(57)【要約】【課題】車両に対してアンテナを構成するための追加の部材を装着したり、車両を加工したりしなくても、良好な受信性能を発揮させることのできる車両用スロットアンテナを提供する。【解決手段】車両用スロットアンテナ２０は、車両１の車体表面を構成する２つの導電性のパネル２の間に存在している長手状の隙間Ｓをスロットアンテナのスロットとして用い、当該スロットの所定部位に給電点４を設けてある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車体表面を構成する２つの導電性のパネルの間に存在している長手状の隙間をスロットアンテナのスロットとして用い、当該スロットの所定部位に給電点を設けてある車両用スロットアンテナ。
【請求項２】
前記給電点において、給電線は前記導電性のパネルのそれぞれに対して容量結合されている請求項１記載の車両用スロットアンテナ。
【請求項３】
前記隙間を埋めるために設けられている弾性部材の設定部位に電気伝導性を持たせることで、前記設定部位において前記隙間を短絡させる短絡手段を備える請求項１又は２記載の車両用スロットアンテナ。
【請求項４】
前記隙間の設定部位において前記２つの導電性のパネルの間を接続し、前記設定部位において前記隙間を高周波的に短絡させる短絡手段を備える請求項１又は２記載の車両用スロットアンテナ。
【請求項５】
前記隙間を高周波的に短絡させる前記短絡手段は、インダクタとキャパシタとを有する直列共振回路である請求項４記載の車両用スロットアンテナ。
【請求項６】
前記隙間を高周波的に短絡させる前記短絡手段は、電流の周波数に応じて抵抗が変化する素子である請求項４記載の車両用スロットアンテナ。
【請求項７】
前記隙間を構成している前記２つの導電性のパネルの間を元来導通させている連結部材と、当該連結部材に対して並列接続されるキャパシタとを用いて構成される並列共振回路を備え、前記連結部材が設けられている部位において前記隙間を高周波的に絶縁させる絶縁手段を有する請求項１〜６の何れか一項に記載の車両用スロットアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に設けられたスロットをアンテナとして用いる車両用スロットアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
到来する電波を受信するために自動車などの車両に設けられる車両用アンテナとして、車両の窓ガラスに設けられたヒータ線をアンテナとして用いるものが良く知られている。また、車両に設けられたスロットをアンテナとして用いることを特徴とする車両用スロットアンテナも提案されている。
特許文献１に記載の車両用スロットアンテナは、スロットが形成された金属板を作製し、その金属板を車両の車体表面を構成する導電性のパネル上に設置したものである。
また、特許文献２に記載の車両用スロットアンテナは、車両の車体表面を構成する導電性のパネルに対してスロットを形成し、そのスロットを用いて車両用スロットアンテナを構成したものである。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−１２４６０６号公報
【特許文献２】特開平６−１５２４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の車両用スロットアンテナは、スロットを有する金属板の下方に存在する、車体表面を構成する導電性のパネルの影響を強く受けるため、アンテナの性能が低くなるという問題がある。
また、特許文献２に記載の車両用スロットアンテナは、車体の強度を低下させる点で問題がある。また、車体に形成できるスロットの長さには制限がある。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両に対してアンテナを構成するための追加の部材を装着したり、車両を加工したりしなくても、良好な受信性能を発揮させることのできる車両用スロットアンテナを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明に係る車両用スロットアンテナの特徴構成は、車両の車体表面を構成する２つの導電性のパネルの間に存在している長手状の隙間をスロットアンテナのスロットとして用い、当該スロットの所定部位に給電点を設けてある点にある。
