JP2004193680A - 車載用アンテナおよびダイバシティ受信装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】車両へのアンテナ設置に伴う作業を容易に行い、適切なアース接続を行って受信品質低下を防ぐ。
【解決手段】車両のフロントガラス４に貼付けるフィルムアンテナ２，３は、フィルム基板１０，２０上に複数のアンテナエレメント１１，１２；２１，２２が形成されている。ピラー部６，７には、アンプ１６，２６が設置され、アンテナエレメント１１，１２；２１，２２への給電点１５，２５近傍で、高周波接地部材１７，２７による高周波成分に対する接地が行われる。高周波接地部材１７，２７は、車体の外装部を覆う塗膜上などに貼付けるだけで装着することができ、塗膜の剥離作業などは不要となるので、車両へのアンテナ設置に伴う作業を容易に行うことができる。直流成分に対する接地は、給電点１５，２５から離れて、セレクタ８や受信機９の近傍のＤＣアース３５を介して行われる。
【選択図】 図１
【解決手段】車両のフロントガラス４に貼付けるフィルムアンテナ２，３は、フィルム基板１０，２０上に複数のアンテナエレメント１１，１２；２１，２２が形成されている。ピラー部６，７には、アンプ１６，２６が設置され、アンテナエレメント１１，１２；２１，２２への給電点１５，２５近傍で、高周波接地部材１７，２７による高周波成分に対する接地が行われる。高周波接地部材１７，２７は、車体の外装部を覆う塗膜上などに貼付けるだけで装着することができ、塗膜の剥離作業などは不要となるので、車両へのアンテナ設置に伴う作業を容易に行うことができる。直流成分に対する接地は、給電点１５，２５から離れて、セレクタ８や受信機９の近傍のＤＣアース３５を介して行われる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の車体外装部に装着される車載用アンテナ、およびそのような車載用アンテナを用いるダイバシティ受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自動車などの車両が移動中でも放送電波や通信電波を受信することができるように、種々の車載用アンテナが用いられている。車両の窓ガラス等へ取付けるアンテナとしてフィルムアンテナが知られている（たとえば特許文献１参照）。このフィルムアンテナは、フィルム基板上に複数対のアンテナエレメントが形成され、フィルム基板の一端にコネクタを備えるアンプが接続される。フィルム基板とアンプとを車両の後部ガラス等に取付け、フィルム基板上にエレメントによるアース線を形成して、アンプ側ではアースをグランドに接続する必要がない旨が記載されている。フィルムアンテナおよびアンプを複数組設け、切換えてダイバシティ受信を行うことも開示されている。なお、アンテナを切換えを電気的に行うこともできる（たとえば特許文献２参照）。
【０００３】
自動車の窓ガラス上にアンテナパターンを直接形成し、ガラス面上にブースタアンプを設ける構成も知られている（たとえば特許文献３参照）。また、車両の窓ガラス板上の少なくとも一部に、下から、放射素子用導体層、誘電体層、接地導体層とを順次形成し、ＧＰＳ衛星から伝送される微弱信号を受信する車載用平面アンテナの構成も知られている（たとえば特許文献４参照）。さらに、車体の天井板に孔をあけ、ＧＰＳ衛星からの微弱電波を受信するアンテナと増幅器とを装着する構成も知られている（たとえば特許文献５参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３２９４８３７号公報
【特許文献２】
特表２００２−５１０９２５号公報
【特許文献３】
特許第３１７５７７９号公報
【特許文献４】
特開平５−６３４２３号公報
【特許文献５】
特開平５−６３４１９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
車両に装着する電波受信用のアンテナとしては、窓ガラスに貼付けて使用するフィルムアンテナが好適である。ただし、特許文献１の発明が解決しようとする課題の欄でも説明されているように、アースを車体に接続する必要があるけれども、一般のユーザにとって困難な作業が必要となる。特許文献１では、フィルム基板上にアース線を形成して、コネクタでアンプと接続することができるので、アースの接続に伴う問題を解決することが可能な旨、記載されている。しかしながら、ガラス面上に貼付けるフィルム基板上にエレメントとともに形成するアース線にコネクタを介して接続するだけでアースへの接続が可能な理由については何も記載されていない。
【０００６】
アンプをアンテナ近傍に設置する場合、アンプのアース接続は車体に対して、直流成分も含めるＤＣアースを行う必要がある。自動車の車体自体は金属等の導電体であるけれども、通常、電気絶縁体である塗料で塗装されている。このような車体にＤＣアースを行うためには、車体に対する加工として、車体に孔をあけ、ボルトなどでアースの接続を行う必要がある。
【０００７】
加工作業性を考慮してアンプをアンテナの近傍には設置しないことも考えられる。ただし、この場合、アンテナからアンプまでの給電同軸ケーブルが長くなり、ケーブルロスによって高周波受信信号の信号対雑音比としてのＳ／Ｎ比の劣化が発生し、受信品質が劣化してしまう。また、同軸ケーブルの長さが長くなると、特に、同軸ケーブルのインピーダンスがアンテナの給電点でのインピーダンスに整合していないと、車両から発生されるノイズが給電用の同軸ケーブルに誘起され、車両からのノイズが給電用の同軸ケーブルに誘起され、受信品質の劣化を招いてしまう。
【０００８】
本発明の目的は、車両へのアンテナ設置に伴う作業を容易に行い、適切なアース接続を行って受信品質低下を防ぐことができる車載用アンテナおよびダイバシティ受信装置に関する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車体の外装部のうちの誘電体部分に装着されるアンテナエレメントと、
該アンテナエレメントの給電点近傍に設けられ、車体の導電体部分に装着されて容量結合し、高周波成分に関する電気的な接地を行う高周波接地部材と、
該給電点近傍に設けられ、給電点から入力する高周波受信信号を増幅するアンプとを含むことを特徴とする車載用アンテナである。
【００１０】
本発明に従えば、車載用アンテナは、アンテナエレメントと、高周波接地部材と、アンプとを含む。アンテナエレメントは、車体の外装部のうちの誘電体部分に装着されるので、窓ガラスなどの電気絶縁性の部分に装着し、金属製車体などの電気的な影響を避けて高周波信号の電波を受信することができる。高周波接地部材は、アンテナエレメントの給電点近傍に設けられ、車体の導電体部分に装着されて容量結合し、高周波成分に関する電気的な接地を行うので、アンテナエレメントの近傍で車体の導電体部分に対して、高周波成分に対しては電気的な接地を行い、アンテナの受信性能を高めることができる。電気的な接地は容量結合によって行うので、直接電気的に接触させる必要はなく、車体の導電体部分が塗料で充分に塗装されていても、塗装を剥離するような工程は不要で、容易に接地することができる、車両へのアンテナ設置に伴う作業を容易に行い、適切なアース接続を行って受信品質低下を防ぐことができる。アンプは、給電点近傍に設けられ、給電点から入力する高周波受信信号を増幅するので、アンテナエレメントで受信する微弱な高周波受信信号であっても、車両内で発生するノイズの影響を受けにくい位置で増幅し、受信品質低下を防ぐことができる。
【００１１】
また本発明で、前記アンプは、前記給電点および前記高周波接地部材に直接接続されることを特徴とする。
【００１２】
本発明に従えば、アンプをアンテナエレメントへの給電点および高周波接地部材に近づけて設置し、ノイズなどがアンプの入力側に混入しにくくして、受信品質の向上を図ることができる。
【００１３】
また本発明で、前記アンプは、前記給電点および前記高周波接地部材に、同軸ケーブルを介して接続されることを特徴とする。
【００１４】
本発明に従えば、アンテナエレメントへの給電点と高周波接地部材とをアンプの入力側に同軸ケーブルを介して接続するので、アンプの設置位置を容易に選択することができる。
【００１５】
また本発明で、前記アンプは増幅した高周波受信信号を同軸ケーブルを介して出力し、
該同軸ケーブルが高周波受信信号の処理を行う車載機器に接続される近傍で、前記車体へ該アンプの直流成分に関する電気的な接地が行われることを特徴とする。
【００１６】
本発明に従えば、アンプの直流成分に関する車体への電気的な接地は、アンプが増幅した高周波受信信号の処理を行う車載機器が車両に搭載されている付近で行われる。このような車載機器は車室内などに設置され、車体への電気的な接地も容易に行うことができる。
