(57)【要約】【課題】送信用アンテナと受信用アンテナとの間の電磁的結合量の増大を未然に回避し、通信品質の劣化を未然に回避する。【解決手段】ＥＴＣ車載器を取付ける場合に、送信用アンテナ７から放射された電波がフロントガラス１９のガラス面１９ａ，１９ｂで反射されて受信用アンテナ８に捕捉される場合の行路と、送信用アンテナ７から放射された電波が受信用アンテナ８に直接捕捉される場合の行路との間の行路差が、送信用アンテナ７から放射される電波の半波長の奇数倍になるようにする。送信用アンテナ７から放射されてフロントガラス１９のガラス面１９ａ，１９ｂで反射されて受信用アンテナ８に捕捉される電波と、送信用アンテナ７から放射されて受信用アンテナ８に直接捕捉される電波とが逆相の関係になる。【選択図】  図１
2004207850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波を放射する送信用アンテナと電波を捕捉する受信用アンテナとを別々に備えたアンテナ一体型車載器を、車室内のガラスの近傍に取付ける方法であって、
送信用アンテナと受信用アンテナとの間隔をＤとし、
送信用アンテナおよび受信用アンテナとガラスとの間隔をＳとしたときの反射行路長をＬとしたときに、
反射行路長Ｌと間隔Ｄとの間の行路差である行路差Ｄｉが、
2004207850.tif 000006
λは送信用アンテナから放射される電波の波長、
αは補正定数、
Ｎは正の整数、
の関係を満たすようにアンテナ一体型車載器を取付けることを特徴とするアンテナ一体型車載器の取付方法。
【請求項２】
電波を放射する送信用アンテナと電波を捕捉する受信用アンテナとを別々に備え、車室内のガラスの近傍に取付けられるアンテナ一体型車載器であって、
送信用アンテナと受信用アンテナとの間隔をＤとし、
送信用アンテナおよび受信用アンテナとガラスとの間隔をＳとしたときの反射行路長をＬとしたときに、
反射行路長Ｌと間隔Ｄとの間の行路差である行路差Ｄｉが、
2004207850.tif 000007
λは送信用アンテナから放射される電波の波長、
αは補正定数、
Ｎは正の整数、
の関係を満たすように送信用アンテナと受信用アンテナとを配置したことを特徴とするアンテナ一体型車載器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電波を放射する送信用アンテナと電波を捕捉する受信用アンテナとを別々に備えたアンテナ一体型車載器を車室内のガラスの近傍に取付ける方法および当該アンテナ一体型車載器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電波を放射する送信用アンテナと電波を捕捉する受信用アンテナとを別々に備えたＥＴＣ車載器が供されており、この種のＥＴＣ車載器は、車室内のフロントガラスの近傍に取付けられるのが一般的となっている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第２９８４４６２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、送信用アンテナと受信用アンテナとを接近して配置している構成では、送信用アンテナから放射された電波が受信用アンテナに直接捕捉されることにより、送信用アンテナと受信用アンテナとが電磁的に結合する。また、ＥＴＣ車載器を車室内のフロントガラスの近傍に取付ける場合のように、送信用アンテナおよび受信用アンテナとフロントガラスとの間隔が送信用アンテナから放射される電波の数波長〜数十波長程度では、送信用アンテナから放射された電波がフロントガラスで反射し、反射波の一部が受信用アンテナに捕捉されることによっても、送信用アンテナと受信用アンテナとが電磁的に結合する。
【０００５】
そのため、ＥＴＣ車載器を車室内のフロントガラスの近傍に取付ける構成では、送信用アンテナと受信用アンテナとの間の電磁的な結合は、送信用アンテナから放射された電波が受信用アンテナに直接捕捉されることによる結合と、送信用アンテナから放射された電波がフロントガラスで反射されて受信用アンテナに捕捉されることによる結合との合成結合になる。
【０００６】
