JP2011234187A - 平面アンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】円偏波の電波を高効率で広い帯域で送受信でき、指向特性も優れ、またアンテナのチューニング作業を容易にする、車両用窓ガラスに設ける円偏波の電波を送受信する平面アンテナを提供する。
【解決手段】本発明の、車両用窓ガラスに設ける円偏波の電波を送受信する平面アンテナは、略矩形状の第１帯状エレメントの一部に略矩形状の空白アンテナ領域を設け、該空白アンテナ領域の壁部の一部をスリット部によって開口させた略矩形状の第１帯状エレメントと、該第１帯状エレメントの上辺部または下辺部と連結する略Ｌ字状または略Ｔ字状の導電性の第２帯状エレメントとを備え、前記壁部の下端部を正極の給電点とし、スリット部を挟んで前記壁部の下端部と対向する導電性の端部を負極の給電点としてそれぞれ同軸ケーブルの内部導線および外部導線を接続したことを特徴とするものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の窓ガラスおよびサンルーフに設けた円偏波の電波を高効率かつ広い帯域で送受信可能なマイクロ波用平面アンテナに関する。

近年、自動車用の無線通信に主としてＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ、全地球無線測位システム）、ＳＤＡＲＳ(Ｓaｔｅｌｌｉｔｅ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｕｄｉｏ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ、衛星デジタルラジオ放送サービス)、ＶＩＣＳ （Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ、道路交通情報通信システム）、ＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ、電子料金徴収システム）等にマイクロ波帯の電波が積極的に使用されているが、マイクロ波帯の電波はマルチパスに弱いという欠点がある。

このため、衛星から電波を受信する衛星通信など、マイクロ波帯の電波を自動車の窓ガラスに設ける平面アンテナで受信する場合、前記マルチパスによる影響を軽減させるために、円偏波を用いることが多いのが現状である。

円偏波のアンテナは、水平偏波と垂直偏波の位相を９０度ずらして合成したもので、水平偏波も垂直偏波も斜め方向の偏波もすべて受信することができる。

また、円偏波は、通信相手の偏波が定まらない衛星通信などには特に有利であるため、衛星から電波を受信する場合には、円偏波を用いることが多いのが現状である。

そこで、ＧＰＳ衛星等の円偏波の衛星電波を自動車等で受信する場合には、従来、自動車のボディー上に厚さ十数ミリ程度の肉厚で、直径数十ミリの大きさのマイクロストリップアンテナ（パッチアンテナ）を装着していたが、ボディーから突起しているだけでなく、配線も露出するため、美観も損ねており、このため、自動車の窓ガラス面に設ける平面アンテナが要望されるようになった。

さらに、ガラスアンテナ用の平面アンテナの開発が各方面で進められているが、従来のガラスアンテナは縮退分離法を用いているため、低軸比となる受信周波数の帯域幅が狭く、ＳＤＡＲＳ(Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｕｄｉｏ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ、衛星デジタルラジオ放送サービス)の二波受信が困難である。さらに製造時にアンテナ形状にバラツキが生じる場合は、低軸比になる周波数帯域が受信対象の周波数範囲外となり、受信ができない等の問題があり、このため、低軸比となる周波数範囲が広い円偏波受信用の平面アンテナが要望されるようになった。

円偏波を受信する平面アンテナとしては、２つのアンテナを直交するように配置し、片側の位相を９０度遅らせて給電し、円偏波を励振させる位相差給電法と呼ばれる円偏波の励振方法がある。

例えば、円偏波の電波を受信するアンテナを自動車の窓ガラス上に備えた窓ガラスアンテナ装置において、対称軸とした垂線に対して左右に所定の距離で配置した２点から、導体パターンにより、９０度の角度、受信電波の１／４波長の長さで上方に拡張して形成した第１のアンテナパターンおよび第２のアンテナパターンと、接地パターン内部で前記２点間を接続し、受信電波の１／４波長の長さでループ状に形成した位相調整手段を備えたことを特徴とする窓ガラスアンテナ装置が記載されている。（特許文献１）
一方、２組の線状ダイポールアンテナを直交して配置したクロスダイポールアンテナがある。これは、直交ダイポールアンテナの給電電圧の位相を９０度ずらすことで、２組のダイポール面に垂直な方向（ｚ軸方向）で円偏波が発生する旨の記載がある。（非特許文献１）

特開平９−１８２２１号公報

社団法人電子情報通信学会編、アンテナ工学ハンドブック（第２版）、株式会社オーム社発行、平成２０年７月２５日第２版第１刷発行（第１３１〜１３２頁、図４・５８、図４・５９）

