WO2023191085A1 - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

内部に中空部を形成するアンテナ筐体と、前記内部に位置し、電波の送信および受信の少なくとも一方を行うアンテナと、前記中空部を伝搬する前記電波を前記アンテナ筐体の所定部位で散乱させる散乱体と、を備える、アンテナ装置。

Description

アンテナ装置

　本発明は、車両やロボット等の移動体に搭載可能なアンテナ装置に関する。

　近年の車両適用アプリケーションの需要増加に伴い、Ｖ２Ｘ（Vehicle-to-everything）通信を用いたアプリケーションの開発が進められている。Ｖ２Ｘ通信は、Ｖ２Ｉ（Vehicle-to-Infrastructure（車対インフラ））通信、Ｖ２Ｖ（Vehicle-to-vehicle（車車間））通信、Ｖ２Ｐ（Vehicle-to-Pedestrian（車対歩行者））通信、Ｖ２Ｄ（Vehicle-to-device（車対デバイス）通信およびＶ２Ｇ（Vehicle-to-grid（車対グリッド））通信の総称である。Ｖ２Ｘ通信では、２台のＶ２Ｘ対応通信機が互いのアンテナの通信範囲内に入ると、当該通信機およびアンテナを搭載した車両を含むアドホックネットワークを形成する。

　特許文献１には、車両においてＶ２Ｘ通信を可能にする車載無線システムが開示されている。この車載無線システムは、例えば車両の屋根に取り付けられる屋根上アンテナ筐体と、車室内に配置された車室内アンテナ筐体とを備える。屋根上アンテナ筐体は、中空部を有し、この中空部にＶ２Ｘ用のアンテナとＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）用のアンテナとが収容される。車室内アンテナ筐体には、アプリケーションを実行するスマートフォン等と通信可能な電話用のアンテナが収容される。車両に搭載されるアンテナ装置に対する通信相手の位置は不定であることが多いため、車両に搭載されるアンテナは、等方性が理想とされる。

特開２０１９－２１６３４２号公報

　特許文献１に記載された屋根上アンテナ筐体は、樹脂材で成型される。樹脂材が電波を透過させることは周知であるが、現実には、アンテナ筐体の中空部において様々な経路で電波が伝搬する。そのため、アンテナが等方性であっても、指向特性が乱れるリップル（Ripple）と呼ばれる現象が生じる。リップルが最小値となる領域と隣り合う領域では、リップルが最大値になることが多い。アンテナからみて、指向特性のリップルが最小値となる領域の方向に通信相手が存在する場合、その通信相手との通信に支障が生じてしまう。

　本発明の目的の一例は、送信時又は受信時の指向特性のリップルを低減させることにある。本発明の他の目的は、本明細書の開示から明らかになるであろう。

　本発明の一態様は、内部に中空部を形成するアンテナ筐体と、前記内部に位置し、電波の送信および受信の少なくとも一方を行うアンテナと、前記中空部を伝搬する前記電波を前記アンテナ筐体の所定部位で散乱させる散乱体と、を備える、アンテナ装置である。

　上記態様によれば、散乱体が所定部位において、アンテナ筐体の中空部を伝搬する電波を散乱させるので、送信時又は受信時の指向特性のリップルを低減させることができる。

第１実施形態に係るアンテナ装置の構造説明図である。 第１実施形態に係るアンテナ装置の水平面内指向特性図である。 第１実施形態に係るアンテナ装置と比較例アンテナ装置のレベル偏差のグラフである。 導体棒の長さがレベル(利得)偏差に与える影響を示すグラフである。 導体棒の水平面内のサイズがレベル偏差に与える影響を示すグラフである。 導体棒を配置可能な部位の候補となる領域の説明図である。 導体棒の配置候補となる複数のエリアの説明図である。 図７のエリアにおけるレベル偏差を示すグラフである。 ２本の導体棒間の間隔の相違を示す複数のエリアの説明図である。 図９に示したエリアにおけるレベル偏差を示すグラフである。 導体棒数を変えたアンテナ装置の構造説明図である。 図１１に示した態様の導体棒数におけるレベル偏差を示すグラフである。 ２本の導体棒が接地型の場合と非接地型の場合におけるｚ方向の長さとレベル偏差との関係を示すグラフである。 第２実施形態に係るアンテナ装置の斜視図である。 第２実施形態に係るアンテナ装置の上面図である。 第２実施形態に係るアンテナ装置の側面図である。 第３実施形態に係るアンテナ装置の斜視図である。 第３実施形態に係るアンテナ装置の上面図である。 第３実施形態に係るアンテナ装置の側面図である。 第４実施形態に係るアンテナ装置の前方斜視図である。 第４実施形態に係るアンテナ装置の上面図である。 第４実施形態に係るアンテナ装置の後方斜視図である。 第４実施形態に係るアンテナ装置のアンテナ部分の左側面図である。 第４実施形態に係るアンテナ装置の水平面内指向特性図である。 第５実施形態に係るアンテナ装置の前方斜視図である。 第５実施形態に係るアンテナ装置の上面図である。 第５実施形態に係るアンテナ装置の左側面図である。 他の実施形態に係るアンテナ装置の斜視図である。 他の実施形態に係るアンテナ装置の斜視図である。 他の実施形態に係るアンテナ装置の水平面内指向特性図である。

　以下、本発明を車両のルーフ等に取付可能なアンテナ筐体を備えるアンテナ装置に適用した場合の実施の形態例を説明する。本明細書では、方向について、車両の運転席から見た前後左右上下でｘ／ｙ／ｚ方向を定義する。ｚ方向は、アンテナ装置の底面に対して法線方向である。ｘ方向は、ｚ方向に垂直な水平方向の一つである。ｙ方向は、ｚ方向とｘ方向に垂直な水平方向の一つである。本明細書では、ｘ方向が前後方向（前が＋、後ろが－）、ｙ方向が左右方向（左が＋、右が－）ｚ方向が上下方向（上が＋、下が－）として説明する。また、図面において、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれの矢印が指し示す方向をそれぞれ前方、左方向、上方向と呼ぶ場合がある。また、ｘ軸とｙ軸とを含む平面をｘｙ面又は水平面と呼ぶ場合がある。また、上方向からアンテナ装置を見ることを上面視、左方向／右方向からアンテナ装置を見ることを側面視、左上方／右上方／左下方／右下方／左前方／右前方／左後方／右後方からアンテナ装置を見ることを斜視と呼ぶ場合がある。

　［第１実施形態］
　図１は、第１実施形態に係るアンテナ装置の構造説明図である。第１実施形態のアンテナ装置１は、アンテナ筐体１０を備える。アンテナ筐体１０は、その内部に中空部を有する。中空部は、アンテナやアンテナ部品を収容する空間である。アンテナ筐体１０は、例えば、上面視で略楕円形となるアンテナベース１１と、アンテナベースとともに空間を画定するアンテナケース１２とを有する。アンテナベース１１は、例えばアルミダイキャストなど、一定以上の強度を有する導電ベースである。ただし、アンテナベース１１は、板金で形成される１以上の金属プレートで形成されてもよい。あるいは、アンテナベース１１は、１以上の金属プレートと導電ベースとで形成されてもよい。あるいは、アンテナベース１１は、樹脂等で構成される絶縁ベースと導電ベースおよび１以上の金属プレートの少なくとも１つとで形成されてもよい。アンテナケース１２は、アンテナベース１１を封止する中空立体形状の樹脂製である。しかし、便宜上、図１の上面視においては、アンテナケース１２を省略し、側面視においては、アンテナケース１２を破線で示す。

　アンテナベース１１の上面側には、アンテナ１３と、散乱体の一例となる２本の導体棒１４ａ、１４ｂとが位置している。アンテナ１３は、その給電点から＋ｚ方向に延びる線状、棒状、面状、螺旋状、あるいはジグザグ状の共振型のエレメントである。第１実施形態におけるアンテナ１３の共振周波数（以下「動作周波数」ということがある）は、例えばＶ２Ｘ帯の一つとなる５．９ＧＨｚ帯（波長λ：約５０ｍｍ）とする。アンテナ１３は、モノポールアンテナ、ダイポールアンテナ、スリーブアンテナ、コリニアアンテナ、スロットアンテナ、スリットアンテナ、パッチアンテナと呼ばれるアンテナであってよい。

