JP4921282B2

JP4921282B2 - 車両およびアンテナ装置

Info

Publication number: JP4921282B2
Application number: JP2007211723A
Authority: JP
Inventors: 桂聖川; 敦司松浦
Original assignee: Toyota Motor Corp; Kojima Industries Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Kojima Industries Corp
Priority date: 2007-08-15
Filing date: 2007-08-15
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2027-08-15
Also published as: JP2009049553A

Description

本発明は車両およびアンテナ装置に係り、特にアンテナエレメントを備えた車両および車両に設けられるアンテナ装置に関する。

従来より、車載アンテナ装置として、図６の模式図に示すように、トランクリッド１２２の下方の車両後方バンパー１２６にアンテナエレメント１３０を内蔵した形式のものが知られている（例えば下記特許文献１参照）。

図６の構成では、トランクリッド１２２に例えばエンブレム１２４が設けられている。トランクリッド１２２は例えば樹脂で形成され、エンブレム１２４は例えば樹脂部品に金属板を貼り付けてまたは金属粉入り材料をメッキして形成されている。

特開２００６−２０３７１４号公報

金属材料を含んだエンブレム１２４が樹脂製のトランクリッド１２２に設けられている場合、当該エンブレム１２４は車体とは電気的に接続されておらず電気的に共振して電波を吸収しうる。このため、エンブレム１２４の付近にアンテナエレメント１３０が存在すると、エンブレム１２４による電波吸収によって、アンテナ装置の受信状態、換言すれば受信利得が低下する場合がある。つまり、エンブレム１２４がアンテナ装置による受信を妨害する場合がある。

ここで、エンブレム１２４が吸収する電波すなわち共振する電波は、その１／２波長がエンブレム１２４の長さ（当該電波の偏波方向における長さ）に相当する電波である。このため、エンブレム１２４の共振周波数がアンテナ装置による受信周波数帯域内に在る場合に受信妨害が発生する。

この点について、図７にエンブレム１２４がアンテナ受信感度（換言すればアンテナ利得）に及ぼす影響を説明する図を示す。図７において、特性線（ａ）はエンブレム１２４が無い場合を示し、特性線（ｂ）はエンブレム１２４が在る場合を示している。図７から、エンブレム１２４によってアンテナ受信感度がΔＧだけ低下するのが分かる。

上記に鑑みれば、受信妨害対策として、エンブレム１２４の長さを調整することによって、エンブレム１２４がアンテナ装置による受信周波数帯域内で共振しないようにすることが考えられる。

また、他の対策として、エンブレム１２４とアンテナエレメント１３０との離間距離を大きくすることによって、アンテナエレメント１３０に対するエンブレム１２４の影響を低減することが考えられる。

この点について、図８にアンテナエレメント１３０とエンブレム１２４との離間距離がアンテナ受信感度に及ぼす影響を説明するグラフを示す。なお、図８において横軸は上記離間距離を波長で規格化して波長に対する比率で示している。図８によれば、アンテナエレメント１３０とエンブレム１２４との離間距離が受信波長の約６０％以下の場合、離間距離が大きくなるほど、エンブレム１２４がアンテナ利得へ及ぼす影響は小さくなり、その変化はほぼ線形であることが分かる。また、離間距離が約６０％以上の場合、エンブレム１２４の影響はほぼ一定に収束することが分かる。このため、アンテナエレメント１３０とエンブレム１２４との離間距離を受信波長の約６０％以上にすれば、エンブレム１２４による受信妨害を回避可能であることが分かる。

しかし、エンブレム１２４は車両の意匠的価値において重要な要素となる場合がある。そのような場合、エンブレム１２４の長さや位置の変更は、車両の意匠的価値の低下を招いてしまう。

また、アンテナエレメント１３０の搭載位置は良好なアンテナ性能が得られるように車体や各種部品等の金属部材との位置関係において決められるので、アンテナエレメント１３０の搭載位置の安易な変更はアンテナ性能を低下しかねない。

また、上記ではエンブレム１２４を例示したが、車体に電気的に接続されていない他の部材によっても受信妨害は発生しうる。当該他の部材が例えば上記エンブレム１２４以外の意匠部品である場合、その寸法や設置位置の変更は、エンブレム１２４と同様、車両の意匠的価値に影響する。また、当該他の部材が例えば安全性に関するものである場合、その寸法や設置位置の変更は法規上、容易でないことが多い。

