WO2019027036A1 - 車載用アンテナ装置 - Google Patents
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Abstract
車載用アンテナ装置の低背化を可能にする。 車載用アンテナ装置1は、アンテナ基板10を有し、このアンテナ基板10に形成されたコリニアアレイアンテナ50は、第1直線部51と、第2直線部54と、一端が第1直線部51に接続された第1連結部52と、一端が第1連結部52に電気的に接続され他端が第2直線部54に接続された第2連結部53とを有し、誘電体基板11の第1面には、第1直線部51と第1連結部52とが設けられており、誘電体基板11の第2面には、第2連結部53と第2直線部54とが設けられている。
Description
本発明は、車両に設置するV2X(Vehicle to X; Vehicle to Everything)通信(車車間通信/路車間通信等)等に用いる車載用アンテナ装置に係り、とくにコリニアアレイアンテナを形成したアンテナ基板を具備する車載用アンテナ装置に関するものである。
従来のこの種のアンテナ装置としては、誘電体基板の片面にコリニアアレイアンテナがパターン印刷されているものが知られている。しかし、コリニアアレイアンテナには位相整合のための折返し部分があるので、誘電体基板の片面にパターン印刷していると、誘電体基板の高さ方向の長さを大きくせざるを得ず、アンテナ装置の高さが大きくなるという欠点があった。
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、低背化が可能な車載用アンテナ装置を提供することにある。
本発明のある態様は車載用アンテナ装置である。この車載用アンテナ装置は、誘電体基板の両面に導体パターンを設けてコリニアアレイアンテナを構成したアンテナ基板を備える。
前記態様において、前記コリニアアレイアンテナは、第1直線部と、第2直線部と、一端が前記第1直線部に接続された第1連結部と、一端が前記第1連結部に電気的に接続され他端が前記第2直線部に接続された第2連結部と、を有し、
前記誘電体基板の第1面には、前記第1直線部と前記第1連結部とが設けられており、
前記誘電体基板の前記第1面の反対側の第2面には、前記第2連結部と前記第2直線部とが設けられた構成であるとよい。
前記誘電体基板の第1面には、前記第1直線部と前記第1連結部とが設けられており、
前記誘電体基板の前記第1面の反対側の第2面には、前記第2連結部と前記第2直線部とが設けられた構成であるとよい。
前記第1連結部と前記第2連結部とが前記誘電体基板の略同一高さ位置にあるとよい。
前記第1直線部は、前記第2直線部の配列方向に対して傾いているとよい。
前記誘電体基板には、前記第1直線部に平行な第1導波器と、前記第2直線部に平行な第2導波器との少なくともいずれか一方が設けられているとよい。
前記誘電体基板には、前記第2面において、前記第2直線部と平行な平行線部が設けられているとよい。
前記誘電体基板には、前記第2直線部と前記平行線部との間に切欠き部又は空洞部が設けられているとよい。
前記コリニアアレイアンテナは、第1周波数と、前記第1周波数とは異なる第2周波数とで動作するものであるとよい。
前記車載用アンテナ装置が容量装荷素子を備え、前記アンテナ基板は、前記容量装荷素子に対して、前記第1直線部及び前記第2直線部から、前記第1連結部及び第2連結部がそれぞれ延出する方向に離間した配置であるとよい。
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
本発明によれば、車載用アンテナ装置の低背化が可能である。
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一又は同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
<実施の形態1>
図1乃至図6を用いて本発明に係る車載用アンテナ装置の実施の形態1を説明する。これらの図に示すように、車載用アンテナ装置1は、金属製のベース2と、ベース2の上側を覆うようにベース2にネジ止めされる電波透過性のケース(レドーム)3とを有する。この車載用アンテナ装置1は、ベース2とケース3とで囲まれた内部空間に、前から順に、SXMアンテナ(パッチアンテナ)5、AM/FM放送用受信アンテナ7、及びV2X通信用のコリニアアレイアンテナを構成したアンテナ基板10を収容する。SXMアンテナ5は、上面に放射電極があって上向きの指向性を有し、基板9を介してベース2上に固定される。なお、図1において、車載用アンテナ装置1の上下、前後方向を定義する。紙面の上方向が上、下方向が下、紙面の左方向が前、紙面の右方向が後である。
図1乃至図6を用いて本発明に係る車載用アンテナ装置の実施の形態1を説明する。これらの図に示すように、車載用アンテナ装置1は、金属製のベース2と、ベース2の上側を覆うようにベース2にネジ止めされる電波透過性のケース(レドーム)3とを有する。この車載用アンテナ装置1は、ベース2とケース3とで囲まれた内部空間に、前から順に、SXMアンテナ(パッチアンテナ)5、AM/FM放送用受信アンテナ7、及びV2X通信用のコリニアアレイアンテナを構成したアンテナ基板10を収容する。SXMアンテナ5は、上面に放射電極があって上向きの指向性を有し、基板9を介してベース2上に固定される。なお、図1において、車載用アンテナ装置1の上下、前後方向を定義する。紙面の上方向が上、下方向が下、紙面の左方向が前、紙面の右方向が後である。
