(57)【要約】【課題】現在の自動車を取り巻くメディアの多様化、それに対応する車載アンテナのニーズに応えるべく、複数メディアを統合し、車内実装に適するよう一体化し、かつ実装性を簡易化した、小型、低背位の複合型車載アンテナを提供する。【解決手段】本発明に係る車載アンテナは、第１の電波を受信する第１受信部と、第１の電波とは感度方向が異なる第２の電波を受信する第２受信部とを備え、前記第２受信部は車両のガラス部に形成され、前記第１受信部は前記ガラス部に対して前記第２受信部を覆うように取付けられ、前記第２受信部に対する給電は、前記第１受信部に備えられた給電部材と、前記第２受信部に形成された受電部材との接触によりなされることを特徴とする。【選択図】図１
2011015247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電波を受信する第１受信部と、
第１の電波とは感度方向が異なる第２の電波を受信する第２受信部と、
を備え、
前記第２受信部は車両のガラス部に形成され、
前記第１受信部は前記ガラス部に対して前記第２受信部を覆うように取付けられ、
前記第２受信部に対する給電は、前記第１受信部に備えられた給電部材と、前記第２受信部に形成された受電部材との接触によりなされること
を特徴とする車載アンテナ。
【請求項２】
前記第１受信部は、前記第２受信部に押圧されて取付けられ、
前記給電部材は、前記受電部材に接触圧を付与された状態で接触していること
を特徴とする請求項１記載の車載アンテナ。
【請求項３】
前記給電部材は、少なくとも１つの給電端子と、少なくとも１つの接地端子とを備え、
前記給電端子と前記接地端子は、弾性体であること
を特徴とする請求項１または２に記載の車載アンテナ。
【請求項４】
前記給電端子の突出端と、前記接地端子の突出端とが異なった向きに配設されていることを特徴とする請求項３に記載の車載アンテナ。
【請求項５】
前記給電端子の突出端と、前記接地端子の突出端とが、前記第２受信部に形成された受電部材に接触圧を付与することを特徴とする請求項３または４に記載の車載アンテナ。
【請求項６】
前記給電端子は前記突出端の他端に回路接続面を有し、前記接地端子は前記突出端の他端に回路接続面を有し、前記給電端子の回路接続面は、前記接地端子の回路接続面によって包囲されていることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の車載アンテナ。
【請求項７】
前記給電端子と前記接地端子の少なくとも一方が、板バネからなることを特徴とする請求項３から６のいずれか１項に記載の車載アンテナ。
【請求項８】
前記給電部材が前記接地端子を２個備えており、
前記給電部材が前記受電部材に接触する際に、前記２個の接地端子の突出端の間隔が広がるように前記接地端子が弾性変形することを特徴とする請求項３から７のいずれか１項に記載の車載アンテナ。
【請求項９】
前記給電部材の前記受電部材に対する接触圧が、４．９５Ｎ以上であることを特徴とする請求項２から８のいずれか１項に記載の車載アンテナ。
【請求項１０】
前記第１受信部は、前記第２受信部に貼着される第１受信部枠体部と、前記給電部材を含み、前記第１受信部枠体部に取付けられる第１受信部本体部とを備え、
前記第１受信部枠体部は、前記給電部材の位置決め部材として機能することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の車載アンテナ。
【請求項１１】
前記第１受信部が前記第２受信部に着脱自在に取付けられることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の車載アンテナ。
【請求項１２】
前記第２受信部は、感度方向を調節可能な円偏波アンテナから構成され、
前記車両のガラス部の傾きに依存せず、感度方向の異なる前記第１の電波と前記第２の電波を同時に受信可能であること
を特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の車載アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などで使用される車載アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信技術の発達により、自動車を取り巻くメディアが多様化してきている。
【０００３】
自動車を取り巻くメディアとしては、例えば地上デジタルテレビ、衛星ラジオ、携帯電話、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ、衛星位置情報システム）を用いたナビゲーションシステム（以下、ＧＰＳナビゲーションシステム）、高速道路等有料道路におけるＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｔｏｌｌ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ、道路通行料自動徴収システム）等が挙げられる。
【０００４】
