JPS61154202A - 自動車用アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、ダイバシテイ受信を行う自動車用アンテナ装
置に関する。

［従来の技術］ 自動車の移動中は常に安定した状態で放送電波を受信す
ることが難しく、特にＦＭ放送ではＶ　１−ＩＦ帯とい
う高い周波数帯を用いるので電波の直進性が強く、直接
波とビルや山などに反射した反射波とが干渉しやすくな
るためＦＭ放送受信時にはマルチパスノイズが発生する
。

そこで、車体が放送波の到来方向に対していかなる向き
にあっても常に良好な受信状態が得られるようにアンテ
ナの指向特性を改善するとともにマルチパスノイズを低
減するためにダイバシティ受信方式とした自動車用アン
テナ装置があり、従来のこのアンテナ装置は２本の有指
向性のポールアンテナを車体に設置し、この２組の各ア
ンテナによる受信出力はスイッチ回路を介していずれか
のアンテナによる受信出力がへ周波増幅器に入力される
ようになっており、高周波増幅器の後段に接続される中
間増幅器からは電界強度に比例した電圧、及びマチパル
スレベルに応じた電圧を検出後、比較演詐することによ
り、電界が強く、しかもマチパルス妨害の少ないアンテ
ナに切換えられて安定した受信を行うようになっている
。

［発明が解決しにうとする問題点］ 従来技術の問題点 以上のように、従来の２個の有指向性ボールアンテナを
用いた空間ダイバシテイ受信方式の自動車用アンテナ装
置では、電界変動とアンテナの指向性のために両アンテ
ナ出力の変動が大きく、その分アンチノーを切替える頻
度が増大するためＳ／Ｎ変化が耳障りであるという問題
があった。

発明の目的 本発明は前記従来の課題に鑑み成されたものであり、そ
の目的は、放送波の電界変動に起因するレベル変動に対
してだけアンテナ切替をすることでアンテナの切替頻度
を低減し耳障りなＳ／Ｎ変化を低減させるとともに、放
送波の到来方向に対して車の向きが変わっても同様の受
信状態が確保され、従来のダイバシテイ受信方式の自動
車用アンテナ装置よりも大幅に受信性能の向上を図るこ
とにある。

［問題点を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、本発明は、放送波によって
車体に誘起され車体周縁部に集中して流れる高周波表面
電流を検出する高周波ピックアップを、それぞれ運転席
の両フロントピラーと両トランクヒンジに設け、車体の
同じ側にあるフロントピラーとトランクヒンジに設けら
れた一対の高周波ピックアップによって無指向性アンテ
ナを車体の両側にそれぞれ構成して内焦指向性アンテナ
をダイバシティ受信アンテナとし、放送波の電界変動に
起因するレベル変動に対して内焦指向性アンテナ対のい
ずれかを切替選択するようにした。

［実施例］ 以下、本発明に係る自動市川アンテナ装置の好適な実施
例を図面に基づき説明する。

第４〜９図には高周波電流の分布特性を調べて最も効率
の良いアンテナ設置位置を求めるための工程が説明され
ている。

第４図には放送波等の外来電波Ｗが金属導体から成る車
体Ｂを通過する際にその電磁波の強さに応じた表面電流
Ｉが車体各部に誘起されることを示しており、本実施例
においては、これらの電波のうち比較的高周波数帯域に
属する５０Ｈｔｌｚ以上のＦＭ波、テレビ波等に用いら
れる周波数帯域のみを対象とする。

そして、本実施例においては、このような特定の高周波
帯域において、車体の誘起電流分布を測定し、表面電流
密度が高くかつノイズの少ない部分にピックアップを設
置することを特徴とする。

表面電流分布を知るために計算機によるシミュレーショ
ン及び実際の電流強度を各点において測定することが行
なわれ、後述する所望の車体部分に設けられる高周波ピ
ックアップと同様の原理に基づくプローブが使われ、こ
のプローブを車体の表面全域にわたって各点毎に方向を
変えながら全域に動かして表面電流の測定が行なわれた
。

第５図にはこのような後述する高周波ピックアップとほ
ぼ同様の原理に基づいて作成されたプローブＰの概略構
成が示されており、外部からの電波の混入を避けるため
に導電体からなるケース１０の内部にループコイル１２
が固定され、前記ケース１０の一部には間口１０ａが設
けられ、ループコイル１２の一部をこの間口１０ａから
外部に露出させ、このループコイル１２の露出部を車体
Ｂの表面に近接させて車体表面Ｎ流から生じる磁束をル
ープコイル１２で検出する構成からなる。

