(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023143344
(43)【公開日】2023-10-06
(54)【発明の名称】低背型複合アンテナ装置
(51)【国際特許分類】
H01Q 21/28 20060101AFI20230928BHJP
H01Q 1/22 20060101ALI20230928BHJP
H01Q 1/32 20060101ALI20230928BHJP
H01Q 1/52 20060101ALI20230928BHJP
H01Q 9/36 20060101ALI20230928BHJP
【ＦＩ】
H01Q21/28
H01Q1/22 B
H01Q1/32 Z
H01Q1/52
H01Q9/36
【審査請求】有
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022050668
(22)【出願日】2022-03-25
(71)【出願人】
【識別番号】000165848
【氏名又は名称】原田工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100124257
【弁理士】
【氏名又は名称】生井 和平
(72)【発明者】
【氏名】飯野 慎治
【テーマコード（参考）】
5J021
5J046
5J047
【Ｆターム（参考）】
5J021AA02
5J021AA13
5J021AB02
5J021AB06
5J021HA05
5J021HA10
5J021JA08
5J046AA12
5J046AB01
5J046AB13
5J046MA08
5J046UA02
5J047AA12
5J047AB01
5J047AB13
5J047EB00
(57)【要約】
【課題】高さ方向に制限がある低背型の筐体であってもパッチアンテナのアンテナ受信特性を向上させた低背型複合アンテナ装置を提供する。
【解決手段】低背型複合アンテナ装置は、ベースプレート１０と、第１アンテナ２０と、第２アンテナ３０とからなる。第１アンテナ２０は、第１周波数帯の信号を受信可能な、パッチ電極２１を有する。第２周波数帯の信号を受信可能な第２アンテナ３０は、容量素子であるトップロード部３１を有し、トップロード部３１は、第１アンテナ２０のパッチ電極２１を上面視で覆わず、トップロード部３１の長手方向の延長軸上にパッチ電極２１が位置するようにパッチ電極２１近傍に配置されると共に、第１アンテナ２０の導波器としても機能するように、トップロード部３１の長手方向を電気的に前後に分ける少なくとも１つのスタブ３２を有する。
【選択図】図１
【解決手段】低背型複合アンテナ装置は、ベースプレート１０と、第１アンテナ２０と、第２アンテナ３０とからなる。第１アンテナ２０は、第１周波数帯の信号を受信可能な、パッチ電極２１を有する。第２周波数帯の信号を受信可能な第２アンテナ３０は、容量素子であるトップロード部３１を有し、トップロード部３１は、第１アンテナ２０のパッチ電極２１を上面視で覆わず、トップロード部３１の長手方向の延長軸上にパッチ電極２１が位置するようにパッチ電極２１近傍に配置されると共に、第１アンテナ２０の導波器としても機能するように、トップロード部３１の長手方向を電気的に前後に分ける少なくとも１つのスタブ３２を有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両用の複数の周波数帯の信号を受信可能な低背型複合アンテナ装置であって、該低背型複合アンテナ装置は、
車両に固定されるベースプレートと、
前記ベースプレート上に載置され第１周波数帯の信号を受信可能な、パッチ電極を有する第１アンテナと、
第１周波数帯よりも低い第２周波数帯の信号を受信可能な第２アンテナであって、前記ベースプレートに対して高さ方向に間隔を設けて配置される容量素子であるトップロード部を有し、該トップロード部は、第１アンテナのパッチ電極を上面視で覆わず、トップロード部の長手方向の延長軸上にパッチ電極が位置するようにパッチ電極近傍に配置されると共に、第１アンテナの導波器としても機能するように、トップロード部の長手方向を電気的に前後に分ける少なくとも１つのスタブを有する、第２アンテナと、
を具備することを特徴とする低背型複合アンテナ装置。
車両に固定されるベースプレートと、
前記ベースプレート上に載置され第１周波数帯の信号を受信可能な、パッチ電極を有する第１アンテナと、
第１周波数帯よりも低い第２周波数帯の信号を受信可能な第２アンテナであって、前記ベースプレートに対して高さ方向に間隔を設けて配置される容量素子であるトップロード部を有し、該トップロード部は、第１アンテナのパッチ電極を上面視で覆わず、トップロード部の長手方向の延長軸上にパッチ電極が位置するようにパッチ電極近傍に配置されると共に、第１アンテナの導波器としても機能するように、トップロード部の長手方向を電気的に前後に分ける少なくとも１つのスタブを有する、第２アンテナと、
