车载用天线装置的制作方法

文档序号:12514424阅读:305来源:国知局
车载用天线装置的制作方法

本发明涉及配置于车身的顶盖的端部的车载用天线装置。



背景技术:

作为车载用天线装置,如引用文献1所示,公知有一种在配置于车身的顶盖的后端的扰流板的内部内置有天线的天线装置。在引用文献1的车载用天线装置中,在安装于车身的扰流板的内部,以成为水平的方式内置有数字电视用天线的放射元件与收音机用天线的放射元件。

专利文献1:日本公开专利公报“日本特开2008-283609号公报”(2008年11月20日公开)

然而,在专利文献1所记载的车载用天线装置的天线构造中,存在向车身前方的放射增益较小的问题。



技术实现要素:

本发明是鉴于以上的问题而完成的,其目的在于实现一种在搭载于车身的顶盖的端部的情况下、朝横贯顶盖的方向的放射增益与以往相比更大的车载用天线装置。

为了解决上述课题,本发明的一个实施方式所涉及的车载用天线装置配置于车身的顶盖的端部,该车载用天线装置具备天线,该天线是具有包括从一对供电点中的一个供电点向第一方向引出的第一放射元件、和从另一个供电点向与上述第一方向不同的第二方向引出的第二放射元件在内的放射元件的天线,或者是具有从一对供电点中的一个供电点向第一方向引出、且从另一个供电点向与上述第一方向不同的第二方向引出的单一的放射元件的天线。上述第一方向是该车载用天线装置搭载于上述车身时与水平面相交的方向。

此外,对于上述放射元件而言,包括一个供电点在内的区间向第一方向引出且包括另一个供电点在内的区间向第二方向引出即可,上述区间以外的上述放射元件的延伸方向没有特别限定。例如,在上述天线为偶极天线的情况下,包括一个供电点在内的第一放射元件的始端部向第一方向引出且包括另一个供电点在内的第二放射元件的始端部向第二方向引出即可,第一放射元件的终端部以及第二放射元件的终端部的延伸方向是任意的。例如考虑如下构造等:(1)使第一放射元件的终端部以及第二放射元件的终端部均向车身前方延伸的结构(参照后述的第一实施方式以及第三实施方式);(2)使第一放射元件的终端部向车身右方延伸且使第二放射元件的终端部向车身左方延伸的结构(参照后述的第二实施方式);以及(3)使第一放射元件的终端部向车身前方延伸且使第二放射元件的终端部向车身后方延伸的结构(参照后述的第四实施方式)。

为了解决上述课题,本发明的一个实施方式所涉及的车载用天线装置配置于车身的顶盖的端部,该车载用天线装置具备天线,该天线是具有在该车载用天线装置搭载于上述车身时从一对供电点中的一个供电点向第一方向引出的第一放射元件、以及从另一个供电点向第二方向引出的第二放射元件的天线,其中,上述第一方向是与水平面相交的方向,上述第二方向是沿上述水平面的方向。上述第二放射元件具有包括该第二放射元件的前端在内的重叠部,并且该重叠部沿着构成上述顶盖的上述端部的金属部件、且以与上述金属部件隔开间隔的状态相对于上述金属部件重叠,上述重叠部的长度为上述第二放射元件的全长的64.5%以下。

为了解决上述课题,本发明的一个实施方式所涉及的车载用天线装置搭载于车身的顶盖的端部,该车载用天线装置具备天线,该天线是具有包括在该车载用天线装置搭载于上述车身时从一对供电点中的一个供电点向第一方向引出的第一放射元件、和从另一个供电点向第二方向引出的第二放射元件在内的放射元件的天线,其中,上述第一方向是与水平面相交的方向,上述第二方向是与上述第一方向不同的方向。该车载用天线装置中的上述放射元件的位置确定为:在该车载用天线装置搭载于上述车身时,(1)上述放射元件的至少一部分沿着构成上述顶盖的上述端部的金属部件、且以与上述金属部件隔开间隔的状态相对于上述金属部件重叠,并且,(2)从与上述顶盖的上述端部导通且沿与上述水平面相交的方向延伸的金属制的构造体起至上述放射元件为止的最短距离为上述放射元件的工作波段的中心频率的波长的1/3倍以上2/3倍以下。

根据本发明,能够实现朝横贯顶盖的方向的放射增益与以往相比更大的车载用天线装置。

附图说明

图1中的(a)是示出搭载有本发明的第一实施方式所涉及的车载用天线装置的车身的外观的立体图,图1中的(b)是搭载有上述车载用天线装置的上述车身的一部分放大俯视图(平面图)。

图2中的(a)是将搭载有上述车载用天线装置的上述车身的一部分放大的向视剖视图,且是沿图1中的(b)所示的A-A’线的向视剖视图。图2中的(b)是上述车载用天线装置所具备的天线的展开图。

图3中的(a)是搭载有第二实施方式所涉及的车载用天线装置的车身的一部分放大俯视图。图3中的(b)是将搭载有上述车载用天线装置的上述车身的一部分放大的向视剖视图,且是沿图3中的(a)所示的L-L’线的向视剖视图。

图4中的(a)是搭载有本发明的第三实施方式所涉及的车载用天线装置的车身的向视剖视图。图4中的(b)是上述车载用天线装置所具备的天线的展开图。

图5中的(a)是将搭载有第四实施方式所涉及的车载用天线装置的车身的一部分放大的向视剖视图。图5中的(b)是上述车载用天线装置所具备的天线的展开图。

图6中的(a)是本发明的第一变形例所涉及的天线的展开图,图6中的(b)是该天线的向视侧视图。图6中的(c)是本发明的第二变形例所涉及的天线的展开图,图6中的(d)是该天线的向视侧视图。

图7是第三变形例所涉及的天线的展开图。

图8是第三变形例所涉及的其他天线的展开图。

图9是第四变形例所涉及的天线的展开图。

图10是示出由第一实施例所涉及的车载用天线装置获得的xy平面内的放射增益的方向依赖性的曲线图。

图11是示出由第二实施例所涉及的车载用天线装置获得的xy平面内的放射增益的方向依赖性的曲线图。

图12是示出由第三实施例所涉及的车载用天线装置获得的xy平面内的放射增益的方向依赖性的曲线图。

图13是示出由第四实施例所涉及的车载用天线装置获得的S21的曲线图。

图14是将搭载有第五实施方式所涉及的车载用天线装置的车身的一部分扩大的沿图1中的(b)的A-A’线的向视剖视图。

图15是将图14所示的车载用天线装置所具备的两种天线分别平面展开的展开图。

图16是用虚线以及单点划线示出在构成图15所示的两种天线的各个第二放射元件中将其供电点与在各放射元件的长度方向远离供电点的角部连结的两个边缘的形状的说明图。

图17中的(a)~(c)是将第五~第七实施例所涉及的天线装置所具备的天线分别平面展开的展开图。

图18中的(a)是示出第五~第六实施例所涉及的天线装置的放射增益的频率依赖性的曲线图。图18中的(b)是示出第五~第六实施例所涉及的天线装置的VSWR的频率依赖性的曲线图。

图19中的(a)是示出第六~第七实施例所涉及的天线装置的放射增益的频率依赖性的曲线图。图19中的(b)是示出第六~第七实施例所涉及的天线装置的VSWR的频率依赖性的曲线图。

图20是将图7所示的天线的变形例平面展开的展开图。

图21中的(a)是图20所示的天线的俯视图。图21中的(b)是该天线的右视图。图21中的(c)是该天线的剖视向视图。

图22中的(a)是将图7所示的天线的其他变形例平面展开的展开图。图22中的(b)是该天线的俯视图。

图23中的(a)是示出第五实施例所涉及的天线装置的VSWR的频率依赖性的曲线图。图23中的(b)是示出第八实施例所涉及的天线装置的VSWR的频率依赖性的曲线图。

图24中的(a)是示出搭载有本发明的第六实施方式所涉及的车载用天线装置的车身的外观的立体图,图24中的(b)是搭载有上述车载用天线装置的上述车身的一部分放大俯视图。

图25中的(a)是将搭载有上述车载用天线装置的上述车身的一部分放大的向视剖视图,且是沿图24中的(b)所示的A-A’线的向视剖视图。图25中的(b)是上述车载用天线装置所具备的天线的展开图。

图26中的(a)是示出由本发明的第九实施例、第七~第十一变形例以及比较例所涉及的车载用天线装置获得的放射增益与长度Lx的相关关系的曲线图,图26中的(b)是示出将图26中的(a)所示的放射增益拟合的结果的曲线图。

图27中的(a)是示出由本发明的第九实施例以及第十二~第十五变形例所涉及的车载用天线装置获得的放射增益与间隔Dz的相关关系的曲线图,图27中的(b)是示出将图27中的(a)所示的放射增益拟合的结果的曲线图。

图28中的(a)是示出搭载有本发明的第一实施方式所涉及的车载用天线装置的车身的外观的立体图,图28中的(b)是将搭载有上述车载用天线装置的上述车身的一部分放大的剖视图。

图29是上述车载用天线装置所具备的放射元件的展开图。

图30中的(a)是示出本发明的各实施例中为了计算车载用天线装置的放射增益而使用的搭载有车载用天线装置的车身的模型的结构的顶视图(上面图)。图30中的(b)是示出上述模型的结构的侧视图。

图31中的(a)是将图30中的(a)所示的上述模型的一部分放大的顶视图。图31中的(b)是将图30中的(b)所示的上述模型的一部分放大的侧视图。

图32是示出搭载于图30所示的车身的车载用天线装置以及搭载于图33所示的车身的车载用天线装置的前方放射增益的最短距离Dx依赖性的曲线图。

图33中的(a)是示出本发明的比较例中为了计算车载用天线装置的放射增益而使用的搭载有车载用天线装置的车身的模型的结构的顶视图。图33中的(b)是示出上述模型的结构的侧视图。

图34是示出搭载于图30所示的车身的本发明的实施例的车载用天线装置以及第一变形例的车载用天线装置的前方放射增益的最短距离Dx依赖性的曲线图。

图35是示出搭载于图30所示的车身的本发明的实施例的车载用天线装置、第二变形例的车载用天线装置以及第三变形例的车载用天线装置的前方放射增益的最短距离Dx依赖性的曲线图。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的天线装置的实施方式进行说明。

此外,在以下的说明中,将车身1的前进方向(图1、图24以及图28的各附图中的y轴正方向)称为“前方向”,将其后退方向(图1、图24以及图28的各附图中的y轴负方向)称为“后方向”。另外,将车身1的右手方向(图1、图24以及图28的各附图中的x轴正方向)称为“右方向”,将车身1的左手方向(图1中的x轴负方向)称为“左方向”。另外,将从车身1的底盘朝向顶盖的方向(图1、图24以及图中的z轴正方向)称为“上方向”,将从车身1的顶盖朝向底盘的方向(图1中的z轴负方向)称为“下方向”。另外,当不区别左方向以及右方向地指示朝向时将它们称为“左右方向”,并且当不区别上方向以及下方向地指示朝向时将它们称为“上下方向”。

另外,在本说明书的各实施方式中,对将配置于顶盖的后端的扰流板作为框体的车载用天线装置进行说明,但本发明并不限定于此。即,本发明也能够应用于配置于顶盖的前端、右端或左端的车载用天线装置。

〔第一实施方式〕

参照图1以及图2对本发明的第一实施方式所涉及的车载用天线装置10进行说明。

〔车载用天线装置10的搭载例〕

首先参照图1,对本发明的第一实施方式所涉及的车载用天线装置10搭载于车身1的搭载例进行说明。图1中的(a)是示出搭载有本实施方式所涉及的车载用天线装置10的车身1的外观的立体图。图1中的(b)是将搭载有本实施方式所涉及的车载用天线装置10的车身1的一部分放大的俯视图。具体而言,是将车身1所搭载的车载用天线装置10放大的俯视图。

图1中的(a)所示的车身1是两厢型的车身。车身1的包括顶盖20在内的外板(车身覆板)由钢板以及铝板等金属部件构成,顶盖20所形成的面大致水平。即,顶盖20沿水平面形成并与车身1的上下方向相交。在本说明书的各实施方式中,沿顶盖的方向同义于沿水平面的方向同义,与顶盖相交的方向同义于与水平面相交的方向。本实施方式所涉及的车载用天线装置10是扰流板16作为框体的车载用天线装置,搭载于顶盖20的后端。

如图1中的(b)所示,车身1的后舱门(hatch gate)21通过构成其下部的后舱门面板21a、构成其上部的框架21c、以及后窗玻璃21b来构成。框架21c由一对纵柱与一对横柱构成,在其框内设有后窗玻璃21b。框架21c的一对横柱中的接近顶盖20的一侧(上侧)的横柱通过未图示的铰接件而安装于顶盖20的后端。后窗玻璃21b确保驾驶员的后方视野,并且作为挡风玻璃发挥功能。后舱门面板21a以及框架21c由金属部件构成。

在框架21c的一对横柱中的上侧的横柱的一部分,设置有扰流板固定部21d(权利要求所记载的天线装置固定部)。使框架21c的上侧的横柱的一部分向后方凸出,并将该凸出的部分作为扰流板固定部21d使用(参照图2中的(a))。扰流板固定部21d与框架21c相同由金属部件构成。安装扰流板固定部21d的扰流板16的面与顶盖20所形成的面相同地大致朝向天顶方向,并沿水平面。因此,扰流板固定部21d形成顶盖20的后端部。在本实施方式中,扰流板固定部21d是与框架21c一体地形成的金属部件,但也可以是与框架21c相独立成形并通过螺栓等固定于框架21c的金属部件。

扰流板16通过未图示的固定机构(例如螺栓等)安装于扰流板固定部21d。通过固定于扰流板固定部21d,从而排列为扰流板16的上表面与顶盖20整体的上表面大致共面。扰流板16除具有提高车身1的美观、改善车身1的空气动力特性等功能之外,在本发明中,还作为车载用天线装置10的框体发挥功能。在扰流板16内置有天线11与制动灯19。扰流板16由电介质(例如树脂等)构成,能够使电磁波透过。

天线11配置于扰流板16的内部的不与制动灯19干涉的位置。具体而言,天线11以避让配置于扰流板16的左右方向的中心的制动灯19的方式向制动灯19的左侧偏移地配置。

〔车载用天线装置10〕

参照图2具体地对车载用天线装置10的结构进行说明。图2示出本实施方式所涉及的车载用天线装置10的结构。图2中的(a)是将搭载有车载用天线装置10的车身1的一部分放大的向视剖视图,且是沿图1中的(b)所示的A-A’线的向视剖视图。图2中的(b)是将车载用天线装置10所具备的天线11平面展开的展开图。

如图2中的(a)所示,车载用天线装置10构成为天线11以折弯的状态载置于扰流板16。作为将天线11固定于扰流板16的固定机构的例子,能够举出粘合片、双面胶带或树脂制的紧固件等。固定机构没有限定,但为了不妨碍电磁波的发送以及接收而优选由导体以外构成。在下文中参照图2中的(b)对天线11的具体的折弯方法等进行叙述。

〔天线11〕

天线11具备电介质基板、形成于该电介质基板的表面的放射元件、以及连接未图示的同轴线与放射元件的连接部。在本实施方式中,作为上述电介质基板,采用电介质薄膜12。作为构成电介质薄膜12的材料,例如能够举出聚酰亚胺树脂,但并不限定于此。能够将像这样构成的天线11视为薄膜天线,也能够将其视为FPC(Flexible printed circuits:柔性印刷电路)基板。

