JP2004088799A - ガラスアンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】　ドライバの視界を確保しつつ受信感度の高いガラスアンテナを提案する。
【解決手段】　ウインドガラス上において、給電部からのガラスアンテナのパターンの縦方向長さｙが、受信周波数の波長をλ、ガラス短縮率をαとすると、ｙ≦λ／４・αに設定され、横方向長さｘが、６０ｃｍ−ｙ≧ｘに設定されたガラスアンテナ。
【選択図】　図１

Description

　本発明は、車両等のガラスウインドに設けられるガラスアンテナおよびその設定方法に関するものである。

　車両用ガラスウインドはドライバの視界を規制するものであるために、そのウインドに設けられるガラスアンテナには、視界を確保するなどのために、種々の法規制がかけられている。そのために、ガラスアンテナの大きさ、幅、長さに自由な設計が許されるものではなく一定の制限がある。

　ガラスアンテナはただでさえロッド型アンテナに比して感度の不利になるために、上記法規制はアンテナ性能に大きな影響を与える。特に法規制を意識したものというわけではないが、形状に工夫を凝らしたガラスアンテナに関する従来技術に、例えば特公平３−７４８４５号の車両用アンテナ装置や、特開平３−１７０３号のルーフガラスアンテナや、論文「広帯域・全方向性円板モノポールアンテナ」（伊藤猷顯、関一　共著）等がある。

　特公平３−７４８４５号の車両用アンテナ装置は、金属製ピラーとアンテナとの関係に着目し、ピラー長をλ/2以下に、アンテナ長をλ/4以下に設定している。このガラスアンテナは、ピラーとの関係に関心があるために基本的にはモノポール型アンテナであり、遵って幅方向についての言及がなく、それ故に、現状の車両の大きさでは、せいぜいＦＭ周波数帯のみにしか適用ができない。

　特開平３−１７０３号のルーフガラスアンテナも、長さ２００〜１５００mmのループ状アンテナに設定され、さらに、給電点までの導電線を車両の縦軸方向中芯線に対して略平行に設定しているものである。しかし、この先行技術も、ループアンテナの全長には関心があるものの、そのアンテナの縦方向と幅方向の関係に関心がないために、法律上の規制をクリアして高性能を達成するためには、２００〜１５００mmの範囲内で縦と横の長さを色々と変えることによって試行錯誤を繰り返さなければならない。

　また、上記論文に示された円板モノポールアンテナは、円板の円形により広帯域化を図ったものであって、そのために、このアンテナを車両用ガラスアンテナに適用すると視界の妨げになる。視界を確保するために、大きさを小さくすると、目標の性能を達成できない嫌いがある。そこで、本発明は斯かる従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、視界を確保しつつ且つ高い性能を確保したガラスアンテナならびにそのガラスアンテナを設計する設定方法を提供するものである。

　上記の目的を達成すべく、請求項１７に係る本発明の、ウインドガラス上に設けられるガラスアンテナは、実質的に給電点として機能する給電部からの前記ガラスアンテナのパターンの縦方向長さｙが、受信周波数の波長をλ、ガラス短縮率をαとすると、ｙ≦λ/4・αに設定され、前記ガラスアンテナのパターンの横方向長さｘを大きくとるときは縦方向長さｙを小さくとられ、縦方向長さｙを大きくとるときは横方向長さｘを小さくとられたことを特徴とする。

　このアンテナでは、縦方向の長さが目標受信周波数帯に対応し、横方向の長さが帯域の広がりに対応するようになっている。而して、請求項１８に係る本発明のガラスアンテナの設定方法は、実質的に給電点として機能する給電部からの前記ガラスアンテナのパターンの縦方向最大長さｙを、受信周波数の波長をλ、ガラス短縮率をαとすると、ｙ≦λ/4・αに設定し、前記ガラスアンテナのパターンの横方向の最大長さにより帯域の広がりを調整し、前記パターンの縦方向長さにより受信周波数帯を決定することを特徴とする。

　さらに具体的には、請求項１に係る本発明のガラスアンテナは、実質的に給電点として機能する給電部からの前記ガラスアンテナのパターンの縦方向の最大長さｙが、受信周波数の波長をλ、ガラス短縮率をαとすると、ｙ≦λ/4・αに設定され、前記ガラスアンテナのパターンの横方向の最大長さｘが、β−ｙ≧ｘに設定されたことを特徴とする。ｘとｙの関係は、βを上限として一方を増やせば、他方が減るように調整することになる。

　以上のガラスアンテナもしくはその設定方法によれば、調整が容易なので、ガラス上にかけられている視界確保などの条件を簡単にクリアすることができ、それでいて、高性能の受信特性を保持することができる。請求項２によると、前記βの上限は略６０cmである。請求項４によると、８≦ｙ≦４０cm、ｘ≦３０cmで、実用感度が得られ、また設定がそれほど困難とはならず視界も制限しない大きさのガラスアンテナとなる。

　請求項５によると、前記ウインドガラスは自動車のフロントウインドガラスであって、前記アンテナのパターンは、前記ガラスの視界を妨げない部分の上端から下方に所定距離だけ離間した位置よりも下方において、前記横寸法ｘは６．６cm以下であることを特徴とする。

　ドライバの視界を確保したガラスアンテナを得ることができる。請求項６、１９、２０によると、前記ウインドガラスは自動車のフロントウインドガラスであって、前記アンテナのパターンは、前記ガラスの視界を妨げない部分の下端から所定距離だけ上方に離間した位置よりも上方において、前記横寸法ｘは６．６cm以下であることを特徴とする。

　ドライバの視界を確保したガラスアンテナを得ることができる。請求項２２、２３によると、前記所定距離は約１０cmである。請求項７によると、前記ガラスアンテナのパターンは枠形状をなしており、少なくとも車検証シールが貼られる位置の近傍に、車検証シールを囲む大きさを有する。車検シールを隠すことなく、しかもそのシールを張り替えるときに展着されたアンテナパターンが損傷を受けることもない。

　請求項８によると、前記ガラスアンテナのパターンはｘ＞ｙである矩形形状をしており、このアンテナの給電部が前記矩形の上辺もしくは下辺に設けられている。このような給電部の設定によって受信感度が向上する。請求項９、２１によると、５cm≦ｘ≦４０cm、３cm≦ｙ≦１０cmとすることにより、受信帯域がＵＨＦとなる。

　請求項１０によると、前記ガラスアンテナのパターンは定期点検シールが貼られる位置に設けられ、そのシールを囲う大きさを有する中空形状を有する。定期点検シールを隠すことなく、しかもそのシールを張り替えるときに展着されたアンテナパターンが損傷を受けることもない。請求項１１によると、前記ガラスアンテナの形状は丸形状であるので、定期点検シールの形状と一致する。

　請求項１２によると、前記ガラスアンテナのパターンの大きさは室内後方ミラーよりも大きい。ミラーがガラスに装着するタイプの時は、その装着が容易になる。請求項１３によると、前記アンテナは接地型アンテナであり、このアンテナに接続する接地部材は車体の金属製部材と容量結合する。容量結合によって接地性を確保するので、工場出荷後において、接地精度を確保できない一般ユーザでも装着が可能となる。

　請求項１４によると、前記接地部材は、磁性を帯びた部分を有し、この部分が前記車体の金属製部材と引き合うことにより、前記接地部材と前記車体の金属製部材との距離を一定に保つことを特徴とする。請求項１５によると、前記ガラスアンテナは、その表面に展着された粘着性層により前記ガラス表面に展着される。

　請求項２４によると、給電部はアンテナパターンの端部に設けられている。このような給電位置により、高い受信性能が確保できる。本発明はガラスアンテナ以外にも適用できる。請求項２５のアンテナによると、下地となる物質によってアンテナパターンの大きさを変えることができる。例えば、下地に短縮率の大きな物質を選べばアンテナパターンの大きさを小さくすることができ、アンテナを小型化することができる。

　請求項２８によると、デフォッガ内に設けられた縦型導体を用いて容量結合型アンテナをリアガラス上に設定することができると共に、さらに、別の周波数帯域（例えば、ＶＩＣＳ用）のアンテナを設定することができる。請求項２９によると、前記給電部はウインドガラスの上部若しくは下部に設けられ、さらに、７cm≦ｘ≦３０cm、７cm≦ｙ≦１０cmに設定されている。特に、ＴＶ用電波の受信に好適である。

　請求項３３によると、前記給電部はウインドガラスの上部若しくは下部に設けられ、さらに、ｘ≧３０cm、７cm≦ｙ≦１０cmに設定することにより、特に、ＶＩＣＳ用の電波の受信に好適となる。

　請求項３０または３４によると、前記パターンは、車両のウインドガラスの上部の視界を妨げない前記領域の上端から所定距離の範囲内に設けられているので、車両乗員の視界を妨げないでＴＶ電波またはＶＩＣＳ電波を受信することができる。請求項３１または３５によると、パターンは１０cm以内の範囲に設けられているので、視界確保と法的規制のクリアを両立することができる。