を具備することを特徴とする低背型複合アンテナ装置。
【請求項2】
請求項１に記載の低背型複合アンテナ装置において、前記第２アンテナは、
前記トップロード部が、トップロード部の長手方向に延在する稜線部と、該稜線部の両側から延在する側面部と、からなり、
前記スタブが、一方の側面部の下端から稜線部を通り他方の側面部の途中まで平行に延在する２本の第１スリットと、他方の側面部の下端から２本の第１スリットの間の途中まで第１スリットに平行に延在する第２スリットとにより構成される、
ことを特徴とする低背型複合アンテナ装置。
前記トップロード部が、トップロード部の長手方向に延在する稜線部と、該稜線部の両側から延在する側面部と、からなり、
前記スタブが、一方の側面部の下端から稜線部を通り他方の側面部の途中まで平行に延在する２本の第１スリットと、他方の側面部の下端から２本の第１スリットの間の途中まで第１スリットに平行に延在する第２スリットとにより構成される、
ことを特徴とする低背型複合アンテナ装置。
【請求項3】
請求項１に記載の低背型複合アンテナ装置において、前記第２アンテナは、
前記トップロード部が、トップロード部の長手方向に延在する稜線部と、該稜線部の両側から延在する側面部と、からなり、
前記スタブが、一方の側面部の下端から稜線部方向に延在する幅広スリットと、幅広スリットの最深部両端から他方の側面部の途中まで平行に延在する２本の第１スリットと、他方の側面部の下端から２本の第１スリットの間の途中まで第１スリットに平行に延在する第２スリットとにより構成される、
ことを特徴とする低背型複合アンテナ装置。
前記トップロード部が、トップロード部の長手方向に延在する稜線部と、該稜線部の両側から延在する側面部と、からなり、
前記スタブが、一方の側面部の下端から稜線部方向に延在する幅広スリットと、幅広スリットの最深部両端から他方の側面部の途中まで平行に延在する２本の第１スリットと、他方の側面部の下端から２本の第１スリットの間の途中まで第１スリットに平行に延在する第２スリットとにより構成される、
ことを特徴とする低背型複合アンテナ装置。
【請求項4】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の低背型複合アンテナ装置において、前記第２アンテナは、前記スタブが、第１アンテナの信号受信特性が最も良くなるように、トップロード部の長手方向のパッチ電極側の端部から又はパッチ電極側とは反対側の端部から所定の距離だけ離れる位置に配置されることを特徴とする低背型複合アンテナ装置。
【請求項5】
請求項４に記載の低背型複合アンテナ装置において、前記第２アンテナは、前記スタブが配置されるトップロード部の長手方向のパッチ電極側の端部から又はパッチ電極側とは反対側の端部からの所定の距離が、第１アンテナのパッチ電極寸法の２倍から３倍であることを特徴とする低背型複合アンテナ装置。
【請求項6】
請求項１乃至請求項５の何れかに記載の低背型複合アンテナ装置において、前記第１アンテナは、ＧＮＳＳのＬ１周波数帯用アンテナからなることを特徴とする低背型複合アンテナ装置。
【請求項7】
請求項１乃至請求項６の何れかに記載の低背型複合アンテナ装置において、前記第１アンテナは、ＧＮＳＳのＬ１周波数帯用アンテナ及びＬ５周波数帯用アンテナからなることを特徴とする低背型複合アンテナ装置。
【請求項8】
請求項１乃至請求項９の何れかに記載の低背型複合アンテナ装置において、前記第２アンテナは、さらに、トップロード部に一端が接続されるコイルを有し、トップロード部がＡＭアンテナとして機能すると共に、トップロード部及びコイルがＦＭアンテナとして機能するように構成されることを特徴とする低背型複合アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は低背型複合アンテナ装置に関し、特に、車両用の複数の周波数帯の信号を受信可能な低背型複合アンテナ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
車両用アンテナ装置としては、ＡＭ放送及びＦＭ放送を受信可能なものが一般的に用いられている。車両用アンテナ装置は、ロッドアンテナやフィルムアンテナ、ガラスアンテナ等が用いられているが、近来では所謂シャークフィンアンテナといった、小型且つ低背型のアンテナ装置も存在する。アンテナ長としては、ＦＭ波帯においてはその１／４波長の長さを有するようにロッドアンテナ等が構成されている。また、車両用アンテナ装置では、外部突起物規制により、車両ルーフから突出する高さが制限されるため、アンテナ素子をヘリカル状に巻回して短く構成したヘリカルアンテナもある。しかしながら、ＡＭ波帯においては波長に対して遥かに短いアンテナ長となるため、受信感度が著しく低下する。このため、アンテナ素子の開放端側に金属体のトップロード部を取り付けて静電容量を持たせた容量アンテナとして構成することで、ＡＭ／ＦＭ用エレメントとしたシャークフィンタイプの低背型アンテナ装置も開発されている。
