JP2004214819A

JP2004214819A - 車載アンテナ

Info

Publication number: JP2004214819A
Application number: JP2002379993A
Authority: JP
Inventors: Satoru Komatsu; 覚小松; Yutaka Kuribayashi; 裕栗林; Tomoyuki Fukumaru; 智之福丸; Hiroshi Iijima; 浩飯島; Hideaki Oshima; 英明大島; Tatsuo Matsushita; 竜夫松下
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2004-07-29
Also published as: DE60315406T2; DE60315406D1; EP1437792B1; EP1437792A1; US20040135731A1; US6924774B2

Abstract

【課題】車両搭載性の劣化を抑制しつつ、送受信特性を向上させる。
【解決手段】車載アンテナ１０を、リアガラス２を誘電体基板として、リアガラス２の車室内側表面２Ａ上に配置された平面アンテナ１１と、この平面アンテナ１１の表面を覆うようにして配置された略箱形の反射部材１２とを備えて構成した。反射部材１２は、開口部１２ａを有する略箱形の非導電性部材からなる反射部材本体３１と、反射部材本体３１の内面上を全面に亘って被覆するようにして設けられた導電性部材からなる導電性内面３２とを備えて構成した。反射部材１２の開口部１２ａが平面アンテナ１１に臨むようにして、開口部１２ａの内縁部つまり導電性内面３２の開口端３２ａが、車室内側表面２Ａ上に設けられた接地導体２２の外縁部から外側に向かい離間した位置で、この外縁部の周囲を囲むように配置した。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載アンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば車両用窓ガラスの車室内側の同一の表面上に設けられた放射導体および放射導体の外縁部から外側に向かい離間した位置で放射導体の縁部の周囲を囲む略環状の接地導体を備える平面アンテナが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２５２５２０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術の一例に係る平面アンテナを車両に搭載する際に、例えばフロントガラスやリアガラス等の車両用窓ガラスに配置する場合には、車両の乗員の視野が妨げられてしまうことを防止すると共に、車両の外観性が損なわれてしまうことを防止することが望まれている。
しかしながら、車両の外観性等に基づいて平面アンテナの寸法や配置等を規制すると、所望の送受信特性を得ることが困難になる虞がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車両への搭載性が損なわれることを抑制しつつ、送受信特性を向上させることが可能な車載アンテナを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の発明の車載アンテナは、誘電体基板（例えば、実施の形態でのリアガラス２）の同一の表面（例えば、実施の形態での車室内側表面２Ａ）上に設けられた放射素子（例えば、実施の形態での放射導体２１）および該放射素子の外縁部から外側に向かい離間した位置で前記外縁部の周囲を囲む接地導体を備える車載アンテナであって、略箱型の反射部材に設けられた開口部が、前記放射素子に臨むようにして前記誘電体基板の表面により閉塞され、前記反射部材の内面の少なくとも一部に導電性部材（例えば、実施の形態での導電性内面３２）を具備することを特徴としている。
【０００６】
上記構成の車載アンテナによれば、略箱型の反射部材に設けられた開口部が放射素子に臨むようにして誘電体基板の一方の表面により閉塞されることにより、放射素子から反射部材へと向かい伝搬する電波は反射部材の内面に設けられた導電性部材によって反射され、反射部材の開口部から放射素子へと向かい伝搬するようになる。このため、例えば反射部材の寸法等を適宜に設定することにより、反射部材をいわば共振箱として作用させることができ、所望の共振周波数で電磁エネルギーを増幅することができる。これにより、所望の方向に対して車載アンテナの送受信特性を向上させることができる。
