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JP7700509B2 - Vehicle antenna device - Google Patents
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Description

本発明は、車両用アンテナ装置に関する。 The present invention relates to a vehicle antenna device.

近年、車両には、特にウィンドシールドに可視光カメラ、レーダー、センサ類等、様々な電子機器が、ブラケット内に集約され装備される傾向がある。また、従来から、ウィンドシールド等の車両用窓ガラスには、放送波受信用の導体からなるアンテナパターン(アンテナ)が配置される場合がある。このような場合、ウィンドシールドにおいて、車両の乗員の視界を必要以上に遮らないようにするために、電子機器と、アンテナとが近接して配置される。一方で、電子機器と、アンテナとが近接して配置される場合、電子機器等から発せられるノイズにより、アンテナの動作が不安定になり、所望のアンテナ利得が得られなくなるおそれがある。 In recent years, there has been a trend in vehicles to have various electronic devices, such as visible light cameras, radars, and sensors, concentrated in a bracket, especially in the windshield. Conventionally, an antenna pattern (antenna) made of a conductor for receiving broadcast waves has been placed on vehicle window glass such as the windshield. In such cases, the electronic device and the antenna are placed close to each other in the windshield so as not to block the view of the vehicle occupants more than necessary. However, when the electronic device and the antenna are placed close to each other, there is a risk that the operation of the antenna will become unstable due to noise emitted from the electronic device, etc., and the desired antenna gain will not be obtained.

そこで、車両用窓ガラスにおいて、電子機器と、アンテナとが近接して配置される場合に生じるノイズを低減する技術が検討されている(例えば、特許文献1及び2)。特許文献1には、センサより大きい導電パターンにより開口部を形成することで、センサより外側にあるアンテナへ重畳されるノイズを低減することが開示されている。また、特許文献2には、レーダー装置の動作に伴い発生するノイズを低減するため、レーダー装置の周囲に導線からなるノイズ除去線を配置する構成が開示されている。 Therefore, technology has been developed to reduce noise that occurs when electronic devices and antennas are placed close to each other on vehicle window glass (for example, Patent Documents 1 and 2). Patent Document 1 discloses that an opening is formed using a conductive pattern larger than the sensor to reduce noise superimposed on an antenna located outside the sensor. Patent Document 2 discloses a configuration in which a noise removal line made of a conductor is placed around the radar device to reduce noise that occurs during the operation of the radar device.

特開2015-095794号公報JP 2015-095794 A 特開2016-063416号公報JP 2016-063416 A

特許文献1及び特許文献2に開示された技術では、電子機器から発生するノイズを低減するが、電子機器とECU等とを接続する配線によって生じる共振によるアンテナへの結合を考慮していない。そのため、特許文献1及び特許文献2に開示された技術を用いたとしても、上記電子機器とECU等とを接続する配線によって生じる共振によってアンテナの受信感度が低減してしまう。 The technologies disclosed in Patent Documents 1 and 2 reduce noise generated by electronic devices, but do not take into account coupling to the antenna caused by resonance caused by the wiring connecting the electronic devices to the ECU, etc. Therefore, even if the technologies disclosed in Patent Documents 1 and 2 are used, the receiving sensitivity of the antenna will be reduced due to resonance caused by the wiring connecting the electronic devices to the ECU, etc.

本発明は、電子機器とアンテナとが近接して配置されたときに、電子機器の配線に基づく、アンテナの受信感度の低減を抑制する車両用窓アンテナ装置の提供を目的とする。 The present invention aims to provide a vehicle window antenna device that suppresses the reduction in antenna reception sensitivity caused by the wiring of an electronic device when the electronic device and the antenna are placed in close proximity.

本発明の一態様にかかる車両用アンテナ装置は、電子機器と、前記電子機器の近傍に配置され、所定周波数帯の電波を送受するアンテナと、前記電子機器と車両に設置されるECUとを接続する伝送線路と、前記電子機器と接続し、所定の長さLを有する導体である少なくとも1つのスタブと、を備え、前記少なくとも1つのスタブの長さLは、前記伝送線路の長さに応じて、前記アンテナが送受する周波数帯に含まれる電波のアンテナ利得の低下を抑制するように設定される。 A vehicle antenna device according to one aspect of the present invention comprises an electronic device, an antenna arranged in the vicinity of the electronic device and configured to transmit and receive radio waves in a predetermined frequency band, a transmission line connecting the electronic device to an ECU installed in the vehicle, and at least one stub connected to the electronic device and being a conductor having a predetermined length L S , wherein the length L S of the at least one stub is set in accordance with the length of the transmission line so as to suppress a reduction in antenna gain of radio waves included in the frequency band transmitted and received by the antenna.

上述の車両用アンテナ装置において、前記電子機器は、車両用窓ガラスに取り付けられ、前記車両用窓ガラスを通して前記車両の外部情報を取得してもよい。 In the above-mentioned vehicle antenna device, the electronic device may be attached to a vehicle window glass and acquire external information about the vehicle through the vehicle window glass.

上述の車両用アンテナ装置において、前記アンテナは、前記車両用窓ガラスの近傍に取り付けられてもよい。 In the above-mentioned vehicle antenna device, the antenna may be mounted near the vehicle window glass.

上述の車両用アンテナ装置において、前記アンテナは、前記車両用窓ガラスの表面に取り付けられているか又は前記車両用窓ガラス内に封入されてもよい。 In the above-mentioned vehicle antenna device, the antenna may be attached to the surface of the vehicle window glass or may be enclosed within the vehicle window glass.

上述の車両用アンテナ装置において、前記車両用窓ガラスは、ウィンドシールドを含んでもよい。 In the above-mentioned vehicle antenna device, the vehicle window glass may include a windshield.

上述の車両用アンテナ装置において、前記車両用窓ガラスは、リアガラスを含んでもよい。 In the above-mentioned vehicle antenna device, the vehicle window glass may include a rear window.

上述の車両用アンテナ装置において、前記少なくとも1つのスタブは、前記電子機器のアース電位部と電気的に接続されてもよい。 In the above-mentioned vehicle antenna device, the at least one stub may be electrically connected to the earth potential portion of the electronic device.

上述の車両用アンテナ装置において、前記少なくとも1つのスタブは、前記電子機器から単線で延伸してもよい。 In the vehicle antenna device described above, the at least one stub may extend from the electronic device as a single wire.

上述の車両用アンテナ装置において、前記少なくとも1つスタブは、前記電子機器と反対側の端部がアースに接続されているショートスタブを含み、前記アンテナが送受する電波の周波数帯をλとし、前記ショートスタブ周辺の誘電体の波長短縮率をkとし、N≧0の整数とするとき、前記ショートスタブの長さLSSは、(0.05×(λ/2)+(λ/2)×N)×k≦LSS≦(1.0×(λ/2)+(λ/2)×N)×kを満たしてもよい。 In the above-described vehicle antenna device, the at least one stub may include a short stub having an end opposite to the electronic device that is connected to earth, and a length LSS of the short stub may satisfy (0.05×(λ/2)+(λ/2)×N)×k≦ LSS ≦(1.0×(λ/2)+(λ/2)×N)×k, where λ is a frequency band of radio waves transmitted and received by the antenna, k is a wavelength shortening rate of a dielectric around the short stub, and N is an integer greater than or equal to 0.

上述の車両用アンテナ装置において、前記ショートスタブは、空中配線されてもよい。 In the vehicle antenna device described above, the short stub may be wired in the air.

上述の車両用アンテナ装置において、前記ショートスタブは、前記電子機器のアース線と共通してもよい。 In the vehicle antenna device described above, the short stub may be common to the ground wire of the electronic device.

上述の車両用アンテナ装置において、前記少なくとも1つのスタブは、前記電子機器と反対側の端部が開放端となっているオープンスタブを含み、前記アンテナが送受する電波の周波数帯をλとし、前記オープンスタブ周辺の誘電体の波長短縮率をkとし、M≧0の整数とするとき、前記オープンスタブの長さLOSは、(0.1×(λ/4)+(λ/2)×M)×k≦LOS≦(1.0×(λ/4)+(λ/2)×M)×kを満たしてもよい。 In the above-described vehicle antenna device, the at least one stub may include an open stub whose end opposite to the electronic device is an open end, and a length L OS of the open stub may satisfy (0.1×(λ/4)+(λ/2)×M)×k≦L OS ≦(1.0×(λ/4)+(λ/2)×M)×k, where λ is a frequency band of radio waves transmitted and received by the antenna, k is a wavelength shortening rate of a dielectric around the open stub, and M is an integer greater than or equal to 0.

上述の車両用アンテナ装置において、前記オープンスタブは、前記電子機器が取り付けられる車両用窓ガラス上に配置され、前記kは、前記車両用窓ガラスの波長短縮率でもよい。 In the above-mentioned vehicle antenna device, the open stub may be disposed on a vehicle window glass on which the electronic device is mounted, and k may be the wavelength shortening rate of the vehicle window glass.

上述の車両用アンテナ装置において、前記電子機器は、前記車両用窓ガラスを加熱する電熱線を含み、前記オープンスタブは、前記電熱線から延伸してもよい。 In the above-mentioned vehicle antenna device, the electronic device may include a heating wire that heats the vehicle window glass, and the open stub may extend from the heating wire.

上述の車両用アンテナ装置において、前記オープンスタブは、前記アンテナから遠ざかるように延伸してもよい。 In the vehicle antenna device described above, the open stub may extend away from the antenna.

上述の車両用アンテナ装置において、前記オープンスタブは、前記車両の金属ボディと容量結合してもよい。 In the above-mentioned vehicle antenna device, the open stub may be capacitively coupled to the metal body of the vehicle.

上述の車両用アンテナ装置において、前記電子機器と前記少なくとも1つのスタブの接続点と、前記アンテナの給電点との距離は、500mm以下でもよい。 In the above-mentioned vehicle antenna device, the distance between the connection point between the electronic device and the at least one stub and the feeding point of the antenna may be 500 mm or less.

上述の車両用アンテナ装置において、前記少なくとも1つのスタブは、第1スタブと第2スタブとを含み、前記第1スタブの長さは、前記第2スタブの長さと異なってもよい。 In the vehicle antenna device described above, the at least one stub may include a first stub and a second stub, and the length of the first stub may be different from the length of the second stub.

上述の車両用アンテナ装置において、前記伝送線路の長さは、前記伝送線路が、前記車両の金属ボディの端部と交差する位置から前記ECUまでの長さLと、前記位置から前記電子機器までの長さdとを含み、前記長さLの範囲は、1800mm~5000mmでもよい。 In the above-mentioned vehicle antenna device, the length of the transmission line includes a length L from the position where the transmission line intersects with the end of the metal body of the vehicle to the ECU, and a length d from the position to the electronic device, and the range of the length L may be 1800 mm to 5000 mm.

上述の車両用アンテナ装置において、前記アンテナは、VHF帯域~UHF帯域の周波数の電波を受信可能でもよい。 In the vehicle antenna device described above, the antenna may be capable of receiving radio waves with frequencies in the VHF to UHF bands.

上述の車両用アンテナ装置において、前記アンテナは、DAB Band III及び地上デジタル放送波の少なくとも一方の電波を受信可能でもよい。 In the vehicle antenna device described above, the antenna may be capable of receiving at least one of DAB Band III and terrestrial digital broadcasting waves.

本発明の一態様によれば、電子機器とアンテナとが近接して配置されたときに、電子機器の配線に基づく、アンテナの受信感度の低減を抑制する車両用アンテナ装置を提供できる。 According to one aspect of the present invention, a vehicle antenna device can be provided that suppresses a decrease in the antenna reception sensitivity due to the wiring of the electronic device when the electronic device and the antenna are placed in close proximity.

第1の実施形態にかかる車両用アンテナ装置の構成を模式した模式図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a vehicle antenna device according to a first embodiment; アンテナのS11パラメータの周波数特性を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing frequency characteristics of the S11 parameter of the antenna. 電子機器のS11パラメータの周波数特性を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing frequency characteristics of an S11 parameter of an electronic device. 伝送線路のS11パラメータの周波数特性を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing frequency characteristics of the S11 parameter of a transmission line. 車両用アンテナ装置と、デフォルト構成とにおけるアンテナのアンテナ利得を比較するための図である。10 is a diagram for comparing the antenna gain of an antenna in a vehicle antenna device with that in a default configuration. FIG. 車両用アンテナ装置と、デフォルト構成とにおけるアンテナのアンテナ利得を比較するための図である。10 is a diagram for comparing the antenna gain of an antenna in a vehicle antenna device with that in a default configuration. FIG. 電子機器と、アンテナとの間の距離と、周波数200MHzにおける、アンテナのS11パラメータの値との関係を示す図である。11 is a diagram showing the relationship between the distance between an electronic device and an antenna and the value of the S11 parameter of the antenna at a frequency of 200 MHz. スタブの長さと、アンテナのS11パラメータの値との関係を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the length of the stub and the value of the S11 parameter of the antenna. 第2の実施形態にかかる車両用アンテナ装置の構成を模式した模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing a configuration of a vehicle antenna device according to a second embodiment. 車両用アンテナ装置と、デフォルト構成とにおけるアンテナのアンテナ利得を比較するための図である。10 is a diagram for comparing the antenna gain of an antenna in a vehicle antenna device with that in a default configuration. FIG. 車両用アンテナ装置と、デフォルト構成とにおけるアンテナのアンテナ利得を比較するための図である。10 is a diagram for comparing the antenna gain of an antenna in a vehicle antenna device with that in a default configuration. FIG. 電子機器と、アンテナとの間の距離と、周波数200MHzにおける、アンテナのS11パラメータの値との関係を示す図である。11 is a diagram showing the relationship between the distance between an electronic device and an antenna and the value of the S11 parameter of the antenna at a frequency of 200 MHz. スタブの長さと、アンテナのS11パラメータの値との関係を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the length of the stub and the value of the S11 parameter of the antenna. 変形例1にかかる車両用アンテナ装置の構成例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a configuration example of a vehicle antenna device according to a first modified example; 変形例2にかかる車両用アンテナ装置の構成例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a configuration example of a vehicle antenna device according to a second modified example.

