アンテナ装置
【課題】車の車種に依らず、アンテナの電気長として最適の長さを有し、アンテナ特性の安定したアンテナ装置を得る。
【解決手段】開口１１が設けられた車体１０と、車体１０の開口１１を塞ぐ大きさを有する金属の板１２と、車体１０に対して金属の板１２を開閉可能に接続する第１および第２のヒンジ１３、１４と、車体１０と金属の板１２とを電気的に接続する第一の線状導体１５と、第一の線状導体１５と車体１０との間に設けられた高周波電源１６とを備え、第１のヒンジ１３と第２のヒンジ１４とが、それらの間の距離１７が通信に使用する周波数λの略々λ／２の電気長を有し、かつ、それらの間に第一の線状導体１５を挟むように、配置されている。
【解決手段】開口１１が設けられた車体１０と、車体１０の開口１１を塞ぐ大きさを有する金属の板１２と、車体１０に対して金属の板１２を開閉可能に接続する第１および第２のヒンジ１３、１４と、車体１０と金属の板１２とを電気的に接続する第一の線状導体１５と、第一の線状導体１５と車体１０との間に設けられた高周波電源１６とを備え、第１のヒンジ１３と第２のヒンジ１４とが、それらの間の距離１７が通信に使用する周波数λの略々λ／２の電気長を有し、かつ、それらの間に第一の線状導体１５を挟むように、配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はアンテナ装置に関し、特に、自動車などの、金属から形成される車体、および、その車体に設置される金属性のドアを利用したアンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車などに搭載される無線通信機器は年々増加する傾向にあり、それぞれの機器に接続されるアンテナの数や種類も増加している。一方、アンテナの性能を維持するためには最低でも使用する波長の１／２程度の大きさを有する必要がある。たとえば３００ＭＨｚ帯の周波数を利用する場合、理想的には５００ｍｍ程度の大きさのアンテナが必要となる。さらに低い周波数では波長が長くなるため、より物理的に大きなサイズのアンテナが必要となる。アンテナは金属に近接して配置すると性能が低下するため、なるべく自由空間に近い場所に設置することが望まれる。従来、このような大きいサイズのアンテナを配置する場所としてはガラスに貼付するアンテナや、自動車から突出するモノポールアンテナなどが用いられてきた。しかしながら、ガラスに貼付するアンテナは搭乗者の視野を妨げるという欠点があり、自動車から突出するアンテナは風切り音が発生したり、自動車の外観を損ねたりするという欠点があった。
【０００３】
図１は、例えば、特許文献１に記載された、このような欠点を解決するための従来のアンテナを示している。図１において、１は自動車後部、２はトランクの蓋、３は給電端子ａ、４は給電端子ｂである。特許文献１には、自動車後部１とトランクの蓋２との間にできる隙間に給電端子ａ３、給電端子ｂ４を設けることで、前記隙間部分を利用したスロットアンテナが実現できる旨が記載されている。前記隙間の長さは数百ｍｍ〜数ｍあるため、周波数の低いアンテナも構成することが可能であり、かつ、搭乗者の視野を妨げたり、自動車の外観を損ねたりすることがないという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８−３３０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されたアンテナは、自動車後部１とトランクの蓋２との間にできる隙間の長さが車種によって決定されてしまうため、アンテナの電気長が、アンテナの最適の長さである半波長からずれてしまう可能性が高いという問題点がある。また、車種毎に長さが異なるため、車種毎にアンテナ特性が変化するという問題点がある。さらに、自動車後部１とトランクの蓋２との間にあるヒンジ構造によりアンテナ特性が変化するという問題点もある。また、自動車後部１に対するトランクの蓋２の位置はトランクの蓋２の開閉により大きく変化する場合があり、給電のための配線が長くなり、配線の誘導性によりアンテナ特性が劣化するという問題点がある。さらに、開閉による配線の位置の不確定性によりアンテナ性能が大きく変化するという問題点がある。また、開閉により隙間の形状が大きく変化し、閉時に合わせてアンテナを設計した場合に、開時にアンテナ性能が大きく劣化するという問題点もある。
【０００６】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、車の車種に依らず、アンテナの電気長として最適の長さを有し、アンテナ特性の安定したアンテナ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、開口が設けられた第１の地導体と、前記第１の地導体の前記開口を塞ぐ大きさを有する第２の地導体と、前記第１の地導体に対して前記第２の地導体を開閉可能に接続する第１および第２のヒンジと、前記第１の地導体と前記第２の地導体とを電気的に接続する導体線と、前記導体線と前記第１の地導体との間に設けられた高周波電源とを備え、前記第１のヒンジと前記第２のヒンジとが、それらの間の距離が通信に使用する周波数λにおける略々λ／２の電気長を有し、かつ、それらの間に前記導体線を挟むように、配置されているアンテナ装置である。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は、開口が設けられた第１の地導体と、前記第１の地導体の前記開口を塞ぐ大きさを有する第２の地導体と、前記第１の地導体に対して前記第２の地導体を開閉可能に接続する第１および第２のヒンジと、前記第１の地導体と前記第２の地導体とを電気的に接続する導体線と、前記導体線と前記第１の地導体との間に設けられた高周波電源とを備え、前記第１のヒンジと前記第２のヒンジとが、それらの間の距離が通信に使用する周波数λにおける略々λ／２の電気長を有し、かつ、それらの間に前記導体線を挟むように、配置されているアンテナ装置であるので、車の車種に依らず、アンテナの電気長として最適の長さを有し、アンテナ特性の安定を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】従来のアンテナ装置の構成を示した図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の構成を示した図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置に対して等価となるアンテナの模式図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係るアンテナ装置の構成を示した図である。
【図５】この発明の実施の形態３に係るアンテナ装置の構成を示した図である。
【図６】この発明の実施の形態４に係るアンテナ装置の構成を示した図である。
【図７】この発明の実施の形態４に係るアンテナ装置に対して等価となるアンテナの模式図である。
【図８】この発明の実施の形態５に係るアンテナ装置の構成を示した図である。
【図９】この発明の実施の形態５に係るアンテナ装置に対して等価となるアンテナの模式図である。
【図１０】この発明の実施の形態６に係るアンテナ装置の構成を示した図である。
【図１１】この発明の実施の形態７に係るアンテナ装置の構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図２は、この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の構成を示した図である。図２において、１０は車体（第１の地導体）、１１は開口、１２は金属の板（第２の地導体）、１３は第一のヒンジ、１４は第二のヒンジ、１５は第一の線状導体、１６は高周波電源、１７は第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４との間の長さである。車体１０には開口１１が設けられている。金属の板１２は開口１１を塞ぐ大きさを有しており、第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４によって開閉可能に、車体１０に取り付けられている。なお、金属の板１２と車体１０との間には閉時においても隙間を有する。この隙間は図示されていない非導電材料のクッション材などにより物理的に密閉される。開口１１は人が自動車から出入りできる程度の大きさを有しており、金属の板１２が自動車の出入り口のドアを構成する。図２においては、構成を分かりやすく図示するために、金属の板１２を透明であるかのように記載しているが、金属で構成されているものであるため、実際には、透明ではないことは言及するまでもない。また、車体１０についても、図２においては、局所的に図示しているが、実際には、図１に示すような通常の自動車等の車体を意味する。
【００１１】
開口１１は人が自動車から出入りできる程度の大きさを有しているため、その周囲には数ｍ単位のスリット状の隙間を有する。このスリット状の隙間は第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４により短絡、分断され、第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４とに挟まれた部分において長さ１７を有する。第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４との間には第一の線状導体１５が配置され、車体１０と金属の板１２とを電気的に接続する。また、第一の線状導体１５と車体１０との間の車体１０側には、高周波電源１６が設けられている。高周波電源１６と金属の板１２とは、第一の線状導体１５により電気的に接続される。また、第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４との間の長さ１７（距離）は、通信に使用する周波数（λ）の半波長（λ／２）程度の電気長を有する。また、第一の線状導体１５は金属の板１２の開閉動作を妨げない最低限の長さを有する。
