JP3744214B2 - 自動車用ガラスアンテナ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高感度でありしかも所望の放送帯等の帯域内で感度の平坦性の高い自動車用ガラスアンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＡＭ放送帯及びＦＭ放送帯受信用のガラスアンテナにおいては、アンテナの感度の不足を補償するため、アンテナ導体の給電点と受信機との間の給電線の好適な部位に前置増幅器を挿入接続することが行われていた。しかし、前置増幅器挿入のため強電界中において、波形歪や混変調などが発生し、ノイズがそのまま増幅される問題があった。また、受信機とは別に前置増幅器を設ける必要があるため、生産性が悪かった。
【０００３】
また、自動車の後部窓ガラス板に、ヒータ線とヒータ線に給電するバスバとを有する通電加熱式のデフォッガと、デフォッガとの間で直流電流の送受は行われないが中高周波電流の送受は行われるように所定間隔をおいて近接させて容量結合させた所定パターンのアンテナ導体とを設けた自動車用ガラスアンテナ装置が報告されている（特開平２−２３９７０１）。
【０００４】
この従来技術では、バスバとデフォッガ用の直流電源間にチョークコイルを接続して、チョークコイルのインピーダンスを大きくすることによって、直流電源からデフォッガへの直流電流は流すが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している。この容量結合によって見かけ上、デフォッガはアンテナの一部として機能するようになる。
【０００５】
また、アンテナ導体、デフォッガ、車体のそれぞれが相互に形成する主に静電容量からなるインピーダンスと、チョークコイルのインピーダンスとによって、所望の放送周波数帯域内に反共振の共振周波数が存在するようにしている。
また、アンテナ導体の給電点と受信機との間に接続させた所定回路のインピーダンスと、受信機の入力インピーダンスと、所定の回路からアンテナ導体側を見たインピーダンスとによって、所望の放送周波数帯域内に共振点が存在するようにしている。このようにしてこの従来技術は、感度を向上させている。
【０００６】
しかし、この従来技術は、チョークコイルのインピーダンスが反共振の共振周波数に影響し、チョークコイルのインピーダンスを均一に製造することが困難であり、自動車ごとの反共振の共振周波数のバラツキが大きい。そのため、所望の放送周波数帯域内に反共振周波数が存在していた場合、感度が自動車ごとに均一にならず、生産性が悪いという欠点があった。また、この従来技術では、アンテナの給電を１箇所から行っていたため、ＦＭ放送帯受信の際、指向性改善が困難であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術の前述の欠点の解消を目的とし、感度及び生産性に優れた自動車用ガラスアンテナ装置を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１のコイル、第２のコイル、自動車の窓ガラス板に設けられた第１のアンテナ及び該窓ガラス板に設けられた第２のアンテナを備え、
第１のアンテナの浮遊容量をＣ1 、第２のアンテナの浮遊容量をＣ2 とするとき、浮遊容量Ｃ1 の値と浮遊容量Ｃ2 の値との和の値の容量と、第１のコイルのインダクタンスとで第１の共振を生じさせ、浮遊容量Ｃ1 の値と浮遊容量Ｃ2 との和の値の容量と、第２のコイルのインダクタンスとで第２の共振を生じさせ、
第１の共振と第２の共振とは、第１の放送周波数帯の感度を向上させるような共振周波数を有し、
第１のアンテナと第２のアンテナとの間にインダクタンス素子が直列に接続されており、インダクタンス素子は第１の放送周波数帯より周波数が高い第２の放送周波数帯の通過を阻止又は減衰するインダクタンス値を有し、
第１のアンテナと受信機との間に第１のコイルが電気的に接続されており、第２のアンテナと車体アースとの間に第２のコイルが電気的に接続されてい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。
【０００９】
また、本発明は、第１のコイル、第２のコイル、自動車の窓ガラス板に設けられた第１のアンテナ及び該窓ガラス板に設けられた第２のアンテナを備え、
さらに、第１のアンテナの受信信号を受信機に送るケーブルを備え、
第１のアンテナの浮遊容量をＣ1 、ケーブルの浮遊容量をＣ3 とするとき、浮遊容量Ｃ1 と第１のコイルのインダクタンスとを共振要素として含む第１の共振を生じさせており、
浮遊容量Ｃ3 と第２のコイルのインダクタンスとを共振要素として含む第２の共振を生じさせており、
第１の受信周波数帯の受信信号及び第１の受信周波数帯より高周波数の第２の受信周波数帯の受信信号が第１のアンテナより受信機に送られており、
第１の共振の共振周波数及び第２の共振の共振周波数は、それぞれ第１の受信周波数帯の感度が向上するような周波数であり、
第１のアンテナと第２のアンテナとの間に第２の受信周波数帯の受信信号を遮断又は減衰させるフィルタ回路が電気的に接続されており、
第１のアンテナと受信機との間に第１のコイルが電気的に接続されており、第２のアンテナと車体アースとの間に第２のコイルが電気的に接続されてい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。
【００１０】
また、本発明は、第１のコイル、第２のコイル、自動車の窓ガラス板に設けられたアンテナ導体及び該窓ガラス板に設けられた通電加熱式のデフォッガを備え、デフォッガはヒータ線と該ヒータ線に給電するバスバとを有し、バスバと直流電源との間、及び、バスバと車体アースとの間、の少なくとも一方にチョークコイルが接続されており、アンテナ導体の浮遊容量をＣ1 、ケーブルの浮遊容量をＣ3 とするとき、浮遊容量Ｃ1 と第１のコイルのインダクタンスとを共振要素として含む第１の共振を生じさせており、浮遊容量Ｃ3 と第２のコイルのインダクタンスとを共振要素として含む第２の共振を生じさせており、第１の受信周波数帯の受信信号と第１の受信周波数帯より高周波数の第２の受信周波数帯の受信信号とがアンテナ導体より受信機に送られており、第１の共振の共振周波数及び第２の共振の共振周波数は、それぞれ第１の受信周波数帯の感度が向上するような周波数であり、アンテナ導体とデフォッガとの間に第２の受信周波数帯の受信信号を遮断又は減衰させるフィルタ回路が電気的に接続されてい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。
【００１１】
【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ガラスアンテナ装置の代表例の構成図である。図１において、１は自動車の後部窓ガラス板、２はヒータ線、３はデフォッガ、３ａはデフォッガの分岐線、４はアンテナ導体の給電点、５ａ、５ｂ、５ｃはバスバ、６はアンテナ導体、６ａはアンテナ導体６のデフォッガ３との隣接部、７は共振回路、８はリアクタンス回路、９はチョークコイル、１０は直流電源、１１はコンデンサ、１２ａ、１２ｂは高周波チョークコイル、１９、２３、２６はコンデンサ、２０は受信機、２１はインダクタンス素子を含む回路（以下、インダクタンス回路という。）、２５は同軸ケーブル等のケーブル、３１は第１のコイル、３２は第２のコイル、ｔ1 はアンテナ導体６の出力、ｔ2 はデフォッガ３の出力である。
【００１２】
図１では、アンテナ導体６は第１のアンテナとして機能し、デフォッガ３は第２のアンテナとして機能する。コンデンサ１９、２３、２６は必要に応じて設けられるバイパス用コンデンサであり、１〜１００００ｐＦが通常使用される。
【００１３】
本発明では、第１の放送周波数帯と、第１の放送周波数帯より周波数が高い第２の放送周波数帯とを受信する。インダクタンス回路２１は、第１の放送周波数帯の周波数を通過させる機能を有し、第２の放送周波数帯の周波数の通過を阻止又は減衰する機能を有する。換言すれば、第２の放送周波数帯において、インダクタンス回路２１は、第２の放送周波数帯の周波数の通過を阻止又は減衰するインピーダンスを有し、フィルタ回路として機能する。
【００１４】
