JPS61114604A - 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蒼波あ
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
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、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日産される自動
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
ンテナを重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］ １１１五匹ユ亘羞 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。

また、従来装置においては、アンテナ自体の共振周波数
が固定されていたために、幅広い周波数帯域での受信を
行うときに複数のアンテナ装置を必要とする欠点があり
、広帯域周波数で良好な受信特性を有する自動車用アン
テナ装置が要望されていた。

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
広帯域特性の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
定周波数以上の高周波表面電流を検出するアンテナ装置
を設け、また、前記高周波ピックアップには受信機にて
制御される可変容６−ダイオードが接続されアンテナ共
振周波数が受信機で選択された同調周波数に一致される
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
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、アンテナの共振周波数を受信
機が必要とする同調周波数に合わせて任意に調節するた
めに、前記高周波ピックアップには可変容量ダイオード
を設け、受信機の同調周波数に応じて可変容量ダイオー
ドの容量を選択して所望の周波数特性を得たことを特徴
とする。

［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、このブＯ−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１
２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２ｏ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ざぜることができる。

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−０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、このメータ指示直に対応した電圧は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１〜４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第１の実施例が示
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
施した状態で示され、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
アウィンドフレーム３４のボデーの外周縁からＱ　＝　
１２Ｘ　１３−３λ（ＩＩＩ　）λ−電信周波数の波長
（＋＋）以内の領域で高周波ピックアップ３８が設けら
れていることを特徴とする。

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は外部からの磁束をシー°ルドする金属性のケー
ス４０を含み、そ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、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。

第３図には前記高周波ピックアップ３８を天井板３２に
固定した横断面図が示されており、天井板３２はルーフ
パネル４４を含み、前述したリアウィンドフレーム３４
がこのルーフパネル４４の一端に固定されており、また
ルーフパネル４４にはファスナ４６及びダム４８を介し
て前記リアガラス３６が固定され、前記ファスナ４６と
ダム４８とは接着材５０によって気密に付着されている
。

また、ルーフパネル４４とリアガラス３６との間にはモ
ール５２が固定されている。

本実施例において、前記高周波ピックアップ３８のルー
プアンテナ４２をリアウィンドフレーム３４の周縁部に
対向配置するため、前記リアウィンドフレーム３４には
その一部に開口３４ａを設け、この間口３４ａに高周波
ピックアップ３８のケース４０を挿入配置する。

第３図に詳細に示されるようにケース４０には前記ルー
プアンテナ４２の長手方向辺が露出する開口４０８が設
けられており、このようにして導電体からなるケース４
０から露出したループアンテナ４２の一部がリアウィン
ドフレーム３４の開口縁部と対向近接配置されることと
なる。従って、ケース４０の内部で、リアウィンドフレ
ーム３４の周縁部に流れる高周波表面電流から誘起され
た磁束はループアンテナ４２によって確実に捕捉され、
またケース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、車体に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
。

前記高周波ピックアップ３８のケース４０を確実にリア
ウィンドフレーム３４に対して位置決め固定するため、
第４図に示されるように、ケース４０の両端にはＬ型ブ
ラケット５４．５６がボルト等で結合されており、この
ブラケット５４．５４を前記リアウィンドフレーム３４
にネジ固定している。

また、高周波ピックアップ３８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に設けられている整合回路、
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６
０から外部に取出され、自動車内に設けられた各種受信
機、例えばラジオ、テレビ等に伝送される。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６
２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、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、こ
れをリアウィンドフレーム３４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。

以上のようにして、むき出しもしくは塗装を施した天井
板３２特にリアウィンドフレーム３４に高周波ピックア
ップ３８が組込まれた後、ルーフガーニッシュ６４が天
井板に固定され、このルーフガーニッシュ６４とリアウ
ィンドフレーム３４の端部にはエツジモール６６が固着
される。