【００１２】
次に、本実施の形態１に係るアンテナ装置の動作原理について説明する。金属の板１２と車体１０との間には数ｍ単位のスリット状の隙間を有しており、かつ、第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４により短絡、分断されている。この構成は高周波でみた場合に、図３の模式図と等価になる。長さ１７は、通信に使用する周波数（λ）の略々半波長（λ／２）の電気長を有しているため、その部分に高周波電源１６を接続することで半波長スロットアンテナとして動作する。
【００１３】
このように構成された実施の形態１のアンテナ装置では、アンテナの電気長が使用する周波数（λ）の略々半波長（λ／２）を有しているため、高周波電源１６の位置を長さ１７の範囲において適切に選定することで、通常、高周波電源１６が有するインピーダンス５０Ωや７５Ω等に合わせることが可能である。また、アンテナの電気長を第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４とにより調整しているため、電気長を調整するための付加部材を削減でき、低コスト化が可能である。また、半波長スロットアンテナを第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４との間に形成しているため、高周波電源１６を接続する部分において、ドアの開閉による金属の板１２の車体１０に対する位置変化が小さく、第一の線状導体１５を最小にすることが可能となる。そのため、線状導体１５の誘導性によるアンテナ性能の低下を防ぐことが可能である。また、開閉による配線の位置の不確定性が低減でき、アンテナ性能が安定するという利点がある。また、ドアの開閉によるスリット状の隙間の形状変化が小さく、ドア閉時に調整したアンテナでも開時のアンテナ性能が保たれるという利点がある。
【００１４】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２に係るアンテナ装置の構成を示した図である。図４において、１０は車体（第１の地導体）、１１は開口、１２は金属の板（第２の地導体）、１３は第一のヒンジ、１４は第二のヒンジ、１５は第一の線状導体、１６は高周波電源、１８は第二の線状導体、１９は第三の線状導体、１７は第二の線状導体１８と第三の線状導体１９との間の長さである。基本的な構成および動作は実施の形態１と同様であるため、ここでは実施の形態１と異なる部分についてのみ記載する。第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４との間に、第二の線状導体１８と第三の線状導体１９とが、長さ１７（距離）だけ離れて配置され、それぞれ車体１０と金属の板１２とを電気的に接続（短絡）する。第二の線状導体１８と第三の線状導体１９との間には、第一の線状導体１５が配置され、車体１０側に設けられた高周波電源１６と金属の板１２とを電気的に接続する。第一、第二、第三の線状導体１５、１８、１９は、第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４とが設けられている側、すなわち、金属の板１２の開閉動作において車体１０と金属の板１２との距離変化が小さい側に設けられている。第二の線状導体１８と第三の線状導体１９との間の長さ１７は、通信に使用する周波数（λ）の半波長（λ／２）程度の電気長を有する。第二の線状導体１８および第三の線状導体１９は、金属の板１２の開閉動作を妨げない最低限の長さを有する。
【００１５】
次に、本実施の形態２に係るアンテナ装置の動作原理について説明する。金属の板１２と車体１０の間にある数ｍ単位のスリット状の隙間は第二の線状導体１８と第三の線状導体１９により短絡、分断されている。高周波電源１６からみて、第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４は、車体１０と金属の板１２を電気的に短絡する第二の線状導体１８と第三の線状導体１９の外側にあるため、高周波で見た場合にそれらの存在は見えない。その結果、高周波でみた場合に図３の模式図と等価になり、実施の形態１の場合と同様に半波長スロットアンテナとして動作する。
【００１６】
このように構成された本実施の形態２のアンテナでは、アンテナの電気長が半波長を有しているため、高周波電源１６の位置を長さ１７の範囲において適切に選定することで、通常、高周波電源１６が有するインピーダンス５０Ωや７５Ω等に合わせることが可能である。また、半波長スロットアンテナを第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４との間に形成しているため、高周波電源１６を接続する部分において、ドアの開閉による金属の板１２の車体１０に対する位置変化が小さく、第一の線状導体１５を最小にすることが可能となる。そのため、線状導体１５の誘導性によるアンテナ性能の低下を防ぐことが可能である。また、開閉による配線の位置の不確定性が低減でき、アンテナ性能が安定するという利点がある。また、ドアの開閉によるスリット状の隙間の形状変化が小さく、ドア閉時に調整したアンテナでも開時のアンテナ性能が保たれるという利点がある。また、ヒンジ構造と電気長を独立して設計できるという利点がある。また、上記の説明においては、ヒンジ構造として第一、第二のヒンジ１３、１４の２つを設ける構成について説明したが、必ずしもその場合に限らず、本実施の形態２は、ヒンジ構造が１つのみの場合にも適用できるという利点がある。
【００１７】
実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３に係るアンテナ装置の構成を示した図である。図５において、１０は車体（第１の地導体）、１１は開口、１２は金属の板（第２の地導体）、１３は第一のヒンジ、１４は第二のヒンジ、１５は第一の線状導体、１６は高周波電源、１８は第二の線状導体、１７は第二の線状導体１８と第二のヒンジ１４との間の長さである。基本的な構成および動作は実施の形態１と同様であるため、ここでは実施の形態１と異なる部分についてのみ記載する。第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４との間に第二の線状導体１８が、第二のヒンジ１４に対して長さ１７だけ離れて配置され、車体１０と金属の板１２とを電気的に短絡する。また、第二の線状導体１８と第二のヒンジ１４との間には第一の線状導体１５が配置され、車体１０側に設けられた高周波電源１６と金属の板１２とを電気的に接続する。第二の線状導体１８と第二のヒンジ１４との間の長さ１７は、通信に使用する周波数の半波長程度の電気長を有する。第二の線状導体１８は、金属の板１２の開閉動作を妨げない最低限の長さを有する。
【００１８】
次に、本実施の形態３に係るアンテナ装置の動作原理について説明する。金属の板１２と車体１０との間にある数ｍ単位のスリット状の隙間は第二の線状導体１８と第二のヒンジ１４により短絡、分断されている。高周波電源１６からみて、第一のヒンジ１３は、車体１０と金属の板１２とを電気的に短絡する第二の線状導体１８の外側にあるため、高周波で見た場合にその存在は見えない。その結果、高周波でみた場合には、図３の模式図と等価になり、実施の形態１の場合と同様に半波長スロットアンテナとして動作する。
【００１９】
このように構成された本実施の形態３のアンテナでは、アンテナの電気長が半波長を有しているため、高周波電源１６の位置を長さ１７の範囲において適切に選定することで、通常、高周波電源１６が有するインピーダンス５０Ωや７５Ω等に合わせることが可能である。また、アンテナの電気長を第二のヒンジ１４を利用して調整しているため、電気長を調整するための付加部材を削減でき、低コスト化が可能である。また、半波長スロットアンテナを第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４との間に形成しているため、高周波電源１６を接続する部分において、ドアの開閉による金属の板１２の車体１０に対する位置変化が小さく、第一の線状導体１５を最小にすることが可能となる。そのため、線状導体１５の誘導性によるアンテナ性能の低下を防ぐことが可能である。また、開閉による配線の位置の不確定性が低減でき、アンテナ性能が安定するという利点がある。また、ドアの開閉によるスリット状の隙間の形状変化が小さく、ドア閉時に調整したアンテナでも開時のアンテナ性能が保たれるという利点がある。さらに、本実施の形態においては、ヒンジ構造と電気長を独立して設計できるという利点がある。また、ヒンジ構造が１つのみの場合にも適用できるという利点がある。
【００２０】
実施の形態４．
