JPS61120505A - 自動車用アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車用アンテナ装置、特に自動車の車体で受
信した放送波を効果的に検出してΦ戟された各種受信機
に検出信号を供給する改良された自動車用アンテナ装置
に関するものである。

［従来の技術］ 各種の放送波例えばラジオ、テレビある・いは電話等の
放送通信波を自動車内に設けられた受信機にて確実に受
信するために自動車にはアンテナ装置が不可欠であり、
また自動車と他局との通信を行う例えば市民バンド電波
の送受信にもこの種のアンテナ装置が極めて重要であり
、今後の自動車における標準装備された通信機能に対し
て主要な役割を果す。

従来における一般的なアンテナ装置はボールアンテナと
して知られており、車体から突出したアンテナはその受
信特性の上では好ましい性能を示すが、車体デザインの
面においては常に邪魔もの扱いされるという宿命を有し
ていた。

また、このようなボールアンテナは実際の使用状態にお
いても折れ、曲り等の破損を受けやすく、またいたずら
あるいは盗難の対象となり、更に高速走行時において不
快な風切り音を発生する各種々の問題を有しており、従
来において、なんとかこれを除去したいという要望が多
かった。

特に、近年のごとく、自動車の内部で受信する放送波あ
るいは通信波の周波数帯域が拡大すると、各周波数帯域
に応じた多数本のアンテナを設置する必要があり、自動
車の外観に対する美的コンセプトを無残に破壊してしま
い、またこれら各種のアンテナ間における電気的な相互
干渉によってそれらの受信性能を著しく劣化させるとい
う問題があった。

従来において、前述したボールアンテナを除去しあるい
は外から見えないように隠蔽する幾つかの努力がなされ
ており、例えばリヤウィンドシールドにアンテナＩＩｍ
を貼付けること等が実用化されている。

従来における他の解決手段として、放送波によって車体
自体に誘起する表面電流を検出することが提案されてき
た。このような車体に流れるＴＡ流を利用することは一
見最も確実でありまた効率も良い手段であると考えられ
るが、従来における実験はこのような期待を完全に裏切
る結果を示し続けた。

一般的な車体の放送波による表面電流が利用できなかっ
た第１の理由は予期したほど表面Ｔｉ流値が大きくない
ということであり、従来の表面電流は車体の天井板を主
に対象としていたが、これによっても、充分に利用する
に足るレベルの検出出力を得ることはできなかった。

従来の第２の問題は表面電流内に極めて大きな割合いで
ノイズが混入することであり、このようなノイズは主と
してエンジンの点火系及びバッテリ充電用のレギュレー
タ系統から発生し、エンジンが活動している限りこれら
のノイズが車体に濡れ出し、側底実用できる鮮明な放送
波受信作用を行うことができなかった。

このような不利な条件の中でも、従来において幾つかの
提案がなされた。放送波によって車体に誘起された電流
を利用する従来のアンテナ装置として特公昭５３−２２
４１８が知られており、車体の電流集中部に電気的な絶
縁部を形成し、この絶縁ｗ１両端間におけるＩ流が直接
センサによって検出される。確かに、この従来装置によ
れば、ＳＮ比の優れた実用可能な検出信号を得ることが
示唆されたが、そのピックアップ構造は車体の一部に切
欠を設けることを必要とする等側底通常の１産される自
ｅ＊に適用することは不可能であった。

従来の他の装置として実公昭５３−３４８２６が知られ
ており、車両のピラーに流れる電流をピックアップコイ
ルで検出するアンテナが提案された。この従来装置はア
ンテナを車体内に内蔵してしまうという開発方向を示す
ために有益であったが、実際上、ピラーの近傍にその長
手方向に直交するピックアップコイルを設けることは実
際的でなく、またこのようなピックアップ配置では実用
的なアンテナ出力を得ることができず、単なる思いつき
に過ぎないものと考えられていた。

Ｃ発明が解決しようとするｆｌｆｆ１点Ｊ支亙ｌ五二里
ＩＡ 以上のように、従来において、放送波によって車体に誘
起される７１ｉ流を検出するアンテナｉｉは必ずしも成
功していなかった。

特に、従来においては、前述した従来の主要な課題であ
る、車体に流れる放送波によって誘起された電流を効果
的に検出するためのピックアップ構造及び実用可能なＳ
Ｎ比を得るためのピックアップ配置とが正しく解決され
ておらず、むしろ各種の実験結果は車体電流を利用した
アンテナ装置が原理的に使用できないのではないかとい
う方向を指し示していた。

