JPH0758852B2 - 自動車用偏平アンテナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動車用偏平アンテナに関する。

［従来の技術］ 従来の自動車用偏平アンテナとしては、棒状アンテナと
平板アンテナとがある。

［発明が解決しようとする課題］ 上記棒状アンテナにあっては、所定の感度を得るために
は、そのアンテナ長が長くなり、車庫、街路樹にアンテ
ナが接触し、また高速道理においては風切音が大きいと
いう問題がある。

一方、平板アンテナにあっては、その形状を完全平板に
すると、利得が小さく、指向性が上向きで、水平方向の
感度が低いという問題がある。

本発明は、自動車電話用広帯域用の従来の棒状アンテナ
よりも短く、実用上支障のない程度の利得を得ることが
でき、また水平方向の感度が高い自動車用偏平アンテナ
を提供することを目的とするものである。

［課題を解決する手段］ 本発明は、第１平板と第２平板とを互いに平行に設置
し、第１平板の中央に透孔を設け、第２平板の中央から
延びた芯線が第１平板に接触せずに第１平板を貫通し、
第１平板の周縁と第２平板の周縁とを整合用短絡棒で接
続したものである。

［作用］ 本発明は、第１平板と第２平板とを互いに平行に設置
し、第１平板の中央に透孔を設け、第２平板の中央から
延びた芯線が第１平板に接触せずに第１平板を貫通し、
第１平板の周縁と第２平板の周縁とを整合用短絡棒で接
続したので、自動車電話用広帯域用の従来の棒状アンテ
ナよりも短く、実用上支障のない程度の利得を得ること
ができ、また水平方向の感度が高い。

［実施例］ 第１図は、本発明の一実施例である２平板型アンテナＡ
を示す正面図であり、第２図は、上記実施例の左側面図
であり、第３図は上記実施例の平面図である。

２平板型アンテナＡは、ほぼ円形で互いに平行に配置さ
れた第１平板10と、第２平板20と、整合用短絡棒50と、
芯線60と、給電コネクタ70とを有する。

第１平板10は、その中央部分に透孔11を有し、給電コネ
クタ70の外被側導体と接続されている。給電コネクタ70
の芯線71は、上記透孔11に挿通された芯線60と接続され
ている。

第２平板20は、そのほぼ中央に芯線60の一端が接続さ
れ、第２平板20とほぼ同一面積を有している。

整合用短絡棒50は、第２平板20の周縁と第１平板10の周
縁とを接続するものである。

なお、第１平板10の面積は、第２平板20の面積と同じ
か、それ以上であってもよい。

次に、上記実施例の動作について説明する。

上記実施例は、棒状アンテナと平板アンテナの中間的な
構造であり、仰角指向性は、20〜30°であり、第１平板
10（アース板）の状況によっては、それ以下にすること
も可能である。また、上記実施例においては、水平方向
の最大輻射方向よりの感度低下が5dB以下である。この
状態を第４図に示してある。

また、上記実施例は、水平面指向の均一性がよく（1dB
程度）、そのSWRを第５図に示してある。

上記実施例は、自動車電話用広帯域用の従来の1/4波長
の棒状アンテナよりも短く、その棒状アンテナと同等以
上の利得を得ることができる。

なお、第５図は、上記実施例において、第２平板20の直
径を50mmに設定し、第１平板10と第２平板20との距離を
40mmに設定し、整合用短絡棒50として直径1.6mmのエナ
メル銅線を使用し、芯線60として直径6mmの真鍮を使用
した場合の特性を示し、破線は整合用短絡棒50を使用し
た場合の特性を示し、実線は整合用短絡棒50を使用しな
い場合の特性を示すものである。

整合用短絡棒50を付加することによって広帯域にわたっ
て、そのリアクタンス分の実数分がほぼ50Ωになるが、
その虚数分は多少残留する。この虚数分を打ち消すため
には、給電部（つまり芯線60）と直列にコンデンサを挿
入すればよい。なお、芯線60にコンデンサを挿入する代
りに、整合用短絡棒50と直列にコンデンサを挿入するよ
うにしてもよい。

