JP5024026B2 - 自動車用ガラスアンテナ - Google Patents

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Description

本発明は、AM放送及びFM放送を受信するのに適する自動車用ガラスアンテナに関する。
従来、図3に示されているように、複数本のヒータ線14とヒータ線14に給電する複数のバスバ15a,15bとを有する通電加熱式のデフォッガが後部窓ガラス板12に設けられており、デフォガより上側の、後部窓ガラス板12の余白領域に、AM放送帯用のアンテナ導体42、AM放送帯用の給電部45b、FM放送帯用のアンテナ導体41及びFM放送帯用の給電部45aが設けられている自動車用ガラスアンテナを用いていた。
しかし、この従来例では、アンテナ利得が不十分であった。図3において、30は直流電源、31はスイッチ、16,17は必要に応じて設けられる短絡線、13は窓の車体開口縁、46は後部窓ガラス板12の左右中央線である。なお、図3には、ヒータ線14の本数を11本に表示しているが、実際には、17本である。この従来例では、アンテナ利得が低く、FM放送帯アンテナ利得の平坦性が悪い問題があった。
本発明は、従来技術の有する前述の欠点を解消する自動車用ガラスアンテナの提供を目的とする。
本発明は、複数本のヒータ線と該ヒータ線に給電する複数のバスバとを有する通電加熱式のデフォッガが後部窓ガラス板に設けられており、デフォガより上側の、後部窓ガラス板の余白領域に、周波数帯Lより高い周波数帯H用のH用アンテナ導体と、周波数帯L用のL用アンテナ導体と、給電部とが設けられており、該給電部がH用アンテナ導体とL用アンテナ導体とに接続されている自動車用ガラスアンテナにおいて、
H用アンテナ導体は第1のH用アンテナエレメント及び第2のH用アンテナエレメントを備えており、
L用アンテナ導体は第1のL用アンテナエレメント、第2のL用アンテナエレメント及び指向性調整用アンテナエレメントを備えており、
第1のH用アンテナエレメント及び第2のH用アンテナエレメントは、ともに給電部側から離れる方向に向かって伸長されており、
指向性調整用アンテナエレメントに、第1のL用アンテナエレメント及び第2のL用アンテナエレメントが接続されており、第1のL用アンテナエレメント及び第2のL用アンテナエレメントが、ともに指向性調整用アンテナエレメント側から給電部側に向かって、伸長されており、
第1のH用アンテナエレメントと第1のL用アンテナエレメントとは相互に近接して容量結合されて第1の容量結合部が構成されており、
第2のH用アンテナエレメントと第2のL用アンテナエレメントとは相互に近接して容量結合されて第2の容量結合部が構成されており、
前記L用アンテナ導体がL用横アンテナエレメントを備えており、
前記給電部に電気的に接続されているL用横アンテナエレメントが、給電部側から横方向又は略横方向に伸長されており、
L用横アンテナエレメントに前記指向性調整用アンテナエレメントが接続されており、
前記第1の容量結合部とL用横アンテナエレメントとの間に、前記第2の容量結合部の一部又は全部が配されていることを特徴とする自動車用ガラスアンテナ提供する。
また、複数本のヒータ線と該ヒータ線に給電する複数のバスバとを有する通電加熱式のデフォッガが後部窓ガラス板に設けられており、デフォガより上側の、後部窓ガラス板の余白領域に、周波数帯Lより高い周波数帯H用のH用アンテナ導体と、H用給電部と、周波数帯L用のL用アンテナ導体と、L用給電部とが設けられており、H用アンテナ導体にH用給電部が接続されており、L用アンテナ導体にL用給電部が接続されている自動車用ガラスアンテナにおいて、
H用給電部とL用給電部との間の最短間隔は、0.1〜200mmであり、
H用アンテナ導体は第1のH用アンテナエレメント及び第2のH用アンテナエレメントを備えており、
L用アンテナ導体は第1のL用アンテナエレメント、第2のL用アンテナエレメント及び指向性調整用アンテナエレメントを備えており、
第1のH用アンテナエレメント及び第2のH用アンテナエレメントは、ともにH用給電部側から離れる方向に向かって伸長されており、
指向性調整用アンテナエレメントに、第1のL用アンテナエレメント及び第2のL用アンテナエレメントが接続されており、第1のL用アンテナエレメント及び第2のL用アンテナエレメントが、ともに指向性調整用アンテナエレメント側からL用給電部側に向かって、伸長されており、
第1のH用アンテナエレメントと第1のL用アンテナエレメントとは相互に近接して容量結合されて第1の容量結合部が構成されており、
第2のH用アンテナエレメントと第2のL用アンテナエレメントとは相互に近接して容量結合されて第2の容量結合部が構成されており、
前記L用アンテナ導体がL用横アンテナエレメントを備えており、
前記L用給電部に電気的に接続されているL用横アンテナエレメントが、L用給電部側から横方向又は略横方向に伸長されており、
L用横アンテナエレメントに前記指向性調整用アンテナエレメントが接続されており、
前記第1の容量結合部とL用横アンテナエレメントとの間に、前記第2の容量結合部の一部又は全部が配されていることを特徴とする自動車用ガラスアンテナを提供する。

本発明では、上記のような構成を採るため、周波数帯Hのアンテナ利得が向上し、かつ、周波数帯Hの無指向性に優れている。また、周波数帯Hのアンテナ利得の平坦性に優れている。また、周波数帯Lのアンテナ利得も向上する。
さらに、後部窓ガラス板において、限られたスペースである、デフォガより上側の余白領域を有効利用できる。すなわち、デフォッガの最上部(例えば、最高位のヒータ線)と、上側の窓の車体開口縁との間の間隔が120〜200mm程度であり、デフォガより上側の余白領域が非常に狭かったとしても、優れたアンテナ性能の自動車用ガラスアンテナを得ることができる。