【０００７】
上記特徴構成によれば、到来する電波により誘起される高周波電流によって、上記長手状の隙間であるスロットの所定部位に設けられた給電点に電位差が生じる。よって、車両に対してアンテナを構成するための追加の部材を装着したり、車両を加工したりしなくても、車両の表面を構成する２つの導電性のパネルの間に元来存在している長手状の隙間を用いて、到来する電波を検出する車両用スロットアンテナを提供できる。
【０００８】
本発明に係る車両用スロットアンテナの別の特徴構成は、前記給電点において、給電線は前記導電性のパネルのそれぞれに対して容量結合されている点にある。
【０００９】
上記特徴構成によれば、パネルの表面に塗装面などの絶縁層が存在していたとしても、その絶縁層を取り除く必要はない。よって、給電線とパネルとの電気的な結合が確実且つ容易に行える。
【００１０】
本発明に係る車両用スロットアンテナの別の特徴構成は、前記隙間を埋めるために設けられている弾性部材の設定部位に電気伝導性を持たせることで、前記設定部位において前記隙間を短絡させる短絡手段を備える点にある。
【００１１】
上記特徴構成によれば、車両用スロットアンテナのスロットの長さが上記短絡手段によって規定される。よって、短絡手段同士の間隔を、受信したい電波の波長を基準として設定することで、その電波を良好に受信できるようになる。
【００１２】
本発明に係る車両用スロットアンテナの別の特徴構成は、前記隙間の設定部位において前記２つの導電性のパネルの間を接続し、前記設定部位において前記隙間を高周波的に短絡させる短絡手段を備える点にある。
【００１３】
上記特徴構成によれば、受信したい周波数帯域の電波が到来したときに誘起される高周波電流によってのみ上記短絡手段が高周波的に短絡するように構成することで、その周波数帯域の電波を選択的に受信できるようになる。
【００１４】
本発明に係る車両用スロットアンテナの別の特徴構成は、前記隙間を高周波的に短絡させる前記短絡手段が、インダクタとキャパシタとを有する直列共振回路である点にある。
【００１５】
上記特徴構成によれば、受信したい電波の周波数と直列共振回路の共振周波数とを合わせることで、受信したい周波数帯域の電波が到来したときに誘起される高周波電流によって選択的に、上記短絡手段を高周波的に短絡させることができる。
【００１６】
本発明に係る車両用スロットアンテナの別の特徴構成は、前記隙間を高周波的に短絡させる前記短絡手段が、電流の周波数に応じて抵抗が変化する素子である点にある。
【００１７】
上記特徴構成によれば、上記素子が、受信したい周波数帯域の電波により誘起される高周波電流に対して低抵抗であるように設定することで、受信したい周波数帯域の電波が到来したときに誘起される高周波電流によって選択的に、上記短絡手段を高周波的に短絡させることができる。
【００１８】
本発明に係る車両用スロットアンテナの別の特徴構成は、前記隙間を構成している前記２つの導電性のパネルの間を元来導通させている連結部材と、当該連結部材に対して並列接続されるキャパシタとを用いて構成される並列共振回路を備え、前記連結部材が設けられている部位において前記隙間を高周波的に絶縁させる絶縁手段を有する点にある。
【００１９】
上記特徴構成によれば、受信したい周波数帯域の電波が到来したときに誘起される高周波電流によってのみ上記絶縁手段が高周波的に絶縁するように構成することで、車両用スロットアンテナにおいて用いられるスロットの長さが上記連結部材によって規定されないようにできる。よって、上記連結部材の存在に拘わらず、車両用スロットアンテナにおいて用いられるスロットの長さを上記短絡手段を用いて自在に設定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
＜第１実施形態＞
以下に図面を参照して第１実施形態の車両用スロットアンテナについて説明する。
図１は、第１実施形態の車両用スロットアンテナの概略的な構成図である。
