JP2004072736A - 車両用ガラスアンテナ及びその設定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガラス上にデフォッガ(130,140)とアンテナ導体(100,110,120)とが延設されたガラスアンテナであって、ガラス面に沿って延設された第1のアンテナ導体素子(110,120)と、デフォッガの延設された領域において、このデフォッガの車幅方向についての略中央においてガラス面に沿って上下方向に伸びると共に、一部が前記デフォッガの熱線の一部と直流的に接続された第2のアンテナ導体素子(100)とを具備し、第1のアンテナ導体素子(110,120)はデフォッガに対して、第2のアンテナ導体素子(100)と接続された前記熱線(108)が第1のアンテナ導体素子(110,120)と略40pF以下の容量で容量結合するように配設されている。
【選択図】 図98
Description
【産業上の利用分野】
この発明は、車両等のウィンドガラスに設置されるガラスアンテナ及びその設定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、車両用アンテナとして、そのボディにポール(ロッド)を絶縁状態で突設してこれに給電するようにしたポールアンテナが広く知られているが、このポールアンテナは、ポールの折れ曲がりや破損を招き易く、しかも走行時に風切り音が発生するという問題があることから、これに代わるアンテナとしてガラスアンテナが実用化されている。
【0003】
このガラスアンテナは、例えば実開昭63−92409号公報等に開示されるように、車両のウィンドガラスに設けられるデフォッガの側部に近接してアンテナ線を配置し、それに給電するようにしたものである。しかし、この従来のガラスアンテナでは、アンテナ線をデフォッガに対し近接配置してアンテナの受信性能をチューニングしており、そのアンテナの性能を向上させるための方法が定性的でなく、チューニングが不明確で予測し難いとともに、アンテナ自体の構成が複雑になるという問題がある。
【0004】
一方、これとは別に、特開昭62−131606号公報に開示されるように、ガラス面に透明電導膜を設けるとともに、この電動膜上側のガラス面に、給電点を有するアンテナ体を配置し、このアンテナ体と透明電動膜とを容量結合させてアンテナとするようにしたものが提案されている。また、米国特許第5,029,308号では、デフォッガ熱線が張られた領域内においてデフォッガ領域の略中央で上下方向に延びた第1のアンテナ導体を設け、この第1のアンテナ導体と交差する熱線を電気的に接続する。さらに、デフォッガの最上位(若しくは最下位)の熱線に接続させるようにして、デフォッガの上部(若しくは下部)において第2のアンテナ導体を設ける。即ち、前記第1のアンテナ導体と第2のアンテナ導体とが1つのアンテナとして機能するようにしているのである。しかしながら、第1,第2のアンテナ導体を接続すると、デフォッガに流れる直流電流が第1のアンテナ導体に分流してしまい、上記接続点近傍において曇り除去の効果が落ちてしまう。そこで、この米国特許では、第1のアンテナ導体と第2のアンテナ導体との間にコンデンサを設け、デフォッガに流れる電流が第1のアンテナ導体に分流しないようにしている。尚、このコンデンサの容量は、第1のアンテナ導体と第2のアンテナ導体とが1つのアンテナとして機能するように、受信周波数帯域において、高いインピーダンスを持たないような値を有するものが選択されている。
【0005】
また、さらに、特開昭55−60304号は、デフォッガ領域内に上下方向に第1のアンテナ導体を、デフォッガ領域外に第2のアンテナ導体を設ける。そして、第1の導体に接続し且つこの第1の導体に直交(即ち、デフォッガ熱線に平行するように)するようにして設けた第1の導線と、この第1の導線に平行させ前記第2のアンテナ導体に接続された第2の導線とをガラス面上に設け、これらの第1,第2の導線同士を近接させて容量結合させるというものである。
【発明が解決しようとする課題】上記提案の従来例(実開昭63−92409号や特開昭62−131606号)では、アンテナ体を透明電導膜と容量結合させているものの、ガラスの透明性を確保すべく、この電導膜の透明度を確保しようとして薄膜のものを利用すると、その電気抵抗値が極めて高くならざるを得ず、受信電流が流れ難くなり、実用上は良好なアンテナ性能を期待できない虞れがある。
【0006】
また、米国特許第5,029,308号では、設けられたコンデンサが受信電波の周波数帯域において低インピーダンスとなるように選ばれているために、デフォッガ熱線がアンテナとして機能してしまい、そのために、熱線に流れる加熱電流がアンテナに影響してしまい、結局のところアンテナ性能が劣化してしまうという欠点がある。
【0007】
また、特開昭55−60304号においても、上記米国特許第5,029,308号と同じように、デフォッガ領域外に設けられたアンテナ形状に配慮がないために、換言すれば、デフォッガ熱線がアンテナとして機能させないようにすることを考慮していないためにアンテナ性能が劣化していた。また、こうした従来のガラスアンテナは、本来的にアンテナ受信性能が劣るために、実用化に当たっては、アンテナに誘起される電圧を増幅するアンテナ・ブースタや、アンテナの持つインピーダンスをラジオのインピーダンスと同値に変換するマッチング回路を付加するなどの、受信性能を向上させるための工夫が必要となり、組み付け工数やコストの増大、構造の大型化・複雑化を招いていた。
【0008】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ポールアンテナに近い特性が得られ、且つデフォッガの影響を小さくすることのできる車両用ガラスアンテナ及びその設定方法を提案するものである。
【0009】
本発明のさらなる目的は、デフォッガの影響を小さくすることのできるガラスアンテナを提案するものである。
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成すべく、この発明では、基本的に、第1のアンテナ導体素子とをデフォッガ外に、第2のアンテナ導体素子をデフォッガ領域内に設け、さらにデフォッガと第2のアンテナ導体素子とを一部電気的に結合し、デフォッガの熱線と前記第1のアンテナ導体素子を容量結合させたものである。
【0010】
具体的には、請求項1に記載の発明では、ガラス上に車幅方向の長さが2Yであるデフォッガと、前記車幅方向に直交する方向においてLの長さを有する第1のアンテナ導体素子とが延設されたFM電波受信用の車両用ガラスアンテナであって、前記デフォッガよりも下部または上部に設けられた給電点と、前記給電点から給電され、ガラス面に沿って延設された前記第1のアンテナ導体素子と、前記デフォッガの延設された領域においてガラス面に沿って上下方向に伸びると共に、一部が前記デフォッガの熱線の一部と直流的に接続された第2のアンテナ導体素子とを具備し、前記第1のアンテナ導体素子は前記デフォッガに対して、前記第2のアンテナ導体素子の一部と接続された前記熱線が前記第1のアンテナ導体素子の一部と容量結合するように配設され、上記容量結合によるアンテナ短縮率をαとすると、20cm≦L+α・Y≦70cmを満足することを特徴とする。
【0011】
また、請求項22に記載の発明では、ガラス上に車幅方向の長さが2Yであるデフォッガと、前記車幅方向に直交する方向においてLの長さを有する第1のアンテナ導体素子とが延設された車両用ガラスアンテナであって、テレビ電波を受信すべく、前記デフォッガよりも下部または上部に設けられた給電点と、前記給電点から給電され、ガラス面に沿って延設された前記第1のアンテナ導体素子と、前記デフォッガの延設された領域においてガラス面に沿って上下方向に伸びると共に、一部が前記デフォッガの熱線の一部と直流的に接続された第2のアンテナ導体素子とを具備し、前記第1のアンテナ導体素子は前記デフォッガに対して、前記第2のアンテナ導体素子の一部と接続された前記熱線が前記第1のアンテナ導体素子の一部と容量結合するように配設され、上記容量結合によるアンテナ短縮率をαとすると、10cm≦L+α・Y≦60cmを満足することを特徴とする。
【0012】
また、請求項27に記載の発明では、ガラス上にデフォッガとアンテナ導体とが延設された車両用ガラスアンテナにおいて、前記アンテナ導体は、前記デフォッガよりも下部又は上部に設けられた給電点から給電され、前記ガラス面に沿って延設された第1のアンテナ導体素子と、前記デフォッガの延設された領域においてガラス面に沿って上下方向に延びると共に、一部が前記デフォッガの熱線の一部と直流的に接続される第2のアンテナ導体素子とを備えると共に、前記第1のアンテナ導体素子は、前記デフォッガに対して、前記第2のアンテナ導体素子の一部と接続された前記熱線が前記第1のアンテナ導体素子の一部と容量結合するように配設されて成り、前記第1のアンテナ導体素子の車幅方向に直交する方向の長さをL、前記容量結合によるアンテナ短縮率をα、ガラスによるアンテナ短縮率をβ、受信する電波の波長をλ、デフォッガの車幅方向の長さを2Yとすると、β・λ/4=L+α・Yの関係を満足することを特徴とする。
【0013】
また、請求項28に記載の発明では、平面状のガラスと、前記ガラス上に配設されたデフォッガと、このデフォッガよりも下部又は上部に設けられた給電点から給電され、前記ガラス面に沿って延設される第1のアンテナ導体素子と、前記デフォッガの延設された領域においてガラス面に沿って上下方向に延びると共に、一部が前記デフォッガの熱線の一部と直流的に接続される第2のアンテナ導体素子とを備え、前記第1のアンテナ導体素子は前記デフォッガに対して、前記第2のアンテナ導体素子の一部と接続された前記熱線が前記第1のアンテナ導体素子の一部と容量結合するように配設されて成る車両用ガラスアンテナを設定する方法であって、前記容量結合によるアンテナ短縮率をα、ガラスによるアンテナ短縮率をβ、受信する電波の波長をλ、デフォッガの車幅方向の長さを2Yとすると、前記第1のアンテナ導体素子の車幅方向に直交する方向の長さLを、β・λ/4=L+α・Yに基づいて求める第1工程と、Lxを、最適ユニポール型アンテナ長とすると、前記第2のアンテナ導体素子の上下方向の長さXを、その最適ユニポール型アンテナ長Lx、前記アンテナ短縮率α、並びに前記第1工程にて求めた長さLを利用して、L+α・X=Lxに基づいて求める第2工程とを有することを特徴とする。
【0014】
上記何れの構成によっても、容量が適性に設定されると、デフォッガの熱線のインピーダンスが極めて大きくなり、熱線の影響を無視できるほど小さくすることができると共に第1と第2のアンテナ導体素子がポールアンテナに近い特性を生む。
【0015】
上記の構成に拠ると、アンテナ長などが適性に設定されると、デフォッガの熱線のインピーダンスが極めて大きくなり、熱線の影響が無視できるほど小さくなり、特にFMラジオ受信用にとって優れたものとなる。
【0016】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。尚、以下の実施例は本発明を車両用ガラスアンテナに、特にリアガラスのアンテナに適用したものである。各実施例の説明では、「左」は車両のボディの左側を、また「右」は同右側を、また「上」は上側を、さらに「下」は下側をそれぞれ示すものとする。
【0017】
先ず、第1実施例〜第6実施例を説明することにより、本発明の様々な実施例を説明し、次に、第1実施例〜第6実施例に共通の特徴点である、デフォッガのアンテナに対する影響を小さくできる理由を明らかにする。そして、本発明の最も好ましい実施例として第7実施例を説明する。
【0018】
