(57)【要約】【課題】車体に取付後に電気的にアンテナの指向性を調整できる無線信号受信装置を提供すること。【解決手段】無線信号を受信するアンテナ素子２１と、  前記アンテナ素子に近接配置した寄生素子２２と、  前記寄生素子と接地との間に介在させた可変静電容量素子２３と、を備えたことを特徴とする無線信号受信装置。【選択図】図１
2007259334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線信号を受信するアンテナ素子と、
前記アンテナ素子に近接配置した寄生素子と、
前記寄生素子と接地との間に介在させた可変静電容量素子と、
を備えたことを特徴とする無線信号受信装置。
【請求項２】
前記可変静電容量素子がバラクタダイオードであって、
前記バラクタダイオードに電圧を印加する電圧印加手段と、
前記電圧印加手段が出力する電圧設定値を記録する記録手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の無線信号受信装置。
【請求項３】
前記寄生素子が、基板の表面に形成したプリントパターンと、基板の裏面であって表面に対応した位置に形成したプリントパターンからなり、表面側のプリントパターンと裏面側のプリントパターンを電気的に結合するように形成された複数のスルーホールを備えた請求項１または請求項２に記載の無線信号受信装置。
【請求項４】
車載ＬＡＮに接続されてメッセージの送受信を行う車載ＬＡＮ通信手段と、
該車載ＬＡＮ通信手段を介して受信するメッセージに従って電圧印加手段に前記バラクタダイオードに印加する電圧の設定値の調整をさせると共に、前記記録手段に前記設定値を記録させる制御手段とを備えた請求項１乃至請求項３に記載の無線信号受信装置。
【請求項５】
請求項２に記載の無線信号受信装置を車体に取り付けた後に、可変電圧発生手段を用いて前記バラクタダイオードに順次調整された電圧を印加し、最も良好な指向性を得ることができる印加電圧の設定値を前記記録手段に記録することを特徴とする無線信号受信装置の指向性調整方法。
【請求項６】
請求項４に記載の無線信号受信装置を車体に取り付けた後に、当該無線信号受信装置に対して前記車載ＬＡＮを介して前記バラクタダイオードに印加する電圧の設定値を順次調整するメッセージを送信し、最も良好な指向性を得ることができる印加電圧の設定値を前記記録手段に記録することを特徴とする無線信号受信装置の指向性調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線信号受信装置に関し、特に、寄生素子の静電容量を最適な値に設定することで、電気的にアンテナの指向性を変化させるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車には多数の無線信号受信装置が搭載されている。例えば、キーを鍵穴に挿入して操作することなく自動車のドアのロック操作及びアンロック操作を行うキーレスエントリーシステムにおいて、ユーザが所持する携帯機からの無線信号を受信するための自動車側の無線装置や、タイヤに装着したタイヤセンサと車体側に装着したセンサ受信装置等とからなるタイヤの空気圧監視システムにおける無線装置などが挙げられる。
【０００３】
この種の無線信号受信装置の例として、特開２００１−３５２５８７号公報（特許文献１）に無線送信機が提案されている。
特許文献１に開示される無線送信機１は、図４に示すように、本体ケース２の内部に収容されるプリント基板３の左右両端からプリント基板３と平行な方向にアンテナ４ａ、４ｂを突設させてアンテナを構成するものである。前記無線送信機１のアンテナはプリント基板から平行な方向に突設され、アンテナを大きくして受信感度を向上させている。
【０００４】
一方、無線信号受信装置が車体に取り付けられると、無線信号受信装置のアンテナは取付場所の影響を受けて指向性が変化する。例えば車体の取付部分が金属であるか否かによってアンテナの指向性には変化が生じる。そこで、無線信号受信装置の車体への取付後、アンテナが最も良好な指向性を有するように無線信号受信装置の位置や向きを微調整しなければならず、固定金具に加えて専用の微調整用取付金具が必要となるという問題がある。図５に微調整用取付金具５を取付けた無線信号受信装置６の例を示す。微調整用取付金具５の取付面５ａは車体７に取付けており、５ａから微調整用支持棒５ｂが突出し、５ｂの他端は無線信号受信装置６に取付けている。微調整用支持棒５ｂは可動であり、無線信号受信装置の位置や向きが微調整できる。
