(57)【要約】【課題】  直接波の伝搬路が遮蔽されて電波が減衰することを抑制すると同時に、水平面無指向の指向性とすることにより、車両外との通信を良好に行うことができるアンテナを提供する。【解決手段】  車両内に搭載されるアンテナであって、車両床面に対して平行に設けられた２本のアンテナエレメント１２、１３を互いに直交する方向に配置する。これにより、電波の放射方向を窓へ向け、さらに車両内で多重反射を起こすため、窓から放射する電波を増加させることができる。また、水平面無指向の指向性とし、車両外基地局に対する車両の向きによらずどの方向でも通信を良好に行うことができる。【選択図】        図２
2006014154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両内に搭載されるアンテナであって、基板（１）上に互いに直交するように配置された２本のアンテナエレメント（１２、１３）を備え、前記２本のアンテナエレメント（１２、１３）は車両床面に対して平行に配置されることを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
前記２本のアンテナエレメント（１２、１３）は、それぞれＬ字型に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記２本のアンテナエレメント（１２、１３）は、それぞれＦ字型に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記２本のアンテナエレメント（１２、１３）は、前記基板（１）上の配線パターンとして形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のアンテナ。
【請求項５】
前記基板（１）は、車両内のインストルメント・パネル内に搭載される通信機器（２０）の中に配置されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のアンテナ。
【請求項６】
前記２本のアンテナエレメント（１２、１３）が設けられた第１の基板（１ａ）と、信号処理回路部が設けられた第２の基板（１ｂ）とを備え、前記第１の基板（１ａ）は前記第２の基板（１ｂ）に対して角度を調整可能に接続されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のアンテナ。
【請求項７】
前記２本のアンテナエレメント（１２、１３）が設けられた第１の基板（１ａ）と、信号処理回路部が設けられた第２の基板（１ｂ）とを備え、前記第１の基板（１ａ）と前記第２の基板（１ｂ）は所定間隔離れて配置されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナに関し、特に車両内に搭載されるアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カーナビゲーション装置に車両外との通信機能をもたせるという動きがある。無線ＬＡＮによるインターネット接続サービスを不特定多数の利用者に提供している無線ＬＡＮ使用可能領域が急速に増加していることから、カーナビゲーション装置の通信手段として無線ＬＡＮを使用することが検討されている。無線ＬＡＮは受信電力に応じて伝送速度を切り替える仕組みになっているため、高速な通信を維持するためには高い感度が必要となる。
【０００３】
このような無線ＬＡＮ用のアンテナとしては、屋内通信を目的としたＰＣ搭載用の無線ＬＡＮ端末が知られている。これら無線ＬＡＮ端末は、垂直偏波主体のものが一般的である。
【０００４】
また、車載受信機のケース上部に平面アンテナを配置し、車両進行方向に沿った前後方向および上方向に指向性を向けるアンテナ一体型受信機の技術がある。（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、ダイポールアンテナを車両のダッシュボードに鉛直方向と水平方向に配置し、偏波ダイバーシチを採用することにより、車両内無線通信を良好にする技術がある。（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平６−２３７１８８号公報
【特許文献２】特開２００３−６０５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述のような無線ＬＡＮ端末をインストルメント・パネル内などのカーナビゲーション装着位置に搭載すると、図１０に示すように、車両ボデーによって車両外との直接波の伝搬路が遮蔽されて電波が減衰し、車両外基地局との通信速度が低下するという問題が生じる。
【０００７】
ところで、車両などの移動体では、駐車位置や向きに伴って車両外基地局との方向が変化するため無指向性のアンテナを用いることが望まれる。しかしながら、特許文献１に記載されたアンテナでは、車両左右方向に車両外基地局が存在する場合、電界強度が低下するという問題がある。
【０００８】