しかしながら、前記特許文献１に記載のアンテナは、アンテナチューニング時に位相調整用のループ状のパターンや長さ等を変更しようとする場合に、アース側の導体パターンがループ状に形成した位相調整パターンを挟むような２つの平面上の導体パターンで面状に構成されているため、円偏波が良好に発生する周波数帯域幅が位相調整パターンに依存するため、狭帯域になるという問題点があった。

一方、前記非特許文献１に記載のアンテナは、円偏波が発生するために直交ダイポールアンテナの給電電圧の位相を９０度ずらす必要があり、一般的には２組の線状ダイポールアンテナの給電点に接続するそれぞれの同軸ケーブルの長さの差を送受信周波数帯の中間周波数の波長の１／４の長さに調整したり、移相器や方向性結合器を接続したり、２組の線状ダイポールアンテナのそれぞれの長さを調整したり、逆Ｖ字形のダイポールアンテナを用いたりしても、アンテナのチューニング作業も容易ではなく、円偏波の電波の送受信は狭帯域になるという恐れがある。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、シンプルな構成で、円偏波の電波を高効率で広い帯域で送受信でき、指向特性も優れ、またアンテナのチューニング作業を容易に行えることを目的とする。

すなわち、本発明は、車両用窓ガラスに設ける円偏波の電波を送受信する平面アンテナにおいて、略矩形状の第１帯状エレメントの一部に略矩形状の空白アンテナ領域を設け、該空白アンテナ領域の壁部の一部をスリット部によって開口させた略矩形状の第１帯状エレメントと、該第１帯状エレメントの上辺部または下辺部と連結する略Ｌ字状または略Ｔ字状の導電性の第２帯状エレメントとを備え、前記壁部の下端部を正極の給電点とし、スリット部を挟んで前記壁部の下端部と対向する導電性の端部を負極の給電点としてそれぞれ同軸ケーブルの内部導線および外部導線を接続したことを特徴とする平面アンテナである。

あるいは、本発明は、前記第１帯状エレメント内の前記略矩形状の空白アンテナ領域の水平方向のいずれか一端に、略矩形状のインピーダンス調整用の空白調整領域を近接して並設し、両空白領域間の壁部の一部にスリット部を設けて両空白領域を連通させたことを特徴とする上述の平面アンテナである。

あるいはまた、本発明は、前記第２帯状エレメントの第２帯状水平部に近接して水平方向に延ばして容量結合する略矩形状の第３帯状エレメントを設けたことを特徴とする上述の平面アンテナである。

あるいはまた、本発明は、前記略矩形状の第１帯状エレメント内の空白アンテナ領域およびインピーダンス調整用の空白調整領域の上部または下部の導電部分の水平小幅部の垂直方向の幅が、他方より小幅に形成したことを特徴とする上述の平面アンテナである。

あるいはまた、本発明は、第１帯状エレメントと第２帯状エレメントとの接続位置は、第１帯状エレメントの前記略矩形状の空白アンテナ領域の内側の上辺の略中心近傍位置としたことを特徴とする上述の平面アンテナである。

あるいはまた、本発明は、前記第１帯状エレメントの略矩形状の空白アンテナ領域の内周の全長を、送受信周波数帯の中間周波数の波長としたことを特徴とする上述の平面アンテナである。

あるいはまた、本発明は、前記第１帯状エレメントのインピーダンス調整用の空白調整領域と略矩形状の空白アンテナ領域の空白部とを連通させる前記スリット部の位置を、該略矩形状の空白アンテナ領域の空白部の内周の全長が送受信周波数帯の中間周波数の波長となる位置に設けたことを特徴とする上述の平面アンテナである。

あるいはまた、本発明は、導電性材料からなる前記正極の給電点および負極の給電点ならびに第１帯状エレメント、第２帯状エレメントおよび第３帯状エレメントをガラス板の表面上に形成したことを特徴とする上述の平面アンテナである。

あるいはまた、本発明は、導電性材料からなる前記正極の給電点および負極の給電点ならびに第１帯状エレメント、第２帯状エレメントおよび第３帯状エレメントを透明フイルム上に形成しガラス板面に貼着させたことを特徴とする上述の平面アンテナである。

本発明によれば、アンテナをガラス面上に平面的に設けたために、シンプルな構造となり、従来のマイクロストリップアンテナ（パッチアンテナ）のような自動車のボディー上に突設させることによって美観が損なわれることもない。

