アンテナ装置
【課題】 限られた空間に互いに影響し合わないように複数のメディアに対応する複数のアンテナ装置を搭載する。
【解決手段】 アンテナベース１０上にアンテナ基板１２が立設されて配置され、アンテナ基板１２には第１パターン１２ａと、接続ラインを介して第１パターン１２ａに接続される第２パターン１２ｂと、第１コイル１２ｃと第２コイル１２ｄを介して第２パターン１２ｂに接続される第３パターン１２ｅとが形成されている。第１パターンの側端とSDARSアンテナ１３との間隔Ｌａは３２ｍｍ以上とされ、第２パターン１２ｂの斜辺とSDARSアンテナ１３を結ぶ仰角θａが約３０°以下とされている。
【解決手段】 アンテナベース１０上にアンテナ基板１２が立設されて配置され、アンテナ基板１２には第１パターン１２ａと、接続ラインを介して第１パターン１２ａに接続される第２パターン１２ｂと、第１コイル１２ｃと第２コイル１２ｄを介して第２パターン１２ｂに接続される第３パターン１２ｅとが形成されている。第１パターンの側端とSDARSアンテナ１３との間隔Ｌａは３２ｍｍ以上とされ、第２パターン１２ｂの斜辺とSDARSアンテナ１３を結ぶ仰角θａが約３０°以下とされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車へ搭載可能な小型低姿勢の複数のメディアに対応できるアンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用のアンテナ装置のように限られた空間しか有していないアンテナカバーを備えるアンテナ装置に、さらにアンテナを組み込んでも良好な電気的特性を得るアンテナ装置が提案されている。この従来のアンテナ装置１００の構成を図７９に示す。
この図に示す従来のアンテナ装置１００は、アンテナカバー１１０と、このアンテナカバー１１０の下端に嵌合されているアンテナベース１２０と、アンテナベース１２０に取り付けられているアンテナ基板１３０と、アンプ基板１３４と、平面アンテナユニット１３５から構成されている。アンテナカバー１１０の長手方向の長さは約２００ｍｍとされ、横幅は約７５ｍｍとされている。アンテナカバー１１０は電波透過性の合成樹脂製とされており、先端に行くほど細くなると共に、側面も内側に絞った曲面とされた流線型の外形形状とされている。アンテナカバー１１０内には、アンテナ基板１３０を立設して収納できる空間と、アンプ基板１３４をアンテナベース１２０にほぼ平行に収納する空間が形成されている。アンテナカバー１１０の下面には金属製のアンテナベース１２０が取り付けられている。そして、アンテナベース１２０にアンテナ基板１３０が立設して固着されていると共に、アンテナ基板１３０の前方に位置するようにアンプ基板１３４がアンテナベース１２０に固着されている。また、アンテナ基板１３０の下縁の中央部に矩形状の切欠１３０ａが形成されており、この切欠１３０ａ内に位置するように平面アンテナユニット１３５がアンテナベース１２０に取り付けられている。このアンテナベース１２０をアンテナカバー１１０の下面に取り付けることにより、アンテナカバー１１０の内部空間にアンテナ基板１３０とアンプ基板１３４と平面アンテナユニット１３５とを収納することができる。
【０００３】
また、アンテナベース１２０の下面からは、アンテナ装置１００を車両に取り付けるためのボルト部１２１が突出して形成されている。このボルト部１２１には貫通孔が形成されており、複数本のケーブルがボルト部１２１を介してアンテナ装置１００から導出される。さらに、アンテナ基板１３０は、高周波特性の良好なガラスエポキシ基板等のプリント基板とされており、ＡＭ放送とＦＭ放送を受信可能なアンテナを構成するアンテナ素子１３１のパターンが上部に形成されている。アンテナ基板１３０のアンテナベース１２０からの高さはｈ１、長さはｐとされている。また、アンテナ素子１３１の長さはアンテナ基板１３０と同じｐとされ、幅（高さ）はｈ２とされている。さらに、アンテナ素子１３１の下縁と平面アンテナユニット１３５の上面との間隔はｄとされている。このアンテナ素子１３１の大きさは、アンテナカバー１１０の内部空間の制約から高さｈ１は約７５ｍｍ程度までの高さ、長さｐは約９０ｍｍ程度までとされている。ここで、ＦＭ波帯の周波数１００ＭＨｚの波長をλａとすると、約７５ｍｍの寸法は約０．０２５λａ、約９０ｍｍの寸法は約０．０３λａとなり、アンテナ素子１３１は波長λａに対して超小型のアンテナとなる。
【０００４】
なお、１μＨ〜３μＨ程度のアンテナコイルがアンテナ素子１３１の給電点とアンプ基板１３４におけるアンプの入力との間に直列に挿入されており、アンテナ素子１３１とアンテナコイル１３２とからなるアンテナ部をＦＭ波帯付近で共振させている。また、アンプ基板１３４に設けられているアンプは、アンテナ素子１３１により受信されたＦＭ放送信号とＡＭ放送信号とを増幅して出力している。さらに、アンテナ素子１３１の直下に衛星ラジオ放送を受信する平面アンテナユニット１３５が配置されている。平面アンテナユニット１３５は、摂動素子を備え円偏波を受信可能なパッチ素子を備えている。平面アンテナユニット１３５は、SDARS（Satellite Digital Audio Radio Service：衛星ディジタルラジオサービス）受信用のアンテナとされ、その中心周波数は２３３８．７５ＭＨｚとされている。平面アンテナユニット１３５の動作周波数帯の中心周波数の波長をλｓとした際に、平面アンテナユニット１３５の上面とアンテナ素子１３１の下端との間隔が約０．２５λｓ以上とされている。これにより、アンテナ素子１３１の影響を受けることなく平面アンテナユニット１３５の水平面内の放射指向特性を無指向性とすることができると共に、良好なゲイン特性が得られるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１３５７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年の車両には安全性や快適性を求め様々な情報機器の搭載が進められている。それに伴い、多くのメディアに対応するため車両には放送系受信アンテナ及び情報通信系アンテナの搭載が必要とされている。車両（移動体）用のアンテナに求められる性能は水平面内において無指向性であることが一般的ある。従って、アンテナ搭載位置として適している位置は、金属物による遮蔽や反射の影響が最も少ない車両の外側であり、特にルーフパネル上が好条件となる。しかし、車両デザインとの整合性を考慮するとメディア毎に複数のアンテナをルーフパネル上に林立して設置することは困難である。また、法規制により車両からの突起（アンテナ高）には制限が設けられている場合が多く、各メディアの送受信に適した波長のアンテナサイズとした場合には長くなることから、法規制を回避するために脱着式エレメントとしている。この場合、付け忘れによる受信・通信不具合や盗難による被害等が懸念される。
【０００７】
従来のアンテナ装置は衛星ラジオ放送を受信するアンテナユニットを備えているが、さらに他のメディアに対応するアンテナを搭載するとアンテナカバー内は限られた空間とされていることから、互いにアンテナ同士が影響し合って良好な指向特性やゲイン特性を得られないという問題点があった。
そこで、本発明は限られた空間に互いに影響し合わないように複数のメディアに対応する複数のアンテナ装置を搭載できるアンテナ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明のアンテナ装置は、アンテナカバーの下端がアンテナベースに嵌合されて内部に収納空間が形成されているアンテナ装置であって、前記アンテナベース上に立設されて配置され、下部の給電点から上部にかけて側縁に沿って形成された第１パターンと、該第１パターンと接続ラインで接続された上部に形成された第２パターンと、直列接続されたチョークコイルとローディングコイルを介して前記第２パターンに接続された上部に形成された第３パターンとを有するアンテナ基板と、前記第１パターンの側端と所定間隔Ｌａだけ離隔されて前記アンテナベース上に配置されたアンテナユニットとを備え、前記第２パターンの前記側縁側の斜辺と前記アンテナユニットのほぼ中心とを結ぶ仰角θａが約３０°以下とされていると共に、前記アンテナユニットの使用周波数帯域の中心周波数の波長をλとした際に、前記所定間隔Ｌａが約λ／４以上とされていることを最も主要な特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のアンテナ装置では、アンテナユニットをアンテナカバーとアンテナベースとで形成される収納空間内に収納する際に、第２パターンの側縁側の斜辺とアンテナユニットのほぼ中心とを結ぶ仰角θａが約３０°以下とされていると共に、アンテナユニットの使用周波数帯域の中心周波数の波長をλとした際に、所定間隔Ｌａが約λ／４以上とされている。これにより、収納空間が限られた空間であっても互いにアンテナ同士が極力影響し合うことなく配置することができる。なお、第１パターンは２ＧＨｚ帯の電話用アンテナとして動作し、第１パターンと第２パターンが９００ＭＨｚ帯の電話用アンテナとして動作し、チョークコイルは、９００ＭＨｚ帯以上において第３パターンを第２パターンから高周波的に切り離すよう機能し、直列接続された第３パターン、チョークコイル、ローディングコイル、第２パターンおよび第１パターンの全体がＡＭ／ＦＭ周波数帯のアンテナとして動作する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例にかかるアンテナ装置の構成を示す平面図である。
【図２】本発明の実施例にかかるアンテナ装置の構成を示す側面図である。
【図３】本発明の実施例にかかるアンテナ装置の構成を示す正面図である。
【図４】本発明の実施例にかかるアンテナ装置の内部構成を示す側面図である。
【図５】本発明の実施例にかかるアンテナ装置の各部の寸法を示す側面図である。
【図６】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳの仰角に対する平均値の利得特性を示す図である。
【図７】本発明のアンテナ装置にかかるＰＣＳの仰角に対する平均値の利得特性を示す図である。
【図８】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角０°、周波数８２４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図９】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角０°、周波数８９４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図１０】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角０°、周波数１８５０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図１１】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角０°、周波数１９９０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図１２】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角５°、周波数８２４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図１３】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角５°、周波数８９４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図１４】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角５°、周波数１８５０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図１５】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角５°、周波数１９９０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図１６】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角１０°、周波数８２４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図１７】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角１０°、周波数８９４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図１８】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角１０°、周波数１８５０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図１９】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角１０°、周波数１９９０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図２０】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角２０°、周波数８２４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図２１】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角２０°、周波数８９４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図２２】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角２０°、周波数１８５０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図２３】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角２０°、周波数１９９０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図２４】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角３０°、周波数８２４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図２５】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角３０°、周波数８９４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図２６】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角３０°、周波数１８５０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図２７】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角３０°、周波数１９９０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図２８】本発明のアンテナ装置にかかるＧＰＳの仰角に対する利得特性を示す図である。
【図２９】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（衛星波）の仰角に対する平均値の利得特性を示す図である。
【図３０】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（衛星波）の仰角に対する最小値の利得特性を示す図である。
【図３１】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（地上波）の仰角に対する平均値の利得特性を示す図である。
【図３２】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（衛星波）の仰角２０°、周波数２．３３２５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図３３】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（衛星波）の仰角２０°、周波数２．３４５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図３４】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（衛星波）の仰角３０°、周波数２．３３２５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図３５】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（衛星波）の仰角３０°、周波数２．３４５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図３６】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（衛星波）の仰角４０°、周波数２．３３２５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図３７】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（衛星波）の仰角４０°、周波数２．３４５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図３８】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（衛星波）の仰角５０°、周波数２．３３２５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図３９】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（衛星波）の仰角５０°、周波数２．３４５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図４０】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（衛星波）の仰角６０°、周波数２．３３２５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図４１】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（衛星波）の仰角６０°、周波数２．３４５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図４２】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（地上波）の仰角０°、周波数２．３３２５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図４３】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（地上波）の仰角０°、周波数２．３４５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図４４】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（地上波）の仰角１０°、周波数２．３３２５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図４５】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（地上波）の仰角１０°、周波数２．３４５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図４６】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（地上波）の仰角１５°、周波数２．３３２５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図４７】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（地上波）の仰角１５°、周波数２．３４５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図４８】本発明のアンテナ装置におけるＳＤＡＲＳアンテナの位置を変更した他のアンテナ装置の内部構成を示す側面図である。
【図４９】他のアンテナ装置のＸＭ（衛星波）の仰角に対する平均値の利得特性を示す図である。
【図５０】他のアンテナ装置のＸＭ（衛星波）の仰角に対する最小値の利得特性を示す図である。
【図５１】他のアンテナ装置のＸＭ（衛星波）の仰角２０°、周波数２．３３８７５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図５２】他のアンテナ装置のＸＭ（衛星波）の仰角３０°、周波数２．３３８７５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図５３】他のアンテナ装置のＸＭ（衛星波）の仰角４０°、周波数２．３３８７５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図５４】他のアンテナ装置のＸＭ（衛星波）の仰角５０°、周波数２．３３８７５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図５５】他のアンテナ装置のＸＭ（衛星波）の仰角６０°、周波数２．３３８７５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図５６】他のアンテナ装置のＸＭ（地上波）の仰角０°、周波数２．３３８７５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図５７】他のアンテナ装置のＸＭ（地上波）の仰角５°、周波数２．３３８７５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図５８】他のアンテナ装置のＸＭ（地上波）の仰角１０°、周波数２．３３８７５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図５９】他のアンテナ装置のＸＭ（地上波）の仰角１５°、周波数２．３３８７５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図６０】本発明の実施例かかるアンテナ装置においてチョークコイルとローディングコイルの高さを低くしたさらに他のアンテナ装置の内部構成を示す側面図である。
