JP3054368B2 - 広帯域ｆｍ受信を有するａｍ／ｆｍ車両ラジオ用バックライト・アンテナ - Google Patents

広帯域ｆｍ受信を有するａｍ／ｆｍ車両ラジオ用バックライト・アンテナ

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に車両ラジ
オ用アンテナ・システムに関し、特に、アンテナ要素が
車両の後部窓に取り付けられ、後部窓に取り付けられた
デフォッガ要素から離れていて、広帯域ＦＭ受信を提供
するバックライト・アンテナ・システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】車両の多くは、種々のラジオ局からの振
幅変調（ＡＭ）及び周波数変調（ＦＭ）放送を受信する
ためある種のアンテナ・システムを必要とする車両ラジ
オを備える。今日の車両アンテナ・システムの多くは、
車両フェンダ、車両ルーフ、あるいは車両上のある適用
可能な場所から延在するマスト・アンテナを含む。マス
ト・アンテナは許容できるＡＭ及びＦＭ受信を提供する
が、マスト・アンテナの性能を更に向上させることはで
きない、即ち受信技術の現状水準を越えてＡＭ及びＦＭ
受信能力を増大させることができないことを車両製造者
は多年にわたり認識してきた。従って、車内の娯楽シス
テムの他の全部の範囲で達成された改良にはマスト・ア
ンテナの受信能力を含まれない。その結果、車製造者
は、車両ステレオ及びラジオ能力を増大させる要求と歩
調を合わせるため他のタイプのアンテナ設計を求めてき
た。
【０００３】車両アンテナ・システムの改良には、アン
テナ要素が車両の後部窓に種々の要領で取り付けられる
バックライト・アンテナ・システムの開発が含まれてい
た。理解されているように、このようなバックライト・
アンテナ・システムは、マスト・アンテナ・システムよ
りＡＭ受信及びＦＭ受信の双方に対する受信性能を改善
できた。バックライト・アンテナ・システムはまた、マ
スト・アンテナより風雑音（ｗｉｎｄ ｎｏｉｓｅ）が
ないこと、車両上ドラッグ（ｄｒａｇ）の低減、アンテ
ナの腐食の排除、時間に対して性能が変化しないこと、
いたずらによる破損（ｖａｎｄａｌｉｓｍ）の危険性が
ないこと、及び設置コストの低減を含む他の多くの利点
を提供してきた。
【０００４】通常、既知のバックライト・アンテナ・シ
ステムは、車両の後部窓に既に取り付けられているデフ
ォッガ要素をＡＭ及びＦＭ放送の受信のためのアンテナ
として利用している。このようなバックライト・アンテ
ナ・システムの例は、Ｋｒｏｐｉｅｌｎｉｃｋｉその他
に対して１９９４年３月８日に発行された米国特許第
５，２９３，１７３号及びＰａｕｌｕｓその他に対して
１９９２年３月２４日に発行された米国特許第５，０９
９，２５０号に見い出すことができる。車両の後部窓に
取り付けられたデフォッガ／アンテナ要素システムの既
知の組み合わせに対しては、当該要素を加熱する高電流
信号からアンテナ信号を分離するため、当該要素と車両
ＤＣ電源との間に２つのバイファイラ巻き（ｂｉｆｉｌ
ａｒ）あるいはトロイダルのチョークを組み込む必要が
あった。これらのチョークは、上記要素へ給電するのに
必要な比較的大電流の伝搬のための低インピーダンス経
路と、ラジオ信号の伝搬に対する高インピーダンスとを
与える。比較的小さいインダクタンスの第１のチョーク
は一般にＦＭ範囲のため用いられ、また一般に１ｍＨよ
り大きい非常に大きいインダクタンスを持つ第２のチョ
ークは一般にＡＭ範囲のため用いられる。低周波数に対
して、通常のヒータ要素の車体の金属に対するインピー
ダンスは、そのキャパシタンスのそれに近い。チョーク
の使用は、ＤＣ磁気の存在をこのキャパシタンスから排
除するため重要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】デフォッガ／アンテナ
要素を加熱する高電流信号からアンテナ信号を分離する
ためのこれらのタイプのチョークの使用は、これらのタ
イプの既知のバックライト・アンテナ・システムに対す
る多くの不利益を含む。特に、チョークは、実施するの
に重くて高価で且つやっかいである。従って、このよう
なチョークの使用は決して望ましいものではない。
【０００６】既存のデフォッガ要素をアンテナ・システ
ムのアンテナ要素として利用する他の不利益がまた存在
する。１つの特定の不利益については、窓の幅方向のデ
フォッガ要素が長いため、時に、窓を車体に固定する導
電性接着剤に端部バスバーが接触し、あるいはバスバー
要素が車体の板金に接近することになる。これは、アン
テナ要素のＡＭ性能の劣化をもたらす、接地接続部に対
するキャパシタンスを発生する。従って、デフォッガ要
素は、或る車体のスタイルにとって適正なＡＭ性能に対
して（車内に配置される）長さを短くしなければならな
い。このように長さを短くすると、端部バスバーが窓上
に見えるようになり、美観が低下する。従って、これら
の端部バスバーを覆うよう窓の周りの装飾部材を変更す
るため数倍の追加のコストがかかる。
【０００７】既存のデフォッガ要素をアンテナ要素とし
て利用する別の欠点は、車体の窓の曇りを迅速に取り除
くため、３０アンペアのオーダーが望ましい高電流を扱
わなければならない。この高電流がアンテナ要素のマッ
