JP3342487B2 - 車両の窓ガラス近傍の無線アンテナ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は自動車の窓ガラス近傍の無線アンテナ装置に
関するものである。

（従来技術） 例えばＣ−回路網またはＤ−回路網自動車電話用の無
線アンテナは良好なアンテナ作用のためにロッド形状ま
たは他の形状で自動車の屋根の後端の近くに取付けられ
ているかまたは接着アンテナとして後部窓ガラスに接着
されている。各々の場合においてアンテナは自動車の車
体から外側に突出しており、それゆえ例えば窓ガラスア
ンテナに対抗して外部アンテナと称されている。

アンテナは透過率について典型的には25Wまで作用す
る。取付けが簡単なために、後部窓ガラスに接着させか
つアンテナ信号を窓ガラスを通して結合させるアンテナ
が特に好都合である。自動車の後部ガラスに接着させる
このようなアンテナ装置は例えばドイツ国特許第393180
7A1号明細書から公知である。

電磁放射線は即ち電磁界はアンテナに隣接する窓ガラ
スの開口部を通して自動車の内部に進入する。屋根の後
端上の従来の取付け地点において、又は後部窓ガラス上
の接着アンテナの場合において、それは主として後部窓
ガラスである。しかし、隣接する他の窓ガラスの開口
部、例えば後方サイド窓ガラスの開口部も自動車の内部
に電磁界を結合することに関係している。

現代の後部窓ガラスは複合又は積層ガラスの２つのガ
ラス板間に埋設されている水平に配設されているプリン
ト導体、又は複数の水平ワイヤにより形成されている窓
ガラス加熱体を有している。このような導体構造は自動
車の内部に対する電磁界の結合に関して一定の遮蔽作用
を有しておりかつ加熱場を有していない後部窓ガラスに
比較して電磁波の強度を減少する。しかしながら、加熱
装置の形成に関して特別な構成を施していない場合に、
この作用は僅かである。これは無線装置において垂直分
極が使用されそして無線アンテナが自動車の長手方向軸
線に対して常に中心に配置されることから生じる。発生
する電磁界形状は水平に配置された熱導体が電流をアン
テナ基線に案内するのに適していないようになつてい
る。従って、通常の加熱場の遮蔽作用は低い。

特別な場合において、最大窓ガラス寸法に対して直交
的に配置されかつ窓ガラスの上縁及び下端に母線を有す
る熱導体をも使用されている。平面的に蒸着されている
金属層を有する窓ガラスが同様に今日の技術で実現し得
る。この方法で加熱された窓ガラスは電磁界形状に関し
遮蔽作用について非常に良好な先決条件を備える。それ
にも拘わらず、従来技術により構成された窓ガラスの加
熱装置の接地率は無線装置の周波数に関して不確定であ
るので、遮蔽作用は現在なお不適切である。

測定することにより明らかな通り、自動車の車内に発
生する電磁界の強さは一般的に大きい。自動車の屋根の
後端近くの車体に取り付けられている自動車無線アンテ
ナに代表的に利用される25Wまでの送信出力は後部座席
の乗客の頭の範囲においてドイツ工業規格−設計0848
（DIN Draft 0848）に規定された限界値に達するかま
たはそれを超える電磁界強度を生じる。

ガラスに接着されたアンテナの場合においてこの状況
はさらに問題を含んでいる。主としてアンテナ基線の近
傍には非常に高い電磁界強さが生じるので、ドイツ工業
規格−設計0848（DIN Draft 0848）による規定されて
いる限界値は後部座席の大部分の範囲において超過す
る。この場合にアンテナの特別な構造形状は電磁界の分
配にかなりの影響を及ぼす。

これらの場合に自動車の乗客に対する危険は排除する
ことができない。

（発明の開示） 本発明の目的は自動車の座席中の電磁界を十分に減少
させ、外部アンテナの出力を無線操作に関して十分に保
持させるアンテナ装置を提供することにある。

この目的は窓ガラスを通して入射する電磁放射線に関
し光学的にはほぼ透過するが、しかし無線放送周波数範
囲の無線波ではほぼ不透過である無線放送周波数範囲に
関して低い表面抵抗を有する導電性材料から成る平らな
構造体を外部アンテナの近くの窓ガラス上に設け、この
構造体を無線放送周波数範囲について構造体の少なくと
も１つの端縁において金属車体と低インピーダンスで接
続させ、外部アンテナにより発生された電磁放射線から
自動車の内部が適切に遮蔽されるように構造体の寸法を
選択したことを特徴とする本発明の自動車無線アンテナ
装置により解決することができる。

特に、本発明の利点は座席室内に生じる電磁界強さが
今日の普通の最大送信出力においてドイツ工業規格−設
計0848の限界値以下に確実に保持され得るので、本発明
によるアンテナ装置を屋根アンテナにもまた接着アンテ
ナの両方に問題なく使用することができることにある。
それにより本発明によるアンテナは乗客の安全性に危険
を及ぼす従来技術の欠点を回避することができる。

特に大きな利点は不必要な技術的経費を避けることが
できるように減少の範囲が構造体の大きさ、配置および
形状の選択により最大の送信出力またはアンテナの型式
のごときその場合の要件に適合させることができること
にある。

本発明によるアンテナ装置を備えている自動車におい
て、さらに他の実質的な利点は構造体を有する自動車の
窓ガラスを加熱できかつまた従来の自動車の窓ガラスの
機能を制限させないで、無線受信用のアンテナ構造とし
て適している。

