JPH01177202A - 移動体アンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野］ 本発明は、車内のガラス窓等に取り付けられるテレビジ
ョン用などの移動体アンテナに関するものである。

［発明の概要コ 本発明は、移動体の窓に取り付けられる移動体アンテナ
において、 アンテナ素子がモノボール型の場合にはその先端より、
またグイポール型の場合にはその給電点より、約１７２
波長を基本とした給電線の位置にコモンモードの信号電
流を阻止する高インピーダンス素子を設けることにより
、 アンテナの車内への取り付けを容易にするとともに、モ
ノボール型とグイポール型のアンテナの一体化を可能に
して少ない素子数で広帯域に形成できるようにしたもの
である。

［従来の技術］ 最近のカーライフ化に伴って、車内でテレビジョンを見
る要求が強まっている。この場合において車載のアンテ
ナが必要であり、従来は第１１図のように車１０１のル
ーフサイドに装着するルーフサイドアンテナ１０２が一
般的であった。

しかし、ルーフサイドアンテナでは、車のデザイン上等
の理由から装着できない構造の車種があり、また、走行
中の脱落や風を切る騒音、洗車や車庫入れ等での破損、
給電線の引き込みの煩雑さ。

盗難、美観を損うなどの問題があって、車内に装着でき
るアンテナを求める要求が強い。

これに対して、従来技術の拡張として考えられる車内に
装着可能なアンテナとしては第１２図のダイポールアン
テナ１０３や第１３図のモノポールアンテナ１０５が提
案され、これらを単独あるいは複数用いて広帯域化を図
ったり、車の前後の窓に設けることにより位置ダイパー
シティを形成して使用されていた。第１２図のダイポー
ルアンテナ１０３は、ローチャンネル用の長いアンテナ
素子とハイチャンネル用の短いアンテナ素子を組み合わ
せて広帯域化を図っており、給電線１０４はバルン１０
６を介してこれらのアンテナ素子の中央の給電点に結合
されている。第１３図のモノポールアンテナ１０５は昭
和５９年７月５日付の電波新聞に公表されているように
車体をアンテナのアースとしなければならず、一般に給
電線の一方を給電点において車の金属部分に落とす方法
が取られている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の技術における車内装着のアン
テナでは、以下のことが問題点になっていた。

（１）第１２図のダイポールアンテナ１０３においては
、給電線１０４がアンテナ素子の中央で結合されるため
、この給電線１０４がアンテナ素子と結合して特性を乱
したり、視界を遮る等の問題があり、その取り付けが困
難であった。また、１００ＭＨ，付近のローチャンネル
をカバーするアンテナを製作した場合、アンテナ素子の
全長がほぼ１．５ｍと長く、なり、一部を第１４図に示
す車内の天井に配するようにせざるを得なくなる不便さ
が生じる。

（２）第１３図のモノポールアンテナ１０５においては
、アンテナ長が１／４波長で良く、小型である利点があ
るが、車体の金属部にアースを取る必要があるため、車
体の加工が必要であり、アフターサービスではアンテナ
の取り付けが困難である。もし、アースを取らなければ
、車内の配線のし方で感度や特性が非常に不安定なもの
になる。

本発明は、上記問題点を解決するために創案されたもの
で、車内へのアンテナの取り付けを容易にするとともに
、モノポール型とグイポール型のアンテナ素子の一体化
を可能にし、安定でしかも少ない素子数で広帯域に形成
できるようにした移動体アンテナを提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するための本発明の移動体アンテナの
構成は、 移動体における電波の入射する窓の絶縁体に沿わせた移
動体アンテナであって、 モノポールアンテナ素子と、 このモノポールアンテナ素子の先端より約１／２波長を
基本とした給ｉｉ線の位置にコモンモードの信号電流を
阻止する高インピーダンス素子とを設けるか、 または、ダイポールアンテナ素子と、 このダイポールアンテナ素子の給電点より約１７２波長
を基本とした給電線の位置にコモンモードの信号電流を
阻止する高インピーダンス素子とを設けたことを特徴と
する。