このようにすることにより、第１の放送周波数帯の受信の際には、アンテナ導体６とデフォッガ３とを接続させることにより、感度向上させることができ、第２の放送周波数帯の受信の際には、アンテナ導体６とデフォッガ３とを別々のアンテナとして機能させて、アンテナ導体６単独の指向性を使用できる。さらに、インダクタンス回路２１により、アンテナ導体６に励起する第２の放送周波数帯の受信信号の通過が阻止され又はこの受信信号が遮断、減衰されるため、この受信信号がデフォッガ３を介して車体アースに漏れ、第２の放送周波数帯の感度が低下することが少ない。
【００１５】
ここで、第２の放送周波数帯の周波数の通過を阻止するインピーダンスとは、受信機側の入力インピーダンスの５倍超をいい、第２の放送周波数帯の周波数の通過を減衰するインピーダンスとは受信機側の入力インピーダンスの２倍超をいう。インダクタンス回路２１のインピーダンスを第２の放送周波数帯において受信機側の入力インピーダンスの２倍超とする場合には、２倍以下とする場合と比較して、ダイバーシティ感度が１ｄＢ以上通常向上する。インダクタンス回路２１のインピーダンスを第２の放送周波数帯において受信機側の入力インピーダンスの５倍超とする場合には、５倍以下とする場合と比較して、ダイバーシティ感度が１ｄＢ以上通常向上する。ダイバーシティ感度とは、自動車を３６０度回転させ、アンテナ導体６の出力ｔ1 の受信信号とデフォッガ３の出力ｔ2 の受信信号のうち、強い方を選択し平均した感度をいう。
【００１６】
第２の放送周波数帯を受信する場合、図１に示すように、アンテナ導体６の出力ｔ1 とデフォッガ３の出力ｔ2 の両方を受信機２０に入力して使用してもよいし、どちらか１つを受信機２０に入力して使用してもよい。アンテナ導体６の出力ｔ1 とデフォッガ３の出力ｔ2 の両方を受信機２０に入力して使用する場合には、アンテナ導体６の受信信号とデフォッガ３の受信信号のうち、強い方を選択して受信機で使用するダイバーシティ受信を行う。
【００１７】
また、図２は図１の原理説明のためのものであって図１の等価回路図である。Ｅ1 はアンテナ導体６の電圧電源、Ｅ2 はデフォッガ３がアンテナとして機能する際の電圧電源、Ｃ1 は給電点４からアンテナ導体６側を見た場合の浮遊容量（静電容量）、Ｃ2 はバスバ５ｂからデフォッガ３側を見た場合の浮遊容量であり、Ｃ3 はケーブル２５の浮遊容量であり、ケーブル２５以外の配線の浮遊容量等の他の要素は、通常の受信に与える影響が少なく、無視省略して電気的現象を考えるものとする。
【００１８】
本発明では、２以上の共振を起こして感度を向上させる。インダクタンス回路２１は、第１の放送周波数帯の周波数を通過させる機能を有するため、第１の放送周波数帯又はその近傍において、アンテナ導体６とデフォッガ３とが接続され、主に浮遊容量Ｃ1 と浮遊容量Ｃ2 との和（浮遊容量Ｃ1 の値と浮遊容量Ｃ2 の値との和の値）と、主に第１のコイル３１のインダクタンスとで第１の共振が起きる。浮遊容量Ｃ1 及び浮遊容量Ｃ2 の少なくとも一方に並列に人為的にコンデンサ又は容量成分を接続して第１の共振を調整してもよい。換言すれば、浮遊容量Ｃ1 と浮遊容量Ｃ2 との和と、第１のコイルのインダクタンスとを共振要素として含む第１の共振が生じる。第１のコイル３１は１μＨ〜１ｍＨ程度が通常使用される。
【００１９】
また、ケーブル２５の長さが長い（通常、５０ｃｍ以上）場合には、浮遊容量Ｃ3 が大きくなるため、浮遊容量Ｃ3 も第１の共振に大きな影響を与える。ケーブル２５の長さが長い場合の例として、共振回路７が後部窓ガラス板１に又は後部窓ガラス板１の近傍に設けられており、受信機２０が前部座席近傍又はハンドル近傍に設けられている例が挙げられる。
【００２０】
また、主に第１のコイル３１のインダクタンスと第２のコイル３２のインダクタンスとの和（第１のコイル３１のインダクタンスの値と第２のコイル３２のインダクタンスの値との和の値）と、主に浮遊容量Ｃ1 と浮遊容量Ｃ2 との和とで第２の共振を起させる。第１のコイル３１と第２のコイル３２とを比較すると、第２のコイル３２の方が第１のコイル３１より第２の共振に与える影響が通常大きい。
【００２１】
浮遊容量Ｃ1 及び浮遊容量Ｃ2 の少なくとも一方に並列に人為的にコンデンサ又は容量成分を接続して第２の共振を調整してもよい。換言すれば、浮遊容量Ｃ1 と浮遊容量Ｃ2 との和と、第２のコイルのインダクタンスとを共振要素として含む第２の共振を生じさせている。第２のコイル３２は、１μＨ〜１ｍＨ程度が通常使用される。
【００２２】
また、ケーブル２５の長さが長い（通常、５０ｃｍ以上）場合には、浮遊容量Ｃ3 が大きくなるため、浮遊容量Ｃ3 が第２の共振に与える影響が大きくなる。換言すれば、浮遊容量Ｃ3 と第２のコイルのインダクタンスとを共振要素として含む第２の共振が生じることとなる。
【００２３】
第１の共振、第２の共振にはアンテナ導体６の配線の浮遊容量もわずかながら影響する。例えば、第１のコイル３１及び第２のコイル３２等の配線の浮遊容量である。
第１の共振の共振周波数、第２の共振の共振周波数は、第１の放送周波数帯域のほぼ中心周波数を境として、それぞれ両者が同じ側に存在しないように、すなわち一方は第１の放送周波数帯域のほぼ中心周波数より低い周波数に、他方は高い周波数にすることが好ましい。
【００２４】
以上のように本発明で２つの共振を起こさせるのは、１つの共振のみでは、幅広い受信周波数帯域をカバーしきれないからである。したがって、本発明では第１の放送周波数帯域をほぼ中心周波数で２つに分けてそれぞれを２つの共振とで分担させ感度の平坦化を図ることが好ましい。
【００２５】
なお、第１の共振の共振周波数、第２の共振の共振周波数は、ともに、第１の放送周波数帯域内に存在することが感度向上の面で好ましい。第１の共振の共振周波数、第２の共振の共振周波数が、ともに、第１の放送周波数帯域内に存在する場合には、存在しない場合と比較して第１の放送周波数帯全域の感度が通常１０ｄＢ程度以上向上する。
【００２６】
図３は共振回路７の応用例の代表的回路図である。図３において、３４は高周波コイル、３５はバイパス用のコンデンサ、３３、３６、３７はダンピング用の抵抗、３８は共振調整用のコンデンサである。
【００２７】
高周波コイル３４、コンデンサ３５、３８、抵抗３６、３７は、必要に応じて設けられる。共振回路７は図３に示すものに限定されず、ダンピング用の抵抗、共振調整用のコンデンサ等を他に設けてもよい。
コンデンサ３５、高周波コイル３４は、必要に応じて設けられ、第１の放送周波数帯と第２の放送周波数帯とを受信する場合に設けられる。
【００２８】
アンテナ導体６と受信機２０との間には、第１のコイル３１とコンデンサ３５とが並列接続されたものを接続している。図１の場合と同様に、第１のコイル３１のインダクタンス値は少なくとも第１の放送周波数帯において低インピーダンスであることが好ましい。
【００２９】
本発明において、低インピーダンスとは、アンテナ導体６の受信信号が受信機側に流れやすい範囲内のインピーダンスをいい、通常、受信機側の入力インピーダンスの５倍以下をいう。また、受信機側の入力インピーダンスとは、通常、受信機の入力インピーダンスをいう。しかし、受信機の入力とアンテナとの間にインピーダンス変換器が接続されている場合には、インピーダンス変換器の入力インピーダンスをいう。高インピーダンスとは、アンテナ導体６の受信信号が受信機側に流れにくい範囲内のインピーダンスをいい、通常、受信機側の入力インピーダンスの５倍超をいう。
【００３０】
第１の放送周波数帯がＡＭ放送である場合、ＡＭ放送受信の際の受信機側の入力インピーダンスは、通常、１〜１０ｋΩである。そのため、例えば、受信機側の入力インピーダンスが５ｋΩである場合には、２５ｋΩ以下が低インピーダンスとなり、２５ｋΩ超が高インピーダンスとなる。
【００３１】
また、第２の放送周波数帯がＦＭ放送である場合、ＦＭ放送受信の際の受信機側の入力インピーダンスは、通常、５０又は７５Ωである。そのため、例えば、受信機側の入力インピーダンスが５０Ωである場合には、２５０Ω以下が低インピーダンスとなり、２５０Ω超が高インピーダンスとなる。
【００３２】
