JP2003124738A - アンテナ装置及びアンテナ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 移動体の導電性部分に直接して配置しても高
感度で電波の送受信が可能であるスリットを有するアン
テナ装置を提供する。 【解決手段】 スリットＳＬが設けられた導電性のシー
ト材１１と、前記スリットＳＬを少なくとも塞ぐように
配設した高透磁率材１３と、前記スリットＳＬの長手方
向での中央部位置で対向する前記導電性のシート材に各
々接続した給電線１４ａ、１４ｂとを含むアンテナ装置
１０である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両等の移動体
（以下、車両と称す）に好適に用いることができるアン
テナ装置及びアンテナ構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＡＭ／ＦＭラジオ用のアンテナに
加えて、ＴＶ受信用のアンテナや、各種のニューメディ
アに対応した車両用アンテナ装置の需要が増加してい
る。このような状況で、アンテナの林立を回避するため
にアンテナの統合化或いは無突起化などの開発が行われ
ている。車両用のアンテナ装置には様々な形状のものが
存在するが、この中でも車体から突起部が無い無突起化
したアンテナの方が、破損や風切り音等の問題が無く、
また外観の点からも好ましい。

【０００３】上記アンテナの無突起化については、従
来、ガラスアンテナが広く実用化されてきている。しか
し、上述したように多くのメディアに対応することが困
難となってきている。

【０００４】そこで、アンテナを構成する手法の１つと
しては導電性の金属板にスリットを設け、このスリット
の略中央に給電点を置いた、所謂、スリットアンテナを
用いることについての提案がある。スリットアンテナで
は、スリット近傍が等価的にバイポーラアンテナとして
機能を果たすので給電点の一端で信号を受信できる。こ
のようなスリットアンテナは平面的であるので、車両用
の好ましいアンテナ装置の１つである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記スリットアンテナ
を用いる技術としては、例えば特開平６−１５２４８９
号公報に開示されるものがある。この技術は、車体自体
にスリットを設けてアンテナ化するものである。

【０００６】しかし、上記のように車体自体にスリット
を設けると車体強度が低下してしまう。また、車体用鋼
板に薄いスリットを形成することは製作上困難であり、
さらに形成したスリット部分での錆の発生や塗装品質の
劣化という問題が生じる。

【０００７】また、上記スリットアンテナを用いる他の
技術としては、特開昭６３−１２４６０６号公報に開示
されるものがある。この技術は、車体の外面に絶縁材を
介して配置した導体板を容量アンテナとすると共に、導
体板にスリットを形成してスリットアンテナとしても用
いるものである。

【０００８】しかし、ここで開示するアンテナは車体か
ら浮いた状態となるために、受信感度が不安定となる。
さらに、車体に対して絶縁材を介してスリットアンテナ
を構成する導電板を配置すると、導電板と車体との間に
生じる電界を調整することが困難である。そのために、
スロット部での電界の放射又は受信よりも強い電界が車
体と導電板との間から放射又は受信されたり、スリット
部からの放射が干渉により阻害されるという問題を生じ
てしまう。

【０００９】なお、スリットアンテナを構成する導電板
を車体に直に設置することも考えられるが、この場合に
はスリットアンテナが車体に高周波的に静電結合してし
まいスリット部での作用、すなわち給電点となる中央部
の電位差を大きくするという作用が低下してしまいアン
テナ機能を果たさないものとなる。

【００１０】したがって、本発明の主な目的は、移動体
の導電性部分に接近或いは接触して配置しても高感度で
電波の送受信が可能であるスリットを有するアンテナ装
置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は請求項１に記
載の如く、スリットが設けられた導電性のシート材と、
前記スリットを少なくとも塞ぐように配設した高透磁率
材と、前記スリットの長手方向での中央部位置で対向す
る前記導電性のシート材に各々接続した給電線とを含む
アンテナ装置により達成される。

【００１２】また、請求項２に記載の如く、請求項１に
記載のアンテナ装置において、前記高透磁率材としてフ
ェライトシートを採用することができる。

【００１３】請求項１及び２記載の発明によれば、上記
スリットに接近或いは接触して外部の導電性部材、例え
ば車体が存在しても、高透磁率材がスリット周辺の電界
が車体側へ偏ることを効果的に抑制する。よって、車体
等に直接配置しても高感度で安定した送受信が可能であ
るスリット型のアンテナ装置を提供できる。

