JP6752768B2

JP6752768B2 - フィルムアンテナ

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Publication number: JP6752768B2
Application number: JP2017200836A
Authority: JP
Inventors: 栄太伊藤; 山田　邦彦; 邦彦山田; 健治松下
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2017-10-17
Filing date: 2017-10-17
Publication date: 2020-09-09
Anticipated expiration: 2037-10-17
Also published as: US20200220271A1; JP2019075709A; CN111108646A; WO2019077794A1; DE112018005587T5; US11121470B2; CN111108646B

Description

本発明は、フィルムアンテナに関する。

従来、例えば、特許文献１には、可撓性を有する絶縁性の透明フィルムと、透明フィルムに形成された円偏波用アンテナと、円偏波用アンテナに給電するための給電端子とを備えるフィルムアンテナが開示されている。

特開２００６−１３６９６号公報

ところで、上述の特許文献１に記載のフィルムアンテナは、例えば、透明フィルムに円偏波用アンテナ（平衡アンテナ）を形成することで薄型且つ可撓性を実現し搭載性を確保している。しかしながら、当該フィルムアンテナは、不平衡アンテナも透明フィルムに形成することが望まれているおり、この点で更なる改善の余地がある。

そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、搭載性を確保した上で任意のアンテナ部を形成することができるフィルムアンテナを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るフィルムアンテナは、シート状の樹脂フィルムと、前記樹脂フィルムの一方側の面に形成され、信号の送受信に用いられるアンテナパターンと、前記樹脂フィルムの前記一方側の面に形成され、前記アンテナパターンに接続され、電気信号の伝送に用いられる給電パターンと、前記樹脂フィルムの他方側の面に形成される導電性のグランドパターンと、前記アンテナパターンと前記グランドパターンとが前記樹脂フィルムを介して重なる重畳部とを備え、前記アンテナパターンは、第２不平衡アンテナパターンを含んで構成され、前記グランドパターンは、第２グランドパターンを含んで構成され、前記重畳部は、前記第２不平衡アンテナパターンの一部と前記第２グランドパターンとが前記樹脂フィルムを介して重なることで容量結合され、前記樹脂フィルムは、前記重畳部を折り曲げ起点として前記第２不平衡アンテナパターンが前記第２グランドパターンに対向する位置まで前記一方側の面側に折り返されており、前記第２不平衡アンテナパターン及び前記第２グランドパターンは、前記信号を送受信可能な第２アンテナ部を構成することを特徴とする。

上記フィルムアンテナにおいて、前記アンテナパターンは、第１不平衡アンテナパターンを含んで構成され、前記グランドパターンは、前記樹脂フィルムを介して前記第１不平衡アンテナパターンの全体と重なる第１グランドパターンを含んで構成され、前記第１不平衡アンテナパターン及び前記第１グランドパターンは、前記信号を送受信可能な第１アンテナ部を構成することが好ましい。

上記フィルムアンテナにおいて、前記アンテナパターンは、平衡アンテナパターンを含んで構成され、前記樹脂フィルムは、前記平衡アンテナパターンが当該樹脂フィルムを介して前記グランドパターンと重ならない非グランド部を含んで構成され、前記平衡アンテナパターン及び前記非グランド部は、前記信号を送受信可能な第３アンテナ部を構成することが好ましい。

上記フィルムアンテナにおいて、前記グランドパターンは、前記樹脂フィルムを介して前記給電パターンと重なる第３グランドパターンを含んで構成され、前記給電パターン及び前記第３グランドパターンは、前記電気信号を伝送可能な給電線を構成することが好ましい。

上記フィルムアンテナにおいて、前記アンテナパターンは、一枚の前記樹脂フィルムの前記一方側の面に平衡アンテナパターン及び不平衡アンテナパターンを含んで構成され、前記グランドパターンは、前記不平衡アンテナパターンに電気的に作用し、且つ、前記平衡アンテナパターンに電気的に作用しないことが好ましい。

本発明に係るフィルムアンテナは、グランドパターンがアンテナパターン又は給電パターンの少なくとも一方に電気的に作用することで、搭載性を確保した上で任意のアンテナ部を形成することができる。

