(57)【要約】  【課題】  受信する周波数が変化しても簡単に形成できるようにする。  【解決手段】  外部機器からの信号を無線受信する車載用無線受信装置であって、メインプリント基板上に、平板形状の受信モジュール基板が垂直方向に取り付けられ、前記受信モジュール基板は基板本体に給電パターンと、該給電パターンの先端から分岐したダイポール型のパターンアンテナと、前記給電パターンと接続される無線受信回路が形成されている一方、前記メインプリント基板に、前記モジュール側の無線受信回路と電気接続される受信回路が設けられている。  【選択図】図１
2007068106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部機器からの信号を無線受信する車載用無線受信装置であって、
メインプリント基板上に、平板形状の受信モジュール基板が垂直方向に取り付けられ、
前記受信モジュール基板は基板本体に給電パターンと、該給電パターンの先端から分岐したダイポール型のパターンアンテナと、前記給電パターンと接続される無線受信回路が形成されている一方、
前記メインプリント基板に、前記モジュール側の無線受信回路と電気接続される受信回路が設けられていることを特徴とする車載用無線受信装置。
【請求項２】
前記受信モジュール基板に形成される給電パターンと無線受信回路との間に整合回路が形成され、かつ、前記メインプリント基板の受信回路はメインプリント基板に実装されるコネクタを介してワイヤハーネスと接続されている請求項１に記載の車載用無線受信装置。
【請求項３】
前記受信モジュール基板に形成されるダイポール型のパターンアンテナは、垂直方向の一面側において、上辺に沿う水平線部と、該水平線部の両端と連続して左右両側端縁に沿う左右一対の垂直線部とから形成され、前記水平線部の中心に前記給電パターンが接続されている請求項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】
前記受信モジュール基板に形成されるダイポール型のパターンアンテナは、前記基板本体の垂直方向の一面側において、左右いずれか一端縁に沿う第１垂直線部と、該第１垂直線部の上端に連続して上辺の中央位置まで延在する第１水平線部と、
垂直方向の他面側において、上辺の中央位置から該上辺に沿って左右いずれか他端縁に延在する第２水平線部と、該第２水平線部の先端に連続して左右いずれか他端縁に沿って延在する第２垂直線部と構成され、
前記基板本体の両側面の上辺の中央位置で対向する第１水平線部と第２水平線部の先端とが、基板本体に穿設した貫通穴を通るピンで接続され、該接続位置に基板本体の垂直方向に形成された前記給電パターンの上端が連続されている請求項１または請求項２に記載の車載用無線受信装置。
【請求項５】
前記受信モジュール基板として、異なる周波数に対応する長さの前記パターンアンテナと、該パターンアンテナの長さと対応した前記整合回路を設けられた周波数対応の複数種類が用意され、
前記複数種類の受信モジュール基板を選択して、前記メインプリント基板に形成された取付部に取り付けられる請求項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】
前記パターンアンテナの全長は受信周波数の波長をλとすると、約λ／２とされている請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の車載用無線受信装置。
【請求項７】
前記受信モジュール基板に設ける前記無線受信回路は、該受信モジュール基板に実装された無線ＩＣ内に形成され、該無線ＩＣと接続された回路が前記メインプリント基板の受信回路とコネクタ接続されている請求項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】
前記外部機器は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や、タイヤに装着したタイヤセンサからなり、前記携帯機や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。
【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の受信する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内に前記受信モジュール基板を備えたメインプリント基板が収容されている請求項８に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、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２００１−３５２５８７号公報（特許文献１）が提案されている。
