JP2009267442A - Onboard antenna - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、周囲の電子機器のノイズの影響を受けずに車載用通信機器の電波の送受信を効率よく行うための車載用アンテナに関する。 The present invention relates to a vehicle-mounted antenna for efficiently transmitting and receiving radio waves of a vehicle-mounted communication device without being affected by noise of surrounding electronic devices.
従来、自動車電話、GPS車載器あるいはETC車載器などは、車室内の樹脂製のインパネ内部にアンテナを設置し、そのアンテナで電波を受信していた。この場合、アンテナがインパネ内部の電子機器に接近しているため、電子機器が発生するノイズの影響を受け受信状態に悪影響を及ぼす場合があった。 Conventionally, an automobile phone, a GPS onboard device, an ETC onboard device, and the like have an antenna installed inside a resin instrument panel in a vehicle interior and receive radio waves using the antenna. In this case, since the antenna is close to the electronic device inside the instrument panel, the reception state may be adversely affected by the noise generated by the electronic device.
このノイズによる悪影響を回避するため、2つのアンテナを用い、その2つのアンテナと電子機器の信号伝搬距離差がノイズ信号の半波長であり、かつ、本来の受信信号の平均波長の整数倍となるように配置した車載用アンテナ装置があった(例えば、特許文献1参照)。
ところが、上記2つのアンテナを用いる車載用アンテナ装置では、アンテナが2つ必要であり、また、2つのアンテナで受信した電波の位相を調整するための移相器や電波の加算を行う加算器が必要となり、装置構成が複雑となるという問題があった。また、装置構成が複雑になるにもかかわらず、アンテナの利得の向上を図ることはできないものであった。 However, the in-vehicle antenna device using the above two antennas requires two antennas, and there are a phase shifter for adjusting the phase of radio waves received by the two antennas and an adder for adding radio waves. There is a problem that the configuration of the apparatus becomes complicated. Further, although the apparatus configuration is complicated, it is impossible to improve the antenna gain.
本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、周辺電子機器のノイズの影響を低減するとともに、利得を向上させた車両のインパネ内蔵アンテナを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide an instrument panel built-in antenna for a vehicle in which the influence of noise of peripheral electronic devices is reduced and the gain is improved.
かかる問題を解決するためになされた請求項1に記載の車載用アンテナ(1:この欄においては、発明に対する理解を容易にするため、必要に応じて「発明を実施するための最良の形態」欄において用いた符号を付すが、この符号によって請求の範囲を限定することを意味するものではない。)は、アンテナ素子(10)を車室内面の一部を形成するCFRP製パネル(20)上に搭載したことを特徴とする。
The in-vehicle antenna according to
このような車載用アンテナ(1)は、CFRP製パネル(20)の上にアンテナ素子(10)が搭載されている。CFRP製パネル(20)には、高周波に対して金属と同様のシールド効果があるので、インパネ内部でアンテナ近傍に配置されている車載用電子機器から発せられるノイズを遮蔽することができる。したがって、それらの電子機器のノイズの影響を受けることなく電波を受信することができる。 Such an in-vehicle antenna (1) has an antenna element (10) mounted on a CFRP panel (20). Since the CFRP panel (20) has a shielding effect similar to that of metal against high frequencies, it is possible to shield noise emitted from an in-vehicle electronic device disposed in the vicinity of the antenna inside the instrument panel. Therefore, radio waves can be received without being affected by noise of those electronic devices.
また、CFRP製パネル(20)は、高周波に対し金属と同様の反射特性を有する。つまり、金属と同様に電波を反射するので、パネル(20)面がアンテナの反射器として作動する。したがって、CFRP製パネル(20)面上にアンテナ素子(10)を搭載することにより車載用アンテナ(1)としての利得を向上させることができる。 Further, the CFRP panel (20) has the same reflection characteristics as metal for high frequencies. That is, since the radio wave is reflected in the same manner as metal, the panel (20) surface operates as an antenna reflector. Therefore, the gain as the vehicle-mounted antenna (1) can be improved by mounting the antenna element (10) on the surface of the CFRP panel (20).