【００１７】
また本発明で、前記車体の導電体部分は、表面が電気絶縁性被膜で覆われており、
前記高周波接地部材は、該電気絶縁性被膜上に貼付けられる金属の薄板部材であることを特徴とする。
【００１８】
本発明に従えば、通常、鋼材などの導電体が塗膜などの電気絶縁性被膜で覆われている状態となっている車体の外装部に、高周波接地部材を貼付けることによって、電気絶縁性被膜を介して導電体との間に容量結合を生じ、高周波成分に対して電気的な接地を行うことができる。電気絶縁性被膜は剥離する必要がなく、作業の手間がかからず、耐食性や美観を損うおそれもなく、接地を行うことができる。
【００１９】
また本発明で、前記アンプには、複数のアンテナエレメントが接続され、
前記高周波接地部材には、該複数のアンテナエレメントに関して高周波成分の共通接地が行われることを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、複数のアンテナエレメントに対して高周波接地部材による車体の導体部への容量結合に基づく高周波成分に対する接地を、共通に行うことができるので、高周波接地部材の装着箇所を減らし、装着に要する作業を容易に行うことができる。
【００２１】
また本発明で、前記アンプには、前記複数のアンテナエレメントから、高周波受信信号を増幅するアンテナエレメントを選択するスイッチが内蔵されることを特徴とする。
【００２２】
本発明に従えば、アンプに複数のアンテナエレメントを接続して、スイッチによって高周波受信信号を増幅するアンテナエレメントを選択することができるので、アンテナエレメントの形状を変えることによる異なる周波数帯の受信や、アンテナエレメントの配置を変えることによるダイバシティ受信などを容易に行い、アンプの出力を導出する信号ラインが１つでも、複数のアンテナエレメントからの受信信号を選択して転送することができる。
【００２３】
さらに本発明は、車体の外装部のうちの誘電体部分に装着され、給電点が接近して設けられる複数のアンテナエレメントと、
該複数のアンテナエレメントの給電点近傍に設けられ、車体の導電体部分に装着されて容量結合し、高周波成分に関する電気的な接地を共通に行う高周波接地部材と、
該給電点近傍に設けられ、給電点から入力する高周波受信信号を増幅するアンプと、
アンプ内に設けられ、高周波受信信号を増幅するアンテナエレメントを選択するスイッチと、
該アンプによって増幅される高周波受信信号の処理を行い、該スイッチを遠隔的に制御して、高周波受信信号に関する受信品質が良好なアンテナエレメントを選択する選択受信手段とを含むことを特徴とするダイバシティ受信装置である。
【００２４】
本発明に従えば、ダイバシティ受信装置は、複数のアンテナエレメントと、高周波接地部材と、アンプと、スイッチと、選択受信手段とを含む。複数のアンテナエレメントは、車体の外装部のうちの誘電体部分、たとえば窓ガラス上に装着され、同軸ケーブルなどの給電線に接続するための給電点が接近して設けられる。高周波接地部材は、複数のアンテナエレメントの給電点近傍に設けられ、車体の導電体部分に装着されて容量結合する。車体の導電体部分を露出させなくても、高周波成分に関する電気的な接地を容易に行うことができる。アンプが給電点近傍に設けられ、給電点から入力する高周波受信信号を増幅するので、ノイズなどの混入が少なくなり、受信品質を高めることができる。スイッチは、アンプ内に設けられ、高周波受信信号を増幅するアンテナエレメントを選択するので、複数のアンテナエレメントに対して、１つのアンプで高周波信号の増幅を行うことができる。選択受信手段は、アンプによって増幅される高周波受信信号の処理を行い、スイッチを遠隔的に制御して、高周波受信信号に関する受信品質が良好なアンテナエレメントを選択するので、車両の移動に伴って受信環境が変化しても、受信品質が良好なアンテナエレメントを選択して受信を続けることができる。
【００２５】
また本発明で、前記複数のアンテナエレメントと前記アンプとの組合せは、前記車体の外装部の異なる場所にそれぞれ設けられ、
前記選択受信手段は、該複数のアンプの選択と、該アンプに接続されるアンテナエレメントの選択とを行うことを特徴とする。
【００２６】
本発明に従えば、複数のアンテナエレメントとアンプとの組合せを、車体の外装部の異なる場所に配置し、アンプを選択してアンテナの場所を選択し、さらに選択された場所に設けられる複数のアンテナエレメントを選択して、良好な受信品質が得られるようにすることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態である車載用アンテナ１の概略的な電気的構成を示す。本実施形態では、２つのフィルムアンテナ２，３が自動車の車両のフロントガラス４の内面に貼付けられている。フィルムアンテナ２，３の貼付け位置は、フロントガラス４の上部で、バックミラー５と両側方のピラー部６，７との間となる。実際に受信に使用するアンテナエレメントは、セレクタ８によって選択される。セレクタ８による選択は、受信機９による制御で切換えられる。
【００２８】
一方のフィルムアンテナ２では、合成樹脂製のフィルム基板１０の表面上に、複数、たとえば２つのアンテナエレメント１１，１２が形成されている。３以上のアンテナエレメントを形成することも可能である。各アンテナエレメント１１，１２は、給電線１３，１４を介してフロントガラス４上からピラー部６側に引出され、ピラー部６に設けられる給電点１５でアンプ１６の入力端子に接続される。アンプ１６の入力側には、高周波接地部材１７を介する高周波成分に対する接地も行われる。高周波接地部材１７は、金属箔１８を有し、金属箔１８に一端が接続される接続線１９の他端が前述の給電点１５でアンプ１６の入力側に接続される。金属箔１８は、容量結合によってピラー部６に対する電気的な接続が行われる。
【００２９】
他方のフィルムアンテナ３でも、合成樹脂製のフィルム基板２０の表面上に、複数、２つのアンテナエレメント２１，２２が形成されている。各アンテナエレメント２１，２２は、給電線２３，２４を介してフロントガラス４上からピラー部７側に引出され、ピラー部７に設けられる給電点２５でアンプ２６の入力端子に接続される。アンプ２６の入力側には、高周波接地部材２７を介する高周波成分に対する接地も行われる。高周波接地部材２７は、金属箔２８を有し、金属箔２８に一端が接続される接続線２９の他端が前述の給電点２５でアンプ２６の入力側に接続される。金属箔２８は、容量結合によってピラー部７に対する電気的な接続が行われる。
【００３０】
２つのフィルムアンテナ２，３の給電点１５，２５は、ピラー部６，７の上部にそれぞれ設けられる。給電点１５，２５には、アンプ１６，２６がそれぞれ設置される。アンプ１６，２６および高周波接地部材１７，２７は、ピラー部６，７の表面を覆う内装材の裏側に設置し、車室内からは見えないようにする。アンプ１６，２６には、アンテナエレメント１１，１２；２１，２２からの給電線１３，１４；２３，２４にそれぞれ接続され、高周波接続部材１７，２７にそれぞれ共通接続される増幅回路が２つずつ含まれる。各増幅回路からの出力は、セレクタ８に、同軸ケーブル３１，３２，３３，３４を介して入力される。セレクタ８では、同軸ケーブル３１，３２，３３，３４の外側導体をＤＣアース３５として車体に直接接続する。またセレクタ８では、同軸ケーブル３１，３２，３３，３４のうちの１つを選択して同軸ケーブル３６に接続する。同軸ケーブル３６は、セレクタ８での選択を制御する制御線３７，３８とともに、受信機９に接続される。セレクタ８や受信機９は、車室内の床やトランクルームなどに設置され、ＤＣアース３５は各種機器を固定するためのボルトなどを利用して容易に接続することができる。また、セレクタ８は受信機９に内蔵されることもある。
【００３１】
図２は、図１の実施形態に対応する電気回路構成を示す。説明の便宜のために、一方のアンプ１６側の構成を中心に示すけれども、他方のアンプ２６側も同等である。アンプ１６内には、給電線１３を介してアンテナエレメント１１に入力側が接続される増幅回路４１が設けられる。増幅回路４１は、入力側と出力側とにコンデンサ４３，４４とを有し、直流および低周波の信号に対しては分離されている。ただし、コイル４５を介して、直流および低周波の信号に対するフィードバックが行われることもある。これらの内部構成は、あくまでも説明の便宜を図ることも目的とする一例であり、本発明がこれに限定されるものではない。
【００３２】
