JP2006033498A - 車両用ガラスアンテナ装置 - Google Patents

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Takemi Tokuda
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Abstract

【課題】デフォッガが形成されたリアガラスにAM,FMアンテナを設けたガラスアンテナ装置において、感度および指向性を向上させることにある。
【解決手段】車両のリアガラスに設けられたデフォッガ16と、リアガラスのデフォッガ以外のスペースに設けられたAMアンテナ12と、デフォッガとAMアンテナとの間のスペースに設けられたFMアンテナ14と、AMアンテナおよびFMアンテナにより受信された信号を増幅する2入力増幅器22と、AMアンテナの給電端子12aと増幅器22との間を接続するAMリード線12bと、FMアンテナの給電端子14aと増幅器22との間を接続するFMリード線14bと、AM給電端子の近くのAMリード線中に挿入されたコイル素子26とを備える。
【選択図】図2

Description

本発明は、車両の窓ガラスに設けられるガラスアンテナを備える車両用ガラスアンテナ装置に関し、特にデフォッガが形成されたリアガラスに設けられるガラスアンテナを備える車両用ガラスアンテナ装置に関する。
防曇用のデフォッガが設けられたリアガラス上に形成されたAMアンテナおよびFMアンテナよりなる車両用ガラスアンテナ装置の一例が、特許文献1に開示されている。図1は、特許文献1に記載されたガラスアンテナ装置を示す。
このガラスアンテナ装置では、リアガラス10上に、AMアンテナ12と、FMアンテナ14と、防曇用デフォッガ16とが形成されている。
AMアンテナ12は、水平方向の複数本の直線状導体がフォーク状に配列されたパターンにより形成されている。AMアンテナの感度は、パターンの面積で決まるので、デフォッガ16上のリアガラスのスペースの大半を占有するように設けられる。
FMアンテナ14は、AMアンテナ12とデフォッガ16との間のリアガラスのスペースに、1本の水平方向の直線状導体で形成される。
デフォッガ16は、リアガラス10の両サイドに上下方向に配置され、互いに向き合うバスバー16a,16bと、バスバー16a,16b間に水平方向に配置した複数の熱線16cと、複数の熱線をつなぐ短絡線16dとを備えている。バスバー16a,16bは、チョークコイル18a,18bを介して直流電源20が接続されている。
AMアンテナ12の給電端子12aは、リード線12bを経て、FMアンテナ14の給電端子14aは、リード線14bを経て2入力増幅器22に接続されている。2入力増幅器22は、同軸ケーブル24を経てラジオ(図示せず)に接続されている。
特表平15−500870号公報
リアガラスのデフォッガ以外のスペースにAM,FM用アンテナを設定し、2入力増幅器を用いるとき、FMアンテナは、ある角度における指向性が著しく悪化する。というのは、FMアンテナは、(1)FMアンテナ素子(リード線を含む)の長さ、(2)熱線との容量結合、(3)AMアンテナとの容量結合により、感度をチューニングしているが、AMアンテナが車両ボディーに近くなると、FMアンテナの指向性に影響を及ぼすためである。
本発明の目的は、デフォッガが形成されたリアガラスにAM,FMアンテナを設けたガラスアンテナ装置において、指向性を向上させることにある。
本発明の第1の態様の車両用ガラスアンテナ装置は、車両のリアガラスに設けられたデフォッガと、リアガラスのデフォッガ以外のスペースに設けられたAMアンテナと、デフォッガとAMアンテナとの間のスペースに設けられたFMアンテナと、AMアンテナおよびFMアンテナにより受信された信号を増幅する2入力増幅器と、AMアンテナの給電端子と増幅器との間を接続するAMリード線と、FMアンテナの給電端子と増幅器との間を接続するFMリード線と、AM給電端子の近くのAMリード線中に挿入されたコイル素子とを備え、前記FMアンテナにより受信された信号を増幅するときに、前記コイル素子は、前記AMリード線を高周波的に開放して、前記AMアンテナからの信号を遮断することを特徴とする。
本発明の第2の態様の車両用ガラスアンテナ装置は、車両のリアガラスに設けられたデフォッガと、リアガラスのデフォッガ以外のスペースに設けられたAMアンテナと、デフォッガとAMアンテナとの間のスペースに設けられたFMアンテナと、AMアンテナおよびFMアンテナにより受信された信号を増幅する2入力増幅器と、AMアンテナの給電端子の近くのリアガラス上に設けられた端子ベースと、AMアンテナの給電端子と端子ベースとの間に設けられたコイル素子と、端子ベースと、増幅器との間を接続するAMリード線と、FMアンテナの給電端子と増幅器との間を接続するFMリード線とを備え、前記FMアンテナにより受信された信号を増幅するときに、前記コイル素子は、前記AMリード線を高周波的に開放して、前記AMアンテナからの信号を遮断することを特徴とする。
本発明の第3の態様の車両用ガラスアンテナ装置は、車両のリアガラスに設けられたデフォッガと、リアガラスのデフォッガ以外のスペースに設けられたAMアンテナと、デフォッガとAMアンテナとの間のスペースに設けられたFMアンテナと、AMアンテナおよびFMアンテナにより受信された信号を増幅する2入力増幅器と、コイル素子が設けられた、AMアンテナの給電端子と、AMアンテナの給電端子と増幅器との間を接続するAMリード線と、FMアンテナの給電端子と増幅器との間を接続するFMリード線とを備え、前記FMアンテナにより受信された信号を増幅するときに、前記コイル素子は、前記AMリード線を高周波的に開放して、前記AMアンテナからの信号を遮断することを特徴とする。
以上の各態様の車両用ガラスアンテナ装置において、コイル素子のインダクタンスは、1.0μH〜6.8μHとするのが好適である。
本発明の車両用ガラスアンテナ装置によれば、コイル素子を設けることで、AMリード線を高周波的に開放させ、AMアンテナによってFM指向性に影響を及ぼすのを防ぐことができるので、FM帯域の指向性が良い。ここに、FM帯域の指向性が良いとは、ほぼ水平方向の全周囲において15dB以上の感度が、好ましくは20dB以上、より好ましくは30dB以上の感度が保持されていることを意味する。
図2は、本発明のガラスアンテナ装置の一実施例を示す図である。図1の構造のガラスアンテナ装置において、AM給電端子12aと2入力増幅器22との間のリード線12bにコイル26を挿入したものである。その他の構造は、図1の構造に同じであり、したがって同一の構成要素には同一の参照番号を付して示す。
コイル26は、AMリード線12bを高周波的に開放させることを目的とするものである。AMリード線12bが高周波的に開放されると、AMアンテナにより受信された高周波がコイルにより遮断されるので、FMアンテナ14の指向性に与える悪影響を防ぐことができる。
コイル26は、AMアンテナ12の給電端子12aに近い位置に設置することが望ましい。その理由は、AMリード線12bとFMリード線14bとは近接して配置されるため容量結合が発生し、コイル26と給電端子12aとの間のAMリード線12bと、FMリード線14bとの間に結合容量が存在すると、AMアンテナにより受信された高周波がコイルにより遮断される前に、その結合容量を経て、FMリード線14bに接続されてしまうからである。したがって、コイル26を2入力増幅器22内に設置しても効果はほとんど得られない。
AM帯域は500kHz〜1.6MHz、FM帯域は76MHz〜90MHz(日本)および88MHz〜108MHz(外国)である。AMリード線12bを高周波的に開放させるためには、コイル26はFM帯域に対し高インピーダンスとなるようなインダクタンスを有するようにしなければならない。
有効なインダクタンス値を実験により求めた。AMアンテナ12は、長さが約100cmの直線状導体を20mmの間隔で9本平行に配置して片側を接続したフォーク形状のものとした。FMアンテナ14は、約27cmの1本の直線状導体で構成した。AMアンテナ12とデフォッガ16との間の距離は約3cm、FMアンテナ14とデフォッガ16との間の距離は約0.5cmとした。