チング・ネットワークに印加される。高電流はマッチン
グ・ネットワークの少なくとも一部の部品に悪影響を及
ぼすので、この電流は最大電流に制限される。この最大
電流は、特定の曇り取りの用途に対して望ましいものよ
り下であり得る。
【０００８】従来技術のバックライト・アンテナ・シス
テムに用いられるバイファイラ巻きチョークは、一般に
アンテナ・インピーダンス・マッチング・ネットワーク
に組み込まれている。このインピーダンス・マッチング
・ネットワークは、これらのタイプのアンテナ・システ
ムにおいて、アンテナ要素の出力を車両ラジオと関連し
た増幅器の入力とマッチングさせその結果アンテナ要素
からラジオまでのパワー伝達の減衰を低減するため必要
である。既知のインピーダンス・マッチング・ネットワ
ークは、通常、インピーダンス・マッチングにおける最
大効率を実現するためネットワーク部品あるいはネット
ワークの設計を車両毎に変えなければならない点で汎用
的でなかった。これは、上記要素と車体の間に生じるキ
ャパシタンスが車両毎に変わるためである。更に、従来
技術のアンテナ・グリッド・パターンはＦＭ周波数で指
向性を有し、ＡＭ周波数で低利得である。
【０００９】米国におけるＦＭ送信は、８８ＭＨｚから
１０８ＭＨｚの良く調整された周波数範囲内にある。従
って、米国において作動している車両と関連するアンテ
ナは、この特定の帯域幅に同調される。しかしながら、
他国は、そのＦＭ送信に対して異なる調整された帯域幅
内で動作し得る。例えば、日本は、ＦＭ送信を７６ＭＨ
ｚから９０ＭＨｚの周波数帯域幅に調整している。従っ
て、日本で作動している車両と関連するアンテナは、こ
の特定の帯域幅に同調される。従って、米国及び日本の
双方で販売及び／又は作動される車両は、米国及び日本
の双方において作動される同一タイプの車両に対して別
々のアンテナ・システムを設ける必要性を排除するよう
７６ＭＨｚから１０８ＭＨｚまでの帯域幅でＦＭ放送に
同調されるアンテナを含むことが望ましいであろう。
【００１０】必要とされるものは、チョークを含まず、
一方多数の国での動作に対して広帯域幅に応答するアン
テナを含み、且つ多種の車両に組み込むことができるマ
ッチング・ネットワークを含むＡＭ／ＦＭ車両ラジオ用
バックライト・アンテナ・システムである。従って、本
発明の目的は、このようなアンテナ・システムを提供す
ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の教示によれば、
アンテナ・システムのアンテナ要素が車両の後部窓に取
り付けられ、且つ車両の後部窓の曇りを取り除くため用
いられるデフォッガから離間しているＡＭ／ＦＭ車両ラ
ジオ用バックライト・アンテナ・システムが開示されて
いる。アンテナ要素は、適切なＦＭ受信のため車両の後
部窓の殆ど全体の幅に延在している。同調スタブが適切
なＦＭ受信のため組み込まれている。２つの垂直端部バ
スバーと２つの垂直中央要素とがアンテナ要素を接続す
る。垂直要素及び同調スタブの位置及び長さとは、車体
のタイプに応じた適切なＦＭ受信のため調整し得る。一
実施形態においては、アンテナ要素は、広帯域のＦＭ信
号に同調するため、延在するＬ字形状の要素とＴ字形状
の要素を含む。また、アンテナ要素の２つは、垂直接続
要素により特定の位置で共に離間され且つ接続される。
マッチング回路を収容するアンテナ・モジュールが後部
窓に近接して配置されている。
【００１２】本発明の追加の目的、利点及び特徴は、添
付図面と関連した以下の説明と請求の範囲から明らかと
なるであろう。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、後部窓１２を備える車両
１０の背面図を示す。デフォッガ・グリッド１４が、後
部窓１２の底部部分内に取り付けられ、後部窓１２の幅
にわたり延在している。デフォッガ・グリッド１４は適
当なデフォッガ・システム（図示せず）により加熱さ
れ、そのため従来技術において良く理解されているよう
にデフォッガ・グリッド１４の要素を加熱してガラスの
曇りや氷を後部窓１２から除去する。デフォッガ・グリ
ッド１４が電気的信号に応答する導電性材料の帯辺を含
むので、車両１０と関連した車両ラジオへ送られるＡＭ
及びＦＭ信号を受信するためデフォッガ・グリッド１４
を同時に使用することはこれまでに知られていた。前述
したように、このタイプのアンテナ・システムは、改良
することができる多数の欠点を有する。
【００１４】本発明の教示に従って、後部窓１２の上部
に取り付けられ且つデフォッガ・グリッド１４から離間
しているアンテナ・グリッド１８を含むアンテナ・シス
テム１６が開示されている。アンテナ・グリッド１８に
より受信されたＡＭ及びＦＭ信号が、図示のように、車
両１０のヘッダー（ｈｅａｄｅｒ）２２内に固定された
アンテナ・モジュール２０へ送られる。アンテナ・モジ
ュール２０は、アンテナ・グリッド１８からの出力を、
車両ラジオ２６と関連する増幅器２４に対してインピー
ダンス・マッチングさせ、そのためアンテナ・グリッド
１８から増幅器２４へ伝達されるパワーの減衰を低減さ
せるマッチング・ネットワーク（図１に図示せず）を含
む。アンテナ・モジュール２０、増幅器２４及び車両ラ
ジオ２６が車両１０から外れて図示されているが、アン