自動車などの車両１の表面は複数の導電性のパネル２を用いて構成されている。具体的には、導電性のパネル２は、ボンネットパネル２ａ、左右のフロントサイドパネル２ｂ、左右のフロントドアパネル２ｃ、左右のリアドアパネル２ｄ、左右のリアサイドパネル２ｅ、トランクパネル２ｆなどで構成される。このうち、ボンネットパネル２ａ、左右のフロントドアパネル２ｃ、左右のリアドアパネル２ｄ、トランクパネル２ｆは可動である。よって、パネル２同士の干渉を避けるため、可動するように構成されたパネル２の周囲に沿って長手状の隙間Ｓが元来形成されている。
【００２１】
本発明の車両用スロットアンテナ２０は、車両１の表面を構成する２つの導電性のパネル２の間に元来存在している長手状の隙間Ｓをスロットアンテナのスロットとして用い、その隙間Ｓの所定部位に給電点４を設けて構成される。そして、到来する電波によりパネル２に誘起された高周波電流は、給電点４に電位差を生じさせ、その電位差は給電線３を介して受信機１５で受信される。
【００２２】
図２は、給電点４における給電線３の構成の一例を説明する図である。図２（ａ）は、導電性のパネル２の端部同士が突き合わせられて配置されたときに形成される隙間Ｓに給電点４を設けた場合の例である。また、図２（ｂ）は、導電性のパネル２の端部同士が重ねて配置されたときに形成される隙間Ｓに給電点４を設けた場合の例である。
【００２３】
図２（ａ）に例示した場合において、給電線３は同軸ケーブルを用いて構成されている。給電線３は、中心導体３ｄと、中心導体３ｄの周囲を取り囲む絶縁体３ｃと、絶縁体３ｃの周囲を取り囲む外部導体３ｂと、外部導体３ｂの周囲を取り囲む被覆層３ａとで構成される。そして、被覆層３ａ、外部導体３ｂ及び絶縁体３ｃのそれぞれが適宜取り除かれることで、外部導体３ｂ及び中心導体３ｄは共に露出される。外部導体３ｂの下部は、表面積の大きい導電性ゴム板５ａを介して一方のパネル２に装着される。その結果、パネル２の表面に塗装面などの絶縁層が存在していたとしても、外部導体３ｂと一方のパネル２とは容量結合される。また、中心導体３ｄの下部は、表面積の大きい導電性ゴム板５ｂを介して他方のパネル２に装着される。その結果、同様に中心導体３ｄと他方のパネル２とは容量結合される。
【００２４】
また、図２（ｂ）に例示した場合も、給電線３は同軸ケーブルを用いて構成されている。そして、外部導体３ｂの下部は、表面積の大きい導電性ゴム板５ａを介して一方のパネル２に装着される。その結果、外部導体３ｂと一方のパネル２とは容量結合される。また、中心導体３ｄの上部は、表面積の大きい導電性ゴム板５ｂを介して他方のパネル２に装着される。その結果、中心導体３ｄと他方のパネル２とは容量結合される。
【００２５】
また、図１に示すように、受信機１５は、複数のスロットアンテナの出力を受信するように構成されている。つまり、車両１に存在する複数の隙間Ｓをスロットアンテナのスロットとして用いたダイバーシティアンテナが構成されている。
以下に、本発明に係る車両用スロットアンテナを用いてテレビ放送の電波を受信した結果を説明する。
【００２６】
図１では、車両１の右側のトランクパネル部分とドアパネル部分との２ヶ所にスロットアンテナを形成した例を示しているが、以下の表１に説明する実験結果では、車両１の左右のトランクパネル部分とドアパネル部分との合計４ヶ所にスロットアンテナ（表１中では、トランク１、トランク２、ドア１、ドア２と記す）を形成し、それぞれからの出力を受信機１５で受信した。また、比較例として、４つのプリントアンテナをリアガラスに有するガラスアンテナ（ガラス１〜４と記す）の出力結果を示す。但し、各アンテナの出力電圧の値は、車両１が東西南北の各方向を向いていた場合に得られた値の平均値である。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
以上のように、車両１の車体表面を構成する２つの導電性のパネルの間に存在している長手状の隙間Ｓをスロットアンテナのスロットとして用いた本発明の車両用スロットアンテナをダイバーシティ方式で構成したときの性能は、従来からあるダイバーシティ方式のガラスアンテナよりも優れていることが分かる。また、実験結果は示さないが、本発明に係る車両用スロットアンテナは、ＶＨＦ及びＵＨＦの広い周波数帯域にわたって電波を良好に受信できる。
