JPH0730315A - 車載用平面アンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 指向特性を損なうことなく簡単に自動車のウ
ィンドウの内側面に取付可能な車載用平面アンテナを提
供する。 【構成】 平面アンテナ１にはアンテナユニット４が内
蔵され、該アンテナユニット４には筐体２の上面２１の
方向に指向性を有するマイクロストリップアンテナ５が
設けられている。上記上面２１の略中央に、平面アンテ
ナ１のウィンドウの内側面への取付部材である弾性部材
からなる吸盤３を一体的に形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばマイクロストリ
ップアンテナ等の平面アンテナからなる車載用平面アン
テナに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、世界的位置測位システム（ＧＰ
Ｓ：Global Positioning System）の実用化に伴い、例
えばマイクロストリップアンテナ等の平面アンテナを用
いた車載用のＧＰＳアンテナが商品化されている。

【０００３】走行中の自動車においては到来電波の偏波
面やレベル等の受信条件が頻繁に変動するので、軌道衛
星から地表に向けて放射された衛星位置及び電波放射時
刻の情報を含む微弱なＧＰＳ用の超短波を可及的好適な
条件で受信するため、上記ＧＰＳアンテナは、一般に天
空方向に視界の開けたルーフ上やトランク上等に搭載さ
れている。

【０００４】従来のＧＰＳアンテナは、図１０（ａ）に
示すように筐体１００の底面１００Ｂ（指向性を有する
面１００Ａに対して反対側の面）に吸盤若しくは磁石等
の取付部材１０１を設け、該取付部材１０１によりルー
フ１０２上に吸着させて着脱可能に取り付けられてい
る。

【０００５】また、図１０（ｂ）に示すように、筐体１
００の底面１００Ｂに金具１０３とネジ１０４とからな
る取付部材１０１′を設け、金具１０３でトランクリッ
ド１０５を挟み込み、ネジ１０４で締結してトランクリ
ッド１０５上に取り付けられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のＧＰＳアン
テナは、アンテナを車外に取り付ける構造であるため、
高い耐環境特性が要求され、コスト高になる。また、ア
ンテナから車内の受信装置への配線処理が困難であると
ともに、装着時の車両デザインとの調和が困難である。
また、盗難防止を考慮すると、必要に応じてアンテナの
取付け及び取外しを行なわなければならず、取扱いが不
便である。

【０００７】更に上記吸盤若しくは磁石等の取付部材１
０１又は締結具からなる取付部材１０１′による車体へ
の取付方法は、車体を損傷することがあり、特に前者の
吸着方法は、強い衝撃や風圧によりアンテナが車体から
外れる虞があり、取付強度の点でも問題がある。もし、
アンテナが車体からはずれ、ケーブルが切れた場合、ア
ンテナが他の自動車や歩行者に当たる虞があり、非常に
危険である。

【０００８】上記課題を解決するため、上記ＧＰＳアン
テナを車内に搭載することも可能であるが、軌道衛星か
ら放射された微弱な超短波を効果的に受信するには、ア
ンテナの取付位置が天空方向に遮蔽物がなく視界の開け
た可及的高い位置、例えばリアウィンドウ若しくはフロ
ントウィンドウの内側面の上方位置等に限られ、かかる
位置に上記従来のＧＰＳアンテナを有効に取り付けるこ
とは困難である。

【０００９】すなわち、リヤウィンドウ又はフロントウ
ィンドウは磁性体で構成されておらず、被締結面も形成
されていないから、上記磁石や締結具による取付部材１
０１，１０１′では取り付けられない。一方、吸盤によ
る取付部材１０１によれば、吸盤を吸着させてリアウィ
ンドウ又はフロントウィンドウの内側面にアンテナを取
り付けることは可能であるが、この場合は、ＧＰＳアン
テナの放射面が車室内の方向に向き、電波到来方向に一
致しないので、ＧＰＳ用の電波を受信できず、実効性が
ない。そして、上記課題は、ＧＰＳアンテナに限らず、
一般に車載用平面アンテナに共通している。

【００１０】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、指向特性をほとんど損なうことなく簡単にウィンド
ウの内側面に取付可能な車載用平面アンテナを提供する
ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、一方面側に指
向性を有する板状のアンテナエレメントを備えた平面ア
ンテナと、該平面アンテナを保護する保護筐体とからな
る車載用平面アンテナにおいて、上記筐体の上記平面ア
ンテナの指向性を有する面に絶縁部材からなる取付部材
が設けられているものである（請求項１）。

【００１２】なお、上記取付部材は、上記保護筐体に一
体的若しくは着脱可能に形成するとよい（請求項２，
３）。また、上記取付部材は、好ましくは１又は複数個
の吸盤若しくは粘着テープで構成するとよい（請求項
４，５）。

