CN111509371A - 车辆用玻璃天线、车辆用窗玻璃以及车辆用天线系统 - Google Patents

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CN111509371A CN202010070378.4A CN202010070378A CN111509371A CN 111509371 A CN111509371 A CN 111509371A CN 202010070378 A CN202010070378 A CN 202010070378A CN 111509371 A CN111509371 A CN 111509371A
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尾乡优
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Abstract

本发明提供一种车辆用玻璃天线、车辆用窗玻璃以及车辆用天线系统。无论元件有无折回部都能够接收到多个频带的电波。车辆用玻璃天线设置在安装于车体的窗框的窗玻璃上，能够接收到第一频带的垂直极化波和第二频带的水平极化波，所述车辆用玻璃天线具有：沿所述窗框的端边设置的馈电用的馈电电极和接地用的接地电极；第一元件，其从所述馈电电极向所述端边侧的方向或者与所述端边侧相反的一侧的方向延伸；第二元件，其从所述第一元件向与所述接地电极侧相反的一侧的方向沿着所述端边延伸；以及接地元件，其从所述接地电极向与所述馈电电极侧相反的一侧的方向沿着所述端边延伸，其中，所述第一元件的长度比所述第二元件的长度短。

Description

车辆用玻璃天线、车辆用窗玻璃以及车辆用天线系统
技术领域
本发明涉及一种车辆用玻璃天线、车辆用窗玻璃以及车辆用天线系统。
背景技术
在汽车用窗玻璃中，例如要求覆盖AM广播、FM广播、DAB(Digital AudioBroadcast：数字音频广播)、遥控无钥匙进入、数字电视广播、5G等通信等不同频带地配置多种多样的天线(玻璃天线)。然而，为了在汽车用窗玻璃中配置多种天线，需要许多作业工时。因此，正在开发一种能够接收多个频带的电波的玻璃天线(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-142162号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，关于以往的玻璃天线，如果不使元件折回，则难以接收到多个频带的电波。
因此，本公开提供一种无论元件有无折回部都能够接收到多个频带的电波的车辆用玻璃天线、车辆用窗玻璃以及车辆用天线系统。
用于解决问题的方案
本公开提供一种车辆用玻璃天线，设置在安装于车体的窗框的窗玻璃上，能够接收第一频带的垂直极化波和第二频带的水平极化波，所述车辆用玻璃天线具有：沿所述窗框的端边设置的馈电用的馈电电极和接地用的接地电极；第一元件，其从所述馈电电极向所述端边侧的方向或者与所述端边侧相反的一侧的方向延伸；第二元件，其从所述第一元件向与所述接地电极侧相反的一侧的方向沿着所述端边延伸；以及接地元件，其从所述接地电极向与所述馈电电极侧相反的一侧的方向沿着所述端边延伸，其中，所述第一元件的长度比所述第二元件的长度短。
另外，本公开提供一种车辆用玻璃天线，设置在安装于车体的窗框的窗玻璃上，能够接收第一频带的垂直极化波和第二频带的水平极化波，所述车辆用玻璃天线具有：馈电用的馈电电极；第一元件，其从所述馈电电极向所述窗框的端边侧的方向或者与所述端边侧相反的一侧的方向延伸；第二元件，其从所述第一元件沿着所述端边延伸；第三元件，其沿着所述第二元件延伸；以及第四元件，其从所述馈电电极向所述端边侧的方向或者与所述端边侧相反的一侧的方向延伸，其中，所述第一元件的长度比所述第二元件的长度短，所述第三元件从所述第四元件延伸，所述第三元件的长度比所述第四元件的长度长。
另外，本公开提供一种安装有上述的车辆用玻璃天线的车辆用窗玻璃。
另外，本公开提供一种车辆用天线系统，具有相互分离地配置的多个玻璃天线，所述多个玻璃天线分别是上述的车辆用玻璃天线。
发明的效果
根据本公开的技术，能够提供一种无论元件有无折回部都能够接收到多个频带的电波的车辆用玻璃天线、车辆用窗玻璃以及车辆用天线系统。
附图说明
图1是示出第一实施方式中的车辆用玻璃天线的结构例的图。
图2是示出第二实施方式中的车辆用玻璃天线的结构例的图。
图3是示出第三实施方式中的车辆用玻璃天线的结构例的图。
图4是示出第四实施方式中的车辆用玻璃天线的结构例的图。
图5是示出第五实施方式中的车辆用玻璃天线的结构例的图。
图6是示出一个实施方式中的车辆用天线系统的结构例的图。
附图标记说明
1：窗玻璃；2：窗框；2a：端边；3：馈电电极；4：接地电极；5：遮光膜；10：第一元件；20：第二元件；30：第三元件；40：第四元件；50：第五元件；60：接地元件；100：天线系统；101、102、103、104、105：玻璃天线。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本公开所涉及的实施方式。此外，在各方式中，在平行、直角、水平、垂直、上下、左右等方向上允许不损害本发明的效果的程度的偏差。另外，X轴方向、Y轴方向、Z轴方向分别表示与X轴平行的方向、与Y轴平行的方向、与Z轴平行的方向。X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向相互正交。XY平面、YZ平面、ZX平面分别表示与X轴方向及Y轴方向平行的虚拟平面、与Y轴方向及Z轴方向平行的虚拟平面、与Z轴方向及X轴方向平行的虚拟平面。
