JP6612399B1 - エレメント共有複合アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化が可能で車両用にも適するエレメント共有複合アンテナ装置を提供する。【解決手段】エレメントを共有する複合アンテナ装置は、モノポールアンテナ１０と、ダイポールアンテナ２０とを具備する。モノポールアンテナ１０は、第１周波数帯に対応するように構成され、第１給電部１１と、第１エレメント１２とからなる。ダイポールアンテナ２０は、第１周波数帯よりも高い第２周波数帯に対応するように構成され、第１エレメント１２と、第２給電部２１と、第２給電部２１に接続される第２エレメント２２と、からなる。ダイポールアンテナ２０は、第１エレメント１２と第２給電部２１との間に接続されるコイルＬとコンデンサＣとからなる直列共振回路２３を具備しても良い。【選択図】図１

Description

本発明はエレメント共有複合アンテナ装置に関し、特に、小型化が可能で車両用にも適するエレメント共有複合アンテナ装置に関する。

従来から、複数の周波数帯の信号を受信可能な複合アンテナ装置は存在する。複合アンテナ装置は、アンテナ素子を配置するスペースに特に問題がなければある程度自由に設計可能であるが、例えば車両に搭載可能な車載アンテナ装置の場合、高さ制限やケース内の小さいスペースに収めなければいけない等、種々の制限がある。近年の車両には安全性や快適性を求め様々な情報機器の搭載が進められている。それに伴い、種々の周波数帯の信号を用いる必要があり、各周波数帯に適したアンテナ素子を小さいスペースに収める必要がある。

そこで、小さいスペースに収めることが可能な種々のアンテナ装置が開発されている。例えば、特許文献１には、大きなスクエアロウアンテナの内側に小さなダイポールアンテナやループアンテナ、平面アンテナ等を配置し、積極的にアンテナ間の相互干渉を利用することで、種々の周波数帯の信号を受信可能なアンテナ装置が開示されている。

また、特許文献２には、左右のダイポールアンテナの放射素子をそれぞれ２つの金属片で構成し、２つの金属片の間にダイオードスイッチを設け、ダイオードスイッチを制御することでアンテナ長を可変して種々の周波数帯に対応可能なアンテナ装置が開示されている。

そして、近来では車両のデザイン性も重視されてきており、車両に搭載されるアンテナ装置は極力車両の美観を損ねないようなものが求められている。そこで、外観を損ねないようにスポイラに内蔵するアンテナ装置も種々開発されている（例えば特許文献３や特許文献４）。

特開平０９−２６０９２５号公報 特開２０００−２３６２０９号公報 特開２０１４−２１６６６１号公報 特開２０１６−０１２９１５号公報

しかしながら、特許文献１は、アンテナ間の相互干渉を利用して小型化したものであり、設計が難しかった。また、特許文献２は、ダイオードスイッチにより制御するものであり、同時に複数の周波数帯の信号を受信できるものではなく、また部品点数も増えるものであった。

また、車両用のアンテナ装置の場合、外観デザイン性等によりアンテナ装置の隠蔽化が望まれているが、アンテナ装置を車両ルーフに埋め込んだ場合、アンテナエレメントは車両のルーフ面に平行に設置されることとなる。車両に接地したモノポールアンテナの場合、水平偏波特性が劣り、垂直偏波特性が優位となる。ＦＭ周波数帯では、水平偏波も垂直偏波もある程度必要とされるため、車両に接地されるモノポールアンテナでも問題ない。しかしながら、デジタルテレビジョン放送（ＤＴＶ）用の周波数帯においては、水平偏波が重要視されているが、車両に接地したモノポールアンテナだと、ダイポールアンテナと比較すると水平偏波特性が劣ってしまう。そこで、ＤＴＶ周波数帯における水平偏波特性を改善しつつ小型化が可能で車両用にも適するアンテナ装置の開発が望まれていた。

本発明は、斯かる実情に鑑み、小型化が可能で車両用にも適するエレメント共有複合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、本発明によるエレメント共有複合アンテナ装置は、第１周波数帯に対応するように構成されるモノポールアンテナであって、第１給電部と、第１エレメントとからなるモノポールアンテナと、第１周波数帯よりも高い第２周波数帯に対応するように構成されるダイポールアンテナであって、第１エレメントと、第２給電部と、第２給電部に接続される第２エレメントと、からなるダイポールアンテナと、を具備するものである。

