(57)【要約】  【課題】  受信性能が安定した車載用無線受信装置を提供する。  【解決手段】  プリント基板に設けた無線通信回路と外部機器との間で無線による信号送受信を行うためにプリント基板に設ける車載用アンテナ構造であって、前記プリント基板に設けた前記無線通信用回路と接続された給電パターンと、前記給電パターンと接続されてプリント基板上に形成されるパターンアンテナと、前記パターンアンテナと前記給電パターンとの接続位置で接続される金属線状アンテナとを備え、該金属線状アンテナは、金属線を屈曲させて両側垂直部の間に水平部を延在させた形状とし、一側垂直部の先端を前記パターンアンテナと前記給電パターンとの接続点に接続固定し、前記水平部を前記プリント基板と空隙をあけて配線し、他側垂直部の先端を前記プリント基板に固定している。  【選択図】図１
2007068115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板にアンテナを設けた車載用無線受信装置であって、
前記プリント基板に設けた無線通信用回路と接続された給電パターンと、
前記給電パターンと接続されてプリント基板上に形成されるパターンアンテナと、
前記パターンアンテナと前記給電パターンとの接続位置で分岐接続される金属線状アンテナとを備え、
該金属線状アンテナは、金属線を屈曲させて両側垂直部の間に水平部を延在させた形状とし、一側垂直部の先端を前記パターンアンテナと前記給電パターンとの接続点に接続固定し、前記金属線状アンテナの水平部を前記プリント基板と空隙をあけて配線していることを特徴とする車載用無線受信装置。
【請求項２】
前記パターンアンテナと金属線状アンテナは前記給電パターンの先端に分岐接続させてダイポール型アンテナを形成し、前記プリント基板上にアンテナ・グランド側となるパターンを設けていない請求項１に記載の車載用無線受信装置。
【請求項３】
前記パターンアンテナおよび金属線状アンテナと接続する前記給電パターンに整合回路を設けている請求項１または請求項２に記載の車載用無線受信装置。
【請求項４】
前記無線通信回路は前記プリント基板に実装した無線ＩＣ内に設け、該無線ＩＣを前記プリント基板に実装したコネクタと接続している請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車載用無線受信装置。
【請求項５】
前記プリント基板の同一面側にパターンアンテナと前記金属線状アンテナを取り付けている請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の車載用無線受信装置。
【請求項６】
前記プリント基板の一面側に前記金属線状アンテナを取り付ける一方、該プリント基板の他面側に前記パターンアンテナを設け、前記金属線状アンテナの一側垂直部をプリント基板に穿設した貫通穴を挿通させて前記他面側のパターンアンテナと接続している請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の車載用無線受信装置。
【請求項７】
前記パターンアンテナと前記金属線状アンテナの合計長さは、送受信波の波長λの約λ／２とし、前記パターンアンテナと前記金属線状アンテナのそれぞれの長さは、送受信波の波長λの約λ／４としている請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の車載用無線受信装置。
【請求項８】
ユーザが所持するリモートキーレスエントリ用の携帯機からの無線信号を受信するものである請求項１乃至請求項７のいずれか１項の記載の車載用無線受信装置。
【請求項９】
前記リモートキーレスエントリ用の携帯機からの無線信号受信用のキーレスレシーバユニットが車両のボデイ側に装着され、該キーレスレシーバユニットに前記プリント基板が収容され、該プリント基板の大きさはドア側に取り付けられる場合のキーレスレシーバユニット内のプリント基板と比較して大型とされている請求項８に記載の車載用無線受信装置。
【請求項１０】
車両のタイヤに装着されたタイヤ空気圧センサからの無線信号を受信するものである請求項１乃至請求項７のいずれか１項の記載の車載用無線受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用無線受信装置に関し、自動車のリモートキーレスエントリシステムやタイヤの空気圧監視システムの無線通信に好適に用いられるものである。
