JPH10276027A - カーナビゲーション装置のアンテナユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は車室内に配設されるカーナビゲーショ
ン装置のアンテナユニットに関し、室内に配置された状
態において、ＧＰＳ用衛星からの電波を広い範囲におい
て受信することを可能とすることを課題とする。 【解決手段】ＧＰＳ衛星からの電波を電波受信面２６で
受信する平面アンテナ素子２２と、この平面アンテナ素
子２２を内封するケース２１とにより構成され、車室内
に配設されるカーナビゲーション装置のアンテナユニッ
トにおいて、電波の車室内への進入方向に対応させ、側
面からみて三角形状のケース２１に平面アンテナ素子２
２を装着することにより、平面アンテナ素子２２の電波
受信面２６の仰角θ４を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカーナビゲーション
装置のアンテナユニットに係り、特に車室内に配設され
るカーナビゲーション装置のアンテナユニットに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、カーナビゲーション装置（ＧＰ
Ｓ：グローバルポジショニングシステム）が注目されて
おり、また車載されるようになってきている。このＧＰ
Ｓは、ＧＰＳ用衛星からの電波を受信し、これにより車
両の現在位置の検出を行う構成とされている。このた
め、ＧＰＳを搭載した車両にはＧＰＳ用のアンテナユニ
ットが設けられている。

【０００３】図８は、従来におけるＧＰＳ用のアンテナ
ユニット１０の一例を示している。このアンテナユニッ
ト１０は、アルミダイキャスト製のボトムカバー１と、
これに被着されるトップカバー２とにより構成されるケ
ース内に、多数の電子部品が組付けられた回路基板３
と、この回路基板３を覆う金属製シールドカバー３ａ、
及び静止衛星（ＧＰＳ用衛星）等からの電波を受信する
平面アンテナ素子４等が収納された構成とされている。

【０００４】この平面アンテナ素子４は、カバー１，２
内に装着された状態で、その受信面が水平となるよう構
成されている。そして、平面アンテナ素子４で受信した
信号は回路基板３で処理された上で、ケーブル５を介し
てＧＰＳ用コンピュータに送信される。また、ボトムカ
バー１の底面には凹部が形成され、この凹部には取付片
７ａを介して複数の取付ネジ６で固定される強磁性体製
のバックヨーク７が配設されている。このバックヨーク
７の下面側にはリング状マグネット８が吸着保持され、
このリング状マグネット８の磁力により当該アンテナユ
ニット１０は設置場所に吸着保持される構成とされてい
る。尚、９は受信状態を安定させるための板金製の安定
シールド板である。

【０００５】ところで、上記構成とされたアンテナユニ
ット１０の配設場所としては、例えば図９に示されるよ
うに車両１２のルーフ１３（室外）が考えられる。この
ように、ルーフ１３をアンテナユニット１０に配置する
構成では、アンテナユニット１０は車外に配設されるた
め、ＧＰＳ用衛星からの電波を良好な状態で受信するこ
とができる。

【０００６】ところが、アンテナユニット１０を車外に
配置した構成では、アンテナユニット１０をいたずらさ
れたり、また盗難されるおそれがある。このため、アン
テナユニット１０を車両１２の室内１４に配置すること
が行われている。また、車内１４内における配置位置と
しては、図１０に示されるように、電波の受信を広く行
うことができるダッシュボード１５上等を選定するのが
一般的である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、アンテ
ナユニット１０をダッシュボード１５（車内１４）に配
設することにより、いたずら及び盗難のおそれはなくな
る。しかるに、車内１４の上部にはルーフ１３が存在す
るため、このルーフ１３がＧＰＳ用衛星からの電波を遮
断してしまう。従って、車内１４ではＧＰＳ用衛星から
の電波の受信可能範囲が狭まってしまう。