【図６１】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳの仰角に対する利得特性を示す図である。
【図６２】さらに他のアンテナ装置のＰＣＳの仰角に対する利得特性を示す図である。
【図６３】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角０°、周波数８２４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図６４】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角０°、周波数８９４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図６５】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角０°、周波数１８５０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図６６】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角０°、周波数１９３０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図６７】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角１０°、周波数８２４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図６８】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角１０°、周波数８９４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図６９】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角１０°、周波数１８５０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図７０】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角１０°、周波数１９３０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図７１】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角２０°、周波数８２４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図７２】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角２０°、周波数８９４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図７３】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角２０°、周波数１８５０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図７４】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角２０°、周波数１９３０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図７５】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角３０°、周波数８２４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図７６】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角３０°、周波数８９４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図７７】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角３０°、周波数１８５０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図７８】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角３０°、周波数１９３０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図７９】従来のアンテナ装置の構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施例にかかるアンテナ装置１の構成を図１ないし図５に示す。ただし、図１は本発明にかかるアンテナ装置１の構成を示す平面図であり、図２は本発明にかかるアンテナ装置１の構成を示す側面図であり、図３は本発明にかかるアンテナ装置１の構成を示す正面図であり、図４は本発明にかかるアンテナ装置１の内部構成を示す側面図であり、図５は本発明にかかるアンテナ装置１の各部の寸法を示す側面図である。
これらの図に示す本発明の実施例にかかるアンテナ装置１は、車両のルーフに取り付けられるアンテナ装置とされており、長手方向の長さＬ１は約２１０ｍｍ、横幅Ｌ３は約６６ｍｍとされ、車両に取り付けられた際に車両から突出する高さＬ２は約６７ｍｍとされて小型で低姿勢とされている。このアンテナ装置１の形状は先端に行くほど細くなる流線型とされており、車両の美観・デザインを損ねないようある程度の範囲内において自由に形状を決定することができる。そして、アンテナ装置１の下面には、ゴム製またはエラストマー製の柔軟なベースパッドが嵌着されており、車両に水密に取り付けることができるようにされている。
【００１２】
本発明の実施例にかかるアンテナ装置１は、ＡＭラジオ帯と、７６〜９０ＭＨｚあるいは８８〜１０８ＭＨｚのＦＭラジオ帯と、８２４〜８９４ＭＨｚのAMPS（Digital Advanced Mobile Phone System）あるいは８８０〜９６０ＭＨｚのGSM（Global System for Mobile Communications）900の９００ＭＨｚ帯の電話帯と、１８５０〜１９９０ＭＨｚのPCS（Personal Communication Services）あるいは１７１０〜１８８０ＭＨｚのGSM1800の２ＧＨｚ帯の電話帯と、１．５７５４２ＧＨｚのGPS帯と、２．３２０〜２．３３２５ＧＨｚのSirius radioあるいは２．３３２５〜２．３４５ＧＨｚのXM RadioのＳＤＡＲＳ（Satellite Digital Audio Radio）帯とを受信できるアンテナを備えている。このように、本発明の実施例にかかるアンテナ装置１は、AM/FM/TEL（２周波数）/GPS/SDARSの６つのメディアに対応している。
【００１３】
この本発明の実施例にかかるアンテナ装置１は、樹脂製のアンテナカバー１１と、このアンテナカバー１１の下端に嵌合されている金属製のアンテナベース１０と、アンテナベース１０にほぼ垂直に取り付けられているアンテナ基板１２と、アンテナベース１０上の前方に並んで取り付けられているSDARSアンテナ１３とGPSアンテナ１４と、アンテナ基板１２における下部を切り欠いた部分に配置されている回路基板１５とを備えている。アンテナカバー１１は電波透過性の合成樹脂製とされており、先端に行くほど細くなる流線型の外形形状とされている。アンテナカバー１１内には、図４に示すように立設されたアンテナ基板１２およびSDARSアンテナ１３とGPSアンテナ１４を収納する収納空間と、回路基板１５を横方向に収納する空間が形成されている。アンテナカバー１１の下端には金属製のアンテナベース１０が嵌着されている。そして、アンテナベース１０にアンテナ基板１２が立設されて固着されている。
【００１４】
図４に示すようにアンテナ基板１２の一面には、例えば銅箔とされた第１パターン１２ａ、第２パターン１２ｂと第３パターン１２ｅとがプリントにより形成されている。第１パターン１２ａは、アンテナ基板１２の前方の側縁に沿って下部から上部に向かう縦方向にほぼ矩形状に形成されており、下部は次第に細くなるようテーパ状に形成されて下端が給電点１２ｇとされている。この給電点１２ｇは回路基板１５に組み込まれた分波回路の入力に接続される。第２パターン１２ｂは、アンテナ基板１２の上部に横方向に形成されており、アンテナ基板１２の前方の側縁側に斜辺が形成されたほぼ矩形状とされている。この斜辺と最も前方に配置されているSDARSアンテナ１３のほぼ中心とを結ぶ仰角がθａとされ、仰角θａが約３０ｄｅｇ以下となるようSDARSアンテナ１３が配置されている。第２パターン１２ｂの前部の所定箇所と、第１パターン１２ａの下部の所定箇所とは接続ライン１２ｆにより接続されている。第３パターン１２ｅは、アンテナ基板１２の上部に横方向に細長いほぼ矩形状に形成されており、前方の下部が一部切り取られている。
【００１５】
第３パターン１２ｅのこの切り取られた部分と第２パターン１２ｂの後端とが、第１コイル１２ｃおよび第２コイル１２ｄの直列回路を介して接続されている。第１コイル１２ｃと第２コイル１２ｄとは互いの中心軸が直交して配置されて、第１コイル１２ｃと第２コイル１２ｄとが互いに独立して機能するようにされている。この第１コイル１２ｃは９００ＭＨｚ帯および２ＧＨｚ帯の電話帯において、第３パターン１２ｅを第２パターン１２ｂから高周波的に切り離すチョークコイルとして作用している。また、第２コイル１２ｄは後述するAM/FMアンテナのローディングコイルとして作用する。このように、第１コイル１２ｃと第２コイル１２ｄとは、それぞれ異なる動作を行うことから、それぞれ独立したコイルとしていると共に互いの中心軸が直交して配置されて互いに干渉しないようにされている。なお、第１コイル１２ｃは８００ＭＨｚないし９００ＭＨｚにおいて共振するようになり、この共振は第１コイル１２ｃの線間容量とアンテナベース１０間の浮遊容量と第１コイル１２ｃのインダクタンスとにより生じる。また、第２パターン１２ｂの後端に第１コイル１２ｃを接続しているのは、第２パターン１２ｂの後端における高周波電流の小さい位置にローディングコイルを接続して放射効率を極力低下させないためである。
【００１６】
Ｃで示す矩形の破線で囲われているアンテナ基板１２に形成されている第１パターン１２ａは、２ＧＨｚ帯の電話帯のTEL_PCSアンテナとして動作し、Ｂで示す矩形の破線で囲われている第１パターン１２ａと第２パターン１２ｂとが接続ライン１２ｆで接続されて９００ＭＨｚ帯の電話帯のTEL_AMPSアンテナとして動作する。なお、接続ライン１２ｆはPCS帯において第１パターン１２ａが独立して動作するように、PCS帯におけるチョークコイルとして作用する。また、Ａで示す折曲された矩形の破線で囲われている直列接続された第１パターン１２ａ、第２パターン１２ｂ、第１コイル１２ｃ、第２コイル１２ｄ、第３パターン１２ｅの全体がＦＭラジオ帯にほぼ共振するAM/FMアンテナとして動作する。この場合、第２コイル１２ｄが、AM/FMアンテナをＦＭラジオ帯に共振させるためのローディングコイルとして作用する。なお、AM/FMアンテナはＡＭラジオ帯においては非共振アンテナとして動作する。このため、給電点１２ｇからはTEL_PCSアンテナとTEL_AMPSアンテナとAM/FMアンテナとの受信信号が出力されて回路基板１５に組み込まれた分波回路に入力される。この分波回路において、電話帯の受信信号とＡＭ／ＦＭラジオの受信信号とが分波されて、ＡＭ／ＦＭラジオ帯の受信信号はアンプで増幅され、それぞれケーブルを介して出力される。
また、第１コイル１２ｃおよび第２コイル１２ｄの下面におけるアンテナベース１０からの高さがＨとされており、高さＨは約３８ｍｍとされている。高さＨを約３８ｍｍ以上とすることによりTEL_PCSアンテナの指向特性を妨げないようになって、その利得が確保されると共に、その指向特性が良好になる。
【００１７】
アンテナベース１０の最も前方に配置されているSDARSアンテナ１３は、マイクロストリップ平面アンテナとされており、その後端と第１パターン１２ａの前方の側縁とがＬａだけ離隔されており、間隔Ｌａは約３２ｍｍとされている。この場合、SDRASアンテナ１３の動作周波数帯の中心周波数の波長をλとするとλ／４が約３２ｍｍとなり、SDRASアンテナ１３の利得を確保すると共に、その指向特性を良好にするために間隔Ｌａは約λ／４以上とされる。そして、SDRASアンテナ１３とアンテナ基板１２との間にGPSアンテナ１４が配置されている。GPSアンテナ１４は、マイクロストリップ平面アンテナとされている。また、アンテナベース１０の下面からは、アンテナ装置１を車両に取り付けるためのボルト部１０ａが突出して形成されている。このボルト部１０ａには貫通孔が形成されており、複数本のケーブルがボルト部１０ａを介してアンテナ装置１から導出される。この場合、ボルト部１０ａが挿通される穴が車両のルーフに形成され、これらの穴にボルト部１０ａが挿通されるようルーフ上にアンテナ装置１を載置する。そして、車両内に突出したボルト部１０ａにナットを締着することによりアンテナ装置１を車両のルーフに固着することができる。この際に、ボルト部１０ａから引き出されたケーブルが車両内に導かれる。このボルト部１０ａの貫通孔を挿通して外部へ引き出されているケーブルは、電話帯の送信／受信信号を伝達するケーブルと、ＡＭ／ＦＭラジオの受信信号を導出するケーブルと、SDARSアンテナ１３から導出されたケーブルと、GPSアンテナ１４から導出されたケーブルとされている。それぞれのケーブルの先端には、AM/FM out端子、TEL in/out 端子、SDARS out 端子、GPS out 端子が設けられて、これらの端子は対応する受信機の入力端子にそれぞれ接続される。
【００１８】
図５に示すアンテナ基板１２に形成されている第１パターン１２ａないし第３パターン１２ｅの寸法の一例を挙げると、第１パターン１２ａの縦方向の長さＤ１が約３９ｍｍ、幅Ｗ１が約２０ｍｍとされ、第２パターン１２ｂの長さＤ２が約２０ｍｍ、幅Ｗ２が約１５ｍｍとされ、第３パターン１２ｅの長さＤ３が約６９ｍｍ、幅Ｗ３が約２７．５ｍｍとされている。
ここで、本発明の実施例にかかるアンテナ装置１の電気的特性を図６ないし図４７に示す。この場合、第１パターン１２ａないし第３パターン１２ｅの寸法は上記の通りとされ、SDARSアンテナ１３の後端と第１パターン１２ａの前方の側縁との間隔Ｌａが約３２ｍｍ、第２パターン１２ｂの斜辺とSDARSアンテナ１３のほぼ中心とを結ぶ仰角θａが約３０ｄｅｇ、第１コイル１２ｃおよび第２コイル１２ｄの下面におけるアンテナベース１０からの高さＨが約３８ｍｍ、第１コイル１２ｃの線径が約φ０．５５ｍｍ、巻き径が約φ３ｍｍで巻き数が約１２．５ターン、第２コイル１２ｄの線径が約φ０．５５ｍｍ、巻き径が約φ５．８ｍｍで巻き数が約１３．５ターンとされている。また、アンテナ装置１は直径約１ｍのアース板上に設置されている。
【００１９】
まず、図６に、本発明のアンテナ装置１においてAMPS帯の下限周波数８２４ＭＨｚおよび上限周波数８９４ＭＨｚにおけるTEL_AMPSアンテナの仰角に対する平均値の利得特性を示す。この平均値は、水平面内指向特性における利得の平均値である。図６を参照すると、仰角が０ｄｅｇで８２４ＭＨｚでは約−２．４ｄＢｉ、８９４ＭＨｚで約−３．０ｄＢｉの平均利得が得られており、仰角が５，１０，１５，２０，２５，３０ｄｅｇと大きくなるに従って平均利得も上昇していく。仰角が３０ｄｅｇで８２４ＭＨｚでは約２．６ｄＢｉ、８９４ＭＨｚで約３．２ｄＢｉの良好な平均利得が得られている。TEL_AMPSアンテナの全AMPS帯における仰角０〜３０ｄｅｇに対する平均利得は、下限周波数８２４ＭＨｚと上限周波数８９４ＭＨｚとにおけるTEL_AMPSアンテナの仰角に対する平均利得とほぼ同様の特性になることが確かめられており、周波数が高くなるほど、かつ、仰角が小さくなるほど平均利得は低下する。すなわち、TEL_AMPSアンテナにおいては仰角が０ｄｅｇで８９４ＭＨｚの約−３．０ｄＢｉの平均利得が最小値の平均利得となる。
このように、TEL_AMPSアンテナはAMPS帯において良好な利得特性を示している。
【００２０】
次に、図７に、本発明のアンテナ装置１においてPCS帯の下限周波数１８５０ＭＨｚおよび上限周波数１９９０ＭＨｚにおけるTEL_PCSアンテナの仰角に対する平均値の利得特性を示す。この平均値は、水平面内指向特性における利得の平均値である。図７を参照すると、仰角が０ｄｅｇで１８５０ＭＨｚでは約−０．８ｄＢｉ、１９９０ＭＨｚで約−０．２ｄＢｉの平均利得が得られており、仰角が５，１０，１５，２０ｄｅｇと大きくなるに従って平均利得も上昇していくが、約２０ｄｅｇで飽和し２５，３０ｄｅｇとなるに従って平均利得は下降していく。仰角が２０ｄｅｇで１８５０ＭＨｚでは約４．１ｄＢｉ、１９９０ＭＨｚで約４．９ｄＢｉの良好な平均利得が得られている。TEL_PCSアンテナの全PCS帯における仰角０〜３０ｄｅｇに対する平均利得は、下限周波数１８５０ＭＨｚと上限周波数１９９０ＭＨｚとにおけるTEL_PCSアンテナの仰角に対する平均利得とほぼ同様の特性になることが確かめられており、周波数が約１９１０ＭＨｚで仰角が０ｄｅｇの約−１．０ｄＢｉの平均利得が最小値の平均利得となる。
このように、TEL_PCSアンテナはPCS帯において良好な利得特性を示している。
【００２１】
次に、図８ないし図２７には、本発明のアンテナ装置１において、AMPS帯の下限周波数８２４ＭＨｚおよび上限周波数８９４ＭＨｚで仰角０，５，１０，２０，３０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性、および、PCS帯の下限周波数１８５０ＭＨｚおよび上限周波数１９９０ＭＨｚで仰角０，５，１０，２０，３０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されている。
図８にはAMPS帯の下限周波数８２４ＭＨｚで仰角０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約−１．２ｄＢｉ、最小利得が約−３．６ｄＢｉでリップルが約２．４ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。
図９にはAMPS帯の上限周波数８９４ＭＨｚで仰角０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約−２．２ｄＢｉ、最小利得が約−３．８ｄＢｉでリップルが約１．６ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。
【００２２】
図１０にはPCS帯の下限周波数１８５０ＭＨｚで仰角０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約１．５ｄＢｉ、最小利得が約−４．９ｄＢｉでリップルが約６．４ｄＢで約±１２０°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。
図１１にはPCS帯の上限周波数１９９０ＭＨｚで仰角０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約１．３ｄＢｉ、最小利得が約−４．９ｄＢｉでリップルが約７．３ｄＢで約±１０５°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。
【００２３】
図１２にはAMPS帯の下限周波数８２４ＭＨｚで仰角５ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約−０．９ｄＢｉ、最小利得が約−２．４ｄＢｉでリップルが約１．５ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。利得は仰角０ｄｅｇの時より向上している。
図１３にはAMPS帯の上限周波数８９４ＭＨｚで仰角５ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約−０．３ｄＢｉ、最小利得が約−２．０ｄＢｉでリップルが約１．７ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。利得は仰角０ｄｅｇの時より向上している。
【００２４】
図１４にはPCS帯の下限周波数１８５０ＭＨｚで仰角５ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約３．２ｄＢｉ、最小利得が約−２．５ｄＢｉでリップルが約５．７ｄＢで約±１２０°方向の利得が低下しているが仰角０ｄｅｇの時より改善されたやや楕円形の指向特性が得られている。利得は仰角０ｄｅｇの時より向上している。
図１５にはPCS帯の上限周波数１９９０ＭＨｚで仰角５ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約４．１ｄＢｉ、最小利得が約−３．６ｄＢｉでリップルが約７．７ｄＢで約±１０５°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。
【００２５】
図１６にはAMPS帯の下限周波数８２４ＭＨｚで仰角１０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約０．５ｄＢｉ、最小利得が約−０．９ｄＢｉでリップルが約１．４ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。利得は仰角５ｄｅｇの時より向上している。
