JPH07240615A - 車両用アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、車体の外部に取り付けられるアン
テナ素子からの送受信電力の伝送路を、水密性並びに耐
久性を疎外することなく車体内部の送受信装置に導かせ
る車両用アンテナ装置を提供することを目的とする。 【構成】車両11のルーフトップ12にアンテナ素子13が取
り付けられ、このアンテナ素子13は同軸フィーダ線191
により第１の結合器16に接続される。この結合器16はウ
ィンドグラス15の外面に接合され、その内面側に第２の
結合器17が対向するように接合されて、この結合器17に
接続された同軸フィーダ線18がコネクタ22を介して車体
内の送受信器に接続される。結合器16、17は、同軸フィ
ーダ14、18のそれぞれ中心導体に接続される第１の電極
板と、その周囲を取り囲む第２の電極板で構成され、第
２の電極板は同軸フィーダ線14、18の外部導体に接続さ
れ、その各電極板同志がガラス板を介して対向設定され
るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車体外に設置される
車両搭載アンテナ装置に係るものであり、特にこのアン
テナ素子から車体内の送受信装置に対して、例えば準マ
イクロ波通信用の送受信電力を伝送する手段を改良した
車両用アンテナ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車体外に設置される車両搭載アンテナと
して、例えばルーフサイドアンテナ、トランクリッドア
ンテナ、ドアフレームアンテナ等が知られている。この
様に車体外にアンテナが設置されるのに対して、このア
ンテナとの送受信電力を交換する送受信装置は、乗員が
在住する車室内あるいはトランクリッド内に設置される
もので、この送受信装置と車体外のアンテナ素子とはフ
ィーダ線によって接続されている。

【０００３】この送受信電力を伝送するフィーダ線は、
例えばドア、ドアウィンド、さらにトランクリッド等
と、車体側に取り付けられた浸水防止用のパッキンとの
間から車体内部に引き込まれ、この車体の内部に設置さ
れる送受信装置部に導かれる。しかし、例えば洗車時や
豪雨の際にこのパッキン部分から車体内部に浸水するよ
うになる問題を有するものであり、またドアやドアウィ
ンドの開閉動作時に、その衝撃ストレスによってフィー
ダ線に障害が生ずる虞があって、耐久性の面で問題を有
する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な点に鑑みなされたもので、車体外部に設置されるアン
テナ素子と車体内部の送受信装置とを結ぶ送受信電力の
伝送路を、パッキン等の防水手段を経由することなく構
成することができて、浸水性や耐久性の問題を発生する
ことのない車両用アンテナ装置を提供しようとするもの
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る車両用ア
ンテナ装置は、車体の誘電体によって構成された結合壁
部材の外部に対応する面に第１の結合部材を取り付ける
と共に、前記結合壁部材を挟んで前記車体の内部に対応
する面の前記第１の結合部材に対向する位置に第２の結
合部材を取り付けるもので、アンテナ素子と第１の結合
部材との間、さらに第２の結合部材を車体の内部に設定
された送受信装置との間をそれぞれ第１および第２のフ
ィーダ線で接続されるようにする。ここで第１および第
２の結合部材は、それぞれ第１の電極板と第２の電極板
を備えて構成され、これら結合部材の第１の電極板相
互、および第２の電極板相互が前記結合壁部材を介して
対向設定されるようにしているもので、これら結合部材
はそれぞれ絶縁基板面に薄膜状に形成された第１の電極
板と、この第１の電極板の周囲を取り囲むように形成さ
れた同じく薄膜状の第２の電極板を含み構成され、前記
絶縁基板が接着剤によって前記結合壁部材の表裏両面に
それぞれ接着固定される。ここで、結合壁部材は例えば
車体の窓部に設定されたれたガラス板でなる。