本実施例において、ループアンテナ４２のケース４０か
ら露出した辺はリアウィンドフレーム３４の縁部からＱ
　＝　１２Ｘ　１０’λ（ｎ＋）以内に配置され、これ
によって、８０８Ｈ７のＦＭ放送周波数の放送波をリア
ウィンドフレーム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４６をその長手方向がリ
アウィンドフレーム３４の周縁部に沿って配置されてい
る。

このように、本発明の第１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、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。

本発明において更に特徴的なことは、前述した回路部５
８内には可変容量ダイオード７０が設けられていること
であり、この可変容量ダイオード７０によってループア
ンテナ４２を含む高周波ピックアップはその共振周波数
が任意に調整可能であり、後述するように、本発明にお
いては、車載受信機の同調周波数によって前記可変容量
ダイオード７０の容量値を選択して受信機の同調周波数
と高周波ピックアップ３８の共振周波数とを一致するよ
うに制御している。

第５図には前述した第１〜４図の実施例における電磁結
合型高周波ピックアップ３８のループアンテナ４２に前
述した可変容量ダイオード７０及び前置増幅器が接続さ
れ、更に前記可変容量ダイオード７０と受信機との接続
関係を示した回路図が示されている。

図において、ループアンテナ４２にはコンタン　　　　
　；１すＣ１、可変容量ダイオード７０及びコンデンサ
Ｃ２が直列接続されており、これらの直列容量値から定
まる共振周波数を有している。高周波ピックアップ３８
の出力はコンデンサＣ１の一端と可変容量ダイオード７
０のアノード端から取り出されてピックアップ３８の近
傍に前述したごとく回路部５８として設けられた前置増
幅器によって所望のインピーダンス変換及び高周波増幅
が行なわれる。図示のごとく、前置増幅器はバンドパス
フィルタＢＰＦを有し、これによって所望の周波数帯域
が選択されこれ以外の雑音信号その他が除去される。そ
して、帯域増幅された高周波検出信号は抵抗とコンデン
サからなるインピーダンス変換回路によってインピーダ
ンス変換され、更に高周波増幅された後に同軸ケーブル
６０から受信機に向かって出力される。これら前置増幅
器にはケーブル６２から回路を制御するための電源電圧
が供給されている。

従って、前置増幅器での検出信号は高周波ピックアップ
３８の共振周波数で最大値となり、この共振周波数を所
望の受信周波数に合わせるため前記可変容量ダイオード
７０の容量値が変化され、高周波ピックアップ３８の共
振周波数を所望の受信周波数に合わせることによって小
型アンテナでありながら極めて感度の良い受信作用を行
うことができ、実施例においては、前置増幅器内にネオ
ン管ＮＬを設けて雷、静電気による高電圧から半導体素
子を保護する機能も併せもたせている。

前述した可変容量ダイオード７０の容量値を変えるため
に、可変容量ダイオード７０のカソード側には所定の制
御電圧が印加され、本発明においては、この印加電圧は
受信機の同調周波数と連動して制御されている。

第５図において受信機７２のその一部が示されており、
前述した同軸ケーブル６０の他端は受信機７２のアンテ
ナ端子７４に接続され同調回路７６からコンデンサ７８
を介して次段の受信回路に接続されている。同調回路７
６はコイルのインダクタンスあるいはコンデンサの容量
を変化させて同調周波数を任意に選択する。実施例にお
いては、このように選択された周波数は同調周波数制御
回路７９で制御されて選択され、かつ表示部８０にて車
室内に現在の選択された周波数がデジタル表示される。

本実施例において特徴的なことは、前期受信機７２の同
調周波数制御回路７９からの同調周波数制御電圧を可変
抵抗８４そして、抵抗８６を介して前期、可変容量ダイ
オード７０のカソード側に供給することであり、これに
よって、可変容量ダイオード７０には同調回路７６で選
択された同調周波数に対応した制御電圧が供給されるこ
ととなる。

