JP6791810B2

JP6791810B2 - アンテナ装置

Info

Publication number: JP6791810B2
Application number: JP2017114756A
Authority: JP
Inventors: 佑一郎山口; 佳紘新原; 官　寧; 寧官; 博育田山
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2017-06-09
Filing date: 2017-06-09
Publication date: 2020-11-25
Anticipated expiration: 2037-06-09
Also published as: JP2019004200A

Description

本発明は、アンテナ装置に関する。

無線通信の用途拡大に伴い、従来から利用されていたＦＭ／ＡＭ放送や地上波デジタル放送等の周波数帯域で動作するアンテナに加えて、４Ｇ（4rd Generation：第４世代携帯電話）やＬＴＥ（Long Term Evolution）等のより高周波な周波数帯域で動作するアンテナが自動車に搭載されるようになっている。このようなアンテナを備える車載用アンテナ装置（以下、アンテナ装置という。）として、自動車の美観を損なわせないものが求められている。例えば特許文献１には、車体のルーフ後端部に装着される樹脂製のスポイラーの内部に収容されるアンテナ装置が開示されている。

特許文献１に記載のアンテナ装置は、立体的なアンテナ構造を有するＬＴＥ用アンテナを備え、スポイラーの内部に収容されている。なお、スポイラーに内蔵されるＬＴＥ用アンテナは、可撓性のあるフィルムアンテナを剛性で立体的な支持体に巻き付けることによって立体的なアンテナ構造が維持されている。具体的には、ルーフに沿う方向に延びる第１の区間と、第１の区間と交わる方向に延びる第２の区間と、第１の区間と対向する第３の区間とからなる立体的なアンテナ構造が維持されている。

国際公開２０１６／１２５８７６号公報（２０１６年８月１１日公開）

スポイラーに内蔵されるアンテナ装置では、スポイラーが装着される車種に応じて、アンテナ装置の給電ケーブルの配線経路が異なっている。このとき、支持体にフィルムアンテナを巻き付けることによって立体的なアンテナ構造を維持した従来のアンテナ装置では、フィルムアンテナの給電部に接続された給電ケーブルの引き回し方、特に、第１から第３の区間に囲まれた領域を通る給電ケーブルの配線経路によって、アンテナ装置の放射特性が敏感であることを、本願の発明者らは見出した。そのため、給電ケーブルの引き回し方が設計当初の想定から変化した場合、放射特性が設計当初に意図したものから変化してしまい、満足な放射特性が得られないことがあった。換言すれば、フィルムアンテナが巻き付けられる支持体に給電ケーブルを保持させて給電ケーブルの配線経路を固定させないと、給電ケーブルの引き回し方に依存して、放射特性が安定しないことがあった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、支持体にフィルムアンテナを巻き付けたアンテナ装置において、その放射特性が給電ケーブルの引き回し方の影響を受けないように、放射特性の安定性を高めることである。

上記の目的を達成するため、本発明の一態様に係るアンテナ装置は、第１及び第２のエレメントを有するフィルムアンテナと、前記第１及び第２のエレメントの各給電点に接続される給電ケーブルと、第１の面及び該第１の面の周縁と交わる側周面を有するとともに内部に前記給電ケーブルを通すための空間が形成された立体形状の支持体と、を備え、前記第１のエレメントは、前記第１及び第２のエレメントの配列方向と交わる方向におけるエレメント長が前記第２のエレメントにおける同エレメント長よりも大きく形成され、前記フィルムアンテナは前記支持体に巻き付けられ、前記第１の面と前記側周面の境界近傍に前記各給電点が配置されるとともに、前記第１の面に前記第２のエレメントが沿い、前記側周面に前記第１のエレメントが沿うように配置されている。

また、上記の目的を達成するため、本発明の一態様に係るアンテナ装置は、第１及び第２のエレメントを有するフィルムアンテナと、前記第１及び第２のエレメントの各給電点に接続される給電ケーブルと、第１の面及び該第１の面の周縁と交わる側周面を有するとともに内部に前記給電ケーブルを通すための空間が形成された立体形状の支持体と、を備え、前記側周面は、前記第１の面と交わる第１の側面と、前記第１の面及び前記第１の側面にそれぞれ交わる第２及び第３の側面とを少なくとも有し、前記フィルムアンテナは前記支持体に巻き付けられ、前記第１の面と前記側周面の境界近傍に前記各給電点が配置されるとともに、前記第１の面に前記第２のエレメントが沿い、前記第１から第３の側面に前記第１のエレメントが沿うように配置されている。

これらの構成によれば、第２のエレメントと対向する位置に、第１のエレメントが配置されていない。このため、第１及び第２のエレメントの各給電点に接続された給電ケーブルを第２のエレメントから離れるように配線しても第１のエレメントに接近することにはならない。したがって、支持体にフィルムアンテナを巻き付けたアンテナ装置において、その放射特性が支持体内部における給電ケーブルの引き回し方の影響を受けないように、放射特性の安定性を高めることができる。

