CN101281996B - 车辆用玻璃天线 - Google Patents

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Abstract

本发明提供具有稳定的工作特性的车辆用玻璃天线。在车辆(4)的玻璃部(5)上设置的天线元件(1)由接地部(3)和发射元件部(2)构成，上述接地部(3)的一部分(3b)与上述车辆(4)的金属部(6)重叠，上述接地部(3)的其它部分(3a)和发射元件部(2)不与上述金属部(6)重叠。

Description

车辆用玻璃天线
技术领域
本发明涉及具有稳定的工作特性的车辆用玻璃天线。
背景技术
以往，已知有在车辆的窗玻璃上设置天线元件的车辆用玻璃天线。作为记载此种现有技术的文献，有例如专利文献1、2。
此外，已知，在车辆的玻璃窗上设置天线元件的车辆用玻璃天线中，为了使天线元件的透视性良好，而将天线元件用格子状的导线形成。作为记载此种现有技术的文献，有专利文献3。
专利文献1：日本特开2005-109811号公报
专利文献2：日本特开2007-36446号公报
专利文献3：日本特开2005-142984号公报
由于要求不妨碍驾驶员和乘客的视界，所以车辆用玻璃天线主要设置在作为窗玻璃角落的窗玻璃和车架的交界处附近。另一方面，要求车辆用玻璃天线具有不受车架等外部部件所产生的电学影响的稳定工作特性。
发明内容
于是，本发明的目的是提供解决上述课题并具有稳定的工作特性的车辆用玻璃天线。
为实现上述目的，本发明是一种车辆用玻璃天线，在车辆的玻璃部上设置的天线元件由接地部和发射元件部构成，上述接地部的一部分与上述车辆的金属部重叠，上述接地部的其它部分和发射元件部不与上述金属部重叠。
此外，本发明是一种车辆用玻璃天线，在车辆的玻璃部上设置的天线元件由接地部和发射元件部构成，上述接地部的一部分与导电带重叠，上述接地部的其它部分和发射元件部不与上述导电带重叠，上述导电带与上述车辆的金属部重叠。
上述天线元件可以将线状的导体做成格子状而形成。
上述接地部的与上述金属部或上述导电带重叠的部分的导体可以被形成为面状。
在上述接地部中，可在与上述金属部或上述导电带重叠的部分和不重叠的部分的交界处具有标记部。
上述接地部呈矩形形状，上述发射元件部可具有从上述接地部的一条边垂直地延伸的第一部分和从该第一部分起相对于上述接地部的一条边平行地延伸的第二部分。
上述发射元件部可具有共振频率不同的两个共振部分。
与上述接地部重叠的上述金属部可以是车顶架。
设有上述天线元件的上述玻璃部可以是车厢前窗玻璃。
上述天线元件可以是在透明的薄片上印刷了导体的天线元件。
上述天线元件可以是将金属板冲孔而形成的天线元件。
上述天线元件可以是在组装到车辆中之前的单体玻璃上印刷，而后烧制的天线元件。
本发明可发挥如下优良效果。
(1)可实现具有稳定的工作特性的车辆用玻璃天线。
附图说明
图1是表示本发明一个实施方式的车辆用玻璃天线的构成图。
图2是采用了图1的车辆用玻璃天线的车辆的部分立体图。
图3(a)～(d)是各种实施方式的天线元件的俯视图。
图4(a)～(e)是天线元件的制造工序图。
图5(a)、(b)是表示本发明一个实施方式的天线元件的俯视图。
图6是表示本发明一个实施方式的车辆用玻璃天线的构成图。
图7是表示本发明一个实施方式的车辆用玻璃天线的构成图。
图中：
1-天线元件；2-发射元件部；3-接地部；4-车辆；5-玻璃部；6-金属部；101、102、103-车辆用玻璃天线
具体实施方式
下面根据附图来详细描述本发明的一个实施方式。
如图1所示，本发明的车辆用玻璃天线101，其在车辆4的玻璃部5上设置的天线元件1由接地部3和发射元件部2构成，上述接地部3的一部分3b与上述车辆4的金属部6重叠，上述接地部3的其它部分3a与发射元件部2不与上述金属部6重叠。
接地部3由与车辆4的玻璃部5重叠的部分3a和与车辆4的金属部6重叠的部分3b构成。接地部3的面积为与玻璃部5重叠的一部分3a的面积和与金属部6重叠的另一部分3b的面积的总和。
