JP2001189616A - Glass antenna for microwave - Google Patents

Glass antenna for microwave

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JP2001189616A
JP2001189616A JP37295499A JP37295499A JP2001189616A JP 2001189616 A JP2001189616 A JP 2001189616A JP 37295499 A JP37295499 A JP 37295499A JP 37295499 A JP37295499 A JP 37295499A JP 2001189616 A JP2001189616 A JP 2001189616A
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JP
Japan
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conductor
glass
dielectric
antenna
intermediate layer
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JP37295499A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobutaka Kidera
信隆 木寺
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a glass antenna for microwave, with which production is facilitated and productivity is improved. SOLUTION: A radiation conductor 2 and a ground conductor 3 are located while facing each other across a dielectric intermediate layer 1. A feed conductor 4 is located while being protruded from the radiation conductor 2 through an opening formed on the dielectric intermediate layer 1 and the ground conductor 3, and a microstrip line is formed from the radiation conductor 2 and the ground conductor 3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明に属する技術分野】本発明は、自動車などの車両
や建築物の窓ガラスに対し、マイクロ波を送信又は受信
するためのアンテナ機能を付加したマイクロ波用のガラ
スアンテナに係り、特に、複数のガラス基板を積層する
合せガラスや複層ガラスに好適なガラスアンテナの改良
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microwave glass antenna having an antenna function for transmitting or receiving microwaves to a window glass of a vehicle such as an automobile or a building. The present invention relates to an improvement in a glass antenna suitable for a laminated glass or a multi-layer glass obtained by laminating glass substrates.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、交通システムを取り巻く環境は変
革期を迎えている。自動車の高知能化・情報化が急速に
進み、21世紀初頭には高度道路システムITS(Intelligen
t Transport System)の普及も加速する状況となってい
る。ITSの主要な構成システムには自動料金収受システ
ムETC(Electrical Toll Collection)があり、このシ
ステムは高周波電波(5.8GHz帯)による料金情報・車種情
報・ID番号等の情報送受信で道路利用料金を徴収するも
のである。このETCシステムにおいて、自動車側設置装
置としては、ICカード、ICカード端末及びアンテナより
構成される。このとき、送受信には5.8GHz帯(5.795〜
5.845GHz)に同調したアンテナが必要不可欠となる。そ
して、ICカード端末は通常ダッシュボード上に設置さ
れ、ETC用アンテナとしてはICカード端末内に内蔵され
たチップタイプあるいはマイクロストリップアンテナの
形態が考えられている。
2. Description of the Related Art In recent years, the environment surrounding transportation systems has entered a period of change. Automobiles are becoming more intelligent and computerized rapidly, and in the early 21st century, the intelligent road system ITS (Intelligen
(Transport System) is also accelerating. The main component system of ITS is the automatic toll collection system ETC (Electrical Toll Collection), which collects road usage fees by transmitting and receiving information such as toll information, vehicle type information, ID number, etc. using high-frequency radio waves (5.8 GHz band). Is what you do. In this ETC system, the vehicle-side installation device includes an IC card, an IC card terminal, and an antenna. At this time, 5.8GHz band (5.795 ~
Antennas tuned to 5.845 GHz) are essential. The IC card terminal is usually installed on a dashboard, and a chip type or microstrip antenna built in the IC card terminal is considered as an ETC antenna.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のET
Cシステムにあっては、車外に設置されるアンテナとは
別にICカード端末にETC用アンテナを内蔵させるように
しているので、ICカード端末自体にアンテナ機能を付加
しなければならない分、ICカード端末が高価になり、ET
Cシステムが複雑化してしまうという技術的課題が生ず
る。このような技術的課題を解決するには、ETC用アン
テナ自体を例えば自動車のガラスアンテナとして構成
し、ICカード端末側にアンテナ機能を付さなくてもよい
ようにする手段が考えられる。
However, this type of ET
In the C system, the ETC antenna is built into the IC card terminal separately from the antenna installed outside the vehicle, so the IC card terminal itself must have an antenna function, so the IC card terminal Becomes expensive, ET
There is a technical problem that the C system becomes complicated. In order to solve such a technical problem, there is conceivable a means in which the ETC antenna itself is configured as, for example, a glass antenna of an automobile so that the IC card terminal side does not need to have an antenna function.

【0004】そして、マイクロストリップアンテナをガ
ラスアンテナとして構成する先行例としては、合せガラ
ス等の相対したガラス基板の一枚を誘電体層としてマイ
クロストリップアンテナを構成するようにした技術が既
に提案されている(例えばドイツ国特許DE3834075、特
表平9-502073号公報参照)。ところが、この種の先行例
にあっては、ガラス基板の表裏両面にマイクロストリッ
プアンテナを構成するための導体を形成しなければなら
ないが、ガラス基板の両面にスクリーン印刷などで導体
を形成することは、ガラス基板を搬送する工程にて印刷
パターンの破損の虞れがあり、製造工程上非常に困難で
あるという技術的課題がある。
As a prior example in which a microstrip antenna is configured as a glass antenna, a technique has been proposed in which a microstrip antenna is configured by using one glass substrate such as laminated glass as a dielectric layer. (See, for example, German Patent DE 3834075, Japanese Patent Publication No. 9-502073). However, in this type of prior example, conductors for forming a microstrip antenna must be formed on both front and back surfaces of the glass substrate, but it is not possible to form conductors on both surfaces of the glass substrate by screen printing or the like. However, there is a risk that the printed pattern may be damaged in the process of transporting the glass substrate, and there is a technical problem that it is very difficult in the manufacturing process.

