JP4803004B2 - 自動車用高周波ガラスアンテナ及び窓ガラス板 - Google Patents

Description

本発明は、国内地上波デジタルテレビ放送（４７０〜７７０ＭＨｚ）、国内ＵＨＦ帯のアナログテレビ放送（４７０〜７７０ＭＨｚ）又は米国のデジタルテレビ放送（６９８〜８０６ＭＨｚ）の受信に適する自動車用高周波ガラスアンテナ及び窓ガラス板に関する。

従来、国内地上波デジタルテレビ放送を受信する自動車用高周波ガラスアンテナとして、窓ガラス板に略Ｕ字状のアンテナ導体を設け、アンテナ導体の２つの先端部のうちのどちらかに給電部を設けたものを使用していた。

しかし、この従来例では、アンテナ導体の構成が単純で、充分なアンテナ利得が得られず、共振周波数が１つしかなく、国内地上波デジタルテレビ放送帯の広帯域に対応することができず、平坦性を有するアンテナ利得を得ることはできない問題があった。これに相当する特許文献はない。

本発明は、従来技術の有する前述の欠点を解消し、従来知られていなかった自動車用高周波ガラスアンテナの提供を目的とする。

本発明は、アンテナ導体及び給電部が自動車用の窓ガラス板に設けられている自動車用高周波ガラスアンテナにおいて、
前記アンテナ導体が、第１のアンテナエレメント、第２のアンテナエレメント、第３のアンテナエレメント及び第１の接続導体を備え、
車内又は車外から見て、
前記第１のアンテナエレメントと前記第２のアンテナエレメントとは前記第１の接続導体で接続されており、前記第１のアンテナエレメントと前記第２のアンテナエレメントと前記第１の接続導体とでＵ字状、略Ｕ字状、Ｊ字状又は略Ｊ字状の導体パターンを構成しており、
前記第１のアンテナエレメントは前記給電部に直接又は第２の接続導体を介して接続されており、
前記給電部又は前記第２の接続導体には前記第３のアンテナエレメントが付設されており、
前記第３のアンテナエレメントは前記第１のアンテナエレメントから離れる方向に伸長されており、
前記第１のアンテナエレメントの導体長が、６２〜２０４ｍｍであり、
前記第３のアンテナエレメントの導体長が５５ｍｍ以下であることを特徴とする自動車用高周波ガラスアンテナを提供する。

本発明では、第３のアンテナエレメントを備えているために、第３のエレメント１０の導体長を調整することにより、所望の放送周波数帯の中心周波数より高域のアンテナ利得を調整しやすくなる。これにより、所望の放送周波数帯のアンテナ利得の平坦化がしやすくなる。

また、アース部に補助導体が付設されている場合には、さらに、アンテナ利得が飛躍的に向上する。

アンテナ導体がループ部を有している場合には、複数の共振周波数を有しているため、窓の視野及び美感を損ねることなく、所望の放送周波数帯が国内地上波デジタルテレビ放送、国内ＵＨＦ帯のアナログテレビ放送又は米国のデジタルテレビ放送等のような広帯域の放送周波数帯であっても、高アンテナ利得であり、平坦性を有するアンテナ利得を得ることができる。また、アンテナ導体及び給電部によって占有する面積が小さいため、小スペース化にも寄与できる。

さらに、窓ガラス板として合せガラス板を用いる場合には、アンテナ導体を合せガラス板を構成する２枚のガラス板の間に設けることができるため、前部窓ガラス板用の自動車用高周波ガラスアンテナとして適している。

以下、本発明の自動車用高周波ガラスアンテナを添付の図面に示される好適実施形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の自動車用ガラス自動車用高周波ガラスアンテナの一実施形態の平面図（車内視又は車外視）である。

図１において、１は第１のアンテナエレメント、２は第２のアンテナエレメント、３は第１の接続導体、４は必要に応じて設けられる第２の接続導体、５は窓の車体開口縁（図１では上側の窓の車体開口縁を示している）、６（破線部）は必要に応じて設けられるループ形成アンテナエレメント、７（破線部）は必要に応じて設けられるアース部、８は給電部、９（破線部）は補助導体、１０は第３のアンテナエレメント、１２は自動車用の窓ガラス板、１５は無給電導体、１９は仮想直線、Ｄ_０は距離である。以下の説明において、特記しない場合には、方向は図面上での方向をいうものとする。図１において、窓ガラス板１２の周縁部は示されていない。以下、「アンテナエレメント」は、省略して単に「エレメント」という。

本発明において、基本的態様として、アース部７が設けられている場合と、アース部７が設けられていない場合との２態様がある。アース部７が窓ガラス板１２に設けられていない場合には、単極アンテナとなり、給電部８の受信信号が受信機（不図示）に送られる。これに対して、アース部７が窓ガラス板１２に設けられている場合には、双極アンテナとなり、給電部８とアース部７との間の受信信号が受信機に送られる。アース部７が設けられる場合には、アース部７が窓ガラス板１２の、給電部８の近傍領域に設けられる。なお、給電部８とアース部７との間の最短間隔が、２〜３０ｍｍであることが好ましい。

以後の説明において、アンテナ導体及び給電部８についての説明は、単極アンテナ及び双極アンテナ共通の説明とし、補助導体９及びアース部７についての説明は、双極アンテナのみについての説明とする。

図１に示すとおり、本発明では、アンテナ導体及び給電部８が窓ガラス板１２に設けられている。アンテナ導体は第１のエレメント１、第２のエレメント２、第３のエレメント１０及び第１の接続導体３を備えている。

第１のエレメント１と第２のエレメント２とは第１の接続導体３で接続されている。第１のエレメント１と第２のエレメント２と第１の接続導体３とでＵ字状、略Ｕ字状、Ｊ字状又は略Ｊ字状の導体パターンを構成している。

図１に示す例では、第１のエレメント１は給電部８に第２の接続導体４を介して接続されており、アンテナ利得向上のためには、このような態様が好ましい。しかし、これに限定されず、第１のエレメント１は給電部８に直接に接続されていても使用できる。

