CN102651496A - 玻璃天线及窗玻璃以及具备它们的天线装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种玻璃天线，其能够抑制产生于接地部周边的变形，并容易地确保接地部件的设置空间。一种设置于车辆的窗玻璃(12)的玻璃天线，具备：天线导体(1～4)、无源导体(5、6)、供电部(16)、及从供电部(16)分离配置的接地部(17)，供电部(16)为用于将天线导体(1～4)连接于信号处理电路的部位，接地部(17)为用于将无源导体(5、6)连接于车身的部位，接地部(17)具有接地部(17A)、及配置在相对接地部(17A)远离供电部(16)的方向的接地部(17B)，接地部(17A)和接地部(17B)由多个线状元件(7A、7B)连接。

Description

玻璃天线及窗玻璃以及具备它们的天线装置

技术领域

本发明涉及一种设于车辆的窗玻璃的玻璃天线、具备玻璃天线的窗玻璃、及具备它们的天线装置。

背景技术

已知在安装于车辆的窗框的窗玻璃上设置有作为天线起作用的玻璃天线的情况。图1是在国际公开第2010/119856号中公开的玻璃天线的平面图。如图1所示，设置于窗玻璃12的玻璃天线100具备：由天线元件1～4构成的天线导体、连接于该天线导体的供电部16、由无源元件5、6构成的无源导体、及连接于该无源元件的接地部17。供电部16是用于将该天线导体电连接于信号处理电路的部位，接地部17是用于将该无源导体电连接于车辆的车身的部位。

但是，根据连接玻璃天线和车身侧的配线的路径、车身侧的窗框、及其周边部分的形状等，有时难以确保用于设置将接地部连接于车身的接地部件的空间。例如如图2所示，在用于连接玻璃天线和车身侧的接收装置的同轴电缆44按照通过接地部17的附近的方式进行配置的车辆的情况下，同轴电缆44成为障碍，而不能在接地部17设置接地部件。

作为对该种情况的对策，例如，如图3所示，考虑扩大接地部17的范围。然而，即使扩大了接地部17的范围而确保了接地部件的设置空间，但接地部17的面积变得过大，在为了使窗玻璃12弯曲成形而进行加热时，在被覆有导体的接地部17和没有被覆导体的部分产生的热吸收的差变大。由此，在接地部17的周边产生变形。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种能够抑制在接地部的周边产生的变形并容易地确保接地部件的设置空间的玻璃天线及窗玻璃、以及具备它们的天线装置。

为了实现上述目的，本发明的玻璃天线为一种设置于车辆的窗玻璃的玻璃天线，其特征在于，具备：天线导体、无源导体、供电部及从该供电部分离配置的接地部，所述供电部是用于将所述天线导体连接于信号处理电路的部位，所述接地部是用于将所述无源导体电连接于车身的部位，所述接地部具有第一接地部、配置在相对该第一接地部远离所述供电部的方向的第二接地部，所述第一接地部和所述第二接地部由多个线状元件连接。

另外，为了达成上述目的，本发明的窗玻璃具备该玻璃天线。

另外，为了达成上述目的，本发明的天线装置具备该窗玻璃、及用于将所述第二接地部连接于车身的接地部件。

根据本发明，能够抑制产生于接地部周边的变形，并能够容易地确保接地部件的设置空间。

附图说明

图1是具备接地部17的现有玻璃天线100的平面图；

图2是供电构造的立体图；

图3是扩展了图1的接地部17的区域的玻璃天线200的平面图；

图4是作为本发明的一实施方式的玻璃天线300的平面图；

图5是表示接地部17B经由接地部件31与车身电连接的构造的一例的剖面图；

图6是接地部件31的立体图。

标号说明

1～4天线元件

5、6无源元件

11车身面板

11a内侧面板

11b外侧面板

12窗玻璃

13粘接剂(填料)

