JP3495401B2

JP3495401B2 - アンテナ装置

Info

Publication number: JP3495401B2
Application number: JP00962194A
Authority: JP
Inventors: 義治三沢
Original assignee: Alpha Corp
Current assignee: Alpha Corp
Priority date: 1994-01-31
Filing date: 1994-01-31
Publication date: 2004-02-09
Anticipated expiration: 2019-02-09
Also published as: JPH07221526A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車用リモー
トキー等の遠隔操作装置や移動通信体に用いて好適なア
ンテナ装置に関し、特に、コイルを巻回してなるアンテ
ナ素子を用いたアンテナ装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車のドアロックを遠隔操作
によって開閉するキーレスシステム等に用いられるリモ
ートキーは、マイクロコンピュータシステムとして構成
された制御回路と、この制御回路で生成された信号をア
ンテナを介して外部に送信する送信回路とを備えてい
る。

【０００３】かかる信号の送受に用いるアンテナ素子と
しては、ダイポールアンテナをはじめとして種々の形式
のものが従来より知られているが、上述したリモートキ
ーや移動体通信体等では、小型化等のため、フェライト
ロッドアンテナ（フェライトバーアンテナ）を用いてい
る。

【０００４】この種のフェライトロッドアンテナは、使
用周波数帯に適合するようにして棒状ないし板状に形成
されたフェライトロッドと、このフェライトロッドに巻
回されたエナメル被覆線やポリウレタン被覆線等のコイ
ルとから構成されており、高い周波数選択特性を備えて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、交信エリア
を広げて使い勝手等を向上するためには、アンテナの放
射電力を増大させる必要がある。そして、放射電力を増
大させるには、アンテナを構成するフェライトロッドの
Ｑ値（共振の鋭さを示す量）を大きくして使用周波数帯
での損失を小さくするか、あるいはフェライトロッドに
巻回されたコイルに供給する電流を大きくするかして、
コイルの両端電圧を高めればよい。

【０００６】しかし、材質等を調整してもフェライトロ
ッドのＱ値を無制限に大きくできる訳ではなく、自ずと
制限がある。また、フェライトロッドのＱ値を高める
と、これに伴って指向性も強まるため、使い勝手が低下
する。

【０００７】一方、コイルへの電流を増大させるには、
電源電圧を高くするか、増幅段を増やす必要があり、部
品点数が増えると同時に装置が大型化する。

【０００８】そこで、本発明は、無指向性を確保しつつ
放射電力を向上することができるアンテナ装置の提供を
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
べく、本発明に係るアンテナ装置は、コイルを巻回して
なるアンテナ素子と、このアンテナ素子からの放射電界
に垂直となるように離間して設けられ、該アンテナ素子
を覆うようにして形成された導電板と、この導電板と前
記コイルの正極側とを接続する導電部材とから構成され
ている。

【００１０】また、請求項２のアンテナ装置は、ケーシ
ングと、このケーシング内に設けられ、コイルを巻回し
てなるアンテナ素子と、このアンテナ素子からの放射電
界に垂直となるように前記ケーシングの一端側に設けら
れ、該アンテナ素子を覆うようにして形成された導電板
と、この導電板と前記コイルの正極側とを接続する導電
部材とから構成している。

【００１１】さらに、前記アンテナ素子を、フェライト
ロッドと、該フェライトロッドに巻回されたコイルとか
ら構成するのが好ましい。

【００１２】また、前記フェライトロッドの両端面を覆
うように、前記導電板の両端部を湾曲させてもよい。

【００１３】

【作用】導電板は、導電部材を介してコイルの正極側に
接続されると共に、浮遊容量を介して負極側にも接続さ
れるため、該コイルに対して並列に接続された状態とな
る。従って、アンテナ素子のコイルに電流を供給する
と、この電流の一部は該コイルの正極側から導電部材を
介して導電板にも流れ込み、導電板からもこの電流に応
じた電界が放射される。これにより、この放射電界がア
ンテナ素子からの放射電界に加わって、全体としての放
射電界が向上する。

【００１４】また、ケーシング内にアンテナ素子を設
け、該ケーシングの一端側に導電板を設ける請求項２の
構成によれば、該ケーシングを導電板の取付部材として
利用できる上に、ケーシングによってアンテナ素子を外
部の衝撃等から保護することができる。

