JP2011166487A

JP2011166487A - 車両用ガラスアンテナ

Info

Publication number: JP2011166487A
Application number: JP2010027471A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Mukai; 浩向井; Shingo Tadokoro; 伸吾田所
Original assignee: Central Glass Co Ltd
Current assignee: Central Glass Co Ltd
Priority date: 2010-02-10
Filing date: 2010-02-10
Publication date: 2011-08-25
Also published as: WO2011099423A1

Abstract

【課題】本発明は、自動車用窓ガラスに設けるＦＭラジオ放送波用、またはＶＩＣＳ（道路交通情報システム）用ＦＭ多重放送波を好適に受信する。
【解決手段】自動車の後部窓ガラスに設けた複数本の導電加熱水平線条の上部余白部に設けるアンテナにおいて、ボディフランジの開口部上辺近傍のガラス面に設けた給電点からフランジの上辺に沿って略水平方向に延ばした第１エレメントと、該第１エレメントの途中部から下方に分岐する、または前記給電点から下方に延ばした垂直線条の下端に接続した水平線条からなる第２エレメントとからなり、該第２エレメントの水平線条を最上部側の導電加熱水平線条に近接し容量結合させた。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車用窓ガラスの余白部に設けるＦＭラジオ放送波用、またはＶＩＣＳ（道路交通情報システム、Vehicle Information and Communication System）用ＦＭ多重放送波を受信するのに好適なガラスアンテナに関するものである。

近年、カーナビゲーションシステムの普及とともに、渋滞情報、工事情報、事故・故障車情報等の道路交通情報システムであるＶＩＣＳ（道路交通情報システム）の重要性が増し、ＶＩＣＳ用ＦＭ多重放送局も増加している状況にある。

前記ＶＩＣＳ用ＦＭ多重放送波は、日本国内での周波数帯域が７６〜９０ＭＨｚ、日本国外での周波数帯域が８８〜１０８ＭＨｚで放送されるＦＭラジオ放送波に多重されている。このため、従来、ＶＩＣＳ用ＦＭ多重放送波の受信には、ＦＭラジオ放送波を受信するためのアンテナを兼用して受信することが多く、受信した信号を分配して、ＦＭラジオ放送波受信用とＶＩＣＳ用ＦＭ多重放送波受信用に使用することが多く行われていた。

自動車の窓ガラスにＶＩＣＳ用のＦＭ多重放送波を受信するアンテナ装置を設けた事例として、例えば、特開平１１−２３４０２０号公報には、アンテナ導体６の受信信号をバッファ回路８を介してＦＭ多重放送用受信機１５に送り、同受信信号をバッファ回路８、ＡＧＣ入力付回路１２を介してＡＧＣ信号送出型ラジオ１７に送り、ＡＧＣ信号送出型ラジオ１７からのＡＧＣ信号をＡＧＣ入力付回路１２のＡＧＣ入力に送ることによって、同時に異なる受信周波数の放送を良好に受信する自動車用ガラスアンテナ装置が記載されている（特許文献１）。

また、例えば、特開平９−２８９４１１公報には、ＶＩＣＳ用電波を受けるアンテナをフロントガラスに、ＦＭラジオ用電波を受けるアンテナをリアガラスに、互いにルーフを介して離間させて設け、異なる局からのＶＩＣＳ用ＦＭ電波とＦＭラジオ用電波を同時に受信しても受信性能が劣化しない車載用アンテナ装置が記載されている（特許文献２）。

特開平１１−２３４０２０公報特開平９−２８９４１１公報

前記特許文献１は、デフォッガの上部余白部でデフォッガに近接して設けたアンテナを兼用アンテナとしてＦＭラジオ放送波とＶＩＣＳ用の電波の異なる受信周波数の電波を受信し、ＦＭラジオ放送波とＶＩＣＳ用の電波のそれぞれに分配するときに、アンテナとチューナー間に設ける回路によって、それぞれの電波の信号レベルを低下させないようにしたものであり、ガラス面に設けたアンテナパターンによって、電波の信号レベルを低下させないようにしたものではない。

また、前記特許文献２には、フロントガラスの上辺側に口の字状のメインのＶＩＣＳ用アンテナ、後部窓ガラスのデフォッガの上部余白部には目の字状のサブのＶＩＣＳ用アンテナを設け、ダイバーシティ受信させるようにしたものであるが、単独で用いると指向特性の落ち込み部があって受信特性が平坦でないという問題点があった。