AM/FM放送用受信アンテナ7は、容量装荷素子71と、これに直列接続されるコイル72とを有する。容量装荷素子71は、ベース2上に立設固定されたホルダ80に固定されている。図3のように容量装荷素子71は非分割構造であって、ホルダ80の外面に沿った傘状導体でホルダ80に固定配置されている。コイル72はホルダ80に取り付けられており、コイル72の下端はベース2に固定されたアンプ基板73に接続される。
コリニアアレイアンテナ50を有するアンテナ基板10は、ベース2に固定された給電用取付基板(取付部材)90に対し垂直に立設固定される。図5及び図6に示すように、アンテナ基板10は、誘電体基板11の両面に導体パターンを印刷や導体箔のエッチング等で設けてコリニアアレイアンテナ50等を構成したものである。コリニアアレイアンテナ50は導体パターンとして直線部51,54と、位相整合のための連結部52,53とを有する。誘電体基板11の斜め上下方向に伸びる直線部51と、誘電体基板11の幅方向(車載用アンテナ装置1の前後方向)に伸びる連結部52は、図5の誘電体基板11の左側面に形成されている。また、誘電体基板11の幅方向(車載用アンテナ装置1の前後方向)に伸びる連結部53と、誘電体基板11の上下方向に伸びる直線部54は、図6の誘電体基板11の右側面に形成されている。連結部52と連結部53は、それらの後端位置に形成されたスルーホール12などで電気的に接続されている。なお、上側の直線部51上部は誘電体基板11の上辺に沿って折れ曲がった部分51aとなっているが、これは誘電体基板11の上下方向の長さが不足したためであり、折れ曲がった部分51aを設けることで、高さの低い誘電体基板11の場合にも直線部51として必要な長さを確保することができる。折れ曲がった部分51aが過大で無い限りコリニアアレイアンテナとしての特性に大きな影響は無い。また、コリニアアレイアンテナは、アレイアンテナ動作をし、上側のエレメント(直線部51)と下側のエレメント(直線部54)の指向性を合成した指向性となるアンテナである。これに対して、ダイポールアンテナは、アレイアンテナ動作をせず、給電点が地板上に無く、給電点の上下にエレメントがあるアンテナである。モノポールアンテナは、給電点が地板上にあり、地板とエレメントで動作するアンテナである。このため、コリニアアレイアンテナは、ダイポールアンテナやモノポールアンテナとは異なる動作をするアンテナである。
このコリニアアレイアンテナ50では、位相整合のための折返し部分(連結部52と連結部53)を誘電体基板11の表裏面(左側面と右側面)を利用することで同じ高さに形成できている。このため、誘電体基板11、つまりアンテナ基板10の高さを低くすることができ、ひいては車載用アンテナ装置1を低背化することができる。
ところで、車両のリアガラスの近傍に位置して車両の水平面に対して傾斜したルーフ上にアンテナ基板を配置すると、ガラスに一部の電磁波が伝搬することで仰角0°付近で利得が落ち込む現象が発生する。これを防ぐために、本実施の形態のアンテナ基板10では、直線部51が前方に少し傾けて設けられている。すなわち、図5に示すように、コリニアアレイアンテナ50では、上側の直線部51の配列方向(直線Pで示す)が、下側の直線部54の配列方向(誘電体基板11の上下方向に平行な方向である直線Qで示す)に対して傾いていることになる。すなわち、図3に示したベース2上に固定された給電用取付基板(取付部材)90にアンテナ基板10が垂直に装着されている場合、誘電体基板11の右側面(図6)において下側の直線部54は誘電体基板11の上下方向に配列されているのに対し、上側の直線部51は誘電体基板11の上下方向に対して前方に傾いて配列され、直線部51の上端側が下端側よりも前に位置している。直線Pと直線Qとのなす角度αは45°未満の小さな角度である。上側の直線部51の配列方向が、下側の直線部54の配列方向に対して前方に傾いていることの作用効果の詳細は後述する。
さらに、アンテナ基板10においては、水平方向後側の利得を増大させるために、コリニアアレイアンテナ50の直線部51,54に対応させて導波器56,58が誘電体基板11に導体パターンで設けられている。図5に示すように、導波器56は、誘電体基板11の左側面において、直線部51に平行で、直線部51の後方位置に設けられる。また、図6に示すように、導波器58は、誘電体基板11の右側面において、直線部54に平行で、直線部54の後方位置に設けられる。導波器56,58の長さは、直線部51,54の長さよりもそれぞれ短い。導波器56の長さは、直線部51の折れ曲がった部分51aを除いた部分の長さよりも短い。
