WO2019027036A1

WO2019027036A1 - 車載用アンテナ装置

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Publication number: WO2019027036A1
Application number: PCT/JP2018/029193
Authority: WO
Inventors: 水野　浩年; 孝之曽根
Original assignee: Yokowo Co Ltd; Yokowo Mfg Co Ltd
Current assignee: Yokowo Co Ltd
Priority date: 2017-08-04
Filing date: 2018-08-03
Publication date: 2019-02-07
Anticipated expiration: 2020-02-04
Also published as: US20200067180A1; JP6411593B1; EP3664218A1; CN110574230B; JP2019033328A; CN110574230A; EP3664218A4; US11152690B2

Abstract

車載用アンテナ装置の低背化を可能にする。　車載用アンテナ装置１は、アンテナ基板１０を有し、このアンテナ基板１０に形成されたコリニアアレイアンテナ５０は、第１直線部５１と、第２直線部５４と、一端が第１直線部５１に接続された第１連結部５２と、一端が第１連結部５２に電気的に接続され他端が第２直線部５４に接続された第２連結部５３とを有し、誘電体基板１１の第１面には、第１直線部５１と第１連結部５２とが設けられており、誘電体基板１１の第２面には、第２連結部５３と第２直線部５４とが設けられている。

Description

車載用アンテナ装置

　本発明は、車両に設置するＶ２Ｘ（Vehicle to X; Vehicle to Everything）通信（車車間通信／路車間通信等）等に用いる車載用アンテナ装置に係り、とくにコリニアアレイアンテナを形成したアンテナ基板を具備する車載用アンテナ装置に関するものである。

　従来のこの種のアンテナ装置としては、誘電体基板の片面にコリニアアレイアンテナがパターン印刷されているものが知られている。しかし、コリニアアレイアンテナには位相整合のための折返し部分があるので、誘電体基板の片面にパターン印刷していると、誘電体基板の高さ方向の長さを大きくせざるを得ず、アンテナ装置の高さが大きくなるという欠点があった。

特許第４１４７１７７号公報

　本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、低背化が可能な車載用アンテナ装置を提供することにある。

　本発明のある態様は車載用アンテナ装置である。この車載用アンテナ装置は、誘電体基板の両面に導体パターンを設けてコリニアアレイアンテナを構成したアンテナ基板を備える。

　前記態様において、前記コリニアアレイアンテナは、第１直線部と、第２直線部と、一端が前記第１直線部に接続された第１連結部と、一端が前記第１連結部に電気的に接続され他端が前記第２直線部に接続された第２連結部と、を有し、
　前記誘電体基板の第１面には、前記第１直線部と前記第１連結部とが設けられており、
　前記誘電体基板の前記第１面の反対側の第２面には、前記第２連結部と前記第２直線部とが設けられた構成であるとよい。

　前記第１連結部と前記第２連結部とが前記誘電体基板の略同一高さ位置にあるとよい。

　前記第１直線部は、前記第２直線部の配列方向に対して傾いているとよい。

　前記誘電体基板には、前記第１直線部に平行な第１導波器と、前記第２直線部に平行な第２導波器との少なくともいずれか一方が設けられているとよい。

　前記誘電体基板には、前記第２面において、前記第２直線部と平行な平行線部が設けられているとよい。

　前記誘電体基板には、前記第２直線部と前記平行線部との間に切欠き部又は空洞部が設けられているとよい。

　前記コリニアアレイアンテナは、第１周波数と、前記第１周波数とは異なる第２周波数とで動作するものであるとよい。

　前記車載用アンテナ装置が容量装荷素子を備え、前記アンテナ基板は、前記容量装荷素子に対して、前記第１直線部及び前記第２直線部から、前記第１連結部及び第２連結部がそれぞれ延出する方向に離間した配置であるとよい。

　なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

　本発明によれば、車載用アンテナ装置の低背化が可能である。

本発明に係る車載用アンテナ装置の実施の形態１であって、前方に向かって左側を示す左側面図。同じく、前方に向かって右側を示す右側面図。同じくケースを省略した背面図。同じくケースを省略した平面図。実施の形態１における、コリニアアレイアンテナを形成したアンテナ基板１０の前方に向かって左側を示す左側面図。同じくアンテナ基板１０の前方に向かって右側を示す右側面図。車両のガラスの近傍に位置して水平面に対して傾斜したルーフ上に、実施の形態１のアンテナ基板１０に近似したアンテナ基板１０Ａを配置したときの測定モデルを示す模式図。比較例１としてのアンテナ基板１０Ｂを同様の傾斜したルーフ上に配置したときの測定モデルを示す模式図。比較例２としてのアンテナ基板１０Ｃを同様の傾斜したルーフ上に配置したときの測定モデルを示す模式図。図７Ａの測定モデルの場合における、垂直面利得を示すシミュレーションによる指向特性図。図７Ｂの測定モデルの場合における、垂直面利得を示すシミュレーションによる指向特性図。図７Ｃの測定モデルの場合における、垂直面利得を示すシミュレーションによる指向特性図。実施の形態１における導波器が設けられたアンテナ基板１０と、導波器が設けられていないアンテナ基板との、仰角０°の水平面指向性を示すシミュレーションによる指向特性図。実施の形態１における平行線部が設けられたアンテナ基板１０と、平行線部が設けられていないアンテナ基板との、仰角０°の水平面指向性を示すシミュレーションによる指向特性図。実施の形態１におけるスリット状切欠き部（空洞部）が設けられたアンテナ基板１０と、スリット状切欠き部が設けられていないアンテナ基板との、仰角０°の水平面指向性を示すシミュレーションによる指向特性図。実施の形態１におけるアンテナ基板１０のＶＳＷＲ特性図。容量装荷素子が設けられた実施の形態１の車載用アンテナ装置１の場合と、容量装荷素子が設けられていない場合との、仰角０°の水平面指向性を示すシミュレーションによる指向特性図。本発明に係る車載用アンテナ装置の実施の形態２であって、前方に向かって左側を示す左側面図。同じく、前方に向かって右側を示す右側面図。同じくケースを省略した背面図。同じくケースを省略した平面図。容量装荷素子の分割数を変えた場合のＧＮＳＳアンテナの軸比を示す周波数特性図。容量装荷素子の分割数を変えた場合のＧＮＳＳアンテナの平均利得を示す周波数特性図。

　以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一又は同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

＜実施の形態１＞
　図１乃至図６を用いて本発明に係る車載用アンテナ装置の実施の形態１を説明する。これらの図に示すように、車載用アンテナ装置１は、金属製のベース２と、ベース２の上側を覆うようにベース２にネジ止めされる電波透過性のケース（レドーム）３とを有する。この車載用アンテナ装置１は、ベース２とケース３とで囲まれた内部空間に、前から順に、ＳＸＭアンテナ（パッチアンテナ）５、ＡＭ／ＦＭ放送用受信アンテナ７、及びＶ２Ｘ通信用のコリニアアレイアンテナを構成したアンテナ基板１０を収容する。ＳＸＭアンテナ５は、上面に放射電極があって上向きの指向性を有し、基板９を介してベース２上に固定される。なお、図１において、車載用アンテナ装置１の上下、前後方向を定義する。紙面の上方向が上、下方向が下、紙面の左方向が前、紙面の右方向が後である。

　ＡＭ／ＦＭ放送用受信アンテナ７は、容量装荷素子７１と、これに直列接続されるコイル７２とを有する。容量装荷素子７１は、ベース２上に立設固定されたホルダ８０に固定されている。図３のように容量装荷素子７１は非分割構造であって、ホルダ８０の外面に沿った傘状導体でホルダ８０に固定配置されている。コイル７２はホルダ８０に取り付けられており、コイル７２の下端はベース２に固定されたアンプ基板７３に接続される。

　コリニアアレイアンテナ５０を有するアンテナ基板１０は、ベース２に固定された給電用取付基板（取付部材）９０に対し垂直に立設固定される。図５及び図６に示すように、アンテナ基板１０は、誘電体基板１１の両面に導体パターンを印刷や導体箔のエッチング等で設けてコリニアアレイアンテナ５０等を構成したものである。コリニアアレイアンテナ５０は導体パターンとして直線部５１，５４と、位相整合のための連結部５２，５３とを有する。誘電体基板１１の斜め上下方向に伸びる直線部５１と、誘電体基板１１の幅方向（車載用アンテナ装置１の前後方向）に伸びる連結部５２は、図５の誘電体基板１１の左側面に形成されている。また、誘電体基板１１の幅方向（車載用アンテナ装置１の前後方向）に伸びる連結部５３と、誘電体基板１１の上下方向に伸びる直線部５４は、図６の誘電体基板１１の右側面に形成されている。連結部５２と連結部５３は、それらの後端位置に形成されたスルーホール１２などで電気的に接続されている。なお、上側の直線部５１上部は誘電体基板１１の上辺に沿って折れ曲がった部分５１ａとなっているが、これは誘電体基板１１の上下方向の長さが不足したためであり、折れ曲がった部分５１ａを設けることで、高さの低い誘電体基板１１の場合にも直線部５１として必要な長さを確保することができる。折れ曲がった部分５１ａが過大で無い限りコリニアアレイアンテナとしての特性に大きな影響は無い。また、コリニアアレイアンテナは、アレイアンテナ動作をし、上側のエレメント（直線部５１）と下側のエレメント（直線部５４）の指向性を合成した指向性となるアンテナである。これに対して、ダイポールアンテナは、アレイアンテナ動作をせず、給電点が地板上に無く、給電点の上下にエレメントがあるアンテナである。モノポールアンテナは、給電点が地板上にあり、地板とエレメントで動作するアンテナである。このため、コリニアアレイアンテナは、ダイポールアンテナやモノポールアンテナとは異なる動作をするアンテナである。

