JPS6196801A - 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
信した放送波によって誘起された表面電流を効果的に検
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ず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Ｊ３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と
して対象としていたが、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イｌ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
手方向に直交するビック７ツ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１１亙五里旦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、車体に流れる電流を効果的に検出するだめのピック
アップ構造及び実用可能なＳＮ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。

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のできる
改良された小型自ｆＩＩｉｉｉ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、本発明は車体のピラーに高
周波ピックアップをピラーに沿って配設し、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
ナ装置を設け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
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Ｆ
Ｍ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
所として車体のピラーが選ばれている。

更に、本発明においては、前述した周波数特性の高周疲
電流を確実に検出するために、高周波ピックアップをピ
ラーの表面に沿わせて配置し゛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ピラーとの間に静電容
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５〜１０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ｍｓ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５０１４Ｈｚ以上の１Ｍ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ュミレーショ
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がら
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１ｍ２０に接続されている。またループコイル１
２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、ブ０−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、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７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８図
で示すごとく、θがＯ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Ｉの向きを知ることができる。

第９図及び１０図には、＠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８０８Ｈ７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。

特に、このような電流密度分布は天井板を支えるピラ一
部にて表面電流が高密度で束中していることを示し、本
発明においては、このようなピラ一部に着目したことを
特徴とする。

図から明らかなごとく、ＦＭ周波数帯域において、ピラ
ーには他の部分と同等もしくはそれ以上の高密度の表面
電流が流れ、この傾向は周波数が上昇するに従い著しく
なり、従来のＡＭ帯では実際上アンテナ出力を得ること
ができなかったピラーからの電流検出を可能にすること
を示している。

第１図には本発明に係るアンテナ装置の概略構造が示さ
れており、高周波ピックアップ３２あるいは１３２はそ
れぞれ天井板を支えるフロントピラー３４あるいはセン
タピラー３６内に内蔵されており、実施例においては、
これら高周波ピックアップ３２．１３２はループアンテ
ナを含む電磁型ピックアップ型からなる。

以下に第１〜３図に基づいてフロントピラー３４に設け
られる高周波ピックアップ３２の構造を説明する。

第２図の横断面図から明らかなように、ピラー３４とそ
の主柱となる中空四角柱に形成されたピラー脚板３６を
含む。そして、このピラー脚板３６の車体外面側にはウ
ィンドシールドモール３８が固定されており、このモー
ル３８にフロントガラス４０が保持されている。

また、前記ピラー脚板３６の車体後面側にはウェザ−ス
トリップゴム４２が固定されており、該ゴム４２によっ
てサイドガラス４４との間の水密性を確保している。

更に、ピラー脚板３６はその単室面側にてフロントビラ
ーガー；ツシュ４６が装着され、ピラー脚板３６の表面
を隠蔽して外観上の美観を保っている。

本発明において特徴的なことは、ピラー、実施例におい
てはフロントピラー３４に高周波ピックアップがピラー
の長手方向に沿って配設されることであり、実施例にお
いては、前記ピラー脚板３６の中空内部に電磁結合型高
周波ピックアップ３２が挿入されることを特徴とする。

前記高周波ピックアップ３２は第２．３図から明らかな
ごとく、導電体からなるケース４８内にループアンテナ
５０が設けられた構造からなり、前記ケース４８は外部
からの電磁界をシールドづるが、その−万態に開口４８
ａを有し、この間［１４８ａ　　から前記ループアンテ
ナ５０が露出して、高周波表面電流が集中して流れるピ
ラー、特にビら一脚板３６に向って近接配置される。

実施例において、高周波ピックアップ３２をピラー脚板
３６の中空角柱内に挿入するために、ピラー脚板３６の
一部には開口・部３６ａが設けられており、フロントピ
ラーガーニッシュ４６が固定される前に高周波ピックア
ップ３２がピラー中内部に挿入される。

そして、高周波ピックアップ３２のケース４８をピラー
脚板３６に固定するため、ケース４８には螢の両端にブ
ラケット５２．５４がスポット溶接等で固定されており
、これら両ブラケット５２゜５４を図示のごとくピラー
脚板３６に強固にねじ締め固定する。

従って、この固定上板において、前記ループアンテナ５
０は・ピラー脚板３６の前記開口部３６８反面に近接し
た位置に配設され、ピラー脚板３６に集中的に流れる高
周波表面電流による磁束が効果的にループアンテナ５０
に鎖交することとなる。

前記ケース４８内には前述したループアンテナ５０の背
面側にプリアンプ等を含む回路部５６が内蔵されており
、この回路部５６には回路を制御するための電源及び信
号がケーブル５８から供給され、また前記ループアンテ
ナ５０によって取出された高周波検出信号が同軸ケーブ
ル６０から外部に取出され、前述した表面電流分布で用
いたのと同様の回路によって処理される。

