JP2018014633A - 車載無線装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナにおいて受信した信号を低コストな構成で伝送することが可能な車載無線装置を提供する。【解決手段】車載無線装置は、無線信号をダウンコンバートする回路が実装された第１の基板と、第２の基板に実装されたアンテナと前記回路とを電気的に接続する接続基板とを備え、前記第１の基板および前記第２の基板は、それぞれ車両の内側および外側に取り付けられる。【選択図】図３

Description

本発明は、車載無線装置に関し、特に、ダウンコンバートを行う車載無線装置に関する。

車両に搭載するアンテナが各種開発されている。車両に搭載するアンテナの一例として、特許文献１（特開２０１５−１５９３５４号公報）には、以下のような技術が開示されている。すなわち、集合アンテナ装置は、後部に向かうに従い連続的に空間高が高くなる漸高部を備えているケースと、前記ケースの底部に収容された地板と、前記ケースに収容され、互いに周波数が異なり、相対的に低い周波数用のアンテナエレメントである低い周波数用アンテナエレメントと、相対的に高い周波数用のアンテナエレメントである高い周波数用アンテナエレメントとを備え、前記高い周波数用アンテナエレメントは、前記ケース内の漸高部またはそれよりも後方、かつ、前記低い周波数用アンテナエレメントよりも前記ケース内の後方に収容され、給電点が前記地板よりも上方に位置している。

特開２０１５−１５９３５４号公報 特開２０１３−２２９８１３号公報 特開２００４−３２０２１４号公報 特許第４０９８６５９号公報

電波を受信したアンテナからはＲＦ帯の信号が出力されるため、アンテナと離れた位置に設けられた車載装置へアンテナの出力信号を伝送するためには、たとえば、ＲＦ帯の信号を伝送可能な高周波用のケーブルおよびコネクタが必要となる。

高周波用のケーブルおよびコネクタ等の部材は、高周波に対応していない部材と比べて一般的に高価である。したがって、コストの低減を図る場合、高周波用の部材をできるだけ用いない構成であることが好ましい。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、アンテナにおいて受信した信号を低コストな構成で伝送することが可能な車載無線装置を提供することである。

（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係る車載無線装置は、無線信号をダウンコンバートする回路が実装された第１の基板と、第２の基板に実装されたアンテナと前記回路とを電気的に接続する接続基板とを備え、前記第１の基板および前記第２の基板は、それぞれ車両の内側および外側に取り付けられる。

本発明によれば、アンテナにおいて受信した信号を低コストな構成で伝送することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態の比較例に係る車載システムの構成を示す図である。 図２は、本発明の第１の実施の形態に係る車載システムの構成を示す図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態に係る車載無線装置の構成を示す図である。 図４は、本発明の第１の実施の形態に係る車載無線装置における変換基板の構成を示す図である。 図５は、本発明の第１の実施の形態に係る車載無線装置におけるアンテナ基板の構成を示す図である。 図６は、本発明の第１の実施の形態に係る車載無線装置において、アンテナ側配線板および接続用配線板が接続された状態を示す断面図である。 図７は、本発明の第２の実施の形態に係る車載システムの構成を示す図である。 図８は、本発明の第２の実施の形態に係る車載無線装置の構成を示す図である。 図９は、本発明の第３の実施の形態に係るアンテナ基板の構成を示す図である。 図１０は、本発明の第４の実施の形態に係る車載無線装置におけるアンテナ基板および変換基板の形状ならびにそれらの基板の接続状態等について説明するための図である。 図１１は、本発明の第５の実施の形態に係る車載無線装置の構成を示す図である。

最初に、本発明の実施の形態の内容を列記して説明する。

（１）本発明の実施の形態に係る車載無線装置は、無線信号をダウンコンバートする回路が実装された第１の基板と、第２の基板に実装されたアンテナと前記回路とを電気的に接続する接続基板とを備え、前記第１の基板および前記第２の基板は、それぞれ車両の内側および外側に取り付けられる。

このような構成により、たとえば、車外に設けられたアンテナにおいて受信した信号を、接続基板経由で車内における第１の基板へ伝送してダウンコンバートすることができ、また、車内では、ダウンコンバート後の信号を第１の基板から各種処理を行う車載機へ伝送することができるため、車内において信号を伝送するための高周波に対応するコネクタ等の部材が不要となる。したがって、アンテナにおいて受信した信号を低コストな構成で伝送することができる。

（２）好ましくは、前記接続基板は、前記第１の基板および前記第２の基板のいずれか一方と一体化されている。

このような構成により、基板の数を減らすことができるため、より効果的にコストを抑えることができる。

（３）より好ましくは、前記接続基板は、前記第１の基板と一体化されている。

このような構成により、たとえば、第２の基板が占める面積を小さくすることができるため、車両の外側に位置するユニットを小さくすることができる。

（４）好ましくは、前記第１の基板は、前記回路と電気的に接続される第１の配線パターンを含み、前記第２の基板は、前記アンテナと電気的に接続される第２の配線パターンを含み、前記接続基板により前記第１の配線パターンおよび前記第２の配線パターンが連続する。