【００１３】

【作用】本発明によれば、車載用平面アンテナは、自動
車のリヤウィンドウやフロントウィンドウ等の内側面に
吸盤若しくは粘着テープにより保護筐体の取付面を吸着
若しくは粘着させて取り付けられる。取付状態において
は、平面アンテナの指向性が外向きで、しかもアンテナ
エレメントがリヤウィンドウ又はフロントウィンドウの
面に沿うので、平面アンテナの指向方向がウィンドウ面
の外向き法線方向に略一致し、走行中の自動車におい
て、仰角方向から到来する電波が有効に受信される。特
に傾斜角の大きいウィンドウほど、良好となる。

【００１４】また、取付部材を保護筐体に着脱可能にし
ているので、アンテナのリヤウィンドウ又はフロントウ
ィンドウの内側面への着脱が容易に行なえる。

【００１５】

【実施例】図１は、本発明に係る平面アンテナの外観を
示す平面図、図２は、同平面アンテナの外観を示す側面
図、図３は、同平面アンテナの内部構造を示す側断面図
である。

【００１６】平面アンテナ１は、正面側の上面２１に円
形の吸盤３が一体的に形成された、合成ゴム、シリコン
ゴム、ビニール等の可撓性を有する合成樹脂等の絶縁体
からなる筐体２の内部にアンテナユニット４及び増幅器
ユニット６を収納してなるもので、後述するように自動
車のリヤウィンドウ若しくはフロントウィンドウの内側
面に取り付けることを考慮した外観形状を有している。
側面２２の略中央からは受信信号を不図示の受信機に導
く同軸ケーブル７が引き出されている。

【００１７】なお、上記吸盤３は、側板２１に複数個形
成してもよい。また、例えばルーフ等の車外にも取り付
けられるように、背面側の下面２３にも吸盤３を形成し
てもよい。また、吸盤３は、筐体２とは別体にして構成
してもよい。

【００１８】アンテナユニット４には、図４に示すよう
に、高誘電体基板５１の裏面全体に接地電極５２を形成
するとともに、表面略中央に、例えばλｇ（波長）／２
の長辺を有する所定寸法の長方形状の電極５３を形成
し、該電極５３の偏心位置に給電点Ｆを設けたマイクロ
ストリップアンテナ５が設けられている。そして、上記
アンテナユニット４は、上記接地電極５２を基板８の上
面に対向させて該基板８に取り付けられている。

【００１９】上記マイクロストリップアンテナ５は、電
極５３に対する垂直面であって長辺に平行な中心軸Ｍを
含む垂直面内に電界面（以下、Ｅ面という）を有し、短
辺に平行な中心軸Ｍ′を含む垂直面内に磁界面（以下、
Ｈ面という）を有している。Ｅ面の指向性は、図５に示
すように電極５３の中心Ｏにおける法線方向（θ＝０°
方向）にメインビーム方向を有し、半値角は一般的に１
４０°〜１８０°で、比較的広いビーム幅を有してい
る。なお、Ｈ面の指向性もＥ面の指向性と類似の形を有
し、Ｅ面の最大利得Ｅ_MAXと略同一の最大利得Ｈ_MAXを有
している。

【００２０】一方、増幅器ユニット６は、例えばＦＥＴ
（Field Effect Transistor）等を用いた高周波増幅器
で基板８の裏面に構成され、金属ケースでシールドされ
ている。上記マイクロストリップアンテナ５の給電点Ｆ
は、基板８を介して高周波増幅器の入力端に接続され、
上記同軸ケーブル７の先端は高周波増幅器の出力端に接
続されている。そして、上記アンテナユニット４及び増
幅器ユニット６は、アンテナユニット４が上記吸盤３が
形成された面に平行又は積極的に所定角傾けて筐体２内
に収納されている。また、上記高周波増幅器への電源
は、同軸ケーブル７を介して不図示の受信機側から供給
されるようになっている。

【００２１】なお、上記増幅器ユニット６は、必要に応
じて筐体２に内蔵すればよく、筐体２内にアンテナユニ
ット４のみを収納するようにしてもよい。

【００２２】図６は、上記平面アンテナ１を自動車に搭
載した状態を示すもので、（ａ）は要部斜視図、（ｂ）
は要部断面図である。

【００２３】上記平面アンテナ１は、自動車９のリヤウ
ィンドウ９１の内側面の上部であって中央から少しずれ
た位置（図６（ａ）では左寄りの位置）に吸盤３を吸着
させて取り付けられている。また、同軸ケーブル７は、
上方のルーフ９２側に引き出され、該ルーフ９２のエッ
ジに沿って配線処理がなされている。