15a车身开口缘

16供电部

17接地部

17A第一接地部

17B第二接地部

20信号处理电路

31接地部件

32涂装膜

33弹性板

34连接部

35金属板

40同轴电缆侧连接器

41天线侧连接器

42、43金属制脚部

44同轴电缆

100、200、300车辆用玻璃天线

具体实施方式

下面，参照附图对用于实施本发明的实施方式进行说明。在用于说明实施方式的附图中，在对方向没有特别记载的情况下，是指附图上的方向，各附图的朝向与标号、数字的方向相对应。另外，平行、直角等方向容许有不影响本发明的效果的程度的偏差。另外，这些附图是窗玻璃安装于车辆的状态下的从车内观察的图，但也可作为从车外观察的图进行参照。例如，窗玻璃为安装于车辆的前部的前挡风玻璃的情况下，附图上的左右方向相当于车辆的宽度方向。另外，本发明中，供电部和接地部沿基准方向并列配置，但基准方向可根据玻璃天线的设置区域自由设定，特别是若为车辆用窗玻璃的情况下，优选设定为与窗玻璃的边缘部平行的方向、水平方向或垂直方向。在以下说明的方式中，车辆用窗玻璃搭载于车辆时的水平面为基准方向。本发明不限于前挡风玻璃，也可为安装于车辆的后部的后窗玻璃、安装于车辆的侧部的侧窗玻璃。

图4是作为本发明一实施方式的车辆用玻璃天线300的平面图。玻璃天线300为天线导体及配置在该天线导体附近的无源导体、以及相互沿规定的基准方向(例如水平或大致水平的方向)分离的供电部16及接地部17(17A、17B)平面地设置于车辆用窗玻璃12的天线。

玻璃天线300作为天线导体图案，例如具备作为第一元件的天线元件1、作为第二元件的天线元件2、作为第三元件的天线元件3、作为第四元件的天线元件4。另外，玻璃天线300作为无源导体的图案，例如具备作为第一无源元件的无源元件5、及作为第二无源元件的无源元件6。

供电部16为用于将天线导体连接于未图示的信号处理电路的部位，接地部17为用于将无源导体电连接于由金属构成的车身的部位。车身开口缘15a为形成有安装有窗玻璃12的窗开口部的车身凸缘的端部。供电部16和接地部17位于窗玻璃12的边缘的附近或车身开口缘15a的附近。在此，所谓“电连接”，包含导体之间直接接触而直流导通的情况、和导体之间离开规定间隔而形成电容器并高频导通的情况。

接地部17具有作为第一接地部的接地部17A、及配置在相对接地部17A远离供电部16的方向的第二接地部即接地部17B。接地部17A和接地部17B由多个线状元件(在图4中示例有2根线状元件7A、7B)连接。

因此，根据图4示例的玻璃天线300，能够使接地部17以同电位的状态分离为接地部17A和接地部17B，因此，能够容易地确保用于将接地部17连接于车身的接地部件的设置空间。

例如，即使由于与车身、配线、连接器等其它部位的物理干涉而没有将接地部件设置于接地部17A的空间，也能够通过改变多个线状元件的长度、延伸方向等而调整接地部17B的位置，从而能够自由决定容易地将接地部件的设置部位与车身连接的部位。而且，由于接地部17A和接地部17B通过线状元件连接，接地部17A、17B的各自的面积也不会过大，因此，即使对窗玻璃12进行加热而弯曲成形，线状元件当然可抑制在接地部17A、17B周边发生的变形。虽未图示，将由导电性的材料构成的车身侧接地部件按照覆盖接地部17B的方式，从车身开口缘15a朝向窗玻璃12的面内侧突出地电连接设置于车身凸缘。通过设置这样的车身侧接地部件，可使接地部件容易地连接于车身。另外，还可按照如下方式形成车身凸缘，按照覆盖接地部17B的方式使车身开口缘15a朝向窗玻璃12的面内侧突出。

