JP5805299B2 - アンテナ構造体用のフラット導体接続部品 - Google Patents

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Description

本発明は、アンテナ構造体用のフラット導体接続部品と、その製造方法とに関する。
最近の自動車では、たとえば放送受信、移動電話および衛星ナビゲーション（ＧＰＳ）等である基本サービスの送受信を行うための多数の技術的装置を必要とする。前記放送は、有利にはＡＭ帯、ＦＭ帯またはＤＡＢ帯のラジオ放送であり、前記移動電話は、ＧＳＭ ９００帯、ＧＳＭ １８００帯およびＵＭＴＳ帯のものである。
従来の車両ガラスに組み付けられるアンテナは、線状放射型である。この「線状放射」との用語は、ここでは、電磁波を受信および送信の双方を行うように構成された線状アンテナを指す。線状放射アンテナの幾何学的な長さは、幾何学的な幅よりも数オーダ大きい。線状放射アンテナの幾何学的な長さとは、アンテナ脚部とアンテナ先端との間の距離であり、幾何学的な幅とは、この幾何学的な長さに対して垂直方向の寸法である。線状放射アンテナでは通常、以下の関係式が適用される：長さ／幅≧１００。線状放射アンテナでは上述のことは、幾何学的な高さにも適用される。この幾何学的な高さとは、長さに対して垂直方向であり、かつ、幅に対しても垂直方向の寸法を指し、通常は、関係式 長さ／高さ≧１００が適用される。
法的基準に鑑みて線状放射アンテナがドライバの視界を阻害しないという前提条件を満たせば、線状放射アンテナを自動車のフロントガラスに設置することもできる。フロントガラスへの設置はたとえば、典型的には１０〜１５０μｍの直径を有する細径ワイヤによって実現することができる。線状放射アンテナでは、地上波帯II〜Ｖの帯域において十分なアンテナ信号を実現することができる。国際電気通信連合の定義によれば、上述の地上波帯は８７．５ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚの周波数帯（帯域II：８７．５〜１００ＭＨｚ，帯域III：１６２〜２３０ＭＨｚ、帯域IV：４７０〜５８２ＭＨｚ、帯域Ｖ：５８２〜９６０ＭＨｚ）に相当する。しかし、それより前の帯域Ｉの周波数帯（４１〜６８ＭＨｚ）では、線状放射アンテナによって十分な受信パワーを実現することができなくなる。帯域Ｉを下回る周波数についても、同じことが当てはまる。
帯域Ｉの周波数の受信には、面状アンテナがより適している。この面状アンテナは、電磁波の受信にも送信にも適しており、以下では面状放射アンテナとも称する。
面状放射アンテナは、導電性である透明な面状のコーティングをベースとしており、たとえば、ＤＥ１０１０６１２５Ａ１，ＤＥ１０３１９６０６Ａ１，ＥＰ０７２０２４９Ａ２，ＵＳ２００３／０１１２１９０Ａ１およびＤＥ１９８３２２２８Ｃ２から公知である。この導電性コーティングは結合電極に直流的または容量的に結合され、ディスクの縁部領域においてアンテナ信号がいわゆるアンテナ脚部に供給される。
線状放射アンテナと面状放射アンテナとを適切に組み合わせることにより、電磁波を送受信するための非常に広帯域のハイブリッドアンテナを自動車において実現することができる。
アンテナ信号は、端子導体を介して受信装置へ供給される。ここで典型的には、これらの間にアンテナ増幅器が介挿されている。前記端子導体としては通常、シールドされていないリッツ導線またはフラット導体が使用される。これらの導体は比較的低いオーム抵抗を有し、これらの導体によって引き起こされるオーム電力損失はごく僅かである。このような未遮蔽のリッツ導線やフラット導体では、設定通りの信号伝送を実現することができない。というのも、不可避の位置許容誤差により、導電性の車体または隣接する導体との間に設定外の結合が生じ、この結合により、たとえば帯域幅、効率および線路インピーダンス等の重要なアンテナ特性の変動幅が比較的大きくなってしまうからである。さらに、上述のシールドされていない端子導体を介して電磁ノイズがシステムに容易に入力することができ、アンテナ増幅器へさらに伝送されてしまう。
ＵＳ３４５９８７９Ａに、フレキシブルな多心フラット導体が開示されている。これら各心線はそれぞれ、接地線路と１対を成して設けられるか、または、前記心線に対して共用の、片側の面状の接地線路が１つ設けられる。
ＤＥ１９５３６１３１Ｃ１に、接続部品を備えたダイバーシティアンテナガラス板の製造方法が開示されている。ガラス板の表面に複数のアンテナ素子の端子面が、シールド線路および接地線路とともに、当該ガラス板の縁部領域の一部箇所において局所的に隣接してまとめられている。アンテナ素子の接続面は、前記ガラス板の端子面にはんだ付けされている。
ＤＥ１０２００４０５６８６６Ａ１に、複数の導体路を有するフラット導体が記載されており、前記複数の導体路のうち少なくとも１つは接地導体とされ、シールドに接続されている。フラット導体は押出成形法によって簡単かつ低コストで製造することができる。
ＤＥ１０３５１４８８Ａ１には、電磁信号を送受信するためのアンテナ構成体が開示されており、このアンテナ構成体は、誘電体材料から成る面状の支持基板を含む。この支持基板の一方の表面上には第１の導体路が設けられており、第１の導体路は一端において、信号を入出力するためのコンタクト場所を有し、反対側の他端において第１のダイポールを有する。支持基板の他方の表面上には第２の導体路が設けられており、第２の導体路は一端において、信号を入出力するためのコンタクト場所を有し、反対側の他端において第２のダイポールを有する。前記第１のダイポールと前記第２のダイポールとは、ターンスタイルアンテナを構成する。
