(57)【要約】【課題】共振周波数の調整を容易にする。【解決手段】自動車の車体に実装されるアンテナモジュール６０１に、誘電体板６０２、６０３、６０４を挿入しうるスロット６０５を設けた。【選択図】図６
2009188910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の車体に実装されるアンテナモジュールに、誘電体板を挿入しうるスロットを設けたことを特徴とする車載アンテナ。
【請求項２】
自動車の車体に実装されるアンテナモジュールにスロットを形成し、複数枚の誘電体板を挿入または抜き取ることによって共振周波数を調整することを特徴とする車載アンテナの共振周波数調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、米国の携帯電話放送帯（８２４ＭＨｚ〜８９４ＭＨｚ、１８５０ＭＨｚ〜１９９０ＭＨｚ）、ＧＰＳ人工衛星のＧＰＳ信号１５７５．４２ＭＨｚ帯、ＸＭ人工衛星のＸＭ信号２３３８．７５ＭＨｚ帯の受信、それらを組み合わせた複数メディア混在型アンテナ、あるいは高低周波数双方で動作可能なデュアルバンドアンテナに適合する車載用アンテナ装置の、特にガラス等誘電体上に貼り付ける、または、固定するアンテナの実装方法および共振周波数の調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載用アンテナの実装形態は、車外のルーフ上の棒状アンテナ、車室内のガラス貼り付けアンテナ、ダッシュボード上やルームミラー等の自動車のパーツ内に収めるボックスタイプ等多岐に渡り、各種検討され実用化されている。
【０００３】
車載アンテナの特性（指向特性等）はアンテナ素子の形状、大きさ、ＧＮＤ構造、自動車の形状、材質等、多様な条件により変化するため、個々の車両に実装した状態で所望の共振周波数が得られるように実装状態で微調整を行うことによって車載時に最善の特性を確保している。
【０００４】
一般的に、よく行われる共振周波数の微調整方法は、実装状態でアンテナ素子の長さを変化させたり、切り込みを設けることによりアンテナ素子に流れる電流の経路長を変えることで励振する周波数を調整するものである。通常、車載アンテナの設計を行う際には自動車車体への実装前にフリースペースでのリターンロス特性等を評価し、最善の特性をもたらすように調整を行うが、車体実装時にはガラス等の誘電体、車体金属等の影響を受けることにより共振周波数が変動するため、この変動分を見込んで予め所望の共振周波数からシフトした周波数で共振するようにアンテナ形状、寸法等を設計しておき、車体実装時にほぼ所望の周波数に適合（共振）するように調整を行っておくという方法が取られる。
【０００５】
ガラス貼り付けアンテナ、ボックス型アンテナ等その実装形態に関わらずフロントガラスに実装するアンテナを例に挙げると、ガラスは誘電体であるため近接するアンテナ素子はガラスの影響を受け、誘電体の波長短縮効果によって実装前よりも共振周波数が低くなることが一般に知られている。図１に示すように、自動車車体への実装前後で共振周波数が変化することになるが、どの程度共振周波数が低くなるかは、通常、積み上げた実験データなどから経験的に割り出している。このため、フロントガラス代替の評価用ガラス板等に貼り付けた状態での特性評価を事前に行い、車体に実装したうえでさらに共振周波数の微調整を行うというステップを踏むことになる。
【０００６】
フロントガラスへの実装手法はその作業性とコスト面から両面テープや接着剤を用いて行うのが一般的である。また、自動車のフロントガラスにおいては、その形状が曲面になっているのが通常であるので、その曲率に合わせてアンテナモジュールを柔軟に密着できるように容易に折れ曲がるガスケットなどをはさむ例も見受けられる。
【０００７】
また、フロントガラスに実装するような車載アンテナは、視界の妨げとならないようコンパクトで低背のものが要求されると同時に複数メディアの混在やマルチバンド化したアンテナであることが望まれているが、一般に、アンテナモジュールの低背化は、アンテナ素子体積の低下より狭帯域化をもたらすことから、これを改善するためルーフやピラー等の車体金属の一部にアンテナ単体のＧＮＤを接触させ擬似的にＧＮＤ面積の拡大を図ったり、立体的な形状とすることにより所望の偏波面の放射特性の改善を図るなどの工夫がなされている。
【０００８】
また、整合回路部に可変キャパシタを設けてその容量を調節することにより整合を図る、所謂チューナブルアンテナ等も実用化されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−２６７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
車載アンテナの車体への実装においては、ある特定の車種に共振周波数が適合するよう特性の調整を行う必要がある。フロントガラスの形状、曲率、傾斜角やルーフ、ピラーなど金属部分の意匠が車種毎に異なり、これが車載アンテナ特性のバラツキをさらに大きくする要因となっている。
【００１１】
