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JP2011182280A - On-board antenna system - Google Patents

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JP2011182280A
JP2011182280A JP2010046134A JP2010046134A JP2011182280A JP 2011182280 A JP2011182280 A JP 2011182280A JP 2010046134 A JP2010046134 A JP 2010046134A JP 2010046134 A JP2010046134 A JP 2010046134A JP 2011182280 A JP2011182280 A JP 2011182280A
Authority
JP
Japan
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antenna
vehicle
tuner
antenna system
antenna element
Prior art date
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Pending
Application number
JP2010046134A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyotaka Kumaki
清高 熊木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kojima Industries Corp
Original Assignee
Kojima Press Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Kojima Press Industry Co Ltd filed Critical Kojima Press Industry Co Ltd
Priority to JP2010046134A priority Critical patent/JP2011182280A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an on-board antenna system in which receiving performance of an antenna is improved by reducing influences of electromagnetic noise of a vehicle, the need of adjusting the receiving performance of the antenna different for each car type is eliminated and an antenna in the same shape can be diverted. <P>SOLUTION: The on-board antenna system 20 has a tunable antenna 21, a tuner 22, a control panel 23, a digital audio amplifier 24, and a speaker 25. The tunable antenna 21 has a variable capacitance switch 28 provided to an antenna element 27, the conductor plate of a body 31, a feed point 29 provided between the antenna element 27 and the conductor plate of the body 31, a variable filter 32 connected to the feed point 29, a variable attenuator 33 connected to the variable filter 32, and an antenna control unit 26 which is a circuit for controlling these components. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、車両に搭載される車載用アンテナシステムに関し、特にチューナ一体型アンテナを有する車載用アンテナシステムに関する。   The present invention relates to an in-vehicle antenna system mounted on a vehicle, and more particularly to an in-vehicle antenna system having a tuner integrated antenna.

従来から、自動車にはラジオやテレビ等のアンテナが配置されている。このような車両のアンテナは、通常、ルーフやテールなど車両の車室外に突起したポール状のアンテナとして搭載されるため、車両の見栄えが悪くなるという問題と空力性能の悪化という問題を有している。   Conventionally, antennas such as radios and televisions are arranged in automobiles. Such a vehicle antenna is usually mounted as a pole-like antenna protruding outside the vehicle compartment of the vehicle such as a roof or a tail, and thus has the problem that the appearance of the vehicle deteriorates and the aerodynamic performance deteriorates. Yes.

図5は車両100に搭載された従来の車載用アンテナシステム40の構成を示している。車両100は金属性のボデー11を有し、ボデー11が外部から到来する電波を反射してしまうため、車載用アンテナシステム40はルーフに突起したアンテナ43aにてラジオやテレビ放送などを受信するものである。アンテナ43aで受信した信号は同軸ケーブル42により車室内のチューナ22に入力され、チューナ22はコントロールパネル23から設定された所望の信号を取り出し、取り出された信号はデジタルオーディオアンプ24にて増幅した後にスピーカに出力される。ここで、ルーフの金属面は、ラジオ放送の波長に対して十分広い導体板又は十分に大きい静電容量を持つ物体となるため、外部から到達する電波を反射する一方、車両のエンジンや様々な電子機器のノイズ源19a,19bから放射される電磁ノイズを遮蔽してアンテナ43aに電磁ノイズが回り込むのを防止していた。   FIG. 5 shows a configuration of a conventional in-vehicle antenna system 40 mounted on the vehicle 100. Since the vehicle 100 has a metallic body 11 and the body 11 reflects radio waves coming from the outside, the vehicle-mounted antenna system 40 receives radio or television broadcasts by the antenna 43a protruding on the roof. It is. A signal received by the antenna 43 a is input to the tuner 22 in the vehicle interior via the coaxial cable 42, and the tuner 22 extracts a desired signal set from the control panel 23, and the extracted signal is amplified by the digital audio amplifier 24. Output to the speaker. Here, the metal surface of the roof is a conductor plate sufficiently wide with respect to the wavelength of radio broadcasting or an object having a sufficiently large capacitance. The electromagnetic noise radiated from the noise sources 19a and 19b of the electronic device is shielded to prevent the electromagnetic noise from entering the antenna 43a.