接着，进一步详细地对本发明的一实施方式的构成进行说明。

在图4中，天线元件1以供电部16为起点，沿平行于基准方向且朝向接地部17的相反侧的方向即第一方向(附图上为右方向)延伸。天线元件2与天线元件1的向第一方向延伸的终端即第一终端部1g(即，供电部16相反侧的终端)连接，并沿与天线元件1正交且相对于窗玻璃12的外周朝向内侧的方向即第二方向(附图上为下方向)延伸。天线元件2能够以终端部1g为起点朝向第二方向直线地延伸，也可朝向第二方向弯曲延伸。天线元件3以天线元件2的延伸的终端即第二终端部2g为起点，沿相对于第一方向相反的方向即第三方向(附图上为左方向)延伸。而且，天线元件3的向第三方向延伸的终端即第三终端部3g相对于后述的天线元件5位于第一方向侧(即相对于天线元件5位于右侧的区域上)。天线元件4以天线元件2上的点为起点沿第一方向延伸。图4的天线元件4的起点以终端部2g为起点且以终端部4g为终点沿第一方向延伸。

虽然也可以不设置天线元件4，但设置有天线元件4的玻璃天线与未设置天线元件4的情况相比，玻璃天线的平均灵敏度提高。

另外，无源元件5为以接地部17A为起点且至少一部分沿第二方向延伸的元件。无源元件6为平行于上述的基准方向且以无源元件5上的点为起点而延伸的元件。从提高天线增益方面来说，优选无源元件6通过终端部5g沿水平方向延伸，在图4的情况下，为以终端部5g为起点且以终端部6g为终点沿第三方向(附图中为左方向)延伸。

虽然也可以不设置无源元件6，但设置有无源元件6的玻璃天线与未设置有无源元件6的情况相比，玻璃天线的平均灵敏度提高。

在此，“终端部”可以为无源元件或天线元件的延伸的终点，也可以为该终点跟前的导体部分即终点附近。

另外，由多个线状元件中至少2个以上与接地部17A和接地部17B连接，从而玻璃天线300的天线增益提高。优选为3个以上。图4的情况下，2个线状元件7A、7B分别连接于接地部17A和接地部17B分别相互相对的一侧的边。

线状元件7A、7B沿与供电部16和接地部17相互分离的方向相同的方向(换言之，沿与基准方向相同的方向)直线地延伸。通过使线状元件沿与供电部16和接地部17的离开方向相同的方向延伸，与使线状元件沿其它方向延伸而设置接地部17B的情况相比，能够使玻璃天线300整体更加薄型化。线状元件也可以不为直线性地延伸，也可以弯曲延伸。

另外，线状元件7A、7B的长度优选为70mm以下。根据该长度，能够不使接地部17A和接地部17B过度分离而缩小玻璃天线的设置区域，另外，通过缩短从接地部17A至向车身的连接点的最短的导体长度，玻璃天线300的天线增益提高。进而，优选为50mm以下。另外，线状元件7A、7B的长度优选为10mm以上。根据该长度，虽然也会受配线、车身的形状的影响，但能够容易地确保接地部件的设置空间。此外，优选为20mm以上，进而优选为30mm以上。

供电部16、接地部17A、17B、线状元件7A、7B通过沿车身开口缘15a配置，能够使玻璃天线300整体薄型化，并且容易地确保接地部件的设置空间。

供电部16及连接于供电部16的天线导体、接地部17A、17B及以接地部17A为起点连接的无源导体、以及线状元件7A、7B是将银浆等含有导电性金属的浆料印制在窗玻璃板的车内侧表面，烧结而形成。但是，不限于该形成方法，也可将由铜等导电性物质构成的线状体或箔状体形成在窗玻璃的车辆侧表面或车外侧表面，也可通过粘接剂等粘贴在窗玻璃上，也可设置于窗玻璃自身的内部。

从防止被印制的元件的断线方面考虑，多个线状元件的各线宽度(各导体宽度)的最小值优选为0.4mm以上，更优选为0.6mm以上。另外，从抑制玻璃的弯曲成形时产生的变形方面考虑，各线宽度的最大值优选为3.0mm以下，更优选为2.8mm以下。

