JP2024062814A - Vehicle Antenna - Google Patents
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Abstract
【課題】電熱抵抗体に通電することによって表面に付着した雨雪を除去でき、かつ、前記電熱抵抗体自体が通信の妨げになることを抑制できる車載アンテナを提供する。【解決手段】車載アンテナ11は、自動車のルーフ100上に設置される。車載アンテナ11は、2素子のパッチアレイアンテナであるアンテナ本体51と、電波放射方向と反対方向であるアンテナ本体51の下方に配置された電熱線61と、スペーサ7と、これらをモールドした樹脂部81と、を備えている。電熱線61に通電が行われると、電熱線61で発生した熱が樹脂部81に伝導し、樹脂部81全体が温められる。このことにより、車載アンテナ11の上面に付着した雪102を溶かしたり水を蒸発させたりすることができる。【選択図】図2[Problem] To provide an in-vehicle antenna that can remove rain and snow adhering to its surface by passing a current through an electric heating resistor, and that can prevent the electric heating resistor itself from interfering with communications. [Solution] The in-vehicle antenna 11 is installed on the roof 100 of an automobile. The in-vehicle antenna 11 comprises an antenna body 51 that is a two-element patch array antenna, a heating wire 61 that is arranged below the antenna body 51 in the opposite direction to the radio wave radiation direction, a spacer 7, and a resin part 81 in which these are molded. When electricity is passed through the heating wire 61, heat generated by the heating wire 61 is conducted to the resin part 81, and the entire resin part 81 is heated. This makes it possible to melt snow 102 adhering to the upper surface of the in-vehicle antenna 11 and evaporate water. [Selected Figure] Figure 2
Description
本発明は、車両のルーフ上に設置される車載アンテナに関するものである。 The present invention relates to an on-board antenna that is installed on the roof of a vehicle.
2020年の5Gサービス開始に伴い、自動車においても5G通信に対応したアンテナが必要になっている。5G通信では高い周波数帯を使うため、電波の直進性が高く遮蔽物の後ろに回り込みにくい。そのため、5G通信に対応した車載アンテナの設置場所としてはルーフ上が好適である。しかしながら、ルーフ上に設置した場合、アンテナ表面に雨や雪が付着することがあり、この雨や雪によっても電波が大きく減衰し、通信を遮断してしまう可能性があった。 With the launch of 5G services in 2020, automobiles will also need antennas compatible with 5G communications. 5G communications use high frequency bands, which means radio waves have a high degree of directivity and are less likely to bend around obstacles. For this reason, the ideal location for installing an in-vehicle antenna compatible with 5G communications is on the roof. However, when installed on the roof, rain and snow can accumulate on the antenna surface, which can significantly attenuate radio waves and cut off communications.
従来の車載アンテナの一例が特許文献1に開示されている。特許文献1記載のアンテナは、アンテナケースの外表面に熱線が配設されており、雪が積もったり雨に濡れたときには、熱線に通電し発熱させて、雪を融かし、水分を蒸発させることによって通信に悪影響を及ぼす雨雪を除去することができる。 One example of a conventional vehicle-mounted antenna is disclosed in Patent Document 1. The antenna described in Patent Document 1 has a heating wire disposed on the outer surface of the antenna case, and when snow accumulates or the antenna is wet with rain, electricity is passed through the heating wire to generate heat, melting the snow and evaporating the water, thereby removing the rain and snow that adversely affect communications.
従来のアンテナにおいては、熱線に通電することによってアンテナケースに付着した雨雪を除去できるものの、熱線自体が電波の送受信に悪影響を及ぼしてしまうという問題があった。特に近年多用されているMIMO(Multiple-Input and Multiple-Output)技術やビームフォーミングといった技術を用いるアンテナの場合、固定方向だけに電波を放射するのではなく、放射方向を特定の方向へ変えて電波を放射するため、これまで以上に電熱線の影響を検討する必要があった。 In conventional antennas, rain and snow that have adhered to the antenna case can be removed by passing electricity through a heating wire, but the heating wire itself has a problem of adversely affecting the transmission and reception of radio waves. In particular, in the case of antennas that use technologies such as MIMO (Multiple-Input and Multiple-Output) technology and beamforming, which have come into widespread use in recent years, radio waves are not emitted only in a fixed direction, but are instead radiated by changing the direction of radiation to a specific direction, making it necessary to consider the effects of the heating wire more than ever before.
そこで、本発明は、電熱抵抗体に通電することによって表面に付着した雨雪を除去でき、かつ、前記電熱抵抗体自体が通信の妨げになることを抑制できる車載アンテナを提供することを目的とする。 The present invention aims to provide an in-vehicle antenna that can remove rain and snow that has adhered to its surface by passing electricity through an electric heating resistor, and that can prevent the electric heating resistor itself from interfering with communications.