〈第1実施例〉図2は本発明の第1実施例に係る車両の後部を示し、1は車両のボディであって、このボディ1の後部にはリヤウィンド2が開口され、このリヤウィンド2にはリヤウィンドガラス3(以下、単にウィンドガラスという)が略気密状に嵌装されている。
【0019】
図1に示すように、上記ウィンドガラス3の車室内側面にはリヤデフォッガ5が、ウィンドガラス3の上端部(ウィンド2周囲上側のボディ1)から所定の大きさの空白部4だけ隔てられ、さらに左右方向における中央部がウィンドガラス3の左右中央部と略一致するように配置されて取り付けられている。このデフォッガ5は、上下段部5a,5bを有するコ字状のもので、車幅方向に左右に延びる複数本のヒータ線6,6,…(熱線)を上下2段に分け、上段側ヒータ線6,6,…及び下段側ヒータ線6,6,…の各一側(右側)の端部同士をそれぞれ独立バスバー7,8で接続し、全体のヒータ線6,6,…の他側(左側)の端部同士を共通バスバー9で接続したものである。
【0020】
尚、図示しないが、上側独立バスバー7はボディ1にアースされてデフォッガ5のアース側とされている。また、下側独立バスバー8は図外のスイッチを介して車載バッテリーの+電源に接続されており、スイッチをON操作することで、バッテリーからデフォッガ5の各ヒータ線6に給電して発熱させ、その発熱によりウィンドガラス3面の曇りを除去するようになっている。
【0021】
尚、本明細書中では、上段側ヒータ線6,6,…及び下段側ヒータ線6,6,…の各左側の端部同士を夫々独立バスバー7,8で接続し、全体のヒータ線6,6,…の右側の端部同士を共通バスバー9で接続したもの、即ち、本第1実施例とは左右逆形状のデフォッガも「コ」字状と呼ぶことにする。
【0022】
さらに、本発明の特徴として、ウィンドガラス3において上記デフォッガ5上側の空白部4の車室内面にはウィンドガラス3の左右中央部に、左右方向の幅W及び上下長さLを有する導電体からなる矩形板状の導電板13がデフォッガ5の上端部から間隔dをあけて貼り付けられ、この導電板13にはその上端部の左右中央位置にて同軸フィーダ14の一端側の給電線が接続され、該同軸フィーダ14一端側の外被導体はリヤウィンド2周縁上側でその左右中央のボディ1にアースされている。そして、図示しないが、同軸フィーダ13の他端部は車載ラジオ受信機等に接続されている。
【0023】
また、デフォッガ5にはその左右中央位置に上段部5aの上端から下方に延びる所定長さXの導体線からなる導電線18(ショートバー)が配置され、この導電線18により、デフォッガ5の上段部5aにおいて上側独立バスバー7と共通バスバー9との間に張り渡されているヒータ線6,6,…同士がそれぞれ接続されている。
【0024】
上記導電板13下端とデフォッガ5上端との間隔dは、1mm未満であると、導電板13とデフォッガ5とを確実に離隔することができない一方、50mmを越えると、導電板13に対するデフォッガ5の影響が良好に確保されず、導電板13のみからなるアンテナと同じものとなるので、d=1mm〜50mmが好ましい。更には、d=2mm〜35mmがより好ましい。
【0025】
また、導電板13の左右幅Wは、受信電波が水平偏波であるとき20mm以上とし、受信電波が垂直偏波成分を有するとき(円偏波をも含む)に5mm以上とするのが好ましく、導電板13の左右幅Wについて受信電波に応じた最適値が得られる。したがって、上記実施例においては、車両のウィンドガラス3における左右中央部にデフォッガ5が配置され、このデフォッガ5上側のウィンドガラス空白部4における左右中央部に導電板13がデフォッガ5と間隔dをあけて配置され、この導電板13に給電されてガラスアンテナが構成されているので、このアンテナを構成する導電板13はデフォッガ5と容量結合した状態となる。しかも、上記デフォッガ5に上下方向に延びる導電線18が導電板13と対応して配置されているので、導電板13とデフォッガ5領域内の導電線18とを含んだ一種のポールアンテナが構成される。その結果、アンテナの受信性能を高めることができる。
【0026】
また、上記デフォッガ5は車両のウィンドガラス3に通常設けられているものであり、このデフォッガ5上側の空白部4に導電板13を配置するだけでガラスアンテナが構成されるので、デフォッガが配設されたガラスを利用して、簡単な構成でアンテナ性能を向上できる。上記導電板13に対する給電位置を変えてもアンテナの受信性能はさほど変化しない。このため、導電板13の給電位置を任意に設定でき、給電位置に制約がある場合には変更すればよく、車両用アンテナとして有利である。
【0027】
上記デフォッガ5に設けられる導電線18の長さX、導電板13下端とデフォッガ5上端との間隔d、導電板13の左右幅Wを調節することにより、アンテナの受信感度特性を設定することができる。すなわち、導電線18の長さXを調節することによってアンテナの最大受信感度周波数を設定することができ、導電線18の長さが長いほど最大受信感度の周波数帯域が低い周波数域に移る。
【0028】
また、導電板13とデフォッガ5との間隔dを調節することにより、最大受信感度周波数が設定される。さらに、導電板13の左右幅Wを調節することにより、最大受信感度周波数が設定され、左右幅Wが大きくなると、その途中で最大受信感度が大きくなる値があり、それから大きくすると受信感度が低下する。
【0029】
また、導電板13の左右幅Wを小さくしても、そのデフォッガ5との間隔dを小さくすると、左右幅Wが大きいものと同等の受信性能が得られる。従って、これらの定性的な特性により、導電線18の長さX、導電板13下端とデフォッガ5上端との間隔d、導電板13の左右幅Wの各数値を受信周波数に対応した適性値に設定すればよい。詳細は後述する。
【0030】
〈第2実施例〉図3は第2実施例を示し(尚、以下の各実施例では図1と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する)、上記第1実施例とは種類の異なるデフォッガ5を設けたウィンドガラス3に適応したものである。すなわち、この実施例では、ウィンドガラス3内面に配置されるデフォッガ5は、車幅方向に左右に延びる複数本のヒータ線6,6,…の一側(右側)の端部同士をアース側バスバー10で、また他側(左側)の端部同士を電源側バスバー11でそれぞれ接続したものであり、図示しないが、アース側バスバー10はボディ1にアースされてデフォッガ5のアース側とされ、電源側バスバー11は車載バッテリーの+電源に接続されている。
【0031】
また、デフォッガ5の左右中央位置には上端から下方に延びる長さXの導電線18が配置され、この導電線18によりデフォッガ5において同バスバー10,11間に張り渡されているヒータ線6,6,…同士が接続されている。そして、デフォッガ5上側のガラス空白部4においてデフォッガ5の導電線18に対応する左右中央位置に導電板13が配置されている。その他の構成は第1実施例と同じである。
【0032】
したがって、この実施例でも上記第1実施例と同様の作用効果を奏することができる。
【0033】
〈第3実施例〉図4は第3実施例を示し、上記第2実施例の構成において、導電板13内に空間部を形成して導電板13を等価均一導体としたものである。
【0034】
すなわち、この実施例では、矩形状導電板13の内部に矩形状の空間部20が形成されて、導電板13が中抜き形状のものとされている。そして、この空間部20のガラス3部分は車両に装備する電話のアンテナ(図示せず)を設置するためのスペースとされている。したがって、この実施例では、矩形状導電板13の内部に矩形状の空間部20が形成されて、導電板13が中抜き形状のものとされているが、この導電板13は空間部20のないものと等価で、それと同等の受信性能が得られる。つまり、アンテナの性能を低下させることなく導電板13に空間部20をあけることができる。
【0035】
また、この等価均一導体からなる導電板13内の空間部20が電話アンテナ設置用のものであるので、ウインドガラス3において電話アンテナの設置スペースを確保して、その位置決めを容易に行うことができる。尚、この実施例におけるデフォッガ5に代えて、第1実施例で説明したコ字状のデフォッガ5を使用してもよく、同様の効果が得られる。
【0036】
また、導電板13内の空間部20に、電話用アンテナに代えてハイマウントストップランプやセンサ等の他の各種電装品を設置するようにしてもよい。さらに、図5に示すように、導電板13の空間部20に1本又は複数本の導体線21を配置してもよく、同等のアンテナ性能が得られる。
【0037】
〈第4実施例〉図6は第4実施例を示し、上記各実施例では導電板13をデフォッガ5における導電線18の真上位置に配置しているのに対し、導電板13を導電線18の位置から右側にオフセットしたものである。
【0038】
この実施例では、上記第2実施例と同様に、ウィンドガラス3にデフォッガ5がその左右中央部をガラス3の左右中央部に一致せしめて配置され、このデフォッガ5の左右中央部に長さXの導電線18が取り付けられている。これに対し、デフォッガ5上側の空白部4に設けられる導電板13は、ウィンドガラス3の左右中央部つまり導電線18の位置から左右方向の一側(図示例では右側)に所定のオフセット量D(導電板13と導電線18との左右方向の距離)だけオフセットされている。
【0039】
この実施例の場合、上記第2実施例と同様の作用効果が得られる。従って、例えばウィンドガラス3の左右中央部にハイマウントストップランプ等の他の部材を配置したい要求がある場合に有利であり、その部材のガラス3中央部への配置を可能としつつ、アンテナ性能を確保することができる。また、後述する如く2つのアンテナをウィンドガラス3の左右中央位置から離して配置するダイバシティアンテナにも有利である。
【0040】
〈第5実施例〉図7は第5実施例を示し、ダイバシティアンテナを構成したものである。すなわち、この実施例では、上記第1実施例と同様に、ウィンドガラス3にコ字状のデフォッガ5がその左右中央部をガラス3の左右中央部に一致せしめて配置され、このデフォッガ5の左右中央部に導電線18が取り付けられている。
【0041】
また、デフォッガ5上側のウィンドガラス3の空白部4には、2つの導電板23,24がデフォッガ5中央にある導電線18の上方位置から等距離つまり左右対象に配置されており、これらの導電板23,24はそれぞれ同軸フィーダ14,14の給電線により給電されており、両導電板23,24によりダイバシティアンテナが構成されている。
【0042】
そして、右側の導電板23のデフォッガ5との間隔d1は、左側の導電板24のデフォッガ5との間隔d2よりも小さくされていて(d1<d2)、右側の導電板23のデフォッガ5との容量結合の容量が、左側の導電板24のデフォッガ5との容量よりも大とされており、このことで、デフォッガ5との容量結合の大きい右側の導電板23がメインアンテナに、また同容量結合の小さい左側の導電板24がサブアンテナにそれぞれ構成されている。
【0043】
したがって、この実施例においては、デフォッガ5の左右中央部に上下方向に延びる導電線18が設けられ、デフォッガ5上側のウィンドガラス空白部4に左右1対の導電板23,24が導電線18上方の位置から等距離に配置され、該各導電板23,24にそれぞれ給電されているので、両アンテナの指向性及び受信感度が互いに異なり、ダイバシティアンテナのダイバシティ効果を容易に予測できる。
【0044】
また、右側の導電板23のデフォッガ5との間隔d1が、左側の導電板24のデフォッガ5との間隔d2よりも小さく、右側の導電板23のデフォッガ5との容量結合の容量が左側の導電板24のデフォッガ5との容量よりも大であるので、デフォッガ5との容量結合の大きい右側導電板23をダイバシティアンテナにおける高感度のメインアンテナとする一方、容量結合の小さい左側導電板24を低感度サブアンテナとすることができる。
