6383322 車載用アンテナ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6383322

(24)【登録日】2018年8月10日

(45)【発行日】2018年8月29日

(54)【発明の名称】車載用アンテナ装置

(51)【国際特許分類】

   H01Q 1/32 20060101AFI20180820BHJP

   H01Q 1/22 20060101ALI20180820BHJP

   H01Q 9/20 20060101ALI20180820BHJP

【ＦＩ】

   H01Q1/32 Z

   H01Q1/22 A

   H01Q9/20

【請求項の数】8

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-83421(P2015-83421)

(22)【出願日】2015年4月15日

(65)【公開番号】特開2016-208081(P2016-208081A)

(43)【公開日】2016年12月8日

【審査請求日】2017年12月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005186

【氏名又は名称】株式会社フジクラ

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】新原 佳紘

(72)【発明者】

【氏名】山口 佑一郎

(72)【発明者】

【氏名】千葉 洋

(72)【発明者】

【氏名】官 寧

(72)【発明者】

【氏名】田山 博育

【審査官】 岩井 一央

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭６３−１１４５０２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平０２−１１６１０６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平０２−０７９６０７（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｑ １／００−２５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車体のルーフの端部に配置される車載用アンテナ装置において、
一方の給電点から上記ルーフに沿う方向である第１の方向に引き出された第１の放射素子と、他方の給電点から上記ルーフに交わる方向である第２の方向に引き出された第２の放射素子とを有するアンテナを備え、
上記第１の放射素子は、上記ルーフを構成する、又は、上記ルーフに取り付けられた金属部材に重畳する重畳区間であって、該第１の放射素子の先端を含む重畳区間を有し、
上記重畳区間の長さは、上記第１の放射素子の全長の６４．５％以下である、
ことを特徴とする車載用アンテナ装置。

【請求項2】

上記重畳区間の長さは、上記第１の放射素子の全長の２６．０％以上５５．２％以下である、
ことを特徴とする請求項１に記載の車載用アンテナ装置。

【請求項3】

上記重畳区間における上記第１の放射素子と上記金属部材との間隔は、１８ｍｍ未満である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車載用アンテナ装置。

【請求項4】

上記重畳区間における上記第１の放射素子と上記金属部材との間隔は、１１ｍｍ未満である、
ことを特徴とする請求項３に記載の車載用アンテナ装置。

【請求項5】

上記第１の放射素子は、長辺が上記第１の方向と平行になるように配置された長方形の導体である、
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の車載用アンテナ装置。

【請求項6】

上記第２の放射素子は、長辺が上記第２の方向と平行になるように配置された長方形の、上記他方の給電点側の２つの角を丸めることにより得られる釣鐘型の頭部と、該頭部と上記他方の給電点との間に介在する長方形の首部とからなる導体である、
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の車載用アンテナ装置。

【請求項7】

上記第２の放射素子は、折り曲げられている、
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の車載用アンテナ装置。

【請求項8】

上記車体のスポイラーとして用いられる、
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の車載用アンテナ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車体のルーフの端部に配置される車載用アンテナ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

無線通信の用途拡大に伴い、従来から利用されていたＦＭ／ＡＭ放送や地上波デジタル放送等の周波数帯域で動作するアンテナに加えて、３Ｇ（3rd Generation：第３世代携帯電話）やＬＴＥ（Long Term Evolution）等のより高周波な周波数帯域で動作するアンテナが自動車に搭載されるようになっている。

【0003】

これらのアンテナを自動車に搭載する場合、アンテナそのものを窓ガラス等に張り付ける方法の他に、アンテナを内蔵した車載用アンテナ装置をルーフ等に取り付ける方法が取られている。後者の方法を採用する場合、車載用アンテナ装置をできるだけ目立たなくすることが自動車の美観を高める上で重要になる。

【0004】

例えば、特許文献１には、スポイラーを筐体とする車載用アンテナ装置が開示されている。特許文献１の図５に示されているように、この車載用アンテナ装置は、車体のルーフの後端に配置されたスポイラーの内部に、デジタルテレビ用アンテナとラジオ用アンテナと内蔵したものである。この車載用アンテナ装置において、デジタルテレビ用アンテナの放射素子及びラジオ用アンテナの放射素子は、車体にスポイラーが取り付けられた状態において水平になるようにスポイラーに内蔵されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８−２８３６０９号公報（２００８年１１月２０日公開）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載の車載用アンテナ装置には、車体前方への放射利得が小さいという問題がった。