【0005】また、前記先行例には、アンテナ部分を一
体化し、合せガラスの表面に組み付ける手段も提案され
ているが、この手段では、合せガラスの製造工程とは別
工程でアンテナ部分の取付け工程が必要になり、しか
も、アンテナ部分の取付けの為の粘着層あるいは固定治
具が必要になるため、工程数の増大あるいは材料の使用
量増を伴うといった技術的課題が見られる。
In the above-mentioned prior art, a means for integrating the antenna portion and assembling it on the surface of the laminated glass has also been proposed. In addition, since an adhesive layer or a fixing jig for attaching the antenna portion is required, there are technical problems such as an increase in the number of steps and an increase in the amount of material used.

【0006】尚、このような技術的課題は、自動車など
の車両用ガラスアンテナに限られるものではなく、例え
ばビルなどの建築物の窓ガラスに設けられるガラスアン
テナについても同様に生ずるものである。本発明は、以
上の技術的課題を解決するためになされたものであっ
て、少なくとも一対のガラス基板を誘電体中間層を介し
て積層してなる積層ガラスの構造に着目し、生産が容易
で生産性を向上させることができるマイクロ波用のガラ
スアンテナを提供する。
Incidentally, such a technical problem is not limited to a glass antenna for a vehicle such as an automobile, but also arises similarly for a glass antenna provided on a window glass of a building such as a building. The present invention has been made in order to solve the above technical problems, and focuses on the structure of a laminated glass obtained by laminating at least a pair of glass substrates via a dielectric intermediate layer. Provided is a microwave glass antenna capable of improving productivity.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、少
なくとも一対のガラス基板を誘電体中間層を介して積層
してなる積層ガラスに設けられるマイクロ波用のガラス
アンテナであって、誘電体中間層を挟んで放射導体と接
地導体とを対向配置すると共に、誘電体中間層及び接地
導体に形成された孔や切り欠きなどの開口を通じて放射
導体から給電導体を突出配置し、放射導体及び接地導体
にてマイクロストリップ線路を形成するようにしたもの
である。
That is, the present invention relates to a microwave glass antenna provided on a laminated glass obtained by laminating at least a pair of glass substrates with a dielectric intermediate layer interposed therebetween, and comprising: The radiating conductor and the ground conductor are opposed to each other with the layer interposed therebetween, and the feed conductor is arranged so as to protrude from the radiating conductor through openings such as holes and cutouts formed in the dielectric intermediate layer and the ground conductor. The microstrip line is formed by the above.

【0008】このような技術的手段において、積層ガラ
スには、合せガラスや複層ガラスが含まれる。合せガラ
スは自動車などの車両やビル等の建築物に広く使用され
ているガラスである。その構成は例えば2枚のガラス基
板の間に有機フィルムを挟み込んだ構成をなしている。
有機フィルムとしては例えばポリビニルブチラール(PV
B:Polly Vinyl Butylar)などの誘電体が使用される。例
えばPVBの厚みは0.38〜1.54mmのものが一般に使用され、
特に日本国内では自動車用合せガラスには0.76mm厚のも
のが使用されている。 また、複層ガラスは家屋・ビルなどの建築物に近年室内
気温の調整・冷暖房効率化の観点から使用率が近年急速
に高まっているガラスである。その構成は2枚のガラス
基板の間に乾燥空気の層あるいは真空部分を設けた構成
になっている。更に、本件発明の積層ガラスの用途につ
いては、車両用、建築用に限られるものではなく、他の
用途、例えば液晶ディスプレイガラスなどであってもよ
い。尚、本発明では、ガラスアンテナを対象としている
が、基板材質については、ガラスでなくとも、他の誘電
体材料でも適用可能である。
In such technical means, laminated glass includes laminated glass and double glazing. Laminated glass is glass widely used in vehicles such as automobiles and buildings such as buildings. The configuration is, for example, a configuration in which an organic film is sandwiched between two glass substrates.
As an organic film, for example, polyvinyl butyral (PV
B: A dielectric such as Polly Vinyl Butylar) is used. For example, PVB with a thickness of 0.38 to 1.54 mm is generally used,
Especially in Japan, 0.76 mm thick laminated glass for automobiles is used. In addition, double glazing is a glass whose use rate is rapidly increasing in recent years for buildings such as houses and buildings from the viewpoint of adjusting the indoor air temperature and improving the cooling / heating efficiency. The structure is such that a dry air layer or a vacuum portion is provided between two glass substrates. Further, the application of the laminated glass of the present invention is not limited to vehicles and buildings, but may be other applications such as liquid crystal display glass. Although the present invention is directed to a glass antenna, the substrate material is not limited to glass, but may be any other dielectric material.