図１は、実施形態に係るフィルムアンテナの構成例を示す斜視図である。図２は、実施形態に係るフィルムアンテナの構成例を示す平面図である。図３は、実施形態に係るフィルムアンテナの構成例を示す下面図である。図４は、実施形態に係る図２のＸ−Ｘの部分断面図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態〕
実施形態に係るフィルムアンテナ１について説明する。フィルムアンテナ１は、信号の送信又は受信の少なくとも一方を行うアンテナである。フィルムアンテナ１は、例えば、車両に設置され、当該車両のフロントガラス、インストルメントパネル、ルーフ内部、ルータ筐体の側面等の誘電体に搭載される。フィルムアンテナ１は、例えば、ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）やＥＴＣ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｏｌｌＣｏｌｌｅｃｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）（登録商標）、デジタル放送システム、携帯電話基地局、ＩＴＳ（ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＴｒａｎｓｐｏｒｔＳｙｓｔｅｍｓ：高度道路交通システム）等から送信される信号を受信する。フィルムアンテナ１は、図示しない受信端末にケーブルを介して接続され、受信した信号をケーブルを介して受信端末に出力する。本実施形態では、フィルムアンテナ１は、複数の種類のアンテナ部が一枚の樹脂フィルム１０に形成される例について説明する。以下、フィルムアンテナ１について詳細に説明する。

ここで、フィルムアンテナ１は、後述するモノポールアンテナ部Ｂとモノポールアンテナ部Ｃとが並ぶ方向に沿った方向を幅方向とする。また、樹脂フィルム１０の平面部に直交する方向を奥行き方向とする。奥行き方向は、樹脂フィルム１０の厚み方向とも称する。幅方向と奥行き方向とは、互いに略直交する。

フィルムアンテナ１は、図１、図２、図３に示すように、樹脂フィルム１０と、アンテナパターン２０と、給電パターン３０と、グランドパターン４０と、重畳部５０ａ、５０ｂと、アンプ回路６０とを備える。

樹脂フィルム１０は、例えば、絶縁性の樹脂により形成された透明のフィルムである。樹脂フィルム１０は、一枚のシート状に形成され、一部が折り返されている。樹脂フィルム１０は、例えば、当該フィルムの厚さが２５０μｍ程度である。樹脂フィルム１０は、厚み方向の一方側に一方側の面としての前面１１を有し、厚み方向の他方側に他方側の面としての後面１２を有する。樹脂フィルム１０は、後述するループアンテナパターン２４が当該樹脂フィルム１０を介してグランドパターン４０と重ならない非グランド部１３を含んで構成される。

アンテナパターン２０は、信号の送受信に用いられる導電性のパターンである。アンテナパターン２０は、樹脂フィルム１０の前面１１に形成される。アンテナパターン２０は、例えば、銀ペースト等の導体が印刷されて形成されるが、これに限定されず、導電性インク、導体薄膜等により形成してもよい。アンテナパターン２０は、一枚の樹脂フィルム１０の前面１１に平衡アンテナパターン及び不平衡アンテナパターンを含んで構成される。ここで、平衡アンテナとは、電荷がアンテナパターンに対称に分布するアンテナでありグランドパターン４０を必要としないアンテナである。また、不平衡アンテナとは、電荷がアンテナパターンに非対称に分布するアンテナであり、グランドパターン４０を必要とするアンテナである。アンテナパターン２０は、例えば、第１不平衡アンテナパターンとしてのパッチアンテナパターン２１と、第２不平衡アンテナパターンとしてのモノポールアンテナパターン２２、２３と、平衡アンテナパターンとしてのループアンテナパターン２４とを含んで構成される。各アンテナパターン２１〜２４は、受信する信号の周波数が近いアンテナパターン同士を互いに離れるように配置する。この配置により、各アンテナパターン２１〜２４は、互いの信号が干渉することを抑制できる。例えば、モノポールアンテナパターン２２は、樹脂フィルム１０の幅方向の一方側に形成され、モノポールアンテナパターン２３は、樹脂フィルム１０の幅方向の他方側に形成される。パッチアンテナパターン２１及びループアンテナパターン２４は、モノポールアンテナパターン２２とモノポールアンテナパターン２３との間に形成され、樹脂フィルム１０の幅方向の略中央部に位置する。

給電パターン３０は、電気信号の伝送に用いられる導電性のパターンである。給電パターン３０は、樹脂フィルム１０の前面１１に形成される。給電パターン３０は、例えば、銀ペースト等の導体が印刷されて形成されるが、これに限定されず、導電性インク、導体薄膜等により形成してもよい。給電パターン３０は、第１給電パターン３１と、第２給電パターン３２と、第３給電パターン３３と、第４給電パターン３４とを含んで構成される。

