WO2019077794A1 - フィルムアンテナ - Google Patents

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WO2019077794A1
WO2019077794A1 PCT/JP2018/020926 JP2018020926W WO2019077794A1 WO 2019077794 A1 WO2019077794 A1 WO 2019077794A1 JP 2018020926 W JP2018020926 W JP 2018020926W WO 2019077794 A1 WO2019077794 A1 WO 2019077794A1
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WO
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pattern
antenna
resin film
ground
film
Prior art date
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PCT/JP2018/020926
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English (en)
French (fr)
Inventor
栄太 伊藤
山田　邦彦
健治 松下
Original Assignee
矢崎総業株式会社
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/045—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0428—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna radiating a circular polarised wave
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
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    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
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    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/40—Element having extended radiating surface
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/42—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole with folded element, the folded parts being spaced apart a small fraction of the operating wavelength

Definitions

  • the present invention relates to a film antenna.
  • Patent Document 1 includes a flexible insulating transparent film, a circularly polarized antenna formed on the transparent film, and a feeding terminal for feeding the circularly polarized antenna.
  • a film antenna is disclosed.
  • the film antenna described in the above-mentioned patent documents 1 realizes thinness and flexibility, for example, by securing a circular polarization antenna (balance antenna) in a transparent film, and has secured mountability.
  • the film antenna is desired to form an unbalanced antenna as a transparent film, and there is room for further improvement in this respect.
  • this invention is made in view of the above, Comprising: It aims at providing the film antenna which can form an arbitrary antenna part, ensuring mountability.
  • a film antenna according to the present invention includes a sheet-like resin film, and an antenna pattern formed on one surface of the resin film and used for transmitting and receiving signals.
  • the antenna pattern includes a first unbalanced antenna pattern
  • the ground pattern includes a first ground pattern overlapping the entire first unbalanced antenna pattern through the resin film.
  • the first unbalanced antenna pattern and the first ground pattern constitute a first antenna unit capable of transmitting and receiving the signal.
  • the antenna pattern and the ground pattern are provided with an overlapping portion overlapping with each other through the resin film, the antenna pattern is configured to include a second unbalanced antenna pattern, and the ground pattern is a second The overlapping portion is capacitively coupled by overlapping a part of the second unbalanced antenna pattern and the second ground pattern via the resin film, and the resin film is configured to include the ground pattern.
  • the second unbalanced antenna pattern is folded back to the one side to the position facing the second ground pattern with the overlapping portion as the bending origin, and the second unbalanced antenna pattern and the second ground pattern are
  • a second antenna unit capable of transmitting and receiving the signal is configured.
  • the antenna pattern is configured to include a balanced antenna pattern
  • the resin film is configured to include a non-ground portion in which the balanced antenna pattern does not overlap the ground pattern via the resin film. It is preferable that the balanced antenna pattern and the non-ground portion constitute a third antenna portion capable of transmitting and receiving the signal.
  • the ground pattern includes a third ground pattern overlapping with the feed pattern via the resin film, and the feed pattern and the third ground pattern are capable of transmitting the electric signal. It is preferable to construct a wire.
  • the antenna pattern includes a balanced antenna pattern and an unbalanced antenna pattern on a surface of the one side of the resin film, and the ground pattern is electrically connected to the unbalanced antenna pattern. And preferably not electrically on the balanced antenna pattern.
  • the film antenna according to the present invention can form an arbitrary antenna portion after securing the mountability by the ground pattern electrically acting on at least one of the antenna pattern and the feed pattern.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a film antenna according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view showing a configuration example of a film antenna according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a bottom view showing a configuration example of a film antenna according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view of XX in FIG. 2 according to the embodiment.
  • the film antenna 1 which concerns on embodiment is demonstrated.
  • the film antenna 1 is an antenna that performs at least one of transmission and reception of a signal.
  • the film antenna 1 is installed in, for example, a vehicle, and is mounted on a dielectric such as a windshield, an instrument panel, an inside of a roof, or a side surface of a router casing of the vehicle.
  • the film antenna 1 is transmitted from, for example, Global Positioning System (GPS), Electronic Toll Collection System (ETC) (registered trademark), digital broadcasting system, mobile phone base station, Intelligent Transport Systems (ITS), etc. Signal is received.
  • the film antenna 1 is connected to a receiving terminal (not shown) via a cable, and outputs the received signal to the receiving terminal via the cable.
  • a receiving terminal not shown
  • the film antenna 1 will be described in detail.
  • the film antenna 1 has a width direction which is a direction along which a monopole antenna portion B and a monopole antenna portion C described later are arranged. Further, the direction orthogonal to the flat portion of the resin film 10 is taken as the depth direction. The depth direction is also referred to as the thickness direction of the resin film 10. The width direction and the depth direction are substantially orthogonal to each other.
  • the film antenna 1 comprises a resin film 10, an antenna pattern 20, a feed pattern 30, a ground pattern 40, overlapping portions 50a and 50b, and an amplifier circuit 60, as shown in FIGS. Prepare.
  • the resin film 10 is, for example, a transparent film formed of an insulating resin.
  • the resin film 10 is formed into a sheet, and is partially folded. In the resin film 10, for example, the thickness of the film is about 250 ⁇ m.
  • the resin film 10 has a front surface 11 as a surface on one side on one side in the thickness direction, and a rear surface 12 as a surface on the other side on the other side in the thickness direction.
  • the resin film 10 is configured to include a non-ground portion 13 in which a loop antenna pattern 24 described later does not overlap with the ground pattern 40 via the resin film 10.
  • the antenna pattern 20 is a conductive pattern used to transmit and receive signals.
  • the antenna pattern 20 is formed on the front surface 11 of the resin film 10.
  • the antenna pattern 20 is formed, for example, by printing a conductor such as silver paste, but is not limited thereto, and may be formed of a conductive ink, a conductive thin film, or the like.
  • the antenna pattern 20 is configured to include a balanced antenna pattern and an unbalanced antenna pattern on the front surface 11 of one resin film 10.
  • the balanced antenna is an antenna in which charge is distributed symmetrically in the antenna pattern and does not require the ground pattern 40.
  • the unbalanced antenna is an antenna in which charges are asymmetrically distributed in the antenna pattern, and is an antenna requiring the ground pattern 40.
  • the antenna pattern 20 includes, for example, a patch antenna pattern 21 as a first unbalanced antenna pattern, monopole antenna patterns 22 and 23 as a second unbalanced antenna pattern, and a loop antenna pattern 24 as a balanced antenna pattern. It consists of The antenna patterns 21 to 24 are arranged such that antenna patterns close to each other in the frequency of the signal to be received are separated from each other. By this arrangement, the antenna patterns 21 to 24 can suppress interference of the signals of each other.
  • the monopole antenna pattern 22 is formed on one side of the resin film 10 in the width direction
  • the monopole antenna pattern 23 is formed on the other side of the resin film 10 in the width direction.
  • the patch antenna pattern 21 and the loop antenna pattern 24 are formed between the monopole antenna pattern 22 and the monopole antenna pattern 23, and are located at a substantially central portion in the width direction of the resin film 10.
  • the feed pattern 30 is a conductive pattern used for transmission of an electrical signal.
  • the feed pattern 30 is formed on the front surface 11 of the resin film 10.
  • the feed pattern 30 is formed by printing a conductor such as silver paste, for example.
  • the feed pattern 30 is not limited to this, and may be formed by a conductive ink, a conductive thin film, or the like.
  • the feed pattern 30 includes a first feed pattern 31, a second feed pattern 32, a third feed pattern 33, and a fourth feed pattern 34.
  • the ground pattern 40 is a conductive pattern that electrically acts on at least one of the antenna pattern 20 and the feed pattern 30.
  • the ground pattern 40 is formed on the rear surface 12 of the resin film 10.