【0009】また、誘電体中間層としては、PVBなどの
有形誘電体は勿論のこと、空気層などの無形誘電体をも
含むものである。ここで、誘電体中間層については単一
の種類に限られるものではなく、複数種類のものを用い
てもよい。また、無形誘電体を用いる場合には、ガラス
基板間の周囲に有形誘電体を介在させるようにし、内部
に無形誘電体の空気層を確保するようにすればよい。
The dielectric intermediate layer includes not only a tangible dielectric such as PVB but also an intangible dielectric such as an air layer. Here, the dielectric intermediate layer is not limited to a single type, and a plurality of types may be used. When an intangible dielectric is used, a tangible dielectric may be interposed between the glass substrates to secure an air layer of the intangible dielectric inside.

【0010】更に、放射導体と接地導体とは誘電体中間
層を挟んで対向配置されていればよい。この場合におい
て、各導体の製造方法としては、誘電体中間層を挟んだ
一対のガラス基板の内側に夫々放射導体、接地導体を設
けるようにしてもよいし、誘電体中間層を構成する誘電
体シートの両面に各導体を設け、これを一対のガラス基
板で挟むようにするなど適宜選定して差し支えないが、
製造性を考慮すれば、誘電体シートの両面に各導体が設
けられたマイクロストリップアンテナ素子を予め構成し
ておき、これをガラス基板の合せ工程の段階で組み込む
ようにするのが好ましい。
Further, the radiation conductor and the ground conductor may be disposed to face each other with the dielectric intermediate layer interposed therebetween. In this case, as a method of manufacturing each conductor, a radiation conductor and a ground conductor may be provided inside a pair of glass substrates sandwiching the dielectric intermediate layer, respectively, or the dielectric material constituting the dielectric intermediate layer may be provided. Each conductor may be provided on both sides of the sheet, and may be appropriately selected such that it is sandwiched between a pair of glass substrates.
In consideration of manufacturability, it is preferable that a microstrip antenna element in which conductors are provided on both surfaces of a dielectric sheet is preliminarily configured, and the microstrip antenna element is incorporated at the stage of a glass substrate joining process.

【0011】更にまた、放射導体及び接地導体はマイク
ロストリップ線路を形成するものであれば適宜選定して
差し支えない。ここで、両導体がマイクロストリップ線
路を形成するとは、両導体でマイクロストリップアンテ
ナを構成することを意味し、受信のときには、放射導体
と接地導体との間に生じる電圧にて受信信号を取り込
み、送信のときには、両導体間に送信信号の電圧を印加
することで電波を放射するものである。このとき、本件
発明のアンテナ機能としては、任意の周波数のものに対
応して差し支えないが、特に、周波数GHz帯域(マイク
ロ波帯域)の電波送受信性能について有効であり、例え
ば1.0〜10.0GHzの周波数帯域が好ましい。
Further, the radiation conductor and the ground conductor may be appropriately selected as long as they form a microstrip line. Here, that both conductors form a microstrip line means that both conductors constitute a microstrip antenna, and at the time of reception, a received signal is captured by a voltage generated between a radiation conductor and a ground conductor, At the time of transmission, radio waves are radiated by applying a voltage of a transmission signal between both conductors. At this time, the antenna function of the present invention may correspond to any frequency, but it is particularly effective for radio wave transmission / reception performance in a frequency GHz band (microwave band), for example, a frequency of 1.0 to 10.0 GHz. Bands are preferred.

【0012】また、放射導体や接地導体、あるいは、誘
電体中間層の設計については、既存のマイクロストリッ
プアンテナの設計式を適用することが可能である。すな
わち、マイクロストリップアンテナ(MSA:Micro Strip
Antenna)は、高周波伝送路であるマイクロストリップ経
路(MSL:Micro Strip Line)の伝送損失を積極的に電波
放射に利用したものであり、例えば図6に示すように、
放射導体2と接地導体3とをある間隔(誘電体中間層1
の厚さに相当)で平行に配列し、接地導体3と反対方向
へ電波を放射する特性を有するアンテナである。尚、図
6中、符号4は放射導体2に接続される給電導体であ
り、接地導体3とは非接触配置されている。
[0012] For the design of the radiation conductor, the ground conductor, or the dielectric intermediate layer, it is possible to apply the existing microstrip antenna design formula. That is, a microstrip antenna (MSA: Micro Strip)
Antenna) positively utilizes the transmission loss of a microstrip path (MSL: Micro Strip Line), which is a high-frequency transmission path, for radio wave radiation. For example, as shown in FIG.
A certain distance between the radiation conductor 2 and the ground conductor 3 (dielectric intermediate layer 1
(Equivalent to the thickness of the ground conductor 3), and has the characteristic of emitting radio waves in the direction opposite to the ground conductor 3. In FIG. 6, reference numeral 4 denotes a power supply conductor connected to the radiation conductor 2, which is arranged in non-contact with the ground conductor 3.