　このコリニアアレイアンテナ５０では、位相整合のための折返し部分（連結部５２と連結部５３）を誘電体基板１１の表裏面（左側面と右側面）を利用することで同じ高さに形成できている。このため、誘電体基板１１、つまりアンテナ基板１０の高さを低くすることができ、ひいては車載用アンテナ装置１を低背化することができる。

　ところで、車両のリアガラスの近傍に位置して車両の水平面に対して傾斜したルーフ上にアンテナ基板を配置すると、ガラスに一部の電磁波が伝搬することで仰角０°付近で利得が落ち込む現象が発生する。これを防ぐために、本実施の形態のアンテナ基板１０では、直線部５１が前方に少し傾けて設けられている。すなわち、図５に示すように、コリニアアレイアンテナ５０では、上側の直線部５１の配列方向（直線Ｐで示す）が、下側の直線部５４の配列方向（誘電体基板１１の上下方向に平行な方向である直線Ｑで示す）に対して傾いていることになる。すなわち、図３に示したベース２上に固定された給電用取付基板（取付部材）９０にアンテナ基板１０が垂直に装着されている場合、誘電体基板１１の右側面（図６）において下側の直線部５４は誘電体基板１１の上下方向に配列されているのに対し、上側の直線部５１は誘電体基板１１の上下方向に対して前方に傾いて配列され、直線部５１の上端側が下端側よりも前に位置している。直線Ｐと直線Ｑとのなす角度αは４５°未満の小さな角度である。上側の直線部５１の配列方向が、下側の直線部５４の配列方向に対して前方に傾いていることの作用効果の詳細は後述する。

　さらに、アンテナ基板１０においては、水平方向後側の利得を増大させるために、コリニアアレイアンテナ５０の直線部５１，５４に対応させて導波器５６，５８が誘電体基板１１に導体パターンで設けられている。図５に示すように、導波器５６は、誘電体基板１１の左側面において、直線部５１に平行で、直線部５１の後方位置に設けられる。また、図６に示すように、導波器５８は、誘電体基板１１の右側面において、直線部５４に平行で、直線部５４の後方位置に設けられる。導波器５６，５８の長さは、直線部５１，５４の長さよりもそれぞれ短い。導波器５６の長さは、直線部５１の折れ曲がった部分５１ａを除いた部分の長さよりも短い。

　図６に示すように、誘電体基板１１の右側面には、直線部５４と平行な平行線部５７が導体パターンで設けられ、直線部５４と共に平行線路を形成している。また、誘電体基板１１には、平行線路を形成している直線部５４と平行線部５７との間にスリット状切欠き部（空洞部）５５が設けられている。平行線部５７の下端は給電用取付基板９０のグラウンド（ＧＮＤ）導体に接続されている。コリニアアレイアンテナ５０では、給電部５９（直線部５４の下端位置）が下方にあるため、電流分布は上方（直線部５１側）が弱く下方（直線部５４側）が強くなっている。平行線部５７は、下方で強くなっている電流を上方に押し上げる役割を担っている。スリット状切欠き部（空洞部）５５は直線部５４と平行線部５７との間の誘電率を低下させ、直線部５４とグラウンド（ＧＮＤ）導体との間を伝搬する電磁波と、平行線路（直線部５４及び平行線部５７）を伝搬する電磁波との位相を合わせる作用がある。

　アンテナ基板１０に設けられたコリニアアレイアンテナ５０の給電部５９は直線部５４の下端（給電用取付基板９０への接続点）であり、ＳＸＭアンテナ５の放射電極面よりも低い位置である。Ｖ２Ｘ通信用であれば、アンテナ基板１０により、５.９ＧＨｚ帯の電波の送受信を行う。

