JP4308073B2

JP4308073B2 - 信号受信装置

Info

Publication number: JP4308073B2
Application number: JP2004136042A
Authority: JP
Inventors: 悦哉柴田; 英樹柳本
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2004-04-30
Filing date: 2004-04-30
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2024-04-30
Also published as: JP2005318416A; US20050242961A1; US7319381B2

Description

本発明は、リモートキーレスエントリー（ＲＫＥ）の車載機器に用いて好適な信号受信装置に係り、特に、アンテナパターンを形成した受信回路板を設ける際に、そのアンテナパターンが無線円偏波信号を受信できるような形状にし、小型軽量の信号受信装置を得るようにした信号受信装置に関する。

従来、リモートキーレスエントリーは、ユーザー等が個別に保持する１つ以上の携帯型送信機と、自動車に搭載された１つの車載用受信機とを備え、いずれかの携帯型送信機の操作によりその携帯型送信機から無線信号が送信され、車載用受信機がその無線信号を受信したときに、車載用受信機は、無線信号に含まれているＩＤコードを送信した携帯型送信機が当該車載用受信機にＩＤコードを既登録しているか否かを認定し、ＩＤコードが既登録ののもであると認定すると、その無線信号に含まれている制御コードによりその制御コードで指定された自動車の被制御部に制御信号を供給する、例えばドアロック機構にドアアンロック信号を供給することにより、当該ドアロック機構のロック状態をアンロック状態にするものである。

この場合、携帯型送信機から車載用受信機に送信される無線信号は、通常、３００ＭＨｚ乃至５００ＭＨｚの周波数信号が用いられており、しかも、その無線信号の送信電力がかなり微弱である。このため、車載用受信機においては、車載用受信機に使用される受信アンテナとして高感度のもの、具体的には、比較的大型のアンテナを用い、携帯型送信機から送信された無線信号が正確に受信できるようにしている。

ここで、図３は、この種の車載用受信機に用いることが可能な既知のアンテナの構成の１つの例を示す平面図であって、特開平１１−３５５０２２号公報に開示されているものであり、また、図４は、同様にこの種の車載用受信機に用いることが可能な既知のアンテナの構成の他の例を示す分解斜視図であって、特開平０６−１１７１５３号公報に開示されているものである。

図３に示されるように、このアンテナは、薄型箱状の前面筐体３１と、薄型箱状の背面筐体３２と、前面筐体３１及び背面筐体３２で囲まれた箱状空間内に支持部３３によって支持されたプリント板３４と、プリント板３４に対して２つの箇所３５、３６で逆Ｌ字状に固着保持された板金３５とを有し、プリント板３４は、板金３５に対向した部分に開口３７が設けられている。そして、プリント板３４と板金３５とが固着保持される１つの箇所３５は、プリント板３４への給電端子を構成し、プリント板３４と板金３５とが固着保持される他の１つの箇所３６は、接地端子を構成している。かかる構成を備えたアンテナは、アンテナ素子に板金３５が用いられているので、比較的高い受信感度を持つアンテナを得ることができるものの、その形状が全体的に大きなものになる。

また、図４に示されるように、このアンテナは、回路基板４１に装着されたアンテナ長が（１／４）λのパターンアンテナ４２からなっており、この他に、回路基板４１には、制御回路部４３と、外付けのコンデンサ４４と、高周波入力端子４５と、パターンアンテナ４２とコンデンサ４４の一端とを接続するアンテナ側配線４６と、制御回路部４３とコンデンサ４４と高周波入力端子４５とを接続する回路部側配線４７とが設けられている。かかる構成を備えたアンテナは、アンテナ素子にパターンアンテナ４２を用いているので、その形状を小型化することができるものの、アンテナの受信信号指向性が１つの方向に強いものになっている。

最近、リモートキーレスエントリーにおいては、前述のようなリモートキーレスエントリーの機能を果たすだけでなく、自動車のタイヤ圧をタイヤ圧センサによって検出し、その検出結果を表す検出信号を無線信号として信号受信装置に供給し、車載用受信機がこの信号受信装置で受信した検出信号を合わせて処理し、自動車のタイヤ圧を常時感知することができるリモートキーレスエントリーが提案されている。

