JPH09275307A

JPH09275307A - 同軸ケーブルの結合装置及びアンテナ装置

Info

Publication number: JPH09275307A
Application number: JP8083952A
Authority: JP
Inventors: Hironobu Watanabe; 辺広信渡
Original assignee: Dai Ichi Denpa Kogyo Co Ltd
Current assignee: Dai Ichi Denpa Kogyo Co Ltd
Priority date: 1996-04-05
Filing date: 1996-04-05
Publication date: 1997-10-21

Abstract

(57)【要約】【課題】車室内外の複数の同軸ケーブルを小型の装置
で且つ信号相互間のリークなく結合し得る同軸ケーブル
結合装置を提供する。【解決手段】（１／４）波長の電気長を有する外部導
体結合電極（３11、３21）には、複数の同軸ケーブル
（４11、４12）の外部導体が共通に接続される。複数の
同軸ケーブルの内部導体は夫々複数の中心導体結合電極
（２11、２12）に接続される。外部導体結合電極（３1
1、３21）を、複数の中心導体結合電極（２11、２12）
間に配置して中心導体結合電極間を電気的に分離する。
複数の同軸ケーブルを接続するに際し、一対の外部導体
結合電極で済むので省面積化、中心導体結合電極間の電
気的結合の防止が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は同軸ケーブルの結合
装置及びアンテナ装置に関し、特に、車両や室内等の密
閉された空間の内外に設置された同軸ケーブルや無線装
置相互間を貫通孔を設けることなく接続することを可能
とした同軸ケーブルの結合装置及びアンテナ装置の改良
に関する。

【０００２】

【従来の技術】出願人は、車両の窓ガラス等の誘電体を
介して高周波信号を効率よく伝送するようにした同軸ケ
ーブルの結合装置及びアンテナ装置を特願平６−７３５
４４号によって提案している。これを図６に示す。

【０００３】同図において、図示しないガラスやプラス
チック等の誘電体板を介して中心導体結合電極２1 及び
２2 が対向して配置される。また、誘電体板を介して外
部導体結合電極３1 及び３2 が対向して配置される。中
心導体結合電極２1 には同軸ケーブル４1 の中心導体が
インダクタンスの整合回路５1 を介して接続される。外
部導体結合電極３1 には同軸ケーブル４1 の外部導体が
接続される。同様に、中心導体結合電極２2 には、整合
回路５2 を介して同軸ケーブル４1 の中心導体が接続さ
れる。外部導体結合電極３2 には同軸ケーブル４2 の外
部導体が接続される。整合回路５1 は、同軸ケーブルを
伝送する高周波信号のキャパシタとなる中心導体結合電
極２1 及び２2 のキャパシタンスを相殺する役割を担
う。外部導体結合電極３1 及び３2 の長さは通過信号の
（１／４）波長の奇数倍の長さ（電気長）設定される。

【０００４】電気長は、通過信号の波長で長さ（距離）
を表したものである。外部導体結合電極３の電気長は、
同軸ケーブル４の外部導体と外部導体結合電極３の一端
との結合点から外部導体結合電極の他端までの距離を通
過信号の波長で表すことができる。電気長は、周囲の誘
電体の影響を受けて短縮されるので、外部導体結合電極
の実際の長さ（実長）は、実長＝電気長／（（ε）
^1/2）で表される。εは空気、ガラス、組立基板（図
示せず）による複合誘電率である。１／（（ε）^1/2）
は短縮率であり、一例を挙げれば、約０．６５〜０．７
０の値である。通過信号が３００ＭＨｚの場合、１／４
波長は２５ｃｍであり、短縮率が０．６５であると、必
要な実長は１６．２５ｃｍである。

【０００５】図６に示すような構成とすることによっ
て、誘電体板で仕切られた空間の両側の同軸ケーブルを
接続し、同軸伝送モードを維持しつつ極めて低損失で高
周波電力の送受を行うことができる。

