CN118160156A - 车辆用天线装置 - Google Patents

Abstract

以在车宽方向上离开设置于车辆用窗玻璃的上部或上部附近的车宽方向上中央部的电子设备的方式设置在车辆用窗玻璃上的通信天线的特定方向上的天线增益恶化能够得以抑制。具备：能够以构成挡风玻璃和后窗玻璃中至少一方的方式安装在车辆(10)上的车辆用窗玻璃(28,34)，设置于车辆用窗玻璃的车辆上下方向的上部或上部附近的车宽方向上中央部附近的电子设备(32)，以及以辐射面的法线穿过主面的方式安装的天线(50)；天线在车宽方向上的中心位置(CP2)离开电子设备在车宽方向上的中心即基准位置(CP1)，从车辆上下方向看时，辐射面倾斜成以下状态：相较于辐射面的基准位置侧的端部即第一端部(50E1)，与辐射面的基准位置侧相反一侧的端部即第二端部(50E2)位于更靠车辆用窗玻璃的下缘部侧的位置。

Description

车辆用天线装置

技术领域

本发明涉及一种车辆用天线装置。

背景技术

近年来，在车辆挡风玻璃的上部，有时会有各种电子设备通过支架固定并安装在车厢内。这些电子设备包括例如包含可见光摄像头和毫米波雷达的传感器。

而且，近年来随着车辆驾驶辅助控制的进化，使用含GHz频带的高频带域的电波尝试进行高速且大容量的通信。特别是随着自动驾驶水平的提高，作为利用GHz频带域的第5代移动通信系统(5G)，使用车间通信和车路通信等V2X(Vehicle to Everything车联万物)的通信系统正在成为现实。于是，在V2X通信系统中，车辆上搭载有V2X用的通信天线，但其有时在车厢内配置在挡风玻璃附近(参照国际公开2019/208453号公报)。该情况下，有时上述电子设备和通信天线双方都安装在挡风玻璃的上边部。

发明内容

发明所要解决的技术问题

对此，在通信天线与电子设备之间的距离较短地配置在挡风玻璃附近的情况下，通信天线与电子设备之间有可能产生电波干扰。而在通信天线与电子设备以加长挡风玻璃的上下方向上的距离而不产生干扰的方式来配置的情况下，则有可能通信天线或电子设备会妨碍驾驶员的视野。因此，为了解决这些问题，需要在通信天线与电子设备之间在车宽方向上保持一定间隔地将这两者配置在挡风玻璃附近。

但是，搭载有由支架固定并由罩盖构件覆盖的摄像元件等电子设备的车载用单元通常搭载在车厢内挡风玻璃上部的车宽中央部。因此，如果使通信天线在车宽方向上以特定距离离开电子设备，则通信天线会被配置在相对于车宽中央部偏向车宽方向上的任一方。该情况下，存在通信天线收发的频带域的电波中特定方向上的天线增益容易降低、难以得到所期望的指向性的问题。

考虑到上述事实，本发明的目的在于获得一种以在车宽方向上离开设置于车辆用窗玻璃的上部或上部附近的车宽方向上中央部的电子设备的方式设置在车辆用窗玻璃上的通信天线的特定方向上的天线增益下降能够得以抑制且指向性优异的车辆用天线装置。

解决技术问题的手段

本发明的车辆用天线装置具备：能够以构成挡风玻璃和后窗玻璃中至少一方的方式安装在车辆上的车辆用窗玻璃，所述车辆用窗玻璃安装在所述车辆上时设置于所述车辆用窗玻璃的车辆上下方向的上部或所述上部附近的车宽方向上中央部的电子设备，以及具备辐射导体的天线，其中所述辐射导体具有收发特定频带的电波的辐射面、且以所述辐射面的法线穿过所述主面的方式安装在所述车辆用窗玻璃的车厢内侧的主面的所述上部；所述天线在车宽方向上的中心位置在车宽方向上以特定距离离开设置于所述车辆用窗玻璃的所述上部或所述上部附近的所述中央部的所述电子设备在车宽方向上的中心即基准位置；从车辆上下方向看安装在所述车辆上的所述车辆用窗玻璃时，所述辐射面相对于车宽方向和车辆前后方向倾斜成以下状态：相较于所述辐射面的所述基准位置侧的端部即第一端部，与所述基准位置侧相反一侧的端部即第二端部位于更靠所述车辆用窗玻璃的下缘部侧的位置。

发明效果

根据本公开的车辆用天线装置，以在车宽方向上离开设置于车辆用窗玻璃的上部或上部附近的车宽方向上中央部的电子设备的方式设置在车辆用窗玻璃上的通信天线的特定方向上的天线增益下降能够得以抑制且指向性优异。