このような構成により、コネクタ等の部材を介すことなく、配線パターンを介して、アンテナとダウンコンバートを行う回路とをハンダ付け等により電気的に接続することができる。

（５）好ましくは、前記第１の基板は、前記回路と電気的に接続される第１の配線パターンを含み、前記第２の基板は、前記アンテナと電気的に接続される第２の配線パターンを含み、前記第１の配線パターンおよび前記第２の配線パターンは、マイクロストリップラインである。

このような構成により、アンテナからダウンコンバートを行う回路までの伝送経路において反射を効果的に防ぐことができるため、伝送特性を向上させることができる。

（６）より好ましくは、前記第１の基板の主表面の延在面および前記第２の基板の主表面の延在面が交差し、かつ、前記接続基板が前記第２の基板に当接するかまたは前記接続基板が前記第２の基板を貫通する。

これにより、第２の基板を車の外側に配置し、かつ第１の基板を車の内側に配置することを簡易な構成で実現することができる。

（７）好ましくは、前記車載無線装置は、さらに、前記第２の基板を備える。

これにより、アンテナの実装基板を含めた構成において、アンテナにおいて受信した信号を低コストな構成で伝送することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

＜比較例＞
図１は、本発明の第１の実施の形態の比較例に係る車載システムの構成を示す図である。

図１を参照して、車載システム１００は、車載機１０３と、２つの高周波コネクタ１０４と、高周波ケーブル１０５と、シャークアンテナ１０６とを備える。

シャークアンテナ１０６は、車両１の車体上部に位置する外板たとえばルーフパネル３１上に設置されており、２つの高周波コネクタ１０４および高周波ケーブル１０５を介して車両１の車内に設置された車載機１０３と接続されている。

シャークアンテナ１０６は、自己が受信した無線信号を車載機１０３へ出力する。シャークアンテナ１０６が車載機１０３へ出力する信号の周波数は、たとえば７００ＭＨｚ〜５．８ＧＨｚである。このため、シャークアンテナ１０６から車載機１０３への信号の伝送経路においては、高周波信号の伝送が可能な高周波コネクタ１０４および高周波ケーブル１０５が用いられる。高周波ケーブル１０５はたとえば同軸ケーブルであり、高周波コネクタ１０４は高周波ケーブル１０５に対応するコネクタである。

車載機１０３は、シャークアンテナ１０６から受けた信号をたとえばベースバンド信号にダウンコンバートし、各種情報を取得する。車載機１０３は、たとえば、取得した各種情報に基づいて、ドライバの運転支援等の処理を行う。

しかしながら、このように高周波コネクタ１０４および高周波ケーブル１０５を用いた場合、高周波に対応していない汎用コネクタおよび汎用ケーブルを用いた場合に比べて、一般的にコストが高くなる。

＜第１の実施の形態＞
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る車載システムの構成を示す図である。

図２を参照して、車載システム１０１は、車載無線装置５と、車載機６と、汎用ケーブル４０と、汎用コネクタ４４６とを備える。

車載無線装置５は、たとえば車両１のルーフパネル３１に設置される。車載無線装置５は、シャークアンテナ２と、変換部４とを含む。変換部４は、汎用コネクタ４６を含む。

シャークアンテナ２は、自己が受信した無線信号を変換部４へ出力する。変換部４は、シャークアンテナ２から受けた高周波の信号をたとえばベースバンド信号にダウンコンバートし、当該ベースバンド信号を汎用コネクタ４６、汎用ケーブル４０、および汎用コネクタ４４６を介して車載機６へ送信する。

車載機６は、変換部４から受信したベースバンド信号に含まれる各種情報を用いて、たとえば、ドライバの運転支援等の処理を行う。

図３は、本発明の第１の実施の形態に係る車載無線装置の構成を示す図である。

図３は、図２における車載無線装置５の断面を概略的に示している。図３を参照して、車載無線装置５は、シャークアンテナ２と、変換部４と、２つの固定具３３とを備える。

シャークアンテナ２は、アンテナケース２０と、ゴム部材２４と、アンテナ基板２０１とを含む。アンテナ基板２０１は、複数のアンテナ２１と、ストッパー２２と、アンテナ側配線板（第２の基板）２５とを含む。アンテナ側配線板２５は、たとえば、プリント配線板である。

各アンテナ２１は、アンテナ側配線板２５に実装されている。ストッパー２２は、たとえば、アンテナ側配線板２５にビス止めされている。アンテナ側配線板２５は、アンテナ２１が実装された側の主表面を車両１の上方へ向けた状態で配置されている。

アンテナケース２０は、ルーフパネル３１にたとえばビス止めされている。ゴム部材２４は、たとえば、環状のシール部材であり、アンテナケース２０の縁からアンテナケース２０の内部への雨水の侵入を防ぐ目的等で用いられる。アンテナ側配線板２５は、アンテナケース２０にたとえばビス止めされている。