この提案によるリモートキーレスエントリーは、自動車の各タイヤに、タイヤ内の空気圧を検出するタイヤ圧センサと無線信号送信機とをそれぞれ取り付けるとともに、自動車側にそれらの無線信号を個別に受信する信号受信装置をそれぞれ取り付け、それぞれのタイヤ圧センサで検出した検出信号を無線信号にして対応する無線信号送信機から無線送信し、それらの無線信号送信機から送信された無線信号を対応する信号受信装置がそれぞれ受信するように形成配置されているものである。

ところで、かかる信号受信装置は、前述の車載用受信機と同様に、無線信号を受信するアンテナを必要とする。しかるに、それぞれの無線信号送信機は、対応するタイヤのリム部に取り付けられ、それぞれの信号受信装置は、対応するホイールハウス内に取り付けられているので、無線信号送信機と信号受信装置との配置間隔は、それらが最も近接した状態で１０乃至１５ｃｍ、それらが最も遠ざかった状態で５０乃至６０ｃｍ程度である。このため、これらの信号受信装置は、前述の特開平１１−３５５０２２号公報に開示されているような高い受信感度のアンテナを使用する必要がないばかりか、そのような大型で高感度のアンテナを使用した場合、自動車に信号受信装置を取り付ける際の取り付け箇所が限定されるだけでなく、受信感度が高過ぎて却って使用し難いもので、前記アンテナをこの種の信号受信装置に使用することが難しい。

また、かかる信号受信装置は、その信号受信装置で受信する無線信号の信号源、すなわち無線信号送信機の位置がタイヤの回転に伴って適宜変更するため、無線信号送信機の位置が変更されても、その無線信号送信機からの無線信号を常時受信できるような受信指向性をアンテナに持たせる必要がある。ところで、前述の特開平０６−１１７１５３号公報に開示されているようなアンテナを使用した場合、そのアンテナの構造が無線信号の水平偏波に対する受信感度と垂直偏波に対する受信感度とが大きく異っている状態、すなわち円偏波信号の受信ができない状態になる。このため、無線信号送信機が信号受信装置に対してある方向のある範囲内に入っているとき、その無線信号送信機から送信された無線信号に対するアンテナの受信感度が高くなり、信号受信装置が無線信号を正しく受信できるようになるものの、無線信号送信機が信号受信装置に対して前記範囲外になった途端、その無線信号送信機から送信された無線信号に対するアンテナの受信感度が低下して、信号受信装置が無線信号を正しく受信できなくなってしまう場合があり、前記アンテナをこの種の信号受信装置に使用することが難しい。
特開平１１−３５５０２２号公報特開平０６−１１７１５３号公報

本発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたもので、その目的は、アンテナパターンの形状配置を適宜選択することにより無線信号の円偏波信号を有効に受信することが可能になり、アンテナパターンの使用により小型で安価なアンテナを有する信号受信装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明による信号受信装置は、絶縁基板の一面側に信号受信回路を形成し、前記信号受信回路の形成位置と対向する絶縁基板の他面側に導電パターンを形成するとともに、前記信号受信回路の形成位置と対向する位置から外れた前記絶縁基板の他面側にプリント放射導体を形成して受信回路板を構成し、前記受信回路板上において前記信号受信回路の入力端と前記プリント放射導体の出力端と前記導電パターンとを導電接続し、前記プリント放射導体と前記導電パターンとは、それら配置形状が円偏波無線信号を受信するアンテナとして機能を有するように形成され、前記プリント放射導体と前記導電パターンとの導電接続点を通して前記信号受信回路に受信信号を供給する手段を具備する。

前記手段において、受信回路板は、絶縁基板の一面側にＳＡＷフィルタが配置され、ＳＡＷフィルタの一端がプリント放射導体の出力端に、ＳＡＷフィルタの他端が信号受信回路の入力端にそれぞれ接続されている第１の構成手段を具備する。