また、車両には、ラジオやテレビ等のアンテナの他にカーナビ用のGPSアンテナ、VICSアンテナやETCアンテナなどがボデー外板に近い車室内に設置されている。これらのアンテナはインパネ内の上部やダッシュボード上面などできるだけ車室外に近く、ガラスを透過してきた電波を受信しやすい位置に配置する必要があり、設置場所に制限があることから限られた数のアンテナしか設置することができない。特に、ETCアンテナは、路上機との双方向通信を行う必要があるため、フロントガラス近傍に配置する必要がある。   In addition, in addition to antennas such as radios and televisions, a car navigation GPS antenna, a VICS antenna, an ETC antenna, and the like are installed in the vehicle interior close to the body skin. These antennas must be placed as close to the outside of the cabin as possible, such as the upper part of the instrument panel or the top of the dashboard, and in a position where it is easy to receive the radio waves that have passed through the glass. Only antennas can be installed. In particular, since the ETC antenna needs to perform two-way communication with a roadside device, it needs to be disposed in the vicinity of the windshield.

現状、車両で送・受信しなければならないメディアの数は年々増えており、それらの対応した全てのアンテナをガラス面上やインパネ内に設置することは、アンテナの送・受信性能及び搭載スペース、コストの制約上、不可能である。そのため、どうしても突起型のアンテナを採用しなければならない場合があった。   Currently, the number of media that must be sent and received by vehicles is increasing year by year, and installing all of the corresponding antennas on the glass surface or in the instrument panel means that the antenna transmission and reception performance and installation space, This is impossible due to cost constraints. Therefore, in some cases, it was necessary to employ a protruding antenna.

近年、車両の軽量化を目的として、ルーフをはじめとするボデー外板を樹脂化する試みが進められている。図6は本発明を理解する上で参考となる車載用アンテナシステム40の構成を示し、ルーフ16を樹脂化して突起型のアンテナを平面アンテナとしてルーフ内側に配置したアンテナ43bを示している。アンテナ43bからは、従来と同じように同軸ケーブル42によりチューナ22に接続されている。電波はルーフ16を透過するため、全てのアンテナをルーフ内に搭載することが可能となり、従来、車両の意匠を損ねる原因となっていた空力性能悪化を解決し、ひいては燃費向上に寄与することが可能となった。   In recent years, for the purpose of reducing the weight of a vehicle, attempts have been made to resinize a body outer plate such as a roof. FIG. 6 shows a configuration of an in-vehicle antenna system 40 which is a reference for understanding the present invention, and shows an antenna 43b in which the roof 16 is made of resin and a protruding antenna is disposed inside the roof as a planar antenna. The antenna 43b is connected to the tuner 22 by the coaxial cable 42 as in the conventional case. Since radio waves pass through the roof 16, it is possible to mount all antennas in the roof, which solves the aerodynamic performance deterioration that has been the cause of damage to the design of the vehicle and contributes to improved fuel efficiency. It has become possible.

しかしながら、車両には様々なノイズ源19が存在する。ノイズ源19から発生する電磁ノイズは、エンジンから発生する点火ノイズ、ECUなど車載コンピュータから発生するクロック・ノイズ、ブレーキランプの点灯やスイッチのON/OFFなどスイッチングによるノイズ、ワイパーやパワー・ウィンドウなどを動作させるモータのノイズなどがある。さらに、ハイブリッド車両や電気自動車などではこれらのノイズが増加する。これらの電磁ノイズは、樹脂化されたルーフ16に配置されたアンテナ43bにより混入してアンテナ43bの送・受信性能の低下となる。これは、従来、ルーフの金属面が電磁ノイズをシールドする働きを担っていたが、それが無くなる為である。   However, there are various noise sources 19 in the vehicle. The electromagnetic noise generated from the noise source 19 includes ignition noise generated from the engine, clock noise generated from an in-vehicle computer such as an ECU, noise caused by switching such as lighting of a brake lamp and switch ON / OFF, a wiper and a power window. There is noise of the motor to be operated. Furthermore, these noises increase in hybrid vehicles and electric vehicles. These electromagnetic noises are mixed by the antenna 43b disposed on the resinized roof 16, and the transmission / reception performance of the antenna 43b is deteriorated. This is because, conventionally, the metal surface of the roof has a function of shielding electromagnetic noise, but it is eliminated.

