(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】
(24)【登録日】2023-12-07
(45)【発行日】2023-12-15
(54)【発明の名称】車載用アンテナ装置
(51)【国際特許分類】
H01Q 3/44 20060101AFI20231208BHJP
H01Q 1/32 20060101ALI20231208BHJP
H01Q 1/22 20060101ALI20231208BHJP
H01Q 21/29 20060101ALI20231208BHJP
H01Q 9/36 20060101ALI20231208BHJP
【ＦＩ】
H01Q3/44
H01Q1/32 Z
H01Q1/22 B
H01Q21/29
H01Q9/36
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2022160046
(22)【出願日】2022-10-04
(62)【分割の表示】P 2019518881の分割
【原出願日】2018-05-17
(65)【公開番号】P2022176279
(43)【公開日】2022-11-25
【審査請求日】2022-10-04
(31)【優先権主張番号】P 2017098433
(32)【優先日】2017-05-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000006758
【氏名又は名称】株式会社ヨコオ
(74)【代理人】
【識別番号】100099324
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 正剛
(72)【発明者】
【氏名】曽根 孝之
(72)【発明者】
【氏名】岩崎 聖
(72)【発明者】
【氏名】松永 和也
【審査官】白井 亮
(56)【参考文献】
【文献】特開２００６－３１１４９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－０８２９１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０８４５７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０５４９１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０９７３７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－２９０４４６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｑ ３／４４
Ｈ０１Ｑ １／３２
Ｈ０１Ｑ １／２２
Ｈ０１Ｑ ２１／２９
Ｈ０１Ｑ ９／３６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両に取り付けられるアンテナベースと、前記アンテナベース上のアンテナエレメントと、
前記アンテナエレメントを保持するホルダーと、
前記ホルダーを前記アンテナベースに取り付ける取付具と、を備え、
前記取付具は、前記アンテナエレメントの動作周波数帯では前記アンテナエレメントの反射器又は導波器として機能することを特徴とする、
車載用アンテナ装置。
【請求項2】
前記取付具は前記アンテナエレメントと略平行に配置される金属体を含み、前記金属体は、前記アンテナエレメントの動作周波数帯では前記アンテナエレメントの反射器又は導波器として機能す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】
前記アンテナエレメントと前記金属体との間に誘電体を備えることを特徴とする、請求項２に記載の車載用アンテナ装置。
【請求項4】
前記アンテナエレメントと前記取付具とが、前記アンテナエレメントの前記動作周波数帯の１波長以内の距離だけ離れていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の車載用アンテナ装置。
【請求項5】
前記アンテナエレメントは、同時給電が可能な複数のダイポールアンテナ・アレイを有するアレイアンテナ基板、同時給電が可能なモノポールアンテナ及びダイポールアンテナのアレイアンテナを有するアレイアンテナ基板、モノポールアンテナ、スリーブアンテナ、コリニアアレイアンテナのいずれかであることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の車載用アンテナ装置。
【請求項6】
前記アンテナエレメントは、前記アンテナベースに対して複数の傾斜角度で前記ホルダーに保持されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の車両用アンテナ装置。
【請求項7】
前記ホルダーは、前記アンテナベースに対して鉛直方向に延伸する複数の柱部と、前記複数の柱部を互いに連結する連結部とを有し、前記アンテナエレメントは、前記連結部又は前記複数の柱部のいずれかに弾性保持されていることを特徴とする、
請求項１から６のいずれか一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、車両に設置するＶ２Ｘ（Vehicle to X; Vehicle to Everything）通信等（車車間通信／路車間通信等）に用いるアンテナ装置に係り、特に複数種のアンテナを有する車載用アンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
一般に、Ｖ２Ｘのアンテナとして水平面内指向性が無指向性のモノポールアンテナ等が検討されてきた。図２８は、モノポールアンテナを円地板（直径１ｍの円形導体板）上に垂直に設置した場合の、周波数５８８７.５ＭＨｚでの垂直偏波のシミュレーションによる水平面内指向特性図である。モノポールアンテナの場合、図２８に示すように平均利得が－０.８６ｄＢｉであって利得が低く、車体ルーフ等に設置した時にＶ２Ｘ通信に要求される仕様を満足できない場合がある。
【0003】
さらに近年では、一方向の平均利得が他方向の平均利得よりも高い車載用アンテナ装置が求められる場合がある。また、複数種類の通信を行うために、アンテナケース内に複数のアンテナが同梱されることも多くなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特許第５８７４７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、複数のアンテナを備える場合において、それらのアンテナのうちの一つを、一方向の平均利得が他方向の平均利得よりも高く、所定方向の利得の向上を図ることが可能な車載用アンテナ装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、例えば車載用アンテナ装置として実施することができる。この車載用アンテナ装置は、車両に取り付けられるアンテナベースと、前記アンテナベース上のアンテナエレメントと、前記アンテナベースに設けられるホルダーと、前記ホルダーを前記車両に取り付ける取付具と、を備え、前記アンテナエレメントは前記ホルダーに保持され、前記取付具は、前記アンテナエレメントの動作周波数帯では前記アンテナエレメントの反射器又は導波器として機能することを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、一方向の平均利得が他方向の平均利得よりも高く、所定方向の利得の向上を図ることが可能な車載用アンテナ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施の形態１に係るアンテナ装置１の前方に向かって左側の側面図。
【図2】アンテナ装置１の前方に向かって右側の側面図。
【図3】アンテナ装置１の右側後上方から見た要部斜視図。
【図4】アンテナ装置１を上方から見た平面図。
【図5】アンテナ装置１の垂直偏波の水平面内の指向特性の比較図。
【図6】アンテナ装置１の主要構成部材の配置及び寸法関係を示す側面図。
【図7】アンテナ装置１の隣接アンテナの有無による平均利得の差の比較図。
【図8】実施の形態２に係るアンテナ装置２の前方に向かって左側の側面図。
【図9】アンテナ装置２の前方に向かって右側の側面図。
【図10】アンテナ装置２の垂直偏波の水平面内の指向特性の比較図。
【図11】アンテナ装置２の主要構成部材の配置及び寸法関係を示す側面図。
【図12】実施の形態３に係るアンテナ装置３の前方に向かって左側の側面図。
【図13】アンテナ装置３の前方に向かって右側の側面図。
【図14】アンテナ装置３の垂直偏波の水平面内の指向特性の比較図。
【図15】アンテナ装置３の主要構成部材の配置及び寸法関係を示す側面図。
【図16】実施の形態４に係るアンテナ装置４の前方に向かって左側の側面図。
【図17】アンテナ装置４の前方に向かって右側の側面図。
【図18】アンテナ装置４の上方から見た平面図。
【図19】アンテナ装置４の右側後上方から見た斜視図。
【図20】アンテナ装置４の垂直偏波の水平面内の指向特性の比較図。
【図21】アンテナ装置４の主要構成部材の配置及び寸法関係を示す側面図。