グランドパターン４０は、アンテナパターン２０又は給電パターン３０の少なくとも一方に電気的に作用する導電性のパターンである。グランドパターン４０は、樹脂フィルム１０の後面１２に形成される。グランドパターン４０は、例えば、銀ペースト等の導体が印刷されて形成されるが、これに限定されず、導電性インク、導体薄膜等により形成してもよい。グランドパターン４０は、第１グランドパターンとしての地導体パターン４１と、第２グランドパターンとしてのモノポールグランドパターン４２と、第２グランドパターンとしてのモノポールグランドパターン４３と、第３グランドパターンとしての給電グランドパターン４４とを含んで構成される。地導体パターン４１、モノポールグランドパターン４２、モノポールグランドパターン４３、及び、給電グランドパターン４４は、互いに電気的に接続されている。

ここで、パッチアンテナパターン２１及び地導体パターン４１は、信号を送受信可能な第１アンテナ部としてのパッチアンテナ部Ａを構成する。パッチアンテナ部Ａは、パッチアンテナパターン２１と地導体パターン４１とが樹脂フィルム１０を介して配置された不平衡アンテナである。パッチアンテナパターン２１は、例えば、樹脂フィルム１０の前面１１に銀ペースト等の導体により矩形状に形成される。パッチアンテナパターン２１は、第１給電パターン３１に電気的に接続される。地導体パターン４１は、例えば、樹脂フィルム１０の後面１２に銀ペースト等の導体によってパッチアンテナパターン２１よりも大きく形成される。地導体パターン４１は、樹脂フィルム１０を介してパッチアンテナパターン２１の全体と重なる。つまり、地導体パターン４１は、樹脂フィルム１０の厚み方向から視た場合、少なくともパッチアンテナパターン２１の全体と重なる部分を含んで構成される。パッチアンテナ部Ａは、パッチアンテナパターン２１と地導体パターン４１とが誘電体である樹脂フィルム１０を介して形成され、所定の周波数で共振する共振回路を構成する。パッチアンテナ部Ａは、例えば、樹脂フィルム１０の厚み方向から視た場合、後述するモノポールアンテナ部Ｂとモノポールアンテナ部Ｃとの間に配置される。パッチアンテナ部Ａは、例えば、受信した信号を後述するマイクロストリップライン部Ｌ１に出力する。

モノポールアンテナパターン２２及びモノポールグランドパターン４２は、信号を送受信可能な第２アンテナ部としてのモノポールアンテナ部Ｂを構成する。モノポールアンテナ部Ｂは、モノポールアンテナパターン２２とモノポールグランドパターン４２とが電気的に接続された不平衡アンテナである。モノポールアンテナパターン２２は、例えば、樹脂フィルム１０の前面１１に銀ペースト等の導体により略矩形状に形成される。モノポールグランドパターン４２は、例えば、樹脂フィルム１０の後面１２に銀ペースト等の導体によってモノポールアンテナパターン２２と同等の大きさに形成されるが、これに限定されない。ここで、フィルムアンテナ１は、モノポールアンテナパターン２２とモノポールグランドパターン４２とが樹脂フィルム１０を介して重なる重畳部５０ａを備える。重畳部５０ａは、図４に示すように、モノポールアンテナパターン２２の一部とモノポールグランドパターン４２とが樹脂フィルム１０を介して重なることで容量結合される。モノポールアンテナパターン２２は、第２給電パターン３２に電気的に接続される。樹脂フィルム１０は、重畳部５０ａを折り曲げ起点としてモノポールアンテナパターン２２がモノポールグランドパターン４２に対向する位置まで前面１１側に折り返される。そして、樹脂フィルム１０は、モノポールアンテナパターン２２とモノポールグランドパターン４２とが奥行き方向に隙間をあけて対向している。樹脂フィルム１０は、この隙間に発砲材等の誘電体（例えば誘電率が１．３以下の誘電体）が介在する。この構成により、モノポールアンテナパターン２２及びモノポールグランドパターン４２は、モノポールアンテナ部Ｂを構成する。モノポールアンテナ部Ｂは、モノポールアンテナパターン２２とモノポールグランドパターン４２とが容量結合され、所定の周波数で共振する共振回路を構成する。モノポールアンテナ部Ｂは、上記隙間に設けられた発砲材等の誘電体により奥行き方向に高さが生じる。モノポールアンテナ部Ｂは、この奥行き方向の高さにより疑似的に折り返しモノポールアンテナを形成することで携帯電話基地局やＩＴＳから送信される垂直偏波を受信できるようになる。モノポールアンテナ部Ｂは、この奥行き方向の高さが高い程、利得が向上する。モノポールアンテナ部Ｂは、例えば、受信した信号を後述するマイクロストリップライン部Ｌ２に出力する。