ループコイル１２の一部は短絡線１４によってケース１
０に接続されており、また出力端１６が同軸ケーブル１
８の芯線２０に接続されている。またループコイル１２
の一部にはコンデンサ２２が設けられており、ループコ
イル１２の周波数を所望の被測定周波数に共振させピッ
クアップ効率を上昇させることができる。

以上のようにして、プローブＰを車体Ｂの表面に沿って
移動させ、また各測定点においてその角度を回転させる
ことにより車体表面の表面電流分布及びその方向を正確
に求めることが可能となり、第５図において、プローブ
Ｐの出力は高周波電圧増幅器２４にて増幅され、高周波
電圧測定器２６によって出力電圧が測定される。このコ
イル出力電圧は測定器２６のメータ指示値で読取られる
とともに、このメータ指示値に対応した電圧はＸＹレコ
ーダ２８にて車体各部における表面電流分布として記録
される。ＸＹレコーダ２８にはポテンショメータ３０か
ら車体の各位置を示す信号が入力されており、各位置に
おける高周波表面電流を知ることが可能となる。

第６図には、高周波表面電流Ｉと前記ピックアップのル
ープコイル１２との偏角θを示し、図示のごとく、電流
Ｉによる磁束φはループコイル１２と鎖交することにに
ってループコイル１２に検出電圧Ｖを発生させ、第７図
で示すごとく、θが０すなわち表面電流Ｉとピックアッ
プのループコイル１２とが平行なときに最大電圧が得ら
れ、各測定点においてプローブＰを回転させ最大電圧が
得られるときの表面電流Ｉの向きを知ることができる。

第８図及び９図には、前述したプローブＰによる測定結
果及び計算機によるシミュレーションの両者から求めら
れた８０ＨＩＩｚの周波数における車体各部に生じる高
周波表面電流の大きさとその向きを示しており、第８図
から明らかなように、表面電流の大きさは車体平面部分
の端縁に沿った部分で高密麿どなり平板部分の中央部に
おいて極めて低密度となる分布を示す。

また第９図の電流の方向に示されるＪ：うに各電流は車
体の端株部に平行な方向あるいは各平面部の連結部に沿
った向きに集中していることが叩解される。

更に、このような電流密度分布は単なる車体Ｂの外表面
だけでなくフロントガラス、エンジンフード、トランク
フードあるいはドアと本体との取付部である各ヒンジに
も表面電流が高密痩で集中していることを示し、本発明
においては、特にフロントピラーとトランクヒンジに着
目し、車体の両側にあるフロントピラーとトランクヒン
ジにそれぞれ放送波ににっで各部分に流れる高周波表面
電流を検出する高周波ピックアップを設け、それぞれ同
じ側にあるフロントピラーとトランクヒンジに設けた２
つの高周波ピックアップによって車体の両側に２個の無
指向性アンテナを構成したことを特徴とする。

以下、ダイバシテイ受信アンテナを構成する２個の無指
向性アンテナの構成を詳細に説明する。

第１図には１木の無指向性アンテナを構成するフロント
ピラー側に設けた高周波ピックアップの取付状態が示さ
れており１、高周波ピックアップ３２は天井板を支える
フロントピラー３４に内蔵されており、実施例において
は、高周波ピックアップ３２はループアンテナを含む電
磁型ピックアップ型からなる。

以下に第１〜３図に基づいてフロントピラー３４に設け
られる高周波ピックアップ３２の構造を説明する。

第２図の横断面図から明らかなように、ピラー３４とそ
の主柱となる中空四角柱に形成されたピラー脚板３６を
含む。そして、このピラー脚板３６の車体外面側にはウ
ィンドシールドモール３８が固定されており、このモー
ル３８にフロントガラス４０が保持されている。

