JP3565406B2

JP3565406B2 - Glass antenna for vehicles

Info

Publication number: JP3565406B2
Application number: JP32563998A
Authority: JP
Inventors: 洋治長山; 武一北井
Original assignee: Central Glass Co Ltd
Current assignee: Central Glass Co Ltd
Priority date: 1998-11-16
Filing date: 1998-11-16
Publication date: 2004-09-15
Anticipated expiration: 2018-11-16
Also published as: JP2000151249A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車等車両の窓ガラスに設けたガラスアンテナに関し、特に自動車電話、携帯電話、パーソナル無線、業務用無線、ＰＨＳなどの極超短波帯の電波を送受信するに好適なガラスアンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその問題点】
従来、自動車用電話、携帯電話を送受信するための車両用アンテナとして、ポールアンテナが実用化されているが、車体から突出した構造となっているので、安全上、外観上好ましくないばかりでなく、洗車時に支障になり、さらに折損の恐れがあるなどの欠点があった。
【０００３】
そのため近年、ポールアンテナ等の突起物のないガラスアンテナが要望されるようになり特開平６−３１４９２１号、特開平７−１２２９１８号などが提案され、送受信利得もポールアンテナに比較して同等のものが実用化されるようになった。
【０００４】
しかしながら、これらの自動車電話用または携帯電話用ガラスアンテナはエレメントの全長を調節することによって、８００ＭＨｚ帯、または１５００ＭＨｚ帯のいずれの周波数帯域をもカバーできるものであるが、１つのアンテナパターンで同時に前記２種類の周波数帯域を使用することはできず、実際に使用する場合には、いずれか一方の帯域のみを予め選択せざるを得なかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、１つのアンテナパターンで、８００ＭＨｚ帯域と１５００ＭＨｚ帯域の両帯域で実用に供しうる自動車電話、携帯電話のアンテナとして好適であり、さらにパーソナル無線用、業務用無線、ＰＨＳなどの電波を送受信することも可能な車両用ガラスアンテナを提供することを目的とする。
【０００６】
自動車等移動体の窓ガラスに配設するガラスアンテナであって、第１の水平線条と第１の垂直線条をＬ字状に接続した第１の主エレメントと、該第１の水平線条よりも移動体の金属ボディ側に第１の水平線条と平行に配設した第２の水平線条と第２の垂直線条をＬ字状に接続した第２の主エレメントとからなり、前記第１および第２の水平線条のピラー寄りの各先端より、金属ボディの近接縦枠近傍に設けた第１および第２の給電点までそれぞれ引出し線を設けて接続し、前記２つの給電点に同軸ケーブルの内部導線と外部導線とを接続するようにし、該各給電点の少なくとも片方、又は両給電点よりインピーダンス特性調整用の補助エレメントを配設した車両用のガラスアンテナ、
あるいは、前記補助エレメントは該給電点より水平線条を設け、その先端部近傍より１本以上の垂直線条をＬ字状またはＴ字状に接続して配置し、ガラスアンテナのインピーダンス特性を改善調整するようにした前述の車両用のガラスアンテナ、
あるいはまた、前記補助エレメントは該給電点より垂直方向に設けた線条からなり前述の車両用のガラスアンテナ、
あるいはまた、前記補助エレメントの垂直線条、又は水平線条が１本以上の線条、あるいは幅広の帯状からなる前述の車両用のガラスアンテナ、
あるいはまた、前記主エレメントの水平線条が金属ボディの上下辺の形状に合わせて、一部を円弧状とした前述の車両用のガラスアンテナを提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は、自動車等の移動体用の窓ガラス、例えば図５に示すような自動車の後部窓ガラスに配置するガラスアンテナであって、自動車電話、携帯電話、パーソナル無線、業務用無線、ＰＨＳ等の極超短波帯の電波を送受信するのに好適なガラスアンテナである。
【０００８】
該アンテナを後部窓ガラスに設ける場合には、中央部に防曇用の加熱線条等を配置するため、通常、加熱線条の上部余白部、下部余白部に設けられる。
【０００９】
例えば、図５に示すように、車外視で単板ガラスを車両の後部窓ガラスとして装着した例であり、板ガラス１の車内側には防曇用の加熱線条２とともに、ＴＶ受信用のアンテナ６、ラジオ受信用のアンテナ７が複数箇所設けられており、図５の左側下部余白部に本発明の図３で示す自動車電話用のガラスアンテナ５と左側上部余白部に本発明の図１で示す自動車電話用のガラスアンテナ５をそれぞれ設けたものであり、いずれか１カ所だけでも良いが、複数箇所設けることによって、ダイバーシティ受信を可能とするものであり、２ケ所に設けたガラスアンテナは同じパターンであっても良く、また異なるパターンであっても良く、また右側上部、または下部であっても良い。。
【００１０】
本発明のガラスアンテナの基本的なパターンとして、図１に示すように後部窓ガラスの下辺コーナー部近傍に設ける。第１の主エレメント３として第１の垂直線条ａと第１の水平線条ｃをＬ字状に接続した。また、第２の主エレメント４として、前記第１の水平線条ｃと移動体の金属ボディ側２０間で、第１の水平線条ｃと平行に設けた第２の水平線条ｄとその先端より第２の垂直線条ｂをＬ字状に接続した。
【００１１】
さらに、前記第１および第２の水平線条ｃ、ｄの金属ボディの縦枠であるピラー寄りの各先端より、垂直方向にそれぞれ引出し線ｅ、ｆを設け、金属ボディ２０の縦枠近傍に設けた第１および第２の給電点１０、１１と接続した。
【００１２】
前記２つの給電点１０、１１に同軸ケーブルの内部導線と外部導線とを接続するようにし、該各給電点１０、１１の少なくとも片方、又は両給電点よりインピーダンス特性調整用の補助エレメントｈ、ｇを配設しインピーダンス特性を改善させている。
【００１３】
前記補助エレメントｈ、ｇは、前記給電点１０、１１より金属ボディ２０の縦枠であるピラーと直交する方向にそれぞれ水平線条を設け、それらの先端部より垂直線条を接続してＬ字状に配置した。
【００１４】
第１の垂直線条ａ、および第２の垂直線条ｂはアンテナの送受信利得の向上を目的としたものであり、第１の垂直線条ａについて好ましい長さはガラスの取付角度、帯域幅により異なるが、ａ＝５０〜８０ｍｍである。