【0045】
また、こうしてウィンドガラス3の空白部4における2つの導電板23,24の各々のデフォッガ5との間隔d1,d2の変更により同デフォッガ5との容量結合の大きさに差を持たせてメイン及びサブアンテナを設定するので、これらダイバシティアンテナのメイン及びサブアンテナを容易に設定することができる。しかも、このダイバシティアンテナを構成する2つの導電板23,24の受信感度に差があるので、電波感度の弱いエリアでは、ダイバシティアンテナとして使用せずに、デフォッガ5との容量結合の容量が大きい導電板23からなる高感度のメインアンテナのみを使用すればよく、良好な受信感度が得られる。
【0046】
尚、この実施例では、各導電板23,24のデフォッガ5との間隔d1,d2を互いに異ならせて、そのデフォッガ5との容量結合の容量に差を生じさせるようにしているが、各導電板23,24とデフォッガ5との容量結合の容量の差をその他の構成により生じさせるようにすることもできる。例えば図8に示す変形例では、導電板23,24の左右幅W1,W2をそれぞれ異ならせ、ダイバシティアンテナのメインアンテナとする右側導電板23については、左右幅W1を大きくしてデフォッガ5との容量結合の容量を大きくし、一方、サブアンテナとする左側導電板24については、左右幅W2を右側導電板23よりも小さくして(W2<W1)、デフォッガ5との容量結合の容量を小さくするようにしている。この場合においても、各導電板23,24の左右幅W1,W2を変更するだけで、各々のデフォッガ5との容量結合の容量に差が生じるので、メイン及びサブアンテナの設定を容易に行うことができる。
【0047】
また、図9に示す例では、導電板23,24の左右中央位置からのオフセット量Dが所定量よりも大きくなるほど受信感度が低くなることを利用している。
【0048】
さらに、図10に示す例では、導電板23,24の形状によりデフォッガ5との容量結合の容量が変化することを利用し、メインアンテナとなる右側導電板23は矩形板状のものとするが、サブアンテナとなる左側導電板24については、左右両側部に凹凸のある形状(その他、台形、平行四辺形、平行四辺形及び台形の中間形状を示す四辺形等としてもよい)としてデフォッガ5との容量結合の容量を右側導電板23よりも低くしている。
【0049】
この第5実施例では、導電板23,24のデフォッガ5との容量結合の容量を変えてダイバシティアンテナのメイン及びサブアンテナを設定しているが、この各導電板23,24とデフォッガ5との容量結合の容量を予めそれぞれ所定値に設定しておき、それに対し、最大受信感度が得られる周波数帯域を変更してダイバシティアンテナのメイン及びサブアンテナを設定するようにしてもよく、最大受信感度が得られる周波数帯域に対応する導電板23(又は24)をダイバシティアンテナのメインアンテナとし、他の導電板24(又は23)をサブアンテナとして、ダイバシティアンテナのメイン及びサブアンテナを容易に設定することができる。
【0050】
さらに、導電板23,24の数は2つに限らず、3つ以上であってもよい。
【0051】
〈第6実施例〉図11は第6実施例を示し、FM帯域の電波をダイバシティ方式で受信することに加え、AM帯域をも受信できるようにしたものである。すなわち、この実施例では、ウィンドガラス3にデフォッガ5として上記第2実施例と同様のものが設けられ、その左右中央部に導電線18が配置されている。
【0052】
また、第5実施例と同様に、このデフォッガ5上側のガラス空白部4には左右1対の導電板23,24が導電線18の位置に対し左右対称に配置されていて、ダイバシティアンテナが構成されている。そして、デフォッガ5におけるアース側バスバー10に対応する右側の導電板23のデフォッガ5との間隔d1は、電源側バスバー11に対応する左側の導電板24のデフォッガ5との間隔d2よりも小さくされており、デフォッガ5との容量結合の容量結合の容量の大きい右側の導電板23がメインアンテナとされてデフォッガ5のアース側たるアース側バスバー10に、また同容量結合の容量の小さい左側の導電板24がサブアンテナとされてデフォッガ5の電源側バスバー11にそれぞれ対応して配置されている。
【0053】
さらに、上記メインアンテナとなる右側導電板23にはその上側右端部にFM信号遮断用の所定容量のコイル26を直列に接続した導体線27の一端が接続され、この導体線27の他端は上記デフォッガ5のアース側バスバー10の上端部に接続されており、このことで、ダイバシティアンテナのメインアンテナとしての右側導電板23をデフォッガ5のアース側に接続してAMアンテナを兼用させるようにしている。尚、図11中、28は、デフォッガ5に直列に接続されたチョークコイルである。
【0054】
したがって、この実施例では、FM電波を受信するときには、第5実施例と同様にダイバシティ方式で受信され、デフォッガ5との容量結合の容量が大きい右側の導電板23がダイバシティアンテナのメインアンテナとなり、容量結合の容量の小さい左側の導電板24がサブアンテナとなる。これに対し、AM電波を受信するときには、右側導電板23に接続されているデフォッガ5がAMアンテナとなって受信が行われる。
【0055】
そのとき、デフォッガ5との容量の大きくてメインアンテナとなる導電板23がデフォッガ5のアース側バスバー10に対応してガラス3の右側に配置されかつ該アース側バスバー10にコイル26を介して接続されているので、デフォッガ5との容量の大きい導電板23をデフォッガ5と接続する導体線27の長さを短くすることができ、AM電波信号の伝送ロスを小さくして、その受信性能を高めることができる。
【0056】
また、従来では、図12に示すように、デフォッガ5の上側近傍にアンテナ線30を這わせてFM受信帯域のメインアンテナ及びAM受信帯域のAMアンテナとし、デフォッガ5をFM受信帯域のサブアンテナとしたダイバシティアンテナを構成する場合、そのサブアンテナを構成するデフォッガ5に対しAM受信帯域カット用のコンデンサ31を接続する必要があるが、図11に示す第6実施例では、デフォッガ5との容量の小さい左側導電板24でFM受信帯域のサブアンテナを構成することができるので、従来の如きコンデンサ31が不要となる。
【0057】
尚、図13に示す如く、ウィンドガラス3の上端部に不透明部3aを設けることで、右側導電板23の上端右端部に接続されているコイル26を車外から隠蔽することができ、車両の外観見栄えを向上させることができる。また、上記第6実施例では、導電板23とデフォッガ5のアース側バスバー10とを接続する導体線にコイル26を接続しているが、図14に示すように、FM帯域の波長に対応した所定長さのスタブ29を接続してもよく、第6実施例と同様の作用効果が得られる。
【0058】
以上の各実施例では、ウィンドガラス3においてデフォッガ5の上側に空白部4を形成し、この空白部4に導電板13,23,24を配置しているが、ウィンドガラス3にその下縁部から空白部をあけてデフォッガ5を設け、このデフォッガ5下側のガラス空白部に導電板13,23,24を配置してそれに給電するようにしてもよく、同様の作用が得られる。
【0059】
〈具体的データ〉…図15〜図54参照次に、以上の各実施例及びその変形例についての実験データ、基本的にはアンテナの周波数に応じた利得をダイポールアンテナ(基準アンテナ)と比較したデータを示す。図15〜図18は、車両のウィンドガラスにデフォッガが設けられていない場合に、ガラスの上部に左右幅W=10cmの導電板を取り付け、その上部の左右中央に給電した状態で、導電板の長さを変えたときの水平偏波の受信感度特性を、また図19〜図22は、同垂直偏波の受信感度特性をそれぞれ示す。尚、15本のヒータ線が3cmずつの間隔をあけて上下方向に並んで配置されたコ字状のデフォッガをガラス上に仮想的に配置し、そのデフォッガにおけるヒータ線の上側から数えた位置をもって導電板の下端位置を示している。具体的には、図に示す例えば「上中央給電」又は「15段」は導電板の長さが63cmであり、「13段」は導電板の長さが57cmを、また「1段」は同21cmを、さらに「0段」は18cmをそれぞれ示している。これらによると、導電板の長さに応じてアンテナの受信感度が変化することが判る。
【0060】
図23〜図25は、上記説明したコ字状のデフォッガを実際にウィンドガラスに設け、その上側のガラス空白部の左右中央部に1枚の導電板をデフォッガ上端から4mmの間隔をあけかつガラス上端から3cmの間隔(スロット)をあけて取り付け、この導電板の左右幅を変えたときの水平偏波の受信感度特性を、また図26〜図28は、同垂直偏波の受信感度特性をそれぞれ示す。この特性によれば、導電板の左右幅を大きくすると受信感度が上昇し、左右幅が20cmのときに最大になるが、それを越えて大きくなると受信感度が低下することが判る。実験によると、この導電板の左右幅としては、実用上、50mm以上300mm以下の範囲が好ましく、より好ましい範囲としては、100mm以上250mm以下である。
【0061】
また、これら図24及び図27に示される特性をデフォッガのない図15〜図22のものと比較すると、導電板とデフォッガとの間隔が50mmを越えると、導電板とデフォッガの間隔が受信感度に影響しなくなる。よって、導電板とデフォッガとの間隔を50mm以下としたガラスアンテナでは、受信感度の調節が可能になる。
【0062】
図29及び図30は、コ字状のデフォッガ上側のガラス空白部の左右中央部に左右幅10cmの1枚の導電板をデフォッガ上端から4mmの間隔をあけかつガラス上端から3cmの間隔をあけて取り付けるとともに、導電板下方のデフォッガに導電線(縦線)を配置し、この導電線の上端から下端までの距離を変えたときの水平偏波の受信感度特性を、また図31及び図32は、同垂直偏波の受信感度特性をそれぞれ示す。一方、図33は、ウィンドガラスに設けるデフォッガをコ字状のものから第2実施例に示すもの(図3参照)に代えて、デフォッガにおける1本の導電線(縦線)の長さを変えたときの水平偏波の受信感度特性を、また図34は、同垂直偏波の受信感度特性をそれぞれ示す。尚、上記と同様に、デフォッガにおけるヒータ線の上側から数えた位置をもって導電線の下端位置を示し、「縦線15段」はデフォッガの上端から下端まで導電線を配置し、「縦線0段」又は「縦線なし」は導電線のない状態を示している。また、図35は、上記とは異なる形状(ガラスの上下長さが左右方向の幅の約2/3程度のもの)のウィンドガラスに対し第2実施例に示すデフォッガを設け、このデフォッガにおける1本の導電線の長さを変えたときの水平偏波の受信感度特性を、また図36は、同垂直偏波の受信感度特性をそれぞれ示す。上記と同様に、デフォッガにおけるヒータ線の上側から数えた位置をもって導電線の下端位置を示し、例えば「下から2段カット」はデフォッガの最下段から上側に向かって2段目のヒータ線位置まで導電線を配置した状態を示している。これらの特性によると、デフォッガに導電線がない「縦線0段」又は「縦線なし」の状態でも所定の周波数帯域では実用上問題がない受信性能が得られること、及び、導電線の長さが長くなるほど受信感度が上りかつその高い受信感度域が周波数の低い側にスライドしていることが判る。
【0063】
図37〜図39は、コ字状デフォッガにおける導電線の上側に4mmの間隔をあけて配置される左右幅10cmの導電板をガラスの左右中央位置から所定量だけオフセットした時の水平偏波の受信感度特性を、また、図40〜図42は、同垂直偏波の受信感度特性をそれぞれ示す。従って、導電板のガラスの左右中央部からのオフセット量が大きくなるほど受信感度が低下することが判る。
【0064】