テナ・モジュール２０がアンテナ・グリッド１８に隣接
するヘッダー２２内に取り付けられていることは理解さ
れるであろう。増幅器２４及び車両ラジオ２６は、車両
１０の乗客コンパートメント内に配置することができ
る。しかしながら、増幅器２４は、アンテナ・モジュー
ル２０内にマッチング・ネットワーク（ＭＮ）と共に含
めることができる。以下に詳細に説明されるように、ア
ンテナ・システム１６は、従来技術のバックライト・ア
ンテナ・システムを越えた多数の利点を提供する。
【００１５】図２は、車両１０の後部窓１２の概略平面
図を示す。外側周辺線３０は、後部窓１２のガラスの周
辺を規定する。二点破線３２は、後部窓１２と部分的に
重なる車両１０の車体板金を表す。デフォッガ・グリッ
ド１４は、複数の平行且つ水平で等間隔のデフォッガ要
素３４を後部窓１２の低い方の場所に有する。水平デフ
ォッガ要素３４は、各端部で２つの対向する垂直デフォ
ッガ・バスバー３６及び３８により接続されている。本
発明の１つの重要な特徴は、対称に位置決めされ且つ水
平デフォッガ要素３４へデフォッガ・グリッド１４の中
央の場所で接続されている２つの垂直短絡バー４０及び
４２の使用である。電流が、デフォッガ・グリッド１４
の垂直バスバー３６と３６のうちのいずれか一つへ印加
され、その結果水平デフォッガ要素３４を加熱し、従っ
て後部窓１２を加熱する。反対側の垂直バスバー３６又
は３８は接地されている。垂直短絡バー４０及び４２が
接地され、それによりデフォッガ・グリッド１４の水平
デフォッガ要素３４の中央部分を接地して水平デフォッ
ガ要素３４をその全体の長さにわたって一貫した接地基
準面を有するようにする。更に、垂直短絡バー４０及び
４２は、ＦＭアンテナ特性インピーダンスにおいて存在
する寄生振動の作用を押さえ、交差偏波の作用を最小に
し、これによりＦＭ周波数で全方向性極性応答（ｏｍｎ
ｉ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｐｏｌａｒ ｒｅｓｐｏ
ｎｓｅ）をもたらす。
【００１６】アンテナ・グリッド１８は、図示のよう
に、後部窓１２の全体の長さを実質的に延在する３つの
水平且つ平行で等間隔のアンテナ要素４４を含む。アン
テナ要素４４は、それらの端部の双方で共にアンテナ要
素バスバー４６及び４８により電気的に接続されてい
る。また、アンテナ要素４４は、共に、２つの中央に配
置された垂直の中央要素５０及び５２により電気的に接
続されている。図示のように、アンテナ・グリッド１８
の一方の端部に同調グリッド５４があり、水平同調スタ
ブ６０に接続された２つの垂直同調要素５６及び５８を
含む。同調グリッド５４は、多種の車体のスタイルに対
して適正なＦＭ受信を提供するための本発明の重要な特
徴である。バスバー３６及び３８、短絡バー４０及び４
２、アンテナ要素バスバー４６及び４８、中央要素５０
及び５２、及び垂直同調要素５６及び５８は車体の板金
３２に平行である。
【００１７】アンテナ・フィード線６２は、車両ラジオ
２６へ送られる受信されたＡＭ及びＦＭ信号をアンテナ
・モジュール２０に伝送する中央要素５２に接続されて
いる。アンテナ・モジュール２０は、アンテナ・フィー
ド線６２のアンテナ・グリッド１８への接続部近くに配
置され、インピーダンス不整合及び長いケーブルの走り
（ｒｕｎ）による損失を最小にすることは一般に重要で
ある。このため、アンテナ・モジュール２０はヘッダー
２２に配置されている。一つの実施形態においては、ア
ンテナ・フィード線６２は、３００ｍｍより短い長さの
絶縁されたワイヤである。しかしながら、アンテナ・フ
ィード線６２の長さは車両毎に変え得て、３００ｍｍを
越え得る。代替アプローチは、マッチング・ネットワー
クの部品と、同軸ケーブルにおけるＡＭバイパスとを収
容することである。この方法は、空間的制約が問題でな
いかも知れない車両１０の後部パッケージング棚（ｓｈ
ｅｌｆ）のような領域にアンテナ・モジュール２０を配
置することを可能にする点で、パッケージングの観点か
ら極度に柔軟性がある。
【００１８】アンテナ要素４４は、適当な送信機（図示
せず）から放送されるＡＭ及びＦＭラジオ信号に応答す
る導電性材料から作られている。アンテナ要素４４は、
それらが車両ラジオに適切な周波数を受信するのに適用
可能なように半波長受信と整合するため適切な寸法にさ
れている。適正な受信を提供するため、アンテナ要素４
４と車体板金３２の間のキャパシタンス及びアンテナ要
素４４と水平デフォッガ要素３４の間のキャパシタンス
とをしっかりと制御することは重要である。例えば、水
平デフォッガ要素３４とアンテナ要素４４の間に生じる
キャパシタンスがアンテナ要素４４と車体板金３２の間
のキャパシタンスとほぼ同じになるように、アンテナ要
素４４は後部窓１２のガラス上で適切に離間されるべき
である。
【００１９】アンテナ要素４４は、ＡＭ受信にとって適
切であるように後部窓１２の垂直端部間でできるだけ長
く作られるのが望ましい。垂直要素５０及び５２の位置
と水平同調スタブ６０の位置及び長さとは、車両の特定
の車体のスタイルに対して車両ラジオ２６のＦＭ周波数
での所望のＦＭ受信を提供するよう設定される。換言す
ると、垂直要素５０及び５２の位置と水平同調スタブ６
０の位置及び長さとは、要素が適切なＦＭ受信にとって
