多周波用モノポールアンテナ
【課題】インピーダンスマッチングを容易に行うことが可能で、コンパクトな多周波用モノポールアンテナを提供する。
【解決手段】多周波用モノポールアンテナ５０は、複数の周波数帯のうち、所定の第１周波数帯に含まれる第１周波数ｆ１の波長に応じて設定された長さからなる棒状体で構成されている第１放射導体部１と、当該第１放射導体部１と一体に接続されると共に、給電部から最も遠い位置となる最遠点までの直線距離が、複数の周波数帯のうち、第１周波数帯ｆ１と異なる第２周波数帯に含まれる第２周波数ｆ２の波長に応じて設定された長さからなる板状体で構成され、給電部から最遠点まで至る板状体の外縁部の一部が切り取られている第２放射導体部２と、からなり、給電部は、第１放射導体部１の先端の位置に対して、第１周波数ｆ１の波長に応じて設定された長さに基づく位置に設けられる。
【解決手段】多周波用モノポールアンテナ５０は、複数の周波数帯のうち、所定の第１周波数帯に含まれる第１周波数ｆ１の波長に応じて設定された長さからなる棒状体で構成されている第１放射導体部１と、当該第１放射導体部１と一体に接続されると共に、給電部から最も遠い位置となる最遠点までの直線距離が、複数の周波数帯のうち、第１周波数帯ｆ１と異なる第２周波数帯に含まれる第２周波数ｆ２の波長に応じて設定された長さからなる板状体で構成され、給電部から最遠点まで至る板状体の外縁部の一部が切り取られている第２放射導体部２と、からなり、給電部は、第１放射導体部１の先端の位置に対して、第１周波数ｆ１の波長に応じて設定された長さに基づく位置に設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の周波数帯において信号の送受信が可能な多周波用モノポールアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の周波数帯において信号の送受信を行うことが可能なアンテナが利用されている。この種のアンテナとして、下記に出典を示す特許文献１に記載のものがある。特許文献１に記載の多周波共用アンテナ装置は、複数のモノポールアンテナを備えて構成される。これらのモノポールアンテナは、ストリップ導体を介して基板の一方の面に設けられ、基板の他方の面には地板が設けられる。これにより、ストリップ導体と基板と地板とによりマイクロストリップラインが形成され、当該マイクロストリップラインを介して夫々のモノポールアンテナに給電される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３０６４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の多周波共用アンテナ装置にあっては、ストリップ導体は、当該ストリップ導体の全長を共振周波数の波長の１／２程度とするためにメアンダ状に折り返して形成される。ストリップ導体と当該ストリップ導体に接続される同軸ケーブルとの間には、インピーダンスマッチングを行うためにインピーダンス変換器が備えられる。このようなインピーダンス変換器の設定は複雑なものであり、設計開発に手間を要する。また、メアンダ状にすることで面積が広くなるためアンテナ装置としてのサイズも大きくなってしまう。
【０００５】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、インピーダンスマッチングを容易に行うことが可能で、コンパクトな多周波用モノポールアンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明に係る多周波用モノポールアンテナの特徴構成は、複数の周波数帯のうち、所定の第１周波数帯に含まれる第１周波数の波長に応じて設定された長さからなる棒状体で構成されている第１放射導体部と、前記第１放射導体部と一体に接続されると共に、給電部から最も遠い位置となる最遠点までの直線距離が、前記複数の周波数帯のうち、前記第１周波数帯と異なる第２周波数帯に含まれる第２周波数の波長に応じて設定された長さからなる板状体で構成されている第２放射導体部と、からなり、前記給電部は、前記第１放射導体部の先端の位置に対して、前記第１周波数の波長に応じて設定された長さに基づく位置に設けられる点にある。
【０００７】
このような特徴構成とすれば、第１放射導体部で、複数の周波数帯のうちの１つの周波数帯における信号の送受信を行うことができ、第２放射導体部で、別の周波数帯における信号の送受信を行うことができる。また、第１放射導体部及び第２放射導体部と対を成す接地導体部を備える必要が無いので、多周波用モノポールアンテナをコンパクトに形成することができる。更に、第２放射導体部の形状に応じて当該第２放射導体部のリアクタンス成分を調整することができる。このため、インピーダンスマッチングを容易に行うことができる。したがって、インピーダンス変換部を備える必要がないので、低コストで多周波用モノポールアンテナを構成することができる。
【０００８】
また、前記給電部は、前記第２放射導体部に設けられていると好適である。
【０００９】
このような構成とすれば、第２周波数の波長に応じた電気長を第２放射導体部のみで設定することができる。
【００１０】
また、前記第２放射導体部は、前記給電部から前記最遠点まで至る前記板状体の外縁部の一部が切り取られていると好適である。
【００１１】
このような構成とすれば、第２放射導体部の一部を切り取ることで、第２放射導体部のリアクタンス成分を調整することができる。このため、インピーダンスマッチングを容易に行うことができる。したがって、インピーダンス変換部を備える必要がないので、低コストで多周波用モノポールアンテナを構成することができる。
【００１２】
また、前記第１周波数帯は、前記複数の周波数帯のうち、最も低い周波数帯であると好適である。
【００１３】
このような構成とすれば、第２放射導体のサイズを小さくすることができるので、多周波用モノポールアンテナをコンパクトに形成することが可能となる。
【００１４】
また、前記第２放射導体部に、前記給電部と前記最遠点とを結ぶ線を横切る開口部が形成されていると好適である。
【００１５】
このような構成とすれば、第２放射導体部に、給電部と最遠点とを直接、結ぶ線の長さを電気長とするアンテナエレメントと、給電部から開口部の端部を介して最遠点まで結ぶ線の長さを電気長とするアンテナエレメントとを形成することができる。したがって、第２放射導体部で複数の周波数帯における信号の送受信を行うことが可能となる。
【００１６】
また、前記開口部は、スリットで構成することが可能である。
【００１７】
このような構成とすれば、例えば第２放射導体部をプレス等の打ち抜き加工により形成する場合に、第２放射導体部の形成と同時に開口部を形成することができる。したがって、製造コストを低減できる。
【００１８】
また、前記第２放射導体部は、矩形断面における１つの角部を含む直角三角形を切り落とした五角形断面を有する板状体で構成され、前記切り取られて露出した外縁部が前記切り落として露出した斜辺部であると好適である。
【００１９】
このような構成とすれば、例えば薄い鉄板からの打ち抜き加工で第２放射導体部を形成することが可能である。したがって、インピーダンスマッチングが行えている第２放射導体部を容易に形成することができる。
【００２０】
また、前記第１放射導体部と接続される前記第２放射導体部の接続部が前記斜辺部に対向する角部に設けられ、前記給電部が前記斜辺部に隣接する２つの辺部のうちの一方の辺部に設けられるように構成することが可能である。
【００２１】
このような構成とすれば、給電部と接続部とを離間させることができる。したがって、給電部から接続部までの長さを含めて第１放射導体部の電気長を構成することができる。
【００２２】
或いは、前記第１放射導体部と接続される前記第２放射導体部の接続部が前記斜辺部に対向する角部を挟む２つの辺部のうちの一方の辺部に設けられ、前記給電部が前記２つの辺部のうちの他方の辺部と前記斜辺部とで挟まれる辺部に設けられるように構成することも可能である。
