CN102696147B - 玻璃天线 - Google Patents

Abstract

一种玻璃天线，设置在车辆的车窗玻璃的开口面积较窄的部位。玻璃天线（30）具备：第一天线元件部（31），以直线状延伸；第二天线元件部（32），沿着与第一天线元件部（31）的延伸方向相反的方向延伸，与在玻璃的边缘设置的接地点（37）连接。第三天线元件（34、35）与第一天线元件部（31）的前端（33a）及第二天线元件部（32）的基部（33b）交叉，分别沿着车体（11）的开口部延伸。

Description

玻璃天线

技术领域

本发明涉及在车体的开口部设置的玻璃天线。

背景技术

玻璃天线与以往的杆式天线相比，由于没有伸出部分，所以在外观上较美观，此外，不必担心破损，也不会产生风吹声，由于这些理由，被广泛地使用。应用于车窗玻璃的玻璃天线，例如已知专利文献1所公开的技术。图11示出了专利文献1所公开的玻璃天线。

参照图11，公开了在从FM无线广播波到TV广播波、UHF广播波这样的宽范围内提高接收增益并且节省空间的单极型玻璃天线110。该玻璃天线110具有：从供电点114大致水平地延伸的水平线条111；以及通过该水平线条111在折回部113折回并从该折回部延伸而成的与水平线大致平行的水平线条112。

此外，例如专利文献2所公开的那样，已知有不使用阻抗匹配电路而具有与天线的供电线的特性阻抗相近的阻抗的接地型玻璃天线。图12示出了专利文献2所公开的玻璃天线。

参照图12，玻璃天线120具备天线图案、供电点124、接地点125、连接线126，该天线图案具备第一元件部121和第二元件部122，该第一元件部121沿着大致一直线延伸，第一元件部121在折回部122折回，通过该折回部122使得该第二元件部123与第一元件部121大致平行，该供电点124与第一元件部121的端部连接，该接地点125与第二元件部123的端部连接，该连接线126将该接地点125在车体中接地。

但是，根据专利文献1及2所公开的玻璃天线，在是车辆的车窗玻璃开口面积缩窄如不足例如0.15m²这样被窄面积化的车辆情况下，很难将天线的共振频率设定为所需的频率，无法得到良好的接收性能。这是因为，由于车窗玻璃开口面积较小而无法确保充分的天线元件长度，无法充分地附加旁路图案。近年来，尤其是在所谓的微型厢式车和SUV（Sport UtilityVehicle）等中要求安装有天线的三角窗（quarter window）窄面积化，希望能够进行应对。

能够进行窄面积化的玻璃天线例如已知有专利文献3所公开的天线。图13示出了专利文献3所公开的玻璃天线。

参照图13，专利文献3所公开的玻璃天线130具备：1个供电用端子131，与接收装置连接；第一及第二接地用端子132、133，与车辆的车窗玻璃开口部的导电体140连接；1个天线元件，由导体元件134、135、136构成，该天线元件将供电用端子131、第一及第二接地用端子132、133连接。

根据专利文献3所公开的天线，通过附加接地用端子，能够抑制天线阻抗的降低，即使是在车窗玻璃开口部被窄面积化的条件下安装的天线，也能够得到相当高的接收性能。

但是，由于需要有在玻璃面上安装的供电用端子131和接地用端子132、133等，所以端子和供电线的数量增加，因此，产生材料费和用于组装的工时，这将成为成本增加的原因。

于是，期望一种即使车窗玻璃的开口面积较窄也不需要增加成本就能够得到良好接收性能的玻璃天线。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-284025号公报

专利文献2：日本特开2001-136013号公报

专利文献3：日本特开2009-65359号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的课题在于提供一种即使车窗玻璃的开口面积较窄也不需要增加成本就能够得到良好接收性能的玻璃天线。

用于解决课题的手段

根据本发明，提供一种玻璃天线，具有在车体的开口部安装的玻璃和在该玻璃上设置的天线元件，其特征在于，具备：第一天线元件部，从在所述玻璃的边缘设置的供电点朝向对置的边缘以直线状延伸；第二天线元件部，在所述第一天线元件部的前端折回，朝向与所述第一天线元件部的延伸方向相反的方向延伸，与在所述玻璃的边缘设置的接地点连接；以及第三天线元件部，至少与所述第一天线元件部的前端或所述第二天线元件部的基部交叉，沿着所述车体的开口部延伸。

