JP2005354176A - 車載用アンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナの形状を変えずに共振周波数を変化させて複数の周波数に対応させることができる車載用アンテナを提供する。
【解決手段】フィルム基板１１上にループアンテナ１２を形成し、その給電部１３に給電ケーブル１４を接続する。上記フィルム基板１１には、ループアンテナ１２の一方の側部に貼付け位置ガイド１５を設ける。この貼付け位置ガイド１５は、受信周波数に対応した貼り付け位置を示す複数個のガイド線１６ａ〜１６ｃを所定の間隔で設けている。ガイド線１６ａ〜１６ｃは、ループアンテナ１２の側部１２ａから所定距離の位置、すなわち受信周波数に対応した位置に設ける。上記フィルム基板１１は、自動車のウインドウガラスに貼り付ける際、ガイド線１６ａ〜１６ｃに従って、高い周波数帯で使用する場合は車体金属部との距離を離し、低い周波数帯で使用する場合は車体金属部との距離を近付けて貼り付ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車のウインドウガラスに貼り付けて使用する車載用アンテナに関する。

従来、車載用アンテナでは、自動車のウインドウガラス例えばフロントガラスやリアガラスにアンテナ素子を印刷したり、あるいは柔軟性を有するフィルムにアンテナ素子を印刷したフィルムアンテナをウインドウガラスに貼り付けて、ラジオやテレビジョン放送を受信するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

また、上記のようにアンテナ素子を自動車のウインドウガラスに直接印刷、あるいはフィルムに印刷したものをウインドウガラスに貼り付ける形式の車載用アンテナとしては、ループアンテナが一般的に用いられている。ループアンテナは、ダイポールアンテナ等に比較して全長を短くすることが可能であり、アンテナ利得もダイポールアンテナと同等な特性が得られるため、限られたスペースの車載用アンテナでは、ラジオやテレビジョン放送の受信アンテナとして広く一般的に使用されている。
特開２０００−３４１０２０号公報

しかし、上記ループ構造を有するアンテナは、ループ長によってアンテナの共振周波数が決定するため、従来のアンテナ素子をウインドウガラスに直接印刷、あるいはフィルムに印刷したものをウインドウガラスに貼り付ける形式の車載用アンテナでは、容易に共振周波数を変化させることができなかった。これは、通信を行なう周波数が単一の場合は問題とならないが、比較的広い周波数帯域で通信を行なう場合に問題となることがあった。そこで、広帯域な周波数を用いての通信では、その通信品質を保証するため、帯域の中心でアンテナの特性が最良となるように設計され、帯域の端では特性が犠牲になっていた。

また、テレビジョン放送等を受信する場合は、放送地域によって周波数が異なっており、全国を１つのアンテナでカバーするには、アンテナを放送が行われている放送帯全てに対応させるように広帯域化させる必要があり、構造が複雑となっていた。しかも、アンテナは、広帯域させるとアンテナの利得特性が低くなるという特徴があり、電気特性も犠牲となっていた。

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、車両のウインドウガラスに対するループアンテナの取付け位置を変化させることでアンテナの形状を変えずに共振周波数を変化させて複数の周波数に対応させることができ、アンテナの周波数特性を狭帯域にしてアンテナの電気特性を十分に確保することができる車載用アンテナを提供することを目的とする。

第１の発明は、フィルム基板にループアンテナを形成し、車両のウインドウガラスに貼り付けて使用する車載用アンテナにおいて、前記フィルム基板に貼付け位置をガイドする貼付け位置ガイドを設けたことを特徴とする。

第２の発明は、フィルム基板にループアンテナを形成し、車両のウインドウガラスに貼り付けて使用する車載用アンテナにおいて、前記フィルム基板に、高い周波数帯で使用する場合は前記ループアンテナと車体金属部との距離を離し、低い周波数帯で使用する場合は車体金属部との距離を近付けて貼り付けるように貼付け位置ガイドを設けたことを特徴とする。

本発明によれば、ループアンテナと車体金属部との距離を変化させ、ループアンテナと車体金属部との相互結合を変えることで、ループアンテナの給電部でのインピーダンスを変化させて共振周波数が変化させることができる。この結果、ループアンテナのループ長等を変えずに共振周波数を変化させて複数の周波数に対応させることが可能となり、アンテナの周波数特性を狭帯域にしてアンテナの電気特性を十分に確保することができる

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る車載用アンテナ１０の構成例を示す正面図である。図１において、１１は例えば長方形に形成したフィルム基板で、例えば柔軟性を有する透明な極薄い誘電体基板を用いている。上記フィルム基板１１には、ループアンテナ１２を例えばプリント（印刷）することにより形成している。上記ループアンテナ１２には、給電部１３に例えば同軸ケーブルを用いた給電ケーブル１４が接続される。上記フィルム基板１１は、自動車のウインドウガラスに貼り付けて使用できるようになっている。