電磁ノイズや回り込みノイズの混入を防ぐ技術として、特許文献1のような技術がある。特許文献1には、チューナの受信帯域よりも高帯域の信号がチューナ側から他のアンテナ経由で他システムへノイズとして混入するのを防止し、アンテナ側からチューナに対して希望波と同じ周波数に変換されるノイズ成分が混入することをフィルタによって防止するものである。   As a technique for preventing mixing of electromagnetic noise and sneak noise, there is a technique as described in Patent Document 1. In Patent Document 1, a signal having a higher band than the reception band of the tuner is prevented from being mixed as noise into the other system via the other antenna from the tuner side. The filter prevents the noise component to be converted from being mixed.

特開2009−253491号公報JP 2009-253491 A

特許文献1のチューナは、希望波より高い帯域と低い帯域の信号をフィルタにて阻止することで回り込みノイズの混入を防止するものであるが、回路構成が複雑になる。また、上述したルーフの金属面はアンテナに対して一様な導体板として電波を放射する役割を担い、車の型式である車型ごとのアンテナ共振周波数の調整を不要としていた。しかし、一様な導体板が無くなると、残った金属面であるピラーやサイドメンバ、リンホースなど車型の意匠ごとに形状が異なるボデー部が導体板となるため、アンテナの共振周波数はまちまちになり、特許文献1のようなフィルタ以外に車型ごとに共振周波数を調整するための物理的なアンテナ形状の変更が必要となっていた。   The tuner of Patent Document 1 prevents the introduction of wraparound noise by blocking signals in a band higher and lower than the desired wave with a filter, but the circuit configuration is complicated. Further, the metal surface of the roof described above plays a role of radiating radio waves as a uniform conductor plate with respect to the antenna, and it is unnecessary to adjust the antenna resonance frequency for each vehicle type, which is a vehicle type. However, if there is no uniform conductor plate, the body part, which has a different shape for each car-shaped design such as pillars, side members, and phosphorus hoses, which are the remaining metal surfaces, becomes a conductor plate, so the resonance frequency of the antenna varies. In addition to the filter as in Patent Document 1, it is necessary to change the physical antenna shape for adjusting the resonance frequency for each vehicle type.

そこで、このような問題を解決するために、車両の電磁ノイズの影響を軽減してアンテナの受信性能の向上を図ると共に、車型ごとに異なるアンテナの受信性能の調整を不要とし、同一形状のアンテナを流用することを可能とした車載用アンテナシステムを提供することを目的とする。   Therefore, in order to solve such problems, the effect of electromagnetic noise of the vehicle is reduced to improve the reception performance of the antenna, and it is not necessary to adjust the reception performance of the antenna which is different for each vehicle type. An object of the present invention is to provide a vehicle-mounted antenna system that can be used for the above.

以上のような目的を達成するために、本発明に係る車載用アンテナシステムは、車両に搭載される車載用アンテナシステムにおいて、可変容量スイッチによって共振周波数を調整可能なアンテナエレメントと、アンテナエレメントに接続された可変フィルタと、車型によって変化する共振周波数のずれを可変容量スイッチと可変フィルタとを用いて修正する調整回路と、アンテナエレメントが受信した信号を復調するチューナと、チューナを制御する制御部と、を有し、さらに、チューナ内部に設けられた制御部は調整回路を制御し、そのチューナをアンテナエレメント近傍に配置したことを特徴とする。このような構成とすることにより、車体の樹脂化によりアンテナエレメント近傍に一様な導体板が車型毎に異なる場合であっても、受信性能の低下を防止することが可能となる。   In order to achieve the above object, an in-vehicle antenna system according to the present invention is an in-vehicle antenna system mounted on a vehicle, and is connected to an antenna element whose resonance frequency can be adjusted by a variable capacitance switch. A variable filter, an adjustment circuit that corrects a shift in resonance frequency that varies depending on the vehicle type using a variable capacitance switch and a variable filter, a tuner that demodulates a signal received by an antenna element, and a controller that controls the tuner The control unit provided inside the tuner controls the adjustment circuit, and the tuner is arranged in the vicinity of the antenna element. By adopting such a configuration, it is possible to prevent the reception performance from being deteriorated even when the uniform conductor plate in the vicinity of the antenna element differs for each vehicle type due to the resinization of the vehicle body.

また、他の発明における車載用アンテナシステムにおいて、アンテナエレメントから出力される信号の歪みを抑えるためにアンテナエレメントの出力に可変アッテネータを設け、制御部は可変アッテネータを制御することを特徴とする。このような構成とすることで、強電界信号による歪み発生を低減することが可能となる。   According to another aspect of the present invention, an in-vehicle antenna system is characterized in that a variable attenuator is provided at the output of the antenna element in order to suppress distortion of a signal output from the antenna element, and the control unit controls the variable attenuator. With such a configuration, it is possible to reduce the occurrence of distortion due to a strong electric field signal.