　２本の導体棒１４ａ、１４ｂは、例えばアンテナ１３の前方において、アンテナ筐体１０の中空部における電波の伝搬を散乱させる所定部位に配置され、所定高さで、アンテナ１３と略平行に配置される。各導体棒１４ａ、１４ｂは、導電性のアンテナベース１１と電気的に接続することで、接地型の散乱体となる。第１実施形態において、各導体棒１４ａ、１４ｂは、アンテナベース１１からｚ方向の長さ（高さ）がＬ［ｍｍ］で、一辺の寸法がＷ［ｍｍ]の四角柱導体であるが、それぞれの断面形状やサイズは任意であってよい。また、各導体棒１４ａ、１４ｂは、四角柱状や棒状に限らず、円柱状、楕円柱状、長円柱状、多角柱状、有頭筒状、円筒状、楕円筒状、長円筒状、多角筒状、円錐状、楕円錐状、長円錘状、多角錐状、面状、螺旋状、ジグザグ状であってもよい。

　所定部位は、アンテナ筐体１０において、電波の強度分布の偏差が相対的に小さくなる部位である。あるいは、所定部位は、アンテナ筐体１０内を伝搬する進行波、反射波等の干渉等へ影響を与え、アンテナ筐体１０において、指向特性のリップルの最大値と最小値との差（レベル偏差）を相対的に小さくすることが出来る部位である。例えば、所定部位は、第１実施形態における導体棒１４ａ、１４ｂ等の構造物を配置することで、指向特性のリップルの最大値と最小値との差が相対的に小さくなる部位である。

　所定長さ（高さ）は、例えば、アンテナ装置１が車両ルーフに設置される状態の上方向（ｚ方向）において、アンテナ筐体１０の中空部におけるアンテナケース１２の内面及びアンテナ１３を除いて存在する構造物の最も高い点と車両ルーフの取付部位との距離とする。　

　図１の例では、アンテナベース１１の形状がｘ軸を境とする水平面で対称形状である。ここでいうｘ軸は、アンテナベース１１の長尺端同士を結ぶ中心軸のことである。また、アンテナ１３の中心点とアンテナベース１１の幾何中心点１１０とを結ぶｘ軸上の長尺端間の距離が約２２０ｍｍ、幾何中心点１１０を通るｙ方向の短尺端間の距離が約９０ｍｍである。

　アンテナ１３は、アンテナベース１１の長尺端同士をｘ方向で結ぶ中心軸（ｘ軸）線上で、幾何中心点１１０から－ｘ方向に９０ｍｍの部位に配置される。２本の導体棒１４ａ、１４ｂは、アンテナベース１１の長尺端同士を結ぶ中心軸線上で、幾何中心点１１０から＋ｘ方向に９０ｍｍの部位を基点として当該中心軸線から＋ｙ方向と－ｙ方向に等距離で１本ずつ、アンテナ１３と平行に配置される。

　対向する２本の導体棒１４ａ、１４ｂ間の最短距離（間隔）は、例えば５．９ＧＨｚ帯の場合、３５ｍｍとする。アンテナ１３のｚ方向の長さ（高さ）は、動作周波数の共振波長λとなる約１２．５ｍｍである。この場合、２本の導体棒１４ａ、１４ｂのｚ方向の長さＬは、約１１ｍｍとする。

　第１実施形態に係るアンテナ装置１の水平面（ｘｙ平面）内指向特性を図２に実線で示す。また、比較例である比較例アンテナ装置Ｒの水平面（ｘｙ平面）内指向特性を２に太い破線で併記する。比較例アンテナ装置Ｒは、導体棒数が存在しない、すなわち、導体棒数が０である点において、第１実施形態のアンテナ装置１と異なる。比較例アンテナ装置Ｒの形状、構造、サイズは、第１実施形態のアンテナ装置１と同様である。

　図２では、アンテナ１３の前方（＋ｘ方向）を０度とし、その角度（０度）を基準角度としている。そして、その基準角度から左廻りに３０度ずつ角度をずらして３６０度（＝０度）に至るまでの計測ポイントでの水平面指向特性が図２に示されている。動径方向はレベル（アンテナ１３側では利得）を示し、単位は[ｄＢｉ]であるが、図面および以後の説明では[ｄＢ]と表記する。また、図面および以後の説明では、レベル（利得）を「レベル」、レベル（利得）の偏差を「レベル偏差」と表記する。
　第１実施形態のアンテナ装置１において、比較例アンテナ装置Ｒとのレベル偏差が顕著となる角度範囲を図２に網掛で表記する。角度範囲は、基準角度に対して４５度と３１５度、すなわち、基準角度に対して±４５度の範囲である。この角度範囲における導体棒が２本のアンテナ装置１のレベル偏差と導体棒が０本の比較例アンテナ装置Ｒのレベル偏差のグラフを図３に示す。

　図２の指向特性図において、比較例アンテナ装置Ｒの基準角度（０度）におけるレベルは２．５９ｄＢである。これに対して、第１実施形態のアンテナ装置１は、基準角度におけるレベルが８．１５ｄＢであり、５．５６ｄＢ増大している。
　また、上記角度範囲における比較例アンテナ装置Ｒのレベル偏差は、図３に示されるように１３．６３ｄＢであるが、第１実施形態のアンテナ装置１では７．３７ｄＢとなり、６．２６ｄＢ低減されている。

　比較例アンテナ装置Ｒの場合、アンテナ１３以外に、アンテナベース１１及びアンテナケース１２のみの構成であるにも関わらず、図２に破線で示すように、基準角度から約１５度と約３４５度（基準角度から約±１５度）に利得が急激に落ち込む部位（Ｎｕｌｌ点）が存在する。この現象は、主にアンテナ１３から放射された電波がアンテナケース１２を透過する際に散乱されることで生じる。

　しかし、第１実施形態のように、２本の導体棒１４ａ，１４ｂをアンテナベース１１の所定部位に配置することで、アンテナ筐体１０の中空部における電波の散乱態様が、アンテナケース１２のみの場合の散乱態様から変化する。つまり、第１実施形態による散乱態様は、アンテナケース１２による散乱と各導体棒１４ａ，１４ｂによる散乱とを含んだ態様となる。この結果、基準角度から約１５度と約３４５度（基準角度から約±１５度）のＮｕｌｌ点が緩和され、かつ、基準角度におけるレベルも増大した。また、上記角度範囲におけるリップルも格段に低減した。つまり、既に設計・製造されたアンテナ筐体１０に、後から導体棒１４ａ，１４ｂを付加することで、リップルの低減効果が得られるだけでなく、アンテナ１３の指向特性を事後的に変化させることができる。

＜変形例１＞
　導体棒１４ａ，１４ｂの長さＬがレベル偏差に与える影響を図４のグラフに実線で示す。比較例として、上記の比較例アンテナ装置Ｒのレベル偏差を図４のグラフに点線で併記する。導体棒が存在しない比較例アンテナ装置Ｒのレベル偏差は１３．６３ｄＢである。これに対して、第１実施形態のアンテナ装置１の場合、２本の導体棒１４ａ，１４ｂの長さＬが、５ｍｍで１２．０４ｄＢ、８ｍｍで７．８１ｄＢ、１１ｍｍで６，４６ｄＢ、１４ｍｍで７．０７ｄＢ、１７ｍｍで８，６８ｄＢ、２０ｍｍで９．５５ｄＢ、２３ｍｍで９．１６ｄＢであった。
　つまり、導体棒１４ａ，１４ｂの長さＬをアンテナ１３の動作周波数の波長λの１／１０以上（第１実施形態の動作周波数の場合、５ｍｍ以上）とすることで、リップルの低減効果が得られる。特に、長さＬが上記波長λの約１／４(第１実施形態の動作周波数の場合、１１ｍｍ)前後の場合、リップルの低減効果が顕著になる。