【００１５】
また第２の垂直線条ｂについて、ｂ＝６０〜９０ｍｍである。
【００１６】
また、第１の水平線条ｃ、および第２の水平線条ｄはアンテナの送受信利得の向上と、インピーダンス特性の改善を目的としたものであり、第１の水平線条ｃについて好ましい長さは、ｃ＝６０〜９０ｍｍである。
【００１７】
また、第２の水平線条ｄについて好ましい長さは、ｄ＝１４０〜１８０ｍｍ前後であり、第２の水平線条ｄの長さは、第１の水平線条のｃの長さの１．５倍以上が好ましい。
【００１８】
つづいて、引出線ｅ、ｆの長さは０〜８０ｍｍ程度としたが、所望の給電点の取付位置によって左右されるため、この範囲に限定するものではない。該引出線ｅ、ｆの長さの違いによりガラスアンテナのインピーダンス特性に影響を与えるので、給電点に接続した補助エレメントｈ、ｇによってインピーダンス調整を行い改善する。
【００１９】
該補助エレメントｈ、ｇは、図１で示すパターンにおいては、それぞれ給電点より水平線条を設け、その先端より垂直線条を接続したが、その垂直線条の方向は上部方向であっても下部方向であっても良い。
【００２０】
該補助エレメントｈ、ｇは２つの給電点の両方に接続するように設けたが、必要に応じて、いずれか片方だけでも良い。
【００２１】
また、該補助エレメントは、引出線と重ならないように、前記給電点より直接垂直線条を設けてもよい。
【００２２】
あるいはまた、前記補助エレメントの垂直線条、又は水平線条のそれぞれが複数本の線条、あるいは幅広の帯状からなるものであっても良い。
【００２３】
本発明のガラスアンテナは、自動車、乗り物等の移動体の後部窓ガラスの上下辺のコーナー部に設けるようにしたが、金属ボディ枠に近接した周辺部であれば、これに限らない。またサイド窓ガラス、前部窓ガラス等に設けるようにしても良い。
【００２４】
主エレメントの水平線条については、必ずしも直線である必要はなく、金属ボディの下辺コーナー部近傍で円弧部がある場合には、該円弧に沿った形状の円弧状としてもよく、該水平線条から給電点までの引出線についても、同様に金属ボディ枠の円弧に沿った形状としても良い。
【００２５】
【実施例】
以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
【００２６】
図１〜図４は本発明の実施例１〜実施例４のアンテナ部分を示す要部詳細図、図５は本発明のガラスアンテナを自動車用後部窓ガラスに設けた正面図、図６〜図８は実施例２におけるガラスアンテナの８００ＭＨｚ帯域、１５００ＭＨｚ帯域におけるアンテナ利得の周波数特性図、およびＶＳＷＲ（電圧定在波比）の周波数特性図を示す。また、図９〜図１１は実施例３におけるガラスアンテナの８００ＭＨｚ帯域、１５００ＭＨｚ帯域におけるアンテナ利得の周波数特性図、およびＶＳＷＲ（電圧定在波比）の周波数特性図を示す。さらに、図１２〜図１４は実施例４におけるガラスアンテナの８００ＭＨｚ帯域、１５００ＭＨｚ帯域におけるアンテナ利得の周波数特性図、およびＶＳＷＲ（電圧定在波比）の周波数特性図を示し、図１５は実施例１のガラスアンテナに補助エレメントを設けなかった時のＶＳＷＲ（電圧定在波比）の周波数特性図を示す。
［実施例１］
自動車等の後部窓の車外視で左下辺のコーナー部に装着するガラス面に設けたアンテナであり、図１に示すように、第１の水平線条ｃと第１の垂直線条ａをＬ字状に接続形成して第１の主エレメント３を設け、この第１の水平線条ｃと移動体の金属ボディ２０間で第１の水平線条ｃと平行な第２の水平線条ｄと該水平線条ｄの一端と接続した第２の垂直線条ｂをＬ字状に接続形成して第２の主エレメント４を設ける。
【００２７】
さらに、該第１の水平線条ｃと第２の水平線条ｄの金属ボディ２０のピラーに接近する方向の端部より第１の給電点、及び第２の給電点までそれぞれ引出線ｅ、ｆを設け、該第１の給電点、および第２の給電点よりそれぞれ補助エレメントｇ、ｈを設けた。
【００２８】
該補助エレメントｈ、ｇは、給電点より水平方向に水平線条を設け、その先端より垂直線条を接続したＬ字形状とした。
【００２９】
各線条の長さは、以下の通りである。
【００３０】
第１の垂直線条ａ＝６５ｍｍ、第１の水平線条ｃ＝７７ｍｍ、
第２の垂直線条ｂ＝８１ｍｍ、第２の水平線条ｄ＝１６３ｍｍ、
引出線ｅ＝６０ｍｍ、ｆ＝７０ｍｍ、
補助エレメントｈの水平線条の長さ＝７ｍｍ、垂直線条の長さ＝１０ｍｍ
補助エレメントｇの水平線条の長さ＝１５ｍｍ、垂直線条の長さ＝３０ｍｍ
本発明のアンテナを、ガラス板の表面に導電ペーストによりスクリーン印刷し、焼成してアンテナ付き窓ガラスを形成した。
【００３１】
このような窓ガラスを車輌等の後部開口部に装着した後、第１の主エレメント３の端部を直接又は引出線ｅを介して第１の給電点１０、第２の主エレメント４の端部を直接又は引出線ｆを介して第２の給電点１１として、それぞれ同軸ケーブル１２の内部導線と外部導線に接続する。
【００３２】
第１の主エレメント３の水平線条とこの線条に近接して配設した第２の主エレメント４の水平線条との間隔を３ｍｍとして、８１０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ、及び１４２０〜１５１０ＭＨｚの自動車電話帯の垂直偏波における送受信利得が高くなるようにチューニングした。
【００３３】
従来の自動車電話用貼り付けアンテナの送受信利得を０ｄＢとしたときの利得比（以下、従来のアンテナ比と略称する）で示すと、８００ＭＨｚ帯の平均で＋２．７ｄＢ、１５００ＭＨｚ帯の平均で＋２．３ｄＢとなり、従来の実用に供されているガラスアンテナの送受信利得を上回る良好な結果が得られた。
【００３４】
また、このアンテナのＶＳＷＲの周波数特性図を測定したところ、８００ＭＨｚ帯で１．８以下、１５００ＭＨｚ帯で１．７以下であって、両帯域で実用に供し得るものであることがわかる。
［実施例２］
図２に示すように、第１の主エレメント３と第２の主エレメント４については実施例１と同じ構成としたものであり、該第１の主エレメント３の水平線条の金属ボディの縦枠側の先端より引出線ｅを設け、同じく第２の主エレメントの水平線条の先端より引出線ｆを設け、それぞれ引出線の先端で第１の給電点、第２の給電点と接続し、第１の主エレメントと引出線ｅでコの字形状とし、第２の主エレメントと引出線ｆで同じくコの字形状とした。
【００３５】
また、本実施例のガラスアンテナを備えた窓ガラスを車外視において、前記第１の給電点のガラス中央側右端より、垂直線条を下方に向けて設けた。
【００３６】
さらに、前記第２の給電点の上端より、水平線条を設け、その水平線条の先端部と中間点より、それぞれ下方に向けて２本の垂直線条を設けた。
【００３７】
本実施例２における各線条の長さは、以下の通りである。
【００３８】