アンテナエレメント１２側にも増幅回路４６が設けられる。増幅回路４６の構成は増幅回路４１と基本的に同等であり、増幅器４７、コンデンサ４８，４９およびコイル５０は、前述の増幅器４２、コンデンサ４３，４４およびコイル４５にそれぞれ対応する。増幅回路４１，４６の出力は、同軸ケーブル３１，３２の芯線３１ｉ，３２ｉの一端にそれぞれ接続され、芯線３１ｉ，３２ｉの他端はセレクタ３０にそれぞれ接続される。同軸ケーブル３１，３２の外側導体３１ｏ，３２ｏは、アンプ１６の接地配線１６ｇに共通接続される。接地配線１６ｇは、接続線１９を介して高周波接地部材１７の金属箔１８に接続される。金属箔１８は、導電性の車体５１との間に、電気絶縁性の塗膜５２の層を介在させて、容量結合を行っている。セレクタ８にはスイッチ５５が設けられ、同軸ケーブル３１，３２，３３，３４の芯線３１ｉ，３２ｉ，３３ｉ，３４ｉのいずれかを同軸ケーブル３６の芯線３６ｉに接続するように切換える。各同軸ケーブル３１、３２，３３，３４，３６の外側導体３１ｏ，３２ｏ，３３ｏ，３４ｏ，３６ｏは、ＤＣアース３５に共通接続される。
【００３３】
図３は、高周波接続部材１７の断面構成を示す。図１に示す高周波接続部材２７も同等の構成を有する。ピラー部６などの導電体の車体５１には、防食および美観向上を目的として塗膜５２が形成されている。塗膜５２は電気絶縁性であり、金属箔１８と車体５１との間に介在する誘電体として機能する。すなわち、金属箔１８と車体５１とは、塗膜５２を挟むコンデンサの電極となり、高周波信号に対しては低インピーダンスとなって、高周波アースを行うことができる。
【００３４】
金属箔１８は、粘着剤５６によって塗膜５２上に貼付けられる。金属箔１８上には、端子５７が形成され、接続線１９に対する電気的接続が行われる。端子５７では、端子導体部５８が両面テープ５９の切抜き孔にはめ込まれて装着され、さらに全体を樹脂６０で固めて保護している。
【００３５】
すなわち、車体５１の導電体部分は、表面が塗膜５２などの電気絶縁性被膜で覆われており、高周波接地部材１７，２７は、塗膜５２上に貼付けられる。通常、鋼材などの導電体が塗膜５２などの電気絶縁性被膜で覆われている状態となっている車体５１の外装部に、高周波接地部材１７，２７を貼付けることによって、電気絶縁性被膜を介して導電体との間に容量結合を生じ、高周波成分に対して電気的な接地を行うことができる。電気絶縁性被膜は剥離する必要がなく、作業の手間がかからず、耐食性や美観を損うおそれもなく、接地を行うことができる。本実施形態では、アンテナ近傍でのアース確保が金属箔をボディ塗装面に貼り付けることによって行えるため、設置作業性が大幅に向上する。また、アンテナ近傍にアンプを設置するため、ケーブルロスによるＳ／Ｎ比劣化が少なく、また同軸ケーブルとアンプがインピーダンス整合しているため、ケーブルへのノイズ誘起も少なく、受信品質の劣化が少ない。
【００３６】
以上で説明しているように、本実施形態の車載用アンテナ１は、車体の外装部のうちの誘電体部分であるフロントガラス４に装着されるアンテナエレメント１１，１２；２１，２２と、そのアンテナエレメント１１，１２；２１，２２の給電点１５，２５近傍に設けられ、車体の導電体部分であるピラー部６，７に装着されて容量結合し、高周波成分に関する電気的な接地を行う高周波接地部材１７，２７と、その給電点１５，２５近傍に設けられ、給電点１５，２５から入力する高周波受信信号を増幅するアンプ１６，２６とを含む。
【００３７】
アンテナエレメント１１，１２；２１，２２は、車体の外装部のうちの誘電体部分に装着されるので、フロントガラス、リアガラス、サイドガラス、ルーフガラスなどの電気絶縁性の部分に装着し、金属製車体などの電気的な影響を避けて高周波信号の電波を受信することができる。高周波接地部材１７，２７は、アンテナエレメント１１，１２；２１，２２の給電点１５，２５近傍に設けられ、車体の導電体部分に装着されて容量結合し、高周波成分に関する電気的な接地を行うので、アンテナエレメント１１，１２；２１，２２の近傍で車体の導電体部分に対して、高周波成分に対しては電気的な接地を行い、アンテナの受信性能を高めることができる。電気的な接地は容量結合によって行うので、直接電気的に接触させる必要はなく、車体の導電体部分が塗料で充分に塗装されていても、塗装を剥離するような工程は不要で、容易に接地することができる、車両へのアンテナ設置に伴う作業を容易に行い、適切なアース接続を行って受信品質低下を防ぐことができる。アンプ１６，２６は、給電点１５，２５近傍に設けられ、給電点１５，２５から入力する高周波受信信号を増幅するので、アンテナエレメント１１，１２；２１，２２で受信する微弱な高周波受信信号であっても、車両内で発生するノイズの影響を受けにくい位置で増幅し、受信品質低下を防ぐことができる。
【００３８】
また、アンプ１６，２６は、給電点１５，２５および高周波接地部材１７，２７に直接接続されている。これによって、アンプ１６，２６をアンテナエレメント１１，１２；２１，２２への給電点１５，２５および高周波接地部材１７，２７に近づけて設置し、ノイズなどがアンプの入力側に混入しにくくして、受信品質の向上を図ることができる。
【００３９】
図４は、本発明の実施の他の形態である車載用アンテナ６１の概略的な電気的構成を示す。本実施形態で、図１の実施形態に対応する部分には同一の参照符を付し、重複する説明は省略する。また、一方のアンプ１６側のみ示して、他方は省略するけれども、同様の構成を有することはもちろんである。
【００４０】
本実施形態では、アンプ１６を給電点１５での給電線１３，１４および高周波接地部材１７に、同軸ケーブル６２，６３を介してそれぞれ接続する。給電線１３，１４には、同軸ケーブル６２，６３の芯線をそれぞれ接続し、高周波接地部材１７には同軸ケーブル６２，６３の外側導体を共通接続する。
【００４１】
図５は、本実施形態の電気回路構成を示す。同軸ケーブル６２，６３の芯線６２ｉ，６３ｉは、増幅回路４１，４６の入力側にそれぞれ接続される。同軸ケーブル６２，６３の外側導体６２ｏ，６３ｏは、アンプ１６の設置配線１６ｇに共通接続される。本実施形態では、アンテナエレメント１１，１２への給電点１５と高周波接地部材１７とをアンプ１７の入力側に同軸ケーブル６２，６３を介して接続するので、アンプ１６の設置位置を容易に選択することができる。
【００４２】
また図１および図４の実施形態で、アンプ１６，２６は増幅した高周波受信信号を同軸ケーブル３１，３２，３３，３４を介して出力し、その同軸ケーブル３１，３２，３３，３４が高周波受信信号の処理を行う車載機器としてのセレクタ３０や受信機４０に接続される近傍で、ＤＣアース３５によって、車体へアンプ１６，２６の直流成分に関する電気的な接地が行われる。同軸ケーブル３１，３２，３３，３４の外側導体３１ｏ，３２ｏ，３３ｏ，３４ｏはＤＣアース３５に共通接続されているからである。アンプ１６，２６の直流成分に関する車体への電気的な接地は、アンプ１６，２６が増幅した高周波受信信号の処理を行うセレクタ８や受信機９などの車載機器が車両に搭載されている付近で行われ、このような車載機器は車室内などに設置され、車体への電気的な接地も容易に行うことができる。
【００４３】
また、アンプ１６，２６には、複数のアンテナエレメント１１，１２；２１，２２がそれぞれ接続され、高周波接地部材１７，２７には、複数のアンテナエレメント１１，１２；２１，２２に関して高周波成分の共通接地が行われる。複数のアンテナエレメント１１，１２；２１，２２に対して高周波接地部材１７，２７による車体５１の導体部への容量結合に基づく高周波成分に対する接地を、共通に行うことができるので、高周波接地部材１７，２７の装着箇所を減らし、装着に要する作業を容易に行うことができる。
【００４４】
なお、図１および図４の実施形態では、各フィルムアンテナ２，３に複数のアンテナエレメント１１，１２；２１，２２を設けているけれども、アンテナエレメントは１つであっても、前述の効果が得られることはもちろんである。また、フィルムアンテナ２，３は１つでもよいことはもちろんである。一方、複数のフィルムアンテナ２，３を用いたり、各フィルムアンテナ２，３に複数のアンテナエレメント１１，１２，；２１，２２を設けると、選択的に切換えてダイバシティ方式の受信を行うことができる。
【００４５】
図６は、本発明の実施のさらに他の形態として、ダイバティ方式の受信を好適に行うことができる車載アンテナ７１の概略的な電気的構成を示す。本実施形態で、図１または図４の実施形態に対応する部分は、同一の参照符を付し、重複する説明を省略する。本実施形態でも、一方のアンテナエレメント１１，１２側の構成を示し、他方のアンテナエレメント２１，２２側は省略するけれども、実質的に同等の構成を有することはもちろんである。本実施形態では、スイッチ７５をアンプ７６の入力側に内蔵し、アンテナエレメント１１，１２からの給電線１３，１４を切換えて増幅回路７７で増幅し、同軸ケーブル７８に増幅出力を導出することができる。同軸ケーブル７８は、スイッチ７５の切換えを制御する制御線７９とともに、セレクタ８０に接続される。セレクタ８０は、スイッチ８１を備え、同軸ケーブル７８と、他のアンプからの同軸ケーブル８２とを切換えて、図１や図４の受信機９に入力させ、ダイバシティ受信装置を構成している。