図6に示すように、誘電体基板11の右側面には、直線部54と平行な平行線部57が導体パターンで設けられ、直線部54と共に平行線路を形成している。また、誘電体基板11には、平行線路を形成している直線部54と平行線部57との間にスリット状切欠き部(空洞部)55が設けられている。平行線部57の下端は給電用取付基板90のグラウンド(GND)導体に接続されている。コリニアアレイアンテナ50では、給電部59(直線部54の下端位置)が下方にあるため、電流分布は上方(直線部51側)が弱く下方(直線部54側)が強くなっている。平行線部57は、下方で強くなっている電流を上方に押し上げる役割を担っている。スリット状切欠き部(空洞部)55は直線部54と平行線部57との間の誘電率を低下させ、直線部54とグラウンド(GND)導体との間を伝搬する電磁波と、平行線路(直線部54及び平行線部57)を伝搬する電磁波との位相を合わせる作用がある。
アンテナ基板10に設けられたコリニアアレイアンテナ50の給電部59は直線部54の下端(給電用取付基板90への接続点)であり、SXMアンテナ5の放射電極面よりも低い位置である。V2X通信用であれば、アンテナ基板10により、5.9GHz帯の電波の送受信を行う。
図7Aは車両の傾斜したルーフ100に隣接してガラス110が存在する場合において、実施の形態1のアンテナ基板10に近似したアンテナ基板10Aをルーフ100上に配置したときの測定モデルを示す模式図であり、左側面の導体パターンに右側面の導体パターンを重ね合わせて示している。アンテナ基板10Aはガラス110の近傍に位置し車両のルーフ100に立設されたものとし、かつ誘電体基板11に設けられた上側の直線部51は折曲げ部分の無い全長が直線的に延びたものとしている。この場合、下側の直線部54はルーフ100に対し垂直であるのに対し、上側の直線部51は非垂直である(誘電体基板11の前縁に対し前傾している)。これは、前述したように、車両のリアガラスの近傍に位置して車両の水平面に対して傾斜したルーフ上にアンテナ基板を配置すると、ガラス110に一部の電磁波が伝搬することで仰角0°付近で利得が落ち込む現象が発生するのを軽減するためである。その効果は図8Aで後述する。その他の構成は実施の形態1のアンテナ基板10と同じである。
図7Bは車両の傾斜したルーフ100に隣接してガラス110が存在する場合において、比較例1としてのアンテナ基板10Bをルーフ100上に配置したときの測定モデルを示す模式図であり、左側面の導体パターンに右側面の導体パターンを重ね合わせて示している。アンテナ基板10Bはガラス110の近傍に位置し車両のルーフ100に立設されたものとしている。この場合、上下の直線部51,54は誘電体基板11の前縁に平行な一直線上に配列され、ルーフ100に対し垂直である。その他の構成は実施の形態1のアンテナ基板10と同じである。
図7Cは車両の傾斜したルーフ100に隣接してガラス110が存在する場合において、比較例2としてのアンテナ基板10Cをルーフ100上に配置したときの測定モデルを示す模式図であり、左側面の導体パターンに右側面の導体パターンを重ね合わせて示している。アンテナ基板10Cはガラス110の近傍に位置し車両のルーフ100に立設されたものとしている。この場合、上側の直線部51は図7Aの測定モデルと同様に誘電体基板11の前縁に対し前傾しており、かつ下側の直線部54も誘電体基板11の前縁に対し前傾し、直線部51,54が一直線上に配列されている。その他の構成は実施の形態1のアンテナ基板10と同じである。
図8Aは実施の形態1のアンテナ基板10に近似したアンテナ基板10Aを用いた図7Aの測定モデルの場合における、周波数5887.5MHzでの垂直面利得を示すシミュレーションによる指向特性図である。図8Aの右方の角度90°が誘電体基板11において直線部51,54に対して導波器56,58が位置する側(つまり後側)の水平方向(仰角0°)であり、図8Aの右方の角度約114°がガラス110と略平行な方向である。マーカー1(右方90°)での利得は6.886dBi、マーカー2(右方114°)での利得は6.868dBiである。ガラス110に略平行な方向の利得よりも水平方向後側の利得の方が大きい。
図8Bは比較例1のアンテナ基板10Bを用いた図7Bの測定モデルの場合における、周波数5887.5MHzでの垂直面利得を示すシミュレーションによる指向特性図である。マーカー1(右方90°)での利得は6.419dBi、マーカー2(右方114°)での利得は7.711dBiである。ガラス110の影響を受けて、ガラス110に略平行な方向の利得が水平方向後側の利得よりも大きくなっている。
図8Cは比較例2のアンテナ基板10Cを用いた図7Cの測定モデルの場合における、周波数5887.5MHzでの垂直面利得を示すシミュレーションによる指向特性図である。マーカー1(右方90°)での利得は6.572dBi、マーカー2(右方114°)での利得は5.70dBiである。ガラス110に略平行な方向の利得よりも水平方向後側の利得の方が大きい。但し、マーカー1での利得が図8Aよりも低下している。
図8A,図8B及び図8Cの対比から、実施の形態1のアンテナ基板10に近似した測定モデルであるアンテナ基板10Aが、仰角0°における最も水平方向後側の利得が大きく、好ましいことがわかる。
