JP7010874B2

JP7010874B2 - 車両用アンテナ

Info

Publication number: JP7010874B2
Application number: JP2019081763A
Authority: JP
Inventors: 和彦土屋
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2019-04-23
Filing date: 2019-04-23
Publication date: 2022-01-26
Anticipated expiration: 2039-04-23
Also published as: WO2020218116A1; EP3961804A1; CN113692676A; JP2020182014A; EP3961804B1; US20220013888A1; EP3961804A4

Description

本発明は、車両用アンテナに関する。

近年、ＡＭ、ＦＭラジオ放送、全地球測位システム（ＧＰＳ）、自動料金収受システム（ＥＴＣ）、道路交通情報通信システム（ＶＩＣＳ（登録商標））、地上波ディジタルテレビジョン放送、車間通信などの種々の無線通信システムや装置に対応するために、ルーフに搭載されるシャークフィン型アンテナ等のルーフアンテナが種々開発されている（例えば、特許文献１）。

特開２００９－２８４３６６号公報

ところで、従来技術に係るルーフアンテナは、当該アンテナに接続されるアンテナケーブルを車内に配索して上記各種システム等の装置に接続する必要がある。
そのため、アンテナケーブルの配索に手間が掛かると共に、コストが嵩むという不都合があった。

また、アンテナケーブルに直接接続することのできない携帯電話やスマートフォン等では、車体を構成する金属板等の影響で電波の一部が遮蔽され、車内における受信感度が低下するという問題もあった。

本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、車内にアンテナケーブルを配索する必要がなく、携帯電話やスマートフォン等の受信感度を向上させることができる車両用アンテナを提供することにある。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の車両用アンテナは、車両に搭載される車両用アンテナであって、前記車両のルーフ上に設けられて、電波信号を受信する第１アンテナ部と、前記車両内に設けられて、車内に電波信号を放射する第２アンテナ部とを備え、前記第１アンテナ部は、モノポールアンテナで構成され、前記第２アンテナ部は、平板アンテナで構成され、前記第１アンテナ部と前記第２アンテナ部とは、同軸ケーブルを介して電気的に接続されていることを特徴とする。

これにより、第１アンテナ部で受信した電波を第２アンテナ部で車内に放射することができ、車内にアンテナケーブルを配索する必要がなく、携帯電話やスマートフォン等の受信感度を向上させることができる。
請求項２に記載の車両用アンテナは、請求項１に記載の発明について、前記モノポールアンテナは、シャークフィン型アンテナで構成されることを特徴とする。
これにより、美観を損なうことなく外部電波を感度良く受信することができる。

請求項３に記載の車両用アンテナは、請求項１または請求項２に記載の発明について、前記平板アンテナは、板状の誘電体と、前記誘電体の一つの周縁部に設けられる第１電極と、前記誘電体の前記周縁部と対向する他の周縁部に設けられる第２電極とを備え、前記第１電極は、前記同軸ケーブルの芯線の一端に接続され、前記第２電極は、前記同軸ケーブルの外被線の一部に接続されることを特徴とする。
これにより、平板アンテナを介して、第１アンテナ部で受信した電波を効率的に車内に放射することができる。

請求項４に記載の車両用アンテナは、請求項３に記載の発明について、前記同軸ケーブルの芯線の他端は、前記モノポールアンテナに接続され、前記同軸ケーブルの外被線の一部は、車体の導電部にアース接続されることを特徴とする。
これにより、平板アンテナを介して、モノポールアンテナで受信した電波を効率的に車内に放射することができる。

請求項５に記載の車両用アンテナは、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の発明について、前記第２アンテナ部は、前記車両の天井板と前記ルーフとの間に形成される空間内に配設されることを特徴とする。
これにより、車内空間を狭めることなく、第２アンテナ部を配置することができる。

本発明によれば、車内にアンテナケーブルを配索する必要がなく、携帯電話やスマートフォン等の受信感度を向上させることができる車両用アンテナを提供することができる。

実施形態に係る車両用アンテナを搭載した車両を示す側面図である。実施形態に係る車両用アンテナを搭載した車両を示す上面図である。実施形態に係る車両用アンテナの概略構成を示す概略構成図である。実施形態に係る車両用アンテナの一部を構成するシャークフィン型アンテナの構成例を示す断面図（ａ）、（ｂ）である。第１アンテナ部のアンテナ特性図（ａ）～（ｃ）である。第２アンテナ部のアンテナ特性図（ａ）、（ｂ）である。他の構成（その１）に係る車両用アンテナの概略構成を示す概略構成図である。他の構成（その２）に係る車両用アンテナの概略構成を示す概略構成図である。

