JP3812503B2

JP3812503B2 - 車両用アンテナの搭載構造および車両用アンテナの搭載方法

Info

Publication number: JP3812503B2
Application number: JP2002190369A
Authority: JP
Inventors: 成信三上; 徹山崎; 克博大原
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2022-06-28
Also published as: US20040008143A1; US7224318B2; JP2004040166A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射素子と接地板とを有する平面アンテナを車両に搭載する構造および方法に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
車両に搭載する車両用アンテナとしては、放射素子と接地板とを有する平面アンテナが実用化されている。そして、この種の平面アンテナを車両に搭載する従来技術としては、接地板を車両のボデー上に配置する構成が一般的である。
【０００３】
すなわち、図７（ａ）に示すように、平面アンテナ１は、放射素子２と接地板３とを有し、放射素子２が給電線路４を介して同軸ケーブル５の内側導体６に接続されており、接地板３が同軸ケーブル５の外側導体７に接続されて構成されている。そして、このように構成された平面アンテナ１は、接地板３を車両８のボデー９上に配置する格好で車両８に搭載されている。
【０００４】
しかしながら、このような接地板３を車両８のボデー９上に配置する従来構成では、図７（ｂ）に示すように、電界Ｅは、放射素子２から放射された電気力線がボデー９にあって平面アンテナ１から離れた位置に直交するように発生することになるので、電気力線にあって垂直方向に作用する分が少なくなる。その結果、電波の指向性が水平方向から垂直方向にずれてしまい（図７（ｂ）中、破線矢印Ｐ参照）、所望の水平方向の放射利得を実現することができないという問題があった。
【０００５】
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、放射素子と接地板とを有する平面アンテナを車両に搭載するに際して、所望の水平方向の放射利得を適切に実現することができる車両用アンテナの搭載構造および車両用アンテナの搭載方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した車両用アンテナの搭載構造によれば、放射素子と接地板とを有する平面アンテナを金属材料からなるボデーに取付けるものにおいて、ボデーに穴部を形成し、穴部の内周部に対応する部位が放射素子と接地板との間に位置するように平面アンテナを配置する構成とした。したがって、電界は、従来のものとは異なって、放射素子から放射された電気力線がボデーにあって平面アンテナから離れた位置に直交するように発生するのではなく、放射素子から放射された電気力線がボデーにあって平面アンテナに近い位置に直交するように発生することになるので、電気力線にあって垂直方向に作用する分が少なくなることはない。これにより、電波の指向性が水平方向から垂直方向にずれることを未然に回避することができ、電波の指向性を水平方向に維持することができ、所望の水平方向の放射利得を適切に実現することができる。
【０００７】
請求項２に記載した車両用アンテナの搭載構造によれば、ボデーに凹部を形成し、凹部の底面部に穴部を形成し、放射素子が凹部内に位置するように平面アンテナを配置する構成とした。したがって、平面アンテナを搭載したときに平面アンテナがボデーの面から突出することがなく、つまり、平面アンテナを埋込んだ格好で搭載することができ、見栄えを良くすることができる。
【０００８】
請求項３に記載した車両用アンテナの搭載構造によれば、放射素子と接地板との間に位置するように金属板を配置する構成とした。したがって、電界は、放射素子から放射された電気力線が金属板に直交するように発生することになるので、この場合も、電気力線にあって垂直方向に作用する分が少なくなることはない。これにより、この場合も、電波の指向性が水平方向から垂直方向にずれることを未然に回避することができ、電波の指向性を水平方向に維持することができ、所望の水平方向の放射利得を適切に実現することができる。
【０００９】