また、電磁流混合型の円偏波アンテナを構成し、低軸比となる周波数範囲を広げ、軸比特性を広帯域とすることで、ＧＰＳ衛星や衛星ラジオ等の放送衛星から送信されてくる円偏波の電波を効率良く広い帯域で受信でき、指向特性にも優れ、製造時のアンテナ形状のバラツキの影響を受けにくい。

さらに、前記パターンをガラス板の表面上に導電性材料によって印刷、または前記パターンを透明フイルム上に導電性材料によって印刷により形成し、該フイルムをガラス面上に貼着するようにすれば、ユーザーやディーラーが自動車の窓ガラスの所定面に自由に容易に後付できる。

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。 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のアンテナの軸比の周波数特性図。 本発明の実施例１のアンテナ受信利得の周波数特性図。 本発明の実施例２のアンテナの軸比の周波数特性図。 本発明の実施例２のアンテナ受信利得の周波数特性図。 本発明の実施例３のアンテナの軸比の周波数特性図。 本発明の実施例３のアンテナ受信利得の周波数特性図。 本発明の実施例４のアンテナの軸比の周波数特性図。 本発明の実施例４のアンテナ受信利得の周波数特性図。 比較例１のアンテナの軸比の周波数特性図。 比較例１のアンテナ受信利得の周波数特性図。

本発明の平面アンテナは、電波の受信用だけでなく、送信用として用いることもできる。本発明の平面アンテナは、円偏波の電波を送受信する車両用窓ガラス１に設けるアンテナであって、以下に示されるようなパターンで構成される。電気的に導通している導電性の各構成の境界線部分は、識別のため実線で表される。

すなわち、本発明の平面アンテナは、図１に示すように、前記略矩形状の第１帯状エレメント１０の一部に略矩形状の非導電性領域である空白アンテナ領域１１を設け、該空白アンテナ領域の壁部１２の縦辺の一部をスリット部１５によって開口させ、略矩形状の第１帯状エレメント１０を形成した。さらに、該第１帯状エレメント１０の上辺部または下辺部に略Ｌ字状または略Ｔ字状の導電性の第２帯状エレメント２０を連結した構成である。

前記スリット部１５に面する壁部１２の下端部を正極の給電点２とし、同軸ケーブルの内部導線を接続した。前記スリット部１５を挟んで前記壁部１２の下端部と対向する導電性の端部を負極の給電点３として同軸ケーブルの外部導線を接続した。

前記同軸ケーブルの外部導線を接続する面状導電性領域１４の面積を大きくすることで、平衡回路の平面アンテナと不平衡回路の同軸ケーブルを平衡励振させ、平面アンテナの受信利得を向上することができる。

また、第２帯状エレメント２０の全長は、第２帯状水平部２２の先端から第２帯状垂直部２１の帯状の幅の中心までの長さおよび第２帯状水平部２２の帯状の幅の半分の位置から第１帯状エレメント１０と第２帯状エレメント２０との接続位置までの第２帯状垂直部２１の垂直方向の長さを加算した長さである。

前記第２帯状エレメント２０は、送受信周波数帯の中間周波数の波長の略１／２の長さになるようにすればよいが、前記第２帯状エレメント２０による受信感度と前記第１帯状エレメント１０の領域内の空白アンテナ領域１１による受信感度が等しくなるように設定することが好ましい。

前記第２帯状エレメント２０の全長を送受信周波数帯の中間周波数の波長の略１／２の長さにしたのは、空白アンテナ領域１１から発生する電界の位相に対して、前記第２帯状エレメント２０から発生する電界の位相を略９０度遅らせる作用があり、空白アンテナ領域１１から発生する電界の偏波は空白アンテナ領域１１の横辺に対して垂直となり、第２帯状エレメント２０から出力する電界の偏波は第２帯状水平部２２と平行となり、空白アンテナ領域１１から出力する電界の大きさと第２帯状エレメント２０から出力する電界の大きさを等しくし、第２帯状エレメント２０から出力する電界の位相を９０度遅らせることで円偏波を発生させるためである。

前記第１帯状エレメント１０の領域内の空白アンテナ領域１１の内側の縦辺の長さは、使用する同軸ケーブルの特性インピーダンスや自動車のボディーなどの平面アンテナ周辺の導電体によって変化するが、平面アンテナの送受信周波数帯の中間周波数の波長の１／５０〜１／５が好ましい。

また、前記第２帯状水平部２２は、前記第１帯状エレメント１０の領域内の空白アンテナ領域１１の横辺に略平行となるように設けるのが好ましい。

前記第２帯状水平部２２を、前記第１帯状エレメント１０の領域内の空白アンテナ領域１１の横辺に対し略平行となるように設けたのは、該空白アンテナ領域１１による受信電波に対して前記第２帯状エレメント２０の偏波面を直交させる作用があるためである。