【0003】
そして、このような低背型アンテナ装置に対してさらに複数の周波数帯の信号を受信可能とするためにパッチアンテナを組み合わせた低背型複合アンテナ装置として、例えば特許文献１が存在する。特許文献１は、ＡＭ／ＦＭ用エレメントとして機能する容量板の幅方向の寸法を、ＡＭ／ＦＭ用エレメントの下方に配置されるパッチアンテナの受信周波数の略１／４波長以下に設定すると共に、長さ方向に延びるメアンダ状にしたものである。パッチアンテナの受信波における容量板の長さ方向の偏波成分が、幅方向に略平行に配置されたラインに対して直交することとなるため、パッチアンテナのアンテナ特性に影響を及ぼし難いものとしている。
【0004】
しかしながら、特許文献１に開示の低背型複合アンテナ装置は、メアンダ状の容量板のため複雑な形状であり、また組み立て時に変形する可能性もあり組み立てが容易でなく、安価に製造するのが難しかった。
【0005】
このような課題を解決するものとして、本願出願人と同一出願人による特許文献２も存在する。特許文献２は、パッチアンテナと、パッチアンテナを覆うように配置されパッチアンテナの導波器としても機能する導電性面状態を有するトップロード部を有するＡＭ／ＦＭ用エレメントを有する低背型複合アンテナ装置である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０１２－０３４２２６号
【特許文献2】特開２０１８－１２１１４３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
近年、車両用アンテナ装置では、さらなる低背化が望まれるようになってきている。特許文献１や特許文献２のようなトップロード部については、性能を向上させるためにはベースプレートからの高さが必要となるものであった。しかしながら、より低背化するためにトップロード部の高さを下げようとした場合、パッチアンテナと容量結合してしまうため、ＡＭ／ＦＭ用エレメントのアンテナ受信特性が劣化するおそれがあった。
【0008】
さらに、これまでのＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）は、Ｌ１信号の搬送波を用いるものであった。しかしながら、近年、所謂マルチバンドＧＮＳＳが台頭してきており、さらにＬ５信号も用いるようになってきている。Ｌ１信号とＬ５信号は帯域が離れているため、一般的には２周波に対応したパッチアンテナが用いられる。２周波対応パッチアンテナは、具体的には例えばＬ５信号用パッチアンテナ上にＬ１信号用パッチアンテナを積層した積層型パッチアンテナであり、高さが必要となる。一方、特許文献１や特許文献２のようなトップロード部についても、上述の通り性能を向上させるためにはベースプレートからの高さが必要となるものであったが、高さのある積層型パッチアンテナを覆うようにその上部にトップロード部を収めるのは難しい場合があった。したがって、高さ方向に制限があるより低背型の筐体であってもパッチアンテナのアンテナ受信特性を向上させた低背型複合アンテナ装置の開発が望まれていた。
【0009】
本発明は、斯かる実情に鑑み、高さ方向に制限がある低背型の筐体であってもパッチアンテナのアンテナ受信特性を向上させた低背型複合アンテナ装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上述した本発明の目的を達成するために、本発明による低背型複合アンテナ装置は、車両に固定されるベースプレートと、ベースプレート上に載置され第１周波数帯の信号を受信可能な、パッチ電極を有する第１アンテナと、第１周波数帯よりも低い第２周波数帯の信号を受信可能な第２アンテナであって、ベースプレートに対して高さ方向に間隔を設けて配置される容量素子であるトップロード部を有し、該トップロード部は、第１アンテナのパッチ電極を上面視で覆わず、トップロード部の長手方向の延長軸上にパッチ電極が位置するようにパッチ電極近傍に配置されると共に、第１アンテナの導波器としても機能するように、トップロード部の長手方向を電気的に前後に分ける少なくとも１つのスタブを有する、第２アンテナと、を具備するものであれば良い。
【0011】
ここで、第２アンテナは、トップロード部が、トップロード部の長手方向に延在する稜線部と、該稜線部の両側から延在する側面部と、からなり、スタブが、一方の側面部の下端から稜線部を通り他方の側面部の途中まで平行に延在する２本の第１スリットと、他方の側面部の下端から２本の第１スリットの間の途中まで第１スリットに平行に延在する第２スリットとにより構成される、ものであれば良い。
