JP2005109601A - アンテナ装置及びそれを用いた電波受信システム - Google Patents

アンテナ装置及びそれを用いた電波受信システム Download PDF

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Abstract

【課題】 車内設置に適したアンテナ装置を低コストで提供する。
【解決手段】 一対のケース半体によって形成された内部空間に受信モジュールを固定する。受信モジュールは、誘電体基板と、誘電体基板の一主面に配設されたアンテナ素子と、誘電体基板の他方主面に配設された接地板と、接地板における誘電体基板が配設された主面に対する裏面側に配設された回路基板と、回路基板をシールドするシールドケースとを有する。接地板は、前記誘電体基板及び前記回路基板の外周から前記アンテナ素子に対して平行な方向に突出して形成された突出部を有し、この突出部を一対のケース半体の内部で支持することにより、受信モジュールを前記一対のケース半体の内部空間に固定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、衛星ラジオ放送を受信する衛星ラジオ用受信アンテナ及び衛星ラジオ受信システムに関し、特に車両の窓ガラスの内面側（車内）に設置して用いるに好適な衛星ラジオ用受信アンテナ、及びこのような衛星ラジオ用受信アンテナを用いた衛星ラジオ用受信システムに関する。
近年、音声情報や画像情報などを含む信号を放送衛星から送出し、放送する衛星放送システムが広く用いられている。現在、米国においては、このような衛星放送システムを用いた音声による情報提供、いわゆる衛星ラジオ放送がXM Satellite Radio社により提供されている。衛星ラジオ放送においては、衛星から送出される信号が地上の広範な地域で受信可能であることから、一般家庭などでいわば固定された場所に受信器を設置して受信・聴取するといった用途だけでなく、例えば自動車などの移動体（車両）に受信器を搭載して受信・聴取するといった用途に好適であるとして注目されている。
特開２００３−１９８２３５号公報
ところで、衛星ラジオ用受信システムにおいて、車両に受信器を搭載する場合、受信アンテナの設置位置が問題となる。従来の衛星ラジオ用受信システムにおいては、受信アンテナが車両の屋根（ルーフ）に設置されることが一般的であるが、このように車外に受信アンテナを設置する場合には、受信アンテナの防水性や耐環境性を確保する必要があり、受信アンテナの構造が複雑となるため、高コスト化を招いてしまうといった問題が生じる。また、車外に受信アンテナを設置する場合には、この受信アンテナから車内に設置される受信器まで信号線を引き込む必要があり、衛星ラジオ用受信システムの設置に相当の手間や費用を要するといった問題がある。
一方、受信アンテナを車外設置する場合の上述した問題を解消するために、受信アンテナを自動車の車内に設置する場合を考えると、自動車のルーフやピラーなどが一般に金属製であることから、これらか衛星からの信号の受信に際して障害物として働き、アンテナ受信視野角が狭まるなどして良好な受信特性が得られないといった問題が生じる。また、衛星ラジオ用受信アンテナは、広い指向性が要求されるが、車内にアンテナを設置する場合、通常グランド板として作用するルーフが存在しないため充分な指向性が確保できない虞がある。
そこで、本発明は、上述した従来の実情に鑑みてなされたものであり、車両の内部に設置して用いるに好適な衛星ラジオ用受信アンテナ、及びこのような衛星ラジオ用受信アンテナを用いた衛星ラジオ用受信システムを提供することを目的とする。
本発明に係るアンテナ装置は、一対のケース半体によって形成された内部空間に衛星ラジオ放送を受信するアンテナ装置において、誘電体基板と、前記誘電体基板の一主面に配設されたアンテナ素子と、前記誘電体基板の他方主面に配設された接地板と、前記接地板における前記誘電体基板が配設された主面に対する裏面側に配設された回路基板と、前記回路基板をシールドするシールドケースとを有する受信モジュールを備え、前記接地板は、前記誘電体基板及び前記回路基板の外周から前記アンテナ素子に対して平行な方向に突出して形成された突出部を有し、前記突出部が前記一対のケース半体の内部で支持されることにより、前記受信モジュールが前記一対のケース半体の内部空間に固定されてなることを特徴とするものである。
また、本発明に係る電波受信システムは、このようなアンテナ装置を複数用い、各アンテナ装置を車両の窓ガラスの内面側に貼り付け、各アンテナ装置により受信した信号をダイバシティー方式により受信処理することを特徴とするものである。
上記のように構成された本発明に係るアンテナ装置は、受信モジュールが接地板によって一対のケース半体の内部空間内に支持固定される構造とされているため、支持固定用の部材を別途用意する必要がない。したがって、構造を簡略化し、低コスト化を図ることができる。また、接地板の面積を一対のケース半体の内部空間内で最大限に確保することができるため、受信特性を向上させることができる。
また、上記のように構成された本発明に係る電波受信システムは、アンテナ装置を車両の窓ガラスの内面側に貼り付けて用いる構成とされている。このため、例えば自動車のルーフやピラーなどによる車両の金属製構造部材による受信感度への影響を最小限とすることができ、良好な受信特性を確保することができる。また、複数の衛星ラジオ用受信アンテナを用いて、ダイバシティー方式により受信処理することから、受信環境の劣化を補完して、衛星からの信号を継続的に且つ確実に受信することができる。
本発明に係るアンテナ装置は、受信モジュールが接地板によって一対のケース半体の内部空間内に支持固定される構造とされているため、支持固定用の部材を別途用意する必要がない。したがって、構造を簡略化し、低コスト化を図ることができる。また、接地板の面積を一対のケース半体の内部空間内で最大限に確保することができるため、受信特性を向上させることができる。
また、本発明に係る電波受信システムは、アンテナ装置を車両の窓ガラスの内面側に貼り付けて用いる構成とされている。このため、例えば自動車のルーフやピラーなどによる車両の金属製構造部材による受信感度への影響を最小限とすることができ、良好な受信特性を確保することができる。また、複数の衛星ラジオ用受信アンテナを用いて、ダイバシティー方式により受信処理することから、受信環境の劣化を補完して、衛星からの信号を継続的に且つ確実に受信することができる。
