车载式天线的制作方法
【专利摘要】本发明提供可以对于复数车种通用的车载式天线。天线元件16由可自由弯曲的导线所形成。第1固定长度区间18，其一端与放大器28连接，沿y轴负方向仅只延伸长度Ｌ1。第2固定长度区间20，其一端连接第1固定长度区间18的另一端，沿x轴负方向只延伸长度Ｌ2。调整区间22，其一端与第2固定长度区间20的另一端连接，沿y轴正方向只延伸长度Ｌ3。残余区间24，其一端与调整区间22的另一端连接，沿x轴正方向只延伸长度Ｌ4。天线元件16的长度Ｌ1+Ｌ2+Ｌ3+Ｌ4，第1固定长度区间18的长度Ｌ1，以及在设第2固定长度区间20的长度Ｌ2为固定长度的基础上，决定为了接收特性变良好的调整区间22的长度Ｌ3。
【专利说明】车载式天线
[0001]优先权信息
[0002]本申请主张2013年7月26日提交的日本专利申请2013-155208号的优先权，通过引用将其全部并入本文
【技术领域】
[0003]本发明涉及车载式天线，尤其涉及以导线为天线元件的天线。
【背景技术】
[0004]作为车载式的天线，柱状天线被广泛应用。柱状天线是成棒状的天线，被直立固定在车辆的车体上。柱状天线因突出于车辆，成为使车辆更加美观的部件之一。但是，也有人喜欢天线不显现在车辆外部的设计。
[0005]因此，除柱状天线以外，在导流板内部设置天线元件的导流板天线也被广泛使用。导流板是安装在车辆的车身上的附属部件，在调整车辆周围的空气流动的同时使车辆更加美观。在导流板上，有设置在车辆后窗的上部的冠状物，和设置在车辆的后部的翼状物。一般，导流板是由中空的塑料树脂形成，天线元件设置在导流板的内部。在日本专利特开2009-177556号公报，特开2009-177484号公报，以及特开2008-283609号公报中，记载了作为关联技术的车载式导流板天线。
[0006]另外，对于车载式天线，有设置在中空的塑料树脂形成的保险杠内部的天线元件，亦有设置在车厢的顶置控制台的天线元件。
【发明内容】
[0007]所述车载式的天线是将车辆的车身作为接地导体物质的柱状天线(偶极天线)。这样的天线，会因为作为接地导体的车身的大小形状的不同，而其指向性，接收灵敏度，接收端的反射系数等的接收特性皆不相同。因此，很难通用于车身等的接地导体形状各异的复数的车种。
[0008]本发明以提供可以对复数的车种通用的车载式天线为目的。
[0009]本发明的车载式天线，其特征为，具备可自由弯曲并拥有对应于接收波的波长的固定长度的导线所形成的天线元件，所述天线元件包含:具有一定长度的固定长度区间；一端与上述固定长度区间的一端连接，在与上述固定长度区间的长边方向相交方向延伸的调整区间；一端连接所述调整区间的另一端，在作为与上述调整区间的长边方向相交方向，且，与所述固定长度区间並行的方向延伸的残余区间；上述车载式天线，设置在车辆用附属部件上，能够根据上述调整区间的长度变化，调整特性。
[0010]另外，本发明所涉及的车载式天线，优选上述车辆用附属部件是以车宽方向为长边方向的导流板，上述固定长度区间，以车宽方向为长边方向。
[0011]同时，本发明所涉及的车载式天线，优选是与接收信号的频带不同的侧天线一同配置在上述车辆用附属部件上，并通过将上述天线元件从上述固定长度区间向上述调整区间折叠，而在上述车辆用附属部件上设置用于配置上述侧天线的空间。
[0012]另外，本发明所涉及的车载式天线，优选是，与接收信号的频带不同的侧天线一同配置在上述车辆用附属部件上，通过将上述天线元件从上述调整区间向上述残余区间折叠，在上述车辆用附属部件上设置用于穿过来自上述侧天线的信号线的孔的空间。
[0013]另外，本发明所涉及的车载式天线，优选，上述天线元件的长度，是对应于接收信号的频带的中心频率的波长的4分之I的长度。
[0014]同时，本发明所涉及的车载式天线，优选是，在上述车辆用附属部件上，设有为固定上述天线元件的多个固定构造，上述天线元件，被从上述多个固定构造中所选择的固定构造固定。
[0015]同时，本发明所涉及的车载式天线，优选用于接收70MHz以上IlOMHz以下的频带中的信号。