上記アンテナ装置において、前記支持体は、前記第１の面と対向する側が開口していてもよい。これにより、支持体内部が開放され、支持体に巻き付けられたフィルムアンテナの各給電点に対して給電ケーブルを接続するときの作業が容易となる。

上記アンテナ装置において、前記第１のエレメントと前記第２のエレメントとの間隔が、前記各給電点から離れるほど大きくなっていてもよい。これにより、第１のエレメントと第２のエレメントとの間隔を連続的に変化させることができる。したがって、アンテナ装置の共振周波数を調整することができ、動作帯域における放射特性を平坦化することができる。

上記アンテナ装置において、前記支持体は、前記側周面として、前記第１の側面と対向する第４の側面を更に有し、前記各給電点は前記第１の面と前記第１の側面との境界近傍に配置され、前記各給電点に接続された前記給電ケーブルは前記第２及び第３の側面の間を通って前記第４の側面に設けられたケーブル挿通孔から支持体外部に延出してもよい。これにより、給電ケーブルを第１のエレメントに接触させることなく支持体外部に引き回すことができる。

本発明によれば、支持体にフィルムアンテナを巻き付けたアンテナ装置において、その放射特性が給電ケーブルの引き回し方の影響を受けないように、放射特性の安定性を高めることが可能である。

本発明の実施形態に係るアンテナ装置を示す図である。図１に示すアンテナ装置が備えるフィルムアンテナの展開図である。図１に示すアンテナ装置の分解下面側斜視図である。図１に示すアンテナ装置のＩ‐Ｉ´線に沿う断面図である。（ａ）は、図１に示すアンテナ装置を搭載する車体の斜視図である。（ｂ）は、（ａ）に示す車体の部分拡大平面図である。フィルムアンテナの第１変形例の展開図である。フィルムアンテナの第２変形例の展開図である。比較例に係るアンテナ装置が備えるフィルムアンテナの展開図である。実施例に係るアンテナ装置のＶＳＷＲ特性を示すグラフである。比較例に係るアンテナ装置のＶＳＷＲ特性を示すグラフである。

（アンテナ装置）
本発明の実施形態に係るアンテナ装置について、図１〜図４を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るアンテナ装置１の上面斜視図である。図２は、アンテナ装置１が備えるフィルムアンテナ１０の展開図であり、図３は、アンテナ装置１の分解下面側斜視図である。図４は、図１に示すアンテナ装置１のＩ−Ｉ´線に沿う断面図である。

本実施形態のアンテナ装置１は、例えば自動車等の車体のルーフの後端に搭載される樹脂製スポイラーに内蔵される車載用アンテナ装置として用いることができる。この場合、アンテナ装置１は、図示したｘ軸正方向を右方、ｘ軸負方向を左方、ｙ軸正方向を前方、ｙ軸負方向を後方、ｚ軸正方向を上方、ｚ軸負方向を下方とした状態（図１参照）で車体のルーフ後端に配置される（図５参照）。なお、以下の説明においては、図示したｘ軸正方向、ｘ軸負方向、ｙ軸正方向、ｙ軸負方向、ｚ軸正方向、ｚ軸負方向を、それぞれ、右、左、前、後、上、下と表現する。これらの表現は、記載を簡潔に保つための便宜上のものであり、アンテナ装置１の配置を制限するものではない。

アンテナ装置１は、図１に示すように、フィルムアンテナ１０と、フィルムアンテナ１０に接続される同軸ケーブル２０と、フィルムアンテナ１０を支持する支持体３０とを備えている。なお、フィルムアンテナ１０が、本発明におけるフィルムアンテナに相当し、同軸ケーブル２０が、本発明における給電ケーブルに相当し、支持体３０が、本発明における支持体に相当する。

（フィルムアンテナ１０）
アンテナ装置１が備えるフィルムアンテナ１０は、図２に示すように、基板１３と、基板１３上に形成された第１及び第２のエレメント１１，１２とから構成されている。基板１３は、可撓性を有する樹脂製のフィルムからなり、本実施形態では、ポリイミド製フィルムを採用している。第１及び第２のエレメント１１,１２は、導体パターンからなり、本実施形態では、所定の形状に形成された導体箔（銅箔）により構成されている。なお、第１のエレメント１１が、本発明における第１のエレメントに相当し、第２のエレメント１２が、本発明における第２のエレメントに相当する。また後述する各給電点Ｐｈ，Ｐｃが、本発明における各給電点に相当する。

第１及び第２のエレメント１１，１２は、図２に示すように、ｙ軸方向に沿う方向に並んで配置されている。また、第１のエレメント１１の幅Ｗ１が、第２のエレメント１２の幅Ｗ２よりも大きくなっている。ここで、第１及び第２のエレメント１１，１２の幅Ｗ１，Ｗ２は、第１及び第２のエレメント１１，１２の配列方向（ｙ軸方向）と交わる方向（ｘ軸方向）における各エレメント長である。