また、無線信号受信装置単体での特性確認を行うにもかかわらず、車体に取り付けられた後に再び無線信号受信装の位置や向きの調整を行う必要があり、手間が大きい。
さらに、異なった車種に同じ無線通信機を取付ける場合には、改めて位置や向きの調整作業を行わなければならないという問題がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３５２５８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、車体に取付後に電気的にアンテナの指向性を調整できる無線信号受信装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明は、無線信号を受信するアンテナ素子と、
前記アンテナ素子に近接配置した寄生素子と、
前記寄生素子と接地との間に介在させた可変静電容量素子と、
を備えたことを特徴とする無線信号受信装置を提供している。
【０００８】
前記構成によれば、アンテナと寄生素子は近接して配置しているので、アンテナと寄生素子は電磁的に結合する。この電磁的結合により、寄生素子はアンテナの反射素子または導波素子として機能し、寄生素子と接地面との静電容量を変化させると、反射素子または導波素子としての強度や位相が変化する。このため、可変静電容量素子の静電容量を所要の値に設定することで、最適なアンテナの指向性を得ることができる。
また、寄生素子は一つ設ければよいので、コストをかけずに最適なアンテナの指向性を得ることができる。
【０００９】
前記可変静電容量素子がバラクタダイオードであって、
前記バラクタダイオードに電圧を印加する電圧印加手段と、
前記電圧印加手段が出力する電圧設定値を記録する記録手段と、
を備えることが好ましい。
【００１０】
可変静電容量素子としてバラクタダイオードを用いており、バラクタダイオードの静電容量は印加される電圧値によって定まる。記録手段には最適なアンテナの指向性を得るための電圧値が記録されており、該電圧値を電圧印加手段によってバラクタダイオードに印加することで、静電容量を電気的に設定する。
【００１１】
静電容量を電気的に設定することで、無線信号受信装置の位置や向きを変えることなく、最適なアンテナの指向性を得ることができる。また、無線信号受信装置の位置や向きを変える必要がないので、アンテナの指向性を調整するための専用の取付金具を設ける必要がなく部品点数を低減することができる。
また、無線信号受信装置単体での特性確認を行った後は、車体に取り付けられた後に再び無線信号受信装置の位置や向きの調整を行う必要がない。
さらに、異なった車種に同じ無線通信機を取付ける場合であっても、電気的な設定により最適な指向性を得ることができるので、改めて位置や向きの調整作業を行う必要がない。
また、可変静電容量素子としてバラクタダイオードを用いているため、電圧値の設定だけで静電容量が変化し設定が容易である。また、記録手段に電圧値を記録し電圧印加手段が記録した電圧値をバラクタダイオードに印加するので、可変静電容量素子がつまみを回して機械的に静電容量を設定する可変容量コンデンサなどである場合に比べて、時間経過とともに設定値にずれが生じるのを防ぐことができる。
【００１２】
前記寄生素子が、基板の表面に形成したプリントパターンと、基板の裏面であって表面に対応した位置に形成したプリントパターンからなり、表面側のプリントパターンと裏面側のプリントパターンを電気的に結合するように形成された複数のスルーホールを備えていることが好ましい。
上記構成によれば、表裏のプリントパターンをスルーホールにより電気的に結合することで、寄生素子の反射素子または導波素子としての機能を強化することができる。
【００１３】
車載ＬＡＮに接続されてメッセージの送受信を行う車載ＬＡＮ通信手段と、
該車載ＬＡＮ通信手段を介して受信するメッセージに従って電圧印加手段に前記バラクタダイオードに印加する電圧の設定値の調整をさせると共に、前記記録手段に前記設定値を記録させる制御手段とを備えていてもよい。
【００１４】
無線信号受信装置を車体に取り付けた後に、前記バラクタダイオードに印加する電圧の設定値を順次調整するために前記車載ＬＡＮを介してメッセージを送信する。制御手段は、該メッセージに応じて電圧印加手段にバラクタダイオードへ電圧を印加させてバラクタダイオードの静電容量を変化させる。測定者は静電容量の変化ごとにアンテナの指向性を測定し、最も良好な指向性を得ることのできる最適な電圧設定値を求める。また、制御手段は該電圧設定値を前記記録手段に記録する。
【００１５】
