JP2003017919A - 自動車用窓ガラスアンテナ - Google Patents

自動車用窓ガラスアンテナ

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JP2003017919A
JP2003017919A JP2001204247A JP2001204247A JP2003017919A JP 2003017919 A JP2003017919 A JP 2003017919A JP 2001204247 A JP2001204247 A JP 2001204247A JP 2001204247 A JP2001204247 A JP 2001204247A JP 2003017919 A JP2003017919 A JP 2003017919A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】AM帯及びFM帯の感度に優れている自動車用
窓ガラスアンテナを提供する。 【解決手段】第1のエレメント2及び第2のエレメント
3は接続導体6を介して給電点5に接続され、第1のエ
レメント2は接続導体6を起点として窓ガラス板10の
周縁部に沿って反時計回り方向に伸長され、伸長される
途中で分岐し折返して第1のエレメント2の外側に時計
回り方向に伸長される折返しエレメント2aを有し、第
2のエレメント3は接続導体6を起点として窓ガラス板
10の周縁部に沿って第1のエレメント2の外側に反時
計回り方向に伸長され、第2のエレメント3と折返しエ
レメント2aとが容量結合される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、中波放送帯(AM
帯)(520〜1700kHz)、長波放送帯(LW
帯)(150〜280kHz)、日本のラジオFM放送
帯(76〜90MHz)及び米国のラジオFM放送帯
(88〜108MHz)(欧州のラジオFM放送帯も同
周波数)等の放送帯の受信に適する自動車用窓ガラスア
ンテナに関する。なお、以下、日本のラジオFM放送帯
又は米国のラジオFM放送帯を単にFM帯という。
【0002】
【従来の技術】従来、図2に示す自動車用窓ガラスアン
テナを用いてAM帯及びFM帯を受信していた(実開平
6−13207)。この従来例では、給電点25にそれ
ぞれの一旦を接続した第1のアンテナエレメント21と
第2のアンテナエレメント22とが後部サイド窓ガラス
板10に設けられており、第1のアンテナエレメント2
1は給電点25を起点として時計回り方向に伸長され、
第2のアンテナエレメント22は給電点25を起点とし
て第1のアンテナエレメント21を囲むように反時計回
り方向に伸長されて配されている。
【0003】この従来の自動車用窓ガラスアンテナでF
M帯等の50MHz以上の周波数帯を受信すると、無指
向性にならない問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
有する問題点を解消し、50MHz以上の周波数帯を無
指向性で受信できる自動車用窓ガラスアンテナの提供を
目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、アンテナ導体
及びアンテナ導体の給電点が自動車の窓ガラス板に設け
られている自動車用窓ガラスアンテナにおいて、アンテ
ナ導体は第1のエレメント及び第2のエレメントを備え
ており、第1のエレメント及び第2のエレメントは接続
導体を介して又は直接に給電点に接続されており、車内
側又は車外側から見て、第1のエレメントは接続導体又
は給電点を起点として窓ガラス板の周縁部に沿って反時
計回り方向に伸長され、伸長される途中で分岐し折返し
て第1のエレメントの外側に時計回り方向に伸長される
折返しエレメントを有し、第2のエレメントは接続導体
又は給電点を起点として窓ガラス板の周縁部に沿って第
1のエレメントの外側に反時計回り方向に伸長されてお
り、第2のエレメントと折返しエレメントとが容量結合
されていることを特徴とする自動車用窓ガラスアンテナ
を提供する。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に従って詳細
に説明する。図1は本発明の自動車用窓ガラスアンテナ
