WO2013099589A1 - アンテナ装置 - Google Patents

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WO2013099589A1
WO2013099589A1 PCT/JP2012/082049 JP2012082049W WO2013099589A1 WO 2013099589 A1 WO2013099589 A1 WO 2013099589A1 JP 2012082049 W JP2012082049 W JP 2012082049W WO 2013099589 A1 WO2013099589 A1 WO 2013099589A1
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antenna
ground
antenna element
vehicle
coaxial line
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功高 吉野
知倫 村上
覚 坪井
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ソニー株式会社
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    • H01Q5/40—Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements
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    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/32—Vertical arrangement of element
    • H01Q9/38—Vertical arrangement of element with counterpoise

Definitions

  • the present disclosure relates to an antenna device suitable for receiving a broadcast signal in a moving body such as a car.
  • a rod antenna attached outside the car or a film antenna that can be attached to a windshield or rear glass is often used.
  • the signal level of the received signal fluctuates greatly due to the influence of fading, so diversity reception is performed for the purpose of compensating for the deterioration of the received signal due to the influence of fading. Often done. However, in order to perform diversity reception, it is necessary to provide a plurality of antennas.
  • a film antenna that does not substantially affect the appearance is often selected rather than a rod antenna that deteriorates in appearance as the number increases.
  • Patent Document 1 describes a technology that enables broadcast waves to be stably received by installing film antennas on four front, rear, left, and right surfaces of a vehicle.
  • the user since it is difficult to attach the film antenna to the window, the user needs to ask a specialist to perform the installation in order to attach the film antenna in an appropriate position. In such a case, the user has to pay a separate labor cost in addition to the price of the film antenna.
  • the film antenna uses a member that cannot be said to have good conductivity as the antenna element, and the antenna cable has a long length, so that the gain of the antenna is lower than that of a rod antenna or the like. It has become a thing.
  • an amplifier is used in combination with many film antennas. However, the provision of an amplifier also causes problems such as increased power consumption and the need for a dedicated connector.
  • This disclosure is intended to provide an antenna device that has good reception performance and is easy to install.
  • An antenna device of the present disclosure includes an antenna element that receives a broadcast wave and a signal transmitted by being superimposed on the broadcast wave, and a ground element that has a predetermined length and is configured to be capable of adjusting a relative angle with the antenna element. With. Furthermore, the antenna element and the ground element are connected, and a power feeding unit is provided to extract a signal received by the antenna element.
  • an antenna device with good reception performance and easy installation is provided.
  • FIG. 4 is a graph showing reception characteristics of the vehicle-mounted antenna according to the first embodiment of the present disclosure, wherein A is a graph showing a C / N ratio in a signal received by a conventional film antenna, and B is a vehicle-mounted antenna of the present disclosure. It is the graph which showed C / N ratio in the signal received by. It is explanatory drawing which shows the structural example of the vehicle-mounted antenna by the modification 1 of 1st Embodiment of this indication.
  • FIG. 6 is a graph and table showing frequency-gain characteristics in the UHF band in the UHF band of the vehicle-mounted antenna according to the first modification of the first embodiment of the present disclosure, where A is a graph and B is when vertical polarization is received And C is a table showing the gain characteristics when vertical polarization is received.
  • It is explanatory drawing which shows the structural example of the vehicle-mounted antenna by the modification 2 of 1st Embodiment of this indication.
  • 5 is a graph and a table showing frequency-gain characteristics in the UHF band of an in-vehicle antenna according to Modification 2 of the first embodiment of the present disclosure, where A is a graph, and B is a gain characteristic when vertical polarization is received.
  • C is a table showing gain characteristics when vertical polarization is received.
  • First embodiment an example in which an antenna element and a ground element are connected via a substrate
  • Modification of first embodiment 2-1.
  • Modification 1 of the first embodiment (example in which the antenna element is configured by a substrate)
  • Modification 2 of the first embodiment (example in which the antenna element is configured by a substrate and a J-type antenna is configured by a ground portion and an antenna element different from the ground element) 2-3.
  • Modification 3 of the first embodiment an example in which a plurality of antenna elements are provided and a connection portion with a ground element is shared
  • Second embodiment example in which the ground element is constituted by a rod-shaped antenna
  • Modified example of the second embodiment (example in which a plurality of ground elements constituted by rod antennas are provided) 4).
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of an in-vehicle antenna according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the in-vehicle antenna 1 shown in FIG. 1 includes an antenna element 10, a high-frequency transmission line 20, a ground element 30, and a coaxial line 40 as an antenna cable.
  • the antenna element 10 is composed of a conductive wire such as a metal rod, and the signal pattern (signal line) 21 of the high-frequency transmission line 20 in which the antenna element 10 is composed of a coplanar line with a ground. Is connected.
  • a coplanar line is a transmission line in which a signal line and a ground conductor exist on the same plane.
  • the coplanar line with a ground is used for the high-frequency transmission line 20, and the signal pattern 22 and the ground conductor 23 (on the surface of the substrate 21 made of a plate-like dielectric material directly or via an insulating film). Ground conductor). Between the signal pattern 22 and the ground conductor 23, a slit 24, which is a linear gap, is provided with an appropriate width. The ground conductor 23 is also formed on the back surface of the substrate 21. The ground conductor 23 on the upper surface is usually connected to the ground conductor 23 through a through hole or the like and is configured to function as a ground.
  • a ground element 30 made of a conductive wire such as a metal rod is connected to the ground conductor 23 on the substrate 21.
  • the antenna element 10 and the ground element 30 constitute an antenna.
  • the vehicle-mounted antenna 1 can receive a desired frequency.
  • the antenna element 10 is set to 13 cm and the ground element 30 is set to 10 cm so that the frequency in the UHF band can be received.
  • the core wire 41 of the coaxial line 40 is connected to the end of the signal pattern 22 on the substrate 21 opposite to the side where the antenna element 10 is connected, and the end of the ground conductor 23 is connected to the coaxial line. 40 external conductors 43 are connected. That is, the coaxial wire 40 has a state in which the protective coating 44 and the outer conductor 43 are removed at the tip portion, and the derivative 42 and the core wire 41 are exposed.
  • the feeding point Fp of the in-vehicle antenna 1 according to the present embodiment is a portion where the antenna element 10 protrudes in the left direction in the drawing with respect to the ground conductor 23. That is, the feeding point Fp is formed at a portion where the antenna element 10 and the signal pattern 22 are connected.
  • connection portion 50 where the antenna element 10, the ground element 30, and the coaxial line 40 are connected to the high-frequency transmission line 20 is molded by a resin 51 such as an elastomer. That is, the resin 51 is formed so as to cover the substrate 21, the signal pattern 22, and the ground conductor 23.
  • a coaxial connector 45 is attached to the end of the coaxial line 40 opposite to the side connected to the connecting portion 50.
  • a ferrite core 60 as a high frequency attenuation member is provided in the middle of the coaxial line 40.
  • Providing the ferrite core 60 prevents radio waves from being placed on the outer conductor 43 of the coaxial line 40 between the ferrite core 60 and the coaxial connector 45.
  • the image current and noise received by the antenna element 10 flow to the external conductor 43 between the connection portion 50 and the ferrite core 60. That is, this part functions as the ground of the antenna element 10. Thereby, it can prevent that the external conductor 43 of the coaxial line 40 becomes an antenna, and the electromagnetic wave of the frequency which is not intended is induced.
  • the portion that functions as the ground of the antenna is widened, the reception characteristics of the antenna element 10 are improved.
  • the position on the coaxial line 40 where the ferrite core 60 is provided can be adjusted to an arbitrary position according to the frequency to be received. In the present embodiment, by providing the ferrite core 60 at a position 7 cm away from the connection portion 50, noise and image current riding on the antenna element 10 can be best removed.
  • the feeding point Fp of the in-vehicle antenna 1 is configured at a position where the signal pattern 22 of the substrate 21 and the antenna element 10 are connected.
  • the reception frequency can be determined by adjusting the impedance of the feed point Fp according to the insertion position of the ferrite core 60 and the length of the antenna element 10.
  • FIG. 2 shows the frequency-gain characteristics when the UHF band broadcast is received by the vehicle-mounted antenna 1 shown in FIG.
  • the coaxial wire 40 shown in FIG. 1 has a length of 3 m.
