CN101740853A - 车辆用玻璃天线及车辆用窗玻璃 - Google Patents

Abstract

本发明提供即使面积狭小也可以得到充分的天线增益的车辆用玻璃天线。一种车辆用玻璃天线，具有在窗玻璃(15)上设置的天线侧供电部(11)和以距离预定间隔地将该天线侧供电部(11)的一部分包围的方式形成的接地侧供电部(12)，其特征在于，具有：与所述天线侧供电部(11)连接的至少一根以上天线导体(13)；和与所述接地侧供电部(12)连接的至少一根以上接地导体(14)，并且所述接地导体(14)具有沿着用于将所述窗玻璃(15)固定在车辆上的凸缘形成的凸缘邻近元件(19)。

Description

车辆用玻璃天线及车辆用窗玻璃

技术领域

本发明涉及车辆用玻璃天线及车辆用窗玻璃。

背景技术

单极型玻璃天线的一般构成是：在窗玻璃上设置天线导体，用AV线将天线导体的供电部和在车体侧设置的放大器连接，在放大器侧使车体等接地。但是，在接收地上数字电视广播时，由于电波的波长短，因此存在不能忽视AV线的影响，难以调谐的问题。

为了解决上述问题，现有技术已知日本特开平06-209205号公报(下称专利文献1)、日本特开2001-136010号公报(下称专利文献2)等。这些现有技术是：在窗玻璃上设置基底图案，使天线导体与同轴电缆的内侧导体即芯部连接，并使同轴电缆的外部导体即十字线与基底图案连接，由此使天线导体与放大器之间的信号衰减减小。

发明内容

在汽车用的侧部窗玻璃等面积狭小的窗玻璃上设置玻璃天线时，出于美观等的考虑，基底图案面积大是不可取的。但是，专利文献1、2所述的玻璃天线，为了得到与车体等的接地同样的效果，基底图案必须具有某种程度的面积，因此不适合面积狭小的窗玻璃。即，在面积狭小的窗玻璃上设置玻璃天线时，要求不影响美观，而且即使面积小也能够得到充分的天线增益的车辆用玻璃天线。

本发明鉴于上述问题，提供即使是在狭小区域设置的天线，也能够得到充分的天线增益的车辆用玻璃天线。

本发明的车辆用玻璃天线，具有在窗玻璃上设置的天线侧供电部和以距离预定间隔地将该天线侧供电部的一部分包围的方式形成的接地侧供电部，其特征在于，具有：与所述天线侧供电部连接的至少一根以上天线导体；和与所述接地侧供电部连接的至少一根以上接地导体，并且所述接地导体具有沿着用于将所述窗玻璃固定在车辆上的凸缘形成的凸缘邻近元件。

另外，本发明的车辆用窗玻璃，其特征在于具有上述的车辆用玻璃天线。

根据本发明，可以提供即使面积狭小也能够得到充分的天线增益的车辆用玻璃天线。

附图说明

图1是本实施方式的车辆用玻璃天线的构成图。

图2是与本发明的图1不同的实施方式的车辆用玻璃天线的构成图。

图3是接地侧供电部12的宽度A与天线增益的相关图。

图4是凸缘邻近元件19的长度B与天线增益的相关图。

图5是凸缘端部16和凸缘邻近元件19之间的距离C与天线增益的相关图。

图6是凸缘端部16和供电部之间的距离与天线增益的相关图。

图7是天线导体13的全长与天线增益的相关图。

符号说明

11    天线侧供电部

12    接地侧供电部

13    天线导体

14    接地导体

15    玻璃(窗玻璃)

16    凸缘端部

17    黑陶端部

18    水平元件

19    凸缘邻近元件

具体实施方式

关于本发明的实施方式中的车辆用玻璃天线，根据图1和图2进行说明。图1是本实施方式的车辆用玻璃天线的构成图，图2是本发明的另一实施方式的车辆用玻璃天线的构成图。

本实施方式中的窗玻璃15，固定于汽车用侧面玻璃等车体侧部上。但是，本发明不限于侧面玻璃，也可以是前玻璃、后玻璃、固定于其它车体上的玻璃。

本实施方式的车辆用玻璃天线，形成在车辆用窗玻璃15上，由正极侧的天线侧供电部11、负极侧的接地侧供电部12、从天线侧供电部11延伸的天线导体13和从接地侧供电部12延伸的接地导体14构成。

天线侧供电部11，由正方形或长方形形状的具有导电性的图案形成。另外，接地侧供电部12以与天线侧供电部11间隔并将其三边包围成コ字形的方式形成，具体而言，接地侧供电部12由将天线侧供电部11的正方形或长方形的四边中的三边包围的具有导电性的图案形成。