第１の主エレメント３の水平線条ｃと、この線条に近接して配設した第２の主エレメント４の水平線条ｄとの間隔を３ｍｍとする。
【００３９】
本発明のアンテナを、ガラス板の表面に導電ペーストによりスクリーン印刷し、焼成してアンテナ付き窓ガラスを形成した。
【００４０】
第１の主エレメント３と第２の主エレメント４を上記のように配置して、８１０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ、及び１４２０〜１５１０ＭＨｚの自動車電話帯の垂直偏波における送受信利得が最も高くなるようにチューニングした。
【００４１】
このような車両用のガラスアンテナの８００ＭＨｚ帯と１５００ＭＨｚ帯のアンテナ利得の周波数特性を測定し、従来のアンテナ比で示すと８１０〜９６０ＭＨｚ帯域では図６に示す通りとなり、その平均で＋３．１ｄＢとなる。
【００４２】
また、１４２０〜１５１０ＭＨｚ帯域では図７に示す通りとなり、その平均では＋２．６ｄＢとなる。
【００４３】
このように、従来の実用に供されているガラスアンテナの送受信利得を上回る良好な結果が得られた。
【００４４】
また、本実施例のガラスアンテナのＶＳＷＲの周波数特性図を測定したところ、図８に示す通りであり、８００ＭＨｚ帯と１５００ＭＨｚ帯の両帯域でいずれも２．０以下となっており実用に供し得るものであることがわかる。
［実施例３］
図３に示すように、第１の主エレメント３と第２の主エレメント４については実施例１と同じ形状としたものであり、該第１の主エレメント３の水平線条の金属ボディの縦枠側の先端より引出線ｅを設け、同じく第２の主エレメントの水平線条の先端より引出線ｆを設け、それぞれ引出線の先端で第１の給電点、第２の給電点と接続した。
【００４５】
また、本実施例のガラスアンテナを備えた窓ガラスを車外視において、前記第１の給電点の右側中央端より、水平線条を設け、該水平線条の先端より上部方向と下部方向の両垂直方向に垂直線条を設けた。
【００４６】
さらに、前記第２の給電点の右側中央端より、水平線条を設け、その水平線条の先端部より、上方に向けて垂直線条を設けた。
【００４７】
本実施例３における各線条の長さは、以下の通りである。
【００４８】

第１の主エレメント３の水平線条ｃと、この線条に近接して配設した第２の主エレメント４の水平線条ｄとの間隔を５ｍｍとする。
【００４９】
本発明のアンテナを、ガラス板の表面に導電ペーストによりスクリーン印刷し、焼成してアンテナ付き窓ガラスを形成した。
【００５０】
第１の主エレメント３と第２の主エレメント４を上記のように配置して、８１０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ、及び１４２０〜１５１０ＭＨｚの自動車電話帯の垂直偏波における送受信利得が最も高くなるようにチューニングした。
【００５１】
このような車両用のガラスアンテナの８００ＭＨｚ帯と１５００ＭＨｚ帯のアンテナ利得の周波数特性を測定し、従来のアンテナ比で示すと８１０〜９６０ＭＨｚ帯域では図９に示す通りとなり、その平均で＋３．５ｄＢとなる。
【００５２】
また、１４２０〜１５１０ＭＨｚ帯域では図１０に示す通りとなり、その平均では＋３．３ｄＢとなる。
【００５３】
このように、従来の実用に供されている貼り付けアンテナの送受信利得を上回る良好な結果が得られた。
【００５４】
また、本実施例のガラスアンテナのＶＳＷＲの周波数特性図を測定したところ、図１１に示す通りであり、８００ＭＨｚ帯と１５００ＭＨｚ帯の両帯域で実用に供し得るものであることがわかる。
［実施例４］
図４に示すものは車外視で窓ガラスの左上に設けたアンテナであって、第１の主エレメント３と第２の主エレメント４についてはそれぞれの水平線条を金属ボディのコーナー部の円弧に合わせた形状としたものであり、第１の水平線条と第２の水平線条の円弧の先端を延長して引出線ｅ、ｆとして、それぞれ引出線の先端で第１の給電点、第２の給電点と接続した。
【００５５】
また、本実施例のガラスアンテナを備えた窓ガラスを車外視において、前記第２の給電点の下端より、水平線条を設け、その水平線条の先端部より、上方に向けて垂直線条を設けた。
【００５６】
本実施例４における各線条の長さは、以下の通りである。
【００５７】
本実施例においては、金属ボディのコーナー部の円弧に合わせた形状としたもので、第１の水平線条ｃと引出線ｅとの境界、および第２の水平線条ｄと引出線ｆとの境界が不明確であるため、図４中の破線で示すように、各水平線条を各給電点１０、１１の垂直方向に延長させた位置までを想の第１の水平線条ｃ’、第２の水平線条ｄ’の長さとし、該位置から各給電点１０、１１までを仮想の引出線ｅ’、ｆ’として、下記に示すように長さを設定した。
【００５８】