【図22】アンテナ装置４において容量装荷素子の前後方向の分割の有無によるパッチアンテナの周波数と軸比との関係を示す特性図。
【図23】アンテナ装置４において容量装荷素子の前後方向の分割の有無によるパッチアンテナの仰角１０°における周波数と円偏波の平均利得との関係を示す特性図。
【図24】実施の形態５に係るアンテナ装置５の前方に向かって左側の側面図。
【図25】アンテナ装置５の前方に向かって右側の側面図。
【図26】アンテナ装置５の垂直偏波の水平面内の指向特性の比較図。
【図27】アンテナ装置５の主要構成部材の配置及び寸法関係を示す側面図。
【図28】一般的なモノポールアンテナの水平面内の指向特性図。
【図29】実施の形態６に係るアンテナ装置６の前方に向かって左側の側面図。
【図30】アンテナ装置６をその左側後上方から見た斜視図。
【図31】アンテナ装置６の垂直偏波の水平面内の指向特性の比較図。
【図32】実施の形態７に係るアンテナ装置７の前方に向かって左側の側面図。
【図33】アンテナ装置７のアンテナと金属体の距離に応じた後方利得特性図。
【図34】（ａ）は実施の形態８に係るアンテナ装置８のうち前方に向かって左側の部分側面図、（ｂ）は環状部を支持する支持部の構造を後方側からみた部分斜視図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態例を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。なお、各実施の形態は、本発明の構成等を限定するものではなく、例示である。
【0010】
＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置１の前方に向かって左側の側面図である。図２は同じく前方に向かって右側の側面図である。図３はアンテナ装置１の右側後上方から見た斜視図である。図４はアンテナ装置１を上方から見た平面図である。図１において、紙面の左方向をアンテナ装置１の前方向、右方向をアンテナ装置１の後方向、紙面の上方向をアンテナ装置１の上方向、紙面の下方向をアンテナ装置１の下方向と定義する。
図１は本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置１の前方に向かって左側の側面図である。図２は同じく前方に向かって右側の側面図である。図３はアンテナ装置１の右側後上方から見た斜視図である。図４はアンテナ装置１を上方から見た平面図である。図１において、紙面の左方向をアンテナ装置１の前方向、右方向をアンテナ装置１の後方向、紙面の上方向をアンテナ装置１の上方向、紙面の下方向をアンテナ装置１の下方向と定義する。
【0011】
図１から図４に示すように、実施の形態１に係るアンテナ装置１は、第１のアンテナの一例となるアレイアンテナ基板１０と、第２のアンテナの一例となるＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０とを相互に隣接（近接）するようにアンテナベース８０上に備えている。アレイアンテナ基板１０には、同時給電可能な二つのダイポールアンテナ・アレイ３０を有する。各ダイポールアンテナ・アレイ３０は、例えばＶ２Ｘ通信用の動作周波数帯、例えば５８８７.５ＭＨｚでの送信又は受信に適したサイズに設計されている。ＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０は、容量装荷素子６０及びヘリカル素子７０を有する。容量装荷素子６０は、アンテナベース８０を指向する面部とアレイアンテナ基板１０を指向する縁部とを有する板状導体の一例となる素子である。ヘリカル素子７０は、線状導体素子の一例となる素子であり、容量装荷素子６０と協働でＡＭ波帯（５２６ｋＨｚ～１６０５ｋＨｚ）及びＦＭ波帯（７６ＭＨｚ～９０ＭＨｚ）で動作する。すなわち、これらの周波数帯の信号の受信を可能にする。
【0012】
アレイアンテナ基板１０は、アンテナベース８０の上方向に設けられる絶縁樹脂等の誘電体基板２０を有する。誘電体基板２０には、第１の面（前方に向かって右側の側面）と第２の面（前方に向かって左側の側面）とが形成され、第１の面に銅箔等の第１の導体パターン２１、第２の面に銅箔等の第２の導体パターン２２がそれぞれ形成されている。
第１の導体パターン２１と第２の導体パターン２２は、それぞれ、垂直偏波用のダイポールアンテナ・アレイ３０及び伝送線路４０として動作する。なお、各導体パターン２１、第２の導体パターン２２は、銅箔を貼り付けた基板のエッチング、基板面への導体の印刷、めっき等で形成することができる。
第１の導体パターン２１と第２の導体パターン２２は、それぞれ、垂直偏波用のダイポールアンテナ・アレイ３０及び伝送線路４０として動作する。なお、各導体パターン２１、第２の導体パターン２２は、銅箔を貼り付けた基板のエッチング、基板面への導体の印刷、めっき等で形成することができる。
【0013】
各面のダイポールアンテナ・アレイ３０は、それぞれ上下方向に一直線となるように配列され、同位相で給電可能な二つのダイポールアンテナ３１を有する。各面における二つのダイポールアンテナ３１の配列間隔は、当該ダイポールアンテナ３１の動作周波数帯の約１／２波長である。第１の面のダイポールアンテナ３１は、それぞれ下方端が分岐伝送線路部４２と一体となった二つのエレメント３１ａを含んで構成される。一方、第２の面のダイポールアンテナ３１は、それぞれ上方端が分岐伝送線路部４２と一体となった二つのエレメント３１ｂを含んで構成される。すなわち、第１の面のエレメント３１ａと第２の面のエレメント３１ｂは、誘電体基板２０上で重ならないように配置されている。
【0014】
なお、第１の面のエレメント３１ａのうち、上方のものは、その先端部３１ａｘがアンテナベース８０と水平方向に折曲しているが、下方のエレメント３１ａと同等の動作特性を有するものである。先端部３１ａｘを水平方向に折曲することで、アレイアンテナ基板１０の高さを低くすることができる。
また、ダイポールアンテナ・アレイ３０の各エレメント３１ａ，３１ｂ、分岐伝送線路４２及び伝送線路４０の接続にはスルーホールを使用しない構造となっている。
また、ダイポールアンテナ・アレイ３０の各エレメント３１ａ，３１ｂ、分岐伝送線路４２及び伝送線路４０の接続にはスルーホールを使用しない構造となっている。
【0015】
伝送線路４０は、平行２線の導体パターン、例えば平行ストリップラインである。実施の形態１では、全てのダイポールアンテナ３１に共通に給電する共用伝送線路部４１と、共用伝送線路部４１から分岐（Ｔ分岐）して個々のダイポールアンテナ３１に給電する分岐伝送線路部４２と、給電部４０ａとで伝送線路４０を構成している。
【0016】
伝送線路４０は、導体パターンの幅を変えることで容易に特性インピーダンスの調整が可能であり、異なるインピーダンスを持つコンポーネント（アンテナ素子、給電側の同軸線路等）に容易に接続できる。また、伝送線路４０は、伝送線路の線路長及び／又は幅を適宜変更することにより、分配器及び／又は位相器としての機能も果たす。
なお、給電部４０ａは、誘電体基板２０の下縁部に配置される。給電部４０ａには、平衡線路等によって給電を行うことが可能である。
なお、給電部４０ａは、誘電体基板２０の下縁部に配置される。給電部４０ａには、平衡線路等によって給電を行うことが可能である。
【0017】
アレイアンテナ基板１０を例えば送信アンテナとして動作させる場合、給電部４０ａから高周波信号を供給する。この高周波信号は、共用伝送線路部４１、分岐伝送線路部４２を経て各面のダイポールアンテナ３１に到達し、空間に放射される。アレイアンテナ基板１０を受信アンテナとして動作させる場合、高周波信号は、送信時と逆の方向に伝達されることになる。
【0018】
ここで、アレイアンテナ基板１０の前方に配置されるＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０について説明する。図３及び図４に示すように、ＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０の容量装荷素子６０は、頂部６０ａと、頂部６０ａの両側の傾斜面６０ｂとを有する。頂部６０ａにはヘリカル素子７０の一端が導通接続される。ヘリカル素子７０の他端は、ＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０の給電点、つまりＡＭ／ＦＭ放送用受信機への電気的な接続点となる。
【0019】
アレイアンテナ基板１０上のダイポールアンテナ・アレイ３０と、容量装荷素子６０の最後方端との間の前後方向の距離Ｄは、ダイポールアンテナ・アレイ３０の動作周波数帯の１／４波長以上、約１波長以下である。また、図４に示すように、上方から見たときに、アレイアンテナ基板１０全体が容量装荷素子６０の外側に位置することが好ましい。これらの理由については、後で詳しく説明する。
【0020】