附图说明

图1是从应用了本公开的实施方式的车辆用天线装置的车辆的铅垂方向看的俯视图。

图2以车顶部、挡风玻璃和后窗玻璃的剖面视角示出，是沿图1的箭头DRf看到的车辆前部以及沿图1的箭头DRf看到的车辆后部的示意性侧视图。

图3是车辆用天线装置和车顶部的主视图。

图4是在剖面视角下示出的挡风玻璃的车辆用天线装置的侧视图。

图5是车辆用天线装置的一部分和车顶部的前缘部的立体图。

图6是沿图3的6-6箭头线剖开的车辆用天线装置的剖视图。

图7是车辆用天线装置的示意性俯视图。

图8是距离WP为200mm且倾斜角θH为20°的例1的车辆用天线装置的指向性的测定结果图。

图9是距离WP为200mm且倾斜角θH为30°的例2的车辆用天线装置的指向性的测定结果图。

图10是距离WP为200mm且倾斜角θH为40°的例3的车辆用天线装置的指向性的测定结果图。

图11是距离WP为200mm且倾斜角θH为0°的例4的车辆用天线装置的指向性的测定结果图。

图12是距离WP为360mm且倾斜角θH为25°的例5的车辆用天线装置的指向性的测定结果图。

图13是距离WP为360mm且倾斜角θH为40°的例6的车辆用天线装置的指向性的测定结果图。

图14是距离WP为360mm且倾斜角θH为55°的例7的车辆用天线装置的指向性的测定结果图。

图15是距离WP为360mm且倾斜角θH为0°的例8的车辆用天线装置的指向性的测定结果图。

具体实施方式

下面，将利用附图说明本公开的实施方式的车辆天线装置40A。以下说明中，将车辆用天线装置40A简称为“天线装置40A”。如后所述，本实施方式的天线装置40A设置在车辆10上。各图中适当示出的X轴与车辆10的车宽方向平行，Y轴与车辆前后方向平行，Z轴与车辆上下方向平行，也称为“铅垂方向”。此外，箭头FR表示车辆前后方向的前方，箭头UP表示车辆上下方向的上方，箭头LF表示车宽方向的左方。另外，XY平面是通过X轴和Y轴平面，也称为“水平面”。即，以下说明中，车辆10位于水平面上，车辆上下方向与铅垂方向一致，XY平面与水平面一致，铅垂方向相当于水平面的法线方向。此外，XZ平面是通过X轴和Z轴的平面，而YZ平面是通过Y轴和Z轴的平面。

如图1所示，本实施方式的车辆10具有包括金属车身的车身12。该金属车身例如包括车顶部14、A柱(前柱)16、C柱(后柱)20。车顶部14是构成车身12上部的部位。

左右一对A柱16的上端部(后端部)分别与车顶部14的前缘部(凸缘)14A连接。左右A柱16在车身12的侧视角(从X轴方向看的视角)下相对于Y轴和Z轴倾斜成下端部位于比上端部更靠前方。而且，左右A柱16在从铅垂方向(Z轴方向)看的视角下，相对于X轴和Y轴倾斜成下端部(前端部)位于比上端部(后端部)更靠车宽方向的外侧。

左右一对C柱20的上端部(前端部)分别与车顶部14的后缘部(凸缘)14B连接。左右C柱20在车身12的侧视角(从X轴方向看的视角)下，相对于Y轴和Z轴倾斜成下端部(后端部)位于比上端部(前端部)更靠后方。而且，左右C柱20在从铅垂方向(Z轴方向)看的视角下，相对于X轴和Y轴倾斜成下端部(后端部)位于比上端部(前端部)更靠车宽方向的外侧。

在车身12的前部形成有大致四边形的前方开口部22。前方开口部22的上缘部与车顶部14的前缘部14A邻接，前方开口部22的左右两侧缘部与左右A柱16邻接。挡风玻璃(车辆用窗玻璃)28嵌入前方开口部22，挡风玻璃28的周缘部藉由聚氨酯树脂等粘接剂固定于前方开口部22的周缘部。如图2和图4所示，挡风玻璃28在侧视角下以与相当于水平面的XY平面70成角度θ1地倾斜成下端部位于比上端部更靠前方。挡风玻璃28是天线装置40A的构成要素之一。

在车身12的后部形成有大致四边形的后方开口部24。后方开口部24的上缘部与车顶部14的后缘部14B邻接，后方开口部24的左右两侧缘部与左右C柱20邻接。后窗玻璃(车辆用窗玻璃)34嵌入后方开口部24，后窗玻璃34的周缘部藉由聚氨酯树脂等粘接剂固定于后方开口部24的周缘部。如图2所示，后窗玻璃34在侧视角下以与相当于水平面的XY平面70成角度θ2地倾斜成下端部位于比上端部更靠后方。另外，后窗玻璃34并不限于安装在图1所示的车身12上的例子，也可以以覆盖形成于(未图示的)具有金属制加强件的树脂制后尾箱门的开口部的方式安装在后尾箱门上。

如图1和图2所示，在挡风玻璃28的车厢内侧的主面(后面)的车辆上下方向的上部的车宽方向上中央部，设置有与该主面相向的中空箱状的壳体30。壳体30可以使用粘接剂等直接安装在挡风玻璃28的主面上，也可以使用将车身12与壳体30固定的(未图示的)支架来安装。另外，固定在壳体30上的间隔件可以使用粘接剂等安装在挡风玻璃28的主面上。在壳体30内部收纳有一个或多个电子设备32。这些电子设备32例如包括可见光摄像头、毫米波雷达和雨量传感器。另外，电子设备32只要在车厢内固定在挡风玻璃28上即可，电子设备32周边不一定非要被壳体30所覆盖。

