CN1138221A - 车辆用窗式天线及其设计方法 - Google Patents

Abstract

一用于接收FM和AM无线电波的车辆窗式天线，包括有一在车辆的一玻窗(10L)上垂直伸展以接收FM无线电波并具有一在该玻窗的边缘上的馈电点(16)的第一天线导线(20)，和一在该馈电点(16)邻近一位置上连接到该第一天线导线(20)以接收AM频段无线电波并沿该玻窗边缘以环形辐射状伸长一予定长度的第二天线导线(30)。

Description

车辆用窗式天线及其设计方法

本发明是关于车辆的诸如带有特殊形状的后车窗的客货两用车的窗式天线，和它的设计方法。

通常，采用杆式天线作为车辆用天线是大家所熟知的，此时在车身上伸出一天线柱(拉杆)并给予馈电。但是杆式天线易于损坏天线杆和连线断接，而且在行驶中要产生风的噪声。鉴于这种原因，代替杆式天线的窗式天线已进入实际应用阶段。考虑到外观，这种窗式天线一般都装置在后玻璃窗上。

但是，对于所谓的“hatchback”(即后车门向上开的)货车等很难保证在后窗上有用于后窗式天线的宽大的空间。由于后车门要经常开关，后窗式天线所需的馈电线就必须是柔性的，而使得费用增加。

在将一天线安装在很小面积的玻璃窗上时，会引起例如下面这些问题：

(1)如该天线是用于FM频段的，无法保证所需的天线长度；

(2)如果天线是用于FM频段的话，无法保证很大的阻坑；

(3)如果天线是用于AM频段的话，接收灵敏度降低；和

(4)由于天线必须被安排在汽车配线的邻近，很容易受到配线所产生的噪声的干扰。

在天线灵敏度很低的场合，可由设置放大器来增大信号电平。但添加放大器是没有意义的，因为它同样将噪声放大。

为了增大或者调节接收灵敏度，传统上提出了各种建议。

例如，在公开的日本专利No.4-77005中提出，将天线导体安装在二相对向边的窗玻璃上，而将这些天线的接收输出加以合成来提高接收灵敏度。但是，这种方法中一用来将由二安装在两个玻璃窗表面上的天线导体的输出加以合成的信号线起着另一天线导体的作用，常常无法取得所需的预定性能。

面对这一问题，在公开的日本专利No.4-77005中，装置了一滤除宽带成分的线圈和一相位调整导体部件。这样的线圈和相位调整部件使得成本增加。

另一方面，日本公开专利No.1-292902提出了一种由一基本天线和一阻抗调整天线组成的窗式天线，前者由窗玻璃的上侧的中央部分垂直向下延伸并具有一馈电点，后者则在该馈电点附近被连接到一主要天线部分。

在上述二现有技术中，均将另一个部件附加到窗式天线上，这样的部件就使得成本增加。

在日本公开专利No.1-292902中，该阻抗调整天线仅仅只用来作阻抗调整，而不能对改善接收灵敏度直接起作用。

本发明就是出于对上述情况的考虑，目的在于提供一种能免除不对改善接收灵敏度起直接作用的部分的高性能车辆窗式天线。

本发明的另一目的是提供一种能依靠将安装在一车辆二个窗玻璃表面上的天线导线进行组合来实现高性能频率分集式系统的车辆用天线。

本发明的再一个目的是提供一种便于设计一高性能的频率分集式天线系统的方法。

为实现上述目的，按照本发明提出一种接收第一频段的无线电波和低于第一频段的第二频段的无线电波的车辆用窗式天线，其特征是包括有：

-第一天线导线(20，20-1，20-2)，伸展在车辆的第一玻窗(10L)上用于接收第一频段的无线电波，并具有安装在此第一玻窗上的有效馈电点(16)；和

-第二天线导线(30，30-1，30-2)，连接到所述第一天线导线用于接收该第二频段的无线电波，并沿着该第一玻窗的边缘伸展一预定的长度。

在这种装置中，该第二天线导线既用作为接收第二频段的无线电波的天线导线，也用作为第一天线导线的一短截线。此短截线结构可消除AM接收天线导线对FM接收的影响，因而能得到高性能的窗式天线系统。同时还能省掉通常天线中所需要的线圈和调整天线导线。

为实现上述目标，按照本发明所提供的窗式天线还包括有：

-第三天线(31)，伸展在一区别于第一玻窗的第二玻窗(10R)上，用于接收第二频段的无线电波；和

-连接线(14)，用于连接所述第二和第三天线导线，所述连接线的一个端部在第二玻窗上一预定的第一连接位置连接到所述第三天线导线，而其另一端部在第一玻窗上与馈电点分开的一预定的第二连接位置连接到所述第二天线导线。

按照具有上述装置的窗式天线，该第二天线导线既用来作为接收第二频率的无线电波的天线导线，也用作为第一天线导线的一短截线。第三天线导线通过该连接线和第二天线导线被连接到馈电点。此短截线结构和此第二及第三天线导线的串联连接结构能消除AM接收天线导线对FM接收的影响，由此而得到高性能的频率分集式天线系统。

为实现上述目的，本发明提出一种设计第一和第二玻窗表面上的为接收第一频段的无线电波和低于第一频段的第二频段的无线电波的天线导线的方法，包括有步骤：

确定馈电点的位置和在第一玻窗表面上基本作垂直伸展和接收第一频段的无线电波的第一天线导线的长度；

确定由馈电点的位置起沿着第一玻窗表面的上边缘伸展的第二天线导线的长度和终端位置；和

确定一第三天线导线的长度，此导线在第二玻窗表面上伸展并通过一由该第二天线导线的终端位置引入的连接线作电气连接到该第二天线导线，以便使得第二和第三天线导线之间的阻抗在第一频段内呈现很高的值。

