JP2007081554A - ガラスアンテナ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラスを基板として利用した高利得で低損失なガラスアンテナを提供する。
【解決手段】ガラス基板１の内部に、アンテナパターン２及びこのアンテナパターン２の放射電波を反射するグランドパターン３のいずれか一方又は双方を埋設し、パッチアンテナのような利得の高いアンテナを構成し、パターンを保護する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ガラスを基板に利用したガラスアンテナ及びその製造方法に関する。

近年、自動車等の車両（移動体）には、高周波帯のＧＰＳ（Global Positioning System）用のアンテナや、衛星ディジタル放送用の衛星電波を受信するアンテナが搭載されることが多くなってきている。また、高速道路や有料道路の料金を自動的に徴収するＥＴＣ（自動料金所システム）や、道路交通情報を提供するＶＩＣＳ（道路交通情報通信システム）の電波ビーコンに対しても電波の送受信を行なうアンテナが必要となってきている。このようなアンテナとしては、例えば、車両の窓ガラスを基板として利用してパッチアンテナ（平面アンテナ）を構成する技術が知られている。

図１１は従来の平面アンテナとしての自動車高周波用ガラスアンテナの構成を示す側面図であって、下記特許文献１の図５に相当する図である。この図１１に示すガラスアンテナは、自動車の窓ガラス板１１０の一方（車外）の面にアンテナ導体１２０が形成されるとともに、窓ガラス板１１０の他方（車内）の面に少なくともアンテナ導体１２０の一部と対向して反射導体２１０が形成されて構成されている。

ここで、アンテナ導体１２０は、円偏波信号であるＧＰＳ信号を良好に受信すべく窓ガラス板１１０の平面上において渦巻き状のアンテナパターンを有しており、その中心部の一端が給電部１３０に接続されている。当該アンテナパターンは、５８ｍｍ×４６ｍｍ、線幅１ｍｍ、渦巻き状のアンテナ導体１２０間の間隔５ｍｍのサイズを有している。
また、反射導体２１０は、窓ガラス板１１０の平面上において、１２０ｍｍ×６０ｍｍのサイズを有し、絶縁箱１５０を窓ガラス板１１０に取り付けるための金具からなる脚部１７０、絶縁箱１５０に内蔵された増幅回路のグランド、当該増幅回路の出力を受信機（図示省略）に伝送するための同軸ケーブル１８０の外部導体によって、前記受信機のアースと電気的に接続されている。さらに、上記増幅回路の入力部と電気的に接続された給電部１３０から給電線が窓ガラス板１１０に設けられた孔２２０を通じてアンテナ導体２１０の一部と導電物質により接続されている。

このような構成により、本自動車高周波用ガラスアンテナでは、アンテナ導体２１０から窓ガラス板１１０側へ放射された電波が反射導体２１０で反射されてアンテナ導体２１０（車外）へ向けて放射されるので、アンテナ利得が増大する。
次に、図１２は従来の他の平面アンテナとしての車両用ガラスの構成を示す模式的側面図であって、下記特許文献２の図１に相当する図である。この図１２に示す車両用ガラス５００は、ガラス基板１００の表面に太陽光の熱線遮蔽膜４００が形成された、車両に装着されるガラスであって、熱線遮蔽膜４００の形成領域以外の領域において、ガラス基板１００を挟んで車内側アンテナ２００と車外側アンテナ３００が互いに向かい合って形成されて構成されている。これにより、電波を反射してしまう熱線遮蔽膜４００を設けた車両用ガラスにおいても、ＦＭ波以上の高周波数の電波を送受することが可能となる。

また、ガラス板に配線を印刷する技術として、下記特許文献３に記載された技術がある。この技術では、導体パターン材料として望ましい金属板上にガラス基板を重ね合わせ、ガラス基板の上方からＹＡＧレーザ光を所望の導体パターンに応じた描画パターンで照射することにより、金属板を加熱溶融又は蒸発させてガラス基板に所望の導体パターンを熱転写させる。これにより、剥がれにくい安定な導体パターンを、薬品等を使用することなく、ガラス基板に印刷することが可能となる。そして、この技術の適用例として、車両のフロントガラスにＦＭ放送受信用のアンテナ導体パターンを印刷形成することも開示されている。

なお、アンテナに関する技術ではないが、電磁波の漏洩又は侵入を防止する技術として、下記特許文献４に記載された技術（電磁波シールド性フィルム）がある。この電磁波シールド性フィルムは、透明な基材フィルムの両面に、二次元線分パターンの金属導電層および二次元線分パターンの印刷層が基材フィルムを中心として対象構造となるように積層されたフィルム又は当該フィルムを複数重ね合わせた積層フィルムであって、金属導電層及び印刷層のパターンは全て実質的に同形で、かつ、基材フィルム上で位置的にも重なり合った（基材フィルムの表裏どちらから見ても金属導電層が印刷層で隠されている）構造を有している。このような構造により、良好な電磁波シールド特性を有するフィルムを実現することが可能となっている。
実開平７−２９９１６号公報 特開平６−２４７７４６号公報 特開平６−１０４５５１号公報 特開平１０−３４１０９３号公報