図１７にはAMPS帯の上限周波数８９４ＭＨｚで仰角１０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約１．２ｄＢｉ、最小利得が約−０．３ｄＢｉでリップルが約１．５ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。利得は仰角５ｄｅｇの時より向上している。
【００２６】
図１８にはPCS帯の下限周波数１８５０ＭＨｚで仰角１０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約４．５ｄＢｉ、最小利得が約−１．４ｄＢｉでリップルが約５．９ｄＢで約±１０５°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。利得は仰角５ｄｅｇの時より向上している。
図１９にはPCS帯の上限周波数１９９０ＭＨｚで仰角１０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約５．５ｄＢｉ、最小利得が約−２．２ｄＢｉでリップルが約７．７ｄＢで約±１０５°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。利得は仰角５ｄｅｇの時より向上している。
【００２７】
図２０にはAMPS帯の下限周波数８２４ＭＨｚで仰角２０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約１．８ｄＢｉ、最小利得が約１．１ｄＢｉでリップルが約０．７ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。利得は仰角１０ｄｅｇの時より向上している。
図２１にはAMPS帯の上限周波数８９４ＭＨｚで仰角２０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約３．０ｄＢｉ、最小利得が約２．０ｄＢｉでリップルが約１．０ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。利得は仰角１０ｄｅｇの時より向上している。
【００２８】
図２２にはPCS帯の下限周波数１８５０ＭＨｚで仰角２０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約６．２ｄＢｉ、最小利得が約０．３ｄＢｉでリップルが約５．９ｄＢで約±１０５°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。利得は仰角１０ｄｅｇの時より向上している。
図２３にはPCS帯の上限周波数１９９０ＭＨｚで仰角２０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約７．３ｄＢｉ、最小利得が約−０．１ｄＢｉでリップルが約７．４ｄＢで約±１０５°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。利得は仰角１０ｄｅｇの時より向上している。
【００２９】
図２４にはAMPS帯の下限周波数８２４ＭＨｚで仰角３０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約２．９ｄＢｉ、最小利得が約２．２ｄＢｉでリップルが約０．７ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。利得は仰角２０ｄｅｇの時より向上している。
図２５にはAMPS帯の上限周波数８９４ＭＨｚで仰角３０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約３．８ｄＢｉ、最小利得が約２．９ｄＢｉでリップルが約０．９ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。利得は仰角２０ｄｅｇの時より向上している。
【００３０】
図２６にはPCS帯の下限周波数１８５０ＭＨｚで仰角３０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約４．４ｄＢｉ、最小利得が約−２．４ｄＢｉでリップルが約６．８ｄＢで約±１０５°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。利得は仰角２０ｄｅｇの時より低下している。
図２７にはPCS帯の上限周波数１９９０ＭＨｚで仰角３０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約５．２ｄＢｉ、最小利得が約−１．５ｄＢｉでリップルが約６．７ｄＢで約±１２０°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。利得は仰角２０ｄｅｇの時より低下している。
図８ないし図２７を参照すると、TEL_AMPSアンテナの全AMPS帯における水平面内の指向特性は仰角０〜３０ｄｅｇにおいてほぼ無指向性の良好な指向特性が得られている。また、TEL_PCSアンテナの全PCS帯における水平面内の指向特性は仰角０〜３０ｄｅｇにおいて楕円形の指向特性とされているが、実用上においては十分な指向特性が得られている。
【００３１】
次に、図２８に本発明のアンテナ装置１において、GPS帯の周波数１５７５．４２ＭＨｚにおけるGPSアンテナ１４の仰角に対する平均値の利得特性を示す。この平均値は、水平面内指向特性における利得の平均値である。図２８を参照すると、仰角が１０ｄｅｇで約−２．７ｄＢｉの平均利得が得られており、仰角が２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０ｄｅｇと大きくなっても平均利得は約０ｄＢｉ〜約２ｄＢｉの間だけで変化しておりわずかな範囲でしか変化せず安定した平均利得が得られている。そして、８０ｄｅｇで約１．６ｄＢｉの最大値が得られている。
このように、GPSアンテナ１４はGPS帯において良好な利得特性を示している。
【００３２】
次に、図２９に本発明のアンテナ装置１において、SDARSアンテナ１３でXM Radio帯の下限周波数２３３２．５ＭＨｚおよび上限周波数２３４５ＭＨｚにおいて衛星波（Satellite）を受信する場合の仰角に対する平均値の利得特性を示す。この平均値は、水平面内指向特性における利得の平均値である。図２９を参照すると、仰角が２０ｄｅｇで２３３２．５ＭＨｚでは約２．４ｄＢｉ、２３４５ＭＨｚで約２．３ｄＢｉの平均利得が得られており、仰角が２５，３０，３５，４０，４５，５０，５５，６０ｄｅｇと大きくなっても２３３２．５ＭＨｚでの平均利得は約１．５ｄＢｉ〜約２．５ｄＢｉの間だけで変化しておりほぼ一定の平均利得が得られている。また、２３４５ＭＨｚでの平均利得も約１．４ｄＢｉ〜約２．４ｄＢｉの間だけで変化しておりほぼ一定の平均利得が得られていると共に、XM Radio帯の全帯域において約１．４ｄＢｉ以上の良好な平均利得が得られている。
【００３３】
また、図３０に本発明のアンテナ装置１において、SDARSアンテナ１３でXM Radio帯の下限周波数２３３２．５ＭＨｚおよび上限周波数２３４５ＭＨｚにおいて衛星波（Satellite）を受信する場合の仰角に対する最小値の利得特性を示す。この最小値は、水平面内指向特性における利得の最小値である。図３０を参照すると、仰角が２０ｄｅｇで２３３２．５ＭＨｚでは約−２．０ｄＢｉ、２３４５ＭＨｚで約−２．１ｄＢｉの最小利得が得られており、仰角が２５，３０，３５，４０，４５，５０，５５，６０ｄｅｇと大きくなるに従って最小利得が上昇する傾向を示している。２３３２．５ＭＨｚでの最小利得は約−２．０ｄＢｉ〜約１．７ｄＢｉの間だけで変化しておりわずかな範囲でしか変化しない安定した最小利得が得られており、５５ｄｅｇで約１．７ｄＢｉの最大の最小値が得られる。また、２３４５ＭＨｚでの最小利得も約−２．１ｄＢｉ〜約１．４ｄＢｉの間だけで変化しており、十分な最小利得が得られていると共にわずかな範囲でしか変化しない安定した最小利得が得られており、６０ｄｅｇで約１．４ｄＢｉの最大の最小値が得られる。また、最小利得はXM Radio帯の全帯域において約−２．１ｄＢｉ以上の十分な最小利得が得られている。
【００３４】
SDARSアンテナ１３の全XM Radio帯における仰角２０〜６０ｄｅｇに対する平均利得および最小利得は、下限周波数２３３２．５ＭＨｚと上限周波数２３４５ＭＨｚとにおけるSDARSアンテナ１３の仰角に対する平均利得および最小利得とほぼ同様の特性になることが確かめられており、平均利得は仰角によらずほぼ一定となり、最小利得は仰角が大きくなるにつれて若干上昇するだけとなる。
このように、SDARSアンテナ１３はXM Radio帯の衛星波（Satellite）を受信する場合において良好な利得特性を示している。
【００３５】
次に、図３１に本発明のアンテナ装置１において、SDARSアンテナ１３でXM Radio帯の下限周波数２３３２．５ＭＨｚおよび上限周波数２３４５ＭＨｚにおいて地上波（Terrestrial）を受信する場合の仰角に対する平均値の利得特性を示す。この平均値は、水平面内指向特性における利得の平均値である。図３１を参照すると、仰角が０ｄｅｇで２３３２．５ＭＨｚでは約−３．２ｄＢｉ、２３４５ＭＨｚで約−３．４ｄＢｉの平均利得が得られており、仰角が５，１０，１５ｄｅｇと大きくなるに従って上昇していき、１５ｄｅｇで２３３２．５ＭＨｚでの平均利得は約２．５ｄＢｉが得られ、１５ｄｅｇで２３４５ＭＨｚでの平均利得も約２．３ｄＢｉが得られるようになる。
SDARSアンテナ１３の全XM Radio帯における仰角０〜１５ｄｅｇに対する平均利得は、下限周波数２３３２．５ＭＨｚと上限周波数２３４５ＭＨｚとにおけるSDARSアンテナ１３の仰角に対する平均利得とほぼ同様の特性になることが確かめられており、平均利得は仰角が大きくなるにつれて上昇するようになる。
このように、SDARSアンテナ１３はXM Radio帯の地上波（Terrestrial）を受信する場合においても実用上十分な利得特性を示している。
【００３６】
次に、図３２ないし図４１には、本発明のアンテナ装置１においてXM Radio帯の下限周波数２３３２．５ＭＨｚおよび上限周波数２３４５ＭＨｚにおいて衛星波（Satellite）を受信する場合の仰角２０，３０，４０，５０，６０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されている。
図３２にはXM Radio帯の下限周波数２３３２．５ＭＨｚで仰角２０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約４．４ｄＢｉ、最小利得が約−２．０ｄＢｉでリップルが約６．３ｄＢとなり約１５０°方向および約−１２０°方向の利得が低下しているがほぼ無指向性の指向特性が得られている。
図３３にはXM Radio帯の上限周波数２３４５ＭＨｚで仰角２０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約５．０ｄＢｉ、最小利得が約−２．１ｄＢｉでリップルが約７．１ｄＢとなり約１５０°方向および約−１２０°方向の利得が低下しているがほぼ無指向性の指向特性が得られている。
【００３７】
図３４にはXM Radio帯の下限周波数２３３２．５ＭＨｚで仰角３０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約４．６ｄＢｉ、最小利得が約−１．１ｄＢｉでリップルが約５．７ｄＢのほぼ無指向性の指向特性が得られている。
図３５にはXM Radio帯の上限周波数２３４５ＭＨｚで仰角３０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約４．９ｄＢｉ、最小利得が約−１．２ｄＢｉでリップルが約６．１ｄＢのほぼ無指向性の指向特性が得られている。
【００３８】
図３６にはXM Radio帯の下限周波数２３３２．５ＭＨｚで仰角４０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約３．１ｄＢｉ、最小利得が約１．１ｄＢｉでリップルが約２．０ｄＢのほぼ無指向性の良好な指向特性が得られている。
図３７にはXM Radio帯の上限周波数２３４５ＭＨｚで仰角４０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約２．７ｄＢｉ、最小利得が約０．４ｄＢｉでリップルが約３．９ｄＢのほぼ無指向性の良好な指向特性が得られている。
【００３９】
図３８にはXM Radio帯の下限周波数２３３２．５ＭＨｚで仰角５０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約４．２ｄＢｉ、最小利得が約０．９ｄＢｉでリップルが約３．３ｄＢのほぼ無指向性の良好な指向特性が得られている。
図３９にはXM Radio帯の上限周波数２３４５ＭＨｚで仰角５０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約４．３ｄＢｉ、最小利得が約０．９ｄＢｉでリップルが約３．４ｄＢのほぼ無指向性の良好な指向特性が得られている。
【００４０】
図４０にはXM Radio帯の下限周波数２３３２．５ＭＨｚで仰角６０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約３．０ｄＢｉ、最小利得が約１．０ｄＢｉでリップルが約２．０ｄＢのほぼ無指向性の良好な指向特性が得られている。
図４１にはXM Radio帯の上限周波数２３４５ＭＨｚで仰角６０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約３．１ｄＢｉ、最小利得が約１．４ｄＢｉでリップルが約１．７ｄＢのほぼ無指向性の良好な指向特性が得られている。
このように、SDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性は仰角が大きくなるほど無指向性に近づいていくようになる。これは、仰角が大きくなるほどアンテナ基板１２に形成されている第１パターン１２ａおよび第２パターン１２ｂからなるTEL_AMPSアンテナの影響を受けないようになるからと考えられる。
【００４１】
次に、図４２ないし図４７には、本発明のアンテナ装置１においてXM Radio帯の下限周波数２３３２．５ＭＨｚおよび上限周波数２３４５ＭＨｚにおいて地上波（Terrestrial）を受信する場合の仰角０，１０，１５ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されている。
図４２にはXM Radio帯の下限周波数２３３２．５ＭＨｚで仰角０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約０．２ｄＢｉ、最小利得が約−１３．２ｄＢｉでリップルが約１３．４ｄＢとなり、約１４０°方向の利得が低下していると共に約−１２０°方向の利得がかなり低下している。これは、仰角が小さいことからアンテナ基板１２に形成されている第１パターン１２ａおよび第２パターン１２ｂ等の影響を受けるためと考えられるが、十分実用に適する指向特性が得られている。
図４３にはXM Radio帯の上限周波数２３４５ＭＨｚで仰角０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約０．９ｄＢｉ、最小利得が約−１３．４ｄＢｉでリップルが約１４．３ｄＢとなり、約１４０°方向の利得が低下していると共に約−１２０°方向の利得がかなり低下し、利得および指向特性は周波数が高くなるほど劣化している。しかし、十分実用に適する指向特性が得られている。
【００４２】
図４４にはXM Radio帯の下限周波数２３３２．５ＭＨｚで仰角１０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約４．１ｄＢｉ、最小利得が約−６．７ｄＢｉでリップルが約１０．８ｄＢで約１４０°方向の利得が低下していると共に、約−１２０°方向の利得がかなり低下している。しかし、仰角０ｄｅｇに比較して利得および指向特性は改善されており、十分実用に適する指向特性が得られている。
図４５にはXM Radio帯の上限周波数２３４５ＭＨｚで仰角１０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約４．１ｄＢｉ、最小利得が約−６．２ｄＢｉでリップルが約１０．３ｄＢで約１４０°方向および約−１２０°方向の利得が低下している。しかし、仰角０ｄｅｇに比較して利得および指向特性は改善されており、十分実用に適する指向特性が得られている。
【００４３】
図４６にはXM Radio帯の下限周波数２３３２．５ＭＨｚで仰角１５ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約５．３ｄＢｉ、最小利得が約−４．６ｄＢｉでリップルが約９．９ｄＢで約１４０°方向の利得が低下していると共に、約−１２０°方向の利得がかなり低下している。しかし、仰角１０ｄｅｇに比較して利得および指向特性は改善されており、十分実用に適する指向特性が得られている。
図４７にはXM Radio帯の上限周波数２３４５ＭＨｚで仰角１５ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約５．７ｄＢｉ、最小利得が約−３．９ｄＢｉでリップルが約９．６ｄＢで約１４０°方向および約−１２０°方向の利得が低下している。しかし、仰角１０ｄｅｇに比較して利得および指向特性は改善されており、十分実用に適する指向特性が得られている。
上記の通り、本発明のアンテナ装置１におけるSDARSアンテナ１３は、XM Radio帯の衛星波（Satellite）および地上波（Terrestrial）を受信するに適したアンテナとなる。
【００４４】
次に、本発明にかかるアンテナ装置１において、SDARSアンテナ１３の後端と第１パターン１２ａの前方の側縁との間隔Ｌａが約λ／４（約３２ｍｍ）以上とされると共に、第２パターン１２ｂの斜辺とSDARSアンテナ１３のほぼ中心とを結ぶ仰角θａが約３０ｄｅｇ以下とされる理由について説明する。図４８に、本発明にかかるアンテナ装置１において、SDARSアンテナ１３をその後端と第１パターン１２ａの前方の側縁との間隔が短くなるよう配置して約３０ｍｍの間隔Ｌｂに変更されると共に、第２パターンの斜辺とSDARSアンテナ１３のほぼ中心とを結ぶ仰角が約３５ｄｅｇとされた仰角θｂに変更されたアンテナ装置２の構成を示している。なお、第２パターンの形状は図４８に示す第２パターン１２ｂ’のように前方に向かって延伸されており、その長さＤ４が約３０ｍｍとされている。アンテナ装置２の他の構成はアンテナ装置１と同様とされている。
【００４５】
ここで、図４８に示すアンテナ装置２の電気的特性を図４９ないし図５９に示す。この場合、第２パターン１２ｂ’の寸法は上記の通りとされ、間隔Ｌｂは約３０ｍｍ、仰角θｂは約３５ｄｅｇとされ、他の寸法等についてはアンテナ装置１と同様とされている。
図４９にアンテナ装置２において、SDARSアンテナ１３でXM Radio帯の下限周波数２３３２．５ＭＨｚおよび上限周波数２３４５ＭＨｚにおいて衛星波（Satellite）を受信する場合の仰角に対する平均値の利得特性を示す。この平均値は、水平面内指向特性における利得の平均値である。図４９を参照すると、仰角が２０ｄｅｇで２３３２．５ＭＨｚでは約２．２ｄＢｉ、２３４５ＭＨｚで約１．６ｄＢｉの平均利得が得られており、アンテナ装置１における平均利得よりは若干低下しているが、十分な平均利得が得られている。そして、仰角が２５，３０，３５，４０，４５，５０，５５，６０ｄｅｇと大きくなっても２３３２．５ＭＨｚでの平均利得は約１．６ｄＢｉ〜約３．１ｄＢｉの間だけで変化しておりほぼ一定の平均利得が得られている。また、２３４５ＭＨｚでの平均利得も約１．３ｄＢｉ〜約２．７ｄＢｉの間だけで変化しておりほぼ一定の平均利得が得られていると共に、XM Radio帯の全帯域において約１．３ｄＢｉ以上の良好な平均利得が得られている。
【００４６】
また、図５０にアンテナ装置２において、SDARSアンテナ１３でXM Radio帯の下限周波数２３３２．５ＭＨｚおよび上限周波数２３４５ＭＨｚにおいて衛星波（Satellite）を受信する場合の仰角に対する最小値の利得特性を示す。この最小値は、水平面内指向特性における利得の最小値である。図３０を参照すると、仰角が２０ｄｅｇで２３３２．５ＭＨｚでは約−１．８ｄＢｉ、２３４５ＭＨｚで約−４．５ｄＢｉの最小利得が得られており、仰角が２５，３０，３５，４０，４５，５０，５５，６０ｄｅｇと大きくなるに従って最小利得が上昇する傾向を示している。２３３２．５ＭＨｚでの最小利得は約−１．４ｄＢｉ〜約２．３ｄＢｉの間だけで変化しておりわずかな範囲でしか変化しないようになり、６０ｄｅｇで約１．７ｄＢｉの最大値が得られる。また、２３４５ＭＨｚでの最小利得は約−４．５ｄＢｉ〜約１．８ｄＢｉの間で変化しており、アンテナ装置１における最小値−２．１ｄＢｉよりかなり低い−４．５ｄＢｉが最小値となっている。この場合、仰角が約３０ｄｅｇより小さい場合は、周波数が高くなるにつれて最小値がより低下していくようになる。
【００４７】
このように、間隔Ｌｂを約３０ｍｍに変更すると共に、仰角θｂを約３５ｄｅｇに変更すると、SDARSアンテナ１３の全XM Radio帯における仰角２０〜６０ｄｅｇに対する最小利得の最小値が−４．５ｄＢｉとなって実用上の十分な利得を確保できないようになる。このため、本発明にかかるアンテナ装置１においては、間隔Ｌａを約３２ｍｍ、仰角θａを約３０ｄｅｇにしているのである。なお、間隔Ｌａを大きくすればするほど仰角θａも小さくなって、SDARSアンテナ１３は第１パターン１２ａおよび第２パターン１２ｂから離隔されて、その影響が低減されるようになる。すなわち、間隔Ｌａを大きくすればするほど仰角θａを小さくすればするほどSDARSアンテナ１３の利得は上昇するようになる。そして、間隔Ｌａを約３２ｍｍに、仰角θａを約３０ｄｅｇとした際にSDARSアンテナ１３の利得は実用上十分な利得となることから、本発明のアンテナ装置１においては間隔Ｌａを約３２ｍｍ（λ／４）以上に、仰角θａを約３０ｄｅｇ以下にしているのである。
【００４８】
次に、図５１ないし図５５には、図４８に示すアンテナ装置２においてXM Radio帯の中心周波数２３３８．７５ＭＨｚにおいて衛星波（Satellite）を受信する場合の仰角２０，３０，４０，５０，６０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されている。