【００１４】このような機能を果たす高透磁率材とし
て、フェライト系の磁性材料で形成したシート材を好適
に用いることができる。

【００１５】なお、本アンテナ装置は、導電性を有する
部材、例えば車体の一部に配置して用いることができる
が、特に突出する部分が無く平板状であり化粧部材等で
容易に覆うことができる。よって、美観を要する部分へ
の設置にも好適なアンテナ装置となる。

【００１６】また、上記目的は請求項３に記載の如く、
スリットが設けられた導電性のシート材と、前記スリッ
トを少なくとも塞ぐように配設された高透磁率材と、前
記スリットの長手方向での中央部位置で対向する前記導
電性のシート材に各々接続した給電線とを含み、前記高
透磁率材を間に挟むようにして、前記導電性のシート材
を導電性固定部材に配置したアンテナ構造としても達成
される。

【００１７】また、請求項４に記載の如く、請求項３に
記載のアンテナ構造において、前記高透磁率材としてフ
ェライトシートを採用することができる。

【００１８】請求項３及び４に記載の発明によれば、外
部の導電性部材に直接配置し、高感度で安定な送受信が
可能であるアンテナ構造を提供できる。

【００１９】そして、請求項５に記載の如く、請求項３
又は４に記載のアンテナ構造において、前記導電性固定
部材を移動体の一部とすることができる。

【００２０】請求項５に記載の発明によれば、移動体の
一部である導電部分にアンテナ構造を形成でき、しかも
この構造は平板状で特に突出する部分が無いので化粧部
材等で容易に覆うことができる。よって、高感度であり
外観でも障害とならない優れたアンテナ構造を移動体に
形成できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明を詳
細に説明する。本発明に係る実施例を説明する前に、図
１を参照して、本発明の基本原理を、本発明を用いない
場合と比較しながら説明する。

【００２２】図１は、スリット部を有する導電性板材１
における電界分布の様子を模式的に示した図である。特
に、図１（Ａ）は導電性板材１に形成したスリットＳＬ
での電界ＥＦの分布の様子を示している。また、図１
（Ｂ）は導電性板材１を他の導電性部材２に接近させた
場合のスリットＳＬでの電界ＥＦの分布の様子を示して
いる。さらに、図１（Ｃ）は導電性板材１と他の導電性
部材２とを接触させ、スリットＳＬでは両部材１、２の
間にフェライトのような高透磁率部材３を介在させた場
合のスリットＳＬでの、電界ＥＦの分布の様子を示して
いる。

【００２３】なお、図１（Ａ）〜（Ｃ）は図１の紙面に
垂直な方向にスリットＳＬが延びている場合で、給電点
となるスリットＳＬの中央部を含んで上下の導電性板材
１を示している。

【００２４】図１（Ａ）には、前述したように導電性板
材１にスリットＳＬを設けると、スリット幅方向で対向
する一端から他端に向う電界ＥＦが生じる様子が示され
ている。よって、この両端に給電線を接続すると、スリ
ットアンテナとすることができる。

【００２５】ところが、図１（Ｂ）で示すように図１
（Ａ）の状態の導電性板材１に対して、外部の導電性部
材２を近付けると、電界ＥＦがこの導電性部材２に偏る
ようになり、アンテナとしての機能が低下する。この状
態は、従来技術の課題として指摘したスリットアンテナ
を直接、車体（外部の導電性部材２に相当）に配置した
状態に相当する。この場合は、電界が車体へ高周波的に
静電結合してしまいスリットを設けた作用、すなわち給
電点での大きな電位差を形成する作用が低下してしま
う。なお、図１（Ｂ）では導電性板材１が導電性部材２
と接近した状態で示しているが、導電性板材１と導電性
部材２とが接触した場合も同様の問題が生じる。

【００２６】しかし、図１（Ｃ）のように少なくともス
リットＳＬを塞ぐように、導電性板材１と導電性部材２
との間に高透磁率の部材３を配置すると、この高透磁率
部材３により導電性部材２ヘ偏る電界ＥＦが抑制でき
る。すなわち、図１（Ｃ）で示す場合は高透磁率部材３
を設けたことにより、図１（Ａ）に示した場合と同様の
電界が生じるように修正される。

