JP2014033243A

JP2014033243A - 車両用窓ガラス及びアンテナ

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Publication number: JP2014033243A
Application number: JP2010267532A
Authority: JP
Inventors: Osamu Kagaya; 修加賀谷; Kotaro Suenaga; 幸太郎末永; Koji Igawa; 耕司井川
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2010-11-30
Publication date: 2014-02-20
Also published as: EP2648276B1; WO2012073790A1; US9118114B2; EP2648276A4; US20130257664A1; EP2648276A1

Abstract

【課題】車体のフランジと導電膜との間のスロットの大きさに関係なく所定の周波数で動作させることが可能であり、また、ガラス板の車体フランジへの設置精度を要求しない、導電膜を利用した車両用窓ガラス及びアンテナの提供。
【解決手段】ガラス板１１と、誘電体１２と、導電膜１３と、誘電体１２の導電膜１３とは反対側の面に設けられた電極１６を有するアンテナ導体１７とを備えた車両用窓ガラスであって、導電膜１３に、第１の端部が導電膜１３の周縁部１３ａで開放するスロット２３が形成され、アンテナ導体は、電極１６が、ガラス板１１側に投影すると導電膜１３と重ならない位置に配置され、かつ電極１６を給電点とするループ状アンテナエレメント１５を有し、ループ状アンテナエレメント１５は、ガラス板１１側に投影するとスロット２３と交差する交差部２６を形成するように設けられる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ガラス板に設けられた導電膜を利用したアンテナを備える車両用窓ガラス、及び該導電膜を利用したアンテナに関する。

図１は、ガラス板１と２の間に導電膜３及び中間膜４を挟んで形成された車両用合わせガラスの断面図である。この合わせガラスに、従来通り、電波を受信するためのアンテナ導体５を車内側に形成した場合、車外から到来する電波が導電膜３によって遮蔽されることによって、アンテナ導体５に要求される受信特性が十分に得られないことがある。

このような弊害を排除するため、導電膜を利用してアンテナ機能を持たせた窓ガラスが知られている（例えば、特許文献１，２，３，４参照）。

特開平６−４５８１７号公報特開平９−１７５１６６号公報特開２０００−５９１２３号公報米国特許第５０１２２５５号明細書

特許文献１，２，４は、ガラス板が固定される車体のフランジと導電膜との間のスロットを利用したスロットアンテナである。車体のフランジと導電膜との間のスロットを利用したスロットアンテナの場合、スロットの大きさは車種毎に決まってくるものであり、特に高周波帯の電波を受信するには、所定の周波数で共振させることが困難である。また、高周波帯の電波を受信するにはフランジと導電膜との位置関係を正確にコントロールできなければならない。しかしながら、ガラス板には個体差があり、また車体のフランジへの固定は接着剤によるため、接着剤の厚さ、ガラス板のフランジへの固定位置など、様々な誤差が発生する。したがって、量産において同じ大きさのスロットを形成させることは難しいという問題があった。

また、特許文献４のように、車体のフランジと導電膜とのスロットに加えて導電膜にスロットを設けた場合、スロットが大きければ導電膜の効果を減少させ、さらにガラス板を加熱して曲げ成形する時、導電膜の有無によってガラス板上に大きな熱分布が発生し成形精度を低下させる問題がある。

そこで、本発明は、車体のフランジと導電膜との間のスロットの大きさに関係なく所定の周波数で動作させることが可能であり、また、ガラス板の車体フランジへの設置精度を要求しない、導電膜を利用した車両用窓ガラス及びアンテナの提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る車両用窓ガラスは、
ガラス板と、誘電体と、前記ガラス板と前記誘電体との間に配置された導電膜と、前記誘電体の前記導電膜側とは反対側の面に設けられた電極を有するアンテナ導体とを備えた車両用窓ガラスであって、
前記導電膜に、第１の端部が該導電膜の周縁部で開放するスロットが形成され、
前記アンテナ導体は、
前記電極が、該電極を前記ガラス板側に投影すると前記導電膜と重ならない位置に配置され、かつ前記電極を給電点とするループ状アンテナエレメントを有し、
前記ループ状アンテナエレメントは、該ループ状アンテナエレメントを前記ガラス板側に投影すると前記スロットと交差する交差部を形成するように設けられることを特徴とするものである。