【００２３】
このような構成であっても、給電部と接続部とを離間させることができる。したがって、給電部から接続部までの長さを含めて第１放射導体部の電気長を構成することができる。
【００２４】
また、前記第２放射導体部は当該第２放射導体の一部を切り欠いて形成された切欠部を有し、前記給電部が前記切欠部の縁部に設けられていると好適である。
【００２５】
このような構成とすれば、第２放射導体部のリアクタンス成分を変更することができるので、インピーダンスマッチングを容易に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】多周波用モノポールアンテナの概念を模式的に示した図である。
【図２】多周波用モノポールアンテナの各部の構成を模式的に示した図である。
【図３】多周波用モノポールアンテナの放射パターンを示す図である。
【図４】多周波用モノポールアンテナの電圧定在波比特性を示す図である。
【図５】多周波用モノポールアンテナを自動車に装備した例を示す斜視図である。
【図６】切欠部について示す図である。
【図７】その他の実施形態に係る多周波用モノポールアンテナについて示した図である。
【図８】その他の実施形態に係る第２放射導体部について示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。ただし、各図における寸法は考慮せずに示している。図１は本発明に係る多周波用モノポールアンテナ５０の概念を模式的に示した図である。本多周波用モノポールアンテナ５０は、複数の周波数帯の信号を送受信する機能を備えている。本実施形態では、複数の周波数帯が７２０ＭＨｚ帯と２．４５ＧＨｚ帯と５．８ＧＨｚ帯との3つの周波数帯であるとして説明する。
【００２８】
図１に示されるように、多周波用モノポールアンテナ５０は第１放射導体部１と第２放射導体部２とを備えて構成される。図１の左上図に示されるように、第１放射導体部１と第２放射導体部２とで電気長Ｌ１が規定され、図１の右上図及び右下図に示されるように、第２放射導体部２で電気長Ｌ２及び電気長Ｌ３が規定される。詳細は後述するが、第２放射導体部２には所定の幅からなる開口部２５が形成される。電気長Ｌ２は開口部２５を飛び超えて規定され、電気長Ｌ３は開口部２５を迂回して規定される。
【００２９】
電気長Ｌ１は、７２０ＭＨｚ帯に含まれる周波数に応じて設定される。また、電気長Ｌ２は、５．８ＧＨｚ帯に含まれる周波数に応じて設定される。更に、電気長Ｌ３は、２．４５ＧＨｚ帯に含まれる周波数に応じて設定される。多周波用モノポールアンテナ５０は、これらの電気長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を有して構成されるので、３つの周波数帯の信号の送受信を行うことが可能となる。
【００３０】
図２は、多周波用モノポールアンテナ５０の各部の構成を模式的に示した図である。図２に示されるように、第１放射導体部１は、複数の周波数帯のうち、所定の第１周波数帯に含まれる第１周波数の波長に応じて設定された長さからなる棒状体で構成される。複数の周波数帯とは、本実施形態では３つの周波数帯である。また、本実施形態では、所定の第１周波数帯とは、３つの周波数体のうち、最も低い周波数帯が相当する。したがって、第１周波数帯は７２０ＭＨｚ帯が相当する。７２０ＭＨｚ帯は例えば７２０ＭＨｚを中心周波数として±１０％程度の範囲で設定される。このため、理解を容易にするために、第１周波数ｆ１は７２０ＭＨｚであるとして説明する。
【００３１】
また、第１放射導体部１は、第１周波数ｆ１の波長λ１に応じた長さの棒状体で構成される。すなわち、第１放射導体部１の棒状体の先端部１ａから後述する第２放射導体部２に設けられる給電点２２までの長さが、第１周波数ｆ１の波長λ１に応じた電気長Ｌ１となるように構成される。本実施形態では、電気長Ｌ１はλ１／４として設定される。このため、第１放射導体部１は、当該第１放射導体部１を構成する棒状体の先端部１ａから後述する第２放射導体部２に設けられる給電点２２までの長さが約１０５ｍｍになるように構成される。このような第１放射導体部１は、多周波用モノポールアンテナのアンテナエレメントを構成する。
【００３２】
第２放射導体部２は、上述の第１放射導体部１と共に、多周波用モノポールアンテナのアンテナエレメントを構成し、板状体で構成される。本実施形態では、第２放射導体部２は、矩形断面における１つの角部を含む直角三角形を切り落とした五角形断面を有する板状体で構成される。このような第２放射導体部２は、接続部２１と給電部２２と切取部２３とを有して構成される。接続部２１は、第２放射導体部２が第１放射導体部１に接続される部分である。ここで、第１放射導体部１は、上述のように棒状体で構成される。このような棒状体の一方の端部に、第２放射導体部２の接続部２１が電気的に接続される。電気的に接続されるとは、第１放射導体部１と第２放射導体部２とが接続された状態で導電性があり、理想的には第１放射導体部１と第２放射導体部２とが接続インピーダンスが０Ωで接続されている状態を示す。このような接続部２１は、本実施形態では、詳細は後述するが、第２放射導体部２を構成する五角形断面の外縁部分における、前記直角三角形を切り落とした部分に対向する角部３０に設けられる。
【００３３】
給電部２２は、第１放射導体部１及び第２放射導体部２の双方に通電する通電端子に相当する。ここで、本多周波用モノポールアンテナ５０は、モノポールアンテナである。したがって、多周波用モノポールアンテナ５０のアンテナエレメント（第１放射導体部１及び第２放射導体部２）と対をなす接地導体は備えられていない。詳細は後述するが、接地導体は多周波用モノポールアンテナ５０が備えられる金属導体が相当する。このような給電部２２は、接続部２１から離間して、第２放射導体部２を構成する板状体の外縁部に設けられる。本実施形態では、給電部２２は、第１放射導体部１の先端の位置に対して、第１周波数ｆ１の波長λ１に応じて設定された位置に設けられる。すなわち、給電部２２は、第１放射導体部１を構成する棒状体の先端部１ａから当該給電点２２までの長さが上述の約１０５ｍｍになる位置に設けられる。
【００３４】
切取部２３は、給電部２２から最遠点２４まで至る板状体の外縁部の一部が切り取られた部分である。ここで、最遠点２４とは、第２放射導体部２を構成する板状体において、給電部２２から最も遠い位置が相当する。本実施形態では、第２放射導体部２は、五角形断面で形成される。このため、最遠点２４は五角形断面の外縁部分に設けられる。したがって、給電部２２から最遠点２４まで至る板状体の外縁部とは、給電部２２と最遠点２４との間の五角形断面の外縁部分が相当する。切取部２３は、このような外縁部分の一部を切り取って構成され、切り取られて露出した外縁部は、矩形断面からその１つの直角部を含む直角三角形を切り落として露出した斜辺部に相当する。以下では、斜辺部に符号２３を付して説明する。
【００３５】
本実施形態では、第１放射導体部１に一体に接続される第２放射導体部２の接続部２１が斜辺部２３に対向する角部３０に設けられる。斜辺部２３に対向する角部３０とは、五角形断面が有する５つの頂点のうち、斜辺部２３に隣接する２つの辺４１，４２の夫々に接していない頂点が相当する。
【００３６】
給電部２２は、斜辺部２３に隣接する２つの辺部のうちの一方の辺部に設けられる。本実施形態では、２つの辺部とは、辺部４１，４２であり、一方の辺部は辺部４１が相当する。
【００３７】
第２放射導体部２は、給電部２２から最遠点２４までの直線距離が、複数の周波数帯のうち、第１周波数帯と異なる第２周波数帯に含まれる第２周波数の波長に応じて設定された長さから板状体で構成される。複数の周波数帯とは、３つの周波数帯である。本実施形態では、第２周波数帯は、５．８ＧＨｚ帯が相当する（図１参照）。５．８ＧＨｚ帯は、例えば５．８ＧＨｚを中心周波数として±１０％程度の範囲で設定される。このため、理解を容易にするために、第２周波数ｆ２は５．８ＧＨｚであるとして説明する。
【００３８】