また、第２の接続導体４には第３のエレメント１０が付設されている。このような態様がアンテナ利得を向上させる点で好ましい。しかし、これに限定されず、第３のエレメント１０は給電部８に直接に付設されていても使用でき、また、第３のエレメント１０が後述するループ形成エレメント６に付設されていても使用できる。第３のエレメント１０は第１のエレメント１から離れる方向に伸長されている。

図１に示す例では、アンテナ利得を向上させるために、アース部７に補助導体９が付設されており、補助導体９が給電部７から離れる方向に伸長されている。このように補助導体９をアース部７に付設させることにより、アンテナ利得が向上する場合には、補助導体９を設けることが好ましい。アース部７に補助導体９が付設されている場合には、アース部７及び補助導体９と、第３のエレメント１０との間の最短間隔が３〜５０ｍｍであることが好ましい。この最短間隔が３ｍｍ以上である場合には、３ｍｍ未満である場合と比較してアンテナ利得が向上する。この最短間隔が５０ｍｍ以下である場合には、５０ｍｍ超である場合と比較して小スペース化が図られ好ましい。より好ましい範囲は、１０〜３０ｍｍである。同様の理由により、アース部７に補助導体９が付設されていない場合には、アース部７と第３のエレメント１０との間の最短間隔が３〜５０ｍｍ、特には、１０〜３０ｍｍであることが好ましい。

図１に示す例では、給電部８の中心又は重心と、アース部７の中心又は重心とを通過する直線を仮定し、仮想直線１９というとき、補助導体９は仮想直線１９に平行又は略平行であり、補助導体９は窓の車体開口縁５に平行又は略平行である。このような態様がアンテナ利得が向上し好ましい。しかし、これに限定されず、補助導体９が仮想直線１９に平行又は略平行でなく、補助導体９が窓の車体開口縁５に平行又は略平行でなくとも使用できる。

図１に示す例では、仮想直線１９を境として、給電部８に最近接している窓の車体開口縁５の側とは反対側に、アンテナ導体及び補助導体９が配されている。このような態様によりアンテナ利得が向上し、このような態様が好ましい。しかし、これに限定されず、仮想直線１９を境として、給電部８に最近接している窓の車体開口縁５の側に、アンテナ導体又は補助導体９が配されていても使用できる。補助導体９はインピーダンス調整のための機能を有し、補助導体９が配される位置を変化させ、窓の車体開口縁５と補助導体９との間の間隔を変化させることで、給電部８とアース部７との間のインピーダンスを可変できる。

図１に示す例では、給電部８に最近接している窓の車体開口縁５に仮想直線１９が沿って伸長されるように、給電部８及びアース部７が配されている。このような態様により実装上の便宜が図られ、アンテナ利得が向上し好ましい。しかし、これに限定されず、給電部８に最近接している窓の車体開口縁５に仮想直線１９が沿って伸長されるように給電部８及びアース部７が配されていなくても使用できる。

図１に示す例では、第１のエレメント１及び第３のエレメント１０が仮想直線１９に平行又は略平行に配されている。また、第１のエレメント１と第３のエレメント１０とで、直線を構成している。さらに、補助導体９が仮想直線１９に平行又は略平行である。このような態様によりアンテナ利得が向上し、小スペース化が図られ、好ましい。しかし、これに限定されず、このような態様を採らなくとも使用できる。

図１に示す例では、アース部７に最近接している窓の車体開口縁５から最も離れたアース部７の箇所又は該箇所近傍に補助導体９が付設されている。窓の車体開口縁５の、アンテナ性能に与える影響を軽減するために、このような態様が好ましい。しかし、これに限定されず、上記箇所又は該箇所近傍に補助導体９が付設されていなくても使用できる。

図３は図１とは別の実施形態の平面図（車内視又は車外視）である。図３に示す例では、補助導体９が補助導体用接続導体２０を介してアース部７に接続されており、補助導体用接続導体２０がアース部７に最近接している窓の車体開口縁５から最も離れたアース部７の箇所（辺）又は該箇所近傍に付設されており、補助導体用接続導体２０が該窓の車体開口縁５からから離れる方向に伸長されている。

本発明において、所望の放送周波数帯の最低周波数における空気中の波長をλ_Ｌといい、ガラス波長短縮率をｋといい、λ_ｇＬ＝λ_Ｌ・ｋとし、ｋ＝０．６４とし、所望の放送周波数帯の最高周波数における空気中の波長をλ_Ｈといい、λ_ｇＨ＝λ_Ｈ・ｋとしたとき、アース部７に補助導体９が設けられていない場合には、アース部７の最大長をＬ_ａというとき、Ｌ_ａ＝（λ_ｇＨ／８）〜（λ_ｇＬ／２）であることがアンテナ利得を向上させる点で好ましい。
アース部７に補助導体９が設けられており、補助導体用接続導体２０が設けられていない場合には、補助導体９の導体長をＬ_ｂといい、補助導体９がアース部７に付設されている箇所と該箇所から最も離間したアース部７の箇所との長さをＬ_ｃというとき、Ｌ_ａ≧（Ｌ_ｂ＋Ｌ_ｃ）である場合には、Ｌ_ａ＝（λ_ｇＨ／８）〜（λ_ｇＬ／２）であることがアンテナ利得を向上させる点で好ましい。また、Ｌ_ａ＜（Ｌ_ｂ＋Ｌ_ｃ）である場合には、（Ｌ_ｂ＋Ｌ_ｃ）＝（λ_ｇＨ／８）〜（λ_ｇＬ／２）であることがアンテナ利得を向上させる点で好ましい。
アース部７に補助導体９及び補助導体用接続導体２０が設けられており、補助導体用接続導体２０の導体長をＬ_ｄといい、補助導体用接続導体２０がアース部７に付設されている箇所と該箇所から最も離間したアース部７の箇所との長さをＬ_ｃというとき、Ｌ_ａ≧（Ｌ_ｂ＋Ｌ_ｃ＋Ｌ_ｄ）である場合には、Ｌ_ａ＝（λ_ｇＨ／８）〜（λ_ｇＬ／２）であることがアンテナ利得を向上させる点で好ましい。また、Ｌ_ａ＜（Ｌ_ｂ＋Ｌ_ｃ＋Ｌ_ｄ）である場合には、（Ｌ_ｂ＋Ｌ_ｃ＋Ｌ_ｄ）＝（λ_ｇＨ／８）〜（λ_ｇＬ／２）であることがアンテナ利得を向上させる点で好ましい。

