JPS61177801A - 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］ 本発明は自動車用アンテナ装置、特に自動車の後部に備
わるメインアンテナの出力レベルの変動を防止する改良
された自動車用アンテナ装置に関する。

［従来の技術］ 一般に車両の移動中は放送電波を安定して受信すること
が難しく、しかもＶＨＦ帯の高い周波数のＦＭ電波は直
進性が強く、直接波とビルや山などで反射した反射波が
干渉して歪が発生したり、瞬間的に音が途切れたりする
マルチパス現象が起こる。

そこで、従来から車体に２木のアンテナの所要間隔をお
いて配設し、この２本のアンテナのうち受信状態の良好
な方のアンテナに自動的に切替えるようにして、アンテ
ナの指向特性を向上させるとともにマルチパス現象によ
るマルチパスノイズの減少を図ったダイバシティ受信方
式の車両用アンテナ装置が知られている。

そして、この従来のダイバシティ受信方式の車両用アン
テナ装置にはダイバシティ受信アンテナを構成するメイ
ンアンテナ及びサブアンテナとしてリアガラスの上部と
下部に設けた２つのガラスアンテナで構成されたものが
ある。

［発明が解決しようとする問題点］ 艷ｌ玖ｌ且亘１１ ところで、第９図に示すように放送局１０から発射され
る電波１２はビル１４等の反射によって定在波１６が発
生する場所があり、このような定在波１６が発生してい
る場所へ該電波１２を受信中の車両が侵入してメインア
ンテナが定在波の節に当たる所へ位置すると、該メイン
アンテナの出力が急に低下し、受信状態が悪くなるが、
このとき従来のリアガラスに設けた２本のガラスアンテ
ナによるダイバシティ受信方式では受信状態を良好にす
るための適正な切替えを行うことができない場合があっ
た。

及ｑＯυ１カ 本発明は前記従来の問題点に鑑みなされたもので、その
目的は、放送波の電波がビル等に反射して定在波が発生
している場所においても、メインアンテナとサブアンテ
ナの適切な切替えが行えるようにし、常に安定した受信
状態が得られるようにすることにある。

［問題点を解決するための手段及び作用］この目的を達
成するために、本発明は、車体のリアガラスに貼着され
た２本のガラスアンテナによるダイバシティ受信方式に
よる自動車用アンテナ装置において、車体のフロントピ
ラーにメインアンテナの出力レベルの低下を先に検知す
るための高周波ピックアップを配設するとともに、この
高周波ピックアップがメインアンテナの出力レベルの低
下を先に検知することにより、所定時間後にメインアン
テナの出力レベルがディップすることを予測してディッ
プを発生してないサブアンテナに切替えるようにスイッ
チ回路を作動させるアンテナ切替信号発生回路を設けた
ことを特徴とし、定在波が発生している場所においても
ダイバシティアンテナの出力レベルを一定値以上に保つ
ようにする。

［実施例］ 以下、図面により本発明の好適な実施例を説明するが、
まず、本発明の一構成要素となる高周波ピックアップに
ついて述べることにする。

第１０〜１５図には高周波電流の分布特性を調べて最奪
効率の良いアンテナ装置位置を求めるための工程が説明
されている。

第１０図には放送波等の外来電波Ｗが金属導体からなる
車体Ｂを通過する際にその′Ｒ磁波の強さに応じた表面
電流１が車体各部に誘起されることを示しており、本発
明においては、これらの電波のうち比較的高周波数帯域
に属する５ｏＨｕｚ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、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
の少ない部分に高周波ピックアップを設置するものであ
り、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
、このブ０−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１１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１
２が固定され、前記ケース１０の一部には開口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Φ
体Ｂの表面に近接させて車体表面電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　　′
−ス１０に接続されており、また出力端１６が同軸ケー
ブル１８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
ープジイル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１１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〜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１２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■による磁束φはループコイル１２と鎖交することに
よってループコイル１２に検出電圧Ｖを発生させ、第１
３図で示すごとく、θが０すなわち表面電流■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！ｒの向きを知ることができ
る。

第１４図及び１５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８０Ｈ１ｌｚ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ぎさとその向きを示しており、第
１４図から明らかなように、表面電流の大きさは車体平
面部分に端縁に沿った部分で高密度となり平板部分の中
央部において極めて低密度となる分布を示す。

また第１５図の電流方向に示されるように各電流は車体
の端縁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理解される。

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ピラーにも表面電流が高密度で集中
していることを示し、本実施例においては、特にフロン
トピラーに着目し、第１図に示すように車体の一方のフ
ロントピラー３２に放送波によって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３４を設けで
ある。

ところで、車体３６のリアガラス３８にはダイバシティ
受信を行うためのメインアンテナ４０及びサブアンテナ
４２が貼着されており、前述した高周波ピックアップ３
４は車両が電波の定在波が発生している所を走行すると
きに発生するメインアンテナ４０の出力変動を先に検知
するために設けられたもので、後述する回路によりある
時間後にメインアンテナ４０のレベルがディップするこ
とを予測しディップの発生していないサブアンテナ４２
に切替えて、アンテナの出力レベルをある一定値以上に
保つようになっている。