の一実施例の構成図であり、図3は図1とは別の実施例
の構成図である。図1、3において、第2のエレメント
3は後部サイド窓ガラス板10の上辺付近に配設されて
おり、後部サイド窓ガラス板10の中心から見て第2の
エレメント3の方向が上方である。なお、50MHz以
上の周波数帯を高周波帯と称する。
【0007】本発明の自動車用窓ガラスアンテナが設け
られる窓ガラス板は、前部窓ガラス板、前部窓ガラス
板、ルーフ窓ガラス板等どのようなものであってもよい
が、図1ではこれらの窓ガラス板の代わりに後部サイド
窓ガラス板10を用いることとする。
【0008】図1、3に示すとおり、アンテナ導体及び
アンテナ導体の給電点5が自動車の後部サイド窓ガラス
板10に設けられている。アンテナ導体に励起される受
信信号は給電点5と同軸ケーブル等のケーブル(不図
示)とを介して受信機(不図示)に送られる。アンテナ
導体は、第1のエレメント2及び第2のエレメント3を
備えている。
【0009】図1、3の例では、給電点5から略水平方
向に接続導体6が伸長されている。第1のエレメント2
及び第2のエレメント3は、それらの給電点5の近傍部
分において、接続導体6によって給電点5に接続されて
いる。第1のエレメント2及び第2のエレメント3は接
続導体6を介して給電点5に接続されていてもよく、そ
れぞれ直接に給電点に接続される。
【0010】第1のエレメント2は接続導体6を起点と
して後部サイド窓ガラス板10の周縁部に沿って反時計
回り方向に伸長されている。しかし、第1のエレメント
2が直接に給電点に接続されている場合には、給電点5
を起点として窓ガラス板10の周縁部に沿って反時計回
り方向に伸長されていてもよい。第1のエレメント2
は、伸長される途中で分岐し折返して第1のエレメント
2の外側に時計回り方向に伸長される折返しエレメント
2aを有している。
【0011】第2のエレメント3は接続導体6を起点と
して後部サイド窓ガラス板10の周縁部に沿って折返し
エレメント2aの外側に反時計回り方向に伸長されてい
る。しかし、第2のエレメント3が直接に給電点に接続
されている場合には、給電点5を起点として後部サイド
窓ガラス板10の周縁部に沿って反時計回り方向に伸長
される。
【0012】図1、3において、折返しエレメント2a
は、第1のエレメント2の途中から分岐し折返して後部
サイド窓ガラス板10の周縁部に沿って時計回り方向に
伸長され、かつ、第1のエレメント2と第2のエレメン
ト3との間に配されている。
【0013】本発明では、第2のエレメント3と折返し
エレメント2aとが容量結合されている。第2のエレメ
ント3と折返しエレメント2aとの容量結合の範囲につ
いては、第2のエレメント3と折返しエレメント2aと
の最短間隔が、通常、0.1〜50mm程度の範囲で容
量結合される。0.1mm未満では、第2のエレメント
3と折返しエレメント2aとが含む金属のマイグレーシ
ョン等が起こり、両者が短絡してしまう危険性がある。
第2のエレメント3と折返しエレメント2aとの最短間
隔が50mm超では両者が効果的な容量結合となりにく
い。好ましい範囲は0.2〜30mmである。この容量
結合によって高周波帯において無指向性になり、かつ、
AM帯及びLW帯等の50MHz未満の周波数帯におい
て第2のエレメント3と折返しエレメント2aとの導体
の実効長が長くなり、感度が向上する。
【0014】第3のエレメント1は必要に応じて設けら
れるエレメントであり、図3では第3のエレメント1の
給電点5の近傍部分において、接続導体6によって給電
点5に接続されている。第3のエレメント1は接続導体
6を起点として後部サイド窓ガラス板10の周縁部に沿
って第1のエレメント2の内側に反時計回り方向に伸長
される。
【0015】第4のエレメント4は必要に応じて設けら
れるエレメントであり、図3では第4のエレメント4の
給電点5の近傍部分において、接続導体6によって給電
点5に接続されている。なお、第4のエレメント4が直
接に給電点5に接続されていてもよい。第4のエレメン
ト4は接続導体6又は給電点5を起点として後部サイド
窓ガラス板10の周縁部に沿って調整用エレメント71
(後述)の外側に時計回り方向に伸長される。
【0016】第5のエレメント12は必要に応じて設け
られるエレメントであり、図3では第5のエレメント1