[0016]根据本发明，能够实现可对于复数的车种通用的车载式天线。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]【图1】设置了导流板的车辆示意图。
[0018]【图2】本发明实施方式所涉及的导流板天线的示意图。
[0019]【图3】固定爪的示意图。
[0020]【图4】带状塑料部件示意图。
[0021]【图5】使调整区间的长度变化的样子的概念示意图。
[0022]【图6】阻抗轨迹的示意图。
[0023]【图7】反射系数的频率特性示意图。
[0024]【图8】接收灵敏度的频率特性的示意图。
【具体实施方式】
:
[0025]图1展示了车辆100。在车辆100的后窗12的上部，设置以车宽方向为长边方向的冠形状的导流板10。导流板10是由塑料树脂等形成的中空的外装部件，作用于调整车辆100的周围的空气流动的同时使车辆100更加美观。导流板10上搭载天线元件，构成导流板天线。
[0026]图2是本发明实施方式所涉及的导流板天线14的示意。但是，此图上示出了去除了导流板10的上板，显现导流板10的底面的状态。X轴方向对应车宽方向，X轴正方向对应朝向车辆的前方的右侧方向。y轴正方向对应车辆的前方，z轴正方向对应于垂直上方向。导流板天线14具备接收信号的频带不同的特性可变天线15以及侧天线34。特性可变天线15，例如，被应用于AM广播，FM广播等。侧天线34，例如，被应用于DAB (Digital Aud1Broadcast)接收器，数字电视接收器等。
[0027]对特性可变天线15的构成进行说明。特性可变天线15具备天线元件16以及放大器28。天线元件16由挠性导线，也就是说，可自由弯曲的导线形成。作为这样的导线有:由I根线状金属形成的导线、由复数根线状的金属拧合的导线。另外，形成天线元件16的导线亦可被绝缘体覆盖。天线元件16的一端与放大器28连接，其他端则开放。天线元件16具有第I固定长度区间18、第2固定长度区间20、调整区间22，以及残余区间24。第I固定长度区间18，其一端与放大器28连接，沿y轴负方向只延伸长度L I。第2固定长度区间20，其一端与第I固定长度区间18的其他端连接，沿X轴负方向只延伸长度L 2。调整区间22，其一端与第2固定长度区间20的其他端连接，沿y轴正方向只延伸长度L 3。残余区间24，其一端与调整区间22的另一端连接，沿X轴正方向只延伸长度L 4。
[0028]g卩，第I固定长度区间18，向车辆的前后方向延伸。第2固定长度区间20，向第I固定长度区间18的长边方向相交方向延伸。调整区间22是与第2固定长度区间20的长边方向相交的方向，且，向第I固定长度区间18的並行方向延伸。残余区间24是与调整区间22的长边方向相交方向，并且，向第2固定长度区间20的並行方向延伸。这样,第2固定长度区间20，调整区间22以及残余区间24构成J字形状或U字形状。
[0029]天线元件16成为这样的形状，在导流板10上设有配置侧天线34的空间。也就是说，通过将调整区间22相对于沿横方向(X轴方向)延伸的第2固定长度区间20，向前侧(y轴正方向侧)弯曲，天线元件16不到达导流板16的左端，在调整区间22的左侧(X轴负方向侧)，设置用于配置侧天线34的空间。并且，相对于向前后(y轴方向)延伸的调整区间22，通过将残余区间24向右侧(X轴正方向侧)弯曲，天线元件16并不达导流板16的前方边，而在残余区间24的前方设用于设置后述的线束孔42的空间。
[0030]在导流板10上，设有固定爪26-1?26-6。图3中，展示了固定爪26的立体图。天线元件16夹持在导流板10底板和固定爪26之间而被固定在导流板10。为了在决定天线元件16的形状的同时将天线元件16固定在导流板10上，导流板10上设置了多个固定爪。在本实施方式中，如图2所示，导流板10上设有6个固定爪26-1?26-6。其中，固定爪26-1决定第I固定长度区间18的方向以及长度。并且，固定爪26-1?26-4决定第2固定长度区间20的方向以及长度。其次，固定爪26-4以及26-5决定调整区间22的方向以及长度，固定爪26-6决定残余区间24的方向。