　図７Ａは車両の傾斜したルーフ１００に隣接してガラス１１０が存在する場合において、実施の形態１のアンテナ基板１０に近似したアンテナ基板１０Ａをルーフ１００上に配置したときの測定モデルを示す模式図であり、左側面の導体パターンに右側面の導体パターンを重ね合わせて示している。アンテナ基板１０Ａはガラス１１０の近傍に位置し車両のルーフ１００に立設されたものとし、かつ誘電体基板１１に設けられた上側の直線部５１は折曲げ部分の無い全長が直線的に延びたものとしている。この場合、下側の直線部５４はルーフ１００に対し垂直であるのに対し、上側の直線部５１は非垂直である（誘電体基板１１の前縁に対し前傾している）。これは、前述したように、車両のリアガラスの近傍に位置して車両の水平面に対して傾斜したルーフ上にアンテナ基板を配置すると、ガラス１１０に一部の電磁波が伝搬することで仰角０°付近で利得が落ち込む現象が発生するのを軽減するためである。その効果は図８Ａで後述する。その他の構成は実施の形態１のアンテナ基板１０と同じである。

　図７Ｂは車両の傾斜したルーフ１００に隣接してガラス１１０が存在する場合において、比較例１としてのアンテナ基板１０Ｂをルーフ１００上に配置したときの測定モデルを示す模式図であり、左側面の導体パターンに右側面の導体パターンを重ね合わせて示している。アンテナ基板１０Ｂはガラス１１０の近傍に位置し車両のルーフ１００に立設されたものとしている。この場合、上下の直線部５１，５４は誘電体基板１１の前縁に平行な一直線上に配列され、ルーフ１００に対し垂直である。その他の構成は実施の形態１のアンテナ基板１０と同じである。

　図７Ｃは車両の傾斜したルーフ１００に隣接してガラス１１０が存在する場合において、比較例２としてのアンテナ基板１０Ｃをルーフ１００上に配置したときの測定モデルを示す模式図であり、左側面の導体パターンに右側面の導体パターンを重ね合わせて示している。アンテナ基板１０Ｃはガラス１１０の近傍に位置し車両のルーフ１００に立設されたものとしている。この場合、上側の直線部５１は図７Ａの測定モデルと同様に誘電体基板１１の前縁に対し前傾しており、かつ下側の直線部５４も誘電体基板１１の前縁に対し前傾し、直線部５１，５４が一直線上に配列されている。その他の構成は実施の形態１のアンテナ基板１０と同じである。

　図８Ａは実施の形態１のアンテナ基板１０に近似したアンテナ基板１０Ａを用いた図７Ａの測定モデルの場合における、周波数５８８７.５ＭＨｚでの垂直面利得を示すシミュレーションによる指向特性図である。図８Ａの右方の角度９０°が誘電体基板１１において直線部５１，５４に対して導波器５６，５８が位置する側（つまり後側）の水平方向（仰角０°）であり、図８Ａの右方の角度約１１４°がガラス１１０と略平行な方向である。マーカー１（右方９０°）での利得は６.８８６ｄＢｉ、マーカー２（右方１１４°）での利得は６.８６８ｄＢｉである。ガラス１１０に略平行な方向の利得よりも水平方向後側の利得の方が大きい。

　図８Ｂは比較例１のアンテナ基板１０Ｂを用いた図７Ｂの測定モデルの場合における、周波数５８８７.５ＭＨｚでの垂直面利得を示すシミュレーションによる指向特性図である。マーカー１（右方９０°）での利得は６.４１９ｄＢｉ、マーカー２（右方１１４°）での利得は７.７１１ｄＢｉである。ガラス１１０の影響を受けて、ガラス１１０に略平行な方向の利得が水平方向後側の利得よりも大きくなっている。

　図８Ｃは比較例２のアンテナ基板１０Ｃを用いた図７Ｃの測定モデルの場合における、周波数５８８７.５ＭＨｚでの垂直面利得を示すシミュレーションによる指向特性図である。マーカー１（右方９０°）での利得は６.５７２ｄＢｉ、マーカー２（右方１１４°）での利得は５.７０ｄＢｉである。ガラス１１０に略平行な方向の利得よりも水平方向後側の利得の方が大きい。但し、マーカー１での利得が図８Ａよりも低下している。

　図８Ａ，図８Ｂ及び図８Ｃの対比から、実施の形態１のアンテナ基板１０に近似した測定モデルであるアンテナ基板１０Ａが、仰角０°における最も水平方向後側の利得が大きく、好ましいことがわかる。