  • the ground pattern 40 is formed, for example, by printing a conductor such as silver paste, but is not limited to this, and may be formed of a conductive ink, a conductive thin film, or the like.
  • the ground pattern 40 includes a ground conductor pattern 41 as a first ground pattern, a monopole ground pattern 42 as a second ground pattern, a monopole ground pattern 43 as a second ground pattern, and a feed as a third ground pattern. And a ground pattern 44.
  • the ground conductor pattern 41, the monopole ground pattern 42, the monopole ground pattern 43, and the feeding ground pattern 44 are electrically connected to one another.
  • the patch antenna pattern 21 and the ground conductor pattern 41 constitute a patch antenna unit A as a first antenna unit capable of transmitting and receiving signals.
  • the patch antenna unit A is an unbalanced antenna in which the patch antenna pattern 21 and the ground conductor pattern 41 are disposed via the resin film 10.
  • the patch antenna pattern 21 is formed in, for example, a rectangular shape on the front surface 11 of the resin film 10 by a conductor such as silver paste.
  • the patch antenna pattern 21 is electrically connected to the first feed pattern 31.
  • the ground conductor pattern 41 is formed larger than the patch antenna pattern 21 by a conductor such as silver paste on the rear surface 12 of the resin film 10, for example.
  • the ground conductor pattern 41 overlaps the entire patch antenna pattern 21 via the resin film 10.
  • the ground conductor pattern 41 when viewed from the thickness direction of the resin film 10, the ground conductor pattern 41 includes at least a portion overlapping the entire patch antenna pattern 21.
  • the patch antenna portion A is formed with the patch antenna pattern 21 and the ground conductor pattern 41 via the resin film 10 which is a dielectric, and constitutes a resonant circuit which resonates at a predetermined frequency.
  • the patch antenna portion A is disposed, for example, between a monopole antenna portion B and a monopole antenna portion C described later when viewed from the thickness direction of the resin film 10.
  • the patch antenna unit A for example, outputs the received signal to a microstrip line unit L1 described later.
  • the monopole antenna pattern 22 and the monopole ground pattern 42 constitute a monopole antenna portion B as a second antenna portion capable of transmitting and receiving signals.
  • the monopole antenna portion B is an unbalanced antenna in which the monopole antenna pattern 22 and the monopole ground pattern 42 are electrically connected.
  • the monopole antenna pattern 22 is formed in, for example, a substantially rectangular shape on the front surface 11 of the resin film 10 by a conductor such as silver paste.
  • the monopole ground pattern 42 is formed on the back surface 12 of the resin film 10 by a conductor such as silver paste to a size equal to that of the monopole antenna pattern 22, but is not limited thereto.
  • the film antenna 1 includes an overlapping portion 50 a in which the monopole antenna pattern 22 and the monopole ground pattern 42 overlap via the resin film 10.
  • the overlapping portion 50 a is capacitively coupled by overlapping a part of the monopole antenna pattern 22 and the monopole ground pattern 42 via the resin film 10.
  • the monopole antenna pattern 22 is electrically connected to the second feed pattern 32.
  • the resin film 10 is folded back toward the front surface 11 to a position where the monopole antenna pattern 22 faces the monopole ground pattern 42 with the overlapping portion 50 a as a bending origin.
  • the monopole antenna pattern 22 and the monopole ground pattern 42 face each other with a gap in the depth direction.
  • a dielectric such as a foam material for example, a dielectric having a dielectric constant of 1.3 or less
  • the monopole antenna pattern 22 and the monopole ground pattern 42 constitute a monopole antenna portion B.
  • the monopole antenna portion B forms a resonant circuit in which the monopole antenna pattern 22 and the monopole ground pattern 42 are capacitively coupled and resonate at a predetermined frequency.
  • the monopole antenna portion B has a height in the depth direction due to a dielectric such as a foam material provided in the gap.
  • the monopole antenna unit B can receive vertically polarized waves transmitted from a cellular phone base station or ITS by forming a folded monopole antenna in a pseudo manner according to the height in the depth direction.
  • the gain of the monopole antenna unit B improves as the height in the depth direction increases.
  • the monopole antenna unit B outputs, for example, the received signal to a microstrip line unit L2 described later.
  • the monopole antenna pattern 23 and the monopole ground pattern 43 constitute a monopole antenna portion C as a second antenna portion.
  • the monopole antenna unit C is configured to be equivalent to the above-described monopole antenna unit B. That is, the monopole antenna unit C is an unbalanced antenna in which the monopole antenna pattern 23 and the monopole ground pattern 43 are electrically connected.
  • the monopole antenna pattern 23 is formed in, for example, a substantially rectangular shape on the front surface 11 of the resin film 10 by a conductor such as silver paste.
  • the monopole ground pattern 43 is formed on the back surface 12 of the resin film 10 by a conductor such as silver paste in a size equal to that of the monopole antenna pattern 23, but is not limited thereto.
  • the film antenna 1 includes the overlapping portion 50 b in which the monopole antenna pattern 23 and the monopole ground pattern 43 overlap via the resin film 10.
  • the overlapping portion 50 b is capacitively coupled by overlapping a part of the monopole antenna pattern 23 and the monopole ground pattern 43 via the resin film 10.
  • the monopole antenna pattern 23 is electrically connected to the third feed pattern 33.
  • the resin film 10 is folded toward the front surface 11 to a position where the monopole antenna pattern 23 faces the monopole ground pattern 43 with the overlapping portion 50 b as a bending origin.
  • the monopole antenna pattern 23 and the monopole ground pattern 43 face each other with a gap in the depth direction.
  • a dielectric such as a foam material for example, a dielectric having a dielectric constant of 1.3 or less
  • the monopole antenna pattern 23 and the monopole ground pattern 43 constitute a monopole antenna portion C.
  • the monopole antenna portion C forms a resonant circuit in which the monopole antenna pattern 23 and the monopole ground pattern 43 are capacitively coupled and resonate at a predetermined frequency.
  • the monopole antenna portion C has a height in the depth direction due to a dielectric such as a foam material provided in the gap.
  • the monopole antenna unit C can receive vertically polarized waves transmitted from a cellular phone base station or ITS by forming a folded monopole antenna in a pseudo manner by the height in the depth direction.
  • the gain of the monopole antenna unit C improves as the height in the depth direction increases.
  • the monopole antenna unit C for example, outputs the received signal to a microstrip line unit L3 described later.
  • the loop antenna pattern 24 and the non-ground unit 13 constitute a loop antenna unit D as a third antenna unit capable of transmitting and receiving signals.
  • the loop antenna portion D is a balanced antenna in which the loop antenna pattern 24 is formed on the front surface 11 of the resin film 10.
  • the loop antenna pattern 24 is, for example, annularly formed on the front surface 11 of the resin film 10 by a conductor such as silver paste.
  • the non-ground portion 13 is a portion where the loop antenna pattern 24 does not overlap with the ground pattern 40 via the resin film 10.
  • the loop antenna pattern 24 includes, for example, an outer circumferential conductor portion 24 a and an inner circumferential conductor portion 24 b.
  • the outer circumferential conductor portion 24 a is formed in an annular shape, and receives, for example, right-handed circularly polarized waves.
  • the inner circumferential conductor portion 24 b is formed in an annular shape, and is formed inside the outer circumferential conductor portion 24 a.
  • the inner circumferential conductor portion 24b suppresses the reception of left-handed circularly polarized waves.
  • the outer circumferential conductor portion 24 a is connected to the amplifier circuit 60.
  • the amplifier circuit 60 is formed in the vicinity of the outer peripheral conductor portion 24a, and amplifies a signal received by the outer peripheral conductor portion 24a.
  • the amplifier circuit 60 is connected to the fourth power supply pattern 34, and outputs the amplified signal to the microstrip line portion L4.