[0031]作为将天线元件16固定在导流板10上的部件，除固定爪26以外，亦可用如图4所示的带状塑料部件27。这种情况下，带状塑料部件27和导流板10的底板之间夹持着天线元件16，将带状塑料部件27用螺丝等固定在导流板10上即可。并且，亦可采用在导流板10的底面设置沟槽，沟槽中镶嵌天线元件16的构成。
[0032]放大器28的接地端子，与作为接地导体的车身连接。由此，天线元件16作为将车身的接地导体的不平衡天线而发挥作用。在放大器28上连接线束29。线束29是将用于传送由天线元件16接收的通过放大器28放大的信号的信号线，以及给放大器28供电的电源线等多个导线集束而成的线束。线束29通过导流板10的内部，穿过线束孔41引到导流板10的外侧至车辆内部。线束29中包含的信号线连接至车辆内部的接收器，电源线连接至车辆内部的电源供给装置。天线元件16接收的接收信号，通过放大器28的放大后，经由线束29所包含的信号线传送给接收器。
[0033]围绕侧天线34的构成进行说明。侧天线34配置在导流板10的侧方。在如图2所示的例子中，侧天线34配置在特性可变天线15的左侧(X轴负方向侧)。侧天线34具备2个侧天线元件36以及侧放大器38。2个侧天线元件36连接侧放大器38，构成平衡天线。侧放大器38的接地端子，与作为接地导体的车身连接。侧放大器38上连接线束40。线束40是将传送由侧天线元件36接收被侧放大器38放大后的信号的信号线、给侧放大器38供电的电源线等多种导线集束而成的线束。线束40通过导流板10的内部，穿过线束孔42在导流板10的外侧引出，至车辆内部。线束40包含的信号线连接至车辆内部的接收器，电源线连接至车辆内部的电源供给装置。由侧天线元件36接收的接收信号，被侧放大器38放大后，经由线束40所包含的信号线传送给接收器。此处，虽然列举了以2个侧天线元件36构成的平衡天线的例子，但是亦可由I个侧天线元件36构成不平衡天线。
[0034]其次，对于特性可变天线15的接收特性进行说明。导流板天线14的接收特性有:在接收端的输入阻抗、反射系数、接收灵敏度等。反射系数根据接收端的阻抗匹配状态而定。输入阻抗是自接收端起至接邻天线元件16—侧的阻抗。接收灵敏度根据导流板天线14接收的信号的强度而定。接收特性通过使第I固定长度区间18，第2固定长度区间20，调整区间22，以及残余区间24的各自长度变化而得到调整。但是，由于使各区间的长度不规则调整，所以很难把握接收特性如何变化。
[0035]因此，在本实施方式所涉及的导流板天线14中，设天线元件16的长度L 1+ L 2+L 3+ L 4为接收信号(接收波)的波长的4分之I的长度。并且，在设第I固定长度区间18的长度L 1，以及第2固定长度区间20的长度L 2为固定的基础上，决定接收特性达到良好的调整区间22的长度L 3。
[0036]但是，在接收信号的频带的下限为f L，上限为f H的情况下，天线元件16的长度L 1+ L 2+ L 3+ L 4为与下限频率f L以上，上限频率f H以下的范围所包含的I个频率对应的波长的4分之I。例如，天线元件16的长度L 1+ L 2+ L 3+ L 4，为以下限频率fL以及上限频率f H的算术平均或者几何平均数求得的中心频率对应的波长的4分之I。
[0037]图5为，调整区间22的长度变化样子的概念示意。第I固定长度区间18的一端连接至作为接收端的放大器28的输入端子30。第2固定长度区间20的一端连接第I固定长度区间18的其他端。调整区间22的一端连接第2固定长度区间20的其他端。残余区间24的一端连接调整区间22其他端。放大器28的接地端子连接车身33。放大器28的输出端子32连接到达接收器的信号线31。信号线31所包含的接地线连接车身33。
[0038]区间25-1表示调整区间22的长度L 3为L 3 = A I的情况时的残余区间24。并且，区间25-2表示调整区间22的长度L 3为L 3 = A 2的情况时的残余区间24。然后，区间25-3表示调整区间22的长度L 3为L 3 =A 3的情况时的残余区间24。这里，具有AI >A 2 >A 3的关系。由于天线元件16的长度L 1+ L 2+ L 3+ L 4、第I固定长度区间18的长度L 1、以及第2固定长度区间20的长度L 2是固定的，所以随着调整区间22的长度L 3变短，而残余区间24接近第2固定长度区间20，向X轴方向变长。同时，有调整区间22的长度L 3越短，天线元件16的电气长度越变短，谐振频率变高的倾向。