2の給電点5の近傍部分において、接続導体6によって
給電点5に接続されている。なお、第5のエレメント1
2が直接に給電点5に接続されていてもよい。第5のエ
レメント12は接続導体6又は給電点5を起点として後
部サイド窓ガラス板10の周縁部に沿って第4のエレメ
ント4の外側に時計回り方向に伸長される。
【0017】第1の付設用接続導体7と調整用エレメン
ト71とは必要に応じて設けられるエレメントであり、
第1の付設用接続導体7と調整用エレメント71とが設
けられる場合には第1の付設用接続導体7により第1の
エレメント2に調整用エレメント71が接続されてい
る。なお、図1、3の例に限定されず、第1の付設用接
続導体7を介さずに第1のエレメント2から分岐して調
整用エレメント71が伸長してもよい。
【0018】図1、3の例では、第1のエレメント2の
下辺に第1の付設用接続導体7が設けられており、第1
の付設用接続導体7が下方に伸長されている。しかし、
これに限定されず、第1のエレメント2の他の辺に第1
の付設用接続導体7が設けられていてもよい。
【0019】図1の例では、調整用エレメント71が第
1の付設用接続導体7を起点として後部サイド窓ガラス
板10の周縁部に沿って第1のエレメント2の外側に時
計回り方向に伸長されている。調整用エレメント71と
第4のエレメント4とは、容量結合されていることが好
ましい。この容量結合によって高周波帯において無指向
性になり、かつ、AM帯及びLW帯等の50MHz未満
の周波数帯において調整用エレメント71と第4のエレ
メント4との導体の実効長が長くなり、感度が向上す
る。
【0020】第1のエレメント2の導体長(折返しエレ
メント2aの導体長を含まず)は、所望の高周波帯の中
心周波数の波長をλとするとき、0.6×λ×K〜
λ×Kとすることが好ましい。この範囲内である場合
にはこの範囲外である場合と比較して、所望の高周波帯
の感度が向上する。なお、Kはガラス短縮率であり、通
常0.64である。なお、米国のラジオFM帯のλ
98MHzである。
【0021】第2のエレメント3の導体長は、0.6×
λ/2×K〜λ/2×Kとすることが好ましい。こ
の範囲内である場合にはこの範囲外である場合と比較し
て、所望の高周波帯の感度が向上する。
【0022】調整用エレメント71の導体長は、0.6
×λ/4×K〜1.2×λ/4×Kとすることが好
ましい。この範囲内である場合にはこの範囲外である場
合と比較して、所望の高周波帯の感度が向上する。
【0023】第3のエレメント1の導体長は、0.6×
λ/2×K〜λ/2×Kとすることが好ましい。こ
の範囲内である場合にはこの範囲外である場合と比較し
て、所望の高周波帯の感度が向上する。
【0024】アンテナ導体のパターンとしては、図1、
3に限定されず、自動車の形状、ガラス板の形状、寸法
及び構成等により受信用のアンテナとして最適な性能が
得られるパターンが適宜設計される。アンテナ導体、接
続導体6及び後述する第2の接続導体16の導体幅は、
視野を良好にする観点からそれぞれ通常0.2〜1mm
の範囲であることが好ましい。
【0025】パターンとして見る場合には、図1、3に
おける後部サイド窓ガラス板10は自動車の左側サイド
窓に設けられており、車内側から見ている。しかし、こ
れに限定されず、図1、3における自動車用窓ガラスア
ンテナのパターンが車外側から見るものであってもよ
い。また、図1、3における後部サイド窓ガラス板10
が自動車の右側サイド窓に設けられていてもよい。
【0026】給電点5は、窓ガラス板の周縁部近傍に設
けられることが好ましい。給電点5に接続されるケーブ
ルの実装の便宜のためである。図1、3では、給電点5
は後部サイド窓ガラス板10の右辺部(前方側)近傍に
設けられている。このように配置するのは、受信機が通
常自動車のフロントパネル付近に設けられているため、
給電点5が後部サイド窓ガラス板10の自動車の後方側
の周縁部近傍に設けられる場合と比較して、ケーブルが
短くなり、感度が向上するからである。
【0027】本発明では、アース点11は必要に応じて
設けられる。アース点11が設けられない場合には、本
発明の自動車電話用ガラスアンテナは、給電点5の受信
信号を受信機(不図示)に送る単極アンテナとして機能
