JP2003347838A

JP2003347838A - アンテナ装置

Info

Publication number: JP2003347838A
Application number: JP2002156953A
Authority: JP
Inventors: Haruhisa Uchida; 晴久内田; Kenichi Terunuma; 憲一照沼
Original assignee: Yokowo Co Ltd; Yokowo Mfg Co Ltd
Current assignee: Yokowo Co Ltd
Priority date: 2002-05-30
Filing date: 2002-05-30
Publication date: 2003-12-05

Abstract

(57)【要約】【課題】衛星波の円偏波信号と地上波の直線偏波信号を
ともに受信でき、しかも配設した高さが低いアンテナ装
置を提供する。【解決手段】セラミック基板１０の表面に衛星波アンテ
ナ部１２を配設し、裏面に当接して外形の大きな板材か
らなる地上波アンテナ部１４を配設する。裏面側で地上
波アンテナ部１４から所定間隔だけ離して平行に外形の
より大きな板材からなるアースプレート１８を配設し、
地上波アンテナ部１４の辺の中央部とアースプレート１
８の間にショートピン２０を介装して短絡するとともに
支持する。衛星波伝達用同軸ケーブル１６の外部導体１
６ｂを地上波アンテナ部１４に電気的接続し中心導体１
６ａをセラミック基板１０を貫通して衛星波アンテナ部
１２のオフセット給電位置に電気的接続する。地上波用
垂直エレメント部２４をアースプレート１８を絶縁状態
で貫通して地上波アンテナ部１４の中心位置に電気的接
続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、衛星からの円偏波
信号と、これを受信したリピータが再送信する地上波の
直線偏波信号をともに受信するためのアンテナ装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、米国においてＳ−ＢＡＮＤ（シリ
ウスラジオおよびＸＭラジオ）等の放送が計画されてい
る。これは、例えば、シリウスラジオでは、放送衛星よ
り２３２０〜２３３２．５ＭＨｚの円偏波信号が送信さ
れるとともに、地上にあるリピータでこの衛星波を受信
して地上波で２３２３．７〜２３２８．８ＭＨｚの直線
偏波信号が再送信される放送システムであり、ＸＭラジ
オでは、衛星波および地上波として２３３２〜２３３
８．７５ＭＨｚの周波数帯で信号が送信される放送シス
テムである。これらのシステムでは、衛星からの円偏波
信号が大きな建物などで遮られる高速道路沿いなどの地
域を、リピータからの地上波の直線偏波信号でカバーす
るものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来では、かかる放送
を車輌で受信するためには、衛星からの円偏波信号を受
信するアンテナ装置と、地上波の直線偏波信号を受信す
るアンテナ装置の２個がそれぞれに設置される必要があ
った。しかも、地上波の直線偏波信号を受信するアンテ
ナ装置としては、低仰角利得の高いポールアンテナが多
く用いられる。そこで、このポールアンテナのアンテナ
装置は配設されると、車輌から高く突出することとな
り、また別々の２個のアンテナ装置が設けられるため
に、車輌の外観を損ねるという不具合があった。

【０００４】本発明は、従来のかかる不具合を改善すべ
くなされたもので、衛星からの円偏波信号を受信するア
ンテナ装置とリピータからの地上波の直線偏波信号を受
信するアンテナ装置を一体化するとともに、配設した高
さが低いアンテナ装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明のアンテナ装置は、誘電体基板表面に衛星
波アンテナ部を配設し、前記誘電体基板裏面に当接して
前記誘電体基板の外形より大きな板材からなる地上波ア
ンテナ部を配設し、前記誘電体基板裏面側で前記地上波
アンテナ部から所定間隔だけ離して平行に前記地上波ア
ンテナ部の外形より大きな板材からなるアースプレート
を配設し、前記地上波アンテナ部の辺と前記アースプレ
ートの間にショートピンを介装し、衛星波伝達用同軸ケ
ーブルの外部導体を前記地上波アンテナ部に電気的接続
するとともに中心導体を前記誘電体基板を貫通して前記
衛星波アンテナ部に電気的接続し、地上波用垂直エレメ
ント部を前記アースプレートを絶縁状態で貫通して前記
地上波アンテナ部に電気的接続し、前記衛星波アンテナ
部で衛星からの円偏波信号を受信し、前記地上波アンテ
ナ部で地上波の直線偏波信号を受信するように構成され
ている。