采用这种设计方法，设计者能容易地不考虑第一天线导线与第二和第三天线导线之间的相互影响地设计天线。更具体地说，借助将安装在车辆二玻窗表面上的天线导线加以组合，能容易地实现短截线装置和串联连接。因此，由于设计者无需考虑其它频段的影响，他们就能容易地设计一高性能窗式天线系统。

按照本发明的一优选特点，该第一频段为FM频段，该第二频段为AM频段。

按照本发明的一优选特点，第一天线导线由第一玻窗表面在宽度方向的基本中心位置向下伸展。接收很高频率的无线电波的第一天线导线最好在一不处于玻窗边缘的位置上伸展。

按照本发明的一优选特点，第二天线导线不闭合，因为它是沿着第一玻窗表面的边缘伸展并具有一被绝缘的终端点。

按照本发明的一优选特点，第二天线导线沿第一玻窗表面的边缘伸展并具有一在其中央位置上的附加导线。这样，玻窗表面上的空间区域就能得到积极地利用。

按照本发明的一个优选特点，第三天线导线具有一沿着第二玻窗的上边缘基本水平地伸展的附加导线，和至少二根沿着第二玻窗一边缘基本垂直地伸展的附加导线。由于此天线仅有一根水平方向布置的附加导线，所以能消除汽车配线噪声的影响。