（発明を実施するための最良の形態） 図1aおよび図1bは従来技術によるアンテナ装置を示
す。図1aに示した実施例において、外部アンテナ１は自
動車の屋根の後端に取付けられかつ窓ガラス２により閉
じられた窓ガラスの開口部の近くに配置されているアン
テナである。図1bに示した実施例において、外部アンテ
ナ１はそのアンテナ基線10が自動車の窓ガラス２の外側
に固定されているアンテナである。一般的に、これは接
着により行われ、接着アンテナとして知られている。

アンテナ１と無線装置との間の信号接続は同軸線18を
介して従来の方法で行われる。図1aに示した実施例にお
いて同軸線18の外部導体は従来の方法のようにアンテナ
基線の近くにおいて車体３と電気的に導体接続されてい
る。図1bに示した実施例において、同軸線18の外部導体
はアンテナ基線10の近傍で電気的に伝導させるようにで
車体と接続されている。

送信中に、電束線17が外部アンテナ１から進出し、そ
して金属車体に向かって接近する。誘電変位電流が電束
線17と結合する。これらの電流は表面電流としてアンテ
ナ基線を中心に金属車体３を取り囲む。更に図1bおよび
図1bには示していないが、電束線17に垂直に延伸する、
即ち図面の平面を通過する磁束線も存在する。

図1aおよび図1bに示したように、従来技術によるアン
テナ装置において、ある電束線17とある磁束線とが開口
部を通って、車体に、例えば、窓の開口部を通って座席
室に入りそして金属車体３に対して内部空間をふさぐ。
電磁界の範囲ある人はそれにより電磁エネルギを受け
る。

とくに高い電磁界の強さが必然的に外部アンテナ１の
すぐ近くに生じる。従って図1aに示した実施例におい
て、アンテナに隣接しかつ窓ガラス２に対応する窓ガラ
スの開口部の部分即ち窓ガラスの上方区域に特に高い濃
度の電磁界が生じる。後部窓ガラスおよび屋根の後端に
取付けられた外部アンテナの場合において、後方の座席
乗客者はとくに頭の範囲において危険にさらされる。危
険は送信出力のレベルが増大するにつれて必然的に増大
する。

接着アンテナの場合に、図1bに示したように、従来技
術のアンテナ装置においてアンテナ基線10のすぐ近くに
車体の電位について十分に大きな金属対向面が存在しな
いので、非常に多くの電束線が室内に到達する。このた
め、高い強度の電磁界が自動車内部に認められる。接着
アンテナにおいて金属車体３と同軸ケーブル18の外部導
体との電気接続は簡単な取付けのためにアンテナ基線10
の近傍で行なわれている。従って、同軸ケーブル18には
外装波が伝播し、アンテナ基線から遠い距離においても
内部空間に高い濃度の電磁界が生じる。「ラジアル」と
して窓ガラス上に配置させた特別な導体を有するアンテ
ナは自動車内部に望ましくない強さの電磁界に関して改
善を生じない。

図1bにおいて後部窓ガラスの１部分は現在一般的であ
るように熱場20で被覆されている。加熱される区域は窓
ガラス２の下部に配置されかつ窓ガラス開口部の全体よ
り小さいので、接着アンテナ１は熱場の上方の不要の空
間に取り付けることができる。熱場の加熱導体は直流を
供給するワイヤ24が接地車体と、又は相当に長い距離に
おいてバツテリのプラス端子と接続されているので、無
線放送周波数に対して車体３と低インピーダンスの電気
接続を備えていない。直流を供給するワイヤ24の位置お
よび長さ（本発明によるアンテナ装置の場合に関しては
図７参照）は自動車の特別な観点を考慮して従来技術に
より構成されかつ無線放送周波数に対する電気的な作用
に向けては調整されていない。

従って、実際において通常の熱場は外部アンテナ１に
より内部空間に放射される電磁波の結合について僅かな
遮蔽作用のみを有する。電磁界は図1bに示したように実
質上弱められることなく熱場20を通して内部空間内に侵
入する。

本発明によるアンテナ装置は電磁波の結合を内部空間
において十分に減少でき、それを以下に説明する。かか
るアンテナ装置は図２に断面図で示され、そして図３に
屋根の後端に取付けた外部アンテナ１の実施例として平
面図で示されている。

図1aと比較して図２または図３に示した実施例におい
て窓ガラス２は無線放送周波数範囲において低い表面抵
抗を有する導電性材料からなる平面の平らな構造体４を
備えている。本発明による利点を達成するために、全体
として電磁界波インピーダンスより十分に低いインピー
ダンスの表面抵抗が構造体４により無線放送周波数範囲
に対して有効である。構造体４は遮蔽作用に適しそして
外部アンテナ１に発生する電磁界が自動車の内部に入り
込むのを有効に防止することができる。

現在の技術的可能性において構造体４は例えば被覆層
の形式において平らに蒸着させることができる。この金
属層は光の透過を保持しかつ無線周波数に必要な低イン
ピーダンスを達成するように非常に薄く蒸着されてい
る。

シルクスクリーン印刷により適用されている印刷され
た熱場から公知であるような、個々の導体からなる構造
体は本発明によるアンテナ装置に適している。内部空間
内に対する電磁界の結合を減少させる点に関して所望の
作用を達成するために、構造体の幾何学的形状に関して
さらに以下で説明する本発明の構成に従わねばならな
い。蒸着被覆層を印刷された導体の構造体に結合するこ
とも好都合である。

