JPS62173801A - Ａｍ−ｆｍセル式電話多帯域送信／受信のための自動車用アンテナ - 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】 不発明ｒｉ例えば米国で８２５〜８９０　　ＭＨｚのセ
ル式電話周波数帯域において全二重作動が可能であると
共に普通の商用ＡＭおよびＦＭ放送を受信する上に効果
的である自動車用アンテナに関する。本発明ｆ′ｉ特に
自動車の一表面からのパワーによる出入動作に適合しう
る前記アンテナに向けられたものである。

車両に装着されたセル式電話のための市販のアンテナは
一般に自動車の屋根から作動されるようになされた男１
固のアンテナである。

しかし、アンテナを自動車の屋根に装着し連結すること
は物理的に困難である。また、別個のＡＭ−ＦＭアンテ
ナでは、その結果得られる多数のアンテナは多くの人々
により外観が魅力的でないと考えられている。最後に、
多くの自動車常用者は不使用時には収縮し従って偶発的
な損傷や破壊を受けることの少ないパワーアンテナを好
む。かかるアンテナは屋根内に装着することはできず、
収縮したアンテナ部品のための余地がある場会には車両
の一表訂に装着するのによシ適している。

従って本発明の目的はセル式電話周波数帯域、商用ＦＭ
帯域および商用ＡＭ帯域内で作動可能であってパワー出
入動作に適したアンテナを提供することにある。

この目的のために、本発明に係るアンテナは特許請求の
範囲第１項の特徴記載部分に明記された特徴金有する。

更に具体的には、パワー出入動作をなすようになされ且
つ車両の一表面から単一の多帯域ユニットによりＡＭ、
、ＦＭおよび全二重セル式電話作動を可能とするアンテ
ナはセル式電話帯域における８３５ＭＨｚの近傍の第１
の周波数で１／４波長の長さを有する第１のマスト部分
と、この第１のマスト部分の上方で共線的に連結され第
１の周波数で３半波長の有効電気的長さを有する整相コ
イルと、この整相コイルの上方で共線的に連結され第１
の周波数で半波長の長さを有する第２のマスト部分とか
ら成る。整相コイルおよび第２のマスト部分はセル式電
話帯域内の周波数で第１のマスト部分に利得を加え、且
つＡＭ無線帯域内の周波数で受信を与えつつアンテナを
ＦＭ無線帯域内の第２の周波数での共振に同調させる。

該アンテナは、導電性遮蔽管が自動車の一外面から自動
車内へと下方に延び、導覗性固定管が遮蔽管内に配置さ
れそれから電気的に絶縁され、マスト管が固定管と接触
し遮蔽管の内外に入れ子式に嵌合するようになされ、該
マスト管は前記第１のマスト部分から成る導電下部と電
気的に絶縁する上部とを含み、前記整相コイルｒｒｉ第
１のマスト部分の上方でマスト管の上部に配置はれそれ
と共線的に連結され、接点素子が整相コイルの上方でマ
スト管の上部に配置されそれと共線的に連結され、マス
ト桿が接点素子と接触しマスト管および固定管の内外に
入れ子式に嵌合するようになされ、マスト桿および接点
素子は共に前記第２のマスト部分から成り、同軸状送り
コネクタが固定管および遮蔽管を介して第１のマスト部
分の下端との同軸状連絡のために固定管および遮蔽管に
連結され、この同軸状送りコネクタは該同軸状送りコネ
クタから第１のマスト部分への固定管および遮蔽管の送
信線リアクタンスが同軸状送りコネクタへ反射し戻され
るごとき、同軸状送りコネクタの下方での固定管および
遮蔽管の開放スタブリアクタンスを相殺するように第１
のマスト部分の下端の下方にある距離を置いて固定管お
よび遮蔽管の側部に位置し、パワー手段がアンテナを固
定管の内外に入れ子式に嵌合せしめるように選択的に活
動化可能であるパワー出入アンテナとしての適合に特に
よく適している。

