JP2006524928A - 車両ガラスアンテナ - Google Patents

Abstract

車両ガラスアンテナにおいては加熱導体フィールド（３，４）がＵＫＷ受信に対してもＬＭＫ受信に対しても使用される。高周波的ではあるが電気的に直接加熱導体フィールド（３，４）とは接続されていないと少なくとも１つの出力結合素子（６）がＬＭＫ受信のために設けられている。出力結合素子（６）は加熱導体フィールドにおいて、殊に２つの隣接する加熱導体（３）の間に配置されている。

Description

本発明は、ＵＫＷ受信ならびにＬＭＫ受信のために設けられている加熱フィールドを備えた車両ガラスアンテナに関する。

従来技術
車両アンテナでは頻繁にガラスの加熱フィールドがアンテナ構造として使用される。US 6.498,588 B1ないしWO 99/166587においては、加熱フィールドがＵＫＷ受信およびＴＶ受信のために設けられている。ＬＭＫ受信のために付加的に、加熱フィールドと接続されていないガラスの上端部に導体環が設けられている。

この種の装置の本質的な欠点は、加熱導体が欠落しているために加熱できずしたがって霜を溶かすことができない、例えば窓ガラスの上部領域における面積が必要とされることである。ガラスが小さい他ならぬ乗用車では、結果的に生じる加熱可能な領域は許容できないほど小さい。

加熱導体は実質的に水平に延びており、またガラスの金属性境界部に実質的に平行に延びている。アンテナとして使用される加熱導体に加熱電流から伝達される搭載電源網障害は、アンテナ接続点が加熱フィールドと電気的に直接接続されている場合には、公知のように高周波技術的に高抵抗の特性を有するモジュールによって抑制されなければならない。ＵＫＷ／ＴＶ受信に関してこのモジュールは例えば棒状コアチョークコイルであり、この棒状コアチョークコイルは加熱電流を案内する線路部に集積されており、また通常の場合加熱フィールドの加熱電流端子の近傍に設けられている。

ＬＭＫ受信に関してこのモジュールは電流補償型のリングコアチョークコイル（ＡＭ遮断回路）であり、このリングコアチョークコイルは同様に加熱電流案内部に配置されている。このＡＭ遮断回路は非常にコストの掛かるモジュールであり、約２００ｇもあるその正味重量は回路基板ならびに固定点に機械的に高い負荷をかけることになり、したがって品質保証の意味においては非常にクリティカルであると見なされる。通常の走行条件において生じる振動は、はんだ部位を非常に酷使することになる。小型の自動車ではこのＡＭ遮断回路は頻繁に後部のトランクリッドに取り付けられており、その結果リッドを閉じる際には約５０ｇの加速度が生じる可能性があり、固定点の全体の構造体が損傷する。

別の車両アンテナ受信装置ではＬＭＫ信号およびダイバーシティＵＫＷ信号の受信が、大部分は直ぐ近くに存在するが空間的に離れている１つまたは複数の窓ガラス内の線路構造を用いて実現される。この種の装置の実質的な欠点は、大抵は固定されている少なくとも２つの窓ガラスが必要とされることであり、これによってガラスの製造の際、大部分が能動的である接続される回路コンポーネントの電子的な設計の際、また相応の回路基板の実装の際に手間がかかることになる。

ＬＭＫ受信ないしＵＫＷ受信のためのアンテナを電気的に直接接触している加熱フィールドから形成するアンテナ装置も公知である。ここでもまた、搭載電源網から分離されたフィルタ素子がアンテナ接続点および加熱導体のために必要である（EP 0269723 B1, EP 0382895 B1）。

発明の利点
請求項１による措置でもって、すなわち、高周波的ではあるが電気的に直接加熱導体フィールドとは接続されていない少なくとも１つの出力結合素子が少なくともＬＭＫ受信のために設けられており、またこの出力結合素子が加熱導体フィールド内で殊に２つの隣接する加熱導体の間に配置されている、ＵＫＷ受信また必要に応じてＴＶ受信ならびにＬＭＫ受信のためにただ１つのガラスが設けられている加熱路フィールドでもって、まさに黒く印刷された部分によって覆われていない領域内でのガラス全体の完全な加熱を放棄する必要なく、単一の窓ガラスでもってＬＭＫ信号、殊にダイバーシティＵＫＷ／ＴＶ信号を受信することができる。同時にＬＭＫ無線のために必要なフィルタ素子を省略することができるか、フィルタ素子を従来のシステムよりも著しく少ないコストで構成することができる。したがって、このモジュールに生じる機械的な負荷の別個の検査を省略することができ、またシステムの品質を車両の寿命にわたってコストの掛からないフィルタモジュールにおいて保証することができる。ＬＭＫ無線受信のためのアンテナのバックグラウンドノイズを、ＬＭＫ領域に対するフィルタ素子が保持される場合には著しく低減することができる。