以下第２〜４図に基づいてフロントピラー３２に設けら
れる高周波ピックアップ３４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３２とそ
の主柱となる中空四角柱に形成されたピラー脚板４４を
含む。そして、このピラー脚板４４の車体外面側にはウ
ィンドシールドモール４６が固定されており、このモー
ル４６にフロントガラス４８が保持されている。

また、前記ピラー脚板４４の車体後面側にはウェザ−ス
トリップゴム５０が固定されており、該ゴム５０によっ
てサイドガラス５２との間の水密性を確保している。

更に、ピラー脚板４４はその車室面側にてフロントピラ
ーガーニッシュ５４が装着され、ピラー脚板４４の表面
を隠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３２に高周波ピックアップ３４が
ピラーの長手方向に沿って配設されており、前記ピラー
脚板４４の中空内部に電磁結合型高周波ピックアップ３
４が挿入されている。

前記高周波ピックアップ３４は第３．４図から明らかな
ごとく、導電体からなるケース５６内にループアンテナ
５８が設けられた構造からなり、前記ケース５６は外部
からの電磁界をシールドするが、その一方側に開口５６
ａを有し、この開口５６ａから前記ループアンテナ５８
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４４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３４をピラー脚板
４４の中空角柱内に挿入するために、ピラー脚板４４の
一部には開口部４４ａが設けられており、フロントピラ
ーガーニッシュ５４が固定される前に高周波ピックアッ
プ３４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３４のケース５６をピラー
脚板４４に固定するため、ケース５６にはその両端にブ
ラケット６０．６２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６０゜６２を図示のごとくピラー
脚板４４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
８はピラー脚板４４の前記開口部４４ａ反面に近接した
位置に配設され、ピラー脚板４４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５８に
鎖交することとなる。

前記ケース５６内には前述したループアンテナ５８の背
面側にプリアンプ等を含む回路部６４が内蔵されており
、この回路部６４には回路を制御するための電源及び信
号がケーブル６６から供給され、また前記ループアンテ
ナ５８によって取出された高周波検出信号が同軸ケーブ
ル６８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５８は単巻きアン
テナから成り、ピラー脚板４４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４４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５８に鎖交さ
せることができる。

以上のようにして、フロントピラー３２内に高周波ピッ
クアツプ３４装着されたのち、ピラー３２にはフロント
ピラーガーニッシュ５４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。

なお、放送局から送られる電波がビル等で反射により定
在波が発生したとき、この定在波のディップ間隔は車両
進行方向と放送局の電波到来方向とのなす角度θとすれ
ばλ／２１ｃｏｓθ１に比例するので、前述した高周波
ピックアップ３４、メインアンテナ４０及びサブアンテ
ナ４２の各間隔は前述したディップ間隔の最短距離λ／
２以下となっている。

そこで、第１図に示すように、高周波ピックアップ３４
、メインアンテナ４０及びサブアンテナ４２を取付けた
車両が定在波の発生している所へ一定車速で走行した場
合、高周波ピックアップ３４、メインアンテナ４０及び
サブアンテナ４２の各出力は第５図に示すように移動距
離によってディップ発生点がそれぞれ異なるもので、高
周波ピックアップ３４．メインアンテナ４０及びサブア
ンテナ４２の各出力３４ａ　、４２ａディップ点Ａ。

Ｂ、Ｃの間隔は高周波ピックアップ３４．メインアンテ
ナ４０．及びサブアンテナ４２の取付位置のそれぞれの
間隔に等しい。

そこで、第５図において、ラジオカセットにおいてＳ／
Ｎが劣化し雑音が発生し出すアンテナ出力レベルＬ。を
下回る点をＣ−、Ａ−、Ｂ−とすると高周波ピックアッ
プ３４のレベルがし。を下回ってからメインアンテナ４
０のレベルがＬ　を下回る点Ａ′までの時間Ｔは２つの
アンテナの取付間隔をＬ２４とするとＴ＝Ｌ２４Ｘ１／
車速・・・■で表わされる。またメインアンテナ４０が
り。を下回っている時間りはし。に比例し１／車速に比
例する。

本発明は、高周波ピックアップ３４がアンテナ出力変動
を先に検知し、ある時間１俵にメインアンテナ４０のレ
ベルがディップすることを予測し、ディップを発生して
いる時間りだけディップが発生していないサブアンテナ
４２に切替えてアンテナ出力レベルをある一定値以上に
保とうとするものである。

次に、前述した高周波ピックアップ３４がメインアンテ
ナアンテナ４０の出力変動を先に検知し、所定ＦＲ面間
後メインアンテナの出力レベルがディップすることを予
測してディップを発生している時間だけディップを発生
していないサブアンテナに切替えるようにスイッチ回路
を作動させるアンテナ切替信号発生回路７０について第
６図及び第７図により説明する。