按照本发明的一个优选特点，第一和第二玻窗具有基本上为矩形的形状。

第二天线导线具有一沿第一玻窗的下边缘基本上作水平伸展的附加导线。

第三天线导线具有沿第二玻窗的边缘在基本上为垂直的方向上伸展的附加导线，和

由第二玻窗的下端部分至第三天线导线的附加导线的距离被设置得大于由第一玻窗的下端部至第二天线导线的附加导线的距离。

在这种窗式天线中，由于在第二玻窗上的天线导线是与汽车配线远远分开的，所以能消除此配线噪声的影响。

由以下结合附图所作的说明将会清楚看到本发明的其他特征和优点。附图中以同样的标示符指明所有图中同样或类似的部分。

所列附图为：

图1为表明按照本发明第一实施例的天线系统配置的视图。

图2为说明在此第一实施例中当一AM天线导线的长度增加时其长度对接收灵敏的影响的视图；

图3为说明此第一实施例中当一AM天线导线的长度增加时其长度对接收灵敏度的影响的视图；

图4为说明此第一实施例中当一AM天线导线的长度增加时其长度对接收灵敏度的影响的视图；

图5为说明此第一实施例中当一AM天线导线的长度增加时其长度对接收灵敏度的影响的视图；

图6为说明此第一实施例中当一AM天线导线的长度增加时其长度对接收灵敏度的影响的视图；

图7为说明在此第一实施例(或第二实施例)的一AM天线导线30上加设一附加导线30-6的一种改型的视图；

图8为说明当将第一实施例(或第二实施例)的天线导线20加以折叠时得到的配置的视图；

图9为解释FM天线导线被折叠时的效果的视图；

图10为解释FM天线导线被折叠时的效果的视图；

图11为说明FM天线导线被折叠的效果的实验结果的图形；

图12为说明FM天线导线被折叠时效果的实验结果的图形；

图13为说明FM天线导线被折叠时效果的实验结果的图形；

图14为说明FM天线导线被折叠时效果的实验结果的图形；

图15为说明FM天线导线被折叠时效果的实验结果的图形；

图16为说明FM天线导线被折叠时效果的实验结果的图形；

图17表示说明FM天线导线被折叠时效果的实验结果的曲线图；

图18表示说明FM天线导线被折叠时效果的实验结果的曲线图；

图19为说明按照本发明的第二实施例的配置的视图；

图20为说明第二实施例的左玻窗上的天线系统的视图；

图21为说明第二实施例的右玻窗上的天线系统的视图；

图22为说明在第二实施例中l＝20cm时得到的VSWR特性的图形；

图23为说明在第二实施例中l＝40cm时得到的VSWR特性的图形；

图24为说明在第二实施例中l＝60cm时得到的VSWR特性的图形；

图25为说明在第二实施例中l＝80cm时得到的VSWR特性的图形；

图26为说明在第二实施例中l＝100cm时得到的VSWR特性的图形；

图27为说明在第二实施例中l＝120cm时得到的VSWR特性的图形；

图28为说明在第二实施例中l＝140cm时得到的VSWR特性的图形；

图29为说明在第二实施例中l＝160cm时得到的VSWR特性的图形；

图30为说明在第二实施例中l＝180cm时得到的VSWR特性的图形；

图31为说明在第二实施例中l＝200cm时得到的VSWR特性的图形；

图32为说明在第二实施例中l＝220cm时得到的VSWR特性的图形；

图33为说明在第二实施例中l＝235cm时得到的VSWR特性的图形；

图34为表示在第二实施例中l＝40cm时左天线导线30与右天线导线31间的连接位置的视图；

图35为表示在第二实施例中l＝60cm时左天线导线30与右天线导线31间的连接位置的视图；

图36为表示在第二实施例中l＝80cm时左天线导线30与右天线导线31间的连接位置的视图；

图37为表示在第二实施例中l＝100cm时左天线导线30与右天线导线31间的连接位置的视图；

图38为表示在第二实施例中l＝120cm时左天线导线30与右天线导线31间的连接位置的视图；

图39为表示在第二实施例中l＝140cm时左天线导线30与右天线导线31间的连接位置的视图；

图40为表示在第二实施例中l＝160cm时左天线导线30与右天线导线31间的连接位置的视图；

图41为表示在第二实施例中l＝180cm时左天线导线30与右天线导线31间的连接位置的视图；

图42为表示在第二实施例中l＝200cm时左天线导线30与右天线导线31间的连接位置的视图；

图43为表示在第二实施例中l＝220cm时左天线导线30与右天线导线31间的连接位置的视图；

图44为表示在第二实施例中l＝235cm时左天线导线30与右天线导线31间的连接位置的视图；

图45为说明第一实施例的VSWR的特性的图形；

图46为表明此第二实施例和一普通的杆式天线的接收水平极化FM无线电波的接收灵敏度特性的图形；

图47表示说明本第二实施例和一普通杆式天线的接收水平极化FM无线电波的定向性能的曲线图；

图48为表明本实施例和一普通杆式天线的接收垂直极化FM无线电波的接收灵敏度特性的图形；

图49为解释本第二实施例中一短截线时接收FM无线电波(76至88MHz频段内的水平极化电波)的影响的图形；

图50表示解释此第二实施例中一短截线对接收FM无线电波(76至88MHz频段内的水平极化电波)的定向性能的影响的曲线图；

图51为解释此第二实施例中一短截线时接收FM无线电波(88至108MHz频段内的水平极化电波)的影响的图形；

图52表示能释此第二实施例中一短截线对接收FM无线电波(88至108MHz频段内的水平极化电波)的定向性能的影响的一曲线；

图53为解释此第二实施例中一短截线对接收FM无线电波(76至88MHz频段内的垂直极化电波)的影响的图形：

图54表示解释此第二实施例中一短截线对接收FM无线电波(76至88MHz频段内的垂直极化电波)的定向性能的影响的曲线图；

图55为比较此第二实施例中装设和不装右玻窗天线时所获得运行性能的图形；

图56为比较此第二实施例中装设和不装设右玻窗天线时所获得运行性能的图形；和

图57为一说明此第二实施例中所取得的降低噪声的结果的表。

下面将参照附图介绍本发明的二个优选实施方案。此二实施例的窗式天线的共同处在于，它们均适用于客货两用型车辆，和以很高的灵敏度接收FM及AM无线电波。在第一实施方案中，FM和AM窗式天线被安置在车辆的一边的车窗玻璃上。在第二实施方案中，FM和AM窗式天线被安装在车辆的一边窗玻璃上，而在另一侧车窗玻璃上安装一附加的AM天线。由于车辆的边窗玻璃(后窗亦如是)是垂直竖立的，与前窗玻璃相比无法保证垂直方向上很大的长度。此二实施方案能够解决这种将窗式天线安装在边窗玻璃上所引起的问题。

(第一实施方案)

图1说明将本发明的窗式天线应用到一车辆的左侧窗玻璃上的实施例。图1所示为从外侧观看的左侧车窗。

图1中标号10L指车辆的一左侧车窗玻璃(省略了车体本身)。应注意，图1的右边方向相当于车体的后面部分，向左边侧相当于车体的前部。在一面向前方的乘客的右侧玻窗为一右边车窗玻璃(10R、图1中未表示出)，而在其左侧的玻窗为左边车窗玻璃(10L)。

图1中，标号20(20-1，20-2)所指为主要接收FM无线电波的天线导线；20-1为一基本的天线导线；而20-2为增加来调整天线导线20的长度以改善FM频段无线电波的接收灵敏度的附加部分。在此实施例中，天线导线20是一所谓的单极式天线，由馈电点16向下伸展，如图1中所示。附加天线导线20-2之所以由基本天线导线20-1折弯，是因为天线导线20所需的长度超过图1中玻窗10L垂直尺寸。

图1中，馈电点16被连接到包括在一同轴电缆12中的信号线13。此电缆12连接到一TV装置，FM调谐器，和AM调谐器(未作出)。

在玻窗10L上还伸展着另一天线导线30。此天线导线30在馈电点16处与天线导线20相连接，以馈电点16作起点沿玻窗10L的边缘部分伸展。天线导线20主要接收FM无线电波，而天线导线30则用于与天线导线协同20接收AM无线电波。更具体说，天线导线30的基本天线部分30-1向车体后部伸展，而一附加天线导线30-2被连接到该基本电线导线30-1的一终端并由此终端基本上向下伸展。另外，一附加天线导线30-3被连接到此附加天线导线30-2的一个终端，并由此终端基本上向车体的前部伸展(在图1的图形平面的左方向上)。而且还有一附加天线导线30-4连接到此附加天线导线30-3的一终端并由此终端基本向上伸展。此外，一附加天线导线30-5被连接到该附加天线导线30-4的一终端并由此终端基本上向后伸展。

在图1所示例中，如果假定玻窗10L的上周边部分的水平尺寸为约920mm和下周边部分的水平尺寸为约880mm的话，则将FM接收天线导线20-1的长度设置成约370mm，附加天线导线30-4的长度设置为约370mm，和附加天线导线30-5的长度设置为约450mm。在这一情况下，天线导线30的总长度为2300mm。另一方面，天线导线30-1和30-5距离玻窗边缘的端部50mm，天线导线30-2距离玻窗边缘的端部约35mm，和天线导线30-3距离玻窗边缘的端部约30mm。而且，附加天线20-2距离天线导线30-3约10mm。本发明人对安装在外周边部分的天线导线30进行的各个不同试验表明，当它离开玻窗边缘的距离在约10至30mm的范围之内(即车体与玻窗之间的边界)时有很高灵敏度。

在这第一实施例中，天线导线20主要用于接收FM电波。另一方面，对于AM频段天线导线20和30两者均作为天线导体的有效部分。更具体点说，天线导线20-1和20-2构成一FM天线，而天线导线20-1和20-3以及天线导线30-1、30-2、30-3、30-4和30-5两者则构成一AM天线。

此第一实施例AM/FM天线系统的设计原则在于，馈电点被设置在车窗玻璃的边缘部分，天线导线20作为一单极式天线由该馈电点作起点在垂直方向伸展，和AM天线导线20和30依次由天线导线20的基本天线部分20-1起沿着玻窗10L的边缘、并且与此边缘部分不离开更远地伸展，直到达到所要求的长度。