  • FIG. 2A is a graph, and data is shown in FIGS. 2B and 2C.
  • the horizontal axis represents frequency (MHz), and the vertical axis represents peak gain (dBd).
  • the solid line in the graph indicates the gain characteristic at the time of horizontal polarization reception, and the broken line indicates the gain characteristic at the time of vertical polarization reception.
  • FIG. 2B shows data showing frequency-gain characteristics at the time of vertical polarization reception
  • FIG. 2C shows data showing frequency-gain characteristics at the time of horizontal polarization reception.
  • FIGS. 2A to 2C it was confirmed that in the UHF band of 470 MHz to 870 MHz, gain characteristics of approximately ⁇ 10 dB or more were obtained in the horizontal polarization that is the main polarization of television broadcasting.
  • FIG. 3 shows the C / N ratio (Carrier to Noise Ratio) in the received signal before demodulation in comparison with that in the conventional film antenna.
  • FIG. 3A is a graph showing a C / N ratio of a received signal when a vehicle-mounted antenna 1 receives a UHF band signal (center frequency 475 MHz), and FIG. 3B receives a UHF band signal with a conventional film antenna. It is a graph which shows the C / N ratio of the received signal in the case of doing.
  • a conventional film antenna using an amplifier that increases the level of the received signal by 15 dB was used.
  • 3A and 3B the horizontal axis indicates the frequency (MHz), and the vertical axis indicates the signal level (dBm).
  • the noise floor is a value around ⁇ 122 dBm as shown by a broken line, and the signal level is shown as a dashed line— The value is around 105 dBm.
  • the signal level rises to around ⁇ 88 dBm.
  • the noise floor also rises to around -108 dBm. That is, in FIG.
  • the C / N ratio indicated by the distance between the alternate long and short dash line indicating the noise floor level and the broken line indicating the signal level is not much different from the C / N ratio in the in-vehicle antenna 1 shown in FIG. 3A. . Rather, the C / N ratio in the in-vehicle antenna 1 shown in FIG. 3A is slightly better depending on the frequency.
  • FIG. 4 is a schematic view showing an arrangement example of the vehicle-mounted antenna 1 on the vehicle body.
  • FIG. 4 shows an example in which two in-vehicle antennas 1 are arranged at the right end and the left end of the dashboard 102 in contact with the lower side of the car windshield 101.
  • the antenna element 10 extends straight on the dashboard 102 so as to be parallel to the lower side of the windshield 101, and the ground element 30 extends along the left and right sides of the windshield 101. It is made to
  • a coaxial connector 45 provided at the tip of each coaxial line 40 of the left and right vehicle-mounted antennas 1 is attached to the PND 200.
  • a receiver 210 is configured inside the PND 200, and the receiver 210 performs diversity reception and demodulates the received signal. In the present embodiment, for example, a spatial diversity maximum ratio combining method is used as diversity reception.
  • the signal demodulated by the receiver 210 is displayed on the screen of the display unit 220 including a liquid crystal display.
  • the in-vehicle antenna 1 By arranging the in-vehicle antenna 1 in this manner, the metal body of the car at the end of the windshield 101 and the ground element 30 of the in-vehicle antenna 1 are capacitively coupled, and the ground of the antenna is widened. Thereby, the level of the received signal at the vehicle-mounted antenna 1 is improved, and further, the reception characteristics during traveling are also improved.
  • the portion that functions as the ground of the antenna is expanded by capacitively coupling the ground element 30 and the metal part of the vehicle body, so that reception equal to or higher than that of a conventional film antenna is achieved. It becomes possible to obtain characteristics.
  • a metal member having good conductivity can be used as the material of the antenna element 10.
  • the length of the antenna cable (coaxial line 40) can be shortened.
  • the number of antennas can be easily increased, diversity reception can also be performed. This makes it possible to receive full-segment broadcasts, so that high-definition characters and video can be displayed neatly even on a device with a relatively large screen size such as PND200.
  • the in-vehicle antennas are not arranged on the surface of the windshield 101, and thus visibility during driving is not hindered.
  • the appearance of the vehicle does not deteriorate.
  • the antenna element 10 and the ground element 30 of the in-vehicle antenna 1 are arranged on the dashboard 102 of the car, but they may be fixed by a clamper or the like.
  • the antenna element 10 and the ground element 30 are connected via the high-frequency transmission line 20 configured by a coplanar line with a ground.
  • the present invention is not limited to this.
  • Other high-frequency transmission lines such as a microstrip line may be used.
  • the antenna element 10 and the ground element 30 may be directly connected to the coaxial line 40 without using the high-frequency transmission line 20.
  • the antenna element 10 is connected to the core wire 41 of the coaxial line 40
  • the ground element 30 is connected to the outer conductor 43 of the coaxial line 40.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the first modification.
  • portions corresponding to those in FIG. 1 are denoted with the same reference numerals, and redundant description is omitted.
  • the antenna element 10a is configured by a substrate made of a flat conductor.
  • a substrate having the same width (for example, 15 mm) from end to end of the two ground conductors 23 and having a length in the longitudinal direction of 115 mm and having no ground on the back surface is provided on the substrate 21.
  • the end of the signal pattern 22 on the substrate 21 refers to a side where the core wire 41 of the coaxial line 40 and the ground element 30 are not connected.
  • FIG. 6 is a graph and a table showing frequency-gain characteristics when a UHF band broadcast is received by the in-vehicle antenna 1A of the present embodiment.
  • the length of the coaxial line 40 was 1.5 m.
  • FIG. 6A is a graph, and data is shown in FIGS. 6B and 6C.
  • the horizontal axis represents frequency (MHz), and the vertical axis represents peak gain (dBd).
  • the solid line in the graph indicates the gain characteristic at the time of horizontal polarization reception, and the broken line indicates the gain characteristic at the time of vertical polarization reception.
  • FIG. 6B is data showing frequency-gain characteristics at the time of vertical polarization reception
  • FIG. 6C is data showing frequency-gain characteristics at the time of horizontal polarization reception.
  • width variety of the antenna element 10a the same width
  • the width may be wider than this, and widening allows currents of various frequencies to flow through the antenna element 10a, so that reception characteristics on the high frequency side in particular can be further improved.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a configuration example of Modification 2 of the first embodiment of the present disclosure.
  • portions corresponding to those in FIGS. 1 and 6 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
  • the in-vehicle antenna 1B shown in FIG. 7 differs from the in-vehicle antenna 1A shown in FIG. 6 in that the ground conductor 23 on the substrate 21 is extended to provide a second ground element 30a different from the ground element 30. It is a point.
  • the second ground element 30a is arranged in parallel with the antenna element 10b and separated from the antenna element 10a by a predetermined distance, and its length in the longitudinal direction is shorter than the length of the antenna element 10b. With this configuration, the antenna element 10a and the second ground element 30a constitute a J-type antenna.
  • the antenna element 10a is 130 mm long ⁇ 8 mm wide, and the second ground element 30a is 85 mm long ⁇ 3 mm wide. Then, the distance between the antenna element 10a and the second ground element 30a is set so that the signals received by the antenna element 10a and the second ground element 30a can be isolated.
  • FIG. 8 is a graph and a table showing frequency-gain characteristics when a UHF band broadcast is received by the vehicle-mounted antenna 1B of the present embodiment.
  • the length of the ground element 30 was 100 mm, and the length of the coaxial line 40 was 1.5 m.
  • FIG. 8A is a graph, and data is shown in FIGS. 8B and 8C.
  • the horizontal axis indicates the frequency (MHz), and the vertical axis indicates the peak gain (dBd).
  • the solid line in the graph indicates the gain characteristic at the time of horizontal polarization reception, and the broken line indicates the gain characteristic at the time of vertical polarization reception.
  • FIG. 8B is data showing frequency-gain characteristics at the time of vertical polarization reception, and FIG.
  • FIGS. 8A to 8C is data showing frequency-gain characteristics at the time of horizontal polarization reception.
  • a gain characteristic of ⁇ 8 dB or more can be obtained in both vertical polarization and horizontal polarization particularly in a high frequency portion around 670 MHz to 750 MHz.
  • good characteristics of ⁇ 5 dB or more can be obtained. That is, it can be seen that the reception characteristics are greatly improved as compared with the gain characteristics in the vehicle-mounted antennas of the above-described embodiments.