モノポールアンテナパターン２３及びモノポールグランドパターン４３は、第２アンテナ部としてのモノポールアンテナ部Ｃを構成する。モノポールアンテナ部Ｃは、上述のモノポールアンテナ部Ｂと同等に構成される。つまり、モノポールアンテナ部Ｃは、モノポールアンテナパターン２３とモノポールグランドパターン４３とが電気的に接続された不平衡アンテナである。モノポールアンテナパターン２３は、例えば、樹脂フィルム１０の前面１１に銀ペースト等の導体により略矩形状に形成される。モノポールグランドパターン４３は、例えば、樹脂フィルム１０の後面１２に銀ペースト等の導体によってモノポールアンテナパターン２３と同等の大きさに形成されるが、これに限定されない。ここで、フィルムアンテナ１は、モノポールアンテナパターン２３とモノポールグランドパターン４３とが樹脂フィルム１０を介して重なる重畳部５０ｂを備える。重畳部５０ｂは、モノポールアンテナパターン２３の一部とモノポールグランドパターン４３とが樹脂フィルム１０を介して重なることで容量結合される。モノポールアンテナパターン２３は、第３給電パターン３３に電気的に接続される。樹脂フィルム１０は、重畳部５０ｂを折り曲げ起点としてモノポールアンテナパターン２３がモノポールグランドパターン４３に対向する位置まで前面１１側に折り返される。そして、樹脂フィルム１０は、モノポールアンテナパターン２３とモノポールグランドパターン４３とが奥行き方向に隙間をあけて対向している。樹脂フィルム１０は、この隙間に発砲材等の誘電体（例えば誘電率が１．３以下の誘電体）が介在する。この構成により、モノポールアンテナパターン２３及びモノポールグランドパターン４３は、モノポールアンテナ部Ｃを構成する。モノポールアンテナ部Ｃは、モノポールアンテナパターン２３とモノポールグランドパターン４３とが容量結合され、所定の周波数で共振する共振回路を構成する。モノポールアンテナ部Ｃは、上記隙間に設けられた発砲材等の誘電体により奥行き方向に高さが生じる。モノポールアンテナ部Ｃは、この奥行き方向の高さにより疑似的に折り返しモノポールアンテナを形成することで携帯電話基地局やＩＴＳから送信される垂直偏波を受信できるようになる。モノポールアンテナ部Ｃは、この奥行き方向の高さが高い程、利得が向上する。モノポールアンテナ部Ｃは、例えば、受信した信号を後述するマイクロストリップライン部Ｌ３に出力する。

ループアンテナパターン２４及び非グランド部１３は、信号を送受信可能な第３アンテナ部としてのループアンテナ部Ｄを構成する。ループアンテナ部Ｄは、ループアンテナパターン２４が樹脂フィルム１０の前面１１に形成された平衡アンテナである。ループアンテナパターン２４は、例えば、樹脂フィルム１０の前面１１に銀ペースト等の導体により環状に形成される。非グランド部１３は、図３に示すように、ループアンテナパターン２４が樹脂フィルム１０を介してグランドパターン４０と重ならない部分である。ループアンテナパターン２４は、例えば、外周導体部２４ａと、内周導体部２４ｂとを備える。外周導体部２４ａは、環状に形成され、例えば、右旋円偏波を受信する。内周導体部２４ｂは、環状に形成され、外周導体部２４ａの内側に形成される。内周導体部２４ｂは、例えば、左旋円偏波の受信を抑制する。外周導体部２４ａは、アンプ回路６０に接続される。アンプ回路６０は、外周導体部２４ａの近傍に形成され、当該外周導体部２４ａにより受信した信号を増幅する。アンプ回路６０は、第４給電パターン３４に接続され、増幅した信号をマイクロストリップライン部Ｌ４に出力する。