［作用］ 本発明は、約１／２波長を基本とした給電線の所定位置
に、コモンモードの信号電流を阻止する高インピーダン
ス素子を設けたことを特徴としている。モノポールアン
テナ素子において、先端より上記所定位置に設けた高イ
ンピーダンス素子は、給電点の一端を等価的にアースと
し、金属部にアースすることなく給電線を金属部に沿わ
ずことにより−、モノポール型のアンテナを形成する。

また、ダイポールアンテナ素子において、給電点より上
記所定位置に設けた高インピーダンス素子は、給電線の
外皮に乗る成分とは整合しないように作用し、ノーマル
モードのみと整合させることができる。また、上記ロー
チャンネル用モノポールアンテナとも相互に影響なく給
電点で接続させて一体化も可能である。

し実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は第１の発明の一実施例を示す構成図である。本
実施例は、一つのモノポールアンテナ素子を用いてモノ
ポール型のアンテナを形成する場合を示す。ｌは車など
の移動体の窓枠を示し、車内より見た図を示している。

２はλ／４（λは１波長を示す）の長さのモノポールア
ンテナ素子、３は同軸の給電線である。この給電線３の
途中位置であって、モノポールアンテナ素子２の先端２
ユからλ／２の位置にコモンモードの信号電流を阻止す
る高インピーダンス素子（以下バルンと記す）４を設け
る。モノポールアンテナ素子２は、給電点Ａで給電線３
の中心導体に接続され、給電線３の外皮導体はそこで開
放されている。

アンテナ素子２は視界を遮えぎらないという観点から細
い導体で構成することが望ましく、またガラス面のカー
ブにそった形状にすることもあり得る。その点このアン
テナ素子２は基本的には細い２本の線条であれば良く、
ピアノ線のようなもので構成しても良いし、透明なプラ
スチックシート等に銅箔を接着した装着に便利な平面ア
ンテナや窓ガラスに直接接着しても良い。なおアンテナ
長は窓枠ｌがアンテナに及ぼす電気的な影響やガラスの
誘電率による短縮等により、自由空間のｌ／４波長とは
必ずしも一致しないことが考えられ、その場合には実験
的に決定する。

バルン４は、具体的には量産性も考慮して高周波磁性体
（フェライト）リングに給電用同軸（１゜７Ｃ２Ｖ・・
・外皮も含めて直径的３ｍｍφ）線そのものを数ターン
巻いたもので構成している。この同軸線の外皮導体を一
つのコイルとして見た場合、アンテナの輻射インピーダ
ンス（この場合は約７５Ω）に比較して充分高いインピ
ーダンスであればその外皮導体を流れる高周波電流は阻
止でき、アンテナとしてはその部分でカットされた状態
と等価になる。このコイルとしての実際のインピーダン
スは、線間の分布容量の為ローチャンネルとハイチャン
ネルの中間においてほぼ並列共振を起し高インピーダン
スとして作用する効果を利用しており、画周波数帯内に
おいて（６０ＭＨｚ〜２３０ＭＨ２に渡って）ＩＫΩ以
上のインピーダンスであり、後記する広帯域アンテナに
用いた場合にもその役割を充分果たすことができる。な
お、同軸線を利用する他に平行二線をフェライトコアに
巻いたものでも同様の効果がある。

第２図（イ）、（ロ）は、上記モノポール型のアンテナ
の動作原理の説明図である。窓枠ｌから入る電波の波長
をλとしてアンテナ素子２との関係が前記したような（
イ）であるような場合、アンテナ先端２ａとバルン４を
節とする■のような電流分布の波が乗る。ただし、給配
線の１部（以下素子とも言う）３ａの波は、同軸の外皮
導体の外側に乗る電流である。（イ）では、モノポール
アンテナ素子２とこれに対応する素子３ａとが、一対の
ダイポールアンテナを形成し、電気的にはダイポールア
ンテナと言っても良いが、実装状態では索子３ａのほと
んどの部分を車体の金属部を沿わずことになる。従って
、ここではモノポール型のアンテナと呼ぶこととする。