ここで、モノポールアンテナは、第１周波数帯で共振する共振アンテナとして機能するようなアンテナ長となるように第１エレメントと第１給電部との間に接続される共振コイルを有するものであっても良い。

また、ダイポールアンテナは、第１エレメントと第２給電部との間に接続されるコンデンサ、又はコイルとコンデンサとからなる直列共振回路を具備するものであっても良い。

また、ダイポールアンテナは、第２給電部への信号を通過させるためのフィルタ回路を具備するものであっても良い。

また、モノポールアンテナは、第１給電部への信号を通過させるためのフィルタ回路を具備するものであっても良い。

また、モノポールアンテナは、第１エレメントが第１周波数帯よりも低い第３周波数帯に対応する容量アンテナとしても機能するようなアンテナ容量を有するように構成されるものであっても良い。

また、第１エレメント及び／又は第２エレメントは、板状エレメントからなるものであっても良い。

また、ダイポールアンテナは、バランを有するものであっても良い。

また、エレメント共有複合アンテナ装置は、車両に埋め込む車両埋め込み型アンテナ装置であり、車両の垂直方向の偏波の感度が向上するように、モノポールアンテナが車両の垂直方向に配置される金属体に接地されるものであっても良い。

本発明のエレメント共有複合アンテナ装置には、小型化が可能で車両用にも適するという利点がある。

図１は、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置の一例を説明するための概略構成図である。 図２は、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置の他の例を説明するための概略構成図である。 図３は、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置の他の例を説明するための概略構成図である。 図４は、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置の他の例を説明するための概略構成図である。 図５は、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置の他の例を説明するための概略構成図である。 図６は、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置の他の例を説明するための概略構成図である。 図７は、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置の他の例を説明するための概略構成図である。 図８は、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置の他の例を説明するための概略構成図である。 図９は、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置の他の例を説明するための概略構成図である。 図１０は、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置においてさらにエレメントを共有した例を説明するための概略構成図である。 図１１は、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置のさらに他の例を説明するための概略構成図である。 図１２は、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置の出力側回路を含めたより具体的な構成図である。 図１３は、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置のダイポールアンテナにバランを設けた具体的な構成図である。 図１４は、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置のダイポールアンテナに設けられるバランの具体的な回路図である。 図１５は、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置を車両埋め込み型アンテナ装置として構成した例を説明するための概略斜視図である。 図１６は、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置を車両埋め込み型アンテナ装置として構成した例の詳細を説明するための概略上面図である。 図１７は、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置の周波数特性グラフである。

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。本発明のエレメント共有複合アンテナ装置は、エレメントを共有することで、少ないエレメント数でも複数の周波数帯の信号を受信可能なものである。具体的には、ダイポールアンテナの一方のエレメントをモノポールアンテナとしても用いることで、複数の周波数帯の信号を受信可能としている。以下、図面を用いてより詳細に説明する。

図１は、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置の一例を説明するための概略構成図である。図示の通り、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置は、モノポールアンテナ１０と、ダイポールアンテナ２０とを具備している。

モノポールアンテナ１０は、第１周波数帯に対応するように構成される。第１周波数帯としては、例えばＦＭ周波数帯、即ち、例えば７６ＭＨｚ〜９５ＭＨｚ帯、又は８８ＭＨｚ〜１０８ＭＨｚ帯であれば良い。モノポールアンテナ１０は、第１給電部１１と、第１エレメント１２とからなる。モノポールアンテナ１０は、例えばターゲット周波数（第１周波数帯）の波長の１／４のアンテナ長を有するものであれば良い。第１給電部１１は、モノポールアンテナ１０用の給電部であり、例えば同軸ケーブル３０に接続される。具体的には、同軸ケーブル３０の内部導体が第１エレメント１２に接続され、外部導体がグラウンドに接地される。

