JP3651185B2 - 自動車用高周波ガラスアンテナ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車用電話の800MHz帯(810〜960MHz)又は1.5GHz帯(1.429〜1.501GHz)を利用する自動車通信手段、GPS人工衛星通信等に適する自動車用高周波ガラスアンテナに関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車電話やGPS人工衛星通信に用いられる電波の送受信等のためのアンテナとして、従来はポールアンテナやマイクロストリップアンテナが用いられていた。また、近年では自動車の窓ガラスに設けられたガラスアンテナが用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ポールアンテナは、アンテナとしての実用性能は得られるものの、通常、取り付け車体面から出たかたちで用いるため、外観的に煩雑で美感上問題があり、駐車中にいたずらされる可能性もあるなどの問題があった。また、マイクロストリップアンテナは指向性が強く、自動車の向く方向によっては著しく送受信特性が劣化することがあった。
【0004】
上記問題点に鑑み、図4に示す自動車の後部窓ガラスに設けられたガラスアンテナが開発された。図4において、3は受信機、4は放射側給電点、5はアース点、放射エレメント6、アースエレメント7、10はコネクタ、11は同軸ケーブル、12は後部窓ガラス板、13は防曇用熱線である。
【0005】
図4のガラスアンテナの受信感度を図5に示す。15は図4のガラスアンテナの受信感度であり、実用レベルに達してはいるが、多少受信感度が不足しており、弱電界地域では良好な受信ができない問題があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は前述の課題を解決すべくなされたものであり、自動車の窓ガラス板に双極のガラスアンテナが設けられており、双極のガラスアンテナにチップ状のマイクロストリップアンテナ又はチップ状の積層板状アンテナが電気的に接続されており、
該マイクロストリップアンテナ又は該積層板状アンテナが該窓ガラス板上に装着されていることを特徴とする自動車用高周波ガラスアンテナを提供する。
【0007】
本発明は、ガラスアンテナと、マイクロストリップアンテナ又は積層板状アンテナとが合成器により接続され、合成器の出力が受信機と接続されている上記自動車用高周波ガラスアンテナを提供する。
【0008】
本発明はガラスアンテナの同調周波数が第1の周波数帯内の周波数であり、マイクロストリップアンテナの同調周波数又は積層板状アンテナの同調周波数が第2の周波数帯内の周波数である上記自動車用高周波ガラスアンテナを提供する。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に従って詳細に説明する。図1は本発明の自動車用高周波ガラスアンテナの基本的構成図である。図1において、1は自動車の窓ガラスに設けられる双極のガラスアンテナ、2はチップ状のマイクロストリップアンテナ又はチップ状の積層板状アンテナ(以下、ミニアンテナというときもある)、4は放射側給電点、5はアース点、8は放射側接続線、9はアース側接続線、24はミニアンテナ2の給電電極、25はミニアンテナ2の接地電極である。
【0010】
ここで、マイクロストリップアンテナとは、誘電体基体又は誘電体基板にアンテナ導体と接地電極とを設け、アンテナ導体と接地電極とが直流的に接続してなく、受信の際はアンテナ導体に接続されている給電電極と接地電極との間の電圧を受信信号として利用し、送信の際はアンテナ導体に接続されている給電電極と接地電極との間に送信信号を印加するアンテナをいう。
【0011】
また、積層板状アンテナとは、多層構造を有する誘電体基体又は多層構造を有する誘電体基板にグランド導体を設け、いろいろな形状の複数のアンテナ導体を誘電体層を挟み込むように多層に重ね、アンテナ導体とグランド導体とが直流的に接続してなく、受信の際はアンテナ導体とグランド導体との間の電圧を受信信号として利用し、送信の際はアンテナ導体とグランド導体との間に送信信号を印加するアンテナをいう。
【0012】
図1ではガラスアンテナ1とミニアンテナ2とは直流的に接続されている。しかし、これに限定されず、コンデンサにより、又は、両者を近接させて容量結合させることにより、高周波的に接続してもよい。
【0013】
