JPS61120504A - 自動車用アンテナのピツクアツプ - 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
た自動車と他局どの通信ぺ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不要であり、
今後の自ｖＪ車における標準装備された通信機能に対し
て主要イｃ役割を果す。２ 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【よ常に邪魔もの扱いされるという宿命を有
していた。

また、このようなボールアンプ）＋；Ｌ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ｌｊ［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、例えばリセウィンドシールドにアンテナｍ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
自体に誘起される表面電流を検出することが提案されて
きた。このような放送波によって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上板を主に
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臓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〕

え１区五二！ 以上のように、従来においで１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
たアンテノ“Ｖｃ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、このときの出力感度の低下を防止しつつ車
載された受信様に伝達することのできる改良された自動
車用アンテナのピックアップを提供することにある。

（問題点を解決するだめの手段） 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際に、車体周
縁部と対向するピックアップのループアンテナに絶縁層
を設けて出力感度の低下を防止したことを特徴とする。

従来におけるアンテナ装冒は、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茗しく胃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
条件を満足り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の車
体周縁部と対向するループアンテナに絶縁層を設けたこ
とを特徴とし、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のピックアップの
好適な実施例を図面に基づき説明する。

第６〜１４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６図には放送波等の外来電波Ｗが台底導体から成る車
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８Ｍ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
している。

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７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の一部は短絡ね１４によってクース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サ２２が設けられており、ループ」
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［１−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７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
るととしに、このメータ指示値に対応した電圧はＸＹ１
ノコーダ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し」−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人力されてＪ５す、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８図には、高周波表面電流■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、図示のごとり、電流
■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９図
で示すごとく、θがＯ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
嵜られるときの表面電流■の向きを知ることができる、
。

第１０図及び１１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８０Ｈｔ１７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
１０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４３いて極めて低密度となる分布を示す。

また第１１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１０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１２〜１４図に示されるごとき分布特性が得られる
。

第１２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１２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覆ることが可能となる
。

同様に、第１３図においては車体の天井板に沿った分布
が、また第１４図には車体のエンジン鎖体に沿った電流
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、車体の各部におりる周縁部近
ＩＲ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／υ、本発明にＪ３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
ープアンテナの長子方向に配置するが、このときに実用
上極めて良好な感度を１ｑ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
設定づ゛ることが好適である。

第１２〜１４図の分布特性は８０ＨＩＩｚのＦＭ敢送送
周波数対する車体の電流であり、各中休端部あるいは縁
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４．５ｃｍ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、ｇｏ＋ｔ＋ｚ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４．５Ｃ
ｍ以内に配置ずれば、実用上充分なアンテブ装置を得る
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どなり、周波数の増加とと
もに実用可能な離隔距離が減少づることか認められた。

従って、前述した８０Ｈ１ｌｚの搬送周波数における実
用可能な離隔路１１１４．５ｃｍ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、１２Ｘ　１０’
　ｃ／ｒ　　（７７Ｌ　）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。

また、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１００ＨＨ２においては、車体の縁部か
ら３．６ａＲ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１、　　　極めて近接し
た狭い領域に限定されることとなる。

第１図及び第２図はこのようなピックアップ３８の外観
及び構造を示すものであり、このピックアップ３８は外
部からの電磁波をシールドｆる金属性のケース４０と、
これに連なる誘電体ケース４１を含み、その内部にスル
ーホール基板４５に取付けられたループアンテナ４２を
含んでいる。

このループアンテナ４２は前記誘電体ケース４１に設け
られたスリット４３から露出して、Ｆｌｉ’ｄＪ結合型
ピックアップを形成し、前述した車体の表面ｉＩｔ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。

前記高周波ピックアップ３８のケース４０を確実に車体
周縁部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５／１．５６が設けられている。

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′出信号はコネクタ６１を介し
て同軸ケーブル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
。＃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、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に鎖交さける
ことができる。

以上において、本発明の特徴的なことは、高周波ピック
アップ３８の車体周縁部と対向するループアンテナ４２
に絶ＲＹｘを設けたことである。すなわち、第３図にお
いて、ループアンテナ４２は丸又は角材の銅１ｉ７０が
両端で整合・増幅回路のスルーホール基板４５に半田付
（７２）されており、かつ前記銅線７０の半田付（７２
）部以外の部分に絶縁材７４がコーティングされている
。該絶縁材７４としては、エナメル被膜や、塩化ビニル
、テフロン、ポリエチレン、ポリエステル等の低誘電率
誘電体が用いられる。この誘電体により、車体周縁部と
ループアンテナ４２とは導通を絶たれ、該ループアンテ
ナ４２から取り出される出力の低下を防止することがで
きる。