【０００３】
この特許文献１に開示される無線受信装置は、図７に示すように、本体ケース２に内部に収容されるプリント基板３の左右両端よりアンテナ４ａ、４ｂが突設され、これらアンテナ４ａ、４ｂの基端部はプリント基板３上の所定の回路と半田付け接続されている。
このように、アンテナ４ａ、４ｂはプリント基板３に回路と半田接続され一体化された構造とされている。
アンテナの全長は受信電波の波長λの約λ／２であることが最も望ましいとされているため、上記アンテナ４ａと４ｂの合計長さを目的とする受信電波（例えば、リモートキーレスエントリシステムの携帯機から送信される電波）の波長の約λ／２とされ、アンテナ４ａ、４ｂの各長さを約λ／４として形成されている。
【０００４】
ところで、無線受信装置で受信する周波数は日本と海外で相違し、例えば、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４３０ＭＨｚ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ナ長さは、ダイポール型アンテナの場合、各アンテナエレメントの長さλ／４は１５ｃｍ〜２０ｃｍとなる。
【０００５】
このように、受信する周波数帯が相違する場合には、アンテナの長さを相違させる必要があると共に、アンテナの長さと周波数のマッチングを整合させるために設ける整合回路も変更する必要がある。
よって、前記特許文献１のように、アンテナとプリント基板とが半田付けで一体化されていると、プリント基板およびアンテナの両方を新たに形成して無線受信装置を設ける必要がある。即ち、受信する周波数毎に専用品を設ける必要があり、その都度、無線受信装置全体を設計変更して製造しなければならず、コスト高になる問題がある。
【０００６】
【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】
【０００７】
本発明は前記問題に鑑みてなされたもので、受信する周波数が変化してもプリント基板およびアンテナを含む無線受信装置全体を新たに起工せず、プリント基板は共用化できるようにして、コスト低減をはかることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明は、外部機器からの信号を無線受信する車載用無線受信装置であって、
メインプリント基板上に、平板形状の受信モジュール基板が垂直方向に取り付けられ、
前記受信モジュール基板は基板本体に給電パターンと、該給電パターンの先端から分岐したダイポール型のパターンアンテナと、前記給電パターンと接続される無線受信回路が形成されている一方、
前記メインプリント基板に、前記モジュール側の無線受信回路と電気接続される受信回路が設けられ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】
前記受信モジュール基板には給電パターンと無線受信回路との間に整合回路を形成し、受信する周波数とアンテナ長さが多少整合しない場合にマッチングを図ることが好ましい。
また、前記モジュール側の無線受信回路と電気接続するメインプリント基板の受信回路はメインプリント基板に実装されるコネクタを介してワイヤハーネスと接続している。
【００１０】
前記のように、アンテナを設けた受信モジュール基板をメインプリント基板と別個に形成し、これをメインプリント基板に取り付けることにより、受信周波数によりアンテナ長さを変更する必要がある場合には受信モジュール基板のみを変更して、メインプリント基板に取り付ければ良く、メインプリント基板の共用化を図ることができる。
即ち、受信モジュール基板として、異なる周波数に対応する長さのパターンアンテナと、該パターンアンテナの長さと対応した前記整合回路を設けられた周波数対応の複数種類を用意しておき、これら複数種類の受信モジュール基板のうちから所要の受信モジュール基板を選択して、共用化したメインプリント基板に形成された取付部に取り付けることで、周波数対応の無線受信装置を簡単に製造することができる。具体的には、国内向けと海外向けとは受信モジュール基板だけを相違させればよい。
【００１１】