【0007】

すなわち、特許文献１に記載の車載用アンテナ装置においては、アンテナを構成する放射素子を水平に配置する構成が採用されている。このため、特許文献１に記載の車載用アンテナ装置から放射される電磁波は、水平偏波を主たる偏波成分とする電磁波になる。そして、ルーフの後端に配置された車載用アンテナ装置からルーフの前端に向かって放射された水平偏波は、偏波面と平行に延在する金属体であるルーフを横断する過程で減衰される。したがって、特許文献１に記載の車載用アンテナ装置においては、車体前方への放射利得が小さくなるという問題を生じる。

【0008】

更に、このルーフによる減衰効果は、アンテナが放射する電磁波の波長が短くなるほど顕著になる。電磁波の波長が短くなるほど回折が生じ難くなるためである。近年、無線通信を用いて伝送する情報量は増加の一途をたどっており、無線通信に用いる電磁波の波長は短波長化される傾向がある。例えば、ＬＴＥの規格に準拠した電磁波の波長は、ＦＭ／ＡＭ放送の伝送に用いる電磁波の波長より短いため、ルーフによる減衰効果の影響をより大きく受けやすい。ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）のように天頂方向から送信される電磁波を受信するアンテナシステムの場合には、ルーフによる電磁波の減衰効果を無視し得る。しかし、３ＧやＬＴＥなどのように地上に設置された基地局との通信を要するアンテナシステムの場合には、ルーフによる減衰効果に起因する利得低下は、大きな問題であり無視できない。

【0009】

なお、ここでは、車載用アンテナ装置をルーフの後端に配置した場合に生じる問題について説明したが、車載用アンテナ装置をルーフの前端、右端、又は左端に配置した場合にも同様の問題を生じる。すなわち、車載用アンテナ装置をルーフの前端に配置した場合には、車体後方への放射利得が小さくなるという問題を生じ、車載用アンテナ装置をルーフの右端／左端に配置した場合には、車体左方／右方への放射利得が小さくなるという問題を生じる。すなわち、何れの場合においても、車載用アンテナ装置から見てルーフを横断する方向への放射利得が小さくなるという問題を生じる。

【0010】

本発明は、以上の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車体のルーフの端部に搭載した場合に、ルーフを横断する方向への放射利得が従来よりも大きい車載用アンテナ装置を実現することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記の課題を解決するために、本発明に係るは、車体のルーフの端部に配置される車載用アンテナ装置において、一方の給電点から上記ルーフに沿う方向である第１の方向に引き出された第１の放射素子と、他方の給電点から上記ルーフに交わる方向である第２の方向に引き出された第２の放射素子とを有するアンテナを備え、上記第１の放射素子は、上記ルーフを構成する、又は、上記ルーフに取り付けられた金属部材に重畳する重畳区間であって、該第１の放射素子の先端を含む重畳区間を有し、上記重畳区間の長さは、上記第１の放射素子の全長の６４．５％以下である、
ことを特徴とする。

【0012】

上記の構成によれば、上記車載用アンテナ装置から見て上記ルーフを横断する方向に対する利得（例えば、上記車載用アンテナ装置が上記ルーフの車体後方の端部に配置される場合には、車体前方に対する利得）を、上記第１の放射素子が上記金属部材と重畳しない場合よりも大きくすることができる。

【0013】

本発明の一態様に係る車載用アンテナ装置において、上記重畳区間の長さは、上記第１の放射素子の全長の２６．０％以上５５．２％以下である、ことがより好ましい。

【0014】

上記の構成によれば、上記車載用アンテナ装置から見て上記ルーフを横断する方向に対する利得を、更に大きくすることができる。

【0015】

本発明の一態様に係る車載用アンテナ装置において、上記重畳区間における上記第１の放射素子と上記金属部材との間隔は、１８ｍｍ未満である、ことが好ましい。

【0016】

上記の構成によれば、上記車載用アンテナ装置から見て上記ルーフを横断する方向に対する利得を、上記第１の放射素子が上記金属部材と重畳しない場合よりも大きくすることができる。

【0017】

本発明の一態様に係る車載用アンテナ装置において、上記重畳区間における上記第１の放射素子と上記金属部材との間隔は、１１ｍｍ未満である、ことがより好ましい。

【0018】

上記の構成によれば、上記車載用アンテナ装置から見て上記ルーフを横断する方向に対する利得を、更に大きくすることができる。

【0019】

本発明の一態様に係る車載用アンテナ装置において、上記第１の放射素子は、例えば、長辺が上記第１の方向と平行になるように配置された長方形の導体である。

【0020】

本発明の一態様に係る車載用アンテナ装置において、上記第２の放射素子は、長辺が上記第２の方向と平行になるように配置された長方形の、上記他方の給電点側の２つの角を丸めることにより得られる釣鐘型の頭部と、該頭部と上記他方の給電点との間に介在する長方形の首部とからなる導体である、ことが好ましい。

