JP7040951B2 - Antenna device - Google Patents
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Description
本発明は、車載用に適したアンテナ装置に係り、特にスリーブアンテナ等の情報通信系アンテナを具備するアンテナ装置に関する。 The present invention relates to an antenna device suitable for in-vehicle use, and more particularly to an antenna device including an information and communication system antenna such as a sleeve antenna.
近年、シャークフィンアンテナと呼ばれる車載用アンテナ装置が開発されている。車載用アンテナ装置には、AM/FMアンテナ等の放送系受信アンテナ以外の、スリーブアンテナ等の情報通信系アンテナ(例えば車車間通信、路車間通信用アンテナ)を搭載する動きがある。スリーブアンテナ等の情報通信系アンテナの場合、直線偏波、とくに垂直偏波であり、かつ水平面内の指向特性が無指向性であることが要求され、また、所要の利得が確保できる必要がある。 In recent years, an in-vehicle antenna device called a shark fin antenna has been developed. In-vehicle antenna devices are moving to mount information communication antennas such as sleeve antennas (for example, vehicle-to-vehicle communication and road-to-vehicle communication antennas) other than broadcast receiving antennas such as AM / FM antennas. In the case of an information communication system antenna such as a sleeve antenna, it is required that the antenna is linearly polarized, particularly vertically polarized, and that the directivity in the horizontal plane is omnidirectional, and that the required gain can be secured. ..
また、限られたケース内の空間に、前記情報通信系アンテナと、それ以外のアンテナ、例えば衛星用平面アンテナ等を近接して設けると、アンテナ同士の距離が十分に取れず、アンテナの利得が低下した。一方、ケース内においてアンテナ同士の距離を大きくしようとすると、ケースが大きくなり、小型化できなかった。 Further, if the information communication system antenna and other antennas such as a plane antenna for satellite are provided close to each other in the limited space in the case, the distance between the antennas cannot be sufficiently obtained and the gain of the antenna is increased. It has declined. On the other hand, when trying to increase the distance between the antennas in the case, the case became large and could not be miniaturized.
複数種のアンテナを同一ケース内に収容した公知文献としては、例えば下記特許文献1がある。
As a publicly known document in which a plurality of types of antennas are housed in the same case, for example,
本発明は、スリーブアンテナ等の情報通信系アンテナ用途に好適なアンテナ装置である。 The present invention is an antenna device suitable for information and communication antenna applications such as sleeve antennas.
さらに、本発明は、異種アンテナが近接した場合でも特性の劣化が少なく、小型化に適したアンテナ装置である。 Further, the present invention is an antenna device suitable for miniaturization because the characteristics are less deteriorated even when different types of antennas are close to each other.
本発明の第1の態様はアンテナ装置である。このアンテナ装置は、内部導体と、前記内部導体を覆う絶縁体と、前記絶縁体をさらに覆う外部導体と、上縁で前記外部導体に接続する山状導体とを有するスリーブアンテナを備え、
前記山状導体は、上縁から下縁に放射状に広がり、
前記内部導体は、前記山状導体の上縁よりも上方では外部に露出していることを特徴とする。
The first aspect of the present invention is an antenna device. The antenna device comprises a sleeve antenna having an inner conductor, an insulator covering the inner conductor, an outer conductor further covering the insulator, and a mountain-shaped conductor connected to the outer conductor at the upper edge.
The mountain-shaped conductor extends radially from the upper edge to the lower edge.
The inner conductor is characterized in that it is exposed to the outside above the upper edge of the mountain-shaped conductor.
本発明の第2の態様もアンテナ装置である。このアンテナ装置は、同軸コネクタの一方の連結部材が設けられた基板と、
前記同軸コネクタの他方の連結部材側に設けられたスリーブアンテナとを備え、
前記一方の連結部材に前記他方の連結部材を連結して、前記スリーブアンテナを前記基板に対して立設したことを特徴とする。
The second aspect of the present invention is also an antenna device. This antenna device includes a board provided with one connecting member of a coaxial connector and a board.
A sleeve antenna provided on the other connecting member side of the coaxial connector is provided.
The sleeve antenna is erected with respect to the substrate by connecting the other connecting member to the one connecting member.