ダイポールアンテナ２０は、第１周波数帯よりも高い第２周波数帯に対応するように構成される。第２周波数帯としては、例えばデジタルテレビジョン放送（ＤＴＶ）用の周波数帯、即ち、４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚ帯等であれば良い。なお、ダイポールアンテナ２０は、ＤＴＶ用のものには限定されず、ＤＡＢ（ＢＡＮＤＩＩＩ）用の周波数帯、即ち、１７４ＭＨｚ〜２４０ＭＨｚ帯であっても良い。さらに、携帯電話用の周波数帯であっても良い。

ダイポールアンテナ２０は、上述の第１エレメント１２と、第２給電部２１と、第２エレメント２２とからなる。即ち、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置のダイポールアンテナ２０は、２つのエレメントの１つをモノポールアンテナ１０として共有するものである。ダイポールアンテナ２０は、例えばターゲット周波数（第２周波数帯）の波長の１／２のアンテナ長を有するものであれば良い。第２給電部２１は、ダイポールアンテナ２０用の給電部であり、例えば同軸ケーブル３１に接続される。具体的には、同軸ケーブル３１の内部導体が第１エレメント１２に接続され、外部導体がグラウンドに接地される。また、第２エレメント２２が同軸ケーブル３１の外部導体に接続される。即ち、ダイポールアンテナ２０の２つのエレメントのうち、同軸ケーブル３１の内部導体が接続される第１エレメント１２が、モノポールアンテナ１０と共用するエレメントとなる。ここで、同軸ケーブル３１の外部導体と、同軸ケーブル３０の外部導体とは、分離されていることが好ましい。なお、図１に示される例では、第１周波数帯と第２周波数帯の受信信号を、それぞれアンプ回路等を用いて受信することが可能である。

ここで、第１エレメント１２と第２エレメント２２のアンテナ長は、それぞれ第１周波数帯の波長の１／４のアンテナ長を有するものとしつつ、第１エレメント１２と第２エレメント２２のアンテナ長を足した全体のアンテナ長が、第２周波数帯の波長の１／２のアンテナ長となるように調整されれば良い。即ち、ダイポールアンテナ２０のアンテナ特性だけを考慮すると、第１エレメント１２と第２エレメント２２のアンテナ長は、等しい長さであることが好ましい。本発明のエレメント共有複合アンテナ装置では、２つの周波数帯に対応可能なように構成するため、例えばモノポールアンテナ１０のアンテナ長を長くし、第１周波数帯に対応するように構成すれば良い。具体的には、図１に示される例では、アンテナ長を長くするために、例えば共振コイル１３を第１給電部１１と第１エレメント１２との間に接続している。また、共振コイル１３は、第１エレメント１２と同軸ケーブル３１の内部導体との間に接続されている。これにより、モノポールアンテナ１０は、第１周波数帯で共振する共振アンテナとして機能するようなアンテナ長となるように構成されている。即ち、モノポールアンテナ１０が第１周波数帯の波長の１／４のアンテナ長となるように、共振コイル１３を用いることでモノポールアンテナ１０のアンテナ長を伸ばしている。

なお、共振コイル１３を挿入しない場合であっても、モノポールアンテナ１０に対する受信感度特性への要求によっては使用可能である。

また、第１エレメント１２と第２エレメント２２のアンテナ長を等しい長さとせず、第１エレメント１２の長さをより長くすることで、第１エレメント１２が第１周波数帯の波長の１／４のアンテナ長を有するように構成しても良い。即ち、第１エレメント１２のアンテナ長を第１周波数帯の波長の１／４のアンテナ長としつつ、第１エレメント１２と第２エレメント２２の全体のアンテナ長が第２周波数帯の波長の１／２のアンテナ長となるように調整されても良い。この場合にも、ダイポールアンテナ２０に対する受信感度特性への要求によっては使用可能であり、また従来のモノポールアンテナと比べて水平偏波特性は良好である。

本発明のエレメント共有複合アンテナ装置は、このような構成により、ダイポールアンテナ２０の２つのエレメントの内の１つである第１エレメント１２をモノポールアンテナ１０として共用したものである。したがって、ダイポールアンテナ２０の配置エリアを増やすことなく、他の周波数帯で動作するモノポールアンテナ１０を追加することが可能となる。さらに、モノポールアンテナ１０に対しは、水平偏波に強いダイポールアンテナ２０を追加できるというメリットもある。