[0039]天线元件16的谐振频率相应调整区间22的长度L 3而变化。当需要接收信号的信号频率和天线元件16的谐振频率为同一值或相近值时，多为接收特性变为良好。
[0040]图6，在史密斯圆图上示出了调整区间22的长度L 3不同的3种情况时，接收端中的输入阻抗的轨迹，即，自接收端至临近天线元件16—侧的阻抗轨迹。阻抗轨迹44-1，44-2以及44-3,分别为:L 3为10 mm时、70 mm时、以及150 mm时的阻抗轨迹。各轨迹上的三角记号表示频率70MHz的输入阻抗。并且，各轨迹上的四角形记号表示频率IlOMHz的输入阻抗。同时，各轨迹上的圆记号表示谐振频率的输入阻抗。这里，谐振频率被定义为阻抗的虚数部为O的频率。L 3为10 mm时的谐振频率是f O = 92 M H。并且，L 3为70 mm时的谐振频率是f O = 84.5MHzο再者，L 3为150 mm时的谐振频率是f O = 82MHz。
[0041]图7示意了调整区间22的长度L 3不同的3种情况时，反射系数的测定结果。横轴表示频率，纵轴表示反射系数。这里，反射系数是相对于自接收端入射至天线元件16的信号的强度，从天线元件16输出至接收端的反射信号的强度之比。可以认为反射系数越小，接收端的阻抗匹配状态为良好，接收特性越良好。
[0042]反射特性46-1，46-2以及46-3，分别是L 3为10 mm时的，为70 mm时的，以及为150 mm时的反射系数的频率特性。但是，第I固定长度区间18的长度L I是L I =
110mm，第2固定长度区间20的长度L 2是L 2 = 450 mm，调整区间22和残余区间24合计长度L 3+ L 4是L 3+ L 4 = 200 mm。天线元件16的长度L 1+ L 2+ L 3+ L 4 =760 mm是频率98.7MHz的电波的波长的4分之I。
[0043]如图7所示,反射特性46-1,46-2以及46-3变为极小的频率,分别是,f a I, f a2，以及f a 3，这些之中，具有fa3<fa2<fal的关系。也就是说，调整区间22的长度L 3越短，反射系数变为极小的频率越向高域频率侧移动。这可以认为是调整区间22的长度L 3越短，天线元件16的谐振频率越变高的缘故。
[0044]图8是示意，在与图6以及图7得到的测定结果的情况相同的条件下，接收灵敏度的测定结果。横轴表示频率，纵轴表示接收灵敏度。这里，接收灵敏度是表示以接收到固定的強度的电波为条件的情况下，从接收端输出的接收信号的强度。可以认为接收灵敏度越大，接收特性为越良好。
[0045]接收灵敏度特性48-1，48-2以及48-3，分别为，L 3为10 mm时的，70 mm时的，以及为150 mm时的特性。如图8所示，接收灵敏度特性48_1，48_2以及48_3为极大时的频率，分别是，f b 1，f b 2，以及f b 3，其关系为，fb3<fb2<fb I。即，调整区间22的长度L 3越短，接收灵敏度为极大时的频率越向高域频率侧移动。这可以认为，调整区间22的长度L 3越短，天线元件16的谐振频率则越高。
[0046]如图6?图8所明确的，天线元件16的长度L 1+ L 2+ L 3+ L 4，第I固定长度区间18的长度L 1，以及第2固定长度区间20的长度L 2为一定的条件下，通过改变调整区间22的长度L 3，能够调整接收特性为更好的频率。因此，在导流板天线14的设计中，可以在使图2的调整区间22和残余区间24的连接点变化位置，调节调整区间22的长度的同时，决定接收特性为良好的时候的调整区间22的长度L 3。
[0047]并且，为了改变调整区间22的长度L 3，也可以在图2所示固定爪26-5以及26-6的临近处，将固定爪、带状塑料部件、其他的固定构造设置在不同的多个位置上。也就是说，通过将天线元件16固定在从这些复数的固定构造中所选的构造中，亦可调节调整区间22的长度L 3。