【０００６】

【作用】この様に構成される車両用アンテナ装置にあっ
ては、例えば車体のリアウィンドのガラス板の外側およ
び内側の面に、第１および第２の結合部材が対向される
状態で接着剤等を用いて取り付けられるもので、例えば
ルーフ上に取り付けられたアンテナ素子のプラス側は、
同軸ケーブルの中心導体を介して第１の結合部材の第１
の電極板に接続され、アンテナ素子のマイナス側が同軸
ケーブルの外部導体を介して第１の結合部材の第２の電
極板に接続される。このとき、第１の結合部材は誘電体
であるガラス板を介して対向されているものであるた
め、この第１の結合部材に伝送された例えば受信電力は
第２の結合部材に誘導結合されて、さらに同軸ケーブル
を介して車体内の送受信装置に伝送されるようになる。
すなわち、車体を貫通するパッキン構造を経由すること
なく送受信電力がアンテナ素子と送受信装置との間で伝
送され、従来存在した浸水性や耐久性等の問題を生ずる
ことがなく、信頼性の高いアンテナ装置とすることがで
きる。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図１は車両11の特にリア部分を示しているも
ので、この車両11の車両本体の影響を受け難いルーフト
ップ12上に、低姿勢型のアンテナ素子13が設置されてい
る。この図では変形ループアンテナの場合を示し、２セ
ットのアンテナ素子13が設置されているもので、その各
セットのアンテナ素子は同一に構成されるものであるた
め、ここではその１つのセットについてのみ説明する。

【０００８】ここで、２セットのアンテナ素子を設置し
たのは、例えば自動車電話や携帯電話等において実施さ
れているダイバーシティ受信方式に対応させるためであ
り、各アンテナ素子13は同じループアンテナエレメント
によって構成され、高周波において低損失でアンテナ本
来の性能を損なわない、例えば合成樹脂等によって構成
したドーム内に水密に収納され、接着剤等を用いてルー
フトップ12に取り付けられる。

【０００９】アンテナ素子は第１の同軸フィーダ線14を
介して、この車両11のリアウィンドのウインドグラス15
の外側の面に取り付けた第１の結合器16と接続される。
そして、この第１の結合器16に対向する位置で、且つウ
ィンドグラス15の内側面に第２の結合器17が取り付けら
れるもので、この第２の結合器17に対して第２の同軸フ
ィーダ線18が接続される。すなわち、第１の結合器16と
第２の結合器17とは、誘電体であるウィンドグラス15を
介して、所定の間隔で対向設定される。

【００１０】図２はこの第１および第２の結合器16およ
び17の部分を取り出して示したもので、これらの結合器
16および17はそれぞれ同図の（Ｂ）に平面で示すよう
に、円板状の第１の電極板191 (192) と、この第１の電
極板191 (192) から所定の距離隔てて取り巻くようにリ
ング状に形成した第２の電極板201 (202) によって構成
される。

【００１１】この第１および第２の電極板191 、201
は、絶縁性の例えば合成樹脂からなる基板21の面に形成
された導電金属薄膜を所定の形状にエッチング形成する
ことによって構成されるもので、その金属薄膜の面をウ
ィンドグラス15の表裏両面に両面接着テープ等の接着剤
を用いて接着して取り付けられる。ここで、第１の電極
板191 および第２の電極板201 部分は、車両11の外観を
損なわないようにデザインされたケースによって全体が
覆われており、水密構造とされている。

【００１２】第１の同軸フィーダ線14の中心導体の一端
はアンテナ素子13のプラス側に接続されるもので、この
中心導体の他端は外部導体よりやや長めに露出して第１
の結合器16の第１の電極板191 と接続する。そして、ア
ンテナ素子13のマイナス側と第１の結合器16の第２の電
極板201 とは、第１の同軸フィーダ線14の外部導体を用
いて接続する。また、第２の結合器17の第１の電極板19
2 は、やや長めに露出した第２の同軸フィーダ線18の中
心導体に接続し、この結合器17の第２の電極板202 は同
軸フィーダ線18の外部導体に接続する。第２の同軸フィ
ーダ線18は、ウィンドグラス15の内部、すなわち車両11
の内部に設置されて、例えばその先端にコネクタ22が接
続されているもので、このコネクタ22を介して車室内等
に設置される送受信装置（図示せず）に接続される。