第2の態様における前記スリーブアンテナは、前記他方の連結部材の中心導体に接続される内部導体と、前記内部導体を覆う絶縁体と、前記絶縁体をさらに覆いかつ前記他方の連結部材の外周導体に接続される外部導体と、上縁で前記外部導体に接続する山状導体とを有し、
前記山状導体は、上縁から下縁に放射状に広がり、
前記内部導体は、前記山状導体の上縁よりも上方では外部に露出しているとよい。
The sleeve antenna in the second aspect includes an inner conductor connected to the central conductor of the other connecting member, an insulator covering the inner conductor, and an outer peripheral conductor of the other connecting member further covering the insulator. It has an outer conductor connected to the outer conductor and a chevron conductor connected to the outer conductor at the upper edge.
The mountain-shaped conductor extends radially from the upper edge to the lower edge.
The inner conductor may be exposed to the outside above the upper edge of the mountain-shaped conductor.
本発明の第3の態様はアンテナ装置である。このアンテナ装置は、内部導体と、外部導体と、前記内部導体と前記外部導体とを所定間隔に保持する絶縁体と、前記外部導体の上端に接続する山状導体とを有するスリーブアンテナを備え、
前記山状導体は、上縁から下縁に放射状に広がり、
前記内部導体は、前記山状導体の上縁よりも上方では前記外部導体より突出していることを特徴とする。
A third aspect of the present invention is an antenna device. The antenna device comprises a sleeve antenna having an inner conductor, an outer conductor, an insulator that holds the inner conductor and the outer conductor at predetermined intervals, and a chevron conductor connected to the upper end of the outer conductor.
The mountain-shaped conductor extends radially from the upper edge to the lower edge.
The inner conductor is characterized in that above the upper edge of the mountain-shaped conductor, it protrudes from the outer conductor.
前記内部導体と、前記外部導体と、前記山状導体とが絶縁体板に設けられたアンテナ基板を有するとよい。 It is preferable to have an antenna substrate in which the inner conductor, the outer conductor, and the mountain-shaped conductor are provided on an insulator plate.
前記アンテナ基板は、前記絶縁体板の片面のみに前記内部導体と、前記外部導体と、前記山状導体とが形成されているとよい。 It is preferable that the antenna substrate has the inner conductor, the outer conductor, and the mountain-shaped conductor formed on only one side of the insulator plate.
前記山状導体は、前記外部導体の軸方向に対し鋭角を成して傾いているとよい。 The mountain-shaped conductor may be inclined at an acute angle with respect to the axial direction of the outer conductor.
ベースとケースとで囲まれた内部空間に、前記スリーブアンテナと、前記スリーブアンテナとは別の異種アンテナとが配置されているとよい。 It is preferable that the sleeve antenna and a different type of antenna different from the sleeve antenna are arranged in the internal space surrounded by the base and the case.
前記異種アンテナが平面アンテナであり、前記平面アンテナは指向方向が前記ベースの上向きとなる配置であり、前記スリーブアンテナは前記ベースに対し立設した配置であって、前記スリーブアンテナと前記平面アンテナの中心との距離Dが、
D≦λ1+λ2/4
(但し、前記スリーブアンテナの動作周波数の波長:λ1、前記平面アンテナの動作周波数の波長:λ2)
であるとよい。
The dissimilar antenna is a planar antenna, the planar antenna is arranged so that the directivity direction is upward of the base, the sleeve antenna is arranged upright with respect to the base, and the sleeve antenna and the planar antenna are arranged. The distance D from the center is
D ≤ λ 1 + λ 2/4
(However, the wavelength of the operating frequency of the sleeve antenna: λ 1 , the wavelength of the operating frequency of the planar antenna: λ 2 )
It should be.
前記スリーブアンテナの前記ベースからの高さは、70mm以下であるとよい。 The height of the sleeve antenna from the base is preferably 70 mm or less.
以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 Any combination of the above components and a conversion of the expression of the present invention between methods, systems and the like are also effective as aspects of the present invention.
本発明に係るアンテナ装置は、スリーブアンテナ等の情報通信系アンテナ用途に適したアンテナを備えており、例えば車載用の車車間通信、路車間通信を行うのに適した特性を得ることができる。 The antenna device according to the present invention includes an antenna suitable for information communication antenna applications such as a sleeve antenna, and can obtain characteristics suitable for, for example, vehicle-to-vehicle vehicle-to-vehicle communication and road-to-vehicle communication.