線路構造は一般的な方式で窓ガラスに被着されるが、本発明の枠組みにおいては窓ガラスが強化ガラスであるか合わせガラスであるかは重要ではない。前述の窓ガラスは金属性のフレームによって包囲されており、また大部分は自動車のリアガラスとして実施されている。しかしながら前述の装置を例えば船などの他のあらゆるガラスに転用することもできる。

本発明の特別な利点はＬＭＫアンテナ機能を搭載電源網障害から切り離すための電流補償型のリングコアチョークコイル（高周波技術的な高抵抗の構成素子）としての特別なフィルタ素子が必要とされることがないか、フィルタ素子がＬＭＫ受信のために保持される場合にはＬＭＫ受信の際のバックグランドノイズを著しく低減することができることにある。

霜取りに使用される加熱導体の他に、単に出力結合素子、有利には付加的な導体または付加的な導体環が、平行に案内されている２つの加熱導体の間において、受信システムの技術的な性能が最適であるので通常は上方の２つの間において、この導体と加熱フィールドとの間に電気的に直接的な接続が存在しないように挿入される。電気的に直接的な接続が無いことに基づき、搭載電源網障害はアンテナのバックグラウンドノイズに僅かな影響しか及ぼさない。加熱フィールドと付加的な導体との間の容量性結合はＬＭＫ周波数に対しては、搭載電源網障害が加熱電流に重畳されない、または殆ど重畳されないほど僅かである。もっともＵＫＷ周波数およびＴＶ周波数に対する容量性結合は一般的に十分高いので、アンテナ信号は加熱導体構造全体を用いて受信される。ここでフィルタ素子が必要とされる。アンテナ機能は高い容量性結合に基づき、アンテナ接続点が電気的に直接加熱フィールドと接続されている装置と同等である。さらには、加熱路フィールドの外側にはいずれの構造も必要とされないのでガラス全体を加熱することができる。

本発明による構成の別の利点は廉価に製造できることである。他の実施形態とは異なり、単一のガラスのみを用いて構成することができる。別の利点は、種々の周波数帯域に対して確かに別個の信号経路を設けるが、単一のケーシング内に配置することができる受動的または能動的な回路部の集積された構造、したがって簡潔な構造である。これにより、機械的なコンポーネントの最小化の他に最小の配線も得られる。

図面
図面に基づき本発明の実施例を説明する。ここで、図１は本発明によるＬＭＫ受信、ＵＫＷ受信また必要に応じてＴＶ受信のための集積されたアンテナシステムを示し、図２はさらなるＵＫＷ／ＴＶアンテナ信号出力結合部を備えた別の実施例を示し、図３はＬＭＫ周波数領域における受信レベルの比較を表す。

実施例の説明
図１は右側と左側の端部がそれぞれ集合レール４に集まっている、相互に平行に配置されている加熱導体３からなるガラスアンテナを示す。そのように形成されている加熱導体フィールドにはそれぞれ供給線路内のＦＭ／ＴＶチョークコイル５を介して加熱電流が供給される（Ｕｂ加熱）。バックグラウンドノイズのアクセプタンスに応じて、加熱電流のための線路内には多かれ少なかれ煩雑なフィルタを備えたＡＭ遮断回路１３が設けられている。ＵＫＷ／ＴＶ信号およびＬＭＫ信号のためのアンテナ接続点１は加熱導体フィールド内の出力結合素子６と電気的に直接接続されているが、加熱導体フィールドとは接続されていない。出力結合素子６を直線状の導体として、図１に示されているように開かれた導体環として、または閉じられた導体環として、または後者の素子の組み合わせとして実施することができる。可能な限り長い構造が有利である。出力結合素子６は殊に２つの隣り合う加熱導体３の間に配置されており、また２つの加熱導体３の全体の長さについて平行に延びている（開かれた導体環の足）。加熱導体３に平行な出力結合素子６の間隔ないしその導体部分の間隔は、ＵＫＷ／ＴＶ周波数に対する容量性結合を保証するために可能な限り小さくあるべきである。能動的なアンテナモジュール７の接続についてのアース点９は有利には、窓ガラスを包囲する金属性のフレーム８（波線で示されている）における加熱路フィールドの右上角におけるアンテナ接続点１の直ぐ近く存在する。ガラスの加熱導体構造は、例えば各交差位置では並列な加熱導体３と電気的に直接接続されており、また電圧分配によって形成されている等価電位点に存在する付加的で垂直な交差線１０によって、ＵＫＷ周波数にためのアンテナ接続点１において共振的な構造が生じるように構成される。

電子モジュール７においては、出力結合されたアンテナ信号が別個に増幅され（ＡＭ，ＦＭ，ＴＶ１）、また必要に応じてフィルタリングされてＴＶチューナ１１ないしラジオ１２に供給される。