【００１５】また、フェライトロッドにコイルを巻回す
ることにより、アンテナ素子を構成すれば、周波数の選
択特性を高めつつ該アンテナ素子を小さく形成すること
ができる。

【００１６】さらに、前記導電板の両端部を湾曲させて
フェライトロッドの両端面を覆う構成とすれば、より一
層、導電板に高周波電流を発生させることができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図９に基づき
自動車用ドアロックのキーレスシステムに用いた場合を
例に挙げて詳述する。

【００１８】まず、図１は、本発明に係るアンテナ装置
を適用した送信機としてのリモートキー１を示す平面図
であり、このリモートキー１は、図２，図３にも示す如
く、例えば強化プラスチック等の樹脂材料からそれぞれ
形成された下側ケーシング２Ａと上側ケーシング２Ｂと
を衝合させてなる偏平な楕円状のケーシング２と、この
ケーシング２の上面側に設けられた手動スイッチ３と、
ケーシング２内に収容された後述するアンテナ素子４及
び送信制御回路８と、ケーシング２の前面側に設けられ
た後述の導電板１４とを備えている。なお、ケーシング
２の材質としては、加工性、耐久性、軽量性等に優れた
強化プラスチックが好ましいが、これに限らず、例えば
木材等の他の電波透過性材料を用いることもできる。

【００１９】アンテナ素子４は、ケーシング２の前側寄
りに位置して、該ケーシング２の長手方向の軸線に対し
て垂直に設けられている。このアンテナ素子４は、図４
の回路構成図にも示す如く、フェライトを棒状ないし板
状に形成してなるフェライトロッド５と、このフェライ
トロッド５の外周側に巻回されたエナメル被覆線又はポ
リウレタン被覆線等のコイル６とからフェライトロッド
アンテナとして構成され、コイル６のホット側端子６Ａ
とコールド側端子６Ｂとの間には、コンデンサ７が接続
されている。なお、アンテナ素子４としては、周波数の
選択特性等の観点からフェライトロッドアンテナを用い
るのが好ましいが、これに限らず、例えばセルフボンデ
ィングワイヤを用いた空芯コイルを用いてもよい。

【００２０】送信制御回路８は、変調器、発振器、ＣＰ
Ｕ（いずれも図示せず）等を含むマイクロコンピュータ
システムとして構成され、その出力ポートには送信信号
を増幅してアンテナ素子４に出力するためのＮＰＮ型ト
ランジスタ９が接続されている。このトランジスタ９
は、そのベースが送信制御回路８の出力ポートに接続さ
れ、そのエミッタが抵抗１０及びバイパスコンデンサ１
１を介して接地（電源＋Ｂ₁のコールド側に接続）さ
れ、そのコレクタがコイル１２を介して電源＋Ｂ₁に接
続されていると共に結合コンデンサ１３を介してコイル
６のホット側端子６Ａに接続されている。

【００２１】導電板１４は、図１に示す如く、ケーシン
グ２の前面側に接着等の固着手段を用いて設けられ、例
えばアルミニウム、鉄、銅、金、銀及びこれらの合金あ
るいは炭素等の導電性材料から薄肉な平板状に形成され
ている。この導電板１４は、図２，図３にも示す如く、
下側ケーシング２Ａと上側ケーシング２Ｂとの衝合部に
沿って円弧状に貼付され、その両端部１４Ａ，１４Ｂは
フェライトロッド５の両端側に向けて湾曲している。な
お、固着手段としては、接着に限らず、ボルト等を用い
てもよい。また、導電性材料をケーシング２の前面側に
蒸着することにより薄膜状の導電板１４を形成してもよ
い。さらに、加工が容易である点等から導電板１４をケ
ーシング２の表面に露出させて設けるのが好ましいが、
これに限らず、導電板１４の外面を樹脂材料によってコ
ーティングすることにより防錆性を高めてもよく、ある
いは導電板１４をケーシング２中に埋設してもよい。

【００２２】ここで、導電板１４は、図５，図６にも示
す如く、ケーシング２の前面に設けられることにより、
アンテナ素子４の表面から所定寸法δだけ離間してい
る。この離間寸法δは、アンテナ素子４の特性や使用周
波数等を考慮して定められるもので、例えば６０ＭＨｚ
の場合には、約１０ｍｍ以上に設定すればよい。なお、
使用周波数が異なった場合には、アンテナ素子４の取付
位置やケーシング２の長手寸法を変更して、この離間寸
法δを調整すればよい。