接收很高频率的FM无线电波的无线导线20可由单极式天线组成，因为它可以具有较AM天线导线20和30小的长度。为了构成一采用天线导线20和30的高性能天线系统，此AM天线导线20和30最好不影响FM天线导线20接收FM无线电波。但是，作为一种单极式天线的天线导线20比较短，因为它是安装在车辆的侧窗玻璃上。因此，天线导线20本身的阻抗不可避免地要很低(约10Ω)，而此天线导线20很容易受到AM天线导线20和30的影响。这样，在此第一实施例中，就沿着玻窗的边缘部分伸长此AM天线的一部分(30)以此来增大阻抗。

图2至图6为当天线导线30的长度增大时的视图。在将仅装置有天线导线20时得到的AM无线电波的接收灵敏度看作为一基准值(0 dB)时，如图2中所示，增加AM导线30-1(见图3)此灵敏度提高3dB；增加AM导线30-2和30-3(见图4)灵敏度进一步提高1.9dB；增加AM导线30-4(见图5)灵敏度提高2.2dB；而在增加AM导线30-5(见图6)时灵敏度提高1.5dB。更确切地说，采用图1中所示配置，与图2中所示的天线系统相比，天线导线能总共提高接收灵敏度8.6dB。

在图7中，为进一步改善AM无线电波的接收灵敏度加进一附加导线。确切地说，如果附加导线30-5进一步伸长，它将接近天线导线20而对FM天线的灵敏度起反作用。为避免这种情况，加进一AM附加导线30-6与天线导线20平行地伸展，如图7中所示。天线导线30的附加导线本应该沿玻窗的边缘伸展。因为附加导线伸展必须远离玻窗表面的边缘，如图7中所示，增加附加天线导线会降低接收灵敏度。在这方面，在图7所示的举例中，当增加附加导线30-6时，灵敏度上升0.6dB。为期求进一步改善AM接收灵敏度，可加进另外的附加导线与附加导线30-6平行。

AM附加天线导线30-6可被安置在一不主防碍驱车人/乘客的视野位置，并被置于天线附加导线30-4和天线导线20-1间的中间位置(不一定是中心)上。

应指出的是，这种为提高AM接收灵敏度的AM附加导线的配置可能应用于后面将介绍的第二实施方案的天线系统。

车辆的侧窗玻璃例如在清洗期间经常为乘客摩擦。因此，作为重要的FM接收天线的天线导线20非常容易损坏。图8表示一种防止此导线破坏的防范措施。

图8中，FM天线导线20-2进一步被设置以附加导线20-3、20-4、和20-5，而附加导线20-5的端头被连接到馈电点16。采用这种布局，FM天线导线20-1与附加导线20-2、20-3、20-4和20-5形成一单个的环路。换句话说，此FM天线导线被折叠了。即使此天线导线在某处被损坏，被折断的FM天线即用作为二单极式天线，并能保持FM接收特性。

应看到，图8中所示的各个距离被设置成d₁＝d₂＝d₃＝10mm，从而使二重FM天线导线具有相同的功能。

图9表示一种附加导线20-5断裂的情况(即该天线导线被半截断开)，图10表示一种附加导线20-3破裂的情况(即，该天线导线的末端破裂)。

图11和12中的实线曲线I分别表示在天线导线未破坏时水平和垂直极化电波的接收灵敏度特性。图11和12中的虚线曲线II分别表示天线导线断裂(如图9中所示)时水平和垂直极化电波的接收灵敏度特性。如由图11和12可看到的，即使在天线导线断裂时，灵敏度亦不致于恶化到产生可听出的差异的程度。图13和14中的实线曲线I分别表示天线导线未受损坏时水平和垂直极化电波的定向特性。图13和14中虚线曲线II分别表示在天线导线断裂(如图9中所示)时水平和垂直极化电波的定向特性。如同由图13和14可看到的，即使在天线导线破坏时定向性亦不致恶化。

图15和16中的实线曲线I分别表示在天线导线未受损伤时水平和垂直极化电波的接收灵敏度特性。图15和16中的虚线曲线II分别表示在天线导线的末端部分破裂时(如图10所示)水平和垂直极化电波的接收灵敏度特性。如由图15和16可看到的，灵敏度并未恶化到产生可听出差异的程度。图17和18中的实线曲线J分别表示在天线导线未受损坏时水平和垂直极化电波的定向特性。图17和18的虚线曲线II分别表示在天线导线破裂时(如图10所示)水平和垂直极化电波的定向特性。如同从图17和18能看到的，即使天线导线破裂定向性亦不致恶化。

应指出的是，上述的予防天线导线破坏的防范措施可被应用到后面要叙述的第二实施例的天线系统。

按照上面描述的第一实施例天线系统：

(1)尽管有在侧车窗玻璃上无法保证很大空间的限制，而依靠逐个地折弯天线导线可得到所需的FM天线导线的长度(例如，天线导线20-1和20-2，或天线导线30-1和30-5)；

(2)尽管有在侧车窗玻璃上不能保证很大空间的限制，亦即FM天线导线不可避免地具有低的阻抗这一限制，由于天线导线30-1用作为一相对于FM接收天线导线20的开口短截线，AM天线附加导线30即不会对天线导线20产生影响。具体说，就是能构成一具有其中AM和FM天线导线不会相互影响的接收性能的天线系统；

(3)由于天线导线沿玻窗边缘伸展，所以能保证AM接收具有足够高的接收灵敏度；

(4)对AM接受必须保证有一长的天线导线，而在通常的系统中仅能在具有很大面积的后玻窗上达到。此外，为了改善灵敏度后玻窗上还必须采用除雾器。但是，如上面所述，侧车窗玻璃面积很小和没有用于除雾器的连接导线。在本发明的第一实施例中，由于AM天线导线是沿着车窗玻璃的边缘布置的而能提供足够高的接收灵敏度，所以无需除雾器(在应用除雾器时也不必用扼流线圈)，而使得整体装置简单。

