JPS61128610A - 自動車用アンテナのピツクアツプ - 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のピックアップ、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車載された
各種受信義に検出信号を供給する改良された自動車用ア
ンテナのピックアップ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チを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、曲り等の破損を受参りやずく、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客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、１
が多かった。

特に、近年のごとく、自転ｌの内部−（・Ｑ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、凸周波数
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銭に破壊して
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細線を
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ぎ
た。このような車体に流れる電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。

一般的な車体上の放送波によって誘起された表面電流が
利用できなかった第１の理由は予期したほど表面電流値
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
分に利用づ−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
のノイズが車体に漏れ出し、到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。放送波によって重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、この絶縁部両端間における電流が直接セ
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到底通常の量産される自動
車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。

［発明が解決しようとする問題点］ 支未反五二１旦遣 以上のように、従来において、放送波によって車体に誘
起される電流を検出するアンテナ装置は必ずしも成功し
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
アンテナ細線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。

発明の目的 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感度
よく検出して車載された受信機に伝達することのできる
改良された小型自動車用アンテナのピックアップを提供
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、本発明は高周波ピックアッ
プは、少なくともその一側面に溝部が設けられこの溝部
にループアンテナが巻回された高透磁率材料から成るコ
アを含んで成り、前記溝部に自動車の車体周縁部を挟み
込む如く配設することにより、所定周波数以上の高周波
表面電流を検出す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
体電流を検出するアンテナは対象とする放送波の波長が
長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５０ＭＨｚ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
その電流値が車体各部で著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
起された電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
条件を満足する設置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　ＩＬ３　ｃ＃（ｍ）　　（ｃ＝光速
、ｒ＝放送波の搬送周波数）以内に沿わせて配置したこ
とを特徴とし、ピックアップとしては車体電流にて生じ
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５〜１３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置位置を求めるための工程が説明さ
れている。

第５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電流
Ｉ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屈
する５０ＭＨｚ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、車体の誘起電流分布を測定し、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設置
することを特徴とする。

表面電流分布を知るために計算礪によるシミュレーショ
ン及び実際の電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６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ブ［１−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
めに導布体からなるケース１０の内部にループコイル１
２が固定され、前記ケース１０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重体表面電流から生じる磁束を
ループコイル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、プローブＰを車体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電流分布及びその方向を正確
に求めることが可能となり、第６図において、プローブ
Ｐの出力は高周波電圧増幅器２４にて増幅され、８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面電流分布として記録
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
おける高周波表面電流を知ることが可能となる。

第７図には、高周波表面電流Ｉ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、Ｍ流
Ｉによる磁束φはループコイル１２と鎖交することによ
ってループコイル１２に検出電圧■を発生させ、第８図
で示すごとく、θがＯすなわち表面電流Ｉ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得ら
れ、各測定点においてプローブＰを回転さＩ！最大電圧
が得られるときの表面電流Ｉの向きを知ることができる
。

第９図及び１０図には、前述したプローブＰによる測定
結果及び計算殿によるシミュレーションの両者から求め
られた８０ＨＨ２の周波数における車体各部に生じる高
周波表面電流の大きさとその向きを示しており、第９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
おいて極めて低密度となる分布を示す。

また第１０図の電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９図において、車体を縦断する鎖線に沿って前述した
車体金属部に誘起される電流分布を訂細に検討すると、
第１１〜１３図に示されるごとき分布特性が得られる。

第１１図は前記縦断線ＡからＢまでのトランク蓋体に沿
った表面電流分布を示し、図から明らかなごとく、その
両端位置にて最も大きな電流が流れ、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１１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
。

同様に、第１２図においては車体の天井板に沿った分布
が、また第１３図には車体のエンジン蓋体に沿った電流
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。

もらろん、本発明において、高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１１〜１３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１７ることのできる６ｄ
Ｂ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４．５ｃｍ以内ひあれば極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、８０Ｈｌｌｚ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、５ｃ
ｍ以内に配置すれば、実用上充分なアンチノー装置を得
ることができる。

そして、この実用可能な離隔距離はコンビ」−一タによ
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、薗１５シた８０８ＩＩＺの搬送周波数における
実用回部な離隔距１ｌｌｌｔ４．５ｃｍ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＃（ｍ） 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、高周波ピックアップは各金属重体の縁部
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。

尚、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１００ＨＩＩｚにおいては、重体の縁部か
６３．６ｃｍ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３図は、本発明に係る高周波ピックアップが天井板の
リア周縁部に近接配置された取付例が示されている。