上記実施例において、芯線60の太さおよび高さが同調周
波数を決定する。また、同調周波数を一定に維持した場
合、第１平板10、第２平板20の面積が大きい程、アンテ
ナ全体の高さ（第１平板10から第２平板20までの高さ）
を低くすることができる。

また、上記実施例において、第１平板10の下に、自動車
の金属ボディを接触するようにしてもよい。この場合、
自動車の金属ボディに透孔を設け、この透孔を通して給
電線を挿通するようにする。また、金属ボディ等の大き
な金属板を第１平板10と兼用してもよい。

さらに、給電コネクタ70を省略し、同軸フィーダ（給電
線）の外被導体を直接、第１平板10に接続し、上記同軸
フィーダの芯線71を芯線60に直接、接続するようにして
もよい。

また、上記実施例において、第１平板10、第２平板20を
真円にしているが、楕円、四角形等の真円以外の形状に
してもよく、上記２つの平板10、20を互いに偏心させる
ようにしてもよい。

第６図は、本発明の他の実施例を示す図であり同図
（１）は正面図であり、同図（２）はその左側面図であ
る。

この実施例の２平板型アンテナA1は、第１図等に示す２
平板アンテナＡに、筒状外周器40を付加したものであ
る。

このように筒状外周器40を設けることによって、リター
ンロスを大きくとり、給電線との整合をより良くするこ
とができ、アンテナA1の全体の高さを低くすることがで
きる。

第７図は、欠損穴を有する金属板に上記実施例を設けた
場合の図であり、同図（１）は、その平面図であり、同
図（２）は、VII-VII線から見た縦断面図である。

この実施例は、２平板型アンテナＡが、金属板１の欠損
穴1hのほぼ中央に配置され、２平板型アンテナＡの第２
平板20が金属板１とほぼ同じ高さに配置されているもの
である。

なお、欠損穴1hの直径は、第２平板20の直径の３〜10倍
であり、金属板１は、自動車の金属ボデーである。

第７図（２）において、欠損穴1hは、金属板１が欠損し
ている部分であり、その凹部は立下り板1cと底板1dとで
構成され、立下り板1cは金属であっても金属以外のもの
であってもよい。底板1dは、金属であっても金属以外の
ものであってもよく、金属である場合には、その中央部
に透孔11に相当する透孔が設けられ第１平板10を省略し
てもよい。なお、第７図においては、給電コネクタ70を
使用せずに同軸ケーブル（自動車電話用ケーブル）80を
２平板型アンテナＡに直接、接続する場合の例を示して
ある。

上記実施例において、自動車のボデーを金属板１として
使用する場合には、その極く一部分を欠損させて欠損穴
1hとし、その部分には電波損失の少ないプラスチック等
の合成樹脂で覆うようにすればよい。なお、トランクの
上蓋等はプラスチックで作る傾向があり、この場合に
は、その蓋の内側に、第７図に示す実施例を貼り付けれ
ば無突起のアンテナを容易に実現できる。

ところで、垂直偏波を使用するアンテナを、金属平面よ
りも沈んだ形で埋込むと、指向性が著しく上向き、損失
が多くなるので、ほぼ水平から到来する電波のアンテナ
としては不向きであった。しかし、上記実施例のよう
に、２つの平板から成る２平板型アンテナＡを、金属板
１の欠損穴1hに埋込み、その欠損穴1hの直径を２平板型
アンテナＡの直径の５倍程度に設定すると、垂直面指向
性が悪化せず、寸法関係を適当にとれば、その垂直面指
向性がむしろ向上する。