しかしながら、上記特許文献１及び２の技術のように、あるいは、上記特許文献３の技術を用いて、単純にガラス表面にアンテナを構成すると、ガラスの厚みに応じた損失によりアンテナ利得が低下する。即ち、通常の板ガラスは誘電損失が０．０２前後と比較的大きいので、ＵＨＦ帯以上の周波数では損失が大きくなり、ガラスの両表面にアンテナパターン（グランドパターン）を施すとそれに挟まれた部分のガラスの損失によって利得が低下する。

また、特許文献４の技術を応用して、フィルムに導体パターンを形成してアンテナを構成する場合には線状のアンテナしか形成できず、反射板を利用するパッチアンテナのように高利得なアンテナを得ることは非常に困難である。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、ガラスを基板として利用した高利得で低損失なガラスアンテナ及びその製造方法を提供することを目的とする。なお、本発明のガラスアンテナの適用対象は、車両等の移動体に限られず、入出場ゲートシステムや商品盗難防止用のセキュリティシステム等にも適用可能である。

上記の目的を達成するために、本発明では、下記のガラスアンテナ及びその製造方法を用いることを特徴としている。即ち、
（１）本発明のガラスアンテナは、ガラス基板の内部に、アンテナパターン及び該アンテナパターンの放射電波を反射するグランドパターンのいずれか一方又は双方が埋設されていることを特徴としている。

（２）ここで、該ガラス基板の一方の面に、該アンテナパターンが設けられるとともに、該ガラス基板の内部に、該グランドパターンが埋設されていてもよい。
（３）さらに、該ガラス基板が、２枚の板ガラスを接着層を介して貼り合わせた合わせガラス基板として構成されるとともに、該アンテナパターンが一方の上記板ガラスの接着面と反対面に設けられ、かつ、該グランドパターンが当該板ガラスの上記接着面に設けられていてもよい。

（４）また、該ガラス基板が、２枚の板ガラスを接着層を介して貼り合わせた合わせガラス基板として構成されるとともに、該アンテナパターンが一方の上記板ガラスの接着面と反対面に設けられ、かつ、該グランドパターンが他方の板ガラスの接着面に設けられていてもよい。
（５）さらに、該ガラス基板の一方の面に、該グランドパターンが設けられるとともに、該ガラス基板の内部に、該アンテナパターンが埋設されていてもよい。

（６）また、該ガラス基板が、２枚の板ガラスを接着層を介して貼り合わせた合わせガラス基板として構成されるとともに、該グランドパターンが一方の上記板ガラスの接着面と反対面に設けられ、かつ、該アンテナパターンが当該板ガラスの上記接着面に設けられていてもよい。
（７）さらに、該アンテナパターン及び該グランドパターンが、該ガラス基板の内部において少なくとも前記放射電波を反射し得る反射距離をもつように対向して埋設されていてもよい。

（８）また、該ガラス基板が、２枚の板ガラスを、少なくとも該反射距離の厚みを有する接着層を介して貼り合わせた合わせガラス基板として構成されるとともに、該アンテナパターンが一方の上記板ガラスの接着面に設けられ、かつ、該グランドパターンが他方の上記板ガラスの接着面に設けられていてもよい。
（９）さらに、本発明のガラスアンテナの製造方法は、第１の板ガラスの一方の面にアンテナパターンを形成するとともに、当該第１の板ガラスの他方の面に該アンテナパターンの放射電波を反射するグランドパターンを形成する工程と、上記第１の板ガラスの上記一方の面、又は、上記他方の面と、第２の板ガラスの一方の面とを接着層により貼り合わせる工程とを有することを特徴としている。

（１０）また、本発明のガラスアンテナの製造方法は、第１の板ガラスの一方の面にアンテナパターンを形成するとともに、第２の板ガラスの一方の面に該アンテナパターンの放射電波を反射するグランドパターンを形成する工程と、上記第１の板ガラスの上記一方の面、又は、上記他方の面と、上記第２の板ガラスの上記一方の面とを接着層により貼り合わせる工程とを有することを特徴としている。

上記本発明によれば、ガラスの厚みを利用した反射板を利用できるパッチアンテナのような利得の高いアンテナを構成することができ、また、同じガラスの厚さで両表面にアンテナパターンを設けたアンテナよりも低損失なアンテナを実現することができる。
さらに、アンテナパターン及びグランドパターンの一方又は双方がガラス基板内に埋設されるので、埋設されたパターンを保護することもできる。

また、アンテナパターン及びグランドパターンを同じ板ガラスの両面に形成する場合には、その製造工程において、アンテナパターン及びグランドパターンの位置合わせを高精度に行なうことが可能であり、所望の利得のガラスアンテナを容易に得ることができる。

〔１〕第１実施形態の説明
意匠的な要素を重視して、ガラスにアンテナを構成する場合がある。
図１及び図２は本発明の第１実施形態に係るガラスアンテナの模式的斜視図で、図１に示すガラスアンテナは、ガラス基板１の一方の面にアンテナエレメント〔アンテナパターン（導体パターン）〕２を１つ形成した単体パッチアンテナとして構成され、図２に示すガラスアンテナは、ガラス基板１の一方の面にアンテナパターン２を複数（２つ）形成したアレイパッチアンテナとして構成されている。