このように多様化するメディアに応じて使い分けるため、現在自動車には様々な形態で車載アンテナが実装されている。例えば、銀ペースト焼付けの全ガラス形成アンテナ、ダッシュボード設置のパッチアンテナ、ドアミラー内蔵のパッチアンテナ、ルーフ上設置のモノポールアンテナ、ガラス貼付けのフィルムアンテナ、等である。
【０００５】
これら様々な形態で実装されている車載アンテナは、多様化するメディアそれぞれに対応するものであり、いまや自動車に不可欠のこれらのメディアを利用するためには、いずれも欠かすことが出来ない。しかしながら、種々の車載アンテナを各々別個に実装するのは、作業に手間がかかり煩雑である。また、種類の異なるアンテナを別々に準備しなければならないため、コストが嵩むという問題点もある。
【０００６】
また、前記車載アンテナの中には、例えばルーフ上設置のモノポールアンテナ等の車外取付けタイプのものがあるが、これら車外取付けタイプの車載アンテナは、アンテナエレメントが突起した構造を有するため、折れや錆の原因となりやすい。また、車外に取付けることから、走行時の風切り音の発生や、自動車のデザインを損ねるという外観上の問題、さらに盗難の標的になりやすいという問題がある。
【０００７】
以上のような背景から、現状の車載アンテナに対しては、衛星波、地上波、車内無線ＬＡＮ等の複数電波メディアの統合、異なるメディアに対応する種々の車載アンテナの一体化、さらには、車内に実装できるよう小型化ならびに低背位化、また、実装性の簡易化といったニーズがある。
【０００８】
このようなニーズに対し、例えば特許文献１では、従来車外に取付けられていたアンテナを簡便に車内に実装できるよう、アンテナエレメントが配設されたアンテナ基板を、自動車天板に取付けられた梁と天井内張りとの間に挿入された支持板で支持することにより車両内に取付けることができる自動車用アンテナ装置が提案されている。
【０００９】
また、特許文献２には、異なる２つの周波数帯域を受信するための２つのアンテナ、即ち、デジタルテレビ放送に対応するＵＨＦ帯域の電波を受信するためのループ型アンテナと、デジタルラジオ放送に対応するＶＨＦ帯域の電波を受信するためのモノポール型アンテナとを一体化して、同時に車両のウィンドウに貼付けられるように構成し、更に前記２つのアンテナの給電点とを共通化して、１つの配線で給電することができるようにした車載フィルムアンテナが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−３４１４６０号公報
【特許文献２】特開２００７−０１３８４７号公報
【特許文献３】特開２００６−３４５５０４号公報
【特許文献４】特開２００８−０４２８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載の自動車用アンテナ装置は、異なるメディアに対応する種々の車載アンテナの一体化を図るものではないため、現状の車載アンテナに対するニーズを充足するものとは言い難い。
【００１２】
現状の車載アンテナに対するニーズを充足するためには、特許文献１に記載されている自動車用アンテナ装置のように、従来車外に取付けられていたアンテナを簡便に車内に実装できるだけではなく、異なるメディアに対応する種々の車載アンテナを一体化し、複数電波メディアを統合できるものでなければならない。
【００１３】
自動車を取り巻くメディアの中で、近年の需要の高まりに伴い車載アンテナの実装数が増加し、現状の車載アンテナに対するニーズの充足が望まれているものとして、ＧＰＳナビゲーションシステムと携帯電話が挙げられる。
【００１４】
ＧＰＳナビゲーションシステムは、近年、技術の発達により操作性が向上し、また価格が適正化してきたこともあり、本来の利便性と相まって需要が急増している。
【００１５】
また、携帯電話については、通信端末自体の発達に加え、ハンズフリーシステムなどの技術の向上により、自動車内でも良好な受信状況を実現できるよう、携帯電話用車載アンテナの需要が高まっている。
【００１６】
このように、自動車を取り巻くメディアとして需要が高まっているＧＰＳナビゲーションシステムと携帯電話であるが、現状の車載アンテナに対するニーズにのっとって、これらのアンテナの統合を図り、一体化して、簡易に車内に実装できるようにするためには種々の問題点が存在する。
【００１７】
まず、ＧＰＳナビゲーションシステムで使用される車載アンテナについては、ＧＰＳナビゲーションシステムで使用されている円偏波を受信するためのアンテナを、小型かつ薄型で実現した円偏波アンテナが特許文献３に記載されている。また、特許文献４には、ＧＰＳナビゲーションシステムの円偏波を受信する、小型で設計自由度の高い円偏波アンテナが記載されている。
【００１８】
従って、ＧＰＳナビゲーションシステム用車載アンテナとしては、特許文献３および特許文献４に記載の円偏波アンテナを車両のフロントガラスに銀ペースト焼付け形成することにより、車内に実装できるよう小型化ならびに低背位化したいというニーズが充足される。
【００１９】
しかし、携帯電話で使用される車載アンテナについては、従来車外設置型のモノポールアンテナが使用されており、これを単に車内に実装するだけでは、車載アンテナを車内に実装するにあたっての小型化ならびに低背位化の問題が残る。
【００２０】