＜変形例２＞
　導体棒１４ａ，１４ｂの水平面内のサイズ（太さ）Ｗがレベル偏差に与える影響を図５のグラフに実線と長破線で示す。比較例として、上記の比較例アンテナ装置Ｒのレベル偏差を図５のグラフに点線で併記する。比較例アンテナ装置Ｒのレベル偏差は、上記の通り、１３．６３ｄＢである。これに対して、第１実施形態のアンテナ装置１において、長さＬが６ｍｍの場合、導体棒１４ａ，１４ｂの一辺のサイズＷが、０．５ｍｍで１３．２８ｄＢ、１ｍｍで１３．２７ｄＢ、３ｍｍで１２．８９ｄＢ、５ｍｍで１２．５８ｄＢであった。

　また、第１実施形態のアンテナ装置１において、長さＬが１１ｍｍの場合、導体棒１４ａ，１４ｂの一辺のサイズＷが、０．５ｍｍで１１．６５ｄＢ、１ｍｍで１１．２３ｄＢ、３ｍｍで１０．８７ｄＢ、５ｍｍで１０．７９ｄＢであった。つまり、導体棒１４ａ，１４ｂの長さＬを充分に確保できない場合であっても、導体棒１４ａ，１４ｂの水平面内のサイズＷをアンテナ１３よりも大きくすることで、リップルの低減効果が得られる。また、導体棒１４ａ，１４ｂの長さＬをアンテナ１３の動作周波数の波長λの約１／４(第１実施形態の動作周波数の場合、１１ｍｍ)の場合、上記サイズＷを大きくすることで、リップルの低減効果が顕著に得られる。

＜変形例３＞
　導体棒１４ａ，１４ｂが配置される部位は、図１に示した部位以外であってもよい。ここでは、導体棒１４ａ，１４ｂを配置可能な部位の候補となる領域を、図６～図１０を参照して説明する。図６は、導体棒を配置可能な部位の候補となる領域の説明図であり、アンテナベース１１を上面視した図である。

　ここでは、上記領域を説明する際の便宜として、第１の円１５と第２の円１６とを規定する。第１の円１５は、アンテナ１３の給電位置１３０とアンテナベース１１の幾何中心点１１０とを結ぶｘ軸上にその中心を持つ円である。さらに、第１の円１５は、半径が動作周波数の波長λの１／２の円であって、アンテナ１３の給電位置１３０を通る円である。第２の円１６は、導体棒１４ａ，１４ｂがアンテナベース１１に接地している場合、前述の第１の円１５をｘ軸上でアンテナ１３の給電位置１３０から、長さ（高さ）Ｌ［ｍｍ］×２倍の距離を移動させた円である。

　導体棒１４ａ，１４ｂがアンテナベース１１に接地していない場合の第２の円１６は、図６には示されていないが、前述の第１の円１５をｘ軸上でアンテナ１３の給電位置１３０から、長さ（高さ）Ｌ［ｍｍ］×１倍の距離を移動させた円となる。また、アンテナ１３の給電位置１３０を通り、第２の円１６と接する２本の接線をそれぞれ、接線１７，１８と規定する。さらに、第２の円と２本の接線１７，１８とが接する点を各々接点１５１、１５２と規定する。さらに、アンテナベース１１の内縁と２本の接線１７，１８との交点を各々交点１１１、１１２と規定する。また、第２の円１６の接点１５１，１５２同士をｙ方向に繋いだ線１９とアンテナベース１１の内縁との交点を各々交点１１３、１１４と規定する。

　導体棒１４ａ，１４ｂを配置可能な部位の候補となる第１の候補領域Ａｒ１は、アンテナベース１１の内側で、交点１１３～接点１５１～アンテナ１３の給電位置１３０～接点１５２～交点１１４～交点１１３を繋ぐｘ軸後方側の領域とすることができる。また、導体棒１４ａ，１４ｂを配置可能な部位の候補となる第２の候補領域Ａｒ２は、アンテナベース１１の内側で、交点１１１～接点１５１～アンテナ１３の給電位置１３０～接点１５２～交点１１２～交点１１１を繋ぐｘ軸前方側の領域とすることができる。

　図７は、図６で規定した第１の候補領域Ａｒ１と第２の候補領域Ａｒ２において、２本の導体棒１４ａ，１４ｂの配置候補となる複数のエリアの説明図である。第１エリアＡは、第１の候補領域Ａｒ１において、アンテナ１３の後方となるエリアである。第２エリアＢは、第１の候補領域Ａｒ１において、アンテナ１３の前方となる領域で第１エリアＡよりもアンテナ１３から離れたエリアである。第３エリアＣは、アンテナベース１１の内側で、第１の候補領域Ａｒ１において、アンテナ１３の前方となる領域で第２エリアＢよりもアンテナ１３から離れたエリアである。第４エリアＤは、第２の候補領域Ａｒ２で、図１に示した部位よりもアンテナ１３に近づけたエリアである。

　導体棒１４ａ，１４ｂの間隔は、エリアＡで１２．５ｍｍ、エリアＢで１７．５ｍｍ、エリアＣで２７．５ｍｍ、エリアＤ１５ｍｍである。導体棒１４ａ，１４ｂの高さは、いずれも１１ｍｍである。

　図８は、図７に示したエリアＡ～Ｄにおけるレベル偏差を示すグラフである。比較例として、上記の比較例アンテナ装置Ｒのレベル偏差を図８のグラフに併記する。比較例アンテナ装置Ｒのレベル偏差は、上記の通り、１３．６３ｄＢで一定である。これに対して、第１実施形態のアンテナ装置１の場合、エリアＡで９．３８ｄＢ、エリアＢで６．４６ｄＢ、 エリアＣで１１．１５ｄＢ、エリアＤで８．５４ｄＢである。そのため、第１の候補領域Ａｒ１および第２の候補領域Ａｒ２においても、リップルの低減効果が得られる。

　図９は、２本の導体棒間の間隔の相違を示す複数のエリアの説明図であり、特に、第２の候補領域Ａｒ２における、２本の導体棒１４ａ，１４ｂの配置を大まかに分類した複数のエリアの説明図である。
アンテナ１３がアンテナ装置１の後方に存在する場合、２本の導体棒１４ａ，１４ｂは、概ねアンテナ装置１の前方に配置することで、レベル偏差の低減効果が得られる。特に、ｘ軸を境に一定の間隔、およそ波長λの１／２程度の間隔で配置することで、レベル偏差を低減させる効果がより顕著になる。

　図９の例では、導体棒１４ａ，１４ｂは、アンテナベース１１の中心軸（ｘ軸）を境に＋ｙ方向、－ｙ方向に互いに等距離に配置されている。エリア＃３は、概ねアンテナ装置１の前方かつ、２本の導体棒１４ａ，１４ｂを、ｘ軸を境に一定の間隔、およそ波長λの１／２程度の間隔で配置するエリアである。エリア＃２は、概ねアンテナ装置１の前方であるが、２本の導体棒１４ａ，１４ｂの間隔がおよそ波長λの１／２程度の間隔から若干離れ、あるいは近づくように配置するエリアである。エリア＃１は、概ねアンテナ装置１の前方であるが、２本の導体棒１４ａ，１４ｂの間隔がエリア＃２からさらに離れているエリアである。導体棒１４ａ，１４ｂのｚ方向の長さＬは、いずれも１１ｍｍである。ここで、エリア＃４は、各候補領域Ａｒ１、Ａｒ２のどちらにも属さず、アンテナベース１１の周縁に近い領域である。