ところで、車載用アンテナ(1)の利得を向上させるためには、CFRP製パネル(20)によって反射される電波(反射波)をアンテナ素子(10)に指向させるとよい。そこで、請求項2に記載のように、CFRP製パネル(20)を凹状に形成し、アンテナ素子(10)は、凹状に形成されたCFRP製パネル(20)の底面に設置するとよい。
By the way, in order to improve the gain of the vehicle-mounted antenna (1), the radio wave (reflected wave) reflected by the CFRP panel (20) may be directed to the antenna element (10). Therefore, as described in
このようにすると、凹状の内壁面で反射された電波がアンテナ素子(10)に指向することになるので、車載用アンテナ(1)としての利得を向上させることができる。
特に、請求項3に記載のように、凹状に形成されたCFRP製パネル(20)の側面が垂直に形成されていると、凹部の内壁面で反射される反射波が効率よくアンテナ素子(10)に指向するので、車載用アンテナ(1)の利得を向上させることができる。
In this way, the radio wave reflected by the concave inner wall surface is directed to the antenna element (10), so that the gain as the vehicle-mounted antenna (1) can be improved.
In particular, as described in
また、請求項4に記載のように、アンテナ素子(10)を、複数周波数の電波を受信できる複数のアンテナ素子(10)から構成すると、例えば、ETC車載器、GPS車載器、自動車電話など異なった周波数を用いる複数の電子機器を同時に使用することができる。
Further, as described in
さらに、請求項5に記載のように、凹状に形成されたCFRP製パネル(20)の上面部は、底面に配置された複数のアンテナ素子(10)のうち最も上部のアンテナ素子(16)の位置と略同じ高さに形成するとよい。ここで、「略同じ高さ」とは、最も上部のアンテナ素子(16)の位置から、実用的な受信特性に影響を与えない範囲で誤差を許容する意味である。
Furthermore, as described in
このようにすると、凹状に形成されたCFRP製パネル(20)の内側面からの反射波が複数のアンテナ素子(12.14.16)に指向するので、車載用アンテナ(1)の利得を向上させることができる。 In this way, since the reflected wave from the inner surface of the CFRP panel (20) formed in a concave shape is directed to the plurality of antenna elements (12.14.16), the gain of the in-vehicle antenna (1) is improved. Can be made.
ところで、凹状に形成されたCFRP製パネル(20)の大きさがあまり大きいと、平面のCFRP製パネル(20)にアンテナ素子を配置したものと同じ効果しか得られないことになる。ところが、請求項6に記載のように、凹状に形成されたCFRP製パネル(20)の凹部の直径を、受信する電波の1波長以下の大きさとすると、凹状に形成されたCFRP製パネル(20)の内壁面による反射波が効率よくアンテナ素子(10)に指向するので、車載用アンテナ(1)の利得を向上させることができる。
By the way, if the CFRP panel (20) formed in a concave shape is too large, only the same effect as that obtained by arranging the antenna elements on the flat CFRP panel (20) can be obtained. However, as described in
以下、本発明が適用された実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。 Embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings. The embodiment of the present invention is not limited to the following embodiment, and can take various forms as long as they belong to the technical scope of the present invention.
(車載用アンテナ1の構成及び作動)
図1は、本発明が適用された車載用アンテナ1の概略の構成を示す構成図である。車載用アンテナ1は、図1に示すように、車両の車室前部のフロントガラス24下部に配置されており、車室内面の一部を構成するCFRP製パネル20を凹状に成形することにより形成されている。
(Configuration and operation of in-vehicle antenna 1)
FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a vehicle-mounted
そして、凹状に形成されたCFRP製パネル20の底面には、アンテナ素子10が配置されている。また、車載用アンテナ1の上面(CFRP製パネル20の開口部)は、樹脂製のアッパーパネル22でカバーされている。
The
アンテナ素子10は、ETC車載器用アンテナ素子12、GPS車載器用アンテナ素子14及び自動車電話用アンテナ素子16から構成された複合アンテナ素子である。
ECT車載器用アンテナ素子12は、ETCシステムに用いられる5.8[GHz]帯の周波数の電波を受信するためのアンテナ素子であり、GPS車載器用アンテナ素子14は、GPS衛星から送信される1.575[GHz]及び1.228[GHz]の2つの周波数の電波を受信するためのアンテナ素子であり、自動車電話用アンテナ素子16は、自動車電話に用いられる800[MHz]帯の周波数の電波を受信するためのアンテナ素子である。
The
The ECT on-board unit antenna element 12 is an antenna element for receiving radio waves having a frequency of 5.8 [GHz] band used in the ETC system, and the GPS on-board unit antenna element 14 is transmitted from a GPS satellite. It is an antenna element for receiving radio waves of two frequencies of 575 [GHz] and 1.228 [GHz], and the antenna element 16 for a car phone uses a radio wave of a frequency of 800 [MHz] band used for a car phone. It is an antenna element for receiving.