また、前記ＧＰＳナビゲーションシステム用車載アンテナが車両のフロントガラスに形成されていた場合、車内実装型の車載アンテナとして携帯電話用の車載アンテナを別個車内に実装したのでは、種々の車載アンテナを各々別々に実装するのは煩雑、また、種類の異なるアンテナを個別に準備しなければならないため、コストが嵩むという問題点が解決されない。
【００２１】
更に、ＧＰＳナビゲーションシステムと携帯電話のアンテナを統合し、一体化するには、それぞれの電波が持つ感度方向の問題点がある。
【００２２】
図１１に、ＧＰＳナビゲーションシステムおよび携帯電話の電波感度方向を示す。図１１において、ＧＰＳナビゲーションシステム用のＧＰＳ電波１０３は、ＧＰＳ衛星１０２から、右旋円偏波として天頂方向から車両１０１に到達する。これに対して、携帯電話で用いられるセルラ電波１０５は、地上に設置してあるセルラアンテナ塔１０４から、垂直偏波として水平方向から車両１０１に到達する。
【００２３】
このように、ＧＰＳナビゲーションシステムと携帯電話とでは、電波が車両１０１に到達する方向が異なり、それぞれの電波に対する感度方向もこれに応じて異なる。携帯電話で使用される車載アンテナについては、従来車外設置型のモノポールアンテナが使用されているのは、前記垂直偏波として水平に車両１０１に到達する携帯電話用電波を確実に受信するためである。
【００２４】
この点において、特許文献２に記載されている車載フィルムアンテナは、２つの車載アンテナを一体化して同時に車両のウィンドウに貼付けられるように構成したものであるが、特許文献２で想定しているのは、異なる２つの周波数帯域の電波、即ち、デジタルテレビ放送に対応するＵＨＦ帯域の電波と、デジタルラジオ放送に対応するＶＨＦ帯域の電波であり、感度方向が異なるものではないため、ＧＰＳナビゲーションシステムと携帯電話のように感度方向が異なる電波に対応する車載アンテナの一体化に適用することは出来ない。
【００２５】
ＧＰＳナビゲーションシステムと携帯電話とのように、感度方向が異なる電波に対応する車載アンテナは、それぞれの感度方向に対して最適化されるように機能、形態が決定されている。そのため、一体化するにあたり１つの筺体に収めようとすると、異なった機能、形態のアンテナを収容しなければならないため、筺体が大きくなりすぎてしまい、車載アンテナの車内実装における小型化ならびに低背位化というニーズに反する。
【００２６】
そこで本発明は、現在の自動車を取り巻くメディアの多様化と、それに対応する車載アンテナのニーズに鑑み、電波の感度方向が異なるメディアを統合し、車内実装に適するよう一体化し、かつ簡易に実装できる、小型、低背位の複合型車載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】
【００２７】
上記目的を達成するため、本発明は、
第１の電波を受信する第１受信部と、
第１の電波とは感度方向が異なる第２の電波を受信する第２受信部と、
を備え、
前記第２受信部は車両のガラス部に形成され、
前記第１受信部は前記ガラス部に対して前記第２受信部を覆うように取付けられ、
前記第２受信部に対する給電は、前記第１受信部に備えられた給電部材と、前記第２受信部に形成された受電部材との接触によりなされること
を特徴とする車載アンテナを提供する。
【００２８】
また、本発明は、前記第１受信部は、前記第２受信部に押圧されて取付けられ、
前記給電部材は、前記受電部材に接触圧を付与された状態で接触していること
を特徴とする車載アンテナを提供する。
【００２９】
また、本発明は、前記給電部材は、少なくとも１つの給電端子と、少なくとも１つの接地端子とを備え、
前記給電端子と前記接地端子は、弾性体であること
を特徴とする車載アンテナを提供する。
【００３０】
また、本発明は、前記給電端子の突出端と、前記接地端子の突出端とが異なった向きに配設されていることを特徴とする車載アンテナを提供する。
【００３１】
また、本発明は、前記給電端子の突出端と、前記接地端子の突出端とが、前記第２受信部に形成された受電部材に接触圧を付与することを特徴とする車載アンテナを提供する。
【００３２】
また、本発明は、前記給電端子は前記突出端の他端に回路接続面を有し、前記接地端子は前記突出端の他端に回路接続面を有し、前記給電端子の回路接続面は、前記接地端子の回路接続面によって包囲されていることを特徴とする車載アンテナを提供する。
【００３３】
また、本発明は、前記給電端子と前記接地端子の少なくとも一方が、板バネからなることを特徴とする車載アンテナを提供する。
【００３４】
また、本発明は、前記給電部材が前記接地端子を２個備えており、
前記給電部材が前記受電部材に接触する際に、前記２個の接地端子の突出端の間隔が広がるように前記接地端子が弾性変形することを特徴とする車載アンテナを提供する。
【００３５】
また、本発明は、前記給電部材の前記受電部材に対する接触圧が、４．９５Ｎ以上であることを特徴とする車載アンテナを提供する。
【００３６】
また、本発明は、前記第１受信部は、前記第２受信部に貼着される第１受信部枠体部と、前記給電部材を含み、前記第１受信部枠体部に取付けられる第１受信部本体部とを備え、
前記第１受信部枠体部は、前記給電部材の位置決め部材として機能することを特徴とする車載アンテナを提供する。
【００３７】
また、本発明は、前記第１受信部が前記第２受信部に着脱自在に取付けられることを特徴とする車載アンテナを提供する。