第１のエレメント１１には、第２のエレメント１２に向かて突出する凸部１１ａが形成され、凸部１１ａ上に、同軸ケーブル２０の内側導体２１が接続される給電点Ｐｈ（ホット側）が設けられている。また、第２のエレメント１２には、凸部１１ａに対応する凹部１２ａが形成され、凹部１２ａ近傍に、同軸ケーブル２０の外側導体２２が接続される給電点Ｐｃ（コールド側）が設けられている。なお各給電点Ｐｈ，Ｐｃには、同軸ケーブル２０が半田付け等により接続される。

また本実施形態では、第１のエレメント１１が盃（グラス）型の形状を有し、第１のエレメント１１の輪郭のうち第２のエレメント１２に近い側の輪郭を構成する２つの縁１１１ａ，１１１ｂが傾斜している。すなわち、第１のエレメント１１は、給電点Ｐｈから遠い位置ほど、第１及び第２エレメント１１，１２の配列方向に関して第２のエレメント１２から離れるように形成されている。

平面状のフィルムアンテナ１０は、折り曲げることにより立体的なアンテナ構造を構成している。具体的には、図２に示す直線Ａ‐Ａ´、直線Ｂ‐Ｂ´、直線Ｃ‐Ｃ´を折目として谷折りされることで、コの字形状に折り曲げられた第１のエレメント１１が、第２のエレメント１２に対して直交するように配置される立体的なアンテナ構造となっている。

この構成によれば、第２のエレメント１２と対向する位置に、第１のエレメント１１が配置されていない。このため、フィルムアンテナ１０に接続された同軸ケーブル２０の配線経路を第２のエレメント１２から離れるようにｚ軸負方向側に変化させても（図４に示すように経路Ｂから経路Ａに変化させても）、同軸ケーブル２０が第１のエレメント１１と接近することがない。したがって、支持体３０にフィルムアンテナ１０を巻き付けたアンテナ装置において、その放射特性が支持体３０の内部における同軸ケーブル２０の引き回し方の影響を受けないように、放射特性の安定性を高めることが可能となる。

なお、本実施形態のフィルムアンテナ１０では、第２のエレメント１２と対向する位置に第１のエレメント１１が配置されないように、第１のエレメント１１は、第１及び第２のエレメント１１，１２の配列方向（ｙ軸方向）に沿う方向におけるエレメント長が、従来のアンテナ装置におけるフィルムアンテナよりも短くなっている（図２及び図８参照）。そして代わりに、第１のエレメント１１は、第１及び第２のエレメント１１，１２の配列方向（ｙ軸方向）と交わる方向におけるエレメント長（幅Ｗ１）が、従来のアンテナ装置におけるフィルムアンテナよりも長くなっている（図２及び図８参照）。そのため、従来のアンテナ装置と同等な放射性能を維持したまま、放射特性の安定化を高めることが可能となっている。

さらに、第１のエレメント１１が盃型の形状に設計した場合、第１のエレメント１１と第２のエレメントとの間隔Ｇ１，Ｇ２を連続的に変化させることができる（図１及び図２参照）。すなわち、これらエレメント１１，１２の間隔Ｇ１，Ｇ２を調整することによって、アンテナ装置の共振周波数を調整することができ、動作帯域における放射特性を平坦化することができる。

（同軸ケーブル２０）
同軸ケーブル２０は、内側導体２１及び外側導体２２と、これら導体を隔てる絶縁層と、外側導体２２の外側を覆う被覆層と、によって構成されている。同軸ケーブル２０は、上述したように、フィルムアンテナ１０の各給電点Ｐｈ，Ｐｃに接続される。具体的には、図４に示すように、内側導体２１が、第１のエレメント１１上の給電点Ｐｈに半田４１によって接続され、外側導体２２が、第２のエレメント１２上の給電点Ｐｃに半田４２によって接続されている。

本実施形態では、第１のエレメント１１上の給電点Ｐｈと、第２のエレメント１２上の給電点Ｐｃとはｙ軸方向に沿って並んで配置されている。そして、ｙ軸負方向側の給電点Ｐｈに同軸ケーブル２０の内側導体２１が接続され、ｙ軸正方向側の給電点Ｐｃに同軸ケーブル２０の外側導体が接続される。このため、フィルムアンテナ１０に接続された同軸ケーブル２０は、ｙ軸正方向に向かって引き出されることとなる。

（支持体３０）
支持体３０は、略直方体の外形を有する剛性の樹脂成型品からなり、フィルムアンテナ１０を支持してフィルムアンテナ１０の立体構造を維持する機能を有している。本実施形態の支持体３０は、図３及び図４に示すように、下方（ｚ軸負方向側）が開口する低背型の角型中空体の樹脂成型品である。すなわち、内部に同軸ケーブル２０を通すための空間が形成された立体形状の支持体３０である。