また、特許文献２に記載されたアンテナでは、水平面において指向性が弱くなる部分が生じ、その方向に車両外基地局が存在する場合、電界強度が低下するという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記点に鑑み、直接波の伝搬路が遮蔽されて電波が減衰することを抑制すると同時に、水平面無指向の指向性とすることにより、車両外との通信を良好に行うことができるアンテナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車両内に搭載されるアンテナであって、基板（１）上に互いに直交するように配置された２本のアンテナエレメント（１２、１３）を備え、２本のアンテナエレメント（１２、１３）は車両床面に対して平行に配置されることを特徴としている。
【００１１】
このように、アンテナエレメント（１２、１３）を車両床面に対して平行に搭載することによって電波の放射方向を窓へ向け、窓から車両の外へ伝搬する電波を増加させることができる。さらに、車両内で多重反射を起こすため、窓から放射する電波を増加させることができる。
【００１２】
また、アンテナエレメント（１２、１３）を、２本が互いに直交する方向に配置することによって水平面無指向とし、車両外基地局に対する車両の向きによらず、どの方向でも通信を良好にすることができる。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明のように、２本のアンテナエレメント（１２、１３）をそれぞれＬ字型に形成することで、基板上の省スペース化を図ることができる。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明のように、２本のアンテナエレメント（１２、１３）をそれぞれＦ字型に形成することで、基板上の省スペース化を図ることができ、さらに、アンテナエレメント（１２、１３）部分でインピーダンスを整合させることができるため整合回路（１４、１５）が不要になる。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明のように、２本のアンテナエレメント（１２、１３）を基板上のパターンとして形成することで、２本のアンテナエレメント（１２、１３）を別の部材で作る必要がなくなり、省コスト化を実現できる。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明では、アンテナは、車両内のインストルメント・パネル内に搭載される通信機器（２０）の中の基板に配置されることを特徴としている。これにより、外観を良くすることができ、さらに、省スペース化、省コスト化を図ることができる。
【００１７】
また、請求項６に記載の発明では、２本のアンテナエレメント（１２、１３）が設けられた第１の基板（１ａ）と、信号処理回路部が設けられた第２の基板（１ｂ）とを備え、第１の基板（１ａ）は第２の基板（１ｂ）に対して角度を変化させられるように接続されていることを特徴としている。これにより、信号処理回路部の取り付け角度によらず、常に２本のアンテナエレメント（１２、１３）を車両床面に対して平行に維持することができる。
【００１８】
また、請求項７に記載の発明では、２本のアンテナエレメント（１２、１３）が設けられた第１の基板（１ａ）と、信号処理回路部が設けられた第２の基板（１ｂ）とを備え、第１の基板（１ａ）と第２の基板（１ｂ）は所定間隔離れて配置されていることを特徴としている。これにより、信号処理回路部の搭載場所によらず、２本のアンテナエレメント（１２、１３）を電波感度の良い場所へ配置できる。さらに、信号処理回路部の搭載角度によらず、２本のアンテナエレメント（１２、１３）を車両床面に対して平行に配置できる。
【００１９】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図４に基づいて説明する。本第１実施形態のアンテナは、車両外基地局との間で通信を行う車両内に配置される車載機器（カーナビゲーション装置等）のアンテナとして用いられる。図１は本第１実施形態のアンテナの車室内における搭載位置を示す斜視図である。図１に示すように、本第１実施形態のアンテナ１００は、車両ボデーで直接波の伝搬路が遮蔽される位置であるインストルメント・パネル内に、車両床面に対して平行になるように搭載されている。
【００２１】
本第１実施形態のアンテナの構成を説明する。図２は本第１実施形態のアンテナを示す斜視図である。図２に示すように、本第１実施形態のアンテナ１００は基板１を備えている。そして、基板１は図２において破線で示すケース３０で覆われている。
【００２２】
基板１にはグランドパターン部１０と非グランドパターン部１１が設けられている。非グランドパターン部１１には２本のアンテナエレメント１２、１３が配置されている。グランドパターン部１０にはインピーダンス調整を行う整合回路１４、１５と、マイクロストリップライン１６、１７と、ＲＦ信号を変復調するＲＦ回路部１８と、ＲＦ回路部１８に入出力するデータ信号に対して無線方式に応じたベースバンド処理を行うベースバンド回路部１９が形成されている。なお、本発明の信号処理回路部は、ＲＦ回路部１８と、ベースバンド回路部１９を含んで構成されている。
【００２３】