コンデンサ３５は第２の放送周波数帯にて低インピーダンスとなる。換言すると、コンデンサ３５は第２の放送周波数帯の受信信号を通過させるような容量値を有する。したがって、アンテナ導体６に励起された第２の放送周波数帯の受信信号はコンデンサ３５を介して受信機に送られる。コンデンサ３５の容量値は、通常、１〜１０００ｐＦ程度が採用される。例えば、第１の放送周波数帯がＡＭ放送帯、第２の放送周波数帯がＦＭ放送帯である場合、コンデンサ３５の容量値は、５．０〜３３ｐＦの範囲が好ましい。
【００３３】
高周波コイル３４は、アンテナ導体６に励起された第２の放送周波数帯の受信信号が車体アースに漏れないようにするためのものである。第１の放送周波数帯受信の場合には、通常、高周波コイル３４が低インピーダンスとなる。高周波コイル３４は、通常、０．１〜１００μＨ程度が使用される。
【００３４】
高周波コイル３４は、第２の放送周波数帯で高インピーダンスとなるものであり、第２のコイル３２は第２の放送周波数帯では、通常、自己共振周波数が低く、インダクタンスを失うので高周波コイル３４がこれを代行する。
なお、第２のコイル３２のみで第１の放送周波数帯から第２の放送周波数帯までの広い周波数帯域を高インピーダンスにできれば高周波コイル３４は不要であり、省略できる。
ダンピング用の抵抗３６は、第１の共振のＱ（クオリティファクタ）調整用であり、ダンピング用の抵抗３３、３７は、第２の共振のＱ調整用である。
【００３５】
また、本発明では、アンテナ導体６、デフォッガ３、後部窓の開口部すなわち車体の３要素がそれぞれ相互に形成する主に静電容量からなるインピーダンスとリアクタンス回路８内の主にチョークコイルのインピーダンスによって第１の放送周波数帯等の帯域外において反共振現象を発生させることが好ましい。ここで、車体開口部とは窓ガラス板がはめ込まれる車体の開口部であって車体アースとなるべきものをいい、金属等の導電性材料で構成されているものをいう。
【００３６】
リアクタンス回路８を利用し反共振を起こさせる場合、反共振周波数より低い周波数域では急激に感度が減衰するため、第１の放送周波数帯域より低い周波数に反共振の共振周波数を存在させることが好ましい。反共振させることにより、デフォッガ３に誘起された受信電流が車体アースに流れるのを防止し、感度を向上させる。
【００３７】
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、寸法及び構成等によりＡＭ放送、ＦＭ放送、ＡＭ放送とＦＭ放送の両ラジオ放送共用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。
【００３８】
また、図１に示すアンテナ導体６には補助アンテナ導体は付設されていないが、これに限定されず、位相調整及び指向性調整のために、アンテナ導体の導体パターン又は給電点に、接続導体を介して又は介さずに、略Ｔ字状、略Ｌ字状、ループ等の補助アンテナ導体が付設されていてもよい。
【００３９】
窓ガラス板１に設けられるアンテナ導体６の位置については、図１を例にとると、窓ガラス板１のデフォッガより上下左右部の余白部のどこにアンテナ導体を設けてもよく、図１に示す位置に限定されない。また、窓ガラス板１に設けられるアンテナ導体の数は限定されない。
【００４０】
窓ガラス板１に設けられるアンテナ導体は、ＡＭ放送帯用又はＦＭ放送帯用に限定されず、テレビＶＨＦ帯用、テレビＵＨＦ帯用及び電話用等に応用できる。また、自動車に設けられるアンテナ導体の数は限定されず、また、本発明のガラスアンテナと、ポールアンテナ等の他のアンテナ及び／又は他のガラスアンテナとの間でダイバーシティ受信を行ってもよい。
給電点は図１では後部窓ガラス板１の左周縁部に配設されている。しかし、これに限定されず、後部窓ガラス板１のどの位置に配設されていてもよく、例えば、後部窓ガラス板１の左右中央の上下周縁部に配設されていてもよい。
【００４１】
図１に示す本発明においては、バスバ５ａ、５ｂとデフォッガ用の直流電源１０間にチョークコイル９及び高周波チョークコイル１２ａ、１２ｂを挿入し、高周波帯域にてチョークコイル９及び高周波チョークコイル１２ａ、１２ｂのインピーダンスを大きくすることによって、直流電源１０からデフォッガへの直流電流は流すが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している。
【００４２】
このようにして、チョークコイル９及び高周波チョークコイル１２ａ、１２ｂによりデフォッガのヒータ線２とバスバ５ａ、５ｂ、５ｃとを車体アースから高周波的に絶縁でき、ヒータ線２及びバスバ５ａ、５ｂ、５ｃに誘起されたラジオ放送周波数帯域等の高周波帯域の受信電流が車体アースへ流れるのを防止できて、この受信電流を漏れなくデフォッガ３の出力ｔ2 を介して受信機２０に送ることができる。
【００４３】
また、中波帯、例えば、ＡＭ放送帯のみを受信する場合であれば、高周波チョークコイル１２ａ、１２ｂは、通常、不要であり、チョークコイル９のみでよく、ＦＭ放送帯等の高周波帯のみを受信する場合であれば、高周波チョークコイル１２ａ、１２ｂのみでよい。また、中波帯及びＦＭ放送帯両方を受信する場合であっても、チョークコイル９、高周波チョークコイル１２ａ、１２ｂ両方の機能を満足するコイルがあれば、かかるコイルのみでよい。
【００４４】
図１に示したデフォッガ３では、デフォッガ３の両側のバスバの右側のバスバを所望のところから上下に２つに分割し、下側部バスバ５ａ、上側部バスバ５ｂを設けている。下側部バスバ５ａには車体アースのリード線を接続し、上側部バスバ５ｂには電源側のリード線を接続している。給電された電流は上側部バスバ５ｂからバスバ５ｃを通って下側部バスバ５ａへとコの字状に流れる。
図１に示したデフォッガは、いわゆるコの字状であるが、本発明にかかるデフォッガはこれに限定されず、いわゆるハの字状デフォッガであっても、本発明に利用できる。
【００４５】
また、アンテナ導体６、ヒータ線２とバスバ５ａ、５ｂ、５ｃとは、通常、導電性銀ペースト等の導電性金属含有ペーストを窓ガラス板１の車内側表面にプリントし、焼付けて形成する等により製造するが、かかる形成方法に限定されず、銅線等の導電性の線状体又は箔状体を窓ガラス板１の車内側又は車外側表面に形成してもよく、窓ガラス板１の内部に設けてもよい。
【００４６】
また、本発明において、アンテナ導体が設けられる窓ガラス板は後部窓ガラス板に限定されず、サイド窓ガラス板、前部窓ガラス板、ルーフ窓ガラス板等でもよく、アンテナ導体が設けられる窓ガラス板にデフォッガが設けられていなくともよい。
【００４７】
図４はインダクタンス回路２１の代表例の回路図である。図４において、４０は結合用コイル、４１、４３は抵抗、４２はコンデンサである。図４に示すようにインダクタンス回路２１は結合用コイル４０を含む回路である。しかし、インダクタンス回路２１は第２の放送周波数帯の周波数の通過を阻止又は減衰するインピーダンスを有し、フィルタ回路として機能する回路であれば図４に示す回路構成に限定されない。
【００４８】
結合用コイル４０は、インダクタンス素子としての機能を有し、第２の放送周波数帯の通過を阻止又は減衰するインダクタンス値を有する。言い換えれば、第２の放送周波数帯において、受信機側の入力インピーダンスの２倍超のインピーダンスとなるように結合用コイル４０のインダクタンス値を設定することが好ましい。また、受信機側の入力インピーダンスの５倍超のインピーダンスとなるように結合用コイル４０のインダクタンス値を設定することがより好ましい。
【００４９】
第２の放送周波数帯がＦＭ放送帯以上の高い周波数帯域である場合、結合用コイル４０のインダクタンス値は０．１〜１００μＨの範囲が通常使用される。また、第２の放送周波数帯がＦＭ放送帯である場合、結合用コイル４０のインダクタンス値は０．５〜２０μＨの範囲が好ましい。この範囲内の場合には、この範囲外の場合と比較してＦＭ放送帯の感度が０．３ｄＢ以上通常向上する。また、結合用コイル４０のインダクタンス値は１．０〜２．８μＨの範囲がより好ましい。この範囲内の場合には、この範囲外の場合と比較してＦＭ放送帯の感度が０．５ｄＢ以上通常向上する。
【００５０】
結合用コイル４０の自己共振周波数ｆR について述べると、第２の放送周波数帯の最高周波数をｆH 、第２の放送周波数帯の最低周波数をｆL とするとき、ｆH ／１５≦ｆR ≦３ｆL の条件を満足することが好ましい。ｆR がこの範囲内の場合には、この範囲外の場合と比較して第２の放送周波数帯の感度が０．５ｄＢ以上通常向上する。また、ｆH ／９≦ｆR ≦２ｆL の条件を満足することがより好ましい。ｆR がこの範囲内の場合には、この範囲外の場合と比較して第２の放送周波数帯の感度が０．５ｄＢ以上通常向上する。