必要な長さを持つように車両毎に変え得る。これらの変
動は、適切な受信のため、バスバー４６と中央要素５０
の間、中央要素５０と５２の間、中央要素５２とバスバ
ー４８の間のそれぞれの距離を変化させる。一つの実施
形態において、アンテナ要素４４、中央要素５０及び５
２、及び同調グリッド５４は、低挿入損失、高クオリテ
ィ・ファクターＱ及び許容可能な電圧定在波比（ＶＳＷ
Ｒ）でもって、８８〜１０８ＭＨｚ間のＦＭ受信を提供
するよう構成され、寸法とされている。クオリティ・フ
ァクターＱは、グリッドに蓄えられることができるエネ
ルギに関連するアンテナ・グリッドの損失性（ｌｏｓｓ
ｙｎｅｓｓ）の尺度であり、ＶＳＷＲは、グリッドにお
ける反射波の相対的大きさである。
【００２０】従って、アンテナ・グリッド１８の特定の
形態は車両間で変え得る。図３は、車両１０の後部窓１
２に対する代替を表すことを意図した後部窓１２′の概
略平面図を示す。従って、図３において、図２のそれと
同一の要素はダッシュを付してある。図２の形態と図３
の形態との相違は、３つのアンテナ要素４４に対して４
つのアンテナ要素４４′があり、また同調グリッド５
４′がアンテナ・グリッド１８′の左側に位置される点
にある。４つのアンテナ要素４４′は、アンテナ・グリ
ッド１８′とデフォッガ・グリッド１４′との間の距離
を異なる車体設計に対して制御することができる方法を
提供する。アンテナ要素の２つや５つのような他の数が
他の車両設計に対して適用可能である。更に、アンテナ
・フィード線６２′は垂直要素５０′に電気的に接続さ
れている。
【００２１】図２及び図３の特定の要素の寸法は、適正
なＡＭ及びＦＭ受信のため車体設計間で変えることがで
きる。一つの実施形態において、アンテナ要素４４は厚
さが０．８ｍｍであり、バスバー４６及び４８の厚さは
５．０ｍｍであり、車体板金３２と頂部要素４４の間の
距離は３８．０ｍｍであり、アンテナ要素４４間の距離
は２５．４ｍｍであり、垂直中央要素５０と５２の間の
距離は２８０．０ｍｍで且つ中心線に対して対称であ
り、垂直要素５６と５８の間の距離は１０８．０ｍｍで
あり、水平同調スタブ６０の長さは２０３．０ｍｍであ
り、垂直同調スタブ５８と垂直バスバー４８の間の距離
は８３．０ｍｍであり、垂直短絡バー４０と４２の間の
距離は３３０．０ｍｍで且つ中心線に対して対称であ
る。
【００２２】図３の実施形態の寸法と図２の実施形態の
それとの間の相違には、垂直要素５０′と５２′の間の
距離が中心線の周りで２７９．４ｍｍであり、同調グリ
ッド垂直要素５６′及び５８′の長さが１０１．６ｍｍ
であり、頂部の要素４４′と頂部の板金の間の距離が３
０．０ｍｍであり、水平同調スタブ６０′の長さが１４
０．０ｍｍであり、短絡バー４０′と４２′の間の距離
が共通の中心線の周りで５０８．０ｍｍであることを含
む。これらの寸法が車体設計毎に変わり得ることは当業
者には認められるであろう。
【００２３】本発明のアンテナ・システム１６は、従来
技術に見られない多くの利点を提供する。１つの利点に
おいては、アンテナ・グリッド１８がデフォッガ・グリ
ッド１４から離間しているので、デフォッガ・グリッド
の水平デフォッガ要素３４を加熱する高電流信号からア
ンテナ信号を分離する必要がない。従って、高価でやっ
かいで重いバイファイラ巻きチョークが、車両ラジオと
関連する増幅器のインピーダンスに対してアンテナ要素
の出力をマッチングさせるアンテナ・マッチング回路に
必要としない。
【００２４】この利点を更に説明するため、図４は、車
両の後部窓用のデフォッガとして、且つ車両ラジオ用の
ＡＭ及びＦＭ周波数受信として動作する要素７４を持つ
デフォッガ／アンテナ・グリッド７２を含む従来技術の
アンテナ・システム７０を示している。該アンテナ・シ
ステム７０は、第１のバイファイラ巻きチョーク７６と
第２のバイファイラ巻きチョーク７８を含む。高電流ヒ
ータ信号が、ライン８０に印加され、デフォッガ／アン
テナ・グリッド７２の要素７４を加熱しガラスの曇り取
り機能を提供する。要素７４により受信されたＡＭ及び
ＦＭ信号は、第１及び第２のバイファイラ巻きチョーク
７６及び７８によりライン８０上を戻ることを阻止され
る。第１のバイファイラ巻きチョーク７６は低インピー
ダンス経路を高電流ヒータ信号に対してまた高インピー
ダンス経路をＦＭラジオ信号に対して提供する。第１の
バイファイラ巻きチョーク７６は、ＦＭ信号の高周波数
範囲に対して有効である比較的小さいインダクタンスを
有する。第２のバイファイラ巻きチョーク７８は、低周
波数のＡＭ信号が接地へ行くのを阻止するよう作用し、
そのためライン８０上の信号に対して低インピーダンス
経路としてまたＡＭラジオ信号に対して高インピーダン
ス経路として作用する。
【００２５】ＡＭ信号は、ＡＭバッファ増幅器８２及び
フィルタリング・インダクタ８４を介して出力ライン８
６に印加され、車両ラジオと関連する増幅器へ送られ
る。同様に、ＦＭ信号は、キャパシタ８８を介して、要
素８０のインピーダンスをラジオ増幅器のインピーダン
スとマッチングさせるマッチング回路９０に印加され、
次いでＦＭバッファ増幅器９２及びフィルタリング・キ
ャパシタ９４を通る。アンテナ・システム７０の動作は
当該技術において良く理解されている。