する。しかし、アース点11が設けられる場合には、給
電点5とアース点11との間の起電圧を受信機に送る双
極アンテナとして機能する。
【0028】アース点11が設けられない場合であっ
て、ケーブルとして同軸ケーブルを用いる場合には、給
電点5と同軸ケーブルの内部導体(不図示)を接続し、
金属製の車体に同軸ケーブルの外部導体を接続する。こ
れに対して、アース点11が設けられる場合には、給電
点5と同軸ケーブルの内部導体を接続し、アース点11
に同軸ケーブルの外部導体(不図示)を接続する。
【0029】同軸ケーブルの実装の便宜のためには図1
のように給電点5とアース点11とは近接させるのが好
ましいが、これに限定されず、給電点5とアース点11
とは近接していなくても使用できる。
【0030】図3に示す自動車用窓ガラスアンテナで
は、図1の例よりAM帯又はLW帯の感度を向上でき
る。図3において、第1の補助エレメント2cは接続導
体6を起点として後部サイド窓ガラス板10の周縁部に
沿って第1のエレメント2の外側に反時計回り方向に伸
長される。第1の補助エレメント2cはFM帯等の高周
波帯の感度を向上させる機能を有する。
【0031】美感向上のために必要に応じて設けられる
ダミー導体2bは、折返しエレメント2aの開放端と第
1の補助エレメント2cの開放端との間に配設される。
第4のエレメント4は接続導体6を起点として後部サイ
ド窓ガラス板10の周縁部に沿って第1のエレメント2
の外側に時計回り方向に伸長されている。
【0032】第2の補助エレメント15は接続導体6を
起点として後部サイド窓ガラス板10の周縁部に沿って
反時計回り方向に伸長された後、外側に折返して後部サ
イド窓ガラス板10の周縁部に沿って時計回り方向に伸
長され、第2の補助エレメント15の先端が接続導体6
に接続され、かつ、第1のエレメント2の内側に配され
ている。したがって、第2の補助エレメント15と接続
導体6とでループ形状を構成している。
【0033】第3の補助エレメント17は接続導体6を
起点として後部サイド窓ガラス板10の周縁部に沿って
時計回り方向に伸長された後、内側に折返して後部サイ
ド窓ガラス板10の周縁部に沿って反時計回り方向に伸
長され、接続導体6に接続しており、かつ、第1のエレ
メント2の内側に配されている。したがって、第3の補
助エレメント17と接続導体6とでループ形状を構成し
ている。第2の補助エレメント15及び第3の補助エレ
メント17はFM帯等の高周波帯の感度を向上させる機
能を有する。
【0034】図3の例では、AM帯用第1のエレメント
として機能する調整用エレメント71が第1の付設用接
続導体7より後部サイド窓ガラス板10の周縁部に沿っ
て第1のエレメント2の外側に反時計回り方向に伸長さ
れている。図3の例におけるAM帯用の導体(導体の名
付けとしては「AM帯」を用いる)として、8はAM帯
用接続導体、72はAM帯用第2のエレメント、73は
AM帯用第3のエレメントである。なお、AM帯用の各
エレメントはLW帯の感度向上にも寄与する。図3にお
いて、エレメント71、72、73は後部サイド窓ガラ
ス板10の下辺近傍に配されている。
【0035】第1の付設用接続導体7は第1のエレメン
ト2の下辺部に接続されており、第1のエレメント2と
の接続箇所から下方へ伸長されている。第1の付設用接
続導体7には、上から順に調整用エレメント71、AM
帯用第2のエレメント72、AM帯用第3のエレメント
73が接続されている。エレメント71、72、73は
後部サイド窓ガラス板10の周縁部に沿ってそれぞれ平
行に伸長されている。図3の例では、エレメント71、
72、73は後部サイド窓ガラス板10の下辺に沿って
平行に左辺から右辺付近まで伸長されているが、これに
限定されず、後部サイド窓ガラス板10の左辺付近で曲
折して後部サイド窓ガラス板10の左辺に沿って上方に
向かって伸長されていてもよい。
【0036】第1のエレメント2の開放端2dと調整用
エレメント71の右側の開放端71aを開放端用接続導
体9(図面上破線)により接続してもよい。第2の付設
用接続導体8により、第1のエレメント2とエレメント
71、72、73とを接続してもよい。図3の例では、
第2の付設用接続導体8は第1の付設用接続導体7の左
側に配設されている。第1のエレメント2の開放端2d