図６は、この発明の実施の形態４に係るアンテナ装置の構成を示した図である。図６（ａ）は本実施の形態４における正面図を示しており、図６（ｂ）はドア閉時における側面図を示している。図中において、１０は車体（第１の地導体）、１１は開口、１２は金属の板（第２の地導体）、１３は第一のヒンジ、１４は第二のヒンジ、１６は高周波電源、２０は第一のバネ接点（導体）、２１は第二のバネ接点（導体）、２２は第三のバネ接点（導体）、１７は第二のバネ接点２１と第三のバネ接点２２との間の長さである。基本的な構成および動作は実施の形態１と同様であるため、ここでは実施の形態１と異なる部分についてのみ記載する。本実施の形態４においては、第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４とが設けられている側とは反対側の、車体１０に、第一のバネ接点２０、第二のバネ接点２１、第三のバネ接点２２が配置されている。すなわち、第一のバネ接点２０、第二のバネ接点２１、第三のバネ接点２２が配置されている側は、第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４が設けられている側と比較して、金属の板１２の開閉動作の際の、金属の板１２と車体１０との距離変化が大きい。第二のバネ接点２１および第三のバネ接点２２は、車体１０側に、長さ１７だけ離れて配置され、金属の板１２の閉時において、図６（ｂ）に示されるように、車体１０と金属の板１２とを電気的に接続（短絡）する。第一のバネ接点２０は、車体１０側に、第二のバネ接点２１および第三のバネ接点２２に挟まれるように配置され、金属の板１２の閉時において、図６（ｂ）に示されるように、車体１０側に設けられた高周波電源１６と金属の板１２とを電気的に接続する。第二のバネ接点２１と第三のバネ接点２２との間の長さ１７は、通信に使用する周波数（λ）の略々半波長（λ／２）程度の電気長を有する。また、第一のバネ接点２０、第二のバネ接点２１、第三のバネ接点２２は、車体１０側に設けられているが、金属の板１２に対して、当該周波数（λ）に比べて、十分に近接した距離に設置される。
【００２１】
次に、本実施の形態４に係るアンテナ装置の動作原理について説明する。金属の板１２と車体１０との間にある数ｍ単位のスリット状の隙間は、第二のバネ接点２１および第三のバネ接点２２より短絡、分断されている。高周波電源１６からみて、第一のヒンジ１３および第二のヒンジ１４は、車体１０と金属の板１２とを電気的に短絡する第二のバネ接点２１および第三のバネ接点２２の外側にあるため、高周波で見た場合にその存在は見えない。その結果、高周波でみた場合に、図７の模式図と等価になり、実施の形態１の場合と同様に、半波長スロットアンテナとして動作する。
【００２２】
このように構成された本実施の形態４のアンテナでは、アンテナの電気長が半波長を有しているため、高周波電源１６の位置を長さ１７の範囲において適切に選定することで、通常、高周波電源１６が有するインピーダンス５０Ωや７５Ω等に合わせることが可能である。また、ヒンジ構造と電気長を独立して設計できるという利点が生じる。また、ヒンジ構造が１つのみの場合にも適用できるという利点が生じる。また、ヒンジ構造の間隔を超えた長さのスロットアンテナが実現可能であり、より低い周波数に適用できるという利点が生じる。
【００２３】
なお、自動車のドアには図示していないロック機構が設けられていることが多く、その場合には、当該ロック機構により、車体１０と金属の板１２とは短絡される。その場合においても、ロック機構が長さ１７の範囲に含まれないように、高周波電源１６、第一のバネ接点２０、第二のバネ接点２１、第三のバネ接点２２の位置を設定することで同様な効果が得られる。
【００２４】
なお、上記の説明においては、第一のバネ接点２０、第二のバネ接点２１、第三のバネ接点２２が、車体１０側に設けられ、車体１０に電気的に接続されている例について説明したが、その場合に限らず、第一のバネ接点２０、第二のバネ接点２１、第三のバネ接点２２を、金属の板１２側に設けて、金属の板１２に電気的に接続するようにしてもよい。なお、その場合においても、第一のバネ接点２０、第二のバネ接点２１、第三のバネ接点２２を、車体１０に対して、周波数（λ）に比べて十分に近接した距離に設置する。
【００２５】
実施の形態５．
図８は、この発明の実施の形態５に係るアンテナ装置の構成を示した図である。図８において、１０は車体（第１の地導体）、１１は開口、１２は金属の板（第２の地導体）、１３は第一のヒンジ、１４は第二のヒンジ、１６は高周波電源、２０は第一のバネ接点、１７は車体１０と金属の板１２とから形成されるスリット状の隙間において、第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４に対する金属の板１２側の長さである。基本的な構成および動作は実施の形態１と同様であるため、ここでは実施の形態１と異なる部分についてのみ記載する。本実施の形態５においては、金属の板１２をはさんで、第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４とは反対側の、車体１０側に、第一のバネ接点２０が配置されている。第一のバネ接点２０が配置されている側は、第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４が設けられている側と比較して、金属の板１２の開閉動作の際の、金属の板１２の車体１０に対する位置変化が大きい。第一のバネ接点２０は、実施の形態４と同様に、金属の板１２の閉時において、車体側に設けられた高周波電源１６と金属の板１２とを電気的に接続する。長さ１７は、通信に使用する周波数の半波長程度の電気長を有する。
【００２６】
次に、本実施の形態５に係るアンテナ装置の動作原理について説明する。金属の板１２と車体１０の間にある数ｍ単位のスリット状の隙間は第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４より短絡、分断されている。その結果、高周波でみた場合に図９の模式図と等価になり、実施の形態１の場合と同様に半波長スロットアンテナとして動作する。
【００２７】
このように構成された本実施の形態５のアンテナでは、アンテナの電気長が半波長を有しているため、高周波電源１６の位置を長さ１７の範囲において適切に選定することで、通常、高周波電源１６が有するインピーダンス５０Ωや７５Ω等に合わせることが可能である。また、アンテナの電気長を第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４により調整しているため、電気長を調整するための付加部材を削減でき、低コスト化が可能である。また、実施の形態１より長いスロットアンテナが実現可能であり、より低い周波数に適用できるという利点が生じる。また、ヒンジ構造が１つのみの場合にも適用できるという利点が生じる。ヒンジ構造が１つの場合にはスリット状の隙間全体の長さのスロットアンテナとして動作する。なお、ここでは長さ１７を使用する周波数の半波長程度として記載したが、それより低い周波数においても本実施例を適用する利点が生じる。一般的に半波長程度より小さいアンテナではアンテナサイズとアンテナ性能が比例するため、アンテナの長さを最大限取ることによりアンテナ性能を高めることが可能である。
【００２８】
また、自動車のドアには図示していないロック機構が設けられていることが多く、その場合には、ロック機構により車体１０と金属の板１２は短絡される。その場合でも、第一のヒンジ１３、または、第二のヒンジ１４の代わりに、ロック機構をスリット状の隙間を短絡、分断する手段として用いることで同様な効果を得ることができる。すなわち、例えば、第一のヒンジ１３（または第二のヒンジ１４）とロック機構との間の距離を周波数（λ）の略々λ／２の電気長を有するように設定し、第一のヒンジ１３（または第二のヒンジ１４）とロック機構との間に、第一のバネ接点２０を挟むようにすればよい。
【００２９】
実施の形態６．
図１０は、この発明の実施の形態６に係るアンテナ装置の構成を示した図である。図１０（ａ）は実施の形態６における正面図を示しており、図１０（ｂ）はドア閉時における側面図を示している。図中において、１０は車体（第１の地導体）、１１は開口、１２は金属の板（第２の地導体）、１３は第一のヒンジ、１４は第二のヒンジ、１６は高周波電源、２３は第一の金属片（導体）、２４は第二の金属片（導体）、２５は第三の金属片（導体）、１７は第二の金属片２４と第三の金属片２５の間の長さである。基本的な構成および動作は実施の形態４と同様であるため、ここでは実施の形態４と異なる部分についてのみ記載する。本実施の形態６の構成は、実施の形態４における第一のバネ接点２０、第二のバネ接点２１、第三のバネ接点２２が、それぞれ、第一の金属片２３、第二の金属片２４、第三の金属片２５に置き換えられたものである。なお、本実施の形態においても、実施の形態４と同様に、第一の金属片２３、第二の金属片２４、第三の金属片２５は、車体１０側に設けられているが、金属の板１２に対して、当該周波数（λ）に比べて、十分に近接した距離に設置される。
【００３０】
次に、本実施の形態６に係るアンテナ装置の動作原理について説明する。第一の金属片２３は、図１０（ｂ）に示されるように、金属の板１２の閉時において、金属の板１２に十分に近接し、かつ、対面するように配置される。その結果、金属の板１２と金属片２３とは、それらの間に容量が発生し、高周波でみた場合に短絡状態となる。第二の金属片２４および第三の金属片２５についても同様な動作をする。その結果、実施の形態４に示したようなアンテナの動作が実現できる。このように構成された実施の形態６のアンテナでは、アンテナの電気長が半波長を有しているため、高周波電源１６の位置を長さ１７の範囲において適切に選定することで、通常、高周波電源１６が有するインピーダンス５０Ωや７５Ω等に合わせることが可能である。また、ヒンジ構造と電気長を独立して設計できるという利点が生じる。また、ヒンジ構造が１つのみの場合にも適用できるという利点が生じる。また、ヒンジ構造の間隔を超えた長さのスロットアンテナが実現可能であり、より低い周波数に適用できるという利点が生じる。また、金属の板１２側に電気的な接点を設ける必要がないため、コスト低減が可能である。なお、自動車のドアに図示していないロック機構が設けられた場合も実施の形態４と同様な対策を用いることができる。
【００３１】
なお、上記の説明においては、第一の金属片２３、第二の金属片２４、第三の金属片２５が、車体１０側に設けられ、車体１０に電気的に接続されている例について説明したが、その場合に限らず、第一の金属片２３、第二の金属片２４、第三の金属片２５を、金属の板１２側に設けて、金属の板１２に電気的に接続するようにしてもよい。なお、その場合においても、第一の金属片２３、第二の金属片２４、第三の金属片２５を、車体１０に対して、当該周波数（λ）に比べて十分に近接した距離に設置するようにする。
