JP4312597B2 - 高周波数構成部品を備えるアンテナウィンドウ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１のプレアンブルの特徴をもつ高周波数構成部品を備えるアンテナウィンドウに関する。

文献ＤＥ−Ａ１−１９８ ２３ ２０２は、車両用のアンテナ装置であって、接触領域の接点で接続された透明な（ガラス）ウィンドウ上に配置されたすべてのアンテナの脚部接続が、ウィンドウ表面上に配置されたプラスチック取付台で囲まれており、高周波数構成部品、たとえば増幅器が取外し可能に固定されている、アンテナ装置を記載している。この場合、ばね接点が、高周波数構成部品と接点との間の電気的接続のために使用される。もちろん、接点は、取付けおよび取外しが簡単ではあるが、同時に腐食および発生する機械的振動の影響を比較的受けやすい。

文献ＤＥ−Ａ１−１９８ ５６ ６６３は、窓ガラス上に配置されたアンテナを、窓ガラスに固定された増幅器ハウジングに接触させる装置を記載している。接続ゾーンは、接着剤の層で囲まれているが、電気的接触は、はんだ付けによって作製されることが好ましい。文献ＵＳ−Ａ−６ ０８７ ９９６は、増幅器ハウジングが、ウィンドウの表面にベルクロアセンブリ（ｖｅｌｃｒｏ ａｓｓｅｍｂｌｙ）によって取外し可能に固定されたばね接点を備える類似の装置を示している。

文献ＤＥ−Ａ１−１９７ ３５ ３９５から、透明な（ガラス）ウィンドウ上でアンテナとして作用する平板導電層を接続導体に容量的に結合し、その接続導体を介して、アンテナ信号をラジオ受信機に送ることが知られている。この場合、複合材料内に位置する表面上には導電層を配置し、車内に向いたラミネートされたウィンドウの表面上には、ストリップ状の電極を印刷することによって、容量的結合が実現される。ストリップ状の電極の長さは、５ｃｍより長く、その幅は５ｍｍから１０ｍｍでなければならない。

文献ＤＥ−Ａ１−１９８ ５８ ２９９は、車両内のデータ通信装置のためのアンテナシステムを示している。平板結合電極上に配置されたアンテナシステムの構成部品を互いに容量的に結合することによって、ガラスユニットなどの誘電体取付け表面の両側を互いに接続することができる。

文献ＵＳ−４ ９３１ ８０５およびＵＳ−４ ９３１ ８０６は、車両のウィンドウに配置された電話アンテナを記載している。外部モジュールがアンテナを支持し、内部モジュールは、容量性信号伝送によってこのアンテナに接続される。ガラスユニットは誘電体として使用される。２つのモジュールは、両面接着テープでガラスユニットの表面に固定される。

本発明の目的は、高周波数構成部品を備える、知られているウィンドウから出発して、ウィンドウの表面に配置された高周波数構成部品の接触プロセスのための別の接続変形形態を提供することである。

本発明によれば、この目的は、請求項１の特徴によって達成される。従属請求項の特徴は、この目的の有利な変形形態を記載している。

多数のアンテナ信号を、高周波数構成部品内の容量手段によって、無視できる減衰損失で、特定の接点さえなしに、平板電極を使って伝送することもできる。この目的のために、まず最初に、ウィンドウ上にアンテナ信号を伝導する平板導体構造体を設けることが必要である。この場合、ラジオおよびテレビ受信用のダイバーシチアンテナ信号を含むことがある。これはまた、ラジオ／テレビと無線電話とをさらに組み合わせた信号、ＧＰＳ信号などであることもある。これらの信号は、適切な構成部品を用いて高周波数構成部品で、別々にフィルタリングされかつ利用されることができ、特に、後で増幅されかつ再生されることができる。

キャパシタンスは電極の表面積に比例するので、２つの結合電極は、当然完全に重ならなければならない。不完全な重なりであると、結合キャパシタンスが低減し、したがって低周波数減衰が増大する。一般に前記の重なりは、結合点として使用される導体構造体が、結合される結合電極または表面電極の形でウィンドウの表面に拡がり、したがって位置におけるわずかな差が、作用を有さないままであることによって保証されることになる。