と調整用エレメント71の右側の開放端71aを開放端
用接続導体9により接続すると、FM帯等の高周波帯で
感度を平坦化できる場合がある。また、第2の付設用接
続導体8の配設箇所を変化させることでFM帯等の高周
波帯において周波数−感度特性を調整できる。
【0037】図1、3の例に接続導体6と略平行の第2
の接続導体16(破線部)を追加してもよい。図1の例
では、第2の接続導体16は、給電点5、第1のエレメ
ント2及び第2のエレメント3と接続されている。図3
の例では、第2の接続導体16は、給電点5、第2の補
助エレメント15、第4のエレメント1、第1のエレメ
ント2、第1の補助エレメント2c及び第2のエレメン
ト3と接続されている。第2の接続導体16はAM帯等
の高周波数帯の高周波数域の感度を向上させる機能を有
し、第2の接続導体16を備えることにより、50MH
z以上の高周波数帯においてフラットな感度特性が得ら
れる。図3には記載されていないが、図3の例を図1の
例のようにアース点11を追加して双極アンテナとして
もよい。
【0038】図1、3に示す自動車用窓ガラスアンテナ
は、AM帯、LW帯及びFM帯を受信する兼用アンテナ
として適しているが、短波放送帯(SW帯)(2.3〜
26.1MHz)、FM帯の他テレビVHF帯(90〜
108MHz、170〜222MHz)、テレビUHF
帯(470〜770MHz)、北米及び欧州のテレビV
HF帯(45〜86MHz、175〜225MHz)、
自動車電話用の800MHz帯(810〜960MH
z)、自動車電話用の1.5GHz帯(1.429〜
1.501GHz)、UHF帯(300MHz〜3GH
z)及びGPS(Grobal Positionin
g System)人工衛星のGPS信号1575.4
2MHz、VICS(Vehicle Informa
tion and Communication Sy
stem)等から選ばれる少なくとも一つを受信する兼
用アンテナとしても使用できる。
【0039】本発明におけるアンテナ導体以外に自動車
に設けられるアンテナ導体の数は限定されず、また、本
発明の自動車用窓ガラスアンテナと、ポールアンテナ等
の他のアンテナ及び/又は他の自動車用窓ガラスアンテ
ナとの間でダイバーシティ受信を行ってもよい。
【0040】また、アンテナ導体、給電点5及びアース
点11は、通常、銀ペースト等の導電性金属含有ペース
トを窓ガラス板の車内側表面にプリントし、焼付けて形
成する方法等により製造するが、この形成方法に限定さ
れず、銅線等の導電性の線状体又は箔状体を窓ガラス板
の車内側又は車外側表面に形成してもよく、窓ガラス板
の内部に設けてもよい。また、アンテナ導体の少なくと
も1つ又はそのすべての材料を透明導電物質としてもよ
い。
【0041】
【実施例】「例1(実施例)」自動車の後部サイド窓ガ
ラス板を使用し、図3に示すような自動車用窓ガラスア
ンテナを製作した。実線の部分は全て設け、第2の接続
導体16と開放端用接続導体9も設けた。
【0042】アース点11は設けず、単極アンテナとし
た。各部の寸法、定数は以下のとおりである。AM帯の
周波数−感度特性を図4に実線で示す。FM帯の周波数
−感度特性を図5に実線で示す。FM放送受信における
指向特性を図6に示す。
【0043】図6では、周波数98MHzにおいて、到
来電波の電界の方向が地面に対して45度傾いた場合の
指向特性を示した。図6において0°方向は自動車の前
方であり、90°方向は自動車の左方である。なお、A
M放送も良好に受信できた。なお、後述する図7も同様
の表示である。 第1のエレメント2の導体長(折返しエレメント2aを含まず)1730mm、 第2のエレメント3の導体長 730mm、 折返しエレメント2aの導体長 440mm、 第1の補助エレメント2cの導体長 160mm、 ダミー導体2bの導体長 90mm、 第3のエレメント1の導体長 760mm、 第4のエレメント4の導体長 280mm、 第5のエレメント12の導体長 290mm、 第2の補助エレメント15の導体長 430mm、 第1の付設用接続導体7の導体長 45mm、 第2の付設用接続導体8の導体長 45mm、 第3の補助エレメント17の導体長 240mm、 調整用エレメント71の導体長 410mm、 AM帯用第2のエレメント72の導体長 575mm、 AM帯用第3のエレメント73の導体長 600mm、 第1の付設用接続導体7から第1のエレメント2の先端部2dまでの第1のエレ メント2の部分の導体長 380mm、 第1の付設用接続導体7と第2の付設用接続導体8との間隔 80mm、 第1の接続導体6の導体長(給電点5を含まない) 100mm、 第2の接続導体16の導体長(給電点5を含まない) 100mm、 第1の接続導体6と第2の接続導体16との間隔 25mm、 隣接するエレメント(折返しエレメントを含む)同士の略平行部分の間隔 15mm、 給電点の寸法(縦×横) 30×15mm。