図５は、アンテナ装置１の垂直偏波の水平面内の指向特性の比較図である。すなわち、アレイアンテナ基板１０の前方にＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０が隣接する場合と存在しない場合のアレイアンテナ基板１０の垂直偏波の水平面内の利得（ｄＢｉ）が全方位にわたってどのように変化するかをシミュレーションした特性図である。実線は前者の場合、破線は後者の場合を示す。周波数は、ダイポールアンテナ・アレイ３０が動作する５８８７.５ＭＨｚである。図中、方位角９０°が前方、方位角２７０°が後方である。方位角０°～１８０°がアンテナ装置１の前半分、方位角１８０°～３６０°がアンテナ装置１の後半分となる。
なお、図５の各指向特性は、アンテナ装置１のアンテナベース８０の位置に、アンテナベース８０の代わりに地導体（直径１ｍの導体板）を設けた場合の例である。
なお、図５の各指向特性は、アンテナ装置１のアンテナベース８０の位置に、アンテナベース８０の代わりに地導体（直径１ｍの導体板）を設けた場合の例である。
【0021】
図６は、アンテナ装置１の主要構成部材（アレイアンテナ基板１０、ダイポールアンテナ・アレイ３０、容量装荷素子６０、ヘリカル素子７０）の配置及び寸法関係を示す側面図である。図６に示すように、容量装荷素子６０の最後方端とアレイアンテナ基板１０の後縁間の前後方向の距離（最も近い距離）は約２６.５ｍｍである。また、ダイポールアンテナ・アレイ３０がアレイアンテナ基板１０の後縁近傍に位置している。そのため、容量装荷素子６０の最後方端とダイポールアンテナ・アレイ３０との間の前後方向の距離Ｄは、約２６.５ｍｍとなる。これらの距離は、ダイポールアンテナ・アレイ３０の動作周波数帯の約１／２波長に相当する。
【0022】
図５によれば、ＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０が隣接する場合（実線）、アレイアンテナ基板１０の水平面における前半分の平均利得は１.７ｄＢｉである。また、後半分の平均利得は４.０ｄＢｉである。前半分より後半分の平均利得が高い。前半分と後半分の平均利得の差は２.３ｄＢｉであった。
これに対し、ＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０が隣接しない場合（破線）、アレイアンテナ基板１０の水平面における前半分の平均利得は２.４ｄＢｉ、後半分の平均利得は３.７ｄＢｉ、両者の差は１.３ｄＢｉであった。
このように、アンテナ装置１の場合、ＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０が隣接しない場合（破線）に比べて、アレイアンテナ基板１０の水平面における前半分と後半分の平均利得の差が大きくなった。つまり、アンテナ装置１は、アレイアンテナ基板１０の水平面における平均利得が、ＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０が隣接しない場合に比べて高くなった。これは、容量装荷素子６０がアレイアンテナ基板１０の反射器として機能するためと考えられる。また、これにより、アレイアンテナ基板１０の水平面における平均利得は、前半分より後半分の方がいっそう高くなる。
これに対し、ＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０が隣接しない場合（破線）、アレイアンテナ基板１０の水平面における前半分の平均利得は２.４ｄＢｉ、後半分の平均利得は３.７ｄＢｉ、両者の差は１.３ｄＢｉであった。
このように、アンテナ装置１の場合、ＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０が隣接しない場合（破線）に比べて、アレイアンテナ基板１０の水平面における前半分と後半分の平均利得の差が大きくなった。つまり、アンテナ装置１は、アレイアンテナ基板１０の水平面における平均利得が、ＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０が隣接しない場合に比べて高くなった。これは、容量装荷素子６０がアレイアンテナ基板１０の反射器として機能するためと考えられる。また、これにより、アレイアンテナ基板１０の水平面における平均利得は、前半分より後半分の方がいっそう高くなる。
【0023】
図７は、アンテナ装置１の隣接アンテナの有無による平均利得の差の比較図である。すなわち、距離Ｄと、アレイアンテナ基板１０の水平面における前半分の平均利得と後半分の平均利得との差との関係を示す特性図である。
図７に示すように、距離Ｄが５１.５ｍｍ（ダイポールアンテナ・アレイ３０の動作周波数帯の約１波長）になっても、アレイアンテナ基板１０の水平面における平均利得は、ＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０が存在しない場合に比べて、前半分よりも後半分の方がより高くなっている。
このように、距離Ｄがダイポールアンテナ・アレイ３０の動作周波数帯の約１波長以内であれば、ＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０の容量装荷素子６０が、ダイポールアンテナ・アレイ３０を備えたアンテナアレイ基板１０の反射器として機能することがわかる。
図７に示すように、距離Ｄが５１.５ｍｍ（ダイポールアンテナ・アレイ３０の動作周波数帯の約１波長）になっても、アレイアンテナ基板１０の水平面における平均利得は、ＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０が存在しない場合に比べて、前半分よりも後半分の方がより高くなっている。
このように、距離Ｄがダイポールアンテナ・アレイ３０の動作周波数帯の約１波長以内であれば、ＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０の容量装荷素子６０が、ダイポールアンテナ・アレイ３０を備えたアンテナアレイ基板１０の反射器として機能することがわかる。
【0024】
実施の形態１によれば、下記の効果を奏することができる。
（１）アンテナアレイ基板１０がダイポールアンテナ・アレイ３０を備えることで、アレイでないモノポールアンテナに比べて水平面における平均利得が相対的に高くなる。また、ＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０の容量装荷素子６０がアンテナアレイ基板１０の反射器として機能することでアレイアンテナ基板１０の水平面における平均利得が前半分より後半分の方がより高くなり、指向特性を持たせることができる。
（１）アンテナアレイ基板１０がダイポールアンテナ・アレイ３０を備えることで、アレイでないモノポールアンテナに比べて水平面における平均利得が相対的に高くなる。また、ＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０の容量装荷素子６０がアンテナアレイ基板１０の反射器として機能することでアレイアンテナ基板１０の水平面における平均利得が前半分より後半分の方がより高くなり、指向特性を持たせることができる。
【0025】
（２）容量装荷素子６０の最後方端とダイポールアンテナ・アレイ３０との間の前後方向の距離Ｄがダイポールアンテナ・アレイ３０の動作周波数帯の約１波長以内なので、アレイアンテナ基板１０及びＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０を収容するケース外形を小型化できる。
【0026】
（３）アレイアンテナ基板１０は、誘電体基板２０にそれぞれ導体パターンで形成されたダイポールアンテナ・アレイ３０と伝送線路４０とで構成されるため、同軸構造やスリーブ構造等を用いるよりも材料及び製造コストの低減が可能である。さらに、ダイポールアンテナ・アレイ３０や伝送線路４０にスルーホールを設けない構造であるため、一層のコスト低減が可能である。
【0027】
＜実施の形態２＞
図８は実施の形態２に係るアンテナ装置２の前方に向かって左側の側面図、図９は同じく前方に向かって右側の側面図である。図８における前後、上下方向は図１と同じである。アンテナ装置２では、第１のアンテナとしてスリーブアンテナ９０を用いた点がアンテナ装置１と異なる。スリーブアンテナ９０は、同軸線路９１（外側導体９３を含む）の上端から中心導体９２をスリーブアンテナ９０の動作周波数帯（例えば共振周波数帯）の１／４波長上方に伸長させている。また、同軸線路９１の外周絶縁体の外側に、外側導体９３をスリーブアンテナ９０の動作周波数帯の１／４波長下方に折り返している。スリーブアンテナ９０以外の構成は、実施の形態１と同様である。
図８は実施の形態２に係るアンテナ装置２の前方に向かって左側の側面図、図９は同じく前方に向かって右側の側面図である。図８における前後、上下方向は図１と同じである。アンテナ装置２では、第１のアンテナとしてスリーブアンテナ９０を用いた点がアンテナ装置１と異なる。スリーブアンテナ９０は、同軸線路９１（外側導体９３を含む）の上端から中心導体９２をスリーブアンテナ９０の動作周波数帯（例えば共振周波数帯）の１／４波長上方に伸長させている。また、同軸線路９１の外周絶縁体の外側に、外側導体９３をスリーブアンテナ９０の動作周波数帯の１／４波長下方に折り返している。スリーブアンテナ９０以外の構成は、実施の形態１と同様である。
【0028】