图1是示出第一实施方式中的车辆用玻璃天线的结构例的图。在图1中，以平面图示出安装有玻璃天线101的窗玻璃1的一部分。玻璃天线101是车辆用玻璃天线的一例，窗玻璃1是车辆用窗玻璃的一例。
窗玻璃1安装在车体的窗框2上。窗框2是能够接地的导电性的金属体的部位，也被称为凸缘(flange)。窗玻璃1例如既可以是安装在车体的后部的窗框2上的后窗玻璃，也可以是安装在车体的前部的窗框2上的前窗玻璃。在窗玻璃1为后窗玻璃或前窗玻璃的情况下，在图1中，上下方向(Y轴方向)与车辆的上下方向对应，左右方向(X轴方向)与车辆的车宽方向对应。此外，窗玻璃1不限于后窗玻璃或前窗玻璃，例如也可以是安装在车辆的侧部的窗框2上的侧窗玻璃。
玻璃天线101设置在窗玻璃1上，具有形成为能够接收第一频带的垂直极化波和第二频带的水平极化波的方式。
玻璃天线101的形状适于收发频率为30MHz～300MHz的VHF(Very HighFrequency：甚高频)频带和300MHz～3GHz的UHF(Ultra High Frequency：特高频)频带的电波。在VHF频带的电波中包含DAB标准的频带III(174MHz～240MHz)的电波等。DAB标准的频带III的电波是垂直极化波，DAB标准的频带III的频带是第一频带的一例。另一方面，在UHF频带的电波中包含470MHz～720MHz的地面数字电视广播波等。地面数字电视广播波是水平极化波，地面数字电视广播波的频带是第二频带的一例。玻璃天线101在VHF频带内的频带(特别是DAB标准的频带III)和UHF频带内的频带(特别是地面数字电视广播频带)这两个频带下共振。
玻璃天线101具有馈电电极3、接地电极4、第一元件10、第二元件20以及接地元件60。
馈电电极3和接地电极4以位于相互分离的位置的方式沿着窗框2的上侧的端边2a设置。例如，馈电电极3和接地电极4沿窗玻璃1的上侧的玻璃边缘1a设置，使得在窗玻璃1安装于窗框2的状态下沿着端边2a。端边2a和玻璃边缘1a在平面图中沿X轴方向延伸，但也可以弯曲或弯折成不损害本发明的效果的程度。
馈电电极3是馈电用的第一电极，是经由未图示的第一导电性构件而与信号线电连接的所谓热侧(hot-side)的馈电部。馈电电极3例如经由第一导电性构件连接于调谐器(tuner)。也可以在馈电电极3与调谐器之间具有用于将信号放大的放大器。
接地电极4是接地用的第二电极，是经由未图示的第二导电性构件接地的所谓地侧(ground-side)的馈电部。接地电极4例如经由第二导电性构件连接于车辆的金属体(例如，窗框2等)。
第一元件10是从馈电电极3向与端边2a侧相反的一侧的方向或者从馈电电极3向端边2a侧延伸的导体图案。例如，如图1所示，第一元件10的一端连接于馈电电极3，第一元件10向与端边2a侧相反的一侧的方向延伸，另一端连接于第二元件20的一端。第一元件10例如是从馈电电极3向Y轴方向的负侧直线地延伸并且延伸到作为向Y轴方向的负侧延伸的终端部的顶端部11的线条元件。第一元件10的元件长度A是从馈电电极3到顶端部11的长度。
第一元件10从馈电电极3延伸的方向可以是与端边2a侧相反的一侧的方向(Y轴方向的负侧)和端边2a侧的方向(Y轴方向的正侧)中的任一方向，在其它实施方式中也同样。此外，在第一元件10是从馈电电极3向与端边2a侧相反的一侧的方向延伸的前者的导体图案的情况下，相比于从馈电电极3向端边2a侧的方向延伸的后者的导体图案而言，能够使第二元件20与端边2a之间的距离更长，易于抑制因与金属体的接近而引起的天线增益的降低，因此是优选的。并且，在该情况下，能够在使该距离长的基础上将玻璃天线101配置在端边2a的附近，因此易于在窗玻璃1中降低玻璃天线101的可视性(更为详细地说，玻璃天线101不易遮挡隔着窗玻璃1的视野)，因此是优选的。
端边2a与第二元件20之间的距离为1mm以上即可，优选为10mm以上。另外，如果它们之间的距离过大，则容易在窗玻璃1中视觉识别出玻璃天线101，因此该距离为140mm以下即可，优选为80mm以下。下面，将第一元件10设为从馈电电极3向与端边2a侧相反的一侧的方向延伸的导体图案来进行说明。此外，由于凸缘与玻璃天线101在Z轴方向上也分开固定距离，因此考虑了Z轴方向的两者之间的距离为3mm以上即可，优选为10mm以上。这样，通过将金属制的凸缘与玻璃天线101之间的最短距离设为固定值以上，能够抑制天线增益的降低。
第二元件20是从第一元件10向与接地电极4侧相反的一侧的方向沿着端边2a延伸的导体图案。例如，第二元件20的一端连接于第一元件10的顶端部11，另一端的顶端部21为开放端。第二元件20例如是从顶端部11向X轴方向的负侧直线地延伸并且延伸到作为向X轴方向的负侧延伸的终端部的顶端部21的线条元件。第二元件20的元件长度B是从第二元件20的一端与第一元件10的连接点(在图1所示的方式中为顶端部11)到顶端部21的长度。
接地元件60是从接地电极4向与馈电电极3侧相反的一侧的方向沿着端边2a延伸的导体图案。例如，接地元件60的一端连接于接地电极4，另一端的顶端部61为开放端。接地元件60例如是从接地电极4向X轴方向的正侧直线地延伸并且延伸到作为向X轴方向的正侧延伸的终端部的顶端部61的线条元件。接地元件60的元件长度E是从接地电极4到顶端部61的长度。