  • the in-vehicle antenna 1B of the present embodiment also performed a field test for evaluating the running characteristics.
  • a field test is performed by attaching both a conventional film antenna and the in-vehicle antenna 1B of the present embodiment to one car, and traveling in a weak electric field area and an area affected by fading because the radio wave is weak due to the shadow of the building. It was. Then, by viewing the video of a predetermined broadcast wave received by each antenna with two PNDs, it was confirmed how block noise appeared in the video. That is, the length of the interval at which block noise occurs, the appearance of the generated block noise, and the like were compared.
  • the area where the field test was conducted is around the Ishikawadai area in Ota-ku, Tokyo, about 10 km from Tokyo Tower, the source of broadcast waves, and around Musashishinjo, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, about 5 km away from the southwest. Is the region with the west end. The northern end is around Todoroki, Setagaya-ku, and the southern end is around Shin-Maruko, Nakahara-ku, Kawasaki City.
  • the film antenna As the film antenna, two antennas for diversity reception were provided, and each was attached to the upper right and upper left of the windshield.
  • two in-vehicle antennas 1B (see FIG. 7) were similarly provided, arranged at the right end portion and the left end portion on the dashboard, respectively, and the ground elements 30 were fitted along the pillars of the left and right vehicle bodies.
  • the reception channel was TOKYO MX (physical channel: UHF band 20ch, center frequency: 515 MHz, transmission output: 3 kW). The weather on the day of the field test was clear.
  • the antenna element 10a is disposed on the coaxial line 40 side and the second ground element 30a is disposed above the antenna element 10a.
  • the configuration is not limited to this. It is good also as arrangement of. That is, the second ground element 30a may be disposed on the coaxial line 40 side, and the antenna element 10a may be disposed above the second ground element 30a.
  • the in-vehicle antenna 1C shown in FIG. 9 has two antenna elements made of a linear metal member, and the ground element 30 is shared by the two antenna elements.
  • the antenna element 10-1 and the antenna element 10-2 are arranged in different directions so that the correlation of reception conditions between the two antennas becomes as small as possible.
  • the substrate 21b is provided with two sets of the signal pattern 22 and the ground conductor 23, and the antenna element 10-1 and the antenna element 10-2 are connected to different signal patterns 22, respectively.
  • a coaxial line 40-1 for the antenna element 10-1 and a coaxial line 40-2 for the antenna element 10-2 are separately provided on the side of the signal pattern 22 where the antenna element is not attached. ing.
  • the in-vehicle antenna 1C need only be arranged on one side on the dashboard (not shown). Also, when diversity reception is performed using four antenna elements, it is only necessary to place two on-vehicle antennas 1C on both sides of the dashboard. Moreover, according to the vehicle-mounted antenna 1C of the present embodiment, an effect equivalent to the effect obtained in each of the embodiments described above can be obtained.
  • the antenna element 10-1 and the antenna element 10-2 are configured by the same member (metal member), but the present invention is not limited to this.
  • one of the two antenna elements may be formed with a substrate, and the other may be configured with a metal wire.
  • the antenna element constituted by the substrate is arranged horizontally with respect to the dashboard, and the other is constituted by a linear metal member and arranged vertically so that the correlation between both antenna elements is further reduced. can do.
  • In-vehicle antenna 1D includes antenna element 10b and ground element 30b configured as a rod antenna (bar-shaped antenna).
  • the rod antenna that functions as the ground element 30b for example, a rod antenna that can adjust the angle (relative position) between the antenna portion and its supporting portion to an arbitrary angle is used.
  • the antenna element 10b and the ground element 30b are connected via the above-described high-frequency transmission line (not shown) or the like, and the connection portion is covered with a resin case.
  • a rotation mechanism 31 formed of a ⁇ 3.5 earphone jack is provided at a connection portion between the ground element 30b and the substrate of the high-frequency transmission line, and the ground element 30b is inserted into the rotation mechanism 31 by inserting the ground element 30b.
  • the angle with respect to the antenna element 10b can be adjusted to an arbitrary angle.
  • the distance between the ground element 30b and the vehicle body can be adjusted to an arbitrary distance. That is, since the ground element 30b can be disposed at a position where the capacitive coupling generated between the vehicle body and the vehicle body is optimal, the antenna characteristics can be easily improved. Further, regardless of the angle of the pillar with respect to the ground, the angle of the ground element 30b can be adjusted to the angle, so the vehicle-mounted antenna 1D can be attached without selecting the vehicle body.
  • the rotation mechanism 31 is formed of an earphone jack has been described.
  • the present invention is not limited to this, and a dedicated rotation mechanism 31 may be created.
  • the in-vehicle antenna 1D shown in FIG. 10 in which the antenna element 10b and the ground element 30b are configured by rod antennas may be configured as a J-type antenna.
  • a configuration example of the in-vehicle antenna 1E configured as described above is illustrated in FIG. Similar to the configuration shown in FIG. 7, a second ground element 30c is provided separately from the ground element 30b. The second ground element 30c is arranged in parallel with the antenna element 10b and at a predetermined distance from the antenna element 10a, and the length in the longitudinal direction is shorter than the length of the antenna element 10b. .
  • an image current having a frequency received by the antenna element 10a can flow through the second ground element 30c, and a current corresponding to the length of the ground element 30c can also flow through the antenna element side.
  • the band that can be received can be expanded.
  • FIG. 12 is a graph and table showing frequency-gain characteristics when a UHF band broadcast is received by the in-vehicle antenna 1E (see FIG. 11) of the present embodiment.
  • the length of the ground element 30 was 120 mm, and the length of the coaxial line 40 was 1.5 m.
  • the length of the antenna element 10b is 130 mm, the length of the second ground element 30c is 85 mm, and the angle between the antenna element 10b and the second ground element 30c is 135 °.
  • FIG. 12A is a graph, and data is shown in FIGS. 12B and 12C.
  • the horizontal axis represents frequency (MHz), and the vertical axis represents peak gain (dBd).
  • the solid line in the graph indicates the gain characteristic at the time of horizontal polarization reception, and the broken line indicates the gain characteristic at the time of vertical polarization reception.
  • FIG. 12B shows data indicating frequency-gain characteristics at the time of vertical polarization reception
  • FIG. 12C shows data indicating frequency-gain characteristics at the time of horizontal polarization reception. As shown in FIGS.
  • the in-vehicle antenna 1 receives a radio wave in the UHF band is taken as an example, but the present invention is not limited to this.
  • the present invention is also applicable to antennas that receive other frequencies, for example, VHF bands.
  • the in-vehicle antenna 1 does not have an amplifier.
  • the amplifier may be provided on the high-frequency transmission line 20 configured as a coplanar line. By providing the amplifier, the front and the rear of the insertion position of the amplifier are separated in high frequency, so that it is not necessary to insert the ferrite core 60 into the coaxial line 40.
  • the vehicle-mounted antenna 1 and the navigation device such as the PND 200 are connected via the coaxial line 40 is given.
  • the vehicle-mounted antenna 1 may be incorporated in the PND 200.
  • an antenna element may be embedded above the display screen on the housing and the ground element 30 may be rotatably provided on the upper right or upper left of the housing.
  • the present invention is not limited to this. You may comprise so that attachment to portable apparatuses, such as a mobile telephone terminal and a tablet terminal.
  • the ground element 30 may be inserted into a terminal such as a Micro USB (USB micro B terminal), and the antenna that is normally provided in the terminal is used as it is without providing the antenna element 10. You may do it.
  • this indication can also take the following structures.
  • An antenna apparatus comprising: a power feeding unit that connects the antenna element and the ground element and extracts a signal received by the antenna element.
  • the length in the longitudinal direction of the antenna element and the ground element is such that the sum of the length of the antenna element and the length of the ground element is approximately ⁇ / 2 of the wavelength of the radio wave desired to be received.
  • the antenna device according to any one of (1) to (3) which is adjusted accordingly.
  • the antenna device according to any one of (1) to (6), wherein the antenna element and the second antenna element are arranged in different directions.
  • the antenna element is connected to the conductive portion of the substrate having a conductive portion and a ground portion, and the conductive portion of the substrate is used for the first conductive portion for the antenna element and the second antenna element.
  • the antenna device according to any one of the above.