ＤＥ１９７３５３９５Ａ１にはウィンドウガラスアンテナが記載されており、このウィンドウガラスの主要素子は、光に対して透過性である導電性の薄層をウィンドウガラスの領域に面状に設けることにより実現され、このようにして形成された導電面はウィンドウガラスに固定されている。ウィンドウガラスに設けられた上述のような導電面を形成する層は、限られた導電性のみを有し、表面抵抗が無視できる程度を超えている。このような層には、当該層に高周波接続するための、導電性材料から成る実質的に面状の電極が形成されており、この電極は少なくとも縁部の領域において、限られた導電性の面に高周波低損失で接続されている。
ＤＥ１０３０１３５２Ｂ３に、基板上に設けられた導体パターンにはんだ付けされる導体の少なくとも１つのコンタクト面用のはんだ接続部品が開示されている。前記導体は、少なくとも、前記基板に向けられる側において、絶縁性の被覆膜によって覆われる。この被覆膜には、前記コンタクト面の領域において切欠部が設けられており、この切欠部の縁部が前記コンタクト面を環状に包囲する。
ＷＯ２００９／０１５９７５Ａ１に、複数の導電パターンをコンタクトさせるためのはんだ接続部材を備えた多心フラット導体が記載されており、これはたとえばガラス板上に設けられている。前記はんだ接続部材は、当該はんだ接続部材の位置を固定し、溶融したはんだ材による短絡を防止するため、はんだ付けすべき各コンタクト場所を環状に包囲する領域に接着材を有する。
ＤＥ２０２１０２８６Ｕ１に、自動車ウィンドウガラス上に設けられた導電パターンを、当該ガラス外部の更に先にあるネットワークに接続するためのフレキシブル接続部品の形態のアダプタが記載されている。この導電パターンがたとえばアンテナとなる。アダプタは、フィルム状のフレキシブル支持部材上に導体路を延在させたものから成る。このアダプタは、前記導電パターンのコンタクト面にプレス嵌めされた金属製のばねラグを有する、非導電性材料から成るシューを含む。
ＦＲ２９１３１４１Ａ３に、ガラス板の表面上の複数の導電パターンをコンタクトさせるためのフレキシブルフラット導体が記載されている。各導体路は相互に隣り合って平行に、かつ、２つのプラスチック薄膜間に配置されており、これら２つのプラスチック薄膜のうち１つは、接着面を介してガラス板に結合されている。
ＤＥ２０２００４０１９２８６Ｕ１に、ウィンドウガラスの外部または内部に設けられた電気的部品に電気的に接続される少なくとも１つの導体路と、当該導体路を包囲する絶縁部とを有する、ウィンドウガラスに対応するフラット導体外部接続部品が開示されており、前記導体路は前記ガラス面の縁部を超えて外部へ突出しており、前記絶縁部には、機械的な摩耗に対する局所的な補強部が施されている。この補強部は、前記絶縁部に付着する、平滑な面を有する材料から成り、この材料は有利には、表面の傷を自己修復する機能を有する材料である。
信号導体の他に少なくとも１つの接地導体を含む特殊な高周波導体を、たとえば同軸導体を使用することにより、信号損失を回避することができる。しかし、このような高周波導体は複雑かつ高コストであり、比較的大きな設置スペースを必要とする。さらに、上述のような高周波導体には、同じくらい複雑な接続技術が必要とされる。
上述の従来技術に対し、本発明の課題は、信号伝送が改善され、かつ、ノイズ信号に対して感受性が低いフラット導体接続部品を備えたアンテナガラス板を実現することである。さらに、フラット導体接続部品を備えたアンテナガラス板を簡単かつ低コストで製造することができ、簡単な接続技術を使用することができ、金属フレームまたは車体に組み付ける際の位置許容誤差から影響を受けにくいようにすることも課題とする。上記課題および他の課題は本発明では、独立請求項の特徴を有するアンテナ構造体用フラット導体接続部品により解決される。従属請求項に、本発明の有利な実施形態が記載されている。
他の独立請求項において、アンテナ構造体を有するフラット導体接続部品の製造方法と、アンテナ構造体を有するフラット導体接続部品の使用とが記載されている。
自動車においてアンテナ増幅器が導電性の車体に電気的に接続されており、この電気的な接続により、アンテナ信号に対して、高周波技術的に作用する参照電位が設定される。この参照電位は、以下では基準アースとも称される。使用可能なアンテナ電圧は、アンテナ信号の電位と前記基準アースの電位との差によって得られる。
本発明のフラット導体接続部品では、アンテナ構造体はガラス板内部または外部に配置される。フラット導体は、
・基体層と、
・前記基体層の上方に配置された導体路と、
・前記導体路の上方に配置された第１の誘電体層と、
・前記第１の誘電体層の上方に少なくとも局所的に配置されたシールド部と、
・前記シールド部の上方に配置された第２の誘電体層と
を含む。
前記導体路は接続面において前記アンテナ構造体に導電接続されており、有利には直流的または容量的に結合されている。前記フラット導体は、前記ガラス板の縁部を越えて外部まで延在している。フラット導体は前記ガラス板の外部において、少なくとも局所的に金属フレームに隣接して延在する。このようにして、前記シールドは前記金属フレームを介して、基準アースに容量結合される。
「上方」との用語はここでは、フラット導体の積層体における位置に関する用語である。つまり、前記フラット導体は以下の順序で積層された層を含む：
・基体層、
・前記基体層上に配置された導体路
・前記導体路上に配置された第１の誘電体層。前記導体路が前記基体層より狭幅である場合には、第１の誘電体層は前記基体層の露出部分上にも設置される。