しかも、反射部材の内面に導電性部材を設け、例えば反射部材の外面を非導電性部材によって構成することにより、例えば反射部材の導電性部材が接地導体に接触する場合等において、反射部材の外面に人体を含む適宜の導体や誘電体等が接触しても、放射素子の外縁部と接地導体との間の電界が変化してしまうことを抑制することができる。
【０００７】
さらに、請求項２に記載の発明の車載アンテナでは、前記反射部材の開口部は、前記放射素子の外縁部から離間した位置で前記外縁部の周囲を囲むことを特徴としている。
上記構成の車載アンテナによれば、放射素子の外縁部と接地導体との間の電界により電流が誘導され、この電流が電磁波を放出することから、放射素子の外縁部から離間した位置で、この外縁部の周囲を反射部材の開口部の内縁部によって囲むことで、放射素子と接地導体との間から放出される電波の電磁エネルギーを反射部材によって増幅することができる。
【０００８】
さらに、請求項３に記載の発明の車載アンテナは、前記反射部材の内面の全面に導電性部材を具備することを特徴としている。
上記構成の車載アンテナによれば、反射部材による電磁エネルギーの増幅作用を増大させることができる。
【０００９】
さらに、請求項４に記載の発明の車載アンテナでは、前記反射部材は、導電性部材からなることを特徴としている。
上記構成の車載アンテナによれば、反射部材による電磁エネルギーの増幅作用を増大させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車載アンテナの一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態による車載アンテナ１０は、例えば図１および図２に示すように、車両１の窓ガラスのうち、例えばリアガラス２の周縁部２ａの車室内側表面２Ａ上に配置されている。
そして、この車載アンテナ１０は、例えば人工衛星を利用して車両の位置を測定するＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）通信網からの測位信号を受信したり、ＧＰＳによる位置情報を利用して緊急通報等を行う際に利用されるＧＰＳアンテナや、例えば路側無線装置と車載器との狭域無線通信ＤＳＲＣ（ＤｅｄｉｃａｔｅｄＳｈｏｒｔＲａｎｇｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）によって、各種の情報提供サービスから配信されるデータを受信したり、自動料金収受の処理を実行する際に利用されるＤＳＲＣアンテナや、例えば人工衛星を利用した放送や各種の情報提供サービスから配信されるデータを受信するアンテナや、例えば人工衛星や適宜の基地局との移動体通信に利用される移動体通信用アンテナ等とされている。
【００１１】
車載アンテナ１０は、例えば、リアガラス２を誘電体基板として、リアガラス２の車室内側表面２Ａ上に配置された平面アンテナ１１と、この平面アンテナ１１の表面を覆うようにして配置された略箱形の反射部材１２とを備えて構成されている。
平面アンテナ１１は、例えば図３に示すように、リアガラス２の車室内側表面２Ａ上に配置された導電性薄膜等からなる放射導体２１および接地導体２２を備えて構成されている。
【００１２】
放射導体２１は、例えば２対の対向する２辺を有する略４角形の導電性薄膜において、隣接する２辺が略直交してなる２対の対向する２つの隅部のうち、一対の２つの隅部が切除されて、略直線状の摂動部２１ａ，２１ａが形成されなり、これらの摂動部２１ａ，２１ａによって、円偏波のモードが生起されるように構成されている。
そして、放射導体２１は、適宜の給電線（図示略）に接続され、適宜の高周波電流が給電されている。
【００１３】
接地導体２２は、例えば略４角形環状の導電性薄膜とされ、適宜のアース線（図示略）に接続されて常時接地されており、車室内側表面２Ａ上に設けられた放射導体２１の外縁部から外側に向かい離間した位置で、この外縁部の周囲を囲むように配置されている。