天线侧供电部11和接地侧供电部12，通过未图示的同轴电缆与接收装置连接。天线侧供电部11与作为同轴电缆的内部导体的芯部电连接，接地侧供电部12与作为同轴电缆的外部导体的十字线电连接。

在同轴电缆的末端连接用于电连接的公连接器，并将公连接器安装到天线侧供电部11和接地侧供电部12上，通过这样的构成，可以容易地将同轴电缆安装到天线侧供电部11和接地侧供电部12上。另外，也可以在安装的公连接器中内置用于将接收信号放大的放大电路。

天线侧供电部11和接地侧供电部12的形状，根据被安装的同轴电缆的末端形状或连接器等连接构件的形状(例如，连接器的安装面或接触端子的形状)确定。例如，从安装上考虑优选正方形、长方形等方形或多边形。另外，也可以是圆、椭圆等圆状，只要至少除了天线导体13从天线侧供电部11延伸的部分外，接地侧供电部12将天线侧供电部11包围而形成即可。

图1所示的凸缘端部16，在将窗玻璃15安装到车辆上时，是作为车体的窗框的凸缘的端部所在位置的线，在凸缘端部16的外侧窗玻璃15与凸缘重叠。接地侧供电部12沿凸缘端部16而形成，由天线侧供电部11和接地侧供电部12构成的区域整体形成为大致长方形。

另外，在窗玻璃15的边缘形成被称为黑陶的黑色陶瓷浆料烧结体，图1的点线表示的黑陶端部17为黑陶的边界线。黑陶将窗玻璃15与凸缘的胶粘部遮蔽，起到改善胶粘剂的降解或外观的作用。在设有该黑陶的区域形成天线侧供电部11和接地侧供电部12，这从车外的外观方面来说是优选的。另外，在设有黑陶的区域形成天线导体13和接地导体14的一部分或者全部，这同样从车外的外观方面来说是优选的。图1中，本实施方式的车辆用玻璃天线从车外仅能观察到细的导体线条，因此从设计上来说也是优选的。

天线导体13从天线侧供电部11、从未被接地侧供电部12包围的一边延伸。天线导体13具有向窗玻璃15的中央部水平延伸的水平元件18，其沿黑陶端部17延伸到窗玻璃15的开口部(凸缘端部16的内侧)的上下方向的中央附近。另外，接地导体14从接地侧供电部12延伸。接地导体14具有沿凸缘端部16的内侧延伸、并且与凸缘邻近的凸缘邻近元件19。

本发明中，天线导体13和接地导体14等用于形成车辆用玻璃天线的各个部分的尺寸，优选考虑欲使车辆用玻璃天线接收的在所需频率的中心频数处的在空气中的波长λ来确定。此时，考虑玻璃波长缩短率k，窗玻璃15上的波长λg为k×λ。本实施方式中，玻璃波长缩短率k的值为0.64。

本实施方式的车辆用玻璃天线中，图1所示的接地侧供电部12的沿凸缘端部16的边的长度A为0.2·λg以上、0.42·λg以下可以使天线增益提高，因此优选，进一步优选0.2·λg以上、0.22·λg以下。

本实施方式的车辆用玻璃天线，在用于接收地波数字电视广播时，地波数字电视广播波段为470MHz～770MHz，其中心频率为620MHz。

此时，接地侧供电部12的沿凸缘的边的长度A为60mm以上、130mm以下可以使天线增益提高，因此优选，进一步优选为60mm以上、70mm以下。

另外，凸缘邻近元件19的长度B为(1/8)·λg以上、(3/4)·λg以下可以使天线增益提高，因此优选，进一步优选为(1/4)·λg以上、(2/3)·λg以下。

本实施方式的车辆用玻璃天线，在用于接收地波数字电视广播时，接地导体14的凸缘邻近元件19的长度B为35mm以上、240mm以下可以使天线增益提高，因此优选，进一步优选为70mm以上、200mm以下。

另外，凸缘端部16与凸缘邻近元件19的距离C的平均值为15mm以下可以使天线增益提高，因此优选。另外，窗玻璃15在形成黑陶的区域通过胶粘剂被固定在凸缘上，因此窗玻璃15成为从凸缘翘起的状态。因此，从平面视图观看，凸缘邻近元件19与凸缘可以搭接。

另外，天线侧供电部11和接地侧供电部12与凸缘端部16的距离的平均值为-25mm以上、-5mm以下可以使天线增益提高，因此优选。在此，-(负)是指在平面视图中，凸缘搭接在天线侧供电部11和接地侧供电部12上的距离。即，换言之，优选凸缘与天线侧供电部11和接地侧供电部12在5mm以上、25mm以下的范围内搭接。

