JP5446536B2 - ガラスアンテナ - Google Patents

Description

本発明は、アンテナ装置に関し、特に、自動車用窓ガラスに設ける地上波デジタルＴＶ放送波、及びＵＨＦ帯アナログＴＶ放送波を受信するのに好適なガラスアンテナに関する。

従来、車両用のガラスアンテナとしては、後部窓ガラスのデフォッガの加熱用導電線条の上部余白部あるいは下部余白部に設けたアンテナが広く提案され知られている（例えば、特許文献１、２、３、４参照。）。後部窓ガラスにアンテナを設ける場合、後部窓ガラスの大半の領域には防曇用加熱線条が設けられているので、余白部にアンテナを設けるためのスペースが制限される。

また、後部窓用のガラスアンテナでは、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。

また、アンテナの受信性能を高めるために、前部窓ガラスにアンテナを設ける場合には、前部窓ガラスの一層の視界を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、アンテナの大きさを小さくする必要があった。

特開２００８−１２４８２２号公報 特開２００５−３５４１３９号公報 特開２００８−１３５９４４号公報 特開２００７−１５０９６６号公報

前述した特許文献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サイズの大きなアンテナであって、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サイズのアンテナではなかった。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が望まれている。

本発明は、簡素なパターンで必要な感度を確保し、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。

第１の発明は、芯線側エレメントと接地側エレメントとを備えるガラスアンテナであって、前記芯線側エレメントは、芯線側給電端子から所定の方向に延伸され、前記接地側エレメントは、接地側給電端子に接続され、前記芯線側エレメントと並行に延伸される第１エレメントと、前記接地側給電端子に接続され、前記第１エレメントと並行に延伸される第２エレメントと、を備え、前記第１エレメントをボディフランジに近接させることによって、前記第１エレメントとボディフランジとを容量結合させたことを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、前記芯線側エレメントは、前記芯線側給電端子から水平方向に延伸される少なくとも一つの線条を有することを特徴とする。

第３の発明は、第２の発明において、前記第１エレメントは、前記接地側給電端子から垂直方向に延伸される第１導体部と、前記第１導体部を介して、前記芯線側エレメントと並行に延伸される第１並行部とを有し、前記第２エレメントは、前記接地側給電端子から前記垂直方向と逆の垂直方向に延伸される第２導体部と、前記第２導体部を介して、前記第１エレメントと並行に延伸される第２並行部とを有することを特徴とする。

第４の発明は、第１から３の発明において、前記第１エレメント及び前記第２エレメントは、前記芯線側エレメントの延伸方向に延伸されることを特徴とする。

第５の発明は、第１から第４の発明において、前記第１エレメント及び前記第２エレメントの少なくとも一方又は両方に、前記第１エレメント及び前記第２エレメントと逆方向に延伸する補助エレメントを設けたことを特徴とする。

第６の発明は、第１から第５の発明に係るアンテナを左右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アンテナである。

第７の発明は、第１から第６の発明において、前記アンテナのエレメント、導体部及び給電端子の一部又は全部を、窓ガラスの室内側の面の周縁部に設けたセラミックペースト層上に配置し、前記エレメント、導体部及び給電端子の一部又は全部を覆う樹脂製のカバー部材で覆われることを特徴とする。

本発明のアンテナは、接地側エレメントの１本をボディフランジに近接させ、他方の接地側エレメントを反対側に配設することによって、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、接地側エレメントの１本をボディフランジに近接させ、他方の接地側エレメントを反対側に配設することによって、アンテナ特性の調整が容易になり、開発期間を短縮することができる。

さらに、アンテナエレメント、導体部及び給電端子の全部又は一部をセラミックペースト上に配設したので、車外からはアンテナが見えにくくなり、見栄えが良好になる。また、アンテナエレメント、導体部及び給電端子の全部又は一部を樹脂製の車輌内装材で覆ったので、車内側からの見栄えも良好になる。

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である。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 本発明の第１の実施の形態のガラスアンテナの特性を示す説明図である。 本発明の第１の実施の形態のガラスアンテナの特性を示す説明図である。 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。 本発明の第１の実施の形態のガラスアンテナを別の周波数に適用した変形例の構成を説明する図である。 本発明の第１０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。 本発明の第１１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。 本発明の第１２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。 本発明の第１３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。 本発明の第１４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。 本発明の第１５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。 本発明の第１２の実施の形態のガラスアンテナの特性を示す説明図である。 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。

＜第１実施形態＞
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。

本発明の実施の形態のガラスアンテナは、芯線側エレメント１及び接地側エレメント２を備える。芯線側エレメント１は給電端子３に接続されており、接地側エレメント２は給電端子４に接続されている。給電端子３、４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。

接地側エレメント２は、給電端子４の上側に接続された第１エレメント２１と、下側に接続された第２エレメント２４とを備える。

第１エレメント２１は、給電端子４の右端から上方に延伸して垂直部２２を形成する。なお、後述する第１０及び第１１の実施の形態のように、垂直部２２は給電端子４の左端又は中央から延伸してもよい。

さらに、垂直部２２の先端は、給電端子３の方向（左方向）に屈曲され、給電端子３の近傍まで延伸して、水平部２３を形成する。水平部２３は、このアンテナが搭載される自動車のボディフランジ５に近接しており、第１エレメント２１はボディフランジ５（グランド）と容量結合している。特に、水平部２３をボディフランジと平行に配置することによって、水平部２３の全体がボディフランジと容量結合するように構成されている。