【0021】

上記の構成によれば、第１の放射素子と第２の放射素子との間隔を連続的に変化させることができる。その結果、アンテナの共振周波数を調整することができ、動作帯域を調整することができる。

【0022】

本発明の一態様に係る車載用アンテナ装置において、上記第２の放射素子は、折り曲げられている、ことが好ましい。

【0023】

上記の構成によれば、上記第２の放射素子の配置に要する空間の体積を小さくすることができる。したがって、上記第２の放射素子が折り曲げられていない場合と比べて、より小型な車載用アンテナ装置を実現することができる。

【0024】

本発明の一態様に係る車載用アンテナ装置は、上記車体のスポイラーとして用いられる、ように構成されていてもよい。

【0025】

上記の構成によれば、上記車体の外観に全く影響を与えることなく、電磁波を送受信する機能を上記車体に付与することができる。

【発明の効果】

【0026】

本発明は、車体のルーフの端部に搭載した場合に、ルーフを横断する方向への放射利得が従来よりも大きい車載用アンテナ装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】（ａ）は、本発明の実施形態に係る車載用アンテナ装置を搭載する車体の外観を示す斜視図であり、（ｂ）は、上記車載用アンテナ装置を搭載する上記車体の一部拡大平面図である。

【図2】（ａ）は、上記車載用アンテナ装置を搭載する上記車体の一部を拡大した矢視断面図であって、図１の（ｂ）に示すＡ−Ａ’線に沿う矢視断面図である。（ｂ）は、上記車載用アンテナ装置が備えているアンテナの展開図である。

【図3】（ａ）は、本発明の、実施例、第１〜第５の変形例、及び比較例に係る車載用アンテナ装置によって得られた放射利得と長さＬｘとの相関関係を示すグラフであり、（ｂ）は、（ａ）に示した放射利得をフィッティングした結果を示すグラフである。

【図4】（ａ）は、本発明の、実施例及び第６〜第９の変形例に係る車載用アンテナ装置によって得られた放射利得と間隔Ｄｚとの相関関係を示すグラフであり、（ｂ）は、（ａ）に示した放射利得をフィッティングした結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、本実施形態においては、車体のルーフの後端に配置される車載用アンテナ装置であって、この車体のスポイラーとして用いられる車載用アンテナ装置について説明する。しかし、本発明は、これに限定されない。すなわち、本発明は、ルーフの前端、右端、又は左端に配置される車載用アンテナ装置にも適用することができる。

【0029】

〔車載用アンテナ装置１０の概要〕
始めに図１を参照して、本発明の実施形態に係る車載用アンテナ装置の概要について説明する。図１の（ａ）は、本実施形態に係る車載用アンテナ装置の一例である、車載用アンテナ装置１０を搭載する車体１の外観を示す斜視図である。図１の（ｂ）は、本実施形態に係る車載用アンテナ装置１０を搭載する車体１の一部を拡大した平面図である。具体的には、車体１が搭載する車載用アンテナ装置１０を拡大した平面図である。

【0030】

なお、以降の説明では、車体１の前進方向（図１におけるｙ軸正方向）を「前方向」と称し、その後進方向（図１におけるｙ軸負方向）を「後方向」と称する。また、車体１に搭乗する搭乗者の右手方向（図１におけるｘ軸正方向）を「右方向」と称し、その左手方向（図１におけるｘ軸負方向）を「左方向」と称する。また、車体１のシャシーからルーフへと向かう方向（図１におけるｚ軸正方向）を「上方向」と称し、車体１のルーフからシャシーへと向かう方向（図１におけるｚ軸負方向）を「下方向」と称する。また、左方向及び右方向を、向きを区別せずに指すとときには、「左右方向」といい、上方向及び下方向を、向きを区別せずに指すときには、「上下方向」という。

【0031】

図１の（ａ）に示す車体１は、ハッチバック型の車体である。車体１において、ルーフ２０を含む外板（ボディパネル）は、鋼板及びアルミ板によって構成されている。本実施形態に係る車載用アンテナ装置１０は、ルーフ２０の後端に搭載されており、車体１のスポイラーとして用いられる。したがって、以下では、車載用アンテナ装置１０のことをスポイラー１０と呼称する。