【0012】
また、第２アンテナは、トップロード部が、トップロード部の長手方向に延在する稜線部と、該稜線部の両側から延在する側面部と、からなり、スタブが、一方の側面部の下端から稜線部方向に延在する幅広スリットと、幅広スリットの最深部両端から他方の側面部の途中まで平行に延在する２本の第１スリットと、他方の側面部の下端から２本の第１スリットの間の途中まで第１スリットに平行に延在する第２スリットとにより構成される、ものであっても良い。
【0013】
また、第２アンテナは、スタブが、第１アンテナの信号受信特性が最も良くなるように、トップロード部の長手方向のパッチ電極側の端部から又はパッチ電極側とは反対側の端部から所定の距離だけ離れる位置に配置されるものであれば良い。
【0014】
また、第２アンテナは、スタブが配置されるトップロード部の長手方向のパッチ電極側の端部から又はパッチ電極側とは反対側の端部からの所定の距離が、第１アンテナのパッチ電極寸法の２倍から３倍であれば良い。
【0015】
また、第１アンテナは、ＧＮＳＳのＬ１周波数帯用アンテナからなるものであれば良い。
【0016】
また、第１アンテナは、ＧＮＳＳのＬ１周波数帯用アンテナ及びＬ５周波数帯用アンテナからなるものであっても良い。
【0017】
また、第２アンテナは、さらに、トップロード部に一端が接続されるコイルを有し、トップロード部がＡＭアンテナとして機能すると共に、トップロード部及びコイルがＦＭアンテナとして機能するように構成されるものであっても良い。
【発明の効果】
【0018】
本発明の低背型複合アンテナ装置には、パッチアンテナを上面視で覆わないようにトップロード部を配置することで、高さ方向に制限がある低背型の筐体であってもパッチアンテナのアンテナ受信特性を向上させることが可能であるという利点がある。さらに、トップロード部の下部にパッチアンテナを配置しないため、結果としてトップロード部の性能も向上するという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明を実施するための形態を図示例と共に説明する。図１は、本発明の低背型複合アンテナ装置を説明するための概略図であり、図１（ａ）が上面図であり、図１（ｂ）が一部断面側面図である。本発明の低背型複合アンテナ装置は、車両用の複数の周波数帯の信号を受信可能なものであり、図示の通り、ベースプレート１０と、第１アンテナ２０と、第２アンテナ３０とから主に構成されている。そして、これらがアンテナカバー１により覆われるように構成されている。アンテナカバー１は、エレメントや回路等を収容する内部空間を有するものであり、低背型複合アンテナ装置の外形を画定するものである。本発明の低背型複合アンテナ装置は、例えばＡＭ周波数帯の信号を受信可能な容量アンテナと、ＧＮＳＳ用やＳＤＡＲＳ用等のパッチアンテナを組み合わせた複合アンテナとして構成されれば良い。
【0021】
ベースプレート１０は、車両に固定されるものである。ベースプレート１０は、具体的には、例えば樹脂等の絶縁体で形成される所謂樹脂ベースであっても良いし、金属等の導電体で形成される所謂金属ベースであっても良い。また、ベースプレート１０は、樹脂と金属のコンポジットベースであっても良い。ベースプレート１０には、例えばねじボス１１が設けられている。車両のルーフ等に設けられた孔にねじボス１１が挿入され、車両室内からナットを用いてルーフ等を挟み込むようにしてベースプレート１０が車両に固定される。ねじボス１１には、車両内部とアンテナ装置とを接続するケーブル等が挿通される。また、ベースプレート１０は、アンテナカバー１により覆われるように構成されている。ベースプレート１０とアンテナカバー１が嵌合することで、内部空間が密閉されれば良い。
【0022】
第１アンテナ２０は、ベースプレート１０上に載置される。そして、第１アンテナ２０は、第１周波数帯の信号を受信可能なパッチ電極２１を有するものである。第１アンテナ２０は、例えばセラミックス等を用いた円偏波を用いる誘電体型パッチアンテナ２２であれば良い。例えばＧＰＳ用やＧＬＯＮＡＳＳ用等、ＧＮＳＳ用のパッチアンテナであれば良い。また、ＳＤＡＲＳ用のＸＭアンテナであっても良い。
【0023】