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, processes, etc. shown in the drawings are designated by the same reference numerals, and duplicate description thereof will be omitted as appropriate. Further, the embodiment is not limited to the invention but is an example, and all the features and combinations thereof described in the embodiment are not necessarily essential to the invention.
図1から図6を用いて本発明に係るアンテナ装置の実施の形態1を説明する。ここでは、アンテナ装置1の前後及び上下方向を図1中に示す。図1において、紙面の左側がアンテナ装置1の前側、紙面の右側がアンテナ装置1の後側、紙面の上側がアンテナ装置1の上側、紙面の下側がアンテナ装置1の下側である。図1から図6において、アンテナ装置1は、金属製のベース5と、ベース5上にネジで固定される絶縁性の基板7と、基板7を内側にしてベース5の上側を覆うようにベース5にネジ止めされる電波透過性のインナーケース6とを有している。また、アンテナ装置1において、ベース5とインナーケース6とで囲まれた内部空間、つまり基板7の上面に、前からSXM(衛星ラジオ)用の平面アンテナ(パッチアンテナ)10、GPS用の平面アンテナ(パッチアンテナ)20及びV2X用のスリーブアンテナ30の順に配置されている。スリーブアンテナ30の動作周波数はDSRC帯であるが、TEL帯であってもよい。インナーケース6の前部天井面にはSXM用の平面アンテナ10の上面に対向する金属板からなる無給電素子15が配置、固定されている。基板7上に搭載されたSXM用の平面アンテナ10及びGPS用の平面アンテナ20の指向方向は、基板7の垂直上方、つまり天頂方向(地面に対する鉛直線の上向き方向)である。ベース5とインナーケース6との間には防水パッキン9が介在して防水構造となっている。インナーケース6を覆うように例えばシャークフィン形状のアウターケースがベースに固定されるが、アウターケースの図示は省略する。
ベース5には、その底面から下方に突出する凸部5aが設けられており、凸部5aの下端面に開口するネジ穴5bが形成されている。凸部5aは車体ルーフ等の取付相手側部材の取付穴を貫通するものであり、取付相手側部材のベース5載置面の反対面にキャプチャーファスナー(取付部品)60をネジ穴5bに螺合するボルト61で装着し、締め付けることでベース5が取付相手側に固定されるようになっている。防水のためにベース5と取付相手側との間に防水シール62が介在している。ベース5にはケーブル引出孔5cが形成されているが、各アンテナ10,20,30に接続するケーブルの図示は省略している。
The
図5に示すように、絶縁性の基板7の上面には、同軸コネクタ40(一方の連結部材としてのレセプタクル41と、他方の連結部材としてのプラグ45の組からなる)のレセプタクル41が上向きに固定され、レセプタクル41と嵌合するプラグ45と一体的にV2X用のスリーブアンテナ30が組み立てられている。スリーブアンテナ30は同軸構造を有するプラグ45と、プラグ45の中心導体45aに接続される直線状の内部導体31と、内部導体31の外周を覆う絶縁体32と、絶縁体32の外周をさらに覆いかつプラグ45の外周導体45bに接続される真っ直ぐな円筒状の外部導体33と、上縁で外部導体33に接続する山状導体34とを有している。以下では、山状とは、上縁から下縁に放射状に広がると共に上縁から下縁に向かうに連れて高さが低くなる形状、すなわち中空の円錐や角錐などの錐体の底面が存在しない形状をいうものする。プラグ45の中心導体45aの下方先端は、平面アンテナ10,20の放射素子よりも下方に延びている。プラグ45の中心導体45aに接続するレセプタクル41側の中心導体41aの下方先端は、平面アンテナ10,20の放射素子よりも下方に延びて基板7を貫通している。山状導体34の上縁より上方では絶縁体32と外部導体33とは存在せず内部導体31が外部に露出している。内部導体31と絶縁体32と外部導体33とは、内部導体31を中心導体とする同軸構造を成している。山状導体34と外部導体33の軸方向(上下方向)とのなす角度αは、90°未満、つまり鋭角であり、とくに略10°~略30°程度が好ましい。スリーブアンテナ30の動作周波数の波長をλ1とすると、山状導体34の上縁から下縁までの長さはλ1/4であり、山状導体34の上縁から上方の内部導体31の上下方向の長さもλ1/4である。