如图1所示，车辆用玻璃天线101在作为玻璃部5的车厢前窗玻璃7上设置，并在与作为金属部6的车顶架8的交界处附近配置。由于车厢前窗玻璃7在作为车顶架8的一部分的玻璃支撑框(未图示)中嵌入，所以在车厢前窗玻璃7和车顶架8的交界处，车厢前窗玻璃7与作为车顶架8的一部分的上述玻璃支撑框重叠。再有，车辆用玻璃天线101并不限于此，只要是玻璃部5，则可在与金属部6的交界处附近的任何地方设置。
天线元件1在车厢前窗玻璃7上设置而构成的车辆用玻璃天线101，虽然其接地部3的一部分3b与作为车顶架8的一部分的上述玻璃支撑框重叠，但发射元件部2和接地部3的其它部分3a不与车顶架8重叠。因此，如果从上述玻璃支撑框的某一侧观察天线元件1，则发射元件部2和接地部3的其它部分3a露出在玻璃面上，而接地部3的一部分3b隐藏在上述玻璃支撑框中。
图2表示在普通轿车的右前部的车厢前窗玻璃7上设置了车辆用玻璃天线101的天线元件1的例子。
从外部(在车辆4的内部设置的未图示的电源)向图1所示的车辆用玻璃天线101的供电通过从该外部布设到天线元件1的同轴电缆9来进行。将同轴电缆9的作为信号线的内部导体向天线元件1的第一部分21直接软钎焊连接，并将同轴电缆9的作为接地线的外部导体向接地部3直接软钎焊连接。玻璃部5的表面上露出的软钎焊处用盖部件(未图示)覆盖并保护。
其次，说明车辆用玻璃天线101的细节部分。
用图3(a)来说明天线元件1的外形。如图所示，天线元件1具有发射元件部2和接地部3。接地部3形成为细长的矩形，发射元件部2形成为具有与接地部3的一条边平行的边且更细长的形状。发射元件部2相对于接地部3的一条边具有预定间隔而设置。
发射元件部2具有借助于从接地部3的一条边垂直地延伸的第一部分(以下称为垂直部)21而连接到接地部3，且自垂直部21相对接地部3的一条边平行地延伸的第二部分。发射元件部2的第二部分在与垂直部21的一侧和相反一侧具有共振频率不同的两个共振部分22、23。即，发射元件部2具有从接地部3垂直地延伸的垂直部21、从垂直部21相对接地部3平行地延伸的两个共振部分22、23。
共振部分22具有预定的宽度和预定的长度，并延伸到接地部3的一端。共振部分22在其全长范围内与接地部3相对。
共振部分23具有比共振部分22的宽度还宽的宽度和预定的长度，并超过接地部3的相反端而延伸。共振部分23其一部分与接地部3相对，剩余的部分从接地部3的端突出。
接地部3的面积比发射元件部2的面积大。
车辆用玻璃天线101例如作为移动电话用收发信天线利用。
下面说明本发明的车辆用玻璃天线101的作用效果。
根据本发明，由于天线元件1的接地部3由与金属部6重叠的部分3b和不与金属部6重叠的部分3a构成，所以可确保接地部3的面积较大，并且由于具有不与金属部6重叠的部分3a，因而可得到稳定的工作特性。
再有，如果使接地部3的整体与金属部6重叠，则不能得到所期望的天线特性。这是因为在发射元件部2和接地部3中与发射元件部2相对的部分之间的电场分布对天线特性带来影响。在本发明中，由于做成接地部3中与发射元件部2相对的部分3a不与金属部6重叠，所以可得到期望的天线特性。
图示的车辆用玻璃天线101的天线元件1，其接地部3为细长的矩形，且以其长边与玻璃部5和金属部6的交界大体平行的姿势设置。接地部3以与玻璃部5重叠的一部分3a的面积和与金属部6重叠的另一部分3b的面积之比为预定值1∶5～1∶10的方式设置。由于该比因使用频率和天线元件1的形状等而使其适宜值不同，所以最好根据不同情况适宜地设定。
下面说明本发明的优选实施方式。
图3(b)所示的天线元件31其发射元件部2和接地部3皆在整个面上形成为格子状。格子意指例如通过多个线状导体(以下称为导线)互相交叉并编在一起而形成多孔。导线的粗细以天线元件31不妨碍视界的方式为例如100μm以下较理想。在本实施方式中，导线的粗细为80μm。这样，难以目视识别每一条导线。导线的配置间距为例如650nm。
图示的格子的图案是由与接地部3的长边及短边平行的横竖的导线所构成的棋盘格状。并不限于此，可以是由相对接地部3的长边倾斜了±45度的两条导线构成的格子形状、由以120度交叉的三条导线构成的格子形状、交错格子状、蜂窝状、多孔状等。
由于发射元件部2和接地部3为格子状，因而进一步抑制了妨碍视界。