【００５１】
なお、高周波チョークコイルを等価回路で表すと、コイルとコンデンサとの並列回路となり、該コイルと該コンデンサとの並列共振周波数が自己共振周波数となる。
【００５２】
抵抗４１、４３はアンテナ導体６とデフォッガ３との結合状態を調整するための抵抗であり、必要に応じて設けられ、抵抗４３の抵抗値は１Ω〜１０ｋΩの範囲が通常使用される。コンデンサ４２は、直流電圧阻止用又はバイパス用のコンデンサであり、必要に応じて設けられ、１〜１００００ｐＦが通常使用される。インダクタンス回路２１を簡単化するために、結合用コイル４０のみ設けるようにしてもよい。
【００５３】
また、直流電源１０からデフォッガ３に直流電流を供給するリード線がエンジンノイズ等の車両ノイズを拾ってＳ／Ｎ比の悪化を招く。抵抗４１は、このＳ／Ｎ比悪化を防止する機能をも有する。特にＡＭ放送帯の低域のＳ／Ｎ比悪化を防止する機能を有する。すなわち、抵抗４１はエンジンノイズ等の車両ノイズの軽減する機能を有する。
【００５４】
抵抗４１の抵抗値は１０Ω〜１ｋΩが好ましく、５０〜５００Ωが好ましい。第１の放送周波数帯をＡＭ放送帯とするとき、抵抗４１の抵抗値を１０Ω〜１ｋΩとする場合には、１０Ω〜１ｋΩの範囲外の場合と比較して、ＡＭ放送帯のＳ／Ｎ比が１ｄＢ以上向上する。抵抗４１の抵抗値を５０〜５００Ωとする場合には、５０〜５００Ωの範囲外の場合と比較して、ＡＭ放送帯のＳ／Ｎ比が１ｄＢ以上向上する。
【００５５】
図７に示す本発明の自動車用ガラスアンテナ装置は図１とは別の実施例であって、比較的実用的な装置である。図７において、インダクタンス回路２１は結合用コイル４０と抵抗４１との直列接続回路である。図７では、ダイバーシティ受信を行っていない。
【００５６】
また、図７の装置の場合には、アンテナ導体６とデフォッガ３とは容量結合していない方が好ましい。容量結合させる場合には、アンテナ導体６に励起した高域周波数帯の受信信号がデフォッガ３、チョークコイル９を介して車体アースに漏れやすくなる。したがって、できるだけ容量結合させないため、アンテナ導体６とデフォッガ３との最短の間隔は１０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００５７】
【実施例】
「例１（実施例）」
自動車の後部窓ガラス板を使用して、図１に示すような自動車用ガラスアンテナ装置を製作した。共振回路７は図３のものを採用した。ただし、コンデンサ３８、抵抗３３は設けなかった（コンデンサ３８の箇所は開放、抵抗３３の箇所は短絡）。インダクタンス回路２１については図４において結合用コイル４０のみ設けたものを使用した。表１に各回路定数を挙げる。
【００５８】
【表１】
【００５９】
ＡＭ放送帯についての感度の測定結果を図５に示す。図５において８７０ｍｍの長さのポールアンテナがほぼ０ｄＢである。ＦＭ放送帯については８７０ｍｍの長さのポールアンテナとほぼ同等（±２ｄＢ以内）であった。また、第１の共振の共振周波数はほぼ１４５０ｋＨｚ、第２の共振の共振周波数はほぼ５００ｋＨｚであった。また、リアクタンス回路８を利用した反共振の共振周波数はほぼ３００ｋＨｚであった。ＦＭ放送帯についての感度の測定結果を図６に示す。
【００６０】
「例２〜９（実施例）」
結合用コイル４０の電気的特性を表１に示す値に変更した。ＦＭ放送帯の平均感度を例１と比較したデータ（例１より低下したデータ）も表１に示す。
【００６１】
【表２】
【００６２】
【発明の効果】
本発明では、アンテナ導体の給電点と受信機との間に前置増幅器を挿入接続する必要がないため、前置増幅器挿入のため強電界中において、波形歪や混変調などが発生し、ノイズがそのまま増幅されるという問題がなく、生産性がよい。
また、本発明では、第１の共振と第２の共振とを起こさせることにより、第１の放送周波数帯の感度を向上でき、かつ、優れた平坦性で受信できる。アンテナの給電を２箇所から取ることもできるため、ＦＭ放送帯等の高周波帯を受信する場合、指向性改善が容易に達成できる。
【００６３】
また、本発明をデフォッガを設けた後部窓ガラス板に適用し、デフォッガをアンテナとして利用する場合、インダクタンス回路により、アンテナ導体に励起する第２の放送周波数帯の受信信号の通過が阻止され又は減衰されるため、この受信信号がデフォッガを介して車体アースに漏れ、第２の放送周波数帯の感度が低下することが少ない。さらに、リアクタンス回路を利用した反共振を起こさせる際、チョークコイルのインピーダンスが自動車ごとにばらつく場合であっても、第１の放送周波数帯域内に反共振の共振周波数を存在させることなく第１の放送周波数帯の感度を向上できるため、感度が自動車ごとに均一になり、生産性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動車用ガラスアンテナ装置の代表例の構成図
【図２】図１の等価回路図
【図３】共振回路７の応用例の代表的回路図
【図４】インダクタンス回路２１の代表的回路図
【図５】ＡＭ放送帯における実施例の感度の周波数特性図
【図６】ＦＭ放送帯における実施例の感度の周波数特性図
【図７】別の実施例の構成図
【符号の説明】
１：自動車の後部窓ガラス板
２：ヒータ線
３：デフォッガ
４：アンテナ導体の給電点
５ａ、５ｂ、５ｃ：バスバ
６：アンテナ導体
７：共振回路
８：リアクタンス回路
９：チョークコイル
１０：直流電源
１１：コンデンサ
１２ａ、１２ｂ：高周波チョークコイル
２０：受信機
２５：ケーブル
３１：第１のコイル
３２：第２のコイル
３４：高周波コイル
３５：バイパス用のコンデンサ
３６、３７：ダンピング用の抵抗
３８：共振調整用のコンデンサ
Ｃ1 ：給電点４からアンテナ導体６側を見た場合の浮遊容量
Ｃ2 ：バスバ５ｂからデフォッガ３側を見た場合の浮遊容量
Ｃ3 ：ケーブル２５の浮遊容量
Ｅ1 ：アンテナ導体６の電圧電源
Ｅ2 ：デフォッガ３がアンテナとして機能する際の電圧電源
【発明の属する技術分野】
本発明は、高感度でありしかも所望の放送帯等の帯域内で感度の平坦性の高い自動車用ガラスアンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＡＭ放送帯及びＦＭ放送帯受信用のガラスアンテナにおいては、アンテナの感度の不足を補償するため、アンテナ導体の給電点と受信機との間の給電線の好適な部位に前置増幅器を挿入接続することが行われていた。しかし、前置増幅器挿入のため強電界中において、波形歪や混変調などが発生し、ノイズがそのまま増幅される問題があった。また、受信機とは別に前置増幅器を設ける必要があるため、生産性が悪かった。
【０００３】
また、自動車の後部窓ガラス板に、ヒータ線とヒータ線に給電するバスバとを有する通電加熱式のデフォッガと、デフォッガとの間で直流電流の送受は行われないが中高周波電流の送受は行われるように所定間隔をおいて近接させて容量結合させた所定パターンのアンテナ導体とを設けた自動車用ガラスアンテナ装置が報告されている（特開平２−２３９７０１）。
【０００４】
この従来技術では、バスバとデフォッガ用の直流電源間にチョークコイルを接続して、チョークコイルのインピーダンスを大きくすることによって、直流電源からデフォッガへの直流電流は流すが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している。この容量結合によって見かけ上、デフォッガはアンテナの一部として機能するようになる。
【０００５】
また、アンテナ導体、デフォッガ、車体のそれぞれが相互に形成する主に静電容量からなるインピーダンスと、チョークコイルのインピーダンスとによって、所望の放送周波数帯域内に反共振の共振周波数が存在するようにしている。
また、アンテナ導体の給電点と受信機との間に接続させた所定回路のインピーダンスと、受信機の入力インピーダンスと、所定の回路からアンテナ導体側を見たインピーダンスとによって、所望の放送周波数帯域内に共振点が存在するようにしている。このようにしてこの従来技術は、感度を向上させている。
【０００６】