車載アンテナを車体に実装するにあたっては、十分なアンテナ特性を得るために車種ごとに共振周波数の微調整を車体に実装した段階で行う必要がある。多くの車種にアダプトするよう、車種毎に共振周波数をカスタマイズすればよいという考え方もあるが、例えばアフターマーケット用の汎用的なアンテナの場合では実装しても共振周波数のズレにより品質がばらつくことから十分なアンテナ特性が得られない場合が生じ、実装した車種あるいは車両により固体差が大きくなるという問題がある。
【００１２】
また、実装前に予め共振周波数をずらした状態で設計、製造した上で車体に実装した場合でも以下に示す理由により所望の共振周波数に適合しない場合が出る恐れがある。
【００１３】
１）ガラスやアンテナハウジングなどの誘電体そのものに比誘電率のバラツキがある。
【００１４】
２）車両のフロントガラス２０２は通常曲面でありガラス表面と実装するアンテナユニット２０１間の間隙スペース２０３が生じバラツキが出る（図２）。
【００１５】
３）両面テープや接着剤３０２も誘電体の一種であり、これも比誘電率のバラツキがある他、車載用ボックス型アンテナモジュール３０１を自動車のフロントガラス３０３に両面テープ３０２で貼り付けた際の表面の僅かな空気層や接着剤の盛り具合にもバラツキが出る（図３）。
【００１６】
４）当然ながら、アンテナ素子そのものにも特性バラツキが生じる。
【００１７】
５）アンテナ素子に手を加える調整方法の場合、デュアルバンドアンテナの高周波側と低周波側の共振周波数のバランスが崩れる場合がある。
【００１８】
車載アンテナにおいては、これらの諸条件が複雑に絡み合うため、車載アンテナ全体としての特性を安定に保ち、再現性を保持することは非常に困難であり、共振周波数がずれている場合は、実装状態でアンテナ素子を削るなどの煩雑な微調整作業が必要になるため、量産時の製造コストが膨らみ易いという問題がある。
【００１９】
特にガラス貼り付けタイプのような誘電体に密着させる実装方法では、低背化したアンテナ意匠、即ち、平面アンテナに近い意匠を採択する場合が多いことも相まって、ことさらガラスなどの誘電体や近傍の金属の影響を受け易く、製品バラツキに繋がり易い。さらに小型化の目的のため波長短縮効果を狙って高い比誘電率の誘電体を構成部品の一部としたアンテナでは、その傾向がさらに強くなることが想定される。
【００２０】
図４は、アンテナ素子（銅）と誘電体のギャップを変化させた場合のシミュレーションで計算したリターンロス４０１の変化を表したグラフである。誘電体との僅かなギャップの変化が特性の変化に大きく寄与していることがわかる。
【００２１】
また、図５は、誘電体の比誘電率を変化させた場合のシミュレーションで計算したリターンロス５０１の変化を示したグラフである。比誘電率が１．５変化するだけの約１００ＭＨｚの共振周波数の変化があることがわかる。
【００２２】
以上のように、僅かな比誘電率のばらつき、精細なガラスとアンテナ間隔のばらつき等を予め精確に管理し、またこのばらつきを補償しつつ狂いなく実装することは至難の業であり、定量的な設計値の定式化は難しいため、車載アンテナそのものが芸術品となってしまうリスクも孕んでいると言える。
【００２３】
チューナブルアンテナに関しては、別途整合回路が必要となりその調整方法の難易度の点からも作業が煩雑で製造コストの上昇が避けられず、コンパクト化の観点からも車載用途に限ると好ましい選択ではないと考えられる。
【００２４】
本発明の目的は、自動車の窓ガラス面に実装するアンテナにおいて、低背、コンパクトな形状を特長とする車載アンテナを車体に実装する際に、共振周波数の調整を容易にし、製造バラツキを極力抑え、製造コストの縮減に資する共振周波数調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記目的を達成するために本発明の車載アンテナは、自動車の車体に実装されるアンテナモジュールに、誘電体板を挿入しうるスロットを設けたものである。
【００２６】
本発明の車載アンテナの共振周波数調整方法は、自動車の車体に実装されるアンテナモジュールにスロットを形成し、複数枚の誘電体板を挿入または抜き取ることによって共振周波数を調整するものである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００２８】
（１）簡便に共振周波数の調整ができる。
【００２９】
（２）高周波側と低周波側のバランスを崩さずに共振周波数の調整が可能となる。
【００３０】
（３）きめ細かな共振周波数の調整が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００３２】
本発明は、自動車の車体に実装時に窓ガラス等の誘電体、車体金属等の影響を受けることにより共振周波数の変化が想定される形態で実装される車載アンテナを自動車の車体に実装する場合の共振周波数の調整方法であって、アンテナモジュールに誘電体板を挿入しうるスロットを設けるようにした車載アンテナの共振周波数調整方法である。
【００３３】
その際、アンテナモジュールに複数枚の誘電体板を挿入または抜き取ることによって共振周波数を簡易に調整できる。
【００３４】
