JP2014045230A

JP2014045230A - アンテナ装置

Info

Publication number: JP2014045230A
Application number: JP2010293249A
Authority: JP
Inventors: Osamu Kagaya; 修加賀谷
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2010-12-28
Publication date: 2014-03-13
Also published as: EP2660930A4; WO2012090883A1; EP2660930A1; US9553359B2; US20130285861A1; EP2660930B1

Abstract

【課題】車体フランジの端部と導電膜の外縁との間隔を変えなくてもマッチングでき、且つ、放射効率を改善してアンテナ利得を向上させやすい、アンテナ装置の提供。
【解決手段】車体の窓開口部の車体フランジ４５に固定されるガラス板１１と、ガラス板１２と、ガラス板１１とガラス板１２との間に配置された導電膜１３と、ガラス板１２のガラス板１１側とは反対側の面に設けられた単極の電極１６とを備え、電極１６が、導電膜１３と容量的に結合される位置に配置され、車体フランジの端部（４１〜４４）と導電膜１３の外縁（１３ａ〜１３ｄ）との間のループ状の細隙（１０ａ〜１０ｄ）がスロットアンテナとして機能するアンテナ装置であって、導電膜１３は、電極１６の近傍に、一端を外縁１３ａで開放端としたノッチ２３，２４を有している。
【選択図】図３

Description

本発明は、車体の窓開口部を形成する車体フランジの端部と導電膜との間の細隙を利用したアンテナ装置に関する。

図１は、ガラス板１とガラス板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。導電膜３は、太陽光などの熱線の透過を抑えるための保護膜である。この合わせガラスに、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

通常、窓ガラスは車体の窓開口部を形成する車体フランジに固定される。特許文献１，２には、この車体フランジの端部と導電膜の外縁との間の細隙を利用したスロットアンテナが開示されている。窓開口部の大きさは車種毎に異なるため、車体フランジの端部と導電膜の外縁との間の細隙の導電膜を取り囲む一周の周長も車種毎に異なっている。そのため、従来のスロットアンテナの場合、導電膜の大きさを調整することにより、細隙の周長を微調整して、アンテナのマッチングをとらなければならない。しかしながら、導電膜の大きさを調整しながらアンテナをマッチングさせることは煩雑な作業であり、時間と費用がかかるものであった。

さらに、従来のスロットアンテナでは、車体フランジ端部と導電膜の外縁との間の細隙の間隔を広げて導電膜の面積を狭くしなければ所望のアンテナ利得を確保できない場合、太陽光などの熱線の透過を抑制できない領域が導電膜の縮小によって逆に広くなるため、導電膜の本来の熱線抑制効果が薄れてしまう。

そこで、本発明は、車体フランジの端部と導電膜の外縁との間の細隙の間隔を変えなくてもマッチングでき、且つ、放射効率を改善してアンテナ利得を向上させやすい、アンテナ装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るアンテナ装置は、
車体の窓開口部の車体フランジに固定されるガラス板と、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、前記誘電体の前記ガラス板側とは反対側の面に設けられた単極の給電部とを備え、前記給電部が、前記導電膜と容量的に結合される位置に配置され、前記車体フランジの端部と前記導電膜の外縁との間の細隙がスロットアンテナとして機能するアンテナ装置であって、
前記導電膜は、前記給電部の近傍に、一端を前記外縁で開放端としたノッチを有していることを特徴とするものである。

本発明によれば、車体フランジの端部と導電膜の外縁との間の細隙の間隔を変えなくてもアンテナをマッチングさせることができ、且つ、放射効率を改善してアンテナ利得を向上させやすい。

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の実施形態を構成する車両用窓ガラス１００の分解図である。車両用窓ガラス１００が車体フランジに取り付けられた状態を示した正面図（車内視）である。図３に示したＡ−Ａにおける車両用窓ガラス１００の断面図である。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。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。ノッチ２４のみを有するアンテナ装置の正面図である。ノッチ２３，２４を有するアンテナ装置の正面図である。Ｓ１１のシミュレーション結果である。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に適用できる。

図２は、本発明のアンテナ装置を構成する車両用窓ガラス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、電極（給電部）１６と、導電膜１３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。