As shown in FIG. 5, on the upper surface of the insulating
レセプタクル41は方形フランジ部42を一体に有し、方形フランジ部42で基板7にネジ止め、固定されている。レセプタクル41に対してプラグ45が嵌合、連結された状態では、プラグ45側の中心導体45aがレセプタクル41側の中心導体41aに接続し、プラグ45側の外周導体45bがレセプタクル41側の外周導体41bに接続する。図5では、外側にネジが形成された外周導体41bに外周導体45bが螺合する構成を図示するが、ネジが形成されていない外周導体41bの外側に外周導体45bが差し込まれて嵌まる構造でもよい。
The
図6に示すように、基板7を貫通して下面に達したレセプタクル41の中心導体41aは基板7下面のマイクロストリップ線路8にハンダ付けで接続される。さらに図1に示すベース5のケーブル引出孔5cの近傍位置にてマイクロストリップ線路8に中心導体が接続された同軸ケーブル(図示せず)でベース5のケーブル引出孔5cを貫通して外部に引き出される。外周導体41bは基板7のグラウンド導体に接続され、さらに前記同軸ケーブルの外部導体に接続される。
As shown in FIG. 6, the
<同軸コネクタ使用の長所>
アンテナ装置1は、スリーブアンテナ30を同軸コネクタ40で基板7に取り付ける構造であり、スリーブアンテナ30の下部に一体的に固定されたプラグ45をレセプタクル41に嵌めるだけでスリーブアンテナ30を基板7に対し確実に垂直に立設することができる。したがって、スリーブアンテナを基板にハンダ付けして基板に垂直に立設させるよりも製造容易である(ハンダ付けの場合、スリーブアンテナが基板に対し完全な垂直にならず傾くことがある)。また、内部導体31が外部導体33及びレセプタクル41側の外周導体41bで覆われているので、プラグ45側の外周導体45bの螺合の影響を受けにくい。
<Advantages of using coaxial connector>
The
図7はスリーブアンテナ30が水平面に対して垂直の場合の、直線偏波かつ垂直偏波における水平面内の指向性を示すシミュレーションによる特性図であり、図8は水平面に対する垂線から5°傾けたスリーブアンテナ30の垂直偏波における水平面の指向性を示すシミュレーションによる特性図であり、図9は水平面に対する垂線から10°傾けたスリーブアンテナ30の水平面の指向性を示すシミュレーションによる特性図である。図7から図9では、スリーブアンテナ30と金属製のベース5のみでシミュレーションを行い、中心から角度0°に向かう方向がアンテナ装置1の前方向である。指向性を示す特性図における最大利得から最少利得を減じた利得偏差は、図7で0dBi、図8で0.6dBi、図9で1.7dBiである。
FIG. 7 is a simulated characteristic diagram showing the directivity in the horizontal plane in linear polarization and vertical polarization when the
図7から図9に示すように、スリーブアンテナ30の水平面に対する垂線方向から傾く角度が小さいと、利得偏差が小さくなってスリーブアンテナ30の水平面の指向性がよくなる(理想的な無指向性に近づく)。スリーブアンテナ30は、同軸コネクタ40を取付部品として利用して基板7の垂直方向に立設されているので、製造組立時に傾斜することが無く、水平面の指向性を良好に維持できる。
As shown in FIGS. 7 to 9, when the angle of inclination of the
<山状導体34と外部導体軸方向とが成す角度αと利得>
図10は山状導体34が完全に閉じた角度α=0°のモデル1、角度α=10°のモデル2、角度α=30°のモデル3の各々についてシミュレーションによる垂直偏波の水平面内指向特性と平均利得[dBi]とを示した説明図、図11は角度α=60°のモデル4、角度α=80°のモデル5、角度α=90°のモデル6の各々についてシミュレーションによる垂直偏波の水平面内指向特性と平均利得[dBi]とを示した説明図である。図10と図11では、中心から角度0°に向かう方向がアンテナ装置1の前方向である。各モデル共に指向特性に大きな差異はないが、平均利得は、モデル2(角度α=10°)及びモデル3(角度α=30°)が大きく、角度αが略10°~略30°程度であると平均利得が高くなることがわかる。
<Angle α and gain formed by the mountain-shaped