図9は、実施の形態1における導波器56,58が設けられたアンテナ基板10の仰角0°の5887.5MHzでの水平面指向性を示すシミュレーションによる指向特性図であり、導波器56,58が設けられていない場合と対比して示す。この図では方位角180°が水平方向の真後ろである。導波器有り(実線)のときの 仰角0°の水平面平均利得は2.83dBiであり、導波器無し(点線)のときの仰角0°の水平面平均利得が2.77dBiである。導波器有り(実線)の方が導波器無し(点線)よりも方位角120°から240°の範囲で利得が増加していることがわかる。
図10は、実施の形態1における平行線部57が設けられたアンテナ基板10(但し、スリット状切欠き部(空洞部)55も設けられている)の5887.5MHzでの水平面指向性を示すシミュレーションによる指向特性図であり、平行線部57が設けられていない場合と対比して示す。この図では方位角180°が水平方向の真後ろである。平行線部有り(実線)のときの仰角0°の後方(方位角90°~270°)の水平面平均利得は4.86dBiであり、平行線部無し(点線)のときの仰角0°の後方の水平面平均利得は4.66dBiである。コリニアアレイアンテナ50では、給電部59が下方、つまり直線部54の下端にあるため、電流分布は上方が弱く下方が強くなっているが、平行線部57は、下方で強くなっている電流を上方に押し上げる役割を担っている。このため、平行線部57を設けることで、コリニアアレイアンテナ50の仰角0°の水平面平均利得が、平行線部57が設けられていないときに比べて高くなっている。
図11は、実施の形態1におけるスリット状切欠き部(空洞部)55が設けられたアンテナ基板10の5887.5MHzでの水平面指向性を示すシミュレーションによる指向特性図であり、スリット状切欠き部55が設けられていない場合と対比して示す。この図では方位角180°が水平方向の真後ろである。スリット状切欠き部有り(実線)の方がスリット状切欠き部無し(点線)よりも方位角120°から240°の範囲で利得が増加していることがわかる。スリット状切欠き部55が設けられているときの仰角0°の水平面平均利得は2.83dBiであり、スリット状切欠き部55が設けられていないときの仰角0°の水平面平均利得は2.20dBiである。スリット状切欠き部55が設けられていないと、直線部54とグラウンド(GND)導体との間を伝搬する電磁波と、平行線路(直線部54及び平行線部57)を伝搬する電磁波との位相がずれてしまい直線部51の利得が低下することがある。このため、スリット状切欠き部55を設けることでそのような不都合を除去でき、コリニアアレイアンテナ50の仰角0°の水平面平均利得が、スリット状切欠き部55が設けられていないときに比べて高くなっている。
図12は、実施の形態1におけるアンテナ基板10のVSWR特性図である。コリニアアレイアンテナ50は、V2X通信用に用いられる5.9GHz帯の周波数以外に、遠隔操作システム(例えば、キーレス・エントリー・システム(Keyless Entry System)、リモート・スタート・システム(Remote Start System)、双方向遠隔エンジンスターター(Bi-directional Remote Engine Starter)等)に用いられる925MHz帯の周波数でも垂直偏波のアンテナとして動作する(925MHz帯でVSWRが1に近くなっている)。このため、遠隔操作システム用のエレメントをコリニアアンテナ50以外に設ける必要が無く、車載用アンテナ装置1を小型化することができる。
図13は、容量装荷素子71が設けられた実施の形態1の車載用アンテナ装置1の仰角0°の5887.5MHzでの水平面指向性を示すシミュレーションによる指向特性図であり、容量装荷素子71が設けられていない場合と対比して示す。この図では方位角180°が水平方向の真後ろである。容量装荷素子71とアンテナ基板10のコリニアアレイアンテナ50との前後方向距離は5.9GHz帯の周波数でλ/4である。容量装荷素子有り(実線)では、仰角0°の後方(方位角90°~270°)の水平面平均利得が2.64dBiであり、容量装荷素子無し(点線)では、仰角0°の後方の水平面平均利得が1.38dBiである。容量装荷素子71が反射器として働くため、容量装荷素子有り(実線)の方が、容量装荷素子無し(点線)よりも方位角120°から240°の範囲で利得が増加している。
本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。
(1) アンテナ基板10は、誘電体基板11の両面を利用してコリニアアレイアンテナ50を構成している。ここで、位相整合のための折返し部分の連結部52,53のうち、連結部52を誘電体基板11の一方の面に、連結部53を他方の面に形成することで、連結部52,53を同じ高さに形成できる。基板片面にコリニアアレイアンテナ50を構成する場合には連結部52,53間に隙間が必要となる。従って、誘電体基板11の両面を利用してコリニアアレイアンテナ50を構成し、連結部52,53を同じ高さにすることで、アンテナ基板10の高さを低くすることができ、ひいては車載用アンテナ装置1を低背化することができる。
(2) 図7Aのように車両のガラス110に向かって下がっているルーフ100上に車載用アンテナ装置が搭載された場合、ガラスに一部の電磁波が伝搬することで仰角0°付近で利得が落ち込む現象が発生する。本実施の形態のように、アンテナ基板10のコリニアアレイアンテナ50の上側の直線部51を、前方に少し傾けて設けることで、車載用アンテナ装置1がガラス110に向かって下がっているルーフ100上に搭載された場合でも、アンテナ基板10の垂直面利得が仰角0°付近で落ち込む現象を軽減できる。