【００２６】図５は、アンテナ・モジュール２０内に含
まれる本発明のマッチング回路１００の概略図を示す。
マッチング回路１００は、８８ＭＨｚから１０８ＭＨｚ
の範囲においてアンテナ・グリッド１８と増幅器２４と
の間のインピーダンス・マッチングを与える。マッチン
グ回路１００は、多種の車両設計にわたって用いること
ができるマッチング回路を提供する。アンテナ１０２
は、アンテナ・グリッド１８とアンテナ・フィード線６
２とを表す。アンテナ１０２により受信されたＡＭ及び
ＦＭ信号は、マッチング回路１００によりインピーダン
ス・マッチングされ、車両ラジオ２６の増幅器２４へ最
小パワー損失で送られる。アンテナ１０２と接地との間
に位置する短絡キャパシタ１０４は、スミス・チャート
上で複素アドミッタンスを下側（時計方向）に、短絡キ
ャパシタ１０４のサセプタンス（リアクタンスの逆数）
に等しい、距離について一定のコンダクタンスの円に沿
って移動させる。当該技術において理解されるように、
スミス・チャートは、ラインに沿って移動するとき伝送
線のインピーダンスの図形的指示を与えるインピーダン
ス・チャートである。キャパシタ１０６及びインダクタ
１０８は、アンテナ１０２により受信されるＦＭ信号を
所望の帯域幅に対して同調させ、その結果車両ラジオに
より受信される信号がこれらの帯域幅に制限される。イ
ンダクタ１０８は容量性サセプタンスを中和し、キャパ
シタ１０６のキャパシタンスと組み合わされて、アンテ
ナ負荷アドミッタンスに対して複素共役マッチングを与
えることにより直列共振回路を形成する。マッチング回
路１００はまた、そのＦＭ部分に入るＡＭ信号と、接地
に行くＡＭ信号とに抗するトラップとして作用する。１
つの実施形態において、キャパシタ１０４及び１０６の
値は１８ｐＦであり、インダクタ１０８の値は０．２７
μＨである。しかしながら、キャパシタ１０４及び１０
６及びインダクタ１０８の値は、特定の車体のスタイル
に適合させるよう異なる車両設計に対して変えることが
できる。
【００２７】以下の説明は、本発明の別の実施形態に向
けられている。図６は、車両１０の後部窓であって後部
窓１２を置換するよう構成された後部窓１１２の概略平
面図を示す。外側周辺線１１４は、後部窓１１２のガラ
スの周辺を規定する。二点破線１１６は、後部窓１１２
と部分的に重なる車両１０の車体板金を表す。デフォッ
ガ・グリッド１１８は、複数の平行且つ水平で等間隔の
デフォッガ要素１２０を後部窓１１２の下側位置に有す
る。水平デフォッガ要素１２０は、各端部で共に、２つ
の対向する垂直デフォッガ・バスバー１２２及び１２４
により接続されている。本発明の重要な特徴は、図示の
ように、対称に配置され且つ水平デフォッガ要素１２０
にデフォッガ・グリッド１１８の中央の場所で接続され
ている２つの垂直短絡バー１２６及び１２８の使用であ
る。明らかなように、デフォッガ・グリッド１１８が前
述したデフォッガ・グリッド１４と同じであり、同じ要
領で動作する。
【００２８】アンテナ・グリッド１３２は、後部窓１１
２においてデフォッガ・グリッド１１８より上の上側位
置に取り付けられている。アンテナ・グリッド１３２
は、図示のように、後部窓１１２のほぼ全体の幅に延在
する３つの水平且つ平行で等間隔のアンテナ要素１３４
を含む。アンテナ要素１３４は、それらの端部の双方で
共に、アンテナ要素バスバー１３６及び１３８により電
気的に接続されている。また、アンテナ要素１３４は、
２つの中央に配置された中央要素１４０及び１４２によ
り電気的に接続されている。アンテナ・グリッド１３２
の一端には、図示のように、水平同調スタブ１５０に接
続された２つの垂直同調要素１４６及び１４８を含む同
調グリッド１４４がある。同調グリッド１４４は、多種
の車体のスタイルに対して適正なＦＭ受信を提供するた
めの本発明の重要な特徴である。アンテナ・フィード線
１５２は、中央要素１４２に電気的に接続され、車両ラ
ジオ２６へ送られる受信されたＡＭ及びＦＭ信号をアン
テナ・モジュール２０へ伝送する。デフォッガ・バスバ
ー１２２及び１２４、短絡バー１２６及び１２８、アン
テナ要素バスバー１３６及び１３８、垂直中央要素１４
０及び１４２、及び垂直同調要素１４６及び１４８は全
て、一般に、図示のように、最も近接する側の車体板金
１１６に対して平行である。明らかなように、アンテナ
・グリッド１３２のこれまで説明は、前述のアンテナ・
グリッド１８のそれと整合している。この事について
は、アンテナ・モジュール２０の位置の要件及び前述の
他の要件はアンテナ・グリッド１３２に対して等しく重
要である。
【００２９】アンテナ・グリッド１８は、８８ＭＨｚか
ら１０８ＭＨｚの帯域幅においてＦＭ送信を受信するよ
う設計された。しかしながら、当業者には理解されるよ
うに、他国はＦＭ送信を他の帯域幅に調整している。例
えば、日本はＦＭ送信を７６ＭＨｚから９０ＭＨｚの範
囲に調整している。従って、日本のＦＭ送信と米国のＦ
Ｍ送信の双方に対して用いることができるよう７６ＭＨ
ｚから１０８ＭＨｚの範囲で送信に応答するアンテナ・
グリッドを有することが望ましい。そうすれば、同一の
アンテナ・システムを、米国と日本の双方において作動
される同一車両タイプに対して用いることができる。従
って、アンテナ・グリッド１８は、帯域幅をこの範囲