本発明の目的は、車体に電気的に接続されていない導電性部材がアンテナエレメントによる受信に及ぼす影響が低減され良好な受信が可能な車両およびアンテナ装置を提供することである。

本発明に係る車両は、アンテナエレメントを備えた車両であって、前記アンテナエレメントとの間に所定の離間距離を有して車体に設けられ前記車体に電気的に接続されていない導電性部材と、前記導電性部材に重ねて付加された導電性の付加部材と、を備え、前記付加部材は前記導電性部材と一体的に電気的共振可能に設けられており、その電気的共振周波数が前記アンテナエレメントの受信周波数帯域外に存在することを特徴とする。

ここで、前記所定の離間距離は前記アンテナエレメントによる受信波長の約６０％以下であることが好ましい。

また、前記付加部材は前記車両の通常使用時には視認されない箇所に設けられることが好ましい。

また、前記付加部材は、板状部材と、フィルム状部材と、流動性材料を固化した膜とのうちの少なくとも１つを含むことが好ましい。

本発明に係るアンテナ装置は、車両に設けられるアンテナ装置であって、アンテナエレメントと、前記アンテナエレメントとの間に所定の離間距離を有して車体に設けられ前記車体に電気的に接続されていない導電性部材に重ねて付加される導電性の付加部材と、を含み、前記付加部材は前記導電性部材と一体的に電気的共振することにより前記導電性部材の電気的共振作用を前記アンテナエレメントの受信周波数帯域内において低減することを特徴とする。

ここで、前記付加部材は、前記導電性部材と一体的に電気的共振することにより、前記導電性部材が電気的に共振する周波数を前記アンテナエレメントの前記受信周波数帯域外へシフトさせることが好ましい。

また、前記付加部材は前記アンテナエレメントの受信偏波方向における長さが、前記付加部材と前記導電性部材との一体的な電気的共振の周波数が前記アンテナエレメントの前記受信周波数帯域外に存在する条件に、設定されていることが好ましい。

上記構成によれば、車体に電気的に接続されていない導電性部材がアンテナエレメントによる受信に及ぼす影響が低減され、アンテナエレメントによる受信を良好にすることができる。かかる効果は、例えば上記導電性部材による意匠的価値やアンテナエレメントの受信性能を損なうことなく、得ることができる。

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態について詳細に説明する。

図１に実施の形態に係る自動車車両２０およびアンテナ装置２８の概略構成図を示す。図１には車両２０の後方斜視図を図示している。

図１の例では車両２０の車体（車両ボディ）の一部であるトランクリッド２２の外面すなわち意匠面にエンブレム２４が取り付けられている。

トランクリッド２２は樹脂等の絶縁性材料で構成されている。エンブレム２４はその一部または全部が金属等の導電性材料で構成されている。すなわち、エンブレム２４は少なくとも一部が導電性を有している。例えば金属板を打ち抜き加工等することによって、エンブレム２４全体が導電性材料で構成される。また、樹脂部品に金属板または金属箔を貼り付けることによって、または、樹脂部品に金属粉入り材料をメッキすることによって、エンブレム２４の一部が導電性材料で構成される。

エンブレム２４は、上記のように絶縁性のトランクリッド２２に取り付けられているが、車体や各種回路等とは電気的に接続されていない。

図１ではエンブレム２４を車幅方向に長い一定長部材として模式的に例示しているが、かかる図示によってエンブレム２４の形状、寸法等が限定されるものではない。また、図１の例ではエンブレム２４が車両２０の後方視においてトランクリッド２２の左隅部に設けられているが、エンブレム２４の位置はこの例示に限定されるものではない。

車両２０にはアンテナ装置２８が搭載されている。図１では、アンテナ装置２８のアンテナエレメント３０および付加部材３２を模式的に図示し、また、その他の構成要素、例えば各種回路等の図示は省略している。

アンテナエレメント３０はエンブレム２４の付近に当該エンブレム２４と離間して設けられており、図１の例では、トランクリッド２２の下方に位置する後方バンパー２６内に設けられている。ここでは、アンテナエレメント３０の受信偏波方向が車両２０の車幅方向である場合を例示する。

なお、図１ではアンテナエレメント３０を模式的に図示しており、かかる図示によってアンテナエレメント３０の形状、寸法等が限定されるものではない。また、図１の例ではアンテナエレメント３０がエンブレム２４のほぼ直下に設けられているが、アンテナエレメント３０の設置位置はこの例示に限定されるものではない。