ここでは、アンテナ基板２０１は、アンテナ２１として、アンテナ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃを含む。各アンテナ２１は、たとえば互いに異なる周波数の無線信号を受信する。なお、アンテナ基板２０１は、３つのアンテナ２１を含む構成に限らず、１つまたは２つのアンテナ２１を含む構成であってもよいし、４つ以上のアンテナ２１を含む構成であってもよい。

変換部４は、変換基板４０１と、基板カバー４０２とを含む。変換基板４０１は、接続用配線板（接続基板）４１と、回路側配線板（第１の基板）４５と、複数のダウンコンバート回路部４３と、汎用コネクタ４６とを含む。複数のダウンコンバート回路部４３と、汎用コネクタ４６とは、回路側配線板４５に実装されている。汎用コネクタ４６には、汎用ケーブル４０が接続されている。

接続用配線板４１および回路側配線板４５は、プリント配線板であり、一体化されている。具体的には、接続用配線板４１および回路側配線板４５は、たとえば、１つのプリント配線板である。

接続用配線板４１および回路側配線板４５は、ダウンコンバート回路部４３が実装された側の主表面をアンテナ側配線板２５へ向けた状態で配置されている。つまり、回路側配線板４５は、自己の主表面の延在面がアンテナ側配線板２５の主表面の延在面と交差するように配置されている。詳細には、接続用配線板４１の主表面およびアンテナ側配線板２５の主表面は直交している。

ここでは、変換基板４０１は、ダウンコンバート回路部４３として、ダウンコンバート回路部４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃを含む。ダウンコンバート回路部４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃは、アンテナ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃにそれぞれ対応して設けられている。ダウンコンバート回路部４３は、対応のアンテナ２１が受信した無線信号をダウンコンバートする回路である。具体的には、ダウンコンバート回路部４３は、対応のアンテナ２１から受けた信号をベースバンド信号にダウンコンバートし、汎用コネクタ４６へ出力する。

ルーフパネル３１には、貫通孔１２１が設けられている。また、アンテナ側配線板２５には、貫通孔１２０が設けられている。

接続用配線板４１は、ゴムチューブ３２に覆われた状態でルーフパネル３１およびアンテナ側配線板２５を貫通している。具体的には、接続用配線板４１は、ルーフパネル３１の貫通孔１２１およびアンテナ側配線板２５の貫通孔１２０を挿通している。

回路側配線板４５は、ルーフパネル３１の下方すなわち車両１の内側に取り付けられている。アンテナ側配線板２５は、ルーフパネル３１の上方すなわち車両１の外側に取り付けられている。また、回路側配線板４５は、ルーフパネル３１と垂直に取り付けられている。アンテナ側配線板２５は、ルーフパネル３１の表面に沿うように取り付けられている。

接続用配線板４１の回路側配線板４５と連続する側の端部は車両１の内側に位置しており、当該端部の反対側の端部（以下、上端部とも称する。）は車両１の外側に位置している。

接続用配線板４１は、自己の上端部付近においてアンテナ側配線板２５とハンダ付けされている。

アンテナ側配線板２５は、車両１の外板を介して、具体的には、ルーフパネル３１を介して回路側配線板４５と対向している。詳細には、アンテナ側配線板２５の下側の主表面は、ルーフパネル３１を介して、回路側配線板４５の接続用配線板４１と連続する側の端部に対向している。

ストッパー２２は、接続用配線板４１の上端部を所定の位置に固定するために設けられている。基板カバー４０２は、変換基板４０１を保護するために設けられた、たとえば金属製のカバーであり、変換基板４０１の一部を収納している。固定具３３は、基板カバー４０２をルーフパネル３１の車内側の表面に固定している。

変換基板４０１は、図示しないケーブルから電源供給を受けて所定の動作を行う。

図４は、本発明の第１の実施の形態に係る車載無線装置における変換基板の構成を示す図である。

図４を参照して、変換基板４０１は、上述のように、接続用配線板４１と回路側配線板４５とを含む。回路側配線板４５には、ダウンコンバート回路部４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ、および汎用コネクタ４６が実装されている。

また、変換基板４０１は、複数の配線パターン４７と、複数の配線パターン４８とを含む。具体的には、接続用配線板４１および回路側配線板４５は、複数の配線パターン４７を含む。また、回路側配線板４５は、複数の配線パターン４８を含む。

配線パターン４７は、ダウンコンバート回路部４３ごとに設けられている。回路側配線板４５において、配線パターン４７は、対応のダウンコンバート回路部４３と電気的に接続されている。

各配線パターン４７は、対応のダウンコンバート回路部４３を対応のアンテナ２１に接続するために用いられる。配線パターン４８は、ダウンコンバート回路部４３ごとに設けられており、対応のダウンコンバート回路部４３と汎用コネクタ４６とを接続している。

各配線パターン４７は、回路側配線板４５に実装された対応のダウンコンバート回路部４３から回路側配線板４５および接続用配線板４１の表面に沿って接続用配線板４１の上端部へ延びている。