【００３２】
なお、自動車のドアには図示していないロック機構が設けられていることが多く、その場合には、当該ロック機構により、車体１０と金属の板１２とは短絡される。その場合においても、ロック機構が長さ１７の範囲に含まれないように、高周波電源１６、第一の金属片２３、第二の金属片２４、第三の金属片２５の位置を設定することで同様な効果が得られる。
【００３３】
実施の形態７．
図１１は、この発明の実施の形態７に係るアンテナ装置の構成を示した図である。図１１（ａ）は実施の形態７における正面図を示しており、図１１（ｂ）はドア閉時における側面図を示している。図１１において、１０は車体、１１は開口、１２は金属の板、１３は第一のヒンジ、１４は第二のヒンジ、１６は高周波電源、２３は第一の金属片、２４は第二の金属片、２５は第三の金属片、２６はクッション材、１７は第二の金属片２４と第三の金属片２５との間の長さである。基本的な構成および動作は実施の形態６と同様であるため、ここでは実施の形態６と異なる部分についてのみ記載する。本実施の形態７の構成は、実施の形態６における第一の金属片２３、第二の金属片２４、第三の金属片２５と車体１０との間に、当該間の隙間を埋めるためのシーリング材としてのクッション材２６を追加した構成である。
【００３４】
次に、本実施の形態７に係るアンテナ装置の動作原理について説明する。クッション材２６は非導電材料から構成されており、車体１０と金属の板１２との隙間を物理的に塞ぐことで、車外の風雨が車内に侵入するのを防ぐ。このクッション材２６は、ある程度の圧力で車体１０と金属の板１２により押しつぶされているため、第一の金属片２３、第二の金属片２４、第三の金属片２５をその表面に設けることで、各金属片と金属の板１２とを密着させることが可能となる。その結果、金属の板１２と各金属片との間に容量が発生し、高周波でみた場合に短絡状態となる。
【００３５】
このように構成された実施の形態７のアンテナでは、アンテナの電気長が半波長を有しているため、高周波電源１６の位置を長さ１７の範囲において適切に選定することで通常高周波電源１６が有するインピーダンス５０Ωや７５Ω等に合わせることが可能である。また、ヒンジ構造と電気長を独立して設計できるという利点が生じる。また、ヒンジ構造が１つのみの場合にも適用できるという利点が生じる。また、ヒンジ構造の間隔を超えた長さのスロットアンテナが実現可能であり、より低い周波数に適用できるという利点が生じる。また、金属の板１２側に電気的な接点を設ける必要がないため、コスト低減が可能である。また、金属の板１２と各金属片の電気的接続をより強固に行うことが可能となる。なお、図１１（ｂ）では、金属の板１２と各金属片とが接触しているように記載しているが、これらは電気的に接触していてもよく、あるいは、間に塗料のような絶縁物が挟まれていてもよい。
【００３６】
また、自動車のドアに図示していないロック機構が設けられた場合も、実施の形態４と同様な対策を用いることができる。
【００３７】
また、上記の実施の形態７の説明においては、実施の形態７のクッション材１６を設ける構成を、実施の形態６に適用する例について説明したが、その場合に限らず、他の実施の形態１〜５（特に、実施の形態４）にも適用できることは言うまでもない。
【００３８】
なお、これまで示してきた実施の形態１〜７では、高周波電源１６、第一のバネ接点２０、第二のバネ接点２１、第三のバネ接点２２、第一の金属片２３、第二の金属片２４、第三の金属片２５、クッション材２６などの構成要素が、車体１０側に設置されるように記載してきたが、これは、その場合に限定されるものではなく、金属の板１２側に設置してもよい。また、一部の構成要素を車体１０側に設置し、他の構成要素を金属の板１２側に設置するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１ 自動車後部、２ トランクの蓋、３ 給電端子ａ、４ 給電端子ｂ、１０ 車体、１１ 開口、１２ 金属の板、１３ 第一のヒンジ、１４ 第二のヒンジ、１５ 第一の線状導体、１６ 高周波電源、１７ 長さ、１８ 第二の線状導体、１９ 第三の線状導体、２０ 第一のバネ接点、２１ 第二のバネ接点、２２ 第三のバネ接点、２３ 第一の金属片、２４ 第二の金属片、２５ 第三の金属片、２６ クッション材。
【技術分野】
【０００１】
この発明はアンテナ装置に関し、特に、自動車などの、金属から形成される車体、および、その車体に設置される金属性のドアを利用したアンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車などに搭載される無線通信機器は年々増加する傾向にあり、それぞれの機器に接続されるアンテナの数や種類も増加している。一方、アンテナの性能を維持するためには最低でも使用する波長の１／２程度の大きさを有する必要がある。たとえば３００ＭＨｚ帯の周波数を利用する場合、理想的には５００ｍｍ程度の大きさのアンテナが必要となる。さらに低い周波数では波長が長くなるため、より物理的に大きなサイズのアンテナが必要となる。アンテナは金属に近接して配置すると性能が低下するため、なるべく自由空間に近い場所に設置することが望まれる。従来、このような大きいサイズのアンテナを配置する場所としてはガラスに貼付するアンテナや、自動車から突出するモノポールアンテナなどが用いられてきた。しかしながら、ガラスに貼付するアンテナは搭乗者の視野を妨げるという欠点があり、自動車から突出するアンテナは風切り音が発生したり、自動車の外観を損ねたりするという欠点があった。
【０００３】
図１は、例えば、特許文献１に記載された、このような欠点を解決するための従来のアンテナを示している。図１において、１は自動車後部、２はトランクの蓋、３は給電端子ａ、４は給電端子ｂである。特許文献１には、自動車後部１とトランクの蓋２との間にできる隙間に給電端子ａ３、給電端子ｂ４を設けることで、前記隙間部分を利用したスロットアンテナが実現できる旨が記載されている。前記隙間の長さは数百ｍｍ〜数ｍあるため、周波数の低いアンテナも構成することが可能であり、かつ、搭乗者の視野を妨げたり、自動車の外観を損ねたりすることがないという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８−３３０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されたアンテナは、自動車後部１とトランクの蓋２との間にできる隙間の長さが車種によって決定されてしまうため、アンテナの電気長が、アンテナの最適の長さである半波長からずれてしまう可能性が高いという問題点がある。また、車種毎に長さが異なるため、車種毎にアンテナ特性が変化するという問題点がある。さらに、自動車後部１とトランクの蓋２との間にあるヒンジ構造によりアンテナ特性が変化するという問題点もある。また、自動車後部１に対するトランクの蓋２の位置はトランクの蓋２の開閉により大きく変化する場合があり、給電のための配線が長くなり、配線の誘導性によりアンテナ特性が劣化するという問題点がある。さらに、開閉による配線の位置の不確定性によりアンテナ性能が大きく変化するという問題点がある。また、開閉により隙間の形状が大きく変化し、閉時に合わせてアンテナを設計した場合に、開時にアンテナ性能が大きく劣化するという問題点もある。
【０００６】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、車の車種に依らず、アンテナの電気長として最適の長さを有し、アンテナ特性の安定したアンテナ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、開口が設けられた第１の地導体と、前記第１の地導体の前記開口を塞ぐ大きさを有する第２の地導体と、前記第１の地導体に対して前記第２の地導体を開閉可能に接続する第１および第２のヒンジと、前記第１の地導体と前記第２の地導体とを電気的に接続する導体線と、前記導体線と前記第１の地導体との間に設けられた高周波電源とを備え、前記第１のヒンジと前記第２のヒンジとが、それらの間の距離が通信に使用する周波数λにおける略々λ／２の電気長を有し、かつ、それらの間に前記導体線を挟むように、配置されているアンテナ装置である。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は、開口が設けられた第１の地導体と、前記第１の地導体の前記開口を塞ぐ大きさを有する第２の地導体と、前記第１の地導体に対して前記第２の地導体を開閉可能に接続する第１および第２のヒンジと、前記第１の地導体と前記第２の地導体とを電気的に接続する導体線と、前記導体線と前記第１の地導体との間に設けられた高周波電源とを備え、前記第１のヒンジと前記第２のヒンジとが、それらの間の距離が通信に使用する周波数λにおける略々λ／２の電気長を有し、かつ、それらの間に前記導体線を挟むように、配置されているアンテナ装置であるので、車の車種に依らず、アンテナの電気長として最適の長さを有し、アンテナ特性の安定を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】従来のアンテナ装置の構成を示した図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の構成を示した図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置に対して等価となるアンテナの模式図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係るアンテナ装置の構成を示した図である。
【図５】この発明の実施の形態３に係るアンテナ装置の構成を示した図である。