本発明に係る車載用アンテナシステムを用いることにより、車両の電磁ノイズの影響を軽減し、アンテナの受信性能の向上を図ると共に、車型ごとに異なるアンテナの受信性能の調整を不要とし、同一形状のアンテナを流用することを目的とした車載用アンテナシステムが実現できるという効果がある。   By using the in-vehicle antenna system according to the present invention, it is possible to reduce the influence of electromagnetic noise of the vehicle and improve the reception performance of the antenna. There is an effect that an in-vehicle antenna system for diverting the antenna can be realized.

本発明の実施形態に係る車載用アンテナシステムの全体構成を示す構成図である。1 is a configuration diagram illustrating an overall configuration of a vehicle-mounted antenna system according to an embodiment of the present invention. 図1の車載用アンテナシステムの回路構成を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the circuit structure of the vehicle-mounted antenna system of FIG. 図2のアンテナエレメントの作動状態を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the operating state of the antenna element of FIG. 本発明を理解する上で参考となる車載用アンテナシステムの回路構成を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the circuit structure of the vehicle-mounted antenna system used as a reference in understanding this invention. 従来の車載用アンテナシステムの構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional vehicle-mounted antenna system. 本発明を理解する上で参考となる車載用アンテナシステムの構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the vehicle-mounted antenna system used as a reference in understanding this invention.

以下、本発明を実施するための最良の形態(以下実施形態という)を、図面に従って説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described with reference to the drawings.

図1は車両10に搭載された車載用アンテナシステム20の全体構成を示し、車載用アンテナシステム20を概説する。車両10のルーフ16は樹脂化されており、ルーフ16内にはアンテナの周波数を可変可能なアンテナであるチューナブルアンテナ21と、チューナブルアンテナ21を制御すると共にチューナブルアンテナ21が受信した信号から所望の信号を復調するチューナ22と、が配置されている。また、チューナ22からコントロールパネル23とデジタルオーディオアンプ24に接続される信号ケーブル41は、ルーフから車室内を経由して配線されている。ルーフ内に配置されたチューナ22はコントロールパネル23から設定された所望の信号を取り出し、取り出された信号はデジタルオーディオアンプ24にて増幅した後にスピーカから出力される。   FIG. 1 shows an overall configuration of a vehicle-mounted antenna system 20 mounted on a vehicle 10 and outlines the vehicle-mounted antenna system 20. The roof 16 of the vehicle 10 is made of resin, and the roof 16 includes a tunable antenna 21 that can change the frequency of the antenna, and a signal that controls the tunable antenna 21 and is received by the tunable antenna 21. A tuner 22 for demodulating a desired signal is disposed. A signal cable 41 connected from the tuner 22 to the control panel 23 and the digital audio amplifier 24 is wired from the roof via the vehicle interior. A tuner 22 arranged in the roof takes out a desired signal set from the control panel 23, and the taken out signal is amplified by a digital audio amplifier 24 and then outputted from a speaker.

図2は図1の車載用アンテナシステム20の回路構成を示し、図3は図2のアンテナエレメントの作動状態を示している。図2の車載用アンテナシステム20は、チューナブルアンテナ21と、チューナ22と、コントロールパネル23と、デジタルオーディオアンプ24と、スピーカ25と、を有している。チューナブルアンテナ21は、アンテナエレメント27に設けられた可変容量スイッチ28と、ボデー31の導体板と、アンテナエレメント27とボデー31の導体板との間に設けられた給電点29と、給電点29に接続された可変フィルタ32と、可変フィルタ32に接続された可変アッテネータ33と、これらを制御する回路であるアンテナ制御部26と、を有している。なお、可変フィルタ32と可変アッテネータ33は、電磁ノイズの混入を低減する為にアンテナエレメント直下又は近傍に配置されている。   2 shows a circuit configuration of the vehicle-mounted antenna system 20 shown in FIG. 1, and FIG. 3 shows an operating state of the antenna element shown in FIG. The in-vehicle antenna system 20 in FIG. 2 includes a tunable antenna 21, a tuner 22, a control panel 23, a digital audio amplifier 24, and a speaker 25. The tunable antenna 21 includes a variable capacitance switch 28 provided in the antenna element 27, a conductor plate of the body 31, a feeding point 29 provided between the antenna element 27 and the conductor plate of the body 31, and a feeding point 29. , A variable attenuator 33 connected to the variable filter 32, and an antenna control unit 26 which is a circuit for controlling these. Note that the variable filter 32 and the variable attenuator 33 are arranged directly below or in the vicinity of the antenna element in order to reduce mixing of electromagnetic noise.

