JP2005286801A - On-vehicle antenna device and method of mounting the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、板状アンテナまたは線状アンテナからなるアンテナを備えた車載アンテナ装置および少なくとも下面部が車両の後方側から前方側へ向かって下方へ傾斜する形状に形成されてなるインストルメントパネルの下方に前記車載アンテナ装置を搭載する方法に関する。 The present invention relates to an in-vehicle antenna device provided with an antenna composed of a plate antenna or a linear antenna, and a lower part of an instrument panel in which at least a lower surface portion is formed to be inclined downward from the rear side to the front side of the vehicle. The present invention relates to a method for mounting the vehicle-mounted antenna device.
従来より、例えば変形伝送線路型アンテナからなる板状アンテナを備えたアンテナ装置が供されている(例えば特許文献1参照)。
ところで、板状アンテナとしては上記した変形伝送線路型アンテナの他に逆Fアンテナや逆Lアンテナなども存在するが、この種の板状アンテナでは、その高さを低くするほどアンテナ単体の利得性能が減少すると共に、その搭載位置を低くするほど搭載時の利得性能が減少する性質を有している。その一方で、近年では、運転の妨げにならないなどの理由からインストルメントパネルの下方に車載アンテナ装置を搭載する構成が考えられている。 By the way, as a plate-like antenna, there are an inverted F antenna and an inverted L antenna in addition to the above-described modified transmission line type antenna. In this type of plate-like antenna, the gain performance of the antenna itself is reduced as the height is lowered. And the gain performance at the time of mounting decreases as the mounting position is lowered. On the other hand, in recent years, a configuration in which an in-vehicle antenna device is mounted below the instrument panel has been considered for reasons such as not hindering driving.
しかしながら、インストルメントパネルの下方に板状アンテナを備えた車載アンテナ装置を搭載する構成では、インストルメントパネルの下面部の形状が車両の後方側から前方側へ向かって下方へ傾斜しているのが一般的であるという事情から、その高さを低くしたり、その搭載位置を低くしたりする必要があり、そうなると、上記した理由によりアンテナ単体の利得性能や搭載時の利得性能が減少するという問題がある。 However, in the configuration in which the vehicle-mounted antenna device having a plate-like antenna is mounted below the instrument panel, the shape of the lower surface portion of the instrument panel is inclined downward from the rear side to the front side of the vehicle. Due to the general circumstances, it is necessary to reduce the height or the mounting position of the antenna, and in that case, the gain performance of the antenna alone or the gain performance at the time of mounting decreases due to the above-mentioned reasons. There is.
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、インストルメントパネルの下方に搭載可能にしながらも、アンテナ単体の利得性能や搭載時の利得性能が減少することを未然に回避することができる車載アンテナ装置および車載アンテナ装置の搭載方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and its purpose is to reduce the gain performance of the antenna alone and the gain performance of the antenna while it can be mounted below the instrument panel. An object of the present invention is to provide an in-vehicle antenna device and a mounting method of the in-vehicle antenna device that can be avoided.
請求項1に記載した発明によれば、板状アンテナまたは線状アンテナからなるアンテナの少なくとも先端側を、車両の後方側から前方側へ向かって下方へ傾斜する形状に形成されてなるインストルメントパネルの下面部の形状に沿うように一方側から他方側へ向かって下方へ傾斜する形状に形成したので、その傾斜された先端側を車両の前方側に配置するように車載アンテナ装置を搭載することにより、アンテナの高さを低くすることなく、また、アンテナの搭載位置を低くすることなく、インストルメントパネルの下方に車載アンテナ装置を搭載することができる。これにより、インストルメントパネルの下方に搭載可能にしながらも、アンテナ単体の利得性能や搭載時の利得性能が減少することを未然に回避することができる。 According to the first aspect of the present invention, an instrument panel is formed in which at least the front end side of an antenna composed of a plate antenna or a linear antenna is inclined downward from the rear side to the front side of the vehicle. The vehicle-mounted antenna device is mounted so that the inclined front end side is disposed on the front side of the vehicle. Thus, the vehicle-mounted antenna device can be mounted below the instrument panel without lowering the height of the antenna and without lowering the mounting position of the antenna. As a result, it is possible to prevent the gain performance of the antenna alone and the gain performance at the time of mounting from being reduced, while being able to be mounted below the instrument panel.
