JPS61136303A - 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車載された各種受信機
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ＩＣ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等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一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き
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
のノイズが車体に漏れ出し、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側底通常の凹座される自動
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′Ｆｉ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］ えｌ逸亙立里亙Ａ 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比を得るためのビックアツブ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。

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効果
的に検出して車載された受信機に伝達することができ、
出力の高感度化と耐ノイズ性の向上を図・りた小型自動
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、前記高周波ピックアップは車体に誘起される
高周波表面電流を検出するループアンテナと、該ループ
アンテナと接続されて検出信号を処理する回路部とを備
えて成り、また、車体周縁部と対向するループアンテナ
の外側Ｊは、該ループアンテナの長手方向に沿い・設け
られた開口を有する合成樹脂ケースと、前記回路部を保
護する金属ケースと、更に、高周波ピックアップを車体
に締結固定するためのブラケットとを有すること、を特
徴としている。

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
長ずき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５０ＨｔｌＺ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
ことを看目し、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　１０うｃ＃（ｉ）　（ｃ−光速、ｒ
・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ＮＷ
ｉ的に検出するためのループアンテナ及びトランクヒン
ジとの間に静電寝間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６〜１４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６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属
する５０Ｈ１ｌＺ以上のＦ′Ｍ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機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７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
に導電体からなるケース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車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１１４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が一般けられており、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７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、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８図には、高周波表面電流■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、電流
■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９図
で示すごとく、θが０すなわち表面電ＩＩ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を回転させ最大電圧が
得られるときの表面電流■の向きを知ることができる。

第１０図及び１１図には、前述したプローブＰによる測
定結果及び計算様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ざとその向きを、示しており、第
１０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１１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１０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詳細に検討すると
、第１２〜１４図に示されるごとき分布特性が得られる
。

第１２図は前記縦断線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、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１２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１３図においては車体の天井板に沿った分布
が、また第１４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。

もちろん、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１２〜１４図の分布特性は８０Ｈ１ｌｚ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４．５ＣＩ以内で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、８０８Ｈ７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、５ｃｉ
以内に配置すれば、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８０８Ｈ２の搬送周波数における実用
可能な離隔距離４．５ＣＩ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　１０４　Ｃ＃
（ＩＩ） 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３．６ｃｓ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図は本発明において自動車アンテナ装置の高周波ピ
ックアップの好適な実施例を示す外観図であり、第２図
にはその概略縦断面図である。この高周波ピックアップ
３８は、内側に高周波表面電流を検出するループアンテ
ナ４２と、このループアンテナ４２と接続されて検出信
号を整合・増幅処理する回路部５８を含んでいて、電磁
結合型ピックアップを形成し、自動車の車体周縁部に近
接配置される。

前記回路部５８にて処理さ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。

このような高周波ピックアップ３８の外側には、前記ル
ープアンテナ４２及び回路部５８を保護するケース３６
．４０と、高周波ピックアップ３８を車体に締結固定す
るためのブラケット３２，３４が設けられている。

前記ケース３６及び４０は一体的に設けられ、一方のケ
ース３６はループアンテナ４２を、また他方のケース４
０は回路部５８を保護するごとく設けられている。前記
一方のケース３６は合成樹脂から成り、また車体周縁部
と対向する側にはループアンテナ４２の長手方向辺が外
部に露出する開口３６ａが設けられている。このため、
車体周縁部に流れる高周波表面電流から誘起された磁束
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３６が合成樹脂であることからループ面は磁気的
にシールドされておらず、車体周縁部に発生する磁束を
広範囲に検出することができる。

また前記他方のケース４０は金属製から成り、同軸ケー
ブル６０のシールド層と接続されて静電遮蔽壁として機
能し、回路部５８に与えるノイズの影響が除去されてい
る。

前記ブラケット３２．３４は合成樹脂から成り、前記高
周波ピックアップ３８を車体周縁部に確実に位置決め固
定するためのもので、取付時において車体と高周波ピッ
クアップ３８とは電気的に絶縁された状態となり、金属
ブラケットを用いた場合に比し出力が５ｄ８程度高くと
れる。これは車体周縁部に流れる高周波表面電流と反対
方向の電流が前記金属ケース４０に流れ込むことにより
、ループ面を通過する磁束数が減少するという弊害がな
いからである。