这样，通过第三天线元件部将第一及第二天线元件部进行了延长，所以较长地设置外观上的天线元件长度。由于能够延长外观上的天线元件长度，所以即使是开口面积较窄的玻璃也能够在期望的频率下共振。此外，由于安装在玻璃上的接地点设有1个即可，因此有助于削减成本。

通过延长天线元件长度，天线阻抗与通常的单极天线的情况相比较高，接近于供电线的特性阻抗，提高了接收性能。这样，根据本发明，即使车窗玻璃的开口面积较窄，也不需要增加成本就能够得到良好的接收性能。

优选的是，所述第一天线元件部和所述第二天线元件部与进行接收的偏振波面相应地延伸。因此，能够提供水平偏振波接收用、垂直偏振波接收用的玻璃天线。

优选的是，将所述第三天线元件部与所述玻璃的对置的边缘之间的间隔设为50mm以下。根据发明人的评价，第三天线元件部通过一边维持间隔50mm一边沿着边缘延伸，能够更长地设置外观上的天线图案，结果能够得到良好的接收性能。

优选的是，将所述第三天线元件部的元件长度相对于所述第一天线元件部及所述第二天线元件部的元件长度的比率设为1.0以下。通过以该比率来设计玻璃天线，能够得到良好的接收性能。

优选的是，所述玻璃天线还具备：第一旁路天线元件，以从所述第二天线元件部离开的方式从所述第一天线元件部延伸，从所述第三天线元件部的一端部的中途分支并延伸到所述供电点；以及第二旁路天线元件，以从所述第一天线元件部离开的方式从所述第二天线元件部延伸，从所述第三天线元件部的另一端部的途中分支并延伸到所述接地点。

通过第一、第二旁路天线元件，在窄面积环境下安装的玻璃天线中也能够进行旁路图案的附加，尤其是能够以较低的频率使天线共振，所以提高了接收性能。

附图说明

图1是安装有本实施例的玻璃天线的车辆的俯视图。

图2是表示本实施例的玻璃天线的构造的图。

图3是说明本实施例的玻璃天线设计思想的图。

图4是表示本实施例的玻璃天线的通过模拟进行的性能评价的结果的坐标图。

图5是表示构成本实施例的玻璃天线的各元件的尺寸的一例的图。

图6是表示构成本实施例的玻璃天线的各元件的尺寸的其他例的图。

图7是表示图6所示的玻璃天线的国内广播频带中的水平偏振波的接收灵敏度的坐标图。

图8是将图6所示的玻璃天线的国内广播频带中的水平偏振波的接收灵敏度与3个比较例对比示出的图。

图9是表示本实施例的玻璃天线的变形例的图。

图10是表示图2的变形例的图。

图11是表示第一现有例的玻璃天线的结构的图。

图12是表示第二现有例的玻璃天线的其他结构的图。

图13是表示第三现有例的玻璃天线的其他结构的图。

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的优选实施例。

实施例

本实施例的玻璃天线例如能够安装在车辆的三角窗上。

如图1所示，车辆10的车窗玻璃具备：前窗玻璃13，嵌装在车体11的左右的前支柱12L、12R之间；后窗玻璃15，嵌装在左右的后支柱14L、14R之间；左右的前门玻璃17L、17R，可升降地安装于左右的前门16L、16R；左右的后门玻璃19L、19R，可升降地安装于左右的后门18L、18R；以及左右的三角窗20L、20R，固定于车体11。

在以下说明的实施例中，说明玻璃天线30安装在左面的三角窗20L上的情况。另外，这里示出的玻璃天线30是主要为了接收FM频带的电波而设计的天线。

接着，基于图2说明三角窗20L的详细情况。如图2所示，三角窗20L具备三角窗玻璃21和玻璃天线30。另外，玻璃天线30设置在三角窗玻璃21的边缘22内。玻璃天线30具备第一天线元件部31、第二天线元件部32、天线折回部33、第三天线元件部34、35。

第一天线元件部31从在三角窗玻璃21的边缘（车身构件翻边部分附近）设置的供电点36朝向对置的三角窗玻璃的边缘22以直线状延伸。此外，第二天线元件部32在第一天线元件部31的前端折回，朝向与第一天线元件部31的延伸方向相反的方向延伸，与在三角窗玻璃21的边缘22设置的接地点37连接。接地点37经由连接线38与导体（车体11）连接。

另外，第三天线元件部34、35分别与第一天线元件部3的前端33a、第二天线元件部32的基部33b交叉，分别沿着车体11的开口部延伸。即，第三天线元件34、35沿着三角窗玻璃21的边缘22延伸是本实施例的玻璃天线30在构造上的最大特征。