図１０は、アンテナ装置２の垂直偏波の水平面内の指向特性の比較図である。すなわち、スリーブアンテナ９０の前方にＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０が隣接する場合と存在しない場合のスリーブアンテナ９０の垂直偏波の水平面内の利得（ｄＢｉ）が全方位にわたってどのように変化するかをシミュレーションした特性図である。実線は前者の場合、破線は後者の場合を示す。周波数は、スリーブアンテナ９０が動作する５８８７.５ＭＨｚである。図１０において方位角９０°が前方、方位角２７０°が後方である。方位角０°～１８０°がアンテナ装置２の前半分となり、方位角１８０°～３６０°がアンテナ装置２の後半分となる。
なお、図１０の各指向特性は、アンテナ装置２のアンテナベース８０の位置に、アンテナベース８０の代わりに地導体（直径１ｍの導体板）を設けた場合の例である。
なお、図１０の各指向特性は、アンテナ装置２のアンテナベース８０の位置に、アンテナベース８０の代わりに地導体（直径１ｍの導体板）を設けた場合の例である。
【0029】
図１１は図１０の指向特性図を求めたときの、主要構成部材（スリーブアンテナ９０、容量装荷素子６０、ヘリカル素子７０）の配置及び寸法関係を示す側面図である。図１１に示すように、容量装荷素子６０の最後方端とスリーブアンテナ９０の外周間の前後方向の距離は、１５.０ｍｍである。
【0030】
アンテナ装置２の場合（実線）、スリーブアンテナ９０の水平面における前半分の平均利得は０.５ｄＢｉ、後半分の平均利得は３.４ｄＢｉであり、両者の差は２.９ｄＢｉであった。これに対し、ＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０が隣接しない場合（破線）、スリーブアンテナ９０の水平面における前半分の平均利得は２.６ｄＢｉ、後半分の平均利得は２.６ｄＢｉであり、両者の差は無かった。
このように、アンテナ装置２は、スリーブアンテナ９０の水平面における平均利得が、図２８に示すモノポールアンテナの水平面における平均利得よりも高い。そして、ＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０が存在しない場合に比べて、スリーブアンテナ９０の水平面における前半分と後半分の平均利得の差が大きい。
また、スリーブアンテナ９０自体がモノポールアンテナよりも高利得であり、しかも隣接する容量装荷素子６０が反射器として機能するので、スリーブアンテナ９０の水平面における平均利得は、前半分より後半分の方が高くなる。
このように、アンテナ装置２は、スリーブアンテナ９０の水平面における平均利得が、図２８に示すモノポールアンテナの水平面における平均利得よりも高い。そして、ＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０が存在しない場合に比べて、スリーブアンテナ９０の水平面における前半分と後半分の平均利得の差が大きい。
また、スリーブアンテナ９０自体がモノポールアンテナよりも高利得であり、しかも隣接する容量装荷素子６０が反射器として機能するので、スリーブアンテナ９０の水平面における平均利得は、前半分より後半分の方が高くなる。
【0031】
図１１に示したように容量装荷素子６０の最後方端とスリーブアンテナ９０の外周間の前後方向の距離が１５.０ｍｍであり、スリーブアンテナ９０の動作周波数帯の１／２波長よりも短い。この前後方向の距離がスリーブアンテナ９０の動作周波数帯の約１波長以内であれば、容量装荷素子６０がスリーブアンテナ９０の反射器として機能するので、スリーブアンテナ９０の水平面における平均利得は前半分よりも後半分の方がより高くなる。
【0032】
＜実施の形態３＞
図１２は実施の形態３に係るアンテナ装置３の前方に向かって左側の側面図、図１３は同じく前方に向かって右側の側面図である。図１２における前後、上下方向は図１と同じである。アンテナ装置３は、垂直偏波用の第１のアンテナとしてコリニアアレイアンテナ９５を用いた点がアンテナ装置１，２と異なる。コリニアアレイアンテナ９５は、例えば垂直に設置した動作周波数帯の１／４波長のモノポールアンテナのエレメントの上端に、位相が同相になるようにした数本の動作周波数帯の１／２波長のエレメントを直列接続したものである。
図１２は実施の形態３に係るアンテナ装置３の前方に向かって左側の側面図、図１３は同じく前方に向かって右側の側面図である。図１２における前後、上下方向は図１と同じである。アンテナ装置３は、垂直偏波用の第１のアンテナとしてコリニアアレイアンテナ９５を用いた点がアンテナ装置１，２と異なる。コリニアアレイアンテナ９５は、例えば垂直に設置した動作周波数帯の１／４波長のモノポールアンテナのエレメントの上端に、位相が同相になるようにした数本の動作周波数帯の１／２波長のエレメントを直列接続したものである。
【0033】
図１４はアンテナ装置３の垂直偏波の水平面内の指向特性の比較図である。すなわち、コリニアアレイアンテナ９５の前方にＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０の容量装荷素子６０が隣接する場合と存在しない場合のコリニアアレイアンテナ９５の垂直偏波の水平面内の利得（ｄＢｉ）が全方位にわたってどのように変化するかをシミュレーションした特性図である。実線は前者の場合、破線は後者の場合を示す。周波数は、コリニアアレイアンテナ９５が動作する５８８７.５ＭＨｚである。図１４において方位角９０°が前方、方位角２７０°が後方である。方位角０°～１８０°がアンテナ装置３の前半分となり、方位角１８０°～３６０°がアンテナ装置３の後半分となる。
なお、図１４の各指向特性は、アンテナ装置３のアンテナベース８０の位置に、アンテナベース８０の代わりに地導体（直径１ｍの導体板）を設けた場合の例である。
なお、図１４の各指向特性は、アンテナ装置３のアンテナベース８０の位置に、アンテナベース８０の代わりに地導体（直径１ｍの導体板）を設けた場合の例である。
【0034】
図１５はアンテナ装置３の主要構成部材（コリニアアレイアンテナ９５、容量装荷素子６０、ヘリカル素子７０）の配置及び寸法関係を示す側面図である。図１５に示すように、容量装荷素子６０の最後方端とコリニアアレイアンテナ９５間の前後方向の距離は、１５.０ｍｍである。
【0035】
アンテナ装置３の場合（実線）、コリニアアレイアンテナ９５の水平面における前半分の平均利得は１.２ｄＢｉ、後半分の平均利得は２.２ｄＢｉであり、両者の差は１.０ｄＢｉであった。これに対し、容量装荷素子６０が隣接しない場合（破線）、コリニアアレイアンテナ９５の水平面における前半分の平均利得は２.０ｄＢｉ、後半分の平均利得は２.０ｄＢｉであり、両者の差は無かった。
このように、アンテナ装置３の場合、コリニアアレイアンテナ９５の水平面における平均利得が、図２８に示すモノポールアンテナの水平面における平均利得よりも高い。そして、容量装荷素子６０が隣接しない場合に比べて、コリニアアレイアンテナ９５の水平面における前半分と後半分の平均利得の差は大きい。
また、アンテナ装置３は、水平面における平均利得がモノポールアンテナに比べて高利得となり、容量装荷素子６０が存在しない場合に比べてコリニアアレイアンテナ９５の水平面における平均利得は前半分より後半分の方が高くなる。
このように、アンテナ装置３の場合、コリニアアレイアンテナ９５の水平面における平均利得が、図２８に示すモノポールアンテナの水平面における平均利得よりも高い。そして、容量装荷素子６０が隣接しない場合に比べて、コリニアアレイアンテナ９５の水平面における前半分と後半分の平均利得の差は大きい。
また、アンテナ装置３は、水平面における平均利得がモノポールアンテナに比べて高利得となり、容量装荷素子６０が存在しない場合に比べてコリニアアレイアンテナ９５の水平面における平均利得は前半分より後半分の方が高くなる。
【0036】
図１５に示したように容量装荷素子６０の最後方端とコリニアアレイアンテナ９５の外周間の前後方向の距離が１５.０ｍｍで、コリニアアレイアンテナ９５の動作周波数帯の１／２波長よりも短い。この前後方向の距離がコリニアアレイアンテナ９５の動作周波数帯の約１波長以内であれば、容量装荷素子６０が反射器として機能するので、コリニアアレイアンテナ９５の水平面における平均利得は前半分よりも後半分の方がより高くなる。
【0037】
＜実施の形態４＞
図１６は実施の形態４に係るアンテナ装置４の前方に向かって左側の側面図、図１７は同じく前方に向かって右側の側面図である。図１８は同じく上方から見た平面図、図１９は同じく右側後上方から見た斜視図である。図１６における前後、上下方向は図１と同じである。アンテナ装置４は、ＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０の構成と、パッチアンテナ１００を備えている点がアンテナ装置１と異なる。 アンテナ装置４のＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０は、容量装荷素子６０Ａが、頂部が無く、下縁で左右方向に対向する分割体同士が接続され、かつ前後方向に分かれて配置されている。パッチアンテナ１００は、容量装荷素子６０Ａの下方に配置されている。容量装荷素子６０Ａは、山形の斜面を底部で連結した形状の導体板からなる分割体６１，６２，６３，６４の隣り合うもの同士をフィルタ６５で連結した構成である。フィルタ６５はＡＭ／ＦＭ放送の周波数帯では低インピーダンスで、アレイアンテナ基板１０及びパッチアンテナ１００のそれぞれの動作周波数帯では高インピーダンスとなる。つまり、ＡＭ／ＦＭ放送の周波数帯では、分割体６１，６２，６３，６４が相互接続されて一つの大きな導体とみなせる。パッチアンテナ１００は、図１８及び図１９に示すように、上面に放射電極１０１を有し、上向きの指向特性を有する。