第２アンテナ３０は、第１周波数帯よりも低い第２周波数帯の信号を受信可能なものである。第２アンテナ３０は、具体的には、例えばＭＦ帯を共振周波数とするＡＭアンテナであれば良い。第２アンテナ３０は、容量素子であるトップロード部３１を有している。即ち、トップロード部３１は、導電体からなり静電容量を持たせた容量アンテナとして機能させるものである。トップロード部３１は、ベースプレート１０に対して高さ方向に間隔を設けて配置されている。ここで、トップロード部３１は、第１アンテナ２０のパッチ電極２１を上面視で覆わず、トップロード部３１の長手方向の延長軸上にパッチ電極２１が位置するようにパッチ電極２１近傍に配置されるものである。即ち、トップロード部３１は、第１アンテナ２０を覆うようには配置されていない。そして、トップロード部３１は、第１アンテナ２０の導波器としても機能するように、トップロード部３１の長手方向を電気的に前後に分ける少なくとも１つのスタブ３２を有している。ここで、スタブ３２は、電流の向きが互いに相殺される向きに流れるようにトップロード部３１に互い違いに設けられる複数のスリット３３からなる折り返しパターンにより形成されている。
【0024】
ここで、上述の図示例では、第１アンテナ２０は、１つのパッチアンテナからなるものを示した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。本発明の低背型複合アンテナ装置では、トップロード部３１が第１アンテナ２０のパッチ電極２１を上面視で覆わないように構成可能であるため、第１アンテナ２０の高さ方向の制限が緩和される。したがって、第１アンテナ２０は、高さのある積層型パッチアンテナであっても良い。
【0025】
図２は、本発明の低背型複合アンテナ装置の他の例を説明するための概略図であり、図２（ａ）が上面図であり、図２（ｂ）が一部断面側面図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表している。この例は、第１アンテナ２０が積層型パッチアンテナからなるものである。具体的には、第１アンテナ２０は、マルチＧＮＳＳ用のＬ１信号の搬送波の周波数帯に対応するＬ１信号用パッチアンテナ２３と、Ｌ５信号の搬送波の周波数帯に対応するＬ５信号用パッチアンテナ２４とからなるものである。図示例の第１アンテナ２０は、Ｌ５信号用のパッチアンテナ２４の上に、Ｌ１信号用のパッチアンテナ２３を積層したものを示した。積層型パッチアンテナとは、周波数帯の異なる複数のパッチアンテナを積層したものである。例えば、Ｌ１用パッチアンテナ２３は、Ｌ１周波数帯の信号を受信可能なパッチ電極２５を有するものである。また、Ｌ５用パッチアンテナ２４は、Ｌ５周波数帯の信号を受信可能なパッチ電極２６を有するものである。このようなパッチアンテナは、例えばセラミックス等を用いた円偏波を用いる誘電体型パッチアンテナであれば良く、これを積層したものであっても良いし、誘電体型パッチアンテナとギャップ型パッチアンテナを組み合わせて積層したものであっても良い。
【0026】
なお、第１アンテナ２０は、マルチバンド対応とする場合に複数のパッチアンテナを積層したものに限定されるものではなく、複数のパッチアンテナを平面上に並べたものでも良いし、２重環状のパッチアンテナであっても良い。
【0027】
ここで、第２アンテナ３０のトップロード部３１は、例えばＭＦ帯（ＡＭ周波数帯）では容量アンテナとなり、第２周波数帯の信号を受信可能なように構成されるが、本発明はこれに限定されない。本発明の低背型複合アンテナ装置では、第２アンテナ３０は、ＡＭ／ＦＭアンテナとしても構成可能である。即ち、第２アンテナ３０は、図２に示されるように、トップロード部３１に接続されるコイル４０を有しても良い。コイル４０の一端がトップロード部３１に接続され、他端が給電部に接続されている。これにより、第２アンテナ３０は、トップロード部３１が容量アンテナとなりＡＭアンテナとして機能するように構成可能であると共に、トップロード部３１及びコイル４０が容量装荷アンテナとなり、エレメント長が短縮されたＦＭアンテナとして機能するように構成可能である。
【0028】
図３を用いて本発明の低背型複合アンテナ装置のトップロード部の詳細を説明する。図３は、本発明の低背型複合アンテナ装置のトップロード部の折曲形成前の展開図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表している。第２アンテナ３０は、具体的には、トップロード部３１が、トップロード部３１の長手方向に延在する稜線部３１ａと、該稜線部３１ａの両側から延在する側面部３１ｂ、３１ｂ'と、からなる流線形状のものを示した。トップロード部３１は、シャークフィン形状等のアンテナカバー１の形状に対応する形状となるように折曲形成されれば良い。このような形状のトップロード部３１に対して、スタブ３２は、一方の側面部３１ｂの下端から稜線部３１ａを通り他方の側面部３１ｂ'の途中まで平行に延在する２本の第１スリット３３ａと、他方の側面部３１ｂ'の下端から２本の第１スリット３３ａの間の途中まで第１スリット３３ａに平行に延在する第２スリット３３ｂとにより構成されている。このようなスタブ３２をトップロード部３１の途中に設けることで、トップロード部３１の長手方向を電気的に前後に分けることが可能となる。