  • the feed patterns 31 to 34 and the feed ground pattern 44 constitute microstrip line portions L1 to L4 as feed lines capable of transmitting electric signals.
  • the first feed pattern 31 is formed, for example, on the front surface 11 of the resin film 10 by a conductor such as silver paste. As shown in FIG. 2, the first feed pattern 31 includes a land portion 31 a and a feed line portion 31 b.
  • the land portion 31a is a portion connected to the connector of the cable of the receiving terminal.
  • the feed line portion 31 b is a portion that electrically connects the land portion 31 a and the patch antenna pattern 21.
  • the feed line portion 31 b is formed in a linear shape, one end thereof is connected to the land portion 31 a, and the other end is connected to the patch antenna pattern 21.
  • the feed ground pattern 44 is configured to include, for example, a range overlapping the first feed pattern 31 with a conductor such as silver paste on the rear surface 12 of the resin film 10.
  • the first feed pattern 31 and the feed ground pattern 44 constitute a microstrip line portion L1.
  • the impedance of the microstrip line portion L1 is determined by the dielectric constant of the resin film 10, the thickness of the resin film 10, the pattern width of the feed line portion 31b, and the feed ground pattern 44.
  • the microstrip line portion L1 transmits an electromagnetic wave by an electric field from the first power supply pattern 31 toward the power supply ground pattern 44 and a magnetic field surrounding the periphery of the first power supply pattern 31.
  • the second power supply pattern 32 is formed on the front surface 11 of the resin film 10 by a conductor such as silver paste, for example.
  • the second feed pattern 32 has a land 32a and a feed line 32b.
  • the land 32a is a portion connected to the connector of the cable of the receiving terminal.
  • the feed line portion 32 b is a portion that electrically connects the land portion 32 a and the monopole antenna pattern 22.
  • the feed line portion 32 b is formed in a linear shape, one end thereof is connected to the land portion 32 a, and the other end is connected to the monopole antenna pattern 22.
  • the feed ground pattern 44 is configured to include, for example, a range overlapping the second feed pattern 32 with a conductor such as silver paste on the rear surface 12 of the resin film 10.
  • the second feed pattern 32 and the feed ground pattern 44 constitute a microstrip line portion L2.
  • the impedance of the microstrip line portion L2 is determined by the dielectric constant of the resin film 10, the thickness of the resin film 10, the pattern width of the feed line portion 32b, and the feed ground pattern 44.
  • the microstrip line part L2 transmits an electromagnetic wave by the electric field from the second feed pattern 32 toward the feed ground pattern 44 and the magnetic field surrounding the periphery of the second feed pattern 32.
  • the third power supply pattern 33 is formed, for example, on the front surface 11 of the resin film 10 by a conductor such as silver paste.
  • the third feed pattern 33 has a land portion 33a and a feed line portion 33b.
  • the land portion 33a is a portion connected to the connector of the cable of the receiving terminal.
  • the feed line portion 33 b is a portion that electrically connects the land portion 33 a and the monopole antenna pattern 23.
  • the feed line portion 33 b is formed in a linear shape, one end thereof is connected to the land portion 33 a, and the other end is connected to the monopole antenna pattern 23.
  • the feed ground pattern 44 is configured to include, for example, a range overlapping the third feed pattern 33 with a conductor such as silver paste on the rear surface 12 of the resin film 10.
  • the third feed pattern 33 and the feed ground pattern 44 constitute a microstrip line portion L3.
  • the impedance of the microstrip line portion L3 is determined by the dielectric constant of the resin film 10, the thickness of the resin film 10, the pattern width of the feed line portion 33b, and the feed ground pattern 44.
  • the microstrip line portion L3 transmits an electromagnetic wave by an electric field from the third feed pattern 33 toward the feed ground pattern 44 and a magnetic field surrounding the third feed pattern 33.
  • the fourth power supply pattern 34 is formed, for example, on the front surface 11 of the resin film 10 by a conductor such as silver paste.
  • the fourth feed pattern 34 has a land portion 34 a and a feed line portion 34 b.
  • the land portion 34a is a portion connected to the connector of the cable of the receiving terminal.
  • the feed line portion 34 b is a portion that electrically connects the land portion 34 a and the amplifier circuit 60 of the loop antenna pattern 24.
  • the feed line portion 34 b is formed in a linear shape, one end is connected to the land portion 34 a, and the other end is connected to the amplifier circuit 60 of the loop antenna pattern 24.
  • the feed ground pattern 44 is configured to include, for example, a range overlapping the fourth feed pattern 34 with a conductor such as silver paste on the rear surface 12 of the resin film 10.
  • the fourth feed pattern 34 and the feed ground pattern 44 constitute a microstrip line portion L4.
  • the impedance of the microstrip line portion L4 is determined by the dielectric constant of the resin film 10, the thickness of the resin film 10, the pattern width of the feed line portion 34b, and the feed ground pattern 44.
  • the microstrip line part L4 transmits an electromagnetic wave by the electric field from the fourth power supply pattern 34 toward the power supply ground pattern 44 and the magnetic field surrounding the fourth power supply pattern 34.
  • the land portions 31a to 34a can be connected by one connector provided on the cable of the receiving terminal by being collectively formed at one place.
  • the film antenna 1 includes the sheet-like resin film 10, the antenna pattern 20, the feed pattern 30, and the ground pattern 40.
  • the antenna pattern 20 is formed on the front surface 11 of the resin film 10, and is used for signal transmission and reception.
  • the feed pattern 30 is formed on the front surface 11 of the resin film 10, connected to the antenna pattern 20, and used for transmission of an electrical signal.
  • the ground pattern 40 is conductive and is formed on the rear surface 12 of the resin film 10.
  • the film antenna 1 can form, for example, the patch antenna unit A and the monopole antenna units B and C by the ground pattern 40 electrically acting on the antenna pattern 20.
  • the film antenna 1 can form, for example, the loop antenna portion D because the ground pattern 40 does not electrically act on the antenna pattern 20.
  • the microstrip line portions L 1 to L 4 can be formed by the ground pattern 40 electrically acting on the feed pattern 30.
  • the film antenna 1 can form arbitrary antenna portions A to D by the ground pattern 40 electrically acting on at least one of the antenna pattern 20 or the feed pattern 30.
  • the film antenna 1 can transmit an electrical signal to each of the antenna units A to D via the microstrip line units L1 to L4.
  • the film antenna 1 since the film antenna 1 has flexibility by forming each of the antenna portions A to D on the resin film 10, it can be installed in a curved portion such as the inside of the roof of a vehicle, and mountability is ensured. Can.
  • the antenna pattern 20 is configured to include a patch antenna pattern 21.
  • the ground pattern 40 is configured to include a ground conductor pattern 41 overlapping the entire patch antenna pattern 21 via the resin film 10.
  • the patch antenna pattern 21 and the ground conductor pattern 41 constitute a patch antenna unit A capable of transmitting and receiving signals.
  • the film antenna 1 can form an arbitrary antenna portion after securing the mountability by forming the patch antenna portion A which is an unbalanced antenna on the resin film 10.
  • the film antenna 1 includes overlapping portions 50 a and 50 b in which the antenna pattern 20 and the ground pattern 40 overlap with the resin film 10 interposed therebetween.
  • the antenna pattern 20 is configured to include a monopole antenna pattern 22.
  • the ground pattern 40 is configured to include a monopole ground pattern 42.
  • the overlapping portion 50 a is capacitively coupled by overlapping a part of the monopole antenna pattern 22 and the monopole ground pattern 42 via the resin film 10.
  • the resin film 10 is folded to the front surface 11 side to a position where the monopole antenna pattern 22 faces the monopole ground pattern 42 with the overlapping portion 50 a as a bending origin.
