JP3613097B2

JP3613097B2 - 車両用ガラスアンテナ

Info

Publication number: JP3613097B2
Application number: JP31903799A
Authority: JP
Inventors: 秀俊岡; 浩飯島
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1999-11-10
Filing date: 1999-11-10
Publication date: 2005-01-26
Anticipated expiration: 2019-11-10
Also published as: EP1100144A3; CA2325672A1; JP2001136013A; US6369767B1; EP1100144A2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用の窓ガラスアンテナ、特に自動車のサイドガラスやリアガラスに適用されるガラスアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用窓ガラス上にアンテナ導体を形成したガラスアンテナは、従来のロッドアンテナに比べて、・意匠上、出っ張りがないので優れている、・破損の心配がない、・風切り音が発生しない、等の理由で広く使われている。
【０００３】
例えば、特開平９−２８４０２５号には、側部窓ガラスに適用される車両用ガラスアンテナが開示されている。このアンテナは、ＦＭラジオ放送波からＴＶ放送はＵＨＦ放送波まで広範囲に受信利得を高くするとともに、スペースを取らないガラスアンテナが提案されている。具体的なアンテナパターンを図９（ａ）に示したが、そのうちの一つのパターン（１５）は、給電点からほぼ水平方向に延びる水平線状（１５１）と、前記水平線状が折り返し部（１５２）にて折り返され、前記折り返し部より延びる前記水平線にほぼ平行な水平線状（１５３）とからなるアンテナパターンである。
【０００４】
また、特開平９−１１６３２７号（図９（ｂ）参照）や特開平１０−５１２１９号（図９（ｃ）参照）にも、折り返し部（１５２）を有し、線状部分（１５１，１５３）がほぼ平行に配設されている部分を有するガラスアンテナ（１５）が示されている。
【０００５】
さらに高周波、具体的には自動車用電話用ガラスアンテナに関し、例えば特開平１１−１７４２９号や特開平１１−１２７０１１号では、自動車用窓ガラス板に、アンテナ導体、給電点、及びアース点が設けられているガラスアンテナが開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特開平９−２８４０２５号、特開平９−１１６３２７号および特開平１０−５１２１９号に示されたアンテナパターンは、いずれもモノポール型アンテナである。
【０００７】
このモノポール型のアンテナでは、アンテナの給電線（同軸ケーブル）の特性インピーダンスに比べて、低いインピーダンスを有している。このため、給電線とのインピーダンスのミスマッチによって、受信感度にロスを生じていた。これを防ぐためには、従来インピーダンス整合回路がよく用いられていた。
しかしながら、このようなインピーダンス整合回路は、コストアップの要因となる。
【０００８】
そこで本発明は、上述のような不具合点を解決するために、インピーダンス整合回路を用いることなく、アンテナの給電線の特性インピーダンスに近いインピーダンスを有しているガラスアンテナの提供を目的とする。
【０００９】
さらには、狭いスペースにも設けることのできるＶＨＦ帯域用ガラスアンテナの提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために、本発明の設計思想は以下のようである。
すなわち、ＶＨＦ帯域を受信しうるガラスアンテナ（具体的には７８〜１０８ＭＨｚの波長）を、例えば自動車のサイドガラスに設けることを考える。このとき、設計周波数を例えば９０ＭＨｚ（λ／４≒０．８３ｍ）とすると、一直線状のパターンでは、サイドガラスに納められないことが多い。
【００１１】
そこでアンテナパターンを折り返すようにし、いわゆる折り返しアンテナとした。しかしこのままでは、上述したような低インピーダンスのアンテナとなってしまう。そこでこのアンテナをグランド接地型とすることで、アンテナパターンのインピーダンスを逓増させ、給電線のインピーダンスに近づけるようにした。
【００１２】
