JP2011024026A - 車両用ガラスアンテナ - Google Patents

Abstract

【目的】自動車の側部窓ガラスに設ける非接地型の地上デジタルＴＶ放送波受信用のアンテナによって、高感度で安定した受信性能を得る。
【構成】自動車の側部窓ガラスに設ける地上デジタルＴＶ放送波受信用のガラスアンテナであって、芯線側給電点と接地側給電点を側部窓ガラスの上辺またはコーナー近傍に近接して設け、該芯線側給電点よりフランジ枠に沿って前記接地側給電点とは反対方向に延ばした芯線側エレメントと、接地側給電点よりフランジ枠に沿って前記芯線側給電点とは反対方向に延ばした接地側エレメントの２つのエレメントからなる非接地型のアンテナであって、該２つのエレメントの最突出端部を互いに突き合うように配設した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車用の側部窓ガラスに非接地型の地上デジタルＴＶ放送波受信用のアンテナを設け、高感度で安定した受信性能が得られるようにした車両用ガラスアンテナに関する。

従来、自動車の窓ガラスに設けたＡＭ／ＦＭラジオ放送波受信用アンテナや、ＴＶ放送波受信用のアンテナと受信機間に同軸ケーブルを配設する場合には、同軸ケーブルの外部導線と、内部導線を車体の金属ボディの途中で分離させ、外部導線を該分離位置近傍の金属ボディに接続し、内部導線だけをリード線によって金属ボディの接続位置近傍より延長し、ガラスアンテナの給電点に接続させていた。

しかしながら、周波数が５２２〜１６２９ＫＨｚや、７６〜９０ＭＨｚのようなＡＭ／ＦＭラジオ放送波帯の周波数の場合には、前記負極の接続位置からガラスアンテナの給電点までのリード線の長さが受信周波数の波長に対し大幅に短いので、リード線の長さがアンテナの受信性能に余り影響を及ぼすことはないが、４７０〜７７０ＭＨｚのＵＨＦ放送波帯などのように周波数が高くなってくると、マイナス側の接続点からガラスアンテナの給電点までのリード線の長さが受信周波数の波長より長くなって、リード線の長さがアンテナの受信性能に影響を及ぼし、受信性能にバラツキが出るという問題点があるため、この対策として、同軸ケーブルの配線においては、ガラスアンテナの近傍位置で同軸ケーブルの外部導線と内部導線を分離させ、それぞれを別々のアンテナ線条の給電点に接続させ、これらを併せて１系統とした非接地型のアンテナとすることによって、高安定、高感度を実現することが行われていた。

さらに、現在、テレビジョン放送波は、ＶＨＦ帯や４７０〜７７０ＭＨｚのＵＨＦ帯の地上アナログ放送から、４７０〜７１０ＭＨｚの地上ディジタル放送へ移行が行なわれつつあり、自動車においても放送電波の送受信機器について地上デジタル放送への対応が必要となりつつあり、地上ディジタル放送の送受信においては、特に地上アナログ放送の送受信に比べて高感度なアンテナが必要となり、アンテナシステムとしても非接地型アンテナを採用しなければならず、接地型アンテナに比べて大面積となる非接地型アンテナの小面積化が必要であった。

例えば、特開２００２−２９９９３２号公報には、車両用側部窓ガラスの開口部の隅部に設けた第１の給電点より開口辺に沿って設けた線条を少なくとも有する第１のエレメントと、前記第１の給電点の近傍に設けた第２の給電点より前記第１のエレメントの給電点から延びる線条に近接するように設けた線条を有し、かつその長さを受信周波数のλ／４以下（λ：波長）とする第２のエレメントとし、第１のエレメントと前記第２のエレメントとを給電点近傍において近接して容量結合させて、それぞれ同軸ケーブルの内部導線、外部導線に接続し、非接地型平衡アンテナとしたことを特徴とする車両用のガラスアンテナが記載されている（特許文献１）。

