JPS61159806A - 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１ 本発明は、アンテナに高周波ピックアップを使用した車
両用アンテナ装置に関する。

［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ポールアンテナと
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双に破壊してしま
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、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ようにしたアン
テナ装置もあり、一般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大きすぎることによって良好
な受信特性が得られないためにこの従来装置では、周波
数依存性に着目し、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、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、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てあり、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、この従来例では、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λ（ａ）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
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
コイル型としである。

［発明が解決しようとする問題点］ え米ａｍｏ口１星濾 以上のような車体に誘起される電流をピックアップする
高周波ピックアップを車体周縁部に１個配設した従来の
車両用アンテナ装置では、アンテナとしての高周波ピッ
クアップの指向特性が悪く、しかもＶ　ｌ−Ｉ　Ｆ帯と
いう高い周波数のＦＭ放送の受信では電波の直進性が強
く、直接波とピルや山などに反射した反射波が干渉して
起こるマルチパスノイズが発生しやすいという問題があ
った。

また、前述したアンテナの指向特性を改善し、走行中の
マルチパスノイズを低減するために更にサブアンテナと
してのボールアンテナを増設して両アンテナによりダイ
バシティ受信システムとしたアンテナ装置もあるが、サ
ブアンテナとして取付構造の複雑なボールアンテナを使
用する関係上、部品交換や後付は細工が困難であるとい
う問題もある。

１里二旦カ 本発明は前記従来の技術の問題点に鑑みなされたもので
、その目的は、車体に誘起され車体のトランクリッド又
はエンジンフードの車室側周縁部に集中して流れる高周
波表面電流をピックアップする高周波ピックアップをト
ランクリッド又はエンジンフードの周縁部に所要間隔を
置いて２個配設したダバシティ受信システムとし、アン
テナの指向性改善とマルチパスノイズの低減を図るとと
もにアンテナの部品交換並びに後付は細工が容易に行え
るようにすることにある。

［問題点を解決するための手段及び作用１車体のトラン
クリッド又はエンジンフードの両方あるいはいずれか一
方の車室側周縁部に所要間隔をおいてその周縁部の長手
方向に沿って近接配置され放送波により車体のトランク
リッド又はエンジンフードの両方あるいはいずれか一方
に集中して流れる高周波表面電流を効率的にピックアッ
プする一対の高周波ピックアップを備え、前記一対の高
周波ピックアップのうち受信状態の良好な高周波ピック
アップを自動的に選択するようにしたことを特徴とする
特 この自動車用アンテナ装置によれば、アンテナの指向特
性が改善されるともにマルチパルスノイズが低減される
。

［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１３〜２３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装置位置を求めるための工程が説明
されている。

第１３図には放送波等の外来電波Ｗが金ｆｉ導体からな
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■が車体各部に誘起されることを示しており、本実
施例においては、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、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
の少ない部分に高周波ピックアップを設置するものであ
り、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、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［１の測定が行なわ
れた。

第１４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２［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１４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Ｔｉ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３
０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１５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１
６図で示すごとく、θが０すなわち表面電流■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
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１７図及び１８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ュミレーションの両者から求
められた８０８１１Ｚの周波数における車体各部に生じ
るへ周波表面電流の大きさとその向きを示しており、第
１７図から明らか′なように、表面電流の大きさは車体
平面部分に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１８図の電流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。

従って、第１７図から、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、本実施例においては、ダイバシテイ受信アン
テナを構成する２個の高周波ピックアップの設置位置は
、トランクリッドの車室側周縁部と、エンジンのフード
の車室側周縁部であり、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１９〜２１図の分布特性は８０ＨＨ２のＦＭ放送周波
数に対する車体の電流であり、車体の金属蓋体、例えば
トランクリッド又はエンジンフード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域の１１１流低下範囲
を考えると、各特性において、縁部から４．５ｃ＋＋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、８０８Ｈ２の搬送周波数に対し
て高周波ピックアップを車体のトランクリッド又はエン
ジンフードの縁部から４．５Ｃ■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４．５Ｃ■と周波数に逆比例するという
ことから、本発明において、車体のトランクリッド又は
エンジンフードの各縁部から高周波ピックアップの設置
範囲を、 １２Ｘ１Ｇ−３λ（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、「−
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
トランクリッド又はエンジンフードの各縁部から前述し
た離隔距離以内の周縁部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の依存す
るので、例えば搬送周波数１００Ｈ１ｌＺにおいては、
トランクリッド又はエンジンフード各車室側から３．６
Ｃ■以内の周縁部にそれぞれに高周波ピックアップを設
ければよいこととなり、搬送周波数波長が減少するに従
い、高周波ピックアップの設定位置はトランクリッド又
はエンジンフード外縁に極めて近接した狭い領域に限定
されることとなる。