図１６は実施の形態４に係るアンテナ装置４の前方に向かって左側の側面図、図１７は同じく前方に向かって右側の側面図である。図１８は同じく上方から見た平面図、図１９は同じく右側後上方から見た斜視図である。図１６における前後、上下方向は図１と同じである。アンテナ装置４は、ＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０の構成と、パッチアンテナ１００を備えている点がアンテナ装置１と異なる。 アンテナ装置４のＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０は、容量装荷素子６０Ａが、頂部が無く、下縁で左右方向に対向する分割体同士が接続され、かつ前後方向に分かれて配置されている。パッチアンテナ１００は、容量装荷素子６０Ａの下方に配置されている。容量装荷素子６０Ａは、山形の斜面を底部で連結した形状の導体板からなる分割体６１，６２，６３，６４の隣り合うもの同士をフィルタ６５で連結した構成である。フィルタ６５はＡＭ／ＦＭ放送の周波数帯では低インピーダンスで、アレイアンテナ基板１０及びパッチアンテナ１００のそれぞれの動作周波数帯では高インピーダンスとなる。つまり、ＡＭ／ＦＭ放送の周波数帯では、分割体６１，６２，６３，６４が相互接続されて一つの大きな導体とみなせる。パッチアンテナ１００は、図１８及び図１９に示すように、上面に放射電極１０１を有し、上向きの指向特性を有する。
【0038】
図２０はアンテナ装置４の垂直偏波の水平面内の指向特性の比較図である。すなわち、アレイアンテナ基板１０の前方に、分割構造の容量装荷素子６０Ａを有するＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０が隣接する場合と隣接しない場合のアレイアンテナ基板１０の垂直偏波の水平面内の利得（ｄＢｉ）が全方位にわたってどのように変化するかをシミュレーションした特性図である。実線は前者の場合、破線は後者の場合を示す。周波数は、アレイアンテナ基板１０のダイポールアンテナ・アレイ３０が動作する５８８７.５ＭＨｚである。図２０において方位角９０°が前方、方位角２７０°が後方である。方位角０°～１８０°がアンテナ装置４の前半分となり、方位角１８０°～３６０°がアンテナ装置４の後半分となる。なお、図２０の各指向特性は、アンテナ装置４のアンテナベース８０の位置に、アンテナベース８０の代わりに地導体（直径１ｍの導体板）を設けた場合の例である。
【0039】
図２１はアンテナ装置４の主要構成部材（アレイアンテナ基板１０、容量装荷素子６０Ａ、ヘリカル素子７０、パッチアンテナ１００）の配置及び寸法関係を示す側面図である。図２１に示すように、容量装荷素子６０Ａの最後方端とアレイアンテナ基板１０の後縁間の前後方向の距離は２６.５ｍｍである。また、ダイポールアンテナ・アレイ３０はアレイアンテナ基板１０の後縁近傍に位置していることから、容量装荷素子６０Ａの最後方端とダイポールアンテナ・アレイ３０との間の前後方向の距離Ｄは約２６.５ｍｍである。これらの距離はダイポールアンテナ・アレイ３０の動作周波数帯の約１／２波長に相当する。
【0040】
図２０の指向特性は、図２１に示したように容量装荷素子６０Ａの最後方端とダイポールアンテナ・アレイ３０との間の前後方向の距離Ｄがダイポールアンテナ・アレイ３０の動作周波数帯の約１／２波長の場合である。距離Ｄがダイポールアンテナ・アレイ３０の動作周波数帯の約１波長以内であれば、ＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０が存在しない場合に比べて容量装荷素子６０Ａが反射器として機能する。そのため、アレイアンテナ基板１０の水平面における平均利得は、前半分よりも後半分の方がより高くなる。
【0041】
図２０によれば、アンテナ装置４の場合（実線）、アレイアンテナ基板１０の水平面における前半分の平均利得は１.３ｄＢｉ、後半分の平均利得は３.３ｄＢｉであり、両者の差は２.０ｄＢｉであった。これに対し、ＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０が隣接しない場合（破線）、アレイアンテナ基板１０の水平面における前半分の平均利得は２.８ｄＢｉ、後半分の平均利得は３.７ｄＢｉであり、両者の差は０.９ｄＢｉであった。
このように、アンテナ装置４は、ＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０が隣接しない場合に比べてアレイアンテナ基板１０の水平面における前半分と後半分の平均利得の差は大きくなっている。アンテナ装置４の場合は、水平面における平均利得がモノポールアンテナに比べて高利得となり、ＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０が隣接しない場合に比べて容量装荷素子６０Ａが反射器として働くことでアレイアンテナ基板１０の水平面における平均利得は前半分より後半分の方がより高くなる。
このように、アンテナ装置４は、ＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０が隣接しない場合に比べてアレイアンテナ基板１０の水平面における前半分と後半分の平均利得の差は大きくなっている。アンテナ装置４の場合は、水平面における平均利得がモノポールアンテナに比べて高利得となり、ＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０が隣接しない場合に比べて容量装荷素子６０Ａが反射器として働くことでアレイアンテナ基板１０の水平面における平均利得は前半分より後半分の方がより高くなる。
【0042】
図２２は、アンテナ装置４において容量装荷素子６０Ａの前後方向の分割の有無によるパッチアンテナの周波数と軸比（ｄＢ）との関係を示す特性図である。また、図２３は、アンテナ装置４において容量装荷素子の前後方向の分割の有無によるパッチアンテナの仰角１０°における周波数と円偏波の平均利得との関係を示す特性図である。図２２及び図２３において、「分割無し」は、実施の形態１の容量装荷素子６０に相当する。「４分割」は本実施の形態の容量装荷素子６０Ａに相当する。「２分割」及び「３分割」は容量装荷素子をそれぞれ前後方向に２分割及び３分割した場合に相当する。
【0043】
図２２から明らかな通り、容量装荷素子の分割数を多くするほど軸比（ｄＢ）が小さくなり、パッチアンテナ１００の指向特性が改善される。また、容量装荷素子６０Ａの各々の分割体６１～６４の前後方向の大きさがパッチアンテナ１００の動作周波数帯の波長に比べて小さくなると（つまり分割数が多くなると）、容量装荷素子６０Ａの各分割体６１～６４によるパッチアンテナ１００への悪影響（平均利得の低下等）を低減可能となる。このため、図２３に示すように、容量装荷素子を分割しない場合に比べて、低仰角（仰角１０°）における平均利得が向上する。このように、容量装荷素子が前後方向に分かれて配置されていると、円偏波における軸比が低くなり、パッチアンテナ１００で円偏波の送受信が良好になる。
【0044】
＜実施の形態５＞
図２４は実施の形態５に係るアンテナ装置５の前方に向かって左側の側面図、図２５は同じく前方に向かって右側の側面図である。アンテナ装置５は、各ダイポールアンテナ３１に対応させて前方に向かって右側の側面のみに導波器３５を設けたアレイアンテナ基板１０Ａを備える点がアンテナ装置４と異なる。導波器３５はダイポールアンテナ３１と平行に所定距離だけ離れて誘電体基板２０に設けられた導体パターンである。その他の構成は実施の形態４と同様である。
図２４は実施の形態５に係るアンテナ装置５の前方に向かって左側の側面図、図２５は同じく前方に向かって右側の側面図である。アンテナ装置５は、各ダイポールアンテナ３１に対応させて前方に向かって右側の側面のみに導波器３５を設けたアレイアンテナ基板１０Ａを備える点がアンテナ装置４と異なる。導波器３５はダイポールアンテナ３１と平行に所定距離だけ離れて誘電体基板２０に設けられた導体パターンである。その他の構成は実施の形態４と同様である。
【0045】
