JP4868874B2 - ループアンテナ、該アンテナを使用したアンテナシステム及び該アンテナシステムを搭載した車両 - Google Patents

Description

本発明はループアンテナ、該アンテナを使用したアンテナシステム、及び該アンテナシステムを搭載した車両に関し、特に、簡単な構成でパッチアンテナと同等の円偏波の受信性能を得ることができるループアンテナ、該アンテナとケーブルで接続する電子機器を備えたアンテナシステム、及び該アンテナシステムを車両の誘電体部分に設置することにより、パッチアンテナと同等の円偏波の受信性能を得ることができるアンテナシステムを搭載した車両に関する。

従来から、自動車等の車両（移動体）には、移動中にも電波の受信等を可能にするアンテナが搭載されている。一般に、車両が受信する電波は、長年に渡ってＡＭラジオ用の中波（ＭＷ）とＦＭラジオ用やテレビ用の超短波（ＶＨＦ）や極超短波（ＵＨＦ）が主なものであった。

ところが近年、これらの電波を受信するアンテナに加えて、高周波帯のＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム：全地球測位システム）用のアンテナ、あるいは衛星ディジタル放送用の衛星電波やその再放射波（ギャップフィラー波）を受信するアンテナ、及び自動車電話や携帯電話等の電話用の電波を送受信するアンテナ等が車両に必要となりつつある。更には、ＩＴＳ（高度道路交通システム）の一環として、高速道路や有料道路の料金を自動的に徴収するＥＴＣ（自動料金所システム）や、道路交通情報を提供するＶＩＣＳ（道路交通情報通信システム）の電波ビーコンに対しても電波の送受信を行うアンテナが必要となってきている。従って、近年の車両は、多くの種類の電波（メディア）を受信、或いは送信するためのアンテナを搭載しなければならなくなってきている。

このような移動体が送信或いは受信すべき電波の中で、ＧＰＳ用の電波、衛星ディジタル放送用の衛星電波、或いは、ＥＴＣ用の電波には円偏波が使用されている。そして、従来の円偏波アンテナにはパッチアンテナが多く利用されていた。このパッチアンテナとしては、セラミック等の誘電体基板の一面に平面状のアース導体を設置し、他方の面に放射導体を設置する構成が採用されることが多い。この種のパッチアンテナとして、自動車等の移動体の屋根に設置して使用される、ロープロファイル型の移動体用のパッチアンテナが既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−１３５０４５号公報（図１，図３）

しかしながら、特許文献１等に開示されているパッチアンテナは、アンテナが２種類の誘電体基板で構成されており、これらが重ね合わされてそれぞれの基板を貫通するように給電部が構成されているので、構造が複雑であり、コストも高いという問題点があった。この結果、特許文献１等に開示されているバッチアンテナをケーブルで電子機器に接続したアンテナシステムもコスト高となっていた。更に、特許文献１等に開示されているバッチアンテナを搭載した車両は、パッチアンテナが屋根に設置して使用されるために見栄えが悪いという問題点もあった。

そこで、本発明は、円偏波アンテナを受信するパッチアンテナと同等の受信性能を備えると共に、使用する誘電体基板が１枚で済み、コストも低く抑えることができるループアンテナ該アンテナを使用したアンテナシステム、及び該アンテナシステムを搭載した車両を提供することを目的としている。

前記目的を達成する本発明のループアンテナは、２つの接続端子を有するループ状素子と、該ループ状素子とは独立して設置された無給電素子とからなるアンテナ素子を有し、アンテナ素子が、誘電体基板の一方の面、又は誘電体基板を構成する部材の或る層に形成されており、誘電体基板の他方の面の接続端子側にはアースパターンが形成されており、円偏波を送信または受信するループアンテナにおいて、誘電体基板を車両のウインドウガラスで構成し、アースパターンを、網状に配置された線状導体で構成されたメッシュ状のアースパターンで構成し、メッシュ状のアースパターンをアンテナ素子の直下の部分まで延長して設けたことを特徴とするループアンテナである。

また、前記目的を達成する本発明のループアンテナシステムは、２つの接続端子を有するループ状素子と、該ループ状素子とは独立して設置された無給電素子とからなるアンテナ素子を有し、アンテナ素子が、誘電体基板の一方の面、又は誘電体基板を構成する部材の或る層に形成されており、誘電体基板の他方の面の接続端子側にはアースパターンが形成されており、円偏波を送信または受信するループアンテナと、ループアンテナで送信または受信する信号を処理する電子機器と、ループアンテナと電子機器とを接続するケーブルとからなるアンテナシステムにおいて、誘電体基板を車両のウインドウガラスで構成し、アースパターンを、網状に配置された線状導体で構成されたメッシュ状のアースパターンで構成し、メッシュ状のアースパターンをアンテナ素子の直下の部分まで延長して設けたことを特徴とするループアンテナを用いたアンテナシステムである。