また、上記目的を達成するため、本発明に係るアンテナは、
ガラス板と、誘電体と、前記ガラス板と前記誘電体との間に配置された導電膜と、前記誘電体の前記導電膜側とは反対側の面に設けられた電極を有するアンテナ導体とを備えたアンテナであって、
前記導電膜に、第１の端部が該導電膜の周縁部で開放するスロットが形成され、
前記アンテナ導体は、
前記電極が、該電極を前記ガラス板側に投影すると前記導電膜と重ならない位置に配置され、かつ前記電極を給電点とするループ状アンテナエレメントを有し、
前記ループ状アンテナエレメントは、該ループ状アンテナエレメントを前記ガラス板側に投影すると前記スロットと交差する交差部を形成するように設けられることを特徴とするものである。

本発明によれば、車体のフランジと導電膜との間のスロットの大きさに関係なく所定の周波数で動作させることが可能であり、また、ガラス板の車体フランジへの設置精度を要求しない、導電膜を利用したアンテナを実現することができる。

ガラス板１と２の間に導電膜３及び中間膜４を挟んで形成された車両用合わせガラスの断面図である。本発明の第１の実施形態である車両用窓ガラス１００の分解図である。本発明の第２の実施形態である車両用窓ガラス２００の正面図（車内視）である。ガラス板１２に導電膜１３がコーティングされた形態である。中間膜１４Ａと中間膜１４Ｂとの間に導電膜１３が挟まれた形態である。ガラス板１１に導電膜１３がコーティングされた形態である。ガラス板１１と誘電体基板３２との間の導電膜１３がガラス板１１にコーティングされた形態である。ガラス板１１と誘電体基板３２との間の導電膜１３が接着剤３８Ａによってガラス板１１に接着された形態である。図２、３のアンテナ部分を拡大したアンテナ１９の正面図である。本発明の第３の実施形態であるアンテナ２０の正面図である。Ｓ１１のシミュレーション結果である。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態の説明を行う。なお、形態を説明するための図面において、方向について特に記載のない場合には図面上での方向をいうものとし、各図面の基準の方向は、記号、数字の方向に対応する。また、平行、直角などの方向は、本発明の効果を損なわない程度のズレを許容するものである。また、本発明は、車両の前部に取り付けられるフロントガラス、車両の後部に取り付けられるリヤガラス、車両の側部に取り付けられるサイドガラス、車両用窓ガラス以外の窓ガラス（例えば、建物用の窓ガラス、船舶用の窓ガラスなど）に適用してもよい。

図２は、本発明の第１の実施形態である車両用窓ガラス１００の分解図である。車両用窓ガラス１００は、車外側に配置される第１のガラス板であるガラス板１１と車内側に配置される第２のガラス板であるガラス板１２とを合わせて形成された合わせガラスである。図２は、車両用窓ガラス１００の構成要素を、ガラス板１１（又は、ガラス板１２）の面に対する法線方向に分離して示している。

車両用窓ガラス１００は、ガラス板１１と、ガラス板１２と、導電膜１３と、アンテナ導体１７とを備えている。導電膜１３をガラス板１１とで挟み込む誘電体として、ガラス板１２を用いている。ガラス板１１とガラス板１２は同じ大きさであり、ガラス板１１の外周縁１１ａ〜１１ｄとガラス板１２の外周縁１２ａ〜１２ｄとは、ガラス板１２と導電膜１３とガラス板１１とが積層する方向（以下、「積層方向」という）から見たときに形状が一致している。ガラス板１１とガラス板１２との間に配置された導電膜１３は、周縁部１３ａがガラス板１１の外周縁１１ａから面内方向に所定距離だけオフセットされて設けられ、第１の端部２３ａが導電膜１３の周縁部１３ａで開放するスロット２３が形成されている。また、アンテナ導体１７は、ガラス板１２の導電膜１３側とは反対側に、電極１６Ａと１６Ｂから構成される一対の電極１６と電極１６を給電点とするループ状アンテナエレメント１５とを備えている。

電極１６は、電極１６をガラス板１１側に投影すると導電膜１３と重ならない位置に配置されるように、つまり導電膜１３の周縁部１３ａよりもガラス板１１の外周縁１１ａ側に位置するように、ガラス板１２の導電膜１３側とは反対側の面に設けられている。すなわち、図２に示されるように、積層方向から電極１６を投影したときの電極１６の投影２１，２２が、導電膜１３が形成されていない位置に、電極１６は設けられている。