図２６はアンテナ装置５の垂直偏波の水平面内の指向特性の比較図である。すなわち、アレイアンテナ基板１０Ａの前方に、分割構造の容量装荷素子６０Ａを有するＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０が隣接する場合と存在しない場合のアレイアンテナ基板１０の垂直偏波の水平面内の利得（ｄＢｉ）が全方位にわたってどのように変化するかをシミュレーションした特性図である。実線は前者の場合、破線は後者の場合を示す。周波数は５８８７.５ＭＨｚである。図２６において方位角９０°が前方、方位角２７０°が後方である。方位角０°～１８０°がアンテナ装置５の前半分となり、方位角１８０°～３６０°がアンテナ装置６の後半分となる。なお、図２６の各指向特性は、アンテナ装置５のアンテナベース８０の位置に、アンテナベース８０の代わりに地導体（直径１ｍの導体板）を設けた場合の例である。
【0046】
図２７はアンテナ装置５の主要構成部材（アレイアンテナ基板１０Ａ、容量装荷素子６０Ａ、ヘリカル素子７０、パッチアンテナ１００）の配置及び寸法関係を示す側面図である。図２７に示すように、容量装荷素子６０Ａの最後方端とアレイアンテナ基板１０Ａの後縁間の前後方向の距離は３０.５ｍｍである。しかし、ダイポールアンテナ・アレイ３０のアレイアンテナ基板１０Ａ前縁からの位置関係は実施の形態４のアレイアンテナ基板１０と同じなので、容量装荷素子６０Ａの最後方端とダイポールアンテナ・アレイ３０との間の前後方向の距離Ｄは約２６.５ｍｍである。この距離Ｄはダイポールアンテナ・アレイ３０の動作周波数帯の約１／２波長に相当する。
図２６の指向特性図は、距離Ｄがダイポールアンテナ・アレイ３０の動作周波数帯の約１／２波長の場合である。距離Ｄがダイポールアンテナ・アレイ３０の動作周波数帯の約１波長以内であれば、ＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０が存在しない場合に比べて容量装荷素子６０Ａが反射器として機能する。そのため、アレイアンテナ基板１０Ａの水平面における平均利得は、前半分よりも後半分の方がより高くなる。
図２６の指向特性図は、距離Ｄがダイポールアンテナ・アレイ３０の動作周波数帯の約１／２波長の場合である。距離Ｄがダイポールアンテナ・アレイ３０の動作周波数帯の約１波長以内であれば、ＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０が存在しない場合に比べて容量装荷素子６０Ａが反射器として機能する。そのため、アレイアンテナ基板１０Ａの水平面における平均利得は、前半分よりも後半分の方がより高くなる。
【0047】
アンテナ装置５の場合、アレイアンテナ基板１０Ａの水平面における前方の平均利得は０.７ｄＢｉ、後方の平均利得は３.９ｄＢｉであり、両者の差は３.２ｄＢｉであった。これに対して、ＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０の容量装荷素子６０Ａが存在しない場合、アレイアンテナ基板１０Ａの水平面における前方の平均利得は２.３ｄＢｉ、後方の平均利得は４.３ｄＢｉであり、両者の差は２.０ｄＢｉであった。
【0048】
このように、アンテナ装置５は、水平面における平均利得が図２８に示すモノポールアンテナの水平面における平均利得よりも高い。そして、容量装荷素子６０Ａが存在しない場合に比べて、アレイアンテナ基板１０Ａの水平面における前半分と後半分の平均利得の差は大きくなっている。つまり、アンテナ装置５の場合は、水平面における平均利得がモノポールアンテナに比べて高利得となり、容量装荷素子６０Ａが反射器として機能することでアレイアンテナ基板１０Ａの水平面における平均利得は前半分より後半分の方がより高くなる。さらに、アレイアンテナ基板１０Ａが導波器３５を有しているため、後半分の平均利得は実施の形態４よりも高くなる。
【0049】
なお、図２５に示すように、アンテナ装置５ではアレイアンテナ基板１０Ａの前方に向かって右側の側面のみに導波器３５を設けているが、アレイアンテナ基板１０Ａの左側の側面のみに導波器を設けてもよいし、両面に導波器を設けてもよい。いずれの場合でも、指向特性が他の実施の形態例より高まる点は共通である。
【0050】
＜実施の形態６＞
図２９は実施の形態６に係るアンテナ装置６の前方に向かって左側の側面図、図３０は同じく左側後上方から見た斜視図である。前後、上下方向は図１と同じである。アンテナ装置６は、第１のアンテナとしてＶ２Ｘ通信用のコリニアアレイアンテナ９５を用い、第２のアンテナとして実施の形態４で説明した分割構造の容量装荷素子６０Ａ及びヘリカル素子７０を有するＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０を用いている。コリニアアレイアンテナ９５は、容量装荷素子６０Ａの後方に隣接される。アンテナ装置６は、車両への取付時には、図示しない電波透過性のアンテナケースに収容される。
図２９は実施の形態６に係るアンテナ装置６の前方に向かって左側の側面図、図３０は同じく左側後上方から見た斜視図である。前後、上下方向は図１と同じである。アンテナ装置６は、第１のアンテナとしてＶ２Ｘ通信用のコリニアアレイアンテナ９５を用い、第２のアンテナとして実施の形態４で説明した分割構造の容量装荷素子６０Ａ及びヘリカル素子７０を有するＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０を用いている。コリニアアレイアンテナ９５は、容量装荷素子６０Ａの後方に隣接される。アンテナ装置６は、車両への取付時には、図示しない電波透過性のアンテナケースに収容される。
【0051】
容量装荷素子６０Ａは、断面山型に成形された樹脂製のアンテナホルダー６７０の天頂面に固定される。ヘリカル素子７０は、アンテナホルダー６７０の下方のヘリカルホルダー６７１に支持される。アンテナホルダー６７０は、それぞれ左右に拡がる一対の前方脚部６７２，６７３と一対の後方脚部６７４，６７５を介してアンテナベース８０にねじ止め固定される。なお、ヘリカル素子７０は容量装荷素子６０Ａの幅方向（左右方向）のいずれかにオフセットしているが、幅方向の略中央にあってもよい。
【0052】
コリニアアレイアンテナ９５は、線状又は棒状のエレメントで構成される。コリニアアレイアンテナ９５は、アンテナ装置６を車体に取り付けた場合、車体が地導体板として機能し、Ｖ２Ｘ通信に適合する垂直偏波用となるように、水平面（重力の方向と直角を成す面）に対して略垂直（つまり略鉛直方向）に配置される。実施の形態６では、それぞれ断面多角形の棒状のエレメントで、第１直線部９５１、環状部９５２及び第２直線部９５３でコリニアアレイアンテナ９５を構成した。
【0053】
第１直線部９５１は、アンテナベース８０に対して第１の傾斜角（例えば９０度）で上方に延伸する。第１直線部９５１の基端は給電部である。第２直線部９５３は、第１直線部９５１に対して第２の傾斜角（９０度＋θ）で前方に傾斜する。第２直線部９５３は、容量装荷素子６０Ａと同じ高さの部分でその先端が折曲している。折曲した部分の長さは、折曲していることでコリニアアレイアンテナ９５のアンテナ性能に影響が無い長さに調整されている。つまり、第２直線部９５３をその先端の部分及び第１直線部９５１と同じ傾斜で一直線に伸ばすと、第２直線部９５３が全て直線状であるときと長さは同じになる。
環状部９５２は、第１直線部９５１の先端と第２直線部９５３の基端との間に存在する螺旋状のエレメントであり、第１直線部９５１と第２直線部９５３の位相を合致させるために存在する。
環状部９５２は、第１直線部９５１の先端と第２直線部９５３の基端との間に存在する螺旋状のエレメントであり、第１直線部９５１と第２直線部９５３の位相を合致させるために存在する。
【0054】
コリニアアレイアンテナ９５は、骨組み構造をした樹脂製のホルダー９６に支持されている。ホルダー９６は、コリニアアレイアンテナ９５の誘電体として機能するものである。また、ホルダー９６は、アンテナベース８０に対して鉛直方向に延伸する一対の柱部９６１、９６２とこれらの柱部９６１、９６２を連結する複数の連結部９６３を有する。連結部９６３には、コリニアアレイアンテナ９５の第１直線部９５１，環状部９５２及び第２直線部９５３を固定するための孔９６４が形成されている。孔９６４は、例えば各連結部９６３の一部の側面を中央部付近まで切り欠き、コリニアアレイアンテナ９５を嵌め込んだ後、樹脂を充填することにより形成される。あるいは金型などにコリニアアレイアンテナ９５を置いた状態で、ホルダー９６を成形するようにしてもよい。
【0055】
ホルダー９６の第１直線部９５１と容量装荷素子６０Ａの後方端部との距離Ｄ２は、容量装荷素子６０Ａがコリニアアレイアンテナ９５の反射器として機能する距離（長さ）、すなわちコリニアアレイアンテナ９５の動作周波数帯の１／４波長以上、約１波長以下である。ホルダー９６のうち第１直線部９５１の後方の柱部９６２には、第１直線部９５１と平行に第１導体エレメント９７１が設けられている。また、第２直線部９５３の後方に第２直線部９５３と平行に第２導体エレメント９７２が設けられている。第１導体エレメント９７１と第２導体エレメント９７２は、それぞれコリニアアレイアンテナ９５の導波器として動作するサイズ及び間隔で設けられている。これらの導体エレメント９７１，９７２により、コリニアアレイアンテナ９５の後方の利得を高めることができる。また、第２導体エレメント９７２が第２直線部９５３と同様、水平面から上方に傾いているため、傾いている方向の利得を高めることができる。
【0056】