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。なお、各実施形態において、平行、水平、垂直等の方向には、本発明の効果を損なわない程度のずれが許容される。また、実施の形態を説明するための図面において、方向について特に記載しない場合には、図面上での方向をいうものとする。 Specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail below with reference to the drawings. In order to clarify the description, the following description and drawings have been omitted and simplified as appropriate. In each drawing, the same elements are given the same reference numerals, and duplicate descriptions will be omitted as necessary. In each embodiment, deviations in directions such as parallel, horizontal, and vertical are permitted to the extent that they do not impair the effects of the present invention. In addition, in drawings to explain the embodiments, unless a direction is specifically stated, it refers to the direction on the drawing.

(第1の実施形態)
図1を用いて、第1の実施形態にかかる車両用アンテナ装置100について説明する。図1は、第1の実施形態にかかる車両用アンテナ装置の模式図である。図1は、後述する車両用窓ガラス20が車両に取り付けられた状態での車内視の図であり、車両用窓ガラス20のうち、電子機器30及びアンテナ40が配置される部分の拡大図である。図1において、X軸方向は、水平方向及び車幅方向に対応し、Y軸方向は、水平方向に直交する鉛直方向に対応する。なお、図1は、車内視の図として説明するが、車外視の図として参照されてもよい。
(First embodiment)
A vehicle antenna device 100 according to a first embodiment will be described with reference to Fig. 1. Fig. 1 is a schematic diagram of a vehicle antenna device according to a first embodiment. Fig. 1 is a view from inside a vehicle in a state in which a vehicle window glass 20 described later is attached to a vehicle, and is an enlarged view of a portion of the vehicle window glass 20 where an electronic device 30 and an antenna 40 are arranged. In Fig. 1, the X-axis direction corresponds to the horizontal direction and the vehicle width direction, and the Y-axis direction corresponds to the vertical direction perpendicular to the horizontal direction. Although Fig. 1 will be described as a view from inside the vehicle, it may be referred to as a view from outside the vehicle.

図1に示すように、第1の実施形態にかかる車両用アンテナ装置100は、車両用窓ガラス20と、電子機器30と、アンテナ40と、伝送線路50と、ECU(Electronic Control Unit)60と、スタブ70とを備える。 As shown in FIG. 1, the vehicle antenna device 100 according to the first embodiment includes a vehicle window glass 20, an electronic device 30, an antenna 40, a transmission line 50, an ECU (Electronic Control Unit) 60, and a stub 70.

車両用窓ガラス20は、車両用アンテナ装置100が配置される車両の一部を構成する誘電体であり、全面がガラス板で構成されてもよい。また、電子機器30近傍の誘電体は、車両用窓ガラス20に限らず、一部または全部が樹脂を含んでもよく、例えば樹脂によって覆われるルーフ上のシャークフィンであったりエアロパーツであったりしてもよい。以降、電子機器30近傍の誘電体は車両用窓ガラス20として説明する。車両用窓ガラス20は、車両の金属ボディ10に取り付けられており、車体筐体に形成されたボディフランジに固定される。車両用窓ガラス20の上部は、金属ボディ10の端部10a近傍でウレタン樹脂等によって固定される。車両用窓ガラス20は、ウィンドシールドでもよく、リアガラスでもよく、サイドガラスでもよく、リアクォーターガラスでもよく、ルーフガラスでもよい。なお、図1は、車両用窓ガラス20の上部を表す図として図示されているが、電子機器30及びアンテナ40が配置される位置が、例えば、車両用窓ガラス20の下部、左部又は右部である場合、端部10aは、当該位置に対応する端部と読み替えられてもよい。 The vehicle window glass 20 is a dielectric that constitutes a part of the vehicle in which the vehicle antenna device 100 is arranged, and may be entirely made of a glass plate. In addition, the dielectric near the electronic device 30 is not limited to the vehicle window glass 20, and may be partially or entirely made of resin, for example, a shark fin on the roof covered with resin or an aerodynamic part. Hereinafter, the dielectric near the electronic device 30 will be described as the vehicle window glass 20. The vehicle window glass 20 is attached to the metal body 10 of the vehicle and is fixed to a body flange formed on the vehicle housing. The upper part of the vehicle window glass 20 is fixed by urethane resin or the like near the end 10a of the metal body 10. The vehicle window glass 20 may be a windshield, a rear glass, a side glass, a rear quarter glass, or a roof glass. Note that FIG. 1 is illustrated as a diagram showing the upper part of the vehicle window glass 20, but if the position where the electronic device 30 and the antenna 40 are arranged is, for example, the lower part, left part, or right part of the vehicle window glass 20, the end 10a may be interpreted as the end part corresponding to that position.

電子機器30は、例えば、可視光カメラ、(ミリ波を含む)レーダー並びに、赤外線センサ、レインセンサ、温湿度センサ、結露センサ等のセンサ、カメラ前方の車両用窓ガラス20を加熱して防曇及び防氷効果を奏する電熱線を含む。電子機器30は、車両の運転席の上部に配置されるブラケット(筐体)内に配置されてもよく、例えば、オーバーヘッドコンソール内など天井に埋め込まれるように取り付けられてもよい。電子機器30は、筐体を介して車両用窓ガラス20に取り付けられてもよく、車両用窓ガラス20に直接、取り付けられてもよい。電子機器30は、車両用窓ガラス20を通して車両の外部情報を取得したり、車室内の情報を取得したりする。 The electronic device 30 includes, for example, a visible light camera, a radar (including millimeter waves), and sensors such as an infrared sensor, a rain sensor, a temperature and humidity sensor, and a condensation sensor, as well as a heating wire that heats the vehicle window glass 20 in front of the camera to provide an anti-fogging and anti-icing effect. The electronic device 30 may be disposed in a bracket (housing) disposed above the driver's seat of the vehicle, or may be attached so as to be embedded in the ceiling, for example, in an overhead console. The electronic device 30 may be attached to the vehicle window glass 20 via the housing, or may be attached directly to the vehicle window glass 20. The electronic device 30 acquires information about the outside of the vehicle through the vehicle window glass 20, and information about the inside of the vehicle cabin.

アンテナ40は、所定周波数帯の電波を送受するアンテナである。アンテナ40は、VHF(Very High Frequency)帯域~UHF(Ultra High Frequency)帯域の周波数の電波を受信可能なアンテナでもよい。具体的には、アンテナ40は、周波数が30MHz~3GHzの電波を受信可能なアンテナでもよい。また、アンテナ40は、VHF帯域~UHF帯域に含まれる、DAB(Digital Audio Broadband)のBand III(174MHz~240MHz)の電波、及び地上デジタルテレビ放送波(470MHz~710MHz)の電波のうち、少なくとも一方を受信可能なアンテナでもよい。なお、アンテナ40は、FM放送波の周波数帯(76MHz~108MHz)、760MHzを含む狭帯域のITS(Intelligent Transport Systems)の電波を受信可能なアンテナでもよい。 The antenna 40 is an antenna that transmits and receives radio waves in a specific frequency band. The antenna 40 may be an antenna capable of receiving radio waves in the VHF (Very High Frequency) band to the UHF (Ultra High Frequency) band. Specifically, the antenna 40 may be an antenna capable of receiving radio waves with a frequency of 30 MHz to 3 GHz. The antenna 40 may also be an antenna capable of receiving at least one of DAB (Digital Audio Broadband) Band III (174 MHz to 240 MHz) radio waves included in the VHF band to the UHF band, and terrestrial digital television broadcast waves (470 MHz to 710 MHz). The antenna 40 may also be an antenna capable of receiving FM broadcast wave frequency band (76 MHz to 108 MHz) and narrowband ITS (Intelligent Transport Systems) radio waves including 760 MHz.

さらに、アンテナ40は、LTE(Long Term Evolution)周波数帯の電波を送受可能なアンテナ、GNSS(Global Navigation Satellite System)及びSDARS(Satellite Digital Audio Radio Service)等の衛星通信用周波数帯の電波を受信可能なアンテナ、5G(第5世代移動通信システム)の周波数帯の電波を送受可能なアンテナでもよい。5G用のアンテナとしては、車車間通信や路車間通信等のV2X(Vehicle to Everything)に用いられるDSRC(Dedicated Short Range Communication)と呼ばれる狭域通信用の周波数帯(例えば、5.8GHz帯)の電波を送受可能なアンテナが挙げられる。また、アンテナ40は、上記例示したアンテナのうち1つに限らず、複数のアンテナを含んで1箇所に統合化して配置されてもよく、複数のアンテナが車両用窓ガラス20近傍に個々に分散して配置されてもよい。なお、「送受」とは、アンテナ40が電波を「送信」または「受信」若しくは「送信」及び「受信」の両方を可能とする意味で用いる。 Furthermore, the antenna 40 may be an antenna capable of transmitting and receiving radio waves in the LTE (Long Term Evolution) frequency band, an antenna capable of receiving radio waves in a frequency band for satellite communication such as GNSS (Global Navigation Satellite System) and SDARS (Satellite Digital Audio Radio Service), or an antenna capable of transmitting and receiving radio waves in the 5G (5th Generation Mobile Communication System) frequency band. An example of an antenna for 5G is an antenna capable of transmitting and receiving radio waves in a frequency band for narrow-area communication called DSRC (Dedicated Short Range Communication) (e.g., 5.8 GHz band) used for V2X (Vehicle to Everything) such as vehicle-to-vehicle communication and road-to-vehicle communication. In addition, the antenna 40 is not limited to one of the antennas exemplified above, and may include multiple antennas and be integrated and arranged in one place, or multiple antennas may be individually distributed and arranged near the vehicle window glass 20. Note that the term "transmitting and receiving" is used to mean that the antenna 40 can "transmit" or "receive" radio waves, or both "transmit" and "receive".

アンテナ40は、電子機器30からの距離が、例えば、500mm以下となるように配置されてもよい。該距離が500mm超であれば、アンテナ40が電子機器30と十分に離れて配置されるので、双方のアイソレーションが取れ、アンテナ40のアンテナ感度が低下しにくい。一方、アンテナ40と電子機器30とを離すとしても、レイアウト上の制限が生じるため、該距離が500mm以下でアンテナ40のアンテナ感度の低下を抑制できると配置の自由度が向上し好ましい。また、該距離は、350mm以下でもよく、200mm以下でもよく100mm以下でもよい。さらに、該距離はとくに下限を設けなくてもよいが、例えば、0mm以上でもよく、5mm以上でもよく、10mm以上でもよく、30mm以上でもよく、50mm以上でもよい。アンテナ40と、電子機器30との間の距離は、後述する給電部41の中心と、電子機器30の中心との間の距離である。アンテナ40は、車両用窓ガラス20の近傍に取り付けられる。 The antenna 40 may be arranged so that the distance from the electronic device 30 is, for example, 500 mm or less. If the distance is more than 500 mm, the antenna 40 is arranged sufficiently far from the electronic device 30, so that the two are isolated and the antenna sensitivity of the antenna 40 is less likely to decrease. On the other hand, even if the antenna 40 and the electronic device 30 are separated, layout restrictions arise, so if the distance is 500 mm or less and the decrease in the antenna sensitivity of the antenna 40 can be suppressed, the degree of freedom of arrangement is improved, which is preferable. In addition, the distance may be 350 mm or less, 200 mm or less, or 100 mm or less. Furthermore, the distance does not need to have a lower limit, but may be, for example, 0 mm or more, 5 mm or more, 10 mm or more, 30 mm or more, or 50 mm or more. The distance between the antenna 40 and the electronic device 30 is the distance between the center of the power supply unit 41 described later and the center of the electronic device 30. The antenna 40 is attached in the vicinity of the vehicle window glass 20.

アンテナ40は、車両用窓ガラス20の表面に取り付けられてもよい。もしくは、アンテナ40は、車両用窓ガラス20の内部に封入されてもよい。もしくは、アンテナ40は、誘電体上であればリアスポイラー等の樹脂からなるエアロパーツ内に配置されてもよく、誘電体が空気であってアンテナ40が空中配線されてもよい。もしくは、アンテナ40は、金属上に配置されてもよい。アンテナ40が、金属上に配置される例としては、車両の金属ルーフ上に設置される突起状の樹脂製レドーム内のアンテナ(いわゆるシャークフィンアンテナ)でもよい。シャークフィンアンテナは車両ルーフの後部に配置される場合が多いので、電子機器としては、例えば、リアガラス近傍に取り付けられるハイマウントストップランプ及び可視光カメラ(バックカメラ)が例示できる。 The antenna 40 may be attached to the surface of the vehicle window glass 20. Alternatively, the antenna 40 may be enclosed inside the vehicle window glass 20. Alternatively, the antenna 40 may be arranged inside an aerodynamic part made of resin, such as a rear spoiler, if it is on a dielectric, or the dielectric may be air and the antenna 40 may be air-wired. Alternatively, the antenna 40 may be arranged on metal. An example of an antenna 40 arranged on metal may be an antenna (so-called shark fin antenna) inside a protruding resin radome installed on the metal roof of a vehicle. Since shark fin antennas are often arranged on the rear of a vehicle roof, examples of electronic devices include a high-mounted stop lamp and a visible light camera (back camera) installed near the rear window.