【0044】「例2(比較例)」図2に示すような自動
車用窓ガラスアンテナを製作した。AM帯の周波数−感
度特性を図4に破線で示す。FM帯の周波数−感度特性
を図5に破線で示す。FM放送受信における指向特性を
図7に示す。
【0045】 第1のアンテナエレメント21の導体長 980mm、 第2のアンテナエレメント22の導体長 980mm。
【0046】
【発明の効果】本発明の自動車用窓ガラスアンテナは、
AM帯、LW帯等の50MHz未満の周波数帯の感度に
優れている。さらに、FM帯等の50MHz以上の高周
波数帯の感度に優れ、フラットな感度特性が得られ、か
つ、無指向性にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の自動車用窓ガラスアンテナの一実施例
の構成図。
【図2】従来の自動車用窓ガラスアンテナの構成図。
【図3】図1とは別の実施例の構成図。
【図4】例1及び例2のAM帯の周波数−感度特性図。
【図5】例1及び例2のFM帯の周波数−感度特性図。
【図6】例1の周波数98MHzの指向特性図。
【図7】例2の周波数98MHzの指向特性図。
【符号の説明】
1:第3のエレメント 2:第1のエレメント 2a:第1のエレメント2の折返しエレメント 2b:ダミー導体 2c:第1の補助エレメント 2d:第1のエレメント2の開放端 3:第2のエレメント 4:第4のエレメント 5:給電点 6:第1の接続導体 7:第1の付設用接続導体 8:第2の付設用接続導体 10:後部サイド窓ガラス板 15:第2の補助エレメント 16:第2の接続導体 17:第3の補助エレメント 71:調整用エレメント 71a:調整用エレメントの開放端 72:AM帯用第2のエレメント 73:AM帯用第3のエレメント

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アンテナ導体及びアンテナ導体の給電点が
    自動車の窓ガラス板に設けられている自動車用窓ガラス
    アンテナにおいて、 アンテナ導体は第1のエレメント及び第2のエレメント
    を備えており、 第1のエレメント及び第2のエレメントは接続導体を介
    して又は直接に給電点に接続されており、 車内側又は車外側から見て、 第1のエレメントは接続導体又は給電点を起点として窓
    ガラス板の周縁部に沿って反時計回り方向に伸長され、
    伸長される途中で分岐し折返して第1のエレメントの外
    側に時計回り方向に伸長される折返しエレメントを有
    し、 第2のエレメントは接続導体又は給電点を起点として窓
    ガラス板の周縁部に沿って第1のエレメントの外側に反
    時計回り方向に伸長されており、 第2のエレメントと折返しエレメントとが容量結合され
    ていることを特徴とする自動車用窓ガラスアンテナ。
  2. 【請求項2】第2のエレメントと折返しエレメントとの
    最短間隔が50mm以下である請求項1に記載の自動車
    用窓ガラスアンテナ。
  3. 【請求項3】第1のエレメントに接続され、かつ、窓ガ
    ラス板の周縁部に沿って第1のエレメントの外側に反時
    計回り方向に伸長される調整用エレメントが設けられて
    おり、 接続導体又は給電点を起点として窓ガラス板の周縁部に
    沿って第1のエレメントの外側に時計回り方向に伸長さ
    れる第4のエレメントが設けられており、 調整用エレメントと第4のエレメントとが容量結合され
    ている請求項1又は2に記載の自動車用窓ガラスアンテ
    ナ。
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