各給電パターン３１〜３４及び給電グランドパターン４４は、電気信号を伝送可能な給電線としてのマイクロストリップライン部Ｌ１〜Ｌ４を構成する。第１給電パターン３１は、例えば、樹脂フィルム１０の前面１１に銀ペースト等の導体により形成される。第１給電パターン３１は、図２に示すように、ランド部３１ａと、給電ライン部３１ｂとを有する。ランド部３１ａは、受信端末のケーブルのコネクタに接続される部分である。給電ライン部３１ｂは、ランド部３１ａとパッチアンテナパターン２１とを電気的に接続する部分である。給電ライン部３１ｂは、線状に形成され、一端がランド部３１ａに接続され、他端がパッチアンテナパターン２１に接続される。給電グランドパターン４４は、例えば、樹脂フィルム１０の後面１２に銀ペースト等の導体により第１給電パターン３１と重なる範囲を含んで構成される。第１給電パターン３１及び給電グランドパターン４４は、マイクロストリップライン部Ｌ１を構成する。マイクロストリップライン部Ｌ１は、樹脂フィルム１０の誘電率、当該樹脂フィルム１０の厚み、給電ライン部３１ｂのパターン幅、及び、給電グランドパターン４４によりインピーダンスが決まる。マイクロストリップライン部Ｌ１は、第１給電パターン３１から給電グランドパターン４４に向かう電界と第１給電パターン３１の周囲を囲む磁界とによって電磁波を伝送する。

第２給電パターン３２は、例えば、樹脂フィルム１０の前面１１に銀ペースト等の導体により形成される。第２給電パターン３２は、ランド部３２ａと、給電ライン部３２ｂとを有する。ランド部３２ａは、受信端末のケーブルのコネクタに接続される部分である。給電ライン部３２ｂは、ランド部３２ａとモノポールアンテナパターン２２とを電気的に接続する部分である。給電ライン部３２ｂは、線状に形成され、一端がランド部３２ａに接続され、他端がモノポールアンテナパターン２２に接続される。給電グランドパターン４４は、例えば、樹脂フィルム１０の後面１２に銀ペースト等の導体により第２給電パターン３２と重なる範囲を含んで構成される。第２給電パターン３２及び給電グランドパターン４４は、マイクロストリップライン部Ｌ２を構成する。マイクロストリップライン部Ｌ２は、樹脂フィルム１０の誘電率、当該樹脂フィルム１０の厚み、給電ライン部３２ｂのパターン幅、及び、給電グランドパターン４４によりインピーダンスが決まる。マイクロストリップライン部Ｌ２は、第２給電パターン３２から給電グランドパターン４４に向かう電界と第２給電パターン３２の周囲を囲む磁界とによって電磁波を伝送する。

第３給電パターン３３は、例えば、樹脂フィルム１０の前面１１に銀ペースト等の導体により形成される。第３給電パターン３３は、ランド部３３ａと、給電ライン部３３ｂとを有する。ランド部３３ａは、受信端末のケーブルのコネクタに接続される部分である。給電ライン部３３ｂは、ランド部３３ａとモノポールアンテナパターン２３とを電気的に接続する部分である。給電ライン部３３ｂは、線状に形成され、一端がランド部３３ａに接続され、他端がモノポールアンテナパターン２３に接続される。給電グランドパターン４４は、例えば、樹脂フィルム１０の後面１２に銀ペースト等の導体により第３給電パターン３３と重なる範囲を含んで構成される。第３給電パターン３３及び給電グランドパターン４４は、マイクロストリップライン部Ｌ３を構成する。マイクロストリップライン部Ｌ３は、樹脂フィルム１０の誘電率、当該樹脂フィルム１０の厚み、給電ライン部３３ｂのパターン幅、及び、給電グランドパターン４４によりインピーダンスが決まる。マイクロストリップライン部Ｌ３は、第３給電パターン３３から給電グランドパターン４４に向かう電界と第３給電パターン３３の周囲を囲む磁界とによって電磁波を伝送する。