アンテナ40は、車両用アンテナ装置100が配置される車両の乗員の視界を損なわない位置に配置される。なお、本実施の形態では、アンテナ40は、車両用窓ガラス20上部への配置として説明するが、これに限らない。 The antenna 40 is disposed in a position that does not impair the visibility of the occupants of the vehicle in which the vehicle antenna device 100 is disposed. In this embodiment, the antenna 40 is described as being disposed above the vehicle window glass 20, but is not limited to this.

図1において、アンテナ40は、給電部41と、線条エレメント42とを備える。図1に示すアンテナ40は、いわゆる単極型アンテナである。なお、アンテナ40は、アース部(不図示)と、アース部に接続する線条エレメントとをさらに備える、いわゆる双極型アンテナでもよい。給電部41は、金属ボディ10に近接して配置される。給電部41(及びアース部)は、同軸ケーブル(不図示)等の伝送線路を介して、通信機器(不図示)と接続する。 In FIG. 1, the antenna 40 includes a power supply unit 41 and a linear element 42. The antenna 40 shown in FIG. 1 is a so-called monopole antenna. The antenna 40 may also be a so-called dipole antenna that further includes an earth unit (not shown) and a linear element connected to the earth unit. The power supply unit 41 is disposed close to the metal body 10. The power supply unit 41 (and the earth unit) is connected to a communication device (not shown) via a transmission line such as a coaxial cable (not shown).

線条エレメント42は、導体で構成されるアンテナエレメントである。線条エレメント42は、一端が給電部41と接続され、他端が開放端となっている。線条エレメント42は、例えば、L字形状をしている。線条エレメント42は、給電部41と、点42aを接続点として点42aで接続され、点42aからY軸負方向に点42bまで延伸する。線条エレメント42は、点42bからX軸正方向に点42cまで延伸する。なお、図1では、線条エレメント42の形状は、L字形状であるが、車両用アンテナ装置100が配置される車両に応じて、線条エレメントで閉ループを形成するなど、任意に設定されてよい。 The line element 42 is an antenna element made of a conductor. One end of the line element 42 is connected to the power supply unit 41, and the other end is an open end. The line element 42 is, for example, L-shaped. The line element 42 is connected to the power supply unit 41 at point 42a, with point 42a as the connection point, and extends from point 42a to point 42b in the negative direction of the Y axis. The line element 42 extends from point 42b to point 42c in the positive direction of the X axis. Note that in FIG. 1, the shape of the line element 42 is L-shaped, but it may be arbitrarily set, such as forming a closed loop with the line element, depending on the vehicle in which the vehicle antenna device 100 is installed.

伝送線路50は、電子機器30と、車両用アンテナ装置100が配置される車両に設置されるECU60とを接続する。伝送線路50は、例えば、AV線であり、CAN(Controller Area Network)の規格に準拠した通信線としてツイストペアケーブルが使用されてもよい。伝送線路50の長さは、点50aからECU60までの長さLと、点50aから電子機器30までの長さdとを含む。点50aは、伝送線路50が、車両の金属ボディの端部(端部10a)と交差する位置である。長さLの範囲としては、1800mm~5000mmが例示できる。長さLの上限及び下限は、車両によって異なるが、例えば、1900mm以上でもよく、2000mm以上でもよく、4000mm以下でもよく、3500mm以下でもよく、3000mm以下でもよく、2500mm以下でもよい。長さdは、例えば、5mm以上でもよく、10mm以上でもよく、50mm以上でもよく、100mm以上でもよい。さらに、長さdは、300mm以下でもよく、200mm以下でもよく150mm以下でもよい。 The transmission line 50 connects the electronic device 30 and the ECU 60 installed in the vehicle in which the vehicle antenna device 100 is arranged. The transmission line 50 is, for example, an AV line, and a twisted pair cable may be used as a communication line conforming to the CAN (Controller Area Network) standard. The length of the transmission line 50 includes the length L from the point 50a to the ECU 60 and the length d from the point 50a to the electronic device 30. The point 50a is the position where the transmission line 50 intersects with the end (end 10a) of the metal body of the vehicle. The range of the length L can be exemplified as 1800 mm to 5000 mm. The upper and lower limits of the length L vary depending on the vehicle, but may be, for example, 1900 mm or more, 2000 mm or more, 4000 mm or less, 3500 mm or less, 3000 mm or less, or 2500 mm or less. The length d may be, for example, 5 mm or more, 10 mm or more, 50 mm or more, or 100 mm or more. Furthermore, the length d may be 300 mm or less, 200 mm or less, or 150 mm or less.

ECU60は、電子機器30を制御する制御装置である。なお、車両用アンテナ装置100が配置される車両には、ECU60に加えて、エンジン制御用、ブレーキ制御用、及び安全制御用のECUが設けられてもよい。 The ECU 60 is a control device that controls the electronic device 30. In addition to the ECU 60, the vehicle in which the vehicle antenna device 100 is installed may be provided with ECUs for engine control, brake control, and safety control.

一端が電子機器30と接続して延伸する導体(導線)であるスタブ70は、他端がアースと接続されるショートスタブでもよく、該他端が開放端となるオープンスタブでもよい。スタブ70は、電子機器30と点70a(接続点70a)において接続し、所定の長さLを有する導体であり、電子機器30のアースと同電位の端子と接続したり、0[V]超の直流電位の端子と接続したりできるが、アースと同電位の端子と接続する方が安定するので好ましい。つまり、スタブ70は、電子機器30のアース電位部と接続される方が電気的に安定するので好ましい。また、スタブ70は、分岐及び閉ループを形成せずに、電子機器30から単線で延伸する導線が好ましい。 The stub 70, which is a conductor (conductor wire) whose one end is connected to the electronic device 30 and extends therefrom, may be a short stub whose other end is connected to the ground, or an open stub whose other end is an open end. The stub 70 is a conductor that is connected to the electronic device 30 at a point 70a (connection point 70a) and has a predetermined length Ls . It can be connected to a terminal having the same potential as the ground of the electronic device 30 or to a terminal having a DC potential of more than 0 [V], but it is preferable to connect to a terminal having the same potential as the ground because it is more stable. In other words, it is preferable for the stub 70 to be connected to the ground potential part of the electronic device 30 because it is more electrically stable. In addition, the stub 70 is preferably a conductor that extends from the electronic device 30 as a single wire without forming a branch or a closed loop.

ここで、電子機器30が、車両用窓ガラス20に取り付けられて、伝送線路50を介してECUと接続されると、電子機器30は疑似的なアンテナとしても機能する。そのため、電子機器30が、アンテナ40の近傍に配置される場合、アンテナ40が送受する特定の周波数帯の電波に対して電子機器30と結合することでアンテナ40の感度低下を引き起こす。つまり、電子機器30が、アンテナ40が送受する、同じ周波数帯域内に共振する周波数を有する場合、アンテナ40の利得低下を引き起こす。そこで、第1の実施形態にかかる車両用アンテナ装置100は、長さLのスタブ70を備え、アンテナ40が送受する電波の波長λに応じて、長さLを調整することで、アンテナ40が送受する周波数帯に含まれる電波のアンテナ利得の低下を抑制できる。長さLは、スタブ70が電子機器30と接続する点70aから点70aと反対の端部までの長さである。なお、本実施形態では、スタブ70は、ショートスタブとして説明する。また、スタブ70は、ショートスタブであるため、以降の説明において、長さLを長さLssとして記載することがある。
Here, when the electronic device 30 is attached to the vehicle window glass 20 and connected to the ECU via the transmission line 50, the electronic device 30 also functions as a pseudo antenna. Therefore, when the electronic device 30 is placed near the antenna 40, it couples with the electronic device 30 to radio waves of a specific frequency band transmitted and received by the antenna 40, causing a decrease in the sensitivity of the antenna 40. In other words, when the electronic device 30 has a frequency that resonates within the same frequency band transmitted and received by the antenna 40, it causes a decrease in the gain of the antenna 40. Therefore, the vehicle antenna device 100 according to the first embodiment includes a stub 70 having a length L s , and by adjusting the length L s according to the wavelength λ of the radio waves transmitted and received by the antenna 40, it is possible to suppress a decrease in the antenna gain of the radio waves included in the frequency band transmitted and received by the antenna 40. The length L s is the length from the point 70a where the stub 70 is connected to the electronic device 30 to the end opposite the point 70a. In this embodiment, the stub 70 is described as a short stub. Moreover, since the stub 70 is a short stub, in the following description, the length Ls may be described as the length Lss .

スタブ70は、電子機器30と反対側の端部が金属ボディ10(アース)に接続されている。スタブ70は、電子機器30のアース線により構成されてもよい。言い換えると、スタブ70は、電子機器30のアース線と共通してもよい。また、スタブ70は、電子機器30と接続する端部から反対側の端部までの少なくとも一部が空中配線されてもよい。 The stub 70 has an end opposite to the electronic device 30 connected to the metal body 10 (earth). The stub 70 may be formed from the earth wire of the electronic device 30. In other words, the stub 70 may be common to the earth wire of the electronic device 30. In addition, at least a portion of the stub 70 from the end connected to the electronic device 30 to the opposite end may be air-wired.

スタブ70の長さLssは、アンテナ40が送受する電波の波長λ[mm]と、スタブ70周辺の誘電体の波長短縮率kとの関係が、以下の式(1)を満たすように設定される。

Figure 0007700509000001
ここで、N≧0の整数である。 The length Lss of the stub 70 is set so that the relationship between the wavelength λ [mm] of the radio waves transmitted and received by the antenna 40 and the wavelength shortening rate k of the dielectric material around the stub 70 satisfies the following formula (1).
Figure 0007700509000001
Here, N is an integer greater than or equal to 0.

より好ましいスタブ70の長さLssの範囲は式(2)の範囲となる。

Figure 0007700509000002
A more preferable range for the length Lss of the stub 70 is within the range of expression (2).
Figure 0007700509000002

さらに好ましいスタブ70の長さLssの範囲は式(3)の範囲となる。

Figure 0007700509000003
A more preferable range for the length Lss of the stub 70 is within the range of expression (3).
Figure 0007700509000003

このように、上記条件において、スタブ70の長さLssが、上記式(1)を満たすように設定されることで、アンテナ40が送受する周波数帯に含まれる電波のアンテナ利得の低下を抑制できる。 In this manner, under the above conditions, by setting the length Lss of the stub 70 so as to satisfy the above formula (1), it is possible to suppress a decrease in the antenna gain of radio waves included in the frequency band transmitted and received by the antenna 40.

次に、車両用アンテナ装置100におけるアンテナ40のアンテナ利得について説明する。車両用アンテナ装置100におけるアンテナ40のアンテナ利得を評価するため、スタブ70を備える車両用アンテナ装置100と、車両用アンテナ装置100に対して、スタブ70を有さない構成とにおけるアンテナ40のアンテナ利得を比較した。なお、本実施形態では、車両用アンテナ装置100に対して、スタブ70のみを除いた構成を「デフォルト構成」と称する。 Next, the antenna gain of the antenna 40 in the vehicle antenna device 100 will be described. To evaluate the antenna gain of the antenna 40 in the vehicle antenna device 100, the antenna gain of the antenna 40 in the vehicle antenna device 100 including the stub 70 was compared with that in a configuration of the vehicle antenna device 100 that does not include the stub 70. In this embodiment, the configuration of the vehicle antenna device 100 excluding only the stub 70 is referred to as the "default configuration."

車両用アンテナ装置100と、デフォルト構成とにおけるアンテナ40のアンテナ利得を比較するため、アンテナ40のS11パラメータをシミュレーションにより評価した。 To compare the antenna gain of the antenna 40 in the vehicle antenna device 100 and the default configuration, the S11 parameter of the antenna 40 was evaluated by simulation.

まず、評価結果を示す前に、シミュレーションで使用した、アンテナ40、電子機器30及び伝送線路50のS11パラメータの周波数特性について説明する。 First, before showing the evaluation results, we will explain the frequency characteristics of the S11 parameter of the antenna 40, electronic device 30, and transmission line 50 used in the simulation.

図2を用いて、アンテナ40のS11パラメータの周波数特性を説明する。ここでは、給電部41において、アンテナ40の入力電力と、反射電力との比をシミュレーションで算出することにより、アンテナ40のS11パラメータを算出した。なお、以降に示すS11パラメータの周波数特性を示す図においても、図2と同様に、横軸は周波数[MHz]を表し、縦軸はS11パラメータの値[dB]を表す。 The frequency characteristics of the S11 parameter of antenna 40 will be explained using Figure 2. Here, the S11 parameter of antenna 40 was calculated by simulating the ratio of the input power to the reflected power of antenna 40 in power supply unit 41. Note that in the diagrams showing the frequency characteristics of the S11 parameter shown below, the horizontal axis represents frequency [MHz] and the vertical axis represents the value of the S11 parameter [dB], just like Figure 2.

図2に示すように、シミュレーションで使用したアンテナ40は、周波数が200MHzにおいて共振するように線条エレメント42の長さを設定した。また、アンテナ40は、周波数が200MHzにおいて、S11パラメータの値が-7.1dBになるように設定されている。 As shown in FIG. 2, the length of the line element 42 of the antenna 40 used in the simulation was set so that it would resonate at a frequency of 200 MHz. The antenna 40 was also set so that the value of the S11 parameter was -7.1 dB at a frequency of 200 MHz.