また、給電部２２から最遠点２４までの直線距離が、第２放射導体部２のアンテナエレメントとしての電気長Ｌ２に相当する。このような第２放射導体部２は、当該第２放射導体部２のみでモノポールアンテナとして機能させることも可能である。特に、本実施形態では、電気長Ｌ２はλ２／４として設定される。係る場合、電気長Ｌ２は約３０ｍｍとして設定される。
【００３９】
また、本実施形態では、第２放射導体部２に開口部２５が形成される。開口部２５は、給電部２２と最遠点２４とを結ぶ線を横切るように形成される。給電部２２と最遠点２４とを結ぶ線とは、上述の第２放射導体部２の電気長Ｌ２に沿った線に相当する。本実施形態では、開口部２５は、延設部２５ａと直交部２５ｂとを有して構成される。延設部２５ａは、斜辺部２３から延設して設けられる。直交部２５ｂは、延設部２５ａの先端部（斜辺部２３に接しない側の端部）から辺４４の側に直交するように折り曲げられて設けられる。これらの延設部２５ａ及び直交部２５ｂは、一定の幅で形成される。したがって、本実施形態では、開口部２５はスリットで形成される。開口部２５が給電部２２と最遠点２４とを結ぶ線を横切るとは、開口部２５と給電部２２と最遠点２４とを結ぶ線とが交差している状態をいう。本実施形態では、直交部２５と、給電部２２と最遠点２４とを結ぶ線と、が交差するように構成される。
【００４０】
ここで、アンテナ内においては、信号は、その周波数が低い場合にはアンテナを構成する導体部を伝搬する。一方、信号の周波数が高くなれば、少々の開口部を飛び越えて伝搬する。このような伝搬する形態は、信号の周波数と開口部の幅に応じて定まる。本実施形態では、開口部２５の幅は、第２周波数帯の信号は飛び越えることができるが、後述する第３周波数帯の信号は飛び越えることができない程度の幅で形成される。
【００４１】
これにより、第２放射導体部２は、複数の周波数帯のうち、第１周波数帯より高く第２周波数帯より低い、第３周波数帯に含まれる第３周波数の波長に応じた電気長を有して構成することが可能となる。複数の周波数帯とは、３つの周波数帯である。本実施形態では、第３周波数帯は、２．４５ＧＨｚ帯が相当する。２．４５ＧＨｚ帯は、例えば２．４５ＧＨｚを中心周波数として±１０％程度の範囲で設定される。このため、理解を容易にするために、第３周波数ｆ３は２．４５ＧＨｚであるとして説明する。
【００４２】
ここで、第３周波数ｆ３の波長λ３に応じた電気長は、符号Ｌ３を付して示される（図１参照）。特に、本実施形態では、電気長Ｌ３はλ３／４として設定される。係る場合、電気長Ｌ３は、給電部２２から開口部２５に沿った第２放射導体部２において最も遠い位置となる最遠点２４との間の長さに相当し、約３０ｍｍとして設定される。
【００４３】
図３は、本実施形態における多周波用モノポールアンテナ５０の指向性が示される。図３（ａ）は７２０ＭＨｚにおける指向性であり、図３（ｂ）は２．４５ＧＨｚにおける指向性であり、図３（ｃ）は５．８ＧＨｚにおける指向性である。指向性の方向は、図３（ｄ）に示されるとおりである。図３（ａ）−（ｃ）から明らかなように、Ｘ−Ｙ平面を水平面とした場合には、多周波用モノポールアンテナ５０の指向性を示すパターンの形状が少し歪んでいるものの、その歪み量はパターン全体形状からすると比較的小さく、水平方向で指向性に殆ど偏りがなく、広帯域に対応していることが理解できる。
【００４４】
また、図４には、多周波用モノポールアンテナ５０における周波数−電圧定在波比（ＶＳＷＲ）特性の実測データが示されている。この多周波用モノポールアンテナ５０が、実測データから、アンテナ機能として所望する周波数である７２０ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚ、５．８ＧＨｚに関してＶＳＷＲ２．０以下となっており、所望する周波数帯で利用可能な多周波用モノポールアンテナ５０が実現している。なお、図４での実測データから、５ＧＨｚ帯以上は広帯域特性を有することが示されている。このように、本多周波用モノポールアンテナ５０は、複数の周波数帯で適切に利用することができる。
【００４５】
次に、多周波用モノポールアンテナ５０の好適な実施形態について説明する。図５は、このような多周波用モノポールアンテナ５０を、樹脂でできたケース内に封入し、自動車のボディに装備した状態を示す斜視図である。ここで、第１放射導体部１と第２放射導体部２とは、導体薄板からの一体的な打ち抜き加工品で構成される。このような導体薄板は、例えば厚さが１ｍｍ以下の鉄板を打ち抜いて加工することができる。このように構成することにより、第１放射導体部１及び第２放射導体部２のサイズを精度良く加工することができる。一方、厚さが１ｍｍ以下であるので折り曲げ強度が比較的弱くなる。このため、打ち抜き加工により形成された第１放射導体部１及び第２放射導体部２は、図５に示されるように、例えば樹脂内に封入される。これにより、折り曲げ強度を高めることができる。
【００４６】
また、図５に示されるように、多周波用モノポールアンテナ５０は車両のボディに装備される。この際、車両のボディが、モノポールアンテナと対をなす接地導体として利用される。このため、多周波用モノポールアンテナ５０の接地線をボディに接続すると好適である。図５に示されるように、第１放射導体部１を鉛直方向に対して傾けて、第２放射導体部２と接続することも可能である。
【００４７】
このような多周波用モノポールアンテナ５０によれば、第１放射導体部１で、複数の周波数帯のうちの１つの周波数帯における信号の送受信を行うことができ、第２放射導体部２で、別の周波数帯における信号の送受信を行うことができる。また、第１放射導体部１及び第２放射導体部２と対を成す接地導体部を備える必要が無いので、多周波用モノポールアンテナ５０をコンパクトに形成することができる。更に、第２放射導体部２の一部を切り取ることで、第２放射導体部２のリアクタンス成分を調整することができる。このため、インピーダンスマッチングを容易に行うことができる。したがって、インピーダンス変換部を備える必要がないので、低コストで多周波用モノポールアンテナ５０を構成することができる。
【００４８】
〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、第１放射導体部１と第２放射導体部２とは、導体薄板からの一体的な打ち抜き加工品で構成されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。例えば、第１放射導体部１及び第２放射導体部２をプリント基板上に形成された導体層とすることも可能である。このように、プリント基板を用いて構成することにより、インダクタンス成分が増えるので、夫々の電気長（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）を短くすることができる。したがって、多周波用モノポールアンテナ５０をコンパクトに形成することが可能となる。
【００４９】
上記実施形態では、第１周波数帯は、複数の周波数帯のうち、最も低い周波数帯であるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。第１周波数帯を、最も低い周波数帯以外とすることも当然に可能である。係る場合でも、第１放射導体部１を対象となる周波数帯の周波数の波長に応じた電気長に設定することで、第２放射導体部２と共に、多周波用モノポールアンテナ５０を構成することが可能である。
【００５０】
上記実施形態では、第２放射導体部２に、給電部２１と当該給電部２１から第２放射導体部２においても最も遠い位置となる最遠点２４とを結ぶ線を横切る開口部２５が形成されているとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。開口部２５を形成せずに第２放射導体部２を構成することも当然に可能である。係る場合でも、第１放射導体部１及び第２放射導体部２により、複数の周波数帯の信号の送受信を行うことが可能である。
【００５１】
