JP5585129B2 - 車両の受信アンテナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載されて少なくとも車両外から送信された信号を受信する車両の受信アンテナ装置に関するものである。

従来、下記特許文献１に示されるように、アンテナ回路の接地電位となる基板グランドを有する基板回路と、該基板回路に設けられた給電点よりも回路基板の表面上に形成されて所定周波数を含む周波数帯で共振するアンテナ素子と、上記回路基板の裏面側に設けられて車両ボディと電気接続される導体のブラケットアースと、該ブラケットアースと基板グランドとを電気接続する結合部材とを有し、上記給電点と結合部材との距離が、上記周波数に対する波長の１／３０以下に設定された車載アンテナ装置が知られている。

特許第３７７２７８５号公報

上記特許文献１に開示された車載アンテナ装置では、ベースプレート（回路基板）上の給電点と結合部材との距離を信号波長の１／３０以下に設定して上記給電点と結合部材との距離を接近させることにより、給電点とブラケットアースを介して接続される車両ボディとの距離、つまり電流経路長を短くするとことで、アンテナ利得の低下を防止して、信号の受信エリアを効果的に広げるように構成している。しかし、上記基板上には、他の電子部品との接続部となるコネクタ等の電装品が設置され、該電装品には金属体からなるハーネス等が接続されるため、該電装品およびハーネス等からなる金属体の悪影響を受けて上記アンテナ装置の性能が低下することが避けられないという問題があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ベースプレート上に配設される電装品等の悪影響を受けることなく、簡単な構成で優れた受信性能が得られる車両の受信アンテナ装置を提供することを目的としている。

請求項１に係る発明は、車両に搭載されて少なくとも車両外から送信された信号を受信する車両の受信アンテナ装置であって、アンテナ体と、該アンテナ体が設置されるベースプレートとを有し、該ベースプレートの表面および裏面にはそれぞれグランドパターンが形成されているとともに、該ベースプレートには、上記アンテナ体に対する給電点と、上記各グランドパターンを車体に電気的に接続するためのグランド点とが設けられており、該給電点とグランド点との間に電装品が配置されたものである。

請求項２に係る発明は、上記請求項１に記載の車両の受信アンテナ装置において、上記アンテナ体が、ベースプレートの給電点から立ち上がる起立部と、該起立部の上端部からベースプレートの外周部に沿って該ベースプレートの表面と平行に延びる延出部とを備えたものである。

請求項３に係る発明は、上記請求項２に記載の車両の受信アンテナ装置において、上記延出部の先端部が上記電装品から離れた位置に延設されたものである。

請求項４に係る発明は、上記請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両の受信アンテナ装置において、上記電装品が、ベースプレート上の給電点とグランド点とを結ぶ直線上に配置されたものである。

請求項５に係る発明は、上記請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両の受信アンテナ装置において、上記アンテナ体により、乗員が携帯する携帯機からの信号を受信する受信アンテナ装置が構成されたものである。

請求項１に係る発明では、車両に搭載されて少なくとも車両外から送信された信号を受信する車両の受信アンテナ装置において、アンテナ体が設置されるベースプレートに、上記アンテナ体に対する給電点と、車体に対するグランド点とを設けるとともに、該給電点とグランド点との間に電装品を配置したため、上記ベースプレート上に配設される電装品等の影響を受けることなく、簡単な構成で優れた受信性能が得られるという利点がある。

請求項２に係る発明では、上記ベースプレートの給電点から立ち上がる起立部と、該起立部の上端部からベースプレートの外周部に沿って該ベースプレートの表面と平行に延びる延出部とを上記アンテナ体に設けたため、ベースプレートの面積をそれ程大きくすることなく、上記アンテナ体の全長を充分に確保することができ、これにより受信アンテナ装置をコンパクト化しつつ、その受信性能を効果的に向上することができるように上記アンテナ体の全長を設定できるという利点がある。

請求項３に係る発明では、上記延出部の先端部を電装品から離れた位置に延設したため、該電装品等において発生する電磁界からなるノイズの影響が上記延出部の先端部に及ぶのを効果的に抑制しつつ、受信アンテナ装置の性能を効果的に向上できるようにアンテナ体の全長を、充分な長さに設定できるという利点がある。

請求項４に係る発明では、上記電装品を、ベースプレート上の給電点とグランド点とを結ぶ直線上に配置したため、上記給電点、グランド点および電装品をそれぞれベースプレート上においてコンパクトに配設しつつ、上記電装品等において発生する電磁界からなるノイズの影響を受けることなく、受信アンテナ装置の性能を良好状態に維持できるという利点がある。

