(57)【要約】【課題】  小型化が可能で安定した性能の車両用アンテナ装置を提供すること。【解決手段】  電波の受信を制御するアンテナモジュールと一体に形成された、給電された第１のアンテナエレメントと、第１のアンテナエレメントと離間して配設された無給電の第２のアンテナエレメントと、を有することを特徴とする車両用アンテナ装置を提供する。【選択図】  図１
2006115300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波の受信を制御するアンテナモジュールと一体に形成された、給電された第１のアンテナエレメントと、
前記第１のアンテナエレメントと離間して配設された無給電の第２のアンテナエレメントと、を有することを特徴とする車両用アンテナ装置。
【請求項２】
前記第１のアンテナエレメントは、前記アンテナモジュールに印刷されていることを特徴とする請求項１記載の車両用アンテナ装置。
【請求項３】
前記第１のアンテナエレメントは、前記アンテナモジュールを内設する筐体に配設されていることを特徴とする請求項１記載の車両用アンテナ装置。
【請求項４】
前記第２のアンテナエレメントは、誘電体に配設されることを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の車両用アンテナ装置。
【請求項５】
前記誘電体は、車両のリアウィンドウガラス、フロントウィンドウガラス又はバンパカバーであることを特徴とする請求項４記載の車両用アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体に取り付けられる車両用アンテナ装置に関し、特に、導波素子を有する車両用アンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用アンテナ構造体として、車体バンパや前方ピラーに設けた棒状アンテナを採用したものが知られている。しかしながら、使用時に車体から突出した状態となるこれら棒状アンテナは、風切り音を発生したり車体洗浄時に障害になるなどの不具合があることから、車両ウィンドウガラスに印刷されたアンテナエレメント（以下、ガラスアンテナと称す）を採用する車両も多い（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図５は、ガラスアンテナを採用した車両用アンテナ構造体の断面図を示す。図５のアンテナユニット４００は、リアウィンドウガラス２００の車室内側に設けられてアンテナエレメントの一部を構成する第一接点部材５００と、ルーフパネル１００の車室内側に固定された筐体状の信号処理装置６００と、信号処理装置６００から延設された電気接続導体７００と、電気接続導体７００の先端に設けられて第一接点部材５００に弾性接触する接触片８００を切り起こし等で形成した第二接触部材としての担持体９００とを備えている。かかる構造では、アンテナエレメントが受信した信号が信号処理回路６００で処理される。
【特許文献１】特開平１０−５６３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の如く構成された車両用アンテナ構造体にあっては、電気接続導体７００とアンテナエレメントとがいずれも導体であることから、電気接続導体７００もアンテナエレメントとして機能してしまい、アンテナエレメントが本来目的としている受信周波数帯域での送受信が良好に行えないという不具合が発生する。
【０００５】
そこで、電気接続導体７００もアンテナエレメントとして機能するようアンテナエレメントの長さを設計することが考えられる。しかし、信号処理回路６００とアンテナエレメントとの距離は車種等によって変化するため電気接続導体７００の長さや配置関係にバラツキが生じ、結果としてアンテナの受信性能にバラツキが発生してしまう。
【０００６】