また、メインプリント基板にパターンアンテナを形成せずに、別体の受信モジュール基板を設けて、メインプリント基板に垂直に取り付けることで、メインプリント基板に対してアンテナ取付部のスペースをとらず、メインプリント基板の小型化を図ることができる。一方、受信モジュール基板はメインプリント基板と大きさと関係なく、ダイポール型のアンテナとして所要の長さとすることができる面積に受信モジュール基板を設定することが可能となる。
【００１２】
前記受信モジュール基板に形成されるダイポール型のパターンアンテナを、基板本体の垂直方向の一面側に設けても良く、この場合には、上辺に沿う水平線部と、該水平線部の両端と連続して左右両側端縁に沿う左右一対の垂直線部とから形成され、前記水平線部の中心に前記給電パターンが接続される構成としている。
受信モジュール基板の基板本体の垂直方向の両側面にダイポール型のパターンアンテナを設けてもよい。この場合には、受信モジュール基板の基板本体の垂直方向の一面側において、左右いずれか一端縁に沿う第１垂直線部と、該第１垂直線部の上端に連続して上辺の中央位置まで延在する第１水平線部を形成する一方、
垂直方向の他面側において、上辺の中央位置から該上辺に沿って左右いずれか他端縁に延在する第２水平線部と、該第２水平線部の先端に連続して左右いずれか他端縁に沿って延在する第２垂直線部を形成し、
前記基板本体の両側面の上辺の中央位置で対向する第１水平線部と第２水平線部の先端とを、基板本体に穿設した貫通穴を通るピンで接続し、該接続位置に基板本体の垂直方向に形成された前記給電パターンの上端を連続されている。
【００１３】
前記のように、受信モジュール基板の基板本体の上辺および左右両側辺に沿わせてパターンアンテナを形成することで、受信モジュール基板の外形の大きさを有効に利用してパターンアンテナを長くすることでき、受信効率を向上させることができる。
【００１４】
前記したように、パターンアンテナの全長は受信電波の周波数の波長λに対して、約λ／２とすることが望ましく、給電パターンとの接続位置で分岐されるダイポール型アンテナの各アンテナエレンメントの長さはλ／４とすることが好ましい。よって、アンテナの長さを大とする必要がある場合には、メインプリント基板に対する取付部の長さを一定に保持しながら、受信モジュール基板の垂直方向の高さを大とすれば、左右両側辺に沿った垂直線部を長くして、対応することができる。
【００１５】
前記受信モジュール基板に設ける無線受信回路は、該受信モジュール基板に実装された無線受信ＩＣ内に形成し、該無線受信ＩＣと接続されたパターンを前記メインプリント基板の受信回路とコネクタ接続することが好ましい。具体的には、メインプリント基板側の受信回路は実装した受信ＩＣ内に形成し、該受信ＩＣを前記コネクタのピンとパターン接続している。
前記構成とすると、無線受信回路をＩＣで集積化できるので、受信モジュール基板上の省スペース化を図れる。
また、前記受信モジュール基板とメインプリント基板との受信回路の接続は半田接続でも良いし、コネクタ接続でもよい。例えば、受信モジュール基板の下端部をメインプリント基板に形成した嵌合穴に圧入固定して、受信回路をコネクタ接続すると、半田接続を不要とでき、１つのメインプリント基板に異なる受信モジュール基板を取り替えて取り付けることもできる。
【００１６】
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、本発明の車載用アンテナ構造は、ＧＰＳ、ＶＩＣＳ，ＥＴＣ等の受信機としても好適に用いられる。
【００１７】
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、前記無線装置を、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することが好ましい。この場合、キーレスレシーバユニットを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より大型化でき、メインプリント基板より受信モジュール基板を垂直方向に突設した構成としていても、キーレスレシーバユニット内に収容することができる。
【発明の効果】
【００１８】
上述したように、本発明では、ダイポール型のパターンアンテナを形成する受信モジュール基板を、メインメインプリント基板とは別個に形成して、該メインプリント基板に取り付ける構成としているため、メインプリント基板を共用化する一方、受信モジュール基板を受信電波の周波数に応じて製造しておくことで、受信電波に対応した受信モジュール基板のみを選択してメインプリント基板に取り付けて車載用無線受信装置を製造することができる。その結果、コストの低下および製造のスピード化を図ることができる。