【図６】この発明の実施の形態４に係るアンテナ装置の構成を示した図である。
【図７】この発明の実施の形態４に係るアンテナ装置に対して等価となるアンテナの模式図である。
【図８】この発明の実施の形態５に係るアンテナ装置の構成を示した図である。
【図９】この発明の実施の形態５に係るアンテナ装置に対して等価となるアンテナの模式図である。
【図１０】この発明の実施の形態６に係るアンテナ装置の構成を示した図である。
【図１１】この発明の実施の形態７に係るアンテナ装置の構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図２は、この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の構成を示した図である。図２において、１０は車体（第１の地導体）、１１は開口、１２は金属の板（第２の地導体）、１３は第一のヒンジ、１４は第二のヒンジ、１５は第一の線状導体、１６は高周波電源、１７は第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４との間の長さである。車体１０には開口１１が設けられている。金属の板１２は開口１１を塞ぐ大きさを有しており、第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４によって開閉可能に、車体１０に取り付けられている。なお、金属の板１２と車体１０との間には閉時においても隙間を有する。この隙間は図示されていない非導電材料のクッション材などにより物理的に密閉される。開口１１は人が自動車から出入りできる程度の大きさを有しており、金属の板１２が自動車の出入り口のドアを構成する。図２においては、構成を分かりやすく図示するために、金属の板１２を透明であるかのように記載しているが、金属で構成されているものであるため、実際には、透明ではないことは言及するまでもない。また、車体１０についても、図２においては、局所的に図示しているが、実際には、図１に示すような通常の自動車等の車体を意味する。
【００１１】
開口１１は人が自動車から出入りできる程度の大きさを有しているため、その周囲には数ｍ単位のスリット状の隙間を有する。このスリット状の隙間は第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４により短絡、分断され、第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４とに挟まれた部分において長さ１７を有する。第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４との間には第一の線状導体１５が配置され、車体１０と金属の板１２とを電気的に接続する。また、第一の線状導体１５と車体１０との間の車体１０側には、高周波電源１６が設けられている。高周波電源１６と金属の板１２とは、第一の線状導体１５により電気的に接続される。また、第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４との間の長さ１７（距離）は、通信に使用する周波数（λ）の半波長（λ／２）程度の電気長を有する。また、第一の線状導体１５は金属の板１２の開閉動作を妨げない最低限の長さを有する。
【００１２】
次に、本実施の形態１に係るアンテナ装置の動作原理について説明する。金属の板１２と車体１０との間には数ｍ単位のスリット状の隙間を有しており、かつ、第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４により短絡、分断されている。この構成は高周波でみた場合に、図３の模式図と等価になる。長さ１７は、通信に使用する周波数（λ）の略々半波長（λ／２）の電気長を有しているため、その部分に高周波電源１６を接続することで半波長スロットアンテナとして動作する。
【００１３】
このように構成された実施の形態１のアンテナ装置では、アンテナの電気長が使用する周波数（λ）の略々半波長（λ／２）を有しているため、高周波電源１６の位置を長さ１７の範囲において適切に選定することで、通常、高周波電源１６が有するインピーダンス５０Ωや７５Ω等に合わせることが可能である。また、アンテナの電気長を第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４とにより調整しているため、電気長を調整するための付加部材を削減でき、低コスト化が可能である。また、半波長スロットアンテナを第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４との間に形成しているため、高周波電源１６を接続する部分において、ドアの開閉による金属の板１２の車体１０に対する位置変化が小さく、第一の線状導体１５を最小にすることが可能となる。そのため、線状導体１５の誘導性によるアンテナ性能の低下を防ぐことが可能である。また、開閉による配線の位置の不確定性が低減でき、アンテナ性能が安定するという利点がある。また、ドアの開閉によるスリット状の隙間の形状変化が小さく、ドア閉時に調整したアンテナでも開時のアンテナ性能が保たれるという利点がある。
【００１４】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２に係るアンテナ装置の構成を示した図である。図４において、１０は車体（第１の地導体）、１１は開口、１２は金属の板（第２の地導体）、１３は第一のヒンジ、１４は第二のヒンジ、１５は第一の線状導体、１６は高周波電源、１８は第二の線状導体、１９は第三の線状導体、１７は第二の線状導体１８と第三の線状導体１９との間の長さである。基本的な構成および動作は実施の形態１と同様であるため、ここでは実施の形態１と異なる部分についてのみ記載する。第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４との間に、第二の線状導体１８と第三の線状導体１９とが、長さ１７（距離）だけ離れて配置され、それぞれ車体１０と金属の板１２とを電気的に接続（短絡）する。第二の線状導体１８と第三の線状導体１９との間には、第一の線状導体１５が配置され、車体１０側に設けられた高周波電源１６と金属の板１２とを電気的に接続する。第一、第二、第三の線状導体１５、１８、１９は、第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４とが設けられている側、すなわち、金属の板１２の開閉動作において車体１０と金属の板１２との距離変化が小さい側に設けられている。第二の線状導体１８と第三の線状導体１９との間の長さ１７は、通信に使用する周波数（λ）の半波長（λ／２）程度の電気長を有する。第二の線状導体１８および第三の線状導体１９は、金属の板１２の開閉動作を妨げない最低限の長さを有する。
【００１５】
次に、本実施の形態２に係るアンテナ装置の動作原理について説明する。金属の板１２と車体１０の間にある数ｍ単位のスリット状の隙間は第二の線状導体１８と第三の線状導体１９により短絡、分断されている。高周波電源１６からみて、第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４は、車体１０と金属の板１２を電気的に短絡する第二の線状導体１８と第三の線状導体１９の外側にあるため、高周波で見た場合にそれらの存在は見えない。その結果、高周波でみた場合に図３の模式図と等価になり、実施の形態１の場合と同様に半波長スロットアンテナとして動作する。
【００１６】
このように構成された本実施の形態２のアンテナでは、アンテナの電気長が半波長を有しているため、高周波電源１６の位置を長さ１７の範囲において適切に選定することで、通常、高周波電源１６が有するインピーダンス５０Ωや７５Ω等に合わせることが可能である。また、半波長スロットアンテナを第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４との間に形成しているため、高周波電源１６を接続する部分において、ドアの開閉による金属の板１２の車体１０に対する位置変化が小さく、第一の線状導体１５を最小にすることが可能となる。そのため、線状導体１５の誘導性によるアンテナ性能の低下を防ぐことが可能である。また、開閉による配線の位置の不確定性が低減でき、アンテナ性能が安定するという利点がある。また、ドアの開閉によるスリット状の隙間の形状変化が小さく、ドア閉時に調整したアンテナでも開時のアンテナ性能が保たれるという利点がある。また、ヒンジ構造と電気長を独立して設計できるという利点がある。また、上記の説明においては、ヒンジ構造として第一、第二のヒンジ１３、１４の２つを設ける構成について説明したが、必ずしもその場合に限らず、本実施の形態２は、ヒンジ構造が１つのみの場合にも適用できるという利点がある。
【００１７】
実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３に係るアンテナ装置の構成を示した図である。図５において、１０は車体（第１の地導体）、１１は開口、１２は金属の板（第２の地導体）、１３は第一のヒンジ、１４は第二のヒンジ、１５は第一の線状導体、１６は高周波電源、１８は第二の線状導体、１７は第二の線状導体１８と第二のヒンジ１４との間の長さである。基本的な構成および動作は実施の形態１と同様であるため、ここでは実施の形態１と異なる部分についてのみ記載する。第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４との間に第二の線状導体１８が、第二のヒンジ１４に対して長さ１７だけ離れて配置され、車体１０と金属の板１２とを電気的に短絡する。また、第二の線状導体１８と第二のヒンジ１４との間には第一の線状導体１５が配置され、車体１０側に設けられた高周波電源１６と金属の板１２とを電気的に接続する。第二の線状導体１８と第二のヒンジ１４との間の長さ１７は、通信に使用する周波数の半波長程度の電気長を有する。第二の線状導体１８は、金属の板１２の開閉動作を妨げない最低限の長さを有する。