更に、前記目的を達成する本発明の車両は、２つの接続端子を有するループ状素子と、該ループ状素子とは独立して設置された無給電素子とからなるアンテナ素子を有し、アンテナ素子が、誘電体基板の一方の面、又は誘電体基板を構成する部材の或る層に形成されており、誘電体基板の他方の面の接続端子側にはアースパターンが形成されており、円偏波を送信または受信するループアンテナと、ループアンテナで送信または受信する信号を処理する電子機器と、ループアンテナと電子機器とを接続するケーブルとからなるアンテナシステムが設置される車両において、誘電体基板を車両のウインドウガラスで構成し、アースパターンを、網状に配置された線状導体で構成されたメッシュ状のアースパターンで構成し、メッシュ状のアースパターンをアンテナ素子の直下の部分まで延長して設けたことを特徴とするループアンテナを用いたアンテナシステムを搭載した車両である。

以上説明したように、本発明のループアンテナ、ループアンテナを用いたアンテナシステム、及びアンテナシステムを搭載した車両によれば以下のような効果がある。
（１）アースパターンがメッシュ状なので、自動車のフロントウインドウ等に配置した場合に、ガラスの見通しを良くすることができる。
（２）アースパターンを金属板として兼用しているので、アースパターンが反射板として作用し、受信性能が向上するという、ループアンテナの近傍に金属板を配置したのと同様の効果がある。
（３）実際に車両に配置する場合に、運転者或いは乗員の見通しを確保した状態で車両に配置することができる。

以下添付図面を用いて本発明のループアンテナ、ループアンテナを用いたアンテナシステム、及びこのアンテナシステムを搭載した車両の実施の形態を、具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。

まず、本発明のループアンテナを従来のパッチアンテナと比較して説明する。図１（ａ）は従来のパッチアンテナ２５の構造を示すものである。パッチアンテナ２５は一般に、図１（ａ）に示されるように、誘電体基板２７の上面にアンテナパターン（パッチ素子）２８が設けられ、下面にアースパターン２９が設けられたものである。誘電体基板２７は比誘電率の高いセラミック部材から構成されている。この例のパッチアンテナ２５では、誘電体基板２７のアースパターン２９の下部にはアンプ３０が設けられている。アンプ３０は、誘電体基板３１の一方の面にアースパターン３２が形成され、他方の面にアンプ回路パターン３３が形成されて構成されたものである。アンプ３０は、アースパターン３２がパッチアンテナ２５のアースパターン２９に重ねて配置される。

そして、パッチアンテナ２５のアンプ３０側に給電用の同軸ケーブル２２が接続される場合は、パッチ素子２８に接続される給電ピン８が、アンプ３０と誘電体基板２７を貫通して設けられる。パッチ素子２８に一端が接続する給電ピン８の他端は、アンプ３０のアンプ回路パターン３３において半田付けされる。この場合、同軸ケーブル２２は、その中心導体２２ａがアンプ回路パターン３３に半田付けにより接続され、外導体２２ｂがアンプ回路パターン３３上のアースパターン３４に半田付けにより接続される。通常はこのパッチアンテナ２５は樹脂製の筐体の中に収められている。

パッチ素子２８は、ＧＰＳ衛星から送信される円偏波を受信することができるものであり、受信周波数の波長をλとすると、図１（ｃ）に示すように、一辺がλ／２の矩形のアンテナ素子を備えている。但し、パッチ素子２８は、ＧＰＳ衛星からの電波のように比較的低い周波数を受信する場合は、高誘電率基板を用いて小型化することができる。

これに対して、本発明の円偏波を受信することができるループアンテナ１０は、ドーム状の樹脂製の容器１６の内部に収容されている。ドーム状の容器１６内には底面に平行な保持突起１７が設けられており、この保持突起１７の上に誘電体基板１１が載置されている。誘電体基板１１の表側の面には、アンテナ素子１２と、このアンテナ素子１２に接続するローノイズアンプ（ＬＮＡ）１３が設けられている。ローノイズアンプ１３には中心導体２２ａと外導体２２ｂを備える同軸ケーブル２２が接続される。一方、誘電体基板１１の裏面側には、ローノイズアンプ１３の裏面側の誘電体基板１１にアースパターン１４が設けられている。このアースパターン１４は、例えばベタパターンであり、ローノイズアンプ１３の下の部分の誘電体基板１１に設けられている。