(3) コリニアアレイアンテナ50の直線部51,54に対応させて導波器56,58をそれぞれ設けているため、水平面利得は導波器56,58を設けた後方側が高くなる。また、水平面平均利得も導波器56,58を設けたことで大きくなる。
(4) コリニアアレイアンテナ50では、給電部59から遠い上側の直線部51の電流分布が弱く、下側の直線部54の電流分布が強くなるが、平行線部57が、直線部54と平行に設けられている。このため、コリニアアレイアンテナ50の上側の直線部51の電流分布を強めることができる。この結果、コリニアアレイアンテナ50の仰角0°の水平面平均利得を、平行線部57が設けられていないときに比べて高くできる。
(5) 誘電体基板11に平行線部57を設けた場合、スリット状切欠き部(空洞部)55が設けられていないと、平行線部57の存在が直線部51の利得を低下させる可能性がある。しかしながら、実施形態では、スリット状切欠き部55を誘電体基板11に形成することで、平行線部57による直線部51の利得への悪影響を実質的に無くすことができる。その結果、コリニアアレイアンテナ50の仰角0°の水平面平均利得を、スリット状切欠き部55が無いときに比べて高くすることができる。
(6) コリニアアレイアンテナ50は、V2X通信用に用いられる5.9GHz帯の周波数以外に、遠隔操作システムに用いられる925MHz帯の周波数でも垂直偏波のアンテナとして動作する。遠隔操作システム用のエレメントをコリニアアンテナ50以外に設ける必要が無く、車載用アンテナ装置1の小型化が可能である。
<実施の形態2>
図14乃至図17を用いて本発明に係る車載用アンテナ装置の実施の形態2を説明する。これらの図に示すように、車載用アンテナ装置1Aは、金属製のベース2と、ベース2の上側を覆うようにベース2にネジ止めされる電波透過性のケース(レドーム)3とを有する。ベース2とケース3とで囲まれた内部空間に、前から順にSXMアンテナ(パッチアンテナ)5、GNSSアンテナ(パッチアンテナ)6、AM/FM放送用受信アンテナ7、及びV2X通信用のコリニアアレイアンテナを構成したアンテナ基板10を収容する。SXMアンテナ5及びGNSSアンテナ6は、それぞれ上面に放射電極があって上向きの指向性を有し、基板9,61を介してベース2上に固定される。なお、図14において、車載用アンテナ装置1Aの上下、前後方向を定義する。紙面の上方向が上、下方向が下、紙面の左方向が前、紙面の右方向が後である。
図14乃至図17を用いて本発明に係る車載用アンテナ装置の実施の形態2を説明する。これらの図に示すように、車載用アンテナ装置1Aは、金属製のベース2と、ベース2の上側を覆うようにベース2にネジ止めされる電波透過性のケース(レドーム)3とを有する。ベース2とケース3とで囲まれた内部空間に、前から順にSXMアンテナ(パッチアンテナ)5、GNSSアンテナ(パッチアンテナ)6、AM/FM放送用受信アンテナ7、及びV2X通信用のコリニアアレイアンテナを構成したアンテナ基板10を収容する。SXMアンテナ5及びGNSSアンテナ6は、それぞれ上面に放射電極があって上向きの指向性を有し、基板9,61を介してベース2上に固定される。なお、図14において、車載用アンテナ装置1Aの上下、前後方向を定義する。紙面の上方向が上、下方向が下、紙面の左方向が前、紙面の右方向が後である。
本実施の形態2と前述の実施の形態1との相違点は、AM/FM放送用受信アンテナ7における容量装荷素子71Aが分割構造であることと、容量装荷素子71Aの下方にGNSSアンテナ6が配置されている点である。すなわち、図16のように容量装荷素子71Aは、頂部が無く下縁で左右方向に対向する分割体同士が接続され、かつ前後方向に分かれてホルダ80に固定配置されている。容量装荷素子71Aは、山形の斜面を底部で連結した形状の導体板からなる分割体81,82,83,84の隣合うもの同士をフィルタ75で連結した構成である。フィルタ75はAM/FM放送の周波数帯では低インピーダンスで、アンテナ基板10、SXMアンテナ5及びGNSSアンテナ6のそれぞれの動作周波数帯では高インピーダンスとなる。つまり、AM/FM放送の周波数帯では分割体81,82,83,84が相互接続されて一つの大きな導体とみなせる。コイル72はホルダ80に取り付けられており、コイル72の上端は容量装荷素子71Aに接続され、コイル72の下端はベース2に固定されたアンプ基板73に接続される。アンテナ基板10に設けられたコリニアアレイアンテナ50の給電部59は直線部54の下端(給電用取付基板90への接続点)であり、SXMアンテナ5及びGNSSアンテナ6の放射電極面よりも低い位置である。実施の形態2のその他の構成は前述の実施の形態1と同様である。
実施の形態2の構成の場合、GNSSアンテナ6は容量装荷素子71の下方に配置されているが、容量装荷素子71Aが分割されていることで、容量装荷素子71Aの影響が軽減される。図18は容量装荷素子の分割数とGNSSアンテナ6の軸比との関係を示す。実施の形態1の容量装荷素子71は分割無しに相当して軸比が良くないが、分割数を、2分割、3分割、4分割(実施の形態2の容量装荷素子71Aに相当)と増やしていくに伴って軸比は低下して良好となっている。図19は容量装荷素子の分割数とGNSSアンテナ6の平均利得との関係を示す。実施の形態1の容量装荷素子71は分割無しに相当して平均利得が低いが、分割数を、3分割、4分割(実施の形態2の容量装荷素子71Aに相当)と増やしていくに伴って平均利得は向上している。