・前記第１の誘電体層上に少なくとも局所的に配置されたシールド部
・前記シールド部上に配置された第２の誘電体層
フラット導体の前記種々の層は、付加的な接着層によって相互に接着させることができる。
本発明のフラット導体接続部品の有利な実施形態では、前記シールド部は導体路と金属フレームとの間に配置される。前記金属フレームはフラット導体接続部品の一部ではなく、たとえば、ウィンドウフレームまたは車体の一部である。前記シールド部と、第２の誘電体層と、前記金属フレームの一部領域とがキャパシタ装置を構成し、このキャパシタ装置を介して、前記シールド部と金属フレームとが容量結合される。
本発明のフラット導体接続部品の有利な実施形態では、フラット導体のシールド部は、前記ガラス板外部における当該フラット導体の面積の少なくとも５０％にわたって延在し、有利には少なくとも７５％にわたって延在し、特に有利には少なくとも９０％にわたって延在する。ここでフラット導体の面ないしは面積とは、フラット導体の平面状の面の表面ないしは表面積を意味する。ガラス板内部または表面上の領域においてもシールドを改善するために前記シールド部を設置することが可能である。
本発明のフラット導体接続部品の有利な実施形態では、前記金属フレームは車体を含むか、または可動の金属フレームを、とりわけ金属製の窓枠を含む。前記金属フレームは必ずしも、ガラス板の外縁を囲むように閉じられる必要はない。本発明における金属フレームは、前記アンテナ構造体の基準アースとしても使用できる金属部分および／または導電性部分も含み、これはたとえば、枠縁、Ｌ字形フレームまたはＵ字形フレーム等である。
本発明のフラット導体接続部品の有利な実施形態では、前記シールド部は３０ｍｍ２〜２００ｍｍ２の面積の領域において、かつ、前記金属フレームから０．０２ｍｍ〜２ｍｍの距離を置いて配置されている。前記基体層および／または第１の誘電体層および／または第２の誘電体層の比誘電率は１〜６であり、有利には２〜４であり、特に有利には３〜３．５である。
少なくとも前記シールド部と第２の誘電体層と金属フレームとが、キャパシタを構成する。本発明のフラット導体接続部品の有利な実施形態では、このキャパシタの容量は５ｎＦ〜１０ｐＦであり、有利には０．１ｎＦ〜２ｎＦである。このようなキャパシタにより、ハイパスが形成される。このハイパスを介して、当該ハイパスの遮断周波数ｆＧを上回る電磁波ノイズが前記シールド部から基準アースまで送られる。
本発明のフラット導体接続部品の有利な実施形態では、前記シールド部から基準アースへの信号伝送の遮断周波数は２０ＭＨｚ〜１０００ＭＨｚである。
本発明のフラット導体接続部品の有利な実施形態では、前記基体層および／または前記第１の誘電体層および／または第２の誘電体層はプラスチックを含む。このプラスチックは有利には、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロペン（ＰＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、および、これらの混合物および／またはコポリマーである。基体層および／または第１の誘電体層および／または第２の誘電体層は、塗装層または接着材を含むこともでき、前記塗装層は有利には、アルキド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂またはポリウレタンであり、前記接着材は有利には、アクリレート接着材、メタクリル酸メチル接着材、ポリウレタン、ポリオレフィン、シアノアクリレート接着材、ポリエポキシド、シリコーン接着材および／またはシラン架橋性ポリマー接着剤、ＲＴＶシリコーンゴム、ＨＴＶシリコーンゴム、過酸化物架橋シリコーンゴム、および／または、付加架橋シリコーンゴムである。また、前記基体層および／または第１の誘電体層および／または第２の誘電体層は、これらの混合物および／またはコポリマーを含むこともできる。
第２の誘電体層は気体を、有利には空気を含むこともできる。その際には、シールド部と金属フレームとの間に、たとえばスペーサによって間隔が形成される。
さらに、前記金属フレーム上にプラスチック層または塗装層を設けて前記第２の誘電体層を形成することもでき、たとえば車体表面のカラー層により前記第２の誘電体層を形成することができる。
本発明のフラット導体接続部品の有利な実施形態では、ガラス板は単一ガラス板を有するか、または複合ガラス板を有する。この単一ガラス板または複合ガラス板の各ガラス板は、たとえばガラスおよび／またはプラスチックを含む。
本発明のフラット導体接続部品の有利な実施形態では、前記導体路および／またはシールド部は、金属箔、または、メタライジングされたプラスチックフィルム、または、導電性プラスチックフィルム、または、金属ワイヤメッシュを含む。導体路はまた、金属ワイヤを含むこともできる。導体路および／またはシールド部は有利には、高い電気伝導率の材料を含み、特に有利には、銅、アルミニウム、錫、金、銀、またはこれらの混合物を含む。
本発明のフラット導体接続部品の有利な実施形態では、前記シールド部の幅は前記導体路の幅より大きい。シールド部の幅と導体路の幅との比によって、とりわけフラット導体のインピーダンスが決定され、その比は２：１〜１０００：１であり、有利には５：１〜３０：１であり、特に有利には１０：１〜２０：１である。
本発明のフラット導体接続部品の有利な実施形態では、アンテナ構造体は少なくとも、１つの線状放射アンテナまたは１つの面状放射アンテナを含むか、または、線状放射アンテナと面状放射アンテナとを組み合わせたハイブリッド構造体を含む。