第８図は、第７図に示す実施例の第１変形例であり、同
図（１）は、その平面図であり、同図（２）は、VIII-V
III線から見た縦断面図である。

この第８図に示す実施例は、第７図に示す実施例と基本
的には同様であるが、金属板１の代りに金属板２を設け
てある点が第７図の実施例とは異なる。

金属板２は、外周導体2aと中央導体2bとの間にクローズ
ドサークルスロット2sが設けられている。そして、同軸
ケーブル90の芯線91が中央導体2bの縁に接続され、同軸
ケーブル90の外被92が外周導体2aの縁部分に接続されて
いる。一方、同軸ケーブル80については、第７図の実施
例の場合と同様である。

また、同軸ケーブル90はFM周波数帯域およびAM周波数帯
の信号を取り出すケーブルであり、同軸ケーブル80は、
自動車電話用の周波数帯域（900MHz）の信号を取り出す
ものである。なお、クローズドサークルスロット2sは、
1m×0.7m程度の大きさである。

なお、同軸ケーブル90が取り出す信号の周波数帯域は、
同軸ケーブル80が取り出す信号の周波数帯域よりも低い
が、上記例に示した周波数帯域以外の信号を取り出すよ
うにしてもよい。

そして、上記実施例においては、クローズドサークルス
ロット2sで受信するときに、同軸ケーブル80を遮断し、
２平板型アンテナＡで受信するときに、クローズドサー
クルスロット2sで囲まれた中央導体2bをアースプレーン
として外周導体とする。

ところで、同軸ケーブル90は、FM周波数帯域の信号と、
AM周波数帯域の信号とを取出し、FM周波数帯域の信号は
その周波数が高いので、中央導体2bの縁部分に電流のほ
とんどが流れ、中央導体2bの中央部分はFM周波数帯域の
信号がほとんど流れず、中央導体2bの中央部分は、FM周
波数帯域に関しては影響がないので、同軸ケーブル80に
よってそれよりも高い周波数帯域の信号を取り出すこと
ができる。すなわち、スロットアンテナは、導体間隙分
に沿って流れる集中電流を利用するものであって、中央
導体2bの中央部付近はあまり影響がないので、この部分
を、第２のアンテナのアース部分に見立てて利用するこ
とができる。したがって、狭い面積に自動車用偏平アン
テナを設け、これをマルチバンドアンテナとして実現す
ることができる。

第９図は、第７図に示す実施例の第２変形例である。

この第９図に示す実施例が第８図に示す実施例と異なる
点は、第８図に示す同軸ケーブル80が、同軸ケーブル80
aと同軸ケーブル85とに分けられ、同軸ケーブル80aと同
軸ケーブル85とが、コイル83、84によって誘導結合され
ている点である。

第９図に示すように、同軸ケーブルをコイル83、84によ
って誘導結合させれば、同軸ケーブル90から取り出され
るAM周波数帯の信号の損失が少なくなる。つまり、AM周
波数帯の信号は、容量アンテナであって、大地からの容
量成分によって起電る。したがって、無効な容量成分が
あると、その無効な容量成分で分圧され、その無効な容
量成分で損失が発生し、同軸ケーブル90から取り出され
るAM周波数帯成分が減少する。

すなわち、第８図に示す実施例の場合、同軸ケーブル80
の外被と外周導体2aとが長い距離にわたって対向する
と、その間に大きな無効な容量が発生する。この無効な
容量によって、同軸ケーブル90から取り出されるAM周波
数帯域の信号成分が大きく減少する。

一方、第９図に示すように同軸ケーブルを同軸ケーブル
80aと同軸ケーブル85とに分割し、両同軸ケーブル80a、
85の間をコイル83、84によって誘導結合すれば、同軸ケ
ーブル85の外被と外周導体2aとの間に大きな容量が発生
していたとしても、その容量が遮断される。この場合、
同軸ケーブル90を介して取り出されるAM周波数帯域信号
から見れば、その無効な容量として働く容量は、結合コ
イル83と84との間に存在する迷容量のみであり、高々数
pF以下なので、AM周波数帯域の波長から見れば非常に小
さく、AM周波数帯域における損失分を実質上無視するこ
とができる。

なお、コイル83とコイル84とが対向して、これによって
構成される間隙が、クローズドサークルスロット2sの真
下、または真上であることが好ましく、この場合に損失
が最小になる。