【００１８】
次に、本実施の形態３に係るアンテナ装置の動作原理について説明する。金属の板１２と車体１０との間にある数ｍ単位のスリット状の隙間は第二の線状導体１８と第二のヒンジ１４により短絡、分断されている。高周波電源１６からみて、第一のヒンジ１３は、車体１０と金属の板１２とを電気的に短絡する第二の線状導体１８の外側にあるため、高周波で見た場合にその存在は見えない。その結果、高周波でみた場合には、図３の模式図と等価になり、実施の形態１の場合と同様に半波長スロットアンテナとして動作する。
【００１９】
このように構成された本実施の形態３のアンテナでは、アンテナの電気長が半波長を有しているため、高周波電源１６の位置を長さ１７の範囲において適切に選定することで、通常、高周波電源１６が有するインピーダンス５０Ωや７５Ω等に合わせることが可能である。また、アンテナの電気長を第二のヒンジ１４を利用して調整しているため、電気長を調整するための付加部材を削減でき、低コスト化が可能である。また、半波長スロットアンテナを第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４との間に形成しているため、高周波電源１６を接続する部分において、ドアの開閉による金属の板１２の車体１０に対する位置変化が小さく、第一の線状導体１５を最小にすることが可能となる。そのため、線状導体１５の誘導性によるアンテナ性能の低下を防ぐことが可能である。また、開閉による配線の位置の不確定性が低減でき、アンテナ性能が安定するという利点がある。また、ドアの開閉によるスリット状の隙間の形状変化が小さく、ドア閉時に調整したアンテナでも開時のアンテナ性能が保たれるという利点がある。さらに、本実施の形態においては、ヒンジ構造と電気長を独立して設計できるという利点がある。また、ヒンジ構造が１つのみの場合にも適用できるという利点がある。
【００２０】
実施の形態４．
図６は、この発明の実施の形態４に係るアンテナ装置の構成を示した図である。図６（ａ）は本実施の形態４における正面図を示しており、図６（ｂ）はドア閉時における側面図を示している。図中において、１０は車体（第１の地導体）、１１は開口、１２は金属の板（第２の地導体）、１３は第一のヒンジ、１４は第二のヒンジ、１６は高周波電源、２０は第一のバネ接点（導体）、２１は第二のバネ接点（導体）、２２は第三のバネ接点（導体）、１７は第二のバネ接点２１と第三のバネ接点２２との間の長さである。基本的な構成および動作は実施の形態１と同様であるため、ここでは実施の形態１と異なる部分についてのみ記載する。本実施の形態４においては、第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４とが設けられている側とは反対側の、車体１０に、第一のバネ接点２０、第二のバネ接点２１、第三のバネ接点２２が配置されている。すなわち、第一のバネ接点２０、第二のバネ接点２１、第三のバネ接点２２が配置されている側は、第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４が設けられている側と比較して、金属の板１２の開閉動作の際の、金属の板１２と車体１０との距離変化が大きい。第二のバネ接点２１および第三のバネ接点２２は、車体１０側に、長さ１７だけ離れて配置され、金属の板１２の閉時において、図６（ｂ）に示されるように、車体１０と金属の板１２とを電気的に接続（短絡）する。第一のバネ接点２０は、車体１０側に、第二のバネ接点２１および第三のバネ接点２２に挟まれるように配置され、金属の板１２の閉時において、図６（ｂ）に示されるように、車体１０側に設けられた高周波電源１６と金属の板１２とを電気的に接続する。第二のバネ接点２１と第三のバネ接点２２との間の長さ１７は、通信に使用する周波数（λ）の略々半波長（λ／２）程度の電気長を有する。また、第一のバネ接点２０、第二のバネ接点２１、第三のバネ接点２２は、車体１０側に設けられているが、金属の板１２に対して、当該周波数（λ）に比べて、十分に近接した距離に設置される。
【００２１】
次に、本実施の形態４に係るアンテナ装置の動作原理について説明する。金属の板１２と車体１０との間にある数ｍ単位のスリット状の隙間は、第二のバネ接点２１および第三のバネ接点２２より短絡、分断されている。高周波電源１６からみて、第一のヒンジ１３および第二のヒンジ１４は、車体１０と金属の板１２とを電気的に短絡する第二のバネ接点２１および第三のバネ接点２２の外側にあるため、高周波で見た場合にその存在は見えない。その結果、高周波でみた場合に、図７の模式図と等価になり、実施の形態１の場合と同様に、半波長スロットアンテナとして動作する。
【００２２】
このように構成された本実施の形態４のアンテナでは、アンテナの電気長が半波長を有しているため、高周波電源１６の位置を長さ１７の範囲において適切に選定することで、通常、高周波電源１６が有するインピーダンス５０Ωや７５Ω等に合わせることが可能である。また、ヒンジ構造と電気長を独立して設計できるという利点が生じる。また、ヒンジ構造が１つのみの場合にも適用できるという利点が生じる。また、ヒンジ構造の間隔を超えた長さのスロットアンテナが実現可能であり、より低い周波数に適用できるという利点が生じる。
【００２３】
なお、自動車のドアには図示していないロック機構が設けられていることが多く、その場合には、当該ロック機構により、車体１０と金属の板１２とは短絡される。その場合においても、ロック機構が長さ１７の範囲に含まれないように、高周波電源１６、第一のバネ接点２０、第二のバネ接点２１、第三のバネ接点２２の位置を設定することで同様な効果が得られる。
【００２４】
なお、上記の説明においては、第一のバネ接点２０、第二のバネ接点２１、第三のバネ接点２２が、車体１０側に設けられ、車体１０に電気的に接続されている例について説明したが、その場合に限らず、第一のバネ接点２０、第二のバネ接点２１、第三のバネ接点２２を、金属の板１２側に設けて、金属の板１２に電気的に接続するようにしてもよい。なお、その場合においても、第一のバネ接点２０、第二のバネ接点２１、第三のバネ接点２２を、車体１０に対して、周波数（λ）に比べて十分に近接した距離に設置する。
【００２５】
実施の形態５．
図８は、この発明の実施の形態５に係るアンテナ装置の構成を示した図である。図８において、１０は車体（第１の地導体）、１１は開口、１２は金属の板（第２の地導体）、１３は第一のヒンジ、１４は第二のヒンジ、１６は高周波電源、２０は第一のバネ接点、１７は車体１０と金属の板１２とから形成されるスリット状の隙間において、第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４に対する金属の板１２側の長さである。基本的な構成および動作は実施の形態１と同様であるため、ここでは実施の形態１と異なる部分についてのみ記載する。本実施の形態５においては、金属の板１２をはさんで、第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４とは反対側の、車体１０側に、第一のバネ接点２０が配置されている。第一のバネ接点２０が配置されている側は、第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４が設けられている側と比較して、金属の板１２の開閉動作の際の、金属の板１２の車体１０に対する位置変化が大きい。第一のバネ接点２０は、実施の形態４と同様に、金属の板１２の閉時において、車体側に設けられた高周波電源１６と金属の板１２とを電気的に接続する。長さ１７は、通信に使用する周波数の半波長程度の電気長を有する。
【００２６】
次に、本実施の形態５に係るアンテナ装置の動作原理について説明する。金属の板１２と車体１０の間にある数ｍ単位のスリット状の隙間は第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４より短絡、分断されている。その結果、高周波でみた場合に図９の模式図と等価になり、実施の形態１の場合と同様に半波長スロットアンテナとして動作する。
【００２７】
このように構成された本実施の形態５のアンテナでは、アンテナの電気長が半波長を有しているため、高周波電源１６の位置を長さ１７の範囲において適切に選定することで、通常、高周波電源１６が有するインピーダンス５０Ωや７５Ω等に合わせることが可能である。また、アンテナの電気長を第一のヒンジ１３と第二のヒンジ１４により調整しているため、電気長を調整するための付加部材を削減でき、低コスト化が可能である。また、実施の形態１より長いスロットアンテナが実現可能であり、より低い周波数に適用できるという利点が生じる。また、ヒンジ構造が１つのみの場合にも適用できるという利点が生じる。ヒンジ構造が１つの場合にはスリット状の隙間全体の長さのスロットアンテナとして動作する。なお、ここでは長さ１７を使用する周波数の半波長程度として記載したが、それより低い周波数においても本実施例を適用する利点が生じる。一般的に半波長程度より小さいアンテナではアンテナサイズとアンテナ性能が比例するため、アンテナの長さを最大限取ることによりアンテナ性能を高めることが可能である。
【００２８】
また、自動車のドアには図示していないロック機構が設けられていることが多く、その場合には、ロック機構により車体１０と金属の板１２は短絡される。その場合でも、第一のヒンジ１３、または、第二のヒンジ１４の代わりに、ロック機構をスリット状の隙間を短絡、分断する手段として用いることで同様な効果を得ることができる。すなわち、例えば、第一のヒンジ１３（または第二のヒンジ１４）とロック機構との間の距離を周波数（λ）の略々λ／２の電気長を有するように設定し、第一のヒンジ１３（または第二のヒンジ１４）とロック機構との間に、第一のバネ接点２０を挟むようにすればよい。
