JP3743263B2 - Antenna device for automobile telephone - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車に搭載される自動車電話機用アンテナ装置に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
従来より、自動車に搭載される自動車電話機用アンテナとして、図6に示すような、トランクポールアンテナが供されている。図6において、トランクポールアンテナ1は、自動車2のトランク3に取付けられるもので、例えばトランク3内に設置された無線機4との間で給電線5を通じて接続されるようになっている。また、無線機4は、車室6内に設置された制御機(通信機)7との間で信号線8を通じて接続されるようになっている。
【0003】
この場合、トランクポールアンテナ1は、自動車2の車室6外に取付けられることから、ボデー(金属体)による悪影響を受け難いという利点があり、また、アンテナとして理想的なダイポールアンテナ系のアンテナエレメントを使用していることから、アンテナ性能が比較的優れているという利点がある。
【0004】
しかしながら、トランクポールアンテナ1は、自動車2の車室6外に取付けられることから、アンテナ自体の強度を確保する必要があり、また、防水性能を高める必要があり、さらに、トランク3に取付けるための専用の強固なブラケットを用意する必要があり、これらに起因して、コストが比較的高いという問題がある。また、この他にも、自動車2の美観を損なうという問題もあり、また、走行中に風切り音の発生を誘発するという問題もある。また、盗難されたり、いたずらによって破損されるという問題もあり、さらに、例えばガソリンスタンドなどで自動洗車を行う場合には、その都度、脱着する必要があるという問題もある。
【0005】
その一方で、自動車に搭載される他の自動車電話機用アンテナとして、図7に示すような、ガラスプリントアンテナが供されている。図7において、ガラスプリントアンテナ9は、自動車2のリア窓ガラス10に埋設されるもので、上記したトランクポールアンテナ1と同様にして、無線機4との間で給電線5を通じて接続されるようになっている。
【0006】
この場合、ガラスプリントアンテナ9は、リア窓ガラス10に埋設されており、つまり、トランクポールアンテナ1とは異なって、自動車2の車室6外に取付けられないことから、上記したようなトランクポールアンテナ1における種々の問題を解決することができるという利点がある。
【0007】
しかしながら、ガラスプリントアンテナ9は、リア窓ガラス10に埋設されることから、上記したトランクポールアンテナ1と比較すると、アンテナ性能が劣ることは否めず、弱電界地域などの電波環境が比較的劣悪な地域では、通信回線の確立が不可能であったり、音声が途切れたりするなど通信品質が低下するという問題がある。また、アンテナ性能が窓枠や窓ガラスの形状ならびに周囲の環境に影響されるため、車種毎にアンテナエレメントを調整する必要があり、開発工数が大きくなるという問題もある。
【0008】
また、これらトランクポールアンテナ1およびガラスプリントアンテナ9の双方に共通する問題として、次に示すような問題がある。すなわち、トランクポールアンテナ1やガラスプリントアンテナ9と無線機4との間が給電線5を通じて接続される構成であることから、それに伴って、給電線5および給電コネクタ (図示せず)に加えて、給電線5を固定するためのクランプなどを用意する必要があり、しかも、それら給電線5および給電コネクタが比較的高価であることから、自動車電話機全体のコストが比較的高くなるという問題がある。また、給電線5の配線を検討する作業や給電線5を敷設する作業を行う必要があるという問題もある。さらに、給電線5において伝送損失が発生することにより、アンテナ性能が低下するという問題もある。
【0009】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、トランクポールアンテナおよびガラスプリントアンテナにおける種々の問題を解決することができる自動車電話機用アンテナ装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の自動車電話機用アンテナ装置によれば、電話用のアンテナとGPS用のアンテナと無線手段とを一体化し、電話用のアンテナのアンテナエレメントの給電点と無線手段の電話用のRF入出力点とを直接接続し、電話用のアンテナとGPS用のアンテナとを覆うカバーに無線手段を直接取付けるように構成したので、従来のトランクポールアンテナおよびガラスプリントアンテナとは異なって、電話用のアンテナと無線手段との間を接続するための給電線を不要とすることができ、これによって、トランクポールアンテナおよびガラスプリントアンテナを使用した場合の給電線に起因して発生し得る種々の問題を解決することができる。また、自動車の車室内であって電波環境の良い場所に設置することにより、トランクポールアンテナに固有の問題を解決することができ、窓ガラスに埋設しないことにより、ガラスプリントアンテナに固有の問題を解決することができる。
【0011】
請求項2記載の自動車電話機用アンテナ装置によれば、電話用のアンテナとGPS用のアンテナと増幅手段と無線手段とを一体化し、増幅手段と無線手段のGPS用のRF入出力点とを直接接続するように構成したので、電話用のアンテナと無線手段との間を接続するための給電線を不要とすることに加えて、増幅手段と無線手段との間を接続するための給電線をも不要とすることができる。
【0012】