  • the antenna device according to any one of (1) to (4), wherein a coaxial line is connected to the power feeding unit, and a high-frequency attenuation unit that attenuates a high-frequency current is provided in the middle of the coaxial line.
  • the antenna element is connected to the conductive portion of a substrate having a conductive portion and a ground portion, and the ground element is connected to the ground portion of the substrate.
  • the antenna device according to 1.
  • (11) The antenna device according to any one of (1) to (4), wherein the antenna element is connected to a core wire of the coaxial line, and the ground element is connected to an outer conductor of the coaxial line.

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Abstract

　放送波および放送波に重畳して伝送された信号を受信するアンテナエレメント１０と、所定の長さを有し、アンテナエレメント１０との相対位置を調整可能に構成したグランドエレメント３０とを備える。さらに、アンテナエレメント１０とグランドエレメント３０とが接続され、アンテナエレメント１０が受信した信号が取り出される給電部Ｆｐを備える。

Description

アンテナ装置
　本開示は、車などの移動体において放送信号を受信するのに好適なアンテナ装置に関する。
　従来、車に備え付けのカーナビゲーション装置や、車に取り付けたＰＮＤ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　Ｄｅｖｉｃｅ）のアンテナとしては、車外に取り付けるロッドアンテナか、フロントガラスまたはリアガラスに貼付可能なフィルムアンテナが用いられることが多い。
　車のような移動体で放送を受信する場合には、フェージングの影響を受けて受信信号の信号レベルが大きく変動してしまうため、フェージングの影響による受信信号の劣化を補う目的で、ダイバーシティ受信が行われることが多い。しかし、ダイバーシティ受信を行うには、アンテナを複数本設ける必要がある。
　このため、ダイバーシティ受信を行うためのアンテナとしては、本数が増えることで見栄えが悪くなってしまうロッドアンテナよりも、見栄えにほぼ影響しないフィルムアンテナが選択されることが多い。
　例えば、特許文献１には、車両の前後左右の４面にフィルムアンテナを設置することにより、放送波を安定的に受信できるようにする技術が記載されている。
特開平１１－０１７５９５号公報
　ところが、フィルムアンテナは窓への取り付けが難しいため、適切な位置に綺麗に貼り付けるには、ユーザは、専門の業者に作業を依頼して取り付けを行ってもらう必要があった。このようなケースでは、ユーザは、フィルムアンテナの代金に加えて別途作業の工賃を支払う必要があった。
　また、フィルムアンテナは、アンテナエレメントとして導電率がよいとは言えない部材を使用していることと、アンテナケーブルの長さが長いことにより、そのアンテナのゲインは、ロッドアンテナ等と比較して低いものとなっている。この問題を解決するために、多くのフィルムアンテナではアンプが併用されている。しかし、アンプを設けることにより、消費電力が増加したり、専用のコネクタが必要となったりするという問題も生じてしまう。
　本開示は、受信性能がよく、かつ取り付けが容易なアンテナ装置を提供することを目的とする。
　本開示のアンテナ装置は、放送波および前記放送波に重畳して伝送された信号を受信するアンテナエレメントと、所定の長さを有し、アンテナエレメントとの相対角度を調整可能に構成したグランドエレメントとを備える。さらに、アンテナエレメントとグランドエレメントとが接続され、アンテナエレメントが受信した信号が取り出される給電部を備える。
　このように構成したことで、グランドエレメントのアンテナエレメントに対する角度を調整することにより、グランドエレメントと、当該車載アンテナを搭載した車体の金属部分との間で容量結合が起きる。これにより、放送信号を受信するアンテナ装置のグランドとして機能する部分の面積が拡大するため、アンテナ装置の受信特性が向上する。また、アンテナエレメントとグランドエレメントとを、例えば車体のダッシュボード上等に配置するだけでアンテナ装置が形成されるため、その取り付けも非常に容易に行うことができる。
　本開示によれば、受信性能がよく、かつ取り付けが容易なアンテナ装置が提供される。
本開示の第１の実施の形態による車載アンテナの構成例を示す説明図である。 本開示の第１の実施の形態による車載アンテナのＵＨＦ帯における周波数－ゲイン特性を示すグラフおよび表であり、Ａはグラフであり、Ｂは垂直偏波を受信したときのゲイン特性を示す表であり、Ｃは垂直偏波を受信したときのゲイン特性を示す表である。 本開示の第１の実施の形態による車載アンテナの配置例を示す説明図である。 本開示の第１の実施の形態による車載アンテナによる受信特性を示すグラフであり、Ａは従来のフィルムアンテナで受信した信号におけるＣ／Ｎ比を示したグラフであり、Ｂは本開示の車載アンテナで受信した信号におけるＣ／Ｎ比を示したグラフである。 本開示の第１の実施の形態の変形例１による車載アンテナの構成例を示す説明図である。 本開示の第１の実施の形態の変形例１による車載アンテナのＵＨＦ帯にＵＨＦ帯における周波数－ゲイン特性を示すグラフおよび表であり、Ａはグラフであり、Ｂは垂直偏波を受信したときのゲイン特性を示す表であり、Ｃは垂直偏波を受信したときのゲイン特性を示す表である。 本開示の第１の実施の形態の変形例２による車載アンテナの構成例を示す説明図である。 本開示の第１の実施の形態の変形例２による車載アンテナのＵＨＦ帯における周波数－ゲイン特性を示すグラフおよび表であり、Ａはグラフであり、Ｂは垂直偏波を受信したときのゲイン特性を示す表であり、Ｃは垂直偏波を受信したときのゲイン特性を示す表である。 本開示の第１の実施の形態の変形例３による車載アンテナの構成例を示す説明図である。 本開示の第２の実施の形態による車載アンテナの構成例を示す説明図である。 本開示の第２の実施の形態の変形例による車載アンテナの構成例を示す説明図である。 本開示の第２の実施の形態の変形例による車載アンテナのＵＨＦ帯における周波数－ゲイン特性を示すグラフおよび表であり、Ａはグラフであり、Ｂは垂直偏波を受信したときのゲイン特性を示す表であり、Ｃは垂直偏波を受信したときのゲイン特性を示す表である。
　以下、本開示を実施するための形態について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。１．第１の実施の形態例（アンテナエレメントとグランドエレメントとを基板を介して接続した例）
２．第１の実施の形態の変形例
　２－１．第１の実施の形態の変形例１（アンテナエレメントを基板で構成した例）
　２－２．第１の実施の形態の変形例２（アンテナエレメントを基板で構成し、グランドエレメントとは異なるグランド部とアンテナエレメントとでＪ型アンテナを構成した例）
　２－３．第１の実施の形態の変形例３（アンテナエレメントを複数設けて、グランドエレメントとの接続部を共有する例）
３．第２の実施の形態例（グランドエレメントを棒状アンテナで構成した例）
　３－１．第２の実施の形態の変形例（棒状アンテナで構成したグランドエレメントを複数設けた例）
４．各種変形例
＜１．第１の実施の形態例＞