図2は本発明の代表例の構成図を示す。図2において、3は受信機、6は放射エレメント、7はアースエレメント、10はコネクタ、12は後部窓ガラス板、13は防曇用熱線、61はループ状の位相反転線である。図2のミニアンテナ2は小型化のため、チップ状のものを使用した。図2のミニアンテナ2は放射側接続線8、アース側接続線9によって、ガラスアンテナと直流的に接続されている。ガラスアンテナとミニアンテナ2とはコネクタ10、同軸ケーブル11を介して、受信機3に接続される。
【0014】
なお、本発明におけるガラスアンテナの形状は、図2のものに限らず、どのような形状であってもよい。また、本発明の自動車用高周波ガラスアンテナが設けられる窓ガラス板は後部窓ガラス板に限らず、他の窓ガラス板であってもよい。
【0015】
図8に図1とは別のタイプの本発明のブロック図を示す。図8において、17は合成器である。ガラスアンテナ1とチップ状のミニアンテナ2は合成器17により合成され、合成器17の出力は受信機3に接続される。図9は図8に示すものの代表例の構成図である。
【0016】
図9において、チップ状のミニアンテナ2の給電電極24及びチップ状のミニアンテナ2の接地電極25は合成器17の入力に接続され、ガラスアンテナの出力と合成される。なお、図9ではコネクタ、同軸ケーブル、受信機は省略したが、実際には合成器の出力部にコネクタが接続される。
【0017】
【実施例】
(例1「実施例」)
図2のような自動車用高周波ガラスアンテナを製作した。後部窓ガラス板12の寸法は略縦方向600mm、略横方向1100mmである。防曇用熱線13は後部窓ガラス板12のほぼ全面に付設される。
【0018】
放射側給電点4、アース点5の寸法は10mm×10mmで、放射エレメント6の全長は200mm、ループ状の位相反転線61の周囲長は220mm、アースエレメント7の全長は30mmとし、第1の周波数帯である800MHz帯に同調するように調整した。
【0019】
チップ状のマイクロストリップアンテナ又はチップ状の積層板状アンテナの寸法は15mm×10mm×5mmで、800MHz帯に同調するものを使用し、放射側接続線8の全長は10mm、アース側接続線9の全長は50mmとした。コネクタ10の寸法は20mm×10mm×10mmで、同軸ケーブル11の寸法は1500mmとした。
【0020】
図3に受信感度を示す。図3において、15はガラスアンテナのみの受信感度、16はチップ状のマイクロストリップアンテナ又はチップ状の積層板状アンテナのみの受信感度、14は両者を接続した場合の受信感度である。
【0021】
ガラスアンテナのみでは多少受信感度が不足しており、また、チップ状のマイクロストリップアンテナ又は積層板状アンテナのみでは、窓ガラス板上に装着することで受信感度が下がっているが、両者を接続したことで、受信感度が上がっていることがわかる。図3に示すようにガラスアンテナのみの場合に比べて、約1dB受信感度が高くなった。
【0022】
(例2「実施例」)
図9のような自動車用高周波ガラスアンテナを製作した放射側給電点4、給電電極24、アース点5、接地電極25の寸法は10mm×7mmで、合成器17の寸法は15mm×10mm×8mmで、ガラスアンテナとチップ状のマイクロストリップアンテナ又はチップ状の積層板状アンテナが接続される。
【0023】
ガラスアンテナは800MHz帯に同調するように調整し、マイクロストリップアンテナ又はチップ状の積層板状アンテナは800MHz帯に同調するものを使用した。図10に受信感度を示す。図10において、15はガラスアンテナの受信感度、16はチップ状のマイクロストリップアンテナ又はチップ状の積層板状アンテナの受信感度、18は合成器17の出力の受信感度である。
【0024】
ガラスアンテナのみでは多少受信感度が不足しており、また、チップ状のマイクロストリップアンテナ又は積層板状アンテナのみでは、窓ガラス板上に装着することで受信感度が下がっているが、両者を合成することで、受信感度が上がっていることがわかる。図10に示すようにガラスアンテナのみの場合に比べて、約1dB受信感度が高くなった。
【0025】
(例3「実施例」)
チップ状のマイクロストリップアンテナ又はチップ状の積層板状アンテナに第2の周波数帯である1.5GHz帯に同調するものを使用した以外は例1と同じ構成の自動車用高周波ガラスアンテナを製作した。
【0026】
図11に受信感度を示す。図11において、19は800MHz帯に同調するように調整したガラスアンテナの受信感度で、800MHz帯では受信感度が出ているが、1.5GHz帯では受信感度が低くなっている。20は1.5GHz帯に同調するチップ状のマイクロストリップアンテナ又はチップ状の積層板状アンテナの受信感度で、1.5GHz帯では受信感度が出ているが、800MHz帯では受信感度が低くなっている。
【0027】
21は両者の合成で、800MHz帯ではガラスアンテナより受信感度が高くなり、1.5GHz帯ではチップ状のマイクロストリップアンテナ又はチップ状の積層板状アンテナより受信感度が高くなった。