また、請求項1記載の自動車電話機用アンテナ装置によれば、電話用のアンテナのアンテナエレメントを電話用グランド板上に設け、GPS用アンテナを電話用グランド板よりも高く且つ電話用のアンテナのアンテナエレメントよりも低い位置に設けた。そして、このために、電話用グランド板に立ち上がり部を一体に形成し、その立ち上がり部の上面部にGPS用のグランド板を設け、GPS用のアンテナをGPS用グランド板上に設けた。
【0013】
まず、電話用のアンテナ12について説明する。電話用のアンテナ12において、電話用のグランド板14は、無線機13の上面部の略全体にわたってネジ止めされて固定されている。電話用のグランド板14の一端側には、放射板15a、短絡板15bおよび給電板15cを備えてなる全高が比較的低い周知の逆Fアンテナを構成する送受信兼用のアンテナエレメント15が立設されている。放射板15aには、放射および捕捉し得る電波の周波数帯域を確保するための切欠部が形成されており、また、給電板15cの下端部と電話用のグランド板14との間には、両者の間の絶縁を確保するための円柱状の樹脂16が介在されている。
【0014】
一方、電話用のグランド板14の他端側には、放射板17a、短絡板17bおよび給電板17cを備えてなる全高が比較的低い周知の逆Fアンテナを構成する受信専用のアンテナエレメント17が立設されている。放射板17aには、上記した放射板15aと同様にして、捕捉し得る電波の周波数帯域を確保するための切欠部が形成されており、また、給電板17cの下端部と電話用のグランド板14との間には、両者の間の絶縁を確保するための円柱状の樹脂18が介在されている。
【0015】
そして、これら送受信兼用のアンテナエレメント15と受信専用のアンテナエレメント17との間は、0.3λ(λは電波の波長を示す)程度の距離が確保されており、ダイバーシチ受信を良好に行うことが可能に構成されている。
【0016】
次に、無線機13について説明する。無線機13は、平坦な直方体状をなしており、その内部には、無線処理を行うための電子部品(図示せず)を実装した回路基板(図示せず)が配設されている。無線機13の一側面部13aには、無線機13に駆動電源を供給するための電源線19の一端部が接続されており、この電源線19の他端部は、自動車20(図2参照)に搭載されているバッテリ(図示せず)に接続されている。また、無線機13の一側面部13aには、雌型の16芯コネクタ21が埋設されており、この雌型の16芯コネクタ21には、信号線22の一端部のコネクタカバー23に埋設された雄型の16芯コネクタ24が装着されるようになっている。
【0017】
さて、ここで、送受信兼用のアンテナエレメント15にあって給電板15cの下端部により構成される給電点25と無線機13側の電話用のRF入出力点26との間は、両者が電気的に直接接続されていると共に、受信専用のアンテナエレメント17にあって給電板17cの下端部により構成される給電点27と無線機13側の電話用のRF入力点28との間も、両者が電気的に直接接続されている。
【0018】
そして、樹脂からなるカバー29は、電話用のアンテナ12にあってグランド板14、送受信兼用のアンテナエレメント15および受信専用のアンテナエレメント17を覆うように無線機13にネジ止めされて取付られている。
【0019】
このように構成された自動車電話機用アンテナ装置11は、図2に示すように、自動車20の車室30内にあってリアトレイ31上に設置され、車室30内にあって例えばコンソールボックスの内部や周辺に設置された制御機(通信機)32との間で信号線22を通じて接続されるようになっている。尚、この場合、自動車電話機用アンテナ装置11は、リアトレイ31上に設置されることに限らず、車室30内にあってインストルメントパネル(図示せず)上にも設置されることが可能となっている。
【0020】
ここで、発明者らは、従来のトランクポールアンテナ、従来のガラスプリントアンテナ、本実施例による自動車電話機用アンテナ装置11、給電線を使用した場合の本実施例による電話用のアンテナ12のアンテナ性能を評価した。図3は、その評価結果を示している。尚、評価は、800MHzの周波数帯域を使用し、2.5メートルの長さの給電線を使用し、アンテナ或いはアンテナ装置を自動車に搭載させた状態で自動車を360度回転させ、そのときの水平面内(仰角0度方向)の平均利得を測定することによって行ったもので、平均利得が高い値ほどアンテナ性能が優れていることを示すものである。
【0021】
図3から明らかにように、本実施例による自動車電話機用アンテナ装置11によるアンテナ性能は、従来のトランクポールアンテナ比「−1dB」であり、従来のガラスプリントアンテナ比「+5dB」である。ここで、従来のトランクポールアンテナ比「−1dB」は、アンテナの設置場所による差が従来のトランクポールアンテナ比「−2dB」であり、アンテナ自体の放射効率による差が従来のトランクポールアンテナ比「−1dB」であり、給電線の伝送損失による差が従来のトランクポールアンテナ比「+2dB」であることに依存している。また、1500MHzの周波数帯域、2000MHzの周波数帯域であれば、給電線の伝送損失が大きくなるので、その分、本実施例による自動車電話機用アンテナ装置11のアンテナ性能は、高められることになる。
【0022】
以上に説明したように第1実施例によれば、電話用のアンテナ12と無線機13とを一体化し、電話用のアンテナ12にあって送受信兼用のアンテナエレメント15の給電点25と無線機13側の電話用のRF入出力点26とを直接接続すると共に、受信専用のアンテナエレメント17の給電点27と無線機13側の電話用のRF入力点28とを直接接続するように構成したので、従来のトランクポールアンテナおよびガラスプリントアンテナとは異なって、電話用のアンテナ12と無線機13との間を接続するための給電線を不要とすることができ、これによって、トランクポールアンテナおよびガラスプリントアンテナを使用した場合の給電線に起因して発生し得る種々の問題を解決することができる。また、自動車19の車室30内であって電波環境の良い場所に設置することにより、トランクポールアンテナに固有の問題を解決することができ、窓ガラスに埋設しないことにより、ガラスプリントアンテナに固有の問題を解決することができる。