图3(c)所示的天线元件32，其接地部3的一部分3c形成为格子状，另一部分3d将导体例如为像导体膜那样的面状(所谓的无缝状)而形成。理想的是，图1所示的与金属部6不重叠的部分3a为格子状部3c，与金属部6重叠的部分3b为面状部3d。
就该天线元件32而言，通过目视可易于分辨透光性好的格子状部分(发射元件部2和接地部3a)与透光性不好的面状部分(接地部3b)。因此，在将天线元件32安装在车辆上时，通过以格子状的部分不与金属部6重叠，而面状的部分与金属部6重叠的方式使格子状的部分和面状的部分的交界线与金属部6的边缘一致，而可安装在理想的位置处。即，通过在车辆用玻璃天线101中使用天线元件32，除了获得此前所述的不妨碍视界的效果、稳定的工作特性的效果之外，还具有易于进行位置对齐的效果。
图3(d)所示的天线元件33在图3(b)所示的天线元件31中，在应成为不与金属部6重叠的部分3a和与金属部3b重叠的部分3b的交界部分3e形成标记部。标记部3e使导体成为带状而形成。即使在该状态下，与使用图3(c)所示的天线元件32的情况同样，也具有易于进行位置对齐的效果。
其次，说明与构成本发明的车辆用玻璃天线101的材料及制造方法有关的几个实施方式。
本发明的车辆用玻璃天线101，其天线元件1的发射元件部2及接地部3可用例如由环氧玻璃基板制造的印刷布线基板构成。为使透明性良好，而使印刷布线基板的板厚为0.1mm以下。
印刷布线基板由透明的薄片构成较理想。如果在由此类透明的薄片构成的印刷布线基板上印刷导体并形成发射元件部2及接地部3，则构成所谓的薄片状天线。由薄片状天线构成的天线元件1在车辆4的玻璃部5上可用例如双面粘贴带来粘贴固定。
此外，本发明的车辆用玻璃天线101的天线元件，可在将车厢前窗玻璃7等的玻璃部5组装到车辆4中之前，在单体的玻璃上直接用丝网印刷等来印刷银浆，并在将该玻璃精加工成具有车厢前窗玻璃7等的曲面的玻璃部5时同时进行烧制而形成。
此外，本发明的车辆用玻璃天线101的天线元件可将金属板冲孔来形成发射元件部2及接地部3。将发射元件部2及接地部3的外形冲孔，并且格子的孔部分也冲孔。金属板为铜、磷青铜、铜合金、不锈钢等。
关于使本发明的车辆用玻璃天线101的天线元件1为薄片状天线的实施方式，下面说明该薄片状天线的制造方法。
如图4(a)所示，准备长条矩形形状的印刷布线基板(原材料的状态)41。如图4(b)所示，通过在该印刷布线基板41的整个面上镀铜等，而形成导体膜42。
如图4(c)所示，在导体膜42的整个面上粘贴曝光用的掩模43。掩模43覆盖天线元件1的外形整体，其外形内为网格。经曝光处理后，将掩模43剥离并将不需要部分的导体膜42用蚀刻法除去。再有，在镀铜时使导体膜42较厚，且还可为了防止腐蚀而浸入Ni电镀液中而实施镀镍。此外，可浸入Au电镀液中，且为了使软钎焊部分(后述)的软钎焊性稳定化而实施镀Au。
如图4(d)所示，在印刷布线基板(形成了成为天线元件的部分的状态)41的每一个框45上冲孔。这样，如图4(e)所示，制造出在矩形的框45内形成的天线元件44。通过一次冲孔或多次冲孔来制造多个天线元件44。
在该实施方式中，使发射元件部2和接地部3的整体为格子状。将如上述那样制造的天线元件44粘贴在车辆4的玻璃部5和金属部6的交界处。
采用该制造方法，由于使用生产性高的印刷布线基板，且将作为所谓薄片状天线的天线元件44冲孔而形成，所以可提高批量生产性，并且可抑制尺寸波动而提高尺寸精度。
图5(a)所示的天线元件61具有相邻的两边的长度相近的矩形或正方形的接地部62、从接地部62的一端垂直地延伸的垂直部63、从垂直部63与接地部62平行地延伸的直线状部64，在直线状部64的预定位置上设有供电部65，且在与接地部62的供电部65相对的位置设有接地连接部66。比直线状部64的供电部65更靠前端一侧成为发射元件部67。
图5(b)所示的天线元件71具有相邻的两边的长度相近的矩形或正方形的接地部72、从接地部72的一端垂直地延伸的垂直部73、从垂直部73与接地部72平行地延伸的直线状部74，从直线状部74的预定位置钩形(L字形)地突出的钩形部75、从接地部72突出到与钩形部75相对的位置的突出部76，在钩形部75上设置供电部77，并在突出部76上设置接地连接部78。
