JP2015076638A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で車両の金属部品の近接影響によるアンテナ性能の劣化を低減するアンテナ装置を提供する。
【解決手段】このアンテナ装置は、回路基板と、前記回路基板を固定する台座と、前記回路基板を収容し、前記台座と嵌合する直方体状の筐体と、前記回路基板に設けられ、給電を行う給電部と、前記筐体が前記台座に嵌合した状態で前記給電部に接続し、前記給電部に接続した部位に対して、長方形状である前記筐体上面の対角線の交点を中心に略点対称の位置に延伸し、前記筐体の内側に配置されるアンテナ素子と、を具備する構成を採る。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載するアンテナ装置に関する。

近年、車両のドアの施錠及び解錠を行う方式として、キーレスエントリー方式を進化させたスマートエントリー方式が普及しつつある。

スマートエントリー方式は、車両とキー（以下、「スマートキー」という）に近距離の無線機能を持たせ、車両とスマートキーとの無線通信によって車両ドアの施錠及び解錠を行うものである。

具体的には、ユーザは、スマートキーをカバン、ポケットに入れたまま、車両ドアが施錠中に車両のタッチセンサをタッチするだけで解錠し、車両ドアが解錠中にタッチセンサをタッチするだけで施錠する。また、スマートエントリー方式では、スマートキーが車両内部で検出された場合には、車両の鍵穴にキーを挿すことなく、エンジンを始動することも可能となっている。

このようなキーレスエントリー方式及びスマートエントリー方式では、車両室内にアンテナ制御ユニットが設けられている。車両に搭載したアンテナの放射性能は、アンテナの近傍に位置する車両のボディまたは金属部品の影響を大きく受ける。このため、金属部品がアンテナの近傍に多い傾向にある車室内にアンテナを設置する場合、アンテナ性能が大幅に劣化することがある。

そこで、２つ以上のアンテナを車両に搭載し、通信状態の良好なアンテナを選択する選択ダイバーシティ方式が、例えば、特許文献１等に開示されている。

特許文献１には、車両の電子キーシステムにおいて、複数本の漏洩同軸ケーブルと、ホイップアンテナを有し、これらのアンテナを送受信で用いると共に、あるアンテナの受信電波が低くなっても、他のアンテナの受信電波で補助するダイバーシティ方式を採用するアンテナ装置が開示されている。これにより、アンテナを車両に配置した際に、アンテナの近傍の金属部品によるアンテナ性能の劣化を低減することができる。

特開２０１１−１４６９０９号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示のアンテナ装置は、構造が複雑であるという問題がある。

本発明の目的は、簡易な構成で車両の金属部品の近接影響によるアンテナ性能の劣化を低減するアンテナ装置を提供することである。

本発明のアンテナ装置は、回路基板と、前記回路基板を固定する台座と、前記回路基板を収容し、前記台座と嵌合する直方体状の筐体と、前記回路基板に設けられ、給電を行う給電部と、前記筐体が前記台座に嵌合した状態で前記給電部に接続し、前記給電部に接続した部位に対して、長方形状である前記筐体上面の対角線の交点を中心に略点対称の位置に延伸し、前記筐体の内側に配置されるアンテナ素子と、を具備する構成を採る。

本発明によれば、簡易な構成で車両の金属部品の近接影響によるアンテナ性能の劣化を低減することができる。

本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図 図１に示した筐体を１８０度回転させた様子を示す図 ２段階の折り曲げ形状を有するアンテナ素子を示す図 曲線形状を有するアンテナ素子を示す図 線状Ｌ字型のミアンダ形状を有するアンテナ素子を示す図 板状Ｌ字型形状を有するアンテナ素子を示す図 板状Ｌ字型の幅を変化させた形状を有するアンテナ素子を示す図 板状Ｌ字型のミアンダ形状を有するアンテナ素子を示す図 本発明の実施の形態２に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図 図９に示した筐体を１８０度回転させる前後の様子を示す図 本発明の実施の形態３に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図 図１１に示した筐体を１８０度回転させる前後の様子を示す図 本発明の実施の形態４に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図 図１３に示した筐体を１８０度回転させた様子を示す図 本発明の実施の形態５に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図 図１５に示した筐体を９０度回転させた様子を示す図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。ただし、実施の形態において、同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置１０の構成を示す斜視図である。以下、図１を用いてアンテナ装置１０の構成について説明する。