また、この場合は、金属板を配置することにより、所望の水平方向の放射利得を適切に実現するために、放射素子および接地板とボデーとの間の位置関係を調整する必要がなく、放射素子および接地板と金属板との間の位置関係を調整すれば良いので、平面アンテナを車両に搭載する作業を容易に行うことができる。
【００１０】
請求項４に記載した車両用アンテナの搭載構造によれば、ボデー、金属板および接地板を同電位となるように電気的に接続する構成としたので、ボデー、金属板および接地板を同電位とすることにより、ボデーから放射されたノイズが平面アンテナや金属板により受信されることを未然に回避することができ、ノイズ対策を図ることができる。
【００１１】
請求項５に記載した車両用アンテナの搭載構造によれば、金属板とボデーとを金属や誘電体などからなる電気的接続素子を介して電気的に接続する構成としたので、電気的接続素子が金属である場合は、金属板とボデーとが金属を介して同電位となることにより、ボデーから放射されたノイズのうち低周波数成分が平面アンテナや金属板により受信されることを未然に回避することができ、低周波数成分に対するノイズ対策を図ることができる。また、電気的接続素子が誘電体である場合は、金属板とボデーとがコンデンサを形成し、金属板とボデーとが誘電体を介して同電位となることにより、ボデーから放射されたノイズのうち高周波数成分が平面アンテナや金属板により受信されることを未然に回避することができ、高周波数成分に対するノイズ対策を図ることができる。
【００１２】
請求項６に記載した車両用アンテナの搭載構造によれば、放射素子、接地板および金属板を樹脂によりモールドする構成としたので、放射素子、接地板および金属板を保護し、且つ、固定することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（第１実施例）
以下、本発明の第１実施例について、図１ないし図３を参照して説明する。まず、図１（ａ）に示すように、車両１１にあって金属材料からなるボデー１２には、穴部１３が形成されている。この場合、穴部１３が形成される箇所は、ルーフ、トランクおよびボンネットのいずれであっても良く、車両用アンテナを搭載するに際して支障のない箇所であれば良い。
【００１４】
平面アンテナ１４（本発明でいう車両用アンテナ）は、放射素子１５と接地板１６とを有する構成となっており、放射素子１５がボデー１２の面よりも上側となり、且つ、接地板１６がボデー１２の面よりも下側となるように、つまり、穴部１３の内周部１３ａ，１３ｂに対応する部位が放射素子１５と接地板１６との間に位置するように車両１１に搭載されている。
【００１５】
放射素子１５は、給電線路１７を介して同軸ケーブル１８の内側導体１９に接続されており、接地板１６は、同軸ケーブル１８の外側導体２０に接続されている。そして、これら放射素子１５、接地板１６および給電線路１７は、樹脂２１によりモールドされており、樹脂２１は、例えば接着剤、両面テープあるいはボルト（図示せず）などにより穴部１３を塞ぐ格好でボデー１２に対して固定されている。この場合、樹脂２１は、放射素子１５、接地板１６および給電線路１７を保護し、且つ、固定すると共に、水分や塵埃が穴部１３を介して侵入するのを防止するものである。
【００１６】
尚、上記した構成において、平面アンテナ１４は、例えば車載電話機の送受信用のアンテナ、車載電話機のダイバーシチ受信用のアンテナ、ＧＰＳ（Global Positioning System）用のアンテナ、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）用のアンテナ、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）用のアンテナ、ＥＴＣ（Electric Toll Control）用のアンテナ、無線ＬＡＮ（Local Area Network）用のアンテナ、キーレスエントリ用のアンテナ、タイヤ空気圧センサ用のアンテナ、ラジオ用のアンテナおよびテレビ用のアンテナなどである。
【００１７】
さて、このように平面アンテナ１４を車両１１に搭載した構造では、電界Ｅは、図１（ｂ）に示すように、放射素子１５から放射された電気力線がボデー１２にあって平面アンテナ１４から近い位置に直交するように発生することになるので、電気力線にあって垂直方向に作用する分が少なくなることはない。その結果、電波の指向性が水平方向から垂直方向にずれることはなく（図１（ｂ）中、破線矢印Ｐ参照）、電波の指向性が水平方向に維持されることになる。尚、図１（ｂ）では、説明の都合上、同軸ケーブル１８および樹脂２１を省略している。