また、前記ピラー脚板３６の車体後面側にはウェザ−ス
トリップゴム４２が固定されており、該ゴム４２によっ
てサイドガラス４４との間の水密性を確保している。

更に、ピラー脚板３６はその車室面側にてフロントピラ
ーガーニッシュ４６が装着され、ピラー脚板３６の表面
を隔蔽して外観上の美観を保っている。

そしてフロントピラー３４に高周波ピックアップ３２が
ピラー〇長手方向に沿って配設されており、前記ピラー
脚板３６の中空内部に電！１結合型高周波ピックアップ
３２が挿入されている。

前記高周波ピックアップ３２は第２，３図から明らかな
ごとく、導電体からなるケース４８内にループアンテナ
５０が設けられた構造からなり、前記ケース４８は外部
からのＮＩｌ界をシールドするが、その一方側に開口４
８ａを有し、この開口４８８から前記ループアンテナ５
０が露出して、高周波表面電流が集中して流れるピラー
、特にピラー脚板３６に向って近接配置される。

実施例において、高周波ピックアップ３２をピラー脚板
３６の中空角柱内に挿入するために、ピラー脚板３６の
一部には開口部３６ａが設けられており、フロントピラ
ーガーニッシュ４６が固定される前に高周波ピックアッ
プ３２がピラー中内部に挿入される。

そして、高周波ピックアップ３２のケース４８をピラー
脚板３６に固定するため、ケース４８にはその両端にブ
ラケット５２．５４がスポット溶接等で固定されており
、これら両ブラケット５２゜５４を図示のごとくピラー
脚板３６に強固にねじ締め固定する。

従って、この固定上板において、前記ループアンテナ５
０はピラー脚板３６の前記開口部３６ａ反面に近接した
位置に配設され、ピラー脚板３６に集中的に流れる高周
波表面電流による磁束が効果的にループアンテナ５０に
鎖交することとなる前記ケース４８内には前述したルー
プアンテナ５０の背面側にプリアンプ等を含む回路部５
６が内蔵されており、この回路部５６には回路を制御す
るための電源及び信号がケーブル５８から供給され、ま
た前記ループアンテナ５０によって取出された高周波検
出信号が同軸ケーブル６０から外部に取出され、前述し
た表面電流分布で用いたのと同様の回路によって処理さ
れる。

実施例において、前記ループアンテナ５０は甲巻きアン
テナから成り、ピラー脚板３６と電気的に絶縁された状
態でかつ密着されて配置されるように、コイルに絶縁被
覆を施し、これをピラー脚板３６の端縁に押し付ける構
造が好適であり、ピラーに集中的に流れる高周波表面電
流が生じる磁束を効率良くループアンテナ５０に鎖交さ
せることができる。

以−Ｆのようにして、フロントピラー３４内に高周波ピ
ックアップ３２が装着されたのち、ピラー３４にはフロ
ントピラーガーニッシュ４６が被着され、通常のピラー
構造と外観上何ら変りない構造を得ることができる。

以上のようにして、無指向性アンテナを構成する一方の
高周波ピックアップ３２にＪ：れば自動車のフロントピ
ラーに集中的に流れる高周波表面電流をピラーの長手方
向に配設したループアンテナにて効果的に検出すること
ができる。また、このような電流密度分布は単なる車体
日の外表面だけでなくヒンジにも表面電流が高密度で集
中していることを示し、本発明においては、このにうな
ヒンジのうちトランクヒンジに着目して、無指向性のア
ンテナを構成するもう一方の高周波ピックアップを前記
フロントピラー３４と同じ側にあるトランクヒンジに配
設した。

以下、トランクヒンジ側の高周波ピックアップの取付構
造を説明する。

図から明らかなごとく、ＦＭ周波数帯域において、トラ
ンクヒンジには他の部分と同等もしくはそれ以上の高密
度の表面電流が流れ、この傾向は周波数が上昇するに従
い著しくなり、従来のＡＭ帯ではほとんど考えることが
できなかったトランクヒンジからの電流検出を可能にす
ることを示している。

また、トランクヒンジはエンジンから遠く離れており、
車体からのノイズの影響を受は難く、検出された電流は
ＳＮ比の優れた良質な検出値を与えることができる。

第４図には本発明におけるトランクヒンジに高周波ピッ
クアップを固定した状態が示され、またその詳細構造が
第５図に示されている。実施例における高周波ピックア
ップ６２は電磁結合型ピックアップからなり、前述した
車体の表面電流分布を知るために用いたループコイルを
含むプローブと類似した構成からなる。