［実施の形態］
（車両用アンテナの概略構成等）
実施形態に係る車両用アンテナＡ１について図１～図６を参照して説明する。

ここで、図１は、本実施形態に係る車両用アンテナＡＳを搭載した車両Ｖを示す側面図、図２は、車両用アンテナＡＳを搭載した車両Ｖを示す上面図、図３は、車両用アンテナＡＳの概略構成を示す概略構成図、図４（ａ）は、車両用アンテナＡＳの一部を構成するシャークフィン型アンテナＡ１ａの構成例を示す断面図、図４（ｂ）は、シャークフィン型アンテナＡ１ｂの構成例を示す断面図、図５（ａ）～（ｃ）は、第１アンテナ部Ａ１のアンテナ特性図、図６（ａ）～（ｃ）は、第２アンテナ部Ａ２のアンテナ特性図である。

図１等に示すように、車両Ｖのルーフには、車両用アンテナＡＳの一部を構成する第１アンテナとしてのシャークフィン型アンテナ（モノポールアンテナ）Ａ１が設けられている。この第１アンテナＡ１は、車外の電波を受信する役割を果たす。

また、図３等に示すように、車両Ｖの車内には、車両用アンテナＡＳの一部を構成する第２アンテナとしての平板アンテナ（パッチアンテナ、マイクロストリップアンテナとも呼称される）Ａ２が設けられている。この第２アンテナＡ２は、車内に電波を放射する役割を果たす。
そして、第１アンテナ部Ａ１と第２アンテナ部Ａ２とは、同軸ケーブル１００を介して電気的に接続されている。

より具体的には、一つの構成例に係るシャークフィン型アンテナ（モノポールアンテナ）Ａ１ａは、図４（ａ）に示すように、シャークフィン型の筐体４００と、この筐体４００内に配置されるコイル状のアンテナ素子４０１等から構成される。なお、コイル状のアンテナ素子４０１の下端部は、同軸ケーブル１００の芯線１０１に接続されている。

また、他の構成例に係るシャークフィン型アンテナ（モノポールアンテナ）Ａ１ｂは、図４（ｂ）に示すように、シャークフィン型の筐体４００と、この筐体４００内に配置される棒状のアンテナ素子４０２等から構成される。なお、棒状のアンテナ素子４０２の下端部は、同軸ケーブル１００の芯線１０１に接続されている。

一方、第２アンテナとしての平板アンテナＡ２は、図３に示すように、板状の誘電体（例えば、セラミック板等）１５０と、誘電体１５０の一つの周縁部１５０ａに設けられる第１電極Ｅ１と、誘電体１５０の周縁部１５０ａと対向する他の周縁部１５０ｂに設けられる第２電極Ｅ２とを備えている。

そして、第１電極Ｅ１には、同軸ケーブル１００の芯線１０１の一端がハンダ等の接合部１１５により接続され、第２電極Ｅ２には、同軸ケーブル１００の外被線１０２がハンダ等の接合部１１６により接続されている。

なお、前述のように同軸ケーブル１００の芯線１０１の他端は、シャークフィン型アンテナＡ１ａ（Ａ１ｂ）のアンテナ素子４０１（４０２）に接続され、同軸ケーブル１００の外被線１０２の一部は、車体Ｂの導電部にアース接続されている。

また、本実施の形態に係る車両用アンテナＡＳでは、図３に示すように、第２アンテナ部Ａ２は、車両Ｖの天井板３００とルーフ１０との間に形成される空間３０１内に配設されるので、車内空間を狭めることなく、第２アンテナ部Ａ２を配置することができる。

なお、第２アンテナ部Ａ２は、板状の誘電体１５０の平板面を天井板３００と平行にして、天井板３００に貼付するようにしてもよい。これにより、より狭い空間３０１で有っても省スペースで第２アンテナ部Ａ２を配置することができる。
第１アンテナ部Ａ１は、図５（ａ）～（ｃ）に示すようなアンテナ特性を有する。
ここで、図５（ａ）は第１アンテナ部Ａ１の向き等を示す図、図５（ｂ）は垂直偏波指向性を示す図、図５（ｃ）は水平偏波指向性を示す図である。
また、第２アンテナ部Ａ２は、図６（ａ）、（ｂ）に示すようなアンテナ特性を有する。
ここで、図６（ａ）は第２アンテナ部Ａ２の向き等を示す図、図６（ｂ）は円偏波指向性を示す図である。