　図９は、実施の形態１における導波器５６，５８が設けられたアンテナ基板１０の仰角０°の５８８７.５ＭＨｚでの水平面指向性を示すシミュレーションによる指向特性図であり、導波器５６，５８が設けられていない場合と対比して示す。この図では方位角１８０°が水平方向の真後ろである。導波器有り（実線）のときの仰角０°の水平面平均利得は２.８３ｄＢｉであり、導波器無し（点線）のときの仰角０°の水平面平均利得が２.７７ｄＢｉである。導波器有り（実線）の方が導波器無し（点線）よりも方位角１２０°から２４０°の範囲で利得が増加していることがわかる。

　図１０は、実施の形態１における平行線部５７が設けられたアンテナ基板１０（但し、スリット状切欠き部（空洞部）５５も設けられている）の５８８７.５ＭＨｚでの水平面指向性を示すシミュレーションによる指向特性図であり、平行線部５７が設けられていない場合と対比して示す。この図では方位角１８０°が水平方向の真後ろである。平行線部有り（実線）のときの仰角０°の後方(方位角９０°～２７０°)の水平面平均利得は４.８６ｄＢｉであり、平行線部無し（点線）のときの仰角０°の後方の水平面平均利得は４.６６ｄＢｉである。コリニアアレイアンテナ５０では、給電部５９が下方、つまり直線部５４の下端にあるため、電流分布は上方が弱く下方が強くなっているが、平行線部５７は、下方で強くなっている電流を上方に押し上げる役割を担っている。このため、平行線部５７を設けることで、コリニアアレイアンテナ５０の仰角０°の水平面平均利得が、平行線部５７が設けられていないときに比べて高くなっている。

　図１１は、実施の形態１におけるスリット状切欠き部（空洞部）５５が設けられたアンテナ基板１０の５８８７.５ＭＨｚでの水平面指向性を示すシミュレーションによる指向特性図であり、スリット状切欠き部５５が設けられていない場合と対比して示す。この図では方位角１８０°が水平方向の真後ろである。スリット状切欠き部有り（実線）の方がスリット状切欠き部無し（点線）よりも方位角１２０°から２４０°の範囲で利得が増加していることがわかる。スリット状切欠き部５５が設けられているときの仰角０°の水平面平均利得は２.８３ｄＢｉであり、スリット状切欠き部５５が設けられていないときの仰角０°の水平面平均利得は２.２０ｄＢｉである。スリット状切欠き部５５が設けられていないと、直線部５４とグラウンド（ＧＮＤ）導体との間を伝搬する電磁波と、平行線路（直線部５４及び平行線部５７）を伝搬する電磁波との位相がずれてしまい直線部５１の利得が低下することがある。このため、スリット状切欠き部５５を設けることでそのような不都合を除去でき、コリニアアレイアンテナ５０の仰角０°の水平面平均利得が、スリット状切欠き部５５が設けられていないときに比べて高くなっている。

　図１２は、実施の形態１におけるアンテナ基板１０のＶＳＷＲ特性図である。コリニアアレイアンテナ５０は、Ｖ２Ｘ通信用に用いられる５.９ＧＨｚ帯の周波数以外に、遠隔操作システム（例えば、キーレス・エントリー・システム（Keyless Entry System）、リモート・スタート・システム（Remote Start System）、双方向遠隔エンジンスターター（Bi-directional Remote Engine Starter）等）に用いられる９２５ＭＨｚ帯の周波数でも垂直偏波のアンテナとして動作する（９２５ＭＨｚ帯でＶＳＷＲが１に近くなっている）。このため、遠隔操作システム用のエレメントをコリニアアンテナ５０以外に設ける必要が無く、車載用アンテナ装置１を小型化することができる。

　図１３は、容量装荷素子７１が設けられた実施の形態１の車載用アンテナ装置１の仰角０°の５８８７.５ＭＨｚでの水平面指向性を示すシミュレーションによる指向特性図であり、容量装荷素子７１が設けられていない場合と対比して示す。この図では方位角１８０°が水平方向の真後ろである。容量装荷素子７１とアンテナ基板１０のコリニアアレイアンテナ５０との前後方向距離は５.９ＧＨｚ帯の周波数でλ／４である。容量装荷素子有り（実線）では、仰角０°の後方（方位角９０°～２７０°）の水平面平均利得が２.６４ｄＢｉであり、容量装荷素子無し（点線）では、仰角０°の後方の水平面平均利得が１.３８ｄＢｉである。容量装荷素子７１が反射器として働くため、容量装荷素子有り（実線）の方が、容量装荷素子無し（点線）よりも方位角１２０°から２４０°の範囲で利得が増加している。

