JP2020108146A - 車両用複合アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コモンモードノイズを低減可能であり受信性能劣化を避けることが可能な車両用複合アンテナ装置を提供する。【解決手段】車両用複合アンテナ装置は、アンテナベース１０と、ルーフ導通部２０と、回路基板３０と、アンテナエレメント４０と、同軸ケーブル５０と、中間グラウンド部６０と、回路基板用グラウンド部７０とからなる。ルーフ導通部２０は、アンテナベース１０に導通すると共に、車両ルーフＲにも導通する。中間グラウンド部６０は、ルーフ導通部２０と同電位となる程度にルーフ導通部２０と近い位置でグラウンド線５２をアンテナベース１０に導通する。回路基板用グラウンド部７０は、ルーフ導通部２０から回路基板用グラウンド部７０までの距離が、ルーフ導通部２０から中間グラウンド部６０までの距離と同一又はより遠い位置となるように配置され、グラウンドパターン３１をアンテナベース１０に導通する。【選択図】図１

Description

本発明は車両用複合アンテナ装置に関し、特に、複数の周波数帯に対応可能な複合アンテナにおいてコモンモードノイズを低減可能な車両用複合アンテナ装置に関する。

車両用複合アンテナ装置としては、ＡＭ放送及びＦＭ放送を受信可能なものが一般的に用いられている。近来では所謂シャークフィンアンテナといった、小型且つ低背型のアンテナ装置も存在する（例えば特許文献１）。車両用複合アンテナ装置の場合、高さ制限やケース内の小さいスペースに収めなければいけない等、種々の制限がある。近年の車両には安全性や快適性を求め様々な情報機器の搭載が進められている。それに伴い、複数の周波数帯に対応する必要があり、各周波数帯に適したアンテナ素子を小さいスペースに収める必要がある。

上述のような低背型アンテナ装置では、アンテナベースを車両ルーフに固定するためのアンテナベースに設けられるボスに、ナットを締結することによりグラウンドワッシャが車両ルーフの塗装膜を破り、アンテナベースが車両ルーフに電気的に導通する。これにより、金属製の車両ボディが所謂ボディアースとなるように構成されている。そして、アンテナ装置の信号出力が同軸ケーブルを用いて車内側の受信機に入力されている。

特開２０１２−２０４９９６号公報

上述のような従来の車両用複合アンテナ装置では、同軸ケーブルのグラウンド線が回路基板のグラウンドパターンに接続されている。そして、回路基板のグラウンドパターンは、回路基板をアンテナベースに固定するためのねじ等によりアンテナベースに電気的に接続されている。即ち、同軸ケーブルのグラウンド線は、回路基板のグラウンドパターンを介してアンテナベースに接続され、アンテナベースは、グラウンドワッシャを介して車両ボディにボディアースされている。このため、同軸ケーブルのグラウンド線とアンテナベースの間には、潜在的な浮遊静電容量が存在することになる。この浮遊静電容量が、車内の受信機側から同軸ケーブルのグラウンド線に乗ってきたコモンモードノイズを、回路基板に伝搬させることになる。回路基板に伝搬したコモンモードノイズは、回路基板のグラウンドパターンの電位に変動を生じさせる。即ち、コモンモードノイズは、回路基板のグラウンドレベルが不安定な要因となる。また、コモンモードノイズの一部はノーマルモードノイズに変換され、アンテナエレメントに対するノイズとなる。

具体的には、車両用複合アンテナ装置の場合、ＡＭ／ＦＭ波帯以外の周波数帯用の受信機、例えば、ＧＮＳＳ用やＤＡＢ用、Ｖ２Ｘ用、ＴＥＬ用等の受信機が、ＡＭ／ＦＭ波帯のノイズを出す場合があった。このＡＭ／ＦＭ波帯のノイズは、同軸ケーブルのグラウンド線から伝搬するコモンモードノイズとなっていた。特に、車両用複合アンテナ装置の場合、複数の周波数帯の信号を扱うために複数の同軸ケーブルが近接し並走した状態でアンテナ装置内に引き込まれるため、ＡＭ／ＦＭ波帯用以外の同軸ケーブルのグラウンド線を伝搬するコモンモードノイズがＡＭ／ＦＭ波帯用の同軸ケーブルのグラウンド線にも重畳してしまっていた。したがって、コモンモードノイズが回路基板のグラウンドレベルを不安定とすると共に、一部変換されたノーマルモードノイズがＡＭ／ＦＭアンテナエレメントのノイズとなり、アンテナ性能の劣化が生じてしまっていた。このため、特にＡＭ／ＦＭ波帯に対するコモンモードノイズを低減可能な車両用複合アンテナ装置の開発が望まれていた。

