アンテナ

【課題】車載機器等に用いられる例えばＵＨＦ帯の幅広い周波数帯のアンテナとして、小型の簡易な構成で、高いアンテナゲインを実現する。
【解決手段】隣接する同軸線ＣＬ１〜ＣＬ３の一端の内部導体７が他方の外部導体５に、一端の外部導体５が他端の内部導体７に交互に接続し、かつ、最終段から一つ手前の同軸線ＣＬ３の一方の内部導体７が最終段の同軸線ＣＬ４の他方の外部導体５に接続する。それにより、複数個の同軸線ＣＬ１〜ＣＬ４を縦列に配置する。各々の同軸線ＣＬ１〜ＣＬ４の長さＬ２は実質的に使用波長λの１／４である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアンテナに関し、詳しくは、車載機器等に用いられる例えばＵＨＦ帯の幅広い周波数帯に対応できるアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＨＦ帯のデジタル放送の受信においては、車内や屋内で利用できる、感度のいい簡易な構成のアンテナが求められている。特に、自動車の分野においては、携帯電話機との差異化、かつディスプレイの大型化のために、従来のいわゆるワンセグ（主に携帯機器を受信対象とする地上デジタルテレビ放送）から、ＨＤＴＶ（High Definition Television）のフルセグ（ワンセグを含む地上デジタルテレビ放送）への移行が進んでいる。
【０００３】
ワンセグの場合、所要チャンネルに対する受信機の受信感度は７〜８ｄＢ程度でよいとされる。一方、フルセグの場合は、１９ｄＢ以上の受信感度が必要とされ、合成ダイバーシティ技術を利用するのが主流である。このため、現在、車載機器においては、アンプ付きの２つのフィルムアンテナを用いて地上デジタルテレビ放送を受信している。しかし、フィルムアンテナは、一般の人では自動車の窓に綺麗に装着するのが難しい。さらに、アンプに電源を印加する必要があり、ホット側とグラウンド側に分離された極性を持つ電源用の高価なコネクタを使用する必要があった。このようにフィルムアンテナは、部品点数が多く、取り付けが不便又は組み立てが必要であり、さらに高価であった。
【０００４】
ところで、高利得なアンテナの一例として、同軸ケーブルを縦列接続して構成した、コーリニアアンテナが知られている。各々の同軸ケーブルの長さは使用波長の１／２である。コーリニアアンテナは、携帯電話網などの無線通信の基地局等に用いられるが、固定であるため、指向性を鋭くしてゲインを稼ぐことができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ＣＱ出版社、「ダイナミック・ハムシリーズアンテナ・ハンドブック」、２００４年８月発行、第２６版、ｐ．２３１−２３２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、車載機器のアンテナに使用する場合、従来のコーリニアアンテナのように指向性が鋭くては実用できない。また、従来のコーリニアアンテナの場合、各々の同軸ケーブルの長さは使用波長の１／２であり、アンテナ全体が大型になっていた。
【０００７】
本発明は、上記の状況に鑑みてなされたものであり、車載機器等に用いられる例えばＵＨＦ帯の幅広い周波数帯のアンテナとして、小型の簡易な構成で、高いアンテナゲインを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面のアンテナでは、隣接する同軸線の一端の内部導体が他方の外部導体に、一端の外部導体が他端の内部導体に交互に接続し、かつ、最終段から一つ手前の同軸線の一方の内部導体が最終段の同軸線の他方の外部導体に接続する。それにより、複数個の同軸線が縦列に配置する。各々の同軸線の長さは実質的に使用波長の１／４である。
なお、上記同軸線は３個以上接続されていることが好適である。
【０００９】
本発明の一側面によれば、１／４波長の長さの同軸線を縦列接続した簡単な構造で一つのアンテナが形成される。そのアンテナには、最終段の同軸線とその一つ手前の同軸線の接続部分を始めとして、隣接する同軸線の接続部分に複数の給電点が存在する。そして、該給電点に対し隣接する１／４波長の長さの同軸線から位相給電が行われる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、１／４波長の長さの同軸線を縦列接続した簡単な構造で小型なアンテナを構成することができる。また、このアンテナの同軸線間の接続部分に存在する給電点に位相給電することにより、広帯域かつ高ゲインを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態に係るアンテナの構成例を示す概略図である。