即使在将这些天线元件61、71设置在玻璃部5上的车辆用玻璃天线中，如果做成接地部62、72的一部分与车辆4的金属部6重叠，且发射元件部67和接地部62、72中与发射元件部67相对的一部分不与金属部6重叠，则也可发挥本发明的效果。
本发明的车辆用玻璃天线所使用的天线元件的形状并不限于图1、图5等中所示的形状，可根据天线特性、工作特性等特性和用途而成为适宜的形状。
关于天线元件81的发射元件部2、接地部3的形状、配置，图6所示的车辆用玻璃天线102与图1所示的车辆用玻璃天线101的天线元件1相同，但同轴电缆9的连接方式不同。天线元件81由多层印刷基板构成，发射元件部2与多层印刷基板表面的供电部连接，该供电部与通孔82连接，该通孔82与在内层设置的带状线83连接。在该带状线83上连接连接器84，且在该连接器84上连接同轴电缆9的内部导体。
图7表示本发明的其它实施方式的车辆用玻璃天线103。与图1实施方式的不同之处是，天线元件1的接地部3和车辆4的金属部6由导电带91连接。车辆用玻璃天线103所具备的结构为：天线元件1在车辆4的玻璃部5上设置，导电带91在天线元件1的接地部3的一部分3b上重叠，导电带91与车辆4的金属部6重叠。作为导电带91，可使用例如铜带。
即使在本实施方式中，也可实现具有与图1的实施方式相同地稳定的工作特性的车辆用玻璃天线。

Claims (10)

1.一种车辆用玻璃天线，其特征在于：
在车辆的玻璃部上设置的天线元件由接地部和发射元件部构成，所述接地部的一部分与所述车辆的金属部重叠，所述接地部的其它部分和发射元件部不与所述金属部重叠，
所述接地部呈矩形形状，所述发射元件部具有从所述接地部的一条边垂直地延伸的第一部分和从该第一部分起相对于所述接地部的一条边平行地延伸的第二部分，
所述发射元件部具有共振频率不同的两个共振部分，
第一共振部分具有预定的宽度和预定的长度，并延伸到所述接地部的一端，所述第一共振部分在其全长范围内与所述接地部相对，
第二共振部分具有比所述第一共振部分的宽度还宽的宽度和预定的长度，并超过所述接地部的相反端而延伸，所述第二共振部分的一部分与所述接地部相对，剩余的部分从所述接地部的端突出。
2.一种车辆用玻璃天线，其特征在于：
在车辆的玻璃部上设置的天线元件由接地部和发射元件部构成，所述接地部的一部分与导电带重叠，所述接地部的其它部分和发射元件部不与所述导电带重叠，所述导电带与所述车辆的金属部重叠，
所述接地部呈矩形形状，所述发射元件部具有从所述接地部的一条边垂直地延伸的第一部分和从该第一部分起相对于所述接地部的一条边平行地延伸的第二部分，
所述发射元件部具有共振频率不同的两个共振部分，
第一共振部分具有预定的宽度和预定的长度，并延伸到所述接地部的一端，所述第一共振部分在其全长范围内与所述接地部相对，
第二共振部分具有比所述第一共振部分的宽度还宽的宽度和预定的长度，并超过所述接地部的相反端而延伸，所述第二共振部分的一部分与所述接地部相对，剩余的部分从所述接地部的端突出。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用玻璃天线，其特征在于：
所述天线元件将线状的导体做成格子状而形成。
4.根据权利要求3所述的车辆用玻璃天线，其特征在于：
所述接地部的与所述金属部或所述导电带重叠的部分的导体被形成为面状。
5.根据权利要求3所述的车辆用玻璃天线，其特征在于：
所述接地部在与所述金属部或所述导电带重叠的部分和不重叠的部分的交界处具有标记部。
6.根据权利要求1所述的车辆用玻璃天线，其特征在于：
与所述接地部重叠的所述金属部是车顶架。
7.根据权利要求1所述的车辆用玻璃天线，其特征在于：
设有所述天线元件的所述玻璃部是车厢前窗玻璃。
8.根据权利要求1或2所述的车辆用玻璃天线，其特征在于：
所述天线元件是在透明的薄片上印刷了导体的天线元件。
9.根据权利要求1或2所述的车辆用玻璃天线，其特征在于：
所述天线元件是将金属板冲孔而形成的天线元件。
10.根据权利要求1或2所述的车辆用玻璃天线，其特征在于：
所述天线元件是在组装到车辆中之前的单体玻璃上印刷，而后烧制的天线元件。
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