２本のアンテナエレメント１２、１３は基板１上のパターンとして形成され、互いに直交する方向に配置されている。各アンテナエレメント１２、１３はそれぞれ整合回路１４、１５に接続され、その接続点が給電点になっている。また、整合回路１４、１５はマイクロストリップライン１６、１７を介してＲＦ回路部１８に接続されている。
【００２４】
次に、本第１実施形態のアンテナを用いた場合の効果を図３、図４に基づいて説明する。図３は本第１実施形態のアンテナの電波伝搬を示す概略図であり、上記従来技術の欄で説明した図１０に対応している。図４（ａ）は本第１実施形態のアンテナの水平面内における指向性を示す特性図、図４（ｂ）はモノポールアンテナを垂直に配置した従来技術の水平面内における指向性を示す特性図である。図４（ａ）、（ｂ）では、周波数２．４ＧＨｚ帯のアンテナを用い、距離２０ｍで測定した結果を示している。
【００２５】
上記構成において、アンテナ１００を車両床面に対して平行に搭載することで、アンテナエレメント１２、１３は車両床面に対して平行に配置される。これにより、図３に示すように、電波の放射方向を窓へ向け、窓から車室外へ伝搬する電波を増加させることができる。同時に、電波は車室内で多重反射を起こすため、窓から車室外へ伝搬する電波をさらに増加させることができる。以上により、車両ボデーにより直接波の伝搬路が遮蔽されるような位置にアンテナ１００が配置された場合であっても、通信を良好にすることが可能となる。
【００２６】
また、図４（ａ）に示すように、２本のアンテナエレメント１２、１３の配置パターンを直交とすることにより、水平面全方向における指向性を向上させることができる。これにより、水平面無指向の指向性とすることができ、車両外基地局に対する車両の向きによらずどの方向でも通信を良好にすることが可能となり、移動体のアンテナとして好適に用いることができる。
【００２７】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図５に基づいて説明する。本第２実施形態は、上記第１実施形態に比較して、アンテナエレメント１２、１３の形状が異なるものである。上記第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００２８】
図５は、本第２実施形態のアンテナを示す斜視図である。図５では、アンテナエレメント１２、１３の部分のみ示している。図５に示すように、本第２実施形態では、アンテナエレメント１２、１３の先端を水平面で９０度折り曲げたＬ字型のアンテナエレメント１２、１３が設けられ、アンテナエレメント１２、１３のＬ字型の配置パターンが直交するように配置されている。このような構成をとることにより、基板１上におけるアンテナエレメント１２、１３が配置される部位の省スペース化を図ることが可能となる。
【００２９】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図６に基づいて説明する。本第３実施形態は、上記第１実施形態に比較して、アンテナエレメント１２、１３の形状が異なるものである。上記第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００３０】
図６は、本第３実施形態のアンテナを示す斜視図である。図６では、アンテナエレメント１２、１３の部分のみ示している。図６に示すように、本第３実施形態では、アンテナエレメント１２、１３の先端を水平面で９０度折り曲げ、折り曲げられた部分に給電点あるいはグランドを接続したＦ字型のアンテナエレメント１２、１３が設けられ、アンテナエレメント１２、１３のＦ字型の配置パターンが直交するように配置されている。このような構成をとることにより、基板１上におけるアンテナエレメント１２、１３が配置される部位の省スペース化を図ることが可能となる。さらに、本第３実施形態の構成によればアンテナエレメント１２、１３部分でインピーダンスを整合させることができるため、整合回路をなくすことが可能となる。
【００３１】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図７に基づいて説明する。本第４実施形態は、上記第１実施形態に比較して、アンテナエレメントと、整合回路と、マイクロストリップラインと、ＲＦ回路部と、ベースバンド回路部を含むアンテナが、車両内のインストルメント・パネル内に搭載されるカーナビゲーション装置（通信機器）２０の中の基板に配置される点が異なるものである。上記第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００３２】
図７は、本第４実施形態のアンテナの車室内における搭載位置を示す斜視図である。図７では、カーナビゲーション装置２０は実線で描かれているが、実際はインストルメント・パネルの中にあり、ディスプレイがある正面以外は外から見えないようになっている。図７に示すように、本第４実施形態では、２本のアンテナエレメント１２、１３は基板に平行に配置され、互いに直交する方向に配置されている。そして、基板は、カーナビゲーション装置２０の中に、車両床面に対して平行になるように配置されている。
【００３３】