図43は、デフォッガ上の導電板の左右幅を40cmとし、その導電板の給電位置を変えたときの水平偏波の受信感度特性を、また図44は、同垂直偏波の受信感度特性をそれぞれ示している。この特性によれば、導電板に対する給電点を変えても受信感度特性に変化がないことが判る。図45は、デフォッガの左右中央部に上側から数えて7段目位置まで延びる導電線を配置し、このデフォッガ上側のガラス空白部に、ダイバシティアンテナのサブアンテナとなる左側導電板(左板)をデフォッガとの間隔を24mmあけて、またメインアンテナとなる右側導電板(右板)を同間隔を4mmあけてそれぞれ設けたときの水平偏波及び垂直偏波の各受信感度特性を示す。また、図46は、同じアンテナ構成におけるメインアンテナとしての右側導電板の水平偏波及び垂直偏波の各指向性を示している。これに対し、図47は、車両に一般的に用いられるリヤポールアンテナの水平偏波及び垂直偏波の各受信感度特性を、また図48は、リヤポールアンテナの水平偏波及び垂直偏波の各指向性を示している。これらを比較すると、本発明のガラスアンテナは、水平偏波及び垂直偏波の何れについてもリヤポールアンテナと同等の受信感度特性及び指向性が得られることが判る。
【0065】
図49は、上記構成のデフォッガ上側の空白部に左右幅が10cmの左右1対の導電板を配置して、ダイバシティアンテナのメインアンテナとなる右側導電板はデフォッガとの間隔を4mmに固定し、サブアンテナとなる左側導電板の同間隔を変えたときの右側導電板(メインアンテナ)における垂直偏波の受信感度特性を示す。また、図50は、同じアンテナ構成における左側導電板(サブアンテナ)における垂直偏波の受信感度特性を示している。このことから、左側導電板のデフォッガとの間隔が右側導電板のそれと同じであるときには、右側導電板の受信感度は低くなるが、この左側導電板のデフォッガとの間隔を大きくすると、それに伴い右側導電板の受信感度が元に戻る特性のあることが判る。
【0066】
図51は、デフォッガ上側空白部の左右中央部にダイバシティアンテナのメインアンテナとなる導電板を配置する一方、左右中央部からオフセットしてサブアンテナを配置し(第5実施例の図9参照)、このサブアンテナに対する給電位置を変えたときのメインアンテナにおける垂直偏波の受信感度特性を示す。すなわち、サブアンテナへの給電位置を変えてもメインアンテナの受信感度特性に変化がないことが判る。
【0067】
図52は、デフォッガの上部に配置される右側導電板の位置を左右中央部から右側に23cmとし、この導電板を左右幅が10cmの中実板状としたもの、内部に空間部を形成して2mm幅の中空枠状としたもの、この2mm幅の枠の空間部に左右方向の1本の導体線(横線)を配置したもの、空間部に左右及び上下方向の2本の導体線(十字線)を配置したもの、空間部に左右方向の3本の導体線及び上下方向の1本の導体線を配置したもの、空間部に左右及び上下方向にそれぞれ3本ずつの導体線を配置したものに変えたときの水平偏波の受信感度特性を、また図53は、同垂直偏波の受信感度特性をそれぞれ示している。この特性によれば、導電板は、内部に空間部を有するもの、或はその空間部に1本または複数本の導体線を配置したものが中実板状のものと等価の等価均一導体となり、何れのものでも同等のアンテナ性能が得られることが判る。
【0068】
図54は、デフォッガの上部に配置される左右幅10cmの右側導電板を、空間部に左右及び上下方向にそれぞれ3本ずつの導体線を配置した2mmの枠状とした状態(これを基準状態とする)、この導電板をデフォッガと10μHのコイルで接続した状態、導電板から真下に延びる導体線を介してデフォッガに接続した状態、逆方向に配置された1mmの導体線により導電板をデフォッガと接続した状態、デフォッガのアース側バスバーを取り外して導電板とデフォッガとを接続した状態、導電板をデフォッガのバスバーに直結した状態の各々での垂直偏波の受信感度特性を示す。この特性によれば、導電板をデフォッガと接続する場合、その接続形態を適性にすることで、アンテナの受信感度を基準状態と同等に向上維持できることが判る。
【0069】
〈原理〉以上説明した第1実施例から第6実施例のガラスアンテナでは、第1のアンテナ導体は導電板(第1実施例)であったり、あるいは太い導線(第3実施例)である。しかしながら、このような第1のアンテナ導体は後方視界を狭めるので、車両用としては好ましくない。そこで、第1実施例から第6実施例に共通の課題であるところの、デフォッガの熱線がアンテナの動作に影響を与えないようにすることができる理由について先ず説明する。そのうえで、デフォッガの熱線がアンテナの動作に影響を与えないような構造を実施し、併せて細い導体を使うことにより良好な後方視界を確保した実施例を続いて説明する。
【0070】
図55は、デフォッガの熱線が配された領域において熱線6に交差して導体41が配線されているところを示す。最上位の熱線6に平行して導体42が配され、この導体42に直交して導体40が配されている。導体40は、第1実施例における導体板13などに相当する。また、導体41は第1実施例などの導体18に相当する。導体40の給電点からの長さをL、デフォッガの熱線(最上位の熱線6a)の長さを2Yとする。導体40と熱線6との関係を見るために、図56のような等価回路図を考える。図56でコンデンサは導体42と熱線6aとによる結合容量である。コンデンサ43によるアンテナ短縮率をαで表す。今、結合容量C=11pF(84MHz)、L=12cm、Y=28cmとすると、コンデンサ43による短縮効果により、図56のアンテナは図57に示したアンテナと等価となる。この例では、コンデンサ43以降のアンテナ導体の長さが28cmから22cmに短縮したので、コンデンサ短縮率αは、α=22/28となる。短縮率αと結合容量との関係を実験的に求めれば、図58及び図59のようになる。図58のグラフによれば、結合容量Cが増えれば短縮率αは増加する。しかし、短縮率αは、結合容量Cが40pFを超えると、Cが増えても1を超えない。このことは、結合容量を40pFを超えて増やすことは意味がないことを物語っている。
【0071】
長さ2Yの熱線6がアンテナに大きく影響しなくなるためには、その熱線のインピーダンスが極めて大きくなればよい。発明者達による実験の結果、熱線6のインピーダンスが極めて大きくなるためには、β・λ/4=L+α・Y …(1)
の関係を満足するように、導体(アンテナの一部)の長さLと、熱線(最上位の熱線)の長さYと、容量結合による短縮率αとの関係を設定すれば良いことを見いだした。ここで、λは受信しようとする電波の波長であり、βはガラスによるアンテナ短縮率であり、自動車用のガラスであれば、通常、β=0.6程度であることが知られている。
【0072】
(1)式を変形すると、α=(β・λ/4 −L)・1/Y …(2)
となる。(2)式を使って、車両が異なる場合について考察する。車両によって、Lが長くなる場合は、(2)式からαは小さくなることが分かるから、デフォッガの影響を少なくするためには、図58のグラフに従って結合容量Cを低くする。一方、Yの長さが短いような車両では、(2)式からαが大きくなることが分かるから、容量Cを大きく設定する。
【0073】
このような手法により決定された、デフォッガがアンテナ特性にほとんど影響しなくなるような設定は、FM周波数域の波長であれば、70cm≦λ/4≦100cmであり、車載状態ではガラス短縮率(β=0.6)を掛けて、42cm≦β・λ/4≦60cm、即ち、42cm≦L+α・Y≦60cmとなる。
【0074】
尚、上記式(1)の関係はデフォッガのバスバー端部が車体ボデイに短絡されている理想状態を想定した場合に成り立つもので、実際の車両においては、バスバーとボデイ間とはある程度の容量結合によって接続されている構成と見做されえることから、FMラジオ用としての、上記のL+α・Yの取るべき好ましい範囲としては、20cm≦L+α・Y≦70cm …(3)
であることが実験的に得られた。また、FMラジオの周波数帯域が88MHz〜108MHzの北米に於て使用するに特に相応しいアンテナについては、40cm≦L+α・Y≦50cmとなり、一方、日本におけるFM電波の周波数帯域76MHz〜90MHzについては、50cm≦L+α・Y≦60cmに設定されるガラスアンテナが特に好ましい性能を示す。
【0075】
また、実際にはFMラジオ用電波等広がりを有する周波数帯域の電波を受信するので、全域に亘って受信性能を確保するためには、L+α・Yは受信しようとする周波数帯域の略中央部分の周波数にあわせた長さとするのが良いことは勿論である。
【0076】
〈第7実施例〉…ループ導体のアンテナへの適用第1実施例〜第6実施例の原理モデルとしての第55図のアンテナに於て、第1の導体40部分をループ45に変更した場合のアンテナ(第7実施例)を図60,図61に示す。ループ導体の特徴は、車幅方向に幅Wを有することであり、このようなループ導体を用いると、結合容量の設定がWを変えることにより簡単に行なうことができる。図62に、第1のアンテナ導体としてのループ導体45の幅Wを色々と変えたときに、そして、ループ導体45とデフォッガ熱線6との距離dを色々と変えたときに、結合容量がどのように変わるかを示す。
【0077】
図60のような、第7実施例に示した形状のガラスアンテナを、従来のリアポールアンテナ(90cmのロッドアンテナ)と性能比較を行なった結果を図63(偏波面が垂直の場合)、図64(偏波面が水平の場合)に示す。図63〜図64において、実線はリアポールアンテナについての特性を、破線は図60のガラスアンテナの特性を示す。POWER AVERAGEは各周波数における平均受信強度を示す。破線(実施例)と実線(従来例)とを比較しても分かるように、実施例のガラスアンテナはリアポールアンテナに比して遜色のない性能を示すことが分かる。特に、ガラスアンテナは、リアポールアンテナに比して保守性の面や風切り音等の面で圧倒的に優れているので、アンテナ性能として十分なモノが得られることの実用的な価値は特に大きい。
【0078】
次に、図61のように、ループ導体45(W=20cm)をデフォッガの下部に配し、デフォッガの中央位置に於てこのアンテナ45に給電した例における特性を図65〜図68に示す。特に、図65は、偏波面が垂直である場合におけるPOWER AVERAGEを示し、図66は、同じく垂直偏波された電波を受信したときの指向特性を示す。また、図67は、偏波面が水平である場合におけるPOWER AVERAGEを示し、図68は、同じく水平偏波された電波を受信したときの指向特性を示す。
【0079】
これらのグラフに示されているように、ループ導体部分をデフォッガの下部に設けてもよいことが分かる。
【0080】
〈アンテナ形状の変化による比較〉次に、第1のアンテナ導体の形状を色々と変えたときにおけるガラスアンテナとしての特性の比較を図69〜図72において行なう。図69〜図70は偏波面が垂直である場合を、図71〜図72は偏波面が水平である場合を示す。図示の都合上、記号「ロ」は第1実施例に示したようなベタ張りの導体板13の特性を、記号「田」はループ導体(ロの字形状)の内部に十字形の2本の導体を配したアンテナ導体素子(例えば図5の例)の特性を、記号「目」はループ導体(ロの字形状)の内部に−字形の2本の導体を配したアンテナ導体素子の特性を、記号「Δ」は三角形状のアンテナ導体素子の特性を、記号「逆T」は図55に示したようなアンテナ導体素子の特性を示す。
【0081】
図70,図72の表から見ると、「目」形状、「田」形状、「Δ」形状などのいずれのループ導体を用いても性能の良いガラスアンテナが得られる。
【0082】
〈実験データ〉次に、図60のような第1実施例に示した形状のアンテナが図73に示すモノポール型アンテナと同等な特性のアンテナであることを述べた後に、モノポール型アンテナの長さを色々と変えたときのガラスアンテナとしての特性変化をグラフに従って説明する。