【００２７】ここで用いる高透磁率部材３は、高周波に
対して大きな抵抗を有し、電界或いは磁界を密集化する
機能を有している。このような高透磁率部材３をスリッ
トＳＬに対応した位置に設けると、導電性部材２が近接
して存在していても、高透磁率部材３が導電性部材２側
への電界を吸収し、導電性部材２に電界が結合するのを
抑制し、スリットＳＬでの放射を維持できるようにな
る。

【００２８】すなわち、図１（Ｃ）のように、一種の絶
縁材として高透磁率部材３を用いることで、電界ＥＦが
他の導電性部材２へ結合することを抑制して、スリット
ＳＬでの一端から他端への放射効率を維持できる。本発
明では、この図１（Ｃ）に示した原理を用いて、スリッ
トを有するアンテナ装置を構成するものである。

【００２９】以下、さらに本発明の実施例を説明する。
図２は実施例のアンテナ装置１０の概要構成を示した図
である。

【００３０】図２で、導電性のシート材１１の略中央に
縦長のスリットＳＬが形成されている。上記導電性シー
ト材１１は導電性を有するシート状のものであれば特に
限定はなく、必要により所定の剛性を有する板状のもの
でも、可撓性を有するものでもよい。この導電性シート
材１１には、従来のアンテナ用材料を同様に用いること
ができ、例えば導電性を有する鉄、銀、銅、アルミ等の
金属や、合金をシート状に形成して用いることができ
る。

【００３１】上記導電性シート材１１のスリットＳＬ
は、スリット幅ＬＸとスリット長さＬＹを持って形成さ
れている。スリット幅ＬＸは狭い程、送受信効率を向上
させることができる。また、スリット長さＬＹは、受信
しようとする電波の周波数に共振するように設定するこ
とが望ましい。具体的には、スリット長さＬＹは受信し
ようとする電波の波長の１／２程度とすることが好まし
い。

【００３２】ただし、本アンテナ装置１０は後述するよ
うにスリットＳＬを塞ぐように、高透磁率材としてフェ
ライトシート１３が配設される。この高透磁率材はスリ
ットＳＬでの共振周波数の波長を短縮する機能がある。
この短縮率ＴＲは、高透磁率材の比透磁率μｒと、比誘
電率εｒとにより決定される。よって、実際のスリット
長さＬＹは、受信しようとする電波の波長の１／２と上
記短縮率ＴＲとの積を好ましい長さとして設計する。

【００３３】例えば、受信しようとする電波の波長が９
０ｃｍである場合、スリット長さＬＹは４５ｃｍに短縮
率ＴＲを掛けたものとし、スリット幅ＬＸを１ｍｍ程度
とする。なお、上述した理由から、スリット幅ＬＸは加
工が可能であればさらに狭くしてもよい。

【００３４】本実施例のアンテナ装置１０では上記導電
性シート材１１のスリットＳＬを少なくとも塞ぐように
フェライトシート１３が配設されている。前述の説明か
ら明らかなように、このフェライトシート１３が本アン
テナ装置１０を車両等に組付けられた時に車体側へ電磁
界の偏りを抑制して、スリットＳＬでの放射効率を維持
する機能を果たしている。このようなフェライトシート
１３としては、例えば、透磁率が５〜２０程度であるよ
うな、高い透磁率を有するものを用いることが好まし
い。

【００３５】なお、図２で示すアンテナ装置１０では、
導電性シート材１１のスリットＳＬを背面側から塞ぐよ
うにフェライトシート１３が配設されており、このフェ
ライトシート１３が車体と導電性シート材１１との間に
挟まれるようにして、例えば車体の一部に固定される。

【００３６】導電性シート材１１の前面側には、給電用
の同軸ケープル１４の芯線導体１４ａがスリットＳＬ中
央の一方の給電点（導電性シート材１１）に接続され、
同軸ケープル１４の外被導体１４ｂがスリットＳＬ中央
部の反対側の給電点（対向位置の導電性シート材１１）
に接続されている。そして、同軸ケープル１４を介して
得られる受信信号はプラグ１４ｃを介して、図示せぬラ
ジオ等の受信器に接続される。

【００３７】上記のようなアンテナ装置１０であれば、
導電性を有する部材、例えば車体の一部に配置して用い
ることができるが、特に突出する部分が無く平板状であ
り化粧部材等で容易に覆うことができる。よって、美観
を要する部分への設置にも好適なアンテナ装置となる。