すなわち、本発明によれば、アンテナ性能に影響を及ぼさない先端側を、一方側から他方側へ向かって下方へ傾斜する形状に形成することにより、アンテナの高さを低くすることなく、また、アンテナの搭載位置を低くすることなく、インストルメントパネルの下方に車載アンテナ装置を搭載することができる。 That is, according to the present invention, by forming the tip side that does not affect the antenna performance into a shape that is inclined downward from one side to the other side, without reducing the height of the antenna, The in-vehicle antenna device can be mounted below the instrument panel without lowering the mounting position of the antenna.
請求項2に記載した発明によれば、アンテナを覆うカバーの少なくとも先端側も、インストルメントパネルの下面部の形状に沿うように一方側から他方側へ向かって下方へ傾斜する形状に形成したので、アンテナをカバーにより機械的に保護すると共に他の導体から電気的に絶縁した状態で、アンテナの高さを低くすることなく、また、アンテナの搭載位置を低くすることなく、インストルメントパネルの下方に車載アンテナ装置を搭載することができる。
According to the invention described in
請求項3に記載した発明によれば、アンテナの傾斜された先端側にあってグランド板に対向する面とグランド板との間のインピーダンスをZ、アンテナが送信または受信する電波の周波数をf、アンテナの傾斜された先端側にあってグランド板に対向する面とグランド板との間の静電容量をC、誘電率をε、アンテナの傾斜された先端側にあってグランド板に対向する面の面積をS、アンテナの傾斜された先端側にあってグランド板に対向する面とグランド板との間の距離をd、所定のインピーダンスをZ0とした場合に、アンテナの少なくとも先端側を、
Z=1/(ω・C)=1/(2πf・C)>Z0
C=ε・S/d
の関係を満たすように、インストルメントパネルの下面部の形状に沿うように一方側から他方側へ向かって下方へ傾斜する形状に形成した。
According to the invention described in
Z = 1 / (ω · C) = 1 / (2πf · C)> Z0
C = ε · S / d
In order to satisfy this relationship, it was formed in a shape that inclines downward from one side to the other side so as to follow the shape of the lower surface portion of the instrument panel.
これにより、上記した関係を満たすことにより、アンテナの傾斜された先端側とグランド板との間で容量結合が発生してアンテナからグランド板へ漏れ電流が流れることを未然に回避することができ、アンテナ性能が低下することを未然に回避することができ、アンテナ性能を適切に確保することができる。尚、この場合、所定のインピーダンスZ0の値は、アンテナが送信または受信する電波の周波数fなどにより決定されるものである。 Thereby, by satisfying the relationship described above, it is possible to avoid in advance that leakage current flows from the antenna to the ground plate due to capacitive coupling between the inclined tip side of the antenna and the ground plate, A decrease in antenna performance can be avoided in advance, and the antenna performance can be ensured appropriately. In this case, the value of the predetermined impedance Z0 is determined by the frequency f of the radio wave transmitted or received by the antenna.