【0032】

図１の（ｂ）に示すように、車体１のハッチゲート２１は、ハッチゲートパネル２１ａと、ハッチゲートパネル２１ａの上方に配置されたリヤガラス２１ｂと、ハッチゲートパネル２１ａと共にリヤガラス２１ｂを支持する枠体２１ｃとにより構成されている。リヤガラス２１ｂは、運転手からの後方視界を確保すると共に、ウィンドシールドとしても機能する。ハッチゲート２１の上端に位置する枠体２１ｃの横柱は、図示しないヒンジによってルーフ２０の後端に取り付けられている。

【0033】

ハッチゲート２１の上端に位置する枠体２１ｃの横柱には、スポイラー固定部２１ｄ（特許請求の範囲に記載のルーフに取り付けられた金属部材）が設けられている。スポイラー固定部２１ｄは、枠体２１ｃの横柱から後方に迫り出した金属部材である。スポイラー固定部２１ｄは、枠体２１ｃと一体に形成された金属部材でもよいし、枠体２１ｃとは別体に成形され枠体２１ｃにボルト等によって固定された金属部材であってもよい。

【0034】

スポイラー固定部２１ｄには、図示しない固定手段（例えばボルトやクリップ、ファスナー等）によってスポイラー１０が取り付けられている。スポイラー固定部２１ｄに固定されることによって、スポイラー１０の上面とルーフ２０とが面一に並ぶ。スポイラー１０は、車載用アンテナ装置として機能するほかに、車体１の美観を向上させる、車体１の空力特性を改善するなどの機能を有する。スポイラー１０には、アンテナ１１とストップランプ１９とが内蔵されている。スポイラー１０は、誘電体（例えば樹脂等）からなり、電磁波を透過する。

【0035】

アンテナ１１は、スポイラー１０の内部のストップランプ１９に干渉しない位置に配置されている。具体的には、スポイラー１０の左右方向の中心に配置されたストップランプ１９を避けて、アンテナ１１は、ストップランプ１９の左側にオフセットして配置されている。

【0036】

〔スポイラー１０〕
スポイラー１０の構成について、図２を参照して具体的に説明する。図２は、本実施形態に係るスポイラー１０の構成を示す。図２の（ａ）は、スポイラー１０を搭載する車体１の一部を拡大した矢視断面図であり、図１の（ｂ）に示したＡ−Ａ’線に沿う矢視断面図である。図２の（ｂ）は、スポイラー１０が備えているアンテナ１１を平面に展開した展開図である。

【0037】

図２の（ａ）に示すように、スポイラー１０は、その内部に、アンテナ１１を折り曲げられた状態で載置するように構成されている。スポイラー１０の内部にアンテナ１１を固定する固定手段の例としては、粘着シート、両面テープや樹脂製のファスナー等が挙げられる。固定手段は、限定されるものではないが、電磁波の送信及び受信を妨げないために導体ではないものからなることが好ましい。アンテナ１１の具体的な折り曲げ方などについては、図２の（ｂ）を参照しながら後述する。

【0038】

なお、本実施形態においては、ルーフ２０の後端にスポイラーとして用いられる車載用アンテナ装置１０が搭載される例を用いて説明する。しかし、車載用アンテナ装置１０を搭載するルーフ２０の端部は、後端に限定されず、車体の形状及び車載用アンテナ装置１０の筐体の形状（本実施形態においてはスポイラー１０の形状）に応じて適宜変更することができる。

【0039】

〔アンテナ１１〕
図２の（ａ）に示すように、車載用アンテナ装置１０を車体１の後端に搭載したときに、アンテナ１１の第１の放射素子１４は、一方の給電点である第１の給電点１３ａからルーフ２０に沿う方向である車体１の前方向（請求の範囲に記載の第１の方向に相当する）に引き出されており、第２の放射素子１５は、他方の給電点である第２の給電点１３ｂからルーフ２０に交わる方向である車体１の下方向（請求の範囲に記載の第２の方向に相当する）に引き出されている。

【0040】

第１の放射素子１４は、ルーフ２０に取り付けられた金属部材であるスポイラー固定部２１ｄに重畳する重畳区間１４ａであって、第１の放射素子１４の先端を含む重畳区間１４ａを有する。