また例えば、特開２００２−６４３１７号公報には、車両のサイドガラスに配設されたＴＶ波長帯域用の車両用ガラスアンテナにおいて、前記ガラスアンテナは、前記サイドガラスの１つのコーナー近傍に配置された第１給電点から延伸され、前記サイドガラスの外周部に沿って配設された第１アンテナと、前記第１給電点の近傍に配置された第２給電点から延伸され、前記第１アンテナの内側に、台形状のループをなす第２アンテナとを有しており、前記第１アンテナは、複数のアンテナ導体がほぼ並行して形成されており、前記第１アンテナと第２アンテナは、ＴＶ波長帯域において容量結合されていることを特徴とする車両用ガラスアンテナが記載されている（特許文献２）。

特開２００２−２９９９３２号公報 特開２００２−６４３１７号公報

前記特許文献１に示されるアンテナは、自動車の側部窓ガラスに設ける非接地型のアンテナではあるものの、ＡＭ／ＦＭラジオ放送波と、アナログテレビジョン放送波帯の電波などを受信するためのアンテナであって、アンテナの占有面積を小型化したものであるが依然として十分とはいえないという問題点があった。

さらに、前記特許文献２に示されるアンテナについては、自動車の側部窓ガラスに設けた４１、４２のそれぞれのアンテナが独立した別々の接地型のアナログテレビジョン放送波受信用のアンテナであり、２つのアンテナを一体化して一つのアンテナとした非接地型の地上デジタルテレビ用の電波を受信するためのアンテナではない。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、自動車用の側部窓ガラス板の狭いスペース内に非接地型の地上デジタルテレビ用のアンテナを設け、該アンテナの占有面積を小面積化し、アンテナ性能を劣化させないで受信利得のばらつきを少なくし、高感度で安定した受信利得が得られるようにすることを目的とするものである。

すなわち、本発明は、自動車の側部窓ガラスに設ける地上デジタルＴＶ放送波受信用のガラスアンテナであって、芯線側給電点と接地側給電点を側部窓ガラスの上辺またはコーナー近傍に近接して設け、該芯線側給電点よりフランジ枠に沿って前記接地側給電点とは反対方向に延ばした芯線側エレメントと、接地側給電点よりフランジ枠に沿って前記芯線側給電点とは反対方向に延ばした接地側エレメントの２つのエレメントからなる非接地型のアンテナであって、該２つのエレメントの最突出端部同士を互いに突き合うように配設したことを特徴とする車両用ガラスアンテナである。

あるいはまた、本発明は、前記芯線側エレメントの線条長さをαλ／４（α：ガラス板の波長短縮率、λ：受信電波の波長）とし、少なくとも1本の線条、または閉ループ線条からなることを特徴とする上述の車両用ガラスアンテナである。

あるいはまた、本発明は、前記接地側エレメントは、直列に接続した複数の線条からなる略コ字状で、各線条の合計長さが３αλ／４（α：ガラス板の波長短縮率、λ：受信電波の波長）、かつ、前記接地側エレメントの接地側給電点から延ばした第１線条がフランジ枠に近接して、その長さをαλ／４としたことを特徴とする上述の車両用ガラスアンテナである。

あるいはまた、本発明は、前記接地側エレメントの複数の線条の１つが、線条長さαλ／４の水平線条であることを特徴とする上述の車両用ガラスアンテナである。

あるいはまた、本発明は、前記接地側エレメントの水平線条の先端より水平線条と近接し所定の間隔を保って設けた折返線条を有することを特徴とする上述の車両用ガラスアンテナである。

本発明により、従来問題となっていたアンテナ占有面積の小面積化とアンテナの受信利得のばらつきが改善され、自動車用の側部窓ガラスのような限られた狭いスペースであっても、地上デジタルＴＶ放送波用の非接地型のアンテナを設置することができ、高感度で安定した受信性能を得ることができるようになった。

本発明のガラスアンテナの実施例１を示す図。 本発明のガラスアンテナの実施例２を示す図。 本発明３ガラスアンテナの実施例３を示す図。 本発明のガラスアンテナの実施例４を示す図。 本発明のガラスアンテナの実施例５を示す図。 本発明の実施例1の第１線条とフランジ枠との間隔ａを１０ｍｍ、２０ｍｍとしたときの周波数特性図。 本発明の実施例1の折返線条と水平線条との間隔ｂを５ｍｍ、２０ｍｍとしたときの周波数特性図。