へ、あるいは別の広帯域範囲へ拡張するよう修正され、
且つ依然低挿入損失と所望のクオリティ・ファクタＱ及
びＶＳＷＲとを許容可能に維持しなければならない。ア
ンテナ・グリッド１３２が米国と日本の双方のＦＭ送信
で使用のため７６ＭＨｚから１０８ＭＨｚの帯域幅でＦ
Ｍ送信を受信することについて説明されるであろう。し
かしながら、アンテナ・グリッド１３２の設計を他の広
帯域周波数範囲へ拡張することができることを強調する
ものである。
【００３０】アンテナの帯域幅が増加するにつれ、クオ
リティ・ファクタＱは減少し、より多くの挿入損失とよ
り高いＶＳＷＲを生じる。広帯域ＦＭ送信を受信するよ
う広帯域幅で共振するように広帯域装置としてアンテナ
・グリッド１３２を働かせるため、且つクオリティ・フ
ァクタＱを保つよう小さい帯域幅共振装置であるよう見
えるため、追加の共振要素がアンテナ・グリッド１３２
に追加され、アンテナ・グリッド１８より帯域幅を増加
させるが許容できるクオリティ・ファクタＱ、ＶＳＷＲ
及び挿入損失を維持する。これらの追加の要素は、図示
のように、下側の２つのアンテナ要素１３４の長さを２
つに切り（ｂｒｅａｋ）、そしてそれらを共に２つの垂
直接続要素１５６及び１５８により接続することを含
む。更に、垂直要素１６２と水平要素１６４とを有する
Ｌ字形状の要素１６０が、図示のように、垂直バスバー
１３６に接続されている。Ｔ字形状の要素１６６は、図
示のように、フィード線１５２と反対側で中央要素１４
２に接続され、デフォッガ・グリッド１１８に向かって
下方に延在する。Ｔ字形状要素１６６は、垂直要素１６
８及び水平Ｔ要素１７０を含む。Ｌ字形状要素１６０及
びＴ字形状要素１６６は、アンテナ・グリッド１３２を
広帯域ＦＭ信号に応答させるよう適用可能な同調を与え
る。
【００３１】一つの実施形態において、下方に延在する
要素１６２は６５ｍｍの長さであり、水平に延在する要
素１６４は１５５ｍｍの長さであり、下方に延在する要
素１６８は８８ｍｍの長さであり、要素１５６と１６８
の間の距離は３８ｍｍであり、中央要素１４０と垂直要
素１５８の間の距離は１７８ｍｍである。更に、水平要
素１５０の長さは１６５ｍｍであり、垂直同調要素１４
６と１４８の間の距離は１１４．３ｍｍであり、端部バ
ー１３８と垂直同調要素１４８の間の距離は８８．９ｍ
ｍであり、中央要素１４０と１４２の間の距離は２２９
ｍｍである。残りの構成要素の寸法は、前述したアンテ
ナ・グリッド１８又は１８′のそれと同じである。
【００３２】図５に示されるマッチング回路１００は、
アンテナ・グリッド１３２のためのマッチング回路とし
て適用可能である。しかしながら、当業者に認められる
ように、他のマッチング回路もまた、アンテナ・グリッ
ド１３２を増幅器２４に対してインピーダンス・マッチ
ングさせるため適用可能である。例えば、図７は、アン
テナ・グリッド１３２を増幅器２４に対してインピーダ
ンス・マッチングさせる本発明の代替マッチング回路１
７４の概略図を示す。マッチング回路１７４は、７６Ｍ
Ｈｚから１０８ＭＨｚの範囲においてアンテナ・グリッ
ド１３２と増幅器２４との間をインピーダンス・マッチ
ングさせる。アンテナ１７６は、アンテナ・グリッド１
３２及びフィード線１５２を表す。アンテナ１７６によ
り受信されたＡＭ及びＦＭ信号は、マッチング回路１７
４に対してインピーダンス・マッチングされ、車両ラジ
オ２６の増幅器２４へ最小のパワー損失でもって送られ
る。直列キャパシタ１７８が、マッチング回路１７４の
ＡＭ出力とＦＭ出力との間に配置され、スミス・チャー
ト上でキャパシタ１７８のリアクタンスと等しい、距離
についての一定抵抗の円に沿って複素インピーダンスを
下側（反時計方向）へ動かす。インダクタ１８０及びキ
ャパシタ１８２がＦＭ出力と接地との間に接続されてい
る。インダクタ１８０は、容量性リアクタンスを中和
し、キャパシタ１８２と組み合わされて、アンテナ負荷
インピーダンスに対して複素共役のマッチングを提供す
ることにより並列共振回路を形成する。マッチング回路
１７４はまた、そのＦＭ部分に入るＡＭ信号と、接地に
行くＡＭ信号とに抗するトラップとして作用する。
【００３３】前述の説明は、本発明の例示的実施形態を
単に開示し記述するものである。当業者は、このような
説明から、また添付図面及び特許請求の範囲の記載か
ら、特許請求の範囲において規定される本発明の精神と
範囲から離れることなく種々の変化、修正及び変更をな
し得ることを容易に認めるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に従ったバックライト・アン
テナ・システムを組み込んでいる車両の背面図である。
【図２】本発明のアンテナ・システムの一実施形態を示
す、図１の車両の後部窓に取り付けられたアンテナ要素
の概略図である。
【図３】本発明のアンテナ・システムの別の実施形態を
示す、図１の車両の後部窓に取り付けられたアンテナ要
素の概略図である。
【図４】従来技術のバックライト・アンテナ・システム
のためのマッチング回路の従来技術の概略図である。
【図５】図２及び図３に示される本発明のアンテナ・シ
ステムのためのマッチング回路の概略図である。
【図６】広いＦＭ帯域幅に応答する本発明のアンテナ・
システムの別の実施形態を示す、図１の車両の後部窓に