在图2中的(b)的例子中,在电介质薄膜12的表面形成有由第一放射元件14以及第二放射元件15构成的放射元件。第一放射元件14以及第二放射元件15是由导体构成的薄板状的部件。例如,作为第一放射元件14以及第二放射元件15,使用铜箔,但并不限定于此。

连接部13是用于将未图示的同轴线连接于放射元件14、15的部位,由两个供电点(一对供电点)13a、13b构成。供电点13a、13b各自分别形成于放射元件14、15的各个表面。同轴线的一个端部能够与连接部13连接。通过将同轴线的另一个端部与调谐器等车载设备连接,来使车载用天线装置10能够无线地收发信号。

构成同轴线的一对导体中的一个导体(例如内侧导体)在作为连接部13的一个供电点的第一供电点13a处连接于第一放射元件14。同轴线的另一个导体(例如外侧导体)在作为连接部13的另一个供电点的第二供电点13b处连接于第二放射元件15。在本实施方式中,作为天线11而采用偶极天线,但作为天线11也可以使用环形天线、单极天线、以及倒F型天线。另外,各个放射元件可以像本实施方式的放射元件14、15那样为面状的放射元件,也可以为线状的放射元件。

天线11沿图2中的(b)所示的B-B’线以及C-C’线折成谷形。其结果,形成电介质薄膜12配置于外侧、放射元件14、15配置于内侧且折弯成U字型(或“コ”形状)的天线11。如图2中的(a)所示,车载用天线装置10采用沿扰流板16的内壁固定折弯成U字型的天线11的结构。

如图2中的(a)所示,在将车载用天线装置10搭载于车身1的后端后,天线11的第一放射元件14从供电点13a向作为与顶盖20相交的方向的车身1的下方向(相当于权利要求所记载的第一方向)引出,第二放射元件15从供电点13b向上方向(相当于权利要求所记载的第二方向)引出,该上方向是与顶盖20相交的方向,且是与车身1的下方向不同的方向。在车载用天线装置10中,采用第一方向以及第二方向与顶盖20相交的结构。

在第一放射元件14中,从供电点13a向下方向引出的部分、即从与供电点13a连接的第一放射元件14的始端(根部)起至折成谷形的线亦即C-C’线为止的部分为供电点附近部14a。

供电点附近部14a从供电点13a向下方向引出,因此流动于供电点附近部14a的电流的方向主要为上下方向。另外,流动于第一放射元件14的电流的电流密度在第一放射元件14的始端(与供电点13a的连接部)最高,随着趋近终端而变低。因此,在供电点附近部14a,相对高的电流密度的电流沿车身1的上下方向流动。其结果,与以往(专利文献1所记载的车载用天线装置)相比,第一放射元件14能够使放射的电磁波所包含的垂直偏振波成分的比例更多。

并且,在与水平偏振波相比的情况下,垂直偏振波具有难以受到顶盖20的衰减效应的特性。因此,对于具备第一放射元件14的车载用天线装置10而言,即便顶盖20为金属制,也能够充分增大相对于横贯顶盖20的方向(这里为前方向)的垂直偏振波的放射增益。其结果,即便顶盖为金属制,也能够充分增大相对于横贯顶盖的方向的电磁波的放射增益。

另外,供电点附近部14a的宽度W14a优选为天线11所放射的电磁波的最短波长的1/2以下。在本实施方式中,第一放射元件14呈长方形,因此供电点附近部14a也呈长方形,宽度W14a从供电点13a至C-C’线为止恒定。在供电点附近部14a不呈长方形的情况下,优选宽度W14a的最大值为天线11所放射的电磁波的最短波长的1/2以下。

根据上述第一放射元件14的结构,抑制从供电点13a供给的电流在供电点附近部14a内沿车身1的左右方向流动,而促进该电流沿车身1的上下方向流动。因此,与宽度W14a超过天线11所放射的电磁波的最短波长的1/2的情况相比,能够使垂直偏振波的放射增益更高。其结果,能够使相对于车身1的前方向的电磁波的放射增益更大。

在第二放射元件15中,从供电点13b向上方向引出的部分、即从与供电点13b连接的第二放射元件15的始端(根部)起至折成谷形的线亦即B-B’线为止的部分为供电点附近部15a。

在车载用天线装置10中,第二放射元件15的供电点附近部15a向车身1的上方向引出。像这样构成的供电点附近部15a能够使车载用天线装置10放射的电磁波所包含的垂直偏振波成分的比例更多。

在供电点附近部14a从供电点13a向下方向引出、且供电点附近部15a从供电点13b向上方向引出的结构中,为了提高垂直偏振波的放射增益,优选宽度W14a以及宽度W15a分别为天线11所放射的电磁波的最短波长的1/2以下。然而,若宽度W14a以及宽度W15a中任一方为天线所放射的电磁波的最短波长的1/2以下,则与宽度W14a以及宽度W15a分别超过天线11所放射的电磁波的最短波长的1/2的情况相比,就能够使垂直偏振波的放射增益更高。

另外,在配置于顶盖20的后端部的车载用天线装置10的天线11中,更优选供电点附近部14a、15a以外的放射元件的宽度W14、W15(沿顶盖20的后端边测量的放射元件的宽度)也为上述天线所放射的电磁波的最短波长的1/2以下。这里,在第一放射元件14的宽度W14以及第二放射元件15的宽度W15分别不同的情况下,优选两者的宽度W14以及W15为上述天线所放射的电磁波的最短波长的1/2以下。

根据上述天线11的结构,抑制从供电点13a供给至第一放射元件14的电流、以及从供电点13b供给至第二放射元件15的电流分别沿车身1的左右方向流动,而促进这些电流沿车身1的上下方向或上下方向流动。即,能够将流动于第一以及第二放射元件14、15的主要的电流的方向限定为车身1的上下方向以及前后方向。其结果,例如即使是将在后窗玻璃粘贴有沿车身1的左右方向延伸的放射元件的其他天线设置于以扰流板16作为框体的车载用天线装置10的附近的情况,也能够抑制天线11的放射元件14、15对其他天线(沿车身1的左右方向延伸的放射元件)造成影响或从其他天线受到影响。

如上所述,在车载用天线装置10中,放射元件从一个供电点向第一方向引出,该第一方向是与顶盖相交的方向,因此能够放射垂直偏振波作为主要的偏振波成分。垂直偏振波的偏振面是与作为金属体的顶盖相交的方向。因此,在与水平偏振波相比的情况下,垂直偏振波在横贯车身的过程中难以受到上述顶盖的衰减效应的影响,从而能够不损耗放射增益地横贯顶盖。

因此,对于配置于顶盖20的后端部的车载用天线装置10而言,即便顶盖20为金属体,也能够实现朝横贯顶盖20的方向(前方向)的放射增益与以往相比更大的车载用天线装置。因此,车载用天线装置10也能够适当地作为利用以LTE用的电磁波为代表的波长短的频带的车载用天线装置来利用。即,在将扰流板的内部的放射元件配置为水平的现有的车载用天线装置中,从天线放射的电磁波以水平偏振波作为主要的偏振波成分,因此容易受到顶盖的衰减效应的影响,从而难以应用于像3G、LTE等那样需要与设置于地面上的基站通信的天线系统,但在本发明的车载用天线装置中,能够放射垂直偏振波作为主要的偏振波成分,从而也能够适当地作为像3G、LTE等那样需要与设置于地面上的基站通信的天线系统来利用。

此外,如图2中的(a)所示,从第二放射元件15的B-B’线至终端为止的部分在沿顶盖20的方向上配置。根据该结构,车载用天线装置10不仅能够放射垂直偏振波还能够放射水平偏振波。

〔第二实施方式〕

接下来,参照图3对本发明的第二实施方式所涉及的车载用天线装置进行说明。图3中的(a)是搭载有本实施方式所涉及的车载用天线装置10A的车身1的一部分放大俯视图。图3中的(b)是将搭载有车载用天线装置10A的车身1的一部分放大的向视剖视图,且是沿图3中的(a)所示的L-L’线的向视剖视图。

本实施方式所涉及的车载用天线装置10A通过将第一实施方式所涉及的车载用天线装置10所具备的天线11与扰流板16分别变更为将在下文中说明的天线11A与扰流板16A来获得。

天线11A通过在从车身1的上方向顶视观察第一实施方式所涉及的车载用天线装置10(参照图1中的(b))的情况下、使天线11逆时针旋转90度之后使第一放射元件14的终端所延伸的方向从车身1的左方向右方反转来获得。换言之,包括一个供电点在内的供电点附近部14Aa向第一方向亦即车身1的下方向引出,包括另一个供电点在内的供电点附近部14Ab向第二方向亦即车身1的上方向引出。并且,第一放射元件14A的终端向车身1的右方延伸,第二放射元件15A的终端向车身1的左方延伸(参照图3中的(b))。着眼于放射元件的折弯方法时,与放射元件14、15折弯成U字型(或“コ”形状)相对地,放射元件14a、15a折弯成台阶形状(或Z字型)。

如图3中的(b)所示,在扰流板16A设置有用于载置天线11A的天线载置台16Aa。天线载置台16Aa由与顶盖20相交的平面、以及沿顶盖20且位于扰流板16A的内部的平面构成。更具体而言,与顶盖20相交的面是图3中的(b)示出的坐标轴中的yz平面,沿顶盖20的平面是该图示出的坐标轴中的xy平面。如图3中的(b)所示,天线载置台16Aa是用于载置天线11A的台阶,形成向扰流板16A的内部突出的台阶。

能够使用与将天线11固定于扰流板16内的固定机构相同的固定机构将天线11A固定于扰流板16A内。如图3中的(a)所示,俯视观察扰流板16A时的形状在车身1的前后方向上较短,并在车身1的左右方向上较长。另外,比较扰流板16A的前部区域与后部区域中的内部空间,后部区域的空间大幅度超过前部区域的空间。这是因为:在扰流板16A的前部区域设置有扰流板固定部21d,且扰流板的上表面与顶盖20整体的上表面大致共面。

天线11A的放射元件14a、15a沿扰流板16A的长度方向延伸,因此与天线11的放射元件14、15相比,能够将从放射元件的始端至终端为止的长度设计为较长。其结果,与天线11相比,天线11A能够提高放射增益。另外,由于载置于空间较大的扰流板16A的后部区域即可,因此与天线11相比,天线11A相对于扰流板16A的载置容易。

在像这样构成的车载用天线装置10A中,也构成为供电点附近部14Aa向车身1的下方向引出、供电点附近部15Aa向车身1的上方向引出。因此,车载用天线装置10A能够放射垂直偏振波作为主要的偏振波成分。因此,对于车载用天线装置10A而言,即便顶盖20为金属体,也能够实现朝横贯顶盖20的方向(前方向)的放射增益与以往相比更大的车载用天线装置。

〔第三实施方式〕

接下来,参照图4,对本发明的第三实施方式所涉及的车载用天线装置30进行说明。车载用天线装置30通过将第一实施方式所涉及的车载用天线装置10所具备的天线11变更为下文中说明的天线31来获得。

图4中的(a)是搭载有本实施方式所涉及的车载用天线装置30的车身1的向视剖视图。图4中的(b)是车载用天线装置30所具备的天线31的展开图。

天线31与天线11相比,折弯成U字型的位置不同。换言之,除折弯的位置以外,天线31与天线11构成为相同。具体而言,在天线31中,作为与一个折弯位置对应的D-D’线,采用包括供电点33b与成为第二放射元件35的始端的端边在内的直线。另外,作为E-E’线,采用比图2中的(b)所示的C-C’线更接近第一放射元件34的终端的直线。

沿D-D’线以及E-E’线折弯成U字型的天线31如图4中的(a)所示地载置于扰流板16的内部。具体而言,采用如下结构:在将车载用天线装置30搭载于车身1的后端后,第一放射元件34的供电点附近部34a从供电点33a向第一方向亦即车身1的下方向(与顶盖20相交的方向)引出,第二放射元件35从供电点33b向第二方向亦即车身的前方向(沿顶盖20的方向)引出。

另外,天线31还具备重叠部35b,该重叠部35b沿构成顶盖20的后端部的金属部件(扰流板固定部21d)设置、且相对于该金属部件以隔开间隔的状态重叠。在本实施方式中,重叠部35b设置于第二放射元件35的包括终端在内的部分。然而,设置重叠部35b的位置并不限定于包括终端在内的部分,只要设置于第二放射元件35的在沿顶盖20的方向上延伸的部分的至少一部分即可。重叠部35b与由导电体构成的扰流板固定部21d重叠,由此将扰流板固定部21d作为天线31的接地部来利用,从而能够使相对于车身前方的放射增益更大。

此外,在本实施方式中,采用在第二放射元件35的一部分设置有重叠部35b的结构。然而,也能够采用设置于第一放射元件34的一部分的重叠部与扰流板固定部21d重叠的结构。在放射元件34、35中哪个放射元件设置重叠部根据连接部33的位置、放射元件34、35各自的形状、扰流板16的形状以及天线31与扰流板固定部21d的相对位置关系来适当地决定即可。

〔第四实施方式〕

接下来,参照图5,对本发明的第四实施方式所涉及的车载用天线装置60进行说明。车载用天线装置60通过将作为第三实施方式所涉及的车载用天线装置30(参照图4)的框体发挥功能的扰流板16变更为扰流板66之后将车载用天线装置30所具备的天线31变更为天线61来获得。

图5中的(a)是将搭载有车载用天线装置60的车身1的一部分放大的向视剖视图。图5中的(b)是车载用天线装置60所具备的天线61的展开图。

与扰流板16相比,在扰流板66,且在其内壁后端部设置有用于载置天线61的天线载置台66a。如图5中的(a)所示,天线载置台66a由与顶盖20相交的平面、以及沿顶盖20的平面构成。更具体而言,天线载置台66a由沿车身1的上下方向延伸的平面(图5中的(a)示出的坐标轴中的zx平面)、以及沿车身1的前后方向延伸的平面(该图示出的坐标轴中的xy平面)构成。天线载置台66a形成向扰流板66的内部突出的台阶。

车载用天线装置60构成为在沿扰流板66的内部形状折弯天线61的状态下载置天线61。作为将天线61固定于扰流板66的固定机构,能够使用与将天线11、31固定于扰流板16的固定机构相同的固定机构。

为了载置于扰流板66而天线61沿图5的(b)所示的F-F’线折成谷形,并沿图5的(b)所示的G-G’线折成山形。其结果,形成折弯为Z字型的天线61。如图5中的(a)所示,车载用天线装置60采用沿扰流板66的内壁以及天线载置台66a固定折弯为Z字型的天线61的结构。

如图5中的(a)所示,在将车载用天线装置60搭载于车身1的后端后,天线61的第一放射元件64从供电点63a向作为与顶盖20相交的方向的车身1的下方向(相当于权利要求所记载的第一方向)引出,第二放射元件65从供电点63b向上方向(相当于权利要求所记载的第二方向)引出,该上方向是与顶盖20相交的方向,且是与车身1的下方向不同的方向。在车载用天线装置60中,采用第一方向以及第二方向与顶盖20相交的结构。

在第一放射元件64中,从供电点63a向下方向引出的部分、即从与供电点63a连接的第一放射元件64的始端(根部)起至折成山形的线亦即G-G’线为止的部分为供电点附近部64a。