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態について、図1および図2を参照して説明する。図1は、車載アンテナ装置において、本発明の要部を示している。車載アンテナ装置1は、変形伝送線路型アンテナである変形折返しモノポールアンテナ2(本発明でいう板状アンテナ)がグランド板3に搭載されており、変形折返しモノポールアンテナ2とグランド板3とがカバー4により上方から覆われるように構成されている。この場合、カバー4は、変形折返しモノポールアンテナ2およびグランド板3を機械的に保護すると共に他の導体から電気的に絶縁するためのものである。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 shows a main part of the present invention in an in-vehicle antenna device. The in-vehicle antenna device 1 includes a modified folded monopole antenna 2 (a plate-like antenna referred to in the present invention), which is a modified transmission line type antenna, mounted on a
変形折返しモノポールアンテナ2は、1本のエレメントからなり、略平行な2本の辺部5,6を有するように折返し構造7がエレメントの略中間点に形成されている。2本の辺部5,6の各々は、その途中部位で折曲げ構造8,9により略直角に曲げられており、グランド板3に対して略平行な部分が水平部10,11とされていると共に、グランド板3に対して垂直な部分(立上っている部分)が立上り部12,13とされている。また、変形折返しモノポールアンテナ2は、そのエレメントの一端側2aが幅広に形成されてグランド板3に対して接するようにネジ14によりグランド板3の上面部3aにネジ止めされていると共に、そのエレメントの他端側2bがグランド板3の上面部3aに対して接しないように所定間隔を存して配置されている(グランド板3から浮いている)。
The modified folded
この場合、変形折返しモノポールアンテナ2は、例えば「800MHz」帯域の電波を送受信するための移動電話用アンテナであれば、エレメントの一端側2aから折返し構造7の中央部までの長さと、折返し構造7の中央部からエレメントの他端側2bまでの長さとは、それぞれ「800MHz」帯域の電波の波長に「1/4」を乗じた長さに構成されている。つまり、変形折返しダイポールアンテナ2は、エレメントの全長が「800MHz」帯域の電波の波長に「1/2」を乗じた長さに構成されている。そして、同軸ケーブル15は、その内側導体15aがグランド板3に対して接していないエレメントの他端側2bに接続されていると共に、その外側導体15bがグランド板3の上面部3aに接続されている。
In this case, if the modified folded
ここで、変形折返しモノポールアンテナ2の先端側16(本発明でいうアンテナの先端側)の形状について説明する。図2にも示すように、変形折返しモノポールアンテナ2の先端側16、つまり、折返し構造7にあって略平行な2本の辺部5,6とは反対側(図1中左側)は、インストルメントパネル17の下面部17aが車両の後方側から前方側(図1中右側から左側)へ向かって下方へ傾斜する形状に形成されていることに伴って、一方側から他方側(図1中右側から左側)へ向かって傾斜する形状に形成されており、その傾斜角度は、インストルメントパネル17の下面部17aの形状に沿っている。
Here, the shape of the distal end side 16 (the distal end side of the antenna in the present invention) of the modified folded
この場合、変形折返しモノポールアンテナ2の先端側16は、グランド板3に対向する面16aが形成されるように成形されており、そのグランド板3に対向する面16aとグランド板3との間のインピーダンスをZ、変形折返しモノポールアンテナ2が送信または受信する電波の周波数をf、そのグランド板3に対向する面16aとグランド板3との間の静電容量をC、誘電率をε、そのグランド板3に対向する面16aの面積をS、そのグランド板3に対向する面16aとグランド板3との間の距離をd、所定のインピーダンスをZ0とすると、
Z=1/(ω・C)=1/(2πf・C)>Z0 … (1)
C=ε・S/d … (2)
の関係を満たすように傾斜されている。
In this case, the
Z = 1 / (ω · C) = 1 / (2πf · C)> Z0 (1)
C = ε · S / d (2)
Inclined to satisfy the relationship.