図２は、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置の他の例を説明するための概略構成図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図１と異なる点は、ダイポールアンテナ２０が、コンデンサＣを有している部分である。コンデンサＣが、第１エレメント１２と第２給電部２１との間に接続されている。また、第１エレメント１２とコンデンサＣとの間に、同軸ケーブル３０の内部導体が接続される。このようにコンデンサＣを挿入することで、第１エレメント１２と第２エレメント２２のエレメント長がアンバランスであってもダイポールアンテナ２０の電気長の微調整が可能となる。

図３は、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置の他の例を説明するための概略構成図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図１と異なる点は、ダイポールアンテナ２０が、直列共振回路２３を有している部分である。直列共振回路２３は、コイルＬとコンデンサＣの直列回路からなる。そして、直列共振回路２３が、第１エレメント１２と第２給電部２１との間に接続されている。また、第１エレメント１２と直列共振回路２３との間に、同軸ケーブル３０の内部導体が接続される。図３の例では、直列共振回路２３が、ダイポールアンテナ２０の電気長の微調整だけでなく、モノポールアンテナ１０に対するフィルタの効果も有するものである。したがって、第１周波数帯と第２周波数帯の受信信号の分離性を高めることが可能である。

図４は、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置の他の例を説明するための概略構成図である。図中、図１等と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図１と異なる点は、ダイポールアンテナ２０が、フィルタ回路２５を有している部分である。フィルタ回路２５は、第２給電部２１への信号を通過させるためのものである。フィルタ回路２５は、第１エレメント１２と同軸ケーブル３１の内部導体との間に接続される。また、第１エレメント１２とフィルタ回路２５との間に、同軸ケーブル３０の内部導体が接続される。フィルタ回路２５の存在により、モノポールアンテナ１０の信号がダイポールアンテナ２０側へ回り込むことを防止可能となるため、フィルタ回路２５の接続位置は、第１エレメント１２の途中であっても良い。フィルタ回路２５は、ハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタであれば良い。具体的には、フィルタ回路２５は、第１周波数帯よりも高い周波数帯の信号を通過させるものであれば良い。これにより、第１周波数帯と第２周波数帯の受信信号の分離性を高めることが可能である。

ここで、図４のモノポールアンテナ１０を構成する第１エレメント１２は、直線状に構成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、メアンダ状に構成されたものであっても良い。メアンダ状に構成された第１エレメント１２からなるモノポールアンテナ１０へのフィルタ回路２５の接続位置は、第１エレメント１２の途中であっても良い。

なお、図４の例では、ダイポールアンテナ２０の２つのエレメントのうち、同軸ケーブル３１の内部導体が接続される第１エレメント１２が、モノポールアンテナ１０と共用するエレメントとなる例を示している。しかしながら、本発明はこれに限定されない。図５は、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置の他の例を説明するための概略構成図である。図中、図４と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図５に示される通り、同軸ケーブル３１の内部導体は、第２エレメント２２に接続されても良い。そして、同軸ケーブル３１の外部導体は、第１エレメント１２とグラウンドに接続される。そして、第１エレメント１２とフィルタ回路２５との間に、同軸ケーブル３０の内部導体に接続される。フィルタ回路２５は、第１給電部１１が同軸ケーブル３１の外部導体に接続されないように遮蔽させるためのものである。フィルタ回路２５は、ハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタであれば良い。また、フィルタ回路２５は、単にスイッチ等により遮蔽させるものであっても良い。このように、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置は、ダイポールアンテナ２０の２つのエレメントのうち、同軸ケーブル３１の外部導体が接続される第１エレメント１２を、モノポールアンテナ１０と共有するエレメントとするものであっても良い。

図６は、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置の他の例を説明するための概略構成図である。図中、図１等と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図１と異なる点は、モノポールアンテナ１０が、フィルタ回路１４を有している部分である。フィルタ回路１４は、第１給電部１１への信号を通過させるためのものである。フィルタ回路１４は、第１エレメント１２と同軸ケーブル３０の内部導体との間に接続される。また、第１エレメント１２とフィルタ回路１４との間に、同軸ケーブル３１の内部導体が接続される。フィルタ回路１４は、ローパスフィルタ又はバンドパスフィルタであれば良い。フィルタ回路１４は、第２周波数帯、具体的にはＤＴＶ用の４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚ帯よりも低い周波数帯の信号を通過させるものであれば良い。これにより、第１周波数帯と第２周波数帯の受信信号の分離性を高めることが可能である。