[0048]然后，对车身形状不同的多种车辆使用同样的天线元件16的情况进行说明。如上所述本实施方式所涉及的天线元件16作为不平衡天线来工作。因此，当第I固定长度区间18，第2固定长度区间20，调整区间22，以及残余区间24的各长度为固定值时，由于作为接地导体的车身的大小及形状的不同，而接收特性亦不相同。由此，各区间的长度统一时，对车身的大小及形状不同的多种车辆，通用天线元件16是很困难的。
[0049]由此，在本实施方式所涉及的导流板天线14中，对于多种车辆，在以天线元件16的长度L 1+ L 2+ L 3+ L 4为接收信号的波长的4分之I的长度为通用。并且，对于多种车辆，将第I固定长度区间18的长度L I以及第2固定长度区间20的长度L 2设为通用。在其基础上，对于各车辆，为了接收特性达到最佳，单独分别决定调整区间22的长度L 3。
[0050]同时，当接收信号的频率在具有一定幅度的频带内的情况下，与上述的一个车种的设计同样，决定天线元件16的长度L 1+ L 2+ L 3+ L 4。即，接收信号的频带的下限为f L，上限为f H的情况时，天线元件16的长度L 1+ L 2+ L 3+ L 4，为对应在下限频率f L以上，上限频率f H以下的范围所包含的I个频率的波长的4分之I。例如，天线元件16的长度L 1+ L 2+ L 3+ L 4是作为对应下限频率f L以及上限频率f H的算术平均或者几何平均所求得的中心频率的波长的4分之I。
[0051]如此，由于使用了挠性的天线元件16，而能够在多种车辆上通用天线元件16。由此，可降低对于各车种的设计成本以及製造成本。
[0052]同时，以上叙述之中，围绕第I固定长度区间18和第2固定长度区间20相交夹角、第2固定长度区间20和调整区间22相交夹角、以及，调整区间22和残余区间24相交夹角为直角的实施方式进行说明，这些角度，并不限定为直角。同时，各区间，并不限定为直线状，亦可划为曲线。
[0053]另外，天线元件16，除设置在导流板之外，亦可设置在保险杠，侧视镜，窗口玻璃周围，顶置中央控制台等一般的车辆用附属部件上。
【权利要求】
1.一种车载式天线，其特征为: 具备天线元件，所述天线元件，由具有与接收波的波长对应的固定长度的可弯曲自如的导线所形成； 所述天线元件，包含: 具有固定长度的固定长度区间， 一端与所述固定长度区间的一端相连接，在与所述固定长度区间的长边方向相交的方向延伸的调整区间， 一端与所述调整区间的另一端相连接，在与所述调整区间的长边方向相交方向，且，与所述固定长度区间並行的方向延伸的残余区间； 所述车载式天线， 被设置在车辆用附属部件上，能够通过使所述调整区间的长度变化，而调整特性。
2.根据权利要求1所所述的车载式天线， 其特征为: 所述车辆用附属部件是以车宽方向为长边方向的导流板； 所述固定长度区间以车宽方向为长边方向。
3.根据权利要求1所所述的车载式天线， 其特征为: 与接收信号的频带不同的侧天线一同配置在所述车辆用附属部件上， 所述天线元件通过从所述固定长度区间向所述调整区间弯曲，而在所述车辆用附属部件上设置用于配置所述侧天线用的空间。
4.根据权利要求1所所述的车载式天线， 其特征为: 与接收信号的频带不同的侧天线共同配置在所述车辆用附属部件上， 所述天线元件从所述调整区间向所述残余区间弯曲，而在所述车辆用附属部件上设置用于设置来自所述侧天线的信号线穿过的孔的空间。
5.根据权利要求1所所述的车载式天线， 其特征为: 所述天线元件的长度为与接收信号的频带的中心频率对应的波长的4分之I的长度。
6.根据权利要求1所所述的车载式天线， 其特征为: 在所述车辆用附属部件中，设有为了固定所述天线元件的多个固定构造， 所述天线元件，被所述多个固定构造中所选择的固定构造固定。
7.根据权利要求1所所述的车载式天线， 其特征为: 所述车载式天线是被用在70MHz以上IlOMHz以下的频带中的信号的接收的车载式天线。
【文档编号】H01Q1/36GK104347934SQ201410195194
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年5月9日 优先权日:2013年7月26日
【发明者】安藤隆二 申请人:小岛冲压工业株式会社