本発明は、斯かる実情に鑑み、コモンモードノイズを低減可能であり受信性能劣化を避けることが可能な車両用複合アンテナ装置を提供しようとするものである。

上述した本発明の目的を達成するために、本発明による車両用複合アンテナ装置は、車両ルーフ上に設置されるアンテナベースと、アンテナベースに電気的に導通すると共に、車両ルーフにも電気的に導通するルーフ導通部と、アンテナベース上に載置され、グラウンドパターンを有する回路基板と、回路基板上に設けられ、又は回路基板に接続され、複数の周波数帯に対応可能なように構成される複数のアンテナエレメントと、複数のアンテナエレメントからの信号出力にそれぞれ接続される信号用の心線とグラウンド用のグラウンド線とからなる複数の同軸ケーブルと、ルーフ導通部と同電位となる程度にルーフ導通部と近い位置で同軸ケーブルのグラウンド線をアンテナベースに電気的に導通する中間グラウンド部と、回路基板のグラウンドパターンをアンテナベースに電気的に導通する回路基板用グラウンド部であって、ルーフ導通部から回路基板用グラウンド部までの距離が、ルーフ導通部から中間グラウンド部までの距離と同一又はより遠い位置となるように配置される、回路基板用グラウンド部と、を具備するものである。

ここで、同軸ケーブルのグラウンド線は、回路基板のグラウンドパターンにも接続されても良い。

また、ルーフ導通部は、アンテナベースを車両ルーフに固定するためのグラウンドワッシャに設けられ、中間グラウンド部は、グラウンドワッシャが配置されるボス近傍に配置されるものであれば良い。

また、中間グラウンド部は、アンテナベースに設けられ同軸ケーブルを挿通するための挿通孔内に配置されるものであっても良い。

また、中間グラウンド部は、同軸ケーブルのグラウンド線を挟持可能な挟持端子からなるものであれば良い。

また、中間グラウンド部は、同軸ケーブルのグラウンド線をアンテナベースに電気的に導通するように構成される中継コネクタからなるものであっても良い。

また、同軸ケーブルは、アンテナエレメントの受信性能に影響を与えない程度にアンテナエレメントから離してアンテナベース上に配置されれば良い。

また、複数のアンテナエレメントは、少なくともＡＭ／ＦＭ用複合アンテナエレメントを含むものであっても良い。

また、回路基板は、アンテナベースに立設され、又は平行に載置されるものであれば良い。

また、アンテナベースは、樹脂製の絶縁ベースと、該絶縁ベースに固定され絶縁ベースより小型の導電ベースとからなるものであっても良い。

本発明の車両用複合アンテナ装置には、コモンモードノイズを低減可能であり受信性能劣化を避けることが可能であるという利点がある。

図１は、本発明の車両用複合アンテナ装置の構成を説明するための概略図である。 図２は、本発明の車両用複合アンテナ装置の他の構成を説明するための概略図である。 図３は、本発明の車両用複合アンテナ装置の中間グラウンド部の具体例を説明するための概略斜視図である。 図４は、本発明の車両用複合アンテナ装置の中間グラウンド部の他の具体例を説明するための概略斜視図である。 図５は、本発明の車両用複合アンテナ装置の中間グラウンド部のさらに他の具体例を説明するための概略斜視図である。 図６は、本発明の車両用複合アンテナ装置の中間グラウンド部のさらに他の具体例を説明するための概略拡大側面図である。 図７は、本発明の車両用複合アンテナ装置の中間グラウンド部のさらに他の具体例を説明するための概略拡大側面図である。 図８は、本発明の車両用複合アンテナ装置の中間グラウンド部のさらに他の具体例を説明するための概略平面図である。 図９は、本発明の車両用複合アンテナ装置のコモンモードノイズの低減効果の評価実験を行った中間グラウンド部の位置を説明するための図である。

以下、本発明を実施するための形態を図示例と共に説明する。本発明の車両用複合アンテナ装置は、複数の周波数帯に対応可能な車両用の複合アンテナ装置である。図１は、本発明の車両用複合アンテナ装置の構成を説明するための概略図であり、図１（ａ）が側面図であり図１（ｂ）が平面図である。図示の通り、本発明の車両用複合アンテナ装置は、アンテナベース１０と、ルーフ導通部２０と、回路基板３０と、アンテナエレメント４０と、同軸ケーブル５０と、中間グラウンド部６０と、回路基板用グラウンド部７０とから主に構成されている。また、車両に設置される際には、アンテナエレメントや回路基板等を収容する内部空間を有するアンテナカバー１により覆われる。なお、以下の説明では、車両用複合アンテナ装置が低背型アンテナ装置である場合を前提に説明しているが、本発明はこれに限定されない。

アンテナベース１０は、車両ルーフＲ上に設置されるものである。アンテナベース１０は、車両室外側に配置されるものであり、回路基板３０等が載置されるものである。そして、アンテナベース１０は、回路基板３０や取り付けられるアンテナエレメント４０のグラウンドとして機能するものであれば良く、導電体で構成されれば良い。また、所謂樹脂ベースからなるものであっても良い。即ち、アンテナベース１０は、樹脂製の絶縁ベースと、絶縁ベースに固定され絶縁ベースより小型の導電ベースとからなるものであっても良い。