本発明において、国内地上波デジタルテレビ放送を受信する場合には、アース部７に補助導体９が設けられていない場合には、アース部の最大長をＬ_ａというとき、Ｌ_ａ＝３１〜２０４ｍｍであることがアンテナ利得を向上させる点で好ましい。また、アース部７に補助導体９が設けられており、補助導体用接続導体２０が設けられていない場合には、補助導体９の導体長をＬ_ｂといい、補助導体９がアース部７に付設されている箇所と該箇所から最も離間したアース部７の箇所との長さをＬ_ｃというとき、Ｌ_ａ≧（Ｌ_ｂ＋Ｌ_ｃ）である場合には、Ｌ_ａ＝３１〜２０４ｍｍであることがアンテナ利得を向上させる点で好ましい。また、Ｌ_ａ＜（Ｌ_ｂ＋Ｌ_ｃ）である場合には、（Ｌ_ｂ＋Ｌ_ｃ）＝３１〜２０４ｍｍであることがアンテナ利得を向上させる点で好ましい。
また、アース部７に補助導体９及び補助導体用接続導体２０が設けられており、補助導体用接続導体２０の導体長をＬ_ｄといい、補助導体用接続導体２０がアース部７に付設されている箇所と該箇所から最も離間したアース部７の箇所との長さをＬ_ｃというとき、Ｌ_ａ≧（Ｌ_ｂ＋Ｌ_ｃ＋Ｌ_ｄ）である場合には、Ｌ_ａ＝３１〜２０４ｍｍであることがアンテナ利得を向上させる点で好ましい。また、Ｌ_ａ＜（Ｌ_ｂ＋Ｌ_ｃ＋Ｌ_ｄ）である場合には、（Ｌ_ｂ＋Ｌ_ｃ＋Ｌ_ｄ）＝３１〜２０４ｍｍであることがアンテナ利得を向上させる点で好ましい。

ここで、アース部７の形状は、特に限定されないが、図１に示すとおり、実装上の便宜、アンテナ利得向上の点より、長方形及び略長方形が好ましい。しかし、これに限定されず、正方形、略正方形、円、略円、楕円又は略楕円等が使用できる。

アース部７の最大長について説明する。アース部７の形状が四角形又は略四角形である場合には、アース部７の最大長は最大の対角線とする。アース部７の形状が円又は略円である場合には、アース部７の最大長は直径とする。アース部７の形状が楕円又は略楕円である場合には、アース部７の最大長は長軸とする。

本発明において、第１のエレメント１の導体長が、（λ_ｇＨ／４）〜（λ_ｇＬ／２）、特には、１．２・（λ_ｇＨ／４）〜０．８・（λ_ｇＬ／２）であることが、中心周波数から低域のアンテナ利得を向上させる点で好ましい。

本発明において、第１のエレメント１の導体長、第１の接続導体３の導体長及び第２のエレメント２の導体長の総和が、（λ_ｇＨ／２）〜λ_ｇＬ、特には、１．２・（λ_ｇＨ／２）〜０．８・λ_ｇＬであることがアンテナ利得を向上させる点で好ましい。

本発明において、国内地上波デジタルテレビ放送を受信する場合には、第１のエレメントの長さが、６２〜２０４ｍｍ、特には、７４〜１６３ｍｍであることが、国内地上波デジタルテレビ放送帯において、中心周波数から低域のアンテナ利得を向上させる点で好ましい。第１のエレメント１の長さ、第１の接続導体３の長さ及び第２のエレメント２の長さの総和の長さが１２４〜４０８ｍｍ、特には、１４９〜３２６ｍｍであることがアンテナ利得を向上させる点で好ましい。

第３のエレメント１０の導体長が（１／４）・λ_ｇＬ以下、特には、（１／５）・λ_ｇＬ以下であることがアンテナ利得が向上し、好ましい。第３のエレメント１０の導体長は、主に所望の放送周波数帯の中心周波数より高域のアンテナ利得に影響する。この場合、第３のエレメント１０の導体長が（１／４）・λ_ｇＬ以下の範囲で比較的短いと所望の放送周波数帯の中心周波数より高域のうち、高い方の周波数のアンテナ利得が大きくなる傾向があり、第３のエレメント１０の導体長が（１／４）・λ_ｇＬ以下の範囲で比較的長いと所望の放送周波数帯の中心周波数より高域のうち、低い方の周波数のアンテナ利得が大きくなる傾向がある。

本発明において、国内地上波デジタルテレビ放送を受信する場合には、第３のエレメント１０の導体長が１０２ｍｍ以下、特には、８２ｍｍ以下であることがアンテナ利得が向上し、好ましい。

図１に示す例では、第１のエレメント１、第１の接続導体３及びループ形成エレメント６によりループ部が構成されている。しかし、これに限定されず、以下の態様であってもよい。
第１のエレメント１及びループ形成エレメント６のうちの少なくとも一方と、給電部８とが直接接続されている場合には、第１のエレメント１、第１の接続導体３及び給電部８から選ばれるうちの少なくとも一つと、ループ形成エレメント６とで、ループ部が構成される。
第１のエレメント１及びループ形成エレメント６のうちの少なくとも一方と、給電部８とが、第２の接続導体４を介して接続されている場合には、第１のエレメント１、第１の接続導体３、第２の接続導体４及び給電部８から選ばれるうちの少なくとも一つと、ループ形成エレメント６とで、ループ部が構成される。

