JP2007060617A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 アンテナ放射特性を改善し、インピーダンスマッチングを容易にとること。
【解決手段】 可撓性の絶縁フィルム部材（２０）を中心軸の回りで筒状に形成した筒体（１１）と、この筒体の周面に形成された複数本の導体から成るアンテナパターンとを有するアンテナ装置において、アンテナパターンは、中心軸方向で螺旋状に延在して形成されたヘリカルパターン（２１〜２４）と、筒体の上端部においてヘリカルパターンの端部と接続されるループパターン（２８）とから構成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ポール型アンテナ装置に関し、特に、人工衛星からの電波（以下「衛星波」とも呼ぶ。）または地上での電波（以下「地上波」とも呼ぶ。）を受信してデジタルラジオ放送を聴取することが可能なデジタルラジオ受信機用のパーソナルタイプの小型ポール型アンテナ装置に関する。

最近、衛星波または地上波を受信して、デジタルラジオ放送を聴取可能にしたデジタルラジオ受信機が開発され、米国において実用化されている。このデジタルラジオ受信機は、一般には、自動車等の移動体に搭載され、周波数が約２．３ＧＨｚ帯の電波を受信してラジオ放送を聴取することが可能である。すなわち、デジタルラジオ受信機は、モバイル放送を聴取することが可能なラジオ受信機である。受信電波の周波数が約２．３ＧＨｚ帯なので、そのときの受信波長（共振波長）λは約１２８．３ｍｍである。尚、地上波は、衛星波を一旦、地球局で受信した後、周波数を若干シフトし、直線偏波で再送信したものである。すなわち、衛星波は円偏波であるのに対して、地上波は直線偏波である。

このようにデジタルラジオ放送では、約２．３ＧＨｚ帯の周波数の電波が使用されるので、その電波を受信するアンテナ装置は、室外に設置されなければならない。

デジタルラジオ受信機としては、自動車に搭載されるもの、家屋などに設置されるもの、さらに、バッテリを電源として持ち運びができる可搬型のものがある。

可搬型のデジタルラジオ受信機の具体例として、可搬型音響機器等の可搬型電子機器が提供されている。この可搬型電子機器では、デジタルラジオ放送を聴取するためのデジタルチューナに加えて、例えばコンパクトディスク（ＣＤ）等の光ディスクを再生するための光ディスクドライブや、アンプ、スピーカを一体的に筐体に内蔵している。

一方、約２．３ＧＨｚ帯の周波数の電波を受信するアンテナとしては、種々の構造のものが提案されている。その形状で大別すると、パッチアンテナである平面型（平板型）と、ループアンテナやヘリカルアンテナ等の円筒型とがある。このような平面型アンテナや円筒型アンテナは、前述した可搬型電子機器の筐体とは別体の状態で用意され、筐体に内蔵されたデジタルラジオチューナに対してケーブルおよびコネクタを介して接続され、使用される。

尚、一般的に円筒型アンテナが平面型アンテナよりも使用されている。その理由は、広い指向性がアンテナを円筒型に形成することによって達成されるからである。上述したように、円筒型アンテナは、ループアンテナとヘリカルアンテナとに大別される。

ループアンテナとしては、電磁結合型４点給電ループアンテナが知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に開示された電磁結合型４点給電ループアンテナは、可撓性の絶縁フィルム部材を中心軸の回りに筒状に丸めて形成された筒体と、この筒体にその周面に沿って中心軸の回りにループ状に形成されたループ部と、筒体の周面上に形成されたループ部へ給電する４本の給電線とを有する。ループ部には、４本の給電線に対して、それぞれ、ギャップを空けた状態でループ部から４本の給電線に沿って延在している４本の電磁結合線が接続されており、電磁結合によって給電を行っている。このループアンテナでは、中心軸と直交する方向へ延在する回路基板の裏面に接地導体パターンが形成されている。

一方、ヘリカルアンテナも知られている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２では、可撓性の絶縁フィルム部材の一面上に４本のへリックス導線から成るアンテナパターンを印刷したもの（以下「アンテナパターン付き絶縁フィルム部材」と呼ぶ）を作製し、そのアンテナパターン付き絶縁フィルム部材を上記一面が外周面となるように中心軸の回りに円筒状に丸めることによって、ヘリカルアンテナを製造することを提案している。このようなヘリカルアンテナにおいても、中心軸と直交する方向へ延在する回路基板の裏面には接地導体パターンが形成されている。

