JP2004153625A

JP2004153625A - 車載無線装置

Info

Publication number: JP2004153625A
Application number: JP2002317468A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Koizumi; 浩小泉
Original assignee: Xanavi Informatics Corp
Current assignee: Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2002-10-31
Publication date: 2004-05-27

Abstract

【課題】車室内のどこでも、安定した無線通信ができるようにする。
【解決手段】筐体１０の前側壁１１は導電材で形成され、この前側壁１１に、車載無線通信用プリント基板２０が取り付けられている。車載無線通信用プリント基板２０には、マイクロストリップ・プリントアンテナ２１が形成されている。このアンテナ２１のアンテナ導体であるストリップ２２は円形である。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車内ＬＡＮ等、車両内で無線通信を行う車載無線装置、及びこれに用いられる車載無線通信用プリント基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車載無線装置としては、例えば、以下の特許文献１に記載されているものがある。
【０００３】
この車載無線装置は、筐体の外部にアンテナが設けられている。この車載無線装置の通信相手は、車載無線装置のアンテナの傍まで、通信相手の筐体からメインケーブルを伸ばしている。
【０００４】
また、他の車載無線装置では、例えば、以下の特許文献２に記載されているものがある。
【０００５】
この車載無線装置は、車両のステアリング運転席に着席している運転者が携帯電話等と車載無線素装置との間で通信を行う際に、通信状態が安定するように、運転者の傍にあるステアリングホィールのリング部に、ループアンテナを設けたものである。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２６６２５１号
【特許文献２】
特開２００２−２１１３２５号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載されている車載無線装置は、通信相手が車両内で固定されており、通信相手が携帯電話や携帯型コンピュータの無線ＬＡＮカード等で車両内で移動する場合には、好適なものではなく、通信不良を起こす虞があるという問題点がある。
【０００８】
また、特許文献２に記載されている車載無線装置は、ステアリングホィール内に、ループアンテナを設けるため、運転席近傍で通信相手である携帯電話等と通信する際には、好適であるが、後部座席に通信相手である携帯電話等が存在する場合には、特許文献１に記載のものと同様に通信不良を起こす虞があるという問題点がある。さらに、この車載無線装置は、ステアリングホィール内に、ループアンテナを設けるため、ステアリングホィール自体を製造する必要があり、コストが嵩むという問題点がある。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題に着目してなされたもので、製造コストを抑えることができると共に、通信相手が車両内で移動しても、安定した無線通信を行うことができる車載無線装置、及びこれに用いられる車載無線通信用プリント基板を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための車載無線装置は、
各種回路が内部に設けられている筐体と、該筐体の一側面側に設けられ、アンテナ導体とグランド導体とが一体的に形成されているアンテナユニットと、を備え、
前記アンテナユニットのグランド導体よりも面積の大きい導体が、前記筐体の前記一側面であって、少なくとも、前記アンテナユニットが設けられている位置と対応する位置に形成され、又は、該一側面と該アンテナユニットとの間に設けられている、ことを特徴とするものである。
【００１１】
ここで、前記車載無線装置は、
前記アンテナユニットが一方の面に設けられているプリント基板を備え、
前記導体は、前記プリント基板の他方の面側に配され、
前記プリント基板は、前記他方の面が前記筐体の前記一側面と対向するよう、前記筐体に設けられている、ものであってもよい。
【００１２】
また、以上の車載無線装置において、
前記アンテナユニットは、マイクロストリップアンテナであり、該マイクロストリップアンテナのストリップであるアンテナ導体は、方形又は円形であることが好ましい。
【００１３】
また、前記目的を達成するための車載無線通信用プリント基板は、
アンテナ導体とグランド導体とが一体的に形成されているアンテナユニットが、プリント基板本体の一方の面に設けられている車載無線通信用プリント基板において、
前記プリント基板本体の他方の面であって、前記アンテナユニットが設けられている位置と対応する位置に、該アンテナユニットの前記グランド導体よりも面積が大きい導体膜が設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る車載無線装置の複数の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００１５】