供电点附近部64a从供电点63a向下方向引出,因此流动于供电点附近部64a的电流的方向主要为上下方向。另外,流动于第一放射元件64的电流的电流密度在第一放射元件64的始端(与供电点63a的连接部)最高,随着趋近终端而变低。因此,在供电点附近部64a,相对高的电流密度的电流沿车身1的上下方向流动。其结果,与以往(专利文献1所记载的车载用天线装置)相比,第一放射元件64能够使放射的电磁波所包含的垂直偏振波成分的比例更多。

并且,在与水平偏振波相比的情况下,垂直偏振波具有难以受到顶盖20的衰减效应的特性。因此,对于具备第一放射元件14的车载用天线装置10而言,即便顶盖20为金属制,也能够充分增大相对于横贯顶盖20的方向(这里为前方向)的垂直偏振波的放射增益。其结果,即便顶盖为金属制,也能够充分增大相对于横贯顶盖的方向的电磁波的放射增益。

在第二放射元件65中,从供电点63b向上方向引出的部分、即从与从供电点63b连接的第二放射元件65的始端(根部)起至折成谷形的线亦即F-F’线为止的部分为供电点附近部65a。根据该结构,与以往(专利文献1所记载的车载用天线装置)相比,第二放射元件65能够与第一放射元件64相同地使放射的电磁波所包含的垂直偏振波成分的比例更多。因此,与以往(专利文献1所记载的车载用天线装置)相比,天线61能够进一步使放射的电磁波所包含的垂直偏振波成分的比例更多。

另外,天线61还具备重叠部65b,该重叠部65b沿顶盖20且与扰流板固定部21d重叠。在本实施方式中,重叠部65b与天线31所具备的重叠部35b相同,设置于第二放射元件35的包括终端在内的部分。重叠部65b与由导电体构成的扰流板固定部21d重叠,由此将扰流板固定部21d作为天线61的接地部来利用,从而能够使相对于车身前方的放射增益更大。

此外,在本实施方式中,采用在第二放射元件65的一部分设有重叠部65b的结构。然而,也能够如第三实施方式所记载的那样,采用设于第一放射元件64的一部分的重叠部与扰流板固定部21d重叠的结构。

〔天线的变形例〕

以下,参照图6~图9,对第一~第四实施方式所涉及的车载用天线装置10、10A、30、60所具备的天线11、11A、31、61的变形例进行说明。

图6中的(a)是作为第一变形例的天线41的展开图,图6中的(b)是天线41的向视侧视图。图6中的(c)是作为第二变形例的天线51的展开图,图6中的(d)是天线51的向视侧视图。在图6中的(b)中,为了容易理解天线41的结构而省略框体亦即扰流板16。同样,在图6中的(d)中也省略扰流板16。图7是作为第三变形例的天线71的展开图。图8是示出作为图7所示的第三变形例的天线71的其他例子的展开图。图9是作为第四变形例的天线81的展开图。

(第一变形例以及第二变形例)

如图6中的(a)所示,天线41具备从供电点43a向车身1的下方向(与顶盖20相交的方向)引出且从供电点43b向车身1的前方向(沿顶盖20的方向)引出的单一且呈环状的放射元件44。即,在第一变形例中,采用作为环形天线的天线41来代替作为偶极天线的天线11。

如图6中的(c)所示,天线51具备单一的放射元件54,该放射元件54由从供电点53a向车身1的下方向(与顶盖20相交的方向)引出的第一导体55、从供电点53b向车身的前方向(沿顶盖20的方向)引出的第二导体56、以及将第一导体55的中间部和第二导体56的中间部分别连接的第三导体57构成。

在放射元件54中,在使第一导体55作为底板发挥功能的情况下,第三导体57使第二导体56的中间部接地。根据该结构,天线51作为倒F型天线发挥功能。

另外,在放射元件54中,在采用向第一导体55以及第二导体56分别供电的结构的情况下,放射元件54作为相对于环状的放射元件附加有分支的放射元件发挥功能。在该情况下,环状的放射元件由从第一导体55的始端至中间部的部分、从第二导体56的始端至中间部的部分、以及第三导体57构成,一个分支由从第一导体55的中间部至终端的部分构成,另一个分支由从第二导体56的中间部至终端的部分构成。根据该结构,天线51作为在环形天线附加有分支的天线发挥功能。

如上所述,在第二变形例中,采用在倒F型天线或环形天线附加有分支的作为天线发挥功能的天线51来代替作为偶极天线的天线11。

上述变形例所涉及的车载用天线装置所具备的天线41、51具备从一个供电点亦即供电点43a、53a向车身的下方向(图中的z轴负方向)引出、且从另一个供电点亦即供电点43b、53b向车身的前方向(图中的y轴正方向)引出的放射元件44、54。因此,上述变形例所涉及的车载用天线装置能够充分增大相对于车身前方的电磁波的放射强度。

(第三变形例)

如图7所示,作为第三变形例的天线71与天线11、11A、31、61相比,通过将第一放射元件74的形状变更为吊钟形(或杯形)来获得。具体而言,吊钟形的第一放射元件74通过将第一放射元件74所具有的四个角中接近第二放射元件75的两个角分别置换为四分之一椭圆74b以及四分之一椭圆74c来获得。通过将第一放射元件74的形状从长方形变更为吊钟形,能够使第一放射元件74的供电点附近部74a与第二放射元件75的供电点附近部75a的间隔连续地变化。其结果,能够调整天线71的谐振频率,从而能够调整工作波段。

另外,第一放射元件74具有供电点73a,该供电点73a设置于从被倒圆的两个角夹持的边突出的突出部。像这样构成的第一放射元件74从供电点73a向作为与顶盖20相交的方向的车身1的下方向(相当于权利要求所记载的第一方向)引出。

另一方面,第二放射元件75具有供电点73b,该供电点73b设置于与第一放射元件74的突出部的形状匹配地切取的切口部的附近。像这样构成的第二放射元件75从供电点73b向上方向(相当于权利要求所记载的第二方向)引出,该上方向是与顶盖20相交的方向,且是与车身1的下方向不同的方向。

而且,图7所示的天线71与第一、第二以及第四实施方式所涉及的车载用天线装置10、10A、60所具备的天线11、11A、61相同,采用第一方向以及第二方向与顶盖20相交的结构。

另外,第一放射元件74的宽度以及第二放射元件75的宽度分别构成为天线71所发送的电磁波的最短波长的1/2以下。

具体而言,例如与第一实施方式所涉及的车载用天线装置10所具备的天线11相同,在第一放射元件74中,从供电点73a向下方向引出的部分、即从与供电点73a连接第一放射元件74的始端(根部)起至折成谷形的线亦即I-I’线为止的部分为供电点附近部74a。另外,在第二放射元件75中,从供电点73b向上方向引出的部分、即从与第二放射元件75的始端(根部)起至折成谷形的线亦即H-H’线为止的部分为供电点附近部75a。而且,像第四实施方式所涉及的车载用天线装置60所具备的天线61那样,将构成为与扰流板固定部21d重叠的第二放射元件的75的包括终端在内的部分设为重叠部75b。

另外,例如与第二实施方式所涉及的车载用天线装置30所具备的天线31相同,在第一放射元件74中,从供电点73a向下方向引出的部分、即从与供电点73a连接的第一放射元件74的始端(根部)起至折成山形的线亦即I-I’线为止的部分为供电点附近部74a。另外,在第二放射元件75中,从供电点73b向上方向引出的部分、即从第二放射元件75的始端(根部)起至折成谷形的线亦即H-H’线为止的部分为供电点附近部75a。

另外,例如与第四实施方式所涉及的车载用天线装置60所具备的天线61相同,在第一放射元件74中,从供电点73a向下方向引出的部分、即从与供电点73a连接的第一放射元件74的始端(根部)起至折成山形的线亦即I-I’线为止的部分为供电点附近部74a。另外,在第二放射元件75中,从供电点73b向上方向引出的部分、即从第二放射元件75的始端(根部)起至折成谷形的线亦即H-H’线为止的部分为供电点附近部75a。并且,重叠部75b设置于第二放射元件75的包括终端在内的部分,沿构成顶盖20的后端的扰流板固定部21d设置、且相对于扰流板固定部21d以隔开间隔的状态重叠。

另外,吊钟形的天线71可以如图8所示地构成。即在第一放射元件74中,从供电点73a向上方向引出的部分即从与供电点73a连接的第一放射元件74的始端(根部)至折成谷形(或者折成山形)的线亦即I-I’线为止的部分为供电点附近部。而且,构成为供电点附近部的宽度为天线所放射的电磁波的最短波长的1/2以下,且构成为从I-I’线至终端为止的区域的宽度比供电点附近部的宽度宽。

另外,第二放射元件75也相同,从供电点73b向下方向引出的部分即从第二放射元件75的始端(根部)至折成谷形的线亦即H-H’线为止的部分为供电点附近部。而且,构成为供电点附近部的宽度为天线所放射的电磁波的最短波长的1/2以下,且构成为从H-H’线至终端为止的区域的宽度比供电点附近部的宽度宽。

(第四变形例)

如图9所示,作为天线11的第四变形例的天线81具备单一的放射元件84:该放射元件84由从供电点83a向车身1的下方向(与顶盖20相交的方向)引出的第一导体85、从供电点83b向车身1的上方向(与顶盖20相交的方向)引出的第二导体86、以及分别连接第一导体85以及第二导体86的第三导体87构成。

第一导体85由从供电点83a引出的供电点附近部85a、车载用天线装置60配置于顶盖20的后端时沿车身1的左右方向延伸的导体85b、以及沿与导体85b相交的方向即车身1的前后方向延伸的导体85c构成。

第二导体86具备从供电点83b引出的供电点附近部86a。另外,作为第二导体86的从中间至终端的区域的重叠部84b沿扰流板固定部21d设置、且相对于扰流板固定部21d以隔开间隔的状态重叠。

包括像这样构成的放射元件84的天线81通过将供电点83a接地即通过使第一导体85作为底板发挥功能来作为倒F型天线发挥功能。

在本变形例所涉及的车载用天线装置60中,能够调整区域A1中的供电点附近部85a以及导体85b各自与供电点附近部86a的间隔来使天线81的谐振频率变化。其结果,能够调整车载用天线装置60的工作波段。同样,通过调整导体85c的形状,能够调整区域A2中的导体85c与第二导体86的间隔,结果是,能够调整车载用天线装置60的工作波段。

〔第一实施例〕

以下,对第一实施方式所涉及的车载用天线装置10的实施例进行说明。本实施例所涉及的车载用天线装置10采用图8所示的天线71。

本实施例的车载用天线装置10搭载于两厢型的车身1的顶盖20的后端,更具体而言,搭载于后舱门的上部。作为从天线11放射的电磁波,使用称为LTE用的800MHz带的频率(具体而言为830MHz)的电磁波。

图10是示出利用本实施例所涉及的车载用天线装置10获得的在xy平面内的放射增益的方向依赖性的曲线图。在图10中,虚线示出水平偏振波的放射增益,点线示出垂直偏振波的放射增益,实线示出水平偏振波与垂直偏振波的和,即示出全偏振波的放射增益。单位为〔dBi〕。

参照图10可知:虽然相对于车身1的前方向的放射增益比相对于车身1的后方向的放射增益弱,但作为车载用天线装置使用,倒也超过足够的放射增益。

〔第二实施例〕

以下,对第二实施方式所涉及的车载用天线装置10A的实施例进行说明。实施条件与第一实施例相同。此外,本实施例所涉及的车载用天线装置10A作为天线11A而采用图7所示的吊钟形的天线71。这里所采用的天线71的全长(第一放射元件74的长度与第二放射元件75的长度的和)是第一实施例所涉及的天线11的全长(第一放射元件14的长度与第二放射元件15的长度的和)的1.43倍。

本实施例的车载用天线装置10A搭载于两厢型的车身1的顶盖20的后端,更具体而言,搭载于后舱门的上部。作为从天线11A放射的电磁波,使用称为LTE用的800MHz带的频率(具体而言为830MHz)的电磁波。

图11是示出利用本实施例所涉及的车载用天线装置10A获得的在xy平面内的放射增益的方向依赖性的曲线图。在图11中,虚线示出水平偏振波的放射增益,点线示出垂直偏振波的放射增益,实线示出水平偏振波与垂直偏振波的和,即示出全偏振波的放射增益。单位为〔dBi〕。

参照图11可知:虽然相对于车身1的前方向的放射增益比相对于车身1的后方向的放射增益弱,但作为车载用天线装置使用,倒也超过足够的放射增益。

另外,对利用车载用天线装置10A获得的在xy平面内的放射增益的方向依赖性与利用第一实施例的车载用天线装置10获得的在xy平面内的放射增益的方向依赖性(参照图10)进行比较可知:针对相对于车身1的前方向的放射增益以及相对于车身1的后方向的放射增益各自而言,车载用天线装置10A超过车载用天线装置10。这认为是因车载用天线装置10A的放射元件14a、15a(74、75)沿扰流板16A的较长轴延伸、放射元件14a、15a(74、75)的长度比车载用天线装置10的放射元件14、15的长度长引起的。

〔第三实施例〕

以下,对第三实施方式所涉及的车载用天线装置30的实施例进行说明。实施条件与第一实施例相同。此外,本实施例所涉及的车载用天线装置30作为天线31而采用与图7所示的吊钟形的天线71相同的放射元件形状。

图12是示出利用本实施例所涉及的车载用天线装置30获得的在xy平面内的放射增益的方向依赖性的曲线图。在图12中,虚线示出水平偏振波的放射增益,点线示出垂直偏振波的放射增益,实线示出水平偏振波与垂直偏振波的和,即示出全偏振波的放射增益。单位为〔dBi〕。

可知:与图10所示的第一实施例相比,第三实施例所涉及的车载用天线装置30的放射增益相对于车身1的所有方向提高。特别地,可知:相对于车身1的前方向显著提高。该提高认为是因第二放射元件35的包括终端在内的重叠部35b与顶盖20重叠而引起的。

〔第四实施例〕

到此为止,在第一~第四实施方式中,作为本发明的一个实施方式所涉及的车载用天线装置配置于顶盖20的后端的情况进行了说明。如图1所示,在车身1中,在顶盖20的后端设置有后舱门21。后舱门21所包括的后窗玻璃21b具有由绝缘体构成的平面。因此,存在在后窗玻璃21b的上端边粘贴用于接收DTV用的播送信号、FM用的播送信号的薄膜天线的情况。

在该情况下,本发明的一个实施方式所涉及的车载用天线装置与粘在后窗玻璃21b的薄膜天线接近,因此存在两天线间产生电磁耦合而互相造成影响的可能性。

在本实施例中,为了调查该天线间的耦合所造成的影响,使用第一实施方式所涉及的车载用天线装置10与粘贴在后窗玻璃21b的上端边的TDV用的薄膜天线(以下,称为DTV天线),对在车载用天线装置10与DTV天线之间产生的耦合进行了测定。

(测定系统)

用于测定上述耦合的测定系统的结构如下所述。将作为第一实施方式的车载用天线装置10连接于网络分析器的第一端口,将DTV天线连接于相同的网络分析器的第二端口。上述第一端口是从网络分析器输出高频信号的输出端口。上述第二端口是向网络分析器输入高频信号的输入端口。