前記構成によれば、無線信号受信装置を自動車に取り付けた後に、車載ＬＡＮを介して最適な電圧設定値を求め、記録手段に電圧設定値を記録させる。このため、無線信号受信装置を自動車に取り付け後に無線信号受信装置の位置や向きを変えることなく、無線信号受信装置から離れた場所でアンテナの指向性を調整することができる。
【００１６】
前記無線信号受信装置を車体に取り付けた後に、可変電圧発生手段を用いて前記バラクタダイオードに順次調整された電圧を印加し、最も良好な指向性を得ることができる印加電圧の設定値を前記記録手段に記録してもよい。
前記構成によれば、可変電圧発生手段を用いてバラクタダイオードに印加する電圧を調整しているので、可変静電容量素子がつまみを回して機械的に静電容量を設定する可変容量コンデンサなどである場合に比べて、静電容量の設定が容易である。
【発明の効果】
【００１７】
前述したように、本発明によれば、可変静電容量素子の静電容量を所要の値に設定することで、最適なアンテナの指向性を得ることができる。また、寄生素子は一つ設ければよいので、コストをかけずに最適なアンテナの指向性を得ることができる。
可変静電容量素子としてバラクタダイオードを用いることで、静電容量を電気的に設定することができ、無線信号受信装置の位置や向きを変えることなく、最適なアンテナの指向性を得ることができる。また、無線信号受信装置の位置や向きを変える必要がないので、アンテナの指向性を調整するための専用の取付金具を設ける必要がなく部品点数を低減することができる。
また、無線信号受信装置単体での特性確認を行った後は、車体に取り付けられた後に再び無線信号受信装の位置や向きの調整を行う必要がない。
さらに、異なった車種に同じ無線通信機を取付ける場合であっても、電気的な設定により最適な指向性を得ることができるので、改めて位置や向きの調整作業を行う必要がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の第一実施形態を示す。無線信号受信装置１０はプリント基板１１上にアンテナ素子を構成するＦ型アンテナ２１と、寄生素子２２と、可変静電容量素子を構成するバラクタダイオード２３と、受信回路２４と、処理部３０と、ＬＡＮ通信手段３１を備える。処理部は、バラクタダイオード２３に電圧を印加する電圧印加手段を構成するＤ／Ａコンバータ３２と、記録手段を構成するメモリ３３と、制御手段を構成するＣＰＵ３４を備えている。
【００１９】
Ｆ型アンテナ２１はプリントパターンであって、プリント基板上の端部にＦの字形に配線する。Ｆ型アンテナ２１の素子給電点２１ａには受信回路２４を接続している。
寄生素子２２はプリントパターンであって、Ｆ型アンテナ２１に近接した位置に配線する。また、プリント基板の裏面であって表面の寄生素子２２に対応する位置にも寄生素子２２を配線する。すなわち、寄生素子２２はプリント基板の表裏両面に配線している。プリントパターンに複数の孔（スルーホール）２２ａを穿設し、表裏の寄生素子２２を電気的に接続している。孔２２ａの大きさは直径約１．０ｍｍ程度であり、孔と孔との間隔は６ｍｍ程度（３００ＭＨｚ帯，１／１５０波長以下）である。寄生素子２２は受信回路２４を囲むように配線しているが、閉回路ではなく２２ｂにおいて絶縁している。また、寄生素子２２は受信回路２４とは接続されておらず、無給電である。
【００２０】
バラクタダイオード２３は、Ｆ型アンテナ２１の終端に近い寄生素子２２にその一端を接続し、他の一端は接地している。また、静電容量を変化させるための指令を受けるために、処理部３０に接続している。
処理部３０においては、ＣＰＵ３４をメモリ３３とＤ／Ａコンバータ３２に接続し、Ｄ／Ａコンバータ３２はバラクタダイオード２３に接続している。
処理部３０のＣＰＵ３４はＬＡＮ通信手段３１を介して車載ＬＡＮに接続している。
【００２１】
次に、本発明の無線信号受信装置１０の原理について説明する。
Ｆ型アンテナ２１と寄生素子２２は同じプリント基板上に近接して配置しているので、Ｆ型アンテナ２１と寄生素子２２は電磁的に結合する。この電磁的結合により、寄生素子２２はＦ型アンテナ２１の反射素子または導波素子として機能する。
【００２２】
図２はアンテナの指向性の説明図である。なお、図２は説明を簡略にするために、モノポールアンテナの場合を説明する。図２（Ａ）に示すように寄生素子２２が無い場合にはアンテナの指向性は双方向に均等である。（Ｂ）（Ｃ）は寄生素子２２をアンテナに近接して配置した場合を示しており、寄生素子２２の電気位相長が１／４波長より長い場合、寄生素子２２は反射素子として機能し、アンテナは（Ｂ）のように一方向に大きい指向性を有する。一方、寄生素子２２の電気位相長が１／４波長より短い場合、寄生素子２２は導波素子として機能し、アンテナの指向性は（Ｃ）のように双方向であるが一方向にひずみを持つこととなる。