また、図１、図２に示すように、前記第２帯状水平部２２は、連結する前記第２帯状垂直部２１の左側（図１）および右側（図２）のいずれの方向に延ばしても良い。

第２帯状水平部２２を前記第２帯状垂直部２１の左側に配置した場合、ガラス板１の表面の奥に向かって左旋回、第２帯状水平部２２を前記第２帯状垂直部２１の右側に配置した場合はガラス板１の表面の奥に向かって右旋回の円偏波を発生することができる。

また、図３に示すように、前記第１帯状エレメント１０内において、前記略矩形状のインピーダンス調整用の空白調整領域１６を前記空白アンテナ領域１１の水平方向のいずれか一端の縦辺に近接して並設し、両空白領域間に設けた壁部１２の一部に前記スリット部１５を設けて両空白領域を連通させて形成するとよい。その理由は、前記インピーダンス調整用の空白調整領域１６と、空白アンテナ領域１１間を連結させる前記スリット部１５に対して正極の給電点２と負極の給電点３を対向して配置することで、インピーダンスの調整が容易になり受信感度を向上させることができるためである。

さらに、図３に示すように、前記略矩形状の第１帯状エレメント１０内の空白アンテナ領域１１およびインピーダンス調整用の空白調整領域１６の上部または下部の導電部分の水平小幅部１３の垂直方向の幅を、他方より小幅に形成してもよいが、該空白アンテナ領域１１およびインピーダンス調整用の空白調整領域１６の上部または下部の導電部分の水平小幅部１３の垂直方向の幅を送受信周波数帯の中間周波数の波長の略１／１００の長さに設定するのが好ましい。

また、図４に示すように、前記略矩形状の第３帯状エレメント３０を前記第２帯状エレメント２０の第２帯状水平部２１に近接して水平方向に延ばして容量結合させて設けても良い。これによって、チューニング作業が容易になる。

さらに、図１乃至図２および図４に示すように、前記略矩形状の第１帯状エレメント１０内の水平小幅部１３の幅を、他方より小幅に形成してもよいが、水平小幅部１３の幅を送受信周波数帯の中間周波数の波長の略１／１００の長さに設定することが好ましい。

また、図１乃至図４に示すように、第１帯状エレメント１０と第２帯状エレメント２０との接続位置は、前記第１帯状エレメント１０の前記略矩形状の空白アンテナ領域１１の内側の上辺の略中心近傍位置に形成するとよい。その理由は、正極の給電点２および負極の給電点３の間から給電した電波の電界が該空白アンテナ領域１１の上辺の略中心近傍位置で限りなく高いため、該電界を効率よく第２帯状エレメント２０に伝送することができ、受信する場合も可逆の理が成り立つことから、空白アンテナ領域１１および第２帯状エレメント２０で電波を効率よく送受信することができるためである。

また、前記第２帯状エレメント２０の全長は、送受信周波数帯の中間周波数の波長の略１／２の長さに設定することが好ましい。

また、前記第２帯状エレメント２０の第２帯状垂直部２１の垂直方向の長さは、送受信周波数帯の中間周波数の波長の略１／４の長さに設定すればよい。これによって、第２帯状水平部２２から効率よく電波を発生することができる。

前記第２帯状エレメント２０の第２帯状水平部２２の垂直方向の幅（帯状の幅）は、該第２帯状エレメント２０による受信感度と前記第１帯状エレメント１０の領域内の空白アンテナ領域１１による受信感度とが等しくなるように設定すればよい。すなわち、送受信周波数帯の中間周波数の波長の１／５０〜１／５になるように形成することが好ましい。

また、前記第２帯状エレメント２０の第２帯状垂直部２１は、前記第１帯状エレメント１０の上辺部または下辺部と略直角に接続するのが好ましい。

さらに、前記第１帯状エレメント１０の略矩形状の空白アンテナ領域１１の内周の全長が、平面アンテナの送受信周波数帯の中間周波数の波長となるように設ければよい。これによって、空白アンテナ領域１１が共振し、空白アンテナ領域１１から効率よく電波を発生することができる。

さらに、図３に示すように、前記第１帯状エレメント１０のインピーダンス調整用の空白調整領域１６と略矩形状の空白アンテナ領域１１の空白部とを連通させた前記スリット部１５の位置は、該略矩形状の空白アンテナ領域１１の空白部の内周の全長が送受信周波数帯の中間周波数の波長となる位置に設ければよい。