【0041】

重畳区間１４ａの長さＬｘは、第１の放射素子１４の全長の６４．５％以下であり、より好ましくは、第１の放射素子１４の全長の２６．０％以上５５．２％以下である。

【0042】

スポイラー１０において、長さＬｘを第１の放射素子１４の全長の６４．５％以下となるように構成することによって、スポイラー１０から見てルーフ２０を横断する方向（本実施形態では、車体１の前方向）に対する利得を、第１の放射素子１４がスポイラー固定部２１ｄと重畳しない場合よりも大きくすることができる。また、長さＬｘを第１の放射素子１４の全長の２６．０％以上５５．２％以下となるように構成することによって、車体１の前方向に対する利得を、更に大きくすることができる。

【0043】

重畳区間１４ａにおける第１の放射素子１４とスポイラー固定部２１ｄとの間隔Ｄｚは、１８ｍｍ未満であり、より好ましくは、１１ｍｍ未満である。

【0044】

スポイラー１０において、重畳区間１４ａがスポイラー固定部２１ｄに重畳しており、且つ、重畳区間１４ａにおける第１の放射素子１４とスポイラー固定部２１ｄとの間隔Ｄｚが１８ｍｍ未満となるように構成することによって、車体１の前方向に対する利得を、第１の放射素子１４がスポイラー固定部２１ｄと重畳しない場合よりも大きくすることができる。また、間隔Ｄｚが１１ｍｍ未満となるように構成することによって、車体１の前方向に対する利得を、更に大きくすることができる。

【0045】

なお、本実施形態において、スポイラー１０は、第１の放射素子１４の重畳区間１４ａがスポイラー固定部２１ｄに重畳するように構成されている。しかし、スポイラー１０は、ルーフ２０に固定されていてもよい。この場合、スポイラー１０は、第１の放射素子１４の重畳区間１４ａがルーフ２０を構成する金属部材に重畳するように構成されていればよい。

【0046】

第１の放射素子１４の全長及び第２の放射素子１５の全長は、特に限定されるものではなく、アンテナ１１から放射させたい電磁波の周波数に応じて、それぞれの全長を適宜定めることができる。長さＬｘは、アンテナ１１から放射させたい電磁波の周波数に応じて定められた第１の放射素子１４の全長に基づいて、上述した範囲内に収まるように決定すればよい。

【0047】

なお、長さＬｘの好ましい範囲の根拠については、本発明の実施例及び第１〜第５の変形例（図３）を参照して後述する。また、間隔Ｄｚの好ましい範囲については、本発明の実施例及び第６〜第９の変形例（図４）を参照して後述する。

【0048】

〔アンテナ１１の構成〕
アンテナ１１は、フィルムアンテナである。図２の（ｂ）に示すように、アンテナ１１は、アンテナ基板としてのＦＰＣ（Flexible printed circuits）基板１２にアンテナパターンが形成されたものである。ＦＰＣ基板の一例としては、誘電体フィルム（例えば、ポリイミド）が挙げられるが、これに限定されない。

【0049】

図２の（ｂ）の例では、ＦＰＣ基板１２の表面に、給電部１３と、第１の放射素子１４及び第２の放射素子１５からなる放射素子とが形成されている。第１の放射素子１４及び第２の放射素子１５は、導体からなる薄板状の部材である。例えば、第１の放射素子１４及び第２の放射素子１５としては、銅箔が用いられるが、これに限定されない。

【0050】

給電部１３は、図示しない同軸線と放射素子１４，１５とを接続する部位であり、２つの給電点からなる。給電部１３には、同軸線の一方の端部が接続可能である。同軸線の他方の端部をチューナーなどの車載機器に接続することによって、車載用アンテナ装置１０は、無線を送受信可能になる。

【0051】

給電部１３の第１の給電点である給電点１３ａは、第１の放射素子１４に接続されており、給電部１３の第２の給電点である給電点１３ｂは、第２の放射素子１５に接続されている。本実施形態においては、アンテナ１１としてダイポールアンテナを採用しているが、ループアンテナ、モノポールアンテナ、及び逆Ｆ型アンテナをアンテナ１１として使用してもよい。また、それぞれの放射素子は、本実施形態の放射素子１４，１５のように面状の放射素子であってもよいし、線状の放射素子であってもよい。

【0052】

本実施形態において、第１の放射素子１４は、長方形の導体によって構成されており、スポイラー１０が車体１に搭載されたときに、長方形の長辺が車体１の前後方向と平行になるように配置されている。