図１に示す例では、第１の接続導体３とは反対側の第１のエレメント１の先端部が第２の接続導体４に接続されている。しかし、これに限定されず、該先端部近傍が第２の接続導体４に接続されていてもよい。さらに、第２の接続導体４が設けられていない場合には、第１の接続導体３とは反対側の第１のエレメント１の先端部又は先端部近傍が給電部８に直接接続されてもよい。

図１に示す例では、第１のエレメント１の中心から見て、第１の接続導体３とは反対側に給電部８が設けられている。第１の接続導体３の所定箇所を起点として、第１のエレメント１と平行又は略平行にループ形成エレメント６が給電部８側に向かって伸長されている。給電部８の近傍でループ形成エレメント６が給電部８側に向かって曲がるか、又は、曲折し、第１のエレメント１の給電部８側の先端部又は先端部近傍と接続して、この接続点が第２の接続導体４を介して給電部８に接続されている。これに限定されず、この接続点が直接に給電部８に接続されていてもよい。

図示しないが、図１に示す例とは別の例として、第１のエレメント１の中心から見て、第１の接続導体３とは反対側に給電部８が設けられている。第１の接続導体３の所定箇所を起点として、第１のエレメント１と平行又は略平行にループ形成エレメント６が給電部８側に向かって伸長されている。給電部８の近傍で第１のエレメント１とループ形成エレメント６とが合流して、直接に給電部に接続されるようにしてもよい。また、これに限定されず、給電部８の近傍で第１のエレメント１とループ形成エレメント６とが合流して、合流した後第２の接続導体３を介して給電部に接続されるようにしてもよい。

本発明において、所望の放送周波数帯の中心周波数における空気中の波長をλ_ｃといい、λ_ｇｃ＝λ_ｃ・ｋとしたときに、第１のエレメント１がループ部を構成している要素に含まれており、第１のエレメント１とループ形成エレメント６との間の平均間隔が、０．００６５λ_ｇｃ以上であることが、アンテナ利得を向上させる点で好ましい。この範囲のより好ましい範囲は、０．０１６１λ_ｇｃ以上であり、特に好ましい範囲は、０．０２４２λ_ｇｃ以上である。

第２のエレメント２とループ形成エレメント６との間の平均間隔が、０．００６５λ_ｇｃ以上であることが、アンテナ利得を向上させる点で好ましい。この範囲のより好ましい範囲は、０．０１６１λ_ｇｃ以上であり、特に好ましい範囲は、０．０２４２λ_ｇｃである。

第１のエレメント１と第２のエレメント２との間の間隔が、０．０５６５λ_ｇｃ〜０．１７０λ_ｇｃであることがアンテナ利得を向上させる点で好ましい。より好ましい範囲は、０．０７９１λ_ｇｃ〜０．１４７λ_ｇｃである。

図３は図１に示す実施形態とは別の実施形態の平面図（車内視又は車外視）である。図３に示す例では、第１の接続導体３の形状は扇形の弧又は略扇形の弧である。しかし、これに限定されず、第１の接続導体３の形状が半円の弧、略半円の弧、半楕円の弧又は略半楕円の弧であっても使用できる。また、ループ部内に十字状の補助エレメント２１が設けられており、補助エレメント２１の上下左右、それぞれの４つの先端部がループ部に接続されている。補助エレメント２１の交差点とループ部の中心又は重心とが一致又は略一致することが好ましい。

本発明において、アンテナ利得を向上させるためには、ループ部の一部又は全部に導体層を設けることが好ましい。また、この導体層の一部又は全部がループ部に接続されていることがアンテナ利得を向上させるために好ましい。さらに、この導体層が少なくともループ部と一体化していてもよい。この導体層が線状導体であってもよく、この場合には、この線状導体が複数本が好ましい。しかし、これに限定されず、この線状導体が１本でもアンテナ利得が向上する。十字状の補助エレメント２１はこの線状導体の一例であり、ループ部内の全部に導体層を設けることに比較して視野の確保の点で好ましい。

本発明において、第２のエレメント２から所定間隔離間して、アンテナ導体に直流的に接続されていない無給電導体１５が設けられていることがアンテナ利得を向上し、好ましい。無給電導体１５は第２のエレメント２と平行又は略平行に設けられていることがアンテナ利得を向上し、好ましい。

本発明において、国内地上波デジタルテレビ放送を受信する場合には、無給電導体１５の導体長は、５５〜１６５ｍｍであることがアンテナ利得を向上し、好ましい。第２のエレメント２と無給電導体１５との間の間隔は、１〜２０ｍｍ、特には、２〜１０ｍｍであることがアンテナ利得を向上し、好ましい。

図４は図１に示す実施形態とは別の実施形態の平面図（車内視又は車外視）である。図４に示す例では、窓の車体開口縁５と給電部８との間にアース部７が配設されている。

本発明において、窓ガラス板１２は１枚のガラス板であってもよいし、図示しないが合せガラス板あってもよい。窓ガラス板１２が合せガラス板である場合には、窓ガラス板１２が車内側ガラス板、車外側ガラス板、及び、車内側ガラス板と車外側ガラス板との間に介在する合成樹脂製の中間膜を備えている。車内側ガラス板と車外側ガラス板とは、この中間膜によって接着され、中間膜は接着層として機能する。

アンテナ導体及び給電部８が車内側ガラス板の中間膜側の面に設けられてもよく、このような態様が実装上の便宜上好ましい。しかし、これに限定されず、アンテナ導体及び給電部８が車外側ガラス板の中間膜側の面に設けられていてもよい。換言すれば、車内側ガラス板と車外側ガラス板との間にアンテナ導体及び給電部８が設けられている。この場合には、給電部８が設けられている箇所に対向した車内側ガラス板の車内側の面に対向電極を設けることが実装上の便宜の上で好ましい。受信機に接続されている同軸ケーブル（不図示）の内側導体はこの対向電極に通常接続される。

本発明において、アンテナ導体、第２の接地導体４、給電部８、アース部７及び補助導体９のうちの少なくとも一つに、位相調整用の導体、アンテナ性能の調整用の導体又はアンテナ性能の微調整用の導体等を付設してもよい。