【0023】
また、車室30内のリアトレイ31上やインストルメントパネル上に設置可能に構成したので、車室30内にあって電波環境が最も優れている場所の一つであるリアトレイ31上やインストルメントパネル上に設置することにより、その分、アンテナ性能を高めることができる。
【0024】
さらに、送受信兼用のアンテナエレメント15および受信専用のアンテナエレメント17として全高が比較的低い周知の逆Fアンテナを採用したので、車室30内のリアトレイ31上に設置した場合であっても、全高が比較的低い分、後方視界を良好に確保することができる。
【0025】
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2実施例について、図4および図5を参照して説明する。尚、上記した第1実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下、異なる部分について説明する。
この第2実施例は、上記した第1実施例で説明した自動車電話機用アンテナ装置11にGPSアンテナ機能を付加したものである。すなわち、図4において、自動車電話機用アンテナ装置41は、電話用のアンテナ42と、GPS用のアンテナ43と、増幅器44(本発明でいう増幅手段)と、無線機45とが一体となって構成されており、その分、第1実施例で説明した自動車電話機用アンテナ装置11と比較すると、全体の長手方向の寸法が大きく構成されている。
【0026】
まず、電話用のアンテナ42について説明する。電話用のアンテナ42において、電話用のグランド板46の一端側には、第1実施例で説明した送受信兼用のアンテナエレメント15が給電板15cの下端部と電話用のグランド板46との間に円柱状の樹脂16が介在されて立設されていると共に、電話用のグランド板46の略中央部には、第1実施例で説明した受信専用のアンテナエレメント17が給電板17cの下端部と電話用のグランド板46との間に円柱状の樹脂18が介在されて立設されている。この場合も、これら送受信兼用のアンテナエレメント15と受信兼用のアンテナエレメント17との間は、0.3λ(λは電波の波長を示す)程度の距離が確保されており、ダイバーシチ受信を良好に行うことが可能に構成されている。
【0027】
電話用のグランド板46の他端側には、立上がり部46aが形成されており、その立上がり部46aの上面部には、平板状の絶縁樹脂47が介在されてGPS用のグランド板48が配設されている。そして、GPS用のグランド板48の上面部には、周知のパッチアンテナからなるGPS用のアンテナ43が配設されており、立上がり部46aの下面部と無線機45の上面部との間には、GPS用のアンテナ43に接続している増幅器44が配設されている。
【0028】
次に、無線機45について説明する。無線機45は、第1実施例で説明した無線機13と同様にして、平坦な直方体状をなしており、その内部には、無線処理を行うための電子部品(図示せず)を実装した回路基板(図示せず)が配設されている。また、無線機45の一側面部45aには、第1実施例で説明した電源線19の一端部が接続されていると共に、雌型の16芯コネクタ21が埋設されており、この雌型の16芯コネクタ21には、信号線49の一端部のコネクタカバー50に埋設された雄型の16芯コネクタ51が装着されるようになっている。
【0029】
さて、ここでも、送受信兼用のアンテナエレメント15にあって給電板15cの下端部により構成される給電点25と無線機13側のRF入出力点26との間は、両者が電気的に直接接続されていると共に、受信専用のアンテナエレメント17にあって給電板17cの下端部により構成される給電点27と無線機13側のRF入出力点28との間も、両者が電気的に直接接続されている。そして、ここでは、増幅器44と無線機45側のGPS用のRF入出力点52との間も、両者が電気的に直接接続されている。
【0030】
そして、樹脂からなるカバー53は、電話用のアンテナ42にあってグランド板46、送受信兼用のアンテナエレメント15、受信専用のアンテナエレメント17およびGPS用のアンテナ43および増幅器44を覆うように無線機45にネジ止めされて取付られている。
【0031】
このように構成された自動車電話機用アンテナ装置41は、図4に示すように、第1実施例で説明した自動車電話機用アンテナ装置11と同様にして、自動車20の車室30内にあってリアトレイ31上に設置され、車室30内にあって例えばコンソールボックスの内部や周辺に設置された制御機(通信機)32およびGPS用の制御機(通信機)54との間で信号線49を通じて接続されるようになっている。
【0032】
以上に説明したように第2実施例によれば、GPS用のアンテナ43と増幅器44と無線機45とを一体化し、増幅器44と無線機45のGPS用のRF入出力点52とを直接接続するように構成したので、電話用のアンテナ42と無線機45との間を接続するための給電線を不要とすることに加えて、増幅器44と無線機45との間を接続するための給電線をも不要とすることができ、これによって、GPSアンテナ機能を備えた構成にも対応することができ、例えばGPSを利用した緊急通報システムや物流管理システムなどにも適用することができる。
【0033】
(その他の実施の形態)
本発明は、上記した実施例にのみ限定されるものでなく、次のように変形または拡張することができる。
逆Fアンテナの形状は、所望のアンテナ性能を得ることが可能なものであれば、他の形状であっても良い。
【0034】
