JP3769746B2 - 車両用アンテナ構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等のウィンドウに配設されるアンテナ素子を含む車両用アンテナ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、代表的な車両である自動車の分野においては、フロントウィンドウ等のウィンドウの表面にプリント方式またはシール方式で配設され、車両外の電波（信号波）を受信する、所謂ガラスアンテナが提案されている。
【０００３】
このようなガラスアンテナの一例として、本願出願人による先行する特開平９−１３０１２４号には、ＴＶ電波を車両にて受信すべく、フロントウィンドウに逆凸形状のアンテナ素子を配設する車両用アンテナ構造が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例によれば、車両外部に突出するアンテナ素子を備えることなく、移動する車両において良好にＴＶ電波を受信することができる。
【０００５】
しかしながら、アンテナ素子の一般的な特性として、受信すべき電波の波長（周波数帯域）に応じて、最適なアンテナ素子のサイズ及び形状は大きく異なるため、係る逆凸形状のアンテナ素子をＦＭ波やＡＭ波を受信するアンテナ素子として採用するには、少なくともアンテナ素子のサイズをかなり大きくする必要が有り、この場合、フロントウィンドウの視認性を妨げるという問題が生じる。
【０００６】
また、プリント方式にてアンテナ素子を形成する場合には、何らかの要因（例えば、清掃や車検シールの交換等）でアンテナ素子のパターンの一部が切断されると、アンテナ素子の受信特性が本来の受信特性から大きく変化してしまうという問題が有るが、ＦＭ波やＡＭ波を良好に受信すべくフロントウィンドウの表面（車室側の表面）にてアンテナ素子のサイズを大きく採ると、係るパターン切断による不具合発生の可能性が高くなる。
【０００７】
そこで本発明は、視認性を損なうことなく、フロントウィンドウにおいてＦＭ波及びＡＭ波を良好に受信する車両用アンテナ構造の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る第１の車両用アンテナ構造は、以下の構成を特徴とする。
【０００９】
即ち、フロントウィンドウに配設されるＦＭ波及びＡＭ波受信用のアンテナ素子を含む車両用アンテナ構造であって、前記フロントウィンドウの上縁部近傍に配設されるループ形状の第１アンテナ素子と、前記第１アンテナ素子がなすループ形状の下辺部に直流的に接続されると共に、前記フロントウィンドウの下縁部に向かって略垂直に延設された下端部を有する１本の第２アンテナ素子と、前記第１アンテナ素子がなすループ形状の上辺部に設けられた給電点と、を備え、前記第１及び第２アンテナ素子は、前記フロントウィンドウにおいて車幅方向の略中央に配設され、前記第１アンテナ素子は、逆凸形状に形成されており、その凸部分の内側には、後方確認用ミラーの台座が配設されることを特徴とする。
【００１０】
上記の第１の車両用アンテナ構造において、前記第１及び第２アンテナ素子（例えばプリント方式のアンテナ素子）は、好ましくは暗色のカーボン粒子を含有する銀ペーストを採用すると良い。
【００１２】
或いは、同目的を達成するところの、フロントウィンドウにプリント方式にて配設されるＦＭ波及びＡＭ波受信用のアンテナ素子を含む車両用アンテナ構造であって、前記フロントウィンドウの上縁部近傍に配設されると共に、前記フロントウィンドウの下縁部方向に開口したＣ形状の第１アンテナ素子と、前記第１アンテナ素子がなすＣ形状の開口部にそれぞれ直流的に接続されると共に、前記第１アンテナ素子の車幅方向の最大幅よりも狭い間隔で、前記フロントウィンドウの下縁部に向かって略垂直に延設された２本の第２アンテナ素子と、前記２本の第２アンテナ素子を互いに接続すべく、それら第２アンテナ素子の各下端部とは異なる位置に直流的に接続された第３アンテナ素子と、前記第１アンテナ素子がなすＣ形状の上辺部に設けられた給電点と、を備え、前記第１乃至第３アンテナ素子は、前記フロントウィンドウにおいて車幅方向の略中央に配設され、前記第１アンテナ素子は、前記フロントウィンドウにおいて後方確認用ミラーの下端部の高さより上方に配設されることを特徴とする。
【００１３】
上記の第２の車両用アンテナ構造において、前記第１乃至第３アンテナ素子は、好ましくは暗色のカーボン粒子を含有する銀ペーストを用いると良い。
【００１４】
また、例えば前記第３アンテナ素子は、前記フロントウィンドウにおいて後方確認用ミラー背面の高さに配設すると良い。
【００１５】
このとき、前記第３アンテナ素子は、前記２本の第２アンテナ素子の各上端部にて接続させることにより、前記Ｃ形状の第１アンテナ素子と前記第３アンテナ素子とをループ形状にしても、或いは、前記２本の第２アンテナ素子の上下方向の異なる位置に離間して複数配設しても良い。
【００１８】
また、例えば前記第２アンテナ素子と、前記フロントウィンドウ下側の計器パネル内に設けられた電子機器との間には、それらの電気的な結合を遮断する遮断部材を配設すると良い。
【００１９】
前記遮断部材としては、前記計器パネルのカバーに塗布された導電性塗料、導電性樹脂材料からなる前記計器パネルのカバー、前記計器パネルに沿って配設された導電性の面状素材またはメッシュ素材を採用すると良い。
【００２０】
【発明の効果】
上記の本発明によれば、視認性を損なうことなく、フロントウィンドウにおいてＦＭ波及びＡＭ波を良好に受信する車両用アンテナ構造の提供が実現する。
【００２１】
即ち、請求項１及び請求項２の発明によれば、視認性を損なうことなく、フロントウィンドウにおいてＦＭ波及びＡＭ波を良好に受信することができる。また、前記フロントウィンドウにおいて最も受信性能を向上させることができる。
【００２２】
更に、請求項１の発明によれば、前記逆凸形状の凸部分内側に設けられた台座に後方確認用ミラーが取り付けられることにより、前記第１アンテナ素子が乗員の視界から隠れることになるため、見栄えがよくなる。
また、請求項２の発明によれば、前記第２アンテナ素子がフロントウィンドウにプリント方式にて配設された場合に、前記第２アンテナ素子が何れかの位置にて切断されたとしても、アンテナ素子としての所定の有効長が極端に短くなることを防止することができるため、所定の受信性能が悪化するのを最小限に抑制することができる。更に、前記後方確認用ミラーによって前記第１アンテナ素子が乗員の視界から隠れることになるため、見栄えがよくなる。
【００２３】
また、請求項３または請求項５の発明によれば、各アンテナ素子の幅を太くすることなく抵抗値（インピーダンス）を所望の値に調整することができると共に、視認性の低下を防ぐことができる。
【００２５】
また、請求項６の発明によれば、後方確認用ミラーにより、前記第３アンテナ素子が乗員の視界から隠れることになるため、見栄えがよくなる。
【００２８】
また、請求項１２乃至請求項１６の発明によれば、前記計器パネル内に設けられた電子機器から発せられる電気的なノイズの影響により、受信性能が悪化することを防止できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る車両用アンテナ構造を、代表的な車両である自動車に適用した実施形態として、図面を参照して詳細に説明する。
【００３０】
【第１の実施形態】
図１は、第１の実施形態に係る車両用アンテナ構造を示す図であり、一例としてフロントウィンドウに配設されている。
【００３１】
同図に示す車両用アンテナ構造は、ＦＭ波及びＡＭ波を受信するアンテナ素子を含み、そのアンテナ素子は、フロントウィンドウ１１の上縁部近傍に配設されるループ形状（本実施形態では逆凸形状）のアンテナ素子１（第１アンテナ素子）、その第１アンテナ素子１がなすループ形状の下辺部に直流的に接続される（即ち、アンテナ導体同士が物理的に接続される）と共にフロントウィンドウ１１の下縁部に向かって略垂直に延設された下端部を有する１本のアンテナ素子２（第２アンテナ素子）、そして、第１アンテナ素子１がなすループ形状の上辺部に設けられ、フィーダ１２に接続される給電点Ｐからなる。以下の説明においては、説明の都合上、このアンテナ素子の形状をパターン１と称する。
【００３２】
尚、図１に示すパターン１のアンテナ素子の寸法は、フロントウィンドウ１１における大きさを表わすための一例であり、係る寸法に限られるものではない（寸法の違いによる受信性能の変化については後述する）。
【００３３】
パターン１のアンテナ素子は、プリント方式及びシール方式の何れの場合にも適用できる。
【００３４】
一般に、アンテナ素子を構成する導体に必要とされる特性としては、抵抗値ができるだけ低いことが必要とされ、抵抗値が低い素材としては、銀が知られている。しかしながら、本実施形態に係るアンテナ素子の導体に光の反射率が高い銀を単純に利用すると、フロントウィンドウ１１の表面に配設した際、導体幅に関らずかなり目ざわりになるため、乗員の車両前方に対する視認性を大きく損なうことになる。