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、ループアンテナ４２のケース４０か
ら露出した辺は車体の縁部から４．５ＣＩｌ１以内に配
置され、これによって、８０ＭＨｚの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電流から確実に
検出することができ、このときの車体表面電流の向きは
第１１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前記ループアンテナ４２
をその長手方向が車体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
高感度で検出し、アンテナ装置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°
となり更に合成樹脂を多用したことにより軽量化が図ら
れ自動車用アンテナとして極めて有益である。

第３図ないし第５図には本発明における高周波ピックア
ップの他の実施例が示されている。なお、前述と同一部
材には同一符号を付した。

この実施例における特徴的なことは、ループアンテナ４
２に直列に可変コンデンサ４４が接続されていることで
ある。この可変コンデンサ４４を合成樹脂ケース３６に
穿設した調整孔５２から調整することにより、ループア
ンテナ４２の周波数を所望の被測定周波数に共振させて
ピックアップ効率を上昇させることができる。その回路
構成は第５図に示されるように、ループアンテナ４２か
ら取出された検出信号は整合回路４６に接続され、後段
の増幅回路４８とのインピーダンス整合が図られている
。そして増幅回路４８にはフィルタ５０を介してケーブ
ル６２によりバッテリ電源と接続されており、増幅回路
４８の出力は同軸ケーブル６０によって受信機と接続さ
れている。

本実施例における他の特徴的事項は、第３図及び第４図
に示されるように、合成樹脂のケース３６に設けられた
開口３６ａにループアンテナ４２の一辺が入り込んで保
持されるとともに、ケース３６内に設けられた補強用リ
ブ６４で゛ループアンテナ４２が挟持されていることで
ある。このため、可変コンデンサ４４が設けられたルー
プアンテナ４２は車体の振動にもかかわらず安定的に保
持され、耐振性向上が図られる。

［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
高周波ピックアップで検出するようにしたので放送波に
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
うことができる。

また、ループアンテナの保護枠として合成樹脂ケースを
用い回路部５８の保護枠には金属ケースを用いたのでノ
イズの少ない高感度な出力を得ることができる。更に、
取付ブラケットとして合成樹脂を用いたので、金属ブラ
ケットを用いた場合に比し大きな出力を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明において自動車用アンテナ装置の高周波
ピックアップの外観図、 第２図は第１図の肛−■断面図、 第３図は他の実施例を示す高周波ピックアップの外観図
、 第４図は第３図のｒＶ−ＩＶ断面図、 第５図は概略回路構成図、 第６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７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８図は表面電流■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９図は第８図におけるループアンテナの指向特性を示
す説明図、 第１０図は表面電流強度の分布特性を示す説明図、 第１１図は表面電流の向きを示す説明図、第１２．１３
．１４図はそれぞれ第１０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　・・・　ブラケット、 ３６．４０　　・・・　ケース、 ３６ａ　　・・・　開口、 ４２　・・・　ループアンテナ ４６　・・・　整合回路、 ４８　・・・　増幅回路、 ５８　・・・　回路部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）放送波によつ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ループアンテナ
   と該ループアンテナと接続されて検出信号を処理する回
   路部とを含み自動車の車体周縁部に近接配置される高周
   波ピックアップと、前記車体周縁部と対向するループア
   ンテナの長手方向に沿い穿設され該ループアンテナの一
   部を外部に露出する開口を有するとともにループアンテ
   ナを保護する合成樹脂から成る第１のケースと、該第１
   のケースと一体的に設けられ前記回路部を保護する金属
   製の第２のケースと、高周波ピックアップを車体に締結
   固定するための合成樹脂から成るブラケットとを有する
   ことを特徴とする自動車用アンテナ装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記
   ループアンテナには可変コンデンサを接続しループアン
   テナの周波数を被測定周波数に共振させるようにしたこ
   とを特徴とする自動車用アンテナ装置。
3. （３）特許請求の範囲第１項又は第２項記載の装置にお
   いて、前記ループアンテナは第１のケースに穿設された
   開口とケース内に設けられた補強用リブとで保持されて
   いることを特徴とする自動車用アンテナ装置。