上記ループアンテナ１２のループ長は、使用する周波数によって設計値が異なっており、例えばテレビジョン放送を行なっているＵＨＦ帯の電波を受信する場合には、一般的に５０ｃｍ程度に設定される。また、フィルム基板１１を構成している誘電体の誘電率によって電気長が変化するため、これより短いループ長に設定される場合もある。誘電体の誘電率εと誘電体内の波長λｇとの関係は、自由空間での波長をλとすると、次式で表される。

λｇ＝λ／ε^１／２
そして、上記フィルム基板１１には、ループアンテナ１２の一方の側部例えば左側に貼付け位置ガイド１５を設ける。この貼付け位置ガイド１５は、フィルム基板１１の貼り付け位置、すなわち受信周波数に対応した貼り付け位置を示す複数個のガイド線１６ａ〜１６ｃを所定の間隔で設けている。上記ガイド線１６ａ〜１６ｃは、ループアンテナ１２の側部、この例では左の側部１２ａから所定距離の位置に印刷等により設けられもので、例えばガイド線１６ａはアンテナ側部１２ａから２７０ｍｍの位置、ガイド線１６ｂはアンテナ側部１２ａから１５０ｍｍの位置、ガイド線１６ｃはアンテナ側部１２ａから５０ｍｍの位置に設けられる。また、フィルム基板１１には、例えば上記ガイド線１６ａ〜１６ｃの上部にＡ、Ｂ、Ｃ等の記号が印刷される。

上記フィルム基板１１は、自動車のウインドウガラスに貼り付ける際、高い周波数帯で使用する場合は車体金属部との距離を離し、低い周波数帯で使用する場合は車体金属部との距離を近付けて貼り付ける。上記貼付け位置ガイド１５は、フィルム基板１１を受信周波数帯に合わせてウインドウガラスに貼り付ける際に、ループアンテナ１２と車体金属部との距離をガイドするためのものであり、記号Ａ、Ｂ、Ｃにより示したガイド線１６ａ〜１６ｃがどの受信周波数帯に対応したものであるかを必要に応じてフィルム基板１１に印刷する。なお、上記Ａ、Ｂ、Ｃが示すガイド線１６ａ〜１６ｃについては、受信周波数帯との関係を説明書にて説明するようにしても良い。

上記のようにループアンテナ１２と車体金属部との距離を変化させると、ループアンテナ１２と車体金属部との相互結合が変わり、ループアンテナ１２の入力端、すなわち給電部１３でのインピーダンスが変化し、その共振周波数が変化させることができる。

図２に示すようにループ長が５０ｃｍのループアンテナ１２を自動車のウインドウガラス２１に貼り付け、ループアンテナ１２と車体金属部２２との距離Ｌを５０ｍｍ、１５０ｍｍ、２７０ｍｍに変化させてループアンテナ１２の反射損失（return loss）を測定した結果、図３（ａ）〜（ｃ）に示す特性が得られた。図３は、横軸に周波数（ＭＨｚ）を取り、縦軸に反射損失（ｄＢ）を取って示したもので、（ａ）は距離Ｌが５０ｍｍ、（ｂ）は距離Ｌが１５０ｍｍ、（ｃ）は距離Ｌが２７０ｍｍの場合の反射損失特性である。

図３（ａ）に示すように距離Ｌを５０ｍｍに設定した場合、ループアンテナ１２の共振周波数は約４２０ＭＨｚ、図３（ｃ）に示すように距離Ｌを２７０ｍｍに設定した場合、ループアンテナ１２の共振周波数は約４３２ＭＨｚであった。

図３（ａ）に示すように距離Ｌを５０ｍｍに設定した場合には、約３８０ＭＨｚないし６００ＭＨｚの周波数範囲で電波を良好に受信することができる。また、図３（ｃ）に示すように距離Ｌを２７０ｍｍに設定した場合には、約３９０ＭＨｚないし６２０ＭＨｚの周波数範囲で電波を良好に受信することができる。

上記図２に示したようにループアンテナ１２と車体金属部２２との距離Ｌを変化させると、ループアンテナ１２の共振周波数が図３に示すように４２６ＭＨｚから４３２ＭＨｚまで変化することが分かる。

図４は、ループアンテナ１２を自動車３１の側部後方のウインドウガラス３２に貼り付けた場合の例を示したものである。ループアンテナ１２を低い周波数に対応させる場合には、実線で示すように自動車３１の車体金属部３３に近付けて貼り付け、高い周波数に対応させる場合には、破線で示すように車体金属部３３から離して貼り付ける。この場合、ループアンテナ１２の上下方向の位置は、上部及び下部のアンテナ部分が車体金属部の影響を受けないように、ループアンテナ１２の上側及び下側の車体金属部には近接しない位置に設定する。なお、図４において、３４は自動車３１のリアドア、３５はリアドアガラスである。