【００１３】この様に構成されるアンテナ装置におい
て、アンテナ素子13において受信された電力は、第１の
同軸フィーダ線14を介して伝送されて第１の結合器16に
導かれる。ここで、この第１の同軸フィーダ線14の第１
の結合器16の第１の電極板191に接続される中心導体
は、外部導体よりも多少長めに設定されているものであ
るため、その長さｌに相当する誘導性リアクタンス分Ｌ
f を有する。また、第１および第２の結合器16および17
のそれぞれ第１の電極板191 および192 は、例えば樹脂
基板上にエッチングによって形成された導電性材料によ
って、所望の面積Ｓを有するように構成され、誘電率ε
_r を持つ厚さｄのウィンドグラス15を挟んで対向され
る。このとき、対向される第１の電極板191 と192 の間
には、下記式に基づき決定される容量性リアクタンス分
Ｃf を有する。

【００１４】

【数１】

【００１５】これらの結合器16および17においては、第
１の電極板191 (192) と第２の電極板201 (202) は、同
一面内で所定の間隔を隔てて（両電極が近すぎると容量
結合をし、電力の漏れを生ずるため、第１および第２の
電極間に容量結合が生じない程度の間隔）配置している
ため、リアクタンス分Ｃf が支配的な容量性リアクタン
ス分となっている。つまり、上記(1) 式より面積Ｓおよ
びウィンドグラス15を挟んで対向した２つの電極板間距
離により決定されるリアンタンス分Ｃf と、用途に応じ
て共振周波数ｆo を決定すれば、次の(2) 式によって誘
導性リアクタンス分Ｌf が決まる。

【００１６】

【数２】

【００１７】このときの電気的な等価回路を示せば図３
のようになるもので、この等価回路において誘導性リア
クタンスＬf と容量性リアクタンスＣf は直列共振回路
を形成している。次の(3) 式は誘導性リアクタンスＬf
を表現するもので、(2) 式を変形してＬf を代入するこ
とによって、中心導体の露出される長さｌが求められ
る。但し、次式でｒは中心導体の径である。

【００１８】

【数３】

【００１９】この様な条件に基づいて結合器16および17
を構成することにより、一義的に決定できる共振周波数
ｆo と、比較的設計の容易な（計算値と実測値とが良く
一致する）容量性リアクタンス分Ｃf の決定によって、
誘導性リアクタンス分Ｌf が容易に決定できる。また広
帯域が望まれる場合には、逆にリアクタンス分Ｃf およ
びＬf の割合によって決定される帯域幅と、リアクタン
ス分Ｃf およびＬf の積によって決定される(2) 式の共
振周波数ｆo を考慮して設計すればよい。

【００２０】図４は１つの例として８００ＭＨz 帯の自
動車電話用に対応して構成された結合器において、その
挿入損失を測定した結果を示す。この測定結果から明ら
かなように、１ｄＢ程度の挿入損失によってこの結合器
が実現されている。この様に構成される結合器は、集中
定数素子を使用することなく簡単な構成で実現されてい
るもので、製作の容易さと共に低コストでフィーダ線間
の電力伝送が実現できる。

【００２１】アンテナを直接ウィンドに設置し、これを
車室内の結合器と結合するようにしたもの（一般的な名
称としてピッグテールアンテナと呼ばれているアンテナ
に使用される結合器）が知られている。この結合器は、
アンテナに付属された電極板と同軸フィーダ線に付属さ
れた電極板とによって構成されている。すなわち、アン
テナで発生する電力をフィーダ線に供給するようにして
いる。

【００２２】これに対して実施例で示した第１および第
２の結合器16および17は、これらの結合器によって同軸
フィータ線を構成するようにしているもので、同軸フィ
ーダ線の本来の目的である電力伝送路としての概念を実
現している。ピッグテールアンテナの場合には、アンテ
ナ自体をガラス等の誘電体材料に対してのみ設置可能と
されるものであるが、実施例で示したアンテナ装置にあ
っては、アンテナ素子13を車両の外側の任意の箇所に取
り付け可能とされ、そのアンテナ素子13からの電力を結
合器16および17を介して車室内に導入できるもので、ア
ンテナ素子13の設置場所を任意に設置可能とすることが
できる。