【００３８】
また、本発明は、前記第２受信部は、感度方向を調節可能な円偏波アンテナから構成され、
前記車両のガラス部の傾きに依存せず、感度方向の異なる前記第１の電波と前記第２の電波を同時に受信可能であること
を特徴とする車載アンテナを提供する。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、現在の自動車を取り巻くメディアの多様化と、それに対応する車載アンテナのニーズに適合した、電波の感度方向が異なるメディアを統合し、車内実装に適するよう一体化し、かつ簡易に実装できる、小型、低背位の複合型車載アンテナが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態に係る車載アンテナの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る車載アンテナの実装状態を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る車載アンテナの実装状態を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る接触コネクタを示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る車載アンテナの給電構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る車載アンテナの構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る車載アンテナの取付け方法を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る車載アンテナの断面概略図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る車載アンテナで許容できるＶＳＷＲの変動値を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る車載アンテナの接触圧と入力インピーダンスの関係を示す図である。
【図１１】車両を取り巻く電波の感度方向を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００４２】
［車載アンテナの構成］
図１は、本発明の実施の形態に係る車載アンテナの構成を示す図である。
【００４３】
図１において、本発明に係る車載アンテナである複合アンテナ１は、第１受信部であるセルラアンテナ２と、車両のガラス部に形成された第２受信部であるＧＰＳアンテナ３とから構成される。セルラアンテナ２は、ガラス部に対してＧＰＳアンテナ３を覆うように取付けられる。
【００４４】
セルラアンテナ２は、第１の電波である図示しないセルラ電波を受信し、ＧＰＳアンテナ３は、第２の電波である図示しないＧＰＳ電波を受信する。なお、第１の電波であるセルラ電波と第２の電波であるＧＰＳ電波とは、図１１で示したように、感度方向がそれぞれ異なる。
【００４５】
セルラアンテナ２は、第１受信部本体部であるセルラアンテナユニット２１と、第１受信部枠体部であるブラケット２６とから構成される。
【００４６】
セルラアンテナユニット２１は、セルラアンテナ本体２３と、回路基板２４と、給電部材である接触コネクタ４とが、順に積層されて中ケース２５に収納され、その上からカバー２２を取付けて構成される。このように構成されたセルラアンテナユニット２１は、セルラアンテナ２の第１受信部本体部を構成し、第１受信部枠体部であるブラケット２６に嵌合爪２７により嵌合されて取付けられ、セルラアンテナ２が構成される。
【００４７】
ＧＰＳアンテナ３は、本実施の形態においては、特許文献３や特許文献４に記載の方法を用いてパターンを形成し、車両のガラス部に銀ペースト焼付けで形成された円偏波アンテナを用いる。円偏波アンテナは設計自由度が高く、パターンを変更することで、ＧＰＳ電波の感度方向を調整することが可能であるので、本発明の実施の形態として車両のフロントガラスに形成するのに好適である。
【００４８】
しかしながら、本発明の実施の形態は、前記のような車両のガラス部に銀ペースト焼付けで形成された円偏波アンテナに限定されるものではなく、第２受信部としてのアンテナが車両のガラス部に形成されていれば良い。例えば、ガラス貼り付けフィルムアンテナなどが車両のガラス部に設置された車載アンテナも適用可能である。
【００４９】
本実施の形態における複合アンテナ１は、ＧＰＳアンテナ３が車両のフロントガラスに銀ペースト焼付けで形成された後、ＧＰＳアンテナ３上の所定の位置にブラケット２６が両面テープ等により貼着され、該貼着されたブラケット２６に、予め組み立てられたセルラアンテナユニット２１が取付けられて構成される。
【００５０】
すなわち、本実施の形態において、第１受信部であるセルラアンテナ２が、第２受信部であるＧＰＳアンテナ３に取付けられ、本発明に係る車載アンテナである複合アンテナ１が構成される。
【００５１】
なお、第１受信部であるセルラアンテナ２の、第２受信部であるＧＰＳアンテナ３への取付けは、両面テープでなくても、両者を簡単に接着するものであれば他の手段を用いてもよい。