【0013】ここで、各導体2,3間の厚みをh [m
m]、放射導体2の長さをa[mm]、高効率に放射すること
が可能な電波の周波数(共振周波数)をfr[Hz]とする。
そして、放射導体2の幅w[mm](図示せず)は放射され
る電波の周波数にはあまり関係しないが、例えば正方形
の場合には断らない限りw≒aとする。以下の数1で示
す数式(1)〜(3)は広く知られている方形MSAの設
計式である。尚、これらの数式は、放射導体2の表面に
ガラス基板等の誘電体が存在しない場合(εr=1.0
の空気の場合)の設計式である。
Here, the thickness between the conductors 2 and 3 is defined as h [m
m], the length of the radiation conductor 2 is a [mm], and the frequency (resonance frequency) of a radio wave capable of radiating with high efficiency is fr [Hz].
The width w [mm] (not shown) of the radiating conductor 2 has little relation to the frequency of the radiated radio wave. For example, in the case of a square, w ≒ a unless otherwise specified. Equations (1) to (3) shown in Equation 1 below are widely known square MSA design equations. Note that these equations are obtained when a dielectric such as a glass substrate does not exist on the surface of the radiation conductor 2 (εr = 1.0
This is the design equation for the case of air.

【0014】[0014]

【数1】 (Equation 1)

【0015】更に、マイクロストリップ経路の特性イン
ピダンスをZ0とすると、Z0は、以下のように表され
る。 Z0=377/(√εeff[w/h+1.393+0.677ln(w/h+1.444)]) 但し、εeff=(εr+1)/2+(εr-1)/2(1+12h/w)-1/2
Further, assuming that the characteristic impedance of the microstrip path is Z 0 , Z 0 is expressed as follows. Z 0 = 377 / (√εeff [w / h + 1.393 + 0.677ln (w / h + 1.444)]) where εeff = (εr + 1) / 2 + (εr-1) / 2 (1 + 12h / w) -1/2

【0016】上式のように、放射導体2の寸法aと、放
射導体2、接地導体3間の距離hを調整することによっ
て高効率に周波数を放射することが可能である。
As described above, by adjusting the dimension a of the radiation conductor 2 and the distance h between the radiation conductor 2 and the ground conductor 3, it is possible to radiate the frequency with high efficiency.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいて本発明を詳細に説明する。 ◎実施の形態1 図1は本発明が適用されたマイクロ波用のガラスアンテ
ナの実施の形態1を示す。同図において、ガラスアンテ
ナは自動車用ガラスアンテナであり、本例のガラス5は
一対のガラス基板5a,5b(5a:車外側ガラス基
板,5b:車内側ガラス基板)をポリビニルブチラール
(PVB)製の誘電体中間層1を介して積層した合せガラ
スである。一方、本例のガラスアンテナは、誘電体中間
層1部分にマイクロストリップアンテナ素子(以下必要
に応じてMSA素子という)10を組み込み、これを一
対のガラス基板5a,5b間に挟み込むようにしたもの
である。尚、図1(a)は車外側ガラス基板5aを一部
破断した正面説明図、(b)は(a)中B−B線断面説
明図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings. First Embodiment FIG. 1 shows a microwave glass antenna according to a first embodiment of the present invention. In the figure, a glass antenna is a glass antenna for an automobile, and a glass 5 of this example is made of a pair of glass substrates 5a and 5b (5a: outer glass substrate, 5b: inner glass substrate) made of polyvinyl butyral (PVB). It is a laminated glass laminated with a dielectric intermediate layer 1 interposed therebetween. On the other hand, the glass antenna of this example has a microstrip antenna element (hereinafter, referred to as an MSA element as required) 10 incorporated in the dielectric intermediate layer 1 and is sandwiched between a pair of glass substrates 5a and 5b. It is. 1A is an explanatory front view of the vehicle exterior glass substrate 5a partially cut away, and FIG. 1B is an explanatory sectional view taken along line BB in FIG. 1A.

