JP2005348317A - 自動車用ラジオ信号の伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】ラジオ信号の伝送線に同軸ケーブルを用いた場合にＡＭ帯域およびＦＭ帯域のそれぞれにおいてノイズの影響が少ない自動車用ラジオ信号の伝送システムを提供すること。
【解決手段】自動車に搭載される非接地式のアンテナ１からの信号を増幅するアンテナアンプ２と、ラジオ受信機４とが同軸ケーブル３によって接続されている自動車用ラジオ信号の伝送システムにおいて、同軸ケーブル３のラジオ受信機側端部３ｃの外部導体３ａが自動車のボディーアース６に接地されると共に、同軸ケーブル３のアンテナアンプ側端部３ｄの外部導体３ａがＡＭ受信周波数帯域で高インピーダンス、ＦＭ受信周波数帯域で低インピーダンスとなる回路素子７を介してボディアース６に接地されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車用ラジオに関し、さらに詳しくは同軸ケーブルをラジオ信号の伝送線として用いた自動車用ラジオ信号の伝送システムに関する。

従来、自動車用ラジオにおいて使用されるアンテナとラジオ受信機を繋ぐ伝送線として、外部導体を金属（主に軟銅線）編組としている同軸ケーブルが使用されてきた。図４および図５において、車体のリアウインドウに貼り付けられているガラスアンテナ１は、ループ型アンテナなどに代表される非接地式のアンテナであり、このガラスアンテナ１には、ＲＦ（Radio Frequency）増幅器としてのアンテナアンプ２が接続され、このアンテナアンプ２の出力部には、同軸ケーブル３を介して、インストゥルメントパネル内のラジオ受信機４が接続されている。

通常、図５（ａ）に示すようにアンテナアンプ２の金属ケース８およびラジオ受信機４の金属ケース５は共に車両のボディーアース６に接地がされている。同軸ケーブル３の外部導体３ｂに関しては、その両端部３ｄ，３ｃがアンテナアンプ２およびラジオ受信機４の金属ケース８，５を介してボディーアース６に接地されると共に、更に途中数箇所（この場合は２箇所）９，１０で外部導体３ｂがボディーアース６に接地されている。また、トランジスタなどの素子からなるアンテナアンプ２のグランド２ａは金属ケース８に接続されることでボディーアース６に接地されている。

特開平７−２７３６８３号

この自動車用ラジオ信号の伝送線としての同軸ケーブル３は、車載される他の電気機器の周辺配線からの影響でノイズが重畳してしまうことから、一般的には、図４に示されるようなストップランプケーブルなどの電源線や制御信号線からなるフロアハーネス１４から離隔した経路を通して配策されている。これは図５（ａ）に示されるような同軸ケーブル３の近くにＡＭ帯などの低周波で雑音を放射する電線１５が併走した場合、磁界１６による電磁誘導が発生してＡＭ帯域のラジオ信号が劣化して良好に受信できないからである。

また、このようなノイズ対策としては同軸ケーブルのシールド性能を高めることが考えられる。シールド性能を高めるには外部導体の多層化が有効であるが、大径化が避けられず、近年の車両室内拡大・電子機器の増加に伴い、配索スペースが狭くなる中でこれらラジオ信号の伝送システムで使用される同軸ケーブルに関しても小径化・省線化が望まれており、大径化は難しいものとなっている。

更に、このようなＡＭ帯域でのノイズを抑えるためには、図５（ｂ）に示すようなアンテナアンプ２や同軸ケーブル３のアンテナアンプ側端部３ｄおよび途中位置においてボディーアース６への接地を行わず、ラジオ受信機側端部３ｃでのみ接地を行う片端接地で、アンテナ１はボディーアース６から完全に浮いた非接地式のアンテナという構成が有効である。前述の図５（ａ）のような同軸ケーブル３のアンテナアンプ２側およびラジオ受信機４側の両端部３ｄ，３ｃにおける外部導体３ｂの接地では帰路電流がボディーアース６を流れやすく、磁界１６が広いループを貫くことになるが、この図５（ｂ）のようなラジオ受信機側端部３ｃのみの片端接地とする構成の場合は、帰路電流は同軸ケーブル３の外部導体３ｂを流れるためループを非常に小さくでき、結果ノイズの影響を小さく出来るというものである。米国ベル研究所のＨＥＮＲＹ Ｗ．ＯＴＴ等が５０ｋＨｚでの誘導実験を行った結果、同軸ケーブルの内部導体両端をグラウンドに接続し、外部導体等の金属シールド層の両端を接地した場合２７ｄＢの誘導電圧低減効果が得られたのに対し、片端接地の場合８０ｄＢの低減効果が報告されている（「実践ノイズ逓減技法」、ＨＥＮＲＹ Ｗ．ＯＴＴ、ジャステック出版、昭和５３年６月１５日初版発行）。