なお、このガラスアンテナは、送信アンテナ及び受信アンテナのいずれとしても使用できる。また、図１及び図２において、符号３はアンテナパターン２に対向して設けられてアンテナパターン２から放射される電波を反射する（あるいは、受信電波をアンテナパターン２へ反射する）反射板として機能するグランドパターン（導体パターン）を示し、符号４はアンテナパターン２への給電線（導体パターン）を示している。ただし、本実施形態において、ガラス基板１は、２枚の板ガラスを張り合わせた合わせガラスとして構成されており、上記グランドパターン３は、各板ガラスの貼り合わせ部分に設けられる。

即ち、本実施形態のガラスアンテナ（単体パッチアンテナ）は、例えば図３に模式的に示すように、２枚の板ガラス１ａ，１ｂを有し、一方（第１）の板ガラス１ａの一方の面１ａ−１にアンテナパターン２が形成されるとともに、他方の面１ａ−２に、アンテナパターン２の放射電波を反射する反射板としても機能するグランドパターン３が当該アンテナパターン２と対向する位置に形成され、この板ガラス１ａのグランドパターン３の形成面１ａ−２を中間膜となる接着層１ｃを介して他方（第２）の板ガラス１ｂの一方の面と接着することにより、ガラス基板１の表面１ａ−２にアンテナパターン２を有するとともに、ガラス基板１内のアンテナパターン２と対向する位置にグランドパターン３が埋設されたアンテナ構造を有している。なお、以降においては、単体パッチアンテナとしての構造を前提として説明を行なうが、上記アレイパッチアンテナについても、アンテナパターン２を複数形成すべき点が主に異なるだけで、以降の説明と同様にして構成できる。

ここで、ガラス基板１全体としての厚みは１０ｍｍ程度であるのが好ましく、例えば、板ガラス１ａ，１ｂの厚みは５ｍｍ程度、中間膜１ｃの厚みは０．７６ｍｍ程度であるのが好ましい。このように、ガラスには通常ある程度の厚みがあるため、反射板３を利用したパッチアンテナが構成可能となる。また、中間膜（接着層）３には、例えば、ポリビニールブチラール等の接着性フィルムを用いることができる（以降の実施形態においても同様）。さらに、アンテナパターン２及びグランドパターン３は、それぞれ、銀印刷等の印刷技術により形成することができる。

上記ガラスアンテナの製造方法について説明すると、例えば、まず第１工程として、板ガラス１ａの一方の面１ａ−２に、グランドパターン３用スクリーンメッシュ版を用いて印刷剤（銀ペースト等、以下、同じ）を塗布し、乾燥、焼成を行なう。次いで、第２工程として、板ガラス１ａの他方の面１ａ−１に、アンテナパターン２用スクリーンメッシュ版を用いて印刷剤を塗布し、乾燥、焼成を行なう。そして、第３工程として、板ガラス１ａのグランドパターン印刷面１ａ−２と、印刷を施していない板ガラス１ｂとを、中間膜１ｃを介して貼り合せる。

これにより、上述した構造を有するガラスアンテナを製造することができる。なお、上記の第１工程及び第２工程の順序は逆でもよいし、同時、つまり、両面同時印刷によって一工程で行なうようにしてもよい。このようにすれば、製造期間の短縮化及び製造コストの低減を図ることができる。
以上のように、ガラス基板１を１枚ではなく、厚みが半分程度の２枚の板ガラス１ａ，１ｂの合わせガラスとし、一方の板ガラス１ａの両面１ａ−１，１ａ−２に導体パターンであるアンテナパターン２及びグランドパターン３をそれぞれ形成することで、同じ厚さ（例えば、１０ｍｍ程度）の１枚のガラス基板の両表面に導体パターンを形成する場合に比して、アンテナパターン２−グランドパターン３間に存在するガラス部分を少なくすることができる（つまり、誘電損失を少なくできる）ので、ガラスの厚みを利用して反射板３を利用可能なパッチアンテナのような高利得のアンテナを、従来よりも低損失で実現することができる。

また、本例のガラスアンテナでは、グランドパターン３がガラス基板１の内部に埋設された構造になるので、グランドパターン３を保護することもできる。さらに、アンテナパターン２及びグランドパターン３が同じ板ガラス１ａの両面に形成されるので、上記製造工程において、アンテナパターン２及びグランドパターン３の位置合わせを高精度に行なうことも可能である。したがって、所望の利得のガラスアンテナを容易に得ることができる。

なお、板ガラス１ａ，１ｂ，中間膜１ｃの厚みは上述した数値例に限定されるものではなく、適宜、変更可能である。また、板ガラス１ａの厚みと板ガラス１ｂの厚みは同じでもよいし異なっていてもよい。ただし、ガラスによる誘電体損失を低減するために、アンテナパターン２とグランドパターン３との間の距離がなるべく小さくなるように、アンテナパターン２及びグランドパターン３を形成する側の板ガラス１ａの厚みを必要な利得を確保できる範囲で薄くした方が好ましい。