【００２９】
実施の形態６．
図１０は、この発明の実施の形態６に係るアンテナ装置の構成を示した図である。図１０（ａ）は実施の形態６における正面図を示しており、図１０（ｂ）はドア閉時における側面図を示している。図中において、１０は車体（第１の地導体）、１１は開口、１２は金属の板（第２の地導体）、１３は第一のヒンジ、１４は第二のヒンジ、１６は高周波電源、２３は第一の金属片（導体）、２４は第二の金属片（導体）、２５は第三の金属片（導体）、１７は第二の金属片２４と第三の金属片２５の間の長さである。基本的な構成および動作は実施の形態４と同様であるため、ここでは実施の形態４と異なる部分についてのみ記載する。本実施の形態６の構成は、実施の形態４における第一のバネ接点２０、第二のバネ接点２１、第三のバネ接点２２が、それぞれ、第一の金属片２３、第二の金属片２４、第三の金属片２５に置き換えられたものである。なお、本実施の形態においても、実施の形態４と同様に、第一の金属片２３、第二の金属片２４、第三の金属片２５は、車体１０側に設けられているが、金属の板１２に対して、当該周波数（λ）に比べて、十分に近接した距離に設置される。
【００３０】
次に、本実施の形態６に係るアンテナ装置の動作原理について説明する。第一の金属片２３は、図１０（ｂ）に示されるように、金属の板１２の閉時において、金属の板１２に十分に近接し、かつ、対面するように配置される。その結果、金属の板１２と金属片２３とは、それらの間に容量が発生し、高周波でみた場合に短絡状態となる。第二の金属片２４および第三の金属片２５についても同様な動作をする。その結果、実施の形態４に示したようなアンテナの動作が実現できる。このように構成された実施の形態６のアンテナでは、アンテナの電気長が半波長を有しているため、高周波電源１６の位置を長さ１７の範囲において適切に選定することで、通常、高周波電源１６が有するインピーダンス５０Ωや７５Ω等に合わせることが可能である。また、ヒンジ構造と電気長を独立して設計できるという利点が生じる。また、ヒンジ構造が１つのみの場合にも適用できるという利点が生じる。また、ヒンジ構造の間隔を超えた長さのスロットアンテナが実現可能であり、より低い周波数に適用できるという利点が生じる。また、金属の板１２側に電気的な接点を設ける必要がないため、コスト低減が可能である。なお、自動車のドアに図示していないロック機構が設けられた場合も実施の形態４と同様な対策を用いることができる。
【００３１】
なお、上記の説明においては、第一の金属片２３、第二の金属片２４、第三の金属片２５が、車体１０側に設けられ、車体１０に電気的に接続されている例について説明したが、その場合に限らず、第一の金属片２３、第二の金属片２４、第三の金属片２５を、金属の板１２側に設けて、金属の板１２に電気的に接続するようにしてもよい。なお、その場合においても、第一の金属片２３、第二の金属片２４、第三の金属片２５を、車体１０に対して、当該周波数（λ）に比べて十分に近接した距離に設置するようにする。
【００３２】
なお、自動車のドアには図示していないロック機構が設けられていることが多く、その場合には、当該ロック機構により、車体１０と金属の板１２とは短絡される。その場合においても、ロック機構が長さ１７の範囲に含まれないように、高周波電源１６、第一の金属片２３、第二の金属片２４、第三の金属片２５の位置を設定することで同様な効果が得られる。
【００３３】
実施の形態７．
図１１は、この発明の実施の形態７に係るアンテナ装置の構成を示した図である。図１１（ａ）は実施の形態７における正面図を示しており、図１１（ｂ）はドア閉時における側面図を示している。図１１において、１０は車体、１１は開口、１２は金属の板、１３は第一のヒンジ、１４は第二のヒンジ、１６は高周波電源、２３は第一の金属片、２４は第二の金属片、２５は第三の金属片、２６はクッション材、１７は第二の金属片２４と第三の金属片２５との間の長さである。基本的な構成および動作は実施の形態６と同様であるため、ここでは実施の形態６と異なる部分についてのみ記載する。本実施の形態７の構成は、実施の形態６における第一の金属片２３、第二の金属片２４、第三の金属片２５と車体１０との間に、当該間の隙間を埋めるためのシーリング材としてのクッション材２６を追加した構成である。
【００３４】
次に、本実施の形態７に係るアンテナ装置の動作原理について説明する。クッション材２６は非導電材料から構成されており、車体１０と金属の板１２との隙間を物理的に塞ぐことで、車外の風雨が車内に侵入するのを防ぐ。このクッション材２６は、ある程度の圧力で車体１０と金属の板１２により押しつぶされているため、第一の金属片２３、第二の金属片２４、第三の金属片２５をその表面に設けることで、各金属片と金属の板１２とを密着させることが可能となる。その結果、金属の板１２と各金属片との間に容量が発生し、高周波でみた場合に短絡状態となる。
【００３５】
このように構成された実施の形態７のアンテナでは、アンテナの電気長が半波長を有しているため、高周波電源１６の位置を長さ１７の範囲において適切に選定することで通常高周波電源１６が有するインピーダンス５０Ωや７５Ω等に合わせることが可能である。また、ヒンジ構造と電気長を独立して設計できるという利点が生じる。また、ヒンジ構造が１つのみの場合にも適用できるという利点が生じる。また、ヒンジ構造の間隔を超えた長さのスロットアンテナが実現可能であり、より低い周波数に適用できるという利点が生じる。また、金属の板１２側に電気的な接点を設ける必要がないため、コスト低減が可能である。また、金属の板１２と各金属片の電気的接続をより強固に行うことが可能となる。なお、図１１（ｂ）では、金属の板１２と各金属片とが接触しているように記載しているが、これらは電気的に接触していてもよく、あるいは、間に塗料のような絶縁物が挟まれていてもよい。
【００３６】
また、自動車のドアに図示していないロック機構が設けられた場合も、実施の形態４と同様な対策を用いることができる。
【００３７】
また、上記の実施の形態７の説明においては、実施の形態７のクッション材１６を設ける構成を、実施の形態６に適用する例について説明したが、その場合に限らず、他の実施の形態１〜５（特に、実施の形態４）にも適用できることは言うまでもない。
【００３８】
なお、これまで示してきた実施の形態１〜７では、高周波電源１６、第一のバネ接点２０、第二のバネ接点２１、第三のバネ接点２２、第一の金属片２３、第二の金属片２４、第三の金属片２５、クッション材２６などの構成要素が、車体１０側に設置されるように記載してきたが、これは、その場合に限定されるものではなく、金属の板１２側に設置してもよい。また、一部の構成要素を車体１０側に設置し、他の構成要素を金属の板１２側に設置するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１ 自動車後部、２ トランクの蓋、３ 給電端子ａ、４ 給電端子ｂ、１０ 車体、１１ 開口、１２ 金属の板、１３ 第一のヒンジ、１４ 第二のヒンジ、１５ 第一の線状導体、１６ 高周波電源、１７ 長さ、１８ 第二の線状導体、１９ 第三の線状導体、２０ 第一のバネ接点、２１ 第二のバネ接点、２２ 第三のバネ接点、２３ 第一の金属片、２４ 第二の金属片、２５ 第三の金属片、２６ クッション材。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口が設けられた第１の地導体と、
前記第１の地導体の前記開口を塞ぐ大きさを有する第２の地導体と、
前記第１の地導体に対して前記第２の地導体を開閉可能に接続する第１および第２のヒンジと、
前記第１の地導体と前記第２の地導体とを電気的に接続する導体線と、
前記導体線と前記第１の地導体との間に設けられた高周波電源と
を備え、
前記第１のヒンジと前記第２のヒンジとが、それらの間の距離が通信に使用する周波数λにおける略々λ／２の電気長を有し、かつ、それらの間に前記導体線を挟むように、配置されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
開口が設けられた第１の地導体と、
前記第１の地導体の前記開口を塞ぐ大きさを有する第２の地導体と、
前記第１の地導体に対して前記第２の地導体を開閉可能に接続するヒンジと、
前記開閉動作における前記第１の地導体と前記第２の地導体との距離変化が小さい側において、前記第１の地導体と前記第２の地導体とを電気的に接続する第１、第２、及び、第３の導体線と、
前記第１の導体線と前記第１の地導体の間に設けられた高周波電源と
を備え、
前記第２の導体線と前記第３の導体線とが、それらの間の距離が通信に使用する周波数λにおける略々λ／２の電気長を有し、かつ、それらの間に前記第１の導体線を挟むように、配置されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
開口が設けられた第１の地導体と、
前記第１の地導体の開口を塞ぐ大きさを有する第２の地導体と、
前記第１の地導体に対して前記第２の地導体を開閉可能に接続するヒンジと、
前記開閉動作における前記第１の地導体と前記第２の地導体との距離変化が小さい側において、前記第１の地導体と前記第２の地導体とを電気的に接続する第１及び第２の導体線と、
前記第１の導体線と前記第１の地導体との間に設けられた高周波電源と
を備え、
前記ヒンジと前記第２の導体線とが、それらの間の距離が通信に使用する周波数λにおける略々λ／２の電気長を有し、かつ、それらの間に前記第１の導体線を挟むように、配置されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
開口が設けられた第１の地導体と、