【００３５】
そこで、本実施形態では、パターン１のアンテナ素子（即ち、アンテナ素子１及び２）を形成する導体として、暗色のカーボン粒子を含有する銀ペーストを採用する。これにより、各アンテナ素子の幅を０．５ｍｍ程度の細線にて実現すると共に、アンテナ導体自体を光の反射率が低い暗色にすることができ、視認性の低下を防ぐことができる。また、カーボン粒子の含有率を適宜調整することにより、抵抗値（インピーダンス）を所望の値に調整することができる。
【００３６】
図２は、第１の実施形態に係る車両用アンテナ構造を採用したフロントウィンドウに後方確認用ミラーを配設したときの利点を説明する図である。
【００３７】
パターン１のアンテナ素子の好適な実施形態において、アンテナ素子１は、逆凸形状に形成されており、その凸部分の内側を、同図に示すようにリアビューミラー（後方確認用ミラー）の台座取り付け位置１３とすると良く、これにより、アンテナ素子１は、フロントウィンドウ１１において後方確認用ミラーの下端部の高さより上方に配設される。この場合、シートに着座した乗員のフロントウィンドウ１１の上方への視線は、斜め下方向からであるため、台座取り付け位置１３を利用してリアビューミラーを取り付ければ、取り付け位置１４に示す如くリアビューミラーを取り付けることができ、アンテナ素子１を乗員の視界からほとんど隠すことができ、見栄えが向上する。
【００３８】
また、本実施形態において、少なくともアンテナ素子２は、フロントウィンドウ１１において車幅方向の略中央に配設すれば、車幅方向両側のＡピラーから略対象な位置にアンテナ素子２を配設することができ、最も受信性能を向上させることができ、また、車幅方向に対して略対象な位置に配設することにより、人間の一般的な生理的な違和感も軽減することができる。
【００３９】
また、本実施形態に係るアンテナ素子によってＦＭ波を良好に受信するためには、図１及び図２に示すように、アンテナ素子２を、フロントウィンドウ１１の下縁部の付近まで延設する必要が有るが、フロントウィンドウ下側の計器パネル内に設けられた電子機器は、一般に、その始動時または動作中において様々な電気的なノイズを発生させている。
【００４０】
そこで、本実施形態に係るアンテナ構造においては、アンテナ素子２と、フロントウィンドウ下側の計器パネル（ダッシュボード）内に設けられた電子機器との間の電気的な結合を遮断する遮断部材を配設する。係る遮断部材としては、計器パネルのカバーを導電性塗料によって塗布する、計器パネルのカバーに導電性樹脂材料にて形成された部材を採用する、或いは導電性の面状素材またはメッシュ素材を計器パネルに沿って配設する等の方法を採用すれば良い。これにより、計器パネル内に設けられた電子機器から発せられる電気的なノイズの影響により、受信性能が悪化することを防止できる。
【００４１】
［受信性能の評価］
次に、本実施形態に係るアンテナ素子の受信性能の評価結果について説明する。
【００４２】
本願出願人による受信性能の評価試験においては、上述したパターン１のアンテナ素子と、自動車の車体を構成するＡピラーに沿ってその車体外部に突出させる構造の所謂Ａピラーアンテナとの対比を行った。また、評価対象の周波数帯域は、一例として、日本国内を対象とする水平偏波方式の７６ＭＨｚ〜９０ＭＨｚのＦＭ波、米国内を対象とする垂直偏波方式の９０ＭＨｚ〜１０８ＭＨｚのＦＭ波、並びに、５３０ＫＨｚ〜１７００ＫＨｚのＡＭ波とした。その実験結果について以下に説明する。
【００４３】
＜ＦＭ波の受信性能評価＞
図３は、パターン１のアンテナ素子と、Ａピラーアンテナとの受信性能を、水平偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。また、図４は、パターン１のアンテナ素子と、Ａピラーアンテナとの受信性能を、垂直偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。そして、図５は、パターン１のアンテナ素子と、Ａピラーアンテナとの受信感度の平均値を、水平及び垂直偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。
【００４４】
図３から図５に示す結果を検討すると、パターン１のアンテナ素子は、一般的なＡピラーアンテナと同程度の受信感度であることが判る。
【００４５】
＜ＡＭ波の受信性能評価＞
図６は、ＡＭ波を対象とするパターン１のアンテナ素子と、Ａピラーアンテナとの受信感度の比較結果を示す図であり、実験においては、５３０ＫＨｚ〜１７００ＫＨｚの所定の周波数帯域において、サンプル周波数として６０３ＫＨｚ、９９９ＫＨｚ、そして１４０４ＫＨｚにて、当該両アンテナの比較を行った。
【００４６】
同図において、損失（ｄＢ）は、空中電界強度（ｄＢμＶ／ｍ）からアンテナ誘起電圧（ｄＢ）を差し引いた値であり、上記の何れのサンプル周波数においても、本実施形態に係るパターン１のアンテナ素子の損失が、Ａピラーアンテナの損失より約２（ｄＢ）少ない（即ち、当該周波数帯域のＡＭ波の受信感度に優れる）という結果を得た。
【００４７】
［寸法の違いによる受信性能の影響評価］
次に、本実施形態に係るパターン１のアンテナ素子における素子寸法の違いによる受信性能の評価結果について説明する。
【００４８】
＜ＦＭ波の受信性能評価＞
図７は、寸法の異なる５種類のパターン１のアンテナ素子の受信性能を、水平偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。また、図８は、寸法の異なる５種類のパターン１のアンテナ素子の受信性能を、垂直偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。そして、図９は、寸法の異なる５種類のパターン１のアンテナ素子における受信感度の平均値を、水平及び垂直偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。
【００４９】
実験は、同一の車体を用いて、アンテナ素子１及び２のフロントウィンドウ上下方向の長さＴが５２ｃｍであって、アンテナ素子１の上辺の長さＹがそれぞれ異なる５種類（Ｙ＝６０ｃｍ、４０ｃｍ、３０ｃｍ、２０ｃｍ、１５ｃｍ）のアンテナ素子について行った。それ以外の寸法については、図１に記載した寸法である。
【００５０】
図７から図９に示す結果を検討すると、５種類のパターン１のアンテナ素子は、ＦＭ波を対象とした場合において、アンテナ素子１の上辺の長さＹが長いほど、損失が大きいという結果を得た。この結果は、当該５種類のアンテナ素子の中でアンテナ素子１の長さＹが最も狭い素子が受信性能に優れることを示しており、長さＹが小さいということは、アンテナ素子１の逆凸形状の導体がフロントウィンドウへの配設時にリアビューミラーに隠れるということなので、見栄えが良いということが判る。
【００５１】
また、上記の評価結果からは、アンテナの受信感度が地上面に対するアンテナ素子の有効長の僅かな違いによって大きく変化するという一般的な特性に対して、パターン１のアンテナ素子においてアンテナ素子１の横方向の長さＹを、そのパターン１のアンテナ素子の上下方向の長さ（５２ｃｍ）と同程度に変化させたとしても、受信感度に数ｄＢ程度の損失の違いしか現れないことを示しており、これにより、アンテナ素子１の横方向の長さ（長さＹ）は、パターン１のアンテナ素子の上下方向の長さの違いと比較して受信感度に関する寄与度がかなり低いということも判る。
【００５２】
＜ＡＭ波の受信性能評価＞
また、本願出願人は、当該５種類のパターン１のアンテナ素子のＡＭ波を対象とした測定において、図６を参照して説明したパターン１のアンテナ素子の受信性能と略同様な結果を得た。即ち、当該５種類のパターン１のアンテナ素子は、何れの場合においても、Ａピラーアンテナと比較して約２（ｄＢ）ほど良好な受信性能であった。
【００５３】
このように、以上説明した本実施形態によれば、視認性を損なうことなく、フロントウィンドウにおいてＦＭ波及びＡＭ波を良好に受信することができる。
【００５４】
【第２の実施形態】
次に、上述した第１の実施形態に係る車両用アンテナ構造を基本とする第２の実施形態を説明する。本実施形態に係るアンテナ素子は、第１の実施形態と同様に乗員の前方視認性を損なうことなく、フロントウィンドウにおいてＦＭ波及びＡＭ波を良好に受信すると共に、同実施形態と比較してアンテナ導体切断時の受信感度の変動を抑制することを目的としている。従って、本実施形態に係る車両用アンテナ構造は、導体の切断発生時の補修が容易でないプリント方式の場合に採用して特に好適である。
【００５５】
図１０は、第２の実施形態に係る車両用アンテナ構造を示す図であり、一例としてフロントウィンドウに配設されている。
【００５６】