【図２】図１に示すアンテナの動作原理の説明図である。
【図３】図１に示すアンテナの一態様例を示す外観図である。
【図４】アンテナ特性の検証に用いられた多段アンテナの構成例を示す概略図である。
【図５】１段構成のアンテナの構成例を示す概略図である。
【図６】１段構成のアンテナによるＵＨＦ帯におけるピークゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。
【図７】２段構成のアンテナの構成例を示す概略図である。
【図８】２段構成のアンテナによるＵＨＦ帯におけるピークゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。
【図９】３段構成のアンテナの構成例を示す概略図である。
【図１０】３段構成のアンテナによるＵＨＦ帯におけるピークゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。
【図１１】４段構成のアンテナの構成例を示す概略図である。
【図１２】４段構成のアンテナによるＵＨＦ帯におけるピークゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。
【図１３】５段構成のアンテナの構成例を示す概略図である。
【図１４】５段構成のアンテナによるＵＨＦ帯におけるピークゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。
【図１５】６段構成のアンテナの構成例を示す概略図である。
【図１６】６段構成のアンテナによるＵＨＦ帯におけるピークゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。
【図１７】４段構成のアンテナのＵＨＦ帯における指向性パターン図である。
【図１８】４段構成のアンテナによるＵＨＦ帯におけるピークゲイン及び平均ゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。
【図１９】同軸線インピーダンス５０ΩのアンテナによるＵＨＦ帯のピークゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。
【図２０】同軸線インピーダンス７５ΩのアンテナによるＵＨＦ帯のピークゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。
【図２１】同軸線インピーダンス９７ΩのアンテナによるＵＨＦ帯のピークゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。
【図２２】本発明の一実施の形態に係るアンテナの取り付け例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態の例について、添付図面を参照しながら説明する。なお、各図において共通の構成要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００１３】
［多段アンテナの構成例］
図１は、本発明の一実施の形態に係るアンテナの構成例を示したものである。
本発明に係るアンテナ（ケーブルアンテナ）は、通信機器９と接続されるコネクタ２と接続された、複数個の同軸線（同軸ケーブル等の同軸構造導体）のみで構成される。コネクタ２としては、高周波信号の損失が少ないものを選択することが望ましい。図１に示すケーブルアンテナ１は、４個の同軸線ＣＬ１〜ＣＬ４を縦列に接続した例である。以下では、複数の同軸線を縦列接続したケーブルアンテナを多段アンテナといい、４つの同軸線を用いた場合は４段アンテナと言うことにする。
【００１４】
