JP5338377B2 - ガラスアンテナ - Google Patents

Description

本発明は、平面、又は曲面に実装されるアンテナに関し、特に、自動車用窓ガラスに設けられ、地上波デジタルＴＶ放送波、およびＵＨＦ帯アナログＴＶ放送波を受信するのに好適なアンテナに関する。

従来、自動車の窓ガラスにガラスアンテナを設ける場合、運転者の視野確保のため、後部窓ガラスにアンテナを設けるのが最も一般的である。また、受信周波数帯や使用目的によっては、前部窓ガラス又は側部の固定窓ガラスにアンテナが設けられることもある。

また、後部窓ガラスにアンテナを設ける場合、ガラスの中央部はデフォッガ領域（防曇用加熱線条領域）が大半の領域を占有するため、アンテナを設けるスペースが制限されデフォッガ領域の上部又は下部の余白部にアンテナを設けざるを得ない。

また、後部窓ガラスのデフォッガ領域の上部余白部にアンテナを設ける場合、アンテナ感度を向上させるためにエレメント本数を増やしたり、デフォッガ領域内に縦エレメントを追加したりして、デフォッガをもアンテナとして利用していたが、アンテナパターンが複雑になり見栄えや視界が犠牲になっていた。また、エレメントの線条が増えることによりチューニングのための開発工数やコストが増加するという問題点もあった。このため、特許文献１から３に記載されているように、アンテナ受信感度の向上を目的として工夫したアンテナパターンの特許公報が公開され知られている。

一方、前部窓ガラスにアンテナを設ける場合には、前部窓ガラスの視界をより一層確保するために更にシンプルなアンテナパターンが求められ、アンテナの占有面積を一層小さくする必要があった。

特開２００８−５４７４号公報 特開２００７−２９５５３６号公報 特開２００６−１９７１８４号公報

前述した特許文献１〜３に記載されたアンテナは、いずれも後部窓ガラスに設ける大きなサイズのアンテナであって、特に運転者の視界を重視した前部窓ガラスに設けることを考慮した小面積のアンテナではない。このため前部窓ガラスに設けるアンテナとして、運転者の視界を妨げない、小型かつシンプルなアンテナパターンが望まれている。

また、前部窓ガラスの上部中央部に地上波デジタルＴＶ放送波用アンテナを設置した場合、従来のアンテナでは車両前方以外の方向に対しては良好な指向特性が得られず、２系統以上のアンテナを備えるダイバーシティアンテナを設けた場合であっても、車両前方方向に指向特性が偏り、十分なダイバーシティ効果が得られないという問題があった。

本発明は、前記課題を解決するために、簡素なパターンで必要な感度を確保し、等方位的な指向特性を有し、前部窓ガラスにも配設可能なアンテナを提供することを目的とする。

すなわち、請求項１に記載した発明は、芯線側給電点と接続される芯線側エレメント、及び、接地側給電点と接続される接地側エレメントを備える平面アンテナであって、前記芯線側エレメントは、前記芯線側給電点から前記接地側給電点と反対側に延伸する第１エレメントと、前記芯線側給電点から前記第１エレメントと略直角方向に延伸し、さらに前記第１エレメントと同一方向かつ略平行に延伸する第２エレメントと、によって構成され、前記接地側エレメントは、前記第１エレメントの延伸方向と異なる方向に前記接地側給電点から延伸し、前記第２エレメントは、前記芯線側給電点から前記第１エレメントと略直角方向に延伸する第１線条と、前記第１線条の先端から前記第１エレメントと同一方向かつ略平行に延伸する第２線条とによって構成され、前記接地側エレメントは、前記第１線条と略並行に延伸する第３線条と、前記第３線条の先端から前記第２線条と同一方向かつ略並行に延伸する第４線条とによって構成されることを特徴とする平面アンテナである。

また、請求項２に記載した発明は、前記第１エレメントは、車体に近接して配置されることによって、グランドと容量結合することを特徴とする平面アンテナである。

また、請求項３に記載した発明は、前記接地側エレメントが、前記芯線側給電点と反対側に延伸することを特徴とする平面アンテナである。

また、請求項４に記載した発明は、前記第２エレメント２は、前記芯線側給電点から前記第１エレメントと略直角方向に延伸する第１線条と、前記第１線条の先端から前記第１エレメントと同一方向かつ略平行に延伸する第２線条とによって構成され、前記第１エレメントを構成する線条及び第２エレメントを構成する前記第２線条の少なくとも一方が、略並行に設けられた複数の線条によって構成されることを特徴とする平面アンテナである。

また、請求項５に記載した発明は、前記接地側エレメントは、前記第１線条と略並行に延伸する第３線条と、前記第３線条の先端から前記第２線条と略並行に延伸する第４線条とによって構成され、前記第４線条は、並行に設けられた複数の線条によって構成されることを特徴とする平面アンテナである。

また、請求項６に記載した発明は、請求項１から５のいずれか一つに記載の平面アンテナを、車両の後部又は前部の窓ガラスに一対設けたことを特徴とするダイバーシティ方式の平面アンテナである。

また、請求項７に記載した発明は、前記ダイバーシティを構成する一対のアンテナは、前記接地側給電点が近接し、前記第１及び第２エレメントが外側を向くように配置されることを特徴とするガラスアンテナである。