　図１０は、図９に示したエリア＃１～＃４におけるレベル偏差を示すグラフである。比較例として、上記の比較例アンテナ装置Ｒのレベル偏差を図１０のグラフに併記する。比較例アンテナ装置Ｒのレベル偏差は、上記の通り、１３．６３ｄＢである。これに対して、第１実施形態のアンテナ装置１の場合、エリア＃１で１１．９９ｄＢ、エリア＃２で１１．４７ｄＢ、 エリア＃３で１０．９５ｄＢ、エリア＃４で１４．０２ｄＢである。さらに、エリア＃１～エリア＃３では、いずれもリップルの低減効果が得られている。ただし、エリア＃４では、レベル偏差が大きくなっている。

　このように、アンテナ１３がアンテナベース１１の後方に存在する場合、２本の導体棒１４ａ，１４ｂは、概ねアンテナベース１１の前方に配置することで、アンテナ装置１のレベル偏差を低減させる効果がある。特に、ｘ軸を境に一定の間隔、およそ波長λの１／２程度の間隔で導体棒１４ａ、１４ｂを配置することで、リップルの低減効果を効果的に発揮できることがわかる。他方、各候補領域Ａｒ１、Ａｒ２以外の領域では、リップルが十分に改善できないことがわかる。

＜変形例４＞
　散乱体として用いる導体棒は、２本に限らない。図１１は、第１実施形態の変形例４に係るアンテナ装置の構造例を示す図であり、導体棒数を変えたアンテナ装置の構造説明図である。導体棒が１本の場合、例えば、１つの導体棒１４をアンテナベース１１の中心軸であるｘ軸上に配置する。アンテナ１３と導体棒１４との距離は、導体棒１４がアンテナ１３の導波器として作用する距離にしてもよい。

　導体棒が４本の場合、例えばそのうち２本の導体棒１４ａ、１４ｂを、図１と同じ位置に配置し、残りの２本の導体棒１４ｃ，１４ｄを、導体棒１４ａ、１４ｂよりもアンテナ１３に近く、かつ互いの間隔を導体棒１４ａ、１４ｂよりも大きい位置にｘ軸から等距離に配置してもよい。導体棒が６本の場合、例えばそのうち４本の導体棒１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを、導体棒が４本の場合と同様に配置し、残りの２本の導体棒１４ｅ、１４ｆを第１の候補領域Ａｒ１に、ｘ軸から等距離で配置してもよい。ただし、６本の場合の導体棒の位置は、図１１の通りでなくともよい。また、導体棒は偶数本に限定されず、３本や５本などの奇数本でもよく、必ずしも左右対称配置でなくともよい。

　図１２は、図１１に示した態様の導体棒本数におけるそれぞれのレベル偏差を示すグラフである。比較例として、上記の比較例アンテナ装置Ｒのレベル偏差を図１２のグラフに併記する。比較例アンテナ装置Ｒのレベル偏差が１３．６３ｄＢで、導体棒が２本の場合に７．３７ｄＢとなることは、前述の通りである。これに対して、第１実施形態のアンテナ装置１において、レベル偏差は、導体棒が１本の場合は９．８０ｄＢ、導体棒が４本の場合は７．２７ｄＢ、導体棒が６本の場合は９．９３ｄＢとなり、導体棒が１本以上であっても、リップル低減効果が得られている。ただし、導体棒が１本よりも２本又は４本の方がリップル低減効果は大きい。導体棒を３本以上に増やすことで、２本の場合よりもレベル偏差を抑えることはできる。一方で、単に導体棒を増やすだけだと、レベル偏差の低減効果が収束してしまうことがある点に留意すべきである。

＜変形例５＞
　導体棒１４ａ，１４ｂは、アンテナベース１１に対して絶縁されていてもよい。この場合、導体棒１４ａ，１４ｂは、それぞれ非接地型となる。そのため、各導体棒１４ａ，１４ｂは、それらがアンテナベース１１と電気的に接続される接地型の場合とは、少なくともｚ方向の長さＬが異なってくる。

　図１３は、２本の導体棒が接地型の場合と非接地型の場合におけるｚ方向の長さとレベル偏差との関係を示すグラフである。具体的には、導体棒１４ａ，１４ｂが接地型Ｇの場合と非接地型ＵＧの場合のそれぞれのｚ方向の長さＬと、各長さＬに対するレベル偏差との関係を示すグラフである。図１３を参照すると、導体棒１４ａ，１４ｂが接地型Ｇの場合のレベル偏差は、長さＬが６ｍｍで１２．２５ｄＢ、長さＬが１１ｍｍで６．４６ｄＢ、長さＬが２３ｍｍで９．１６ｄＢである。これに対し、導体棒１４ａ，１４ｂが非接地型ＵＧの場合のレベル偏差は、長さＬが６ｍｍで１２．８７ｄＢ、長さＬが１１ｍｍで１１．０７ｄＢ、長さＬが２３ｍｍで５．３９ｄＢである。

　従って、導体棒１４ａ，１４ｂが接地型Ｇの場合、各導体棒１４ａ，１４ｂのｚ方向の長さＬは、アンテナ１３の動作周波数の電波の波長λの約１／４以上であれば、リップルの低減効果を得ることができる。他方、導体棒１４ａ，１４ｂが非接地型ＵＧの場合、各導体棒１４ａ，１４ｂのｚ方向の長さＬは、アンテナ１３の動作周波数の電波の波長λの約１／２以上であれば、リップルの低減効果を得ることができる。
　また、接地型Ｇの場合は、非接地型ＵＧの場合よりも導体棒１４ａ，１４ｂのｚ方向の長さを短くできるため、非接地型ＵＧのものよりもアンテナケース１２の上下方向の高さを抑えることができる。すなわち、アンテナデザインを損なわずにリップルを低減することができる。また、接地型Ｇの場合はアンテナベース１１に導体棒１４ａ，１４ｂを直接固定することも可能であり、導体棒１４ａ，１４ｂの保持部品を別途設ける必要がないという利点がある。

＜その他の変形例＞
　・散乱体は、導電性の導体棒だけに限らず、非導電性部材、あるいは、導電性部材と非導電性部材との組み合わせであってもよい。
　・アンテナベース１１にアンテナケース１２を接合する際に使用する接合用ネジ、アンテナ筐体１０の中空部に存在するケーブルや基板の位置決めガイド、アンテナ筐体１０の中空部に同梱される他のアンテナユニットあるいはそのアンテナユニットをアンテナべース１１に取り付けるための金属性ネジや給電ピン等を散乱体として兼用することもできる。接合用ネジとアンテナベース１１とは、物理的な接触により、あるいは容量結合により電気的に接続される。これにより、既存のアンテナ装置において、リップルの低減効果を得るための追加の部材が不要となり、小型化、コストを抑制できる利点がある。また、一般的にアンテナベース１１をアンテナケース１２に接合するための接合用ネジの配置は、防水や嵌合力の観点から、アンテナベース１１のｘｚ平面に対して左右対称に配置されるため、散乱体としてそのまま利用することができる。
　・散乱体は、アンテナベース１１以外にも、アンテナケース１２の内壁等に離脱自在に装着され、あるいは、アンテナケース１２の内壁から所定角度で突出する突起体として一体形成される構成であってもよい。
　・アンテナ１３は、アンテナベース１１の後方よりではなく、幾何中心点１１０に近い配置してもよい。
　・アンテナ１３は、アンテナベース１１の後方よりではなく、幾何中心点１１０よりもアンテナベース１１の前方に配置してもよい。

　［第２実施形態］
　本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態では、図１４～図１６を参照して、第１実施形態のアンテナ装置１を具体的なアンテナ装置に適用した場合の例について説明する。図１４は、第２実施形態に係るアンテナ装置２の斜視図である。図１５は、第２実施形態に係るアンテナ装置２の上面図である。図１６は、第２実施形態に係るアンテナ装置２の側面図である。図１４～図１６において、第１実施形態のアンテナ装置１と同じ機能の部品については、便宜上、同じ符号を付している。また、図１に示したアンテナケース１２を外した構造例を示している。