また、信号処理回路６００からリアウィンドウガラス上のアンテナエレメントまでが車両用のアンテナ装置として構成されているため、従来の車両用アンテナ構造体は大型であった。この点に対しては、信号処理回路６００及びアンテナエレメントをルーフライニングなどの外装部材に内設することで小型化することも考えられる。しかしながら、アンテナエレメントに到達する電波は、アンテナエレメントを内設する樹脂等（誘電体）の外装部材とアンテナエレメントとの間で反射や減衰し、また、外装部材とアンテナエレメントとの距離は車体の設計や配置関係等によりバラつきやすいことから、電波の反射や減衰特性にもバラツキが発生する。このため、信号処理回路６００及びアンテナエレメントとを外装部材に内設するとアンテナ性能が安定しないという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑み、小型化が可能で安定した性能の車両用アンテナ装置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】
【０００８】
上記問題を解決するため、本発明は、電波の受信を制御するアンテナモジュールと一体に形成された、給電された第１のアンテナエレメントと、第１のアンテナエレメントと離間して配設された無給電の第２のアンテナエレメントと、を有することを特徴とする車両用アンテナ装置を提供する。本発明によれば、アンテナモジュールと第１のアンテナエレメントとが一体に構成され、第２のアンテナエレメントが指向特性を制御するので小型化が可能で安定した性能の車両用アンテナ装置を提供することができる。アンテナモジュールと第１のアンテナエレメントとが一体であるとは、少なくとも電気的に接続されていればよく、より好適には取り扱いや外観上一体的に構成されていればよい。また、第１のアンテナエレメントは着脱可能であってもよい。
【０００９】
また、アンテナモジュールと第１のアンテナエレメントとが一体に構成される一形態として、第１のアンテナエレメントが、アンテナモジュールに印刷されていることを特徴とする。また、別の一形態として、第１のアンテナエレメントが、アンテナモジュールを内設する筐体に配設されていることを特徴とする。第１のアンテナエレメントがアンテナモジュールに印刷され又筐体に配設されることで、第１のアンテナエレメントを一体に備えるアンテナモジュールを小型化できる。
【００１０】
また、本発明の一形態として、第２のアンテナエレメントは誘電体に配設されることを特徴とする。誘電体に第２のアンテナエレメントを配設することで、アンテナエレメントの短縮効果が得られ、車両用アンテナ装置の小型化が可能となる。第２のアンテナエレメントを配設する誘電体としては、車両のリアウィンドウガラス、フロントウィンドウガラス又はバンパカバーであることが好適である。これら誘電体に直接配設せず、樹脂や木材や布等を介して配設してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
小型化が可能で安定した性能の車両用アンテナ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、車両用アンテナ装置の要部の断面図の一例を示す。ルーフパネル１は、その後端縁１ａとリアウィンドウガラス２との重合部分をパッキン３を介して連接される。後端縁１ａの下方にはアンテナモジュール４が配置され、該アンテナモジュール４は車内側からルーフライニング７により覆われるように構成される。図１では、アンテナモジュール４は取り付けや回路保護のための筐体３１に内設されているが、アンテナモジュール４は筐体３１なしに車両に備えられていてもよい。
【００１３】
第１のアンテナエレメント５は、アンテナモジュール４と一体に筐体３１に車幅方向に配設される。第１のアンテナエレメント５は、筐体３１に貼付、印刷等により配設してもよいし、基板として構成されるアンテナモジュール４に印刷等されていてもよい。第１のアンテナエレメント５は、後述のように、アンテナモジュール４のアンプやマッチング回路等と接続される。
【００１４】
また、第１のアンテナエレメント５の車両後方には第２のアンテナエレメント６が車幅方向に、第１のアンテナエレメント５やアンテナモジュール４、また、その他の導体とも離間して配設される。第２のアンテナエレメント６は、予め第２のアンテナエレメント６が印刷されたフィルムをリアウィンドウガラスに貼付したり、予めリアウィンドウガラスに金属ペーストを焼成して構成してもよいし、ガラス内に細いピアノ線を埋設することで構成してもよい。第２のアンテナエレメント６は、誘電体であるリアウィンドウガラス２に配設されることで、アンテナエレメントの短縮効果を得られる。
【００１５】