ループ状アンテナエレメント１５は、積層方向でスロット２３に交差するように、導電膜１３側とは反対側のガラス板１２の面に設けられている。すなわち、図２に示されるように、積層方向からループ状アンテナエレメント１５を投影したときのループ状アンテナエレメント１５の投影２５が、スロット２３に交差して交差部２６を形成するように、ループ状アンテナエレメント１５は設けられている。ループ状アンテナエレメント１５とスロット２３とは、積層方向から見たときに、９０°で交差していてもよいし、９０°以外の角度で交差していてもよい。ループ状アンテナエレメント１５のループの形状は、長方形に限らず、正方形などの他の多角形、円状、楕円状でもよい。

したがって、このような構成であれば、電極１６に給電することによって、積層方向で互いに交差するループ状アンテナエレメント１５とスロット２３が交差部２６で電磁結合するので、スロット２３に沿って流れる電流を励起させることができる。その結果、スロット２３が無い場合に比べて、アンテナ利得を向上させることができる。また、このような構成であれば、車体のフランジと導電膜との間のスロットの大きさに関係なく所定の周波数で動作させることが可能であり、また、ガラス板の車体フランジへの設置精度を要求しない、導電膜を利用したアンテナを実現することができる。

次に、本発明の実施形態について、更に詳細に説明する。図２に示される車両用窓ガラス１００は、ガラス板１１とガラス板１２との間に導電膜１３が層状に配置される積層構造を有している。

ガラス板１１と導電膜１３との間には、中間膜１４Ａが配置され、導電膜１３とガラス板１２との間には、中間膜１４Ｂが配置される。ガラス板１１と導電膜１３は、中間膜１４Ａによって接合され、導電膜１３とガラス板１２は、中間膜１４Ｂによって接合される。中間膜１４Ａ，１４Ｂは、例えば、熱可塑性のポリビニルブチラールである。中間膜１４Ａ，１４Ｂの比誘電率εｒは、合わせガラスの一般的な中間膜の比誘電率である２．８以上３．０以下が適用できる。

ガラス板１１，１２は、透明な板状の誘電体である。また、ガラス板１１，１２のいずれか一方が半透明でもよいし、ガラス板１１，１２の両方が半透明でもよい。

導電膜１３は、外部から到来する熱線を反射することができる導電性の熱線反射膜である。導電膜１３は、透明又は半透明である。導電膜１３は、例えばフィルム状のポリエチレンテレフタラートの表面に形成された導電性の膜でもよいし、図４Ａ、４Ｃ、４Ｄに示すようにガラス板の表面に形成された導電性の膜でもよい。また、図４Ｅのようにガラス板の表面に導電膜を貼着する構成であってもよい。導電膜１３には、導電膜１３の周縁部１３ａを開放端（第１の端部）２３ａとするスロット２３が形成されている。

スロット２３は、導電膜１３の周縁部１３ａから面内方向に向かって形成されている。周縁部１３ａは、導電膜１３の外周縁である。スロット２３は、開放端２３ａから先端（第２の端部）２３ｂまで導電膜１３を直線的に切り欠いて形成されたものである。

また、電極１６Ａと１６Ｂから構成される一対の電極１６が、ガラス板１２を挟んで導電膜１３の配置位置に対して反対側に配置されている。電極１６は、積層方向から電極１６を投影したときの電極１６の投影２１，２２が導電膜１３の周縁部１３ａよりもガラス板１１の外周縁１１ａ側に位置するように、ガラス板１２の車内側の面（すなわち、導電膜１３に対向している面に対して反対側の面）に露出して配置されている。電極１６Ａと１６Ｂは、スロット２３の長手方向に対して直交する方向であって、且つガラス板１２の面に平行な方向に並んで配置されている。なお、電極１６Ａと１６Ｂの位置関係はこれに限定されない。例えば、上下方向に配置されてもよい。電極１６は、積層方向から見たときに、電極１６Ａと１６Ｂに挟まれた中間部がスロット２３を長手方向に延長した延長線上に位置するように配置されてもよいし、その中間部がその延長線に対してオフセットして配置されてもよい。

また、ガラス板１２には、電極１６が配置されている面と同一面に、ループ状アンテナエレメント１５が配置されている。ループ状アンテナエレメント１５は、電極１６に接続されている。すなわち、アンテナ導体１７は、ガラス板１２に設けられたループ状アンテナエレメント１５及び電極１６によって、いわゆる２極タイプのループアンテナを構成している。