本発明は、このような問題点、すなわち、自動車の後部窓ガラスに設けたＶＩＣＳ用のＦＭ多重放送波のアンテナによって、感度の向上と、周波数特性の平坦化、指向特性におけるアンテナ感度の落ち込みを抑え、改善することを目的とするものである。

すなわち、本発明は、自動車の後部窓ガラスに設けた複数本の導電加熱水平線条の上部余白部に設けるアンテナにおいて、ボディフランジの開口部上辺近傍のガラス面に設けた給電点からフランジの上辺に沿って略水平方向に延ばした第１エレメントと、該第１エレメントの途中部から下方に分岐する、または前記給電点から下方に延ばした垂直線条の下端に接続した水平線条からなる第２エレメントとからなり、該第２エレメントの水平線条を最上部側の導電加熱水平線条に近接し容量結合させ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、前記アンテナが、日本国内外のＦＭラジオ放送波用、またはＶＩＣＳ（道路交通情報システム、Vehicle Information and Communication System）用のＦＭ多重放送波を受信するアンテナ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、ボディフランジの開口部の上辺の中間部位置に内接するように設けたハイマウントストップランプの両側辺と下辺に沿うように第１エレメントを設け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、前記第１エレメントの給電点からＵ字状線条の先端までの長さ、および、第１エレメントの給電点から第２エレメントの垂直線条を経た水平線条の先端までの長さを、それぞれαλ／４（α：ガラスの波長短縮率、λ：受信電波の中間周波数の波長）としたことを特徴とする上述のいずれかに記載の車両用ガラスアンテナである。

あるいはまた、本発明は、粘着面を有する透明な樹脂フイルムまたはシートに導電性材料を印刷、または金属細線によって形成した前記アンテナを、自動車のガラス板面に貼り付けるようにしたことを特徴とする上述のいずれかに記載の車両用ガラスアンテナである。

自動車の後部窓ガラスに設けたアンテナをＶＩＣＳ用のＦＭ多重放送波専用のアンテナとすることによって、単独のアンテナであっても、受信感度を向上でき、周波数特性を平坦化でき、指向特性におけるアンテナ感度の落ち込みを抑えることによって、安定した受信利得が得られるようになった。

本発明の実施例１のアンテナパターンの正面図。本発明の実施例２のアンテナパターンの正面図。本発明の実施例３のアンテナパターンの正面図。本発明の実施例４のアンテナパターンの正面図。本発明の実施例５のアンテナパターンの正面図。本発明の実施例６のアンテナパターンの正面図。本発明の実施例７のアンテナパターンの正面図。比較例１のアンテナパターンの正面図。本発明の実施例１と比較例１の周波数特性を比較した図。本発明の実施例１と比較例１の指向特性を比較した図。

図１に示すように、本発明のアンテナは、自動車の後部窓ガラス１に設けた複数本の導電加熱水平線条４の上部余白部に設けたアンテナであって、ボディフランジ３の開口部の上辺近傍のガラス面に設けた給電点６からボディフランジ３の開口部の上辺に沿って略水平方向に延ばした第１エレメント１０と、該第１エレメント１０の途中部から下方に分岐する垂直線条２１、または前記給電点から下方に延ばした垂直線条２１’の下端に接続した水平線条２２からなる第２エレメント２０とからなり、該第２エレメント２０の水平線条２２を最上部側に位置する導電加熱水平線条４に近接させたものである。

本発明のアンテナの第１エレメント１０のうち、ボディフランジ３に近接して設ける水平線条部分は、ボディフランジ３の上辺の内側から少なくとも１０〜３０ｍｍの間隔で近接して設け、容量結合させた。

また、前記第２エレメント２０も、最上部側に位置する導電加熱水平線条４に、１０ｍｍの間隔で近接して容量結合させる。

また、前記アンテナは、周波数が７６〜９０ＭＨｚの日本国内のＦＭラジオ放送波、周波数が８８〜１０８ＭＨｚの日本国外のＦＭラジオ放送波またはＶＩＣＳ（道路交通情報システム）用のＦＭ多重放送波を受信するアンテナとして単独の目的で使用する。

本発明のアンテナを、日本国内で使用する場合と、日本国外で使用する場合のように周波数が異なる帯域で使用する場合において、同一パターンのアンテナを採用することができるが、各アンテナのエレメントの水平線条については、各周波数帯域の中間周波数の波長によって線条長さを調整するのが良い。

このため、日本国内のＶＩＣＳ用周波数７６〜９０ＭＨｚの波長は、日本国外のＶＩＣＳ用周波数８８〜１０８ＭＨｚの波長に比べて、およそ水平線条の長さが約１８％程度長くなっている。これは、日本国外のＶＩＣＳ用帯域の中心周波数が、日本のＶＩＣＳ用帯域の中心周波数より約１８％高いためである。