このような事情から、ＥＴＣ車載器の取付位置によっては、送信用アンテナから放射されてフロントガラスで反射されて受信用アンテナに捕捉される電波と、送信用アンテナから放射されて受信用アンテナに直接捕捉される電波とが同相の関係になる場合がある。しかしながら、両者の電波が同相の関係になると、それら送信用アンテナと受信用アンテナとの間の電磁的結合量が加算されることになるので、それら両者の間の電磁的結合量が増大し、その結果、通信品質が劣化するという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、送信用アンテナと受信用アンテナとの間の電磁的結合量が増大することを未然に回避することができ、通信品質が劣化することを未然に回避することができるアンテナ一体型車載器の取付方法およびアンテナ一体型車載器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載したアンテナ一体型車載器の取付方法によれば、電波を放射する送信用アンテナと電波を捕捉する受信用アンテナとを別々に備えたアンテナ一体型車載器を、車室内のガラスの近傍に取付ける場合に、送信用アンテナと受信用アンテナとの間隔をＤとし、送信用アンテナおよび受信用アンテナとガラスとの間隔をＳとしたときの反射行路長をＬとしたときに、反射行路長Ｌと間隔Ｄとの間の行路差である行路差Ｄｉが、
2004207850.tif 000003
λは送信用アンテナから放射される電波の波長、
αは補正定数、
Ｎは正の整数、
の関係を満たすようにアンテナ一体型車載器を取付けるようにした。
【０００９】
すなわち、このものでは、製品として完成されたアンテナ一体型車載器を取付ける場合に、送信用アンテナから放射された電波がガラスで反射されて受信用アンテナに捕捉される場合の行路と、送信用アンテナから放射された電波が受信用アンテナに直接捕捉される場合の行路との間の行路差が、送信用アンテナから放射される電波の半波長の奇数倍になるようにアンテナ一体型車載器を取付けるので、送信用アンテナから放射されてガラスで反射されて受信用アンテナに捕捉される電波と、送信用アンテナから放射されて受信用アンテナに直接捕捉される電波とが逆相の関係になる。
【００１０】
これにより、送信用アンテナと受信用アンテナとの間の電磁的結合量が加算されることがなく、両者の間の電磁的結合量が減算される（相殺される）ことになるので、両者の間の電磁的結合量が増大することを未然に回避することができ、通信品質が劣化することを未然に回避することができる。
【００１１】
請求項２に記載したアンテナ一体型車載器によれば、電波を放射する送信用アンテナと電波を捕捉する受信用アンテナとを別々に備え、車室内のガラスの近傍に取付けられるものにおいて、送信用アンテナと受信用アンテナとの間隔をＤとし、送信用アンテナおよび受信用アンテナとガラスとの間隔をＳとしたときの反射行路長をＬとしたときに、反射行路長Ｌと間隔Ｄとの間の行路差である行路差Ｄｉが、
2004207850.tif 000004
λは送信用アンテナから放射される電波の波長、
αは補正定数、
Ｎは正の整数、
の関係を満たすように送信用アンテナと受信用アンテナとを配置した。
【００１２】
すなわち、このものでは、アンテナ一体型車載器の取付位置が予め定められている場合に、送信用アンテナから放射された電波がガラスで反射されて受信用アンテナに捕捉される場合の行路と、送信用アンテナから放射された電波が受信用アンテナに直接捕捉される場合の行路との間の行路差が、送信用アンテナから放射される電波の半波長の奇数倍になるようにアンテナ一体型車載器を製造するので、この場合も、送信用アンテナから放射されてガラスで反射されて受信用アンテナに捕捉される電波と、送信用アンテナから放射されて受信用アンテナに直接捕捉される電波とが逆相の関係になる。
【００１３】
これにより、上記した請求項１に記載したものと同様にして、送信用アンテナと受信用アンテナとの間の電磁的結合量が増大することを未然に回避することができ、通信品質が劣化することを未然に回避することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、アンテナ一体型のＥＴＣ（Electronic Toll Collection System）車載器に適用した一実施例について、図面を参照して説明する。
まず、図２は、ＥＴＣ車載器の構成を概略的に示している。ＥＴＣ車載器１において、筐体２の正面部には、通行料金などを表示する表示部３およびユーザが操作するための操作キー４，５が配設されていると共に、筐体２の内部には、高周波回路基板６が配設されている。
【００１５】
高周波回路基板６の表面６ａには、図３にも示すように、それぞれマイクロストリップ型のアンテナからなる送信用アンテナ７および受信用アンテナ８が所定位置に配置されていると共に、無線制御を行う無線回路部９が実装されている。この場合、送信用アンテナ７は、放射器１０および給電線１１が高周波回路基板６上に銅箔パターンにより形成されて構成されており、受信用アンテナ８は、捕捉器１２および給電線１３が高周波回路基板６上に銅箔パターンにより形成されて構成されている。
