JP2000183624A

JP2000183624A - 車両用窓ガラスアンテナ装置

Info

Publication number: JP2000183624A
Application number: JP10354696A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Endo; 寛遠藤; Langley Richard; リチャード・ラングレイ
Original assignee: Harada Industry Co Ltd
Current assignee: Harada Industry Co Ltd
Priority date: 1998-12-14
Filing date: 1998-12-14
Publication date: 2000-06-30
Also published as: EP1014478A2; EP1014478B1; US6201506B1; DE69924460T2; ATE292327T1; EP1014478A3; DE69924460D1

Abstract

(57)【要約】【課題】常に安定して所要のアンテナ特性を発揮し得る
如く自動車リアウインドウ等に対して的確に実装可能な
車両用窓ガラスアンテナ装置を提供。【解決手段】両端のバス・バー(10c,10d) が窓枠金属部
(30)に所定ギャップBGをもって対向する如く窓ガラス面
(100) に配設されたデフォッガー(10)、デフォッガー(1
0)と電源供給線路(13)とを高周波的に分離する手段(14
A,14B) 、デフォッガー(10)をメッシュ状パターンとな
す如く水平ワイヤー(10a) に対し直交する如く設けられ
た垂直ワイヤー(10b) 、デフォッガー(10)に対し相互密
結合する如くクリアランスCGをもって対向配置された高
さＨの励振アンテナ(20)を備え、BGは50mm程度に、CGは
5 〜15mm程度に、Ｈは100 〜250mm 程度に、Ｗは１本以
上に設定され、バス・バー(10c,10d) と電源供給線路(1
3)との間はオープンサーキットOCになっていることを特
徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車などの車両の
窓ガラスに装着される車両用窓ガラスアンテナ装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の車両用窓ガラスアンテナ
装置として最も代表的なものに、自動車用窓ガラスアン
テナ装置がある。この自動車用窓ガラスアンテナ装置
は、自動車の窓ガラス（通常の場合、リアウィンドウガ
ラスが用いられる）に薄く且つ幅の狭いストリップ状導
体を配設し、これをアンテナとして用いるようにしたも
のである。

【０００３】なお、最近の自動車のリアウィンドウガラ
スには、その略全域に亘って、窓ガラス曇り止め用のヒ
ータとして働くデフォッガーが配設されている。この
為、前記アンテナが設定されるスペースは、上記デフォ
ッガーの周囲と窓枠との間に存在する僅かなスペースに
限られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の自動車用窓ガラ
スアンテナ装置は、アンテナを配設するためのスペース
が限られていることから、ＡＭ／ＦＭ波帯の帯域内での
受信感度が十分に得られないという問題がある。又アン
テナの形状ならびに配置等を調整することによって受信
性能を最適化するための所謂チューニングが難しく、そ
の操作に長時間を要するという問題もある。

【０００５】かかる問題点を解決すべく、本発明者ら
は、車両の窓ガラスに配設された窓ガラス曇り止め用デ
フォッガーと、このデフォッガーをスロットアンテナと
して機能させる手段と、この手段によりスロットアンテ
ナとして機能する前記デフォッガーに隣接して配設され
且つ一辺が上記デフォッガーの一辺に対して相互密結合
する如く所定のギャップを隔てて対向配置された励振ア
ンテナと、を備えたな車両用窓ガラスアンテナ装置を開
発し、特願平１０−２８２８７０号として既に出願済み
である。

【０００６】上記出願済みの新規な車両用窓ガラスアン
テナ装置は、広い帯域に亘って受信感度が高く、しかも
チューニング操作が容易なものとなる等の利点を有す
る。しかしながら、上記車両用窓ガラスアンテナ装置に
は、次のような解決すべき問題点が残されていた。すな
わち、この車両用窓ガラスアンテナ装置を、自動車のリ
アウインドウ等に実装する場合、アンテナ各部の寸法を
如何に設定し、どのような配置関係で配設すれば最適な
アンテナ特性が得られるかが不明である。このため、そ
の設定状況如何によっては所要のアンテナ特性が確実に
得られないおそれがあった。

【０００７】本発明の目的は、広い帯域に亘って受信感
度が高く、しかもチューニング操作が容易なものとなる
等の利点を有する上、常に安定して所要のアンテナ特性
を発揮し得る如く、自動車のリアウインドウ等に対して
的確に実装することが可能な車両用窓ガラスアンテナ装
置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決し目的を
達成するために、本発明の車両用窓ガラスアンテナ装置
は下記の如く構成されている。なお下記以外の本発明の
特徴ある構成については実施形態の中で明らかにする。

