JP3216993B2 - 自動車用ガラスアンテナ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ノイズ低減が図ら
れた自動車用ガラスアンテナ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のラジオ用のアンテナとしては、
ロッドアンテナ又はリッドアンテナに代わるものとし
て、自動車の後部窓用のガラス板の表面又は内部にＡＭ
用、又はＦＭ用、又はＡＭ・ＦＭ兼用のアンテナ導体を
設けたガラスアンテナが広く普及している。

【０００３】このガラスアンテナはロッドアンテナ又は
リッドアンテナのように外部に突出していないため、危
害を与えることが少ないとともに折られたりすることが
なく、また、錆びたりすることがないので性能の変化が
少なく、また、自動車の外観のデザインを良好にすると
いう利点を有する。

【０００４】このガラスアンテナは、ガラス板に設けら
れているアンテナ導体のパターンを所望の性能が得られ
るようにパターンを設計することで、アンテナ・ゲイン
を高めることができるが、自動車窓用のガラスアンテナ
の場合、ガラス板の面積が充分に広くないため、アンテ
ナ導体と自動車の車体間の距離が狭くならざるを得ず、
そのためアンテナ導体からのリーク電流が多くなり、ア
ンテナ・ゲインが不充分となる傾向がある。

【０００５】また、自動車の後部窓用の場合、通常窓ガ
ラス板に曇り除去用の通電加熱式のデフォッガが所定パ
ターンのアンテナ導体と一緒に設けられているため、特
にヒータとアンテナ導体が近接している場合には、この
曇り除去用通電加熱式のデフォッガの給電部分を通じて
自動車の車体へアースされ、ゲイン損失が生じる。

【０００６】そのため、ゲイン損失を防ぐ目的でチョー
クコイルを曇り除去用の通電加熱式のデフォッガの給電
点の好適な部位に装着することも行なわれているが、か
かるチョークコイルを用いた自動車用ガラスアンテナの
場合、チョークコイルが高周波通電阻止機能を充分持た
ないので、アンテナ・ゲインが低くなる傾向がある。

【０００７】従来のガラスアンテナにおいては、上記し
たようなアンテナ・ゲインの損失を補償するため、図１
３のようにアンテナ導体６の給電端子１１とラジオ受信
機１２との間の給電線の好適な部位に前置増幅器３１を
挿入することが行なわれていた。

【０００８】しかし、前置増幅器挿入のため強電界中に
おいては、混変調などが発生し、ノイズが高くなるとい
う問題点があった。また、この方式の場合にはラジオ受
信機とは別に前置増幅器を設置する必要があるため、か
なり高価となるという問題点や、ガラスアンテナの近傍
に前置増幅器を設置することは前置増幅器用のスペース
確保等で自動車の設計上の制約条件を与えるという問題
点があった。したがって、このような前置増幅器を必要
とせず、しかも高利得で低ノイズの自動車用ガラスアン
テナの開発が望まれていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術が
有していた問題点を解消し、高価な前置増幅器を必要と
せず、かつ高利得で、低ノイズの自動車用ガラスアンテ
ナ装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、自動車の後部
窓ガラス板にヒータ線と該ヒータ線に給電するバスバー
とを有する通電加熱式のデフォッガと、所定パターンの
アンテナ線条を有するアンテナ導体とが設けられた自動
車用ガラスアンテナ装置において、上記デフォッガとア
ンテナ導体とをそれらの一部において、両者間で直流電
流の送受は行なわれないが高周波電流の送受は行なわれ
るように所定間隔をおいて近接させて、アンテナ導体と
デフォッガとの容量結合部分が５０〜１０，０００ｐＦ
になるように容量結合させるとともに、上記デフォッガ
と自動車の後部窓用車体開口部との間で反共振するよう
にデフォッガにリアクタンス回路を接続し、かつ、アン
テナ導体の給電端子と受信機との間に共振回路を挿入接
続し、共振回路が、８２〜５６０μＨのコイルと１０〜
４７０ｐＦのコンデンサと２００Ω〜３ｋΩの抵抗とを
並列接続した並列接続回路を備えることを特徴とする自
動車用ガラスアンテナ装置を提供する。また、リアクタ
ンス回路がチョークコイルを含み、チョークコイルによ
り反共振を起こさせる上記自動車用ガラスアンテナ装置
を提供する。