以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。
実施の形態1,2においては、位相整合のための折返し部分である連結部52と連結部53は、誘電体基板11の表裏面を利用することで同じ高さに形成されているが、誘電体基板11の表裏の連結部52と連結部53か完全に同一高さである必要は無い。例えば、連結部52の高さ位置と連結部53の高さ位置とがずれていても動作に支障は無い。また、位相整合のための折返し部分は連結部52と連結部53からなる1ターンである場合を例示したが、それに限定されず複数ターン設けるようにしてもよい。
実施の形態1,2において、直線部52と平行線部57との間のスリット状切欠き部55は誘電体基板11の下縁まで達しているが、誘電体基板11の下縁まで達しないスロット状の空洞部であってもよい。
実施の形態1,2では、導波器56,58を設けた場合を例示したが、導波器の一方又は両方を省略することも可能である。
実施の形態1,2では、コイル72が右側に偏って配置されているが、それに限定されず、左側であっても良いし、略中心に配置されていても良い。
実施の形態1では、車載用アンテナ装置1は、SXMアンテナ5、AM/FM放送用受信アンテナ7、及びV2X通信用のコリニアアレイアンテナ50を構成したアンテナ基板10を具備するが、必要に応じてSXMアンテナ5、AM/FM放送用受信アンテナ7のいずれか又は全てを省略することが可能である。また、車載用アンテナ装置1は、SXMアンテナ5、AM/FM放送用受信アンテナ7の代わりに他の機能を有するアンテナを搭載してもよい。
同様に、実施の形態2では、車載用アンテナ装置1Aは、SXMアンテナ5、GNSSアンテナ6、AM/FM放送用受信アンテナ7、及びV2X通信用のコリニアアレイアンテナ50を構成したアンテナ基板10を具備するが、必要に応じてSXMアンテナ5、GNSSアンテナ6、AM/FM放送用受信アンテナ7のいずれか又は全てを省略することが可能である。また、車載用アンテナ装置1は、SXMアンテナ5、GNSSアンテナ6、AM/FM放送用受信アンテナ7の代わりに他の機能を有するアンテナを搭載してもよい。
実施の形態1,2において、誘電体基板11の右側面に直線部51、連結部52、及び導波器56が形成され、誘電体基板11の左側面に直線部54、連結部53、導波器58、及び平行線部57が形成されていた。しかし、誘電体基板11の右側面に直線部54、連結部53、導波器58、及び平行線部57が形成され、誘電体基板11の左側面に直線部51、連結部52、及び導波器56が形成されていてもよい。
実施の形態1,2において、誘電体基板11の両面に導体パターンを設けてコリニアアレイアンテナ50を構成しているが、誘電体基板11を用いずに、棒状或いは薄板状等の導体を用いてコリニアアレイアンテナ50と同様のコリニアアレイアンテナを構成してもよい。この場合、実施の形態1,2と同様の効果を奏するが、誘電体基板11を用いずにコリニアアレイアンテナを構成するので、実施の形態1,2に比べてコストを安くすることができる。
実施の形態1,2において、直線部51に折れ曲がった部分51aが設けられていたが、誘電体基板11の上下方向の長さが不足しないのであれば、直線部51に折れ曲がった部分51aが設けられていなくてもよい。また、実施の形態1,2では、スリット状切欠き部55と平行線部57とを設けた場合を例示していたが、コリニアアレイアンテナ50の利得に問題が無ければ、スリット状切欠き部55と平行線部57の一方又は両方を省略することも可能である。また、実施の形態1,2では、直線部51が誘電体基板11の前縁に対し前傾していたが、コリニアアレイアンテナ50の利得に問題が無ければ、直線部51が誘電体基板11の前縁に対し平行であっても後傾していてもよい。直線部54についても誘電体基板11の前縁に対し平行であったが、コリニアアレイアンテナ50の利得に問題が無ければ、直線部54が誘電体基板11の前縁に対し前傾していても後傾していてもよい。コリニアアレイアンテナ50の利得に問題が無ければ、直線部51が直線部54の配列方向に対して傾いていなくてもよい。
1,1A 車載用アンテナ装置、2 ベース、3 ケース、5 SXMアンテナ、6 GNSSアンテナ、7 AM/FM放送用受信アンテナ、10,10A,10B,10C アンテナ基板、11 誘電体基板、12 スルーホール、50 コリニアアレイアンテナ、51,54 直線部、52,53 連結部、55 スリット状切欠き部、56,58 導波器、57 平行線部、71,71A 容量装荷素子、72 コイル、90 取付基板
Claims (9)
- 誘電体基板の両面に導体パターンを設けてコリニアアレイアンテナを構成したアンテナ基板を備える車載用アンテナ装置。
- 前記コリニアアレイアンテナは、第1直線部と、第2直線部と、一端が前記第1直線部に接続された第1連結部と、一端が前記第1連結部に電気的に接続され他端が前記第2直線部に接続された第2連結部と、を有し、