しかしながら、ＡＭ帯域のノイズに有効な図５（ｂ）の構成では、約７０ＭＨｚ以上のＦＭ信号に代表される高周波信号の受信においては帰路電流はボディーアース６より外部導体３ｂを流れやすいが、外部導体３ｂとボディーアース６の間の浮遊容量によって逆にノイズ特性が劣化し、ノイズを受けやすくなってしまう。したがって、ＦＭ帯域の場合は、このような浮遊容量を小さくするため、図５（ａ）のような外部導体３ｂの両端部３ｄ，３ｃにおける接地やアンテナアンプ２とラジオ受信機４の間の距離が長い場合は途中位置９，１０でも接地するなどの多点接地の構成の方が好ましい。つまりＡＭ受信周波数帯域では図５（ｂ）の構成の方がノイズ特性が良く、ＦＭ受信周波数帯域では図５（ａ）の構成の方がノイズ特性が良い。

そこで本発明が解決する課題は、ラジオ信号の伝送線に同軸ケーブルを用いた場合にＡＭ帯域およびＦＭ帯域のそれぞれにおいてノイズの影響が少ない自動車用ラジオ信号の伝送システムを提供することである。

上記課題を解決するため本発明に係る自動車用ラジオ信号の伝送システムは、自動車に搭載される非接地式のアンテナからの信号を増幅するアンテナアンプと、ラジオ受信機とが同軸ケーブルによって接続されている自動車用ラジオ信号の伝送システムにおいて、前記同軸ケーブルのラジオ受信機側端部の外部導体が前記自動車のボディーアースに接地されると共に、前記同軸ケーブルのアンテナアンプ側端部の外部導体がＡＭ受信周波数帯域で高インピーダンス、ＦＭ受信周波数帯域で低インピーダンスとなる回路素子を介して前記ボディアースに接地されていることを要旨とするものである。

この場合、前記同軸ケーブルの途中位置からの前記ボディーアースへの接地も、前記回路素子を介して成されていると良い。また、前記アンテナアンプは、トランジスタ等が実装されたプリント基板とこのプリント基板を覆って前記ボディーアースに接地された金属ケースとで構成され、前記プリント基板のグランドに前記同軸ケーブルのアンテナアンプ側端部の外部導体が接続されると共に、前記プリント基板のグランドが前記回路素子を介して前記金属ケースに接続されていると良い。

更に、前記アンテナと前記アンテナアンプとの接続に同軸ケーブルが用いられる場合において、この同軸ケーブルの外部導体の途中位置からも前記回路素子を介して前記ボディアースに接地されていると良い。

上記構成を有する自動車用ラジオ信号の伝送システムによれば、アンテナアンプとラジオ受信機とを接続する同軸ケーブルのラジオ受信機側端部の外部導体がボディーアースに接地されると共に、アンテナアンプ側端部の外部導体がＡＭ受信周波数帯域で高インピーダンス、ＦＭ受信周波数帯域で低インピーダンスとなる回路素子を介してボディアースに接地されている構成なので、アンテナアンプ側端部の外部導体のボディーアースへの接地が、ＡＭ帯域では高インピーダンスとなって接続が開放されることになることから上述したＡＭ帯域のノイズ特性に有効なラジオ受信機側だけの片端接地の構成となり、一方、ＦＭ帯域では低インピーダンスとなって接続が短絡されることになことから上述したＦＭ帯域のノイズ特性に有効なアンテナアンプ側およびラジオ受信機側の両端接地の構成となる。したがって、ラジオ信号の伝送線としての同軸ケーブルにおいてＡＭ帯域からＦＭ帯域にわたってノイズの影響が少ない伝送システムを可能にする。