【００１１】これら技術手段によって、デフォッガに接
続されるリアクタンス回路としてチョークコイルを使用
し、このコイルとデフォッガ・後部窓用車体開口部間の
浮遊容量とによって起きる反共振の周波数を所望の放送
周波数帯域の中心に設定することが最適である。

【００１２】また、アンテナの給電点と受信機との間に
挿入されるマッチング回路は、コイル、コンデンサ及び
抵抗によって構成され、所望の放送周波数帯域に渡って
インピーダンスがほぼ一定となるようにされたリアクタ
ンス回路からなり、受信機の入力端から見たアンテナ導
体、アンテナとしての機能部及びアンテナ・フィーダ線
の部分の上記所望の放送周波数帯域におけるアンテナ・
インピーダンスを若干容量性リアクタンスとなるように
設定することが最適である。

【００１３】

【００１４】

【００１５】以下、本発明を図面に従って、さらに詳細
に説明する。図１において、１は乗用自動車の後部窓用
の透明なガラス板であり、このガラス板１の内側面の被
加熱領域には多数本のヒータ線２と、該ヒータ線２の群
の両端に接続される対向したバスバー３、３’とを有す
る通電加熱式のデフォッガ４が設けられており、該デフ
ォッガ４のバスバー３、３’にはデフォッガリード線
５、５’が接続されている。

【００１６】図２に示したデフォッガ４はデフォッガ４
の両側のバスバーの一方、例えば片側のバスバーを所望
のところから上下に２つに分割し、下側部バスバー３’
ａ、上側部バスバー３’ｂを設け、この下側部バスバー
３’ａには直流電源７側のデフォッガリード線５を接続
し、上側部バスバー３’ｂにはアース側のデフォッガリ
ード線５’を接続して給電された電流が下側部バスバー
３’ａからバスバー３を通ってバスバー上側部３’ｂへ
とコの字状に流れるようにしたものである。

【００１７】図示したデフォッガの例は、ガラス板の横
方向に線幅０．５〜２ｍｍの細い通電加熱ヒータ線を多
数本ほぼ平行に２〜４ｃｍの間隔をおいて、導電性銀ペ
ーストをガラス板の車内側表面にプリントし、焼付けて
形成した通電加熱式のデフォッガである。

【００１８】６は、自動車の後部窓用ガラス板１の上記
デフォッガ４の上部に設けられたＡＭ−ＦＭ兼用又はＦ
Ｍ用のアンテナ導体である。図１、図２、図４、図５に
おいては、このアンテナ導体６とデフォッガ４の一部の
両者近接する部分であるアンテナ導体６ａ部とデフォッ
ガ４ａ部とは、Ａ部分にて容量結合され、両者間で直流
電流の送受は行なわれないが、高周波電流の送受は行な
われるように所定間隔をおいて近接されている。このア
ンテナ導体６ａ部とデフォッガ４ａ部とは、例えば１〜
１０ｍｍ程度の間隔をおいて離間されている。

【００１９】デフォッガ４はアンテナ導体６との容量結
合によって見かけ上、アンテナの一部として機能するよ
うになる。特にラジオ放送のＡＭ帯に対しては、デフォ
ッガ４もＡＭ用アンテナの一部として機能し、ＡＭ帯用
アンテナの実効長が長くなり、受信電波を多く受けら
れ、感度が上昇する。

【００２０】上記したように、デフォッガ４とアンテナ
導体６とは、その一部において容量結合されるようにす
るため、デフォッガ４とアンテナ導体６とは、後部窓用
ガラス板と同一面、通常においては室内側面に形成する
のが最適である。

【００２１】アンテナ導体６のパターンとしては、自動
車の形状、ガラス板の形状、寸法、構成などによりＡＭ
帯ラジオ放送、ＦＭ帯ラジオ放送、ＡＭ帯−ＦＭ帯の両
ラジオ放送、又はテレビその他の放送等用のアンテナと
して最適な性能が得られるパターンが適宜選択、設計さ
れる。