本発明は、車両のルーフ上に設置される車載アンテナであって、アンテナ本体と、前記アンテナ本体の下方に配置された電熱抵抗体と、前記アンテナ本体及び前記電熱抵抗体をモールドした樹脂部と、を備え、前記電熱抵抗体に通電が行われると、該電熱抵抗体で発生した熱が前記樹脂部に伝導することを特徴とする。 The present invention is an in-vehicle antenna that is installed on the roof of a vehicle, and is characterized in that it comprises an antenna body, an electric heating resistor arranged below the antenna body, and a resin part in which the antenna body and the electric heating resistor are molded, and when electricity is passed through the electric heating resistor, the heat generated by the electric heating resistor is conducted to the resin part.
本発明によれば、電熱抵抗体に通電することによって車載アンテナの表面に付着した雨雪を除去でき、かつ、前記電熱抵抗体自体が通信の妨げになることを抑制できる。 According to the present invention, rain and snow adhering to the surface of a vehicle-mounted antenna can be removed by passing electricity through an electric heating resistor, and the electric heating resistor itself can be prevented from interfering with communications.
本発明の第1実施形態にかかる「車載アンテナ」について、図1~3を参照して説明する。 The "vehicle-mounted antenna" according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 1 to 3.
図1~3に示す車載アンテナ11は、自動車のルーフ100上に設置されるものである。また本例の車載アンテナ11は、全体形状が平板状に形成されており、ルーフ100に形成された凹部101に埋め込まれる。
The vehicle-mounted
車載アンテナ11は、2素子のパッチアレイアンテナであるアンテナ本体51と、アンテナ本体51の下方に配置された電熱線(電熱抵抗体に相当)61と、スペーサ7と、これらをモールドした樹脂部81と、を備えている。
The vehicle-mounted
アンテナ本体51は、ルーフ100と平行に設置されるアンテナ基板2と、アンテナ基板2の上面に設けられたパッチアンテナ素子31,32と、アンテナ基板2の下面に設けられたグランド板4と、を備えている。アンテナ基板2は誘電体であり、アンテナ素子31,32とグランド板4は導電体である。
The
電熱線61は、グランド板4の下方に配置されている。電熱線61は、ニクロム線等の電気抵抗値の大きい材質の電線であり、図3に示すようにアンテナ素子31,32の周囲に渦巻状に配置されている。また、本例の電熱線61は、絶縁被覆が施されてグランド板4と接触しているが、グランド板4と接触することは必須ではない。電熱線61は、アンテナの電波に影響を及ぼし難いグランド板4の下方かつ樹脂部81内であればどこに配置してもよい。電熱線61は、不図示の電源と接続される。
The
スペーサ7は、樹脂部81内の所定位置にアンテナ本体51を位置決めするための部材である。
The
樹脂部81は、熱伝導率が高い絶縁性の樹脂であり、本例ではエポキシ樹脂を採用している。樹脂部81は、アンテナ本体51全体をモールドしている。樹脂部81は、電熱線61に通電が行われることで発生した熱を車載アンテナ11の上面(樹脂部81の上面)まで伝導させる。また、樹脂部81は、アンテナケースとしての役目も果たしている。このことにより、本例の車載アンテナ11は、樹脂部81以外のケースを不要とできる。
The
このような車載アンテナ11は、電熱線61に通電が行われると、電熱線61で発生した熱が樹脂部81に伝導し、樹脂部81全体が温められる。このことにより、車載アンテナ11の上面に付着した雪102(図2)を溶かしたり水を蒸発させたりすることができる。
When electricity is applied to the
また、節電のため、車載アンテナ11上の雨雪の有無を静電容量センサ等で検知したり、アンテナの電波が遮断されていることを検知した場合に、電熱線61への通電をON/OFFしてもよい。
In addition, to save electricity, the presence or absence of rain or snow on the vehicle-mounted
以上説明したように、車載アンテナ11は、電波放射方向と反対方向であるアンテナ本体51の下方(背面側)に電熱線61を配置することで、アンテナ本体51から放射される電波に電熱線61による影響が極力及ばないようにしている。ただし、アンテナ本体51の下方に電熱線61を配置する場合、電熱線61の熱を空気を介してアンテナ上面まで伝えることは難しい。そこで、電熱線61の熱をアンテナ上面まで伝えるために、空気よりも熱伝導率が高い樹脂でアンテナ本体51及び電熱線61をモールドしている。また、この車載アンテナ11は、従来品のようにケースの外表面に電熱線を沿わせるのではなく、アンテナ本体51の下方に電熱線61が配置されていて外側から電熱線61が見えないため、外観もよい。
As explained above, the vehicle-mounted
本発明の第2実施形態にかかる「車載アンテナ」について、図4を参照して説明する。図4において、第1実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。 The "vehicle-mounted antenna" according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4. In FIG. 4, the same components as those in the first embodiment are given the same reference numerals and will not be described.