尚、このような円筒型アンテナの場合、そのループ部から４本の電磁結合線を介して受信又はヘリックス導線で受信された複数の衛星波（円偏波）は、移相器によってそれらの位相をシフトすることにより互いに位相を一致させて（調整して）合成された後、低雑音増幅器（ＬＮＡ：Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）によって増幅され、受信機本体へ送られる。ここで、ヘリカルアンテナと移相器とＬＮＡとの組合せは、アンテナ装置と呼ばれる。

また、円筒状部材の外周面にアンテナパターンを形成して成るヘリカルアンテナと、その円筒状部材の外周面にアンテナパターンと連続して（接続して）形成されたフェーズシフタパターンを形成して成る移相器とを含むアンテナ装置も提案されている（例えば、特許文献３参照）。

このようなアンテナ装置は、防水のために、有頭で筒状の外装ケース（シリンダ）内に収容される。従って、アンテナ装置全体の外観形状は、ポール形状を呈することになる。その為、このような外観を持つアンテナ装置はポール型アンテナ装置と呼ばれる。ポール型アンテナ装置は、例えば、ポケットなどにクリップなどで挟んだ状態で携帯して使用されるので、人体に近接して配置されることになる。

特開２００３−２９８３３５号公報 特開２００３−３７４３０号公報 特開２００１−３３９２２８号公報

円筒型アンテナとして、上述した電磁結合型４点給電ループアンテナを使用した場合、中心軸と直交する方向へ延在するある程度の大きさの接地導体パターンが無ければ、上方向と下方向に同じ強さの電波の放射がある。詳述すると、交差偏波に関して、上方向に左旋円偏波があると仮定すると、下方向にはその左旋円偏波と同じ強さの右旋円偏波がある。しかしながら、ボール型アンテナ装置では、このような中心軸と直交する方向へ延在する接地導体パターンを設けるスペースがない。

また、上述したように、電磁結合型４点給電ループアンテナでは、ループ部に対して、４本の給電線を介してギャップを空けて４本の電磁結合線から電磁的に給電がなされている。その為、ギャップを正確に設定しなければならず、インピーダンスマッチングをとるのが煩雑になるという問題もある。

更に、ポール型アンテナ装置は、可搬型、車載型、携帯型のいずれの受信機に適用する場合であっても、サイズ、特にポールの中心軸方向のサイズを極力小さくすることが要求される。

加えて、携帯型の受信機に適用する場合、受信機を手で持った時に人体の影響、例えば共振周波数のずれが発生し易くなる。

したがって、本発明の課題は、中心軸と直交する方向へ延在する接地導体パターンが無くとも、アンテナ放射特性を改善することができるポール型アンテナ装置を提供することにある。

本発明の他の課題は、インピーダンスマッチングを容易にとることができるポール型アンテナ装置を提供することにある。

本発明の更に他の課題は、サイズ、特にポールの中心軸方向のサイズを極力小さくすることができるポール型アンテナ装置を提供することにある。

本発明のより他の課題は、携帯型の受信機に適用した場合であっても人体の影響を受け難いポール型アンテナ装置を提供することにある。

本発明によれば、可撓性の絶縁フィルム部材（２０）を中心軸の回りで筒状に形成した筒体（１１）と、該筒体の周面に形成された複数本の導体（２１，２２，２３，２４，２８）から成るアンテナパターンとを有するアンテナ装置（１０）において、前記アンテナパターンは、前記中心軸方向で螺旋状に延在して形成されたヘリカルパターン（２１〜２４）と、前記筒体の上端部において前記ヘリカルパターンの端部と接続されるループパターン（２８）とから構成されていることを特徴とするアンテナ装置が得られる。

上記アンテナ装置において、前記ヘリカルパターン（２１〜２４）は、前記中心軸方向で少なくとも１回反対方向へ屈曲した屈曲部を有することが好ましい。また、前記筒体の周面に、前記ヘリカルパターンと電気的に接続されて形成されたフェーズシフタパターン（２５）を更に有することが望ましい。前記アンテナパターン（２１〜２４、２８）と前記フェーズシフタパターン（２５）は、前記筒体の内周面（２０−１）に形成されることが好ましい。その場合、前記筒体の外周面（２０−２）で、且つ前記フェーズシフタパターンが形成された場所と対応する面に形成されたグランドパターン（２７）を更に有して良い。前記筒体（１１）を覆う筒状の外装ケース（４０）を更に有して良い。前記ヘリカルパターン（２１〜２４）は、前記螺旋状に延在する部分の少なくとも一部がミアンダ状にされていても良い。