　図１は、本開示の第１の実施の形態による車載アンテナの構成例を示す概略図である。図１に示す車載アンテナ１は、アンテナエレメント１０と、高周波伝送線路２０と、グランドエレメント３０と、アンテナケーブルとしての同軸線４０とを含む。本実施の形態では、アンテナエレメント１０を金属のロッド等の導電性の線材で構成しており、アンテナエレメント１０を、グランド付きコプレーナラインで構成した高周波伝送線路２０の、信号パターン（信号線路）２１に接続させている。コプレーナラインとは、信号線路と接地導体とが同一平面上に存在する伝送線路である。
　高周波伝送線路２０には、上述したようにグランド付きコプレーナラインを使用しており、平板状の誘電体よりなる基板２１の表面上に、直接または絶縁膜を介して信号パターン２２とグランド導体２３（接地導体）とが設けられている。信号パターン２２とグランド導体２３との間は、線状の空隙部であるスリット２４が適切な幅をもって設けられている。グランド導体２３は、基板２１の裏面にも形成されており、上面のグランド導体２３とは、通常スルーホール等により接続され、グランドとして機能するように構成されている。高周波伝送線路２０をグランド付きコプレーナラインで構成することにより、基板による誘電体損失が低く抑えられるため、アンテナエレメント１０で受信した高周波信号を減衰させることなく通過させることができる。
　基板２１上のグランド導体２３には、金属のロッド等の導電性の線材で構成したグランドエレメント３０を接続させている。このように構成することで、アンテナエレメント１０とグランドエレメント３０とによってアンテナが構成される。アンテナエレメント１０の長さとグランドエレメント３０の長さとを足した全体の長さを、受信したい周波数の約λ／２とすることで、車載アンテナ１で所望の周波数を受信できるようになる。実際には、アンテナエレメント１０の材料及びグランドエレメント３０の材料や、受信周波数により、エレメントの調整は適宜行う必要がある。本実施の形態では、例えばアンテナエレメント１０を１３ｃｍ、グランドエレメント３０を１０ｃｍとすることで、ＵＨＦ帯の周波数を受信できるように構成している。
　基板２１上の信号パターン２２の、アンテナエレメント１０が接続された側とは反対側の端部には、同軸線４０の芯線４１を接続させてあり、グランド導体２３の端部には、同軸線４０の外部導体４３を接続させてある。つまり、同軸線４０は、その先端部分において保護被覆４４および外部導体４３を取り除いてあり、誘導体４２と芯線４１とが露出された状態としてある。また、本実施の形態による車載アンテナ１の給電点Ｆｐは、グランド導体２３に対してアンテナエレメント１０が図中の左側の方向に飛び出した部分となる　。すなわち、アンテナエレメント１０と信号パターン２２とが接続された部分に給電点Ｆｐが形成される。
　アンテナエレメント１０とグランドエレメント３０と同軸線４０とが、高周波伝送線路２０に接続された部分である接続部５０は、エラストマー等の樹脂５１によりモールド成形されている。つまり、樹脂５１が基板２１や信号パターン２２、グランド導体２３を覆うように形成されている。同軸線４０の、接続部５０に接続された側とは反対側の端部には、同軸コネクタ４５が取り付けられている。
　また、同軸線４０の途中には、高周波減衰部材としてのフェライトコア６０を設けてある。フェライトコア６０を設けることにより、フェライトコア６０から同軸コネクタ４５までの間の同軸線４０の外部導体４３には電波が載らなくなる。これにより、アンテナエレメント１０が受けたイメージ電流やノイズは、接続部５０からフェライトコア６０までの間の外部導体４３に流れるようになる。つまり、この部分がアンテナエレメント１０のグランドとして機能するようになる。これにより、同軸線４０の外部導体４３がアンテナとなって意図しない周波数の電波が誘起されてしまうことを防ぐことができる。
　また、アンテナのグランドとして機能する部分が広くなることで、アンテナエレメント１０の受信特性が向上する。フェライトコア６０を設ける同軸線４０上の位置（接続部５０との距離）は、受信したい周波数等に合わせて任意の位置に調整できるものとする。本実施の形態では、フェライトコア６０を、接続部５０から７ｃｍ離れた位置に設けることにより、アンテナエレメント１０に乗ったノイズやイメージ電流をもっとも良く取り除くことができた。
　また、上述したように、車載アンテナ１の給電点Ｆｐは基板２１の信号パターン２２とアンテナエレメント１０とが接続された位置に構成される。この給電点Ｆｐのインピーダンスを、フェライトコア６０の挿入位置やアンテナエレメント１０の長さにより調整することで、受信周波数を決定することが可能となる。
　図２に、図１に示した車載アンテナ１でＵＨＦ帯の放送を受信したときの周波数－ゲイン特性を示す。図１に示した同軸線４０は、長さが３ｍのものを使用した。図２Ａはグラフであり、図２Ｂおよび図２Ｃにデータを示している。図２Ａの横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸はピークゲイン（ｄＢｄ）を示す。グラフ中の実線は水平偏波受信時のゲイン特性を示し、破線は垂直偏波受信時のゲイン特性を示している。図２Ｂは垂直偏波受信時の周波数－ゲイン特性を示すデータであり、図２Ｃは水平偏波受信時の周波数－ゲイン特性を示すデータである。図２Ａ～図２Ｃに示すように、４７０ＭＨｚ～８７０ＭＨｚのＵＨＦ帯では、テレビ放送の主偏波である水平偏波において、概ね－１０ｄＢ以上のゲイン特性が得られていることが確認できた。
　図３には、復調前の受信信号におけるＣ／Ｎ比（Ｃａｒｒｉｅｒ　ｔｏ　Ｎｏｉｓｅ　Ｒａｔｉｏ）を、従来のフィルムアンテナにおけるものとの比較で示している。図３Ａは、車載アンテナ１でＵＨＦ帯の信号（中心周波数４７５ＭＨｚ）を受信した場合における受信信号のＣ／Ｎ比を示すグラフであり、図３Ｂは、従来のフィルムアンテナでＵＨＦ帯の信号を受信した場合における受信信号のＣ／Ｎ比を示すグラフである。従来のフィルムアンテナとしては、受信信号のレベルを１５ｄＢアップさせるアンプを用いたものを使用した。図３Ａおよび図３Ｂにおいて、横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸は信号レベル（ｄＢｍ）を示す。
　図３Ａに示すように、本実施の形態による車載アンテナ１が受信した信号においては、ノイズフロアは破線で示したように－１２２ｄＢｍ近辺の値であり、信号レベルは一点鎖線で示したように－１０５ｄＢｍ近辺の値となっている。これに対して、従来のフィルムアンテナで受信した信号においては、図３Ｂに示すように、信号のレベルが－８８ｄＢｍ近辺まで上がっている。しかし、信号レベルとともに、ノイズフロアも－１０８ｄＢｍ近辺まで上がっていることが分かる。つまり、図３Ｂにおいて、ノイズフロアのレベルを示す一点鎖線と信号レベルを示す破線との間隔で示されるＣ／Ｎ比は、図３Ａに示した車載アンテナ１におけるＣ／Ｎ比とさほど変わっていない。周波数によっては、むしろ図３Ａに示した車載アンテナ１におけるＣ／Ｎ比の方が若干よくなっている。
　図４は、車載アンテナ１の車体への配置例を示す概略図である。車載アンテナ１で例えばフルセグメント放送等の高次の変調方式が用いられた放送を受信する場合には、車載アンテナ１を２本設けてダイバーシティ受信することで、アンテナの受信特性を向上させることができる。図４には、２本の車載アンテナ１を、車のフロントガラス１０１の下辺と接するダッシュボード１０２の右端と左端にそれぞれ配置した例を示してある。左右の車載アンテナ１において、アンテナエレメント１０はダッシュボード１０２上で、フロントガラス１０１の下辺に対して平行になるようにまっすぐ伸ばしてあり、グランドエレメント３０は、フロントガラス１０１の左右の辺に沿うように這わせてある。
　左右の車載アンテナ１の各同軸線４０の先端部分に設けられた同軸コネクタ４５は、ＰＮＤ２００に取り付けてある。ＰＮＤ２００の内部には受信機２１０が構成されており、この受信機２１０がダイバーシティ受信を行って受信信号を復調する。本実施の形態では、ダイバーシティ受信として、例えば空間ダイバーシティの最大比合成方式を用いている。受信機２１０によって復調された信号は、液晶ディスプレイ等よりなる表示部２２０の画面上に表示される。
　車載アンテナ１をこのように配置することで、フロントガラス１０１の端にある車の金属ボディと、車載アンテナ１のグランドエレメント３０とが容量結合して、アンテナのグランドが広くなる。これにより、車載アンテナ１での受信信号のレベルが向上し、さらには、走行時の受信特性も改善する。