しかし、この従来技術は、チョークコイルのインピーダンスが反共振の共振周波数に影響し、チョークコイルのインピーダンスを均一に製造することが困難であり、自動車ごとの反共振の共振周波数のバラツキが大きい。そのため、所望の放送周波数帯域内に反共振周波数が存在していた場合、感度が自動車ごとに均一にならず、生産性が悪いという欠点があった。また、この従来技術では、アンテナの給電を１箇所から行っていたため、ＦＭ放送帯受信の際、指向性改善が困難であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術の前述の欠点の解消を目的とし、感度及び生産性に優れた自動車用ガラスアンテナ装置を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１のコイル、第２のコイル、自動車の窓ガラス板に設けられた第１のアンテナ及び該窓ガラス板に設けられた第２のアンテナを備え、
第１のアンテナの浮遊容量をＣ1 、第２のアンテナの浮遊容量をＣ2 とするとき、浮遊容量Ｃ1 の値と浮遊容量Ｃ2 の値との和の値の容量と、第１のコイルのインダクタンスとで第１の共振を生じさせ、浮遊容量Ｃ1 の値と浮遊容量Ｃ2 との和の値の容量と、第２のコイルのインダクタンスとで第２の共振を生じさせ、
第１の共振と第２の共振とは、第１の放送周波数帯の感度を向上させるような共振周波数を有し、
第１のアンテナと第２のアンテナとの間にインダクタンス素子が直列に接続されており、インダクタンス素子は第１の放送周波数帯より周波数が高い第２の放送周波数帯の通過を阻止又は減衰するインダクタンス値を有し、
第１のアンテナと受信機との間に第１のコイルが電気的に接続されており、第２のアンテナと車体アースとの間に第２のコイルが電気的に接続されてい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。
【０００９】
また、本発明は、第１のコイル、第２のコイル、自動車の窓ガラス板に設けられた第１のアンテナ及び該窓ガラス板に設けられた第２のアンテナを備え、
さらに、第１のアンテナの受信信号を受信機に送るケーブルを備え、
第１のアンテナの浮遊容量をＣ1 、ケーブルの浮遊容量をＣ3 とするとき、浮遊容量Ｃ1 と第１のコイルのインダクタンスとを共振要素として含む第１の共振を生じさせており、
浮遊容量Ｃ3 と第２のコイルのインダクタンスとを共振要素として含む第２の共振を生じさせており、
第１の受信周波数帯の受信信号及び第１の受信周波数帯より高周波数の第２の受信周波数帯の受信信号が第１のアンテナより受信機に送られており、
第１の共振の共振周波数及び第２の共振の共振周波数は、それぞれ第１の受信周波数帯の感度が向上するような周波数であり、
第１のアンテナと第２のアンテナとの間に第２の受信周波数帯の受信信号を遮断又は減衰させるフィルタ回路が電気的に接続されており、
第１のアンテナと受信機との間に第１のコイルが電気的に接続されており、第２のアンテナと車体アースとの間に第２のコイルが電気的に接続されてい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。
【００１０】
また、本発明は、第１のコイル、第２のコイル、自動車の窓ガラス板に設けられたアンテナ導体及び該窓ガラス板に設けられた通電加熱式のデフォッガを備え、デフォッガはヒータ線と該ヒータ線に給電するバスバとを有し、バスバと直流電源との間、及び、バスバと車体アースとの間、の少なくとも一方にチョークコイルが接続されており、アンテナ導体の浮遊容量をＣ1 、ケーブルの浮遊容量をＣ3 とするとき、浮遊容量Ｃ1 と第１のコイルのインダクタンスとを共振要素として含む第１の共振を生じさせており、浮遊容量Ｃ3 と第２のコイルのインダクタンスとを共振要素として含む第２の共振を生じさせており、第１の受信周波数帯の受信信号と第１の受信周波数帯より高周波数の第２の受信周波数帯の受信信号とがアンテナ導体より受信機に送られており、第１の共振の共振周波数及び第２の共振の共振周波数は、それぞれ第１の受信周波数帯の感度が向上するような周波数であり、アンテナ導体とデフォッガとの間に第２の受信周波数帯の受信信号を遮断又は減衰させるフィルタ回路が電気的に接続されてい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。
【００１１】
【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ガラスアンテナ装置の代表例の構成図である。図１において、１は自動車の後部窓ガラス板、２はヒータ線、３はデフォッガ、３ａはデフォッガの分岐線、４はアンテナ導体の給電点、５ａ、５ｂ、５ｃはバスバ、６はアンテナ導体、６ａはアンテナ導体６のデフォッガ３との隣接部、７は共振回路、８はリアクタンス回路、９はチョークコイル、１０は直流電源、１１はコンデンサ、１２ａ、１２ｂは高周波チョークコイル、１９、２３、２６はコンデンサ、２０は受信機、２１はインダクタンス素子を含む回路（以下、インダクタンス回路という。）、２５は同軸ケーブル等のケーブル、３１は第１のコイル、３２は第２のコイル、ｔ1 はアンテナ導体６の出力、ｔ2 はデフォッガ３の出力である。
【００１２】
図１では、アンテナ導体６は第１のアンテナとして機能し、デフォッガ３は第２のアンテナとして機能する。コンデンサ１９、２３、２６は必要に応じて設けられるバイパス用コンデンサであり、１〜１００００ｐＦが通常使用される。
【００１３】
本発明では、第１の放送周波数帯と、第１の放送周波数帯より周波数が高い第２の放送周波数帯とを受信する。インダクタンス回路２１は、第１の放送周波数帯の周波数を通過させる機能を有し、第２の放送周波数帯の周波数の通過を阻止又は減衰する機能を有する。換言すれば、第２の放送周波数帯において、インダクタンス回路２１は、第２の放送周波数帯の周波数の通過を阻止又は減衰するインピーダンスを有し、フィルタ回路として機能する。
【００１４】
このようにすることにより、第１の放送周波数帯の受信の際には、アンテナ導体６とデフォッガ３とを接続させることにより、感度向上させることができ、第２の放送周波数帯の受信の際には、アンテナ導体６とデフォッガ３とを別々のアンテナとして機能させて、アンテナ導体６単独の指向性を使用できる。さらに、インダクタンス回路２１により、アンテナ導体６に励起する第２の放送周波数帯の受信信号の通過が阻止され又はこの受信信号が遮断、減衰されるため、この受信信号がデフォッガ３を介して車体アースに漏れ、第２の放送周波数帯の感度が低下することが少ない。
【００１５】
ここで、第２の放送周波数帯の周波数の通過を阻止するインピーダンスとは、受信機側の入力インピーダンスの５倍超をいい、第２の放送周波数帯の周波数の通過を減衰するインピーダンスとは受信機側の入力インピーダンスの２倍超をいう。インダクタンス回路２１のインピーダンスを第２の放送周波数帯において受信機側の入力インピーダンスの２倍超とする場合には、２倍以下とする場合と比較して、ダイバーシティ感度が１ｄＢ以上通常向上する。インダクタンス回路２１のインピーダンスを第２の放送周波数帯において受信機側の入力インピーダンスの５倍超とする場合には、５倍以下とする場合と比較して、ダイバーシティ感度が１ｄＢ以上通常向上する。ダイバーシティ感度とは、自動車を３６０度回転させ、アンテナ導体６の出力ｔ1 の受信信号とデフォッガ３の出力ｔ2 の受信信号のうち、強い方を選択し平均した感度をいう。
【００１６】
第２の放送周波数帯を受信する場合、図１に示すように、アンテナ導体６の出力ｔ1 とデフォッガ３の出力ｔ2 の両方を受信機２０に入力して使用してもよいし、どちらか１つを受信機２０に入力して使用してもよい。アンテナ導体６の出力ｔ1 とデフォッガ３の出力ｔ2 の両方を受信機２０に入力して使用する場合には、アンテナ導体６の受信信号とデフォッガ３の受信信号のうち、強い方を選択して受信機で使用するダイバーシティ受信を行う。
【００１７】
また、図２は図１の原理説明のためのものであって図１の等価回路図である。Ｅ1 はアンテナ導体６の電圧電源、Ｅ2 はデフォッガ３がアンテナとして機能する際の電圧電源、Ｃ1 は給電点４からアンテナ導体６側を見た場合の浮遊容量（静電容量）、Ｃ2 はバスバ５ｂからデフォッガ３側を見た場合の浮遊容量であり、Ｃ3 はケーブル２５の浮遊容量であり、ケーブル２５以外の配線の浮遊容量等の他の要素は、通常の受信に与える影響が少なく、無視省略して電気的現象を考えるものとする。