ここで、寄生素子２２の静電容量を変化させると、寄生素子２２の反射素子または導波素子としての強度や位相を変化させることができる。このため、寄生素子２２に接続した静電容量を調整することで、アンテナの指向性の制御を行うことができる。
【００２３】
次に、寄生素子２２に接続したバラクタダイオード２３の静電容量を調整する方法について説明する。
無線信号受信装置１０はＬＡＮに接続している。無線信号受信装置１０を車体に取り付けた後、ＬＡＮを介してＦ型アンテナ２１が所定の方向に指向性を有するよう無線信号受信装置１０に指令を出す。無線信号受信装置１０はバラクタダイオード２３の静電容量を調整して、Ｆ型アンテナ２１の指向性を調整する。
【００２４】
処理部３０のＣＰＵ３４が指令を受け取ると、ＣＰＵ３４はＤ／Ａコンバータ３２に電圧を出力するよう指令を出す。Ｄ／Ａコンバータ３２は指令を受けてバラクタダイオード２３に電圧を印加する。バラクタダイオード２３の静電容量は印加される電圧によって変化するので、測定者は車載ＬＡＮを介してＤ／Ａコンバータ３２の電圧を徐々に変化させてバラクタダイオード２３の静電容量を変化させる。バラクタダイオード２３の静電容量を変化させるたび、Ｆ型アンテナ２１の指向性を測定する。
測定者は最も良好な指向性を得ることのできた時のＤ／Ａコンバータ３２の電圧値を判断し、該電圧値をバラクタダイオード２３に印加して所定の静電容量に調整する。
また、該電圧値をメモリ３３に記録する。
調整終了後、モリ３３の電圧値をＤ／Ａコンバータ３２が出力することでバラクタダイオード２３の静電容量を定め、最適なアンテナの指向性とする。
【００２５】
前記構成によれば、可変静電容量素子の静電容量を所要の値に設定することで、最適なアンテナの指向性を得ることができる。また、寄生素子は一つ設ければよいので、コストをかけずに最適なアンテナの指向性を得ることができる。
可変静電容量素子としてバラクタダイオードを用いることで、静電容量を電気的に設定することができ、無線信号受信装置の位置や向きを変えることなく、最適なアンテナの指向性を得ることができる。また、無線信号受信装置の位置や向きを変える必要がないので、アンテナの指向性を調整するための専用の取付金具を設ける必要がなく部品点数を低減することができる。
さらに、異なった車種に同じ無線通信機を取付ける場合であっても、電気的な設定により最適な指向性を得ることができるので、改めて位置や向きの調整作業を行う必要がない。
【００２６】
図３は本発明の第二実施形態を示す。
第一実施形態ではＬＡＮを介してアンテナの指向性についての指令を受け、処理部３０のＤ／Ａコンバータ３２がバラクタダイオード２３に電圧を印加しているが、第二実施形態においては、制御手段３４とＬＡＮ通信手段３１を有さず、バラクタダイオード２３に可変電圧発生手段を構成する直流可変電圧源４０を接続して電圧を印加し、バラクタダイオード２３の静電容量を調整する。
無線信号受信装置１０を車体に取り付けた後、測定者は直流可変電圧源を接続してバラクタダイオード２３に印加する電圧値を徐々に変化させ、そのときのＦ型アンテナ２１の指向性を測定し、最も良好な指向性を得ることのできた電圧値をメモリ３３に記録する。該電圧値を求めた後は、直流可変電圧源４０を取り外し、メモリ３３の電圧値をＤ／Ａコンバータ３２が出力することでバラクタダイオード２３の静電容量を定め、最適なアンテナの指向性とする。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明である無線信号受信装置の第一実施形態の構成図である。
【図２】アンテナの指向性の説明図である。
【図３】無線信号受信装置の第二実施形態の構成図である。
【図４】従来例を示す図である。
【図５】微調整用取付金具を取付けた無線通信機の従来例を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  無線信号受信装置
１１  プリント基板
２１  Ｆ型アンテナ
２２  寄生素子
２３  バラクタダイオード
２４  受信回路
３０  処理部
３１  ＬＡＮ通信手段
３２  Ｄ／Ａコンバータ
３３  メモリ
３４  ＣＰＵ
４０  直流可変電圧源
【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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