無線機にあって送受信兼用のアンテナエレメント側の側面部に給電線が接続されると共に雌型の16芯コネクタが埋設される構成に限らず、第1実施例においては、無線機にあって受信専用のアンテナエレメント側の側面部に給電線が接続されると共に雌型の16芯コネクタが埋設される構成であっても良く、また、第2実施例においては、GPS用のアンテナ側の側面部に給電線が接続されると共に雌型の16芯コネクタが埋設される構成であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す外観斜視図
【図2】自動車に搭載された状態を示す図
【図3】評価結果を示す図
【図4】本発明の第2実施例を示す外観斜視図
【図5】図2相当図
【図6】従来例を示す図
【図7】他の従来例を示す図
【符号の説明】
図面中、11は自動車電話機用アンテナ装置、12は電話用のアンテナ、13は無線機(無線手段)、15は送受信兼用のアンテナエレメント、17は受信専用のアンテナエレメント、25は給電点、26は電話用のRF入出力点、27は給電点、28は電話用のRF入力点、30は車室、31はリアトレイ、41は自動車電話機用アンテナ装置、42は電話用のアンテナ、43はGPS用のアンテナ、44は増幅器(増幅手段)、45は無線機(無線手段)、46は電話用のグランド板、46aは立上がり部、48はGPS用のグランド板、52はGPS用のRF入出力点、53はカバーである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an antenna device for an automobile telephone mounted on an automobile.
[0002]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, a trunk pole antenna as shown in FIG. 6 has been provided as an antenna for a car phone mounted on a car. In FIG. 6, a
[0003]
In this case, since the
[0004]
However, since the
[0005]
On the other hand, a glass printed antenna as shown in FIG. 7 is provided as another automobile phone antenna mounted on an automobile. In FIG. 7, the glass printed antenna 9 is embedded in the
[0006]
In this case, the glass printed antenna 9 is embedded in the
[0007]
However, since the glass printed antenna 9 is embedded in the
[0008]
Further, the following problems are common to both the
[0009]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide an antenna device for a car phone that can solve various problems in a trunk pole antenna and a glass printed antenna.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to the antenna device for a car phone according to
[0011]
According to the antenna device for a car phone according to
[0012]
Further, according to the automobile telephone antenna device according to
[0013]
First, the
[0014]
On the other hand, on the other end side of the
[0015]
A distance of about 0.3λ (λ indicates the wavelength of the radio wave) is secured between the
[0016]
Next, the
[0017]
Now, in the
[0018]
A
[0019]
As shown in FIG. 2, the
[0020]
Here, the inventors have demonstrated the antenna performance of the conventional trunk pole antenna, the conventional glass printed antenna, the
[0021]
As is clear from FIG. 3, the antenna performance of the automobile
[0022]
As described above, according to the first embodiment, the
[0023]
In addition, since it can be installed on the
[0024]
Furthermore, since a well-known inverted-F antenna having a relatively low overall height is adopted as the
[0025]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. Hereinafter, different parts will be described.
