JP2515624B2 - アンテナ結合回路 - Google Patents
アンテナ結合回路Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/1271—Supports; Mounting means for mounting on windscreens
- H01Q1/1285—Supports; Mounting means for mounting on windscreens with capacitive feeding through the windscreen
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、容量結合によるアンテナ結合回路に関す
る。
る。
［従来の技術］ 自動車の窓ガラスに穴を開けずにその窓ガラスを通し
て高周波信号を伝送する手段としては種々知られてい
る。
て高周波信号を伝送する手段としては種々知られてい
る。
たとえば、ガラス等の絶縁体を挟んで両側にコイルを
対向させることによって誘導結合を行なう方法や、その
絶縁体を挟んで電極導体を対向させて容量を形成するこ
とによって容量結合を行なうコイル結合方法が知られて
いる。なお、これらの方法においては、伝送を効果的に
行なうために、目的周波数に同調させるようにしてい
る。
対向させることによって誘導結合を行なう方法や、その
絶縁体を挟んで電極導体を対向させて容量を形成するこ
とによって容量結合を行なうコイル結合方法が知られて
いる。なお、これらの方法においては、伝送を効果的に
行なうために、目的周波数に同調させるようにしてい
る。
［発明が解決しようとする課題］ 上記従来方法のうち、コイルによる誘導結合を行なう
ときには、通常、結合度Ｋ＝１の付近で使用される（結
合度Ｋは結合係数ｋと同調係数Ｑとの積である）。自動
車電話で使用される900MHzの周波数において、結合度Ｋ
＝１を得るために必要なコイル直径は、ガラス板厚の関
係から、少なくとも30mm程度である。また、この場合、
コイル長もほぼ同じく30mm必要になる。そして、このコ
イルを収納するケース（場合によっては金属ケース）の
寸法は上記の２倍程度になる。したがって、コイルによ
る誘導結合を採用したアンテナ結合回路を自動車用窓ガ
ラスに取り付ける場合、上記コイル部分が目障りとな
り、美観上からも好ましくなく、洗車するときに障害に
なるという問題がある。
ときには、通常、結合度Ｋ＝１の付近で使用される（結
合度Ｋは結合係数ｋと同調係数Ｑとの積である）。自動
車電話で使用される900MHzの周波数において、結合度Ｋ
＝１を得るために必要なコイル直径は、ガラス板厚の関
係から、少なくとも30mm程度である。また、この場合、
コイル長もほぼ同じく30mm必要になる。そして、このコ
イルを収納するケース（場合によっては金属ケース）の
寸法は上記の２倍程度になる。したがって、コイルによ
る誘導結合を採用したアンテナ結合回路を自動車用窓ガ
ラスに取り付ける場合、上記コイル部分が目障りとな
り、美観上からも好ましくなく、洗車するときに障害に
なるという問題がある。
一方、容量を通じて信号を伝達する上記従来方法にお
いては、同調させるためには、結合容量と組み合わせる
インダクタンス素子や同調キャビティを必要とする。し
たがって、上記コイルによる誘導結合を採用したアンテ
ナ結合回路の場合と同様の問題が発生する。
いては、同調させるためには、結合容量と組み合わせる
インダクタンス素子や同調キャビティを必要とする。し
たがって、上記コイルによる誘導結合を採用したアンテ
ナ結合回路の場合と同様の問題が発生する。
また、容量を通じて信号を伝達する方法としては、ガ
ラスを挟んで二対の電極を対向させる方法が存在する。
この方法において、同軸のような不平衡線を信号線とし
て使用した場合、二対の電極には極性が存在するので、
室内外のユニットの間で、対にすべき電極の取付方向を
同一にしなければらないという問題がある。つまり、も
し、対にすべき電極の取付方向を逆にする（構造的に逆
に取付ける）と、所定の性能がでないという問題があ