支持体３０は、上方（ｚ軸正方向側）に設けられた方形板状の上壁部３１と、上壁部３１の周縁から下方に向かって立設された周壁部３２とを有し、支持体内部に同軸ケーブル２０を通すための空間が形成されている。周壁部３２は４つの側壁部（第１〜第４側壁部）３２１〜３２４からなり、上壁部３１の周縁の４つの辺から４つの側壁部３２１〜４２４がそれぞれ立設されている。すなわち、支持体３０は、上方（ｚ軸正方向側）の上壁部３１と、後方（ｙ軸負方向側）の第１側壁部３２１と、左方（ｘ軸負方向側）の第２側壁部３２２と、右方（ｘ軸正方向側）の第３側壁部３２３と、前方（ｙ軸正方向側）の第４側壁部３２４とから構成されている。また、支持体３０の下方（ｚ軸負方向側）は開口している。なお、上壁部３１の外側表面が、本発明における支持体の第１の面に相当し、周壁部３２の外側表面が、本発明における支持体の側周面に相当し、第１から第４側壁部３２１〜３２４の各外側表面が、本発明における支持体の第１から第４の側面に相当する。また、支持体３０を分かりやすく説明するため、図２に示す支持体３０においては、上壁部３１及び周壁部３２の各壁部の厚さが表現されておらず、面（各壁部の外側表面）として表現されている。

支持体３０の上壁部３１と周壁部３２との境界近傍には、支持体３０に巻き付けられたフィルムアンテナ１０に接続されている同軸ケーブル２０を支持体内部の空間に引き込むための開口部３１ａが形成されている。本実施形態では、上壁部３１における第１側壁部３２１との境界近傍に開口部３１ａが形成されている。また、第４側壁部３２４の中央下方寄りに、支持体内部を通る同軸ケーブル２０を支持体外部に引き出すためのケーブル挿通孔（切欠き）３２４ａが形成されている。すなわち、支持体３０に巻き付けられたフィルムアンテナ１０に接続された同軸ケーブル２０は、開口部３１ａを介して支持体内部の空間に引き込まれ、第２及び第３側壁部３２２，３２３の間を通って、第４側壁部３２４のケーブル挿通孔３２４ａを介して支持体外部に引き出されている。これにより、支持体内部において、同軸ケーブル２０を第１のエレメント１１に接近させることなく支持体外部に引き回すことができる。

（組立工程）
次に、アンテナ装置１の組立工程について説明する。本実施形態においては、フィルムアンテナ１０が展開されている状態（図２参照）から、（１）直線Ａ‐Ａ´を折目としてフィルムアンテナ１０を谷折りして第２のエレメント１２に対して第１のエレメント１１を直交させ、（２）直線Ｂ‐Ｂ´を折目としてフィルムアンテナ１０を谷折りして点Ｐ１を点Ｐ３に接近させるように第１のエレメント１１を折り曲げ（図２参照）、（３）直線Ｃ‐Ｃ´を折目としてフィルムアンテナ１０を谷折りして点Ｐ２を点Ｐ４に接近させるように第１のエレメント１１を折り曲げる（図２参照）。これにより、平面状のフィルムアンテナ１０を立体的なアンテナ構造とすることができる。

フィルムアンテナ１０は、立体的なアンテナ構造を維持するために支持体３０に巻き付けられる。具体的には、支持体３０の上壁部３１に第２のエレメント１２が沿うように配置され、支持体の第１から第３側壁部３２１〜３２３にわたって第１のエレメント１１が沿うように配置される。なお本実施形態では、粘着テープなどの接着手段により、フィルムアンテナ１０が支持体３０の各表面に接着されている。これにより、フィルムアンテナ１０を折り曲げることによって構成された立体的なアンテナ構造を安定して維持することができる。

また、フィルムアンテナ１０を支持体３０に巻き付けるとき、フィルムアンテナ１０の各給電点Ｐｈ，Ｐｃを、支持体３０の上壁部３１と第１側壁部３２１との境界近傍に形成されている開口部３１ａに配置する。そして、第４側壁部３２４のケーブル挿通孔３４２ａを介して支持体内部の空間に引き込まれている同軸ケーブル２０の先端部（内側導体２１,外側導体２２）を、開口部３１ａを介して各給電点Ｐｈ，Ｐｃに接続する。これにより、フィルムアンテナ１０を支持体３０に巻き付けることにより立体的なアンテナ構造を維持したアンテナ装置１を取得することができる。なお本実施形態では、支持体３０の下方（ｚ軸負方向側）が開口しているため、支持体内部に引き込んだ同軸ケーブル２０の先端部を開口部３１ａを介してフィルムアンテナ１０の各給電点Ｐｈ，Ｐｃに接続する工程を容易に実施することができる。