【０００８】また、従来のアンテナユニット１０は平面
アンテナ素子４の受信面が水平となる構成とされてお
り、かつ平面アンテナ素子４の受信感度は受信面に対し
垂直方向（図８に矢印Ｘで示す方向）が最も強く、この
垂直方向より水平方向に向かうにつれて受信感度は低下
する傾向を示す。いま、アンテナユニット１０がＧＰＳ
用衛星からの電波を良好な状態で受信できる範囲が、図
１１に矢印θ１の範囲であったする（以下、この範囲を
受信可能範囲θ１という）。

【０００９】すると、アンテナユニット１０を車内１４
に配置した場合には、受信可能範囲θ１の全ての領域に
おいて電波を受信することはできず、図１１に矢印θ２
で示すルーフ１３が受信可能範囲θ１と重複する領域
（以下、この領域を受信不能範囲θ２という）では、例
えば図中矢印Ａで示す方向から進入するＧＰＳ用衛星か
らの電波を受信することができない。

【００１０】また、例えば図中矢印Ｂで示す方向から進
入する、低仰角にあるＧＰＳ用衛星から送信された電波
は、受信可能範囲θ１の領域外から進入する電波である
ため、やはりこの電波を受信することができない。この
ように従来のアンテナユニット１０では、これを車内１
４に配置した場合、実質的な受信可能範囲が狭くなって
しまい（図１１に矢印θ３で示すのが実質的な受信可能
範囲となる）、よって信頼性の高いカーナビゲーション
処理を行うことができないという問題点があった。

【００１１】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、室内に配置された状態において、ＧＰＳ用衛星か
らの電波を広い範囲において受信することを可能とした
カーナビゲーション装置のアンテナユニットを提供する
ことを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、衛星からの電波を受信面で受信するア
ンテナ素子と、このアンテナ素子を内封するケースとに
より構成され、車室内に配設されるカーナビゲーション
装置のアンテナユニットにおいて、前記電波の車室内へ
の進入方向に対応させ、前記アンテナ素子の前記受信面
の仰角を設定する角度設定機構を設けたことを特徴とす
るものである。

【００１３】上記構成とされたカーナビゲーション装置
のアンテナユニットでは、角度設定機構により、アンテ
ナ素子の受信面の仰角を電波の車室内への進入方向に対
応させて設定することができる。このため、衛星からの
電波を良好な状態で受信できる範囲を、電波が車室内へ
の進入領域に対応させることが可能となり、広い範囲で
電波の受信を行うことが可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
図面と共に説明する。図１は、本発明の一実施例である
カーナビゲーション装置のアンテナユニット２０を示し
ている。図１（Ａ）はアンテナユニット２０の側面を一
部切截した状態を示し、また図１（Ｂ）はアンテナユニ
ット２０の平面を示している。

【００１５】アンテナユニット２０は、大略するとケー
ス２１，平面アンテナ素子２２，回路基板２３等により
構成されている。このケース２１は樹脂成形されたもの
であり、図１（Ａ）に示されるように側面から見た形状
が傾斜面２４，２５を有した三角形状とされている。こ
のケース２１内に、平面アンテナ素子２２及び回路基板
２３等が配設される。後に詳述するように、本実施例に
おいては、このケース２１が角度設定機構を構成する。

【００１６】平面アンテナ素子２２はＧＰＳ用衛星から
の電波を受信するものであり、誘電体ベース上に膜形成
技術を用いてアンテナ部が形成された構成とされてい
る。この平面アンテナ素子２２は電波受信面２６が平面
とされており、この電波受信面２６はケース２１の傾斜
面２４と平行に対向するよう配設されている。前記した
ように、傾斜面２４は傾斜した面であり、よってこの傾
斜面２４と平行に配設された電波受信面２６を有する平
面アンテナ素子２２も水平方向に対して所定の仰角θ４
を有した構成とされている。