【０００６】そして、前記衛星波アンテナ部が方形パッ
チアンテナであり、この方形パッチアンテナのオフセッ
ト給電位置に前記衛星波伝達用同軸ケーブルの中心導体
を電気的接続し、前記地上波アンテナ部が方形であり、
その中心位置に前記地上波用垂直エレメント部を電気的
接続して構成しても良い。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実地例を図１な
いし図７を参照して説明する。図１は、本発明のアンテ
ナ装置の一実施例の平面図である。図２は、図１の正面
図である。図３は、図１のＡ−Ａ端面矢視図である。図
４は、図１のアンテナ装置をケース内に収納した状態の
ケースを切り欠いた縦断面図である。図５は、衛星波に
対するＥ面の利得特性図である。図６は、地上波に対す
るＥ面の利得特性図である。図７は、地上波に対するＨ
面の利得特性図である。

【０００８】図１ないし図３において、正方形の平面形
状を有する誘電体基板としてのセラミック基板１０の表
面に、セラミック基板１０の外形よりも小さな寸法の方
形パッチアンテナである衛星波アンテナ部１２が導電薄
膜の印刷などにより適宜に配設される。そして、セラミ
ック基板１０の裏面に当接して、板材からなりセラミッ
ク基板１０の外形よりも大きな寸法の方形平面を有する
地上波アンテナ部１４が配設される。この地上波アンテ
ナ部１４は、導電板に適宜に良導電材がメッキされて形
成される。そして、衛星波伝達用同軸ケーブル１６の中
心導体１６ａが地上波アンテナ部１４側からセラミック
基板１０を貫通して衛星波アンテナ部１２のオフセット
給電位置に半田付けなどにより電気的接続される。この
中心導体１６ａは、地上波アンテナ部１４と電気的絶縁
されることは勿論である。また、衛星波伝達用同軸ケー
ブル１６の外部導体１６ｂは地上波アンテナ部１４に半
田付けなどにより電気的接続され、さらに地上波アンテ
ナ部１４の一辺の中央部まで引き回され、その辺に半田
付け固定される。ここで、衛星波アンテナ部１２と地上
波アンテナ部１４は、セラミック基板１０を介して平行
に配設され、衛星波受信用のパッチアンテナが形成され
て衛星波の円偏波信号が受信される。このパッチアンテ
ナおいて、地上波アンテナ部１４はグランド板として作
用する。

【０００９】また、セラミック基板１０の裏面側で、地
上波アンテナ部１４から所定の間隔だけ離して平行に地
上波アンテナ部１４の外形より大きな方形平面を有する
板材からなるアースプレート１８が配設される。このア
ースプレート１８は、導電板に適宜な良導電材がメッキ
されて形成される。そして、地上波アンテナ部１４の衛
星波伝達用同軸ケーブル１６の外部導体１６ｂが半田付
けられた以外の３辺の中央部に、垂直方向の姿勢でショ
ートピン２０，２０，２０の一端が半田付けなどにより
固定されるとともに電気的接続され、これらのショート
ピン２０，２０，２０の他端がアースプレート１８に半
田付けなどにより固定されるとともに電気的接続され
る。また、地上波アンテナ部１４の一辺に外部導体１６
ｂが固定された衛星波伝達用同軸ケーブル１６は、その
辺より垂下する方向に屈曲され、アースプレート１８を
貫通するようになされ、衛星波伝達用同軸ケーブル１６
の外部導体１６ｂがアースプレート１８に半田付けなど
により固定ならびに電気的接続される。さらに、ショー
トピン２０，２０，２０を囲むようにして、外形が略柱
状の絶縁支持部材２２，２２，２２が地上波アンテナ部
１４とアースプレート１８の間に介装され、地上波アン
テナ部１４とアースプレート１８の間が所定の間隔に保
持される。そして、地上波用垂直エレメント部２４が、
地上波アンテナ部１４と反対側（アースプレート１８の
裏側）からアースプレート１８を貫通して地上波アンテ
ナ部１４の方形の中央位置に半田付けなどで電気的接続
される。この地上波用垂直エレメント部２４は、アース
プレート１８と電気的に絶縁状態であることは勿論であ
る。ここで、地上波アンテナ部１４とアースプレート１
８が所定の間隔だけ離して平行に配設され、所定間隔内
の空気を誘電体層として地上波受信用のパッチアンテナ
が形成されて、地上波の直線偏波信号が受信される。