　請求項３２によると、前記パターンは車検証シールを囲む位置に設けられている。シールを囲むことにより、シールを剥がすことによりアンテナが損壊することが無くなる。請求項３７によると、前記パターンは貼られた車検証シールの側部に設けられる請求項３８によると、前記パターンは、複数の別個独立のアンテナ線を含み、これらのアンテナ線がダイバーシテイシステムを構成する。

　以上説明したように、本発明によれば、視界を確保しつつ且つ高い性能を確保したガラスアンテナを提供し、またそのようなガラスアンテナを簡単に設計することができる。また、アンテナ下地の選択によってアンテナの大きさを制御することができる。また、リアデフォッガを有効利用することによって種々の周波数帯域のアンテナを設定することができる。

　以下、本発明のガラスアンテナを自動車のウインドガラスに適用した実施形態を図面に基づいて説明する。以下に説明する実施形態では、フロントウインドガラスに適用したガラスアンテナ（第１実施形態）と、リアウインドガラスに適用したガラスアンテナ（第２実施形態）と、サイドガラスに適用したガラスアンテナ（第３実施形態）とが開示される。

　これらの実施形態のガラスアンテナの夫々については、設置されたガラス位置に特有の課題（フロントガラスのアンテナでは前方視野を確保すること、リアガラスのアンテナではデフォッガの影響をなくすこと）を達成することが説明されると共に、さらに、それらの変形例（アース板を用いた接地型アンテナとアース線を用いた接地型アンテナ）が説明されることになる。

　〈第１実施形態〉
図１には、本発明の第１実施形態にかかるガラスアンテナが適用されたフロントガラスウインド１００が車両の前方外部からの見た状態で示されている。即ち、図１の右側は車内のドライバの左側に、左側はドライバの右側に相当する。

　このウインドガラス１００には、そのガラスの車両内部側の表面に張られた３つのアンテナ（１０，２０，３０）が設けられている。アンテナ１０は主にＦＭ電波ならびにＴＶ電波を受信するためのアンテナで、図３に示された縦長のループ矩形形状で、横方向（車幅方向）長さがｘ1（一例として例えば１０cm）、縦方向の長さｙ1（一例として例えば２０cm）を有する。アンテナ２０は図４に示されたように横長のループ矩形形状のアンテナである。また、ウインド１００の最も右側に設けられたアンテナ３０は図５に示すように、円形のループ形状のアンテナである。これら３つのアンテナ（１０，２０，３０）でダイバシティアンテナシステムを構成する。

　これら３つのアンテナの横方向長さｘと縦方向長さｙには次のような関係がある。即ち、受信周波数の波長をλ、ガラス短縮率をαとすると、
　ｙ≦λ/4・α　　…　（１）
　６０cm−ｙ≧ｘ　…　（２）
である。（２）式の意味するところ（ｘとｙの和が６０cmを越えないこと）は後述するが、（１），（２）式に従ってアンテナの大きさを設定することで適正な受信感度を確保できる。

　フロントガラスにアンテナ１０を設ける場合、運転手の前方視野の妨げとならないようにフロントガラスの中芯線に対称に幅６６mmで設けられた帯状部分の中に収まるように設ける。
更に、ウインド上方（あるいは下方）にアンテナ２０，３０を設ける場合には、次の様にしてアンテナの横方向の幅を決定する。即ち、フロントウインドガラスが車体にとりつけられた状態では周囲にセラミックコートやモールが存在することになる。それらコートやモールによって視界が妨げられない部分の上端から下方に１０cmまでのウインド周辺に沿った領域ではガラスアンテナの幅については法上の規制はない。従って、幅方向のアンテナの大きさは、規制とは無関係に目的の周波数帯及び受信感度に応じて決めることができる。しかしながら、アンテナの上下方向長さが上記上端から下方に１０cmを超えるような場合には、そのアンテナを上記ガラス中央部の幅６６mmの範囲内に納めるようにする。即ち、アンテナ下端部分から、前記上端から下方に計って１０cmのアンテナ部分の位置までを６６mmの幅とするのが好ましい。

　ウインドガラスの下方にアンテナを設置する場合には、ウインドの前述した視界を妨げられない部分の下端から上方に１０cmの位置まではアンテナ幅に規制はないものの、１０cmを超えた位置では同じく幅は６６mmを超えてはならない。そこで、アンテナ上端部分から、前記下端から上方に計って１０cmのアンテナ部分の位置までを６６mmの幅とするのが好ましい。

　アンテナ２０（図４）については、ｘ，ｙを、上記（１），（２）式を満足する範囲で、さらに、運転手の視界が妨げにならないようにｙ2が１００mm以内に収まるように設定する。例えば、ｘ₂＝１５cm、ｙ₂＝６５mmとする。同じく、アンテナ３０（図５）についても、その直径ｘ₃＝ｙ₃を１００mm以内（一例として例えば８０mm）に設定する。さらに、アンテナ１０については、縦方向の長さＬ_yを１００mm以内に納め、横方向の長さＬ_xを６６mm以内に納める（例えば丁度６６mm）ようにする。このようにすると、３つのアンテナ１０，２０，３０は全て運転手の視界が妨げにならないように設置されることになる。尚、アンテナ１０，２０，３０については線幅の一定のものを用いる。

　アンテナ１０はウインド１００の略中央に設置されると、この位置には通常「車検証」シールが貼られる。車検証シールは７０mm×７０mmの大きさを有するが、図３に示すように開口部内側の寸法をｘ₁’Ｌ_y’とすると
　ｘ₁’＞７０mm　…（３）
　Ｌ_y’＞７０mm　…（４）
に設定すれば、車検証シールはアンテナ１０のループ内に収まることになる。車検証シールは定期的に交換することが義務づけられているが、（３），（４）式を満足すれば、アンテナ１０の導線が車検証シールを貼る位置と重なることがなくなり、シールを交換するに際してアンテナ線が不要に引き剥がされることはない。

　ウインド１００の（外側から見て）右側は定期点検シールを貼る場所でもある。このシールは円形形状をしている。従って、開口部内側の寸法をｘ₃’、ｙ₃’とし、このシールの大きさをＳとすると、図５に示すように、
　ｘ₃’＝ｙ₃’＞Ｓ
ならば、定期点検シールの張り替えがアンテナ３０の導線を不用意に引き剥がすことがなくなる。実際に車検証シール、定期点検シールが貼られた車両にアンテナパターンを設定すると図２のようになる。

　〈アンテナの展着〉…第１実施形態
　第１実施形態のガラスアンテナはフロントガラスに設けられるが故に、簡易に取り付けられることが好ましい。このために、アンテナ１０，２０，３０は粘着シールから剥がしてガラスウインドに取り付けることになる。
図３〜図５に示された３つのアンテナのガラスウインド面への展着方法には種々の手法がある。形状および展着位置が固定であれば、工場において、周知の方法で、薄板状の導線を付着させる。この場合には、給電のための導線の配線は視界の妨げにならない最良の位置に設定することが可能となる。また、接地線も接地抵抗が最も少ないように車体に接続することが可能である。

　この第１実施形態のように、アンテナをフロントガラスに設定するか否かは多分にドライバの好みに依存する部分が大きい。従って、第１実施形態では、工場出荷後において、通常のドライバが簡単にアンテナ線をガラスウインドに展着する手法を採用する。そのためには、粘着層が塗布されたシールをアンテナ線に設けることが好ましい。

　図６は、このようなアンテナが市販される時点での、そのアンテナの断面形状を示す。即ち、アンテナ１０〜３０は、市販されるときは、図６に示すように、基紙層６３の上に、粘着剤層６２が形成され、粘着剤層６２とアンテナ導線層６１との間には接着剤層が形成され、接着剤層によって粘着剤層６２とアンテナ導線層６１が固着されている。アンテナ導線の上に保護膜６０が形成されている。保護膜６０は導線の表面のみに形成され、導線の酸化を防止し損傷から守る。ユーザが基紙層６３を引っ張ると、基紙層６３と粘着剤層６２とが乖離して、粘着剤層６２が露出する。ユーザは、粘着剤層６２が露出したアンテナを所望のガラス状の位置に添付する。この場合、耐候性を考慮してウインドの内側に張り付けするのが好ましい。

　〈接地方法〉…第１実施形態
　第１実施形態のガラスアンテナは、３つともアースが必要なアンテナである。一般ユーザがアンテナを設置するときはアースの取り付け方が問題になる。通常、自動車の車体を構成する鉄板は非導電性の塗料で保護されているからである。そこで、この第１実施形態では、自動車のルーフの鉄板と天井クッション材との間にわずかの空隙があることを利用して、図７に示したようなアース板４０を挿入することを提案する。このアース板４０を図８に示すように、自動車のルーフの鉄板と天井クッション材との間に挿入する。図８においては説明の便宜上アンテナ１０のみを図示しているが、アース板４０はアダプタ５０を介してこのアンテナ１０に接続されている。