【００２３】また、導電板１４は、幅寸法ａ及び長さ寸
法ｂを有するアンテナ素子４を外側から覆うべく、その
幅寸法Ｗ及び長さ寸法Ｌが下記数１の関係をもって形成
されている。

【００２４】

【数１】Ｗ≧ａＬ≧１．５・ｂすなわち、導電板１４は、その幅寸法Ｗがアンテナ素子
４の幅寸法ａより大きければ足り、その長さ寸法Ｌがア
ンテナ素子４の長さ寸法ｂの１．５倍以上あれば足り
る。なお、この数値Ｗ，Ｌを大きくするほど、後述する
電流ｉが大きく発生する一方、長さ寸法Ｌをアンテナ素
子４の長さ寸法ｂの１．５倍にしたまま幅寸法Ｗをアン
テナ素子４の幅寸法ａよりも小さくすると、実用的な感
度向上を得られない。従って、前記数１は、導電板１４
の形状の最小値を示している。

【００２５】さらに、導電板１４の厚さ寸法は、例えば
十数μｍ〜数ｍｍの範囲で、耐久性や使い勝手等を考慮
して設定されるものである。すなわち、導電板１４を薄
く形成するほど、破損等し易くなって耐久性に欠ける一
方、導電板１４を厚く形成するほど、加工性が低下し、
全体重量が増加する。

【００２６】そして、導電板１４は、導電部材としての
導線１５によってコイル６の正極側としてのホット側端
子６Ａと接続されている。すなわち、導線１５の一方の
端部はコイル６のホット側端子６Ａに接続され、導線１
５の他方の端部はケーシング２内を延びて導電板１４の
一方の端部１４Ａの裏面側に接続されている。また、導
電板１４の他方の端部１４Ｂは、浮遊容量１６を介して
接地されている。なお、導線１５の他方の端部をケーシ
ング２の外部に引き出し、導電板１４の一方の端部１４
Ａの表面に接続してもよい。また、エナメル被覆線等の
導線１５に限らず、例えば導電板１４をケーシング２に
固定するときの取付ボルトを導電性材料から形成し、導
電部材として利用してもよい。

【００２７】次に、受信機１７の構成について説明する
と、この受信機１７は、図４に示す如く、フェライトロ
ッド１８にコイル１９を巻回してなるアンテナ素子２０
と、このアンテナ素子２０のコイル１９に接続されたＮ
ＰＮ型トランジスタ２１と、このトランジスタ２１のコ
レクタに結合コンデンサ２２を介して接続された受信制
御回路２３とを主体に構成され、この受信制御回路２３
は、復調回路、ＣＰＵ（いずれも図示せず）等を備えた
マイクロコンピュータシステムとして構成されている。

【００２８】すなわち、コイル１９のホット側端子１９
Ａとコールド側端子１９Ｂとの間にはコンデンサ２４が
接続され、コイル１９のホット側端子１９Ａは結合コン
デンサ２５を介してトランジスタ２１のベースに接続さ
れている。

【００２９】一方、トランジスタ２１は、そのベースに
ブリーダ抵抗２６及び２７が接続され、そのエミッタに
抵抗２８及びバイパスコンデンサ２９が接続され、その
コレクタは出力取出し用のコイル３０を介して電源＋Ｂ
₂に接続されている。また、このコイル３０にはコンデ
ンサ３１が並列に接続されている。

【００３０】次に、本実施例の作用について図４を参照
しつつ説明する。

【００３１】送信制御回路９からトランジスタ９のベー
スに送信信号を印加すると、この送信信号に応じてアン
テナ素子４のコイル６に電源＋Ｂ₁からの電流が流れ、
該コイル６から図７中の点線に示す如く第１の電界Ｅ₁
（Ｖ／ｍ）が放射される。

【００３２】また、電流の一部は、コイル６のインピー
ダンスと導電板１４のインピーダンスとの関係に従い、
ホット側端子６Ａに接続された導線１５を介して導電板
１４にも流れ込み、高周波電流ｉとなる。