　本実施の形態の車載アンテナ１によれば、グランドエレメント３０と車体の金属部分とが容量結合することによりアンテナのグランドとして機能する部分が拡大するため、従来のフィルムアンテナと同等またはそれ以上の受信特性を得ることが可能となる。また、アンテナをフロントガラス１０１やリアガラス（図示略）に貼り付ける必要がないため、アンテナエレメント１０の素材として、導電性のよい金属の部材を使用することができるようになる。さらに、フロントガラス１０１の上端や図示せぬリアガラス等の、カーナビゲーション装置やＰＮＤ２００から離れた位置にアンテナを配置する必要がなくなるため、アンテナケーブル（同軸線４０）長も短くすることができる。
　したがって、アンテナエレメントの材質やケーブル長の長さに起因して落ちてしまうアンテナゲインを補うために、アンプを設ける必要がなくなる。これにより、アンプに対応したＭＣＸコネクタ等の高価なコネクタを用いる必要がなくなるため、製造コストを低減させることができる。かつ、消費電力も抑えることができる。また、本実施の形態による車載アンテナ１は、ダッシュボード１０２上に配置するだけでよいため、取り付けをユーザ自身が容易に行うことができる。したがって、ユーザは取り付け費用を支払う必要がなくなる。
　また、アンテナの本数を増やすことも容易に行えるため、ダイバーシティ受信も行うことができる。これにより、フルセグメント放送を受信することも可能となるため、高精細な文字や映像を、ＰＮＤ２００等の画面サイズが比較的大きい装置においても綺麗に表示できるようになる。また、ダイバーシティ受信を行うために車載アンテナ１の本数を増やした場合にも、フロントガラス１０１の面上に車載アンテナが配置されることがないため、運転時の視認性が妨げられることがなくなる。また、車体の外にアンテナを取り付ける必要もないため、車の外観の見栄えが悪くなることがなくなる。
　なお、上述した実施の形態では、車載アンテナ１のアンテナエレメント１０とグランドエレメント３０とを車のダッシュボード１０２上に配置しているが、クランパ等でこれらを固定してもよい。
　また、上述した実施の形態では、アンテナエレメント１０とグランドエレメント３０とを、グランド付きコプレーナラインで構成した高周波伝送線路２０を介して接続したが、これに限定されるものではない。マイクロストリップライン等の他の高周波伝送線路を用いてもよい。もしくは、高周波伝送線路２０を用いずに、アンテナエレメント１０とグランドエレメント３０とを直接同軸線４０に接続させてもよい。この場合は、アンテナエレメント１０を同軸線４０の芯線４１に接続させ、グランドエレメント３０は同軸線４０の外部導体４３に接続させるようにする。
　また、図４に示した配置例では、ダイバーシティ受信を行うために車載アンテナ１を２本設けた例をあげたが、４本など、他の本数設けるようにしてもよい。ダイバーシティ受信を行わない場合にも適用は可能であり、その場合は１本のみを使用するようにすればよい。
＜２．第１の実施の形態例の変形例＞
　次に、上述した第１の実施の形態の変形例による車載アンテナ１Ａの構成例について、図５～図９を参照して説明する。
［２－１．変形例１］
　図５は、変形例１の構成例を示す概略図である。図５において、図１と対応する箇所には同一の符号を付してあり、重複する説明は省略する。図５に示した車載アンテナ１Ａにおいて、図１に示した車載アンテナ１と異なる点は、アンテナエレメント１０ａを平板状の導体よりなる基板で構成した点である。
　具体的には、幅を２つのグランド導体２３の端から端までと同じ幅（例えば１５ｍｍ）とし、長手方向の長さを１１５ｍｍとした、裏面にグランドが設けられていない基板を、基板２１上の信号パターン２２の端部と接続させている。基板２１上の信号パターン２２の端部とは、同軸線４０の芯線４１や、グランドエレメント３０が接続されていない辺を指す。このように構成することで、アンテナエレメント１０ａの面積を、第１の実施の形態として説明した車載アンテナ１よりも増大させることができる。なお、本実施の形態では、アンテナエレメント１０ａと基板２１とが接続された部分を、樹脂ケース５１ａで覆っている。
　図６は、本実施の形態の車載アンテナ１ＡでＵＨＦ帯の放送を受信したときの周波数－ゲイン特性を示したグラフおよび表である。同軸線４０の長さは１．５ｍとした。図６Ａはグラフであり、図６Ｂおよび図６Ｃにデータを示している。図６Ａの横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸はピークゲイン（ｄＢｄ）を示す。グラフ中の実線は水平偏波受信時のゲイン特性を示し、破線は垂直偏波受信時のゲイン特性を示している。図６Ｂは垂直偏波受信時の周波数－ゲイン特性を示すデータであり、図６Ｃは水平偏波受信時の周波数－ゲイン特性を示すデータである。図６Ａ～図６Ｃに示すように、特に５７０ＭＨｚ～７７０ＭＨｚの帯域では、垂直偏波と水平偏波のいずれにおいても、概ね－１０ｄＢ以上のゲイン特性が得られることが確認された。つまり、第１の実施の形態として説明した車載アンテナ１におけるゲイン特性（図２参照）と比較して、受信特性が大きく改善していることが分かる。
　なお、ここではアンテナエレメント１０ａの幅をグランド導体２３の端から端までと同じ幅にした例をあげたが、これに限定されるものではない。この幅より広くしてもよく、広くすることでアンテナエレメント１０ａに様々な周波数の電流が流れるようになるため、特に高周波側の受信特性をより改善させることができる。
　［２－２．変形例２］
　図７は、本開示の第１の実施の形態の変形例２の構成例を示す概略図である。図７において、図１および図６と対応する箇所には同一の符号を付してあり、重複する説明は省略する。図７に示した車載アンテナ１Ｂにおいて、図６に示した車載アンテナ１Ａと異なる点は、基板２１上のグランド導体２３を延伸させて、グランドエレメント３０とは別の第２のグランドエレメント３０ａを設けた点である。
　第２のグランドエレメント３０ａは、アンテナエレメント１０ｂと平行に、かつアンテナエレメント１０ａと所定の間隔だけ離して配置し、その長手方向の長さを、アンテナエレメント１０ｂの長さよりも短くしてある。このように構成することで、アンテナエレメント１０ａと第２のグランドエレメント３０ａとでＪ型アンテナが構成されるようになる。
　第２のグランドエレメント３０ａの長さおよび、アンテナエレメント１０ａとの距離を調整することで、第２のグランドエレメント３０ａに、アンテナエレメント１０ａが受信する周波数のイメージ電流が流れるようになる。これにより、給電点Ｆｐで希望波の信号とイメージ電流の和を受信信号として取り出すことが可能となるため、受信信号のレベルを上げることができる。すなわち、アンテナの受信感度を良くすることができる。具体的な寸法としては、例えばＵＨＦ帯の信号を受信する場合には、アンテナエレメント１０ａを長さ１３０ｍｍ×幅８ｍｍとし、第２のグランドエレメント３０ａを長さ８５ｍｍ×幅３ｍｍとする。そして、アンテナエレメント１０ａと第２のグランドエレメント３０ａとの間隔を、それぞれが受信する信号のアイソレーションが取れるようにする。
　図８は、本実施の形態の車載アンテナ１ＢでＵＨＦ帯の放送を受信したときの周波数－ゲイン特性を示したグラフおよび表である。グランドエレメント３０の長さは１００ｍｍとし、同軸線４０の長さは１．５ｍとした。図８Ａはグラフであり、図８Ｂおよび図８Ｃにデータを示している。図８Ａの横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸はピークゲイン（ｄＢｄ）を示す。グラフ中の実線は水平偏波受信時のゲイン特性を示し、破線は垂直偏波受信時のゲイン特性を示している。図８Ｂは垂直偏波受信時の周波数－ゲイン特性を示すデータであり、図８Ｃは水平偏波受信時の周波数－ゲイン特性を示すデータである。図８Ａ～図８Ｃに示すように、特に６７０ＭＨｚ～７５０ＭＨｚ周辺の高い周波数部分では、垂直偏波と水平偏波のいずれにおいても、－８ｄＢ以上のゲイン特性が得られることが確認された。特に水平偏波においては、－５ｄＢ以上という良好な特性を得ることができている。つまり、上述した各実施の形態の車載アンテナにおけるゲイン特性と比較して、受信特性が大きく改善していることが分かる。