　図９にアダプタ５０の構成を示す。アダプタ５０は、ケース５１と、低インピーダンスのワイヤ５４と、このワイヤ５４の先端に設けられた導電性クリップ５２と、シールドワイヤ５３と、同軸コネクタ５５とからなる。アンテナの接続片（１１，２１，３１）はアダプタに接続される。コネクタ５５の芯線はアンテナのチューナなどに接続される。また、シールドワイヤ５３のシールド線とワイヤ５４ならびにクリップ５２は電気的に（直流的に）に接続されている。クリップ５２はアース板４０の舌片４１に接続される。

　図１０にアース板４０の構成を示す。即ち、アース板４０は、磁石層４３と導電性の金属層４２とからなる。アース板４０を図８に示すようにルーフトリムとルーフパネルとの間に挿入し、クリップ５２を舌片４１に接続すると、図１１に示したような関係で、アース板４０がルーフの金属と接する。アース板４０の金属層４２とルーフの金属との間には空隙４６（空気層もしくは塗装層）があるので、アース板４０と車体とは容量結合することになる。本実施形態では結合容量を１０ｐＦとなるように、アース板４０の面積を設定する。容量１０ｐＦはアンテナ１０がＦＭ電波帯域で実用的な感度を示す容量だからである。又、図１２に示すように、直接磁石によりルーフに取り付けてもよい。

　尚、車両の種類によっては、アース板を挿入できない場合がある。このような場合には、アダプタのアース線を直接車体に接続した方がアース板を用いる必要がないのでコスト的に有利である。図１３は、そのためのクリップの構造を示す。図１３のクリップを例えば車体のフランジャ部に結合することにより、容量１０ｐＦを得ることができる。

　〈寸法ｘと寸法ｙの関係〉…第１実施形態
　図１４〜図２９は、アンテナ１０を例にして、アンテナ１０の高さ（＝ｙ）を或る値に設定して、幅ｘを色々と変えたときの、ＦＭラジオ及びＴＶのＶＨＦ帯における受信電波の周波数に対する平均受信感度を示す。
例えば、図１４は、高さｙを５cmに固定して、幅ｘを0.5cmに設定したときの受信感度を曲線Iによって表わし、幅ｘを２cmに設定したときの受信感度を曲線IIによって表わし、幅ｘを５cmに設定したときの受信感度を曲線IIIによって表わし、幅ｘを１０cmに設定したときの受信感度を曲線IVによって表わし、幅ｘを１５cmに設定したときの受信感度を曲線Vによって表わし、幅ｘを２５cmに設定したときの受信感度を曲線VIによって表わし、幅ｘを３０cmに設定したときの受信感度を曲線VIIによって表わし、幅ｘを４０cmに設定したときの受信感度を曲線VIIIによって表わし、幅ｘを５０cmに設定したときの受信感度を曲線VIIIIによって表わし、幅ｘを６０cmに設定したときの受信感度を曲線Xによって表わす。また、図１５は、上記１０本のテスト結果を表わす曲線を、評価周波数範囲内で平均化したものである。

　図１６のグラフ（ｙ＝１０cm）に対して図１７の平均受信感度の表が対応する。
図１８のグラフ（ｙ＝１５cm）に対して図１９の平均受信感度の表が対応する。
図２０のグラフ（ｙ＝２０cm）に対して図２１の平均受信感度の表が対応する。

　図２２のグラフ（ｙ＝２５cm）に対して図２３の平均受信感度の表が対応する。
図２４のグラフ（ｙ＝３０cm）に対して図２５の平均受信感度の表が対応する。
図２６のグラフ（ｙ＝３５cm）に対して図２７の平均受信感度の表が対応する。

　図２８のグラフ（ｙ＝４０cm）に対して図２９の平均受信感度の表が対応する。

　これらの図が示すことは、アンテナ１０（またはアンテナ２０や３０）の高さｙは、略４０cm程度まで、一般的には
　最大λ/4・α
の長さまで実用的な感度が得られることである。
又、図１４〜図２９の傾向を概括すると、ｘ≒ｙでは受信感度は低いものの、ｘ＞ｙまたはｘ＜ｙの時は受信感度は相対的に高くなっている。即ち、縦方向長さ、即ち高さｙが０〜λ/4・αの範囲で横方向長さｘに比して相対的に短いとき（ｙ＜ｘ）は、高い周波数領域で、しかも幅ｘが広い範囲で良好な受信感度が得られる。一方、ｙが０〜λ/4・αの範囲で相対的に長いとき（ｙ＞ｘ）は、相対的に低い周波数領域で、しかも幅ｘが広い範囲で良好な受信感度が得られる。さらに、
　８cm≦ｙ≦４０cm
　ｘ≦３０cm
の範囲では、ＴＶのＶＨＦ帯を中心とする周波数帯において理想的な受信感度が得られること、また、幅ｘを変化させることで受信感度を確保できる帯域が変化していることがわかる。さらに、ｘとｙの和が６０cmを超えると、受信感度が低下しているのがわかる。

　尚、図１に示した法規制範囲を考慮すれば、
　７cm≦ｘ≦３０cm、
　７cm≦ｙ≦１０cm
がさらに好ましい。

　図５１〜図５６は、受信電波がＵＨＦ周波数帯であるときに、アンテナ幅４０cm以下であれば、受信感度が−２０ｄＢを達成できることを示している。図５１，図５２は、ｙ＝３cmに固定しておいて、アンテナ幅長ｘをいろいろと変えた時の結果を表す。即ち、
　５cm＝曲線I、１０cm＝曲線II、１５cm＝曲線III、２０cm＝曲線IV、
　２５cm＝曲線V、３０cm＝曲線VI、３５cm＝曲線VII、４０cm＝曲線VIII
である。さらに、図５３，図５４はｙ＝５cmの時、図５５，図５６はｙ＝１０cmの時を示す。

　前述の（１）式においてαを0.6とすると、（１）式は、ＵＨＦ周波数帯を受信するにはｙを１０cm以下（４５０Mhz以上）することが好ましいことを示しているが、この長さは車両のフロントウインドガラスに設置されるアンテナとしては、ドライバの視界を妨げない領域、即ち、ウインド端部から内側へ１０cmまでの領域に設置でき、好都合である。従って、ＵＨＦ周波数帯に適したアンテナとしては、
　５cm≦ｘ≦４０cm
　ｙ≦１０cm
の設定が好ましくは、受信感度を確保するためにｙの下限として、
　３cm≦ｙ≦１０cm
とするのがよい。

　図３０は、図１４〜図２９及び図５１〜図５６に示された結果をまとめ、ｘとｙの関係をグラフとして表わしたものである。同図において、線分ＡＢは一次直線
　ｘ＋ｙ＝６０cm
である。これは前述した、受信感度を確保するための幅ｘと高さｙの和の臨界値が６０cmであることを式で示したもので、線分ＡＢとｘ軸、ｙ軸とに囲まれる領域は、
　ｘ＋ｙ≦６０cm
と表される。

　この三角形領域ＡＢＯはアンテナ１０，２０，３０が従来のユニポール型アンテナよりも良い性能を発揮する領域である。また、多角形領域ＣＤＥＨＪＫＬは、ＦＭ周波数帯、ＶＨＦ周波数帯に亙って実用的な高感度が得られる領域である。多角形領域ＨＦＧＬＫＪは、ＴＶ用ＶＨＦ周波数帯において実用的な高感度が得られる領域である。多角形領域ＰＱＲＳは、ＴＶ用ＵＨＦ周波数帯において実用的な高感度が得られる領域である。尚、線分ＣＧが示すｘ＝２cmは実用的な効果が認められる最低限のアンテナ幅である。また、線分ＧＦが示すｙ＝８cmはＶＨＦを中心としたテレビ用アンテナとして実用的な効果が認められる最低限のアンテナ高さである。

　〈給電点の影響〉…第１実施形態
　図３１〜図５０は、給電点の位置をアンテナの導体辺の中央においたときと端部においたときとで、受信感度がどのように変化するかを示したものである。各グラフにおいて、実線は給電点を端部に、波線は給電点を中央部においたことを示す。また、グラフ中の数字は評価周波数範囲内での平均感度を示す。

　尚、本発明におけるアンテナの給電点とは、アンテナとして作用する部分の最も受信機側の点をいう。本発明の全ての実施形態の枠型アンテナでは、アンテナとして作用するのは、枠形状の部分とフィーダまでの引出線との接合部とであるので、この接合部分が実施形態における給電点と定義される。