第１の主エレメント３の水平線条ｃと、この線条に近接して配設した第２の主エレメント４の水平線条ｄとの間隔を３ｍｍとする。
【００５９】
本発明のアンテナを、ガラス板の表面に導電ペーストによりスクリーン印刷し、焼成してアンテナ付き窓ガラスを形成した。
【００６０】
第１の主エレメント３と第２の主エレメント４を上記のように配置して、８１０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ、及び１４２０〜１５１０ＭＨｚの自動車電話帯の垂直偏波における送受信利得が最も高くなるようにチューニングした。
【００６１】
このような車両用のガラスアンテナの８００ＭＨｚ帯と１５００ＭＨｚ帯のアンテナ利得の周波数特性を測定し、従来のアンテナ比で示すと８１０〜９６０ＭＨｚ帯域では図１２に示す通りとなり、その平均で＋３．２ｄＢとなる。
【００６２】
また、１４２０〜１５１０ＭＨｚ帯域では図１３に示す通りとなり、その平均では＋４．３ｄＢとなる。
【００６３】
このように、従来の実用に供されているガラスアンテナの送受信利得を上回る良好な結果が得られた。
【００６４】
また、本実施例のガラスアンテナのＶＳＷＲの周波数特性図を測定したところ、図１４に示す通りであり、８００ＭＨｚ帯と１５００ＭＨｚ帯の両帯域で実用に供し得るものであることがわかる。
【００６５】
以上、好適な実施例により説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、種々の応用が可能である。
【００６６】
尚、図１５は実施例１のガラスアンテナにインピーダンス調整用の補助エレメントを設けなかった時のＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性図を示すが、８００ＭＨｚ帯と１５００ＭＨｚ帯において実用に供しないものであることがわかる。
【００６７】
また、第１の主エレメント、第２の主エレメント、および補助エレメントにおいて、水平線条の幅は０．３〜５ｍｍ、好ましくは０．５〜３ｍｍの範囲で幅広に適宜選択することにより、広い範囲の周波数の電波に対して利得を向上させる作用をしており、高帯域性のアンテナとすることができる。
【００６８】
また、本発明のアンテナは後部窓ガラスの加熱線条下部余白部、上部余白部以外にも、前部窓ガラス、側部窓ガラスなどに設けてもよい。
【００６９】
また、パーソナル無線、業務用無線、ＰＨＳなどの極超短波帯の電波の送受信についても好適に使用することができるものである。
【００７０】
補助エレメントについては、第１の給電点と第２の給電点のいずれか片方、または両方より設ければ良く、車種によって給電点の位置等制限され、引出線の長さ等によってインピーダンス特性が不十分なときなどには、これを改善するために、必要に応じて設ければよく、必ずしも複数箇所に設ける必要はない。
【００７１】
また、本発明のガラスアンテナは単独でも使用可能であるが、後部窓ガラスの加熱線条の上部余白部、下部余白部に設けたガラスアンテナ、前部窓ガラスに設けたガラスアンテナ、側部窓ガラスに設けたガラスアンテナあるいはポールアンテナなどと組み合わせてダイバーシティ受信を行うと、さらに好ましい結果を得ることができる。
【００７２】
【発明の効果】
本発明のガラスアンテナは、第１の主エレメントと第２の主エレメントの双方で、８１０〜９６０ＭＨｚと１４２０〜１５１０ＭＨｚの両帯域の周波数の電波を好適に送受信し、該第１の主エレメント、及び第２の主エレメントから各給電点の位置まで設けた引出線によるインピーダンス特性のずれを、２つの給電点の片方または両方より、水平線条と垂直線条を組み合わせて設けた補助エレメントにより、インピーダンス特性の改善調整をすることにより、送受信機および同軸ケ−ブルの特性インピーダンスにアンテナのインピ−ダンスを広帯域にわたり近似させることができ、その結果、８００ＭＨｚ帯と１５００ＭＨｚ帯の両帯域で高利得なアンテナ性能を有する自動車電話、携帯電話、パーソナル無線、業務用無線、ＰＨＳなどの極超短波の送受信アンテナとして特に好適なもので、実用レベルまでアンテナ性能を向上させるものである。
【００７３】
さらにＵＨＦ帯のＴＶ放送波も好適に受信することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１のアンテナ部分を示す要部詳細図。
【図２】本発明の実施例２のアンテナ部分を示す要部詳細図。
【図３】本発明の実施例３のアンテナ部分を示す要部詳細図。
【図４】本発明の実施例４のアンテナ部分を示す要部詳細図。
【図５】本発明のガラスアンテナを自動車用後部窓ガラスに設けた正面図。
【図６】本発明の実施例２のガラスアンテナの８００ＭＨｚ帯域におけるアンテナ利得の周波数特性図。
【図７】本発明の実施例２のガラスアンテナの１５００ＭＨｚ帯域におけるアンテナ利得の周波数特性図。
【図８】本発明の実施例２のガラスアンテナのＶＳＷＲ（電圧定在波比）の周波数特性図。
【図９】本発明の実施例３のガラスアンテナの８００ＭＨｚ帯域におけるアンテナ利得の周波数特性図。
【図１０】本発明の実施例３のガラスアンテナの１５００ＭＨｚ帯域におけるアンテナ利得の周波数特性図。
【図１１】本発明の実施例３のガラスアンテナのＶＳＷＲ（電圧定在波比）の周波数特性図。
【図１２】本発明の実施例４のガラスアンテナの８００ＭＨｚ帯域におけるアンテナ利得の周波数特性図。
【図１３】本発明の実施例４のガラスアンテナの１５００ＭＨｚ帯域におけるアンテナ利得の周波数特性図。
【図１４】本発明の実施例４のガラスアンテナのＶＳＷＲ（電圧定在波比）の周波数特性図。
【図１５】実施例１のガラスアンテナで補助エレメントを設けなかったときのＶＳＷＲ（電圧定在波比）の周波数特性図。
【符号の説明】
１板ガラス
２防曇用の加熱線条
３第１のエレメント
４第２のエレメント
５本発明のアンテナ
６ＴＶ受信用アンテナ
７ラジオ受信用アンテナ
８引き出し線
９補助エレメント
１０第１の給電点
１１第２の給電点
１２同軸ケーブル
２０金属ボディ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a glass antenna provided on a window glass of a vehicle such as an automobile, and more particularly to a glass antenna suitable for transmitting and receiving radio waves in an ultrahigh frequency band such as an automobile phone, a mobile phone, a personal radio, a business radio, and a PHS. .
[0002]
[Conventional technology and its problems]
Conventionally, a pole antenna has been put into practical use as a vehicle antenna for transmitting and receiving a car phone and a mobile phone, but since it has a structure protruding from a vehicle body, not only is it not preferable in terms of safety and appearance, There were drawbacks, such as being hindered during car washing and possibly causing breakage.
[0003]
Therefore, in recent years, a glass antenna having no projection such as a pole antenna has been demanded, and Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 6-314921 and Hei 7-122918 have been proposed. Has come to practical use.
[0004]
However, these glass antennas for car phones or mobile phones can cover either the 800 MHz band or the 1500 MHz band by adjusting the total length of the element. Two types of frequency bands cannot be used, and when actually used, only one of the bands has to be selected in advance.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of such a point, and is suitable as an antenna for a mobile phone and a mobile phone that can be put to practical use in both the 800 MHz band and the 1500 MHz band with one antenna pattern. It is an object of the present invention to provide a glass antenna for a vehicle that can also transmit and receive radio waves for radio, business radio, and PHS.