【0083】
図60のような第1実施例に示した形状のガラスアンテナを図73のモノポール型アンテナ(長さ34cm)と性能比較を行なった結果を図74,図75(偏波面が垂直)と図76,図77(偏波面が水平)に示す。図74〜図77において、実線はモノポール型アンテナについての受信感度特性と指向特性を、破線は図60のガラスアンテナの受信感度特性と指向特性を示す。破線(実施例)と実線(モノポール型アンテナ)とを比較してわかるように、アンテナ特性を示す受信感度特性と指向特性とのデータが夫々略一致していることから、実施例のガラスアンテナはモノポール型アンテナと同等な特性のアンテナであることがわかる。
【0084】
次に、図78〜図85は、図73に示すモノポール型アンテナが偏波面が水平である電波を受信した場合において、そのモノポール型アンテナの長さを変えたときのPOWER AVERAGE特性を示し、図86〜図93は、同じく垂直偏波された電波を受信したときのPOWER AVERAGE特性を示す。ここで、給電点は、デフォッガの上側とし、且つガラスの車幅方向の中央に取った。これらのグラフのなかで、モノポール型アンテナの長さを、その下端のデフォッガの段位置によって示した。そして、「最上位」位置若しくは「上中央給電」位置とは63cm、13段目は57cm、11段目は51cm、9段目は45cm、8段目は42cm、7段目は39cm、5段目は33cm、1段目は21cm、0段目は18cmを示す。
【0085】
図82〜図83の表から判断すると、水平偏波に対して、0段目(18cm)の位置までの長さ未満が限界と考えることができる。図92,図93の表から判断すると、垂直偏波に対して、デフォッガ上3cm(即ち15cm)の位置が限界と考えることができる。また車型の異なる車両に対してモノポール型アンテナの長さを変更したときの特性変化を図94〜図97に示す。但し、図94〜図95は垂直偏波に対して、図96〜図97は水平偏波に対しての特性変化である。水平偏波に対して、4段目(29.5cm)の位置までの長さ未満が限界と考えることができる。垂直偏波に対して、データから推測すると、3段目(即ち26.5cm)が適当である。
【0086】
従って図78〜図97を総合すると、モノポール型アンテナをガラスアンテナとして車両に搭載した場合、モノポール型アンテナの長さをLxとすると、20cm≦Lx≦70cm …(4)
の範囲で高性能のアンテナが得られる。また、上記実施例のアンテナシステムは、前述したように(1)式を満足するように設定すれば、TVのVHF帯にも適用が可能である。
【0087】
TVのVHF帯域の波長(92MHz〜222MHz)に於ては、デフォッガがアンテナ特性に殆ど影響しなくなる設定は、34cm≦λ/4≦82cmであり、車載状態ではガラス短縮率(β=0.6)を掛けて、20cm≦β・λ/4≦50cm即ち、20cm≦L+α・Y≦50cmとなる。
【0088】
前述のように、(1)式はデフォッガのバスバーの端部が車体ボデイに短絡されている理想状態を考えた場合に成り立ち、実際の車載状態に於いてはバスバーとボデイとの間はある程度の容量結合によって接続されていると見做すことができるから、上記TVのVHF帯域用としてのL+α・Yの取り得る好ましい範囲としてはFM周波数用のアンテナと同様に理想状態よりも若干の広がりを有することとなり、10cm以上60cm以下である。さらに、実用上VHF帯全域に亘って受信性能を確保するためには、L+α・YはVHF帯の略中央部分の周波数にマッチした長さとするのが良いことは勿論である。
【0089】
〈除曇機能の強化〉図61のガラスアンテナにおいては、第1のアンテナ導体としての導体45は、下部においてデフォッガと容量結合すると共に、さらにもう一本の熱線によって囲まれている。導体45は熱線によって囲まれてはいるものの、熱線とは接していない。従って、導体45は熱線の直流電流の影響を受けることはほとんどない。そして、導体45の周辺のガラス領域はこの熱線によって暖められ曇ることはない。
【0090】
〈具体例1〉以上説明した各種実施例をさらに拡張発展して、実際の自動車に適用可能な具体的なガラスアンテナを説明する。図98は、具体例1にかかるガラスアンテナの構成を示すもので、前述の第1図などと異なり、自動車内部から見たときの図である。従って左右が逆になっている。
【0091】
この具体例1でも、前述の実施例と同様にデフォッガは2つの領域130,140に分割されている。デフォッガ130の中央に第2のアンテナ導体としての導体100が複数の熱線6と交差するように配設されている。長さXの導体100は、熱線6の車幅方向の中央において各熱線6と接続されているので、ヒータ電流が内部を流れることはない。ダイバシテイアンテナシステムを構成するために、デフォッガが配設されていない領域において、2つのアンテナ110,120が、最上位の熱線108と容量結合すべく配設されている。各アンテナの給電点は、同軸フィーダ線を介して、アンテナブースタ等を介さずに直接ラジオ受信機、そしてスピーカに接続される。
【0092】
第1のアンテナ導体のメインアンテナ素子としてのアンテナ110は、「目」の字形状を有している。また、サブアンテナ素子としてのアンテナ120は「日」の字形状を有している。アンテナ110の高さはLであり、幅はWである。従って、L,W,d等は前記(1)〜(3)式を満たす最適な値(W,dによってαを決定)に決定される。
【0093】
具体的なアンテナの設定に当たっては、先ず、前記(1)式の関係を基に、受信しようとする電波の波長(中心)λとガラスに配されるデフォッガの長さYとから、デフォッガの影響を受けにくい最適な第1アンテナ導体素子(メインアンテナ素子110)の高さLと結合容量C(短縮率αに関連する)の組み合わせを決定する。幅W,dの寸法は、この結合容量Cの値に基づいて決定される。
【0094】
次に、導体100の長さXが車両毎に実験等により求められる最適なモノポール型アンテナ長(Lx)との関係式L+α・X=Lxに基づいて決定される。尚、Lxの値は、FMラジオ電波を受信する場合は、通常の使用形態において、20cm〜70cmの範囲内に入り、この範囲は前述の範囲と同じである。また、メインアンテナの幅Wの値としては50mm〜300mmの範囲が好ましく、より好ましくは100mm〜250mmの範囲に設定されるのが良い。高さLの値としては40mm〜300mmの範囲内が好ましい。
【0095】
サブアンテナ120はメインアンテナ110と受信感度を異にしてダイバシテイ機能を供給するもので、サブアンテナとしてのアンテナ120が熱線108と容量結合するときの結合容量は、アンテナ120がサブであるがゆえに低く設定される。また、サブアンテナ120の幅、高さとも、メインアンテナ110のそれよりも小さい値に設定されている。
【0096】
メインアンテナ110の給電点から導電線125が伸びてデフォッガ130のバスバーに接続されている。本来はFM用のアンテナである110が導電線125によってデフォッガのバスバーに接続されることにより、アンテナ110の共振点がAM領域にも生まれ、AMアンテナとしても使うことができる。
【0097】
〈具体例2〉図99に示された具体例2は、図98の具体例1に対して、デフォッガ130内に配設されたアンテナ導体100に加えて、デフォッガ140内において導体150が追加されている。アンテナ110の高さをL1、アンテナ120の高さをL1’、アンテナ110と熱線との距離をd1’、アンテナ120と熱線との距離をd1”、導体100の長さをX1、導体150の長さをX1’とし、デフォッガ130とデフォッガ140との間の距離をd2とすると、アンテナ110に対して、20cm≦L1+α1・(X1+α2・X1’)≦70cmアンテナ120に対して、20cm≦L1’+α1’・(X1+α2・X1’)≦70cmが成り立つと、好ましいアンテナ長として、性能の良いガラスアンテナが提供される。但し、α1はアンテナ110のデフォッガ130による短縮率であり、α1’はアンテナ120のデフォッガ130による短縮率であり、α2は、導体150の、デフォッガ130と140との容量結合による短縮率である。
【0098】
さらに、上記説明した数多くの実施例によって、以下のような構成のガラスアンテナ及びその設定方法が提案されていることが明らかである。
【0099】
(1):ガラスにその上縁部又は下縁部から空白部をあけてデフォッガが設けられ、上記デフォッガ上側又は下側のガラス空白部に導電板が配置され、該導電板に給電されていることを特徴とするガラスアンテナ。
【0100】
(2):(1)記載のガラスアンテナにおいて、導電板に上下に対応する位置のデフォッガ領域に上下方向に延びる導電線が配置されていることを特徴とするガラスアンテナ。
【0101】
(3):(2)記載のガラスアンテナにおいて、導電板とデフォッガとの間隔は、1mm〜50mmの範囲にあることを特徴とするガラスアンテナ。
【0102】
(4):(2)記載のガラスアンテナにおいて、導電板は、等価均一導体で構成されていることを特徴とするガラスアンテナ。
【0103】
(5):(4)記載のガラスアンテナにおいて、導電板の中央部に電話アンテナ設置用等の空間部が形成されていることを特徴とするガラスアンテナ。
【0104】
(6):(2)記載のガラスアンテナの設定方法であって、導電線の長さを調整することにより、最大受信感度周波数を設定することを特徴とするガラスアンテナの設定方法。
【0105】
(7):(2)記載のガラスアンテナの設定方法であって、導電板とデフォッガとの間隔を調節することにより、最大受信感度を設定することを特徴とするガラスアンテナの設定方法。
【0106】
(8):(2)記載のガラスアンテナの設定方法であって、導電板の左右幅を調節することにより、最大受信感度周波数を設定することを特徴とするガラスアンテナの設定方法。
【0107】
(9):(2)記載のガラスアンテナの設定方法であって、ガラスの左右中央位置に対する導電板のオフセット量を調節することにより、最大受信感度周波数を設定することを特徴とするガラスアンテナの設定方法。
【0108】
(10) ガラス上にその上縁部又は下縁部から空白部をあけてデフォッガが設けられ、上記デフォッガの左右中央部に上下方向に伸びる所定の長さの導電線が設けられ、デフォッガ上側又は下側部のガラス空白部に複数の導電板が配置され、該各導電板に給電されていて、ダイバシティアンテナが構成されていることを特徴とするガラスアンテナ。
【0109】
(11):(10)記載のガラスアンテナにおいて、少なくとも2つの導電板が、デフォッガ左右中央部にある導電線の位置から等距離に配置されていることを特徴とするガラスアンテナ。
【0110】
(12):(10)記載のガラスアンテナにおいて、所定の導電板とデフォッガとの容量が、他の導電板のデフォッガとの容量よりも大とされていることを特徴とするガラスアンテナ。
【0111】
(13):(12)記載のガラスアンテナにおいて、所定の導電板のデフォッガとの間隔が、他の導電板のデフォッガとの間隔よりも小とされていることを特徴とするガラスアンテナ。
【0112】
(14):(12)記載のガラスアンテナにおいて、所定の導電板の左右幅が、他の導電板の左右幅よりも大とされていることを特徴とするガラスアンテナ。
【0113】
(15):(10)記載のガラスアンテナにおいて、所定のデフォッガ左右中央部にある導電線と上下に対応する位置に配置され、他の導電板がデフォッガの左右中央位置からオフセットした位置に配置されていることを特徴とするガラスアンテナ。
【0114】
(16):(12)記載のガラスアンテナにおいて、デフォッガとの容量の大きい導電板がデフォッガのアース側に配置されかつ該アース側に接続されていることを特徴とするガラスアンテナ。