面状放射アンテナは、有利には透明である少なくとも１つの導電性のコーティングを有し、このコーティングは少なくとも、前記単一ガラス板または複合ガラス板の内側面または外側面を少なくとも局所的に覆い、少なくとも局所的に、電磁波を受信するための面状アンテナとして機能する。前記導電性コーティングは、面状アンテナとして使用するのに適したものであり、その用途のために、前記ガラス板の大面積を覆うことができる。上述のようなアンテナ構成体はさらに、前記面状アンテナからアンテナ信号を出力結合させるための少なくとも１つの結合電極を有し、この結合電極は、前記導電性コーティングに電気的に結合されている。たとえば、結合電極と導電性コーティングとを容量的または直流電気的に結合することができる。
線状放射アンテナは少なくとも１つの線状アンテナ導体を含む。この線状アンテナ導体はたとえば、複合ガラス板内部に設置されるワイヤの形態で設置されたもの、または、単板ガラスの少なくとも１つの面または複合ガラス板の少なくとも１つのガラス板の１つの面に金属プリントペーストを印刷したものである。
ハイブリッドアンテナ構成体の場合には、面状放射アンテナと線状放射アンテナとが組み合わされ、アンテナ信号は有利には、１つの共用のアンテナ脚部において供給される。こうするためには、アンテナ導体と前記共用のアンテナ脚部とを第２の接続導体によって導電接続する。
本発明はさらに、フラット導体接続部品を備えたガラス板を対象とし、このガラス板はさらに、当該ガラス板内部または外部に設置されたアンテナ構造体を有する。
本発明はまた、アンテナ構造体用のフラット導体接続部品の製造方法も対象とする。この製造方法では、
ａ）第１のガラス板上においてアンテナ構造体とフラット導体の導体路とを接続し、
ｂ）前記第１のガラス板の外縁部を超えるように前記フラット導体を引き出し、
ｃ）前記第１のガラス板を金属フレーム内に組み付け、少なくとも１つの第２の誘電体層を介して前記フラット導体のシールド部が少なくとも局所的に金属フレームに隣接して配置され、当該金属フレームを介して前記シールド部と基準アースとが容量結合されるようにする。
本発明の製造方法の１つの他の実施形態では、第２のステップｂ）において、第１のガラス板の外縁を超えるように前記フラット導体を引き出し、熱可塑性接着層を用いて当該第１のガラス板と第２のガラス板とを面で結合する。
本発明はまた、陸上、水中または空中の移動手段の車体または車両ドアにおける、および、建物の金属フレーム内における、および、家具および機器の組付部品としての、アンテナ構造体用のフラット導体接続部品の使用も対象としており、前記建物の金属フレームは有利には、屋外ファサードまたは建物窓の金属フレームであるか、または、機能的および／または装飾的な個別部品の金属フレームである。
もちろん、本発明のアンテナ構成体の複数の異なる実施形態をそれぞれ単独で、または任意の組み合わせで実現することが可能である。とりわけ、上記または下記の特徴は、ここで記載した組み合わせでしか使用できないわけではなく、その他の組み合わせでも、また単独でも、本発明の範囲を逸脱することなく使用することができる。
本発明はさらに、基準アースに接続された金属フレーム内にガラス板を有し、かつ、当該ガラス板内部または外部に設置されたアンテナ構造体を有する、フラット導体接続部品を備えたガラス板構成体も含み、前記フラット導体接続部品は前記アンテナ構造体に接続されている。前記ガラス板構成体はたとえば、自動車車体のフロントガラスまたはリヤガラス等である。
アンテナ構造体用のフラット導体接続部品を有する本発明のガラス板構成体は、少なくとも、
・金属フレーム内に配置されたガラス板と、
・前記ガラス板内部または外部に設けられたアンテナ構造体と、
・フラット導体と
を有し、前記フラット導体は、
・基体層と、
・前記基体層の上方に配置された導体路と、
・前記導体路の上方に配置された第１の誘電体層と、
・少なくとも局所的に前記第１の誘電体層の上方に配置されたシールド部と、
・前記シールド部の上方に配置された第２の誘電体層と
を有し、
前記金属フレームは基準アースに接続されており、
前記導体路は前記アンテナ構造体に導電接続されており、
前記フラット導体は前記ガラス板の縁部を超えて外部まで延在し、
前記フラット導体は少なくとも局所的に、前記金属フレームに隣接して配置されており、
前記シールド部と前記基準アースとは、前記金属フレームを介して容量結合されている。
もちろん、フラット導体接続部品の上述の各構成は、ガラス板構成体のフラット導体接続部品にも当てはまることが明らかである。
以下、図面および実施例を参照して本発明を詳細に説明する。図面は、完全に実寸の比率通りというわけではない。本発明は図面によって限定されるものでは全くない。
アンテナ構造体用のフラット導体接続部品の断面図である。 図１Ａの切断線Ａ‐Ａ’に沿った断面図である。 本発明のフラット導体を上から見た概略図である。 図２の切断線Ｂ‐Ｂ’に沿った断面図である。 図３の切断線Ｄ‐Ｄ’に沿った断面図である。 図３の切断線Ｅ‐Ｅ’に沿った断面図である。 本発明の別の実施例のフラット導体の断面図である。 本発明の一実施例の方法のフローチャートである。 測定結果の比較を示すグラフである。
図１Ａは、アンテナ構造体５用のフラット導体接続部品１を備えたガラス板構成体の断面図である。ここでは、アンテナ構造体５は複合ガラス板４の内部に設置されている。