FIG. 10 shows the vertical polarization in-plane orientation of the vertical polarization by simulation for each of the
<平面アンテナが近接する場合の山状導体34の長所>
図12のモデル11はモノポールアンテナ単独の場合、モデル12~14はモノポールアンテナに近接して平面アンテナ(パッチアンテナ)が同一地板上に配置されており、モノポールアンテナと平面アンテナの中心との地板に平行な平面上の距離Dがそれぞれ32mm、57.4mm、82.8mmの場合の、モノポールアンテナに関するシミュレーションによる垂直偏波の水平面内指向特性を示す。ここで、平面アンテナの動作周波数であるSXM帯の波長をλ2としたとき、32mm=λ2/4に相当する。モノポールアンテナの動作周波数であるDSRC帯の波長をλ1としたとき、57.4mm=32mm+λ1/2に相当する。また、82.8mm=32mm+λ1に相当する。
<Advantages of the
In
図12のモデル12~14からわかるように、モノポールアンテナの近くに平面アンテナが存在するときは、モノポールアンテナ単独のモデル11に比較して水平面内指向性がかなり劣化している。
As can be seen from the models 12 to 14 of FIG. 12, when the planar antenna is present near the monopole antenna, the directivity in the horizontal plane is considerably deteriorated as compared with the
図13のモデル21はスリーブアンテナ単独の場合、モデル22~24はスリーブアンテナに近接して平面アンテナが同一地板上に配置されており、スリーブアンテナと平面アンテナの中心との地板に平行な平面上の距離Dがそれぞれ32mm、57.4mm、82.8mmの場合の、スリーブアンテナに関するシミュレーションによる垂直偏波の水平面内指向特性を示す。図13では、スリーブアンテナの山状導体34の角度α=30°であり、平面アンテナの動作周波数(SXM帯)及びスリーブアンテナの動作周波数(DSRC帯)は図12と同じとした。
In the model 21 of FIG. 13, when the sleeve antenna is used alone, the plane antennas of the models 22 to 24 are arranged on the same main plate in the vicinity of the sleeve antenna, and on a plane parallel to the main plate of the sleeve antenna and the center of the plane antenna. The horizontal polarization in-plane directional characteristics of the vertically polarized wave by the simulation of the sleeve antenna are shown when the distances D of are 32 mm, 57.4 mm, and 82.8 mm, respectively. In FIG. 13, the angle α = 30 ° of the mountain-shaped
図13のモデル22~24からわかるように、スリーブアンテナの近くに平面アンテナが存在しても、具体的にはスリーブアンテナの中心から82.8mm(=λ1+λ2/4)以内に平面アンテナの中心が存在しても、スリーブアンテナの水平面内指向性の劣化は少なく、モノポールアンテナのモデル12~14よりも指向特性が優れている。 As can be seen from models 22 to 24 in FIG. 13, even if a flat antenna exists near the sleeve antenna, specifically, the flat antenna is within 82.8 mm (= λ 1 + λ 2/4 ) from the center of the sleeve antenna. Even if the center of the antenna is present, the deterioration of the directivity in the horizontal plane of the sleeve antenna is small, and the directivity is superior to the models 12 to 14 of the monopole antenna.
