JP4626547B2 - 車載用誘電体アンテナ及びそのアンテナエレメントの共振周波数調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、アンテナエレメントから見て電波の放射・到来方向を覆うようにレドームがケースに組付けられてアンテナアッセンブリ状態とされる車載用誘電体アンテナ及びそのアンテナエレメントの共振周波数調整方法に関する。

複数のアンテナを１パッケージ化したものとして、ＶＩＣＳ（登録商標）光ビーコンが組込まれた車載用誘電体アンテナが供されている（例えば特許文献１参照）。
特開２０００−３３１２８８号公報

ところで、例えばＧＰＳアンテナなどの誘電体アンテナでは、アンテナアッセンブリ状態で最適なアンテナ特性が得られるようにアンテナエレメント（電極）を調整し、そのアンテナエレメントを調整した誘電体アンテナをケースに収容し、レドームをケースに組付けてアンテナアッセンブリ状態としていた。

しかしながら、アンテナアッセンブリ状態で最適なアンテナ特性が得られるようにアンテナエレメントを調整するものでは、新規なアンテナアッセンブリを設計する毎にアンテナアッセンブリのサイズや形状に応じてアンテナエレメントを調整する必要があり、そのため、アンテナエレメントが多品種となってしまい、その管理及び設計が複雑化してしまうという問題がある。一方、アンテナエレメントを調整しないようにすると、アンテナアッセンブリのサイズや形状を同じような構造にしなければならず、アンテナアッセンブリの設計自由度が小さくなるという問題がある。

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、アンテナエレメントが多品種となってしまうことを未然に回避することができ、しかも、アンテナアッセンブリの設計自由度を高めることができる車載用誘電体アンテナ及びそのアンテナエレメントの調整方法を提供することにある。

請求項１に記載した車載用誘電体アンテナによれば、アンテナエレメントから見て電波の放射・到来方向を覆うようにレドームがケースに組付けられてアンテナアッセンブリ状態とされるものであって、レドームの内側に当該レドームと一体的に爪部が形成され、レドームの内側で電波の経路上に前記アンテナエレメントの共振周波数を調整するための誘電部材が爪部に着脱可能に引掛けられて組付けられるように構成したので、誘電部材の配置位置（アンテナエレメントとの距離）を調整したり材質を変更したりすることにより、アンテナエレメントを調整する必要なく、アンテナアッセンブリ状態で最適なアンテナ特性を得ることができる。これにより、新規なアンテナアッセンブリを設計する毎にアンテナエレメントを調整する必要がなくなり、アンテナエレメントが多品種となってしまうことを未然に回避することができ、しかも、アンテナアッセンブリの設計自由度を高めることができる。

請求項２に記載した車載用誘電体アンテナのアンテナエレメントの共振周波数調整方法によれば、車載用誘電体アンテナのアンテナエレメントから見て電波の放射・到来方向を覆うようにレドームをケースに組付けてアンテナアッセンブリ状態とする際に、レドームの内側で電波の経路上に前記アンテナエレメントの共振周波数を調整するための誘電部材を当該レドームと一体的に形成された爪部に着脱可能に引掛けて組付け、その誘電部材を組付けたレドームをケースに組付けてアンテナアッセンブリ状態とするようにしたので、上記した請求項１に記載したものと同様にして、アンテナエレメントが多品種となってしまうことを未然に回避することができ、しかも、アンテナアッセンブリの設計自由度を高めることができる。

以下、本発明を、ＧＰＳアンテナ、ＶＩＣＳ電波ビーコンアンテナ及びＶＩＣＳ光ビーコンが１パッケージ化されてなる車載統合アンテナに適用した一実施形態について、図面を参照して説明する。

車載統合アンテナ１は、上側が開口したケース２に、ＧＰＳアンテナ３（本発明でいう車載用誘電体アンテナ）、ＶＩＣＳ電波ビーコンアンテナ４及びＶＩＣＳ光ビーコン５が収容され、それらＧＰＳアンテナ３、ＶＩＣＳ電波ビーコンアンテナ４及びＶＩＣＳ光ビーコン５を上側から覆うようにレドーム６がケース２に組付けられて構成されている。
ＧＰＳアンテナ３は、例えば樹脂からなる矩形形状の誘電体７の上面に金属板材からなるアンテナエレメント（電極）８が搭載されている誘電体アンテナから構成され、メイン基板９の表面９ａ側に搭載されている。この場合、ＧＰＳ衛星から放射されたＧＰＳ電波の到来方向が天頂方向であることから、車載統合アンテナ１がアンテナアッセンブリ状態ではアンテナエレメント８のエレメント面（電極面）８ａが天頂方向を向くように車両に搭載される。