图5是表示接地部17B经由接地部件31与车身电连接的构造的一例的剖面图。由天线导体接收到的电波的接收信号经由图5中未图示的与供电部16和接地部17A电连接的导电性部件，传递到信号处理电路。另一方面，为了将接地部17B连接于车身，接地部件31安装于接地部17B。通过形成该种连接构造，能够使接地部17B及连接于接地部17B的无源导体经由接地部件31，可靠地接地于车身。

在图5中，12为车辆用窗玻璃，11为由内侧面板11a和外侧面板11b构成的车身面板(省略整体图)，其端部为了将窗玻璃12设置于车身而L字状地形成有凸缘。13为粘接车身面板11的凸缘和窗玻璃12的粘接剂(或填料)。

图6为接地部件31的立体图。接地部件31为弹性的连接部件，其由金属板35和弹性板33构成，所述金属板35具有通过焊接等电连接于接地部17B的连接部34，所述弹性板33弯曲为拱状而设置于金属板35。接地部件31用双面粘接带、粘接剂等将金属板35粘接于接地部17B，也可与接地部17B高频地连接。设置于接地部17B的接地部件31如图5所示，在窗玻璃12经由粘接剂13粘接于车身面板11的端部时，弹性板33发生弹性变形而与车身面板11面接触。由此，即使车身侧没有特别的构成，也可使接地部17B接地连接于车身面板11。

另一方面，车身面板11的外侧面板11b的车外侧表面通过通常涂料等涂装，形成绝缘性的涂料膜32，接地部件31只靠接触不能确保直流性的连接。但是，通过弹性板33发生弹性变形并使与涂料膜32接触的面积充分变大，接地部件31高频地与外侧面板11b连接，因此，能够使接地部17B接地于车身。

另外，本发明的玻璃天线在与信号处理电路的连接中，使用同轴电缆作为从车身侧起配置的信号线的情况下，在同轴电缆的一端侧，同轴电缆的内部导体电连接于供电部16，同轴电缆的外部导体电连接于接地部17A。同轴电缆、供电部16和接地部17A通过焊接等而电连接。同轴电缆的外部导体通过电连接于接地部17A，经由线状元件7A、7B，由连接于接地部17B的接地部件连接于车身侧地线。同轴电缆的另一端侧连接于搭载在车身侧的放大器等信号处理电路。在该情况下，在同轴电缆另一端侧，内部导体电连接于放大器的输入部，外部导体电连接于放大器的接地部即可。而且，放大器的输出部电连接于调谐器等输入部。

另外，可以采用将连接器安装于供电部16及接地部17A的构成，所述连接器用于将同轴电缆的内部导体和供电部16电连接并将同轴电缆的外部导体和接地部17A电连接。通过该种连接器，将同轴电缆的内部导体安装于供电部16的情况变得容易，将外部导体安装于接地部17A的情况变得容易。

例如，使用如图2所示的端子部件。天线侧连接器41按照跨越供电部16和接地部17A的方式安装。天线侧连接器41的第一端子即金属制脚部42安装于供电部16，天线侧连接器41的第二端子即金属制脚部43安装于接地部17A。另外，同轴电缆44连接于同轴电缆侧连接器40。

图2表示如下构造，即同轴电缆侧连接器40为阳模，并通过沿箭头方向嵌合于作为阴模的天线侧连接器41，将同轴电缆连接于供电部16和接地部17A。通过同轴电缆侧连接器40和天线侧连接器41对合连接，同轴电缆44的内部导体经由金属制脚部452连接于供电部16，同轴电缆44的外部导体经由金属制脚部43连接于接地部17A。

另外，安装有放大器等的信号处理电路也可例如图2中示例那样，内置于天线侧连接器41。放大器的输入部电连接于金属制脚部42，放大器的输出部电连接于同轴电缆44的内部导体，放大器的接地部(与信号处理电路20的接地部同电位)电连接于同轴电缆44的外部导体和金属制脚部43。该情况下，同轴电缆44的另一端侧连接于搭载在车身侧的调谐器等。通过形成为该种构成，与经由同轴电缆连接于信号处理电路的情况相比，能够在利用同轴电缆传送接收信号的中途产生接收信号的衰减之前，由天线侧连接器放大接收信号，故而优选。