従ってパワー出入型式のこのアンテナはまた延ばされた
時に単一の多帯域ユニットによりＡＭＸＦＭおよび全二
重セル式電話作動を可能とし、また遮蔽管内へ入れ子式
に嵌合された時には保護される。

本発明においては、整相コイルは利得をもつ眞の１／４
波長アンテナを生み出すべく高周波セル式電話帯域で作
用する。このアンテナはその応用の３つの一般的な周波
数帯域においてきわめて異なる性質を有する。セル式電
話帯域においてｔ／ｉそれは３半彼整相コイル（負荷コ
イルではない）によシ上半波長部分に連結された眞の１
／４波長下部から成る。整相コイルの目的は上部が利得
を与えアンテナの応答パターンが有意な垂直ローブの発
生なしにその水平ローブにおいて強くなるように電流が
移相（ｐｈａｓｅ　５ｈｉｆｔ　）を介して進みうる非
放射部分を与えることにある。ＦＭ周波数では、１／４
彼長よシも短く、ナして整相コイルは負荷コイルとして
作用するが、これはその上方のアンテナ部分の容量性リ
アクタンスを相殺し従ってアンテナを商用ＦＭ周波数帯
域内で共振させるインダクタンスである。ＡＭ周波数で
は、整相コイルは特定の効果を有せず、アンテナは同等
の長さの典型的なマストまたはむち形アンテナとして作
用する。本発明の１つの利点は３つのすべての周波数帯
域、特に最初の２つの周波数帯域でアンテナとして働く
単一の構造を用いたことにある。

次に本発明を好ましい一実施例について添付図面を参照
して例示的に説明する。

第１図において、本発明に係るアンテナは頂部を車両バ
ンパ１３の一表免に物理的に連結するようになされた後
述の取付は手段を有する遮蔽管１１を含むパワーアンテ
ナ組立体１０から成る。本明細書および特許請求の範１
ｆＪＡにおいて用いられるごときバンパなる用語は自動
車の前部または後部パンパまたはウィングまたは他の適
当な類似の表面を意味するものと広義に解釈されるべき
ものである。もちろん、所望とあれば、このアンテナの
固定したマスト型式のものは車両の屋根または荷物入れ
蓋上に装着してもよいが、かかる装着は遮蔽管および駆
動装置は車両装着表部の下方に置かれねばならないとい
う明白な理由のためパワー出入型のものに対しては実用
的でない。遮蔽管１１の低部は不図示の駆動ケーブルを
収容したケーブル案内１５に開口している。このケーブ
ル案内１５および駆動ケーブルは可逆直流電動機および
巻回用ドラムユニット１γへ延びている。パワーアンテ
ナ組立体１０の駆動ケーブル、巻回用ドラムユニットお
よび電動機部分はパワー手段を画成し、公矧であるので
ここではこれらの素子についての更なる説明はしない。

第１図の遮蔽管１１内には固定管１２か同軸状に位置し
ており、これは導電性であって遮蔽管１１から絶縁され
ている。その内部には複数のマスト部材が入れ子式に嵌
合され、これらは第２図において示さ几ているが、同図
ではそれらは完全に延ばされた状四で示されている。マ
スト管１８は直径が固定管１２よυも小さく、固定管１
２と物理的および臘気的に接触しており、そしてその内
部でそｎぞれ第１図および第２図のように収縮位置と突
出位置との間を摺動するようになされている。

マスト管１８は上部２１と下部２２を含む。

下部２２は長さ３インチ（７，６２ｃｍ　）の導電金属
管から成り、そのうち上方の０．３７５インチ（０，９
５ｃｍ　）には雌ねじ山が付けられている。アンテナの
導電金属部分はクロムめっきした真鍮、ステンレス鋼ま
たは他の任意の適当な金属で作ってよい。上部２１はセ
ルコン（商標）等の絶縁熱可塑性樹脂または容易に加工
または成形され、良好な誘電性を有し、下部２２と混和
するように彩色されうる任意の類似材料で作られた管か
ら成る。上部２１はその管の内面のまわシに巻回され８
３５　ＭＨ２で３半波長の同等な電気的長さを有する針
金で作られた整相コイル２３を収容している。