(第二实施方案)在下面叙述的第二实施例中，AM接收灵敏度得到进一步改善。此第二实施例的特征在于AM天线导线伸展越过二玻窗表面。

图19为说明按照此第二实施例的天线系统的配置的视图。图19中，玻窗10L如第一实施例那样表示左侧车窗玻璃，和玻窗10R表示与该左侧车窗玻璃10L相对向的右侧车窗玻璃。为简单起见，玻窗10L和10R具有图19中的矩形形状，但实际上如第一实施例那样基本上为平行四边形的形状，如图20中所示，或者可能为一任意的形状。

在图19中右侧车窗玻璃10R的表面上，伸展着包括有AM接收附加天线导线31-1、31-2、31-3、31-4和31-5的AM天线导线31。安置在左侧车窗玻璃10L上的AM天线导线30和安置在右侧车窗玻璃10R上的AM天线导线31通过连接线14连接。连接线14在一连接点15L连接到安置在左侧车窗玻璃10L上的AM天线导线30，而在一连接点15R连接到安置在右侧车窗玻璃10R上的AM天线导线31。较具体地说，在此第二实施例中，天线导线20主要被用于FM接收，而对于AM频段，此天线导线20和天线导线30和31则用作天线导体。更明确点说，天线导线20-1和20-2构成一FM天线，而三组天线导线，即天线导线20-1和20-2，天线导线30-1、30-2、30-3、30-4和30-5，以及天线导线31-1、31-2、31-3、31-4和31-5构成一AM天线。

在图19中，电缆11L和11R为汽车配线电缆，被装置在玻窗11L和11R的下方，通常为车体遮蔽住。

图20表示图19中所示的在左侧车窗玻璃10L上伸展的天线导线20和30的布置。图21表示在右侧车窗玻璃10R上伸展的AM天线导线引的布置。在第二实施例的图20与第一实施例的图1之间进行比较，其间一很大区别就在于连接线14在连接点15L的连接。

如上述第一实施例中那样，AM天线导线的伸展必须不对FM无线电波的接收有任何不利影响。另一方面，如同第一实施例中那样由于左侧车窗玻璃面积很小，此天线导线的阻抗不可避免很低。

参看图19和20，在馈电点16与连接点15L之间，AM天线导线30-1的一根导线用作为达到该天线导线与一馈电线13之间的阻抗匹配的一个短截线。通常为达到一天线导线与一馈电线间的阻抗匹配要采用一短截线。由于此短截线部分的分布常数改变天线导线的阻抗，此短截线部分的长度应被恰当地确定来达到天线导线与馈电线间的阻抗匹配和避免产生反射波。

此第二实施例的特征在于，连接右侧和左侧玻窗上天线导线的连接线以采用一常规的AV导线替代同轴电缆和以恰当地设置连接点15L位置来起一通常的短截线的作用；和左侧玻窗10L上的AM天线导线30及右侧玻窗10R上的AM天线导线31被设定为从天线导线20方面看具有较高的阻抗。当天线导线30和31从FM天线导线方面看具有较高的阻抗时，此AM天线导线30和31就成为按照FM天线导线20的观念好像它们不存在似的状态，而它们对天线导线20的影响就可忽略不计。

图22至33表明当将欲被连接到右玻窗上天线导线31的连接线14的连接点15L的位置在左玻窗表面作各种改变时所得到各个FM频率的阻抗特性(VSWR)。在图22到33中，l为连接点15L和馈电点16间的距离，l＝20cm(图22)相当于连接点被置于图10中所示的位置上的情况。图34至44分别表示图23至33所示的VSWR图中连接点15L的位置。

图45是在不存在右侧玻窗时得到的VSWR图。如可由图22至33可看到的，当连接点15L与馈电点16分隔适当的距离并被设置在玻窗表面的边缘上时可在很宽的频率范围得到高的VSWR特性。而且还可由图45看到，当AM天线导线存在于右边和左边玻窗上时，与右玻窗上没有AM天线导线时的情况相比较，可得到更高的VSWR特性。

如上所述，按照此第二实施方案，即使在右玻窗10R上存在有AM天线导线31，天线导线31也具有高于天线导线20的阻抗，而它的存在对FM接收特性无任何影响。

图46表明由具有本第二实施例的开口短截线结构(此结构采用AM导线30)的天线系统接收水平极化FM无线电波时得到的接收灵敏度特性(实线)，和由安置在柱杆上的天线系统接收水平极化FM无线电波时得到的接收灵敏度特性(虚线)。类似地，图47表明由本第二实施例天线系统接收水平极化FM无线电波时得到的定向性特性(实线)，和由杆式天线系统接收水平极化FM无线电波时得到的定向性特性(虚线)。而图48表明由本第二实施例无线系统接收垂直极化FM无线电波时得到的接收灵敏度特性(实线)，和由杆式天线系统接收垂直极化FM无线电波时得到的接收灵敏度特性(虚线)。图46至48显示具有此第二实施例的短截线结构的天线系统的FM接收性能与杆式天线系统的相等。

图49表示在由具有本第二实施例的开口短截线结构(此结构采用AM附加导线30)的天线系统接收水平极化FM无线电波(76-90MHz)时得到的接收灵敏度特性(实线)，和由无短截线结构的天线系统(未图示，一种仅由天线导线20而不带有图20所示的AM天线导线30构成的天线系统)接收水平极化FM无线电波时得到的接收灵敏度特性(虚线)。图50表示在此第二实施例的天线系统(实线)与无短截线结构的天线系统(虚线)之间进行FM无线电波的定向特性比较的曲线图。图51表示由具有本第二实施例的短截线结构的天线系统接收水平极化FM无线电波(88-108MHz)时得到的接收灵敏度特性(实线)，和由无短截结构的天线系统接收水平极化FM无线电波时得到的接收灵敏度特性(虚线)。图52表示在本第二实施例的天线系统(实线)与无短截线结构的天线系统(虚线)之间进行FM无线电波的定向特性比较的曲线图。图53表示，由具有本第二实施例的短截线结构的天线系统接收垂直极化FM无线电波(76-90MHz)时得到的接收灵敏度特性(实线)，和由无短截线结构的天线系统接收垂直极化FM无线电波时得到的接收灵敏度特性(虚线)。图54表示在本第二实施例的天线系统(实线)与无短截线结构的天线系统(虚线)之间进行FM无线电波的定向特性比较的曲线图。