コイル26が挿入されたAMリード線12bの長さは245mm、FMリード線14bの長さは、200mmである。給電端子12aからコイル26間でのAMリード線12bの長さは40mmである。なお、コイル26が挿入されたAMリード線12bについては、後に、図17に基づいて説明する。
以上のようなガラスアンテナ装置を設けた車両を電波暗室内に入れ、ほぼ水平方向(仰角約2°)から到来するFM波に対し、車両を360°回転させて、感度および指向特性を測定した。コイル26のインダクタンスLは、0.68μH,1.0μH,2.2μH,3.9μH,6.8μH,8.2μHについてそれぞれ感度および指向性を測定した。比較のために、コイル26を設けないものについても測定を行った。なお、感度は、ダイポール(=60dB)比感度(dB)で示す。FM波は、88MHz〜108MHzまでを1MHzきざみで変更して行った。
図3A〜図3Uは、コイルを設けない場合の感度および指向性を示す。測定値からわかるように、コイル無しのガラスアンテナ装置の場合、指向性の落ち込みが見られる。
図4A〜図4Uは、コイル26のインダクタンスLが0.68μHである場合の感度および指向性の測定結果を示す。
図5A〜図5Uは、コイル26のインダクタンスLが1.0μHである場合の感度および指向性の測定結果を示す。
図6A〜図6Uは、コイル26のインダクタンスLが2.2μHである場合の感度および指向性の測定結果を示す。
図7A〜図7Uは、コイル26のインダクタンスLが3.9μHである場合の感度および指向性の測定結果を示す。
図8A〜図8Uは、コイル26のインダクタンスLが6.8μHである場合の感度および指向性の測定結果を示す。
図9A〜図9Uは、コイル26のインダクタンスLが8.2μHである場合の感度および指向性の測定結果を示す。
以上の測定結果をグラフに表したものを、図10〜図16に示す。また、測定結果を表に示したものを表1に示す。
Figure 2006033498
図10〜図16および表1において、最小値は、指向性の落込み値を示している。31dBを境にして指向性の良し悪しを識別すると、L=1.0〜6.8μHが望ましいことがわかる。
次に、コイル26を挿入したリード線12bの具体的な構造を説明する。図17は、ガラスエポキシ基板40上に、コイル素子42を半田付けにより実装し、リード線12b間に挿入された構造を示している。42a,42bは半田付けした部分を示す。一例として、半田付け部分42aからコネクタ44へ到るリード線12bの長さは35mm、半田付け部分42bから増幅器28へ到るリード線12bの長さは190mmである。また、コイル42の長さは、5mmである。リード線12bのアンテナ側はコネクタ44に接続されている。コネクタ44は、AM給電端子12aに設けられたコネクタに接続される。
図18は、コイル実装の他の例を示す。リアガラス10上に端子ベース46を設置し、端子ベース46とAM給電端子14aとの間にコイル素子42を半田付けする。端子ベース46からは、AMリード線12bが引き出される。
図19は、コイル実装の他の例を示す。リアガラス10上に、AMアンテナ用のコイル付き給電端子48を取付ける。コイル付き給電端子は、1個の端子ベース50にコイル素子42を実装した端子である。
従来の車両用ガラスアンテナ装置を示す図である。 本発明の車両用ガラスアンテナ装置の一実施例を示す図である。 コイルなしの場合の指向性の測定結果を示す図である。 コイルなしの場合の指向性の測定結果を示す図である。 コイルなしの場合の指向性の測定結果を示す図である。 コイルなしの場合の指向性の測定結果を示す図である。 コイルなしの場合の指向性の測定結果を示す図である。 コイルなしの場合の指向性の測定結果を示す図である。 コイルなしの場合の指向性の測定結果を示す図である。 コイルなしの場合の指向性の測定結果を示す図である。 コイルなしの場合の指向性の測定結果を示す図である。 コイルなしの場合の指向性の測定結果を示す図である。 コイルなしの場合の指向性の測定結果を示す図である。 コイルなしの場合の指向性の測定結果を示す図である。 コイルなしの場合の指向性の測定結果を示す図である。 コイルなしの場合の指向性の測定結果を示す図である。 コイルなしの場合の指向性の測定結果を示す図である。 コイルなしの場合の指向性の測定結果を示す図である。 コイルなしの場合の指向性の測定結果を示す図である。 コイルなしの場合の指向性の測定結果を示す図である。 コイルなしの場合の指向性の測定結果を示す図である。 コイルなしの場合の指向性の測定結果を示す図である。 コイルなしの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=0.68μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=0.68μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=0.68μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=0.68μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=0.68μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=0.68μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=0.68μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=0.68μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=0.68μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=0.68μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=0.68μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=0.68μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=0.68μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=0.68μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=0.68μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=0.68μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=0.68μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=0.68μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=0.68μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=0.68μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=0.68μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=1.0μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=1.0μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=1.0μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=1.0μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=1.0μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=1.0μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=1.0μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