JPH0652849B2 - 自動車用アンテナのピツクアツプ - 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のピックアップ、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
ンテナのピックアップ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、
今度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、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比の誘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鑑み試されたものであり、そ
の目的は、放送波によって車体に誘起される電流を感度
よく検出して車載された受信機に伝達することのできる
改良された小型自動車用アンテナのピックアップを提供
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、本発明にかかる自動車用ア
ンテナのピックアップは、ピックアップのコアが直方体
形状を呈し、当該直方体の最も長い辺と平行な溝を有
し、また前記コアに巻回されたループアンテナが前記の
溝を通って複数回巻回され、また絶縁被膜により覆われ
ており、さらに前記溝部の全長に渡って車体周縁部の開
口端縁を挟み込み、当該開口端縁と前記ループアンテナ
とが平行に配置され互いに密着することを特徴とする。

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
長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12×10^-3c/f(m) （c＝光度、f＝放送波の搬
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電磁的に
検出するためのループアンテナとし、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５〜１３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、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８図
で示すごとく、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
知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図及び第１０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 と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。

第９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１１〜第１３図に示されるごとき分布特性が得られ
る。

第１１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１１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１２図においては車体の天井板に沿った分布
が、また第１３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１１〜１３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、本発明において、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、 12×10^-3c/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、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。

尚、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 3.6c
m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３図は、本発明に係る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取付例が示されている。

同図において、天井板３２がむき出しの状態で示され、
この金属製天井板３２はリアウインドフレーム３４をそ
の周縁端としてリアガラス３６に接続されている。そし
て、本実施例においては、前記リアウインドフレーム３
４の縁部から内側に 4.5cm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図は本発明の高周波ピックアップの外観を示すもの
であり、この高周波ピックアップ３８は外部からの電磁
波をシールドする金属製のケース４０を含み、その内部
にループアンテナ４２が巻回されたコア４４を含み、電
磁結合型ピックアップを形成し、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。

前記コア４４は、フェライト等の高透磁率材料から成
り、その形状は直方体を呈する。そして、この直方体の
最も長い辺を含む側面に該長辺に平行な溝が穿設され、
さらにこの溝を含んでコア４４の周囲に溝部４６が設け
られ、該溝にループアンテナ４２が巻回されている。す
なわち、実施例では第２図のごとくコア４４の周囲に溝
部４６が形成され、この溝部４６に前述のループアンテ
ナ４２が複数回巻回されている。

溝部４６は以上のようにループアンテナ４２を巻回する
時のガイドとなる役目の他、第４図のように、ここに車
体周縁部が挟み込まれる状態で高周波ピックアップ３８
が取付けられると、ループアンテナ４２と車体周縁部と
の取付位置精度が高められると共に、車体周縁部とコア
４４との間に閉磁束回路が形成され、高周波表面電流か
ら誘起された磁束の漏減が防止される。このため、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４０によって外部からの磁束は確実にシールドされ
るので、車体の誘起された電流を感度良く高周波ピック
アップ３８によって検出することが可能となる。

尚、前記高周波ピックアップ３８のケース４０を確実に
リアウインドフレーム３４に対して位置決め固定するた
め、ケース４０の両端にはＬ型ブラケット５４，５６が
設けられており、このブラケット５４，５６が前記リア
ウインドフレーム３４にネジ固定される。

また、高周波ピックアップ３２のケース４０内には前述
したループアンテナ４２と接続される回路部５８が内蔵
されており、該回路部５８に設けられているプリアンプ
等で検出された信号が処理される。更に、このようにし
て得ら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は複数アンテナからなり、リア
ウインドフレーム３４の開口端縁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
が施され、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はリアウインド
フレーム３４の縁部から 4.5cm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リアウイン
ドフレーム３４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１０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４
６をその長手方向がリアウインドフレーム３４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、
特に天井板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、この時コア４４が車体周
縁部を挟み込むことにより、磁束の漏減を防止しつつ高
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
用アンテナのピックアップ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
検出する高周波ピックアップを車体周縁部に配置し、し
かもこの高周波ピックアップは、車体周縁部を挟み込み
ごとく形成されたコアを含むことにより、放送波に対し
て高密度でかつノイズの少ない高感度な検出作用を行う
ことができる。

【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のピックアップ
の外観図、 第２図は第１図のII−II断面図、 第３図は高周波ピックアップが天井板に取付けられた状
態を示す図、 第４図は第３図の要部断面図、 第５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図におけ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、 第１１，１２，１３図はそれぞれ第９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……リアウインドフレーム、 ４２……ループアンテナ、 ４４……コア、 ４６……溝部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ループアンテナが巻回される高透磁率材料
   から成るコアより、放送波によって車体に誘起された高
   周波表面電流を検出する自動車用アンテナのピックアッ
   プであって、 前記コアは直方体形状を呈し、当該直方体の最も長い辺
   と平行な溝を有し、 前記ループアンテナは、前記の溝を通って複数回巻回さ
   れ、さらに絶縁被膜により覆われ、 前記溝部の全長に渡って車体周縁部の開口端縁を挟み込
   み、当該開口端縁と前記ループアンテナとが平行に配置
   され互いに密着していることを特徴とする自動車用アン
   テナのピックアップ。