图49至54指出这种短截线结构的AM天线导线对FM无线电波的接收性能(接收灵敏度和定向性)无任何影响。

图55表示由本第二实施例的天线系统接收水平极化FM无线电波(76-90MHz)时得到的接收灵敏度特性(实线)，和由第一实施例的天线系统接收水平极化FM无线电波时得到的接收灵敏度特性(虚线)。图56表示由本第二实施例的天线系统接收FM无线电波时得到的定向特性(实线)，和由第一实施例的天线系统接收FM无线电波时得到的定向特性(虚线)。

图54和55显示出，本第二实施例的开口短截线结构能提供不受AM天线导线影响的FM接收性能，因为它使得能忽略右玻窗口的天线导线31的影响。这一事实也意味着，在具有本第二实施例的开口短截结构线的天线系统中，安置在右玻窗上的天线导线当然也可以是如图21中所示的天线导线，或者可以例如由一单极式天线导线或一环形天线导线来替代。而且，在采用这种能防止AM天线导线对FM接收性能产生影响的开口短截线结构时，为AM天线导线31接收到的FM无线电波输入信号并不经由连接线14送给馈电点16，而例如能省掉一普通系统中所需的为截止FM信号的线圈。

下面这些表对本第二实施例天线系统(以及第一实施例的天线系统)的AM无线电波的接收灵敏度与普通杆式天线的进行比较。主要是，表1和表2是说明采用AV线作为连接导线14的例子，而表3则是总括将连接导线类型作各种改变时所得到的AM接收灵敏度。

表1概括了在天线与调谐器之间采用75w 1.5c电缆构成的第一和第二实施例的天线系统的数据。

表1             采用1.5c电缆

	666 KHz	1035 KHz	1458 KHz
				杆式天线	15.0 dB	62 dB	61.1 dB
第一实施例	5.8 dB	52.5 dB	51.6 dB
				第二实施例	9.2 dB	56.6 dB	55.7 dB

表2              采用低电容电缆

	666 KHz	1035 KHz	1458 Khz
				第一实施例	9.2 dB	56.2 dB	55.2 dB
第二实施例	9.2 dB	56.6 dB	58.5 dB

如由上述二表可看到的，经由AV线14连接到左玻窗表面上的天线导线30的右玻窗表面上的AM天线导线31起着矫正AM灵敏度的作用。实际上，在采用1.5c电缆的表1示例中，灵敏度平均改善4dB，而在表2的采用低电容电缆的示例中，灵敏度平均改善3dB。由这些表还可看到，右玻窗上的AM天线导线31时AM灵敏度的改善起着很大作用。

表3              改变导线类型

	666 Khz	1035 KHz	1458 KHz
				第一实施例(基准)	0 dB	0 dB	0 dB
第二实施例(采用同轴电缆)	2.0 dB	1.4 dB	2.2 dB
				第二实施例(采用AV线)	3.4 dB	4.1 dB	4.1 dB

由表3可看到，在利用AV线作为连接导线时，与采用同轴电缆时所得的相比较灵敏度平均改善约2dB。当采用同轴电缆时，电缆中的寄生电容起着反作用电容的作用，导致灵敏度上的损失。

下面描述日本公开专利No.4-77005的普通窗式天线系统与本第二实施例的窗式天线系统之间的差异。在日本公开专利No.4-77005的天线系统中，在二玻窗的第一玻窗表面上装置有FM天线辐射面和一相位调整导体元件，并均被连接到第一玻窗表面上的一馈电点。另一方面，在第二玻窗表面上形成有相同的FM接收天线辐射面，并连接到安置在第二玻窗表面的馈电点。此二馈电点均通过同轴连接线被导引到玻窗之外，并互相连接。更具体点说，由二玻窗表面上的天线辐射面所接收的信号被加以合成，而将此合成信号送至一调谐器。

因此，对本第二实施例的AM接收天线系统(特别是，用于AM接收的左玻窗上的天线导线30和右玻窗上的天线导线31)与日本公开专利No.4-77005的FM接收天线系统加以比较：

(1)由于本第二实施例中的右玻窗上的天线导线31通过连接线14被连接到天线导线30，而后再连接到单一的馈电点16，此二天线导线30和31整体上即构成一串联连接系统。另一方面，在日本公开专利No.4-77005中，二玻窗表面上的天线导线各自具有馈电点。因此说，日本公开专利No.4-77005的天线系统总体上是一并行系统；

(2)特点在于并行配置的日本公开专利No.4-77005需要一用于截止很宽频带成份的线圈。而带有一开口短截线结构的本第二实施例的天线系统则无需这样的线圈，因为其AM天线导线对FM接收无影响；

(3)在不可避免地要采用一同轴电缆的日本公开专利No.4-77005中，同轴电缆的寄生电容要起反作用电容的作用。而在本发明第二实施例中，可以利用AV线，采用具有很小寄生电容的便宜的AV线来代替同轴电缆就能保持高灵敏度。

在将天线导线附着到侧车窗玻璃上时，会出现下列问题：许多信号线布置在车体的侧表面上，如果这些信号线电缆靠近玻窗表面上的天线导线的话就会成为一种噪声源。

在图19中，对于AM接收，本第二实施方案天线系统依靠将AM接收天线导线伸展到右侧和左侧车窗玻璃上来扩充开AM接收灵敏度。这种布局降低了二车窗玻璃上的天线导线30和31各自的接收灵敏度。因而，这种具有低灵敏度的AM接收天线导线就能具有对噪声的低接收灵敏度的优点。