ここで使用されている特定の整相コイル２３はたまたま
物理的には長さ約６．１５インチ（１５，５６ｃＭＬ）
であるが、この物理的長さは部分的にはコイル線の特性
、直径その他の要因により決定される。８３５ＭＨｚ　
での整相コイル２３の同等な電気的長ざは１９．５イン
チ（４９，５ｃＷＬ）となるように設計されており、こ
れは効果的なことにはその周波数でのアンテナにおける
電磁波長の３半でるる。整相コイル２３はその下端が短
い導電金属管２５にはんだ付けされていて、該金属管２
５の下部は上部２１の管から突出し下部２２の管のねじ
山部分内に螺合している。マスト管１８の上部２１内の
金属管２５の部分は長さが約０．２５インチ（０，６３
ｃｍ　）となっていて、下部２２の管と共に、総電気的
長さ３．２５インチ（８，３ｃｍ　）　、即ち、８３５
ＭＨｚで１／４ｅ長ヲ有する第１のマスト部分３０を創
成している。整相コイル２３の頂部は長さ１インチ（２
，５４ｃｍ　）の導電金属管２９にはんだ付けされてお
シ、これは上部２１の管の頂部内に接点素子を画成して
いる。

マスト桿２６は直径０．１インチ（０，２５Ｃｍ）の導
電金属で作られてお夕、収縮した時には整相コイル２３
およびマスト管１８内に入れ子式に嵌合するようになさ
れているが、完全に延ばされた時には金属管２９との摺
動物理的接触により整相コイル２３の頂部に共線的に連
結されマスト管１８から物理的に突出する。マスト桿２
６の下端ｖｉ遮蔽管１１内のアンテナの可動素子の突出
および収縮のために、駆動ケーブルに物理的ＶＣ連結さ
れている。マスト桿２６の頂部はアンテナが収縮せしめ
られた時に水密封具としても作用する先端またはコロナ
ボタンク２７を含む。マスト桿２６およびマスト管１８
の金属管２９は整相コイル２３の上方にあって８３５Ｍ
Ｈｚにて半波長である６、５インチ（１６，５ｃｍ）の
電気的長さを有する第２のマスト部分３１から成る。

アンテナの各素子はセル式電話、商用ＦＭおよび商用Ａ
Ｍに割当てられた３つの周波数帯域において作動時に３
つの異なる仕方で共に働く。セル式電話帯域では、車両
送信を８２５〜８４５ＭＨｚというよシ低い帯域に、そ
して固定局送信を８７０〜８９０ＭＨｚ　　という上部
帯域にして完全二重作動が得られる。車両送信帯域の中
心８３５ＭＨｚにおいては、アンテナは整相コイル２３
を介して上部半波長放射素子、即ち、第２のマスト部分
３１に共線的に連結された第１のマスト部分３０から成
るより低い１７４波長素子を備えた利得アンテナである
。整相コイル２３の３半波長成気的長さは第１および第
２のマスト部分３０．３１における位相の一致した電流
が１／４彼長素子のみを備えたアンテナ上に３ｄｂ利得
を与えるのを確実ならしめる。そのアンテナは車両送信
帯域の中心に対して最適化される、何故なら車両に装着
された装置の物理的制些（パワー、サイズ）により、こ
れが送信のための最も重大な帯域だからである。