根据这种结构的玻璃天线101，能够使第一元件10延伸的方向接近与水平面垂直的方向(铅垂方向)，因此DAB标准的频带III等的垂直极化波的接收灵敏度(天线增益)提高。另外，能够使第二元件20及接地元件60各自延伸的方向接近与水平面平行的方向(水平方向)，因此地面数字电视广播波等水平极化波的接收灵敏度(天线增益)提高。因而，玻璃天线101即使如图1所示那样不具有元件的折回部，也能够接收到第一频带的垂直极化波和第二频带的水平极化波。
此外，即使顶端部21和顶端部61中的至少一方是形成有弯折部或折回部的开放端，玻璃天线101也能够接收到第一频带的垂直极化波和第二频带的水平极化波。这一点在其它实施方式中也同样。例如在图1所示的方式的情况下，也可以在顶端部21和顶端部61中的至少一方具有向Y轴方向的弯折部。此外，优选的是，顶端部21和顶端部61均是在直线地延伸的各个元件的延伸方向上成为终端的开放端。这是由于，在不具有折回部等无用的形状的情况下，有时更能够抑制由车辆的金属体与天线之间的相互作用导致的性能降低，或者更有助于设计性的提高。
另外，由于能够接收到第一频带的垂直极化波和第二频带的水平极化波，因此能够减少玻璃天线的种类(产品编号)。例如，无论搭载安装有玻璃天线101的窗玻璃1的车辆的目的地是提供DAB标准的频带III等的垂直极化波的电波的地区的情况下，还是提供地面数字电视广播波等水平极化波的电波的地区的情况下，都能够由共用的玻璃天线101应对。
另外，在玻璃天线101中，第一元件10的长度比第二元件20的长度短，第一元件10的长度越长，则越有利于提高垂直极化波的天线增益。但是，在玻璃天线101中，即使第一元件10的长度比第二元件20的长度短，也不仅能够确保第一频带的垂直极化波和第二频带的水平极化波这双方的天线增益，还能够实现Y轴方向上的小型化(低高度化)。而且，通过玻璃天线101的低高度化，能够抑制隔着窗玻璃1的视野被玻璃天线101遮挡。
另外，在玻璃天线101中，将馈电电极3经由第一导电性构件连接于调谐器的信号线，由此即使不对接地电极4进行任何连接(即使不连接第二导电性构件)，也能够接收到第一频带的垂直极化波。也就是说，在接收第一频带的垂直极化波的情况下，玻璃天线101能够用作单极型的天线。另一方面，通过将馈电电极3经由第一导电性构件连接于调谐器的信号线并且将接地电极4经由第二导电性构件接地，玻璃天线101能够接收到第二频带的水平极化波。也就是说，在接收第二频带的水平极化波的情况下，玻璃天线101能够用作双极型天线。
另外，第二元件20不限于从第一元件10的顶端部11延伸的情况，也可以从顶端部11的附近延伸。
基于提高第二频带的水平极化波的天线增益这一点，接地元件60的元件长度E优选为5mm以上且160mm以下，更优选为30mm以上且100mm以下。
图2是示出第二实施方式中的车辆用玻璃天线的结构例的图。在图2中，以平面图示出安装有玻璃天线102的窗玻璃1的一部分。玻璃天线102是车辆用玻璃天线的一例。此外，对于与上述的实施方式同样的结构及效果的说明，通过引用上述的说明来省略或简略。
玻璃天线102与玻璃天线101的不同点在于，对玻璃天线101追加了第三元件30。
第三元件30是与馈电电极3电连接且向与接地电极4侧相反的一侧的方向沿着端边2a延伸的导体图案。第三元件30从第一元件10的中间部12延伸，第三元件30的长度比第二元件20的长度短。例如，第三元件30的一端连接于第一元件10的中间部12，另一端的顶端部31为开放端。第三元件30例如是从中间部12向X轴方向的负侧直线地延伸并且延伸到作为向X轴方向的负侧延伸的终端部的顶端部31的线条元件。第三元件30的元件长度D是从第三元件30的一端与第一元件10的连接点(在图2所示的方式中为中间部12)到顶端部31的长度。此外，在将第一元件10的元件长度A设为1时，第一元件10的中间部12例如在以顶端部11为起点的0.05～0.95的范围内。
根据这种结构的玻璃天线102，能够使第二元件20、第三元件30以及接地元件60各自延伸的方向接近与水平面平行的方向(水平方向)，因此地面数字电视广播波等水平极化波的接收灵敏度(天线增益)提高。因而，玻璃天线102即使如图2所示那样不具有元件的折回部，也能够接收到第一频带的垂直极化波和第二频带的水平极化波。
此外，即使顶端部31是形成有弯折部或折回部的开放端，玻璃天线102也能够接收到第一频带的垂直极化波和第二频带的水平极化波。这一点在其它实施方式中也同样。例如在图2所示的方式的情况下，也可以在顶端部31具有向Y轴方向的弯折部。此外，优选的是，顶端部31是在直线地延伸的第三元件30的延伸方向上成为终端的开放端。这是由于，在不具有折回部等无用的形状的情况下，有时更能够抑制由车辆的金属体与天线之间的相互作用导致的性能降低，或者更有助于设计性的提高。
另外，在图2所示的方式中，第二元件20与第三元件30之间的最短距离G优选为5mm以上，更优选为15mm以上，进一步优选为25mm以上。通过将最短距离G设定为这样的长度，第一频带的垂直极化波和第二频带的水平极化波这双方的天线增益提高。此外，基于抑制隔着窗玻璃1的视野被玻璃天线102遮挡这一点，最短距离G优选为100mm以下，更优选为65mm以下。
另外，在图2所示的方式中，从馈电电极3到第二元件20的顶端部21的元件长度(A+B)不同于从馈电电极3到第三元件30的顶端部31的元件长度(C+D)。由此，能够将元件长度(A+B)设定为适于接收第一频带的垂直极化波的长度，能够将元件长度(C+D)设定为适于接收频率与第一频带不同的第二频带的水平极化波的长度。