また、アンテナパターン２とグランドパターン３との間の誘電損失をさらに低減して低損失化を図るべく、アンテナパターン２とグランドパターン３とで挟まれた部分の板ガラス１ａの厚みを薄くする、あるいは、その部分を除去して、セラミックやプラスチック、石英ガラス等の板ガラス１ｃよりも低損失な材料で置き換える（あるいは、そのままにしておく）ようにしてもよい。

さらに、アンテナパターン２，グランドパターン３の形成箇所は、図１，図３に示す位置には限定されず、適宜、変更可能である（以降の実施形態においても同様）。
〔２〕第２実施形態の説明
図４は本発明の第２実施形態に係るガラスアンテナの構造を分解して示す模式的側面図で、この図４に示すガラスアンテナは、図３により上述したガラスアンテナに比して、板ガラス１ａのアンテナパターン２の形成面１ａ−１に、中間膜となる接着層１ｃを介して板ガラス１ｂが接着されて、ガラス基板１が構成されている点が異なる。つまり、本例では、グランドパターン３ではなく、アンテナパターン２がガラス基板１内に埋設された状態となる。なお、この図４において、既述の符号と同一符号を付した部材は、特に断らない限り、既述の部材と同一若しくは同様の部材である。

ここで、本例のガラスアンテナの製造方法について説明すると、例えば、第１工程として、まず、板ガラス１ａの一方の面１ａ−２にグランドパターン３用スクリーンメッシュ版を用いて印刷剤を塗布し、乾燥、焼成を行なう。次いで、第２工程として、板ガラス１ａの他方の面１ａ−１にアンテナパターン２用スクリーンメッシュ版を用いて印刷剤を塗布し、乾燥、焼成を行なう。そして、第３工程として、板ガラス１ａのアンテナパターン印刷面１ａ−１と、印刷を施していない板ガラス１ｂとを、中間膜１ｃを介して貼り合せる。

これにより、上述した構造を有するガラスアンテナを製造することができる。なお、本例においても、上記の第１工程及び第２工程の順序は逆でもよいし、同時、つまり、両面同時印刷によって一工程で行なうようにしてもよい。
このような構造にすることにより、アンテナパターン２の放射方向（アンテナパターン２の形成された面１ａ−１から垂直方向に離れる方向）に放射電界を集める効果が得られる。即ち、この場合は、アンテナパターン２が比誘電率の比較的大きい（約７）ガラス基板１内に埋設されるため、図３により上述した構造のガラスアンテナに比して、若干、誘電損失は大きくなるものの、放射電波の指向性を少し向上することができる。また、アンテナパターン２がガラス基板１内に埋設されるので、アンテナパターン２を保護することもできる。

〔３〕第３実施形態の説明
図５は本発明の第３実施形態に係るガラスアンテナの構造を分解して示す模式的側面図で、この図５に示すガラスアンテナは、図４により上述した第２実施形態のアンテナ構造を基本として、アンテナパターン２の存在する部分だけ中間膜１ｃを取り除いて、その部分を誘電損失の少ないセラミックや、ポリプロピレン、プラスチック等の低損失材料１ｄで置き換えた構造になっている。なお、この図５においても、既述の符号と同一符号を付した部材は、既述のものと同一若しくは同様の部材である。

ここで、本例におけるガラスアンテナの製造方法について説明すると、第１工程として、まず、板ガラス１ａの一方の面１ａ−２にグランドパターン３用スクリーンメッシュ版を用いて印刷剤を塗布し、乾燥、焼成を行なう。次いで、第２工程として、板ガラス１ａの他方の面１ａ−１にアンテナパターン２用スクリーンメッシュ版を用いて印刷剤を塗布し、乾燥、焼成を行なう。さらに、第３工程として、板ガラス１ａ，１ｂを貼り合せる中間膜１ｃのアンテナパターン２との接触部分をその形状に応じて一部切断し、その切断部分に低損失材料１ｄを埋め込む。そして、第４工程として、板ガラス１ａのアンテナパターン印刷面１ａ−１と、印刷を施していない板ガラス１ｂとを、低損失材料１ｄを埋め込んだ中間膜１ｃを介して貼り合せる。

これにより、図５に示すような構造を有するガラスアンテナを製造することができる。なお、上記の第１〜第３工程の順序は不問である。また、上記の第１及び第２工程は、同時、つまり、両面同時印刷によって一工程で行なうようにしてもよい。
本例のようなアンテナ構造とすることにより、アンテナパターン２の放射方向の誘電損失をさらに低減することができるので、第２実施形態よりも利得の低損失なガラスアンテナを実現することができる。なお、本例では、中間膜１ｃの一部（アンテナパターン２の存在する部分）を除去しているが、除去しないで当該部分の中間膜１ｃの厚みを他の部分よりも薄くして、薄くした分だけ上記低損失材料１ｄで置き換えた構造にしても、利得損失の低減を図ることができる。

また、例えば図６に示すように、中間膜１ｃのみならず、板ガラス１ｂについても、少なくともアンテナパターン２と対向する部分の厚みを他の部分よりも薄くして（あるいは、除去して）、その部分をセラミックや、プラスチック、石英ガラスのような、板ガラス１ｂのもつ誘電損失よりも損失の少ない低損失材料１ｅで置き換えれば、さらなる利得の低損失化を図ることが可能である。なお、板ガラス１ｂについてのみ図６中に示すごとく低損失材料１ｅを用いるようにしてもよい。また、図５及び図６に示すアンテナ構造のいずれについても、除去あるいは薄くした部分は低損失材料１ｄ，１ｅで置き換えずにそのままにしておいてもよい。