図１のように配設された第２のアンテナエレメントは、第１のアンテナモエレメント５に対して、電波の受信時において導波素子として作用する。したがって、第１のアンテナエレメント５は図中の点線で示す指向性αを有し、車両後方向から電波を好感度に受信可能となる。導波素子の指向性については、いわゆる八木アンテナの原理として知られており、第１及び第２のアンテナエレメントの電気長、相対距離、相対位置等を設計することにより所望の指向性が得られる。
【００１６】
図２は、リアウィンドウ側から見た車両用アンテナ装置の一例を示す。図２において図１と同一構成部分には同一の符号を付す。上記のとおり、ルーフパネル１の後端縁１ａに、アンテナモジュール４の筐体３１が配置され、該筐体３１に第１のアンテナエレメント５が配設されている。また、リアウィンドウガラス２には第２のアンテナエレメント６が配設されている。なお、図２においてルーフライニング７は省略した。  
第２のアンテナエレメント６の長さは、ガラス（誘電体）による短縮効果を考慮して所望の長さの電気長となるように設計される。本実施の形態では、第２のアンテナエレメント６の長さは所望の電波の波長に対しλ／４程度であることが好適である。また、第２のアンテナエレメント６に対し第１のアンテナエレメント５の長さは、１．０５〜１．１倍程度であることで導波素子として好適に作用する。なお、第１及び第２のアンテナの長さは、電波の波長や誘電体の短縮効果等によって定められる設計事項であるので、安定したアンテナ性能が得られるように設計すればよい。例えば、ＵＨＦ帯の電波を受信する場合には２５０〜３００ｍｍ程度となる。
【００１７】
また、第１のアンテナエレメント５と第２のアンテナエレメント６は、理想的には所望の電波の波長に対しλ／４程度の距離を離間することが好適であるが、当該距離は設計事項であるので第１及び第２のアンテナの長さや所望の指向性に応じて離間するように設計する。また、導波素子は一つでなくてもよく、図２に示す如く複数の導波素子６‘を配設することで、ガラス面に沿って指向性が強化される。また、第２のアンテナエレメント６に対しわずかに傾けた導波素子８を備えることでダイバーシティ効果が期待できる。なお、図２では第１及び第２のアンテナエレメントを帯状に示したが、導線等が線状に配設されたものであってもよい。また、本実施の形態では、車両後方に車両用アンテナ装置を設けたが、車両前方に設けてもよい。車両前方に設ける場合、フロントガラスウィンドウに第２のアンテナエレメント６が配設される。
【００１８】
図３は、アンテナモジュール４の概略構成図の一例を示す。図３において、図１と同一構成部分には同一の符号を付しその説明は省略する。図３では、基板として構成されるアンテナモジュール４に第１のアンテナエレメント５が印刷されている。第２のアンテナエレメント６により指向性が制御された電波は、第１のアンテナエレメント５により受信され、フロントエンド回路４１により、受信電波について増幅，周波数変換等の処理が行われる。マッチング回路４２は、例えば選局指示された電波を受信電波の中から同調選択する回路であり、マッチング回路４２により選局された後、増幅回路４３を経由して復調部（不図示）に供給される。デジタルテレビ等の電波では、復調部において、上記放送波がデジタル復調・復号回路にて復調・復号され、復号後のデジタルデータが映像や音声等の各種出力処理回路に出力される。
【００１９】
以上のように、本実施の形態の車両用アンテナ装置は、第１のアンテナエレメント５とアンテナモジュール４とを一体的に備えるため、アンテナモジュール４を小型化することができる。
【００２０】
〔バンパおける車両用アンテナ装置の適用例〕
上述した車両用アンテナ装置をバンパに適用した場合について説明する。図４は、車両用アンテナ装置を備えた車両前部のバンパの断面図を示す。なお、図４において図１と同一構成部分には同一の符号を付しその説明は省略する。
【００２１】
図４では、アンテナモジュール４はバンパリーインフォース５１に配設され、第１のアンテナエレメント５は、アンテナモジュール４と一体に筐体３１に車幅方向に配設される。第１のアンテナエレメント５は、アンテナモジュール４の筐体３１に貼付、印刷等により配設されていてもよいし、基板として構成されるアンテナモジュール４に印刷等されていてもよい。
【００２２】