具体的には、車体に実装するアンテナハウジング（アンテナモジュール）であって、アンテナ素子を内蔵しＡＢＳ樹脂やポリカーボネイト等の誘電体で構成されるアンテナハウジングの一部に、多層あるいは複数列の誘電体板挿入用スロットを設け、異なる比誘電率を有する誘電体板や誘電体棒を誘電体板挿入用スロットに簡便に挿入あるいは抜き取ることができるような構成とすることにより共振周波数を容易に調整することができる。
【００３５】
図６を用いて本発明の実施形態を具体的に説明する。
【００３６】
アンテナハウジング（アンテナモジュール）６０１は、樹脂等で構成されるボックス型のものである。アンテナハウジング６０１には、複数の薄い誘電体板６０２、６０３、６０４を収めるためのスロット６０５を設けている。スロット６０５は基本的には内蔵するアンテナ素子（素子部、ＧＮＤ部含む）に近接した位置に設けられ、スロット６０５に誘電体板６０２、６０３、６０４を挿入することによりアンテナのリターンロス特性が変化する位置に設けられる。
【００３７】
スロット６０５に収められる誘電体板６０２、６０３、６０４の枚数に制限はなく、通常１〜５枚程度挿入できるようにする。挿入枚数が多いほどきめ細かく共振周波数の調整が可能となるが、アンテナモジュール６０１の厚みが大きくなるので多ければよいというものではない。
【００３８】
誘電体板６０２、６０３、６０４はスロット６０５に収められる。挿入枚数の多少により共振周波数の変化の程度が変わる。仮に、実装時に共振周波数にズレがある場合、この誘電体板６０２、６０３、６０４の枚数を増やすか減らすことにより調整を行うほか、誘電体板６０２、６０３、６０４をアンテナ素子から近づけたり遠ざけたりすることで調整可能な構造としてもよい。
【００３９】
誘電体板６０２、６０３、６０４の材質や比誘電率に制限はなく、比誘電率を有する誘電体であればどのような材質のものでも構わないが、言うまでもなくあまり高価でないものを選択する。例えばＦＲ−４ガラスエポキシ、セラミックなどを用いてもよい。誘電率の異なる誘電体板６０２、６０３、６０４を混在させて調整を図ってもよい。その他、固体ばかりでなく、グリース、オイルなどの液体を封入できる構造としてもよい。また確りと誘電体板６０２、６０３、６０４を挿入可能とするためガイドや戸あたり等を設けてもよい。
【００４０】
アンテナハウジング６０１は、自動車の窓ガラス６０６に設けられる。
【００４１】
図７は、別の実施形態を示したものである。アンテナハウジング７０１の厚み方向に寸法上の制約がある場合は、図７に示すように、横方向（即ち、自動車の窓ガラス７０３に垂直になる面）にスロット７０２を設ける構造としてもよい。
【００４２】
いずれの場合も内蔵するアンテナ素子の近傍（即ち、誘電体近接によりリターンロス特性の変化がある位置）にスロット６０５、７０２を設けることが肝要である。
【００４３】
本発明によれば、次の如き優れた効果を発揮する。
【００４４】
１）車体に実装する際に、アンテナ素子を切る、削る等の煩雑な作業を必要としないので簡便に共振周波数の調整ができ作業コストの縮減に繋がる。
【００４５】
２）ガラス等の誘電体近接による特性バラツキを誘電体により補正するため、デュアルバンドアンテナ等の高周波側と低周波側のバランスを崩さずに調整が可能となる。
【００４６】
３）挿入スロットを複層あるいは複数とすることで、比誘電率の異なる誘電体の挿入が可能となるので、きめ細かな調整が可能になり、高品質で確度の高いアンテナを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】車体への実装前のデュアルバンドアンテナのリターンロスを説明する図（矢印より上）と、車体への実装後のデュアルバンドアンテナのリターンロスを説明する図（矢印より下）である。
【図２】ボックスタイプの車載アンテナを自動車の曲率を有するフロントガラスに実装すると間隙スペースが生じることを表した図である。
【図３】車載用ボックス型アンテナモジュールを自動車のフロントガラスに両面テープあるいは接着剤で貼り付けることを表した図である。
【図４】アンテナ素子と誘電体間のギャップを変化させた場合のリターンロスの変化を説明したグラフである。
【図５】誘電体の比誘電率を変化させた場合のリターンロスの変化を説明したグラフである。
【図６】本発明による誘電体板挿入スロットを有するアンテナモジュールを表す図である。
【図７】本発明による誘電体板挿入スロットを有するアンテナモジュールを表す図である。
【符号の説明】
【００４８】
６０１、７０１  アンテナハウジング（アンテナモジュール）
６０２、６０３、６０４  誘電体板
６０５、７０２  スロット
６０６、７０３  自動車の窓ガラス
【図１】
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【図２】
2009188910.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009188910.tif 000006
【図５】
2009188910.tif 000007
【図６】
2009188910.tif 000008
【図７】
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