金属導体中の表皮効果のため高周波無線波の僅か侵入
深さが小さい結果として、例えば窓ガラスを加熱するた
めの直流についてインピーダンスが高い非常に薄い被覆
層で十分である。直流にとって必要な低インピーダンス
は印刷導体によつて調整され得る。

本発明の利点を達成するために、構造体４の少なくと
も１つの端縁、又は１つの境界は金属車体３に対して低
インピーダンス接続を備えねばならない。図２または図
３の場合において、これは構造体４の４つのすべての端
縁で行なわれており、その結果、本発明の意味において
とくに高い作用の利点を生じる。図２および図３に示し
た実施例において、窓ガラス２は今日一般的な方法で車
体３に組み込まれかつ接着剤のビーズとして窓ガラスの
外端に平行に付着されている窓ガラス接着剤13によつて
車体に機械的に接続されている。

無線放送周波数に関する低インピーダンス電気接続は
多くの場合にとくに簡単に行うことができ、それゆえ図
２および図３に示した実施例に表示したように、平面に
互いに対向して配置された車体の対向端縁と接着剤のビ
ーズを介して構造体の端縁とにより好都合な方法で行う
ことができる。

必要とする低インピーダンスの接続は例えば銀を含有
し、かつ良好な導電性を有する接着剤13によつて達成さ
れ得る。この方法において、構造体４は車体の電位とな
る。車体３に対する低インピーダンス接続は本発明によ
るアンテナによつて基本的に異なる方法で行うことがで
きる。上述した導電性接着剤の使用は電気的には理想的
であるが、このような接着剤はコスト的に高いのが欠点
である。

構造的な理由から、ガラスパネルが接着されている現
代の自動車において、窓ガラス２と車体３との間にはガ
ラスの端縁に沿って常に１ないし2cmの幅の重なり合う
区域が存在する。接着剤のビーズによる構造体４と車体
３の対向面との間の３ないし4mmの比較的僅かな距離は
容量結合を生じ、該容量結合は、大きな表面積の配置の
ために、この範囲に配置されたガラス接着剤が１より大
きい誘電率を有するとき、十分に低いインピーダンスの
容量接続を具現する。これは５より大きいε_ｒ値を有す
る現在利用されているガラス接着剤を備えた場合であ
る。

本発明によるアンテナ装置が好適に使用されている無
線放送周波数範囲は一般にUHF範囲またはそれより高い
周波数を有しているので、この方法で形成された容量は
構造体４と車体３との間に十分に低いインピーダンスの
接続を達成するために十分である。

現在利用されている窓ガラス接着剤は高周波において
僅かな損失を有するが、しかし他方では高いすす成分の
ために大きな損失を有するので、容量結合に加えてさら
に高いインピーダンスの導電性を生じる。窓ガラス接着
剤の利用は無線放送周波数に関して車体と構造体４との
間の低インピーダンス接続を確実に付与する。

しかし、本発明によるアンテナ装置に必要な構造体４
と車体３との間の低インピーダンス接続は点形状で行う
こともできる。この可能性は図６に断面図でかつ図７に
平面図で示す。この実施例において、窓ガラスは上述し
たようなゴム密封体で車体に挿入されるものとする。そ
の結果、車体３に対する十分に低いインピーダンス接続
は構造体４および車体３の端縁がそれらの端面側におい
て互いに対向して配置されているだけであるので常に備
えられない。構造体４と車体３との間のインピーダンス
を測定することにより定めることができる低インピーダ
ンス接続が十分でない場合に、構造体４から車体３まで
の１つまたはそれ以上のワイヤーブリツジによつて独占
的にまたは補充方法で低インピーダンス接続が保証され
る。

短いワイヤーブリツジを有する場合でも問題の無線装
置が運転される周波数範囲にとって、即ち約10nH/cmの
自己インダクタンスのために実質上約400MHz以上におい
て、ワイヤーブリツジの低インピーダンスはまだ十分で
はない。これはそれ以下にすることが困難である約10cm
の長さを有するワイヤーブリツジのためにＣ−回路網周
波数範囲において約280オームの誘導インダクタンスを
生じる。直列接続の容量12を有するワイヤーの自己イン
ダクタンスを補充することにより無線放送周波数用の低
インピーダンスを再び生じさせ得る。実施例において、
約1.2pFの容量が必要である。この方法で構造体４の接
続地点25と車体３の接続地点33との間に有効な低インピ
ーダンス接続が生じる。

構造体４上の接続地点25の位置は電気的に非常に好都
合な作用を備えるために、大きな逆流がアンテナ基線10
に向かって流れるところに好都合に選択されている。図
６に示した実施例において、この位置はアンテナ基線10
のすぐ近くの上方端部で、窓ガラスの対称軸線である。
接続地点33は好ましくは車体上で接続地点25からできる
だけ短い距離に選ばれている。この結合は直列共振電気
特性を有する。

ワイヤーブリツジによる低インピーダンス接続のこの
構造の欠点は取付けおよび接触についてのコストがかか
ることにある。接続地点25に関する車体３と構造体４と
の間の有効な低インピーダンス接続は電気等価変換方法
によつてかつ線路変成を介して同じ作用を行うような方
法で達成させることができる。これは好都合にワイヤー
ブリツジを取付けるためのコストを減じる。

