JP4319045B2

JP4319045B2 - 受信ユニット

Info

Publication number: JP4319045B2
Application number: JP2004000724A
Authority: JP
Inventors: 宏康松井; 荘志國井
Original assignee: Clarion Co Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd; Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-01-06
Filing date: 2004-01-06
Publication date: 2009-08-26
Anticipated expiration: 2024-01-06
Also published as: JP2005197898A

Description

この発明は、それぞれ異なる周波数帯域の電波を受信可能な複数のアンテナ部及び受信した信号を処理する信号処理部を備えた受信ユニットに関する。

従来より、例えば車両等に搭載される車載器には、ＡＭ／ＦＭラジオ放送の電波を受信する為の受信ユニットが備えられている。しかしながら近年、車載器にはＡＭ／ＦＭラジオ以外にも様々な電波を用いた送受信を行うことが考えられ、これに伴い、該車載器に設けられるアンテナエレメントも複数種類必要とされるようになってきている。ここでいう電波を用いた送受信には、ナビゲーション装置に用いられるＧＰＳ電波の受信や、ＥＴＣ装置におけるデータ送受信、サテライト放送の送受信、Bluetooth（登録商標）規格によるデータの送受信があり、一部のものは実用され、また一部のものは実用の為の研究開発が行われている。例えば特許文献１には、複数の受信部（特許文献１ではアンテナユニットと記載）を車両に内蔵した発明が開示されている。
特開特開２００２−３３７６１２号公報

しかしながら上記特許文献１の如く複数の受信部を近接して配置すると、互いの受信部間で電波や電気信号が干渉してこれらの受信部に悪影響を及ぼすことがある。具体的に説明すると、例えば、比較的低周波であるＡＭ／ＦＭラジオ放送の電波を受信する受信部と、比較的高周波であるサテライトラジオ放送の電波を受信する受信部とが近接して配置されている場合、ＡＭ／ＦＭ用の受信部は、ＡＭ／ＦＭラジオ放送の電波だけでなく、サテライト用の受信部の電子機器（例えばチューナ）から発生されている電気信号であって、ＡＭ／ＦＭラジオ放送の電波と同様の周波数帯域の電気信号（すなわちノイズ）も受信してしまう。

そこで、このような事態を解消する為に、これら受信部間に金属の遮蔽板を設置することが考えられる。このように遮蔽板を設置することにより、各受信部間で起こり得る上述の如きノイズ干渉を防止できると考えられる。

ところが受信部間に遮蔽板を設置すると、この遮蔽板は、上述のノイズだけでなく、遮蔽板方向からサテライト用の受信部側に伝搬されてくる、サテライトラジオ放送の電波も遮蔽してしまう。従って、遮蔽板を設置することによりノイズ耐性を向上させると、代償として受信部の利得を低下させてしまうという不利益があった。

そこで、本発明は上記の事情に鑑み、複数の受信部が近接して配置された受信ユニットであって、ノイズ耐性を向上させつつ、受信部の利得の低下を抑えることができる受信ユニットを提供することを目的とする。

上記の課題を解決する本発明の一態様に係る受信ユニットには、所定の周波数帯域の電波を受信可能なアンテナ部と、該アンテナ部で受信した電波を処理する信号処理部とを有した受信部であって、それぞれ異なる周波数帯域の電波を受信して処理する受信部が複数設けられ、さらに、隣接して配置された各受信部の間に電波を遮蔽する為の遮蔽板が配置され、いずれか一方の周波数帯域の電波のみが該各受信部の間を通過できるよう該遮蔽板に少なくとも１つの開口部が形成されている。従って、遮蔽板に遮蔽される周波数帯域の電波を受信可能な受信部は、遮蔽板を通過する周波数帯域の電波を受信可能な受信部から発生されるノイズを受信し難くなる。また、遮蔽板を通過する周波数帯域の電波を受信可能な受信部は、遮蔽板に開口部が形成されたことにより、自己に伝搬してくる電波を、該遮蔽板によって遮蔽されることなく良好に受信することができる。

また、上記の課題を解決する本発明の一態様に係る受信ユニットは、第１の周波数帯域の電波を受信可能な第１のアンテナ部を有した第１の受信部と、該第１の周波数帯域より高い第２の周波数帯域の電波を受信可能な第２のアンテナ部、及び該第２のアンテナ部で受信した電波を可聴周波数に変換するチューナを有した第２の受信部と、該第１のアンテナ部と該第２のアンテナ部との間に配置された、電波を遮蔽する為の遮蔽板とを備えたユニットであり、該第２の周波数帯域の電波を通過させつつ該チューナから発生されるノイズを遮蔽するよう遮蔽板に少なくとも１つの開口部を形成している。このような開口部を配置することにより、第１の受信部は、チューナから発生されるノイズを受信し難くなる。また、第２の受信部は、遮蔽板に開口部が形成されたことにより、自己に伝搬してくる電波を、該遮蔽板によって遮蔽されることなく良好に受信することができる。