請求項５に係る発明では、上記アンテナ体により、乗員が携帯する携帯機からの信号を受信する受信アンテナ装置を構成したため、上記携帯機から送信される微弱な電波信号が遠方から送信された場合においても、この信号を精度よく受信し、該信号に応じて車両のドアロック機構を駆動して車両のドアをロック状態とし、あるいはアンロック状態とする等の制御を適正に実行することができる。

本発明に係る車両の受信アンテナ装置を備えたキーレスエントリーシステムの概略構成を示す説明図である。 本発明に係る車両の受信アンテナ装置の実施形態を示す斜視図である。 上記受信アンテナ装置の構成を示す断面図である。 上記受信アンテナ装置の効果を確認する実験例を示す説明図である。 上記実験例において得られたデータを示すグラフである。 本発明に係る車両の受信アンテナ装置の別の実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る車両の受信アンテナ装置のさらに別の実施形態を示す平面図である。

図１は、本発明に係る車両の受信アンテナ装置２を備えたキーレスエントリーシステムの概略構成を示している。該キーレスエントリーシステムは、運転者が所持する携帯機１と、車室の前部に位置するインストルメントパネル内等に配設されて上記携帯機１から送信された信号を受信する受信アンテナ装置２と、車両に搭載されたキーレス制御ユニット（図示せず）とを有し、該キーレス制御ユニットにより車両のドアロック機構を駆動して車両のドアをロック状態とし、あるいはアンロック状態とするように構成されている。

上記受信アンテナ装置２は、図２および図３に示すように、表面にグランドパターン３が形成されたベースプレート４と、上記グランドパターン３を車体Ｓに対して電気的に接続するグランドネジ５と、上記ベースプレート４のコーナ部等に設けられた給電点６から上方に立設されたアンテナ体７とを有している。また、上記ベースプレート４上には、上記キーレス制御ユニット等からなる電子部品にハーネス８を介して接続されるコネクタ９からなる電装品が配設されている。

上記グランドネジ５は、ベースプレート４の表面に形成された上記グランドパターン３と、ベースプレート４の裏面に形成された裏面側のグランドパターン１０とを電気的に接続するスルーホール１１に挿入され、その先端部が金属製の下部カバー１２に螺着されている。そして、該下部カバー１２が金属製の係止具１３を介して車体Ｓに接続されることにより、上記グランドネジ５の設置部がグランドパターン３，１０を接地するためのグランド点１４となっている。上記グランドネジ５の設置部からなるグランド点１４は、上記アンテナ体７の立設部となる給電点６が配設されたベースプレート４の第１側辺部４ａ上において、上記給電点６とは反対側のコーナ部に配設されている。

上記給電点６とグランド点１４との距離Ｌは、上記第１側辺部４ａの全長に略対応し、かつ上記携帯機１から送信される信号の波長をλとした場合に、λ×１／３０以上となるように設定されている。このように給電点６とグランド点１４との距離Ｌを設定すれば、該部分に対応するグランドパターン３を疑似アンテナとして機能させることにより、上記受信アンテナ装置２の性能を評価するための指標であるＶＳＷＲ（電圧定在波比）を低くして、アンテナの受信性能を効果的に高めることが可能となる。

上記アンテナ体７は、ベースプレート４の給電点６から上方に起立する起立部１５と、その上端部から直角に屈曲しつつ、ベースプレート４の外周部に沿って該ベースプレート４の表面と平行に延びる延出部１６とを備えている。該延出部１６は、上記ベースプレート４の第１側辺部４ａに沿って該ベースプレート４の表面と平行に延びる第１延出部１６ａと、その先端部から直角に屈曲しつつ、上記グランド点１４に隣接した位置から遠ざかる方向に延びるベースプレート４の第２側辺部４ｂに沿った第２屈曲部１６ｂと、その先端部から直角に屈曲しつつ上記第１側辺部４ａに対向したベースプレート４の第３側辺部４ｃに沿って平行に延びる第３屈曲部１６ｃと、その先端部から直角に屈曲しつつ、上記給電点６の設置部に向けて延びるベースプレート４の第４側辺部４ｄに沿った短尺の第４屈曲部１６ｄとからなっている。

また、上記アンテナ体７は、その全長が携帯機１から送信される電波信号の波長λの１／４に等しい値または１／４λよりもやや短い値に設定されている。例えば、上記携帯機１から３００ＭＨｚ程度の周波数を有する電波信号が送信される場合には、上記アンテナ体７の全長が２５ｃｍ程度に設定されている。さらに、上記第４屈曲部１６ｄが、上記コネクタ９からなる電装品が配設された第１側辺部４ａの反対側に位置する第３側辺部４ｃに近接した位置に配設されることにより、上記延出部１６の先端部がコネクタ９から離れた位置に延設されるように構成されている。