まず、本発明に係る第一の実施形態としての車載無線通信装置について、図１〜５を用いて説明する。
【００１６】
本実施形態の車載無線通信装置は、カーナビゲーション装置である。近年、カーナビゲーション装置は、単に、目的地までの道案内をするのみならず、目的地の詳細情報を知らせたり、電子メールを受信して、これを表示する等の付帯機能が増えてきている。そこで、本実施形態のカーナビゲーション装置は、このような付帯機能を充実させるため、携帯電話とブルートゥースによる無線通信機能、叉は、携帯型コンピュータの無線ＬＡＮカードとの無線通信機能を持たせている。
【００１７】
本実施形態の車載無線通信装置は、図１に示すように、直方体形状の筐体１０と、この筐体１０の前面に設けられる車載無線通信用プリント基板２０と、筐体１０の前面に設けられ車載無線通信用プリント基板２０を覆うフロントパネルカバー１９と、を備えている。
【００１８】
筐体１０内には、地図情報が記憶されているＤＶＤを再生するためのＤＶＤ装置や、目的地までのルートを求める演算回路や、表示制御回路等が設けられている。この筐体１０は、前面を形成する前側壁１１が導体である金属で形成されている。
【００１９】
車載無線通信用プリント基板２０は、プリントアンテナ２１と、送受信モジュール２５と、これらが設けられる基板本体２６と、を有している。プリントアンテナ２１は、１／２波長マイクロストリップアンテナで、図１及び図２に示すように、アンテナ導体である円形のストリップ２２と、グランド導体２３と、ストリップ２２とグランド導体２３とを一定の間隔で離しておくための絶縁体２６ａと、を有している。円形のストリップ２２の半径は、波長の１／２の長さである。絶縁体２６ａは、基板本体２６の一部で形成されている。このプリントアンテナ２１は、同軸ケーブル２７により、送受信モジュール２７と接続されている。
【００２０】
このプリントアンテナ２１は、アンテナ導体が円形のストリップ２２であるため、直交偏波叉は円偏波の電波を送受信できる。ところで、携帯電話に設けられているチップアンテナは、多くの場合、棒状のアンテナ導体を用いている。このため、このチップアンテナは、直線偏波の電波を送受信することになる。仮に、車載無線装置のアンテナに棒状のアンテナ導体を用いた場合、携帯電話との間では、直線偏波の電波で通信することになる。この場合、偏波の不整合、つまり、偏波が９０°ズレて信号強度が下がってしまう虞がある。これに対して、本実施形態のプリントアンテナ２１は、前述したように、円形のストリップ２２を用いているため、偏波の不整合を回避でき、この不整合による通信不良を防ぐことができる。
【００２１】
また、本実施形態では、プリントアンテナ２１が設けられている筐体１０の前面は、導体で形成されているため、この導体が、アンテナ２１のグランド導体として機能すると共に、筐体１０内の電子機器に対する磁気シールとしても機能する。
【００２２】
プリントアンテナ２１に備わっているグランド導体２２よりも遥かに面積が大きい筐体の前側壁１１が、グランド導体として機能すると、後方に向かおうとしている電波も前方に向かう上に、後方からの不要な電波の影響を受けないために、後方への指向性が弱くなる一方で、前方への指向性が強くなる。例えば、筐体１０の前面がグランド導体として機能しない場合、プリントアンテナ２１の指向特性は、図４に示すような指向特性となる。一方、本実施形態のように、筐体１０の前面がグランド導体として機能する場合、プリントアンテナ２１の指向特性は、図３に示すように、前方（図中、０°の方向）への指向性が強くなる。
【００２３】
以上で説明した車載無線装置Ａは、図５に示すように、車両フロントのインストルメントパネルやセンターコンソール内に組み込まれるか、叉はダッシュボード上に置かれる。この場合、車載無線装置Ａを基準にして前方、言い換えると、車両Ｃを基準にして後方への指向性Ｚが強くなっているため、前席は勿論、後席に着座している者が携帯電話等を使用しても、車載無線装置Ａとの間で安定した通信を行うことができる。また、車載無線装置Ａのアンテナは、横方向の指向性が前方（車両Ｃを基準にすると後方）の指向性よりも弱いため、停車中や走行中に、他車が隣りに並んでも、この他車から送信される電波の干渉を抑えることができる。
【００２４】
以上のように、本実施形態によれば、円形のストリップ２２を用いているため、偏波の不整合を回避できること、筐体１０の前側壁１１が筐体１０内の電子機器に対する磁気シールとして機能すること、前方への指向性が強まることから、車室内全体で安定した通信を行うことができる。
【００２５】
次に、本発明に係る第二の実施形態としての車載無線装置について、図６及び図７を用いて説明する。
【００２６】
本実施形態は、第一の実施形態で、プリントアンテナ２１を用いた換わりに、車載無線通信用プリント基板３０のアンテナとしてパッチアンテナ３１を用いたもので、その他の基本的な構成は第一の実施形態と同様である。
【００２７】
このパッチアンテナ３１も、第一の実施形態と同様に、１／２波長マイクロストリップアンテナで、図６及び図７に示すように、アンテナ導体である円形のストリップ３２と、グランド導体３３と、ストリップ３２とグランド導体３３とを一定の間隔で離しておくための絶縁体３４と、を有している。但し、本実施形態では、第一の実施形態と異なり、絶縁体３４は基板本体３６と独立している。すなわち、本実施形態は、プリント基板本体３６に、パッチアンテナ３１を取り付けたものである。
【００２８】
