JP2016049808A - アンテナ装置およびアンテナ装置の設置方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成にて前後の車両と良好な車車間通信を行えるようにする。
【解決手段】アンテナ装置は、二次元面状に形成されたアンテナエレメント（３１）を有し、車両のサイドミラー（１２）に設けられる。アンテナエレメント（３１）は、車両の前後方向と直交する車幅方向において、ミラー（２３）の端面（２３ａ）と対向するように配置される。
【選択図】図６

Description

本発明は、車両のサイドミラーに搭載されるアンテナ装置およびアンテナ装置の設置方法に関する。

近年、携帯電話やスマートフォンなど、通信機能を有する携帯機器の増加に伴って、車両に搭載される無線通信用のアンテナ装置の需要が増加している。この種のアンテナ装置としては、車両のルーフに搭載される例えばシャークフィンアンテナが知られている。

また、最近では車両同士の車車間通信が発達している。このような車車間通信には、例えば５ＧＨｚ台の非常に波長の短い信号が使用される。したがって、車車間通信用のアンテナ装置は、車両のルーフなどよりも車両の車体形状により通信状態に影響を受け難い個所に搭載することが好ましい。

そのような個所に搭載されたアンテナ装置として、例えば特許文献１には、サイドミラーの内部にアンテナエレメントを配置した構成が開示されている。特許文献１に開示された構成では、具体的には、サイドミラーの筐体の前壁部の裏面にアンテナエレメントを取り付け、サイドミラーの筐体の開口部分に取り付けたミラーによって、上記アンテナエレメントを覆うようになっている。

特開平１１−４２９７７号公報（１９９９年２月１６日公開）

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、ミラーによってアンテナエレメントの車両後方側の面が覆われているので、アンテナエレメントから車両の後方への電磁波の伝播、および車両の後方からアンテナエレメントへの電磁波の伝播がミラーによって遮られる。このため、前方の車両とは良好な車車間通信が可能であるものの、後方の車両とは良好な車車間通信を行うことができないという問題点を有している。

一方、このような問題に対応するために、後方の車両との通信用のアンテナ装置を追加した場合には、通信用のアンテナ装置全体として、構成が複雑になる。

したがって、本発明は、簡単な構成にて前後の車両と良好な車車間通信を行うことができるアンテナ装置およびアンテナ装置の設置方法の提供を目的としている。

上記の課題を解決するために、本発明のアンテナ装置は、二次元面状に形成されたアンテナエレメントを有し、車両のサイドミラーに設けられるアンテナ装置において、前記アンテナエレメントは、前記車両の前後方向と直交する車幅方向において、ミラーの端面と対向するように配置されることを特徴としている。

上記の構成によれば、アンテナエレメントは、車両の前後方向と直交する車幅方向において、ミラーの端面と対向するように配置されるので、アンテナエレメントの少なくとも一部は、ミラーに遮られることなく、車両の前後方向の空間に臨むことができる。

これにより、アンテナエレメントから車両の前方および後方へ出射された電磁波は、ミラーによって遮られることなく確実に車両の前方および後方へ伝播することができる。同様に、車両の前方および後方から伝播してアンテナエレメントへ入射する電磁波は、ミラーによって遮られることなく確実にアンテナエレメントへ入射することができる。

したがって、電磁波を送信する場合には、車両の前方および後方に出射する電磁波の強度が共に高く、電磁波を受信する場合には、車両の前方および後方から入射する電磁波に対する感度が共に高いアンテナ装置を実現することができる。この結果、簡単な構成にて前後の車両と良好な車車間通信を行うことができる。

上記のアンテナ装置において、前記ミラーは前記車両の前後方向へ回転可能に設けられ、前記アンテナエレメントの前記車両の前後方向の幅は、前記ミラーの前記車両の前後方向へのいずれの回転位置においても、前記アンテナエレメントが前記車幅方向において前記ミラーの端面と対向するように設定されている構成としてもよい。