上記実施形態では、第２放射導体部２が五角形断面を有する面状で形成されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。第２放射導体部２を五角形断面以外の形状で形成することも当然に可能である。
【００５２】
上記実施形態では、面取部２３が、五角形断面の斜辺部に相当するとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。面取部２３を、五角形断面の斜辺部以外の辺に形成することも当然に可能である。係る場合でも、第２放射導体部２のリアクタンス成分を調整することは当然に可能である。
【００５３】
上記実施形態では、接続部２４が斜辺部２３に対向する角部３０に設けられるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。例えば、接続部２１が斜辺部２３に対向する角部３０を挟む２つの辺部４３，４４のうちの一方の辺部４３に設けられ、給電部２２が２つの辺部４３，４４のうちの他方の辺部４４と斜辺部２３とで挟まれる辺部４１に設けられるように構成することも当然に可能である。或いは、接続部２１が斜辺部２３に対向する角部３０を挟む２つの辺部４３，４４のうちの他方の辺部４４に設けられ、給電部２２を２つの辺部４３，４４のうちの一方の辺部４３と斜辺部２３とで挟まれる辺部４２に設けることも当然に可能である。更には、接続部２１が斜辺部２３に対向する角部３０を挟む２つの辺部４３，４４のうちの一方の辺部４３に設けられ、給電部２２を２つの辺部４３，４４のうちの一方の辺部４３と斜辺部２３とで挟まれる辺部４２に設けることも当然に可能である。
【００５４】
上記実施形態では、給電部２２は、五角形断面の外縁部に設けられるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。例えば、五角形断面以外で形成することも可能である。
【００５５】
上記実施形態では、複数の周波数帯が７２０ＭＨｚ帯と２．４５ＧＨｚ帯と５．８ＧＨｚ帯との3つの周波数帯であるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。夫々の周波数帯は、一例であり、他の周波数帯に設定することは当然に可能である。
【００５６】
上記実施形態では、各アンテナエレメントの電気長が、各周波数帯の中心周波数で設定されるとして説明した。しかしながら、本発明に適用範囲はこれに限定されるものではない。各周波数帯の中心周波数からずれた周波数に応じて電気長を設定することも当然に可能である。
【００５７】
上記実施形態では、給電部２２は、五角形断面の外縁部に接するように、即ち、辺４１に接するように形成されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。例えば、図６に示されるように、第２放射導体部２が、当該第２放射導体部２の一部を切り欠いて形成された切欠部６０を有しても良い。係る場合には、切欠部６０の縁部に給電部２２を設けることができる。したがって、切欠部６０により、第１放射導体部１及び第２放射導体部２の電気長を変更すると共に、第２放射導体部２のリアクタンス成分を調整することができるので、インピーダンスマッチングを適切に行うことが可能となる。
【００５８】
上記実施形態では、多周波用モノポールアンテナ５０の第１放射導体部１と第２放射導体部２とが打ち抜き加工で形成され、樹脂内に封入して形成されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。図７に示されるように、第１放射導体部１をステンレスの棒で形成し、第２放射導体部２を封入した土台部に接合して形成することも可能である。
【００５９】
上記実施形態では、開口部２５は延設部２５ａと直交部２５ｂとを有して構成されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。開口部２５は、給電部２２と最遠点２４とを結ぶ線と交差すれば、延設部２５ａのみで設けることも可能であるし、円弧状に形成しても良い。また、直線と円弧とを組み合わせて開口部２５を形成しても良い。更には、第２放射導体部２の外縁部に接していなくても良い。いずれの場合であっても、第１周波数帯及び第２周波数帯と異なる周波数帯に含まれる周波数の波長に応じた電気長を形成することが可能である。
【００６０】
また、上記実施形態では、第２放射導体部２は、開口部２５を１つだけ備えているように図示した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。第２放射導体部２に、複数の開口部２５を備えるように構成することも当然に可能である。図８には、２つの開口部２６，２７を備えている例が示される。このような開口部２６，２７は、互いに異なる幅を有して構成することが可能である。図８の例では、開口部２６の幅より開口部２７の幅の方が広く構成されている。係る場合には、図示はしないが、双方の開口部２６，２７を飛び越える周波数帯（上述の第２周波数帯に相当）と、図８（ａ）に示されるような一方の開口部２６を飛び越える周波数帯（上述の第３周波数帯に相当）と、双方の開口部２６，２７を飛び越えない周波数帯（例えば電気長Ｌ４に対応する第４周波数帯）の少なくとも３つの周波数帯を、第２放射導体部２で設定することが可能である。もちろん、３つ以上の開口部２５を構成して電気長を規定することにより、更に多くの周波数帯に対応させることが可能である。
【００６１】
本発明は、複数の周波数帯において信号の送受信が可能な多周波用モノポールアンテナに用いることが可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１：第１放射導体部
２：第２放射導体部
２１：接続部
２２：給電部
２３：切取部、斜辺部
２４：最遠点
２５：開口部
３０：角部
４１〜４４：辺部
５０：多周波用モノポールアンテナ
６０：切欠部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の周波数帯において信号の送受信が可能な多周波用モノポールアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の周波数帯において信号の送受信を行うことが可能なアンテナが利用されている。この種のアンテナとして、下記に出典を示す特許文献１に記載のものがある。特許文献１に記載の多周波共用アンテナ装置は、複数のモノポールアンテナを備えて構成される。これらのモノポールアンテナは、ストリップ導体を介して基板の一方の面に設けられ、基板の他方の面には地板が設けられる。これにより、ストリップ導体と基板と地板とによりマイクロストリップラインが形成され、当該マイクロストリップラインを介して夫々のモノポールアンテナに給電される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３０６４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の多周波共用アンテナ装置にあっては、ストリップ導体は、当該ストリップ導体の全長を共振周波数の波長の１／２程度とするためにメアンダ状に折り返して形成される。ストリップ導体と当該ストリップ導体に接続される同軸ケーブルとの間には、インピーダンスマッチングを行うためにインピーダンス変換器が備えられる。このようなインピーダンス変換器の設定は複雑なものであり、設計開発に手間を要する。また、メアンダ状にすることで面積が広くなるためアンテナ装置としてのサイズも大きくなってしまう。