台座１１は、直方体状の樹脂製であり、台座上面に回路基板１３が固定されている。

筐体１２は、直方体状の樹脂製であり、台座１１と嵌合可能に構成され、また、筐体１２の内側上面にアンテナ素子が配置されている。筐体１２は、台座１１と嵌合することによって、回路基板１３及びアンテナ素子１５等を収容する。なお、筐体１２は、必ずしも厳密に直方体である必要はなく、その一部に凹凸が設けられていてもよく、全体として直方体状をなしていればよい。

回路基板１３には、種々の電子部品が実装されており、回路基板１３の端付近に給電部１４が設けられている。給電部１４は、回路基板１３から垂直に立ち上がり、筐体１２が台座１１に嵌合した状態で一端がアンテナ素子１５に接続し、アンテナ素子１５に給電する。

アンテナ素子１５は、線状の導電性部材をＬ字型に折り曲げて、筐体１２の内側上面に配置される。このとき、アンテナ素子１５の一端に対して、長方形状である筐体上面の対角線の交点を中心に点対称の位置にアンテナ素子１５の他端が位置するようにする。これにより、筐体１２が台座１１に嵌合した状態で、アンテナ素子１５の一端または他端が給電部１４と接続する。

図１に示した筐体１２を１８０度回転させた様子を図２に示す。図１では、紙面に対して、左側及び上側に位置していたアンテナ素子１５が、図２では、紙面に対して、右側及び下側に位置することになる。このように、例えば、図１に示す状態では、アンテナ素子１５と車両の金属部品との位置関係が近く、アンテナ性能が劣化する場合には、筐体１２を１８０度回転して台座１１に嵌合させることにより（図２に示す状態）、アンテナ素子１５と金属部品の位置関係を遠くすることができ、アンテナ性能の劣化を低減することができる。逆に、図２に示す状態でアンテナ素子１５と金属部品との位置関係が近い場合には、図１に示す状態にする。

このように、実施の形態１のアンテナ装置では、Ｌ字型のアンテナ素子の一端が給電部と接続した状態で、アンテナ素子の一端に対して、他端が筐体上面の対角線の交点を中心に点対称に位置するようにアンテナ素子を筐体の内側上面に配置する。これにより、筐体を１８０度回転させるという簡易な操作でアンテナ素子の配置位置を変更して、アンテナ素子と金属部品との位置関係を遠くすることができるので、簡易な構成でアンテナ性能の劣化を低減することができる。

なお、本実施の形態では、アンテナ素子の形状をＬ字型として説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、アンテナ素子は、図３に示すように、２段階の折り曲げ形状を有してもよいし、図４に示すように、曲線形状を有してもよい。また、図５に示すように、線状Ｌ字型のミアンダ形状を有してもよい。

また、アンテナ素子は、線状に限らず板状であってもよく、図６に示すように、板状のＬ字型形状を有してもよいし、図７に示すように、板状Ｌ字型の幅を変化させた形状を有してもよい。さらに、図８に示すように、板状Ｌ字型のミアンダ形状を有してもよい。

このように、アンテナ素子は、筐体が台座に嵌合した状態で給電部に接続し、給電部に接続した部位に対して、筐体上面の対角線の交点を中心に点対称の位置に延伸するような形状であれば何でもよい。

（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２に係るアンテナ装置２０の構成を示す斜視図である。図９が図１と異なる点は、グランド接続部２１を追加し、給電部１４を給電部２２に変更し、アンテナ素子１５をアンテナ素子２３に変更した点である。