また、車内側又は車外側から見て、給電部、H用給電部及びL用給電部が後部窓ガラス板の、デフォガより左上側の余白領域であって、左側の窓の車体開口縁近傍領域に配設されている場合には、ケーブルを給電部、又は、H用給電部及びL用給電部に接続する際、実装上の便宜に優れている。また、後部窓ガラス板の、デフォガより右上側の余白領域の視界が良好である。
本発明は、周波数帯L、及び、周波数帯Lより高い周波数帯Hを良好に受信することを目的としている。周波数帯Lとしては、例えば、AM放送帯が挙げられ、周波数帯Hとしては、例えば、FM放送帯が挙げられる。
本発明では、第1の態様及び第2の態様の2つの態様があり、第1の態様は、周波数帯Lと周波数帯Hとの給電を共用する、1つの給電部を有する。第2の態様は、周波数帯L用のL用給電部と周波数帯H用のH用給電部とをそれぞれ有する。なお、以後の説明において、文を簡略化するために、アンテナエレメントを単にエレメントという。したがって、例えば、第1のH用アンテナエレメントは第1のH用エレメントという。
最初に第1の態様について説明する。第1の態様において、複数本のヒータ線と該ヒータ線に給電する複数のバスバとを有する通電加熱式のデフォッガが後部窓ガラス板に設けられている。デフォガより上側の、後部窓ガラス板の余白領域に、周波数帯Lより高い周波数帯H用のH用アンテナ導体と、周波数帯L用のL用アンテナ導体と、給電部とが設けられている。また、給電部がH用アンテナ導体とL用アンテナ導体とに接続されている。
H用アンテナ導体は第1のH用エレメント及び第2のH用エレメントを備えている。L用アンテナ導体は第1のL用エレメント、第2のL用エレメント及び指向性調整用エレメントを備えている。指向性調整用エレメントはその位置が変化することにより、周波数帯Hの指向性に影響を与える。この作用は後述する第2の態様でも同様である。
第1のH用エレメント及び第2のH用エレメントは、ともに給電部側から離れる方向に向かって伸長されている。指向性調整用エレメントに、第1のL用エレメント及び第2のL用エレメントとが接続されており、第1のL用エレメント及び第2のL用エレメントが、ともに指向性調整用エレメント側から給電部側に向かって、伸長されている。
第1のH用エレメントと第1のL用エレメントとは相互に近接して容量結合されており、第2のH用エレメントと第2のL用エレメントとは相互に近接して容量結合されている。このように、2つの容量結合部を設けているのは、1つの容量結合部を設けている場合と比較して、周波数帯Hを受信する際のアンテナ利得が飛躍的に向上するからである。この作用は後述する第2の態様でも同様である。
次に第2の態様について説明する。第2の態様では、複数本のヒータ線と該ヒータ線に給電する複数のバスバとを有する通電加熱式のデフォッガが後部窓ガラス板に設けられている。デフォガより上側の、後部窓ガラス板の余白領域に、周波数帯Lより高い周波数帯H用のH用アンテナ導体と、H用給電部と、周波数帯L用のL用アンテナ導体と、L用給電部とが設けられており、H用アンテナ導体にH用給電部が接続されている。また、L用アンテナ導体にL用給電部が接続されている。
H用アンテナ導体は第1のH用エレメント及び第2のH用エレメントを備えており、L用アンテナ導体は第1のL用エレメント、第2のL用エレメント及び指向性調整用エレメントを備えている。
第1のH用エレメント及び第2のH用エレメントは、ともにH用給電部側から離れる方向に向かって伸長されている。指向性調整用エレメントに、第1のL用エレメント及び第2のL用エレメントが接続されており、第1のL用エレメント及び第2のL用エレメントが、ともに指向性調整用エレメント側からL用給電部側に向かって、伸長されている。第1のH用エレメントと第1のL用エレメントとは相互に近接して容量結合されており、第2のH用エレメントと第2のL用エレメントとは相互に近接して容量結合されている。
さらに、第1の態様及び第2の態様の共通の事項について説明する。
第1のH用エレメント、第2のH用エレメント、第1のL用エレメント及び第2のL用エレメントは、それぞれ先端部又は開放端を有している。ここで、先端部とは、給電部側(第2の態様では、H用給電部側及びL用給電部側)から最も遠いこれらのエレメントの部分をいうものとし、先端部付近にループ部を有する場合も含む。
第1のH用エレメントと第1のL用エレメントとが相互に近接して容量結合されている部分を第1の容量結合部というとき、第1の容量結合部に第1のH用エレメントの先端部又は開放端が配されていることが好ましい。また、第1の容量結合部に第1のL用エレメントの先端部又は開放端が配されていることが好ましい。
第2のH用エレメントと第2のL用エレメントとが相互に近接して容量結合されている部分を第2の容量結合部というとき、第2の容量結合部に第2のH用エレメントの先端部又は開放端が配されていることが好ましい。また、第2の容量結合部に第2のL用エレメントの先端部又は開放端が配されていることが好ましい。
第1の容量結合部が第2の容量結合部より窓の車体開口縁に近い側に配設されており、第1の容量結合部に最も近い窓の車体開口縁の部分を最近接車体縁部というとき、第1の容量結合部において、第1のL用エレメントが第1のH用エレメントより最近接車体縁部に近い側に配されていることが好ましい。この態様を採用する場合には、第1のH用エレメントが第1のL用エレメントより最近接車体縁部に近い側に配されている態様と比較して、周波数帯Hを受信する際のアンテナ利得が飛躍的に向上する。第2の容量結合部において、第2のL用エレメントが第2のH用エレメントより最近接車体縁部に近い側に配されていることが好ましい。この態様を採用する場合には、第2のH用エレメントが第2のL用エレメントより最近接車体縁部に近い側に配されている態様と比較して、周波数帯Hを受信する際のアンテナ利得が向上するからである。なお、窓の車体開口縁とは窓ガラス板がはめ込まれる車体の開口部の周縁であって車体アースとなるべきものをいい、例えば、金属等の導電性材料で構成されている。
