JP5659886B2

JP5659886B2 - 車両用アンテナ装置

Info

Publication number: JP5659886B2
Application number: JP2011052665A
Authority: JP
Inventors: 弘晃小林; 西木戸　友昭; 友昭西木戸; 正紀寺嶋; 藤島　丈泰; 丈泰藤島
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-03-10
Filing date: 2011-03-10
Publication date: 2015-01-28
Anticipated expiration: 2031-03-10
Also published as: JP2012191393A

Description

本発明は、車両のリア窓ガラスに搭載された車両用アンテナ装置に関するものである。

従来の窓ガラスに搭載された車両用アンテナ装置として、窓ガラスに設けられた複数の導線を含む防曇ヒータと、ヒータよりも上部の窓ガラス上に配置された第１アンテナ素子および第２アンテナ素子と、窓ガラスの左辺側に配置された第１アンテナ素子用の第１給電点および窓ガラスの右辺側に配置された第２アンテナ素子用の第２給電点とを含んだものが知られている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１に記載のものは、第１および第２アンテナ素子の給電点の位置を離間させ、第１アンテナ素子と第２アンテナ素子とが基本的に異なった指向特性を有し、その指向特性は互いを補完しうるものである。よって、ダイバーシティアンテナを構成するアンテナ素子を切替えても受信感度が大きく低下しない。

また、従来の別の窓ガラスに搭載された車両用アンテナ装置として、アンテナ導体３を単極アンテナとして利用し、一のバスバーと他方のバスバーから給電することによって、コの字状のデフォッガーを双極アンテナとして利用し、アンテナ導体３とデフォッガーの受信信号の中から受信感度の強い方の受信信号を選択使用するダイバーシティガラスアンテナが知られている(例えば特許文献２参照)。

特開２００４−５２０７３７号公報特開平７−３３６１２４号公報

しかしながら、従来の車両用アンテナ装置においては、各アンテナの指向性が異なるため、アンテナ切り替えダイバーシティアンテナ構成により受信感度を改善できるとは言え、２つのアンテナ素子（給電部を含む）およびダイバーシティ受信機が必要となり製造コストが増大する問題があった。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、１つのアンテナ素子にて複数の補完的な放射指向性を得ることができるため、低コスト化が図れ、かつ高い受信感度を確保した車両用アンテナ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、リア窓ガラス上のアンテナと、前記アンテナに近接して配置された前記リア窓ガラス上のデフォッガーと、前記デフォッガーを構成する前記リア窓ガラスの長辺に対して複数本配置されたヒータ導線および前記ヒータ導線の端部をそれぞれ接続する２つの接続部と、前記デフォッガーの接続部に配置された少なくとも２以上の接続点と、前記アンテナの給電部と接続される受信部と、前記受信部から出力された制御信号に応じて、前記接続点のうち一方の接続点とグラウンドとの接続を高周波的に接続し、前記接続点のうち他方の接続点とグラウンドとの接続を高周波的に非接続に切り替える切替部を備えるという構成を有する。

本発明によれば、簡易な構成にて複数の補完的な放射指向性を得ることができるため、ダイバーシティアンテナ構成に対して低コスト化が図れ、かつ高い受信感度性能を発揮することができる効果を奏する。

本発明の実施の形態１におけるリア窓ガラス搭載アンテナ装置の構成図本発明の実施の形態におけるリア窓ガラス搭載アンテナ装置を搭載する車両を示す図本発明の実施の形態１におけるリア窓ガラス搭載アンテナ装置の指向性利得を示す図本発明の実施の形態２におけるリア窓ガラス搭載アンテナ装置の構成図本発明の実施の形態２におけるリア窓ガラス搭載アンテナ装置の指向性利得を示す図本発明の実施の形態３におけるリア窓ガラス搭載アンテナ装置の構成図

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における車両用アンテナ装置について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施の形態１における車両用アンテナ装置をリア窓ガラスに搭載した状態における構成図であり、図２は、リア窓ガラスに車両用アンテナ装置を備えた車両の全体図である。

なお、本発明の車両用アンテナ装置として、例えば、周波数７６〜１０８ＭＨｚ帯のＦＭラジオの受信用アンテナとして説明する。

図１において、リア窓ガラス搭載アンテナ装置１２０は、図２の車両１００に搭載され、リア窓ガラス１０４と、リア窓ガラス１０４上に配置されたアンテナ１０１と、アンテナ１０１を５０Ωにインピーダンス調整する整合回路１０２と、受信部１０３と、リア窓ガラス１０４上に配置されたデフォッガー１６０と、第１の切り替えスイッチ１４１および第２の切り替えスイッチ１４２とを有する。