　第２実施形態のアンテナ装置２は、アンテナ１３と衛星信号対応ユニット３３とが一つのアンテナ筐体に同梱された複合型のアンテナ装置である。アンテナ１３は、放射素子１３１と、この放射素子１３１を支持する樹脂製の支持体１３２とが、図１に示したアンテナ１３の位置からｚ方向に延びるＶ２Ｘ用のコリニアアンテナである。
　放射素子１３１は、給電部となる基端からｚ方向に直線状に延びる第１直線部と、ループ形状部と、ループ形状部から再びｚ方向に直線状に延びる第２直線部と、この第２直線部の先端手前で後方側に折曲された第３直線部とを有する。支持体１３２は、骨組み構造であり、アンテナベース１１に対してｚ方向に延伸する一対の柱部と、これらの柱部を連結する複数の連結部と、を有する。連結部には、放射素子１３１を固定するための孔又は切欠きが形成されている。

　衛星信号対応ユニット３３は、誘電体３３１と、この誘電体３３１の上面に実装された電極３３２と、誘電体３３１の裏面側の回路基板と電極３３２とを電気的に接続する給電ピン（図示省略）と、を有する。誘電体３３１は、上面視で略四辺形であり、導電性のアンテナベース１１の幾何中心点付近でｚ方向に厚み（長さＬ）を有する。本実施形態の誘電体３３１はセラミックであるが、誘電率や硬度が異なる他の誘電体、例えばテフロン（登録商標）等を用いてもよい。電極３３２は、衛星信号受信用に調整されたサイズの例えばスリットが形成された４給電の電極であり、アンテナベース１１の板状の面に対して略平行に実装される。衛星信号対応ユニット３３は、アンテナ１３との干渉を回避するために、アンテナ１３の動作周波数の電波の波長λの１／２以上離れており、かつ、ｚ方向の厚みがアンテナ１３の動作に影響を与えないようにするため、ｚ方向の高さを抑えることが可能な平面アンテナを採用している。

　アンテナベース１１は、図１、図６、図７、図９、図１１に示した、上面視において略楕円形ではなく、＋ｘ方向、－ｘ方向の丸みが無くなっている。また、アンテナベース１１のうち、衛星信号対応ユニット３３の誘電体を挟む＋ｙ方向および－ｙ方向の縁部が、楕円形よりも外側に非流線形状に膨らんでいる。このような構造のアンテナ装置２は、アンテナベース１１が上面視において、略楕円形で、アンテナ筐体に他のアンテナ部品が存在しない第１実施形態のアンテナ装置１よりも、指向特性のリップルが生じる部位が必然的に多くなる。また、アンテナケース１２をアンテナベース１１に水密に接合するための接合用ネジ（接合具の一つ）の本数も、上面視において、略楕円形状のアンテナベース１１を有する第１実施形態のアンテナ装置１よりも多くなる。

　そこで、第２実施形態のアンテナ装置２では、リップルを低減するため、そのｚ方向の長さが１１ｍｍ以上となる２本の導体棒１４ａ，１４ｂのほか、アンテナケース１２をアンテナベース１１に水密に接合するための金属製の接合用ネジを散乱体として利用している。接合用ネジをそれぞれ導体棒１４ｃ～１４ｊと表記する。また、これらの導体棒１４ｃ～１４ｊは、導体棒１４ａ，１４ｂよりも短くてよい。これにより、第１実施形態と同様、これらの導体棒１４ａ～１４ｊを散乱体として用いない場合よりもリップルの低減効果を奏することができる。

　衛星信号対応ユニット３３の電極と衛星信号用の回路基板とを接続するための給電ピン（図示省略）をも導体棒として用いることができる。給電ピンは、パッチ電極を載置する誘電体基台の厚みとほぼ同じ長さの柱状の導体である。給電ピンの長さは約１０ｍｍであり、Ｖ２Ｘ帯の周波数においてアンテナベース１１に接地された接地導体となる。したがって、散乱体として機能する他の導体棒と同様の動作、効果を得ることができる。

　第２実施形態のアンテナ装置２は、接合用ネジ（導体棒１４ａ～１４ｊ）の挿入量（ねじ込み量）を調整可能な樹脂製の装着ボスがアンテナベース１１の該当箇所に立設されている。装着ボスは、その内壁にネジ溝がｚ方向に向かって螺刻された装着穴又は装着孔を有する。装着穴は底部があるボスであり、装着孔は接合用ネジが貫通するボスである。
　ある態様では、装着ボスにおける装着穴又は装着孔を設計値よりも長めに形成しておき、接合用ネジのうち散乱体として機能する導体棒１４ｃ～１４ｊの長さ、あるいはそれらの挿入量（ねじ込み量）を変えることにより、アンテナ１３の指向特性を任意の方向に調整できるようにしている。例えば、アンテナ装置２の組立後に導体棒１４ｃ～１４ｊのいずれかのねじ込み量を調整することで、散乱体として機能するｚ方向の長さを自由に変えることが可能である。導体棒１４ｃ～１４ｊの長さは、アンテナケース１２とアンテナベース１１の保持力を確保できる範囲であればよく、全て同じ長さであってもよいし、指向特性に合わせて異なる長さに調整できるようにしてもよい。

　また、装着ボスをあらかじめ余分に形成しておき、必要に応じて、この装着ボスに、金属ネジまたは非導電性部材からなるネジを、アンテナ装置２の組立後に離脱自在および露出量調整自在に装着する構成であってもよい。これにより、リップル低減量の調整、アンテナ１３の指向特性の任意の方向への制御あるいはその微調整が可能になる。

　［第３実施形態］
　本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態では、図１７～図１９を参照して、第１実施形態のアンテナ装置１を他のアンテナ装置に適用した場合の例について説明する。図１７は、第３実施形態に係るアンテナ装置３の斜視図である。図１８は、第３実施形態に係るアンテナ装置３の上面図である。図１９は、第３実施形態に係るアンテナ装置３の側面図である。図１７～図１９において、第１実施形態のアンテナ装置１および第２実施形態のアンテナ装置２と同じ機能の部品については、便宜上、同じ符号を付している。また、図１に示したアンテナケース１２を外した構造例を示している。

　第３実施形態のアンテナ装置３は、第２実施形態のアンテナ装置２が備える衛星信号対応ユニット３３の電極３３２の上面に、導電性の無給電素子３３４を配置している。本実施形態において、無給電素子３３４は、板状の面を有し、樹脂製の支持材により、板状の電極の面に対して所定間隔で略平行に支持される。この無給電素子３３４は、衛星信号対応ユニット３３の導波器として作用させることができる。無給電素子３３４に、孔、スリット、あるいはスロットを形成することで、共振周波数を変えることもできる。

　［第４実施形態］
　本発明の第４実施形態について説明する。図２０は、第４実施形態に係るアンテナ装置４の前方斜視図である。図２１は第４実施形態に係るアンテナ装置４の上面図である。図２２は第４実施形態に係るアンテナ装置４の後方斜視図である。図２３は、第４実施形態に係るアンテナ装置４のアンテナ部分の左側側面図であり、具体的には、前方左側からみたアンテナ１３の側面図である。図２０～図２３において、これまで説明したアンテナ装置１，２，３と同じ機能の部品については、便宜上、同じ符号を付している。また、いずれも図１に示したアンテナケース１２を外した構造例を示している。