这里，如图2所示，将车辆用窗玻璃(挡风玻璃28、后窗玻璃34)固定在车辆10上时挡风玻璃28的上缘28U与下缘28D之间在铅垂方向上的距离、以及后窗玻璃34的上缘34U与下缘34D之间在铅垂方向上的距离定义为Lud。并且，将车辆用窗玻璃的铅垂方向上的中间部的特定部位定义为Pm。而且，将车辆用窗玻璃固定在车辆10上时车辆用窗玻璃的上缘28U、34U与部位Pm在铅垂方向上的距离定义为Lm。则Lm/Lud＝0.3时车辆用窗玻璃的上缘28U、34U与部位Pm之间的区域就相当于本实施方式的“车辆用窗玻璃的上部”。

这里，如图1所示，将从铅垂方向看车辆10时电子设备32的车宽方向上的中心点定义为基准位置CP1。图1中所示的符号CL是在俯视角下观察车辆10时沿Y轴方向(车辆行进方向)穿过基准位置CP1的车辆10的中心线。此外，本说明书中，“电子设备32的基准位置”与基准位置CP1一致。但实际上，即使在电子设备32的车宽方向上的中心即基准位置在从铅垂方向看的视角下与基准位置CP1不完全一致而在车宽方向上稍微偏离的情况下，本说明书中也将基准位置CP1视为电子设备32的基准位置。

此外，本说明书中，“设置于车辆用窗玻璃(挡风玻璃28、后窗玻璃34)的车厢内侧的主面的车宽方向上中央部的电子设备32”意味着电子设备32(壳体30)的至少一部分在从铅垂方向看的视角下位于中心线CL上。

另外，如图1和图4所示，在挡风玻璃28的主面的车辆上下方向的上部，介由省略图示的支架等安装有作为天线装置40A的构成要素之一的通信天线50。本实施方式的通信天线50例如是在收发垂直偏振时具有比水平极化波更高天线增益的垂直极化天线。但是，通信天线50也可以是在收发水平极化波时具有比垂直极化波更高天线增益的水平极化天线，还可以是垂直极化波的天线增益与水平极化波的天线增益水平相同的天线。以下说明的V2X用天线特别是能够由垂直极化波进行收发的天线，其可利用5.8GHz频段的电波或5.9GHz频段的电波。

电子设备32与天线50之间的距离最好是能够抑制相互电波干扰并确保隔离度。特别是，电子设备32与天线50之间的干扰水平根据发送电波的部分之间的最短距离而变化。最短距离在50mm以上即可，优选在70mm以上，更优选在100mm以上，进一步优选在150mm以上，特别优选在180mm以上。但是，如果该最短距离太远，则有可能会大范围遮挡乘客视野，因此适当设定最短距离以实现适度的隔离度即可。而且，如果最短距离太远，则天线50会接近A柱16，则有可能由于A柱的导体而导致特定频率的电波的天线增益下降。因此，天线50离开A柱16的距离只要在20mm以上即可，优选在30mm以上，更优选在50mm以上，进一步优选在80mm以上，特别优选在100mm以上。

接着，对本实施方式的车辆用天线装置40A的通信天线50(以下简称为“天线50”)进行说明。如图3～图7所示，本实施方式的天线50具备电介质基材52、导体板54、辐射板(辐射导体)56、馈电部60和连接导体62。另外，如后所述，天线50也可以具备第一元件66和第二元件68。本实施方式的天线50是贴片天线(微带天线)。本实施方式的天线50例如可以用作为上述V2X用天线，但天线50也可以构成为可收发与这些频段不同频段的电波。

电介质基材52是以电介质为主要成分的板状或膜状的电介质层。另外，这里所述的“板状或膜状”也可以具有三维形状，例如包括凸状、凹状、波状。导体板54、辐射板56、第一元件66和第二元件68的“板状或膜状”也同样。但是，导体板54、辐射板56、第一元件66和第二元件68优选为平面形状(二维形状)。在这些构件为平面形状的情况下，容易预测天线50的天线增益的特性。从图5和图6可知，电介质基材52为长方体，且正面形状为X轴方向上尺寸比Z轴方向上尺寸大的长方形。但是，电介质基材52也可以是X轴方向上尺寸与Z轴方向上尺寸相等的正方形。电介质基材52具有厚度方向上的一个面即表面52A和另一个面即表面52B。表面52A和52B是相互平行的平面。电介质基材52例如可以由玻璃环氧基板等构成，也可以由电介质片构成。电介质基材52所包含的电介质材料例如可以是石英玻璃等玻璃、陶瓷、聚四氟乙烯等氟系树脂、液晶聚合物或环烯烃聚合物。但是，电介质材料也可以是与这些材料不同的材料。

在电介质基材52的表面52A上设置有导体板54。导体板54作为天线50的接地发挥功能。导体板54是板状或膜状的导体。导体板54的厚度方向上的两个面相互平行。作为构成导体板54的材料，可例举银、铜，但也可以是与银和铜不同的材料。图示的导体板54的正面形状是X轴方向上尺寸比电介质基材52小的正方形。但是，导体板54的正面形状也可以是正方形以外的形状。例如，导体板54的正面形状可以是长方形、多边形或圆形。