図4に示す車載アンテナ12は、電熱線(電熱抵抗体に相当)62の配置以外は第1実施形態と同一構成である。第1実施形態の電熱線61は、アンテナ素子31,32の周囲に円形の進路で渦巻状に配置されていたが、本例の電熱線62は、グランド板4の下方において、アンテナ素子31,32の周囲に直線及び直角に曲がる進路で渦巻状に配置されている。
The vehicle-mounted
このような車載アンテナ12は、第1実施形態の車載アンテナ11と同様に、電熱線62に通電することによって上面に付着した雨雪を除去でき、かつ、電熱線62自体が通信の妨げになることを抑制できる。
Similar to the
なお、本発明においては、図3,4に示したような電熱線61,62の形状に限らず、発熱するならばどのような形状に電熱抵抗体を配置してもよい(ただし、アンテナ本体の下方かつ樹脂部内に配置することは必須)。
In addition, in the present invention, the shape of the
本発明の第3実施形態にかかる「車載アンテナ」について、図5を参照して説明する。図5において、第1実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。 The "vehicle antenna" according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5. In FIG. 5, the same components as those in the first embodiment are given the same reference numerals and will not be described.
図5に示す車載アンテナ13は、第1実施形態の車載アンテナ11の構成に加え、該車載アンテナ11を収容した樹脂製のケース91を備えている。ケース91は、樹脂部81外表面との間に空気層を含まないように極力密着していることが好ましい。そうすることで、電熱線61で発生した熱を樹脂部81を介してケース91上面まで無駄なく伝えることができる。
The vehicle-mounted
前述した第1実施形態では、樹脂部81がアンテナケースとしての役目も果たしているため、車載アンテナ11は樹脂部81以外のケースを不要とできる旨を説明した。しかし、「樹脂部」として採用する樹脂の種類によっては、耐候性に弱く、ルーフ100上に設置すると劣化や変色が起こってしまうものもあることから、本例のように樹脂部81以外のケース91を備えていてもよい。ケース91に採用する樹脂は、比較的耐候性に優れたポリカーボネート(PC)や、PC/ABS樹脂のアロイ等が好ましい。
In the first embodiment described above, the
本例では、ケース91内にアンテナ本体51、電熱線61、スペーサ7が配置された後、ケース91内に樹脂が注入・硬化されて車載アンテナ13が製造されている。これ以外に、アンテナ本体51、電熱線61、スペーサ7を樹脂部81でモールドした組立体(第1実施形態の車載アンテナ11)を製造し、該組立体をケース91内に挿入するようにしてもよい。
In this example, the
このような車載アンテナ13は、第1実施形態の車載アンテナ11と同様に、電熱線61に通電することによってケース91上面に付着した雨雪を除去でき、かつ、電熱線61自体が通信の妨げになることを抑制できる。
Similar to the
本発明の第4実施形態にかかる「車載アンテナ」について、図6を参照して説明する。図6において、第1実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。 The "vehicle antenna" according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6. In FIG. 6, the same components as those in the first embodiment are given the same reference numerals and will not be described.
図6に示す車載アンテナ14は、第1実施形態で説明した電熱線61がなく、電熱抵抗体としてのヒーター用パターン64がグランド板4の下面に形成されている。また、図示は省略しているが、グランド板4とヒーター用パターン64との間には絶縁層が介在している。
The vehicle-mounted
このような車載アンテナ14は、第1実施形態の車載アンテナ11と同様に、ヒーター用パターン64に通電することによって上面に付着した雨雪を除去でき、かつ、電熱線62自体が通信の妨げになることを抑制できる。また、本例のようにアンテナ本体51にヒーター用パターン64を一体化させることで、別途、電熱線を用意する必要はなく、製造工数と部品点数の削減につながる。
Similar to the
このように、本発明の電熱抵抗体は、電熱線であってもよいし、ヒーター用パターンであってもよい。その他、樹脂のモールド時の熱に耐えられるフィルムヒーターなどでもよい。 As such, the electric heating resistor of the present invention may be a heating wire or a heater pattern. It may also be a film heater that can withstand the heat generated during resin molding.
本発明の第5実施形態にかかる「車載アンテナ」について、図7を参照して説明する。図7において、第1実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。 The "vehicle-mounted antenna" according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7. In FIG. 7, the same components as those in the first embodiment are given the same reference numerals and will not be described.