　本実施の形態の車載アンテナ１Ｂは、走行特性を評価するためのフィールドテストも行った。フィールドテストは、１つの車に従来のフィルムアンテナと本実施の形態の車載アンテナ１Ｂの両方を取り付けて、弱電界地域及び建物の影で電波も弱く、フェージングの影響を受けるエリアを走行して行った。そして、それぞれのアンテナで受信した所定の放送波の映像を、２つのＰＮＤで視聴することにより、映像に対するブロックノイズの現れ方を確認した。つまり、ブロックノイズが発生する間隔の長さや、発生したブロックノイズの現れ方等を比較した。フィールドテストを行った地域は、放送波の発信源である東京タワーから約１０ｋｍ離れた東京都大田区の石川台周辺を東端とし、そこから南西方向に約５ｋｍ離れた川崎市中原区の武蔵新城周辺を西端とする地域である。北端は世田谷区等々力周辺とし、南端は川崎市中原区の新丸子周辺とした。
　フィルムアンテナとしては、ダイバーシティ受信を行うための２つのアンテナを設け、それぞれをフロントガラスの右上方および左上方に貼り付けた。一方、車載アンテナ１Ｂ（図７参照）も同様に２本設け、それぞれをダッシュボード上の右端部分および左端部分に配置し、各グランドエレメント３０を左右の車体のピラーに沿うように這わせた。受信チャンネルは、ＴＯＫＹＯ　ＭＸ（物理チャンネル：ＵＨＦ帯２０ｃｈ，中心周波数：５１５ＭＨｚ，送信出力：３ｋＷ）とした。フィールドテストを実施した当日の天候は晴天であった。
　フィールドテストの結果、新丸子、武蔵中原、武蔵新城周辺の住宅街においては、映像に対するブロックノイズの現れ方は、フィルムアンテナも本開示の車載アンテナ１Ｂもほぼ同様であった。これに対して、高速道路の第三京浜の玉川ＩＣから京浜川崎ＩＣまでの区間や、国道３１２号線の石川台から玉川ＩＣまでの地域、国道３１１号線の石川台から新丸子までの地域においては、本開示の車載アンテナ１Ｂの方がブロックノイズの現れが少なかった。つまり、フィルムアンテナよりも良好な受信特性が確認された。なお、本開示の車載アンテナ１Ｂの配置位置を、ピラーから１０ｃｍ離した場合にも、ほぼ同様の受信特性を得ることができた。
　すなわち、本実施の形態によれば、上述した各実施の形態による車載アンテナと同等の効果を得られるだけでなく、アンテナの受信特性はさらによいものとなる。
　なお、図７に示した構成では、アンテナエレメント１０ａを同軸線４０側に配置し、第２のグランドエレメント３０ａをその上方に配置する例をあげたが、これに限定されるものではなく、反対の配置としてもよい。すなわち、同軸線４０側に第２のグランドエレメント３０ａを配置し、その上方にアンテナエレメント１０ａを配置してもよい。
　［２－３．変形例３］
　次に、本実施の形態の変形例３による車載アンテナ１Ｃの構成例について、図９を参照して説明する。図９において、図１，図５，図７に対応する箇所には同一の符号を付してあり、重複する説明は省略する。図９に示した車載アンテナ１Ｃは、線状の金属部材よりなるアンテナエレメントを２本有し、グランドエレメント３０を２本のアンテナエレメントが共有する構成としたものである。アンテナエレメント１０－１とアンテナエレメント１０－２は、２本のアンテナ間での受信状況の相関ができるだけ小さくなるように、互いに異なる方向に向けて配置している。
　基板２１ｂには、信号パターン２２とグランド導体２３との組を２つ設け、アンテナエレメント１０－１とアンテナエレメント１０－２とを、それぞれ異なる信号パターン２２に接続させている。そして、信号パターン２２のアンテナエレメントが取り付けられていない側の辺には、アンテナエレメント１０－１用の同軸線４０－１と、アンテナエレメント１０－２用の同軸線４０－２とをそれぞれ別に設けている。
　このように構成することで、ダイバーシティ受信を行うために２つのアンテナエレメントが必要となる場合にも、車載アンテナ１Ｃをダッシュボード（図示略）上の片側にのみ配置すればよくなる。また、４つのアンテナエレメントを用いてダイバーシティ受信を行う場合にも、車載アンテナ１Ｃをダッシュボード上の両サイドに２個配置するだけでよくなる。また、本実施の形態の車載アンテナ１Ｃによれば、上述した各実施の形態で得られる効果と同等の効果も得られる。
　なお、本実施の形態では、アンテナエレメント１０－１とアンテナエレメント１０－２を同じ部材（金属製の部材）で構成した例をあげたが、これに限定されるものではない。例えば、２つのアンテナエレメントのうち、いずれかを基板で形成し、もう一方を金属製の線材で構成してもよい。このとき、基板で構成したアンテナエレメントをダッシュボードに対して水平に配置し、もう一方を線状の金属部材で構成して垂直に立てて配置することにより、両アンテナエレメントの相関度をより低くすることができる。
＜３．第２の実施の形態例＞
　次に、本開示の第２の実施の形態による車載アンテナの構成例について、図１０を参照して説明する。図１０において、図１，図５，図７，図９に対応する箇所には同一の符号を付してあり、重複する説明は省略する。本実施の形態による車載アンテナ１Ｄは、アンテナエレメント１０ｂとグランドエレメント３０ｂとをロッドアンテナ（棒状アンテナ）で構成している。
　グランドエレメント３０ｂとして機能させるロッドアンテナとしては、例えば、アンテナ部分とその支持部分との成す角度（相対位置）を任意の角度に調整可能なタイプのものを使用する。アンテナエレメント１０ｂとグランドエレメント３０ｂとは、上述した高周波伝送線路（図示略）等を介して接続させてあり、この接続部分を樹脂のケースによって覆っている。本実施の形態では、グランドエレメント３０ｂと高周波伝送線路の基板との接続部分にφ３．５のイヤホンジャックよりなる回転機構３１を設け、この回転機構３１にグランドエレメント３０ｂを差し込むことによって、グランドエレメント３０ｂのアンテナエレメント１０ｂに対する角度を任意の角度に調整可能としている。
　このように構成することにより、グランドエレメント３０ｂを回転させることによって、グランドエレメント３０ｂと車体（図示略）との間隔を任意の間隔に調整することが可能となる。つまり、車体との間で発生する容量結合が最適にとれる位置にグランドエレメント３０ｂを配置できるため、アンテナ特性を容易に向上させることが可能となる。また、地面に対するピラーの角度がどのような角度であっても、その角度にグランドエレメント３０ｂの角度を合わせることが可能であるため、車体を選ばずに車載アンテナ１Ｄを取り付けることができる。なお、本実施の形態では回転機構３１をイヤホンジャックで形成した例をあげたが、これに限定されるものではなく、専用の回転機構３１を作成してもよい。もしくは、携帯電話においてワンセグ（１セグメント放送）の視聴用に使用されているような、回転および伸縮可能に構成されたロッドアンテナを用いることも可能である。
　［３－１．変形例］
　なお、図１０に示した、アンテナエレメント１０ｂおよびグランドエレメント３０ｂをロッドアンテナで構成した車載アンテナ１Ｄを、Ｊ型アンテナとして構成してもよい。このように構成した車載アンテナ１Ｅの構成例を、図１１に示している。図７に示した構成と同様に、グランドエレメント３０ｂとは別に第２のグランドエレメント３０ｃを設けてある。そして、第２のグランドエレメント３０ｃを、アンテナエレメント１０ｂと平行に、かつアンテナエレメント１０ａと所定の間隔だけ離して配置し、その長手方向の長さを、アンテナエレメント１０ｂの長さよりも短くしてある。
　このように構成することにより、第２のグランドエレメント３０ｃに、アンテナエレメント１０ａが受信する周波数のイメージ電流が流すとともに、グランドエレメント３０ｃの長さに対応した電流をアンテナエレメント側にも流すことが可能となり、受信出来る帯域が広げることが可能となる。
　図１２は、本実施の形態の車載アンテナ１Ｅ（図１１参照）でＵＨＦ帯の放送を受信したときの周波数－ゲイン特性を示したグラフおよび表である。グランドエレメント３０の長さは１２０ｍｍとし、同軸線４０の長さは１．５ｍとした。また、アンテナエレメント１０ｂの長さは１３０ｍｍ、第２のグランドエレメント３０ｃの長さは８５ｍｍとし、アンテナエレメント１０ｂと第２のグランドエレメント３０ｃの角度は１３５°とした。