本発明のガラスアンテナによると、接地側給電点から遠ざかるように、芯線側給電点から延伸する給電側エレメントを設けることによって、アンテナパターンを簡素化しつつ、必要なアンテナ感度を確保することができる。よって、前部窓ガラスに配設した場合でも、運転者の視界の妨げにならず、小型かつ高性能のアンテナを提供することができる。また、アンテナのダイバーシティ効果を向上させることができる。

また、接地側エレメントを芯線側エレメントと同方向に向けることによって、必要周波数帯域全体の感度を向上させることができる。

本発明の第１の実施の形態のガラスアンテナの構成を説明する図。 本発明の第２の実施の形態のガラスアンテナの構成を説明する図。 本発明の第３の実施の形態のガラスアンテナの構成を説明する図。 本発明の第４の実施の形態のガラスアンテナの構成を説明する図。 本発明の第５の実施の形態のガラスアンテナの構成を説明する図。 本発明の第６の実施の形態のガラスアンテナの構成を説明する図。 本発明の第７の実施の形態のガラスアンテナの構成を説明する図。 本発明の実施の形態のダイバーシティアンテナを自動車の後部窓ガラスに配置した例を示す説明図。 本発明の実施の形態のダイバーシティアンテナを自動車の前部窓ガラスに配置した例を示す説明図。 本発明の実施の形態のガラスアンテナの指向特性を説明する図。 本発明の実施の形態のガラスアンテナの指向特性を説明する図。 本発明の実施の形態のガラスアンテナの周波数特性を説明する図。 本発明の実施の形態の対比例とされるガラスアンテナの構成を説明する図。

以下、本発明の実施の形態の自動車用ガラスアンテナについて説明する。

＜実施形態１＞
図１は、本発明の第１の実施の形態のガラスアンテナの構成を説明する図である。

第１の実施の形態のガラスアンテナは、第１エレメント１、第２エレメント２及び第３エレメント３を備える。第１エレメント１及び第２エレメント２は芯線側給電点４に接続されており、芯線側エレメントを形成する。一方、第３エレメント３は接地側給電点５に接続されており、接地側エレメントを形成する。給電点４、５は、給電線を介して受信機、例えば、テレビ受像機に接続されている。

図１には、ガラスを車体に取り付けたときの車体の端面であるボディフランジ６も示す。本実施の形態のアンテナが装着される窓ガラスは、接着剤層によって車体に取り付けられている。

第１エレメント１は、芯線側給電点４からボディフランジ６と平行（水平、右方）に延伸している。

第２エレメント２は、ボディフランジ６から離れる方向（下方）に芯線側給電点４から延伸し、その後、第１エレメント１と平行（すなわち、ボディフランジ６と平行である水平方向）かつ第１エレメント１の延伸方向と同一方向（右方）に、芯線側給電点４から離れるように延伸している。

芯線側給電点４は、第１エレメント１とボディフランジ６とが容量結合するように、ボディフランジ６の近傍に設けられる。なお、発明者の実験によると、芯線側給電点４とボディフランジ６との間隔は、５〜２０ミリメートル程度が望ましい。

芯線側給電点４からみて、第１エレメント１の延伸方向と反対側（左方）には、接地側給電点５が設けられる。接地側給電点５は、芯線側給電点４とほぼ同じ大きさで、ボディフランジ６からの距離もほぼ等しい位置に設けられる。

第３エレメント３は、接地側給電点５から芯線側給電点４と逆の方向（左方）に、ボディフランジ６と略平行（水平方向）に延伸している。

第３エレメント３は、第３エレメント３とボディフランジ６との間隔が、第１エレメント１とボディフランジ６との間隔に等しい位置に配置されるので、第３エレメント３とボディフランジ６とは容量結合している。

図１には、各エレメントの長さも示す。各エレメントの長さは、アンテナの取り付け位置、車両形状、他の電装部品の影響等を考慮して最適な長さを定めている。発明者の実験によると、第１及び第３エレメント１、３の長さは、２０〜１００ミリメートル程度が望ましい。第２エレメント２の垂直線条の長さは２０〜６０ミリメートル程度、水平線条の長さは２０〜１００ミリメートル程度が望ましい。

すなわち、第２エレメント２の長さ（垂直線条及び水平線条を合わせた長さ）は、中心周波数のλ／４程度の長さに調整されると良く、ガラスの波長短縮率α＝０．７とし、地上デジタルテレビ放送の中心周波数を６００ＭＨｚとすると、エレメント長は約８７ミリメートルとなる。

このとき、垂直部の長さと水平部の長さとの関係は、周囲の環境（主に、アンテナの取り付け位置）との関係によって定めるとよい。なお、各エレメントの長さは同じでもよいが、異なってもよい。図１に図示されたエレメント長は、第１の実施の形態のアンテナの一例であって、本発明を限定するものではない。

図１には、ボディフランジ６が上方にある場合を示したが、ボディフランジ６が側方（左側又は右側）にあっても、ボディフランジ６が下方にあってもよい。ボディフランジ６が側方にある場合、第１エレメント１は上方又は下方に延伸される。

なお、ガラスの端部から一定の距離の外周部には、セラミックペースト層を設けてもよい。セラミックペースト層は、スクリーン印刷されたセラミックペーストを焼き付けることによって形成される通常黒色の絶縁層であり、セラミックペーストは、低融点ガラスの粉末と顔料とをペースト状にしたものが用いられる。