【００４６】
すなわち、本実施形態では、車体５１の外装部のうちの誘電体部分であるフロントガラス４等に装着され、給電点１５が接近して設けられる複数のアンテナエレメント１１，１２と、その複数のアンテナエレメント１１，１２の給電点１５近傍に設けられ、車体５１の導電体部分に装着されて容量結合し、高周波成分に関する電気的な接地を共通に行う高周波接地部材１７と、給電点１５近傍に設けられ、給電点１５から入力する高周波受信信号を増幅するアンプ７６と、アンプ１６内に設けられ、高周波受信信号を増幅するアンテナエレメント１１，１２を選択するスイッチ７５と、アンプ７６によって増幅される高周波受信信号の処理を行い、スイッチ７５を遠隔的に制御して、高周波受信信号に関する受信品質が良好なアンテナエレメント１１，１２を選択する選択受信手段としてのセレクタ８０および受信機９とを含むダイバシティ受信装置となる。
【００４７】
このようなダイバシティ受信装置は、前述の車載用アンテナ１，６１と同様な特徴を有し、スイッチ７５は、アンプ７６内に設けられ、高周波受信信号を増幅するアンテナエレメント１１，１２を選択するので、複数のアンテナエレメント１１，１２に対して、１つのアンプ７６で高周波信号の増幅を行うことができる。選択受信手段としてのセレクタ８０および受信機９では、アンプ７６によって増幅される高周波受信信号の処理を行い、スイッチ７５を遠隔的に制御して、高周波受信信号に関する受信品質が良好なアンテナエレメント１１，１２を選択するので、車両の移動に伴って受信環境が変化しても、受信品質が良好なアンテナエレメント１１，１２を選択して受信を続けることができる。
【００４８】
また本実施形態では、複数のアンテナエレメント１１，１２とアンプ７６との組合せと同様な組合せを、車体５１の外装部の異なる場所に設けて、セレクタ８０のスイッチ８１で同軸ケーブル７８，８２を切換て、複数のアンプの選択と、アンプに接続されるアンテナエレメントの選択とを行うことができる。そのようにすれば、複数のアンテナエレメントとアンプとの組合せを、車体５１の外装部の異なる場所に配置し、アンプを選択してアンテナの場所を選択し、さらに選択された場所に設けられる複数のアンテナエレメントを選択して、良好な受信品質が得られるようにすることができる。
【００４９】
また図６に示すように、アンプ７６に、複数のアンテナエレメント１１，１２のうちから、高周波受信信号を増幅するアンテナエレメント１１，１２を選択するスイッチ７５を内蔵させておくと、前述のようなダイバシティ受信装置として利用することができるばかりではなく、アンテナエレメント１１，１２の形状を変えることによる異なる周波数帯の受信などを容易に行い、アンプ７６の出力を導出する信号ラインが１つでも、複数のアンテナエレメント１１，１２からの受信信号を選択して転送することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、アンテナエレメントを、車体の外装部のうちの誘電体部分に装着し、アンテナエレメントの給電点近傍から高周波接地部材を介して車体の導電体部分に対する高周波成分に関する電気的な接地を行うことができる。電気的な接地は容量結合によって行うので、直接的に接触させる必要はなく、車体の導電体部分が塗料で充分に塗装されていても電気的に接地することができるので、車両へのアンテナ設置に伴う作業を容易に行い、適切なアース接続を行って受信品質低下を防ぐことができる。アンプは、給電点近傍に設けられ、ンテナエレメントで受信する微弱な高周波受信信号であっても、車両内で発生するノイズの影響を受けにくい位置で増幅し、受信品質低下を防ぐことができる。
【００５１】
また本発明によれば、アンプをアンテナエレメントへの給電点および高周波接地部材に近づけて設置し、ノイズなどの混入を防いで、受信品質の向上を図ることができる。
【００５２】
また本発明によれば、アンテナエレメントへの給電点と高周波接地部材とをアンプの入力側に同軸ケーブルを介して接続するので、アンプと給電点との間隔をある程度あけることもでき、アンプの設置位置を容易に選択することができる。
【００５３】
また本発明によれば、アンプの直流成分に関する車体への電気的な接地は、アンプが増幅した高周波受信信号の処理を行う車載機器の搭載位置付近で行われる。車載機器は車体内部に設置されることが多く、車体への電気的な接地も容易に行うことができる。
【００５４】
また本発明によれば、導電体が塗膜などの電気絶縁性被膜で覆われている状態となっている車体の外装部に、高周波接地部材を貼付けることによって、高周波成分に対して電気的な接地を行うことができるので、電気絶縁性被膜は剥離する必要がなく、作業の手間がかからず、耐食性や美観を損うおそれもなく、接地を行うことができる。
【００５５】
また本発明によれば、複数のアンテナエレメントに対して、車体の導体部への高周波成分に対する接地を、共通に行うことができるので、高周波接地部材の装着箇所を減らし、装着に要する作業を容易に行うことができる。
【００５６】
また本発明によれば、アンテナエレメントの形状を変えることによる異なる周波数帯の受信や、アンテナエレメントの配置を変えることによるダイバシティ受信などを容易に行い、アンプの出力を導出する信号ラインが１つでも、複数のアンテナエレメントからの受信信号を選択して転送することができる。
【００５７】
さらに本発明によれば、複数のアンテナエレメントを車体の外装部のうちの誘電体部分に装着し、複数のアンテナエレメントの給電点近傍での高周波接地部材アンプ内に設けられるスイッチは、高周波受信信号を増幅するアンテナエレメントを選択するので、複数のアンテナエレメントに対して、１つのアンプで高周波信号の増幅を行うことができる。スイッチは、選択受信手段によって遠隔的に制御され、高周波受信信号に関する受信品質が良好なアンテナエレメントを選択するので、車両の移動に伴って受信環境が変化しても、良好な受信品質で受信を続けることができる。
【００５８】
また本発明によれば、複数のアンテナエレメントとアンプとの組合せを複数組用い、車体の外装部の異なる場所に配置するので、アンプを選択してアンテナの場所を選択し、さら選択されたアンプに接続される複数のアンテナエレメントを選択して、良好な受信品質が得られるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態である車載アンテナ１の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図２】図１のアンプ１６に関連する部分の電気回路図である。
【図３】図１の高周波設置部材１７の装着部分についての構成を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の他の形態である車載アンテナ６１の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図５】図４のアンプ１６に関連する部分の電気回路図である。
【図６】本発明の実施のさらに他の形態である車載用アンテナ７１の部分的な電気回路図である。
【符号の説明】
１，６１，７１ 車載用アンテナ
２，３ フィルムアンテナ
４ フロントガラス
６，７ ピラー部
８，８０ セレクタ
９ 受信機
１０，２０ フィルム基板
１１，１２；２１，２２ アンテナエレメント
１５，２５ 給電点
１６，２６，７６ アンプ
１７，２７ 高周波接地部材
１８，２８ 金属箔
１９，２９ 接続線
３１，３２，３３，３４，３６，６３，６４、７８，８２ 同軸ケーブル
３５ ＤＣアース
３７，７９ 制御線
４１，４６，７７ 増幅回路
５５，７５，８１ スイッチ
５６ 粘着剤
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の車体外装部に装着される車載用アンテナ、およびそのような車載用アンテナを用いるダイバシティ受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自動車などの車両が移動中でも放送電波や通信電波を受信することができるように、種々の車載用アンテナが用いられている。車両の窓ガラス等へ取付けるアンテナとしてフィルムアンテナが知られている（たとえば特許文献１参照）。このフィルムアンテナは、フィルム基板上に複数対のアンテナエレメントが形成され、フィルム基板の一端にコネクタを備えるアンプが接続される。フィルム基板とアンプとを車両の後部ガラス等に取付け、フィルム基板上にエレメントによるアース線を形成して、アンプ側ではアースをグランドに接続する必要がない旨が記載されている。フィルムアンテナおよびアンプを複数組設け、切換えてダイバシティ受信を行うことも開示されている。なお、アンテナを切換えを電気的に行うこともできる（たとえば特許文献２参照）。