以上对本发明的优选实施方式进行了详细说明，本发明不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对上述的实施方式添加各种变形、改良及置换。

例如，本发明中，天线导体、无源导体、供电部、接地部只要具有希望的天线增益，就不限定于图4的方式。具体来说，天线导体及无源导体的元件的形状可以对于每一个车种按照希望的接收频率适当设定。若为图4的方式，则能够提高地面波数字电视广播频带的天线增益。此外，也可在接地部17B设置无源导体。

另外，接地部件只要具有用于将接地部17B连接于车身侧地线的功能，就不限于图6的方式。例如，接地部件也可以为，在接地部17B和在安装于车辆的状态下与接地部1B相反的车身侧部位之间可伸缩的突起状的导电性部件。或者，也可以在将窗玻璃安装于车身时，设置于与车身侧的接地部17B相反的部分。

工业实用性

本发明适合作为例如接收地面波数字电视广播、UHF频带的模拟电视广播及美国的数字电视广播、欧洲联合区域的数字电视广播或中华人民共和国的数字电视广播的汽车用天线使用。另外，也可用于日本的FM广播频带(76～90MHz)、美国的FM广播频带(88～108MHz)、电视VHF频带(90～108MHz、170～222MHz)、车辆用无键进入系统(300～450MHz)。

另外，也可用于汽车电话用的800MHz频带(810～960MHz)、汽车电话用的1.5GHz频带(1.429～1.501GHz)、GPS(Global PositioningSystem)、人工卫星的GPS信号1575.42MHz)、VICS(注册商标)(Vehicle Information and Communication System：2.5GHz)。

此外，也可用于ETC通信(Electronic Toll Collection System：无需停车自动电子收费系统、路侧无线装置的发送频率：5.795GHz或5.805GHz、路侧无线装置的接收频率：5.835GHz或5.845GHz)、专用短距离通信(DSRC：Dedicated Short Range Communication、915MHz频带、5.8GHz频带、60GHz频带)、微波(1GHz～3THz)、毫米波(30～300GHz)、及SDARS(Satellite Digital Audio Radio Service(2.34GHz、2.6GHz))的通信。

Claims (10)

1.一种玻璃天线，设置于车辆的窗玻璃上，其特征在于，具备：

天线导体、无源导体、供电部及从该供电部分离配置的接地部，

所述供电部为用于将所述天线导体连接于信号处理电路的部位，所述接地部为用于将所述无源导体电连接于车身的部位，

所述接地部具有第一接地部、配置在相对该第一接地部远离所述供电部的方向的第二接地部，

所述第一接地部和所述第二接地部由多个线状元件连接。

2.如权利要求1所述的玻璃天线，其中，所述多个线状元件的各长度为10mm以上且70mm以下。

3.如权利要求1或2所述的玻璃天线，其中，所述多个线状元件的各线宽度为0.4mm以上且3.0mm以下。

4.如权利要求1～3中任一项所述的玻璃天线，其中，所述无源导体从所述第一接地部延伸。

5.一种窗玻璃，其特征在于，设置有如权利要求1～4中任一项所述的玻璃天线。

6.一种天线装置，其特征在于，具备：

如权利要求5所述的窗玻璃；及

设置于所述第二接地部的用于与所述车身电连接的接地部件。

7.如权利要求6所述的天线装置，其中，所述接地部件为弹性的连接部件。

8.如权利要求6或7所述的天线装置，其中，从车身侧起配置的信号线为同轴电缆，该同轴电缆的内部导体与所述供电部电连接，该同轴电缆的外部导体与第一接地部电连接。

9.如权利要求8所述的天线装置，其中，在所述供电部和所述第一接地部安装有连接器，该连接器用于将所述同轴电缆的内部导体和所述供电部电连接并将所述同轴电缆的外部导体和所述第一接地部电连接。

10.如权利要求9所述的天线装置，其中，所述连接器具备所述信号处理电路。

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