[0006]
What is claimed is: 1. A glass antenna disposed on a window glass of a mobile body such as an automobile, comprising: a first main element in which a first horizontal line and a first vertical line are connected in an L-shape; The first main element also includes a second horizontal line disposed in parallel with the first horizontal line on the metal body side of the moving body and a second main element formed by connecting a second vertical line in an L-shape. And a lead wire is provided and connected from each end of the second horizontal line near the pillar to first and second power supply points provided near the vertical frame adjacent to the metal body, and a coaxial cable is connected to the two power supply points. A glass antenna for a vehicle in which an inner conductor and an outer conductor are connected, and at least one of the feed points or an auxiliary element for impedance characteristic adjustment is arranged from both feed points,
Alternatively, the auxiliary element is provided with a horizontal line from the feeding point, and one or more vertical lines are connected and arranged in an L-shape or a T-shape from the vicinity of the tip thereof to improve and adjust the impedance characteristics of the glass antenna. The aforementioned glass antenna for a vehicle,
Alternatively, the auxiliary element is formed of a line provided in a direction perpendicular to the feeding point, and the glass antenna for a vehicle described above,
Alternatively, the above-mentioned glass antenna for a vehicle, in which the vertical line or the horizontal line of the auxiliary element is formed of one or more lines or a wide band,
Alternatively, there is provided the above-mentioned glass antenna for a vehicle, wherein a horizontal line of the main element is partially arc-shaped in accordance with the shape of the upper and lower sides of the metal body.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention relates to a glass antenna disposed on a window glass for a moving body such as an automobile, for example, a rear window glass of the automobile as shown in FIG. 5, and includes a car phone, a mobile phone, a personal radio, a commercial radio, a PHS, and the like. This is a glass antenna suitable for transmitting and receiving radio waves in the ultrahigh frequency band.
[0008]
When the antenna is provided on the rear window glass, the heating wire or the like for anti-fog is arranged at the center, and therefore, the antenna is usually provided at the upper margin and the lower margin of the heating wire.
[0009]
For example, as shown in FIG. 5, this is an example in which a single glass is attached as a rear window glass of the vehicle when viewed from the outside of the vehicle. A plurality of antennas 7 for radio reception are provided, and a glass antenna 5 for a mobile phone shown in FIG. 3 of the present invention in the lower left margin of FIG. 5 and a FIG. 1 of the present invention in the upper left margin of FIG. A glass antenna 5 for a mobile phone is provided, and any one of them may be provided. However, by providing a plurality of places, diversity reception is enabled. The glass antennas provided at two places have the same pattern. Or a different pattern, or an upper right or lower right side. .
[0010]
As a basic pattern of the glass antenna of the present invention, it is provided near the lower corner of the rear window glass as shown in FIG. As the first main element 3, a first vertical line a and a first horizontal line c were connected in an L-shape. Further, as the second main element 4, a second horizontal line d provided in parallel with the first horizontal line c between the first horizontal line c and the metal body side 20 of the moving body, and a distal end thereof. 2 vertical filaments b were connected in an L-shape.
[0011]
Further, lead lines e and f are provided in the vertical direction from the respective tips of the first and second horizontal lines c and d near the pillars, which are the vertical frames of the metal body, and are provided near the vertical frame of the metal body 20. And the first and