窓ガラス板の車内側の面に給電部８が設けられる場合には、通常、同軸ケーブルの内部導体が、給電部８に接続される。窓ガラス板の車内側の面にアース部７が設けられる場合には、通常、同軸ケーブルの外部導体がアース部７に接続される。なお、同軸ケーブルを給電部８及びアース部７に接続する手段は、半田付け等により直接接続する手段に限定されず、コネクタを介して接続してもよい。

本発明の自動車用高周波ガラスアンテナが設けられる窓ガラス板１２は、前部窓ガラス板、後部窓ガラス板、サイド窓ガラス板及びルーフ窓ガラス板等どのようなものであってもよく、特に限定されない。しかし、窓ガラス板１２として、合せガラス板を用いる場合には、安全性の点から有効な前部窓ガラス板であることが好ましい。

アンテナ導体、給電部８、第２の接地導体４、補助導体９及びアース部７は、銀ペースト等の、導電性金属を含有するペーストを窓ガラス板１２にプリントし、焼付けて形成されてもよい。しかし、この形成方法に限定されず、銅等の導電性物質からなる、線状体又は箔状体を、窓ガラス板１２に接着剤等により形成してもよい。

本発明において、窓ガラス板１２の面上に隠蔽膜を形成し、この隠蔽膜の上にアンテナ導体、給電部８、第２の接続導体４、対向電極１８、接地導体９及びアース部７から選ばれる少なくとも一つの一部分又は全体を設けてもよい。隠蔽膜は黒色セラミック膜等のセラミックスが挙げられる。この場合、窓ガラス板１２の車外側から見た場合、隠蔽膜により、隠蔽膜上に設けられているアンテナ導体等の部分が遮蔽されるので、車外からみてアンテナ装置が見えないデザインの優れた窓ガラス板１２となる。中間膜１６の材質としては、ポリビニールブチラール等が挙げられる。

以下に実施例を用いて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例には限定されず、本発明の要旨を損なわない限り、各種の改良や変更も本発明に含まれる。以下、図面にしたがって、実施例を詳細に説明する。自動車の後部窓ガラス板を用い、図１、４、５、８に示すような自動車用高周波ガラスアンテナを製作した。図５、８は後部窓ガラス板１２ａにおけるアンテナ導体等の配置を示す平面図（車内視）である。アンテナ導体、給電点８、アース部７及び補助導体９は、銅箔を後部窓ガラス板１２ａの車内側面に粘着剤で貼着して形成した。

「例１（実施例）」
製作した自動車用高周波ガラスアンテナのなかで図１、５に示すようなものを用いて測定した。ここで、図５に示す例は、図１に示す自動車用高周波ガラスアンテナを後部窓ガラス板１２ａに設けた例である。第１のエレメント１及び第２のエレメント２は、水平面と略平行であった。無給電導体１５は設けなかった。ループ形成エレメント６、アース部７及び補助導体９は設けた。図５において、３０はＦＭ放送帯用のアンテナ導体、３１はその給電部、３２はＡＭ放送帯用のアンテナ導体、３３はその給電部である。

後部窓ガラス板１２ａと水平面とのなす角の角度のうち、小さい方の角度は２５°であった。各部の寸法は以下のとおりである。周波数−アンテナ利得の特性図を図６に示した。

Ｗ_１（窓の車体開口縁５の最大横幅） １２４０ｍｍ、
Ｗ_２（窓の車体開口縁５の最大縦幅） ６９０ｍｍ
後部窓ガラス板１２ａ １３０（横の最大長）×７５０（縦の最大長）ｍｍ、
第１のエレメント１の導体長 ９５ｍｍ、
第２のエレメント２の導体長 １５０ｍｍ、
第３のエレメント１０の導体長 ５５ｍｍ、
第２のエレメント２とループ形成エレメント６との間の間隔 ２０ｍｍ、
第１の接続導体３の導体長 ４０ｍｍ、
第２の接続導体４の導体長 ２０ｍｍ、
補助導体９の導体長 ８０ｍｍ、
第１のエレメント１の導体幅、第２のエレメント２の導体幅、第１の接続導体４の導体幅、及び、第２の接続導体３の導体幅 ０．７ｍｍ。

Ｄ_１ ４００ｍｍ、
Ｄ_２（アース点９と上側の窓の車体開口縁５との間の間隔） １０ｍｍ、
Ｄ_３ ３０ｍｍ、
Ｄ_４ １３５ｍｍ、
Ｄ_５ ６０ｍｍ、
Ｌ_１ ３００ｍｍ、
第３のエレメント１０とアース部７との間の最短間隔 ２０ｍｍ、
給電点８（縦幅×横幅） ２０×１５ｍｍ、
アース点９（縦幅×横幅） ２０×４０ｍｍ、
給電部８とアース部７との間の最短間隔 １０ｍｍ。

「例２（実施例、比較例）」
製作した自動車用高周波ガラスアンテナのなかで図４、８に示すようなものを実施例とした。自動車は例１と同じものを用いた。ループ形成エレメント６及びアース部７は設けた。例１と異なる、後部窓ガラス板１２ａの条件は、ＦＭ放送帯用のアンテナ導体３０、給電部３１、ＡＭ放送帯用のアンテナ導体３２及び給電部３３は設けず、デフォガの上側の形状が異なることである。

図４において、第３のエレメント１０を設けないものも製作し、図８に示すように配して、比較例とした。実施例では、第１のエレメント１及び第２のエレメント２は、水平面と略平行であった。比較例では、第１のエレメント１は水平面と略平行であった。

例１とは異なる寸法は以下のとおりである。周波数−アンテナ利得の特性図を図７に示した。図７において、該比較例のアンテナ利得を０（ゼロ）ｄＢｉとし基準として、該実施例のアンテナ利得を表した。０ｄＢｉの横軸の黒点は、比較例の測定点であり、後述する図９、１０でも同様とする。