ルーフ導通部２０は、アンテナベース１０に電気的に導通すると共に、車両ルーフＲにも電気的に導通するものである。具体的には、ルーフ導通部２０は、グラウンドワッシャからなるものであれば良い。グラウンドワッシャとは、例えば歯付きワッシャや脚付きワッシャ等が含まれる。図示例では、ルーフ導通部２０として脚付きワッシャを用いた例を示した。脚付きワッシャであるルーフ導通部２０は、アンテナベース１０に設けられるボス１１をボルト１２で締結する際に同軸に挟み込まれる。そして、アンテナベース１０を車両ルーフＲに固定するために、ボルト１２をボス１１に締結すると、グラウンドワッシャの先端の爪部が車両ルーフＲの塗装膜を破る。これにより、グラウンドワッシャを介して金属板である車両ルーフＲにアンテナベース１０が電気的に導通する。したがって、金属製の車両ルーフＲは、所謂ボディアースとなる。

回路基板３０は、アンテナベース１０上に載置され、グラウンドパターン３１を有するものである。グラウンドパターン３１は、回路基板３０上に載置されるアンプ回路等のグラウンドとなるものである。そして、グラウンドパターン３１は、例えば回路基板３０をアンテナベース１０に固定するためのねじ孔の周辺にベタアースにより設けられれば良い。図示例の回路基板３０は、アンテナベース１０に立設される例を示した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、回路基板３０は、アンテナベース１０に平行に載置されるものであっても良い。回路基板３０には、アンプ回路３２等が載置される。アンプ回路３２は、受信信号を増幅するのに用いられる。例えば、本発明の車両用複合アンテナ装置が、ＦＭ周波数帯とＡＭ周波数帯の両方の信号を受信可能な複合アンテナとして構成された場合、アンプ回路３２も、複数の周波数帯、即ち、ＦＭ周波数帯及びＡＭ周波数帯に応じて設けられる複数の周波数帯別アンプ回路とすれば良い。なお、回路基板３０には、電源回路等が載置されても良い。

本発明の車両用複合アンテナ装置は、複数のアンテナエレメント４０が設けられている。図示例の複数のアンテナエレメント４０は、回路基板３０上に設けられる例を示した。即ち、アンテナエレメント４０は、回路基板３０上にパターンニング形成により設けられている。なお、図示例のアンテナエレメント４０は、あくまでも模式的なものであり、本発明はこれらの形状や配置等に限定されるものではない。また、パッチアンテナ等がアンテナベース１０上に設けられても良い。複数のアンテナエレメント４０の具体的な例としては、例えばＦＭ用やＡＭ用、ＤＡＢ用、Ｖ２Ｘ用、ＴＥＬ用、ＧＮＳＳ用等のアンテナエレメントが挙げられる。しかしながら、本発明はこれに限定されず、車両用に用いられるアンテナエレメントであれば、如何なるエレメントであっても良い。また、容量アンテナと共振アンテナを組み合わせたＡＭ／ＦＭ用複合アンテナエレメントを含むものであっても良い。即ち、所定のアンテナ容量を有する導電部材を容量アンテナとして機能するように構成しＡＭ用アンテナエレメントとして用いると共に、その導電部材とコイルを組み合わせることで共振アンテナとして機能するように構成しＦＭ用アンテナエレメントとして用いるようにしても良い。

同軸ケーブル５０は、信号用の心線５１とグラウンド用のグラウンド線５２とからなる。同軸ケーブル５０の心線５１は、アンテナエレメント４０からの信号出力に接続される。具体的には、心線５１がアンテナエレメント４０の給電部や回路基板３０上のアンプ回路３２の出力に接続されれば良い。このような複数の同軸ケーブル５０が、それぞれ複数のアンテナエレメント４０に対して提供されている。同軸ケーブル５０は、アンテナベース１０に設けられる挿通孔１３を介して車両用複合アンテナ装置の外部に引き出される。挿通孔１３は、ケーブル引込口となるものである。そして、車両ルーフＲにも設けられるケーブル引込口を介して同軸ケーブル５０が車内に引き込まれる。同軸ケーブル５０の車内側には、コネクタ５３が接続されている。そして、コネクタ５３を介して車内側の受信機等に接続されれば良い。

中間グラウンド部６０は、ルーフ導通部２０と同電位となる程度にルーフ導通部２０と近い位置で同軸ケーブル５０のグラウンド線５２をアンテナベース１０に電気的に導通するものである。即ち、中間グラウンド部６０は、ルーフ導通部２０の近傍に設けられる。図示例では、ルーフ導通部２０であるグラウンドワッシャの先端の爪部が車両ルーフＲと完全なる同電位となる部分である。そして、ボス１１及びボルト１２を介してアンテナベース１０と概ね同電位になっている。したがって、中間グラウンド部６０は、例えばボス１１近傍に配置されれば良い。中間グラウンド部６０を設けることにより、同軸ケーブル５０のグラウンド線５２が、ルーフ導通部２０から見て、回路基板３０のグラウンドパターン３１よりも前に所謂ボディアースである車両ルーフＲと略同電位となる。このため、同軸ケーブル５０のグラウンド線５２を伝搬するコモンモードノイズは回路基板３０を経由せずに直接車両ルーフＲに伝搬することになる。