【0115】
(17):(10)記載のガラスアンテナの設定方法であって、各導電板のデフォッガとの容量に差を持たせることにより、ダイバシティアンテナを設定することを特徴とするガラスアンテナの設定方法。
【0116】
(18):(10)記載のガラスアンテナの設定方法であって、最大受信感度が得られる周波数帯域を変更することにより、ダイバシティアンテナを設定することを特徴とするガラスアンテナの設定方法。
【0117】
(19):(17)記載のガラスアンテナの設定方法において、各導電板のデフォッガとの間隔を変更して、導電板のデフォッガとの容量に差を持たせることを特徴とするガラスアンテナの設定方法。
【0118】
(20):(17)記載のガラスアンテナの設定方法において、各導電板の左右幅を変更して、導電板のデフォッガとの結合容量に差を持たせることを特徴とするガラスアンテナの設定方法。
【0119】
(21):(17)記載のガラスアンテナの設定方法において、各導電板のデフォッガ左右中央位置に対する左右位置を変更して、導電板のデフォッガとの結合容量に差を持たせることをを特徴とするガラスアンテナの設定方法。
【0120】
上記(1)〜(21)に示されたガラスアンテナ及びガラスアンテナの設定方法のうち、(1)のガラスアンテナによると、上縁部又は下縁部から空白部をあけてデフォッガが設けられているガラスに対し、上記デフォッガ上側又は下側の空白部に導電板を配置して、この導電板に給電するようにしたことにより、導電板をデフォッガと容量結合させることができ、デフォッガが配設されたガラスを利用した簡単な構成でガラスアンテナの性能の向上を図ることができる。
【0121】
(2)のガラスアンテナによると、上記導電板に上下に対応する位置のデフォッガ領域に上下方向に延びる導電線を配置したことにより、ガラスアンテナの性能をより一層向上させることができる。(3)のガラスアンテナによると、上記導電板とデフォッガとの間隔を1mm〜50mmの範囲にしたことによりデフォッガの影響を排除することができる。
【0122】
(4)のガラスアンテナによると、導電板を等価均一導体で構成したことにより、アンテナの性能を低下させることなく、導電板内部に空間部等をあけて各種機器の配置の容易化を図ることができる。
【0123】
(5)のガラスアンテナによると、導電板の中央部に電話アンテナ設置用等の空間部を形成したことにより、電話アンテナ等の位置決めを容易に行うことができる。(6)のガラスアンテナでは、導電線の長さを調節することにより、最大受信感度周波数を設定することとした。また、(7)のガラスアンテナでは、導電板とデフォッガとの間隔を調節することにより、最大受信感度を設定することとした。さらに、(8)のガラスアンテナでは、導電板の左右幅を調節することにより、最大受信感度周波数を設定することとした。また、(9)のガラスアンテナでは、ガラスの左右中央位置に対する導電板のオフセット量を調節することにより、最大受信感度周波数を設定することとした。従って、これらのガラスアンテナによると、感度の良いアンテナを容易に調整することができる。
【0124】
(10)のガラスアンテナによると、ガラスにおけるデフォッガの左右中央部に上下方向に延びる導電線を設けるとともに、デフォッガ上側又は下側のガラス空白部に複数の導電板を配置して、該各導電板に給電するようにしたことにより、ダイバシティアンテナシステムを容易に設定することができる。
【0125】
(11)のガラスアンテナによると、デフォッガ上側又は下側のガラス空白部に配置される複数の導電板のうち、少なくとも2つの導電板をデフォッガの左右中央部にある導電線の位置から等距離に配置したことにより、受信感度が同じダイバシティアンテナを提供することができる。
【0126】
(12)のガラスアンテナによると、上記デフォッガ上側又は下側のガラス空白部に配置される複数の導電板のうち、所定の導電板のデフォッガとの結合容量を、他の導電板のデフォッガとの結合容量よりも大としたことにより、デフォッガとの結合容量の大きい導電板をメインアンテナとし、結合容量の小さい導電板をサブアンテナとしたダイバシティアンテナを構成することができ、弱電界エリアでは、デフォッガとの結合容量が大きくて高感度のメインアンテナのみを使用して良好な受信感度が得られる。
【0127】
(13)のガラスアンテナによると、所定の導電板のデフォッガとの間隔を他の導電板よりも小としたことにより、このデフォッガとの間隔が小さい導電板のデフォッガとの結合容量を大きくすることができる。(14)のガラスアンテナによると、所定の導電板の左右幅を他の導電板よりも大としたことにより、この左右幅の大きい導電板のデフォッガとの結合容量を大きくすることができる。
【0128】
(15)のガラスアンテナによると、所定の導電板を、デフォッガ左右中央部にある導電線と上下に対応する位置に配置し、他の導電板についてはデフォッガの左右中央位置からオフセットした位置に配置したことにより、デフォッガの左右中央位置に配置された導電板のデフォッガとの結合容量を大きくすることができる。
【0129】
(16)のガラスアンテナによると、上記デフォッガとの結合容量の大きい導電板をデフォッガのアース側に配置してかつ該アース側に接続するようにしたことにより、このデフォッガとの結合容量の大きい導電板をデフォッガと接続してAMアンテナとするときに、これら両者の接続線の長さを短くすることができ、AM電波信号の伝送ロスの低減を図ることができる。しかも、デフォッガとの結合容量の小さい導電板でFM受信帯域のサブアンテナを構成するので、従来のデフォッガをFM受信帯域のサブアンテナとして用いるときに必要なAM受信帯域のカット用のコンデンサを不要とすることができる。
【0130】
(17)のガラスアンテナによると、上記(11)のガラスアンテナと同様に、デフォッガ上側又は下側のガラス空白部における複数の導電板の各々のデフォッガとの結合容量に差を持たせてダイバシティアンテナを設定することにより、デフォッガとの結合容量の大きい導電板をダイバシティアンテナのメインアンテナとする一方、結合容量の小さい導電板をサブアンテナとして、ダイバシティアンテナのメイン及びサブアンテナの設定の容易化を図ることができる。
【0131】
(18)のガラスアンテナによると、最大受信感度が得られる周波数帯域を変更してダイバシティアンテナを設定することにより、最大受信感度が得られる周波数帯域に対応する導電板をダイバシティアンテナのメインアンテナとし、他の導電板をサブアンテナとすることができ、ダイバシティアンテナのメイン及びサブアンテナを容易に設定できる。
【0132】
(19)のガラスアンテナでは、(17)のガラスアンテナの設定方法において、各導電板のデフォッガとの間隔を変更して、また(20)のガラスアンテナでは、各導電板の左右幅を変更して、さらに(21)のガラスアンテナでは、各導電板のデフォッガに対する左右位置を変更して、それぞれ導電板のデフォッガとの結合容量に差を持たせることとした。従って、これらガラスアンテナによると、導電板とデフォッガとの結合容量に容易に差を持たせることができる。
【0133】
〈さらなる変形〉本発明はその主旨を逸脱しない範囲でさらに変形することができる。上述の種々の実施例のガラスアンテナは、想定される使用状態として、FMラジオおよびTVのVHF帯に適用されるものとしているが、これらの周波数帯を用いる他の通信装置(例えば、キーレスエントリーシステム)にも適用可能であることは勿論である。
【0134】
また、上述の種々の実施例においては、第1アンテナ導体素子と第2アンテナ導体素子との間の容量結合を、互いに離間させてガラス面上に配置することにより得ているが、第1アンテナ導体素子と第2アンテナ導体素子との間にチップコンデンサを設けて容量結合を得る構成としてもよい。さらにこのチップコンデンサを容量を変化できる可変コンデンサとすれば、第1アンテナ導体素子と第2アンテナ導体素子との間の結合容量の調整がガラスを車体に取り付けた後でも可能になり、受信周波数に対するマッチング、また車体個体差から必要となる最適アンテナ長の微調整が、車体が生産ラインからラインオフした後でも可能となり、その効果は絶大である。
【0135】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、ポールアンテナに近い特性が得られ、且つデフォッガの影響を小さくすることのできる車両用ガラスアンテナ及びその設定方法が実現する。
【0136】
即ち、請求項1〜4に記載の発明によると、結合容量が適性に設定されることとなり、デフォッガの熱線のインピーダンスが極めて大きくなり、熱線の影響が無視できるほど小さくなり、感度の良いFMラジオ受信用の車両用ガラスアンテナが得られる。
【0137】
請求項5に記載の発明によると、ループ形状とすることにより、特開昭55−60304などのアンテナに比して受信感度が向上する。
【0138】
請求項6、9に記載の発明によると、容量を40pF以下とすることにより、あるいは略2pF〜20pF以下とすることによりポールアンテナにより近い特性が得られる。
【0139】
請求項7,8に記載の発明では、より受信感度の高いガラスアンテナを得ることができる。
【0140】
請求項10の発明では、第1のアンテナ導体の形状を、「目」,「日」などのより好ましいループ形状にすることにより、高い感度のアンテナを得ることができる。
【0141】
請求項11、12に記載の発明では、さらに受信感度の最適なモノポールアンテナを得ることができる。
【0142】
請求項13〜16,18,19に記載の発明では、容易に性能のよいダイバシテイシステムまたはアンテナバックアップシステムを構成することができる。
【0143】
請求項17に記載の発明によると、曇りが除去される面積が拡大される。
【0144】
請求項20,21に記載の発明では、最大受信感度周波数の設定が容易となり、特にダイバシティシステムを構成する場合においては有効である。
【0145】
請求項22〜26に記載の発明では、VHF帯のTV受信機用のポールアンテナにより近い特性が選られ、また容易に性能のよりTV用の車両用ダイバシティシステムを構成できる。
【0146】
請求項27,28の発明では、アンテナの特性を定量的に変化させることができ、車体に適した車両用ガラスアンテナの設計、および調整を極めて容易に短期間のうちに行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る車両のリヤウィンドをウィンドガラス面と直交する方向から見た平面図である。
【図2】車両の後部を示す斜視図である。
【図3】第2実施例を示す図1相当図である。
【図4】第3実施例を示す図1相当図である。
【図5】導電板の変形例を示す拡大図である。
【図6】第4実施例を示す図1相当図である。
【図7】第5実施例を示す図1相当図である。
【図8】第5実施例の変形例を示す図7相当図である。
【図9】第5実施例の他の変形例を示す図7相当図である。
【図10】第5実施例のさらに他の変形例を示す図7相当図である。
【図11】第6実施例を示す図1相当図である。
【図12】AMアンテナをダイバシティ方式のFMアンテナのメインアンテナと兼用するときの従来例を示す図11相当図である。
【図13】第6実施例の変形例を示す図11相当図である。
【図14】第6実施例の他の変形例を示す図11相当図である。