【００２２】図示した例は、自動車の後部窓用ガラス板
１のデフォッガ４の上部にアンテナ導体６を設けている
が、これに限らずデフォッガ４の下部に設けてもよい
し、又はデフォッガの上下部に夫々設けてもよいし、又
はその他の余白部に設けてもよい。

【００２３】また、アンテナ導体としては前述したデフ
ォッガのヒータ線と同様に、ガラス板面に導電性銀ペー
ストを所定のパターンにプリントして焼付けた線条のプ
リントタイプのものが最も一般的であるが、これに限ら
ず所定パターンの透明電導膜や極細電導性ワイヤからな
るアンテナ導体であってもよい。

【００２４】そして、本発明においては、直流電源７と
デフォッガリード線５、５’との間に、直流電源７から
デフォッガ４への電流は流すがラジオ放送周波数帯域等
の高周波帯域の電流は遮断するようにリアクタンス回路
モジュール８が挿入される。このリアクタンス回路モジ
ュールによりデフォッガ４のヒータ線２とバスバー３、
３’とを高周波的に浮かすことができ、ヒータ線２及び
バスバー３、３’に誘起されたラジオ放送等の高周波帯
域の電波による電流がアースへ流れるのを防止でき、誘
起された電流を漏れなくラジオ受信機に送ることができ
る。

【００２５】リアクタンス回路モジュール８内の９は高
周波用のチョークコイルであり、ラジオ放送帯等の高周
波帯において高インピーダンスとなり、また磁気残留防
止となる特性を有するもの、例えば、磁気コアにバイフ
ァイラー巻をした高周波チョークコイル、又は閉磁路か
らの電流によって生じるコイルの磁束を互いに打ち消す
方向に巻かれている高周波チョークコイル、又は、磁気
飽和度の高いコアを用いる高周波チョークコイルなどが
使用される。リアクタンス回路モジュール８内のコンデ
ンサ１０はラジオ放送帯等の高周波帯において周波数成
分の高い雑音性の電流に対しては電気的に短絡するもの
である。

【００２６】また、本発明の一態様においては、アンテ
ナ導体６の給電端子１１とラジオ等の受信機１２との間
の経路の所望の位置に共振回路であるマッチング回路１
３が挿入され、アンテナ導体６に誘起された高周波電流
はマッチング回路１３によってインピーダンスが受信機
１２のインピーダンスと一致ないしは近似するように制
御され、受信機１２へ送られるようにされる。

【００２７】このマッチング回路１３は、基本的にはコ
イル１４、コンデンサ１５、コイル１６及び抵抗１７の
各素子により構成された回路よりなり、所望の放送周波
数帯域にわたってインピーダンスがほぼ一定となるよ
う、かつ受信機の入力端から見たアンテナ導体６及びア
ンテナとしての機能部、即ち、アンテナ導体６と近接
し、容量結合によって、アンテナとしても機能するデフ
ォッガ部４及び受信機の入力端までのアンテナフィーダ
線のそれぞれを合わせた部分の上記所望の放送周波数帯
域におけるアンテナインピーダンスを若干容量性リアク
タンスとなるように各素子の特性値が選択される。これ
によって受信機１２とアンテナ全体とのインピーダンス
のマッチングをとり、効率のよいアンテナシステムを得
ることができる。

【００２８】また、アンテナ導体６及びデフォッガ４は
通常導電性銀ペーストをガラス板面にプリント印刷し、
焼付けることによって形成されたものが用いられるが、
この場合隣接するアンテナ導体６ａ部とデフォッガ４ａ
部との間において、プリントされた銀のマイグレーショ
ン等が起こり、両者が短絡する危険性がある。この場
合、受信機１２に大電流が流れてしまうので、これを防
ぐために、アンテナ導体６の給電端子１１とマッチング
回路１３との間に直流阻止用のコンデンサ１８を挿入し
てもよい。