またこれは、いわゆる折り返しダイポールアンテナにおける、モノポール化として理解してもよい。
【００１３】
すなわち本発明は、
車両の窓ガラス上に設けられたＶＨＦ帯域用アンテナを有する車両用ガラスアンテナにおいて、
前記ＶＨＦ帯域用アンテナは、ほぼ直線に延びる第１素子部と、前記第１素子部が折り返し部にて折り返されており、前記折り返し部より前記第１素子部とほぼ平行な第２素子部とからなるアンテナパターンと、前記第１素子部の端部に接続されている給電点と、前記第２素子部の端部に接続されているグランド点と、前記グランド点を前記車両の車体へアースする接続線と、からなることを特徴とする車両用ガラスアンテナである。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、
前記給電点と前記グランド点は、前記窓ガラスの一側辺部の近傍に設けられている請求項１に記載の車両用ガラスアンテナである。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、
前記給電点と前記グランド点は、前記窓ガラスの一角部の近傍に設けられている請求項１に記載の車両用ガラスアンテナである。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、
前記ＶＨＦ帯域用アンテナは、前記第１素子部分にバイパスパターンが設けられている請求項１に記載の車両用ガラスアンテナである。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、
前記窓ガラスは、側部窓ガラスである請求項１に記載の車両用ガラスアンテナである。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、
前記窓ガラスは、後部窓ガラスである請求項１に記載の車両用ガラスアンテナである。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、
前記窓ガラスは、固定窓ガラスまたはヒンジ開閉式窓ガラスである請求項１に記載の車両用ガラスアンテナである。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、
請求項１から７いずれかに記載の車両用ガラスアンテナにおいて、
さらにＭＦ帯域用アンテナを有する車両用ガラスアンテナである。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、
請求項８に記載の車両用ガラスアンテナにおいて、
前記ＭＦ帯域用アンテナは、実質的に１本の直線状のアンテナパターンと、前記アンテナパターンに接続されている給電点と、からなる車両用ガラスアンテナである。
【００２２】
請求項１０に記載の発明は、
請求項８に記載の車両用ガラスアンテナにおいて、
前記ＭＦ帯域用アンテナの給電点は、前記ＶＨＦ帯域用アンテナの給電点とグランド点との近傍にある車両用ガラスアンテナである。
【００２３】
請求項１１に記載の発明は、
請求項１から１０いずれかに記載の車両用ガラスアンテナにおいて、
前記ＶＨＦ帯域用アンテナパターンの折り返し部の長さが、１０〜２００ｍｍの範囲内である車両用ガラスアンテナである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照しながら、本発明を詳細に説明する。なお本発明は、ＶＨＦ帯域用アンテナに特徴を有するが、必要に応じて同じガラス面上にＭＦ帯域用アンテナ（ＡＭアンテナ）が形成されていてもよい。
【００２５】
（実施例１）
図１に、本発明の基本的構成例であるガラスアンテナを示す。ガラスアンテナ１は、サイドガラス２に設けられている。このサイドガラス２は、例えばワゴン形式の自動車の側部窓用のガラスである。
【００２６】
ガラスアンテナ１は図示したように、ＭＦ帯域用アンテナであるＡＭアンテナ３と、ＶＨＦ帯域用アンテナであるＦＭアンテナ５と、からなっている。
なお、２つのアンテナの給電点とグランド点は、前記サイドガラスの上辺部分の近傍に設けられている。
【００２７】
ＭＦ帯域用アンテナ３は、ほぼ直線状の素子部３１からなるアンテナパターンと前記素子部に接続されている給電点４とからなる。
ＶＨＦ帯域用アンテナ５は、ほぼ直線に延びる第１素子部５１と、前記第１素子部が折り返し部５２にて折り返されており、前記折り返し部より延びる、前記第１素子部とほぼ平行な第２素子部５３とからなるアンテナパターンと、前記第１素子部の端部に接続されている給電点６と、前記第２素子部の端部に接続されているグランド点７と、接続線８とからなる。