さらに、上記実施例においては、クローズドサークルス
ロット2sに角部分があるが、この角部分を取り、曲線部
分でクローズドサークルスロット2sを構成すれば、効率
がより向上する。

なお、第７図、第８図、第９図の実施例において、２平
板型アンテナＡの代りに、２平板型アンテナA1を使用し
てもよい。

［発明の効果］ 本発明によれば、自動車電話用広帯域用の従来の棒状ア
ンテナよりも短く、実用上支障のない程度の利得を得る
ことができ、また水平方向の感度が高いという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す正面図である。 第２図は、上記実施例の左側面図である。 第３図は、上記実施例の平面図である。 第４図は、上記実施例における指向性を示す図である。 第５図は、上記実施例におけるSWRを示す図である。 第６図は、本発明の他の実施例を示す図であり、同図
（１）は正面図であり、同図（２）はその左側面図であ
る。 第７図は、欠損穴を有する金属板に上記実施例を設けた
場合の図であり、同図（１）は、その平面図であり、同
図（２）は、VII-VII線から見た縦断面図である。 第８図は、第７図に示す実施例の第１変形例であり、同
図（１）は、その平面図であり、同図（２）は、VIII-V
III線から見た縦断面図である。 第９図は、第７図に示す実施例の第２変形例である。 １、２……金属板、1h、2h……欠損穴、2a……中央導体 2s……クローズドサークルスロット、10……第１平板、
20……第２平板、40……筒状外周器、50……整合用短絡
棒、60……芯線。 Ａ、A1……２平板型アンテナ、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭63−129311（ＪＰ，Ｕ)

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中央に透孔を具備した第１平板と； 上記第１平板とほぼ平行に設置された第２平板と； 上記第２平板の中央に接続され、上記第１平板に接触せ
   ずに上記透孔を介して上記第１平板を貫通した芯線と； 上記第１平板の周縁と上記第２平板の周縁とを接続する
   整合用短絡棒と； を有し、上記芯線が主放射器として使用されていること
   を特徴とする自動車用偏平アンテナ。
2. 【請求項２】中央に透孔を具備した第１平板と； 上記第１平板とほぼ平行に設置された第２平板と； 上記第２平板の中央に接続され、上記第１平板に接触せ
   ずに上記透孔を介して上記第１平板を貫通した芯線と； 上記第１平板の周縁と上記第２平板の周縁とを接続する
   整合用短絡棒と； を有する２平板型アンテナが、所定金属板の欠損穴のほ
   ぼ中央に配置され、上記２平板型アンテナの上記第２平
   板が上記所定金属板とほぼ同じ高さに配置され、上記芯
   線が主放射器として使用されていることを特徴とする自
   動車用偏平アンテナ。
3. 【請求項３】請求項（１）または（２）において、 上記芯線または上記整合用短絡棒と直列にコンデンサが
   挿入されていることを特徴とする自動車用偏平アンテ
   ナ。
4. 【請求項４】請求項（２）において、 上記金属板は、上記欠損穴の外側にクローズドサークル
   スロットを有するものであることを特徴とする自動車用
   偏平アンテナ。
5. 【請求項５】請求項（２）において、 上記欠損穴の直径は、上記第２平板の直径の３〜10倍で
   あることを特徴とする自動車用偏平アンテナ。
6. 【請求項６】請求項（２）において、 上記所定金属板は、自動車の金属ボデーであることを特
   徴とする自動車用偏平アンテナ。
7. 【請求項７】請求項（２）において、 上記２平板型アンテナからの出力ケーブルの途中に誘導
   コイルによる結合素子を挿入し、この誘導コイルは、上
   記クローズドサークルスロットのほぼ真上または真下に
   設置されていることを特徴とする自動車用偏平アンテ
   ナ。
8. 【請求項８】請求項（１）または（２）において、 上記第１平板の周縁部から上記第２平板に向かって延び
   る筒状外周器を有することを特徴とする自動車用偏平ア
   ンテナ。