本発明によるこのような実施例は第８図に示す。この
実施例において、線路特性は構造体４の上方境界又は上
端縁と構造体４に対向して配置された金属車体３との間
に備えれらている。構造体４は左側と右側に開路を形成
している。各開路は長さ36または37に依存して対称垂直
線上の構造体４と車体３との間に作用しかつ適宜に選択
された寸法36,37に直列共振特性を有する交流短絡を生
じるインピーダンスに変換される。構造体４及び対称軸
線の左側及び右側に横たわる構造体４の寸法36または37
の範囲は鏡像的に等しく構成されている。従って、構造
体４の全体の水平寸法は寸法36および37の合計として寸
法27で付与されている。この課題を履行のための寸法36
及び37は四分の一波長変成または同様の特性を有する変
成（四分の一波長の全ての奇数の倍数による）を生じ
る。正確に必要な寸法36及び37は線路変成が行われる線
路の電磁界が自由空間波長から分かれる幾らか短い有効
波長を生じる窓ガラス２に存在するので、対称軸線上の
構造体４と車体３との間のインピーダンスを測定するこ
とにより決定される。

従って、本発明によるアンテナ装置の結果として、外
部アンテナ１から進む電束線は構造体４上で終端し、そ
して非常に弱められて内部空間内に侵入する。これは磁
束線に関しても同様である。それ故え、無線アンテナの
電磁界が自動車の内部空間に侵入するのを広範囲にわた
って防止する。

本発明によるアンテナ装置において、自動車の内部空
間における電磁界の大きな減少の利点は構造体４が窓ガ
ラス開口部の表面全体にわたつて延伸するとき、非常に
有効となる。しかしながら実際には構造体４を窓ガラス
のとくに重要な範囲にのみ備えることによりその効力が
達成され得る。

本発明による利点を達成するための特に重要な範囲は
図２の実施例において、外部アンテナ１の基線の近くの
部分、即ち自動車の窓ガラス２の上方中央区域である。
周知のごとく、この場所に最も高い電磁界集中が生じ
る。同様に接着アンテナとして構成（図４および図５）
された外部アンテナ１の場合においてアンテナ基線10の
まわりの区域がとくに重要である。

他方、乗客の身体の一部分が窓ガラス２の範囲に近づ
くことも考慮する必要がある。このため、後部座席の乗
客の頭が窓ガラス２に非常に接近するかも知れないの
で、窓ガラスの上方区域が非常に重要である。それに比
較して、窓ガラス２の下方区域は後部座席の乗客の身体
から相当離れる。これは窓ガラス２が比較的平らに配置
されるとき、とくに当てはまる。

従って、外部アンテナ１が窓ガラス２の中央部にまた
は車体３の近傍に取付けられたとしても、構造体４の有
効性は一般に窓ガラスの上方区域においてかつこの上方
区域の中心においてとくに大きい。同様の理由から、構
造体４は窓ガラス２の下方区域まで延伸させる必要はな
く、そして少なくとも僅かな技術的経費により実質的な
欠点なしにこの範囲に構成させることができる。

図４はこの点が考慮される接着アンテナ１用の本発明
によるアンテナ装置を断面図で示す。図５は同様の装置
をさらに平面図で示す。アンテナの基線即ち、接着アン
テナ１が接着されている窓ガラスの区域が符号10で示さ
れている。本発明によるアンテナ装置において、この取
付け地点10はアンテナ１の基線10の範囲にとくに高い電
磁界集中が生じるので、構造体４により被覆されている
区域の内側に配置されている。

このようなアンテナにおいて窓ガラスに機械的な結合
を形成する窓ガラスに対面する接着アンテナ１の面は十
分な容量の低インピーダンス接続が備えられるような方
法で窓ガラスを通して窓ガラスの内側に備えた金属対向
面14に金属的に導電させるように構成されている。無線
装置に信号結合を形成する同軸線18の内側導体はこの金
属対向面14に接続されている。本発明によるアンテナ装
置において、同軸線18の外側導体は対向面14の近傍で構
造体４に接続されている。構造体４の遮蔽作用のため
に、同軸線18上には外装波は存在しない。

図４及び図５に示した実施例において、構造体４は窓
ガラスを通して同軸線18から接着アンテナ１に対する信
号結合が行われる区域を除いて窓ガラス全体を被覆す
る。しかし、印刷導体の密集状態は構造体４の種々の区
域において異なっており、すなわち窓ガラス２の上方区
域においては密度が高く、そして特に上方区域の中央部
においては高く、下方範囲においてはその導体の密度は
縁部において特に小さい。

対向面14についての幾何学的な形状およびこの対向面
14に関する構造体４の開口部の形状は同中心的な円（図
５）、長方形、または正方形が考えられる。対向面14お
よび接着アンテナ１の基線の面の必要な大きさは市場で
入手し得るアンテナの型式により周知であり、そして例
えばＣ−回路網またはＤ−回路網無線電話の周波数にお
いては２ないし4cm²である。

もちろん、信号は本発明によるアンテナ装置に関して
はその利点を保持しつつ、図４および図５に説明したよ
うに、窓ガラスを通して容量的だけでなく、外部から接
着アンテナ１に供給され得る。しかし、ケーブル敷設の
問題のために、この技術は接着アンテナには実際には利
用されなかった。