【００３３】ここで、導電板１４は、その一方の端部１
４Ａのみが導線１５を介してコイル６のホット側端子６
Ａに接続され、他方の端部１４Ｂは接地されていないた
め、電気回路の形成が不十分に見える。しかし、導電板
１４の他方の端部１４Ｂは、浮遊容量１６を介して接地
されるため、ループが形成される。

【００３４】従って、この導電板１４を流れる高周波電
流ｉによって、第２の電界Ｅ₂が発生し、この第２の電
界Ｅ₂は第１の電界Ｅ₁と略同方向に向けて放射される。

【００３５】そして、受信機１７のアンテナ素子２０に
これら電界Ｅ₁，Ｅ₂が到達すると、アンテナ素子２０の
コイル１９に誘導電圧が発生し、この電圧によってトラ
ンジスタ２１が作動する。これにより、受信制御回路２
３には、送信制御回路８からの送信信号が増幅されて入
力され、この送信信号に応じて受信制御回路２３は、ド
アロック機構（図示せず）等に制御信号を出力する。よ
り具体的には、送信信号中に含まれる識別コードを抽出
し、この識別コードが予め記憶された識別コードと一致
する場合に、ドアロック機構を作動させるようになって
いる。

【００３６】このように構成される本実施例によれば、
アンテナ素子４を覆う所定形状に形成された導電板１４
を、アンテナ素子４からの第１の電界Ｅ₁に対して垂直
となるように寸法δだけ離間して設け、導電板１４の一
方の端部１４Ａとコイル６のホット側端子６Ａとを導線
１５を介して接続する構成としたため、電源＋Ｂ₁から
の電流の一部を導電板１４に流れ込ませて高周波電流ｉ
を発生させ、この高周波電流ｉによって、第２の電界Ｅ
₂を生成することができる。

【００３７】これにより、アンテナ素子４から送出され
る第１の電界Ｅ₁に、導電板１４からの第２の電界Ｅ₂を
加えることができ、総合放射電界ＥをＥ₁＋Ｅ₂として強
度を向上することができる。

【００３８】すなわち、図７は、本実施例によるリモー
トキー１を、地上から１．５ｍの高さに置いて接地し、
リモートキー１の中心から水平に３ｍ離して設けられた
測定用アンテナを徐々に回転させたときの電界の強さを
示す電界強度特性図であり、その使用周波数は６２．３
８２ＭＨｚである。図中、点線で示す略楕円形状の特性
は、本来の電界たる第１の電界Ｅ₁のみの場合である。
これに対し、実線で示す略蝶形状の特性は、前記数１に
示す関係をもって形成された導電板１４からの電界Ｅ₂
を第１の電界Ｅ₁に加えた場合である。同図によれば、
第１の電界Ｅ₁のみの場合よりも第２の電界Ｅ₂を加えた
場合の方がケーシング２の前後方向（図１中の９０°−
２７０°線）を中心として約８〜９ｄＢμ程度、強度が
高くなっていることがわかる。なお、導電板１４の幅寸
法Ｗをアンテナ素子４の幅寸法ａの２倍（Ｗ＝２ａ）に
設定したときは、約１０〜１２ｄＢμ程度強度が向上す
ることが知見されている。

【００３９】この結果、本実施例によれば、フェライト
のＱ値を高めたり、特殊なフィルタ等を用いることな
く、導電板１４を付加するだけの簡易な構成によって、
無指向性を確保しつつ放射電界の強度（放射電力）を向
上させることができ、放射電界の強度に比較して全体構
成を小型化できる。また、回路変更に伴う調整や電源＋
Ｂ₁を高くする等の必要がないため、コストの上昇も小
さい。

【００４０】次に、図８及び図９に基づいて、本発明の
第２の実施例を説明する。なお、本実施例では、上述し
た第１の実施例と同一の構成要素に同一の符号を付し、
その説明を省略するものとする。本実施例の特徴は、自
動車側に取り付けられる受信機１７にも導電板４１を設
け、受信感度の向上を図った点にある。

【００４１】すなわち、導電板４１は、第１の実施例で
述べた導電板１４と同様に、下限としての前記数１の関
係をもって導電性材料から形成され、導電部材としての
導線４２を介してコイル１９のホット側端子１９Ａに接
続されている。