尚、上記括弧内の符号は、本発明の理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、これらに限定されないのは勿論である。

本発明では、アンテナパターンがヘリカルパターンとループパターンとの組合せから構成されるので、中心軸と直交する方向へ延在する接地導体パターンが無くとも、アンテナ放射特性を改善することができ、インピーダンスマッチングを容易にとることができる。

ヘリカルパターンにおいて螺旋状に延在する部分の形状を、中心軸方向で少なくとも１回反対方向へ屈曲した屈曲部を有するようにし、また少なくとも一部をミアンダ状にしたことにより中心軸方向のサイズを縮小することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１および図２を参照して、本発明の第１の実施形態に係るポール型アンテナ装置１０について説明する。図示のポール型アンテナ装置１０は、デジタルラジオ受信機用のアンテナ装置であって、可搬型電子機器（図示せず）の筐体に内蔵されたデジタルラジオチューナ（図示せず）に対してケーブル３１およびコネクタ（図示せず）を介して接続され、使用される。

図示のポール型アンテナ装置１０は、図２に示されるような可撓性の絶縁フィルム部材２０を中心軸の回りに筒状に丸めて形成された筒体１１を有する。図２において、（Ａ）は絶縁フィルム部材２０の第１の面２０−１を示し、（Ｂ）は絶縁フィルム部材２０の第２の面２０−２を示す。絶縁フィルム部材２０は、アンテナパターン部分２０Ａとフェーズシフタ部分２０Ｐとから構成される。アンテナパターン部分２０Ａは、実質的に平行四辺形の形状をしており、フェーズシフタ部分２０Ｐは、実質的に矩形の形状をしている。

アンテナパターン部分２０Ａは、ポール型アンテナ装置１０の長手方向（中心軸方向）で螺旋状に延在して形成されたヘリカルパターン部分２０Ｈと、筒体１１の上端部においてヘリカルパターン部分２０Ｈの端部と接続されるループパターン部分２０Ｌとから構成されている。

絶縁フィルム部材２０を丸め、その一対の側辺間を、第１の面２０−１が内周面となるように接続することにより、図１に示されるような、筒体１１が形成される。一対の側辺間の接続は、例えば、両面接着テープや接着剤、半田付けなどによって行われる。

ヘリカルアンテナ部分２０Ｈの第１の面２０−１上には、第１乃至第４のヘリカル導体２１，２２，２３，２４から成る第１のアンテナパターンが形成されている。図示の第１乃至第４のヘリカル導体２１〜２４の各々は、ポール型アンテナ装置１０の長手方向（中心軸方向）で２回反対方向へ屈曲した状態で、側辺と平行に延在して形成されている。従って、上述したように絶縁フィルム部材２０を筒体１１に丸めると、第１乃至第４のヘリカル導体２１〜２４の各々は、筒体１１の内周面に、ポール型アンテナ装置１０の長手方向（中心軸方向）で２回反対方向へ屈曲した状態で、へリックス状に延在して形成されることになる。第１乃至第４のヘリカル導体２１〜２４から成る第１のアンテナパターンはヘリカルアンテナとして働く。

このように第１の実施形態では、第１乃至第４のヘリカル導体２１〜２４の各々がポール型アンテナ装置１０の長手方向で屈曲しているので、ヘリカル導体を屈曲しない場合に比較して、ポール型アンテナ装置１０の高さを低くすることができる。

ループアンテナ部分２０Ｌの第１の面２０−１上には、第１乃至第４のヘリカル導体２１〜２４の先端（上端）と接続されたループ導体２８から成る第２のアンテナパターンが形成されている。このループ導体２８から成る第２のアンテナパターンはループアンテナとして働く。

フェーズシフタ部分２０Ｐの第１の面２０−１上には、上記第１のアンテナパターンと電気的に接続されたフェーズシフタパターン２５が形成されている。従って、上述したように絶縁フィルム部材２０を筒体１１に丸めると、筒体１１の内周面にフェーズシフタパターン２５が形成されることになる。このフェーズシフタパターン２５は移相器として働く。