このセラミックペースト層に、給電点４、５を設けることによって、給電点４、５が目立たなくなり、アンテナによる視界の阻害を抑制することができ、窓ガラスの美感を向上させることができる。

次に、第１の実施の形態のアンテナの動作原理について説明する。

前述したように、第２エレメント２は、芯線側給電点４から下方に延伸した線条の先端よりさらに水平方向に延伸しており、中心周波数のλ／４程度の長さである。このため、第１の実施の形態のアンテナは、第２エレメント２が放射エレメントとして機能するモノポールアンテナと考えることができる。一方、第１エレメント１は、接地側の第３エレメント３と左右対称の位置に設けられているので、第１エレメント１と第３エレメント３とでダイポールアンテナを構成していると考えることもできる。このため、第１エレメント１の長さを変化させた場合と、第２エレメント２の長さを変化させた場合とで、アンテナの特性の変化が異なる。

すなわち、第２エレメント２の長さを調節することによって、アンテナの共振周波数を変化させることができる。また、第１エレメント１とグランドとの結合を調節することによって、アンテナのインピーダンスを調整することができ、結果として低域側のアンテナ感度を向上させることができる。

以上説明したように、第１の実施の形態のガラスアンテナによると、芯線側の第１エレメント１をボディフランジ６の開口部に近接させ、接地側の第３エレメント３を第１エレメント１と対向する位置とし、かつボディフランジ６の開口部に近接させて設けたので、各エレメントとグランドとの結合の大きさによってアンテナのインピーダンスを調整することができ、結果として低域側のアンテナ感度を向上させることができる。すなわち、アンテナパターンを簡素化しつつ、必要なアンテナ感度を確保することができる。

さらに、ダイバーシティアンテナを構成した場合に、良好なダイバーシティ特性を得ることができる。

＜実施形態２＞
図２は、本発明の第２の実施の形態のガラスアンテナの構成を説明する図である。

第２の実施の形態のガラスアンテナは、接地側エレメント３が垂直方向（ボディフランジから離れる方向）に延伸した線条の先端よりさらにボディフランジ６と平行である水平右方に延伸している点で前述した第１の実施の形態のガラスアンテナとは異なるが、芯線側エレメントについては第１の実施の形態と同じである。。

第２の実施の形態のガラスアンテナは、第１エレメント１、第２エレメント２及び第３エレメント３を備える。第１エレメント１及び第２エレメント２は芯線側給電点４に接続されており、芯線側エレメントを形成する。一方、第３エレメント３は接地側給電点５に接続されており、接地側エレメントを形成する。給電点４、５は、給電線を介して受信機、例えば、テレビ受像機に接続されている。

図２には、ガラスを車体に取り付けたときの車体の端面であるボディフランジ６も示す。本実施の形態のアンテナが装着される窓ガラスは、接着剤層によって車体に取り付けられている。

第１エレメント１は、芯線側給電点４からボディフランジ６と略平行（略水平、右方）に延伸している。

第２エレメント２は、ボディフランジ６から離れる方向（下方）に芯線側給電点４から延伸し、その後、第１エレメント１と略平行（すなわち、ボディフランジ６と略平行である略水平方向）かつ第１エレメント１の延伸方向と同一方向（右方）に、芯線側給電点４から離れるように延伸している。

芯線側給電点４は、第１エレメント１とボディフランジ６とが容量結合するように、ボディフランジ６の近傍に設けられる。なお、発明者の実験によると、芯線側給電点４とボディフランジ６との間隔は、５〜２０ミリメートル程度が望ましい。

芯線側給電点４からみて、第１エレメント１の延伸方向と反対側（左方）には、接地側給電点５が設けられる。接地側給電点５は、芯線側給電点４とほぼ同じ大きさで、ボディフランジ６からの距離もほぼ等しい位置に設けられる。

第３エレメント３は、ボディフランジ６から離れる方向（下方）に接地側給電点５から延伸し、その後、第１エレメント１と平行（すなわち、ボディフランジ６と略平行である略水平方向）かつ第１エレメント１の延伸方向と同一方向（右方）で、第２エレメント２の略水平線条の略延長線上で、第２エレメント２に近づく方向に延伸している。

図２には、各エレメントの長さも示す。各エレメントの長さは、アンテナの取り付け位置、車両形状、他の電装部品の影響等を考慮し最適な長さを定めている。発明者の実験によると、第１エレメント１の長さは、２０〜１００ミリメートル程度が望ましい。第２エレメント２及び第３エレメント３の垂直線条の長さは２０〜６０ミリメートル程度、水平線条の長さは２０〜１００ミリメートル程度が望ましい。すなわち、第２エレメント２及び第３エレメント３の長さ（垂直線条及び水平線条を合わせた長さ）は、中心周波数のλ／４程度の長さに調整するのが良く、ガラスの波長短縮率α＝０．７とし、地上デジタルテレビ放送の中心周波数を６００ＭＨｚとすると、エレメント長は約８７ミリメートルとなる。

このとき、垂直部の長さと水平部の長さとの関係は、周囲の環境（主に、アンテナの取り付け位置）との関係によって定めるとよい。なお、各エレメントの長さは同じでもよいが、異なってもよい。図２に図示されたエレメント長は、第２の実施の形態のアンテナの一例であって、本発明を限定するものではない。