另外，天线导体13的全长为(1/6)·λg以上、(5/6)·λg以下从安装上的问题以及使天线增益提高的方面考虑是优选的。进一步优选(1/5)·λg以上、(1/2)·λg以下。天线导体13的全长在此是指从天线侧供电部11到天线导体13的末端的最长距离。图1中，是从与天线侧供电部11的连接点至水平元件18的末端的距离。

本实施方式的车辆用玻璃天线，在用于接收地波数字电视广播时，天线导体13的全长为50mm以上、250mm以下从安装上的问题以及使天线增益提高的方面考虑是优选的。更优选60mm以上、140mm以下。

另外，从作为窗玻璃15的功能和美学的观点考虑，天线导体13和接地导体14的导体宽度在具有作为天线的功能的范围内较细地形成。即，本实施方式的车辆用玻璃天线中，天线导体13和接地导体14的宽度以0.2mm以上、1mm以下的范围形成。

另外，本实施方式的车辆用玻璃天线，也可以应用于用于地波数字电视广播的频带以外的频带。

上述车辆用玻璃天线，未设置辅助天线导体。但是，并不限于此，为了阻抗匹配、相位调节及取向性调节等，也可以通过或不通过连接导体在天线元件上设置T形、环形等辅助天线元件。

另外，如图2所示，天线导体13中，除水平元件18以外还可以具有沿凸缘端部16延伸的延伸元件20。另外，接地导体14可以具有从凸缘邻近元件19沿水平方向延伸的水平延伸元件21。另外，可以从接地侧供电部12设置与接地导体14不同的另一接地辅助导体22。另外，虽然未图示，但是，也可以从天线侧供电部11设置与天线导体13不同的另一天线辅助导体。

以下，对本实施方式的车辆用玻璃天线的制造方法进行说明。本实施方式的车辆用玻璃天线，可以通过在作为窗玻璃的玻璃板的室内侧利用丝网印刷等方法印刷银浆等含有导电金属的浆料，然后进行焙烧来形成。但是，并不限于该形成方法，也可以将铜线或铜箔等导电物质直接或者在树脂片上形成后，利用胶粘剂等粘贴在窗玻璃的车辆侧表面或车外侧表面。窗玻璃若为夹层玻璃，也可以将其封入窗玻璃内部。

用于形成本实施方式的车辆用玻璃天线的窗玻璃，通过胶粘剂等固定到在汽车等车体上设置的窗框凸缘上。凸缘由金属材料形成，向车辆安装窗玻璃的角度相对于水平方向为15～90°、更优选为30～90°。

本实施方式中，对在车体的一个侧部的侧玻璃上形成车辆用玻璃天线的情况进行了说明，但是，本发明的车辆用玻璃天线也可以设置在车体的两个侧部的侧玻璃上。此时，实现分散接收、取向性得到改善的接收特性提高，因此优选。

[例1](接地侧供电部12的形状)

图1所示构成的车辆用玻璃天线中，使接地侧供电部12的沿凸缘端部16的部分的长度A变化，测定天线增益。

作为具体的车辆用玻璃天线的构成，天线侧供电部11由每边12mm的正方形图案形成，接地侧供电部12以与天线侧供电部11间隔并将其三边包围成コ字形的方式形成。从天线侧供电部11的未被接地侧供电部12包围的边以全长110mm的长度延伸形成天线导体13。

天线侧供电部11与接地侧供电部12的间隔的宽度，天线侧供电部11的未设置接地侧供电部12的端子(接地侧供电部12的コ字形的宽度小的)侧的两边为2mm，设置接地侧供电部12的端子(接地侧供电部12的宽度大的)侧为5mm。接地侧供电部12的コ字形的未设置接地侧供电部12的端子的两边的宽度为2mm。从接地侧供电部12以全长50mm的长度延伸形成接地导体14。接地导体14具有沿着距端部16为5mm的内侧位置的凸缘邻近元件19。本实施例中，接地导体14全部以凸缘邻近元件19形成。另外，接地侧供电部12也在距凸缘端部16为5mm的内侧形成。

上述车辆用玻璃天线中，使沿凸缘端部16的接地侧供电部12的长度A在60～140mm内每次变化10mm，测定车辆整周的平均增益。天线增益的测定，对汽车发射电波，使汽车每次5°地旋转360°，进行测定。电波是水平偏波，使频率在470～770MHz的范围内每次变化3MHz。电波的发射位置与天线导体13的仰角沿水平方向(将与地面平行的面设定为仰角＝0°、天顶方向设定为仰角＝90°时，仰角＝0°的方向)测定。根据测定结果，对每个接地侧供电部12的长度A计算平均值。