また、第１のアンテナエレメント５の車両前方には第２のアンテナエレメント６が、第１のアンテナエレメント５やアンテナモジュール４、また、その他の導体とも離間されて配設される。第２のアンテナエレメント６は、好適にはバンパカバー５２に配設されることで、バンパカバー５２が誘電体としてもたらすアンテナエレメントの短縮効果を得られる。第２のアンテナエレメント６は、バンパカバーの内側に貼付等により配設してもよいし、予め第２のアンテナエレメント６が印刷されたフィルムを貼付したり、バンパカバー５２にメッキして形成してもよい。
【００２３】
図４のように配設された第２のアンテナエレメント６は、第１のアンテナエレメント５に対して、電波の受信時において導波素子として作用する。したがって、第１のアンテナエレメント５は図中の点線で示す指向性βを有し、車両前方からの電波を高感度に受信可能となる。リアウィンドウガラスに配設した場合と同様に、第１及び第２のアンテナエレメントの電気長、相対距離、相対位置等を設計することで所望の指向性が得られる。例えば、ダイバーシティ効果を得るように図４に示す如く別の導波素子８を配設してもよい。
【００２４】
第１及び第２のアンテナエレメントの相対距離、長さ、アンテナモジュール４のブロック図等についてはリアウィンドウガラスに配設した場合と同様であるので説明は省略する。また、図４は車両前方のバンパに車両用アンテナ装置を設けたが、車両後方のバンパに設けてもよいし、スポイラ５３に設けてもよい。
【００２５】
以上説明したように、本実施の形態の車両用アンテナ装置は、第１のアンテナエレメント５とアンテナモジュール４とを一体的に備え、また、第２のアンテナエレメントを離間する構成とした。第１のアンテナエレメント５と第２のアンテナエレメント６とは、上記のように所定の距離離すことで指向特性を良好に制御できるが、第２のアンテナエレメントがアンテナモジュール４と一体の第１のアンテナエレメント５と別体になるので、アンテナモジュール４を小型化できる。また、第２のアンテナエレメント６は導波素子として作用するので、車両用アンテナ装置の指向性を制御できる。
【００２６】
また、本実施の形態では、第２のアンテナエレメント６と誘電体（リアウィンドウガラス又はバンパカバー）とが密接していることから、第２のアンテナエレメント６と誘電体との間で生じる反射や減衰特性が安定しアンテナ性能も安定する。仮に、第２のアンテナエレメント６を、例えばアンテナモジュール４の筐体３１に設けた場合、第２のアンテナモエレメント６とわずかな隙間を残して外装部材（本実施の形態の場合はルーフライニング又はバンパカバー）が配設され、かつ、第２のアンテナエレメント６と外装部材との距離が車両の設計や配置関係等により厳密には一定とはならないことから、反射や減衰特性にバラツキが生じアンテナの性能が安定しない。
【００２７】
また、リアウィンドウガラスやバンパカバーに、導波素子として作用する第２のアンテナエレメント６を密接したので、アンテナエレメントの短縮効果による車両用アンテナ装置の小型化が可能となる。
【００２８】
また、本実施の形態の車両用アンテナ装置は、第２のアンテナエレメント６が配設されたリアウィンドウガラス又はバンパカバーと、アンテナモジュール４とが非接触のため、リアウィンドウガラス又はバンパカバーが損傷してもアンテナモジュール４が損傷しなければ修理しなくてよいため、修理時の負担を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】車両用アンテナ装置の要部の断面図の一例である。
【図２】リアウィンドウ側から見た車両用アンテナ装置の一例である。
【図３】アンテナモジュールの概略構成図の一例である。
【図４】バンパに備えられた車両用アンテナ装置の要部の断面図の一例である。
【図５】従来の、ガラスアンテナを採用した車両用アンテナ構造体の断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    ルーフ
２    リアウィンドウガラス
３    パッキン
４    アンテナモジュール
５    第１のアンテナエレメント
６    第２のアンテナエレメント（導波素子）
７    ルーフライニング
８    第２のアンテナエレメント（導波素子）
３１  基板
５１  バンパリーインフォース
５２  バンパカバー
５３  スポイラ
【図１】
2006115300.tif 000003
【図２】
2006115300.tif 000004
【図３】
2006115300.tif 000005
【図４】
2006115300.tif 000006
【図５】
2006115300.tif 000007