さらに、ボディフランジの開口部の上辺の中間部位置に内接するようにハイマウントストップランプが設けられていて、給電点から水平方向に延ばした第１エレメントが、ハイマウントストップランプに干渉するような場合、ハイマウントストップランプの下辺、及び側辺に沿って迂回するように線条を延ばして設ければ良い。

また、ガラスの波長短縮率をα、受信電波の中間周波数の波長をλとすると、前記第１エレメントの給電点からＵ字状線条の先端までの長さ、および、第１エレメントの給電点から第２エレメントの垂直線条を経た水平線条の先端までの長さを、それぞれαλ／４とするのが望ましい。

前記給電点６には、同軸ケーブルの芯線側を接続し、同軸ケーブルの外被線は車体の金属ボディにアースさせるようにする。

尚、ガラス板の周辺部に、例えば黒色等に着色した絶縁製のセラミックペースト層２を印刷したものを自動車用の窓ガラス１として用いる場合には、該セラミックペースト層２を乾燥後、第1エレメント１０、給電点６等を前記セラミックペースト層２上に重ねて配設することによって給電点６やアンテナの線条の一部を車外から見えなくすることができるので、見栄えが向上し好ましい。

また、粘着面を有する透明な樹脂フイルムまたはシートに導電性材料を印刷、または金属細線によって形成した前記アンテナを、自動車のガラス板面に貼り付けるようにしても良い。

以下、本発明の作用について説明する。

ＶＩＣＳの受信電波の波長をλ、ガラス板の波長短縮率をαとした場合、第１エレメント１０の給電点６からＵ字状線条１２の先端までの長さ、および、第１エレメント１０の給電点から第２エレメント２０の垂直線条２１を経た水平線条２２の先端までの長さを、それぞれαλ／４としたのは、前記各長さがαλ／４（α：ガラスの波長短縮率、λ：受信電波の波長）に相当する長さとなり、受信感度が向上するためである。

第１エレメントをボディフランジの開口部の上辺に沿って近接し容量結合させるようにしたのは、金属ボディが受信する電波をボディフランジとの容量結合によって有効に取り込むことができるからである。

第２エレメントの水平線条部分を、最上部側に位置する導電加熱水平線条４に近接させると良いとしたのは、デフォッガとして使用する導電加熱水平線条４を１つのアンテナとして機能させ、デフォッガが受信する電波を容量結合によって有効に取り込むことができるからである。

ハイマウントストップランプがある場合に、第１エレメントをハイマウントストップランプの下辺側に沿うように迂回させて延ばすようにしたのは、給電点から延ばした第１エレメントが、ハイマウントストップランプに干渉するため、第１エレメントの性能を損なわず、また見栄えも損なわないようにするためである。

以下に本発明の各実施例について、説明する。

［実施例１］
図１に示すように、実施例１は、第1エレメントと第２エレメントからなるＶＩＣＳ用アンテナであり、該アンテナは自動車の後部窓ガラス１のボディフランジ３の開口部の上辺の中間部位置に内接されたハイマウントストップランプの近傍位置にある。

前記第1エレメント１０は、該ボディフランジ３の開口部の上辺近傍、かつハイマウントストップランプ５の近傍位置のガラス面上に配設した給電点６の最下部側角部より、ハイマウントストップランプ５の側辺近傍まで延ばした水平線条１１と、その先端部よりハイマウントストップランプ５の側辺と下辺の外周に沿って延ばした略Ｕ字状の線条１２からなる。

また、前記第２エレメント２０は、前記第１エレメント１０の水平線条１１の途中部より分岐する垂直線条２１と、その下端部よりハイマウントストップランプ５と離れる反対水平方向に水平に延ばした水平線条２２からなり、第２エレメントの形状がＬ字形状になっている。また、該第２エレメント２０の水平線条２２は、導電加熱水平線条４の最上部側に位置する水平線条に近接させ、導電加熱水平線条４と容量結合させている。