【００２３】結合器16および17を構成する第１および第
２の電極板は、所望の面積と共にその両者間の距離によ
ってその形状を決定すればよい。したがって、図５の
（Ａ）もしくは（Ｂ）で示すように、正方形を基準にし
た形状あるいは楕円形を基準にした形状等の任意の形状
パターンを選択することができ、車両搭載時の大きさや
デザイン性等を考慮して決定すればよい。もちろん、実
施例ではダイバーシティ受信方式を考慮して２組をセッ
トにしたアンテナ素子を用いたが、アンテナ素子および
フィーダ線等を１セットのみで構成できるＴＡＣＳ方式
の電話システムに対しても対応可能であり、その他任意
に通信システムや情報交換システムに対応することがで
きる。

【００２４】

【発明の効果】以上のようにこの発明に係る車両用アン
テナ装置によれば、車体外部に設置されるアンテナ素子
と車体内部の送受信装置とを結ぶ送受信電力の伝送路
が、例え図リアウィンドのガラス等の誘電体によって構
成された結合壁部材部を介して形成されるもので、パッ
キンのような防水手段を経由することなく車室内外の送
受信電力の伝送が行うことができ、浸水性や耐久性の問
題を発生することのない伝送路が形成されてその信頼度
が向上される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る車両用アンテナ装置
を説明するための図で、（Ａ）はアンテナ装置の取り付
けられた車両を上面から見た図、（Ｂ）は同じく側面か
ら見た図。

【図２】（Ａ）は上記アンテナ装置で使用される結合器
部分を説明するための断面構成図、（Ｂ）は結合器の電
極パターンを示す図。

【図３】上記アンテナ装置の等価回路を示す図。

【図４】例えば８００ＭＨz 帯の自動車電話用に対応し
て構成された結合器の挿入損失を測定した結果を示す
図。

【図５】（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ結合器の電極板
のパターンの例を示す図。

【符号の説明】

11…車両、12…ルーフトップ、13…アンテナ素子、14、
18…第１および第２の同軸フィーダ線、15…ウィンドグ
ラス（リアウィンド）、16、17…第１および第２の結合
器、191 、192 、201 、202 …第１および第２の電極
板、21…基板（樹脂）、22…コネクタ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体の外部に取り付け設定されるアンテ
   ナ素子と、 前記車体の誘電体によって構成された結合壁部材の前記
   車体の外部に対応する面に取り付け設定された第１の結
   合部材と、 前記結合壁部材を挟んで前記車体の内部に対応する面
   に、前記第１の結合部材に対向する位置に取り付け設定
   された第２の結合部材と、 前記アンテナ素子と第１の結合部材を接続し、さらに前
   記第２の結合部材を前記車体の内部に設定された送受信
   装置に接続する第１および第２のフィーダ線とを具備
   し、 前記第１および第２の結合部材は、それぞれ第１の電極
   板と第２の電極板を備えて構成され、これら結合部材の
   第１の電極板相互、および第２の電極板相互が前記結合
   壁部材を介して対向設定されるようにしたことを特徴と
   する車両用アンテナ装置。
2. 【請求項２】 前記第１および第２の結合部材は、それ
   ぞれ絶縁基板面に薄膜状に形成された第１の電極板と、
   この第１の電極板の周囲を取り囲むように形成された同
   じく薄膜状の第２の電極板を含み構成され、前記絶縁基
   板が接着剤によって前記結合壁部材の表裏両面にそれぞ
   れ接着固定されるようにした請求項１記載の車両用アン
   テナ装置。
3. 【請求項３】 前記第１および第２のフィーダ線はそれ
   ぞれ同軸ケーブルによって構成され、この同軸ケーブル
   の中心導体が前記アンテナ素子のプラス側および前記第
   １および第２の結合部材の第１の電極板に接続され、さ
   らに前記同軸ケーブルの外部導体が第１および第２の結
   合部材の第２の電極板に接続されるようにした請求項１
   記載の車両用アンテナ装置。
4. 【請求項４】 前記結合壁部材は、前記車体の窓部に設
   定されたれたガラス板でなる請求項１記載の車両用アン
   テナ装置。