グランド接続部２１は、回路基板１３から垂直に立ち上がり、筐体１２が台座１１に嵌合した状態で一端がアンテナ素子２３に接続し、アンテナ素子２３を接地する。

給電部２２は、グランド接続部２１の近傍で回路基板１３から垂直に立ち上がり、筐体１２が台座１１に嵌合した状態で一端がアンテナ素子２３に接続され、アンテナ素子２３に給電する。

アンテナ素子２３は、図３に示した２段階の折り曲げ形状を有する線状の導電性部材であり、筐体内上面に配置される。アンテナ素子２３は、筐体１２が台座１１に嵌合した状態でアンテナ素子２３の一端または他端がグランド接続部２１に接続し、グランド接続部２１に接続した端部の近傍（以下、「被給電点」という）が給電部２２に接続する。

このような構成により、アンテナ装置２０は逆Ｆアンテナとして機能する。

図９に示した筐体１２の上面図を図１０（ａ）に示し、図１０（ａ）に示した筐体１２を１８０度回転させた上面図を図１０（ｂ）に示す。図１０（ａ）では、紙面に対して、主に左側及び上側に位置していたアンテナ素子２３が、図１０（ｂ）では、紙面に対して、主に右側及び下側に位置することになる。このように、例えば、図１０（ａ）に示す状態では、アンテナ素子２３と車両の金属部品との位置関係が近く、アンテナ性能が劣化する場合には、筐体１２を１８０度回転して台座１１に嵌合させることにより（図１０（ｂ）に示す状態）、アンテナ素子２３と金属部品の位置関係を遠くすることができ、アンテナ性能の劣化を低減することができる。逆に、図１０（ｂ）に示す状態でアンテナ素子２３と金属部品との位置関係が近い場合には、図１０（ａ）に示す状態にする。

このように、実施の形態２のアンテナ装置では、２段階の折り曲げ形状を有するアンテナ素子の一端がグランド接続部に接続し、その近傍の被給電点が給電部と接続した状態で、アンテナ素子の一端及びその被給電点に対して、他端及びその被給電点が筐体上面の対角線の交点を中心に点対称にそれぞれ位置するようにアンテナ素子を筐体内の上面に配置する。これにより、筐体を１８０度回転させるという簡易な操作でアンテナ素子の配置位置を変更して、アンテナ素子と金属部品との位置関係を遠くすることができるので、逆Ｆアンテナにおいても簡易な構成でアンテナ性能の劣化を低減することができる。

（実施の形態３）
図１１は、本発明の実施の形態３に係るアンテナ装置３０の構成を示す斜視図である。図１１が図１と異なる点は、グランド接続部３１を追加し、回路基板１３を長方形状の回路基板３３に変更し、アンテナ素子１５をアンテナ素子３２に変更した点である。

グランド接続部３１は、給電部１４が配置された位置に対して、長方形状である回路基板３３の対角線の交点を中心に点対称の位置に回路基板３３から垂直に立ち上がり、筐体１２が台座１１に嵌合した状態で一端がアンテナ素子３２に接続し、アンテナ素子３２を接地する。

アンテナ素子３２は、線状の導電性部材をＬ字型に折り曲げて、筐体１２の内側上面に配置される。このとき、アンテナ素子３２の一端に対して、長方形状である筐体上面の対角線の交点を中心に点対称の位置にアンテナ素子３２の他端が位置するようにする。これにより、筐体１２が台座１１に嵌合した状態でアンテナ素子３２の一端が給電部１４と接続し、他端がグランド接続部３１に接続する。

このような構成により、アンテナ装置３０はループアンテナとして機能する。

図１１に示した筐体１２の上面図を図１２（ａ）に示し、図１２（ａ）に示した筐体１２を１８０度回転させた上面図を図１２（ｂ）に示す。図１２（ａ）では、紙面に対して、左側及び上側に位置していたアンテナ素子３２が、図１２（ｂ）では、紙面に対して、右側及び下側に位置することになる。このように、例えば、図１２（ａ）に示す状態では、アンテナ素子３２と車両の金属部品との位置関係が近く、アンテナ性能が劣化する場合には、筐体１２を１８０度回転して台座１１に嵌合させることにより（図１２（ｂ）に示す状態）、アンテナ素子３２と金属部品の位置関係を遠くすることができ、アンテナ性能の劣化を低減することができる。逆に、図１２（ｂ）に示す状態でアンテナ素子３２と金属部品との位置関係が近い場合には、図１２（ａ）に示す状態にする。