各アンテナ素子12,14,16は、自動車電話用アンテナ素子16が最も上になるように積層されている。
凹状に形成されたCFRP製パネル20は、側面が垂直に形成され、上面部分(CFRP製パネル20の開口部)の最も低い箇所がアンテナ素子10の最も上部に積層されている自動車電話用アンテナ素子16と同じ高さになるように形成されている。
The antenna elements 12, 14, and 16 are laminated so that the antenna element 16 for a car phone is at the top.
The
また、凹状に形成されたCFRP製パネル20の凹部の直径は、受信する電波の1波長以下の大きさであり、本実施形態では、直径300[mm]となっている。
このように構成された車載用アンテナ1では、凹状に形成されたCFRP製パネル20がアンテナの反射器の機能を果たす。つまり、外部からフロントガラス24及びアッパーパネル22を透過した電波は、高周波領域において金属と同様の高周波反射特性を有するCFRP製パネル20で反射される。
Further, the diameter of the concave portion of the
In the vehicle-mounted
そして、凹状に形成されたCFRP製パネル20の内側面が垂直に形成されているので、入力された電波が内側面及び底面で各アンテナ素子12,14,16に指向するように反射される。
Since the inner side surface of the
さらに、アンテナ素子10がCFRP製パネル20上に配置されている。CFRP製パネル20は、高周波領域において金属と同様の高周波遮蔽特性を有する。したがって、CFRP製パネル20の内部に配置されているカーナビゲーション装置などの電子機器が発生するノイズが遮断される。
Further, the
(車載用アンテナ1の特徴)
以上のような車載用アンテナ1では、CFRP製パネル20の上にアンテナ素子10が搭載されている。
(Features of in-vehicle antenna 1)
In the vehicle-mounted
ここで、図2にCFRP製パネル20のシールド特性を示す。図2において、縦軸は入力される高周波の減衰量を示し、横軸は、入力される高周波の周波数を示している。CFRP製パネル20には、図2に示すようにマイクロ波領域で−20[dB]程度のシールド効果があるので、インパネ内部(図1中、CFRP製パネル20の下側)で車載用アンテナ1の近傍に配置されている車載用電子機器から発せられるノイズを遮蔽することができる。したがって、それらの電子機器のノイズの影響を受けることなく電波を受信することができる。
Here, the shield characteristic of the
また、CFRP製パネル20が凹状に形成され、その側面が垂直に形成されており、その底面にアンテナ素子10が配置されている。
さらに、アンテナ素子10は、ETC車載器用アンテナ素子12、GPS車載器用アンテナ素子14及び自動車電話用アンテナ素子16から構成された複合アンテナ素子であり、その最も上部のアンテナ素子が自動車電話用アンテナ素子16である。
Further, the
Further, the
このように、CFRP製パネル20を形成してアンテナ素子10を配置した場合の自動車電話用アンテナ素子16の利得特性を図3に示す。図3は、凹状に形成されたCFRP製パネル20の開口面の直径(図1中「φA」で示される。)及び底面の直径(図1中「φB」で示される。)と、得られるアンテナ利得の関係を示す図であり、図3(a)は、図により示したものであり、図3(b)は、図3(a)の値を数値で示したものである。
FIG. 3 shows the gain characteristics of the antenna element 16 for a car phone when the
図3に示すように、φA及びφBが共に300[mm]のとき、自動車電話用アンテナ素子16の利得が−2.9[dBi]となる。すなわち、凹状に形成されたCFRP製パネル20の開口面の直径と底面の直径とが同じ場合、つまり、凹状に形成されたCFRP製パネル20の側面が垂直の場合に最も高いアンテナ利得が得られる。
As shown in FIG. 3, when both φA and φB are 300 [mm], the gain of the antenna element 16 for a car phone is −2.9 [dBi]. That is, when the diameter of the opening surface of the
また、アンテナ素子10を、複数周波数の電波を受信できるETC車載器用アンテナ素子12、GPS車載器用アンテナ素子14、自動車電話用アンテナ素子16で構成しているので、異なった周波数を用いる複数の電子機器を同時に使用することができる。
In addition, since the