また、ドーム状容器の底面には金属板１５が敷設されている。金属板１５はアンテナ素子１２から所定距離だけ離れており、この金属板１５の敷設により、金属板１５が反射板として作用し、ドーム側方向からの到来電波に対しての受信性能が向上する。この実施例のループアンテナ１０では、アンテナ素子１２はＧＰＳ衛星から送信される円偏波を受信することができるものであり、図１（ｄ）に示すように、一辺がλ／４の矩形のル−プ素子１２Ａを備えて構成されている。そして、この矩形のループ素子１２Ａの近傍には、ル−プ素子１２Ａに接触しない無給電素子１２Ｂが設けられている。

この実施例のループアンテナ１０は、以上のような構成であるので、図１（ａ）と（ｃ）で説明した従来のパッチアンテナ２５に比べて、アンテナ素子１２を小型にすることができるので、小型化を図ることができる。

図２（ａ）は、図１（ｂ）に示したループアンテナ１０のアンテナ素子１２（ループ素子１２Ａと無給電素子１２Ｂ）と、ローノイズアンプ１３の誘電体基板１１上の配置例を示すものである。誘電体基板１１の一方の面の上に設けられたループ素子１２Ａの一端はローノイズアンプ１３に接続されており、他端は誘電体基板１１を貫通して、誘電体基板１１の一方の面（裏面）に設けられたアースパターン１４に接続されている。誘電体基板１１は、透明なガラス基板とすることができる。

アースパターン１４は、この実施例では誘電体基板１１の裏面の約半分の領域（ローノイズアンプ１３側）に設けられている。しかしながら、アースパターン１４は、アンテナ素子１２の直下の部分にまで延長されて設けられても良い。

また、アースパターン１４は、通常はベタパターンであるが、図２（ｂ）に示すようなパターンの網目状（メッシュ状）の導体１４Ａや、図２（ｃ）に示すようなパターンのメッシュ状の導体１４Ｂをアースパターン１４の代わりに使用することもできる。メッシュのピッチはλ／１０程度にすれば良く、金属板１５とアンテナ素子１２との誘電体基板１１の板厚方向の距離は、λ／４が理想的である。

なお、図２（ａ）に示した誘電体基板１１の裏面側に設けるアースパターン１４は、図３（ａ）に示すように、誘電体基板１１の裏面全体に設けることもできる。この場合は、アンテナ素子１２の直下にまで拡大されたアースパターン１４が、図１（ｂ）に示した金属板１５を兼用することになる。誘電体基板１１の裏面全体に設けるアースパターン１４は、図３（ｂ）に示すようなベタパターンとしても良く、また、図３（ｃ）に示すようなパターンのメッシュ状の導体１４Ａや、図３（ｄ）に示すようなパターンのメッシュ状の導体１４Ｂとすることもできる。

更に、アンテナ素子１２は、図３（ｅ）に示すように、シート状の透明フィルム２１の上にアンテナ素子１２が形成されたフィルムループアンテナ１０Ａとして誘電体基板１１の上に貼り付けることが可能である。このフィルムループアンテナ１０Ａの代わりに、図３（ｆ）に示すように、シート状の透明フィルム２１のアンテナ素子１２が形成されていない面にアースパターン２６が形成されたフィルムループアンテナ１０Ｂを使用することもできる。

また、アンテナ素子１２は、図３（ｇ）に示すように、誘電体基板１１の中に埋め込んで形成することも可能である。この場合は、アンテナ素子１２とローノイズアンプ１３とはビヤ２４を用いて接続すれば良い。そして、アースパターン１４も透明部材で形成することができると共に、透明シート上に透明部材で形成することも可能である。

なお、図３（ｆ）の実施例の場合は、誘電体基板１１とアースパターン１４の距離が近くなるので、アースパターン１４は、図１（ｂ）のようにローノイズアンプ１３の下部のみに設けた方が、ループアンテナの性能が向上する場合がある。

図４（ａ）は図１（ｂ）に示した誘電体基板１１と金属板１５との位置関係を示すものである。この実施例では、網目状の導体１４Ｂがアースパターンとして誘電体基板１１の裏面の約半分の領域（ローノイズアンプ１３側）に設けられている。また、誘電体基板１１と金属板１５との間には所定の距離Ｈがある。