トランクヒンジ６４は一端が本体に軸支されており、他
端がトランクリッド３６に固定され、トランクリッド６
６の回動軸支部を形成している。

また、トランクヒンジ６４の軸支側にはトーションバー
６８が設けられており、トランクリッド６６の開放時の
位置決め節度作用を行う。周知のごとり、トランクリッ
ド６６と車体との間には水密用のウェザストリップ７０
が設けられており１すアガラス７２からの雨水の浸入を
防止している。

実施例において、高周波ピックアップ６２はトランクヒ
ンジ６４の長手方向に沿った外側すなわらｌ−ランクル
ーム側に固定されでおり、その内部に設けられているル
ープアンテナ７４はその長手方向がトランクヒンジ６４
の長手方向と一致するように配設され、トランクヒンジ
６４に流れる表面電流を確実に高効率でループアンテナ
７４によって捕捉することができる。

高周波ピックアップ６２は導電体からなるケース７６を
含み、このケース７６内に前述したループアンテナ７４
及びプリアンプ等を含む回路部７８を内蔵し、その開口
側がトランクヒンジ６４に向かって対向している。そし
て、ケース７６の開口両端部においてＬ金具８０．８２
が固定され、両り金具８０．８２の一端がトランクヒン
ジ６４に強固にネジ締め固定されている。従って、ケー
ス７６の内部にはトランクヒンジ６４に流れる高周波表
面電流から誘起された磁束のみが捕捉され外部からの磁
束はケース７６によって確実にシールドされることが理
解される。

前記ループアンテナ７４はトランクヒンジ６４に沿って
設けられ、またヒンジ６４の曲率に合せた形状とするこ
とが好適である。

前述した回路部７８には回路を制御するための電源及び
信号がケーブル８４から供給され。またループアンテナ
７４によって取出された高周波検出信号が同軸ケーブル
８６から外部に取出され、前述した表面電流分布で用い
たど同様の回路にＪ：って処即される。

前記ループアンテナ７４は単巻きアンテナからなりトラ
ンクヒンジ６４と電気的に絶縁された状態でかつ密着し
て配置されるように、コイルに絶縁被覆を施し、これを
ヒンジ６４に押ｆｑＩプる構造からなり、表面電流から
１−しる磁束を効率良くループアンテナに鎖交させるこ
とができ、トランクヒンジから高周波ピックアップ７８
によって表面電流を検出する。

そして、前述した車体の片側にあるフロントピラー３４
とトランクヒンジ６４に設けられた名高周波ピツクアッ
プ３２．６２はそれぞれ異なる有指向特性を持っている
が、接述する位相補正回路及び合成回路により画商周波
ピックアップ３２゜６２で１本の無指向性アンテナが構
成される。

また、図示されていないが、前記と同様に車体の反対側
のフロントピラーとトランクヒンジにも高周波ピックア
ップが設けられており、これらの画商周波ピックアップ
によりダイバシティ受信アンテナを構成する２木目の無
指向性アンテナが構成される。

次に、前述した２つの高周波ピックアップを合成して無
指向性アンテナとするとともに、車体の両側にある２木
の無指向性アンテナを切替えて良好な受信状態を維持す
るための回路構成を第６図により説明する。

第６図中、車体の片側のトランクヒンジ６４に設けられ
た高周波ピックアップ６２は位相補正回路８８Ａを介し
て合成回路９０Ａへ接続されており、前記トランクヒン
ジ６４と同側にあるフロントピラー３４に設けられた高
周波ピックアップ３２に直接合成回路９０Δへ接続され
ている。

前記位相補正回路８８Ａはケーブルの短い方の高周波ピ
ックアップ６２による受信波をケーブルの長い高周波ピ
ックアップ３２による受信波の位相に合せるためのもの
であり、合成回路９０により画商周波ピックアップ３２
．６２による各受信波の出力が加算される。

同様に、車体の反対側のトランクヒンジに設けられた高
周波ピックアップ９２も位相補正回路８８Ｂを介して合
成回路９０Ｂへ接続されており、同側のフロントピラー
に設けた高周波ピックアップ９４は合成回路９０Ｂへ接
続されている。