この場合、同軸ケーブルの途中位置からのボディーアースへの接地も、前記回路素子を介して成されている構成にすれば、アンテナアンプとラジオ受信機の距離が離れている場合にＦＭ帯域でのノイズ特性の向上に有効である。また、アンテナアンプは、トランジスタ等が実装されたプリント基板とこのプリント基板を覆ってボディーアースに接地された金属ケースとで構成され、プリント基板のグランドに同軸ケーブルのアンテナアンプ側端部の外部導体が接続されると共に、プリント基板のグランドが前記回路素子を介して金属ケースに接続されている構成にすれば、一般的に用いられるアンテナアンプの構成を利用した実施が簡便に行える。

更に、アンテナとアンテナアンプとの接続に同軸ケーブルが用いられる場合において、この同軸ケーブルの外部導体の途中位置からも前記回路素子を介してボディアースに接地されている構成にすれば、アンテナとアンテナアンプ間の接続においてもノイズの影響を少なくすることが可能になる。

以下に、本発明に係る自動車用ラジオ信号の伝送システムの実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る自動車用ラジオ信号の伝送システムの概略構成を示した図である。

図示されるように、非接地式のアンテナ１で受信した信号はアンテナアンプ２に入力され、そのアンテナアンプ２の出力は同軸ケーブル３の内部導体３ａを介してラジオ受信機４に入力される。同軸ケーブル３の外部導体３ｂのラジオ受信機側端部３ｃはラジオ受信機４を覆う金属ケース５を介してボディーアース６に接地されている。

また、同軸ケーブル３の外部導体３ｂのアンテナアンプ側端部３ｄはアンテナアンプ２のグランド２ａに接続される共に、このグランド２ａは回路素子７を介して金属ケース８に接続されている。そして、アンテナアンプ２を覆う金属ケース８はボディーアース６に接続されている。つまり、アンテナアンプ２のグランド２ａおよび同軸ケーブル３のアンテナアンプ側端部３ｄはそれぞれ回路素子７を介して接地されている。更に、アンテナアンプ２とラジオ受信機４の間の距離が長く離れている場合に有効な同軸ケーブル３の途中位置９，１０におけるボディーアース６への接地にも回路素子７が挿入されている。

回路素子７はＡＭ帯域で高インピーダンス、ＦＭ帯域で低インピーダンスとなる機能を有するもので、例えばセラミックコンデンサやバンドパスフィルタなどがあり、所望の周波数のノイズだけボディーアース６に逃がしたりする機能を有する素子が用いられる。

このような回路素子７の挿入により、外部導体３ｂのアンテナアンプ側端部３ｄのボディーアース６への接地が、ＡＭ帯域では接続が開放されることになることから図５（ｂ）に示されるＡＭ帯域のノイズ特性に有効なラジオ受信機側だけの片端接地の構成となり、一方、ＦＭ帯域では接続が短絡されることになることから図５（ｂ）に示されるＦＭ帯域のノイズ特性に有効な両端接地を含む多点接地の構成となる。

このようにボディーアース６へ回路素子７を介して接地させ、ＡＭ帯域では高インピーダンス、ＦＭ帯域では低インピーダンスとなるよう受信周波数によってインピーダンスを変化させた構成とすることで、ＡＭ帯域では高インピーダンスとして電波の漏れを防ぎ、ＦＭ帯域では低インピーダンスとしてノイズ成分をボディーアース６に逃がすことができるので、受信周波数に応じた適切なノイズ遮蔽効果が得られ、ＡＭ帯域のような低周波の信号は良好に受信でき、ＦＭ帯域のような高周波の信号は電磁ノイズを受けにくい伝送システムを得ることができる。