前記グランド点７は、接続線８を介して車体１０にアースされている。
【００２８】
このとき、ＶＨＦ帯域用アンテナパターンの前記第１素子部５１の長さは、２００〜７００ｍｍ程度とすることが好ましい。また線幅は、外観とコストの観点から、約５ｍｍ以下とすることが好ましい。
さらに平行部分の間隔（折り返し部）は、１０ｍｍ以上とすることが好ましい。なおこの間隔の上限は特に限定されない。しかし、間隔が大きくなりすぎると、狭い面積にＶＨＦ帯域用アンテナパターンを形成できるという本発明の特徴を損なうので、２００ｍｍ以下が、さらには１００ｍｍ以下が好ましい。
【００２９】
また前記ＶＨＦ帯域用アンテナパターンは、ガラスの中央部分に設けられることが好ましい。
【００３０】
なお、ＭＦ帯域用アンテナ（ＡＭアンテナ）３は、ＭＦ帯域を受信する。このとき、アンテナパターンの長さは、総延長を３００ｍｍ以上とすることが好ましい。また、外観とコストの観点から、線幅は約５ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００３１】
（実施例２，３）
図２および図３に、本発明の別実施形態であるガラスアンテナを示す。これらはいずれもサイドガラスに設けられた例である。
図２に示すガラスアンテナ１は、２つの給電点とグランド点は、前記サイドガラスの側辺部分の近傍に設けられている例である。
また図３に示すガラスアンテナ１は、２つの給電点とグランド点は、前記サイドガラスの一角部の近傍に設けられている例である。
【００３２】
以上の実施例１，２，３に示した車両用ガラスアンテナの構成では、アンテナパターンの占める面積が小さい、という利点がある。
【００３３】
（実施例４）
図４に、本発明のさらに具体的実施形態であるガラスアンテナを示す。
図４に示すガラスアンテナ１では、まずＡＭアンテナ３のアンテナパターンが複数の直線状の素子部（３１，３２，３３，３４・・・）から構成されている例である。さらにこのＡＭアンテナ３では、アンテナパターンの占める面積を大きくするために、後述するＦＭアンテナ５が設けられている部分を除いて、パターンが形成されている。なお、前記複数の直線状の素子部の間隔は、５０ｍｍとした。
【００３４】
またＦＭアンテナ５は、受信感度の向上のために、前記第１素子部分５１に実質的に平行なバイパスパターン５４が設けてある。なおこの具体的実施形態では、第１素子部分５１は３６０ｍｍとし、折り返し部５２は、５０ｍｍとした。またバイパスパターン５４と第１素子部分５１の間隔も５０ｍｍとした。なおいずれのパターンにおいても、その線幅は０．５ｍｍとした。
【００３５】
上述のようにこの実施例４では、バイパスパターン５４を設けたので、見かけのアンテナパターンの幅を広げたのと同様であるので、受信感度が向上するという効果を奏する。
【００３６】
（実施例５）
以上述べた実施例では、側部窓ガラスにアンテナを設けた例であったが、この実施例５では、後部窓ガラスに設けた例である（図５参照のこと）。
【００３７】
後部窓ガラス９は、防曇のためのデフォッガ１１が設けられている。このデフォッガ１１の上部余白に、本発明によるガラスアンテナ１を設けた例である。
【００３８】
（比較例１）
実施例４に示したガラスアンテナにおいて、ＦＭアンテナのうち、第２素子部５３に相当する部分が欠落しており、さらにグランド点に接続されていないアンテナパターンである（図６参照のこと）。
【００３９】
実施例４（グランド接地型）と比較例１（モノポール型）における平均受信感度と、ネットワークアナライザを用いた５０Ω系でのインピーダンスの測定データを、図７、図８（ａ），（ｂ）および表１に示す。
【００４０】
【表１】

【００４１】
図７から明らかなように、実施例４による車両用ガラスアンテナでは、モノポール型のガラスアンテナに比べて、この周波数帯域すべてにおいて約２ｄＢ、感度のよいことがわかる。
【００４２】
また表１から明らかなように、実施例４による車両用ガラスアンテナは、比較例のモノポール型のガラスアンテナよりも、給電線のインピーダンス５０Ωに対して、より近いことがわかる。
【００４３】