特别是，由于车辆的右边和左边闪光信号灯很少同时工作，在某一时刻左右闪光信号灯中只有一个闪烁。因此在此第二实施例中，在右边和左边玻窗表面接收到的AM接收信号被加以合成，而使接收灵敏度改善。但是，由像很少同时工作的闪光信号灯之类装置产生的噪声成分被分成一半，因为它们中每次只有一个工作，从而减小了噪声的绝对量值。

下面再进一步说明在此第二实施例中采用的第二噪声降低方法的原理。

在图20和21中，左玻窗10L玻窗边缘与天线导结30-3之间的距离为30mm，而在右玻窗10R上玻窗边缘与天线导线31-3、31-4和31-5中每一个的最下部分之间的距离为80mm。更确切地说，右玻窗10R上的天线导线与噪声源之间的距离被设置得大于距左玻窗上的噪声源。换句话说，右玻窗上对噪声接收的灵敏度相对地降低。而且，天线导线30-3被装置在左玻窗上水平向后伸展，而在右玻窗的下部则不装置有水平方向伸展的AM天线导线。这种布局也使得右玻窗上噪声接收灵敏度降低。

图57中的表说明现有技术(1至3)与采用这种AM天线导线30和31的分布式布局和将右玻窗上的天线导线与噪声源分隔开的方法的第二实施例相比较的结果。

在图57所示的现有技术1中，当天线系统的构成是将具有一般灵敏度的AM天线由作为噪声源的汽车配线分隔开时，由此汽车配线接收到经解调的噪声的电平为6dB，而这时的AM接收灵敏度为12dB。如果解调噪声的电平为6dB，它是处于能允许的范围内的。另一方面，当接收灵敏度为12dB时就不会产生可耳闻到的问题。但是，当现有技术1的AM天线导线被安置在接近汽车配线时，AM接收灵敏度仍保持为12dB，但经解调噪声的电平升高到12dB，导致严重的可耳闻的，问题如图57中的现有技术2中所示。

但是，在本第二实施例中，低灵敏度的左天线导线30(-5dB)被安置在接近汽车配线处(距离玻窗边缘30mm，如图20中所示)，而低灵敏度右天线导线31(-8dB)则被安置得大大地离开汽车配线(离开玻窗边缘80mm，如图21中所示)。由于这一原因，因为左天线导线30的AM接收灵敏度为7 dB而右天线导线31的接收灵敏度为4dB，所以得到整个系统中的总接收灵敏度为11dB，没有引起任何实际问题。由于左天线导线30所接收到的经解调噪声的电平为7dB和右天线导线31所接收到的经解调噪声的电平为0dB，亦即总的为7dB，此值处于容许的范围内。

除第一实施例的效果(1)至(3)外，此第二实施例还能取得下列效果：

(4)由于采用了开口短截线结构，右玻窗上的天线导线31对天线导线20没有影响，而能容易地设计出高性能天线系统。

(5)设置在右侧和左侧玻窗表面上的天线导线31和30互相串联连接，结果在玻窗面积方面增加的效果即大于日本公开专利No.4-77005中的并联连接方法中的效果。因此，此第二实施例的天线系统能取得与通常的杆式天线同等的FM和AM接收灵敏度特性。

(6)由于AM天线导线31和30在右边和左边玻窗表面上伸展，各天线导线的接收灵敏度可被降低。由于这种原因，可以降低各天线导线的噪声接收灵敏度；

(7)由于仅仅在右玻窗上的天线导线31远距汽车配线，可以降低噪声接收电平。另外，由于左玻窗10L上的天线导线的30沿玻窗边缘伸展以增加长度，所以能保证AM天线导线的功能。换句话说，能同时实现降低噪声和提高AM灵敏度；

(8)由于右玻窗10R上的天线导线的最低的天线导线部分被切断，所以能减少来自汽车配线的噪声。这是因为由于右玻窗上的天线导线是用于在AM接收上协助左玻窗上的天线导30的而能将最下面的天线导线部分切断。

除开上述第一和第二实施例所共同得到的效果(1)到(3)之外，还获得下列效果：

I.当将FM天线导线20加以折叠时，如图8中所示，即使一根天线导线断裂，也能维持接收功能；

II.当一单极天线导体导线作为AM天线导线的附加导线像图8中的天线导线30-6或者图21中的天线导线31-4那样沿着玻窗边缘伸展时，可以改善AM接收灵敏度；

III.依靠将AM导线与汽车配线分隔开可以消除噪声的影响。

应指出的是，本发明欲被应用到的车辆并不只限于诸如客货两用车、面包之类的车辆。本发明可被用于任何其它车辆只要它们具有车窗玻璃。

本发明欲被应用到的玻窗的位置并不限于接近一后客座位的侧车窗玻璃。本发明可被应用于附合其原则的车辆的任何其它玻窗表面。例如，第一实施例的窗式天线的位置并不限于接近后客座位的玻窗，而是可应用于接近所有座位的玻窗表面或者在某些情况中应用到后玻窗表面。至于第二实施例，本发明的窗式天线被应用到的玻窗的数目可以是二或更多。两个或更多个玻窗的组合并无具体的限制。例如，天线系统可被安装在一接近一前客座位的右(或左)玻窗上和一接近一后客座位的左(或右)玻窗上。这就是说，在第二实施例中，低频段(AM)的附加天线导线31的位置原则上无具体限制，只要其被安置在一区别于这一频段的基本天线导线30的玻璃上即可。

本发明并不限于AM和FM接收。例如，本发明可被应用于接收两个区间内，例如高和中间(或低)频段中的无线电波。

按照第二实施例的通过AV线的天线导线的串联连接原则上可被应用于在三个或更多的玻窗上伸展的天线导线。

因为可以作出许多显然很不相同的本发明的实施例而不偏离本发明的主旨和范畴，所以就理解到本发明并不限于其特定的实施例，除开所列出的权利要求中所确定的。

Claims (20)