【0029】
トップロード部３１は、例えば、平面板状体から図示例のような所定の形状となるように切り出され、板金加工等により山折りに折り曲げることで容易に形成可能である。なお、適宜切り欠きやタブ等によりねじ留め部を形成しても良い。
【0030】
トップロード部３１のスタブ３２は、第１アンテナ２０の信号受信特性が最も良くなるように、トップロード部３１の長手方向のパッチ電極２５，２６側の端部から所定の距離Ｄだけ離れる位置に配置されれば良い。即ち、トップロード部３１が第１アンテナ２０に対して導波器として機能するようにスタブ３２の配置位置が調整されれば良い。これは、第１アンテナ２０のアンテナ利得等のアンテナ受信特性を見て、アンテナ受信特性が向上するようにスタブ３２の配置位置が決定されれば良い。一例を挙げると、例えば第１アンテナ２０がＧＮＳＳ用のパッチアンテナの場合、パッチ電極２５，２６側の端部からスタブ３２までの距離Ｄが、第１アンテナ２０のパッチ電極２５，２６の電極寸法の２倍から３倍であれば良い。即ち、図面上、トップロード部３１の左端（トップロード部先端）からスタブ３２までの距離Ｄが、パッチ電極２５，２６の電極寸法の２倍から３倍であれば良い。より具体的には、例えばトップロード部３１の長手方向の寸法が１００ｍｍの場合であって、例えばＬ１信号用のパッチ電極２５の電極寸法が１辺２１ｍｍの場合や、Ｌ５信号用のパッチ電極２６の電極寸法が１辺２８ｍｍの場合、トップロード部３１の先端からスタブ３２までの距離Ｄは６７ｍｍ程度であれば良い。
【0031】
なお、第１アンテナ２０が例えばＳＤＡＲＳ用のＭＸアンテナ等のより高周波数帯のパッチアンテナ場合、トップロード部３１のパッチ電極側とは反対側の端部（トップロード部後端）から所定の距離Ｄ'だけ離れる位置にスタブ３２が配置されるものであっても良い。即ち、トップロード部３１の後端からスタブ３２までの距離Ｄ'が、パッチ電極の電極寸法の２倍から３倍であれば良い。このように、第１アンテナ２０の周波数帯に応じて、第１アンテナ２０のアンテナ受信特性が向上するように、第２アンテナ３０に設けられるスタブ３２の配置位置を適宜調整すれば良い。
【0032】
ここで、本発明の低背型複合アンテナ装置のスタブの効果を説明する。図４に、本発明の低背型複合アンテナ装置のスタブの効果を説明するための第１アンテナの利得変化グラフを示す。横軸が周波数であり、縦軸が第１アンテナの利得である。図中、実線が図２に示される本発明の低背型複合アンテナ装置の第１アンテナ２０の利得変化グラフである。また、比較例として、第２アンテナ３０を用いない場合の第１アンテナの利得変化グラフを破線で示した。図示の通り、本発明によるスタブ３２を設けたトップロード部３１からなる第２アンテナ３０を用いた場合には、用いない場合と比べて、Ｌ１信号もＬ５信号何れの搬送波の周波数帯も利得が向上していることが分かる。
【0033】
また、図５に、本発明の低背型複合アンテナ装置のスタブの他の効果を説明するための第１アンテナの利得変化グラフを示す。横軸が周波数であり、縦軸が第１アンテナの利得である。図５（ａ）は、本発明の低背型複合アンテナ装置において第１アンテナと第２アンテナの間の距離を変化させた場合の第１アンテナの利得変化グラフである。図５（ｂ）は、比較例として、スタブを用いないトップロード部と積層型パッチアンテナの間の距離を変化させた場合の積層型パッチアンテナの利得変化グラフである。なお、第１アンテナと第２アンテナの間の距離は、図３においてＤ"で表した。図示の通り、本発明の低背型複合アンテナ装置の場合には、スタブ３２の存在により第２アンテナ３０が導波器としても機能するので、第１アンテナ２０と第２アンテナ３０を近付けても遠ざけても利得の変化は少ない。即ち、第１アンテナ２０と第２アンテナ３０の配置の自由度が高いことが分かる。一方、スタブを用いないトップロード部の場合、距離に応じて利得の変動が大きく、遠ざけるほど利得が高くなる。即ち、スタブが存在しない場合には、近付けるほど積層型パッチアンテナのアンテナ受信特性は劣化する。したがって、配置の自由度が低いことが分かる。また、得られる利得については、そもそも比較例と比べて本発明のほうが全体的に高いことも分かる。
【0034】
このように、本発明の低背型複合アンテナ装置では、第１アンテナ２０を上面視で覆わないようにしつつ、第１アンテナ２０に近付けて第２アンテナ３０のトップロード部３１を配置することが可能となる。これにより、高さ方向に制限がある低背型の筐体であっても、第１アンテナ２０のアンテナ受信特性を向上させることが可能となる。
【0035】