在图2所示的方式中，元件长度(A+B)比元件长度(C+D)长，第二元件20与端边2a之间的最短距离(以下也称为距离BF)比第三元件30与端边2a之间的最短距离(以下也称为距离DF)长。由此，能够将元件长度(A+B)设定为适于接收第一频带的垂直极化波的长度，能够将元件长度(C+D)设定为适于接收频率比第一频带高的第二频带的水平极化波的长度。另外，在第一元件10从馈电电极3向与端边2a侧相反的一侧的方向延伸的情况下，由于距离BF比距离DF长，因此能够使第二元件20相比于第三元件30而言离端边2a更远。由此，通过使沿水平方向延伸的第二元件20与端边2a相互分离，能够抑制第一频带的垂直极化波的天线增益降低。
另外，在如图2所示的方式那样第一元件10从馈电电极3向与端边2a侧相反的一侧的方向延伸的情况下，距离DF为1mm以上即可，优选为10mm以上。另外，如果距离BF过长，则容易视觉识别出窗玻璃1中的玻璃天线102，因此，距离BF为140mm以下即可，优选为80mm以下。另外，在第一元件10从馈电电极3向端边2a侧延伸的情况下，玻璃天线102成为相对于穿过馈电电极3的中心及接地电极4的中心的与X轴平行的虚拟线呈线对称(未图示)的图案。在该(未图示的)图案的玻璃天线102的情况下，第二元件20与凸缘最接近，因此距离BF为1mm以上即可，优选为10mm以上。另外，如果玻璃天线102与凸缘之间的距离过长，则容易视觉识别出窗玻璃1中的玻璃天线102，因此，在该(未图示的)图案的玻璃天线102中，距离DF为140mm以下即可，优选为80mm以下。此外，由于凸缘与玻璃天线102在Z轴方向上也分开固定距离，因此考虑了Z轴方向的两者之间的距离为3mm以上即可，优选为10mm以上。这样，通过将金属制的凸缘与玻璃天线102之间的最短距离设为固定值以上，能够抑制天线增益的降低。
另外，将从馈电电极3到第二元件20的顶端部21的元件长度(A+B)设为LV，将第一频带的中心波长设为λV，将窗玻璃1的波长缩短率设为k(例如0.64)。此时，基于提高第一频带的天线增益这一点，优选的是，0.13×λV×k≤LV≤0.33×λV×k···式v1成立，更优选的是，0.17×λV×k≤LV≤0.29×λV×k···式v2成立。
例如，在第一频带为DAB标准的频带III的频带时，基于提高频带III的天线增益这一点，LV优选为130mm以上且300mm以下，更优选为160mm以上且270mm以下。
另外，将从馈电电极3到第三元件30的顶端部31的元件长度(C+D)设为LH，将第二频带的中心波长设为λH，将窗玻璃1的波长缩短率设为k。此时，基于提高第二频带的天线增益这一点，优选的是，0.16×λH×k≤LH≤0.60×λH×k···式h1成立，更优选的是，0.23×λH×k≤LH≤0.47×λH×k···式h2成立。
例如，在第二频带为地面数字电视广播波的频带时，基于提高地面数字电视广播波的天线增益这一点，LH优选为50mm以上且180mm以下，更优选为70mm以上且140mm以下。
图3是示出第三实施方式中的车辆用玻璃天线的结构例的图。在图3中，以平面图示出安装有玻璃天线103的窗玻璃1的一部分。玻璃天线103是车辆用玻璃天线的一例。此外，对于与上述的实施方式同样的结构及效果的说明，通过引用上述的说明来省略或简略。
玻璃天线103与玻璃天线101的不同点在于，对玻璃天线101追加了第三元件30和第四元件40。
第三元件30是与馈电电极3电连接且向与接地电极4侧相反的一侧的方向沿着端边2a延伸的导体图案。第三元件30从第四元件40延伸，且比第四元件40长。例如，第三元件30的一端连接于第四元件40的顶端部41，另一端的顶端部31为开放端。第三元件30例如是从顶端部41向X轴方向的负侧直线地延伸并且延伸到作为向X轴方向的负侧延伸的终端部的顶端部31的线条元件。第三元件30的元件长度D是从第三元件30的一端与第四元件40的连接点(在图3所示的方式中为顶端部41)到顶端部31的长度。
第四元件40是从馈电电极3向与端边2a侧相反的一侧的方向或者从馈电电极3向端边2a侧延伸的导体图案。例如，如图3所示，第四元件40的一端连接于馈电电极3，第四元件40向与端边2a侧相反的一侧的方向延伸，另一端连接于第三元件30的一端。第四元件40例如是从馈电电极3向Y轴方向的负侧直线地延伸并且延伸到作为向Y轴方向的负侧延伸的终端部的顶端部41的线条元件。第四元件40的元件长度C是从馈电电极3到顶端部41的长度。
第四元件40从馈电电极3延伸的方向可以是与端边2a侧相反的一侧的方向(Y轴方向的负侧)和端边2a侧的方向(Y轴方向的正侧)中的任一方向，在其它实施方式中也同样。此外，在第四元件40是从馈电电极3向与端边2a侧相反的一侧的方向延伸的前者的导体图案的情况下，相比于从馈电电极3向端边2a侧的方向延伸的后者的导体图案而言，能够使第三元件30与端边2a之间的距离更长，易于抑制因与金属体的接近而引起的天线增益的降低，因此是优选的。并且，在该情况下，由于能够在使该距离长的基础上将玻璃天线103配置在端边2a的附近，因此易于在窗玻璃1中降低玻璃天线103的可视性(更为详细地说，玻璃天线103不易遮挡隔着窗玻璃1的视野)，因此是优选的。