　図１２Ａはグラフであり、図１２Ｂおよび図１２Ｃにデータを示している。図１２Ａの横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸はピークゲイン（ｄＢｄ）を示す。グラフ中の実線は水平偏波受信時のゲイン特性を示し、破線は垂直偏波受信時のゲイン特性を示している。図１２Ｂは垂直偏波受信時の周波数－ゲイン特性を示すデータであり、図１２Ｃは水平偏波受信時の周波数－ゲイン特性を示すデータである。図１２Ａ～図１２に示すように、特に６７０ＭＨｚ～７５０ＭＨｚ周辺の高い周波数部分において、垂直偏波と水平偏波のいずれにおいても、－８ｄＢ以上のゲイン特性が得られることが確認された。つまり、図８に示したゲイン特性と比較すると多少劣るが、Ｊ型に構成していない本開示の他の車載アンテナにおける受信特性よりもよい特性が得られていることが分かる。
＜４．各種変形例＞
　なお、上述した各実施の形態では車載アンテナ１がＵＨＦ帯の電波を受信する場合を例に挙げているが、これに限定されるものではない。他の周波数、例えばＶＨＦ帯を受信するアンテナにも適用可能である。
　また、上述した各実施の形態では車載アンテナ１がアンプを持たない例をあげたが、例えばコプレーナラインとして構成した高周波伝送線路２０上にアンプを設けるようにしてもよい。アンプを設けることで、アンプの挿入箇所の前と後とが高周波的に分離されるため、同軸線４０にフェライトコア６０を挿入する必要はなくなる。
　また、上述した各実施の形態では、同軸線４０を介して車載アンテナ１とＰＮＤ２００等のナビゲーション装置とを接続させた例をあげたが、車載アンテナ１をＰＮＤ２００の内部に組み込んでもよい。例えば、筐体上の表示画面の上方等にアンテナエレメントを埋め込み、筐体の右上もしくは左上にグランドエレメント３０を回転可能に設ける構成としてもよい。
　また、上述した各実施の形態では、車載アンテナ１をＰＮＤ２００等のナビゲーション装置に接続する例をあげたが、これに限定されるものではない。携帯電話端末やタブレット端末等のポータブル装置に装着可能に構成してもよい。この場合は、例えばＭｉｃｒｏ　ＵＳＢ（ＵＳＢマイクロＢ端子）等の端子にグランドエレメント３０を挿入するようにすればよく、アンテナエレメント１０は設けずに、端末に標準的に装備されたアンテナをそのまま使用するようにしてもよい。
　なお、本開示は以下のような構成も取ることができる。
（１）放送波および前記放送波に重畳して伝送された信号を受信するアンテナエレメントと、
　所定の長さを有し、前記アンテナエレメントとの相対位置を調整可能に構成したグランドエレメントと、
　前記アンテナエレメントと前記グランドエレメントとが接続され、前記アンテナエレメントが受信した信号が取り出される給電部とを備えたアンテナ装置。
（２）前記アンテナエレメントおよび前記グランドエレメントは、導電性の部材で構成される（１）に記載のアンテナ装置。
（３）前記グランドエレメントと前記アンテナエレメントとの相対位置関係に応じて、前記グランドエレメントと、当該アンテナ装置が設置される車の車体の金属部分との間で発生する容量結合の結合容量の大きさが変化する（１）または（２）に記載のアンテナ装置。
（４）前記アンテナエレメントおよび前記グランドエレメントの長手方向の長さは、前記アンテナエレメントの長さと前記グランドエレメントの長さとを足した長さが、受信したい電波の波長の略λ／２となる長さに調整される（１）～（３）のいずれかに記載のアンテナ装置。
（５）前記アンテナエレメントと略並行に配置され、前記アンテナエレメントが有する長さよりも短い長さを有し、前記給電部に接続された第２のグランドエレメントをさらに有する（１）～（４）のいずれかに記載のアンテナ装置。
（６）前記給電部には同軸線が接続され、前記アンテナエレメントとは異なる第２のアンテナエレメントをさらに有する（１）～（４）のいずれかに記載のアンテナ装置。
（７）前記アンテナエレメントと前記第２のアンテナエレメントとは、互いに異なる方向に向けて配置される（１）～（６）のいずれかに記載のアンテナ装置。
（８）前記アンテナエレメントは、導電部とグランド部とを有する基板の前記導電部に接続され、前記基板の導電部は前記アンテナエレメント用の第１の導電部と前記第２のアンテナエレメント用の第２の導電部を有し、前記第１の導電部は前記同軸線に接続され、前記第２の導電部は前記同軸線とは異なる第２の同軸線に接続される（１）～（７）のいずれかに記載のアンテナ装置。
（９）前記給電部には同軸線が接続され、前記同軸線の途中には、高周波電流を減衰させる高周波減衰部が設けられる（１）～（４）のいずれかに記載のアンテナ装置。
（１０）前記アンテナエレメントは、導電部とグランド部とを有する基板の前記導電部に接続され、前記グランドエレメントは、前記基板の前記グランド部と接続される（１）～（４）のいずれかに記載のアンテナ装置。
（１１）前記アンテナエレメントは、前記同軸線の芯線に接続され、前記グランドエレメントは、前記同軸線の外部導体に接続される（１）～（４）のいずれかに記載のアンテナ装置。
　１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ…車載アンテナ、１０，１０－１，１０－２，１０ａ，１０ｂ…アンテナエレメント、２０…高周波伝送線路、２１…基板、２２…信号パターン、２３…グランド導体、２４…スリット、３０…グランドエレメント、３０ａ…第２のグランドエレメント、３０ｂ…グランドエレメント、３０ｃ…第２のグランドエレメント、３１…回転機構、４０…同軸線、４０－１，４０－２…同軸線、４１…芯線、４２…誘導体、４３…外部導体、４４…保護被覆、４５…同軸コネクタ、５０…接続部、５１…樹脂、５１ａ…樹脂ケース、６０…フェライトコア、１０１…フロントガラス、１０２…ダッシュボード、２００…ＰＮＤ、２１０…受信機、２２０…表示部　
 
 

Claims (11)

  1. 　放送波および前記放送波に重畳して伝送された信号を受信するアンテナエレメントと、
    　所定の長さを有し、前記アンテナエレメントとの相対位置を調整可能に構成したグランドエレメントと、
    　前記アンテナエレメントと前記グランドエレメントとが接続され、前記アンテナエレメントが受信した信号が取り出される給電部とを備えた
    　アンテナ装置。
  2. 　前記アンテナエレメントおよび前記グランドエレメントは、導電性の部材で構成される
    　請求項１に記載のアンテナ装置。
  3. 　前記グランドエレメントと前記アンテナエレメントとの相対位置関係に応じて、前記グランドエレメントと、当該アンテナ装置が設置される車の車体の金属部分との間で発生する容量結合の結合容量の大きさが変化する
    　請求項２に記載のアンテナ装置。
  4. 　前記アンテナエレメントおよび前記グランドエレメントの長手方向の長さは、前記アンテナエレメントの長さと前記グランドエレメントの長さとを足した長さが、受信したい電波の波長の略λ／２となる長さに調整されている
    　請求項３に記載のアンテナ装置。
  5. 　前記アンテナエレメントと略並行に配置され、前記アンテナエレメントが有する長さよりも短い長さを有し、前記給電部に接続された第２のグランドエレメントをさらに有する
    　請求項４に記載のアンテナ装置。
  6. 　前記給電部には同軸線が接続され、前記アンテナエレメントとは異なる第２のアンテナエレメントをさらに有する
    　請求項４に記載のアンテナ装置。
  7. 　前記アンテナエレメントと前記第２のアンテナエレメントとは、互いに異なる方向に向けて配置される
    　請求項６に記載のアンテナ装置。
  8. 　前記アンテナエレメントは、導電部とグランド部とを有する基板の前記導電部に接続され、前記基板の導電部は前記アンテナエレメント用の第１の導電部と前記第２のアンテナエレメント用の第２の導電部を有し、前記第１の導電部は前記同軸線に接続され、前記第２の導電部は前記同軸線とは異なる第２の同軸線に接続される
    　請求項７に記載のアンテナ装置。
  9. 　前記同軸線の途中には、高周波電流を減衰させる高周波減衰部が設けられる
    　請求項４に記載のアンテナ装置。
  10. 　前記アンテナエレメントは、導電部とグランド部とを有する基板の前記導電部に接続され、前記グランドエレメントは、前記基板の前記グランド部と接続される
    　請求項４に記載のアンテナ装置。
  11. 　前記アンテナエレメントは、前記同軸線の芯線に接続され、前記グランドエレメントは、前記同軸線の外部導体に接続される
    　請求項４に記載のアンテナ装置。
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