図４（ｂ）は図４（ａ）の金属板１５を電子機器１の金属製の筐体２で置き換えた実施例を示すものである。電子機器１は、例えば、自動車に搭載されるカーナビゲーション装置や、オーディオ装置である。この場合にも、電子機器１の金属製の筐体２と誘電体基板１１との間には所定の距離Ｈを設けることができる。なお、図５に示すように、図３（ａ）に示した金属板１５の代わりに、金属板１５と同じサイズの誘電体基板１８の上に全面にアースパターン１９を設けたものを使用することもできる。

図６（ａ）は、図４（ａ）に示した誘電体基板１１と金属板１５とを所定距離Ｈだけ離すための方法の一例を示すものである。誘電体基板１１と金属板１５とを所定距離Ｈだけ離すためには、誘電体基板１１の両端部を、図６（ｃ）に示すようなＬ字型取付具３を用いて、誘電体基板１１から所定距離Ｈだけ離して誘電体基板１１の上に固定すれば良い。

図６（ｂ）は、図４（ｂ）に示した電子機器１の金属製の筐体２の上に誘電体基板１１をＬ字型取付具３で固定した例を示すものである。このＬ字型取付具３は、金属製でも樹脂製であっても良い。また、Ｌ字型取付具３と、誘電体基板１１、金属板１５、或いは電子機器１の金属製の筐体２との接続は、ねじ、或いは接着剤を用いて行えば良い。

更に、金属板１５にＬ字型取付具３を取り付けるのではなく、図６（ｆ）に示すように、金属板１５の一部を誘電体基板１１側に前述のＬ字型取付具３と同様の形状に延伸して延伸部分１５Ｅを形成し、この延伸部分１５Ｅに誘電体基板１１を支持させても良い。

一方、誘電体基板１１と金属板１５との接続、或いは誘電体基板１１と電子機器１の金属製の筐体２との接続は、図６（ｄ）に示す門型取付具４を使用することができる。図６（ｅ）には門型取付具４を使用して，図４（ｂ）に示した電子機器１の金属製の筐体２の上に誘電体基板１１を取り付けた状態を示している。この場合の門型取付具４には、樹脂製のものを使用することができるが、金属製であっても良い。

図７（ａ）は、本発明のループアンテナ１０を設けた誘電体基板１１を、自動車５のインストルメントパネル６内にある車体フレーム７の上部に設置した実施例を示すものである。車体フレーム７は金属製であるので、この車体フレーム７を、前述の金属板１５の代わりに使用することができる。また、金属製の車体フレーム７の側面の破線で示す位置に、図７（ｂ）に示すような金属製のブラケット９を取り付けて、この上に本発明のループアンテナ１０を設けた誘電体基板１１を設置することもできる。

図７（ｃ）は本発明のループアンテナ１０を設けた誘電体基板１１を、自動車５のインストルメントパネル６等に設置された電子機器１の金属製の筐体２の上部に設置した実施例を示すものである。このように、本発明では、ループアンテナ１０を自動車５のインストルメントパネル６の中に設置する場合、インストルメントパネル６内にある金属製の部材を、図１（ｂ）に示した金属板１５の代わりに使用することができる。

図８は、本発明のループアンテナ１０のアンテナ素子１２（ループ素子１２Ａと無給電素子１２Ｂ）とローノイズアンプ１３の、誘電体基板１１上への配置の別の形態を示すものである。前述の実施例では、ローノイズアンプ１３はループアンテナ１０のループ素子１２Ａのループの外側に配置されていた。一方、この実施例では、ローノイズアンプ１３がループアンテナ１０のループ素子１２Ａのループの内側に配置されている。ローノイズアンプ１３をループアンテナ１０のループ素子１２Ａのループの内側に配置しても、ループアンテナ１０の受信性能に影響がなく、誘電体基板１１の小型化を図ることができ、ひいてはループアンテナ１０を小型化できる。この場合のアースパターンの形状は、ローノイズアンプ１３と同じ長方形（同形状、同サイズ）とすることができる。

図９は、図８に示した本発明のループアンテナ１０のアンテナ素子１２（ループ素子１２Ａと無給電素子１２Ｂ）とローノイズアンプ１３の、誘電体基板１１上への配置の変形形態を示すものである。図８に示した実施例では、誘電体基板１１の上には１種類のループアンテナ１０のみが設けられていたが、この実施例では、ループアンテナ１０に加えてもう１つのループアンテナ４０が、誘電体基板１１の上に設けられている。