在电介质基材52的表面52B上设置有辐射板56。辐射板56是板状或膜状的导体，其面积比导体板54小。辐射板56为平面状的层，其前面即辐射面56C为平面。如图2所示，从辐射面56C向前方延伸的辐射面56C的法线Dnf穿过挡风玻璃28。其中，图2的法线Dnf是后述的倾斜角度α为0°时的法线。辐射板56作为天线50的辐射元件发挥功能。作为构成辐射板56的材料，可例举银、铜，但也可以是与银和铜不同的材料。图示的辐射板56的正面形状为正方形。但是，辐射板56的正面形状也可以是正方形以外的形状。例如，辐射板56的正面形状可以是多边形或圆形。

馈电部60是以接触或非接触方式馈电的部位，并且是连接或接近省略图示的馈电线路的一端的部位。作为馈电线路的具体例，可例举同轴电缆、微带线、共面馈电线路等。馈电线路的另一端与利用天线50与车外通信的通信装置连接。

本实施方式的连接导体62设置在将导体板54与辐射板56之间的介质即电介质基材52在其板厚方向上贯通的通孔的内部。连接导体62例如是同轴电缆的芯线或导体销，但连接导体62并不限于此。连接导体62一端与馈电部60连接，另一端与辐射板56的连接点56A连接。连接导体62的一端不与导体板54接触。如图3所示，在主视角下，连接点56A离开辐射板56的重心56B。另外，导体板54与辐射板56之间的介质包含空间(空气)的情况下的连接导体62例如是同轴电缆的芯线或导体销，但该情况下的连接导体62并不限于此。如图6所示，辐射板56的重心56B和导体板54的重心54A都位于将辐射板56沿其厚度方向穿过的直线PL上。在这种结构的情况下，从导体板54侧朝向辐射板56侧的方向上的天线50的天线增益提高。

如图3和图7所示，天线50还可以设置无源导体即第一元件66和第二元件68中的至少一个。该情况下，第一元件66和第二元件在车宽方向(水平方向)上相互隔开，并且设置在电介质基材52的表面52B上。但是，第一元件66和第二元件68中的至少一方也可以配置成比电介质基材52的表面52B更远离Y轴的箭头FR侧，还可以配置成比表面52B更远离Y轴的箭头FR的相反侧。另外，沿电介质基材52的厚度方向看天线50时，辐射板56位于第一元件66和第二元件68之间。此外，像图7所示那样沿Z轴观察天线50时，辐射板56(的辐射面56C)、第一元件66和第二元件68位于同一平面上。

另外，如图2所示，天线50配置成从第一元件66和第二元件68向前方延伸的各法线Dnef穿过挡风玻璃28。其中，图2的法线Dnef是后述的倾斜角度α为0°时的法线。此外，天线50如图3所示，第一元件66和第二元件68在主视角下相对于通过连接点56A的对称轴SX相互对称，并且辐射板56相对于对称轴SX对称。当第一元件66和第二元件68以此形态设置在天线50上时，天线50的车宽方向上的天线增益提高。另外，在不具备第一元件66和第二元件68的情况下，存在天线50的车辆前后方向上的天线增益变大、天线50的车宽方向上的天线增益相对变小的倾向。

第一元件66和第二元件68的面积可以比导体板54的面积小并且比辐射板56的面积小。但是，第一元件66、第二元件68、导体板54和辐射板56的面积的大小关系并不限于此。例如，只要天线50满足所期望的指向性，则第一元件66和第二元件68中的至少一个的面积也可以比辐射板56的面积大。

作为构成第一元件66和第二元件68的材料，可例举银、铜，但也可以是与银和铜不同的材料。另外，图示的第一元件66和第二元件68的正面形状是长方形，但也可以是长方形以外的形状。例如，第一元件66和第二元件68的正面形状可以是正方形、三角形、五边形以上的多边形或圆形。

特别是在具备第一元件66和第二元件68中的至少一个的情况下，(配置在挡风玻璃附近的)天线50的车辆前方方向上的天线增益被适当分散到车辆宽度方向上的天线增益。此外，在具备第一元件66和第二元件68两者的情况下，天线50容易在车辆前方和车宽方向这两个方向上获得适宜的天线增益。

本说明书中，天线50的天线增益的模拟结果中的90°方向是指(参照图1)车宽方向的右侧，270°方向是指车宽方向的左侧。另外，本说明书中，天线50的天线增益的模拟结果中的0°方向是指车辆前后方向的前侧(行进方向)。

此处，如图7所示，考虑了天线50构成为辐射板56的辐射面56C、第一元件66和第二元件68位于同一平面上的情况。这里，如图1和图3所示，将在Y轴方向或Z轴方向上看车辆10时天线50的右端部定义为第一端部50E1，将天线50的左端部定义为第二端部50E2。即，将第一元件66的右端部定义为第一端部50E1，将第二元件68的左端部定义为第二端部50E2。