アンテナ１０１は導電性の材料で形成され、リア窓ガラス１０４の上辺（長辺）側に貼付され、アンテナ１０１の給電部１０５は、整合回路１０２と、受信部１０３に接続される。

受信部１０３は、アンテナ１０１で受信された信号を増幅させ、受信信号をデータ信号に復調するための機能を備える。

デフォッガー１６０は、リア窓ガラス１０４上に貼付され複数本配置されたヒータ導線１７０とヒータ導線１７０の端部を接続する接続部１８０ａ（リア窓ガラス１０４の右辺側に配置）および接続部１８０ｂ（リア窓ガラス１０４の左辺側に配置）により構成される。

また、デフォッガー１６０の接続部１８０ａには第１の接続点１３１が設けられ、接続部１８０ｂには第２の接続点１３２が設けられる。

第１の切り替えスイッチ１４１および第２の切り替えスイッチ１４２は、２つの端子（
例えば、Ａ、Ｂ）を備え、各スイッチのＡ端子（第１端子）はそれぞれ第１の接続点１３１と第２の接続点１３２と接続され、Ｂ端子（第２端子）は車両１００のグランドに接地される。

また、第１の切り替えスイッチ１４１および第２の切り替えスイッチ１４２は、受信部１０３の制御信号１５１および制御信号１５２により、端子ＡとＢとを接続または未接続される。

したがって、デフォッガー１６０は、第１の切り替えスイッチ１４１および第２の切り替えスイッチ１４２により、第１の接続点１３１および第２の接続点１３２で車両１００のグランドに接続または未接続される。

アンテナ１０１の素子長は、例えば、ＦＭラジオの動作周波数の略１／４波長であり、車両１００のグランドとの間隔は、例えば、１／３０波長であり、アンテナ１０１の給電部１０５は、リア窓ガラス１０４の上辺の右端の角に設けられる。また、アンテナ１０１は、給電部１０５よりＬ字型の形状で構成され、その大部分はリア窓ガラス１０４の上辺に沿って略平行に配置される。

デフォッガー１６０のヒータ導線１７０は、導電性の材料で形成され、リア窓ガラス１０４の上辺および下辺に略平行で略３０ｍｍの間隔で複数の導線が配置される。
また、デフォッガー１６０の接続部１８０ａおよび接続部１８０ｂもヒータ導線１７０と同様に導電性の材料にて形成される。

さらに、デフォッガー１６０は、アンテナ１０１と近接しており、その間隔は、例えば、５０ｍｍ程度である。

第１の接続点１３１は、例えば、デフォッガー１６０の接続部１８０ａの略中央の位置に設けられ、第２の接続点１３２は、例えば、デフォッガー１６０の接続部１８０ｂの略中央の位置に設けられる。

なお、デフォッガー１６０は、図示していないが、接続部１８０ａまたは接続部１８０ｂにて電源と直流的には接続されているが、高周波的に離れている構造（例えばチョークコイルで接続、もしくはフィルタで接続）にて接続される。

以上のように構成されたリア窓ガラス搭載アンテナ装置１２０について、以下にその動作を説明する。

図３は、第１の切り替えスイッチ１４１および第２の切り替えスイッチ１４２の動作による車両１００の水平面（車両前後方向と車両ドア方向からなる面）の指向性利得である。

ここで、リア窓ガラス搭載アンテナ装置１２０は、受信部１０３からの制御信号により、１つの切り替えスイッチのみＡ端子とＢ端子が接続される（その他の切り替えスイッチのＡ端子とＢ端子は未接続）。

図３（ａ）は、第１の切り替えスイッチ１４１のＡ端子とＢ端子が接続され、第２の切り替えスイッチ１４２のＡ端子とＢ端子が未接続の場合である。この場合、指向性利得は、Ｙ軸方向（車両１００のドア方向）に強くなる。

図３（ｂ）は、第１の切り替えスイッチ１４１のＡ端子とＢ端子が未接続であり、第２
の切り替えスイッチ１４２のＡ端子とＢ端子が接続された場合である。この場合、指向性利得は、Ｘ軸方向（車両１００の前後方向）に強くなる。