周波数帯Hが日本のFM放送帯(76〜90MHz)、米国のFM放送帯(88〜108MHz)及びテレビVHF帯のLow帯(90〜108MHz)の周波数帯から選ばれる1つの周波数を含む場合、第1のH用アンテナエレメントと第2のL用アンテナエレメントとの間の平均間隔が、10.5〜19.5mm、特には、12〜18mmであることが指向性が向上し、好ましい。この平均間隔が10.5mm以上である場合には、10.5mm未満である場合と比較してアンテナ利得を向上させられ、好ましい。この平均間隔が19.5mm以下である場合には、19.5mm超である場合と比較して、無指向性に近づき、好ましい。
指向性調整用エレメントに接続されているH用調整エレメントが後部窓ガラス板に設けられており、指向性調整用エレメントを境として、H用調整エレメントは第1の容量結合部とは反対側に配されていることが好ましい。この態様を採用する場合には、指向性調整用エレメントを境として、H用調整エレメントが第1の容量結合部と同じ側に配されている態様と比較して周波数帯Hのアンテナ利得が向上する。
後述する図4に示すとおり、H用調整エレメント6(破線)は必要に応じて設けられ、指向性調整用エレメント3を起点として、横方向又は略横方向、特には、水平方向又は略水平方向に伸長されていることが好ましい。また、H用調整エレメント6は伸長された後、一旦折り返して、伸長されてきたH用調整エレメント6自体に沿って、上記起点方向へ伸長されていることが周波数帯Hのアンテナ利得を向上させられ、好ましい。
H用調整エレメント6は指向性調整用エレメント3を起点として、水平方向又は略水平方向、広義には横方向又は略横方向に伸長されている部分をH用調整エレメント基部6a(破線部)という。また、H用調整エレメント6は伸長された後、一旦折り返して、伸長されてきたH用調整エレメント6自体に沿って、上記起点方向へ伸長されている部分をH用調整エレメント帰還部6b(破線部)という。H用調整エレメント基部6aとH用調整エレメント帰還部6bとが平行又は略平行であることが小スペース化に寄与に好ましい。この態様を採用する場合であって、周波数帯Hが日本のFM放送帯、米国のFM放送帯及びテレビVHF帯のLow帯から選ばれる1つの周波数を含む場合、両者の間隔が、5〜15mm、特には、8〜12mmであることが周波数帯Hのアンテナ利得を向上させられ、好ましい。
第1のL用エレメントがL用横エレメントを備えており、第1の態様において給電部に電気的に接続されているL用横エレメントが設けられている場合、又は、第2の態様においてL用給電部に電気的に接続されているL用横エレメントが設けられている場合には、L用横エレメントは給電部側又はL用給電部側から横方向又は略横方向、特には、水平方向又は略水平方向に伸長されていることが周波数帯Hのアンテナ利得を向上させられ、好ましい。この態様を採用する場合には、L用横エレメントに指向性調整用エレメントが接続されており、第1の容量結合部とL用横エレメントとの間に、第2の容量結合部の一部又は全部が配されていることが周波数帯Hのアンテナ利得を向上させられ、好ましい。
周波数帯Hの中心周波数における空気中の波長をλといい、ガラス波長短縮率をkといい、k=0.64とし、λ=λ・kとし、後部窓ガラス板の、第1の容量結合部の領域に導体層が設けられているものと仮定する。このとき、第1の態様において、給電部を含まないものとして、給電部から順に、第1のH用エレメント、該導体層、第1のL用エレメント、指向性調整用エレメント及びH用調整エレメントの先端部又は開放端までの最短ルートのルート長が、0.7λ〜λであることが周波数帯H用のアンテナ利得を向上させられ、好ましい。
また、第2の態様において、H用給電部を含まないものとして、H用給電部から順に、第1のH用エレメント、該導体層、第1のL用エレメント、指向性調整用エレメント及びH用調整エレメントの先端部又は開放端までの最短ルートのルート長が、0.7λ〜λであることが周波数帯Hのアンテナ利得を向上させられ、好ましい。
以下、本発明の自動車用ガラスアンテナを添付の図面に示される好適実施形態に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の第1の態様の一実施形態を示す構成図(車内視又は車外視)である。
車内側又は車外側から見て、後部窓ガラス板12の余白領域の左側領域に給電部が設けられており、給電部5に第1のH用エレメント1a及び第2のH用エレメント1bが接続されている。給電部5にL用横エレメント4が接続されている。図1に示す例では、L用横エレメント4は直接に給電部5に接続されている。しかし、これに限定されず、L用横エレメント4は接続導体を介して給電部5に接続されていてもよい。すなわち、L用横エレメント4は電気的に給電部5に接続されていればよい。
図2は本発明の第2の態様の一実施形態を示す構成図である。H用給電部5aに第1のH用エレメント1a及び第2のH用エレメント1bが接続されている点、及び、L用給電部5bにL用横エレメント4が電気的に接続されている点を除けば、図2の態様は、図1の態様と実質的に同様である。H用給電部5aとL用給電部5bとの間の最短間隔は、0.1〜200mmが好ましい。この最短間隔が0.1mm以上である場合には、0.1mm未満である場合と比較して製造が容易で好ましい。この最短間隔が200mm以下であると、200mm超である場合と比較して実装上の便宜のために好ましい。この最短間隔のより好ましい範囲は、1〜100mmであり、特に好ましい範囲は、2〜50mmである。
図2に示す例では、L用横エレメント4は直接にL用給電部5bに接続されている。しかし、これに限定されず、L用横エレメント4は接続導体を介してL用給電部5bに接続されていてもよい。すなわち、L用横エレメント4は電気的にL用給電部5bに接続されていればよい。