図２は別の実施例を示し、この実施例においてはさらなるＵＫＷ／ＴＶアンテナ信号出力結合部が反対側において加熱フィールドと電気的に直接接続されているアンテナ端子点２および直ぐ近くにあるアース端子から形成される。これによって２アンテナシステムが形成されている。別の個所ではさらに別のアンテナを同様のやり方で加熱フィールドから形成することができ、例えば４アンテナシステムを生じさせるためにさらに２つの付加的なアンテナを形成することができる。したがってさらなるＦＭ領域またはＴＶ領域をカバーすることができ、第２のＵＫＷ受信器が動作することができるが、例えば好適でない受信条件下でモバイルを実現することができるように２つのアンテナ接続点１および２における異なる受信信号によってダイバーシティ効果を利用することができる。

ここで本発明のさらなる利点が明らかになる：ＬＭＫ受信においては、車両質量に対するアンテナ導体の容量が決定的に重要である。従来技術によるシステムでは、２アンテナシステムの場合に所期の入力容量を有する第２の電子モジュールが接続されることによってアンテナ端子１についての装置の全体容量が高められる。換言すれば、受信したＬＭＫ信号の一部は第２のモジュールを介してアースに案内され、したがって受信全体が劣化する。この状況は本発明によるアンテナ装置においては回避される。

測定によって、図１による本発明の装置を用いたＬＭＫ信号の受信は、アンテナ接続点が上部の外側の角において加熱フィールドと電気的に直接接続されているシステムと同等であることが証明された。同様に、図１に示されているような開かれた導体環によって最善の結果が達成されることが明らかになった。受信レベルは確かに若干弱くなるが、その代わりに加熱電流のバックグラウンドノイズは低減される。

ＵＫＷ／ＴＶ受信についての受信性能は公知の装置と同等である。

本発明によるＬＭＫ受信、ＵＫＷ受信また必要に応じてＴＶ受信のための集積されたアンテナシステム。 さらなるＵＫＷ／ＴＶアンテナ信号出力結合部を備えた別の実施例。 ＬＭＫ周波数領域における受信レベルの比較。

Claims (9)

1. ＵＫＷ受信および必要に応じてＴＶ受信ならびにＬＭＫ受信のために設けられている加熱導体フィールドを備えた車両ガラスアンテナにおいて、
   高周波的ではあるが伝記的に直接前記加熱導体フィールドとは接続されていない少なくとも１つの出力結合素子（６）が少なくともＬＭＫ受信のために設けられており、
   前記出力結合素子（６）は前記加熱導体フィールドにおいて例えば隣接する２つの加熱導体（３）の間に配置されていることを特徴とする、車両ガラスアンテナ。
2. 前記出力結合素子（６）は付加的にＵＫＷ受信および必要に応じてＴＶ受信のために設けられている、請求項１記載の車両ガラスアンテナ。
3. 加熱回路内にＦＭ／ＴＶチョークコイル（５）が設けられている、請求項２記載の車両アンテナ。
4. 前記加熱導体フィールドにおいて前記加熱導体（３）に対して実質的に垂直にアンテナ導体（１０）が配置されており、該アンテナ導体（１０）は前記加熱導体（３）と電気的に直接接続されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の車両ガラスアンテナ。
5. 前記アンテナ導体線路（１０）は長さおよび／または位置に関して、前記出力結合素子（６）の接続端部（１）ではアンテナの共振特性がＵＫＷ領域において生じるように構成されている、請求項４記載の車両ガラスアンテナ。
6. 前記出力結合素子（６）は直線状の導体として、開かれた導体環として、および／または、閉じられた導体環として構成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の車両ガラスアンテナ。
7. ＬＭＫアンテナ信号ないしＵＫＷアンテナ信号／ＴＶアンテナ信号の出力結合についてのアース点（９）が前記アンテナ出力結合素子（６）の前記接続端部（１）の近傍に設けられている、請求項１から６までのいずれか１項記載の車両ガラスアンテナ。
8. 少なくとも１つの別のＵＫＷ／ＴＶアンテナ信号出力結合部が設けられており、該別のＵＫＷ／ＴＶアンテナ信号出力結合部は例えば前記加熱導体フィールド、有利には集合レール（４）とそれぞれ電気的に直接接続されており、前記出力結合素子（６）の前記接続端部（１）とは離れて位置している、請求項１から７までのいずれか１項記載の車両ガラスアンテナ。
9. 前記出力結合素子（６）ないし前記直線状の導体路／前記導体環と前記加熱導体（３）との間隔は、該加熱導体を用いるＵＫＷ／ＴＶ周波数に対する容量性結合が保証されているように短く選択される、請求項１から８までのいずれか１項記載の車両ガラスアンテナ。

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