半波長の電気的長さで整相コイルを用いて利得アンテナ
を生産することは周知の技術である。しかし、このアン
テナは半波長ではなくて３半波長の整相コイル２３を用
いるので、このアンテナは整相コイルの同等の電気的長
さが第１および第２のマスト部分３０，３１の長さと結
合して商用ＦＭ周波数帯域内によく収まる２９．２５イ
ンチ（７４，３ａｎ　）の結合電気的長ざとなる共振単
極放射器と見てもよい。このアンテナは実際にはその同
等の電気的長さよりも物理的に短いから、その抵抗イン
ピーダンスは５０オームに最適化されず、共振への同調
が同調せしめられた周波数でのりアクタンスを相殺して
僅かに低下した効率で良好なＦＭ性能を与える。従って
、良好なセル式電話性能もＦＭ性能も共に本発明のパワ
ー伸縮アンテナから得られる。

このアンテナは更に商用ＡＭ帯域内での受信を与える。

商用ＡＭ周波数でのアンテナの総有効電気的長さはその
物理的長さ、即ち約１６インチ（４０，６ｃｍ　）に対
応する。これはＡＭアンテナとしては短いが、強い信号
領域内で使える。

信号はＡＭ−ＦＭ娯楽ラジオ受信機をセル式電話装置か
ら隔離する不図示のスプリッタへ同軸送信線によシアン
テナの底部から導かれる。このスプリッタはセル式電話
が信号の混乱なしに娯楽ラジオと同時に用いられること
を可能とする。

固定したアンテナの場合には、送信線は通常の仕方で第
１のマスト部分３０の底部におけるコネクタに嵌合した
ケーブルでよい。しかし、パワ伸縮アンテナの場合には
、遮蔽管と駆動装置１γが邪魔になるのでこれは不可能
である。従って、遮蔽管１１は接地され固定管１２は遮
蔽管１１を送信線コネクタとして用いられ、同軸状送り
コネクタ３２が遮蔽管１１の側部を介して固定管１２と
の同軸ケーブル３３の中心導線のための連結点と遮蔽管
１１との同軸ケーブル３３の外側４ｓの連結とを与える
。しかし、８３５ＭＨｚでの波長は遮蔽管自体と同じ程
度の大きさ、即ち僅か１３インチまたは３３ｃｍにすぎ
ないから、同軸状送シコネクタ３２は遮蔽管１１に沿っ
て注意深く置かれなければならない。その過程は固定管
１２および遮蔽管１１の、送り点よりも下方の部分かり
アクタンスを送り点に反射し戻す開放スタブとして作用
することにょシ複雑化する。開放スタブからの誘導性等
の１つの型式の反作用的負荷がアンテナとの送信線接続
部から平行に容量性等の反対型式の反作用的負荷によシ
相殺される送シ点を見い出すことが必要である。加えて
、反作用的効果が相殺する時に、残っている純粋に抵抗
性のインピーダンスは出来れば５０オームに最適化され
るべきである。遮蔽管１１とその中の固定管１２との全
長は一定しているから、開放スタブおよび送信線は送シ
点が変化するにつれて同一および反対方向での長さを変
える。遮蔽管１１、固定管１２および誘電絶縁坏の任意
の与えられた装置に対しては、リアクタンスが相殺する
送り点がある。しかし、抵抗は最適にはなシえない。従
って遮蔽管１１、固定管１２ｔたは誘電体のある性質が
変化して抵抗を向上させると同時に送９点が変化してリ
アクタンスの相殺を維持する。当業者なら上述の原理に
よる最適送９点を算出する方法を知っている。図示の実
施例では、送り点は遮蔽管１１の頂部から８３５ＭＨｚ
で半波長より僅かに大きく下方にあることがわかる。

遮蔽管１１と車両バンパ１３との接会部において、雄ね
じ部分を有する絶縁管３５が車両バンパ１３の開口を介
して遮蔽管１１から上方に突出している。この絶縁管３
５はアンテナを延ばした状態で遮蔽管１１に進入するの
を防止するための内部密封手段を有する。