【００１６】
また、高周波回路基板６の裏面６ｂには、接地導体１４が全面銅箔パターンにより形成されて構成されている。尚、詳しくは説明しないが、ＥＴＣ車載器１には、これら表示部３、操作キー４，５、送信用アンテナ７および受信用アンテナ８の他に、機器の動作全般を制御する制御部（図示せず）や、ＩＣカードを装着するためのＩＣカード装着スロット（図示せず）なども配設されている。
【００１７】
このように構成されてなるＥＴＣ車載器１は、図４に示すように、自動車１５の車室１５ａ内において、ダッシュボード１６上に例えばスペーサ１７を介して取付けられたり、ルームミラー１８の裏側に位置するようにフロントガラス１９上に例えばスペーサ２０を介して取付けられたりする。つまり、ＥＴＣ車載器１は、フロントガラス１９に接近して取付けられることになる。このとき、ＥＴＣ車載器１は、送信用アンテナ７および受信用アンテナ８の双方がフロントガラス１９のガラス面１９ａ，１９ｂに対して平行になり、且つ、フロントガラス１９のガラス面１９ａとの間隔が同一になるように取付けられることになる。また、この場合、送信用アンテナ７が放射する電波は、５．８ＧＨｚ帯の電波である。
【００１８】
さて、ここで、送信用アンテナ７と受信用アンテナ８との間の電磁的な結合について、図１を参照して説明する。この場合、送信用アンテナ７と受信用アンテナ８とが接近して配置されているので、送信用アンテナ７から放射された電波が受信用アンテナ８に直接捕捉されることにより、送信用アンテナ７と受信用アンテナ８とが電磁的に結合することになる（図１中、Ｍ１参照）。
【００１９】
また、ＥＴＣ車載器１がフロントガラス１９に接近して取付けられおり、送信用アンテナ７および受信用アンテナ８とフロントガラス１９のガラス面１９ａとの間隔が送信用アンテナ７から放射される電波の数波長〜数十波長程度であるので、送信用アンテナ７から放射された電波がフロントガラス１９のガラス面１９ａ，１９ｂで反射し、反射波の一部が受信用アンテナ８に捕捉されることによっても、送信用アンテナ７と受信用アンテナ８とが電磁的に結合することになる（図１中、Ｍ２参照）。
【００２０】
尚、送信用アンテナ７から放射された電波は、その一部がフロントガラス１９のガラス面１９ａで反射して反射波になると共に、その一部がフロントガラス１９のガラス面１９ａを透過して透過波になり、そして、透過波は、その一部がフロントガラス１９のガラス面１９ｂで反射して反射波になると共に、その一部がフロントガラス１９のガラス面１９ｂを透過して透過波になり、これ以降、同様の現象が繰返される。
【００２１】
つまり、送信用アンテナ７と受信用アンテナ８との間の電磁的な結合は、送信用アンテナ７から放射された電波が受信用アンテナ８に直接捕捉されることによる結合と、送信用アンテナ７から放射された電波がフロントガラス１９のガラス面１９ａ，１９ｂで反射されて受信用アンテナ８に捕捉されることによる結合との合成結合になる。
【００２２】
この場合、ＥＴＣ車載器１を、送信用アンテナ７（放射器１０の中心部分）と受信用アンテナ８（捕捉器１２の中心部分）との間隔をＤとし、送信用アンテナ７および受信用アンテナ８とフロントガラス１９のガラス面１９ａとの間隔をＳとしたときの反射行路長をＬとしたときに、反射行路長Ｌと間隔Ｄとの間の行路差である行路差Ｄｉが、
2004207850.tif 000005
λは送信用アンテナ７から放射される電波の波長（＝Ｃ／ｆ）、
αは補正定数（フロントガラス１９の比誘電率εや誘電正接ｔａｎδを変数とする）
Ｎは正の整数、
Ｃは光速、
ｆは送信用アンテナ７から放射される電波の周波数
の関係を満たすように取付ける。
【００２３】
すなわち、送信用アンテナ７から放射された電波がフロントガラス１９のガラス面１９ａ，１９ｂで反射されて受信用アンテナ８に捕捉される場合の行路Ｌと、送信用アンテナ７から放射された電波が受信用アンテナ８に直接捕捉される場合の行路Ｄとの間の行路差Ｄｉが、送信用アンテナ７から放射される電波の半波長の奇数倍になるように取付ける。これにより、送信用アンテナ７から放射されて受信用アンテナ８に直接捕捉される電波と、送信用アンテナ７から放射されてフロントガラス１９のガラス面１９ａ，１９ｂで反射されて受信用アンテナ８に捕捉される電波とが逆相の関係になり、送信用アンテナ７と受信用アンテナ８との間の電磁的結合量が減算されることになる。
【００２４】