また、上記受信ユニットにおいて、第１の周波数帯域の電波の波長をλ_１とし、第２の周波数帯域の電波の波長をλ_２とし、開口部の最大開口距離をＬとしたとき、

を満たすことが好ましい。

また、上記受信ユニットにおいて、第１の周波数帯域はＡＭ／ＦＭ電波を含んでいてもよい。また、第２の周波数帯域はサテライト放送の電波を含んでいてもよい。

本発明の受信ユニットによると、いずれか一方の周波数帯域の電波のみが各受信部の間を通過できるよう遮蔽板に少なくとも１つの開口部を形成している。従って、遮蔽板に遮蔽される周波数帯域の電波を受信可能な受信部は、遮蔽板を通過する周波数帯域の電波を受信可能な受信部から発生されるノイズを受信し難くなる。また、遮蔽板を通過する周波数帯域の電波を受信可能な受信部は、遮蔽板に開口部が形成されたことにより、自己に伝搬されてくる電波を、該遮蔽板によって遮蔽されることなく良好に受信することができる。

本発明の実施形態の受信ユニット１００は、車両に搭載されている車載器に備えられたユニットであって、ＡＭ／ＦＭラジオ放送の電波を受信する機能と、サテライトラジオ放送の電波を受信する機能とを有した複合アンテナを備えたユニットである。

図１は、本実施形態の受信ユニット１００の概略構成を示した構成図である。また、図２は、本実施形態の受信ユニット１００の特徴部分である遮蔽板を拡大して示した拡大図である。以下に、図１及び図２を参照して、受信ユニット１００の構成及び作用について説明する。

受信ユニット１００は、種々のパーツを支持する図示しないハウジングの内部に固定されている。説明を加えると、ハウジング内には、ＡＭ／ＦＭラジオ放送の電波を受信して処理する為の第１の受信部２０と、ＡＭ／ＦＭラジオ放送の電波より高い周波数帯域のサテライトラジオ放送の電波を受信して処理する為の第２の受信部３０と、第１の受信部２０と第２の受信部３０との間に配置された本実施形態の特徴部分である遮蔽板４０とが支持されている。受信ユニット１００は、ハウジングを介して車両内に固定されている。

図１に示すように、第１の受信部２０は、ロッドアンテナ２１と、取付部材２２と、回路基板２３と、取付ネジ２４と、ＡＭ／ＦＭ用チューナ２５とを有している。

ロッドアンテナ２１は、周知の伸縮自在な構造を有したエレメントであって、ＡＭ／ＦＭラジオ放送の電波を受信する為のエレメント２１ａと、エレメント２１ａを回動中心Ｏで回動自在に支持した回動部２１ｂと、取付部材２２と接触される接触部２１ｃと、接触部２１ｃに設けられた穴部２１ｄとを有している。なお、別の実施形態では、ロッドアンテナ２１を、伸縮自在でないエレメントに置き換えてもよい。

また、取付部材２２は、一枚の金属に、プレス加工を施し、さらに曲げ処理を施すことによって形成された導電性を有する金物部材である。取付部材２２は、ロッドアンテナ２１と回路基板２３との中継部材として機能するものであり、ロッドアンテナ２１側から伝送されてくる電気信号を、回路基板２３側に伝送する機能（給電導体としての機能）を果たす。取付部材２２は図１の紙面と直交する方向に面を有しており、該面には、ロッドアンテナ２１の穴部２１ｄと同径である穴部２２ａが形成されている。また、図１の紙面と平行な方向に面を有しており、該面上の穴部２２ａと対向する側の端部には、細長く突出した挿入部２２ｂが形成されている。

ロッドアンテナ２１と取付部材２２は、穴部２１ｄ及び穴部２２ａにねじ込まれる取付ネジ２４により、互いが接触状態となり、電気的に接続された状態となる。なお、これらロッドアンテナ２１と取付部材２２は、半田付けにより電気的に接続されてもよい。

回路基板２３は、ロッドアンテナ２１を含む種々の素子が実装される基板である。回路基板２３は、その内壁が導電性を有するスルーホール２３ａを有している。取付部材２２と回路基板２３は、取付部材２２の挿入部２２ｃをスルーホール２３ａに挿通させることにより、互いが接触状態となり、電気的に接続された状態となる。

回路基板２３の面であって、取付部材２２が接続されている面の反対側の面には、ＡＭ／ＦＭ用チューナ２５が接続されている。ＡＭ／ＦＭ用チューナ２５は、ロッドアンテナ２１により受信され、取付部材２２、及び回路基板２３を介して伝送されてくる電気信号に所定の処理を施して、該信号を可聴周波数に復調する信号処理装置である。すなわちＡＭ／ＦＭラジオ放送の電波は、ＡＭ／ＦＭ用チューナ２５に処理されることによって初めて音声に変換される。