例えば、電極１６Ａを信号線側の電極とし、電極１６Ｂをアース線側の電極とした場合、電極１６Ａは、車体側に搭載された信号処理装置（例えば、アンプなど）に結線された信号線に導通可能に接続され、電極１６Ｂは、車体側のグランド部位に結線された接地線に導通可能に接続される。車体側のグランド部位として、例えば、ボディーアース、電極１６Ａに接続される信号線が結線される信号処理装置のグランドなどが挙げられる。なお、電極１６Ａをアース線側の電極とし、電極１６Ｂを信号線側の電極としてもよい。

スロット２３に沿って励起した電流やループ状アンテナエレメント１５に励起した電流による電波の受信信号は、一対の電極１６に通電可能に接続された導電性部材を介して、車両に搭載された信号処理装置に伝達される。この導電性部材として、ＡＶ線や同軸ケーブルなどの給電線が用いられるとよい。

このアンテナに電極１６Ａ，１６Ｂを介して給電するための給電線として、同軸ケーブルを用いる場合には、同軸ケーブルの内部導体を電極１６Ａに電気的に接続し、同軸ケーブルの外部導体を電極１６Ｂに接続すればよい。また、信号処理装置に接続されている導線等の導電性部材と電極１６Ａ，１６Ｂとを電気的に接続するためのコネクタを、電極１６Ａ，１６Ｂに実装する構成を採用してもよい。このようなコネクタによって、同軸ケーブルの内部導体を電極１６Ａに取り付けることが容易になるとともに、同軸ケーブルの外部導体を電極１６Ｂに取り付けることが容易になる。さらに、電極１６Ａ，１６Ｂに突起状の導電性部材を設置し、窓ガラス１２が取り付けられる車体のフランジに設けられた給電部にその突起状の導電性部材が接触、嵌合するような構成としてもよい。

電極１６Ａと１６Ｂの形状、及び各電極の間隔は、上記の導電性部材又はコネクタの実装面の形状や、それらの実装面の間隔を考慮して決めるとよい。例えば、正方形、略正方形、長方形、略長方形などの方形状や多角形状が実装上好ましい。なお、円、略円、楕円、略楕円などの円状でもよい。

また、電極１６Ａ，１６Ｂ及びループ状アンテナエレメント１５からなるアンテナ導体１７は、銀ペースト等の、導電性金属を含有するペーストを、例えばガラス板１２の車内側表面にプリントし、焼付けて形成される。しかし、この形成方法に限定されず、銅等の導電性物質からなる、線状体又は箔状体を、ガラス板１２の車内側表面に形成してもよく、ガラス板１２に接着剤等により貼付してもよい。

また、アンテナ導体１７を合成樹脂製フィルムの表面に設けるとともに、その裏面にスロット２３が形成された導電膜１３を設けて、ガラスアンテナとしてもよい。また、合成樹脂製フィルムの代わりにフレキシブル基板等の基板を用いてもよい。このようなガラスアンテナは、ガラス板１２の車内側表面又は車外側表面に取り付けて使用される。

また、ループ状アンテナエレメント１５は、所定の周波数帯の電波を受信するのに適した位置であれば、ガラス板上の配置位置は、特に限定されない。例えば、本態様のアンテナは、車両用窓ガラスの取り付け部位である車体開口端の近傍に配置される。図３に示されるように、ルーフ側の車体開口端４１の近傍に配置されると、アンテナ利得向上の点で、好適である。また、ピラー側の車体開口端４２又は４４に近づくように、図３に示す位置から右方又は左方に移動した位置に配置されてもよい。また、シャーシー側車体開口端４３の近傍に配置されてもよい。図３の場合、スロット２３の長手方向は、車体開口端４１の辺に直交する方向、すなわち導電膜１３の周縁部１３ａに直交する方向に一致する。

図３は、本発明の第２の実施形態である車両用窓ガラス２００の正面図（車内視）である。図３は、車両用窓ガラス２００が車体開口部に取り付けられた状態を示している。車両用窓ガラス２００は、図２と同様の構成の合わせガラスである。車両用窓ガラス２００は、車体に形成された窓枠であるフランジに接着剤などによって取り付けられる。車体開口端４１〜４４はフランジ周縁部でもある。導電膜１３をガラス板１１とで挟み込む誘電体として、ガラス板１１と同じ大きさのガラス板１２を用いている。車両に対する窓ガラスの取り付け角度は、アンテナ利得向上の点で、水平面（地平面）に対し、１５〜９０°、特には、３０〜９０°が好ましい。