図７は、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置の他の例を説明するための概略構成図である。図中、図１等と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図１と異なる点は、ダイポールアンテナ２０が直列共振回路２３とフィルタ回路２５とを有している部分である。即ち、図３と図４を組み合わせた構成である。これにより、第１周波数帯と第２周波数帯の受信信号の分離性をさらに高めることが可能である。

図８は、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置の他の例を説明するための概略構成図である。図中、図１等と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図１と異なる点は、ダイポールアンテナ２０が直列共振回路２３とフィルタ回路２５とを有しており、さらにモノポールアンテナ１０がフィルタ回路１４を有している部分である。即ち、図６と図７を組み合わせた構成である。これにより、第１周波数帯と第２周波数帯の受信信号の分離性をさらに高めることが可能である。

図９は、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置の他の例を説明するための概略構成図である。図中、図１等と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図１と異なる点は、ダイポールアンテナ２０が直列共振回路２３とフィルタ回路２５とを有している部分である。また、図７と異なる点は、モノポールアンテナ１０が共振コイル１３を有している部分である。即ち、図１と図７を組み合わせた構成である。直列共振回路２３によるダイポールアンテナ２０の電気長の微調整と、共振コイル１３によるモノポールアンテナ１０の電気長の微調整を行うことが可能な構成である。

本発明のエレメント共有複合アンテナ装置は、さらにエレメントを共有するように構成することも可能である。図１０は、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置においてさらにエレメントを共有した例を説明するための概略構成図である。図中、図１等と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図示例では、例えば図９に示される例に対して、さらにエレメントを共有した場合について説明する。しかしながら、本発明はこれに限定されず、他の図示例に対してエレメントを共有することも可能である。

図１０に示される通り、モノポールアンテナ１０が、第１給電部１１と第１エレメント１２と共振コイル１３とからなるものを示した。そして、モノポールアンテナ１０は、第１エレメント１２と共振コイル１３とで、第１周波数帯で共振する共振アンテナとして機能するようなアンテナ長となるように構成されている。さらに、図示例では、第１エレメント１２が、第１周波数帯よりも低い第３周波数帯に対応する容量アンテナとしても機能するようなアンテナ容量を有するように構成されている。第３周波数帯としては、例えばＡＭ周波数帯、即ち、例えば５２６．５ｋＨｚ〜１６０６．５ｋＨｚ帯であれば良い。したがって、モノポールアンテナ１０である第１エレメント１２と共振コイル１３とがＦＭ周波数帯の共振アンテナとして機能すると共に、第１エレメント１２がＡＭ周波数帯の容量アンテナとしても機能するように構成されている。

より具体的には、第１エレメント１２は、板状エレメントからなるものを示した。板状エレメントとは、所定のアンテナ容量を有するように構成されるものであれば良い。例えば、板金を所定の長方形に切断したものであれば良い。また、メアンダ状に構成され全体として所定のアンテナ容量を有するように構成されるものであっても良い。

なお、図１０に示される例では、共振コイル１３が、第１エレメント１２と同軸ケーブル３０の内部導体との間に接続される例を示したが、本発明はこれに限定されない。共振コイル１３は、図９に示されるように、第１エレメント１２と直列共振回路２３との間に接続されても良い。

また、第２エレメントも板状エレメントとして構成しても良い。図１１は、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置のさらに他の例を説明するための概略構成図である。図中、図１等と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図示の通り、第２エレメント２２も板状エレメントとして構成しても良い。なお、図示例では、第１エレメント１２と第２エレメント２２の両方が板状エレメントとして構成される例を示したが、本発明はこれに限定されず、第２エレメント２２のみを板状エレメントとして構成しても良い。また、図示例では、共振コイル１３が、第１エレメント１２と直列共振回路２３との間に接続される例を示した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、図１０に示されるように、第１エレメント１２と同軸ケーブル３０の内部導体との間に共振コイル１３が接続されても良い。