さらに、本発明の低背型複合アンテナ装置では、第２アンテナ３０のトップロード部３１の下部にパッチアンテナである第１アンテナ２０を配置しないため、第１アンテナ２０のパッチ電極等の金属体がトップロード部３１の下部近傍に配置されなくなる。したがって、トップロード部３１の金属体への結合のおそれがなくなり、第２アンテナ３０のアンテナ受信特性も結果的に向上することになる。また、第２アンテナ３０のトップロード部３１の高さを抑えることが可能となるため、より低背化が可能となる。
【0036】
ここで、上述の図示例では、第２アンテナ３０のスタブ３２が一方の側面部３１ｂから稜線部３１ａを通り他方の側面部３１ｂ'まで延在する例を示した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、スタブ３２は第１アンテナ２０の導波器としても機能するように、トップロード部３１の長手方向を電気的に前後に分けることが可能であれば良い。例えば、スタブ３２は、一方の側面部のみに配置され、他方の側面部は幅広スリットにより構成されるものであっても良い。以下、図６を用いて詳細に説明する。
【0037】
図６は、本発明の低背型複合アンテナ装置のトップロード部の他のスタブの例の折曲形成前の展開図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図示の通り、トップロード部３１は、稜線部３１ａと、側面部３１ｂ、３１ｂ'とからなり、スタブ３２が幅広スリット３３ｃと、２本の第１スリット３３ａと、第２スリット３３ｂとにより構成されている。トップロード部３１は、折曲形成前は平面板状体からなっている。平面板状体から図示のような所定の形状に切り出され、所定の位置で山折りに折り曲げることでトップロード部３１が形成される。
【0038】
ここで、スタブ３２の幅広スリット３３ｃは、一方の側面部３１ｂの下端から稜線部３１ａ方向に延在するものである。幅広スリット３３ｃは、電流の向きが互いに相殺されるものではないが、トップロード部３１の前後が強く結合しない程度にある程度幅のあるスリットである。そして、２本の第１スリット３３ａは、幅広スリット３３ｃの最深部両端から他方の側面部３１ｂ'の途中まで平行に延在している。また、第２スリット３３ｂは、他方の側面部３１ｂ'の下端から２本の第１スリット３３ａの間の途中まで第１スリット３３ａに平行に延在している。即ち、スタブ３２の電流の向きが互いに相殺される向きに流れるスリットは、例えば一方の側面部にのみに延在するものであっても良い。
【0039】
このように、本発明の低背型複合アンテナ装置のスタブ３２は、トップロード部３１の長手方向を電気的に前後に完全に分ける必要はなく、第１アンテナ２０の導波器としても機能するものであれば、幅広スリット３３ｃと組み合わせて構成されても良い。
【0040】
さらに、上述の図示例のトップロード部３１は、シャークフィン形状等の流線形状のものを示した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、平面板状導電体であっても良い。即ち、水平方向や垂直方向に配置される平面板状体の長手方向を前後に分けるスタブが所定の位置に配置されたトップロード部であっても良い。
【0041】
なお、本発明の低背型複合アンテナ装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【0042】
１ アンテナカバー
１０ ベースプレート
１１ ボス
２０ 第１アンテナ
２１，２５，２６ パッチ電極
２２ 誘電体型パッチアンテナ
２３ Ｌ１信号用のパッチアンテナ
２４ Ｌ５信号用のパッチアンテナ
３０ 第２アンテナ
３１ トップロード部
３１ａ 稜線部
３１ｂ 側面部
３２ スタブ
３３ スリット
３３ａ 第１スリット
３３ｂ 第２スリット
３３ｃ 幅広スリット
４０ コイル
１０ ベースプレート
１１ ボス
２０ 第１アンテナ
２１，２５，２６ パッチ電極
２２ 誘電体型パッチアンテナ
２３ Ｌ１信号用のパッチアンテナ
２４ Ｌ５信号用のパッチアンテナ
３０ 第２アンテナ
３１ トップロード部
３１ａ 稜線部
３１ｂ 側面部
３２ スタブ
３３ スリット
３３ａ 第１スリット
３３ｂ 第２スリット
３３ｃ 幅広スリット
４０ コイル
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【手続補正書】
【提出日】2023-05-19
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両用の複数の周波数帯の信号を受信可能な低背型複合アンテナ装置であって、該低背型複合アンテナ装置は、
車両に固定されるベースプレートと、
前記ベースプレート上に載置され第１周波数帯の信号を受信可能な、パッチ電極を有する第１アンテナと、
