JP6614237B2 - ガラスアンテナ及びガラスアンテナを備える車両用窓ガラス - Google Patents

ガラスアンテナ及びガラスアンテナを備える車両用窓ガラス Download PDF

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Description

本発明は、ガラスアンテナ、及びガラスアンテナを備える車両用窓ガラスに関する。
近年、通信技術の発展に伴い、車両に携帯機器等を持ち込み、車両と携帯機器との間及び車両と外部との間で通信を行うことがある。
また、車両自体が外部から情報を収集する機能と情報を配信する機能とを備える、所謂コネクテッドカーの技術が提案されている。コネクテッドカーでは、車両が発信する位置情報、車両コンディション、及び路面状況等のデータと、外部から収集される、地図情報、交通情報、及び天候情報等とを双方向通信することで、車両の効率性や安全性を高める渋滞緩和、運転支援等のテレマティクスサービスが提供される。さらに、コネクテッドカーでは、音楽・動画配信サービスなど、利用者の利便性を高める道具（デバイス）としてのソリューション／サービス等の提供をすることも期待されている。
このような双方向の通信に用いる通信波は、国ごとに規定される利用周波数が異なり、また１つの国においてもキャリアごとに利用される周波数帯が異なる。従って、複数の通信波を受信できるように広帯域に対応するアンテナが好ましい。
ここで、車両と外部との双方向の通信機能が実現できるように、図１に示すように、車両のルーフに通信用アンテナを搭載する技術が提案されている。
図１に示した例では、車両９０のルーフ９１上に、車両９０の前後方向に離間して、地板８３上に立設された第１アンテナ８１及び第２アンテナ８２を有するダイバーシティ構造のアンテナユニット８０が搭載されている。これらのアンテナ８１，８２はケース８４に内蔵されている。
また、図２に示す例では、長さの異なる第１放射用パターン１２１と第２放射用パターン１２２との一端同士を結合させガラス面の上下方向に対しＶ字状に配設し、このＶ字状パターン１２０の下方に接地用パターン１１０を配設したガラスアンテナ１００が提案されている（特許文献２）。この例では、複数の周波数に対応するための周波数切換式自動車電話用ガラスアンテナとして、例えば、共振周波数が８００ＭＨｚ及び１．５ＧＨｚの電波を送受信する。
特開２０１２−０５４９１５号公報 特開平０６−２９１５３０号公報
しかし、特許文献１の例では、ルーフ９１からアンテナユニット８０が突出しているため、車両のデザインや車両の空力特性に影響を与えるおそれがあった。
また、特許文献２の図２の例では、放射用パターン１２０（１２１，１２２）及び接地用パターン１１０と２つのエレメントによってガラスアンテナ１００が構成されるため、配置スペースが広く必要になる。
さらに、図２の例では、放射用パターン１２０は金属の線条の導線であるため、窓が設けられる車両筐体の側縁部７１０ｄからの干渉及びリアガラス６００に配置されるデフォッガーからの干渉を防ぐため、ガラスアンテナ１００は、側縁部７１０ｄ及びデフォッガーから所定距離離間して配置する必要があった。アンテナを側縁部から離間させると目立つため見栄えが悪くなる。アンテナをデフォッガーから所定距離を離す場合はデフォッガーを小さくすることになるため、デフォッガーの設計の自由度が低下した。
そこで、本発明は上記事情に鑑み、見栄えを向上させ、広帯域で通信することができる、ガラスアンテナ及び車両用窓ガラスの提供を目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の一態様は、導電膜を切り抜くことで形成されるスロットアンテナ及び該スロットアンテナに給電する一対の給電部を備え、車両用窓ガラスに設けられるガラスアンテナであって、
前記スロットアンテナは、
第１の方向に延在する第１のスロットと、
前記第１のスロットの一端に接続され、第１の方向に対して異なる方向である第２の方向に延在する第２のスロットと、
前記第１のスロットの他端に、直接又は第１の接続スロットを介在して接続され、スロット幅が前記第１のスロットのスロット幅より広い、第１の幅広スロットと、
前記第２のスロットの延在の終端部に、直接又は第２の接続スロットを介在して接続され、スロット幅が前記第２のスロットのスロット幅より広い、第２の幅広スロットと、を備え、
前記一対の給電部は、前記第１のスロットを跨ぐように配置されている、
ガラスアンテナ、及び該ガラスアンテナを備える車両用窓ガラスを提供する。
一態様によれば、車両用窓ガラスに設けられたガラスアンテナにおいて、見栄えを向上させ、広帯域で通信することができる。
従来例１の通信用アンテナが設置された車両の全体図である。 従来例２の電話用アンテナが設置された後方窓ガラスの全体図である。 本発明の実施形態である通信用ガラスアンテナが設置された後方窓ガラスの全体平面図である。 本発明の第１実施形態に係る通信用のガラスアンテナの拡大図である。 図４に示す通信用ガラスアンテナにくり抜き部を形成し、抵抗及び給電部を設置した拡大図である。 本発明の第２実施形態に係るガラスアンテナの拡大図である。 本発明の第３実施形態に係るガラスアンテナの拡大図である。 本発明の第４実施形態に係るガラスアンテナの拡大図である。 本発明の第５実施形態に係るガラスアンテナの拡大図である。 本発明の第６実施形態に係るガラスアンテナの拡大図である。 本発明の第７実施形態に係るガラスアンテナの拡大図である。 本発明の第８実施形態に係るガラスアンテナの拡大図である。 本発明の第９実施形態に係るガラスアンテナの拡大図である。 