second feeding points

10 and 11.
[0012]
An inner conductor and an outer conductor of a coaxial cable are connected to the two

feeding points

10 and 11, and auxiliary elements h and g for impedance characteristic adjustment are provided from at least one or both of the

feeding points

10 and 11. To improve the impedance characteristics.
[0013]
The auxiliary elements h and g are provided with horizontal lines from the

power supply points

10 and 11 in a direction orthogonal to the pillars which are vertical frames of the metal body 20, and connected to the vertical lines from the ends thereof to form an L-shape. Was placed.
[0014]
The first vertical line a and the second vertical line b are for the purpose of improving the transmission / reception gain of the antenna, and the preferable length of the first vertical line a is the mounting angle of the glass and the bandwidth. by different, it is a = 50 to 80 mm.
[0015]
For the second vertical filament b , b = 60 to 90 mm.
[0016]
The first horizontal strip c, and a second horizontal strip d is the improvement of the reception gain of the antenna, which has the purpose of improving the impedance characteristics, the preferred length for the first horizontal strip c is, c = 60 to 90 mm.
[0017]
Further, preferred length for the second horizontal strips d is d = 140～180Mm is around the length of the second horizontal strip d, the first 1.5 times or more the length of the c horizontal strip Is preferred.
[0018]
Subsequently, the lengths of the lead lines e and f are set to about 0 to 80 mm. However, the length is not limited to this range because the length depends on a mounting position of a desired feeding point. Since the impedance characteristics of the glass antenna are affected by differences in the lengths of the lead lines e and f, the impedance is adjusted and improved by the auxiliary elements h and g connected to the feeding point.
[0019]
In the pattern shown in FIG. 1, each of the auxiliary elements h and g has a horizontal line provided from the feeding point and a vertical line connected from the leading end thereof. It may be a direction.
[0020]
Although the auxiliary elements h and g are provided so as to be connected to both of the two feeding points, only one of them may be used as necessary.
[0021]
Further, the auxiliary element may be provided with a vertical line directly from the feed point so as not to overlap with the lead wire.
[0022]
Alternatively, each of the vertical or horizontal lines of the auxiliary element may be formed of a plurality of lines or a wide band.
[0023]
Although the glass antenna of the present invention is provided at the upper and lower corners of the rear window glass of a moving body such as an automobile or a vehicle, the present invention is not limited to this as long as it is a peripheral part close to the metal body frame. Further, it may be provided on a side window glass, a front window glass, or the like.
[0024]
The horizontal line of the main element does not necessarily have to be a straight line. If there is an arc portion near the lower corner of the metal body, the main element may have an arc shape along the arc. The lead line up to the point may be similarly shaped along the arc of the metal body frame.
[0025]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0026]
1 to 4 are detailed views of a main part showing an antenna part of Examples 1 to 4 of the present invention. FIG. 5 is a front view in which a glass antenna of the present invention is provided on a rear window glass for an automobile, and FIGS. 8 shows a frequency characteristic diagram of the antenna gain and a frequency characteristic diagram of the VSWR (voltage standing wave ratio) in the 800 MHz band and the 1500 MHz band of the glass antenna in the second embodiment. 9 to 11 show a frequency characteristic diagram of an antenna gain and a frequency characteristic diagram of a VSWR (voltage standing wave ratio) of the glass antenna in the 800 MHz band and the 1500 MHz band in the third embodiment. Further, FIGS. 12 to 14 show the frequency characteristics of the antenna gain and the frequency characteristics of the VSWR (voltage standing wave ratio) of the glass antenna in the 800 MHz band and 1500 MHz band in the fourth embodiment, respectively, and FIG. FIG. 4 is a frequency characteristic diagram of VSWR (voltage standing wave ratio) when no auxiliary element is provided in the glass antenna of FIG.
[Example 1]
An antenna provided on a glass surface mounted on a lower left corner of a rear window of an automobile or the like when viewed from outside of the vehicle. As shown in FIG. 1, the first horizontal line c and the first vertical line a are L-shaped. A first main element 3 is formed by connecting the first horizontal line c and the second horizontal line d parallel to the first horizontal line c between the first horizontal line c and the metal body 20 of the moving body. A second main element 4 is provided by forming an L-shaped second vertical line b connected to one end of d.
[0027]
Further, the lead lines e and f are respectively extended from the ends of the first horizontal line c and the second horizontal line d in the direction approaching the pillar of the metal body 20 to the first feeding point and the second feeding point. The auxiliary elements g and h were provided from the first feeding point and the second feeding point, respectively.
[0028]
Each of the auxiliary elements h and g has an L-shape in which a horizontal line is provided in the horizontal direction from the power supply point and a vertical line is connected from the end.
[0029]
The length of each line is as follows.
[0030]
A first vertical line a = 65 mm, a first horizontal line c = 77 mm,
A second vertical line b = 81 mm, a second horizontal line d = 163 mm,
Leader line e = 60 mm, f = 70 mm,
Length of horizontal line of auxiliary element h = 7 mm, length of vertical line = 10 mm
Length of horizontal line of auxiliary element g = 15 mm, length of vertical line = 30 mm
The antenna of the present invention was screen-printed with a conductive paste on the surface of a glass plate and fired to form a window glass with an antenna.
[0031]
After such a window glass is mounted on the rear opening of the vehicle or the like, the end of the first main element 3 is connected directly or through the lead wire e to the first power supply point 10 and the end of the second main element 4. The portion is connected to the inner conductor and the outer conductor of the coaxial cable 12 as the second feeding point 11 directly or via the lead f.
[0032]
Assuming that the distance between the horizontal line of the first main element 3 and the horizontal line of the second main element 4 disposed close to this line is 3 mm, the vertical length of the mobile telephone band of 810 MHz to 960 MHz and 1420 to 1510 MHz is set. Tuning was performed so that the transmission / reception gain in polarization was increased.
[0033]
When the transmission / reception gain of the conventional pasted antenna for a mobile phone is set to 0 dB, the gain ratio (hereinafter simply referred to as the conventional antenna ratio) is +2.7 dB in the 800 MHz band average and +2.500 in the 1500 MHz band average. 3 dB, which is a good result that exceeds the transmission / reception gain of a conventional glass antenna used in practical use.
[0034]
Also, when a frequency characteristic diagram of the VSWR of this antenna is measured, it is 1.8 or less in the 800 MHz band and 1.7 or less in the 1500 MHz band, indicating that the antenna can be practically used in both bands.
[Example 2]
As shown in FIG. 2, the first main element 3 and the second main element 4 have the same configuration as that of the first embodiment, and the vertical frame of the metal body of the horizontal streak of the first main element 3 A lead line e is provided from the end of the second main element, and a lead line f is provided also from the end of the horizontal line of the second main element, and the leading end of the lead line is connected to the first feeding point and the second feeding point, respectively. The first main element and the lead line e had a U-shape, and the second main element and the lead line f had a U-shape.
[0035]
In addition, when the window glass provided with the glass antenna of this embodiment is viewed from the outside of the vehicle, a vertical line is provided downward from the right end of the first power supply point on the glass center side.
[0036]
Further, a horizontal line is provided from the upper end of the second power supply point, and two vertical lines are provided downward from a tip portion and an intermediate point of the horizontal line.
[0037]
The length of each line in the second embodiment is as follows.
[0038]