図14は垂直ダイポールアンテナ80に近接して平面アンテナ81が同一地板82上に配置されたモデルであり、垂直ダイポールアンテナ80と平面アンテナ81の中心との距離Dが32mmの場合の、垂直ダイポールアンテナ80に関するシミュレーションによる垂直偏波の水平面内指向特性を示す。図14では、平面アンテナ81の動作周波数(SXM帯)及び垂直ダイポールアンテナ80の動作周波数(DSRC帯)は図12と同じとした。垂直ダイポールアンテナ80の近くに平面アンテナ81が存在しても、水平面内指向性の劣化は少ない。一方、垂直ダイポールアンテナ80は上下方向の高さがスリーブアンテナよりも大きくなるきらいがある。
FIG. 14 is a model in which the
図12から図14に示すように、山状導体34を有するスリーブアンテナ30は、平面アンテナが近くにあっても、モノポールアンテナよりも水平面の指向性が良好となる。さらに、スリーブアンテナ30は、垂直ダイポールアンテナと同程度に良好な水平面の指向性を得ることができると共に、垂直ダイポールアンテナよりも上下方向の高さを低くすることができる。
As shown in FIGS. 12 to 14, the
<スリーブアンテナ30の上下方向の高さ>
図15はスリーブアンテナ30の上下方向の高さHと平均利得との関係を示す実測による特性図である。FR-4基板の両面を導体で覆った一辺が300mmの地板となる平板(金属製のベース5に相当)に同軸コネクタ40を設け、同軸コネクタ40に上下方向の高さ(平板からの高さH)を45mm、50mm、60mm、70mm、80mmとしたスリーブアンテナ30を嵌めて(装着して)、各々について測定を行った。スリーブアンテナ30の受信周波数をDSRC帯の5887.5MHzとした。
<Height of
FIG. 15 is a characteristic diagram obtained by actual measurement showing the relationship between the vertical height H of the
一般的にアンテナ素子の上下方向の高さが低くなるとアンテナ素子の平均利得は低下する。しかし、図15に示すように、スリーブアンテナ30の上下方向の高さが70mm以下であっても、スリーブアンテナ30の垂直偏波における水平面平均利得[dBi]に大きな変化は見られない。このため、スリーブアンテナ30は、上下方向の高さが70mm以下であっても上下方向の高さに拘わらず十分な平均利得を得ることができる。
Generally, when the height of the antenna element in the vertical direction becomes low, the average gain of the antenna element decreases. However, as shown in FIG. 15, even if the height of the
本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。 According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) アンテナ装置1は、内部導体31と、内部導体31を覆う絶縁体32と、絶縁体32をさらに覆う外部導体33と、上縁で外部導体33に接続する山状導体34とを有するスリーブアンテナ30を用いている。したがって、垂直偏波の水平面内指向特性を理想的な無指向性に近づけることが可能であり、所要の利得を確保できる。このため、車載用等の情報通信系アンテナとして好適に利用できる。特に、山状導体34と外部導体33の軸方向との成す角度αを略10°~略30°程度に設定することで、平均利得を高くすることが可能になる。
(1) The
(2) 同軸コネクタ40のレセプタクル41が設けられた基板7と、同軸コネクタ40のプラグ45側に設けられたスリーブアンテナ30とを備え、レセプタクル41にプラグ45を連結して、スリーブアンテナ30を基板7に対して垂直に立設している。このため、スリーブアンテナ30を基板7にハンダ付けしてスリーブアンテナ30を上下方向に立設させるよりもアンテナ装置1の製造組立が容易となる。つまり、従来のハンダ付けの場合、スリーブアンテナが基板に対し完全な垂直にならず傾くことがあり、これを解消しようとすると却って手間かがかかる。同軸コネクタ40を取付に用いることで、スリーブアンテナ30を基板7に対して確実に垂直に立設可能となる。このため、指向性に偏りが生じにくく、理想的な無指向性に近づけることが可能である。
(2) A
(3) 山状導体34を有するスリーブアンテナ30は、平面アンテナが近くにあっても、指向特性の劣化が少なく、モノポールアンテナよりも水平面の指向性が良好となる。さらに、スリーブアンテナ30は、垂直ダイポールアンテナと同程度に良好な水平面の指向性を得ることができると共に、垂直ダイポールアンテナよりも上下方向の高さを低くすることができる。このため、小型化に適したアンテナ装置を提供可能である。
(3) The
(4) スリーブアンテナ30は、金属製のベース5を基準とした上下方向の高さが70mm以下であっても、十分な平均利得を得ることができ、シャークフィンアンテナ装置に適用可能である。
(4) The