【００１７】尚、本実施例における平面アンテナ素子２
２の仰角とは、平面とされた電波受信面２６に垂直方向
に延びる線分（図１に矢印Ｐで示す）を想定した場合、
この線分Ｐが水平方向に延在する線分（図１に矢印Ｑで
示す）となす角度と定義するものとする。上記構成とさ
れた平面アンテナ素子２２は、回路基板２３に配設さ
れ、また電気的に接続された構成とされている。回路基
板２３は例えばプリント配線基板であり、その上面及び
下面に所定の配線パターンが形成された構成とされてい
る。

【００１８】この回路基板２３の上面には前記した平面
アンテナ素子２２が配設され、また下面にはローノイズ
アンプ等の電子回路が形成され、この電子回路は外乱の
侵入を防止する点からシールドケース２７内に収納され
ている。尚、２８はケーブルであり、アンテナユニット
２０はこのケーブル２８によりＧＰＳコンピュータに接
続されている。

【００１９】上記構成とされたアンテナユニット２０
は、いたずら及び盗難防止の面から車内に配置される。
具体的なアンテナユニット２０の配置位置としては、例
えば図２乃至図４に示すように運転席のダッシュボード
２９上を選定するとよい。これは、ダッシュボード２９
上は、ＧＰＳ用衛星からの電波を通過させるフロントガ
ラスと広く対向しており、またＧＰＳ用衛星からの電波
を遮断するルーフとの対向範囲が狭いからである。

【００２０】しかるに、従来のように単に平面アンテナ
素子４をダッシュボード１５に仰角が９０°となるよう
配置した構成では、ＧＰＳ衛星からの電波の受信可能範
囲が狭くなることは前述した通りである（図１１参
照）。ここで、図２乃至図４に示したダッシュボード２
９に配置された状態のアンテナユニット２０に注目す
る。前記したように、本実施例に係るアンテナユニット
２０は側面視した状態で三角形状とされたケース２１内
に配設されているため、平面アンテナ素子２２の電波受
信面２６は仰角θ４（図４参照）を有している。

【００２１】このように、平面アンテナ素子２２の電波
受信面２６は仰角θ４を設けることにより、室内に平面
アンテナ素子２２を配置した構成としても、ＧＰＳ衛星
からの電波の受信可能範囲を従来に比べて増大させるこ
とができる。以下、その理由について図５を用いて説明
する。前記したように、平面アンテナ素子２２の受信感
度は電波受信面２６に対し垂直方向（図１及び図５に矢
印Ｐで示す線分の方向）が最も強く、この垂直方向Ｐよ
り水平方向に向かうにつれて受信感度は低下する傾向を
示す。また、平面アンテナ素子２２がＧＰＳ用衛星から
の電波を良好な状態で受信できる範囲は、本実施例と従
来で変わることはなく、図５及び図１１に矢印θ１で示
す範囲である（受信可能範囲θ１）。

【００２２】ここで、本実施例のように平面アンテナ素
子２２の電波受信面２６に仰角θ４を設けると、受信可
能範囲θ１は、図１１に示す従来の平面アンテナ素子４
の場合に比べて、全体的に図中反時計方向にシフトす
る。このシフト量は、仰角θ４の値を選定することによ
り可変することが可能である。本実施例では、受信可能
範囲θ１における図中左方向側の受信可能限（図中、矢
印Ｌで示す線分の位置。以下、左方向受信可能限Ｌとい
う）を水平方向と一致させた構成としている。即ち、本
実施例では左側受信可能限Ｌを図１に示した線分Ｑと一
致させた構成となっている。

【００２３】このように、本実施例において受信可能範
囲θ１の左側受信可能限Ｌを水平方向と一致させたの
は、図中矢印Ｂで示す方向から進入する低仰角にあるＧ
ＰＳ用衛星から送信された電波を受信可能とするためで
ある。よって、本実施例の構成のアンテナユニット２０
によれば、低仰角にあるＧＰＳ用衛星から送信された電
波を受信することができる。