上述结果如图3所示。图3是将接地侧供电部12的长度A为110mm时的增益作为标准天线增益进行标准化的结果。由该图可以看出：接地侧供电部12的长度A在60～130mm范围内可以得到良好的增益。另外，进一步优选小型化时可以得到同等增益的60～70mm。

另外，以将地波数字电视广播波段的中心频率设定为620MHz时的波长进行换算时，如果考虑玻璃波长缩短率k，则上述接地侧供电部12的长度A优选0.2·λg～0.42·λg，更优选0.2·λg～0.22·λg。

[例2](凸缘邻近元件19的长度)

然后，在图1所示构成的车辆用玻璃天线中，使接地导体14的长度变化，测定天线增益。作为具体的车辆用玻璃天线的构成，除了沿凸缘端部16的接地侧供电部12的长度A固定为62mm以外与例1相同。

上述车辆用玻璃天线中，使接地导体14的凸缘邻近元件19的长度B在0(未设置接地导体14)～308mm内变化，在0～240mm内每次变化10mm，以后每次变化20mm，308mm为最大值，测定车辆整周的平均增益。测定方法与例1相同。根据测定结果，对每个凸缘邻近元件的长度B计算平均值。

上述结果如图4所示。图4是以凸缘邻近元件的长度B为220mm时的增益为标准天线增益进行标准化的结果。由该图可以看出：凸缘邻近元件的长度B在35～240mm范围内可以得到良好的天线增益。更优选70～200mm。

另外，以将地波数字电视广播波段的中心频率设定为620MHz时的波长进行换算时，如果考虑玻璃波长缩短率k，则上述凸缘邻近元件的长度B为(1/8)·λg～(3/4)·λg。更优选(1/4)·λg～(2/3)·λg。

[例3](凸缘端部16与凸缘邻近元件19的距离)

然后，在图1所示构成的车辆用玻璃天线中，使接地侧供电部12与接地导体14(凸缘邻近元件19)的连接部沿从接地侧供电部12的凸缘端部16侧的角部朝向窗玻璃15的中央的方向滑动，由此使凸缘部16与凸缘邻近元件19的距离C变化，并测定天线增益。作为具体的天线的构成，除了上述内容、以及将沿凸缘端部16的接地侧供电部12的长度A固定为62mm以外与例1相同。

上述车辆用玻璃天线中，使凸缘端部16与凸缘邻近元件19的距离C在5～20mm内每次变化5mm，测定车辆整周的平均增益。测定方法与例1相同。根据测定结果，对每个凸缘端部16与凸缘邻近元件19的距离C计算平均值。

上述结果如图5所示。图5是以凸缘端部16与凸缘邻近元件19的距离C为5mm时的增益为标准天线增益进行标准化的结果。由该图可以看出：凸缘端部16与凸缘邻近元件19的距离C在15mm以下时可以得到良好的天线增益。

[例4](凸缘与供电部的距离)

然后，在图2所示构成的车辆用玻璃天线中，使凸缘端部16、天线侧供电部11和接地侧供电部12的距离变化，并测定天线增益。作为具体的车辆用玻璃天线的构成，天线侧供电部11由每边12mm的正方形图案形成，接地侧供电部12以与天线侧供电部11间隔并将其三边包围成コ字形的方式形成。从天线侧供电部11的未被接地侧供电部12包围的边延伸形成天线导体13。在距离天线侧供电部11为47mm的位置，水平元件18与延伸元件20分叉。另外，水平元件18以140mm、延伸元件20以30mm形成。

天线侧供电部11与接地侧供电部12，除将沿凸缘端部16的接地侧供电部12的长度A固定为59mm以外与例1相同。接地导体14具有凸缘邻近元件19和从凸缘邻近元件19的末端沿水平方向延伸的水平延伸元件21。凸缘邻近元件19以150mm、水平延伸元件21以30mm形成。另外，天线增益通过如下测定：以使图2的与天线侧供电部11和接地侧供电部12邻接的凸缘为与接地侧供电部12的端部平行的图2所示的点划线a、b、c的方式，使凸缘端部16的位置变化来测定。