実施例において、前記ループアンテナ５０は単巻きアン
テナから成り、ピラー脚板３６と電気的に絶縁された状
態でかつ密着されて配置されるように、コイルに絶縁被
覆を施し、これをピラー脚板３６の端縁に押し付ける構
造が好適であり、ピラーに集中的に流れる高周波表面電
流が生じる磁束を効率良くループアンテナ５０に鎖交さ
せることができる。

以上のようにして、フロントピラー３４内に高周波ピッ
クアップ３２が装着されたのち、ピラー３４にはフロン
トピラーモーニツシ−ｚ４６が被着され、通常のピラー
構造と外観上何ら変りない構造を得ることができる。

以上のようにして、本発明の第１実施例によれば、自動
車のフロントピラーに集中的に流れる高周波表面電流を
ピラーの長手方向に配設したループアンテナにて効果的
に検出することができ、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、自動車用アンテナとして極めて有益である
。

第２図には本発明の１２実施例が示されており、第１図
に示したセンタピラー３５に高周波ピックアップ１３２
が装着されている。

センタピラー３５もフロントピラー３４と同様に、主柱
となる中空四角柱のピラー脚板６２を有し、このピラー
脚板６２の両側面に固定されたウェザ−ストリップ６４
．６６によってフロントサイドガラス６８及びリアサイ
ドガラス７０との水密構造が得られている。ピラー脚板
６２の車体外方にはフロントピラーモール７２が固定さ
れ、また車室側にはセンタピラーガーニッシュ７４が被
着される。

高周波ピックアップ１３２は第１実施例とほぼ類似した
構造から成る電磁結合型ピックアップであり、導電性の
ケース１４８内にループアンテナ１５０及び回路部１５
６が設けられている。そして、ケース１４８にスポット
溶接されたブラケット１５２がピラー脚板３２に設けら
れた開口縁部にねじ締め固定される。

従って、第２実施例においても、高周波ピックアップ１
３２はピラー脚板３２の開口部からピラー主社内に挿入
された状態で固定され、ループアンテナ１５０はピラー
脚板６２の短縁と近接した位置に配置されることが理解
される。

以上のようにして、第２実施例においても、５ＱＨ１Ｉ
Ｚ以上の高周波帯域においてセンタピラー３５に集中的
に流れる高周波表面電流をループアンテナにて確実に捕
捉することができ、外部に突出することのない内蔵アン
テナにて高感度の受信作用を行うことが可能となる。

以上の実施例においては、高周波ピックアップとして電
磁結合型ピックアップが用いられているが、本発明の特
徴的事項はピラー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ｇまたことにあり、高周波ピックアッ
プとしては、前記電磁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。

静電型ピックアップの場合前述した各図におけるピラー
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
電極を配置し、ピラー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番ブる高周波信号
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周波数帯域以上の放送波に対して車体の
特定個所、特にピラーに発生ずる高周波表面電流を用い
て放送波受信用アンデブを形成したので、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、従来のような外部に露出したボールアンテナ
その他を必要とすることな（、小型で性能の良い自動車
用アンテナ装置を得ることが可能となる。

【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高周波ピ
ックアップを配設するフロントピラー及びセンタピラー
の概略配置を示す説明図、第２図は本発明の第１実施例
であって、第１図に示したフロントピラーに電磁結合型
高周波ピックアップを装着した状態を示す横断面図、第
３図は第２図の要部縦断面図、 第４図は第１図におけるセンタピラーに本発明に係る電
磁結合型高周波ピックアップを装着した状態を示す第２
実施例の横断面図、 第５図は外来電波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（ブるループアンテナの指向特性を
示す説明図、 第９図は表面電流強度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である。 ３２．１３２　　・・・　高周波ピックアップ、３４　
・・・　フロントピラー、 ３５　・・・　センタピラー、 ３６．６２　　・・・　ピラー脚板、 ４８．１４８　　・・・　ケース、 ５０．１５０　　・・・　ループアンテナ、５６．１５
６　　・・・　回路部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）自動車のピラーにその長手方向に沿って高周波ピ
   ックアップを配設し、放送波によって車体に誘起されピ
   ラーに集中して流れる高周波表面電流を検出する自動車
   用アンテナ装置。
2. （２）特許請求の範囲（１）記載の装置において、高周
   波ピックアップはピラーに沿って固定されたループアン
   テナを含み、ピラーに流れる高周波表面電流にて形成さ
   れる磁界を前記ループアンテナにて電磁的に検出するこ
   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（１）記載の装置において、ピラ
   ーに沿って検出電極を近接配置しピラーと検出電極との
   間の静電結合によって高周波表面電流を検出することを
   特徴とする自動車用アンテナ装置。