ケーブルアンテナ１は、コネクタ２と接続された同軸線ＣＬ１の一方が中継部Ｒ１を介して同軸線ＣＬ２の他方と接続している。同様にして同軸線ＣＬ２の一方が中継部Ｒ２を介して同軸線ＣＬ３の他方と接続し、同軸線ＣＬ３の一方が中継部Ｒ３を介して同軸線ＣＬ４の他方と接続している。アンテナエレメントである各同軸線の実質的な長さＬ１は、使用電波の波長λの１／４である。
【００１５】
初段の同軸線ＣＬ１には、高周波遮断部材として高磁性材料からなるフェライトコア１０が設けられている。このフェライトコア１０を、中継部Ｒ１（給電点Ｆｐ２）からコネクタ２の方向に向かって、受信したい電波の波長λの１／４の長さの位置に配置する。それにより、フェライトコア１０からコネクタ２までの導体部分が高周波的に高いインピーダンスとなり、高周波帯においてアンテナ部から切り離される。つまりフェライトコア１０からコネクタ２までの間の同軸線ＣＬ１は、その前のアンテナ部から、高周波的に分離されるので、その部分に高周波電流が流れても、アンテナ部への影響が少なくなる。これにより、同軸線ＣＬ１についてフェライトコア１０から中継部Ｒ１までの距離を実質的に波長λの１／４の長さとすることができる。また、同軸線ＣＬ１のフェライトコア１０からコネクタ２までの長さを任意に決定できる。
【００１６】
各中継部は、エラストマー等の樹脂によりモールド成形されてなる。その内部においては、各同軸線の保護被覆４及び中空円筒のシールド線５（外部導体）を取り除いてあり、コア材６（誘導体）と芯線７（内部導体）とが露出されている。
【００１７】
中継部Ｒ１においては、同軸線ＣＬ１の一方の芯線７の先端部分を、基板８上ではんだ付け等によって同軸線ＣＬ２の他方のシールド線５に接続する。また、同軸線ＣＬ１の一方のシールド線５を、基板８上ではんだ付け等によって同軸線ＣＬ２の他方の芯線７の先端部分に接続する。同様にして、中継部Ｒ２において、同軸線ＣＬ２と同軸線ＣＬ３を中継すべく接続する。そして、最終段の同軸線ＣＬ４から一つ手前の同軸線ＣＬ３と該最終段の同軸線ＣＬ４を中継する中継部Ｒ３において、同軸線ＣＬ３の一方の芯線７の先端部分を同軸線ＣＬ４の他方のシールド線５に接続する。同軸線ＣＬ３の一方のシールド線５は同軸線ＣＬ４の他方の芯線７の先端部分と接続しない。
【００１８】
［多段アンテナの動作原理］
図２を参照して、図１に示すケーブルアンテナ１の動作原理を説明する。
図２Ａはある瞬間の電波により各同軸線の内部に誘起される電圧の電圧分布を、図２Ｂは同じ瞬間の図２Ａと反転した電波により誘起される電圧の電圧分布を示している。このとき、ケーブルアンテナ１においては、図１に示すように、給電点Ｆｐ１を中心として同軸線ＣＬ１と同軸線ＣＬ２に１／２λの電流分布が、また給電点Ｆｐ２を中心として同軸線ＣＬ３と同軸線ＣＬ４に１／２λの電流分布が発生する。
【００１９】
ケーブルアンテナ１の場合、４つの同軸線ＣＬ１〜ＣＬ４のうち最終段の同軸線ＣＬ４とその一つ手前の同軸線ＣＬ３との接続部分（中継部Ｒ３）が給電点Ｆｐ１となる。また、給電点Ｆｐ１から波長の１／２の距離にある、初段の同軸線ＣＬ１とその次の同軸線ＣＬ２の接続部分（中継部Ｒ１）が給電点Ｆｐ２となる。すなわち、同軸線ＣＬ１と同軸線ＣＬ２からなる半波長ダイポールアンテナが構成され、同様に同軸線ＣＬ３と同軸線ＣＬ４からなる半波長ダイポールアンテナが構成される。ケーブルアンテナ１は、この２つの半波長ダイポールアンテナが縦列接続されたアンテナとして機能する。
【００２０】
図２Ａの電圧分布においては、区間１１Ａでは同軸線ＣＬ１の芯線７に、区間１１Ｂでは同軸線ＣＬ２のシールド線５に、区間１１Ｃでは同軸線ＣＬ３の芯線７に、区間１１Ｄでは同軸線ＣＬ４のシールド線５に、それぞれ電圧が誘起されている。まず、図２Ｂの電圧分布においては、区間１２Ａでは同軸線ＣＬ１のシールド線５に、区間１２Ｂでは同軸線ＣＬ２の芯線７に、区間１２Ｃでは同軸線ＣＬ３のシールド線５に、区間１２Ｄでは同軸線ＣＬ４の芯線７に、それぞれ電圧が誘起されている。
【００２１】
一例としてシールド線５に誘起された電圧に注目すると、給電点Ｆｐ２は、ある電波の区間１１Ｂで同軸線ＣＬ２のシールド線５に誘起された電圧（＋）に応じた電流を取り込んでいる（図２Ａ）。その一方で、例えば位相が反転した他の電波の区間１１Ａで同軸線ＣＬ１のシールド線５に誘起された同位相の電圧（＋）に応じた電流を取り込んでいる。給電点Ｆｐ１においても同様にしてシールド線５に誘起された電圧（−）に応じた同位相の電流を取り込んでいる。このように、各給電点において誘起された電圧による同位相の電流を取り込むことにより、取り入れる高周波信号の電力を増幅している。そして、給電点Ｆｐ１で取り込んだ電流は、給電点Ｆｐ２で取り込んだ電流と同位相となって加算される。それゆえ、コネクタ２（図１参照）には給電点の個数に応じて高周波信号が増幅される。