本発明は、自動車の側部窓ガラス１の最後部座席側のリアクオーター部と呼ばれる比較的小面積の嵌め殺しの窓ガラスの室内面に設けたガラスアンテナパターンを導電性セラミックペーストにより印刷して設けたものであり、周波数が４７０〜７１０ＭＨｚの地上デジタルテレビ放送波帯域の電波を高性能で受信可能なガラスアンテナである。

図１〜図５に示したように、自動車の側部窓ガラス１に設ける地上デジタルＴＶ放送波受信用のガラスアンテナであって、芯線側給電点３と接地側給電点４を側部窓ガラス１のフランジ枠５の上辺またはコーナー近傍に近接して設け、該芯線側給電点３よりフランジ枠５に沿って前記接地側給電点４とは反対方向に延ばした芯線側エレメント１０と、接地側給電点４よりフランジ枠５に沿って前記芯線側給電点３とは反対方向に延ばした接地側エレメント４の２つのエレメントからなる非接地型のアンテナであって、該２つのエレメントの最突出端部同士を互いに突き合うように配設した車両用ガラスアンテナである。

前記最突出端部とは、芯線側エレメント１０については該芯線側エレメント１０の線条の先端部を示し、接地側エレメント２０については基本的には略コ字状の線条の先端である水平線条２３の先端部とするが、折返線条２５が水平線条２３の上方ある場合には垂直線条２４の先端部を示す。

前記芯線側エレメント１０は、ガラス板の波長短縮率をα、受信電波の波長をλとすると、その線条長さはαλ／４であり、少なくとも1本の線条、または略四角形状等の閉ループ線条で構成されている。

一方、前記接地側エレメント２０は、複数本の線条を直列に接続して略コ字状とし、該接地側エレメント２０の総長さを３αλ／４（α：ガラス板の波長短縮率、λ：受信電波の波長）とし、かつ前記接地側エレメントの接地側給電点から延ばした線条でフランジ枠５に近接した線条（第１線条）の長さをαλ／４とし、該接地側給電点４からフランジ枠に沿って延ばした第１線条２１を２本の線条として、それらの先端を連結して長方形状とした閉ループ状であっても良い。

前記接地側エレメント２０の直列に接続された複数本の各線条は、略コ字状の折れ線条であり、その線条の１つが、αλ／４の長さの水平線条２３であり、該水平線条２３の先端より屈折させて垂直線条２４を介して該水平線条２３と所定の間隔を保って近接するように折返線条２５または２５’を設けてもよい。

該折返線条２５は、前記水平線条２３と所定の間隔ａを保って近接するように設ければ、水平線条２３の上部側と、下部側のいずれの側にあっても良い。

前記アンテナは、窓ガラス板１の室内側面に導電性セラミックペーストによって各線条幅を０．７ｍｍ程度の幅で印刷し、乾燥後、加熱炉内で焼付けしたものである。

前記芯線側給電点３、接地側給電点４にはそれぞれ同軸ケーブルの芯線、アース線を接続して図示しない地上デジタル放送波受信チューナーに接続し、地上デジタルＴＶ放送波である周波数４７０〜７１０ＭＨｚのアンテナとして配設した。

［第１の実施の形態］
図１に示したように、自動車の側部窓ガラス１の後部側に設ける略三角形のリアクオーター窓の上部コーナー部近傍に芯線側給電点３を設け、該芯線側給電点３の近傍でフランジ枠５の上辺に沿った位置近傍に接地側給電点４を設けた。

芯線側エレメント１０は、前記芯線側給電点３よりフランジ枠５に沿って反時計回りに設けるが、その長さは、ガラス板の波長短縮率をα、受信電波の波長をλ、窓ガラスの波長短縮率αを０．７とすると、αλ／４＝５０〜２００ｍｍであり、フランジ枠５から５〜２０ｍｍの範囲で近接するようにフランジ枠５に沿って配設した。