また、前記手段において、受信回路板は、絶縁基板の他面側に複数個のフィルタ素子を設け、複数個のフィルタ素子の中の１個のフィルタ素子が外部接地端子と導電パターンとの間に接続配置され、複数個のフィルタ素子の中の残りのフィルタ素子をそれぞれ対応する外部接続端子と信号受信回路の対応する接続端との間に接続配置されている第２の構成手段を具備する。

さらに、前記手段において、プリント放射導体は、つづら折り形状に形成されている第３の構成手段を具備する。

さらに、前記手段において、信号受信回路は、自動車のタイヤ圧を感知するタイヤ圧センサで得られた感知信号を含む無線信号の受信に用いられるもので、受信回路板で受信される無線信号の指向性がタイヤ接地面とタイヤ最上部とを結ぶ方向になるように、受信回路板が自動車に取り付けられている第４の構成手段を具備する。

以上のように、請求項１に記載された信号受信装置によれば、絶縁基板の一面側に信号受信回路を形成し、絶縁基板の他面側に広幅の導電パターンとプリント放射導体とを形成して受信回路板とし、信号受信回路の入力端とプリント放射導体の出力端と広幅の導電パターンとを導電接続し、プリント放射導体と広幅の導電パターンとをアンテナとしてその導電接続点を通して信号受信回路に受信信号を供給するようにしているので、広幅の導電パターンとプリント放射導体との協動によって無線信号の水平偏波信号と垂直偏波信号との受信が可能になり、小型で安価なアンテナを備えた信号受信装置が得られるという効果がある。
また、絶縁基板に形成したプリント放射導体と導電パターンとの配置形状を適宜選択し、円偏波無線信号を受信するアンテナパターンとして機能させるようにしたので、小型で安価なアンテナを得ることができるという効果がある。

また、請求項２に記載された信号受信装置によれば、絶縁基板の一面側にＳＡＷフィルタを配置し、ＳＡＷフィルタの一端をプリント放射導体の出力端に、ＳＡＷフィルタの他端を信号受信回路の入力端にそれぞれ接続しているので、プリント放射導体から信号受信回路に伝達される不要な信号成分が阻止され、信号漏れを少なくすることができるという効果がある。

請求項３に記載された信号受信装置によれば、複数個のフィルタ素子を設け、複数個のフィルタ素子の中の１個のフィルタ素子を外部接地端子と導電パターンとの間に接続配置し、複数個のフィルタ素子の中の残りのフィルタ素子をそれぞれ対応する外部接続端子と信号受信回路の対応する接続端との間に接続配置したので、導電パターンを高周波に対して接地点から切り離すことができ、それにより導電パターンをアンテナとして使用することができるという効果がある。

請求項４に記載された信号受信装置によれば、プリント放射導体をつづら折り形状に形成したので、プリント放射導体の実質長を短くすることなく、小型のアンテナを形成できるできるという効果がある。

請求項５に記載された信号受信装置によれば、信号受信回路が自動車のタイヤ圧を感知するタイヤ圧センサで得られた感知信号を含む無線信号の受信に用いられ、受信回路板で受信される無線信号の指向性がタイヤ接地面とタイヤ最上部とを結ぶ方向になるように、受信回路板を自動車に取り付けているので、それぞれの信号受信回路のアンテナの受信指向性が常時対応する無線信号送信機だけを視野に入れた範囲内にあるので、無線信号の受信精度の高い信号受信回路を得ることができるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１（ａ）、（ｂ）は、本発明による信号受信装置の一つの実施の形態に係わるもので、その受信回路板の要部構成を示す平面図であって、（ａ）はその一面の構成であり、（ｂ）はその他面の構成を示すものである。

図１（ａ）、（ｂ）に示されるように、この実施の形態による信号受信装置に用いられる受信回路板１は、絶縁基板２の一面に、つづら折り状態に形成されたプリント放射導体３と、広幅の導電パターン４と、４個のチップビーズフィルタ５（１）、５（２）、５（３）、５（４）と、３個のチップビーズフィルタ５（１）、５（２）、５（３）からそれぞれ導出された３本の接続パターン６（１）、６（２）、６（３）と、１個のチップビーズフィルタ５（４）から広幅の導電パターン４に至る１本の接続パターン６（４）が形成配置されている。