取り付けられたアンテナ要素の概略図である。
【図７】図６に示される本発明のアンテナ・システムの
ためのマッチング回路の概略図である。
【符号の説明】
１０：車両 １２、１２′、１１２：後部窓 １４、１４′、１１８：デフォッガ・グリッド １６：アンテナ・システム １８、１８′：アンテナ・グリッド ２０：アンテナ・モジュール ２４：増幅器 ２６：車両ラジオ ３２、１１６：車体板金 ３４、１２０：デフォッガ要素 ４４、４４′、１３４：アンテナ要素 ４６、４８、１３６、１３８：アンテナ要素バスバー ５０、５０′、５２、５２′、１４０、１４２：垂直中
央要素 ５４、５４′、１４４：同調グリッド ５６、５６′、５８、５８′、１４６、１４８：垂直同
調要素 ６０、６０′、１５０：水平同調スタブ ６２、６２′、１５２：アンテナ・フィード線 １００、１７４：マッチング回路 １０２、１７６：アンテナ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01Q 1/32

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両の車両窓に設けられたアンテナ・グ
    リッドを備え、 前記アンテナ・グリッドは、前記窓の全幅にわたり実質
    的に延在する複数のアンテナ要素を含み、 前記アンテナ・グリッドは更に、対向端部で前記アンテ
    ナ要素を接続する第１及び第２の端部バスバーと、中央
    の場所で前記アンテナ要素を接続する垂直中央要素と、
    同調グリッドとを含み、 前記同調グリッドは、前記アンテナ要素に接続された２
    つの垂直同調要素と、前記垂直同調要素に接続された同
    調スタブとを含み、 前記アンテナ要素は、前記車両窓に設けられたヒーター
    ・グリッドのヒーター要素より離れた要素であり、 前記アンテナ・グリッドは更に、前記第１のバスバーに
    接続され且つ前記アンテナ・グリッドと前記ヒーター・
    グリッドの間に延在するＬ字形状の要素と、前記垂直中
    央要素の一つに接続され且つ前記アンテナ・グリッドと
    前記ヒーター・グリッドの間に延在するＴ字形状の要素
    とを含み、 前記アンテナ・グリッドに電気的に接続され、前記アン
    テナ要素により受信された信号に応答するマッチング回
    路を備える車両の車両ラジオ用アンテナ・システム。
  2. 【請求項２】 前記複数のアンテナ要素の第１及び第２
    のアンテナ要素は、離間され且つ第１及び第２の接続用
    垂直アンテナ要素により互いに接続されている請求項１
    記載のアンテナ・システム。
  3. 【請求項３】 前記ヒーター・グリッドが、当該ヒータ
    ー・グリッドのヒーター要素を中央の場所で接続する第
    １及び第２の短絡バーを含む請求項１記載のアンテナ・
    システム。
  4. 【請求項４】 前記マッチング回路は、アンテナ入力、
    ＡＭ出力、ＦＭ出力及び接地接続部を含み、 前記マッチング回路は更に、ＡＭ出力とＦＭ出力との間
    に接続された第１のキャパシタと、ＦＭ出力と接地接続
    部との間に接続された第２のキャパシタ及びインダクタ
    とを含む請求項１記載のアンテナ・システム。
  5. 【請求項５】 前記アンテナ・グリッドが、前記車両窓
    において、前記アンテナ・グリッドと車両の車体板金の
    間に生じるキャパシタンスが前記アンテナ・グリッドと
    前記ヒーター・グリッドの間に生じるキャパシタンスと
    実質的に同じであるような位置に設けられている請求項
    １記載のアンテナ・システム。
  6. 【請求項６】 前記アンテナ・グリッドが前記窓におい
    て当該窓の上側の場所に取り付けられ、前記ヒーター・
    グリッドが前記窓において当該窓の下側の場所に取り付
    けられている請求項１記載のアンテナ・システム。
  7. 【請求項７】 前記アンテナ・グリッド及び前記ヒータ
    ー・グリッドが車両の後部窓内に取り付けられている請
    求項１記載のアンテナ・システム。
  8. 【請求項８】 前記アンテナ・システムが７６ＭＨｚか
    ら１０８ＭＨｚまでのＦＭ周波数範囲に同調される請求
    項１記載のアンテナ・システム。
  9. 【請求項９】 車両の車両窓に設けられたアンテナ・グ
    リッドを備え、 前記アンテナ・グリッドは、前記窓の全幅にわたり実質
    的に延在する複数のアンテナ要素を含み、 前記アンテナ・グリッドは更に、対向端部で前記アンテ
    ナ要素を接続する第１及び第２の端部バスバーと、中央
    の場所で前記アンテナ要素を接続する垂直中央要素と、
    同調グリッドとを含み、 前記同調グリッドは、前記アンテナ要素に接続された２
    つの垂直同調要素と、前記垂直同調要素に接続された同
    調スタブとを含み、 前記アンテナ・グリッドの第１及び第２のアンテナ要素
    は、離間され且つ第１及び第２の接続用垂直アンテナ要
    素により互いに接続され、 前記アンテナ・グリッドは更に、前記第１のバスバーに
    接続されたＬ字形状の要素と、前記垂直中央要素の一つ
    に接続されたＴ字形状の要素とを含む車両の車両ラジオ
    用アンテナ・システム。