る。
ラスを挟んで二対の電極を対向させる方法が存在する。
この方法において、同軸のような不平衡線を信号線とし
て使用した場合、二対の電極には極性が存在するので、
室内外のユニットの間で、対にすべき電極の取付方向を
同一にしなければらないという問題がある。つまり、も
し、対にすべき電極の取付方向を逆にする（構造的に逆
に取付ける）と、所定の性能がでないという問題があ
る。
ところで、上記方法の他に、分布定数（平面）回路に
よる共振回路をガラスの面に対向させる方法が知られて
いる。しかし、この方法を採用した場合にも、目的とす
る結合度を得るためには、分布定数回路として広い面積
が必要となり、窓ガラスの視界を妨げるという問題があ
る。
よる共振回路をガラスの面に対向させる方法が知られて
いる。しかし、この方法を採用した場合にも、目的とす
る結合度を得るためには、分布定数回路として広い面積
が必要となり、窓ガラスの視界を妨げるという問題があ
る。
本発明は、ガラスの面から大きく突出することがな
く、また視界の妨げが少ない容量結合によるアンテナ結
合回路を提供することを目的とするものである。
く、また視界の妨げが少ない容量結合によるアンテナ結
合回路を提供することを目的とするものである。
［課題を解決する手段］ 本発明は、蛇行導体の一端に接続された対向電極であ
って、蛇行導体の面積よりも広い面積をもつ対向電極
と、蛇行導体の他端に接続された外周導体であって、蛇
行導体との間でインダクタンスを形成するとともに対向
電極との間で容量を形成する外周導体とを有するもので
ある。
って、蛇行導体の面積よりも広い面積をもつ対向電極
と、蛇行導体の他端に接続された外周導体であって、蛇
行導体との間でインダクタンスを形成するとともに対向
電極との間で容量を形成する外周導体とを有するもので
ある。
［作用］ 本発明は、蛇行導体の一端に接続された対向電極であ
って、蛇行導体の面積よりも広い面積をもつ対向電極
と、蛇行導体の他端に接続された外周導体であって、蛇
行導体との間でインダクタンスを形成するとともに対向
電極との間で容量を形成する外周導体とを有するので、
ガラスの面から大きく突出することがなく、また視界の
妨げが少ない。
って、蛇行導体の面積よりも広い面積をもつ対向電極
と、蛇行導体の他端に接続された外周導体であって、蛇
行導体との間でインダクタンスを形成するとともに対向
電極との間で容量を形成する外周導体とを有するので、
ガラスの面から大きく突出することがなく、また視界の
妨げが少ない。
［実施例］ 第１図は、本発明の一実施例を示す平面図である。
第１図に示すアンテナ結合回路C1は、蛇行導体10と対
向電極20と外周導体30とを有し、これらはプリント基板
で作られている。なお、蛇行導体10の部分を長円で囲ん
で示してある。
向電極20と外周導体30とを有し、これらはプリント基板
で作られている。なお、蛇行導体10の部分を長円で囲ん
で示してある。
対向電極20は、蛇行導体10の一端10aに接続され、こ
の蛇行導体10の面積よりも広い面積を有する電極であ
る。
の蛇行導体10の面積よりも広い面積を有する電極であ
る。
外周導体30は、蛇行導体10の他端10bに接続され、こ
の蛇行導体10との間でインダクタンスＬを形成するとと
もに対向電極20との間で容量Ｃを形成する導体である。
の蛇行導体10との間でインダクタンスＬを形成するとと
もに対向電極20との間で容量Ｃを形成する導体である。
また、外周導体30と蛇行導体10とによって形成された
インダクタンスＬと、外周導体30と対向電極20とによっ
て形成された容量Ｃとによって受信周波数の共振回路が
形成される。
インダクタンスＬと、外周導体30と対向電極20とによっ
て形成された容量Ｃとによって受信周波数の共振回路が
形成される。
ところで、外周導体30は第１図に示すように、上側の
横長部分30aと下側の横長部分30bとの２つの横長部分が
設けられている。これら横長部分が２つ設けられている
と、その横長部分が１つのみ設けられている場合（つま
り、外周導体30がＬ字状である場合）よりも、蛇行導体