ノイズ電流の分布　性 第２２図及び第２３図には、ノイズ電流の分布特性の測
定結果が示されている。

第２２図は、第１７図において横断線Ｇ−Ｈ上のノイズ
電流分布を示し、図から明らかなごとく、その両端位置
及び中央にてノイズ電流値が低下する。

従って、第２２図から、エンジンフードに関し、その両
側辺又は中央部に高周波ピックアップを配置すればノイ
ズの少ない高周波表面電流を検出することが可能となる
。

また、第２３図は、同じく第１７図において縦断１１Ｅ
からＦまでのエンジンフードに沿ったノイズ１！流分布
を示し、図から明らかなごとく、その両端位置において
ノイズ電流値が極小となる。

従って、本発明において、放送波により誘起される高周
波表面電流の電流値が高く、かつノイズ電流が低い位置
で、設置容易であるという条件を満たす。

エンジンフードの四隅又はエンジンフードの車室側辺中
央部である。

実施例 第１〜４図には、本発明の好適な実施例としてダイバシ
ティ受信アンテナを構成する一方の高周波ピックアップ
が示されている。

第２図において、高周波ピックアップ３２は電磁結合型
ピックアップからなり、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。

トランクリッド３４は、−辺がトランクヒンジ３５を介
して回動自在に本体に支持されている。

第１図には、トランクリッドヘダイバシティ受信アンテ
ナを構成する一方の高周波ピックアップを固定した状態
の詳細構造が示されている。

同図において、トランクリッド３４とリアトレイパネル
３６との間に水密用のウェザ−ストリップ３８が設けら
れており、リアガラス４０からの雨水等の浸入を防止し
ている。

リアガラス４０とリアトレイパネル３６との間はダム４
２で気密化されており、雨水、音等の浸入を防止し、ま
たリアガラス４０の下端外界側には周知のようにモール
４４が設けられている。

そして、この高周波ピックアップ３２はトランクリッド
３４の車室側辺中央部のリアトレイパネル３６対向面に
固定されており、その内部に設けれているループアンテ
ナ４６はその長手方向がトランクリッド３４の長手方向
と一致するように配設されている。

ここで、高周波ピックアップ３２は、トランクリッド３
４の車室側辺中央部に設けられているので、ノイズの少
ない表面電流をループアンテナ４６によって検出するこ
とができる。

また、ループアンテナ４６は、１〜ランクリツド３４の
縁部より１２Ｘ　１０−３λ（Ｉｌｌ）すなわち８０Ｍ
ＨｚのＦＭ放送波を受信する場合には４．５ｃＩ以内に
配置されており、トランクリッド３４周縁部に集中して
流れる表面電流を確実にかつ高効率でループアンテナ４
６によって捕捉することができる。

更に、車体表面電流の向きは第１８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４６をその長手方向がトラン
クリッド３４の周縁部に沿って配置されている。

高周波ピックアップ３２は導電体からなるケース４８を
有し、このケース４８内に前述したループアンテナ４６
及びプリアンプ等を含む回路部５０を内蔵し、その開口
４８ａがトランクリッド３４に向って対向している。

従って、ケース４８の内部にはトランクリッド３４周縁
部に流れる高周波表面１Ｉｌｉ流から誘起された磁束の
みが捕捉され、外部からの磁束はケース４８によって確
実にシールドされる。

ここで、前記ループアンテナ４６はトランクリッド３４
周縁近曲げ部に沿って設けられた単響きアンテナからな
り、トランクリッド３４と電気的に絶縁された状態でか
つ密着して設置されるようにコイルに絶縁被覆を施し、
これをトランクリッド３４に押し付ける構造を有し、表
面電流から生じる磁束を効率良くループアンテナ４２に
鎖交させることができる。

また、前述した回路部５０には回路を制御するための電
源及び信号がケーブル５２から供給され、またループア
ンテナ４６によって取出された高周波検出信号が同軸ケ
ーブル５４から外部に取出され前述した表面電流分布で
用いたと同様の回路によって処理される。