同図において、天井板３２がむき出しの状態で示され、
この金属性天井板３２はリア・クインドフレーム３４を
その周縁端としてリアガラス３６に接続されている。そ
して、本実施例におい°Ｃは、前記リアウィンドフレー
ム３４の縁部から内側に４．５Ｃｍ以内の領域で高周波
ピックアップ３８が設けられている。

第１図は本発明の高周波ピックアップの外観を示すもの
であり、この高周波ピックアップ３８は外部からの電磁
波をシールドする金属性のケース４０を含み、その内部
にループアンチ±４２が巻回されたコア４４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Ｔ
ｉ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。

前記コア４４は、フェライト等の高透磁率材ｒ１から成
り、少なくともその一側面に溝が形成されて該溝にルー
プアンテナ４２が巻回されている。

すなわち、実施例では第２図のごとくコア４４の周囲に
溝部４６が形成され、この溝部４６に前述のループアン
テナ４２が複数回巻回されている。

溝部４６は以上のようにループアンテナ４２を巻回する
時のガイドとなる役目の他、第４図のように、ここに車
体周縁部が挟み込まれる状態で高周波ピックアップ３８
が取付けられると、ループアンテナ４２と車体周縁部と
の取付位置精度が高められると共に、車体周縁部とコア
４４との間に閉磁束回路が形成され、高周波表面電流か
ら誘起された磁束の漏減が防止される。このため、磁束
はループアンテナ４２によって確実に捕捉され、更にケ
ース４０によって外部からの磁束は確実にシールドされ
るので、重体に誘起された電流を感度良く高周波ピック
アップ３８によって検出ツることが可能となる。

尚、前記高周波ピックアップ３８のケース４０を確実に
リアウィンドフレーム３４に対して位置決め固定するた
め、ケース４０の両端にはｌ−型ブラケット５４．５６
が設けられており、このブラケット５４．５６が前記リ
アウィンドフレーム３４にネジ固定される。

また、高周波ピックアップ３２のケース４６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６０から外部
に取出され、前述した表面電流分布測定で用いたと同様
の回路によって処理される。前記回路部５８には回路制
御するための電源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は複数アンテナからなり、リア
ウィンドフレーム３４の開口端縁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
が施され、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、ループアンテナ４２はリアウィンド
フレーム３４の縁部から４．５ｃｍ以内に配置され、こ
れによって、８０ＨｌｌｚのＦ　Ｍ　／Ｊ５Ｆ送周波数
周波数波をリアウィンドフレーム３４の周縁部に流れる
車体表面電流から確実に検出することがでさ、このとき
の車体表面電流の向きは第１０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、本実施例においでは
前記ループアンテナ４６をその長手方向がリアウィンド
フレーム３４の周縁部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、車体の周縁部、
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、この時コア４４が車体周
縁部を挟み込むことにより、磁束の漏減を防止しつつ高
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
用アンテナのピックアップとして極めて有益である。

［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周波数帯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
検出する高周波ピックアップを車体周縁部に配置し、し
かもこの高周波ピックアップは、車体周縁部を挟み込む
ごとく形成されたコアを含むことにより、放送波にえ１
して１高密度でかつノイズの少ない高感度な検出作用を
行うことができる。

【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のピックアップ
の外観図、 第２図は第１図のＩ［−ｉＩ断面図、 第３図は高周波ピックアップが天井板に取付けられた状
態を示す図、 第４図は第３図の要部断面図、 第５図は外来波Ｗによって車体Ｂに生じる表面電流Ｉを
示す説明図、 第６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
めのプローブ及びその処理回路の説明図、 第７図は表面電流Ｉとピックアップループアンテナとの
電磁結合状態を示す説明図、 第８図は第７図におけるループアンテナの指向特性を示
す説明図、 第９図は表面電流強酸の分布特性を示す説明図、第１０
図は表面電流の向きを示す説明図、第１１．１２．１３
図はそれぞれ第９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。 ３８　・・・　高周波ピックアップ、 ３４　・・・　リアウィンドフレーム、４２　・・・　
ループアンテナ、 ４４　・・・　コア、 ４６　・・・　溝部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも一側面に設けられた溝部を通ってルー
   プアンテナが巻回された高透磁率材料から成るコアを含
   み、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可能に、前記溝部に自
   動車の車体周縁部を挟み込むごとく配置したことを特徴
   とする自動車用アンテナのピックアップ。