さらに、メインプリント基板上に受信モジュール基板を垂直方向として取り付けているため、メインプリント基板に占める受信モジュール基板の取付面積を小さくでき、メインプリント基板の小型化を図ることができる。一方、受信モジュール基板は、形成するアンテナの長さに応じて、基板本体の高さを変えることで対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１および図２は第１実施形態を示し、車載用無線受信装置１０は、メインプリント基板１１の一側辺に沿って平板形状の受信モジュール基板２０を垂直方向に立設している。
該受信モジュール基板２０の基板本体２１の垂直方向の一面２１ａに、ダイポール型のパターンアンテナ２４、２５を形成している。
【００２０】
パターンアンテナ２４は、受信モジュール基板２０の基板本体２１のの一面側２１ａにおいて、図中左側の端縁に沿う第１垂直線部２４ｂと、該第１垂直線部２４ｂの上端に連続して上辺側の中央位置まで延在する第１水平線部２４ａとからなり、略Ｌ字状に形成している。一方、パターンアンテナ２５は上辺側の中央位置から該上辺に沿って右側に延在する第２水平線部２５ａと、該第２水平線部の先端に連続して右側の端縁に沿って延在する第２垂直線部２５ｂとからなり、略Ｌ字状に形成している。
また、パターンアンテナ２４と２５の第１水平線部２４ａと第２水平線部２５ａの一端は基板本体２１の上辺側の中央位置に位置し、該基板本体２１に形成する給電パターン２２の上端２２ａに連続させている。このように、給電パターン２２の先端にＴ形状にパターンアンテナ２４、２５を分岐接続することで、ダイポール型のアンテナを形成している。
【００２１】
前記パターンアンテナ２４、２５の合計長さは、受信する周波数の波長λに対して約λ／２となるように長さとし、それぞれの長さを約λ／４となるように形成し、受信性能を高めている。
【００２２】
また、受信モジュール基板２０の基板本体２１には、パターンアンテナ２４、２５で受信した無線信号にフィルタ処理や復調処理等の受信処理を施す無線受信回路を備えた無線受信ＩＣ２６を設け、該無線受信ＩＣ２６を給電パターン２２と接続し、該給電パターン２２の途中にパターンアンテナ２４、２５の長さを周波数とマッチングするための整合回路２３を設けている。
前記無線受信ＩＣ２６に接続するパターン２７を基板本体２１の下端まで延在させている。
【００２３】
メインプリント基板１１上には受信モジュール基板２０の取付側と対向した他側辺にそって、ワイヤハーネス接続用のコネクタ１２を実装すると共に、該コネクタ１２と受信モジュール基板２０の間にマイコン１８を実装している。前記コネクタ１２内に挿入係止している端子１５とマイコン１８とをパターン１６で接続し、かつ、マイコン１８に接続したパターン１７を受信モジュール基板のパターン２７とを半田接続している。このようにパターン同士を半田接続して電気接続すると同時に受信モジュール基板２０をメインプリント基板１１に固定している。
【００２４】
前記のように、メインプリント基板１１に対して受信モジュール基板２０を取り付けて、パターン同士を半田接続すると同時に基板同士を固定している。
このように、受信モジュール基板２０をメインプリント基板１１と別体としているため、メインプリント基板１１は共用化する一方、受信モジュール基板２０は受信する周波数に対応する長さのパターンアンテナ２４、２５を形成すると共に該アンテナ２４、２５に適した整合回路を備えた受信モジュール基板を複数種類用意しておくと、無線受信装置１０が受信する周波数に適した長さのアンテナ２４、２５を備えた受信モジュール基板２０を、メインプリント基板１１に取り付けることができる。
【００２５】
図３は第２実施形態を示す。
第２実施形態では、メインプリント基板１１にモジュール嵌合穴１１ｂを設けて、メインプリント基板１１に対して受信モジュール基板１１の下端部を嵌合固定している。
詳細には、基板本体２１の下辺の左右両端より係止爪２１ｂを突設する一方、メインプリント基板１１に穿設した取付穴１１ｂの内面に係止穴１１ｃを設けている。
メインプリント基板１１の取付穴１１ｂに基板本体２１の下端部を挿入し、係止爪２１ｂを取付穴１１ｂの内面に形成した係止穴１１ｃに係合してメインプリント基板１１に受信モジュール基板２０を垂直方向に立設固定している。
また、受信モジュール基板のパターン２７とメインプリント基板１１のパターン１７とはコネクタ２９を介して接続している。
【００２６】