また第３図には高周波ピックアップ３２のトランクリッ
ド３４への取付は構造が示されており、前記第１図と同
一部分には同一符号を付して説明を省略する。

同図において、高周波ピックアップ３２のケース４８両
側面にはボルト等により取付は金具５６が設けられ、該
取付は金具５６とトランクリッド３４と内板がネジ５８
により固定されることで高周波ピックアップ３２はトラ
ンクリッド３４内側へ設置されている。

従って、高周波ピックアップ３２は第４図に示されるご
とく構成されるのが好適である。

第５〜８図には、エンジンフードに配置されたダバシテ
イ受信アンテナを構成する他方の高周波ピックアップが
示されている。

第６図において、エンジンフード６０は、−辺が本体に
回動自在に軸支されており、閉じた状態でフロントガラ
ス６２側の周縁部内面がフロントアウタパネル６４に対
向する。該フロントアウタパネル６４の車室内側は、フ
ロントインナパネル６６に連結し、フロントガラス６２
はフロントアウタパネル６４にストッパ６８で支持され
、またフロントガラス６２とフロントインナパネル６６
との間にはダム７０が設けられ、雨水等の侵入を防止し
ている。

また、フロントガラス６２下端が周知のごとくモール７
２が設けられている。

この高周波ピックアップ１３２は前述した高周波ピック
アップ３２と類似した構成からなり、前記高周波ピック
アップ３２の各部材に１００を加えて対応部材を示して
いる。

高周波ピックアップ１３２はエンジンフード６０の車室
側辺中央部のフロントアウタパネル６４側、特にエンジ
ンフードの車室側の周縁部から内側に４．５Ｃ１以内の
離隔範囲で固定されており、これによって、高密度で集
中しているエンジンフードの車室側周縁部に流れる高周
波電流をノイズの少ない状態で確実に検出することがで
きる。

第７図には高周波ピックアップ１３２のエンジンフード
６０への取付は構造が示されており、第８図にはエンジ
ンフード取付は用の高周波ピックアップの外観図が示さ
れているが、その取付は構造は第１実施例の場合と同様
であり、説明は省略する。

なお、高周波ピックアップの設置板はワイパブレードの
収納を妨げない位置とすることが必要である。

そして、前述した両高周波ピックアップ３２゜１３２で
ダムシティ受信アンテナが構成されており、次、この両
高周波ピックアップ３２，１３２のうち受信感度の良好
な方を自動的に選択して放送波を受信する回路構成を第
９図により説明する。

図中車体のトランクリッド３４の車室側の周縁部の中央
位置に設けた高周波ピックアップ３２とエンジンフード
６０の車室側の周縁部の中央位置に設けた高周波ピック
アップ１３２から各々引ぎ出された同軸ケーブル５４．
１５４はスイッチ回路７４に接続され、後述するＴ型フ
リップ・フロップ７６から出力によりスイッチ回路７４
が切換わることで高周波ピックアップ３２又は高周波ピ
ックアップ１３２による受信波のいずれかが選択的に高
周波増幅回路７８へ入力され、該受信波は局部発信回路
８０に接続される中間周波増幅回路８２を経て検波回路
８４により音声信号だけが取出される。

その後、この音声信号はマルチプレクサ８６を介して右
出力と左出力分れ左右の増幅器８８．。

８８Ｒを経てそれぞれスビー９０．，９０Ｒに送られる
。

ところで、中間周波増幅回路８２からの出力信号は比較
器９２でその信号レベル値が比較されるものであり、該
比較器９２にはそれぞれの高周波ピックアップ３２又は
１３２による受信感度が所定以下に下がったときに中間
周波増幅回路８２から出力される信号のレベルを判定し
てトリガ出力を得るためのしきい値が設定されており、
比較器９２はこのしぎい値と、高周波ピックアップ３２
又は高周波ピックアップ１３２のいずれかで放送波を受
信しているときに中間周波増幅器８２から出力信号とを
比較し、しきい値以下に下がったときにＴ型フリップ・
７０ツブ９６にトリガ信号が送られ、該Ｔ型フリップ・
７０ツブ９６の出力を反転させる。