また、凹状に形成されたCFRP製パネル20の凹部の直径を、受信する電波の1波長以下の大きさ、つまり、複数のアンテナ素子12,14,16で受信する電波のうち最も波長が長い自動車電話用電波の800[MHz]に対応する375[mm]以下(本実施形態では300[mm])とすると、凹状に形成されたCFRP製パネル20の内壁面による反射波が効率よくアンテナ素子10に指向するので、車載用アンテナ1の利得を向上させることができる。
Further, the diameter of the concave portion of the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
例えば、上記実施形態では、アンテナ素子10として、ETC車載器用アンテナ素子12、GPS車載器用アンテナ素子14あるいは自動車電話用アンテナ素子16から構成される複合アンテナを用いたが、その他の周波数を用いるアンテナ素子を用いてもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this embodiment, A various aspect can be taken.
For example, in the above embodiment, the
また、CFRP製パネル20を車両前部のインパネ部分に配置したが、車両用の通信機器に必要となる電波特性に合わせて、他の位置、例えば、車室内の後部や側部(ドアなど)に配置してもよい。
Further, the
1…車載用アンテナ、10…アンテナ素子、12…ETC車載器用アンテナ素子、14…GPS車載器用アンテナ素子、16…自動車電話用アンテナ素子、20…CFRP製パネル、22…アッパーパネル、24…フロントガラス。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記CFRP製パネルは凹状に形成され、
前記アンテナ素子は、前記凹状に形成されたCFRP製パネルの底面に設置されていることを特徴とする車載用アンテナ。 The in-vehicle antenna according to claim 1,
The CFRP panel is formed in a concave shape,
The in-vehicle antenna, wherein the antenna element is installed on a bottom surface of a CFRP panel formed in the concave shape.
前記凹状に形成されたCFRP製パネルの側面が垂直に形成されていることを特徴とする車載用アンテナ。 The in-vehicle antenna according to claim 2,
A vehicle-mounted antenna, wherein a side surface of the concave CFRP panel is formed vertically.
前記アンテナ素子は、複数周波数の電波を受信できる複数のアンテナ素子から構成されていることを特徴とする車載用アンテナ。 In the vehicle-mounted antenna according to claim 2 or claim 3,
The in-vehicle antenna, wherein the antenna element is composed of a plurality of antenna elements capable of receiving radio waves of a plurality of frequencies.
前記凹状に形成されたCFRP製パネルの上面部は、前記底面に配置された複数のアンテナ素子のうち最も上部のアンテナ素子の位置と略同じ高さに形成されていることを特徴とする車載用アンテナ。 The in-vehicle antenna according to claim 4,
The upper surface portion of the CFRP panel formed in the concave shape is formed at the same height as the position of the uppermost antenna element among the plurality of antenna elements arranged on the bottom surface. antenna.
前記凹状に形成されたCFRP製パネルの凹部の直径は、受信する電波の1波長以下の大きさであることを特徴とする車載用アンテナ。 In the vehicle-mounted antenna according to any one of claims 2 to 5,
The in-vehicle antenna, wherein the concave portion of the CFRP panel formed in a concave shape has a diameter of one wavelength or less of a received radio wave.
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