１１立旦力 本発明は上記従来の課題に鑑み為されたものであり、そ
の目的は、放送波によって車体に誘起される電流を効果
的に検出してｔｔｔａされた受信機に伝達することがで
きるとともに、高周波ビックアツブの取付作業の均一化
と検出性能の均一化を図った小型自動車用アンテナ装置
を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は車体の周縁部に近
接して高周波ピックアップを配設し、これによって、所
定周波数以上の高周波表面電流を検出するアンテナ装置
であって、高周波ピックアップ、ブラケット及び車体接
続片にて予めアンテナ組立体を構成しておき、車体接続
片を車体に固定することで前記アンテナ組立体が車体に
一体化されるようにしたことを特徴とする。

従来におけるアンテナ装置は、その時代的な背景から主
としてＡＭ波の受信を意図していたが、このために、車
体Ｔｉ流を検出するアンテナは対象とする放送波の波長
が大きすぎることによって良好な受信特性が得られない
という結果になっており、本発明者らはこの周波数依存
性に着目し、本発明において受信の対象とする放送波を
ＦＭ周波数帯域以上の通常の場合５０８Ｈ２以上とする
ことによって、従来不可能とされていた車体電流からの
受信を極めて効果的に行うことを可能とした。

また、本発明においては、このような高周波車体電流も
そのＴｉ流値が車体各部で茗しく異なる分布特性を有す
ることを着目し、ノイズを拾いにくくかつ放送波により
誘起された′Ｒ流の密度が高い部分に高周波ピックアッ
プを設けたことを特徴とし、本発明においては、このよ
うな条件を満足する設Ｎ個所として特に車体の周縁部近
傍が選ばれている。

更に、本発明においては、前述した周波数特性の高周波
電流を確実に検出するために、高周波ピックアップを車
体縁部から１２Ｘ　１０４　ｃ＃（ｇ＋）以内に沿わせ
て配置しており、ピックアップとしては車体′Ｒ流にて
生じる磁束を電磁的に検出するためのループアンテナ及
びトランクヒンジとの間に静電容量を形成して高周波信
号を静電的に検出可能な電極型あるいは、スライド芯コ
イル型とし、これらによって、効率の良い検出作用が得
られている。

［実施例］ 以下、本発明に係る自動車用アンテナ装置の好適な実施
例を図面に基づき説明する。

第３〜１１図には高周波電流の分布特性を調べて最も効
率の良いアンテナ設誼位置を求めるだめの工程が説明さ
れている。

第３図には放送波等の外来電波Ｗが金属導体から成る車
体Ｂを通過する際にその電磁波の強さに応じた表面Ｔｉ
流■が車体各部に誘起されることを示しており、本発明
においては、これらの電波のうち比較的高周波数帯域に
属する５０８Ｈ２以上のＦＭ波、テレビ波等に用いられ
る周波数帯域のみを対象とする。

そして、本発明においては、このような特定の高周波帯
域において、車体の誘起′ＲＦＩＬ分布を測定し、表面
電流密度が高くかつノイズの少ない部分にピックアップ
をＨｉ！することを特徴とする。

表面電流分布を知るために計算癲によるシュミレーショ
ン及び実際のＴｉ流強度を各点において測定することが
行なわれ、本発明においては、後述する所望の車体部分
に設けられる高周波ピックアップと同様の原理に基づく
プローブが使われ、このプローブを車体の表面全域にわ
たって各点毎に方向を変えながら全域に動かして表面電
流の測定が行なわれた。

第４図にはこのような後述する高周波ピックアップとほ
ぼ同様の原理に基づいて作成されたプローブＰの概略構
成が示されており、外部からの電波の混入を避けるため
に専心体からなるケース１０の内部にループコイル１２
が固定され、前記ケケース１ｏの一部には開口１０ａが
設けられ、ループコイル１２の一部をこの間口１０ａか
ら外部に露出させ、このループコイル１２の露出部を車
体Ｂの表面に近接させて車体表面電流から生じる磁束を
ループフィル１２で検出する構成からなる。

ループコイル１２の一部は短絡線１４によってケース１
０に接続されており、また出力端１６が同軸ケーブル１
８の芯線２０に接続されている。またループコイル１２
の一部にはコンデンサ２２が設けられており、ループコ
イル１２の周波数を所望の被測定周波数に共振させピッ
クアップ効率を上昇させることができる。