10との間で形成されるインダクタンスと対向電極20との
間で形成される容量とが多くなり、それぞれ約２倍にな
る。そして、そのインダクタンスが並列になった分だけ
Ｑが増え、共振特性が向上する。
横長部分30aと下側の横長部分30bとの２つの横長部分が
設けられている。これら横長部分が２つ設けられている
と、その横長部分が１つのみ設けられている場合（つま
り、外周導体30がＬ字状である場合）よりも、蛇行導体
10との間で形成されるインダクタンスと対向電極20との
間で形成される容量とが多くなり、それぞれ約２倍にな
る。そして、そのインダクタンスが並列になった分だけ
Ｑが増え、共振特性が向上する。
なお、第１図において、蛇行導体10の線幅は、1.5mm
程度であり、この幅を広くするとインダクタンスＬが低
下する。また、蛇行導体10と外周導体30との距離は、蛇
行導体10の線幅とほぼ同じに設定してある。また、対向
電極20は、上記実施例においてはほぼ長方形をなしてい
るが、この形状は、丸、三角、四角等の他の形状であっ
てもよい。また、外周導体30の線幅は、蛇行導体10の線
幅のほぼ倍に設定してあるが、通過ロスが最低になるよ
うに定めればよい。
程度であり、この幅を広くするとインダクタンスＬが低
下する。また、蛇行導体10と外周導体30との距離は、蛇
行導体10の線幅とほぼ同じに設定してある。また、対向
電極20は、上記実施例においてはほぼ長方形をなしてい
るが、この形状は、丸、三角、四角等の他の形状であっ
てもよい。また、外周導体30の線幅は、蛇行導体10の線
幅のほぼ倍に設定してあるが、通過ロスが最低になるよ
うに定めればよい。
上記数値は一例であって、他の値でもよく、受信周波
数、必要な結合度等によって、任意に変えることができ
る。たとえば、第１図に示すようなアンテナ結合回路C1
を実際に作成したところ、インダクタンスＬが不足なら
ば、外周導体10をもっと長くすればよい。なお、より低
い周波数の信号を受信する場合には、インダクタンスを
より多く必要とする。
数、必要な結合度等によって、任意に変えることができ
る。たとえば、第１図に示すようなアンテナ結合回路C1
を実際に作成したところ、インダクタンスＬが不足なら
ば、外周導体10をもっと長くすればよい。なお、より低
い周波数の信号を受信する場合には、インダクタンスを
より多く必要とする。
第２図は、上記実施例を同軸ケーブル40に接続した例
を示す図である。
を示す図である。
第２図において、同軸ケーブル40の外被導体が外周導
体30と接続され、同軸ケーブル40の芯線が蛇行導体10に
接続されている。なお、給電インピーダンス値が高いと
きには、同軸ケーブル40の芯線を対向電極20に接続する
ようにしてもよい。
体30と接続され、同軸ケーブル40の芯線が蛇行導体10に
接続されている。なお、給電インピーダンス値が高いと
きには、同軸ケーブル40の芯線を対向電極20に接続する
ようにしてもよい。
第３図は、上記実施例において、ガラス50を介して、
２つのアンテナ結合回路C1を互いに対向させた例を示す
図である。
２つのアンテナ結合回路C1を互いに対向させた例を示す
図である。
第３図においてガラス50の車外側にアンテナ結合回路
C1を貼り付け、第２図に示すように同軸ケーブル40を接
続しその同軸ケーブル40の他端にアンテナを結合してあ
る。そして、ガラス50の車内側に別のアンテナ結合回路
C1を接続し、この車内側のアンテナ結合回路C1と受信機
とを同軸ケーブル40によって接続する。
C1を貼り付け、第２図に示すように同軸ケーブル40を接
続しその同軸ケーブル40の他端にアンテナを結合してあ
る。そして、ガラス50の車内側に別のアンテナ結合回路
C1を接続し、この車内側のアンテナ結合回路C1と受信機
とを同軸ケーブル40によって接続する。
ところで、従来の平面回路（分布定数回路）において
は、自動車電話の周波数900MHz程度では、約150×25mm
の面積が必要であるが、上記実施例においては、約45×
25mmの面積で足りる。このように上記実施例において面
積を狭くできるのは、共振回路に必要なインダクタンス