電極１６は、ガラス板１２のガラス板１１側とは反対側の面に設けられた単極の給電部である。単極とは、給電部が１つしかないことを示しており、接地側の給電部が設けられていない。導電膜１３は、電極１６のガラス板１１側への投影に重なるように、ガラス板１１とガラス板１２との間に配置されている。この配置により、電極１６は、ガラス板１２を介して、導電膜１３における投影領域２１と容量的に結合する。また、導電膜１３は、電極１６の投影領域２１の近傍に、一端を導電膜１３の外縁１３ａで開放端としたノッチ（切り欠き）を有している。図２は、開放端２３ａを有するノッチ２３と、開放端２４ａを有するノッチ２４とを例示している。

図３は、車両窓ガラス１００が車体の窓開口部に取り付けられて構成されたアンテナ装置の正面図（車内視）である。導電膜１３は、導電膜１３の外縁（１３ａ〜１３ｄ）がガラス板１１の外周縁（１１ａ〜１１ｄ）に対して面内方向に所定距離だけオフセットされて設けられている。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。このアンテナ装置は、いわゆるスロットアンテナであり、ガラス板１２又はガラス板１１が取り付けられる窓開口部を形成している車体フランジの端部（４１〜４４）と導電膜１３の外縁（１３ａ〜１３ｄ）との間に形成されるループ状の細隙（１０ａ〜１０ｄ）がスロットアンテナとして機能する。

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、細隙（１０ａ〜１０ｄ）に沿って流れる電流をノッチ２３，２４の位置や長さを調節することによって変化させることができる。したがって、車体フランジの端部（４１〜４４）と導電膜の外縁（１３ａ〜１３ｄ）との間隔である細隙（１０ａ〜１０ｄ）のギャップ長を変えなくても、導電膜１３に形成されるノッチ２３，２４の形態（例えば、寸法や形状など）を調整することで、スロットアンテナのマッチングを容易にすることができる。そして、細隙（１０ａ〜１０ｄ）のギャップ長をマッチングのために変えなくてもよいため、太陽光などの熱線の透過を抑えるための導電膜１３の面積を広く確保したまま、スロットアンテナのマッチングを容易にすることができる。さらに、ノッチが導電膜１３に形成されていない場合に比べて、ノッチ２３，２４によって導電膜１３の外縁１３ａに沿って回り込んでいく電流を抑制でき、スロットアンテナとしての放射効率を上げることができ、アンテナ利得を容易に向上させることもできる。

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５Ａ〜５Ｃに示すようにガラス板（１１又は１２）の表面に形成された導電性の膜でもよい。また、図５Ｄのようにガラス板１１の表面に導電膜１３を接着剤３８Ａで貼着する構成であってもよい。導電膜１３には、図２，３に示されるように、導電膜１３の外縁１３ａを開放端２３ａとするノッチ２３と、ノッチ２３の開放端２３ａと同じ辺である外縁１３ａに開放端２４ａを有するノッチ２４とが形成されている。

ノッチ２３は、導電膜１３の外縁１３ａから面内方向に向かって形成されている。外縁１３ａは、導電膜１３の外縁の一辺である。ノッチ２３は、開放端２３ａから先端部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。ノッチ２３と同様に、ノッチ２４は、開放端２４ａから先端部２４ｂ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。先端部２３ｂ，２４ｂは、導電膜１３の外縁（１３ａ〜１３ｄ）で開放されていない端部である。

また、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の投影領域２１が導電膜１３の外縁１３ａよりも内側に位置するように、ガラス板１２の車内側の面（すなわち、ガラス板１２の導電膜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１６の投影領域２１が、開放端２３ａ，２４ａが設けられた導電膜の外縁１３ａと、開放端２３ａ，２４ａとは反対側の先端部２３ｂ，２４ｂから外縁１３ａに平行に引いた境界線との間の領域に位置することが好ましい。すわなち、電極１６の投影領域２１が、ノッチ２３，２４の先端部２３ｂ，２４ｂに対して、開放端２３ａ，２４ａ側に位置にしていると、アンテナのマッチングを調整しやすい点で有利である。また、アンテナのマッチングを調整しやすくするという点では、電極１６の近傍に形成されるノッチの本数は、２本に限らず、１本でもよいし、３本以上あってもよい。複数のノッチを電極１６の近傍に設けることによって、マッチングの調整がしやすくなるだけでなく、アンテナの放射効率も向上させることができる。特に、図示のように、２本のノッチの間に電極１６が位置しているとよい。

