JP2009017428A - 複合アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＦＭ／ＡＭラジオ帯の電波を受信できると共に、ＥＴＣ信号を送受信できる、複合アンテナ装置を提供すること。
【解決手段】 複合アンテナ装置（１０）は、ポールアンテナ素子を含むアンテナエレメント（２０）と、このアンテナエレメントが装着されるアンテナケース（３０）と、このアンテナケース内に収納される回路基板（４０）と、この回路基板に搭載されて、ＥＴＣ信号を送受信するためのアンテナ素子（５０）とを有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、アンテナ装置に関し、例えば、複数種のアンテナを搭載して、車体のルーフに取り付けられるルーフアンテナ装置（複合アンテナ装置）に関する。

この技術分野において周知のように、現在、車両には種々のアンテナが搭載される。例えば、そのようなアンテナとしては、ＧＰＳ（全地球測位システム）用アンテナや、ＥＴＣ（自動料金収受システム）用アンテナ、ＶＩＣＳ（道路交通情報通信システム）用アンテナ、電話用アンテナ、ＡＭ／ＦＭラジオ用アンテナ等がある。

これら車載用アンテナは、通常、別々のアンテナ装置として別体となっており、車両に別々に設置される。例えば、ＡＭ／ＦＭラジオ用アンテナは、車体のルーフ上に取り付けられたり、フロントガラスにガラスプリントやピラーとして貼り付けられる。

一方、ＥＴＣ（Electronic toll Collection）は、高速道路等の有料道路の通行料を支払うための料金所における渋滞を緩和するための方策として開発されたシステムである。すなわち、ＥＴＣとは、高速道路料金所において、無線通信を利用して自動的に通行料金の支払いを行うシステムである。ＥＴＣでは、料金所に設置されているゲートに設けられた路側アンテナと、ＥＴＣ用アンテナを有する車載通信機器を搭載した通行車両との間でＥＴＣ信号の双方向通信を行い、通行車両の車両情報等を取得し、通行車両を停止させることなく高速道路通行料金の支払い業務を行うことを可能としたものである。

ＥＴＣ用アンテナは、車室内で取り付けられる場合が多い。例えば、ＥＴＣ用アンテナは、角度を付けた状態でダッシュボードの上に設置されたり、フロントの窓ガラス上に設置される。又、ＥＴＣ用アンテナは純正取付けが普及してきている。すなわち、ＥＴＣ用アンテナは、車両メーカの工場で車室内に取り付けられる。この際には、ＥＴＣ用アンテナは、ルームミラーの裏側や、ダッシュボードの下に埋め込まれた状態で設置される場合が多い。

先行技術として、車体のルーフに取り付けられるルーフアンテナであって、携帯無線電話帯、ＦＭラジオ帯、ＡＭラジオ帯の３波を受信できる３波共用アンテナが知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に開示された３波共用ルーフアンテナは、アンテナ基端部を持つアンテナエレメントと、アンテナ基端部を保持すると共に第１基板と第２基板とを内蔵するアンテナカバーと、このアンテナカバーを嵌着するアンテナベースとを備えている。第１基板には整合回路と分波器とが設けられ、第２基板には分波器と２つのアンプと混合器とが設けられる。第１基板と第２基板は固定具によりアンテナベースに固定されている。

ＧＰＳ（Global Positioning System）は、人工衛星を用いた衛星測位システムである。ＧＰＳは、地球を周回している２４基の人工衛星のうちの４基以上の人工衛星からの電波（ＧＰＳ信号）を受信し、この受信した電波から移動体と人工衛星との位置関係および時間誤差を測定して三角測量の原理に基づいて、移動体の地図上における位置や高度を高精度で算出することを可能としたものである。

ＧＰＳは、近年では、走行する自動車の位置を検出するカーナビゲーションシステム等に利用され、広く普及している。カーナビゲーション装置は、このＧＰＳ信号を受信するためのＧＰＳ用アンテナと、このＧＰＳ用アンテナが受信したＧＰＳ信号を処理して車両の現在位置を検出する処理装置と、この処理装置で検出された位置を地図上に表示するための表示装置等から構成される。

従来、ＧＰＳ用アンテナとＥＴＣ用アンテナとを併設した複合アンテナ装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