一方、接地側エレメント２０は、前記接地側給電点４よりフランジ枠５に沿って時計回りに線条を設け、その形状は略コ字状である。略コ字状の接地側エレメント２０は、接地側給電点４からフランジ枠５に沿ってフランジ枠５の内側と近接して延ばした線条部分を第１線条２１とし、その長さは、ガラス板の波長短縮率をα、受信電波の波長をλ、ガラスの波長短縮率αを０．７とすると、αλ／４＝５０〜２００ｍｍである。

前記接地側エレメント２０の第１線条２１とフランジ枠の内側辺とは、その間隔ａを５〜２０ｍｍの範囲で近接するようにフランジ枠５に沿って配設するのが良いが、図６の実線で示した間隔aを１０ｍｍとした場合の方が、点線で示した間隔ａを２０ｍｍとした場合に比べて、受信利得が一層良くなることより、前記第１線条２１とフランジ枠５の内側辺との間隔ａは狭い方が望ましいことがわかる。

前記第１線条２１の先端よりフランジ枠５から離れる方向に第２線条２２（長さ＝１０〜８０ｍｍ）を延ばし、第２線条２２の先端より接地側給電点４側に向けて、水平方向に水平線条２３（長さαλ／４＝５０〜２００ｍｍ）を延ばして、前記第１線条２１、第２線条２２、水平線条２３を直列に配設して略コ字状の形状とした。

さらに、該水平線条２３の先端より時計回り、すなわち前記芯線側エレメント１０の先端側に近づく方向に向けて５〜２０ｍｍの垂直線条２４を設け、該垂直線条２４の先端より水平線条２３に平行に５〜８０ｍｍの折返線条２５を延ばし、接地側給電点４から接地側エレメント２０の各線条長さの合計を、ガラス板の波長短縮率をα、受信電波の波長をλ、ガラスの波長短縮率をαとして、３αλ／４である２００〜３００ｍｍとした。

前記接地側エレメント２０の水平線条２３と折返線条２５とは、その間隔ｂを５〜２０ｍｍの範囲で近接するように平行に配設するのが良いが、図７の実線で示したように間隔を５ｍｍとした場合の方が、点線で示した間隔を２０ｍｍとした場合に比べて、より一層受信利得が良くなることがわかる。すなわち、前記水平線条２３と折返線条２５との間隔ｂを狭くした方が高い受信利得が得られて好ましい。

前記接地側エレメント２０の最突出端部である垂直線条２４の先端部と、芯線側エレメントの先端部とを、蟹の両手のように互いにほぼ向き合う状態に配設した。

前記アンテナを、前記窓ガラス板の室内側面に導電性セラミックペーストによって各線条幅を０．７ｍｍ程度の幅で印刷し、乾燥後、加熱炉内で焼付けした後、前記芯線側給電点３、接地側給電点４にはそれぞれ同軸ケーブルの芯線、アース線を接続して図示しない地上デジタル放送波受信チューナーに接続し、地上デジタルＴＶ放送波である周波数４７０〜７１０ＭＨｚの電波を受信したところ実用レベルにある受信性能が得られた。

［第２の実施の形態］
図２に示す第２の実施の形態は、図１に示す第１の実施の形態の芯線側給電点３から延ばした芯線側エレメント１０の線条の本数を２本とした点以外は、第１の実施の形態と同一であり、接地側エレメント２０については、第１の実施の形態と全く同一である。

芯線側エレメント１０の線条の本数を２本としたことによって、金属製のフランジ枠５との容量結合性が向上し、アンテナの受信利得性能を向上させることができるようになった。

［第３の実施の形態］
図３に示す第３の実施の形態は、図１に示す第１の実施の形態の芯線側給電点３から延ばした芯線側エレメント１０の線条の本数を２本とし、それらの先端を連結した閉ループ状の矩形状とした点以外は、図１の第１の実施の形態と同一であり、接地側エレメント２０については、第１の実施の形態と同一である。

芯線側エレメント１０を閉ループ状の矩形状としたことにより、幅広の帯状のエレメントと同等となり、この結果、金属製のフランジ枠５との容量結合性が向上し、アンテナの受信利得性能を向上させることができるようになった。