このように、アンテナを通信機器２０内に配置することで、アンテナエレメント１２、１３を外から見えなくすることができるため、外観を良くすることが可能となる。さらに、アンテナが通信機器２０と一体となるので、省スペース化、省コスト化を図ることが可能となる。
【００３４】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について図８に基づいて説明する。本第５実施形態は、上記第１実施形態に比較して、アンテナエレメント１２、１３と信号処理回路部がそれぞれ異なる基板に形成され、一方の基板が他方の基板に対して角度が変えられるように接続される点が異なるものである。上記第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００３５】
図８は、本第５実施形態のアンテナの構成およびその配置状態を示す斜視図である。図８に示すように、本第５実施形態では、アンテナエレメント１２、１３および整合回路１４、１５が実装された第１の基板１ａと、マイクロストリップライン１６、１７、ＲＦ回路部１８およびベースバンド回路部１９が実装された第２の基板１ｂとを分離し、２枚の基板としている。第１の基板１ａに実装された整合回路１４、１５と第２の基板１ｂに実装されたマイクロストリップライン１６、１７は、信号線により接続されている。第１の基板１ａと第２の基板１ｂは、接合部（ヒンジ部）を回転軸として角度調整可能に接続されている。また、第２の基板１ｂは車両床面に対して垂直に設けられ、第１の基板１ａは車両床面に対して平行となるように角度調整されている。
【００３６】
このような構成をとることにより、２枚の基板面間の角度を調節することができ、信号処理回路部が実装された基板の取り付け角度によらず、常にアンテナエレメント１２、１３を車両床面に対して平行に維持させることが可能となる。
【００３７】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について図９に基づいて説明する。本第６実施形態は、上記第１実施形態に比較して、アンテナエレメント１２、１３と信号処理回路部が所定間隔離れて構成されている点が異なるものである。上記第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００３８】
図９は、本第６実施形態のアンテナを示す斜視図である。図９に示すように、本第６実施形態では、アンテナエレメント１２、１３および整合回路１４、１５が実装された第１の基板１ａと、マイクロストリップライン１６、１７、ＲＦ回路部１８およびベースバンド回路部１９が実装された第２の基板１ｂとを分離し、２枚の基板としている。第１の基板１ａに実装された整合回路１４、１５と第２の基板１ｂに実装されたマイクロストリップライン１６、１７はコネクタ２１、２２により接続できるようになっている。
【００３９】
このような構成をとることにより、ＲＦ回路部１８やベースバンド回路部１９を含む信号処理回路部が実装された基板の搭載場所によらず、アンテナエレメント１２、１３を電波感度の良い場所へ配置することが可能となる。さらに、信号処理回路部が実装された基板の搭載角度によらず、アンテナエレメント１２、１３を車両床面に対して平行に配置できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第１実施形態のアンテナの車室内における搭載位置を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態のアンテナを示す斜視図である。
【図３】第１実施形態のアンテナの電波伝搬状態を示す概略図である。
【図４】（ａ）は第１実施形態のアンテナの水平面における指向性を示す特性図、（ｂ）は従来のアンテナの水平面における指向性を示す特性図である。
【図５】第２実施形態のアンテナを示す斜視図である。
【図６】第３実施形態のアンテナを示す斜視図である。
【図７】第４実施形態のアンテナの車室内における搭載位置を示す斜視図である。
【図８】第５実施形態のアンテナの構成およびその配置状態を示す斜視図である。
【図９】第６実施形態のアンテナを示す斜視図である。
【図１０】従来のアンテナの電波伝搬状態を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４１】
１…基板、１０…グランドパターン部、１１…非グランドパターン部、１２、１３…アンテナエレメント、１４、１５…整合回路、１６、１７…マイクロストリップライン、１８…ＲＦ回路部、１９…ベースバンド回路部、１００…アンテナ。
【図１】
2006014154.tif 000003
【図２】
2006014154.tif 000004
【図３】
2006014154.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2006014154.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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