【背景技術】
【０００２】
近時、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リモートキーレスエントリシステムが提供されており、このシステムはユーザが所持する携帯機からの無線信号を自動車側の無線装置のアンテナで受信してドアの施錠／解錠をリモートで行うものである。
さらに、タイヤに装着したタイヤセンサと車体側に装着して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多数の無線装置が搭載されている。  この種の無線装置において必要なアンテナの構造として、例えば、特開平８−２２２９２４号公報（特許文献１）が提案されている。
【０００３】
前記特許文献１に開示されているアンテナ構造は、図６に示すように、プリント基板１に設けられたコネクタ２の接続端子３のうちの１つの空き端子をアンテナ３ａとし、該アンテナ３ａに受信回路となる回路パターン４及びインダクタ５が接続されている。
ところで、アンテナの送受信波は波長λの約２倍の長さで良く共振する特性があるため、アンテナの長さはλ／２に設定することが求められ、２本のアンテナエレンメントを備えたダイポールアンテナでは各エレメントの長さをλ／４とすることが求められる。ダイポールアンテナの２本のアンテナエレメントのうちのグランド側をケースグランドに落として鏡像とするモノポールアンテナでは、基板上に設ける１本のアンテナエレメントはλ／４とすることが求められ、グランド側は広け程、好ましいとされている。
なお、送受信波の波長λが比較的大きい無線方式の場合にはアンテナの長さは大きくなる傾向にある。
【０００４】
前記特許文献１の図６に示すアンテナ構造は、アンテナ３ａを空き端子で形成しているため、その長さが求められる長さλ／４よりも短いため、インダクタ５からなる整合回路を接続してマッチングを図っている。特許文献１には記載されていないが、アンテナ３ａがλ／４とされているため、アンテナエレメントのうちのグランド側はプリント基板１にグランドパターンが形成されているモノボールアンテナ構造であると認められる。
【０００５】
モノポールアンテナを基板上に形成する場合には、前記したように、プリント基板に出来るだけ大きなグランドパターンを形成する必要があるが、プリント基板は大きさに制限があり、特にドアに装着されるキーレスエントリシステムのレシーバユニットは小型であるため、該ユニット内に収容されるプリント基板も小さいものとなる。よって、グランドパターンをプリント基板に形成する場合、該グランドパターン形成位置に制約を受け、それに応じて受信性能が変わる問題がある。また、前記したように、送受信波の波長λが比較的大きい無線方式の場合にはアンテナの長さは大きくなるため、小型のプリント基板ではアンテナの配置スペースに制約を受ける問題がある。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２２２９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は前記問題に鑑みてなされたもので、グランドパターンをプリント基板上に形成する必要のないダイポール型アンテナを基板上に形成し、受信性能が安定した車載用無線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】
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するため、プリント基板にアンテナを設けた車載用無線受信装置であって、
前記プリント基板に設けた無線通信用回路と接続された給電パターンと、
前記給電パターンと接続されてプリント基板上に形成されるパターンアンテナと、
前記パターンアンテナと前記給電パターンとの接続位置で分岐接続される金属線状アンテナとを備え、
該金属線状アンテナは、金属線を屈曲させて両側垂直部の間に水平部を延在させた形状とし、一側垂直部の先端を前記パターンアンテナと前記給電パターンとの接続点に接続固定し、前記金属線状アンテナの水平部を前記プリント基板と空隙をあけて配線していることを特徴とする車載用無線受信装置を提供している。
【０００９】