第４給電パターン３４は、例えば、樹脂フィルム１０の前面１１に銀ペースト等の導体により形成される。第４給電パターン３４は、ランド部３４ａと、給電ライン部３４ｂとを有する。ランド部３４ａは、受信端末のケーブルのコネクタに接続される部分である。給電ライン部３４ｂは、ランド部３４ａとループアンテナパターン２４のアンプ回路６０とを電気的に接続する部分である。給電ライン部３４ｂは、線状に形成され、一端がランド部３４ａに接続され、他端がループアンテナパターン２４のアンプ回路６０に接続される。給電グランドパターン４４は、例えば、樹脂フィルム１０の後面１２に銀ペースト等の導体により第４給電パターン３４と重なる範囲を含んで構成される。第４給電パターン３４及び給電グランドパターン４４は、マイクロストリップライン部Ｌ４を構成する。マイクロストリップライン部Ｌ４は、樹脂フィルム１０の誘電率、当該樹脂フィルム１０の厚み、及び、給電ライン部３４ｂのパターン幅、及び、給電グランドパターン４４によりインピーダンスが決まる。マイクロストリップライン部Ｌ４は、第４給電パターン３４から給電グランドパターン４４に向かう電界と第４給電パターン３４の周囲を囲む磁界とによって電磁波を伝送する。ランド部３１ａ〜３４ａは、１箇所に集約して形成されることで、受信端末のケーブルに設けられる１個のコネクタで接続可能となる。

以上のように、実施形態に係るフィルムアンテナ１は、シート状の樹脂フィルム１０と、アンテナパターン２０と、給電パターン３０と、グランドパターン４０とを備える。アンテナパターン２０は、樹脂フィルム１０の前面１１に形成され、信号の送受信に用いられる。給電パターン３０は、樹脂フィルム１０の前面１１に形成され、アンテナパターン２０に接続され、電気信号の伝送に用いられる。グランドパターン４０は、導電性であり、樹脂フィルム１０の後面１２に形成される。

この構成により、フィルムアンテナ１は、グランドパターン４０がアンテナパターン２０に電気的に作用することで、例えば、パッチアンテナ部Ａ及びモノポールアンテナ部Ｂ、Ｃを形成することができる。フィルムアンテナ１は、グランドパターン４０がアンテナパターン２０に電気的に作用しないことで、例えば、ループアンテナ部Ｄを形成することができる。フィルムアンテナ１は、グランドパターン４０が給電パターン３０に電気的に作用することで、例えば、マイクロストリップライン部Ｌ１〜Ｌ４を形成することができる。このように、フィルムアンテナ１は、グランドパターン４０がアンテナパターン２０又は給電パターン３０の少なくとも一方に電気的に作用することで、任意のアンテナ部Ａ〜Ｄを形成することができる。また、フィルムアンテナ１は、各アンテナ部Ａ〜Ｄにマイクロストリップライン部Ｌ１〜Ｌ４を介して電気信号を伝送することができる。また、フィルムアンテナ１は、各アンテナ部Ａ〜Ｄを樹脂フィルム１０に形成することにより可撓性を有するので、車両のルーフ内部等の湾曲部へ設置することが可能となり搭載性を確保することができる。

上記フィルムアンテナ１において、アンテナパターン２０は、パッチアンテナパターン２１を含んで構成される。グランドパターン４０は、樹脂フィルム１０を介してパッチアンテナパターン２１の全体と重なる地導体パターン４１を含んで構成される。パッチアンテナパターン２１及び地導体パターン４１は、信号を送受信可能なパッチアンテナ部Ａを構成する。このように、フィルムアンテナ１は、樹脂フィルム１０に不平衡アンテナであるパッチアンテナ部Ａを構成することによって、搭載性を確保した上で任意のアンテナ部を形成することができる。