車内側又は車外側から見て、L用横エレメント4は給電部側(第2の態様では、H用給電部5a及びL用給電部5b側)から上記余白領域の右側領域に向かって、かつ、水平方向又は略水平方向、広義には横方向又は略横方向に伸長されている。図2に示す例では、L用横エレメント4の先端部に指向性調整用エレメント3が接続されている。しかし、これに限定されず、L用横エレメント4に指向性調整用エレメント3が接続されていれば使用できる。
指向性調整用エレメント3は後部窓ガラス板12の縦方向又は略縦方向に伸長されている。しかし、これに限定されず、少なくとも指向性調整用エレメント3の主要部が後部窓ガラス板12の縦方向又は略縦方向に伸長されていれば使用できる。ここで、主要部とは、指向性調整用エレメント3の導体長の50%以上を占める部分をいう。
指向性調整用エレメント3は、後部窓ガラス板12の左右中央を境として右側領域に配されていることが好ましい。すなわち、後部窓ガラス板12の左右中央を境として給電部5側(第2の態様では、H用給電部5a及びL用給電部5B側)とは反対側に配置されていることが好ましい。この態様を採用する理由は、前記2つの容量結合部の長さ及びL用横エレメント4の長さを必要な程度に確保するためである。また、L用横エレメント4の長さは主に周波数帯Lのアンテナ利得を向上させることに寄与する。
指向性調整用エレメント3の位置については、後部窓ガラス板12の左右中央から0.13λ以下の範囲に配されることが、周波数帯H受信する際に無指向性となるので好ましい。この位置のより好ましい範囲は、後部窓ガラス板12の左右中央から0.04λ〜0.1λ以下の範囲である。
指向性調整用エレメント3の、縦方向又は略縦方向に伸長されている部分の導体長が、(λ/29)〜600mmであることが好ましい。この部分の導体長が(λ/29)以上である場合には、(λ/29)未満である場合と比較して周波数帯H用のアンテナ利得が向上し、好ましい。また、この部分の導体長が600mm以下である場合には、600mm超である場合と比較してコンパクト化が達成でき好ましい。この部分の導体長のより好ましい範囲は、(λ/25.7)〜500mmであり、特に好ましい範囲は、(λ/23.1)〜400mmである。
同様の理由で、周波数帯Hが日本のFM放送帯、米国のFM放送帯及びテレビVHF帯のLow帯に含まれる、少なくとも1つの周波数を使用する場合には、指向性調整用エレメントの、縦方向又は略縦方向に伸長されている部分の導体長が、80〜600mmであることが好ましい。この部分の導体長のより好ましい範囲は、90〜500mmであり、特に好ましい範囲は、100〜400mmである。
図1,2,4,5に示す例では、車内側又は車外側から見て、指向性調整用エレメント3より左側に、第1の容量結合部、第2の容量結合部及びL用横エレメント4が配されている。第1の容量結合部において、第1のL用エレメント2a及び第1のH用エレメント1aがともに水平方向又は略水平方向、広義には横方向又は略横方向に伸長され、第1のL用エレメント2aと第1のH用エレメント1aとが相互に平行又は略平行であり、第1のL用エレメント2aが第1のH用エレメント1aより上側に配されている。
第2の容量結合部において、第2のL用エレメント2b及び第2のH用エレメント1bがともに水平方向又は略水平方向、広義には横方向又は略横方向に伸長され、第2のL用エレメント2bと第2のH用エレメント1bとが相互に平行又は略平行であり、第2のL用エレメント2bが第2のH用エレメント1bより上側に配されている。
周波数帯Hが日本のFM放送帯、米国のFM放送帯及びテレビVHF帯のLow帯に含まれる、少なくとも1つの周波数を使用する場合には、第1の容量結合部の長さが230〜430mm、特には、264〜344mmであり、第1の容量結合部における、第1のH用エレメント1aと第1のL用エレメント2aとの間の最短間隔が、5〜15mm、特には、8〜12mmであることが周波数帯H用のアンテナ利得が向上し、好ましい。また、第2の容量結合部の長さが420〜800mm、特には、488〜732mmであり、第2の容量結合部における、第2のH用エレメント1bと第2のL用エレメント2bとの間の最短間隔が、5〜15mm、特には、8〜12mmであることが周波数帯H用のアンテナ利得が向上し、好ましい。
図1,2に示す例では、帯状のバスバ15a,15bは、後部窓ガラス板12の左側領域及び右側領域にそれぞれ少なくとも1本ずつ設けられている。また、バスバ15a,15bは後部窓ガラス板12の縦方向又は略縦方向に伸長されている。バスバ15aは車体アースに接続され、バスバ15bは直流電源30の陽極に接続されている。複数本のヒータ線は水平方向又は略水平方向、広義には横方向又は略横方向に伸長されており、これらの複数本のヒータ線のバスバ15a,15b以外の部分を短絡線16,17により短絡されている。
本発明において、デフォッガの形状は限定されない。すなわち、バスバは2つに限定されない。しかし、これに限定されず、バスバは2つ又は3つ以上であってもよい。バスバは後部窓ガラス板12の縦方向又は略縦方向に伸長されていなくてもよく、例えば、横方向又は略横方向に伸長されていてもよい。
一般の自動車では、視野確保の点から、バスバ15a,15bとの間の最短間隔が900〜1200mmであることが好ましい。図1,2に示す例では、短絡線として、第1の短絡線16と第2の短絡線17の2本の短絡線が設けられ、それぞれ後部窓ガラス板12の縦方向又は略縦方向に伸長されている。第1の短絡線16は、後部窓ガラス板12の左右中央を境として左側に配されており、第2の短絡線17は、後部窓ガラス板12の左右中央を境として右側に配されている。さらに、第1の短絡線16及び第2の短絡線17は、該左右中央から左右40〜300mmの領域にそれぞれ設けられていることが周波数帯H用のアンテナ利得が向上し、好ましい。デフォガとL用アンテナ導体との間の最短間隔が、20〜40mmであることが周波数帯L用のアンテナ利得及びが周波数帯H用のアンテナ利得が向上し、好ましい。