電極１６及びノッチ２３，２４の形態（形状，寸法など）は、アンテナが受信すべき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。例えば、アンテナが受信すべき周波数帯が地上デジタルテレビ放送帯４７０〜７１０ＭＨｚの場合、地上デジタルテレビ放送帯４７０〜７１０ＭＨｚの電波の受信に適するように、電極１６及びノッチ２３，２４は形成される。

本アンテナ装置が受信する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、電極１６の中心とノッチ２３の幅方向の中央線との最短距離が、０．２５λ_ｇ以上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５９０ＭＨｚ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、電極１６の中心とノッチ２３の幅方向の中央線との最短距離を、８１ｍｍ以上３３０ｍｍ以下に調整するとよい。

また同様に、ノッチ２３の開放端２３ａから先端までの長さが、０．２５λ_ｇ以上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５９０ＭＨｚ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、ノッチ２３の開放端２３ａから先端までの長さを、８１ｍｍ以上３３０ｍｍ以下に調整するとよい。

また、電極１６及びノッチ２３，２４のガラス板上の配置位置は、アンテナが受信すべき周波数帯の電波の受信に適した位置であれば、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フランジの近傍に配置される。図３に示されるように、ルーフ側の車体フランジの端部４１の近傍に配置されると、マッチング容易性及び放電効率向上の点で、好適である。また、ピラー側の車体フランジの端部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、シャーシー側の車体フランジの端部４３の近傍に配置されてもよい。

図３の場合、ノッチ２３，２４の長手方向は、車体フランジの端部４１又は４３の辺に直交する方向に一致する。しかしながら、ノッチ２３，２４の長手方向は、車体フランジの端部（又は、導電膜１３の外縁）の辺に対して必ずしも直交していなくてもよく、その辺に対するノッチ２３，２４の長手方向の角度が、５°以上９０°未満であってもよい。

車両に対する窓ガラスの取り付け角度は、マッチング容易性及び放射効率向上の点で、水平面（地平面）に対し、１５〜９０°、特には、３０〜９０°が好ましい。

電極１６は、外部の信号処理装置（例えば、車載アンプ）の信号経路に所定の導電性部材を介して電気的に接続される。この導電性部材として、例えば、ＡＶ線や同軸ケーブルなどの給電線が用いられる。ＡＶ線を用いる場合には電極１６に電気的に接続する。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１６に電気的に接続し、同軸ケーブルの外部導体を車体にアース接続すればよい。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を電極１６に電気的に接続するためのコネクタを、電極１６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、ＡＶ線や同軸ケーブルの内部導体を電極１６に取り付けることが容易になる。また、電極１６に突起状の導電性部材を設置し、車両用窓ガラス１００が取り付けられる車体のフランジ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１６の形状は、上記の導電性部材又はコネクタの実装面の形状等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１６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、電極１６を車外側から見えなくするために、電極１６と（図３において、紙面奥側の）ガラス板１１との間に、ガラス板の面に形成される隠蔽膜を設けてもよい。隠蔽膜は黒色セラミックス膜等の焼成体であるセラミックスが挙げられる。この場合、窓ガラス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電極１６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４は、図３に示したＡ−Ａにおける車両用窓ガラス１００の断面図である。車体フランジ４５は、車体から窓開口部に向かって内側に折れ曲がって車両用窓ガラス１００を設置するために形成されたフランジである。合わせガラスを構成するガラス板１１とガラス板１２は、ガラス板１２が接着剤４６（又は、パッキン）によって車体フランジ４５に固定される。