【０００５】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、インピーダンスマッチングを容易に行うことが可能で、コンパクトな多周波用モノポールアンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明に係る多周波用モノポールアンテナの特徴構成は、複数の周波数帯のうち、所定の第１周波数帯に含まれる第１周波数の波長に応じて設定された長さからなる棒状体で構成されている第１放射導体部と、前記第１放射導体部と一体に接続されると共に、給電部から最も遠い位置となる最遠点までの直線距離が、前記複数の周波数帯のうち、前記第１周波数帯と異なる第２周波数帯に含まれる第２周波数の波長に応じて設定された長さからなる板状体で構成されている第２放射導体部と、からなり、前記給電部は、前記第１放射導体部の先端の位置に対して、前記第１周波数の波長に応じて設定された長さに基づく位置に設けられる点にある。
【０００７】
このような特徴構成とすれば、第１放射導体部で、複数の周波数帯のうちの１つの周波数帯における信号の送受信を行うことができ、第２放射導体部で、別の周波数帯における信号の送受信を行うことができる。また、第１放射導体部及び第２放射導体部と対を成す接地導体部を備える必要が無いので、多周波用モノポールアンテナをコンパクトに形成することができる。更に、第２放射導体部の形状に応じて当該第２放射導体部のリアクタンス成分を調整することができる。このため、インピーダンスマッチングを容易に行うことができる。したがって、インピーダンス変換部を備える必要がないので、低コストで多周波用モノポールアンテナを構成することができる。
【０００８】
また、前記給電部は、前記第２放射導体部に設けられていると好適である。
【０００９】
このような構成とすれば、第２周波数の波長に応じた電気長を第２放射導体部のみで設定することができる。
【００１０】
また、前記第２放射導体部は、前記給電部から前記最遠点まで至る前記板状体の外縁部の一部が切り取られていると好適である。
【００１１】
このような構成とすれば、第２放射導体部の一部を切り取ることで、第２放射導体部のリアクタンス成分を調整することができる。このため、インピーダンスマッチングを容易に行うことができる。したがって、インピーダンス変換部を備える必要がないので、低コストで多周波用モノポールアンテナを構成することができる。
【００１２】
また、前記第１周波数帯は、前記複数の周波数帯のうち、最も低い周波数帯であると好適である。
【００１３】
このような構成とすれば、第２放射導体のサイズを小さくすることができるので、多周波用モノポールアンテナをコンパクトに形成することが可能となる。
【００１４】
また、前記第２放射導体部に、前記給電部と前記最遠点とを結ぶ線を横切る開口部が形成されていると好適である。
【００１５】
このような構成とすれば、第２放射導体部に、給電部と最遠点とを直接、結ぶ線の長さを電気長とするアンテナエレメントと、給電部から開口部の端部を介して最遠点まで結ぶ線の長さを電気長とするアンテナエレメントとを形成することができる。したがって、第２放射導体部で複数の周波数帯における信号の送受信を行うことが可能となる。
【００１６】
また、前記開口部は、スリットで構成することが可能である。
【００１７】
このような構成とすれば、例えば第２放射導体部をプレス等の打ち抜き加工により形成する場合に、第２放射導体部の形成と同時に開口部を形成することができる。したがって、製造コストを低減できる。
【００１８】
また、前記第２放射導体部は、矩形断面における１つの角部を含む直角三角形を切り落とした五角形断面を有する板状体で構成され、前記切り取られて露出した外縁部が前記切り落として露出した斜辺部であると好適である。
【００１９】
このような構成とすれば、例えば薄い鉄板からの打ち抜き加工で第２放射導体部を形成することが可能である。したがって、インピーダンスマッチングが行えている第２放射導体部を容易に形成することができる。
【００２０】
また、前記第１放射導体部と接続される前記第２放射導体部の接続部が前記斜辺部に対向する角部に設けられ、前記給電部が前記斜辺部に隣接する２つの辺部のうちの一方の辺部に設けられるように構成することが可能である。
【００２１】
このような構成とすれば、給電部と接続部とを離間させることができる。したがって、給電部から接続部までの長さを含めて第１放射導体部の電気長を構成することができる。
【００２２】
或いは、前記第１放射導体部と接続される前記第２放射導体部の接続部が前記斜辺部に対向する角部を挟む２つの辺部のうちの一方の辺部に設けられ、前記給電部が前記２つの辺部のうちの他方の辺部と前記斜辺部とで挟まれる辺部に設けられるように構成することも可能である。
【００２３】
このような構成であっても、給電部と接続部とを離間させることができる。したがって、給電部から接続部までの長さを含めて第１放射導体部の電気長を構成することができる。
【００２４】
また、前記第２放射導体部は当該第２放射導体の一部を切り欠いて形成された切欠部を有し、前記給電部が前記切欠部の縁部に設けられていると好適である。
【００２５】
このような構成とすれば、第２放射導体部のリアクタンス成分を変更することができるので、インピーダンスマッチングを容易に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】多周波用モノポールアンテナの概念を模式的に示した図である。
【図２】多周波用モノポールアンテナの各部の構成を模式的に示した図である。
【図３】多周波用モノポールアンテナの放射パターンを示す図である。
【図４】多周波用モノポールアンテナの電圧定在波比特性を示す図である。
【図５】多周波用モノポールアンテナを自動車に装備した例を示す斜視図である。
【図６】切欠部について示す図である。
【図７】その他の実施形態に係る多周波用モノポールアンテナについて示した図である。
【図８】その他の実施形態に係る第２放射導体部について示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。ただし、各図における寸法は考慮せずに示している。図１は本発明に係る多周波用モノポールアンテナ５０の概念を模式的に示した図である。本多周波用モノポールアンテナ５０は、複数の周波数帯の信号を送受信する機能を備えている。本実施形態では、複数の周波数帯が７２０ＭＨｚ帯と２．４５ＧＨｚ帯と５．８ＧＨｚ帯との3つの周波数帯であるとして説明する。
【００２８】
図１に示されるように、多周波用モノポールアンテナ５０は第１放射導体部１と第２放射導体部２とを備えて構成される。図１の左上図に示されるように、第１放射導体部１と第２放射導体部２とで電気長Ｌ１が規定され、図１の右上図及び右下図に示されるように、第２放射導体部２で電気長Ｌ２及び電気長Ｌ３が規定される。詳細は後述するが、第２放射導体部２には所定の幅からなる開口部２５が形成される。電気長Ｌ２は開口部２５を飛び超えて規定され、電気長Ｌ３は開口部２５を迂回して規定される。
【００２９】
電気長Ｌ１は、７２０ＭＨｚ帯に含まれる周波数に応じて設定される。また、電気長Ｌ２は、５．８ＧＨｚ帯に含まれる周波数に応じて設定される。更に、電気長Ｌ３は、２．４５ＧＨｚ帯に含まれる周波数に応じて設定される。多周波用モノポールアンテナ５０は、これらの電気長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を有して構成されるので、３つの周波数帯の信号の送受信を行うことが可能となる。
【００３０】
図２は、多周波用モノポールアンテナ５０の各部の構成を模式的に示した図である。図２に示されるように、第１放射導体部１は、複数の周波数帯のうち、所定の第１周波数帯に含まれる第１周波数の波長に応じて設定された長さからなる棒状体で構成される。複数の周波数帯とは、本実施形態では３つの周波数帯である。また、本実施形態では、所定の第１周波数帯とは、３つの周波数体のうち、最も低い周波数帯が相当する。したがって、第１周波数帯は７２０ＭＨｚ帯が相当する。７２０ＭＨｚ帯は例えば７２０ＭＨｚを中心周波数として±１０％程度の範囲で設定される。このため、理解を容易にするために、第１周波数ｆ１は７２０ＭＨｚであるとして説明する。
【００３１】