このアンテナは、給電線の外皮導体に乗るコモンモード
を、積極的に利用している形容のアンテナと言うことが
できる。（イ）の場合は素子２．３２Ｌともにλ／４で
対称形であるが、（ロ）の場合のように、あえてモノポ
ールアンテナ素子２側を小さくして非対称くこすること
により、インピーダンスマツチングをすることができた
り、窓を占めるアンテナの占有面積を小さくすることも
できる。上記したように、本実施例のモノポール型アン
テナでは車体へのアースの接続が不要でアフターサービ
スの取り付けが簡単であり、単独に使用する場合として
は、ダイボールアンテナより小型である特徴を生かして
ＦＭ受信用アンテナなどに用いるのが好適である。

第３図（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）は諸外国のテレ
ビアンテナにおける本実施例の適用例を示す説明図であ
る。諸外国では例えば、ＶＨＰのローチャンネルは中心
周波数が５５ＭＨｚ〜６８ＭＨ２と低く、その約３倍の
周波数がハイチャンネルとなっている。このため（イ）
のようにアンテナ素子２の長さは長くなるが、窓枠ｌに
対してかなり斜めにガラス面に沿わせれば装着すること
ができるとともに、ローチャンネルの波長λ、としハイ
チャンネルの波長をλ□とすると、電流の波が（ロ）の
ように乗り、本実施例のモノボール型アンテナ１本で画
周波数帯をカバーできる可能性がある。もちろんテレビ
同志ばかりでなくテレビと別の用途のアンテナと共用で
きることは自明である。（ハ）の場合は、アンテナ素子
２の先端より３／２・λＨの位置にローディングコイル
５を介設して、λ、とλ、をカバーする広帯域化した場
合を示し、（ニ）はその電流分布を示している。

第４図（イ）は、本実施例の複数のモノボール型アンテ
ナを用いて広帯域化した応用例を示す図である。この応
用例では、ハイチャンネル用の短いモノポールアンテナ
素子２Ｎとローチャンネル用の長いモノポールアンテナ
素子２Ｌとを用いくそれぞれ第１図に示すモノボール型
アンテナを構成する。この２つの給電線３．．３Ｌを合
成器６で結合して、広帯域のアンテナとする。この場合
の長所はそれぞれのモノポールアンテナが独立に設計で
き、特性を充分引き出せる。また構成も単純である。

第４図（ロ）はモノポールアンテナ素子２Ｌと２Ｎを位
置ダイパーシティアンテナとして使用し、制御回路７で
ダイパーシティシステムからの制御信号を用いてアンテ
ナ切換を行うようにしたものである。

第５図は第２の発明の一実施例を示す構成図である。２
１ａ、２１ｂはそれぞれがλ／４の長さを有し全体とし
てλ／２の長さとなるダイポールアンテナ素子、２２は
給電線、２３は給電点Ｂからλ／２の給電線２２の位置
に設けたコモンモード電流阻止用のバルンである。給電
線２２は同軸線を用いており、給電点Ｂにおいて、その
中心導体は一方のアンテナ素子２１ａに接続され、外皮
導体は他方のアンテナ素子２１ｂに接続される。