導電膜１３の外周縁である周縁部１３ａ〜１３ｄは、ガラス板１１の外周縁１１ａ〜１１ｄから内側に所定距離だけオフセットされている。このようなオフセットを設けることによって、ガラス板１１と１２の合わせ面からの浸水等によって導電膜１３が腐食することを防ぐことができる。また、図３の例では、導電膜１３の上辺の周縁部１３ａには、面内側に後退した導電膜１３が形成されていない領域の凹部が形成されている。この凹部の境界線からスロット２３が形成され、この凹部に対応するガラス板１２の領域に電極１６が設けられている。このような態様にすることによって、導電膜１３をガラス板１１の外周縁の近くまで形成させる場合であっても、アンテナを形成させる領域を確保できる。なお、導電膜１３に凹部を設けずにアンテナを形成させてもよい。

また、ガラス板１２の面上に隠蔽膜を形成し、この隠蔽膜の上にアンテナ導体１７の一部分又は全体を設けてもよい。またはアンテナ導体１７の一部分又は全体に対応するガラス板１１に隠蔽膜を形成させてもよい。アンテナ導体１７の一部分は特に電極１６及びループ状アンテナエレメント１５の一部であることが好ましい。隠蔽膜は黒色セラミックス膜等のセラミックスが挙げられる。この場合、車両用窓ガラス２００の車外側から見ると、隠蔽膜により隠蔽膜上に設けられているアンテナ導体の部分が車外から見えなくなり、デザインの優れた窓ガラスとなる。図３に示される例では、凹部に対応する領域全体に隠蔽膜を設けることが導電膜１３の代わりに熱線を遮蔽できる点でも好ましい。

図４Ａ−４Ｅは、図３に示したＡ−Ａにおける車両用窓ガラス２００の断面図である。図４Ａ−４Ｅは、本発明に係る車両用窓ガラス及びアンテナが有する積層形態のバリエーションを示したものである。図４Ａ−４Ｅに示されるように、導電膜１３がガラス板１１と誘電体（すなわち、ガラス板１２又は誘電体基板３２）との間に配置されている。導電膜１３は、ガラス板と誘電体との間の接着層に接している。

図４Ａ−４Ｃの場合、ガラス板１１とガラス板１２の間に、導電膜１３と中間膜１４（又は、中間膜１４Ａ，１４Ｂ）が配置されている。図４Ａは、ガラス板１２のガラス板１１に対向している対向面に、導電膜１３が蒸着処理されることによって、ガラス板１２に導電膜１３がコーティングされた形態である。図４Ｂは、ガラス板１１のガラス板１２に対向している対向面に接した中間膜１４Ａとガラス板１２のガラス板１１と対向した対向面に接する中間膜１４Ｂとの間に、フィルム状の導電膜１３が挟まれた形態である。フィルム状の導電膜１３は、フィルムに導電膜１３が蒸着処理されることによって導電膜１３がコーティングされた形態であってもよい。図４Ｃは、ガラス板１１のガラス板１２に対向している対向面に、導電膜１３が蒸着処理されることによって、ガラス板１１に導電膜１３がコーティングされた形態である。

また、図４Ｄ，４Ｅに示されるように、本発明に係る車両用窓ガラスは、合わせガラスでなくてもよい。この場合、誘電体はガラス板１１と同じ大きさでなくてもよく、アンテナ導体１７を形成できる程度の大きさの誘電体基板などでよい。図４Ｄ，４Ｅの場合、ガラス板１１と誘電体基板３２の間に、導電膜１３が配置されている。図４Ｄは、ガラス板１１の誘電体基板３２に対向している対向面に、導電膜１３が蒸着処理されることによって、ガラス板１１に導電膜１３がコーティングされた形態である。導電膜１３及びガラス板１１と、誘電体基板３２とは、接着剤３８によって接着される。図４Ｅは、ガラス板１１の誘電体基板３２に対向している対向面に、導電膜１３が接着剤３８Ａによって接着された形態である。導電膜１３及びガラス板１１と、誘電体基板３２とは、接着剤３８Ｂによって接着される。誘電体基板３２は樹脂からなる樹脂基板であり、電極１６とループ状アンテナエレメント１５が設けられている。樹脂基板は、電極１６とループ状アンテナエレメント１５がプリントされたプリント基板であってもよい。