図4は図2とは別の、第2の態様の一実施形態を示す構成図である。図4に示す例では、L用横エレメント4を第1のL用横エレメント4というとき、第2のL用横エレメント20(破線部)及び第3のL用横エレメント21(破線部)が、順に第1のL用横エレメント4の下側に設けられている。L用アンテナ導体は垂直エレメント7(破線部)及び3本のL用横エレメント4,20,21を備えている。
車内側又は車外側から見て、後部窓ガラス板12の左右中央を境として、左側の領域には、垂直エレメント7が設けられている。垂直エレメント7は縦方向又は略縦方向に伸長されている。垂直エレメント7により、3本のL用横エレメント4,20,21が接続されている。なお、接続導体23、周波数帯L強化エレメント22、H用調整エレメント6、H用調整エレメント基部6a、H用調整エレメント帰還部6b、垂直エレメント7及びL用横エレメント20,21は必要に応じて設けられる。
第1のL用横エレメント4は、L用給電部5bに接続導体8を介して接続されている。L用給電部5bにはループ形成エレメント18(破線部)が設けられており、L用給電部5b、接続導体8及びループ形成エレメント18により、ループが形成されており、このループにより周波数帯Hのアンテナ利得が向上する。
周波数帯Lのアンテナ利得が向上するように、指向性調整用エレメント3には、接続導体23(破線部)を介してU字状又は略U字状の周波数帯L強化エレメント22(破線部)が接続されている。
図4に示す例では、また、第1のH用アンテナエレメント1aの主要部、第1のL用アンテナエレメント2a、第2のH用アンテナエレメント1b、第2のL用アンテナエレメント2b、L用横エレメント4、第2のL用横エレメント20及び第3のL用横エレメント21がそれぞれ相互に平行又は略平行である。
H用アンテナ導体、L用アンテナ導体、給電部5、H用給電部5a、L用給電部5b及びデフォガは、通常、銀ペースト等の、導電性金属を含有するペーストを後部窓ガラス板12の車内側表面にプリントし、焼付けて形成される。しかし、この形成方法に限定されず、銅等の導電性物質からなる、線状体又は箔状体を、後部窓ガラス板12の車内側表面又は車外側表面に形成してもよく、後部窓ガラス板12自身の内部に設けてもよい。また、その内部又はその表面に導体層を設けた合成樹脂製フィルムを後部窓ガラス板12の車内側表面又は車外側表面に形成して、H用アンテナ導体及びL用アンテナ導体等としてもよい。
本発明において、後部窓ガラス板12の面上に隠蔽膜を形成し、この隠蔽膜の上にL用アンテナ導体、給電部5、H用給電部5a及びL用給電部5bから選ばれる少なくとも一つを設けてもよい。この隠蔽膜は黒色セラミック膜等のセラミックスが挙げられる。
以下に実施例を用いて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例には限定されず、本発明の要旨を損なわない限り、各種の改良や変更も本発明に含まれる。
以下、図面にしたがって、実施例を詳細に説明する。
「例1(実施例)」
自動車の後部窓ガラス板12を使用し、図4、5に示すような自動車用ガラスアンテナを製作した(図5は図4の実施形態の寸法を示す)。接続導体23、周波数帯L強化エレメント22、H用調整エレメント6、H用調整エレメント基部6a、H用調整エレメント帰還部6b、垂直エレメント7、L用横エレメント20,21及びループ形成エレメント18は設けた。
各部の寸法、定数は以下のとおりである。図5において、46は後部窓ガラス板12の左右中央線であり、ヒータ線は11本に記載されているが、実際には、17本とした。周波数−アンテナ利得特性を図6に示す。なお、自動車から見て、水平方向の0〜360°(5°毎)のアンテナ利得を測定した。図6において、この0〜360°の平均アンテナ利得を採用し、基準ダイポールアンテナのアンテナ利得を60dBとし基準とした。図6における、これらの測定条件については、図7においても同様である。なお、例1では、ほぼ無指向性となった。
170mm、
550mm、
200mm、
450mm、
360mm、
520mm、
120mm、
160mm、
200mm、
10 510mm、
11 440mm、
12 400mm、
13 440mm、
14 520mm、
15 500mm、
16 560mm。
10mm、
10mm、
15mm、
20mm、
20mm、
40mm、
30mm、
10mm、
45mm、
10 30mm。
H用給電部5aとL用給電部5bとの間の最短間隔 20mm、
窓の車体開口縁13の横幅W 1320mm、
窓の車体開口縁13の縦幅W 700mm、
ヒータ線同士の間隔 30mm、
バスバ15a,15bのそれぞれの導体幅 15mm、
後部窓ガラス板12と水平方向とがなす角のうちの小さい方の角の角度 24.4°。
「例2(比較例)」
図3に示すような自動車用ガラスアンテナを製作した。図3において、寸法を示す矢印の近傍に記載されている数値は、寸法を示し、単位はmmである。周波数−アンテナ利得特性を図7に示す。なお、図7において、基準ダイポールアンテナのアンテナ利得を60dBとし基準とした。
「例3(比較例)」
第2のH用エレメント1bを設けなかった以外は、例1において用いた自動車用ガラスアンテナと同様の自動車用ガラスアンテナを製作した。例1と同様の測定を行った。88〜108MHzの平均アンテナ利得(1MHz毎の平均)は、例1より1.0dB下がった。例3では、無指向性とならなかった。
「例4(比較例)」
第1のH用エレメント1aを設けなかった。また、Lを−120mmにして(マイナスの数値にしたのは、図5において、第2のH用エレメント1bの開放端が左右中央線46を基準として、左側に配されていることを意味する)、第2のH用エレメント1bの開放端が図4,5における左側の領域に配されるようにした(第2のH用エレメント1bを例1より短くした)。これらの変更以外は、例1において用いた自動車用ガラスアンテナと同様の自動車用ガラスアンテナを製作した。例1と同様の測定を行った。88〜108MHzの平均アンテナ利得(1MHz毎の平均)は、例1より3.4dB下がった。例4では、無指向性とならなかった。