【００５２】
ここで、前記ＧＰＳアンテナ３に対する給電は、セルラアンテナユニット２１に備えられた給電部材である接触コネクタ４によりなされる。接触コネクタ４が、ブラケット２６を介してＧＰＳアンテナ３と接合し、図示しないケーブルによりセルラアンテナ本体２３および回路基板２４に供給された電気をＧＰＳアンテナ３に供給する。
【００５３】
［車載アンテナの実装状態］
本発明にかかる車載アンテナである複合アンテナ１の実装状態を図２に示す。図２（ａ）は、前記複合アンテナ１の実装状態を、車両１０１の正面から見た図で、図２（ｂ）は、前記複合アンテナ１の実装状態を、車両１０１の側面から見た図である。
【００５４】
図２（ａ）において、複合アンテナ１は、車両１０１のガラス部であるフロントガラス１１０の上部に、銀ペースト焼付けで形成されたＧＰＳアンテナ３にセルラアンテナ２が取付けられる構成を持って実装される。
【００５５】
フロントガラス１１０の上部は、通常ブラックセラミックの領域となっており、ＧＰＳアンテナ３はブラックセラミック領域内に形成されるので、複合アンテナ１により運転中の視界が妨げられることはない。この例ではＧＰＳアンテナ３をフロントガラス１１０に銀ペースト焼付けで形成しているが、ＧＰＳアンテナ３をフロントガラス１１０の製造時に組み込んで形成するようにしてもよい。
【００５６】
図２（ｂ）において、車両１０１のフロントガラス１１０に実装された複合アンテナ１は、フロントガラス１１０に形成されたＧＰＳアンテナ３に、セルラアンテナ２が取付けられて、ＧＰＳアンテナ３とセルラアンテナ２とが積層される構成となっている。
【００５７】
車両１０１のフロントガラス１１０は、自家用車の場合では角度θが２５°〜３０°を持って備えられている。ここで、図２（ｂ）に示すように、Ａで表わされるＧＰＳ電波感度方向と、Ｂで表わされるセルラ電波感度方向とが著しく異なるため、ＧＰＳアンテナ３とセルラアンテナ２との複合アンテナ１を一体化して実現しようとすると、その筺体が大型化してしまう。
【００５８】
筺体が大型化してしまうと、車載アンテナを車内に実装する上で必要な小型、低背位といった条件を満たすことが出来なくなってしまう。更には、通常フロントガラス１１０は緩曲面で構成されているため、大型化した筺体ではフロントガラス１１０に密着して取付けることが困難となり、車両１０１の実走行時に求められる安定性が損なわれることになる。
【００５９】
この点において、本発明に係る車載アンテナである複合アンテナ１であれば、各々の電波の感度方向に最適に調整したセルラアンテナ２、ＧＰＳアンテナ３を積層して構成するので、小型、低背位が実現され、車内に実装するのに最適である。
【００６０】
また、セルラアンテナ２においては、筺体が小型化されるので、緩曲面を有するフロントガラス１１０への取付けに際しても、前記筺体と前記フロントガラス１１０との間に隙間が生じないよう、両者を密着して取付けることが可能となり、車両１０１の実走行時における安定性を向上させることができる。
【００６１】
図３に、本発明に係る車載アンテナと、車両のフロントガラスとの関係を示す。図３（ａ）は、図２（ｂ）で示した実装状態における感度方向を概略的に示したものである。図２（ｂ）で想定した自家用車の場合、図３（ａ）に示すようにフロントガラス１１０は角度θが２５°〜３０°を持って備えられている。これに対し、ＧＰＳナビゲーションシステム用のＧＰＳ電波１０３は天頂方向から複合アンテナ１に到達し、携帯電話で用いられるセルラ電波１０５は水平方向から複合アンテナ１に到達する。
【００６２】
このように、ＧＰＳナビゲーションシステムと携帯電話とでは、電波が複合アンテナ１に到達する方向が異なり、それぞれの電波に対する感度方向もこれに応じて異なる。そのため、セルラアンテナ２とＧＰＳアンテナ３とを積層構成とし、セルラアンテナ２、ＧＰＳアンテナ３を、Ａで表わされるＧＰＳ電波感度方向と、Ｂで表わされるセルラ電波感度方向とで個々に最適に調整して複合アンテナ１が実装される。
【００６３】
図２（ｂ）及び図３（ａ）で想定した自家用車の場合に対し、車両が貨物自動車、バスなどの場合、図３（ｂ）に示すように、フロントガラス１１０の角度θ’は自家用車の場合のθ＝２５°〜３０°よりも大きく、θ’＝４５°〜５０°を持って備えられる。このような角度θ’を備えた車両に対し、自家用車を想定した複合アンテナ１を実装しても、Ａで表わされるＧＰＳ電波感度方向と、Ｂで表わされるセルラ電波感度方向が、それぞれの電波が到達する方向と相違し、充分な電波感度が得られない可能性がある。従って、貨物自動車やバスなど、フロントガラス１１０の角度θ’が大きい車両に実装する場合には、ＧＰＳ電波感度方向をＡ’、セルラ電波感度方向をＢ’とする感度方向の調節が必要となる。
【００６４】
セルラアンテナ２については、本来であれば水平方向から到達するセルラ電波１０５を受信するには、フロントガラス１１０が直立している状態、即ちフロントガラス１１０の角度が９０°の場合が最も受信感度がよくなるところ、本実施の形態においては、自家用車の場合のθ＝２５°〜３０°でも良好な受信感度が得られるよう調整されている。従って、フロントガラス１１０の角度が大きくなり、θ’＝４５°〜５０°となっても、特に感度方向を調整することなく、Ｂ及びＢ’で表わされる感度方向に対応することができる。