フェーズシフタ部分２０Ｐの第２の面２０−２上には、グランドパターン２７が形成されている。すなわち、グランドパターン２７は、フェーズシフタパターン２５が形成された場所と対向する面に形成されている。従って、上述したように絶縁フィルム部材２０を筒体１１に丸めると、筒体１１の外周面で、且つフェーズシフタパターン２５が形成された場所と対応する面にグランドパターン２７が形成されることになる。このグランドパターン２７は、フェーズシフタパターン２５を覆うように設けられたシールド部材として働く。

ポール型アンテナ装置１０は、筒体１１を覆う有頭で筒状の外装ケース（シリンダ）４０を更に有する。この外装ケース４０の内径は、筒体１１の直径よりも大きい。

上述したように、第１の実施形態では、ヘリカルアンテナ部分２０Ｈを構成する第１乃至第４のヘリカル導体２１〜２４から成る第１のアンテナパターンおよびループアンテナ部分２０Ｌを構成するループ導体２８から成る第２のアンテナパターンが、筒体１１の内周面２０−１に形成されているので、第１及び第２のアンテナパターンと外装ケース４０の内壁とが直接接触することはない。従って、ポール型アンテナ装置１０のアンテナ特性が外装ケース４０の影響を受けるのを防止することができる。また、シールド部材として働くグランドパターン２７がフェーズシフタパターン２５の外側に配置されるので、ポール型アンテナ装置１０のアンテナ特性が人体の影響を受けるのを防止することができる。その結果、第１の実施形態に係るポール型アンテナ装置１０は、使用中においても所望のアンテナ特性を得ることができる。

図示の実施形態では、図３に示すように、アンテナパターン部分２０Ａの先端部に第１の環状クッション材５１が巻かれている。また、この第１の環状クッション材５１の直下に第２の環状クッション材５２がアンテナパターン部分２０Ａに巻かれている。第２の環状クッション材５２の厚さは、筒体１１と外装ケース４０との間の隙間より若干厚めである。第１および第２の環状のクッション材５１、５２は、例えば、発泡ウレタンなどの材料から成る。

このように、アンテナパターン部分２０Ａの先端部に第１の環状クッション材５１を巻くことにより、アンテナパターン部分２０Ａの先端部の誘電率を変動させることができ、それにより、ポール型アンテナ装置１０のアンテナ周波数特性を調整することが可能となる。従って、第１の環状クッション材５１の厚さ、太さを変更することにより、ポール型アンテナ装置１０のアンテナ周波数特性を変更することが可能となる。

一方、第２の環状クッション材５２は、外装ケース４０の内壁とアンテナパターン部分２０Ａとの間のクッション的な役割を果たし、外装ケース４０の内壁とアンテナパターン部分２０Ａとの間の隙間を一定に保つことができる。これにより、外装ケース４０に対するアンテナパターン部分２０Ａの極端な傾きを防ぐことができるので、ポール型アンテナ装置１０の指向性のばらつきを抑制することが可能となる。ここで、上述したように、第２の環状クッション材５２の厚さがアンテナパターン部分２０Ａと外装ケース４０の内壁との間の隙間より若干厚いので、第２の環状クッション材５２は外装ケース４０に圧入されることになる。この結果、外装ケース４０の内壁とアンテナパターン部分２０Ａとの間の距離を一定に保つことができる。

ポール型アンテナ装置１０は、基板３２を備える。基板３２上には低雑音増幅器（図示せず）などの電子部品が搭載されている。低雑音増幅器はフェーズシフタパターン２５の出力端子２５ａとケーブル３１とに接続される。

ループアンテナ部分２０Ｌのループ導体２８及びヘリカルアンテナ部分２０Ｈの４本の導体２１〜２４で受信された複数の衛星波（円偏波）は、フェーズシフタパターン２５によってそれらの位相をシフトすることにより互いに位相を一致させて（調整して）合成された後、低雑音増幅器（ＬＮＡ）によって増幅され、ケーブル３１を介して受信機本体（図示せず）へ送られる。

図１に加えて図３乃至図５をも参照して、ポール型アンテナ装置１０は、ケーブル３１に摺動自在に取り付けられたブーツ３３と、外装ケース４０の下端に後述するように取り付けられるアンダーキャップ（ボトムカバー）３４と、防水用のパッキン３５とを更に備える。ブーツ３３はポリウレタン製である。