【図15】車両のウィンドガラスにデフォッガが設けられていない場合にガラス上部の導電板の長さを、デフォッガにおけるヒータ線の最下段位置ないし上側から数えて8段目位置まで変えたときの水平偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図16】同導電板の長さを、デフォッガにおけるヒータ線の上側から数えて8段目位置ないし1段目位置まで変えたときの水平偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図17】同電導板の長さを、デフォッガにおけるヒータ線の上側から数えて1段目位置ないしデフォッガ上側15mm位置まで変えたときの水平偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図18】同導電板の長さを、デフォッガ上側15mm位置から同14cm位置まで変えたときの水平偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図19】デフォッガのない場合における導電板の長さを、デフォッガにおけるヒータ線の最下段位置ないし上側から数えて8段目位置まで変えたときの垂直偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図20】同導電板の長さを、デフォッガにおけるヒータ線の上側から数えて8段目位置ないし1段目位置まで変えたときの垂直偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図21】同導電板の長さを、デフォッガにおけるヒータ線の上側から数えて1段目位置ないしデフォッガ上側15mm位置まで変えたときの垂直偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図22】同導電板の長さを、デフォッガ上側15mm位置から同14cm位置まで変えたときの垂直偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図23】コ字状のデフォッガ上側のガラス空白部に配置される導電板の左右幅を90cm〜40cmに変えたときの水平偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図24】同導電板の左右幅を40cm〜6cmに変えたときの水平偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図25】同導電板の左右幅を4cm〜2mmに変えたときの水平偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図26】同導電板の左右幅を90cm〜40cmに変えたときの垂直偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図27】同導電板の左右幅を40cm〜6cmに変えたときの垂直偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図28】同導電板の左右幅を4cm〜2mmに変えたときの垂直偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図29】コ字状のデフォッガに対し配置される導電線の長さを、デフォッガにおけるヒータ線の最下段位置ないし上側から数えて7段目位置まで変えたときの水平偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図30】同導電線の長さを、デフォッガにおけるヒータ線の上側から数えて5段目位置ないし0段目位置まで変えたときの水平偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図31】デフォッガに配置される導電線の長さを、デフォッガにおけるヒータ線の最下段位置ないし上側から数えて7段目位置まで変えたときの垂直偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図32】同導電線の長さを、デフォッガにおけるヒータ線の上側から数えて5段目位置ないし0段目位置まで変えたときの垂直偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図33】他の種類のデフォッガに配置される導電線の長さを、デフォッガにおけるヒータ線の最下段位置ないし最上段位置まで変えたときの水平偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図34】同垂直偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図35】他の形状ウィンドガラスにおけるデフォッガに配置される導電線の長さを変えたときの水平偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図36】同垂直偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図37】コ字状のデフォッガ上側に配置される左右幅10cmの導電板をガラスの左右中央位置から左側30cmまでの位置にオフセットしたときの水平偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図38】同導電板をガラスの左右中央左側30cmの位置から同45cmまでの位置にオフセットしたときの水平偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図39】同導電板をガラスの左右中央右側10cmの位置から同45cmまでの位置にオフセットしたときの水平偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図40】同導電板をガラスの左右中央位置から左側30cmまでの位置にオフセットしたときの垂直偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図41】同導電板をガラスの左右中央左側30cmの位置から同45cmまでの位置にオフセットしたときの垂直偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図42】同導電板をガラスの左右中央右側10cmの位置から同45cmまでの位置にオフセットしたときの垂直偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図43】デフォッガ上の左右幅が40cmの導電板に対する給電位置を変えたときの水平偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図44】同垂直偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図45】左右中央部に導電線を有するデフォッガ上側のガラス空白部に左側導電板をデフォッガとの間隔を24mmあけて、また右側導電板を同間隔4mmあけてそれぞれ配置したときの水平偏波及び垂直偏波の各受信感度特性を示す特性図である。
【図46】同じアンテナ構成におけるメインアンテナとしての右側導電板の水平偏波及び垂直偏波に対する指向性を示す特性図である。
【図47】リヤポールアンテナの水平偏波及び垂直偏波の各受信感度特性を示す特性図である。
【図48】リヤポールアンテナの水平偏波及び垂直偏波の各指向性を示す特性図である。
【図49】デフォッガ上側の空白部に左右幅10cmの左右1対の導電板を配置し、右側導電板のデフォッガとの間隔を固定する一方、左側導電板の同間隔を変えたときの右側導電板における垂直偏波の感度をす図である。
【図50】同条件における左側導電板の垂直偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図51】デフォッガ上側空白部の左右中央部にメインアンテナとなる導電板を配置し、左右中央部からオフセットして配置されるサブアンテナの給電位置を変えたときのメインアンテナにおける垂直偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図52】デフォッガの上部に配置される右側導電板の構造を種々に変えたときの水平偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図53】同垂直偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図54】デフォッガの上部に配置される左右幅10cmの右側導電板のデフォッガとの接続状態を種々に変えたとき垂直偏波の受信感度特性を示す特性図である。
【図55】デフォッガの影響が極小化される原理を説明するためのアンテナの構成を原理的に示す図。
【図56】デフォッガの影響が極小化される原理を説明するためのアンテナの構成をモデル化した図。
【図57】デフォッガの影響が極小化される原理を説明するためのアンテナの構成をモデル化した図。
【図58】短縮率αと結合容量Cとの関係を示す図。
【図59】短縮率αと結合容量Cとの関係を例示した図。
【図60】第7実施例のガラスアンテナの構成を示す図。
【図61】第7実施例のガラスアンテナの他の例の構成を示す図。
【図62】実施例における、結合容量Cと間隔dとの関係を説明する図。
【図63】リアポールアンテナと実施例のアンテナとを性能的に対比(垂直偏波)した結果を示す図。
【図64】リアポールアンテナと実施例のアンテナとを性能的に対比(水平偏波)した結果を示す図。
【図65】実施例のアンテナの受信特性(垂直偏波)を説明する図。
【図66】実施例のアンテナの垂直偏波に対する指向特性を説明する図。
【図67】実施例のアンテナの受信特性(水平偏波)を説明する図。
【図68】実施例のアンテナの水平偏波に対する指向特性を説明する図。
【図69】実施例のアンテナにおいて、第1アンテナの形状を変えたときの特性変化(垂直偏波)を示す図。
【図70】実施例のアンテナにおいて、第1アンテナの形状を変えたときの特性変化(垂直偏波)を示す図。
【図71】実施例のアンテナにおいて、第1アンテナの形状を変えたときの特性変化(水平偏波)を示す図。
【図72】実施例のアンテナにおいて、第1アンテナの形状を変えたときの特性変化(水平偏波)を示す図。
【図73】デフォッガが設けられていないガラスに配設されたモノポール型アンテナの構成を原理的に示す図。
【図74】図60に示した実施例のアンテナとモノポール型アンテナとの性能(垂直偏波に対する受信感度特性)を対比した図。
【図75】図60に示した実施例のアンテナとモノポール型アンテナとの性能(垂直偏波に対する指向特性)を対比した図。
【図76】図60に示した実施例のアンテナとモノポール型アンテナとの性能(水平偏波に対する受信感度特性)を対比した図。
【図77】図60に示した実施例のアンテナとモノポール型アンテナとの性能(水平偏波に対する指向特性)を対比した図。
【図78】モノポール型アンテナの長さを変えたときの特性変化(水平偏波)を示す図。
【図79】モノポール型アンテナの長さを変えたときの特性変化(水平偏波)を示す図。
【図80】モノポール型アンテナの長さを変えたときの特性変化(水平偏波)を示す図。
【図81】モノポール型アンテナの長さを変えたときの特性変化(水平偏波)を示す図。
【図82】モノポール型アンテナの長さを変えたときの特性変化(水平偏波)を示す図。
【図83】モノポール型アンテナの長さを変えたときの特性変化(水平偏波)を示す図。
【図84】モノポール型アンテナの長さを変えたときの特性変化(水平偏波)を示す図。
【図85】モノポール型アンテナの長さを変えたときの特性変化(水平偏波)を示す図。
【図86】モノポール型アンテナの長さを変えたときの特性変化(垂直偏波)を示す図。
【図87】モノポール型アンテナの長さを変えたときの特性変化(垂直偏波)を示す図。
【図88】モノポール型アンテナの長さを変えたときの特性変化(垂直偏波)を示す図。