図４Ａ−図４Ｅから明らかなように、電極１６は、導電膜１３の周縁部よりもガラス板の外周縁側に位置するように（積層方向から見て、導電膜１３に重ならないように）、ガラス板１２又は誘電体基板３２に設けられている。

図５Ａは、図２、３のアンテナ部分を拡大したアンテナ１９の正面図である。ループ状アンテナエレメント１５は、所定の周波数帯の電波を受信するのに適した形状と寸法によって形成される。ループ状アンテナエレメント１５の形状と寸法は、所定の周波数帯の電波を受信するために必要なアンテナ利得の要求値を満たすように設定されていればよい。

ループ状アンテナエレメント１５が所定の周波数帯の中心周波数における空気中の波長をλ_０とし、ガラス波長短縮率をｋ（ただしｋ＝０．６４）とし、λ_ｇ＝λ_０・ｋとすると、ループ状アンテナエレメント１５のループ長Ｌ１（＝Ｈ１×２＋Ｗ１×２）が、λ_ｇ以上（７／５）・λ_ｇ以下であると、その周波数帯のアンテナ利得向上の点で好ましい結果が得られる。本発明でいうループ長とは、電極１６Ａ、１６Ｂの間隔を含む。

例えば、中心周波数が３１０ＭＨｚの所定の周波数帯のアンテナ利得を向上させるためには、電波の速さを３．０×１０^８ｍ／ｓとすると、ループ状アンテナエレメント１５のループ長Ｌ１を、６４０ｍｍ以上９００ｍｍ以下に調整するとよい。

また、ループ状アンテナエレメント１５とスロット２３との交差部２６からスロット２３の先端２３ｂまでのスロット長Ｈ２が、（３／１６）・λ_ｇ以上・（５／１６）λ_ｇ以下であると、その周波数帯のアンテナ利得向上の点で好ましい結果が得られる。

例えば、中心周波数が３１０ＭＨｚの所定の周波数帯のアンテナ利得を向上させるためには、電波の速さを３．０×１０^８ｍ／ｓとすると、スロット長Ｈ２を、１２０ｍｍ以上２００ｍｍ以下に調整するとよい。

図５Ｂは、誘電体１２と導電膜１３とアンテナ導体１７とを備える本発明の第３の実施形態であるアンテナ２０の正面図である。図５Ｂに示されるように、導電膜１３には、スロット２３から離れた位置に他の独立スロットが形成されていてもよい。独立スロット２４Ａ，２４Ｂは、スロット２３と同様に、その一端を周縁部１３ａで開放して導電膜１３に形成されたものである。独立スリット２４Ａ，２４Ｂは、ループ状アンテナエレメントをガラス板１１側に投影した場合にスロット２３と交差しないように、スロット２３の両側に離間して配置されている。また、特に図示はしていないが、スロット２３に近接して、スロット２３に非連続の独立スロットが導電膜１３の外周縁に接することなく導電膜１３内で閉じて形成されていてもよい。このような独立スロットを設けることによって、独立スロットを設けない場合に比べて、アンテナの広帯域化を図ることができる。

縦横５００ｍｍの正方形の厚さ２．０ｍｍのガラス基板２枚１１、１２を、図４Ｂのように２枚の中間膜１４Ａ、１４Ｂを介して貼り合わせた合わせガラスを窓ガラスと想定して、図５Ａに示した形態のアンテナ１９について、コンピュータ上で数値計算を行った。車内側と仮定したガラス基板１２の車内側表面に、一対の電極１６Ａ，１６Ｂを配置設定し、２枚の中間膜１４Ａ、１４Ｂの間にスロット２３が形成された導電膜１３を配置設定した。導電膜１３の大きさは、縦２５０ｍｍ、横５００ｍｍである。周縁部１３ａは、ガラス基板の上下方向の中心を通り、スロット２３は、ガラス基板の左右方向の中心を通るように設定した。アンテナ導体１７は、ループ状アンテナエレメントの左右方向の中心と、電極１６Ａと１６Ｂの中間部と、スロット２３の長手方向の延長線とが一致するように配置した。車体やデフォッガはないものと仮定した。