図7に示す車載アンテナ15は、「シャークフィンアンテナ」と呼ばれる立体的な形状であり、自動車のルーフ100上の平らな部分に設置されるものである。
The vehicle-mounted
車載アンテナ15は、アンテナ本体52,53と、アンテナ本体52,53よりも下方に配置された電熱線61と、スペーサ7と、底板92及びカバー93で構成され、前述した部品を収容したケースと、該ケース内に充填された樹脂部85と、を備えている。
The vehicle-mounted
アンテナ本体52は、ルーフ100と平行に設置されるアンテナ基板21と、アンテナ基板21の上面に設けられたパッチアンテナ素子31,32と、アンテナ基板21の下面に設けられたグランド板45と、を備えている。アンテナ本体53は、ルーフ100と垂直に設置されるアンテナ基板22を備えている。グランド板45は、アンテナ基板21よりも大きく形成されており、アンテナ基板22は、グランド板45上にアンテナ基板21と重ならないように配置されている。
The
電熱線61は、アンテナ基板21及びグランド板45の直下に配置されおり、アンテナ基板22の直下には配置されていない。即ち、電熱線61は、アンテナ本体52の電波放射方向と反対方向であり、アンテナ本体53の電波に影響を及ぼさない場所であるアンテナ基板21及びグランド板45の直下に配置されている。
The
底板92は、板状に形成されており、ルーフ100に重ねられる。カバー93は、樹脂で構成されており、下方に開口した中空のシャークフィン形状に形成されている。底板92とカバー93とは互いに組付けられ、カバー93の下方の開口を底板92が塞ぐ。
The
樹脂部85は、上記ケース内に充填されるとともにアンテナ本体52,53全体をモールドしている。樹脂部85は、電熱線61に通電が行われることで発生した熱をカバー93の表面まで伝導させる。
The
このような車載アンテナ15は、電熱線61に通電が行われると、電熱線61で発生した熱が樹脂部85に伝導し、樹脂部85全体が温められる。このことにより、カバー93の表面に付着した雪102を溶かしたり水を蒸発させたりすることができる。また、電熱線61自体が車載アンテナ15の通信の妨げになることを抑制できる。
When electricity is applied to the
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。 The above-described embodiment merely shows a typical form of the present invention, and the present invention is not limited to this embodiment. In other words, the present invention can be implemented with various modifications within the scope of the gist of the present invention. As long as the configuration of the present invention is still included in such modifications, it is of course included in the scope of the present invention.
2,21 アンテナ基板
4,45 グランド板
11,12,13,14,15 車載アンテナ
31,32 アンテナ素子
51,52,53 アンテナ本体
61,62 電熱線(電熱抵抗体)
64 ヒーター用パターン(電熱抵抗体)
81,85 樹脂部
91 ケース
92 底板(ケース)
93 カバー(ケース)
100 ルーフ
2, 21
64 Heater pattern (electrical resistor)
81, 85
93 Cover (case)
100 Roof
Claims (4)
アンテナ本体と、前記アンテナ本体の下方に配置された電熱抵抗体と、前記アンテナ本体及び前記電熱抵抗体をモールドした樹脂部と、を備え、
前記電熱抵抗体に通電が行われると、該電熱抵抗体で発生した熱が前記樹脂部に伝導する
ことを特徴とする車載アンテナ。 An on-vehicle antenna installed on the roof of a vehicle,
The antenna device includes an antenna body, a thermal resistor disposed below the antenna body, and a resin portion in which the antenna body and the thermal resistor are molded,
When a current is applied to the electric heating resistor, heat generated in the electric heating resistor is conducted to the resin portion.
前記グランド板の下方に前記電熱抵抗体が配置されている
ことを特徴とする請求項1に記載の車載アンテナ。 the antenna body includes an antenna substrate disposed parallel to the roof, a patch antenna element provided on an upper surface of the antenna substrate, and a ground plate provided on a lower surface of the antenna substrate;
The vehicle-mounted antenna according to claim 1 , wherein the electric heating resistor is disposed below the ground plate.
ことを特徴とする請求項2に記載の車載アンテナ。 3. The vehicle-mounted antenna according to claim 2, wherein a heater pattern serving as the electric heating resistor is formed on a lower surface of the ground plate.
前記ケース内に前記樹脂部が充填されており、
前記電熱抵抗体で発生した熱が前記樹脂部を介して前記ケースに伝導する
ことを特徴とする請求項1~3の何れか1項に記載の車載アンテナ。 a resin case that houses the antenna body and the electric heating resistor;
The resin portion is filled in the case,
4. The vehicle-mounted antenna according to claim 1, wherein heat generated in the electric heating resistor is conducted to the case via the resin portion.
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