複合ガラス板４は、剛性の第１のガラス板４．１および剛性の第２のガラス板４．２である２つの個別ガラス板を有し、前記２つの個別ガラス板は、熱可塑性接着層４．３を介して相互に固定的に結合されている。前記２つの個別ガラス板のサイズはほぼ等しく、これらの個別ガラス板はたとえばガラスから、とりわけフロートガラス、キャストガラス、セラミックガラスから製造されている。この個別ガラス板はまた、非ガラス材料から形成することも可能であり、この非ガラス材料はたとえばプラスチック、とりわけ、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエステル（ＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリル酸メチル（ＰＭＡ）、またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等である。一般的には、十分な透明度と十分な化学的耐性と適切な形状安定性および寸法安定性とを有する材料であれば、任意の材料を使用することができる。異なる用途に使用する場合、たとえば装飾部品として使用する場合には、第１のガラス板４．１および第２のガラス板４．２をフレキシブルおよび／または不透明な材料から製造することも可能である。第１のガラス板４．１および第２のガラス板４．２の各厚さは、用途に応じて幅広く変更することができ、ガラスの場合にはたとえば、各厚さを１〜２４ｍｍの範囲内とすることが可能である。
慣用的に、ガラス板面はローマ数字のＩ〜IVによって示され、面Ｉは複合ガラス板４の第１のガラス板４．１の外側面に相当し、面IIは第１のガラス板４．１の内側面に相当し、面IIIは第２のガラス板４．２の内側面に相当し、面IVは第２のガラス板４．２の外側面に相当する。フロントガラスとして使用するときには、面Ｉは自動車の外部周辺の方を向いており、面IVは車室の方を向いている。
第１のガラス板４．１および第２のガラス板４．２を結合するための接着層４．３は有利には合成樹脂接着材を含み、これは有利には、ポリビニルブチラール系（ＰＶＢ）、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）系またはポリウレタン系（ＰＵ）である。接着層４．３はたとえば、トライレイヤとして構成することもできる。トライレイヤとは、接着性プラスチックの２層間に１つのフィルムを挟んだものであり、この１つのフィルムはたとえばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含む。このＰＥＴフィルムを導電層の支持材として使用して、アンテナの一構成要素、とりわけ面状放射アンテナの一構成要素とすることができる。
複合ガラス板４は可視光に対して、たとえば３５０ｎｍ〜８００ｎｍの波長領域の光に対して透明である。ここで「透明」との用語は、光透過率が５０％を上回ること、有利には７０％を上回ること、特に有利には８０％を上回ることを意味する。
複合ガラス板４は編組接着部材１３を用いて金属フレーム８内に、たとえば車体１９または車両ドア内に接着されて嵌め込まれる。複合ガラス板４はたとえば、自動車のフロントガラスとして用いられるが、異なる用途にこの複合ガラス板４を用いることも可能である。
さらに、第２のガラス板４．２には不透明なカラー層が設けられている。この不透明なカラー層は面II上に設けられており、フレーム状に一周するマスキングテープを成す。このマスキングテープは、図中には詳細に示されていない。このカラー層は有利には、第１のガラス板４．１または第２のガラス板４．２に焼き付けすることが可能な、非導電性である黒色に着色された材料から成る。このようなマスキングテープにより、複合ガラス板４を車体１９内に接着して嵌め込むための編組接着部材１３が見えなくなるようにすることができ、かつ、ここで使用される接着材料のＵＶ保護としてマスキングテープを用いることができる。
複合ガラス板４の縁部区域より内側には、接着層４．３に埋め込まれた状態で、シールドされていない線状のアンテナ導体５の形態であるアンテナ構造体５が設けられている。アンテナ導体５は電磁波を受信するための線状アンテナとして、有利には地上波放送帯域II〜Ｖの周波数領域の電磁波を受信するための線状アンテナとして使用され、この受信に適するように構成されている。この実施例では、アンテナ導体５はワイヤの形態で形成されており、有利には、このワイヤの長さは１００ｍｍを上回り、幅は１ｍｍを下回る。アンテナ導体５の線伝導率は、有利には２０Ω／ｍを下回り、特に有利には１０Ω／ｍを下回る。図中の実施例では、アンテナ導体５の長さは約６５０ｍｍであり、かつ幅は０．７５ｍｍである。図中のアンテナ導体５の線伝導率は、たとえば５Ω／ｍである。
アンテナ導体５とガラス板縁部６との間には、車体１９との結合を妨げるのに十分な間隔が設けられている。
他の１つの実施例では、前記アンテナ構造体５は面状アンテナを有する。この面状アンテナは透明な導電性コーティングを有し、この導電性コーティングはたとえば、第２のガラス板４．２の面III上に設けられる。他の１つの実施例では、アンテナ構造体５は、面状アンテナと線状アンテナとを組み合わせて成るハイブリッドアンテナ構成体を有し、これら両アンテナの信号は、１つの共用のアンテナ脚部２０を介して外部に引き出される。
このようなハイブリッドアンテナ構成では、透明な導電性コーティングは材料組成に応じて、更に他の機能を果たすこともできる。たとえば導電性コーティングは、太陽光線保護用、温度調節用、または断熱用の熱線反射性コーティングとして、または、複合ガラス板４の電気加熱用の加熱層として使用することができる。これらの機能は、本発明では最重要事項ではない。
アンテナ構造体５はアンテナ脚部２０において、フラット導体２の導体路３の電気的接続面１８に接続されている。アンテナ脚部２０と前記電気的接続面１８との接続は、たとえばはんだ付け、超音波ボンディング、接着またはクランプによって行われる。