これにより、放射導体２１の外縁部と、接地導体２２の内縁部との間においては、誘電体基板とされるリアガラス２の車室内側表面２Ａが露出しており、平面アンテナ１１は、いわば放射導体２１と接地導体２２との間で共振回路が形成されることでアンテナとして機能するようになっている。
【００１４】
ここで、平面アンテナ１１のアンテナ特性、例えば送受信対象となる電波の共振周波数および周波数帯域を所望の値に設定するようにして、誘電体基板とされるリアガラス２の誘電率や、放射導体２１の２対の対向する２辺の各長さや、放射導体２１の外縁部と接地導体２２の内縁部との間の距離等が適宜の値に設定されている。
【００１５】
反射部材１２は、例えば、開口部１２ａを有する略箱形の非導電性部材からなる反射部材本体３１と、反射部材本体３１の内面上を全面に亘って被覆するようにして設けられた導電性部材からなる導電性内面３２とを備えて構成されている。
そして、反射部材１２の開口部１２ａが平面アンテナ１１に臨むようにして、開口部１２ａの内縁部つまり導電性内面３２の開口端３２ａが、車室内側表面２Ａ上に設けられた接地導体２２の外縁部から外側に向かい離間した位置で、この外縁部の周囲を囲むように配置されている。
なお、反射部材１２の大きさおよび各部の寸法は、例えば送受信対象となる電波の共振周波数に応じた共振が発生するような適宜の値に設定されている。
【００１６】
本実施の形態による車載アンテナ１０は上記構成を備えており、次に、この車載アンテナ１０の動作特性について添付図面を参照しながら説明する。
【００１７】
この車載アンテナ１０では、例えば車両の外部からリアガラス２を通過するようにして伝搬する電波の受信時等において、放射導体２１から反射部材１２の内部へと向かい伝搬する電波は、反射部材１２の導電性内面３２によって反射され、反射部材１２の開口部１２ａから放射導体２１へと戻されることから、反射部材１２をいわば共振箱として作用させることができ、所望の共振周波数で電磁エネルギーを増幅することができる。
これにより、例えば図４（ａ）に示すように、この車載アンテナ１０の所望の共振周波数の電波に対する感度つまり利得の鉛直軸（図１に示すＺ軸）周りの平均値（平均感度）ｄＢａの仰角θに応じた変化は、所定の下限平均感度ｄＢよりも大きな値となり、所望の送受信感度を確保することができることがわかる。
なお、ここで、反射部材１２を省略した場合の平均感度ｄＢｂは、例えば図４（ｂ）に示すように、所定の下限平均感度ｄＢよりも小さな値となり、所望の送受信感度を確保することができなくなることがわかる。
【００１８】
また、例えば図５（ａ）に示すように、車両への実装状態で、鉛直軸Ｚ（図１に示すＺ軸）と車両の前後軸Ｘ（図１に示すＸ軸）とを含む平面内における、車載アンテナ１０の所望の共振周波数の電波に対する感度Ｄａの仰角θに応じた変化では、例えば図５（ｂ）に示す反射部材１２を省略した場合の感度Ｄｂに比べて、指向性が向上していることがわかる。
なお、図５（ａ），（ｂ）では、車両への実装状態において、平面アンテナ１１の法線が鉛直軸Ｚに対して角度θａだけ交差している。
【００１９】
また、例えば図６に示すように、車載アンテナ１０の放射エネルギーＥａの周波数に応じた変化は、反射部材１２を省略した場合の放射エネルギーＥｂよりも大きな値となり、反射部材１２により電磁エネルギーを増幅することができることがわかる。
なお、図６においては、放射エネルギーが極大値となる周波数に対して、車載アンテナ１０の放射エネルギーＥａの周波数ｆ０は、反射部材１２を省略した場合の放射エネルギーＥｂの周波数ｆ１に比べて、より高い値になることがわかる。
【００２０】
上述したように、本実施の形態による車載アンテナ１０によれば、導電性内面３２を具備する略箱形の反射部材１２を備えることによって、反射部材１２をいわば共振箱として作用させ、所望の共振周波数で電磁エネルギーを増幅することができる。これにより、車載アンテナ１０の送受信特性、特に利得および指向性を向上させることができる。
【００２１】
なお、上述した本実施の形態においては、反射部材１２において、非導電性部材からなる反射部材本体３１の内面上を全面に亘って導電性部材で被覆するとしたが、これに限定されず、例えば反射部材本体３１の内面上の一部に導電性部材を設けてもよい。
また、反射部材１２を導電性部材によって形成してもよい。ただし、この場合、好ましくは、反射部材１２が平面アンテナ１１の放射導体２１や接地導体２２に接触しないように配置する。