通过上述结构，玻璃天线30的阻抗高于接地型玻璃天线，接近供电线的特性阻抗。此外，通过使第三天线元件34、35沿着三角窗玻璃21的边缘22延伸，能够使外观上的天线图案较长，所以在开口面积较小的三角窗20L、20R等中也能够设计具有所期望的共振频率的玻璃天线30。

以下说明其根据。首先，从本实施例的玻璃天线30的设计思想开始说明。本实施例的玻璃天线30通过在图12所公开的以往的玻璃天线120的第一元件部121（第一天线元件部）和第二元件部122（第二天线元件部）的基础上附加第三天线元件部34、35，与专利文献2所公开的玻璃天线120相比，能够较低地设定共振频率。此外，这时通过使第三天线元件部34、35沿着三角窗玻璃21的边缘22延伸，能够进一步提高该效果。

发明人为了验证该效果，设计了图3（a）所示的接地型玻璃天线尝试了模拟。具体地说，在具有370mm×260mm的尺寸且具有较窄开口的玻璃上，安装线长250mm的第一元件部和第二元件部，并将第一元件部和第二元件部的间隔设计为50mm。根据该设计，玻璃天线的共振频率为145MHz。

如图3（b）所示，发明人进而对图3（a）的玻璃天线附加本实施例的第三天线元件部34、35，将该天线元件长度b、该第三天线元件部与三角窗玻璃21的边缘22之间的间隔a设为可变，进行了共振频率的评价。结果，将共振频率归纳成图4（a）（b）所示的频率特性坐标图和表1及表2。

[表1]                         [表2]

表1及表2示出了由间隔a和天线元件长度b确定的共振频率的关系，示出了使间隔a和天线元件长度b分别变化时的共振频率［MHz］。例如，设间隔a为10mm、天线元件长度为0时的共振频率为145MHz，之后随着元件长度b变长，共振频率降低。

此外，图4（a）的坐标图示出了使天线元件长度b固定（170、200、230、250、270mm）时的、间隔a［mm］与共振频率［MHz］之间的关系，图4（b）的坐标图示出了使间隔a固定（10、20、30、40、50、60mm）时的、天线元件长度b［mm］与共振频率［MHz］之间的关系。

从表1及表2可知，通过附加第三天线元件部34、35，使得共振频率低于145MHz。此外，从图4（a）的坐标图可知，间隔a以间隔a越窄则共振频率越低的方式起作用，尤其在间隔a≦50mm的范围内，能够得到较大的效果。此外，从图4（b）的坐标图及表1可知，第三天线元件部34、35的元件长度b以元件长度b越长则共振频率越低的方式起作用，尤其在元件长度b≦250mm的范围内，能够得到较大的效果。

接着，着眼于图2所示的第一、第二天线元件部31、32的元件长度和第三天线元件部34、35的元件长度。并且，设第三天线元件部34、35的元件长度相对于第一、第二天线元件部31、32的元件长度的比率为c。调查了该比率c与共振频率之间的关系。其结果在表3及表4中示出。

[表3]                       [表4]

根据表3及表4，例如在设间隔a为10mm、设第三天线元件部34、35的元件长度相对于第一、第二天线元件部31、32的元件长度的比率c为0.68的情况下，计测到的共振频率为-41［MHz］。之后，随着比率c变大，共振频率降低。

从表3及表4可知，本实施例的玻璃天线30在间隔a≦50mm、比率c≦1.0的条件下能够得到较大的效果，该效果与附加第三天线元件部34、35之前相比，能够将共振频率降低约30～50%。

接着，发明人还在下述的条件下对图5所示的第三天线元件部34、35的元件长度b1、b2引起的共振频率的变化进行了模拟，并验证了其效果。具体地说，将2条第三天线元件34、35的元件长度b1、b2的合计固定为370mm，将通过使元件长度b1和b2的长度变化而测定的共振频率归纳为表5。

[表5]  2根第三天线的元件长度的比率和共振频率

b1[mm]	190	165	140	115	90	95	40	15	0
										b2[mm]	190	215	240	265	290	315	340	365	380
共振频率[MHz]	81.9	91.7	81.2	80.6	79.6	78.3	76.8	75.1	73.9

根据表5，例如使元件长度b1和b2的长度相等的情况下（都是190mm）的共振频率为81.9［MHz］，使b1为165mm、b2为215mm的情况下的共振频率为91.7［MHz］。根据表5可知，相对于2条第三天线元件部34、35的元件长度相同的情况的共振频率不会变高，即使在长度不同的情况、或成为1条的情况下也能够验证该效果。因此，由于端子位置的制约，需要使2条第三天线元件部34、35的元件长度不同的情况下，或者成为1条的情况下，也能够使共振频率降低。