本アンテナの各線条長さ、及び間隔を以下の通りとした。

第１エレメント１０の水平線条１１の長さ＝９０ｍｍ、
Ｕ字状線条１２の長さ＝２８０ｍｍ、
水平線条１１とボディフランジ３間の間隔＝３０ｍｍ、
給電点６から水平線条１１上の垂直線条２１に分岐する分岐点までの長さ＝８０ｍｍ、
Ｕ字状線条１２とハイマウントストップランプ間の間隔＝５ｍｍ、
Ｕ字状線条の先端（給電点と反対側）とボディフランジ間の間隔＝５ｍｍ、
第２エレメント２０の垂直線条２１の長さ＝６０ｍｍ、水平線条２２の長さ＝２５０ｍｍ、
水平線条２２と導電加熱水平線条４の最上部側に位置する水平線条との間隔＝１０ｍｍ
前記アンテナは、後部窓ガラスの室内面側の所定位置に導電性のセラミックペーストによって、各線条の幅を０．７ｍｍで印刷し、乾燥後、加熱曲げ炉によって焼付けし、さらに、図示しないチューナーから延ばした同軸ケーブルの中心導体を給電点６に接続し、外被導体については金属ボディにアースした。

このようにして作成した実施例１のアンテナを自動車の後部窓ガラスに設けて、日本国外の周波数８８〜１０８ＭＨｚのＶＩＣＳ用多重放送波受信用のアンテナとして受信したところ、図９の太い実線で示す良好な周波数特性が得られ、細い実線で示したように図８に示した後述の比較例１のアンテナ（図１の第２のエレメント２０を有していないパターン構成のアンテナに相当）と比べて、ほぼ全周波数帯域にわたって平均受信感度の向上が見られ、単独使用でも充分良好な受信感度が得られることが判る。

また、図１０の太い実線で示した指向特性図は、図１の実施例１に示したアンテナパターン（第２エレメント２０がある場合）の受信周波数が９５ＭＨｚの時の指向特性を表わし、細い実線で示した指向特性図は、図８に示したような比較例１のアンテナパターン（図１の第２エレメント２０を有していないパターン構成のアンテナに相当）の指向特性を表わしている。図１０により、本発明の実施例１のアンテナが全方位にわたって大きな落ち込みもなく指向特性が優れていることがわかる。

図９、図１０からわかるように、図１に示した本発明のアンテナパターンが図８に示したような比較例１のパターンに比べて周波数特性、および指向特性が共に優れていることがわかる。

以上、実施例１において、日本国外の周波数の８８〜１０８ＭＨｚのＶＩＣＳ用多重放送波受信用アンテナについて説明したが、本発明は、日本国内の７６〜９０ＭＨｚのＶＩＣＳ用多重放送波受信用アンテナとして使用する場合には、各アンテナのエレメントの水平線条について、日本国外の周波数帯域と、日本国内の周波数帯域のそれぞれの波長に応じて線条長さを調整する。

すなわち、日本国内のＶＩＣＳ用周波数７６〜９０ＭＨｚの波長は、日本国外のＶＩＣＳ用周波数８８〜１０８ＭＨｚの波長に比べて、およそ水平線条の長さを約１８％程度長くすれば良い。これは、日本国外のＶＩＣＳ用帯域の中心周波数が、日本のＶＩＣＳ用帯域の中心周波数より約１８％高いためである。

［実施例２］
図２に示す実施例２は、図１に示す実施例1と比べて、第２エレメント２０の水平線条２２が異なっている以外は、実施例１と全く同一構成である。

すなわち、第２エレメント２０の水平線条２２は、垂直線条２１の下端より左右両方向に水平に延ばした線条となっており、第２エレメントが逆Ｔ字形状になっている。

前記アンテナは、実施例１と同様に後部窓ガラス板の室内面側の所定位置に導電性のセラミックペーストによって、各線条の幅を０．７ｍｍで印刷し、乾燥後、加熱曲げ炉によって焼付けし、さらに、図示しないチューナーから延ばした同軸ケーブルの中心導体をホット側の給電点６に、外被導体については金属ボディにアースした。

このようにして作成した実施例２のアンテナを自動車の後部窓ガラスに設けて、日本国外の周波数８８〜１０８ＭＨｚのＶＩＣＳ用多重放送波受信用のアンテナとして受信したところ、実施例１と同様に満足できる受信感度が得られ、充分実用レベルにあった。

［実施例３］
図３に示す実施例３は、図１に示す実施例1と比べて、第２エレメント２０の水平線条２２が異なっている以外は、実施例１と全く同一構成である。

すなわち、第２エレメント２０の水平線条２２は、垂直線条２１の下端より給電点とは離れる方向に水平に延ばした線条となっており、第２エレメントが逆Ｌ字形状になっている。

［実施例４］
図４に示す実施例４は、図１に示す実施例1と比べて、第１エレメントから分岐する第２エレメントの分岐位置が異なり、第２エレメントの水平線条２２の長さが異なっている以外は、実施例１と全く同一構成である。