次に、図3を用いて、電子機器30のS11パラメータの周波数特性を説明する。ここでは、電子機器30と点50aとの距離(伝送線路50における長さd)を100mmとし、点50aにおいて、電子機器30の入力電力と、反射電力との比をシミュレーションで算出することにより、電子機器30のS11パラメータを算出した。図3に示すように、シミュレーションで使用した電子機器30は、周波数が180MHzにおいて共振するように設定されている。また、電子機器30は、周波数が180MHzにおいて、S11パラメータの値が-27.4dBになるように設定されている。 Next, the frequency characteristics of the S11 parameter of the electronic device 30 will be described with reference to FIG. 3. Here, the distance between the electronic device 30 and point 50a (length d in the transmission line 50) is set to 100 mm, and the S11 parameter of the electronic device 30 is calculated by simulating the ratio of the input power to the reflected power of the electronic device 30 at point 50a. As shown in FIG. 3, the electronic device 30 used in the simulation is set to resonate at a frequency of 180 MHz. Moreover, the electronic device 30 is set so that the value of the S11 parameter is -27.4 dB at a frequency of 180 MHz.

図4を用いて、伝送線路50のS11パラメータの周波数特性を説明する。図4は、伝送線路のS11パラメータの周波数特性を示す図である。シミュレーションで使用した伝送線路50は、伝送線路50における長さLが2870mmに設定され、点50aからECU60側に1mm離れた位置から2本の信号線が60Ωで終端されるモデルとした。点50aにおいて、伝送線路50の入力電力と、反射電力との比をシミュレーションで算出することにより、伝送線路50のS11パラメータを算出した。図4に示すように、伝送線路50はS11パラメータが極小値(約-12dB)となる周波数が周期的となるモデルである。なお、S11パラメータが約-12dBとなる周波数では、伝送線路50は、50Ωに整合が取れている。 The frequency characteristic of the S11 parameter of the transmission line 50 will be described with reference to FIG. 4. FIG. 4 is a diagram showing the frequency characteristic of the S11 parameter of the transmission line. The transmission line 50 used in the simulation was a model in which the length L of the transmission line 50 was set to 2870 mm, and two signal lines were terminated at 60 Ω from a position 1 mm away from the point 50a toward the ECU 60. The S11 parameter of the transmission line 50 was calculated by calculating the ratio of the input power to the reflected power of the transmission line 50 at the point 50a by simulation. As shown in FIG. 4, the transmission line 50 is a model in which the frequency at which the S11 parameter becomes a minimum value (approximately -12 dB) is periodic. At the frequency at which the S11 parameter becomes approximately -12 dB, the transmission line 50 is matched to 50 Ω.

次に、車両用アンテナ装置100と、デフォルト構成とにおけるアンテナ40のアンテナ利得の比較結果を説明する。
まず、図5を用いて、電子機器30と、アンテナ40との距離が200mmに設定され、スタブ70の長さLssが550mmに設定された場合の車両用アンテナ装置100と、デフォルト構成とのアンテナ利得の比較結果を説明する。図5は、車両用アンテナ装置と、デフォルト構成とにおけるアンテナのアンテナ利得を比較するための図である。なお、図5では、アンテナ40の共振周波数である周波数200MHzのアンテナ利得の低減を抑制することを目的として、スタブ70の長さLssを550mmに設定している。
Next, a comparison result of the antenna gain of the antenna 40 in the vehicle antenna device 100 and the default configuration will be described.
First, a comparison result of the antenna gain between the vehicle antenna device 100 and the default configuration when the distance between the electronic device 30 and the antenna 40 is set to 200 mm and the length Lss of the stub 70 is set to 550 mm will be described with reference to Fig. 5. Fig. 5 is a diagram for comparing the antenna gain of the vehicle antenna device with that of the default configuration. In Fig. 5, the length Lss of the stub 70 is set to 550 mm in order to suppress the reduction in the antenna gain at the frequency of 200 MHz, which is the resonant frequency of the antenna 40.

図5は、車両用アンテナ装置100において、給電部41におけるアンテナ40のS11パラメータ、及びデフォルト構成において、給電部41におけるアンテナ40のS11パラメータの周波数特性を示す図である。なお、シミュレーションでは、図2~図4に示した特性を有する、電子機器30、アンテナ40及び伝送線路50を使用した。また、スタブ70は、空中配線されており、スタブ70の周辺の波長短縮率kを1.0とした。 Figure 5 shows the S11 parameter of the antenna 40 at the power feeder 41 in the vehicle antenna device 100, and the frequency characteristics of the S11 parameter of the antenna 40 at the power feeder 41 in the default configuration. In the simulation, the electronic device 30, antenna 40, and transmission line 50 having the characteristics shown in Figures 2 to 4 were used. The stub 70 is wired in the air, and the wavelength shortening rate k around the stub 70 is set to 1.0.

図5において、点線は、デフォルト構成におけるアンテナ40のS11パラメータの周波数特性を示し、実線は、車両用アンテナ装置100におけるアンテナ40のS11パラメータの周波数特性を示す。図5に示すように、デフォルト構成の場合、アンテナ40の共振周波数である200MHzにおいて、S11パラメータの値が-4.5dBとなっている。つまり、デフォルト構成の場合、電子機器30及び伝送線路50の共振により、周波数が200MHzにおけるアンテナ40のS11パラメータの値が-7dBから-4.5dBに劣化してしまう。なお、S11パラメータが低いほど、電子機器30及び伝送線路50の共振による、アンテナ40に与えるアンテナ利得の低下を抑制できる。 In FIG. 5, the dotted line indicates the frequency characteristic of the S11 parameter of the antenna 40 in the default configuration, and the solid line indicates the frequency characteristic of the S11 parameter of the antenna 40 in the vehicle antenna device 100. As shown in FIG. 5, in the default configuration, the value of the S11 parameter is -4.5 dB at 200 MHz, which is the resonant frequency of the antenna 40. In other words, in the default configuration, the value of the S11 parameter of the antenna 40 at a frequency of 200 MHz deteriorates from -7 dB to -4.5 dB due to the resonance of the electronic device 30 and the transmission line 50. Note that the lower the S11 parameter, the more the reduction in antenna gain given to the antenna 40 due to the resonance of the electronic device 30 and the transmission line 50 can be suppressed.

これに対して、車両用アンテナ装置100の場合、アンテナ40の共振周波数である200MHzにおいて、S11パラメータの値が-6.2dBとなる。また、周波数が205MHzにおいて、S11パラメータは、極小値である-6.4dBとなる。つまり、車両用アンテナ装置100がスタブ70を含む構成であるため、電子機器30及び伝送線路50の共振による、アンテナ40の受信感度の低減を抑制できる。 In contrast, in the case of the vehicle antenna device 100, the value of the S11 parameter is -6.2 dB at 200 MHz, which is the resonant frequency of the antenna 40. Furthermore, at a frequency of 205 MHz, the S11 parameter is at a minimum value of -6.4 dB. In other words, because the vehicle antenna device 100 is configured to include the stub 70, it is possible to suppress a reduction in the receiving sensitivity of the antenna 40 due to resonance of the electronic device 30 and the transmission line 50.

ここで、伝送線路50における長さLは2870mm、波長短縮率kは1.0、アンテナ40が送受する電波の周波数200MHz(λ≒1499mm)、スタブ70の長さLssは550mmである。これらの値を用いて計算すると、スタブ70の長さLssは、整数Nが0のときに式(1)~式(3)を満たす。すなわち、車両用アンテナ装置100は、スタブ70を備え、さらに、スタブ70の長さLssが式(1)~式(3)を満たすことから、デフォルト構成と比較して、アンテナ40の受信感度の低減を抑制できる。 Here, the length L of the transmission line 50 is 2870 mm, the wavelength shortening rate k is 1.0, the frequency of the radio waves transmitted and received by the antenna 40 is 200 MHz (λ≈1499 mm), and the length Lss of the stub 70 is 550 mm. When calculated using these values, the length Lss of the stub 70 satisfies the formulas (1) to (3) when the integer N is 0. That is, since the vehicle antenna device 100 includes the stub 70 and furthermore the length Lss of the stub 70 satisfies the formulas (1) to (3), the reduction in the receiving sensitivity of the antenna 40 can be suppressed compared to the default configuration.

次に、図6を用いて、電子機器30とアンテナ40との距離が200mmであり、スタブ70の長さLssが550mmである場合の車両用アンテナ装置100と、デフォルト構成とのアンテナ利得の比較結果を説明する。図6は、車両用アンテナ装置と、デフォルト構成とにおけるアンテナのアンテナ利得を比較するための図である。 Next, a comparison result of the antenna gain of the vehicle antenna device 100 in a case where the distance between the electronic device 30 and the antenna 40 is 200 mm and the length Lss of the stub 70 is 550 mm and the default configuration will be described with reference to Fig. 6. Fig. 6 is a diagram for comparing the antenna gain of the antenna in the vehicle antenna device with that in the default configuration.

図6は、車両用アンテナ装置100における、給電部41におけるアンテナ40のS11パラメータ、及びデフォルト構成における、給電部41におけるアンテナ40のS11パラメータの周波数特性を示す図である。なお、シミュレーションでは、図2及び図4に示した特性を有する、アンテナ40及び伝送線路50を使用した。電子機器30については、電子機器30と点50aとの距離(伝送線路50における長さd)を50mmとしたときの特性を使用した。また、スタブ70周辺の波長短縮率kを1.0とした。スタブ70の長さLssは550mmである。 FIG. 6 is a diagram showing the frequency characteristics of the S11 parameter of the antenna 40 at the power supply unit 41 in the vehicle antenna device 100, and the S11 parameter of the antenna 40 at the power supply unit 41 in the default configuration. In the simulation, the antenna 40 and the transmission line 50 having the characteristics shown in FIG. 2 and FIG. 4 were used. For the electronic device 30, the characteristics were used when the distance between the electronic device 30 and the point 50a (the length d in the transmission line 50) was 50 mm. In addition, the wavelength shortening rate k around the stub 70 was set to 1.0. The length L ss of the stub 70 was 550 mm.

図6において、点線は、デフォルト構成におけるアンテナ40のS11パラメータの周波数特性を示し、実線は、車両用アンテナ装置100におけるアンテナ40のS11パラメータの周波数特性を示す。デフォルト構成の場合、S11パラメータの値は、周波数198MHz付近を第1の変曲点として、周波数が高くなるにつれて急峻に立ち上り、周波数211MHz付近を第2の変曲点として、さらに周波数が高くなるにつれて緩やかに立ち上る特性となった。つまり、周波数が210MHz近傍において、アンテナ40は、電子機器30及び伝送線路50の共振の影響を受けて、アンテナ40の受信感度が低下していることを表している。 In FIG. 6, the dotted line indicates the frequency characteristic of the S11 parameter of the antenna 40 in the default configuration, and the solid line indicates the frequency characteristic of the S11 parameter of the antenna 40 in the vehicle antenna device 100. In the case of the default configuration, the value of the S11 parameter has a first inflection point near a frequency of 198 MHz, and rises steeply as the frequency increases, and has a second inflection point near a frequency of 211 MHz, and rises more gradually as the frequency increases. In other words, at a frequency of around 210 MHz, the antenna 40 is affected by the resonance of the electronic device 30 and the transmission line 50, and the reception sensitivity of the antenna 40 decreases.

これに対して、車両用アンテナ装置100は、周波数が210MHz近傍において、S11パラメータの値が、デフォルト構成よりも低い値となり、S11パラメータの傾きは、概ね一定となる。つまり、スタブ70の長さLssが、周波数が210MHz近傍において、アンテナ40の受信感度の低下を抑制できる長さ(550mm)に設定されていることから、車両用アンテナ装置100は、アンテナ40の受信感度の低減を抑制できる。 In contrast, in the vehicle antenna device 100, the value of the S11 parameter is lower than that of the default configuration at a frequency of about 210 MHz, and the slope of the S11 parameter is generally constant. In other words, since the length Lss of the stub 70 is set to a length (550 mm) that can suppress a decrease in the reception sensitivity of the antenna 40 at a frequency of about 210 MHz, the vehicle antenna device 100 can suppress a decrease in the reception sensitivity of the antenna 40.

ここで、伝送線路50における長さLは2870mmであり、波長短縮率kは1.0であり、スタブ70の長さLssは550mmである。また、図6に示す一例では、アンテナ40が送受する電波の周波数であって、アンテナ40の受信感度の低下を低減する対象周波数は210MHzである。これらの値を用いて計算すると、スタブ70の長さLssは、整数Nが0のときに式(1)~式(3)を満たす。すなわち、車両用アンテナ装置100は、スタブ70を備え、さらに、スタブ70の長さLssが式(1)~式(3)を満たすことから、デフォルト構成と比較して、アンテナ40の受信感度の低減を抑制できる。 Here, the length L of the transmission line 50 is 2870 mm, the wavelength shortening rate k is 1.0, and the length Lss of the stub 70 is 550 mm. In addition, in the example shown in FIG. 6, the target frequency for reducing the decrease in the reception sensitivity of the antenna 40, which is the frequency of the radio waves transmitted and received by the antenna 40, is 210 MHz. When calculated using these values, the length Lss of the stub 70 satisfies the formulas (1) to (3) when the integer N is 0. That is, since the vehicle antenna device 100 includes the stub 70 and furthermore, the length Lss of the stub 70 satisfies the formulas (1) to (3), the decrease in the reception sensitivity of the antenna 40 can be suppressed compared to the default configuration.