以下、ダウンコンバート回路部４３Ａに対応する配線パターン４７のうち、接続用配線板４１に含まれる配線パターン４７を配線パターン４７Ａ１とも称する。また、ダウンコンバート回路部４３Ｂに対応する配線パターン４７のうち、接続用配線板４１に含まれる配線パターン４７を配線パターン４７Ｂ１とも称する。また、ダウンコンバート回路部４３Ｃに対応する配線パターン４７のうち、接続用配線板４１に含まれる配線パターン４７を配線パターン４７Ｃ１とも称する。

また、ダウンコンバート回路部４３Ａに対応する配線パターン４７のうち、回路側配線板４５に含まれる配線パターン４７を配線パターン（第１の配線パターン）４７Ａ２とも称する。また、ダウンコンバート回路部４３Ｂに対応する配線パターン４７のうち、回路側配線板４５に含まれる配線パターン４７を配線パターン（第１の配線パターン）４７Ｂ２とも称する。また、ダウンコンバート回路部４３Ｃに対応する配線パターン４７のうち、回路側配線板４５に含まれる配線パターン４７を配線パターン（第１の配線パターン）４７Ｃ２とも称する。

配線パターン４７Ａ１，４７Ｂ１，４７Ｃ１の各々は、パッド４２を有している。パッド４２は、レジストに覆われてないため、ハンダ付けにより他の部材と接続することが可能である。

接続用配線板４１は、車両１の外板であるルーフパネル３１を貫通することにより、回路側配線板４５に実装された各ダウンコンバート回路部４３と、アンテナ側配線板２５に実装された対応のアンテナとを電気的に接続する。

詳細には、接続用配線板４１がルーフパネル３１の貫通孔１２１およびアンテナ側配線板２５の貫通孔１２０に挿通した状態において、回路側配線板４５における各配線パターン４７がアンテナ側配線板２５における対応のアンテナ２１から延びる配線パターンと接続されることにより、各ダウンコンバート回路部４３と対応のアンテナ２１とが電気的に接続される。

図５は、本発明の第１の実施の形態に係る車載無線装置におけるアンテナ基板の構成を示す図である。

図５を参照して、アンテナ基板２０１は、上述のように、アンテナ側配線板２５を含む。アンテナ側配線板２５には、アンテナ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃが実装され、貫通孔１２０が設けられている。

また、アンテナ側配線板２５は、複数の配線パターン（第２の配線パターン）２７を含む。配線パターン２７は、アンテナ２１ごとに設けられており、対応のアンテナ２１と電気的に接続されている。各配線パターン２７は、対応のアンテナ２１を対応のダウンコンバート回路部４３に接続するために用いられる。

各配線パターン２７は、アンテナ側配線板２５に実装された対応のアンテナ２１から配線パターン２７の表面に沿って貫通孔１２０の縁へ延びている。

以下、アンテナ２１Ａに対応する配線パターン２７を配線パターン２７Ａとも称する。また、アンテナ２１Ｂに対応する配線パターン２７を配線パターン２７Ｂとも称する。また、アンテナ２１Ｃに対応する配線パターン２７を配線パターン２７Ｃとも称する。

配線パターン２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃの各々は、パッド２８を有している。パッド２８は、レジストに覆われてないため、ハンダ付けにより他の部材と接続することが可能である。具体的には、接続用配線板４１がアンテナ側配線板２５の貫通孔１２０に挿通した状態において、パッド２８は、接続用配線板４１における対応のパッド４２にハンダ付けされる。

図６は、本発明の第１の実施の形態に係る車載無線装置において、アンテナ側配線板および接続用配線板が接続された状態を示す断面図である。

図６は、アンテナ側配線板２５と接続用配線板４１とが接続された状態における、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面を示している。

図６を参照して、アンテナ側配線板２５は、配線パターン２７Ａと、グランド層２９と、レジスト層２５１と、基材２５２とを含む。

アンテナ側配線板２５において、基材２５２の一方の主表面に配線パターン２７Ａが形成され、他方の主表面にグランド層２９が形成されている。配線パターン２７Ａは、パッド２８を有す。グランド層２９は、パッド１２８を有す。アンテナ側配線板２５において、配線パターン２７Ａのパッド２８およびグランド層２９のパッド１２８以外の表面にはレジスト層２５１が形成されている。

接続用配線板４１は、配線パターン４７Ａ１と、グランド層４９と、レジスト層４５１と、基材４５２とを含む。

接続用配線板４１において、基材４５２の一方の主表面に配線パターン４７Ａ１が形成され、他方の主表面にグランド層４９が形成されている。配線パターン４７Ａ１はパッド４２を有す。グランド層４９は、パッド１４２を有す。接続用配線板４１において、配線パターン４７Ａ１のパッド４２およびグランド層４９のパッド１４２以外の表面にはレジスト層４５１が形成されている。グランド層４９は、図示しない回路側配線板４５のグランド層と連続している。