前記のように、給電パターンにパターンアンテナと金属線状アンテナとを接続して、プリント基板上に設けられるパターンアンテナと、プリント基板から空隙をあけて配置する金属線状アンテナとでダイポールアンテナを形成している。
このように、金属線状アンテナの水平部を基板から空隙をあけてを配置することで、該水平部を屈折させて長さを延長させることができ、プリント基板が小型であっても所要長さの金属線状アンテナを設けることが可能となると共に、プリント基板上の形成するパターンアンテナもグランドパターンを設ける必要がないためプリント基板上にスペース上の余裕ができ、その長さを大とすることができる。
かつ、本発明のアンテナはダイポールアンテナとしているため、基板上にグランドパターンを設ける必要はなく、前記した従来の問題点であるグランドパターンの形成状態に応じて受信性能が変わることはなく、安定した受信性能を得ることができる。かつ、グランドパターンを設けないことにより基板の小型化も図ることもできる。
なお、金属線状アンテナの他側垂直部の先端はプリント基板に固定しても良いし、プリント基板の表面から浮かした状態のままでもよい。
【００１０】
前記パターンアンテナおよび金属線状アンテナと接続する前記給電パターンに整合回路を設けている。
該整合回路も基板上に印刷導体として形成している。該整合回路を設けることで、パターンアンテナ及び金属線状アンテナの長さが受信する波長とマッチングしない場合にインピーダンス整合をとることができる。
【００１１】
前記無線通信回路はプリント基板に実装した無線ＩＣ内に設け、該無線ＩＣをプリント基板に実装したコネクタと接続して、無線ＩＣ２１で処理した信号を外部機器へワイヤハーネスを介して送信することや、逆に外部機器からの信号を無線ＩＣが受信して処理することができる。
【００１２】
前記プリント基板の同一面側にパターンアンテナと前記金属線状アンテナを取り付けもよいし、プリント基板の一面側に金属線状アンテナを取り付けると共に該プリント基板の他面側に前記パターンアンテナを設け、前記金属線状アンテナの一側垂直部をプリント基板に穿設したピン穴を挿通させて前記他面側のパターンアンテナと接続する構成としてもよい。
後者のプリント基板の両面に金属線状アンテナとパターンアンテナを形成すると、基板の同一面に金属線状アンテナとパターンアンテナを設けた場合と比較して、基板の厚さ分だけ金属線状アンテナの長さを大とでき、垂直成分の偏波性能をより確保できる。
【００１３】
前記パターンアンテナと前記金属線状アンテナの合計長さは、送受信波の波長λに対して約λ／２とし、かつ、パターンアンテナと前記金属線状アンテナのそれぞれの長さを約λ／４とすることが好ましい。
【００１４】
前記した本発明の車載用無線受信装置は、例えば、ユーザが所持するリモートキーレスエントリ用の携帯機からの無線信号や、車両に装着されたタイヤの空気圧監視用の送信機からの無線信号を受信するものに好適に用いることができる。さらに、ＧＰＳ、ＶＩＣＳ，ＥＴＣ等の受信機としても好適に用いられる。
【００１５】
リモートキーレスエントリ用の携帯機からの無線信号の受信用とする場合には、前記アンテナ構造を備えたプリント基板を、ボディ側のインストルメントパネル内等に装着されるキーレスレシーバユニット内に収容し、ドア側に取り付けられる場合のキーレスレシーバユニット内のプリント基板と比較して大型としていることが好ましい。
前記のように、ボデイ側にユニット内にアンテナを備えたプリント基板を収容すると、ユニット自体を大型化することが可能であるためプリント基板も大面積とすることが可能で、ドア側に装着する小型のユニット内に装着される小面積のプリント基板にアンテナを形成する場合と比較して、金属線状アンテナとパターンアンテナの長さを大として送受信波の波長λに対して、約λ／２とすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