以上のようにして、プロープルｌＩｒｗ体Ｂの表面に沿
って移動させ、また各測定点においてその角度を回転さ
せることにより車体表面の表面？ｌｉ１分布及びその方
向を正確に求めることが可能となり、第４図において、
プローブＰの出力は高周波電圧増幅器２．４にて増幅さ
れ、高周波電圧測定器２６によって出力電圧が測定され
る。このコイル出力電圧は測定器２６のメータ指示値で
読取られるととともに、このメータ指示値に対応した電
圧はＸＹレコーダ２８にて車体各部における表１ｆｉｉ
電ｉ分布として記録される。ＸＹレコーダ２８にはポテ
ンショメータ３０から車体の各位置を示す信号が入力さ
れており、各位置における高周波表面Ｔｉ流を知ること
が可能となる。

第５図には、高周波表面Ｎ流ｌと前記ピックアップのル
ープコイル１２との偏角θを示し、図示のごとく、電ｉ
ｔによる磁束φｔユルーブコイル１２と鎮交することに
よってループコイル１２に検出電圧■を発生させ、第６
図で示すごとく、θがＯすなわら表面電流■とピックア
ップのループコイル１２とが平行なときに最大電圧がｉ
％られ、各測定点においてプローブＰを回転させ最大電
圧が得られるときの表面１流ｌの向きを知ることができ
る。

第７図及び８図には、前述したプローブＰによる測定結
果及び計算機によるシｌミレージョンの両者から求めら
れた８０８１１２の周波数における車体各部に生じる高
周波表面′Ｉｉ流の大きさとその向きを示しており、第
７図から明らかなように、表面電流の大きさは車体平面
部分の端縁に沿った部分で高密度となり平板部分の中央
部において極めて低凹度となる分布を示す。

また第８図のＮ流の方向に示されるように各電流は車体
の端縁部に平行な方向あるいは各平面部の連結部に沿っ
た向きに集中していることが理解される。

第７図において、中休をｔｉｉ断するｖ５ａに沿って前
述した車体金ｉ部に誘起される電流分布を詳細に検討す
ると、第９〜１１図に示されるごとき分布特性が得られ
る。

第９図は前記縦断ｉ［Ａから８までのトランク蓋体に沿
った表面電流分布を示し１図から明らかなごとく、その
両端位置にて最も大きなＷ流が流れ、この両端から蓋体
の中央に向かって電流値が低下する分布特性を示す。

従って、第９図から、トランク蓋体に関し、その周縁部
近傍に高周波ピックアップを配置すればこの周縁部近傍
での集中的に流れる゛電流を検出することが可能となる
。

匍様に、第１０図においては車体の天井板に沿った分布
が、また第１１因には車体のエンジン蓋体に沿ったＩ：
Ｉｉｉ分布が示され、同様に、それぞれの天井板及びエ
ンジン蓋体の両端部で最も大きな電流が流れ、その中心
部に向かって電流値が低下することが理解される。

従って、本発明において、車体の各部における周縁部近
傍において良好な感度で放送波をピックアップ可能であ
ることが理解される。

もちろん、本発明において、８周波ピックアップの設置
位置は、前記各蓋体あるいは天井板に限らず、ピラー及
びフェンダ、その他フードヒンジ、トランクヒンジ又は
ピラー等の各接続部材に対しても同様に適用可能である
。

更に、本発明において、前記高周波ピックアップの設置
は各車体周縁部に近接してその周縁部に沿って例えばル
ープアンテナの長手方向を配置するが、このときに実用
上極めて良好な感度を得るために、縁部からのピックア
ップ設置範囲を放送波の搬送周波数に依存した範囲に設
定することが好適である。

第９〜１１図の分布特性は８０ＨＩＩＺのＦＭ放送周波
数に対する車体の電流であり、各車体端部あるいは縁部
からの離隔距離に従って、前述したように表面電流値は
低下し、実際に良好な感度を得ることのできる６ｄＢ以
下の電流低下範囲を考えると、各特性において、縁部か
ら４．５ｃｇ＋以内であれば陽めて良好な感度を得るこ
とが理解される。

従って、本発明において、８０ＨＨ２の搬送周波数に対
して高周波ピックアップを車体の周縁部から４、Ｓｃｉ
以内に配２すれば、実用上充分なアンテナ装置を得るこ
とができる。

そして、この実用可能な離隔距離はコンピュータによる
シミュレーション結果及び各種実験結果によって搬送周
波数に依存することが明らかとなり、周波数の増加とと
もに実用可能な離隔距離が減少することが認められた。