【００２２】
図３は、図１に示すケーブルアンテナ１の一態様を示す外観図である。
この例では、同軸線ＣＬ１〜ＣＬ４が中継部Ｒ１〜Ｒ３の各々を介して縦列に接続されている。各同軸線の長さＬ１は、５００ＭＨｚの電波の波長の１／４である約１５ｃｍにしてある。同軸線ＣＬ１にはフェライトコア１０を設けず、受信したい電波の波長の１／４の長さの同軸線ＣＬ１にコネクタ２を直接接続してある。最終段の同軸線ＣＬ４の、中継部Ｒ３と反対側の先端部２０は、各中継部と同様にエラストマー等の樹脂によりモールド成形されてなる。
【００２３】
［アンテナ特性の検証］
発明者らは、本発明に係るアンテナの特性を検証するため、図４に示す多段構成のケーブルアンテナの段数を変えて電波を受信する実験を実施した。検証に用いるケーブルアンテナは、ｎ個の同軸線ＣＬ１〜ＣＬｎが中継部Ｒ１〜Ｒｎ−１の各々を介して縦列に接続されており、この段数を１段ずつ変えていく。各同軸線の長さＬ１は１０ｃｍ（周波数７５０ＭＨｚの約１／４λに相当）、各同軸線の特性インピーダンスは１００Ωである。ここで特性インピーダンスは、シールド線５と芯線７との間のインピーダンスである。ｎ個の同軸線ＣＬ１〜ＣＬｎから構成されるケーブルアンテナの場合、最終段の同軸線ＣＬｎとその一つ手前の同軸線ＣＬｎ−１との接続部分（中継部Ｒｎ−１）が給電点となる。この給電点をはじめとして、最終段の同軸線ＣＬｎから初段の同軸線ＣＬ１にかけて同軸線の個数に応じた複数の接続部分（中継部）が給電点として機能する。なお、測定は、実際の使用を想定してアンテナを水平偏波を強く受けることのできる状態に設置（横に平置き）して実施した。
【００２４】
（１段アンテナの特性）
図５は、１段構成のアンテナの構成例を示す概略図である。図６は、１段構成のアンテナによる垂直偏波及び水平偏波のピークゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。図６Ａのグラフにおいて、横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸はピークゲイン（ｄＢｄ）を示す。測定対象の周波数帯は、ＵＨＦ帯（４７０ＭＨｚ〜８７０ＭＨｚ）とした。垂直偏波は破線で示し、水平偏波は実線で示してある。また図６Ｂ及び図６Ｃに、図６Ａに示したグラフ中の各測定点における値を示した。すなわち図６Ｂは垂直偏波でのピークゲインの値を示し、図６Ｃは水平偏波でのピークゲインの値を示す。なお、図６Ｂ及び図６Ｃには、図６Ａのグラフ中にはない９０６ＭＨｚにおける測定値も示している。
【００２５】
１段構成のケーブルアンテナは、同軸線ＣＬ１のみから構成され、片側のアンテナエレメントが存在しないため、アンテナとしてまったく機能しない。図６Ａ〜図６Ｃに示すように垂直偏波及び水平偏波ともに各周波数におけるピークゲインは低い。
【００２６】
（２段アンテナの特性）
図７は、２段構成のアンテナの構成例を示す概略図である。図８は、２段構成のアンテナによる垂直偏波及び水平偏波のピークゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。図８Ａのグラフにおいて、横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸はピークゲイン（ｄＢｄ）を示す。垂直偏波は破線で示し、水平偏波は実線で示してある。また図８Ｂ及び図８Ｃに、図８Ａに示したグラフ中の各測定点における値を示した。すなわち図８Ｂは垂直偏波でのピークゲインの値を示し、図８Ｃは水平偏波でのピークゲインの値を示す。
【００２７】
２段構成のケーブルアンテナは、同軸線ＣＬ１と同軸線ＣＬ２の２つのアンテナエレメントから構成され、半波長ダイポールアンテナに近い構成である。図８Ａ〜図８Ｃに示すように、７２０〜７５０ＭＨｚ付近では、垂直偏波、水平偏波ともにピークゲインの値が−１０ｄＢ以上であり、アンテナゲインが取れていることが分かる。すなわち、ＵＨＦ帯において、垂直偏波と水平偏波の両方を受信できていると言える。