ループアンテナ４０のアンテナ素子４２は、ループアンテナ１０と同様に、ループ素子４２Ａと無給電素子４２Ｂとを備えているが、ローノイズアンプ１３はループアンテナ１０と共通になっている。ループアンテナア４０は、ループアンテナ１０よりも低い周波数の円偏波を受信するためのものである。なお、この実施例では無給電素子１２Ｂの位置が、図８に比べて異なっているが、無給電素子はループアンテナのループの中心に対して、１８０度回転させた位置に設けても、その機能は同じである。また、ローノイズアンプ１３をループアンテナ１０と４０で共通化したことにより、コストの低減およびアンテナの小型化を図ることができる。この場合のアースパターンの形状も、ローノイズアンプ１３と同じ長方形（同形状、同サイズ）とすることができる。

図１０（ａ）は本発明のループアンテナ１０を設置した誘電体基板１１の上に、他のアンテナ（モノポールアンテナ）２０と別のループアンテナ５０を設置して、誘電体基板１１の上に統合アンテナ１００を形成した実施例を示すものである。ループアンテナ１０はＧＰＳ衛星からの電波を受信するものであり、前述の実施例と同様に、ル−プ素子１２Ａと無給電素子１２Ｂとからなるアンテナ素子１２とローノイズアンプ１３を備えている。そして、ローノイズアンプ１３の出力が合成・分配器７０に入力される。モノポールアンテナ２０はＶＩＣＳ用のアンテナであり、合成・分配器７０に直接接続されている。また、ループアンテナ５０はＥＴＣ用のアンテナであり、ル−プ素子５２Ａと無給電素子５２Ｂとからなるアンテナ素子５２を備えている。ル−プ素子５２Ａの一端は、誘電体基板１１の裏面に設けられているアースパターン１４Ｂに接続しており、他端は合成・分配器７０に直接接続されている。

図１０（ｂ）は（ａ）に示した統合アンテナ１００を受信器・送信機６０に接続した場合の回路構成を示すものである。ＧＰＳ用のループアンテナ１０で受信された電波は、ローノイズアンプ１３で増幅された後に合成・分配器７０に入力され、フィルタ７１を通過した後に合成される。ＶＩＣＳ用のモノポールアンテナ２０で受信された電波は合成・分配器７０に入力され、フィルタ７２を通過した後に合成される。ＥＴＣ用のループアンテナ５０で受信された電波は合成・分配器７０に入力され、フィルタ７３を通過した後に合成される。

統合アンテナ１００の合成・分配器７０で合成された信号は同軸ケーブル２２で受信機・送信機６０に内蔵される合成・分配器８０に導かれる。合成された信号は合成・分配器８０内で分配され、フィルタ８１，８２，８３を通ってそれぞれＧＰＳ受信機８４、ＶＩＣＳ受信機８５、およびＥＴＣ送受信機８６に入力され、それぞれの処理が行われる。受信機・送信機６０としては、例えばナビゲーション装置等がある。

図１１（ａ）は、本発明のループアンテナ１０が、自動車５のフロントウインドウ９０に取り付けられた例を示すものである。ループアンテナ１０は運転者の視界の邪魔にならないように、フロントウインドウ９０の下部に設けられる。ループアンテナ１０には、ループ素子１２Ａと無給電素子１２Ｂがあり、これらの素子よりも室内側にメッシュ状のアースパターン（メッシュワイヤ）４４が配置されている。

図１１（ｂ）は図１１（ａ）に示したフロントウインドウ９０の、ループアンテナ１０が設置された部位の断面を示すものである。フロントウインドウ９０は、外側ガラス９１、樹脂シート９２、及び内側ガラス９３が積層された合わせガラスで構成されており、アンテナ素子と無給電素子１２Ａ，１２Ｂは、中間の樹脂シート９２に形成されている。また、メッシュワイヤ４４は内側ガラス９３の内側｛車室内側）に形成されている。樹脂シート９２に形成されたアンテナ素子１２Ａはワイヤ３５によって内側ガラス９３の車室内側に導かれ、コネクタ９５の接続端子９６，９７に接続する。

図１２（ａ）は本発明のループアンテナ１０を設置した自動車のフロントウインドウ９０とコネクタ９５との接続の一実施例を示すものである。この実施例のフロントウインドウ９０は、外側ガラス９１、樹脂シート９２、および内側ガラス９３が積層された合わせガラスで構成されており、その横方向の端部には段差部９４が形成されている。本発明のループアンテナ１０は、樹脂シート９２の部分にフロントウインドウ９０を製造する段階で予め埋め込まれており、ループ素子１２Ａの両端部は、ワイヤ３５によってフロントウインドウ９０の段差部９４に引き出されている。そして、このワイヤ３５は段差部９４において内側ガラス９３側に折り曲げられ、内側ガラス９３の車室内側の表面に設けられた接続端子３６，３７に接続している。