【００２４】平面アンテナ１の吸盤３は、内蔵されたマ
イクロストリップアンテナ５の電極５３を含む平面Ｓ
（以下、受信面Ｓという）に対してメインビームの生じ
る領域側に設けられているから、上記のように取り付け
ることにより受信面Ｓがリヤウィンドウ９１のガラス面
と略平行になるとともに、受信方向が該ガラス面に対し
て外向きになり、平面アンテナ１の指向特性は、図６
（ｂ）のＲで示すようになる。すなわち、自動車を中心
にすると、後方の仰角α方向にメインビームが生じる。
そして、平面アンテナ１の半値角は、比較的広角である
から、後方の低仰角方向から高仰角方向に対して広範囲
で到来電波を受信することが可能になる。

【００２５】従って、フロントウィンドウの内側面の上
部にも平面アンテナ１を設ければ、前後両方向において
低仰角から高仰角方向に対して広範囲で到来電波を受信
することが可能になり、受信性能を格段に向上させるこ
とができる。

【００２６】また、平面アンテナ１は車室内に搭載され
るから、車外搭載用アンテナに比して、高い耐候性を必
要としない分、低コスト化が可能であるとともに、設置
による車体への傷の発生、いたずらや盗難等の虞が少な
い。

【００２７】なお、ルーフ９２の近傍では到来電波の電
界成分が弱められ、ルーフ９２の方向のＥ面の受信感度
が低下するが、磁界成分は弱められることはないので、
磁界成分を受信することにより電界成分の受信感度の低
下が補償されるから、平面アンテナ１がルーフ９２に近
接して設置された場合にも指向性への影響は比較的少な
いと考えられる。

【００２８】また、リヤウィンドウ９１の傾斜角が大き
い場合は、メインビームの生じる仰角αが大きくなり、
真上方向の指向性が向上するので、ルーフ９２により上
記電界成分が弱められても、全体的な受信感度への影響
は少ないと考えられる。

【００２９】また、上記平面アンテナ１の取付位置は、
運転者の後方視界を妨げないこと等を考慮した望ましい
位置の一例であって、上記の位置に限られるものではな
く、運転者の後方の視界を妨げない位置であれば、リヤ
ウィンドウ９１の内側面の周辺部の任意の位置に設ける
ことができる。また、フロントウィンドウの内側面に取
り付ける場合も同じである。

【００３０】図７は、本発明に係る車載用平面アンテナ
の第２実施例の外観を示す斜視図、図８は、本発明に係
る車載用平面アンテナの第３実施例を示す断面図であ
る。

【００３１】第２及び第３実施例は、吸盤３を筐体２に
着脱可能に設け、筐体（アンテナ本体）２の自動車９の
ウィンドウへの着脱を容易にしたものである。すなわ
ち、例えばリヤウィンドウ９１の所定の位置に吸盤３を
予め取り付けておき、この吸盤３にアンテナ本体２を着
脱させることにより必要に応じて簡単にアンテナの取付
け及び取外しができるものである。

【００３２】第２実施例は、図７に示すように、筐体２
の上面２１に弾性部材からなるブラケット２４を設ける
一方、吸盤３の底背面に支持軸３１を介して上記ブラケ
ット２４に係合する被係合板３２を設けたものである。

【００３３】上記ブラケット２４は、上記被係合板３２
の嵌入孔２５を形成すべく一方端部を除く他方端部及び
両側部が筐体２の側面２に固設され、その上側面２４Ｂ
に開放端に伸びる凸形状の係合溝２６が穿設されてい
る。係合溝２６の狭窄部２６Ａは、上記支持軸３１の直
径よりわずかに短い寸法で、幅広部２６Ｂは該支持軸３
１の直径よりわずかに大きい直径を有する円形状になっ
ている。

【００３４】筐体２は、ブラケット２４の嵌入孔２５に
被係合板３２を嵌入させて自動車９に取り付けられた吸
盤３に取り付けられる。嵌入孔２５へ被係合板３２を嵌
入させるのに伴い、支持軸３１が係合溝２６に嵌入され
る。そして、幅広部２６Ｂが支持軸３１に到達すると、
幅広部２６Ｂの内周面が支持軸３１が当接して筐体２の
移動が規制され、その位置にロックされる。

【００３５】一方、筐体２を開口部２５と反対方向に強
く押すと、幅広部２６Ｂが支持軸３１から外れ、筐体２
の移動が可能になり、更に筐体２を嵌入孔２５の開口部
２５と反対方向にスライドさせることにより筐体２が吸
盤３から離脱する。

【００３６】また、第３実施例は、図８に示すように、
吸盤３の底背面に玉軸受部３３を形成する一方、筐体２
の上面２１の略中央に上記玉軸受部３３に嵌合装着され
る先端に球状部２７Ａを有する被嵌合部２７が突設した
ものである。