図２には、ボディフランジ６が上方にある場合を示したが、ボディフランジ６が側方（左側又は右側）にあっても、ボディフランジ６が下方にあってもよい。ボディフランジ６が側方にある場合、第１エレメント１は上方又は下方に延伸される。

なお、第１の実施の形態で記述したように、ガラスの端部から一定の距離の外周部には、セラミックペースト層を設けてもよい。このセラミックペースト層に、給電点４、５を設けることによって、給電点４、５が目立たなくなり、アンテナによる視界の阻害を抑制することができ、窓ガラスの美感を向上させることができる。

次に、第２の実施の形態のアンテナの動作原理について説明する。

前述したように、第２エレメント２は、芯線側給電点４から下方に延伸した線条の先端よりさらに水平方向に延伸しており、中心周波数のλ／４程度の長さである。また、第３エレメント３についても、接地側給電点５から下方に延伸した線条の先端よりさらに水平方向に延伸しており、中心周波数のλ／４程度の長さである。このため、第２の実施の形態のアンテナは、第１エレメント１と第３エレメント３とでダイポールアンテナを構成していると考えることができる。

一方、第１エレメント１は、芯線側給電点４から略水平方向に延伸しているので、第１の実施の形態のアンテナは、第１エレメント１が放射エレメントとして機能するモノポールアンテナと考えることもできる。このため、第１エレメント１の長さを変化させた場合と、第２エレメント２の長さを変化させた場合とで、アンテナの特性の変化が異なることになる。

すなわち、第２エレメント２、又は第３エレメント３の長さを調節することによって、アンテナの共振周波数を変化させることができる。また、第１エレメント１とグランドとの結合を調節することによって、アンテナのインピーダンスを調整することができ、結果として低域側のアンテナ感度を向上させることができる。

以上説明したように、第２の実施の形態のガラスアンテナによると、芯線側の第１エレメント１をボディフランジ６の開口部に近接させて設けたので、各エレメントとグランドとの結合の大きさによってアンテナのインピーダンスを調整することができ、結果として低域側のアンテナ感度を向上させることができる。すなわち、アンテナパターンを簡素化しつつ、必要なアンテナ感度を確保することができる。

さらに、前述した第１の実施の形態と比べ、第３エレメント３をボディフランジ６から離れる方向に延ばした位置に設けたので、高域側の感度を向上させることができる。

さらに、ダイバーシティアンテナを構成した場合に、良好なダイバーシティ特性を得ることができる。

＜実施形態３＞
図３は、本発明の第３の実施の形態のガラスアンテナの構成を説明する図である。

第３の実施の形態は、芯線側の第１エレメント１が２本の線条１Ａ及び１Ｂによって構成されている点で第２の実施の形態と異なっているが、接地側エレメントと芯線側エレメントの第２エレメント２については第２の実施の形態と同じである。

第３の実施の形態のガラスアンテナは、第１エレメント１、第２エレメント２及び第３エレメント３を備える。第１エレメント１及び第２エレメント２は芯線側給電点４に接続されており、芯線側エレメントを形成する。一方、第３エレメント３は接地側給電点５に接続されており、接地側エレメントを形成する。給電点４、５は、給電線を介して受信機、例えば、テレビ受像機に接続されている。

第１エレメント１は、芯線側給電点４の略中央からボディフランジ６と略平行（略水平、右方）に延伸する線条１Ａと、芯線側給電点４の下側角部から線条１Ａと平行に延伸する線条１Ｂとによって構成されている。線条１Ａの長さと線条１Ｂの長さとは、同じであっても、異なってもよい。

第２エレメント２は、第２の実施の形態と同様に、ボディフランジ６から離れる方向（下方）に芯線側給電点４から延伸し、その先端より第１エレメント１の線条１Ｂと平行（すなわち、ボディフランジ６と略平行である水平方向）かつ線条１Ｂの延伸方向と同一方向（右方）に、芯線側給電点４から離れるように延伸している。

芯線側給電点４は、第１エレメント１の線条１Ａとボディフランジ６とが容量結合するように、ボディフランジ６の近傍に設けられる。第３の実施の形態でも、前述した第２の実施の形態と同様に、芯線側給電点４とボディフランジ６との間隔は、５〜２０ミリメートル程度が望ましい。

芯線側給電点４からみて、第１エレメント１の延伸方向と反対側（左方）には、接地側給電点５が設けられる。接地側給電点５は、芯線側給電点４とほぼ同じ大きさで、ボディフランジ６からの距離もほぼ等しい位置に設けられる。

第３エレメント３は、第２の実施の形態と同様に、接地側給電点５からボディフランジ６から離れる方向（下方）に延伸し、その先端より第１エレメント１と平行（すなわち、ボディフランジ６と略平行である略水平方向）かつ、第２エレメント２の水平線条の略延長線上で、第１エレメント１の延伸方向と同一方向（第２エレメント２に近づく方向（右方））に延伸している。

以上説明したように、第３の実施の形態のガラスアンテナでは、前述した第２の実施の形態の効果に加え、複数の線条１Ａ、１Ｂによって第１エレメント１を構成したので、アンテナの利得を向上させることができる。また、線条１Ａ及び線条１Ｂの長さを調整することによって、第１エレメント１とグランドとの容量結合の程度を変化させることができ、アンテナの共振周波数を変化させることができる。