【０００３】
自動車の窓ガラス上にアンテナパターンを直接形成し、ガラス面上にブースタアンプを設ける構成も知られている（たとえば特許文献３参照）。また、車両の窓ガラス板上の少なくとも一部に、下から、放射素子用導体層、誘電体層、接地導体層とを順次形成し、ＧＰＳ衛星から伝送される微弱信号を受信する車載用平面アンテナの構成も知られている（たとえば特許文献４参照）。さらに、車体の天井板に孔をあけ、ＧＰＳ衛星からの微弱電波を受信するアンテナと増幅器とを装着する構成も知られている（たとえば特許文献５参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３２９４８３７号公報
【特許文献２】
特表２００２−５１０９２５号公報
【特許文献３】
特許第３１７５７７９号公報
【特許文献４】
特開平５−６３４２３号公報
【特許文献５】
特開平５−６３４１９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
車両に装着する電波受信用のアンテナとしては、窓ガラスに貼付けて使用するフィルムアンテナが好適である。ただし、特許文献１の発明が解決しようとする課題の欄でも説明されているように、アースを車体に接続する必要があるけれども、一般のユーザにとって困難な作業が必要となる。特許文献１では、フィルム基板上にアース線を形成して、コネクタでアンプと接続することができるので、アースの接続に伴う問題を解決することが可能な旨、記載されている。しかしながら、ガラス面上に貼付けるフィルム基板上にエレメントとともに形成するアース線にコネクタを介して接続するだけでアースへの接続が可能な理由については何も記載されていない。
【０００６】
アンプをアンテナ近傍に設置する場合、アンプのアース接続は車体に対して、直流成分も含めるＤＣアースを行う必要がある。自動車の車体自体は金属等の導電体であるけれども、通常、電気絶縁体である塗料で塗装されている。このような車体にＤＣアースを行うためには、車体に対する加工として、車体に孔をあけ、ボルトなどでアースの接続を行う必要がある。
【０００７】
加工作業性を考慮してアンプをアンテナの近傍には設置しないことも考えられる。ただし、この場合、アンテナからアンプまでの給電同軸ケーブルが長くなり、ケーブルロスによって高周波受信信号の信号対雑音比としてのＳ／Ｎ比の劣化が発生し、受信品質が劣化してしまう。また、同軸ケーブルの長さが長くなると、特に、同軸ケーブルのインピーダンスがアンテナの給電点でのインピーダンスに整合していないと、車両から発生されるノイズが給電用の同軸ケーブルに誘起され、車両からのノイズが給電用の同軸ケーブルに誘起され、受信品質の劣化を招いてしまう。
【０００８】
本発明の目的は、車両へのアンテナ設置に伴う作業を容易に行い、適切なアース接続を行って受信品質低下を防ぐことができる車載用アンテナおよびダイバシティ受信装置に関する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車体の外装部のうちの誘電体部分に装着されるアンテナエレメントと、
該アンテナエレメントの給電点近傍に設けられ、車体の導電体部分に装着されて容量結合し、高周波成分に関する電気的な接地を行う高周波接地部材と、
該給電点近傍に設けられ、給電点から入力する高周波受信信号を増幅するアンプとを含むことを特徴とする車載用アンテナである。
【００１０】
本発明に従えば、車載用アンテナは、アンテナエレメントと、高周波接地部材と、アンプとを含む。アンテナエレメントは、車体の外装部のうちの誘電体部分に装着されるので、窓ガラスなどの電気絶縁性の部分に装着し、金属製車体などの電気的な影響を避けて高周波信号の電波を受信することができる。高周波接地部材は、アンテナエレメントの給電点近傍に設けられ、車体の導電体部分に装着されて容量結合し、高周波成分に関する電気的な接地を行うので、アンテナエレメントの近傍で車体の導電体部分に対して、高周波成分に対しては電気的な接地を行い、アンテナの受信性能を高めることができる。電気的な接地は容量結合によって行うので、直接電気的に接触させる必要はなく、車体の導電体部分が塗料で充分に塗装されていても、塗装を剥離するような工程は不要で、容易に接地することができる、車両へのアンテナ設置に伴う作業を容易に行い、適切なアース接続を行って受信品質低下を防ぐことができる。アンプは、給電点近傍に設けられ、給電点から入力する高周波受信信号を増幅するので、アンテナエレメントで受信する微弱な高周波受信信号であっても、車両内で発生するノイズの影響を受けにくい位置で増幅し、受信品質低下を防ぐことができる。
【００１１】
また本発明で、前記アンプは、前記給電点および前記高周波接地部材に直接接続されることを特徴とする。
【００１２】
本発明に従えば、アンプをアンテナエレメントへの給電点および高周波接地部材に近づけて設置し、ノイズなどがアンプの入力側に混入しにくくして、受信品質の向上を図ることができる。
【００１３】
また本発明で、前記アンプは、前記給電点および前記高周波接地部材に、同軸ケーブルを介して接続されることを特徴とする。
【００１４】
本発明に従えば、アンテナエレメントへの給電点と高周波接地部材とをアンプの入力側に同軸ケーブルを介して接続するので、アンプの設置位置を容易に選択することができる。
【００１５】
また本発明で、前記アンプは増幅した高周波受信信号を同軸ケーブルを介して出力し、
該同軸ケーブルが高周波受信信号の処理を行う車載機器に接続される近傍で、前記車体へ該アンプの直流成分に関する電気的な接地が行われることを特徴とする。
【００１６】
本発明に従えば、アンプの直流成分に関する車体への電気的な接地は、アンプが増幅した高周波受信信号の処理を行う車載機器が車両に搭載されている付近で行われる。このような車載機器は車室内などに設置され、車体への電気的な接地も容易に行うことができる。
【００１７】
また本発明で、前記車体の導電体部分は、表面が電気絶縁性被膜で覆われており、
前記高周波接地部材は、該電気絶縁性被膜上に貼付けられる金属の薄板部材であることを特徴とする。
【００１８】
本発明に従えば、通常、鋼材などの導電体が塗膜などの電気絶縁性被膜で覆われている状態となっている車体の外装部に、高周波接地部材を貼付けることによって、電気絶縁性被膜を介して導電体との間に容量結合を生じ、高周波成分に対して電気的な接地を行うことができる。電気絶縁性被膜は剥離する必要がなく、作業の手間がかからず、耐食性や美観を損うおそれもなく、接地を行うことができる。
【００１９】
また本発明で、前記アンプには、複数のアンテナエレメントが接続され、
前記高周波接地部材には、該複数のアンテナエレメントに関して高周波成分の共通接地が行われることを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、複数のアンテナエレメントに対して高周波接地部材による車体の導体部への容量結合に基づく高周波成分に対する接地を、共通に行うことができるので、高周波接地部材の装着箇所を減らし、装着に要する作業を容易に行うことができる。
【００２１】
また本発明で、前記アンプには、前記複数のアンテナエレメントから、高周波受信信号を増幅するアンテナエレメントを選択するスイッチが内蔵されることを特徴とする。
【００２２】
本発明に従えば、アンプに複数のアンテナエレメントを接続して、スイッチによって高周波受信信号を増幅するアンテナエレメントを選択することができるので、アンテナエレメントの形状を変えることによる異なる周波数帯の受信や、アンテナエレメントの配置を変えることによるダイバシティ受信などを容易に行い、アンプの出力を導出する信号ラインが１つでも、複数のアンテナエレメントからの受信信号を選択して転送することができる。
【００２３】
さらに本発明は、車体の外装部のうちの誘電体部分に装着され、給電点が接近して設けられる複数のアンテナエレメントと、
該複数のアンテナエレメントの給電点近傍に設けられ、車体の導電体部分に装着されて容量結合し、高周波成分に関する電気的な接地を共通に行う高周波接地部材と、
該給電点近傍に設けられ、給電点から入力する高周波受信信号を増幅するアンプと、