上記した(1)式,(2)式では、変形折返しモノポールアンテナ2が送信または受信する電波の周波数f(例えば「800MHz」),誘電率ε,グランド板3に対向する面16aの面積S,所定のインピーダンスZ0(例えば「50Ω」)については、予め設定したり計算したりすることが可能であるので、それら設定されたり計算されたりした変数を代入することにより、グランド板3に対向する面16aとグランド板3との間の距離dを算出することができる。
In the above equations (1) and (2), the frequency f (for example, “800 MHz”) of the radio wave transmitted or received by the modified folded
すなわち、グランド板3に対向する面16aとグランド板3との間の距離dを、上記した関係を満たす値に確保することにより、先端側16にあってグランド板3に対向する面16aとグランド板3との間で容量結合が発生して変形折返しモノポールアンテナ2からグランド板3へ漏れ電流が流れることを未然に回避することができる。
That is, by securing the distance d between the
そして、上記した構成では、例えば樹脂を材料としてなるカバー4の先端側18(本発明でいうカバーの先端側)も、上記した変形折返しモノポールアンテナ2の先端側16と同様にして、インストルメントパネル17の下面部17aが車両の後方側から前方側へ向かって下方へ傾斜する形状に形成されていることに伴って、一方側から他方側へ向かって傾斜する形状に形成されている。
In the above-described configuration, for example, the front end side 18 (the front end side of the cover referred to in the present invention) made of resin is also used in the same manner as the
以上に説明したように第1の実施形態によれば、車載アンテナ装置1において、変形折返しモノポールアンテナ2の先端側16を、インストルメントパネル17の下面部17aの形状に沿うように一方側から他方側へ向かって下方へ傾斜する形状に形成したので、その傾斜された先端側16を車両の前方側に配置するように車載アンテナ装置1を搭載することにより、変形折返しモノポールアンテナ2の高さを低くすることなく、また、変形折返しモノポールアンテナ2の搭載位置を低くすることなく、インストルメントパネル17の下方に車載アンテナ装置1を搭載することができる。これにより、インストルメントパネルの下方に搭載可能にしながらも、アンテナ単体の利得性能や搭載時の利得性能が減少することを未然に回避することができる。
As described above, according to the first embodiment, in the vehicle-mounted antenna device 1, the
また、この場合、形折返しモノポールアンテナ2を覆うカバー4の先端側18も、インストルメントパネル17の下面部17aに沿うように一方側から他方側へ向かって下方へ傾斜する形状に形成したので、変形折返しモノポールアンテナ2をカバー4により機械的に保護すると共に他の導体から電気的に絶縁した状態で、変形折返しモノポールアンテナの高さを低くすることなく、また、変形折返しモノポールアンテナ2の搭載位置を低くすることなく、インストルメントパネル17の下方に車載アンテナ装置1を搭載することができる。
Further, in this case, the
さらに、この場合、変形折返しモノポールアンテナ2の先端側16を、上記した(1)式,(2)式の関係を満たすように傾斜する形状に形成したので、変形折返しモノポールアンテナ2の先端側16とグランド板3との間で容量結合が発生して変形折返しモノポールアンテナ2からグランド板3へ漏れ電流が流れることを未然に回避することができ、アンテナ性能が低下することを未然に回避することができ、アンテナ性能を適切に確保することができる。
Further, in this case, the
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について、図3を参照して説明する。尚、上記した第1の実施形態と同一部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。この第2の実施形態は、2本の変形折返しモノポールアンテナがグランド板3に並んで配設されていることを特徴とする。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, description is abbreviate | omitted about the same part as above-mentioned 1st Embodiment, and a different part is demonstrated. The second embodiment is characterized in that two modified folded monopole antennas are arranged side by side on the
すなわち、車載アンテナ装置21は、変形折返しモノポールアンテナ22,23がグランド板3に搭載されており、変形折返しモノポールアンテナ22,23とグランド板3とがカバー4により上方から覆われるように構成されている。変形折返しモノポールアンテナ22は、第1の実施形態で説明した変形折返しモノポールアンテナ2と同一の形状に構成されており、一方、変形折返しモノポールアンテナ23は、第1の実施形態で説明した変形折返しモノポールアンテナ2にあって長手方向の左右が交替された(入替えられた)形状に構成されている。そして、これら変形折返しモノポールアンテナ22,23の先端側24,25も、第1の実施形態で説明した変形折返しモノポールアンテナ2の先端部と同様にして、インストルメントパネル17の下面部17aが車両の後方側から前方側へ向かって下方へ傾斜する形状に形成されていることに伴って、一方側から他方側(図3中右側から左側)へ向かって傾斜する形状に形成されている。
That is, the in-
尚、この第2の実施形態では、変形折返しモノポールアンテナ22,23の各々のエレメントが同一の長さに構成されていれば、ダイバーシチ受信を実現することができ、一方、変形折返しモノポールアンテナ22,23の各々のエレメントが互いに異なる長さに構成されていれば、周波数帯域が互いに異なる多周波に対応する多周波共用アンテナを実現することができる。
