JPS6231202A - 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器
に検出信号を供給づる改良された自動車用アンテナ装置
に関する。

［従来の技術］ 各種の放送波、例えばラジオ、ブ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器にて確実に受
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ら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、曲り等の破損を受番プやすく、また、いた
ずらあるいは盗デ１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ブ１〜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Ｊ：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、例えばりＡ７ウイ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（プ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衷切
る結果を示し続１ブ　Ｉご　。

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ＪＩ板を主に対象としていたが、これにＪこっても
、充分に利用づるに足るレベルの検出用ツノを１ｇ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さな割合いで
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到底通常のｍ産される自動
車に適用することは不可能であった。

従来の伯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、単なる思いつぎ
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］ 従来技術の問題点 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
てなかった。特に、従来においては、自体に流れる放送
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ＳＮ比を冑るためのビッ
クツブ配置とが正しく解決されていなかった。

また、従来装置においては、ピックアップの受信感度が
悪（、特に周波数帯域によって受信感度がまちまちであ
った。

１監夏旦刀 本発明は上記従来の課題に鑑み為されたものであり、所
望の周波数の放送波に対し、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器に伝達することのでき
る自動車用アンテナ装置の提供を目的とする。

［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−りの高周波表面電流を検出するアンテナ
装置を設けており、前記高周波ピックアップは、車体周
縁部と対向する側にコイル状に巻回されたループアンチ
を含んでいることを特徴とする。

すなわち、本発明において、ループアンテナの内、車体
周縁部と接する側のニレメンｌ−を螺旋状のコイルとし
、コイルの自己インダクタンスと寄生容量によって広Ｗ
Ｉ域の周波数に対し共振を起こさせ、高感度の受信を（
与ることとしている。

従来におけるアンテナ装置は、その時代的な背頭から主
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を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４’ｔられな
いという結果になつ・ており、この周波数依存性に着目
し、本発明にＪ３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富の場合５０Ｍｔｌｚ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。

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

第９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′Ａザ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Ｊフいては、これらの電波のうち比較的高周波数帯域
に属する５０ＨＩＩｚ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Ｊ：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１０図にはこのに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１
２が固定され、前記ケース１０の一部には開口１０ａが
設（プられ、ループコイル１２の一部をこの開口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＋Ｊ２２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１０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にはボテンシ三１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１図及び第２図には、本発明において、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実施例が
示されている。

第２図において、天井板３２がむき出しもしくは塗装を
ほどこした状態で示され、この金属性天井板３２は、リ
アウィンドフレーム３４をその周縁端子としてリアガラ
ス３６に接続されている。

そして、本実施例にａ３いては、前記リアウィンドフレ
ーム３４のボディーの外周縁からＱ＝１２Ｘ１０−３λ
（λは放送波の波長）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図に詳細に示されるように、前記高周波ピックアッ
プ３８は、ケース４０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て、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。

ここで、本発明の特徴的なことは、前記高周波ピックア
ップ３８はコイル状に巻回されたループアンテナ４２を
含んでいることである。

すなわら、第３図及び第４図に示されるように、ループ
アンテナ４２は回路部４４から突設されて、螺旋コイル
部４２ａど引出部４２ｂとを含んでおり、前記回路部４
４に設けられているインピーダンス整合回路及び増幅回
路によって検出された信号が処理される。そして、この
ようにして得られた高周波検出信号はＢＮＣコネクタ５
０を介して同軸ケーブル４８から外部に取出され、自動
車内に設けられた各種受信器、例えばラジオ、テレビ等
に伝送される。

尚、前記回路部４４の外部は、外界からの電磁波をシー
ルドする金属ケース４０　ａで覆われ、またループアン
テナ４２の引出部４２ｂの外部は、外部磁束を効果的に
検出するための樹脂ケース４０　ｂで覆われている。そ
して、この樹脂ケース４０ｂには、螺旋コイル部４２ａ
を保持する保持アーチ４６が設けられている。

前記ループアンテナ４２は、リアウィンドフレーム３４
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、第５図のように、螺旋コ
イル部４２ａを多少たわませるようにしてこれをリアウ
ィンドフレーム３４に押しつけ可能な構造からなり、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。

けることができる。

また、本発明は、コイルの自己インダクタンスと奇生容
量（ループ間で発生するキ１７バシタ）によって所望の
周波数帯に共振を起こさせ、高感度の受信を行うことが
できることを特徴とし、ループアンチｔ４２のコイル径
は実施例では約ＩＣＲＩとされており、巻数は所望の周
波数に応じて加減することができる。

例えば、周波数帯域−受信レベルを示す第６図のＪ：う
に、第１共振を１００ＭＩＩｚ前後に欲しい場合には、
約２０〜３０ターンで実現することが可能である。

この場合、ループアンテナ４２の艮手方向長さは約１０
ｃｍとなっており、また、本実施例においては、共振点
は第１共撮の周波数の整数倍で現われ、例えば第１共振
をＦＭ帯域又はテレビのＶ）−ＩＦ（ＬＯ）帯域にあた
る７０〜１１０Ｍｆｌｚの中心、９０Ｍｔｌｚに取れば
、第２共振はテレビのＶｌ−ＩＦ（Ｈｉ）帯域にあたる
１８０ＭＩＩｚにおいＣ高感度な特性が得られる。