アンプ内に設けられ、高周波受信信号を増幅するアンテナエレメントを選択するスイッチと、
該アンプによって増幅される高周波受信信号の処理を行い、該スイッチを遠隔的に制御して、高周波受信信号に関する受信品質が良好なアンテナエレメントを選択する選択受信手段とを含むことを特徴とするダイバシティ受信装置である。
【００２４】
本発明に従えば、ダイバシティ受信装置は、複数のアンテナエレメントと、高周波接地部材と、アンプと、スイッチと、選択受信手段とを含む。複数のアンテナエレメントは、車体の外装部のうちの誘電体部分、たとえば窓ガラス上に装着され、同軸ケーブルなどの給電線に接続するための給電点が接近して設けられる。高周波接地部材は、複数のアンテナエレメントの給電点近傍に設けられ、車体の導電体部分に装着されて容量結合する。車体の導電体部分を露出させなくても、高周波成分に関する電気的な接地を容易に行うことができる。アンプが給電点近傍に設けられ、給電点から入力する高周波受信信号を増幅するので、ノイズなどの混入が少なくなり、受信品質を高めることができる。スイッチは、アンプ内に設けられ、高周波受信信号を増幅するアンテナエレメントを選択するので、複数のアンテナエレメントに対して、１つのアンプで高周波信号の増幅を行うことができる。選択受信手段は、アンプによって増幅される高周波受信信号の処理を行い、スイッチを遠隔的に制御して、高周波受信信号に関する受信品質が良好なアンテナエレメントを選択するので、車両の移動に伴って受信環境が変化しても、受信品質が良好なアンテナエレメントを選択して受信を続けることができる。
【００２５】
また本発明で、前記複数のアンテナエレメントと前記アンプとの組合せは、前記車体の外装部の異なる場所にそれぞれ設けられ、
前記選択受信手段は、該複数のアンプの選択と、該アンプに接続されるアンテナエレメントの選択とを行うことを特徴とする。
【００２６】
本発明に従えば、複数のアンテナエレメントとアンプとの組合せを、車体の外装部の異なる場所に配置し、アンプを選択してアンテナの場所を選択し、さらに選択された場所に設けられる複数のアンテナエレメントを選択して、良好な受信品質が得られるようにすることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態である車載用アンテナ１の概略的な電気的構成を示す。本実施形態では、２つのフィルムアンテナ２，３が自動車の車両のフロントガラス４の内面に貼付けられている。フィルムアンテナ２，３の貼付け位置は、フロントガラス４の上部で、バックミラー５と両側方のピラー部６，７との間となる。実際に受信に使用するアンテナエレメントは、セレクタ８によって選択される。セレクタ８による選択は、受信機９による制御で切換えられる。
【００２８】
一方のフィルムアンテナ２では、合成樹脂製のフィルム基板１０の表面上に、複数、たとえば２つのアンテナエレメント１１，１２が形成されている。３以上のアンテナエレメントを形成することも可能である。各アンテナエレメント１１，１２は、給電線１３，１４を介してフロントガラス４上からピラー部６側に引出され、ピラー部６に設けられる給電点１５でアンプ１６の入力端子に接続される。アンプ１６の入力側には、高周波接地部材１７を介する高周波成分に対する接地も行われる。高周波接地部材１７は、金属箔１８を有し、金属箔１８に一端が接続される接続線１９の他端が前述の給電点１５でアンプ１６の入力側に接続される。金属箔１８は、容量結合によってピラー部６に対する電気的な接続が行われる。
【００２９】
他方のフィルムアンテナ３でも、合成樹脂製のフィルム基板２０の表面上に、複数、２つのアンテナエレメント２１，２２が形成されている。各アンテナエレメント２１，２２は、給電線２３，２４を介してフロントガラス４上からピラー部７側に引出され、ピラー部７に設けられる給電点２５でアンプ２６の入力端子に接続される。アンプ２６の入力側には、高周波接地部材２７を介する高周波成分に対する接地も行われる。高周波接地部材２７は、金属箔２８を有し、金属箔２８に一端が接続される接続線２９の他端が前述の給電点２５でアンプ２６の入力側に接続される。金属箔２８は、容量結合によってピラー部７に対する電気的な接続が行われる。
【００３０】
２つのフィルムアンテナ２，３の給電点１５，２５は、ピラー部６，７の上部にそれぞれ設けられる。給電点１５，２５には、アンプ１６，２６がそれぞれ設置される。アンプ１６，２６および高周波接地部材１７，２７は、ピラー部６，７の表面を覆う内装材の裏側に設置し、車室内からは見えないようにする。アンプ１６，２６には、アンテナエレメント１１，１２；２１，２２からの給電線１３，１４；２３，２４にそれぞれ接続され、高周波接続部材１７，２７にそれぞれ共通接続される増幅回路が２つずつ含まれる。各増幅回路からの出力は、セレクタ８に、同軸ケーブル３１，３２，３３，３４を介して入力される。セレクタ８では、同軸ケーブル３１，３２，３３，３４の外側導体をＤＣアース３５として車体に直接接続する。またセレクタ８では、同軸ケーブル３１，３２，３３，３４のうちの１つを選択して同軸ケーブル３６に接続する。同軸ケーブル３６は、セレクタ８での選択を制御する制御線３７，３８とともに、受信機９に接続される。セレクタ８や受信機９は、車室内の床やトランクルームなどに設置され、ＤＣアース３５は各種機器を固定するためのボルトなどを利用して容易に接続することができる。また、セレクタ８は受信機９に内蔵されることもある。
【００３１】
図２は、図１の実施形態に対応する電気回路構成を示す。説明の便宜のために、一方のアンプ１６側の構成を中心に示すけれども、他方のアンプ２６側も同等である。アンプ１６内には、給電線１３を介してアンテナエレメント１１に入力側が接続される増幅回路４１が設けられる。増幅回路４１は、入力側と出力側とにコンデンサ４３，４４とを有し、直流および低周波の信号に対しては分離されている。ただし、コイル４５を介して、直流および低周波の信号に対するフィードバックが行われることもある。これらの内部構成は、あくまでも説明の便宜を図ることも目的とする一例であり、本発明がこれに限定されるものではない。
【００３２】
アンテナエレメント１２側にも増幅回路４６が設けられる。増幅回路４６の構成は増幅回路４１と基本的に同等であり、増幅器４７、コンデンサ４８，４９およびコイル５０は、前述の増幅器４２、コンデンサ４３，４４およびコイル４５にそれぞれ対応する。増幅回路４１，４６の出力は、同軸ケーブル３１，３２の芯線３１ｉ，３２ｉの一端にそれぞれ接続され、芯線３１ｉ，３２ｉの他端はセレクタ３０にそれぞれ接続される。同軸ケーブル３１，３２の外側導体３１ｏ，３２ｏは、アンプ１６の接地配線１６ｇに共通接続される。接地配線１６ｇは、接続線１９を介して高周波接地部材１７の金属箔１８に接続される。金属箔１８は、導電性の車体５１との間に、電気絶縁性の塗膜５２の層を介在させて、容量結合を行っている。セレクタ８にはスイッチ５５が設けられ、同軸ケーブル３１，３２，３３，３４の芯線３１ｉ，３２ｉ，３３ｉ，３４ｉのいずれかを同軸ケーブル３６の芯線３６ｉに接続するように切換える。各同軸ケーブル３１、３２，３３，３４，３６の外側導体３１ｏ，３２ｏ，３３ｏ，３４ｏ，３６ｏは、ＤＣアース３５に共通接続される。
【００３３】
図３は、高周波接続部材１７の断面構成を示す。図１に示す高周波接続部材２７も同等の構成を有する。ピラー部６などの導電体の車体５１には、防食および美観向上を目的として塗膜５２が形成されている。塗膜５２は電気絶縁性であり、金属箔１８と車体５１との間に介在する誘電体として機能する。すなわち、金属箔１８と車体５１とは、塗膜５２を挟むコンデンサの電極となり、高周波信号に対しては低インピーダンスとなって、高周波アースを行うことができる。
【００３４】
金属箔１８は、粘着剤５６によって塗膜５２上に貼付けられる。金属箔１８上には、端子５７が形成され、接続線１９に対する電気的接続が行われる。端子５７では、端子導体部５８が両面テープ５９の切抜き孔にはめ込まれて装着され、さらに全体を樹脂６０で固めて保護している。
【００３５】
すなわち、車体５１の導電体部分は、表面が塗膜５２などの電気絶縁性被膜で覆われており、高周波接地部材１７，２７は、塗膜５２上に貼付けられる。通常、鋼材などの導電体が塗膜５２などの電気絶縁性被膜で覆われている状態となっている車体５１の外装部に、高周波接地部材１７，２７を貼付けることによって、電気絶縁性被膜を介して導電体との間に容量結合を生じ、高周波成分に対して電気的な接地を行うことができる。電気絶縁性被膜は剥離する必要がなく、作業の手間がかからず、耐食性や美観を損うおそれもなく、接地を行うことができる。本実施形態では、アンテナ近傍でのアース確保が金属箔をボディ塗装面に貼り付けることによって行えるため、設置作業性が大幅に向上する。また、アンテナ近傍にアンプを設置するため、ケーブルロスによるＳ／Ｎ比劣化が少なく、また同軸ケーブルとアンプがインピーダンス整合しているため、ケーブルへのノイズ誘起も少なく、受信品質の劣化が少ない。