図５１にはXM Radio帯の中心周波数２３３８．７５ＭＨｚで仰角２０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約４．６ｄＢｉ、最小利得が約−３．５ｄＢｉでリップルが約８．１ｄＢとなり約５０°方向の利得が低下していると共に、約１５０°方向および約−１２０°方向の利得がかなり低下するようになっている。
図５２にはXM Radio帯の中心周波数２３３８．７５ＭＨｚで仰角３０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約４．３ｄＢｉ、最小利得が約−１．４ｄＢｉでリップルが約５．７ｄＢとなり約６０°方向および約１５０°方向ないし約−１２０°方向までの利得が低下するようになっている。
【００４９】
図５３にはXM Radio帯の中心周波数２３３８．７５ＭＨｚで仰角４０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約３．６ｄＢｉ、最小利得が約０．５ｄＢｉでリップルが約３．１ｄＢとなりほぼ無指向性の指向特性が得られている。
図５４にはXM Radio帯の中心周波数２３３８．７５ＭＨｚで仰角５０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約４．３ｄＢｉ、最小利得が約１．５ｄＢｉでリップルが約２．７ｄＢとなりほぼ無指向性の指向特性が得られている。
図５５にはXM Radio帯の中心周波数２３３８．７５ＭＨｚで仰角６０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約４．０ｄＢｉ、最小利得が約２．３ｄＢｉでリップルが約１．７ｄＢとなりほぼ無指向性の指向特性が得られている。
【００５０】
次に、図５６ないし図５９には、図４８に示すアンテナ装置２においてXM Radio帯の中心周波数２３３８．７５ＭＨｚにおいて地上波（Terrestrial）を受信する場合の仰角０，５，１０，１５ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されている。
図５６にはXM Radio帯の中心周波数２３３８．７５ＭＨｚで仰角０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約０．６ｄＢｉ、最小利得が約−１３．３ｄＢｉでリップルが約１３．９ｄＢとなり、約３０°方向ないし６０°方向の利得が低下していると共に約１５０°方向および約−１２０°方向の利得が非常に低下しており、無指向性が得られていない。このように最小利得が約−１３．３ｄＢｉと小さいと共に無指向性が得られないことから、実用に十分な指向特性が得られていない。
図５７にはXM Radio帯の中心周波数２３３８．７５ＭＨｚで仰角５ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約２．６ｄＢｉ、最小利得が約−１１．０ｄＢｉでリップルが約１３．５ｄＢとなり、約５０°方向の利得が低下していると共に約１５０°方向および約−１２０°方向の利得が非常に低下していると共に約−１２０°方向の利得がかなり低下しており、無指向性が得られていない。このように最小利得が約−１１．０ｄＢｉと小さいと共に無指向性が得られないことから、実用に十分な指向特性が得られていない。
【００５１】
図５８にはXM Radio帯の中心周波数２３３８．７５ＭＨｚで仰角１０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約４．４ｄＢｉ、最小利得が約−８．０ｄＢｉでリップルが約１２．４ｄＢとなり、約５０°方向の利得が低下していると共に約１５０°方向および約−１２０°方向の利得がかなり低下しているが、仰角０ｄｅｇの時よりはかなり向上している。しかし、最小利得が−８．０ｄＢｉと十分ではなく、実用に十分な指向特性が得られていない。
図５９にはXM Radio帯の中心周波数２３３８．７５ＭＨｚで仰角１５ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約５．７ｄＢｉ、最小利得が約−５．８ｄＢｉでリップルが約１１．５ｄＢとなり、約５０°方向の利得が低下していると共に約１５０°方向および約−１２０°方向の利得がかなり低下しているが、仰角０ｄｅｇの時よりはかなり向上している。しかし、最小利得が−５．８ｄＢｉと十分ではなく、実用に十分な指向特性が得られていない。
このように、図４８に示すアンテナ装置２においてXM Radio帯を受信するSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性は、衛星波（Satellite）や地上波（Terrestrial）に限らず低仰角における指向特性は実用に十分な指向特性が得られていない。ただし、仰角が大きくなるにつれて指向特性は改善されるようになる。
【００５２】
次に、本発明にかかるアンテナ装置１において、第１コイル１２ｃおよび第２コイル１２ｄの下面におけるアンテナベース１０からの高さＨを約３８ｍｍ以上とする理由について説明する。図６０に、本発明にかかるアンテナ装置１において、第１コイル１２ｃ’および第２コイル１２ｄ’の下面におけるアンテナベース１０からの高さを低くなるよう配置して約３１．５ｍｍの高さＨｂに変更されたアンテナ装置３の構成を示している。
ここで、図６０に示すアンテナ装置３の電気的特性を図６１ないし図７８に示す。この場合、第１コイル１２ｃ’および第２コイル１２ｄ’の下面におけるアンテナベース１０からの高さＨｂが約３１．５ｍｍとされ、他の寸法等についてはアンテナ装置１と同様とされている。
【００５３】
図６１に、アンテナ装置３においてAMPS帯の下限周波数８２４ＭＨｚおよび上限周波数８９４ＭＨｚにおけるTEL_AMPSアンテナの仰角に対する平均値の利得特性を示す。この平均値は、水平面内指向特性における利得の平均値である。図６１を参照すると、仰角が０ｄｅｇで８２４ＭＨｚでは約−２．０ｄＢｉ、８９４ＭＨｚで約−２．８ｄＢｉの平均利得が得られており、仰角が５，１０，１５，２０，２５，３０ｄｅｇと大きくなるに従って平均利得も上昇していく。仰角が３０ｄｅｇで８２４ＭＨｚでは約２．９ｄＢｉ、８９４ＭＨｚで約２．４ｄＢｉの良好な平均利得が得られている。アンテナ装置３におけるTEL_AMPSアンテナは、周波数が高くなるほど、かつ、仰角が小さくなるほど平均利得は低下する。また、本発明にかかるアンテナ装置１におけるTEL_AMPSアンテナは仰角０〜３０ｄｅｇのほぼ全体にわたり低域より高域の周波数における平均利得が向上しているが、アンテナ装置３におけるTEL_AMPSアンテナでは仰角０〜３０ｄｅｇのほぼ全体にわたり低域より高域の周波数における平均利得が低下している。すなわち、第１コイル１２ｃ’および第２コイル１２ｄ’の高さＨｂを低くして約３１．５ｍｍとするとAMPS帯の高域における平均利得が低下するようになる。
【００５４】
次に、図６２に、図６０に示すアンテナ装置３において、PCS帯の下限周波数１８５０ＭＨｚおよび上限周波数１９９０ＭＨｚにおけるTEL_PCSアンテナの仰角に対する平均値の利得特性を示す。この平均値は、水平面内指向特性における利得の平均値である。図６２を参照すると、仰角が０ｄｅｇで１８５０ＭＨｚでは約−０．８ｄＢｉ、１９９０ＭＨｚで約−０．７ｄＢｉの平均利得が得られており、仰角が５，１０，１５，２０ｄｅｇと大きくなるに従って平均利得も上昇していくが、約２０ｄｅｇで飽和し２５，３０ｄｅｇとなるに従って平均利得は下降していく。仰角が２０ｄｅｇで１８５０ＭＨｚでは約３．９ｄＢｉ、１９９０ＭＨｚで約４．７ｄＢｉの良好な平均利得が得られている。しかし、アンテナ装置３におけるTEL_PCSアンテナのPCS帯における仰角０〜３０ｄｅｇに対する平均利得を、本発明にかかるアンテナ装置１におけるTEL_PCSアンテナと比較すると、約１９１０ＭＨｚないし１９９０ＭＨｚにおいて平均利得が低下することが確かめられた。すなわち、第１コイル１２ｃ’および第２コイル１２ｄ’の高さＨｂを低くして約３１．５ｍｍとするとPCS帯では高域になるにつれて平均利得が低下するようになる。
このように、第１コイル１２ｃ’および第２コイル１２ｄ’の高さＨｂを低くして約３１．５ｍｍとすると、AMPS帯の高域における平均利得が低下すると共に、PCS帯では高域になるにつれて平均利得が低下することから、本発明にかかるアンテナ装置１においては第１コイル１２ｃおよび第２コイル１２ｄの高さＨを約３８ｍｍ以上としているのである。
【００５５】
次に、図６３ないし図７８には、図６０に示すアンテナ装置３において、AMPS帯の下限周波数８２４ＭＨｚおよび上限周波数８９４ＭＨｚで仰角０，１０，２０，３０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性、および、PCS帯の下限周波数１８５０ＭＨｚおよび上限周波数１９９０ＭＨｚで仰角０，１０，２０，３０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されている。
図６３にはAMPS帯の下限周波数８２４ＭＨｚで仰角０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約−１．５ｄＢｉ、最小利得が約−２．５ｄＢｉでリップルが約１．０ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。
図６４にはAMPS帯の上限周波数８９４ＭＨｚで仰角０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約−１．８ｄＢｉ、最小利得が約−３．９ｄＢｉでリップルが約２．１ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。
【００５６】
図６５にはPCS帯の下限周波数１８５０ＭＨｚで仰角０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約０．９ｄＢｉ、最小利得が約−４．４ｄＢｉでリップルが約５．３ｄＢで約１１０°方向および約−７０°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。
図６６にはPCS帯の上限周波数１９９０ＭＨｚで仰角０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約１．５ｄＢｉ、最小利得が約−５．７ｄＢｉでリップルが約７．２ｄＢで約１２０°方向および約−７５°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。
【００５７】
図６７にはAMPS帯の下限周波数８２４ＭＨｚで仰角１０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約０．６ｄＢｉ、最小利得が約０．０ｄＢｉでリップルが約０．６ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。利得は仰角０ｄｅｇの時より向上している。
図６８にはAMPS帯の上限周波数８９４ＭＨｚで仰角１０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約０．５ｄＢｉ、最小利得が約−０．８ｄＢｉでリップルが約１．３ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。利得は仰角０ｄｅｇの時より向上している。
【００５８】
図６９にはPCS帯の下限周波数１８５０ＭＨｚで仰角１０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約３．６ｄＢｉ、最小利得が約−１．６ｄＢｉでリップルが約５．９ｄＢで約１１０°方向および約−７０°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。利得は仰角０ｄｅｇの時より向上している。
図７０にはPCS帯の上限周波数１９９０ＭＨｚで仰角１０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約４．６ｄＢｉ、最小利得が約−１．８ｄＢｉでリップルが約６．４ｄＢで約１２０°方向および約−７０°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。利得は仰角０ｄｅｇの時より向上している。
【００５９】
図７１にはAMPS帯の下限周波数８２４ＭＨｚで仰角２０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約２．９ｄＢｉ、最小利得が約１．６ｄＢｉでリップルが約１．３ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。利得は仰角１０ｄｅｇの時より向上している。
図７２にはAMPS帯の上限周波数８９４ＭＨｚで仰角２０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約２．１ｄＢｉ、最小利得が約１．２ｄＢｉでリップルが約０．９ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。利得は仰角１０ｄｅｇの時より向上している。
【００６０】
図７３にはPCS帯の下限周波数１８５０ＭＨｚで仰角２０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約５．９ｄＢｉ、最小利得が約０．７ｄＢｉでリップルが約５．２ｄＢで約１２０°方向および約−７０°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。利得は仰角１０ｄｅｇの時より向上している。
図７４にはPCS帯の上限周波数１９９０ＭＨｚで仰角２０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約６．６ｄＢｉ、最小利得が約０．３ｄＢｉでリップルが約６．３ｄＢで約１２０°方向および約−８０°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。利得は仰角１０ｄｅｇの時より向上している。
【００６１】
図７５にはAMPS帯の下限周波数８２４ＭＨｚで仰角３０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約３．５ｄＢｉ、最小利得が約２．３ｄＢｉでリップルが約１．２ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。利得は仰角２０ｄｅｇの時より向上している。
図７６にはAMPS帯の上限周波数８９４ＭＨｚで仰角３０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約２．８ｄＢｉ、最小利得が約１．８ｄＢｉでリップルが約１．０ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。利得は仰角２０ｄｅｇの時より向上している。
【００６２】
図７７にはPCS帯の下限周波数１８５０ＭＨｚで仰角３０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約５．３ｄＢｉ、最小利得が約−１．９ｄＢｉでリップルが約７．２ｄＢで約１２０°方向および約−１００°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。利得は仰角２０ｄｅｇの時より低下している。
図７８にはPCS帯の上限周波数１９９０ＭＨｚで仰角３０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約５．０ｄＢｉ、最小利得が約−１．９ｄＢｉでリップルが約６．９ｄＢで約１３０°方向および約−１００°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。利得は仰角２０ｄｅｇの時より低下している。
図６３ないし図７８を参照すると、第１コイル１２ｃ’および第２コイル１２ｄ’の高さＨｂを低くして約３１．５ｍｍとした場合は、TEL_AMPSアンテナの全AMPS帯における水平面内の指向特性は仰角０〜３０ｄｅｇにおいてほぼ無指向性の良好な指向特性が得られているが、AMPS帯の高域における平均利得が低下していることがわかる。また、TEL_PCSアンテナの全PCS帯における水平面内の指向特性は仰角０〜３０ｄｅｇにおいて楕円形の指向特性とされており、PCS帯では高域になるにつれて平均利得が低下していることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上説明した本発明にかかるアンテナ装置１において、SDARSアンテナ１３は、衛星局からの衛星波と、地上局（ギャップフィラー）からの地上波を受信できるように、衛星波の受信性能としては２０ｄｅｇまでの低仰角において水平面内で偏差が少なく、良好な指向特性とされている。また、SDARSアンテナ１３は、電気的な干渉を防ぐために、第１パターン１２ａからλ／４（約３２ｍｍ）以上間隔を設けて配置されている。
また、GPSアンテナ１４は、上空にある複数の衛星から信号を受信することが可能であることから、それ程低仰角における受信性能を確保する必要はない。従って、天頂方向に遮蔽物がないアンテナ基板１２とSDARSアンテナ１３との間に配置されている。この場合、天頂方向に遮蔽物が無いアンテナ基板１２の後方にGPSアンテナ１４を配置するようにしても良い。
さらに、TEL_PCSアンテナおよびTEL_AMPSアンテナは、モノポールアンテナとされており、水平面内において通話やデータ通信・緊急通報システム等で利用される。これに適するように本発明にかかるアンテナ装置では、水平面内で無指向性あるいは無指向性に近い指向特性が得られている。また、電気的に波長の短いPCS帯やGSM1800帯の２ＧＨｚ帯では、アンテナ周辺にある金属物により指向性への影響が懸念されることから、第１コイル１２ｃからなるチョークコイルと、第２コイル１２ｄからなるローディングコイルは電流分布の少ないTEL_AMPSアンテナの上部に位置するよう配置している。
【００６４】
さらにまた、AM/FMアンテナはモノポールアンテナとされており、ＦＭ周波数の波長の約１／４５の高さとなりアンテナ高が低くなる。従って、第１パターン１２ａないし第３パターン１２ｅおよび第１コイル１２ｃだけで所望のＦＭ周波数に共振させることは困難となる。そこで、電気的な整合を得るために第２コイル１２ｄからなるローディングコイルを設けている。これにより、AM/FMアンテナ全体でＦＭ周波数に共振するようになる。
なお、ＡＭ帯においては、その使用周波数から容量性領域でAM/FMアンテナは作用している。従って、良好な受信性能を得られるように容量装荷型としてもよい。
また、第１コイル１２ｃからなるチョークコイルは、自己共振を用いてAMPS 帯あるいはGSM900帯の９００ＭＨｚ帯においてインピーダンスをhighにして、第３パターン１２ｅを高周波的に切り離すために設けられている。すなわち、第１コイル１２ｃは９００ＭＨｚ帯のトラップコイルとなる。さらに、第１コイル１２ｃと第２コイル１２ｄに大きな電流が誘起した場合、磁界結合してインダクタンス性能が変化してしまうことから、互いの中心軸を直交させて配置している。
【符号の説明】
【００６５】
１ アンテナ装置、２ アンテナ装置、３ アンテナ装置、１０ アンテナベース、１０ａ ボルト部、１１ アンテナカバー、１２ アンテナ基板、１２ａ 第１パターン、１２ｂ 第２パターン、１２ｃ 第１コイル、１２ｄ 第２コイル、１２ｅ 第３パターン、１２ｆ 接続ライン、１２ｇ 給電点、１３ SDARSアンテナ、１４ GPSアンテナ、１５ 回路基板、１００ アンテナ装置、１００ＭＨｚ 周波数、１１０ アンテナカバー、１２０ アンテナベース、１３０ アンテナ基板、１３０ａ 切欠、１３１ アンテナ素子、１３２ アンテナコイル、１３４ アンプ基板、１３５ 平面アンテナユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車へ搭載可能な小型低姿勢の複数のメディアに対応できるアンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用のアンテナ装置のように限られた空間しか有していないアンテナカバーを備えるアンテナ装置に、さらにアンテナを組み込んでも良好な電気的特性を得るアンテナ装置が提案されている。この従来のアンテナ装置１００の構成を図７９に示す。
この図に示す従来のアンテナ装置１００は、アンテナカバー１１０と、このアンテナカバー１１０の下端に嵌合されているアンテナベース１２０と、アンテナベース１２０に取り付けられているアンテナ基板１３０と、アンプ基板１３４と、平面アンテナユニット１３５から構成されている。アンテナカバー１１０の長手方向の長さは約２００ｍｍとされ、横幅は約７５ｍｍとされている。アンテナカバー１１０は電波透過性の合成樹脂製とされており、先端に行くほど細くなると共に、側面も内側に絞った曲面とされた流線型の外形形状とされている。アンテナカバー１１０内には、アンテナ基板１３０を立設して収納できる空間と、アンプ基板１３４をアンテナベース１２０にほぼ平行に収納する空間が形成されている。アンテナカバー１１０の下面には金属製のアンテナベース１２０が取り付けられている。そして、アンテナベース１２０にアンテナ基板１３０が立設して固着されていると共に、アンテナ基板１３０の前方に位置するようにアンプ基板１３４がアンテナベース１２０に固着されている。また、アンテナ基板１３０の下縁の中央部に矩形状の切欠１３０ａが形成されており、この切欠１３０ａ内に位置するように平面アンテナユニット１３５がアンテナベース１２０に取り付けられている。このアンテナベース１２０をアンテナカバー１１０の下面に取り付けることにより、アンテナカバー１１０の内部空間にアンテナ基板１３０とアンプ基板１３４と平面アンテナユニット１３５とを収納することができる。
【０００３】