The distance between the horizontal line c of the first main element 3 and the horizontal line d of the second main element 4 disposed close to this line is 3 mm.
[0039]
The antenna of the present invention was screen-printed with a conductive paste on the surface of a glass plate and fired to form a window glass with an antenna.
[0040]
The first main element 3 and the second main element 4 were arranged as described above, and tuned so that the transmission / reception gain in the vertical polarization of the mobile telephone band of 810 MHz to 960 MHz and 1420 to 1510 MHz was highest.
[0041]
The frequency characteristics of the antenna gains of the 800 MHz band and the 1500 MHz band of such a glass antenna for a vehicle are measured, and as compared with a conventional antenna, the band characteristics are as shown in FIG. 6 in the 810 to 960 MHz band, and the average is +3.1 dB. Become.
[0042]
Also, in the band of 1420 to 1510 MHz, the result is as shown in FIG. 7, and the average is +2.6 dB.
[0043]
As described above, good results were obtained that exceeded the transmission and reception gains of the conventional practically used glass antenna.
[0044]
Further, when the frequency characteristic diagram of the VSWR of the glass antenna of the present embodiment was measured, it was as shown in FIG. 8, and it was 2.0 or less in both the 800 MHz band and the 1500 MHz band, so that it can be put to practical use. It turns out to be something.
[Example 3]
As shown in FIG. 3, the first main element 3 and the second main element 4 have the same shape as that of the first embodiment, and the vertical frame of the metal body of the horizontal line of the first main element 3 A lead line e was provided from the leading end of the second main element, and a lead line f was provided from the leading end of the horizontal line of the second main element. The leading line was connected to the first feeding point and the second feeding point, respectively.
[0045]
Further, when the window glass provided with the glass antenna of this embodiment is viewed from outside of the vehicle, a horizontal line is provided from the right center end of the first power supply point, and both upper and lower directions are provided from the tip of the horizontal line. Vertical streaks.
[0046]
Furthermore, a horizontal line was provided from the right center end of the second power supply point, and a vertical line was provided upward from the tip of the horizontal line.
[0047]
The length of each line in the third embodiment is as follows.
[0048]

The distance between the horizontal line c of the first main element 3 and the horizontal line d of the second main element 4 arranged close to this line is 5 mm.
[0049]
The antenna of the present invention was screen-printed with a conductive paste on the surface of a glass plate and fired to form a window glass with an antenna.
[0050]
The first main element 3 and the second main element 4 were arranged as described above, and tuned so that the transmission / reception gain in the vertical polarization of the mobile telephone band of 810 MHz to 960 MHz and 1420 to 1510 MHz was highest.
[0051]
The frequency characteristics of the antenna gains of the 800 MHz band and the 1500 MHz band of such a glass antenna for a vehicle are measured, and as compared with the conventional antenna, the band characteristics are as shown in FIG. 9 in the 810 to 960 MHz band, and the average is +3.5 dB. Become.
[0052]
In the band of 1240 to 1510 MHz, it is as shown in FIG. 10, and the average is +3.3 dB.
[0053]
As described above, good results were obtained that exceeded the transmission / reception gains of the conventional practically-used attached antenna.
[0054]
In addition, a measurement of the frequency characteristics of the VSWR of the glass antenna of the present embodiment is shown in FIG. 11, and it can be seen that the antenna can be practically used in both the 800 MHz band and the 1500 MHz band.
[Example 4]
FIG. 4 shows an antenna provided on the upper left of the window glass when viewed from the outside of the vehicle. The first main element 3 and the second main element 4 have their horizontal lines aligned with the arc of the corner of the metal body. The first horizontal line and the second horizontal line are formed by extending the ends of the arcs to form lead lines e and f, respectively, at the leading end of the lead line, a first feeding point and a second feeding point. Connected with a point.
[0055]
In addition, when the window glass provided with the glass antenna of this embodiment is viewed from the outside of the vehicle, a horizontal line is provided from a lower end of the second feeding point, and a vertical line is provided upward from a tip of the horizontal line. Was.
[0056]
The length of each line in the fourth embodiment is as follows.
[0057]
In the present embodiment, the shape is adapted to the arc of the corner of the metal body, and the boundary between the first horizontal line c and the lead line e and the boundary between the second horizontal line d and the lead line f. Is unclear, as shown by the broken line in FIG. 4, the first horizontal line c ′, the second horizontal line up to the position where each horizontal line is extended in the vertical direction of each of the feeding points 10 and 11 is assumed. The length of the horizontal line d 'was set as shown below, and the length from the position to each of the feeding points 10 and 11 was set as virtual leader lines e' and f '.
[0058]