同図に示す車両用アンテナ構造は、ＦＭ波及びＡＭ波を受信するアンテナ素子を含み、そのアンテナ素子は、フロントウィンドウ１１の上縁部近傍に配設されると共に、フロントウィンドウ１１の下縁部方向に開口したＣ形状のアンテナ素子５（第１アンテナ素子）、そのアンテナ素子５がなすＣ形状の開口部にそれぞれ直流的に接続されると共に、フロントウィンドウ１１の下縁部に向かって略垂直に延設された２本のアンテナ素子６（第２アンテナ素子）、それら２本のアンテナ素子６の各下端部とは異なる位置にて略水平方向に直流的に接続されたアンテナ素子７（第３アンテナ素子）、そして、アンテナ素子５がなすＣ形状の上辺部に設けられれ、フィーダ１２に接続される給電点Ｐからなる。
【００５７】
即ち、図１０に示すアンテナ素子は、アンテナ素子５の車幅方向の最大幅よりも狭いＣ形状の開口部分に、２本のアンテナ素子６の各上端部が接続されると共に、アンテナ素子７が２本のアンテナ素子６の各上端部とは異なる位置にて接続されることにより、逆凸形状の導体ループを含む。
【００５８】
但し、本実施形態において、アンテナ素子７の位置及び本数は、図１０に示すパターンには限られない（詳細は後述する）。そこで、以下の説明においては、説明の都合上、図１０に示すアンテナ素子の形状をパターン２と称する。
【００５９】
また、図１０に示すパターン２のアンテナ素子の寸法は、フロントウィンドウ１１における大きさを表わすための一例であり、係る寸法に限られるものではない。
【００６０】
本実施形態において、パターン２のアンテナ素子を形成するアンテナ素子５乃至７は、第１の実施形態と同様に０．５ｍｍ程度の細線によって視認性の低下を防止すると共に、所望の抵抗値（インピーダンス）を実現すべく、暗色のカーボン粒子を含有する銀ペーストを採用すると良い。
【００６１】
また、本実施形態においても、第１の実施形態と同様にアンテナ素子１を乗員の視界からほとんど隠すべく、Ｃ形状のアンテナ素子５の凸部分の内側位置を利用してリアビューミラーを取り付けると良い。また、２本のアンテナ素子６を連結するアンテナ素子７の配設位置を、フロントウィンドウ１１においてリアビューミラー背面の高さに配設すれば、アンテナ素子７も乗員の視界から隠れることになるため、更に見栄えがよくなる。
【００６２】
また、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に受信性能を向上すべく、少なくとも２本のアンテナ素子６（正確には離間して配設された２本のアンテナ素子６の中心位置）を、フロントウィンドウ１１において車幅方向の略中央に配設すると良い。
【００６３】
また、本実施形態においても、第１の実施形態と同様にフロントウィンドウ下側の計器パネル（ダッシュボード）内に設けられた電子機器との間の電気的な結合を遮断すべく、上述した各種方法によって遮断部材を設けると良い。
【００６４】
＜パターン２及びモノポールタイプのアンテナ素子の受信性能の評価＞
図１１は、モノポールタイプのアンテナ素子を含む車両用アンテナ構造を示す図である。
【００６５】
同図に示すアンテナ素子８は、一例としてフロントウィンドウ１１の車幅方向略中央に配設されており、上述したパターン１及び２のアンテナ素子と同様のカーボン粒子を含有した銀ペーストの導体からなる。
【００６６】
図１２は、パターン２のアンテナ素子とモノポールタイプアンテナとの受信性能の評価結果を示す図であり、本願出願人は、本実施形態に係るパターン２のアンテナ素子と、図１１に示すモノポールタイプのアンテナ素子８との受信感度の比較を、サンプル周波数７０２ＫＨｚ、１０７１ＫＨｚ、１３５０ＫＨｚのＡＭ波において行った。
【００６７】
パターン２のアンテナ素子とモノポールタイプのアンテナ素子８の比較結果は、図１２に示すように、各サンプル周波数において、パターン２のアンテナ素子の方が、モノポールタイプのアンテナ素子８と比較して約２（ｄＢ）損失が少ないことが判る。
【００６８】
＜本実施形態におけるアンテナ素子の変形例＞
次に、本実施形態において上述したパターン２のアンテナ素子を基本とする各種変形例について説明する。
【００６９】
図１３は、第２の実施形態の変形例１に係る車両用アンテナ構造を示す図である。
【００７０】
同図に示すアンテナ素子（以下、パターン３のアンテナ素子）も、一例としてフロントウィンドウに配設されており、パターン１のアンテナ素子とは異なり、２本のアンテナ素子６を直流的に接続するところの、略水平方向に配設されたアンテナ素子７を２本有する。
【００７１】
図１４は、第２の実施形態の変形例２に係る車両用アンテナ構造を示す図である。
【００７２】
同図に示すアンテナ素子（以下、パターン４のアンテナ素子）も、一例としてフロントウィンドウに配設されており、パターン３のアンテナ素子と同様に略水平方向に配設されたアンテナ素子７を２本有するが、２本のアンテナ素子６の下端部に接続された方の素子は、一部が切断された状態にある。
【００７３】
本願出願人は、上記のパターン３及び４のアンテナ素子についても、図１１に示すモノポールタイプのアンテナ素子８との受信性能の比較を行ったが、それらの場合においても、図１２に示す結果と略同様に、各サンプル周波数において、パターン３および４のアンテナ素子の方が、モノポールタイプのアンテナ素子８と比較して約２（ｄＢ）損失が少ないという結果を得た。
【００７４】
［受信性能の評価］
次に、上述したパターン１乃至パターン４のアンテナ素子の受信性能の評価結果について説明する。
【００７５】
本願出願人による受信性能の評価試験においては、第１の実施形態にて説明したパターン１のアンテナ素子、並びに本実施形態にて説明したパターン２乃至パターン４のアンテナ素子の受信感度の対比を行った。また、評価対象の周波数帯域は、一例として、日本国内を対象とする水平偏波方式の７６ＭＨｚ〜９０ＭＨｚのＦＭ波、米国内を対象とする垂直偏波方式の９０ＭＨｚ〜１０８ＭＨｚのＦＭ波、並びに、５３０ＫＨｚ〜１７００ＫＨｚのＡＭ波とした。その実験結果について以下に説明する。
【００７６】
＜ＦＭ波の受信性能評価＞
図１５は、パターン１乃至パターン４のアンテナ素子の受信性能を、水平偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。また、図１６は、パターン１乃至パターン４のアンテナ素子の受信性能を、垂直偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。そして、図１７は、パターン１乃至パターン４のアンテナ素子の受信感度の平均値を、水平及び垂直偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。
【００７７】
図１５から図１７に示す結果を検討すると、パターン１乃至パターン４のアンテナ素子は、それぞれ同程度の受信感度であることが判る。
【００７８】
＜ＡＭ波の受信性能評価＞
本願出願人は、パターン１乃至パターン４のアンテナ素子についても、５３０ＫＨｚ〜１７００ＫＨｚのＡＭ波を対象として、第１の実施形態にて図６を参照して説明したＡピラーアンテナとの受信感度の比較を行ったが、何れのパターンのアンテナ素子も、６０３ＫＨｚ、９９９ＫＨｚ、そして１４０４ＫＨｚの各サンプル周波数において、アンテナ素子の損失がＡピラーアンテナの損失より約２（ｄＢ）少ないという結果を得た。
【００７９】
本願出願人は、上記のパターン２乃至４のアンテナ素子の他にも、アンテナ素子７の位置や本数が異なるパターンについて同様な評価を行ったが、何れの場合においても、僅かな性能差しか現れなかった。
【００８０】
この評価結果を鑑みると、本実施形態に係る車両用アンテナ構造において、ウィンドウ上に配設するアンテナ素子の構造は、アンテナ素子７を、２本のアンテナ素子６の各上端部または各下端部とは異なる位置に１つだけ配設しても、２本のアンテナ素子６の各上端部または各下端部の位置に１つだけ配設しても、或いは、２本のアンテナ素子６の上下方向の異なる位置に離間して複数配設しても、図１０に示すパターン２のアンテナ素子と略同様な受信性能を有することができると考えることができる。
【００８１】
更には、図２２に示す変形例のように、アンテナ素子５とアンテナ素子７とが直流的に接続されて矩形形状のループをなし、その矩形形状の下辺から２本のアンテナ素子６がフロントウィンドウ１１の下縁部に向かって略垂直に延設された構造のアンテナ素子によっても、図１０に示すパターン２のアンテナ素子と略同様な受信性能を有することができると考えることができる。
【００８２】
［アンテナ素子の導体パターン切断による受信性能の影響評価］
次に、図１３に示すパターン３のアンテナ素子において発生した導体パターン切断による受信性能の変化について説明する。
【００８３】
本願出願人による受信性能の評価試験においては、図１８に示すパターン３のアンテナ素子の導体において、２本のアンテナ素子６の一方のＣＵＴ１にて示す部分が切断された場合と、ＣＵＴ２にて示す部分が切断された場合とを、正常な状態のパターン３のアンテナ素子と比較した。
【００８４】