上述したように、本発明では、プリント基板上に、給電パターンに接続したパターンアンテナと金属線状アンテナとを設けることでダイポール型アンテナを構成しているため、プリント基板上にモノポール型アンテナを形成する場合に必要であったグランドパターンを基板上に設ける必要がなくなる。よって、グランドパターンの形態によって受信性能が変わる問題を解消することができ、安定した精度の高い受信性能を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は本発明の車載用無線受信装置１０の第１実施形態を示し、プリント基板１１に無線通信用回路である無線ＩＣ２１と、車両に配索されるハーネスと接続されるコネクタ２２を実装している。前記無線ＩＣ２１にプリント配線である給電パターン１２の一端を接続し、該給電パターン１２の他端側にパターンアンテナ１３の一端を連続して形成すると共に、金属線状アンテナ１４の一端接続し、かつ、該給電パターン１２の中途には整合回路１５を設けている。
即ち、プリント基板１１の同一面側にパターンアンテナ１３と金属線状アンテナ１４とを設け、給電パターン１２の先端側でパターンアンテナ１３と金属線状アンテナ１４とを分岐するダイポールアンテナを設けている。
【００１８】
前記金属線状アンテナ１４は、銅線や針金状の金属線材から形成し、プリント基板１１の２辺に沿うように略Ｌ字状に屈曲させた水平部１４ｃと、該水平部１４ｃの両端から垂下してプリント基板１１に対して垂直となる垂直部１４ａ、１４ｂとからなる形状としている。
金属線状アンテナ１４の垂直部１４ａは、前記給電パターン１２の先端側に穿設した貫通穴に挿入して給電パターン１２と半田付けして固定している。他端側の垂直部１４ｂの先端はプリント基板１１に穿設した貫通穴に圧入固定している。
このように、金属線状アンテナ１４の両側垂直部１４ａ、１４ｂの下端をプリント基板１１に固定することで水平部１４ｃをプリント基板１１の表面から空隙をあけて配置し、プリント基板１１に形成するパターンや実装する電子部品と干渉することなく金属線状アンテナ１４の長さを所要の長さとしている。
【００１９】
前記パターンアンテナ１３と金属線状アンテナ１４の長さは略同一長さに設定し、送受信波の波長をλとするとき、金属線状アンテナ１４の長さとパターンアンテナ１３の長さはそれぞれ約λ／４とし、これら２つのアンテナ１３と１４の合計長さを約λ／２となるように設定している。
【００２０】
前記構成からなる無線受信装置は、プリント基板１１上に形成する給電パターン１２から金属線状アンテナ１４とパターンアンテン１３とが分岐したダイポールアンテナとしているため、モノポール型アンテナとする場合に必要となるグランドパターンをプリント基板１１に設ける必要がなくなる。その結果、グランドパターンの形成状態に応じて受信性能が変わる問題を解消することができ、安定した精度の高い受信性能を得ることができる。
【００２１】
図２および図３は第２実施形態を示す。
前記図１の第１実施形態では金属線状アンテナ１４とパターンアンテナ１３とをプリント基板１１の同一面側（上面側）に配置しているが、第２実施形態ではプリント基板１１の表面に金属線状アンテナ１４を設ける一方、パターンアンテナ１３を図２中に点線で示すようにプリント基板１１の裏面側に形成している。
【００２２】
即ち、プリント基板１１の上面側に形成した給電パターン１２の一端側と、この一端側に対向するプリント基板１１の裏面側にパターンアンテナ１３の一端側を形成し、これら給電パターン１２と基板側アンテナ１３との形成位置に貫通穴３２をプリント基板１１に形成している。この貫通穴３２に金属線状アンテナ１４の垂直部１４ａの下端部を貫通させて半田付けし、プリント基板１１の上面側で給電パターン１２と金属線状アンテナ１４の垂直部１４ａを電気接続し、裏面側でパターンアンテナ１３と金属線状アンテナ１４の垂直部１４ａとを導通させている。
金属線状アンテナ１４の他端側の垂直部１４ｂの下端をプリント基板１１の貫通穴に圧入固定する構成及び他の構成は第１実施形態と同様である。
【００２３】
前記構成とすると、金属線状アンテナ１４の垂直部１４ａの長さをプリント基板１１の厚さ分だけ第１実施形態よりも長くすることができ、比較的長い波長の無線信号に対応させることができる。
【００２４】
図４は第３実施形態を示す。該第３実施形態では、前記第１実施形態の車載用無線受信装置を、リモートキーレスエントリシステム（ＲＫＥ）に適用している。
詳細には、ユーザが所持する携帯機５２からの無線信号を受信する受信アンテナを備えたキーレスレシーバユニット５１を自動車５０のインスツルメントパネル内に装着している。
前記キーレスレシーバユニット５１内には、図１に示すプリント基板１１を収容し、該プリント基板１１の同一面側に、給電パターン１２と接続されたパターンアンテナ１３と金属線状アンテナ１４とからなるダイポールアンテナを設けている。他の構成は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００２５】