【００４２】そして、この導電板４１は、図９に示す如
く、例えば自動車のサイドモール４３内に埋設されてい
る。なお、これに限らず、導電板４１を長尺に形成し、
サイドモールの表面に露出させて設け、外観上のアクセ
ントとしてもよい。また、導電板４１をサイドミラーの
背面４４等の他の場所に取り付けてもよい。

【００４３】このように構成される本実施例では、受信
機１７の感度も向上するため、リモートキー１の放射電
力増大とあいまって、交信エリアを一層向上させること
ができる。

【００４４】なお、前記各実施例では、リモートキー１
側の導電板１４を板状に形成し、下側ケーシング２Ａと
上側ケーシング２Ｂとの衝合部に沿って設ける場合を例
示したが、これに限らず、例えば導電板１４を偏平な中
空半球体、すなわち、中空の略球殻体を半分に切断して
押し潰したような形状に形成し、ケーシング２の前面側
に外嵌してもよい。

【００４５】また、各導電板１４，４１を板状に形成す
るものとして述べたが、本発明はこれに限らず、導電性
材料から網目状に形成してもよい。この場合には、使用
周波数による共振が生じないように、そのメッシュ径を
適宜設定すればよい。

【００４６】さらに、本発明に係るアンテナ装置は、自
動車用キーレスシステムに限らず、移動電話等の他の移
動通信体、あるいはラジオ受信機等にも広く適用するこ
とができる。

【００４７】

【発明の効果】以上、詳述した通り、本発明に係るアン
テナ装置によれば、導電板に流れる電流によって電界を
発生させ、この電界をアンテナ素子からの電界に加える
ことができるため、比較的簡易な構成でありながら、無
指向性を確保しつつ総合電界強度を向上することができ
る。

【００４８】また、ケーシング内にアンテナ素子を設
け、該ケーシングの一端側に導電板を設ければ、ケーシ
ングを導電板の取付部材として利用でき、ケーシングに
よってアンテナ素子を外部の衝撃等から保護することが
でき、持ち運び等が容易になって使い勝手が向上する。

【００４９】さらに、フェライトロッドにコイルを巻回
することにより、アンテナ素子を構成すれば、周波数の
選択特性を確保しつつ該アンテナ素子を小さくすること
ができる。

【００５０】また、導電板の両端部を湾曲させてフェラ
イトロッドの両端面を覆う構成とすれば、より一層、導
電板に高周波電流を発生させることができ、電界強度を
高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係るアンテナ装置をリ
モートキーに用いた場合の平面図である。

【図２】リモートキーの正面図である。

【図３】リモートキーの側面図である。

【図４】リモートキーと受信機の電気的構成を示す回路
構成図である。

【図５】アンテナ素子と導電板との配置関係を示す説明
図である。

【図６】アンテナ素子と導電板との面積関係を示す説明
図である。

【図７】電界強度特性図である。

【図８】本発明の第２の実施例に係るアンテナ装置を受
信機にも用いた場合の回路構成図である。

【図９】受信機の導電板を自動車に取り付けた状態を示
す斜視図である。

【符号の説明】

２…ケーシング４，２０…アンテナ素子５，１８…フェライトロッド６，１９…コイル６Ａ，１９Ａ…ホット側端子（正極側）１４，４１…導電板１５，４２…導線（導電部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01Q 1/32 E05B 49/00 H04Q 9/00 301

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】コイルを巻回してなるアンテナ素子と、このアンテナ素子からの放射電界に垂直となるように離
間して設けられ、該アンテナ素子を覆うようにして形成
された導電板と、この導電板と前記コイルの正極側とを接続する導電部材
と、から構成してなるアンテナ装置。
【請求項２】ケーシングと、このケーシング内に設けられ、コイルを巻回してなるア
ンテナ素子と、このアンテナ素子からの放射電界に垂直となるように前
記ケーシングの一端側に設けられ、該アンテナ素子を覆
うようにして形成された導電板と、この導電板と前記コイルの正極側とを接続する導電部材
と、から構成してなるアンテナ装置。
【請求項３】前記アンテナ素子を、フェライトロッド
と、該フェライトロッドに巻回されたコイルとから構成
したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のア
ンテナ装置。
【請求項４】前記フェライトロッドの両端面を覆うよ
うに、前記導電板の両端部を湾曲させたことを特徴とす
る請求項３に記載のアンテナ装置。