【００１８】
尚、作業者は、以下のようにして平面アンテナ１４を車両１１に搭載する。まず、作業者は、ボデー１２に穴部１３を形成する。次いで、作業者は、平面アンテナ１４がモールドされてなる樹脂２１を接着剤、両面テープあるいはボルトなどにより穴部１３を塞ぐ格好でボデー１２に対して固定する。そして、作業者は、同軸ケーブル１８の内部導体１９を給電線路１７に電気的に接続すると共に、同軸ケーブル１８の外部導体２０を接地板１６に電気的に接続する。尚、上記した一連の作業は、複数の作業者により分担されて行われるものであっても良いし、一人の作業者により全てが行われるものであっても良い。
【００１９】
ところで、発明者らは、このような第１実施例の構成（図１に示した構成）における電波の指向性と、従来構成（図７に示した構成）における電波の指向性とを測定し、第１実施例の構成では、従来構成に対して水平方向の放射利得が改善されていることを確認した。図２は、第１実施例の構成における電波の指向性の測定結果であり、図３は、従来構成における電波の指向性の測定結果である。
【００２０】
図３では、Ｘ−Ｙ方向が水平方向であるときに、電波のＹ−Ｚ面での指向性は、ピークが水平方向を示す「Ｙ＝９０°，−９０°」から垂直方向にずれた付近に検出されており、また、電波のＸ−Ｚ面での指向性も、ピークが水平方向を示す「Ｘ＝９０°，−９０°」から垂直方向にずれた付近に検出されているが、これに対して、図２では、電波のＹ−Ｚ面での指向性は、ピークが水平方向を示す「Ｙ＝９０°，−９０°」付近からずれることなく検出されており、また、電波のＸ−Ｚ面での指向性も、ピークが水平方向を示す「Ｘ＝９０°，−９０°」付近からずれることなく検出されている。これにより、第１実施例の構成においては、従来構成に対して水平方向の放射利得が改善されていることを確認することができる。
【００２１】
以上に説明したように第１実施例によれば、車両用アンテナである平面アンテナ１４を車両１１に搭載する構造において、ボデー１２に穴部１３を形成し、穴部１３の内周部１３ａ，１３ｂに対応する部位が放射素子１５と接地板１６との間に位置するように平面アンテナ１４を配置する構成とした。したがって、電界Ｅは、放射素子１５から放射された電気力線がボデー１２にあって平面アンテナ１４に近い位置に直交するように発生することになるので、電気力線にあって垂直方向に作用する分が少なくなることはなく、これにより、電波の指向性が水平方向から垂直方向にずれることを未然に回避することができ、電波の指向性を水平方向に維持することができ、所望の水平方向の放射利得を適切に実現することができる。
【００２２】
（第２実施例）
次に、本発明の第２実施例について、図４および図５を参照して説明する。尚、上記した第１実施例と同一部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。上記した第１実施例は、車両１１のボデー１２に穴部１３を直接形成したものであるが、これに対して、第２実施例は、車両のボデーに凹部を形成し、凹部の底面部に穴部１３を形成したものである。
【００２３】
すなわち、図４（ａ）に示すように、車両３１のボデー３２には、凹部３３が形成されており、凹部３３の底面部３３ａには、穴部３４が形成されている。この場合も、凹部３３および穴部３４が形成される箇所は、上記した第１実施例に記載したものと同様にして、ルーフ、トランクおよびボンネットのいずれであっても良く、車両用アンテナを搭載するに際して支障のない箇所であれば良い。
【００２４】
そして、平面アンテナ１４は、放射素子１５がボデー１２の面よりも下側であって凹部３３の底面部３３ａの面よりも上側となり、且つ、接地板１６が凹部３３の底面部３３ａの面よりも下側となるように、つまり、穴部３４の内周部３４ａ，３４ｂに対応する部位が放射素子１５と接地板１６との間に位置するように車両３１に搭載されている。また、これら放射素子１５、接地板１６および給電線路１７は、樹脂３５によりモールドされている。
【００２５】
さて、このように平面アンテナ１４を車両３１に搭載した構造では、電界Ｅは、図４（ｂ）に示すように、放射素子１５から放射された電気力線が凹部３３の底面部３３ａにあって平面アンテナ１４から近い位置に直交するように発生することになるので、この場合も、電気力線にあって垂直方向に作用する分が少なくなることはない。その結果、この場合も、電波の指向性が水平方向から垂直方向にずれることはなく、電波の指向性が水平方向に維持されることになる。