＜実施形態４＞
図４は、本発明の第４の実施の形態のガラスアンテナの構成を説明する図である。

第４の実施の形態は、前述した第３の実施の形態と同様に、芯線側の第１エレメント１が２本の線条１Ａ及び１Ｂによって構成されているが、第１エレメント１の線条が延伸する給電点への接続位置が第３の実施の形態と異なっているが、接地側エレメントと芯線側エレメントの第２エレメント２は第２の実施の形態と同じである。

なお、第３及び第４の実施の形態におけるガラスアンテナの第１エレメント１の線条１Ａ、１Ｂ等の数、及び、線条が給電点４から延伸する位置は一例であり、第３及び第４の実施の形態に示したものと異なってもよい。

第４の実施の形態のガラスアンテナは、第１エレメント１、第２エレメント２及び第３エレメント３を備える。第１エレメント１及び第２エレメント２は芯線側給電点４に接続されており、芯線側エレメントを形成する。一方、第３エレメント３は接地側給電点５に接続されており、接地側エレメントを形成する。給電点４、５は、給電線を介して受信機、例えば、テレビ受像機に接続されている。

第１エレメント１は、芯線側給電点４の上側角部からボディフランジ６と平行（水平、右方）に延伸する線条１Ａと、芯線側給電点４の略中央から線条１Ａと平行に延伸する線条１Ｂとによって構成されている。線条１Ａの長さと線条１Ｂの長さとは、同じであっても、異なってもよい。

第２エレメント２は、ボディフランジ６から離れる方向（下方）に芯線側給電点４から延伸し、その先端より第１エレメント１の線条１Ｂと平行（すなわち、ボディフランジ６と略平行である略水平方向）かつ線条１Ｂの延伸方向と同一方向（右方）に、芯線側給電点４から離れるように延伸している。

芯線側給電点４は、第１エレメント１の線条１Ａとボディフランジ６とが容量結合するように、ボディフランジ６の近傍に設けられる。第４の実施の形態でも、前述した第２の実施の形態と同様に、芯線側給電点４とボディフランジ６との間隔は、５〜２０ミリメートル程度が望ましい。

芯線側給電点４からみて、第１エレメント１の延伸方向と反対側（左方）には、接地側給電点５が設けられる。接地側給電点５は、芯線側給電点４とほぼ同じ大きさで、ボディフランジ６からの距離もほぼ等しい位置に設けられている。

第３エレメント３は、第２、第３の実施の形態と同様に、ボディフランジ６から離れる方向（下方）に接地側給電点５から延伸し、その先端より第１エレメント１と平行（すなわち、ボディフランジ６と略平行である略水平方向）かつ第１エレメント１の延伸方向と同一方向（右方）で、第２エレメント２の水平線条の略延長線上で、第２エレメント２に近づく方向に延伸している。

以上説明したように、第４の実施の形態のガラスアンテナでは、前述した第３の実施の形態とほぼ同様に、第２の実施の形態の効果に加え、複数の線条１Ａ、１Ｂによって第１エレメント１を構成したので、アンテナの利得を向上させることができる。また、線条１Ａ及び線条１Ｂの長さを調整することによって、第１エレメント１とグランドとの容量結合の程度を変化させることができ、アンテナの共振周波数を変化させることができる。

＜実施形態５＞
図５は、本発明の第５の実施の形態のガラスアンテナの構成を説明する図である。

第５の実施の形態は、芯線側の第２エレメント２が２本の水平線条２Ａ、２Ｂ及び垂直線条２Ｃによって構成されている点で前述した第２の実施の形態と異なり、芯線側の第１エレメント１と接地側エレメントは第２の実施の形態と同じである。

第５の実施の形態のガラスアンテナは、第１エレメント１、第２エレメント２及び第３エレメント３を備える。第１エレメント１及び第２エレメント２は芯線側給電点４に接続されており、芯線側エレメントを形成する。一方、第３エレメント３は接地側給電点５に接続されており、接地側エレメントを形成する。給電点４、５は、給電線を介して受信機、例えば、テレビ受像機に接続されている。

第１エレメント１は、芯線側給電点４からボディフランジ６と平行（水平、右方）に延伸している。

第２エレメント２は、ボディフランジ６から離れる方向（下方）に芯線側給電点４から延伸する垂直線条２Ｃと、垂直線条２Ｃの下端から第１エレメント１と平行（すなわち、ボディフランジ６と略平行である略水平方向）かつ第１エレメント１の延伸方向と同一方向（右方）に延伸する水平線条２Ａと、
垂直線条２Ｃの途中部から水平線条２Ａと平行（水平線条２Ａの延伸方向と同一方向（右方））に延伸する水平線条２Ｂとによって構成されている。水平線条２Ａの長さと水平線条２Ｂの長さとは、同じであっても、異なってもよい。

芯線側給電点４は、第１エレメント１とボディフランジ６とが容量結合するように、ボディフランジ６の近傍に設けられる。第５の実施の形態でも、前述した第２の実施の形態と同様に、芯線側給電点４とボディフランジ６との間隔は、５〜２０ミリメートル程度が望ましい。