第２エレメント２４は、給電端子４の右端から下方に延伸して垂直部２５を形成する。なお、垂直部２５は給電端子４の左端又は中央から延伸してもよい。さらに、垂直部２５の先端は、給電端子３の方向（左方向）に屈曲され、給電端子３の近傍まで延伸して、水平部２６を形成する。

このようにエレメントを配置することによって、第１エレメント２１と第２エレメント２４とが芯線側給電端子３を挟むようにエレメントが対向して配置される。

なお、第１エレメント２１の水平部２３及び第２エレメント２４の水平部２６は、給電端子３の方向（左方向）に延伸しているが、給電端子３と逆の方向に延伸してもよい。この場合、ボディフランジ５上の電流分布によって、第１エレメント２１とボディフランジとの結合の程度が変化する。しかし、水平部２３及び水平部２６を給電端子３の方向（左方向）に延伸した方が、アンテナの大きさを小さくすることができ、良好である。

第１の実施の形態のアンテナでは、給電端子３、４、芯線側エレメント１及び接地側エレメント２は、ガラスの車内側の面上に設けられたセラミックペースト層６上に導電性の銀ペーストを印刷し焼き付けることによって形成される。なお、セラミックペースト層６の端部を破線で示す。前記セラミックペースト層６は、ガラス面上にスクリーン印刷し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で帯状の絶縁層である。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を用いる。

このように、セラミックペースト層上にアンテナを配置することによって、室外側からアンテナや給電端子を見ても、黒色のセラミックペースト層に覆われることによって、見えないようにできるので見栄えをよくすることができる。

図１に示す状態では、芯線側エレメント１の一部及び接地側エレメント２の全部がセラミックペースト層６上に配設されているが、芯線側エレメント１の一部及び接地側エレメント２の一部をセラミックペースト層６上に配設してもよく、あるいは、芯線側エレメント１の全部及び接地側エレメント２の全部をセラミックペースト層６上に配設してもよく、あるいはまた、芯線側エレメント１の全部及び接地側エレメント２の一部をセラミックペースト層６上に配設してもよい。

第１の実施の形態のアンテナは、芯線側エレメント１及び接地側エレメント２を覆うカバー部材を備えるとよい。カバー部材は、樹脂製の車輌内装材で構成され、芯線側エレメント１及び接地側エレメント２の一部又は全部を収容するとよい。このカバー部材によって、各給電端子３、４、及び各エレメントが車内側から見えなくなるので、車内側からの見栄えがよくなる。特に、給電端子３、４、及び給電端子に接続される同軸ケーブルは目立つので、少なくとも、給電端子及びケーブルをカバー部材に収容するとよい。

次に、本実施の形態のガラスアンテナの動作について考察する。

本実施の形態のアンテナは、接地側エレメント２が接地されていない非接地のアンテナである。しかし、第１エレメント２１とボディフランジとは容量結合している。よって、第１エレメント２１の電位はグランドレベルに近くなる。このため、本実施の形態のアンテナは、グランドを構成する接地側エレメント２に対し、放射エレメントとしての芯線側エレメント１が設けられたモノポールアンテナと考えることができる。

一方、第２エレメント２４は、放射エレメントとして機能すると考えられる。よって、接地側エレメント２が、芯線側エレメント１に対向する、アース側の放射エレメントとして機能し、本実施の形態のアンテナはダイポールアンテナと考えることができる。

よって、本実施の形態のアンテナは、モノポールアンテナの特性とダイポールアンテナの特性とを併せ持つものと考えられる。このため、後述するように、第１エレメント２１の長さを変化させた場合と、第２エレメント２４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のである。

第１エレメント２１及び第２エレメント２４にこのような特性を与えるために、第１エレメント２１とボディフランジとは強く結合していることが必要である。一方、第２エレメント２４の長さによっては、第２エレメント２４と給電端子３とが結合していなくてもよく、第２エレメント２４と給電端子３との結合はそれほど強くなくてもよい。

また、第２エレメント２４の水平部２６の長さは、第１エレメント２１の水平部２３の長さより短く、芯線側エレメント１の長さより短い。よって、接地側エレメント２の放射エレメントとしての機能に着目した場合、接地側エレメント２（例えば、水平部２６の長さ）は高域側の特性（例えば、感度）に影響する。例えば、図１０に示すように、第２エレメント２４の水平部２６の長さを３０mm、５０mm、７０mmと変化させても、低域側の特性はほとんど変化しないが、高域側の特性が変化することが分かる。

すなわち、接地側エレメント２をボディフランジと密に結合している箇所及びボディフランジとの結合がない箇所に分けて構成したので、各々の箇所の構成（長さ、エレメントの形状、エレメント数等）によって、アンテナ特性の変化が異なり、アンテナ特性を容易に調整することができるのである。

図１に示す第１の実施の形態のアンテナは、自動車の窓ガラスの上辺に沿って配設されるものであるため、第１エレメント２１がボディフランジと並行に設けられているが、アンテナを窓ガラスの下辺に沿って配設し、第２エレメント２４がボディフランジと並行に設けられ、第２エレメント２４がボディフランジと容量結合してもよい。

また、本実施の形態のアンテナは、自動車の前部窓ガラスの上辺に沿って配設するのが望ましいが、後部窓ガラス又は側部窓ガラスの上辺に沿って配設してもよい。さらに、垂直偏波を受信する場合には、前部窓ガラス、後部窓ガラス、または側部窓ガラスの側辺に沿って配設することもできる。