上記の構成によれば、アンテナエレメントの車両の前後方向の幅は、ミラーの車両の前後方向へのいずれの回転位置においても、アンテナエレメントが車幅方向においてミラーの端面と対向するように設定されている。したがって、アンテナ装置は、ミラーが車両の前後方向へ回転するサイドミラーに設けられた場合であっても、電磁波を送信する場合に車両の前後方向への電磁波の強度が共に高く、かつ電磁波を受信する場合に車両の前後方向の感度が共に高いアンテナ装置を実現することができる。

上記のアンテナ装置は、前記アンテナエレメントとして２個のアンテナエレメントを有するダイポールアンテナであり、前記２個のアンテナエレメントが、前記車幅方向において前記ミラーの端面と対向し、かつ上下方向に並ぶように配置される構成としてもよい。

上記の構成によれば、アンテナ装置は、ダイポールアンテナであることからシンプルな構成であり、かつ前後の車両と良好な通信状態を得ることができる。

上記のアンテナ装置において、前記サイドミラーは、前記ミラーの端面および裏面を覆う筐体部を有し、前記アンテナエレメントは、前記筐体部における前記車幅方向の外側の側壁部の内面に配置される構成としてもよい。

上記の構成によれば、アンテナエレメントは、ドアミラーの筐体部における車幅方向の外側の側壁部の内面に配置される。したがって、アンテナエレメントは、ドアミラーにおいて、車両の車体すなわち金属部分から可及的に離れ、かつ可及的に外部に露出しない位置に配置される。

これにより、良好な特性を維持しながら、アンテナエレメントに損傷を受ける事態、およびアンテナ装置が露出することによって車両の外観が劣化する事態を防止することができる。

上記のアンテナ装置は、センチメートル波よりも波長が短い信号を送信または受信する構成としてもよい。

上記の構成によれば、非常に短い波長の信号が使用される車車間通信に好適なアンテナ装置とすることができる。

本発明のアンテナ装置の設置方法は、二次元面状に形成されたアンテナエレメントを有し、車両のサイドミラーに設けられるアンテナ装置の設置方法において、上記アンテナエレメントを、上記車両の前後方向と直交する車幅方向において、ミラーの端面と対向するように配置する工程を備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、上記のアンテナ装置と同様の作用効果を奏する。

本発明の構成によれば、電磁波を送信する場合には、車両の前方および後方に出射する電磁波の強度が共に高く、電磁波を受信する場合には、車両の前方および後方から入射する電磁波に対する感度が共に高いアンテナ装置を実現することができる。これにより、当該アンテナ装置を使用する車両は、車車間通信において前後の車両と良好な通信状態を得ることができる。

本発明の実施の形態のアンテナ装置が取り付けられている自動車の外観を示す斜視図である。 図１に示したサイドミラーの斜視図である。 図２に示したサイドミラーのステーを除いた状態の分解斜視図である。 図３に示したサイドミラーの、ダイポールアンテナが取り付けられた筐体部を自動車の後方から見た場合の正面図である。 図４におけるＡ−Ａ線矢視断面図である。 図３に示したアンテナエレメントとミラーとの位置関係を示すサイドミラーの概略の平面図である。 図７の（ａ）は、前後方向に幅の小さいワイヤ状のアンテナエレメントを有するダイポールアンテナについて、アンテナエレメントがミラーよりも後方位置に配置されている状態を示す説明図である。図７の（ｂ）は図３に示したダイポールアンテナについて、前後方向に十分に幅のある帯状のアンテナエレメントの前端部が、自動車の車幅方向において、ミラーの端面と対向するように配置されている状態を示す説明図である。図７の（ｃ）は、図７の（ａ）に示したダイポールアンテナおよび図７の（ｂ）に示したダイポールアンテナの放射特性を示すグラフである。 図８の（ａ）は、前後方向に幅の小さいワイヤ状のアンテナエレメントを有するダイポールアンテナについて、アンテナエレメントがミラーよりも前方位置に配置されている状態を示す説明図である。図８の（ｂ）は図３に示したダイポールアンテナについて、前後方向に十分に幅のある帯状のアンテナエレメントの後端部が、自動車の車幅方向において、ミラーの端面と対向するように配置されている状態を示す説明図である。図８の（ｃ）は、図８の（ａ）に示したダイポールアンテナおよび図８の（ｂ）に示したダイポールアンテナの放射特性を示すグラフである。