　本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。

(1) アンテナ基板１０は、誘電体基板１１の両面を利用してコリニアアレイアンテナ５０を構成している。ここで、位相整合のための折返し部分の連結部５２，５３のうち、連結部５２を誘電体基板１１の一方の面に、連結部５３を他方の面に形成することで、連結部５２，５３を同じ高さに形成できる。基板片面にコリニアアレイアンテナ５０を構成する場合には連結部５２，５３間に隙間が必要となる。従って、誘電体基板１１の両面を利用してコリニアアレイアンテナ５０を構成し、連結部５２，５３を同じ高さにすることで、アンテナ基板１０の高さを低くすることができ、ひいては車載用アンテナ装置１を低背化することができる。

(2) 図７Ａのように車両のガラス１１０に向かって下がっているルーフ１００上に車載用アンテナ装置が搭載された場合、ガラスに一部の電磁波が伝搬することで仰角０°付近で利得が落ち込む現象が発生する。本実施の形態のように、アンテナ基板１０のコリニアアレイアンテナ５０の上側の直線部５１を、前方に少し傾けて設けることで、車載用アンテナ装置１がガラス１１０に向かって下がっているルーフ１００上に搭載された場合でも、アンテナ基板１０の垂直面利得が仰角０°付近で落ち込む現象を軽減できる。

(3) コリニアアレイアンテナ５０の直線部５１，５４に対応させて導波器５６，５８をそれぞれ設けているため、水平面利得は導波器５６，５８を設けた後方側が高くなる。また、水平面平均利得も導波器５６，５８を設けたことで大きくなる。

(4) コリニアアレイアンテナ５０では、給電部５９から遠い上側の直線部５１の電流分布が弱く、下側の直線部５４の電流分布が強くなるが、平行線部５７が、直線部５４と平行に設けられている。このため、コリニアアレイアンテナ５０の上側の直線部５１の電流分布を強めることができる。この結果、コリニアアレイアンテナ５０の仰角０°の水平面平均利得を、平行線部５７が設けられていないときに比べて高くできる。

(5) 誘電体基板１１に平行線部５７を設けた場合、スリット状切欠き部（空洞部）５５が設けられていないと、平行線部５７の存在が直線部５１の利得を低下させる可能性がある。しかしながら、実施形態では、スリット状切欠き部５５を誘電体基板１１に形成することで、平行線部５７による直線部５１の利得への悪影響を実質的に無くすことができる。その結果、コリニアアレイアンテナ５０の仰角０°の水平面平均利得を、スリット状切欠き部５５が無いときに比べて高くすることができる。

(6) コリニアアレイアンテナ５０は、Ｖ２Ｘ通信用に用いられる５.９ＧＨｚ帯の周波数以外に、遠隔操作システムに用いられる９２５ＭＨｚ帯の周波数でも垂直偏波のアンテナとして動作する。遠隔操作システム用のエレメントをコリニアアンテナ５０以外に設ける必要が無く、車載用アンテナ装置１の小型化が可能である。

＜実施の形態２＞
　図１４乃至図１７を用いて本発明に係る車載用アンテナ装置の実施の形態２を説明する。これらの図に示すように、車載用アンテナ装置１Ａは、金属製のベース２と、ベース２の上側を覆うようにベース２にネジ止めされる電波透過性のケース（レドーム）３とを有する。ベース２とケース３とで囲まれた内部空間に、前から順にＳＸＭアンテナ（パッチアンテナ）５、ＧＮＳＳアンテナ（パッチアンテナ）６、ＡＭ／ＦＭ放送用受信アンテナ７、及びＶ２Ｘ通信用のコリニアアレイアンテナを構成したアンテナ基板１０を収容する。ＳＸＭアンテナ５及びＧＮＳＳアンテナ６は、それぞれ上面に放射電極があって上向きの指向性を有し、基板９，６１を介してベース２上に固定される。なお、図１４において、車載用アンテナ装置１Ａの上下、前後方向を定義する。紙面の上方向が上、下方向が下、紙面の左方向が前、紙面の右方向が後である。