また、垂直部２２及び２５の一方又は両方が必ずしも備わっている必要はない。例えば、第７及び第８の実施の形態として後述するように、垂直部２２及び２５の一方又は両方が備わらなくてもよい。

図１には、第１の実施の形態を日本のＵＨＦテレビの周波数帯（４７０〜７７０ＭＨｚ）のアンテナに適用した場合の寸法の例も示す。芯線側エレメント１の長さは、アンテナの中心周波数近傍の周波数（６２０ＭＨｚ）に対応する波長の１／４にガラスの波長短縮率αを乗じた値にするとよい。なお、図示された寸法は、第１の実施の形態のガラスアンテナの一例であって、本実施の形態を限定するものではない。

次に、本発明の変形例について説明する。以下に説明する変形例において、前述した第１の実施の形態と同じ構成には同じ符号を付し、それらの構成の説明は省略する。

＜第２実施形態＞
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、前述した第１の実施の形態のガラスアンテナの接地側エレメント２に水平部（補助エレメント）２７が付加されたものである。

第２の実施の形態のガラスアンテナは、給電側の芯線側エレメント１及び接地側エレメント２を備え、芯線側エレメント１は給電端子３に接続されている。接地側エレメント２は、給電端子４の上側に接続された第１エレメント２１と、下側に接続された第２エレメント２４とを備え、第２エレメント２４の水平部２６は給電端子３の近傍まで延伸している。

第１エレメント２１は、給電端子４から上方に延伸して垂直部２２を形成する。さらに、垂直部２２の先端は、給電端子３の方向（左方向）に屈曲され、給電端子３の近傍まで延伸して、水平部２３を形成する。また、第１エレメント２１は、垂直部２２の先端より給電端子３と反対の方向（右方向）に分岐して、延伸し、水平部２７を形成する。

水平部２３及び水平部２７は、このアンテナが搭載される自動車のボディフランジ５に近接しており、第１エレメント２１はボディフランジ５（グランド）と容量結合している。特に、水平部２３及び水平部２７をボディフランジと平行に配置することによって、水平部２３及び水平部２７の全体がボディフランジと容量結合するように構成されている。

なお、図示したアンテナでは、水平部２７の長さは水平部２３の長さより短いが、水平部２７の長さは水平部２３の長さと同じでも、水平部２３の長さより長くてもよい。

第２の実施の形態のアンテナでは、水平部２７の長さを調整することによって、水平部２３と合わせた水平部全体の長さを変化させることができるので、第１エレメント２１とボディフランジ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容易に変化させることができる。

＜第３実施形態＞
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の実施の形態のガラスアンテナは、前述した第１の実施の形態のガラスアンテナの接地側エレメント２に水平部（補助エレメント）２８が付加されたものである。

第３の実施の形態のガラスアンテナは、給電側の芯線側エレメント１及び接地側エレメント２を備える。芯線側エレメント１は給電端子３に接続されている。接地側エレメント２は、給電端子４の上側に接続された第１エレメント２１と、下側に接続された第２エレメント２４とを備え、第１エレメント２１の水平部２３は、その全体がボディフランジと容量結合するように構成されている。

第２エレメント２４は、給電端子４から下方に延伸して垂直部２５を形成する。さらに、垂直部２５の先端は、給電端子３の方向（左方向）に屈曲され、給電端子３の近傍まで延伸して、水平部２６を形成する。また、第２エレメント２４は、垂直部２５の先端より給電端子３と反対の方向（右方向）に分岐して、延伸し、水平部２８を形成する。

なお、図示したアンテナでは、水平部２８の長さは水平部２６の長さより短いが、水平部２８の長さは、水平部２６の長さと同じでも、水平部２６の長さより長くてもよい。

第３の実施の形態のアンテナでは、水平部２８の長さを調整することによって、水平部２６と合わせた水平部全体の長さを変化させることができるので、アンテナの高域特性を容易に変化させることができる。

＜第４実施形態＞
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の実施の形態のガラスアンテナは、前述した第１の実施の形態のガラスアンテナの接地側の第１エレメント２１に水平部（補助エレメント）２７が付加され、接地側の第２エレメント２４に水平部（補助エレメント）２８が付加されたものである。

第４の実施の形態のガラスアンテナは、給電側の芯線側エレメント１及び接地側エレメント２を備える。芯線側エレメント１は給電端子３に接続されている。接地側エレメント２は、給電端子４の上側に接続された第１エレメント２１と、下側に接続された第２エレメント２４とを備える。

第１エレメント２１は、給電端子４から上方に延伸して垂直部２２を形成する。さらに、垂直部２２の先端は、給電端子３の方向（左方向）に屈曲され、給電端子３の近傍まで延伸して、水平部２３を形成する。また、第１エレメント２１は、垂直部２２の先端より給電端子３と反対の方向（右方向）に分岐して、延伸し、水平部２７を形成する。

水平部２３及び水平部２７は、このアンテナが搭載される自動車のボディフランジ５に近接しており、第１エレメント２１はボディフランジ５（グランド）と容量結合している。特に、水平部２３及び水平部２７をボディフランジと平行に配置することによって、水平部２３及び水平部２７の全体がボディフランジと容量結合するように構成されている。

第２エレメント２４は、給電端子４から下方に延伸して垂直部２５を形成する。さらに、垂直部２５の先端は、給電端子３の方向（左方向）に屈曲され、給電端子３の近傍まで延伸して、水平部２６を形成する。また、第２エレメント２４は、垂直部２５の先端より給電端子３と反対の方向（右方向）に分岐して、延伸し、水平部２８を形成する。