樹脂シート９２は視認性を確保するために透過性を有する。なお、樹脂シート９２を配置せず、外側ガラス９１と内側ガラス９２の間にアンテナ素子１２Ａ．１２Ｂを配置しても良い。また、ループアンテナ１０の周辺部（内側ガラス９３の車室側の表面）には、図示のように、金属板の代わりに金属製のメッシュワイヤ４４が設けられている。金属板として透明な導体を使用する場合には、ベタパターンを使用することが可能であるが、通常の金属を使用する場合には、べたパターンであると見通すことができないので、金属板の代わりにメッシュワイヤ４４を使用してガラスの見通しを良くしている。更に、メッシュワイヤ４４を透明な導体で形成することにより、見通しを更に良くすることが可能である。

内側ガラス９３の車室内側の表面に設けられた接続端子３６，３７に接続するコネクタ９５は、ばね性を持つ接続端子９６，９７が備えられた樹脂製の筐体を備えている。コネクタ９５の内部には、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、誘電体基板１１が内蔵されている。この誘電体基板１１の上にはローノイズアンプ１３がある。同軸ケーブル２２はローノイズアンプ１３に接続しており、ばね性を持つ接続端子９６，９７は、スルーホール２３でローノイズアンプ１３に接続している。そして、このコネクタ９５は、接続端子９６，９７がそれぞれ内側ガラス９３上にある接続端子３６，３７に接続されるように、両面テープや接着剤などの手段によってフロントウインドウ９０に取り付けられる。

図１２（ｂ）は本発明のループアンテナ１０を、自動車のフロントウインドウ９０に形成した場合の、コネクタ９５との接続の別の実施例を示すものである。この実施例のフロントウインドウ９０も、外側ガラス９１、樹脂シート９２、および内側ガラス９３が積層されたものであり、その横方向の端部には段差部９４が形成されている。本発明のループアンテナ１０は、樹脂層９２の部分にフロントウインドウ９０を製造する段階で予め埋め込まれており、ループ素子１２Ａの両端部は、ワイヤ３５によってフロントウインドウ９０の段差部９４に引き出されている。そして、このワイヤ３５は段差部９４において内側ガラス９３側に折り曲げられ、内側ガラス９３の車室内側の表面に設けられた接続突起３８，３９に接続している。また、ループアンテナ１０の周辺部には、図示のように、金属製のメッシュワイヤ４４が設けられている。

内側ガラス９３の車室内側の表面に設けられた接続突起３８、３９に接続するコネクタ９５は、ばね性を持つ接続端子９８，９９が備えられた樹脂製の筐体を備えている。コネクタ９５の構造はばね性を持つ接続端子９８，９９の構造を除いて図１３（ａ）、（ｂ）に示した構造と同じである。接続端子９８，９９は、図１２（ｃ）に示すようにそれぞれ２つのばねが向かい合って構成されており、接続突起３８，３９がこのばねを押圧しながら挿入されるようになっている。コネクタ９５のフロントウインドウ９０への取り付け方法は、図１３（ａ）の実施例と同様に、両面テープや接着剤などの手段を用いることができる。

なお、図１２（ａ）、（ｂ）で説明した実施例のループアンテナア１０に隣接させてモノポールアンテナや別のループアンテナを図１０（ａ）に示したように配置すれば、フロントウインドウ９０に統合アンテナを形成することができる。

また、本発明のループアンテナ１０は、図１４に示すように、自動車５に設けられた誘電体部材であるガラス（フロントウインドウ９０）の他に、車両の樹脂製のボディ外板５１にも設置することができる。