また、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）は、車両を運転する運転者に対して渋滞や通行止め等の交通情報を提供するために、道路に沿って所定の間隔で設けられた路上局（いわゆるビーコン）と車両との間で通信を行う路車間通信システムである。車両に搭載するＶＩＣＳ車載機は、ＶＩＣＳ用アンテナと、このＶＩＣＳ用アンテナにケーブルを介して接続された別体の信号処理装置とから構成されている。ＶＩＣＳ用アンテナとして、光ビーコン用の送受信アンテナと電波ビーコン用の受信アンテナとをアンテナ基板上に搭載した路車間通信用車載アンテナ装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。

さらに、ＧＰＳ用アンテナ、ＶＩＣＳ用アンテナ及びＥＴＣ用アンテナを備えた複合アンテナ装置も知られている（例えば、特許文献４参照）。この特許文献４に開示された複合アンテナ装置では、ＥＴＣ用アンテナを、ＧＰＳ用アンテナ及びＶＩＣＳ用アンテナを実装する回路基板とは別のサブアッセンブリとして実装している。すなわち、ＥＴＣ用アンテナは、ＧＰＳ用アンテナ及びＶＩＣＳ用アンテナと指向性が大きく異なるので、ＥＴＣ用アンテナだけ独立して取り付け方向を調整できるようにしている。

また、第１のエレメント部及び第２のエレメント部を有するアンテナと、ＧＰＳアンテナとを備えたアンテナ装置も知られている（例えば、特許文献５参照）。この特許文献４に開示されたアンテナ装置は、車体ボディーに外側から配設固定される固定用ケース部材と、この固定用ケース部材から斜め上方へ延在する上記アンテナと、固定用ケース部材内に配設けられた基板およびＧＰＳアンテナとを備える。

さらに、第１移動無線帯、第２移動無線帯、ＦＭ／ＡＭラジオ帯、およびＧＰＳ帯を受信できる車載用の多周波アンテナも知られている（例えば、特許文献６参照）。この特許文献６に開示された多周波アンテナは、直線状のアンテナエレメントと、このアンテナエレメントが着脱自在に取り付けられる樹脂製のカバー部とから構成される。カバー部内には、Ｄネット用の下部エレメントと、この下部エレメントの上端近傍に接続された矩形状の放射表面を有するように形成されたＥネット用エレメントが収納されている。下部エレメントの下端は回路基板にハンダ付けされており、この回路基板にはＤネットおよびＥネットの移動電話帯と、ＡＭ／ＦＭ帯とを分波するフィルタが設けられている。ここで分波されたＡＭ／ＦＭ帯の信号は、カバー部内に収納されている増幅基板に組まれた増幅回路により増幅される。カバー部内にはＧＰＳアンテナと受信されたＧＰＳ信号を中間周波数信号に変換するコンバータ部とからなるＧＰＳユニットが収納されている。

特開平７−９４９２９号公報 特開２００２−１１１３７７号公報 特開２０００−３０７３２０号公報 特開２００４−５６７７３号公報 特開平１１−３０８０３８号公報（図６） 特開２００１−２６７８３１号公報（図１）

特許文献１に開示されているように、携帯無線電話帯とＦＭラジオ帯とＡＭラジオ帯とを受信できる３波共用ルーフアンテナが知られている。また、特許文献５に開示されているように、ＧＳＭとＦＭ放送信号とＡＭ放送信号およびＧＰＳの４つの周波数帯の信号を受信することが可能なアンテナ装置も知られている。さらに、特許文献６に開示されているように、第１移動無線帯、第２移動無線帯、ＦＭ／ＡＭラジオ帯、およびＧＰＳ帯を受信できる車載用の多周波アンテナも知られている。特許文献２に開示されているように、ＧＰＳ用アンテナとＥＴＣ用アンテナとを併設した複合アンテナ装置も知られている。さらにまた、特許文献４に開示されてるように、ＧＰＳ用アンテナ、ＶＩＣＳ用アンテナ及びＥＴＣ用アンテナを備えた複合アンテナ装置も知られている。

しかしながら、ＦＭ／ＡＭラジオ帯の電波を受信できると共に、ＥＴＣ信号を送受信できるような、複合アンテナ装置は知られていない。

したがって、本発明の課題は、ＦＭ／ＡＭラジオ帯の電波を受信できると共に、ＥＴＣ信号を送受信できる、複合アンテナ装置を提供することにある。

本発明の他の課題は、車両への取付工数を低減できる、複合アンテナ装置を提供することができる。

本発明の更に他の課題は、ＥＴＣ信号の受信条件を向上させることができる、複合アンテナ装置を提供することにある。

本発明のもっと他の課題は、コストダウンを図ることができる、複合アンテナ装置を提供することにある。

本発明によれば、ポールアンテナ素子（２１）を含むアンテナエレメント（２０）と、このアンテナエレメントが装着されるアンテナケース（３０）と、このアンテナケース内に収納される回路基板（４０）と、この回路基板に搭載されて、ＥＴＣ信号を送受信するためのアンテナ素子（５０）と、を有することを特徴とする複合アンテナ装置（１０）が得られる。