評価試験は、同一の車体を用いて、図１０に記載したパターン２のアンテナ素子の寸法を基本とするところの、パターン３のアンテナ素子（ＣＵＴ１またはＣＵＴ２の位置にて切断されたもの及び正常なもの）を対象として行うと共に、参考として、部分的な切断状態は構造的に起こり得ない従来のＡピラーアンテナに対する評価も併せて行った。
【００８５】
＜ＦＭ波の受信性能評価＞
図１９は、パターン３のアンテナ素子が切断された場合の受信性能を、水平偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。また、図２０は、パターン３のアンテナ素子が切断された場合の受信性能を、垂直偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。そして、図２１は、パターン３のアンテナ素子が切断された場合の受信感度の平均値を、水平及び垂直偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。
【００８６】
図１９から図２１に示す結果を検討すると、パターン３のアンテナ素子は、ＣＵＴ１またはＣＵＴ２の位置にて切断されても、正常な場合と略同様な受信感度であり、Ａピラーアンテナとの比較を行っても、水平偏波の場合は略同様な受信感度を実現しており、垂直偏波の場合においても、正常な場合の損失と同様な２ｄＢ程度の差であることが判る。
【００８７】
＜ＡＭ波の受信性能評価＞
また、本願出願人は、ＣＵＴ１またはＣＵＴ２の位置にて切断されたパターン３のアンテナ素子及び正常なパターン３のアンテナ素子についても、上述したＡＭ波を対象とする測定を行ったが、何れの場合においても、Ａピラーアンテナと比較して約２（ｄＢ）ほど良好な受信性能であった。
【００８８】
パターン３のアンテナ素子を利用して行ったこれらの評価結果を鑑みると、第１の実施形態でも述べたように、アンテナ素子の上下方向の長さの変化は、アンテナ素子の本来の受信感度に致命的な影響を与えるが、本実施形態に係るアンテナ素子においては、上下方向のアンテナ素子６が２本設けられると共に、それらを連結するアンテナ素子７により、例えば図１８に示すパターン３のアンテナ素子において、上下方向のアンテナ素子６のＣＵＴ１またはＣＵＴ２の部分が切断された場合においても、パターン３のアンテナ素子全体としての上下方向の実質的な長さの変化を、最小限に抑制することができることが判る。
【００８９】
以上説明したように、上述した本実施形態に係る車両用アンテナ構造によれば、視認性を損なうことなく、フロントウィンドウにおいてＦＭ波及びＡＭ波を良好に受信することができる。特に、本実施形態では、アンテナ素子７がフロントウィンドウ１１にプリント方式にて配設された場合に、アンテナ素子６が何れかの位置にて切断されたとしても、アンテナ素子としての所定の有効長が極端に短くなることを防止することができるため、所定の受信性能が悪化するのを最小限に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る車両用アンテナ構造を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る車両用アンテナ構造を採用したフロントウィンドウに後方確認用ミラーを配設したときの利点を説明する図である。
【図３】パターン１のアンテナ素子と、Ａピラーアンテナとの受信性能を、水平偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。
【図４】パターン１のアンテナ素子と、Ａピラーアンテナとの受信性能を、垂直偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。
【図５】パターン１のアンテナ素子と、Ａピラーアンテナとの受信感度の平均値を、水平及び垂直偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。
【図６】ＡＭ波を対象とするパターン１のアンテナ素子と、Ａピラーアンテナとの受信感度の比較結果を示す図である。
【図７】寸法の異なる５種類のパターン１のアンテナ素子の受信性能を、水平偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。
【図８】寸法の異なる５種類のパターン１のアンテナ素子の受信性能を、垂直偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。
【図９】寸法の異なる５種類のパターン１のアンテナ素子における受信感度の平均値を、水平及び垂直偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。
【図１０】第２の実施形態に係る車両用アンテナ構造を示す図である。
【図１１】モノポールタイプのアンテナ素子を含む車両用アンテナ構造を示す図である。
【図１２】パターン２のアンテナ素子とモノポールタイプアンテナとの受信性能の評価結果を示す図である。
【図１３】第２の実施形態の変形例１に係る車両用アンテナ構造を示す図である。
【図１４】第２の実施形態の変形例２に係る車両用アンテナ構造を示す図である。
【図１５】パターン１乃至パターン４のアンテナ素子の受信性能を、水平偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。
【図１６】パターン１乃至パターン４のアンテナ素子の受信性能を、垂直偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。
【図１７】パターン１乃至パターン４のアンテナ素子の受信感度の平均値を、水平及び垂直偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。
【図１８】評価試験においてパターン３のアンテナ素子の導体を切断する部分を説明する図である。
【図１９】パターン３のアンテナ素子が切断された場合の受信性能を、水平偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。
【図２０】パターン３のアンテナ素子が切断された場合の受信性能を、垂直偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。
【図２１】パターン３のアンテナ素子が切断された場合の受信感度の平均値を、水平及び垂直偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。
【図２２】第２の実施形態の変形例３に係る車両用アンテナ構造を示す図である。
【符号の説明】
１〜８：アンテナ素子，
１１：フロントウィンドウ，
１２：フィーダ，
１３：リアビューミラーの台座位置，
１４：リアビューミラー位置，
Ｐ：給電点，
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等のウィンドウに配設されるアンテナ素子を含む車両用アンテナ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、代表的な車両である自動車の分野においては、フロントウィンドウ等のウィンドウの表面にプリント方式またはシール方式で配設され、車両外の電波（信号波）を受信する、所謂ガラスアンテナが提案されている。
【０００３】
このようなガラスアンテナの一例として、本願出願人による先行する特開平９−１３０１２４号には、ＴＶ電波を車両にて受信すべく、フロントウィンドウに逆凸形状のアンテナ素子を配設する車両用アンテナ構造が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例によれば、車両外部に突出するアンテナ素子を備えることなく、移動する車両において良好にＴＶ電波を受信することができる。
【０００５】
しかしながら、アンテナ素子の一般的な特性として、受信すべき電波の波長（周波数帯域）に応じて、最適なアンテナ素子のサイズ及び形状は大きく異なるため、係る逆凸形状のアンテナ素子をＦＭ波やＡＭ波を受信するアンテナ素子として採用するには、少なくともアンテナ素子のサイズをかなり大きくする必要が有り、この場合、フロントウィンドウの視認性を妨げるという問題が生じる。
【０００６】
また、プリント方式にてアンテナ素子を形成する場合には、何らかの要因（例えば、清掃や車検シールの交換等）でアンテナ素子のパターンの一部が切断されると、アンテナ素子の受信特性が本来の受信特性から大きく変化してしまうという問題が有るが、ＦＭ波やＡＭ波を良好に受信すべくフロントウィンドウの表面（車室側の表面）にてアンテナ素子のサイズを大きく採ると、係るパターン切断による不具合発生の可能性が高くなる。
【０００７】
そこで本発明は、視認性を損なうことなく、フロントウィンドウにおいてＦＭ波及びＡＭ波を良好に受信する車両用アンテナ構造の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る第１の車両用アンテナ構造は、以下の構成を特徴とする。