すなわち、第２エレメント２０の垂直線条２１は、給電点のハイマウントストップランプ側に近いコーナー部から下方に向けて垂直線条２１を延ばし、その先端からハイマウントストップランプとは離れる水平方向に水平線条２２を延ばしたＬ字形状である。

［実施例５］
図５に示す実施例５は、図４に示す実施例４と比べて、給電点から延ばす第２エレメントの垂直線条の位置が異なっている以外は、実施例１と全く同一構成である。

すなわち、第２エレメント２０の垂直線条２１は、給電点のハイマウントストップランプと離れている側のコーナー部から下方に向けて垂直線条２１を延ばし、その先端からハイマウントストップランプとは離れる水平方向に水平線条２２を延ばしたＬ字形状である。

［実施例６］
図６に示す実施例６は、図１に示す実施例１と比べて、第１エレメント１０の水平線条部分とボディフランジ間の間隔が異なっている点以外は、実施例１とほぼ同一形状の構成である。

すなわち、実施例６は、第１エレメント１０の水平線条１１と、ボディフランジの開口上辺との間隔を１７ｍｍに狭めている。これに追従して、Ｕ字状線条の縦方向の長さが若干長くなっている。また、第２エレメントの垂直線条の長さも７３ｍｍとした。

［実施例７］
図７に示す実施例７は、図１に示す実施例1と比べて、第２エレメント２０の形状が異なっている以外は、実施例１と全く同一構成である。

すなわち、第２エレメント２０は、給電点６からハイマウントストップランプのある側とは反対方向に第２水平線条２３を延ばし、その先端より垂直線条２１を下方に延ばし、その下端よりハイマウントストップランプ５に向けて水平方向に折り返した水平線条２２を延ばして、第２エレメント２０がコ字形状になっている。

以上、好適な実施例により説明したが、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。

［比較例１］
図８に示す比較例１は、図１に示す実施例1の第１エレメントだけを有し、第２エレメント２０を有していないパターン形状である。

前記比較例１のアンテナを、実施例１と同様に窓ガラス板の室内面側の所定位置に導電性のセラミックペーストによって、各線条の幅を０．７ｍｍで印刷し、乾燥後、加熱曲げ炉によって焼付けし、さらに、図示しないチューナーから延ばした同軸ケーブルの中心導体を給電点６に、外被導体については金属ボディにアースした。

このようにして作成した比較例１のＶＩＣＳ用アンテナを自動車の後部窓ガラスに設けて、日本国外の周波数８８〜１０８ＭＨｚのＶＩＣＳ用多重放送波受信用のアンテナとして受信したところ、図９の細い実線で示したような周波数特性と、図１０の細い実線で示したような指向特性となった。

１窓ガラス
２セラミックペースト層
３ボディフランジ
４導電加熱水平線条（デフォッガ）
５ハイマウントストップランプ
６給電点
１０第１エレメント
１１水平線条
１２略Ｕ字状線条
２０第２エレメント
２１垂直線条
２２水平線条

Claims

自動車の後部窓ガラスに設けた複数本の導電加熱水平線条の上部余白部に設けるアンテナにおいて、ボディフランジの開口部上辺近傍のガラス面に設けた給電点からフランジの上辺に沿って略水平方向に延ばした第１エレメントと、該第１エレメントの途中部から下方に分岐する、または前記給電点から下方に延ばした垂直線条の下端に接続した水平線条からなる第２エレメントとからなり、該第２エレメントの水平線条を最上部側の導電加熱水平線条に近接し容量結合させたことを特徴とする車両用ガラスアンテナ。
前記アンテナは、日本国内、国外のＦＭラジオ放送波用、またはＶＩＣＳ（道路交通情報システム、Vehicle Information and Communication System）用のＦＭ多重放送波を受信するアンテナであ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。
ボディフランジの開口部の上辺の中間部位置に内接するように設けたハイマウントストップランプの両側辺と下辺に沿うように第１エレメントを設け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。
前記第１エレメントの給電点からＵ字状線条の先端までの長さ、および、第１エレメントの給電点から第２エレメントの垂直線条を経た水平線条の先端までの長さを、それぞれαλ／４（α：ガラスの波長短縮率、λ：受信電波の中間周波数の波長）とした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。
粘着面を有する透明な樹脂フイルムまたはシートに導電性材料を印刷、または金属細線によって形成した前記アンテナを、自動車のガラス板面に貼り付けるようにしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用ガラスアンテナ。