　第１実施形態のアンテナシステムは目標である−２０ｄＢを達成しているが、特に、給電点を端部に設置すると、ｘ＞ｙとして設定されるアンテナにおいては、ＵＨＦ帯で感度が向上しているのがわかる。
〈寸法の設定〉…第１実施形態
　前述したような、運転手の視界確保要件、および受信感度と帯域の広がりを両立しつつ、実際の車両のフロントウインドウに設けられるアンテナの寸法の設計方法について説明する。

　まず、縦寸法ｙを決定する。
アンテナの縦の長さは受信周波数の波長をλ、ガラス短縮率をαとすると、λ／４・αによってほぼ決定される。
第１実施形態では、図１におけるアンテナ１０，２０，３０はα＝０．６としてそれぞれ２２５ＭＨｚを狙った２０ｃｍ、５６２．５ＭＨｚを狙った８ｃｍ、６９２．３ＭＨｚを狙った６．５ｃｍにそれぞれ設定している（図３〜図５）。

　続いて横寸法ｘを設定する。
横寸法は前述したように受信感度の確保できる帯域の広がりに影響する。傾向として幅を広げるほど帯域は広がるものの、広くなり過ぎると受信感度は下がる。その限界は縦寸法ｙと横寸法ｘの和が６０ｃｍ（ｘ＋ｙ＝６０）となる長さである。

　ＴＶ電波は周波数帯が広いため（ＶＨＦ９０ＭＨｚ〜ＵＨＦ７７０ＭＨｚ）１本のアンテナではカバーできない。そのため、１０，２０，３０の３本のアンテナのうち、アンテナ１０で９０ＭＨｚ〜２３０ＭＨｚの主にＴＶのＶＨＦ帯を、アンテナ２０で５００ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ、アンテナ３０で４７０ＭＨｚ〜６００ＭＨｚの主としてＴＶのＵＨＦ帯をそれぞれカバーするように横幅を設定しており、それぞれの横寸法は図３〜図５に示すように１０ｃｍ，１５ｃｍ，８ｃｍとしている。また、アンテナ２０とアンテナ３０とはカバーできる帯域をオーバラップさせ、それぞれのアンテナにより形成されるダイバシティシステムを効果的なものとしている。

　さて、ウインドウ中央に設けられるアンテナ１０は、前述の通り運転手の視界を確保すべく、下部の幅を６．６ｃｍ以下に抑える必要があるため、図３のような逆凸形状となる。
また、アンテナ３０は、８ｃｍ×８ｃｍで定期点検シールを囲める大きさであり、受信帯域は、縦寸法と横寸法の最大値によって決定され、形状には依存しないので丸形とし、定期点検シールを囲む位置に設置する。

　アンテナ２０は、アンテナ１０とアンテナ３０との間に設置する。運転手の視界を確保するためには、ウインド中央部を除いて、前述したようなウインドの視界を妨げられない部分の端部から１０ｃｍより内側の部分にはアンテナを設けないのが望まれるため、ウインド中央部に縦寸法の長い比較的低周波数（ＶＨＦ）を受信するアンテナを、その他の部分に縦寸法の短い高い周波数を受信するアンテナを設置する。

　〈第１実施形態の第１変形例〉
　第１実施形態のフロントガラスに設けられたアンテナ１０は、ＶＨＦ周波数帯の受信を主目的に、図３のように縦長の凸形状をしていた。これから説明する第１変形例は、同じ周波数帯の電波受信を目的にして図５７のように横長の凹型形状をしているアンテナ１１０である。即ち、このアンテナ１１０の寸法は、
　ｘ₁＝２２cm、
　ｙ₁＝９cm、
　Ｌ_y＝８cm
としている。

　この変形例のアンテナ１１０は、図５８に示すように、ルームミラー１０１がフロントウインドガラスの上に直接設けられたベース１００に取り付けられているような車両に有効である。縦方向長さは前記第１実施例と同じ理由（車検証を囲めることと視界確保ができること）により７cm以上の１０cm未満である９cmとした。凹型の切り欠き１０２が設けられているのは、アンテナ線がベース１００と干渉するのを防止するためである。

　この第１変形例のアンテナの寸法についての基本的な設計思想は、縦長ｙについては、視界確保と車検証を囲うことの要請から、７cm〜１０cmの範囲に設定する。もしｙをｙ＝７〜１０cmに設定すると、この長さに適応する周波数帯λは、ガラスの短縮率をαとすると、
　λ＝（４ｙ／α）
に相当し、この波長はＵＨＦ帯のＴＶ電波である。第１変形例のアンテナは枠状アンテナの一種であり、枠状アンテナの特性として、その横長ｘを長くとることにより周波数帯の帯域を広げることができるという性質がある。そこで、第１変形例では、横長ｘを十分に長く、例えば、２２cmに設定することにより、ＶＨＦ帯域にも受信帯域を拡張することに成功している。

　図５９〜図６４は、第１変形例に係る凹型アンテナの、それぞれ、ＦＭ周波数帯（８８〜１１０MHz）、ＶＨＦ周波数帯（１７０〜２２５MHz）、ＵＨＦ周波数帯（４７０〜７７０MHz）の電波（水平偏波）を受信したときの感度特性（図５９，図６１，図６３において曲線I）を示す。尚、比較対象として、第１実施例のアンテナ２０（即ち横長枠状の）アンテナの特性（同じく曲線II）と第１実施例のアンテナ３０（即ち丸枠状の）アンテナの特性（同じく曲線III）を同図に示す。第１変形例の凹型アンテナは、各周波数帯域で、−１３．７〜−１６．２ｄＢ（図６０，図６２，図６４参照）と実用上差し支えないアンテナ感度を示している。

　尚、図５９〜図６４の実験については、各アンテナのアースとして、後に述べる「開放型アース線」を用いた。そして、アンテナ２０の「開放型アース線」の長さを３０cmに、アンテナ３０のアース線の長さを１５センチとした。
〈第１実施形態の第２変形例〉
　この第２変形例は、ＦＭ帯域を対象にしたアンテナ１２０である。第１実施形態ではＴＶ用とＦＭ用アンテナとしてアンテナ１０があったが、この第２変形例では、ラジオのＦＭ電波やＶＩＣＳ(Vehicle　Information　&　Communication　System)用の電波をダイバーシテイで受信することを目的としている。

　第２変形例のアンテナ１２０の形状を図６５に示す。ＦＭ帯域の受信感度の向上を図って第１変形例（ｙ＝２２cm）よりも横方向にさらに長く（３５cm）している。図６６に示すように、２つのアンテナ１２０を設けることによりダイバーシテイシステムを構成している。
この第２変形例の設計思想は、第１変形例のそれと基本的に同じであるが、ＦＭ受信を主目的にするために、横幅ｘを（１），（２）式（さらに、ｘ＝７〜１０cm）を満足する範囲で最大限に長くしている。

　尚、図６６に示すように、アンテナ１２０がベース１００と干渉しないならば、切り欠きは第２変形例おいては不要となる。
図６７に、第２変形例のアンテナ１２０のＦＭ電波領域での受信感度特性を示す。この時、平均感度Ｐw-ＡＶは−１０．５ｄＢを示し、ＶＩＣＳ用アンテナとして十分の性能を有していることが分かる。

　尚、図１に示した法的規制を考慮した第２変形例の好ましい範囲は、
ｘ≧３０cm、
７cm≦ｙ≦１０cm
となる。
〈アース板の改良〉
　第１実施形態のアース板はクリップで挟む方法を採用しているために、アース板とクリップが外れやすい。この短所を改良したのが図６８のアース板で、アースのリード線とアース板とを溶接している。

　図６８のアース板は第１実施形態のみならず、これから説明する第２，第３実施形態のアンテナのアースに、さらには、あらゆる種類の接地型アンテナに適用可能である。
〈端開放型アース線〉…第１実施形態〜第３実施形態に共通
　第１実施形態のアンテナは全て図７のような形状のアース板、または図６８のアース板を用いていた。しかし、このようなアース板は、ユーザが簡単取り付け可能であるという長所を持つ反面、その取り付けに工数を要し、又、全ての車両に可能というわけでもない。

　これから説明する端開放型アース線は、アース板などを一切用いないで、折り曲げ自在な導体線のみからなるアースである。この開放型アース線は全ての接地型アンテナに適用可能である。
図６９に開放型アース線を用いたフィーダ組体を示す。図中、１５０はジョイントボックスで、第１実施形態のアンテナ１０，２０，３０などの端部１１，２１，３１が挿入されるスリット１５５を有する。このボックス１５０には、フィーダ線１５２とアース線１５１が接続されている。フィーダ線にはノイズ取りなどの目的のためのフェライトコア５３とコネクタ１５４が取り付けられている。コネクタ１５４は目的に応じてＦＭラジオまたはＴＶチューナまたはＶＩＣＳ用端末機（不図示）に接続される。

