JPS61120534A - 車両用アンテナ装置 - 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様
に検出信号を供給する改良された車両用アンテナ装置に
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ｖＩＡ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、このようなボ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鼻無゛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。

また、第１１図に示す従来装置においては、アンテナ自
体の共振周波数が高周波ピックアップに直列に接続され
た固定コンデンサＣ１，Ｃ２によって固定されていたた
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。

＆豆立旦１ 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
広帯域特性の自動車用アンテナ装置を提供することにあ
る。

Ｃ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、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
するための高周波ピックアップを車体周縁部にその長手
方向に沿って近接配置するとともに、前記高周波ピック
アップにＦＭ電波受信用可変容量ダイオード、ＶＨＦＴ
Ｖ電波受信用可変容最ダイオード及びＵＨＦＴＶＩ！波
受信用可変客受信用可変容量ダイオード信機で選局した
放送波帯に該当する前記受信用可変容量ダイオードの容
量を変えてアンテナ共振周波数が受信機で選択された選
局周波数に一致するようにしたことを）、　　　特徴と
するものであり、これにより、一般放送波のない帯域を
受信することなく、ＦＭ帯、ＶＨＦＴＶ帯及びＵＨＦＴ
Ｖ帯の広帯域を効率良く受信することが可能となる。

〔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帯域に属す
る５０Ｈｔｌｚ以上のＦＭ波、ＶＨＦＴＶ波、ＵＨＦＴ
ｖ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（かつノイズ
の少ない部分にピックアップを設置する。

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
われ、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Ｎ流の測定が行われた。

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ＩＪ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
Ｉｆｉ設けられ、ループコイル１２の一部をこの同口１
０ａ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＠１６が同軸ケーブル１
８の芯１１２０に接続されている。末たループコイル１
２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。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り能となる。

第１〜４図には、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例が示されている。

第２図において、天井板３２がむきだしの状態で示され
、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４．５α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する金属性のケース１
０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とは接着剤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４０ａ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５４，５６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が内臓
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、むき出しの天井板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４
．５α以内に配置され、これによって、８０８Ｈ２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かで
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４２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、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。

本発明において特徴的なことは、前述した回路部５８内
にはＦＭ受受信用可変容量ダイオードフカＶＨＦＴＶ受
信用可変容邑ダイオード７２及びＵＨＦＴＶ受信用可受
信用可変容量ダイオ−シフ４アンテナ４２に直列に接続
されており、後述する車載受信機からの同調周波数によ
って前記３つのＦＭ受受信用可変容量ダイオードフカＶ
ＨＦＴＶ受信用可変容量ダイオード７２及びＵＨＦＴＶ
受信用可受信用可変容量ダイオ−シフ４選局された放送
波帯に該当する可変容量ダイオードの容量値を受信機の
同調周波数と高周波ピックアップ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ＦＭ受受信用可変容量ダイオードフカＶＨＦＴＶ
受信用タ受信用タイオーリフ２ＴＶ受信用ダ受信用ダイ
オードフロ増幅器が接続され、更に前記３つの可変容量
ダイオード７０．７２．７４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にはコンデンサＣ，Ｆ
Ｍ受信用可変容量ダイオード７０、■）−ＩＦＴＶ受信
用可変容量ダイオード７２、ＬＩＨＦＴＶ受信用可変受
信用可変容量ダイオードフチンサＣ２が直列接続されて
おり、加電圧された可変容量ダイオードと、Ｃ１とＣ２
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の両端から
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。

前述した可変容量ダイオード７０．７２．７４の各容量
値を変えるために、各可変容量ダイオード７０．７２．
７４のカソード側には選択的に所定の制御電圧が印加さ
れ、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図において受信機はぞ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
子に接続され同調回路７６から次段の受信回路に接続さ
れている。同調回路７６は、ＦＭＭ送波（７６〜９０）
ＩＨ７）を受信するためのＦＭ同調用制ｔ２′Ｉｌ？Ｉ
ｆ圧を出力するＦＭチューナコントロールマイコン７８
と、ＶＨＦＴＶ放送波の低い周波数（９０〜１０８ＨＩ
ＩＺ　）を受信するためのＶ　Ｉ−Ｉ　Ｆ　ＬＯ同調用
制御電圧、ＶＨＦＴＶ放送波の高い周波１　（１７０〜
２２０８ｔｌＺ　）　ヲ受（Ｈス６タメ（７）ＶＨＦＨ
１同調用制御電圧、及びＵＨＦＴＶ放送波を受信するた
めのＵＨＦ同調用制御［ｌ電圧を出力するＴＶチューナ
コントロールマイコン８０で主要部が構成されている。