また、第１放射導体部１は、第１周波数ｆ１の波長λ１に応じた長さの棒状体で構成される。すなわち、第１放射導体部１の棒状体の先端部１ａから後述する第２放射導体部２に設けられる給電点２２までの長さが、第１周波数ｆ１の波長λ１に応じた電気長Ｌ１となるように構成される。本実施形態では、電気長Ｌ１はλ１／４として設定される。このため、第１放射導体部１は、当該第１放射導体部１を構成する棒状体の先端部１ａから後述する第２放射導体部２に設けられる給電点２２までの長さが約１０５ｍｍになるように構成される。このような第１放射導体部１は、多周波用モノポールアンテナのアンテナエレメントを構成する。
【００３２】
第２放射導体部２は、上述の第１放射導体部１と共に、多周波用モノポールアンテナのアンテナエレメントを構成し、板状体で構成される。本実施形態では、第２放射導体部２は、矩形断面における１つの角部を含む直角三角形を切り落とした五角形断面を有する板状体で構成される。このような第２放射導体部２は、接続部２１と給電部２２と切取部２３とを有して構成される。接続部２１は、第２放射導体部２が第１放射導体部１に接続される部分である。ここで、第１放射導体部１は、上述のように棒状体で構成される。このような棒状体の一方の端部に、第２放射導体部２の接続部２１が電気的に接続される。電気的に接続されるとは、第１放射導体部１と第２放射導体部２とが接続された状態で導電性があり、理想的には第１放射導体部１と第２放射導体部２とが接続インピーダンスが０Ωで接続されている状態を示す。このような接続部２１は、本実施形態では、詳細は後述するが、第２放射導体部２を構成する五角形断面の外縁部分における、前記直角三角形を切り落とした部分に対向する角部３０に設けられる。
【００３３】
給電部２２は、第１放射導体部１及び第２放射導体部２の双方に通電する通電端子に相当する。ここで、本多周波用モノポールアンテナ５０は、モノポールアンテナである。したがって、多周波用モノポールアンテナ５０のアンテナエレメント（第１放射導体部１及び第２放射導体部２）と対をなす接地導体は備えられていない。詳細は後述するが、接地導体は多周波用モノポールアンテナ５０が備えられる金属導体が相当する。このような給電部２２は、接続部２１から離間して、第２放射導体部２を構成する板状体の外縁部に設けられる。本実施形態では、給電部２２は、第１放射導体部１の先端の位置に対して、第１周波数ｆ１の波長λ１に応じて設定された位置に設けられる。すなわち、給電部２２は、第１放射導体部１を構成する棒状体の先端部１ａから当該給電点２２までの長さが上述の約１０５ｍｍになる位置に設けられる。
【００３４】
切取部２３は、給電部２２から最遠点２４まで至る板状体の外縁部の一部が切り取られた部分である。ここで、最遠点２４とは、第２放射導体部２を構成する板状体において、給電部２２から最も遠い位置が相当する。本実施形態では、第２放射導体部２は、五角形断面で形成される。このため、最遠点２４は五角形断面の外縁部分に設けられる。したがって、給電部２２から最遠点２４まで至る板状体の外縁部とは、給電部２２と最遠点２４との間の五角形断面の外縁部分が相当する。切取部２３は、このような外縁部分の一部を切り取って構成され、切り取られて露出した外縁部は、矩形断面からその１つの直角部を含む直角三角形を切り落として露出した斜辺部に相当する。以下では、斜辺部に符号２３を付して説明する。
【００３５】
本実施形態では、第１放射導体部１に一体に接続される第２放射導体部２の接続部２１が斜辺部２３に対向する角部３０に設けられる。斜辺部２３に対向する角部３０とは、五角形断面が有する５つの頂点のうち、斜辺部２３に隣接する２つの辺４１，４２の夫々に接していない頂点が相当する。
【００３６】
給電部２２は、斜辺部２３に隣接する２つの辺部のうちの一方の辺部に設けられる。本実施形態では、２つの辺部とは、辺部４１，４２であり、一方の辺部は辺部４１が相当する。
【００３７】
第２放射導体部２は、給電部２２から最遠点２４までの直線距離が、複数の周波数帯のうち、第１周波数帯と異なる第２周波数帯に含まれる第２周波数の波長に応じて設定された長さから板状体で構成される。複数の周波数帯とは、３つの周波数帯である。本実施形態では、第２周波数帯は、５．８ＧＨｚ帯が相当する（図１参照）。５．８ＧＨｚ帯は、例えば５．８ＧＨｚを中心周波数として±１０％程度の範囲で設定される。このため、理解を容易にするために、第２周波数ｆ２は５．８ＧＨｚであるとして説明する。
【００３８】
また、給電部２２から最遠点２４までの直線距離が、第２放射導体部２のアンテナエレメントとしての電気長Ｌ２に相当する。このような第２放射導体部２は、当該第２放射導体部２のみでモノポールアンテナとして機能させることも可能である。特に、本実施形態では、電気長Ｌ２はλ２／４として設定される。係る場合、電気長Ｌ２は約３０ｍｍとして設定される。
【００３９】
また、本実施形態では、第２放射導体部２に開口部２５が形成される。開口部２５は、給電部２２と最遠点２４とを結ぶ線を横切るように形成される。給電部２２と最遠点２４とを結ぶ線とは、上述の第２放射導体部２の電気長Ｌ２に沿った線に相当する。本実施形態では、開口部２５は、延設部２５ａと直交部２５ｂとを有して構成される。延設部２５ａは、斜辺部２３から延設して設けられる。直交部２５ｂは、延設部２５ａの先端部（斜辺部２３に接しない側の端部）から辺４４の側に直交するように折り曲げられて設けられる。これらの延設部２５ａ及び直交部２５ｂは、一定の幅で形成される。したがって、本実施形態では、開口部２５はスリットで形成される。開口部２５が給電部２２と最遠点２４とを結ぶ線を横切るとは、開口部２５と給電部２２と最遠点２４とを結ぶ線とが交差している状態をいう。本実施形態では、直交部２５と、給電部２２と最遠点２４とを結ぶ線と、が交差するように構成される。
【００４０】
ここで、アンテナ内においては、信号は、その周波数が低い場合にはアンテナを構成する導体部を伝搬する。一方、信号の周波数が高くなれば、少々の開口部を飛び越えて伝搬する。このような伝搬する形態は、信号の周波数と開口部の幅に応じて定まる。本実施形態では、開口部２５の幅は、第２周波数帯の信号は飛び越えることができるが、後述する第３周波数帯の信号は飛び越えることができない程度の幅で形成される。
【００４１】
これにより、第２放射導体部２は、複数の周波数帯のうち、第１周波数帯より高く第２周波数帯より低い、第３周波数帯に含まれる第３周波数の波長に応じた電気長を有して構成することが可能となる。複数の周波数帯とは、３つの周波数帯である。本実施形態では、第３周波数帯は、２．４５ＧＨｚ帯が相当する。２．４５ＧＨｚ帯は、例えば２．４５ＧＨｚを中心周波数として±１０％程度の範囲で設定される。このため、理解を容易にするために、第３周波数ｆ３は２．４５ＧＨｚであるとして説明する。
【００４２】
ここで、第３周波数ｆ３の波長λ３に応じた電気長は、符号Ｌ３を付して示される（図１参照）。特に、本実施形態では、電気長Ｌ３はλ３／４として設定される。係る場合、電気長Ｌ３は、給電部２２から開口部２５に沿った第２放射導体部２において最も遠い位置となる最遠点２４との間の長さに相当し、約３０ｍｍとして設定される。
【００４３】
図３は、本実施形態における多周波用モノポールアンテナ５０の指向性が示される。図３（ａ）は７２０ＭＨｚにおける指向性であり、図３（ｂ）は２．４５ＧＨｚにおける指向性であり、図３（ｃ）は５．８ＧＨｚにおける指向性である。指向性の方向は、図３（ｄ）に示されるとおりである。図３（ａ）−（ｃ）から明らかなように、Ｘ−Ｙ平面を水平面とした場合には、多周波用モノポールアンテナ５０の指向性を示すパターンの形状が少し歪んでいるものの、その歪み量はパターン全体形状からすると比較的小さく、水平方向で指向性に殆ど偏りがなく、広帯域に対応していることが理解できる。
【００４４】
また、図４には、多周波用モノポールアンテナ５０における周波数−電圧定在波比（ＶＳＷＲ）特性の実測データが示されている。この多周波用モノポールアンテナ５０が、実測データから、アンテナ機能として所望する周波数である７２０ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚ、５．８ＧＨｚに関してＶＳＷＲ２．０以下となっており、所望する周波数帯で利用可能な多周波用モノポールアンテナ５０が実現している。なお、図４での実測データから、５ＧＨｚ帯以上は広帯域特性を有することが示されている。このように、本多周波用モノポールアンテナ５０は、複数の周波数帯で適切に利用することができる。