【００２８】
（３段アンテナの特性）
図９は、３段構成のアンテナの構成例を示す概略図である。図１０は、３段構成のアンテナによる垂直偏波及び水平偏波のピークゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。図１０Ａのグラフにおいて、横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸はピークゲイン（ｄＢｄ）を示す。垂直偏波は破線で示し、水平偏波は実線で示してある。また図１０Ｂ及び図１０Ｃに、図１０Ａに示したグラフ中の各測定点における値を示した。すなわち図１０Ｂは垂直偏波でのピークゲインの値を示し、図１０Ｃは水平偏波でのピークゲインの値を示す。
【００２９】
３段構成のケーブルアンテナでは、中継部Ｒ１と中継部Ｒ２を有しており、電波によって給電点Ｆｐ１（中継部Ｒ２）を含む複数の給電箇所が存在していると考えられる。図１０Ａ〜図１０Ｃに示すように、７２０〜７５０ＭＨｚ付近では、垂直偏波、水平偏波ともにピークゲインの値が−１０ｄＢ以上であり、アンテナゲインが取れていることが分かる。ただし、同軸線の内部に逆相の電圧が誘起されてアンテナ特性が安定していないと考えられる。
【００３０】
（４段アンテナの特性）
図１１は、４段構成のアンテナの構成例を示す概略図である。図１２は、４段構成のアンテナによる垂直偏波及び水平偏波のピークゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。図１２Ａのグラフにおいて、横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸はピークゲイン（ｄＢｄ）を示す。垂直偏波は破線で示し、水平偏波は実線で示してある。また図１２Ｂ及び図１２Ｃに、図１２Ａに示したグラフ中の各測定点における値を示した。すなわち図１２Ｂは垂直偏波でのピークゲインの値を示し、図１２Ｃは水平偏波でのピークゲインの値を示す。
【００３１】
４段構成のケーブルアンテナでは、中継部Ｒ１〜Ｒ３を有しており、給電点Ｆｐ１（中継部Ｒ３）と給電点Ｆｐ２（中継部Ｒ１）が存在する。図７の２段構成のケーブルアンテナ（半波長ダイポールアンテナ構成）に比べ同相分電流が取り込まれ、アンテナゲインが改善されている。また、３段構成のケーブルアンテナと比べて５００ＭＨｚ以下の周波数におけるピークゲインが改善されている。図１２Ａ〜図１２Ｃに示すように、特に水平偏波では全周波数帯でピークゲインの値が−１０ｄＢ以上であり、アンテナゲインが取れていることが分かる。すなわち、４段構成のケーブルアンテナは、ＵＨＦ帯において水平偏波を良好に受信できていると言える。
【００３２】
（５段アンテナの特性）
さらに、４段構成以上のケーブルアンテナについても受信状態の測定を実施したので参考までに説明する。
図１３は、５段構成のアンテナの構成例を示す概略図である。図１４は、５段構成のアンテナによる垂直偏波及び水平偏波のピークゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。図１４Ａのグラフにおいて、横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸はピークゲイン（ｄＢｄ）を示す。垂直偏波は破線で示し、水平偏波は実線で示してある。また図１４Ｂ及び図１４Ｃに、図１４Ａに示したグラフ中の各測定点における値を示した。すなわち図１４Ｂは垂直偏波でのピークゲインの値を示し、図１４Ｃは水平偏波でのピークゲインの値を示す。
【００３３】
５段構成のケーブルアンテナでは、図１４Ａ〜図１４Ｃに示すように、水平偏波は測定対象の全周波数帯でピークゲインの値が−１０ｄＢ以上であり、ＵＨＦ帯において水平偏波を概ね高ゲインで良好に受信できている。ただし、５００ＭＨｚ以下の周波数について、垂直偏波及び水平偏波ともにピークゲインの値が−１０ｄＢ付近又はそれ以下であり、アンテナゲインが取れていない。３段構成の測定結果と同様、アンテナ特性が安定しない箇所が見受けられ、同軸線の内部に逆相の電圧が誘起されている可能性がある。
【００３４】
（６段アンテナの特性）