また、絶縁基板２の他面に、信号受信回路７と、ＳＡＷ（表面弾性波）フィルタ８と、ＳＡＷフィルタ８の一端から導出された１本の接続パターン９（１）と、ＳＡＷフィルタ８の一端から広幅の導電パターン４に至る１本の接続パターン９（２）と、広幅の導電パターン４からそれぞれ延びる３本の接続パターン９（３）、９（４）、９（５）とが形成配置されている。

さらに、絶縁基板２を通して、５つの貫通導体１０（１）、１０（２）、１０（３）、１０（４）、１０（５）が形成配置されている。この中で、貫通導体１０（１）は、絶縁基板２の一面側でプリント放射導体３の一端部に、絶縁基板２の他面側で接続パターン９（１）にそれぞれ導電接続され、貫通導体１０（２）は、絶縁基板２の一面側で広幅の導電パターン４の端部に、絶縁基板２の他面側で接続パターン９（２）にそれぞれ導電接続されている。貫通導体１０（３）は、絶縁基板２の一面側で接続パターン６（１）に、絶縁基板２の他面側で接続パターン９（３）にそれぞれ導電接続され、貫通導体１０（４）は、絶縁基板２の一面側で接続パターン６（２）に、絶縁基板２の他面側で接続パターン９（４）にそれぞれ導電接続され、貫通導体１０（５）は、絶縁基板２の一面側で接続パターン６（３）に、絶縁基板２の他面側で接続パターン９（５）にそれぞれ導電接続されている。

そして、絶縁基板２の一面においては、プリント放射導体３と広幅の導電パターン４とが隣接するように配置され、プリント放射導体３のつづら折り部分が導電パターン４の１つの短辺に沿うように配置されており、導電パターン４の他の短辺に沿うように４個のチップビーズフィルタ５（１）、５（２）、５（３）、５（４）が配置されている。また、絶縁基板２の他面においては、信号受信回路７が絶縁基板２を介して導電パターン４の配置位置と対向する位置に配置され、ＳＡＷフィルタ８が信号受信回路７から若干離れた位置に配置されている。

前記構成による受信回路板１は、広幅の導電パターン４が４個のチップビーズフィルタ５（１）、５（２）、５（３）、５（４）を通して外部接続端子（この外部接続端子は、受信回路板１をリモートキーレスエントリーの車載用受信機等に接続する端子であって、図１に図示されていない）に接続され、それによって広幅の導電パターン４を接地点から高周波的に隔離するように配置されており、また、広幅の導電パターン４が貫通導体１０（２）を通して信号受信回路７の入力端に接続されている。このため、プリント放射導体３と広幅の導電パターン４とは、協動して信号受信回路７に供給される無線信号のアンテナパターンを構成している。

この場合、プリント放射導体３と広幅の導電パターン４からなるアンテナパターンは、プリント放射導体３のつづら折り部分が広幅の導電パターン４の短辺に沿うように構成配置されているので、プリント放射導体３が無線信号における一方の偏波信号、例えば水平偏波信号を、広幅の導電パターン４が無線信号における他方の偏波信号、例えば垂直偏波信号を受信できる傾向が強いものであって、全体として無線信号の円偏波信号を受信するのに適した構成になっている。このため、アンテナパターンに到来した無線信号は、円偏波信号の形で効率的に受信することが可能になる。そして、このアンテナパターンで受信された受信信号は、信号受信回路７において増幅及び復調され、復調信号が信号受信回路７に次続するリモートキーレスエントリーの車載用受信機に伝送供給される。

なお、前記実施の形態においては、プリント放射導体３としてつづら折り形状のパターンを用いた例を挙げて説明したが、本発明によるプリント放射導体３はこのようなつづら折り形状のパターンを用いたものに限られるものではなく、無線信号における一方の偏波信号を受信できる傾向が強く出るものであれば、櫛形形状のパターンを用いたものや、渦巻き状のパターンを用いたものであってもよい。

また、前記実施の形態においては、絶縁基板２の他面にＳＡＷフィルタ８を配置した例を挙げて説明したが、本発明は、このようなＳＡＷフィルタ８を配置したものに限られるものではなく、ＳＡＷフィルタ８と等価なフィルタ機能を有するものであれば、他の高周波用フィルタを用いることができる。