中間グラウンド部６０は、一部の同軸ケーブル５０のグラウンド線５２をアンテナベース１０に電気的に導通するものであっても良いが、すべての同軸ケーブル５０のグラウンド線５２をアンテナベース１０に電気的に導通させることが好ましい。これは、コモンモードノイズは、例えばＡＭ／ＦＭ波帯用の同軸ケーブルだけでなく、他の周波数帯用の同軸ケーブルにも伝搬し得るためである。したがって、ＡＭ／ＦＭ波帯に対するコモンモードノイズの低減を意図する場合であっても、すべての同軸ケーブル５０のグラウンド線５２を中間グラウンド部６０によりアンテナベース１０に電気的に導通させることで、最も高いノイズ低減効果が得られる。

図示例では、中間グラウンド部６０はアンテナベース１０に一体成型される凹形状のものを示した。中間グラウンド部６０が配置される位置において、同軸ケーブル５０の外皮保護被覆を剥離しグラウンド線５２を露出させて、凹形状の中間グラウンド部６０に挟み込み、例えばはんだ等で電気的に導通させれば良い。これにより、車両用複合アンテナ装置に引き込まれた同軸ケーブル５０のグラウンド線５２は、車両ルーフＲと略同電位となる。

回路基板用グラウンド部７０は、回路基板３０のグラウンドパターン３１をアンテナベース１０に電気的に導通するものである。本発明の車両用複合アンテナ装置では、ルーフ導通部２０から見て、回路基板３０のグラウンドパターン３１よりも前に中間グラウンド部６０により車両ルーフＲと略同電位となるように構成している。したがって、中間グラウンド部６０よりも遠くで回路基板３０のグラウンドパターン３１をアンテナベース１０に導通させるために、回路基板用グラウンド部７０は、ルーフ導通部２０から回路基板用グラウンド部７０までの距離が、ルーフ導通部２０から中間グラウンド部６０までの距離よりも遠い位置となるように配置されれば良い。即ち、ルーフ導通部２０から見て、中間グラウンド部６０よりも遠い位置に、回路基板３０をアンテナベース１０に固定するためのねじボスからなる回路基板用グラウンド部７０を設ければ良い。ねじボスである回路基板用グラウンド部７０は、アンテナベース１０に一体成型されれば良い。図示例では、回路基板３０の角部２か所にそれぞれ設けられた回路基板用グラウンド部７０が、ルーフ導通部２０から見て中間グラウンド部６０よりも遠くに位置するように配置されている。回路基板３０をアンテナベース１０に設けられた回路基板用グラウンド部７０にねじにより固定すると、ねじを介して回路基板３０上のグラウンドパターン３１がアンテナベース１０に電気的に導通する。そして、この電気的に導通する位置が、ルーフ導通部２０に対して中間グラウンド部６０よりも遠い位置となるように構成されれば良い。なお、ルーフ導通部２０からの距離とは、物理的な距離ではなく電気的な距離であれば良い。

なお、上述の図示例では、ルーフ導通部２０から回路基板用グラウンド部７０までの距離が、ルーフ導通部２０から中間グラウンド部６０までの距離よりも遠い位置となるように構成される例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、回路基板用グラウンド部７０は、ルーフ導通部２０から回路基板用グラウンド部７０までの距離が、ルーフ導通部２０から中間グラウンド部６０までの距離と同一となるように配置されても良い。即ち、ルーフ導通部２０から見て、回路基板用グラウンド部７０までと中間グラウンド部６０までの距離が、同一かより遠ければ良い。これにより、中間グラウンド部６０と回路基板用グラウンド部７０は、ルーフ導通部２０からみて略同電位となる。

本発明の車両用複合アンテナ装置は、このように構成されることで、同軸ケーブル５０のグラウンド線５２とアンテナベース１０の間の浮遊静電容量が減少する。そして、コモンモードノイズは、所謂ボディアースであるルーフ導通部２０から車両ルーフＲに伝搬する。これらにより、車内の受信機側から同軸ケーブルのグラウンド線に乗ってきたコモンモードノイズは、殆ど回路基板に伝搬しなくなる。したがって、複数の周波数帯に対応可能な車両用複合アンテナ装置であっても、例えばＡＭ／ＦＭ波帯に対するコモンモードノイズの低減を図り、受信性能劣化を避けることが可能となる。