次に、図7を用いて、電子機器30とアンテナ40との間の距離と、周波数200MHzにおける、アンテナ40のS11パラメータとの関係を説明する。図7は、電子機器30とアンテナとの間の距離と、周波数200MHzにおける、アンテナのS11パラメータとの関係を示す図である。なお、シミュレーションでは、図2~図4に示した特性を有する、電子機器30、アンテナ40及び伝送線路50を使用した。また、スタブ70周辺の波長短縮率kを1.0とし、スタブ70の長さLssを550mmに設定した。 Next, the relationship between the distance between the electronic device 30 and the antenna 40 and the S11 parameter of the antenna 40 at a frequency of 200 MHz will be described with reference to Fig. 7. Fig. 7 is a diagram showing the relationship between the distance between the electronic device 30 and the antenna and the S11 parameter of the antenna at a frequency of 200 MHz. In the simulation, the electronic device 30, the antenna 40 and the transmission line 50 having the characteristics shown in Figs. 2 to 4 were used. In addition, the wavelength shortening rate k around the stub 70 was set to 1.0, and the length Lss of the stub 70 was set to 550 mm.

図7において、横軸は、電子機器30とアンテナ40との間の距離[mm]を示し、縦軸は、S11パラメータの値[dB]を示している。実線は、周波数が200MHzにおけるS11パラメータであって、車両用アンテナ装置100におけるアンテナ40のS11パラメータを表している。点線は、周波数が200MHzにおけるS11パラメータであって、デフォルト構成におけるアンテナ40のS11パラメータを表している。 In FIG. 7, the horizontal axis indicates the distance [mm] between the electronic device 30 and the antenna 40, and the vertical axis indicates the value of the S11 parameter [dB]. The solid line is the S11 parameter at a frequency of 200 MHz, and represents the S11 parameter of the antenna 40 in the vehicle antenna device 100. The dotted line is the S11 parameter at a frequency of 200 MHz, and represents the S11 parameter of the antenna 40 in the default configuration.

図7に示すように、電子機器30と、アンテナ40との間の距離が50mm~400mmの範囲において、S11パラメータは、デフォルト構成よりも車両用アンテナ装置100の方が低くなる。つまり、電子機器30とアンテナ40との距離が50mm~400mmの範囲において、車両用アンテナ装置100は、デフォルト構成よりも、アンテナ40が、電子機器30及び伝送線路50からの共振の影響を受けていないことが分かる。このように、電子機器30とアンテナ40との距離が50mm~400mmの範囲において、車両用アンテナ装置100は、デフォルト構成よりも、アンテナ40の受信感度の低下が抑制できている。 As shown in FIG. 7, when the distance between the electronic device 30 and the antenna 40 is in the range of 50 mm to 400 mm, the S11 parameter is lower in the vehicle antenna device 100 than in the default configuration. In other words, when the distance between the electronic device 30 and the antenna 40 is in the range of 50 mm to 400 mm, the vehicle antenna device 100 shows that the antenna 40 is less affected by resonance from the electronic device 30 and the transmission line 50 than in the default configuration. In this way, when the distance between the electronic device 30 and the antenna 40 is in the range of 50 mm to 400 mm, the vehicle antenna device 100 is able to suppress the decrease in the receiving sensitivity of the antenna 40 more than in the default configuration.

次に、図8を用いて、スタブ70の長さLssと、周波数が200MHzにおける、車両用アンテナ装置100のアンテナ40のS11パラメータとの関係を説明する。図8は、スタブの長さと、アンテナのS11パラメータとの関係を示す図である。なお、シミュレーションでは、図2~図4に示した特性を有する、電子機器30、アンテナ40及び伝送線路50を使用した。また、スタブ70周辺の波長短縮率kを1.0とした。 Next, the relationship between the length Lss of the stub 70 and the S11 parameter of the antenna 40 of the vehicle antenna device 100 at a frequency of 200 MHz will be described with reference to Fig. 8. Fig. 8 is a diagram showing the relationship between the length of the stub and the S11 parameter of the antenna. In the simulation, the electronic device 30, the antenna 40, and the transmission line 50 having the characteristics shown in Figs. 2 to 4 were used. Also, the wavelength shortening rate k around the stub 70 was set to 1.0.

図8において、横軸はスタブ70の長さLss[mm]を表し、縦軸はS11パラメータの値[dB]を表している。実線は、周波数200MHzにおける、車両用アンテナ装置100のアンテナ40のS11パラメータの値[dB]を表している。図8において、S11パラメータが最大値(極大値)となる長さLss[mm]、及びS11パラメータが最小値(極小値)となる長さLss[mm]等、S11パラメータが実質的に同一値となる長さLss[mm]を確認すると、周期性を有することが分かる。例えば、S11パラメータが極小値を示すスタブ70の長さLss[mm]は、550mmと1300mmである。ここで、周波数は200MHzであるため、半波長(1/2波長)[mm]は、電波の速度である3.0×10[m/s]を200×10[Hz]及び2で除算した値である750[mm](=0.75[m])となる。つまり、スタブ70の長さLss[mm]は、アンテナ40が送受する電波の波長λ[mm]の半分の距離ずつ増える毎に、アンテナ40の受信感度の低減を抑制できる。したがって、スタブ70の長さLssが、式(1)~式(3)を満たす場合、車両用アンテナ装置100は、アンテナ40の受信感度の低減を抑制できる。 In Fig. 8, the horizontal axis represents the length Lss [mm] of the stub 70, and the vertical axis represents the value [dB] of the S11 parameter. The solid line represents the value [dB] of the S11 parameter of the antenna 40 of the vehicle antenna device 100 at a frequency of 200 MHz. In Fig. 8, when checking the length Lss [mm] at which the S11 parameter is substantially the same value, such as the length Lss [mm] at which the S11 parameter is the maximum value (maximum value) and the length Lss [mm] at which the S11 parameter is the minimum value ( minimum value), it is found that there is a periodicity. For example, the length Lss [mm] of the stub 70 at which the S11 parameter shows a minimum value is 550 mm and 1300 mm. Here, since the frequency is 200 MHz, the half wavelength (1/2 wavelength) [mm] is 750 [mm] (=0.75 [m]), which is the value obtained by dividing the speed of the radio wave, 3.0×10 8 [m/s], by 200×10 6 [Hz] and 2. In other words, the length L ss [mm] of the stub 70 can suppress the reduction in the reception sensitivity of the antenna 40 every time the length L ss [mm] of the stub 70 increases by half the wavelength λ [mm] of the radio wave transmitted and received by the antenna 40. Therefore, when the length L ss of the stub 70 satisfies the formulas (1) to (3), the vehicle antenna device 100 can suppress the reduction in the reception sensitivity of the antenna 40.

(第2の実施形態)
次に、図9を用いて、第2の実施形態にかかる車両用アンテナ装置200について説明する。図9は、第2の実施形態にかかる車両用アンテナ装置200の構成の模式図であって、電子機器30と、アンテナ40と、伝送線路50と、ECU60と、スタブ80とを備える。
Second Embodiment
Next, a vehicle antenna device 200 according to a second embodiment will be described with reference to Fig. 9. Fig. 9 is a schematic diagram of the configuration of the vehicle antenna device 200 according to the second embodiment, which includes an electronic device 30, an antenna 40, a transmission line 50, an ECU 60, and a stub 80.

車両用アンテナ装置200は、第1の実施形態にかかる車両用アンテナ装置100におけるスタブ70が、スタブ80に置き換わった構成である。電子機器30、アンテナ40、伝送線路50、及びECU60の構成は、第1の実施形態と同様であるため、これらの構成について、第1の実施形態と共通する記載は適宜割愛する。 The vehicle antenna device 200 has a configuration in which the stub 70 in the vehicle antenna device 100 according to the first embodiment is replaced with a stub 80. The configurations of the electronic device 30, the antenna 40, the transmission line 50, and the ECU 60 are the same as those in the first embodiment, so descriptions of these configurations that are common to the first embodiment will be omitted as appropriate.

スタブ80は、導体の一方が開放端となるオープンスタブである。スタブ80は、電子機器30と点80aにおいて接続し、所定の長さLosを有する導体である。スタブ80は、車両用窓ガラス20上に配置されてもよい。なお、スタブ80は、オープンスタブであるため、スタブ80の長さをLosとして記載するが、スタブ80の長さは、第1の実施形態と同様に、一般化した記載であるLとして記載されてもよい。 The stub 80 is an open stub with one end of the conductor being an open end. The stub 80 is a conductor that is connected to the electronic device 30 at a point 80a and has a predetermined length L os . The stub 80 may be disposed on the vehicle window glass 20. Since the stub 80 is an open stub, the length of the stub 80 is described as L os , but the length of the stub 80 may be described as L s , which is a generalized description, as in the first embodiment.

スタブ80は、分岐及び閉ループを形成せずに、電子機器30から単線で延伸する。スタブ80は、例えば、L字形状をしており、点80aからY軸正方向に点80bまで延伸し、点80bから点80cまでX軸負方向に延伸する。とくに、スタブ80は、アンテナ40から遠ざかるように延伸する。スタブ80は、電子機器30と反対側の端部である点80cが開放端となっており、オープンスタブを構成する。なお、図9では、スタブ80は、L字形状に限らず、オープンスタブを構成可能な任意の形状とできる。 The stub 80 extends from the electronic device 30 as a single wire without forming a branch or a closed loop. The stub 80 is, for example, L-shaped, extending from point 80a in the positive direction of the Y axis to point 80b, and extending from point 80b to point 80c in the negative direction of the X axis. In particular, the stub 80 extends away from the antenna 40. Point 80c, which is the end of the stub 80 opposite the electronic device 30, is an open end, and constitutes an open stub. Note that in FIG. 9, the stub 80 is not limited to an L-shape, and can be any shape that can constitute an open stub.

スタブ80のうち、点80bから点80cまでの部分は、金属ボディ10の端部10aと近接してもよい。スタブ80のうち、点80bから点80cまでの部分は、金属ボディ10の端部10aとの距離が5mm~30mmでもよい。つまり、金属ボディ10と、スタブ80のうち、点80bから点80cまでの部分とが容量結合部として構成される。容量結合部は、導体部と所定の容量値により容量結合される。スタブ80のうち、点80bから点80cまでの部分が、特定の特性インピーダンスを有する線路を形成する。なお、スタブ80は、容量結合部の有無、容量結合部を有するときの長さは任意に設定できる。また、スタブ80における電子機器30との接続点80aは、電子機器30のアース電位部でもよい。 The portion of the stub 80 from point 80b to point 80c may be close to the end 10a of the metal body 10. The portion of the stub 80 from point 80b to point 80c may be 5 mm to 30 mm away from the end 10a of the metal body 10. In other words, the metal body 10 and the portion of the stub 80 from point 80b to point 80c are configured as a capacitive coupling portion. The capacitive coupling portion is capacitively coupled to the conductor portion by a predetermined capacitance value. The portion of the stub 80 from point 80b to point 80c forms a line having a specific characteristic impedance. The stub 80 may be arbitrarily set to have or not have a capacitive coupling portion, and the length of the capacitive coupling portion when it has one. In addition, the connection point 80a of the stub 80 with the electronic device 30 may be the earth potential portion of the electronic device 30.

スタブ80の長さLosは、アンテナ40が送受する電波の波長λに応じて、アンテナ40が送受する周波数帯に含まれる電波のアンテナ利得の低下を抑制するように設定される。スタブ80の長さLosは、アンテナ40が送受する電波の波長λ[mm]と、スタブ80周辺の誘電体の波長短縮率kとの関係が、以下の式(4)を満たすように設定される。なお、スタブ80が、車両用窓ガラス20上に配置される場合、以下の式(4)において、波長短縮率kは、車両用窓ガラス20の波長短縮率となり、スタブ80が空中配線の場合空気の波長短縮率(k=1.0)となる。

Figure 0007700509000004
ここで、M≧0の整数である。

The length L os of the stub 80 is set so as to suppress a decrease in the antenna gain of radio waves included in the frequency band transmitted and received by the antenna 40, according to the wavelength λ of the radio waves transmitted and received by the antenna 40. The length L os of the stub 80 is set so that the relationship between the wavelength λ [mm] of the radio waves transmitted and received by the antenna 40 and the wavelength shortening rate k of the dielectric around the stub 80 satisfies the following formula (4). When the stub 80 is disposed on the vehicle window glass 20, the wavelength shortening rate k in the following formula (4) is the wavelength shortening rate of the vehicle window glass 20, and when the stub 80 is an aerial wiring, it is the wavelength shortening rate of air (k=1.0).
Figure 0007700509000004
Here, M is an integer greater than or equal to 0.

より好ましいスタブ70の長さLosの範囲は式(5)の範囲となる。

Figure 0007700509000005
A more preferable range for the length L os of the stub 70 is within the range of expression (5).
Figure 0007700509000005

さらに好ましいスタブ70の長さLosの範囲は式(6)の範囲となる。

Figure 0007700509000006
A more preferable range for the length L os of the stub 70 is within the range of expression (6).
Figure 0007700509000006

このように、上記条件において、スタブ80の長さLosが、上記式(4)を満たすように設定されることで、アンテナ40が送受する周波数帯に含まれる電波のアンテナ利得の低下を抑制できる。 In this manner, by setting the length L os of the stub 80 so as to satisfy the above formula (4) under the above conditions, it is possible to suppress a decrease in the antenna gain of radio waves included in the frequency band transmitted and received by the antenna 40.