端边2a与第三元件30之间的距离为1mm以上即可，优选为10mm以上。另外，如果它们之间的距离过大，则容易在窗玻璃1中视觉识别出玻璃天线103，因此该距离为140mm以下即可，优选为80mm以下。下面，将第三元件30设为从馈电电极3向与端边2a侧相反的一侧的方向延伸的导体图案来进行说明。此外，由于凸缘与玻璃天线103在Z轴方向上也分开固定距离，因此考虑了Z轴方向的两者之间的距离为3mm以上即可，优选为10mm以上。这样，通过将金属制的凸缘与玻璃天线103之间的最短距离设为固定值以上，能够抑制天线增益的降低。
根据这种结构的玻璃天线103，能够使第二元件20、第三元件30以及接地元件60各自延伸的方向接近与水平面平行的方向(水平方向)，因此地面数字电视广播波等水平极化波的接收灵敏度(天线增益)提高。因而，玻璃天线103即使如图3所示那样不具有元件的折回部，也能够接收到第一频带的垂直极化波和第二频带的水平极化波。
图4是示出第四实施方式中的车辆用玻璃天线的结构例的图。在图4中，以平面图示出安装有玻璃天线104的窗玻璃1的一部分。玻璃天线104是车辆用玻璃天线的一例。此外，对于与上述的实施方式同样的结构及效果的说明，通过引用上述的说明来省略或简略。
玻璃天线104与玻璃天线103的不同点在于，对玻璃天线103追加了第五元件50。
第五元件50是从第一元件10的中间部13向与接地电极4侧相反的一侧的方向在第二元件20与第三元件30之间延伸的导体图案。例如，第五元件50的一端连接于第一元件10的中间部13，另一端的顶端部51为开放端。第五元件50例如是以与第二元件20并行的方式从中间部13向X轴方向的负侧直线地延伸并且延伸到作为向X轴方向的负侧延伸的终端部的顶端部51的线条元件。第五元件50的元件长度F是从第五元件50的一端与第一元件10的连接点(在图4所示的方式中为中间部13)到顶端部51的长度。另外，也可以存在将顶端部21或顶端部21附近与顶端部51或顶端部51附近连接的未图示的元件。
此外，图4所示的玻璃天线104是对图3所示的玻璃天线103追加了第五元件50的方式，但也可以是对图2所示的玻璃天线102追加了第五元件50的方式。
根据这种结构的玻璃天线104，能够使第二元件20、第三元件30、第五元件50以及接地元件60各自延伸的方向接近与水平面平行的方向(水平方向)，因此地面数字电视广播波等水平极化波的接收灵敏度(天线增益)提高。因而，玻璃天线102即使如图4所示那样不具有元件的折回部，也能够接收到第一频带的垂直极化波和第二频带的水平极化波。
此外，即使顶端部51是形成有弯折部或折回部的开放端，玻璃天线104也能够接收到第一频带的垂直极化波和第二频带的水平极化波。这一点在其它实施方式中也同样。例如在图4所示的方式的情况下，也可以在顶端部51具有向Y轴方向的弯折部。此外，优选的是，顶端部51是在直线地延伸的第五元件50的延伸方向上成为终端的开放端。这是由于，在不具有折回部等无用的形状的情况下，更能够抑制由车辆的金属体与天线之间的相互作用导致的性能降低，或者更有助于设计性的提高。
图5是示出第五实施方式中的车辆用玻璃天线的结构例的图。在图5中，以平面图示出安装有玻璃天线105的窗玻璃1的一部分。玻璃天线105是车辆用玻璃天线的一例。此外，对于与上述的实施方式同样的结构及效果的说明，通过引用上述的说明来省略或简略。
玻璃天线105与玻璃天线103的不同点在于，相对于玻璃天线103而言不具有接地电极4和接地元件60。
根据这种结构的玻璃天线105，能够使第二元件20和第三元件30各自延伸的方向接近与水平面平行的方向(水平方向)，因此地面数字电视广播波等水平极化波的接收灵敏度(天线增益)提高。因而，玻璃天线105即使如图5所示那样不具有元件的折回部，也能够接收到第一频带的垂直极化波和第二频带的水平极化波。
另外，通过将馈电电极3经由第一导电性构件连接于调谐器的信号线，即使不具有接地电极4和接地元件60，玻璃天线105也能够接收到第一频带的垂直极化波和第二频带的水平极化波。也就是说，在接收第一频带的垂直极化波和第二频带的水平极化波的情况下，玻璃天线105能够用作单极型的天线。
图6是示出一个实施方式中的车辆用天线系统的结构例的图。图6所示的天线系统100是具有相互分离地配置的多个玻璃天线的车辆用天线系统的一例。在图6中，例示了相互分离地配置的多个玻璃天线为与上述的玻璃天线103相同结构的玻璃天线103A、103B。在窗玻璃1上相互分离地配置的玻璃天线也可以是其它实施方式中的玻璃天线。
这样，通过将本实施方式中的2个玻璃天线相互分离地配置，能够形成双频道的分集天线。另外，通过将本实施方式中的4个玻璃天线相互分离地配置，能够形成四频道的分集天线。
接着，在表1～表10中例示针对安装在实际的车辆的后窗玻璃的玻璃面上的玻璃天线测定DAB标准的频带III和地面数字电视广播波这两个频带下的天线增益的测定结果。
此外，“DAB增益”表示在DAB标准的频带III的频带(174MHz～240MHz)中每3MHz测定出的垂直极化波的天线增益的平均值(单位为dBd)。另外，“DTV增益”表示在地面数字电视广播波的频带(473MHz～713MHz)中每18MHz测定出的水平极化波的天线增益的平均值(单位为dBd)。
[表1]
A B A+B DAB增益 DTV增益
a1 40mm 170mm 210mm 7.1 4.3
a2 35mm 175mm 210mm 6.9 3.6
a3 30mm 180mm 210mm 6.8 2.9
a4 25mm 185mm 210mm 6.5 2.7
a5 20mm 190mm 210mm 6.4 1.6
a6 15mm 195mm 210mm 5.9 0.7