また、図１（ｂ）に示される通り、同軸ケーブル５０は、アンテナエレメント４０の受信性能に影響を与えない程度にアンテナエレメント４０から離してアンテナベース１０上に配置されても良い。具体的には、図１（ｂ）の図面上、上側の同軸ケーブル５０が、アンテナエレメント４０の受信性能に影響を与えない程度にアンテナエレメント４０から離してアンテナベース１０上に配置されている。本発明の車両用複合アンテナ装置は、複数のアンテナエレメント４０がアンテナカバー１内の小さいスペースに配置されるため、車両用複合アンテナ装置内に配置される同軸ケーブル５０がアンテナエレメント４０に影響を及ぼし得る。このため、例えばアンテナベース１０上の短辺方向の中心付近を通るように配置されるアンテナエレメント４０に対して、なるべく受信性能に影響を与えない程度にアンテナベース１０の周縁部を通るように同軸ケーブル５０を配置すれば良い。

次に、図２を用いて本発明の車両用複合アンテナ装置の他の例について説明する。図２は、本発明の車両用複合アンテナ装置の他の構成を説明するための概略図であり、図２（ａ）が側面図であり図２（ｂ）が平面図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図１に示される例では、回路基板３０がアンテナベース１０に立設されていたが、図２に示される例では、回路基板３０は、アンテナベース１０に平行に載置されている。また、アンテナエレメント４０のうち、ＡＭ／ＦＭ用複合アンテナエレメントが所謂傘型エレメントからなるものを示した。傘型エレメントとは、頂部と頂部から両側に傾斜する屋根状の傾斜部を含むものである。なお、傘型エレメントは、１枚の導電板を傘状に折り曲げて形成しても良いし、２枚の導電板を組み合わせて形成しても良い。傘型エレメントの形状についても、図示例のものに限定されるものではない。また、中間グラウンド部６０が、挿通孔１３内に配置される例を示した。この例でも、中間グラウンド部６０が配置される位置において、同軸ケーブル５０の外皮保護被覆を剥離しグラウンド線５２を露出させて、中間グラウンド部６０に電気的に導通させれば良い。

図示の通り、この例では、中間グラウンド部６０は、挿通孔１３内に配置されている。挿通孔１３内に中間グラウンド部６０を配置することで、例えばアンテナベース１０上で他の部品の配置や同軸ケーブル５０の配線のレイアウトの自由度が増す。この例でも、中間グラウンド部６０は、アンテナベース１０に一体成型されても良い。また、同軸ケーブル５０のグラウンド線５２を挟み込むことが可能な別体の中間グラウンド部６０を、ねじ等によりアンテナベース１０に固定しても良い。

また、図示例では、ルーフ導通部２０として歯付ワッシャを用いた例を示した。中間グラウンド部６０は、図１に示される例と同様に、ルーフ導通部２０の近傍に設けられる。中間グラウンド部６０により、ルーフ導通部２０と同電位となる程度にルーフ導通部２０と近い位置で同軸ケーブル５０のグラウンド線５２をアンテナベース１０に電気的に導通する。このように構成されることで、同軸ケーブル５０のグラウンド線５２を伝搬するコモンモードノイズは回路基板３０を経由せずに直接車両ルーフＲに伝搬することになるため、コモンモードノイズを低減可能となる。

図示例でも、ルーフ導通部２０から見て中間グラウンド部６０までの距離と同一又はより遠い位置で回路基板３０のグラウンドパターン３１をアンテナベース１０に導通させるために、回路基板用グラウンド部７０は、ルーフ導通部２０から回路基板用グラウンド部７０までの距離が、ルーフ導通部２０から中間グラウンド部６０までの距離と同一又はよりも遠い位置となるように配置されている。具体的には、図２（ｂ）の図面上、回路基板３０の左側２か所の角部に回路基板用グラウンド部７０が配置されれば良い。そして、例えばルーフ導通部２０に近い位置となる回路基板３０の右側２か所の角部は、単に回路基板３０の固定用ボス７１であれば良い。固定用ボス７１を用いて、回路基板３０上のグラウンドパターン３１が存在しない位置でねじ止め等される。これにより、回路基板３０は、アンテナベース１０上に安定的に載置されながら、ルーフ導通部２０から見て中間グラウンド部６０と同一又はよりも遠い位置で回路基板用グラウンド部７０により回路基板３０のグラウンドパターン３１をアンテナベース１０に導通させることが可能となる。

さらに、本発明の車両用複合アンテナ装置では、例えば図２に示される通り、同軸ケーブル５０のグラウンド線５２が、回路基板３０のグラウンドパターン３１にも接続されても良い。本発明の車両用複合アンテナ装置は、中間グラウンド部６０により同軸ケーブル５０のグラウンド線５２が車両ルーフＲと略同電位となっているため、中間グラウンド部６０より先の同軸ケーブル５０のグラウンド線５２には、コモンモードノイズは伝搬しない。そして、心線５１を伝搬する信号に対しては、グラウンド線５２のシールド効果により外部への信号漏洩や外部からの電波の侵入が遮蔽される。さらに、グラウンド線５２が回路基板３０のグラウンドパターン３１にも接続されることにより、回路基板３０のグラウンドパターン３１とグラウンド線５２が同電位となるため、回路基板３０のグラウンドがより安定化する。