なお、図示したアンテナでは、水平部２７の長さは水平部２３の長さより短いが、水平部２７の長さは水平部２３の長さと同じでも、水平部２３の長さより長くてもよい。同様に、水平部２８の長さは水平部２６の長さより短いが、水平部２８の長さは、水平部２６の長さと同じでも、水平部２６の長さより長くてもよい。

第４の実施の形態のアンテナでは、水平部２７の長さを調整することによって、水平部２３と合わせた第１エレメント２１の水平部全体の長さを変化させることができるので、第１エレメント２１とボディフランジ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。また、水平部２８の長さを調整することによって、第２エレメント２４の水平部２６と合わせた水平部全体の長さを変化させることができるので、アンテナの高域特性を容易に変化させることができる。

＜第５実施形態＞
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の実施の形態のガラスアンテナは、前述した第１の実施の形態のガラスアンテナの第１エレメント２１の水平部が複数備わるものである。

第５の実施の形態のガラスアンテナは、給電側の芯線側エレメント１及び接地側エレメント２を備える。芯線側エレメント１は給電端子３に接続されている。接地側エレメント２は、給電端子４の上側に接続された第１エレメント２１と、下側に接続された第２エレメント２４とを備え、第２エレメント２４の水平部２６は給電端子３の近傍まで延伸している。

第１エレメント２１は、給電端子４から上方に延伸して垂直部２２を形成する。さらに、垂直部２２の先端は、給電端子３の方向（左方向）に屈曲され、給電端子３の近傍まで延伸して、水平部２３を形成する。また、第１エレメント２１は、垂直部２２の途中から分岐して、給電端子３の方向（左方向）に延伸して、水平部２３と平行な水平部２９を形成する。

水平部２３は、このアンテナが搭載される自動車のボディフランジ５に近接しており、第１エレメント２１はボディフランジ５（グランド）と容量結合している。特に、水平部２３をボディフランジと平行に配置し、水平部２９を水平部２３と平行に配置することによって、水平部２３及び水平部２９の全体がボディフランジと容量結合するように構成されている。すなわち、水平部２９は、水平部２３を介してボディフランジと容量結合している。

第５の実施の形態のアンテナでは、水平部２３及び２９の長さを調整することによって、第１エレメント２１とボディフランジ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。

なお、第５の実施の形態のアンテナに、第２〜第４の実施の形態を適用して、水平部２３及び／又は水平部２６を右方向に延伸することもできる。

＜第６実施形態＞
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の実施の形態のガラスアンテナは、前述した第１の実施の形態のガラスアンテナの第１エレメント２１の水平部がループ状になっている。

第６の実施の形態のガラスアンテナは、給電側の芯線側エレメント１及び接地側エレメント２を備える。芯線側エレメント１は給電端子３に接続されている。接地側エレメント２は、給電端子４の上側に接続された第１エレメント２１と、下側に接続された第２エレメント２４とを備え、第２エレメント２４の水平部２６は給電端子３の近傍まで延伸している。

第１エレメント２１は、給電端子４から上方に延伸して垂直部２２を形成する。さらに、垂直部２２の先端には、ループ導体３０が備わる。ループ導体３０は、その先端が給電端子３の近傍まで延伸している。

ループ導体３０は、このアンテナが搭載される自動車のボディフランジ５に近接しており、第１エレメント２１はボディフランジ５（グランド）と容量結合している。特に、ループ導体３０の上辺をボディフランジと平行に配置することによって、ループ導体３０の
上辺の全体がボディフランジと容量結合するように構成されている。

第６の実施の形態のアンテナでは、第１エレメント２１の先端にループ導体３０を設けたので、アンテナの帯域を広帯域化できると共に、アンテナの共振周波数を容易に変化させることができる。

なお、第６の実施の形態のアンテナに、第３の実施の形態を適用して、水平部２６を右方向に延伸することもできる。

＜第７実施形態＞
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の実施の形態のガラスアンテナは、前述した第１の実施の形態のアンテナの垂直部２５を備えないものである。

第７の実施の形態のガラスアンテナは、給電側の芯線側エレメント１及び接地側エレメント２を備える。芯線側エレメント１は給電端子３に接続されている。接地側エレメント２は、給電端子４の上側に接続された第１エレメント２１と、下側に接続された第２エレメント２４とを備える。

第１エレメント２１の水平部２３は、垂直部２２を介して給電端子４と接続されている。また、水平部２３は、その全体がボディフランジと容量結合するように構成されている。第２エレメント２４は、給電端子４から、給電端子３の方向（左方向）に給電端子３の近傍まで水平に延伸して、水平部２６を形成する。

第７の実施の形態のアンテナでは、前述した第１の実施の形態と同様に、第１エレメント２１の長さによってアンテナの共振周波数が変化し、第２エレメント２４の長さによって高域側の感度が変化するので、アンテナ特性を容易に調整することができる。

なお、第７の実施の形態として垂直部２５を備えない構成について説明したが、給電端子４を上方に設け、垂直部２５を備え、垂直部２２を備えない構成であってもよい。

＜第８実施形態＞
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の実施の形態のガラスアンテナは、前述した第１の実施の形態のアンテナの垂直部２２及び垂直部２５を備えないものである。

第８の実施の形態のガラスアンテナは、給電側の芯線側エレメント１及び接地側エレメント２を備え、芯線側エレメント１は給電端子３に接続されている。接地側エレメント２は、給電端子４の上側に接続された第１エレメント２１と、下側に接続された第２エレメント２４とを備える。