天线50以图1所示的特定倾斜状态安装在挡风玻璃28的车厢内侧的主面的上部。这里，天线50的特定倾斜状态是指，在从车辆10的铅垂方向(Z轴方向)看的视角下，相较于第一端部50E1，第二端部50E2位于更靠挡风玻璃28的下缘部侧的状态。即，特定倾斜状态是指辐射板56的辐射面56C(以及第一元件66和第二元件68)相对于X轴方向和Y轴方向倾斜的倾斜状态。即，处于特定倾斜状态的天线50的第二端部50E2位于比第一端部50E1更靠车辆前后方向的前方侧。这里，将俯视角下处于特定倾斜状态的天线50与车宽方向(X轴)所成的角度(倾斜角)定义为θH[°](0°＜θH＜90°)。为了提高天线50的天线增益，优选15°≦θH≦60°，更优选20°≦θH≦55°。

并且，如图1所示，将车宽方向上从中心线CL到天线50的中心位置CP2处的距离定义为WP[mm]。另外，图1中所示的符号AL是从铅垂方向看的视角下沿Y轴方向穿过中心位置CP2的假想直线。本说明书中，天线50的中心位置CP2是天线50的几何中心，例如相当于辐射板56的重心。而且，将车辆10的与中心位置CP2相同的前后方向位置处的车宽定义为WA[mm]。对于本实施方式的车辆10和天线装置40A(挡风玻璃28、天线50)，成立以下的式(1a)。

(WA/2)×0.2≦WP≦(WA/2)×0.8···式(1a)

例如，在WA＝1900mm的情况下，天线装置40A可以设计成100mm≦WP≦500mm。但WA＝1900mm仅为一例，因此WP也可以根据WA的宽度而小于100mm或大于500mm。

对于本实施方式的车辆10和天线装置40A，还优选成立下式(1b)，更优选成立以下的式(1c)。

(WA/2)×0.2≦WP≦(WA/2)×0.7···式(1b)

(WA/2)×0.2≦WP≦(WA/2)×0.6···式(1c)

另外，对于本实施方式的车辆10和天线装置40A，θH、WP和WA之间成立下式(2a)。

其中，式(2a)的{WP/(WA/2)×100}表示天线50在车宽方向上相对于车辆10的车宽WA的相对位置。

0.50≦θH/{(WP/(WA/2))×100}≦2.00···式(2a)

对于本实施方式的车辆10和天线装置40A，θH、WP和WA之间还优选成立以下的式(2b)，更优选成立以下的式(2c)，更优选成立式(2d)，特别优选成立式(2e)。

0.60≦θH/{(WP/(WA/2))×100}≦1.95···式(2b)

0.65≦θH/{(WP/(WA/2))×100}≦1.90···式(2c)

0.80≦θH/{(WP/(WA/2))×100}≦1.50···式(2d)

0.85≦θH/{(WP/(WA/2))×100}≦1.25···式(2e)

下面对天线50的仰角和俯角进行说明。如图2所示，当沿图1的箭头DRf从左侧看车辆10的前部时，天线50优选设置成辐射板56的辐射面56C相对于铅垂方向71的倾斜角度α在±15°以下。这里，图1的箭头DRf在俯视角下与天线50的宽度方向平行。另外，如图2中实线所示，辐射面56C位于比铅垂方向71更靠后方时倾斜角度α的值为+(正)。而如图2中虚线所示，辐射面56C位于比铅垂方向71更靠前方时倾斜角度α的值为－(负)。换言之，在倾斜角度α大于0°的情况下，辐射板56的辐射面56C的法线方向与水平面所成的仰角大于0°且在+15°以下即可。而在倾斜角度α小于0°的情况下，辐射板56的辐射面56C的法线方向与水平面所成的俯角小于0°且在-15°以上即可。另外，本说明书中，仰角的大小为+(正)，俯角的大小为-(负)。

特别是在天线50在水平面上满足特定指向性的情况下，如果辐射面56C的仰角或俯角过大，则水平面方向上的天线增益会下降，因此，例如在天线50为V2X用天线的情况下，沿水平面的电波收发效率下降。如此，如果辐射板56辐射面56C的倾斜角度α超过±15°，则天线50的与XY平面70平行的方向上的天线增益的平衡有可能被破坏。

天线50的辐射板56的辐射面56C的倾斜角度α还优选±10°以下，更优选±5°以下，进一步优选±1°以下，最优选0°。通过像这样减小倾斜角度α的绝对值，能够提高沿水平面方向的天线增益。

另外，需要在天线50的辐射板56的辐射面56C的前方且法线方向上不配置车顶部14等导体。并且，当以辐射面56C的前方且该法线方向为基准将仰角设为时，可以在/>为0°～20°的范围内不配置(车辆的)导体，优选在30°的范围内不配置导体，更优选在45°的范围内不配置导体。同样地，对于/>为负的情况(俯角)，可以在/>为0°～-20°的范围内不配置(车辆的)导体，优选在-30°的范围内不配置导体，更优选在-45°的范围内不配置导体。作为在/>为负的情况下可能配置在辐射面56C的前方且法线方向上的导体，可例举用于加热挡风玻璃的、在上下方向上延伸并在车宽方向上以特定间隔配置在挡风玻璃上的电热线。