（自動車への搭載例）
アンテナ装置１を自動車に搭載する場合の搭載例について、図５を参照して説明する。図５の（ａ）は、アンテナ装置１を搭載する車体１０１の斜視図である。図５の（ｂ）は、図５の（ａ）に示す車体１０１の拡大平面図である。

本実施形態では、ハッチバック型の車体１０１のルーフ後端部に装着されるスポイラー１１０の内部にアンテナ装置１が収容されている。ルーフ後端部に装着されるスポイラー１１０は、電磁波を透過する誘電体（例えば樹脂等）によって構成されている。車体天井のルーフ１２０は、略水平（ｘｙｚ軸座標系のｘｙ平面）に延び、外板は鋼板やアルミ板等の金属部材によって構成されている。車体後部のハッチゲート１２１は、下部を構成するハッチゲートパネル１２１ａと、上部を構成する枠体１２１ｃと、枠体１２１ｃの枠内のリアガラス１２１ｂとにより構成され、ハッチゲートパネル１２１ａ及び枠体１２１ｃの外板も金属部材によって構成されている。そして、ルーフ１２０の後端とハッチゲート１２１（枠体１２１ｃ）の上端とで、スポイラー１１０が装着されるルーフ後端部を構成している。

具体的には、ハッチゲート１２１（枠体１２１ｃ）の上端に設けられた金属部材によって構成されるスポイラー固定部１２１ｄに、図示しない固定手段（例えばボルト等）によって樹脂製のスポイラー１１０が取り付けられている。このとき、スポイラー上面がルーフ１２０と略面一に並ぶように、アンテナ装置１を内蔵するスポイラー１１０がスポイラー固定部１２１ｄに装着される。このため、自動車の美観を損なうことなくアンテナ装置１を自動車に搭載することができる。なお、本実施形態では、アンテナ装置１とストップランプ１１９とが内蔵されたスポイラー１１０がスポイラー固定部１２１ｄに取り付けられている。また、スポイラー１１０に内蔵されれたアンテナ装置１から延びる同軸ケーブル２０（図略）は、スポイラー固定部１２１ｄ（ハッチゲート１２１の上端）に設けられた挿通孔（図略）を介して、車体１０１の内部に引き込まれる。

アンテナ装置１は車種に応じてデザインされたスポイラー１１０に内蔵されるため、スポイラー１１０内のアンテナ装置１の配置位置や、スポイラー固定部１２１ｄに設けられた挿通孔の位置、スポイラーの形状などに応じて、同軸ケーブル２０の配線経路は変化する。そして本実施形態のアンテナ装置１は、上述したように、同軸ケーブル２０の経路が様々に変化した場合であっても、放射特性が同軸ケーブル２０の経路の影響を受けることがない。

なお、本搭載例は、アンテナ装置１を車体１０１に搭載する場合の一例を示すものであり、スポイラー１１０に内蔵されるアンテナ装置１の配置位置や向きは任意である。

（フィルムアンテナの変形例）
続いて、本発明の実施形態に係るアンテナ装置１が備えるフィルムアンテナの変形例について、図６及び図７を参照して説明する。図６は、第１変形例に係るフィルムアンテナ６０の展開図であり、図７は、第２変形例に係るフィルムアンテナ７０の展開図である。いずれの変形例に係るフィルムアンテナ６０，７０も、上述した本実施形態のアンテナ装置１が備えるフィルムアンテナ１０と同様に、第１のエレメント１１は十分なエレメント長を確保しつつ、支持体３０に巻き付けたとき、第２のエレメントと対向する位置に第１のエレメント１１が配置されない立体的なアンテナ構造となっている。

（第１変形例）
第１変形例に係るフィルムアンテナ６０は、上述したフィルムアンテナ１０と同様、基板６３と、基板６３上に形成された第１及び第２のエレメント６１，６２を備える。本変形例では、上述したフィルムアンテナ１０と異なる形状、向き及び配置位置の第１及び第２のエレメント６１，６２を有する。フィルムアンテナ６０は、エレメント形状や折り曲げ方法が上述したフィルムアンテナ１０と相違するものの、図６に示す直線Ｄ‐Ｄ´、直線Ｅ‐Ｅ´、直線Ｆ‐Ｆ´を折目として谷折りすることにより、上述したフィルムアンテナ１０と同様に、コの字形状に折り曲げられた第１のエレメント６１が、第２のエレメント６２に対して直交するように配置される立体的なアンテナ構造となる。

フィルムアンテナ６０において、第１のエレメント６１は、第２のエレメント６２よりもｘ軸負方向側に配置されている。したがって、本変形例では、第１及び第２のエレメント６１，６２はｘ軸方向に沿って並んで配置され、上述したフィルムアンテナ１０における各エレメントの配列方向とは相違する。そして本変形例では、第２のエレメント６２よりもｘ軸負方向側に配置された第１のエレメント６１のｙ軸方向におけるエレメント長Ｌ３が、第２のエレメント６２の幅Ｗ４よりも大きくなっている。ここで、第２のエレメント６２の幅Ｗ４は、上述したフィルムアンテナ１０の第２のエレメントの幅Ｗ２と同様、ｘ軸方向に沿ったエレメント長である。