【０００６】なお、本願に先行する他の技術例として
は、実開平１−１２９９２４号、特開平１−１９８８３
６号、特開平３−３４７０４号、特願平５−３２５８０
９号があるが、いずれも後述の課題を解決することはで
きない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記基本構成を用いた
同軸ケーブル結合装置やアンテナ装置は車両や家屋の窓
ガラスに容易に設置できる。このため、いわゆる自動車
電話や携帯電話の外部アンテナとして用いられる。

【０００８】ところで、自動車電話や携帯電話には、複
数のアンテナを使用するものがある。図７は、このよう
な携帯電話の例を示しており、電話を使用する際に本体
から外部に引出される第１のアンテナＡＮＴ１と、本体
に内蔵される第２のアンテナＡＮＴ２を有する。通常、
着信待ちの状態ではアンテナＡＮＴ１は本体に収納され
ているので、アンテナＡＮＴ２よりも受信感度が低い。
そこで、待機状態では、アンテナＡＮＴ２によって呼出
を検出する。呼出を受けた使用者はアンテナＡＮＴ１を
引出して、アンテナＡＮＴ２よりも送受信感度を高くし
て通話を行う。また、アンテナＡＮＴ１とＡＮＴ２とを
空間ダイバーシチとして、より送受信感度の高い方を使
用することができる。

【０００９】このような携帯電話装置には、外部インタ
フェースが設けられており、本体の２つのアンテナＡＮ
Ｔ１及びＡＮＴ２を外部アンテナに切替えることができ
るようになっている。これはコネクタＣＮを外部インタ
フェースに接続することによって行われる。コネクタＣ
Ｎには、例えば、外部電源（車両の電源）接続用コー
ド、２つの外部アンテナ接続用コードが設けられる。外
部アンテナ接続用コードに同軸ケーブル４11及び４12を
接続し、各同軸ケーブルに図６に示す同軸ケーブル結合
装置を使用して２本の外部アンテナと接続する。こうし
て、携帯電話装置を外部アンテナに接続し、携帯電話を
より高感度で使用することが可能となる。

【００１０】しかしながら、複数の外部アンテナを使用
する場合には、複数個の同軸ケーブル結合装置を必要と
する。車両の窓ガラスに同軸ケーブル結合装置を複数設
ける場合には、それだけガラス面積を占有し運転者の視
野を妨げるので好ましくない。また、占有面積を減らす
為に、同軸ケーブル結合装置同士や、この構造を用いた
アンテナ装置同士を近接して配置すると、近接して配置
された中心導体結合電極間に電気的結合状態が生じ易
い。この場合には、通過信号のロスやノイズ混入が生じ
てダイバーシチアンテナ方式のメリットを生かすことが
できず不具合である。

【００１１】よって、本発明の第１の目的は、閉空間の
内外に夫々配置された複数本の同軸ケーブルの相互間を
小型の同軸ケーブル結合装置で接続することを可能とし
た同軸ケーブル結合装置を提供することである。

【００１２】本発明の第２の目的は、更に、複数の通過
信号が同軸ケーブル結合装置を通過する際に通過信号相
互間の結合を抑制し得る同軸ケーブル結合装置を提供す
ることである。

【００１３】本発明の第３の目的は、第１及び第２の目
的に沿う同軸ケーブル結合装置を用いたアンテナ装置を
提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の同軸ケーブル結合装置は、誘電体板（１）の両
側に夫々配置された複数本の同軸ケーブル（４）を誘電
体板を介して電気的に結合する同軸ケーブル結合装置に
おいて、誘電体板の両側に互いに対向するように複数対
配置されて、各側の複数の電極が各側の複数本の同軸ケ
ーブル各々の中心導体に夫々接続される複数対の中心導
体結合電極（２）と、誘電体板の両側に互いに対向する
ように一対配置されて、各側の１つの電極が各側の複数
本の同軸ケーブル各々の外部導体に接続される一対の外
部導体結合電極（３）と、を備え、外部導体結合電極
（３）は外部導体と外部導体結合電極との接続点（Ｐ）
からの該電極の少なくとも１つの延在方向における電極
の電気長が同軸ケーブルを伝送する通過信号（ｆ1 、ｆ
2 ）の略（１／４）波長の奇数倍となるように形成さ
れ、かつ、外部導体結合電極は複数の中心導体結合電極
の相互間を電気的に分離するように形状及び配置が定め
られる、ことを特徴とする。