Ｌを得るために、蛇行導体10のように、その長手方向の
長さを短くしてあるためである。
は、自動車電話の周波数900MHz程度では、約150×25mm
の面積が必要であるが、上記実施例においては、約45×
25mmの面積で足りる。このように上記実施例において面
積を狭くできるのは、共振回路に必要なインダクタンス
Ｌを得るために、蛇行導体10のように、その長手方向の
長さを短くしてあるためである。
第３図において、２つのアンテナ結合回路C1は同じ方
向に向いてセットされている。つまり、車内側または車
外側から見た場合、１つのアンテナ結合回路C1のみがガ
ラス50に張付けられているように見える。これを２つの
アンテナ結合回路C1の互いのずれ角を０度とすると、そ
のずれ角が約180度であれば０度の場合と同じ結合度に
なる。２つのアンテナ結合回路C1をガラス50に貼り付け
る場合、そのずれ角は限定されないが、ずれ角が90度で
あると結合度が少なくなる。
向に向いてセットされている。つまり、車内側または車
外側から見た場合、１つのアンテナ結合回路C1のみがガ
ラス50に張付けられているように見える。これを２つの
アンテナ結合回路C1の互いのずれ角を０度とすると、そ
のずれ角が約180度であれば０度の場合と同じ結合度に
なる。２つのアンテナ結合回路C1をガラス50に貼り付け
る場合、そのずれ角は限定されないが、ずれ角が90度で
あると結合度が少なくなる。
また、２つのアンテナ結合回路C1をガラス50を介して
貼り付ける場合、両面接着テープ等を使用し、静電容量
を多くするためには、アンテナ結合回路C1を構成するプ
リント基板の銅箔面をガラス50側に設定することが好ま
しい。しかし、防水性の点からは必ずしも銅箔面をガラ
ス50側に設定する必要はない。すなわち、アンテナ結合
回路C1はモールドされるが、両面接着テープは通常、吸
湿性を有するので、雨水が両面接着テープに浸透し、絶
縁劣化等の問題を起こし、これを防止するためには、銅
箔面をガラス50と反対側に設定することが好ましい。
貼り付ける場合、両面接着テープ等を使用し、静電容量
を多くするためには、アンテナ結合回路C1を構成するプ
リント基板の銅箔面をガラス50側に設定することが好ま
しい。しかし、防水性の点からは必ずしも銅箔面をガラ
ス50側に設定する必要はない。すなわち、アンテナ結合
回路C1はモールドされるが、両面接着テープは通常、吸
湿性を有するので、雨水が両面接着テープに浸透し、絶
縁劣化等の問題を起こし、これを防止するためには、銅
箔面をガラス50と反対側に設定することが好ましい。
さらに、結合回路C1を両面プリント基板で構成し、そ
の両面プリント基板の一方の面（両面接着テープを貼る
側の面）に、蛇行導体10、対向電極20、外周導体30のう
ちの１つまたは２つを設け、その残りを上記両面プリン
ト基板の他方の面（両面接着テープを貼らない側の面）
に設けるようにしてもよい。もちろん、蛇行導体10と対
向電極20と外周導体30とは、第１図に示すように電気的
に接続される。
の両面プリント基板の一方の面（両面接着テープを貼る
側の面）に、蛇行導体10、対向電極20、外周導体30のう
ちの１つまたは２つを設け、その残りを上記両面プリン
ト基板の他方の面（両面接着テープを貼らない側の面）
に設けるようにしてもよい。もちろん、蛇行導体10と対
向電極20と外周導体30とは、第１図に示すように電気的
に接続される。
この場合、ガラス50の車外側に設けられる結合回路C1
の対向電極20と、車内側に設けられる結合回路C1の対向
電極20との間の静電容量を増加させるためには、上記両
面プリント基板のガラス50側の面（両面接着テープを貼
る側の面）に対向電極20を設置することが好ましい。ま
た、防水性の点からは、上記両面プリント基板のガラス
50と反対側の面（両面接着テープを貼らない側の面）に
蛇行導体10と外周導体30とを設置することが好ましい。
の対向電極20と、車内側に設けられる結合回路C1の対向
電極20との間の静電容量を増加させるためには、上記両
面プリント基板のガラス50側の面（両面接着テープを貼
る側の面）に対向電極20を設置することが好ましい。ま