发明人还基于本实施例的设计思想设计了天线图案，在电波暗室中，一边使车辆在水平方向上360度旋转，一边从一个方向射出电波，尝试了车辆的全方向的接收灵敏度的测定。这时的天线图案的尺寸如图6所示。具体地说，设置为：第一天线元件部31的元件长度为340mm、第二天线元件部32的元件长度为240mm、天线折回部33的元件长度为50mm、第三天线元件部24、25的各元件长度为180mm、第三天线元件部24、25与玻璃开口部50（车身构件翻边部分）之间的间隔为20mm。

这时的接收灵敏度特性在图7中以坐标图示出。从图7的坐标图可知，根据本实施例的玻璃天线30，接收灵敏度的峰值位于FM频带内（76MHz～108MHz）。另外，在此，例示了水平偏振波的接收灵敏度。

在图8（a）中，设计了单极型天线图案，在电波暗室中一边使车辆在水平方向上360度旋转一边从一个方向射出电波，尝试了车辆的全方向的接收灵敏度的测定。将这时的接收灵敏度作为“比较例1”示出。此外，将图2的玻璃天线30的接收灵敏度作为“实施例”示出。

从该坐标图可知，在单极型天线图案的情况下，无法得到有效的接收灵敏度。这是因为，无法取得阻抗匹配。

在图8（b）中，设计了接地型天线图案，在电波暗室中一边使车辆在水平方向上360度旋转一边从一个方向射出电波，尝试了车辆的全方向的接收灵敏度的测定。将这时的接收灵敏度作为“比较例2”示出。此外，将图2的玻璃天线30的接收灵敏度作为“实施例”示出。

从该坐标图可知，在接地型天线图案中，在开口面积较窄的情况下，在FM频带中无法得到充分的接收灵敏度。根据该接地型天线图案，虽然通过将阻抗设为供电线的阻抗来实现接收灵敏度的提高，但是由于外观上的天线图案较短，所以无法使灵敏度的峰值位于FM频带内。

在图8（c）中，设计了接地型天线图案，进而附加旁路图案而设计了谋求接收灵敏度提高的图案，并且同样地，在电波暗室中一边使车辆在水平方向上360度旋转一边从一个方向射出电波，尝试了车辆的全方向的接收灵敏度的测定。将这时的接收灵敏度作为“比较例3”示出。此外，将图2的玻璃天线30的接收灵敏度作为“实施例”示出。

从该坐标图可知，即使是附加了旁路图案的接地型天线图案，但在开口面积较窄的情况下也无法在FM频带中得到充分的接收灵敏度。根据该接地型天线图案，虽然通过将阻抗设为供电线的阻抗、扩展外观上的天线图案来实现接收灵敏度的提高，但是由于外观上的天线图案较短，所以仍无法使灵敏度的峰值位于FM频带内。

对此，根据本实施例的玻璃天线30，通过使外观上的天线元件长度较长，从而在开口面积较窄的玻璃面中也能够在期望的频率下共振，结果，能够分别如图8（a）（b）（c）所示那样使接收灵敏度的峰值位于FM频带内（76MHz～108MHz）。此外，能够提供天线阻抗比通常的单极天线的情况下高而接近供电线的特性阻抗，接收性能优良的玻璃天线。

图9示出了本实施例的玻璃天线30的变形例。与图2所示的实施例的差异在于，在第三天线元件部34上附加第一旁路天线元件39a，在第三天线元件部35上附加第二旁路天线元件39b。旁路天线元件39a以从第二天线元件部32离开的方式从第一天线元件部31延伸，从第三天线元件部34的一端部的中途分支并延伸到供电点36。第二旁路天线元件39b以从第一天线元件部31离开的方式从第二天线元件部32延伸，从第三天线元件部35的另一端部的中途分支并延伸到接地点37。

根据上述的变形例，通过第三天线元件34、35，不但能够使外观上的天线长度较长，并且通过第一、第二旁路天线元件39a、39b，能够扩展外观上的天线图案，因此，在开口面积较窄的情况下，也能够进一步提高接收灵敏度。

图10是表示图2的变形例的图，对于与图2共通的号码，沿用附图表决并省略说明。与图2的差异在于，将第一天线元件部31和第二天线元件部32的延伸方向从水平方向变更为垂直方向。

即，优选为第一天线元件部31和第二天线元件32与进行接收的偏振波面相应地延伸。具体地说，在水平偏振波接收的情况下，如图2所示沿水平方向延伸，在垂直偏振波接收的情况下，如图10所示沿垂直方向延伸。由此，能够得到良好的接收性能。