  • the monopole antenna pattern 22 and the monopole ground pattern 42 constitute a monopole antenna portion B capable of transmitting and receiving signals.
  • the antenna pattern 20 is configured to include a monopole antenna pattern 23.
  • the ground pattern 40 is configured to include a monopole ground pattern 43.
  • the overlapping portion 50 b is capacitively coupled by overlapping a part of the monopole antenna pattern 23 and the monopole ground pattern 43 via the resin film 10.
  • the resin film 10 is folded back on the front surface 11 side to a position where the monopole antenna pattern 23 faces the monopole ground pattern 43 with the overlapping portion 50 b as a bending start point.
  • the monopole antenna pattern 23 and the monopole ground pattern 43 constitute a monopole antenna portion C capable of transmitting and receiving signals.
  • the film antenna 1 can form an arbitrary antenna portion after securing the mountability by configuring the monopole antenna portions B and C which are unbalanced antennas in the resin film 10.
  • the monopole antenna portions B and C have a height in the depth direction due to a dielectric such as a foam material provided in a gap between the monopole antenna patterns 22 and 23 and the monopole ground patterns 42 and 43.
  • the monopole antenna units B and C can receive vertically polarized waves transmitted from a cellular phone base station or ITS by forming a pseudo-folded monopole antenna according to the height in the depth direction.
  • an antenna that receives vertically polarized waves can be installed in a space in which the height in the vertical direction such as the inside of the roof of a vehicle is limited by the monopole antenna units B and C.
  • the monopole antenna patterns 22 and 23 and the monopole ground patterns 42 and 43 are capacitively coupled to each other, the film antenna 1 is manufactured compared to the conventional case where the monopole antenna patterns 22 and 23 and the monopole ground patterns 42 and 43 are electrically connected. The process can be simplified.
  • the antenna pattern 20 is configured to include a loop antenna pattern 24.
  • the resin film 10 is configured to include a non-ground portion 13 in which the loop antenna pattern 24 does not overlap with the ground pattern 40 via the resin film 10.
  • the loop antenna pattern 24 and the non-ground unit 13 constitute a loop antenna unit D capable of transmitting and receiving signals.
  • the film antenna 1 can form an arbitrary antenna portion after securing the mountability by forming the loop antenna portion D, which is a balanced antenna, on the resin film 10.
  • the ground pattern 40 includes a feed ground pattern 44 overlapping the feed pattern 30 via the resin film 10.
  • the feed pattern 30 and the feed ground pattern 44 constitute microstrip line portions L1 to L4 capable of transmitting an electric signal.
  • the film antenna 1 is configured by forming the microstrip line portions L1 to L4 in the resin film 10, thereby forming a plurality of antenna portions A to D in the resin film 10, respectively.
  • the points to be fed can be consolidated into one place.
  • the film antenna 1 can connect the cable connector of the receiving terminal to the land portions 31a to 34a collected at one place. With this configuration, the film antenna 1 can reduce the cable connector of the receiving terminal and simplify the cable wiring.
  • the antenna pattern 20 is configured to include the loop antenna pattern 24, the patch antenna pattern 21, and the monopole antenna patterns 22 and 23 on the front surface 11 of one resin film 10.
  • the ground pattern 40 electrically acts on the patch antenna pattern 21 and the monopole antenna patterns 22 and 23, and does not act electrically on the loop antenna pattern 24.
  • the film antenna 1 demonstrated the example in which the patch antenna part A, the monopole antenna parts B and C, and the loop antenna part D are formed, it is not limited to this.