図１２に、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置の出力側のアンプ回路を含めたより具体的な構成図を示す。図中、図９と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図１２に示される本発明のエレメント共有複合アンテナ装置は、図９の構成にさらに第１給電部１１への信号を通過させるためのフィルタ回路１４を有する構成に対して、アンプ回路を含めた具体例である。上述の通り、フィルタ回路１４は、第２周波数帯、具体的にはＤＴＶ用の４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚ帯よりも低い周波数帯の信号を通過させるものであれば良い。図１２には、第１エレメント１２が第１周波数帯と第３周波数帯、例えばＦＭ周波数帯とＡＭ周波数帯に対応可能な複合アンテナである例を示した。図示の通り、モノポールアンテナ１０については、同軸ケーブル３０が接続される第１給電部１１とフィルタ回路１４の間に、第１周波数帯用アンプ１７及び第３周波数帯用アンプ１８が並列に接続されている。また、第１周波数帯用アンプ１７の前後にはフィルタ回路１５が、第３周波数帯用アンプ１８の前後にはフィルタ回路１６が、それぞれ接続されている。第１周波数帯用アンプ１７は、ＦＭ周波数帯の信号を増幅させるものである。また、第３周波数帯用アンプ１８は、ＡＭ周波数帯の信号を増幅させるものである。フィルタ回路１５は、ハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタであれば良い。フィルタ回路１５は、第１周波数帯、具体的にはＦＭ周波数帯の７６ＭＨｚ〜９５ＭＨｚ帯、又は８８ＭＨｚ〜１０８ＭＨｚ帯の信号を通過させるものであれば良い。そして、フィルタ回路１６は、ローパスフィルタ又はバンドパスフィルタであれば良い。フィルタ回路１６は、第３周波数帯、具体的にはＡＭ周波数帯の５２６．５ｋＨｚ〜１６０６．５ｋＨｚ帯の信号を通過させるものであれば良い。これらの信号が、同軸ケーブル３０を介して出力される。

また、ダイポールアンテナ２０については、同軸ケーブル３１が接続される第２給電部２１には、フィルタ回路２５と、第２周波数帯用アンプ２６とが接続されている。上述の通り、フィルタ回路２５は、第２給電部２１への信号を通過させるためのものである。フィルタ回路２５は、ハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタであれば良い。フィルタ回路２５は、第１周波数帯や第３周波数帯よりも高い第２周波数帯、具体的には、ＤＴＶ用の周波数帯の４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚ帯の信号を通過させるものであれば良い。そして、第２周波数帯用アンプ２６は、第２周波数帯のＤＴＶ用の信号を増幅させるものである。この信号が、同軸ケーブル３１を介して出力される。なお、第２周波数帯用アンプ２６と同軸ケーブル３１のグラウンドは、第１周波数帯用アンプ１７，１８と同軸ケーブル３０のグラウンドとは分離されていることが好ましい。

本発明のエレメント共有複合アンテナ装置は、このように複数のエレメントを共有できる複合アンテナ装置であるため、小型化が可能となる。

ここで、第２周波数帯用アンプ２６と同軸ケーブル３１のグラウンドを、第１周波数帯用アンプ１７，１８と同軸ケーブル３０のグラウンドと分離させない場合には、バランを設ければ良い。即ち、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置のダイポールアンテナ２０にバランを設け、同軸ケーブル３１とダイポールアンテナ２０の間で不平衡−平衡変換を行っても良い。図１３に、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置のダイポールアンテナにバランを設けた具体的な構成図を示す。図中、図１２と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図示の通り、ダイポールアンテナ２０には、バラン４０が設けられている。具体的には、バラン４０は、第２エレメント２２と、直列共振回路２３と、第２給電部２１との間に設けられている。これにより、不平衡回路である同軸ケーブル３１と平衡回路であるダイポールアンテナ２０とを、バラン４０により不平衡−平衡変換を行って接続でき、漏れ電流による影響を減らすことが可能となる。