【００１５】また、本発明のアンテナ装置は、誘電体板
（１）の一方面側に設置された複数のアンテナ（ＡＮＴ
３、ＡＮＴ４）と、誘電体板の両側に互いに対向するよ
うに複数対配置された電極からなり、一方面側の複数の
電極が夫々複数のアンテナに整合回路（５、６）を介し
て接続され、他方面側の複数の電極が夫々複数の同軸ケ
ーブル各々の中心導体に接続される複数対の中心導体結
合電極（２）と、誘電体板の両側に互いに対向するよう
に一対配置された電極からなり、一方面側の１つの電極
が整合回路（５、６）各々の接地系に接続され、他方面
側の１つの電極が複数本の同軸ケーブル（４）各々の外
部導体に接続される一対の外部導体結合電極（３）と、
を備えるアンテナ装置であって、外部導体結合電極
（３）は外部導体と外部導体結合電極との接続点からの
該電極の少なくとも１つの延在方向における電極の電気
長が同軸ケーブル（４）を伝送する通過信号（ｆ1 、ｆ
2 ）の略（１／４）波長の奇数倍となるように形成さ
れ、かつ、外部導体結合電極は複数の中心導体結合電極
（２）の相互間を電気的に分離するように形状及び配置
が定められる、ことを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１及び図２は、第１の実
施の形態を概略的に示しており、図２は、図１における
Ｘ−Ｘ’方向の断面を示している。

【００１７】両図において、ガラスやプラスチック等の
誘電体板１を介して同軸ケーブル結合装置が形成され
る。誘電体板１の一方側の面上には２つの中心導体結合
電極２11及び２12が外部導体結合電極３11を介して配置
される。外部導体結合電極３11の長さは、電気長におい
て、通過信号の（１／４）波長の奇数倍となるように設
定される。中心導体結合電極２11及び２12の長さは電気
長において、例えば（１／８）波長以下で適当なキャパ
シタンスになるように設定される。中心導体結合電極２
11には同軸ケーブル４11の中心導体が整合回路としての
インダクタ５11を介して接続される。中心導体結合電極
２12には同軸ケーブル４12の中心導体が整合回路として
のインダクタ５12を介して接続される。外部導体結合電
極３11には、同軸ケーブル４11及び４12の各外部導体が
共通に接続される。なお、整合回路５₁₁及び５₁₂は、使
用周波数によっては、リード線のインダクンス分で足り
る場合があるので必須のものではない。

【００１８】誘電体板１の他方面上にも対称形の回路と
なるように上記と同様の構成要素で形成されるが、図１
においては、中心導体結合電極２11及び２12、外部導体
結合電極３11のみが示されている。

【００１９】中心導体結合電極２11及び２12、外部導体
結合電極３11は図示しない絶縁基板上にメッキ等によっ
て形成され、例えば、銅、アルミニウム、金等の金属薄
を用いる。中心導体結合電極２11及び２12、外部導体結
合電極３11は両面テープ、あるいは接着樹脂（接着剤）
などによって誘電体１上に貼着（接着）される。好まし
くは、透明基板上にＩＴＯ（酸化インジウム・スズ合
金）等の透明電極を形成する。基板、結合電極、及び防
水ケース（カバー）を透明に形成することによってなる
べく運転者の視界を妨げないようにする。