表1示出在图3所示的方式中将元件长度(A+B)固定为210mm的状态下变更第一元件10的元件长度A与第二元件20的元件长度B之间的比例所得到的玻璃天线103的天线增益的变化。此时，固定为C＝10mm、D＝90mm、E＝50mm、距离DF＝34mm。另外，第二元件20和第三元件30平行地配置，在5mm～35mm的范围内调整两元件间的最短距离G。此时，距离BF在39mm～69mm的范围。
即使缩短元件长度A使其低高度化，DAB增益和DTV增益也均能够确保足以接收到两种电波的0dBd以上的增益。在A＝40mm、B＝170mm时，在DAB增益和DTV增益中天线增益均为最大值。
[表2]
C D C+D DAB增益 DTV增益
b7 0mm 100mm 100mm 7.3 4.2
b1 10mm 90mm 100mm 7.1 4.3
b2 15mm 85mm 100mm 7.3 4.0
b3 20mm 80mm 100mm 7.2 3.9
b4 25mm 75mm 100mm 7.3 3.6
b5 30mm 70mm 100mm 7.2 3.4
b6 35mm 65mm 100mm 7.2 2.4
表2示出在图3所示的方式中将元件长度(C+D)固定为100mm的状态下变更第三元件30的元件长度D与第四元件40的元件长度C之间的比例所得到的玻璃天线103的天线增益的变化。此时，固定为A＝40mm、B＝170mm、E＝50mm、距离BF＝64mm。另外，第二元件20和第三元件30平行地配置，在5mm～35mm的范围内调整两元件间的最短距离G。此时，距离DF在29mm～59mm的范围。
第三元件30的水平方向上的元件长度D越长，则在确保DAB增益的状态下能够使DTV增益越高。
[表3]
A+B C+D G DAB增益 DTV增益
c7 210mm 100mm 40mm 7.3 4.2
c1 210mm 100mm 30mm 7.1 4.3
c2 210mm 100mm 25mm 7.3 4.0
c3 210mm 100mm 20mm 7.2 3.9
c4 210mm 100mm 15mm 7.3 3.6
c5 210mm 100mm 10mm 7.2 3.4
c6 210mm 100mm 5mm 7.2 2.4
表3示出在图3所示的方式中将元件长度(A+B)固定为210mm、将元件长度(C+D)固定为100mm且将距离BF固定为64mm的状态下通过延长元件长度C来缩短最短距离G所得到的玻璃天线103的天线增益的变化。此时，固定为E＝50mm。此时，距离DF在24mm～59mm的范围。
当通过延长元件长度C来缩短最短距离G时，由于元件长度A固定，因此DAB增益几乎不降低。最短距离G越长，则DTV增益越高。也就是说，最短距离G越长，则DAB增益和DTV增益越高。
[表4]
A+B C+D G DAB增益 DTV增益
d1 210mm 100mm 30mm 7.1 4.3
d2 210mm 100mm 25mm 6.9 3.6
d3 210mm 100mm 20mm 6.8 2.9
d4 210mm 100mm 15mm 6.5 2.7
d5 210mm 100mm 10mm 6.4 1.6
d6 210mm 100mm 5mm 5.9 0.7
表4示出在图3所示的方式中将元件长度(A+B)固定为210mm、将元件长度(C+D)固定为100mm且将距离DF固定为34mm的状态下通过缩短元件长度A来缩短最短距离G所得到的玻璃天线103的天线增益的变化。此时，固定为E＝50mm。此时，距离BF在39mm～64mm的范围。
当通过缩短元件长度A来缩短最短距离G时，由于元件长度A变短，因此DAB增益降低。由于最短距离G变短，DTV增益也降低。也就是说，最短距离G越长，则DAB增益和DTV增益越高。
[表5]
E DAB增益 DTV增益
e1 70mm 7.0 3.8
e2 60mm 7.0 4.1
e3 50mm 7.1 4.3
e4 40mm 7.1 4.1
e5 30mm 7.1 3.4
e6 20mm 7.1 2.8
e7 10mm 7.1 2.6
e8 0mm 7.1 2.8
表5示出在图3所示的方式中由元件长度E的变化引起的玻璃天线103的天线增益的变化。此时，固定为A＝40mm、B＝170mm、C＝10mm、D＝90mm、G＝30mm、距离BF＝64mm、距离DF＝34mm。在表5中，E＝0mm时相当于图5所示的方式。
即使在E＝0mm的情况下，DAB增益和DTV增益也均能够确保足以接收到两种电波的0dBd以上的增益。
[表6]
B A+B DAB增益 DTV增益
f1 250mm 290mm 5.8 0.7
f2 230mm 270mm 6.1 1.0
f3 210mm 250mm 7.8 1.6
f4 190mm 230mm 7.8 2.9
f5 170mm 210mm 7.1 4.3
f6 150mm 190mm 5.7 5.2
f7 130mm 170mm 3.8 5.2
f8 110mm 150mm 2.3 4.6
f9 90mm 130mm 0.9 4.1
f10 70mm 110mm 0.2 3.6
f11 50mm 90mm -0.9 3.1
f12 30mm 70mm -1.3 3.2
f13 0mm 40mm -2.6 2.6
表6示出在图3所示的方式中将元件长度A固定为40mm的状态下改变元件长度B所得到的玻璃天线103的天线增益的变化。此时，固定为C＝10mm、D＝90mm、G＝30mm、距离BF＝64mm、距离DF＝34mm、E＝50mm。元件长度B越长，则DAB增益越高。