図１４に、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置のダイポールアンテナに設けられるバランの具体的な回路図の例を示す。図示例の通り、バラン４０は、例えば図１４（ａ）に示されるようなＬＣタイプや、図１４（ｂ）に示されるようなトランスタイプ、図１４（ｃ）に示されるようなトランスタイプ、図１４（ｄ）に示されるようなトラップタイプ等であれば良い。例えばトランスタイプの場合、基板上にコイルパターンを形成して実現することも可能である。また、トラップタイプは、所謂シュペルトップバランと呼ばれるものであり、同軸ケーブル自体に設けても良い。なお、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置のダイポールアンテナ２０に設けられるバラン４０はこれに限定されず、既存の又は今後開発されるべきあらゆるものが適用可能である。

本発明のエレメント共有複合アンテナ装置は、上述のような構成により小型化が可能であるが、板状エレメントにより薄型化も可能であるため、例えば車両のルーフやスポイラ等、車両ボディに埋め込む車両埋め込み型アンテナ装置として構成することも容易となる。以下、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置を車両埋め込み型アンテナ装置として構成する例について説明する。図１５は、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置を車両埋め込み型アンテナ装置として構成した例を説明するための概略斜視図である。また、図１６は、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置を車両埋め込み型アンテナ装置として構成した例の詳細を説明するための概略上面図である。図中、図１等と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図示の通り、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置は、車両ボディ、例えば、車両ルーフＲに埋め込むことが可能である。また、スポイラに内蔵されても良い。

図示の通り、モノポールアンテナ１０が、車両の垂直方向に配置される金属体に接地されるように構成されている。具体的には、接地用ブラケット５０を用いて、モノポールアンテナ１０のグラウンドが、車両のピラーＰに直接接地されている。ここで、第１給電部１１や共振コイル１３、第２給電部２１や直列共振回路２３を、回路基板５５上に載置し、回路基板５５のグラウンドを、接地用ブラケット５０を介して車両の金属体に接地されるように構成すれば良い。なお、接地用ブラケット５０で接地できない場合には、ケーブル等により車両の金属体に接地されるように構成しても良い。本発明のエレメント共有複合アンテナ装置を車両ルーフＲ面にほぼ平行に配置した場合、ＡＭ／ＦＭ周波数帯のモノポールアンテナ１０は、水平偏波を主偏波とするものとなるが、車両の垂直方向に配置される金属体に接地されるように構成することで、車両の垂直方向の偏波の感度が向上する。例えばピラーＰやリンホース等、垂直方向に設けられる金属体にモノポールアンテナ１０が接地された場合、ピラーＰ等を介して大地方向（垂直方向）に電流を流すことが可能となるため、水平偏波を主偏波とするモノポールアンテナ１０であっても、垂直偏波が得られる構成となる。一方、ＤＴＶ周波数帯用のダイポールアンテナ２０は、非接地アンテナのため水平偏波特性が劣らず、水平偏波が重要視されているＤＴＶ用のアンテナに適したものとなっている。

なお、図示例では、板状エレメントとして構成された第１エレメント１２と第２エレメント２２が回路基板５５に接続される例を示した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、回路基板５５自体に第１エレメント１２や第２エレメント２２をエッチング等で形成し、基板一体型のエレメントとしても良い。また、回路基板５５は、例えばガラスエポキシ基板等であれば良いが、本発明はこれに限定されず、フィルム基板であっても良い。同様に、第１エレメント１２や第２エレメント２２もフィルム状に形成されても良い。また、第１エレメント１２や第２エレメント２２は、所定のアンテナ容量を有する板状のものが適するが、一様なものには限定されず、容量アンテナとして機能するものであれば、メアンダ状や網目状、梯子状に形成されても良い。

図１７に、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置の周波数特性グラフを示す。図中、左側がＤＴＶ周波数帯におけるダイポールアンテナ２０の水平・垂直偏波特性グラフであり、右側がＦＭ周波数帯におけるモノポールアンテナ１０の水平・垂直偏波特性グラフである。なお、エレメント共有複合アンテナ装置の構成は、バラン４０を用いた図１３のものを用いた。また、比較例として、エレメントを共有せず複合もしない単独のアンテナの特性も記載している。また、ＤＴＶ周波数帯の周波数特性グラフでは、さらに比較例としてＤＴＶ用アンテナをモノポールアンテナとして構成した場合の特性も記載している。