図１Ｂに、本発明のフラット導体２の、図１Ａに示す切断線Ａ‐Ａ’に沿った断面を示す。フラット導体２は、絶縁性材料または誘電体材料のフィルムを含む基体層９を有し、このフィルムは有利には、たとえばポリイミド（ＰＩ）等のプラスチックである。前記基体層９は、有利には１０μｍ〜５００μｍの厚さを有し、たとえば２５μｍの厚さである。
前記基体層９の上方に導体路３が配置されている。この導体路３は、電気伝導率が高い金属の膜を含み、前記金属はたとえば銅である。導体路３の厚さは１０μｍ〜５００μｍであり、たとえば３５μｍである。
導体路３の上方に第１の誘電体層１０が配置されている。この第１の誘電体層１０は誘電体材料のフィルムを含み、これは有利には、ポリイミド（ＰＩ）等であるプラスチックである。第１の誘電体層１０の厚さは１０μｍ〜２０００μｍであり、有利には１００μｍである。
第１の誘電体層１０の上方にシールド部７が配置されている。このシールド部７は、電気伝導率が高い金属の膜を含み、前記金属はたとえば銅である。シールド部７の厚さは１０μｍ〜５００μｍであり、たとえば３５μｍである。
導体路３と、第１の誘電体層１０と、シールド部７とが、いわゆる不平衡マイクロストリップ導体を構成し、このマイクロストリップ導体において、アンテナ構造体５の信号が有利に伝送される。
シールド部７の上方に第２の誘電体層１１が配置されている。この第２の誘電体層１１は誘電体材料のフィルムを含み、これは有利には、ポリイミド（ＰＩ）等であるプラスチックである。第２の誘電体層１１の厚さは１０μｍ〜５００μｍであり、有利には２５μｍである。
基体層９と、導体路３と、第１の誘電体層１０と、シールド部７と、第２の誘電体層１１とは、適切な接着層１２により、たとえばアクリレート接着材によって相互に接着される。
フラット導体２は、複合ガラス板４の縁部６から外部に突出している。フラット導体２の面Ｆの領域が車体１９に隣接しており、フラット導体２の上面Ｖが車体１９の方を向いている。フラット導体２の上面Ｖは第２の誘電体層１１の外側面であり、この第２の誘電体層１１の下方にシールド部７が配置されている。シールド部７と車体１９との距離ｄは、第２の誘電体層１１の厚さ、および、当該シールド部７と第２の誘電体層１１との間の接着層１２の厚さによって決定される。
シールド部７と第２の誘電体層１１と接着層１２と車体１９とが、面Ｆの領域においてキャパシタを構成する。このキャパシタの容量Ｃは、面積Ｆ、第２の誘電体層１１の厚さおよび誘電率、シールド部７と第２の誘電体層１１との間の接着層１２の厚さ、ならびに、接着層１２の誘電率によって決定される。このキャパシタにより、シールド部７は車体１９に容量結合され、ひいては基準アースに容量結合される。このキャパシタによってハイパスが形成され、このハイパスにより、当該ハイパスの遮断周波数ｆＧを上回る電磁波ノイズが基準アースへ導かれる。
車体１９から距離ｄをおいてシールド部７が設置されている面Ｆは、有利には３０ｍｍ２〜２００ｍｍ２である。面Ｆの幅はたとえば、シールド部７の幅であるｂＡ＝１２ｍｍに相当する。面Ｆの長さはたとえば２０ｍｍである。面Ｆはたとえば２４０ｍｍ２である。距離ｄは第２の誘電体層１１の厚さに相当し、たとえば２５μｍである。シールド部７と第２の誘電体層１１との間の接着層１２を無視すれば、容量Ｃはたとえば０．３ｎＦとなる。導体路２の抵抗はたとえば約２Ωである。前記キャパシタにより形成されるハイパスの遮断周波数ｆＧは、たとえばｆＧ＝１／（２＊Ｐｉ＊Ｒ＊Ｃ）≒２７５ＭＨｚとなる。
本発明のフラット導体接続部品１の有利な実施形態では、さらに別の接着層を用いてフラット導体２の上面Ｖと車体１９とを接着させることができる。
本発明のフラット導体接続部品１のさらに別の有利な実施形態では、フラット導体２の上面Ｖは、車体１９とは反対側の面に位置することができる。その際にはシールド部７は、第１の誘電体層１０、基体層９、および、間に配置された接着層１２を介して、車体１９に容量結合されることになる。
図２に、本発明のフラット導体２を上から見た様子を示す。フラット導体２の内側における導体路３およびシールド部７の位置を、点線により示している。フラット導体２は一端に、導体路３の電気的接続面１８を有し、他端にプラグ１４を有する。このプラグ１４は導体路３に接続されており、プラグ１４を介してアンテナ信号を別の接続線路へ、たとえばシールド同軸ケーブルへ伝送するか、または、受信電子回路の入力端へ直接伝送することができる。
図３は、図２の切断線Ｂ‐Ｂ’に沿った断面図である。フラット導体２は、シールド部７を含む領域１６と、シールド部７を含まない領域１５とを有する。図４に、シールド部７を含む領域１６の、図３の切断線Ｄ‐Ｄ’に沿った断面を示し、図５に、図３の切断線Ｅ‐Ｅ’に沿った断面を示す。シールド部７を含まない領域１５では、フラット導体２の厚さはより小さくなっており、その大部分は複合ガラス板４の内部に配置される。
導体路３の幅ｂＬは０．０１ｍｍ〜２０ｍｍであり、たとえば０．３ｍｍである。図中の実施例では、導体路は基体層９の中心線に沿って配置されている。
シールド部７の幅ｂＡは０．０２ｍｍ〜３０ｍｍであり、たとえば１２ｍｍである。シールド部７の幅ｂＡは有利には、導体路３の幅ｂＬの５〜３０倍である。
基体層９、第１の誘電体層１０および第２の誘電体層１１の幅は有利には、シールド部７の幅ｂＡより０．５ｍｍ〜５ｍｍ大きく、たとえば１５ｍｍである。このように縁部が突出していることにより、確実な電気的絶縁と、導体路３およびシールド部７の腐食防止とを実現することができる。