図２は上述したアンテナアンプ２と金属ケース８および外部導体３ｂのアンテナアンプ側端部３ｄの接続についてのより具体的な構成を示した図である。図示されるように、アンテナアンプ２はトランジスタ等が実装されたプリント基板１１で構成されており、金属ケース８はこのプリント基板１１を覆ってボディーアース６に接続されている。

金属ケース８とプリント基板１１のグランド２ａとは基板４角にて回路素子７を介して接続されている。また、同軸ケーブル３の外部導体３ｂのアンテナアンプ側端部３ｄは金属ケース８には接続せずにプリント基板１１のグランド２ａに接続されている。

尚、非接地式のアンテナからアンテナアンプへの接続ケーブルについて、同軸ケーブルを使用する場合があるが、アンテナ１とアンテナアンプ２の間の距離が比較的長い場合は、図３（ａ）に示すように同軸ケーブル１２の外部導体１２ａのアンテナアンプ側端部１２ｂをアンテナアンプ２のグランド２ａと接続して、外部導体３ｂの途中位置１３からボディーアース６への接地に回路素子７を挿入すると良く、ノイズ特性が向上する。又、アンテナ１とアンテナアンプ２の間の距離が比較的短い場合は、図３（ｂ）に示すように外部導体１２ａのアンテナアンプ側端部１２ｂをアンテナアンプ２のグランド２ａと接続せずにボディーアース６に接続された金属ケース８と接続して、外部導体１２ａの途中位置１３からのボディアース６への接地には回路素子７を挿入せずに直接ボディーアース６に接続しても良く、ノイズ特性の劣化が少ない。

以上、本発明に係る自動車用ラジオ信号の伝送システムの実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施できることは勿論である。

本発明の実施の形態に係る自動車用ラジオ信号の伝送システムの概略構成をを示した図である。 図１のアンテナアンプのより具体的な構成を示した図である。 アンテナとアンテナアンプが同軸ケーブルを介して接続された構成を示した図である。 従来技術に係る自動車用ラジオ信号の伝送システムの概略構成を示した図である。 図４のより具体的な構成を示した図である。

符号の説明

１ 非接地式アンテナ
２ アンテナアンプ
２ａ グランド
３ 同軸ケーブル
３ａ 内部導体
３ｂ 外部導体
３ｃ ラジオ受信機側端部
３ｄ アンテナアンプ側端部
４ ラジオ受信機
５ 金属ケース
６ ボディーアース
７ 回路素子
８ 金属ケース
９，１０ 中点アース
１１ プリント基板
１２ 同軸ケーブル
１２ａ 外部導体
１２ｂ アンテナアンプ側端部
１３ 中点アース
１４ フロアハーネス
１５ ノイズ誘導電線
１６ 磁界

Claims (4)

1. 自動車に搭載される非接地式のアンテナからの信号を増幅するアンテナアンプと、ラジオ受信機とが同軸ケーブルによって接続されている自動車用ラジオ信号の伝送システムにおいて、前記同軸ケーブルのラジオ受信機側端部の外部導体が前記自動車のボディーアースに接地されると共に、前記同軸ケーブルのアンテナアンプ側端部の外部導体がＡＭ受信周波数帯域で高インピーダンス、ＦＭ受信周波数帯域で低インピーダンスとなる回路素子を介して前記ボディアースに接地されていることを特徴とする自動車用ラジオ信号の伝送システム。
2. 前記同軸ケーブルの途中位置からの前記ボディーアースへの接地も、前記回路素子を介して成されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車用ラジオ信号の伝送システム。
3. 前記アンテナアンプは、トランジスタ等が実装されたプリント基板とこのプリント基板を覆って前記ボディーアースに接地された金属ケースとで構成され、前記プリント基板のグランドに前記同軸ケーブルのアンテナアンプ側端部の外部導体が接続されると共に、前記プリント基板のグランドが前記回路素子を介して前記金属ケースに接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車用ラジオ信号の伝送システム。
4. 前記アンテナと前記アンテナアンプとの接続に同軸ケーブルが用いられる場合において、この同軸ケーブルの外部導体の途中位置からも前記回路素子を介して前記ボディアースに接地されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の自動車用ラジオ信号の伝送システム。

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