すなわち、アンテナ１０１と近接して配置されたデフォッガー１６０を車両１００のグランドに接続するという手段により、デフォッガー１６０に流れるアンテナ電流を制御することができ、図３（ａ）に示す特性と図３（ｂ）に示す特性の互いに補完的な指向性利得が得られる。

したがって、切り替えダイバーシティアンテナ構成と同様に高い受信感度を実現することができ、かつ、１つのアンテナ素子のみを配置し、デフォッガー１６０に必要な車両１００のグランドとの接続点の位置を切替える構成のため、製造コストを安く抑えることができる。

なお、本実施形態では、アンテナ１０１の給電部１０５をリア窓ガラス１０４の上辺の右端の角に配置したが、これに限らず、給電部をリア窓ガラス１０４のその他の角に配置しても良い。

この場合、アンテナ１０１の給電部に近いデフォッガー１６０の接続部に設けられた接続点の切り替えスイッチのＡ端子とＢ端子を接続し、もう一方の接続点の切り替えスイッチのＡ端子とＢ端子を未接続とすることで、図３（ａ）に示す特性と同様の効果を得ることができ、給電部に近いデフォッガー１６０の接続部に設けられた接続点の切り替えスイッチのＡ端子とＢ端子を未接続とし、もう一方の接続点の切り替えスイッチのＡ端子とＢ端子を接続することで図３（ｂ）に示す特性と同様の効果を得ることができる。
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における車両用アンテナ装置について図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。

図４に示すリア窓ガラス搭載アンテナ装置２２０と、図１に示すリア窓ガラス搭載アンテナ装置１２０との違いは、デフォッガー１６１に設けられる第１の接続点１３３と第２の接続点１３４の位置である。

デフォッガー１６１は、リア窓ガラス１０４上に貼付され複数本配置されたヒータ導線１７１とヒータ導線１７１の端部を接続する接続部１８１ａ（リア窓ガラス１０４の右辺側に配置）および接続部１８１ｂ（リア窓ガラス１０４の左辺側に配置）により構成される。

デフォッガー１６１のヒータ導線１７１は、導電性の材料で形成され、リア窓ガラス１０４上に貼付され、リア窓ガラス１０４の上辺および下辺に略平行で略３０ｍｍの間隔で複数の導線が配置される。また、デフォッガー１６１の接続部１８１ａおよび接続部１８１ｂもヒータ導線１７１と同様に導電性の材料にて形成される。

さらに、デフォッガー１６１は、アンテナ１０１と近接しており、その間隔は、例えば、５０ｍｍ程度である。

また、デフォッガー１６１は、アンテナ１０１の給電部１０５に近い接続部１８１ａに第１の接続点１３３および第２の接続点１３４を設け、第１の切り替えスイッチ１４３ま
たは第２の切り替えスイッチ１４４により、第１の接続点１３３または第２の接続点１３４で車両１００のグランドに接続される。

第１の接続点１３３は、例えば、デフォッガー１６１の接続部１８１ａの上端の位置（最もアンテナ１０１の給電部１０５に近い位置）に設けられ、第２の接続点１３４は、例えば、デフォッガー１６１の接続部１８１ｂの下端(最もアンテナ１０１の給電１０５から遠い位置)に設けられる。

第１の切り替えスイッチ１４３および第２の切り替えスイッチ１４４は、２つの端子（例えば、Ａ、Ｂ）を備え、各スイッチのＡ端子（第１端子）はそれぞれ第１の接続点１３３と第２の接続点１３４と接続され、Ｂ端子（第２端子）は車両１００のグランドに接地される。

また、第１の切り替えスイッチ１４３および第２の切り替えスイッチ１４４は、受信部１０３の制御信号１５３および制御信号１５４により、Ａ端子とＢ端子とが接続または未接続される。

したがって、デフォッガー１６１は、第１の切り替えスイッチ１４３および第２の切り替えスイッチ１４４により、車両１００のグランドに接続または未接続される。
なお、デフォッガー１６１は、図示していないが、接続部１８１ａまたは接続部１８１ｂにて電源と直流的には接続されているが、高周波的に離れている構造（例えばチョークコイルで接続、もしくはフィルタで接続）にて接続される。