以下、本発明の車両用複合アンテナ装置の中間グラウンド部の具体例を説明する。しかしながら、本発明はこれらの具体例には限定されず、中間グラウンド部は、ルーフ導通部と同電位となる程度にルーフ導通部と近い位置で同軸ケーブルのグラウンド線をアンテナベースに電気的に導通可能なものであれば良い。

図３は、本発明の車両用複合アンテナ装置の中間グラウンド部の具体例を説明するための概略斜視図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図示の通り、中間グラウンド部６０は、同軸ケーブル５０のグラウンド線５２を挟持可能な挟持端子からなるものであれば良い。図示例の挟持端子は、所謂圧着端子と呼ばれるものである。圧着端子である中間グラウンド部６０は、同軸ケーブル５０のグラウンド線５２を挟持する挟持部６１と、アンテナベース１０に電気的に導通させ且つ固定させるためのビス孔６２を有する。挟持部６１は、同軸ケーブル５０の外皮保護被覆を剥離しグラウンド線５２を露出させた部分を加締めて電気的に導通させる。

図４は、本発明の車両用複合アンテナ装置の中間グラウンド部の他の具体例を説明するための概略斜視図である。図中、図３と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図３の例では中間グラウンド部６０の挟持端子として圧着端子を示したが、この例では中間グラウンド部６０の挟持端子は、所謂ビス止め端子と呼ばれるものである。ビス止め端子である中間グラウンド部６０は、同軸ケーブル５０のグラウンド線５２を挟持する挟持部６１と、アンテナベース１０に電気的に導通させ且つ固定させるためのビス孔６２を有する。挟持部６１に同軸ケーブル５０の外皮保護被覆を剥離しグラウンド線５２を露出させた部分を挟んだ状態でビス孔６２をビスでアンテナベース１０に固定することで電気的に導通させる。

図５は、本発明の車両用複合アンテナ装置の中間グラウンド部のさらに他の具体例を説明するための概略斜視図である。図中、図４と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図示例のビス止め端子である中間グラウンド部６０は、同軸ケーブル５０のグラウンド線５２を挟持する挟持部６１に、はんだ用開口６５が設けられている。挟持部６１に同軸ケーブル５０の外皮保護被覆を剥離しグラウンド線５２を露出させた部分を挟んだ状態で、はんだ用開口６５からはんだを流し込み電気的に導通させる。即ち、加締めることで導通させても良いし、はんだにより導通させても良い。

このように構成された中間グラウンド部６０を、ビスを用いてアンテナベース１０に設けられるねじ孔にねじ込んで固定しても良いが、アンテナベース１０に設けられるボス１１に対して、ボルト１２を用いてグラウンドワッシャと共に同軸に中間グラウンド部６０を締結しても良い。即ち、中間グラウンド部６０のビス孔６２にボルト１２を通してグラウンドワッシャと共締めすれば良い。これにより、車両ルーフＲと同電位となるルーフ導通部であるグラウンドワッシャに最も近い位置で電気的に導通させることが可能となる。さらに、グラウンドワッシャ自体を中間グラウンド部としても機能するように構成しても良い。即ち、グラウンドワッシャに挟持部６１を設け、グラウンド線５２を加締めて直接電気的に導通させても良い。

図６は、本発明の車両用複合アンテナ装置の中間グラウンド部のさらに他の具体例を説明するための概略拡大側面図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表している。また、中間グラウンド部６０周辺のみを拡大して表し、他の部分は省略した。図示の通り、中間グラウンド部６０は、中継コネクタからなるものであっても良い。中間グラウンド部６０である中継コネクタは、同軸ケーブル５０のグラウンド線５２をアンテナベース１０に電気的に導通するように構成されるものである。例えば図示のように、中継コネクタのグラウンド端子６３をアンテナベース１０にねじ等により直接アンテナベース１０に固定することで、同軸ケーブル５０のグラウンド線５２がアンテナベース１０に電気的に導通する。これにより、グラウンド線５２がルーフ導通部２０と略同電位となる。なお、中継コネクタは、図示例のように同軸ケーブル５０の信号用の心線５１も、車両用複合アンテナ装置の内側に信号線６４が配線されるように構成されれば良い。中継コネクタは、複数の周波数帯の信号用に複数の同軸ケーブルに対応するように、例えば所謂多極同軸コネクタとしても良い。なお、図示例では車内側の受信機からの同軸ケーブルが個々に中継コネクタに接続される例を示したが、本発明はこれに限定されず、ワイヤーハーネスを用いて複数のケーブルを一度に接続できるように構成されても良い。