【００２９】
更に、スロットアンテナとしての隙間Ｓの長さが電波の二分の一波長となるように、長手状の隙間Ｓの長さを調節することもできる。
図３は、導電性のパネル２のうち、トランクパネル２ｆを用いて構成される車両用スロットアンテナを説明する図である。トランクパネル２ｆの周囲に存在し、スロットアンテナのスロットとして用いられる長手状の隙間Ｓには、トランク内への水などの浸入を防止するためのシール材として機能する弾性部材６が設けられている。つまり、弾性部材６は、トランクパネル２ｆとそれに隣接する他のパネル２とにより挟持されることで弾性変形して、トランクパネル２ｆとそれに隣接する他のパネル２との両方に密着する。
【００３０】
弾性部材６はゴムなどの樹脂材料を用いて形成された長手状の絶縁体であるが、弾性部材６の長手方向に沿った設定部位において選択的に電気伝導性を持たせることで、その設定部位において隙間Ｓを短絡させる短絡手段Ｅとして機能させることができる。この短絡手段Ｅとしての導通部７は、隙間Ｓの長手方向に沿って複数個（本実施形態では２つ）設けられる。また、２つの導通部７の間の隙間Ｓの所定部位には給電点４が設けられている。よって、給電点４が設けられている、２つの導通部７の間の隙間Ｓは、２つの導通部７の間隔によりスロットの長さが固定されたスロットアンテナとして機能する。
従って、車両に対してアンテナを構成するための追加の部材を装着したり、車両を加工したりしなくても、車両の表面を構成する２つの導電性のパネルの間に元来存在している長手状の隙間を用いて、到来する電波を検出する車両用スロットアンテナを提供できる。
【００３１】
＜第２実施形態＞
第２実施形態の車両用スロットアンテナは、第１実施形態とは別の短絡手段によって隣り合う導電性のパネル同士を短絡させる。以下に、第２実施形態の車両用スロットアンテナについて説明するが、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００３２】
図４は、トランクパネルを用いて構成される車両用スロットアンテナを説明する図であり、図５は、上述した導通部７とは別の短絡手段Ｅの構成を説明する図である。
図４に示す例では、トランクパネル２ｆの周囲に存在する長手状の隙間Ｓに上述した弾性部材６が設けられておらず、単に空間（隙間Ｓ）によりトランクパネル２ｆとそれに隣接する他のパネル２とが隔てられている。この場合、図５に示す短絡手段Ｅとしての導体バネ８を、隙間Ｓの長手方向に沿って複数個設ける。図５（ａ）の斜視図及び図５（ｂ）の断面図に示すように、導体バネ８は、全体が導電性の金属材料で形成され、上面８ａと下面８ｂとの間に蛇腹状のバネ部８ｃを有している。よって、トランクパネル２ｆが閉じられた状態において、導体バネ８は、トランクパネル２ｆとそれに隣接する他のパネル２とにより挟持されることで弾性変形して、トランクパネル２ｆとそれに隣接する他のパネル２との両方に密着する。その結果、導体バネ８が設けられている部位において隙間Ｓが短絡される。つまり、本実施形態では、短絡手段Ｅは、隙間Ｓの設定部位において２つの導電性のパネル２の間を接続し、設定部位において隙間Ｓを高周波的に短絡させるように機能する。また、２つの導体バネ８の間の隙間Ｓの所定部位には給電点４が設けられている。よって、給電点４が設けられている、２つの導体バネ８の間の隙間Ｓは、２つの導体バネ８の間隔によりスロットの長さが固定されたスロットアンテナとして機能する。
【００３３】
＜第３実施形態＞
第３実施形態の車両用スロットアンテナは、第１実施形態及び第２実施形態とは別の短絡手段によって隣り合う導電性のパネル同士を短絡させる。以下に、第３実施形態の車両用スロットアンテナについて説明するが、第１実施形態及び第２実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００３４】
図６は、短絡手段Ｅの構成を説明する図である。