【０００９】
即ち、フロントウィンドウに配設されるＦＭ波及びＡＭ波受信用のアンテナ素子を含む車両用アンテナ構造であって、前記フロントウィンドウの上縁部近傍に配設されるループ形状の第１アンテナ素子と、前記第１アンテナ素子がなすループ形状の下辺部に直流的に接続されると共に、前記フロントウィンドウの下縁部に向かって略垂直に延設された下端部を有する１本の第２アンテナ素子と、前記第１アンテナ素子がなすループ形状の上辺部に設けられた給電点と、を備え、前記第１及び第２アンテナ素子は、前記フロントウィンドウにおいて車幅方向の略中央に配設され、前記第１アンテナ素子は、逆凸形状に形成されており、その凸部分の内側には、後方確認用ミラーの台座が配設されることを特徴とする。
【００１０】
上記の第１の車両用アンテナ構造において、前記第１及び第２アンテナ素子（例えばプリント方式のアンテナ素子）は、好ましくは暗色のカーボン粒子を含有する銀ペーストを採用すると良い。
【００１２】
或いは、同目的を達成するところの、フロントウィンドウにプリント方式にて配設されるＦＭ波及びＡＭ波受信用のアンテナ素子を含む車両用アンテナ構造であって、前記フロントウィンドウの上縁部近傍に配設されると共に、前記フロントウィンドウの下縁部方向に開口したＣ形状の第１アンテナ素子と、前記第１アンテナ素子がなすＣ形状の開口部にそれぞれ直流的に接続されると共に、前記第１アンテナ素子の車幅方向の最大幅よりも狭い間隔で、前記フロントウィンドウの下縁部に向かって略垂直に延設された２本の第２アンテナ素子と、前記２本の第２アンテナ素子を互いに接続すべく、それら第２アンテナ素子の各下端部とは異なる位置に直流的に接続された第３アンテナ素子と、前記第１アンテナ素子がなすＣ形状の上辺部に設けられた給電点と、を備え、前記第１乃至第３アンテナ素子は、前記フロントウィンドウにおいて車幅方向の略中央に配設され、前記第１アンテナ素子は、前記フロントウィンドウにおいて後方確認用ミラーの下端部の高さより上方に配設されることを特徴とする。
【００１３】
上記の第２の車両用アンテナ構造において、前記第１乃至第３アンテナ素子は、好ましくは暗色のカーボン粒子を含有する銀ペーストを用いると良い。
【００１４】
また、例えば前記第３アンテナ素子は、前記フロントウィンドウにおいて後方確認用ミラー背面の高さに配設すると良い。
【００１５】
このとき、前記第３アンテナ素子は、前記２本の第２アンテナ素子の各上端部にて接続させることにより、前記Ｃ形状の第１アンテナ素子と前記第３アンテナ素子とをループ形状にしても、或いは、前記２本の第２アンテナ素子の上下方向の異なる位置に離間して複数配設しても良い。
【００１８】
また、例えば前記第２アンテナ素子と、前記フロントウィンドウ下側の計器パネル内に設けられた電子機器との間には、それらの電気的な結合を遮断する遮断部材を配設すると良い。
【００１９】
前記遮断部材としては、前記計器パネルのカバーに塗布された導電性塗料、導電性樹脂材料からなる前記計器パネルのカバー、前記計器パネルに沿って配設された導電性の面状素材またはメッシュ素材を採用すると良い。
【００２０】
【発明の効果】
上記の本発明によれば、視認性を損なうことなく、フロントウィンドウにおいてＦＭ波及びＡＭ波を良好に受信する車両用アンテナ構造の提供が実現する。
【００２１】
即ち、請求項１及び請求項２の発明によれば、視認性を損なうことなく、フロントウィンドウにおいてＦＭ波及びＡＭ波を良好に受信することができる。また、前記フロントウィンドウにおいて最も受信性能を向上させることができる。
【００２２】
更に、請求項１の発明によれば、前記逆凸形状の凸部分内側に設けられた台座に後方確認用ミラーが取り付けられることにより、前記第１アンテナ素子が乗員の視界から隠れることになるため、見栄えがよくなる。
また、請求項２の発明によれば、前記第２アンテナ素子がフロントウィンドウにプリント方式にて配設された場合に、前記第２アンテナ素子が何れかの位置にて切断されたとしても、アンテナ素子としての所定の有効長が極端に短くなることを防止することができるため、所定の受信性能が悪化するのを最小限に抑制することができる。更に、前記後方確認用ミラーによって前記第１アンテナ素子が乗員の視界から隠れることになるため、見栄えがよくなる。
【００２３】
また、請求項３または請求項５の発明によれば、各アンテナ素子の幅を太くすることなく抵抗値（インピーダンス）を所望の値に調整することができると共に、視認性の低下を防ぐことができる。
【００２５】
また、請求項６の発明によれば、後方確認用ミラーにより、前記第３アンテナ素子が乗員の視界から隠れることになるため、見栄えがよくなる。
【００２８】
また、請求項１２乃至請求項１６の発明によれば、前記計器パネル内に設けられた電子機器から発せられる電気的なノイズの影響により、受信性能が悪化することを防止できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る車両用アンテナ構造を、代表的な車両である自動車に適用した実施形態として、図面を参照して詳細に説明する。
【００３０】
【第１の実施形態】
図１は、第１の実施形態に係る車両用アンテナ構造を示す図であり、一例としてフロントウィンドウに配設されている。
【００３１】
同図に示す車両用アンテナ構造は、ＦＭ波及びＡＭ波を受信するアンテナ素子を含み、そのアンテナ素子は、フロントウィンドウ１１の上縁部近傍に配設されるループ形状（本実施形態では逆凸形状）のアンテナ素子１（第１アンテナ素子）、その第１アンテナ素子１がなすループ形状の下辺部に直流的に接続される（即ち、アンテナ導体同士が物理的に接続される）と共にフロントウィンドウ１１の下縁部に向かって略垂直に延設された下端部を有する１本のアンテナ素子２（第２アンテナ素子）、そして、第１アンテナ素子１がなすループ形状の上辺部に設けられ、フィーダ１２に接続される給電点Ｐからなる。以下の説明においては、説明の都合上、このアンテナ素子の形状をパターン１と称する。
【００３２】
尚、図１に示すパターン１のアンテナ素子の寸法は、フロントウィンドウ１１における大きさを表わすための一例であり、係る寸法に限られるものではない（寸法の違いによる受信性能の変化については後述する）。
【００３３】
パターン１のアンテナ素子は、プリント方式及びシール方式の何れの場合にも適用できる。
【００３４】
一般に、アンテナ素子を構成する導体に必要とされる特性としては、抵抗値ができるだけ低いことが必要とされ、抵抗値が低い素材としては、銀が知られている。しかしながら、本実施形態に係るアンテナ素子の導体に光の反射率が高い銀を単純に利用すると、フロントウィンドウ１１の表面に配設した際、導体幅に関らずかなり目ざわりになるため、乗員の車両前方に対する視認性を大きく損なうことになる。
【００３５】
そこで、本実施形態では、パターン１のアンテナ素子（即ち、アンテナ素子１及び２）を形成する導体として、暗色のカーボン粒子を含有する銀ペーストを採用する。これにより、各アンテナ素子の幅を０．５ｍｍ程度の細線にて実現すると共に、アンテナ導体自体を光の反射率が低い暗色にすることができ、視認性の低下を防ぐことができる。また、カーボン粒子の含有率を適宜調整することにより、抵抗値（インピーダンス）を所望の値に調整することができる。
【００３６】
図２は、第１の実施形態に係る車両用アンテナ構造を採用したフロントウィンドウに後方確認用ミラーを配設したときの利点を説明する図である。
【００３７】
パターン１のアンテナ素子の好適な実施形態において、アンテナ素子１は、逆凸形状に形成されており、その凸部分の内側を、同図に示すようにリアビューミラー（後方確認用ミラー）の台座取り付け位置１３とすると良く、これにより、アンテナ素子１は、フロントウィンドウ１１において後方確認用ミラーの下端部の高さより上方に配設される。この場合、シートに着座した乗員のフロントウィンドウ１１の上方への視線は、斜め下方向からであるため、台座取り付け位置１３を利用してリアビューミラーを取り付ければ、取り付け位置１４に示す如くリアビューミラーを取り付けることができ、アンテナ素子１を乗員の視界からほとんど隠すことができ、見栄えが向上する。
【００３８】
また、本実施形態において、少なくともアンテナ素子２は、フロントウィンドウ１１において車幅方向の略中央に配設すれば、車幅方向両側のＡピラーから略対象な位置にアンテナ素子２を配設することができ、最も受信性能を向上させることができ、また、車幅方向に対して略対象な位置に配設することにより、人間の一般的な生理的な違和感も軽減することができる。
【００３９】
また、本実施形態に係るアンテナ素子によってＦＭ波を良好に受信するためには、図１及び図２に示すように、アンテナ素子２を、フロントウィンドウ１１の下縁部の付近まで延設する必要が有るが、フロントウィンドウ下側の計器パネル内に設けられた電子機器は、一般に、その始動時または動作中において様々な電気的なノイズを発生させている。