また、本発明の平面アンテナの前記第２帯状水平部２２は、連結する前記第２帯状垂直部２１の左側および右側のそれぞれの方向に同時に延ばして、略Ｔ字状の導電性の第２帯状エレメント２０としてもよい。

第２帯状水平部２２を、前記第２帯状垂直部２１の左側に送受信周波数帯の中間周波数の波長の略１／４に延ばし、前記第２帯状垂直部２１の右側に送受信周波数帯の中間周波数の波長の略１／１０に延ばして配置した場合、ガラス板１の表面の奥に向かって左旋回の円偏波を発生することができる。

また、第２帯状水平部２２を、前記第２帯状垂直部２１の左側に送受信周波数帯の中間周波数の波長の略１／１０に延ばし、前記第２帯状垂直部２１の右側に送受信周波数帯の中間周波数の波長の略１／４に延ばして配置した場合、ガラス板１の表面の奥に向かって右旋回の円偏波を発生することができる。

また、前記各給電点２，３および各エレメント１０，２０，３０は、ガラス板１の表面上に導電性材料によって印刷して形成してもよいが、透明フイルム上に導電性材料を印刷により形成し、ガラス板１面に貼着させて形成するようにしてもよく、パンチングメタル状をガラス面またはフイルムに印刷して形成してもよい。該導電性材料は、導電性フィラーに無機系バインダー、有機系バインダーまたは該無機系バインダーおよび該有機系バインダーの複合系バインダーを混ぜたペーストを用いることができるが、これに限るものではない。該導電性フィラーは、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃ、ＳｎＯ２、ＩＴＯ、ＺｎＯを用いることができるが、これに限るものではない。該無機系バインダーは、ガラス、セラミックス、アルミナ、シリカを用いることができるが、これに限るものではない。該有機系バインダーは、エポキシ、ポリイミド、ポリエステル、アクリル、シリコーンを用いることができるが、これに限るものではない。該透明フイルムは、ＰＥＴフイルム、ポリイミドフイルム、ＰＥＮフイルム、ＰＰＳフイルム、ＰＥＩフイルム、ＰＳＦフイルムを用いることができるが、これに限るものではない。該形成の方法は、印刷、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティング、無電解メッキ、電解メッキを用いることができるが、これに限るものではない。

ここで、車両とは、自動車、鉄道等の車両を示すが、飛行機、船舶等の窓ガラスにも応用できる。

さらに、本発明の平面アンテナの取付部位は、前部窓ガラス、後部窓ガラス、側部窓ガラスおよびサンルーフのいずれに設けるようにしても良い。

以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

［実施例１］
図１に示すように実施例１のアンテナは、左旋回の偏波面をもつ平面アンテナであり、略矩形状の第１帯状エレメント１０内に、略矩形状の空白アンテナ領域１１を設け、符号１２で示す壁部の縦辺の一部を開口してスリット部１５を設けた。

また、前記略矩形状の第１帯状エレメント１０の上辺の略中間部に、幅広で導電性の第２帯状垂直部２１からなる略Ｌ字状の第２帯状エレメント２０を接続した。前記第２帯状エレメント２０の第２帯状水平部２２は、前記第２帯状垂直部２１の上端より左側に延ばして形成した。

各エレメントの寸法は以下の通りとした。

すなわち、第１帯状エレメント１０の長さは、縦辺を４５ｍｍ、横辺を５０ｍｍとし、略矩形状の空白アンテナ領域１１の長さは、縦辺を６ｍｍ、横辺を４０ｍｍとし、前記スリット部１５の間隔は１ｍｍとした。

また、前記第２帯状水平部２２の水平方向の長さ（第２帯状水平部２２の左端から第２帯状垂直部２１の左側辺までの長さ）は２４ｍｍとし、帯状の幅は６ｍｍとした。さらに、前記第２帯状垂直部２１の垂直方向の長さは２０ｍｍとし、帯状の幅は８ｍｍとした。

また、前記壁部１２の幅は１ｍｍとした。

さらに、前記第２帯状垂直部２１の帯状の幅の中心から前記略矩形状の第１帯状エレメント１０の上辺の左側角部までの長さは２３ｍｍとした。

前記スリット部１５の上部側の壁部１２の下端部を正極の給電点２とし、スリット部１５を挟んで前記壁部１２の下端部と対向する導電性の端部を負極の給電点３として形成した。

前記略矩形状の第１帯状エレメント１０内の空白アンテナ領域１１の上辺側の水平小幅部１３の幅は、１．５ｍｍの小幅に形成した。前記各給電点２，３および各エレメント１０，２０は、ガラス板１の表面上に従来公知のＡｇとガラス粉とを混ぜた導電性のペーストによって印刷し、焼成して形成した。