付加部材３２は、トランクリッド２２の内面（トランクルーム側の面）、すなわち意匠面の裏側に付加されており、トランクリッド２２を介してエンブレム２４に重ねて設けられている。付加部材３２は、例えば鉄等の金属を含んで構成され、導電性を有している。付加部材３２は、例えば板状部材やフィルム状部材で構成可能であり、当該部材のネジ止めや貼り付け等によって設置可能である。また、導電性のペーストや液体等の流動性材料をトランクリッド２２に塗布・印刷することによって、付加部材３２を形成することも可能である。この場合、上記導電性を有する流動性材料が固化してできた膜が付加部材３２を構成する。また、上記例示の板状部材、フィルム状部材、流動性材料の固化膜等を種々に組み合わせて、付加部材３２を構成してもよい。

上記のようにトランクリッド２２は絶縁性材料で構成されているので、付加部材３２は車体とは電気的に接続されていない。この場合、付加部材３２はエンブレム２４と一体的に共振する。なお、ここでの共振とは電気的共振であり以下同様とする。一体的に共振する付加部材３２とエンブレム２４とは、電気的に１つの導電性部材として振る舞う。なお、一体的に共振する付加部材３２およびエンブレム２４に相当する当該１つの導電性部材を、説明の便宜のため、「一体的に共振する部材３４」と呼ぶことにする。

付加部材３２とエンブレム２４とは一体的に共振可能である限り、両者の位置関係は種々に設計できる。図２〜図４に付加部材３２の設置例を説明する模式図を示す。図２〜図４はトランクリッド２２を付加部材３２およびエンブレム２４を含む位置で水平方向に切断した断面図に相当する。なお、図２〜図４では各要素２２，２４，３２を模式的に図示しており、実寸比を示すものではない。

図２には、付加部材３２の一部がエンブレム２４の全体と重なり、付加部材３２がエンブレム２４と縁（エッジ）を揃えて設置されている場合を例示している。図３には、付加部材３２の一部がエンブレム２４の一部と重なっている場合を例示している。図４には、付加部材３２の一部がエンブレム２４の全体と重なっているが、図２とは異なり付加部材３２の縁がエンブレム２４の縁から離れて位置している場合を例示している。図２〜図４のいずれの例によっても付加部材３２とエンブレム２４との一体的な共振は可能である。

ここでは付加部材３２とエンブレム２４とが絶縁性のトランクリッド２２の介在によって直接、接触していない場合を例示しているが、付加部材３２をエンブレム２４に直接重ねても一体的な共振は可能である。しかし、付加部材３２は車両２０の通常使用時において視認されない箇所、換言すれば車両２０の外装および内装から隠れた箇所に設けるのが好ましい。かかる設置形態によれば付加部材３２の付加によっても車両２０の意匠的価値が低減することがない。

付加部材３２によれば、エンブレム２４との一体的な共振によって、エンブレム２４のみによる共振作用を低減することが可能である。これにより、アンテナエレメント３０の受信周波数帯域内におけるエンブレム２４の共振作用、換言すればエンブレム２４による受信妨害を低減することが可能である。

具体的には、付加部材３２との一体的な共振によって、エンブレム２４が共振する周波数をアンテナエレメント３０の受信周波数帯域外へシフトさせる。これにより、アンテナエレメント３０の受信周波数帯域内におけるエンブレム２４の共振作用が低減される。また、結果として、付加部材３２とエンブレム２４とが一体的に共振する際の周波数、換言すれば上記の一体的に共振する部材３４の共振周波数は、アンテナエレメント３０の受信周波数帯域外に存在することになる。

したがって、付加部材３２によれば、エンブレム２４がアンテナエレメント３０による受信に及ぼす影響を低減し、アンテナエレメント３０による受信を良好にすることができる。

上記の周波数シフトは付加部材３２の長さＬ３２の調整によって可能である。具体的には、付加部材３２の長さＬ３２は、上記の一体的に共振する部材３４の長さＬ３４がアンテナエレメント３０の受信電波の１／２波長よりも長くなるように、設定されている。これにより、エンブレム２４が共振する波長（換言すれば周波数）を、エンブレム２４のみが共振する場合に比べて長波長側（換言すれば低周波側）にシフトさせることができる。