【0053】

本実施形態において、第２の放射素子１５は、釣鐘型の頭部１５ａと、この頭部１５ａと第２の給電点１３ｂとの間に介在する長方形の首部１５ｄとからなる導体である。頭部１５ａは、スポイラー１０が車体１に搭載されたときに、長辺が車体１の上下方向と平行になるように配置された長方形の、第２の給電点１３ｂ側の２つの角を丸めることにより得られる。言い換えれば、頭部１５ａの第２の給電点１３ｂ側の２つの角を含む領域１５ｂ及び領域１５ｃの各々は、それぞれ、四分楕円によって構成されている。

【0054】

第２の放射素子１５が頭部１５ａを備えていることによって、第１の放射素子１４と第２の放射素子１５との間隔を連続的に変化させることができる。その結果、アンテナ１１の共振周波数を調整することができ、動作帯域を調整することができる。

【0055】

アンテナ１１は、図２の（ｂ）に示すＢ−Ｂ’線及びＣ−Ｃ’線に沿って谷折りされる。その結果、外側にＦＰＣ基板１２が配置され、内側に放射素子１４，１５が配置されたＵ字型（あるいはコの字型）に折り曲げられたアンテナ１１が形成される。図２の（ａ）に示すように、スポイラー１０は、Ｕ字型に折り曲げられたアンテナ１１を、スポイラー１０の内壁に沿って固定する構成を採用している。

【0056】

このように第２の放射素子１５が折り曲げられていることによって、第２の放射素子１５の配置に要する空間の体積を小さくすることができる。したがって、第２の放射素子１５が折り曲げられていない場合と比べて、より小型なスポイラー１０を実現することができる。

【0057】

なお、第１の放射素子１４及び第２の放射素子の形状は、これらに限定されるものではない。例えば、第１の放射素子１４として、釣鐘型の頭部とこの頭部と、第１の給電点１３ａとの間に介在する長方形の首部とからなる導体を採用することもできる。また、第２の放射素子１５として、長方形の導体を採用することもできる。また、領域１５ｂ及び領域１５ｃの形状は、第２の給電点１３ｂから第２の放射素子の長辺に近づくにしたがって、第１の放射素子１４と第２の放射素子１５との間隔が広くなるように構成されていればよく、四分楕円でなくてもよい。

【0058】

〔実施例〕
以下、本発明の実施形態に係るスポイラー１０の実施例を説明する。本実施例に係るスポイラー１０は、本発明の実施形態に係るスポイラー１０において、第１の放射素子１４の全長を１２０ｍｍとし、第２の放射素子１５の全長を４４ｍｍとし、重畳区間１４ａの長さＬｘを６０ｍｍとし、間隔Ｄｚを１０ｍｍとしたものである。すなわち、本実施例において、長さＬｘは、第１の放射素子１４の全長の５０．０％である。

【0059】

本発明の実施形態に係るスポイラー１０と同様に、本実施例に係るスポイラー１０は、ハッチバック型の車体１のルーフ２０の後端、より具体的には、ハッチゲートの上部に搭載されている。アンテナ１１から放射させる電磁波としては、ＬＴＥ用の８００ＭＨｚ帯と呼ばれる周波数（具体的には８３２ＭＨｚ）の電磁波を用いた。

【0060】

また、本発明の実施形態に係るスポイラー１０の比較例として、重畳区間の長さＬｘを０ｍｍとしたスポイラーを用いる。比較例に係るスポイラーにおいて、第１の放射素子の全長、第２の放射素子の全長、及び間隔Ｄｚの各々は、本実施例に係るスポイラー１０と同一とした。

【0061】

車体１の前方（図１の（ａ）に図示したｙ軸方向）に対する放射利得を、本実施例に係るスポイラー１０及び比較例に係るスポイラーの各々に対して、数値計算により求めた。その結果、比較例に係るスポイラーの車体１の前方に対する放射利得が−６．３５ｄＢだったのに対して、本実施例に係るスポイラー１０の車体１の前方に対する放射利得は、−４．５７ｄＢであった。

【0062】

以上の結果より、本実施例に係るスポイラー１０は、比較例に係るスポイラーと比較して、車体１の前方に対する放射利得を高められることが分かった。すなわち、長さＬｘが６０ｍｍであるスポイラー１０は、車体１のルーフ２０の端部に搭載した場合に、ルーフ２０を横断する方向への放射利得が、長さＬｘが０ｍｍである比較例に係るスポイラーよりも高められることが分かった。

【0063】

〔変形例の第１のグループ〕
本発明の実施形態に係るスポイラー１０の変形例の第１のグループについて、図３を参照して説明する。この第１のグループは、本発明の第１〜第５の変形例に係るスポイラー１０によって構成されている。