したがって、本発明によれば、車両に対して簡便に取り付けることが可能な車載用の衛星ラジオ受信システムを低コストで提供することができる。また、車内に受信アンテナを設置することができるため、車両の美観を損ねることがない。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、本発明を適用した一構成例として、図１及び図２に示す衛星ラジオ用受信アンテナ１０（以下では、単に受信アンテナ１０と称する。）について説明する。
本例において、受信アンテナ１０は、衛星放送から2.32〜2.34Ghzの周波数帯で送出される衛星ラジオ信号を受信する受信アンテナである。
受信アンテナ１０は、図１及び図２に示すように、例えば樹脂材料によって形成された一対のケース半体１１ａ，１１ｂを接合することにより構成されるケース本体１１を有する。本例において、一方のケース半体１１ａは椀状に形成されており、他方のケース半体１１ｂは平板状に形成されている。ケース半体１１ｂは、ケース半体１１ａの底部に形成された開口部に対応した平面形状とされており、これら一対のケース半体１１ａ，１１ｂが突起部２６と受け部２７が嵌合して一体化されることにより本体ケース１１を構成する。なお、本体ケース１１の外形寸法は任意であるが，本例においては、100×80×100mmとされる。
本体ケース１１の内部空間には、受信モジュール２０が収納される。受信モジュール２０は、誘電体材料によって所定の厚みを有する平板状に形成された誘電体基板２１と、この誘電体基板２１の一主面に配設されたアンテナ素子２２と、誘電体基板２１の他方主面に配設された接地板２３と、この接地板２３における誘電体基板２１配設された主面に対する裏面側に配設された回路基板２４と、この回路基板２４をシールドするシールドケース２５とを有している。
アンテナ素子２２は、金属などの導電性材料によって所定の外形寸法で平板状に形成されてなる。また、本例においては、アンテナ素子２２が誘電体基板２１の主面側に埋設されており、誘電体基板２１とアンテナ素子２２とは面一な状態とされている。
接地板２３は、金属などの導電性材料によって形成されており、誘電体基板２１及び回路基板２４の外周からアンテナ素子２２に対して平行な方向に突出して形成されている。本例では、接地板２３における突出した部位を突出部２３ａと称することとする。
また、誘電体基板２１には、アンテナ素子２２が配設された部位の直下に、この誘電体基板２１を貫通するピン孔（図示せず）が形成されており、このピン孔にアンテナ素子２２と接地板２３とを電気的に接続するピン（図示せず）が挿通されている。
受信アンテナ１０においては、アンテナ素子２２、誘電体基板２１、及び接地板２３が上述の構造とされていることにより、これら部材が平面アンテナ（パッチアンテナ）を構成している。
回路基板２４には、アンテナ素子２２、誘電体基板２１、及び接地板２３によって構成された平面アンテナにより受信した衛星からの信号を増幅する増幅回路などが各種の電子素子や半導体チップなどによって形成されている。また、回路基板２４には、信号線３０が接続されている。信号線３０は、ケース半体１１ａに形成された信号線引き出し用の孔部を介して本体ケース１１の外部に引き出されている。
以上のように構成された受信モジュール２０は、接地板２３の突出部２３ａが一対のケース半体１１ａ，１１ｂの突起部２６及び受け部２７の間に支持されることにより、本体ケース１１の内部空間に固定される。そして、例えば粘着シート３１によって窓ガラス４０に接着することにより車内に搭載することができる。
受信アンテナ１０は、受信モジュール２０が接地板２３の突出部２３ａが本体ケース１１の内部の突起部２６及び受け部２７の嵌合によって固定支持される構造とされていることから、支持固定用の部材を別途用意する必要がない。したがって、構造を簡略化し、低コスト化を図ることができる。また、接地板２３の面積を本体ケース１１の内部空間内で最大限に確保することができるため、受信特性を向上させることができる。
また、以上のように構成された受信アンテナ１０を自動車などの車両に設置して、衛星から送出されたラジオ放送信号を受信する際には、以下で説明するように設置する。
すなわち、受信アンテナ１０を例えば２つ用意し、一方の受信アンテナ１０を車両の前方窓ガラス（フロントガラス）の内面側（車内側）に貼り付ける。このとき、ケース半体１１ｂの底面を例えば粘着シート３１などを介して窓ガラスに貼り付けることにより受信アンテナ１０を設置する。また、他方の受信アンテナ１０を車両の後方窓ガラス（リアガラス）の内面側に同様にして貼り付ける。そして、このようにして設置した２つの受信アンテナ１０により受信した信号を受信器（図示せず）によってダイバシティー方式により受信処理する。
以上のように構成された衛視ラジオ用受信システムでは、受信アンテナ１０を複数用意し、それぞれの受信アンテナ１０を車両の窓ガラスの内面側に貼り付けて用いる構成とされている。このため、例えば自動車のルーフやピラーなどによる車両の金属製構造部材による受信感度への影響を最小限とすることができ、良好な受信特性を確保することができる。また、複数の受信アンテナ１０を用いて、ダイバシティー方式により受信処理することから、受信環境の劣化を補完して、衛星からの信号を継続的に且つ確実に受信することができる。
また、車内に受信アンテナ１０を設置することから、例えば車外にラジオ放送受信用のアンテナを設置する場合と比較して、車両外観の美観を損ねることがないだけでなく、衛星ラジオ放送受信用システムを車両に取り付ける際に車外から車内まで信号線を引き込むなどの煩雑な取り付け作業を不要とすることができ、極めて簡便に受信アンテナを設置することができる。
車両の左右の窓ガラスにもそれぞれ受信アンテナ１０を同様にして貼り付け、合計４つの受信アンテナ１０を用いてダイバシティー方式により受信処理するとしてもよい。これにより、２つの受信アンテナ１０を用いた場合と比較して、良好な受信特性をさらに確実に確保することができる。
本発明を適用した一構成例として示す衛星ラジオ用受信アンテナの概略分解斜視図である。 本発明を適用した一構成例として示す衛星ラジオ用受信アンテナの自動車内への搭載例を示す側断面図である。
符号の説明
１０ 衛星ラジオ用受信アンテナ
１１ 本体ケース
１１ａ ケース半体
１１ｂ ケース半体
２０ 受信モジュール
２１ 誘電体基板
２２ アンテナ素子
２３ 接地板
２４ 回路基板
２５ シールドケース
２６ 突起部
２７ 受け部
３０ 信号線
３１ 粘着シート
４０ 窓ガラス