In the second embodiment, diversity reception can be realized if the elements of the modified folded
以上に説明したように第2の実施形態によれば、車載アンテナ装置21において、変形折返しモノポールアンテナ22,23の先端側24,25を、インストルメントパネル17の下面部17aの形状に沿うように一方側から他方側へ向かって下方へ傾斜する形状に形成したので、その傾斜された先端側24,25を車両の前方側に配置するように車載アンテナ装置21を搭載することにより、上記した第1の実施形態と同様の作用効果を得ることができ、つまり、変形折返しモノポールアンテナ22,23の高さを低くすることなく、また、変形折返しモノポールアンテナ22,23の搭載位置を低くすることなく、インストルメントパネル17の下方に車載アンテナ装置21を搭載することができる。また、この第2の実施形態では、ダイバーシチ受信や多周波共用アンテナを実現することができる。
As described above, according to the second embodiment, in the vehicle-mounted
(その他の実施形態)
本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形または拡張することができる。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified or expanded as follows.
板状アンテナとして変形折返しモノポールアンテナが採用される構成に限らず、逆Fアンテナや逆Lアンテナなどの他の板状アンテナが採用される構成であっても良く、また、これらの板状アンテナが採用される構成に限らず、線状アンテナが採用される構成であっても良い。また、例えば「1.5GHz」帯域や「2GHz」帯域の電波を送受信するための移動電話用アンテナが採用される構成であっても良いし、これらの移動電話用アンテナが採用される構成に限らず、無線LAN用アンテナや近距離無線通信用アンテナが採用される構成であっても良い。 The configuration is not limited to a configuration in which a modified folded monopole antenna is used as the plate-like antenna, and may be a configuration in which other plate-like antennas such as an inverted F antenna and an inverted L antenna are adopted. The configuration is not limited to the configuration in which the linear antenna is used. Further, for example, a configuration in which a mobile phone antenna for transmitting and receiving radio waves in the “1.5 GHz” band and the “2 GHz” band may be employed, and the configuration is not limited to the configuration in which these mobile phone antennas are employed. Alternatively, a configuration in which a wireless LAN antenna or a short-range wireless communication antenna is employed may be employed.
アンテナは、その先端側が直線形状に傾斜されている形状に限らず、その先端側が曲線形状(カーブ形状)に傾斜されている形状であっても良い。また、アンテナにあって先端側のみが傾斜されている形状に限らず、アンテナにあってグランド板に対して略平行な部分(水平部)が全体的に傾斜されている形状であっても良い。 The shape of the antenna is not limited to the shape in which the tip side is inclined in a linear shape, and the shape in which the tip side is inclined in a curved shape (curve shape) may be used. Further, the shape of the antenna is not limited to the shape in which only the tip side is inclined, and the shape in which the antenna is substantially parallel to the ground plate (horizontal portion) may be inclined overall. .
図面中、1は車載アンテナ装置、2は変形折返しモノポールアンテナ(板状アンテナ)、3はグランド板、4はカバー、16は変形折返しモノポールアンテナの先端側(アンテナの先端側)、17はインストルメントパネル、17aは下面部、18はカバーの先端側
、21は車載アンテナ装置、22,23は変形折返しモノポールアンテナ(板状アンテナ)、24,25は変形折返しモノポールアンテナの先端側(アンテナの先端側)である。
In the drawings, 1 is an in-vehicle antenna device, 2 is a modified folded monopole antenna (plate antenna), 3 is a ground plate, 4 is a cover, 16 is the tip side of the modified folded monopole antenna (tip side of the antenna), 17 is An instrument panel, 17a is a lower surface portion, 18 is a front end side of a cover, 21 is an in-vehicle antenna device, 22 and 23 are modified folded monopole antennas (plate antennas), and 24 and 25 are distal end sides of the modified folded monopole antennas ( Antenna tip side).