　本実施の形態２と前述の実施の形態１との相違点は、ＡＭ／ＦＭ放送用受信アンテナ７における容量装荷素子７１Ａが分割構造であることと、容量装荷素子７１Ａの下方にＧＮＳＳアンテナ６が配置されている点である。すなわち、図１６のように容量装荷素子７１Ａは、頂部が無く下縁で左右方向に対向する分割体同士が接続され、かつ前後方向に分かれてホルダ８０に固定配置されている。容量装荷素子７１Ａは、山形の斜面を底部で連結した形状の導体板からなる分割体８１，８２，８３，８４の隣合うもの同士をフィルタ７５で連結した構成である。フィルタ７５はＡＭ／ＦＭ放送の周波数帯では低インピーダンスで、アンテナ基板１０、ＳＸＭアンテナ５及びＧＮＳＳアンテナ６のそれぞれの動作周波数帯では高インピーダンスとなる。つまり、ＡＭ／ＦＭ放送の周波数帯では分割体８１，８２，８３，８４が相互接続されて一つの大きな導体とみなせる。コイル７２はホルダ８０に取り付けられており、コイル７２の上端は容量装荷素子７１Ａに接続され、コイル７２の下端はベース２に固定されたアンプ基板７３に接続される。アンテナ基板１０に設けられたコリニアアレイアンテナ５０の給電部５９は直線部５４の下端（給電用取付基板９０への接続点）であり、ＳＸＭアンテナ５及びＧＮＳＳアンテナ６の放射電極面よりも低い位置である。実施の形態２のその他の構成は前述の実施の形態１と同様である。

　実施の形態２の構成の場合、ＧＮＳＳアンテナ６は容量装荷素子７１の下方に配置されているが、容量装荷素子７１Ａが分割されていることで、容量装荷素子７１Ａの影響が軽減される。図１８は容量装荷素子の分割数とＧＮＳＳアンテナ６の軸比との関係を示す。実施の形態１の容量装荷素子７１は分割無しに相当して軸比が良くないが、分割数を、２分割、３分割、４分割（実施の形態２の容量装荷素子７１Ａに相当）と増やしていくに伴って軸比は低下して良好となっている。図１９は容量装荷素子の分割数とＧＮＳＳアンテナ６の平均利得との関係を示す。実施の形態１の容量装荷素子７１は分割無しに相当して平均利得が低いが、分割数を、３分割、４分割（実施の形態２の容量装荷素子７１Ａに相当）と増やしていくに伴って平均利得は向上している。

　以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。

　実施の形態１，２においては、位相整合のための折返し部分である連結部５２と連結部５３は、誘電体基板１１の表裏面を利用することで同じ高さに形成されているが、誘電体基板１１の表裏の連結部５２と連結部５３か完全に同一高さである必要は無い。例えば、連結部５２の高さ位置と連結部５３の高さ位置とがずれていても動作に支障は無い。また、位相整合のための折返し部分は連結部５２と連結部５３からなる１ターンである場合を例示したが、それに限定されず複数ターン設けるようにしてもよい。

　実施の形態１，２において、直線部５２と平行線部５７との間のスリット状切欠き部５５は誘電体基板１１の下縁まで達しているが、誘電体基板１１の下縁まで達しないスロット状の空洞部であってもよい。

　実施の形態１，２では、導波器５６，５８を設けた場合を例示したが、導波器の一方又は両方を省略することも可能である。

　実施の形態１，２では、コイル７２が右側に偏って配置されているが、それに限定されず、左側であっても良いし、略中心に配置されていても良い。

　実施の形態１では、車載用アンテナ装置１は、ＳＸＭアンテナ５、ＡＭ／ＦＭ放送用受信アンテナ７、及びＶ２Ｘ通信用のコリニアアレイアンテナ５０を構成したアンテナ基板１０を具備するが、必要に応じてＳＸＭアンテナ５、ＡＭ／ＦＭ放送用受信アンテナ７のいずれか又は全てを省略することが可能である。また、車載用アンテナ装置１は、ＳＸＭアンテナ５、ＡＭ／ＦＭ放送用受信アンテナ７の代わりに他の機能を有するアンテナを搭載してもよい。

　同様に、実施の形態２では、車載用アンテナ装置１Ａは、ＳＸＭアンテナ５、ＧＮＳＳアンテナ６、ＡＭ／ＦＭ放送用受信アンテナ７、及びＶ２Ｘ通信用のコリニアアレイアンテナ５０を構成したアンテナ基板１０を具備するが、必要に応じてＳＸＭアンテナ５、ＧＮＳＳアンテナ６、ＡＭ／ＦＭ放送用受信アンテナ７のいずれか又は全てを省略することが可能である。また、車載用アンテナ装置１は、ＳＸＭアンテナ５、ＧＮＳＳアンテナ６、ＡＭ／ＦＭ放送用受信アンテナ７の代わりに他の機能を有するアンテナを搭載してもよい。