【００６５】
ＧＰＳアンテナ３については、フロントガラス１１０の角度が大きくなると、その分Ａで表わされる自家用車の場合のＧＰＳ電波感度方向がＧＰＳ電波１０３の到達方向からずれてしまう。そのため、ＡをＡ’とする感度方向の調整が必要となる。
【００６６】
本実施の形態においては、ＧＰＳアンテナ３は、特許文献３および特許文献４に記載の円偏波アンテナを用いているので、ＧＰＳ電波感度方向の調整が比較的広範囲にわたり可能である。
【００６７】
ＧＰＳ電波感度方向の調整手順を図３（ｃ）に示す。ＧＰＳ電波感度方向は、まず目標の感度方向（信号の進行方向）としてチルト角φを決定し、決定したチルト角φに応じて、特許文献３および特許文献４に記載の方法に従ってアンテナ形状を自動で最適化し、アンテナのパターンを決定することにより、調整される。
【００６８】
このように、本実施の形態においては、ＧＰＳアンテナ３が感度方向を調節可能な円偏波アンテナから構成され、複合アンテナ１は、車両のガラス部の傾きに依存せず、感度方向の異なる第１の電波であるセルラ電波１０５と第２の電波であるＧＰＳ電波１０３を同時に受信することが可能となる。
【００６９】
［給電部材の構成］
（１）給電端子及び接地端子の突出端の構成
図４に、給電部材である接触コネクタ４の斜視図を示す。図４（ａ）は接触コネクタ４の、図示しないＧＰＳアンテナと接触する面を示し、図４（ｂ）は、接触コネクタ４の、図示しない回路基板と接触する面を示す。
【００７０】
図４（ａ）に図示するように、接触コネクタ４には、給電端子である給電ピン４１と、接地端子である接地ピン４２、４２が備えられている。前記給電ピン４１と前記接地ピン４２、４２は、それぞれ板バネで構成されている。図４（ａ）に示すＧＰＳアンテナとの接触面では、前記給電ピン４１と前記接地ピン４２、４２は接触コネクタ４の外方に突出し、給電端子の突出端である給電ピン突出端４３と、接地端子の突出端である接地ピン突出端４４、４４が形成される。
【００７１】
本実施の形態では、給電ピン４１と、接地端子である接地ピン４２、４２に板バネを用いている。しかし、給電ピン４１と、接地端子である接地ピン４２、４２は弾性体であれば良く、弾性を有する他のバネ、手段を用いても良い。
【００７２】
ここで、給電ピン突出端４３と、接地ピン突出端４４、４４とでは、その配設されている向きが異なっている。即ち、図４（ａ）において、給電ピン突出端４３は、接触コネクタ４の短辺と同じ方向を向いて配設されているが、接地ピン突出端４４、４４は、前記給電ピン突出端４３と直交する方向、即ち接触コネクタ４の長辺と同じ方向を向くよう配設されている。
【００７３】
このように、本実施の形態においては、給電端子の突出端である給電ピン突出端４３と、接地端子の突出端である接地ピン突出端４４、４４とが、異なった向きに配設される。
【００７４】
本実施の形態においては、現在の車載アンテナに対するニーズである、車内実装向けに小型・低背位化を実現するため、図４（ａ）に示すように接触コネクタ４の厚みＨを５ｍｍとしている。
【００７５】
ここで、接触コネクタ４と、図示しないＧＰＳアンテナとの接触の安定性を確保するためには、接触コネクタ４に備えられた給電ピン４１と、接地ピン４２、４２とが充分な接触圧を有する必要がある。
【００７６】
本実施の形態においては、接触コネクタ４の厚みを低背位化しつつ、給電ピン４１と、接地ピン４２、４２に充分な接触圧を持たせるために、給電ピン４１と、接地ピン４２、４２に板バネを採用した。
【００７７】
板バネで充分な接触圧を実現するには、ある程度の幅を確保することが望ましいが、そのようにある程度の幅を確保された板バネで構成された給電ピン４１と、接地ピン４２、４２とが同じ向きで並べて配設されると、各々の間隔が狭くなってしまうおそれがある。
【００７８】
この点において、本実施の形態のように、給電ピン突出端４３と接地ピン突出端４４、４４が異なった方向を向くように配設されることで、給電ピン突出端４３と前記接地ピン突出端４４、４４との間に十分な間隔を確保することが可能となる。
【００７９】
本実施の形態において、前記給電ピン突出端４３と前記接地ピン突出端４４、４４との間隔Ｌ、Ｌはいずれも１６ｍｍと、充分な間隔を確保できている。なお、本実施の形態では、接地ピン４２、４２は、接触コネクタ４がＧＰＳアンテナに接触する際に、２つの接地ピン突出端４４、４４の間隔が広がるように弾性変形するように形成されている。これにより、接地ピン突出端４４、４４の間隔をより大きく確保することが可能となる。
【００８０】
（２）給電端子と接地端子の回路接続面の構成
図４（ｂ）において、接触コネクタ４の図示しない回路基板と接触する面には、給電ピン４１の、図４（ａ）に図示した給電ピン突出端４３の他端である給電ピン回路接続面４５と、接地ピン４２の、図４（ａ）に図示した接地ピン突出端４４の他端の回路接続面である接地ピン半田パッド４６、４６、４６、４６が配置される。
【００８１】
前記給電ピン回路接続面４５が図１に示す回路基板２４と接続され、前記回路基板２４により供給された電気を、図４（ａ）に図示した給電ピン突出端４３を介して図１に示すＧＰＳアンテナ３に接触して電気を供給する。
【００８２】