また、アンテナベース１２０の下面からは、アンテナ装置１００を車両に取り付けるためのボルト部１２１が突出して形成されている。このボルト部１２１には貫通孔が形成されており、複数本のケーブルがボルト部１２１を介してアンテナ装置１００から導出される。さらに、アンテナ基板１３０は、高周波特性の良好なガラスエポキシ基板等のプリント基板とされており、ＡＭ放送とＦＭ放送を受信可能なアンテナを構成するアンテナ素子１３１のパターンが上部に形成されている。アンテナ基板１３０のアンテナベース１２０からの高さはｈ１、長さはｐとされている。また、アンテナ素子１３１の長さはアンテナ基板１３０と同じｐとされ、幅（高さ）はｈ２とされている。さらに、アンテナ素子１３１の下縁と平面アンテナユニット１３５の上面との間隔はｄとされている。このアンテナ素子１３１の大きさは、アンテナカバー１１０の内部空間の制約から高さｈ１は約７５ｍｍ程度までの高さ、長さｐは約９０ｍｍ程度までとされている。ここで、ＦＭ波帯の周波数１００ＭＨｚの波長をλａとすると、約７５ｍｍの寸法は約０．０２５λａ、約９０ｍｍの寸法は約０．０３λａとなり、アンテナ素子１３１は波長λａに対して超小型のアンテナとなる。
【０００４】
なお、１μＨ〜３μＨ程度のアンテナコイルがアンテナ素子１３１の給電点とアンプ基板１３４におけるアンプの入力との間に直列に挿入されており、アンテナ素子１３１とアンテナコイル１３２とからなるアンテナ部をＦＭ波帯付近で共振させている。また、アンプ基板１３４に設けられているアンプは、アンテナ素子１３１により受信されたＦＭ放送信号とＡＭ放送信号とを増幅して出力している。さらに、アンテナ素子１３１の直下に衛星ラジオ放送を受信する平面アンテナユニット１３５が配置されている。平面アンテナユニット１３５は、摂動素子を備え円偏波を受信可能なパッチ素子を備えている。平面アンテナユニット１３５は、SDARS（Satellite Digital Audio Radio Service：衛星ディジタルラジオサービス）受信用のアンテナとされ、その中心周波数は２３３８．７５ＭＨｚとされている。平面アンテナユニット１３５の動作周波数帯の中心周波数の波長をλｓとした際に、平面アンテナユニット１３５の上面とアンテナ素子１３１の下端との間隔が約０．２５λｓ以上とされている。これにより、アンテナ素子１３１の影響を受けることなく平面アンテナユニット１３５の水平面内の放射指向特性を無指向性とすることができると共に、良好なゲイン特性が得られるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１３５７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年の車両には安全性や快適性を求め様々な情報機器の搭載が進められている。それに伴い、多くのメディアに対応するため車両には放送系受信アンテナ及び情報通信系アンテナの搭載が必要とされている。車両（移動体）用のアンテナに求められる性能は水平面内において無指向性であることが一般的ある。従って、アンテナ搭載位置として適している位置は、金属物による遮蔽や反射の影響が最も少ない車両の外側であり、特にルーフパネル上が好条件となる。しかし、車両デザインとの整合性を考慮するとメディア毎に複数のアンテナをルーフパネル上に林立して設置することは困難である。また、法規制により車両からの突起（アンテナ高）には制限が設けられている場合が多く、各メディアの送受信に適した波長のアンテナサイズとした場合には長くなることから、法規制を回避するために脱着式エレメントとしている。この場合、付け忘れによる受信・通信不具合や盗難による被害等が懸念される。
【０００７】
従来のアンテナ装置は衛星ラジオ放送を受信するアンテナユニットを備えているが、さらに他のメディアに対応するアンテナを搭載するとアンテナカバー内は限られた空間とされていることから、互いにアンテナ同士が影響し合って良好な指向特性やゲイン特性を得られないという問題点があった。
そこで、本発明は限られた空間に互いに影響し合わないように複数のメディアに対応する複数のアンテナ装置を搭載できるアンテナ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明のアンテナ装置は、アンテナカバーの下端がアンテナベースに嵌合されて内部に収納空間が形成されているアンテナ装置であって、前記アンテナベース上に立設されて配置され、下部の給電点から上部にかけて側縁に沿って形成された第１パターンと、該第１パターンと接続ラインで接続された上部に形成された第２パターンと、直列接続されたチョークコイルとローディングコイルを介して前記第２パターンに接続された上部に形成された第３パターンとを有するアンテナ基板と、前記第１パターンの側端と所定間隔Ｌａだけ離隔されて前記アンテナベース上に配置されたアンテナユニットとを備え、前記第２パターンの前記側縁側の斜辺と前記アンテナユニットのほぼ中心とを結ぶ仰角θａが約３０°以下とされていると共に、前記アンテナユニットの使用周波数帯域の中心周波数の波長をλとした際に、前記所定間隔Ｌａが約λ／４以上とされていることを最も主要な特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のアンテナ装置では、アンテナユニットをアンテナカバーとアンテナベースとで形成される収納空間内に収納する際に、第２パターンの側縁側の斜辺とアンテナユニットのほぼ中心とを結ぶ仰角θａが約３０°以下とされていると共に、アンテナユニットの使用周波数帯域の中心周波数の波長をλとした際に、所定間隔Ｌａが約λ／４以上とされている。これにより、収納空間が限られた空間であっても互いにアンテナ同士が極力影響し合うことなく配置することができる。なお、第１パターンは２ＧＨｚ帯の電話用アンテナとして動作し、第１パターンと第２パターンが９００ＭＨｚ帯の電話用アンテナとして動作し、チョークコイルは、９００ＭＨｚ帯以上において第３パターンを第２パターンから高周波的に切り離すよう機能し、直列接続された第３パターン、チョークコイル、ローディングコイル、第２パターンおよび第１パターンの全体がＡＭ／ＦＭ周波数帯のアンテナとして動作する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例にかかるアンテナ装置の構成を示す平面図である。
【図２】本発明の実施例にかかるアンテナ装置の構成を示す側面図である。
【図３】本発明の実施例にかかるアンテナ装置の構成を示す正面図である。
【図４】本発明の実施例にかかるアンテナ装置の内部構成を示す側面図である。
【図５】本発明の実施例にかかるアンテナ装置の各部の寸法を示す側面図である。
【図６】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳの仰角に対する平均値の利得特性を示す図である。
【図７】本発明のアンテナ装置にかかるＰＣＳの仰角に対する平均値の利得特性を示す図である。
【図８】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角０°、周波数８２４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図９】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角０°、周波数８９４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図１０】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角０°、周波数１８５０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図１１】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角０°、周波数１９９０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図１２】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角５°、周波数８２４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図１３】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角５°、周波数８９４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図１４】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角５°、周波数１８５０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図１５】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角５°、周波数１９９０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図１６】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角１０°、周波数８２４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図１７】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角１０°、周波数８９４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図１８】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角１０°、周波数１８５０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図１９】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角１０°、周波数１９９０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図２０】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角２０°、周波数８２４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図２１】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角２０°、周波数８９４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図２２】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角２０°、周波数１８５０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図２３】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角２０°、周波数１９９０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図２４】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角３０°、周波数８２４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図２５】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角３０°、周波数８９４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図２６】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角３０°、周波数１８５０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図２７】本発明のアンテナ装置にかかるＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角３０°、周波数１９９０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図２８】本発明のアンテナ装置にかかるＧＰＳの仰角に対する利得特性を示す図である。
【図２９】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（衛星波）の仰角に対する平均値の利得特性を示す図である。
【図３０】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（衛星波）の仰角に対する最小値の利得特性を示す図である。
【図３１】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（地上波）の仰角に対する平均値の利得特性を示す図である。
【図３２】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（衛星波）の仰角２０°、周波数２．３３２５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図３３】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（衛星波）の仰角２０°、周波数２．３４５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図３４】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（衛星波）の仰角３０°、周波数２．３３２５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図３５】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（衛星波）の仰角３０°、周波数２．３４５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図３６】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（衛星波）の仰角４０°、周波数２．３３２５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図３７】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（衛星波）の仰角４０°、周波数２．３４５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図３８】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（衛星波）の仰角５０°、周波数２．３３２５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図３９】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（衛星波）の仰角５０°、周波数２．３４５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図４０】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（衛星波）の仰角６０°、周波数２．３３２５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図４１】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（衛星波）の仰角６０°、周波数２．３４５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図４２】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（地上波）の仰角０°、周波数２．３３２５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図４３】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（地上波）の仰角０°、周波数２．３４５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図４４】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（地上波）の仰角１０°、周波数２．３３２５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図４５】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（地上波）の仰角１０°、周波数２．３４５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図４６】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（地上波）の仰角１５°、周波数２．３３２５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図４７】本発明のアンテナ装置にかかるＸＭ（地上波）の仰角１５°、周波数２．３４５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図４８】本発明のアンテナ装置におけるＳＤＡＲＳアンテナの位置を変更した他のアンテナ装置の内部構成を示す側面図である。
【図４９】他のアンテナ装置のＸＭ（衛星波）の仰角に対する平均値の利得特性を示す図である。
【図５０】他のアンテナ装置のＸＭ（衛星波）の仰角に対する最小値の利得特性を示す図である。
【図５１】他のアンテナ装置のＸＭ（衛星波）の仰角２０°、周波数２．３３８７５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図５２】他のアンテナ装置のＸＭ（衛星波）の仰角３０°、周波数２．３３８７５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図５３】他のアンテナ装置のＸＭ（衛星波）の仰角４０°、周波数２．３３８７５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図５４】他のアンテナ装置のＸＭ（衛星波）の仰角５０°、周波数２．３３８７５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図５５】他のアンテナ装置のＸＭ（衛星波）の仰角６０°、周波数２．３３８７５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図５６】他のアンテナ装置のＸＭ（地上波）の仰角０°、周波数２．３３８７５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図５７】他のアンテナ装置のＸＭ（地上波）の仰角５°、周波数２．３３８７５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図５８】他のアンテナ装置のＸＭ（地上波）の仰角１０°、周波数２．３３８７５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図５９】他のアンテナ装置のＸＭ（地上波）の仰角１５°、周波数２．３３８７５ＧＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図６０】本発明の実施例かかるアンテナ装置においてチョークコイルとローディングコイルの高さを低くしたさらに他のアンテナ装置の内部構成を示す側面図である。
【図６１】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳの仰角に対する利得特性を示す図である。
【図６２】さらに他のアンテナ装置のＰＣＳの仰角に対する利得特性を示す図である。
【図６３】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角０°、周波数８２４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図６４】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角０°、周波数８９４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図６５】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角０°、周波数１８５０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図６６】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角０°、周波数１９３０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図６７】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角１０°、周波数８２４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図６８】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角１０°、周波数８９４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図６９】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角１０°、周波数１８５０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図７０】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角１０°、周波数１９３０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図７１】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角２０°、周波数８２４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図７２】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角２０°、周波数８９４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図７３】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角２０°、周波数１８５０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図７４】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角２０°、周波数１９３０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図７５】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角３０°、周波数８２４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図７６】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角３０°、周波数８９４ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図７７】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角３０°、周波数１８５０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図７８】さらに他のアンテナ装置のＡＭＰＳ／ＰＣＳの仰角３０°、周波数１９３０ＭＨｚに対する指向特性を示す図である。