そして、フロントピラー３４に設けた高周波ピックアッ
プ３２単独では第７図に示す指向特性を示し、トランク
ヒンジ６４に設けた高周波ピックアップ６２単独はでは
第８図に示す指向特性を示すものであるが、本実施例の
合成回路９０Ａによって、画商周波ピックアップ３２．
６２の出力が合成される結果、第９図及び第１０図に示
すように無指向特性となり、画商周波ピックアップ３２
゜６２で無指向性アンテナ９６が構成され、同様に、車
体の反対側、の円高周波ピックアップ９２．９４により
もう一方の無指向アンテナ９８が構成される。

そして、両合成回路９０Ａ、９０Ｂの各出力はスイッチ
回路１００を解して合成回路９０Ａ、９０Ｂのいずれか
の出力が高周波増幅器１０２へ入力され、その出ノｊは
中間周波増幅器１０４を経て、検波器１０６で検波され
た後オーディオ増幅器１０８で増幅されスピーカ１１０
で再生される。

ところで、中間周波増幅器１０４からの出力は、レベル
比較器１１２へ送られ、該レベル比較器１１２は中間周
波増幅器１０４からの出力が規定のレベル以下になった
ときＴ型フリップ７０ツブ１１４ヘトリガ信号を出力す
る。

このＴ型フリップフロップ１１４がレベル比較器１１２
からの信号を入力して出力を反転しスイッチ回路１００
のスイッチ接点を切替えることで受信状態の良好な方の
無指向アンテナに自動的に切替えられる。

［発明の効果、讐 以上説明したとおり、本発明によれば、車体の両側にそ
れぞれ設けられた一対の高周波ピックアップでダイバシ
ティ受信アンテナの無指向性アンテナを構成したので、
放送波の電界変動に起因するレベル変動に対してだ【ノ
アンテナ切替をすれば良く、アンテナの切替頻度が低減
され耳触りなＳ／Ｎ変化が低減されるとともに放送波の
到来方向に対して車の向きが変っても同様の受信状態が
確保され、従来のダイバシティ受信方式の自動車アンテ
カ装置よりも大幅に受信性能が向上するという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自動車用アンテナ装置に係り、ダイバ
シティ受信アンテナとしての無指向性アンテナを構成す
る一方の高周波ピックアップを配設するフロントピラー
の概略配置を示す説明図、第２図は第１図に示したフロ
ントピラーに電磁結合型高周波ピックアップを装着した
状態を示す横断面図、 第３図は第２図の要部縦断面図、 第４図は、無指向性アンテナを構成する他方の高周波ピ
ックアップをトランクヒンジに固定した状態を示す要部
断面図、 第５図は第１図におけるピックアップの固定状態を示す
概略斜視図、 第６図は、本発明の自動車用アンテナ装置の回路図、 第７図はフロントピラーに設けた高周波ピックアップの
指向特性図、 第８図はトランクヒンジに設けた高周波ピックアップの
指向特性図、 第９図及び第１０図は円高周波ピックアップから成る無
指向性アンテナの指向特性図、第１１図は外来波Ｗによ
って車体Ｂに生じる表面電流Ｉを示す説明図、 第１２図は本発明において用いられる高周波ピックアッ
プと同様のプローブを用いて車体表面電流の分布を知る
ためのプローブ及びその処理回路の説明図、 第１３図は表面電流■とピックアップループアンテナと
の電磁結合状態を示す説明図、第１４図は第１３図にお
けるループアンテナの指向特性を示す説明図、 第１５図は表面電流強度の分布特性を示す説明図、 第１６図は表面電流の向きを示す説明図である。 ３２．６２．９２．９４ ・・・　高周波ピックアップ、 ３４　・・・　フロントピラー ６４　・・・　トランクヒンジ ９６．９８　　・・・　無指向特性アンテナ８８Ａ、８
８Ｂ　　・・・　位相補正回路、９０Ａ、９０Ｂ　　・
・・　合成回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）放送波によって車体に誘起され車体周縁部に集中
   して流れる高周波表面電流を検出する高周波ピックアッ
   プを、運転席の両フロントピラーと両トランクヒンジに
   設け、車体の同じ側にあるフロントピラーとトランクヒ
   ンジに設けられた一対の高周波ピックアップによって無
   指向性アンテナを車体の両側にそれぞれ構成し、放送波
   の電界変動に起因するレベル変動に対して両無指向性ア
   ンテナ対のいずれかを切替選択することを特徴とする自
   動車用アンテナ装置。