〔４〕第４実施形態の説明
図７は本発明の第４実施形態に係るガラスアンテナの構造を分解して示す模式的側面図で、この図７に示すガラスアンテナは、２枚の板ガラス１ａ，１ｂを有し、一方の板ガラス１ａの各面１ａ−１，１ａ−２のうちの一方の表面１ａ−２にアンテナパターン（導体パターン）２が形成されるとともに、他方の板ガラス１ｂの各面１ｂ−１，１ｂ−２のうちの一方の表面１ｂ−１に反射板として機能するグランドパターン（導体パターン）３が各板ガラス１ａ，１ｂをガラス基板１として一体化したときにアンテナパターン２と対向する位置に形成され、これらの板ガラス１ａ，１ｂが、導体パターン２，３が互いに対向する向きで中間膜（接着層）１ｃを介して接着されることにより、ガラス基板１内にアンテナパターン２及びグランドパターン３が対向して埋設されたアンテナ構造を有している。なお、この図７においても、既述の符号と同一符号を付した部材は、特に断らない限り、既述の部材と同一若しくは同様の部材である。

ここで、本例においても、板ガラス１ａ，１ｂの厚みは１枚のガラス基板１の厚みの半分程度（５ｍｍ程度）であるのが好ましいが、中間膜（接着層）１ｃの厚みについては、アンテナパターン２とグランドパターン３との間にグランドパターン３が反射板として機能するのに必要な分の距離を確保する必要があるので、それだけの厚みが必要であり、例えば、２，３ｍｍ程度であるのが好ましい。この場合、中間膜１ｃは、例えば、前記接着性フィルム（通常、１枚で０．７６ｍｍ程度の厚みをもつ）を必要な厚み分だけ数枚重ねて構成すればよい。また、本例においても、アンテナパターン２及びグランドパターン３は、それぞれ、銀印刷等の印刷技術により形成することができる。

本例のガラスアンテナの製造方法について説明すると、例えば、第１工程として、まず、板ガラス１ａの一方の面１ａ−２にグランドパターン３用スクリーンメッシュ版を用いて印刷剤を塗布し、乾燥、焼成を行なう。次いで、第２工程として、板ガラス１ａの他方の面１ａ−１にアンテナパターン２用スクリーンメッシュ版を用いて印刷剤を塗布し、乾燥、焼成を行なう。さらに、第３工程として、板ガラス１ａ，１ｂを貼り合せる中間膜１ｃのアンテナパターン２との接触部分をその形状に応じて一部切断し、その切断部分に低損失材料１ｄを埋め込む。

次いで、第４工程として、板ガラス１ｂのアンテナパターン２に対応する部分の一部（又は全部）を除去し、そこに低損失材料１ｅを埋め込む。そして、第５工程として、板ガラス１ｂの低損失材料１ｅを埋め込んだ面と、板ガラス１ａのアンテナパターン印刷面１ａ−１とを、低損失材料１ｄを埋め込んだ中間膜３を介して貼り合せる。
以上のようにして、図６に示すような構造を有するガラスアンテナを製造することができる。なお、上記の第１〜第４工程の順序は不問である。また、上記の第１及び第２工程についても、同時、つまり、両面同時印刷によって一工程で行なうようにしてもよい。

このようなアンテナ構造を採用することで、アンテナパターン２とグランドパターン３との間には板ガラス１ａ，１ｂよりも厚みの薄い中間膜１ｃのみが存在するので、既述のアンテナ構造に比して、アンテナパターン２とグランドパターン３との間の距離が短くなり、グランドパターン３による反射効果が向上して利得の向上を図ることができる。
また、本例においても、既述の第２実施形態のアンテナ構造と同様に、アンテナパターン２が中間膜３と接する面１ａ−２に形成されてガラス基板１内に埋設された状態となるので、アンテナパターン２の放射方向（アンテナパターン２の形成された面１ａ−２の反対面１ａ−１から垂直方向に離れる方向）に放射電界を集める効果が得られる。即ち、この場合も、アンテナパターン２が比誘電率の比較的大きい（約７）ガラス基板１内に埋設されるため、若干、誘電損失は大きくなるものの、放射電波の指向性を少し向上することができる。

また、導体パターンであるアンテナパターン２及びグランドパターン３の双方がガラス基板１内に埋設されるので、これらの導体パターン２，３の双方を保護することもできる。
なお、本例においても、図５により前述したアンテナ構造と同様に、例えば図８に示すように、アンテナパターン２と対向する部分の中間膜１ｃを取り除いて（あるいは薄くして）、その部分を誘電損失の少ないセラミックや、ポリプロピレン、プラスチック等の低損失材料１ｄで置き換えれば、さらに損失を低減することが可能であり、また、図６により前述したアンテナ構造と同様に、例えば図９に示すように、中間膜１ｃのみならず、板ガラス１ａについても、少なくともアンテナパターン２と対向する部分の厚みを他の部分よりも薄くして（あるいは除去して）、その部分をセラミックや、プラスチック、石英ガラスのような、板ガラス１ａのもつ誘電損失よりも損失の少ない低損失材料１ｅで置き換えれば、さらなる低損失化を図ることが可能である。