このようにして得られたガラス板を自動車の後部窓に装着し、さらに該正極の給電点２および該負極の給電点３より同軸ケーブルの内部導線および外部導線を接続し、チューナー（図示せず）に接続し、軸比特性および利得特性を測定した。

この結果、軸比が３ｄＢ以下となる周波数帯域は、図１４の点線の比較例１（後述；以下同様）のアンテナが示す２．２５〜２．４０ＧＨｚに比べ、図６に示すように実施例１のアンテナのほうが２．０〜２．５ＧＨｚと広くなることが判明した。図７に示すように実施例１のアンテナの利得特性は図１５に示す比較例１のアンテナの結果とほぼ同等な利得特性が得られた。

［実施例２］
図２に示すように実施例２のアンテナは、右旋回の偏波面をもつ平面アンテナであり、実施例１に比べて略Ｌ字状の第２帯状エレメント２０を左右反転させ、第２帯状水平部２２の先端部を左向きから右向きに変更し、前記第２帯状垂直部２１の帯状の幅を６ｍｍとした以外は、実施例１のアンテナと同様の構成および寸法とした。前記各給電点２，３および各エレメント１０，２０は、ガラス板１の表面上に従来公知のＡｇとガラス粉とを混ぜた導電性のペーストによって印刷し、焼成して形成した。

このようにして得られたガラス板を自動車の後部窓に装着し、さらに該正極の給電点２および該負極の給電点３より同軸ケーブルの内部導線および外部導線を接続し、チューナー（図示せず）に接続し、軸比特性および利得特性を測定した。

この結果、実施例２のアンテナは、軸比が３ｄＢ以下となる周波数帯域が、図１４に示す点線の比較例１に比べて、図８に示すように広くなることが判明し、図８および図９に示すように軸比特性および利得特性については実施例１のアンテナの結果とほぼ同等の受信特性が得られた。

［実施例３］
図３に示すように実施例３のアンテナは、左旋回の偏波面をもつ平面アンテナであり、略矩形状の第１帯状エレメント１０内に設けた空白アンテナ領域１１の左側に、略矩形状のインピーダンス調整用の空白調整領域１６を近接して並設し、両空白領域間の壁部１２の下端部の一部を開口してスリット部１５とし、両空白領域を連通させた。

また、該空白アンテナ領域１１の略中間部の上部小幅部より、幅広で導電性の略Ｌ字状の第２帯状エレメント２０を接続した。前記第２帯状エレメント２０は、実施例１と同様に、前記第２帯状垂直部２１の上端より第２帯状水平部２２を左側に延ばして形成した。

各エレメントの寸法は以下の通りとした。

第１帯状エレメント１０の長さは、縦辺を４０ｍｍ、横辺を７０ｍｍとし、略矩形状の空白アンテナ領域１１の長さは、縦辺を８ｍｍ、横辺を４０ｍｍとし、前記スリット部１５の間隔は１ｍｍとした。

また、前記第２帯状水平部２２の水平方向の長さは２０ｍｍとし、帯状水平部の幅は１ｍｍとした。さらに、前記第２帯状垂直部２１の垂直方向の長さは１９ｍｍとし、帯状垂直部の幅は３ｍｍとした。

また、前記壁部１２の幅は１ｍｍとした。

さらに、該空白アンテナ領域１１の略中間部位置での前記略矩形状の第１帯状エレメント１０の上辺に、幅広で導電性の略Ｌ字状の第２帯状エレメント２０の第２帯状垂直部２１を接続し、当該第２帯状垂直部２１の（幅中心の）接続位置は、前記略矩形状の空白アンテナ領域の壁部１２の幅中心から右へ２０ｍｍ離れた前記略矩形状の第１帯状エレメント１０の上辺部となるように配置した。

前記スリット部１５の上部の壁部１２の下端部を正極の給電点２とし、スリット部１５を挟んで前記壁部１２の下端部と対向する導電性の端部を負極の給電点３とした。

前記略矩形状の第１帯状エレメント１０内の空白アンテナ領域１１の上部側の水平小幅部１３の幅を０．５ｍｍとした。前記各給電点２，３および各エレメント１０，２０は、ガラス板１の表面上に従来公知のＡｇとガラス粉とを混ぜた導電性のペーストによって印刷し、焼成して形成した。