図16から図18を用いて本発明に係るアンテナ装置の実施の形態2を説明する。実施の形態2のアンテナ装置2は、前述の実施の形態1のスリーブアンテナ30の代わりにV2X用のスリーブアンテナ80を設けたアンテナ基板70が用いられている。アンテナ基板70は、基板7に対し略垂直に立設、固定されている。アンテナ基板70は、絶縁体板90の主面(片面)に、直線状の内部導体パターン81と、内部導体パターン81の両側に平行に設けられる直線状の外部導体パターン83と、外部導体パターン83の上端に接続する山状導体パターン84とを有するスリーブアンテナ80を備える。山状導体パターン84は内部導体パターン81を挟んだ外部導体パターン83の両側に設けられている。具体的には、山状導体パターン84は内部導体パターン81に関して線対称に配置された直線状パターンであって、外部導体パターン83の軸方向に対し鋭角を成して下向きに傾いている。これらの内部導体パターン81、外部導体パターン83及び山状導体パターン84は、例えば、絶縁体板90への導体の印刷、絶縁体板90に貼り付けた導体箔のエッチング等で形成される。内部導体パターン81とこれを挟むように配置される外部導体パターン83とは絶縁体板90の主面において所定間隔に保持されている。山状導体パターン84は、前述の実施の形態1における山状導体34を内部導体パターン31を通る平面で切断した断面形状に相当する2次元的な導体パターンを構成するものである。内部導体パターン81は、山状導体パターン84の上縁(上端)よりも上方では外部導体パターン83より突出している。絶縁体板90の主面の反対面には導体パターン等は形成されていない(何も設けられていない)。
A second embodiment of the antenna device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 16 to 18. In the
スリーブアンテナ80の動作周波数における絶縁体板90上の実効波長をλ1eとすると、山状導体パターン84の上端から下端までの長さはλ1e/4であり、山状導体パターン84の上端から上方の内部導体パターン81の上下方向の長さもλ1e/4である。また、スリーブアンテナ80の給電点は、基板7に差し込まれたアンテナ基板70の下端部にあり、内部導体パターン81の下端部81aが、図示しない同軸ケーブルの中心導体に接続され、外部導体パターン83の下端部83aは同軸ケーブルの外部導体に接続される。その他の構成は前述の実施の形態1と同様である。
Assuming that the effective wavelength on the
図20は実施の形態2における基板7に対し略垂直なV2X用のスリーブアンテナ80の水平面の指向性を、実施の形態1におけるV2X用のスリーブアンテナ30と対比して示すシミュレーションによる指向特性図である。実施の形態2のV2X用のスリーブアンテナ80は平面的(2次元的)な山状導体パターン84を用いているにもかかわらず、前述の実施の形態1のスリーブアンテナ30に近い指向特性が得られている。
FIG. 20 is a simulation-based directivity diagram showing the directivity of the horizontal plane of the
実施の形態2のアンテナ装置2は、スリーブアンテナ80を絶縁体板90の片面に形成したアンテナ基板70を用いるため、前述の実施の形態1における立体的な山状導体34を持つスリーブアンテナ30に比べて安価に構成できる。また、スリーブアンテナ30に比べて構造が簡単であるので、生産時のバラツキが少ない。このため、生産性が向上する。
Since the
図19は本発明に係るアンテナ装置の実施の形態3であって、V2X用のスリーブアンテナを有するアンテナ基板70Aの主面の反対面を示す。この場合、アンテナ基板70Aの主面は図18と同じである。絶縁体板90の主面の反対面に裏側外部導体パターン86が設けられている。裏側外部導体パターン86は多数のスルーホール87を介して主面側の外部導体パターン83(図18)に接続されている。アンテナ基板70Aの主面の反対面以外の構成は前述の実施の形態2と同様である。
FIG. 19 shows the third embodiment of the antenna device according to the present invention, showing the opposite side of the main surface of the
図21は前述の実施の形態2における基板7に対し略垂直なV2X用のスリーブアンテナ80と、実施の形態3における基板7に対し略垂直なV2X用のスリーブアンテナ(裏側外部導体パターン86付き)の水平面の指向性を対比して示すシミュレーションによる指向特性図である。前述の実施の形態2の方が、実施の形態3よりも全方位において利得が少し上回っている。前述の実施の形態2の場合は、外部導体パターン83間の内部導体パターン81も電波の放射に寄与できているからである。
FIG. 21 shows a
以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。 Although the present invention has been described above by taking the embodiment as an example, it is understood by those skilled in the art that various modifications can be made to each component and each processing process of the embodiment within the scope of the claims. By the way. Hereinafter, a modification example will be touched upon.