上記本発明の複合アンテナ装置において、複合アンテナ装置（１０）は、車体のルーフ（６０）に固着されてよい。ポールアンテナ素子（２１）は、ＡＭ／ＦＭラジオ帯の電波を受信するためのものであってよい。アンテナケース（３０）は、アンテナカバー（３２）とアンテナベース（３４）とから構成されてよく、回路基板（４０）は、アンテナベース（３４）の主面（３４ａ）上に垂直にかつ互いに平行に配置された第１及び第２の基板（４１、４２）から構成され、第１及び第２の基板は、斜めに傾斜している前方傾斜端（４１ａ、４２ａ）を持ってよい。この場合、アンテナ素子（５０）は、第１及び第２の基板の前方傾斜端に取り付けられる。アンテナ素子（５０）は、そのアンテナ受信面（５０ａ）がアンテナベース（３４）の主面（３４ａ）に対して所定角度傾けた状態で、前方に配置されることが好ましい。所定角度は、例えば、５０°〜８０°の範囲であってよい。

尚、上記括弧内の符号は、本発明の理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、これらに限定されないのは勿論である。

本発明では、アンテナケースにアンテナエレメントを装着し、アンテナケース内に収納される回路基板に、ＥＴＣ信号を送受信するためのアンテナ素子を搭載したので、ＦＭ／ＡＭラジオ帯の電波を受信できると共に、ＥＴＣ信号を送受信できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１乃至図２を参照して、本発明の一実施の形態に係る複合アンテナ装置１０について説明する。図１は複合アンテナ装置１０を車体に固着した状態を示す図である。図２は複合アンテナ装置１０の分解斜視図である。図１において、前後（奥行き）方向をＸ軸方向で表し、左右方向（幅方向）をＹ軸方向で表し、上下方向（高さ方向、厚み方向）をＺ軸方向で表している。

図１に示されるように、図示の複合アンテナ装置１０は、車体のルーフ６０の後縁部に固着手段６２により取り付けられる。

複合アンテナ装置１０は、第１のポールアンテナ素子（後述する）と第２のポールアンテナ素子（後述する）とを含むアンテナエレメント２０と、このアンテナエレメント２０が装着されるアンテナケース３０とを有する。アンテナケース３０は、アンテナカバー３２とアンテナベース３４とから構成される。アンテナケース３０は、複合アンテナ装置１０の筐体として働く。アンテナエレメント２０は、鉛直線から傾斜して配置される。

アンテナエレメント２０のアンテナ基端部である接続金具２３は、アンテナカバー３２にエレメント接続金具（図示せず）によって水密に接合されている。アンテナカバー３２はアンテナベース３４に嵌着される。アンテナカバー３２内には、回路基板４０が内蔵されている。回路基板４０は、第１の基板４１と第２の基板４２とから構成される。第１及び第２の基板４１、４２は、固定具４３によりアンテナベース３４の主面３４ａ上に固定されている。

回路基板４０には、アンテナ素子５０が搭載されている。このアンテナ素子５０はＥＴＣ信号を送受信するためのものである。すなわち、アンテナ素子５０はＥＴＣ用アンテナとして働く。図示のアンテナ素子５０は、パッチアンテナで構成されている。

詳述すると、第１及び第２の基板４１、４２は、アンテナベース３４の主面３４ａ上に垂直にかつ互いに平行に配置されている。第１及び第２の基板４１、４２は、それぞれ、斜めに傾斜している前方傾斜端４１ａ、４２ａを持つ。アンテナ素子５０は、第１及び第２の基板４１、４２の前方傾斜端４１ａ、４２ａに取り付けられている。すなわち、第１及び第２の基板４１、４２は、前方傾斜端４１ａ、４２ａからそれぞれ斜め前方へ突出したフック部（係止部）４１ｂ、４２ｂを持つ。これらフック部（係止部）４１ｂ、４２ｂで、アンテナ素子５０が位置決めされ、係止されている。そのため、これらフック部（係止部）４１ｂ、４２ｂによって、アンテナ素子５０を容易に位置決めし、係止することができる。従って、アンテナ素子５０は、そのアンテナ受信面５０ａがアンテナベース３４の主面３４ａに対して所定角度傾けた状態で、前方に配置される。所定角度は、例えば、５０°〜８０°の範囲で設定され、好ましくは６０°である。これにより、アンテナ素子５０は、料金所に設置されているゲートに設けられた路側アンテナとの間で、効率よくＥＴＣ信号を送受信することができる。