ＶＩＣＳ電波ビーコンアンテナ４は、そのエレメント１０が屈曲されて低姿勢に成形されている折返しモノポールアンテナから構成され、台座１１により機械的に支持された状態でメイン基板９の表面９ａ側に搭載されている。この場合、台座１１は、その下方に突出する２つの嵌合部１１ａ，１１ｂがメイン基板９の嵌合穴部９ｃ，９ｄに嵌合されてメイン基板９に固定されている。
ＶＩＣＳ光ビーコン５は、３個のＬＥＤ（ライト・エミッティング・ダイオード）１２〜１４と１個のＰＤ（フォト・ダイオード）１５とから構成され（図５参照）、メイン基板９に対して所定角度で傾斜されているサブ基板１６の表面１６ａ側に搭載されている。サブ基板１６の表面１６ａ側には接続コネクタ１７が搭載されていると共に、メイン基板９の裏面９ｂ側には接続コネクタ（図示せず）が搭載されており、これら接続コネクタに接続ケーブル（図示せず）が装着されることにより、メイン基板９とサブ基板１６とが電気的に接続（導通）される。

また、メイン基板９の裏面９ｂ側には、後述するアンプやバンドパスフィルタやダイプレクサなどの電子回路が実装されており、それら電子回路はシールドケース１８内に収容されて周囲から絶縁されている。尚、メイン基板９は、ケース２に形成されている爪部２ａ，２ｂに引掛けられて固定されており、サブ基板１６は、ケース２に形成されている爪部２ｃ，２ｄに引掛けられて固定されている。

図５は、上記した車載統合アンテナ１の電気回路図を示している。車載統合アンテナ１は、電源部２１、ＧＰＳアンテナ部２２、ＶＩＣＳ電波ビーコンアンテナ部２３及びＶＩＣＳ光ビーコン部２４から構成されている。
電源部２１には、その電源・信号入出力端子２５からコンデンサ２６を介してＧＰＳアンテナ部２２及びＶＩＣＳ電波ビーコンアンテナ部２３用の信号入出力端子２７が設けられていると共に、その電源・信号入出力端子２５からストリップライン２８及びコンデンサ２９を介してＶＩＣＳ光ビーコン部２４用の信号入出力端子３０が設けられている。

また、電源部２１には、その電源・信号入出力端子２５からストリップライン２８及びコイル３１を介してＶＩＣＳ光ビーコン部２４用の電源端子３２が設けられていると共に、その電源・信号入出力端子２５からストリップライン２８、コイル３１及び３端子レギュレータ３３を介して第１のアンプ３４及び第２のアンプ３５用の電源端子３６が設けられている。

ＧＰＳアンテナ部２２において、ＧＰＳアンテナ３は、第１のアンプ３４、バンドパスフィルタ３７、第２のアンプ３５、ダイプレクサ３８及びアッテネータ３９を介して電源部２１の信号入出力端子２７に接続されている。この場合、第１のアンプ３４及び第２のアンプ３５は、３端子レギュレータ３３から電源端子３６を介して動作電源が供給される。また、ＶＩＣＳ電波ビーコンアンテナ部２３において、ＶＩＣＳ電波ビーコンアンテナ４は、ダイプレクサ３８及びアッテネータ３９を介して電源部２１の信号入出力端子２７に接続されている。

ＶＩＣＳ光ビーコン部２４において、上記した３個のＬＥＤ１２〜１４及び１個のＰＤ１５は、サブ基板１６側の接続コネクタ１７とメイン基板９側の接続コネクタ４０とに接続ケーブル４１が装着されている状態で、それら接続コネクタ１７、接続ケーブル４１及び接続コネクタ４０を介して多重合成回路４２に接続されている。また、多重合成回路４２は、その信号入出力端子が電源部２１の信号入出力端子３０に接続されていると共に、その電源端子が電源部２１の電源端子３２に接続されている。