车载用天线装置10是发送从上述第一端口供给的高频信号。DTV天线接收车载用天线装置10所放射的高频信号,向上述第二端口供给。网络分析器根据从第一端口输出的高频信号与从第二端口输入的高频信号来将在车载用天线装置10与DTV天线之间产生的耦合的强度计算为穿透特性S21。

车载用天线装置10与DTV天线的耦合越强,DTV天线越高效地接收从车载用天线装置10发送的高频信号。其结果,上述耦合越强,S21越高。即,为了抑制车载用天线装置10与DTV天线相互造成的影响,优选抑制S21。

(车载用天线装置10的结构)

在本实施例中,采用通过使车载用天线装置10所具备的天线11变形而获得的两种车载用天线装置10。具体而言,作为第一个车载用天线装置10的天线而采用天线71(参照图7),第二个车载用天线装置10作为天线而采用天线81(参照图9)。这里,在两种车载用天线装置10中,天线71、81的放射元件的重叠部74b、84b沿作为金属部件的扰流板固定部21d设置,且相对于扰流板固定部21d以隔开间隔的状态重叠。另外,沿顶盖20的后端边测量的放射元件74、75的宽度为天线71所发送的电磁波的最短波长的1/2以下,具体而言约为1/2.8。天线71是具备放射元件74、75的偶极天线。天线81是具备第一导体85、第二导体86以及第三导体87的倒F型天线。第一导体85由供电点附近部85a、导体85b以及导体85c构成。供电点附近部85a从供电点83a向下方向引出。导体85b沿车身1的左右方向延伸。导体85c沿车身1的前后方向延伸。

(DTV天线的结构)

在本实施例中,作为DTV天线,采用长方形的环形天线形成于电介质薄膜上的薄膜天线。DTV天线按照环形天线的长边方向与车身1的左右方向一致的朝向粘贴于后窗玻璃21b的上端边。这是因为使DTV天线不妨碍车身1的驾驶员的后方视野。

(S21)

使用具备天线71的车载用天线装置10以及具备天线81的车载用天线装置10各自而测定的穿透特性亦即S21如图13所示。如图13所示,具备天线71的车载用天线装置10的S21低于具备天线81的车载用天线装置10的S21。即,可知:与具备天线81的车载用天线装置10相比,具备天线71的车载用天线装置10能够抑制在与DTV天线之间产生的耦合。

该结果能够以如下的方式进行解释。在本实施例中,天线71所具备的放射元件74、75的宽度为天线71所发送的电磁波的最短波长的1/2以下,具体而言约为1/2.8。因此,从供电点73a供电并流动于第一放射元件74的电流以及从供电点73b供电并流动于第二放射元件75的电流的大部分将其流动的方向限定为放射元件74、75的长度方向即车身1的前后方向。

相对于此,在天线81所具备的第一导体85设置有沿车身1的左右方向延伸的导体85b,因此从供电点83a供电并经由供电点附近部85a到达导体85b的电流将其流动的方向限定为车身1的左右方向。

相对于像这样构成的天线71以及天线81,DTV天线按照环形天线的长边方向与车身1的左右方向一致的朝向粘贴。因此,沿车身1的前后方向振动的高频信号与沿车身1的左右方向振动的高频信号相比,能够更高效地接收后者。天线71能够将流动于放射元件74、75的主要的电流的方向限定为车身1的前后方向。其结果,具备天线71的车载用天线装置10比具备天线81的车载用天线装置10能够抑制对DTV天线造成的影响,或者能够抑制从DTV天线受到的影响。

〔第五实施方式〕

接下来,参照图14~图16,对本发明的第五实施方式所涉及的车载用天线装置90进行说明。此外,为了便于说明,对与上述实施方式中说明过的部件具有相同功能的部件标注相同的附图标记,省略其说明。

图14是放大搭载车载用天线装置90的车身1的一部分的沿图1中的(b)的A-A’线的向视剖视图。天线是将车载用天线装置90所具备的天线91A或91B平面展开的展开图。此外,在图15中,省略电介质薄膜12的图示。图16是用虚线以及单点划线示出构成天线91A或91B的第二放射元件95A或95B中连结其供电点与在放射元件95A或95B的长度方向上远离供电点的角部的两个边缘的形状的说明图。

作为车载用天线装置90的框体的扰流板16’与图2或图4所示的扰流板16在形状以及尺寸方面存在不同,但该不同不是本质上的,因此省略对该不同详细地进行说明。因此,可以在图2或图4所示的扰流板16安装天线91A或91B构成车载用天线装置90。

〔车载用天线装置90〕

参照图14对车载用天线装置90的结构具体地进行说明。如图14所示,车载用天线装置90以将天线91A或91B在折弯的状态下载置于扰流板16’的内部的方式构成。其中,车载用天线装置90在不使天线91A或91B的结构要素亦即电介质薄膜12与扰流板16’的内壁紧贴这点上与图2所示的车载用天线装置10以及图4所示的车载用天线装置30不同。换言之,在车载用天线装置90的情况下,在电介质薄膜12与扰流板16’的内壁之间设置有空间。通过设置该空间,使天线91A或91B于内装扰流板16’变容易。

对天线91A或91B的折弯状态进一步详细地进行说明。天线91A或91B折弯成U字形的结果是,具备在车身1的上下方向(z轴向)上对置的上壁部以及下壁部和连接上壁部以及下壁部的立壁部。如图14所示,上壁部以及下壁部与车身1的前后方向(y轴方向)平行。另外,立壁部与车身1的上下方向(z轴向)平行,因此上壁部以及下壁部各自与立壁部成90度。

对上述空间的设置方法进一步具体地进行说明,与立壁部平行的扰流板16’的后壁与立壁部之间设置有空间。并且,在面对下壁部的扰流板16’的底壁与下壁部之间设置有空间。

作为将天线91A或91B固定于扰流板16’的固定机构的例子,可以与上述的实施方式相同,但也可以配设位于折弯成U字形的天线91A或91B的U字内部的支承体,以将天线91A或91B卷绕于该支承体的方式进行固定。此外,上述支承体固定于扰流板16’。

或者,也可以如图15所示,在构成天线91A或91B的第一放射元件94A或94B、第二放射元件95A或95B、以及图15中未图示的电介质薄膜12适当地设置多个孔96、97,并且在扰流板16’以及上述支承体配合多个孔96、97的位置地设置多个凸部(钩部)。在该方式中,能够通过将多个凸部嵌入多个孔96、97或使它们卡合来固定天线91A或91B。

〔天线91A/91B〕

天线91A或91B与天线11(图2)、天线31(图4)以及天线71(图7)等的最重要的不同点是第二放射元件的形状。第一放射元件94A、94B为了能够获得能够调整工作波段的已经说明过的效果,与第一放射元件74(图7)相同具有吊钟形的形状,但并不限定于吊钟形。

第二放射元件95A、95B共通的特征点如下所述。即,在考虑具有与第二放射元件95A、95B中的与车身1的左右方向(x轴向)平行的最大宽度相同的宽度且在车身1的前后方向(y轴方向)上较长的长方形时,使沿车身1的前后方向延伸的两个长边向长方形的中央侧凹陷。换言之,在具有上述长方形的形状的例如铜箔的长边部形成切口或凹形状。以下,将与在该长边部形成有切口或凹形状的第二放射元件95A、95B的长边部对应的轮廓部称为长边缘。

通过这样设定第二放射元件95A、95B的形状,能够配合本发明作为对象的波段(例如作为电话的波段的一个例子的698~960MHz)中低频的波段(698~854MHz)地确保电流沿上述长边缘流动时的距离较长。

与天线91A所放射的电磁波对应,流动于第二放射元件95A、95B的电流在其上表面、下表面以及周边的边缘流动,但边缘处的电流密度大于上表面以及下表面处的电流密度。因此,通过延长电流沿上述长边缘流动时的距离,能够有效地扩宽天线的波段,特别是在低频侧。以下,对天线91A以及91B的结构与上述距离进一步详细地进行说明。

(天线91A)

如图15所示,天线91A具备第二放射元件95A和吊钟形的第一放射元件94A,该第二放射元件95A具有形成有上述凹形状的两个长边缘。第一放射元件94A的结构与图7所示的第一放射元件74的结构基本相同。在第二放射元件95A中,形成于在车身1的左右方向上相对的两个长边缘中的左长边缘的中央附近的凹形状呈本垒板的形状。此外,本垒板的形状的锐角部(顶部)朝向车身1的右方向。

另一方面,在右长边缘,呈锐角部朝向车身1的左方向的本垒板的形状的凹形状形成于避让左长边缘的凹形状的位置。更具体而言,以位于设置在第一放射元件94A和第二放射元件95A的边界的连接部93A与左长边缘的凹形状之间的方式形成右长边缘的凹形状。然而,各凹形状的形成位置并不局限于此,只要能够实现延长电流沿长边缘流动时的距离的目的,能够在各长边缘的任意位置形成各凹形状。

连接部93A与图7所示的连接部73相同,设置于第一放射元件94A的突出部与第二放射元件95A的切口部嵌合的区域(连接部附近区域)的任意位置。如图15所示,该位置的一个例子为第一放射元件94A的突出部的右上角部的附近。连接部93A的一个供电点亦即第一供电点93Aa与第一放射元件94A连接,连接部93A的另一个供电点亦即第二供电点93Ab与第二放射元件95A连接。

天线91A沿图15所示的L1-L1’线以及M1-M1’线折成谷形。其结果,如图14所示,形成电介质薄膜12配置于外侧、放射元件94A配置于内侧且折弯成U字型的天线91A。并且,第一放射元件94A从第一供电点93Aa向作为与顶盖20相交的方向的车身1的下方向(相当于权利要求所记载的第一方向)引出。更具体而言,L1-L1’线与M1-M1’线之间的第一放射元件94A的第一区域94Ab(供电点附近部)向车身1的下方向(相当于权利要求所记载的第一方向)引出。另外,与第一区域94Ab连续的第二区域94Aa被相对于第一区域94Ab以90度的角度折弯,朝向车身1的前方向。

另一方面,第二放射元件95A从第二供电点93Ab沿前后方向(相当于权利要求所记载的第二方向)引出,该前后方向是沿顶盖20的方向,且是与车身1的下方向不同的方向。此外,对第二放射元件95A而言,其绝大部分从第二供电点93Ab向前方向延伸,并且也稍微从第二供电点93Ab向后方向延伸。

(天线91B)

如图15所示,天线91B的第一放射元件94B具备与上述第一放射元件94A相同的结构。第二放射元件95B具有形成有上述凹形状的两个长边缘,但两个凹形状的形态与第二放射元件95A的两个凹形状的形态不同。

具体而言,在第二放射元件95B中,形成于在车身1的左右方向上相对的两个长边缘中的左长边缘的凹形状具有使顶部朝向车身1的右方向的本垒板的形状变形的形状。即,在夹着本垒板的顶部且在本垒板中形成等腰三角形的两边中的一边比另一边长,并且相对于另一边具有大的开角。因此,上述一边与另一边相当于夹着不等边三角形的钝角的两边。并且,上述一边为了获得电流沿长边缘流动时的距离,在相对于车身1的前后方向倾斜的方向、车身1的前后方向以及车身1的左右方向上反复曲折,经由多个位置的曲折点到达连接部93B。

另一方面,在右长边缘,呈顶部朝向车身1的左方向的不等边三角形的形状的凹形状形成于避让左长边缘的凹形状的位置。更具体而言,以位于设置在第一放射元件94B和第二放射元件95B的边界的上述连接部93B与左长边缘的凹形状之间的方式形成右长边缘的凹形状。然而,各凹形状的形成位置并不局限于此,只要能够实现延长电流沿长边缘流动时的距离的目的,能够在各长边缘的任意位置形成各凹形状。另外,也可以使左长边缘的凹形状为与右长边缘的凹形状相同的不等边三角形,且为比右长边缘的不等边三角形大的不等边三角形。

连接部93B与连接部93A相同,设置在第一放射元件94B的突出部与第二放射元件95B的切口部嵌合的区域(连接部附近区域)的任意位置。连接部93B的一个供电点亦即第一供电点93Ba与第一放射元件94B连接,连接部93B的另一个供电点亦即第二供电点93Bb与第二放射元件95B连接。

天线91B沿图15所示的L2-L2’线以及M2-M2’线折成谷形。其结果,与天线91A相同,形成折弯成U字型的天线91B。第一放射元件94B的第一区域94Bb与第二区域94Ba相当于第一放射元件94A的第一区域94Ab与第二区域94Aa。第一放射元件94B从第一供电点93Ba的引出方法以及第二放射元件95B从第二供电点93Bb的引出方法与第一放射元件94A以及第二放射元件95A的情况相同。

(长边缘的长度)

接下来,对第二放射元件95A、95B各自所具备的上述长边缘的长度进行说明。图16是示出第二放射元件95A、95B各自所具备的长边缘的形状的说明图。如图16所示,在第二放射元件95A中,在连接部93A供给电流,因此连接部93A成为沿该电流的流动的路径的起点。另外,第二放射元件95A的前方向侧的端边的左角以及右角成为该路径的终点98Aa以及终点98Ab。第二放射元件95B也相同,连接部93B成为沿电流的流动的路径的起点,第二放射元件95B的前方向侧的端边的左角以及右角成为该路径的终点98Ba以及终点98Bb。

第二放射元件95A的两个长边缘的一者如图16中虚线所示,是具有从连接部93A至终点98Aa的长度的长边缘N1。第二放射元件95A的两个长边缘的另一者如图16中单点划线所示,是具有从连接部93A至终点98Ab的长度的长边缘N2。第二放射元件95B也相同,具备具有从连接部93B至终点98Ba的长度的长边缘N3与具有从连接部93B至终点98Bb的长度的长边缘N4。

上述长边缘N1~N4的各长度以满足与天线所放射的电磁波的波段中欲扩宽波段的低频(例如700~730MHz)的波长的约1/2相等的条件的方式选择形成于长边缘N1~N4的凹形状的形态以及尺寸。因此,分别形成于长边缘N1~N4的凹形状的形态、尺寸以及数量只要满足上述条件,能够任意设定。

(各天线的特性)

在天线91A、91B作为图14所示的车载用天线装置90搭载于车身1的状态下,针对车身1的前方向侧对天线91A、91B的放射增益进行计算。其结果,天线91A、91B通过使第二放射元件95A、95B具有上述长边缘N1~N4,能够在低频侧扩宽波段整体。其中,天线91B与天线91A相比,高频区域的放射增益更加良好。下文中参照图18~图19对详细情况进行叙述。

(重叠部)

此外,如图14以及图15所示,第二放射元件95A、95B分别具有重叠部95Aa、95Ba,该重叠部95Aa、95Ba沿构成顶盖20的金属部件亦即扰流板固定部21d设置,且相对于扰流板固定部21d以隔开间隔的状态重叠。重叠部95Aa、95Ba分别包括第二放射元件95A、95B的前端。

重叠部95Aa、95Ba分别具有长度Ly。长度Ly为第二放射元件95A、95B各自全长的64.5%以下,更优选为第二放射元件95A、95B各自全长的26.0%以上55.2%以下。

在扰流板16’中,构成为长度Ly为上述全长的64.5%以下,由此与第二放射元件95A、95B不与扰流板固定部21d重叠的情况相比,能够增大相对于从扰流板16’观察时横贯顶盖20的方向(在本实施方式中为车身1的前方向)的增益。另外,构成为长度Ly为上述全长的26.0%以上55.2%以下,由此能够进一步增大相对于车身1的前方向的增益。