芯線側給電点４からみて、第１エレメント１の延伸方向と反対側（左方）には、接地側給電点５が設けられる。接地側給電点５は、芯線側給電点４とほぼ同じ大きさで、ボディフランジ６からの距離もほぼ等しい位置に設けられる。

第３エレメント３は、実施の形態２〜４と同様に、ボディフランジ６から離れる方向（下方）に接地側給電点５から延伸し、その先端より第１エレメント１と平行（すなわち、ボディフランジ６と平行である水平方向）かつ第１エレメント１の延伸方向と同一方向（右方）で、第２エレメント２の水平線条の略延長線上で、第２エレメント２に近づく方向に延伸している。

以上説明したように、第５の実施の形態のガラスアンテナでは、前述した第２の実施の形態の効果に加え、複数の水平線条２Ａ、２Ｂによって第２エレメント２を構成したので、アンテナの利得を向上させることができる。

＜実施形態６＞
図６は、本発明の第６の実施の形態のガラスアンテナの構成を説明する図である。

第６の実施の形態は、接地側の第３エレメント３が２本の水平線条３Ａ、３Ｂ及び垂直線条３Ｃによって構成されている点で前述した第２の実施の形態と異なり、芯線側エレメントは第２の実施の形態と同じである。

第６の実施の形態のガラスアンテナは、第１エレメント１、第２エレメント２及び第３エレメント３を備える。第１エレメント１及び第２エレメント２は芯線側給電点４に接続されており、芯線側エレメントを形成する。一方、第３エレメント３は接地側給電点５に接続されており、接地側エレメントを形成する。給電点４、５は、給電線を介して受信機（例えば、テレビ受像機）に接続されている。

第１エレメント１は、芯線側給電点４からボディフランジ６と平行（水平、右方）に延伸している。

第２エレメント２は、ボディフランジ６から離れる方向（下方）に芯線側給電点４から延伸し、その先端より第１エレメント１と平行（すなわち、ボディフランジ６と平行である水平方向）かつ第１エレメント１の延伸方向と同一方向（右方）に、芯線側給電点４から離れるように延伸している。

芯線側給電点４は、第１エレメント１とボディフランジ６とが容量結合するように、ボディフランジ６の近傍に設けられる。第６の実施の形態でも、前述した第２の実施の形態と同様に、芯線側給電点４とボディフランジ６との間隔は、５〜２０ミリメートル程度が望ましい。

芯線側給電点４からみて、第１エレメント１の延伸方向と反対側（左方）には、接地側給電点５が設けられる。接地側給電点５は、芯線側給電点４とほぼ同じ大きさで、ボディフランジ６からの距離もほぼ等しい位置に設けられる。

第３エレメント３は、ボディフランジ６から離れる方向（下方）に芯線側給電点４から延伸する垂直線条３Ｃと、垂直線条３Ｃの下端から第１エレメント１と平行（すなわち、ボディフランジ６と平行である水平方向）かつ第１エレメント１の延伸方向と同一方向（右方）に延伸する水平線条３Ａと、水平線条３Ａの上側に、水平線条３Ａと平行（水平線条３Ａの延伸方向と同一方向（右方））に垂直線条３Ｃから延伸する水平線条３Ｂとによって構成されている。水平線条３Ａの長さと水平線条３Ｂの長さとは、同じであっても、異なってもよい。

以上説明したように、第６の実施の形態のガラスアンテナでは、前述した第２の実施の形態の効果に加え、水平線条３Ａと線条３Ｂとによって第３エレメント３を構成したので、アンテナの利得を向上させることができる。

なお、第３から第６の実施の形態では、第２の実施の形態のガラスアンテナの変形例を示したが、第３から第６の実施の形態に示すエレメントの変形例を第１の実施の形態のガラスアンテナに適用してもよい。

＜実施形態７＞
図７は、本発明の第７の実施の形態のガラスアンテナの構成を説明する図である。

第７の実施の形態は、芯線側の第２エレメント２が２本の水平線条２Ａ、２Ｂ及び垂直線条２Ｃによって構成されており、接地側の第３エレメント３が２本の水平線条３Ａ、３Ｂ及び垂直線条３Ｃによって構成されている点で前述した第２の実施の形態と異なり、芯線側の第１エレメント１は第２の実施の形態と同じである。

第７の実施の形態のガラスアンテナは、第１エレメント１、第２エレメント２及び第３エレメント３を備える。第１エレメント１及び第２エレメント２は芯線側給電点４に接続されており、芯線側エレメントを形成する。一方、第３エレメント３は接地側給電点５に接続されており、接地側エレメントを形成する。給電点４、５は、給電線を介して受信機（例えば、テレビ受像機）に接続されている。

第１エレメント１は、芯線側給電点４からボディフランジ６と平行（水平、右方）に延伸している。

第２エレメント２は、ボディフランジ６から離れる方向（下方）に芯線側給電点４から延伸する垂直線条２Ｃと、垂直線条２Ｃの下端から第１エレメント１と平行（すなわち、ボディフランジ６と平行である水平方向）かつ第１エレメント１の延伸方向と同一方向（右方）に延伸する水平線条２Ａと、水平線条２Ａの上側に、水平線条２Ａと平行（水平線条２Ａの延伸方向と同一方向（右方））に垂直線条２Ｃから延伸する水平線条２Ｂとによって構成されている。水平線条２Ａの長さと水平線条２Ｂの長さとは、同じであっても、異なってもよい。