このようにして得られたガラス板を自動車の後部窓に装着し、さらに該正極の給電点２および該負極の給電点３より同軸ケーブルの内部導線および外部導線を接続し、チューナー（図示せず）に接続し軸比特性および利得特性を測定した結果、実施例３のアンテナは、図１０および図１１に示すように軸比特性および利得特性について実施例１のアンテナとほぼ同じ受信特性が得られた。

［実施例４］
図４に示すように実施例４のアンテナは、左旋回の偏波面をもつ平面アンテナであり、略矩形状の第１帯状エレメント１０内に、略矩形状の空白アンテナ領域１１を設け、符号１２で示す壁部の縦辺の一部を開口してスリット部１５を設けた。

また、該空白アンテナ領域１１の略中間部の前記略矩形状の第１帯状エレメント１０の上辺に、幅広で導電性の略Ｌ字状の第２帯状エレメント２０の第２帯状垂直部２１を接続した。前記第２帯状エレメント２０の第２帯状水平部２２は、前記第２帯状垂直部２１の上端より左側に延ばして形成した。

さらに、第３帯状エレメント３０を前記第２帯状エレメント２０の第２帯状水平部２２の上部側に近接して容量結合して設けた。

また、第１帯状エレメント１０内の略矩形状の空白アンテナ領域１１の壁部１２の幅を１ｍｍ残し、その外側部分を切欠いた。

各エレメントの寸法は以下の通りとした。

第１帯状エレメント１０の長さは、縦辺を４６ｍｍ、横辺を８６ｍｍとし、第１帯状エレメント１０の上辺の左側角部から右へ２６ｍｍ離れた位置に前記壁部１２の幅中心となるように前記壁部１２を形成し、略矩形状の空白アンテナ領域１１の各辺の長さは、縦辺を７ｍｍ、横辺を４０ｍｍとし、前記スリット部１５の間隔は１ｍｍとした。

また、前記第２帯状水平部２２の水平方向の長さは１４ｍｍとし、帯状の幅は１ｍｍとした。さらに、前記第２帯状垂直部２１の垂直方向の長さは４．５ｍｍとし、帯状の幅は２ｍｍとした。

また、該空白アンテナ領域１１の略中間部の前記略矩形状の第１帯状エレメント１０の上辺に、幅広で導電性の略Ｌ字状の第２帯状エレメント２０を連結した第２帯状垂直部２１を接続し、当該第２帯状垂直部２１の（幅中心の）接続位置は、前記略矩形状の空白アンテナ領域の壁部１２の幅中心から右へ２３ｍｍ離れた前記略矩形状の第１帯状エレメント１０の上辺部となるように配置した。

また、前記第３帯状水平部３０の水平方向の長さは２９ｍｍとし、帯状の幅は７ｍｍとした。さらに、第３帯状エレメント３０を前記第２帯状エレメント２０の第２帯状水平部２２に近接させた距離は、０．５ｍｍとした。

前記壁部１２の下端部を正極の給電点２とし、スリット部１５を挟んで前記壁部１２の下端部と対向する導電性の端部を負極の給電点３とした。

前記略矩形状の第１帯状エレメント１０の空白アンテナ領域１１の上部側の水平小幅部１３の垂直方向の幅は、０．５ｍｍの小幅に形成した。前記各給電点２，３および各エレメント１０，２０，３０は、ガラス板１の表面上に従来公知のＡｇとガラス粉とを混ぜた導電性のペーストによって印刷し、焼成して形成した。

このようにして得られたガラス板を自動車の後部窓に装着し、さらに該正極の給電点２および該負極の給電点３より同軸ケーブルの内部導線および外部導線を接続し、チューナー（図示せず）に接続し軸比特性および利得特性を測定した結果、実施例４のアンテナは、図１２および図１３に示すように軸比特性および利得特性について実施例１のアンテナとほぼ同じ受信特性が得られた。

［比較例１］
図５に示すアンテナパターンは、円偏波用のアンテナとして一般的な従来公知のパターンであり、左旋回の偏波面をもつクロスダイポールアンテナとした例であり、近接する２つの給電点の一方を正極の給電点２’、他方を負極の給電点３’とし、それぞれ長さが異なる第1線状エレメント１００、１００’を該正極の給電点２’より略直交し遠ざかる方向にそれぞれ放射状に延ばして配設し、それぞれ長さが異なる第２線状エレメント１１０、１１０’を該負極の給電点３’より略直交し遠ざかる方向にそれぞれ放射状に延ばして配設し、該第1線状エレメント１００と該第２線状エレメント１１０をそれぞれ反対方向に直線状に延ばして配設してなる一対の線状ダイポールアンテナと、該第1線状エレメント１００’と該第２線状エレメント１１０’をそれぞれ反対方向に直線状に延ばして配設してなる一対の線状ダイポールアンテナを略直交して線状ダイポールアンテナを２組設けた。