接着，将作为上述实施方式的实施例的例1～3和例5～7与作为比较例的例4、8进行对比来说明。其中，图3～图5和图7中，以符号L20、L21、L50、L51、L53、L54、L55、L60、L61、L62、L63表示的各例1～8的天线50的各部分尺寸以及天线50与周边构件之间的距离如下。其中，各尺寸的单位为mm。另外，L55是第一元件66和第二元件68与辐射面56C之间在Y轴方向上的距离。L63则是天线50与车身12的金属车身之间的最短距离。另外，本实施方式的L63是导体板54的上缘部与车顶部14的前缘部14A的最短距离。

L20：19

L21：19

L50：18

L51：2

L53：22

L54：26

L55：0

L60：25

L61：24

L62：3

L63：35

此外，

θ1：22.5°

WA：1900mm

WP：200mm

α：0°。

例1～4的WP和θH是以下的值。

〈例1〉

WP：200mm

θH：20°

〈例2〉

WP：200mm

θH：30°

〈例3〉

WP：200mm

θH：40°

〈例4〉

WP：200mm

θH：0°

图8～图11示出例1～4的天线50的指向性的测定结果的一例。这些图各自示出XY平面70的每个方向上的天线增益的模拟结果。90°表示车宽方向的右侧，270°表示车宽方向的左侧，0°表示车辆前后方向的前侧，180°表示车辆前后方向的后侧。后述的图12～图15也同样。

从图8～图11可知，θH大于0°的例1～3的天线50的0°～+90°范围内的天线增益优于例4的天线50的0°～+90°范围内的天线增益。特别是，在图8～图11中，在+75°附近存在辐射电波量少的区域(空值：NULL)，但在作为比较例的图11(例4)中，与图8～图10(例1～3：实施例)相比，空值更明显地出现，妨碍电波收发的区域显著扩大。

例5～7和例8的WP和θH是以下值。

〈例5〉

WP：360mm

θH：25°

〈例6〉

WP：360mm

θH：40°

〈例7〉

WP：360mm

θH：55°

〈例8〉

WP：360mm

θH：0°

图12～图15示出例5～8的天线50的指向性的测定结果的一例。从图12～图15可知，θH大于0°的例5～7的天线50的0°～+90°范围内的天线增益优于例8的天线50的0°～+90°范围内的天线增益。特别是，在图12～图14(例5～7：实施例)中，在0°～+90°的范围不存在明显的空值，但在作为比较例的图14(例8)中，在+60°附近、+85°附近存在明显的空值，确认在这些角度下有可能妨碍电波收发。

如上所述，本实施方式的天线装置40A中，天线50配置在电子设备32的左侧。该情况下，如果θH被设定为0°，则由于在电子设备32与天线装置40A之间产生电波干扰，天线装置40A右侧的天线增益容易降低。例如，在0°～+90°的范围内容易产生辐射电波量少的区域(空值：NULL)。但是，从例1～3和5～7的天线50的指向性的测定结果可知，无论WP的大小如何，使θH在小于90°的条件下大于0°的情况与θH为0°的情况相比，天线50的0°～±90°范围内的天线增益得到改善。即，本实施方式中，在0°～+90°的范围内不易产生空值。即，根据本实施方式，以在车宽方向上离开设置于挡风玻璃28的上部的车宽方向上中央部的电子设备32的方式设置在挡风玻璃28上的天线50的特定方向上的天线增益下降能够得以抑制。

并且，满足上述式(1a)的情况与不满足式(1a)的情况相比，容易抑制天线50的特定方向上的天线增益下降。进而，满足上述式(1b)的情况与不满足式(1b)的情况相比，容易抑制天线50的特定方向上的天线增益下降。进而，满足上述式(1c)的情况与不满足式(1c)的情况相比，容易抑制天线50的特定方向上的天线增益下降。

而且，满足上述式(2a)的情况与不满足式(2a)的情况相比，容易抑制天线50的特定方向上的天线增益下降。进而，满足上述式(2b)的情况与不满足式(2b)的情况相比，容易抑制天线50的特定方向上的天线增益降低。进而，满足上述式(2c)的情况与不满足式(2c)的情况相比，容易抑制天线50的特定方向上的天线增益下降。进而，满足上述式(2d)的情况与不满足式(2d)的情况相比，容易抑制天线50的特定方向上的天线增益下降。进而，满足上述式(2e)的情况与不满足式(2e)的情况相比，容易抑制天线50的特定方向上的天线增益下降。

而且，本实施方式中，导体板54与车身12的金属车身之间的最短距离L63被设定在20mm以上。因此，由天线50来进行的电波收发不易被金属车身所妨碍。

而且，本实施方式中，设置在挡风玻璃28上的天线50的数目为一个。因此，与在挡风玻璃28上设置多个天线50的情况相比，车厢内空间中的天线50的占有区域狭小，并且车辆10的乘客视野不易被天线50所妨碍。进而，与在挡风玻璃28上设置多个天线50的情况相比，能够简化应用于天线50上的配线结构和电路。而且，例如在天线50收发5.8GHz频段或5.9GHz频段的垂直极化波的V2X用天线的情况下，一个天线50就可实现良好的V2X通信。