  • the film antenna 1 may have an antenna portion other than the above-described antenna portions A to D.
  • the film antenna 1 may be configured to include at least one antenna unit among the above-mentioned antenna units A to D, and any one of microstrip line units L1 to L4 connected to the antenna unit. .
  • the film antenna 1 illustrated the loop antenna part D as a balanced antenna and illustrated the patch antenna part A and the monopole antenna parts B and C as an unbalanced antenna, it is not limited to this, You may be another antenna part.
  • the film antenna 1 has been described as an example installed in a vehicle, it is not limited thereto.
  • the film antenna 1 may be installed on an aircraft, a ship, a building or the like.

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Abstract

フィルムアンテナ（１）は、シート状の樹脂フィルム（１０）と、アンテナパターン（２０）と、給電パターン（３０）と、グランドパターン（４０）とを備える。アンテナパターン（２０）は、樹脂フィルム（１０）の前面（１１）に形成され、信号の送受信に用いられる。給電パターン（３０）は、樹脂フィルム（１０）の前面（１１）に形成され、アンテナパターン（２０）に接続され、電気信号の伝送に用いられる。グランドパターン（４０）は、導電性であり、樹脂フィルム（１０）の後面１２に形成される。この構成により、フィルムアンテナ（１）は、搭載性を確保した上で任意のアンテナ部を形成することができる。

Description

フィルムアンテナ
　本発明は、フィルムアンテナに関する。
　従来、例えば、特許文献１には、可撓性を有する絶縁性の透明フィルムと、透明フィルムに形成された円偏波用アンテナと、円偏波用アンテナに給電するための給電端子とを備えるフィルムアンテナが開示されている。
特開２００６－１３６９６号公報
　ところで、上述の特許文献１に記載のフィルムアンテナは、例えば、透明フィルムに円偏波用アンテナ（平衡アンテナ）を形成することで薄型且つ可撓性を実現し搭載性を確保している。しかしながら、当該フィルムアンテナは、不平衡アンテナも透明フィルムに形成することが望まれているおり、この点で更なる改善の余地がある。
　そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、搭載性を確保した上で任意のアンテナ部を形成することができるフィルムアンテナを提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るフィルムアンテナは、シート状の樹脂フィルムと、前記樹脂フィルムの一方側の面に形成され、信号の送受信に用いられるアンテナパターンと、前記樹脂フィルムの前記一方側の面に形成され、前記アンテナパターンに接続され、電気信号の伝送に用いられる給電パターンと、前記樹脂フィルムの他方側の面に形成される導電性のグランドパターンと、を備えることを特徴とする。
　上記フィルムアンテナにおいて、前記アンテナパターンは、第１不平衡アンテナパターンを含んで構成され、前記グランドパターンは、前記樹脂フィルムを介して前記第１不平衡アンテナパターンの全体と重なる第１グランドパターンを含んで構成され、前記第１不平衡アンテナパターン及び前記第１グランドパターンは、前記信号を送受信可能な第１アンテナ部を構成することが好ましい。
　上記フィルムアンテナにおいて、前記アンテナパターンと前記グランドパターンとが前記樹脂フィルムを介して重なる重畳部を備え、前記アンテナパターンは、第２不平衡アンテナパターンを含んで構成され、前記グランドパターンは、第２グランドパターンを含んで構成され、前記重畳部は、前記第２不平衡アンテナパターンの一部と前記第２グランドパターンとが前記樹脂フィルムを介して重なることで容量結合され、前記樹脂フィルムは、前記重畳部を折り曲げ起点として前記第２不平衡アンテナパターンが前記第２グランドパターンに対向する位置まで前記一方側の面側に折り返されており、前記第２不平衡アンテナパターン及び前記第２グランドパターンは、前記信号を送受信可能な第２アンテナ部を構成することが好ましい。
　上記フィルムアンテナにおいて、前記アンテナパターンは、平衡アンテナパターンを含んで構成され、前記樹脂フィルムは、前記平衡アンテナパターンが当該樹脂フィルムを介して前記グランドパターンと重ならない非グランド部を含んで構成され、前記平衡アンテナパターン及び前記非グランド部は、前記信号を送受信可能な第３アンテナ部を構成することが好ましい。
　上記フィルムアンテナにおいて、前記グランドパターンは、前記樹脂フィルムを介して前記給電パターンと重なる第３グランドパターンを含んで構成され、前記給電パターン及び前記第３グランドパターンは、前記電気信号を伝送可能な給電線を構成することが好ましい。
　上記フィルムアンテナにおいて、前記アンテナパターンは、一枚の前記樹脂フィルムの前記一方側の面に平衡アンテナパターン及び不平衡アンテナパターンを含んで構成され、前記グランドパターンは、前記不平衡アンテナパターンに電気的に作用し、且つ、前記平衡アンテナパターンに電気的に作用しないことが好ましい。
　本発明に係るフィルムアンテナは、グランドパターンがアンテナパターン又は給電パターンの少なくとも一方に電気的に作用することで、搭載性を確保した上で任意のアンテナ部を形成することができる。
図１は、実施形態に係るフィルムアンテナの構成例を示す斜視図である。 図２は、実施形態に係るフィルムアンテナの構成例を示す平面図である。 図３は、実施形態に係るフィルムアンテナの構成例を示す下面図である。 図４は、実施形態に係る図２のＸ－Ｘの部分断面図である。
　本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
〔実施形態〕
　実施形態に係るフィルムアンテナ１について説明する。フィルムアンテナ１は、信号の送信又は受信の少なくとも一方を行うアンテナである。フィルムアンテナ１は、例えば、車両に設置され、当該車両のフロントガラス、インストルメントパネル、ルーフ内部、ルータ筐体の側面等の誘電体に搭載される。フィルムアンテナ１は、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）やＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｏｌｌ　Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ）（登録商標）、デジタル放送システム、携帯電話基地局、ＩＴＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｓｙｓｔｅｍｓ：高度道路交通システム）等から送信される信号を受信する。フィルムアンテナ１は、図示しない受信端末にケーブルを介して接続され、受信した信号をケーブルを介して受信端末に出力する。本実施形態では、フィルムアンテナ１は、複数の種類のアンテナ部が一枚の樹脂フィルム１０に形成される例について説明する。以下、フィルムアンテナ１について詳細に説明する。
　ここで、フィルムアンテナ１は、後述するモノポールアンテナ部Ｂとモノポールアンテナ部Ｃとが並ぶ方向に沿った方向を幅方向とする。また、樹脂フィルム１０の平面部に直交する方向を奥行き方向とする。奥行き方向は、樹脂フィルム１０の厚み方向とも称する。幅方向と奥行き方向とは、互いに略直交する。
　フィルムアンテナ１は、図１、図２、図３に示すように、樹脂フィルム１０と、アンテナパターン２０と、給電パターン３０と、グランドパターン４０と、重畳部５０ａ、５０ｂと、アンプ回路６０とを備える。