前記誘電体基板の第1面には、前記第1直線部と前記第1連結部とが設けられており、
前記誘電体基板の前記第1面の反対側の第2面には、前記第2連結部と前記第2直線部とが設けられている、請求項1に記載の車載用アンテナ装置。 - 前記第1連結部と前記第2連結部とが前記誘電体基板の略同一高さ位置にある請求項2に記載の車載用アンテナ装置。
- 前記第1直線部は、前記第2直線部の配列方向に対して傾いている、請求項2又は3に記載の車載用アンテナ装置。
- 前記誘電体基板には、前記第1直線部に平行な第1導波器と、前記第2直線部に平行な第2導波器との少なくともいずれか一方が設けられている、請求項2から4のいずれか一項に記載の車載用アンテナ装置。
- 前記誘電体基板には、前記第2面において、前記第2直線部と平行な平行線部が設けられている、請求項2から5のいずれか一項に記載の車載用アンテナ装置。
- 前記誘電体基板には、前記第2直線部と前記平行線部との間に切欠き部又は空洞部が設けられている、請求項6に記載の車載用アンテナ装置。
- 前記コリニアアレイアンテナは、第1周波数と、前記第1周波数とは異なる第2周波数とで動作する、請求項1から7のいずれか一項に記載の車載用アンテナ装置。
- 容量装荷素子を備え、
前記アンテナ基板は、前記容量装荷素子に対して、前記第1直線部及び前記第2直線部から、前記第1連結部及び第2連結部がそれぞれ延出する方向に離間した配置である、請求項2から8のいずれか一項に記載の車載用アンテナ装置。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021044794A1 (ja) * | 2019-09-05 | 2021-03-11 | 株式会社ヨコオ | 車載用アンテナ装置 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6956650B2 (ja) * | 2018-02-19 | 2021-11-02 | 株式会社ヨコオ | 車載用アンテナ装置 |
CN109638430A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-04-16 | 深圳市集众思创科技有限公司 | 一种测量型天线 |
US11101568B1 (en) | 2020-03-27 | 2021-08-24 | Harada Industry Of America, Inc. | Antenna with directional gain |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000049514A (ja) * | 1998-06-30 | 2000-02-18 | Lucent Technol Inc | コリニアアレイアンテナ用の位相遅延線路 |
JP2003133842A (ja) * | 2001-10-24 | 2003-05-09 | Alps Electric Co Ltd | モノポールアンテナ |
JP2003249810A (ja) * | 2002-02-22 | 2003-09-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 多周波アンテナ |
JP2005175557A (ja) * | 2003-12-08 | 2005-06-30 | Kojima Press Co Ltd | 車載用アンテナ装置 |
JP2006295430A (ja) * | 2005-04-08 | 2006-10-26 | Toppan Forms Co Ltd | アンテナ部材、並びにこれを用いた非接触型情報記録媒体及びそのインピーダンス調整方法 |
JP2015133692A (ja) * | 2013-12-11 | 2015-07-23 | 原田工業株式会社 | 複合アンテナ装置 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB436254A (en) * | 1934-07-18 | 1935-10-08 | Harold Lister Kirke | Improvements in and relating to wireless aerial systems |
US4204213A (en) * | 1978-08-15 | 1980-05-20 | Westinghouse Electric Corp. | Flexible dipole antenna |
US4287518A (en) * | 1980-04-30 | 1981-09-01 | Nasa | Cavity-backed, micro-strip dipole antenna array |
US4616233A (en) * | 1984-04-25 | 1986-10-07 | Ford Aerospace & Communications Corporation | Twin zig zag log periodic antenna |
BG45028A1 (ja) * | 1987-03-12 | 1989-03-15 | Mircho S Tabakov | |