該第1線状エレメント１００および該第２線状エレメント１１０のそれぞれの長さは、１７．６ｍｍとし、該第1線状エレメント１００’および該第２線状エレメント１１０’のそれぞれの長さは、１５．４ｍｍとした。前記各線状エレメント１００，１００’，１１０，１１０’のそれぞれの幅は０．５ｍｍとした。前記各給電点２’，３’および前記各線状エレメント１００，１００’，１１０，１１０’は、ガラス板１’の表面上に従来公知のＡｇとガラス粉とを混ぜた導電性のペーストによって印刷し、焼成して形成した。

このようにして得られたガラス板を自動車の後部窓に装着し、さらに該正極の給電点２’および該負極の給電点３’より同軸ケーブルの内部導線および外部導線を接続し、チューナー（図示せず）に接続し軸比特性および利得特性を測定した結果、比較例１のアンテナは、図１４の点線に示すように、実線で示す実施例１のアンテナと比べて軸比が３ｄＢ以下となる周波数帯域が狭い軸比特性が見られ、図１５の点線に示すように、実線で示す実施例１のアンテナと比べてほぼ同等の利得特性が見られた。

１、１’ ガラス板
２、２’ 正極の給電点
３、３’ 負極の給電点

１０ 第１帯状エレメント
１１ 空白アンテナ領域
１２ 空白アンテナ領域の壁部
１３ 水平小幅部
１４ 面状導電性領域
１５ スリット部
１６ 空白調整領域

２０ 第２帯状エレメント
２１ 第２帯状垂直部
２２ 第２帯状水平部
３０ 第３帯状エレメント

１００、１００’ 第1線状エレメント
１１０、１１０’ 第２線状エレメント

Claims (9)

1. 車両用窓ガラスに設ける円偏波の電波を送受信する平面アンテナにおいて、略矩形状の第１帯状エレメントの一部に略矩形状の空白アンテナ領域を設け、該空白アンテナ領域の壁部の一部をスリット部によって開口させた略矩形状の第１帯状エレメントと、該第１帯状エレメントの上辺部または下辺部と連結する略Ｌ字状または略Ｔ字状の導電性の第２帯状エレメントとを備え、前記壁部の下端部を正極の給電点とし、スリット部を挟んで前記壁部の下端部と対向する導電性の端部を負極の給電点としてそれぞれ同軸ケーブルの内部導線および外部導線を接続したことを特徴とする平面アンテナ。
2. 前記第１帯状エレメント内の前記略矩形状の空白アンテナ領域の水平方向のいずれか一端に、略矩形状のインピーダンス調整用の空白調整領域を近接して並設し、両空白領域間の壁部の一部にスリット部を設けて両空白領域を連通させたことを特徴とする請求項１記載の平面アンテナ。
3. 前記第２帯状エレメントの第２帯状水平部に近接して水平方向に延ばして容量結合する略矩形状の第３帯状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記載の平面アンテナ。
4. 前記略矩形状の第１帯状エレメント内の空白アンテナ領域およびインピーダンス調整用の空白調整領域の上部または下部の導電部分の水平小幅部の垂直方向の幅が、他方より小幅に形成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平面アンテナ。
5. 第１帯状エレメントと第２帯状エレメントとの接続位置は、第１帯状エレメントの前記略矩形状の空白アンテナ領域の内側の上辺の略中心近傍位置と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平面アンテナ。
6. 前記第１帯状エレメントの略矩形状の空白アンテナ領域の内周の全長を、送受信周波数帯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５のいずれかに記載の平面アンテナ。
7. 前記第１帯状エレメントのインピーダンス調整用の空白調整領域と略矩形状の空白アンテナ領域の空白部とを連通させる前記スリット部の位置を、該略矩形状の空白アンテナ領域の空白部の内周の全長が送受信周波数帯の中間周波数の波長となる位置に設けたことを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の平面アンテナ。
8. 導電性材料からなる前記正極の給電点および負極の給電点ならびに第１帯状エレメント、第２帯状エレメントおよび第３帯状エレメントをガラス板の表面上に形成したことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の平面アンテナ。
9. 導電性材料からなる前記正極の給電点および負極の給電点ならびに第１帯状エレメント、第２帯状エレメントおよび第３帯状エレメントを透明フイルム上に形成しガラス板面に貼着させたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の平面アンテナ。