【００２６】
そして、この場合も、発明者らは、このような第２実施例の構成（図４に示した構成）における電波の指向性を測定し、第２実施例の構成では、従来構成に対して水平方向の放射利得が改善されていることを確認した。図５は、第２実施例の構成における電波の指向性の測定結果である。
【００２７】
図５でも、上記した第１実施例に記載したものと同様にして、電波のＹ−Ｚ面での指向性は、ピークが水平方向を示す「Ｙ＝９０°，−９０°」付近からずれることなく検出されており、また、電波のＸ−Ｚ面での指向性も、ピークが水平方向を示す「Ｘ＝９０°，−９０°」付近からずれることなく検出されている。これにより、第２実施例の構成においても、従来構成に対して水平方向の放射利得が改善されていることを確認することができる。
【００２８】
以上に説明したように第２実施例によれば、車両用アンテナである平面アンテナ１４を車両３１に搭載する構造において、ボデー３２に凹部３３を形成し、凹部３３の底面部３３ａに穴部３４を形成し、穴部３４の内周部３４ａ，３４ｂに対応する部位が放射素子１５と接地板１６との間に位置するように平面アンテナ１４を配置する構成とした。したがって、電界Ｅは、放射素子１５から放射された電気力線が凹部３３の底面部３３ａにあって平面アンテナ１４から近い位置に直交するように発生することになるので、電気力線にあって垂直方向に作用する分が少なくなることはなく、これにより、上記した第１実施例に記載したものと同様にして、電波の指向性が水平方向から垂直方向にずれることを未然に回避することができ、電波の指向性を水平方向に維持することができ、所望の水平方向の放射利得を適切に実現することができる。
【００２９】
また、この場合は、放射素子１５が凹部３３内に位置するように平面アンテナ１４を配置する構成としたので、平面アンテナ１４を搭載したときに平面アンテナ１４がボデー３２の面から突出することがなく、つまり、平面アンテナ１４を埋込んだ格好で搭載することができ、見栄えを良くすることができる。
【００３０】
（第３実施例）
次に、本発明の第３実施例について、図６を参照して説明する。尚、上記した第２実施例と同一部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。第３実施例は、放射素子と接地板との間に位置するように金属板を配置したものである。
【００３１】
すなわち、図６（ａ）に示すように、放射素子１５と接地板１６との間に位置するように金属板４１が配置されている。金属板４１と凹部３３の底面部３３ａとの間には電気的接続素子４２，４３が介在されており、つまり、金属板４１と車両３１のボデー３２とは、電気的接続素子４２，４３を介して電気的に接続されている。尚、ここでいう電気的接続素子４２，４３とは、金属や誘電体（例えばアンテナ保護用の樹脂、防水用のゴムパッキングなど）である。
【００３２】
また、金属板４１と接地板１６との間には金属４４が介在されており、つまり、金属板４１と接地板１６とは、金属４４を介して電気的に接続されている。このような構成により、ボデー３２、金属板４１および接地板１６が同電位となっている。また、これら放射素子１５、接地板１６、給電線路１７、金属板４１、電気的接続素子４２，４３および金属４４は、樹脂４５によりモールドされている。
【００３３】
さて、このように平面アンテナ１４を車両３１に搭載した構造では、電界Ｅは、図６（ｂ）に示すように、放射素子１５から放射された電気力線が金属板４１にあって平面アンテナ１４から近い位置に直交するように発生することになるので、この場合も、電気力線にあって垂直方向に作用する分が少なくなることはない。その結果、この場合も、電波の指向性が水平方向から垂直方向にずれることはなく、電波の指向性が水平方向に維持されることになる。
【００３４】
以上に説明したように第３実施例によれば、放射素子１５と接地板１６との間に位置するように金属板４１を配置する構成とした。したがって、電界Ｅは、放射素子１５から放射された電気力線が金属板４１に直交するように発生することになるので、電気力線にあって垂直方向に作用する分が少なくなることはなく、これにより、上記した第１実施例や第２実施例に記載したものと同様にして、電波の指向性が水平方向から垂直方向にずれることを未然に回避することができ、電波の指向性を水平方向に維持することができ、所望の水平方向の放射利得を適切に実現することができる。
【００３５】