US6222489B1 (en) * | 1995-08-07 | 2001-04-24 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Antenna device |
JP2003133843A (ja) * | 2001-10-24 | 2003-05-09 | Alps Electric Co Ltd | モノポールアンテナ |
JP4278534B2 (ja) * | 2004-02-19 | 2009-06-17 | 富士通テン株式会社 | 円偏波用アンテナ、アンテナ装置、及び処理装置 |
EP1517403A3 (en) | 2003-08-29 | 2006-04-12 | Fujitsu Ten Limited | Circular polarization antenna and composite antenna including this antenna |
CN201081821Y (zh) | 2007-08-15 | 2008-07-02 | 番禺得意精密电子工业有限公司 | 天线 |
DE102010040809A1 (de) * | 2010-09-15 | 2012-03-15 | Robert Bosch Gmbh | Planare Gruppenantenne mit in mehreren Ebenen angeordneten Antennenelementen |
US8816917B2 (en) * | 2011-01-12 | 2014-08-26 | Harada Industry Co., Ltd. | Antenna device |
KR101269711B1 (ko) * | 2011-05-23 | 2013-05-30 | 주식회사 에이스테크놀로지 | 오픈 스터브를 이용한 레이더 배열 안테나 |
CN104685710B (zh) * | 2012-08-17 | 2016-11-23 | 莱尔德技术股份有限公司 | 多频带天线组件 |
KR20150098343A (ko) * | 2014-02-20 | 2015-08-28 | 현대자동차주식회사 | 대역폭이 확장된 차량용 이중 대역 pcb 안테나 장치 |
DE102014212494A1 (de) * | 2014-06-27 | 2015-12-31 | Robert Bosch Gmbh | Antennenvorrichtung mit einstellbarer Abstrahlcharakteristik und Verfahren zum Betreiben einer Antennenvorrichtung |
-
2017
- 2017-08-04 JP JP2017151914A patent/JP6411593B1/ja active Active
-
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000049514A (ja) * | 1998-06-30 | 2000-02-18 | Lucent Technol Inc | コリニアアレイアンテナ用の位相遅延線路 |
JP2003133842A (ja) * | 2001-10-24 | 2003-05-09 | Alps Electric Co Ltd | モノポールアンテナ |
JP2003249810A (ja) * | 2002-02-22 | 2003-09-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 多周波アンテナ |
JP2005175557A (ja) * | 2003-12-08 | 2005-06-30 | Kojima Press Co Ltd | 車載用アンテナ装置 |
JP4147177B2 (ja) | 2003-12-08 | 2008-09-10 | 小島プレス工業株式会社 | 車載用アンテナ装置 |
JP2006295430A (ja) * | 2005-04-08 | 2006-10-26 | Toppan Forms Co Ltd | アンテナ部材、並びにこれを用いた非接触型情報記録媒体及びそのインピーダンス調整方法 |
JP2015133692A (ja) * | 2013-12-11 | 2015-07-23 | 原田工業株式会社 | 複合アンテナ装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
See also references of EP3664218A4 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021044794A1 (ja) * | 2019-09-05 | 2021-03-11 | 株式会社ヨコオ | 車載用アンテナ装置 |
JP7351680B2 (ja) | 2019-09-05 | 2023-09-27 | 株式会社ヨコオ | 車載用アンテナ装置 |
Also Published As
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