第１エレメント２１は、給電端子４から、給電端子３の方向（左方向）に延伸して、水平部２３を形成する。水平部２３は、その全体がボディフランジと容量結合するように構成されている。第２エレメント２４は、給電端子４から、給電端子３の方向（左方向）に給電端子３の近傍まで延伸して、水平部２６を形成する。

第８の実施の形態のアンテナでは、前述した第１の実施の形態と同様に、第１エレメント２１の長さによってアンテナの共振周波数が変化し、第２エレメント２４の長さによって高域側の感度が変化するので、アンテナ特性を容易に調整することができる。

＜アンテナ特性＞
図９は、本発明の第１の実施の形態のガラスアンテナの特性を示す説明図である。

図９には、第１エレメント２１の水平部２３の長さを４０mm、６０mm、８０mmと変化させた場合のアンテナ感度の変化を示す。図９から分かるように、水平部２３の長さを長くすると、アンテナの共振周波数が低くなることが分かる。なお、このとき、高域側の感度等の他の特性はほとんど変化しない。

なお、第２及び第４の実施の形態の水平部２７の長さを変化させても、図９に示した特性図と同様に、共振周波数を変化させることができる。

図１０は、本発明の第１の実施の形態のガラスアンテナの特性を示す説明図である。

図１０には、第２エレメント２４の水平部２６の長さを３０mm、５０mm、７０mmと変化させた場合のアンテナ感度の変化を示す。図１０から分かるように、水平部２６の長さを長くすると、高域側（特に、５７０ＭＨｚ以上）の感度が低下することが分かる。なお、このとき、低域側の感度等の他の特性はほとんど変化しない。

なお、第３及び第４の実施の形態の水平部２８の長さを変化させても、図１０に示した特性図と同様に、高域側の感度を変化させることができる。

＜第９実施形態＞
図１１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３の実施の形態のガラスアンテナは、二つの第１の実施の形態のガラスアンテナを、接地側エレメント２が対向するように、線対称の位置に配置することによって、ダイバーシティアンテナを構成したものである。接地側エレメント２が対向するようにアンテナを配置したのは、放射側の芯線側エレメント１の間の距離が大きくなり、ダイバーシティ特性が向上するためである。第９の実施の形態のダイバーシティアンテナでは、各アンテナを波長の１／４以上離して配置するとよい。

なお、図１１には、第９の実施の形態として、第１の実施の形態のアンテナを用いたダイバーシティアンテナについて説明したが、第２から第１５の実施の形態のアンテナを用いてダイバーシティアンテナを構成してもよい。

＜第１０実施形態＞
図１３は、本発明の第１０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１０の実施の形態のガラスアンテナは、前述した第１の実施の形態のアンテナの垂直部２２が給電端子４の左端から上方に延伸する。

第１０の実施の形態のガラスアンテナは、給電側の芯線側エレメント１及び接地側エレメント２を備える。芯線側エレメント１は給電端子３に接続されている。接地側エレメント２は、給電端子４の上側に接続された第１エレメント２１と、下側に接続された第２エレメント２４とを備える。

第１エレメント２１は、垂直部２２及び水平部２３によって構成されている。水平部２３は、給電端子４の左端から上方に延伸する垂直部２２を介して給電端子４と接続されており、垂直部２２との接続点から給電端子３の方向（左方向）に延伸して、その全体がボディフランジと容量結合するように構成されている。

第２エレメント２４は、垂直部２５及び水平部２６によって構成されている。水平部２６は、給電端子４の右端から下方に延伸する垂直部２５を介して給電端子４と接続されており、垂直部２５との接続点から給電端子３の方向（左方向）に給電端子３の近傍まで水平に延伸している。

第１０の実施の形態のアンテナでは、前述した第１の実施の形態と同様に、第１エレメント２１の長さによってアンテナの共振周波数が変化し、第２エレメント２４の長さによって高域側の感度が変化するので、アンテナ特性を容易に調整することができる。

＜第１１実施形態＞
図１４は、本発明の第１１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１１の実施の形態のガラスアンテナは、前述した第１の実施の形態のアンテナの垂直部２２が給電端子４の中央部から上方に延伸する。

第１１の実施の形態のガラスアンテナは、給電側の芯線側エレメント１及び接地側エレメント２を備える。芯線側エレメント１は給電端子３に接続されている。接地側エレメント２は、給電端子４の上側に接続された第１エレメント２１と、下側に接続された第２エレメント２４とを備える。

第１エレメント２１は、垂直部２２及び水平部２３によって構成されている。水平部２３は、給電端子４の上辺の中央部から上方に延伸する垂直部２２を介して給電端子４と接続されており、垂直部２２との接続点から給電端子３の方向（左方向）に延伸して、その全体がボディフランジと容量結合するように構成されている。

第２エレメント２４は、垂直部２５及び水平部２６によって構成されている。水平部２６は、給電端子４の右端から下方に延伸する垂直部２５を介して給電端子４と接続されており、垂直部２５との接続点から給電端子３の方向（左方向）に給電端子３の近傍まで水平に延伸している。

第１１の実施の形態のアンテナでは、前述した第１の実施の形態と同様に、第１エレメント２１の長さによってアンテナの共振周波数が変化し、第２エレメント２４の長さによって高域側の感度が変化するので、アンテナ特性を容易に調整することができる。

なお、第１、第１０及び第１１の実施の形態において、第１エレメント２１が給電端子４から突出する位置が異なる３例について説明したが、第１エレメント２１が給電端子４から突出する位置はこれらの実施の形態に限らず、給電端子４の上辺のいかなる位置であってもよい。