【０００９】本発明の車両用窓ガラスアンテナ装置は、
両端に設けたバス・バーが、窓枠金属部との間に所定ギ
ャップＢＧを隔てて対向する如く車両の窓ガラス面に配
設された、厚みが薄くかつ幅の狭いストリップ状導体か
らなる窓ガラス曇り止め用デフォッガーと、このデフォ
ッガーと当該デフォッガーに電源を供給するための電源
供給線路との間を高周波的に分離する手段と、前記デフ
ォッガーを、長辺部の長さが受信波の波長以下である網
目をもつメッシュ状パターンとなす如く、前記デフォッ
ガーの基本パターンである水平に平行配設された複数本
の水平ワイヤーに対して直交する如く設けられた垂直ワ
イヤーと、前記デフォッガーに隣接して配設され、且つ
一辺が上記デフォッガーの一辺に対して相互密結合する
如く所定のクリアランスＣＧをもって対向配置された高
さＨの励振アンテナとを備え、前記バス・バー・ギャッ
プＢＧは５０ｍｍ程度に設定され、前記クリアランスＣ
Ｇは５〜１５ｍｍ程度に設定され、前記励振アンテナ高
さＨは１００〜２５０ｍｍ程度に設定され、前記垂直ワ
イヤーの本数Ｗは１本以上に設定されると共に前記デフ
ォッガーの両端に設けたバス・バーと前記電源供給線路
との間はオープンサーキットになっていることを特徴と
している。

【００１０】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１は本発明の
第１実施形態に係る車両用（自動車用）窓ガラスアンテ
ナ装置の構成を示す図である。図１に示すように、車両
（たとえば乗用車）におけるリアウィンドウ１００に
は、その略全域に至って窓ガラス曇り止め用のヒータと
して働くデフォッガー１０が配設されている。

【００１１】デフォッガー１０は、厚みが極めて薄くか
つ幅の狭いストリップ状導体からなっている。本実施形
態のデフォッガー１０は、一般的な基本パターンである
水平に平行配設されている複数本の水平ワイヤー１０ａ
に対して直交するように、数本（本実施形態では３本）
の垂直ワイヤー１０ｂが配されたものとなっている。な
お上記垂直ワイヤー１０ｂも、水平ワイヤー１０ａと同
様のストリップ状導体にて形成されている。デフォッガ
ー１０の左右各両端は、上記各ワイヤーよりも若干幅の
広いストリップ状導体からなるバス・バー１０ｃ，１０
ｄによって、それぞれ共通接続されている。

【００１２】かくしてデフォッガー１０は、図示の如く
多数の網目（開口部）を有するメッシュ状パターンを有
するものとなる。上記メッシュ状パターンの各網目の大
きさはその長辺部の長さが、ＶＨＦ波帯の波長（１ｍ以
上）に対して十分小さくなるように、例えば上記波長の
数分の１から１／２０程度以下となるように寸法を設定
されている。かくしてデフォッガー１０は受信波に対し
て等価的に単一の金属薄板とみなし得るものとなる。

【００１３】上記デフォッガーが１０には、車載用バッ
テリー１１から高周波（ＡＭ波帯）雑音を除去するため
のノイズフィルタ１２（例えばチョークコイルとコンデ
ンサからなっている）、直流電源供給線路１３、所定の
インダクタンスを有する一対のＦＭチョークコイル１４
Ａ及び１４Ｂを介して、熱源として直流電源が供給され
る。

【００１４】一対のＦＭチョークコイル１４Ａ及び１４
Ｂは、上記直流電源供給線路１３をデフォッガー１０の
両端から高周波的に分離し、デフォッガー１０の両端を
高周波的に開放状態（オープンサーキット）とする為の
ものである。

【００１５】上記デフォッガー１０の上方領域、すなわ
ちデフォッガー１０の最上部と窓枠上縁部との間に存在
している窓ガラス面上の横長な領域には、矩形ループの
一部（図中上部中央）を切除した態様をなす非ループル
形励振アンテナ２０が配設されている。この励振アンテ
ナ２０もデフォッガー１０と同様に厚みが極めて薄くか
つ幅の狭いストリップ状導体で形成されている。上記励
振アンテナ２０は、前記デフォッガー１０に隣接して配
設され、かつその一辺すなわち底辺２０ａが、上記デフ
ォッガー１０の一辺、すなわち複数本の水平ワイヤー１
０ａのうちの最上部ワイヤーに対し、Mutual Coupling
（相互密結合「結合指数Ｋが略１」）状態となるよう
に、所定のクリアランスＣＧを隔てて対向配置されてい
る。上記励振アンテナ２０の底辺２０ａの中央部から図
中右方に若干ずれた位置Ｐには給電部２１が設定されて
いる。この給電部２１は給電ケーブル（不図示）を介し
て受信機セット（不図示）に接続されている。

