JP2005109602A

JP2005109602A - アンテナ装置

Info

Publication number: JP2005109602A
Application number: JP2003336728A
Authority: JP
Inventors: Junichi Noro; 順一野呂; Toshihiko Inaba; 寿彦稲葉
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 2003-09-29
Filing date: 2003-09-29
Publication date: 2005-04-21
Also published as: US20050068237A1; US7109925B2

Abstract

【課題】構造を簡略化して小型化・低コスト化を図る。
【解決手段】トップカバー及びボトムプレートが接合されてなるアンテナケース（図示せず）内に、ＧＰＳ衛星から送出された信号を受信するアンテナモジュール１１と、アンテナモジュール１１のグラウンド面１１ａに直接配設され、このアンテナモジュール１１により受信した信号を増幅する低ノイズアンプ回路（ＬＮＡ回路）１２と、このＬＮＡ回路１２をシールドするシールドケース１３とを配設する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に取り付けられ、人工衛星から送出された信号を受信するアンテナ装置に関し、さらに詳しくは、装置構造を簡略化することにより小型化・低コスト化を図ることが可能な車載用アンテナ装置に関する。

近年、地球軌道を周回する複数の人工衛星からそれぞれ送出された信号波を受信機によって受信し、受信した信号波に含まれる情報に基づいて受信機自身の現在位置を検出するシステム、いわゆる汎地球測位システムが普及しつつある。なお、このようなシステムは、日本国及びアメリカ合衆国などの国々では、一般にＧＰＳ（Global Positioning System）と称されており、アメリカ画集国国防総省が管理するＧＰＳ衛星を利用するものが一般的であるが、同様なシステムとしては、欧州で利用されている「ガリレオ」、ロシアで利用されている「グロナス」などがある。なお、ここでは、人工衛星を用いた測位システム、この測位システムで用いられる人工衛星、この人工衛星から送出される信号波、この信号波を受信する受信機などを、それぞれ便宜的にＧＰＳ、ＧＰＳ衛星、ＧＰＳ信号、ＧＰＳ受信機などと称することとする。

ＧＰＳは、高精度且つほぼリアルタイムで現在位置を検出することができることから、例えば自動車や航空機、或いは携帯型電話機などの移動体に受信機を搭載し、この移動体の現在位置を測定する用途に主として用いられている。

現在、自動車に搭載して好適な、いわゆる車載用のＧＰＳ受信機が急速に普及しつつある。ＧＰＳ受信機を自動車に搭載するに際しては、ＧＰＳ信号を受信するためのＧＰＳ受信アンテナが例えば屋根（ルーフ）上などの車外に設置される。

また、近年では、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。

上述のようなＧＰＳ信号や衛星放送信号、すなわち人工衛星から送出された信号を受信することを目的とした車載用アンテナ装置としては、例えば図２に示すようなアンテナ装置１００が用いられている。

従来のアンテナ装置１００は、図２に示すように、矩形平板形状に成形されたセラミック材料の両面にアンテナ素子が形成されたアンテナモジュール１０１と、このアンテナモジュール１０１の一方主面に両面テープなどの粘着材１０２を介して接合された回路基板１０３と、この回路基板１０３をシールドするシールドケース１０４とを備えている。なお、アンテナモジュール１０１は、図２に示すように給電ピン１０１ａによって回路基板１０３と接続されている。また、回路基板１０３には、アンテナモジュール１０１によって受信した信号を増幅する低ノイズアンプ回路（ＬＮＡ回路）を構成する電子部品が取り付けられている。また、回路基板１０３には、ＬＮＡ回路によって増幅した信号を外部に取り出すための出力ケーブル１０５が取り付けられている。（特許文献１参照）
特開２００１−６８９１２号公報

ところで、車載用アンテナ装置においては、車両外観の美観を向上させる目的で、より一層の小型化を図ることが要求されている。また、受信感度を向上させる目的で、例えば複数のアンテナ装置を車両に取り付け、いわゆるダイバーシティ方式によって受信することも提案されているが、この場合には、複数のアンテナ装置を車両に取り付ける必要があるため、各アンテナ装置を小型化・低コスト化することに対する要求が高い。