アンテナ素子２１ａ、２１ｂおよびバルンは第１の発明
の実施例で述べたと同様な素子を用いて形成することが
できる。

図中、Ｉｔ、Ｉｔは波長λの波の電流分布を示しており
、Ｉｌの波は希望の信号波で、これは給電点にノーマル
モードとして大きな電流が流れる。

給電線２２とバルン２３で形成される素子２２ａに乗る
波はコモンモード電流を示し、その電流分布■、から給
電点Ｂには流れないことがわかる。

この結果この素子２２ａは他のアンテナ素子の一部とし
て利用が可能になる。即ち次に述べるように、第１の発
明の実施例のアンテナを一体化することが可能になる。

第６図は、第２の発明の実施例を利用し第１の発明の実
施例のアンテナを一体化して広帯域化した実施例を示し
ている。本実施例は、第５図の実施例と等価な部材には
同一の符号を付しであるとうり、第５図の実施例を基本
として、給電点Ｃにおいて、λＨ／２（λ８はダイポー
ルアンテナ素子２１ａ、２１ｂで受信するハイチャンネ
ルの波長）の長さのモノポールアンテナ素子２を、ダイ
ポールアンテナ素子２１ａ、２１ｂのほぼ直角方向に配
置し、給電線２２の中心導体に接続して構成する。この
図において、バルン２３はフェライトコア２３ａに給電
線２２を巻きつけて形成している。

バルン２３と給電線２２で形成された素子２２１とアン
テナ素子２は、λ、＝２λ８であるローチャンネル用の
グイボール型アンテナを形成する。

第７図は、上記広帯域アンテナの動作原理の説明図であ
る。既に説明した通り、各アンテナ素子２．２１ａ、２
１ｂ、２２ａにはＩｔ、　　Ｉｔ、　　１３の電流分布
の波が乗る。このうち、波長λＨのＩ。

の波と波長λ、の■、の波は、それぞれ給電点にノーマ
ルモードとして大きな電流を流すが、ローチャンネル用
のモノポールアンテナ素子側のｒ、の波長λ□のＩ、の
波は給電点Ｃで節となって感度がないため、ハイチャン
ネル用のダイポールアンテナ素子側には悪影響を及ぼさ
ない。従って、本実施例は、ローチャンネルとその２倍
の周波数のハイチャンネルに渡る広帯域のアンテナ素子
を実現することができる。この実施例は、第４図に示す
モノポール型アンテナだけで広帯域に構成する場合に比
べ、バルンが１個で済み合成器がないため、さらに構成
が簡単で装着が容易である。

第８図（イ）、（ロ）、（ハ）、第９図は上記実施例の
広帯域アンテナの装着例を示す図である。

第８図（ロ）は、ローチャンネル、ハイチャンネルとも
グイポール型アンテナとして作用させた例であり、第８
図（イ）、（ハ）、第９図は素子２２ａを車体の金属部
に沿わせてローチャンネル側をモノポール型アンテナと
して作用させた例である。第９図において、２４は上方
から見た車体、２４ａはフロント窓枠、２４ｂはリア窓
枠、２４Ｃは窓ガラス内のヒータを示し、窓枠それぞれ
に本実施例のアンテナ２０．２０’が装着されて、位置
ダイパーシティ−を構成している。以上に述べた各アン
テナ素子は、必ずしも直角や直線上に配置する必要はな
く、窓ガラスの形状に沿って場合により斜めに配置すれ
ば良い。各窓ガラスは傾斜しているため、たとえアンテ
ナ素子が上下方向（縦方向）に配置されても、水平成分
を有するようになり、テレビジョン電波などの水平偏波
を受信することができる。第９図のアンテナの装着例を
第１４図の装着例と比べると、車内の天井へアンテナを
配置する必要がなくなり取り付けが容易になるとともに
、１本のアンテナ素子が給電線と共用でき素子数が少な
くなる。

次に、以上の実施例のアンテナの感度特性について述べ
る。第１Ｏ図は感度特性図を示し、アンテナを装着した
車体側を止めておいて、電波の到来方向を３６０°変化
させ、地上１．３ｍでの標準アンテナの受信感度をＯｄ
Ｂとして比較した場合の最大感度特性を表している。３
１は第１３図の従来のルーフアンテナの感度特性、３２
は第１５図の従来のハイチャンネル用のモノポールアン
テナの感度特性、３３は第９図の実施例の前面窓枠に装
着した広帯域アンテナ２０の感度特性、３４は同じく第
９図の実施例の後面窓枠に装着した広帯域アンテナ２０
′の感度特性である。この特性図から明らかなように、
本実施例の感度特性は広帯域特性を有し、特に後面窓枠
装着の場合でも、ヒーターの遮蔽作用に余り影響を受け
ずに広帯域特性が得られることがわかる。