本実施の形態に係る車両用アンテナＡＳは、このような構成により、第１アンテナ部Ａ１で受信した電波を第２アンテナ部Ａ２により車内に放射することができ、車内にアンテナケーブルを配索する必要がなく、携帯電話やスマートフォン等の受信感度を向上させることができる。

［他の構成（その１）］
図７を参照して、他の構成に係る車両用アンテナＡＳ１０の構成について説明する。なお、本実施の形態に係る車両用アンテナＡＳと同様の構成については、同一符号を付して重複した説明は省略する。

車両用アンテナＡＳ１０では、ルーフ１０と天井板３００との間の空間３０１に、通常の同軸ケーブル１００に代えて、第２アンテナＡ３ａとしての漏洩ケーブル５００を配設している。

ここで、漏洩ケーブル５００は、被覆部に複数の開口部（スリット）５０１が穿設され、各開口部（スリット）５０１から外被線１０２が露出するように構成されている。
これにより、第１アンテナＡ１で受信された電波は、第２アンテナＡ３ａとしての漏洩ケーブル５００の各開口部（スリット）５０１から車内に放射される。

したがって、第１アンテナ部Ａ１で受信した電波を第２アンテナ部Ａ３ａで車内に放射することができ、車内にアンテナケーブルを配索する必要がなく、携帯電話やスマートフォン等の受信感度を向上させることができる。

［他の構成（その２）］
図８を参照して、他の構成に係る車両用アンテナＡＳ１１の構成について説明する。なお、本実施の形態に係る車両用アンテナＡＳと同様の構成については、同一符号を付して重複した説明は省略する。

車両用アンテナＡＳ１１では、天井板３００の車内側に沿って、通常の同軸ケーブル１００に代えて、第２アンテナＡ３ｂとしての漏洩ケーブル５００を配設している。

ここで、漏洩ケーブル５００は、被覆部に複数の開口部（スリット）５０１が穿設され、各開口部（スリット）５０１から外被線１０２が露出するように構成されている。
これにより、第１アンテナＡ１で受信された電波は、第２アンテナＡ３ｂとしての漏洩ケーブル５００の各開口部（スリット）５０１から車内に放射される。

以上、本発明の車両用アンテナ等を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。

ＡＳ…車両用アンテナ
Ａ１（Ａ１ａ、Ａ１ｂ）…第１アンテナ部（モノポールアンテナ、シャークフィン型アンテナ）
Ａ２…第２アンテナ部（平板アンテナ）
Ｖ…車両
Ｂ…車体
Ｅ１…第１電極
Ｅ２…第２電極
１０…ルーフ
１００…同軸ケーブル
１０１…導線（芯線）
１０２…外被線
１５０…板状の誘電体
３００…天井板

Claims

車両に搭載される車両用アンテナであって、
前記車両のルーフ上に設けられて、電波信号を受信する第１アンテナ部と、
前記車両内に設けられて、車内に電波信号を放射する第２アンテナ部とを備え、
前記第１アンテナ部は、モノポールアンテナで構成され、
前記第２アンテナ部は、平板アンテナで構成され、
前記第１アンテナ部と前記第２アンテナ部とは、同軸ケーブルを介して電気的に接続されていることを特徴とする車両用アンテナ。
前記モノポールアンテナは、シャークフィン型アンテナで構成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。
前記平板アンテナは、
板状の誘電体と、
前記誘電体の一つの周縁部に設けられる第１電極と、
前記誘電体の前記周縁部と対向する他の周縁部に設けられる第２電極と
を備え、
前記第１電極は、前記同軸ケーブルの芯線の一端に接続され、
前記第２電極は、前記同軸ケーブルの外被線の一部に接続され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。
前記同軸ケーブルの芯線の他端は、前記モノポールアンテナに接続され、
前記同軸ケーブルの外被線の一部は、車体の導電部にアース接続されることを特徴とする請求項３に記載の車両用アンテナ。
前記第２アンテナ部は、前記車両の天井板と前記ルーフとの間に形成される空間内に配設されることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の車両用アンテナ。