【００４０】
そこで、本実施形態に係るアンテナ構造においては、アンテナ素子２と、フロントウィンドウ下側の計器パネル（ダッシュボード）内に設けられた電子機器との間の電気的な結合を遮断する遮断部材を配設する。係る遮断部材としては、計器パネルのカバーを導電性塗料によって塗布する、計器パネルのカバーに導電性樹脂材料にて形成された部材を採用する、或いは導電性の面状素材またはメッシュ素材を計器パネルに沿って配設する等の方法を採用すれば良い。これにより、計器パネル内に設けられた電子機器から発せられる電気的なノイズの影響により、受信性能が悪化することを防止できる。
【００４１】
［受信性能の評価］
次に、本実施形態に係るアンテナ素子の受信性能の評価結果について説明する。
【００４２】
本願出願人による受信性能の評価試験においては、上述したパターン１のアンテナ素子と、自動車の車体を構成するＡピラーに沿ってその車体外部に突出させる構造の所謂Ａピラーアンテナとの対比を行った。また、評価対象の周波数帯域は、一例として、日本国内を対象とする水平偏波方式の７６ＭＨｚ〜９０ＭＨｚのＦＭ波、米国内を対象とする垂直偏波方式の９０ＭＨｚ〜１０８ＭＨｚのＦＭ波、並びに、５３０ＫＨｚ〜１７００ＫＨｚのＡＭ波とした。その実験結果について以下に説明する。
【００４３】
＜ＦＭ波の受信性能評価＞
図３は、パターン１のアンテナ素子と、Ａピラーアンテナとの受信性能を、水平偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。また、図４は、パターン１のアンテナ素子と、Ａピラーアンテナとの受信性能を、垂直偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。そして、図５は、パターン１のアンテナ素子と、Ａピラーアンテナとの受信感度の平均値を、水平及び垂直偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。
【００４４】
図３から図５に示す結果を検討すると、パターン１のアンテナ素子は、一般的なＡピラーアンテナと同程度の受信感度であることが判る。
【００４５】
＜ＡＭ波の受信性能評価＞
図６は、ＡＭ波を対象とするパターン１のアンテナ素子と、Ａピラーアンテナとの受信感度の比較結果を示す図であり、実験においては、５３０ＫＨｚ〜１７００ＫＨｚの所定の周波数帯域において、サンプル周波数として６０３ＫＨｚ、９９９ＫＨｚ、そして１４０４ＫＨｚにて、当該両アンテナの比較を行った。
【００４６】
同図において、損失（ｄＢ）は、空中電界強度（ｄＢμＶ／ｍ）からアンテナ誘起電圧（ｄＢ）を差し引いた値であり、上記の何れのサンプル周波数においても、本実施形態に係るパターン１のアンテナ素子の損失が、Ａピラーアンテナの損失より約２（ｄＢ）少ない（即ち、当該周波数帯域のＡＭ波の受信感度に優れる）という結果を得た。
【００４７】
［寸法の違いによる受信性能の影響評価］
次に、本実施形態に係るパターン１のアンテナ素子における素子寸法の違いによる受信性能の評価結果について説明する。
【００４８】
＜ＦＭ波の受信性能評価＞
図７は、寸法の異なる５種類のパターン１のアンテナ素子の受信性能を、水平偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。また、図８は、寸法の異なる５種類のパターン１のアンテナ素子の受信性能を、垂直偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。そして、図９は、寸法の異なる５種類のパターン１のアンテナ素子における受信感度の平均値を、水平及び垂直偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。
【００４９】
実験は、同一の車体を用いて、アンテナ素子１及び２のフロントウィンドウ上下方向の長さＴが５２ｃｍであって、アンテナ素子１の上辺の長さＹがそれぞれ異なる５種類（Ｙ＝６０ｃｍ、４０ｃｍ、３０ｃｍ、２０ｃｍ、１５ｃｍ）のアンテナ素子について行った。それ以外の寸法については、図１に記載した寸法である。
【００５０】
図７から図９に示す結果を検討すると、５種類のパターン１のアンテナ素子は、ＦＭ波を対象とした場合において、アンテナ素子１の上辺の長さＹが長いほど、損失が大きいという結果を得た。この結果は、当該５種類のアンテナ素子の中でアンテナ素子１の長さＹが最も狭い素子が受信性能に優れることを示しており、長さＹが小さいということは、アンテナ素子１の逆凸形状の導体がフロントウィンドウへの配設時にリアビューミラーに隠れるということなので、見栄えが良いということが判る。
【００５１】
また、上記の評価結果からは、アンテナの受信感度が地上面に対するアンテナ素子の有効長の僅かな違いによって大きく変化するという一般的な特性に対して、パターン１のアンテナ素子においてアンテナ素子１の横方向の長さＹを、そのパターン１のアンテナ素子の上下方向の長さ（５２ｃｍ）と同程度に変化させたとしても、受信感度に数ｄＢ程度の損失の違いしか現れないことを示しており、これにより、アンテナ素子１の横方向の長さ（長さＹ）は、パターン１のアンテナ素子の上下方向の長さの違いと比較して受信感度に関する寄与度がかなり低いということも判る。
【００５２】
＜ＡＭ波の受信性能評価＞
また、本願出願人は、当該５種類のパターン１のアンテナ素子のＡＭ波を対象とした測定において、図６を参照して説明したパターン１のアンテナ素子の受信性能と略同様な結果を得た。即ち、当該５種類のパターン１のアンテナ素子は、何れの場合においても、Ａピラーアンテナと比較して約２（ｄＢ）ほど良好な受信性能であった。
【００５３】
このように、以上説明した本実施形態によれば、視認性を損なうことなく、フロントウィンドウにおいてＦＭ波及びＡＭ波を良好に受信することができる。
【００５４】
【第２の実施形態】
次に、上述した第１の実施形態に係る車両用アンテナ構造を基本とする第２の実施形態を説明する。本実施形態に係るアンテナ素子は、第１の実施形態と同様に乗員の前方視認性を損なうことなく、フロントウィンドウにおいてＦＭ波及びＡＭ波を良好に受信すると共に、同実施形態と比較してアンテナ導体切断時の受信感度の変動を抑制することを目的としている。従って、本実施形態に係る車両用アンテナ構造は、導体の切断発生時の補修が容易でないプリント方式の場合に採用して特に好適である。
【００５５】
図１０は、第２の実施形態に係る車両用アンテナ構造を示す図であり、一例としてフロントウィンドウに配設されている。
【００５６】
同図に示す車両用アンテナ構造は、ＦＭ波及びＡＭ波を受信するアンテナ素子を含み、そのアンテナ素子は、フロントウィンドウ１１の上縁部近傍に配設されると共に、フロントウィンドウ１１の下縁部方向に開口したＣ形状のアンテナ素子５（第１アンテナ素子）、そのアンテナ素子５がなすＣ形状の開口部にそれぞれ直流的に接続されると共に、フロントウィンドウ１１の下縁部に向かって略垂直に延設された２本のアンテナ素子６（第２アンテナ素子）、それら２本のアンテナ素子６の各下端部とは異なる位置にて略水平方向に直流的に接続されたアンテナ素子７（第３アンテナ素子）、そして、アンテナ素子５がなすＣ形状の上辺部に設けられれ、フィーダ１２に接続される給電点Ｐからなる。
【００５７】
即ち、図１０に示すアンテナ素子は、アンテナ素子５の車幅方向の最大幅よりも狭いＣ形状の開口部分に、２本のアンテナ素子６の各上端部が接続されると共に、アンテナ素子７が２本のアンテナ素子６の各上端部とは異なる位置にて接続されることにより、逆凸形状の導体ループを含む。
【００５８】
但し、本実施形態において、アンテナ素子７の位置及び本数は、図１０に示すパターンには限られない（詳細は後述する）。そこで、以下の説明においては、説明の都合上、図１０に示すアンテナ素子の形状をパターン２と称する。
【００５９】
また、図１０に示すパターン２のアンテナ素子の寸法は、フロントウィンドウ１１における大きさを表わすための一例であり、係る寸法に限られるものではない。
【００６０】
本実施形態において、パターン２のアンテナ素子を形成するアンテナ素子５乃至７は、第１の実施形態と同様に０．５ｍｍ程度の細線によって視認性の低下を防止すると共に、所望の抵抗値（インピーダンス）を実現すべく、暗色のカーボン粒子を含有する銀ペーストを採用すると良い。
【００６１】
また、本実施形態においても、第１の実施形態と同様にアンテナ素子１を乗員の視界からほとんど隠すべく、Ｃ形状のアンテナ素子５の凸部分の内側位置を利用してリアビューミラーを取り付けると良い。また、２本のアンテナ素子６を連結するアンテナ素子７の配設位置を、フロントウィンドウ１１においてリアビューミラー背面の高さに配設すれば、アンテナ素子７も乗員の視界から隠れることになるため、更に見栄えがよくなる。
【００６２】