アンダーキャップ３４にブーツ３３とパッキン３５とを入れ、そこに基板３２を挿入することにより、ケーブル３１側の防水機能と基板固定機能とを持たせている。

図６はアンダーキャップ３４の断面図である。図６に示されるように、アンダーキャップ３４は、その上端側に、基板３２の両側端部３２１が挿入される切り欠き３４１を持つ。アンダーキャップ３４には、基板３２圧入の際に戻らないよう、爪３４２が付けられている。また、アンダーキャップ３４の下端には、ブーツ３３が貫通される開口３４３が空けられている。

一方、基板３２は、その両側面から側方へ突出した両側端部３２１を有する。この基板３２の両側端部３２１には、図３に示されるように、アンダーキャップ３４の爪３４２に収まるような切り欠き３２１ａが形成されている。

図７はパッキン３５を示す図で、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。図６及び図７に示されるように、パッキン３５の外径Ｄ２は、アンダーキャップ３４の内径Ｄ１よりもわずかに大きい。パッキン３５には、基板３２の下端部３２２が挿入される切り欠き３５１が形成されている。

このように、アンダーキャップ３４にパッキン３５が圧入され、基板３２でその圧入状態が固定されることにより、ケーブル３１側の防水機能を持たせている。その際、基板３２も外装ケース４０内で固定されるので、基板３２の位置決めもできる。

図８を参照すると、外装ケース４０は、シリンダ部４１とトップカバー４２とから構成される。シリンダ部４１の内壁には、基板３１の両側端部３２１が挿入される溝４１１が切られている。

図９はポール型アンテナ装置１０の外観を示す正面図であり、図１０はポール型アンテナ装置１０の断面図を示す。トップカバー４２はシリンダ部４１の上端に超音波溶着によって接合されている。ボトムカバー（アンダーキャップ）３４は、シリンダ部４１の下端に超音波溶着によって接合されている。従って、ポール型アンテナ装置１０はネジを使用しない構造なので、部品点数を削減することができる。

図１１乃至図１４を参照して、基板３２と筒体１１との配置関係について説明する。筒体１１は、基板３２の両側端部３２１が挿入される切り欠き１１ａを有する。

図１３に示されるように、低雑音増幅器（ＬＮＡ）６１を搭載した基板３２の一部は、筒体１１の内部に挿入される。筒体１１に形成された出力端子２５ａは、図１４に示されるように、半田６２により基板３２（低雑音増幅器６１）と接続される。

このように、基板３２の一部を筒体１１の内部に挿入するので、ポール型アンテナ装置１０の長手方向のサイズを短縮することができる。又、筒体１１と基板３２（低雑音増幅器６１）との間の接続を、可撓性の絶縁フィルム部材２０に形成した出力端子２５ａを用いて行うので、従来のポール型アンテナ装置において必要であった特別な（専用の）ターミナル部品が不要となり、部品点数を削減することができる。

図１５に第１の実施形態に係るアンテナ装置１０の交差偏波特性（放射パターン）を示す。図１５において、（Ａ）は第１の実施形態に係るアンテナ装置１０の透視斜視図であり、（Ｂ）はアンテナ装置１０の放射パターンを示す図である。図１５（Ｂ）に示されるように、アンテナ装置１０の放射パターンは、左旋円偏波Ｅ_Ｌの放射パターンと右旋円偏波Ｅ_Ｒの放射パターンとから成る。

参考例として、図１６にループアンテナのみから成る従来のアンテナ装置の交差偏波特性（放射パターン）を示す。図１６において、（Ａ）は従来のアンテナ装置の透視斜視図であり、（Ｂ）は従来のアンテナ装置の放射パターンを示す図である。図１６（Ｂ）に示されるように、従来のアンテナ装置の放射パターンも、左旋円偏波Ｅ_Ｌの放射パターンと右旋円偏波Ｅ_Ｒの放射パターンとから成る。

図１６（Ｂ）に示されるように、従来のアンテナ装置においては、左旋円偏波Ｅ_Ｌが上方向に放射されており、この左旋円偏波Ｅ_Ｌと実質的に同じ強さの右旋円偏波Ｅ_Ｒが下方向に放射されているのが分かる。

これに対して、図１５（Ｂ）に示されるように、第１の実施形態に係るアンテナ装置１０においては、上方向に放射される左旋円偏波Ｅ_Ｌの放射強度が強くなっており、下方向に放射される右旋円偏波Ｅ_Ｒの放射強度が弱くなっていることが分かる。すなわち、第１の実施形態に係るアンテナ装置１０では、主に上方向に電波が放射される。したがって、中心軸と直交する方向へ延在する接地導体パターンが無くとも、アンテナ装置１０のアンテナ放射特性を改善できる。換言すれば、ループアンテナとヘリカルアンテナとを組合せることによって、接地導体パターンが無いときのアンテナ放射特性を改善することができる。