本発明は、AM放送帯(MW帯)(520〜1700kHz)(520kHzはニュージーランド)、長波放送帯(LW帯)(150〜280kHz)、短波放送帯(SW帯)(2.3〜26.1MHz)、日本のFM放送帯(76〜90MHz)、米国のFM放送帯(88〜108MHz)、テレビVHF帯(90〜108MHz(Low帯)、170〜222MHz(High帯))、テレビUHF帯(470〜770MHz)、地上波デジタルテレビ放送(473〜767MHz)、UHFのテレビ放送(473〜767MHz)、米国のデジタルテレビ放送(698〜806MHz)、北米及び欧州のテレビVHF帯(45〜86MHz、175〜225MHz)、自動車電話用の800MHz帯(810〜960MHz)、UHF帯(300MHz〜3GHz)、専用狭域通信(DSRC:Dedicated Short Range Communication、915MHz帯)、自動車用キーレスエントリィシステム(300〜450MHz)等に利用される。
本発明の第1の態様の一実施形態を示す構成図。 本発明の第2の態様の一実施形態を示す構成図。 従来例の構成図。 図2とは別の、第2の態様の一実施形態を示す構成図。 図4の実施形態の寸法を示す構成図。 例1における、周波数−アンテナ利得特性図。 例2における、周波数−アンテナ利得特性図。
符号の説明
1a:第1のH用アンテナエレメント
1b:第2のH用アンテナエレメント
2a:第1のL用アンテナエレメント
2b:第2のL用アンテナエレメント
3:指向性調整用アンテナエレメント
4:L用横アンテナエレメント
5:給電部
5a:H用給電部
5b:L用給電部
6:H用調整アンテナエレメント
12:後部窓ガラス板
13:窓の車体開口縁
14:ヒータ線
15a、15b:バスバ
30:直流電源
31:スイッチ

Claims (24)

  1. 複数本のヒータ線と該ヒータ線に給電する複数のバスバとを有する通電加熱式のデフォッガが後部窓ガラス板に設けられており、デフォガより上側の、後部窓ガラス板の余白領域に、周波数帯Lより高い周波数帯H用のH用アンテナ導体と、周波数帯L用のL用アンテナ導体と、給電部とが設けられており、該給電部がH用アンテナ導体とL用アンテナ導体とに接続されている自動車用ガラスアンテナにおいて、
    H用アンテナ導体は第1のH用アンテナエレメント及び第2のH用アンテナエレメントを備えており、
    L用アンテナ導体は第1のL用アンテナエレメント、第2のL用アンテナエレメント及び指向性調整用アンテナエレメントを備えており、
    第1のH用アンテナエレメント及び第2のH用アンテナエレメントは、ともに給電部側から離れる方向に向かって伸長されており、
    指向性調整用アンテナエレメントに、第1のL用アンテナエレメント及び第2のL用アンテナエレメントとが接続されており、第1のL用アンテナエレメント及び第2のL用アンテナエレメントが、ともに指向性調整用アンテナエレメント側から給電部側に向かって、伸長されており、
    第1のH用アンテナエレメントと第1のL用アンテナエレメントとは相互に近接して容量結合されて第1の容量結合部が構成されており、
    第2のH用アンテナエレメントと第2のL用アンテナエレメントとは相互に近接して容量結合されて第2の容量結合部が構成されており、
    前記L用アンテナ導体がL用横アンテナエレメントを備えており、
    前記給電部に電気的に接続されているL用横アンテナエレメントが、給電部側から横方向又は略横方向に伸長されており、
    L用横アンテナエレメントに前記指向性調整用アンテナエレメントが接続されており、
    前記第1の容量結合部とL用横アンテナエレメントとの間に、前記第2の容量結合部の一部又は全部が配されていることを特徴とする自動車用ガラスアンテナ。
  2. 複数本のヒータ線と該ヒータ線に給電する複数のバスバとを有する通電加熱式のデフォッガが後部窓ガラス板に設けられており、デフォガより上側の、後部窓ガラス板の余白領域に、周波数帯Lより高い周波数帯H用のH用アンテナ導体と、H用給電部と、周波数帯L用のL用アンテナ導体と、L用給電部とが設けられており、H用アンテナ導体にH用給電部が接続されており、L用アンテナ導体にL用給電部が接続されている自動車用ガラスアンテナにおいて、
    H用給電部とL用給電部との間の最短間隔は、0.1〜200mmであり、
    H用アンテナ導体は第1のH用アンテナエレメント及び第2のH用アンテナエレメントを備えており、
    L用アンテナ導体は第1のL用アンテナエレメント、第2のL用アンテナエレメント及び指向性調整用アンテナエレメントを備えており、
    第1のH用アンテナエレメント及び第2のH用アンテナエレメントは、ともにH用給電部側から離れる方向に向かって伸長されており、
    指向性調整用アンテナエレメントに、第1のL用アンテナエレメント及び第2のL用アンテナエレメントが接続されており、第1のL用アンテナエレメント及び第2のL用アンテナエレメントが、ともに指向性調整用アンテナエレメント側からL用給電部側に向かって、伸長されており、
    第1のH用アンテナエレメントと第1のL用アンテナエレメントとは相互に近接して容量結合されて第1の容量結合部が構成されており、
    第2のH用アンテナエレメントと第2のL用アンテナエレメントとは相互に近接して容量結合されて第2の容量結合部が構成されており、
    前記L用アンテナ導体がL用横アンテナエレメントを備えており、
    前記L用給電部に電気的に接続されているL用横アンテナエレメントが、L用給電部側から横方向又は略横方向に伸長されており、