本発明の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。図１は本発明の実施の形態のアンテナ装置が取り付けられている自動車の外観を示す斜視図、図２は、図１に示したサイドミラーの斜視図、図３は、図２に示したサイドミラーのステーを除いた状態の分解斜視図、図４は、図３に示したサイドミラーの、ダイポールアンテナが取り付けられた筐体部を自動車の後方から見た場合の正面図、図５は、図４におけるＡ−Ａ線矢視断面図である。

図１に示すように、自動車１はフロントドア１１にサイドミラー（後方確認用ミラー、ドアミラー）１２が設けられている。図２および図３に示すように、サイドミラー１２は、ステー２１、筐体部２２、ミラー２３、ミラーホルダ２４およびドライブユニット２５を備えている。

ステー２１は、自動車１のフロントドア１１に取り付けられ、筐体部２２すなわちサイドミラー１２を支持する。また、ステー２１は、筐体部２２をサイドミラー１２の使用状態とこの使用状態からフロントドア１１方向へ閉じた状態とへ回転できるようになっている。

筐体部２２は、前壁部２２ａおよび前壁部２２ａを囲む周壁部を有し、後面が開口されて後面開口部２２ｅとなっている。この後面開口部２２ｅにはミラー２３が配置されている。周壁部は、上壁部２２ｂ、下壁部２２ｃおよび外側壁部（車幅方向の外側の側壁部）２２ｄを有する。筐体部２２の内側壁部に相当する部分は、ステー２１を取り付けるために開口され、内側面開口部２２ｆとなっている。

ミラー２３はミラーホルダ２４に取り付けられ、筐体部２２の後面開口部２２ｅに配置されている。ドライブユニット２５は、筐体部２２に取り付けられ、自動車１の車内からの運転者の操作に応じて、ミラーホルダ２４を所定の角度範囲内において回転させる。この場合には、例えば、ミラーホルダ２４の左右部分が前後の互いに反対方向に回転し、またミラーホルダ２４の上下部分が前後の互いに反対方向に回転する。これにより、運転者がミラー２３の角度調整をできるようになっている。

筐体部２２の内面には、ダイポールアンテナ（アンテナ装置）２６が設けられている。ダイポールアンテナ（アンテナ装置）２６は、２個のアンテナエレメント３１、およびこれらアンテナエレメント３１に接続された同軸ケーブル３２を備えている。同軸ケーブル３２は、筐体部２２の内側面開口部２２ｆおよびステー２１を介して自動車１の車内へ導入され、通信装置（図示せず）と接続されている。通信装置は例えば車車間通信を行うものである。

２個のアンテナエレメント３１は、図５に示すように、筐体部２２の外側壁部２２ｄの内面に、上下方向に並ぶように配置されている。アンテナエレメント３１は、例えばＦＰＣ(Flexible Printed Circuits)基板に形成され、このＦＰＣ基板が上記内面に貼り付けられている。したがって、ダイポールアンテナ２６は、アンテナエレメント３１が二次元面状に形成された平面アンテナである。

図６は、アンテナエレメント３１とミラー２３との位置関係を示すサイドミラー１２の概略の平面図である。図６では、自動車１の前後方向をＦ１−Ｒ１方向として示し、このＦ１−Ｒ１方向と直交する自動車１の車幅方向をＷａ−Ｗｂ方向として示している。