さらに、前記実施の形態においては、広幅の導電パターン４を高周波的に接地点から隔離するために、チップビーズフィルタ５（１）、５（２）、５（３）、５（４）を用いた例を挙げて説明したが、本発明は、このようなチップビーズフィルタ５（１）、５（２）、５（３）、５（４）を用いたものに限られるものではなく、チップビーズフィルタと同様のフィルタ機能を有するものであれば、他の小型フィルタを用いることができる。

次に、図２は、図１に図示された信号受信回路が自動車のタイヤ圧を感知するタイヤ圧センサで得られた感知信号を含む無線信号の受信を行う際の最適な構成状態を示す配置図である。

図２に示されるように、この構成状態においては、自動車１１のタイヤ１２（１）、１２（２）のリム部にタイヤ圧センサを有する無線信号送信機１３（１）、１３（２）を装着し、それぞれの無線信号送信機１３（１）、１３（２）に対応したホイールハウス１５（１）、１５（２）の最上部分に信号受信装置１４（１）、１４（２）を取り付けている。この場合、ホイールハウス１５（１）、１５（２）に信号受信装置１４（１）、１４（２）を取り付ける際に、プリント放射導体３と広幅の導電パターン４からなるアンテナで受信される無線信号の指向性が図２の点線で示すような指向方向１６（１）、１６（２）、１７（１）、１７（２）になるように、信号受信装置１４（１）、１４（２）の取り付け方向を選択する。

すなわち、それぞれの信号受信装置１４（１）、１４（２）は、対応するタイヤの１２（１）、１２（２）の最上部に対向したホイールハウス１５（１）、１５（２）の位置であるホイールハウス１５（１）、１５（２）内の最上部分に取り付けるとともに、それらの信号受信装置１４（１）、１４（２）のアンテナで受信される無線信号の指向性がタイヤの１２（１）、１２（２）の接地点と最上部とを結ぶ線上になるように、それぞれの信号受信装置１４（１）、１４（２）をホイールハウス１５（１）、１５（２）内に取り付けている。なお、図２においては、自動車１１における２つのタイヤ１２（１）、１２（２）だけが図示されているが、図示されていない他の２つのタイヤにおいても、２つのタイヤ１２（１）、１２（２）と同様の状態で、それぞれ無線信号送信機及び信号受信装置が取り付けられている。

前記構成状態にしたときに、無線信号送信機１３（１）は、タイヤ圧センサにおいてタイヤの空気圧を間歇的に検出し、その検出結果を表す検出信号を無線信号として信号受信装置１４（１）に向けて送信する。このとき、信号受信装置１４（１）は、そのアンテナで無線信号送信機１３（１）から送信された無線信号を受信し、その受信信号を受信信号回路７で増幅及び復調して復調信号を形成し、得られた復調信号をリモートキーレスエントリーの車載用受信機に供給する。同じように、無線信号送信機１３（２）は、タイヤ圧センサにおいてタイヤの空気圧を間歇的に検出し、その検出結果を表す検出信号を無線信号として信号受信装置１４（２）に向けて送信する。このとき、信号受信装置１４（２）は、そのアンテナで無線信号送信機１３（２）から送信された無線信号を受信し、その受信信号を受信信号回路７で増幅及び復調して復調信号を形成し、得られた復調信号をリモートキーレスエントリーの車載用受信機に供給する。また、他の２つの無線信号送信機と信号受信装置においても、前述の動作と同様な動作が行われる。

この場合、それぞれの無線信号送信機１３（１）、１３（２）において、タイヤの空気圧を示す検出信号が形成されるタイミングは、それぞれ僅かづつ異なっており、それぞれの信号受信装置１４（１）、１４（２）から出力される復調信号も時分割的にリモートキーレスエントリーの車載用受信機に供給される。そして、復調信号の供給を受けた車載用受信機は、それぞれの復調信号の信号内容に基づいていずれかのタイヤの空気圧が正常範囲外になったものがあった場合、どのタイヤの空気圧が不適であるかを表示等によってユーザーに知らせることができる。