以上、本実施形態においても、筐体１０の前側壁１１が導体で形成されているため、第一の実施形態と同様、この前側壁１１を、筐体１０内の電子機器に対する磁気シールとして機能させることができる。
【００２９】
また、本実施形態では、パッチアンテナ３１のグランド導体３２と筐体１０の前側壁１１との間には、プリント基板本体３６が介在することになるが、グランド導体３２に対して、筐体１０の前側壁１１が、プリント基板本体３６の厚さ分、例えば、数ミリ程度離れていても、高周波的（１ギガＨｚ以上）には、この前側壁１１はグランド導体として機能する。従って、第一の実施形態と同様、前方への指向性が強まり、車室内全体で安定した通信を行うことができる。
【００３０】
なお、以上の実施形態では、いずれも、筐体１０の前側壁１１全体を導電性を有する金属で形成したが、前側壁１１の殆どを樹脂等で形成し、その表面に導電膜を形成してもよく、この場合でも、電気磁気的に以上の各実施形態と同様の効果を奏することは言うまでもない。
【００３１】
次に、本発明に係る第三及び第四の実施形態としての車載無線装置について、図８及び図９を用いて説明する。
【００３２】
第三の実施形態は、第一の実施形態の変形例で、第一の実施形態のおけるプリント基板本体２６の裏面（送受信モジュールを設けていない側の面）のほぼ全体に導体膜２８を設けたものである。また、第四の実施形態は、第二の実施形態の変形例で、第二の実施形態のおけるプリント基板本体３６の裏面のほぼ全体に導体膜３８を設けたものである。
【００３３】
以上のように、プリント基板本体２６，３６の裏面に導体膜２８，３８を設ければ、筐体１０の前側壁１１が導電材で形成されていなくても、基本的に、以上の各実施形態と同様の電磁気的効果を奏する。また、以上の各変形例では、筐体１０の材質に左右されずに、以上の電磁気的効果を得ることができるので、筐体１０を樹脂で形成して、筐体１０の軽量化を図ることができるという特有の効果も奏する。さらに、以上の各実施形態では、車載無線通信用プリント基板２０，３０を筐体１０に取り付けなければ、電磁気的効果を確認できないが、以上の各変形例では、車載無線通信用プリント基板２０ａ，３０ａを筐体１０が完成した時点で、電磁気的効果を確認することができるという特有の効果も奏する。これは、部品である車載無線通信用プリント基板２０ａ，３０ａを製品として製造する部品メーカーにとっては、筐体の設計にあまり左右されずに、電磁気的効果を確認できるので、性能検査を自社内で完了させることができ都合がよい。
【００３４】
なお、以上の各実施形態は、いずれも、送受信モジュール２５をプリント基板本体２６，３６に設けたが、筐体１０内に設けてもよい。また、以上の実施形態では、ＤＶＤ装置や演算回路が搭載される筐体１０に対してアンテナ２１，３１を設けた例であるが、例えば、表示パネルのケーシングに対して、以上と同様にアンテナを設けてもよい。また、以上の各実施形態は、いずれも、アンテナ導体であるストリップ２２，３２が円形であるが、方形であってもよく、この場合でも、偏波の不整合を回避できる。また、本発明は、マイクロストリップアンテナである必要性なく、他のアンテナでもよく、さらに、プリントアンテナやパッチアンテナ以外のチップアンテナに本発明を適用してもよい。但し、偏波の不整合を回避する意味で、アンテナ導体は円形叉は方形が望ましい。また、以上の各実施形態では、アンテナ２１，３１と送受信モジュール２５とを同軸ケーブル２７で接続しているが、プリント基板本体２６，３６に形成した導体パターンにより両者を接続するようにしてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、アンテナユニットの背面側に、アンテナユニットのグランド導体よりも面積の大きい導体を設けたので、この導体がアンテナのグランド導体として機能するので、アンテナユニットの前方へ指向性が強まる上に、筐体内の電子機器に対する磁気シールドとしても機能する。従って、本発明に係る車載無線装置を車室内の前部に、アンテナユニットを後方に向けて置くと、通信相手が車両内のどこに移動しても、安定した無線通信を行うことができる。
【００３６】
また、アンテナユニットのグランド導体よりも面積の大きい導体を設けることで、以上の効果を得ることができるので、製造コストの増加を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第一の実施形態における車載無線装置の展開斜視図である。
【図２】本発明に係る第一の実施形態における車載無線装置の断面図である。
【図３】本発明に係る第一の実施形態におけるアンテナの指向特性を示すグラフある。
【図４】筐体の前側壁を導電材で形成していない場合のアンテナの指向特性を示すグラフである。
【図５】本発明に係る第一の実施形態における車載無線装置を車両内に設けた際の指向特性を示す説明図である。
【図６】本発明に係る第二の実施形態における車載無線装置の展開斜視図である。
【図７】本発明に係る第二の実施形態における車載無線装置の断面図である。
【図８】本発明に係る第三の実施形態における車載無線装置の断面図である。
【図９】本発明に係る第四の実施形態における車載無線装置の断面図である。
【符号の説明】
１０…筐体、１１…前側壁、２０，２０ａ，３０，３０ａ…車載無線通信用プリント基板、２１…プリントアンテナ、２２，３２…ストリップ、２３，３３…グランド導体、２５…送受信モジュール、２６，３６…プリント基板本体、２７…同軸ケーブル、２８，３８…導体膜、３１…パッチアンテナ。