重叠部95Aa、95Ba处的第二放射元件95A、95B与扰流板固定部21d的间隔Dz小于18mm,更优选小于11mm。在扰流板16’中,构成为重叠部95Aa、95Ba与扰流板固定部21d重叠且重叠部95Aa、95Ba处的上述间隔Dz小于18mm,由此与第二放射元件95A、95B不与扰流板固定部21d重叠的情况下相比,能够增大相对于车身1的前方向的增益。另外,构成为间隔Dz小于11mm,由此能够进一步增大相对于车身1的前方向的增益。

此外,在本实施方式中,扰流板16’构成为重叠部95Aa、95Ba沿扰流板固定部21d设置、且相对于扰流板固定部21d以隔开间隔的状态重叠,但扰流板16’也可以固定于顶盖20。在该情况下,扰流板16’构成为重叠部Aa、95Ba沿构成顶盖20的后端的金属部件设置、且相对于该金属部件以隔开间隔的状态重叠即可。

第一放射元件94A、94B的全长以及第二放射元件95A、95B的全长没有特别限定,能够根据欲从天线91A、91B放射的电磁波的频率适当地确定各自的全长。长度Ly以基于根据欲从天线91A、91B放射的电磁波的频率而确定的第二放射元件95A、95B的全长包括于上述的范围内的方式决定即可。

〔第五~第七实施例〕

以下,对本发明的第五~第七实施例进行说明。作为第五实施例的车载用天线10采用图17中的(a)所示的天线71。作为第六实施例的车载用天线90采用图17中的(b)所示的天线91A。作为第七实施例的天线90采用图17的(c)所示的天线91B。图17中的(a)~(c)各自分别是将天线71、天线91A、天线91B平面展开的展开图。

图18中的(a)是示出具备天线71的车载用天线装置70以及具备天线91A的车载用天线装置90的放射增益的频率依赖性的曲线图。图18中的(b)是示出具备天线71的车载用天线装置70以及具备天线91A的车载用天线装置90的VSWR的频率依赖性的曲线图。

图19中的(a)是示出具备天线91A的车载用天线装置90以及具备天线91B的车载用天线装置90的放射增益的频率依赖性的曲线图。图19中的(b)是示出具备天线91A的车载用天线装置90以及具备天线91B的车载用天线装置90的放射增益的VSWR的频率依赖性的曲线图。

车载用天线装置70、90的放射增益以及VSWR在车载用天线装置70、90各自搭载于车身1的顶盖20的后端的状态下测定。图18的(a)以及图19的(a)所示的车载用天线装置70、90各自的放射增益是针对以天线71、91A、91B为中心的所有方位对沿车身1的顶盖20的平面内的放射增益进行计算并将所有方位的量加和而获得的值。

参照图18中的(a)可知:具备天线91A的车载用天线装置90的放射增益在小于0.8GHz的频带超过具备天线71的车载用天线装置70的放射增益。

参照图18中的(b)可知:具备天线91A的车载用天线装置90的VSWR在小于0.8GHz的频带低于具备天线71的车载用天线装置70的VSWR。

这是通过在天线91A的第二放射元件95A形成凹形状而获得的效果。即,通过构成为相对于天线71的边缘长度延长天线95A的边缘长度,能够比车载用天线装置70的波段在低频侧扩宽车载用天线装置90的波段。

参照图19中的(a)可知:具备天线91B的车载用天线装置90的放射增益在2GHz附近的频带超过具备天线91A的车载用天线装置90的放射增益。

参照图19中的(b)可知:具备天线91B的车载用天线装置90的VSWR在1.7GHz以上2.3GHz以下的频带低于具备天线91A的车载用天线装置90的VSWR。

如上所述,可知:具备天线91B的车载用天线装置90与具备天线91A的车载用天线装置90相比,高频区域的特性更加良好。

〔天线的又一变形例〕

以下,参照图20~图22,对图7所示的天线71的变形例进行说明。图20是将作为天线71的变形例的天线71A平面展开的展开图。图21中的(a)是在从与第二放射元件75A正交的方向观察折弯成U字型的天线71A的情况下获得的俯视图。图21中的(b)是图21中的(a)所示的天线71的右视图。图21中的(c)是沿图21中的(a)所示的X-X’线的剖面处的剖视向视图。图22中的(a)是将作为天线71的其他的变形例的天线71B平面展开的展开图。图22中的(b)是在从与第二放射元件75B正交的方向观察折弯成U字型的天线71B的情况下获得的俯视图。

(天线71A)

天线71A通过将天线71所具备的第一放射元件74置换为第一放射元件74A、将天线71所具备的第二放射元件75置换为第二放射元件75A获得。

如图20所示,第一放射元件74A在一个供电点73Aa与未图示的同轴线的一导体连接,由包括一个供电点73Aa在内的区域、从N-N’线至O-O’线为止的区域亦即供电点附近部74Aa(权利要求所记载的第一部分)、以及从O-O’线至第一放射元件74A的末端(与连接部73A相反的一侧的端部)为止的区域亦即第二部分74Ab构成。供电点附近部74Aa是从一个供电点73Aa向第一方向引出的部分。

第二放射元件75A在另一个供电点73Ab与未图示的同轴线的另一导体连接,由包括另一个供电点73Ab在内的根基部75Aa、分叉部75Ab、颈部75Ac、主部75Ad构成。

天线71A沿图20所示的N-N’线以及O-O’线折成谷形,并以沿第一平面P1、第二平面P2以及第三平面P3的方式折弯成U字型,所述第一平面P1沿第一方向,所述第二平面P2沿第二方向,所述第三平面P3与第一平面P1相交且与第二平面P2对置。其结果,如图21所示,形成电介质薄膜72配置于外侧、第一、第二放射元件74A、75A配置于内侧且折弯成U字型的天线71A。

在折弯成U字型的状态下,由供电点73Aa、73Ab构成的连接部73A配置于第三平面P3上且与第一平面P1交叉的交叉部附近。

(第一放射元件74A)

在第一放射元件74A中,供电点附近部74Aa配置于第一平面P1,第二部分74Ab配置于第三平面P3。另外,第二放射元件75A配置于第二平面P2。在本变形例中,第二平面P2以及第三平面P3各自与第一平面P1正交。即,第二平面P2与第三平面P3相互平行。第一平面P1、第二平面P2以及第三平面P3各自分别与权利要求所记载的第一面、第二面以及第三面对应。在本变形例中,作为第一面、第二面以及第三面各自采用平面,但作为第一面、第二面以及第三面各自也能够采用曲面。另外,第二面以及第三面可以不相互平行。

第一放射元件74A的第二部分74Ab由从供电点附近部74Aa的端部向一个方向延伸的第一直线部构成。上述一个方向是沿第三平面P3且远离第二平面P2的方向。在本变形例中,第一平面P1与第三平面P3平行,因此该方向与第二方向一致。

(第二放射元件75A)

如上述那样,第二放射元件75A与另一个供电点73Ab连接,由根基部75Aa、分叉部75Ab、颈部75Ac以及主部75Ad构成。

根基部75Aa是构成为在第二平面P2中从另一个供电点73Ab向第二方向延伸且在与上述第二方向相交的第三方向(与图示的X-X’线平行的方向)上的宽度比第一放射元件74A的供电点附近部74Aa窄的导体。构成为根基部75Aa在第三方向上的宽度比第一放射元件74A的第一部分74Aa窄,由此从第一放射元件74A的第一部分74Aa延伸的第二部分74Ab(第一直线部)与第二放射元件的根基部75Aa能够配置为不重叠。

分叉部75Ab是在第二平面P2中从根基部75Aa向第三方向延伸的带状导体。从第一放射元件74A延伸的第二部分74Ab的长度以及从根基部75Aa延伸的分叉部75Ab的长度确定为不相互重叠。

颈部75Ac是在第二平面P2中从根基部75Aa的端部向第二方向延伸且在第三方向上的宽度比根基部75Aa窄的带状导体。

主部75Ad是设置于颈部75Ac的端部且形状呈椭圆形的导体。

如图21中的(a)所示,在从与第三平面P3正交的方向俯视的情况下,第二部分74Ab构成为不与配置于第二平面P2的第一放射元件74A的供电点73Aa重叠。另外,第二部分74Ab不与第二放射元件75A重叠。

(天线71A的效果)

例如天线11通过折弯成U字型能够安装于狭小的空间。另一方面,本申请的发明人发现:在平面展开的状态的天线与折弯成U字型的天线中,放射特性变化,与平面展开的状态的天线的放射特性相比,折弯成U字型的天线的放射特性恶化。

天线71A通过采用第一放射元件74A的第二部分74Ab不与第一放射元件74A的供电点73Aa重叠的结构,能够抑制上述恶化(因将天线折弯成U字型而引起的恶化)。这是因为:能够抑制在折弯的第一放射元件74A间产生的静电电容即在第二部分74Ab与一个供电点73Aa之间产生的静电电容。

另外,天线71A通过采用不与第二放射元件75A重叠的结构,能够进一步抑制上述恶化。这是因为:能够抑制在分别设置于相互对置的第二平面P2以及第三平面P3的第二部分74Ab与第二放射元件75A之间产生的静电电容。

此外,在天线71中,通过使天线71的一部分适当地与车身1的顶盖20的端部重叠来消除因将天线弯曲成U字型而产生的天线的输入特性的变化。因此,在使用天线71的情况下,在天线71相对于车身1(顶盖20)的设置位置,天线的输入特性变灵敏,因此,存在向各种车辆的设置时变得不利的方面。在天线71A中,能够抑制上述恶化(因将天线折弯成U字型而引起的恶化),因此具有因折弯成U字型的天线配置于车身1的顶盖20的端部而引起的输入特性的变化较小、能够更通用地使用的优点。

公知与连接部73A连接的同轴线与天线71A的阻抗匹配取决于在第一放射元件74A与第二放射元件75A之间产生的静电电容。与仅在供电区域产生在第一放射元件与第二放射元件之间产生的静电电容的情况相比,如上述那样构成的天线71A能够改善上述阻抗匹配、进一步提高天线的放射特性。

另外,与主部的形状为长方形的放射元件相比,主部75Ad的形状为椭圆形,由此能够扩大天线71A动作的频带的低频侧的VSWR特性波段。

(第二平面P2与第三平面P3的间隔)

在将安装天线11的空间小型化的观点中,优选第二平面P2与第三平面P3的间隔即O-O’线与N-N’线的间隔窄。以下,将该间隔称为天线11的高度h(参照图21中的(b))。

然而,随着降低高度h,第二放射元件75A的根基部75Aa与第一放射元件74A的第二部分74Ab的间隔d(参照图21中的(c)的剖视向视图)也变窄。

即便采用第二部分74Ab与第二放射元件75A不重叠的结构,在过度缩窄该间隔d的情况下,存在在第二部分74Ab与第二放射元件75A的根基部75Aa之间产生的静电电容增大的情况,天线的放射特性降低。

本申请的发明人发现:通过构成为间隔d为具有第二部分74Ab的谐振频率的电磁波在真空中的波长的1/20以上、更优选为1/16以上,能够充分抑制放射特性的恶化。

另外,第二放射元件75A具备颈部75Ac,由此即便在同轴线配置于第二放射元件75A的附近的情况下,也能够抑制同轴线对天线装置71A造成的干涉。因此,能够抑制因将天线71折弯成U字型而引起的放射特性的恶化。另外,通过适当地调整颈部75Ac的大小,能够调整天线71A的工作波段(主要是低频侧)。

(天线71B)

天线71B通过将天线71所具备的第一放射元件74置换为第一放射元件74B、将天线71所具备的第二放射元件75置换为第二放射元件75B获得。

如图22中的(a)所示,第一放射元件74B与一个供电点73Ba连接,由从P-P’线至Q-Q’线为止的区域亦即供电点附近部74Ba(权利要求所记载的第一部分)与从Q-Q’线至第一放射元件74A的末端(与连接部73B相反的一侧的端部)为止的区域亦即第二部分74Bb以及第三部分74Bd构成。

第二放射元件75B与另一个供电点73Bb连接,由根基部75Ba、细颈部75Bc以及主部75Bd构成。

天线71B沿图22中的(a)所示的P-P’线以及Q-Q’线折成谷形,以沿第一平面P1、第二平面P2以及第三平面P3折弯成U字型,所述第一平面P1沿第一方向,所述第二平面P2沿第二方向,所述第三平面P3与第一平面P1相交且与第二平面P2对置。其结果,如图22中的(b)所示,形成电介质薄膜72配置于外侧、第一、第二放射元件74B、75B配置于内侧且折弯成U字型的天线71B。

第一放射元件74B的第二部分74Bb由从供电点附近部74Aa的端部向一个方向延伸的第一直线部与从该第一直线部的端部(与供电点附近部74Aa相反的一侧的端部)向与该第一直线部相交的方向延伸的第二直线部构成。上述一个方向是沿第三平面P3且远离第二平面P2的方向。在本变形例中,第一平面P1与第三平面P3平行,因此该方向与第二方向一致。

第一放射元件74B的第三部分74Bd由从供电点附近部74Aa的端部向一个方向延伸的第一直线部构成。

第二放射元件75B与另一个供电点73Bb连接,由根基部75Ba、颈部75Bc以及主部75Bd构成。

根基部75Ba以及颈部75Bc各自分别构成为与天线71A的根基部75Aa以及颈部75Ac相同。

主部75Bd设置于颈部75Bc的端部,通过交替地配置在上述第二方向上延伸的区域75Bd1与在沿上述第三方向的方向上延伸的区域75bd2而构成为曲折状。

此外,在本变形例中,采用在颈部75Bc的端部首先连接区域75bd2然后配置有两组区域75Bd1与区域75Bd2的结构。然而,能够适当地设定在颈部75Bc的端部配置区域75Bd1与区域75Bd2中的哪个或配置哪组区域75Bd1与区域75Bd2。

如图22中的(b)所示,在从与第三平面P3正交的方向俯视观察第一放射元件74B的第二部分74Bb的情况下,第二部分74Bb以及第三部分74Bd构成为不与第一放射元件74B的供电点73Ba重叠。另外,第二部分74Bb除与第一部分74Ba相反的一侧的端部亦即前端区域74Bc之外不与第二放射元件75B重叠。

像这样构成的天线71B构成为在从与第三平面P3正交的方向俯视观察第一放射元件74B的第二部分74Bb的情况下第二部分74Bb以及第三部分74Bd不与第一放射元件74B的供电点73Ba重叠,因此能够起到与天线71A相同的效果。另外,由于主部75Bd具有曲折形状,由此既能够构成为延长第二放射元件75B的边缘长度,又能够抑制第二放射元件75B的元件长度(从P-P’线至第二放射元件75B的端部为止的长度)。因此,能够使天线71B进一步小型化。

此外,在天线71B中,使第一放射元件74B的前端区域74Bc与第二放射元件75B重叠,能够改善阻抗匹配。

〔第八实施例〕

图23中的(a)是示出具备作为第五实施例的天线71的车载用天线装置70的VSWR的频率依赖性的曲线图。实线示出在天线71折弯成U字型之前的状态即平面展开的状态下测定的VSWR。虚线示出在天线71折弯成U字型的状态下测定的VSWR。点线示出在使折弯成U字型的状态的天线71与金属板重叠的状态下测定的VSWR。