また、第１０及び第１１の実施の形態では、給電端子４から上方に延伸する第１エレメント２１が給電端子４から突出する位置のバリエーションについて説明した。これと同様に、第２エレメント２４が給電端子４から下方に突出する位置を給電端子４の下辺のいかなる位置にしてもよい。

また、第１エレメント２１が給電端子４から上方に突出する位置及び第２エレメント２４が給電端子４から下方に突出する位置の両方を給電端子４の右端以外の位置にしてもよい。この場合、第１エレメント２１が給電端子４から上方に突出する位置及び第２エレメント２４が給電端子４から下方に突出する位置は、同一位置（一直線上）であっても、異なる位置であっってもよい。

さらに、第１０又は第１１の実施の形態を、前述した第２から第８の実施の形態のアンテナに適用して、給電端子３からの第１エレメント２１の突出位置を変更してもよい。

＜第１２実施形態＞
図１５は、本発明の第１２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１２の実施の形態のガラスアンテナでは、前述した第１の実施の形態のアンテナの芯線側エレメント１に平行する副芯線側エレメント７が設けられている。

第１２の実施の形態のガラスアンテナは、給電側の芯線側エレメント１、給電側の副芯線側エレメント７及び接地側エレメント２を備える。

芯線側エレメント１は、給電端子３の左辺の中央部から給電端子４と離れる方向（左方向）に延伸する。副芯線側エレメント７は、給電端子３の左端から下方に延伸する垂直部と、垂直部の下端から給電端子４と離れる方向（すなわち、芯線側エレメント１と平行な左方向）に延伸する水平部とによって構成されている。

接地側エレメント２は、給電端子４の上側に接続された第１エレメント２１と、下側に接続された第２エレメント２４とを備える。

第１エレメント２１は、垂直部２２及び水平部２３によって構成されている。水平部２３は、給電端子４から上方に延伸する垂直部２２を介して給電端子４と接続されており、垂直部２２との接続点から給電端子３の方向（左方向）に延伸して、その全体がボディフランジと容量結合するように構成されている。

第２エレメント２４は、垂直部２５及び水平部２６によって構成されている。水平部２６は、給電端子４から下方に延伸する垂直部２５を介して給電端子４と接続されており、垂直部２５との接続点から給電端子３の方向（左方向）に給電端子３の近傍まで水平に延伸している。

第２エレメント２４の水平部２６と、副芯線側エレメント７の水平部とは、同一直線上にあるとよい。また、水平部２６と副芯線側エレメント７の水平部との位置は、図示したものに限らず、より下方（給電端子３、４から遠い位置）に設けられてもよい。

第１２の実施の形態のアンテナでは、前述した第１の実施の形態と同様に、第１エレメント２１の長さによってアンテナの共振周波数が変化し、第２エレメント２４の長さによって高域側の感度が変化するので、アンテナ特性を容易に調整することができる。また、芯線側エレメント１に平行なエレメントを設けたので、アンテナの感度（利得）を向上させることができる。

なお、第１２の実施の形態のアンテナに、第２〜第４の実施の形態を適用して、水平部２３及び／又は水平部２６を右方向に延伸することもできる。

＜第１３実施形態＞
図１６は、本発明の第１３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１３の実施の形態のガラスアンテナは、前述した第１２の実施の形態のガラスアンテナの第１エレメント２１の水平部が複数備わるものである。

第１３の実施の形態のガラスアンテナは、給電側の芯線側エレメント１、給電側の副芯線側エレメント７及び接地側エレメント２を備える。

芯線側エレメント１及び副芯線側エレメント７は、給電端子３に接続されており、両エレメントは平行に設けられている。芯線側エレメント１は、給電端子３の左辺の中央部から給電端子４と離れる方向（左方向）に延伸する。副芯線側エレメント７は、給電端子３の左端から下方に延伸する垂直部と、垂直部の下端から給電端子４と離れる方向（すなわち、芯線側エレメント１と平行な左方向）に延伸する水平部とによって構成されている。

接地側エレメント２は、給電端子４の上側に接続された第１エレメント２１と、下側に接続された第２エレメント２４とを備える。

第１エレメント２１は、給電端子４から上方に延伸して垂直部２２を形成する。さらに、垂直部２２の先端は、給電端子３の方向（左方向）に屈曲され、給電端子３の近傍まで延伸して、水平部２３を形成する。また、第１エレメント２１は、垂直部２２の途中から分岐して、給電端子３の方向（左方向）に延伸して、水平部２３と平行な水平部２９を形成する。

水平部２３は、このアンテナが搭載される自動車のボディフランジ５に近接しており、第１エレメント２１はボディフランジ５（グランド）と容量結合している。特に、水平部２３をボディフランジと平行に配置し、水平部２９を水平部２３と平行に配置することによって、水平部２３及び水平部２９の全体がボディフランジと容量結合するように構成されている。すなわち、水平部２９は、水平部２３を介してボディフランジと容量結合している。

第２エレメント２４は、垂直部２５及び水平部２６によって構成されている。水平部２６は、給電端子４から下方に延伸する垂直部２５を介して給電端子４と接続されており、垂直部２５との接続点から給電端子３の方向（左方向）に給電端子３の近傍まで水平に延伸している。

第２エレメント２４の水平部２６と、副芯線側エレメント７の水平部とは、同一直線上にあるとよい。また、水平部２６と副芯線側エレメント７の水平部との位置は、図示したものに限らず、より下方（給電端子３、４から遠い位置）に設けられてもよい。