【0028】
(例4「実施例」)
チップ状のマイクロストリップアンテナ又はチップ状の積層板状アンテナに1.5GHz帯に同調するものを使用した以外は例2と同じ構成の自動車用高周波ガラスアンテナを製作した。
【0029】
図12に受信感度を示す。図12において、22は1.5GHz帯に同調するように調整したガラスアンテナの受信感度で、1.5GHz帯では受信感度が出ているが、800MHz帯では受信感度が低くなっている。23は800MHz帯に同調するチップ状のマイクロストリップアンテナ又はチップ状の積層板状アンテナの受信感度で、800MHz帯では受信感度が出ている。1.5GHz帯では受信感度が低くなっている。
【0030】
24は両者を合成器17で合成した出力で、800MHz帯ではチップ状のマイクロストリップアンテナ又はチップ状の積層板状アンテナより受信感度が高くなり、1.5GHz帯ではガラスアンテナより受信感度が高くなった。
【0031】
(例5「比較例」)
また、図6に示す誘電体等を利用した小型のチップ状のマイクロストリップアンテナ又はチップ状の積層板状アンテナを窓ガラス板上に装着したものを製作した。図6のチップ状のマイクロストリップアンテナ又はチップ状の積層板状アンテナの受信感度を図7に示す。図7において、16はチップ状のマイクロストリップアンテナ又はチップ状の積層板状アンテナの受信感度である。
【0032】
チップ状のマイクロストリップアンテナ又はチップ状の積層板状アンテナは、周囲に何もない空間で使用すれば実用レベルの受信感度が得られるが、窓ガラス板上に装着すると受信感度が下がり、弱電界地域では良好な受信ができないということがわかった。
【0033】
【発明の効果】
本発明では、ガラスアンテナと、チップ状のマイクロストリップアンテナ又はチップ状の積層板状アンテナを電気的に接続するため、アンテナ誘起電圧が高くなり、ガラスアンテナのみの場合、又はチップ状のマイクロストリップアンテナ又はチップ状の積層板状アンテナのみの場合と比較して受信感度、送信性能が向上する。
【0034】
また、ガラスアンテナの同調周波数帯と、チップ状のマイクロストリップアンテナ又はチップ状の積層板状アンテナの同調周波数帯とを、第1の周波数帯と第2の周波数帯とに分けることで、複数の周波数帯で使用できるアンテナが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の自動車用高周波ガラスアンテナの基本的構成図。
【図2】本発明の自動車用高周波ガラスアンテナの代表例の構成図。
【図3】例1の受信感度の特性図。
【図4】従来例のガラスアンテナの構成図。
【図5】従来例のガラスアンテナの受信感度の特性図。
【図6】チップ状のマイクロストリップアンテナ又はチップ状の積層板状アンテナのみを後部窓ガラス板に設ける場合の構成図。
【図7】例5のチップ状のマイクロストリップアンテナ又はチップ状の積層板状アンテナの受信感度の特性図。
【図8】図1とは別のタイプの本発明のブロック図。
【図9】図8に示すものの代表例の構成図。
【図10】例2の受信感度の特性図。
【図11】例3の受信感度の特性図。
【図12】例4の受信感度の特性図。
【符号の説明】
1:ガラスアンテナ
2:マイクロストリップアンテナ又はチップ状の積層板状アンテナ
3:受信機
4:放射側給電点
5:アース点
6:放射エレメント
7:アースエレメント
8:放射側接続線
9:アース側接続線
10:コネクタ
11:同軸ケーブル
12:後部窓ガラス板
13:防曇用熱線
17:合成器
Claims (3)
- 自動車の窓ガラス板に双極のガラスアンテナが設けられており、双極のガラスアンテナにチップ状のマイクロストリップアンテナ又はチップ状の積層板状アンテナが電気的に接続されており、
該マイクロストリップアンテナ又は該積層板状アンテナが該窓ガラス板上に装着されていることを特徴とする自動車用高周波ガラスアンテナ。 - 前記ガラスアンテナと、前記マイクロストリップアンテナ又は前記積層板状アンテナとが合成器により接続され、合成器の出力が受信機と接続されている請求項1に記載の自動車用高周波ガラスアンテナ。
- 前記ガラスアンテナの同調周波数が第1の周波数帯内の周波数であり、前記マイクロストリップアンテナの同調周波数又は前記積層板状アンテナの同調周波数が第2の周波数帯内の周波数である請求項1又は2に記載の自動車用高周波ガラスアンテナ。
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1997
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