図６（ａ）に示す短絡手段Ｅとしての導体バネ１３は、それぞれが導電性である上面１３ａ及び蛇腹状のバネ部１３ｃと下面１３ｂとの間に、絶縁体１３ｄを介在させている。そして、バネ部１３ｃの下端部分と下面１３ｂとは、インダクタＬとキャパシタＣとを有する直列共振回路３０によって接続されている。つまり、隙間Ｓの長手方向に沿って複数個備えられた短絡手段Ｅとしての導体バネ１３は、隙間Ｓの設定部位において２つの導電性のパネル２の間を接続することで、その設定部位において隙間Ｓを高周波的に短絡させる。
【００３５】
また、キャパシタンスを変化させれば、この直列共振回路３０の共振周波数が変化する。そして、到来した電波によりパネル２に誘起される高周波電流の周波数が共振周波数になると、この直列共振回路３０のインピーダンスが零となり、導体バネ１３の上面１３ａと下面１３ｂとが短絡する。つまり、隙間Ｓが高周波的に短絡される。よって、この直列共振回路３０を有する２つの導体バネ１３の間の、隙間Ｓの長手方向に沿った間隔、つまり、スロットアンテナの長さを電波の波長に対して適切なように設定することで、その電波を良好に受信できる。
【００３６】
図６（ｂ）に示す短絡手段Ｅとしての導体バネ１４は、図６（ａ）に示した導体バネ１３と直列共振回路の構成が異なっている。図６（ｂ）に示す導体バネ１４に設けられている直列共振回路３１は、インダクタＬとキャパシタＣとダイオードＤ１とを有する直列共振回路である。このダイオードＤ１は、逆バイアス電圧を変化させることでキャパシタンスが変化するバリキャップダイオードなどの素子である。よって、この直列共振回路３１の共振周波数を変化させることができる。そして、到来した電波によりパネル２に誘起される高周波電流の周波数が共振周波数になると、この直列共振回路３１のインピーダンスが零となり、導体バネ１４の上面１４ａと下面１４ｂとが短絡する。よって、この直列共振回路３１を有する２つの導体バネ１３の間の隙間Ｓの長さ、つまり、スロットアンテナの長さを上記共振周波数に適切なように設定することで、その共振周波数の電波を良好に受信できる。
【００３７】
図６（ｃ）に示す短絡手段Ｅとしての導体バネ１５は、それぞれが導電性である上面１５ａ及び蛇腹状のバネ部１５ｃと下面１５ｂとの間に、絶縁体１５ｄを介在させている。そして、バネ部１５ｃの下端部分と下面１５ｂとは、ＰＩＮダイオードＤ２を用いた素子３２によって接続されている。ＰＩＮダイオードＤ２は、電流の周波数に応じて抵抗が変化し、高周波電流の周波数が高くなるほど抵抗が低くなる特性を有している。つまり、隙間Ｓの長手方向に沿って複数個備えられた短絡手段Ｅとしての導体バネ１５は、隙間Ｓの設定部位において２つの導電性のパネル２の間を接続することで、その設定部位において隙間Ｓを高周波的に短絡させる。
【００３８】
＜第４実施形態＞
第４実施形態の車両用スロットアンテナは、３以上の短絡手段によって隣り合う導電性のパネル同士を短絡させる。以下に、第４実施形態の車両用スロットアンテナについて説明するが、第１実施形態〜第３実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００３９】
図７は、トランクパネルを用いて構成される車両用スロットアンテナを説明する図である。図７に示すように、本実施形態では第１の導体バネ８と第２の導体バネ１３を隙間Ｓの設定部位に設けてある。但し、第４実施形態の車両用スロットアンテナにおいても、短絡手段Ｅとして、第３実施形態において説明したのと同様の導電バネ１３、導電バネ１４及び導体バネ１５の何れも用いることができる。また、２つの導体バネ１３が有する直列共振回路の共振周波数は互いに異なっている。従って、ある周波数の電波により誘起される高周波電流が流れると一方の導体バネ１３が短絡手段Ｅとして機能してパネル２間を短絡させ、他方の導体バネ１３は短絡手段Ｅとして機能せずにパネル２間を絶縁させる。また、別の周波数の電波により誘起される高周波電流が流れると他方の導体バネ１３が短絡手段Ｅとして機能してパネル２間を短絡させ、一方の導体バネ１３は短絡手段Ｅとして機能せずにパネル２間を絶縁させる。
【００４０】