また、従来のアンテナ装置では、図１６（Ａ）に示されるように、ループ導体２８に対して４本の電磁結合線がギャップを介して結合されていたのに対して、第１の実施形態に係るアンテナ装置１０は、図１５（Ａ）に示されるように、ループ導体２８に対して第１乃至第４のヘリカル導体２１〜２４がストレート接続されるので、インピーダンスマッチングを容易にとることが可能となる。

尚、アンテナ装置１０のアンテナ放射特性は、ループ導体２８の径や第１乃至第４のヘリカル導体２１〜２４の角度を設計変更することにより、ある程度自由に変えることができる。

（第２の実施形態）
次に、図１７、図１８を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。

第２の実施形態によるポール型アンテナ装置は、外形形状は図１に示されるものと同じであり、絶縁フィルム部材に形成される導体パターンの形状が異なるだけである。それゆえ、第１の実施形態によるポール型アンテナ装置と同じ部分には同一番号を付し、詳しい説明は省略する。

第２の実施形態によるポール型アンテナ装置１０も、図１７に示されるような可撓性の絶縁フィルム部材２０を中心軸の回りに筒状に丸めて形成された筒体１１を有する。図１７において、（Ａ）は絶縁フィルム部材２０の第１の面２０−１を示し、（Ｂ）は絶縁フィルム部材２０の第２の面２０−２を示す。絶縁フィルム部材２０は、低損失誘電体材料、例えばテフロン（登録商標）系材料によるフィルムを用いて作製され、第１の面２０−１側にはアンテナパターン部分２０Ａとフェーズシフタ部分２０Ｐとを有する。アンテナパターン部分２０Ａは、実質的に平行四辺形の形状をしており、フェーズシフタ部分２０Ｐは、実質的に矩形の形状をしている。

アンテナパターン部分２０Ａは、ポール型アンテナ装置１０の長手方向（中心軸方向）で螺旋状に延在して形成されたヘリカルパターン部分２０Ｈと、筒体１１の上端部においてヘリカルパターン部分２０Ｈの端部と接続されるループパターン部分２０Ｌとから構成されている。

絶縁フィルム部材２０を第１の面２０−１が内周面となるように丸めたうえでその一対の側辺間を接続することにより、図１に示されるものと同様の筒体１１が形成される。一対の側辺間の接続は、例えば、両面接着テープや接着剤、半田付けなどによって行われる。

ヘリカルアンテナ部分２０Ｈの第１の面２０−１上には、第１乃至第４のヘリカル導体２１’，２２’，２３’，２４’から成る第１のアンテナパターンが形成されている。第１乃至第４のヘリカル導体２１’〜２４’の各々は、ポール型アンテナ装置１０の長手方向（中心軸方向）で４回反対方向へ屈曲した状態で、側辺と平行に延在して形成されている。特に、第１乃至第４のヘリカル導体２１’〜２４’の各々において側辺と平行に延在している５本の導体パターンのうちの少なくとも１本、ここではフェーズシフタパターン２５’に接続される導体パターンをミアンダ状、つまりジグザグに蛇行させるようにしている。

上述したように絶縁フィルム部材２０を筒体１１に丸めると、第１乃至第４のヘリカル導体２１’〜２４’の各々は、筒体１１の内周面に、ポール型アンテナ装置１０の長手方向（中心軸方向）で４回反対方向へ屈曲した状態で、へリックス状に延在して形成されることになる。第１乃至第４のヘリカル導体２１’〜２４’から成る第１のアンテナパターンはヘリカルアンテナとして働く。

このように第２の実施形態では、第１乃至第４のヘリカル導体２１’〜２４’の各々がポール型アンテナ装置１０の長手方向で屈曲し、しかも各ヘリカル導体の一部がミアンダ状に形成されているので、導体長を長くすることができ、ヘリカル導体が屈曲しない場合は勿論のこと、第１の実施形態に比べてもポール型アンテナ装置１０の高さを低くすることができる。

ループアンテナ部分２０Ｌの第１の面２０−１上には、第１乃至第４のヘリカル導体２１’〜２４’の先端（上端）と接続されたループ導体２８から成る第２のアンテナパターンが形成されている。このループ導体２８から成る第２のアンテナパターンはループアンテナとして働く。