そして、前記ＦＭ同調用制御電圧、ＶＨＦＬ。

同調用制御ｌｌ圧、ＶＨＦＨｉ同調用制御電圧、ＵＨＦ
同調用制御電圧はそれぞれポテンションＲ９゜ＲＩＧ、
　Ｒ１１，Ｒ１２によって調整され、受信機に設けられ
たスイッチ８２により前記各可変容量ダイオード７０．
７２．７４の各カソード側に制御電圧が印加される。

スイッチ手段８２のスイッチ８２ａを上側に切替えるこ
とによりＦＭ受受信用可変容量ダイオードフカはＦＭ同
調用制御電圧が印加される。更に本実施例ではスイッチ
８２ａを下側に切替えてＦＭ受受信用可変容量ダイオー
ドフカＶＨＦＬｏ同調用制御電圧も印加されるようにし
である。

また、スイッチ８９ｂにより、Ｖ　Ｉ−Ｉ　Ｆ　Ｈｉ同
調用制御電圧も、Ｖ　Ｈ’　Ｆ　Ｔ　Ｖ受信用可変容小
ダイオ−ドア２に印加され、スイッチ８２ＣによりＵＨ
Ｆ同調用制御電圧がＵＨＦＴＶ受信用可変容聞ダイオー
ド７４に印加されるようになっている。

ところで、ループアンテナ４２が２０ｘ５ＣＩＲ程度で
あるとき、その自己インダクタンスしは約５０μＨであ
るので、各々の可変容量ダイオード７０゜７２．７４の
容量変化の範囲は以下に示すとおりとなる。

ＦＭ受信用可変容量ダイオード７０：ＦＭ〜ＶＨＦＬｏ
　　（１ｃｈ〜３　ｃｈ）　８０ｐＦ〜４３ｐＦＶＨＦ
ＴＶ受信用可変容量ダイオード７２：ＶＨＦＨｉ　　（
４ｃｈ〜１２ｃｈ）　１７ｐＦ〜１０ｐＦＵＨＦＴＶ受
信用可変容量ダイオード７４：ＵＨＦ（１３ｃｈ〜５２
ｃｈ）　　２．３ｐＦ　−０，８ｐＦそこで、各々の帯
域内でＦＭチューナコントロールマイコン７８及びＴＶ
チューナコントロールマイコン８０からの各同調用制御
電圧によりそれぞれ対応する可変容量ダイオード７０，
７２．７４の容量が変えられ、アンテナ共振周波数が受
信機で選択した任意の受信周波数に合わせられる。

この様な構成により、１つのループアンテナ４２でＦＭ
帯からＵＨＦＴＶ帯までの広帯域の受信が可能であり、
しかも離散的に帯域を選択しているため受信能率が良い
。

また、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８４にピックアップコイル８６
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８６には可変容
量ダイオード７０．７２．７４が接続されており、また
受信ｌｌ１７２の同調信号によって前記可変容量ダイオ
ード７０．７２．７４のカソードに選択的に印加される
制御電圧が変わり、これによって受信Ｂ！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８８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７０，７２．７４を前
記検出電極８８に接続されている同調回路を設け、これ
を受信機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９０．
９２が設けられ、これらの検出電極９０．９２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７０，７２．
７４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〕

以上説明したとおり、本発明によれば、１つの高周波ピ
ックアップでＦＭ帯からＵＨＦＴＶ帯までの広帯域が受
信可能であり、しかも、一般放送波のない帯域について
は受信せず効果的な受信を行えるという効果がある。

【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図は高周波ピックアップの取イ」状態を示ず要部断
面図、 第４図は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
クアップに可変容置ダイオニ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
示す説明図、 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、 第１１図は従来の車両用アンテナ装置の回路図である。 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 ７０．７２．７４　　・・・　可変容量ダイオード７２
　・・・　受信様。

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つて近接
   配置され、放送波によつ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する高周波ピック
   アップと、該高周波ピックアップに接続されるＦＭ受信
   用可変容量ダイオード、ＶＨＦＴＶ受信用可変容量ダイ
   オード及びＵＨＦＴＶ受信用可変容量ダイオードと、を
   含んで成り、受信機で選局した放送波帯に該当する前記
   受信用可変容量ダイオードの容量を変えてアンテナ共振
   周波数が受信機が選択した選局周波数に一致するように
   したことを特徴とする車両用アンテナ装置。