　第４実施形態のアンテナ装置４は、主として、以下の構成が上述したアンテナ装置２、３と異なる。
（１）衛星信号対応ユニット３３が高精度全球測位衛星システム（High Definition Global Navigation Satellite System)用の信号を受信するユニットであり、それぞれ導電板からなる２つの無給電素子３３４が、互いに平行に配置されている。（２）アンテナ１３の放射素子１３１の基端の取付位置が、支持体１３２のｘ方向の長さ分だけ後方側にずれ、かつ、放射素子１３１のループ形状部１３１Ｒから先端に向かう第２直線部１３１－２が第１直線部１３１－１に対して前方側に傾斜し、さらに、第２直線部１３１－２から折曲する第３直線部１３１－３の角度がアンテナ装置２，３における第３直線部１３１－３の角度よりも大きくなっている。
（３）アンテナ装置２，３の前方の２本の導体棒１４ａ，１４ｂに代えて、アンテナベース１１の中心軸上において衛星信号対応ユニット３３よりも前方に１本の導体棒１４ｍ、衛星信号対応ユニット３３の後方で放射素子１３１の前方に導体棒１４ＡＬ、アンテナ１３の後方に導体棒１４ＢＬがそれぞれ存在する。前方の導体棒１４ｍと衛星信号対応ユニット３３との間には、接地電位の金属プレート４０が配されている。なお、金属プレート４０は、アンテナベース１１の金属ベース部分と一体であってもよい。

　上記（１）の構成により、受信可能な信号数が少ない通常の衛星信号を受信する構成に比べて１／１０以下の誤差で位置情報を取得することができる。また、上記（２）の構成により、水平面の放射利得の低下を抑制することができる。また、上記（３）の構成により、アンテナ１３の前方に衛星信号対応ユニット３３のようなＶ２Ｘ帯以内の周波数を動作周波数とするアンテナユニットが存在する場合に、アンテナ１３の前方側の放射利得を小さくし、後方側についてはAzimuth角が６０°～３００°の範囲、特に９０°～２７０°の範囲の放射利得を安定的に高く維持することができる。つまり、後方特化型のアンテナ１３の態様を実現することができる。
　以下、上記（２）、（３）の構成について詳しく説明する。

　例えば、アンテナ装置２，３を車両ルーフへ取り付ける場合、車種によっては車両ルーフにおける取付部位が、その前後方向で大きく傾斜していることがある。例えば、セダンなどでは、車両ルーフが、前方側から後方側へ１０°あるいはそれ以上傾斜している車両もしばしばみられる。このような車両に、アンテナベース１１に対して鉛直方向に延びるアンテナ１３をそのまま取り付けると、アンテナ１３の水平面における放射利得が低下することがある。他方、アンテナベース１１はそのままで、アンテナ１３だけを単純に車両ルーフの傾斜分だけあらかじめ車両ルーフの傾斜方向とは逆方向に傾けるだけでは偏波面が乱れてしまい、大地と平行の水平面における放射利得の低下を抑制することができない。

　そこで、第４実施形態のアンテナ装置４では、車両ルーフの取付部位が、水平面に対して後方側へθ°傾いている場合に、アンテナ１３の放射素子１３１の一部、例えば第２直線部１３１－２を第１直線部１３１－１に対して約２θ°だけ前方側へ傾斜させ、第３直線部１３１－３についてはアンテナベース１１と略平行にする（上記（２）の構成）。つまり、アンテナ装置４を、そのような車両ルーフに取り付けた際に、放射素子１３１の第１直線部１３１－１と第２直線部１３１－２とが、水平面に対してそれぞれほぼ均等にθ°傾いた略Ｌ状になるようにする。第３直線部１３１－３は、放射素子１３１のｚ方向の高さを短縮するとともに該放射素子１３１に所定の容量を装荷する効果を奏する。第１直線部１３１－１から第２直線部１３１－２へ傾斜する部分と第２直線部１３１－２から第３直線部１３１－３へ折曲する部分は、Ｒ状であってもよい。

　アンテナ１３の放射素子１３１をこのような形状にすることで、アンテナ装置４を取り付ける車両ルーフに傾斜があっても、偏波面を水平方向に修正することができ、アンテナ１３の水平面内の放射利得の低下を抑制することができる。また、あらかじめ支持体１３２の連結部にそれぞれ放射素子１３１を固定するための複数の孔又は切欠きを形成しておき、車種に応じて放射素子１３１を固定させるための孔又は切欠きを選択することで、放射素子１３１における第１直線部１３１－１に対する第２直線部１３１－２の傾きθ°をアンテナ装置４の取付後に変更できるようにしてもよい。

　上記（３）の構成では、まず１本の導体棒１４ｍにより、Ｖ２Ｘ帯において前方０°方向の散乱を大きくすることができる。あるいは、１本の導体棒１４ｍにより、Ｖ２Ｘ帯において前方０°付近にＮull点を形成することができる。また、導体棒１４ＡＬを、Ｖ２Ｘ帯におけるアンテナ１３の反射素子として動作させる。詳しく説明すると、支持体１３２の一対の柱部のうち前方側の柱部は、図２３に示すように後方側よりも相対的に太くなっており、その内側にはネジ穴が螺刻された装着ボスになっている。導体棒１４ＡＬは、Ｖ２Ｘ用の回路基板の裏面側から回路基板を挟んでネジ穴にねじ込まれ、支持体１３２を回路基板に接合させる。つまり、導体棒１４ＡＬは、支持体１３２と回路基板との接合用ネジを兼ねている。回路基板の裏面側にはアンテナ１３の給電部と導通する導体パターンが形成されており、導体棒１４ＡＬは、支持体１３２と回路基板との接合時に導体パターンと電気的に接続される。回路基板は、導体棒１４ＡＬとは別の導体ネジによりアンテナベース１１に固定されているため、導体パターンとアンテナベース１１は、電気的に接続され、接地導体として機能する。

　導体棒１４ＡＬは、アンテナ１３の第１直線部１３１－１の前方側に第１直線部１３１－１と約１２ｍｍ離れた位置に配置される。接地導体からの距離は約１２ｍｍであり、Ｖ２Ｘ帯で約１／４λ（波長）となる。そのため、導体棒１４ＡＬは、Ｖ２Ｘ帯ではアンテナ１３の反射素子として動作する。これにより、アンテナ１３の指向特性をｙ方向（車両幅方向）および後方側６０°～３００°のAzimuth角に向けることが可能となる。ところで、第４実施形態では、接地導体からの導体棒１４ＡＬの距離を約１／４λに設定したが、１／４λ～１／２λ内で設定することで、放射する方位角範囲を調整することが可能である。
　また、導体棒１４ＡＬの代わりに非接地型の導体棒に置き換えても、反射素子として利用することができる。この場合は、導体棒の長さを約１／２λに設定すればよい。

　導体棒１４ＢＬについて説明する。導体棒１４ＢＬは、ｙ方向（車両幅方向）および後方側の指向特性のリップルを低減するために、支持体１３２の後方、つまりアンテナ１３の後方に配置される。導体棒１４ＢＬの形状は、略円錐形であってもよいが、四角柱状、棒状、円柱状、楕円柱状、長円柱状、多角柱状、有頭筒状、円筒状、楕円筒状、長円筒状、多角筒状、楕円錐状、長円錘状、多角錐状、面状、螺旋状、ジグザグ状など、その他の形状の立体であってもよい。導体棒１４ＢＬのｚ方向の長さ（高さ）は約６ｍｍである。また、放射素子１３１からのｘ方向の距離は約６ｍｍである。

　第４実施形態においても、第１～３実施形態のように導体棒１４ＢＬの長さや導体棒１４ＢＬのアンテナ１３（放射素子１３１）からの距離を調整することにより、指向特性のリップルを低減することが可能である。また、導体棒１４ＢＬの形状や位置を変化させることで、所望のAzimuth角範囲、例えば、アンテナ１３の後方側１５０°～２１０°における放射利得を増加させることもできる。さらに、導体棒１４ＢＬを導波素子としても機能させることができる。

　導体棒１４ＡＬおよび導体棒１４ＢＬが無い場合（例えば支持体１３２を接着剤等で固定しただけの場合）、アンテナ１３の後方側１３５°～２２５°におけるリップルのレベル偏差は３．７ｄＢであるが、導体棒１４ＡＬのみを追加した場合、レベル偏差は２．５ｄＢとなり、１．２ｄＢ低減されることがわかった。このときの導体棒１４ＡＬの長さは１１ｍｍであった。また、この状態から導体棒１４ＢＬを追加した場合、アンテナ１３の後方側の利得が増加し、リップルのレベル偏差も低減されることがわかった。このときの導体棒１４ＢＬの長さは８ｍｍであった。このように、導体棒１４ＢＬの長さを適宜変更することにより、アンテナ１３の後方側の放射利得やレベル偏差を調整することが可能である。