図１に示すように、第２の受信部３０は、エレメント３１と、回路基板３２と、サテライト用チューナ３３とを有している。第２の受信部３０はサテライトラジオ放送の電波を受信する装置である為、受信媒体であるエレメント３１は、ＡＭ／ＦＭラジオ放送の電波を受信するエレメント２１ａに比べて短く形成されている。

回路基板３２の面であって、エレメント３１が実装されている面の反対側の面には、サテライト用チューナ３３が接続されている。サテライト用チューナ３３は、エレメント３１により受信され伝送されてくる電気信号に所定の処理を施して、該信号を可聴周波数に復調する信号処理装置である。すなわちサテライトラジオ放送の電波は、サテライト用チューナ３３に処理されることによって初めて可聴音に変換される。

第２の受信部３０は第１の受信部２０より高い周波数帯域の電波を受信して処理する装置である為、サテライト用チューナ３３では、ＡＭ／ＦＭ用チューナ２５より高い周波数帯域の電気信号が処理される。ところが該信号の処理の際にサテライト用チューナ３３内の電子回路から発生するノイズには、ＡＭ／ＦＭラジオ放送の電波と同様の周波数帯域の信号（以下、ノイズと略記）が含まれている。従って、このノイズがサテライト用チューナ３３から出力されエレメント３１を介して外部に放射された場合、この放射されたノイズは、ロッドアンテナ２１に受信されてしまう。そのためＡＭ／ＦＭ用チューナ２５で復調される電気信号にノイズが混ざってしまい、復調された音声等にノイズが混じって出力されてしまうことがあった。

そこで、従来考え得る対策方法として、第１の受信部２０と第２の受信部３０との間に金属製の遮蔽板を配置するという方法があった。このように両受信部の間に遮蔽板を配置すると、両受信部間を伝搬する電波や電気信号は、この遮蔽板により遮蔽される。従って上述したノイズによる音声等の劣化は軽減される。

ところがこのような遮蔽板は、ノイズだけでなく、各受信部が受信すべき電波（ここではＡＭ／ＦＭラジオ放送の電波やサテライトラジオ放送の電波）も遮蔽してしまう。具体的に説明すると、第２の受信部３０の場合、このような遮蔽板は、遮蔽板が設置されている方向から第２の受信部３０側に伝搬されてくる電波を遮蔽してしまう。従って両受信部間に遮蔽板を配置すると上述したノイズに対する耐性は向上するが、これら受信部の利得は低下してしまっていた。

本実施形態の受信ユニット１００では、ノイズに対する耐性を向上させつつ受信部の利得低下を軽減させる為に、第１の受信部２０と第２の受信部３０との間に金属製の遮蔽板４０を配置し、この遮蔽板４０に、本実施形態の受信ユニット１００の特徴部分であるスリット状の開口部４０ａを形成している。

図２に示すように本実施形態では、開口部４０ａは、対角線の長さがＬの直方形であり、遮蔽板４０に４つ形成されている。なお、この対角線の長さＬは、開口部４０ａの中で最も長い開口となっている。この対角線の長さＬを、以下、最大開口距離Ｌと称する。

第１の受信部２０の受信周波数帯域の波長をλ_１（以下、第１の波長λ_１）とし、第２の受信部３０の受信周波数帯域の波長をλ_２（以下、第２の波長λ_２）としたとき、最大開口距離Ｌは、以下の式を満たしている。

なお、第１の受信部２０の受信周波数帯域は第２の受信部３０の受信周波数帯域よりも低い周波数帯域である為、第１の波長λ_１は、第２の波長λ_２よりも長波長となる。

最大開口距離Ｌが上記数３の式を満たしているとき、これら開口部４０ａは、隣接している受信部のうち、いずれか一方の受信部が受信可能な周波数帯域の電波のみを通過させ、もう一方の受信部が受信可能な周波数帯域の電波を遮蔽する機能を果たすことができる。本実施形態では、開口部４０ａは、サテライトラジオ放送の電波の周波数帯域を通過させ、ＡＭ／ＦＭラジオ放送の電波の周波数帯域を遮蔽することができる。

具体的に説明すると、最大開口距離Ｌは第２の波長λ_２より大きい為、開口部４０ａは、第２の波長λ_２を通過させることができる。従って、本実施形態では遮蔽板４０が設置されたにも関わらず、第２の受信部３０の受信周波数帯域である第２の波長λ_２はこの遮蔽板４０を通過する為、ただ単に遮蔽板を配置したときと比較して、第２の受信部３０の利得の低下は軽減され、良好に電波を受信することができる。