The distance between the horizontal line c of the first main element 3 and the horizontal line d of the second main element 4 disposed close to this line is 3 mm.
[0059]
The antenna of the present invention was screen-printed with a conductive paste on the surface of a glass plate and fired to form a window glass with an antenna.
[0060]
The first main element 3 and the second main element 4 were arranged as described above, and tuned so that the transmission / reception gain in the vertical polarization of the mobile telephone band of 810 MHz to 960 MHz and 1420 to 1510 MHz was highest.
[0061]
The frequency characteristics of the antenna gains of the 800 MHz band and the 1500 MHz band of such a glass antenna for a vehicle are measured, and the antenna characteristics are as shown in FIG. 12 in the 810 to 960 MHz band, and the average thereof is +3.2 dB. Become.
[0062]
In the 1420 to 1510 MHz band, it is as shown in FIG. 13, and the average is +4.3 dB.
[0063]
As described above, good results were obtained that exceeded the transmission and reception gains of the conventional practically used glass antenna.
[0064]
In addition, a measurement of the frequency characteristic diagram of the VSWR of the glass antenna of this example is as shown in FIG. 14, and it can be seen that the glass antenna can be practically used in both the 800 MHz band and the 1500 MHz band.
[0065]
The preferred embodiments have been described above, but the present invention is not limited to these, and various applications are possible.
[0066]
FIG. 15 shows a VSWR (voltage standing wave ratio) characteristic diagram when an auxiliary element for impedance adjustment is not provided in the glass antenna of the first embodiment, but it is not practically used in the 800 MHz band and the 1500 MHz band. You can see that there is.
[0067]
In addition, in the first main element, the second main element, and the auxiliary element, the width of the horizontal streak is appropriately selected to be wide in a range of 0.3 to 5 mm, preferably 0.5 to 3 mm, so that a wide range is obtained. It has the effect of improving the gain for radio waves of the frequency of, and can be used as a high-bandwidth antenna.
[0068]
Further, the antenna of the present invention may be provided on a front window glass, a side window glass, or the like, in addition to the heating wire lower margin portion and the upper margin portion of the rear window glass.
[0069]
Further, the present invention can be suitably used for transmission and reception of radio waves in the ultrahigh frequency band such as personal radio, business radio, and PHS.
[0070]
The auxiliary element may be provided at one or both of the first feeding point and the second feeding point. The position of the feeding point is limited depending on the type of vehicle, and the impedance characteristic is not affected by the length of the lead wire. When sufficient, for example, it may be provided as needed to improve this, and it is not always necessary to provide it at a plurality of locations.
[0071]
Although the glass antenna of the present invention can be used alone, a glass antenna provided in an upper margin portion, a lower margin portion of a heating wire of a rear window glass, a glass antenna provided in a front window glass, a side window, When diversity reception is performed in combination with a glass antenna or a pole antenna provided on glass, more preferable results can be obtained.
[0072]
【The invention's effect】
The glass antenna of the present invention preferably transmits and receives radio waves having frequencies in both bands of 810 to 960 MHz and 1420 to 1510 MHz in both the first main element and the second main element, and the first main element and The deviation of the impedance characteristic due to the lead wire provided from the second main element to the position of each feed point is reduced by one or both of the two feed points using an auxiliary element provided by combining horizontal and vertical lines. Of the antenna, the impedance of the antenna can be approximated to the characteristic impedance of the transceiver and the coaxial cable over a wide band, and as a result, the antenna performance with high gain in both the 800 MHz band and the 1500 MHz band Such as car phones, mobile phones, personal radio, business radio, and PHS But particularly suitable as a receiving antenna for short, is intended to improve the antenna performance to a practical level.
[0073]
Further, it is possible to suitably receive a UHF band TV broadcast wave.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a detailed view of a main part showing an antenna part according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a detailed view of a main part showing an antenna part according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a main part detailed view showing an antenna part according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an essential part detailed view showing an antenna part according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a front view in which the glass antenna of the present invention is provided on a rear window glass for an automobile.
FIG. 6 is a frequency characteristic diagram of an antenna gain in an 800 MHz band of the glass antenna according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a frequency characteristic diagram of an antenna gain in a 1500 MHz band of the glass antenna according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a frequency characteristic diagram of VSWR (voltage standing wave ratio) of the glass antenna according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a frequency characteristic diagram of an antenna gain in an 800 MHz band of the glass antenna according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a frequency characteristic diagram of an antenna gain in a 1500 MHz band of the glass antenna according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a frequency characteristic diagram of VSWR (voltage standing wave ratio) of the glass antenna according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a frequency characteristic diagram of the antenna gain in the 800 MHz band of the glass antenna according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a frequency characteristic diagram of an antenna gain in a 1500 MHz band of the glass antenna according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a frequency characteristic diagram of VSWR (voltage standing wave ratio) of the glass antenna according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a frequency characteristic diagram of VSWR (voltage standing wave ratio) when an auxiliary element is not provided in the glass antenna of the first embodiment.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 sheet glass 2 heating wire for anti-fog 3 first element 4 second element 5 antenna 6 of the present invention 6 antenna for TV reception 7 antenna for radio reception 8 lead wire 9 auxiliary element 10 first feeding point 11 second Power supply point 12 coaxial cable 20 metal body

Claims

A glass antenna disposed on a window glass of a moving body such as an automobile, comprising: a first main element in which a first horizontal line and a first vertical line are connected in an L shape; and a first horizontal line. The first horizontal element and the second main element are formed on the metal body side of the moving body in parallel with the first horizontal element and the second vertical element is connected in an L-shape. And a lead wire is provided and connected from each end of the second horizontal line near the pillar to first and second power supply points provided near the vertical frame adjacent to the metal body, and a coaxial cable is connected to the two power supply points. A glass antenna for a vehicle, characterized in that an internal conductor and an external conductor are connected to each other, and an auxiliary element for impedance characteristic adjustment is arranged from at least one of the feed points or both feed points.

The auxiliary element is provided with a horizontal line from the feeding point, and one or more vertical lines are connected and arranged in an L-shape or T-shape from near the tip thereof so as to improve and adjust the impedance characteristics of the glass antenna. The glass antenna for a vehicle according to claim 1, wherein:

3. The glass antenna for a vehicle according to claim 1, wherein the auxiliary element is formed by a line provided in a direction perpendicular to the power supply point.

4. The glass antenna for a vehicle according to claim 1, wherein a vertical line or a horizontal line of the auxiliary element is formed of one or more lines or a wide band.

The vehicle glass antenna according to any one of claims 1 to 4, wherein a part of the horizontal line of the main element has an arc shape in accordance with the shape of the upper and lower sides of the metal body.