1.用于接收一第一频段中的无线电波和低于第一频段的第二频段中的无线电波的车辆用窗式天线，其特征是包括有：

-第一天线导线(20，20-1、20-2)，伸展在车辆的第一玻窗(10L)上接收第一频段的无线电波并具有一安置在该第一玻窗上的有效馈电点(16)；和

-第二天线导线(30，30-1，30-2)，连接到所述第一天线导线以接收第二频段的无线电波，并沿第一玻窗一边缘伸展一预定长度。

2.权利要求1中所述窗式天线，其特征是还包括有：

-第三天线导线(31)，伸展在一区别于第一玻窗的第二玻窗(10R)上接收第二频段的无线电波；和

-连接导线(14)，用于连接所述第二和第三天线导线，所述连接导线的一端部在第二玻窗上一预定的第一连接位置连接到所述第三天线导线，而其另一端部在第一玻窗上与该馈电点分隔开的一预定的第二连接位置连接到所述第二天线导线。

3.权利要求2中所述窗式天线，其特征是该第一玻窗安置在车辆的一侧边部分，而该第二玻窗被安置在车辆的左-右方向上与该第一玻窗相对的一侧边表面上。

4.权利要求2中所述窗式天线，基特征是该第一频段为FM频段，而该第二频段为一AM频段。

5.权利要求2中所述窗式天线，其特征是，所述第一天线导线在该第一玻窗上由宽度方向的一基本上中央的位置向下伸展。

6.权利要求2中所述窗式天线，其特征是所述第二天线导线沿该第一玻窗边缘形成环状辐射状，而其终点不回到馈电点。

7.权利要求6中所述窗式天线，其特征是所述第二天线导线在沿其中间点处存一分支导线(30-6)。

8.权利要求2中所述窗式天线，其特征是所述第三天线导线具有一沿第二玻窗的上边缘作基本上水平的附加导线，和至少二附加导线沿第二玻窗的一边缘基本垂直地伸展。

9.权利要求8中所述窗式天线，其特征是第一和第二玻窗基本为一矩形形状，

所述第二天线导线具有一附加导线，沿第一玻窗的下边缘基本水平地伸展，

所述第三天线导线具有一附加导线，沿第二玻窗一边缘在基本垂直方向上伸展，和

第二玻窗的一下端部分与所述第三天线导线的所述附加导线之间的距离玻设置得大于第一玻窗的下端部分与所述第二天线导线的所述附加导线之间的距离。

10.权利要求1中所述窗式天线，其特征是所述第一天线导线在第一玻窗上由宽度方向的基本中央的部分向下伸展。

11.权利要求1中所述窗式天线，其特征是所述第二天线导线沿第一玻窗的边缘形成环形辐射状，而其终点不回到馈电点。

12.权利要求11中所述窗式天线，其特征是所述第二天线导线在沿其中间部分有一分支线(30-6)。

13.权利要求11中所述窗式天线，其特征是所述第二天线导线在第一玻窗上所述馈电点的邻近连接到所述第一天线导线。

14.第一和第二玻窗表面上的、为接收第一频段无线电波和低于第一频段的第二频段无线电波的天线的设计方法，其特征是包括步骤：

确定一馈电点的位置和在第一玻窗表面基本垂直伸展的和接收第一频段无线电波的第一天线导线的长度；

确定由该馈电点的位置起沿第一玻窗表面上边缘伸展的第二天线导线的长度和端头位置；和

确定一第三天线导线的长度，该第三天线导线在第二玻窗表面上伸展并经由一在该第二天线导线的端头位置接入的连接线电气地连接到第二天线导线，以使得第二和第三天线导线之间的阻抗在第一频段中呈现很高的值。

15.一用于接收一第一频段无线电波和一低于第一频段的第二频段的无线电波的车辆用窗式天线，其特征是包括有：

-第一天线导线，在被安置在车辆的侧边部分的第一玻窗上伸展以接收第一频段无线电波，并在第一波窗上存一馈电点；

-第二天线导线，沿第一玻窗一边缘伸展以便接收第二频段的无线电波，并具有在该馈电点邻近的一位置连接到所述第一天线导线的端头；

-第三天线导线，在安置在车辆的左右方向上该第一玻窗相对的一侧表面上的第二玻窗上伸展，以便接收第二频段的无线电波；和

-用于连接所述第二和第三天线导线的连接线，所述连接线的一端部在第二玻窗中一预定位置连接到所述第三天线导线，而其另一端部则在第一玻窗上与该馈电点分隔开的一位置上连接到所述第二天线导线。

16.权利要求15中所述窗式天线，其特征是所述第一天线导线在第一玻窗的宽度方向上基本中央的部分向下伸展。

17.权利要求15中所述窗式天线，其特征是所述第二天线导线沿第一玻窗边缘形成一环形幅射图，而其终点不回到馈电点。

18.权利要求17中所述窗式天线，其特征是所述第二天线导线在其中间点上具有一分支线(30-6)。

19.权利要求15中所述窗式天线，其特征是所述第三天线导线具有一沿第二玻窗上边缘基本作水平伸展的附加导线，和至少二沿第二玻窗一边缘基本上垂直伸展的附加导线。

20.权利要求19中所述窗式天线，其特征是

第一和第二玻窗具有基本为矩形的形状，

所述第二天线导线具有一沿第一玻窗的下边缘基本上水平伸展的附加导线；

所述第三天线导线具有一沿第二玻窗一边缘在基本垂直的方向上伸展的附加导线，和

第二玻窗的下端部分与所述第三天线导线的所述附加导线间的距离被设置成为大于第一玻窗的下端部分与所述第二天线导线的所述附加导线之间的距离。

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