［第４の実施の形態］
図４に示す実施の形態４は、図１に示す第1の実施の形態の接地側給電点４から延ばした接地側エレメント２０のフランジ枠５と近接する部分である第１線条２１の本数を２本とし、それらの先端を連結した閉ループ状の矩形状とした点以外は、図１に示した第1の実施の形態と同一であり、芯線側エレメント１０についても、第1の実施の形態と全く同一である。

接地側エレメント２０のフランジ枠５と近接する第１線条部分２１を閉ループ状の矩形状としたので、幅広の帯状のエレメントと同等となり、この結果、金属製のフランジ枠５との容量結合性が向上し、アンテナの受信利得性能を向上させることができるようになった。

［第５の実施の形態］
図５に示す第５の実施の形態は、図１に示す第1の実施の形態の接地側エレメント２０の折返線条２５’を水平線条２３の下側で折返すようにした点以外の接地側エレメント２０の各線条、および芯線側エレメント１０については、第1の実施の形態と全く同一である。

折返線条２５’は、接地側エレメント２０の水平線条２３の下方側で近接する位置であるが、第1の実施の形態とほぼ同等のアンテナの受信利得が得られた。

以下、本発明の作用について説明する。

本発明の接地側エレメント２０の第1線条２１を自動車の金属ボディのフランジ枠５に５〜２０ｍｍの範囲で近接させるようにすると、フランジ枠５との容量結合性が向上し、車輌全体をアンテナとして利用して車両に載った電波を利用することで、受信利得の向上と受信性能を安定化させることができる。さらに、同様に、芯線側エレメント１０についても自動車の金属ボディのフランジ枠５に５〜２０ｍｍの範囲で近接させることにより、接地側エレメント２０が車両本体から受ける作用と同様の作用が働く為、受信利得を向上させることができる。

芯線側エレメント１０を反時計回りに、接地側エレメント２０を時計回りにそれぞれ配設して、それぞれの最突出端部を互いに付き合わせたような位置関係にすると良いとした理由は、芯線側エレメント１０を、フランジ枠５と容量結合する接地側エレメント２０とで囲うように両エレメントを配設することによって受信性能が安定する為である。

また接地側エレメント２０の略コ字状の線条の水平線条２３を水平としたのは、一般的に地上デジタルＴＶ放送波の電波が水平偏波で飛来してくるため、車輌側部方向から到来する電波に対して効率的に受信できるようにしたためである。

以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、種々の応用が可能である。

１ 窓ガラス
３ 芯線側給電点
４ 接地側給電点
５ フランジ枠
１０ 芯線側エレメント
２０ 接地側エレメント
２１ 第１線条
２２ 第２線条
２３ 水平線条
２５ 折返線条

Claims (5)

1. 自動車の側部窓ガラスに設ける地上デジタルＴＶ放送波受信用のガラスアンテナであって、芯線側給電点と接地側給電点を側部窓ガラスの上辺またはコーナー近傍に近接して設け、該芯線側給電点よりフランジ枠に沿って前記接地側給電点とは反対方向に延ばした芯線側エレメントと、接地側給電点よりフランジ枠に沿って前記芯線側給電点とは反対方向に延ばした接地側エレメントの２つのエレメントからなる非接地型のアンテナであって、該２つのエレメントの最突出端部同士を互いに突き合うように配設したことを特徴とする車両用ガラスアンテナである。
2. 前記芯線側エレメントの線条長さをαλ／４（α：ガラス板の波長短縮率、λ：受信電波の波長）とし、少なくとも1本の線条、または閉ループ線条からなることを特徴とする請求項１記載の車両用ガラスアンテナ。
3. 前記接地側エレメントは、直列に接続した複数の線条からなる略コ字状で、各線条の合計長さが３αλ／４（α：ガラス板の波長短縮率、λ：受信電波の波長）、かつ、前記接地側エレメントの接地側給電点から延ばした第１線条がフランジ枠に近接して、その長さをαλ／４としたことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用ガラスアンテナ。
4. 前記接地側エレメントの複数の線条の１つが、線条長さαλ／４の水平線条であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両用ガラスアンテナ。
5. 前記接地側エレメントの水平線条の先端より水平線条と近接し、所定の間隔を保って設けた折返線条を有することを特徴とする請求項４記載の車両用ガラスアンテナ。

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