【図７９】従来のアンテナ装置の構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施例にかかるアンテナ装置１の構成を図１ないし図５に示す。ただし、図１は本発明にかかるアンテナ装置１の構成を示す平面図であり、図２は本発明にかかるアンテナ装置１の構成を示す側面図であり、図３は本発明にかかるアンテナ装置１の構成を示す正面図であり、図４は本発明にかかるアンテナ装置１の内部構成を示す側面図であり、図５は本発明にかかるアンテナ装置１の各部の寸法を示す側面図である。
これらの図に示す本発明の実施例にかかるアンテナ装置１は、車両のルーフに取り付けられるアンテナ装置とされており、長手方向の長さＬ１は約２１０ｍｍ、横幅Ｌ３は約６６ｍｍとされ、車両に取り付けられた際に車両から突出する高さＬ２は約６７ｍｍとされて小型で低姿勢とされている。このアンテナ装置１の形状は先端に行くほど細くなる流線型とされており、車両の美観・デザインを損ねないようある程度の範囲内において自由に形状を決定することができる。そして、アンテナ装置１の下面には、ゴム製またはエラストマー製の柔軟なベースパッドが嵌着されており、車両に水密に取り付けることができるようにされている。
【００１２】
本発明の実施例にかかるアンテナ装置１は、ＡＭラジオ帯と、７６〜９０ＭＨｚあるいは８８〜１０８ＭＨｚのＦＭラジオ帯と、８２４〜８９４ＭＨｚのAMPS（Digital Advanced Mobile Phone System）あるいは８８０〜９６０ＭＨｚのGSM（Global System for Mobile Communications）900の９００ＭＨｚ帯の電話帯と、１８５０〜１９９０ＭＨｚのPCS（Personal Communication Services）あるいは１７１０〜１８８０ＭＨｚのGSM1800の２ＧＨｚ帯の電話帯と、１．５７５４２ＧＨｚのGPS帯と、２．３２０〜２．３３２５ＧＨｚのSirius radioあるいは２．３３２５〜２．３４５ＧＨｚのXM RadioのＳＤＡＲＳ（Satellite Digital Audio Radio）帯とを受信できるアンテナを備えている。このように、本発明の実施例にかかるアンテナ装置１は、AM/FM/TEL（２周波数）/GPS/SDARSの６つのメディアに対応している。
【００１３】
この本発明の実施例にかかるアンテナ装置１は、樹脂製のアンテナカバー１１と、このアンテナカバー１１の下端に嵌合されている金属製のアンテナベース１０と、アンテナベース１０にほぼ垂直に取り付けられているアンテナ基板１２と、アンテナベース１０上の前方に並んで取り付けられているSDARSアンテナ１３とGPSアンテナ１４と、アンテナ基板１２における下部を切り欠いた部分に配置されている回路基板１５とを備えている。アンテナカバー１１は電波透過性の合成樹脂製とされており、先端に行くほど細くなる流線型の外形形状とされている。アンテナカバー１１内には、図４に示すように立設されたアンテナ基板１２およびSDARSアンテナ１３とGPSアンテナ１４を収納する収納空間と、回路基板１５を横方向に収納する空間が形成されている。アンテナカバー１１の下端には金属製のアンテナベース１０が嵌着されている。そして、アンテナベース１０にアンテナ基板１２が立設されて固着されている。
【００１４】
図４に示すようにアンテナ基板１２の一面には、例えば銅箔とされた第１パターン１２ａ、第２パターン１２ｂと第３パターン１２ｅとがプリントにより形成されている。第１パターン１２ａは、アンテナ基板１２の前方の側縁に沿って下部から上部に向かう縦方向にほぼ矩形状に形成されており、下部は次第に細くなるようテーパ状に形成されて下端が給電点１２ｇとされている。この給電点１２ｇは回路基板１５に組み込まれた分波回路の入力に接続される。第２パターン１２ｂは、アンテナ基板１２の上部に横方向に形成されており、アンテナ基板１２の前方の側縁側に斜辺が形成されたほぼ矩形状とされている。この斜辺と最も前方に配置されているSDARSアンテナ１３のほぼ中心とを結ぶ仰角がθａとされ、仰角θａが約３０ｄｅｇ以下となるようSDARSアンテナ１３が配置されている。第２パターン１２ｂの前部の所定箇所と、第１パターン１２ａの下部の所定箇所とは接続ライン１２ｆにより接続されている。第３パターン１２ｅは、アンテナ基板１２の上部に横方向に細長いほぼ矩形状に形成されており、前方の下部が一部切り取られている。
【００１５】
第３パターン１２ｅのこの切り取られた部分と第２パターン１２ｂの後端とが、第１コイル１２ｃおよび第２コイル１２ｄの直列回路を介して接続されている。第１コイル１２ｃと第２コイル１２ｄとは互いの中心軸が直交して配置されて、第１コイル１２ｃと第２コイル１２ｄとが互いに独立して機能するようにされている。この第１コイル１２ｃは９００ＭＨｚ帯および２ＧＨｚ帯の電話帯において、第３パターン１２ｅを第２パターン１２ｂから高周波的に切り離すチョークコイルとして作用している。また、第２コイル１２ｄは後述するAM/FMアンテナのローディングコイルとして作用する。このように、第１コイル１２ｃと第２コイル１２ｄとは、それぞれ異なる動作を行うことから、それぞれ独立したコイルとしていると共に互いの中心軸が直交して配置されて互いに干渉しないようにされている。なお、第１コイル１２ｃは８００ＭＨｚないし９００ＭＨｚにおいて共振するようになり、この共振は第１コイル１２ｃの線間容量とアンテナベース１０間の浮遊容量と第１コイル１２ｃのインダクタンスとにより生じる。また、第２パターン１２ｂの後端に第１コイル１２ｃを接続しているのは、第２パターン１２ｂの後端における高周波電流の小さい位置にローディングコイルを接続して放射効率を極力低下させないためである。
【００１６】
Ｃで示す矩形の破線で囲われているアンテナ基板１２に形成されている第１パターン１２ａは、２ＧＨｚ帯の電話帯のTEL_PCSアンテナとして動作し、Ｂで示す矩形の破線で囲われている第１パターン１２ａと第２パターン１２ｂとが接続ライン１２ｆで接続されて９００ＭＨｚ帯の電話帯のTEL_AMPSアンテナとして動作する。なお、接続ライン１２ｆはPCS帯において第１パターン１２ａが独立して動作するように、PCS帯におけるチョークコイルとして作用する。また、Ａで示す折曲された矩形の破線で囲われている直列接続された第１パターン１２ａ、第２パターン１２ｂ、第１コイル１２ｃ、第２コイル１２ｄ、第３パターン１２ｅの全体がＦＭラジオ帯にほぼ共振するAM/FMアンテナとして動作する。この場合、第２コイル１２ｄが、AM/FMアンテナをＦＭラジオ帯に共振させるためのローディングコイルとして作用する。なお、AM/FMアンテナはＡＭラジオ帯においては非共振アンテナとして動作する。このため、給電点１２ｇからはTEL_PCSアンテナとTEL_AMPSアンテナとAM/FMアンテナとの受信信号が出力されて回路基板１５に組み込まれた分波回路に入力される。この分波回路において、電話帯の受信信号とＡＭ／ＦＭラジオの受信信号とが分波されて、ＡＭ／ＦＭラジオ帯の受信信号はアンプで増幅され、それぞれケーブルを介して出力される。
また、第１コイル１２ｃおよび第２コイル１２ｄの下面におけるアンテナベース１０からの高さがＨとされており、高さＨは約３８ｍｍとされている。高さＨを約３８ｍｍ以上とすることによりTEL_PCSアンテナの指向特性を妨げないようになって、その利得が確保されると共に、その指向特性が良好になる。
【００１７】
アンテナベース１０の最も前方に配置されているSDARSアンテナ１３は、マイクロストリップ平面アンテナとされており、その後端と第１パターン１２ａの前方の側縁とがＬａだけ離隔されており、間隔Ｌａは約３２ｍｍとされている。この場合、SDRASアンテナ１３の動作周波数帯の中心周波数の波長をλとするとλ／４が約３２ｍｍとなり、SDRASアンテナ１３の利得を確保すると共に、その指向特性を良好にするために間隔Ｌａは約λ／４以上とされる。そして、SDRASアンテナ１３とアンテナ基板１２との間にGPSアンテナ１４が配置されている。GPSアンテナ１４は、マイクロストリップ平面アンテナとされている。また、アンテナベース１０の下面からは、アンテナ装置１を車両に取り付けるためのボルト部１０ａが突出して形成されている。このボルト部１０ａには貫通孔が形成されており、複数本のケーブルがボルト部１０ａを介してアンテナ装置１から導出される。この場合、ボルト部１０ａが挿通される穴が車両のルーフに形成され、これらの穴にボルト部１０ａが挿通されるようルーフ上にアンテナ装置１を載置する。そして、車両内に突出したボルト部１０ａにナットを締着することによりアンテナ装置１を車両のルーフに固着することができる。この際に、ボルト部１０ａから引き出されたケーブルが車両内に導かれる。このボルト部１０ａの貫通孔を挿通して外部へ引き出されているケーブルは、電話帯の送信／受信信号を伝達するケーブルと、ＡＭ／ＦＭラジオの受信信号を導出するケーブルと、SDARSアンテナ１３から導出されたケーブルと、GPSアンテナ１４から導出されたケーブルとされている。それぞれのケーブルの先端には、AM/FM out端子、TEL in/out 端子、SDARS out 端子、GPS out 端子が設けられて、これらの端子は対応する受信機の入力端子にそれぞれ接続される。
【００１８】
図５に示すアンテナ基板１２に形成されている第１パターン１２ａないし第３パターン１２ｅの寸法の一例を挙げると、第１パターン１２ａの縦方向の長さＤ１が約３９ｍｍ、幅Ｗ１が約２０ｍｍとされ、第２パターン１２ｂの長さＤ２が約２０ｍｍ、幅Ｗ２が約１５ｍｍとされ、第３パターン１２ｅの長さＤ３が約６９ｍｍ、幅Ｗ３が約２７．５ｍｍとされている。
ここで、本発明の実施例にかかるアンテナ装置１の電気的特性を図６ないし図４７に示す。この場合、第１パターン１２ａないし第３パターン１２ｅの寸法は上記の通りとされ、SDARSアンテナ１３の後端と第１パターン１２ａの前方の側縁との間隔Ｌａが約３２ｍｍ、第２パターン１２ｂの斜辺とSDARSアンテナ１３のほぼ中心とを結ぶ仰角θａが約３０ｄｅｇ、第１コイル１２ｃおよび第２コイル１２ｄの下面におけるアンテナベース１０からの高さＨが約３８ｍｍ、第１コイル１２ｃの線径が約φ０．５５ｍｍ、巻き径が約φ３ｍｍで巻き数が約１２．５ターン、第２コイル１２ｄの線径が約φ０．５５ｍｍ、巻き径が約φ５．８ｍｍで巻き数が約１３．５ターンとされている。また、アンテナ装置１は直径約１ｍのアース板上に設置されている。
【００１９】
まず、図６に、本発明のアンテナ装置１においてAMPS帯の下限周波数８２４ＭＨｚおよび上限周波数８９４ＭＨｚにおけるTEL_AMPSアンテナの仰角に対する平均値の利得特性を示す。この平均値は、水平面内指向特性における利得の平均値である。図６を参照すると、仰角が０ｄｅｇで８２４ＭＨｚでは約−２．４ｄＢｉ、８９４ＭＨｚで約−３．０ｄＢｉの平均利得が得られており、仰角が５，１０，１５，２０，２５，３０ｄｅｇと大きくなるに従って平均利得も上昇していく。仰角が３０ｄｅｇで８２４ＭＨｚでは約２．６ｄＢｉ、８９４ＭＨｚで約３．２ｄＢｉの良好な平均利得が得られている。TEL_AMPSアンテナの全AMPS帯における仰角０〜３０ｄｅｇに対する平均利得は、下限周波数８２４ＭＨｚと上限周波数８９４ＭＨｚとにおけるTEL_AMPSアンテナの仰角に対する平均利得とほぼ同様の特性になることが確かめられており、周波数が高くなるほど、かつ、仰角が小さくなるほど平均利得は低下する。すなわち、TEL_AMPSアンテナにおいては仰角が０ｄｅｇで８９４ＭＨｚの約−３．０ｄＢｉの平均利得が最小値の平均利得となる。
このように、TEL_AMPSアンテナはAMPS帯において良好な利得特性を示している。
【００２０】
次に、図７に、本発明のアンテナ装置１においてPCS帯の下限周波数１８５０ＭＨｚおよび上限周波数１９９０ＭＨｚにおけるTEL_PCSアンテナの仰角に対する平均値の利得特性を示す。この平均値は、水平面内指向特性における利得の平均値である。図７を参照すると、仰角が０ｄｅｇで１８５０ＭＨｚでは約−０．８ｄＢｉ、１９９０ＭＨｚで約−０．２ｄＢｉの平均利得が得られており、仰角が５，１０，１５，２０ｄｅｇと大きくなるに従って平均利得も上昇していくが、約２０ｄｅｇで飽和し２５，３０ｄｅｇとなるに従って平均利得は下降していく。仰角が２０ｄｅｇで１８５０ＭＨｚでは約４．１ｄＢｉ、１９９０ＭＨｚで約４．９ｄＢｉの良好な平均利得が得られている。TEL_PCSアンテナの全PCS帯における仰角０〜３０ｄｅｇに対する平均利得は、下限周波数１８５０ＭＨｚと上限周波数１９９０ＭＨｚとにおけるTEL_PCSアンテナの仰角に対する平均利得とほぼ同様の特性になることが確かめられており、周波数が約１９１０ＭＨｚで仰角が０ｄｅｇの約−１．０ｄＢｉの平均利得が最小値の平均利得となる。
このように、TEL_PCSアンテナはPCS帯において良好な利得特性を示している。
【００２１】
次に、図８ないし図２７には、本発明のアンテナ装置１において、AMPS帯の下限周波数８２４ＭＨｚおよび上限周波数８９４ＭＨｚで仰角０，５，１０，２０，３０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性、および、PCS帯の下限周波数１８５０ＭＨｚおよび上限周波数１９９０ＭＨｚで仰角０，５，１０，２０，３０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されている。
図８にはAMPS帯の下限周波数８２４ＭＨｚで仰角０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約−１．２ｄＢｉ、最小利得が約−３．６ｄＢｉでリップルが約２．４ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。
図９にはAMPS帯の上限周波数８９４ＭＨｚで仰角０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約−２．２ｄＢｉ、最小利得が約−３．８ｄＢｉでリップルが約１．６ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。
【００２２】
図１０にはPCS帯の下限周波数１８５０ＭＨｚで仰角０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約１．５ｄＢｉ、最小利得が約−４．９ｄＢｉでリップルが約６．４ｄＢで約±１２０°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。
図１１にはPCS帯の上限周波数１９９０ＭＨｚで仰角０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約１．３ｄＢｉ、最小利得が約−４．９ｄＢｉでリップルが約７．３ｄＢで約±１０５°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。
【００２３】
図１２にはAMPS帯の下限周波数８２４ＭＨｚで仰角５ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約−０．９ｄＢｉ、最小利得が約−２．４ｄＢｉでリップルが約１．５ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。利得は仰角０ｄｅｇの時より向上している。
図１３にはAMPS帯の上限周波数８９４ＭＨｚで仰角５ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約−０．３ｄＢｉ、最小利得が約−２．０ｄＢｉでリップルが約１．７ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。利得は仰角０ｄｅｇの時より向上している。
【００２４】
図１４にはPCS帯の下限周波数１８５０ＭＨｚで仰角５ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約３．２ｄＢｉ、最小利得が約−２．５ｄＢｉでリップルが約５．７ｄＢで約±１２０°方向の利得が低下しているが仰角０ｄｅｇの時より改善されたやや楕円形の指向特性が得られている。利得は仰角０ｄｅｇの時より向上している。
図１５にはPCS帯の上限周波数１９９０ＭＨｚで仰角５ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約４．１ｄＢｉ、最小利得が約−３．６ｄＢｉでリップルが約７．７ｄＢで約±１０５°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。
【００２５】
図１６にはAMPS帯の下限周波数８２４ＭＨｚで仰角１０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約０．５ｄＢｉ、最小利得が約−０．９ｄＢｉでリップルが約１．４ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。利得は仰角５ｄｅｇの時より向上している。
図１７にはAMPS帯の上限周波数８９４ＭＨｚで仰角１０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約１．２ｄＢｉ、最小利得が約−０．３ｄＢｉでリップルが約１．５ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。利得は仰角５ｄｅｇの時より向上している。
【００２６】
図１８にはPCS帯の下限周波数１８５０ＭＨｚで仰角１０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約４．５ｄＢｉ、最小利得が約−１．４ｄＢｉでリップルが約５．９ｄＢで約±１０５°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。利得は仰角５ｄｅｇの時より向上している。
図１９にはPCS帯の上限周波数１９９０ＭＨｚで仰角１０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約５．５ｄＢｉ、最小利得が約−２．２ｄＢｉでリップルが約７．７ｄＢで約±１０５°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。利得は仰角５ｄｅｇの時より向上している。
【００２７】
図２０にはAMPS帯の下限周波数８２４ＭＨｚで仰角２０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約１．８ｄＢｉ、最小利得が約１．１ｄＢｉでリップルが約０．７ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。利得は仰角１０ｄｅｇの時より向上している。
図２１にはAMPS帯の上限周波数８９４ＭＨｚで仰角２０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約３．０ｄＢｉ、最小利得が約２．０ｄＢｉでリップルが約１．０ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。利得は仰角１０ｄｅｇの時より向上している。
【００２８】
図２２にはPCS帯の下限周波数１８５０ＭＨｚで仰角２０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約６．２ｄＢｉ、最小利得が約０．３ｄＢｉでリップルが約５．９ｄＢで約±１０５°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。利得は仰角１０ｄｅｇの時より向上している。
図２３にはPCS帯の上限周波数１９９０ＭＨｚで仰角２０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約７．３ｄＢｉ、最小利得が約−０．１ｄＢｉでリップルが約７．４ｄＢで約±１０５°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。利得は仰角１０ｄｅｇの時より向上している。
【００２９】
図２４にはAMPS帯の下限周波数８２４ＭＨｚで仰角３０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約２．９ｄＢｉ、最小利得が約２．２ｄＢｉでリップルが約０．７ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。利得は仰角２０ｄｅｇの時より向上している。
