JPH0612848B2 - 自動車用アンテナ装置 - Google Patents

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、このようなポ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、前述したポ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量産される自動
車に適用する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］ 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艦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る
と共に、車体への取付けが簡便でかつ高出力を得ること
のできる改良され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高
周波ピックアップのループアンテナを対峙させ、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、前記ループアンテナはその外側を
ケースで保護されており、このケースには車体周縁部と
対向するループアンテナの長手方向に沿い開口が設けら
れていて、この開口の前側端部にて車体周縁部を位置決
めガイドしており、前記開口の後側端部にてループアン
テナの一辺が支承される構成とすることにより、前記車
体周縁部とループアンテナとが正しく対峙されるように
した高周波ピックアップを含むことを特徴とする。

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
流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
設けており、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、前記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
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７〜１５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７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、本実施例
においては、これらの電波のうち比較的高周波帯域に属
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
の少ない部分にピックアップを設置している。

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、本実施例においては、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８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１０に接続され
ており、また出力端１６が同軸ケーブル１８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８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９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、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Ｖを発生させ、第１０
図に示すごとく、θが０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１１図及び１２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ミュレーションの両者から求
められた80MHz 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１１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１２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１１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１３〜１５図に示されるごとき分布特性が得られ
る。

第１３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１３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１４図においては車体の天井板に沿った分布
が、また第１５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
かっ電流値が低下することが理解される。

従って、本実施例において、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、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、本実施例において、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１３〜１５図の分布特性は80MHz 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 4.5
cm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、本実施例において、80MHz 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 4.5cm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80MHz の搬送周波数における実用可能
な離隔距離 4.5cmと周波数に逆比例するということか
ら、本実施例において、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、 12×10^-3 c/f(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、本実施例によれば、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。

本実施例において、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100MHzにおいては、車体の
縁部から 3.6cm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
ピックアップの好適な実施例を示す外観図であり、第２
図は車体周縁部がループアンテナに対峙された状態の概
略縦断面図である。この高周波ピックアップ３８は、ケ
ース３２，３４の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を含み、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。

この回路部５８で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。

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。

前記一方のケース３２は実施例では合成樹脂から成りル
ープアンテナ４２を保護し、他方のケース３４は金属板
から成り前記一方のケース３２と一体的に設けられて回
路部５８を保護する構成になっている。すなわち、前記
一方のケース３２を合成樹脂としたことで車体周縁部に
発生する磁束を広範囲に検出可能としており、また、他
方のケース３４が金属製であることから、このケース３
４は同軸ケーブル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
除去されるようになっている。

以上において本発明の特徴的なことは、前記一方のケー
ス３２の車体周縁部と対向するループアンテナ４２の長
手方向に沿い開口３６が設けられていると共に、この開
口３６の前側端部にて車体周縁部を位置決めガイドし、
開口３６の後側端部にてループアンテナ４２の一辺が支
承されていることである。

本実施例においては、第２図のように、前記ケース３２
の車体周縁部と対向する前端側が肉厚にされ、該ケース
３２の前側端部においてループアンテナ４２の長手方向
に沿い断面矩形の第１の開口部３６ａが形成されてい
る。また、該第１の開口部３６ａの後側端部にはループ
アンテナ４２の長手方向辺が第１の開口部３６ａ側に露
出可能な第２の開口部３６ｂが形成されている。

以上説明したように、本実施例においては互いに連通す
る第１及び第２の開口部３６ａ，３６ｂが設けられ、そ
れぞれ車体の周縁部及びループアンテナ４２を正しい位
置に位置決めして配置することを特徴とする。

すなわち、前記高周波ピックアップ３８のループアンテ
ナ４２はケース３２に収納される際、その電流検出辺が
ケース３２の前記第２の開口部３６ｂ内に挿入位置決め
される。そして、この位置決め状態においては、前述し
たごとく、開口部３６ｂの幅がループアンテナ４２の径
とほぼ等しく設定されているので、開口部３６ｂはルー
プアンテナ４２を上下面にてしっかりと保持することが
でき、これによって、車体の振動に伴うループアンテナ
４２の上下動も開口部３６ｂに規制され、望ましくない
振動が発生することを有効に防止することができる。

そして、前記開口部３６ｂに連接して設けられている第
１の開口部３６ａには車体の内板から連接された内板部
材４４の周縁部が挿入されるように高周波ピックアップ
３８が車体の所定位置に配置され、前記挿入時における
周縁部とループアンテナ４２との配置を所望位置、通常
の場合両者が対峙する位置に正しくガイドすることがで
きる。

従って、内部にループアンテナ４２を位置決めした高周
波ピックアップを所定の車体周縁部に装着すれば、車体
周縁部は前記第１の開口部３６ａによってループアンテ
ナ４２の露出辺に導かれ、ループアンテナ４２と周縁部
とを極めて容易に対峙させることができる。