（ａ）は従来のパッチアンテナの構成を示す断面図、（ｂ）は本発明のループアンテナの一実施例の構成を示す断面図、（ｃ）は（ａ）のパッチアンテナチのアンテナ素子の形状と大きさを示す平面図、（ｄ）は本発明のループアンテナのアンテナ素子の形状と大きさを示す平面図である。 （ａ）は、図１（ｂ）に示したループアンテナのアンテナ素子とローノイズアンプの誘電体基板上の配置例を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）に示した誘電体基板の裏面側のパターンの一例を示す斜視図、（ｃ）は（ａ）に示した誘電体基板の裏面側のパターンの別の例を示す斜視図である。 （ａ）は、図２（ａ）に示したループアンテナのアンテナ素子とローノイズアンプの誘電体基板の裏面側のアースパターンの別の例を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）に示した誘電体基板を裏面側から見た斜視図、（ｃ）、（ｄ）は（ｂ）に示した誘電体基板の裏面側のパターンの別の例を示す斜視図、（ｅ）はアンテナ素子をフィルム上に形成した実施例を示す側断面図、（ｆ）はアンテナ素子をフィルム上に形成した実施例の変形例を示す側断面図、（ｇ）はアンテナ素子を誘電体基板に埋め込んだ実施例を示す側断面図である。 （ａ）は図１（ｂ）に示した誘電体基板と金属板との位置関係を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の金属板を電子機器の金属製の筐体で置き換えた実施例を示す斜視図である。 図４（ａ）に示した金属板をアースパターンを備えた誘電体基板に置換した実施例を示す斜視図である。 （ａ）は、図４（ａ）に示した誘電体基板と金属板とをＬ字型取付具で固定した例を示す側面図、（ｂ）は、図４（ｂ）に示した誘電体基板と電子機器の金属製の筐体とをＬ字型取付具で固定した例を示す側面図、（ｃ）は（ａ），（ｂ）に使用したＬ字型取付具の構成を示す斜視図、（ｄ）は門型取付具の一実施例を示す斜視図、（ｅ）は（ｄ）の門型取付具を使用して図４（ａ）に示した誘電体基板を金属板、或いは誘電体の上に取り付けた状態を示す側面図、（ｆ）は金属板自体に取り付け具を形成した実施例を示す金属板の斜視図である。 （ａ）は本発明のループアンテナを設置した誘電体基板を自動車のインストルメントパネル内のフレームの上部に設置した例を示す自動車の要部断面図、（ｂ）は（ａ）の破線で示す位置に本発明のループアンテナを設置した誘電体基板を取り付ける場合のブラケットの一例の構成を示す斜視図、（ｃ）は本発明のループアンテナを設置した誘電体基板を自動車のインストルメントパネル内に設置された電子機器の金属製の筐体の上部に設置した例を示す自動車の要部断面図である。 本発明のループアンテナのアンテナ素子とローノイズアンプの誘電体基板上への配置の別の形態を示す図である。 図８に示した本発明のループアンテナのアンテナ素子とローノイズアンプの誘電体基板上への配置の変形形態を示す図であり、２種類のループアンテナのアンテナ素子とローノイズアンプの誘電体基板上への配置を示す図である。 （ａ）は本発明のループアンテナを設置した誘電体基板の上に、他のアンテナと別のループアンテナを設置して統合アンテナを形成した実施例を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）に示した統合アンテナを受信器、送信機に接続した場合の回路構成を示す回路構成図である。 （ａ）は本発明のループアンテナを自動車のフロントウインドウに設置した実施例を示す自動車の部分斜視図、（ｂ）は（ａ）のフロントウインドウのループアンテナ設置部分の部分断面図である。 （ａ）は本発明のループアンテナを自動車のフロントウインドウに形成した場合のコネクタとの接続の一実施例を示す斜視図、（ｂ）は本発明のループアンテナを自動車のフロントウインドウに形成した場合のコネクタとの接続の別の実施例を示す斜視図、（ｃ）は（ｂ）のコネクタの構成を示す断面図である。 （ａ）は図１２（ａ）のコネクタの内部構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のコネクタの側面図である。 本発明のループアンテナを自動車の樹脂製のボディに設置した実施例を示す自動車の部分斜視図である。

符号の説明

２ 電子機器の金属製の筐体
６ インストルメントパネル
７ 車体フレーム
９ ブラケット
１０ 本発明のループアンテナ
１１ 誘電体基板
１２ アンテナ素子
１２Ａ ループ素子
１２Ｂ 無給電素子
１４ アースパターン
１５ 金属板
１５Ｅ 延長部分
２０ モノポールアンテナ
２２ 同軸ケーブル
３５ ワイヤ
３６，３７ 接続端子
３８，３９ 接続突起
４０、５０ ループアンテナ
６０ 受信機・送信機
７０ 合成・分配器
８０ 受信機・通信機
９０ フロントウインドウ
９５ コネクタ
１００ 統合アンテナ

Claims (13)