また、第１のエレメント６１には、第２のエレメント６２に向かて突出する凸部６１ａが形成され、凸部６１ａ上に、同軸ケーブル２０の内側導体２１が接続される給電点Ｐｈ（ホット側）が設けられている。また、第２のエレメント６２には、凸部６１ａに対応する凹部６２ａがｙ軸負方向及びｘ軸負方向側の端部に形成され、凹部６２ａ近傍に、同軸ケーブル２０の外側導体２２が接続される給電点Ｐｃ（コールド側）が設けられている。なお各給電点Ｐｈ，Ｐｃには、同軸ケーブル２０が半田付け等により接続される。

また、第１のエレメント６１は、第１のエレメント６１の輪郭のうち第２のエレメント１２が配置されている側の輪郭を構成する２つの縁６１１ａ，６１１ｂが傾斜している。すなわち、上述したフィルムアンテナ１０の第１のエレメント１１と同様に、各給電点Ｐｈ，Ｐｃから遠い位置ほど、第１のエレメント６１と第２のエレメント６２の間隔が離れるように形成されている。

そして、平面状のフィルムアンテナ６０は、図６に示す直線Ｄ‐Ｄ´、直線Ｅ‐Ｅ´、直線Ｆ‐Ｆ´を折目として谷折することで、コの字形状に折り曲げられた第１のエレメント６１が、第２のエレメント６２に対して直交するように配置される立体的なアンテナ構造となる。すなわち、本変形例に係るフィルムアンテナ６０も、上述した本実施形態のアンテナ装置１が備えるフィルムアンテナ１０と同様に、第１のエレメント６１は十分なエレメント長を確保しつつ、支持体３０に巻き付けたとき、第２のエレメント６２と対向する位置に第１のエレメント６１が配置されない立体的なアンテナ構造となっている。したがって、支持体３０にフィルムアンテナ１０を巻き付けたアンテナ装置において、その放射特性が支持体３０の内部における同軸ケーブル２０の引き回し方の影響を受けないように、放射特性の安定性を高めることが可能となる。

（組立工程）
次に、フィルムアンテナ６０を備えたアンテナ装置の組立工程について説明する。フィルムアンテナ６０は、折り曲げ方法が異なるものの、フィルムアンテナ１０の場合と同様に、支持体３０に巻き付けられる。本変形例においては、フィルムアンテナ１０が展開されている状態（図６参照）から、（１）直線Ｄ‐Ｄ´を折目としてフィルムアンテナ６０を谷折りして第２のエレメント６２に対して第１のエレメント６１を直交させ、（２）直線Ｅ‐Ｅ´を折目としてフィルムアンテナ６０を谷折りして点Ｐ６１を点Ｐ６３に接近させるように第１のエレメント６１を折り曲げ（図６参照）、（３）直線Ｆ‐Ｆ´を折目としてフィルムアンテナ６０を谷折りして点Ｐ６２を点Ｐ６４に接近させるように第１のエレメント６１を折り曲げる（図６参照）。これにより、平面状のフィルムアンテナ６０を立体的なアンテナ構造とすることができる。

なお本変形例においても、支持体に巻き付けられたフィルムアンテナ６０の各給電点Ｐｈ，Ｐｃに対して、支持体内部に引き込んだ同軸ケーブル２０の先端部（内側導体２１，外側導体２２）を接続する。フィルムアンテナ６０を備えたアンテナ装置も、フィルムアンテナ１０を備えたアンテナ装置１と同様の効果を奏する。

（第２変形例）
第２変形例に係るフィルムアンテナ７０は、上述したフィルムアンテナ１０と同様、基板７３と、基板７３上に形成された第１及び第２のエレメント７１，７２を備える。本変形例では、上述したフィルムアンテナ１０と第２のエレメントの形状が相違するだけであり、第１及び第２のエレメント７１，７２の配列方向やフィルムアンテナの折り曲げ方法は上述したフィルムアンテナ１０と同等である。すなわち、上述したフィルムアンテナ１０における第１のエレメント１１、凸部１１ａ、凹部１２ａ、給電点Ｐｈ，Ｐｃ、縁１１１ａ，１１１ｂ、点Ｐ１〜４が、フィルムアンテナ７０の第１のエレメント７１、凸部７１ａ、凹部７２ａ、給電点Ｐｈ，Ｐｃ、縁７１１ａ，７１１ｂ、点Ｐ７１〜７４にそれぞれ相当する。