また、アンテナ素子（ＥＴＣアンテナ）５０は車外に設置される。その為、従来のＥＣＴアンテナのように車内に設置される場合と比較して、アンテナ素子（ＥＴＣアンテナ）５０は、窓ガラスによる電波の透過損失が無くなる為、受信環境を向上させることができる。

また、筐体（アンテナケース）３０が１つだけから成るので、コストを削減することができる。

図３に複合アンテナ装置１０に使用されるアンテナエレメント２０を示す。図３において、（Ａ）はアンテナエレメント２０の外観を示す側面図であり、（Ｂ）はアンテナエレメント２０の断面図であり、（Ｃ）はアンテナエレメント２０かボディを除いて示す図である。

図３（Ｃ）に示されるように、アンテナエレメント２０は、第１のポールアンテナ素子２１と第２のポールアンテナ素子２２とを有する。第１のポールアンテナ素子２１は、アンテナエレメント２０の先端から基端部まで延在しており、ＡＭ／ＦＭラジオ帯の電波を受信するためのものである。第２のポールアンテナ素子２２は、アンテナエレメント２０の基端部から所定の距離の部分であり、自動車電話用の電波を受信するためのものである。

上記回路基板４０には、第１のポールアンテナ素子２１用のブースタ回路（図示せず）が搭載される。

本発明の実施の形態よる複合アンテナ装置では、アンテナの個数を２個から１個へと集約できるので、車両へのアンテナの取付工数を低減できる。

以上、本発明について好ましい実施の形態によって説明してきたが、本発明は上述した実施の形態に限定しないのは勿論である。例えば、上記実施の形態では、アンテナエレメント２０は、２つのポールアンテナ素子から構成されているが、ＡＭ／ＦＭラジオ帯の電波を受信する１つのポールアンテナ素子から構成されてもよい。

本発明の一実施の形態に係る複合アンテナ装置を、車体に固着した状態の図である。 図１に示した複合アンテナ装置の分解斜視図である。 図１に示した複合アンテナ装置に使用されるアンテナエレメントを示す図である。

符号の説明

１０ 複合アンテナ装置
２０ アンテナエレメント
２１ 第１のポールアンテナ素子
２２ 第２のポールアンテナ素子
２３ 接続金具
３０ アンテナケース（筐体）
３２ アンテナカバー
３４ アンテナベース
３４ａ 主面
４０ 回路基板
４１ 第１の基板
４１ａ 前方傾斜端
４１ｂ フック部（係止部）
４２ 第２の基板
４２ａ 前方傾斜端
４２ｂ フック部（係止部）
４３ 固定具
５０ アンテナ素子（ＥＴＣ用アンテナ）
５０ａ アンテナ受信面
６０ ルーフ
６２ 固定手段

Claims (6)

1. ポールアンテナ素子を含むアンテナエレメントと、
   前記アンテナエレメントが装着されるアンテナケースと、
   前記アンテナケース内に収納される回路基板と、
   前記回路基板に搭載されて、ＥＴＣ信号を送受信するためのアンテナ素子と、
   を有することを特徴とする複合アンテナ装置。
2. 前記複合アンテナ装置は、車体のルーフに固着される、請求項１に記載の複合アンテナ装置。
3. 前記ポールアンテナ素子は、ＡＭ／ＦＭラジオ帯の電波を受信するためのものである、請求項１又は２に記載の複合アンテナ装置。
4. 前記アンテナケースは、アンテナカバーとアンテナベースとから構成され、
   前記回路基板は、前記アンテナベースの主面上に垂直にかつ互いに平行に配置された第１及び第２の基板から構成され、前記第１及び第２の基板は、斜めに傾斜している前方傾斜端を持ち、
   前記アンテナ素子は、前記第１及び第２の基板の前記前方傾斜端に取り付けられている、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の複合アンテナ装置。
5. 前記アンテナ素子は、そのアンテナ受信面が前記アンテナベースの主面に対して所定角度傾けた状態で、前方に配置されている、請求項４に記載の複合アンテナ装置。
6. 前記所定角度が５０°〜８０°の範囲である、請求項５に記載の複合アンテナ装置。

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