【００３６】
以上で説明しているように、本実施形態の車載用アンテナ１は、車体の外装部のうちの誘電体部分であるフロントガラス４に装着されるアンテナエレメント１１，１２；２１，２２と、そのアンテナエレメント１１，１２；２１，２２の給電点１５，２５近傍に設けられ、車体の導電体部分であるピラー部６，７に装着されて容量結合し、高周波成分に関する電気的な接地を行う高周波接地部材１７，２７と、その給電点１５，２５近傍に設けられ、給電点１５，２５から入力する高周波受信信号を増幅するアンプ１６，２６とを含む。
【００３７】
アンテナエレメント１１，１２；２１，２２は、車体の外装部のうちの誘電体部分に装着されるので、フロントガラス、リアガラス、サイドガラス、ルーフガラスなどの電気絶縁性の部分に装着し、金属製車体などの電気的な影響を避けて高周波信号の電波を受信することができる。高周波接地部材１７，２７は、アンテナエレメント１１，１２；２１，２２の給電点１５，２５近傍に設けられ、車体の導電体部分に装着されて容量結合し、高周波成分に関する電気的な接地を行うので、アンテナエレメント１１，１２；２１，２２の近傍で車体の導電体部分に対して、高周波成分に対しては電気的な接地を行い、アンテナの受信性能を高めることができる。電気的な接地は容量結合によって行うので、直接電気的に接触させる必要はなく、車体の導電体部分が塗料で充分に塗装されていても、塗装を剥離するような工程は不要で、容易に接地することができる、車両へのアンテナ設置に伴う作業を容易に行い、適切なアース接続を行って受信品質低下を防ぐことができる。アンプ１６，２６は、給電点１５，２５近傍に設けられ、給電点１５，２５から入力する高周波受信信号を増幅するので、アンテナエレメント１１，１２；２１，２２で受信する微弱な高周波受信信号であっても、車両内で発生するノイズの影響を受けにくい位置で増幅し、受信品質低下を防ぐことができる。
【００３８】
また、アンプ１６，２６は、給電点１５，２５および高周波接地部材１７，２７に直接接続されている。これによって、アンプ１６，２６をアンテナエレメント１１，１２；２１，２２への給電点１５，２５および高周波接地部材１７，２７に近づけて設置し、ノイズなどがアンプの入力側に混入しにくくして、受信品質の向上を図ることができる。
【００３９】
図４は、本発明の実施の他の形態である車載用アンテナ６１の概略的な電気的構成を示す。本実施形態で、図１の実施形態に対応する部分には同一の参照符を付し、重複する説明は省略する。また、一方のアンプ１６側のみ示して、他方は省略するけれども、同様の構成を有することはもちろんである。
【００４０】
本実施形態では、アンプ１６を給電点１５での給電線１３，１４および高周波接地部材１７に、同軸ケーブル６２，６３を介してそれぞれ接続する。給電線１３，１４には、同軸ケーブル６２，６３の芯線をそれぞれ接続し、高周波接地部材１７には同軸ケーブル６２，６３の外側導体を共通接続する。
【００４１】
図５は、本実施形態の電気回路構成を示す。同軸ケーブル６２，６３の芯線６２ｉ，６３ｉは、増幅回路４１，４６の入力側にそれぞれ接続される。同軸ケーブル６２，６３の外側導体６２ｏ，６３ｏは、アンプ１６の設置配線１６ｇに共通接続される。本実施形態では、アンテナエレメント１１，１２への給電点１５と高周波接地部材１７とをアンプ１７の入力側に同軸ケーブル６２，６３を介して接続するので、アンプ１６の設置位置を容易に選択することができる。
【００４２】
また図１および図４の実施形態で、アンプ１６，２６は増幅した高周波受信信号を同軸ケーブル３１，３２，３３，３４を介して出力し、その同軸ケーブル３１，３２，３３，３４が高周波受信信号の処理を行う車載機器としてのセレクタ３０や受信機４０に接続される近傍で、ＤＣアース３５によって、車体へアンプ１６，２６の直流成分に関する電気的な接地が行われる。同軸ケーブル３１，３２，３３，３４の外側導体３１ｏ，３２ｏ，３３ｏ，３４ｏはＤＣアース３５に共通接続されているからである。アンプ１６，２６の直流成分に関する車体への電気的な接地は、アンプ１６，２６が増幅した高周波受信信号の処理を行うセレクタ８や受信機９などの車載機器が車両に搭載されている付近で行われ、このような車載機器は車室内などに設置され、車体への電気的な接地も容易に行うことができる。
【００４３】
また、アンプ１６，２６には、複数のアンテナエレメント１１，１２；２１，２２がそれぞれ接続され、高周波接地部材１７，２７には、複数のアンテナエレメント１１，１２；２１，２２に関して高周波成分の共通接地が行われる。複数のアンテナエレメント１１，１２；２１，２２に対して高周波接地部材１７，２７による車体５１の導体部への容量結合に基づく高周波成分に対する接地を、共通に行うことができるので、高周波接地部材１７，２７の装着箇所を減らし、装着に要する作業を容易に行うことができる。
【００４４】
なお、図１および図４の実施形態では、各フィルムアンテナ２，３に複数のアンテナエレメント１１，１２；２１，２２を設けているけれども、アンテナエレメントは１つであっても、前述の効果が得られることはもちろんである。また、フィルムアンテナ２，３は１つでもよいことはもちろんである。一方、複数のフィルムアンテナ２，３を用いたり、各フィルムアンテナ２，３に複数のアンテナエレメント１１，１２，；２１，２２を設けると、選択的に切換えてダイバシティ方式の受信を行うことができる。
【００４５】
図６は、本発明の実施のさらに他の形態として、ダイバティ方式の受信を好適に行うことができる車載アンテナ７１の概略的な電気的構成を示す。本実施形態で、図１または図４の実施形態に対応する部分は、同一の参照符を付し、重複する説明を省略する。本実施形態でも、一方のアンテナエレメント１１，１２側の構成を示し、他方のアンテナエレメント２１，２２側は省略するけれども、実質的に同等の構成を有することはもちろんである。本実施形態では、スイッチ７５をアンプ７６の入力側に内蔵し、アンテナエレメント１１，１２からの給電線１３，１４を切換えて増幅回路７７で増幅し、同軸ケーブル７８に増幅出力を導出することができる。同軸ケーブル７８は、スイッチ７５の切換えを制御する制御線７９とともに、セレクタ８０に接続される。セレクタ８０は、スイッチ８１を備え、同軸ケーブル７８と、他のアンプからの同軸ケーブル８２とを切換えて、図１や図４の受信機９に入力させ、ダイバシティ受信装置を構成している。
【００４６】
すなわち、本実施形態では、車体５１の外装部のうちの誘電体部分であるフロントガラス４等に装着され、給電点１５が接近して設けられる複数のアンテナエレメント１１，１２と、その複数のアンテナエレメント１１，１２の給電点１５近傍に設けられ、車体５１の導電体部分に装着されて容量結合し、高周波成分に関する電気的な接地を共通に行う高周波接地部材１７と、給電点１５近傍に設けられ、給電点１５から入力する高周波受信信号を増幅するアンプ７６と、アンプ１６内に設けられ、高周波受信信号を増幅するアンテナエレメント１１，１２を選択するスイッチ７５と、アンプ７６によって増幅される高周波受信信号の処理を行い、スイッチ７５を遠隔的に制御して、高周波受信信号に関する受信品質が良好なアンテナエレメント１１，１２を選択する選択受信手段としてのセレクタ８０および受信機９とを含むダイバシティ受信装置となる。
【００４７】
このようなダイバシティ受信装置は、前述の車載用アンテナ１，６１と同様な特徴を有し、スイッチ７５は、アンプ７６内に設けられ、高周波受信信号を増幅するアンテナエレメント１１，１２を選択するので、複数のアンテナエレメント１１，１２に対して、１つのアンプ７６で高周波信号の増幅を行うことができる。選択受信手段としてのセレクタ８０および受信機９では、アンプ７６によって増幅される高周波受信信号の処理を行い、スイッチ７５を遠隔的に制御して、高周波受信信号に関する受信品質が良好なアンテナエレメント１１，１２を選択するので、車両の移動に伴って受信環境が変化しても、受信品質が良好なアンテナエレメント１１，１２を選択して受信を続けることができる。
【００４８】
