１５０が第２のアンテナ１２０に近接していると、第２のアンテナ１２０が、第３のアンテナ１５０の放射の影響を受けて、良好なアイソレーション特性が得られなくなる虞がある。

そこで、本実施形態の統合アンテナ装置１００Ｃは、第３のアンテナ１５０と第２のアンテナ１２０との間に、第３のアンテナ１５０と第２のアンテナ１２０とを互いに遮蔽するための第２の遮蔽板１４０が設けられている。具体的には、第２の遮蔽板１４０は、図６に示すように、第３のアンテナ１５０と第２のアンテナ１２０との間において、第３のアンテナ１５０と第２のアンテナ１２０とを互いに遮蔽するように、第２のアンテナ１２０の右辺および上辺に沿って、直角に折れ曲がるＬ字状を成して配置されている。

上記の構成により、本実施形態の統合アンテナ装置１００Ｃは、第３のアンテナ１５０と第２のアンテナ１２０との間において、第３のアンテナ１５０から放射された電波を、第２の遮蔽板１４０によって遮蔽することができ、その結果、第１のアンテナ１１０および第２のアンテナ１２０に対する、第３のアンテナ１５０の放射の影響を抑制することができる。加えて、第３のアンテナ１５０に対する、第１のアンテナ１１０の放射の影響を抑制することができる。特に、本実施形態の統合アンテナ装置１００Ｃは、板状の第２の遮蔽板１４０を設けるだけといった簡単な構成により、比較的低コストで、上記第３のアンテナ１５０による放射の影響、および、上記第３のアンテナ１５０に対する放射の影響を抑制することができる。

すなわち、本実施形態の統合アンテナ装置１００Ｃは、第１の遮蔽板１３０および第２の遮蔽板１４０を設けたことにより、受信用のアンテナである第２のアンテナ１２０において、送信用のアンテナである第１のアンテナ１１０の放射の影響と、送信用のアンテナである第３のアンテナ１５０の放射の影響との各々を、抑制することができる。

なお、本実施形態において、第３のアンテナ１５０は、ＬＴＥアンテナ以外のアンテナであってもよい。また、第３のアンテナ１５０は、送信用のアンテナであってもよく、受信用のアンテナであってもよい。例えば、第３のアンテナ１５０に、受信用のアンテナであるＤＡＢ−Ｌアンテナ（動作帯域：１４５２〜１４９８ＭＨｚ）を用いてもよい。この場合、受信用のアンテナである第２のアンテナ１２０および第３のアンテナ１５０の双方において、送信用のアンテナである第１のアンテナ１１０からの放射の影響を抑制することができる。反対に、第３のアンテナ１５０に、送信用のアンテナを用いた場合、受信用のアンテナである第２のアンテナ１２０において、送信用のアンテナである第１のアンテナ１１０および第３のアンテナ１５０の双方からの放射の影響を抑制することができる。

〔実施例〕
本実施例では、上述した統合アンテナ装置１００Ａ，Ｂを用いて、下記実施例１〜４、および、下記比較例のそれぞれについて実施した。

（実施例１）
第１の遮蔽板１３０ ：あり
第２の遮蔽板１４０ ：なし
第１の遮蔽板１３０のスリット：なし
（実施例２）
第１の遮蔽板１３０ ：あり
第２の遮蔽板１４０ ：なし
第１の遮蔽板１３０のスリット：あり
（実施例３）
第１の遮蔽板１３０ ：あり
第２の遮蔽板１４０ ：あり
第１の遮蔽板１３０のスリット：なし
第２の遮蔽板１４０のスリット：なし
（実施例４）
第１の遮蔽板１３０ ：あり
第２の遮蔽板１４０ ：あり
第１の遮蔽板１３０のスリット：あり
第２の遮蔽板１４０のスリット：あり
（比較例）
第１の遮蔽板１３０ ：なし
第２の遮蔽板１４０ ：なし
なお、本実施例において統合アンテナ装置に適用した各種条件は以下のとおりである。