【0018】本実施の形態において、誘電体中間層1
は、例えばPVBからなる誘電体中間膜11の一部を矩形
状にくり抜き、このくり抜き開口12(図2参照)に対
応した箇所にMSA素子10を嵌め込むようにしたもの
である。そして、MSA素子10は、図1及び図2に示
すように、例えばPVBからなる矩形状の誘電体シート1
3の車外側面の一部に例えば矩形状の放射導体2を設け
る一方、誘電体シート13の車内側面全域には接地導体
3を設け、放射導体2に対応した領域の誘電体シート1
3の一部及び接地導体3には給電用貫通孔14を開設す
ると共に、放射導体2の車内側面には前記給電用貫通孔
14を通じて貫通配置される給電導体4(本例ではピン
構成)を前記接地導体3とは非接触状態で突出形成する
ようにしたものである。この場合において、図3(a)
に模式的に示すように、誘電体シート13を挟む放射導
体2と接地導体4とでマイクロストリップ線路が形成さ
れるようになっている。
In the present embodiment, the dielectric intermediate layer 1
Is such that a part of a dielectric intermediate film 11 made of, for example, PVB is cut out in a rectangular shape, and the MSA element 10 is fitted into a portion corresponding to the cutout opening 12 (see FIG. 2). As shown in FIGS. 1 and 2, the MSA element 10 has a rectangular dielectric sheet 1 made of, for example, PVB.
For example, a rectangular radiating conductor 2 is provided on a part of the outer surface of the vehicle 3, while a ground conductor 3 is provided on the entire inner surface of the dielectric sheet 13, and the dielectric sheet 1 in a region corresponding to the radiating conductor 2 is provided.
A power supply through hole 14 is formed in a part of the ground conductor 3 and the ground conductor 3, and a power supply conductor 4 (in this example, a pin configuration) penetratingly arranged through the power supply through hole 14 is provided on the vehicle interior surface of the radiation conductor 2. The ground conductor 3 is formed so as to protrude in a non-contact state. In this case, FIG.
As schematically shown in FIG. 1, the radiation conductor 2 and the ground conductor 4 sandwiching the dielectric sheet 13 form a microstrip line.

【0019】ここで、誘電体中間層1として、ガラス5
より高い誘電率の誘電体(例えば高ペロブスカイト構造
の誘電率セラミックスなど)を用いることにより、放射
導体2の小型化を図ることが可能である(前述の(1)
式参照)。また、放射導体2及び接地導体3は、導電性
ペーストの焼き付けで形成するほか、導体箔、導体フィ
ルム、導電性薄膜、導体板などを用いるなど適宜選定し
て差し支えない。更に、給電導体4については例えば放
射導体2にハンダ付け、溶接、一体成型などの適宜手段
にて連結するようにすればよい。
Here, as the dielectric intermediate layer 1, glass 5
By using a dielectric having a higher dielectric constant (for example, a dielectric ceramic having a high perovskite structure), it is possible to reduce the size of the radiation conductor 2 (see (1) above).
See formula). The radiation conductor 2 and the ground conductor 3 may be formed by baking a conductive paste, or may be appropriately selected by using a conductive foil, a conductive film, a conductive thin film, a conductive plate, or the like. Further, the power supply conductor 4 may be connected to the radiation conductor 2 by appropriate means such as soldering, welding, or integral molding.

【0020】更に、車内側ガラス基板5bには孔開け加
工あるいはガラス基板5bを切り欠くなどしてコネクタ
用開口20が開設されており、このコネクタ用開口20
内に前記給電導体4が突出配置されると共に、接地導体
3の給電用貫通孔14の周囲には導電性の筒状の接続コ
ネクタ21が給電導体4とは非接触で配設されている。
尚、接続コネクタ21は外筒部に雄ネジ部を有する。一
方、車内側の受信及び送信を可能とする通信装置には同
軸ケーブル22が接続されており、この同軸ケーブル2
2の先端コネクタ23が前記接続コネクタ21に螺合接
続され、同軸ケーブル22の外部導体(図示せず)が接
続コネクタ21を介して接地導体3に接続されると共
に、同軸ケーブル22の内部導体(図示せず)が給電導
体4に接続されるようになっている。
Further, a connector opening 20 is formed in the vehicle interior glass substrate 5b by punching or cutting out the glass substrate 5b.
The power supply conductor 4 is arranged so as to protrude therein, and a conductive tubular connection connector 21 is provided around the power supply through hole 14 of the ground conductor 3 in a non-contact manner with the power supply conductor 4.
Note that the connection connector 21 has a male screw portion in the outer cylinder portion. On the other hand, a coaxial cable 22 is connected to a communication device that enables reception and transmission inside the vehicle.
2 of the coaxial cable 22 is screwed to the connection connector 21, an outer conductor (not shown) of the coaxial cable 22 is connected to the ground conductor 3 via the connection connector 21, and an inner conductor ( (Not shown) is connected to the power supply conductor 4.

【0021】また、放射導体2に対する給電導体4の配
設箇所については、後述するように、インビダンス特性
をマッチングさせるように、放射導体2の中央点から何
れかに偏倚(オフセット)した位置を選定することが好
ましい。
As will be described later, the position of the feed conductor 4 with respect to the radiation conductor 2 is set at a position deviated (offset) from the center of the radiation conductor 2 to any position so as to match the impedance characteristics. It is preferable to select one.

【0022】次に、本実施の形態に係るガラスアンテナ
の製造工程について説明する。本実施の形態において、
ガラスアンテナの製造工程は、図2に示すように、MS
A素子10を作成するMSA素子作成工程と、このMS
A素子10をガラス基板5a,5b間に封入する合せガ
ラス封入工程と、最終的にガラス基板5a,5bを圧着
する合せガラス圧着工程とで構成される。
Next, a manufacturing process of the glass antenna according to the present embodiment will be described. In the present embodiment,
As shown in FIG. 2, the manufacturing process of the glass antenna
An MSA element forming step of forming the A element 10;
It comprises a laminated glass sealing step of sealing the A element 10 between the glass substrates 5a and 5b, and a laminated glass pressing step of finally bonding the glass substrates 5a and 5b.