第１のエレメント１の導体長 １００ｍｍ、
第２のエレメント２の導体長 １５０ｍｍ、
第３のエレメント１０の導体長（設けた場合） ５０ｍｍ、
第２のエレメント２とループ形成エレメント６との間の間隔 ２０ｍｍ、
第１の接続導体３の導体長 ４０ｍｍ、
第２の接続導体４の導体長 ２０ｍｍ、
第１のエレメント１の導体幅、第２のエレメント２の導体幅、第１の接続導体４の導体幅、及び、第２の接続導体３の導体幅 ０．７ｍｍ。

Ｄ_１０ ３００ｍｍ、
Ｄ_１１（アース点９と上側の窓の車体開口縁５との間の間隔） １０ｍｍ、
Ｄ_１２ ２５ｍｍ、
第３のエレメント１０とアース部７との間の最短間隔 ３５ｍｍ、
給電点８（縦幅×横幅） １０×１０ｍｍ、
アース点９（縦幅×横幅） １０×１０５ｍｍ、
給電部８とアース部７との間の間隔 ５ｍｍ。

「例３（実施例）」
無給電導体１５を設けた以外は例１と同様の自動車用高周波ガラスアンテナを製作した。例１の測定値を基準（０ｄＢ）として、周波数−アンテナ利得の特性図を図９に示した。各部の寸法は以下のとおりである。

Ｄ_０ ３０ｍｍ、
第２のエレメント２と無給電導体１５との間の間隔 ５ｍｍ、
無給電導体１５の導体長 １１０ｍｍ。

「例４（実施例）」
ループ部内に十字状の補助エレメントを設けた以外は例３と同様の自動車用高周波ガラスアンテナを製作した。なお、例１を示す図１では、十字状の補助エレメントは示されていないが、十字状の補助エレメントの交差点とループ部の中心が一致するように十字状の補助エレメントを配した。例３の測定値を基準（０ｄＢ）として、周波数−アンテナ利得の特性図を図１０に示した。

本発明は、地上波デジタルテレビ放送、ＵＨＦ帯のアナログテレビ放送及び米国のデジタルテレビ放送、欧州連合地域のデジタルテレビ放送又は中華人民共和国のデジタルテレビ放送を受信する自動車用ガラスアンテナに利用される。その他、日本のＦＭ放送帯（７６〜９０ＭＨｚ）、米国のＦＭ放送帯（８８〜１０８ＭＨｚ）、テレビＶＨＦ帯（９０〜１０８ＭＨｚ、１７０〜２２２ＭＨｚ）、自動車電話用の８００ＭＨｚ帯（８１０〜９６０ＭＨｚ）、自動車電話用の１．５ＧＨｚ帯（１．４２９〜１．５０１ＧＨｚ）、ＵＨＦ帯（３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、人工衛星のＧＰＳ信号１５７５．４２ＭＨｚ）、ＶＩＣＳ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ、ヴィークル インフォメーション アンド コミュニケーション システム：２．５ＧＨｚ）にも利用できる。

さらに、ＥＴＣ通信（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ：ノンストップ自動料金収受システム、路側無線装置の送信周波数：５．７９５ＧＨｚ又は５．８０５ＧＨｚ、路側無線装置の受信周波数が５．８３５ＧＨｚ又は５．８４５ＧＨｚ）、専用狭域通信（ＤＳＲＣ：Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｓｈｏｒｔ Ｒａｎｇｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、９１５ＭＨｚ帯、５．８ＧＨｚ帯、６０ＧＨｚ帯）、マイクロ波（１ＧＨｚ〜３ＴＨｚ）、ミリ波（３０〜３００ＧＨｚ）、自動車用キーレスエントリィシステム（３００〜４５０ＭＨｚ）、及び、ＳＤＡＲＳ（Satellite Digital Audio Radio Service （２．３４ＧＨｚ、２．６ＧＨｚ））の通信にも利用できる。

本発明の自動車用ガラス自動車用高周波ガラスアンテナの一実施形態の平面図。 従来例を示す平面図。 図１に示す実施形態とは別の実施形態の平面図。 図１に示す実施形態とは別の実施形態の平面図。 例１の自動車用ガラス自動車用高周波ガラスアンテナが設けられている後部窓ガラス板１２ａを示す平面図。 例１における、周波数−アンテナ利得特性図。 例２における、周波数−アンテナ利得特性図。 例２の自動車用ガラス自動車用高周波ガラスアンテナが設けられている後部窓ガラス板１２ａを示す平面図。 例３における、周波数−アンテナ利得特性図。 例４における、周波数−アンテナ利得特性図。

符号の説明

１：第１のエレメント
２：第２のエレメント
３：第１の接続導体
４：第２の接続導体
５：窓の車体開口縁
６：ループ形成エレメント
７：アース部
８：給電部
９：補助導体
１０：第３のエレメント
１２：窓ガラス板
１２ａ：後部窓ガラス板

Claims (26)