上記ループアンテナ１２をウインドウガラス３２に貼り付ける場合、図１に示したようにフィルム基板１１に貼付け位置ガイド１５を印刷しておくことにより、ループアンテナ１２の位置を極めて容易に決定することができる。この場合、貼付け位置ガイド１５は、例えば受信周波数帯に対応するガイド線１６ａ〜１６ｃの所を挟み等により切り取り、その端部を車体金属部３３に沿って位置させることによりフィルム基板１１の位置合せを容易にかつ確実に行なうことができる。また、フィルム基板１１に、ガイド線１６ａ〜１６ｃに付した記号Ａ、Ｂ、Ｃがどの周波数帯に対応したものであるかを印刷しておくことにより、フィルム基板１１の位置合せが更に容易になる。

テレビジョン放送等を受信する場合は、放送地域によって周波数が異なっているので、ウインドウガラス３２に対するループアンテナ１２の貼り付け位置を各放送地域における周波数に応じて変えることにより、ループアンテナ１２のループ長を変えることなく、容易に対応することができる。この結果、アンテナの周波数特性を狭帯域にしてアンテナの電気特性を十分に確保することが可能となる。

また、その他、例えば地上デジタルＴＶ放送は、主にＵＨＦ−ＴＶ帯の低い周波数帯で行われ、アナログＵＨＦ−ＴＶ放送は、ＵＨＦ−ＴＶ帯の高い周波数帯で行われている。このため受信者がアナログ放送からデジタル装置へ受信装置を移行した場合、従来ではアンテナを高い周波数に対応したものから低い周波数に対応したものに変更する必要があったが、上記本発明の実施形態による車載用アンテナ１０では、ループアンテナ１２の貼り付け位置を変更するだけで対応することができる。

なお、図４では、ループアンテナ１２の上下方向の位置は、上部及び下部のアンテナ部分が車体金属部の影響を受けないように、ループアンテナ１２の上側及び下側の車体金属部には近接しない位置に設定したが、ループアンテナ１２を車体金属部３３に近付けて貼り付ける場合には、更にループアンテナ１２を上側あるいは下側の車体金属部に近接させて共振周波数がより低い方へ変化するようにしても良い。

また、図４では、ループアンテナ１２を自動車３１の側部後方のウインドウガラス３２に貼り付けた場合について示したが、その他、例えばフロントガラスやリアガラス等に貼り付けることも可能である。

また、上記実施形態では、フィルム基板１１において、ループアンテナ１２の左右の側部に貼付け位置ガイド１５を設けた場合について示したが、ループアンテナ１２の上部あるいは下部に貼付け位置ガイド１５を設け、ループアンテナ１２の上部あるいは下部と車体金属部との間の距離を変えるとこにより、受信周波数を可変設定するようにしても良い。

また、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。

本発明の一実施形態に係る車載用アンテナの構成を示す正面図である。 同実施形態において、ループアンテナと車体金属部との距離を変えて反射損失特性を測定する場合の説明図である。 図２において、ループアンテナと車体金属部との距離を変えて測定した反射損失特性を示し、（ａ）は距離が５０ｍｍの場合、（ｂ）は距離が１５０ｍｍの場合、（ｃ）は距離が２７０ｍｍの場合の特性図である。 同実施形態において、自動車のウインドウガラスに対してループアンテナを貼り付ける場合の例を示す図である。

符号の説明

１０…車載用アンテナ、１１…フィルム基板、１２…ループアンテナ、１２ａ…アンテナ側部、１３…給電部、１４…給電ケーブル、１５…位置ガイド、１６ａ〜１６ｃ…ガイド線、１６ａ〜１６ｃ…ガイド線、２１…ウインドウガラス、２２…車体金属部、３１…自動車、３２…ウインドウガラス、３３…車体金属部、３４…リアドア、３５…リアドアガラス。

Claims (2)

1. フィルム基板にループアンテナを形成し、車両のウインドウガラスに貼り付けて使用する車載用アンテナにおいて、
   前記フィルム基板に貼付け位置をガイドする貼付け位置ガイドを設けたことを特徴とする車載用アンテナ。
2. フィルム基板にループアンテナを形成し、車両のウインドウガラスに貼り付けて使用する車載用アンテナにおいて、
   前記フィルム基板に、高い周波数帯で使用する場合は前記ループアンテナと車体金属部との距離を離し、低い周波数帯で使用する場合は車体金属部との距離を近付けて貼り付けるように貼付け位置ガイドを設けたことを特徴とする車載用アンテナ。

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