前記構成状態においては、信号受信装置１４（１）、１４（２）をホイールハウス１５（１）、１５（２）内の最上部分に取り付け、それらの信号受信装置１４（１）、１４（２）の取り付け方向を、アンテナで受信される無線信号の指向性がタイヤ１２（１）、１２（２）の接地面と最上部を結ぶ線方向を向いた指向方向１６（１）、１６（２）、１７（１）、１７（２）になるようにしているので、タイヤ１２（１）、１２（２）のリム部に装着した無線信号送信機１３（１）、１３（２）が、タイヤ１２（１）、１２（２）の回転に伴ってその位置が変化しても、常時、指向方向１６（１）、１７（１）の範囲内になるので、無線信号送信機１３（１）、１３（２）から送信された無線信号が確実に信号受信装置１４（１）、１４（２）のアンテナで受信されるようになり、隣接する無線信号送信機から送信された無線信号を誤って受信したり、いずれの無線信号送信機から送信された無線信号も受信できなくなってしまうという不測の事態の発生を防ぐことができる。

本発明による信号受信装置の一つの実施の形態に係わるもので、その受信回路板の要部構成を示す平面図である。図１に図示された信号受信回路が自動車のタイヤ圧を感知するタイヤ圧センサで得られた感知信号を含む無線信号の受信を行う際の最適な構成状態を示す配置図である。車載用受信機に用いることが可能な既知のアンテナの構成の１つの例を示す平面図である。車載用受信機に用いることが可能な既知のアンテナの構成の他の例を示す分解斜視図である。

符号の説明

１受信回路板
２絶縁基板
３プリント放射導体
４広幅の導電パターン
５（１）、５（２）、５（３）、５（４）チップビーズフィルタ
６（１）、６（２）、６（３）、６（４）接続パターン
７信号受信回路
８ＳＡＷ（表面弾性波）フィルタ
９（１）、９（２）、９（３）、９（４）、９（５）接続パターン
１０（１）、１０（２）、１０（３）、１０（４）、１０（５）貫通導体
１１自動車
１２（１）、１２（２）タイヤ
１３（１）、１３（２）無線信号送信機
１４（１）、１４（２）信号受信装置
１５（１）、１５（２）ホイールハウス
１６（１）、１６（２）、１７（１）、１７（２）指向方向

Claims

絶縁基板の一面側に信号受信回路を形成し、前記信号受信回路の形成位置と対向する絶縁基板の他面側に導電パターンを形成するとともに、前記信号受信回路の形成位置と対向する位置から外れた前記絶縁基板の他面側にプリント放射導体を形成して受信回路板を構成し、
前記受信回路板上において前記信号受信回路の入力端と前記プリント放射導体の出力端と前記導電パターンとを導電接続し、
前記プリント放射導体と前記導電パターンとは、それら配置形状が円偏波無線信号を受信するアンテナとして機能を有するように形成され、前記プリント放射導体と前記導電パターンとの導電接続点を通して前記信号受信回路に受信信号を供給することを特徴とする信号受信装置。
前記受信回路板は、前記絶縁基板の一面側にＳＡＷフィルタが配置され、前記ＳＡＷフィルタの一端が前記プリント放射導体の出力端に、前記ＳＡＷフィルタの他端が前記信号受信回路の入力端にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項１に記載の信号受信装置。
前記受信回路板は、前記絶縁基板の他面側に複数個のフィルタ素子を設け、前記複数個のフィルタ素子の中の１個のフィルタ素子が外部接地端子と前記導電パターンとの間に接続配置され、前記複数個のフィルタ素子の中の残りのフィルタ素子をそれぞれ対応する外部接続端子と前記信号受信回路の対応する接続端との間に接続配置されていることを特徴とする請求項１に記載の信号受信装置。
前記プリント放射導体は、つづら折り形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の信号受信装置。
前記信号受信回路は、自動車のタイヤ圧を感知するタイヤ圧センサで得られた感知信号を含む無線信号の受信に用いられるもので、前記受信回路板で受信される前記無線信号の指向性がタイヤ接地面とタイヤ最上部とを結ぶ方向になるように、前記受信回路板が前記自動車に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の信号受信装置。