【００４５】
次に、多周波用モノポールアンテナ５０の好適な実施形態について説明する。図５は、このような多周波用モノポールアンテナ５０を、樹脂でできたケース内に封入し、自動車のボディに装備した状態を示す斜視図である。ここで、第１放射導体部１と第２放射導体部２とは、導体薄板からの一体的な打ち抜き加工品で構成される。このような導体薄板は、例えば厚さが１ｍｍ以下の鉄板を打ち抜いて加工することができる。このように構成することにより、第１放射導体部１及び第２放射導体部２のサイズを精度良く加工することができる。一方、厚さが１ｍｍ以下であるので折り曲げ強度が比較的弱くなる。このため、打ち抜き加工により形成された第１放射導体部１及び第２放射導体部２は、図５に示されるように、例えば樹脂内に封入される。これにより、折り曲げ強度を高めることができる。
【００４６】
また、図５に示されるように、多周波用モノポールアンテナ５０は車両のボディに装備される。この際、車両のボディが、モノポールアンテナと対をなす接地導体として利用される。このため、多周波用モノポールアンテナ５０の接地線をボディに接続すると好適である。図５に示されるように、第１放射導体部１を鉛直方向に対して傾けて、第２放射導体部２と接続することも可能である。
【００４７】
このような多周波用モノポールアンテナ５０によれば、第１放射導体部１で、複数の周波数帯のうちの１つの周波数帯における信号の送受信を行うことができ、第２放射導体部２で、別の周波数帯における信号の送受信を行うことができる。また、第１放射導体部１及び第２放射導体部２と対を成す接地導体部を備える必要が無いので、多周波用モノポールアンテナ５０をコンパクトに形成することができる。更に、第２放射導体部２の一部を切り取ることで、第２放射導体部２のリアクタンス成分を調整することができる。このため、インピーダンスマッチングを容易に行うことができる。したがって、インピーダンス変換部を備える必要がないので、低コストで多周波用モノポールアンテナ５０を構成することができる。
【００４８】
〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、第１放射導体部１と第２放射導体部２とは、導体薄板からの一体的な打ち抜き加工品で構成されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。例えば、第１放射導体部１及び第２放射導体部２をプリント基板上に形成された導体層とすることも可能である。このように、プリント基板を用いて構成することにより、インダクタンス成分が増えるので、夫々の電気長（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）を短くすることができる。したがって、多周波用モノポールアンテナ５０をコンパクトに形成することが可能となる。
【００４９】
上記実施形態では、第１周波数帯は、複数の周波数帯のうち、最も低い周波数帯であるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。第１周波数帯を、最も低い周波数帯以外とすることも当然に可能である。係る場合でも、第１放射導体部１を対象となる周波数帯の周波数の波長に応じた電気長に設定することで、第２放射導体部２と共に、多周波用モノポールアンテナ５０を構成することが可能である。
【００５０】
上記実施形態では、第２放射導体部２に、給電部２１と当該給電部２１から第２放射導体部２においても最も遠い位置となる最遠点２４とを結ぶ線を横切る開口部２５が形成されているとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。開口部２５を形成せずに第２放射導体部２を構成することも当然に可能である。係る場合でも、第１放射導体部１及び第２放射導体部２により、複数の周波数帯の信号の送受信を行うことが可能である。
【００５１】
上記実施形態では、第２放射導体部２が五角形断面を有する面状で形成されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。第２放射導体部２を五角形断面以外の形状で形成することも当然に可能である。
【００５２】
上記実施形態では、面取部２３が、五角形断面の斜辺部に相当するとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。面取部２３を、五角形断面の斜辺部以外の辺に形成することも当然に可能である。係る場合でも、第２放射導体部２のリアクタンス成分を調整することは当然に可能である。
【００５３】
上記実施形態では、接続部２４が斜辺部２３に対向する角部３０に設けられるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。例えば、接続部２１が斜辺部２３に対向する角部３０を挟む２つの辺部４３，４４のうちの一方の辺部４３に設けられ、給電部２２が２つの辺部４３，４４のうちの他方の辺部４４と斜辺部２３とで挟まれる辺部４１に設けられるように構成することも当然に可能である。或いは、接続部２１が斜辺部２３に対向する角部３０を挟む２つの辺部４３，４４のうちの他方の辺部４４に設けられ、給電部２２を２つの辺部４３，４４のうちの一方の辺部４３と斜辺部２３とで挟まれる辺部４２に設けることも当然に可能である。更には、接続部２１が斜辺部２３に対向する角部３０を挟む２つの辺部４３，４４のうちの一方の辺部４３に設けられ、給電部２２を２つの辺部４３，４４のうちの一方の辺部４３と斜辺部２３とで挟まれる辺部４２に設けることも当然に可能である。
【００５４】
上記実施形態では、給電部２２は、五角形断面の外縁部に設けられるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。例えば、五角形断面以外で形成することも可能である。
【００５５】
上記実施形態では、複数の周波数帯が７２０ＭＨｚ帯と２．４５ＧＨｚ帯と５．８ＧＨｚ帯との3つの周波数帯であるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。夫々の周波数帯は、一例であり、他の周波数帯に設定することは当然に可能である。
【００５６】
上記実施形態では、各アンテナエレメントの電気長が、各周波数帯の中心周波数で設定されるとして説明した。しかしながら、本発明に適用範囲はこれに限定されるものではない。各周波数帯の中心周波数からずれた周波数に応じて電気長を設定することも当然に可能である。
【００５７】
上記実施形態では、給電部２２は、五角形断面の外縁部に接するように、即ち、辺４１に接するように形成されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。例えば、図６に示されるように、第２放射導体部２が、当該第２放射導体部２の一部を切り欠いて形成された切欠部６０を有しても良い。係る場合には、切欠部６０の縁部に給電部２２を設けることができる。したがって、切欠部６０により、第１放射導体部１及び第２放射導体部２の電気長を変更すると共に、第２放射導体部２のリアクタンス成分を調整することができるので、インピーダンスマッチングを適切に行うことが可能となる。
【００５８】
上記実施形態では、多周波用モノポールアンテナ５０の第１放射導体部１と第２放射導体部２とが打ち抜き加工で形成され、樹脂内に封入して形成されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。図７に示されるように、第１放射導体部１をステンレスの棒で形成し、第２放射導体部２を封入した土台部に接合して形成することも可能である。
【００５９】