　樹脂フィルム１０は、例えば、絶縁性の樹脂により形成された透明のフィルムである。樹脂フィルム１０は、一枚のシート状に形成され、一部が折り返されている。樹脂フィルム１０は、例えば、当該フィルムの厚さが２５０μｍ程度である。樹脂フィルム１０は、厚み方向の一方側に一方側の面としての前面１１を有し、厚み方向の他方側に他方側の面としての後面１２を有する。樹脂フィルム１０は、後述するループアンテナパターン２４が当該樹脂フィルム１０を介してグランドパターン４０と重ならない非グランド部１３を含んで構成される。
　アンテナパターン２０は、信号の送受信に用いられる導電性のパターンである。アンテナパターン２０は、樹脂フィルム１０の前面１１に形成される。アンテナパターン２０は、例えば、銀ペースト等の導体が印刷されて形成されるが、これに限定されず、導電性インク、導体薄膜等により形成してもよい。アンテナパターン２０は、一枚の樹脂フィルム１０の前面１１に平衡アンテナパターン及び不平衡アンテナパターンを含んで構成される。ここで、平衡アンテナとは、電荷がアンテナパターンに対称に分布するアンテナでありグランドパターン４０を必要としないアンテナである。また、不平衡アンテナとは、電荷がアンテナパターンに非対称に分布するアンテナであり、グランドパターン４０を必要とするアンテナである。アンテナパターン２０は、例えば、第１不平衡アンテナパターンとしてのパッチアンテナパターン２１と、第２不平衡アンテナパターンとしてのモノポールアンテナパターン２２、２３と、平衡アンテナパターンとしてのループアンテナパターン２４とを含んで構成される。各アンテナパターン２１～２４は、受信する信号の周波数が近いアンテナパターン同士を互いに離れるように配置する。この配置により、各アンテナパターン２１～２４は、互いの信号が干渉することを抑制できる。例えば、モノポールアンテナパターン２２は、樹脂フィルム１０の幅方向の一方側に形成され、モノポールアンテナパターン２３は、樹脂フィルム１０の幅方向の他方側に形成される。パッチアンテナパターン２１及びループアンテナパターン２４は、モノポールアンテナパターン２２とモノポールアンテナパターン２３との間に形成され、樹脂フィルム１０の幅方向の略中央部に位置する。
　給電パターン３０は、電気信号の伝送に用いられる導電性のパターンである。給電パターン３０は、樹脂フィルム１０の前面１１に形成される。給電パターン３０は、例えば、銀ペースト等の導体が印刷されて形成されるが、これに限定されず、導電性インク、導体薄膜等により形成してもよい。給電パターン３０は、第１給電パターン３１と、第２給電パターン３２と、第３給電パターン３３と、第４給電パターン３４とを含んで構成される。
　グランドパターン４０は、アンテナパターン２０又は給電パターン３０の少なくとも一方に電気的に作用する導電性のパターンである。グランドパターン４０は、樹脂フィルム１０の後面１２に形成される。グランドパターン４０は、例えば、銀ペースト等の導体が印刷されて形成されるが、これに限定されず、導電性インク、導体薄膜等により形成してもよい。グランドパターン４０は、第１グランドパターンとしての地導体パターン４１と、第２グランドパターンとしてのモノポールグランドパターン４２と、第２グランドパターンとしてのモノポールグランドパターン４３と、第３グランドパターンとしての給電グランドパターン４４とを含んで構成される。地導体パターン４１、モノポールグランドパターン４２、モノポールグランドパターン４３、及び、給電グランドパターン４４は、互いに電気的に接続されている。
　ここで、パッチアンテナパターン２１及び地導体パターン４１は、信号を送受信可能な第１アンテナ部としてのパッチアンテナ部Ａを構成する。パッチアンテナ部Ａは、パッチアンテナパターン２１と地導体パターン４１とが樹脂フィルム１０を介して配置された不平衡アンテナである。パッチアンテナパターン２１は、例えば、樹脂フィルム１０の前面１１に銀ペースト等の導体により矩形状に形成される。パッチアンテナパターン２１は、第１給電パターン３１に電気的に接続される。地導体パターン４１は、例えば、樹脂フィルム１０の後面１２に銀ペースト等の導体によってパッチアンテナパターン２１よりも大きく形成される。地導体パターン４１は、樹脂フィルム１０を介してパッチアンテナパターン２１の全体と重なる。つまり、地導体パターン４１は、樹脂フィルム１０の厚み方向から視た場合、少なくともパッチアンテナパターン２１の全体と重なる部分を含んで構成される。パッチアンテナ部Ａは、パッチアンテナパターン２１と地導体パターン４１とが誘電体である樹脂フィルム１０を介して形成され、所定の周波数で共振する共振回路を構成する。パッチアンテナ部Ａは、例えば、樹脂フィルム１０の厚み方向から視た場合、後述するモノポールアンテナ部Ｂとモノポールアンテナ部Ｃとの間に配置される。パッチアンテナ部Ａは、例えば、受信した信号を後述するマイクロストリップライン部Ｌ１に出力する。
　モノポールアンテナパターン２２及びモノポールグランドパターン４２は、信号を送受信可能な第２アンテナ部としてのモノポールアンテナ部Ｂを構成する。モノポールアンテナ部Ｂは、モノポールアンテナパターン２２とモノポールグランドパターン４２とが電気的に接続された不平衡アンテナである。モノポールアンテナパターン２２は、例えば、樹脂フィルム１０の前面１１に銀ペースト等の導体により略矩形状に形成される。モノポールグランドパターン４２は、例えば、樹脂フィルム１０の後面１２に銀ペースト等の導体によってモノポールアンテナパターン２２と同等の大きさに形成されるが、これに限定されない。ここで、フィルムアンテナ１は、モノポールアンテナパターン２２とモノポールグランドパターン４２とが樹脂フィルム１０を介して重なる重畳部５０ａを備える。重畳部５０ａは、図４に示すように、モノポールアンテナパターン２２の一部とモノポールグランドパターン４２とが樹脂フィルム１０を介して重なることで容量結合される。モノポールアンテナパターン２２は、第２給電パターン３２に電気的に接続される。樹脂フィルム１０は、重畳部５０ａを折り曲げ起点としてモノポールアンテナパターン２２がモノポールグランドパターン４２に対向する位置まで前面１１側に折り返される。そして、樹脂フィルム１０は、モノポールアンテナパターン２２とモノポールグランドパターン４２とが奥行き方向に隙間をあけて対向している。樹脂フィルム１０は、この隙間に発砲材等の誘電体（例えば誘電率が１．３以下の誘電体）が介在する。この構成により、モノポールアンテナパターン２２及びモノポールグランドパターン４２は、モノポールアンテナ部Ｂを構成する。モノポールアンテナ部Ｂは、モノポールアンテナパターン２２とモノポールグランドパターン４２とが容量結合され、所定の周波数で共振する共振回路を構成する。モノポールアンテナ部Ｂは、上記隙間に設けられた発砲材等の誘電体により奥行き方向に高さが生じる。モノポールアンテナ部Ｂは、この奥行き方向の高さにより疑似的に折り返しモノポールアンテナを形成することで携帯電話基地局やＩＴＳから送信される垂直偏波を受信できるようになる。モノポールアンテナ部Ｂは、この奥行き方向の高さが高い程、利得が向上する。モノポールアンテナ部Ｂは、例えば、受信した信号を後述するマイクロストリップライン部Ｌ２に出力する。
　モノポールアンテナパターン２３及びモノポールグランドパターン４３は、第２アンテナ部としてのモノポールアンテナ部Ｃを構成する。モノポールアンテナ部Ｃは、上述のモノポールアンテナ部Ｂと同等に構成される。つまり、モノポールアンテナ部Ｃは、モノポールアンテナパターン２３とモノポールグランドパターン４３とが電気的に接続された不平衡アンテナである。モノポールアンテナパターン２３は、例えば、樹脂フィルム１０の前面１１に銀ペースト等の導体により略矩形状に形成される。モノポールグランドパターン４３は、例えば、樹脂フィルム１０の後面１２に銀ペースト等の導体によってモノポールアンテナパターン２３と同等の大きさに形成されるが、これに限定されない。ここで、フィルムアンテナ１は、モノポールアンテナパターン２３とモノポールグランドパターン４３とが樹脂フィルム１０を介して重なる重畳部５０ｂを備える。重畳部５０ｂは、モノポールアンテナパターン２３の一部とモノポールグランドパターン４３とが樹脂フィルム１０を介して重なることで容量結合される。モノポールアンテナパターン２３は、第３給電パターン３３に電気的に接続される。樹脂フィルム１０は、重畳部５０ｂを折り曲げ起点としてモノポールアンテナパターン２３がモノポールグランドパターン４３に対向する位置まで前面１１側に折り返される。そして、樹脂フィルム１０は、モノポールアンテナパターン２３とモノポールグランドパターン４３とが奥行き方向に隙間をあけて対向している。樹脂フィルム１０は、この隙間に発砲材等の誘電体（例えば誘電率が１．３以下の誘電体）が介在する。この構成により、モノポールアンテナパターン２３及びモノポールグランドパターン４３は、モノポールアンテナ部Ｃを構成する。モノポールアンテナ部Ｃは、モノポールアンテナパターン２３とモノポールグランドパターン４３とが容量結合され、所定の周波数で共振する共振回路を構成する。モノポールアンテナ部Ｃは、上記隙間に設けられた発砲材等の誘電体により奥行き方向に高さが生じる。モノポールアンテナ部Ｃは、この奥行き方向の高さにより疑似的に折り返しモノポールアンテナを形成することで携帯電話基地局やＩＴＳから送信される垂直偏波を受信できるようになる。モノポールアンテナ部Ｃは、この奥行き方向の高さが高い程、利得が向上する。モノポールアンテナ部Ｃは、例えば、受信した信号を後述するマイクロストリップライン部Ｌ３に出力する。