第２のエレメント７２は、凹部７２１及び凹部７２２を有する。凹部７２１を設けることによって、凹部７２１が設けられていない場合（フィルムアンテナ１０の第２のエレメント１２）と比較して、点Ｐ７５から点Ｐ７６に至る経路長を長くすることができる。同様に、凹部７２２を設けることによって、凹部７２２が設けられてない場合（フィルムアンテナ１０の第２のエレメント１２）と比較して、点Ｐ７７から点Ｐ７８に至る経路長を長くすることができる。この構成によれば、第２のエレメント７２の長さ（ｙ軸方向に沿って測った場合の長さ）を上述したフィルムアンテナ１０と変更させることなく、第２のエレメント７２の共振周波数をより低周波側にシフトさせることができる。したがって、フィルムアンテナ７０の動作帯域を低周波側に拡大することができる。なお、点Ｐ７５から点Ｐ７６に至る経路長と点Ｐ７７から点Ｐ７８に至る経路長とを異ならせることにより、第２のエレメント７２の共振周波数を増やすことができる。これら２つの経路長を調整することによって、フィルムアンテナ７０の動作帯域における放射特性を平坦化することができる。

なお、凹部７２１の起点である点Ｐ７５は、第２のエレメント７２の互いに対向する短辺のうち、給電領域Ｒｆに近い側の短辺（ｙ軸負方向側の短辺）上にある。凹部７２１の終点である点Ｐ７６は、第２のエレメント７２の互いに対向する長辺のうち点Ｐ７５と同じ側に位置する長辺（ｘ軸正方向側の長辺）上にある。凹部７２１は、第２のエレメント７２の幅（ｘ軸方向に沿って測った場合の長さ）を狭める方向（ｘ軸正方向）に向かって設けられている。直線Ａ−Ａ´から遠ざかる方向（ｙ軸正方向）に沿ってみた場合に、凹部７２１は、その幅が一定である区間と、その幅が連続的に広くなる区間と、その幅が連続的に狭くなる区間と、により構成されている。

凹部７２２の起点である点Ｐ７７と、凹部７２２の終点である点Ｐ７８は、何れも、点Ｐ７６の逆側に位置する長辺（ｘ軸負方向側の長辺）上にある。凹部７２２は、第２のエレメント７２の幅を狭める方向（ｘ軸負方向）に向かって設けられている。ｙ軸正方向に沿ってみた場合に、凹部７２２は、その幅が一定である区間と、その幅が狭くなる区間と、その幅が広くなる区間と、その幅が再度狭くなる区間と、により構成されている。なお、点Ｐ７８は、点Ｐ７６よりもｙ軸正方向側に位置する。すなわち、凹部７２２は、凹部７２１よりも長い区間にわたって設けられている。

（アンテナ装置の評価）
支持体３０にアンテナが巻き付けられたアンテナ装置における同軸ケーブル２０の配線経路の変化に伴うアンテナ特性への影響について評価した。

＜実施例＞
実施例のアンテナ装置は、本実施形態のアンテナ装置１のフィルムアンテナ１０に代えて、図７に示すフィルムアンテナ７０を使用したものである。フィルムアンテナ７０のサイズは以下の通り定められている。なお、第１及び第２のエレメントの幅は、図７に示す展開図においてｘ軸方向に沿って測定したエレメント長であり、第１及び第２のエレメントの長さは、図７に示す展開図においてｙ軸方向に沿って測定したエレメント長である。
第１のエレメント７１：幅１０９ｍｍ、長さ２３ｍｍ
第２のエレメント７２：幅４０ｍｍ、長さ１１９．５ｍｍ

＜比較例＞
比較例のアンテナ装置は、本実施形態のアンテナ装置１のフィルムアンテナ１０に代えて、図８に示すフィルムアンテナ８０を使用したものである。フィルムアンテナ８０は、基板８３と、基板上に形成された第１及び第２のエレメント８１，８２とを備える。そして、フィルムアンテナ８０では、第２のエレメント８２の形状が、実施例のフィルムアンテナ７０の第２のエレメント７２と同一であるが、第１のエレメント８１の形状が、実施例のフィルムアンテナ７０の第１のエレメント７１と相違する。具体的には、フィルムアンテナ８０を直線Ｇ−Ｇ´、直線Ｈ−Ｈ´を折目として折り曲げて立体的なアンテナ構造としたときに、従来のアンテナ装置と同様に、第１のエレメント８１には、第２のエレメント８１と交わるように配置される区間８１ｂと第２のエレメント８２と対向するように配置される区間８１ｃとが形成される。なお、フィルムアンテナ８０の第２のエレメント８２における凹部８２１，８２２は、実施例のフィルムアンテナ７０の凹部７２１，７２２に相当する。また、フィルムアンテナ８０の第１のエレメント８１における縁８１１ａ，８１１ｂは、実施例のフィルムアンテナ７０の縁７１１ａ，７１１ｂに相当する。