なお、上述した実施例では、いずれも固定窓ガラスに設けられたガラスアンテナの例であったが、これに限られることなく、ヒンジ開閉式窓ガラスに設けられてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明から把握できるように、本発明による車両用ガラスアンテナでは、ＶＨＦ帯域用アンテナパターンを折り返しアンテナパターンとし、さらに、その一端は給電点に、その他方の一端はグランド点と接続線とを介して車体にアースしている。
このため、グランド接地型の折り返しアンテナとして機能するので、アンテナのインピーダンスを逓増することができ、給電線の特性インピーダンスの値に近くすることができる。また、インピーダンス整合回路を用いていないので、コスト的にも有利である。
【００４５】
また本発明による車両用ガラスアンテナは、細長い折り返しパターンのＶＨＦ帯域用アンテナに加えて、直線状のパターンからなるＭＦ帯域用アンテナを含む構成としてもよい。このような構成では、例えば５０ｍｍ幅という狭い幅のガラスにも、それぞれ独立したＭＦ帯域用アンテナとＶＨＦ帯域用アンテナを設けることが可能である。
【００４６】
さらに給電点とグランド点は、窓ガラスの一側辺部や一角部の近傍にまとめて設けられているので、アンテナ給電線およびグランド接続線の接続作業が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるガラスアンテナの一実施形態を説明する図である。
【図２】本発明によるガラスアンテナの別実施形態を説明する図である。
【図３】本発明によるガラスアンテナの別実施形態を説明する図である。
【図４】本発明によるガラスアンテナの具体的実施形態を説明する図である。
【図５】本発明によるガラスアンテナを、後部窓ガラスに設けた実施形態を説明する図である。
【図６】比較例１によるガラスアンテナの形態を説明する図である。
【図７】平均受信感度の測定結果を示す図である。
【図８】インピーダンスの測定結果を示す図である。
【図９】従来技術の車両用のガラスアンテナのパターンを説明する図である。
【符号の説明】
１：ガラスアンテナ、
２：サイドガラス、
３：ＭＦ帯域用アンテナ（ＡＭアンテナ）、
３１，３２，３３，３４・・・：ＭＦ帯域用アンテナ（ＡＭアンテナ）の直線状
の素子部、
４：ＭＦ帯域用アンテナ（ＡＭアンテナ）の給電点、
５：ＶＨＦ帯域用アンテナ（ＦＭアンテナ）、
５１：ＦＭアンテナの第１素子部、
５２：ＦＭアンテナの折り返し部、
５３：ＦＭアンテナの第２素子部、
６：ＶＨＦ帯域用アンテナ（ＦＭアンテナ）の給電点、
７：ＶＨＦ帯域用アンテナ（ＦＭアンテナ）のグランド点、
８：接続線、
９：後部窓ガラス、
１０：車体、
１１：デフォッガ、

Claims

車両の窓ガラス上に設けられたＶＨＦ帯域用アンテナを有する車両用ガラスアンテナにおいて、
前記ＶＨＦ帯域用アンテナは、ほぼ直線に延びる第１素子部と、前記第１素子部が折り返し部にて折り返されており、前記折り返し部より前記第１素子部とほぼ平行な第２素子部とからなるアンテナパターンと、
前記第１素子部の端部に接続されている給電点と、
前記第２素子部の端部に接続されているグランド点と、
前記グランド点を前記車両の車体へアースする接続線と、
からなることを特徴とする車両用ガラスアンテナ。
前記給電点と前記グランド点は、前記窓ガラスの一側辺部の近傍に設けられている請求項１に記載の車両用ガラスアンテナ。
前記給電点と前記グランド点は、前記窓ガラスの一角部の近傍に設けられている請求項１に記載の車両用ガラスアンテナ。
前記ＶＨＦ帯域用アンテナは、前記第１素子部分にバイパスパターンが設けられている請求項１に記載の車両用ガラスアンテナ。
前記窓ガラスは、側部窓ガラスである請求項１に記載の車両用ガラスアンテナ。
前記窓ガラスは、後部窓ガラスである請求項１に記載の車両用ガラスアンテナ。
前記窓ガラスは、固定窓ガラスまたはヒンジ開閉式窓ガラスである請求項１に記載の車両用ガラスアンテナ。
請求項１から７いずれかに記載の車両用ガラスアンテナにおいて、
さらにＭＦ帯域用アンテナを有する車両用ガラスアンテナ。
請求項８に記載の車両用ガラスアンテナにおいて、
前記ＭＦ帯域用アンテナは、実質的に１本の直線状のアンテナパターンと、
前記アンテナパターンに接続されている給電点と、
からなる車両用ガラスアンテナ。
請求項８に記載の車両用ガラスアンテナにおいて、
前記ＭＦ帯域用アンテナの給電点は、前記ＶＨＦ帯域用アンテナの給電点とグランド点との近傍にある車両用ガラスアンテナ。
請求項１から１０いずれかに記載の車両用ガラスアンテナにおいて、
前記ＶＨＦ帯域用アンテナパターンの折り返し部の長さが、１０〜２００ｍｍの範囲内である車両用ガラスアンテナ。