この出力反転によりスイッチ回路７４が切換り、放送波
を受信する高周波ピックアップが受信状態の良好な方に
切換えられる。

このように、トランクリッド３４の車室側の周縁部の中
央位置に設けた高周波ピックアップ３２とエンジンフー
ド６０の車室側の周縁部中央位置に設けた高周波ピック
アップ１３２とでダムシティ受信アンテナを構成し、常
に受信感度の良好な方の高周波ピックアップに自動的に
切換えられるようになっており、第１０図に示すごとく
両高周波ピックアップ３２．１３２の各指向特性におけ
る受信感度の弱い部分を互いに補完することでアンテナ
としての高周波ピックアップの指向特性が改善される。

また、同時に両高周波ピックアップ３２゜１３２による
ダイバシティ受信方式によりマルチパルスノイズが低減
される。

しかも、ダイバシティ受信アンテナを一対の高周波ピッ
クアップ３２．１３２で構成したことにより、その取付
は構造が従来のボールアンテナに比べて簡単であること
により、部品交換及び後付は細工が容易に行なえる。

また、ダイバシティ受信を行うための一対の高周波ピッ
クアップの配置は前記実施例に限らず、第１１図に示す
他の実施例のように、トランクリッド３４の車室側周縁
部の両側にそれぞれ前記実施例と同様に構成される高周
波ピックアップ２３２．３３２を配設しても良（、この
ようにトランクリッド３４に配設した山高周波ピックア
ップ２３２．３３２でダイバシティ受信アンテナを構成
た本実施例においても第１２図の指向特性に示すごとく
山高周波ピックアップ２３８，３３８はそれぞれ受信感
度の弱い部分を補完し合っており、前記実施例と同様に
アンテナの指向特性が改善されるとともに、マルチパス
ノイズが低減され、しかも部品交換、後付は細工を容易
に行える。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、車体に誘起され
車体のトラクリッド又はエンジンフードの両方あるいは
いずれか一方の車室側周縁部に集中して流れる高周波表
面電流を検出する一対の高周波ピックアップによってダ
イバシテイ受信アンテナを構成したことで、アンテナの
指向特性が改善されるとともにマルチパスノイズが低減
され、かつ部品交換及び後付は細工が容易に行えるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第１０図は本発明に係る自動車用アンテナ装置
の好適な第１実施例を示し、第１図はダイバシティ受信
アンテナを構成する一方の高周波ピックアップとして電
磁結合型ループアンテナを用いたピックアップをトラン
クリッドの車室側の周縁部に固定した状態を示す要部断
面図、第２図は第１図におけるピックアップの固定状態
を示す概略斜視図、 第３図は高周波ピックアップ取付は構造の説明図、 第４図は高周波ピックアップの外観図、第５図はダイバ
シティ受信アンテナを構成する他方の高周波ピックアッ
プの固定状態を示す概略斜視図、 第６図は電磁結合型高周波ピックアップがエンジンフー
ドの車室側周辺部に取付けられた状態を示す要部断面図
、 第７図は高周波ピックアップの取付は構造を示す説明図
、 第８図は高周波ピックアップの外観図、第９図は外来波
Ｗによつ車体Ｂに生じる表面電流■を示す説明図、 第９図は前記実施例における自動車用アンテナ装置の回
路図、 第１０図は前記実施例に示す両＾周波ピックアップの指
向特性図、 第１１図は他の実施例における自動車用アンチの指向特
性図、 第１３図は外来波Ｗによって車体Ｂに生じる表面Ｎ流■
を示す説明図、 第１４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１５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１６図は第１５図にお
けるループアンテナの指向特性を示す分布図、 第１７図は表面電流強度の分布特性を示す説明図、 第１８図は表面電流の向きを示す説明図、第１９．２０
．２１図はそれぞれ第１７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、 第２２図は第１７図における横断線Ｇ−Ｈ上のノイズ電
流分布を示づ一特性図、 第２３図は第１７図における縦断線Ｅ−Ｆ上のノイズ電
流分布を示す特性図である。 ３２．１３２，２３２．３３２ ・・・　高周波ピックアップ ３４　・・・　トランクリッド ６０　・・・　エンジンフード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）車体のトランクリッド又はエンジンフードの両方
   あるいはいずれか一方の車室側周縁部に所要間隔をおい
   てその周縁部の長手方向に沿って近接配置され放送波に
   より車体のトランクリッド又はエンジンフードの両方あ
   るいはいずれか一方に集中して流れる高周波表面電流を
   効率的にピックアップする一対の高周波ピックアップを
   備え、前記一対の高周波ピックアップのうち受信状態の
   良好な高周波ピックアップを自動的に選択するようにし
   たことを特徴とする車両用アンテナ装置。