図２５にはAMPS帯の上限周波数８９４ＭＨｚで仰角３０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約３．８ｄＢｉ、最小利得が約２．９ｄＢｉでリップルが約０．９ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。利得は仰角２０ｄｅｇの時より向上している。
【００３０】
図２６にはPCS帯の下限周波数１８５０ＭＨｚで仰角３０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約４．４ｄＢｉ、最小利得が約−２．４ｄＢｉでリップルが約６．８ｄＢで約±１０５°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。利得は仰角２０ｄｅｇの時より低下している。
図２７にはPCS帯の上限周波数１９９０ＭＨｚで仰角３０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約５．２ｄＢｉ、最小利得が約−１．５ｄＢｉでリップルが約６．７ｄＢで約±１２０°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。利得は仰角２０ｄｅｇの時より低下している。
図８ないし図２７を参照すると、TEL_AMPSアンテナの全AMPS帯における水平面内の指向特性は仰角０〜３０ｄｅｇにおいてほぼ無指向性の良好な指向特性が得られている。また、TEL_PCSアンテナの全PCS帯における水平面内の指向特性は仰角０〜３０ｄｅｇにおいて楕円形の指向特性とされているが、実用上においては十分な指向特性が得られている。
【００３１】
次に、図２８に本発明のアンテナ装置１において、GPS帯の周波数１５７５．４２ＭＨｚにおけるGPSアンテナ１４の仰角に対する平均値の利得特性を示す。この平均値は、水平面内指向特性における利得の平均値である。図２８を参照すると、仰角が１０ｄｅｇで約−２．７ｄＢｉの平均利得が得られており、仰角が２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０ｄｅｇと大きくなっても平均利得は約０ｄＢｉ〜約２ｄＢｉの間だけで変化しておりわずかな範囲でしか変化せず安定した平均利得が得られている。そして、８０ｄｅｇで約１．６ｄＢｉの最大値が得られている。
このように、GPSアンテナ１４はGPS帯において良好な利得特性を示している。
【００３２】
次に、図２９に本発明のアンテナ装置１において、SDARSアンテナ１３でXM Radio帯の下限周波数２３３２．５ＭＨｚおよび上限周波数２３４５ＭＨｚにおいて衛星波（Satellite）を受信する場合の仰角に対する平均値の利得特性を示す。この平均値は、水平面内指向特性における利得の平均値である。図２９を参照すると、仰角が２０ｄｅｇで２３３２．５ＭＨｚでは約２．４ｄＢｉ、２３４５ＭＨｚで約２．３ｄＢｉの平均利得が得られており、仰角が２５，３０，３５，４０，４５，５０，５５，６０ｄｅｇと大きくなっても２３３２．５ＭＨｚでの平均利得は約１．５ｄＢｉ〜約２．５ｄＢｉの間だけで変化しておりほぼ一定の平均利得が得られている。また、２３４５ＭＨｚでの平均利得も約１．４ｄＢｉ〜約２．４ｄＢｉの間だけで変化しておりほぼ一定の平均利得が得られていると共に、XM Radio帯の全帯域において約１．４ｄＢｉ以上の良好な平均利得が得られている。
【００３３】
また、図３０に本発明のアンテナ装置１において、SDARSアンテナ１３でXM Radio帯の下限周波数２３３２．５ＭＨｚおよび上限周波数２３４５ＭＨｚにおいて衛星波（Satellite）を受信する場合の仰角に対する最小値の利得特性を示す。この最小値は、水平面内指向特性における利得の最小値である。図３０を参照すると、仰角が２０ｄｅｇで２３３２．５ＭＨｚでは約−２．０ｄＢｉ、２３４５ＭＨｚで約−２．１ｄＢｉの最小利得が得られており、仰角が２５，３０，３５，４０，４５，５０，５５，６０ｄｅｇと大きくなるに従って最小利得が上昇する傾向を示している。２３３２．５ＭＨｚでの最小利得は約−２．０ｄＢｉ〜約１．７ｄＢｉの間だけで変化しておりわずかな範囲でしか変化しない安定した最小利得が得られており、５５ｄｅｇで約１．７ｄＢｉの最大の最小値が得られる。また、２３４５ＭＨｚでの最小利得も約−２．１ｄＢｉ〜約１．４ｄＢｉの間だけで変化しており、十分な最小利得が得られていると共にわずかな範囲でしか変化しない安定した最小利得が得られており、６０ｄｅｇで約１．４ｄＢｉの最大の最小値が得られる。また、最小利得はXM Radio帯の全帯域において約−２．１ｄＢｉ以上の十分な最小利得が得られている。
【００３４】
SDARSアンテナ１３の全XM Radio帯における仰角２０〜６０ｄｅｇに対する平均利得および最小利得は、下限周波数２３３２．５ＭＨｚと上限周波数２３４５ＭＨｚとにおけるSDARSアンテナ１３の仰角に対する平均利得および最小利得とほぼ同様の特性になることが確かめられており、平均利得は仰角によらずほぼ一定となり、最小利得は仰角が大きくなるにつれて若干上昇するだけとなる。
このように、SDARSアンテナ１３はXM Radio帯の衛星波（Satellite）を受信する場合において良好な利得特性を示している。
【００３５】
次に、図３１に本発明のアンテナ装置１において、SDARSアンテナ１３でXM Radio帯の下限周波数２３３２．５ＭＨｚおよび上限周波数２３４５ＭＨｚにおいて地上波（Terrestrial）を受信する場合の仰角に対する平均値の利得特性を示す。この平均値は、水平面内指向特性における利得の平均値である。図３１を参照すると、仰角が０ｄｅｇで２３３２．５ＭＨｚでは約−３．２ｄＢｉ、２３４５ＭＨｚで約−３．４ｄＢｉの平均利得が得られており、仰角が５，１０，１５ｄｅｇと大きくなるに従って上昇していき、１５ｄｅｇで２３３２．５ＭＨｚでの平均利得は約２．５ｄＢｉが得られ、１５ｄｅｇで２３４５ＭＨｚでの平均利得も約２．３ｄＢｉが得られるようになる。
SDARSアンテナ１３の全XM Radio帯における仰角０〜１５ｄｅｇに対する平均利得は、下限周波数２３３２．５ＭＨｚと上限周波数２３４５ＭＨｚとにおけるSDARSアンテナ１３の仰角に対する平均利得とほぼ同様の特性になることが確かめられており、平均利得は仰角が大きくなるにつれて上昇するようになる。
このように、SDARSアンテナ１３はXM Radio帯の地上波（Terrestrial）を受信する場合においても実用上十分な利得特性を示している。
【００３６】
次に、図３２ないし図４１には、本発明のアンテナ装置１においてXM Radio帯の下限周波数２３３２．５ＭＨｚおよび上限周波数２３４５ＭＨｚにおいて衛星波（Satellite）を受信する場合の仰角２０，３０，４０，５０，６０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されている。
図３２にはXM Radio帯の下限周波数２３３２．５ＭＨｚで仰角２０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約４．４ｄＢｉ、最小利得が約−２．０ｄＢｉでリップルが約６．３ｄＢとなり約１５０°方向および約−１２０°方向の利得が低下しているがほぼ無指向性の指向特性が得られている。
図３３にはXM Radio帯の上限周波数２３４５ＭＨｚで仰角２０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約５．０ｄＢｉ、最小利得が約−２．１ｄＢｉでリップルが約７．１ｄＢとなり約１５０°方向および約−１２０°方向の利得が低下しているがほぼ無指向性の指向特性が得られている。
【００３７】
図３４にはXM Radio帯の下限周波数２３３２．５ＭＨｚで仰角３０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約４．６ｄＢｉ、最小利得が約−１．１ｄＢｉでリップルが約５．７ｄＢのほぼ無指向性の指向特性が得られている。
図３５にはXM Radio帯の上限周波数２３４５ＭＨｚで仰角３０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約４．９ｄＢｉ、最小利得が約−１．２ｄＢｉでリップルが約６．１ｄＢのほぼ無指向性の指向特性が得られている。
【００３８】
図３６にはXM Radio帯の下限周波数２３３２．５ＭＨｚで仰角４０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約３．１ｄＢｉ、最小利得が約１．１ｄＢｉでリップルが約２．０ｄＢのほぼ無指向性の良好な指向特性が得られている。
図３７にはXM Radio帯の上限周波数２３４５ＭＨｚで仰角４０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約２．７ｄＢｉ、最小利得が約０．４ｄＢｉでリップルが約３．９ｄＢのほぼ無指向性の良好な指向特性が得られている。
【００３９】
図３８にはXM Radio帯の下限周波数２３３２．５ＭＨｚで仰角５０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約４．２ｄＢｉ、最小利得が約０．９ｄＢｉでリップルが約３．３ｄＢのほぼ無指向性の良好な指向特性が得られている。
図３９にはXM Radio帯の上限周波数２３４５ＭＨｚで仰角５０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約４．３ｄＢｉ、最小利得が約０．９ｄＢｉでリップルが約３．４ｄＢのほぼ無指向性の良好な指向特性が得られている。
【００４０】
図４０にはXM Radio帯の下限周波数２３３２．５ＭＨｚで仰角６０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約３．０ｄＢｉ、最小利得が約１．０ｄＢｉでリップルが約２．０ｄＢのほぼ無指向性の良好な指向特性が得られている。
図４１にはXM Radio帯の上限周波数２３４５ＭＨｚで仰角６０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約３．１ｄＢｉ、最小利得が約１．４ｄＢｉでリップルが約１．７ｄＢのほぼ無指向性の良好な指向特性が得られている。
このように、SDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性は仰角が大きくなるほど無指向性に近づいていくようになる。これは、仰角が大きくなるほどアンテナ基板１２に形成されている第１パターン１２ａおよび第２パターン１２ｂからなるTEL_AMPSアンテナの影響を受けないようになるからと考えられる。
【００４１】
次に、図４２ないし図４７には、本発明のアンテナ装置１においてXM Radio帯の下限周波数２３３２．５ＭＨｚおよび上限周波数２３４５ＭＨｚにおいて地上波（Terrestrial）を受信する場合の仰角０，１０，１５ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されている。
図４２にはXM Radio帯の下限周波数２３３２．５ＭＨｚで仰角０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約０．２ｄＢｉ、最小利得が約−１３．２ｄＢｉでリップルが約１３．４ｄＢとなり、約１４０°方向の利得が低下していると共に約−１２０°方向の利得がかなり低下している。これは、仰角が小さいことからアンテナ基板１２に形成されている第１パターン１２ａおよび第２パターン１２ｂ等の影響を受けるためと考えられるが、十分実用に適する指向特性が得られている。
図４３にはXM Radio帯の上限周波数２３４５ＭＨｚで仰角０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約０．９ｄＢｉ、最小利得が約−１３．４ｄＢｉでリップルが約１４．３ｄＢとなり、約１４０°方向の利得が低下していると共に約−１２０°方向の利得がかなり低下し、利得および指向特性は周波数が高くなるほど劣化している。しかし、十分実用に適する指向特性が得られている。
【００４２】
図４４にはXM Radio帯の下限周波数２３３２．５ＭＨｚで仰角１０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約４．１ｄＢｉ、最小利得が約−６．７ｄＢｉでリップルが約１０．８ｄＢで約１４０°方向の利得が低下していると共に、約−１２０°方向の利得がかなり低下している。しかし、仰角０ｄｅｇに比較して利得および指向特性は改善されており、十分実用に適する指向特性が得られている。
図４５にはXM Radio帯の上限周波数２３４５ＭＨｚで仰角１０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約４．１ｄＢｉ、最小利得が約−６．２ｄＢｉでリップルが約１０．３ｄＢで約１４０°方向および約−１２０°方向の利得が低下している。しかし、仰角０ｄｅｇに比較して利得および指向特性は改善されており、十分実用に適する指向特性が得られている。
【００４３】
図４６にはXM Radio帯の下限周波数２３３２．５ＭＨｚで仰角１５ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約５．３ｄＢｉ、最小利得が約−４．６ｄＢｉでリップルが約９．９ｄＢで約１４０°方向の利得が低下していると共に、約−１２０°方向の利得がかなり低下している。しかし、仰角１０ｄｅｇに比較して利得および指向特性は改善されており、十分実用に適する指向特性が得られている。
図４７にはXM Radio帯の上限周波数２３４５ＭＨｚで仰角１５ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約５．７ｄＢｉ、最小利得が約−３．９ｄＢｉでリップルが約９．６ｄＢで約１４０°方向および約−１２０°方向の利得が低下している。しかし、仰角１０ｄｅｇに比較して利得および指向特性は改善されており、十分実用に適する指向特性が得られている。
上記の通り、本発明のアンテナ装置１におけるSDARSアンテナ１３は、XM Radio帯の衛星波（Satellite）および地上波（Terrestrial）を受信するに適したアンテナとなる。
【００４４】
次に、本発明にかかるアンテナ装置１において、SDARSアンテナ１３の後端と第１パターン１２ａの前方の側縁との間隔Ｌａが約λ／４（約３２ｍｍ）以上とされると共に、第２パターン１２ｂの斜辺とSDARSアンテナ１３のほぼ中心とを結ぶ仰角θａが約３０ｄｅｇ以下とされる理由について説明する。図４８に、本発明にかかるアンテナ装置１において、SDARSアンテナ１３をその後端と第１パターン１２ａの前方の側縁との間隔が短くなるよう配置して約３０ｍｍの間隔Ｌｂに変更されると共に、第２パターンの斜辺とSDARSアンテナ１３のほぼ中心とを結ぶ仰角が約３５ｄｅｇとされた仰角θｂに変更されたアンテナ装置２の構成を示している。なお、第２パターンの形状は図４８に示す第２パターン１２ｂ’のように前方に向かって延伸されており、その長さＤ４が約３０ｍｍとされている。アンテナ装置２の他の構成はアンテナ装置１と同様とされている。
【００４５】
ここで、図４８に示すアンテナ装置２の電気的特性を図４９ないし図５９に示す。この場合、第２パターン１２ｂ’の寸法は上記の通りとされ、間隔Ｌｂは約３０ｍｍ、仰角θｂは約３５ｄｅｇとされ、他の寸法等についてはアンテナ装置１と同様とされている。
図４９にアンテナ装置２において、SDARSアンテナ１３でXM Radio帯の下限周波数２３３２．５ＭＨｚおよび上限周波数２３４５ＭＨｚにおいて衛星波（Satellite）を受信する場合の仰角に対する平均値の利得特性を示す。この平均値は、水平面内指向特性における利得の平均値である。図４９を参照すると、仰角が２０ｄｅｇで２３３２．５ＭＨｚでは約２．２ｄＢｉ、２３４５ＭＨｚで約１．６ｄＢｉの平均利得が得られており、アンテナ装置１における平均利得よりは若干低下しているが、十分な平均利得が得られている。そして、仰角が２５，３０，３５，４０，４５，５０，５５，６０ｄｅｇと大きくなっても２３３２．５ＭＨｚでの平均利得は約１．６ｄＢｉ〜約３．１ｄＢｉの間だけで変化しておりほぼ一定の平均利得が得られている。また、２３４５ＭＨｚでの平均利得も約１．３ｄＢｉ〜約２．７ｄＢｉの間だけで変化しておりほぼ一定の平均利得が得られていると共に、XM Radio帯の全帯域において約１．３ｄＢｉ以上の良好な平均利得が得られている。
【００４６】
また、図５０にアンテナ装置２において、SDARSアンテナ１３でXM Radio帯の下限周波数２３３２．５ＭＨｚおよび上限周波数２３４５ＭＨｚにおいて衛星波（Satellite）を受信する場合の仰角に対する最小値の利得特性を示す。この最小値は、水平面内指向特性における利得の最小値である。図３０を参照すると、仰角が２０ｄｅｇで２３３２．５ＭＨｚでは約−１．８ｄＢｉ、２３４５ＭＨｚで約−４．５ｄＢｉの最小利得が得られており、仰角が２５，３０，３５，４０，４５，５０，５５，６０ｄｅｇと大きくなるに従って最小利得が上昇する傾向を示している。２３３２．５ＭＨｚでの最小利得は約−１．４ｄＢｉ〜約２．３ｄＢｉの間だけで変化しておりわずかな範囲でしか変化しないようになり、６０ｄｅｇで約１．７ｄＢｉの最大値が得られる。また、２３４５ＭＨｚでの最小利得は約−４．５ｄＢｉ〜約１．８ｄＢｉの間で変化しており、アンテナ装置１における最小値−２．１ｄＢｉよりかなり低い−４．５ｄＢｉが最小値となっている。この場合、仰角が約３０ｄｅｇより小さい場合は、周波数が高くなるにつれて最小値がより低下していくようになる。
【００４７】
このように、間隔Ｌｂを約３０ｍｍに変更すると共に、仰角θｂを約３５ｄｅｇに変更すると、SDARSアンテナ１３の全XM Radio帯における仰角２０〜６０ｄｅｇに対する最小利得の最小値が−４．５ｄＢｉとなって実用上の十分な利得を確保できないようになる。このため、本発明にかかるアンテナ装置１においては、間隔Ｌａを約３２ｍｍ、仰角θａを約３０ｄｅｇにしているのである。なお、間隔Ｌａを大きくすればするほど仰角θａも小さくなって、SDARSアンテナ１３は第１パターン１２ａおよび第２パターン１２ｂから離隔されて、その影響が低減されるようになる。すなわち、間隔Ｌａを大きくすればするほど仰角θａを小さくすればするほどSDARSアンテナ１３の利得は上昇するようになる。そして、間隔Ｌａを約３２ｍｍに、仰角θａを約３０ｄｅｇとした際にSDARSアンテナ１３の利得は実用上十分な利得となることから、本発明のアンテナ装置１においては間隔Ｌａを約３２ｍｍ（λ／４）以上に、仰角θａを約３０ｄｅｇ以下にしているのである。
【００４８】
次に、図５１ないし図５５には、図４８に示すアンテナ装置２においてXM Radio帯の中心周波数２３３８．７５ＭＨｚにおいて衛星波（Satellite）を受信する場合の仰角２０，３０，４０，５０，６０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されている。
図５１にはXM Radio帯の中心周波数２３３８．７５ＭＨｚで仰角２０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約４．６ｄＢｉ、最小利得が約−３．５ｄＢｉでリップルが約８．１ｄＢとなり約５０°方向の利得が低下していると共に、約１５０°方向および約−１２０°方向の利得がかなり低下するようになっている。
図５２にはXM Radio帯の中心周波数２３３８．７５ＭＨｚで仰角３０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約４．３ｄＢｉ、最小利得が約−１．４ｄＢｉでリップルが約５．７ｄＢとなり約６０°方向および約１５０°方向ないし約−１２０°方向までの利得が低下するようになっている。
【００４９】
図５３にはXM Radio帯の中心周波数２３３８．７５ＭＨｚで仰角４０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約３．６ｄＢｉ、最小利得が約０．５ｄＢｉでリップルが約３．１ｄＢとなりほぼ無指向性の指向特性が得られている。
図５４にはXM Radio帯の中心周波数２３３８．７５ＭＨｚで仰角５０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約４．３ｄＢｉ、最小利得が約１．５ｄＢｉでリップルが約２．７ｄＢとなりほぼ無指向性の指向特性が得られている。
図５５にはXM Radio帯の中心周波数２３３８．７５ＭＨｚで仰角６０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約４．０ｄＢｉ、最小利得が約２．３ｄＢｉでリップルが約１．７ｄＢとなりほぼ無指向性の指向特性が得られている。
【００５０】
次に、図５６ないし図５９には、図４８に示すアンテナ装置２においてXM Radio帯の中心周波数２３３８．７５ＭＨｚにおいて地上波（Terrestrial）を受信する場合の仰角０，５，１０，１５ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されている。
図５６にはXM Radio帯の中心周波数２３３８．７５ＭＨｚで仰角０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約０．６ｄＢｉ、最小利得が約−１３．３ｄＢｉでリップルが約１３．９ｄＢとなり、約３０°方向ないし６０°方向の利得が低下していると共に約１５０°方向および約−１２０°方向の利得が非常に低下しており、無指向性が得られていない。このように最小利得が約−１３．３ｄＢｉと小さいと共に無指向性が得られないことから、実用に十分な指向特性が得られていない。
図５７にはXM Radio帯の中心周波数２３３８．７５ＭＨｚで仰角５ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約２．６ｄＢｉ、最小利得が約−１１．０ｄＢｉでリップルが約１３．５ｄＢとなり、約５０°方向の利得が低下していると共に約１５０°方向および約−１２０°方向の利得が非常に低下していると共に約−１２０°方向の利得がかなり低下しており、無指向性が得られていない。このように最小利得が約−１１．０ｄＢｉと小さいと共に無指向性が得られないことから、実用に十分な指向特性が得られていない。
【００５１】