なお、第６図における破線で示した曲線は単一ループア
ンテナによる並列共振型の感度特性を示し、このグラフ
で明らかなように、本実施例における感度特性は、単一
ループアンテナに比して５〜１０ｄＢ程度感度が向上し
ていることが分る。

また、第７図において、前述したように、高周波ピック
アップ３８のケース４０内にインピーダンス整合回路５
４と増幅回路５６が回路部４４として一体に収納されて
おり、また、前記増幅回路５６の出力インピーダンスと
同軸ケーブル４８との特性インピーダンスとが一致され
、これによって極めて効率の良い信号処理が行われる。

同図において、ループアンテナ４２にはコンデンナ５２
が直列に接続されており、該ループアンテナ４２によっ
て検出された信号がインピーダンス整合回路５４にてイ
ンピーダンス整合され、更に後段の増幅回路５４によっ
て高周波増幅され、同軸ケーブル４８から車載された受
信器に取り出される。前記コンデンサ５２は、これを可
変型コンデンサとすることにより、共振周波数の微調整
が可能である。

第８図には第７図の具体的な回路構成が示されており、
以下にその回路接続と作用とを同時に説明する。

インピーダンス整合回路５４は帯域フィルタ５８及び放
電管６０を含み、ループアンテナ４２から得られたコン
デンサ５２の検出電圧は帯域フィルタ５８の入力に供給
され、また帯域フィルタ５８の出力には放電管６０とコ
ンデンサＣ３との並列回路に出力される。

この放電管６０は静電破壊保護用であり、外部からの静
１気・雷等による回路破壊を防いでいる。

また、帯域通過フィルタ５８によってループアンテナ４
２のインピーダンス整合を行っている。

このようにしてインピーダンス整合が行われた検出信号
は、次に高周波増幅回路５６に入力されて高周波増幅さ
れる。

増幅回路５６は二段接続されたトランジスタＱ１．Ｑ２
を含み、その出力は同軸ケーブル４８から受信器に供給
される。

図において、インダクタンスＬ１．．ｔ２はピーキング
コイル、抵抗Ｒ、ＲはトランジスタＱ　の作動を安定さ
せる抵抗、Ｒ、Ｒ６はパイアス抵抗、Ｃ，Ｃ９はバイパ
スコンデンサを示寸。

前記同軸ケーブル４８の外被導体は接地されてＪ３す、
ケース内に設【ノられているインピーダンス整合回路５
４及び高周波増幅回路５６のアース線を形成している。

そして、１）η２高周波増幅回路５６の出力インピーダ
ンスは同軸ケーブル４８の特性インピーダンスとほぼ同
一値に一致されており、これによって、高周波増幅回路
５６と同軸ケーブル４８とのマツチングを良好に保って
いる。

以上のようにして、本発明によれば、ループアンテナ４
２で検出された微弱信号をその検出部位であるケース内
において所望のインピーダンス整合及び高周波増幅処理
することができ、これらの回路自体は極めて小型どして
ケース４０内に容易に収納可能であり、同軸ケーブル４
８から取出される信号を挿めて安定化したものとし、高
感度でＦＭ又はテレビの広帯域受信を効率よく行うこと
ができる。

［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、特に車体層Ｒ？Ｊ３に発生する高周波表面電
流を用いて放送波受信用アンテナを形成し、かつ高周波
ピックアップに、コイル状に巻回されたループアンテナ
を含むことで、コイルの自己インダクタンスと奇生容量
により広帯域の周波数に対し共振特性をもたせ高感度受
信を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は高周波ピックアップの取付は状態を示す平面図
、 第２図は電磁結合型高周波ピックアップが自動車天井板
のリアウィンドフレームに取付けられた状態を示す斜視
図、 第３図は高周波ピックアップの外観斜視図、第４図は第
３図のＡ−Ａ断面図、 第５図は高周波ピックアップを車体周縁部に密着取付け
する時の概要説明図、 第６図は本発明にかかる自動車用アンテナ装置による周
波数帯域と受信レベルとの関係を示す図、回路図、 第８図は第７図に示した高周波ピックアップの回路構成
を具体的に示した回路図、 第９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１０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である。 ３８　・・・　高周波ピックアップ ４．０　　・・・　ケース ４２　・・・　ループアンテナ ４４　・・・　回路部 ４６　・・・　保持アープ ４８　・・・　同軸ケーブル ５２　・・・　コンデンサ ５４　・・・　インピーダンス整合回路５６　・・・　
増幅回路

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る高周波表面電
   流を検出するとともに、車体周縁部と対向する側にコイ
   ル状に巻回されたループアンテナを含み、コイルの自己
   インダクタンスと寄生容量により広帯域の周波数に対し
   共振特性を持たせたことを特徴とする自動車用アンテナ
   装置。