【0023】ここで、MSA素子作成工程は、例えば以
下に示す工程を経て行われる。 誘電体シート13の両面に放射導体2及び接地導体
3となる接着性の銅箔を貼り付け、誘電体シート13及
び接地導体3に給電用貫通孔14を開設する。 そして、誘電体シート13及び接地導体3に開設し
た給電用貫通孔14に給電導体4を通し、給電端子4と
放電導体2とをはんだ付け等で接続する。 この後、前記給電用貫通孔14の周囲の接地導体3
に対して接続コネクタ21をはんだ付け等で接続する。 この段階において、接続コネクタ21を備えるMS
A素子10が完成する。
Here, the MSA element forming step is performed, for example, through the following steps. Adhesive copper foils serving as the radiating conductor 2 and the ground conductor 3 are attached to both surfaces of the dielectric sheet 13, and power supply through holes 14 are opened in the dielectric sheet 13 and the ground conductor 3. Then, the power supply conductor 4 is passed through the power supply through hole 14 formed in the dielectric sheet 13 and the ground conductor 3, and the power supply terminal 4 and the discharge conductor 2 are connected by soldering or the like. Thereafter, the ground conductor 3 around the power supply through-hole 14 is formed.
To the connector 21 by soldering or the like. At this stage, the MS including the connector 21
The A element 10 is completed.

【0024】次に、合せガラス封入工程は、例えば以下
に示す工程を経て行われる。 先ず、誘電体中間膜11の内部をMSA素子10形
状に対応してくり抜く。 この後、車内側ガラス基板5bにコネクタ用開口2
1を開設する。 そして、車外側ガラス基板5aと誘電体中間膜11
とを重ね、誘電体中間膜11のくり抜き開口12に前記
MSA素子10を嵌め込んだ後、前記車内側ガラス基板
5bを重ねる。 この後、前工程で積層したもの一式を位置ずれしな
いように例えばテープで貼り、ビニール袋等の真空パッ
クに入れる。 そして、真空引きし、真空パックを加熱加圧する。
Next, the laminated glass enclosing step is performed, for example, through the following steps. First, the inside of the dielectric intermediate film 11 is cut out corresponding to the shape of the MSA element 10. Thereafter, the connector opening 2 is formed in the vehicle interior glass substrate 5b.
Open 1 The outer glass substrate 5a and the dielectric interlayer 11
After the MSA element 10 is fitted into the hollow opening 12 of the dielectric intermediate film 11, the car interior glass substrate 5b is laminated. Thereafter, the set that was laminated in the previous process is attached with, for example, tape so as not to be displaced, and is placed in a vacuum pack such as a plastic bag. Then, a vacuum is drawn, and the vacuum pack is heated and pressurized.

【0025】最後に、合せガラス圧着工程、すなわち、
真空パックに入った合せガラス一式をオートクレーブに
入れることにより合せガラスが圧着されて完成する。
Finally, a laminated glass pressing step, that is,
A set of laminated glass in a vacuum pack is placed in an autoclave, and the laminated glass is pressed and completed.

【0026】このような製造工程においては、合せガラ
ス封入工程では既に作成済みのMSA素子10を合せガ
ラス用のガラス基板5a,5b間に封入するのみで、後
は通常の合せガラスと同様に作成することができ、生産
性が著しく向上する。この点、従来のガラスアンテナの
製造方法にあっては、合せガラスの製造工程の中で、ガ
ラス基板と共にMSA素子を作成しなければならにない
ため、生産性が著しく低下する。
In such a manufacturing process, in the laminated glass encapsulating process, the already prepared MSA element 10 is merely encapsulated between the glass substrates 5a and 5b for laminated glass, and thereafter, it is produced in the same manner as ordinary laminated glass. And productivity is remarkably improved. In this regard, in the conventional method for manufacturing a glass antenna, since the MSA element must be formed together with the glass substrate in the manufacturing process of the laminated glass, the productivity is significantly reduced.

【0027】また、本実施の形態にあっては、図3
(a)に示すように、小さな誘電体シート13に対して
MSA素子10を作成するようにしたため、MSA素子
10の製造装置自体を小型化することが可能になるが、
図3(b)に示すように、誘電体中間層1を構成する誘
電体中間膜11そのものに対しMSA素子10を作成す
るようにしてもよい。このようにすれば、誘電体中間膜
11にくり抜き開口12を形成するなどの工程を省略す
ることが可能である。
In this embodiment, FIG.
As shown in (a), the MSA element 10 is formed on a small dielectric sheet 13, so that the manufacturing apparatus itself of the MSA element 10 can be reduced in size.
As shown in FIG. 3B, the MSA element 10 may be formed for the dielectric intermediate film 11 itself constituting the dielectric intermediate layer 1. By doing so, it is possible to omit a process such as forming a hollow opening 12 in the dielectric intermediate film 11.