スロットアンテナとして機能する細隙１０ａは、車体フランジ４５の端部４１と、端部４１に最も近い導電膜１３の外縁１３ａとの間に形成される。導電膜１３の法線方向に対して直角な方向での細隙１０ａの長さ（すなわち、細隙１０ａのギャップ長）が、２０ｍｍ以下、より好ましくは１５ｍｍ以下であると、アンテナのマッチング容易性と放射効率が向上する点で有利である。細隙１０ａのギャップ長が２０ｍｍを超えると、アンテナのマッチングが容易にできない。なお、ガラス板の車体フランジへの取り付けなどの製造上の精度限界を考慮すると、細隙１０ａのギャップ長は、１ｍｍ以上あることが好ましい。

図５Ａ−５Ｄは、本発明のアンテナ装置を構成する車両用窓ガラス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５Ａ−５Ｄは、図３に示したＡ−Ａにおける車両用窓ガラスの断面図である。図４，５Ａ−５Ｄ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４，５Ａ，５Ｂ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４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５Ａ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５Ｂ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５Ｃ，５Ｄに示されるように、本発明を構成するアンテナ装置の車両用窓ガラスは、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、電極１６を形成できる程度の大きさの誘電体基板などでよい。図５Ｃ，５Ｄ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５Ｃ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と誘電体基板３２とは、接着剤３８によって接着される。図５Ｄ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は樹脂製基板であり、電極１６が設けられている。誘電体基板３２は、電極１６がプリントされた樹脂製のプリント基板（例えば、ＦＲ４に銅箔を取り付けたガラスエポキシ基板）であってもよい。

図４，５Ａ−５Ｄから明らかなように、電極１６は、積層方向から見て、導電膜１３に重なるように、ガラス板１２又は誘電体基板３２に設けられている。

縦８００ｍｍ横１４００ｍｍの長方形の厚さ２．０ｍｍのガラス基板２枚１１，１２を、図４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６Ａ（ノッチが１本の場合）と図６Ｂ（ノッチが２本の場合）に示した形態のアンテナ装置について、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、電極１６を配置設定し、２枚の中間膜１４Ａ，１４Ｂの間にノッチ２３（及びノッチ２４）が形成された導電膜１３を配置設定した。導電膜１３は、縦７９０ｍｍ横１３９０ｍｍの長方形である。導電膜１３の外縁は、四辺共に、ガラス基板１１，１２の外周縁に対して５ｍｍオフセットしている。電極１６は、その左右方向の中心が、ガラス基板の左右方向の中心を通るように設定した。車体フランジ４５は、端部４１から無限に導体があると仮定し、窓ガラスはフロントガラスを想定してデフォッガは設けていない。

また、図６Ａ，６Ｂにおいて、上記以外の各部の寸法は、単位をｍｍとすると、
Ｈ１：５
Ｈ３：０
Ｈ４：２０
Ｗ１：３
Ｗ３：２０
Ｗ５：３
とした。Ｈ１が、細隙１０ａのギャップ長に相当する。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
電極１６の厚さ：０．０１ｍｍ
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装置について、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２５〜１０００ＭＨｚにおいて５Ｈｚ毎に、Ｓ１１（リターンロス（反射係数））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７，８は、Ｓ１１のシミュレーション結果を示す。例１は、図６Ａの形態において、Ｈ２が１２５ｍｍ、Ｗ２が１１３．５ｍｍのときの結果を示す。例２は、図６Ｂの形態において、Ｈ２が１２５ｍｍ，Ｗ２とＷ４が１１３．５ｍｍのときの結果を示す。例３は、図６Ａの形態において、Ｈ２が１８７．５ｍｍ、Ｗ２が１７６ｍｍのときの結果を示す。図４は、図６Ｂの形態において、Ｈ２が１８７．５ｍｍ，Ｗ２とＷ４が１７６ｍｍのときの結果を示す。

図７，８に示されるように、本アンテナ装置によれば、ノッチの電極１６からの距離（Ｗ２，Ｗ４）やノッチの長さＨ２を調整することによって、アンテナを共振させる周波数帯域を変化させることができる（つまり、マッチングさせることができる）。すなわち、図７の場合、共振する周波数帯域が４００〜８００ＭＨｚであるが、距離（Ｗ２，Ｗ４）や長さＨ２を長くすることによって、細隙１０ａのギャップ長Ｈ１を変えなくても、図８に示されるように、共振する周波数帯域を３００〜６００ＭＨｚにシフトさせることができる。