また、周知の事実として、大気中を伝搬する電波は、自身の波長／２のサイズの開口を境界として該開口を通過する特性が変化する。説明を加えると、一般に、電波は、自身の波長／２以下のサイズの開口に対して通過し難い特性を有しており、自身の波長／２を超えたサイズの開口に対しては比較的通過する特性を有している（例えば、http://www.mwave-lab.jp/waveguide.htm参照）。実施形態では最大開口距離Ｌが第１の波長λ_１／２より小さい為、開口部４０ａは、第１の波長λ_１を通過させ難くしている。従って、第２の受信部３０側の電子機器（例えばサテライト用チューナ３３）で発生したノイズのうち、第１の波長λ_１近傍の周波数帯域の信号は、遮蔽板４０により遮断され易い。この結果、第２の受信部側から第１の受信部側にノイズが入力し難くなり、第１の受信部のノイズ耐性が向上する。

以上が本発明の実施形態である。本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく様々な範囲で変形が可能である。

なお、本実施形態では遮蔽板４０に形成されている開口部４０ａの形状は直方形であるが、別の実施形態ではこれら開口部４０ａの形状は、円形の穴であっても楕円形の穴であってもよい。遮蔽板４０に円形の穴が形成されている場合、最大開口距離Ｌは、該円形の直径に該当する。また、遮蔽板４０に楕円形の穴が形成されている場合、最大開口距離Ｌは、該楕円形の長軸に該当する。

また、本実施形態では遮蔽板４０に形成されている開口部４０ａの数は４つであるが、別の実施形態ではこれら開口部４０ａの数は４つに限定されることはない。開口部４０ａの数は、例えば１つであっても８つであってもよい。

また、本実施形態では、第１の受信部２０がＡＭ／ＦＭラジオ放送の電波を受信する受信部であり、第２の受信部３０がサテライトラジオ放送の電波を受信する受信部であるが、本発明はこれらに限定されることはない。例えば第１の受信部２０は、テレビ放送の電波を受信する受信部であってもよい。また、第２の受信部３０は、ＧＰＳ信号を受信する受信部であってもよいし、ＥＴＣのデータの送受信をする受信部であってもよいし、Bluetoothの規格に則った受信部であってもよいし、携帯電話のデータの送受信をする受信部であってもよい。

また、本実施形態では、受信ユニットに備えられている受信部は第１の受信部２０と第２の受信部３０の２つの受信であるが、別の実施形態の受信ユニットではより多くの受信部を設けてもよい。その場合であっても、本実施形態と同様の構成を採用することにより、受信ユニットの利得低下を軽減させることができる。

また、第２の受信部３０は、図１に示したようなエレメント３１を備えたアンテナとして構成されているが、別の実施形態では平面アンテナを備えたものであってもよい。

本発明の実施形態の受信ユニットの概略構成を示した構成図である。本発明の実施形態の受信ユニットの特徴部分である遮蔽板を拡大して示した拡大図である。

符号の説明

２０第１のアンテナ部
３０第２のアンテナ部
４０遮蔽板
４０ａ開口部

Claims

所定の周波数帯域の電波を受信可能なアンテナ部と、該アンテナ部で受信した電波を処理する信号処理部と、を有した受信部であって、それぞれ異なる周波数帯域の電波を受信して処理する受信部が複数設けられ、
さらに、隣接して配置された各受信部の間に電波を遮蔽する為の遮蔽板を配置し、いずれか一方の周波数帯域の電波のみが該各受信部の間を通過できるよう該遮蔽板に少なくとも１つの開口部を形成したこと、を特徴とする受信ユニット。
第１の周波数帯域の電波を受信可能な第１のアンテナ部を有した第１の受信部と、
前記第１の周波数帯域より高い第２の周波数帯域の電波を受信可能な第２のアンテナ部と、該第２のアンテナ部で受信した電波を可聴周波数に変換するチューナと、を有した第２の受信部と、
前記第１のアンテナ部と前記第２のアンテナ部との間に配置された、電波を遮蔽する為の遮蔽板と、を備えた受信ユニットであって、
前記第２の周波数帯域の電波を通過させつつ前記チューナから発生されるノイズを遮蔽するよう前記遮蔽板に少なくとも１つの開口部を形成したこと、を特徴とする受信ユニット。
前記第１の周波数帯域の電波の波長をλ_１とし、前記第２の周波数帯域の電波の波長をλ_２とし、前記開口部の最大開口距離をＬとしたとき、

を満たすこと、を特徴とする請求項２に記載の受信ユニット。
前記第１の周波数帯域は、ＡＭ／ＦＭ電波の周波数帯域を含むこと、を特徴とする請求項２または請求項３のいずれかに記載の受信ユニット。
前記第２の周波数帯域は、サテライト放送の電波の周波数帯域を含むこと、を特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の受信ユニット。