【００２２】
また、上述した本実施の形態においては、平面アンテナ１１を車室内側に露出させ、反射部材１２の導電性内面３２の開口端３２ａを車室内側表面２Ａ上に当接させたが、これに限定されず、例えば複数のガラスが積層されてなる合わせガラスの各合わせ面によって平面アンテナ１１の両面を挟み込むように構成した場合等においては、反射部材１２の導電性内面３２の開口端３２ａと、平面アンテナ１１の誘電体基板とされるガラスとの間に、他のガラス等の誘電体が設けられてもよい。
【００２３】
また、上述した本実施の形態においては、反射部材１２の導電性内面３２の開口端３２ａが、接地導体２２の外縁部から外側に向かい離間した位置で、この外縁部の周囲を囲むように配置されているとしたが、これに限定されず、例えば図７および図８に示す本実施形態の変形例に係る車載アンテナ１０のように、反射部材１２の導電性内面３２の開口端３２ａが接地導体２２に当接してもよい。
また、さらには、放射導体２１の外縁部と接地導体２２の内縁部との間で誘電体基板とされるリアガラス２の車室内側表面２Ａが露出している領域において、反射部材１２の導電性内面３２の開口端３２ａが、放射導体２１の外縁部から外側に向かい離間した位置で、この外縁部の周囲を囲むように配置されてもよい。
【００２４】
なお、上述した実施の形態においては、平面アンテナ１１を導電性薄膜からなる放射導体２１および接地導体２２によって構成したが、これに限定されず、例えば放射導体２１の代わりに、半導体等からなる放射素子を備えてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明の車載アンテナによれば、反射部材をいわば共振箱として作用させ、所望の共振周波数で電磁エネルギーを増幅することにより、車載アンテナの送受信特性を向上させることができる。
【００２６】
さらに、請求項２に記載の発明の車載アンテナによれば、放射素子と接地導体との間から放出される電波の電磁エネルギーを反射部材によって増幅することができる。
さらに、請求項３または請求項４に記載の発明の車載アンテナによれば、反射部材による電磁エネルギーの増幅作用を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車載アンテナを搭載した車両の斜視図である。
【図２】図１に示す車載アンテナの断面図である。
【図３】図１に示す車載アンテナの平面図である。
【図４】図４（ａ）は図１に示す車載アンテナの平均感度の仰角θに応じた変化の一例を示すグラフ図であり、図４（ｂ）は図１に示す車載アンテナから反射部材を省略した場合の平均感度の仰角θに応じた変化の一例を示すグラフ図である。
【図５】図５（ａ）は図１に示す車載アンテナの鉛直軸Ｚと車両の前後軸Ｘとを含む平面内における感度の仰角θに応じた変化の一例を示すグラフ図であり、図５（ｂ）は図１に示す車載アンテナから反射部材を省略した場合の鉛直軸Ｚと車両の前後軸Ｘとを含む平面内における感度の仰角θに応じた変化の一例を示すグラフ図である。
【図６】図１に示す車載アンテナおよび図１に示す車載アンテナから反射部材を省略した場合の放射エネルギーの周波数に応じた変化の一例を示すグラフ図である。
【図７】本実施形態の変形例に係る車載アンテナの断面図である。
【図８】本実施形態の変形例に係る車載アンテナの平面図である。
【符号の説明】
２リアガラス（誘電体基板）
１０車載アンテナ
１１平面アンテナ
１２反射部材
２１放射導体（放射素子）
２２接地導体

Claims

誘電体基板の同一の表面上に設けられた放射素子および該放射素子の外縁部から外側に向かい離間した位置で前記外縁部の周囲を囲む接地導体を備える車載アンテナであって、
略箱型の反射部材に設けられた開口部が、前記放射素子に臨むようにして前記誘電体基板の表面により閉塞され、前記反射部材の内面の少なくとも一部に導電性部材を具備することを特徴とする車載アンテナ。
前記反射部材の開口部は、前記放射素子の外縁部から離間した位置で前記外縁部の周囲を囲むことを特徴とする請求項１に記載の車載アンテナ。
前記反射部材の内面の全面に導電性部材を具備することを特徴とする請求項１に記載の車載アンテナ。
前記反射部材は、導電性部材からなることを特徴とする請求項１に記載の車載アンテナ。