しかしながら、無線放送周波数範囲中の無線波を透過
しない平面的な光透過の構造体４は種々の方法で実現さ
れ得る。既に説明したように窓ガラスの表面上に薄い金
属層を蒸着することに加えてシルクスクリーン印刷によ
り付着されるワイヤー形状導体の実現が実際には特に興
味を引く。

本発明によるアンテナに必要な無線放送周波数範囲に
おいて低い表面抵抗を形成するために自動車の内部に侵
入するのを阻止させねばならない電磁界の特別な形状が
考慮されねばならない。無線放送運転周波数における侵
入深さよりも厚い肉厚を有する平らな構造体は構造体４
を形成するために非常に良好な適性を有する。図５に示
したように、目の詰まったワイヤー格子は同様の効果を
有する。蒸着された平らな構造体に対する差異は構造体
４から非常に僅かな距離においてのみ、即ち数センチメ
ートルの範囲において生じる。目の詰まった密度は一般
に無線放送の平均運転波長の1/10より実質上長くない詰
まったメツシユ幅として理解されている。これは本発明
によるアンテナ装置の場合である。従って、Ｃ−回路網
の自動車電話の周波数範囲に関するメッシュ幅は約7cm
であり、Ｄ−回路網に関しては約3cmのである。大きな
メツシユ幅でも効力を有するが、それはとくに格子の近
くにおいて僅かな有効性を有するだけである。無線放送
の平均運転波長の1/4よりも大きいメツシユ幅は非常に
制限された状態における本発明によるアンテナ装置に適
するだけである。

上述した理由から、アンテナ基線10の近傍で効力が大
きいので、それによりメツシユ幅は十分に狭く選ぶこと
が重要である。アンテナ基線10から大きな距離において
増大させることができるか、又は本発明の利点を損なう
ことなしに、例えば図５に示した方法において導体の数
を減少させることができる。

図10は構造体４の他の好都合な実施例を示し、この構
造体４において、アンテナ基線10の近くの逆流はアンテ
ナ基線に向かって延伸する導体により星形状に包含され
る。表面積にあまり延伸していない構造体4aは内部の電
磁界を相当減少する。図８はアンテナ基線10の近傍にお
ける窓ガラス２上に延伸する図10に示したものと同様の
表面積の大きな構造体を示している。

本発明の目的を達成する構造体の有効性は構造体４に
より被覆されている表面が減少するに従って減少する。
しかし、電磁界の強度はアンテナ基線の近くで最も高く
そしてアンテナ基線からの距離が増大するに従って迅速
に減少するので、比較的小さい表面積を被覆する構造体
４は自動車の内部における電磁界の強さを十分に減少さ
せることもできる。従って、構造体４により被覆されて
いる表面積の必要な範囲は低い送信出力にとっては電磁
界のわずかな減少のみが必要であるので、最大送信出力
に依存する。

本発明によるアンテナ装置は少なくとも平均出力を有
する無線装置に関する。これは座席案内の電磁界の強度
が本発明による構造を有しない少なくとも内部空間の範
囲においてドイツ工業規格−設計0848（DIN Dreft 08
48）に規定された限界値を超える出力である。約5W以上
の範囲にHF出力を含んでいる。

例えば5WのHF出力において、構造体４により被覆され
ている窓ガラス２の表面は例えばＣ−回路に使用された
約25Wの最大の出力におけるものよりも小さくすること
ができる。アンテナ基線10の近傍に著しい電磁界を発生
するアンテナ形状との組み合わせにおいて約5Wの出力に
関して本発明によるアンテナ装置の有効な使用のための
下方限界として、測定に基づく構造体４の寸法に関し
て、寸法36および37ならびに35（第８図）は無線放送周
波数範囲における平均運転波長のほぼ1/4以下にするこ
とはできないと言われている。運転波長が非常に小さい
高周波数において、寸法27および35の場合において、そ
れらの寸法は約10cm以下にすることはできない。

実際には、この窓ガラス２が少なくとも車両の後部窓
ガラスである場合に、窓ガラス２上には他の構造、例え
ば加熱場20または無線受信アンテナ用の構造体34が存在
する。

熱場20と組み合わせた本発明によるアンテナ装置の例
が図７、図８および図10に示されている。

図７に示した実施例において、熱場20は無線放送周波
数範囲における電気的配線に関する構造体４の特徴を有
するものではなく、例えば車体３について低インピーダ
ンス接続を有するものでもない。それゆえ無線アンテナ
から放射する電磁界は熱場20により弱められるものでは
ない。熱場20が配置されている窓ガラスの下方区域にお
ける外部アンテナ１の電磁界は窓ガラスの上方区域にお
けるものよりも小さくかつさらに窓ガラスの下方部分に
乗客の身体の一部分が接近することは実際には不可能で
あるので、図７に示した通り、窓ガラスの上方区域にだ
け構造体４を配置すれば十分である。

図８に示したように、本発明によるアンテナ装置の実
施例において、自動車の窓ガラス２の下方区域において
も遮蔽が必要である。このために、熱場20の構造と車体
３との間の低インピーダンス接続は例えば車体に直接対
向して横たわる熱場20の母線30を介してかつ接着剤のビ
ーズを介して達成される。この方法において、熱場20は
同時に構造体４の部分範囲4bとなり、そしてそれにより
自動車の内部における電磁界の減少に関して本発明によ
る目的を達成する。