このように、実施の形態３のアンテナ装置では、Ｌ字型のアンテナ素子の一端がグランド接続部に接続した状態で、アンテナ素子の一端に対して、他端が筐体上面の対角線の交点を中心に点対称に位置するようにアンテナ素子を筐体内の上面に配置し、他端をグランド接続部に接続させる。これにより、筐体を１８０度回転させるという簡易な操作でアンテナ素子の配置位置を変更して、アンテナ素子と金属部品との位置関係を遠くすることができるので、ループアンテナにおいても簡易な構成でアンテナ性能の劣化を低減することができる。

（実施の形態４）
図１３は、本発明の実施の形態４に係るアンテナ装置４０の構成を示す斜視図である。図１３が図１と異なる点は、給電部１４を給電部４１に変更し、アンテナ素子１５をアンテナ素子４２に変更した点である。

給電部４１は、少なくとも１つの導電性のバネ（弾性体に相当）を有し、バネの一方の側が回路基板１３に固定され、筐体１２が台座１１に嵌合した状態で他方の側がアンテナ素子４２に接続され、アンテナ素子４２に給電する。

アンテナ素子４２は、図７に示した板状の幅を変化させた形状を有する導電性部材であり、筐体１２の内側上面に配置される。アンテナ素子４２は、筐体１２が台座１１に嵌合した状態でアンテナ素子４２の一端または他端が給電部４１に接続する。

このように、給電部４１がバネを有することにより、筐体１２を台座１１に嵌合した状態で給電部１４とアンテナ素子４２とがバネの弾性力で確実に接続し、接続の信頼性を向上させることができる。また、アンテナ装置４０を車両に搭載した際、車両の振動をバネが吸収し、給電部４１とアンテナ素子４２との安定的な接続を維持することができる。

図１３に示した筐体１２を１８０度回転させた様子を図１４に示す。図１３では、紙面に対して、左側及び上側に位置していたアンテナ素子４２が、図１４では、紙面に対して、右側及び下側に位置することになる。このように、例えば、図１３に示す状態では、アンテナ素子４２と車両の金属部品との位置関係が近く、アンテナ性能が劣化する場合には、筐体１２を１８０度回転して台座１１に嵌合させることにより（図１４に示す状態）、アンテナ素子４２と金属部品の位置関係を遠くすることができ、アンテナ性能の劣化を低減することができる。逆に、図１４に示す状態でアンテナ素子４２と金属部品との位置関係が近い場合には、図１３に示す状態にする。

このように、実施の形態４によれば、給電部に導電性のバネを備え、筐体を台座に嵌合した状態でアンテナ素子が給電部のバネを押し下げることにより、アンテナ素子と給電部とがバネの弾性力で確実に接続し、接続の信頼性を向上させることができる。また、アンテナ装置を車両に搭載した際、車両の振動をバネが吸収し、給電部とアンテナ素子との安定的な接続を維持することができる。

（実施の形態５）
図１５は、本発明の実施の形態５に係るアンテナ装置５０の構成を示す斜視図である。図１５が図１と異なる点は、台座１１及び筐体１２を底面が正方形状の台座５１及び筐体５２に変更し、回路基板１３を正方形状の回路基板５３に変更し、アンテナ素子１５をアンテナ素子５４に変更した点である。

アンテナ素子５４は、線状の導電性部材であり、筐体５２の内側上面に筐体５２のいずれか一つの側面と平行に配置される。筐体５２が台座５１に嵌合した状態でアンテナ素子５４の一端または他端が、給電部１４と接続する。