上述车辆用玻璃天线中，凸缘端部16位于点划线a的位置时，天线侧供电部11及接地侧供电部12的端部与凸缘端部16在平面视图中处于重叠状态，凸缘与天线侧供电部11及接地侧供电部12处于未搭接的位置。将该位置设为凸缘端部16与天线侧供电部11及接地侧供电部12的距离为0mm。以该位置为基准，将凸缘端部16处于点划线c的位置方向时设定为正方向，将凸缘端部16处于点划线b的位置方向时设定为负方向，在-30mm～5mm范围内，每次变化5mm，测定车辆整周的平均增益。测定方法与例1相同。根据测定结果，对每个凸缘端部16与供电部的距离计算平均值。

上述结果如图6所示。图6是以凸缘端部16与供电部(天线侧供电部11及接地侧供电部12)的距离为0mm时的增益为标准天线增益进行标准化的结果。由该图可以看出：凸缘端部16与供电部的距离在-5mm～-25mm时可以得到良好的天线增益。

[例5](天线导体13的长度)

然后，在图1所示构成的车辆用玻璃天线中，使天线导体13的全长变化，并测定天线增益。作为具体的天线构成，除将沿凸缘端部16的接地侧供电部12的长度A固定为62mm以外与例1相同。

上述的车辆用玻璃天线中，天线导体13的全长在0(未设置天线导体13)～250mm的范围内，每10mm测定车辆整周的平均增益。测定方法与例1相同。根据测定结果，对每个天线导体13的全长计算平均值。

上述结果如图7所示。图7是以天线导体13的全长为110mm时的增益为标准天线增益进行标准化的结果。由该图可以看出，天线导体13的全长在50～250mm时可以得到良好的天线增益。进一步优选60～140mm。

另外，以将地上数字电视广播波段的中心频率设定为620MHz时的波长进行换算时，如果考虑玻璃波长缩短率k，上述凸缘邻近元件的长度B为(1/6)·λg～(5/6)·λg，更优选为(1/5)·λg～(1/2)·λg。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是，本发明不限于以上内容。

Claims (12)

1.一种车辆用玻璃天线，具有在窗玻璃上设置的天线侧供电部和以距离预定间隔地将该天线侧供电部的一部分包围的方式形成的接地侧供电部，其特征在于，

具有：

与所述天线侧供电部连接的至少一根以上天线导体；和

与所述接地侧供电部连接的至少一根以上接地导体，并且

所述接地导体具有沿着用于将所述窗玻璃固定在车辆上的凸缘形成的凸缘邻近元件。

2.如权利要求1所述的车辆用玻璃天线，其中，所述天线导体在所述窗玻璃的中央具有沿水平方向延伸的水平元件。

3.如权利要求1或2所述的车辆用玻璃天线，其中，

所述接地侧供电部沿所述凸缘形成，

当设由所述车辆用玻璃天线所接收的电波的在所需广播频带的中心频率处的在空气中的波长为λ，玻璃波长缩短率为k，λg＝λ·k时，

所述接地侧供电部的沿所述凸缘的边的长度为0.2·λg以上、0.42·λg以下。

4.如权利要求1或2所述的车辆用玻璃天线，其中，所述接地侧供电部沿所述凸缘形成，并且所述接地侧供电部的沿所述凸缘的边的长度为60mm以上、130mm以下。

5.如权利要求1或2所述的车辆用玻璃天线，其中，当设由所述车辆用玻璃天线所接收的电波的在所需广播频带的中心频率处的在空气中的波长为λ，玻璃波长缩短率为k，λg＝λ·k时，

所述凸缘邻近元件的长度为(1/8)·λg以上、(3/4)·λg以下。

6.如权利要求1或2所述的车辆用玻璃天线，其中，所述凸缘邻近元件的长度为35mm以上、240mm以下。

7.如权利要求1或2所述的车辆用玻璃天线，其中，所述凸缘的端部与所述凸缘邻近元件的平均距离为15mm以下。

8.如权利要求1或2所述的车辆用玻璃天线，其中，当设由所述车辆用玻璃天线所接收的电波的在所需广播频带的中心频率处的在空气中的波长为λ，玻璃波长缩短率为k，λg＝λ·k时，

所述天线导体的全长为(1/6)·λg以上、(5/6)·λg以下。

9.如权利要求1或2所述的车辆用玻璃天线，其中，所述天线导体的全长为50mm以上、250mm以下。

10.如权利要求1或2所述的车辆用玻璃天线，其中，所述天线导体及所述接地导体的线宽为0.2mm以上、1mm以下。

11.如权利要求1或2所述的车辆用玻璃天线，其中，所述车辆用玻璃天线所接收的电波的所需广播频带为470～770MHz。

12.一种车辆用窗玻璃，其特征在于，具有权利要求1或2所述的车辆用玻璃天线。

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