　フィーダ線１５２は、図７０，図７１に示すように、信号用の芯線１５６の廻りに網状のシールドが巻かれている。ボックス１５０内には、上記アンテナの端部が係止するための弾性を有するバネ体１５８が設けられ、このバネ体１５８に前記芯線１５６が接続されている。又、シールドはまとめられてアースリード線１５７となり、リード線１５８はさらに太いアース芯線１５７に接続されている。アース芯線１５９は絶縁性の被覆によって覆われ、全体でアース線１５１となる。

　このようなアース線組体がアンテナ１０に接続されてフロントガラスに取り付けられた様子を図１１６に示す。
端開放型アースは、その端部１６０が解放されていることが特徴で、特に車体に接地されていることはない。端部が解放されていてもアースとしての機能を有する。その理由を図７２〜図７５を用いて説明する。

　図７２は通常の従来の接地型アンテナの構造を示し、図示するように、フィーダ線のアース線は車体に接地されている。
一方、図７３〜図７５は本発明の実施形態としての端開放型アース線の原理を説明する。図７３のように、任意の長さの端開放型アース線の一端を解放すると、アース線１５１と車体金属とは伝送線路を形成する。このときのアース線上の電圧分布は、アース１５１に沿って図７３の曲線１７１のようなカーブを有する。即ち、アース線上の電位は、次第に低下する傾向を有する。ここで、図７４に示すように、アース線１５１の長さを受信電波の波長λの1/4に設定すると、線路上の電圧分布はカーブ１７３（図７４）のようになり、伝送線路の性質から点１７２から見たこの伝送線路のインピーダンスは０となり、点１７２における電位は車体電位と等しくなる。即ち、図７５に示すように、長さをλ／４に設定した端開放型アース線は、点１７２において車体に直接アースしたアース線と等価になる。

　図７３〜図７５の例では、伝送線路を形成するアース線と車体との間には空気層が存在するが、任意の材質（線路短縮率δとする）の絶縁体が間に介在すれば、端開放型アース線の好ましい長さは、
　（λ／４）・δ　…（５）
となる。

　ここで重要なことは、端開放型アース線はフィーダ線に平行である必要はなく、車体ボデイと伝送線路を形成する目的のために車体ボデイの金属部分に接触しなくとも沿っていればよいことになる。また、端開放型アース線は、もしアース線を設定すべき位置が空隙が狭いような場所である場合には、車体ボデイに沿わせるために折り曲げ自在な導体であることが好ましい。

　また、端開放型アース線を車体ボデイ内に組み込むことの容易性を考えれば、図６９において、フィーダ線１５２とアース線１５１とを互いに絶縁し、さらに両線を車体ボデイと絶縁されるように絶縁被覆で覆うことが好ましい。かくして、端開放型アース線は、ネジ止め、接着、接地パターンなどの何らかの構成が必要であった従来のアース方法または本実施形態のアース板（図１１）に比して、アースをとることが極めて簡易になるという効果がある。

　組立上極めて有利な構成を有する端開放型アース線のアースとしての性能を以下に説明する。
図７６〜図８１は、第１実施形態の凸型アンテナ１０に端開放型アース線を接続して、９０MHz〜２３０MHzの帯域のＴＶ電波を受信した際に、端開放型アース線の長さを色々と変えたときのＶＳＷＲ特性を示す。比較のために、図８２に同アンテナ１０と図１１のアース板とを組み合わせたときのＶＳＷＲ特性図を、図８３に同アンテナ１０にアースを設けないときのＶＳＷＲ特性図を、図８４に同アンテナ１０を車体に直接アース（アース線の長さは１５cm程度）したときのＶＳＷＲ特性図を示す。ボデイへの直接アースもしくはアース板を設けることが、アースの機能を最大限に発揮させ得るという観点からみて最も好ましいとすれば、図８２もしくは図８４に示したＶＳＷＲ特性がアンテナ１０（図３）のためのアースとしては理想的であり、従って、このＶＳＷＲ特性に最も近い図８０若しくは図８１の特性を有する端開放型アース線、即ち、長さ５０cm〜６０cmのアース線が好ましいということになる。

　このように、端開放型アース線の長さを受信電波の波長に応じてδ・λ／４（ここで、δはアース線と車体との間に介在する物質の線路短縮率）に設定することにより、設定が簡単で最適な受信性能のアース線を提供することができる。
次に、端開放型アース線の受信感度に与える影響について説明する。
図８５〜図９２は、図３に示した凸型アンテナ１０（図面上ではＴ型アンテナとも呼ぶ）の受信感度を示す。図８５，図８７，図８９，図９１において、曲線Iは端開放型アース線をアンテナ１０に接続したときのアンテナ１０の特性を、破線IIは比較対象のアース板（図７）をアンテナ１０に接続したときのアンテナ１０の特性を示す。特に、図８５，図８６は８８〜１１０MHz帯の電波を受信するために端開放型アース線の長さを９０cmに設定したときの受信感度を示し、図８６から感度としては十分な平均感度−１３．３ｄＢを得ていることが分かる。また、図８７，図８８は１７０〜２２５MHz帯の電波を受信するために端開放型アース線の長さを５３．５cmに設定したときの受信感度を示し、図８８から感度としては十分な平均感度−１２．３ｄＢを得ていることが分かる。また、図８９，図９０は１７０〜２２５MHz帯の電波を受信するために端開放型アース線の長さを３０cmに設定したときの受信感度を示し、図９０から感度としては十分な平均感度−１２．３ｄＢを得ていることが分かる。また、図９１，図９２は４７０〜７７０MHz帯の電波を受信するために端開放型アース線の長さを２０cmに設定したときの受信感度を示し、図９２から感度としては十分な平均感度−１７．４ｄＢを得ていることが分かる。

　また、図８５，図８７，図８９，図９１のグラフは端開放型アース線がその長さを適切に設定すればアース板に遜色のない特性を発揮することを物語っている。
図９５は、４７０〜７７０MHz帯の電波を図４の長枠形状のアンテナ２０により受信した場合の感度を示し、図中、実線Iは端開放型アース線の長さを１０cmに設定し、破線IIはアース板を用いたときの特性を示す。

　以上の種々の実験から、端開放型アース線をアンテナ１０のような凸型アンテナに適用した場合には、その横方向最大長さｘと縦方向の最大長さｙについて、
　ｙ≦α・λ/4
　ｘ≦６０cm−ｙ
を満たすように設定し、さらにウインドガラスの視界範囲上端から１０cm位置よりも下方位置にある部分の幅を６．６cm以下に設定すれば、好ましいアンテナ装置とすることができることが分かる。

　また、端開放型アース線を図４のような矩形形状のアンテナについて適用した場合には、そのアンテナの横方向最大長さｘと縦方向の最大長さｙとは、
　５cm≦ｘ≦４０cm
　３cm≦ｙ≦１０cm
であることが好ましい結果を得た。

　また、端開放型アース線を図５の７cm内径の丸形アンテナに適用した場合には、そのアンテナの横方向最大長さｘと縦方向の最大長さｙとを、
　ｙ≦α・λ/4
　ｘ≦６０cm−ｙ
であることが好ましい結果を得た。

　〈第２実施形態〉…サイドガラスアンテナ
　この第２実施形態は、本発明のガラスアンテナをサイドガラスに適用するものである。特にワゴン型の車両の場合にはサイドガラスは開け閉めされることがなく、そこにガラスアンテナを設けても問題はない。また、ＶＩＣＳ用のアンテナはＴＶ用のアンテナとは別個に設ける必要があるために、ＶＩＣＳ用アンテナを第１実施形態（図５７）のようにフロントガラスに設けると、フロントガラスは多くのアンテナ線で占められてしまい、車両の種類によっては好ましくない場合がある。第２実施形態のアンテナは、ＶＩＣＳ用アンテナをサイドガラスに設けるものである。

　第２実施形態のガラスアンテナは枠形状のアンテナを採用し、さらに第１実施形態のガラスアンテナの設計手法（１，２式及び図３０の設計条件）を適用した。
図９７は第２実施形態の枠形状ガラスアンテナ２００のサイドガラスへの取り付け状態を示す。図９７のアンテナ２００には、第１実施形態の端開放型アース線（図６９）を接続した。図９７のアンテナ２００は、第１実施形態の枠形状アンテナの特徴を全て具備することになる。また、アンテナ２００を端開放型アース線に接続することにより、第１実施形態の端開放型アース線の特徴を全て受け継ぐことになる。

　第２実施形態のガラスアンテナに上記（１），（２）式及び図３０の設計条件を適用すると、
　ｘ≦３０cm
　２０cm≦ｙ≦４０cm
が第２実施形態のガラスアンテナに好ましい寸法となる。