【００１０】さらに、図４に示すごとく、アースプレー
ト１８の裏側に、図示しない回路基板が配設され、その
回路基板を覆うようにシールドカバー２８が配設され
る。回路基板には、衛星波アンテナ部１２で受信した衛
星波の円偏波信号を増幅するローノイズアンプと、地上
波アンテナ部１４で受信した地上波の直線偏波信号を増
幅するローノイズアンプとが、その位置が区分されて搭
載されており、シールドカバー２８は、２つのローノイ
ズアンプをそれぞれ区分してシールドするように構成さ
れる。

【００１１】そして、かかる構成のアンテナ装置が偏平
なケース３０内に収納される。このケース３０は、ケー
ス基台３０ａとケース蓋３０ｂの上下に分割でき、アン
テナ装置の前方を覆うケース蓋３０ｂは、適宜な誘電率
を有する誘電体樹脂からなり、レドームとして作用す
る。また、ケース基台３０ａにはマグネット３２，３２
が配設され、さらにケース基台３０ａの底全面に両面テ
ープ３４が配設され、車輌の屋根３６などにマグネット
３２，３２の磁気的吸着力と両面テープ３４の接着力よ
って適宜に簡単に固定され得る。

【００１２】以上説明したような本発明のアンテナ装置
に対して、本発明者らが行ったアンテナ特性の測定結果
は、以下のごときものであった。測定対象とした本発明
のアンテナ装置は、セラミック基板１０は、１辺が３０
ｍｍの正方形でその厚さは４ｍｍであり、誘電率は約８
である。そして、衛星波アンテナ部１２は導電薄膜によ
り１辺が２３ｍｍで、その電気長が受信すべき測定周波
数信号の２３３８．７５ＭＨｚの１／２波長に設定され
る。また、地上波アンテナ部１４は、０．３ｍｍ厚の導
電金属板の両面に金などの良導電メッキがなされたもの
で、１辺が４２ｍｍの正方形である。さらに、アースプ
レート１８は、１辺が６５ｍｍの正方形で導電金属板の
両面に金などの良導電メッキがなされたものである。地
上波アンテナ部１４とアースプレート１８の間は５ｍｍ
の間隔に設定され、ショートピン２０，２０，２０は太
さ０．５ｍｍのワイヤである。しかも、外部導体１６ｂ
がショートピンとしても作用する衛星波伝達用同軸ケー
ブル１６は、その外部導体１６ｂの外形が０．５ｍｍで
ある。測定結果は、図５に示すごとく、２３３８．７５
ＭＨｚの衛星波の円偏波信号に対するＥ面のアンテナ利
得は、２０°以上の仰角において、性能として要求され
る２ｄＢよりも大きな３ｄＢ以上と高利得を示してい
る。また、図６に示すごとく、２３３８．７５ＭＨｚの
地上波の直線偏波信号に対するＥ面のアンテナ利得は、
仰角０°で、性能として要求される−１ｄＢよりも大き
な約−０．０５ｄＢであり、低仰角にて高利得を示して
いる。なお、図７に示すごとく、地上波の直線偏波信号
に対するＨ面のアンテナ利得は無指向性である。

【００１３】従って、本発明のアンテナ装置は、衛星波
および地上波のいずれに対しても良好なアンテナ特性が
得られ、Ｓ−ＢＡＮＤ放送等のアンテナとして好適であ
る。ここで、衛星波に対して衛星波アンテナ部１２が円
偏波パッチアンテナとして作用し、地上波に対して地上
波アンテナ部１４は各辺の中央部がショートピン２０，
２０，２０などによりアースプレート１８に短絡される
とともに中央位置に地上波用垂直エレメント部２４が電
気的接続されてＭ型アンテナとして動作し、しかも地上
波用垂直エレメント部２４が小形モノポールアンテナと
して作用して水平方向の指向特性が改善されているもの
と考えられる。そして、本発明のアンテナ装置は、衛星
波アンテナ部１２からアースプレート１８までの高さが
約１０ｍｍと極めて薄く、これを収納するケース３０の
高さを約２４ｍｍの低くさに設定することができた。こ
のため、本発明のアンテナ装置を車輌の屋根などに設置
しても外観を損なうことがない。ところで、ショートピ
ン２０，２０，２０およびショートピンとして作用させ
る衛星波伝達用同軸ケーブル１６の外部導体１６ｂは、
上記実施例では、地上波アンテナ部１４とアースプレー
ト１８に半田付けにより固定および電気的接されてい
る。この半田付けする際に、対象が導電板材からなる地
上波アンテナ部１４とアースプレート１８であり、誘電
体基板に印刷などで設けられた導電薄膜に半田付けする
のに比較して、その作業は簡単かつ確実になし得る。