また、それ以外の各部の寸法は、単位をｍｍとすると、
Ｈ１：４８．７５
Ｈ２：１６３．１２５
Ｈ３：１８７．５
Ｗ１：３４１．２５
Ｗ５：６．０
Ｗ４０：１０
Ｗ４１，Ｈ４２，Ｗ４３，Ｈ４４：２０
とした。また、
ガラス板の比誘電率：７．０
１枚当たりの中間膜の厚さ：０．３８ｍｍ（１５ミル）
導電膜１３のシート抵抗：２．０［Ω］
導電膜１３の厚さ：０．０１ｍｍ
ループ状エレメント１５及び電極１６の厚さ：０．０１ｍｍ
ループ状エレメントの線幅：０．８ｍｍ
規格化インピーダンス：２００Ω
とした。

このように数値設定されたアンテナ１９について、ＦＤＴＤ法（Finite-Difference Time-Domain method）に基づく電磁界シミュレーションによって、周波数２００〜４００ＭＨｚにおいて５Ｈｚ毎に、リターンロス（反射係数）Ｓ１１を数値計算した。Ｓ１１は、零に近いほどリターンロスが大きくアンテナ利得が小さくなり、マイナスの値が大きくなるほどリターンロスが小さくアンテナ利得が大きくなる。

図６は、Ｓ１１のシミュレーション結果を示す。ａは、図５Ａの形態に対して、導電膜１３が無い形態のときの結果を示す。ｂは、図５Ａの形態に対して、スロット２３が無い（導電膜１３は有る）形態のときの結果を示す。ｃは、図５Ａの形態のときの結果を示す。

ａの場合とｂの場合を比較すればわかるように、スロット２３が形成されていない導電膜１３を設けることによって、アンテナとして機能させることができなくなってしまう。しかしながら、ｂの場合の形態に対して、ループ状アンテナエレメント１５に交差するスロット２３を設けることによって、ループ状アンテナエレメント１５とスロット２３が電磁結合してスロット２３に沿って電流が流れるので、ｃで示されるように、３００ＭＨｚ付近に良好なマッチングを得ることができ，アンテナとして動作する。

このように、上述の構成によれば、車体フランジと導電膜との間のスロットを用いずに導電膜を利用したアンテナを構成できる。よって、車体フランジを利用しないため、ガラス板の車体フランジへの設置精度が要求されない。また、ガラス板に孔を開ける必要もなく、ガラス板の外周縁の外側を迂回する給電用導体を設ける必要もないため、導電膜を利用したアンテナを簡易な構成で実現することができる。

本発明は、例えば、地上波デジタルテレビ放送、ＵＨＦ帯のアナログテレビ放送及び米国のデジタルテレビ放送、欧州連合地域のデジタルテレビ放送又は中華人民共和国のデジタルテレビ放送を受信する自動車用のアンテナとして利用されると好適である。その他、日本のＦＭ放送帯（７６〜９０ＭＨｚ）、米国のＦＭ放送帯（８８〜１０８ＭＨｚ）、テレビＶＨＦ帯（９０〜１０８ＭＨｚ、１７０〜２２２ＭＨｚ）、車両用キーレスエントリーシステム（３００〜４５０ＭＨｚ）にも利用できる。

また、自動車電話用の８００ＭＨｚ帯（８１０〜９６０ＭＨｚ）、自動車電話用の１．５ＧＨｚ帯（１．４２９〜１．５０１ＧＨｚ）、ＧＰＳ（Global Positioning System）、人工衛星のＧＰＳ信号１５７５．４２ＭＨｚ）、ＶＩＣＳ（登録商標）（Vehicle Information and Communication System：２．５ＧＨｚ）にも利用できる。

さらに、ＥＴＣ通信（Electronic Toll Collection System：ノンストップ自動料金収受システム、路側無線装置の送信周波数：５．７９５ＧＨｚ又は５．８０５ＧＨｚ、路側無線装置の受信周波数：５．８３５ＧＨｚ又は５．８４５ＧＨｚ）、専用狭域通信（ＤＳＲＣ：Dedicated Short Range Communication、９１５ＭＨｚ帯、５．８ＧＨｚ帯、６０ＧＨｚ帯）、マイクロ波（１ＧＨｚ〜３ＴＨｚ）、ミリ波（３０〜３００ＧＨｚ）、及び、ＳＤＡＲＳ（Satellite Digital Audio Radio Service （２．３４ＧＨｚ、２．６ＧＨｚ））の通信に利用してもよい。