図６に示すように、ミラー２３がドライブユニット２５に駆動されて自動車１の前後方向（Ｆ１−Ｒ１方向）に回転した場合、アンテナエレメント３１と対向するミラー２３の端面２３ａは、Ｆ２−Ｒ２の範囲を移動する。この場合、アンテナエレメント３１は、ミラー２３の端面２３ａがＦ２−Ｒ２の範囲のいずれの位置に存在する場合であっても、Ｗａ−Ｗｂ方向において端面２３ａと対向するようになっている。すなわち、アンテナエレメント３１のＦ１−Ｒ１方向の幅は、ミラー２３の端面２３ａがＦ２−Ｒ２の範囲のいずれの位置に存在する場合であっても、Ｗａ−Ｗｂ方向において端面２３ａと対向できるように設定されている。

上記の構成において、ダイポールアンテナ２６の機能について以下に説明する。本実施の形態のダイポールアンテナ２６は、ミラー２３の端面２３ａが端面２３ａの移動範囲（Ｆ２−Ｒ２の範囲）のいずれの位置に存在する場合であっても、アンテナエレメント３１が車幅方向（Ｗａ−Ｗｂ方向）において、ミラー２３の端面２３ａと対向する。したがって、両アンテナエレメント３１の少なくとも一部は、ミラー２３に遮られることなく、自動車１の前後方向（Ｆ１−Ｒ１方向）の空間に臨むことができる。これにより、ダイポールアンテナ２６は、自動車１の前後方向（Ｆ１−Ｒ１方向）において、所望の放射特性を得ることができる。

詳細には、アンテナエレメント３１から自動車１の前方および後方へ出射された電磁波は、ミラー２３によって遮られることなく確実に自動車１の前方および後方へ伝播することができる。同様に、自動車１の前方および後方から伝播してアンテナエレメント３１へ入射する電磁波は、ミラー２３によって遮られることなく確実にアンテナエレメント３１へ入射することができる。

したがって、ダイポールアンテナ２６は、電磁波を送信する場合には、自動車１の前方および後方に出射する電磁波の強度が共に高く、電磁波を受信する場合には、自動車１の前方および後方から入射する電磁波に対する感度が共に高いくなっている。この結果、ダイポールアンテナ２６を使用する自動車１は、車車間通信において前後方向の車両と良好な通信状態を得ることができる。

また、１個のダイポールアンテナ２６によって自動車１の前後方向の車両と良好に通信できるので、自動車１に備えられる通信用のアンテナ装置を簡単な構成とすることができる。

また、ダイポールアンテナ２６は、サイドミラー１２の内部に設けられているので、外部に露出することない。したがって、例えばアンテナエレメント３１を損傷したり、自動車１の外観を劣化させたりといった問題を生じない。

次に、本実施の形態のダイポールアンテナ２６の放射特性について測定した結果について説明する。なお、以下の説明において、前後方向は自動車１の前後方向を指している。

図７の（ａ）は、前後方向に幅の小さいワイヤ状のアンテナエレメント４１ａを有するダイポールアンテナについて、アンテナエレメント４１ａがミラー２３よりも後方位置に配置されている状態を示す説明図である。図７の（ｂ）はダイポールアンテナ２６（図３参照）について、前後方向に十分に幅のある帯状のアンテナエレメント３１（３１ａ）の前端部が、自動車１の車幅方向において、ミラー２３の端面２３ａと対向するように配置されている状態を示す説明図である。図７の（ｃ）は、図７の（ａ）に示したダイポールアンテナおよび図７の（ｂ）に示したダイポールアンテナ２６の放射特性を示すグラフである。