た、防水性の点からは、上記両面プリント基板のガラス
50と反対側の面（両面接着テープを貼らない側の面）に
蛇行導体10と外周導体30とを設置することが好ましい。
さらに、外周導体30も静電容量に関係があるので、そ
の静電容量をより一層増加させる場合には、上記両面プ
リント基板のガラス50側の面に対向電極20と外周導体30
を設置し、両面プリント基板のガラス50と反対側の面に
蛇行導体10を設置することが好ましい。
の静電容量をより一層増加させる場合には、上記両面プ
リント基板のガラス50側の面に対向電極20と外周導体30
を設置し、両面プリント基板のガラス50と反対側の面に
蛇行導体10を設置することが好ましい。
第４図は、上記実施例の変形例を示す図である。
同図（１）に示すように、ガラス50の車内側は、第３
図に示す例と同様であるが、ガラス50の車外側には対向
電極20のみで構成されたアンテナ結合回路C2が取り付け
られ、このアンテナ結合回路C2にアンテナＡが接続され
ている。第４図（２）は、アンテナ結合回路C2の平面図
である。第４図に示す場合においては、アンテナＡは、
λ/2（λは受信周波数の波長）の整数倍の長さを有する
アンテナ（電圧給電タイプ）である必要がある。
図に示す例と同様であるが、ガラス50の車外側には対向
電極20のみで構成されたアンテナ結合回路C2が取り付け
られ、このアンテナ結合回路C2にアンテナＡが接続され
ている。第４図（２）は、アンテナ結合回路C2の平面図
である。第４図に示す場合においては、アンテナＡは、
λ/2（λは受信周波数の波長）の整数倍の長さを有する
アンテナ（電圧給電タイプ）である必要がある。
第５図は、本発明の他の実施例を示すアンテナ結合回
路の平面図である。
路の平面図である。
第５図に示す実施例においては、第１図に示す実施例
の外周導体30を環状にした外周導体31が設けられてい
る。蛇行導体10、対向電極20については第１図に示す実
施例と同じである。
の外周導体30を環状にした外周導体31が設けられてい
る。蛇行導体10、対向電極20については第１図に示す実
施例と同じである。
第６図は、本発明のさらに他の実施例を示す平面図で
ある。
ある。
第６図（１）は、外周導体32の中に蛇行導体10と対向
電極20とが設けられている点は、第５図に示す実施例と
同じであるが、外周導体32と対向電極20との間に第２の
蛇行導体11が接続され、対向電極20からみて蛇行導体10
と反対側に第２の蛇行導体11が設けられている。
電極20とが設けられている点は、第５図に示す実施例と
同じであるが、外周導体32と対向電極20との間に第２の
蛇行導体11が接続され、対向電極20からみて蛇行導体10
と反対側に第２の蛇行導体11が設けられている。
第６図（２）は、第６図（１）に示す実施例の変形例
を示す図である。
を示す図である。
第６図（１）に示す実施例は、第１図に示すアンテナ
結合回路C1を対向電極20の中心で点対称にした回路を、
第１図に示すアンテナ回路C1に接続した回路であるが、
第６図（２）に示す実施例は、第１図に示す実施例を、
対向電極20の中央部分で線対称にした回路を、第１図に
示すアンテナ回路C1に接続した回路である。
結合回路C1を対向電極20の中心で点対称にした回路を、
第１図に示すアンテナ回路C1に接続した回路であるが、
第６図（２）に示す実施例は、第１図に示す実施例を、
対向電極20の中央部分で線対称にした回路を、第１図に
示すアンテナ回路C1に接続した回路である。
第７図は、本発明のさらに他の実施例を示す図であ
る。
る。
第７図（１）は、第１図に示すアンテナ結合回路C1の
外周導体30をＣ字状の外周導体33にしたものであり、同
図（２）は、第６図（１）に示すアンテナ結合回路C4の
外周導体32を円状にした外周導体34を設けたものであ
る。
外周導体30をＣ字状の外周導体33にしたものであり、同
図（２）は、第６図（１）に示すアンテナ結合回路C4の
外周導体32を円状にした外周導体34を設けたものであ
る。
なお、第５図、第６図に示した実施例のうち、外周導