图23中的(b)是示出具备上述的天线71A的车载用天线装置70(第八实施例)的VSWR的频率依赖性的曲线图。与图23中的(a)的情况相同,实线、虚线以及点线各自分别示出在展开天线71A的状态下、在天线71A折弯成U字型的状态下、以及在使折弯的状态的天线71A与金属板重叠的状态下测定的VSWR。

金属板仿造车载用天线装置搭载于车身的情况下的顶盖。因此,认为作为第五以及第八实施例的车载用天线装置70各自在实际运用的状态下获得的VSWR最接近点线所示的VSWR。

参照图23中的(a)可知:对于天线71而言,通过使展开的状态、折弯成U字型的状态、进而与金属板重叠的状态变化,使测定的VSWR的频率依赖性较大地形状不同。

另一方面,参照图23中的(b)可知:对于天线91B而言,即便在使展开的状态、折弯成U字型的状态、进而与金属板重叠的状态变化的情况下,测定的VSWR的频率依赖性也稳定,其形状几乎不变。

如上所述,可知:与天线71相比,天线71A能够抑制伴随着天线折弯成U字型的放射特性的恶化。另外,还可知:与天线71相比,天线71A也能够抑制在使折弯成U字型的状态的天线与金属板重叠的情况下可能产生的放射特性的恶化。

因此,天线71A能够使边反馈测定出的放射特性边调整(优化)天线图案的调整工序变容易。这是因为:在展开的状态下获得的放射特性与运用时获得的放射特性之间产生的差异少,从而能够使用展开的状态的放射特性来调整天线图案。

〔第六实施方式〕

以下,参照图24~图27,对本发明的第六实施方式进行说明。

〔车载用天线装置110的概要〕

首先,参照图24,对本实施方式所涉及的车载用天线装置的概要进行说明。图24中的(a)是示出搭载本实施方式所涉及的车载用天线装置110的车身101的外观的立体。图24中的(b)是放大搭载本实施方式所涉及的车载用天线装置110的车身101的一部分的俯视图。具体而言,是放大车身101所搭载的车载用天线装置110的俯视图。

图24中的(a)所示的车身101与图1中的(a)所示的车身1构成为相同。即,车身101的顶盖120与车身1的顶盖20构成为相同。以下,针对与已经说明过的部件对应的部件,省略其详细说明。本实施方式所涉及的车载用天线装置110搭载于顶盖120的后端,将扰流板作为框体。

如图24中的(b)所示,车身101的后舱门121与图1中的(b)所示的车身1的后舱门21构成为相同。因此,后舱门121的详细说明省略。后舱门121的后舱门面板121a、后窗玻璃121b以及框架121c各自分别是与后舱门21的后舱门面板21a、后窗玻璃21b以及框架21c各自对应的部件。另外,后舱门121的扰流板固定部121d是与后舱门21的扰流板固定部21d对应的部件。

车载用天线装置110利用未图示的固定机构(例如螺栓、夹子、紧固件等)安装于扰流板固定部121d。通过固定于扰流板固定部121d,车载用天线装置110的上表面与顶盖120整体的上表面大致排列在一个面。对于车载用天线装置110而言,内置天线111与制动灯119的扰流板由电介质(例如树脂等)构成,供电磁波穿透。

天线111配置于不与扰流板的内部的制动灯119干涉的位置。具体而言,天线111避让配置于扰流板的左右方向的中心的制动灯119,向制动灯119的左侧偏移地配置。

〔车载用天线装置110〕

参照图25对车载用天线装置110的结构具体地进行说明。图25示出本实施方式所涉及的车载用天线装置110的结构。图25中的(a)是放大搭载车载用天线装置110的车身101的一部分的向视剖视图,且是沿图24中的(b)所示的A-A’线的向视剖视图。图25中的(b)是车载用天线装置110所具备的天线111平面展开的展开图。

如图25中的(a)所示,车载用天线装置110以将天线111在折弯的状态下载置于作为框体的扰流板的内部的方式构成。作为将天线111固定于车载用天线装置110的内部的固定机构的例子,能够举出粘合片、双面胶带、树脂制的紧固件等。固定机构并不限定,但为了不妨碍电磁波的发送以及接收而优选不为导体的结构。下文中参照图25中的(b)对天线111的具体的折弯方法等进行叙述。

〔天线111〕

如图25中的(a)所示,天线111具备第一放射元件115、第二放射元件114、以及供未图示的同轴线与放射元件114、115连接的连接部113。在车载用天线装置110搭载于车身101的后端时,天线111的第二放射元件114从一个供电点亦即第一供电点113b向作为沿顶盖120的方向的车身101的前方向(相当于权利要求所记载的第二方向)引出,第一放射元件115从另一个供电点亦即第二供电点113a向作为与顶盖120相交的方向的车身101的下方向(相当于权利要求所记载的第一方向)引出。

第二放射元件114具有包括第二放射元件114的前端的重叠部114a,该重叠部114a沿构成顶盖120的后端部的金属部件亦即扰流板固定部121d设置、且相对于扰流板固定部121d以隔开间隔的状态重叠。

重叠部114a的长度Lx为第二放射元件114的全长的64.5%以下,更优选为第二放射元件114的全长的26.0%以上55.2%以下。

在车载用天线装置110中,构成为第二放射元件114中的重叠部的长度Lx为第二放射元件114的全长的64.5%以下,由此与第二放射元件114不与扰流板固定部121d重叠的情况相比,能够增大相对于从车载用天线装置110观察时横贯顶盖120的方向(在本实施方式中,为车身101的前方向)的增益。另外,构成为长度Lx为第二放射元件114的全长的26.0%以上55.2%以下,由此能够进一步增大相对于车身101的前方向的增益。

重叠部114a处的第二放射元件114与扰流板固定部121d的间隔Dz小于18mm,更优选小于11mm。

在车载用天线装置110中,构成为第二放射元件114中的重叠部114a相对于扰流板固定部121d以隔开间隔的状态重叠且重叠部114a处的第二放射元件114与扰流板固定部121d的间隔Dz小于18mm,由此与第二放射元件114与扰流板固定部121d不重叠的情况相比,能够增大相对于车身101的前方向的增益。另外,构成为间隔Dz小于11mm,由此能够进一步增大相对于车身101的前方向的增益。

此外,在本实施方式中,车载用天线装置110构成为第二放射元件114的重叠部114a与扰流板固定部121d重叠。然而,车载用天线装置110也可以固定于顶盖120。在该情况下,车载用天线装置110构成为第二放射元件114的重叠部114a与构成顶盖120的金属部件重叠即可。

第二放射元件114的全长以及第一放射元件115的全长没有特别限定,能够根据欲从天线111放射的电磁波的频率适当地确定各自的全长。长度Lx以基于根据欲从天线111放射的电磁波的频率而确定的第二放射元件114的全长包括于上述的范围内的方式决定即可。

此外,下文中参照本发明的第九实施例以及第七~第十一变形例(图26)对长度Lx的优选范围的依据进行叙述。另外,下文中参照本发明的第九实施例以及第十二~第十五变形例(图27)对间隔Dz的优选范围进行叙述。

〔天线111的结构〕

天线111是薄膜天线,例如能够以如下的方式构成。如图25中的(b)所示,天线111在作为天线基板的电介质薄膜112形成有天线图案。作为构成电介质薄膜112的材料的一个例子,例如能够举出聚酰亚胺树脂,但并不限定于此。

在图25中的(b)的例子中,在电介质薄膜112的表面形成有由第二放射元件114以及第一放射元件115构成的放射元件。第二放射元件114以及第一放射元件115是由导体构成的薄板状的部件。例如,作为第二放射元件114以及第一放射元件115,使用铜箔,但并不限定于此。

设置于放射元件114、115的表面的连接部113是供未图示的同轴线与放射元件114、115连接的部位,由两个供电点(一对供电点)113a,113b构成。连接部113与连接部13构成为相同。

在本实施方式中,作为天线111而采用偶极天线,但作为天线111也可以使用环形天线、单极天线以及倒F型天线。另外,各自的放射元件可以像本实施方式的放射元件114、115那样为面状的放射元件,也可以为线状的放射元件。

在本实施方式中,第二放射元件114由长方形的导体构成,在车载用天线装置110搭载于车身101时,配置为长方形的长边与车身101的前后方向平行。

在本实施方式中,第一放射元件115是由吊钟形的头部115a、夹装在该头部115a与第二供电点113a之间的长方形的颈部115d构成的导体。头部115a通过将车载用天线装置110搭载于车身101时配置于长边与车身101的上下方向平行的长方形的、第二供电点113a侧的两个角倒圆来获得。换言之,头部115a的包括第二供电点113a侧的两个角在内的区域115b以及区域115c各自分别由四分之一椭圆构成。

第一放射元件115具备头部115a,由此能够使第二放射元件114与第一放射元件115的间隔连续地变化。其结果,能够调整天线111的谐振频率,从而能够调整工作波段。

天线111沿图25中的(b)所示的B-B’线以及C-C’线折成谷形。其结果,形成电介质薄膜112配置于外侧、放射元件114、115配置于内侧且折弯成U字型(或“コ”形状)的天线111。如图25中的(a)所示,车载用天线装置110采用将折弯成U字型的天线111沿作为框体的扰流板的内壁固定的结构。

通过这样折弯第一放射元件115,能够缩小第一放射元件115的配置所需的空间的体积。因此,与第一放射元件115未折弯的情况相比,能够实现进一步小型(矮)的车载用天线装置110。

此外,第二放射元件114以及第二放射元件的形状不限定于此。例如,作为第二放射元件114,也能够采用由吊钟形的头部和夹装在该头部与第一供电点113b之间的长方形的颈部构成的导体。另外,作为第一放射元件115,也能够采用长方形的导体。另外,区域115b以及区域115c的形状构成为第二放射元件114与第一放射元件115的间隔从第二供电点113a起随着接近第二放射元件的长边而变宽即可,可以为四分之一椭圆。

〔第九实施例〕

以下,对本发明的第六实施方式所涉及的车载用天线装置110的第九实施例进行说明。本实施例所涉及的车载用天线装置110是在本发明的第六实施方式所涉及的车载用天线装置110中使第二放射元件114的全长为120mm、第一放射元件115的全长为44mm、重叠部114a的长度Lx为60mm、间隔Dz为10mm的车载用天线装置。即,在本实施例中,长度Lx为第二放射元件114的全长的50.0%。

与本发明的第六实施方式所涉及的车载用天线装置110相同,本实施例所涉及的车载用天线装置110搭载于两厢型的车身101的顶盖120的后端,更具体而言,搭载于后舱门的上部。作为从天线111放射的电磁波,使用称为LTE用的800MHz带的频率(具体而言为832MHz)的电磁波。

另外,作为本发明的第六实施方式所涉及的车载用天线装置110的比较例,使用第二放射元件的重叠部的长度Lx为0mm的车载用天线装置。在比较例所涉及的车载用天线装置中,第一放射元件的全长、第二放射元件的全长以及间隔Dz各自与本实施例所涉及的车载用天线装置110相同。

针对本实施例所涉及的车载用天线装置110以及比较例所涉及的车载用天线装置,分别通过数值计算求相对于车身101的前方(图24中的(a)图示的y轴方向)的放射增益。其结果,比较例所涉及的车载用天线装置的相对于车身101的前方的放射增益为-6.35dB,相对于此,本实施例所涉及的车载用天线装置110的相对于车身101的前方的放射增益为-4.57dB。

从以上的结果可知:本实施例所涉及的车载用天线装置110与比较例所涉及的车载用天线装置相比,能够提高相对于车身101的前方的放射增益。即可知:长度Lx为60mm的车载用天线装置110在搭载于车身101的顶盖120的端部的情况下,向横贯顶盖120的方向的放射增益高于长度Lx为0mm的比较例所涉及的车载用天线装置。

〔变形例的第一组〕

参照图26对本发明的第六实施方式所涉及的车载用天线装置110的变形例的第一组进行说明。该第一组由本发明的第七~第十一变形例所涉及的车载用天线装置110构成。

第七~第十一变形例所涉及的车载用天线装置110各自分别是使间隔Dz为10mm之后将长度Lx变形为30mm、40mm、50mm、70mm、90mm的车载用天线装置。使用像这样构成的第七~第十一变形例所涉及的车载用天线装置110,通过数值计算分别获得xy平面内的相对于车身101的前方的放射增益以及相对于后方的放射增益。

图26中的(a)是示出利用本发明的第九实施例、第七~第十一变形例以及比较例所涉及的车载用天线装置110获得的放射增益亦即xy平面内的相对于车身101的前方的放射增益以及相对于后方的放射增益各自与长度Lx的相关关系的曲线图。

利用比较例所涉及的车载用天线装置获得的放射增益相对于车身101的前方为-6.35dB,相对于车身101的后方为-1.21dB。

根据图26中的(a)可知:相对于车身101的前方的放射增益以及相对于后方的放射增益均随着长度Lx从0mm起变长而在呈现增大趋势之后转向减少趋势。

图26中的(b)是示出将图26中的(a)所示的放射增益利用多项式更具体而言利用由f(x)=ax2+bx+c表达的二次函数拟合的结果的曲线图。进行拟合的结果是,可知:利用第七变形例所涉及的车载用天线装置110以及比较例所涉及的车载用天线装置获得的放射增益通过与利用第九实施例以及第八~第十一变形例所涉及的车载用天线装置110获得的放射增益不同的函数系更好地拟合。因此,图26中的(b)仅示出将利用第九实施例以及第八~第十一变形例所涉及的车载用天线装置110获得的放射增益拟合的结果。

此外,图26中的(b)的纵轴作为从车载用天线装置110放射的放射功率相对于输入至车载用天线装置110的输入功率的比而对车载用天线装置110的放射增益进行绘图。

图26中的(b)所示的拟合的结果是,获得的二次函数f(x)的系数a、b、c各自分别为a=-1.66×10-4、b=1.61×10-2、c=-2.58×10-2

利用比较例所涉及的车载用天线装置获得的相对于车身101的前方的放射增益-6.35dB若表示为从车载用天线装置110放射的放射功率相对于输入至车载用天线装置110的输入功率的比则为0.2316。根据图26中的(b)可知:与0.2316对应的长度Lx为77.35mm。因此,本发明所涉及的车载用天线装置110中的长度Lx确定为第二放射元件114的全长的64.5%以下。

另外,可知:利用构成为长度Lx包括在该范围的车载用天线装置110获得且相对于车身101的后方的放射增益超过利用比较例所涉及的车载用天线装置获得且相对于车身101的后方的放射增益(参照图26中的(a))。因此,与比较例的车载用天线装置相比,本发明的车载用天线装置110能够增大相对于车身101的前方的放射增益,而不使相对于车身101的后方的放射增益恶化。

另外,作为车载用天线装置110而更优选的放射增益亦即-5.0dB若表示为从车载用天线装置110放射的放射功率相对于输入至车载用天线装置110的输入功率的比则为0.3162。根据图26中的(b)可知:与0.3162对应的长度Lx为31.18mm以上66.28mm以下。因此,优选本发明的一个实施方式所涉及的车载用天线装置110中的长度Lx为第二放射元件114的全长的26.0%以上55.2%以下。

〔变形例的第二组〕

参照图27对本发明的第六实施方式所涉及的车载用天线装置110的变形例的第二组进行说明。该第二组由本发明的第十二~第十五变形例所涉及的车载用天线装置110构成。

第十二~第十五变形例所涉及的车载用天线装置110各自分别是使长度Lx为60mm之后将间隔Dz变形为2.5mm、5.0mm、20mm、40mm的车载用天线装置。使用像这样构成的第十二~第十五变形例所涉及的车载用天线装置110,通过数值计算分别获得xy平面内的相对于车身101的前方的放射增益以及相对于后方的放射增益。