【００１８】
本発明では、２以上の共振を起こして感度を向上させる。インダクタンス回路２１は、第１の放送周波数帯の周波数を通過させる機能を有するため、第１の放送周波数帯又はその近傍において、アンテナ導体６とデフォッガ３とが接続され、主に浮遊容量Ｃ1 と浮遊容量Ｃ2 との和（浮遊容量Ｃ1 の値と浮遊容量Ｃ2 の値との和の値）と、主に第１のコイル３１のインダクタンスとで第１の共振が起きる。浮遊容量Ｃ1 及び浮遊容量Ｃ2 の少なくとも一方に並列に人為的にコンデンサ又は容量成分を接続して第１の共振を調整してもよい。換言すれば、浮遊容量Ｃ1 と浮遊容量Ｃ2 との和と、第１のコイルのインダクタンスとを共振要素として含む第１の共振が生じる。第１のコイル３１は１μＨ〜１ｍＨ程度が通常使用される。
【００１９】
また、ケーブル２５の長さが長い（通常、５０ｃｍ以上）場合には、浮遊容量Ｃ3 が大きくなるため、浮遊容量Ｃ3 も第１の共振に大きな影響を与える。ケーブル２５の長さが長い場合の例として、共振回路７が後部窓ガラス板１に又は後部窓ガラス板１の近傍に設けられており、受信機２０が前部座席近傍又はハンドル近傍に設けられている例が挙げられる。
【００２０】
また、主に第１のコイル３１のインダクタンスと第２のコイル３２のインダクタンスとの和（第１のコイル３１のインダクタンスの値と第２のコイル３２のインダクタンスの値との和の値）と、主に浮遊容量Ｃ1 と浮遊容量Ｃ2 との和とで第２の共振を起させる。第１のコイル３１と第２のコイル３２とを比較すると、第２のコイル３２の方が第１のコイル３１より第２の共振に与える影響が通常大きい。
【００２１】
浮遊容量Ｃ1 及び浮遊容量Ｃ2 の少なくとも一方に並列に人為的にコンデンサ又は容量成分を接続して第２の共振を調整してもよい。換言すれば、浮遊容量Ｃ1 と浮遊容量Ｃ2 との和と、第２のコイルのインダクタンスとを共振要素として含む第２の共振を生じさせている。第２のコイル３２は、１μＨ〜１ｍＨ程度が通常使用される。
【００２２】
また、ケーブル２５の長さが長い（通常、５０ｃｍ以上）場合には、浮遊容量Ｃ3 が大きくなるため、浮遊容量Ｃ3 が第２の共振に与える影響が大きくなる。換言すれば、浮遊容量Ｃ3 と第２のコイルのインダクタンスとを共振要素として含む第２の共振が生じることとなる。
【００２３】
第１の共振、第２の共振にはアンテナ導体６の配線の浮遊容量もわずかながら影響する。例えば、第１のコイル３１及び第２のコイル３２等の配線の浮遊容量である。
第１の共振の共振周波数、第２の共振の共振周波数は、第１の放送周波数帯域のほぼ中心周波数を境として、それぞれ両者が同じ側に存在しないように、すなわち一方は第１の放送周波数帯域のほぼ中心周波数より低い周波数に、他方は高い周波数にすることが好ましい。
【００２４】
以上のように本発明で２つの共振を起こさせるのは、１つの共振のみでは、幅広い受信周波数帯域をカバーしきれないからである。したがって、本発明では第１の放送周波数帯域をほぼ中心周波数で２つに分けてそれぞれを２つの共振とで分担させ感度の平坦化を図ることが好ましい。
【００２５】
なお、第１の共振の共振周波数、第２の共振の共振周波数は、ともに、第１の放送周波数帯域内に存在することが感度向上の面で好ましい。第１の共振の共振周波数、第２の共振の共振周波数が、ともに、第１の放送周波数帯域内に存在する場合には、存在しない場合と比較して第１の放送周波数帯全域の感度が通常１０ｄＢ程度以上向上する。
【００２６】
図３は共振回路７の応用例の代表的回路図である。図３において、３４は高周波コイル、３５はバイパス用のコンデンサ、３３、３６、３７はダンピング用の抵抗、３８は共振調整用のコンデンサである。
【００２７】
高周波コイル３４、コンデンサ３５、３８、抵抗３６、３７は、必要に応じて設けられる。共振回路７は図３に示すものに限定されず、ダンピング用の抵抗、共振調整用のコンデンサ等を他に設けてもよい。
コンデンサ３５、高周波コイル３４は、必要に応じて設けられ、第１の放送周波数帯と第２の放送周波数帯とを受信する場合に設けられる。
【００２８】
アンテナ導体６と受信機２０との間には、第１のコイル３１とコンデンサ３５とが並列接続されたものを接続している。図１の場合と同様に、第１のコイル３１のインダクタンス値は少なくとも第１の放送周波数帯において低インピーダンスであることが好ましい。
【００２９】
本発明において、低インピーダンスとは、アンテナ導体６の受信信号が受信機側に流れやすい範囲内のインピーダンスをいい、通常、受信機側の入力インピーダンスの５倍以下をいう。また、受信機側の入力インピーダンスとは、通常、受信機の入力インピーダンスをいう。しかし、受信機の入力とアンテナとの間にインピーダンス変換器が接続されている場合には、インピーダンス変換器の入力インピーダンスをいう。高インピーダンスとは、アンテナ導体６の受信信号が受信機側に流れにくい範囲内のインピーダンスをいい、通常、受信機側の入力インピーダンスの５倍超をいう。
【００３０】
第１の放送周波数帯がＡＭ放送である場合、ＡＭ放送受信の際の受信機側の入力インピーダンスは、通常、１〜１０ｋΩである。そのため、例えば、受信機側の入力インピーダンスが５ｋΩである場合には、２５ｋΩ以下が低インピーダンスとなり、２５ｋΩ超が高インピーダンスとなる。
【００３１】
また、第２の放送周波数帯がＦＭ放送である場合、ＦＭ放送受信の際の受信機側の入力インピーダンスは、通常、５０又は７５Ωである。そのため、例えば、受信機側の入力インピーダンスが５０Ωである場合には、２５０Ω以下が低インピーダンスとなり、２５０Ω超が高インピーダンスとなる。
【００３２】
コンデンサ３５は第２の放送周波数帯にて低インピーダンスとなる。換言すると、コンデンサ３５は第２の放送周波数帯の受信信号を通過させるような容量値を有する。したがって、アンテナ導体６に励起された第２の放送周波数帯の受信信号はコンデンサ３５を介して受信機に送られる。コンデンサ３５の容量値は、通常、１〜１０００ｐＦ程度が採用される。例えば、第１の放送周波数帯がＡＭ放送帯、第２の放送周波数帯がＦＭ放送帯である場合、コンデンサ３５の容量値は、５．０〜３３ｐＦの範囲が好ましい。
【００３３】
高周波コイル３４は、アンテナ導体６に励起された第２の放送周波数帯の受信信号が車体アースに漏れないようにするためのものである。第１の放送周波数帯受信の場合には、通常、高周波コイル３４が低インピーダンスとなる。高周波コイル３４は、通常、０．１〜１００μＨ程度が使用される。
【００３４】
高周波コイル３４は、第２の放送周波数帯で高インピーダンスとなるものであり、第２のコイル３２は第２の放送周波数帯では、通常、自己共振周波数が低く、インダクタンスを失うので高周波コイル３４がこれを代行する。
なお、第２のコイル３２のみで第１の放送周波数帯から第２の放送周波数帯までの広い周波数帯域を高インピーダンスにできれば高周波コイル３４は不要であり、省略できる。
ダンピング用の抵抗３６は、第１の共振のＱ（クオリティファクタ）調整用であり、ダンピング用の抵抗３３、３７は、第２の共振のＱ調整用である。
【００３５】
また、本発明では、アンテナ導体６、デフォッガ３、後部窓の開口部すなわち車体の３要素がそれぞれ相互に形成する主に静電容量からなるインピーダンスとリアクタンス回路８内の主にチョークコイルのインピーダンスによって第１の放送周波数帯等の帯域外において反共振現象を発生させることが好ましい。ここで、車体開口部とは窓ガラス板がはめ込まれる車体の開口部であって車体アースとなるべきものをいい、金属等の導電性材料で構成されているものをいう。
【００３６】
リアクタンス回路８を利用し反共振を起こさせる場合、反共振周波数より低い周波数域では急激に感度が減衰するため、第１の放送周波数帯域より低い周波数に反共振の共振周波数を存在させることが好ましい。反共振させることにより、デフォッガ３に誘起された受信電流が車体アースに流れるのを防止し、感度を向上させる。
【００３７】