1. ２つの接続端子を有するループ状素子と、該ループ状素子とは独立して設置された無給電素子とからなるアンテナ素子を有し、前記アンテナ素子が、誘電体基板の一方の面、又は誘電体基板を構成する部材の或る層に形成されており、前記誘電体基板の他方の面の前記接続端子側にはアースパターンが形成されており、円偏波を送信または受信するループアンテナにおいて、
   前記誘電体基板を車両のウインドウガラスで構成し、
   前記アースパターンを、網状に配置された線状導体で構成されたメッシュ状のアースパターンで構成し、
   前記メッシュ状のアースパターンを前記アンテナ素子の直下の部分まで延長して設けたことを特徴とするループアンテナ。
2. 請求項１に記載のループアンテナであって、
   前記接続端子を前記ループ状素子のループの内側に配置したことを特徴とするループアンテナ。
3. 請求項２に記載のループアンテナであって、
   前記接続端子の外側に、ループ径の異なる２つのループ状素子を、重なり合うことなく二重に形成したことを特徴とするループアンテナ。
4. 請求項１に記載のループアンテナであって、
   前記接続端子を、前記メッシュ状のアースパターンが配置された面に配置し、
   前記アンテナ素子と前記接続端子とを導電ワイヤで接続し、
   前記接続端子に接続するように給電回路部を内蔵するコネクタを設置したことを特徴とするループアンテナ。
5. 請求項４に記載のループアンテナであって、
   前記ウインドウガラスを、外側ガラスと内側ガラスとから構成し、
   前記アンテナ素子を前記外側ガラスと内側ガラスの合わせ面に構成したことを特徴とするループアンテナ。
6. 請求項５に記載のループアンテナであって、
   前記外側ガラスと内側ガラスの合わせ面に樹脂シートを積層し、前記アンテナ素子は前記樹脂シート上に配置したことを特徴とするループアンテナ。
7. 請求項５又は６に記載のループアンテナであって、
   前記ループアンテナを前記ウインドウガラスの端部に配置し、
   前記端部においては前記外側ガラスと内側ガラスの合わせ面に段差部を形成し、
   前記導電ワイヤが前記段差部を通って前記アンテナ素子と前記接続端子とを接続するようにしたことを特徴とするループアンテナ。
8. 請求項５から７の何れか１項に記載のループアンテナであって、
   前記接続端子を前記車両の車室内側に突出する接続突起から構成し、
   前記コネクタに前記接続突起を受け入れて電気的に接続する接続端子を設けたことを特徴とするループアンテナ。
9. 請求項１から８の何れか１項に記載のループアンテナであって、
   車両のウインドウガラスがフロントガラスであり、前記ループアンテナが前記フロントガラスの下部に配置されることを特徴とするループアンテナ。
10. 請求項１から９の何れか１項に記載のループアンテナであって、
    前記網状に配置された線状導体のピッチがλ／１０であることを特徴とするループアンテナ。
11. 請求項１から９の何れか１項に記載のループアンテナであって、
    前記アースパターンと前記アンテナ素子との距離がλ／４以上であることを特徴とするループアンテナ。
12. ２つの接続端子を有するループ状素子と、該ループ状素子とは独立して設置された無給電素子とからなるアンテナ素子を有し、前記アンテナ素子が、誘電体基板の一方の面、又は誘電体基板を構成する部材の或る層に形成されており、前記誘電体基板の他方の面の前記接続端子側にはアースパターンが形成されており、円偏波を送信または受信するループアンテナと、
    前記ループアンテナで送信または受信する信号を処理する電子機器と、
    前記ループアンテナと前記電子機器とを接続するケーブルとからなるアンテナシステムにおいて、
    前記誘電体基板を車両のウインドウガラスで構成し、
    前記アースパターンを、網状に配置された線状導体で構成されたメッシュ状のアースパターンで構成し、
    前記メッシュ状のアースパターンを前記アンテナ素子の直下の部分まで延長して設けたことを特徴とするループアンテナを用いたアンテナシステム。
13. ２つの接続端子を有するループ状素子と、該ループ状素子とは独立して設置された無給電素子とからなるアンテナ素子を有し、前記アンテナ素子が、誘電体基板の一方の面、又は誘電体基板を構成する部材の或る層に形成されており、前記誘電体基板の他方の面の前記接続端子側にはアースパターンが形成されており、円偏波を送信または受信するループアンテナと、
    前記ループアンテナで送信または受信する信号を処理する電子機器と、
    前記ループアンテナと前記電子機器とを接続するケーブルとからなるアンテナシステムが設置される車両において、
    前記誘電体基板を車両のウインドウガラスで構成し、
    前記アースパターンを、網状に配置された線状導体で構成されたメッシュ状のアースパターンで構成し、
    前記メッシュ状のアースパターンを前記アンテナ素子の直下の部分まで延長して設けたことを特徴とするループアンテナを用いたアンテナシステムが設置される車両。

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