【0064】

第１〜第５の変形例に係るスポイラー１０の各々は、それぞれ、間隔Ｄｚを１０ｍｍとしたうえで、長さＬｘを３０ｍｍ，４０ｍｍ，５０ｍｍ，７０ｍｍ，９０ｍｍと変形したものである。このように構成された第１〜第５の変形例に係るスポイラー１０を用いて、ｘｙ平面における、車体１の前方に対する放射利得及び後方に対する放射利得を、それぞれ、数値計算により得た。

【0065】

図３の（ａ）は、本発明の、実施例、第１〜第５の変形例、及び比較例に係るスポイラー１０によって得られた放射利得であって、ｘｙ平面における、車体１の前方に対する放射利得及び後方に対する放射利得の各々と、長さＬｘとの相関関係を示すグラフである。

【0066】

比較例に係るスポイラーによって得られた放射利得は、車体１の前方に対して−６．３５ｄＢであり、車体１の後方に対して−１．２１ｄＢであった。

【0067】

図３の（ａ）によれば、車体１の前方に対する放射利得及び後方に対する放射利得は、何れも、長さＬｘが０ｍｍから長くなるにしたがって、増大傾向を示した後に減少傾向に転ずることが分かった。

【0068】

図３の（ｂ）は、図３の（ａ）に示した放射利得を多項式、より具体的には、ｆ（ｘ）＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃで表される二次関数によってフィッティングした結果を示したグラフである。フィッティングを行った結果、第１の変形例に係るスポイラー１０及び比較例に係るスポイラーによって得られた放射利得は、実施例及び第２〜第５の変形例に係るスポイラー１０によって得られた放射利得と異なる関数系によってよりよくフィッティングされることが分かった。そこで、図３の（ｂ）には、実施例及び第２〜第５の変形例に係るスポイラー１０によって得られた放射利得をフィッティングした結果のみを示している。

【0069】

なお、図３の（ｂ）の縦軸は、スポイラー１０に入力した入力電力に対するスポイラー１０から放射された放射電力の比として、スポイラー１０の放射利得をプロットしている。

【0070】

図３の（ｂ）に示したフィッティングの結果、得られた二次関数ｆ（ｘ）の係数ａ，ｂ，ｃの各々は、それぞれ、ａ＝−１．６６×１０^−４，ｂ＝１．６１×１０^−２，ｃ＝−２．５８×１０^−２であった。

【0071】

比較例に係るスポイラーによって得られた車体１の前方に対する放射利得−６．３５ｄＢは、スポイラー１０に入力した入力電力に対するスポイラー１０から放射された放射電力の比として表すと０．２３１６である。図３の（ｂ）によれば、０．２３１６に対応する長さＬｘは、７７．３５ｍｍであることが分かった。したがって、本発明に係るスポイラー１０における長さＬｘは、第１の放射素子１４の全長の６４．５％以下となるように定める。

【0072】

また、長さＬｘがこの範囲に含まれるように構成されたスポイラー１０によって得られた放射利得であって、車体１の後方に対する放射利得は、比較例に係るスポイラーによって得られた放射利得であって、車体１の後方に対する放射利得を上回ることが分かった（図３の（ａ）参照）。したがって、本発明のスポイラー１０は、比較例のスポイラーと比較して、車体１の後方に対する放射利得を悪化させることなく、車体１の前方に対する放射利得を大きくすることができる。

【0073】

また、スポイラー１０としてより好ましい放射利得である−５．０ｄＢは、スポイラー１０に入力した入力電力に対するスポイラー１０から放射された放射電力の比として表すと０．３１６２である。図３の（ｂ）によれば、０．３１６２に対応する長さＬｘは、３１．１８ｍｍ以上６６．２８ｍｍ以下であることが分かった。したがって、本発明の一態様に係るスポイラー１０における長さＬｘは、第１の放射素子１４の全長の２６．０％以上５５．２％以下であることが好ましい。

【0074】

〔変形例の第２のグループ〕
本発明の実施形態に係るスポイラー１０の変形例の第２のグループについて、図４を参照して説明する。この第２のグループは、本発明の第６〜第９の変形例に係るスポイラー１０によって構成されている。