　ループアンテナパターン２４及び非グランド部１３は、信号を送受信可能な第３アンテナ部としてのループアンテナ部Ｄを構成する。ループアンテナ部Ｄは、ループアンテナパターン２４が樹脂フィルム１０の前面１１に形成された平衡アンテナである。ループアンテナパターン２４は、例えば、樹脂フィルム１０の前面１１に銀ペースト等の導体により環状に形成される。非グランド部１３は、図３に示すように、ループアンテナパターン２４が樹脂フィルム１０を介してグランドパターン４０と重ならない部分である。ループアンテナパターン２４は、例えば、外周導体部２４ａと、内周導体部２４ｂとを備える。外周導体部２４ａは、環状に形成され、例えば、右旋円偏波を受信する。内周導体部２４ｂは、環状に形成され、外周導体部２４ａの内側に形成される。内周導体部２４ｂは、例えば、左旋円偏波の受信を抑制する。外周導体部２４ａは、アンプ回路６０に接続される。アンプ回路６０は、外周導体部２４ａの近傍に形成され、当該外周導体部２４ａにより受信した信号を増幅する。アンプ回路６０は、第４給電パターン３４に接続され、増幅した信号をマイクロストリップライン部Ｌ４に出力する。
　各給電パターン３１～３４及び給電グランドパターン４４は、電気信号を伝送可能な給電線としてのマイクロストリップライン部Ｌ１～Ｌ４を構成する。第１給電パターン３１は、例えば、樹脂フィルム１０の前面１１に銀ペースト等の導体により形成される。第１給電パターン３１は、図２に示すように、ランド部３１ａと、給電ライン部３１ｂとを有する。ランド部３１ａは、受信端末のケーブルのコネクタに接続される部分である。給電ライン部３１ｂは、ランド部３１ａとパッチアンテナパターン２１とを電気的に接続する部分である。給電ライン部３１ｂは、線状に形成され、一端がランド部３１ａに接続され、他端がパッチアンテナパターン２１に接続される。給電グランドパターン４４は、例えば、樹脂フィルム１０の後面１２に銀ペースト等の導体により第１給電パターン３１と重なる範囲を含んで構成される。第１給電パターン３１及び給電グランドパターン４４は、マイクロストリップライン部Ｌ１を構成する。マイクロストリップライン部Ｌ１は、樹脂フィルム１０の誘電率、当該樹脂フィルム１０の厚み、給電ライン部３１ｂのパターン幅、及び、給電グランドパターン４４によりインピーダンスが決まる。マイクロストリップライン部Ｌ１は、第１給電パターン３１から給電グランドパターン４４に向かう電界と第１給電パターン３１の周囲を囲む磁界とによって電磁波を伝送する。
　第２給電パターン３２は、例えば、樹脂フィルム１０の前面１１に銀ペースト等の導体により形成される。第２給電パターン３２は、ランド部３２ａと、給電ライン部３２ｂとを有する。ランド部３２ａは、受信端末のケーブルのコネクタに接続される部分である。給電ライン部３２ｂは、ランド部３２ａとモノポールアンテナパターン２２とを電気的に接続する部分である。給電ライン部３２ｂは、線状に形成され、一端がランド部３２ａに接続され、他端がモノポールアンテナパターン２２に接続される。給電グランドパターン４４は、例えば、樹脂フィルム１０の後面１２に銀ペースト等の導体により第２給電パターン３２と重なる範囲を含んで構成される。第２給電パターン３２及び給電グランドパターン４４は、マイクロストリップライン部Ｌ２を構成する。マイクロストリップライン部Ｌ２は、樹脂フィルム１０の誘電率、当該樹脂フィルム１０の厚み、給電ライン部３２ｂのパターン幅、及び、給電グランドパターン４４によりインピーダンスが決まる。マイクロストリップライン部Ｌ２は、第２給電パターン３２から給電グランドパターン４４に向かう電界と第２給電パターン３２の周囲を囲む磁界とによって電磁波を伝送する。
　第３給電パターン３３は、例えば、樹脂フィルム１０の前面１１に銀ペースト等の導体により形成される。第３給電パターン３３は、ランド部３３ａと、給電ライン部３３ｂとを有する。ランド部３３ａは、受信端末のケーブルのコネクタに接続される部分である。給電ライン部３３ｂは、ランド部３３ａとモノポールアンテナパターン２３とを電気的に接続する部分である。給電ライン部３３ｂは、線状に形成され、一端がランド部３３ａに接続され、他端がモノポールアンテナパターン２３に接続される。給電グランドパターン４４は、例えば、樹脂フィルム１０の後面１２に銀ペースト等の導体により第３給電パターン３３と重なる範囲を含んで構成される。第３給電パターン３３及び給電グランドパターン４４は、マイクロストリップライン部Ｌ３を構成する。マイクロストリップライン部Ｌ３は、樹脂フィルム１０の誘電率、当該樹脂フィルム１０の厚み、給電ライン部３３ｂのパターン幅、及び、給電グランドパターン４４によりインピーダンスが決まる。マイクロストリップライン部Ｌ３は、第３給電パターン３３から給電グランドパターン４４に向かう電界と第３給電パターン３３の周囲を囲む磁界とによって電磁波を伝送する。
　第４給電パターン３４は、例えば、樹脂フィルム１０の前面１１に銀ペースト等の導体により形成される。第４給電パターン３４は、ランド部３４ａと、給電ライン部３４ｂとを有する。ランド部３４ａは、受信端末のケーブルのコネクタに接続される部分である。給電ライン部３４ｂは、ランド部３４ａとループアンテナパターン２４のアンプ回路６０とを電気的に接続する部分である。給電ライン部３４ｂは、線状に形成され、一端がランド部３４ａに接続され、他端がループアンテナパターン２４のアンプ回路６０に接続される。給電グランドパターン４４は、例えば、樹脂フィルム１０の後面１２に銀ペースト等の導体により第４給電パターン３４と重なる範囲を含んで構成される。第４給電パターン３４及び給電グランドパターン４４は、マイクロストリップライン部Ｌ４を構成する。マイクロストリップライン部Ｌ４は、樹脂フィルム１０の誘電率、当該樹脂フィルム１０の厚み、及び、給電ライン部３４ｂのパターン幅、及び、給電グランドパターン４４によりインピーダンスが決まる。マイクロストリップライン部Ｌ４は、第４給電パターン３４から給電グランドパターン４４に向かう電界と第４給電パターン３４の周囲を囲む磁界とによって電磁波を伝送する。ランド部３１ａ～３４ａは、１箇所に集約して形成されることで、受信端末のケーブルに設けられる１個のコネクタで接続可能となる。
　以上のように、実施形態に係るフィルムアンテナ１は、シート状の樹脂フィルム１０と、アンテナパターン２０と、給電パターン３０と、グランドパターン４０とを備える。アンテナパターン２０は、樹脂フィルム１０の前面１１に形成され、信号の送受信に用いられる。給電パターン３０は、樹脂フィルム１０の前面１１に形成され、アンテナパターン２０に接続され、電気信号の伝送に用いられる。グランドパターン４０は、導電性であり、樹脂フィルム１０の後面１２に形成される。
　この構成により、フィルムアンテナ１は、グランドパターン４０がアンテナパターン２０に電気的に作用することで、例えば、パッチアンテナ部Ａ及びモノポールアンテナ部Ｂ、Ｃを形成することができる。フィルムアンテナ１は、グランドパターン４０がアンテナパターン２０に電気的に作用しないことで、例えば、ループアンテナ部Ｄを形成することができる。フィルムアンテナ１は、グランドパターン４０が給電パターン３０に電気的に作用することで、例えば、マイクロストリップライン部Ｌ１～Ｌ４を形成することができる。このように、フィルムアンテナ１は、グランドパターン４０がアンテナパターン２０又は給電パターン３０の少なくとも一方に電気的に作用することで、任意のアンテナ部Ａ～Ｄを形成することができる。また、フィルムアンテナ１は、各アンテナ部Ａ～Ｄにマイクロストリップライン部Ｌ１～Ｌ４を介して電気信号を伝送することができる。また、フィルムアンテナ１は、各アンテナ部Ａ～Ｄを樹脂フィルム１０に形成することにより可撓性を有するので、車両のルーフ内部等の湾曲部へ設置することが可能となり搭載性を確保することができる。
　上記フィルムアンテナ１において、アンテナパターン２０は、パッチアンテナパターン２１を含んで構成される。グランドパターン４０は、樹脂フィルム１０を介してパッチアンテナパターン２１の全体と重なる地導体パターン４１を含んで構成される。パッチアンテナパターン２１及び地導体パターン４１は、信号を送受信可能なパッチアンテナ部Ａを構成する。このように、フィルムアンテナ１は、樹脂フィルム１０に不平衡アンテナであるパッチアンテナ部Ａを構成することによって、搭載性を確保した上で任意のアンテナ部を形成することができる。