1. アンテナ導体及び給電部が自動車用の窓ガラス板に設けられている自動車用高周波ガラスアンテナにおいて、
   前記アンテナ導体が、第１のアンテナエレメント、第２のアンテナエレメント、第３のアンテナエレメント及び第１の接続導体を備え、
   車内又は車外から見て、
   前記第１のアンテナエレメントと前記第２のアンテナエレメントとは前記第１の接続導体で接続されており、前記第１のアンテナエレメントと前記第２のアンテナエレメントと前記第１の接続導体とでＵ字状、略Ｕ字状、Ｊ字状又は略Ｊ字状の導体パターンを構成しており、
   前記第１のアンテナエレメントは前記給電部に直接又は第２の接続導体を介して接続されており、
   前記給電部又は前記第２の接続導体には前記第３のアンテナエレメントが付設されており、
   前記第３のアンテナエレメントは前記第１のアンテナエレメントから離れる方向に伸長されており、
   前記第１のアンテナエレメントの導体長が、６２〜２０４ｍｍであり、
   前記第３のアンテナエレメントの導体長が５５ｍｍ以下であることを特徴とする自動車用高周波ガラスアンテナ。
2. アース部が前記窓ガラス板の、前記給電部の近傍領域に設けられており、
   前記給電部と前記アース部とで双極アンテナを構成し、前記給電部と前記アース部との間の受信信号が受信機に送られる請求項１に記載の自動車用高周波ガラスアンテナ。
3. 前記アース部に補助導体が付設されており、該補助導体が前記給電部から離れる方向に伸長されている請求項２記載の自動車用高周波ガラスアンテナ。
4. 前記給電部の中心又は重心と、前記アース部の中心又は重心とを通過する直線を仮定し、仮想直線とするとき、
   前記仮想直線を境として、前記給電部に最近接している窓の車体開口縁の側とは反対側に、前記アンテナ導体及び前記補助導体が配されている請求項３に記載の自動車用高周波ガラスアンテナ。
5. 前記給電部の中心又は重心と、前記アース部の中心又は重心とを通過する直線を仮定し、仮想直線とするとき、
   前記補助導体が仮想直線に平行又は略平行である請求項３又は４に記載の自動車用高周波ガラスアンテナ。
6. 前記アース部に最近接している窓の車体開口縁から最も離れたアース部の箇所又は該箇所近傍に前記補助導体が付設されている請求項３〜５のいずれかに記載の自動車用高周波ガラスアンテナ。
7. 前記補助導体が補助導体用接続導体を介して前記アース部に接続されており、
   補助導体用接続導体がアース部に最近接している窓の車体開口縁から最も離れたアース部の箇所又は該箇所近傍に付設されており、補助導体用接続導体が該窓の車体開口縁からから離れる方向に伸長されている請求項３〜５のいずれかに記載の自動車用高周波ガラスアンテナ。
8. 前記給電部の中心又は重心と、前記アース部の中心又は重心とを通過する直線を仮定し、仮想直線とするとき、
   前記給電部に最近接している窓の車体開口縁に前記仮想直線が沿って伸長されるように、前記給電部及び前記アース部が配されている請求項２〜７のいずれかに記載の自動車用高周波ガラスアンテナ。
9. 前記給電部の中心又は重心と、前記アース部の中心又は重心とを通過する直線を仮定し、仮想直線とするとき、
   前記第１のアンテナエレメント及び前記第３のアンテナエレメントが前記仮想直線に平行又は略平行に配されている請求項２〜６のいずれかに記載の自動車用高周波ガラスアンテナ。
10. 前記アース部に補助導体が付設されている場合には、アース部及び補助導体と、前記第３のアンテナエレメントとの間の最短間隔が３〜５０ｍｍであり、
    前記アース部に補助導体が付設されていない場合には、アース部と第３のアンテナエレメントとの間の最短間隔が３〜５０ｍｍである請求項２〜９のいずれかに記載の自動車用高周波ガラスアンテナ。
11. 所望の放送周波数帯の最低周波数における空気中の波長をλ_Ｌとし、ガラス波長短縮率をｋとし、λ_ｇＬ＝λ_Ｌ・ｋとし、ｋ＝０．６４とし、所望の放送周波数帯の最高周波数における空気中の波長をλ_Ｈとし、λ_ｇＨ＝λ_Ｈ・ｋとしたとき、
    前記アース部に前記補助導体が設けられていない場合には、前記アース部の最大長をＬ_ａとしたとき、Ｌ_ａ＝（λ_ｇＨ／８）〜（λ_ｇＬ／２）であり、
    前記アース部に補助導体が設けられており、前記補助導体用接続導体が設けられていない場合には、前記補助導体の導体長をＬ_ｂとし、該補助導体がアース部に付設されている箇所と該箇所から最も離間した該アース部の箇所との長さをＬ_ｃとしたとき、
    Ｌ_ａ≧（Ｌ_ｂ＋Ｌ_ｃ）である場合には、Ｌ_ａ＝（λ_ｇＨ／８）〜（λ_ｇＬ／２）であり、
    Ｌ_ａ＜（Ｌ_ｂ＋Ｌ_ｃ）である場合には、（Ｌ_ｂ＋Ｌ_ｃ）＝（λ_ｇＨ／８）〜（λ_ｇＬ／２）であり、
    前記アース部に補助導体及び補助導体用接続導体が設けられており、前記補助導体用接続導体の導体長をＬ_ｄといい、該補助導体用接続導体がアース部に付設されている箇所と該箇所から最も離間した該アース部の箇所との長さをＬ_ｃというとき、
    Ｌ_ａ≧（Ｌ_ｂ＋Ｌ_ｃ＋Ｌ_ｄ）である場合には、Ｌ_ａ＝（λ_ｇＨ／８）〜（λ_ｇＬ／２）であり、
    Ｌ_ａ＜（Ｌ_ｂ＋Ｌ_ｃ＋Ｌ_ｄ）である場合には、（Ｌ_ｂ＋Ｌ_ｃ＋Ｌ_ｄ）＝（λ_ｇＨ／８）〜（λ_ｇＬ／２）である請求項２〜１０のいずれかに記載の自動車用高周波ガラスアンテナ。
12. 前記アース部に前記補助導体が設けられていない場合には、前記アース部の最大長をＬ_ａとしたとき、Ｌ_ａ＝３１〜２０４ｍｍであり、
    前記アース部に補助導体が設けられており、前記補助導体用接続導体が設けられていない場合には、前記補助導体の導体長をＬ_ｂとし、該補助導体が前記アース部に付設されている箇所と該箇所から最も離間した該アース部の箇所との長さをＬ_ｃとしたとき、
    Ｌ_ａ≧（Ｌ_ｂ＋Ｌ_ｃ）である場合には、Ｌ_ａ＝３１〜２０４ｍｍであり、