　第２実施形態の枠状ガラスアンテナは、上記設計条件を満足すれば、そのアースを、特に端開放型アース線に限定することはない。図９８に、アンテナ２００をアース板に接続した時の取り付け状態を示す。
図１００〜図１１０は、第２実施形態のＶＩＣＳ用枠型アンテナ２００に端開放型アース線を接続して、７６MHz〜１０８MHzの帯域のＴＶ電波を受信した際に、端開放型アース線の長さを色々と変えたときのＶＳＷＲ特性を示す。比較のために、図９９にアース無しの時の特性を、図１１１に同アンテナ２００とアース板とを組み合わせたときのＶＳＷＲ特性図を、図１１２に同アンテナ２００を車体に直接アースしたときのＶＳＷＲ特性図を示す。

　図１１１のＶＳＷＲ特性は、アース板を設けた第２実施形態のアンテナ２００はＶＩＣＳ帯域のＦＭ電波の受信に好適であることを物語っている。また、図１００〜図１１０のグラフから、端開放型アース線に接続した第２実施形態のアンテナ２００をＶＩＣＳ帯域のＦＭ電波の受信に用いる場合には、端開放型アース線の長さを８０センチ（図１０７）または９０cm（図１０８）に設定することが好適であることが分かる。

　図１１３，図１１４に、端開放型アース線の長さを９０cmに設定してＶＩＣＳ用アンテナ２００をサイドガラスに設けたときの受信感度特性を示す。尚、図１１３において、破線は比較対象の、アースを直接ボデイにとったときの特性を示す。
〈第３実施形態〉
　本発明の第３実施形態として、リアウインドガラス設けたガラスアンテナを提案する。この第３実施形態のガラスアンテナは、第１，第２実施形態に用いられた枠型アンテナをリアウインドガラスに展設するものである。

　図１１５に、本発明の第３実施形態のガラスアンテナ２７０をリアウインドガラスに展設した車両を、車両の内側下方から見た車内の図を示す。図中、２５０はフロントガラス、２５１，２５２はサイドガラス、２５３はリアガラスである。
リアガラス２５３にはデフォッガ２５４が展設され、デフォッガ２５４の車幅方向の中央には垂直にアンテナ導体線２６２が張られている。この導体２６２は、デフォッガ２５４の各熱線と垂直に交差すると共に直流的に接続されている。

　リアウインドガラス２５３の上部にはデフォッガ熱線が張られていない領域があり、この空白領域に、ラジオ（若しくはＴＶ）用のアンテナ２６０，２６１と、ＶＩＣＳ用のアンテナ２７０が展設されている。尚、図１１５において、アンテナ２６０，２６１の形状は目の字形状、ＶＩＣＳ用のアンテナ２６２は枠形状をしている。

　アンテナ２６０，２６１の最下位の幅方向の導体線は、デフォッガ２５４の最上位の熱線２５４ｔに近接している。従って、アンテナ２６０，２６１のそれぞれは、デフォッガ内に垂直方向に設けられた導体線２６２と、デフォッガ熱線２５４ｔを介して容量結合している。
同様に、ＶＩＣＳ用のアンテナ２７０も導体アンテナ２６２と容量結合している。

　３つのアンテナ線がアンテナ導体２６２と容量結合するためには次のようにする。
即ち、アンテナ２７０，２６０，２６１の垂直方向の長さを一般的にｙとし、長さＬのアンテナ導体２６２によるアンテナ短縮率をωとすると、
　２０cm≦ｙ＋ω・Ｌ≦７０cm
を満足するように、夫々のアンテナの縦方向ｙの長さを調整する。尚、容量結合が端開放型アース線についての詳細は本発明の発明者たちによる特願平６−２０５７６７号に詳細に説明されている。この場合、特にＶＩＣＳ用のアンテナ２７０については、前述の（１），（２）式を満足させると共に、図３０に示された設計条件も満足させることが必要となる。すると、アンテナ２７０については、
　ｘ≦３０cm
　２０cm≦ｙ＋ωＬ≦４０cm
が好ましい寸法となる。

　ＶＩＣＳ用アンテナ２７０のアースは、前述の端開放型アース線を用いた。第３実施形態のアンテナシステムによると、ラジオ用及びＴＶ用電波並びにＶＩＣＳ用電波を受信するダイバーシテイシステムが提供できる。この第３実施形態のアンテナシステムでは、第１実施形態のアンテナの長所並びに、端開放型アース線の長所を全て受け継ぐことになる。

　〈更なる変形〉
　上記第１〜第３実施形態は、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で種々変形ができる。
（ｉ）：第１実施形態〜第３実施形態のガラスアンテナの形状は、凸型（Ｔ型）、長枠型、丸形であったが、本発明は枠形状であるアンテナであれば適用可能である。この場合、その枠は給電点近傍に存在すればよい。

　（ｉｉ）：第１実施形態〜第３実施形態の枠型ガラスアンテナに適用される式（２）式はガラスが下地であるがために６０cmを条件にしていたが、もし下地がガラス以外の素材（線路短縮率γ）であるならば、（２）式の６０cmは一般的に所定の１００×γcmとなる。下地の短縮率γがガラスのそれ（α≒０．６）よりも小さければ、１００×γは６０cmよりも小さい値となり、この場合、アンテナ自体の大きさを小型化することができる。
（ｉｉｉ）：第１実施形態〜第３実施形態に用いられる端開放型アース線は、フィーダ線と一緒に束ねられる形態で用いられるものであったが、本発明に適用されるアース線はそれに限定されず、例えば、端開放型アース線を薄く細いシート上の導体を用いて、この導体を端開放型アース線としてフィーダ線と離してガラス面上に展着しても良い。尚、フィーダ線のシールドと導体との接続はジョイントボックス内で行われる。この場合、アース線と車体のボデイとの間には、ガラス（短縮率α）が存在することになるので、（５）式に従って、この端開放型アース線の最適長は（λ／４）・αとなる。