【００２９】本発明の自動車用ガラスアンテナ装置、特
にＡＭラジオ放送受信用の乗用自動車の後部窓用の自動
車用ガラスアンテナ装置のマッチング回路において、コ
ンデンサ１８は５６０ｐＦ〜１μＦ、コイル１４は８２
〜５６０μＨとするのが好ましい。コンデンサ１５は１
０〜４７０ｐＦ、コイル１６は８２〜５６０μＨ、抵抗
１７は２００Ω〜３ｋΩとする。デフォッガに接続され
るチョークコイルは０．２〜２μＨとするのが好まし
い。アンテナ導体６ａ部とデフォッガ部４ａ部との容量
結合部分Ａは５０〜１０，０００ｐＦとする。アンテナ
導体６の給電端子１１と受信機１２の入力端との間のア
ンテナケーブル部分は、高周波電流が有効に伝送される
ようにするのが好ましい。

【００３０】

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【００３４】

【００３５】

【００３６】

【００３７】

【００３８】

【００３９】

【００４０】

【００４１】

【００４２】

【００４３】

【００４４】上記したアンテナ装置は、広帯域にわたっ
て、ＡＭラジオ放送を前置増幅器なしで受信可能な自動
車用広帯域ＡＭガラス・アンテナである。アンテナから
の白色雑音の発生は、アンテナ・インピーダンスの純抵
抗分によって内部発生する場合と、外部からの混入の場
合がある。一般に、雑音エネルギーは純抵抗に比例する
ことが知られている。

【００４５】本発明では、アンテナ・インピーダンスは
低いため、低ノイズ・アンテナといえる。さらに、チョ
ークコイル９とコンデンサ１０によって構成されるフィ
ルタにより、直流電源７からの雑音を防止できる。した
がって、リアクタンス回路８はなるべくアンテナ近傍に
設置することが望ましい。

【００４６】

【作用】本発明の自動車用ガラスアンテナ装置におい
て、リアクタンス回路モジュール８のチョークコイル９
と、デフォッガ４・後部窓開口部１９間の静電容量によ
って反共振現象を作り、所望の放送周波数帯域の低周波
側の周波数ｆ₁ と、高周波側の周波数ｆ₂ との間の中心
値ｆ₀ が反共振周波数となるように設定する。例えばＡ
Ｍ放送周波数帯においてはｆ₁ ≒５００ｋＨｚとｆ₂ ≒
１５００ｋＨｚの間の中心値ｆ₀ ≒１０００ｋＨｚが反
共振周波数となるように設定すれば、図３（ａ）のよう
にｆ₀ でデフォッガ部４、即ちヒータ線２とバスバー４
の導電性材料によって形成されるデフォッガ４のインピ
ーダンスが最大となる。

【００４７】即ち、デフォッガ４から車体側の後部窓開
口部１９への漏れ電流が最小となって、デフォッガ４に
到来放送電波によって誘起された高周波電流が車体側に
流れて感度が低下するのを防止できる。

【００４８】また、デフォッガ４とアンテナ導体６と
は、近接したアンテナ導体６ａ部とデフォッガ４ａ部と
の間の容量結合によって所望の放送周波数帯域におい
て、高周波的に接続された状態となるので、デフォッガ
４もアンテナとして機能するようになり、アンテナ導体
６の給電点１１から見たアンテナ導体及びアンテナとし
ても機能するデフォッガ４のアンテナ部分のインピーダ
ンスを高くでき、かつチョークコイル９とデフォッガ・
後部窓開口部１９間の浮遊容量とによるＱ値（Quality
Factor）を最適な値とすることにより図３（ｂ）のよう
にこの給電点１１から見たインピーダンスと受信機入力
インピーダンスの比を１に近づけることによりアンテナ
から受信機への電力効率を良好にすることができ、アン
テナに生じた到来電波による誘起電流を漏れなく受信機
側に送ることができる。