基体層９、第１の誘電体層１０および第２の誘電体層１１の誘電率は１〜６であり、有利には３〜４であり、たとえば３．４である。接着層１２の接着材の誘電率は、たとえば約３である。
基体層９、第１の誘電体層１０、第２の誘電体層１１、接着層１２、導体路３およびシールド部７の幅と厚さは、フィルム導体２の線路インピーダンスが約５０Ωになるように決定される。フィルム導体２の線路インピーダンスはこのようにして、市販のアンテナ増幅器の入力インピーダンスにマッチングされる。
フィルム導体２の線路インピーダンスは基本的に、導体路２とシールド部７との相互相対的な固定位置における配置により決定される。このことによって本発明のフラット導体２は、車体１９に組み付けられるときの位置許容誤差から影響を受けにくくなる。
図６に、本発明の他の実施例のフラット導体２’の断面を示す。このフラット導体２’のシールドされた領域１６は、平衡マイクロストリップ導体として構成されている。不要な繰り返しを避けるため、ここでは図４の実施例との相違点のみを説明する。その他の構成については、図４にて既に行った説明を参照されたい。さらに別のシールド部７’が、フラット導体２’の基体層９と導体路３との間に配置されており、さらに別の第１の誘電体層１０’が、前記別のシールド部７’と導体路３との間に配置されている。本発明のこの実施形態のフラット導体２’では、導体路３は下面でも上面でもシールドされている。シールド部７は本発明の構成により、車体１９を介して基準アースに容量結合される。前記別のシールド部７’は、シールド部７と面で隣接して配置されることにより、当該シールド部７に容量結合される。このような容量結合により、前記別のシールド部７’も基準アースに容量結合される。フラット導体２’の有利な実施形態では、シールド部７とシールド部７’とは直流的に接続される。この直流的な接続は、たとえば両シールド部７，７’の縁部領域を接続することにより行われる。
図７は、本発明の一実施例の方法のフローチャートである。
図８は、従来技術のフラット導体接続部品の測定結果（測定１）と、本発明のフラット導体接続部品１の測定結果（測定２）とを比較するグラフである。アンテナ構造体５は、面状放射アンテナと線状放射アンテナとを組み合わせたハイブリッド構成とした。図中のグラフには、入射した高周波放射の周波数を横軸として、相対アンテナレベルを示す。この高周波放射は水平偏波したものである。グラフ中に示された相対アンテナレベルは、指向性チャートのアンテナレベルを平均化したものである。
約６００ＭＨｚの周波数に達すると、従来技術のフラット導体接続部品で測定された相対アンテナレベルは（測定１）、本発明のフラット導体接続部品１で測定された相対アンテナレベルより格段に大きい減衰を示すようになる。たとえば８００ＭＨｚの周波数では、従来技術のフラット導体接続部品の相対アンテナレベル（測定１）は、本発明のフラット導体接続部品１と比較して、４ｄＢ減衰する。それゆえ、本発明のフラット導体接続部品１は従来技術のフラット導体接続部品より、たとえば地上波テレビ放送受信用の信号等である高周波信号を伝送するのに適している。
本発明のフラット導体接続部品１は、簡単かつ低コストで製造することができる。フラット導体接続部品１のシールド部７は基準アースに容量結合されるので、導体路３の接続の他の接続技術が不要になる。本発明のフラット導体接続部品１を備えたガラス板は、簡単かつ迅速に車両に組み付けることができる。それと同時に、本発明のフラット導体接続部品１の線路インピーダンスが、車体１９に組み付けられるときの位置許容誤差から影響を受けにくくなる。
この効果は、当業者にとって想定し得ないものであり、かつ驚くべきものであった。
１ フラット導体接続部品を備えたガラス板
２，２’ フラット導体
３ 導体路
４ ガラス板、複合ガラス板
４．１ 第１のガラス板
４．２ 第２のガラス板
４．３ 熱可塑性接着層
５ アンテナ構造体
６ ガラス板４の縁部
７，７’ シールド部
８ 金属フレーム
９ 基体層
１０，１０’ 第１の誘電体層
１１ 第２の誘電体層
１２ 接着層
１３ 編組接着部材、車体１９との接着結合部
１４ プラグ
１５ シールドされていない領域
１６ シールドされた領域
１７ 容量結合部の面
１８ 導体路３の電気的接続面
１９ 車体
２０ アンテナ脚部
Ａ‐Ａ’ 切断線
Ｂ‐Ｂ’ 切断線
Ｄ‐Ｄ’ 切断線
Ｅ‐Ｅ’ 切断線
ｂＡ シールド部７の幅
ｂＬ 導体路３の幅
ｄ シールド部７と金属フレーム８との間の距離
Ｃ 容量
ｆＧ 遮断周波数
Ｆ 面、結合面
Ｒ 導体路２の抵抗
Ｉ 第１のガラス板４．１の外側面、ガラス板４の外側面
II 第１のガラス板４．１の内側面
III 第２のガラス板４．２の内側面
IV 第２のガラス板４．２の外側面
Ｖ フラット導体２のシールド面

Claims (15)

  1. 金属フレーム（８）と、
    少なくとも１つのガラス板（４）と、
    前記ガラス板（４）の内部に設置されたアンテナ構造体（５）と、
    前記アンテナ構造体（５）用のフラット導体接続部品と、
    を有するアンテナシステムであって、
    前記フラット導体接続部品はフラット導体（２）を有し、
    前記フラット導体（２）は、
    ・基体層（９）と、
    ・前記基体層（９）の上方に配置された導体路（３）と、
    ・前記導体路（３）の上方に配置された第１の誘電体層（１０）と、
    ・少なくとも局所的に前記第１の誘電体層（１０）の上方に配置されたシールド部（７）と、
    ・前記シールド部（７）の上方に配置された第２の誘電体層（１１）と
    を有し、