従って、前述した８０ＨＨ２の搬送周波数における実用
可能な離隔距＠　４．５ｃ■と周波数に逆比例するとい
うことから、本発明において、車体の金属平面縁部から
高周波ピックアップの設置範囲を、１２Ｘ　１０’３　
　Ｃ＃（１） 以内に設ければ、各搬送周波数に応じて良好な受信作用
が得ら°れることとなる（上式において、Ｃ−光速、ｆ
−搬送周波数である）。

以上のごとく、本発明によれば、高周波ピックアップは
各金属車体の縁部に近接して設けられ、また好ましくは
縁部から前述した離隔距離以内に設けられ、これによっ
て良好な受信作用が得られる。

本発明において、実際上前記離隔距離は周波数に依存す
るので、例えば搬送周波数１００８Ｈ２においては、車
体の縁部から３．６Ｃ−以内に高周波ピックアップを設
ければよいこととなり、搬送周波数ｆが増加するに従い
、高周波ピックアップの設置位置は縁部に極めて近接し
た狭い領域に限定されることとなる。

第１図には本発明において、高周波ピックアップが挟持
されたアンテナ組立体の分解斜視図が示されている。

同図に示されるように、前記高周波ピックアップ３８は
外部からの磁束をシールドする金属性のケース４０を含
み、その内部にループアンテナ４２を含み、電磁結合型
ピックアップを形成し、前述した車体の表面電流分布を
知るために用いたループコイルを含むプローブと類似し
た構成からなる。

また、ｉ！ｉｌ！ピックアップ３８のケース４０内には
前述したループアンテナ４２と接続される回路部５８が
内蔵されており、該回路部５８に設けられているプリア
ンプ等で検出された信号が処理される。更に、このよう
にして得られた高周波検出信号は同軸ケーブル６ｏから
外部に取出され、前述した表面Ｎ流分布測定で用いたと
同様の回路によって処理される。＃記回路部５８には回
路制御するためのｆｉｉｌＱ及び信号がケーブル６２か
ら供給されている。

前記ループアンテナ４２は単巻アンテナからなり、車体
周縁部と電気的に絶縁された状態でかつ密着して配置さ
れるようにコイルに絶縁被覆を施し、これを車体周縁部
に押しつける構造からなり、表面電流から生じる磁束を
より強くループアンテナ４２に鎖交させることができる
。

本実施例においては、このような高周波ピックアップ３
８が、一端が車体の周縁部に締結固定される一対のブラ
ケット３１．３２によって両面から挟持されている。こ
のブラケット３１．３２は金属板又は合成８４脂板から
成り、互いに対向配置されて一側に鉤部３１ａ、３２ａ
を有し、他側に取付孔３１Ｃ，３２Ｃを有する折曲部３
１ｂ、３２ｂが設けられてる。前記折曲部３１ｂと３２
ｂとの間には車体接続片３４が挟持され、該重体接続片
３４はボルト３５ａとナツト３５ｂによりブラケット３
１．３２と一体的に固定されている。

そして、前記高周波ピックアップ３８は、ブラケット３
１．３２の鉤部３１ａ、３２ａと折曲部３１ｂ、３２ｋ
ｌとの中間に形成される空間部に支承され、そのループ
アンテナ４２と前記車体接続片３４の端縁３４ａとは互
いに対峙された状態で固定される。

以上のような高周波ピックアップ３８、ブラケット３１
．３２及び車体接続片３４とでアンテナ組立体７０が形
成され、前記車体接続片３４が車体に締結固定されるこ
とで該アンテナ組立体７０が車体に一体的に取付けられ
る。ここで、車体接続片３４は、アンテナ組立体７０が
取付けられる車体天井板の一部を切り取って分離された
部材でぁつて、これを適宜固定手段により元の位置に取
り付けることにより、高周波ピックアップ３８を狭いス
ペースに無理なく、かつ均一化された状態で取付けるこ
とができる。

第２図は、このようなアンテナ組立体７０が車体天井板
に取付けられた状態の要部断面図である。

すなわち、前記天井板は外板４４と内板４６とから成っ
ており、アンテナ組立体７Ｃ１１体接続片３４によって
ボルト３６ａとナツト３６ｂで内板４６に締結固定され
る。この時のボルト３６ａは内板４６と車体接続片３４
との導通を確保する必要からアースボルトを使用するの
が良い１以上説明したアンテナ組立体７０の取付蹟度は
、前記ボルト３６ａとナツト３６ｂによって任意に調整
することができる。このようにすることで、取付時の誤
差やバラツキが最小限に押えられるとともに取付作業の
均一化が図られる。