また、ピックアップ３８からの出力は、ループアンテナ
４２のインダクタンスと回路部５８の入力段に設けられ
たコンデンサによる共振回路から取り出されるため、内
部抵抗の小さな良導体、例えば鉄線、導線、アルミ線等
が妥当である。この場合において、アルミ線を用いた場
合は熱処理によって表面にアルミナ（ＡＱ２０３）を形
成し、これを絶縁材とすることによっても効果的である
。

また、前記絶縁材７４の他の実施例としてはフェライト
粉末、特にＭｎ−７ｎ系フエライト等の高誘電率材料を
エポキシ樹脂に含浸ざＵて硬化させたものが用いられる
。これにより、ループアンテナ４２と車体周縁部との絶
縁を保持しつつ車体周縁部の表面電流を効果的に検出し
て、ピックアップ３８の高感度化各図ることができる。

第４図〜第５図には前述した高周波ピックアップ３８が
天井板３２のリア周縁部に近接配置された取付例が示さ
れている。

第４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５図に詳細に示されるように、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３
４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３
４ａに高周波ピックアップ３８のケース４０を挿入配置
する。

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４
．５α以内に配置され、これによって、８０８Ｈ７のＦ
Ｍ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第１１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、本発明の実施例によればループアンテナ４
２に低誘電率の絶縁材７４をコーディング等することに
より、ループアンテナ４２と車体周縁部とが電気的導通
を絶たれ、ピックアップ３８の出力感度が低下すること
がない。また、フェライト粉末等の磁性材料をエポキシ
樹脂に含浸することにより、ループアンテナ４２と車体
周縁部との絶縁を保持しつつ更にピックアップ３８の高
感度化を図ることがでる。

以上の実施例においては、高周波ピックアップとして電
磁結合型ピックアップが用いられているが、本発明は車
体周縁部の表面電流を検出して外来波を受信するアンテ
ナ装置を得たものであり、高周波ピックアップとしては
、前記電磁結合型ばかりでなく静電結合型ピックアップ
も同様に使用可能である。

静電結合型ピックアップの場合前述した各図における金
属車体の周縁部の長手方向に沿って空気層あるいは絶縁
板を介して検出電極を配置し、ヒンジの表面と検出電極
との間に形成される０電容量を介して高周波表面電流が
検出電極側に取出され、これによって所望の帯域におけ
る高周波信号を取出すことが可能となる。

〔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する際、車体周縁部
と対向するループアンテナに絶縁層を設けたので、ピッ
クアップの出力感度の低下を防止しつつ放送波に対して
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
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るピックアップの外観図、第２図は
その断側面図、 第３図はピックアップのループアンテナの拡大図、 第４図は本発明が適用された自動車用アンテナ装置の好
適な実施例を示し、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５図は第４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６図は外来波Ｗによって車体Ｂに生じる表面電流■を
示す説明図、 第７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８図は表面電流工とピックアップループアンテナとの
電磁結合状態を示ず説明図、 第９図は第８図におけるループアンテナの指向特性を示
す説明図、 第１０図は表面電流強度の分布特性を示す説明図、 第１１図は表面電流の向さ゛を示す説明図、第１２．１
３．１４図はそれぞれ第１０図にお（プる車体の縦断線
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　・・・　リアウィンドフレーム、４２　・・・　
ループアンテナ、 ７４　・・・　絶縁材。

Claims (3)

【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つて近接
   配置した高周波ピックアップの前記車体周縁部と対向す
   るループアンテナに絶縁層を設けたことを特徴とする自
   動車用アンテナのピックアップ。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の自動車用アンテナの
   ピックアップにおいて、前記絶縁層は低誘電率誘電体か
   ら成ることを特徴とする自動車用アンテナのピックアッ
   プ。
3. （３）特許請求の範囲第１項記載の自動車用アンテナの
   ピックアップにおいて、前記絶縁層はフェライト粉末含
   浸材から成ることを特徴とする自動車用アンテナのピッ
   クアップ。