なお、以上の実施例においては、給電線に同軸線を用い
て説明しているが、平行二線等を使用しても良い。また
、各アンテナ素子は、窓枠の上部に給電線を沿わせるこ
とにより、下方に向けてガラス面に沿わせているが、そ
の逆に給電点を下にして上方に向けても原理的には同じ
効果が得られる。本実施例のアンテナは車外に取り付け
た主アンテナに対するダイパーシティ−受信の補助アン
テナとしても良いし、車内アンテナ同志のダイパーシテ
ィ−受信も可能である。また、単独受信も当然可能であ
る。さらに、本発明は給電点に電流分布の波の腹が来る
ような周波数（偶数倍の周波数）に対しても感度を得る
ことができる。ただし、対応する周波数に対しバルンを
高インピーダンスに形成する必要がある。このように、
本発明はその主旨に沿って種々に応用され、実施聾様を
取り得るものである。

［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように、本発明の移動体アンテナ
によれば、以下のような効果を奏する。

（１）モノボール型アンテナでは車体アースを取る必要
がなくなり、アフターサービスにおいてアンテナの取り
付けが容易になる。

（２）グイポール型アンテナでは、小型に形成できるモ
ノポール型アンテナと一体化が可能になり、少ない素子
数で広帯域なアンテナが実現できる。

（３）コモンモードの電流が阻止され給電線の配線等に
よる感度の不安定要素がなくなる。

（４）アンテナ素子が給電線に直結しているので損失が
少なくＵＨＦ帯でも感度が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の一実施例を示す構成図、第２図（
イ）、（ロ）は上記実施例の動作原理の説明図、第３図
（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）は上記実施例の適用例
を示す図、第４図（イ）。 （ロ）は上記実施例の応用例を示す図、第５図は第２の
発明の一実施例を示す構成図、第６図は第１発明の実施
例と第２発明の実施例を一体化した構成図、第７図は第
６図の動作原理の説明図、第８図（イ）、（ロ）、（ハ
）、第９図は第７図の構成例の装着例を示す図、第１０
図は感度特性図、第１１図は車装のルーフアンテナの従
来例、第１２図は車内装着の従来技術の拡張として考え
られるダイポールアンテナ例、第１３図は車内装着のモ
ノポールアンテナの従来例、第１４図は第１２図のダイ
ポールアンテナの装着例を示す図である。 １・・・窓枠、２・・・モノポールアンテナ素子、３λ
。 ３ｂ、２１ａ、２１ｂ・・・ダイポールアンテナ素子、
３．２２・・・給電線、４，２３・・・バルン（高イン
ピーダンス素子）、Ａ、Ｂ、Ｃ・・・給電点。 第１図 第２図 関汐の今１Ｎの一大々ρ伊１１の芋ｎ蔵°図第５図 ：： ■ ’＠　ｌ　ｆｆｇ＃　と第２づ−Ｙダ明Ｐ−Ｊ−Ｔｂ（
ｔ：ｃｒＪＩ”Ｘｅ第６図 ｖ作原理の占’ｉｌＳ明図 第７図 （ハ） アンデフ′の炒鴇ｇＩＩＪ 第８図 ア〉テアの堅１１列 第９図 第１０図 第１２図 第１３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）移動体における電波の入射する窓の絶縁体に沿わ
   せた移動体アンテナであって、 モノポールアンテナ素子と、 このモノポールアンテナ素子の先端より約１／２波長を
   基本とした給電線の位置にコモンモードの信号電流を阻
   止する高インピーダンス素子とを設けたことを特徴とす
   る移動体アンテナ。
2. （２）移動体における電波の入射する窓の絶縁体に沿わ
   せた移動体アンテナであって、 ダイポールアンテナ素子と、 このダイポールアンテナ素子の給電点より約１／２波長
   を基本とした給電線の位置にコモンモードの信号電流を
   阻止する高インピーダンス素子とを設けたことを特徴と
   する移動体アンテナ。