图27中的(a)是示出利用本发明的第九实施例以及第十二~第十五变形例所涉及的车载用天线装置110获得且xy平面内的相对于车身101的前方的放射增益以及相对于后方的放射增益各自与间隔Dz的相关关系的曲线图。

根据图27中的(a)可知:间隔Dz越大,相对于车身101的前方的放射增益以及相对于后方的放射增益各自越减少。换言之,可知在车载用天线装置110中,尽量缩小间隔Dz,理想地,优选间隔Dz为0mm。然而,实际上,在第二放射元件114与扰流板固定部121d之间至少夹装有车载用天线装置110的底面,根据情况,还夹装有用于将车载用天线装置110固定于扰流板固定部121d的固定机构。由于以上情况,优选间隔Dz在能够将车载用天线装置110固定于扰流板固定部121d的范围内尽可能小。

图27中的(b)是示出将图27中的(a)所示的放射增益利用由g(x)=dloge(x)+e表达的对数函数拟合的结果的曲线图。进行拟合的结果是,可知:利用第十二~第十三变形例所涉及的车载用天线装置110获得放射增益通过与利用第九实施例以及第十四~第十五变形例所涉及的车载用天线装置110获得的放射增益不同的函数系更好地拟合。因此,图27中的(b)仅示出将利用第九实施例以及第十四~第十五变形例所涉及的车载用天线装置110获得的放射增益拟合的结果。

此外,图27中的(b)的纵轴作为从车载用天线装置110放射的放射功率相对于输入至车载用天线装置110的输入功率的比而对车载用天线装置110的放射增益进行绘图。

图27中的(b)所示的拟合的结果是,获得的对数函数g(x)的系数d、e各自分别为d=-1.71×10-1、e=7.26×10-1

确定间隔Dz的范围的情况下的判断基准也使用利用比较例所涉及的车载用天线装置而获得且相对于车身101的前方的放射增益、即-6.35dB。

该放射增益-6.35dB若表示为从车载用天线装置110放射的放射功率相对于输入至车载用天线装置110的输入功率的比则为0.2316。根据图27中的(b)可知:与0.2316对应的间隔Dz为18mm(有效数字为2位。若按照4位有效数字来说则为17.94mm)。因此,将本发明所涉及的车载用天线装置110中的间隔Dz确定为小于18mm。

另外,作为车载用天线装置110而更优选的放射增益亦即-5.0dB若表示为从车载用天线装置110放射的放射功率相对于输入至车载用天线装置110的输入功率的比则为0.3162。根据图27中的(b)可知:与0.3162对应的间隔Dz为11mm(有效数字为2位。若按照4位有效数字来说则为10.94mm)。因此,优选本发明的一个实施方式所涉及的车载用天线装置110中的间隔Dz小于11mm。

〔第七实施方式〕

以下,参照附图,对本发明的第七实施方式进行说明。此外,在本实施方式中,对将配置于顶盖的后端的扰流板作为框体的车载用天线装置进行说明,但本发明并不限定于此。即,本发明也能够应用在配置于顶盖的前端、右端或者左端的车载用天线装置。

〔车载用天线装置210的概要〕

首先,参照图28中的(a),对本发明的第七实施方式所涉及的车载用天线装置的概要进行说明。图28中的(a)是示出搭载作为本实施方式所涉及的车载用天线装置的一个例子的车载用天线装置210的车身201的外观的立体图。

图28中的(a)所示的车身201与图1中的(a)所示的车身1构成为相同。即,车身101的顶盖120与车身1的顶盖20构成为相同。以下,针对与已经说明过的部件对应的部件,省略其详细说明。本实施方式所涉及的车载用天线装置210是将扰流板211作为框体的车载用天线装置,搭载于顶盖202的后端。

车身201的侧面上侧由支柱(pillar)203、组装于前门以及后门的窗玻璃204a~204c构成。在本实施方式所涉及的车身201中,支柱203由A支柱203a、B支柱203b、C支柱203c以及D支柱203d构成。

窗玻璃204a是以开闭自由的方式安装于前门的窗。同样,窗玻璃204b是以开闭自由的方式安装于后门的窗。窗玻璃204c是设置于C支柱203c与D支柱203d之间的窗,且是固定式的窗玻璃。

A支柱203a支承顶盖202并且支承前风挡玻璃。B支柱203b配置于前门以及后门的内侧,支承顶盖202并且提高伴随着前门以及后门的设置而设置的开口部的强度。C支柱203c以及D支柱203d支承顶盖202并且保持窗玻璃204c。

车身201的后舱门205与图1中的(b)所示的车身1的后舱门21构成为相同。因此,后舱门205的详细说明省略。后舱门205的后舱门面板251、后窗玻璃252以及框架253各自分别是与后舱门21的后舱门面板21a、后窗玻璃21b以及框架21c各自对应的部件。另外,后舱门251的扰流板固定部254是与后舱门21的扰流板固定部21d对应的部件。

扰流板211利用未图示的固定机构(例如螺栓等)安装于扰流板固定部254。通过固定于扰流板固定部254,扰流板211的上表面与顶盖202整体的上表面大致排列在一个面。

天线214配置于不与扰流板211的内部的制动灯211a干涉的位置。具体而言,天线214避让配置于扰流板211的左右方向的中心的制动灯211a,配置于制动灯211a的左侧。换言之,放射元件212配置于构成框架253的一对纵柱中的一纵柱253a与制动灯211a之间。纵柱253a是与扰流板固定部254导通且沿与顶盖202相交的方向延伸的金属制的构造体。

〔车载用天线装置210〕

接下来,参照图28中的(b)与图29对车载用天线装置210的结构具体地进行说明。图28中的(b)是放大搭载车载用天线装置210的车身201的一部分的剖视图,且是通过图28中的(a)所示的放射元件212的在yz平面内的剖视图。图29是车载用天线装置210所具备的放射元件212平面展开的展开图。

如图28中的(b)所示,车载用天线装置210以放射元件212在折弯的状态下载置于扰流板211的内部的方式构成。具体而言,将放射元件212于形成电介质薄膜213上的天线214以放射元件212配置于内周侧、电介质薄膜213配置于外周侧的方式折弯成U字型(或“コ”形状),并固定于扰流板211的内部。作为将天线214固定于扰流板211的内部的固定机构的例子,能够举出粘合片、双面胶带、树脂制的紧固件等。固定机构不限定,但为了不妨碍电磁波的发送以及接收而优选不为导体的结构。下文中参照图29对放射元件212的具体的折弯方法等进行叙述。

此外,在本实施方式中,使用车载用天线装置210搭载于顶盖202的后端的例子进行说明。然而,搭载车载用天线装置210的顶盖202的端部并不限定于后端,能够根据车身的形状以及车载用天线装置210的框体(在本实施方式中为扰流板211)的形状适当地变更。

〔天线214〕

如图29所示,天线214具备放射元件212、电介质薄膜213、以及连接未图示的同轴线与放射元件212的连接部212b。放射元件212形成于电介质薄膜213上。作为构成电介质薄膜213的材料的一个例子,例如能够举出聚酰亚胺树脂,但并不限定于此。

在图29的例中,形成于电介质薄膜213的表面的放射元件212具有第一放射元件212c以及第二放射元件212d。第一放射元件212c以及第二放射元件212d是由导体构成的薄板状的部件。例如,作为第一放射元件212c以及第二放射元件212d,使用铜箔,但并不限定于此。

连接部212b是供未图示的同轴线与第一、第二放射元件212c、212d连接的部位,由两个供电点(作为一对供电点的第一供电点212b1、第二供电点212b2)构成。连接部212b与连接部13构成为相同。

在本实施方式中,作为放射元件212而采用偶极天线,但作为放射元件212也可以使用环形天线、单极天线以及倒F型天线。另外,各自的放射元件可以像本实施方式的第一、第二放射元件212c、212d那样为面状的天线图案,也可以为线状的天线图案。

在本实施方式中,作为偶极天线的一个例子,作为第一放射元件212c而采用吊钟形的铜箔,作为第二放射元件212d而采用矩形的铜箔。吊钟形的第一放射元件212c以矩形的铜箔为基础。吊钟形的第一放射元件212c通过将该矩形的铜箔所具有的4个角中接近第二放射元件212d的两个角分别置换为四分之一椭圆212c2以及四分之一椭圆212c3来获得。通过将第一放射元件212c的形状从长方形变更为吊钟形,能够使第一放射元件212c的供电点附近部212c1与第二放射元件212d的间隔连续地变化。其结果,能够调整放射元件212的谐振频率,从而能够调整工作波段。

放射元件212沿图29所示的B-B’线以及C-C’线折成谷形,并如图28中的(b)所示,在折弯成U字型的状态下固定于扰流板211的内部。另外,在车载用天线装置210搭载于车身201的后端时,放射元件212具有从第一供电点212b1向与顶盖202相交的方向(相当于权利要求所记载的第一方向)引出的部分,并且被确定为放射元件212的至少一部分沿构成顶盖202的后端的金属部件或用于将车载用天线装置210固定于顶盖202的后端的天线固定部254,且以隔开间隔的状态重叠。

在本实施方式中,采用如下结构,即如图28中的(b)所示,在车载用天线装置210搭载于车身201的后端时,(1)第一放射元件212c从第一供电点212b1向作为与顶盖202相交的方向的车身201的下方向(相当于权利要求所记载的第一方向)引出,(2)第二放射元件212d从第二供电点212b2向作为沿顶盖202的方向的前方向(相当于权利要求所记载的第二方向)引出,(3)作为放射元件212的一部分的重叠部212d1与扰流板固定部254重叠。重叠部212d1是沿构成顶盖202的后端部的金属部件亦即扰流板固定部254设置、且相对于扰流板固定部254以隔开间隔的状态重叠的、从第二放射元件212d的中间至终端为止的部分。

在第一放射元件212c中,从第一供电点212b1向下方向引出的部分即从与第一供电点212b1连接的第一放射元件212c的始端(根部)至折成谷形的线亦即C-C’线为止的部分为供电点附近部212c1。

供电点附近部212c1从第一供电点212b1向下方向引出,因此流动于供电点附近部212c1的电流的方向主要为上下方向。因此,供电点附近部212c1放射垂直偏振波。垂直偏振波在横贯顶盖202时,与水平偏振波相比,难以受到顶盖202的衰减效应。供电点附近部212c1放射垂直偏振波,由此在车载用天线装置210搭载于顶盖202的后端的情况下,能够抑制相对于车身201的前方向的放射增益被顶盖202的衰减效应损耗。

若在重叠部212d1流动高频电流,则在扰流板固定部254以及纵柱253a流动感应电流。纵柱253a在与顶盖202相交的方向即车身201的上下方向上延伸。因此,在纵柱253a流动的感应电流的方向主要为上下方向。因此,纵柱253a放射垂直偏振波。即,车载用天线装置210在搭载于顶盖202的后端的情况下,不仅从放射元件212能够放射难以受到顶盖202的衰减效应的垂直偏振波,从纵柱253a也放射难以受到顶盖202的衰减效应的垂直偏振波。

详细内容参照图30~图32进行说明,但车载用天线装置210中的放射元件212的位置确定为在车载用天线装置210搭载于车身201时从纵柱253a至放射元件212为止的最短距离为放射元件212的工作波段的中心频率的波长λo的1/3倍以上2/3倍以下。

根据发明人所获得的知识见解,从纵柱253a至放射元件212为止的最短距离为工作波段的中心频率的波长λo的1/3倍以上2/3倍以下的时获得的相对于车身201的前方向(从放射元件212观察时横贯顶盖202的方向)的垂直偏振波的增益大于省略纵柱253a时获得的该增益。这认为是因为:从纵柱253a至放射元件212为止的最短距离为工作波段的中心频率的波长λo的1/3倍以上2/3倍以下,由此在车身201的前方向上,从放射元件212放射的垂直偏振波与从纵柱253a放射的垂直偏振波以相互增强的方式干涉。

即,根据本实施方式所涉及的车载用天线装置210,能够实现利用纵柱253a提高相对于车身201的前方向的垂直偏振波的增益的车载用天线装置。因此,车载用天线装置210也能够适当地应用为利用代表LTE用的电磁波的波长短的频带的车载用天线装置。

另外,优选从纵柱253a至放射元件212为止的最短距离为工作波段的中心频率的波长λo的1/2倍。根据该结构,能够利用纵柱253a进一步提高相对于车身201的前方向的垂直偏振波的增益。

此外,在本实施方式中,作为扰流板211固定于扰流板固定部254的情况进行说明,但扰流板211也可以直接固定于顶盖202。在扰流板211固定于顶盖202的情况下,沿车身201的上下方向延伸的D支柱203d作为金属制的构造体发挥功能。在该情况下,车载用天线装置210中的放射元件212的位置确定为在车载用天线装置210搭载于车身201时,从D支柱203d至放射元件212为止的最短距离为工作波段的中心频率的波长λo的1/3倍以上2/3倍以下即可。

另外,优选金属制的构造体是像纵柱253a以及D支柱203d那样构成车身201的部件,但也可以是设置于扰流板固定部254或顶盖202且沿与顶盖202相交的方向延伸的导体板、导体棒以及导体管中的任一种。

〔放射元件的设置方法〕

本发明的一个实施方式所涉及的设置方法是以满足以下3个条件的方式将车载用天线装置210设置于车身201的顶盖202的端部的方法。

条件1:放射元件212从一个供电点向与顶盖202相交的方向(相当于权利要求所记载的第一方向)引出。

条件2:放射元件212的至少一部分与顶盖202或用于将车载用天线装置210固定于顶盖202的后端的天线固定部254重叠。

条件3:从与顶盖202或天线固定部254导通的金属制的构造体(在本实施方式中,为纵柱253a)亦即沿与顶盖202相交的方向延伸的构造体至放射元件212为止的最短距离Dx为放射元件212的工作波段的中心频率的波长λo的1/3倍以上2/3倍以下。

根据该设置方法,与车载用天线装置210起到相同的效果。

〔一系列的实施例〕

参照图30~图32对本发明的一系列的实施例所涉及的车载用天线装置210进行说明。图30中的(a)是示出一系列的实施例中为了计算车载用天线装置210的放射增益而使用的搭载车载用天线装置210的车身201的模型的结构的顶视图。图30中的(b)是示出上述模型的结构的侧视图。图31中的(a)是放大图30中的(a)所示的上述模型的一部分的顶视图。图31中的(b)是放大图30中的(b)所述的上述模型的一部分的侧视图。图32是示出一系列的实施例各自所涉及的车载用天线装置210且相对于车身201的前方向的放射增益的曲线图。

在图30以及图31中,为了容易理解放射元件212与纵柱253a的关系,作为车载用天线装置210的框体的扰流板211省略而未图示。

如图30中的(a)以及(b)所示,放射元件212从顶盖202的后端且车身201的左右方向的中心向左侧偏移地配置。

在一系列的实施例中,从纵柱253a至放射元件212的最短距离Dx、重叠部212d1的沿车身201的前后方向的长度Ly、以及放射元件212的下表面与扰流板固定部254的上表面的间隔Dz如图31中的(a)以及(b)所示地确定。