ここで、図２および図４の構成例の場合、一体的に共振する部材３４の長さＬ３４は付加部材３２の長さＬ３２に相当する。また、図３の構成例の場合、一体的に共振する部材３４の長さＬ３４は、付加部材３２の長さＬ３２とエンブレム２４の長さＬ２４との合計値から両者の重なり部分の長さを減算した値に相当する。なお、長さＬ３４，Ｌ３２，Ｌ２４および上記重なり部分の長さとは、アンテナエレメント３０の受信偏波方向（ここでは上記のように車幅方向）における長さ（寸法）である。なお、図２〜図４ではＬ３２＞Ｌ２４の場合を例示しているが、Ｌ３２≦Ｌ２４となる場合もある。

図５に付加部材３２による周波数シフトを説明するアンテナ受信感度グラフを示す。図５において、特性線（ａ）は付加部材３２が無い場合を示し、特性線（ｂ）および（ｃ）は一体的に共振する部材３４の長さＬ３４が約０．２７３ｍおよび約０．３０９ｍの場合をそれぞれ示している。特性線（ａ）から、エンブレム２４のみによる共振周波数は約５９０ＭＨｚであることが分かる。また、特性線（ｂ）および（ｃ）から、エンブレム２４と付加部材３２とによる一体的な共振は約５５０ＭＨｚおよび約４８５ＭＨｚにおいてそれぞれ生じ、付加部材３２によって上記の周波数シフトが可能であることが分かる。また、一体的に共振する部材３４の長さＬ３４すなわち付加部材３２の長さＬ３２が長いほど、共振周波数が低周波側へシフトすることが分かる。

アンテナエレメント３０の受信周波数帯域中に複数の受信周波数（受信チャンネル）がある場合、最も長波長の受信偏波に基づいて上記と同様に付加部材３２の長さＬ３２を設定することにより、受信周波数帯域全体において、すなわち全ての受信チャンネルに対して良好な受信が得られる。例えばアンテナ装置２８による受信対象が地上波デジタル放送の場合、周波数帯域は４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚ（波長にして０．４２３ｍ〜０．６３８ｍ）である。この場合、一体的に共振する部材３４の長さＬ３４が０．６３８ｍの１／２である０．３１９ｍよりも長くなるように付加部材３２の長さＬ３２を設定することによって、全ての受信チャンネルを良好に受信できる。

なお、図１には付加部材３２を、エンブレム２４と同じ幅を有し車幅方向に長い一定長部材として模式的に例示しているが、付加部材３２とエンブレム２４とが異なる幅であっても上記効果を得ることは可能である。

上記のように付加部材３２によればアンテナエレメント３０の受信周波数帯域内におけるエンブレム２４の受信妨害を低減することができる。しかも、かかる効果はエンブレム２４の長さＬ２４や設置位置の変更、アンテナエレメント３０の設置位置の変更を伴わずに得ることができる。つまり、付加部材３２によれば、エンブレム２４による車両２０の意匠的価値やアンテナエレメント３０の受信性能を損なうことなく（すなわち、これらとは独立して）、受信妨害低減効果が発揮される。

ところで、上記のように従来構成の場合、アンテナエレメント１３０とエンブレム１２４との離間距離を受信波長の約６０％以上にすることによって、エンブレム１２４による受信妨害を回避可能である（図８参照）。換言すれば、付加部材３２を有さない従来構成の場合、上記離間距離を受信波長の約６０％以下に設定することは好ましくなかった。

これに対し、付加部材３２を設けた構成の場合、付加部材３２が受信妨害低減効果を奏するので、アンテナエレメント３０とエンブレム２４との離間距離をアンテナエレメント３０による受信波長の約６０％以下に設定しても良好な受信が可能である。つまり、アンテナエレメント３０とエンブレム２４とを従来構成とは異なる位置関係で設置することができ、設計の自由度が増す。

例えば地上波デジタル放送（上記のように周波数帯域は４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚであり、波長にして０．４２３ｍ〜０．６３８ｍ）の場合、従来構成では周波数帯域全域において良好な受信をするためには、アンテナエレメント１３０とエンブレム１２４とは約０．３８３ｍ（＝０．６３８ｍ×６０％）以上離す必要があった。これに対して、付加部材３２を設けた構成の場合、約０．３８３ｍ以下の範囲内にエンブレム２４とアンテナエレメント３０とを設けることができる。但し、エンブレム２４とアンテナエレメント３０とは離間して設けられる。