第２のアンテナ１２０と、第１の遮蔽板１３０との間隔：５ｍｍ
第１のアンテナ１１０と、第１の遮蔽板１３０との間隔：５ｍｍ
各スリットの幅Ｗ１ ：１ｍｍ
隣り合うスリットの間隔Ｗ２ ：１ｍｍ
（検証１）
上記実施例１、２、および上記比較例のそれぞれについて、第２のアンテナ１２０（ＧＰＳアンテナ）のアイソレーション特性Ｓ２１（第１のアンテナ１１０の送信波が第２のアンテナ１２０に及ぼす影響）を測定した。図７は、本実施例における、第２のアンテナ１２０のアイソレーション特性（挿入損失）Ｓ２１の大きさの周波数依存性を表すグラフである。

図７から、第１の遮蔽板１３０を設けた場合（上記実施例１、２）のほうが、第１の遮蔽板１３０を設けない場合（上記比較例）よりも、略全ての周波数帯域において、アイソレーション特性Ｓ２１の大きさが低く抑えられており、すなわち、良好なアイソレーション特性が得られることがわかる。

また、ＧＰＳアンテナの動作周波数（１５７５．４２ＭＨｚ）においては、第１の遮蔽板１３０にスリットを設けた場合（上記実施例２）のほうが、第１の遮蔽板１３０にスリットを設けない場合（上記実施例１）よりも、アイソレーション特性Ｓ２１の大きさが低く抑えられており、すなわち、より良好なアイソレーション特性が得られることがわかる。

（検証２）
上記実施例１〜４、および上記比較例のそれぞれについて、ＧＰＳアンテナの動作周波数である１５７５．４２ＭＨｚにおける、第２のアンテナ１２０（ＧＰＳアンテナ）の放射パターンを測定した。図８〜１０は、１５７５．４２ＭＨｚにおける第２のアンテナ１２０の放射パターンを示すグラフである。それぞれ、統合アンテナ装置１００を上方から見たときに、第２のアンテナ１２０の中心を通り、且つ、第２のアンテナ１２０の上辺および下辺と平行なｘｚ面における、右旋円偏波（ＲＨＣＰ：Right Handed Circularly Polarized Wave）と、左旋円偏波（ＬＨＣＰ：Left Handed Circularly Polarized Wave）とに関する放射パターンを示す。

図８は、本実施例（比較例）における、第２のアンテナ１２０の放射パターンを示すグラフである。図８に示すように、第１の遮蔽板１３０および第２の遮蔽板１４０を設けない場合、第２のアンテナ１２０の放射パターンにおいて、最大利得方向に殆ど偏りが生じていない。

図９（ａ）は、本実施例（実施例１）における、第２のアンテナ１２０の放射パターンを示すグラフである。図９（ｂ）は、本実施例（実施例３）における、第２のアンテナ１２０の放射パターンを示すグラフである。図９（ａ）に示すように、第１の遮蔽板１３０のみを設けた場合、第２のアンテナ１２０の放射パターンにおいて、最大利得方向に偏りが生じている。一方、図９（ｂ）に示すように、第１の遮蔽板１３０および第２の遮蔽板１４０の双方を設けた場合、第２のアンテナ１２０の放射パターンにおいて、最大利得方向の偏りが殆ど生じない。

図１０（ａ）は、本実施例（実施例２）における、第２のアンテナ１２０の放射パターンを示すグラフである。図１０（ｂ）は、本実施例（実施例４）における、第２のアンテナ１２０の放射パターンを示すグラフである。図１０（ａ）に示すように、スリットを有する第１の遮蔽板１３０のみを設けた場合、第２のアンテナ１２０の放射パターンにおいて、最大利得方向に偏りが生じている。一方、図１０（ｂ）に示すように、それぞれがスリットを有する、第１の遮蔽板１３０および第２の遮蔽板１４０の双方を設けた場合、第２のアンテナ１２０の放射パターンにおいて、最大利得方向に殆ど偏りが生じない。

本実施例により、遮蔽板を設けることにより、良好なアイソレーション特性を得られることが確認された。また、遮蔽板にスリットを設けることにより、特定の周波数帯域において、より良好なアイソレーション特性を得られることが確認された。また、遮蔽板を対称的に設けることにより、円偏波受信用アンテナにおける最大利得方向の傾きを抑制できることが確認された。