【００１４】なお、上記実施例において、衛星波アンテ
ナ部１２は、正方形のパッチアンテナにオフセット給電
して円偏波受信アンテナとしているが、円偏波を受信で
きるならばこの構造に限られず、正方形のパッチアンテ
ナの１つの隅を切り欠いて中央給電するものや、円形パ
ッチアンテナの直径の両端対向位置に切り欠きを設けて
中央給電するものであっても良い。そして、地上波アン
テナ部１４も、正方形に限られず、円形であっても良
く、さらに給電点を中央からずらしてオフセット給電し
たものであっても良い。また、誘電体基板として誘電率
の高いセラミック基板１０を用いて、衛星波アンテナ部
１２の外形寸法を小さなものとしているが、フッ素樹脂
などの適宜な合成樹脂を誘電体基板として用いても良
い。さらに、アースプレート１８は、正方形に限られ
ず、円形であっても良い。そしてまた、上記実施例で
は、衛星波伝達用同軸ケーブル１６の外部導体１６ｂを
ショートピンとして作用させているが、これに限られ
ず、ショートピンとしての外部導体１６ｂに代えて、地
上波アンテナ部１４の辺の中央部に他の辺の中央部に設
けたショートピン２０，２０，２０と同様のショートピ
ンを配設し、衛星波伝達用同軸ケーブル１６は、オフセ
ット給電位置で垂下させて、外部導体１６ｂをアースプ
レート１８に電気的接続することなしに、アースプレー
ト１８を貫通させて配設しても良い。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のアンテナ
装置は構成されているので、以下のごとき格別な効果を
奏する。

【００１６】請求項１記載のアンテナ装置は、１台で衛
星波と地上波をともに高い利得で受信することができ
る。そして、従来のごとき地上波の直線偏波信号を受信
するためのポールアンテナなどに比較して、その配設し
た高さを極めて低く構成することができる。もって、車
輌の屋根などに設置してＳ−ＢＡＮＤ放送などを受信す
るアンテナ装置として好適であり、しかも車輌の外観を
損なうことがない。また、ショートピンを、板材からな
る地上波アンテナ部とアースプレートに半田付けするな
らば、その作業は簡単かつ確実になし得る。

【００１７】請求項２記載のアンテナ装置は、衛星波を
受信する衛星波アンテナ部がオフセット給電であり、地
上波を受信する地上波アンテナ部が中央給電であり、給
電位置がずれるために、互いに混信することがない。

【００１８】請求項３記載のアンテナ装置は、地上波ア
ンテナ部の中央位置に電気的接続した地上波用垂直エレ
メント部が、小形モノポールアンテナとして作用し、地
上波に対する水平方向の指向特性が改善されている。

【００１９】請求項４記載のアンテナ装置は、ショート
ピンを囲む絶縁支持部材により、アースプレートに対し
て地上波アンテナ部を所定間隔だけ離して支持配設する
ので、支持構造が比較的に簡単である。

【００２０】請求項５記載のアンテナ装置は、衛星波伝
達用同軸ケーブルの外部導体をショートピンとして作用
させるので、地上波アンテナ部に対して、衛星波伝達用
同軸ケーブルが何ら悪い影響を与えることがない。

【００２１】請求項６記載のアンテナ装置は、高い誘電
率を有するセラミック基板を用いて衛星波アンテナ部と
地上波アンテナ部の間の寸法を短くすることができ、高
さの低いアンテナ装置を提供することができる。