以上，对本公开的实施方式进行了说明，但本公开并不限于该实施方式。

例如，如图1和图2所示，可以在后窗玻璃34的车厢内侧的主面(前面)的车辆上下方向的上部的车宽方向上中央部设置有收纳了一个或多个电子设备32A的壳体30A，并且位于比壳体30A更靠右侧的天线50A以特定倾斜状态安装在后窗玻璃34的车厢内侧的主面的上部。外壳30A具有与外壳30相同的结构，并且天线50A具有与天线50相同的结构。该情况下，后窗玻璃34和天线50A是天线装置40B的构成要素。

但是，根据车辆不同，有时会以离开后窗玻璃34的主面的方式设置车顶扰流板、后扰流板、尾门扰流板等树脂制气动部件并在该气动部件上安装电子设备32A。该情况下，电子设备32A不设置于后窗玻璃34的车厢内侧的主面的上部，而是有时会离开后窗玻璃34的主面的上部。即，电子设备32A可以设置于后窗玻璃34的任一个主面的上部附近。本说明书中，“电子设备32A设置于后窗玻璃34的任一个主面的上部附近”是指电子设备32A以使电子设备32A以200mm以下的距离与后窗玻璃34的任一个主面的上部互相隔开的方式设置于车辆10上。例如，在尾门扰流板上设置有电子设备32A的情况下，电子设备32A有时也设置于后窗玻璃34的车外侧主面的上部附近。在像这样在电子设备32A设置于后窗玻璃34的任一个主面的上部附近的情况下，电子设备32A也设置在后窗玻璃34的车宽方向上中央部。即，如图1所示，在从铅垂方向看的视角下，电子设备32A(壳体30A)的至少一部分位于中心线CL上。其中，作为设置于后窗玻璃34的上部附近的电子设备32A的例子，可例举内置于扰流板中的天线、可见光摄像头等摄像元件或高位刹车灯等。

天线装置40B的特定倾斜状态是指，在俯视角下，辐射板56的后面即辐射面56C(以及第一元件66和第二元件68)相对于X轴方向和Y轴方向倾斜成第二端部50E2位于比第一端部50E1更靠后窗玻璃34的下缘部侧的倾斜状态。即，处于特定倾斜状态的天线50A的第二端部50E2位于比第一端部50E1更靠车辆前后方向上的后方侧。俯视角下处于特定倾斜状态的天线50A与车宽方向(X轴)所成的倾斜角θH[°]成立0＜θH＜90。为了提高天线50A的天线增益，优选15≦θH≦60。进而，在20≦θH≦55的情况下，天线50A的天线增益进一步提高。如此，无论WP的大小如何，如果使天线50A的θH在小于90°的条件下大于0°，则与θH为0°的情况相比，水平面上的天线50A的0°～±90°范围内的天线增益得到改善。特别是0°～±60°的范围内的天线增益得到改善。此外，该情况下的90°表示车宽方向的左侧，270°表示车宽方向的右侧，0°表示车辆前后方向的后侧，180°表示车辆前后方向的前侧。该情况下的天线50A的指向性的测定结果与图8～图10和图12～图14大致相同。

另外，该情况下，如图2所示，当沿图1的箭头DRr从左侧看车辆10的后部时，天线50A的辐射板56的辐射面56C相对于铅垂方向72的倾斜角度α在±15°以下为宜。倾斜角度α优选在±10°以下。进而，倾斜角度α更优选在±5°以下，进一步优选在±1°以下，最优选为0°。

在车辆10的后窗玻璃34上设置天线50A的情况下，车辆10的挡风玻璃28上可以设置天线50，也可以不设置天线50。图1所示的形态中，在挡风玻璃28上设置天线50且在后窗玻璃34上设置天线50A的情况下，藉由天线50和天线50A的天线增益的组合值，能够在水平面上的0°～360°范围内实现所期望的天线增益。

在壳体30和天线50安装在挡风玻璃28上的情况下，天线50的中心位置CP2可以位于比电子设备32的基准位置CP1更靠右侧的位置。而在将电子设备32A和天线50A安装在后窗玻璃34上的情况下，天线50A的中心位置CP2可以位于比电子设备32A的基准位置CP1更靠左侧的位置。

在天线50的中心位置CP2位于比电子设备32的基准位置CP1更靠左侧的位置的情况下，在从铅垂方向看的俯视角下，天线50的右端部和电子设备32的左端部可以位于与中心线CL平行的直线上。同样地，在天线50的中心位置CP2位于比电子设备32的基准位置CP1更靠右侧的位置的情况下，在从铅垂方向看的俯视角下，天线50的左端部和电子设备32的右端部可以位于与中心线CL平行的直线上。另外，在天线50A的中心位置CP2位于比电子设备32A的基准位置CP1更靠右侧的位置的情况下，在从铅垂方向看的俯视角下，天线50A的左端部和电子设备32A的右端部可以位于与中心线CL平行的直线上。同样地，在天线50A的中心位置CP2位于比支架30A的基准位置CP1更靠左侧的位置的情况下，在从铅垂方向看的俯视角下，天线50A的右端部和电子设备32A的左端部可以位于与中心线CL平行的直线上。