Claims

車両内で無線通信を行う車載無線装置において、
各種回路が内部に設けられている筐体と、
前記筐体の一側面側に設けられ、アンテナ導体とグランド導体とが一体的に形成されているアンテナユニットと、
を備え、
前記アンテナユニットのグランド導体よりも面積の大きい導体が、前記筐体の前記一側面であって、少なくとも、前記アンテナユニットが設けられている位置と対応する位置に形成され、又は、該一側面と該アンテナユニットとの間に設けられている、
ことを特徴とする車載無線装置。
請求項１に記載の車載無線装置において、
前記アンテナユニットが一方の面に設けられているプリント基板を備え、
前記導体は、前記プリント基板の他方の面側に配され、
前記プリント基板は、前記他方の面が前記筐体の前記一側面と対向するよう、前記筐体に設けられている、
ことを特徴とする車載無線装置。
請求項１及び２のいずれか一項に記載の車載無線装置において、
前記アンテナユニットは、マイクロストリップアンテナであり、該マイクロストリップアンテナのストリップであるアンテナ導体は、方形又は円形である、
ことを特徴とする車載無線装置。
請求項１から３のいずれか一項に記載の車載無線装置において、
前記アンテナユニットは、プリントアンテナである、
ことを特徴とする車載無線装置。
請求項１から３のいずれか一項に記載の車載無線装置において、
前記アンテナユニットは、パッチアンテナである、
ことを特徴とする車載無線装置。
アンテナ導体とグランド導体とが一体的に形成されているアンテナユニットが、プリント基板本体の一方の面に設けられている車載無線通信用プリント基板において、
前記プリント基板本体の他方の面であって、前記アンテナユニットが設けられている位置と対応する位置に、該アンテナユニットの前記グランド導体よりも面積が大きい導体膜が設けられている、
ことを特徴とする車載無線通信用プリント基板。
請求項６に記載の車載無線通信用プリント基板において、
前記アンテナユニットは、マイクロストリップアンテナであり、該マイクロストリップアンテナのストリップであるアンテナ導体は、方形又は円形である、
ことを特徴とする車載無線通信用プリント基板。
請求項６及び７のいずれか一項に記載の車載無線通信用プリント基板において、
前記プリント基板本体の前記一方の面には、前記アンテナユニットが受信する電波及び／叉は送信する電波の送受信回路が形成されている、
ことを特徴とする車載無線通信用プリント基板。