本発明の第１実施形態のアンテナシステムが適用された車両のフロントガラスを示す図。 図１のアンテナを自動車に取り付けたときのその自動車の外観図。 図１のシステムに適用されるアンテナ１０の構成を示す図。 図１のシステムに適用されるアンテナ２０の構成を示す図。 図１のシステムに適用されるアンテナ３０の構成を示す図。 図１のアンテナが展着される前のアンテナ製品の構造を示す断面図。 図１のアンテナにアース板の構成を示す図。 図１のアンテナシステムをどのように設置するかを車内において眺めた図。 アンテナをアース板に接続するためのアダプタの構成を示す図 アース板の構成を示す図。 アース板が車体と容量結合する様子を説明する図。 アース板が車体と容量結合する様子を説明する図。 アースを接続するための金具の変形例を示す図。 ｙ＝５cmとしたときのｘを色々と変えたときの平均受信感度の変化を示す図。 ｙ＝５cmとしたときのｘを色々と変えたときの評価周波数範囲内で平均を取った受信感度の変化を示す図。 ｙ＝１０cmとしたときのｘを色々と変えたときの平均受信感度の変化を示す図。 ｙ＝１０cmとしたときのｘを色々と変えたときの評価周波数範囲内で平均を取った受信感度の変化を示す図。 ｙ＝１５cmとしたときのｘを色々と変えたときの平均受信感度の変化を示す図。 ｙ＝１５cmとしたときのｘを色々と変えたときの評価周波数範囲内で平均を取った受信感度の変化を示す図。 ｙ＝２０cmとしたときのｘを色々と変えたときの平均受信感度の変化を示す図。 ｙ＝２０cmとしたときのｘを色々と変えたときの評価周波数範囲内で平均を取った受信感度の変化を示す図。 ｙ＝２５cmとしたときのｘを色々と変えたときの平均受信感度の変化を示す図。 ｙ＝２５cmとしたときのｘを色々と変えたときの評価周波数範囲内で平均を取った受信感度の変化を示す図。 ｙ＝３０cmとしたときのｘを色々と変えたときの平均受信感度の変化を示す図。 ｙ＝３０cmとしたときのｘを色々と変えたときの評価周波数範囲内で平均を取った受信感度の変化を示す図。 ｙ＝３５cmとしたときのｘを色々と変えたときの平均受信感度の変化を示す図。 ｙ＝３５cmとしたときのｘを色々と変えたときの評価周波数範囲内で平均を取った受信感度の変化を示す図。 ｙ＝４０cmとしたときのｘを色々と変えたときの平均受信感度の変化を示す図。 ｙ＝４０cmとしたときのｘを色々と変えたときの評価周波数範囲内で平均を取った受信感度の変化を示す図。 実施形態のアンテナシステムの高さｘと幅ｙとの関係を示すグラフ図。 ｘ＝１０cm、ｙ＝１０cmとして給電位置を変えたときの受信感度の変化を示す図。 ｘ＝１５cm、ｙ＝１０cmとして給電位置を変えたときの受信感度の変化を示す図。 ｘ＝２０cm、ｙ＝１０cmとして給電位置を変えたときの受信感度の変化を示す図。 ｘ＝２５cm、ｙ＝１０cmとして給電位置を変えたときの受信感度の変化を示す図。 ｘ＝３０cm、ｙ＝１０cmとして給電位置を変えたときの受信感度の変化を示す図。 ｘ＝１０cm、ｙ＝３cmとして給電位置を変えたときの受信感度の変化を示す図。 ｘ＝１５cm、ｙ＝３cmとして給電位置を変えたときの受信感度の変化を示す図。 ｘ＝２０cm、ｙ＝３cmとして給電位置を変えたときの受信感度の変化を示す図。 ｘ＝２５cm、ｙ＝３cmとして給電位置を変えたときの受信感度の変化を示す図。 ｘ＝３０cm、ｙ＝３cmとして給電位置を変えたときの受信感度の変化を示す図。 ｘ＝３５cm、ｙ＝３cmとして給電位置を変えたときの受信感度の変化を示す図。 ｘ＝４０cm、ｙ＝３cmとして給電位置を変えたときの受信感度の変化を示す図。 ｘ＝５cm、ｙ＝５cmとして給電位置を変えたときの受信感度の変化を示す図。 ｘ＝１０cm、ｙ＝５cmとして給電位置を変えたときの受信感度の変化を示す図。 ｘ＝１５cm、ｙ＝５cmとして給電位置を変えたときの受信感度の変化を示す図。 ｘ＝２０cm、ｙ＝５cmとして給電位置を変えたときの受信感度の変化を示す図。 ｘ＝２５cm、ｙ＝５cmとして給電位置を変えたときの受信感度の変化を示す図。 ｘ＝３０cm、ｙ＝５cmとして給電位置を変えたときの受信感度の変化を示す図。 ｘ＝３５cm、ｙ＝５cmとして給電位置を変えたときの受信感度の変化を示す図。 ｘ＝４０cm、ｙ＝５cmとして給電位置を変えたときの受信感度の変化を示す図。 図１のアンテナシステムにおいて、ｙ＝３cmとしてアンテナ幅を変化させたときのＵＨＦ受信特性を示す図。 図１のアンテナシステムにおいてアンテナ幅を変化させたときのＵＨＦ受信特性（評価周波数における平均受信感度）を示す図。 図１のアンテナシステムにおいて、ｙ＝５cmとしてアンテナ幅を変化させたときのＵＨＦ受信特性を示す図。 図１のアンテナシステムにおいてアンテナ幅を変化させたときのＵＨＦ受信特性（評価周波数における平均受信感度）を示す図。 図１のアンテナシステムにおいて、ｙ＝１０cmとしてアンテナ幅を変化させたときのＵＨＦ受信特性を示す図。 図１のアンテナシステムにおいてアンテナ幅を変化させたときのＵＨＦ受信特性（評価周波数における平均受信感度）を示す図。 上記第１変形例のアンテナの形状を説明する図。 第１実施形態の第１変形例に係るアンテナを適用した車両フロントガラスを示す図。 上記第１変形例のアンテナの８８〜１１０MHz帯の電波に対する受信特性を説明する図。 上記第１変形例のアンテナの８８〜１１０MHz帯の電波に対する受信特性を説明する図。 上記第１変形例のアンテナの１７０〜２２５MHz帯の電波に対する受信特性を説明する図。 上記第１変形例のアンテナの１７０〜２２５MHz帯の電波に対する受信特性を説明する図。 上記第１変形例のアンテナの４７０〜７７０MHz帯の電波に対する受信特性を説明する図。 上記第１変形例のアンテナの４７０〜７７０MHz帯の電波に対する受信特性を説明する図。 上記第２変形例のアンテナの形状を説明する図。 第１実施形態の第２変形例に係るアンテナを適用した車両フロントガラスを示す図。 上記第２変形例に係るアンテナのＦＭ電波に対する受信特性を示す図。 第１実施形態のアンテナに用いられるアース板の変形例を説明する図。 本発明の第１実施形態〜第３実施形態のアンテナに用いられる端開放型アース線の構成を説明する図。 図６９の端開放型アース線の一部を詳細に説明する図。 図６９の端開放型アース線の一部を詳細に説明する図。 通常の接地型アンテナのボデイアースを説明する図。 実施形態の端開放型アース線の原理を説明する図。 実施形態の端開放型アース線の原理を説明する図。 実施形態の端開放型アース線の原理を説明する図。 第１実施形態の凸（Ｔ）型枠形状アンテナのＶＳＶＲ特性（アース線の長さ１０cm）を示す図。 第１実施形態の凸（Ｔ）型枠形状アンテナのＶＳＶＲ特性（アース線の長さ２０cm）を示す図。 第１実施形態の凸（Ｔ）型枠形状アンテナのＶＳＶＲ特性（アース線の長さ３０cm）を示す図。 第１実施形態の凸（Ｔ）型枠形状アンテナのＶＳＶＲ特性（アース線の長さ４０cm）を示す図。 第１実施形態の凸（Ｔ）型枠形状アンテナのＶＳＶＲ特性（アース線の長さ５０cm）を示す図。 第１実施形態の凸（Ｔ）型枠形状アンテナのＶＳＶＲ特性（アース線の長さ６０cm）を示す図。 第１実施形態の凸（Ｔ）型枠形状アンテナのＶＳＶＲ特性（アース板を用いる）を示す図。 第１実施形態の凸（Ｔ）型枠形状アンテナのＶＳＶＲ特性（アース無し）を示す図。 第１実施形態の凸（Ｔ）型枠形状アンテナのＶＳＶＲ特性（アースをボデイに直結）を示す図。 第１実施形態の凸（Ｔ）型枠形状アンテナの受信特性（８８〜１１０MHz帯）を示す図。 第１実施形態の凸（Ｔ）型枠形状アンテナの受信特性（８８〜１１０MHz帯）を示す図。 第１実施形態の凸（Ｔ）型枠形状アンテナの受信特性（１７０〜２２５MHz帯、アース長さ＝５３．５cm）を示す図。 第１実施形態の凸（Ｔ）型枠形状アンテナの受信特性（１７０〜２２５MHz帯、アース長さ＝５３．５cm）を示す図。 第１実施形態の凸（Ｔ）型枠形状アンテナの受信特性（１７０〜２２５MHz帯、アース長さ＝３０cm）を示す図。 第１実施形態の凸（Ｔ）型枠形状アンテナの受信特性（１７０〜２２５MHz帯、アース長さ＝３０cm）を示す図。 第１実施形態の凸（Ｔ）型枠形状アンテナの受信特性（４７０〜７７０MHz帯、アース長さ＝２０cm）を示す図。 第１実施形態の凸（Ｔ）型枠形状アンテナの受信特性（４７０〜７７０MHz帯、アース長さ＝２０cm）を示す図。 第１実施形態の長枠形状アンテナの受信特性（１７０〜２２５MHz帯、アース長さ＝３０cm）を示す図。 第１実施形態の長枠形状アンテナの受信特性（１７０〜２２５MHz帯、アース長さ＝３０cm）を示す図。 第１実施形態の長枠形状アンテナの受信特性（４７０〜７７０MHz帯、アース長さ＝１０cm）を示す図。 第１実施形態の長枠形状アンテナの受信特性（４７０〜７７０MHz帯、アース長さ＝１０cm）を示す図。 本発明の第２実施形態のガラスアンテナ（端開放型アース線取り付け）が適用された車両のサイドガラスを示す図。 本発明の第２実施形態のガラスアンテナ（アース板取り付け）が適用された車両のサイドガラスを示す図。 第２実施形態のアンテナのＶＳＷＲ（アース無し）特性図。 第２実施形態のアンテナのＶＳＷＲ（アース線長＝１０cm）特性図。 第２実施形態のアンテナのＶＳＷＲ（アース線長＝２０cm）特性図。 第２実施形態のアンテナのＶＳＷＲ（アース線長＝３０cm）特性図。 第２実施形態のアンテナのＶＳＷＲ（アース線長＝４０cm）特性図。 第２実施形態のアンテナのＶＳＷＲ（アース線長＝５０cm）特性図。 第２実施形態のアンテナのＶＳＷＲ（アース線長＝６０cm）特性図。 第２実施形態のアンテナのＶＳＷＲ（アース線長＝７０cm）特性図。 第２実施形態のアンテナのＶＳＷＲ（アース線長＝８０cm）特性図。 第２実施形態のアンテナのＶＳＷＲ（アース線長＝９０cm）特性図。 第２実施形態のアンテナのＶＳＷＲ（アース線長＝１００cm）特性図。 第２実施形態のアンテナのＶＳＷＲ（アース線長＝１１０cm）特性図。 第２実施形態のアンテナのＶＳＷＲ（アース板取り付け）特性図。 第２実施形態のアンテナのＶＳＷＲ（ボデイに直接）特性図。 第２実施形態のアンテナの受信特性を示す図。 第２実施形態のアンテナの受信特性を示す図。 本発明の第３実施形態に係るアンテナを取り付けた車両のリアウインドガラスを説明する図。 前記第１実施形態に係るアンテナを端開放型アース線を用いてフロントガラスに取り付けたときの取り付け状態を示す図。 本発明の第１実施形態〜第３実施形態に係るアンテナに適用可能な端開放型アース線の他の形態を説明する図。