更に、２つの導体バネ１３の間には、トランクパネル２ｆとそれに隣接する他のパネル２とを連結する連結部材としてのトランクヒンジ１２が存在している。通常のトランクヒンジは常に短絡手段として機能するため、そのままではスロットアンテナの長さはそのトランクヒンジの位置で規定されてしまう。よって、本実施形態は、２つの導体バネ１３の間に存在するトランクヒンジ１２を用いて並列共振回路を構成し、このトランクヒンジ１２が設けられている部位において隙間Ｓを高周波的に絶縁させる絶縁手段Ｉを設けている。その結果、車両用スロットアンテナの長さがトランクヒンジの位置で規定されることを回避している。
【００４１】
具体的には、図８は、絶縁手段Ｉとしてのトランクヒンジ１２の構成を説明する図である。図示するように、トランクパネル２ｆとそれに隣接する他のパネル２とを連結するヒンジ部１２ａと並列に、キャパシタ１２ｂが接続される。このヒンジ部１２ａはインダクタとして機能するので、このトランクヒンジ１２は、インダクタ１２ａとキャパシタ１２ｂとの並列共振回路を構成している。よって、本実施形態の車両用スロットアンテナには、トランクヒンジ１２が設けられている部位において隙間Ｓを高周波的に絶縁させる絶縁手段Ｉが設けられている。
【００４２】
＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態では、上記短絡手段Ｅを複数個設けることで、車両用スロットアンテナのスロットの長さを規定する例について説明したが、１つの短絡手段Ｅを設けるだけでもよい。つまり、２つのパネルの間が元来導通しているとき、その導通部分を用いて、車両用スロットアンテナのスロットの長さを規定してもよい。例えば、図４において、トランクヒンジ９は２つのパネルの間を導通させている。よって、１つの短絡手段Ｅとトランクヒンジ９との間の間隔で、車両用スロットアンテナのスロットの長さを規定できる。或いは、トランクストライカ及びトランクキャッチなどの機構によっても２つのパネルの間は元来導通しているので、その機構を短絡手段として用いてもよい。
【００４３】
＜２＞
上記実施形態では、トランクパネルやドアパネルの周囲に存在する隙間を車両用スロットアンテナのスロットとして用いる例について図示したが、ボンネットや他の導電性パネルなどによって形成される隙間も車両用スロットアンテナのスロットとして同様に用いることができる。
【００４４】
＜３＞
上記実施形態では、給電線として同軸ケーブルを用いた例について説明したが、平行２線式の給電線などの他の給電線も用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】車両用スロットアンテナの概略的な構成図
【図２】給電点における給電線の構成を説明する図
【図３】トランクパネルを用いて構成される車両用スロットアンテナを説明する図
【図４】トランクパネルを用いて構成される車両用スロットアンテナを説明する図
【図５】短絡手段の構成を説明する図
【図６】短絡手段の構成を説明する図
【図７】トランクパネルを用いて構成される車両用スロットアンテナを説明する図
【図８】絶縁手段の構成を説明する図
【符号の説明】
【００４６】
１  車両
２  パネル
３  給電線
４  給電点
６  弾性部材
７  導通部（短絡手段  Ｅ）
８  導体バネ（短絡手段  Ｅ）
１２  トランクヒンジ（連結部材）
１３  導体バネ（短絡手段  Ｅ）
１４  導体バネ（短絡手段  Ｅ）
１５  導体バネ（短絡手段  Ｅ）
２０  車両用スロットアンテナ
３０  直列共振回路
３１  直列共振回路
３２  素子
Ｉ  絶縁手段
Ｓ  スロット
【図１】
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【図２】
2008131253.tif 000005
【図３】
2008131253.tif 000006
【図４】
2008131253.tif 000007
【図５】
2008131253.tif 000008
【図６】
2008131253.tif 000009
【図７】
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【図８】
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