図５８にはXM Radio帯の中心周波数２３３８．７５ＭＨｚで仰角１０ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約４．４ｄＢｉ、最小利得が約−８．０ｄＢｉでリップルが約１２．４ｄＢとなり、約５０°方向の利得が低下していると共に約１５０°方向および約−１２０°方向の利得がかなり低下しているが、仰角０ｄｅｇの時よりはかなり向上している。しかし、最小利得が−８．０ｄＢｉと十分ではなく、実用に十分な指向特性が得られていない。
図５９にはXM Radio帯の中心周波数２３３８．７５ＭＨｚで仰角１５ｄｅｇにおけるSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約５．７ｄＢｉ、最小利得が約−５．８ｄＢｉでリップルが約１１．５ｄＢとなり、約５０°方向の利得が低下していると共に約１５０°方向および約−１２０°方向の利得がかなり低下しているが、仰角０ｄｅｇの時よりはかなり向上している。しかし、最小利得が−５．８ｄＢｉと十分ではなく、実用に十分な指向特性が得られていない。
このように、図４８に示すアンテナ装置２においてXM Radio帯を受信するSDARSアンテナ１３の水平面内の指向特性は、衛星波（Satellite）や地上波（Terrestrial）に限らず低仰角における指向特性は実用に十分な指向特性が得られていない。ただし、仰角が大きくなるにつれて指向特性は改善されるようになる。
【００５２】
次に、本発明にかかるアンテナ装置１において、第１コイル１２ｃおよび第２コイル１２ｄの下面におけるアンテナベース１０からの高さＨを約３８ｍｍ以上とする理由について説明する。図６０に、本発明にかかるアンテナ装置１において、第１コイル１２ｃ’および第２コイル１２ｄ’の下面におけるアンテナベース１０からの高さを低くなるよう配置して約３１．５ｍｍの高さＨｂに変更されたアンテナ装置３の構成を示している。
ここで、図６０に示すアンテナ装置３の電気的特性を図６１ないし図７８に示す。この場合、第１コイル１２ｃ’および第２コイル１２ｄ’の下面におけるアンテナベース１０からの高さＨｂが約３１．５ｍｍとされ、他の寸法等についてはアンテナ装置１と同様とされている。
【００５３】
図６１に、アンテナ装置３においてAMPS帯の下限周波数８２４ＭＨｚおよび上限周波数８９４ＭＨｚにおけるTEL_AMPSアンテナの仰角に対する平均値の利得特性を示す。この平均値は、水平面内指向特性における利得の平均値である。図６１を参照すると、仰角が０ｄｅｇで８２４ＭＨｚでは約−２．０ｄＢｉ、８９４ＭＨｚで約−２．８ｄＢｉの平均利得が得られており、仰角が５，１０，１５，２０，２５，３０ｄｅｇと大きくなるに従って平均利得も上昇していく。仰角が３０ｄｅｇで８２４ＭＨｚでは約２．９ｄＢｉ、８９４ＭＨｚで約２．４ｄＢｉの良好な平均利得が得られている。アンテナ装置３におけるTEL_AMPSアンテナは、周波数が高くなるほど、かつ、仰角が小さくなるほど平均利得は低下する。また、本発明にかかるアンテナ装置１におけるTEL_AMPSアンテナは仰角０〜３０ｄｅｇのほぼ全体にわたり低域より高域の周波数における平均利得が向上しているが、アンテナ装置３におけるTEL_AMPSアンテナでは仰角０〜３０ｄｅｇのほぼ全体にわたり低域より高域の周波数における平均利得が低下している。すなわち、第１コイル１２ｃ’および第２コイル１２ｄ’の高さＨｂを低くして約３１．５ｍｍとするとAMPS帯の高域における平均利得が低下するようになる。
【００５４】
次に、図６２に、図６０に示すアンテナ装置３において、PCS帯の下限周波数１８５０ＭＨｚおよび上限周波数１９９０ＭＨｚにおけるTEL_PCSアンテナの仰角に対する平均値の利得特性を示す。この平均値は、水平面内指向特性における利得の平均値である。図６２を参照すると、仰角が０ｄｅｇで１８５０ＭＨｚでは約−０．８ｄＢｉ、１９９０ＭＨｚで約−０．７ｄＢｉの平均利得が得られており、仰角が５，１０，１５，２０ｄｅｇと大きくなるに従って平均利得も上昇していくが、約２０ｄｅｇで飽和し２５，３０ｄｅｇとなるに従って平均利得は下降していく。仰角が２０ｄｅｇで１８５０ＭＨｚでは約３．９ｄＢｉ、１９９０ＭＨｚで約４．７ｄＢｉの良好な平均利得が得られている。しかし、アンテナ装置３におけるTEL_PCSアンテナのPCS帯における仰角０〜３０ｄｅｇに対する平均利得を、本発明にかかるアンテナ装置１におけるTEL_PCSアンテナと比較すると、約１９１０ＭＨｚないし１９９０ＭＨｚにおいて平均利得が低下することが確かめられた。すなわち、第１コイル１２ｃ’および第２コイル１２ｄ’の高さＨｂを低くして約３１．５ｍｍとするとPCS帯では高域になるにつれて平均利得が低下するようになる。
このように、第１コイル１２ｃ’および第２コイル１２ｄ’の高さＨｂを低くして約３１．５ｍｍとすると、AMPS帯の高域における平均利得が低下すると共に、PCS帯では高域になるにつれて平均利得が低下することから、本発明にかかるアンテナ装置１においては第１コイル１２ｃおよび第２コイル１２ｄの高さＨを約３８ｍｍ以上としているのである。
【００５５】
次に、図６３ないし図７８には、図６０に示すアンテナ装置３において、AMPS帯の下限周波数８２４ＭＨｚおよび上限周波数８９４ＭＨｚで仰角０，１０，２０，３０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性、および、PCS帯の下限周波数１８５０ＭＨｚおよび上限周波数１９９０ＭＨｚで仰角０，１０，２０，３０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されている。
図６３にはAMPS帯の下限周波数８２４ＭＨｚで仰角０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約−１．５ｄＢｉ、最小利得が約−２．５ｄＢｉでリップルが約１．０ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。
図６４にはAMPS帯の上限周波数８９４ＭＨｚで仰角０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約−１．８ｄＢｉ、最小利得が約−３．９ｄＢｉでリップルが約２．１ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。
【００５６】
図６５にはPCS帯の下限周波数１８５０ＭＨｚで仰角０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約０．９ｄＢｉ、最小利得が約−４．４ｄＢｉでリップルが約５．３ｄＢで約１１０°方向および約−７０°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。
図６６にはPCS帯の上限周波数１９９０ＭＨｚで仰角０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約１．５ｄＢｉ、最小利得が約−５．７ｄＢｉでリップルが約７．２ｄＢで約１２０°方向および約−７５°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。
【００５７】
図６７にはAMPS帯の下限周波数８２４ＭＨｚで仰角１０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約０．６ｄＢｉ、最小利得が約０．０ｄＢｉでリップルが約０．６ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。利得は仰角０ｄｅｇの時より向上している。
図６８にはAMPS帯の上限周波数８９４ＭＨｚで仰角１０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約０．５ｄＢｉ、最小利得が約−０．８ｄＢｉでリップルが約１．３ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。利得は仰角０ｄｅｇの時より向上している。
【００５８】
図６９にはPCS帯の下限周波数１８５０ＭＨｚで仰角１０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約３．６ｄＢｉ、最小利得が約−１．６ｄＢｉでリップルが約５．９ｄＢで約１１０°方向および約−７０°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。利得は仰角０ｄｅｇの時より向上している。
図７０にはPCS帯の上限周波数１９９０ＭＨｚで仰角１０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約４．６ｄＢｉ、最小利得が約−１．８ｄＢｉでリップルが約６．４ｄＢで約１２０°方向および約−７０°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。利得は仰角０ｄｅｇの時より向上している。
【００５９】
図７１にはAMPS帯の下限周波数８２４ＭＨｚで仰角２０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約２．９ｄＢｉ、最小利得が約１．６ｄＢｉでリップルが約１．３ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。利得は仰角１０ｄｅｇの時より向上している。
図７２にはAMPS帯の上限周波数８９４ＭＨｚで仰角２０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約２．１ｄＢｉ、最小利得が約１．２ｄＢｉでリップルが約０．９ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。利得は仰角１０ｄｅｇの時より向上している。
【００６０】
図７３にはPCS帯の下限周波数１８５０ＭＨｚで仰角２０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約５．９ｄＢｉ、最小利得が約０．７ｄＢｉでリップルが約５．２ｄＢで約１２０°方向および約−７０°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。利得は仰角１０ｄｅｇの時より向上している。
図７４にはPCS帯の上限周波数１９９０ＭＨｚで仰角２０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約６．６ｄＢｉ、最小利得が約０．３ｄＢｉでリップルが約６．３ｄＢで約１２０°方向および約−８０°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。利得は仰角１０ｄｅｇの時より向上している。
【００６１】
図７５にはAMPS帯の下限周波数８２４ＭＨｚで仰角３０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約３．５ｄＢｉ、最小利得が約２．３ｄＢｉでリップルが約１．２ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。利得は仰角２０ｄｅｇの時より向上している。
図７６にはAMPS帯の上限周波数８９４ＭＨｚで仰角３０ｄｅｇにおけるTEL_AMPSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約２．８ｄＢｉ、最小利得が約１．８ｄＢｉでリップルが約１．０ｄＢのほぼ無指向性とされた良好な指向特性が得られている。利得は仰角２０ｄｅｇの時より向上している。
【００６２】
図７７にはPCS帯の下限周波数１８５０ＭＨｚで仰角３０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約５．３ｄＢｉ、最小利得が約−１．９ｄＢｉでリップルが約７．２ｄＢで約１２０°方向および約−１００°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。利得は仰角２０ｄｅｇの時より低下している。
図７８にはPCS帯の上限周波数１９９０ＭＨｚで仰角３０ｄｅｇにおけるTEL_PCSアンテナの水平面内の指向特性が示されており、最大利得が約５．０ｄＢｉ、最小利得が約−１．９ｄＢｉでリップルが約６．９ｄＢで約１３０°方向および約−１００°方向の利得が低下しているやや楕円形の指向特性が得られている。利得は仰角２０ｄｅｇの時より低下している。
図６３ないし図７８を参照すると、第１コイル１２ｃ’および第２コイル１２ｄ’の高さＨｂを低くして約３１．５ｍｍとした場合は、TEL_AMPSアンテナの全AMPS帯における水平面内の指向特性は仰角０〜３０ｄｅｇにおいてほぼ無指向性の良好な指向特性が得られているが、AMPS帯の高域における平均利得が低下していることがわかる。また、TEL_PCSアンテナの全PCS帯における水平面内の指向特性は仰角０〜３０ｄｅｇにおいて楕円形の指向特性とされており、PCS帯では高域になるにつれて平均利得が低下していることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上説明した本発明にかかるアンテナ装置１において、SDARSアンテナ１３は、衛星局からの衛星波と、地上局（ギャップフィラー）からの地上波を受信できるように、衛星波の受信性能としては２０ｄｅｇまでの低仰角において水平面内で偏差が少なく、良好な指向特性とされている。また、SDARSアンテナ１３は、電気的な干渉を防ぐために、第１パターン１２ａからλ／４（約３２ｍｍ）以上間隔を設けて配置されている。
また、GPSアンテナ１４は、上空にある複数の衛星から信号を受信することが可能であることから、それ程低仰角における受信性能を確保する必要はない。従って、天頂方向に遮蔽物がないアンテナ基板１２とSDARSアンテナ１３との間に配置されている。この場合、天頂方向に遮蔽物が無いアンテナ基板１２の後方にGPSアンテナ１４を配置するようにしても良い。
さらに、TEL_PCSアンテナおよびTEL_AMPSアンテナは、モノポールアンテナとされており、水平面内において通話やデータ通信・緊急通報システム等で利用される。これに適するように本発明にかかるアンテナ装置では、水平面内で無指向性あるいは無指向性に近い指向特性が得られている。また、電気的に波長の短いPCS帯やGSM1800帯の２ＧＨｚ帯では、アンテナ周辺にある金属物により指向性への影響が懸念されることから、第１コイル１２ｃからなるチョークコイルと、第２コイル１２ｄからなるローディングコイルは電流分布の少ないTEL_AMPSアンテナの上部に位置するよう配置している。
【００６４】
さらにまた、AM/FMアンテナはモノポールアンテナとされており、ＦＭ周波数の波長の約１／４５の高さとなりアンテナ高が低くなる。従って、第１パターン１２ａないし第３パターン１２ｅおよび第１コイル１２ｃだけで所望のＦＭ周波数に共振させることは困難となる。そこで、電気的な整合を得るために第２コイル１２ｄからなるローディングコイルを設けている。これにより、AM/FMアンテナ全体でＦＭ周波数に共振するようになる。
なお、ＡＭ帯においては、その使用周波数から容量性領域でAM/FMアンテナは作用している。従って、良好な受信性能を得られるように容量装荷型としてもよい。
また、第１コイル１２ｃからなるチョークコイルは、自己共振を用いてAMPS 帯あるいはGSM900帯の９００ＭＨｚ帯においてインピーダンスをhighにして、第３パターン１２ｅを高周波的に切り離すために設けられている。すなわち、第１コイル１２ｃは９００ＭＨｚ帯のトラップコイルとなる。さらに、第１コイル１２ｃと第２コイル１２ｄに大きな電流が誘起した場合、磁界結合してインダクタンス性能が変化してしまうことから、互いの中心軸を直交させて配置している。
【符号の説明】
【００６５】
１ アンテナ装置、２ アンテナ装置、３ アンテナ装置、１０ アンテナベース、１０ａ ボルト部、１１ アンテナカバー、１２ アンテナ基板、１２ａ 第１パターン、１２ｂ 第２パターン、１２ｃ 第１コイル、１２ｄ 第２コイル、１２ｅ 第３パターン、１２ｆ 接続ライン、１２ｇ 給電点、１３ SDARSアンテナ、１４ GPSアンテナ、１５ 回路基板、１００ アンテナ装置、１００ＭＨｚ 周波数、１１０ アンテナカバー、１２０ アンテナベース、１３０ アンテナ基板、１３０ａ 切欠、１３１ アンテナ素子、１３２ アンテナコイル、１３４ アンプ基板、１３５ 平面アンテナユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナカバーの下端がアンテナベースに嵌合されて内部に収納空間が形成されているアンテナ装置であって、
前記アンテナベース上に立設されて配置され、下部の給電点から上部にかけて側縁に沿って形成された第１パターンと、該第１パターンと接続ラインで接続された上部に形成された第２パターンと、直列接続されたチョークコイルとローディングコイルを介して前記第２パターンに接続された上部に形成された第３パターンとを有するアンテナ基板と、
前記第１パターンの側端と所定間隔Ｌａだけ離隔されて前記アンテナベース上に配置されたアンテナユニットとを備え、
前記第２パターンの前記側縁側の斜辺と前記アンテナユニットのほぼ中心とを結ぶ仰角θａが約３０°以下とされていると共に、前記アンテナユニットの使用周波数帯域の中心周波数の波長をλとした際に、前記所定間隔Ｌａが約λ／４以上とされていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記第１パターンが２ＧＨｚ帯の電話用アンテナとして動作し、前記第１パターンと前記第２パターンが９００ＭＨｚ帯の電話用アンテナとして動作し、前記チョークコイルは、９００ＭＨｚ帯以上において前記第３パターンを前記第２パターンから高周波的に切り離すよう機能し、直列接続された前記第３パターン、前記チョークコイル、前記ローディングコイル、前記第２パターンおよび前記第１パターンの全体がＡＭ／ＦＭ周波数帯のアンテナとして動作することを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記チョークコイルの中心軸と前記ローディングコイルの中心軸とが、ほぼ直交して配置されていることを特徴とする請求項１または２記載のアンテナ装置。
【請求項１】
アンテナカバーの下端がアンテナベースに嵌合されて内部に収納空間が形成されているアンテナ装置であって、
前記アンテナベース上に立設されて配置され、下部の給電点から上部にかけて側縁に沿って形成された第１パターンと、該第１パターンと接続ラインで接続された上部に形成された第２パターンと、直列接続されたチョークコイルとローディングコイルを介して前記第２パターンに接続された上部に形成された第３パターンとを有するアンテナ基板と、
前記第１パターンの側端と所定間隔Ｌａだけ離隔されて前記アンテナベース上に配置されたアンテナユニットとを備え、
前記第２パターンの前記側縁側の斜辺と前記アンテナユニットのほぼ中心とを結ぶ仰角θａが約３０°以下とされていると共に、前記アンテナユニットの使用周波数帯域の中心周波数の波長をλとした際に、前記所定間隔Ｌａが約λ／４以上とされていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記第１パターンが２ＧＨｚ帯の電話用アンテナとして動作し、前記第１パターンと前記第２パターンが９００ＭＨｚ帯の電話用アンテナとして動作し、前記チョークコイルは、９００ＭＨｚ帯以上において前記第３パターンを前記第２パターンから高周波的に切り離すよう機能し、直列接続された前記第３パターン、前記チョークコイル、前記ローディングコイル、前記第２パターンおよび前記第１パターンの全体がＡＭ／ＦＭ周波数帯のアンテナとして動作することを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記チョークコイルの中心軸と前記ローディングコイルの中心軸とが、ほぼ直交して配置されていることを特徴とする請求項１または２記載のアンテナ装置。
【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】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図５３】
【図５４】
【図５５】
【図５６】
【図５７】
【図５８】
【図５９】
【図６０】
【図６１】
【図６２】
【図６３】
【図６４】
【図６５】
【図６６】
【図６７】
【図６８】
【図６９】
【図７０】
【図７１】
【図７２】
【図７３】
【図７４】
【図７５】
【図７６】
【図７７】
【図７８】
【図７９】
【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】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図５３】
【図５４】
【図５５】
【図５６】
【図５７】
【図５８】
【図５９】
【図６０】
【図６１】
【図６２】
【図６３】
【図６４】
【図６５】
【図６６】
【図６７】
【図６８】
【図６９】
【図７０】
【図７１】
【図７２】
【図７３】
【図７４】
【図７５】
【図７６】
【図７７】
【図７８】
【図７９】
【公開番号】特開２０１２−１２４７１４（Ｐ２０１２−１２４７１４Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７３７９４（Ｐ２０１０−２７３７９４）
【出願日】平成２２年１２月８日（２０１０．１２．８）
【特許番号】特許第４９１３９００号（Ｐ４９１３９００）
【特許公報発行日】平成２４年４月１１日（２０１２．４．１１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＧＳＭ
【出願人】（０００２２７８９２）日本アンテナ株式会社 (176)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月８日（２０１０．１２．８）
【特許番号】特許第４９１３９００号（Ｐ４９１３９００）
【特許公報発行日】平成２４年４月１１日（２０１２．４．１１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＧＳＭ
【出願人】（０００２２７８９２）日本アンテナ株式会社 (176)
【Ｆターム（参考）】
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