    L用横アンテナエレメントに前記指向性調整用アンテナエレメントが接続されており、
    前記第1の容量結合部とL用横アンテナエレメントとの間に、前記第2の容量結合部の一部又は全部が配されていることを特徴とする自動車用ガラスアンテナ。
  3. 前記第1のH用アンテナエレメント、前記第2のH用アンテナエレメント、前記第1のL用アンテナエレメント及び前記第2のL用アンテナエレメントは、それぞれ先端部又は開放端を有しており、
    前記第1の容量結合部に第1のH用アンテナエレメントの先端部又は開放端が配されており、
    第1の容量結合部に第1のL用アンテナエレメントの先端部又は開放端が配されており、
    前記第2の容量結合部に第2のH用アンテナエレメントの先端部又は開放端が配されており、
    第2の容量結合部に第2のL用アンテナエレメントの先端部又は開放端が配されている請求項1又は2に記載の自動車用ガラスアンテナ。
  4. 前記第1の容量結合部が前記第2の容量結合部より窓の車体開口縁に近い側に配設されており、
    第1の容量結合部に最も近い窓の車体開口縁の部分を最近接車体縁部というとき、
    第1の容量結合部において、第1のL用アンテナエレメントが第1のH用アンテナエレメントより該最近接車体縁部に近い側に配されている請求項1〜3のいずれかに記載の自動車用ガラスアンテナ。
  5. 前記第2の容量結合部において、前記第2のL用アンテナエレメントが前記第2のH用アンテナエレメントより前記最近接車体縁部に近い側に配されている請求項4に記載の自動車用ガラスアンテナ。
  6. 前記第1のH用アンテナエレメントの主要部と前記第1のL用アンテナエレメントの主要部とが相互に平行又は略平行であり、
    前記第2のH用アンテナエレメントの主要部と前記第2のL用アンテナエレメントの主要部とが相互に平行又は略平行である請求項1〜5のいずれかに記載の自動車用ガラスアンテナ。
  7. 前記周波数帯Hが日本のFM放送帯、米国のFM放送帯及びテレビVHF帯のLow帯から選ばれる周波数を含む場合、
    前記第1のH用アンテナエレメントと前記第2のL用アンテナエレメントとの間の平均間隔が、10.5〜19.5mmである請求項1〜6のいずれかに記載の自動車用ガラスアンテナ。
  8. 前記指向性調整用アンテナエレメントに接続されているH用調整アンテナエレメントが後部窓ガラス板に設けられており、
    指向性調整用アンテナエレメントを境として、H用調整アンテナエレメントは前記第1の容量結合部とは反対側に配されている請求項1〜7のいずれかに記載の自動車用ガラスアンテナ。
  9. 前記H用調整アンテナエレメントは前記指向性調整用アンテナエレメントを起点として、横方向又は略横方向に伸長されており、
    H用調整アンテナエレメントは伸長された後、一旦折り返して、伸長されてきたH用調整アンテナエレメント自体に沿って、上記起点方向へ伸長されている請求項8に記載の自動車用ガラスアンテナ。
  10. 前記H用調整アンテナエレメントは前記指向性調整用アンテナエレメントを起点として、横方向又は略横方向に伸長されている部分をH用調整アンテナエレメント基部といい、
    H用調整アンテナエレメントは伸長された後、一旦折り返して、伸長されてきたH用調整アンテナエレメント自体に沿って、上記起点方向へ伸長されている部分をH用調整エレメント帰還部というとき、
    H用調整アンテナエレメント基部とH用調整エレメント帰還部とが平行又は略平行であり、両者の間隔が、5〜15mmである請求項1〜9のいずれかに記載の自動車用ガラスアンテナ。
  11. 前記指向性調整用アンテナエレメントに接続されているH用調整アンテナエレメントが後部窓ガラス板に設けられており、
    指向性調整用アンテナエレメントを境として、H用調整アンテナエレメントは前記第1の容量結合部とは反対側に配されており、
    前記周波数帯Hの中心周波数における空気中の波長をλといい、ガラス波長短縮率をkといい、k=0.64とし、λ=λ・kとし、
    仮に、前記後部窓ガラス板の、前記第1の容量結合部の領域に導体層が設けられているものと仮定するとき、
    前記給電部を含まないものとして、該給電部から順に、第1のH用アンテナエレメント、該導体層、第1のL用アンテナエレメント、前記指向性調整用アンテナエレメント及び前記H用調整アンテナエレメントの先端部又は開放端までの最短ルートのルート長が、0.7λ〜λである請求項1に記載の自動車用ガラスアンテナ。
  12. 前記指向性調整用アンテナエレメントに接続されているH用調整アンテナエレメントが後部窓ガラス板に設けられており、
    指向性調整用アンテナエレメントを境として、H用調整アンテナエレメントは前記第1の容量結合部とは反対側に配されており、
    前記周波数帯Hの中心周波数における空気中の波長をλといい、ガラス波長短縮率をkといい、k=0.64とし、λ=λ・kとし、
    仮に、前記後部窓ガラス板の、前記第1の容量結合部の領域に導体層が設けられているものと仮定するとき、
    前記H用給電部を含まないものとして、該H用給電部から順に、第1のH用アンテナエレメント、該導体層、第1のL用アンテナエレメント、前記指向性調整用アンテナエレメント及び前記H用調整アンテナエレメントの先端部又は開放端までの最短ルートのルート長が、0.7λ〜λである請求項2に記載の自動車用ガラスアンテナ。
  13. 車内側又は車外側から見て、
    前記後部窓ガラス板の余白領域の左側領域に前記給電部が設けられており、
    該給電部に前記第1のH用アンテナエレメント及び前記第2のH用アンテナエレメントが接続されており、
    該給電部に前記L用横アンテナエレメントが電気的に接続されており、該L用横アンテナエレメントは該給電部側から上記余白領域の右側領域に向かって、かつ、横方向又は略横方向に伸長されており、