図３１はアンテナ装置６の垂直偏波の水平面内の指向特性の比較図である。すなわち、コリニアアレイアンテナ９５の前方にＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子５０の容量装荷素子６０Ａが隣接する場合と存在しない場合のアレイアンテナ基板１０の垂直偏波の水平面内の利得（ｄＢｉ）が全方位にわたってどのように変化するかをシミュレーションした特性図である。実線は前者の場合、破線は後者の場合を示す。周波数はコリニアアレイアンテナ９５が動作する５８８７.５ＭＨｚである。
図３１において方位角９０°が前方、方位角２７０°が後方である。方位角０°～１８０°がアンテナ装置６の前半分となり、方位角１８０°～３６０°がアンテナ装置６の後半分となる。なお、図３１の各指向特性は、アンテナ装置５のアンテナベース８０の位置に、アンテナベース８０の代わりに地導体（直径１ｍの導体板）を設けた場合の例である。
図３１において方位角９０°が前方、方位角２７０°が後方である。方位角０°～１８０°がアンテナ装置６の前半分となり、方位角１８０°～３６０°がアンテナ装置６の後半分となる。なお、図３１の各指向特性は、アンテナ装置５のアンテナベース８０の位置に、アンテナベース８０の代わりに地導体（直径１ｍの導体板）を設けた場合の例である。
【0057】
コリニアアレイアンテナ９５の前方に容量装荷素子６０Ａが存在しない場合、コリニアアレイアンテナ９５の前半分の平均利得は２．０ｄＢｉ、後半分の平均利得は２．０ｄＢｉであり、両者の差は無い。また、第１導体エレメント９７１及び第２導体エレメント９７２が存在しない場合、コリニアアレイアンテナ９５の前半分の平均利得は１．２ｄＢｉ、後半分の平均利得は２．２ｄＢｉであり、両者の差は１．０ｄＢｉである。そのため、図３１に破線で示すように、平均利得は、全方位にわたってほぼ一定となる。
【0058】
アンテナ装置６では、コリニアアレイアンテナ９５に対して、容量装荷素子６０Ａが反射器として機能し、第１導体エレメント９７１及び第２導体エレメント９７２が導波器として機能する。そのため、図３１に実線で示すように、前半分（方位角０°～１８０°）の平均利得は０．３９ｄＢｉである。後半分（方位角１８０°～２７０°）では、２１３°で０．３９ｄＢｉ、２３６°で５．１７ｄＢｉ、３０６°で４．９７ｄＢｉ、３２９°で０．３４ｄＢｉであり、後半分の平均利得は２．１７ｄＢｉであった。このように、前半分の平均利得と後半分の平均利得の差が大きくなるだけでなく、後半分の平均利得の方が高くなった。
【0059】
実施の形態６では、また、コリニアアレイアンテナ９５の第２直線部９５３の先端部が折曲している。そのため、コリニアアレイアンテナ９５の高さを低くすることができ、アンテナ装置６を低背化することができる。また、コリニアアレイアンテナ９５が棒状なので、コリニアアレイアンテナ９５を誘電体基板などに印刷するよりもコストを低減することができる。
【0060】
＜実施の形態７＞
図３２は、実施の形態７に係るアンテナ装置７の前方に向かって左側の側面図である。
アンテナ装置７は、アンテナベース８０に、前方から後方に、衛星放送アンテナ３０１、衛星測位システムアンテナ３０２、ＬＴＥアンテナ３０３、コリニアアレイアンテナ９５の順に配置して構成される。アンテナ装置７は、車両への取付時には、図示しない電波透過性のアンテナケースに収容される。アンテナ装置７のうち、実施の形態１から６において説明した構成部品と同様の構成部品については、同一の符号を付与して詳細な説明を省略する。
図３２は、実施の形態７に係るアンテナ装置７の前方に向かって左側の側面図である。
アンテナ装置７は、アンテナベース８０に、前方から後方に、衛星放送アンテナ３０１、衛星測位システムアンテナ３０２、ＬＴＥアンテナ３０３、コリニアアレイアンテナ９５の順に配置して構成される。アンテナ装置７は、車両への取付時には、図示しない電波透過性のアンテナケースに収容される。アンテナ装置７のうち、実施の形態１から６において説明した構成部品と同様の構成部品については、同一の符号を付与して詳細な説明を省略する。
【0061】
衛星放送アンテナ３０１は衛星放送の受信用アンテナである。衛星測位システムアンテナ３０２は衛星測位システムの受信用アンテナである。ＬＴＥアンテナ３０３は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）のいずれかの周波数帯で動作するアンテナである。
ＬＴＥアンテナ３０３は、容量装荷素子６０，６０Ａと同様、コリニアアレイアンテナ９５を指向する縁部を有する板状導体を含む。板状導体の高さは容量装荷素子６０，６０Ａとほぼ同じである。コリニアアレイアンテナ９５と板状導体のうち最も近い上記縁部との距離は、コリニアアレイアンテナ９５の動作周波数の約１波長である。そのため、ＬＴＥアンテナ３０３もまた、コリニアアレイアンテナ９５の反射器として動作する。
ＬＴＥアンテナ３０３は、容量装荷素子６０，６０Ａと同様、コリニアアレイアンテナ９５を指向する縁部を有する板状導体を含む。板状導体の高さは容量装荷素子６０，６０Ａとほぼ同じである。コリニアアレイアンテナ９５と板状導体のうち最も近い上記縁部との距離は、コリニアアレイアンテナ９５の動作周波数の約１波長である。そのため、ＬＴＥアンテナ３０３もまた、コリニアアレイアンテナ９５の反射器として動作する。
【0062】
コリニアアレイアンテナ９５は、実施の形態６において説明したものと機能的には同じであるが、環状部９５２の平面形状が円形である点、第１直線部９５１と第２直線部９５３とがアンテナベース８０に対して鉛直線上にある（傾斜していない）点、第２直線部９５３の先端が前方ではなく後方に向いている点が異なる。
コリニアアレイアンテナ９５は、取付具９８を介してアンテナベース８０にねじ止め固定された樹脂製のホルダー９６Ｂに取り付けられる。
コリニアアレイアンテナ９５は、取付具９８を介してアンテナベース８０にねじ止め固定された樹脂製のホルダー９６Ｂに取り付けられる。
【0063】
ホルダー９６Ｂは、アンテナベース８０に対して鉛直方向に延伸する一対の２本の柱部９６１Ｂ，９６２Ｂと、これらの柱部９６１Ｂ，９６２Ｂを連結する複数の連結部９６３Ｂとを有する。ホルダー９６Ｂの上端には、コリニアアレイアンテナ９５（第２直線部９５３）の先端を固定するための突出部９６４Ｂが設けられている。突出部９６４Ｂは、例えば中空筒体の一部が開放された嵌め込み型の樹脂製フックであり、ホルダー９６Ｂと一体に成形される。この突出部９６４Ｂにより、例えば作業者がアンテナ組み立て時の位置決めになるとともに、コリニアアレイアンテナ９５が変位して設置されたり、外力などによって事後的に変形されたりすることを防止することができる。
【0064】
取付具９８は、樹脂製の保護材９８２で覆われた金属体、例えば金属ネジ９８１を含む。金属ネジ９８１は、コリニアアレイアンテナ９５の第１直線部９５１と平行に配置される。金属ネジ９８１の鉛直方向の電気長は、コリニアアレイアンテナ９５の動作周波数帯の１／４波長よりも少しだけ長くする。一例を挙げれば、コリニアアレイアンテナ９５の動作周波数帯の約１．１波長の電気長にする。これにより、金属ネジ９８１は、コリニアアレイアンテナ９５の反射器として機能する。また、金属ネジ９８１がコリニアアンテナ９５のアンテナベース８０への取付手段を兼ねるので、アンテナ装置７の部品点数を減らすことができる。
【0065】
ホルダー９６Ｂと取付具９８は、誘電体の一例となる樹脂製の補強部９９で補強される。補強部９９の形状及びサイズは、上述したアンテナケースに収納可能な範囲で任意の長さに調整可能である。補強部９９で強度が補強されているので、ホルダー９６Ｂの形状を任意に成形することができる。例えば実施の形態６で用いたホルダー９６よりも前後方向の幅を小さくすることができる。
また、ホルダー９６Ｂの柱部９６１Ｂと、取付具９８の保護材９８２との間の隙間が誘電体（補強部９９）で埋められる。すなわち、コリニアアレイアンテナ９５と取付具９８の間に誘電体を備えている。ホルダー９６Ｂと保護材９８２と補強部９９により、誘電体によるコリニアアレイアンテナ９５の波長短縮効果が生じ、コリニアアレイアンテナ９５の高さを低くして、アンテナ装置７を低背化できる。さらに、コリニアアレイアンテナ９５の波長短縮効果により、コリニアアレイアンテナの動作周波数帯の波長は短くなっている。例えば、５．９ＧＨｚでの１波長は、約５．２ｍｍであるが、波長短縮効果により約１４．０ｍｍ～２２．０ｍｍに短縮される。
また、ホルダー９６Ｂの柱部９６１Ｂと、取付具９８の保護材９８２との間の隙間が誘電体（補強部９９）で埋められる。すなわち、コリニアアレイアンテナ９５と取付具９８の間に誘電体を備えている。ホルダー９６Ｂと保護材９８２と補強部９９により、誘電体によるコリニアアレイアンテナ９５の波長短縮効果が生じ、コリニアアレイアンテナ９５の高さを低くして、アンテナ装置７を低背化できる。さらに、コリニアアレイアンテナ９５の波長短縮効果により、コリニアアレイアンテナの動作周波数帯の波長は短くなっている。例えば、５．９ＧＨｚでの１波長は、約５．２ｍｍであるが、波長短縮効果により約１４．０ｍｍ～２２．０ｍｍに短縮される。
【0066】