  10. 【請求項１０】 前記アンテナ要素は前記車両窓に設け
    られたヒーター・グリッドのヒーター要素より離れた要
    素であり、前記Ｌ字形状要素は前記アンテナ・グリッド
    と前記ヒーター・グリッドの間に延在し、前記Ｔ字形状
    要素は前記アンテナ・グリッドと前記ヒーター・グリッ
    ドの間に延在する請求項９記載のアンテナ・システム。
  11. 【請求項１１】 前記アンテナ・グリッドに電気的に接
    続され且つ前記アンテナ要素により受信された信号に応
    答するマッチング回路を更に備え、 前記マッチング回路は、アンテナ入力、ＡＭ出力、ＦＭ
    出力及び接地接続部を含み、 前記マッチング回路は更に、ＡＭ出力とＦＭ出力との間
    に接続された第１のキャパシタと、ＦＭ出力と接地接続
    部との間に接続された第２のキャパシタ及びインダクタ
    とを含む請求項９記載のアンテナ・システム。
  12. 【請求項１２】 車両の車両窓に設けられたアンテナ・
    グリッドを備え、 前記アンテナ・グリッドは前記窓の全体幅にわたり実質
    的にヒ延在する複数のアンテナ要素を含み、 前記アンテナ要素は、前記車両窓に設けられたヒータ・
    グリッドのヒータ要素により離れた要素であり、 前記アンテナ・グリッドに電気的に接続され且つ前記ア
    ンテナ要素により受信された信号に応答するマッチング
    回路を備え、 前記マッチング回路は、アンテナ入力、AM出力、FM出力
    及び接地接続部を含み、 前記マッチング回路は更に、AM出力とFM出力との間に接
    続された第1のキャパシタと、FM出力と接地接続部との
    間に接続された第2のキャパシタ及びインダクタとを含
    み、 前記複数のアンテナ要素の第１及び第２のアンテナ要素
    は、離間され且つ第１及び第２の接続用垂直アンテナ要
    素により互いに接続されている車両の車両ラジオ用アン
    テナ・システム。
  13. 【請求項１３】 車両の車両窓に設けられたアンテナ・
    グリッドを備え、 前記アンテナ・グリッドは前記窓の全体幅にわたり実質
    的にヒ延在する複数のアンテナ要素を含み、 前記アンテナ要素は、前記車両窓に設けられたヒータ・
    グリッドのヒータ要素により離れた要素であり、 前記アンテナ・グリッドに電気的に接続され且つ前記ア
    ンテナ要素により受信された信号に応答するマッチング
    回路を備え、 前記マッチング回路は、アンテナ入力、AM出力、FM出力
    及び接地接続部を含み、 前記マッチング回路は更に、AM出力とFM出力との間に接
    続された第1のキャパシタと、FM出力と接地接続部との
    間に接続された第2のキャパシタ及びインダクタとを含
    み、 前記ヒーター・グリッドが、当該ヒーター・グリッドの
    ヒーター要素を中央の場所で接続する第１及び第２の短
    絡バーを含む、車両の車両ラジオ用アンテナ・システ
    ム。
  14. 【請求項１４】 車両の後部窓の上側部分に設けられた
    アンテナ・グリッドを備え、 前記アンテナ・グリッドは車両の前記窓の下側部分に設
    けられたヒーター・グリッドから離間され、 前記アンテナ・グリッドは、前記窓の全幅にわたり実質
    的に延在する複数のアンテナ要素を含み、 前記アンテナ・グリッドは更に、対向端部で前記アンテ
    ナ要素を接続する第１及び第２の端部バスバーと、中央
    の場所で前記アンテナ要素を接続する垂直中央要素と、
    同調グリッドとを含み、 前記同調グリッドは、前記アンテナ要素に接続された２
    つの垂直同調要素と、前記垂直同調要素に接続された同
    調スタブとを含み、 前記アンテナ・グリッドは更に、前記第１のバスバーに
    接続され且つ前記アンテナ・グリッドと前記ヒーター・
    グリッドの間に延在するＬ字形状の要素と、前記垂直中
    央要素の一つに接続され且つ前記アンテナ・グリッドと
    前記ヒーター・グリッドの間に延在するＴ字形状の要素
    とを含み、 前記複数のアンテナ要素の第１及び第２のアンテナ要素
    は、離間され且つ第１及び第２の接続用垂直アンテナ要
    素により互いに接続され、 前記ヒーター・グリッドは、当該ヒーター・グリッドの
    ヒーター要素を中央の場所で接続する第１及び第２の短
    絡バーを含み、 前記アンテナ・グリッドは、７６ＭＨｚから１０８ＭＨ
    ｚまでのＦＭ周波数範囲に同調され、 前記アンテナ・グリッドに電気的に接続され且つ前記ア
    ンテナ要素により受信された信号に応答するマッチング
    回路を備え、 前記マッチング回路は、アンテナ入力、ＡＭ出力、ＦＭ
    出力及び接地接続部を含み、 前記マッチング回路は更に、ＡＭ出力とＦＭ出力との間
    に接続された第１のキャパシタと、ＦＭ出力と接地接続
    部との間に接続された第２のキャパシタ及びインダクタ
    とを含み、 前記マッチング回路が前記アンテナ・グリッドに対して
    インピーダンス・マッチングされている車両の車両ラジ
    オ用アンテナ・システム。
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