    L用横アンテナエレメントに前記指向性調整用アンテナエレメントが接続されており、
    少なくとも指向性調整用アンテナエレメントの主要部は後部窓ガラス板の縦方向又は略縦方向に伸長されており、
    指向性調整用アンテナエレメントより左側に、前記第1の容量結合部、前記第2の容量結合部及びL用横アンテナエレメントが配されており、
    第1の容量結合部において、第1のL用アンテナエレメント及び第1のH用アンテナエレメントがともに横方向又は略横方向に伸長され、第1のL用アンテナエレメントが第1のH用アンテナエレメントより上側に配されており、
    第2の容量結合部において、第2のL用アンテナエレメント及び第2のH用アンテナエレメントがともに横方向又は略横方向に伸長され、第2のL用アンテナエレメントが第2のH用アンテナエレメントより上側に配されている請求項1に記載の自動車用ガラスアンテナ。
  14. 車内側又は車外側から見て、
    前記デフォガより上側の、前記後部窓ガラス板の余白領域の左側領域に前記H用給電部及び前記L用給電部が設けられており、
    H用給電部に前記第1のH用アンテナエレメント及び前記第2のH用アンテナエレメントが接続されており、
    L用給電部に前記L用横アンテナエレメントが電気的に接続されており、L用横アンテナエレメントはL用給電部側から上記余白領域の右側領域に向かって、かつ、横方向又は略横方向に伸長されており、
    L用横アンテナエレメントに前記指向性調整用アンテナエレメントが接続されており、
    少なくとも指向性調整用アンテナエレメントの主要部は後部窓ガラス板の縦方向又は略縦方向に伸長されており、
    指向性調整用アンテナエレメントより左側に、前記第1の容量結合部、前記第2の容量結合部及びL用横アンテナエレメントが配されており、
    第1の容量結合部において、第1のL用アンテナエレメント及び第1のH用アンテナエレメントがともに横方向又は略横方向に伸長され、第1のL用アンテナエレメントが第1のH用アンテナエレメントより上側に配されており、
    第2の容量結合部において、第2のL用アンテナエレメント及び第2のH用アンテナエレメントがともに横方向又は略横方向に伸長され、第2のL用アンテナエレメントが第2のH用アンテナエレメントより上側に配されている請求項2に記載の自動車用ガラスアンテナ。
  15. 前記指向性調整用アンテナエレメントは、前記後部窓ガラス板の左右中央を境として右側領域に配されている請求項13又は14記載の自動車用ガラスアンテナ。
  16. 前記周波数帯Lの中心周波数における空気中の波長をλといい、ガラス波長短縮率をkといい、k=0.64とし、λ=λ・kとするとき、
    前記指向性調整用アンテナエレメントは、前記後部窓ガラス板の左右中央から0.13λ以下の範囲に配されている請求項15に記載の自動車用ガラスアンテナ。
  17. 前記第1の容量結合部の長さが230〜430mmであり、第1の容量結合部における、第1のH用アンテナエレメントと第1のL用アンテナエレメントとの間の最短間隔が、5〜15mmであり、
    前記第2の容量結合部の長さが420〜800mmであり、第2の容量結合部における、第2のH用アンテナエレメントと第2のL用アンテナエレメントとの間の最短間隔が、5〜15mmである請求項1〜16のいずれかに記載の自動車用ガラスアンテナ。
  18. 前記バスバは、前記後部窓ガラス板の左側領域及び右側領域にそれぞれ少なくとも1本ずつ設けられており、さらに、これらのバスバは後部窓ガラス板の縦方向又は略縦方向に伸長されており、前記複数本のヒータ線は横方向又は略横方向に伸長されており、
    これらの複数本のヒータ線のバスバ以外の部分を短絡線により短絡されている請求項1〜17のいずれかに記載の自動車用ガラスアンテナ。
  19. 前記2本のバスバとの間の最短間隔が900〜1200mmであり、
    前記短絡線として、第1の短絡線と第2の短絡線の2本の短絡線が設けられ、それぞれ後部窓ガラス板の縦方向又は略縦方向に伸長されており、
    第1の短絡線は、後部窓ガラス板の左右中央を境として左側に配されており、
    第2の短絡線は、後部窓ガラス板の左右中央を境として右側に配されており、
    さらに、第1の短絡線及び第2の短絡線は、該左右中央から左右40〜300mmの領域にそれぞれ設けられている請求項18に記載の自動車用ガラスアンテナ。
  20. 前記デフォガとL用アンテナ導体との間の最短間隔が、20〜40mmである請求項1〜19のいずれかに記載の自動車用ガラスアンテナ。
  21. 前記周波数帯Hの中心周波数における空気中の波長をλといい、ガラス波長短縮率をkといい、k=0.64とし、λ=λ・kとするとき、
    指向性調整用エレメントの、縦方向又は略縦方向に伸長されている部分の導体長が、(λ/29)〜600mmである請求項1〜20のいずれかに記載の自動車用ガラスアンテナ。
  22. 前記周波数帯Hが日本のFM放送帯、米国のFM放送帯及びテレビVHF帯のLow帯から選ばれる少なくとも1つの周波数を含む場合であり、
    指向性調整用エレメントの、縦方向又は略縦方向に伸長されている部分の導体長が、80〜600mmである請求項1〜21のいずれかに記載の自動車用ガラスアンテナ。
  23. 前記周波数帯LがAM放送帯及び長波放送帯の少なくとも一方であり、前記周波数帯Hが日本のFM放送帯、米国のFM放送帯及びテレビVHF帯のLow帯から選ばれる少なくとも1つの周波数を含む請求項1〜22のいずれかに記載の自動車用ガラスアンテナ。
  24. 少なくとも、請求項1〜23に記載されている、前記H用アンテナ導体と前記L用アンテナ導体とが設けられている自動車用後部窓ガラス板。
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