　実施の形態１，２において、誘電体基板１１の右側面に直線部５１、連結部５２、及び導波器５６が形成され、誘電体基板１１の左側面に直線部５４、連結部５３、導波器５８、及び平行線部５７が形成されていた。しかし、誘電体基板１１の右側面に直線部５４、連結部５３、導波器５８、及び平行線部５７が形成され、誘電体基板１１の左側面に直線部５１、連結部５２、及び導波器５６が形成されていてもよい。

　実施の形態１，２において、誘電体基板１１の両面に導体パターンを設けてコリニアアレイアンテナ５０を構成しているが、誘電体基板１１を用いずに、棒状或いは薄板状等の導体を用いてコリニアアレイアンテナ５０と同様のコリニアアレイアンテナを構成してもよい。この場合、実施の形態１，２と同様の効果を奏するが、誘電体基板１１を用いずにコリニアアレイアンテナを構成するので、実施の形態１，２に比べてコストを安くすることができる。

　実施の形態１，２において、直線部５１に折れ曲がった部分５１ａが設けられていたが、誘電体基板１１の上下方向の長さが不足しないのであれば、直線部５１に折れ曲がった部分５１ａが設けられていなくてもよい。また、実施の形態１，２では、スリット状切欠き部５５と平行線部５７とを設けた場合を例示していたが、コリニアアレイアンテナ５０の利得に問題が無ければ、スリット状切欠き部５５と平行線部５７の一方又は両方を省略することも可能である。また、実施の形態１，２では、直線部５１が誘電体基板１１の前縁に対し前傾していたが、コリニアアレイアンテナ５０の利得に問題が無ければ、直線部５１が誘電体基板１１の前縁に対し平行であっても後傾していてもよい。直線部５４についても誘電体基板１１の前縁に対し平行であったが、コリニアアレイアンテナ５０の利得に問題が無ければ、直線部５４が誘電体基板１１の前縁に対し前傾していても後傾していてもよい。コリニアアレイアンテナ５０の利得に問題が無ければ、直線部５１が直線部５４の配列方向に対して傾いていなくてもよい。

１，１Ａ　車載用アンテナ装置、２　ベース、３　ケース、５　ＳＸＭアンテナ、６　ＧＮＳＳアンテナ、７　ＡＭ／ＦＭ放送用受信アンテナ、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ　アンテナ基板、１１　誘電体基板、１２　スルーホール、５０　コリニアアレイアンテナ、５１，５４　直線部、５２，５３　連結部、５５　スリット状切欠き部、５６，５８　導波器、５７　平行線部、７１，７１Ａ　容量装荷素子、７２　コイル、９０　取付基板

Claims

　誘電体基板の両面に導体パターンを設けてコリニアアレイアンテナを構成したアンテナ基板を備える車載用アンテナ装置。
　前記コリニアアレイアンテナは、第１直線部と、第２直線部と、一端が前記第１直線部に接続された第１連結部と、一端が前記第１連結部に電気的に接続され他端が前記第２直線部に接続された第２連結部と、を有し、
　前記誘電体基板の第１面には、前記第１直線部と前記第１連結部とが設けられており、
　前記誘電体基板の前記第１面の反対側の第２面には、前記第２連結部と前記第２直線部とが設けられている、請求項１に記載の車載用アンテナ装置。
　前記第１連結部と前記第２連結部とが前記誘電体基板の略同一高さ位置にある請求項２に記載の車載用アンテナ装置。
　前記第１直線部は、前記第２直線部の配列方向に対して傾いている、請求項２又は３に記載の車載用アンテナ装置。
　前記誘電体基板には、前記第１直線部に平行な第１導波器と、前記第２直線部に平行な第２導波器との少なくともいずれか一方が設けられている、請求項２から４のいずれか一項に記載の車載用アンテナ装置。
　前記誘電体基板には、前記第２面において、前記第２直線部と平行な平行線部が設けられている、請求項２から５のいずれか一項に記載の車載用アンテナ装置。
　前記誘電体基板には、前記第２直線部と前記平行線部との間に切欠き部又は空洞部が設けられている、請求項６に記載の車載用アンテナ装置。
　前記コリニアアレイアンテナは、第１周波数と、前記第１周波数とは異なる第２周波数とで動作する、請求項１から７のいずれか一項に記載の車載用アンテナ装置。
　容量装荷素子を備え、
　前記アンテナ基板は、前記容量装荷素子に対して、前記第１直線部及び前記第２直線部から、前記第１連結部及び第２連結部がそれぞれ延出する方向に離間した配置である、請求項２から８のいずれか一項に記載の車載用アンテナ装置。