【図89】モノポール型アンテナの長さを変えたときの特性変化(垂直偏波)を示す図。
【図90】モノポール型アンテナの長さを変えたときの特性変化(垂直偏波)を示す図。
【図91】モノポール型アンテナの長さを変えたときの特性変化(垂直偏波)を示す図。
【図92】モノポール型アンテナの長さを変えたときの特性変化(垂直偏波)を示す図。
【図93】モノポール型アンテナの長さを変えたときの特性変化(垂直偏波)を示す図。
【図94】異なる車型において、モノポール型アンテナの長さを変えたときの特性変化(垂直偏波)を示す図。
【図95】異なる車型において、モノポール型アンテナの長さを変えたときの特性変化(垂直偏波)を示す図。
【図96】異なる車型において、モノポール型アンテナの長さを変えたときの特性変化(水平偏波)を示す図。
【図97】異なる車型において、モノポール型アンテナの長さを変えたときの特性変化(水平偏波)を示す図。
【図98】第7実施例をさらに具体化したときのアンテナシステムの構成を示す図。
【図99】第7実施例をさらに具体化したときのアンテナシステムの別の構成を示す図
【符号の説明】
1 ボディ
3 ウィンドガラス
4 空白部
5 リヤデフォッガ
13,23,24 導電板
18 導電線
20 空間部
100,150 第2アンテナ導体素子
110,120 第1アンテナ導体素子
W,W1,W2 導電板の左右幅
L 導電板および第1アンテナ導体素子の車幅方向に直交する方向における長さ
d,d1,d2 導電板または第1アンテナ導体素子と、デフォッガとの間隔
X,X1,X1’ 導電線または第2アンテナ導体素子の長さ
D 導電板または第1アンテナ導体素子のオフセット量
Claims (28)
- ガラス上に車幅方向の長さが2Yであるデフォッガと、前記車幅方向に直交する方向においてLの長さを有する第1のアンテナ導体素子とが延設された車両用ガラスアンテナであって、
前記デフォッガよりも下部または上部に設けられた給電点と、
前記給電点から給電され、ガラス面に沿って延設された前記第1のアンテナ導体素子と、
前記デフォッガの延設された領域においてガラス面に沿って上下方向に伸びると共に、一部が前記デフォッガの熱線の一部と直流的に接続された第2のアンテナ導体素子とを具備し、
前記第1のアンテナ導体素子は前記デフォッガに対して、前記第2のアンテナ導体素子の一部と接続された前記熱線が前記第1のアンテナ導体素子の一部と容量結合するように配設され、上記容量結合によるアンテナ短縮率をαとすると、
20cm≦L+α・Y≦70cmを満足する
ことを特徴とするFMラジオ電波受信用の車両用ガラスアンテナ。 - 請求項1に記載の車両用ガラスアンテナにおいて、40cm≦L+α・Y≦60cmを満足する
ことを特徴とするFMラジオ電波受信用の車両用ガラスアンテナ。 - 請求項2に記載の車両用ガラスアンテナにおいて、40cm≦L+α・Y≦50cmを満足する
ことを特徴とするFMラジオ電波受信用の車両用ガラスアンテナ。 - 請求項2に記載の車両用ガラスアンテナにおいて、50cm≦L+α・Y≦60cmを満足する
ことを特徴とするFMラジオ電波受信用の車両用ガラスアンテナ。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載の車両用ガラスアンテナにおいて、前記第1のアンテナ導体素子は略ループ形状を有する
ことを特徴とする車両用ガラスアンテナ。 - 請求項1乃至5のいずれかに記載の車両用ガラスアンテナにおいて、前記第1のアンテナ導体素子の一部と前記デフォッガの前記熱線の一部とは、略40pF以下の容量で結合している
ことを特徴とする車両用ガラスアンテナ。 - 請求項6に記載の車両用ガラスアンテナにおいて、前記第1のアンテナ導体素子の車幅方向の長さが、50mm〜300mmの範囲に設定されている
ことを特徴とする車両用ガラスアンテナ。 - 請求項7に記載の車両用ガラスアンテナにおいて、前記第1のアンテナ導体素子の車幅方向の長さが、100mm〜250mmの範囲に設定されている
ことを特徴とする車両用ガラスアンテナ。 - 請求項6乃至8のいずれかに記載の車両用ガラスアンテナにおいて、前記第1のアンテナ導体素子の一部と前記デフォッガの前記熱線の一部とは、略2pF〜20pFの容量で結合している
ことを特徴とする車両用ガラスアンテナ。 - 請求項5に記載の車両用ガラスアンテナにおいて、前記第1のアンテナ導体素子は、矩形ループ形状のループ導体とこのループ導体の内部を連結する少なくとも1つの導体線とを有する
ことを特徴とする車両用ガラスアンテナ。 - 前記第2のアンテナ導体素子は車幅方向に直交する方向にXの長さを有し、前記第1のアンテナ導体素子はデフォッガに対して、前記第2のアンテナ導体素子の一部と接続された前記熱線が前記第1のアンテナ導体素子の一部と容量結合するように配設されると共に、この容量結合によるアンテナ短縮率をαとすると、
20cm≦L+α・X≦70cmが成り立つ
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用ガラスアンテナ。 - 請求項1乃至11のいずれかに記載の車両用ガラスアンテナにおいて、前記第1のアンテナ導体素子の車幅方向に直交する長さは、4cm〜30cmの範囲内に設定されている
ことを特徴とする車両用ガラスアンテナ。 - 請求項1乃至12のいずれかに記載の車両用ガラスアンテナにおいて、前記第1のアンテナ導体素子は互いに離間した少なくとも2つのアンテナ素子を有することを特徴とする車両用ガラスアンテナ。
- 請求項13に記載の車両用ガラスアンテナにおいて、前記少なくとも2つのアンテナ素子には夫々異なった受信感度が設定されることによりダイバシティアンテナシステムが構成されている
ことを特徴とする車両用ガラスアンテナ。 - 請求項13又は14に記載の車両用ガラスアンテナにおいて、前記少なくとも2つのアンテナ素子は、共に、前記デフォッガの一部熱線と容量結合する部分を有し、その結合容量が夫々異なるように設定されている
ことを特徴とする車両用ガラスアンテナ。 - 請求項13乃至15のいずれかに記載の車両用ガラスアンテナにおいて、前記少なくとも2つのアンテナ素子の車幅方向の長さは各々異なっている
ことを特徴とする車両用ガラスアンテナ。 - 請求項1乃至16のいずれかに記載の車両用ガラスアンテナにおいて、前記第2のアンテナ導体素子の全体が前記デフォッガの熱線が延設された領域内にあることを特徴とする車両用ガラスアンテナ。
- 請求項13乃至16のいずれかに記載の車両用ガラスアンテナにおいて、前記少なくとも2つのアンテナ素子は、前記第2のアンテナ導体素子の設けられた位置に対して車幅方向でオフセットしている
ことを特徴とする車両用ガラスアンテナ。 - 請求項13乃至16,18のいずれかに記載の車両用ガラスアンテナにおいて、前記少なくとも2つのアンテナ素子は、前記第2のアンテナ導体素子の設けられた位置に対して車幅方向において対称の位置に設けられている
ことを特徴とする車両用ガラスアンテナ。 - 請求項1乃至19のいずれかに記載の車両用ガラスアンテナにおいて、前記第1のアンテナ導体素子と容量結合するデフォッガの熱線との間隔は、1mm〜50mmの範囲にある
ことを特徴とする車両用ガラスアンテナ。 - 請求項20に記載の車両用ガラスアンテナにおいて、前記第1のアンテナ導体素子と容量結合するデフォッガの熱線との間隔は、2mm〜35mmの範囲にある
ことを特徴とする車両用ガラスアンテナ。 - ガラス上に車幅方向の長さが2Yであるデフォッガと、前記車幅方向に直交する方向においてLの長さを有する第1のアンテナ導体素子とが延設された車両用ガラスアンテナであって、
前記デフォッガよりも下部または上部に設けられた給電点と、
前記給電点から給電され、ガラス面に沿って延設された前記第1のアンテナ導体素子と、
前記デフォッガの延設された領域においてガラス面に沿って上下方向に伸びると共に、一部が前記デフォッガの熱線の一部と直流的に接続された第2のアンテナ導体素子とを具備し、
前記第1のアンテナ導体素子は前記デフォッガに対して、前記第2のアンテナ導体素子の一部と接続された前記熱線が前記第1のアンテナ導体素子の一部と容量結合するように配設され、上記容量結合によるアンテナ短縮率をαとすると、
10cm≦L+α・Y≦60cmを満足する
ことを特徴とするテレビ電波受信用の車両用ガラスアンテナ。 - 請求項22に記載の車両用ガラスアンテナにおいて、前記第1のアンテナ導体素子は互いに離間した少なくとも2つのアンテナ素子を有する
ことを特徴とする車両用ガラスアンテナ。 - 請求項23に記載の車両用ガラスアンテナにおいて、前記少なくとも2つのアンテナ素子に夫々異なった受信感度が設定されることによりダイバシティアンテナシステムが構成されている
ことを特徴とする車両用ガラスアンテナ。 - 請求項23に記載の車両用ガラスアンテナにおいて、前記第1のアンテナ導体素子が有する前記少なくとも2つのアンテナ素子は、共に、前記給電点が設けられたところの、前記デフォッガよりも下部または上部の領域と同じ領域側に設けられる
ことを特徴とする車両用ガラスアンテナ。 - 請求項23乃至25のいずれかに記載の車両用ガラスアンテナにおいて、前記少なくとも2つのアンテナ素子は、共に、前記デフォッガの一部熱線と容量結合する部分を有し、その結合容量が互いに異なるように設定されている
ことを特徴とする車両用ガラスアンテナ。 - ガラス上にデフォッガとアンテナ導体とが延設された車両用ガラスアンテナにおいて、
前記アンテナ導体は、
前記デフォッガよりも下部又は上部に設けられた給電点から給電され、前記ガラス面に沿って延設された第1のアンテナ導体素子と、
前記デフォッガの延設された領域においてガラス面に沿って上下方向に延びると共に、一部が前記デフォッガの熱線の一部と直流的に接続される第2のアンテナ導体素子とを備えると共に、
前記第1のアンテナ導体素子は、前記デフォッガに対して、前記第2のアンテナ導体素子の一部と接続された前記熱線が前記第1のアンテナ導体素子の一部と容量結合するように配設されて成り、
前記第1のアンテナ導体素子の車幅方向に直交する方向の長さをL、前記容量結合によるアンテナ短縮率をα、ガラスによるアンテナ短縮率をβ、受信する電波の波長をλ、デフォッガの車幅方向の長さを2Yとすると、
β・λ/4=L+α・Yの関係を満足する
ことを特徴とする車両用ガラスアンテナ。 - 平面状のガラスと、前記ガラス上に配設されたデフォッガと、このデフォッガよりも下部又は上部に設けられた給電点から給電され、前記ガラス面に沿って延設される第1のアンテナ導体素子と、前記デフォッガの延設された領域においてガラス面に沿って上下方向に延びると共に、一部が前記デフォッガの熱線の一部と直流的に接続される第2のアンテナ導体素子とを備え、前記第1のアンテナ導体素子は前記デフォッガに対して、前記第2のアンテナ導体素子の一部と接続された前記熱線が前記第1のアンテナ導体素子の一部と容量結合するように配設されて成る車両用ガラスアンテナを設定する方法であって、
前記容量結合によるアンテナ短縮率をα、ガラスによるアンテナ短縮率をβ、受信する電波の波長をλ、デフォッガの車幅方向の長さを2Yとすると、前記第1のアンテナ導体素子の車幅方向に直交する方向の長さLを、β・λ/4=L+α・Yに基づいて求める第1工程と、
Lxを、最適ユニポール型アンテナ長とすると、前記第2のアンテナ導体素子の上下方向の長さXを、その最適ユニポール型アンテナ長Lx、前記アンテナ短縮率α、並びに前記第1工程にて求めた長さLを利用して、L+α・X=Lxに基づいて求める第2工程とを有する
ことを特徴とする車両用ガラスアンテナの設定方法。
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