図１５に示した筐体５２を９０度回転させた様子を図１６に示す。図１５では、紙面に対して、左側に位置していたアンテナ素子５４が、図１６では、紙面に対して、下側に位置することになる。このように、例えば、図１５に示す状態では、アンテナ素子５４と車両の金属部品との位置関係が近く、アンテナ性能が劣化する場合には、筐体５２を９０度回転して台座５１に嵌合させることにより（図１６に示す状態）、アンテナ素子５４と金属部品の位置関係を遠くすることができ、アンテナ性能の劣化を低減することができる。逆に、図１６に示す状態でアンテナ素子５４と金属部品との位置関係が近い場合には、図１５に示す状態にする。

このように、実施の形態５のアンテナ装置では、線状のアンテナ素子の一端が給電部と接続した状態で、アンテナ素子を筐体のいずれか一つの側面と平行に筐体の内側上面に配置する。これにより、筐体を９０度回転させるという簡易な操作でアンテナ素子の配置位置を変更して、アンテナ素子と金属部品との位置関係を遠くすることができるので、簡易な構成でアンテナ性能の劣化を低減することができる。

本発明にかかるアンテナ装置は、例えば、キーレスエントリー方式やスマートエントリー方式が採用された車両に搭載するのに好適である。

１０、２０、３０、４０、５０ アンテナ装置
１１、５１ 台座
１２、５２ 筐体
１３、３３、５３ 回路基板
１４、２２、４１ 給電部
１５、２３、３２、４２、５４ アンテナ素子
２１、３１ グランド接続部

Claims (11)

1. 回路基板と、
   前記回路基板を固定する台座と、
   前記回路基板を収容し、前記台座と嵌合する直方体状の筐体と、
   前記回路基板に設けられ、給電を行う給電部と、
   前記筐体が前記台座に嵌合した状態で前記給電部に接続し、前記給電部に接続した部位に対して、長方形状である前記筐体上面の対角線の交点を中心に略点対称の位置に延伸し、前記筐体の内側に配置されるアンテナ素子と、
   を具備するアンテナ装置。
2. 前記アンテナ素子は、線状または板状のＬ字型の形状を有する、
   請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記アンテナ素子は、曲線形状を有する、
   請求項１に記載のアンテナ装置。
4. 前記アンテナ素子は、線状Ｌ字型のミアンダ形状を有する、
   請求項１に記載のアンテナ装置。
5. 前記アンテナ素子は、板状Ｌ字型形状を有する、
   請求項１に記載のアンテナ装置。
6. 前記アンテナ素子は、板状Ｌ字型の幅を変化させた形状を有する、
   請求項１に記載のアンテナ装置。
7. 前記アンテナ素子は、板状Ｌ字型のミアンダ形状を有する、
   請求項１に記載のアンテナ装置。
8. 前記回路基板に設けられ、前記筐体が前記台座に嵌合した状態で前記アンテナ素子を接地するグランド接続部を具備し、
   前記アンテナ素子は、前記筐体が前記台座に嵌合した状態で一端が前記グランド接続部に接続し、前記一端の近傍が前記給電部に接続し、前記一端及び前記一端の近傍に対して、前記筐体上面の対角線の交点を中心に略点対称の位置に延伸する、
   請求項１に記載のアンテナ装置。
9. 前記給電部が配置された位置に対して、長方形状である前記回路基板の対角線の交点を中心に略点対称の位置に設けられ、前記筐体が前記台座に嵌合した状態で前記アンテナ素子を接地するグランド接続部を具備し、
   前記アンテナ素子は、前記筐体が前記台座に嵌合した状態で一端が前記給電部に接続し、他端が前記グランド接続部に接続する、
   請求項１に記載のアンテナ装置。
10. 前記給電部は、導電性の弾性体を有する、
    請求項１に記載のアンテナ装置。
11. 回路基板と、
    前記回路基板を固定する台座と、
    前記回路基板を収容し、前記台座と嵌合する直方体状の筐体と、
    前記回路基板に設けられ、給電を行う給電部と、
    前記筐体が前記台座に嵌合した状態で前記給電部に接続し、前記筐体のいずれか一つの側面と略平行に前記筐体の内側に配置されるアンテナ素子と、
    を具備するアンテナ装置。

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