図８に示した実施例において、母線30と車体との間の
直流接続を回避するために、良好な誘電体を有しかつ低
インピーダンスの導電率を有する接着剤が使用される。

図10に示した実施例において熱場20は同様に母線の区
域で車体３と低インピーダンス接続を有し、そしてそれ
により同様に構造体４の構成部材を構成する。熱場が本
件の場合におけるように、窓ガラスの開口部の区域にあ
る水平導電体からのみ構成されている時に、遮蔽作用は
存在するけれど、場合によつては十分ではない。しか
し、構造体4bとして作用する熱場20の遮蔽作用は特別な
構成により有効性に関し本発明においてさらに改善させ
ることができる。このために、図10に示した実施例にお
いて３つの別の導電体31がその中間部分に設けられてい
る。これらの導電体31はほぼ垂直に配置され、アンテナ
基線10の方向に電流を案内することができ、そして加熱
導体に関して等電位のライン上に配置されているので、
加熱電流は垂直方向には流れがない。この作用のは構造
体4bと構造体4aとの間の容量的に結合を形成する相互組
み合せ構造体32により更に改善することができる。

外部アンテナとして種々の形式のアンテナが使用でき
る。基面に対して低オームのアンテナ基線インピーダン
スを有するアンテナ、例えばλ/4放射器、5/8λ放射器
または3/4λ放射器が広く使用されており、これらは供
給ケーブルに簡単に適合するように有利に構成されてい
る従来の同軸ケーブルの50オーム波抵抗の近傍でアンテ
ナ基線インピーダンスを有している。しかし、このアン
テナ形状の使用は基面上に多方面の逆流を含む。それゆ
え、基面の電気的特性、即ちその表面インピーダンスに
依存して、外部アンテナ１の効力に望ましくない低減を
生じる損失が発生する。

これは外部アンテナ１が例えば自動車の屋根の中心に
配置されるとき、車体が損失の少ない非常に低い表面イ
ンピーダンスを有するので、技術的な問題は生じない。

しかし、本発明によるアンテナにおいて、外部アンテ
ナ１は自動車の窓ガラス２により形成された窓ガラス開
口部の近傍に配設されている。従って、低い表面抵抗を
有する導電性材料からなる構造体４が無線放送周波数範
囲において窓ガラス２上に完全にまたは部分的に配設さ
れている場合に、少なくとも電流の一部分が構造体４の
一部分に沿ってアンテナに逆流する。

本発明によりこの課題を解決するために、すなわち後
部座席内において電磁界を十分に低減させるために、構
造体の表面抵抗が自由空間の電磁界波抵抗に比較して低
インピーダンスを有するだけで、即ち377オームを有す
るだけで十分である。内部空間内の電磁界の十分な減少
を、例えば約6dBまで達成するために少なくとも５倍低
いインピーダンスで十分であると考察されている。

しかしながら、効力の減少を生じるアンテナ回路内の
損失の結合に関して、表面インピーダンスはアンテナの
型式に依存して他の条件を受ける。従って、上述したよ
うな比較的高いアンテナ基線電流を有するアンテナの場
合に、構造体の表面インピーダンスをできるだけ導電性
に、例えば金属車体のようにすることができる。これは
例えば対応する高い特別な導電性を有する平らな層又は
光透過の許容できない減少を生じる対応する厚い肉厚を
有する平らな層を必要とする。

この構造体４がまた同時に窓ガラスの加熱器の作用を
行うようにしてある場合に、さらに別の条件を満たすこ
とが必要である。適切な層の型式の選択はそれゆえ本発
明によるアンテナ装置において、特に高いアンテナ基線
電流を有する外部アンテナ１にとって重要な役割をつと
める。しかしながら現在では非常に異なる電気的特性を
有する層が使用可能であるので、これは本発明によるア
ンテナ装置の利用の制限を生じさせるものではない。

印刷された導体の構造体の場合において、表面抵抗は
導体間の互いの距離を変えることによって変更され得
る。さらに無線放送周波数用の表面抵抗は周波数におい
て侵入深さが非常に短いが、しかし直流に際して断面全
体が満たされるので、例えば非常に薄い電着層により直
流（加熱場）用の抵抗に関係なく広い範囲内でさえ調節
され得る。

他の型式のアンテナにおいて、構造体４の表面インピ
ーダンスの要件に関して他の状況が存在する。そのよう
なアンテナ形状はアンテナ基線に生じる低電流を特徴と
し、該アンテナ基線は隣接する基面または構造体４上に
低電流をも生じる。特別な利点を有する方法において、
これは本発明により形成されたものを超える377Ωに関
する低インピーダンスに対して何の条件も生じさせな
い。

このようなアンテナ形状は例えば底部供給のλ/2−ダ
イポールであり、λ/2−ダイポールはしかし従来の波抵
抗の同軸ケーブルに適合するには高価である。本発明に
よるアンテナ装置に関してとくに好都合であるのは主と
して接着アンテナに適するドイツ国特許P4007824.8号
（図９）明細書に記載されたアンテナ基線を通って同軸
的に供給されたアンテナの使用である。

ダイポールの半体間をつなぐ電束線を電界線を有する
電磁界形状のために、構造体４上には非常に僅かな逆流
のみが生じる。この理由のため、平衡アンテナの機能を
行う必要はなく、構造体が本発明による課題を満たすと
き、無線アンテナから後部座席室までの電気的エネルギ
の結合を防止するため構造体４は何の損失も生じない。
構造体４上の僅かな電流は構造体４上に発生する比較的
少ない電束線から生じる。それゆえこのアンテナ型式に
おいて客室に対する電気的エネルギの負荷は基本的に比
較的僅かである。客室内の電磁界の減少の必要な大きさ
はアンテナ基線に大きな供給電流を有するアンテナより
も小さい。乗客の危険を排除することができるように、
構造体４を備えなければならない窓ガラス２の表面の割
合はアンテナ基線に大きな電流を有する外部アンテナの
ものよりも小さい。