ここで、本例においても、板ガラス１ａについてのみ図９中に示すごとく低損失材料１ｅを用いるようにしてもよいし、また、図８及び図９に示すアンテナ構造のいずれについても、除去あるいは薄くした部分は低損失材料１ｄ，１ｅで置き換えずにそのままにしておいてもよい。
〔５〕第５実施形態の説明
図１０は本発明の第５実施形態に係るガラスアンテナの構造を分解して示す模式的側面図で、この図１０に示すガラスアンテナは、２枚の板ガラス１ａ，１ｂを有し、一方の板ガラス１ａの各面１ａ−１，１ａ−２のうちの一方の表面１ａ−１にアンテナパターン（導体パターン）２が形成されるとともに、他方の板ガラス１ｂの各面１ｂ−１，１ｂ−２のうちの一方の表面１ｂ−１に反射板として機能するグランドパターン（導体パターン）３が各板ガラス１ａ，１ｂをガラス基板１として一体化したときにアンテナパターン２の裏側に相当する位置に形成され、これらの板ガラス１ａ，１ｂが、各面１ａ−２，１ｂ−１が対向する向きで中間膜（接着層）１ｃを介して接着されることにより、ガラス基板１の表面１ａ−１にアンテナパターン２が形成されるとともに、ガラス基板１内にグランドパターン３が埋設されたアンテナ構造を有している。

つまり、この図１０に示すアンテナ構造は、図１により前述した第１実施形態のアンテナ構造において、板ガラス１ａの一方の面（中間膜１ｃと接する面）１ａ−２に形成されていたグランドパターン３を、他方の板ガラス１ｂの中間膜１ｃと接する面１ｂ−１に形成した構造に相当する。なお、図１０においても、既述の符号と同一符号を付した部材は、特に断らない限り、既述の部材と同一若しくは同様の部材である。

ここで、本例においても、第１実施形態と同様に、ガラス基板１全体としての厚みは１０ｍｍ程度であるのが好ましいが、アンテナパターン２とグランドパターン３との間の距離をできるだけ短くした方がよいので、アンテナパターン２が形成される板ガラス１ａの厚みの方を、グランドパターン３が形成される板ガラス１ｂの厚みよりも薄くした方が好ましい。なお、本例においても、中間膜（接着層）３には、例えば、ポリビニールブチラール等の接着性フィルムを用いることができ、アンテナパターン２及びグランドパターン３は、それぞれ、銀印刷等の印刷技術により形成することができる。

本例におけるガラスアンテナの製造方法について説明すると、例えば、第１工程として、まず、板ガラス１ａの一方の面１ａ−１に、アンテナパターン２用スクリーンメッシュ版を用いて印刷剤を塗布し、乾燥、焼成を行なう。次いで、第２工程として、板ガラス１ｂの一方の面１ｂ−１に、グランドパターン３用スクリーンメッシュ版を用いて印刷剤を塗布し、乾燥、焼成を行う。そして、第３工程として、板ガラス１ａのアンテナパターン２を印刷していない面１ａ−２と、板ガラス１ｂのグランドパターン印刷面１ｂ−１とを、中間膜１ｃを介して貼り合せる。

これにより、上述した構造を有するガラスアンテナを製造することができる。なお、本例においても、上記の第１工程及び第２工程の順序は逆でもよいし、同時、つまり、両面同時印刷によって一工程で行なうようにしてもよい。
以上のように、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、同じ厚さ（例えば、１０ｍｍ程度）の１枚のガラス基板の両表面に導体パターンを形成する場合に比して、アンテナパターン２−グランドパターン３間に存在するガラス部分を少なくすることができる（つまり、誘電損失を少なくできる）ので、ガラスの厚みを利用して反射板３を利用可能なパッチアンテナのような高利得のアンテナを、従来よりも低損失で実現することができる。また、グランドパターン３がガラス基板１の内部に埋設された構造になるので、グランドパターン３を保護することもできる。

なお、本例においても、アンテナパターン２とグランドパターン３との間の誘電損失をさらに低減して低損失化を図るべく、アンテナパターン２とグランドパターン３とで挟まれた部分の板ガラス１ａや中間膜１ｃの厚みを薄くする、あるいは、その部分を除去して、セラミックやプラスチック、石英ガラス等の低損失材料で置き換える（あるいは、そのままにしておく）ようにしてもよい。

その他、本発明は、上述した各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できることはいうまでもない。
〔６〕付記
（付記１）
ガラス基板の内部に、アンテナパターン及び該アンテナパターンの放射電波を反射するグランドパターンのいずれか一方又は双方が埋設されていることを特徴とする、ガラスアンテナ。

（付記２）
該ガラス基板の一方の面に、該アンテナパターンが設けられるとともに、
該ガラス基板の内部に、該グランドパターンが埋設されていることを特徴とする、付記１記載のガラスアンテナ。
（付記３）
該ガラス基板が、２枚の板ガラスを接着層を介して貼り合わせた合わせガラス基板として構成されるとともに、
該アンテナパターンが一方の上記板ガラスの接着面と反対面に設けられ、かつ、
該グランドパターンが当該板ガラスの上記接着面に設けられていることを特徴とする、付記２記載のガラスアンテナ。