[表7]
D C+D DAB增益 DTV增益
g1 140mm 150mm 6.9 4.0
g2 120mm 130mm 7.1 4.1
g3 100mm 110mm 7.1 4.7
g4 90mm 100mm 7.1 4.9
g5 80mm 90mm 7.1 4.3
g6 60mm 70mm 7.2 3.0
g7 40mm 50mm 7.2 0.5
g8 20mm 30mm 7.2 0.6
g9 0mm 10mm 7.2 2.2
表7示出在图3所示的方式中将元件长度C固定为10mm的状态下改变元件长度D所得到的玻璃天线103的天线增益的变化。此时，固定为A＝40mm、B＝170mm、G＝30mm、距离BF＝64mm、距离DF＝34mm、E＝50mm。元件长度D越长，则DTV增益越比较高。
[表8]
F DAB增益 DTV增益
h1 250mm 5.2 1.2
h2 230mm 6.5 2.7
h3 210mm 7.1 3.8
h4 190mm 7.5 4.5
h5 170mm 7.4 4.8
h6 150mm 7.1 4.8
h7 130mm 7.1 4.7
h8 110mm 7.1 4.6
h9 90mm 7.1 4.4
h10 70mm 7.1 2.1
h11 50mm 7.1 3.5
h12 30mm 7.1 4.2
h13 0mm 7.1 4.3
表8示出在图4所示的方式中改变与第二元件20及第三元件30平行的第五元件50的元件长度F所得到的玻璃天线104的天线增益的变化。此时，固定为A＝40mm、B＝170mm、C＝10mm、D＝90mm、G＝30mm、距离BF＝64mm、距离DF＝34mm、E＝50mm。此外，第五元件50的一端连接于第一元件10的中间部13，将馈电电极3与中间部13之间的距离设为10mm。通过追加元件长度F的第五元件50，相比于不具有第五元件50的图3所示的方式而言，DAB增益和DTV增益均有所提高。但是，如果元件长度F相对于元件长度B而言过长(在表8中，约为210mm以上)，则DAB增益和DTV增益均开始降低。
[表9]
H DAB增益 DTV增益
i1 20mm 7.1 4.3
i2 15mm 7.0 4.4
i3 10mm 7.1 4.2
i4 5mm 7.0 4.2
i5 0mm 7.2 3.4
表9示出在图3所示的方式中改变第一元件10与第四元件40之间的间隔距离H所得到的玻璃天线103的天线增益的变化。此时，固定为A＝40mm、B＝170mm、C＝10mm、D＝90mm、G＝30mm、距离BF＝64mm、距离DF＝34mm、E＝50mm。此外，在表9中，H＝0mm时相当于图2所示的方式，此时，第三元件30的一端连接于第一元件10的中间部12，将馈电电极3与中间部12之间的距离设为10mm。无论在任何尺寸时，DAB增益和DTV增益均能够确保足以接收到两种电波的增益。
[表10]
Figure BDA0002377146230000201
表10示出在图1所示的方式中将元件长度A固定为10mm、20mm、30mm的状态下变更元件长度B所得到的玻璃天线101的天线增益的变化。此时，固定为E＝50mm、距离BF＝64mm。
在元件长度(A+B)处于DAB标准的频带III的适当的范围(190mm以上且270mm以下)的情况下，能够确保足够的DAB增益。另外，在元件长度(A+B)处于地面数字电视广播波的优选范围(70mm以上且130mm以下)的情况下，能够确保足够的DTV增益。另外，在A＝30mm、B＝180mm时(A+B＝210mm时)，DAB增益和DTV增益均为足以接收到两种电波的值。
以上，通过实施方式说明了车辆用玻璃天线、车辆用窗玻璃以及车辆用天线系统，但本发明不限定于上述的实施方式。在本发明的范围内，能够进行与其它实施方式的一部分或全部之间的组合、替换等各种变形和改良。
例如，元件的“端部”既可以是元件延伸的起点或终点，也可以是该起点或终点前侧的导体部分即起点附近或终点附近。另外，在元件的“端部”，也可以在不脱离本发明的效果的范围内形成弯折部或折回部。“端部”中也可以包括本说明书中记载的“一端”、“另一端”、“顶端部”、“终端部”或者“开放端”。另外，元件彼此的连接部也可以以具有曲率的方式连接。
另外，天线元件和电极例如是通过将含有导电性金属的糊剂(例如银糊剂等)印刷在窗玻璃的车内侧表面并进行烧结而形成的。但是，天线元件和电极的形成方法不限定于该方法。例如，天线元件或电极也可以是通过将含有铜等导电性物质的线状体或箔状体设置在窗玻璃的车内侧表面或车外侧表面而形成的。或者，天线元件或电极也可以通过粘接剂等粘贴在窗玻璃上，还可以设置在窗玻璃自身的内部。
在安装上，电极的形状优选为例如正方形、大致正方形、长方形、大致长方形等方形形状或多边形形状。此外，也可以是圆、大致圆、椭圆、大致椭圆等圆状。
另外，也可以采用以下结构：将用于形成天线元件和电极中的至少任一者的导体层设置在合成树脂制薄膜的内部或其表面，将带导体层的合成树脂制薄膜设置在窗玻璃的车内侧表面或车外侧表面。并且，还可以采用以下结构：将形成有天线元件和电极中的至少任一者的柔性电路基板设置在窗玻璃的车内侧表面或车外侧表面。
另外，如图6所示，也可以在形成于窗玻璃1的周缘的玻璃面上的遮光膜5上配置电极和天线元件的一部分或整体。作为遮光膜5的具体例，能够列举黑色陶瓷膜等陶瓷。在该情况下，当从窗玻璃1的车外侧观察时，从车外看不到设置在比遮光膜5的膜缘5a靠玻璃缘侧的部分，为设计性优异的窗玻璃。