しかしながら、従来のアンテナ装置１００は、上述のように多数の部品によって構成されているため、小型化・低コスト化を図ることに限界があった。

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、車両に取り付けられ、人工衛星から送出された信号を受信する車載用アンテナ装置の構造を簡略化し、小型化・低コスト化を図ることが容易な車載用アンテナ装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車載用アンテナ装置は、車両に取り付けられ、人工衛星から送出された信号を受信するアンテナ装置であって、本体ケースの内部に収納され、前記信号を受信するアンテナモジュールと、前記アンテナモジュールのグラウンド面に配設され、前記アンテナモジュールにより受信した信号を増幅する低ノイズアンプ回路と、前記低ノイズアンプ回路をシールドするシールドケースとを備えることを特徴とするものである。

以上のように構成された本発明に係るアンテナ装置によれば、低ノイズアンプ回路がアンテナモジュールのグラウンド面に配設されていることから、従来構造のアンテナ装置と比べて、回路基板や、この回路基板を取り付けるために必要となる両面テープなどの部材を不要とすることができ、部品点数を大幅に削減することができるだけでなく、構造を大幅に簡略化することができる。

本発明に係るアンテナ装置は、低ノイズアンプ回路がアンテナモジュールのグラウンド面に配設されていることから、従来構造のアンテナ装置で必要とされていた回路基板や、この回路基板を取り付けるための部材を不要とすることができ、部品点数を大幅に削減することができるだけでなく、構造を大幅に簡略化することができる。これにより、車載用アンテナ装置全体としての大きさを容易に小型化することができ、低コスト化に貢献することができる。

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。なお、本発明は、人工衛星から送出された衛星信号を受信する任意のアンテナ装置に対して適用することができ、例えば衛星ラジオ放送を受信する車載用アンテナ装置などにも適用して好適であるが、以下では、本発明を適用した一構成例として、図１に示すＧＰＳ受信アンテナ１０について説明する。

ＧＰＳ受信アンテナ１０は、図１に示すように、トップカバー及びボトムプレートが接合されてなるアンテナケース（図示せず）内に、ＧＰＳ衛星から送出された信号を受信するアンテナモジュール１１と、アンテナモジュール１１のグラウンド面１１ａに配設され、このアンテナモジュール１１により受信した信号を増幅する低ノイズアンプ回路（ＬＮＡ回路）１２と、このＬＮＡ回路１２をシールドするシールドケース１３とを備えている。

アンテナモジュール１１は、矩形平板形状に成形されたセラミック材料の片面にアンテナ素子が形成されてなり、いわゆる平面パッチアンテナとして形成されている。また、ＧＰＳ受信アンテナ１０においては、図１に示すように、回路を構成する各種素子が単独の集積回路（チップ）に集積されたＬＮＡ回路１２を備えている。ＬＮＡ回路１２は、集積回路によって実現せずに、例えば複数の素子を回路パターン上にそれぞれ独立して配設することによって構成されていてもよいが、集積回路によって実現することにより、より一層ＧＰＳ受信アンテナ１０を小型化することに貢献することができる。

アンテナモジュール１１のグランド面１１ａには、ＬＮＡ回路１２の他に、アンテナモジュール１１により受信した信号のうちから所定の周波数帯域の信号を抽出するフィルタ素子１５が配設されている。ＧＰＳ受信アンテナ１０は、フィルタ素子１５を備えることによって、受信した信号に含まれる不要な周波数成分を除去することができるため、受信特性を大幅に向上させることができる。