上記コネクタ９からなる電装品は、ベースプレート４上の給電点６とグランド点１４とを結ぶ直線上、つまり上記第１側辺部４ａ上における上記給電点６とグランド点１４との間に配置されている。このように車両に搭載されて少なくとも車両外から送信された信号を受信するアンテナ体７と、該アンテナ体７が設置されるベースプレート４とを有する車両の受信アンテナ装置２において、上記ベースプレート４に、アンテナ体７に対する給電点６と、車体に対するグランド点１４とを設けるとともに、該給電点６とグランド点１４との間に上記コネクタ９等からなる電装品を配置した構造とした場合には、上記ベースプレート４上に配設される電装品等から悪影響が与えられるのを効果的に防止して、簡単な構成で優れた受信性能が得られるという利点がある。

すなわち、上記コネクタ９からなる電装品およびこれに接続されるハーネス８等が受信アンテナ装置２に与える影響を調べるため、図４に示すように、導電性部材からなる金属板１７を、給電点６とグランド点１４とが配設されたベースプレート４の第１側辺部４ａに対向した位置において矢印Ａに示すように接離させ、該金属板１７とベースプレート４との距離と、受信アンテナ装置２のＶＳＷＲ（電圧定在波比）との関係を測定し、かつ上記グランド点１４から離れた側に位置する第４側辺部４ｄに対向した位置おいて、矢印Ｂに示すように金属板１７を接離させ、その距離と上記ＶＳＷＲ（電圧定在波比）との関係を測定する実験を行ったところ、図５に示すようなデータが得られた。

上記データから、図４の矢印Ａに示すように、給電点６とグランド点１４とが配設されたベースプレート４の第１側辺部４ａに金属板１７を接近させても、上記ＶＳＷＲ（電圧定在波比）が顕著に上昇することはなく、受信アンテナ装置２の性能を略良好な状態に維持できることが確認された。一方、図４の矢印Ｂに示すように、上記第４屈曲部１６ｄからなる延出部１６の先端部が配設されたベースプレート４の第４側辺部４ｃに金属板１７を接近させると、上記ＶＳＷＲ（電圧定在波比）が顕著に上昇し、受信アンテナ装置２の性能が著しく低下することが確認された。

その理由としては、上記給電点６に近い第１屈曲部１６ａが、上記アンテナ体７の共振電流が最大となるアンテナとして安定した領域であり、該第１屈曲部１６ａが配設されたベースプレート４の第１側辺部４ａに導電性部材を接近させても、該導電性部材の電磁界による影響を強く受けることがないためであると考えられる。これに対して、上記給電点６から離れた第４屈曲部１６ｄの近傍は、上記共振電流が略０となるアンテナとして不安定な領域であるため、該第４屈曲部１６ｄが配設されたベースプレート４の第４側辺部４ｄに導電性部材を接近させると、該導電性部材の電磁界による影響を強く受けて、受信アンテナ装置の性能が著しく低下することが避けられない。

したがって、上記のように給電点６とグランド点１４との間にコネクタ９からなる電装品を配置した場合には、該コネクタ９およびこれに接続されるハーネス８において発生する電磁界からなるノイズの影響を受けることなく、上記電装品を他の部位に配設した場合に比べて受信アンテナ装置２の性能を良好状態に維持することができる。しかも、上記給電点６とグランド点１４との間にコネクタ９からなる電装品を配置した構成によれば、上記ハーネス８の配策方向を様々に変化させた場合においても、その影響を受けて受信アンテナ装置２の性能が顕著に低下するという事態を生じることがなく、上記ハーネス８を配策する際における設計の自由度を効果的に向上できるという利点もある。

また、上記実施形態に示すように、上記アンテナ体７に、ベースプレート４の給電点６から立ち上がる起立部１５と、該起立部１５の上端部からベースプレート４の外周部に沿って該ベースプレート４の表面と平行に延びる延出部１６とを設けた構造とした場合には、ベースプレート４の面積をそれ程大きくすることなく、上記アンテナ体７の全長を充分に確保することができ、これにより受信アンテナ装置２をコンパクト化しつつ、優れた受信性能が得られるように上記アンテナ体７の全長を適正値に設定できるという利点がある。