図2のチューナ22は、オートゲインコントロール機能を有するAGC34と、プリアンプ35と、ミキサー36と、オシレータ37と、A/D変換器38と、チューナ22を制御すると共にデジタル化された信号をオーディオ信号に変換するDSP39と、を有している。チューナブルアンテナ21で受信された信号は、AGC34とプリアンプ35とを通りミキサー36に出力される。ミキサー36はAGC34とプリアンプ35で増幅した電波をIF信号に変換し、変換されたIF信号はA/D変換器38によりデジタルに変換する。デジタル信号に変換されたIF信号はDSP39によりオーディオ信号に復調する。復調されたオーディオ信号はデジタルオーディオアンプ24により増幅されてスピーカ25によって出力される。   The tuner 22 in FIG. 2 controls an AGC 34 having an auto gain control function, a preamplifier 35, a mixer 36, an oscillator 37, an A / D converter 38, a tuner 22 and a digitized signal as an audio signal. DSP 39 for converting to A signal received by the tunable antenna 21 is output to the mixer 36 through the AGC 34 and the preamplifier 35. The mixer 36 converts the radio wave amplified by the AGC 34 and the preamplifier 35 into an IF signal, and the converted IF signal is converted into a digital signal by an A / D converter 38. The IF signal converted into the digital signal is demodulated into an audio signal by the DSP 39. The demodulated audio signal is amplified by the digital audio amplifier 24 and output from the speaker 25.

DSP39は、ユーザが設定した放送局や音量などの設定情報をコントロールパネルから取得し、予め記憶されている車型、チューナブルアンテナの共振周波数、チューナブルアンテの受信状態等をアンテナ制御部26に伝達する。アンテナ制御部26は、DSPからの情報に基づき、チューナブルアンテナ21の共振周波数やアンテナ利得の変更などを行い、アンテナ特性の制御を行う。   The DSP 39 acquires setting information such as the broadcasting station and volume set by the user from the control panel, and transmits the pre-stored vehicle type, resonance frequency of the tunable antenna, reception status of the tunable antenna, etc. to the antenna control unit 26. To do. The antenna control unit 26 controls the antenna characteristics by changing the resonance frequency and the antenna gain of the tunable antenna 21 based on information from the DSP.

図2のアンテナエレメント27に設けられた可変容量スイッチ28は、アンテナ制御部26の制御によりアンテナの共振周波数を電気的に調整することが可能である。給電点29に接続されている可変フィルタ32は、バンドパスフィルタによって構成され、アンテナ制御部26の制御により特性の周波数の信号を通過・阻止することが可能である。可変フィルタ32の後段の可変アッテネータ33は、アンテナ制御部26の制御により減衰量を変化させることで通過する信号の大きさを調整することが可能である。   The variable capacitance switch 28 provided in the antenna element 27 of FIG. 2 can electrically adjust the resonance frequency of the antenna under the control of the antenna control unit 26. The variable filter 32 connected to the feeding point 29 is configured by a band-pass filter, and can pass / block a signal having a characteristic frequency under the control of the antenna control unit 26. The variable attenuator 33 at the subsequent stage of the variable filter 32 can adjust the magnitude of the signal passing therethrough by changing the attenuation amount under the control of the antenna control unit 26.

本実施形態で特徴的な事項は、樹脂化されたルーフにより一様な導体板が無くなり、残った金属面であるピラーやサイドメンバ、リンホースなど、車型の意匠ごとに形状が異なるボデー部に応じてチューナ22がチューナブルアンテナ21の共振周波数を調整することである。そこで、参考となる構成と対比して本実施形態を詳説する。   A characteristic matter in this embodiment is that there is no uniform conductor plate due to the resinized roof, and the remaining metal surfaces such as pillars, side members, phosphorus hoses, etc. The tuner 22 adjusts the resonance frequency of the tunable antenna 21. Therefore, this embodiment will be described in detail in comparison with a reference configuration.