図４は第３実施形態を示す。
該第３実施形態では受信モジュール基板２０に設けるパターンアンテナ２４、２５の形成位置を第１実施形態と変えて、基板本体２１の両面に形成している。
即ち、受信モジュール基板２０の基板本体２１の一面側に、その上辺側の中央位置から図中左側に延在する第１水平線部２４ａ−１と、該第１水平線部の先端に連続して左側の端縁に沿って延在する第１垂直線部２４ｂ−１とからなるパターンアンテナ２４を設けている。
一方、他面側に、その上辺側の中央位置から図中右側に延在する第２水平線部２５ａ−１と、該第２水平線部の先端に連続して右側の端縁に沿って延在する第２垂直線部２５ｂ−１とからなるパターンアンテナ２５を設けている。
前記基板本体２１の両面に形成したパターンアンテナ２４と２５の第１水平線部２４ａ−１と第２水平線部２５ａ−１は、上辺に沿った中央位置に対向して位置し、該位置に基板本体２１に貫通穴を設け、該貫通穴に導通ピン２８を挿入し、その両端を第１水平線部２４ａ−１と第２水平線部２５ａ−１に半田接続している。
【００２７】
また、前記第１水平線部２５ａ−１の中央側先端には、第１実施形態と同様に基板本体２１に形成した給電パターン２２を連続させている。
該構成とすることで、給電パターン２２にパターンアンテナ２４、２５をＴ形状に分岐接続させることでダイポール型のアンテナを形成している。
他の構成および作用は第１実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
【００２８】
図５は第４実施形態を示す。該第４実施形態では、前記第１実施形態の無線受信装置１０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に示すメインプリント基板１１に受信モジュール基板２０を組みつけた無線受信装置１０を収容している。
【００２９】
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内に収容する無線受信装置１０をメインプリント基板１１から受信モジュール基板２０を立設している構成としても収容することができ、かつ、受信モジュール基板２０を面積を比較的大きくしても収容可能である。よって、受信モジュール基板２０に設けるパターンアンテナ２４、２５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となる長さに形成して、受信性能を高めることができる。
【００３０】
図６は第５実施形態を示す。該第５実施形態では第１実施形態の無線受信装置１０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。
【００３１】
前記図５の第４実施形態、図６の第５実施形態では図１、２に示す第１実施形態の無線受信装置を用いているが、図３、図４の第２、第３実施形態の無線受信装置を用いて良いことは言うまでもない。
【００３２】
さらに、前記いずれの実施形態においても、パターンアンテナを形成する受信モジュール基板の基板本体を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】
【００３３】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態の車載用無線受信装置の概略全体斜視図、（Ｂ）は要部拡大斜視図である。
【図２】前記第１実施形態の受信モジュール基板の拡大図である。
【図３】第２実施形態の要部拡大図面である。
【図４】第３実施形態の受信モジュール基板を示す拡大図である。
【図５】第４実施形態を示す斜視図である。
【図６】第５実施形態を示す斜視図である。
【図７】従来の無線受信装置を示す図面である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  車載用無線受信装置
１１  メインプリント基板
１２、１３、２６  コネクタ
１４      受信回路
２０  受信モジュール基板
２１  基板本体
２２  給電パターン
２３  整合回路
２４、２５  パターンアンテナ
２７  無線受信ＩＣ
【図１】
2007068106.tif 000003
【図２】
2007068106.tif 000004
【図３】
2007068106.tif 000005
【図４】
2007068106.tif 000006
【図５】
2007068106.tif 000007
【図６】
2007068106.tif 000008
【図７】
2007068106.tif 000009