【0028】また、本実施の形態に係るガラスアンテナ
の作動について説明する。今、給電導体4を通じて放射
導体2に給電されると、放射導体2の長さ(図6のa参
照)及び各導体2,3間の厚さ(図6のh参照)を適宜
設定しておけば、マイクロストリップアンテナとして機
能し、高効率に周波数を放射することが可能である。こ
こで、放射導体2側のガラス基板5aは誘電体であるか
ら、送受信する電波の波長が誘電体の波長短縮効果(誘
電体中の電磁波の伝搬速度遅延効果)によってガラスの
有無によりマイクロストリップアンテナ(MSA)の共振
波長が変わるものと推定される。このため、同じ波長の
電波に共振させる場合、ガラスがあると放射導体2の寸
法はガラスがない時よりも寸法を小さくする必要があ
る。また、本実施の形態において、合わガラスのガラス
基板5aのうち、放射導体2に対応した部分にガラスが
なくとも、MSAとして機能させることは可能である。こ
のとき、放射導体2に対応した部分にガラスのない態様
を構成するには、ガラス基板5aをずらす、くり抜く、
切り欠くなどの方法により実現することができる。
The operation of the glass antenna according to this embodiment will be described. Now, when power is supplied to the radiation conductor 2 through the power supply conductor 4, the length of the radiation conductor 2 (see FIG. 6A) and the thickness between the conductors 2 and 3 (see FIG. 6H) are appropriately set. Otherwise, it functions as a microstrip antenna and can radiate frequency with high efficiency. Here, since the glass substrate 5a on the radiation conductor 2 side is a dielectric, the wavelength of the transmitted / received radio wave is determined by the effect of shortening the wavelength of the dielectric (effect of delaying the propagation speed of the electromagnetic wave in the dielectric) by the presence or absence of the glass. It is estimated that the resonance wavelength of (MSA) changes. For this reason, when resonating with radio waves of the same wavelength, it is necessary to make the size of the radiation conductor 2 smaller when glass is present than when there is no glass. Further, in the present embodiment, it is possible to function as an MSA even if there is no glass in a portion corresponding to the radiation conductor 2 in the laminated glass substrate 5a. At this time, in order to configure an aspect without glass in a portion corresponding to the radiation conductor 2, the glass substrate 5a is shifted, hollowed out,
It can be realized by a method such as notching.

【0029】また、図5(a)(b)に示す比較の形態
モデル及び実施の形態モデルについて、使用周波数Fre
q.に対する反射係数を調べたところ、図4に示すような
結果が得られた。ここで、図5(a)は、一辺がkの矩
形状接地導体3で、一辺がd(本例では15.4mm)
の矩形状放射導体2を有し、放射導体2の中央に給電導
体4を設けた比較の形態モデル、図5(b)は一辺がk
の矩形状接地導体3で、一辺dの矩形状放射導体2であ
って、放射導体2の端部から縦横s(本例では3mm)
だけ偏倚(オフセット)して給電導体4を設け、かつ、
この給電導体4側のガラス基板5aを除いた実施の形態
モデルである。
Further, with respect to the comparative form model and the embodiment model shown in FIGS.
When the reflection coefficient for q. was examined, the results shown in FIG. 4 were obtained. Here, FIG. 5A shows a rectangular ground conductor 3 having one side of k, and one side of d (15.4 mm in this example).
5B, and a comparative form model in which the feed conductor 4 is provided at the center of the radiating conductor 2, and FIG.
, And a rectangular radiating conductor 2 on one side d, which is 3 mm in length and width (3 mm in this example) from the end of the radiating conductor 2.
The power supply conductor 4 is provided with a deviation (offset) only by
This is an embodiment model excluding the glass substrate 5a on the power supply conductor 4 side.

【0030】図4において、実線は実施の形態モデル
(図5(b))、点線は中央給電の比較の形態モデルを
示す。同図によれば、本実施の形態モデル(図5
(b))では、5.5[GHz]の周波数付近で十分な反射
係数が得られており、良好なアンテナ性能が得られるこ
とが理解される。尚、比較の形態モデル(中央給電)の
場合に十分な反射係数が得られないのは、インビダンス
が通常50Ωにマッチングする必要があるが、中央給電
の場合には50Ωよりも異常に高いインビダンスにな
り、インビダンス特性のマッチングが出来ないことによ
る。
In FIG. 4, the solid line shows the embodiment model (FIG. 5B), and the dotted line shows the comparison model of the central power supply. According to the figure, the model of the present embodiment (FIG. 5)
In (b)), a sufficient reflection coefficient is obtained near the frequency of 5.5 [GHz], and it is understood that good antenna performance is obtained. The reason why a sufficient reflection coefficient cannot be obtained in the case of the comparative morphological model (central power supply) is that the impedance usually needs to match 50Ω, but in the case of central power supply, the impedance is abnormally higher than 50Ω. This is due to the fact that it becomes a dance and cannot match the impedance characteristics.