図4は本発明を理解する上で参考となる車載用アンテナシステム40の回路構成を示し、ルーフが樹脂化された図6の車両110に車載用アンテナシステム40を搭載したものである。アンテナ43は、アンテナエレメント27と給電点29とAGC44とプリアンプ45とを有し、インパネ内に配置されたチューナ22に同軸ケーブル42で接続されている。ここで、AGC44とプリアンプ45は、同軸ケーブル42によって電波が減衰する分を補うためにアンテナが受信した電波をアンテナ直下で増幅している。しかしながら、ルーフが樹脂化されているため、ノイズ源19から発生した様々な電磁ノイズは、樹脂ルーフ内に内蔵されたアンテナ43に直接入力されることになる。アンテナ43より入力された電磁ノイズは同軸ケーブル42を通じてチューナ22のAGC34とプリアンプ35で重畳されることになる。   FIG. 4 shows a circuit configuration of a vehicle-mounted antenna system 40 which is a reference for understanding the present invention. The vehicle-mounted antenna system 40 is mounted on the vehicle 110 of FIG. 6 having a resin roof. The antenna 43 includes an antenna element 27, a feeding point 29, an AGC 44, and a preamplifier 45, and is connected to a tuner 22 disposed in the instrument panel by a coaxial cable 42. Here, the AGC 44 and the preamplifier 45 amplify the radio wave received by the antenna directly under the antenna in order to compensate for the attenuation of the radio wave by the coaxial cable 42. However, since the roof is made of resin, various electromagnetic noises generated from the noise source 19 are directly input to the antenna 43 built in the resin roof. The electromagnetic noise input from the antenna 43 is superimposed by the AGC 34 and the preamplifier 35 of the tuner 22 through the coaxial cable 42.

このようなことから、チューナ22には受信した電波と合わせて多大な電磁ノイズが入力されることでアンテナシステムの受信性能が低下する原因となる。また、図4の車載用アンテナシステム40では、アンテナ直下とチューナ内にAGCとプリアンプが二重で配置されており、プリアンプ内のトランジスタやFET等の線形領域を超え、飽和領域に達するような強電界での信号や電磁ノイズの入力に対しては、信号がプリアンプにて二重に歪むことになり、受信性能が低下する別の原因となる。さらに、一様な導体板である金属性のルーフ面が無くなることで共振周波数がばらつき、車型ごとにアンテナエレメントの形状を変更して共振周波数を調整する必要がある。   For this reason, a large amount of electromagnetic noise is input to the tuner 22 together with the received radio wave, which causes the reception performance of the antenna system to deteriorate. In addition, in the in-vehicle antenna system 40 of FIG. 4, the AGC and the preamplifier are doubled directly below the antenna and in the tuner, so that it is strong enough to reach the saturation region beyond the linear region of transistors and FETs in the preamplifier. When an electric field signal or electromagnetic noise is input, the signal is double-distorted by the preamplifier, which is another cause of a decrease in reception performance. Furthermore, since the metallic roof surface which is a uniform conductor plate is eliminated, the resonance frequency varies, and it is necessary to change the shape of the antenna element for each vehicle type and adjust the resonance frequency.

これに対し、本実施形態における図2の車載用アンテナシステム20では、電磁ノイズの周波数を可変フィルタ32にて阻止することで、アンテナに直接入力された電磁ノイズを除去(阻止)することができる。また、チューナブルアンテナ21とチューナ22とを一体化することで同軸ケーブルを無くし、同軸ケーブルに重畳される電磁ノイズを阻止することができる。   On the other hand, in the vehicle-mounted antenna system 20 of FIG. 2 in the present embodiment, the electromagnetic noise directly input to the antenna can be removed (blocked) by blocking the frequency of the electromagnetic noise by the variable filter 32. . Further, by integrating the tunable antenna 21 and the tuner 22, the coaxial cable can be eliminated, and electromagnetic noise superimposed on the coaxial cable can be prevented.