また、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に受信性能を向上すべく、少なくとも２本のアンテナ素子６（正確には離間して配設された２本のアンテナ素子６の中心位置）を、フロントウィンドウ１１において車幅方向の略中央に配設すると良い。
【００６３】
また、本実施形態においても、第１の実施形態と同様にフロントウィンドウ下側の計器パネル（ダッシュボード）内に設けられた電子機器との間の電気的な結合を遮断すべく、上述した各種方法によって遮断部材を設けると良い。
【００６４】
＜パターン２及びモノポールタイプのアンテナ素子の受信性能の評価＞
図１１は、モノポールタイプのアンテナ素子を含む車両用アンテナ構造を示す図である。
【００６５】
同図に示すアンテナ素子８は、一例としてフロントウィンドウ１１の車幅方向略中央に配設されており、上述したパターン１及び２のアンテナ素子と同様のカーボン粒子を含有した銀ペーストの導体からなる。
【００６６】
図１２は、パターン２のアンテナ素子とモノポールタイプアンテナとの受信性能の評価結果を示す図であり、本願出願人は、本実施形態に係るパターン２のアンテナ素子と、図１１に示すモノポールタイプのアンテナ素子８との受信感度の比較を、サンプル周波数７０２ＫＨｚ、１０７１ＫＨｚ、１３５０ＫＨｚのＡＭ波において行った。
【００６７】
パターン２のアンテナ素子とモノポールタイプのアンテナ素子８の比較結果は、図１２に示すように、各サンプル周波数において、パターン２のアンテナ素子の方が、モノポールタイプのアンテナ素子８と比較して約２（ｄＢ）損失が少ないことが判る。
【００６８】
＜本実施形態におけるアンテナ素子の変形例＞
次に、本実施形態において上述したパターン２のアンテナ素子を基本とする各種変形例について説明する。
【００６９】
図１３は、第２の実施形態の変形例１に係る車両用アンテナ構造を示す図である。
【００７０】
同図に示すアンテナ素子（以下、パターン３のアンテナ素子）も、一例としてフロントウィンドウに配設されており、パターン１のアンテナ素子とは異なり、２本のアンテナ素子６を直流的に接続するところの、略水平方向に配設されたアンテナ素子７を２本有する。
【００７１】
図１４は、第２の実施形態の変形例２に係る車両用アンテナ構造を示す図である。
【００７２】
同図に示すアンテナ素子（以下、パターン４のアンテナ素子）も、一例としてフロントウィンドウに配設されており、パターン３のアンテナ素子と同様に略水平方向に配設されたアンテナ素子７を２本有するが、２本のアンテナ素子６の下端部に接続された方の素子は、一部が切断された状態にある。
【００７３】
本願出願人は、上記のパターン３及び４のアンテナ素子についても、図１１に示すモノポールタイプのアンテナ素子８との受信性能の比較を行ったが、それらの場合においても、図１２に示す結果と略同様に、各サンプル周波数において、パターン３および４のアンテナ素子の方が、モノポールタイプのアンテナ素子８と比較して約２（ｄＢ）損失が少ないという結果を得た。
【００７４】
［受信性能の評価］
次に、上述したパターン１乃至パターン４のアンテナ素子の受信性能の評価結果について説明する。
【００７５】
本願出願人による受信性能の評価試験においては、第１の実施形態にて説明したパターン１のアンテナ素子、並びに本実施形態にて説明したパターン２乃至パターン４のアンテナ素子の受信感度の対比を行った。また、評価対象の周波数帯域は、一例として、日本国内を対象とする水平偏波方式の７６ＭＨｚ〜９０ＭＨｚのＦＭ波、米国内を対象とする垂直偏波方式の９０ＭＨｚ〜１０８ＭＨｚのＦＭ波、並びに、５３０ＫＨｚ〜１７００ＫＨｚのＡＭ波とした。その実験結果について以下に説明する。
【００７６】
＜ＦＭ波の受信性能評価＞
図１５は、パターン１乃至パターン４のアンテナ素子の受信性能を、水平偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。また、図１６は、パターン１乃至パターン４のアンテナ素子の受信性能を、垂直偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。そして、図１７は、パターン１乃至パターン４のアンテナ素子の受信感度の平均値を、水平及び垂直偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。
【００７７】
図１５から図１７に示す結果を検討すると、パターン１乃至パターン４のアンテナ素子は、それぞれ同程度の受信感度であることが判る。
【００７８】
＜ＡＭ波の受信性能評価＞
本願出願人は、パターン１乃至パターン４のアンテナ素子についても、５３０ＫＨｚ〜１７００ＫＨｚのＡＭ波を対象として、第１の実施形態にて図６を参照して説明したＡピラーアンテナとの受信感度の比較を行ったが、何れのパターンのアンテナ素子も、６０３ＫＨｚ、９９９ＫＨｚ、そして１４０４ＫＨｚの各サンプル周波数において、アンテナ素子の損失がＡピラーアンテナの損失より約２（ｄＢ）少ないという結果を得た。
【００７９】
本願出願人は、上記のパターン２乃至４のアンテナ素子の他にも、アンテナ素子７の位置や本数が異なるパターンについて同様な評価を行ったが、何れの場合においても、僅かな性能差しか現れなかった。
【００８０】
この評価結果を鑑みると、本実施形態に係る車両用アンテナ構造において、ウィンドウ上に配設するアンテナ素子の構造は、アンテナ素子７を、２本のアンテナ素子６の各上端部または各下端部とは異なる位置に１つだけ配設しても、２本のアンテナ素子６の各上端部または各下端部の位置に１つだけ配設しても、或いは、２本のアンテナ素子６の上下方向の異なる位置に離間して複数配設しても、図１０に示すパターン２のアンテナ素子と略同様な受信性能を有することができると考えることができる。
【００８１】
更には、図２２に示す変形例のように、アンテナ素子５とアンテナ素子７とが直流的に接続されて矩形形状のループをなし、その矩形形状の下辺から２本のアンテナ素子６がフロントウィンドウ１１の下縁部に向かって略垂直に延設された構造のアンテナ素子によっても、図１０に示すパターン２のアンテナ素子と略同様な受信性能を有することができると考えることができる。
【００８２】
［アンテナ素子の導体パターン切断による受信性能の影響評価］
次に、図１３に示すパターン３のアンテナ素子において発生した導体パターン切断による受信性能の変化について説明する。
【００８３】
本願出願人による受信性能の評価試験においては、図１８に示すパターン３のアンテナ素子の導体において、２本のアンテナ素子６の一方のＣＵＴ１にて示す部分が切断された場合と、ＣＵＴ２にて示す部分が切断された場合とを、正常な状態のパターン３のアンテナ素子と比較した。
【００８４】
評価試験は、同一の車体を用いて、図１０に記載したパターン２のアンテナ素子の寸法を基本とするところの、パターン３のアンテナ素子（ＣＵＴ１またはＣＵＴ２の位置にて切断されたもの及び正常なもの）を対象として行うと共に、参考として、部分的な切断状態は構造的に起こり得ない従来のＡピラーアンテナに対する評価も併せて行った。
【００８５】
＜ＦＭ波の受信性能評価＞
図１９は、パターン３のアンテナ素子が切断された場合の受信性能を、水平偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。また、図２０は、パターン３のアンテナ素子が切断された場合の受信性能を、垂直偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。そして、図２１は、パターン３のアンテナ素子が切断された場合の受信感度の平均値を、水平及び垂直偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。
【００８６】
図１９から図２１に示す結果を検討すると、パターン３のアンテナ素子は、ＣＵＴ１またはＣＵＴ２の位置にて切断されても、正常な場合と略同様な受信感度であり、Ａピラーアンテナとの比較を行っても、水平偏波の場合は略同様な受信感度を実現しており、垂直偏波の場合においても、正常な場合の損失と同様な２ｄＢ程度の差であることが判る。
【００８７】
＜ＡＭ波の受信性能評価＞
また、本願出願人は、ＣＵＴ１またはＣＵＴ２の位置にて切断されたパターン３のアンテナ素子及び正常なパターン３のアンテナ素子についても、上述したＡＭ波を対象とする測定を行ったが、何れの場合においても、Ａピラーアンテナと比較して約２（ｄＢ）ほど良好な受信性能であった。
【００８８】
パターン３のアンテナ素子を利用して行ったこれらの評価結果を鑑みると、第１の実施形態でも述べたように、アンテナ素子の上下方向の長さの変化は、アンテナ素子の本来の受信感度に致命的な影響を与えるが、本実施形態に係るアンテナ素子においては、上下方向のアンテナ素子６が２本設けられると共に、それらを連結するアンテナ素子７により、例えば図１８に示すパターン３のアンテナ素子において、上下方向のアンテナ素子６のＣＵＴ１またはＣＵＴ２の部分が切断された場合においても、パターン３のアンテナ素子全体としての上下方向の実質的な長さの変化を、最小限に抑制することができることが判る。