第１周波数帯よりも低い第２周波数帯の信号を受信可能な第２アンテナであって、前記ベースプレートに対して高さ方向に間隔を設けて配置される容量素子であるトップロード部を有し、該トップロード部は、第１アンテナのパッチ電極を上面視で覆わず、トップロード部の長手方向の延長軸上にパッチ電極が位置するようにパッチ電極近傍に配置されると共に、第１アンテナの導波器としても機能するように、トップロード部の長手方向を電気的に前後に分ける少なくとも１つのスタブを有する、第２アンテナと、
を具備することを特徴とする低背型複合アンテナ装置。
車両に固定されるベースプレートと、
前記ベースプレート上に載置され第１周波数帯の信号を受信可能な、パッチ電極を有する第１アンテナと、
第１周波数帯よりも低い第２周波数帯の信号を受信可能な第２アンテナであって、前記ベースプレートに対して高さ方向に間隔を設けて配置される容量素子であるトップロード部を有し、該トップロード部は、第１アンテナのパッチ電極を上面視で覆わず、トップロード部の長手方向の延長軸上にパッチ電極が位置するようにパッチ電極近傍に配置されると共に、第１アンテナの導波器としても機能するように、トップロード部の長手方向を電気的に前後に分ける少なくとも１つのスタブを有する、第２アンテナと、
を具備することを特徴とする低背型複合アンテナ装置。
【請求項2】
請求項１に記載の低背型複合アンテナ装置において、前記第２アンテナは、
前記トップロード部が、トップロード部の長手方向に延在する稜線部と、該稜線部の両側から延在する側面部と、からなり、
前記スタブが、一方の側面部の下端から稜線部を通り他方の側面部の途中まで平行に延在する２本の第１スリットと、他方の側面部の下端から２本の第１スリットの間の途中まで第１スリットに平行に延在する第２スリットとにより構成される、
ことを特徴とする低背型複合アンテナ装置。
前記トップロード部が、トップロード部の長手方向に延在する稜線部と、該稜線部の両側から延在する側面部と、からなり、
前記スタブが、一方の側面部の下端から稜線部を通り他方の側面部の途中まで平行に延在する２本の第１スリットと、他方の側面部の下端から２本の第１スリットの間の途中まで第１スリットに平行に延在する第２スリットとにより構成される、
ことを特徴とする低背型複合アンテナ装置。
【請求項3】
請求項１に記載の低背型複合アンテナ装置において、前記第２アンテナは、
前記トップロード部が、トップロード部の長手方向に延在する稜線部と、該稜線部の両側から延在する側面部と、からなり、
前記スタブが、一方の側面部の下端から稜線部方向に延在する幅広スリットと、幅広スリットの最深部両端から他方の側面部の途中まで平行に延在する２本の第１スリットと、他方の側面部の下端から２本の第１スリットの間の途中まで第１スリットに平行に延在する第２スリットとにより構成される、
ことを特徴とする低背型複合アンテナ装置。
前記トップロード部が、トップロード部の長手方向に延在する稜線部と、該稜線部の両側から延在する側面部と、からなり、
前記スタブが、一方の側面部の下端から稜線部方向に延在する幅広スリットと、幅広スリットの最深部両端から他方の側面部の途中まで平行に延在する２本の第１スリットと、他方の側面部の下端から２本の第１スリットの間の途中まで第１スリットに平行に延在する第２スリットとにより構成される、
ことを特徴とする低背型複合アンテナ装置。
【請求項4】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の低背型複合アンテナ装置において、前記第２アンテナは、前記スタブが、第１アンテナの信号受信特性が最も良くなるように、トップロード部の長手方向のパッチ電極側の端部から又はパッチ電極側とは反対側の端部から所定の距離だけ離れる位置に配置されることを特徴とする低背型複合アンテナ装置。
【請求項5】
請求項４に記載の低背型複合アンテナ装置において、前記第２アンテナは、前記スタブが配置されるトップロード部の長手方向のパッチ電極側の端部から又はパッチ電極側とは反対側の端部からの所定の距離が、第１アンテナのパッチ電極寸法の２倍から３倍であることを特徴とする低背型複合アンテナ装置。
【請求項6】
請求項１乃至請求項５の何れかに記載の低背型複合アンテナ装置において、前記第１アンテナは、ＧＮＳＳのＬ１周波数帯用アンテナからなることを特徴とする低背型複合アンテナ装置。
【請求項7】
請求項１乃至請求項６の何れかに記載の低背型複合アンテナ装置において、前記第１アンテナは、ＧＮＳＳのＬ１周波数帯用アンテナ及びＬ５周波数帯用アンテナからなることを特徴とする低背型複合アンテナ装置。
【請求項8】
請求項１乃至請求項７の何れかに記載の低背型複合アンテナ装置において、前記第２アンテナは、さらに、トップロード部に一端が接続されるコイルを有し、トップロード部がＡＭアンテナとして機能すると共に、トップロード部及びコイルがＦＭアンテナとして機能するように構成されることを特徴とする低背型複合アンテナ装置。