In the second embodiment, a GPS antenna function is added to the
[0026]
First, the telephone antenna 42 will be described. In the telephone antenna 42, the transmitting / receiving
[0027]
A rising
[0028]
Next, the
[0029]
In this case as well, between the
[0030]
A
[0031]
As shown in FIG. 4, the car
[0032]
As described above, according to the second embodiment, the
[0033]
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified or expanded as follows.
The shape of the inverted F antenna may be other shapes as long as desired antenna performance can be obtained.
[0034]
The first embodiment is not limited to the configuration in which the feeder line is connected to the side surface portion on the side of the antenna element for both transmitting and receiving and the female 16-core connector is embedded in the wireless device. The feeder may be connected to the side surface on the side of the dedicated antenna element and the female 16-core connector may be embedded. In the second embodiment, the side surface on the side of the GPS antenna is used. A structure in which a feeder line is connected to the female and a female 16-core connector is embedded may be employed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external perspective view showing a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view showing a state mounted on an automobile. FIG. 3 is a view showing an evaluation result. FIG. 4 is a second embodiment of the invention. FIG. 5 is an equivalent perspective view of FIG. 2. FIG. 6 is a diagram showing a conventional example. FIG. 7 is a diagram showing another conventional example.
In the drawings, 11 is an antenna device for an automobile telephone, 12 is an antenna for a telephone, 13 is a radio (wireless means), 15 is an antenna element for both transmission and reception, 17 is an antenna element dedicated to reception, 25 is a feeding point, and 26 is a feeding point. RF input / output point for telephone, 27 is a feeding point, 28 is an RF input point for telephone, 30 is a passenger compartment, 31 is a rear tray, 41 is an antenna device for an automobile telephone, 42 is an antenna for a telephone, 43 is for GPS , 44 is an amplifier (amplifying means), 45 is a radio (wireless means), 46 is a ground plate for telephone, 46a is a rising portion, 48 is a ground plate for GPS , 52 is an RF input / output point for
Claims (2)
前記電話用のアンテナと前記GPS用のアンテナと前記無線手段とを一体化し、前記電話用のアンテナのアンテナエレメントの給電点と前記無線手段の電話用のRF入出力点とを直接接続し、前記電話用のアンテナと前記GPSのアンテナとを覆うカバーに前記無線手段を直接取り付け、
前記電話用のアンテナのアンテナエレメントを電話用グランド板上に設け、
さらに前記電話用グランド板に立ち上がり部を一体に形成し、その立ち上がり部の上面部にGPS用のグランド板を設けて前記GPS用のアンテナを前記GPS用のグランド板上に設けることで、前記GPS用のアンテナを前記電話用グランド板よりも高く且つ前記電話用のアンテナのアンテナエレメントよりも低い位置に設けたことを特徴とする自動車電話機用アンテナ装置。A telephone antenna having an antenna element, a GPS antenna, and wireless means for performing wireless processing;
The telephone antenna, the GPS antenna, and the wireless means are integrated, and a feeding point of an antenna element of the telephone antenna is directly connected to an RF input / output point for the telephone of the wireless means, The wireless means is directly attached to a cover that covers a telephone antenna and a GPS antenna ,
An antenna element for the telephone antenna is provided on the telephone ground plate,
Further, a rising portion is integrally formed on the telephone ground plate, a GPS ground plate is provided on the upper surface of the rising portion, and the GPS antenna is provided on the GPS ground plate. An antenna device for a car phone, wherein the antenna for a telephone is provided at a position higher than the ground plate for the telephone and lower than an antenna element of the antenna for the telephone.
前記電話用のアンテナと、前記GPS用のアンテナと前記増幅手段と前記無線手段とを一体化し、前記増幅手段と前記無線手段のGPS用のRF入出力点とを直接接続したことを特徴とする請求項1記載の自動車電話機用アンテナ装置。Amplifying means connected to the GPS antenna,
The telephone antenna, the GPS antenna, the amplification means, and the wireless means are integrated, and the amplification means and the GPS RF input / output point of the wireless means are directly connected. The antenna device for a car telephone according to claim 1.
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