アンテナ側配線板２５における配線パターン２７Ａのパッド２８と、接続用配線板４１における配線パターン４７Ａ１のパッド４２とは、ハンダ付けされている。具体的には、パッド２８とパッド４２とは、ハンダ部５０によって接続されている。

接続用配線板４１により、回路側配線板４５における配線パターン４７とアンテナ側配線板２５における配線パターン２７とが連続する。

詳細には、接続用配線板４１における配線パターン４７Ａ１により、回路側配線板４５における配線パターン４７Ａ２とアンテナ側配線板２５における配線パターン２７Ａとが連続する。

アンテナ側配線板２５におけるグランド層２９のパッド１２８と、接続用配線板４１におけるグランド層４９のパッド１４２とは、ハンダ付けされている。具体的には、パッド１２８とパッド１４２とは、ハンダ部１５０によって接続されている。

ここで、配線パターン２７および配線パターン４７Ａ１は、マイクロストリップラインである。たとえば、アンテナ側配線板２５において、配線パターン２７の配線幅は、基材２５２の比誘電率、基材２５２の厚さ、および配線パターン２７の厚さ等に基づいて、配線パターン２７が所定の特性インピーダンスを有するように設計されている。接続用配線板４１において、配線パターン４７Ａ１の配線幅は、基材４５２の比誘電率、基材４５２の厚さ、および配線パターン４７Ａ１の厚さ等に基づいて、配線パターン４７が所定の特性インピーダンスを有するように設計されている。また、配線パターン４７Ａ１と連続する配線パターン４７Ａ２もマイクロストリップラインである。

ここでは、配線パターン２７Ａおよび配線パターン４７Ａ１について代表的に説明したが、配線パターン２７Ｂおよび配線パターン４７Ｂ１、ならびに配線パターン２７Ｃおよび配線パターン４７Ｃ１についても同様である。また、配線パターン４７Ｂ１と連続する配線パターン４７Ｂ２、および配線パターン４７Ｃ１と連続する配線パターン４７Ｃ２もマイクロストリップラインである。

ところで、高周波用のケーブルおよびコネクタ等の部材は、高周波に対応していない部材と比べて一般的に高価である。

これに対して、本発明の第１の実施の形態に係る車載無線装置では、回路側配線板４５にダウンコンバート回路部４３が実装される。接続用配線板４１は、アンテナ側配線板２５に実装されたアンテナ２１とダウンコンバート回路部４３とを電気的に接続する。回路側配線板４５およびアンテナ側配線板２５は、それぞれ車両１の内側および外側に取り付けられる。

このような構成により、たとえば、車外に設けられたアンテナ２１において受信した信号を、接続用配線板４１経由で車内における回路側配線板４５へ伝送してダウンコンバートすることができ、また、車内では、ダウンコンバート後の信号を回路側配線板４５から各種処理を行う車載機へ伝送することができるため、車内において信号を伝送するための高周波に対応するコネクタ等の部材が不要となる。

したがって、本発明の第１の実施の形態に係る車載無線装置は、アンテナにおいて受信した信号を低コストな構成で伝送することができる。

また、回路側配線板４５を車内に配置する構成により、回路が雨水等によって故障することを防ぐことができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る車載無線装置では、接続用配線板４１は、回路側配線板４５と一体化されている。

このような構成により、基板の数を減らすことができるため、より効果的にコストを抑えることができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る車載無線装置では、接続用配線板４１は、回路側配線板４５と一体化されている。

このような構成により、たとえば、アンテナ側配線板２５が占める面積を小さくすることができるため、車両の外側に位置するユニットを小さくすることができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る車載無線装置では、回路側配線板４５は、ダウンコンバート回路部４３と電気的に接続される配線パターン４７Ａ２，４７Ｂ２，４７Ｃ２を含む。アンテナ側配線板２５は、アンテナ２１と電気的に接続される配線パターン２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃを含む。配線パターン４７Ａ２，４７Ｂ２，４７Ｃ２および配線パターン２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃは、接続用配線板４１によりがそれぞれ連続する。

このような構成により、コネクタ等の部材を介すことなく、配線パターンを介して、アンテナとダウンコンバートを行う回路とをハンダ付け等により電気的に接続することができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る車載無線装置では、配線パターン４７Ａ２，４７Ｂ２，４７Ｃ２および配線パターン２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃは、マイクロストリップラインである。

このような構成により、アンテナからダウンコンバートを行う回路までの伝送経路において反射を効果的に防ぐことができるため、伝送特性を向上させることができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る車載無線装置では、回路側配線板４５の主表面の延在面およびアンテナ側配線板２５の主表面の延在面が交差し、かつ、接続用配線板４１がアンテナ側配線板２５を貫通する。