前記キーレスレシーバユニット５１はインストルメントパネル内に装着するため、ドアに装着されている従来のキーレスレシーバユニットと比較すると大型化することができる。よって、該キーレスレシーバユニット５１内に収容するプリント基板１１もドアに装着されるユニットに収容するプリント基板より大型化することができる。それに伴い、プリント基板１１に設けるパターンアンテナ１３と金属線状アンテナ１４の長さを大として、ユーザーの携帯機５２から送信される波長（λ）に対して、それぞれ約λ／４、合計長さが約λ／２となる長さに、余裕を形成することができる。
【００２６】
具体的には、リモートキーレスエントリシステムにおいてリモコン操作に使用される周波数は日本では３００ＭＨｚの周波数帯、欧州では４５０ＭＨｚの周波数帯が使用される。
周波数３００ＭＨｚの電波を受信する場合、最も受信効率の良いアンテ長さとするため、パターンアンテナ１３、金属線状アンテナ１４の長さはそれぞれ、１５ｃｍ〜２０ｃｍとしている。
キーレスレシーバユニットをボデイ側に装着すると、該ユニットに収容するプリント基板を大型化するができ、よって、周波数３００ＭＨｚの電波を受信するためにアンテナ長さを大とする場合にもおいても、十分に対応することができる。
【００２７】
図５は第４実施形態を示す。該第４実施形態では第１実施形態の車載用無線受信装置を車両のタイヤに装着されたタイヤ空気圧センサ（ＴＰＭＳセンサ）からの受信用として用いている。
詳細には、自動車５０に取り付けられている前後・左右の４輪の各タイヤ５５にはタイヤ空気圧を検知するＴＰＭＳセンサ５６Ａ〜５６Ｄを装着し、これらＴＰＭＳセンサ５６Ａ〜５６Ｄからの検出信号を受信するレシーバユニット５７Ａ〜５７Ｄをタイヤ近傍のタイヤハウスに装着している。これら各レシーバユニット５７Ａ〜５７Ｄ内には前記第１実施形態のダイポールアンテナを備えたプリント基板を収容している。これらレシーバユニット５７Ａ〜５７Ｄで受信されたＴＰＭＳセンサの検出値は車両内に配索されるハーネス５８Ａ〜５８Ｂを介して空気圧監視用ＥＣＵ５９に接続している。
【００２８】
前記図４の第３実施形態、図５の第４実施形態では図１の第１実施形態の無線受信装置を採用しているが、図２、３の第２実施形態の装置としても良いことは言うまでもない。
また、前記いずれの実施形態においても、プリント基板１１の基板素材としてガラスエポキシ基板のような高比誘電率材料を用いることが好ましい。
これは、パターンアンテナが形成される基板の比誘電率εｒが大きくなると、
（波長短縮率）＝１／√（比誘電率εｒ）
の関係式よりは短縮率が小さくなり、パターンアンテナの長さをλ／４に波長短縮率を乗じた値に短尺化することが可能となる。従って、パターンアンテナの短尺化によりプリント基板の小面積とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１実施形態の車載用無線受信装置の概略斜視図である。
【図２】第２実施形態の車載用無線受信装置を示す概略斜視図である。
【図３】第２実施形態の断面図である。
【図４】第３実施形態を示し、第１実施形態の車載用無線受信装置をリモートキーレスエントリシステム（ＲＫＥ）に用いた場合の斜視図である。
【図５】第４実施形態を示し、第１実施形態の車載用無線実施装置をタイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ）に用いた場合の斜視図である。
【図６】従来例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１１  プリント基板
１２  給電パターン
１３  パターンアンテナ
１４  金属線状アンテナ
１４ａ、１４ｂ  垂直部
１４ｃ  水平部
１５  整合回路
２１  無線ＩＣ
３２  貫通穴
【図１】
2007068115.tif 000003
【図２】
2007068115.tif 000004
【図３】
2007068115.tif 000005
【図４】
2007068115.tif 000006
【図５】
2007068115.tif 000007
【図６】
2007068115.tif 000008