Claims (4)
前記アンテナは、少なくとも先端側がインストルメントパネルの下面部の形状に沿うように一方側から他方側へ向かって下方へ傾斜する形状に形成されていることを特徴とする車載アンテナ装置。 An in-vehicle antenna device provided with an antenna composed of a plate antenna or a linear antenna and mounted at the bottom of an instrument panel formed with a shape in which at least a lower surface portion is inclined downward from the rear side to the front side of the vehicle. There,
The in-vehicle antenna device according to claim 1, wherein the antenna is formed in a shape that is inclined downward from one side to the other side so that at least a tip side thereof follows a shape of a lower surface portion of the instrument panel.
前記アンテナを覆うカバーを備え、
前記カバーも、少なくとも先端側がインストルメントパネルの下面部の形状に沿うように一方側から他方側へ向かって下方へ傾斜する形状に形成されていることを特徴とする車載アンテナ装置。 In the vehicle-mounted antenna device according to claim 1,
A cover covering the antenna;
The in-vehicle antenna device according to claim 1, wherein the cover is also formed in a shape that inclines downward from one side to the other side so that at least a tip side thereof follows a shape of a lower surface portion of the instrument panel.
前記アンテナの傾斜された先端側にあってグランド板に対向する面とグランド板との間のインピーダンスをZ、前記アンテナが送信または受信する電波の周波数をf、前記アンテナの傾斜された先端側にあってグランド板に対向する面とグランド板との間の静電容量をC、誘電率をε、前記アンテナの傾斜された先端側にあってグランド板に対向する面の面積をS、前記アンテナの傾斜された先端側にあってグランド板に対向する面とグランド板との間の距離をd、所定のインピーダンスをZ0とした場合に、前記アンテナは、
Z=1/(ω・C)=1/(2πf・C)>Z0
C=ε・S/d
の関係を満たすように、少なくとも先端側がインストルメントパネルの下面部の形状に沿うように一方側から他方側へ向かって下方へ傾斜する形状に形成されていることを特徴とする車載アンテナ装置。 In the vehicle-mounted antenna device according to claim 1 or 2,
Z is the impedance between the ground plate and the surface on the inclined tip side of the antenna facing the ground plate, f is the frequency of the radio wave transmitted or received by the antenna, and the tilted tip side of the antenna. The capacitance between the surface facing the ground plate and the ground plate is C, the dielectric constant is ε, the area of the surface facing the ground plate on the inclined tip side of the antenna is S, and the antenna When the distance between the surface facing the ground plate and the ground plate is d and the predetermined impedance is Z0, the antenna is
Z = 1 / (ω · C) = 1 / (2πf · C)> Z0
C = ε · S / d
The vehicle-mounted antenna device is characterized in that at least the front end side is inclined downward from one side toward the other side so as to satisfy the shape of the lower surface portion of the instrument panel so as to satisfy the above relationship.
前記アンテナの少なくとも先端側をインストルメントパネルの下面部の形状に沿うように一方側から他方側へ向かって下方へ傾斜する形状に形成し、その傾斜された先端側を車両の前方側に配置するように車載アンテナ装置を搭載することを特徴とする車載アンテナ装置の搭載方法。
A vehicle-mounted antenna device equipped with an antenna made of a plate antenna or a linear antenna is mounted below an instrument panel formed with at least a lower surface portion inclined downward from the rear side to the front side of the vehicle. A method,
At least the front end side of the antenna is formed in a shape inclined downward from one side to the other side so as to follow the shape of the lower surface portion of the instrument panel, and the inclined front end side is disposed on the front side of the vehicle. A mounting method for a vehicle-mounted antenna device, comprising mounting a vehicle-mounted antenna device as described above.
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