上記フィルムアンテナ１において、アンテナパターン２０とグランドパターン４０とが樹脂フィルム１０を介して重なる重畳部５０ａ、５０ｂを備える。アンテナパターン２０は、モノポールアンテナパターン２２を含んで構成される。グランドパターン４０は、モノポールグランドパターン４２を含んで構成される。重畳部５０ａは、モノポールアンテナパターン２２の一部とモノポールグランドパターン４２とが樹脂フィルム１０を介して重なることで容量結合される。樹脂フィルム１０は、重畳部５０ａを折り曲げ起点としてモノポールアンテナパターン２２がモノポールグランドパターン４２に対向する位置まで前面１１側に折り返されている。モノポールアンテナパターン２２及びモノポールグランドパターン４２は、信号を送受信可能なモノポールアンテナ部Ｂを構成する。同様に、上記フィルムアンテナ１において、アンテナパターン２０は、モノポールアンテナパターン２３を含んで構成される。グランドパターン４０は、モノポールグランドパターン４３を含んで構成される。重畳部５０ｂは、モノポールアンテナパターン２３の一部とモノポールグランドパターン４３とが樹脂フィルム１０を介して重なることで容量結合される。樹脂フィルム１０は、重畳部５０ｂを折り曲げ起点としてモノポールアンテナパターン２３がモノポールグランドパターン４３に対向する位置まで前面１１側に折り返されている。モノポールアンテナパターン２３及びモノポールグランドパターン４３は、信号を送受信可能なモノポールアンテナ部Ｃを構成する。このように、フィルムアンテナ１は、樹脂フィルム１０に不平衡アンテナであるモノポールアンテナ部Ｂ、Ｃを構成することによって、搭載性を確保した上で任意のアンテナ部を形成することができる。モノポールアンテナ部Ｂ、Ｃは、モノポールアンテナパターン２２、２３とモノポールグランドパターン４２、４３と間の隙間に設けられた発砲材等の誘電体により奥行き方向に高さが生じる。モノポールアンテナ部Ｂ、Ｃは、この奥行き方向の高さにより疑似的に折り返しモノポールアンテナを形成することで携帯電話基地局やＩＴＳから送信される垂直偏波を受信できるようになる。フィルムアンテナ１は、モノポールアンテナ部Ｂ、Ｃにより車両のルーフ内部等の鉛直方向の高さが制限されるスペースにも垂直偏波を受信するアンテナを設置することができる。また、フィルムアンテナ１は、モノポールアンテナパターン２２、２３とモノポールグランドパターン４２、４３とが容量結合されるので、従来のように例えばスルーホール等により電気的に接続する場合と比較して製造工程を簡略化できる。

上記フィルムアンテナ１において、アンテナパターン２０は、ループアンテナパターン２４を含んで構成される。樹脂フィルム１０は、ループアンテナパターン２４が当該樹脂フィルム１０を介してグランドパターン４０と重ならない非グランド部１３を含んで構成される。ループアンテナパターン２４及び非グランド部１３は、信号を送受信可能なループアンテナ部Ｄを構成する。このように、フィルムアンテナ１は、樹脂フィルム１０に平衡アンテナであるループアンテナ部Ｄを構成することによって、搭載性を確保した上で任意のアンテナ部を形成することができる。

上記フィルムアンテナ１において、グランドパターン４０は、樹脂フィルム１０を介して給電パターン３０と重なる給電グランドパターン４４を含んで構成される。給電パターン３０及び給電グランドパターン４４は、電気信号を伝送可能なマイクロストリップライン部Ｌ１〜Ｌ４を構成する。このように、フィルムアンテナ１は、樹脂フィルム１０にマイクロストリップライン部Ｌ１〜Ｌ４を構成することによって、複数のアンテナ部Ａ〜Ｄを樹脂フィルム１０に形成した場合に、各アンテナ部Ａ〜Ｄに給電する箇所を１箇所に集約することができる。この構成により、フィルムアンテナ１は、１箇所に集約されたランド部３１ａ〜３４ａに受信端末のケーブルのコネクタを接続することができる。この構成により、フィルムアンテナ１は、受信端末のケーブルのコネクタを削減できると共にケーブルの配線を簡素化することができる。

上記フィルムアンテナ１において、アンテナパターン２０は、一枚の樹脂フィルム１０の前面１１にループアンテナパターン２４、パッチアンテナパターン２１、及び、モノポールアンテナパターン２２、２３を含んで構成される。グランドパターン４０は、パッチアンテナパターン２１及びモノポールアンテナパターン２２、２３に電気的に作用し、且つ、ループアンテナパターン２４に電気的に作用しない。この構成により、フィルムアンテナ１は、様々な種類のアンテナ部Ａ〜Ｄを一枚の樹脂フィルム１０に集約することができるので、各アンテナ部Ａ〜Ｄの設置スペースを削減することができる。