（付記４）
該ガラス基板が、２枚の板ガラスを接着層を介して貼り合わせた合わせガラス基板として構成されるとともに、
該アンテナパターンが一方の上記板ガラスの接着面と反対面に設けられ、かつ、
該グランドパターンが他方の板ガラスの接着面に設けられていることを特徴とする、付記２記載のガラスアンテナ。

（付記５）
該ガラス基板の一方の面に、該グランドパターンが設けられるとともに、
該ガラス基板の内部に、該アンテナパターンが埋設されていることを特徴とする、付記１記載のガラスアンテナ。
（付記６）
該ガラス基板が、２枚の板ガラスを接着層を介して貼り合わせた合わせガラス基板として構成されるとともに、
該グランドパターンが一方の上記板ガラスの接着面と反対面に設けられ、かつ、
該アンテナパターンが当該板ガラスの上記接着面に設けられていることを特徴とする、付記５記載のガラスアンテナ。

（付記７）
該接着層の少なくとも該アンテナパターンと対向する部分の一部又は全部が該接着層のもつ誘電損失よりも低損失な材料により構成されたことを特徴とする、付記５又は６に記載のガラスアンテナ。
（付記８）
他方の上記板ガラスの少なくとも該アンテナパターンと対向する部分の一部又は全部が当該板ガラスのもつ誘電損失よりも低損失な材料により構成されたことを特徴とする、付記５〜７のいずれか１項に記載のガラスアンテナ。

（付記９）
該アンテナパターン及び該グランドパターンが、該ガラス基板の内部において少なくとも前記放射電波を反射し得る反射距離をもつように対向して埋設されていることを特徴とする、付記１記載のガラスアンテナ。
（付記１０）
該ガラス基板が、２枚の板ガラスを、少なくとも該反射距離の厚みを有する接着層を介して貼り合わせた合わせガラス基板として構成されるとともに、
該アンテナパターンが一方の上記板ガラスの接着面に設けられ、かつ、
該グランドパターンが他方の上記板ガラスの接着面に設けられていることを特徴とする、付記９記載のガラスアンテナ。

（付記１１）
該接着層の少なくとも該アンテナパターンと対向する部分の一部又は全部が該接着層のもつ誘電損失よりも低損失な材料により構成されたことを特徴とする、付記１０記載のガラスアンテナ。
（付記１２）
上記一方の板ガラスの少なくとも該アンテナパターンと対向する部分の一部又は全部が当該板ガラスのもつ誘電損失よりも低損失な材料により構成されたことを特徴とする、付記１０又は１１に記載のガラスアンテナ。

（付記１３）
第１の板ガラスの一方の面にアンテナパターンを形成するとともに、当該第１の板ガラスの他方の面に該アンテナパターンの放射電波を反射するグランドパターンを形成する工程と、
上記第１の板ガラスの上記一方の面、又は、上記他方の面と、第２の板ガラスの一方の面とを接着層により貼り合わせる工程とを有することを特徴とする、ガラスアンテナの製造方法。

（付記１４）
該接着層の少なくとも該アンテナパターンと対向する部分の一部又は全部を除去し、その除去部分に該接着層のもつ誘電損失よりも低損失な材料を埋め込む工程を有することを特徴とする、付記１３記載のガラスアンテナの製造方法。
（付記１５）
上記第２の板ガラスの少なくとも該アンテナパターンと対向する部分の一部又は全部を除去し、その除去部分に当該第２の板ガラスのもつ誘電損失よりも低損失な材料を埋め込む工程を有することを特徴とする、付記１３又は１４に記載のガラスアンテナの製造方法。

（付記１６）
該第１の板ガラスに該アンテナパターン及び該グランドパターンを両面同時印刷により形成することを特徴とする、付記１３〜１５のいずれか１項に記載のガラスアンテナの製造方法。
（付記１７）
第１の板ガラスの一方の面にアンテナパターンを形成するとともに、第２の板ガラスの一方の面に該アンテナパターンの放射電波を反射するグランドパターンを形成する工程と、
上記第１の板ガラスの上記一方の面、又は、上記他方の面と、上記第２の板ガラスの上記一方の面とを接着層により貼り合わせる工程とを有することを特徴とする、ガラスアンテナの製造方法。

（付記１８）
上記第１の板ガラスの上記一方の面と上記第２の板ガラスの上記一方の面とを貼り合わせる場合には、少なくとも前記放射電波を反射し得る反射距離の厚みを有する前記接着層により上記各板ガラスを張り合わせることを特徴とする、付記１７記載のガラスアンテナの製造方法。

（付記１９）
該接着層の少なくとも該アンテナパターンと対向する部分の一部又は全部を除去し、その除去部分に該接着層のもつ誘電損失よりも低損失な材料を埋め込む工程を有することを特徴とする、付記１７又は１８に記載のガラスアンテナの製造方法。
（付記２０）
上記第１の板ガラスの少なくとも該アンテナパターンと対向する部分の一部又は全部を除去し、その除去部分に当該第１の板ガラスのもつ誘電損失よりも低損失な材料を埋め込む工程を有することを特徴とする、付記１７〜１９のいずれか１項に記載のガラスアンテナの製造方法。