【００４９】また、アンテナ導体６の給電端子１１と受
信機１２との間に図１、図２、図４、図５に示されるよ
うなコイル１４、コンデンサ１５、コイル１６及び抵抗
１７の各素子により構成されたリアクタンス回路を有す
るマッチング回路１３が挿入されるが、このリアクタン
ス回路において、このインピーダンスはコンデンサ１５
とコイル１６による反共振周波数を上記したような所望
の放送周波数帯域の中心値であるｆ₀ に設定し、かつ抵
抗１７をコンデンサ１５とコイル１６と並列に挿入する
ことによってＱ値（Quality Factor）を最適な範囲とす
ることによって所望の放送周波数帯において図３（ｃ）
のようになだらかなものとすることができ、各周波数帯
において高い受信感度を得ることができる。

【００５０】さらに、並列に挿入されたコンデンサ１
５、コイル１６及び抵抗１７から構成される共振回路に
直列にコイル１４を接続することによって所望の放送周
波数帯の中心値ｆ₀ と高周波側の周波数の上限ｆ₂ の領
域における容量特性リアクタンスを打ち消し、より平坦
な誘電性リアクタンスを持つようにできる。このよう
に、受信機１２の入力側からアンテナを見たインピーダ
ンスが若干容量性リアクタンスを持つことによって、ロ
ーパスフィルタ（Low Pass Filter ）の役割を与え、雑
音を吸収できるようになり、低雑音アンテナを得ること
ができる。

【００５１】図３（ｄ）は、本発明により得られたガラ
スアンテナ装置の受信機の入力端の所望の放送周波数帯
における電圧特性を示した図面であり、この図から見ら
れるように上記帯域でなだらかなアンテナ特性が得られ
る。

【００５２】

【実施例】図２に示した本発明の自動車用ガラスアンテ
ナ装置において、コンデンサ１８は１０００ｐＦ、コイ
ル１４は２２０μＨ、コンデンサ１５は２７０ｐＦ、コ
イル１６は２７０μＨ、抵抗１７は１ｋΩ、アンテナ導
体６ａ部とデフォッガ４ａ部との容量結合部分は１００
ｐＦ、チョークコイル９は２００μＨ、コンデンサ１０
は２μＦ、アンテナ導体６の給電端子１１と受信機の入
力端１２との間のアンテナケーブル部分は３０ｐＦ／ｍ
のものをそれぞれ用いたとき、このガラスアンテナ装置
のＡＭ放送帯に対するアンテナゲイン及びＳ／Ｎ比の特
性は図６、図７のようになり、高利得、低雑音のＡＭ用
ガラスアンテナ装置が得られた。

【００５３】また、図４は図２に示した本発明に係る自
動車用ガラスアンテナ装置を変更した例である。図４に
おいて、コイル２０はＦＭ放送用前置増幅器２１を通る
ＦＭ搬送周波数帯において、共振せず信号を遮断させる
ものであり、コイル２０はその周波数帯の中心に自己共
振周波数を持つものである。ＦＭ放送用前置増幅器２１
及びマッチング回路２２から出された信号は同軸ケーブ
ル２３を経て受信機モジュール２４に伝達される。

【００５４】同軸ケーブル２３のキャパシタンスは小さ
い程ふさわしく、５０ｐＦ／ｍ〜２００ｐＦ／ｍが好ま
しい。分波回路２５にはＡＭ及びＦＭが混在した信号が
伝達されてくる。これを分波回路２５を利用してＡＭ用
受信機３０、ＦＭ受信機２６に各々、分波して入力され
る。

【００５５】図５は図２を変更した例である。アンテナ
導体６はＡＭ−ＦＭアンテナと兼用であるので、リアク
タンス回路２７において、ＦＭ周波数帯においてはコン
デンサ２８、１５、１８によって受信信号は通過する
が、ＡＭ周波数帯においては、リアクタンス回路２７は
マッチング回路となる。前置増幅器２９はＡＭ帯域では
通過するが、ＦＭ帯域では増幅されるものである。した
がって、リアクタンス回路２７及び前置増幅器２９を通
る信号はＡＭ・ＦＭ両方が可能である。