第１３の実施の形態のアンテナでは、芯線側エレメント１に平行なエレメントを設けたので、アンテナの感度（利得）を向上させることができる。また、水平部２３及び２９の長さを調整することによって、第１エレメント２１とボディフランジ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。

なお、第１３の実施の形態のアンテナに、第２〜第４の実施の形態を適用して、水平部２３及び／又は水平部２６を右方向に延伸することもできる。

＜第１４実施形態＞
図１７は、本発明の第１４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１４の実施の形態のガラスアンテナは、前述した第１２の実施の形態のガラスアンテナの第１エレメント２１の水平部がループ状になっている。

第１４の実施の形態のガラスアンテナは、給電側の芯線側エレメント１、給電側の副芯線側エレメント７及び接地側エレメント２を備える。

芯線側エレメント１及び副芯線側エレメント７は、給電端子３に接続されており、両エレメントは平行に設けられている。芯線側エレメント１は、給電端子３の左辺の中央部から給電端子４と離れる方向（左方向）に延伸する。副芯線側エレメント７は、給電端子３の左端から下方に延伸する垂直部と、垂直部の下端から給電端子４と離れる方向（すなわち、芯線側エレメント１と平行な左方向）に延伸する水平部とによって構成されている。

接地側エレメント２は、給電端子４の上側に接続された第１エレメント２１と、下側に接続された第２エレメント２４とを備える。

第１エレメント２１は、給電端子４から上方に延伸して垂直部２２を形成する。さらに、垂直部２２の先端には、ループ導体３０が備わる。ループ導体３０は、その先端が給電端子３の近傍まで延伸している。

ループ導体３０は、このアンテナが搭載される自動車のボディフランジ５に近接しており、第１エレメント２１はボディフランジ５（グランド）と容量結合している。特に、ループ導体３０の上辺をボディフランジと平行に配置することによって、ループ導体３０の
上辺の全体がボディフランジと容量結合するように構成されている。

第２エレメント２４は、垂直部２５及び水平部２６によって構成されている。水平部２６は、給電端子４から下方に延伸する垂直部２５を介して給電端子４と接続されており、垂直部２５との接続点から給電端子３の方向（左方向）に給電端子３の近傍まで水平に延伸している。

第２エレメント２４の水平部２６と、副芯線側エレメント７の水平部とは、同一直線上にあるとよい。また、水平部２６と副芯線側エレメント７の水平部との位置は、図示したものに限らず、より下方（給電端子３、４から遠い位置）に設けられてもよい。

第１４の実施の形態のアンテナでは、芯線側エレメント１に平行なエレメントを設けたので、アンテナの感度（利得）を向上させることができる。また、第１エレメント２１の先端にループ導体３０を設けたので、アンテナの帯域を広帯域化できると共に、アンテナの共振周波数を容易に変化させることができる。

なお、第１４の実施の形態のアンテナに、第３の実施の形態を適用して、水平部２６を右方向に延伸することもできる。

＜第１５実施形態＞
図１８は、本発明の第１５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１５の実施の形態のガラスアンテナは、前述した第１２の実施の形態のアンテナにおいて二つの垂直部２２、３１が備わるものである。

第１５の実施の形態のガラスアンテナは、給電側の芯線側エレメント１、給電側の副芯線側エレメント７及び接地側エレメント２を備える。

芯線側エレメント１及び副芯線側エレメント７は、給電端子３に接続されており、両エレメントは平行に設けられている。芯線側エレメント１は、給電端子３の左辺の中央部から給電端子４と離れる方向（左方向）に延伸する。副芯線側エレメント７は、給電端子３の左端から下方に延伸する垂直部と、垂直部の下端から給電端子４と離れる方向（すなわち、芯線側エレメント１と平行な左方向）に延伸する水平部とによって構成されている。

接地側エレメント２は、給電端子４の上側に接続された第１エレメント２１と、下側に接続された第２エレメント２４とを備える。

第１エレメント２１は、垂直部２２、垂直部３１及び水平部２３によって構成されている。垂直部２２は給電端子４の右端から上方に延伸し、垂直部３１は給電端子４の左端から上方に延伸する。水平部２３は、垂直部２２、３１を介して給電端子４と接続されており、垂直部２２との接続点から給電端子３の方向（左方向）に延伸して、その全体がボディフランジと容量結合するように構成されている。

垂直部３１の上端は水平部２３の途中に接続している。すなわち、第１エレメント２１には、給電端子４、垂直部２２、水平部２３及び垂直部３１によってループが構成されている。

なお、垂直部２２、３１が給電端子３から突出する位置は、図示した形態に限らず、給電端子４の上辺のいかなる位置であってもよい。

第２エレメント２４は、垂直部２５及び水平部２６によって構成されている。水平部２６は、給電端子４の右端から下方に延伸する垂直部２５を介して給電端子４と接続されており、垂直部２５との接続点から給電端子３の方向（左方向）に給電端子３の近傍まで水平に延伸している。

第２エレメント２４の水平部２６と、副芯線側エレメント７の水平部とは、同一直線上にあるとよい。また、水平部２６と副芯線側エレメント７の水平部との位置は、図示したものに限らず、より下方（給電端子３、４から遠い位置）に設けられてもよい。

第１５の実施の形態のアンテナでは、芯線側エレメント１に平行なエレメントを設けたので、アンテナの感度（利得）を向上させることができる。また、垂直部２２、垂直部３１及び水平部２３によってループを構成したので、アンテナの帯域を広帯域化できると共に、アンテナの共振周波数を容易に変化させることができる。