フェーズシフタ部分２０Ｐの第１の面２０−１上には、上記第１のアンテナパターンと電気的に接続されたフェーズシフタパターン２５’が形成されている。従って、上述したように絶縁フィルム部材２０を筒体１１に丸めると、筒体１１の内周面にフェーズシフタパターン２５’が形成されることになる。このフェーズシフタパターン２５’は移相器として働く。

フェーズシフタ部分２０Ｐの第２の面２０−２上には、グランドパターン２７が形成されている。すなわち、グランドパターン２７は、フェーズシフタパターン２５’が形成された面とは反対側の面に形成されている。従って、上述したように絶縁フィルム部材２０を筒体１１として丸めると、筒体１１の外周面で、且つフェーズシフタパターン２５’が形成された部分と反対側の面にグランドパターン２７が形成されることになる。このグランドパターン２７は、フェーズシフタパターン２５’を覆うように設けられ、シールド部材として働く。

図１７に示された部分を除く部分は、第１の実施形態と同じである。

上述したように、第２の実施形態でも、ヘリカルアンテナ部分２０Ｈを構成する第１乃至第４のヘリカル導体２１’〜２４’から成る第１のアンテナパターンおよびループアンテナ部分２０Ｌを構成するループ導体２８から成る第２のアンテナパターンが、筒体１１の内周面２０−１に形成されているので、第１及び第２のアンテナパターンと外装ケース４０の内壁とが直接接触することはない。従って、ポール型アンテナ装置１０のアンテナ特性が外装ケース４０の影響を受けるのを防止することができる。また、シールド部材として働くグランドパターン２７がフェーズシフタパターン２５’の外側に配置されるので、ポール型アンテナ装置１０のアンテナ特性が人体（手、指等）の影響を受けるのを防止することができる。その結果、第２の実施形態に係るポール型アンテナ装置１０も、使用中においても所望のアンテナ特性を得ることができる。加えて、高誘電体であるセラミックを用いた小型化ではないため誘電体損失が小さく、高利得のアンテナ装置を安価で提供できる。

従来のアンテナ装置では、図１６（Ａ）に示されるように、ループ導体２８に対して４本の電磁結合線がギャップを介して結合されていたのに対して、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置１０は、図１７（Ａ）に示されるように、ループ導体２８に対して第１乃至第４のヘリカル導体２１’〜２４’がストレート接続されるので、インピーダンスマッチングを容易にとることが可能となる。

図１７において、第１の実施形態で詳しく説明したように、絶縁フィルム部材２０におけるフェーズシフタ部分２０Ｐの下側の一部を、基板３２の両側端部３２１を受ける切り欠き１１ａを形成するために下方に突出させている。しかし、このような切り欠き１１ａは無くても良い。つまり、フェーズシフタ部分２０Ｐの下側を、図１７（Ａ）、（Ｂ）に一点鎖線で示すように形成しても良い。この場合、基板３２（低雑音増幅器６１）と接続するための出力端子は２５ａ’で示す箇所となる。つまり、フェーズシフタ部分２０Ｐの下側の一部をわずかに下方に突出させ、この突出部まで延びたフェーズシフタパターン２５’の端部を出力端子２５ａ’として基板３２上の低雑音増幅器６１と接続する。

尚、第２の実施形態によるアンテナ装置１０においても、そのアンテナ放射特性は、ループ導体２８の径や第１乃至第４のヘリカル導体２１’〜２４’の角度を設計変更することにより、ある程度自由に変えることができる。

以上、本発明を２つの実施形態によって説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されないのは勿論である。例えば、上記実施形態では、第１のアンテナパターンとして筒体の内周面に形成された４本のヘリカル導体を用いているが、少なくとも１本のヘリカル導体から成って良い。ヘリカル導体が１本の場合には、移相器（フェーズシフタ部分）は不要である。上記実施形態では、第１のアンテナパターンを構成する各ヘリカル導体がポール型アンテナ装置の長手方向（中心軸方向）で２回及び４回反対方向へ屈曲しているが、少なくとも１回反対方向へ屈曲するもので良い。上記実施形態では、シールド部材として筒体の外周面に形成されたグランドパターンを用いているが、シールド部材はこれに限定されず、フェーズシフタパターンを覆うように設けられていれば良い。例えば、シールド部材は、外装ケース４０の内壁で、且つフェーズシフタパターンが形成された場所と対応する面に形成された導体パターンであっても良いし、外装ケース４０の外壁で、且つフェーズシフタパターンが形成された場所と対応する面に張られたシールド効果のあるテープであっても良い。