Claims (38)

1. 　ウインドガラス上に設けられるガラスアンテナであって、実質的に給電点として機能する給電部からの前記ガラスアンテナのパターンの縦方向最大長さｙが、受信周波数の波長をλ、ガラス短縮率をαとすると、ｙ≦λ/4・αに設定され、前記ガラスアンテナのパターンの横方向の最大長さｘが所定の定数長βに対して、β−ｙ≧ｘに設定されたことを特徴とするガラスアンテナ。
2. 　前記定数長βは略６０cmであることを特徴とする請求項１に記載のガラスアンテナ。
3. 　ウインドガラス上に設けられアースをとられた接地型ガラスアンテナであって、実質的に給電点として機能する給電部からの前記ガラスアンテナのパターンの縦方向最大長さｙが、受信周波数の波長をλ、ガラス短縮率をαとすると、ｙ≦λ/4・αに設定され、前記ガラスアンテナのパターンの横方向の最大長さｘが前記ｙに対して、６０cm−ｙ≧ｘに設定されたことを特徴とするガラスアンテナ。
4. 　８≦ｙ≦４０cm、ｘ≦３０cmであることを特徴とする請求項２，３に記載のガラスアンテナ。
5. 　前記ウインドガラスは自動車のフロントウインドガラスであって、前記アンテナのパターンは、前記ガラスの視界を妨げない部分の上端から下方に所定距離だけ離間した位置よりも下方において、前記横寸法ｘが６．６cm以下である形状を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のガラスアンテナ。
6. 　前記ウインドガラスは自動車のフロントウインドガラスであって、前記アンテナのパターンは、前記ガラスの視界を妨げない部分の下端から上方に所定距離だけ離間した位置よりも上方において、前記横寸法ｘが６．６cm以下である形状を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のガラスアンテナ。
7. 　前記ガラスアンテナのパターンは枠形状をなしており、少なくとも車検証シールが貼られる位置の近傍に、車検証シールを囲む大きさを有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のガラスアンテナ。
8. 　前記ガラスアンテナのパターンはｘ＞ｙである矩形形状をしており、このアンテナの給電部が前記矩形の上辺もしくは下辺に設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のガラスアンテナ。
9. 　５cm≦ｘ≦４０cm、３cm≦ｙ≦１０cmであり受信帯域がＵＨＦであることを特徴とする請求項１又は８のいずれかに記載のガラスアンテナ。
10. 　前記ガラスアンテナのパターンは定期点検シールが貼られる位置に設けられ、そのシールを囲う大きさを有する中空形状を有することを特徴とする請求項９に記載のガラスアンテナ。
11. 　前記ガラスアンテナの形状は丸形状であることを特徴とする請求項１０に記載のガラスアンテナ。
12. 　前記ガラスアンテナのパターンの大きさは室内後方ミラーよりも大きいことを特徴とする請求項７に記載のガラスアンテナ。
13. 　前記アンテナは接地型アンテナであり、このアンテナに接続する接地部材は車体の金属製部材と交流的に結合することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載のガラスアンテナ。
14. 　前記接地部材は、磁性を帯びた部分を有し、この部分が前記車体の金属製部材と引き合うことにより、前記接地部材と前記車体の金属製部材との距離を一定に保つことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載のガラスアンテナ。
15. 　前記ガラスアンテナは、その表面に展着された粘着性層により前記ガラス表面に展着されることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載のガラスアンテナ。
16. 　前記金属製部材と容量結合することを特徴とする請求項１３に記載のガラスアンテナ。
17. 　ウインドガラス上に設けられるガラスアンテナであって、実質的に給電点として機能する給電部からの前記ガラスアンテナのパターンの縦方向の最大長さｙが、受信周波数の波長をλ、ガラス短縮率をαとすると、ｙ≦λ/4・αに設定され、前記ガラスアンテナのパターンの横方向の最大長さｘを大きくとるときは縦方向長さｙを小さくとられ、縦方向長さｙを大きくとるときは横方向長さｘを小さくとられたことを特徴とするガラスアンテナ。
18. 　ウインドガラス上にガラスアンテナを設ける方法であって、実質的に給電点として機能する給電部からの前記ガラスアンテナのパターンの縦方向の最大長さｙを、受信周波数の波長をλ、ガラス短縮率をαとすると、ｙ≦λ/4・αに設定し、前記ガラスアンテナのパターンの横方向の最大長さにより帯域の広がりを調整し、前記パターンの縦方向長さにより受信周波数帯を決定することを特徴とするガラスアンテナの設定方法。
19. 　前記ウインドガラスは自動車のフロントウインドガラスであって、前記パターンを、前記ガラスの視界を妨げない部分の上端から所定距離だけ下方に離間した位置よりも下方における横寸法を６．６cm以下に設定することを特徴とする請求項１８に記載のガラスアンテナの設定方法。
20. 　前記ウインドガラスは自動車のフロントウインドガラスであって、前記パターンを、前記ガラスの視界を妨げない部分の下端から所定距離だけ上方に離間した位置よりも上方における横寸法を６．６cm以下に設定することを特徴とする請求項１８に記載のガラスアンテナの設定方法。
21. 　横寸法を５cm乃至４０cmの範囲内とし、縦寸法を３cm乃至１０cmの範囲内とすることにより、ＵＨＦ帯域用に設定することを特徴とする請求項１８に記載のガラスアンテナの設定方法。
22. 　前記所定距離は１０cmであることを特徴とする請求項５又は６のいずれかに記載のガラスアンテナ。
23. 　前記所定距離は１０cmであることを特徴とする請求項１９又は２０のいずれかに記載のガラスアンテナの設定方法。
24. 　前記給電部が前記矩形の前記上辺若しくは下辺の端部近傍に設けられていることを特徴とする請求項８に記載のガラスアンテナ。
25. 　下地の平面に沿って配設されたアンテナパターンを有するアンテナであって、実質的に給電点として機能する給電部からの前記アンテナパターンの縦方向の最大長さをｙは、受信電波の波長をλ、前記下地となる物質の短縮率をα’とすると、ｙ≦λ/4・α’に設定され、前記アンテナのパターンの横方向の最大長さｘが前記ｙに対して、ｘ≦１００cm×α’−ｙに設定されたことを特徴とするアンテナ。
26. 　ｘ≦３０cm、２０cm≦ｙ≦４０cmに設定されたことを特徴とする請求項２に記載のガラスアンテナ。
27. 　車両のサイドガラス設けられたことを特徴とする請求項２６に記載のガラスアンテナ。
28. 　前記ガラスにはリア用デフォッガと、そのデフォッガの車幅方向略中央部に長さＬの縦型導体とを有し、前記アンテナと縦型導体との短縮率をωとすると、ｘ≦３０cm、２０cm≦ｙ＋ωＬ≦４０cmに設定されたことを特徴とする請求項２に記載のガラスアンテナ。
29. 　前記給電部はウインドガラスの上部若しくは下部に設けられ、さらに、７cm≦ｘ≦３０cm、７cm≦ｙ≦１０cmに設定されたことを特徴とする請求項２に記載のガラスアンテナ。
30. 　前記パターンは、車両のウインドガラスの上部の視界を妨げない領域の上端から所定距離の範囲内に設けられたことを特徴とする請求項２または２９に記載のガラスアンテナ。
31. 　前記所定距離は１０cmであることを特徴とする請求項３０に記載のガラスアンテナ。
32. 　前記パターンは車検証シールを囲む位置に設けられることを特徴とする請求項３０または３１に記載のガラスアンテナ。
33. 　前記給電部はウインドガラスの上部若しくは下部に設けられ、さらに、ｘ≧３０cm、７cm≦ｙ≦１０cmに設定されたことを特徴とする請求項２に記載のガラスアンテナ。
34. 　前記パターンは、車両のウインドガラスの上部の領域であって、視界を妨げない前記領域の上端から所定距離の範囲内に設けられたことを特徴とする請求項３３に記載のガラスアンテナ。
35. 　前記所定距離は１０cmであることを特徴とする請求項３４に記載のガラスアンテナ。
36. 　前記パターンは車検証シールを囲む位置に設けられることを特徴とする請求項３４または３５に記載のガラスアンテナ。
37. 　前記パターンは貼られた車検証シールの側部に設けられることを特徴とする請求項３４または３５に記載のガラスアンテナ。
38. 　前記パターンは、複数の別個独立のアンテナ線を含み、これらのアンテナ線がダイバーシテイシステムを構成することを特徴とする請求項３５乃至３７のいずれかに記載のガラスアンテナ。

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