チューナブルアンテナ21で受信された信号はチューナ22でデジタル化されたオーディオ信号に変換されるため、仮にデジタルオーディオアンプまでの間の配線に電磁ノイズが重畳されても、その影響をほとんど受けることなく、アンテナシステムとしての受信性能は保たれることになる。また、チューナ一体化によりAGCとプリアンプの数を減らすことが可能となり、強電界時における信号歪みの二重発生も抑えると共に、可変アッテネータ33により電力を減衰させることでAGCとプリアンプへの強電界信号の入力を抑えることが可能となる。   Since the signal received by the tunable antenna 21 is converted into an audio signal digitized by the tuner 22, even if electromagnetic noise is superimposed on the wiring to the digital audio amplifier, it is hardly affected. The reception performance as an antenna system is maintained. Further, the integration of the tuner makes it possible to reduce the number of AGCs and preamplifiers, suppress double generation of signal distortion at the time of a strong electric field, and attenuate the power by the variable attenuator 33, thereby reducing the strong electric field signals to the AGC and the preamplifier. Can be suppressed.

このように、図2の車載用アンテナシステム20では、可変容量スイッチ28、可変フィルタ32により共振周波数を調整することができるので、車型毎にチューニングする必要がない。また、回路の小型化及びコストダウンを図るため、調整に必要な回路をアンテナ近傍に設け、チューナ一体型とした。次に、可変容量スイッチによる共振周波数の調整方法について示す。   As described above, in the vehicle-mounted antenna system 20 of FIG. 2, the resonance frequency can be adjusted by the variable capacitance switch 28 and the variable filter 32, so that it is not necessary to tune each vehicle type. In addition, in order to reduce the size of the circuit and reduce the cost, a circuit necessary for adjustment is provided in the vicinity of the antenna, and the tuner is integrated. Next, a method for adjusting the resonance frequency using the variable capacitance switch will be described.

図3はアンテナエレメントの作動状態を示し、図3(A)は図4のアンテナエレメントであり、図3(B),(C)は図2のアンテナエレメントを示している。アンテナの共振周波数は、図3のようなモノポールアンテナの場合、アンテナ長が波長の4分の1となる周波数で共振が発生する。そこで、図3(B),(C)のようにアンテナエレメントの電気的な長さを変更するために可変容量スイッチ28を設け、電気的に導通・絶縁状態を切り替えることで、見かけ上のアンテナ長を変更し、アンテナの共振周波数を調整可能としている。なお、本実施形態では説明の都合により、二通りの共振周波数を調整する構成を示したが、複数の可変容量スイッチを設けてより細かく制御することができることはいうまでもない。このような構成により、車型ごとにアンテナエレメントの物理的な形状変更をする必要がなく、同一形状のアンテナを様々な車型で流用することが可能となる。   3 shows the operating state of the antenna element, FIG. 3A shows the antenna element of FIG. 4, and FIGS. 3B and 3C show the antenna element of FIG. In the case of a monopole antenna as shown in FIG. 3, resonance occurs at a frequency at which the antenna length is a quarter of the wavelength. Therefore, as shown in FIGS. 3B and 3C, the variable capacitance switch 28 is provided to change the electrical length of the antenna element, and the electrical conduction / insulation state is switched, whereby an apparent antenna is obtained. The length can be changed to adjust the resonance frequency of the antenna. In the present embodiment, for the sake of explanation, a configuration in which two types of resonance frequencies are adjusted is shown, but it goes without saying that a plurality of variable capacitance switches can be provided for finer control. With such a configuration, it is not necessary to change the physical shape of the antenna element for each vehicle type, and the antenna having the same shape can be used in various vehicle types.

また、アンテナ制御部が車型毎に共振周波数を調整するために可変容量スイッチの制御を行うだけでなく、後段のDSPの指示に基づいて、強電界での信号入力、電磁ノイズ入力に対し、敢えてその周波数からアンテナの共振周波数をずらすことで、見かけ上のアンテナ利得を低下させ、AGCとプリアンプへの強電界信号の入力を抑制することも可能である。さらに、弱電界の場合は、アンテナ制御部が受信したい周波数に対して積極的に共振周波数を合わせることでアンテナのQ値を高め、より高い受信感度が得られるように制御しても良い。   In addition, the antenna control unit not only controls the variable capacitance switch to adjust the resonance frequency for each vehicle type, but also dares to input signals and electromagnetic noises in a strong electric field based on instructions from the DSP at the rear stage. By shifting the resonance frequency of the antenna from that frequency, it is possible to reduce the apparent antenna gain and suppress the input of a strong electric field signal to the AGC and the preamplifier. Furthermore, in the case of a weak electric field, the antenna control unit may positively adjust the resonance frequency to the frequency desired to be received, thereby increasing the Q value of the antenna and controlling so as to obtain higher reception sensitivity.