〔付記事項〕
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

例えば、第１のアンテナ１１０は、少なくともベースをグラウンドとして使用する逆Ｆアンテナであればよく、ＬＴＥ用アンテナ以外のアンテナであってもよい。また、第１のアンテナ１１０は、少なくとも第２のアンテナ１２０のアンテナ形成面と同一平面上に放射素子を有していればよく、その構成（例えば、アンテナ基板の形状、アンテナパターンの形状、ベースへの実装方法）は、実施形態に示したものに限らない。

また、第２のアンテナ１２０は、少なくとも円偏波受信用アンテナであればよく、ＧＰＳ用アンテナおよびＳＤＡＲＳアンテナ以外のアンテナであってもよい。また、第２のアンテナ１２０は、少なくとも第１のアンテナ１１０のアンテナ形成面と同一平面上に放射素子を有していればよく、その構成（例えば、アンテナ基板の形状、アンテナパターンの形状、ベースへの実装方法）実施形態に示したものに限らない。

本発明は、移動体又は移動端末に搭載されるアンテナ装置として、あるいは、そのようなアンテナ装置に搭載されるアンテナとして、好適に利用することができる。移動体の例としては、自動車、鉄道車両、船舶などが挙げられる。移動端末の例としては、スマートフォン、携帯電話機、ＰＤＡ、タブレット端末などが挙げられる。

１００Ａ 統合アンテナ装置
１００Ｂ 統合アンテナ装置
１００Ｃ 統合アンテナ装置
１０１ ベース
１０２ 支持板
１０３ 支柱
１０４ 支持板
１０５ 支柱
１１０ 第１のアンテナ（逆Ｆアンテナ）
１１１ アンテナ基板
１１２ アンテナパターン
１１２Ａ 第１の部分（放射素子）
１１２Ｂ 第２の部分（短絡部）
１１２Ｃ 第３の部分（放射素子）
１１２Ｄ 第４の部分（グラウンド）
１２０ 第２のアンテナ（円偏波受信用アンテナ）
１２１ アンテナ基板
１２２Ａ アンテナパターン（放射素子）
１２２Ｂ アンテナパターン（無給電素子）
１２３Ａ アンテナパターン（放射素子）
１２３Ｂ アンテナパターン（無給電素子）
１３０ 第１の遮蔽板
１４０ 第２の遮蔽板
１５０ 第３のアンテナ

Claims (4)

1. ベースと、
   前記ベースをグラウンドとして使用する逆Ｆアンテナであって、前記ベースの表面と対向する平面上に放射素子を有する第１のアンテナと、
   前記第１のアンテナの放射素子と同一面上に放射素子を有する第２のアンテナと、
   前記第１のアンテナと前記第２のアンテナとの間において、前記ベースの表面に立設された第１の遮蔽板と、
   を備え、
   前記第２のアンテナは、衛星からの円偏波を受信するための円偏波受信用アンテナであり、
   前記第２のアンテナの周囲には、前記第１の遮蔽板と、前記ベースの表面に立設された第２の遮蔽板とが、前記第２のアンテナを間に挟んで、互いに対称的な位置に配置され、
   前記第１のアンテナの放射素子は、前記ベースの表面と対向する平面上に設けられる第１の部分と、前記第１の部分と前記ベースとに交わる第２の部分と、前記第１の部分と交わり、且つ前記ベースと交わらない第３の部分と、を含み、
   前記第３の部分は、前記第１の部分の、前記第１の遮蔽板および前記第２の遮蔽板の配置側とは反対側の縁部と連結されていることを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記第１のアンテナの放射素子および前記第２のアンテナの放射素子と同一面上に放射素子を有する第３のアンテナをさらに備え、
   前記第３のアンテナは、逆Ｆアンテナであり、
   前記第２の遮蔽板は、
   前記第２のアンテナと前記第３のアンテナとの間において、前記ベースの表面に立設されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記第１の遮蔽板の上端部の高さ位置は、
   前記第１のアンテナの放射素子および前記第２のアンテナの放射素子との同一面の高さ以上である
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ装置。
4. 前記第１の遮蔽板には、前記ベースの表面と交わる方向に切り欠かれたスリットが、前記ベースの表面に沿って複数並べて形成されている
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のアンテナ装置。

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