【００３８】図３は、図２に示したアンテナ装置１０を
車両１００のフロントピラー１０１に装着した場合のア
ンテナ構造を例示した図である。フロントピラー１０１
は導電性の金属材で形成されているので、図１（Ｃ）で
示した場合と同様の状態が形成されることになる。アン
テナ装置１０をフロントピラー１０１に固定する方法
は、高周波的な抵抗を抑制するという観点から、導電性
シート材１１とフロントピラー１０１（車体）との導通
が確実に取れる導電性のボルトや導電性シーラ等で行う
ことが望ましい。

【００３９】上記のようにアンテナ装置１０をフロント
ピラー１０１に配置した後は、従来と同様に化粧部材で
あるフロントピラーガーニッシュ１０２で覆うことで車
室内での配置が全く目立たない状態とすることができ
る。

【００４０】なお、図３では車室内側にアンテナ装置１
０を設置する例を示したが、フロントピラー１０１の外
側に設けるようにしてもよい。

【００４１】図４は、上記アンテナ装置１０を適用した
他のアンテナ構造の例を示した図である。図４は樹脂製
のルーフ１１０を採用する車両１００にアンテナ装置１
０を適用する場合について例示している。

【００４２】図４で示す車両１００では、樹脂製のルー
フ１１０が頭部の開口１１２に装着されるようになって
いる。開口１１２の周部は導電性を有する金属性のルー
フ補強部材１１１が設けられた構造となっている。

【００４３】一方、アンテナ装置１０は金属性のブラケ
ット１１５に導通をもって固定されている。このブラケ
ット１１５を上記ルーフ補強部材１１１に固定すること
によっても、図３に示したフロントピラーと同様のアン
テナ構造を形成できる。

【００４４】本構造例の場合、アンテナ装置１０の上部
に樹脂製のルーフ１１０が装着されるので外部に露出せ
ず、また、車室内の上部には天井材が設けられるため乗
員の目障りとなることもない。

【００４５】なお、上記ブラケット１１５はルーフ補強
部材１１１に接する状態が実質的に確保できればよい。
よって、樹脂製のルーフ１１０側に組付けした状態で、
車両１００へ固定する形態としてもよい。

【００４６】図５は、アンテナ装置１０が適用されるさ
らに他のアンテナ構造の例を示した図である。図５は金
属製のルーフ１２０の後方で、リアガラス１３０の近傍
にアンテナ装置１０を配設する場合について示してい
る。

【００４７】本構造例で用いているアンテナ装置１０の
場合は、図５の下側に示すように導電性シート材１１を
屈曲させた状態に形成している。「コ」の字状に形成し
た部分にスリットＳＬが形成されている。この「コ」の
字状形状部分の背面側にフェライトシート１３がスリッ
トＳＬを塞ぐように配設されている。

【００４８】なお、図５で用いるアンテナ装置１０は、
図２で示したアンテナ装置１０のスリットＳＬの位置を
シフトして、リアガラス１３０近傍に装着し易いように
導電性シート材１１を変形させただけであり、実質的な
構成は同様となる。

【００４９】このアンテナ装置１０は、図５の上段に示
すようにリアガラス１３０に僅かに迫り出すようにして
配置される。参照符号１２１で示す部材はルーフ１２０
を補強するためのルーフインナリンフォースであり、ル
ーフ１２０と同様に導電性の金属材である。よって、こ
のルーフインナリンフォース１２１に締結ボルト１２２
で導電性シート材１１を固定すれば前述したと同様のア
ンテナ構造を構成できる。ただし、本例の場合はスリッ
トＳＬが車幅方向に延びている点が異なっている。

【００５０】ところで、本アンテナ構造の場合は、フェ
ライトシート１３の直後にルーフインナリンフォース１
２１が接した状態ではない。しかし、フェライトシート
１３とルーフインナリンフォース１２１との距離は極僅
かである。この状態は、先に図１（Ｂ）で示した他の導
電部材が接近して存在する場合に相当する。よって、本
構造の場合、接近して存在するルーフインナリンフォー
ス１２１へ電界が偏るのをフェライトシート１３が防止
している。

【００５１】なお、上記アンテナ装置１０で受信しよう
とする電波の波長の１／２長の距離内、他の導電部材が
存在するとスリットＳＬでの放射に影響する可能性があ
る。よって、このような状況のときは、図５に示すよう
にスリットＳＬに対してフェライトシート１３を配設す
ることが有効である。