在一系列的实施例中,针对通过在采用Ly=60mm以及Dz=10mm之后使最短距离Dx在0mm≤Dx≤400mm的范围内变化来获得车载用天线装置210,使用图30以及图31所示的模型来计算xy平面内的垂直偏振波的放射增益。输入至放射元件212的高频信号的频率为832MHz。因此,放射元件212的工作波段的中心频率的波长λo若按照3位有效数字表达则为360mm。

图32是示出搭载于图30所示的车身201的车载用天线装置210的前方放射增益的最短距离Dx依赖性的曲线图。这里,“前方放射增益”是指将xy平面内的垂直偏振波的放射增益在相对于y轴正方向±30°的范围内平均化的平均放射增益。

另外,在图32中,作为比较例,一并标注搭载于图33所示的车身1101的车载用天线装置210的前方放射增益。图33所示的车身1101是从图30所示的车身101除去支柱303a~303d以及纵柱253a的车身。此外,搭载于图33所示的车身1101的车载用天线装置210也采用Ly=60mm以及Dz=10mm。

搭载于图30所示的车身101的车载用天线装置210的前方放射增益在Dx=175mm表现出极大值。另一方面,搭载于图33所示的车身1101的车载用天线装置210的前方放射增益随着Dx从0mm变大而大致单调地减少。

根据图32所示的曲线图可知:从纵柱253a至放射元件212为止的最短距离Dx为放射元件212的工作波段的中心频率的波长λo的大致1/3倍以上2/3倍以下(更准确地说为36.1%以上69.4%以下)时获得的前方放射增益大于省略纵柱253a时获得的前方放射增益。这认为是因为:从纵柱253a至放射元件212为止的最短距离Dx为放射元件212的工作波段的中心频率的波长λo的1/3倍以上2/3倍以下,由此从放射元件212向前方放射的垂直偏振波与从纵柱253向前方放射的垂直偏振波以相互增强的方式干涉。

另外,根据图32所示的曲线图可知:在从纵柱253a至放射元件212为止的最短距离Dx为放射元件212的工作波段的中心频率的波长λo的大致1/2倍(更准确地说为48.6%)时,前方放射增益最大。

〔第十五变形例〕

参照图34对一系列的实施例所涉及的车载用天线装置210的第十五变形例进行说明。图34是示出本变形例的车载用天线装置210的前方放射增益的最短距离Dx依赖性与一系列的实施例所涉及的车载用天线装置210的前方放射增益的最短距离Dx依赖性的曲线图。

本变形例的车载用天线装置210通过在一系列的实施例的车载用天线装置210中将间隔Dz从10mm变更为5mm来获得。即,在本变形例中,针对通过在采用Ly=60mm以及Dz=5mm之后使最短距离Dx在100mm≤Dx≤300mm的范围内变化而获得的车载用天线装置210,使用图30以及图31所示的模型来计算前方放射增益。

根据图34所示的曲线图可知:在100mm≤Dx≤300mm的整个区域,本变形例的车载用天线装置210的前方放射增益大于一系列的实施例的车载用天线装置210的前方放射增益。因此可知:在本实施方式的车载用天线装置210中,间隔Dz能够适当地设定,而并不限定于10mm。

通过将间隔Dz从10mm变更为5mm来提高车载用天线装置210的前方放射增益的理由认为是因为:放射元件212接近扰流板固定部254,因而流动于扰流板固定部254以及纵柱253a的感应电流变大,从而从纵柱253a放射的垂直偏振波成分变大。

〔第十六~第十七变形例〕

参照图35对一系列的实施例所涉及的车载用天线装置210的第十六变形例以及第十七变形例进行说明。图35是示出第十六变形例的车载用天线装置210以及第十七变形例的车载用天线装置210的前方放射增益的最短距离Dx依赖性的曲线图。

第十六变形例的车载用天线装置210通过在一系列的实施例的车载用天线装置210中将长度Ly从60mm变更为70mm来获得。即,在第十六变形例中,针对通过在采用Ly=70mm以及Dz=10mm之后使最短距离Dx在0mm≤Dx≤400mm的范围内变化而获得的车载用天线装置210,使用图30以及图31所示的模型来计算前方放射增益。

另外,第十七变形例的车载用天线装置210通过在一系列的实施例的车载用天线装置210中将长度Ly从60mm变更为50mm来获得。即,在第十七变形例中,针对通过在采用Ly==50mm以及Dz=10mm之后使最短距离Dx在0mm≤Dx≤400mm的范围内变化而获得的车载用天线装置210,使用图30以及图31所示的模型来计算前方放射增益。

根据图35所示的前方放射增益可知:第十六变形例的车载用天线装置210的前方放射增益以及第十七变形例的车载用天线装置的前方放射增益各自与一系列的实施例的车载用天线装置的前方放射增益相比,虽然稍微衰退但呈现相同的趋势。因此可知:在本实施方式的车载用天线装置210中,长度Ly能够适当地设定,而不限定于60mm。

此外,鉴于一系列的实施例、第十六变形例以及第十七变形例的车载用天线装置210的前方放射增益,优选重叠部212d1的沿车身101的前后方向的长度Ly为60mm。换言之,优选长度Ly为工作波段的中心频率的波长λo的1/3倍。根据该结构可知:能够利用纵柱253a进一步提高相对于车身101的前方向的垂直偏振波的前方放射增益。

〔总结〕

如上所述,一个实施方式所涉及的车载用天线装置配置于车身的顶盖的端部,该车载用天线装置具备天线,该天线是具有包括从一对供电点中的一个供电点向第一方向引出的第一放射元件、和从另一个供电点向与上述第一方向不同的第二方向引出的第二放射元件在内的放射元件的天线,或者是具有从一对供电点中的一个供电点向第一方向引出且、从另一个供电点向与上述第一方向不同的第二方向引出的单一的放射元件的天线。上述第一方向是该车载用天线装置搭载于上述车身时与水平面相交的方向。

根据上述结构,放射元件从一个供电点引出的第一方向是车载用天线装置搭载于车身时与水平面相交的方向(例如,与顶盖正交的方向),因此与以往(专利文献1所记载的车载用天线装置)相比,能够使放射的电磁波所包含的垂直偏振波成分的比例更多。

垂直偏振波比水平偏振波更难以受到顶盖的衰减效应。因此,根据上述结构,能够实现朝横贯顶盖的方向的放射增益与以往相比更大的车载用天线装置。例如,能够实现在该车载用天线装置配置于顶盖的后端的情况下朝车身前方的放射增益与以往相比更大的车载用天线装置。

在一个实施方式所涉及的车载用天线装置中,优选上述第二方向是该车载用天线装置搭载于上述车身时沿上述水平面的方向。

根据上述结构,能够放射包含垂直偏振波成分以及水平偏振波成分两者的电磁波。

在一个实施方式所涉及的车载用天线装置中,优选上述放射元件还具备重叠部,该重叠部沿着构成上述顶盖的上述端部的金属部件、且以与该金属部件隔开间隔的状态相对于该金属部件重叠。

根据上述结构,能够将由导电体构成的顶盖作为放射元件的接地部来利用。由此,能够增大朝横贯车身的方向的放射增益。

在一个实施方式所涉及的车载用天线装置中,优选上述放射元件中的从上述一个供电点向上述第一方向引出的部分的宽度为上述天线所放射的电磁波的最短波长的1/2以下。

根据上述结构,能够将在一个供电点的附近流动于放射元件的电流的方向限制为第一方向。因此,能够实现朝横贯顶盖的方向的放射增益与以往相比进一步更大的车载用天线装置。

在一个实施方式所涉及的车载用天线装置中,优选上述天线是偶极天线。

根据上述结构,在内置有偶极天线的车载用天线装置中,能够实现朝横贯顶盖的方向的放射增益与以往相比更大的车载用天线装置。

在一个实施方式所涉及的车载用天线装置中,优选上述第一放射元件具有配置于与上述水平面相交的第一面上的第一部分、和配置于与上述第一面相交的第二面上的第二部分,上述第二放射元件配置于沿上述水平面且与上述第二面对置的第三面上。

根据上述结构,能够将放射元件折弯成U字型,因而能够缩小放射元件的配置所需的空间的体积。因此,与放射元件未折弯的情况相比,能够实现更小型的车载用天线装置。

在一个实施方式所涉及的车载用天线装置中,优选上述第二放射元件是在长方形的长边部形成有切口或凹形状的形状。

通过在长方形的第二放射元件的长边部形成切口或凹形状,能够确保与第二放射元件的长边部对应的轮廓部(称为长边缘)的长度较长。由此,例如能够确保与车载用天线装置的工作波段的低频侧的波段配合的长边缘的长度。能够有效果地特别是在低频侧扩宽天线的工作波段。

在一个实施方式所涉及的车载用天线装置中,优选上述一个供电点在上述第三面上的与上述第一面的交叉部附近配置,

在从与上述第三面正交的方向俯视观察上述放射元件时,上述一个供电点与上述第二部分不重叠。

根据上述结构,构成为第一放射元件的第二部分不与第一放射元件的供电点(一个供电点)重叠,因此在该第一放射元件中,能够抑制形成于第二部分与供电点之间的静电电容。其结果,能够抑制伴随着天线从平面展开的状态起折弯而产生的放射特性的恶化。

如上所述,在一个实施方式所涉及的车载用天线装置中,优选在从与上述第三面正交的方向俯视观察上述放射元件时,上述第二放射元件与上述第二部分不重叠。

如上所述,一个实施方式所涉及的车载用天线装置配置于车身的顶盖的端部,所述车载用天线装置具备天线,该天线是具有在该车载用天线装置搭载于上述车身时从一对供电点中的一个供电点向第一方向引出的第一放射元件、和从另一个供电点向第二方向引出的第二放射元件的天线,其中,上述第一方向是与水平面相交的方向,上述第二方向是沿上述水平面的方向。上述第二放射元件具有包括该第二放射元件的前端在内的重叠部,并且该重叠部沿着构成上述顶盖的上述端部的金属部件、且以与上述金属部件隔开间隔的状态相对于上述金属部件重叠,上述重叠部的长度为上述第二放射元件的全长的64.5%以下。

根据上述结构,与上述第一放射元件不重叠于上述金属部件的情况相比,能够增大相对于从上述车载用天线装置观察时横贯上述顶盖的方向的增益(例如,在上述车载用天线装置配置于上述顶盖的车身后方的端部的情况下,相对于车身前方的增益)。

在一个实施方式所涉及的车载用天线装置中,优选上述重叠部处的上述第一放射元件与上述金属部件的间隔小于18mm。

根据上述结构,与上述第一放射元件不重叠于上述金属部件的情况相比,能够增大相对于从上述车载用天线装置观察时横贯上述顶盖的方向的增益。

如上所述,一个实施方式所涉及的车载用天线装置搭载于车身的顶盖的端部,所述车载用天线装置具备天线,该天线是具有包括在该车载用天线装置搭载于上述车身时从一对供电点中的一个供电点向与水平面相交的第一方向引出的第一放射元件、和从另一个供电点向与上述第一方向不同的第二方向引出的第二放射元件在内的放射元件的天线。该车载用天线装置中的上述放射元件的位置确定为:在该车载用天线装置搭载于上述车身时,

(1)上述放射元件的至少一部分沿着构成上述顶盖的上述端部的金属部件、且以与上述金属部件隔开间隔的状态相对于上述金属部件重叠,并且,(2)从与上述顶盖的上述端部导通且沿与上述水平面相交的方向延伸的金属制的构造体起至上述放射元件为止的最短距离为上述放射元件的工作波段的中心频率的波长的1/3倍以上2/3倍以下。

若在上述放射元件中的向与上述顶盖相交的第一方向引出的部分流动高频电流,则从该部分放射垂直偏振波。另外,若在上述放射元件中的与上述顶盖重叠的部分流动高频电流,则在上述顶盖以及上述构造体流动感应电流,其结果,从上述构造体放射垂直偏振波。

根据发明人所获得的知识见解,在从上述构造体至上述放射元件为止的最短距离为上述放射元件的工作波段的中心频率的波长的1/3倍以上2/3倍以下时所获得的相对于从上述放射元件观察时横贯上述顶盖的方向的垂直偏振波的增益大于省略上述构造体时获得的该增益。这认为是因为:从上述构造体至上述放射元件为止的最短距离为上述放射元件的工作波段的中心频率的波长的1/3倍以上2/3倍以下,由此在从上述放射元件观察时横贯上述顶盖的方向上,从上述放射元件放射的垂直偏振波与从上述构造体放射的垂直偏振波以相互增强的方式干涉。

即,根据上述结构,能够实现利用构成上述车身的金属制的构造体(例如支柱)提高相对于从上述放射元件观察时横贯上述顶盖的方向的垂直偏振波的增益的车载用天线装置。

在一个实施方式所涉及的车载用天线装置中,可以构成为,上述构造体为支柱。

根据上述结构,能够使用作为上述车辆的原本的构成部件的上述支柱提高相对于从上述放射元件观察时横贯上述顶盖的方向的增益。即,能够提高相对于从上述放射元件观察时横贯上述顶盖的方向的垂直偏振波的增益,而不向上述车辆追加新的构成部件。

优选一个实施方式所涉及的车载用天线装置是将扰流板作为框体的装置,或者是作为上述车身的扰流板来使用的装置。

根据上述结构,能够实现向从上述放射元件观察时横贯上述顶盖的方向的放射增益大于以往、而不破坏车身的美观以及空气动力特性且完全不对车身的外观造成影响的车载用天线装置。

本发明并不限定于上述各实施方式,能够在权利要求书的范围内进行各种变更,将分别公开在不同的实施方式的技术机构适当地组合而获得的实施方式也包括在本发明的技术范围内。

工业上的可利用性

本发明能够在配置于车身的顶盖的端部的车载用天线装置中应用。

附图标记说明:

1、101、201...车身;10、10A、30、60、90、110、210...车载用天线装置;11、11A、31、41、51、61、71、71A、71B、81、91A、91B、111、214...天线;12、12A、32、42、52、62、72、82、112、213...电介质薄膜;13、13A、33、43、53、63、73、83、93A、93B、113、212...连接部;13a、33a、43a、53a、63a、73a、73Aa、73Ba、83a、93Aa、93Ba、113a、212b1...第一供电点(一个供电点);13b、33b、43b、53b、63b、73b、73Ab、73Bb、83b、93Ab、93Bb、113b、212b2...第二供电点(另一个供电点);14、14A、34、64、74、74A、74B、94A、94B、115、212c...第一放射元件;14a、14Aa、34a、64a、74a、74Aa、74Ba、85a、114a、212c1...供电点附近部(向第一方向引出的部分);15、15A、35、65、75、75A、75B、95A、95B、114、212d...第二放射元件;15a、15Aa、55a、75a、86a、115a...供电点附近部(向第二方向引出的部分);16、16A、16’、66、211...扰流板;20、120、202...顶盖;21、121、205...后舱门;21a、121a、251...后舱门面板;21b、121b、252...后窗玻璃;21c、121c、253...框架;21d、121d、254...扰流板固定部(天线装置固定部);35b、44b、54b、65b、75b、84b、95Aa、95Ba、212d1...重叠部;44、54、84...放射元件;55、85...第一导体(放射元件);56、86...第二导体(放射元件);57、87...第三导体(放射元件);115d...颈部;203...支柱;203a~203d...A支柱~D支柱;204a~204c...窗玻璃;212...放射元件;P1...第一平面(第一面);P2...第二平面(第二面);P3...第三平面(第三面)。

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