芯線側給電点４は、第１エレメント１とボディフランジ６とが容量結合するように、ボディフランジ６の近傍に設けられる。第７の実施の形態でも、前述した第２の実施の形態と同様に、芯線側給電点４とボディフランジ６との間隔は、５〜２０ミリメートル程度が望ましい。

芯線側給電点４からみて、第１エレメント１の延伸方向と反対側（左方）には、接地側給電点５が設けられる。接地側給電点５は、芯線側給電点４とほぼ同じ大きさで、ボディフランジ６からの距離もほぼ等しい位置に設けられる。

第３エレメント３は、ボディフランジ６から離れる方向（下方）に芯線側給電点４から延伸する垂直線条３Ｃと、垂直線条３Ｃの下端から第１エレメント１と平行（すなわち、ボディフランジ６と平行である水平方向）かつ第１エレメント１の延伸方向と同一方向（右方）に延伸する水平線条３Ａと、水平線条３Ａの上側に、水平線条３Ａと平行（水平線条３Ａの延伸方向と同一方向（右方））に垂直線条３Ｃから延伸する水平線条３Ｂとによって構成されている。水平線条３Ａの長さと水平線条３Ｂの長さとは、同じであっても、異なってもよい。

以上説明したように、第７の実施の形態のガラスアンテナでは、前述した第２の実施の形態の効果に加え、複数の水平線条２Ａ、２Ｂによって第２エレメント２を構成し、水平線条３Ａと線条３Ｂとによって第３エレメント３を構成したので、アンテナの利得を向上させることができる。

＜実施形態８＞
図８は、本発明の第８の実施の形態のガラスアンテナの構成を説明する図である。

第８の実施の形態は、自動車の前部窓ガラスに、前述した第２の実施の形態のアンテナを２個配置し、ダイバーシティアンテナを構成したものである。

具体的には、第８の実施の形態のガラスアンテナは、前部窓ガラスのボディフランジ６の開口部の開口辺に沿って、左右に各々１個のアンテナ１０、１１を備える。なお、十分なダイバーシティ特性を得るためには、アンテナ１０、１１の間隔をλ／４（λは共振周波数）以上とするとよい。

アンテナ１０、１１は、各芯線側エレメントの第１及び第２エレメント１、２が互いに外側を向くように対向して、線対称の位置に配置するとよい。第１及び第２エレメント１、２を外側に向くように各芯線側エレメントを配置したのは、給電側エレメントをより離れた位置に配置することによって、ダイバーシティ特性が向上するからである。

また、第８の実施の形態のガラスアンテナは、後述する第９の実施の形態のガラスアンテナと比較し、アンテナの受信利得を向上させることができる。これは、前部窓ガラスには、後部窓ガラスのように防曇用加熱線条が設けられていないので、アンテナを周辺部に導体がない環境に配置することができるからである。

なお、第８の実施の形態のダイバーシティアンテナを構成する各アンテナは、第２の実施の形態のアンテナとしたが、他の実施の形態のアンテナを用いてもよい。

以上説明したように、第８の実施の形態のガラスアンテナでは、図８で示したような、前部窓ガラスの開口辺の上辺側の中央部に近接して２系統のアンテナを配置した場合を示したが、開口辺の上辺中央部に限らず、両コーナー部、左右の側辺部に近接する位置に２系統のアンテナを配置した場合であっても、高性能、かつ、ダイバーシティ効果が高いアンテナとすることができる。

＜実施形態９＞
図９は、本発明の第９の実施の形態のガラスアンテナの構成を説明する図である。

第９の実施の形態は、自動車の後部窓ガラスに、前述した第２の実施の形態のアンテナを２個配置し、ダイバーシティアンテナを構成したものである。

具体的には、第９の実施の形態のガラスアンテナは、後部窓ガラスのボディフランジ６の開口部の右上及び左上の両隅部に、各々１個のアンテナ１０、１１を備える。なお、アンテナ１０、１１の間隔はλ／４（λは共振周波数）以上とするとよい。

アンテナ１０、１１は、給電側の第１及び第２エレメント１、２が内側を向くように対向して、線対称の位置に配置するとよい。第１及び第２エレメント１、２が内側を向くようにアンテナ１０、１１を配置したのは、給電点ををガラスの外周のセラミックペースト層上（セラミックペースト層の端部７より外側）に設けることによって、給電点が目立たなくなり、後方視界の阻害を抑制することができ、後部窓ガラスの美感を向上させることができるからである。

後部窓ガラスの中央部には、複数の防曇用加熱線条１２が配置されたデフォッガ領域が設けられる。この複数の加熱線条１２は、後部窓ガラスの左右に配置されたバスバー１４、１４に接続する。

後部窓ガラスのデフォッガの上部には、一般的には余白部があり、この場合には、ボディフランジ６の開口部の上辺側のいずれの位置に、アンテナ１０、１１を備えるようにしてもよい。

図９に示したように、デフォッガが開口部の上辺部まである場合には、アンテナ１０、１１を後部窓ガラスに設けるために、後部窓ガラスの左右の両コーナー部を余白部にして、加熱線条を設けないようにし、該部にアンテナ１０、１１を設ける。