また、上記実施形態において説明したポール型アンテナ装置は、デジタルラジオ受信機用のパーソナルタイプで小型のアンテナ装置に適しているが、これに限定される訳ではなく、ＧＰＳ受信機用のアンテナ装置や、他の衛星波、地上波を受信するための移動体通信用のアンテナ装置としても適用可能である。

本発明の第１の実施形態に係るポール型アンテナ装置を示す概略分解図である。 図１に示したポール型アンテナ装置に使用されるアンテナパターン部分及びフェーズシフタ部分の展開図で、（Ａ）は第１の面（内周面）を示す平面図、（Ｂ）は第２の面（外周面）を示す平面図である。 図１に示したポール型アンテナ装置を、外装ケースを除いて示す、分解背面図である。 図３に示したポール型アンテナ装置を、筒体を除いて示す、分解背面図である。 図４に示したポール型アンテナ装置の分解側面図である。 図１に示したポール型アンテナ装置に使用されるアンダーキャップの断面図である。 図１に示したポール型アンテナ装置に使用されるパッキンを示す図で、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。 図１に示したポール型アンテナ装置の分解正面断面図である。 図１に示したポール型アンテナ装置の外観を示す正面図である。 図１に示したポール型アンテナ装置の正面断面図を示す。 図１に示したポール型アンテナ装置に使用される、基板と筒体との配置関係を説明するための分解側面図である。 図１１に示した基板と筒体との配置関係を説明するための分解背面図である。 図１１に示した基板と筒体とを組み付けた状態を示す背面図である。 図１３の丸で囲んだ部分の拡大図である。 本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置の交差偏波特性（放射パターン）を説明するための図で、（Ａ）は本発明に係るアンテナ装置の透視斜視図であり、（Ｂ）は本発明に係るアンテナ装置の放射パターンを示す図である。 従来のアンテナ装置の交差偏波特性（放射パターン）を説明するための図で、（Ａ）は従来のアンテナ装置の透視斜視図であり、（Ｂ）は従来のアンテナ装置の放射パターンを示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るポール型アンテナ装置に使用されるアンテナパターン部分及びフェーズシフタ部分の展開図で、（Ａ）は第１の面（内周面）を示す平面図、（Ｂ）は第２の面（外周面）を示す平面図である。 図１７に示した導体パターンを持つ絶縁フィルム部材を丸めて筒状にした場合の外観を示した図である。

符号の説明

１０ ポール型アンテナ装置
１１ 筒体
２０ 可撓性の絶縁フィルム部材
２０Ａ アンテナパターン部分
２０Ｈ ヘリカルアンテナ部分
２０Ｌ ループアンテナ部分
２０Ｐ フェーズシフタ部分
２０−１ 第１の面（内周面）
２０−２ 第２の面（外周面）
２１〜２４、２１’〜２４’ ヘリカル導体（第１のアンテナパターン）
２５、２５’ フェーズシフタパターン（移相器）
２７ グランドパターン（シールド部材）
２８ ループ導体（第２のアンテナパターン）
４０ 外装ケース（シリンダ）

Claims (6)

1. 可撓性の絶縁フィルム部材を中心軸の回りで筒状に形成した筒体と、該筒体の周面に形成された複数本の導体から成るアンテナパターンとを有するアンテナ装置において、
   前記アンテナパターンは、前記中心軸方向で螺旋状に延在して形成されたヘリカルパターンと、前記筒体の上端部において前記ヘリカルパターンの端部と接続されるループパターンとから構成されていることを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記ヘリカルパターンは、前記中心軸方向で少なくとも１回反対方向へ屈曲した屈曲部を有する、請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記筒体の周面に、前記ヘリカルパターンと電気的に接続されて形成されたフェーズシフタパターンを更に有する、請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
4. 前記アンテナパターンと前記フェーズシフタパターンは、前記筒体の内周面に形成されており、
   前記筒体の外周面で、且つ前記フェーズシフタパターンが形成された場所と対応する面に形成されたグランドパターンを更に有する、請求項３に記載のアンテナ装置。
5. 前記筒体を覆う筒状の外装ケースを更に有する、請求項１乃至４のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
6. 前記ヘリカルパターンは、前記螺旋状に延在する部分の少なくとも一部がミアンダ状にされていることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
   

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