＜評価＞
図９及び図１０は、アンテナ装置の実施例と比較例のＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio）の周波数依存性、すなわちＶＳＷＲ特性を示すグラフであり、同軸ケーブル２０が図４に示す経路Ａのように引き回されている場合のＶＳＷＲと、経路Ｂのように引き回されている場合のＶＳＷＲとがプロットされている。評価したアンテナ装置（実施例及び比較例）は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）用のアンテナ装置である。ＬＴＥ用のアンテナ装置は、ＶＳＷＲが３未満であれば十分に実用に足りると考えられるため、ＶＳＷＲが３未満である周波数帯域をアンテナ装置の動作帯域とする。

実施例のアンテナ装置では、図９に示すように、経路Ａ及び経路Ｂの何れの場合であっても、５９０ＭＨｚ以上７９０ＭＨｚ以下の周波数帯域においてＶＳＷＲが３未満であった。したがって、実施例のアンテナ装置は、同軸ケーブル２０の引き回しが変化した場合であっても、５９０ＭＨｚ以上７９０ＭＨｚ以下の動作帯域を確保することができる。

比較例のアンテナ装置では、図１０に示すように、同軸ケーブル２０が経路Ｂで配線された場合、７８０ＭＨｚを上限とする周波数帯域においてＶＳＷＲが３未満となった。しかし、同軸ケーブル２０が経路Ａで配線された場合、経路Ｂで配線した場合と比較して、７８０ＭＨｚ以下の周波数帯域においてＶＳＷＲが上昇し、６００ＭＨｚ以下の周波数帯域と、６８０ＭＨｚ以上７２０ＭＨｚ以下の周波数帯域において３を上回った。すなわち、比較例のアンテナ装置では、同軸ケーブル２０の配線が経路Ｂから経路Ａに変化することによって動作帯域が狭くなってしまった。

以上の結果より、本実施例のアンテナ装置は、動作帯域において放射特性の一態様であるＶＳＷＲ特性が支持体３０の内側における同軸ケーブル２０の引き回し方の影響を受けない。したがって、本実施例のアンテナ装置は、比較例のアンテナ装置と比較して、放射特性の安定性を高めることができた。

本発明は上述した各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り、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜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。

１アンテナ装置
１０，６０，７０フィルムアンテナ
１１第１のエレメント
１１ａ凸部
１２第２のエレメント
１２ａ凹部
１３基板
２０同軸ケーブル（給電ケーブル）
２１内側導体
２２外側導体
３０支持体
３１上壁部（第１の面）
３１ａ開口部
３２周壁部（側周面）
３２１第１側壁部（第１の側面）
３２２第２側壁部（第２の側面）
３２３第３側壁部（第３の側面）
３２４第４側壁部（第４の側面）
３２４ａケーブル挿通孔
Ｐｈ，Ｐｃ給電点
４１，４２半田

Claims

第１及び第２のエレメントを有するフィルムアンテナと、
前記第１及び第２のエレメントの各給電点に接続される給電ケーブルと、
第１の面及び該第１の面の周縁と交わる側周面を有するとともに内部に前記給電ケーブルを通すための空間が形成された立体形状の支持体と、
を備え、
前記第１のエレメントは、前記第１及び第２のエレメントの配列方向と交わる方向におけるエレメント長が前記第２のエレメントにおける同エレメント長よりも大きく形成され、
前記フィルムアンテナは前記支持体に巻き付けられ、前記第１の面と前記側周面の境界近傍に前記各給電点が配置されるとともに、前記第１の面に前記第２のエレメントが沿い、前記側周面に前記第１のエレメントが沿うように配置されている
ことを特徴とするアンテナ装置。
第１及び第２のエレメントを有するフィルムアンテナと、
前記第１及び第２のエレメントの各給電点に接続される給電ケーブルと、
第１の面及び該第１の面の周縁と交わる側周面を有するとともに内部に前記給電ケーブルを通すための空間が形成された立体形状の支持体と、
を備え、
前記側周面は、前記第１の面と交わる第１の側面と、前記第１の面及び前記第１の側面にそれぞれ交わる第２及び第３の側面とを少なくとも有し、
前記フィルムアンテナは前記支持体に巻き付けられ、前記第１の面と前記側周面の境界近傍に前記各給電点が配置されるとともに、前記第１の面に前記第２のエレメントが沿い、前記第１から第３の側面に前記第１のエレメントが沿うように配置されている
ことを特徴とするアンテナ装置。
前記支持体は、前記第１の面と対向する側が開口していることを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
前記第１のエレメントと第２のエレメントとの間隔が、前記各給電点から離れるほど大きくなっていることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のアンテナ装置。
前記支持体は、前記側周面として、前記第１の側面と対向する第４の側面を更に有し、前記各給電点は前記第１の面と前記第１の側面との境界近傍に配置され、前記各給電点に接続された前記給電ケーブルは前記第２及び第３の側面の間を通って前記第４の側面に設けられたケーブル挿通孔から支持体外部に延出していることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。