【００２０】中心導体系の整合は、キャパシタとなって
いる中心導体結合電極対と直列な整合回路のインダクタ
を調整することによって行える。外部導体系の整合は、
外部導体結合電極３11の電気長を（１／４）波長、ある
いはこの奇数倍とすることによって行える。中心導体系
と外部導体系を通過信号の周波数において整合させるこ
とによって総合の伝送効率が良くなる。

【００２１】かかる構成において、２本の同軸ケーブル
４11及び４12の外部導体が１つの外部導体結合電極３11
を共用する。同軸伝送モードが維持される状態では各外
部導体は接地電位であるので外部導体同士を接続しても
支障はない。複数の同軸ケーブルで外部導体結合電極３
11を共用することによって、誘電体板（窓ガラス）の占
有面積を減らし、結合装置を小型化することができる。

【００２２】また、接地電位の外部導体結合電極３11
は、中心導体結合電極２11及び２12の相互間に存在して
両者を電気的に分離し、中心導体結合電極２11及び２12
の電気的結合を防止する。電気的結合を防止する種々の
態様については後述する。

【００２３】図３は、上述した同軸ケーブル結合装置を
内蔵したアンテナ装置の例を図２と同様に示している。
図３において、図２と対応する部分には同一符号を付
し、かかる部分の説明は省略する。

【００２４】この例では、誘電体板１の一方には、同軸
ケーブル４11及び４12が配置され、他方には外部アンテ
ナＡＮＴ３及びＡＮＴ４が配置される。そして、図２に
示される結合装置を使用している。アンテナＡＮＴ３及
びＡＮＴ４はアンテナ装置の基部から取外し可能であ
り、あるいは柔軟な導電材料によって構成される。アン
テナＡＮＴ３は第１のアンテナ整合回路を介して中心導
体電極２22に接続される。第１のアンテナ整合回路は、
アンテナＡＮＴ３と中心導体電極２22間に接続されるイ
ンダクタンス５32と、アンテナＡＮＴ３と外部導体結合
電極３21との間に接続されるキャパシタ６22と、によっ
て構成される。インダクタンス５32はインダクタ５22の
分とアンテナ整合分とを含む。アンテナＡＮＴ４は第２
のアンテナ整合回路を介して中心導体電極２21に接続さ
れる。第２のアンテナ整合回路は、アンテナＡＮＴ４と
中心導体電極２21間に接続されるインダクタンス５31
と、アンテナＡＮＴ４と外部導体結合電極３21との間に
接続されるキャパシタ６21と、によって構成される。イ
ンダクタンス５31はインダクタ５21の分とアンテナ整合
分とを含む。アンテナ側の中心導体結合電極２21及び２
22、外部導体結合電極３21には同軸伝送モードで信号が
得られるので、外部導体結合電極３21から接地電位を得
ることができる。バルンを使用して平衡−不平衡変換を
行うことができる。従って、種々の形式の外部アンテナ
を使用することが可能である。

【００２５】アンテナ装置と同軸ケーブルとの間では、
同軸モードで効率よく、高周波電力が送受される。同軸
ケーブル４11及び４12は電話装置のコネクタＣＮを介し
て携帯電話機本体と接続される。

【００２６】携帯電話の場合、周波数は８００ＭＨｚ
帯、１５００ＭＨｚ帯、１９００ＭＨｚ帯で使用される
が、アンテナＡＮＴ３及びＡＮＴ４は空間ダイバーシチ
の他、周波数ダイバーシチ、アップリンクｆ１の送信ア
ンテナ、ダウンリンクｆ２の受信アンテナとしても使用
可能である。

【００２７】図４（ａ）〜同（ｉ）は、同軸ケーブル結
合装置及びアンテナ装置における中心導体結合電極２1
1、２12と外部導体結合電極３11の配置例を示してい
る。各図において、外部導体結合電極上に示される黒点
Ｐは、複数の同軸ケーブルの外部導体の共通の接続点を
示している。