　上記フィルムアンテナ１において、アンテナパターン２０とグランドパターン４０とが樹脂フィルム１０を介して重なる重畳部５０ａ、５０ｂを備える。アンテナパターン２０は、モノポールアンテナパターン２２を含んで構成される。グランドパターン４０は、モノポールグランドパターン４２を含んで構成される。重畳部５０ａは、モノポールアンテナパターン２２の一部とモノポールグランドパターン４２とが樹脂フィルム１０を介して重なることで容量結合される。樹脂フィルム１０は、重畳部５０ａを折り曲げ起点としてモノポールアンテナパターン２２がモノポールグランドパターン４２に対向する位置まで前面１１側に折り返されている。モノポールアンテナパターン２２及びモノポールグランドパターン４２は、信号を送受信可能なモノポールアンテナ部Ｂを構成する。同様に、上記フィルムアンテナ１において、アンテナパターン２０は、モノポールアンテナパターン２３を含んで構成される。グランドパターン４０は、モノポールグランドパターン４３を含んで構成される。重畳部５０ｂは、モノポールアンテナパターン２３の一部とモノポールグランドパターン４３とが樹脂フィルム１０を介して重なることで容量結合される。樹脂フィルム１０は、重畳部５０ｂを折り曲げ起点としてモノポールアンテナパターン２３がモノポールグランドパターン４３に対向する位置まで前面１１側に折り返されている。モノポールアンテナパターン２３及びモノポールグランドパターン４３は、信号を送受信可能なモノポールアンテナ部Ｃを構成する。このように、フィルムアンテナ１は、樹脂フィルム１０に不平衡アンテナであるモノポールアンテナ部Ｂ、Ｃを構成することによって、搭載性を確保した上で任意のアンテナ部を形成することができる。モノポールアンテナ部Ｂ、Ｃは、モノポールアンテナパターン２２、２３とモノポールグランドパターン４２、４３と間の隙間に設けられた発砲材等の誘電体により奥行き方向に高さが生じる。モノポールアンテナ部Ｂ、Ｃは、この奥行き方向の高さにより疑似的に折り返しモノポールアンテナを形成することで携帯電話基地局やＩＴＳから送信される垂直偏波を受信できるようになる。フィルムアンテナ１は、モノポールアンテナ部Ｂ、Ｃにより車両のルーフ内部等の鉛直方向の高さが制限されるスペースにも垂直偏波を受信するアンテナを設置することができる。また、フィルムアンテナ１は、モノポールアンテナパターン２２、２３とモノポールグランドパターン４２、４３とが容量結合されるので、従来のように例えばスルーホール等により電気的に接続する場合と比較して製造工程を簡略化できる。
　上記フィルムアンテナ１において、アンテナパターン２０は、ループアンテナパターン２４を含んで構成される。樹脂フィルム１０は、ループアンテナパターン２４が当該樹脂フィルム１０を介してグランドパターン４０と重ならない非グランド部１３を含んで構成される。ループアンテナパターン２４及び非グランド部１３は、信号を送受信可能なループアンテナ部Ｄを構成する。このように、フィルムアンテナ１は、樹脂フィルム１０に平衡アンテナであるループアンテナ部Ｄを構成することによって、搭載性を確保した上で任意のアンテナ部を形成することができる。
　上記フィルムアンテナ１において、グランドパターン４０は、樹脂フィルム１０を介して給電パターン３０と重なる給電グランドパターン４４を含んで構成される。給電パターン３０及び給電グランドパターン４４は、電気信号を伝送可能なマイクロストリップライン部Ｌ１～Ｌ４を構成する。このように、フィルムアンテナ１は、樹脂フィルム１０にマイクロストリップライン部Ｌ１～Ｌ４を構成することによって、複数のアンテナ部Ａ～Ｄを樹脂フィルム１０に形成した場合に、各アンテナ部Ａ～Ｄに給電する箇所を１箇所に集約することができる。この構成により、フィルムアンテナ１は、１箇所に集約されたランド部３１ａ～３４ａに受信端末のケーブルのコネクタを接続することができる。この構成により、フィルムアンテナ１は、受信端末のケーブルのコネクタを削減できると共にケーブルの配線を簡素化することができる。
　上記フィルムアンテナ１において、アンテナパターン２０は、一枚の樹脂フィルム１０の前面１１にループアンテナパターン２４、パッチアンテナパターン２１、及び、モノポールアンテナパターン２２、２３を含んで構成される。グランドパターン４０は、パッチアンテナパターン２１及びモノポールアンテナパターン２２、２３に電気的に作用し、且つ、ループアンテナパターン２４に電気的に作用しない。この構成により、フィルムアンテナ１は、様々な種類のアンテナ部Ａ～Ｄを一枚の樹脂フィルム１０に集約することができるので、各アンテナ部Ａ～Ｄの設置スペースを削減することができる。
〔変形例〕
　次に、実施形態の変形例について説明する。フィルムアンテナ１は、パッチアンテナ部Ａ、モノポールアンテナ部Ｂ、Ｃ、及び、ループアンテナ部Ｄが形成される例について説明したが、これに限定されない。フィルムアンテナ１は、上述のアンテナ部Ａ～Ｄ以外のアンテナ部が形成されていてもよい。また、フィルムアンテナ１は、上述のアンテナ部Ａ～Ｄのうち少なくとも１つのアンテナ部と、当該アンテナ部に接続されるいずれかのマイクロストリップライン部Ｌ１～Ｌ４とを含んで構成されていればよい。
　フィルムアンテナ１は、平衡アンテナとしてループアンテナ部Ｄを例示し、不平衡アンテナとしてパッチアンテナ部Ａ、モノポールアンテナ部Ｂ、Ｃを例示したがこれに限定されず、その他のアンテナ部でもよい。
　フィルムアンテナ１は、車両に設置される例について説明したが、これに限定されない。フィルムアンテナ１は、航空機や船舶、建築物等に設置してもよい。
１　フィルムアンテナ
１０　樹脂フィルム
１１　前面（一方側の面）
１２　後面（他方側の面）
１３　非グランド部
２０　アンテナパターン
２１　パッチアンテナパターン（第１不平衡アンテナパターン）
２２、２３　モノポールアンテナパターン（第２不平衡アンテナパターン）
５０ａ、５０ｂ　重畳部
２４　ループアンテナパターン（平衡アンテナパターン）
３０　給電パターン
４０　グランドパターン
４１　地導体パターン（第１グランドパターン）
４２、４３　モノポールグランドパターン（第２グランドパターン）
４４　給電グランドパターン（第３グランドパターン）
Ａ　パッチアンテナ部（第１アンテナ部）
Ｂ、Ｃ　モノポールアンテナ部（第２アンテナ部）
Ｄ　ループアンテナ部（第３アンテナ部）
Ｌ１～Ｌ４　マイクロストリップライン部（給電線）

Claims (6)

  1. 　シート状の樹脂フィルムと、
    　前記樹脂フィルムの一方側の面に形成され、信号の送受信に用いられるアンテナパターンと、
    　前記樹脂フィルムの前記一方側の面に形成され、前記アンテナパターンに接続され、電気信号の伝送に用いられる給電パターンと、
    　前記樹脂フィルムの他方側の面に形成される導電性のグランドパターンと、
    　を備えることを特徴とするフィルムアンテナ。
  2. 　前記アンテナパターンは、第１不平衡アンテナパターンを含んで構成され、
    　前記グランドパターンは、前記樹脂フィルムを介して前記第１不平衡アンテナパターンの全体と重なる第１グランドパターンを含んで構成され、
    　前記第１不平衡アンテナパターン及び前記第１グランドパターンは、前記信号を送受信可能な第１アンテナ部を構成する請求項１に記載のフィルムアンテナ。
  3. 　前記アンテナパターンと前記グランドパターンとが前記樹脂フィルムを介して重なる重畳部を備え、
    　前記アンテナパターンは、第２不平衡アンテナパターンを含んで構成され、
    　前記グランドパターンは、第２グランドパターンを含んで構成され、
    　前記重畳部は、前記第２不平衡アンテナパターンの一部と前記第２グランドパターンとが前記樹脂フィルムを介して重なることで容量結合され、
    　前記樹脂フィルムは、前記重畳部を折り曲げ起点として前記第２不平衡アンテナパターンが前記第２グランドパターンに対向する位置まで前記一方側の面側に折り返されており、
    　前記第２不平衡アンテナパターン及び前記第２グランドパターンは、前記信号を送受信可能な第２アンテナ部を構成する請求項１又は２に記載のフィルムアンテナ。
  4. 　前記アンテナパターンは、平衡アンテナパターンを含んで構成され、
    　前記樹脂フィルムは、前記平衡アンテナパターンが当該樹脂フィルムを介して前記グランドパターンと重ならない非グランド部を含んで構成され、
    　前記平衡アンテナパターン及び前記非グランド部は、前記信号を送受信可能な第３アンテナ部を構成する請求項１～３のいずれか１項に記載のフィルムアンテナ。
  5. 　前記グランドパターンは、前記樹脂フィルムを介して前記給電パターンと重なる第３グランドパターンを含んで構成され、
    　前記給電パターン及び前記第３グランドパターンは、前記電気信号を伝送可能な給電線を構成する請求項１～４のいずれか１項に記載のフィルムアンテナ。
  6. 　前記アンテナパターンは、一枚の前記樹脂フィルムの前記一方側の面に平衡アンテナパターン及び不平衡アンテナパターンを含んで構成され、
    　前記グランドパターンは、前記不平衡アンテナパターンに電気的に作用し、且つ、前記平衡アンテナパターンに電気的に作用しない請求項１～５のいずれか１項に記載のフィルムアンテナ。
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