本発明の各実施の形態では、車載用、とくに車体ルーフ等に装着することを前提としてインナーケースの前側の高さが低く、後側が高く設定されているが、用途に応じてケース構造は任意である。 In each embodiment of the present invention, the height of the front side of the inner case is set low and the height of the rear side is set high on the premise that the inner case is mounted on a vehicle, particularly on a vehicle body roof, but the case structure is arbitrary depending on the application. Is.
実施の形態1において、スリーブアンテナを取り付けている同軸コネクタの基板裏面に直接同軸ケーブルを接続してベース底面より引き出す構造も可能である。 In the first embodiment, a structure in which a coaxial cable is directly connected to the back surface of the substrate of the coaxial connector to which the sleeve antenna is attached and pulled out from the bottom surface of the base is also possible.
実施の形態2,3で用いたアンテナ基板70,70Aは図16及び図17に示すようにアンテナ装置2の前後方向に沿うように設けられているが、アンテナ装置2の左右方向に沿うように設けられていても良い。
The
スリーブアンテナと共にケース内に収容される別のアンテナとして平面アンテナを例示したが、別種のアンテナが収容されていてもよい。 Although the planar antenna is exemplified as another antenna housed in the case together with the sleeve antenna, another kind of antenna may be housed.
また、各実施の形態において、V2X用のスリーブアンテナ30,80とGPS用平面アンテナ20の間に板状の板金で形成されたTEL用アンテナが設けられていても良い。
Further, in each embodiment, a TEL antenna formed of a plate-shaped sheet metal may be provided between the
1 アンテナ装置
5 ベース
6 インナーケース
7 基板
10,20 平面アンテナ
30,80 スリーブアンテナ
31 内部導体
32 絶縁体
33 外部導体
34 山状導体
40 同軸コネクタ
41 レセプタクル
45 プラグ
70,70A アンテナ基板
81 内部導体パターン
83 外部導体パターン
84 山状導体パターン
90 絶縁体板
1
Claims (6)
前記同軸コネクタの一方の連結部材が設けられる基板と、
前記コネクタの他方の連結部材側に設けられ、かつ、内部導体と、前記内部導体を覆う絶縁体と、前記絶縁体をさらに覆う外部導体と、上縁で前記外部導体に接続する山状導体とを有するスリーブアンテナと、を備え、
前記山状導体は、上縁から下縁に放射状に広がり、
前記内部導体は、前記山状導体の上縁よりも上方では外部に露出しており、
前記一方の連結部材に前記他方の連結部材が連結することで、前記スリーブアンテナが前記基板に対して略垂直に立設して固定される、アンテナ装置。 Coaxial connector and
A board on which one of the coaxial connectors is provided, and
An inner conductor provided on the other connecting member side of the connector, an insulator covering the inner conductor, an outer conductor further covering the insulator, and a mountain-shaped conductor connected to the outer conductor at the upper edge. With sleeve antenna , and equipped with
The mountain-shaped conductor extends radially from the upper edge to the lower edge.
The inner conductor is exposed to the outside above the upper edge of the mountain-shaped conductor.
An antenna device in which the sleeve antenna is erected and fixed substantially perpendicular to the substrate by connecting the other connecting member to the one connecting member .
前記外部導体は、前記他方の連結部材の外周導体に接続される、請求項1に記載のアンテナ装置。 The internal conductor is connected to the central conductor of the other connecting member.
The antenna device according to claim 1 , wherein the outer conductor is connected to an outer peripheral conductor of the other connecting member.
前記スリーブアンテナと前記平面アンテナの中心との距離Dが、
D≦λ1+λ2/4
(但し、前記スリーブアンテナの動作周波数の波長:λ1、前記平面アンテナの動作周波数の波長:λ2)
である請求項4に記載のアンテナ装置。 The dissimilar antenna is a planar antenna, the planar antenna is arranged so that the directivity direction is upward of the base, and the sleeve antenna is arranged upright with respect to the base.
The distance D between the sleeve antenna and the center of the planar antenna is
D ≤ λ 1 + λ 2/4
(However, the wavelength of the operating frequency of the sleeve antenna: λ 1 , the wavelength of the operating frequency of the planar antenna: λ 2 )
The antenna device according to claim 4 .
The antenna device according to claim 4 or 5 , wherein the height of the sleeve antenna from the base is 70 mm or less.
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