また、この場合は、金属板４１を配置することにより、所望の水平方向の放射利得を適切に実現するために、放射素子１５および接地板１５とボデー３２との間の位置関係を調整する必要がなく、放射素子１５および接地板１６と金属板４１との間の位置関係を調整すれば良いので、平面アンテナ１４を車両に搭載する作業を容易に行うことができる。
【００３６】
また、この場合は、ボデー３２、金属板４１および接地板１６を同電位となるように電気的に接続する構成としたので、ボデー３２、金属板４１および接地板１６を同電位とすることにより、金属板４１や平面アンテナ１４がボデー３２から放射されたノイズを受信することを未然に回避することができ、ノイズ対策を図ることができる。
【００３７】
また、この場合は、金属板４１とボデー３２とを電気的接続素子４２，４３を介して電気的に接続する構成としたので、電気的接続素子４２，４３が金属である場合は、金属板４１とボデー３２とが金属を介して同電位となることにより、ボデー３２から放射されたノイズのうち低周波数成分が金属板４１により受信されることを未然に回避することができ、低周波数成分に対するノイズ対策を図ることができる。また、電気的接続素子４２，４３が誘電体である場合は、金属板４１とボデー３２とがコンデンサを形成し、金属板４１とボデー３２とが誘電体を介して同電位となることにより、ボデー３２から放射されたノイズのうち高周波数成分が金属板４１により受信されることを未然に回避することができ、高周波数成分に対するノイズ対策を図ることができる。
【００３８】
さらに、この場合は、放射素子１５、接地板１６および金属板４１を樹脂４５によりモールドする構成としたので、放射素子１５、接地板１６および金属板４１を樹脂４５により保護し、且つ、固定することができる。
【００３９】
（その他の実施例）
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。
ボデーと金属板とを電気的接続素子を介して電気的に接続する構成に限らず、ボデーと金属板とを直接に電気的に接続する構成であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を概略的に示す図
【図２】第１実施例の構成における電波の指向性を示す図
【図３】従来構成における電波の指向性を示す図
【図４】本発明の第２実施例を概略的に示す図
【図５】第２実施例の構成における電波の指向性を示す図
【図６】本発明の第３実施例を概略的に示す図
【図７】従来構成を概略的に示す図
【符号の説明】
図面中、１１は車両、１２はボデー、１３は穴部、１３ａ，１３ｂは内周部、１４は平面アンテナ（車両用アンテナ）、１５は放射素子、１６は接地板、２１は樹脂、３１は車両、３２はボデー、３３は凹部、３３ａは底面部、３４は穴部、３４ａ，３４ｂは内周部、３５は樹脂、４１は金属板、４２，４３は電気的接続素子、４５は樹脂である。

Claims

放射素子と接地板とを有する平面アンテナを金属材料からなるボデーに取付ける車両用アンテナの搭載構造であって、
前記ボデーに穴部を形成し、前記穴部の内周部に対応する部位が前記放射素子と前記接地板との間に位置するように前記平面アンテナを配置したことを特徴とする車両用アンテナの搭載構造。
請求項１に記載した車両用アンテナの搭載構造において、
前記ボデーに凹部を形成し、前記凹部の底面部に前記穴部を形成し、前記放射素子が前記凹部内に位置するように前記平面アンテナを配置したことを特徴とする車両用アンテナの搭載構造。
請求項１または２に記載した車両用アンテナの搭載構造において、
前記放射素子と前記接地板との間に位置するように金属板を配置したことを
特徴とする車両用アンテナの搭載構造。
請求項３に記載した車両用アンテナの搭載構造において、
前記ボデー、前記金属板および前記接地板を同電位となるように電気的に接続したことを特徴とする車両用アンテナの搭載構造。
請求項４に記載した車両用アンテナの搭載構造において、
前記ボデーと前記金属板とを金属や誘電体などからなる電気的接続素子を介して電気的に接続したことを特徴とする車両用アンテナの搭載構造。
請求項３ないし５のいずれかに記載した車両用アンテナの搭載構造において、
前記放射素子、前記接地板および前記金属板を樹脂によりモールドしたことを特徴とする車両用アンテナの搭載構造。
金属材料からなるボデーに穴部を形成する工程と、
前記穴部の内周部に対応する部位が放射素子と接地板との間に位置するように前記放射素子と前記接地板とを有する平面アンテナを配置する工程とを行うことを特徴とする車両用アンテナの搭載方法。