なお、第１５の実施の形態のアンテナに、第２〜第４の実施の形態を適用して、水平部２３及び／又は水平部２６を右方向に延伸することもできる。

＜アンテナ特性＞
図１９は、本発明の第１２の実施の形態のガラスアンテナの特性を示す説明図である。

図１９には、第１２の実施の形態のガラスアンテナの他、従来例として、図２０に示すアンテナの特性も示す。

図２０に示す従来のアンテナは、給電側の芯線側エレメント１、給電側の副芯線側エレメント７及び接地側エレメント２を備える。芯線側エレメント１は、給電端子３の左辺の中央部から左方向に延伸する。副芯線側エレメント７は、給電端子３の左端から下方に延伸した後、芯線側エレメント１と平行に左方向に延伸する。接地側エレメント２は、垂直部２５及び水平部２６によって構成されている。水平部２６は、給電端子４から下方に延伸する垂直部２５を介して給電端子４と接続されており、左方向に給電端子３の近傍まで水平に延伸している。

本発明の実施の形態のアンテナは、ボディフランジ５に近接して、グランドと容量結合する第１エレメント２１を設けることによって、図１９に示すように、アンテナの感度（利得）を向上させることができる。

以上、日本の地上デジタル放送波（４７０〜７１０ＭＨｚ）、およびＵＨＦテレビ放送波の周波数帯のアンテナを例として、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、他の周波数帯のアンテナ、例えば、欧州諸国のＵＨＦ帯の地上デジタル放送波（４７０〜８６２ＭＨｚ）、及び、欧州諸国のＶＨＦ帯の地上デジタル放送波（１７４〜８６２ＭＨｚ）にも適用することができる。

図１２に、本発明の第１の実施の形態のアンテナを４７０〜８６２ＭＨｚに対応させた変形例を示す。図１２に示すアンテナは、前述した第１の実施の形態のアンテナ（図１）と比較し、水平方向のエレメント（芯線側エレメント１、第１エレメント２１の水平部２３、第２エレメント２４の水平部２６）の長さが約１２％短くなっている。これは、欧州のＵＨＦ帯の地上デジタル放送波帯域の中心周波数は、日本の地上デジタル放送波帯域の中心周波数より約１２％高いためである。

なお、北米地域のようにＵＨＦの放送周波数帯が４７０ＭＨｚ〜６９８ＭＨｚのように中心周波数が低い場合、中心周波数の比率に応じて水平方向のエレメントの長さを長くすればよい。

また、自動車用のガラスアンテナを例として、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、絶縁体又は誘電体上に形成されたパターンによるアンテナであれば、他の形式のアンテナにも適用することができる。例えば、合成樹脂シート上にパターンが設けられ、該合成樹脂シートをガラスに貼り付けることによって構成されるアンテナがある。

また、以上説明した本実施の形態のアンテナは、テレビ放送波の受信用の水平偏波のアンテナであるが、本実施の形態のアンテナを右回り（又は、左回り）に９０度傾けて、垂直偏波用のアンテナとして、他の移動体通信用のアンテナを構成することもできる。

１ 芯線側エレメント
２ 接地側エレメント
３、４ 給電端子
６ セラミックペースト層
２１ 第１エレメント
２２、２５ 垂直部
２３、２６、２９ 水平部
２４ 第２エレメント
２７、２８ 補助エレメント
３０ ループ導体

Claims (7)

1. 芯線側エレメント（１）と接地側エレメント（２）とを備えるガラスアンテナであって、
   前記芯線側エレメントは、芯線側給電端子（３）から所定の方向に延伸され、
   前記接地側エレメントは、
   接地側給電端子（４）に接続され、前記芯線側エレメントと並行に延伸される第１エレメント（２１）と、
   前記接地側給電端子に接続され、前記第１エレメントと並行に延伸される第２エレメント（２４）と、を備え、
   前記第１エレメントをボディフランジ（５）に近接させることによって、前記第１エレメントとボディフランジとを容量結合させたことを特徴とするガラスアンテナ。
2. 前記芯線側エレメント（１）は、前記芯線側給電端子（２）から水平方向に延伸される少なくとも一つの線条（１、７）を有することを特徴とする請求項１記載のガラスアンテナ。
3. 前記第１エレメント（２１）は、前記接地側給電端子から垂直方向に延伸される第１導体部（２２）と、前記第１導体部を介して、前記芯線側エレメントと並行に延伸される第１並行部（２３）とを有し、
   前記第２エレメント（２４）は、前記接地側給電端子から前記垂直方向と逆の垂直方向に延伸される第２導体部（２５）と、前記第２導体部を介して、前記第１エレメントと並行に延伸される第２並行部（２６）とを有することを特徴とする請求項２に記載のガラスアンテナ。
4. 前記第１エレメント（２１）及び前記第２エレメント（２４）は、前記芯線側エレメント（１）の延伸方向に延伸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ガラスアンテナ。
5. 前記第１エレメント（２１）及び前記第２エレメント（２４）の少なくとも一方又は両方に、前記第１エレメント及び前記第２エレメントと逆方向に延伸する補助エレメント（２７、２８）を設けた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ガラスアンテナ。
6. 前記請求項１から５のいずれか一つに記載のアンテナを左右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. 前記アンテナのエレメント、導体部及び給電端子の一部又は全部を、窓ガラスの室内側の面の周縁部に設けたセラミックペースト層上に配置し、
   前記エレメント、導体部及び給電端子の一部又は全部を覆う樹脂製のカバー部材で覆われることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のガラスアンテナ。