【００２８】図４（ａ）は、図１及び図２に示したもの
であり、外部導体結合電極の一端部近傍において、同軸
ケーブルの外部導体と接続される。中心導体結合電極２
11及び２12は外部導体結合電極３11を中心として左右対
称に配置される。中心導体結合電極相互間は（１／４）
波長の接地電位の外部導体結合電極によって分離され、
中心導体結合電極同士の電気的な結合が抑制される。

【００２９】図４（ｂ）は、（１／４）波長の外部導体
結合電極３11の一部をｌだけ延長して中心導体結合電極
同士の電気的な結合をより確実に防止せんとしている。

【００３０】図４（ｃ）は、同図（ａ）の配置状態か
ら、中心導体結合電極２11及び２12の位置を外部導体結
合電極３11の上端部から相対的に下げて、同図（ｂ）に
示すように外部導体結合電極３11の一部を延長せずに図
４（ｂ）と同様の効果を上げる。

【００３１】図４（ｄ）は、外部導体結合電極３11の一
部を延長し、中心導体結合電極２11及び２12を囲むよう
にしている。

【００３２】図４（ｅ）は、外部導体結合電極３11で中
心導体結合電極２11及び２12間を分離すると共に、外部
導体結合電極３11を２周波数（ｆ１，ｆ２）でマッチン
グするように、２つの（１／４）波長部、（λ1 ／４）
部及び（λ2 ／４）部に形成している。こうした場合に
は、２本の同軸ケーブルの中心導体を伝搬する各通過信
号を、２つの周波数帯域ｆ1 及びｆ2 で、あるいは周波
数多重の通信形式で使用することが可能となり都合がよ
い。

【００３３】図４（ｆ）は、同図（ｄ）に示すものを、
同図（ｅ）と同様に２周波数（ｆ１，ｆ２）でマッチン
グするようにしている。

【００３４】図４（ｇ）は、４本の同軸ケーブルを結合
するために、４つの中心導体結合電極２11〜２14が設け
られている。中心導体結合電極２11〜２14が外部導体結
合電極３11の延長分ｌで分離されている。

【００３５】図４（ｈ）は、外部導体結合電極３11内に
中心導体結合電極２11及び２12を含む構成としている。
また、外部導体結合電極３11を２周波数（ｆ１，ｆ２）
でマッチングするようにしている。

【００３６】図４（ｉ）は、同図（ｆ）の構成を外部導
体結合電極３11の片側に設けた例を示している。

【００３７】このように、複数の同軸ケーブルで共用さ
れる（１／４）波長の外部導体結合電極の一部を利用
し、外部導体結合電極の一部を延長し、あるいは外部導
体結合電極の一部の形状を変えて、中心導体結合電極同
士の電気的結合が防止される。

【００３８】図５（ａ）は、外部導体結合電極３11に短
縮コイルＬを用いて外部導体結合電極３11の実長を短く
すると共に、電気長として（１／４）波長の長さを確保
する例を示している。

【００３９】図５（ｂ）は、アンテナＡＮＴ３及びＡＮ
Ｔ４に短縮コイルＬを用いて実アンテナ長を短くする例
を示している。

【００４０】なお、図４及び図５に示した各電極を透明
電極によって形成することができる。こうした場合に
は、窓ガラスの視界を可及的に妨げないようにすること
が可能となる。また、結合装置やアンテナ装置を目立た
なくすることが可能となる。

【００４１】本願発明では複数の同軸ケーブルを１つの
装置で結合できるが、携帯電話に限らず、テレビやＦＭ
放送の受信に使用することができる。１本の同軸ケーブ
ルを携帯電話に、他の同軸ケーブルを業務用無線や放送
の受信に使用することができる。同軸ケーブルを結合す
るための複数のコネクタのうち１つを使用し、他を使用
しない状態でも結合装置に不具合はない。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の同軸ケー
ブル結合装置及びアンテナ装置では、誘電体板の両側の
複数の同軸ケーブルを接続するに際し、一対の外部導体
結合電極の各々に各側の複数の同軸ケーブルの外部導体
を接続して外部導体結合電極を共用すると共に、該外部
導体結合電極によって内部導体結合電極相互間を電気的
に分離する構成としたので、複数本の同軸ケーブルを誘
電体板を介して結合する同軸ケーブル結合装置をコンパ
クトに形成することが可能となる。また、結合装置内で
の中心導体間の電気的結合を防止することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を説明する斜視図である。