従って、本発明によれば、受信機７２で所望の受信周波
数を選択すると、高周波ピッアップ３８はその共振周波
数が前期同調周波数と一致して変化し、これによって小
型アンテナでありながら良好な感度による受信作用を行
うことが可能とな葛。

以上のように、本実施例によれば、電磁結合型高周波ピ
ックアップを用いて車体表面電流を効果的に検出し、更
に、必要な受信周波数のみに同調した共振周波数で高周
波電流をピックアップすることができるので極めて良好
な感度で高品質の検出信号を得ることが可能となる。

本発明において高周波ピックアップは前述した単一コイ
ルのループアンテナばかりでなく例えばフェライトコア
にアンテナコイルを巻回した高周波ピックアップでも同
様に表面電流を検出することが可能であり、第６図には
フェライトコア８８にピックアップコイル９０を巻回し
た高周波ピックアップ１３８が示されており、このフェ
ライトコア型高周波ピックアップ１３８が車体の周縁部
に沿って配置され所望の車体表面電流が検出される。

第６図の実施例においても、前記コイル９０には可変各
間ダイオード７０が接続されており、また受信ｖ４７２
の同調信号によって前記可変容量ダイオード７０の制御
電圧が変わり、これによって受信機７２で選択された同
調周波数と高周波ピックアップ１３８の共振周波数とが
一致制御されることとなる。

更に、本発明は前述した電磁結合型ばかりでなく静電結
合型高周波ピックアップにも同様に使用可能であり、第
７図には検出電極９２を車体の周縁部にその長手方向に
沿って近接配置した高周波ピックアップ２３８が示され
、この静電型ピックアップによっても車体の表面電流を
効果的に検出することができる。また、第７図の実施例
においても、可変容量ダイオード７０を前記検出電極９
２に接続されている同調回路を設け、これを受信□の同
調周波数で制御することによって静電結合型ピックアッ
プにおいてもその共振周波数を任意に調整することがで
きる。

第８図には静電結合型ピックアップの他の実施例が示さ
れており、この実施例によれば、２枚の検出電極９４．
９６が設けられ、これらの検出電１４９４．９６を車体
の所定周辺部に設けることによって表面電流を検出可能
である。この実施例でも可変容量ダイオード７０によっ
て高周波ピックアップの共振周波数を受信機の同調周波
数に対応して一致制御することができる。

［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１．車
体の特定個所、特に車体周縁部に発生する高周波表噛電
流を用いて放送波受信用アンテナを形成しかつその共振
周波数を可変各社ダイオードを用いて受信機の同調周波
数に一致制御したので、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ポールアンテナその他を必要とす
ることなく、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図は第２図における高周波ピックアップの固定状態
を詳細に示す平面図、 第２図は本発明に係る自動車用アンテナ装置の好適な第
１実施例の概略構成を示し、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図は第１実施例における要
部断面図、第４図は第１実施例における高周波ピックア
ップの取付状態を示す他の方向からの要部断面図、第５
図は前述した第２図に示した電磁結合型高周波ピックア
ップの好適な回路構成を受信機の一部とともに示した回
路図、 第６図はフェライトコアを用いた電磁結合型ピックアッ
プに本発明の回路が接続された状態を示す回路図、 第７図は静電結合型ピックアップに可変容量ダイオード
が接続された要部回路図、 第８図は二枚の検出電極を用いた静電結合型高周波ピッ
クアップに可変容重ダイオードが接続された要部回路図
、 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
示ず説明図、 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。 ３８．１３８，２３８　　・・・　高周波ピックアップ
３４　・・・　リアウィンドフレーム ４２　・・・　ループアンテナ ７０　・・・　可変容量ダイオード ７２　・・・　受信機。

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高周
   波ピックアップを近接配置し、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、該高周波ピックアップには受信機にて制御される
   可変容量ダイオードが接続され、アンテナ共振周波数が
   受信機で選択された同調周波数に一致されることを特徴
   とする自動車用アンテナ装置。