【００１６】なお図１において、ＭＣはデフォッガー１
０と励振アンテナ２０との間の相互密結合部を示してお
り、２０ｂ及び２０ｃは励振アンテナ２０の開放されて
いる両端部を示している。

【００１７】上記構成の車両用（自動車用）窓ガラスア
ンテナ装置においては、リアウィンドウ１００全体は、
周囲を理想的なグランド（地板）とみなせる車体の窓枠
金属部３０に囲まれたスロットアンテナの開口エリアと
なり、ＡＭ／ＦＭ波帯においてデフォッガー１０がスロ
ットアンテナＳＡとして機能するものとなる。そして上
記デフォッガー１０と励振アンテナ２０とが近接して結
合している相互密結合部ＭＣの結合容量ＣM は、ＣM ≧
２０ＰＦに設定されている。かくして励振アンテナ２０
は、デフォッガー１０からなるスロットアンテナＳＡと
比較的強い結合度で結合され、その相互作用により、励
振アンテナ２０の放射インピーダンス、即ち出力インピ
ーダンスが小さくなる。したがって受信帯域内における
周波数特性が平坦化され、広帯域化が実現されている。
なお励振アンテナ２０の給電部２１は励振アンテナ２０
のセンターより若干ずれた位置Ｐに設定されていること
から、インピーダンス整合をとり易いものとなってい
る。

【００１８】本実施形態においては、インピーダンス整
合が旨くとられているので、スロットアンテナＳＡで受
信した電力の大半は給電ケーブル（不図示）を介してラ
ジオ等の受信機セット（不図示）に供給されることにな
る。このため、本アンテナ装置のアンテナ利得は、リア
ウインドウ全体の面積に概ね比例するものと考えられ
る。

【００１９】このように本実施形態のアンテナ装置は、
受信感度（アンテナ利得に比例）がアンテナ有効面積の
大きさに概ね対応して優れたものとなり、同時にアンテ
ナの出力インピーダンスを適切に小さくでき、アンテナ
のＱを適切に低下させ得るので、周波数特性等が平坦で
高感度（広帯域）となる。このためアンテナのチューニ
ング操作（調整、修正）が極めて容易となる。

【００２０】図２は、図１に示した車両用窓ガラスアン
テナ装置のアンテナ自体の寸法関係およびリアウインド
ウ１００に対する配置関係を模式的に示した平面図であ
る。なおこの図は、モーメント法を計算アルゴリズムと
するアンテナ解折プログラムに基づく「ＮＥＣ(Numeric
al Electromagnetic Code)」によるアンテナ・シミュレ
ーションでリアウインドウ１００における格子モデルを
作成し、これを電波的に解析した結果に基づいて得られ
たものである。

【００２１】図２において、ギャップＢＧは、窓ガラス
曇り止め用デフォッガー１０の両端に設けたバス・バー
１０ｃ，１０ｄと、車体の窓枠金属部３０との間に設け
たギャップを示している。ワイヤ本数Ｗは、前記デフォ
ッガー１０をメッシュ状パターンに形成し、受信電波に
対して等価的に単一の金属薄板とみなせる如くなすため
に、水平ワイヤー１０ａに対して直交する如く設けられ
た垂直ワイヤー１０ｂの本数である。クリアランスＣＧ
は、デフォッガー１０の一辺（最上辺）１０ａと、励振
アンテナ２０の一辺（底辺）２０ａとの間の隙間であ
る。アンテナ高さＨは励振アンテナ２０の高さを示して
いる。又、３１、３２はデフォッガー１０のバス・バー
１０ｃ、１０ｄと電源供給線路１３との接続回路を示し
ている。これら各部の適正な態様について以下説明す
る。

【００２２】図３〜図８は、本実施形態に係る車両用窓
ガラスアンテナ装置の特性（水平面内放射パターン）を
示す図である。なお図３〜図８も、前記「ＮＥＣ(Numer
icalElectromagnetic Code)」によるアンテナ・シミュ
レーションに基づいて得られた図である。

【００２３】図３に示す如く、バス・バー・ギャップＢ
Ｇは５０ｍｍ、７０ｍｍ程度にすればいずれも良好な放
射パターン特性を示すことが明らかである。したがって
バス・バー・ギャップＢＧとしては、およそ５０ｍｍ程
度に設定することが望ましいと言える。