表１は、上記の例１〜４のそれぞれの場合において、表１中の各周波数における放射効率の差を示している。放射効率は、アンテナと空間の間のエネルギー変換効率の指標である。

アンテナの特性は、放射効率の他、インピーダンス整合の度合いによって左右される場合が多い。従って、実際の環境での特性を検討する場合、アンテナの動作利得を考慮することが好ましい。動作利得は、指向性利得Ｇ_ｄから放射効率η（誘電体損と導体損に起因する損失）と不整合損（インピーダンス不整合に起因する損失）を差し引いた値で定義される。すなわち、
動作利得Ｇ_Ｗ＝（１−Γ^２）×放射効率η×指向性利得Ｇ_ｄ
で表される。ΓはＳ１１（リターンロス）である。つまり、動作利得には放射効率とＳ１１（リターンロス）の双方の影響が含まれる。ここでは、Ｓ１１（リターンロス）が同じであるとして、放射効率の差でアンテナ特性の有意性について評価した。

表１中に記載された放射効率の差を表す各値は、図６Ａのノッチ２４が無い形態（すなわち、電極１６のみの形態）のときの放射効率に対する相対値である。すなわち、図６Ａのノッチ２４が無い形態の放射効率が０ｄBとなるように標準化されており、プラスの場合は、ノッチ２４が無い形態よりも放射効率が向上していることを示す。表１に示されるように、細隙１０ａのギャップ長Ｈ１を変えずにノッチだけを設けることによって、ノッチが無い形態に比べて、表１中の各周波数において、放射効率が向上している。また、例１と例２との比較、又は例３と例４との比較から明らかなように、ノッチの本数を増やすことによって、放射効率を更に上げることができる。これは、エネルギーがノッチで放射されるため、導電膜の外縁に沿って回り込んでいく電流を抑制でき、アンテナ利得の改善に寄与している。

このように、電極の近傍にノッチを設けることによって、車体フランジの端部と導電膜の外縁との間の細隙のギャップ長を変えなくても、アンテナをマッチングさせることができる。その結果、導電膜の大きさを変えなくても、ノッチの調整によって、アンテナのマッチングができるので、熱線の透過を抑えることができない領域が広くなることを防ぐことができる。さらに、放射効率も上げることができるので、アンテナ利得を容易に向上させることもできる。

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
１０ａ〜１０ｄ細隙
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導電膜
１３ａ〜１３ｄ導電膜の外縁
１４中間膜
１６電極
２１投影領域
２３，２４ノッチ
２３ａ，２４ａ開放端
２３ｂ，２４ｂ先端部
３２誘電体基板
３８，３８Ａ，３８Ｂ接着剤（接着層）
４１ルーフ側の車体フランジの端部
４２，４４ピラー側の車体フランジの端部
４３シャーシー側の車体フランジの端部
４５車体フランジ
１００車両用窓ガラス

Claims

車体の窓開口部の車体フランジに固定されるガラス板と、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、前記誘電体の前記ガラス板側とは反対側の面に設けられた単極の給電部とを備え、前記給電部が、前記導電膜と容量的に結合される位置に配置され、前記車体フランジの端部と前記導電膜の外縁との間の細隙がスロットアンテナとして機能するアンテナ装置であって、
前記導電膜は、前記給電部の近傍に、一端を前記外縁で開放端としたノッチを有していることを特徴とする、アンテナ装置。
前記開放端が設けられた前記導電膜の外縁と、前記開放端とは反対側の先端部から該外縁に平行に引いた境界線との間の領域に、前記給電部が位置する、請求項１に記載のアンテナ装置。
前記ノッチを複数有し、
前記給電部が、複数のノッチ間に位置する、請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
前記細隙のギャップ長が、２０ｍｍ以下である、請求項１から３のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
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から４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
前記ガラス板と前記他の板ガラスとの間に中間膜を備える、請求項５に記載のアンテナ装置。
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６に記載のアンテナ装置。
前記誘電体は、板状又はフィルム状の物体である、請求項１から４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。