以上のように構成されたリア窓ガラス搭載アンテナ装置２２０について、以下にその動作を説明する。

図５は、第１の切り替えスイッチ１４３および第２の切り替えスイッチ１４４の動作による車両１００の水平面（車両前後方向と車両ドア方向からなる面）の指向性利得である。

ここで、リア窓ガラス搭載アンテナ装置２２０は、受信部１０３からの制御信号により、１つの切り替えスイッチのみＡ端子とＢ端子が接続される（その他の切り替えスイッチのＡ端子とＢ端子は未接続）。

図５（ａ）は、第１の切り替えスイッチ１４３のＡ端子とＢ端子が接続され、第２の切り替えスイッチ１４４のＡ端子とＢ端子が未接続の場合である。この場合、指向性利得は、＋Ｘ軸（車両前方方向）および＋Ｙ軸方向（車両左ドア方向）に強くなる。

図５（ｂ）は、第１の切り替えスイッチ１４３のＡ端子とＢ端子が未接続であり、第２の切り替えスイッチ１４４のＡ端子とＢ端子が接続された場合である。この場合、指向性利得は、−Ｘ軸（車両後方方向）および−Ｙ軸方向（車両右ドア方向）に強くなる。

すなわち、アンテナ１０１と近接して配置されたデフォッガー１６１を車両１００のグランドに接続するという手段により、デフォッガー１６１に流れるアンテナ電流を制御することができ、図５（ａ）に示す特性と図５（ｂ）に示す特性の互いに補完的な指向性利得が得られる。

したがって、切り替えダイバーシティアンテナ構成と同様に高い受信感度を実現することができ、かつ、１つのアンテナ素子のみを配置し、デフォッガー１６１に必要な車両１００のグランドとの接続点の位置を切替える構成のため、製造コストを安く抑えることが
できる。

なお、本実施形態では、アンテナ１０１の給電部１０５をリア窓ガラス１０４の上辺の右端の角に配置したが、これによらず、給電部をリア窓ガラス１０４のその他の角に配置しても良い。この場合、アンテナ１０１の給電部に近いデフォッガー１６１の接続部において、給電部に近い側と給電部から遠い側に接続点を配置することで図５に示す指向性利得と同様の効果を得ることができる。
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３における車両用アンテナ装置について図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。

図６におけるリア窓ガラス搭載アンテナ装置３２０と、図１におけるリア窓ガラス搭載アンテナ装置１２０との違いはデフォッガー１６２の接続部１８２ａおよび接続部１８２ｂに設けられる接続点の個数である。

デフォッガー１６２は、リア窓ガラス１０４上に貼付され複数本配置されたヒータ導線１７２とヒータ導線１７２の端部を接続する接続部１８２ａ（リア窓ガラス１０４の右辺側に配置）および接続部１８２ｂ（リア窓ガラス１０４の左辺側に配置）により構成される。

デフォッガー１６２のヒータ導線１７２は、導電性の材料で形成され、リア窓ガラス１０４上に貼付され、リア窓ガラス１０４の上辺および下辺に略平行で略３０ｍｍの間隔で複数の導線が配置される。また、デフォッガー１６２の接続部１８２ａおよび接続部１８２ｂもヒータ導線１７２と同様に導電性の材料にて形成される。

さらに、デフォッガー１６２は、アンテナ１０１と近接しており、その間隔は、例えば、５０ｍｍ程度である。

また、デフォッガー１６２は、アンテナ１０１の給電部１０５に近い接続部１８２ａにおいて、最も給電部１０５と近い位置に第１の接続点１３５と、略中央の位置に第２の接続点１３６と、最も給電部１０５と遠い位置に第３の接続点１３７と、接続部１８２ｂにおいて、略中央の位置に第４の接続点１３８とを備える。

それぞれの接続点は、対応する第１から第４の切り替えスイッチにより、車両１００のグランドに接続される。

第１の切り替えスイッチ１４５と、第２の切り替えスイッチ１４６と、第３の切り替えスイッチ１４７と、第４の切り替えスイッチ１４８とは、２つの端子（例えば、Ａ、Ｂ）を備え、各スイッチのＡ端子（第１端子）はそれぞれ第１の接続点１３５と、第２の接続点１３６と、第３の接続点１３７と、第４の接続点１３８とに接続され、Ｂ端子（第２端子）は車両１００のグランドに接地される。

また、第１の切り替えスイッチ１４５と、第２の切り替えスイッチ１４６と、第３の切り替えスイッチ１４７と、第４の切り替えスイッチ１４８は、受信部１０３の制御信号１５５および制御信号１５６および制御信号１５７および制御信号１５８により、Ａ端子とＢ端子を接続または未接続される。