また、図４（ａ）に図示した接地ピン突出端４４は、図１に示すＧＰＳアンテナ３に接触し、前記接地ピン突出端４４の他端の回路接続面である接地ピン半田パッド４６、４６、４６、４６が図１に示す回路基板２４と接続され、前記ＧＰＳアンテナ３の接地回路が構成される。
【００８３】
前記給電ピン回路接続面４５は、図４（ｂ）に図示するように、接地ピン半田パッド４６、４６、４６、４６により四隅を包囲されて構成される。このように、給電ピン回路接続面４５と、接地ピン半田パッド４６、４６、４６、４６を介して、給電ピン４１と接地ピン４２とが近接して配設されることにより、給電ピン突出端４３と接地ピン突出端４４、４４との間に充分な間隔をとってもインピーダンスの低減を図ることができる。そして、インピーダンスが低減されることで、電波の受信状況および車両実走行時の安定性を向上することができる。
【００８４】
［給電構成］
図５に、本発明の実施の形態に係る車載アンテナの給電構成を示す。本実施の形態において、給電部材である接触コネクタ４は、図５（ａ）に示すように、図示しないブラケットを介してＧＰＳアンテナ３に接合される。
【００８５】
接触コネクタ４が接触するＧＰＳアンテナ３を図５（ｂ）に示す。ＧＰＳアンテナ３には中央に、受電部材である受電パッド３１が形成される。このように中央部に受電パッド３１を設けることによって、接触コネクタ４を接触させた時に、給電を確実なものとしている。接触コネクタ４を介して供給される電気は、前記受電パッド３１を介してＧＰＳアンテナ３に供給される。
【００８６】
図５（ｃ）に、受電パッド３１周辺領域であるＡ部拡大図を示す。図５（ｃ）に図示するように、接触コネクタ４に備えられた給電ピン４１の給電ピン突出端４３は、受電パッド３１の中の給電ピン接触部３２に接触し、電気がＧＰＳアンテナ３に供給される。また、接触コネクタ４に備えられた接地ピン４２の接地ピン突出端４４は、受電パッド３１の中の接地ピン接触部３３に接触する。
【００８７】
ここで、ＧＰＳアンテナ３への電気の供給は、受電パッド３１を介してなされなければならず、給電ピン接触端４３と受電パッド３１との取付け公差が問題となる。すなわち、前記取付け公差が極端に狭いと、狭い公差を外さずに実装作業を行わなければならないため、時間と手間がかかり、車載アンテナに要求されるニーズの一つである実装性の簡易化に反することになる。
【００８８】
この点において、本実施の形態にかかる車載アンテナは、図４で図示したように、給電ピン突出端４３と、接地ピン突出端４４、４４とを異なった向きに配設したことにより、給電ピン突出端４３と、接地ピン突出端４４、４４との間にそれぞれ１６ｍｍの間隔が確保されている。該間隔によって受電パッド３１を大きく形成することが可能となり、取付け公差が緩和される。
【００８９】
本実施の形態において、受電パッド３１は、一辺の長さＤが６ｍｍの正方形で形成されている。このように充分な大きさをもって受電パッド３１を形成することにより、給電ピン突出端４３と受電パッド３１の取付け公差が緩和される。
【００９０】
本実施の形態にかかる車載アンテナは、前記給電ピン突出端４３と前記受電パッド３１との取付け公差の緩和に加え、その実装手順においても作業の効率化を図っている。
【００９１】
［車載アンテナの実装（１）位置決め部材としての機能］
本実施の形態にかかる車載アンテナの実装手順を図６を用いて説明する。
【００９２】
図６に示す、本発明の実施の形態に係る車載アンテナの構成において、本発明にかかる車載アンテナである複合アンテナ１は、ＧＰＳアンテナ３が図示しない車両のフロントガラスに形成された後、第１受信部枠体部であるブラケット２６がＧＰＳアンテナ３に両面テープ等で貼着される。
【００９３】
ここで、ブラケット２６の貼着の際、接触コネクタ４に備えられた給電ピン突出端４３が受電パッド３１に接触するよう、前記ブラケット２６に備えられた接触コネクタ取付け窓２８の位置が調整される。
【００９４】
このように、ブラケット２６は位置を調整されて貼着されているので、接触コネクタ４を内包して別途組み立てた、第１受信部本体部であるセルラアンテナユニット２１を、嵌合爪２７、２７、２７、２７によりブラケット２６に取付けるだけで、接触コネクタ４に備えられた給電ピン３１の給電ピン突出端４３を確実に受電パッド３１に接触させることが出来る。
【００９５】
すなわち、前記第１受信部枠体部であるブラケット２６は、給電部材である接触コネクタ４の位置決め部材として機能する。
【００９６】
［車載アンテナの実装（２）着脱自在の構成］
本発明における、セルラアンテナユニット２１のブラケット２６への取付けの他の実施の形態を図７に示す。図７（ａ）に示す実施の形態においては、嵌合爪２７がセルラアンテナユニット２１に形成され、該嵌合爪２７をブラケット２６に形成された嵌合穴に嵌合させてセルラアンテナユニット２１がブラケット２６に取付けられる。
【００９７】
ここで、図７（ａ）の嵌合部拡大断面図に示すように、セルラアンテナユニット２１に形成された嵌合爪２７がブラケット２６の内側に挿入されるようにし、嵌合爪２７がブラケット２６に形成された嵌合穴の外方に向かって、すなわち図面上で右から左に向かって嵌合するように構成する。
【００９８】