〔変形例〕
次に、実施形態の変形例について説明する。フィルムアンテナ１は、パッチアンテナ部Ａ、モノポールアンテナ部Ｂ、Ｃ、及び、ループアンテナ部Ｄが形成される例について説明したが、これに限定されない。フィルムアンテナ１は、上述のアンテナ部Ａ〜Ｄ以外のアンテナ部が形成されていてもよい。また、フィルムアンテナ１は、上述のアンテナ部Ａ〜Ｄのうち少なくとも１つのアンテナ部と、当該アンテナ部に接続されるいずれかのマイクロストリップライン部Ｌ１〜Ｌ４とを含んで構成されていればよい。

フィルムアンテナ１は、平衡アンテナとしてループアンテナ部Ｄを例示し、不平衡アンテナとしてパッチアンテナ部Ａ、モノポールアンテナ部Ｂ、Ｃを例示したがこれに限定されず、その他のアンテナ部でもよい。

フィルムアンテナ１は、車両に設置される例について説明したが、これに限定されない。フィルムアンテナ１は、航空機や船舶、建築物等に設置してもよい。

１フィルムアンテナ
１０樹脂フィルム
１１前面（一方側の面）
１２後面（他方側の面）
１３非グランド部
２０アンテナパターン
２１パッチアンテナパターン（第１不平衡アンテナパターン）
２２、２３モノポールアンテナパターン（第２不平衡アンテナパターン）
５０ａ、５０ｂ重畳部
２４ループアンテナパターン（平衡アンテナパターン）
３０給電パターン
４０グランドパターン
４１地導体パターン（第１グランドパターン）
４２、４３モノポールグランドパターン（第２グランドパターン）
４４給電グランドパターン（第３グランドパターン）
Ａパッチアンテナ部（第１アンテナ部）
Ｂ、Ｃモノポールアンテナ部（第２アンテナ部）
Ｄループアンテナ部（第３アンテナ部）
Ｌ１〜Ｌ４マイクロストリップライン部（給電線）

Claims

シート状の樹脂フィルムと、
前記樹脂フィルムの一方側の面に形成され、信号の送受信に用いられるアンテナパターンと、
前記樹脂フィルムの前記一方側の面に形成され、前記アンテナパターンに接続され、電気信号の伝送に用いられる給電パターンと、
前記樹脂フィルムの他方側の面に形成される導電性のグランドパターンと、
前記アンテナパターンと前記グランドパターンとが前記樹脂フィルムを介して重なる重畳部とを備え、
前記アンテナパターンは、第２不平衡アンテナパターンを含んで構成され、
前記グランドパターンは、第２グランドパターンを含んで構成され、
前記重畳部は、前記第２不平衡アンテナパターンの一部と前記第２グランドパターンとが前記樹脂フィルムを介して重なることで容量結合され、
前記樹脂フィルムは、前記重畳部を折り曲げ起点として前記第２不平衡アンテナパターンが前記第２グランドパターンに対向する位置まで前記一方側の面側に折り返されており、
前記第２不平衡アンテナパターン及び前記第２グランドパターンは、前記信号を送受信可能な第２アンテナ部を構成することを特徴とするフィルムアンテナ。
前記アンテナパターンは、第１不平衡アンテナパターンを含んで構成され、
前記グランドパターンは、前記樹脂フィルムを介して前記第１不平衡アンテナパターンの全体と重なる第１グランドパターンを含んで構成され、
前記第１不平衡アンテナパターン及び前記第１グランドパターンは、前記信号を送受信可能な第１アンテナ部を構成する請求項１に記載のフィルムアンテナ。
前記アンテナパターンは、平衡アンテナパターンを含んで構成され、
前記樹脂フィルムは、前記平衡アンテナパターンが当該樹脂フィルムを介して前記グランドパターンと重ならない非グランド部を含んで構成され、
前記平衡アンテナパターン及び前記非グランド部は、前記信号を送受信可能な第３アンテナ部を構成する請求項１又は２に記載のフィルムアンテナ。
前記グランドパターンは、前記樹脂フィルムを介して前記給電パターンと重なる第３グランドパターンを含んで構成され、
前記給電パターン及び前記第３グランドパターンは、前記電気信号を伝送可能な給電線を構成する請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィルムアンテナ。
前記アンテナパターンは、一枚の前記樹脂フィルムの前記一方側の面に平衡アンテナパターン及び不平衡アンテナパターンを含んで構成され、
前記グランドパターンは、前記不平衡アンテナパターンに電気的に作用し、且つ、前記平衡アンテナパターンに電気的に作用しない請求項１〜４のいずれか１項に記載のフィルムアンテナ。