以上によりＦＭ放送周波数の放送波を車体の周縁部に流
れる車体表面Ｔｉ流から確実に検出することができ、こ
のときの車体表面７４流の向きは第８図から明らかなご
とくその周縁部に沿って流れているので、本実施例にお
いては＠記ループアンテナ４２をその長手方向が車体の
周縁ｇｌｌ　（例えば前記車体接続片３４）に沿って配
置されている。

このように、本発明の実施例によれば、ｍ体の周縁部、
特に天井板の周縁部に流れる表面電流を高周波ピックア
ップによって電磁的に検出し、アンテナ組立体を全く外
部に露出することなく、高周波帯域での受信を確実に行
うことが可能となり自動車用アンテナとして極めて有益
である。

以上の実施例においては、高周波ピックアップとしてｌ
ｆｌ結合型ピックアップが用いられているが、本発明の
特徴的事項は車体周縁部の表面電流を検出して外来波を
受信するアンテナ装置を得たことにあり、高周波ピック
アップとしては、前記ｌｖａ結合型ばかりでなく静電結
合型ピックアップも同様に使用可能である。

静電結合型ピックアップの場合前述した各図における金
属車体の周縁部の長手方向に沿って空気層あるいは絶縁
板を介して検出電極を配ｄし、ヒンジの表面と検出電極
との間に形成される静電容量を介して高周波表面電流が
検出電極側に取出され、これによって所望の帯域におけ
る高周波信号を取出すことが可能となる。

更に、本発明においては、高周波ピックアップとしてフ
ェライト芯コイル型ピックアップを用いることも可能で
あり、前述したリアウィンドフレーム、ヘッダインナパ
ネルあるいはフェンダに対してその周縁部を流れる車体
表面電流に沿ってフェライトコアの長手方向を一致させ
た状態で近接配置し、このフェライトコアに巻回したコ
イルにより誘導Ｔｉ流を取出すことが可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、比較的高周波帯
域、例えばＦＭ周波数ＷＩ域以上の放送波に対して車体
の特定個所、特に車体周縁部に発生する高周波表面電流
をピックアップで検出するとともに、このピックアップ
とブラケット及び車体接続片とで予めアンテナ組立体を
形成し、このアンテナ組立体を車体周縁部に締結固定し
たことにより、放送波に対して高密度でかつノイズの少
ない良質な検出作用を行うことができ、また、高周波ピ
ックアップの取付作業の均一化とピックアップ出力のバ
ラツキの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自動車用アンテナ装置のアンテナ
組立体の分解斜視図、 第２図はアンテナ組立体が車体天井板に取付けられた状
態を示す要部断面図、 第３図は外来波Ｗによって車体已に生じる表面Ｍ流■を
示す説明図、 第４図は本発明において用いられる高周波ピックアップ
と同様のプローブを用いて車体表面電流の分布を知るた
めのブＯ−プ及びその処理回路の説明図、 第５図は表面電流１とピックアップループアンテナとの
Ｔｉ磁結合状態を示す説明図、第６図は第５図における
ループアンテナの指向特性を示す説明図、 、７７７図は表面ＩＩ強度の分布特性を示す説明図、第
８図は表面電流の向きを示す説明図、第９．１０．１１
図はそれぞれ第７図における車体の縦断線に沿った車体
表面電流分布を示す特性図である。 ３１．３２　　・・・　ブラケット ３４　・・・　車体接続片 ３８　・・・　高周波ピックアップ ４２　・・・　ループアンテナ ７０　・・・　アンテナ組立体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）自動車の車体周縁部にその長手方向に沿って近接
   配置され、放送波によって車体に誘起され該車体周縁部
   に集中して流れる高周波表面電流を検出する高周波ピッ
   クアップと、該高周波ピックアップを両面から挟持し、
   一端が車体の周縁部に締結固定される一対のブラケット
   と、車体から分離されその車体周縁部に前記高周波ピッ
   クアップのループアンテナが対峙された状態で前記一対
   のブラケットが高周波ピックアップを挟持して固定する
   車体接続片と、を含み、前記高周波ピックアップ、ブラ
   ケット及び車体接続片にてアンテナ組立体が構成され、
   車体接続片を車体に固定することにより前記アンテナ組
   立体が車体に一体化されるようにしたことを特徴とする
   自動車用アンテナ装置。