以上のようにして位置決めされた高周波ピックアップ３
８は、図示しないが、調整可能な取付けブラケットによ
って車体に位置決め固定される。

以上のように、本実施例によれば、ケース３２に設けた
開口３６を利用して内板部材４４をループアンテナ４２
に正しく対峙させることができ、高周波ピックアップ３
８の車体への取付けが容易に行われる。また、内板部材
４４とループアンテナ４２とを可能な限り密接させるこ
とができ、車体に誘起された高周波表面電流を効率良く
検出することができる。

第３図及び第４図は他の実施例を示す。尚、この実施例
は前述した実施例と類似した構成から成り、前述の実施
例と対応する部材には符号１００を加えて示した。本実
施例では、内板部材１４４の板厚が変っても、この内板
部材１４４を挟み込む開口ギャップ調整を簡単に行うこ
とができることを特徴としている。

即ち、ケース１３２の前端側に設けられた断面矩形の第
１の開口部１３６ａに複数のガイド駒４６−１，４６−
２，４６−３が上下壁の長手方向に沿い着脱自在にそれ
ぞれ設けられている。そして、これらのガイド駒４６の
上下方向の対向面間に形成されたガイド溝４８に内板部
材１４４がガイドされて、ループアンテナ１４２に対峙
されるように位置決めされる。このため、内板部材１４
４の板厚が変ってもガイド駒４６を交換するだけで、ケ
ース１３２を共用することにより容易に対応することが
できる。

また、ガイド駒４６をケース１３２と同一材料とするこ
とにより、隣り合うガイド駒４６−１，４６−２，４６
−３間に形成される空間分だけ重量低減を図ることがで
きる。

第５図及び第６図は更に他の実施例を示すものである。
第５図における実施例は前述した最初の実施例の構成と
類似し、第６図における実施例は前述した他の実施例の
構成と類似する。よって、前述の実施例と対応する部材
には、第５図の場合には符号を２００番台とし、第６の
場合には３００番台として示した。これらの実施例で
は、開口部において緩衝材を介して内板部材を位置決め
ガイドし、緩衝材の弾性で内板部材の振動を防止するこ
とを特徴としている。

すなわち、第５図の第１の開口部２３６ａと内板部材２
４４との間には緩衝材５０が接着等により設けられ。第
６図のガイド溝３４８と内板部材３４４との間には緩衝
材５２が設けられている。これらの緩衝材５０，５２は
ゴム板等の弾性体からなり、この緩衝材５０，５２によ
りそれぞれ内板部材２４４，３４４の上下方向が挟み込
まれるように取付けられる。このため、車体が振動して
も緩衝材５０，５２で吸収することができ、第５図にあ
っては、内板部材２４４はケース２３２の第１の開口部
２３６ａで相互干渉を生じることがなく、また、第６図
にあっては内板部材３４４はガイド駒３４６のガイド溝
３４８内で相互干渉による異常音が発生することがな
い。更に、内板部材２４４，３４４の端面とループアン
テナ２４２，３４２とのそれぞれの位置関係も確保され
安定した出力を得ることができる。尚、前記において緩
衝材５０，５２としてゴム板を用いることとしたが、そ
の他、例えば磁性粉末が混入されたフェライトゴム板等
を用いることとすれば、ループ面における交叉磁束が一
層増加しピックアップ出力が更に増加するメリットも生
じる。

このように、本発明によれば、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自動車用アン
テナ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
用いて放送波受信用アンテナを形成したので、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、また、車体周縁部とループアンテナとを
対峙させた状態でのピックアップの取付けが容易化さ
れ、かつ高出力を得ることができる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II−II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IV−IV断面図、 第５図及び第６図は更に他の実施例を示す高周波ピック
アップの縦断面図、 第７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８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９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１０図は第９図における
ループアンテナの指向特性を示す説明図、 第１１図は表面電流強度の分布特性を示す説明図、 第１２図は表面電流の向きを示す説明図、第１３，１
４，１５図はそれぞれ第１１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。 ３２，３４……ケース ３６……開口 ３８……高周波ピックアップ ４２……ループアンテナ ４４……内板部材 ４６……ガイド駒 ４８……ガイド溝 ５０，５２……緩衝材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ループアンテナを内蔵したケースを含む高
   周波ピックアップを有し、前記ループアンテナは自動車
   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車体周縁部に集中して流れる
   高周波表面電流を検出し、前記ケースは車体周縁部と対
   向するループアンテナの長手方向に沿い開口が設けられ
   該開口の前側端部にて車体周縁部を位置決めガイドし、
   開口の後側端部にてループアテンナの一辺が支承される
   構成により、前記車体周縁部とループアンテナとが正し
   く対峙されるようにしたことを特徴とする自動車用アン
   テナ装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の装置におい
   て、前記開口の前側端部の上下壁には該開口の長手方向
   に沿いそれぞれガイド駒が着脱自在に設けられ、該ガイ
   ド駒の対向面間にガイド溝を形成し、このガイド溝に車
   体周縁部を位置決めガイドす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. 【請求項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、前記開口の前側端部と車体周縁部との間に
   緩衝材が設けられ、該緩衝材にて車体周縁部を挟み込む
   ようにしたことを特徴とする自動車用アンテナ装置。