図１５は、６段構成のアンテナの構成例を示す概略図である。図１６は、６段構成のアンテナによる垂直偏波及び水平偏波のピークゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。図１６Ａのグラフにおいて、横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸はピークゲイン（ｄＢｄ）を示す。垂直偏波は破線で示し、水平偏波は実線で示してある。また図１６Ｂ及び図１６Ｃに、図１６Ａに示したグラフ中の各測定点における値を示した。すなわち図１６Ｂは垂直偏波でのピークゲインの値を示し、図１６Ｃは水平偏波でのピークゲインの値を示す。
【００３５】
６段構成のアンテナでは、アンテナ全長が大きく、実験を行った測定環境で対応できる測定サイズを超えるため掲載したデータは参考データである。図１６Ａ〜図１６Ｃに示すように、水平偏波は５段構成の場合と比較して、さらに高ゲインのデータが得られている。垂直偏波及び水平偏波の一部の周波数帯にピークゲインの値が安定しない箇所が見られるものの、測定対象の全周波数帯を概ね良好に受信できている。
【００３６】
本実施の形態によれば、縦列接続した複数の同軸構造状のアンテナエレメントを用いた簡単な構造で１本の線状アンテナを構成し、位相給電を行うことにより、該１本の線状アンテナで広帯域かつ高ゲインを実現できる。また、構成要素及び構造が簡単であるから安価であり、取り付け性も良いので利便性が向上する。
【００３７】
なお、上記複数種類のケーブルアンテナの測定結果によれば、多段アンテナの段数が増加するにつれ、すなわち縦列に接続する同軸線（アンテナエレメント）の個数が多くなるにつれてアンテナゲインが向上する傾向にある。また、多段アンテナは、理論上、２段の構成も対象となり得るが、従来技術との差別化という点から狭義には３段以上の構成からとする。また、奇数段のケーブルアンテナは、同軸線の内部に逆相の電圧が誘起されアンテナ特性が安定しない可能性があると推測されるので、望ましくは同軸線の個数は偶数個がよいと言えよう。
【００３８】
（４段アンテナの指向性パターン）
なお、図３に示す４段アンテナについて指向性パターンを測定した。測定に使用した各同軸線の長さＬ１は１０ｃｍ（周波数５００ＭＨｚの約１／４λに相当）、各同軸線の特性インピーダンスは９７Ωである。図１７に、４段構成のアンテナの指向性パターンの一例を示す。図１７Ａ〜図１７Ｈはそれぞれ、受信電波の周波数が４７０ＭＨｚ、５２０ＭＨｚ、５７０ＭＨｚ、６２０ＭＨｚ、６７０ＭＨｚ、７２０ＭＨｚ、７７０ＭＨｚ、９０６ＭＨｚの場合の指向性特性を示している。垂直偏波は破線で示し、水平偏波は実線で示してある。図１８は、放射パターンを測定したときの垂直偏波及び水平偏波のピークゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。図１８Ａのグラフにおいて、横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸はピークゲイン（ｄＢｄ）を示す。また図１８Ｂに、図１７Ａ〜図１７Ｈに示した垂直偏波でのピークゲイン（ｄＢｄ）及び平均ゲイン（ｄＢｄ）の値を示す。また図１８Ｃに、同水平偏波でのピークゲイン（ｄＢｄ）及び平均ゲイン（ｄＢｄ）の値を示す。さらに、図１８Ｄに、垂直偏波及び水平偏波の測定値から算出したピークゲイン（ｄＢｄ）及び平均ゲイン（ｄＢｄ）の値を示す。
【００３９】
４段アンテナの指向性パターンは、図１７Ａ〜図１７Ｈに示すように、垂直面においてはおおよそ円に近く、水平面においてはおおよそ８の字に近い曲線を描いていることが分かる。特に、５７０Ｈｚ、６２０Ｈｚにおける水平面は、ダイポールアンテナの指向性である８の字に近い指向性になっている。また図１７Ａ〜図１７Ｈにおいて、水平偏波のゲインが少ない角度においては垂直偏波のゲインが高くなっている。これにより、水平偏波を拾えない角度において垂直偏波を拾うことができる。なお、測定は、実際の使用を想定して水平偏波を強く受けることのできる設置状況（横に平置き）で実施しているが、アンテナの設置状況によってはこのような傾向が大きくなる。例えば、水平偏波及び垂直偏波を均等に受信できるようなアンテナ設置状況であれば、水平偏波と垂直偏波が相互に補完し合う指向性パターンになる。