これにより、アンテナ側配線板２５を車の外側に配置し、かつ回路側配線板４５を車の内側に配置することを簡易な構成で実現することができる。

ところで、高周波用のケーブルおよびコネクタ等の部材は、高周波に対応していない部材と比べて一般的に高価である。

これに対して、本発明の第１の実施の形態に係る車載無線装置では、回路側配線板４５にダウンコンバート回路部４３が実装される。接続用配線板４１は、アンテナ側配線板２５に実装されたアンテナ２１とダウンコンバート回路部４３とを電気的に接続する。回路側配線板４５およびアンテナ側配線板２５は、それぞれ車両１の内側および外側に取り付けられる。

このような構成により、たとえば、車外に設けられたアンテナ２１において受信した信号を、接続用配線板４１経由で車内における回路側配線板４５へ伝送してダウンコンバートすることができ、また、車内では、ダウンコンバート後の信号を回路側配線板４５から各種処理を行う車載機へ伝送することができるため、車内において信号を伝送するための高周波に対応するコネクタ等の部材が不要となる。

したがって、本発明の第１の実施の形態に係る車載無線装置は、アンテナにおいて受信した信号を低コストな構成で伝送することができる。

また、回路側配線板４５を車内に配置する構成により、回路が雨水等によって故障することを防ぐことができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る車載無線装置では、接続用配線板４１は、回路側配線板４５と一体化されている。

このような構成により、基板の数を減らすことができるため、より効果的にコストを抑えることができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る車載無線装置では、接続用配線板４１は、回路側配線板４５と一体化されている。

このような構成により、たとえば、アンテナ側配線板２５が占める面積を小さくすることができるため、車両の外側に位置するユニットを小さくすることができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る車載無線装置では、回路側配線板４５は、ダウンコンバート回路部４３と電気的に接続される配線パターン４７Ａ２，４７Ｂ２，４７Ｃ２を含む。アンテナ側配線板２５は、アンテナ２１と電気的に接続される配線パターン２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃを含む。配線パターン４７Ａ２，４７Ｂ２，４７Ｃ２および配線パターン２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃは、接続用配線板４１によりそれぞれ連続する。

このような構成により、コネクタ等の部材を介すことなく、配線パターンを介して、アンテナとダウンコンバートを行う回路とをハンダ付け等により電気的に接続することができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る車載無線装置では、配線パターン４７Ａ２，４７Ｂ２，４７Ｃ２および配線パターン２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃは、マイクロストリップラインである。

このような構成により、アンテナからダウンコンバートを行う回路までの伝送経路において反射を効果的に防ぐことができるため、伝送特性を向上させることができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る車載無線装置では、回路側配線板４５の主表面の延在面およびアンテナ側配線板２５の主表面の延在面が交差し、かつ、接続用配線板４１がアンテナ側配線板２５を貫通する。

これにより、アンテナ側配線板２５を車の外側に配置し、かつ回路側配線板４５を車の内側に配置することを簡易な構成で実現することができる。

次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る車載無線装置と比べて、車載機への信号の伝送方法が異なる車載無線装置に関する。

図７は、本発明の第２の実施の形態に係る車載システムの構成を示す図である。

図７を参照して、車載システム１０２は、図２に示した車載システム１０１と比べて、変換部４の代わりに変換部４００を備え、かつ、汎用ケーブル４０および汎用コネクタ４４６を備えない。

シャークアンテナ２は、自己が受信した無線信号を変換部４００へ出力する。変換部４００は、シャークアンテナ２から受けた信号を、たとえば、ベースバンド信号にダウンコンバートして車内無線通信により車載機６へ送信する。

車載機６は、変換部４００から送信された無線信号を受信する。車載機６は、変換部４から受信した無線信号に含まれる各種情報を用いて、たとえば、ドライバの運転支援を行う。

図８は、本発明の第２の実施の形態に係る車載無線装置の構成を示す図である。

図８を参照して、車載無線装置５は、図３に示す車載無線装置５と比べて、汎用コネクタ４６の代わりに通信部１４６を含む。

通信部１４６は、各ダウンコンバート回路部４３から受けたベースバンド信号を所定の周波数帯の無線信号に変換して車載機６へ無線送信する。

その他の構成および動作は第１の実施の形態に係る車載システムと同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。

次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第３の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る車載無線装置と比べて、アンテナ側配線板の形状が異なる車載無線装置に関する。

図９は、本発明の第３の実施の形態に係るアンテナ基板の構成を示す図である。

図９を参照して、アンテナ基板２０１は、図５において示したアンテナ基板２０１と比べて、貫通孔１２０の代わりに切欠き部２２０を備える。切欠き部２２０は、アンテナ側配線板２５の端部に設けられている。配線パターン２７は、対応のアンテナ２１から配線パターン２７の表面に沿って切欠き部２２０の縁へ延びている。

たとえば、切欠き部２２０は、図４において示した変換基板４０１の接続用配線板４１が嵌まるように形成されている。

接続用配線板４１がアンテナ側配線板２５に当接する状態において、アンテナ側配線板２５および接続用配線板４１が接続される。詳細には、接続用配線板４１が、アンテナ側配線板２５の切欠き部２２０に嵌まることにより、接続用配線板４１がアンテナ側配線板２５に当接し、アンテナ側配線板２５および接続用配線板４１が接続される。