    前記基体層（９）の上方にて、前記導体路（３）は前記アンテナ構造体（５）に導電接続されており、
    前記フラット導体（２）は前記ガラス板（４）の縁部（６）を超えて外部へ延在しており、
    前記フラット導体（２）は少なくとも局所的に前記金属フレーム（８）に隣接して配置され、前記シールド部（７）は前記第２の誘電体層（１１）を介して、基準アースとしての前記金属フレーム（８）に容量結合される
    ことを特徴とする、アンテナシステム。
  2. 前記シールド部（７）は、前記ガラス板（４）外部における前記フラット導体（２）の面積の少なくとも５０％にわたって延在する、
    請求項１記載のアンテナシステム。
  3. 前記基体層（９）および／または第１の誘電体層（１０）および／または第２の誘電体層（１１）は、
    プラスチック、または、塗装層、または、接着材、または、気体、
    を含む、
    請求項１または２記載のアンテナシステム。
  4. 前記プラスチックは、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロペン（ＰＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、または、これらの混合物またはコポリマーであるか、
    または、
    前記塗装層は、アルキド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂またはポリウレタンであるか、
    または、
    前記接着材は、アクリレート接着材、メタクリル酸メチル接着材、ポリウレタン、ポリオレフィン、シアノアクリレート接着材、ポリエポキシド、シリコーン接着材またはシラン架橋性ポリマー接着材、ＲＴＶシリコーンゴム、ＨＴＶシリコーンゴム、過酸化物架橋シリコーンゴムまたは付加架橋シリコーンゴム、または、これらの混合物またはコポリマーであるか、
    または、
    前記気体は空気である、
    請求項３記載のアンテナシステム。
  5. 前記導体路（３）および／または前記シールド部（７）は、金属箔、メタライジングされたポリマーフィルム、金属ワイヤ、または、金属ワイヤメッシュを含む、
    請求項１から４までのいずれか１項記載のアンテナシステム。
  6. 前記導体路（３）および／または前記シールド部（７）は、銅、アルミニウム、錫、金、銀、またはこれらの混合物を含む、
    請求項１から５までのいずれか１項記載のアンテナシステム。
  7. 前記シールド部（７）は金属箔を含み、
    前記金属箔の幅（ｂＡ）は、前記導体路（３）の幅（ｂＬ）より大きい、
    請求項１から６までのいずれか１項記載のアンテナシステム。
  8. 前記アンテナ構造体（５）は少なくとも、１つの線状放射アンテナまたは１つの面状放射アンテナを含むか、または、線状放射アンテナと面状放射アンテナとを組み合わせたハイブリッド構造体を含む、
    請求項１から７までのいずれか１項記載のアンテナシステム。
  9. 前記シールド部（７）は前記導体路（３）と前記金属フレーム（８）との間に配置されている、
    請求項１から８までのいずれか１項記載のアンテナシステム。
  10. 前記金属フレーム（８）は車体（１９）または可動の金属フレームを、とりわけ金属製の窓枠を含む、
    請求項１から９までのいずれか１項記載のアンテナシステム。
  11. 前記シールド部（７）は３０ｍｍ２〜２００ｍｍ２の面積（Ｆ）を有し、前記金属フレーム（８）から０．０２ｍｍ〜２ｍｍの距離（ｄ）をおいて配置されており、
    前記第２の誘電体層（１１）の比誘電率は１〜６である、
    請求項１から１０までのいずれか１項記載のアンテナシステム。
  12. 前記シールド部（７）と金属フレーム（８）との間の容量は５ｎＦ〜１０ｐＦである、
    請求項１から１１までのいずれか１項記載のアンテナシステム。
  13. 請求項１から１２までのいずれか１項記載のアンテナシステムの製造方法であって、
    ａ）第１のガラス板（４．１）上においてアンテナ構造体（５）とフラット導体（２）の導体路（３）とを接続し、
    ｂ）前記第１のガラス板（４．１）の外縁部（６）を超えるように前記フラット導体（２）を引き出し、
    ｃ）前記第１のガラス板（４．１）を金属フレーム（８）内に組み付け、少なくとも１つの第２の誘電体層（１１）を介して前記フラット導体（２）のシールド部（７）が少なくとも局所的に金属フレームに隣接して配置され、当該第２の誘電体層（１１）を介して、前記シールド部（７）と、基準アースとしての前記金属フレーム（８）とが容量結合されるようにする
    ことを特徴とする、アンテナシステムの製造方法。
  14. ステップｂ）において、前記第１のガラス板（４．１）の外縁部（６）を超えるように前記フラット導体（２）を引き出し、熱可塑性の接着層（４．３）を用いて前記第１のガラス板（４．１）と第２のガラス板（４．２）とを面で結合する、
    請求項１３記載のアンテナシステムの製造方法。
  15. 単一ガラス板または複合ガラス板の内部に設置するための、または、陸上または水中または空中の移動手段の車体（１９）または車両ドアにおける、または、建物の金属フレームにおける、有利には屋外ファサードまたは建物の金属フレームにおける、または、家具および機器の組付部品としての機能性および／または装飾性の個別部品における、請求項１から１１までのいずれか１項記載のアンテナシステムの使用。
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