【図２】図１の実施の形態におけるＸ−Ｘ’方向におけ
る断面図である。

【図３】本発明のアンテナ装置の例を説明する説明図で
ある。

【図４】中心導体結合電極と外部導体結合電極のバリエ
ーションを示す説明図である。

【図５】外部導体結合電極及びアンテナの長さの短縮化
の例を説明する説明図である。

【図６】同軸ケーブル結合装置の先行例を説明する斜視
図である。

【図７】携帯電話の一例を説明する説明図である。

【符号の説明】

１誘電体板２中心導体結合電極３外部導体結合電極４同軸ケーブル５インダクタンス（整合回路）６キャパシタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘電体板の両側に夫々配置された複数本の
同軸ケーブルを前記誘電体板を介して電気的に結合する
同軸ケーブル結合装置であって、前記誘電体板の両側に互いに対向するように複数対配置
されて、各側の複数の電極が各側の前記複数本の同軸ケ
ーブル各々の中心導体に夫々接続される複数対の中心導
体結合電極と、前記誘電体板の両側に互いに対向するように一対配置さ
れて、各側の１つの電極が各側の前記複数本の同軸ケー
ブル各々の外部導体に接続される一対の外部導体結合電
極と、を備え、前記外部導体結合電極は前記外部導体と前記外部導体結
合電極との接続点からの該電極の少なくとも１つの延在
方向における電極の電気長が前記同軸ケーブルを伝送す
る通過信号の略（１／４）波長の奇数倍となるように形
成され、かつ、前記外部導体結合電極は前記複数の中心
導体結合電極の相互間を電気的に分離するように形状及
び配置が定められる、ことを特徴とする同軸ケーブル結合装置。
【請求項２】前記中心導体結合電極と前記同軸ケーブル
の中心導体との間に整合回路が設けられる、ことを特徴とする請求項１記載の同軸ケーブル結合装
置。
【請求項３】前記内部導体結合電極及び前記外部導体結
合電極の少なくともいずれかが透明電極によって形成さ
れる、ことを特徴とする請求項１又は２記載の同軸ケーブル結
合装置。
【請求項４】誘電体板の一方面側に設置された複数のア
ンテナと、前記誘電体板の両側に互いに対向するように複数対配置
された電極からなり、前記一方面側の複数の電極が夫々
前記複数のアンテナに整合回路を介して接続され、他方
面側の複数の電極が夫々複数の同軸ケーブル各々の中心
導体に接続される複数対の中心導体結合電極と、前記誘電体板の両側に互いに対向するように一対配置さ
れた電極からなり、前記一方面側の１つの電極が前記整
合回路各々の接地系に接続され、前記他方面側の１つの
電極が前記複数本の同軸ケーブル各々の外部導体に接続
される一対の外部導体結合電極と、を備えるアンテナ装
置であって、前記外部導体結合電極は前記外部導体と前記外部導体結
合電極との接続点からの該電極の少なくとも１つの延在
方向における電極の電気長が前記同軸ケーブルを伝送す
る通過信号の略（１／４）波長の奇数倍となるように形
成され、かつ、前記外部導体結合電極は前記複数の中心
導体結合電極の相互間を電気的に分離するように形状及
び配置が定められる、ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項５】前記中心導体結合電極と前記同軸ケーブル
の中心導体との間に整合回路が設けられる、ことを特徴とする請求項４記載のアンテナ装置。
【請求項６】前記内部導体結合電極及び前記外部導体結
合電極の少なくともいずれかが透明電極によって形成さ
れる、ことを特徴とする請求項４又は５記載のアンテナ装置。