【００２４】図４に示す如く、デフォッガー１０の両端
に設けたバス・バー１０ｃ，１０ｄと電源供給終路１３
との間を接続する接続回路３１、３２は、オープンサー
キットＯＣであってもショートサーキットＳＣであって
も放射パターン特性に大差はない。ただしショートサー
キットＳＣとした場合、放射パターン特性に所謂ヌルポ
イント（nul point)Ｎ１，Ｎ２が生じるため、オープン
サーキットＯＣとすることが好ましいと言える。

【００２５】図５に示す如く、デフォッガー１０に設け
る垂直ワイヤー１０ｂの本数Ｗを０本とした場合を除き
他の放射パターン特性は良好である。また図６に示す如
く、デフォッガー１０に設ける垂直ワイヤー１０ｂの本
数Ｗを２本にした場合でも、３本にした場合でも、その
放射パターン特性に大差は生じないことが分かる。

【００２６】かくして図５及び図６の結果から、垂直ワ
イヤー１０ｂの本数Ｗは少なくとも１本設定されていれ
ば良いと言える。

【００２７】図７に示す如く、デフォッガー１０と励振
アンテナ２０との間のクリアランスＣＧは５０ｍｍにし
た場合よりも５ｍｍにした場合の方が良好な放射パター
ン特性を示している。したがってクリアランスＣＧはで
きるだけ小さい方が望ましいのと言えよう。ただし製造
技術上の観点等から現実的には５ｍｍ〜１５ｍｍ程度に
設定することが好ましいと言える。

【００２８】図８に示す如く、励振アンテナ２０の高さ
Ｈは、５０ｍｍにした場合よりも２００ｍｍにした場合
の方が良好な放射パターン特性を示している。したがっ
て励振アンテナ２０の高さＨは、できるだけ高い方が望
ましいと言えよう。ただし励振アンテナ２０は、リアウ
インドウ１００における限られた狭小な領域内に設けね
ばならない等の理由から、励振アンテナ２０の高さＨ
は、１００ｍｍ〜２５０ｍｍ程度に設定することが好ま
しいと言える。

【００２９】（実施形態における特徴点）［１］実施形態に示された車両用窓ガラスアンテナ装置
は、両端に設けたバス・バー(10c,10d) が、窓枠金属部
(30)との間に所定ギャップＢＧを隔てて対向する如く車
両の窓ガラス面(100) に配設された、厚みが薄くかつ幅
の狭いストリップ状導体からなる窓ガラス曇り止め用デ
フォッガー(10)と、このデフォッガー(10)と当該デフォ
ッガー(10)に電源を供給するための電源供給線路(13)と
の間を高周波的に分離する手段(14A,14B) と、前記デフ
ォッガー(10)を、長辺部の長さが受信波の波長以下であ
る網目をもつメッシュ状パターンとなす如く、前記デフ
ォッガー(10)の基本パターンである水平に平行配設され
た複数本の水平ワイヤー(10a) に対して直交するように
設けられた垂直ワイヤー(10b)と、前記デフォッガー(1
0)に隣接して配設され、且つ一辺(20a) が上記デフォッ
ガー(10)の一辺(10a) に対して相互密結合する如く所定
のクリアランスＣＧをもって対向配置された高さＨの励
振アンテナ(20)とを備え、前記バス・バー・ギャップＢ
Ｇは５０ｍｍ程度に設定され、前記クリアランスＣＧは
５〜１５ｍｍ程度に設定され、励振アンテナ高さＨは１
００〜２５０ｍｍ程度に設定され、前記垂直ワイヤーの
本数Ｗは１本以上に設定されると共に、前記デフォッガ
ー(10)の両端に設けたバス・バー(10c,10d) と前記電源
供給線路(13)との間はオープンサーキットＯＣとなって
いることを特徴としている。

【００３０】上記車両用窓ガラスアンテナ装置において
は、デフォッガー(10)がスロットアンテナ(SA)として機
能すると共に、振励アンテナ(20)とデフォッガー(10)と
が相互に強く密結合されているため、ＦＭ波帯に於ける
アンンテナ感度が優れたものとなると共に、受信帯域内
の周波数特性を広帯域化できるため、アンテナのチュー
ニングが極めて容易となる。更にＡＭ波帯においても従
来のアンテナ装置に比べて受信性能（感度）が著しく向
上したものとなる。そして特にアンテナ自体の寸法関係
および窓ガラス(100) に対する位置関係が、最適な状態
に設定されていることから、常に安定して所要のアンテ
ナ特性を発揮し得る如く、アンテナ装置を自動車のリア
ウインドウ(100) 等に対し的確に実装することが可能と
なる。［２］実施形態に示された車両用窓ガラスアンテナ装置
は、前記［１］に記載のアンテナ装置であって、前記車
両の窓ガラスは、自動車のリアウインドウ(100) である
ことを特徴としている。