図１７のグラフから分かる通り、ＤＴＶ周波数帯においては、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置の構成であるダイポールアンテナ２０の特性は、接地タイプであるモノポールアンテナとして構成した場合と比較して水平偏波成分が強くなっている。また、単独のアンテナと比較しても略同等の特性が得られていることも分かる。一方、ＦＭ周波数帯においては、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置の構成であるモノポールアンテナ１０の特性は、単独のアンテナと比較しても略同等の特性が得られていることが分かる。

なお、本発明のエレメント共有複合アンテナ装置は、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 モノポールアンテナ
１１ 第１給電部
１２ 第１エレメント
１３ 共振コイル
１４，１５，１６ フィルタ回路
１７ 第１周波数帯用アンプ
１８ 第３周波数帯用アンプ
２０ ダイポールアンテナ
２１ 第２給電部
２２ 第２エレメント
２３ 直列共振回路
２５ フィルタ回路
２６ 第２周波数帯用アンプ
３０，３１ 同軸ケーブル
４０ バラン
５０ 接地用ブラケット
５５ 回路基板
Ｃ コンデンサ
Ｌ コイル
Ｐ ピラー
Ｒ 車両ルーフ

Claims (9)

1. エレメントを共有する複合アンテナ装置であって、該エレメント共有複合アンテナ装置は、
   第１周波数帯に対応するように構成されるモノポールアンテナであって、第１給電部と、第１エレメントとからなるモノポールアンテナと、
   第１周波数帯よりも高い第２周波数帯に対応するように構成されるダイポールアンテナであって、前記第１エレメントと、第２給電部と、第２給電部に接続されモノポールアンテナのアンテナ長と異なる第２エレメントと、からなるダイポールアンテナと、
   を具備することを特徴とするエレメント共有複合アンテナ装置。
2. 請求項１に記載のエレメント共有複合アンテナ装置において、前記モノポールアンテナは、第１周波数帯で共振する共振アンテナとして機能するようなアンテナ長となるように第１エレメントと第１給電部との間に接続される共振コイルを有することを特徴とするエレメント共有複合アンテナ装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のエレメント共有複合アンテナ装置において、前記ダイポールアンテナは、第１エレメントと第２給電部との間に接続されるコンデンサ、又はコイル及びコンデンサとからなる直列共振回路を具備することを特徴とするエレメント共有複合アンテナ装置。
4. 請求項１乃至請求項３の何れかに記載のエレメント共有複合アンテナ装置において、前記ダイポールアンテナは、第２給電部への信号を通過させるためのフィルタ回路を具備することを特徴とするエレメント共有複合アンテナ装置。
5. 請求項１乃至請求項４の何れかに記載のエレメント共有複合アンテナ装置において、前記モノポールアンテナは、第１給電部への信号を通過させるためのフィルタ回路を具備することを特徴とするエレメント共有複合アンテナ装置。
6. 請求項１乃至請求項５の何れかに記載のエレメント共有複合アンテナ装置において、前記モノポールアンテナは、第１エレメントが第１周波数帯よりも低い第３周波数帯に対応する容量アンテナとしても機能するようなアンテナ容量を有するように構成される、ことを特徴とするエレメント共有複合アンテナ装置。
7. 請求項１乃至請求項６の何れかに記載のエレメント共有複合アンテナ装置において、前記第１エレメント及び／又は第２エレメントは、板状エレメントからなることを特徴とするエレメント共有複合アンテナ装置。
8. 請求項１乃至請求項７の何れかに記載のエレメント共有複合アンテナ装置において、前記ダイポールアンテナは、バランを有することを特徴とするエレメント共有複合アンテナ装置。
9. 請求項１乃至請求項８の何れかに記載のエレメント共有複合アンテナ装置において、該エレメント共有複合アンテナ装置は、車両に埋め込む車両埋め込み型アンテナ装置であり、車両の垂直方向の偏波の感度が向上するように、前記モノポールアンテナが車両の垂直方向に配置される金属体に接地されることを特徴とするエレメント共有複合アンテナ装置。