【００５２】以上説明した、アンテナ構造であれば車体
の導電部部分に簡単に設置でき、しかもこの構造は平板
状で突出部が殆ど無いので、化粧部材等で容易に覆うこ
とができる。よって、高感度であり外観上も殆ど支障の
無い優れたアンテナ構造となる。

【００５３】以上説明した実施例では、１つのアンテナ
装置を例示して説明したが、受信しようとする電波に応
じて複数配置してもよい。

【００５４】また、上記実施例では、車両のフロントピ
ラー、ルーフ部に配置した構造を例示したがこれらに限
定するものではない。導電部であれば設置が可能であ
り、例えば、トランク、ドア等に対しても同様に適用で
きる。

【００５５】さらに、上記アンテナ装置は車両等の移動
体に好適に用いることができるものであるが、導電性の
固定物に適用しても同様の効果を期待できる。

【００５６】以上本発明の好ましい実施例について詳述
したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるもの
ではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の
範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【００５７】

【発明の効果】以上詳述したところから明らかなよう
に、請求項１から２記載の発明によれば、スリットに接
近或いは接触して外部の導電性部材が存在しても、高透
磁率材がスリット周辺の電界が導電性部材側へ偏ること
を効果的に抑制する。よって、車体等に直接配置しても
高感度で安定した送受信が可能であるスリット型のアン
テナ装置を提供できる。

【００５８】また、請求項３及び４に記載の発明によれ
ば、外部の導電性部材に直接配置した、高感度で安定な
送受信が可能であるアンテナ構造を提供できる。

【００５９】そして、請求項５に記載の発明によれば、
移動体の一部となる導電部分にアンテナ構造を形成で
き、しかもこの構造は平板状で特に突出部が無いので化
粧部材等で容易に覆うことができる。よって、高感度で
あり外観でも障害とならない優れたアンテナ構造を移動
体に形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本原理を、本発明を用いない場合と
比較しながら説明するために示した図である。

【図２】実施例のアンテナ装置の概要構成を示した図で
ある。

【図３】図２に示したアンテナ装置を車両のフロントピ
ラーに装着した場合のアンテナ構造を例示した図であ
る。

【図４】図２に示したアンテナ装置を車両のフロントピ
ラーに装着した場合の他のアンテナ構造を例示した図で
ある。

【図５】図２に示したアンテナ装置を車両のフロントピ
ラーに装着した場合のさらに他のアンテナ構造を例示し
た図である。

【符号の説明】

１０ アンテナ装置 １１ 導電性シート材 １３ フェライトシート（高透磁率材） １４ 同軸ケーブル（１４ａ、１４ｂ：給電線） ＳＬ スリット １０１ フロントピラー（導電性固定部材） １１１ ルーフ補強部材（導電性固定部材） １２１ ルーフインナリンフォース（導電性固定部
材）

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J045 AA01 AB05 BA01 DA06 GA05 HA06 NA04 5J046 AA03 AA09 AB08 MA09 PA07 PA09 5J047 AA03 AA09 AB08 EB02 ED07 ED08

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スリットが設けられた導電性のシート材
   と、前記スリットを少なくとも塞ぐように配設した高透
   磁率材と、前記スリットの長手方向での中央部位置で対
   向する前記導電性のシート材に各々接続した給電線とを
   含む、ことを特徴とするアンテナ装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のアンテナ装置におい
   て、 前記高透磁率材がフェライトシートであることを特徴と
   するアンテナ装置。
3. 【請求項３】 スリットが設けられた導電性のシート材
   と、前記スリットを少なくとも塞ぐように配設された高
   透磁率材と、前記スリットの長手方向での中央部位置で
   対向する前記導電性のシート材に各々接続した給電線と
   を含み、前記高透磁率材を間に挟むようにして、前記導
   電性のシート材を導電性固定部材に配置した、ことを特
   徴とするアンテナ構造。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のアンテナ構造におい
   て、 前記高透磁率材がフェライトシートであることを特徴と
   するアンテナ構造。
5. 【請求項５】 請求項３又は４に記載のアンテナ構造に
   おいて、 前記導電性固定部材が移動体の一部であることを特徴と
   するアンテナ構造。