したがって、デフォッガー１６２は、４つの切り替えスイッチにより、車両１００のグランドに接続または未接続される。

なお、デフォッガー１６２は、図示していないが、接続部１８２ａまたは接続部１８２ｂにて電源と直流的には接続されているが、高周波的に離れている構造（例えばチョークコイルで接続、もしくはフィルタで接続）にて接続される。
以上のように構成されたリア窓ガラス搭載アンテナ装置３２０について、以下にその動作を説明する。

第１から第４の切り替えスイッチは、受信部１０３からの制御信号により、１つの切り替えスイッチのみＡ端子とＢ端子が接続される（その他の切り替えスイッチのＡ端子とＢ端子は未接続）。

切り替えスイッチ１４６および切り替えスイッチ１４８のＡ端子とＢ端子が接続された場合、実施の形態１と同様に、車両前後方向と車両ドア方向に互いに補完的な指向性利得が得られる。

切り替えスイッチ１４５および切り替えスイッチ１４７のＡ端子とＢ端子が接続された場合、実施の形態２と同様に、車両前方方向および車両左ドア方向に強い指向性利得と車両後方方向および車両右ドア方向に強い指向性利得となり、互いに補完的な指向性利得が得られる。

したがって、補完的な指向性利得が２組得られるため、高い受信感度を実現することができる。

なお、本実施形態では、アンテナ１０１の給電部１０５をリア窓ガラス１０４の上辺の右端の角に配置したが、これによらず、給電部をリア窓ガラス１０４のその他の角に配置しても良い。

この場合、アンテナ１０１の給電部に近いデフォッガー１６２の接続部において、給電部に最も近い側と、略中央と、最も給電部から遠い側に接続点を配置し、もう一方の接続部の略中央に接続点を配置することで同様の効果を得ることができる。

本発明の車両用アンテナ装置は、簡易な構成にて複数の補完的な指向性利得を得ることができるため、ダイバーシティアンテナ構成に対して低コスト化が図れ、かつ高い受信感度性能を発揮することができる効果を有し、例えば車両用リア窓ガラスに搭載するアンテナ装置などに有用である。

１００車両
１０１アンテナ
１０２整合回路
１０３受信部
１０４リア窓ガラス
１０５アンテナの給電部
１２０、２２０、３２０リア窓ガラス搭載アンテナ装置
１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８接続点
１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８切り替えスイッチ
１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７、１５８制御信号
１６０、１６１、１６２デフォッガー
１７０、１７１、１７２ヒータ導線
１８０ａ、１８０ｂ、１８１ａ、１８１ｂ、１８２ａ、１８２ｂヒータ導線の接続部

Claims

リア窓ガラス上のアンテナと、前記アンテナと間隔を空け、且つ近接して配置された前記リア窓ガラス上のデフォッガーとを備え、
前記アンテナは、前記リア窓ガラスの上辺に沿って略平行に配置された部分を有するとともに、一端に給電点を有し、
前記デフォッガーは、前記リア窓ガラスの上辺に対して略平行に複数本配置されたヒータ導線および前記ヒータ導線の端部をそれぞれ接続する２つの接続部と、前記デフォッガーの接続部に配置された少なくとも２以上の接続点とを有し、前記２以上の接続点は（ａ）前記デフォッガーの２つの接続部のそれぞれに少なくとも１以上配置される、または（ｂ）前記デフォッガーの２つの接続部のうち前記アンテナの給電部に近い側の接続部に２つ以上配置される、の何れかであり、
さらに、前記アンテナの給電部に接続される受信部と、前記受信部から出力された制御信号に応じて、前記接続点のうち一方の接続点とグラウンドとの接続を高周波的に接続し、前記接続点のうち他方の接続点とグラウンドとの接続を高周波的に非接続に切り替えることにより前記アンテナの指向性を切り替える切替部とを備えたことを特徴とする車両用アンテナ装置。
前記接続点は、前記デフォッガーの２つの接続部のそれぞれに少なくとも１以上配置されることを特徴とする請求項１に記載の車両用アンテナ装置。
前記切替部は、前記接続点に接続される第一端子と、接地される第二端子とを有し、
前記第一端子と前記第二端子とが接続もしくは非接続されることによって前記接続点とグラウンドとの接続が高周波的に接続もしくは非接続に切り替えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用アンテナ装置。