この装置の１つの大きな利点は、高周波数構成部品が、ウィンドウと直流電気接触を有さない単一の平板の形状で作製できることである。

高周波数構成部品をアンテナウィンドウに固定した後に、空気層を永続的に一定に保持できるならば、中間誘電体層は特定の厚さの空気層でよい。

これは、たとえばスペーサを備える適切な取付け装置を用いて実現することができる。一般に、高周波数構成部品は、ウィンドウの表面に接着剤で結合される。高周波数構成部品がそれ自体のハウジングをもつ場合には、接着結合後、さらに外部の電気接続だけを実施しなければならない。高周波数構成部品がそれ自体のハウジングをもたない場合には、当然動作を十分に調べた後で、永続的に適切な成形材料でオーバーモールドされることができる。したがって、高周波数構成部品自体は、シースをもつ必要はないが、実質的に密閉されて周囲の影響が取り除かれる。これはウィンドウ表面から上方への突出を低減させることにも寄与する。具体的には、車両アンテナウィンドウの応用例の場合、水分および水蒸気に対する信頼性がある保護が必須である。

好ましい実施形態では、容量伝送ゾーンの幅は、特定の厚さの（両面）接着テープを用いて作製されることができる。その接着テープは、まず第１に、ウィンドウ側の導電構造体と高周波数構成部品の結合電極との間に中間誘電体層を直接形成する。第２に、この方法で高周波数構成部品の固定が、かなり大幅に簡略化される。接着テープ材料が、望ましい幅すなわち容量伝送ゾーンからの電極の分離に、永続的に従うことができる。

この装置の他の利点は、特に高周波数構成部品が増幅器を含む場合、アンテナから高周波数構成部品までの信号経路が短いことである。したがって、この方法で、損失および外乱の影響の両方が非常に小さなものになる。高周波数構成部品は、１つまたは複数の増幅器に加えて、たとえば１つまたは複数の同調器などを含むことができる。

同様に、欠陥のおそれのある構成部品の交換は特に複雑ではない。おそらく構成部品が使用できなくなるのと同時に、オーバーモールドされた成形材料を取り除くことができ、接着結合されたアセンブリを取り外すことができる。接点を外すために、ばね接点の場合と同様に特別な操作は必要でない。

本明細書に記載された、アンテナウィンドウ上の高周波数構成部品の構成は、ガラスウィンドウ上およびプラスチックウィンドウ上の両方で、また当然積層ウィンドウ上と同様に一体構造のウィンドウ上でも十分使用できることは言うまでもない。

多数の実施形態および組合せは、従来技術において前に記載されているので、導電構造体とアンテナ素子の接続、ならびにその製造およびタイプについては、本明細書ではさらには論じない。

しかし、高周波数構成部品の下の導電構造体から結合電極への信号の伝送は、単一のゾーンまたは単一の伝送コンデンサに限定されるものではないことを記載しておかねばならない。その反対に、（印刷されたまたは接着結合された）導電構造体を、それぞれがアンテナ領域などに接続される、いくつかの電気的に分離された部分に分割することも可能である。言い換えれば、いくつかの結合点が、１つのウィンドウ表面上で局所的に接近していてもよい。結合点によって伝導された信号は、個々に空間的および機能的に結合された対応する多数の結合電極により、この複数の伝送コンデンサと重なり合う高周波数構成部品で並列に結合される。

したがって、たとえば、特にダイバーシチアンテナシステムに供給されることができるような、いくつかのウィンドウ（たとえば、自動車のサイドウィンドウおよびリアウィンドウ）上に分散されたアンテナ構造体からの信号を、ウィンドウ表面の一点に局所的に集めることが可能である。しかし、そのような複数の解決方法では、（導電構造体の部品相互の）接触距離が近すぎるので、信号のクロストークを起こすことがあることに注意が必要である。この作用を低減しまたは防止するために、２つの接触面間の距離は、この距離によって互いに隔てられた接触縁部の長さより長くすべきである。