【００３１】（変形例）本発明は前記実施形態に限定さ
れるものではない。すなわち前記実施形態では本発明を
ＡＭ／ＦＭ波帯用のラジオ波受信用のアンテナ装置に適
用する場合を想定して説明したが、これに限らず、例え
ばＶＨＦ波帯のＴＶ波受信用のアンテナ装置等にも広く
適用可能である。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、広い帯域に亘って受信
感度が高く、しかもチューニング操作が容易なものとな
る等の利点を有する上、常に安定して所要のアンテナ特
性を発揮し得る如く、自動車のリアウインドウ等に対し
て的確に実装することが可能な車両用窓ガラスアンテナ
装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る車両用窓ガラスア
ンテナ装置の構成を示す図。

【図２】本発明の第１実施形態に係る車両用窓ガラスア
ンテナ装置のアンテナ自体の寸法関係およびリアウイン
ドウに対する配置関係を模式的に示す平面図。

【図３】本発明の第１実施形態に係る車両用窓ガラスア
ンテナ装置の特性を示す図で、バス・バー・ギャップＢ
Ｇをパラメータとする水平面内放射パターンを示す図。

【図４】本発明の第１実施形態に係る車両用窓ガラスア
ンテナ装置の特性を示す図で、接続回路の態様をパラメ
ータとする水平面内放射パターンを示す図。

【図５】本発明の第１実施形態に係る車両用窓ガラスア
ンテナ装置の特性を示す図で、垂直ワイヤー本数Ｗをパ
ラメータとする水平面内放射パターンを示す図。

【図６】本発明の第１実施形態に係る車両用窓ガラスア
ンテナ装置の特性を示す図で、垂直ワイヤ本数を２本に
した場合と３本にした場合との水平面内放射パターンを
対比して示す図。

【図７】本発明の第１実施形態に係る車両用窓ガラスア
ンテナ装置の特性を示す図で、クリアランスＣＧをパラ
メータとする水平面内放射パターンを示す図。

【図８】本発明の第１実施形態に係る車両用窓ガラスア
ンテナ装置の特性を示す図で、振励アンテナ高さＨをパ
ラメータとする水平面内放射パターンを示す図。

【符号の説明】

１０…デフォッガー１０ａ…水平ワイヤー、１０ｂ…垂直ワイヤー１０ｃ、１０ｄ…バス・バー１１…車載用バッテリー１２…ノイズフィルタ１３…直流電源供給線路１４Ａ及び１４Ｂ１３…ＦＭチョークコイル２０…励振アンテナ２１…給電点３０…窓枠金属部３１、３２…接続回路ＭＣ…相互密結合部ＳＡ…スロットアンテナＢＧ…バス・バー・ギャップＣＧ…クリアランスＷ…垂直ワイヤー本数Ｈ…励振アンテナ高さ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両端に設けたバス・バーが、窓枠金属部と
の間に所定ギャップＢＧを隔てて対向する如く車両の窓
ガラス面に配設された、厚みが薄くかつ幅の狭いストリ
ップ状導体からなる窓ガラス曇り止め用デフォッガー
と、このデフォッガーと当該デフォッガーに電源を供給する
ための電源供給線路との間を高周波的に分離する手段
と、前記デフォッガーを、長辺部の長さが受信波の波長以下
である網目をもつメッシュ状パターンとなす如く、前記
デフォッガーの基本パターンである水平に平行配設され
た複数本の水平ワイヤーに対して直交する如く設けられ
た垂直ワイヤーと、前記デフォッガーに隣接して配設され、且つ一辺が上記
デフォッガーの一辺に対して相互密結合する如く所定の
クリアランスＣＧをもって対向配置された高さＨの励振
アンテナとを備え、前記バス・バー・ギャップＢＧは５０ｍｍ程度に設定さ
れ、前記クリアランスＣＧは５〜１５ｍｍ程度に設定さ
れ、前記励振アンテナ高さＨは１００〜２５０ｍｍ程度
に設定され、前記垂直ワイヤーの本数Ｗは１本以上に設
定されると共に前記デフォッガーの両端に設けたバス・
バーと前記電源供給線路との間はオープンサーキットに
なっていることを特徴とする車両用窓ガラスアンテナ装
置。
【請求項２】前記車両の窓ガラスは、自動車のリアウイ
ンドウであることを特徴とする請求項１に記載の車両用
窓ガラスアンテナ装置。