１，２ガラス板
３導電膜
４中間膜
５アンテナ導体
１１車外側ガラス板
１１ａ〜１１ｄ車外側ガラス板の外周縁
１２車内側ガラス板
１２ａ〜１２ｄ車内側ガラス板の外周縁
１３熱反射膜（導電膜）
１３ａ〜１３ｄ周縁部
１４中間膜
１５ループ状アンテナエレメント
１６Ａ，１６Ｂ電極
１７アンテナ導体
１９，２０アンテナ
２１電極１６Ａの投影
２２電極１６Ｂの投影
２３スロット
２３ａ開放端（第１の端部）
２３ｂ先端（第２の端部）
２４Ａ，２４Ｂ独立スロット
２５ループ状アンテナエレメント１５の投影
２６交差部
３２誘電体基板
３８，３８Ａ，３８Ｂ接着剤（接着層）
４１ルーフ側車体開口端
４２，４４ピラー側車体開口端
４３シャーシー側車体開口端
１００，２００車両用窓ガラス

Claims

ガラス板と、誘電体と、前記ガラス板と前記誘電体との間に配置された導電膜と、前記誘電体の前記導電膜側とは反対側の面に設けられた電極を有するアンテナ導体とを備えた車両用窓ガラスであって、
前記導電膜に、第１の端部が該導電膜の周縁部で開放するスロットが形成され、
前記アンテナ導体は、
前記電極が、該電極を前記ガラス板側に投影すると前記導電膜と重ならない位置に配置され、かつ前記電極を給電点とするループ状アンテナエレメントを有し、
前記ループ状アンテナエレメントは、該ループ状アンテナエレメントを前記ガラス板側に投影すると前記スロットと交差する交差部を形成するように設けられることを特徴とする車両用窓ガラス。
前記誘電体は、前記ガラス板と異なる他のガラス板である、請求項１に記載の車両用窓ガラス。
前記ガラス板と前記他のガラス板との間に中間膜を備える、請求項２に記載の車両用窓ガラス。
前記中間膜が、前記ガラス板と前記導電膜との間、及び／又は前記他のガラス板と前記導電膜との間に配置された、請求項３に記載の車両用窓ガラス。
前記誘電体は、フィルム状又は板状の物体である、請求項１に記載の車両用窓ガラス。
所定の周波数帯の中心周波数における空気中の波長をλ_０とし、ガラス波長短縮率をｋ（ただしｋ＝０．６４）とし、λ_ｇ＝λ_０・ｋとすると、
前記ループ状アンテナエレメントのループ長が、λ_ｇ以上（７／５）・λ_ｇ以下である、請求項１から５のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
前記ループ状アンテナエレメントのループ長が、６４０ｍｍ以上９００ｍｍ以下である、請求項１から５のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
所定の周波数帯の中心周波数における空気中の波長をλ_０とし、ガラス波長短縮率をｋ（ただしｋ＝０．６４）とし、λ_ｇ＝λ_０・ｋとすると、
前記交差部から前記スロットの前記第１の端部とは反対側の第２の端部までのスロット長が、（３／１６）・λ_ｇ以上（５／１６）・λ_ｇ以下である、請求項１から７のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
前記交差部から前記スロットの前記第１の端部とは反対側の第２の端部までのスロット長が、１２０ｍｍ以上２００ｍｍ以下である、請求項１から７のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
前記導電膜は、前記スロットから離れた位置に他のスロットが形成された、請求項１から９のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
ガラス板と、誘電体と、前記ガラス板と前記誘電体との間に配置された導電膜と、前記誘電体の前記導電膜側とは反対側の面に設けられた電極を有するアンテナ導体とを備えたアンテナであって、
前記導電膜に、第１の端部が該導電膜の周縁部で開放するスロットが形成され、
前記アンテナ導体は、
前記電極が、該電極を前記ガラス板側に投影すると前記導電膜と重ならない位置に配置され、かつ前記電極を給電点とするループ状アンテナエレメントを有し、
前記ループ状アンテナエレメントは、該ループ状アンテナエレメントを前記ガラス板側に投影すると前記スロットと交差する交差部を形成するように設けられることを特徴とするアンテナ。