本発明の目的の他の詳細および利点が、例示的な実施形態の図面からまた以下の詳細な説明によって明らかになるであろう。

一体構造の透明ガラスウィンドウ１が、その表面の１つの縁部の近くで、不透明な被覆２と、被覆２上に配置された導電構造体３との両方を支持する。不透明な被覆および導電構造体は、好ましくは、対応するペーストを使用したスクリーン印刷によって、知られている方法で製造され、ペーストは、次いで（ガラスウィンドウ上で）焼成されることができる。不透明な被覆２は、導電性であってはならない。一方、導電構造体３は、好ましくは、印刷されかつ焼成された加熱器導体、または自動車の窓の加熱層のための電流バスバーで知られているように、銀含有量の高いスクリーン印刷ペーストを用いる知られている方法で製造される。理想的には、この応用例では、導電構造体３が、このタイプのバスバーである別の機能も有することができる。知られている方法において、アンテナ構造体が、車載ネットワークからの供給電圧を提供されるときは、アンテナ構造体を、加熱素子として使用することもできる。

後で再度記載される高周波数構成部品ＨＦが、薄い両面接着テープ４で導電構造体３に新たに固定される。

最終顧客の要求に応じて、導電性でない視覚的に不透明な別のマスキング層を、導電構造体３と接着テープとの間に配置することもできる。

アンテナウィンドウ１を車両の車体構造（図示せず）に取り付けた状態で、この装置は一般に、車両の内部空間に向くように表面上に配置され、内部被覆によって内側が遮蔽される。不透明の被覆２が、導電構造体３および高周波数構成部品ＨＦを外部から視覚的に遮蔽する。

電気良導体である金属、たとえば銅からできた薄い平板電極５が、接着テープ４に直接組み付けられる。

接着テープ４は、導電構造体３と平板電極５の間に特定の厚さをもった誘電体分離層を形成する。その厚さが、約０．５ｍｍを超えるべきではない２枚の電極の分離を決定し、したがって装置の容量伝送動作において決定的な役割を果たす。

導電構造体３と高周波数構成部品ＨＦとの間で直流電気接触を行うべきではない。反対に、導電構造体３は、平板電極５を用いて、高周波数構成部品ＨＦで信号の容量結合のための第１電極として作用する。この例の場合、平板電極は、長さ約１００ｍｍ、幅約１０ｍｍ、厚さ３５マイクロメートルである。この位置で、導電構造体は、幅が１０ｍｍより長く、厚さが４〜１５マイクロメートルで、銀含有量が７０％を超え、電気抵抗率が、２．８５〜５．４５×１０^−６オームｃｍである。したがって、４０ＭＨｚより高い周波数領域で十分な伝送動作が実現された。したがって、ＶＨＦ、ＦＭ、ＵＨＦなどの信号が、高信頼性および高品質で伝達される。

装置の構成部品の幾何寸法を、狭い公差範囲で一定に保つことができる。接着層が水分を浸透させないことが重要である。誘電率が２から４の間であるアクリレート接着剤を、フィルムまたはフォームの状態で使用することが好ましい。

したがって、全体的に見て、導電構造体３から、平板電極５または高周波数構成部品ＨＦの続く構成部品へ、高周波数信号を伝送するのに適したコンデンサが形成される。

平板電極５が、反対側から、この場合も好ましくは接着結合された比較的厚い弾性層６に接続される。この弾性層は、ウィンドウ１の表面のわずかな湾曲を補償することができ、また補償しなければならない。実際上、平板電極５自体は十分に薄いので、広い表面のどのような湾曲にも従うことができる。したがって、これらの湾曲は、スロットの幅、または接着テープ４の厚さにほとんど影響を与えない。次に、高周波数構成部品ＨＦの後部の機械的補強を形成する支持板７がくる。アセンブリの取付け環境に応じて、この支持板は、剛性または可撓性でよい。詳しく説明する必要はない電子装置を備える取付け板８が、支持板に固定される。アセンブリの環境が必要とする場合（たとえば、アセンブリの位置でウィンドウ表面の非常に短い曲率半径）、または高周波数構成部品が比較的大きな表面寸法をもつ場合、課された要件に応じて、支持板と同様に、取付け板も剛性または可撓性でよい。