【0075】

第６〜第９の変形例に係るスポイラー１０の各々は、それぞれ、長さＬｘを６０ｍｍとしたうえで、間隔Ｄｚを２．５ｍｍ，５．０ｍｍ，２０ｍｍ，４０ｍｍと変形したものである。このように構成された第６〜第９の変形例に係るスポイラー１０を用いて、ｘｙ平面における、車体１の前方に対する放射利得及び後方に対する放射利得を、それぞれ、数値計算により得た。

【0076】

図４の（ａ）は、本発明の、実施例及び第６〜第９の変形例に係るスポイラー１０によって得られた放射利得であって、ｘｙ平面における、車体１の前方に対する放射利得及び後方に対する放射利得の各々と、間隔Ｄｚとの相関関係を示すグラフである。

【0077】

図４の（ａ）によれば、車体１の前方に対する放射利得及び後方に対する放射利得の各々は、間隔Ｄｚが大きくなればなるほど減少することが分かった。言い換えれば、スポイラー１０において、間隔Ｄｚをできるだけ小さくする、理想的には、間隔Ｄｚを０ｍｍにすることが好ましいことが分かった。しかし、現実的には、第１の放射素子１４とスポイラー固定部２１ｄとの間には、少なくともスポイラー１０の底面が介在し、場合によっては、スポイラー１０をスポイラー固定部２１ｄに固定するための固定手段も介在する。以上のことから、間隔Ｄｚは、スポイラー１０をスポイラー固定部２１ｄに固定可能な範囲内において可能な限り小さいことが好ましい。

【0078】

図４の（ｂ）は、図４の（ａ）に示した放射利得をｇ（ｘ）＝ｄｌｏｇ_ｅ（ｘ）＋ｅで表される対数関数によってフィッティングした結果を示したグラフである。フィッティングを行った結果、第６〜第７の変形例に係るスポイラー１０によって得られた放射利得は、実施例及び第８〜第９の変形例に係るスポイラー１０によって得られた放射利得と異なる関数系によってよりよくフィッティングされることが分かった。そこで、図４の（ｂ）には、実施例及び第８〜第９の変形例に係るスポイラー１０によって得られた放射利得をフィッティングした結果のみを示している。

【0079】

なお、図４の（ｂ）の縦軸は、スポイラー１０に入力した入力電力に対するスポイラー１０から放射された放射電力の比として、スポイラー１０の放射利得をプロットしている。

【0080】

図４の（ｂ）に示したフィッティングの結果、得られた対数関数ｇ（ｘ）の係数ｄ，ｅの各々は、それぞれ、ｄ＝−１．７１×１０^−１，ｅ＝７．２６×１０^−１であった。

【0081】

間隔Ｄｚの範囲を定める場合の判断基準にも、比較例に係るスポイラーによって得られた放射利得であって、車体１の前方に対する放射利得、すなわち、−６．３５ｄＢを用いた。

【0082】

この放射利得−６．３５ｄＢは、スポイラー１０に入力した入力電力に対するスポイラー１０から放射された放射電力の比として表すと０．２３１６である。図４の（ｂ）によれば、０．２３１６に対応する間隔Ｄｚは、１８ｍｍ（有効数字２桁。有効数字４桁で言えば１７．９４ｍｍ）であることが分かった。したがって、本発明に係るスポイラー１０における間隔Ｄｚを１８ｍｍ未満と定める。

【0083】

また、スポイラー１０としてより好ましい放射利得である−５．０ｄＢは、スポイラー１０に入力した入力電力に対するスポイラー１０から放射された放射電力の比として表すと０．３１６２である。図４の（ｂ）によれば、０．３１６２に対応する間隔Ｄｚは、１１ｍｍ（有効数字２桁。有効数字４桁で言えば１０．９４ｍｍ）であることが分かった。したがって、本発明の一態様に係るスポイラー１０における間隔Ｄｚは、１１ｍｍ未満であることが好ましい。

【0084】

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0085】

本発明は、車体のルーフの端部に配置される車載用アンテナ装置に利用することができる。

【符号の説明】

【0086】

１ 車体
１０ スポイラー（車載用アンテナ装置）
１１ アンテナ
１２ ＦＰＣ基板
１３ 給電部
１３ａ 第１の給電点（一方の給電点）
１３ｂ 第２の給電点（他方の給電点）
１４ 第１の放射素子
１４ａ 重畳区間
１５ 第２の放射素子
１５ａ 頭部
１５ｄ 首部
２０ ルーフ
２１ ハッチゲート
２１ａ ハッチゲートパネル
２１ｂ リヤガラス
２１ｃ 枠体
２１ｄ スポイラー固定部（ルーフに取り付けられた金属部材）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】