次に、車両用アンテナ装置200におけるアンテナ40のアンテナ利得について説明する。車両用アンテナ装置200におけるアンテナ40のアンテナ利得を評価するため、スタブ80を備える車両用アンテナ装置200と、車両用アンテナ装置200に対して、スタブ80を有さない構成とのアンテナ利得を比較して評価した。なお、本実施形態では、車両用アンテナ装置200に対して、スタブ80のみ除いた構成を「デフォルト構成」と称する。 Next, the antenna gain of the antenna 40 in the vehicle antenna device 200 will be described. To evaluate the antenna gain of the antenna 40 in the vehicle antenna device 200, the antenna gain of the vehicle antenna device 200 including the stub 80 was compared with that of a vehicle antenna device 200 without the stub 80. In this embodiment, the configuration of the vehicle antenna device 200 excluding only the stub 80 is referred to as the "default configuration."

車両用アンテナ装置200と、デフォルト構成とにおけるアンテナ40のアンテナ利得を比較するため、アンテナ40のS11パラメータをシミュレーションで算出し評価した。 To compare the antenna gain of the antenna 40 in the vehicle antenna device 200 and the default configuration, the S11 parameter of the antenna 40 was calculated and evaluated by simulation.

まず、図10を用いて、電子機器30と、アンテナ40との距離が200mmであり、スタブ80の長さLosが190mmである場合の車両用アンテナ装置200と、デフォルト構成とのアンテナ利得の比較結果を説明する。なお、シミュレーションでは、図2及び図4に示した特性を有する、アンテナ40及び伝送線路50を使用した。電子機器30については、電子機器30と点50aとの距離(伝送線路50における長さd)を50mmとしたときの特性を使用した。また、スタブ80は、中空配線を想定し、スタブ80周辺の波長短縮率kを1.0とした。 First, using FIG. 10, a comparison result of antenna gain between the vehicle antenna device 200 in the case where the distance between the electronic device 30 and the antenna 40 is 200 mm and the length L os of the stub 80 is 190 mm and the default configuration will be described. In the simulation, the antenna 40 and the transmission line 50 having the characteristics shown in FIG. 2 and FIG. 4 were used. For the electronic device 30, the characteristics when the distance between the electronic device 30 and the point 50a (the length d in the transmission line 50) was set to 50 mm were used. In addition, the stub 80 was assumed to be a hollow wiring, and the wavelength shortening rate k around the stub 80 was set to 1.0.

図10は、車両用アンテナ装置200において、給電部41におけるアンテナ40のS11パラメータ、及びデフォルト構成において、給電部41におけるアンテナ40のS11パラメータの周波数特性を示す図である。 Figure 10 shows the S11 parameter of the antenna 40 in the power supply unit 41 in the vehicle antenna device 200, and the frequency characteristics of the S11 parameter of the antenna 40 in the power supply unit 41 in the default configuration.

図10において、点線は、デフォルト構成におけるアンテナ40のS11パラメータの周波数特性を示し、実線は、車両用アンテナ装置200におけるアンテナ40のS11パラメータの周波数特性を示す。図10に示すように、デフォルト構成の場合、デフォルト構成の場合、S11パラメータは、周波数197MHz付近を第1の変曲点として、周波数が高くなるにつれて急峻に立ち上り、周波数211MHz付近を第2の変曲点として、さらに周波数が高くなるにつれて緩やかに立ち上る特性となった。つまり、周波数が210MHz近傍において、アンテナ40は、電子機器30及び伝送線路50の共振の影響を受けており、アンテナ40の受信感度が低下していることを表している。 In FIG. 10, the dotted line indicates the frequency characteristic of the S11 parameter of the antenna 40 in the default configuration, and the solid line indicates the frequency characteristic of the S11 parameter of the antenna 40 in the vehicle antenna device 200. As shown in FIG. 10, in the case of the default configuration, the S11 parameter has a first inflection point near a frequency of 197 MHz, and rises steeply as the frequency increases, and has a second inflection point near a frequency of 211 MHz, and rises more gradually as the frequency increases. In other words, at a frequency of around 210 MHz, the antenna 40 is affected by the resonance of the electronic device 30 and the transmission line 50, and the receiving sensitivity of the antenna 40 is reduced.

これに対して、車両用アンテナ装置200は、アンテナ40の受信感度が低下している周波数210MHzに対して、アンテナ40の受信感度の低下を抑制するために、スタブ80の長さLosが190mmに設定されている。そのため、周波数が210MHz近傍において、S11パラメータの値が、デフォルト構成よりも低い値となり、S11パラメータの傾きは、概ね一定となる。つまり、車両用アンテナ装置200は、スタブ80の長さLosが、アンテナ40の受信感度の低下を低減する対象周波数である210MHzに対して調整されているため、アンテナ40の受信感度の低減を抑制できる。 In contrast, in the vehicle antenna device 200, the length L os of the stub 80 is set to 190 mm in order to suppress the decrease in the reception sensitivity of the antenna 40 at the frequency of 210 MHz at which the reception sensitivity of the antenna 40 is reduced. Therefore, in the vicinity of the frequency of 210 MHz, the value of the S11 parameter becomes lower than that of the default configuration, and the slope of the S11 parameter becomes approximately constant. In other words, in the vehicle antenna device 200, the length L os of the stub 80 is adjusted for 210 MHz, which is the target frequency at which the decrease in the reception sensitivity of the antenna 40 is reduced, so that the decrease in the reception sensitivity of the antenna 40 can be suppressed.

ここで、伝送線路50における長さLは2870mmであり、波長短縮率kは1.0であり、アンテナ40が送受する電波の周波数帯は210MHzであり、スタブ80の長さLosは190mmである。これらの値を用いて計算すると、スタブ80の長さLosは、Mが0のときに式(4)~式(6)を満たす。すなわち、車両用アンテナ装置200は、スタブ80を備え、さらに、スタブ80の長さLosが式(4)~式(6)を満たすことから、デフォルト構成と比較して、アンテナ40の受信感度の低減を抑制できる。 Here, the length L of the transmission line 50 is 2870 mm, the wavelength shortening rate k is 1.0, the frequency band of the radio waves transmitted and received by the antenna 40 is 210 MHz, and the length L os of the stub 80 is 190 mm. When calculated using these values, the length L os of the stub 80 satisfies the formulas (4) to (6) when M is 0. That is, since the vehicle antenna device 200 includes the stub 80 and furthermore the length L os of the stub 80 satisfies the formulas (4) to (6), it is possible to suppress a decrease in the reception sensitivity of the antenna 40 compared to the default configuration.

次に、図11を用いて、電子機器30と、アンテナ40との距離が200mmであり、車両用窓ガラス20上に配置されたスタブ80の長さLosが205mmである場合の車両用アンテナ装置200と、デフォルト構成とのアンテナ利得の比較結果を説明する。図11は、車両用アンテナ装置と、デフォルト構成とにおけるアンテナのアンテナ利得を比較するための図である。 Next, a comparison result of the antenna gain between the vehicle antenna device 200 and the default configuration when the distance between the electronic device 30 and the antenna 40 is 200 mm and the length L os of the stub 80 arranged on the vehicle window glass 20 is 205 mm will be described with reference to Fig. 11. Fig. 11 is a diagram for comparing the antenna gain of the antenna in the vehicle antenna device and the default configuration.

図11は、車両用アンテナ装置200において、給電部41におけるアンテナ40のS11パラメータ、及びデフォルト構成において、給電部41におけるアンテナ40のS11パラメータの周波数特性を示す図である。なお、シミュレーションでは、図2及び図4に示した特性を有する、アンテナ40及び伝送線路50を使用した。電子機器30については、電子機器30と点50aとの距離(伝送線路50における長さd)を50mmとしたときの特性を使用した。スタブ80周辺(車両用窓ガラス20)の波長短縮率kは、0.67とした。 Figure 11 is a diagram showing the S11 parameter of the antenna 40 at the power supply unit 41 in the vehicle antenna device 200, and the frequency characteristics of the S11 parameter of the antenna 40 at the power supply unit 41 in the default configuration. In the simulation, the antenna 40 and the transmission line 50 having the characteristics shown in Figures 2 and 4 were used. For the electronic device 30, the characteristics were used when the distance between the electronic device 30 and the point 50a (the length d of the transmission line 50) was set to 50 mm. The wavelength shortening rate k around the stub 80 (vehicle window glass 20) was set to 0.67.

図11において、点線は、デフォルト構成におけるアンテナ40のS11パラメータの周波数特性を示し、実線は、車両用アンテナ装置200におけるアンテナ40のS11パラメータの周波数特性を示す。デフォルト構成の場合、S11パラメータは、周波数197MHz付近を第1の変曲点として、周波数が高くなるにつれて急峻に立ち上り、周波数211MHz付近を第2の変曲点として、さらに周波数が高くなるにつれて緩やかに立ち上る特性となった。つまり、周波数が210MHz近傍において、アンテナ40は、電子機器30及び伝送線路50の共振の影響を受けており、アンテナ40の受信感度が低下していることを表している。 In FIG. 11, the dotted line indicates the frequency characteristic of the S11 parameter of the antenna 40 in the default configuration, and the solid line indicates the frequency characteristic of the S11 parameter of the antenna 40 in the vehicle antenna device 200. In the case of the default configuration, the S11 parameter has a first inflection point near a frequency of 197 MHz, and rises steeply as the frequency increases, and has a second inflection point near a frequency of 211 MHz, and rises more gradually as the frequency increases. In other words, at a frequency of around 210 MHz, the antenna 40 is affected by the resonance of the electronic device 30 and the transmission line 50, and the receiving sensitivity of the antenna 40 is reduced.

これに対して、車両用アンテナ装置200は、アンテナ40の受信感度が低下している周波数210MHzに対して、アンテナ40の受信感度の低下を抑制するために、スタブ80の長さLosが205mmに設定されている。そのため、周波数が210MHz近傍において、S11パラメータの値が、デフォルト構成よりも低い値となり、S11パラメータの傾きは、概ね一定となる。つまり、車両用アンテナ装置200は、スタブ80の長さLosが、アンテナ40の受信感度の低下を低減する対象周波数である210MHzに対して調整されているため、アンテナ40の受信感度の低減を抑制できる。 In contrast, in the vehicle antenna device 200, the length L os of the stub 80 is set to 205 mm in order to suppress the decrease in the reception sensitivity of the antenna 40 at the frequency of 210 MHz at which the reception sensitivity of the antenna 40 is reduced. Therefore, in the vicinity of the frequency of 210 MHz, the value of the S11 parameter becomes lower than that of the default configuration, and the slope of the S11 parameter becomes approximately constant. In other words, in the vehicle antenna device 200, the length L os of the stub 80 is adjusted for 210 MHz, which is the target frequency at which the decrease in the reception sensitivity of the antenna 40 is reduced, so that the decrease in the reception sensitivity of the antenna 40 can be suppressed.

ここで、伝送線路50における長さLは2870mmであり、スタブ80周辺(車両用窓ガラス20)の波長短縮率kは0.67であり、スタブ80の長さLosは205mmである。また、図11に示す一例では、アンテナ40が送受する電波の周波数であって、アンテナ40の受信感度の低下を低減する対象周波数λは210MHzである。これらの値を用いて、計算すると、スタブ80の長さLosは、Mが0のときに式(4)~式(6)を満たすことが分かる。すなわち、車両用アンテナ装置200は、スタブ80を備え、さらに、スタブ80の長さLosが式(4)~式(6)を満たすことから、デフォルト構成と比較して、アンテナ40の受信感度の低減を抑制できる。なお、車両用窓ガラス20が単板の場合、波長短縮率kは約0.67を例示でき、中間膜を2枚のガラスで挟持した為替ガラスの場合、波長短縮率kは約0.5を例示できる。 Here, the length L of the transmission line 50 is 2870 mm, the wavelength shortening rate k around the stub 80 (vehicle window glass 20) is 0.67, and the length L os of the stub 80 is 205 mm. In addition, in the example shown in FIG. 11, the target frequency λ, which is the frequency of the radio waves transmitted and received by the antenna 40 and which reduces the decrease in the reception sensitivity of the antenna 40, is 210 MHz. When calculated using these values, it is found that the length L os of the stub 80 satisfies the formulas (4) to (6) when M is 0. That is, since the vehicle antenna device 200 includes the stub 80 and furthermore satisfies the formulas (4) to (6), the decrease in the reception sensitivity of the antenna 40 can be suppressed compared to the default configuration. When the vehicle window glass 20 is a single pane, the wavelength shortening rate k can be exemplified as approximately 0.67, and when the vehicle window glass 20 is an exchange glass having an intermediate film sandwiched between two panes of glass, the wavelength shortening rate k can be exemplified as approximately 0.5.

次に、図12を用いて、電子機器30と、アンテナ40との間の距離と、周波数200MHzにおける、アンテナ40のS11パラメータの値との関係を説明する。図12は、電子機器30と、アンテナ40との間の距離と、周波数200MHzにおける、アンテナのS11パラメータの値との関係を示す図である。なお、シミュレーションでは、図2~図4に示した特性を有する、電子機器30、アンテナ40及び伝送線路50を使用した。また、スタブ80は、中空配線を想定し、スタブ80周辺の波長短縮率kは、1.0とした。なお、スタブ80の長さLosは320mmである。 Next, the relationship between the distance between the electronic device 30 and the antenna 40 and the value of the S11 parameter of the antenna 40 at a frequency of 200 MHz will be described with reference to Fig. 12. Fig. 12 is a diagram showing the relationship between the distance between the electronic device 30 and the antenna 40 and the value of the S11 parameter of the antenna at a frequency of 200 MHz. In the simulation, the electronic device 30, the antenna 40, and the transmission line 50 having the characteristics shown in Figs. 2 to 4 were used. In addition, the stub 80 was assumed to be a hollow wiring, and the wavelength shortening rate k around the stub 80 was set to 1.0. In addition, the length L os of the stub 80 was 320 mm.