これによって、アンテナ特性をより向上させることができる。すなわち、付近に加熱線条等の導体がない環境にしてアンテナを配置することによって、アンテナ特性をより向上させることができるのである。

なお、第９の実施の形態のダイバーシティアンテナを構成する各アンテナは、第２の実施の形態のアンテナとしたが、他の実施の形態のアンテナを用いてもよい。

以上説明したように、第９の実施の形態のガラスアンテナでは、小型、高性能、かつ、ダイバーシティ効果が高いアンテナとすることができる。

＜アンテナ特性＞
次に、本発明の実施の形態のガラスアンテナの特性について説明する。

図１０及び図１１は、本発明の実施の形態のガラスアンテナの指向特性を示す説明図であり、第１の実施の形態で示した代表的なガラスアンテナと対比例のガラスアンテナ（図１３）における低周波側（５００ＭＨｚ付近）での指向特性（図１０）及び高周波側（７００ＭＨｚ付近）での指向特性（図１１）を示す。

図１０及び図１１から分かるように、本発明の実施の形態は、芯線側の第１エレメントと第２エレメントとを同一方向に平行に設けることによって、簡素なアンテナパターンで、等方位的な指向特性を得ながら、アンテナのダイバーシティ効果を向上させることができる。

これは、対比例のアンテナでは、芯線側の第２エレメント２が接地側の第３エレメント３と近接しており、芯線側の第２エレメント２と接地側の第３エレメント３との作用によって、両エレメントに略垂直な方向の指向性が生じてしまう。一方、本発明の実施の形態のアンテナでは、芯線側の第２エレメント２と接地側の第３エレメント３とが作用しないことから、特定の方向に指向性が生じず、等方位的な指向特性を実現することができる。

図１２は、本発明の実施の形態のガラスアンテナの周波数特性を示す説明図であり、本発明の代表的な第２の実施の形態のガラスアンテナと第１の実施の形態のガラスアンテナとの特性を示す。

図１２から分かるように、第２の実施の形態のアンテナでは、第１の実施の形態のアンテナと比較して、高い利得を得ることができる。特に、高周波側の利得を向上させることができる。これは、第２の実施の形態のアンテナは、第１の実施の形態のアンテナと比べ、接地側の第３エレメント３の長さを長くすることができ、アンテナが受信周波数帯により共振する度合いを向上させることができるからである。

１ 第１エレメント
２ 第２エレメント
３ 第３エレメント
４ 芯線側給電点
５ 接地側給電点
６ ボディフランジ
７ セラミックペースト層の端部
１０、１１ アンテナ
１２ 防曇用加熱線条
１４ バスバー

Claims (7)

1. 芯線側給電点と接続される芯線側エレメント、及び、接地側給電点と接続される接地側エレメントを備える平面アンテナであって、
   前記芯線側エレメントは、
   前記芯線側給電点から前記接地側給電点と反対側に延伸する第１エレメントと、
   前記芯線側給電点から前記第１エレメントと略直角方向に延伸し、さらに前記第１エレメントと同一方向かつ略平行に延伸する第２エレメントと、によって構成され、
   前記接地側エレメントは、前記第１エレメントの延伸方向と異なる方向に前記接地側給電点から延伸し、
   前記第２エレメントは、前記芯線側給電点から前記第１エレメントと略直角方向に延伸する第１線条と、前記第１線条の先端から前記第１エレメントと同一方向かつ略平行に延伸する第２線条とによって構成され、
   前記接地側エレメントは、前記第１線条と略並行に延伸する第３線条と、前記第３線条の先端から前記第２線条と同一方向かつ略並行に延伸する第４線条とによって構成されることを特徴とする平面アンテナ。
2. 前記第１エレメントは、車体に近接して配置されることによって、グランドと容量結合することを特徴とする請求項１記載の平面アンテナ。
3. 前記接地側エレメントは、前記芯線側給電点と反対側に延伸することを特徴とする請求項１又は２記載の平面アンテナ。
4. 前記第２エレメントは、前記芯線側給電点から前記第１エレメントと略直角方向に延伸する第１線条と、前記第１線条の先端から前記第１エレメントと同一方向かつ略平行に延伸する第２線条とによって構成され、
   前記第１エレメントを構成する線条及び第２エレメントを構成する前記第２線条の少なくとも一方が、略並行に設けられた複数の線条によって構成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の平面アンテナ。
5. 前記第２エレメントは、前記芯線側給電点から前記第１エレメントと略直角方向に延伸する第１線条と、前記第１線条の先端から前記第１エレメントと同一方向かつ略平行に延伸する第２線条とによって構成され、
   前記接地側エレメントは、前記第１線条と略並行に延伸する第３線条と、前記第３線条の先端から前記第２線条と略並行に延伸する第４線条とによって構成され、
   前記第４線条は、並行に設けられた複数の線条によって構成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の平面アンテナ。
6. 請求項１から５のいずれか一つに記載の平面アンテナを、車両の後部又は前部の窓ガラスに一対設けたことを特徴とするダイバーシティ方式のガラスアンテナ。
7. 前記ダイバーシティを構成する一対のアンテナは、前記接地側給電点が近接し、前記第１及び第２エレメントが外側を向くように配置されることを特徴とする請求項６に記載のガラスアンテナ。