    Ｌ_ａ＜（Ｌ_ｂ＋Ｌ_ｃ）である場合には、（Ｌ_ｂ＋Ｌ_ｃ）＝３１〜２０４ｍｍであり、
    前記アース部に補助導体及び補助導体用接続導体が設けられており、前記補助導体用接続導体の導体長をＬ_ｄとし、該補助導体用接続導体が前記アース部に付設されている箇所と該箇所から最も離間した該アース部の箇所との長さをＬ_ｃとしたとき、
    Ｌ_ａ≧（Ｌ_ｂ＋Ｌ_ｃ＋Ｌ_ｄ）である場合には、Ｌ_ａ＝３１〜２０４ｍｍであり、
    Ｌ_ａ＜（Ｌ_ｂ＋Ｌ_ｃ＋Ｌ_ｄ）である場合には、（Ｌ_ｂ＋Ｌ_ｃ＋Ｌ_ｄ）＝３１〜２０４ｍｍである請求項２〜１０のいずれかに記載の自動車用高周波ガラスアンテナ。
13. 前記給電部とアース部との間の最短間隔が、２〜３０ｍｍである請求項２〜１２のいずれかに記載の自動車用高周波ガラスアンテナ。
14. 所望の放送周波数帯の最低周波数における空気中の波長をλ_Ｌとし、ガラス波長短縮率をｋとし、λ_ｇＬ＝λ_Ｌ・ｋとし、ｋ＝０．６４としたとき、
    前記第１のアンテナエレメントの導体長、前記第１の接続導体の導体長及び前記第２のアンテナエレメントの導体長の総和が、（λ_ｇＨ／２）〜λ_ｇＬである請求項１〜１３のいずれかに記載の自動車用高周波ガラスアンテナ。
15. 前記第１のアンテナエレメントの導体長、前記第１の接続導体の導体長及び前記第２のアンテナエレメントの導体長の総和が、１２４〜４０８ｍｍである請求項１〜１３のいずれかに記載の自動車用高周波ガラスアンテナ。
16. 前記アンテナ導体がループ形成アンテナエレメントを備え、
    前記ループ形成アンテナエレメントは前記給電部と直接又は前記第２の接続導体を介して接続されており、
    前記第１のアンテナエレメント及び前記ループ形成アンテナエレメントのうちの少なくとも一方と、給電部とが直接に接続されている場合には、前記ループ形成アンテナエレメントが、一端で前記給電部又は前記第１のアンテナエレメントと接続し、他端で前記第１のアンテナエレメント又は前記第１の接続導体と接続することによりループ部が構成されており、
    前記第１のアンテナエレメント及び前記ループ形成アンテナエレメントのうちの少なくとも一方と、前記給電部とが、前記第２の接続導体を介して接続されている場合には、前記ループ形成アンテナエレメントが、一端で前記給電部、前記第２の接続導体又は前記第１のアンテナエレメントと接続し、他端で前記第１のアンテナエレメント又は前記第１の接続導体と接続することによりループ部が構成されている請求項１〜１５のいずれかに記載の自動車用高周波ガラスアンテナ
17. 前記第１のアンテナエレメントの中心から見て、前記第１の接続導体とは反対側に前記給電部が設けられており、
    前記第１の接続導体の所定箇所を起点として、前記第１のアンテナエレメントと平行又は略平行に前記ループ形成アンテナエレメントが給電部側に向かって伸長された後、給電部側に向かって曲がるか、又は、曲折し、前記第１のアンテナエレメントの給電部側の先端部又は先端部近傍と接続して、直接又は前記第２の接続導体を介して前記給電部に接続されている請求項１６に記載の自動車用高周波ガラスアンテナ。
18. 所望の放送周波数帯の中心周波数における空気中の波長をλ_ｃとし、ガラス波長短縮率をｋとし、ｋ＝０．６４とし、λ_ｇｃ＝λ_ｃ・ｋとしたとき、
    前記第１のアンテナエレメントが前記ループ部を構成している要素に含まれており、
    第１のアンテナエレメントと前記ループ形成アンテナエレメントとの間の平均間隔が、０．００６５λ_ｇｃ以上である請求項１６又は１７に記載の自動車用高周波ガラスアンテナ。
19. 所望の放送周波数帯の中心周波数における空気中の波長をλ_ｃとし、ガラス波長短縮率をｋとし、ｋ＝０．６４とし、λ_ｇｃ＝λ_ｃ・ｋとしたとき、
    前記第２のアンテナエレメントと前記ループ形成アンテナエレメントとの間の平均間隔が、０．００６５λ_ｇｃ以上である請求項１６又は１７に記載の自動車用高周波ガラスアンテナ。
20. ループ部の一部又は全部に導体層が設けられているか、又は、ループ部内に１本又は複数本の線状導体が設けられている請求項１６〜１９のいずれかに記載の自動車用高周波ガラスアンテナ。
21. 前記ループ部内に十字状の補助アンテナエレメントが設けられており、補助アンテナエレメントの上下左右、それぞれの４つの先端部がループ部に接続されている請求項１６〜１９のいずれかに記載の自動車用高周波ガラスアンテナ。
22. 前記第１のアンテナエレメントが前記給電部に直接接続されている場合には、前記第１の接続導体とは反対側の第１のアンテナエレメントの先端部又は先端部近傍が前記給電部に接続されており、
    前記第１のアンテナエレメントが前記給電部に前記第２の接続導体を介して接続されている場合には、前記第１の接続導体とは反対側の前記第１のアンテナエレメントの先端部又は先端部近傍が前記第２の接続導体に接続されている請求項１〜２１のいずれかに記載の自動車用高周波ガラスアンテナ。
23. 前記第１の接続導体の形状が、直線、扇形の弧、略扇形の弧、半円の弧、略半円の弧、半楕円の弧又は略半楕円の弧である請求項１〜２２のいずれかに記載の自動車用高周波ガラスアンテナ。
24. 前記第２のアンテナエレメントから所定間隔離間して、前記アンテナ導体に直流的に接続されていない無給電導体が設けられている請求項１〜２３のいずれかに記載の自動車用高周波ガラスアンテナ。
25. 前記窓ガラス板の面上に誘電体膜を形成し、該誘電体膜の上に、前記アンテナ導体、前記ループ形成アンテナエレメント、前記補助導体及び前記補助導体用接続導体から選ばれる少なくとも１つの一部分又は全体を設けた請求項１〜２４のいずれかに記載の自動車用高周波ガラスアンテナ。
26. 少なくとも、請求項１〜２５に記載されているアンテナ導体が設けられている自動車用の窓ガラス板。

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