【００３７】吸盤３は弾性部材で形成されているので、
玉軸受部３３の開口部３３Ａに上記被嵌合部２７の球状
部２７Ａを当接させ、筐体２を吸盤３側に押し付ける
と、球状部２７Ａが開口部３３Ａを押し広げつつ玉軸受
部３３に嵌入して筐体２が吸盤３に装着される（図８、
仮想線で示す状態）。

【００３８】逆に、吸盤３から引き離すように筐体２を
引っ張ると、球状部２７Ａが開口部３３Ａを押し広げつ
つ玉軸受部３３から抜脱して筐体２が吸盤３から離脱さ
れる（図８、実線で示す状態）。

【００３９】なお、上記被嵌合部２７の軸部を適度に長
くし、上記玉軸受部３３を中心に回動可能にしてもよ
い。このようにすると、筐体２の向きを変えることがで
き、受信方向の調整をすることができる。

【００４０】図９は、本発明に係る車載用平面アンテナ
の第４実施例を示す断面図である。同図は、図３におい
て、背面側の下面２３に磁石１０を埋設したもので、上
記平面アンテナ１を車外のルーフ９２等にも取付可能に
したものである。なお、吸盤３は、第２及び第３実施例
のように、筐体２に着脱可能に設けてもよい。

【００４１】第４実施例は、平面アンテナ１を車内又は
車外のいずれにも取付可能になっているので、車室内で
は良好な受信が困難な場合、ルーフ上等の車外に設置位
置を変更することにより簡単に受信条件を改善すること
ができる。

【００４２】なお、上記実施例では、ガラス面への取付
部材として吸盤３を用いていたが、例えば粘着テープや
マジックテープ等の接着テープを用いてもよい。かかる
テープを用いた場合は、筐体２の上面２１に取付部材が
突出しないので、筐体２の形状が簡単になる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一方面側に指向性を有する板状のアンテナエレメントを
備えた平面アンテナと、該平面アンテナを保護する保護
筐体とからなる車載用平面アンテナにおいて、上記筐体
の上記平面アンテナの指向性を有する面に吸盤若しくは
粘着テープ等の絶縁部材からなる取付部材を設けたの
で、車室内の指向特性への影響の少ない好適な受信位置
であるリヤウィンドウやフロントウィンドウ或いは非金
属性サンルーフ等の内側面に指向性を損なうことなく簡
単にアンテナを取り付けることができる。

【００４４】また、上記取付部材をアンテナの保護部材
に着脱可能に取り付けたので、アンテナの自動車への着
脱が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車載用平面アンテナの外観を示す
平面図である。

【図２】本発明に係る車載用平面アンテナの外観を示す
側面図である。

【図３】本発明に係る車載用平面アンテナの内部構造を
示す側断面図である。

【図４】平面アンテナの構造を示す斜視図である。

【図５】平面アンテナの指向性を示す図である。

【図６】本発明に係る車載用平面アンテナを自動車に取
り付けた状態を示すもので、（ａ）は要部斜視図、
（ｂ）は要部断面図である。

【図７】本発明に係る車載用平面アンテナの第２実施例
の外観を示す斜視図である。

【図８】本発明に係る車載用平面アンテナの第３実施例
を示す断面図である。

【図９】本発明に係る車載用平面アンテナの第４実施例
を示す断面図である。

【図１０】従来の車載用アンテナの自動車への取付方法
を示す図で、（ａ）はルーフへの取付方法を示す図、
（ｂ）はトランクリッドへの取付方法を示す図である。

【符号の説明】

１ 平面アンテナ ２ 筐体 ２４ ブラケット ２５ 嵌入孔 ２６ 係合溝 ２７ 被係合部 ３ 吸盤 ３１ 支持軸 ３２ 被係合板 ３３ 玉軸受部 ４ アンテナユニット ５ マイクロストリップアンテナ ６ 増幅器ユニット ７ 同軸ケーブル ８ 基板 ９ 自動車 １０ 磁石

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方面側に指向性を有する板状のアンテ
   ナエレメントを備えた平面アンテナと、該平面アンテナ
   を保護する保護筐体とからなる車載用平面アンテナにお
   いて、上記筐体の上記平面アンテナの指向性を有する面
   に絶縁部材からなる取付部材が設けられていることを特
   徴とする車載用平面アンテナ。
2. 【請求項２】 上記取付部材は、上記保護筐体に一体的
   に形成されていることを特徴とする請求項１記載の車載
   用平面アンテナ。
3. 【請求項３】 上記取付部材は、上記保護筐体に着脱可
   能になされていることを特徴とする請求項１記載の車載
   用平面アンテナ。
4. 【請求項４】 上記取付部材は、１又は複数個の吸盤か
   らなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載
   の車載用平面アンテナ。
5. 【請求項５】 上記取付部材は、粘着テープからなるこ
   とを特徴とする請求項１又は２記載の車載用平面アンテ
   ナ。