【0031】また、誘電体中間層1の構造については、
上記実施の形態に限られるものではなく、例えばPVB以
外の誘電体(例えばテフロンなど)を使用するなど適宜
設計変更して差し支えない。また、建築用の複層ガラス
にあっては、図3(a)の誘電体シート13の代わり
に、ガラス基板5a,5b相互間に乾燥空気あるいは真
空の誘電体層を設けるようにしてもよい。このようにす
れば、誘電体材料が不要でより高い放射効率が得られる
点で好ましい。
The structure of the dielectric intermediate layer 1 is as follows.
The present invention is not limited to the above embodiment, and the design may be changed as appropriate, for example, by using a dielectric material other than PVB (for example, Teflon). Further, in the case of a double-glazing glass for architectural purposes, a dry air or vacuum dielectric layer may be provided between the glass substrates 5a and 5b instead of the dielectric sheet 13 of FIG. . This is preferable in that a dielectric material is unnecessary and higher radiation efficiency can be obtained.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、少なくとも一対のガラス基板に誘電体中間層を介し
て積層した積層ガラスの構造に着目し、誘電体中間層を
利用してマイクロストリップアンテナを構成するように
したので、マイクロ波用のマイクロストリップアンテナ
を簡便に形成することが可能になり、その分、生産容易
であって生産性を向上させることができるガラスアンテ
ナを確実に提供することができる。
As described above, according to the present invention, attention is paid to the structure of a laminated glass laminated on at least a pair of glass substrates with a dielectric intermediate layer interposed therebetween, and microstructures are formed using the dielectric intermediate layer. Since the strip antenna is configured, it is possible to easily form a microstrip antenna for microwaves, and accordingly, it is possible to reliably provide a glass antenna that is easy to produce and can improve productivity. can do.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 (a)は実施の形態1に係るマイクロ波用の
ガラスアンテナの正面図、(b)はB−B線断面図であ
る。
FIG. 1A is a front view of a microwave glass antenna according to a first embodiment, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line BB.

【図2】 実施の形態1に係るガラスアンテナの分解構
成図である。
FIG. 2 is an exploded configuration diagram of the glass antenna according to the first embodiment.

【図3】 (a)は本実施の形態に係るガラスアンテナ
の模式図、(b)はその変形形態を示す模式図である。
FIG. 3A is a schematic diagram of a glass antenna according to the present embodiment, and FIG. 3B is a schematic diagram showing a modification thereof.

【図4】 図5(a)(b)に示す各モデルの反射係数
の測定結果を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a measurement result of a reflection coefficient of each model shown in FIGS.

【図5】 (a)(b)は反射係数の測定モデルを示す
説明図である。
FIGS. 5A and 5B are explanatory diagrams showing a measurement model of a reflection coefficient.

【図6】 本発明に係るガラスアンテナの基本構成(マ
イクロストリップアンテナ(MSA))を示す説明図であ
る。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a basic configuration (microstrip antenna (MSA)) of a glass antenna according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ・・・ 誘電体中間層,2…放射導体,3…接地導体,4
…給電導体,5(5a,5b)…ガラス,10…MSA
(マイクロストリップアンテナ)素子.11…誘電体中
間膜,12…くり抜き開口,13…誘電体シート,14
…給電用貫通孔,15…誘電体層,20…コネクタ用開
口,21…接続コネクタ,22…同軸ケーブル,23…
先端コネクタ
1 ... dielectric intermediate layer, 2 ... radiation conductor, 3 ... ground conductor, 4
... power supply conductor, 5 (5a, 5b) ... glass, 10 ... MSA
(Microstrip antenna) element. 11 dielectric intermediate film, 12 hollow opening, 13 dielectric sheet, 14
... Power supply through hole, 15 ... Dielectric layer, 20 ... Connector opening, 21 ... Connector, 22 ... Coaxial cable, 23 ...
Tip connector

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも一対のガラス基板を誘電体中
間層を介して積層してなる積層ガラスに設けられるマイ
クロ波用のガラスアンテナであって、 誘電体中間層を挟んで放射導体と接地導体とを対向配置
すると共に、誘電体中間層及び接地導体に形成された開
口を通じて放射導体から給電導体を突出配置し、放射導
体及び接地導体にてマイクロストリップ線路を形成する
ようにしたことを特徴とするマイクロ波用のガラスアン
テナ。
1. A microwave glass antenna provided on a laminated glass obtained by laminating at least a pair of glass substrates with a dielectric intermediate layer interposed therebetween, comprising: a radiation conductor and a ground conductor sandwiching the dielectric intermediate layer. And a feed conductor is projected from the radiation conductor through an opening formed in the dielectric intermediate layer and the ground conductor, so that a microstrip line is formed by the radiation conductor and the ground conductor. Glass antenna for microwave.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004027692A1 (en) * 2004-03-10 2005-10-06 Daimlerchrysler Ag Use of an inverted L antenna in a motor vehicle

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