それはまたナツト３６が絶縁ＰＪ！３７に抗して回って
遮蔽管１１を接地のために車両バンパ１３の下面に対し
てきっちりと保持するための手段ともなる。絶縁管３５
および絶縁楔３７は８３５ＭＨｚでのアンテナのｆｉ　
ＲＱにとってきわめて有害となシうるアンテナの対地キ
ャパシタンスを最小に抑えつつアンテナの下部２２の管
を車両バンパ１３および遮蔽管１１の接地眠位から電気
的に分離するために絶縁材料で作られている。

上ｆこ卒げた寸法および周波数は米国で使用されるアン
テナ（Ｃ適した例である。本発明はこれらの寸法および
周波数に限定されるものではない。何故ならこれらはそ
うすることが適切な場合には他の国々の要求に応じるべ
く容易に変更可能であるからでめる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のアンテナのパワー嵌合実施例の完全に
収縮された状態での立面図、第２図ｒｆｉ第１図のアン
テナの、遮蔽管から突出する完全に伸ばされた部分の立
面図である。 〔主要部分の符号の説明」 １１・・・・・・・・・遮蔽管 １２・・・・・・・・固定管

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、セル式電話帯域における車両送信帯域の中心の近傍
   の第１の周波数で１／４波長の長さを有する第１のマス
   ト部分（３０）から 成る、ＡＭ−ＦＭセル式電話多帯域送信／ 受信のための自動車用アンテナにおいて、 第１のマスト部分の上方で共線的に連結さ れ第１の周波数で３半波長の有効電気的長 さを有する整相コイル（２３）と；この整 相コイルの上方で共線的に連結され第１の 周波数で半波長の長さを有する第２のマス ト部分（３１）を有し；これにより整相コ イルおよび第２のマスト部分は第１の周波 数の近傍の周波数においてセル式電話作動 用の１／４波長アンテナに比してアンテナの利得を増大
   させ更にＡＭ帯域における周波 数での受信を与えつつアンテナをＦＭ帯域 における第２の周波数での共振に同調させ ることを特徴とする、ＡＭ−ＦＭセル式電 話多帯域送信／受信のための自動車用アン テナ。 ２、特許請求の範囲第１項において、車両バンパ（１３
   ）の外面から自動車内へと下方 に延びる導電性遮蔽管（１１）と；該遮蔽 管内にあつてそれから電気的に絶縁された 導電性固定管（１２）；固定管と接触し固 定管の内外に入れ子式に嵌合するようにな されたマスト管（１８）であつて、遮蔽管 から完全に突出せしめられた時に第１のマ スト部分（３０）を画成する導電下部（２２）と、電気
   的に絶縁する上部（２１）とを含 むマスト管（１８）とを有し、整相コイル （２３）はマスト管の上部にあり；更に、 整相コイルの上方でマスト管の上部にあつ てそれと共線的に連結された接点素子（２９）と；該接
   点素子と接触しマスト管および固 定管（１２）の内外に入れ子式に嵌合する ようになされたマスト桿（２６）であつて 接点素子と共に第２のマスト部分（３１） を画成するマスト桿（２６）と；固定管 および遮蔽管を介して第１のマスト部分の 下端との同軸状連絡のために固定管および 遮蔽管と連結された同軸状送りコネクタで あつて、この同軸状送りコネクタから第１ のマスト部分への固定管および遮蔽管の送 信線リアクタンスが同軸状送りコネクタへ と反射し戻されるごとき、同軸状送りコネ クタの下方での固定管および遮蔽管の開放 スタブリアクタンスを相殺するように第１ のマスト素子の下端より下方にある距離を 置いて固定管および遮蔽管の側部に位置す る同軸状送りコネクタ（３２）と；アンテナを固定管の
   内外に入れ子式に嵌合せしめる べく選択的に活動化可能なパワー手段（１７）とを有す
   ることを特徴とするアンテナ。