另外，本实施方式中的玻璃天线不限于如图6所示那样沿着窗玻璃1的上侧的玻璃边缘1a(换言之，是窗框2的上侧的端边2a)设置的方式。例如，本实施方式中的玻璃天线也可以沿着窗玻璃1的下侧的玻璃缘1b(窗框2的下侧的端边)、窗玻璃1的左侧的玻璃缘1c(窗框2的左侧的端边)、窗玻璃1的右侧的玻璃缘1d(窗框2的右侧的端边)中的任一玻璃缘设置。
另外，第一元件10和第四元件40中的至少一方也可以从馈电电极3向最接近的端边(例如在图1的情况下为端边2a)侧的方向延伸。
另外，天线元件的角部的形状不限于直角，也可以呈弓状地带有圆角。

Claims (20)

1.一种车辆用玻璃天线，设置在安装于车体的窗框的窗玻璃上，能够接收第一频带的垂直极化波和第二频带的水平极化波，所述车辆用玻璃天线具有：
沿所述窗框的端边设置的馈电用的馈电电极和接地用的接地电极；
第一元件，其从所述馈电电极向所述端边侧的方向或者与所述端边侧相反的一侧的方向延伸；
第二元件，其从所述第一元件向与所述接地电极侧相反的一侧的方向沿着所述端边延伸；以及
接地元件，其从所述接地电极向与所述馈电电极侧相反的一侧的方向沿着所述端边延伸，
其中，所述第一元件的长度比所述第二元件的长度短。
2.根据权利要求1所述的车辆用玻璃天线，其中，
所述接地元件的元件长度为5mm以上且160mm以下。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用玻璃天线，其中，
所述接地元件的一端连接于所述接地电极，另一端为开放端。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的车辆用玻璃天线，其中，
还具有第三元件，该第三元件与所述馈电电极电连接，该第三元件向与所述接地电极侧相反的一侧的方向沿着所述端边延伸。
5.根据权利要求4所述的车辆用玻璃天线，其中，
所述第三元件从所述第一元件的中间部延伸，所述第三元件的长度比所述第二元件的长度短。
6.根据权利要求4所述的车辆用玻璃天线，其中，
还具有第四元件，该第四元件从所述馈电电极向所述端边侧的方向或者与所述端边侧相反的一侧的方向延伸，
所述第三元件从所述第四元件延伸，所述第三元件的长度比所述第四元件的长度长。
7.一种车辆用玻璃天线，设置在安装于车体的窗框的窗玻璃上，能够接收第一频带的垂直极化波和第二频带的水平极化波，所述车辆用玻璃天线具有：
馈电用的馈电电极；
第一元件，其从所述馈电电极向所述窗框的端边侧的方向或者与所述端边侧相反的一侧的方向延伸；
第二元件，其从所述第一元件沿着所述端边延伸；
第三元件，其沿着所述第二元件延伸；以及
第四元件，其从所述馈电电极向所述端边侧的方向或者与所述端边侧相反的一侧的方向延伸，
其中，所述第一元件的长度比所述第二元件的长度短，
所述第三元件从所述第四元件延伸，所述第三元件的长度比所述第四元件的长度长。
8.根据权利要求6或7所述的车辆用玻璃天线，其中，
所述第一元件和所述第四元件从所述馈电电极向与所述端边侧相反的一侧的方向延伸。
9.根据权利要求4至8中的任一项所述的车辆用玻璃天线，其中，
所述第二元件与所述第三元件之间的最短距离为5mm以上。
10.根据权利要求4至9中的任一项所述的车辆用玻璃天线，其中，
从所述馈电电极到所述第二元件的顶端部的元件长度不同于从所述馈电电极到所述第三元件的顶端部的元件长度。
11.根据权利要求4至10中的任一项所述的车辆用玻璃天线，其中，
从所述馈电电极到所述第二元件的顶端部的元件长度比从所述馈电电极到所述第三元件的顶端部的元件长度长。
所述第二元件与所述端边之间的最短距离比所述第三元件与所述端边之间的最短距离长。
12.根据权利要求4至11中的任一项所述的车辆用玻璃天线，其中，
还具有第五元件，该第五元件从所述第一元件的中间部起在所述第二元件与所述第三元件之间延伸。
13.根据权利要求4至12中的任一项所述的车辆用玻璃天线，其中，
在将从所述馈电电极到所述第三元件的顶端部的元件长度设为LH、将所述第二频带的中心波长设为λH、将所述窗玻璃的波长缩短率设为k的情况下，0.16×λH×k≤LH≤0.60×λH×k成立。
14.根据权利要求4至13中的任一项所述的车辆用玻璃天线，其中，
在将从所述馈电电极到所述第三元件的顶端部的元件长度设为LH的情况下，
所述LH为50mm以上且180mm以下。
15.根据权利要求1至14中的任一项所述的车辆用玻璃天线，其中，
在将从所述馈电电极到所述第二元件的顶端部的元件长度设为LV、将所述第一频带的中心波长设为λV、将所述窗玻璃的波长缩短率设为k的情况下，0.13×λV×k≤LV≤0.33×λV×k成立。
16.根据权利要求1至15中的任一项所述的车辆用玻璃天线，其中，
在将从所述馈电电极到所述第二元件的顶端部的元件长度设为LV的情况下，
所述LV为130mm以上且300mm以下。
17.根据权利要求1至16中的任一项所述的车辆用玻璃天线，其中，
所述端边是所述窗框的上侧的端边。
18.根据权利要求1至17中的任一项所述的车辆用玻璃天线，其中，
所述第一频带是数字音频广播标准的频带III的频带，所述第二频带是地面数字电视广播波的频带。
19.一种车辆用窗玻璃，安装有根据权利要求1至18中的任一项所述的车辆用玻璃天线。
20.一种车辆用天线系统，
具有相互分离地配置的多个玻璃天线，
所述多个玻璃天线分别是根据权利要求1至18中的任一项所述的车辆用玻璃天线。
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