以上、上述したように、本実施形態に係る車載用アンテナシステムを用いることにより、電磁ノイズの影響を軽減し、アンテナの受信性能の向上を図ると共に、車型ごとに異なるアンテナの受信性能の調整を不要とし、同一形状のアンテナを流用することが可能となる。なお、本実施形態におけるアンテナエレメントはモノポールアンテナを用いたが、これに限定するものではなく、共振周波数の調整が可能であれば、ダイポールアンテナを始め車両搭載に特化した変形アンテナであっても良い。また、本実施形態ではAGC,プリアンプ、ミキサー、オシレータ、可変フィルタ、可変アッテネータを用いたが、DSPの処理能力が高い場合には、アンテナで受信した信号をDSPで直接IF信号へ変換してもよく、この場合には、チューナブルアンテナの更なる小型化が可能となる。   As described above, by using the vehicle-mounted antenna system according to the present embodiment, the influence of electromagnetic noise is reduced, the antenna reception performance is improved, and the antenna reception performance that is different for each vehicle type is adjusted. It becomes unnecessary, and it becomes possible to divert the antenna having the same shape. The antenna element in the present embodiment is a monopole antenna, but is not limited to this. If the resonance frequency can be adjusted, the antenna element is a modified antenna specialized for mounting on a vehicle including a dipole antenna. Also good. In this embodiment, an AGC, preamplifier, mixer, oscillator, variable filter, and variable attenuator are used. However, if the DSP has high processing capability, the signal received by the antenna can be converted directly into an IF signal by the DSP. In this case, it is possible to further reduce the size of the tunable antenna.

10,100,110 車両、11 ボデー、16 ルーフ、19 ノイズ源、20,40 車載用アンテナシステム、21 チューナブルアンテナ、22 チューナ、23 コントロールパネル、24 デジタルオーディオアンプ、25 スピーカ、26 アンテナ制御部、27 アンテナエレメント、28 可変容量スイッチ、29 給電点、31 ボデー、32 可変フィルタ、33 可変アッテネータ、34,44 AGC、35,45 プリアンプ、36 ミキサー、37 オシレータ、38 A/D変換器、39 DSP、41 信号ケーブル、42 同軸ケーブル、43 アンテナ。
10, 100, 110 Vehicle, 11 Body, 16 Roof, 19 Noise source, 20, 40 In-vehicle antenna system, 21 Tunable antenna, 22 Tuner, 23 Control panel, 24 Digital audio amplifier, 25 Speaker, 26 Antenna control unit, 27 antenna element, 28 variable capacity switch, 29 feed point, 31 body, 32 variable filter, 33 variable attenuator, 34, 44 AGC, 35, 45 preamplifier, 36 mixer, 37 oscillator, 38 A / D converter, 39 DSP, 41 Signal cable, 42 Coaxial cable, 43 Antenna.

Claims (2)

車両に搭載される車載用アンテナシステムにおいて、
可変容量スイッチによって共振周波数を調整可能なアンテナエレメントと、
アンテナエレメントに接続された可変フィルタと、
車型によって変化する共振周波数のずれを可変容量スイッチと可変フィルタとを用いて修正する調整回路と、
アンテナエレメントが受信した信号を復調するチューナと、
チューナを制御する制御部と、
を有し、
さらに、チューナ内部に設けられた制御部は調整回路を制御し、そのチューナをアンテナエレメント近傍に配置したことを特徴とする車載用アンテナシステム。
In an in-vehicle antenna system mounted on a vehicle,
An antenna element whose resonance frequency can be adjusted by a variable capacitance switch;
A variable filter connected to the antenna element;
An adjustment circuit that corrects a shift in resonance frequency that varies depending on the vehicle type using a variable capacitance switch and a variable filter;
A tuner for demodulating the signal received by the antenna element;
A control unit for controlling the tuner;
Have
Furthermore, a vehicle-mounted antenna system characterized in that a control unit provided inside the tuner controls the adjustment circuit, and the tuner is disposed in the vicinity of the antenna element.
請求項1に記載の車載用アンテナシステムにおいて、
アンテナエレメントから出力される信号の歪みを抑えるためにアンテナエレメントの出力に可変アッテネータを設け、制御部は可変アッテネータを制御することを特徴とする車載用アンテナシステム。
The in-vehicle antenna system according to claim 1,
An in-vehicle antenna system, wherein a variable attenuator is provided at an output of an antenna element in order to suppress distortion of a signal output from the antenna element, and a control unit controls the variable attenuator.
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