また、本発明の車両用複合アンテナ装置の中間グラウンド部は、アンテナベース１０をルーフに固定するためのボスに設けられても良い。図７は、本発明の車両用複合アンテナ装置の中間グラウンド部のさらに他の具体例を説明するための概略拡大側面図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表している。また、中間グラウンド部６０周辺のみを拡大して表し、他の部分は省略した。図示の通り、この例では、中間グラウンド部６０は、アンテナベース１０に設けられるボス１１に設けられている。即ち、中間グラウンド部６０は、ボス１１と一体成型されている。このように構成すると、アンテナベース１０の導電部分を小型化することが可能となる。したがって、例えば樹脂製の絶縁ベースと、絶縁ベースに固定され絶縁ベースより小型の導電ベースとからなる所謂複合ベースに本発明を適用する際に、導電ベースを小型化できるため都合が良い。

図８は、本発明の車両用複合アンテナ装置の中間グラウンド部のさらに他の具体例を説明するための概略平面図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表している。また、アンテナベース１０と中間グラウンド部６０のみを示し、他の部分については図示を省略した。図示の通り、この例では、アンテナベース１０が、複合ベースからなるものを示した。複合ベースであるアンテナベース１０は、絶縁ベース１５と、導電ベース１６を組み合わせたものである。導電ベース１６は、絶縁ベース１５より小型であり、絶縁ベース１５に固定されるものである。絶縁ベース１５は、アンテナ装置の底部を形成すると共にアンテナカバーが固定されるために硬質な部材からなるものである。このような複合ベースであっても、上述の図示例と同様の中間グラウンド部６０を用いることが可能である。図示例では、中間グラウンド用導電板６６を用いた例を示した。導電ベース１６は、一般的にはんだが付きにくい材質である。このため、中間グラウンド用導電板６６を用いて、はんだが容易に行えるように構成した。中間グラウンド用導電板６６は、銅板等のはんだが乗りやすい材質からなるものであれば良い。なお、導電ベース１６や中間グラウンド用導電板６６の大きさや形状は図示例のものに限定されず、車両用複合アンテナ装置の各構成要素の配置等に応じて種々変更可能である。この例では、中間グラウンド部６０は、中間グラウンド用導電板６６と一体的に設けられても良い。このような中間グラウンド用導電板６６が、導電ベース１６にねじ等により固定され電気的に導通するように構成されれば良い。

次に、本発明の車両用複合アンテナ装置のコモンモードノイズの低減効果について、実験データを用いて説明する。図９は、本発明の車両用複合アンテナ装置のコモンモードノイズの低減効果の評価実験を行った中間グラウンド部の位置を説明するための図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表している。上述の図示例では、ルーフ導通部２０から回路基板用グラウンド部７０までの距離が、ルーフ導通部２０から中間グラウンド部６０までの距離よりも遠い位置となるように構成されるとコモンモードノイズの低減効果があることを説明した。そして、ルーフ導通部２０から回路基板用グラウンド部７０までの距離が、ルーフ導通部２０から中間グラウンド部６０までの距離と同一となるように配置されても良いことも説明したが、これを評価実験の結果を示して説明する。即ち、評価実験では、ルーフ導通部２０から回路基板用グラウンド部７０までの距離に対して、ルーフ導通部２０から中間グラウンド部６０までの距離を変化させた場合のコモンモードノイズ低減効果を測定した。図中、２重の円の内側の円がルーフ導通部２０の位置であり、外側の円が回路基板用グラウンド部７０までの距離である。図示のように、具体的には、中間グラウンド部を、ルーフ導通部２０と同じ距離（６０ａ）、回路基板用グラウンド部７０と同じ距離（６０ｂ）、回路基板用グラウンド部７０よりも遠い距離（６０ｃ）の位置に配置した場合のコモンモードノイズ低減効果を測定した。なお、図示例はあくまでも説明上分かりやすく記載した模式図であり、実際の距離がこの例に限定されるものではない。

より具体的には、評価実験に使用した車両用複合アンテナ装置は、ＦＭ用アンテナエレメントとＧＮＳＳ用アンテナエレメントとＴＥＬ用アンテナエレメントを有する複合アンテナ装置である。そして、ＴＥＬ用アンテナエレメントに接続される同軸ケーブル５０への信号発生器に疑似ノイズ信号を重畳させた場合とさせなかった場合のＦＭ出力の差及びＧＮＳＳ出力の差をそれぞれ測定した。測定にあたっては、ＴＥＬ用同軸ケーブル、ＦＭ用同軸ケーブル、ＧＮＳＳ用同軸ケーブルのそれぞれに中間グラウンド部を設けた場合と設けなかった場合について計測した。また、中間グラウンド部を設けた場合には、ルーフ導通部から回路基板用グラウンド部までの距離に対してルーフ導通部から中間グラウンド部までの距離を変化させて計測した。その結果を以下の表に表す。