=1.0μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=1.0μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=1.0μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=1.0μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=1.0μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=1.0μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=1.0μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=1.0μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=1.0μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=1.0μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=1.0μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=1.0μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=1.0μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=1.0μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=2.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=2.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=2.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=2.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=2.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=2.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=2.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=2.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=2.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=2.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=2.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=2.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=2.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=2.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=2.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=2.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=2.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=2.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=2.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=2.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=2.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=3.9μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=3.9μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=3.9μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=3.9μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=3.9μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=3.9μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=3.9μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=3.9μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=3.9μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=3.9μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=3.9μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=3.9μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=3.9μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=3.9μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=3.9μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=3.9μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=3.9μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=3.9μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=3.9μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=3.9μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=3.9μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=6.8μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=6.8μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=6.8μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=6.8μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=6.8μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=6.8μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=6.8μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=6.8μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=6.8μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=6.8μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=6.8μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=6.8μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=6.8μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=6.8μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=6.8μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=6.8μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=6.8μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=6.8μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=6.8μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=6.8μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=6.8μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=8.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=8.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=8.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=8.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=8.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=8.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=8.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=8.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=8.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=8.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=8.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=8.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=8.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=8.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=8.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=8.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=8.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=8.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=8.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=8.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 L=8.2μHの場合の指向性の測定結果を示す図である。 コイルなしの場合の感度の測定結果を示す図である。 L=0.68μHの場合の感度の測定結果を示す図である。 L=1.0μHの場合の感度の測定結果を示す図である。 L=2.2μHの場合の感度の測定結果を示す図である。 L=3.9μHの場合の感度の測定結果を示す図である。 L=6.8μHの場合の感度の測定結果を示す図である。 L=8.2μHの場合の感度の測定結果を示す図である。 コイル素子の実装の一例を示す図である。 コイル素子の実装の他の例を示す図である。 コイル素子の実装のさらに他の例を示す図である。
符号の説明
10 リアガラス
12 AMアンテナ
12a,14a 給電端子
12b,14b リード線
14 FMアンテナ
16 防曇用デフォッガ
16a,16b バスバー
16c 熱線
18a,18b チョークコイル
20 直流電源
22 2入力増幅器
24 同軸ケーブル
26 コイル
40 ガラスエポキシ基板
42 コイル素子
46 端子ベース

Claims (4)

  1. 車両のリアガラスに設けられたデフォッガと、
    前記リアガラスの前記デフォッガ以外のスペースに設けられたAMアンテナと、
    前記デフォッガと前記AMアンテナとの間のスペースに設けられたFMアンテナと、
    前記AMアンテナおよびFMアンテナにより受信された信号を増幅する2入力増幅器と、
    前記AMアンテナの給電端子と前記増幅器との間を接続するAMリード線と、
    前記FMアンテナの給電端子と前記増幅器との間を接続するFMリード線と、
    前記AM給電端子の近くの前記AMリード線中に挿入されたコイル素子とを備え、
    前記FMアンテナにより受信された信号を増幅するときに、前記コイル素子は、前記AMリード線を高周波的に開放して、前記AMアンテナからの信号を遮断する、車両用ガラスアンテナ装置。
  2. 車両のリアガラスに設けられたデフォッガと、
    前記リアガラスの前記デフォッガ以外のスペースに設けられたAMアンテナと、
    前記デフォッガと前記AMアンテナとの間のスペースに設けられたFMアンテナと、
    前記AMアンテナおよびFMアンテナにより受信された信号を増幅する2入力増幅器と、
    前記AMアンテナの給電端子の近くのリアガラス上に設けられた端子ベースと、
    前記AMアンテナの給電端子と前記端子ベースとの間に設けられたコイル素子と、
    前記端子ベースと、前記増幅器との間を接続するAMリード線と、
    前記FMアンテナの給電端子と前記増幅器との間を接続するFMリード線とを備え、
    前記FMアンテナにより受信された信号を増幅するときに、前記コイル素子は、前記AMリード線を高周波的に開放して、前記AMアンテナからの信号を遮断する、車両用ガラスアンテナ装置。
  3. 車両のリアガラスに設けられたデフォッガと、
    前記リアガラスの前記デフォッガ以外のスペースに設けられたAMアンテナと、
    前記デフォッガと前記AMアンテナとの間のスペースに設けられたFMアンテナと、
    前記AMアンテナおよびFMアンテナにより受信された信号を増幅する2入力増幅器と、
    コイル素子が設けられた、前記AMアンテナの給電端子と、
    前記AMアンテナの給電端子と増幅器との間を接続するAMリード線と、
    前記FMアンテナの給電端子と前記増幅器との間を接続するFMリード線とを備え、
    前記FMアンテナにより受信された信号を増幅するときに、前記コイル素子は、前記AMリード線を高周波的に開放して、前記AMアンテナからの信号を遮断する、車両用ガラスアンテナ装置。
  4. 前記コイル素子のインダクタンスは、1.0μH〜6.8μHである、請求項1,2または3に記載の車両用ガラスアンテナ装置。
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