以上詳述したように、本発明によれば、ガラスを基板に利用した従来よりも高利得で低損失なアンテナを実現することができるので、車両用ＧＰＳアンテナや入出場ゲートシステム、セキュリティシステムなど、無線電波を利用する技術分野において極めて有用と考えられる。

本発明の第１実施形態に係るガラスアンテナ（単体パッチアンテナ）の模式的斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るガラスアンテナ（アレイパッチアンテナ）の模式的斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るガラスアンテナ（単体パッチアンテナ）の構造を分解して示す模式的側面図である。 本発明の第２実施形態に係るガラスアンテナの構成を分解して示す模式的側面図である。 本発明の第３実施形態に係るガラスアンテナの構造を分解して示す模式的側面図である。 本発明の第３実施形態の変形例に係るガラスアンテナの構造を分解して示す模式的側面図である。 本発明の第４実施形態に係るガラスアンテナの構造を分解して示す模式的側面図である。 本発明の第４実施形態の第１変形例に係るガラスアンテナの構造を分解して示す模式的側面図である。 本発明の第４実施形態の第２変形例に係るガラスアンテナの構造を分解して示す模式的側面図である。 本発明の第５実施形態に係るガラスアンテナの構造を分解して示す模式的側面図である。 従来の平面アンテナとしての自動車高周波用ガラスアンテナの構成を示す側面図である。 従来の他の平面アンテナとしての車両用ガラスの構成を示す模式的側面図である。

符号の説明

１ ガラス基板
１ａ，１ｂ 板ガラス
１ａ−１，１ａ−２ 板ガラスの面
１ｂ−１，１ｂ−２ 板ガラスの面
１ｄ，１ｅ 低損失材料
１ｃ 中間膜（接着層）
２ アンテナパターン（導体パターン）
３ グランドパターン（導体パターン）
４ 給電線（導体パターン）

Claims (10)

1. ガラス基板の内部に、アンテナパターン及び該アンテナパターンの放射電波を反射するグランドパターンのいずれか一方又は双方が埋設されていることを特徴とする、ガラスアンテナ。
2. 該ガラス基板の一方の面に、該アンテナパターンが設けられるとともに、
   該ガラス基板の内部に、該グランドパターンが埋設されていることを特徴とする、請求項１記載のガラスアンテナ。
3. 該ガラス基板が、２枚の板ガラスを接着層を介して貼り合わせた合わせガラス基板として構成されるとともに、
   該アンテナパターンが一方の上記板ガラスの接着面と反対面に設けられ、かつ、
   該グランドパターンが当該板ガラスの上記接着面に設けられていることを特徴とする、請求項２記載のガラスアンテナ。
4. 該ガラス基板が、２枚の板ガラスを接着層を介して貼り合わせた合わせガラス基板として構成されるとともに、
   該アンテナパターンが一方の上記板ガラスの接着面と反対面に設けられ、かつ、
   該グランドパターンが他方の板ガラスの接着面に設けられていることを特徴とする、請求項２記載のガラスアンテナ。
5. 該ガラス基板の一方の面に、該グランドパターンが設けられるとともに、
   該ガラス基板の内部に、該アンテナパターンが埋設されていることを特徴とする、請求項１記載のガラスアンテナ。
6. 該ガラス基板が、２枚の板ガラスを接着層を介して貼り合わせた合わせガラス基板として構成されるとともに、
   該グランドパターンが一方の上記板ガラスの接着面と反対面に設けられ、かつ、
   該アンテナパターンが当該板ガラスの上記接着面に設けられていることを特徴とする、請求項５記載のガラスアンテナ。
7. 該アンテナパターン及び該グランドパターンが、該ガラス基板の内部において少なくとも前記放射電波を反射し得る反射距離をもつように対向して埋設されていることを特徴とする、請求項１記載のガラスアンテナ。
8. 該ガラス基板が、２枚の板ガラスを、少なくとも該反射距離の厚みを有する接着層を介して貼り合わせた合わせガラス基板として構成されるとともに、
   該アンテナパターンが一方の上記板ガラスの接着面に設けられ、かつ、
   該グランドパターンが他方の上記板ガラスの接着面に設けられていることを特徴とする、請求項７記載のガラスアンテナ。
9. 第１の板ガラスの一方の面にアンテナパターンを形成するとともに、当該第１の板ガラスの他方の面に該アンテナパターンの放射電波を反射するグランドパターンを形成する工程と、
   上記第１の板ガラスの上記一方の面、又は、上記他方の面と、第２の板ガラスの一方の面とを接着層により貼り合わせる工程とを有することを特徴とする、ガラスアンテナの製造方法。
10. 第１の板ガラスの一方の面にアンテナパターンを形成するとともに、第２の板ガラスの一方の面に該アンテナパターンの放射電波を反射するグランドパターンを形成する工程と、
    上記第１の板ガラスの上記一方の面、又は、上記他方の面と、上記第２の板ガラスの上記一方の面とを接着層により貼り合わせる工程とを有することを特徴とする、ガラスアンテナの製造方法。

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