ところで、以上は、製品として完成されたＥＴＣ車載器１を取付ける場合、つまり、送信用アンテナ７と受信用アンテナ８との間隔Ｄが予め定められている状態でＥＴＣ車載器１を取付ける場合を説明したものであるが、ＥＴＣ車載器１の取付位置が予め定められている場合には、上記した式の関係を満たすように、送信用アンテナ７と受信用アンテナ８とを高周波回路基板６上に配置することにより、送信用アンテナ７と受信用アンテナ８との間の電磁的結合量が減算されることになる。
【００２５】
ここで、図５は、送信用アンテナ７と受信用アンテナ８との間の電磁的結合量の変化の一例をグラフにより示している。図５（ａ）は、送信用アンテナ７および受信用アンテナ８とフロントガラス１９のガラス面１９ａとの間隔Ｓに対する電磁的結合量の変化の一例をグラフにより示しており、図５（ｂ）は、行路差Ｄｉに対する電磁的結合量の変化の一例をグラフにより示している。尚、この場合の測定条件は、送信用アンテナ７と受信用アンテナ８との間隔Ｄ＝６０ｍｍ、フロントガラスの厚さｔ＝６ｍｍ、送信用アンテナ７から放射される電波の周波数ｆ＝５．８ＧＨｚ、フロントガラス１９の比誘電率ε＝６．０、誘電正接ｔａｎδ＝０．０２である。
【００２６】
すなわち、製品として完成されたＥＴＣ車載器１を取付ける場合のように、送信用アンテナ７と受信用アンテナ８との間隔Ｄが定められている状態では、図５（ａ）により示されるグラフを参照し、送信用アンテナ７と受信用アンテナ８との間の電磁的結合量が極小となるように、送信用アンテナ７および受信用アンテナ８とフロントガラス１９のガラス面１９ａとの間隔Ｓを定めれば良い。
【００２７】
また、これからＥＴＣ車載器１を製造する場合のように、送信用アンテナ７と受信用アンテナ８との間隔Ｄが定められていない状態では、図５（ｂ）により示されるグラフを参照し、送信用アンテナ７と受信用アンテナ８との間の電磁的結合量が極小となるように、行路差Ｄｉを定め、その定められた行路差Ｄｉを満たす範囲内で、送信用アンテナ７と受信用アンテナ８との間隔Ｄを定めると共に、送信用アンテナ７および受信用アンテナ８とフロントガラス１９のガラス面１９ａとの間隔Ｓを定めれば良い。
【００２８】
以上に説明したように本実施例によれば、ＥＴＣ車載器１を取付ける場合に、送信用アンテナ７から放射された電波がフロントガラス１９のガラス面１９ａ，１９ｂで反射されて受信用アンテナ８に捕捉される場合の行路Ｌと、送信用アンテナ７から放射された電波が受信用アンテナ８に直接捕捉される場合の行路Ｄとの間の行路差Ｄｉが、送信用アンテナ７から放射される電波の半波長の奇数倍になるようにしたので、送信用アンテナ７から放射されてフロントガラス１９のガラス面１９ａ，１９ｂで反射されて受信用アンテナ８に捕捉される電波と、送信用アンテナ７から放射されて受信用アンテナ８に直接捕捉される電波とが逆相の関係になる。これにより、送信用アンテナ７と受信用アンテナ８との間の電磁的結合量が減算される（相殺される）ことになるので、それら両者の間の電磁的結合量が増大することを未然に回避することができ、通信品質が劣化することを未然に回避することができる。
【００２９】
本発明は、上記した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のように変形または拡張することができる。
アンテナ一体型車載器は、ＥＴＣ車載器に限らず、他のものであっても良い。
ＥＴＣ車載器をフロントガラスの近傍に取付ける場合に限らず、ＥＴＣ車載器をサイドガラスやリアガラスの近傍に取付ける場合に適用しても良い。
偏波が円または直線の場合であっても良く、偏波が円の場合には、偏波の旋回方向が右方向および左方向のいずれであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を概略的に示す図
【図２】ＥＴＣ車載器の外観斜視図
【図３】高周波回路基板の平面図（ａ）および正面図（ｂ）
【図４】ＥＴＣ車載器が車室内に取付けられた状態を概略的に示す図
【図５】送信用アンテナと受信用アンテナとの間の電磁的結合量の変化の一例を示すグラフ
【符号の説明】
図面中、１はＥＴＣ車載器（アンテナ一体型車載器）、７は送信用アンテナ、８は受信用アンテナ、１９はフロントガラス（ガラス）、１５ａは車室である。
【図１】
2004207850.tif 000008
【図２】
2004207850.tif 000009
【図３】
2004207850.tif 000010
【図４】
2004207850.tif 000011
【図５】
2004207850.tif 000012