天线50和天线50A的导体板54与辐射板56之间的介质可以包含空间(空气)和电介质基材中的至少一方。在介质为空间(空气)的情况下，辐射板56、导体板54、第一元件66和第二元件68只要固定在省略图示的所述支架上即可。

挡风玻璃28上可以安装多个天线50。后窗玻璃34上也可以安装多个天线50A。

天线50和天线50A中的至少一个可以是缝隙天线。该情况下，沿车辆上下方向看车辆用窗玻璃时，使缝隙天线的平面状的辐射面相对于车宽方向和车辆前后方向倾斜。

可以从天线50和天线50A中的至少一个省略第一元件66和第二元件68中的至少一个。

后窗玻璃34也可以设置在开闭设置于车辆10后部的开口部的后尾箱门(省略图示)上。

2021年9月29日提出申请的日本专利申请2021-159730的公开全部援引于本说明书。

本说明书中记载的所有文献、专利申请和技术规格通过援引而纳入本说明书，其程度与各篇文献、专利申请和技术规格通过援引而纳入的部分具体且分别记载的情况相同。

符号说明

10车辆

14车顶部

28挡风玻璃(车辆用窗玻璃)

32电子设备

34后窗玻璃(车辆用窗玻璃)

40A 40B车辆用天线装置(天线装置)

50 50A(通信)天线(贴片天线)

50E1第一端部

50E2第二端部

56辐射板(辐射导体)

56C辐射面

66第一元件

68第二元件

70XY平面(水平面)

CL中心线

CP1基准位置

CP2中心位置

WA车宽

WP距离

倾斜角θH。

Claims (13)

1.一种车辆用天线装置，其具备：

能够以构成挡风玻璃和后窗玻璃中至少一方的方式安装在车辆上的车辆用窗玻璃，

在所述车辆用窗玻璃安装在所述车辆上时设置于所述车辆用窗玻璃的车辆上下方向的上部或所述上部附近的车宽方向上中央部的电子设备，以及

具备辐射导体的天线，其中所述辐射导体具有收发特定频带的电波的辐射面、且以所述辐射面的法线穿过所述主面的方式安装在所述车辆用窗玻璃的车厢内侧的主面的所述上部；

所述天线在车宽方向上的中心位置在车宽方向上以特定距离离开设置于所述车辆用窗玻璃的所述上部或所述上部附近的所述中央部的所述电子设备在车宽方向上的中心即基准位置；

从车辆上下方向看安装在所述车辆上的所述车辆用窗玻璃时，所述辐射面相对于车宽方向和车辆前后方向倾斜成以下状态：相较于所述辐射面的所述基准位置侧的端部即第一端部，与所述基准位置侧相反一侧的端部即第二端部位于更靠所述车辆用窗玻璃的下缘部侧的位置。

2.如权利要求1所述的车辆用天线装置，其中，所述电子设备安装在车厢内侧的所述主面上。

3.如权利要求1或2所述的车辆用天线装置，其中，所述电子设备的一部分在车宽方向上的位置与沿车辆前后方向穿过所述车辆的车宽方向上中心的中心线一致，

将所述车辆的所述中心位置处的车宽设为WA[mm]、且将车宽方向上从所述中心线到所述天线的所述中心位置处的距离设为WP[mm]时，满足下式：

(WA/2)×0.2≦WP≦(WA/2)×0.8。

4.如权利要求3所述的车辆用天线装置，其中，将所述天线与车宽方向所成的角度定义为θH[°]时，满足下式：

0.50≦θH/{(WP/(WA/2))×100}≦2.00。

5.如权利要求4所述的车辆用天线装置，其中，所述角度θH[°]为15°～60°。

6.如权利要求3～5中任一项所述的车辆用天线装置，其中，所述距离WP[mm]为100mm～500mm。

7.如权利要求1～6中任一项所述的车辆用天线装置，其中，所述天线与所述车辆的金属车身之间的最短距离在20mm以上。

8.如权利要求1～7中任一项所述的车辆用天线装置，其中，所述电子设备的发送电波的部分与所述天线的发送电波的部分之间的最短距离在50mm以上。

9.如权利要求1～8中任一项所述的车辆用天线装置，其中，所述天线以在沿所述天线的宽度方向看所述车辆时所述天线的所述辐射面与所述车辆上下方向所成的角度在±15°以内的方式设置在所述车辆用窗玻璃上。

10.如权利要求1～9中任一项所述的车辆用天线装置，其中，一块所述车辆用窗玻璃上仅设置一个所述天线，且所述天线仅具有一个介由连接导体与一个馈电部连接的所述辐射导体。

11.如权利要求1～10中任一项所述的车辆用天线装置，其中，所述天线是贴片天线。

12.如权利要求1～11中任一项所述的车辆用天线装置，其中，所述天线可收发5.8GHz频段的电波或5.9GHz频段的电波。

13.如权利要求1～12中任一项所述的车辆用天线装置，其中，所述车辆用窗玻璃包括所述挡风玻璃和所述后窗玻璃。