表１に示される通り、中間グラウンド部を設け、さらにその位置がルーフ導通部２０と同じ距離（６０ａ）か、回路基板用グラウンド部７０と同じ距離（６０ｂ）に配置された場合に、ＦＭ出力及びＧＮＳＳ出力の何れも、中間グラウンド部を設けなかった場合と比べて値が低いことが分かる。即ち、ＴＥＬ用同軸ケーブルのグラウンド線に伝搬してきた疑似ランダム信号（コモンモードノイズ）が、中間グラウンド部により回路基板には伝搬せず車両ルーフに伝搬したことが分かる。したがって、ルーフ導通２０に対して、「回路基板用グラウンド部７０までの距離」≧「中間グラウンド部６０までの距離」の場合に、コモンモードノイズの低減効果が高いことが分かる。なお、中間グラウンド部を設けたとしても、回路基板用グラウンド部７０よりも遠い距離（６０ｃ）の位置に配置した場合には、コモンモードノイズの低減効果が低いことも分かる。

なお、本発明の車両用複合アンテナ装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１ アンテナカバー
１０ アンテナベース
１１ ボス
１２ ボルト
１３ 挿通孔
１５ 絶縁ベース
１６ 導電ベース
２０ ルーフ導通部
３０ 回路基板
３１ グラウンドパターン
３２ アンプ回路
４０ アンテナエレメント
５０ 同軸ケーブル
５１ 心線
５２ グラウンド線
５３ コネクタ
６０ 中間グラウンド部
６１ 挟持部
６２ ビス孔
６３ グラウンド端子
６４ 信号線
６５ はんだ用開口
６６ 中間グラウンド用導電板
７０ 回路基板用グラウンド部
７１ 固定用ボス
Ｒ 車両ルーフ

Claims (10)

1. 複数の周波数帯に対応可能な車両用の複合アンテナ装置であって、該車両用複合アンテナ装置は、
   車両ルーフ上に設置されるアンテナベースと、
   前記アンテナベースに電気的に導通すると共に、車両ルーフにも電気的に導通するルーフ導通部と、
   前記アンテナベース上に載置され、グラウンドパターンを有する回路基板と、
   前記回路基板上に設けられ、又は回路基板に接続され、複数の周波数帯に対応可能なように構成される複数のアンテナエレメントと、
   前記複数のアンテナエレメントからの信号出力にそれぞれ接続される信号用の心線とグラウンド用のグラウンド線とからなる複数の同軸ケーブルと、
   前記ルーフ導通部と同電位となる程度にルーフ導通部と近い位置で同軸ケーブルのグラウンド線をアンテナベースに電気的に導通する中間グラウンド部と、
   前記回路基板のグラウンドパターンをアンテナベースに電気的に導通する回路基板用グラウンド部であって、ルーフ導通部から回路基板用グラウンド部までの距離が、ルーフ導通部から中間グラウンド部までの距離と同一又はより遠い位置となるように配置される、回路基板用グラウンド部と、
   を具備することを特徴とする車両用複合アンテナ装置。
2. 請求項１に記載の車両用複合アンテナ装置において、前記同軸ケーブルのグラウンド線は、回路基板のグラウンドパターンにも接続されることを特徴とする車両用複合アンテナ装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車両用複合アンテナ装置において、前記ルーフ導通部は、アンテナベースを車両ルーフに固定するためのグラウンドワッシャに設けられ、中間グラウンド部は、グラウンドワッシャが配置されるボス近傍に配置されることを特徴とする車両用複合アンテナ装置。
4. 請求項１又は請求項２に記載の車両用複合アンテナ装置において、前記中間グラウンド部は、アンテナベースに設けられ同軸ケーブルを挿通するための挿通孔内に配置されることを特徴とする車両用複合アンテナ装置。
5. 請求項１乃至請求項４の何れかに記載の車両用複合アンテナ装置において、前記中間グラウンド部は、同軸ケーブルのグラウンド線を挟持可能な挟持端子からなることを特徴とする車両用複合アンテナ装置。
6. 請求項１乃至請求項４の何れかに記載の車両用複合アンテナ装置において、前記中間グラウンド部は、同軸ケーブルのグラウンド線をアンテナベースに電気的に導通するように構成される中継コネクタからなることを特徴とする車両用複合アンテナ装置。
7. 請求項１乃至請求項６の何れかに記載の車両用複合アンテナ装置において、前記同軸ケーブルは、アンテナエレメントの受信性能に影響を与えない程度にアンテナエレメントから離してアンテナベース上に配置されることを特徴とする車両用複合アンテナ装置。
8. 請求項１乃至請求項７の何れかに記載の車両用複合アンテナ装置において、前記複数のアンテナエレメントは、少なくともＡＭ／ＦＭ用複合アンテナエレメントを含むことを特徴とする車両用複合アンテナ装置。
9. 請求項１乃至請求項８の何れかに記載の車両用複合アンテナ装置において、前記回路基板は、アンテナベースに立設され、又は平行に載置されることを特徴とする車両用複合アンテナ装置。
10. 請求項１乃至請求項９の何れかに記載の車両用複合アンテナ装置において、前記アンテナベースは、樹脂製の絶縁ベースと、該絶縁ベースに固定され絶縁ベースより小型の導電ベースとからなることを特徴とする車両用複合アンテナ装置。