【００８９】
以上説明したように、上述した本実施形態に係る車両用アンテナ構造によれば、視認性を損なうことなく、フロントウィンドウにおいてＦＭ波及びＡＭ波を良好に受信することができる。特に、本実施形態では、アンテナ素子７がフロントウィンドウ１１にプリント方式にて配設された場合に、アンテナ素子６が何れかの位置にて切断されたとしても、アンテナ素子としての所定の有効長が極端に短くなることを防止することができるため、所定の受信性能が悪化するのを最小限に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る車両用アンテナ構造を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る車両用アンテナ構造を採用したフロントウィンドウに後方確認用ミラーを配設したときの利点を説明する図である。
【図３】パターン１のアンテナ素子と、Ａピラーアンテナとの受信性能を、水平偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。
【図４】パターン１のアンテナ素子と、Ａピラーアンテナとの受信性能を、垂直偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。
【図５】パターン１のアンテナ素子と、Ａピラーアンテナとの受信感度の平均値を、水平及び垂直偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。
【図６】ＡＭ波を対象とするパターン１のアンテナ素子と、Ａピラーアンテナとの受信感度の比較結果を示す図である。
【図７】寸法の異なる５種類のパターン１のアンテナ素子の受信性能を、水平偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。
【図８】寸法の異なる５種類のパターン１のアンテナ素子の受信性能を、垂直偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。
【図９】寸法の異なる５種類のパターン１のアンテナ素子における受信感度の平均値を、水平及び垂直偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。
【図１０】第２の実施形態に係る車両用アンテナ構造を示す図である。
【図１１】モノポールタイプのアンテナ素子を含む車両用アンテナ構造を示す図である。
【図１２】パターン２のアンテナ素子とモノポールタイプアンテナとの受信性能の評価結果を示す図である。
【図１３】第２の実施形態の変形例１に係る車両用アンテナ構造を示す図である。
【図１４】第２の実施形態の変形例２に係る車両用アンテナ構造を示す図である。
【図１５】パターン１乃至パターン４のアンテナ素子の受信性能を、水平偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。
【図１６】パターン１乃至パターン４のアンテナ素子の受信性能を、垂直偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。
【図１７】パターン１乃至パターン４のアンテナ素子の受信感度の平均値を、水平及び垂直偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。
【図１８】評価試験においてパターン３のアンテナ素子の導体を切断する部分を説明する図である。
【図１９】パターン３のアンテナ素子が切断された場合の受信性能を、水平偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。
【図２０】パターン３のアンテナ素子が切断された場合の受信性能を、垂直偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。
【図２１】パターン３のアンテナ素子が切断された場合の受信感度の平均値を、水平及び垂直偏波方式のＦＭ波を対象として比較した結果を示す図である。
【図２２】第２の実施形態の変形例３に係る車両用アンテナ構造を示す図である。
【符号の説明】
１〜８：アンテナ素子，
１１：フロントウィンドウ，
１２：フィーダ，
１３：リアビューミラーの台座位置，
１４：リアビューミラー位置，
Ｐ：給電点，
Claims (16)
- フロントウィンドウに配設されるＦＭ波及びＡＭ波受信用のアンテナ素子を含む車両用アンテナ構造であって、
前記フロントウィンドウの上縁部近傍に配設されるループ形状の第１アンテナ素子と、
前記第１アンテナ素子がなすループ形状の下辺部に直流的に接続されると共に、前記フロントウィンドウの下縁部に向かって略垂直に延設された下端部を有する１本の第２アンテナ素子と、
前記第１アンテナ素子がなすループ形状の上辺部に設けられた給電点と、
を備え、
前記第１及び第２アンテナ素子は、前記フロントウィンドウにおいて車幅方向の略中央に配設され、
前記第１アンテナ素子は、逆凸形状に形成されており、その凸部分の内側には、後方確認用ミラーの台座が配設されることを特徴とする車両用アンテナ構造。 - フロントウィンドウにプリント方式にて配設されるＦＭ波及びＡＭ波受信用のアンテナ素子を含む車両用アンテナ構造であって、
前記フロントウィンドウの上縁部近傍に配設されると共に、前記フロントウィンドウの下縁部方向に開口したＣ形状の第１アンテナ素子と、
前記第１アンテナ素子がなすＣ形状の開口部にそれぞれ直流的に接続されると共に、前記第１アンテナ素子の車幅方向の最大幅よりも狭い間隔で、前記フロントウィンドウの下縁部に向かって略垂直に延設された２本の第２アンテナ素子と、
前記２本の第２アンテナ素子を互いに接続すべく、それら第２アンテナ素子の各下端部とは異なる位置に直流的に接続された第３アンテナ素子と、
前記第１アンテナ素子がなすＣ形状の上辺部に設けられた給電点と、
を備え、
前記第１乃至第３アンテナ素子は、前記フロントウィンドウにおいて車幅方向の略中央に配設され、
前記第１アンテナ素子は、前記フロントウィンドウにおいて後方確認用ミラーの下端部の高さより上方に配設されることを特徴とする車両用アンテナ構造。 - 前記第１及び第２アンテナ素子は、暗色のカーボン粒子を含有する銀ペーストからなることを特徴とする請求項１記載の車両用アンテナ構造。
- 前記第１及び第２アンテナ素子は、前記フロントウィンドウにプリント方式にて配設されることを特徴とする請求項１記載の車両用アンテナ構造。
- 前記第１乃至第３アンテナ素子は、暗色のカーボン粒子を含有する銀ペーストからなることを特徴とする請求項２記載の車両用アンテナ構造。
- 前記第３アンテナ素子は、前記フロントウィンドウにおいて後方確認用ミラー背面の高さに配設されることを特徴とする請求項２記載の車両用アンテナ構造。
- 前記第３アンテナ素子は、前記２本の第２アンテナ素子の各上端部とは異なる位置に接続されることを特徴とする請求項２記載の車両用アンテナ構造。
- 前記第３アンテナ素子は、前記２本の第２アンテナ素子の各上端部にて接続されることを特徴とする請求項２記載の車両用アンテナ構造。
- 前記第３アンテナ素子は、前記２本の第２アンテナ素子の各上端部にて接続されることにより、前記Ｃ形状の第１アンテナ素子と前記第３アンテナ素子とがループ形状をなすことを特徴とする請求項２または請求項８記載の車両用アンテナ構造。
- 前記第３アンテナ素子は、前記２本の第２アンテナ素子の上下方向の異なる位置に離間して複数配設されることを特徴とする請求項２記載の車両用アンテナ構造。
- 前記第３アンテナ素子は、略水平方向に配設されることを特徴とする請求項２、請求項５乃至請求項９の何れかに記載の車両用アンテナ構造。
- １５
前記第２アンテナ素子と、前記フロントウィンドウ下側の計器パネル内に設けられた電子機器との間には、それらの電気的な結合を遮断する遮断部材が配設されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両用アンテナ構造。 - 前記遮断部材は、前記計器パネルのカバーに塗布された導電性塗料であることを特徴とする請求項１２記載の車両用アンテナ構造。
- 前記遮断部材は、導電性樹脂材料からなる前記計器パネルのカバーであることを特徴とする請求項１２記載の車両用アンテナ構造。
- 前記遮断部材は、前記計器パネルに沿って配設された導電性の面状素材であることを特徴とする請求項１２記載の車両用アンテナ構造。
- 前記遮断部材は、前記計器パネルに沿って配設された導電性のメッシュ素材であることを特徴とする請求項１２記載の車両用アンテナ構造。
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