上記ではアンテナエレメント３０が後方バンパー２６に内蔵される場合を例示したが、アンテナエレメント３０の設置場所はこれに限られるものではない。例えば、前方バンパー、ルーフ、スポイラー等にアンテナエレメント３０を設置してもよい。

また、上記では車体に電気的に接続されていない導電性部材としてエンブレム２４を例示したが、当該導電性部材は他の意匠部品、例えばエンブレム２４と同様にして形成されたサイドモール等であってもよい。また、当該導電性部材の他の例として例えば安全性に関する部品またはその内部の部材であってもよい。例えば、バンパーに取り付けられたフォグランプ内の反射板、スポイラーに取り付けられたハイマウントストップランプ内の金属プレート（回路パターン）等が挙げられる。安全性に関する部品の設置位置等は法規上、変更は容易でないので、付加部材３２の適用は効果的である。

また、上記では地上波デジタル放送を例示したが、例えばＦＭ、ＵＨＦ、ＶＨＦ等の各種電波に対しても付加部材３２を適用可能である。また、偏波方向が上記例示の車幅方向以外であっても付加部材３２を適用可能である。

また、上記では車両２０が自動車車両である場合を例示したが、車両２０が例えば鉄道車両等であっても付加部材３２を適用することは可能である。

本発明の実施の形態に係る車両およびアンテナ装置を説明する概略構成図である。本発明の実施の形態に係る付加部材の設置例を説明する模式図である。本発明の実施の形態に係る付加部材の設置例を説明する模式図である。本発明の実施の形態に係る付加部材の設置例を説明する模式図である。本発明の実施の形態に係る付加部材による周波数シフトを説明するアンテナ受信感度グラフである。従来の車載アンテナ装置を説明する模式図である。エンブレムがアンテナ受信感度に及ぼす影響を説明する図である。アンテナエレメントとエンブレムとの離間距離がアンテナ受信感度に及ぼす影響を説明するグラフである。

符号の説明

２０車両、２２トランクリッド、２４エンブレム（車体に電気的に接続されていない導電性部材）、２６バンパー、２８アンテナ装置、３０アンテナエレメント、３２付加部材、３４一体的に共振する部材、Ｌ２４，Ｌ３２，Ｌ３４長さ。

Claims

アンテナエレメントを備えた車両であって、
前記アンテナエレメントとの間に所定の離間距離を有して車体に設けられ前記車体に電気的に接続されていない導電性部材と、
前記導電性部材に重ねて付加された導電性の付加部材と、
を備え、
前記付加部材は前記導電性部材と一体的に電気的共振可能に設けられており、その電気的共振周波数が前記アンテナエレメントの受信周波数帯域外に存在することを特徴とする車両。
請求項１に記載の車両であって、
前記所定の離間距離は前記アンテナエレメントによる受信波長の約６０％以下であることを特徴とする車両。
請求項１または２に記載の車両であって、
前記付加部材は前記車両の通常使用時には視認されない箇所に設けられることを特徴とする車両。
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の車両であって、
前記付加部材は、板状部材と、フィルム状部材と、流動性材料を固化した膜とのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする車両。
車両に設けられるアンテナ装置であって、
アンテナエレメントと、
前記アンテナエレメントとの間に所定の離間距離を有して車体に設けられ前記車体に電気的に接続されていない導電性部材に重ねて付加される導電性の付加部材と、
を含み、
前記付加部材は前記導電性部材と一体的に電気的共振することにより前記導電性部材の電気的共振作用を前記アンテナエレメントの受信周波数帯域内において低減することを特徴とするアンテナ装置。
請求項５に記載のアンテナ装置であって、
前記付加部材は、前記導電性部材と一体的に電気的共振することにより、前記導電性部材が電気的に共振する周波数を前記アンテナエレメントの前記受信周波数帯域外へシフトさせることを特徴とするアンテナ装置。
請求項５または６に記載のアンテナ装置であって、
前記付加部材は前記アンテナエレメントの受信偏波方向における長さが、前記付加部材と前記導電性部材との一体的な電気的共振の周波数が前記アンテナエレメントの前記受信周波数帯域外に存在する条件に、設定されていることを特徴とするアンテナ装置。
請求項５ないし７のいずれか１項に記載のアンテナ装置であって、
前記付加部材は、板状部材と、フィルム状部材と、流動性材料を固化した膜とのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とするアンテナ装置。