さて、上記したレドーム６は、図４に示すように、その傾斜した天井内壁部６ａに垂下がるように垂下がり壁部５１，５２が一体的に形成されており、４箇所で爪部５３ａ〜５３ｄが一体的に形成されている。そして、平板形状の誘電部材５４は、レドーム６がケース２に正常に組付けられたときにＧＰＳアンテナ３のアンテナエレメント８のエレメント面８ａから所定間隔を存して、そのエレメント面８ａの上側全体を覆うように、つまり、車載統合アンテナ１がアンテナアッセンブリ状態（図３に示す状態）とされて車両に搭載されたときのＧＰＳ電波の経路上に爪部５３ａ〜５３ｄに着脱可能に引掛けられて組付けられる。

このとき、ＧＰＳアンテナ３のアンテナ特性は、誘電部材５４がＧＰＳ電波の経路上に配置されることにより、誘電部材５４の影響を受けることになる。また、誘電部材５４の配置位置（アンテナエレメント８との距離）を調整したり材質を変更したりすることにより、所望のアンテナ特性を得ることができる。尚、このように誘電部材５４の配置位置を調整したり材質を変更したりすることにより、所望のアンテナ特性を得ることができるが、誘電部材５４を配置することにより、アンテナエレメント８の共振周波数は低下するので、元々のアンテナエレメント８の共振周波数は所望周波数よりも高く設定しておく必要がある。

上記した構成において、アンテナアッセンブリ状態とするには、ＧＰＳアンテナ３、ＶＩＣＳ電波ビーコンアンテナ４及びＶＩＣＳ光ビーコン５をケース２に収容した後に、誘電部材５４を爪部５３ａ〜５３ｄに引掛けてレドーム６に組付け、誘電部材５４が組付けられたレドーム６をＧＰＳアンテナ３、ＶＩＣＳ電波ビーコンアンテナ４及びＶＩＣＳ光ビーコン５を上側から覆うようにケース２に組付けることにより、アンテナアッセンブリ状態とすることができる。

以上に説明したように本実施形態によれば、車載統合アンテナ１において、レドーム６の内側でＧＰＳ電波の経路上に誘電部材５４が着脱可能に組付けられるように構成したので、誘電部材５４の配置位置を調整したり材質を変更したりすることにより、アンテナエレメント８を調整する必要なく、アンテナアッセンブリ状態で最適なアンテナ特性を得ることができ、これにより、アンテナエレメント８が多品種となってしまうことを未然に回避することができ、しかも、アンテナアッセンブリの設計自由度を高めることができる。

本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形または拡張することができる。
ケースに収容されるアンテナは、ＧＰＳアンテナ、ＶＩＣＳ電波ビーコンアンテナ及びＶＩＣＳ光ビーコンに限らず、ＥＴＣアンテナ、北米市場向けのＸＭアンテナやシリウスアンテナなどの他のアンテナであっても良い。また、ケースに収容されるアンテナは、複数に限らず、１つであっても良い。
誘電部材は、平板形状に限らず、他の形状であっても良い。

本発明の一実施形態を示すもので、分解した態様を示す斜視図 レドームがケースに組付けられる前の態様を示す斜視図 レドームがケースに組付けられた後の態様を示す斜視図 レドームを裏側から見たもので、誘電部材がレドームに組付けられた態様を示す斜視図 電気回路図

符号の説明

図面中、２はケース、３はＧＰＳアンテナ（車載用誘電体アンテナ）、６はレドーム、８はアンテナエレメント、５４は誘電部材である。

Claims (2)

1. アンテナエレメントから見て電波の放射・到来方向を覆うようにレドームがケースに組付けられてアンテナアッセンブリ状態とされる車載用誘電体アンテナであって、
   前記レドームの内側に当該レドームと一体的に爪部が形成され、前記レドームの内側で電波の経路上に前記アンテナエレメントの共振周波数を調整するための誘電部材が前記爪部に着脱可能に引掛けられて組付けられることを特徴とする車載用誘電体アンテナ。
2. 車載用誘電体アンテナのアンテナエレメントから見て電波の放射・到来方向を覆うようにレドームをケースに組付けてアンテナアッセンブリ状態とする際に、前記レドームの内側で電波の経路上に前記アンテナエレメントの共振周波数を調整するための誘電部材を当該レドームと一体的に形成された爪部に着脱可能に引掛けて組付け、その誘電部材を組付けたレドームをケースに組付けてアンテナアッセンブリ状態とすることを特徴とする車載用誘電体アンテナのアンテナエレメントの共振周波数調整方法。

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