如上所述，在本实施例中，在由以直线状延伸的第一天线元件部31、以及向该第一天线元件部31的延伸方向的相反方向延伸且与设于玻璃边缘相连接的第二天线元件部32构成的玻璃天线30上，附加第三天线元件部34、35，该第三天线元件部34、35与第一天线元件部31的前端、第二天线元件部32的基部相交叉，分别沿着车体11的开口部（三角窗玻璃21的边缘22）延伸。因此，不必附加多余的端子和供电线就能够更长地设置外观上的天线元件长度，在开口面积较窄的玻璃面中也能够在期望的频率下共振。此外，能够提供天线阻抗比通常的单极天线的情况下高而接近供电线的特性阻抗，接收性能优良的玻璃天线。

此外，根据本实施例，使第一天线元件部31和第二天线元件部32与接收的偏振波面相应地延伸。因此，能够提供H偏振波接收用、V偏振波接收用的玻璃天线。此外，根据本实施例，第三天线元件部34、35通过一边将该第三天线元件部与玻璃所对置的边缘之间的间隔维持为50mm一边沿着三角窗玻璃21的边缘22延伸，能够更长地设置外观上的天线图案，能够得到良好的接收性能。进而，通过将第三天线元件部34、35的元件长度相对于第一天线元件部31及第二天线元件部32的元件长度的比率设为1.0以下，能够得到良好的接收性能。

此外，根据本实施例，在第三天线元件部34、35上分别附加第一、第二旁路天线元件39a、39b，从而在窄面积环境下安装的玻璃天线30中也能够附加旁路图案，能够提高接收性能。

另外，在本实施例中，第三天线元件部34、35不需要是直线状，只要是沿着三角窗玻璃21的边缘22延伸即可，曲线状也能够得到同样的效果。由此，也能够应用于后侧壁板小窗（opera window）和换气窗等。此外，通过将第三天线元件34、35沿着三角窗玻璃21的边缘22延伸，在三角窗玻璃21中央产生空闲空间，可以考虑在该空闲空间中同时配置例如地波数字TV接收机用等其他媒体的天线来进行利用。

工业实用性

本发明的玻璃天线不限于三角窗，也可以应用于后侧壁板小窗和换气窗等、要求较窄面积的车辆的侧部车窗玻璃，从而得到显著的效果。

附图标记说明

10…车辆、11…车体、20L…三角窗、21…三角窗玻璃、22…边缘、30…玻璃天线、31…第一天线元件部、32…第二天线元件部、33…天线折回部、34、35…第三天线元件部、36…供电点、37…接地点、38…连接线、39a…第一旁路天线元件、39b…第二旁路天线元件。

Claims (5)

1.一种玻璃天线，具有在车体的开口部安装的玻璃和在该玻璃上设置的天线元件，其特征在于，具备：

第一天线元件部，从在所述玻璃的边缘设置的供电点朝向对置的边缘以直线状延伸；

第二天线元件部，朝向与所述第一天线元件部的延伸方向相反的方向延伸，与在所述玻璃的边缘设置的接地点连接；

天线折回部，连接所述第一天线元件部的前端和所述第二天线元件部的基部；以及

两个第三天线元件部，一个第三天线元件部与所述第一天线元件部的所述前端交叉，另一个第三天线元件部与所述第二天线元件部的所述基部交叉，从所述天线折回部沿着所述车体的开口部分别向相反方向延伸。

2.如权利要求1所述的玻璃天线，其特征在于，

所述第一天线元件部和所述第二天线元件部与进行接收的偏振波面相应地延伸。

3.如权利要求1所述的玻璃天线，其特征在于，

所述第三天线元件部的每个与所述玻璃的边缘之间隔着50mm以下的间隔地沿着所述玻璃的所述边缘设置。

4.如权利要求1所述的玻璃天线，其特征在于，

将所述第三天线元件部的元件长度相对于所述第一天线元件部及所述第二天线元件部的元件长度的比率设为1.0以下。

5.如权利要求1所述的玻璃天线，其特征在于，

所述玻璃天线还具备：

第一旁路天线元件，以从所述第二天线元件部离开的方式从所述第一天线元件部延伸，从所述一个第三天线元件部的一端部的中途分支并延伸到所述供电点；以及

第二旁路天线元件，以从所述第一天线元件部离开的方式从所述第二天线元件部延伸，从所述另一个第三天线元件部的另一端部的途中分支并延伸到所述接地点。