　２つの上記導体棒１４ＡＬ、１４ＢＬを有する第４実施形態のアンテナ装置４と、導体棒１４ＡＬだけの比較例アンテナ装置４’の水平面内指向特性を図２４に示す。図中、実線はアンテナ装置４、破線は比較例アンテナ装置４’である。比較例アンテナ装置４’の場合、アンテナ１３の後方側１８０°の放射利得は８．２ｄＢであるが、アンテナ装置４の場合、アンテナ１３の後方側１８０°の放射利得は９．９ｄＢである。したがって、導体棒１４ＢＬを追加しただけで、アンテナ１３の放射利得が１．７ｄＢほど向上した。また、比較例アンテナ装置４’の場合、アンテナ１３の後方側１３５°～２２５°におけるレベル偏差は２．５ｄＢであるが、アンテナ装置４のレベル偏差は１．３ｄＢである。したがって、導体棒１４ＢＬを追加しただけで、レベル偏差も低減し、かつ指向特性のリップルも低減した。

　本例では、導体棒１４ＡＬのｚ方向の長さの中心部からアンテナ１３の放射素子１３１までのｘ方向の距離は１１．９ｍｍであり、導体棒１４ＢＬのｚ方向の長さ（高さ）の中心部からアンテナ１３の放射素子１３１までのｘ方向の距離は６．２ｍｍであるが、任意の距離に設定し、所望の指向特性が得られるように放射利得を調整してもよい。

　また、これまでの説明では、リップルが低減されるように導体棒１４ＢＬの長さや位置を設定した。一方で、指向特性を事後的に変えるために、当該位置でリップルが大きくなるように導体棒１４ＢＬの長さや位置を設定してもよい。

　アンテナケース１２の接合用ネジ（導体棒１４ｃ～１４ｊ）を固定する部分の構造について詳しく説明する。アンテナケース１２に接合用ネジを装着するための装着ボス（樹脂）が備えられていることは、第２実施形態で説明した通りである。装着ボスの周囲は、アンテナケース１２内の防水のため、アンテナベース１１とアンテナケース１２とを挟み込むためのリブ状のパッド５０が設けられている。ここで、パッド５０は、樹脂製であり、弾性を有している。

　装着ボスとパッド５０のリブ状の構造により、アンテナ１３の近傍の導体棒１４ｉ，１４jによる散乱の態様が影響を受けることがある。つまり、導体棒１４ｉ，１４ｊ単体の散乱の態様と異なるため、これらの構造物の影響を加味して導体棒１４ｉ，１４ｊの長さや位置を設定することが望ましい。例えば、導体棒１４ｉ，１４ｊの存在が指向特性へ与える影響が大きい場合、導体棒１４ＡＬのように、導体棒１４ｉ，１４ｊを放射素子１３１に近づけて配置することにより、導体棒１４ｉ，１４ｊよりも導体棒１４ＡＬによる散乱の効果の方を支配的にすることで、指向特性を調整することができる。

　このように、第４実施形態では、搭載する車両の幅方向（ｙ方向）および後方側６０°～３００°の範囲をカバーするアンテナ装置４の例について説明したが、車両の前方側０°～６０°、３００°～０°の範囲は、例えば、車両のフロントガラスに備え付けられる別のＶ２Ｘ用アンテナでカバーする構成にしてもよい。すなわち、第４実施形態のアンテナ１３とは別のＶ２Ｘ用アンテナによって車両の全周囲をカバーする構成にしてもよい。

　［第５実施形態］
　本発明の第５実施形態について説明する。図２５は、第５実施形態に係るアンテナ装置５の前方斜視図である。図２６は第５実施形態に係るアンテナ装置５の上面図である。図２７は第５実施形態に係るアンテナ装置５の前方左側からみた側面図である。図２５～図２７において、第４実施形態のアンテナ装置４と同様の機能部品については、同じ符号を付して重複説明を省略する。例えば、衛星信号対応ユニット３３は、２つの無給電素子備えており、無給電素子は中央部だけが刳り抜かれた形状である。
また、いずれの図においても、図１に示したアンテナケース１２を外した構造例を示している。

　第５実施形態のアンテナ装置５は、第４実施形態に係るアンテナ装置４との比較では、衛星信号対応ユニット３３の前方で導体棒１４ｍの後方となる金属プレート４０の表面に、ＳＸＭ（SiriusXMデジタルラジオ）対応ユニット３４が存在する点が異なる。
　ＳＸＭ対応ユニット３４は、基板に固定されたセラミック等の基台３４１と、基台３４１のｚ方向の表面に設けられたパッチアンテナ３４２と、導電性の無給電素子３４４とを備えて構成される。ＳＸＭ対応ユニット３４は、アンテナ１３で送受信される信号に対する散乱波の影響を低減する位置に配置される。アンテナベース１１の背面側、すなわち、アンテナ装置５の取付時に車両ルーフを指向する側には、アンテナ取付部１８が固定されている。
　なお、図２５～図２７の例では、第４実施形態に係るアンテナ装置４の導体棒１４ＢＬが存在しないが、導体棒１４ＢＬが存在するアンテナ装置５であってもよい。

　［その他の実施形態］
　第４実施形態では、アンテナケース１２の形状・構造については説明を省略したが、アンテナケース１２を含むケースデザインがアンテナ１３の指向特性に影響を与えることがある。例えば、図２８は第１ケースデザイン（シャークフィン形状のアンテナケース１２）のアンテナ装置６であり、図２９は第２ケースデザイン（ロケット形状のアンテナケース１２）のアンテナ装置７である。これらのアンテナ装置６，７のケース内のアンテナ構造は、第４実施形態と同様である。図３０は、これらのアンテナ装置６，７の水平面指向特性図である。

　このように、ケースデザインの違いにより、アンテナ１３の放射利得の調整、リップルのレベル偏差が設計値から変わることがあるが、第４実施形態の技術を適用して導体棒１４ｍ、１４ｃ～１４ｉ、１４ＡＬ、１４ＢＬ等を適切なサイズで適所に配置することにより、設計値通りに修正することができる。

　以上、複数の実施形態により車両に搭載されるアンテナ装置１～７の例を説明したが、本発明は、ドローンやロボットなど、アンテナ筐体に収容されるアンテナが等方性であることが望まれる他の移動体用のアンテナ装置としての実施も可能である。

　上述の実施形態において、導体棒は固定されていてもよいし、取り外し可能に構成されていてもよい。導体棒が取り外し可能に構成されている場合、導体棒の取り付け及び取り外しにより、所望する指向特性となるように調整することが容易となり、設計の自由度を増すことができる。また、導体棒を取り外し可能に構成している場合、専用のアンテナベースを用いる必要がないため、様々なアンテナベースに対応することができ、さらにコストを抑制することができる上に、設計の自由度を増すことができる。さらに、取り外しが可能な導体棒を採用することで、不要な位置への導体棒の配置をなくすことができるため、コストを抑制することができる。

　本明細書の開示によれば、例えば以下の各態様のアンテナ装置が提供される。
［態様１］
　態様１のアンテナ装置は、内部に中空部を形成するアンテナ筐体と、前記内部に位置し、電波の送信および受信の少なくとも一方を行うアンテナと、前記中空部を伝搬する前記電波を前記アンテナ筐体の所定部位で散乱させる散乱体と、を備える。
　散乱体は、例えば、外来電波等の作用を受けて電波を散乱させる受動部材である。
　上述の態様によれば、アンテナ筐体の中空部を伝搬する電波を散乱体が散乱させる。そのため、送信時又は受信時の指向特性のリップルを低減させることができる。特に、リップルの最小値となるＮｕｌｌ点の影響を緩和することができる。また、散乱体により指向特性を任意に変化させることができる。