Claims (3)

  1. 一対のケース半体によって形成された内部空間に電波を受信するアンテナ装置において、
    誘電体基板と、
    前記誘電体基板の一主面に配設されたアンテナ素子と、
    前記誘電体基板の他方主面に配設された接地板と、
    前記接地板における前記誘電体基板が配設された主面に対する裏面側に配設された回路基板と、
    前記回路基板をシールドするシールドケースとを有する受信モジュールを備え、
    前記接地板は、前記誘電体基板及び前記回路基板の外周から前記アンテナ素子に対して平行な方向に突出して形成された突出部を有し、
    前記突出部が前記一対のケース半体の内部で支持されることにより、前記受信モジュールが前記一対のケース半体の内部空間に固定されてなること
    を特徴とするアンテナ装置。
  2. 請求項１に記載のアンテナ装置を複数用い、各アンテナ装置を車両の窓ガラスの内面側に貼り付け、各アンテナ装置により受信した信号をダイバシティー方式により受信処理すること
    を特徴とする電波受信システム。
  3. 前記アンテナ装置の一つを前記車両の前方窓ガラスの内面側に貼り付け、これとは異なる別の前記アンテナ装置を前記車両の後方窓ガラスの内面側に貼り付けること
    を特徴とする請求項２記載の電波受信システム。
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