最近の自動車においては無線放送受信のために窓ガラ
スアンテナがますます使用されている。これらのアンテ
ナは時に加熱場を有し、そしてアンテナ素子として別の
構造体34を有している。本発明によるアンテナ装置は無
線放送受信用に公知のアンテナ構造体34と好都合に組み
合わせることができる。その例が図11に示されている。
この実施例において構造体４は多数の区域から形成され
ている。アンテナ基線10のすぐ近くに延伸している構造
体4aは例えば接着剤ビーズを介して構造体4aの上端にお
いて車体４と低インピーダンス接続されている。熱場20
は母線30の区域において低インピーダンス接続された構
造体４の構成部材、すなわち構造体4bを形成する。構造
体34は公知の方法において無線放送受信用のアンテナ素
子として作用し、例えば能動アンテナの実施例にとくに
好都合である。アンテナ構造体34は構造体４の一部分と
なり、アンテナ構造34は無線放送周波数用に補償されか
つ人工インダクタンス28および直列接続コンデンサ12を
有する直列共振回路の特徴を有するワイヤーブリツジを
介して車体と低インピーダンス結合されている。コンデ
ンサ12の非常に小さい値のために、例えばLFおよびVHF
の無線スペクトルの低い周波数に関して構造体34の無視
し得る容量的負荷が生じるので、無線受信アンテナの出
力は受入れがたい方法においては損なわれない。

図面の簡単な説明 図1aは窓ガラスの近くの屋根に取付けられかつその電
磁界が客室に広がる外部アンテナを備えた従来技術のア
ンテナ装置の断面図である。

図1bは接着アンテナを備えた従来技術のアンテナ装置
の断面図である。

図２は窓ガラスの近くの屋根に取付けられかつその電
磁界が客室内に広がらない外部アンテナを備えた本発明
によるアンテナ装置の断面図である。

図３は図２による本発明のアンテナ装置の平面図であ
る。

図４は接着アンテナを備えると共に窓ガラスの開口部
の全体に延伸する構造体を備えた本発明によるアンテナ
装置の断面図である。

図５は構造体を格子状に形成しかつアンテナ基線の周
囲において車両内部の電磁界の減少に関してとくに高い
効果を生じさせるように構成した図４による本発明のア
ンテナ装置の平面図である。

図６は接着アンテナと窓ガラスの開口部の一部分のみ
を被覆する構造体とを備え、残りの区域を加熱場として
使用し、インダクタンスがコンデンサにより補償される
ワイヤー接続を介して構造体を車体に接続させた本発明
によるアンテナ装置の断面図である。

図７は図６による本発明のアンテナ装置の平面図であ
る。

図８は路線変成によつて形成された構造体と車体との
間の低インピーダンス接続を備えた本発明によるアンテ
ナ装置の平面図である。

図９は同軸的に下方から供給されるダイポール特性を
有する接着アンテナと窓ガラスの端縁に沿ってのみ導電
させるように車体と接続させた構造体を備え、窓ガラス
の下側区域に加熱場を配置させた本発明によるアンテナ
装置の断面図である。

図10は構造体を主として半径方向に配置させた導体か
ら形成させた図９による本発明のアンテナ装置の平面図
である。

図11は同時に無線放送信号を受信できる本発明による
アンテナ装置の平面図である。

（符号の説明） １ 外部アンテナ ２ 窓ガラス ３ 金属車体 1,4a,4b,4c 構造体 10 アンテナ基線（取付け地点） 11 ワイヤー接続 12 コンデンサ 13 接続地点 14 接続地点 20 加熱場

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ホップフ ヨヘン ドイツ連邦共和国，デ−8013 ハール, サルムドルベル ストラッセ ３ エー (72)発明者 レイター レオポルド ドイツ連邦共和国，デ−8031 ギルヒン ク，ルドビク−トマ−ストラッセ ９ (56)参考文献 特開 平２−81502（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−292004（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01Q 1/32 H01Q 1/22