【００２２】請求項７記載のアンテナ装置は、アースプ
レートの裏面にローノイズアンプを設け、これをシール
ドカバーで覆うので、受信した信号を直ちに増幅でき、
しかもアンテナからアンプに信号が伝送される間に雑音
が重畳されるようなことがない。

【００２３】請求項８記載のアンテナ装置は、高さの低
い偏平なケース内に収納されるので、車輌の屋根などに
配設されても、車輌の外観を損なうことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアンテナ装置の一実施例の平面図であ
る。

【図２】図１の正面図である。

【図３】図１のＡ−Ａ端面矢視図である。

【図４】図１のアンテナ装置をケース内に収納した状態
のケースを切り欠いた縦断面図である。

【図５】衛星波に対するＥ面の利得特性図である。

【図６】地上波に対するＥ面の利得特性図である。

【図７】地上波に対するＨ面の利得特性図である。

【符号の説明】

１０セラミック基板１２衛星波アンテナ部１４地上波アンテナ部１６衛星波伝達用同軸ケーブル１６ａ中心導体１６ｂ外部導体１８アースプレート２０ショートピン２２絶縁支持部材２４地上波用垂直エレメント部２８シールドカバー３０ケース

フロントページの続きＦターム(参考） 5J021 AA02 AA06 AB02 AB06 HA05 HA07 HA10 JA03 JA05 JA06 5J045 AA03 AA06 AA12 DA10 HA06 MA04 NA01 NA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘電体基板表面に衛星波アンテナ部を配
設し、前記誘電体基板裏面に当接して前記誘電体基板の
外形より大きな板材からなる地上波アンテナ部を配設
し、前記誘電体基板裏面側で前記地上波アンテナ部から
所定間隔だけ離して平行に前記地上波アンテナ部の外形
より大きな板材からなるアースプレートを配設し、前記
地上波アンテナ部の辺と前記アースプレートの間にショ
ートピンを介装し、衛星波伝達用同軸ケーブルの外部導
体を前記地上波アンテナ部に電気的接続するとともに中
心導体を前記誘電体基板を貫通して前記衛星波アンテナ
部に電気的接続し、地上波用垂直エレメント部を前記ア
ースプレートを絶縁状態で貫通して前記地上波アンテナ
部に電気的接続し、前記衛星波アンテナ部で衛星からの
円偏波信号を受信し、前記地上波アンテナ部で地上波の
直線偏波信号を受信するように構成したことを特徴とす
るアンテナ装置。
【請求項２】請求項１記載のアンテナ装置において、
前記衛星波アンテナ部が方形パッチアンテナであり、こ
の方形パッチアンテナのオフセット給電位置に前記衛星
波伝達用同軸ケーブルの中心導体を電気的接続し、前記
地上波アンテナ部が方形であり、その中心位置に前記地
上波用垂直エレメント部を電気的接続して構成したこと
を特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】請求項２記載のアンテナ装置において、
前記地上波アンテナ部の方形の４辺のそれぞれの辺の中
央に、前記ショートピンを電気的接続して構成したこと
を特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】請求項１記載のアンテナ装置において、
前記ショートピンを囲む絶縁支持部材により、前記アー
スプレート上に所定間隔だけ離して前記地上波アンテナ
部を支持配設するように構成したことを特徴とするアン
テナ装置。
【請求項５】請求項１記載のアンテナ装置において、
前記衛星波伝達用同軸ケーブルを前記地上波アンテナ部
の辺まで引き回してその外部導体を前記地上波アンテナ
部に電気的接続するとともに前記外部導体を前記アース
プレートにも電気的接続し、前記外部導体が前記ショー
トピンとして作用するように構成したことを特徴とする
アンテナ装置。
【請求項６】請求項１記載のアンテナ装置において、
前記誘電体基板をセラミック基板で構成したことを特徴
とするアンテナ装置。
【請求項７】請求項１記載のアンテナ装置において、
前記アースプレートの裏面に、受信した前記衛星波の信
号と前記地上波の信号を増幅するローノイズアンプを設
けるとともに、このローノイズアンプをシールドカバー
で覆うように構成したことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項８】請求項１ないし７記載のいずれかのアン
テナ装置において、前記誘電体基板およびアースプレー
ト全体を、前記衛星波アンテナ部の前方がレドームであ
るとともに偏平であるケース内に収納して構成したこと
を特徴とするアンテナ装置。