特に、上記実施形態に示すように、延出部１６の先端部をコネクタ９等からなる電装品から離れた位置に延設した場合には、該電装品および上記ハーネス８において発生する電磁界からなるノイズの影響が上記延出部１６の先端部に及ぶのを効果的に抑制しつつ、受信アンテナ装置２の性能を効果的に向上できるようにアンテナ体７の全長を、例えば上記携帯機１から送信される信号の波長λの１／４程度に設定できるという利点がある。

さらに、上記実施形態に示すように、ベースプレート４上の給電点６とグランド点１４とを結ぶ直線上に上記コネクタ９等からなる電装品を配置した場合には、上記給電点６、グランド点１４およびコネクタ９等をベースプレート４上においてコンパクトに配設しつつ、上記電装品等において発生する電磁界からなるノイズの影響受けることなく、受信アンテナ装置２の性能を効果的に向上できるという利点がある。

また、上記実施形態では、乗員が携帯する携帯機１からの信号を受信する受信アンテナ装置２を上記アンテナ体７により構成したため、上記携帯機１から送信される微弱な電波信号が遠方から送信された場合においても、これを精度よく受信し、該信号に応じて車両のドアロック機構を駆動して車両のドアをロック状態とし、あるいはアンロック状態とする等の制御を適正に実行することができる。

なお、上記実施形態では、ベースプレート４上の上記給電点６とグランド点１４との間に、上記キーレス制御ユニット等からなる電子部品とグランドパターン３とを接続するハーネス８が連結されるコネクタ９からなる電装品を配設した例について説明したが、これに代えて上記受信アンテナ装置２を制御するためのマイクロコンピュータ等からなる電装品を上記給電点６とグランド点１４との間に配設した構造としてもよい。また、上記受信アンテナ装置２は、車室の前部に位置するインストルメントパネル内に限られず、車体のリヤピラー内、サイドウインドの設置部、または天井部等の種々の位置に設置か可能である。

また、上記短尺の第４屈曲部１６ｄからなる延出部１６の先端部をベースプレート４の第４側辺部４ｄに沿って配設してなる上記実施形態に代え、図６に示すように、上記第４屈曲部１６ｄの先端部から第３屈曲部１６ｃ側に向けて斜めに延びる第５屈曲部１６ｅを設けた構造としてもよい。このように構成した場合には、上記延出部１６の先端部を、ベースプレート４上の上記給電点６とグランド点１４との間に配設された電品から離間した位置に配設することにより、該電装品等において発生する電磁界からなるノイズの影響に起因してアンテナ体７の性能が低下するのを効果的に抑制しつつ、上記アンテナ体７の全長を充分に確保できるという利点がある。

上記アンテナ体７を構成する延出部１６は、ベースプレート４の範囲内で、該ベースプレート４の外周部に沿って延びるように設置する必要はなく、図７に示すように、上記アンテナ体７の延出部１６を、ベースプレート４の外方に張り出させた状態で、該ベースプレート４の外周部に沿って延びるように設置してもよい。このように構成した場合には、上記アンテナ体７が、ベースプレート４上のグランドパターン３に形成される電磁界の影響を受けて受信アンテナ装置２の性能が低下するのを、さらに効果的に防止できるという利点がある。

１ 携帯機
２ 受信アンテナ装置
３ グランドパターン
４ ベースプレート
６ 給電点
７ アンテナ体
９ コネクタ（電装品）
１０ グランドパターン
１４ グランド点
１５ 起立部
１６ 延出部

Claims (5)

1. 車両に搭載されて少なくとも車両外から送信された信号を受信する車両の受信アンテナ装置であって、
   アンテナ体と、該アンテナ体が設置されるベースプレートとを有し、
   該ベースプレートの表面および裏面にはそれぞれグランドパターンが形成されているとともに、該ベースプレートには、上記アンテナ体に対する給電点と、上記各グランドパターンを車体に電気的に接続するためのグランド点とが設けられており、該給電点とグランド点との間に電装品が配置されたことを特徴とする車両の受信アンテナ装置。
2. 上記アンテナ体は、ベースプレートの給電点から立ち上がる起立部と、該起立部の上端部からベースプレートの外周部に沿って該ベースプレートの表面と平行に延びる延出部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両の受信アンテナ装置。
3. 上記延出部の先端部が上記電装品から離れた位置に延設されたことを特徴とする請求項２に記載の車両の受信アンテナ装置。
4. 上記電装品が、ベースプレート上の給電点とグランド点とを結ぶ直線上に配置されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両の受信アンテナ装置。
5. 上記アンテナ体により、乗員が携帯する携帯機からの信号を受信する受信アンテナ装置が構成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両の受信アンテナ装置。
   

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