体31、32を五角形、六角形等の他の形状の環状にしても
よい。
体31、32を五角形、六角形等の他の形状の環状にしても
よい。
上記実施例においては、ガラス50を介してアンテナ結
合回路を対向させているが、ガラス以外にも、プラスチ
ックボディー等の絶縁物を介してアンテナ結合回路を対
向させるようにしてもよい。
合回路を対向させているが、ガラス以外にも、プラスチ
ックボディー等の絶縁物を介してアンテナ結合回路を対
向させるようにしてもよい。
［発明の効果］ 本発明によれば、アンテナ結合回路の形状を小さくす
ることができるという効果を奏する。
ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の一実施例を示す平面図である。 第２図は、上記実施例に同軸ケーブルを接続した状態を
示す図である。 第３図は、上記実施例において、ガラスを介して、２つ
のアンテナアンテナ結合回路を互いに対向させた例を示
す図である。 第４図（１）、（２）は、第３図に示す実施例の変形例
を示す図である。 第５図は、本発明の他の実施例を示す平面図である。 第６図（１）、（２）は、本発明のさらに他の実施例を
示す平面図である。 第７図（１）、（２）は、上記実施例のうち外周導体を
変形した例を示す図である。 C1〜C7……アンテナ結合回路、 10、11、12……蛇行導体、 20……対向電極、 30〜34……外周導体、 40……同軸ケーブル、 50……ガラス。
示す図である。 第３図は、上記実施例において、ガラスを介して、２つ
のアンテナアンテナ結合回路を互いに対向させた例を示
す図である。 第４図（１）、（２）は、第３図に示す実施例の変形例
を示す図である。 第５図は、本発明の他の実施例を示す平面図である。 第６図（１）、（２）は、本発明のさらに他の実施例を
示す平面図である。 第７図（１）、（２）は、上記実施例のうち外周導体を
変形した例を示す図である。 C1〜C7……アンテナ結合回路、 10、11、12……蛇行導体、 20……対向電極、 30〜34……外周導体、 40……同軸ケーブル、 50……ガラス。
Claims (2)
- 【請求項１】蛇行導体と； この蛇行導体の一端に接続された対向電極であって、上
記蛇行導体の面積よりも広い面積をもつ第１の対向電極
と； 上記蛇行導体の他端に接続された外周導体であって、上
記蛇行導体との間でインダクタンスを形成するとともに
上記対向電極との間で容量を形成する外周導体と； を有し、上記外周導体と上記蛇行導体とによって形成さ
れるインダクタンスと、上記外周導体と上記対向電極と
によって形成されている容量とによって受信周波数の共
振回路が形成されている平面回路と、上記対向電極とほ
ぼ同じ第２の対向電極とが設けられ、上記蛇行導体また
は上記第１の対向電極と上記外周導体とに信号線が接続
され、上記第２の対向電極にアンテナが接続され、上記
平面回路と上記第２の対向電極とが絶縁物を介して対向
して設置されることを特徴とするアンテナ結合回路。 - 【請求項２】蛇行導体と； この蛇行導体の一端に接続された対向電極であって、上
記蛇行導体の面積よりも広い面積をもつ対向電極と； 上記蛇行導体の他端に接続された外周導体であって、上
記蛇行導体との間でインダクタンスを形成するとともに
上記対向電極との間で容量を形成する外周導体と； を有し、上記外周導体と上記蛇行導体とによって形成さ
れているインダクタンスと、上記外周導体と上記対向電
極とによって形成されている容量とによって受信周波数
の共振回路が形成されている平面回路が２つ設けられ、
上記蛇行導体または上記対向電極と、上記外周導体とに
信号線が接続され、上記２つの平面回路は絶縁物を介し
て対向して設置されることを特徴とするアンテナ結合回
路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2296653A JP2515624B2 (ja) | 1990-11-01 | 1990-11-01 | アンテナ結合回路 |
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