より詳細には、アンテナ側配線板２５における各配線パターン２７のパッド２８が、接続用配線板４１における対応の配線パターン４７のパッド４２にハンダ付けされる。アンテナ側配線板２５のグランド層２９および接続用配線板４１のグランド層４９は、たとえば、ケーブル等の部材を用いて接続される。

以上のように、本発明の第３の実施の形態に係る車載無線装置では、回路側配線板４５の主表面の延在面およびアンテナ側配線板２５の主表面の延在面が交差し、かつ、接続用配線板４１がアンテナ側配線板２５に当接する。

これにより、アンテナ側配線板２５を車の外側に配置し、かつ回路側配線板４５を車の内側に配置することを簡易な構成で実現することができる。

その他の構成および動作は第１の実施の形態に係る車載システムと同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。

次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第４の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る車載無線装置と比べて、アンテナ基板および変換基板の形状が異なる車載無線装置に関する。

図１０は、本発明の第４の実施の形態に係る車載無線装置におけるアンテナ基板および変換基板の形状ならびにそれらの基板の接続状態等について説明するための図である。

図１０を参照して、車載無線装置５は、アンテナ基板５０１と、変換基板５０２とを含む。

アンテナ基板５０１は、複数のアンテナ５２１と、アンテナ側配線板５２５と、接続用配線板５４１とを含む。アンテナ側配線板５２５と接続用配線板５４１とは一体化されている。具体的には、アンテナ側配線板５２５と接続用配線板５４１とは、たとえば、１つのプリント配線板である。アンテナ側配線板５２５および接続用配線板５４１は、配線パターン６２７を含む。

変換基板５０２は、回路側配線板５４５と、複数のダウンコンバート回路部４３と、汎用コネクタ４６とを含む。回路側配線板５４５は、複数の配線パターン６４７を含む。

ここでは、アンテナ基板５０１は、アンテナ５２１として、アンテナ５２１Ａ，アンテナ５２１Ｂ，５２１Ｃを含む。各アンテナ５２１は、たとえば、互いに異なる周波数の無線信号を受信する。

また、アンテナ基板５０１は、ダウンコンバート回路部４３として、ダウンコンバート回路部４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃを含む。ダウンコンバート回路部４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃは、アンテナ５２１Ａ，５２１Ｂ，５２１Ｃにそれぞれ対応して設けられている。

配線パターン６４７は、ダウンコンバート回路部４３ごとに設けられており、対応のダウンコンバート回路部４３をアンテナ５２１に接続するために用いられる。各ダウンコンバート回路部４３と汎用コネクタ４６とは図示しない配線パターンによって接続されている。

アンテナ５２１は、Ｌ字状の形状を有し、アンテナ側配線板５２５と平行な面に沿って延びるようにアンテナ側配線板５２５に実装されている。アンテナ側配線板５２５は、たとえば、車両１の内側に、図示しないアンテナケースに収納された状態で、ルーフパネル３１に対して垂直となるように設置される。

配線パターン６２７は、アンテナ５２１ごとに設けられており、対応のアンテナ５２１を、変換基板５０２における対応のダウンコンバート回路部４３に接続するために用いられる。配線パターン６４７および配線パターン６２７は、たとえばマイクロストリップラインである。

以下、アンテナ５２１Ａに対応する配線パターン６２７を配線パターン６２７Ａとも称する。また、アンテナ５２１Ｂに対応する配線パターン６２７を配線パターン６２７Ｂとも称する。またアンテナ５２１Ｃに対応する配線パターン６２７を配線パターン６２７Ｃとも称する。

各配線パターン６２７は、アンテナ側配線板５２５に実装された対応のアンテナ５２１からアンテナ側配線板５２５および接続用配線板５４１の表面に沿って、接続用配線板５４１のアンテナ側配線板５２５と反対側の端部（以下、下端部とも称する）へ延びている。

回路側配線板５４５には、貫通孔６２０が設けられている。各配線パターン６４７は、対応のダウンコンバート回路部４３から回路側配線板５４５の表面に沿って貫通孔６２０の縁へ延びている。

以下、ダウンコンバート回路部４３Ａに対応する配線パターン６４７を配線パターン６４７Ａとも称し、ダウンコンバート回路部４３Ｂに対応する配線パターン６４７を配線パターン６４７Ｂとも称し、ダウンコンバート回路部４３Ｃに対応する配線パターン６４７を配線パターン６４７Ｃとも称する。

接続用配線板５４１の下端部を矢印Ａｐに示すように貫通孔６２０に挿入し、接続用配線板５４１を回路側配線板５４５に貫通させた状態において、接続用配線板５４１における各配線パターン６２７は、回路側配線板５４５における対応の配線パターン６４７にハンダ付けされる。詳細には、配線パターン６２７Ａ，６２７Ｂ，６２７Ｃは、配線パターン６４７Ａ，６４７Ｂ，６４７Ｃにそれぞれハンダ付けされる。また、接続用配線板５４１の図示しないグランド層と回路側配線板５４５の図示しないグランド層とはハンダ付けされる。