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、寸法及び構成等によりＡＭ放送、ＦＭ放送、ＡＭ放送とＦＭ放送の両ラジオ放送共用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。
【００３８】
また、図１に示すアンテナ導体６には補助アンテナ導体は付設されていないが、これに限定されず、位相調整及び指向性調整のために、アンテナ導体の導体パターン又は給電点に、接続導体を介して又は介さずに、略Ｔ字状、略Ｌ字状、ループ等の補助アンテナ導体が付設されていてもよい。
【００３９】
窓ガラス板１に設けられるアンテナ導体６の位置については、図１を例にとると、窓ガラス板１のデフォッガより上下左右部の余白部のどこにアンテナ導体を設けてもよく、図１に示す位置に限定されない。また、窓ガラス板１に設けられるアンテナ導体の数は限定されない。
【００４０】
窓ガラス板１に設けられるアンテナ導体は、ＡＭ放送帯用又はＦＭ放送帯用に限定されず、テレビＶＨＦ帯用、テレビＵＨＦ帯用及び電話用等に応用できる。また、自動車に設けられるアンテナ導体の数は限定されず、また、本発明のガラスアンテナと、ポールアンテナ等の他のアンテナ及び／又は他のガラスアンテナとの間でダイバーシティ受信を行ってもよい。
給電点は図１では後部窓ガラス板１の左周縁部に配設されている。しかし、これに限定されず、後部窓ガラス板１のどの位置に配設されていてもよく、例えば、後部窓ガラス板１の左右中央の上下周縁部に配設されていてもよい。
【００４１】
図１に示す本発明においては、バスバ５ａ、５ｂとデフォッガ用の直流電源１０間にチョークコイル９及び高周波チョークコイル１２ａ、１２ｂを挿入し、高周波帯域にてチョークコイル９及び高周波チョークコイル１２ａ、１２ｂのインピーダンスを大きくすることによって、直流電源１０からデフォッガへの直流電流は流すが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している。
【００４２】
このようにして、チョークコイル９及び高周波チョークコイル１２ａ、１２ｂによりデフォッガのヒータ線２とバスバ５ａ、５ｂ、５ｃとを車体アースから高周波的に絶縁でき、ヒータ線２及びバスバ５ａ、５ｂ、５ｃに誘起されたラジオ放送周波数帯域等の高周波帯域の受信電流が車体アースへ流れるのを防止できて、この受信電流を漏れなくデフォッガ３の出力ｔ2 を介して受信機２０に送ることができる。
【００４３】
また、中波帯、例えば、ＡＭ放送帯のみを受信する場合であれば、高周波チョークコイル１２ａ、１２ｂは、通常、不要であり、チョークコイル９のみでよく、ＦＭ放送帯等の高周波帯のみを受信する場合であれば、高周波チョークコイル１２ａ、１２ｂのみでよい。また、中波帯及びＦＭ放送帯両方を受信する場合であっても、チョークコイル９、高周波チョークコイル１２ａ、１２ｂ両方の機能を満足するコイルがあれば、かかるコイルのみでよい。
【００４４】
図１に示したデフォッガ３では、デフォッガ３の両側のバスバの右側のバスバを所望のところから上下に２つに分割し、下側部バスバ５ａ、上側部バスバ５ｂを設けている。下側部バスバ５ａには車体アースのリード線を接続し、上側部バスバ５ｂには電源側のリード線を接続している。給電された電流は上側部バスバ５ｂからバスバ５ｃを通って下側部バスバ５ａへとコの字状に流れる。
図１に示したデフォッガは、いわゆるコの字状であるが、本発明にかかるデフォッガはこれに限定されず、いわゆるハの字状デフォッガであっても、本発明に利用できる。
【００４５】
また、アンテナ導体６、ヒータ線２とバスバ５ａ、５ｂ、５ｃとは、通常、導電性銀ペースト等の導電性金属含有ペーストを窓ガラス板１の車内側表面にプリントし、焼付けて形成する等により製造するが、かかる形成方法に限定されず、銅線等の導電性の線状体又は箔状体を窓ガラス板１の車内側又は車外側表面に形成してもよく、窓ガラス板１の内部に設けてもよい。
【００４６】
また、本発明において、アンテナ導体が設けられる窓ガラス板は後部窓ガラス板に限定されず、サイド窓ガラス板、前部窓ガラス板、ルーフ窓ガラス板等でもよく、アンテナ導体が設けられる窓ガラス板にデフォッガが設けられていなくともよい。
【００４７】
図４はインダクタンス回路２１の代表例の回路図である。図４において、４０は結合用コイル、４１、４３は抵抗、４２はコンデンサである。図４に示すようにインダクタンス回路２１は結合用コイル４０を含む回路である。しかし、インダクタンス回路２１は第２の放送周波数帯の周波数の通過を阻止又は減衰するインピーダンスを有し、フィルタ回路として機能する回路であれば図４に示す回路構成に限定されない。
【００４８】
結合用コイル４０は、インダクタンス素子としての機能を有し、第２の放送周波数帯の通過を阻止又は減衰するインダクタンス値を有する。言い換えれば、第２の放送周波数帯において、受信機側の入力インピーダンスの２倍超のインピーダンスとなるように結合用コイル４０のインダクタンス値を設定することが好ましい。また、受信機側の入力インピーダンスの５倍超のインピーダンスとなるように結合用コイル４０のインダクタンス値を設定することがより好ましい。
【００４９】
第２の放送周波数帯がＦＭ放送帯以上の高い周波数帯域である場合、結合用コイル４０のインダクタンス値は０．１〜１００μＨの範囲が通常使用される。また、第２の放送周波数帯がＦＭ放送帯である場合、結合用コイル４０のインダクタンス値は０．５〜２０μＨの範囲が好ましい。この範囲内の場合には、この範囲外の場合と比較してＦＭ放送帯の感度が０．３ｄＢ以上通常向上する。また、結合用コイル４０のインダクタンス値は１．０〜２．８μＨの範囲がより好ましい。この範囲内の場合には、この範囲外の場合と比較してＦＭ放送帯の感度が０．５ｄＢ以上通常向上する。
【００５０】
結合用コイル４０の自己共振周波数ｆR について述べると、第２の放送周波数帯の最高周波数をｆH 、第２の放送周波数帯の最低周波数をｆL とするとき、ｆH ／１５≦ｆR ≦３ｆL の条件を満足することが好ましい。ｆR がこの範囲内の場合には、この範囲外の場合と比較して第２の放送周波数帯の感度が０．５ｄＢ以上通常向上する。また、ｆH ／９≦ｆR ≦２ｆL の条件を満足することがより好ましい。ｆR がこの範囲内の場合には、この範囲外の場合と比較して第２の放送周波数帯の感度が０．５ｄＢ以上通常向上する。
【００５１】
なお、高周波チョークコイルを等価回路で表すと、コイルとコンデンサとの並列回路となり、該コイルと該コンデンサとの並列共振周波数が自己共振周波数となる。
【００５２】
抵抗４１、４３はアンテナ導体６とデフォッガ３との結合状態を調整するための抵抗であり、必要に応じて設けられ、抵抗４３の抵抗値は１Ω〜１０ｋΩの範囲が通常使用される。コンデンサ４２は、直流電圧阻止用又はバイパス用のコンデンサであり、必要に応じて設けられ、１〜１００００ｐＦが通常使用される。インダクタンス回路２１を簡単化するために、結合用コイル４０のみ設けるようにしてもよい。
【００５３】
また、直流電源１０からデフォッガ３に直流電流を供給するリード線がエンジンノイズ等の車両ノイズを拾ってＳ／Ｎ比の悪化を招く。抵抗４１は、このＳ／Ｎ比悪化を防止する機能をも有する。特にＡＭ放送帯の低域のＳ／Ｎ比悪化を防止する機能を有する。すなわち、抵抗４１はエンジンノイズ等の車両ノイズの軽減する機能を有する。
【００５４】
抵抗４１の抵抗値は１０Ω〜１ｋΩが好ましく、５０〜５００Ωが好ましい。第１の放送周波数帯をＡＭ放送帯とするとき、抵抗４１の抵抗値を１０Ω〜１ｋΩとする場合には、１０Ω〜１ｋΩの範囲外の場合と比較して、ＡＭ放送帯のＳ／Ｎ比が１ｄＢ以上向上する。抵抗４１の抵抗値を５０〜５００Ωとする場合には、５０〜５００Ωの範囲外の場合と比較して、ＡＭ放送帯のＳ／Ｎ比が１ｄＢ以上向上する。
【００５５】
図７に示す本発明の自動車用ガラスアンテナ装置は図１とは別の実施例であって、比較的実用的な装置である。図７において、インダクタンス回路２１は結合用コイル４０と抵抗４１との直列接続回路である。図７では、ダイバーシティ受信を行っていない。
【００５６】
また、図７の装置の場合には、アンテナ導体６とデフォッガ３とは容量結合していない方が好ましい。容量結合させる場合には、アンテナ導体６に励起した高域周波数帯の受信信号がデフォッガ３、チョークコイル９を介して車体アースに漏れやすくなる。したがって、できるだけ容量結合させないため、アンテナ導体６とデフォッガ３との最短の間隔は１０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００５７】