［態様２］
　態様２は、前記電波の指向特性のリップルが他の部位よりも小さい部位に、少なくとも１つの前記散乱体が存在する。あるいは、前記散乱体は、２つ以上であり、前記アンテナ筐体において、少なくとも１つの第１の散乱体が前記所定部位に位置し、前記所定部位近傍の電波の強度分布の偏差が相対的に小さくなる部位に少なくとも１つの第２の散乱体が位置する。あるいは、前記散乱体は、２つ以上であり、前記アンテナ筐体において、少なくとも１つの第１の散乱体が前記所定部位に位置し、指向特性のリップルが生じる部位に少なくとも１つの第２の散乱体が位置する。あるいは、前記散乱体は、前記アンテナの給電点と前記アンテナ筐体の幾何中心点とを結ぶ軸線に対して対称となる部位に２つ以上存在する。あるいは、前記散乱体は、前記アンテナの給電点と前記アンテナ筐体の幾何中心点とを結ぶ軸線上に存在する。
　上述の態様によれば、アンテナの指向特性におけるリップルが緩和される。そのため、アンテナ筐体におけるアンテナの指向特性を等方性に近づけることができる。

［態様３］
　態様３は、前記散乱体は、非接地の導電性部材で構成される。あるいは、前記散乱体は、接地された導電性部材で構成される。あるいは、前記散乱体は、非導電性部材で構成される。あるいは、前記アンテナが接地面から垂直方向に延びる等方性エレメントであり、前記散乱体は、前記アンテナと平行に、前記アンテナの動作周波数の波長λの０．１～１の長さで配置される。
　上述の態様によれば、アンテナ装置の構造に応じて散乱体のサイズや配置態様を変えることができる。そのため、アンテナ装置の設計の自由度を高めることができる。

［態様４］
　態様４は、内部に中空部を形成するアンテナ筐体と、前記内部に位置し、電波の送信および受信の少なくとも一方を行うアンテナと、前記中空部を伝搬する前記電波を前記アンテナ筐体の所定部位で散乱させる散乱体と、を備え、前記アンテナ筐体は、アンテナベースと、前記アンテナベース上に前記中空部を形成するアンテナケースとを有し、前記散乱体は、２つ以上であり、前記アンテナベースおよび前記アンテナケースのうち、伝搬する前記電波の強度が相対的に小さくなる部位に存在する。
　上述の態様によれば、アンテナ筐体の中空部を伝搬する電波を散乱体が散乱させる。そのため、送信時又は受信時の指向特性のリップルを低減させることができる。また、散乱体により指向特性を任意に変化させることができる。

　また、従来は、例えばＶ２Ｘの一つであるＶ２Ｖ通信の場合、前方と後方それぞれ指向特性を持ったアンテナが１つずつ必要であったが、散乱体により、例えば１つのアンテナで前後方向の電波の強度を高めることができるので一つのアンテナで足りるようになる。また、散乱体により、前後方向だけでなく左右方向の指向特性を変化させることもできる。そのため、アンテナ装置の小型化・コストを低減することができる。

［態様５］
　態様５は、前記散乱体は、前記アンテナベース又は前記アンテナケースに離脱自在に装着される。あるいは、前記アンテナベースに前記散乱体の挿入量を調整可能な樹脂製の装着ボスが形成されている。あるいは、前記アンテナベースと前記アンテナベースとを接合するための接合具が前記散乱体を兼ねる。
　上述の態様によれば、アンテナ装置の構造に応じて散乱体のサイズや配置態様を変えることができる。そのため、アンテナ装置の設計の自由度を高めることができる。

［態様６］
　態様６は、前記中空部に前記アンテナ以外のアンテナ部品が存在し、前記アンテナ部品を前記アンテナ筐体に接合するための接合具が前記散乱体を兼ねる。
　上述の態様によれば、アンテナ筐体にアンテナ部品が設けられる場合に、接合具を散乱体として動作するので、散乱体を別途設ける必要がなくなる。

［態様７］
　態様７は、前記アンテナがＶ２Ｘ用アンテナであり、前記アンテナ部品の一つが衛星信号対応ユニットである。あるいは、前記衛星信号対応ユニットは、その取付部位からの高さが前記アンテナよりも低いパッチ電極を有する。あるいは、前記衛星信号対応ユニットは、前記パッチ電極を非接触で覆う無給電素子が設けられている。あるいは、前記無給電素子は、前記パッチ電極に対する導波機能を有する。
　上述の態様によれば、Ｖ２Ｘ用アンテナと衛星信号対応ユニットとが共にアンテナ筐体に混在する場合であっても、リップルの緩和が容易になる。

［態様８］
　態様８は、前記アンテナが有する放射素子の一部が、所定方向、例えば取付部位が傾斜しているときに該傾斜角と逆の方向に傾斜している。放射素子の一部の傾斜角度は、取付部位の傾斜角度の約２倍にすることができる。
　上述の態様によれば、取付部位が傾斜していることに起因する放射素子の水平面内における利得の低下を抑制することができる。

［態様９］
　態様９は、前記アンテナの前方に反射素子として機能する導体棒が存在し、前記アンテナの後方に散乱体となる別の導体棒が存在する。
　上述の態様によれば、アンテナの指向特性を事後的に変更することができる。また、リップルのレベル偏差を低減させることができる。

　１，２，３，４，５，６，７　アンテナ装置
　１０　アンテナ筐体
　１１　アンテナベース
　１２　アンテナケース
　１３　アンテナ
　１３１　放射素子
　１３２　支持体
　１４，１４ａ～１４ｊ，１４ｍ，１４ＡＬ，１４ＢＬ　導体棒
　３３　衛星信号対応ユニット
　３３１　誘電体
　３３２　電極
　３３４　無給電素子
　３４　ＳＸＭ対応ユニット
　３４１　基台
　３４２　パッチアンテナ
　３４４　無給電素子

Claims (10)

1. 　内部に中空部を形成するアンテナ筐体と、
   　前記内部に位置し、電波の送信および受信の少なくとも一方を行うアンテナと、
   　前記中空部を伝搬する前記電波を前記アンテナ筐体の所定部位で散乱させる散乱体と、
   　を備える、アンテナ装置。
2. 　前記電波の指向特性のリップルが他の部位よりも小さい部位に、少なくとも１つの前記散乱体が存在する、
   　請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 　前記散乱体は、２つ以上であり、
   　前記アンテナ筐体において、少なくとも１つの第１の散乱体が前記所定部位に位置し、
   　前記所定部位近傍の電波の強度分布の偏差が相対的に小さくなる部位に少なくとも１つの第２の散乱体が位置する、
   　請求項１に記載のアンテナ装置。
4. 　前記散乱体は、２つ以上であり、
   　前記アンテナ筐体において、少なくとも１つの第１の散乱体が前記所定部位に位置し、
   　指向特性のリップルが相対的に小さくなる部位に少なくとも１つの第２の散乱体が位置する、
   　請求項１に記載のアンテナ装置。
5. 　前記散乱体は、前記アンテナの給電点と前記アンテナ筐体の幾何中心点とを結ぶ軸線に対して略対称となる部位に２つ以上存在する、
   　請求項１に記載のアンテナ装置。
6. 　前記散乱体は、前記アンテナの給電点と前記アンテナ筐体の幾何中心点とを結ぶ軸線上に存在する、
   　請求項１に記載のアンテナ装置。
7. 　前記散乱体は、非接地の導電性部材で構成される、
   　請求項１から６のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
8. 　前記散乱体は、接地された導電性部材で構成される、
   　請求項１から６のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
9. 　前記散乱体は、非導電性部材で構成される、
   　請求項１から８のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
10. 　前記アンテナは、接地面から垂直方向に延びる共振型のエレメントであり、
    　前記散乱体は、前記アンテナと平行に、前記アンテナの動作周波数の波長λの０．１～１倍の長さで配置されている、
    　請求項１から９のいずれか一項に記載のアンテナ装置。