また、アンテナモジュール１１のグランド面１１ａに形成された回路には、信号を外部に取り出すための出力ケーブル１６が取り付けられている。

ここで、図３に本アンテナ装置１０の回路構成を示すブロック図を示す。ＬＮＡ回路１２は、アンテナモジュール１１の一面に必要な配線パターンを直接形成し、回路構成上必要な部品をアンテナモジュール１１上に直接に実装することにより構成される。そして、ＬＮＡ回路１２が形成されたアンテナモジュール１１をトップカバー及びボトムカバーによってパッケージすることによりＧＰＳ受信アンテナ装置が形成される。ＧＰＳ受信アンテナ装置では、ＬＮＡ回路１２の出力ケーブル１６の先端にアンテナコネクタが設けられ、これをＧＰＳ装置本体のアンテナ入力端子に接続して用いる。

ＬＮＡ回路１２は、第一段増幅器（ＬＮＡ＝ローノイズ増幅器）３、バンドパスフィルタ４、第二段増幅器（ＬＮＡ＝ローノイズ増幅器）５によって構成され、例えば１５００ＭＨｚの周波数帯で使用される。

そして、ＬＮＡ回路１２の初段には、トラップ回路が接続されており、周波数の選択性を持つように設計されている。具体的には、８００〜９００ＭＨｚの信号をトラップする第１のトラップ回路６と、１８００〜１９００ＭＨｚの信号をトラップする第２のトラップ回路７が接続されている。なお、トラップ周波数は、例えば携帯電話の周波数帯に設定されるが、携帯電話の周波数帯は国や地域によって異なることから、使用する国や地域に応じて前記トラップ回路６、７のトラップ周波数を調整する。

ここでは、第１のトラップ回路６は、直列接続されたインダクタＬ１とキャパシタＣ１とから構成されており、第２のトラップ回路７は２系統のＬＣ回路（Ｌ２＋Ｃ２及びＬ３＋Ｃ３）が並列に接続されて構成されている。すなわち、第１のトラップ回路６及び第２のトラップ回路７は、いずれもＬＣによるＬＣトラップフィルタである。

このように、ＬＮＡ部２の初段にトラップ回路６、７を設けたことにより、アンテナ部１が受信した携帯電話の送信電波は、その周波数帯に応じてトラップ回路６またはトラップ回路７を通じてＧＮＤに流れ、目的以外の周波数帯の信号を減衰させた電波が第一段増幅器３へ入力される。これにより、携帯電話等の送信電波により第一段増幅器３が飽和することがなく、第一段増幅器３の飽和によりＧＰＳ周波数帯の増幅度が低下して受信不良状態となるのを防止することができる。

以上のように構成されたＧＰＳ受信アンテナ１０は、アンテナモジュール１１のグラウンド面１１ａにＬＮＡ回路１２やフィルタ素子１５が配設されているため、従来構造のアンテナ装置で必要とされていた回路基板や、この回路基板を取り付けるための部材を不要とすることができ、部品点数を大幅に削減することが可能であるだけでなく、構造を大幅に簡略化することが可能とされている。これにより、ＧＰＳ受信アンテナ１０全体としての大きさを容易に小型化することができ、低コスト化を図ることができる。

本発明の実施の形態として例示するＧＰＳ受信アンテナの分解斜視図である。本発明の実施の形態として例示するＧＰＳ受信アンテナの回路ブロック図である。従来構造の車載用アンテナ装置の一例を示す分解斜視図である。

符号の説明

１０ＧＰＳ受信アンテナ
１１アンテナモジュール
１１ａグラウンド面
１２ＬＮＡ回路
１３シールドケース
１５フィルタ素子
１６出力ケーブル

Claims

車両に取り付けられ、人工衛星から送出された信号を受信するアンテナ装置において、
本体ケースの内部に収納され、前記信号を受信するアンテナモジュールと、
前記アンテナモジュールのグランド面に直接配設され、前記アンテナモジュールにより受信した信号を増幅する低ノイズアンプ回路と、
前記低ノイズアンプ回路をシールドするシールドケースとを備えること
を特徴とするアンテナ装置。
前記低ノイズアンプ回路は、単独の半導体集積回路チップにより構成されていること
を特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
前記アンテナモジュールのグランド面に直接配設され、前記アンテナモジュールにより受信した信号のうちから所定の周波数帯域の信号を抽出するフィルタ素子をされに備えること
を特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。