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電磁信号を放射するための外部無線アンテ
   ナ（１）と、金属車体（３）中に配置させた窓ガラス
   （２）とを有し、外部無線アンテナ（１）を窓ガラス
   （２）上にまたは窓ガラス（２）の近傍の金属車体
   （３）上に配置させた自動車用無線アンテナ装置におい
   て、窓ガラスを通して入射する電磁放射線に関し光学的
   にはほぼ透過するが、しかし無線放送周波数範囲の無線
   波ではほぼ不透過である無線放送周波数範囲に関して低
   い表面抵抗を有する導電性材料から成る平らな構造体
   （４）を外部無線アンテナ（１）の近くの窓ガラス
   （２）上に設け、この構造体（４）を無線放送周波数範
   囲について該構造体（４）の少なくとも１つの端縁にお
   いて窓ガラス（２）を金属車体（３）に接合させる導電
   及び容量特性を有する接着剤を介して金属車体（３）と
   低インピーダンスで接続させ、外部アンテナ（１）によ
   り発生された電磁放射線から自動車の内部が適切に遮蔽
   されるように構造体（４）の寸法を選択したことを特徴
   とする自動車用無線アンテナ装置。
2. 【請求項２】構造体（４）の水平寸法（27）を平均無線
   放送運転波長の少なくとも半分と等しくしかつ少なくと
   も10cmにし、構造体（４）の垂直寸法（35）を平均無線
   放送運転波長の少なくとも1/4にしかつ少なくとも10cm
   にした請求項１に記載の自動車用無線アンテナ装置。
3. 【請求項３】外部アンテナ（１）を接着アンテナとして
   窓ガラス（２）上に設け、該接着アンテナの取付け地点
   （10）を構造体（４）により被覆されている区域の内側
   に配置させたことを特徴とする請求項１または２に記載
   の自動車用無線アンテナ装置。
4. 【請求項４】構造体（４）を平らな被覆層として構成し
   たことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に
   記載の自動車用無線アンテナ装置。
5. 【請求項５】構造体（４）を互いに平行に案内させる
   か、又は格子の形状で印刷させるか又はガラス板間に挿
   入させたワイヤー形状の導体からなる構造体として形成
   したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項
   に記載の自動車用無線アンテナ装置。
6. 【請求項６】アンテナ基線（10）の近くのワイヤー形状
   の導体の距離を無線放送周波数の平均自由空間波長の1/
   10以下にしたことを特徴とする請求項５に記載の自動車
   用無線アンテナ装置。
7. 【請求項７】構造体（４）と金属車体（３）との間の無
   線放送周波数範囲についての低インピーダンス接続を窓
   ガラス接着剤を介して行うことを特徴とする請求項１な
   いし６のいずれか１項に記載の自動車用無線アンテナ装
   置。
8. 【請求項８】構造体（４）と金属車体（３）との間の無
   線放送周波数範囲についての接続には無線放送の中間周
   波数に対応する共振周波数を有する直列共振回路の電気
   特性を備えたことを特徴とする請求項１ないし６のいず
   れか１項に記載の自動車用無線アンテナ装置。
9. 【請求項９】直列共振回路の特性を誘導的に作用するワ
   イヤー接続（11）と、該ワイヤー接続（11）に直列に接
   続されたコンデンサ（12）とにより生じさせ、この接続
   を窓ガラス（２）上の接続地点（13）と金属本体（３）
   上の接続地点（14）との間で電気的に生じさせ、構造体
   （４）上のワイヤー接続（11）の接続地点（13）を金属
   車体（３）に対する構造体（４）の端縁において外部ア
   ンテナの取付け地点の近くに配置させ、接続地点（14）
   を金属車体（３）に関する接続地点から多少の距離をお
   いて配置させたことを特徴とする請求項８に記載の自動
   車用無線アンテナ装置。
10. 【請求項１０】直列共振回路の特性を金属車体（３）に
    対する低インピーダンス接続が構造体（４）の端部と僅
    かな距離において対向して配置させた車体（３）に関す
    る接着アンテナ（１）の取付け地点（10）の近くの構造
    体（４）の端部における仮想接続地点（13）間に生じる
    ように路線変成を介して構造体（４）の上端と金属車体
    （４）の対向端との間に生じさせたことを特徴とする請
    求項８に記載の自動車用無線アンテナ装置。
11. 【請求項１１】構造体（４）の水平寸法を同じ方法で選
    択したことを特徴とする請求項８に記載の自動車用無線
    アンテナ装置。
12. 【請求項１２】構造体（４）を窓ガラス上の接着アンテ
    ナの信号接続の範囲を除いてガラス表面全体に設け、４
    つの端縁のすべてにおいて窓ガラスの開口部の縁部まで
    延伸させたことを特徴とする請求項１ないし11のいずれ
    か１項に記載の自動車用無線アンテナ装置。
13. 【請求項１３】構造体（４）を窓ガラスの開口部の部分
    区域にのみ設け、構造体（４）を３つの端縁において窓
    ガラスの開口部の端部まで延伸させたことを特徴とする
    請求項１ないし11のいずれか１項に記載の自動車用無線
    アンテナ装置。
14. 【請求項１４】構造体（４）を窓ガラスの開口部の部分
    区域にのみ設け、１つの端縁においてのみ窓ガラスの開
    口部の端部まで延伸させたことを特徴とする請求項１な
    いし11のいずれか１項に記載の自動車用無線アンテナ装
    置。
15. 【請求項１５】外部アンテナ（１）をアンテナ基線（1
    0）に対して高い基線電流、即ち高い逆流を有するアン
    テナ型式にしたことを特徴とする請求項１ないし14のい
    ずれか１項に記載の自動車用無線アンテナ装置。
16. 【請求項１６】外部アンテナ（１）をアンテナ基線に対
    して低い逆流を有するアンテナ型式にしたことを特徴と
    する請求項１ないし15のいずれか１項に記載の自動車用
    無線アンテナ装置。
17. 【請求項１７】外部アンテナ（１）を接着アンテナに
    し、この接着アンテナ用の信号を窓ガラスを通して容量
    的に結合させることを特徴とする請求項16に記載の自動
    車用無線アンテナ装置。
18. 【請求項１８】構造体（４）には２つの部分区域（4aお
    よび4b）を備え、一方の部分区域（4b）を窓ガラス
    （２）のこの部分を加熱するための加熱場（20）として
    同時に使用することを特徴とする請求項１ないし17項の
    いずれか１項に記載の自動車用無線アンテナ装置。