図８の（ａ）は、前後方向に幅の小さいワイヤ状のアンテナエレメント４１ｂ（アンテナエレメント４１ａと同じもの）を有するダイポールアンテナについて、アンテナエレメント４１ｂがミラー２３よりも前方位置に配置されている状態を示す説明図である。図８の（ｂ）はダイポールアンテナ２６（図３参照）について、前後方向に十分に幅のある帯状のアンテナエレメント３１（３１ｂ）の後端部が、自動車１の車幅方向において、ミラー２３の端面２３ａと対向するように配置されている状態を示す説明図である。図８の（ｃ）は、図８の（ａ）に示したダイポールアンテナおよび図８の（ｂ）に示したダイポールアンテナ２６の放射特性を示すグラフである。

図７の（ｃ）に示すように、図７の（ｂ）に示すダイポールアンテナ２６は、図７の（ａ）に示すダイポールアンテナと比較して、後方側の放射特性がほぼ同じである一方、前方側の放射特性が改善されている。

また、図８の（ｃ）に示すように、図８の（ａ）に示すダイポールアンテナは、図８の（ｂ）に示すダイポールアンテナ２６と比較して、前方側の放射特性が優れているものの、後方側の放射特性が劣っている。これに対し、図８の（ｂ）に示すダイポールアンテナ２６は、前方側および後方側についてほぼ同等の良好な放射特性が得られている。

上記の測定結果より、本実施の形態のダイポールアンテナ２６は、前方側および後方側において良好な放射特性を有し、前方側および後方側の車両と良好な車車間通信が可能であることが分かった。

上記の例では、ダイポールアンテナ２６がサイドミラー１２の筐体部２２の前壁部２２ａの内面に設けられた例を示した。しかしながら、ダイポールアンテナ２６は、筐体部２２の上壁部２２ｂの内面、下壁部２２ｃの内面、あるいは内側壁部が存在する場合には内側壁部の内面に設けることも可能である。この場合、両アンテナエレメント３１の並び方向は、ミラー２３の端面２３ａの長手方向となる。

また、ダイポールアンテナ２６は、左右のサイドミラー１２の両方に設けられていてもよい。

また、上記の例では、アンテナ装置がダイポールアンテナ２６である場合について説明した。しかしながら、アンテナ装置は、ダイポールアンテナ２６に限定されることなく、アンテナエレメントが二次元面状に形成されたアンテナ（平面アンテナ）であればよい。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、車車間通信に使用され、サイドミラーに搭載される平面アンテナとして好適に利用することができる。

１ 自動車（車両）
１１ フロントドア
１２ サイドミラー
２２ 筐体部
２２ｄ 外側壁部（車幅方向の外側の側壁部）
２３ ミラー
２６ ダイポールアンテナ
３１ アンテナエレメント
３２ 同軸ケーブル

Claims (6)

1. 二次元面状に形成されたアンテナエレメントを有し、車両のサイドミラーに設けられるアンテナ装置において、
   前記アンテナエレメントは、前記車両の前後方向と直交する車幅方向において、ミラーの端面と対向するように配置されることを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記ミラーは前記車両の前後方向へ回転可能に設けられ、前記アンテナエレメントの前記車両の前後方向の幅は、前記ミラーの前記車両の前後方向へのいずれの回転位置においても、前記アンテナエレメントが前記車幅方向において前記ミラーの端面と対向するように設定されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記アンテナエレメントとして２個のアンテナエレメントを有するダイポールアンテナであり、前記２個のアンテナエレメントが、前記車幅方向において前記ミラーの端面と対向し、かつ上下方向に並ぶように配置されることを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ装置。
4. 前記サイドミラーは、前記ミラーの端面および裏面を覆う筐体部を有し、前記アンテナエレメントは、前記筐体部における前記車幅方向の外側の側壁部の内面に配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
5. センチメートル波よりも波長が短い信号を送信または受信することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
6. 二次元面状に形成されたアンテナエレメントを有し、車両のサイドミラーに設けられるアンテナ装置の設置方法において、
   上記アンテナエレメントを、上記車両の前後方向と直交する車幅方向において、ミラーの端面と対向するように配置する工程を備えていることを特徴とするアンテナ装置の設置方法。

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