また本実施形態では、複数のアンテナエレメント１１，１２とアンプ７６との組合せと同様な組合せを、車体５１の外装部の異なる場所に設けて、セレクタ８０のスイッチ８１で同軸ケーブル７８，８２を切換て、複数のアンプの選択と、アンプに接続されるアンテナエレメントの選択とを行うことができる。そのようにすれば、複数のアンテナエレメントとアンプとの組合せを、車体５１の外装部の異なる場所に配置し、アンプを選択してアンテナの場所を選択し、さらに選択された場所に設けられる複数のアンテナエレメントを選択して、良好な受信品質が得られるようにすることができる。
【００４９】
また図６に示すように、アンプ７６に、複数のアンテナエレメント１１，１２のうちから、高周波受信信号を増幅するアンテナエレメント１１，１２を選択するスイッチ７５を内蔵させておくと、前述のようなダイバシティ受信装置として利用することができるばかりではなく、アンテナエレメント１１，１２の形状を変えることによる異なる周波数帯の受信などを容易に行い、アンプ７６の出力を導出する信号ラインが１つでも、複数のアンテナエレメント１１，１２からの受信信号を選択して転送することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、アンテナエレメントを、車体の外装部のうちの誘電体部分に装着し、アンテナエレメントの給電点近傍から高周波接地部材を介して車体の導電体部分に対する高周波成分に関する電気的な接地を行うことができる。電気的な接地は容量結合によって行うので、直接的に接触させる必要はなく、車体の導電体部分が塗料で充分に塗装されていても電気的に接地することができるので、車両へのアンテナ設置に伴う作業を容易に行い、適切なアース接続を行って受信品質低下を防ぐことができる。アンプは、給電点近傍に設けられ、ンテナエレメントで受信する微弱な高周波受信信号であっても、車両内で発生するノイズの影響を受けにくい位置で増幅し、受信品質低下を防ぐことができる。
【００５１】
また本発明によれば、アンプをアンテナエレメントへの給電点および高周波接地部材に近づけて設置し、ノイズなどの混入を防いで、受信品質の向上を図ることができる。
【００５２】
また本発明によれば、アンテナエレメントへの給電点と高周波接地部材とをアンプの入力側に同軸ケーブルを介して接続するので、アンプと給電点との間隔をある程度あけることもでき、アンプの設置位置を容易に選択することができる。
【００５３】
また本発明によれば、アンプの直流成分に関する車体への電気的な接地は、アンプが増幅した高周波受信信号の処理を行う車載機器の搭載位置付近で行われる。車載機器は車体内部に設置されることが多く、車体への電気的な接地も容易に行うことができる。
【００５４】
また本発明によれば、導電体が塗膜などの電気絶縁性被膜で覆われている状態となっている車体の外装部に、高周波接地部材を貼付けることによって、高周波成分に対して電気的な接地を行うことができるので、電気絶縁性被膜は剥離する必要がなく、作業の手間がかからず、耐食性や美観を損うおそれもなく、接地を行うことができる。
【００５５】
また本発明によれば、複数のアンテナエレメントに対して、車体の導体部への高周波成分に対する接地を、共通に行うことができるので、高周波接地部材の装着箇所を減らし、装着に要する作業を容易に行うことができる。
【００５６】
また本発明によれば、アンテナエレメントの形状を変えることによる異なる周波数帯の受信や、アンテナエレメントの配置を変えることによるダイバシティ受信などを容易に行い、アンプの出力を導出する信号ラインが１つでも、複数のアンテナエレメントからの受信信号を選択して転送することができる。
【００５７】
さらに本発明によれば、複数のアンテナエレメントを車体の外装部のうちの誘電体部分に装着し、複数のアンテナエレメントの給電点近傍での高周波接地部材アンプ内に設けられるスイッチは、高周波受信信号を増幅するアンテナエレメントを選択するので、複数のアンテナエレメントに対して、１つのアンプで高周波信号の増幅を行うことができる。スイッチは、選択受信手段によって遠隔的に制御され、高周波受信信号に関する受信品質が良好なアンテナエレメントを選択するので、車両の移動に伴って受信環境が変化しても、良好な受信品質で受信を続けることができる。
【００５８】
また本発明によれば、複数のアンテナエレメントとアンプとの組合せを複数組用い、車体の外装部の異なる場所に配置するので、アンプを選択してアンテナの場所を選択し、さら選択されたアンプに接続される複数のアンテナエレメントを選択して、良好な受信品質が得られるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態である車載アンテナ１の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図２】図１のアンプ１６に関連する部分の電気回路図である。
【図３】図１の高周波設置部材１７の装着部分についての構成を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の他の形態である車載アンテナ６１の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図５】図４のアンプ１６に関連する部分の電気回路図である。
【図６】本発明の実施のさらに他の形態である車載用アンテナ７１の部分的な電気回路図である。
【符号の説明】
１，６１，７１ 車載用アンテナ
２，３ フィルムアンテナ
４ フロントガラス
６，７ ピラー部
８，８０ セレクタ
９ 受信機
１０，２０ フィルム基板
１１，１２；２１，２２ アンテナエレメント
１５，２５ 給電点
１６，２６，７６ アンプ
１７，２７ 高周波接地部材
１８，２８ 金属箔
１９，２９ 接続線
３１，３２，３３，３４，３６，６３，６４、７８，８２ 同軸ケーブル
３５ ＤＣアース
３７，７９ 制御線
４１，４６，７７ 増幅回路
５５，７５，８１ スイッチ
５６ 粘着剤
Claims (9)
- 車体の外装部のうちの誘電体部分に装着されるアンテナエレメントと、
該アンテナエレメントの給電点近傍に設けられ、車体の導電体部分に装着されて容量結合し、高周波成分に関する電気的な接地を行う高周波接地部材と、
該給電点近傍に設けられ、給電点から入力する高周波受信信号を増幅するアンプとを含むことを特徴とする車載用アンテナ。 - 前記アンプは、前記給電点および前記高周波接地部材に直接接続されることを特徴とする請求項１記載の車載用アンテナ。
- 前記アンプは、前記給電点および前記高周波接地部材に、同軸ケーブルを介して接続されることを特徴とする請求項１記載の車載用アンテナ。
- 前記アンプは増幅した高周波受信信号を同軸ケーブルを介して出力し、
該同軸ケーブルが高周波受信信号の処理を行う車載機器に接続される近傍で、前記車体へ該アンプの直流成分に関する電気的な接地が行われることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車載用アンテナ。 - 前記車体の導電体部分は、表面が電気絶縁性被膜で覆われており、
前記高周波接地部材は、該電気絶縁性被膜上に貼付けられる金属の薄板部材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車載用アンテナ。 - 前記アンプには、複数のアンテナエレメントが接続され、
前記高周波接地部材には、該複数のアンテナエレメントに関して高周波成分の共通接地が行われることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の車載用アンテナ。 - 前記アンプには、前記複数のアンテナエレメントから、高周波受信信号を増幅するアンテナエレメントを選択するスイッチが内蔵されることを特徴とする請求項６記載の車載用アンテナ。
- 車体の外装部のうちの誘電体部分に装着され、給電点が接近して設けられる複数のアンテナエレメントと、
該複数のアンテナエレメントの給電点近傍に設けられ、車体の導電体部分に装着されて容量結合し、高周波成分に関する電気的な接地を共通に行う高周波接地部材と、
該給電点近傍に設けられ、給電点から入力する高周波受信信号を増幅するアンプと、
アンプ内に設けられ、高周波受信信号を増幅するアンテナエレメントを選択するスイッチと、
該アンプによって増幅される高周波受信信号の処理を行い、該スイッチを遠隔的に制御して、高周波受信信号に関する受信品質が良好なアンテナエレメントを選択する選択受信手段とを含むことを特徴とするダイバシティ受信装置。 - 前記複数のアンテナエレメントと前記アンプとの組合せは、前記車体の外装部の異なる場所にそれぞれ設けられ、
前記選択受信手段は、該複数のアンプの選択と、該アンプに接続されるアンテナエレメントの選択とを行うことを特徴とする請求項８記載のダイバシティ受信装置。
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