高周波ピックアップ３４の出力はレベル比較器７２に入
力されて、該比較器７２からはモノパルス１００を出力
し、パルスカウンタ７４はパルス１００によりリセット
された後、車速パルス発生器７６からのパルスを１時間
に相当する度にパルス１０２を発生する。双安定マルチ
バイブレーク回路７８はＯＮ信号であるパルス１００及
びＯＦＦ信号であるパルス１０２により信号１０４を発
生する。

そして、更にこの信号１０４は微分回路８０を経た後、
負電圧で駆動する単安定マルチバイブレータ８２によっ
て１時間後のみパルスが存在する信号１０６が得られる
。一方、０時間に相当する度にパルスを発生するパルス
カウンタ回路８４は信号１０６によりリセットされる。

その後パルスカウンタ回路８４からの信号１０８と信号
１０６はそれぞれ双安定マルチバイブレータ回路８６の
ＯＦＦ信号、ＯＮ信号となり、■からＴ＋Ｄ時間内でＯ
Ｎ状態とする信号１１０を発生する。

そして、アンテナ切替信号発生回路７０から出力される
信号１１０によりスイッチ回路８８は時ＢＴからＴ＋Ｄ
の間だけメインアンチ太４０からサブアンテナ４２へ切
替え、しかる後メインアンテナ４０へ切替える働きを持
った回路であり、メインアンテナ４０又はサブアンテナ
４２の出力１１２はラジオ受信機へ送られる。

次に、他の実施例を第８図により説明する。この実施例
では後退時もしくは停車時に、最も受信状態の良いアン
テナで放送を聴取するようにしたものである。

図において、トランスミッションがパーキングあるいは
バックにセットされていると出力がでるスイッチ９０の
出力を２分割し、一方は前記実施例に示したアンテナ切
替信号発生回路７０とアンドゲート９２に接続し、他方
はインバータ９４に接続する。このインバータ９４の出
力と、受信機の中間周波増幅鼎の出力を用いて規定以下
の場合に信号を発生するレベル判定回路９６の出力とを
アンドゲート９８に接続する。そして、２つのアンドゲ
ート９２．９８の各出力側はＯＲ回路１２０に接続され
、スイッチ回路８８に接続されている。

このような実施例によれば、車両が走行状態の場合には
前記実施例に示した動作を行いＳ／Ｎの悪化を防止し、
停車時、後退時には、２本のアンテナ４０．４２のレベ
ル比較により常に受信状態の良いアンテナに切替えるこ
とが可能となり、Ｓ／Ｎ悪化を防止することが可能とな
る。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、本発明によれば、放送波の電波が
ピル等に反射して定在波が発生している場所においても
常に受信状態の良好なアンテナが選択されるため、安定
した受信感度を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図には本発明の自動車用アンテナ装置のアンテナ取
付位置を示す概略図、 第２図はフロントピラーに取付けられる高周波ピックア
ップの概略位置を示す説明図、第３図は第２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４図は第３図の要部縦断面図、 第５図は第１図に示す高周波ピックアップ、メインアン
テナ及びサブアンテナの各出力レベルを示す図、 第６図は自動車用アンテナ装置の回路図、第７図は第６
図における各パルス波形図、第８図は他の実施例を示す
説明図、 第９図は電波の反射により定在波の発生状態を示す説明
図 第１０図は外来波Ｗによって重体Ｂに生じる表面電流Ｉ
を示す説明図、 第１１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１２図は表面電流Ｉ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１３図は第１２図
におけるループアンテナの指向特性を示す説明図、 第１４図は表面電流強度の分布特性を示す説明図、 第１５図は表面電流の向きを示す説明図である。 ３２　・・・　フロントピラー ３４　・・・　高周波ピックアップ ４０　・・・　メインアンテナ ４２　・・・　サブアンテナ ７０　・・・　アンテナ切替信号発生回路。 出願人　　トヨタ自動車株式会社 第「図 第２図 第４図 第５図 第６図 第７図 Ｑ　　　　　　　　　　　　　　７　　　　　　　　Ｔ
＋Ｑ第８図 第９図 第１１図 第１２図 第１３図 ■ 第１４図 第１５図　　　　　、６

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）車体の後部に設置されたメインアンテナと、該メ
   インアンテナの後方部に設置されるサブアンテナと、メ
   インアンテナの前方部に設置されメインアンテナの出力
   変動を先に検知するための高周波ピックアップと、前記
   高周波ピックアップがメインアンテナの出力変動を先に
   検知し、所定時間後にメインアンテナの出力レベルがデ
   ィップすることを予測してディップを発生している時間
   だけディップを発生していないサブアンテナに切替える
   ようにスイッチ回路を作動させるアンテナ切替信号発生
   回路と、を含み、メインアンテナの出力レベルを一定値
   以上に保つようにしたことを特徴とする自動車用アンテ
   ナ装置。