回路側配線板５４５は、たとえば、ルーフパネル３１の表面に沿うように、車両１の内側に配置される。アンテナ側配線板５２５および接続用配線板５４１は、回路側配線板５４５に直交するように、車両１の外側に配置される。

以上のように、本発明の第４の実施の形態に係る車載無線装置では、接続用配線板５４１は、アンテナ側配線板５２５と一体化されている。

このような構成により、基板の数を減らすことができるため、より効果的にコストを抑えることができる。

その他の構成および動作は第１の実施の形態に係る車載システムと同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。

＜第５の実施の形態＞
本実施の形態は、第２の実施の形態に係る車載無線装置と比べて、取付け先のルーフパネルが斜めになっている車載無線装置に関する。

図１１は、本発明の第５の実施の形態に係る車載無線装置の構成を示す図である。

図１１は、図３と同様に、車載無線装置５の断面を概略的に示している。図１１を参照して、車載無線装置５が取り付けられたルーフパネル３１は、水平面に対して斜めになっている。

アンテナ側配線板２５は、ルーフパネル３１に沿って配置されている。アンテナ２１は、アンテナ側配線板２５に対して斜めに実装されており、水平方向に対して垂直な方向すなわち上方へ延びている。このように、アンテナ２１を水平方向に対して垂直に取り付けることにより、垂直偏波を効率よく受信することができる。

その他の構成および動作は第２の実施の形態に係る車載システムと同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。

［付記１］
無線信号をダウンコンバートする回路が実装された第１の基板と、
第２の基板に実装されたアンテナと前記回路とを電気的に接続する接続基板とを備え、
前記第１の基板および前記第２の基板は、それぞれ車両の内側および外側に取り付けられ、
前記接続基板は、前記車両の外板を貫通することによって、前記アンテナと前記回路とを電気的に接続する、車載無線装置。

１ 車両
２，１０６ シャークアンテナ
４，４００ 変換部
５ 車載無線装置
６，１０３ 車載機
２０ アンテナケース
２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，５２１，５２１Ａ，５２１Ｂ，５２１Ｃ アンテナ
２２ ストッパー
２４ ゴム部材
２５，５２５ アンテナ側配線板
２７，２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ 配線パターン
２８，４２，１２８，１４２ パッド
２９，４９ グランド層
３１ ルーフパネル
３２ ゴムチューブ
３３ 固定具
４０ 汎用ケーブル
４１，５４１ 接続用配線板
４３，４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ ダウンコンバート回路部
４５，５４５ 回路側配線板
４６，４４６ 汎用コネクタ
４７，４７Ａ１，４７Ａ２，４７Ｂ１，４７Ｂ２，４７Ｃ１，４７Ｃ２，４８，６２７，６２７Ａ，６２７Ｂ，６２７Ｃ，６４７，６４７Ａ，６４７Ｂ，６４７Ｃ 配線パターン
５０，１５０ ハンダ部
１００，１０１，１０２ 車載システム
１０４ 高周波コネクタ
１０５ 高周波ケーブル
１２０，１２１，６２０ 貫通孔
１４６ 通信部
２０１，５０１ アンテナ基板
２２０ 切欠き部
２５１，４５１ レジスト層
２５２，４５２ 基材
４０１，５０２ 変換基板
４０２ 基板カバー

Claims (7)

1. 無線信号をダウンコンバートする回路が実装された第１の基板と、
   第２の基板に実装されたアンテナと前記回路とを電気的に接続する接続基板とを備え、
   前記第１の基板および前記第２の基板は、それぞれ車両の内側および外側に取り付けられる、車載無線装置。
2. 前記接続基板は、前記第１の基板および前記第２の基板のいずれか一方と一体化されている、請求項１に記載の車載無線装置。
3. 前記接続基板は、前記第１の基板と一体化されている、請求項２に記載の車載無線装置。
4. 前記第１の基板は、前記回路と電気的に接続される第１の配線パターンを含み、
   前記第２の基板は、前記アンテナと電気的に接続される第２の配線パターンを含み、
   前記接続基板により前記第１の配線パターンおよび前記第２の配線パターンが連続する、請求項１または請求項２に記載の車載無線装置。
5. 前記第１の基板は、前記回路と電気的に接続される第１の配線パターンを含み、
   前記第２の基板は、前記アンテナと電気的に接続される第２の配線パターンを含み、
   前記第１の配線パターンおよび前記第２の配線パターンは、マイクロストリップラインである、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車載無線装置。
6. 前記第１の基板の主表面の延在面および前記第２の基板の主表面の延在面が交差し、かつ、前記接続基板が前記第２の基板に当接するかまたは前記接続基板が前記第２の基板を貫通する、請求項４に記載の車載無線装置。
7. 前記車載無線装置は、さらに、前記第２の基板を備える、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の車載無線装置。

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