【００２４】一方、受信可能範囲θ１の図中右方向側の
受信可能限（図中、矢印Ｒで示す線分の位置。以下、右
方向受信可能限Ｒという）に注目すると、前記したよう
に本実施例では受信可能範囲θ１が従来の平面アンテナ
素子４の場合に比べて反時計方向にシフトしているた
め、右方向受信可能限Ｒはルーフ３０から外れた部位に
位置している。即ち、本実施例では、ルーフ１３と受信
可能範囲θ１とが重複する領域は存在しない。

【００２５】よって、アンテナユニット２０では、受信
可能範囲θ１内に受信不能範囲は存在せず、受信可能範
囲θ１の全てにおいて電波を受信することができる。即
ち、本実施例によれば、電波の車室内への進入方向に対
応させて平面アンテナ素子２２の電波受信面２６に所定
の仰角θ４を設定することにより、室内に平面アンテナ
素子２２を配置した構成としても、ＧＰＳ衛星からの電
波の受信可能範囲θ１を従来に比べて実質的に増大させ
ることができる。

【００２６】尚、上記した実施例では、平面アンテナ素
子２２を収納するケース２１を角度設定機構として用
い、このケース２１を三角形状とすることにより電波受
信面２６に所定の仰角θ４を設定する構成を示した。し
かるに、電波受信面に仰角を設定する角度設定機構はこ
れに限定されるものではなく、種々の構成が考えられ
る。例えば、アンテナユニットにチルト機構を設け、こ
のチルト機構により電波受信面に所定の仰角を設定する
構成としてもよい。

【００２７】また、上記した実施例では、仰角θ４の設
定方法として受信可能範囲θ１の左側受信可能限Ｌを水
平方向と一致させた構成を示したが、仰角の設定方法も
これに限定されるものではなく、例えば車両構造に対応
させて設定する構成としていもよい。更に、上記した実
施例では、アンテナユニット２０をダッシュボード２９
上に設置した構成を示したが、アンテナユニット２０の
設置位置はダッシュボード２９に限定されるものではな
い。例えば、図６（Ａ），（Ｂ）に示されるように、バ
ックミラー３１にアンテナユニット２０を配設してもよ
く、また図７（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、フロン
トガラス３２にアンテナユニット２０を配設した構成と
してもよい。

【００２８】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、衛星からの
電波を良好な状態で受信できる範囲を、電波が車室内へ
の進入領域に対応させることが可能となり、よって広い
範囲で電波の受信を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるアンテナユニットを説
明するための図である。

【図２】本発明の一実施例であるアンテナユニットをダ
ッシュボードに配置した例を示す図である（その１）。

【図３】本発明の一実施例であるアンテナユニットをダ
ッシュボードに配置した例を示す図である（その２）。

【図４】本発明の一実施例であるアンテナユニットをダ
ッシュボードに配置した例を示す図である（その３）。

【図５】本発明の一実施例であるアンテナユニットをバ
ックミラーに配置した例を示す図である。

【図６】本発明の一実施例であるアンテナユニットをフ
ロントガラスに配置した例を示す図である。

【図７】本発明の一実施例であるアンテナユニットの作
用を説明するための図である。

【図８】従来のアンテナユニットの一例を示す分解斜視
図である。

【図９】従来のアンテナユニットを車外に配置した例を
示す図である。

【図１０】従来のアンテナユニットを車内に配置した例
を示す図である。

【図１１】従来のアンテナユニットの問題点を説明する
ための図である。

【符号の説明】

２０ アンテナユニット ２１ ケース ２２ 平面アンテナ素子 ２３ 回路基板 ２４，２５ 傾斜面 ２６ 電波受信面 ２７ シールドケース ２８ ケーブル ２９ ダッシュボード

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 衛星からの電波を受信面で受信するアン
   テナ素子と、該アンテナ素子を内封するケースとにより
   構成され、車室内に配設されるカーナビゲーション装置
   のアンテナユニットにおいて、 前記電波の車室内への進入方向に対応させ、前記アンテ
   ナ素子の前記受信面の仰角を設定する角度設定機構を設
   けたことを特徴とするカーナビゲーション装置のアンテ
   ナユニット。