【００５６】上記したマッチング回路１３、２２又はリ
アクタンス回路２７はガラス板１面上、又はガラス板１
に近接して実装することが可能である。

【００５７】

【発明の効果】本発明によれば、前置増幅器なしで、高
利得、低ノイズの受信性能の高い自動車用ガラスアンテ
ナを提供できる。特に、本発明によれば、ＡＭラジオ放
送を高利得、低ノイズで受信でき有用である。本発明は
ＦＭラジオ放送、その他の放送波に対しても同様に適用
可能である。

【００５８】したがって、前置増幅器を除くことがで
き、コストダウンが図ることができる。また、従来にお
いてはガラスアンテナ近傍に前置増幅器を設置しなくて
はならず、それによって自動車の設計上の制約条件があ
ったが、本発明によれば、簡素な共振回路を装着するだ
けで済むので、上記制約条件を解消できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動車用ガラスアンテナ装置の全
体を説明する概略図

【図２】本発明に係る自動車用ガラスアンテナ装置の全
体を説明する概略図

【図３】本発明に係る自動車用ガラスアンテナ装置の電
気特性図

【図４】本発明に係る自動車用ガラスアンテナ装置の全
体を説明する概略図

【図５】本発明に係る自動車用ガラスアンテナ装置の全
体を説明する概略図

【図６】本発明に係る自動車用ガラスアンテナ装置の実
施例に係る特性図

【図７】本発明に係る自動車用ガラスアンテナ装置の実
施例に係る特性図

【図８】従来例に係る自動車用ガラスアンテナ装置の全
体を説明する概略図

【符号の説明】

１：ガラス板 ２：ヒータ線 ３、３’、３’ａ、３’ｂ：バスバー ４：デフォッガ ５、５’：デフォッガリード線 ６：アンテナ導体 ７：直流電源 ８：リアクタンス回路モジュール ９：チョークコイル １０：高周波短絡用のコンデンサ １１：アンテナ導体の給電端子 １２：受信機 １３、２２：マッチング回路 １４：コイル １５：コンデンサ １６：コイル １７：Ｑ値制御用の抵抗 １８：直流防止用コンデンサ １９：自動車車体の後部窓開口部 ２０：ＦＭ放送波帯遮断用のコイル ２１：ＦＭ放送用前置増幅器 ２３：アンテナ用の同軸ケーブル ２４：受信機モジュール ２５：ＡＭ及びＦＭ放送波の分波回路 ２６：ＦＭ用ラジオ受信機２７：リアクタンス回路 ２８：ＦＭ受信波に対するバイパス用のコンデンサ ２９：前置増幅器 ３０：ＡＭ用ラジオ受信機 ３１：前置増幅器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 合議体 審判長 佐藤 秀一 審判官 武井 袈裟彦 審判官 大日方 和幸 (56)参考文献 特開 昭58−196702（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−64257（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−131704（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−180451（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−256303（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−1346（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自動車の後部窓ガラス板にヒータ線と該ヒ
   ータ線に給電するバスバーとを有する通電加熱式のデフ
   ォッガと、所定パターンのアンテナ線条を有するアンテ
   ナ導体とが設けられた自動車用ガラスアンテナ装置にお
   いて、 上記デフォッガとアンテナ導体とをそれらの一部におい
   て、両者間で直流電流の送受は行なわれないが高周波電
   流の送受は行なわれるように所定間隔をおいて近接させ
   て、アンテナ導体とデフォッガとの容量結合部分が５０
   〜１０，０００ｐＦになるように容量結合させるととも
   に、 上記デフォッガと自動車の後部窓用車体開口部との間で
   反共振するようにデフォッガにリアクタンス回路を接続
   し、かつ、アンテナ導体の給電端子と受信機との間に共
   振回路を挿入接続し、 共振回路が、８２〜５６０μＨのコイルと１０〜４７０
   ｐＦのコンデンサと２００Ω〜３ｋΩの抵抗とを並列接
   続した並列接続回路を備えることを特徴とする自動車用
   ガラスアンテナ装置。
2. 【請求項２】リアクタンス回路がチョークコイルを含
   み、チョークコイルにより反共振を起こさせる請求項１
   に記載の自動車用ガラスアンテナ装置。