このように構成することで、セルラアンテナユニット２１をブラケット２６に取付けた後でも、嵌合爪２７をブラケット２６の外側から押すことにより、嵌合爪２７と嵌合穴との嵌合が解除され、セルラアンテナユニット２１を再びブラケット２６から取り外すことが出来る。
【００９９】
図７（ｂ）に示す実施の形態においては、セルラアンテナユニット２１を貫通する孔部を設け、ブラケット２６の該孔部に対応する位置にネジ止め部を設け、セルラアンテナユニット２１とブラケット２６とをネジで固定している。セルラアンテナユニット２１とブラケット２６とがネジで固定されることで、該セルラアンテナユニット２１とブラケット２６とが着脱自在となる。
【０１００】
このように、図７に示す実施の形態によれば、セルラアンテナユニット２１とブラケット２６とが着脱自在に取付けられる。
【０１０１】
セルラアンテナユニット２１は、ブラケット２６を介してＧＰＳアンテナ３に取付けられる。従って、図７に示す実施の形態により、第１受信部が第２受信部に着脱自在に取付けられる車載アンテナが構成される。
【０１０２】
［車載アンテナの実装（３）特性の安定化］
図８に、本発明の実施の形態に係る車載アンテナの、第１受信部であるセルラアンテナ２と、第２受信部であるＧＰＳアンテナ３との接触部の断面概略図を示す。
【０１０３】
本実施の形態においては、セルラアンテナ２に備えられる接触コネクタ４が、受電パッド３１を含むＧＰＳアンテナ３に接触し、電気を供給する構成となっている。従って、前記接触コネクタ４と前記ＧＰＳアンテナ３との接触状態が車載アンテナの特性の安定化に重要である。
【０１０４】
このため、図８に図示するように接触コネクタ４は、該接触コネクタ４に備えられた、給電ピン４１の給電ピン突出端４３及び接地ピン４２の接地ピン突出端４４により、受電パッド３１を含むＧＰＳアンテナ３に接触圧を付与している。
【０１０５】
ここで、前記接触圧は、様々な要因により変動し得る。
【０１０６】
接触圧を変動させる要因としては例えば、初期要因として筺体の寸法公差、コネクタの寸法公差、また動的要因として振動によるクリアランスＣの変動、アンテナを構成する部材の熱膨張等が挙げられる。
【０１０７】
これらの要因により前記接触圧が変動すると、ＶＳＷＲ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｔａｎｄｉｎｇ  Ｗａｖｅ  Ｒａｔｉｏ、電圧定在波比）が変動してしまい、車載アンテナの動作安定化上好ましくない。
【０１０８】
また、セルラアンテナ２とＧＰＳアンテナ３とのクリアランスＣは、前記接触圧に影響を及ぼし、前記接触圧はインピーダンス変動と相関する。インピーダンスの変動が大きいと、ＶＳＷＲの変動も大きくなるので、車載アンテナの動作安定化のためには前記クリアランスＣを適正化することが重要となる。
【０１０９】
図９に、本発明の実施の形態に係る車載アンテナで許容できるＶＳＷＲの変動値を示す。本実施の形態ではＧＰＳアンテナを含んでおり、ここでのＶＳＷＲの変動許容範囲の目標は０．４としている。そこで、ＶＳＷＲの変動を０．４以内に収めるためには、インピーダンスの変動限界値は１２Ωであることがわかる。
【０１１０】
図１０に、接触圧と入力インピーダンスの関係を示す。
【０１１１】
図１０（ａ）より、インピーダンス変動を１２Ω以下に抑えるためには、接触圧が４．９５Ｎ（ニュートン）以上必要であることがわかる。
【０１１２】
また、図１０（ｂ）より、接触圧を４．９５Ｎ以上に保つためには、図８に示すクリアランスＣが０．４ｍｍ以内に収めることが必要であることがわかる。
【０１１３】
しかしながら、接触圧を高めることが出来れば、クリアランスＣが０．４ｍｍ以上であっても好適なＶＳＷＲを実現しうるインピーダンスが確保されると考えられる。そのためには、給電ピン４１や接地ピン４２で使用されている板バネの幅の拡大、厚み増加による剛性向上、ストロークの最適化等の手段を講じ得る。
【０１１４】
以上のように、本発明によれば、現在の自動車を取り巻くメディアの多様化と、それに対応する車載アンテナのニーズに鑑み、電波の感度方向が異なるメディアを統合し、車内実装に適するよう一体化し、かつ簡易に実装できる、小型、低背位の複合型車載アンテナが得られる。
【符号の説明】
【０１１５】
１…複合アンテナ、２…セルラアンテナ、３…ＧＰＳアンテナ、４…接触コネクタ、２１…セルラアンテナユニット、２２…カバー、２３…セルラアンテナ本体、２４…回路基板、２５…中ケース、２６…ブラケット、２７…嵌合爪、２８…接触コネクタ取付け窓、３１…受電パッド、３２…給電ピン接触部、３３…接地ピン接触部、４１…給電ピン、４２…接地ピン、４３…給電ピン突出端、４４…接地ピン突出端、４５…給電ピン回路接続面、４６…接地ピン半田パッド、１０１…車両、１０３…ＧＰＳ電波、１０５…セルラ電波、１１０…フロントガラス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2011015247.tif 000008
【図７】
2011015247.tif 000009
【図８】
2011015247.tif 000010
【図９】
2011015247.tif 000011
【図１０】
2011015247.tif 000012
【図１１】
2011015247.tif 000013