【実施例】
「例１（実施例）」
自動車の後部窓ガラス板を使用して、図１に示すような自動車用ガラスアンテナ装置を製作した。共振回路７は図３のものを採用した。ただし、コンデンサ３８、抵抗３３は設けなかった（コンデンサ３８の箇所は開放、抵抗３３の箇所は短絡）。インダクタンス回路２１については図４において結合用コイル４０のみ設けたものを使用した。表１に各回路定数を挙げる。
【００５８】
【表１】
ＡＭ放送帯についての感度の測定結果を図５に示す。図５において８７０ｍｍの長さのポールアンテナがほぼ０ｄＢである。ＦＭ放送帯については８７０ｍｍの長さのポールアンテナとほぼ同等（±２ｄＢ以内）であった。また、第１の共振の共振周波数はほぼ１４５０ｋＨｚ、第２の共振の共振周波数はほぼ５００ｋＨｚであった。また、リアクタンス回路８を利用した反共振の共振周波数はほぼ３００ｋＨｚであった。ＦＭ放送帯についての感度の測定結果を図６に示す。
【００６０】
「例２〜９（実施例）」
結合用コイル４０の電気的特性を表１に示す値に変更した。ＦＭ放送帯の平均感度を例１と比較したデータ（例１より低下したデータ）も表１に示す。
【００６１】
【表２】
【発明の効果】
本発明では、アンテナ導体の給電点と受信機との間に前置増幅器を挿入接続する必要がないため、前置増幅器挿入のため強電界中において、波形歪や混変調などが発生し、ノイズがそのまま増幅されるという問題がなく、生産性がよい。
また、本発明では、第１の共振と第２の共振とを起こさせることにより、第１の放送周波数帯の感度を向上でき、かつ、優れた平坦性で受信できる。アンテナの給電を２箇所から取ることもできるため、ＦＭ放送帯等の高周波帯を受信する場合、指向性改善が容易に達成できる。
【００６３】
また、本発明をデフォッガを設けた後部窓ガラス板に適用し、デフォッガをアンテナとして利用する場合、インダクタンス回路により、アンテナ導体に励起する第２の放送周波数帯の受信信号の通過が阻止され又は減衰されるため、この受信信号がデフォッガを介して車体アースに漏れ、第２の放送周波数帯の感度が低下することが少ない。さらに、リアクタンス回路を利用した反共振を起こさせる際、チョークコイルのインピーダンスが自動車ごとにばらつく場合であっても、第１の放送周波数帯域内に反共振の共振周波数を存在させることなく第１の放送周波数帯の感度を向上できるため、感度が自動車ごとに均一になり、生産性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動車用ガラスアンテナ装置の代表例の構成図
【図２】図１の等価回路図
【図３】共振回路７の応用例の代表的回路図
【図４】インダクタンス回路２１の代表的回路図
【図５】ＡＭ放送帯における実施例の感度の周波数特性図
【図６】ＦＭ放送帯における実施例の感度の周波数特性図
【図７】別の実施例の構成図
【符号の説明】
１：自動車の後部窓ガラス板
２：ヒータ線
３：デフォッガ
４：アンテナ導体の給電点
５ａ、５ｂ、５ｃ：バスバ
６：アンテナ導体
７：共振回路
８：リアクタンス回路
９：チョークコイル
１０：直流電源
１１：コンデンサ
１２ａ、１２ｂ：高周波チョークコイル
２０：受信機
２５：ケーブル
３１：第１のコイル
３２：第２のコイル
３４：高周波コイル
３５：バイパス用のコンデンサ
３６、３７：ダンピング用の抵抗
３８：共振調整用のコンデンサ
Ｃ1 ：給電点４からアンテナ導体６側を見た場合の浮遊容量
Ｃ2 ：バスバ５ｂからデフォッガ３側を見た場合の浮遊容量
Ｃ3 ：ケーブル２５の浮遊容量
Ｅ1 ：アンテナ導体６の電圧電源
Ｅ2 ：デフォッガ３がアンテナとして機能する際の電圧電源
Claims (7)
- 第１のコイル、第２のコイル、自動車の窓ガラス板に設けられた第１のアンテナ及び該窓ガラス板に設けられた第２のアンテナを備え、
第１のアンテナの浮遊容量をＣ1 、第２のアンテナの浮遊容量をＣ2 とするとき、浮遊容量Ｃ1 の値と浮遊容量Ｃ2 の値との和の値の容量と、第１のコイルのインダクタンスとで第１の共振を生じさせ、浮遊容量Ｃ1 の値と浮遊容量Ｃ2 との和の値の容量と、第２のコイルのインダクタンスとで第２の共振を生じさせ、
第１の共振と第２の共振とは、第１の放送周波数帯の感度を向上させるような共振周波数を有し、
第１のアンテナと第２のアンテナとの間にインダクタンス素子が直列に接続されており、インダクタンス素子は第１の放送周波数帯より周波数が高い第２の放送周波数帯の通過を阻止又は減衰するインダクタンス値を有し、
第１のアンテナと受信機との間に第１のコイルが電気的に接続されており、第２のアンテナと車体アースとの間に第２のコイルが電気的に接続されていることを特徴とする自動車用ガラスアンテナ装置。 - 第１のコイル、第２のコイル、自動車の窓ガラス板に設けられた第１のアンテナ及び該窓ガラス板に設けられた第２のアンテナを備え、
さらに、第１のアンテナの受信信号を受信機に送るケーブルを備え、
第１のアンテナの浮遊容量をＣ1 、ケーブルの浮遊容量をＣ3 とするとき、浮遊容量Ｃ1 と第１のコイルのインダクタンスとを共振要素として含む第１の共振を生じさせており、
浮遊容量Ｃ3 と第２のコイルのインダクタンスとを共振要素として含む第２の共振を生じさせており、
第１の受信周波数帯の受信信号及び第１の受信周波数帯より高周波数の第２の受信周波数帯の受信信号が第１のアンテナより受信機に送られており、
第１の共振の共振周波数及び第２の共振の共振周波数は、それぞれ第１の受信周波数帯の感度が向上するような周波数であり、
第１のアンテナと第２のアンテナとの間に第２の受信周波数帯の受信信号を遮断又は減衰させるフィルタ回路が電気的に接続されており、
第１のアンテナと受信機との間に第１のコイルが電気的に接続されており、第２のアンテナと車体アースとの間に第２のコイルが電気的に接続されていることを特徴とする自動車用ガラスアンテナ装置。 - 主に浮遊容量Ｃ 1 と浮遊容量Ｃ 2 との和の容量と、主に第１のコイル３１のインダクタンスとで第１の共振が起きるようにし、
主に第１のコイル３１のインダクタンスと第２のコイル３２のインダクタンスとの和のインダクタンスと、主に浮遊容量Ｃ 1 と浮遊容量Ｃ 2 との和の容量とで第２の共振を起きるようにする請求項１記載の自動車用ガラスアンテナ装置。 - 第１のコイル、第２のコイル、自動車の窓ガラス板に設けられたアンテナ導体及び該窓ガラス板に設けられた通電加熱式のデフォッガを備え、
デフォッガはヒータ線と該ヒータ線に給電するバスバとを有し、バスバと直流電源との間、及び、バスバと車体アースとの間、の少なくとも一方にチョークコイルが接続されており、
アンテナ導体の浮遊容量をＣ1 、ケーブルの浮遊容量をＣ3 とするとき、
浮遊容量Ｃ1 と第１のコイルのインダクタンスとを共振要素として含む第１の共振を生じさせており、
浮遊容量Ｃ3 と第２のコイルのインダクタンスとを共振要素として含む第２の共振を生じさせており、
第１の受信周波数帯の受信信号と第１の受信周波数帯より高周波数の第２の受信周波数帯の受信信号とがアンテナ導体より受信機に送られており、
第１の共振の共振周波数及び第２の共振の共振周波数は、それぞれ第１の受信周波数帯の感度が向上するような周波数であり、
アンテナ導体とデフォッガとの間に第２の受信周波数帯の受信信号を遮断又は減衰させるフィルタ回路が電気的に接続されていることを特徴とする自動車用ガラスアンテナ装置。 - アンテナ導体と受信機との間に第１のコイルが電気的に接続されており、デフォッガと車体アースとの間に第２のコイルが電気的に接続されている請求項４記載の自動車用ガラスアンテナ装置。
- 第１の共振が直列共振であり、第２の共振が並列共振である請求項１、２、３、４又は５記載の自動車用ガラスアンテナ装置。
- アンテナ導体、デフォッガ、後部窓の開口部の３要素がそれぞれ相互に形成する主に静電容量からなるインピーダンスと主にチョークコイルのインピーダンスによって反共振現象を発生させる請求項４、５又は６記載の自動車用ガラスアンテナ装置。
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