図12において、横軸は、電子機器30と、アンテナ40との間の距離[mm]を示し、縦軸は、S11パラメータの値[dB]を示している。実線は、周波数が200MHzにおけるS11パラメータであって、車両用アンテナ装置200におけるアンテナ40のS11パラメータを表している。点線は、周波数が200MHzにおけるS11パラメータであって、デフォルト構成におけるアンテナ40のS11パラメータを表している。 In FIG. 12, the horizontal axis indicates the distance [mm] between the electronic device 30 and the antenna 40, and the vertical axis indicates the value of the S11 parameter [dB]. The solid line is the S11 parameter at a frequency of 200 MHz, and represents the S11 parameter of the antenna 40 in the vehicle antenna device 200. The dotted line is the S11 parameter at a frequency of 200 MHz, and represents the S11 parameter of the antenna 40 in the default configuration.

図12に示すように、電子機器30と、アンテナ40との間の距離が50mm~200mmの範囲において、S11パラメータは、車両用アンテナ装置200の方が、デフォルト構成よりも低くなる。つまり、電子機器30とアンテナ40との距離が50mm~200mmの範囲において、車両用アンテナ装置200は、デフォルト構成よりも、アンテナ40が、電子機器30及び伝送線路50からの共振の影響を受けていない。なお、電子機器30とアンテナ40との距離が200mm~400mmの場合、S11パラメータは、デフォルト構成の方が、車両用アンテナ装置200よりも若干小さくなるが、実質的に同一の値である。これは、電子機器30とアンテナ40との距離が離れていることから、アンテナ40が、電子機器30の共振の影響を受けにくくなったため、車両用アンテナ装置200と、デフォルト構成とでS11パラメータが実質的に同一の値となったと考えられる。以上のように、電子機器30とアンテナ40との距離が50mm~200mmの範囲において、車両用アンテナ装置200は、デフォルト構成よりも、アンテナ40の受信感度の低下が抑制できている。また、電子機器30とアンテナ40との距離が200mm~400mmにおいて、車両用アンテナ装置200は、デフォルト構成と同様に、アンテナ40の受信感度の低下が抑制できている。 As shown in FIG. 12, when the distance between the electronic device 30 and the antenna 40 is in the range of 50 mm to 200 mm, the S11 parameter is lower in the vehicle antenna device 200 than in the default configuration. In other words, when the distance between the electronic device 30 and the antenna 40 is in the range of 50 mm to 200 mm, the antenna 40 is less affected by resonance from the electronic device 30 and the transmission line 50 in the vehicle antenna device 200 than in the default configuration. When the distance between the electronic device 30 and the antenna 40 is in the range of 200 mm to 400 mm, the S11 parameter is slightly smaller in the default configuration than in the vehicle antenna device 200, but the values are substantially the same. This is because the distance between the electronic device 30 and the antenna 40 is large, so the antenna 40 is less affected by the resonance of the electronic device 30, and therefore the S11 parameter is substantially the same in the vehicle antenna device 200 and the default configuration. As described above, when the distance between the electronic device 30 and the antenna 40 is in the range of 50 mm to 200 mm, the vehicle antenna device 200 is able to suppress the decrease in the reception sensitivity of the antenna 40 more than the default configuration. Also, when the distance between the electronic device 30 and the antenna 40 is in the range of 200 mm to 400 mm, the vehicle antenna device 200 is able to suppress the decrease in the reception sensitivity of the antenna 40 in the same way as the default configuration.

次に、図13を用いて、スタブ80の長さLosと、周波数が210MHzにおける、車両用アンテナ装置200のアンテナ40のS11パラメータとの関係を評価した。なお、シミュレーションでは、図2及び図4に示した特性を有する、アンテナ40及び伝送線路50を使用した。電子機器30については、電子機器30と点50aとの距離(伝送線路50における長さd)を50mmとしたときの特性を使用した。スタブ80は、中空配線を想定し、スタブ80周辺の波長短縮率kは、1.0とした。 Next, the relationship between the length L os of the stub 80 and the S11 parameter of the antenna 40 of the vehicle antenna device 200 at a frequency of 210 MHz was evaluated using Fig. 13. In the simulation, the antenna 40 and the transmission line 50 having the characteristics shown in Figs. 2 and 4 were used. For the electronic device 30, the characteristics were used when the distance between the electronic device 30 and the point 50a (the length d in the transmission line 50) was set to 50 mm. The stub 80 was assumed to be a hollow wiring, and the wavelength shortening rate k around the stub 80 was set to 1.0.

図13において、横軸はスタブ80の長さLos[mm]を表し、縦軸はS11パラメータの値[dB]を表している。実線は、周波数210MHzにおける、車両用アンテナ装置200のアンテナ40のS11パラメータの値[dB]を表している。図13において、S11パラメータが最大値(極大値)となる長さLos[mm]、及びS11パラメータが最小値(極小値)となる長さLos[mm]等、S11パラメータが実質的に同一値となる長さLos[mm]を確認すると、周期性を有することが分かる。例えば、S11パラメータが極小値を示すスタブ80の長さLos[mm]は、200mmと920mmである。つまり、スタブ80の長さLos[mm]が、アンテナ40が送受する電波の波長λの半分の距離ずつ増える毎に、アンテナ40の受信感度の低減を抑制できる。したがって、スタブ80の長さLosが、式(4)~式(6)を満たす場合、車両用アンテナ装置200は、アンテナ40の受信感度の低減を抑制できる。 In Fig. 13, the horizontal axis represents the length L os [mm] of the stub 80, and the vertical axis represents the value [dB] of the S11 parameter. The solid line represents the value [dB] of the S11 parameter of the antenna 40 of the vehicle antenna device 200 at a frequency of 210 MHz. In Fig. 13, when the length L os [mm] at which the S11 parameter is substantially the same value, such as the length L os [mm] at which the S11 parameter is the maximum value (local maximum value) and the length L os [mm] at which the S11 parameter is the minimum value (local minimum value), it is found that there is a periodicity. For example, the length L os [mm] of the stub 80 at which the S11 parameter shows a local minimum value is 200 mm and 920 mm. In other words, the reduction in the reception sensitivity of the antenna 40 can be suppressed every time the length L os [mm] of the stub 80 increases by half the distance of the wavelength λ of the radio wave transmitted and received by the antenna 40. Therefore, when the length L os of the stub 80 satisfies the formulas (4) to (6), the vehicle antenna device 200 can suppress a decrease in the receiving sensitivity of the antenna 40.

(変形例1)
第2の実施形態において、電子機器30が(カメラ周りのガラス防曇、防氷用の)電熱線を含む場合、スタブ80を以下に示すように配置してもよい。図14は、変形例1にかかる車両用アンテナ装置300の構成例を示す図である。車両用アンテナ装置300は、電子機器30と、アンテナ40と、伝送線路50と、ECU60と、スタブ80とを備える。電子機器30は、電熱部90と、カメラ150とを備える。車両用アンテナ装置300は、第2の実施形態にかかる車両用アンテナ装置200の電子機器30の具体例として、電熱部90と、カメラ150とを備える構成である。なお、アンテナ40、伝送線路50、ECU60及びスタブ80は、第2の実施形態と同様であるため説明を適宜割愛する。また、図14では便宜上、電子機器30における電熱部90とカメラ150とは離間するように図示しているが、実際は、カメラ150の撮像部は車両用窓ガラス20の平面視で電熱部90と重複する。
(Variation 1)
In the second embodiment, when the electronic device 30 includes a heating wire (for preventing fogging and icing of glass around the camera), the stub 80 may be arranged as shown below. FIG. 14 is a diagram showing a configuration example of a vehicle antenna device 300 according to the first modified example. The vehicle antenna device 300 includes an electronic device 30, an antenna 40, a transmission line 50, an ECU 60, and a stub 80. The electronic device 30 includes an electric heating unit 90 and a camera 150. The vehicle antenna device 300 includes an electric heating unit 90 and a camera 150 as a specific example of the electronic device 30 of the vehicle antenna device 200 according to the second embodiment. Note that the antenna 40, the transmission line 50, the ECU 60, and the stub 80 are the same as those in the second embodiment, and therefore the description thereof will be omitted as appropriate. In addition, for the sake of convenience, FIG. 14 illustrates the electric heating unit 90 and the camera 150 in the electronic device 30 as being spaced apart, but in reality, the imaging unit of the camera 150 overlaps with the electric heating unit 90 in a plan view of the vehicle window glass 20 .

電熱部90は、車両用窓ガラス20の電熱部である。電熱部90は、例えば、車両用窓ガラス20の透過領域の防氷及び防曇を目的として設けられる。透過領域は、車内に設置された情報デバイス等の電子機器30が、車外から車両用窓ガラス20を透過して電波を受信したり、車外へ車両用窓ガラス20を透過して信号を送信したりする領域である。電熱部90は、電熱線91と、給電部92と、アース部93とを備える。電熱線91は、少なくとも一部が透過領域に配置される。電熱線91は、給電部92から直流電圧が印加され、電熱線91の抵抗によって加熱されることで、透過領域を加熱する。また、給電部92及びアース部93は、図示しない電気配線(ハーネス等)を介して、透過領域近傍から離れて配置される直流電源へ接続される。図14に示すように、給電部92及びアース部93のうち、少なくとも1つは、カメラ150に接続される。なお、アース部93に接続される側のアース部側電気配線は、直流電源付近に接続してアースを取る配置でもよく、金属ボディ10の任意の位置に接続してアースを取る配置でもよい。 The electric heating unit 90 is an electric heating unit of the vehicle window glass 20. The electric heating unit 90 is provided, for example, for the purpose of deicing and defrosting the transparent area of the vehicle window glass 20. The transparent area is an area where an electronic device 30, such as an information device installed in the vehicle, receives radio waves from outside the vehicle through the vehicle window glass 20 and transmits signals to the outside of the vehicle through the vehicle window glass 20. The electric heating unit 90 includes a heating wire 91, a power supply unit 92, and an earth unit 93. At least a portion of the heating wire 91 is disposed in the transparent area. A direct current voltage is applied to the heating wire 91 from the power supply unit 92, and the heating wire 91 heats the transparent area by being heated by the resistance of the heating wire 91. The power supply unit 92 and the earth unit 93 are connected to a direct current power source disposed away from the vicinity of the transparent area via electrical wiring (such as a harness) not shown. As shown in FIG. 14, at least one of the power supply unit 92 and the earth unit 93 is connected to the camera 150. The electrical wiring on the earth unit side connected to the earth unit 93 may be arranged to be connected near a DC power source for earthing, or may be arranged to be connected to any position on the metal body 10 for earthing.

カメラ150は、実施の形態2の電子機器30の具体例であり、例えば、可視光カメラである。上述したように、カメラ150は、電熱部90の給電部92及びアース部93のうち、少なくとも1つと接続される。 The camera 150 is a specific example of the electronic device 30 of the second embodiment, for example, a visible light camera. As described above, the camera 150 is connected to at least one of the power supply unit 92 and the earth unit 93 of the electric heating unit 90.

スタブ80は、例えば、オープンスタブである。スタブ80は、電熱部90の電熱線91と、点80aで接続される。言い換えると、スタブ80は、点80aをアース電位部として、電熱線91のアース電位部から延伸する。スタブ80は、分岐及び閉ループを形成せずに、電熱部90のアース電位部である点80aから単線で延伸する。スタブ80は、例えば、L字形状をしており、点80aからY軸正方向に点80bまで延伸し、点80bから点80c(開放端)までX軸負方向に延伸する。なお、スタブ80と電熱部90との接続点である点80aは、電熱線91の任意の位置としてもよい。また、スタブ80と電熱部90とが接続する点は、アース電位部に限られない。 The stub 80 is, for example, an open stub. The stub 80 is connected to the heating wire 91 of the heating part 90 at point 80a. In other words, the stub 80 extends from the earth potential part of the heating wire 91, with point 80a being the earth potential part. The stub 80 extends as a single wire from point 80a, which is the earth potential part of the heating part 90, without forming a branch or a closed loop. The stub 80 is, for example, L-shaped, and extends from point 80a in the Y-axis positive direction to point 80b, and from point 80b to point 80c (open end) in the X-axis negative direction. Note that point 80a, which is the connection point between the stub 80 and the heating part 90, may be any position on the heating wire 91. In addition, the point where the stub 80 and the heating part 90 are connected is not limited to the earth potential part.

このように、変形例1にかかる車両用アンテナ装置300の電熱部90が電熱線91を含み、オープンスタブであるスタブ80が、電熱線91のアース電位部から延伸する構成としても、第2の実施形態と同様の効果が得られる。 In this way, even if the heating section 90 of the vehicle antenna device 300 according to the first modified example includes a heating wire 91 and the stub 80, which is an open stub, extends from the earth potential section of the heating wire 91, the same effect as in the second embodiment can be obtained.

(変形例2)
上述した第1の実施形態及び第2の実施形態に対して以下のような変形を施してもよい。第1の実施形態及び第2の実施形態では、車両用アンテナ装置は、1つのスタブを備える構成としたが、2つ以上のスタブを備える構成としてもよい。図15は、変形例2にかかる車両用アンテナ装置400の構成例を示す図である。車両用アンテナ装置400は、第1の実施形態にかかる車両用アンテナ装置100に、スタブ110が追加された構成である。このように、車両用アンテナ装置400は、スタブ70に加えて、スタブ110を備える。言い換えると、車両用アンテナ装置400は、第1のスタブであるスタブ70と、第2のスタブであるスタブ110とを備える。
(Variation 2)
The above-described first and second embodiments may be modified as follows. In the first and second embodiments, the vehicle antenna device is configured to include one stub, but may be configured to include two or more stubs. FIG. 15 is a diagram showing a configuration example of a vehicle antenna device 400 according to a second modification. The vehicle antenna device 400 is configured by adding a stub 110 to the vehicle antenna device 100 according to the first embodiment. In this way, the vehicle antenna device 400 includes the stub 110 in addition to the stub 70. In other words, the vehicle antenna device 400 includes the stub 70, which is a first stub, and the stub 110, which is a second stub.