前記第１の地導体の前記開口を塞ぐ大きさを有する第２の地導体と、
前記第１の地導体に対して前記第２の地導体を開閉可能に接続するヒンジと、
前記開閉動作における閉時において、前記第１の地導体と前記第２の地導体とを接続する、第１、第２及び第３の導体と、
前記第１の導体と前記第１の地導体との間に設けられた高周波電源と
を備え、
前記第２の導体と前記第３の導体とが、それらの間の距離が通信に使用する周波数λにおける略々λ／２の電気長を有し、かつ、それらの間に前記第１の導体を挟むように、配置されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項５】
開口が設けられた第１の地導体と、
前記第１の地導体の前記開口を塞ぐ大きさを有する第２の地導体と、
前記第１の地導体に対して前記第２の地導体を開閉可能に接続する第１及び第２のヒンジと、
前記開閉動作における閉時において、前記第１の地導体と前記第２の地導体とを接続するバネ接点と、
前記バネ接点と前記第１の地導体との間に設けられた高周波電源と
を備え、
前記第１のヒンジと前記第２のヒンジとが、それらの間の距離が通信に使用する周波数λにおける略々λ／２の電気長を有し、かつ、それらの間に前記バネ接点を挟むように、配置されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項６】
開口が設けられた第１の地導体と、
前記第１の地導体の前記開口を塞ぐ大きさを有する第２の地導体と、
前記第１の地導体に対して前記第２の地導体を開閉可能に接続するヒンジと、
前記第１の地導体と前記第２の地導体との間に設置されたロック機構と、
前記開閉動作における閉時において、前記第１の地導体と前記第２の地導体とを接続する導体と、
前記導体と前記第１の地導体との間に設けられた高周波電源と
を備え、
前記ヒンジと前記ロック機構とが、それらの間の距離が通信に使用する周波数λにおける略々λ／２の電気長を有し、かつ、それらの間に前記導体を挟むように、配置されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項７】
前記第１、第２及び第３の導体は、前記第１の地導体に接続され、かつ、前記第２の地導体に対して、前記波長に比べて十分に近接した距離に設置される、第１、第２および第３のバネ接点または導体片から構成されることを特徴とする請求項４または６に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記第１、第２及び第３の導体は、前記第２の地導体に接続され、かつ、前記第１の地導体に対して、前記波長に比べて十分に近接した距離に設置される、第１、第２および第３のバネ接点または導体片から構成されることを特徴とする請求項４または６に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記第１、第２及び第３の導体と前記第１の地導体との間に、前記第１の地導体と前記第２の地導体との隙間を埋めるためのシーリング材を配置したことを特徴とする請求項７に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記第１、第２及び第３の導体と前記第２の地導体との間に、前記第１の地導体と前記第２の地導体との隙間を埋めるためのシーリング材を配置したことを特徴とする請求項８に記載のアンテナ装置。
【請求項１】
開口が設けられた第１の地導体と、
前記第１の地導体の前記開口を塞ぐ大きさを有する第２の地導体と、
前記第１の地導体に対して前記第２の地導体を開閉可能に接続する第１および第２のヒンジと、
前記第１の地導体と前記第２の地導体とを電気的に接続する導体線と、
前記導体線と前記第１の地導体との間に設けられた高周波電源と
を備え、
前記第１のヒンジと前記第２のヒンジとが、それらの間の距離が通信に使用する周波数λにおける略々λ／２の電気長を有し、かつ、それらの間に前記導体線を挟むように、配置されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
開口が設けられた第１の地導体と、
前記第１の地導体の前記開口を塞ぐ大きさを有する第２の地導体と、
前記第１の地導体に対して前記第２の地導体を開閉可能に接続するヒンジと、
前記開閉動作における前記第１の地導体と前記第２の地導体との距離変化が小さい側において、前記第１の地導体と前記第２の地導体とを電気的に接続する第１、第２、及び、第３の導体線と、
前記第１の導体線と前記第１の地導体の間に設けられた高周波電源と
を備え、
前記第２の導体線と前記第３の導体線とが、それらの間の距離が通信に使用する周波数λにおける略々λ／２の電気長を有し、かつ、それらの間に前記第１の導体線を挟むように、配置されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
開口が設けられた第１の地導体と、
前記第１の地導体の開口を塞ぐ大きさを有する第２の地導体と、
前記第１の地導体に対して前記第２の地導体を開閉可能に接続するヒンジと、
前記開閉動作における前記第１の地導体と前記第２の地導体との距離変化が小さい側において、前記第１の地導体と前記第２の地導体とを電気的に接続する第１及び第２の導体線と、
前記第１の導体線と前記第１の地導体との間に設けられた高周波電源と
を備え、
前記ヒンジと前記第２の導体線とが、それらの間の距離が通信に使用する周波数λにおける略々λ／２の電気長を有し、かつ、それらの間に前記第１の導体線を挟むように、配置されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
開口が設けられた第１の地導体と、
前記第１の地導体の前記開口を塞ぐ大きさを有する第２の地導体と、
前記第１の地導体に対して前記第２の地導体を開閉可能に接続するヒンジと、
前記開閉動作における閉時において、前記第１の地導体と前記第２の地導体とを接続する、第１、第２及び第３の導体と、
前記第１の導体と前記第１の地導体との間に設けられた高周波電源と
を備え、
前記第２の導体と前記第３の導体とが、それらの間の距離が通信に使用する周波数λにおける略々λ／２の電気長を有し、かつ、それらの間に前記第１の導体を挟むように、配置されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項５】
開口が設けられた第１の地導体と、
前記第１の地導体の前記開口を塞ぐ大きさを有する第２の地導体と、
前記第１の地導体に対して前記第２の地導体を開閉可能に接続する第１及び第２のヒンジと、
前記開閉動作における閉時において、前記第１の地導体と前記第２の地導体とを接続するバネ接点と、
前記バネ接点と前記第１の地導体との間に設けられた高周波電源と
を備え、
前記第１のヒンジと前記第２のヒンジとが、それらの間の距離が通信に使用する周波数λにおける略々λ／２の電気長を有し、かつ、それらの間に前記バネ接点を挟むように、配置されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項６】
開口が設けられた第１の地導体と、
前記第１の地導体の前記開口を塞ぐ大きさを有する第２の地導体と、
前記第１の地導体に対して前記第２の地導体を開閉可能に接続するヒンジと、
前記第１の地導体と前記第２の地導体との間に設置されたロック機構と、
前記開閉動作における閉時において、前記第１の地導体と前記第２の地導体とを接続する導体と、
前記導体と前記第１の地導体との間に設けられた高周波電源と
を備え、
前記ヒンジと前記ロック機構とが、それらの間の距離が通信に使用する周波数λにおける略々λ／２の電気長を有し、かつ、それらの間に前記導体を挟むように、配置されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項７】
前記第１、第２及び第３の導体は、前記第１の地導体に接続され、かつ、前記第２の地導体に対して、前記波長に比べて十分に近接した距離に設置される、第１、第２および第３のバネ接点または導体片から構成されることを特徴とする請求項４または６に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記第１、第２及び第３の導体は、前記第２の地導体に接続され、かつ、前記第１の地導体に対して、前記波長に比べて十分に近接した距離に設置される、第１、第２および第３のバネ接点または導体片から構成されることを特徴とする請求項４または６に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記第１、第２及び第３の導体と前記第１の地導体との間に、前記第１の地導体と前記第２の地導体との隙間を埋めるためのシーリング材を配置したことを特徴とする請求項７に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記第１、第２及び第３の導体と前記第２の地導体との間に、前記第１の地導体と前記第２の地導体との隙間を埋めるためのシーリング材を配置したことを特徴とする請求項８に記載のアンテナ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−２５２１７０（Ｐ２０１０−２５２１７０Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０１１０３（Ｐ２００９−１０１１０３）
【出願日】平成２１年４月１７日（２００９．４．１７）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１７日（２００９．４．１７）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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