コリニアアレイアンテナ９５（第１直線部９５１）と金属ネジ９８１との距離Ｄ３は、取付具９８が、コリニアアレイアンテナ９５の反射器として機能する距離である。例えば、コリニアアレイアンテナ９５の動作周波数帯の１／４波長以上、約１波長以下である。アンテナ装置７における距離Ｄ３に応じた垂直偏波の水平方向の後方利得特性例を図３３に示す。図３３の縦軸は、周波数が５８８７.５ＭＨｚのときの後方利得、すなわち、コリニアアレイアンテナ９５から金属ネジ９８１と反対側の方向（１８０°）の利得（ｄＢｉ）である。図３３の横軸は、距離Ｄ３ｍｍである。０ｍｍの距離Ｄ３は、金属ネジ９８１がない場合を示す。なお、図３３は、アンテナ装置７のアンテナベース８０の位置に、アンテナベース８０の代わりに地導体（直径１ｍの導体板）を設けた場合の例である。
【0067】
図３３を参照すると、距離Ｄ３が０ｍｍのときの後方利得７０１は約４ｄＢｉ、距離Ｄ３が３．５ｍｍから５．５ｍｍのとき（例えば動作周波数帯の約１／４波長）のときの後方利得７０２は約５．９ｄＢｉ、距離Ｄ３が１０．５ｍｍ（例えば動作周波数帯の約１／２波長）のときの後方利得７０３が約５．５６ｄＢｉである。距離Ｄ３が動作周波数帯の約１波長以内の場合に、アンテナエレメントの１８０°方向の利得が向上することがわかる。
【0068】
これは、金属ネジ９８１が、コリニアアレイアンテナ９５の反射器として機能するためであり、それ故に、コリニアアレイアンテナ９５の前方に、衛星放送アンテナ３０１、衛星測位システムアンテナ３０２、ＬＴＥアンテナ３０３などがアンテナケースに同梱されていても、これらのアンテナとの間の干渉を抑制することができる。
【0069】
＜実施の形態８＞
図３４（ａ）は実施の形態８に係るアンテナ装置８のうち前方に向かって左側の部分側面図である。アンテナ装置８は、実施の形態７に示したアンテナ装置７のうち、コリニアアレイアンテナ９５を保持する部分の構成が異なる。すなわち、アンテナ装置８は、誘電体として機能する簡易な構造のホルダー９６Ｃを有する。ホルダー９６Ｃをアンテナベース８０に取付固定するための取付具９８（金属ネジ９８１、保護材９８２）及び補強部９９は、実施の形態７で説明したものと同じである。
図３４（ａ）は実施の形態８に係るアンテナ装置８のうち前方に向かって左側の部分側面図である。アンテナ装置８は、実施の形態７に示したアンテナ装置７のうち、コリニアアレイアンテナ９５を保持する部分の構成が異なる。すなわち、アンテナ装置８は、誘電体として機能する簡易な構造のホルダー９６Ｃを有する。ホルダー９６Ｃをアンテナベース８０に取付固定するための取付具９８（金属ネジ９８１、保護材９８２）及び補強部９９は、実施の形態７で説明したものと同じである。
【0070】
ホルダー９６Ｃは、１本の柱部９６１Ｃを有する。柱部９６１Ｃには、コリニアアレイアンテナ９５の第１直線部９５１の一部を固定するための第１フック９６５、環状部９５２を支持するための支持部９６６及び第２直線部９５３の一部を固定するための第２フック９６７が一体に設けられている。第１フック９６５及び第２フック９６７は、柱部９６１Ｃから後方側に平行に突出し、その一部を基端とし、基端から延びる自由端（先端が開放されている端部、以下同じ）がコリニアアレイアンテナ９５を保持しながら基端方向に戻るように屈曲した突出体を有する。樹脂製なので、自由端はコリニアアレイアンテナ９５を弾性保持する。
【0071】
支持部９６６は、柱部９６１Ｃから後方に突出し、環状部９５２と接触する部分が略十字形の溝に切り欠かれた突出体を有する。図３４（ｂ）は、図３４（ａ）において破線で示された支持部９６６を後方側からみた部分斜視図である。支持部９６６は、略十字形の溝のうち、略水平方向の溝の中央付近が最も深く、溝の端部付近が浅くなっている。この溝に環状部９５２の螺旋部分の一方の外径部分が収納される。略十字形の溝のうち鉛直方向の溝には、環状部９５２と一体の第１直線部９５１及び第２直線部９５３の一部が収納される。収納後は遊嵌状態となる。
【0072】
コリニアアレイアンテナ９５は、第１直線部９５１と第２直線部９５３が第１フック９６５及び第２フック９６７で後方側から前方側から押されて弾性保持され、環状部９５２が支持部９６６に遊嵌状態で支持される。そのため、ホルダー９６Ｃは、車両走行中に振動を受けても、その振動の影響を受けずにコリニアアレイアンテナ９５を固定することができる。ホルダー９６Ｃは、また、一つの柱部９６１Ｃでコリニアアレイアンテナ９５を支持するので、実施の形態例６、７のように二つの柱部を有するホルダーよりも前後方向における長さを短くしたアンテナ装置８を実現することができる。さらに、ホルダー９６Ｃは、補強部９９によって強度が補強されているため、補強部９９が無い場合よりも上側に向かうにつれて左右方向の幅を小さくしたアンテナ装置８を実現することができる。
【0073】
＜変形例＞
実施の形態７，８では、コリニアアレイアンテナ９５の前方にＬＴＥアンテナ３０３が配置される例を説明したが、ＬＴＥアンテナ３０３に代えて、容量装荷素子６０，６０Ａを配置してもよい。この場合、容量装荷素子６０，６０Ａもまた、コリニアアレイアンテナ９５の反射器として機能する。あるいは、ＬＴＥアンテナ３０３に代えて、８１４～８９４ＭＨｚ（Ｂ２６帯）や１９２０ＭＨｚ（Ｂ１帯）の携帯電話用のアンテナを配置してもよい。また、コリニアアレイアンテナ９５の後方に、誘電体基板を設け、この誘電体基板に、導波器として機能する導体エレメントを形成するようにしてもよい。さらに、実施の形態２のスリーブアンテナ９０においても、同様の誘電体基板を設けてもよい。
実施の形態７，８では、コリニアアレイアンテナ９５の前方にＬＴＥアンテナ３０３が配置される例を説明したが、ＬＴＥアンテナ３０３に代えて、容量装荷素子６０，６０Ａを配置してもよい。この場合、容量装荷素子６０，６０Ａもまた、コリニアアレイアンテナ９５の反射器として機能する。あるいは、ＬＴＥアンテナ３０３に代えて、８１４～８９４ＭＨｚ（Ｂ２６帯）や１９２０ＭＨｚ（Ｂ１帯）の携帯電話用のアンテナを配置してもよい。また、コリニアアレイアンテナ９５の後方に、誘電体基板を設け、この誘電体基板に、導波器として機能する導体エレメントを形成するようにしてもよい。さらに、実施の形態２のスリーブアンテナ９０においても、同様の誘電体基板を設けてもよい。
【0074】
また、実施の形態７，８において、コリニアアレイアンテナ９５、ホルダー９６（９６Ｂ，９６Ｃ）、取付具９８だけでアンテナ装置を構成してもよい。
また、取付具９８の位置をコリニアアレイアンテナ９５の後方側に配置して、取付具９８を導波器として機能させるようにしてもよい。この場合、取付具９８の金属ネジ９８１の電気長をコリニアアレイアンテナ９５の動作周波数帯の１波長よりも短くする。例えば約０．９波長の電気長にする。
また、取付具９８をコリニアアレイアンテナ９５の前方及び後方に設け、前方の取付具９８を反射器、後方の取付具を導波器として機能させるようにしてもよい。取付具９８を導波器として動作させるためには、金属ネジ９８１の電気長及びコリニアアレイアンテナ９５との距離を第２導体エレメント９７２と同じにすればよい。
また、取付具９８の位置をコリニアアレイアンテナ９５の後方側に配置して、取付具９８を導波器として機能させるようにしてもよい。この場合、取付具９８の金属ネジ９８１の電気長をコリニアアレイアンテナ９５の動作周波数帯の１波長よりも短くする。例えば約０．９波長の電気長にする。
また、取付具９８をコリニアアレイアンテナ９５の前方及び後方に設け、前方の取付具９８を反射器、後方の取付具を導波器として機能させるようにしてもよい。取付具９８を導波器として動作させるためには、金属ネジ９８１の電気長及びコリニアアレイアンテナ９５との距離を第２導体エレメント９７２と同じにすればよい。
【0075】
なお、各実施の形態では、容量装荷素子６０，６０Ａが切り欠きやスリットの無い板状導体素子の例を説明したが、切り欠きや、スリットのある形状あるいはミアンダ形状の導体素子であってもよい。
【符号の説明】
【0076】
１，２，３，４，５，６，７，８ アンテナ装置
１０，１０Ａ アレイアンテナ基板
２０ 誘電体基板
２１，２２，４０，４１，４２ 導体パターン
３０ ダイポールアンテナ・アレイ
３１ ダイポールアンテナ
３５，９７１，９７２ 導波器
５０ ＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子
６０，６０Ａ 容量装荷素子
７０ ヘリカル素子
８０ アンテナベース
９０ スリーブアンテナ
９５ コリニアアレイアンテナ
９６，９６Ａ，９６Ｂ，９６Ｃ ホルダー
９８ 取付具
９９ 補強部
１００ パッチアンテナ
１０１，１０２ 平面アンテナ
１０，１０Ａ アレイアンテナ基板
２０ 誘電体基板
２１，２２，４０，４１，４２ 導体パターン
３０ ダイポールアンテナ・アレイ
３１ ダイポールアンテナ
３５，９７１，９７２ 導波器
５０ ＡＭ／ＦＭ放送用アンテナ素子
６０，６０Ａ 容量装荷素子
７０ ヘリカル素子
８０ アンテナベース
９０ スリーブアンテナ
９５ コリニアアレイアンテナ
９６，９６Ａ，９６Ｂ，９６Ｃ ホルダー
９８ 取付具
９９ 補強部
１００ パッチアンテナ
１０１，１０２ 平面アンテナ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】