スタブ70は、第1の実施形態におけるスタブ70と同様である。スタブ110は、オープンスタブでもよく、ショートスタブでもよい。なお、変形例2において、スタブ110は、スタブ70と同様に、ショートスタブであるとして説明する。 The stub 70 is the same as the stub 70 in the first embodiment. The stub 110 may be an open stub or a short stub. In the second modification, the stub 110 will be described as being a short stub, like the stub 70.

スタブ110は、点110aにおいて電子機器30と接続する。点110aは、点70aと同じ位置でもよく、異なる位置でもよい。スタブ110は、スタブ70と、アンテナ40の受信感度の低減を抑制する周波数が異なっている。スタブ70は、例えば、200MHz等の第1の周波数におけるアンテナ40の受信感度の低減を抑制し、スタブ110は、例えば、210MHz等の第2の周波数におけるアンテナ40の受信感度の低減を抑制する。なお、スタブ70及びスタブ110が、アンテナ40の受信感度の低減を抑制する周波数は、上記に限られず、適宜設定されてもよい。 The stub 110 connects to the electronic device 30 at point 110a. Point 110a may be at the same position as point 70a or at a different position. The stub 110 and the stub 70 have different frequencies at which they suppress the reduction in the reception sensitivity of the antenna 40. The stub 70 suppresses the reduction in the reception sensitivity of the antenna 40 at a first frequency, such as 200 MHz, and the stub 110 suppresses the reduction in the reception sensitivity of the antenna 40 at a second frequency, such as 210 MHz. Note that the frequencies at which the stubs 70 and 110 suppress the reduction in the reception sensitivity of the antenna 40 are not limited to the above and may be set appropriately.

スタブ70及びスタブ110は、式(1)~式(3)を満たすように長さが設定される。上記したように、スタブ70がアンテナ40の受信感度の低減を抑制する第1の周波数は、スタブ110がアンテナ40の受信感度の低減を抑制する第2の周波数と異なるため、スタブ70の長さは、スタブ110の長さと異なるように設定されてよい。このように、車両用アンテナ装置400が、2つ以上のスタブを備え、各スタブが、異なる周波数帯において、アンテナ40の受信感度の低減を抑制するようにしてもよい。このようにすれば、車両用アンテナ装置400は、複数の周波数帯、ひいてはより広帯域にわたって、アンテナ40の受信感度の低減を抑制できる。 The lengths of the stub 70 and the stub 110 are set to satisfy formulas (1) to (3). As described above, the first frequency at which the stub 70 suppresses the reduction in the reception sensitivity of the antenna 40 is different from the second frequency at which the stub 110 suppresses the reduction in the reception sensitivity of the antenna 40, so the length of the stub 70 may be set to be different from the length of the stub 110. In this way, the vehicle antenna device 400 may include two or more stubs, each of which suppresses the reduction in the reception sensitivity of the antenna 40 in a different frequency band. In this way, the vehicle antenna device 400 can suppress the reduction in the reception sensitivity of the antenna 40 over multiple frequency bands, and ultimately over a wider band.

以上、本発明を上記実施形態に則して説明したが、本発明は上記実施の形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。例えば、第1の実施形態及び第2の実施形態において、車両用アンテナ装置が、2つ以上の車両用窓ガラス及びスタブを備える構成としてもよい。この場合、2つの車両用窓ガラスのうちの一方が、ウィンドシールドでもよく、他方が、リアガラスでもよい。また、2つのスタブは、一方がオープンスタブ、他方がショートスタブでもよく、両方がオープンスタブでもよく、両方がショートスタブでもよい。 Although the present invention has been described above in accordance with the above embodiment, the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and of course includes various modifications, corrections, and combinations that a person skilled in the art could make within the scope of the invention of the claims of this application. For example, in the first and second embodiments, the vehicle antenna device may be configured to include two or more vehicle window panes and stubs. In this case, one of the two vehicle window panes may be a windshield and the other may be a rear glass. In addition, one of the two stubs may be an open stub and the other a short stub, or both may be open stubs or both may be short stubs.

10 金属ボディ
10a 端部
20 車両用窓ガラス
30 電子機器
40 アンテナ
41、92 給電部
42 線条エレメント
50 伝送線路
60 ECU
70、80、110 スタブ
90 電熱部
91 電熱線
93 アース部
100、200、300、400 車両用アンテナ装置
150 カメラ
REFERENCE SIGNS LIST 10 Metal body 10a End portion 20 Vehicle window glass 30 Electronic device 40 Antenna 41, 92 Power supply portion 42 Line element 50 Transmission line 60 ECU
70, 80, 110 Stub 90 Heating portion 91 Heating wire 93 Earth portion 100, 200, 300, 400 Vehicle antenna device 150 Camera

Claims (21)

電子機器と、
前記電子機器の近傍に配置され、所定周波数帯の電波を送受するアンテナと、
前記電子機器と車両に設置されるECUとを接続する伝送線路と、
前記電子機器と接続し、所定の長さLを有する導体である少なくとも1つのスタブと、を備え、
前記少なくとも1つのスタブの長さLは、前記アンテナが送受する電波の波長λに応じて、前記アンテナが送受する周波数帯に含まれる電波のアンテナ利得の低下を抑制するように設定される、車両用アンテナ装置。
Electronic devices,
an antenna arranged near the electronic device for transmitting and receiving radio waves in a predetermined frequency band;
a transmission line connecting the electronic device and an ECU installed in a vehicle;
At least one stub connected to the electronic device and being a conductor having a predetermined length L S ;
The length L S of the at least one stub is set in accordance with a wavelength λ of the radio wave transmitted and received by the antenna so as to suppress a decrease in antenna gain of the radio wave included in a frequency band transmitted and received by the antenna.
前記電子機器は、車両用窓ガラスに取り付けられ、前記車両用窓ガラスを通して前記車両の外部情報を取得する、請求項1に記載の車両用アンテナ装置。 The vehicle antenna device according to claim 1, wherein the electronic device is attached to a vehicle window glass and acquires external information about the vehicle through the vehicle window glass. 前記アンテナは、前記車両用窓ガラスの近傍に取り付けられている、請求項2に記載の車両用アンテナ装置。 The vehicle antenna device according to claim 2, wherein the antenna is mounted near the vehicle window glass. 前記アンテナは、前記車両用窓ガラスの表面に取り付けられているか又は前記車両用窓ガラス内に封入されている、請求項2又は3に記載の車両用アンテナ装置。 The vehicle antenna device according to claim 2 or 3, wherein the antenna is attached to the surface of the vehicle window glass or enclosed within the vehicle window glass. 前記車両用窓ガラスは、ウィンドシールドを含む、請求項2~4のいずれかに記載の車両用アンテナ装置。 The vehicle antenna device according to any one of claims 2 to 4, wherein the vehicle window glass includes a windshield. 前記車両用窓ガラスは、リアガラスを含む、請求項2~5のいずれかに記載の車両用アンテナ装置。 The vehicle antenna device according to any one of claims 2 to 5, wherein the vehicle window glass includes a rear window. 前記少なくとも1つのスタブは、前記電子機器のアース電位部と電気的に接続される、請求項1~6のいずれか1項に記載の車両用アンテナ装置。 The vehicle antenna device according to any one of claims 1 to 6, wherein the at least one stub is electrically connected to a ground potential portion of the electronic device. 前記少なくとも1つのスタブは、前記電子機器から単線で延伸する、請求項1~7のいずれか1項に記載の車両用アンテナ装置。 The vehicle antenna device according to any one of claims 1 to 7, wherein the at least one stub extends from the electronic device as a single wire. 前記少なくとも1つスタブは、前記電子機器と反対側の端部がアースに電気的に接続されているショートスタブを含み、
前記アンテナが送受する電波の波長をλとし、前記ショートスタブ周辺の誘電体の波長短縮率をkとし、N≧0の整数とするとき、
前記ショートスタブの長さLSSは、
(0.05×(λ/2)+(λ/2)×N)×k≦LSS≦(1.0×(λ/2)+(λ/2)×N)×k
を満たす、請求項1~8のいずれか1項に記載の車両用アンテナ装置。
the at least one stub includes a short stub whose end opposite the electronic device is electrically connected to a ground;
The wavelength of the radio wave transmitted and received by the antenna is λ, the wavelength shortening rate of the dielectric around the short stub is k, and N is an integer greater than or equal to 0.
The length LSS of the short stub is
(0.05×(λ/2)+(λ/2)×N)×k≦L SS ≦(1.0×(λ/2)+(λ/2)×N)×k
The vehicle antenna device according to any one of claims 1 to 8, which satisfies the above.
前記ショートスタブは、空中配線されている、請求項9に記載の車両用アンテナ装置。 The vehicle antenna device according to claim 9, wherein the short stub is wired in the air. 前記ショートスタブは、前記電子機器のアース線と共通する、請求項9又は10に記載の車両用アンテナ装置。 The vehicle antenna device according to claim 9 or 10, wherein the short stub is common to the ground wire of the electronic device. 前記少なくとも1つのスタブは、前記電子機器と反対側の端部が開放端となっているオープンスタブを含み、
前記アンテナが送受する電波の波長をλとし、前記オープンスタブ周辺の誘電体の波長短縮率をkとし、M≧0の整数とするとき、
前記オープンスタブの長さLOSは、
(0.1×(λ/4)+(λ/2)×M)×k≦LOS≦(1.0×(λ/4)+(λ/2)×M)×k
を満たす、請求項1~11のいずれか1項に記載の車両用アンテナ装置。
the at least one stub includes an open stub having an open end at an end opposite to the electronic device,
The wavelength of the radio wave transmitted and received by the antenna is λ, the wavelength shortening rate of the dielectric around the open stub is k, and M is an integer greater than or equal to 0.
The length L OS of the open stub is
(0.1×(λ/4)+(λ/2)×M)×k≦L OS ≦(1.0×(λ/4)+(λ/2)×M)×k
The vehicle antenna device according to any one of claims 1 to 11, wherein
前記オープンスタブは、前記電子機器が取り付けられる車両用窓ガラス上に配置され、前記kは、前記車両用窓ガラスの波長短縮率である、請求項12に記載の車両用アンテナ装置。 The vehicle antenna device according to claim 12, wherein the open stub is disposed on a vehicle window glass on which the electronic device is mounted, and k is the wavelength shortening rate of the vehicle window glass. 前記電子機器は、前記車両用窓ガラスを加熱する電熱線を含み、
前記オープンスタブは、前記電熱線から延伸する、請求項13に記載の車両用アンテナ装置。
The electronic device includes a heating wire that heats the vehicle window glass,
The vehicle antenna device according to claim 13, wherein the open stub extends from the heating wire.
前記オープンスタブは、前記アンテナから遠ざかるように延伸する、請求項12~14のいずれか1項に記載の車両用アンテナ装置。 The vehicle antenna device according to any one of claims 12 to 14, wherein the open stub extends away from the antenna. 前記オープンスタブは、前記車両の金属ボディと容量結合する、請求項12~15のいずれか1項に記載の車両用アンテナ装置。 The vehicle antenna device according to any one of claims 12 to 15, wherein the open stub is capacitively coupled to the metal body of the vehicle. 前記電子機器と前記少なくとも1つのスタブの接続点と、前記アンテナの給電点との距離は、500mm以下である、請求項1~16のいずれか1項に記載の車両用アンテナ装置。 The vehicle antenna device according to any one of claims 1 to 16, wherein the distance between the connection point between the electronic device and the at least one stub and the feeding point of the antenna is 500 mm or less. 前記少なくとも1つのスタブは、第1スタブと第2スタブとを含み、
前記第1スタブの長さは、前記第2スタブの長さと異なる、請求項1~17のいずれか1項に記載の車両用アンテナ装置。
the at least one stub includes a first stub and a second stub;
The vehicle antenna device according to any one of claims 1 to 17, wherein a length of the first stub is different from a length of the second stub.
前記伝送線路の長さは、前記伝送線路が、前記車両の金属ボディの端部と交差する位置から前記ECUまでの長さLと、前記位置から前記電子機器までの長さdとを含み、
前記長さLの範囲は、1800mm~5000mmである、請求項1~18のいずれかに記載の車両用アンテナ装置。
the length of the transmission line includes a length L from a position where the transmission line intersects with an end of a metal body of the vehicle to the ECU, and a length d from the position to the electronic device,
The vehicle antenna device according to any one of claims 1 to 18, wherein the length L is in the range of 1800 mm to 5000 mm.
前記アンテナは、VHF帯域~UHF帯域の周波数の電波を受信可能である、請求項1~19のいずれかに記載の車両用アンテナ装置。 The vehicle antenna device according to any one of claims 1 to 19, wherein the antenna is capable of receiving radio waves having frequencies in the VHF to UHF bands. 前記アンテナは、DAB Band III及び地上デジタル放送波の少なくとも一方の電波を受信可能である、請求項20に記載の車両用アンテナ装置。 The vehicle antenna device according to claim 20, wherein the antenna is capable of receiving at least one of DAB Band III and terrestrial digital broadcasting waves.
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