上記実施形態では、開口部２５は延設部２５ａと直交部２５ｂとを有して構成されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。開口部２５は、給電部２２と最遠点２４とを結ぶ線と交差すれば、延設部２５ａのみで設けることも可能であるし、円弧状に形成しても良い。また、直線と円弧とを組み合わせて開口部２５を形成しても良い。更には、第２放射導体部２の外縁部に接していなくても良い。いずれの場合であっても、第１周波数帯及び第２周波数帯と異なる周波数帯に含まれる周波数の波長に応じた電気長を形成することが可能である。
【００６０】
また、上記実施形態では、第２放射導体部２は、開口部２５を１つだけ備えているように図示した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。第２放射導体部２に、複数の開口部２５を備えるように構成することも当然に可能である。図８には、２つの開口部２６，２７を備えている例が示される。このような開口部２６，２７は、互いに異なる幅を有して構成することが可能である。図８の例では、開口部２６の幅より開口部２７の幅の方が広く構成されている。係る場合には、図示はしないが、双方の開口部２６，２７を飛び越える周波数帯（上述の第２周波数帯に相当）と、図８（ａ）に示されるような一方の開口部２６を飛び越える周波数帯（上述の第３周波数帯に相当）と、双方の開口部２６，２７を飛び越えない周波数帯（例えば電気長Ｌ４に対応する第４周波数帯）の少なくとも３つの周波数帯を、第２放射導体部２で設定することが可能である。もちろん、３つ以上の開口部２５を構成して電気長を規定することにより、更に多くの周波数帯に対応させることが可能である。
【００６１】
本発明は、複数の周波数帯において信号の送受信が可能な多周波用モノポールアンテナに用いることが可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１：第１放射導体部
２：第２放射導体部
２１：接続部
２２：給電部
２３：切取部、斜辺部
２４：最遠点
２５：開口部
３０：角部
４１〜４４：辺部
５０：多周波用モノポールアンテナ
６０：切欠部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の周波数帯のうち、所定の第１周波数帯に含まれる第１周波数の波長に応じて設定された長さからなる棒状体で構成されている第１放射導体部と、
前記第１放射導体部と一体に接続されると共に、給電部から最も遠い位置となる最遠点までの直線距離が、前記複数の周波数帯のうち、前記第１周波数帯と異なる第２周波数帯に含まれる第２周波数の波長に応じて設定された長さからなる板状体で構成されている第２放射導体部と、からなり、
前記給電部は、前記第１放射導体部の先端の位置に対して、前記第１周波数の波長に応じて設定された長さに基づく位置に設けられる多周波用モノポールアンテナ。
【請求項２】
前記給電部は、前記第２放射導体部に設けられている請求項１に記載の多周波用モノポールアンテナ。
【請求項３】
前記第２放射導体部は、前記給電部から前記最遠点まで至る前記板状体の外縁部の一部が切り取られている請求項１又は２に記載の多周波用モノポールアンテナ。
【請求項４】
前記第１周波数帯は、前記複数の周波数帯のうち、最も低い周波数帯である請求項１から３のいずれか一項に記載の多周波用モノポールアンテナ。
【請求項５】
前記第２放射導体部に、前記給電部と前記最遠点とを結ぶ線を横切る開口部が形成されている請求項１から４のいずれか一項に記載の多周波用モノポールアンテナ。
【請求項６】
前記開口部は、スリットである請求項５に記載の多周波用モノポールアンテナ。
【請求項７】
前記第２放射導体部は、矩形断面における１つの角部を含む直角三角形を切り落とした五角形断面を有する板状体で構成され、前記切り取られて露出した外縁部が前記切り落として露出した斜辺部である請求項３に記載の多周波用モノポールアンテナ。
【請求項８】
前記第１放射導体部と接続される前記第２放射導体部の接続部が前記斜辺部に対向する角部に設けられ、前記給電部が前記斜辺部に隣接する２つの辺部のうちの一方の辺部に設けられる請求項７に記載の多周波用モノポールアンテナ。
【請求項９】
前記第１放射導体部と接続される前記第２放射導体部の接続部が前記斜辺部に対向する角部を挟む２つの辺部のうちの一方の辺部に設けられ、前記給電部が前記２つの辺部のうちの他方の辺部と前記斜辺部とで挟まれる辺部に設けられる請求項７に記載の多周波用モノポールアンテナ。
【請求項１０】
前記第２放射導体部は当該第２放射導体の一部を切り欠いて形成された切欠部を有し、前記給電部が前記切欠部の縁部に設けられている請求項１から９のいずれか一項に記載の多周波用モノポールアンテナ。
【請求項１】
複数の周波数帯のうち、所定の第１周波数帯に含まれる第１周波数の波長に応じて設定された長さからなる棒状体で構成されている第１放射導体部と、
前記第１放射導体部と一体に接続されると共に、給電部から最も遠い位置となる最遠点までの直線距離が、前記複数の周波数帯のうち、前記第１周波数帯と異なる第２周波数帯に含まれる第２周波数の波長に応じて設定された長さからなる板状体で構成されている第２放射導体部と、からなり、
前記給電部は、前記第１放射導体部の先端の位置に対して、前記第１周波数の波長に応じて設定された長さに基づく位置に設けられる多周波用モノポールアンテナ。
【請求項２】
前記給電部は、前記第２放射導体部に設けられている請求項１に記載の多周波用モノポールアンテナ。
【請求項３】
前記第２放射導体部は、前記給電部から前記最遠点まで至る前記板状体の外縁部の一部が切り取られている請求項１又は２に記載の多周波用モノポールアンテナ。
【請求項４】
前記第１周波数帯は、前記複数の周波数帯のうち、最も低い周波数帯である請求項１から３のいずれか一項に記載の多周波用モノポールアンテナ。
【請求項５】
前記第２放射導体部に、前記給電部と前記最遠点とを結ぶ線を横切る開口部が形成されている請求項１から４のいずれか一項に記載の多周波用モノポールアンテナ。
【請求項６】
前記開口部は、スリットである請求項５に記載の多周波用モノポールアンテナ。
【請求項７】
前記第２放射導体部は、矩形断面における１つの角部を含む直角三角形を切り落とした五角形断面を有する板状体で構成され、前記切り取られて露出した外縁部が前記切り落として露出した斜辺部である請求項３に記載の多周波用モノポールアンテナ。
【請求項８】
前記第１放射導体部と接続される前記第２放射導体部の接続部が前記斜辺部に対向する角部に設けられ、前記給電部が前記斜辺部に隣接する２つの辺部のうちの一方の辺部に設けられる請求項７に記載の多周波用モノポールアンテナ。
【請求項９】
前記第１放射導体部と接続される前記第２放射導体部の接続部が前記斜辺部に対向する角部を挟む２つの辺部のうちの一方の辺部に設けられ、前記給電部が前記２つの辺部のうちの他方の辺部と前記斜辺部とで挟まれる辺部に設けられる請求項７に記載の多周波用モノポールアンテナ。
【請求項１０】
前記第２放射導体部は当該第２放射導体の一部を切り欠いて形成された切欠部を有し、前記給電部が前記切欠部の縁部に設けられている請求項１から９のいずれか一項に記載の多周波用モノポールアンテナ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１３４７３９（Ｐ２０１２−１３４７３９Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８４６９３（Ｐ２０１０−２８４６９３）
【出願日】平成２２年１２月２１日（２０１０．１２．２１）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２１日（２０１０．１２．２１）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
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