【００４０】
［同軸線の特性インピーダンスを変化させたときの測定結果］
次に、多段アンテナを構成する同軸線の特性インピーダンスを変化させたときの測定結果を説明する。
図１９に、特性インピーダンスが５０Ωの同軸線を用いた４段アンテナによるＵＨＦ帯のピークゲインの測定結果を示すグラフ及び表を示す。また図２０に、特性インピーダンスが７５Ωの同軸線を用いた４段アンテナによるＵＨＦ帯のピークゲインの測定結果を示すグラフ及び表を示す。また図２１に、特性インピーダンスが９７Ωの同軸線を用いた４段アンテナによるＵＨＦ帯のピークゲインの測定結果を示すグラフ及び表を示す。各同軸線の長さは１５ｃｍ（周波数５００ＭＨｚの約１／４λ）である。
【００４１】
図１９〜図２１に示すように、同軸線の特性インピーダンスが５０Ω、７５Ω、９７Ωと大きくなるにつれて高ゲインが得られ、かつ対象周波数帯においてゲイン値にばらつきが少なく安定している。以上のことから、多段アンテナにおいて、給電部に接続されている同軸線の所望周波数における特性インピーダンスが高いほうがよく、少なくとも５０Ω以上あることが望ましい。
【００４２】
[多段アンテナの取り付け例]
次に、多段アンテナの取り付け例を説明する。
図２２は、本発明に係る多段アンテナを自動車へ搭載する例を示している。この例では、図１に示した４段構成のケーブルアンテナ１を使用している。ナビゲーション装置等の通信機器９と接続したコネクタ２から延びる同軸線ＣＬ１〜ＣＬ４を、ダッシュボード上を左ウィンドウに向かって這わせ、さらにダッシュボード左端にあるフレーム上を上方向に這わせる。そして、該フレーム上部からフロントガラス上部をバックミラーへ向かってほぼ水平に這わせるようにして、取り付ける。これにより、ケーブルアンテナ１は中継部Ｒ２を基点にＶ字アンテナが構成されたことになる。
【００４３】
このようにケーブルアンテナ１は、フィルムアンテナのように窓に慎重に貼り付ける必要がなく、またフィルムアンテナに内蔵されていたアンプなどの部品も必要ない。すなわち、ケーブルアンテナ１は、線状のアンテナを引き回して自動車内に簡単に取り付けることができるため、利便性がよい。
【００４４】
以上、本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、その他種々の変形例、応用例を取り得ることは勿論である。
【００４５】
上述した実施の形態では、多段アンテナの初段の同軸線ＣＬ１に設ける高周波遮断部として高磁性材料のフェライトコア１０を用いたが、高周波信号を電気的に切り離すことができればこの例に限られない。例えば、所望周波数の約λ／４の長さで同軸線のシールド線が折り曲げられたスタブ構造を採用してもよい。またシールド線を加工してシュペルトップと呼ばれるバランを形成する等が考えられる。
【００４６】
上述した実施の形態では、複数個の同軸線を用いて多段構成のケーブルアンテナを構成したが、例えば、フィーダー線等の２つの導線（導体）がほぼ平行に配置された他の線材を使用しても、多段アンテナを作成することが可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１…アンテナ、２…コネクタ、３Ａ〜３Ｅ…中継部、４…保護被服、５…シールド線（外部導体）、６…コア材（誘電体）、７…芯線（内部導体）、８…基板、１０…フェライトコア、１１Ａ〜１１Ｄ，１２Ａ〜１２Ｃ…電圧分布、２０…先端部、ＣＬ１〜ＣＬｎ…同軸線、Ｆｐ１，Ｆｐ２…給電点、Ｒ１〜Ｒｎ−１…中継部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
従属接続された複数個の同軸線を有し、
前記複数個の同軸線は、隣接する同軸線の一端の内部導体が他方の外部導体に、一端の外部導体が他端の内部導体に交互に接続され、かつ、最終段から一つ手前の同軸線の一方の内部導体が最終段の同軸線の他方の外部導体に接続され、各々の同軸線の長さが実質的に使用波長の１／４である
アンテナ。
【請求項２】
前記同軸線が３個以上接続されている
請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記同軸線が偶数個である
請求項２に記載のアンテナ。

【図１】