最後に、信号ケーブル９は、取付け板または取付け板上に形成された導電トラックに電気的に接続される。信号は、この（遮蔽された）信号ケーブル９によって、ここでは図示されていない下流側に位置する複数の装置（ラジオまたはテレビ受信機、電話交換機など）に伝送される。さらに、信号ケーブル９は、高周波数構成部品ＨＦに電流を供給し、おそらく高周波数構成部品ＨＦを接地する働きをする。

この装置全体が、オーバーモールドの成形材料１０を用いて封入される。この成形材料は、アンテナウィンドウ１の表面または不透明の被覆にしっかりと結合され、水分および汚れから、高周波数構成部品ＨＦを密閉して保護する。

高周波数構成部品が、両面接着テープによって永続的に締固定れた、アンテナウィンドウの縁部領域の断面を（一定の縮尺ではなく）簡略化して示す。

Claims (7)

1. 高周波数電気構成部品（ＨＦ）を備えるアンテナウィンドウ（１）であって、両側に第１の面および第２に面を有する平坦導体構造体（３）を備えており、該平板導体構造体（３）の第１の面がウィンドウ表面に取り付けられており、前記高周波数電気構成部品（ＨＦ）が、前記平板導体構造体（３）の第２の面上に固定的に配置され、該平板導体構造体（３）に電気的に接続され、
   前記高周波数電気構成部品（ＨＦ）が、少なくとも１つの平板結合電極（５）を備え、該平板結合電極（５）が、前記電気的接続を形成するために、中間誘電体層（４）により高周波数アンテナ信号を伝導する前記平板導体構造体（３）から特定の距離に保たれ、それにより、前記高周波数電気構成部品（ＨＦ）が、前記平板導体構造体（３）と平板結合電極（５）の間の結合ゾーンの上方でガラスに固定的に配置され、前記平板導体構造体（３）、前記中間誘電体層（４）、および前記少なくとも１つの平板結合電極（５）が、高周波信号を伝送するためのコンデンサ形成し、前記高周波数構成部品（ＨＦ）が、電子装置を備える取付け板（８）と、一方の面で前記平板結合電極（５）を支持し、他方の面には前記取付け板（８）が固定された支持板（７）とを含み、前記中間誘電体層（４）が、特定の厚さの両面接着テープによって形成されており、前記平板結合電極（５）が、ガラス表面の湾曲に従うことができるように十分に薄いことを特徴とするアンテナウィンドウ（１）。
2. 前記平板結合電極（５）が、結合の反対側で、支持板（７）の下に接着結合された厚い弾性層（６）に接続されており、該弾性層（６）が、ウィンドウの表面の湾曲を補償することを特徴とする、請求項１に記載のアンテナウィンドウ。
3. 前記アンテナウィンドウ（１）に固定された前記高周波数電気構成部品（ＨＦ）が、前記アンテナウィンドウ表面に結合する硬化された成形材料（１０）を用いて、空気および水蒸気に対して密閉してオーバーモールドされることを特徴とする、請求項１または２に記載のアンテナウィンドウ。
4. 前記平板導体構造体（３）が、焼成される導電ペーストから構成され、前記導電ペーストが、前記アンテナウィンドウ（１）の一表面に印刷されかつ焼成されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のアンテナウィンドウ。
5. アンテナ素子が、焼成される導電ペーストから構成され、前記導電ペーストが印刷されかつ焼成されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のアンテナウィンドウ。
6. 前記平板導体構造体が、前記アンテナウィンドウの他の表面に、特に積層ウィンドウ内部に配置される複数のアンテナ素子に、電気的または容量的に接続されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のアンテナウィンドウ。
7. 前記平板導体構造体（３）が、信号を伝導するいくつかの部分に分割され、前記部分が相互に離れ電気的に分離され、前記高周波数構成部品の特定の結合電極が、前記部分に個別に空間的かつ機能的に結合されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のアンテナウィンドウ。

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