図１３に示す通信用ガラスアンテナに、抵抗及び給電部を設置した拡大図である。 本発明の第１０実施形態に係るガラスアンテナの拡大図である。 第１実施形態で、周波数が０．６９８ＧＨｚのときの電流分布を示す模式図である。 第１実施形態で、周波数が０．８３ＧＨｚ及び０．９６ＧＨｚのときの電流分布を示す模式図である。 第１実施形態で、周波数が１．７１ＧＨｚ及び１．９４ＧＨｚ及び２．１７ＧＨｚのときの電流分布を示す模式図である。 第１実施形態で、周波数が２．４ＧＨｚ及び２．５４５ＧＨｚ及び２．６９ＧＨｚのときの電流分布を示す模式図である。 図４及び図５に示す第１実施形態のガラスアンテナのリターンロスを示すグラフである。 第１実施形態のガラスアンテナにおいて、給電部の設置位置を変えたときのリターンロスを示すグラフである。 第４〜第６実施形態の幅広スロットの形状が異なるガラスアンテナのリターンロスを示すグラフである。 第４、第７、第８実施形態の屈曲の角度が異なるガラスアンテナのリターンロスを示すグラフである。 車両筐体からの距離を変化させたときの、第１実施形態のガラスアンテナのリターンロスを示すグラフである。 デフォッガーからの距離を変化させたときの、第１実施形態のガラスアンテナのリターンロスを示すグラフである。 第１実施形態のガラスアンテナにおける、実測のリターンロスを示すグラフである。 測定に用いた車両及び送信用アンテナの状態を説明する図である。 第１実施形態のガラスアンテナの垂直偏波の利得特性を示すグラフである。 第１実施形態のガラスアンテナの水平偏波の利得特性を示すグラフである。 第９実施形態で、周波数が０．６９８ＧＨｚ〜０．９６ＧＨｚのときの電流分布の例を示す模式図である。 第９実施形態で、周波数が１．７１ＧＨｚ〜２．１７ＧＨｚのときの電流分布の例を示す模式図である。 第９実施形態で、周波数が２．４ＧＨｚ〜２．６９ＧＨｚのときの電流分布の例を示す模式図である。 第９実施形態のガラスアンテナにおける、実測のリターンロスを示すグラフである。 第９実施形態のガラスアンテナの垂直偏波の利得特性を示すグラフである。 第９実施形態のガラスアンテナの水平偏波の利得特性を示すグラフである。 第１０実施形態のガラスアンテナにおける、実測のリターンロスを示すグラフである。 第１０実施形態のガラスアンテナの垂直偏波の利得特性を示すグラフである。 第１０実施形態のガラスアンテナの水平偏波の利得特性を示すグラフである。
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。なお、形態を説明するための図面において、方向について特に記載しない場合には図面上での方向をいうものとする。また、それらの図面は、窓ガラスの面を対向して見たときの図であって、窓ガラスが車両に取り付けられた状態での車内視（又は、車外視）の図であり、図面上での左右方向（横方向）が水平方向に相当し、上下方向が垂直方向に相当する。しかし、これらの図面を車外視の図として参照してもよい。
例えば、本発明に係る窓ガラスは、主に、車両の後部に取り付けられるリアガラスであり、図面上での左右方向が車幅方向に相当する。ここで、平行、直角などの方向は、本発明の効果を損なわない程度のズレを許容するものである。
図３は、本発明の実施形態であるガラスアンテナ（通信用ガラスアンテナ）が設置された後方窓ガラスの全体平面図である。
本発明において、窓ガラスは車両ボディの開口部を覆う窓板の一例である。窓ガラスは板状部材であって、素材はガラスに限られず、樹脂、フィルム等であってもよい。車両後方の窓ガラス６０（車両用窓ガラス又はリアガラスともいう）は、車両筐体（ボディー、車体）によって形成される筐体開口部（開口部、窓開口部ともいう）に取り付けられている。窓ガラス６０の外周縁６１は図３の実線で図示されている。車両筐体７０（金属製若しくは、金属枠内で開口部周辺に樹脂を含む一部樹脂製の、車体ボディ若しくはハッチバックドア）は、車体の窓開口部を形成する縁部（ボディフランジ）７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄを有している（図３の点線参照）。
図３において、窓ガラス６０の平面図のため、車両筐体７０の下縁部７１ｃは湾曲して示しているが、窓ガラス６０が車両に取り付けられると、下縁部７１ｃは、車幅方向であって略水平方向に延在する。そのため、近接する下縁部７１ｃと略平行に設けられている、ガラスアンテナ１の第２のスロット１２（図４参照）は、車幅方向であって、略水平方向に延在する。
図３において、車両用ガラスアンテナであるガラスアンテナ１は窓板（窓ガラス）の一方の表面（特に、車内側表面）にプリント、埋め込み、貼り付け等により組み込まれることにより形成される。例えば、車両用の窓ガラス（リアガラス）６０の一表面に、切り抜き部１０が形成された導体である矩形の金属膜（例えば、銀ペースト等を焼成して形成される導電膜）３０を設けることで構成される。なお、本発明の導電膜は金属膜に限定されず、例えば導電性の樹脂膜でも良い。
ここで、金属膜２０が細長く切り抜かれることで（スリットが刻まれることによって）、切り抜かれた部分がスロットとして放射し、スロットアンテナとして機能する。
図３において、窓ガラス６０の面上の周縁領域に黒色又は茶色等の遮蔽部（遮蔽膜）６５を形成し、この遮蔽部６５の上にアンテナ１の全体（または一部であってもよい）が設けられている。遮蔽部６５は黒色セラミックス膜等のセラミックスが挙げられる。
また、図３を車内視の図として、スロットアンテナを形成する金属膜２０を窓ガラス６０の車内側表面に取り付けると、ガラスアンテナ１の構成要素が全て窓ガラス６０よりも車内側に配置される。さらに、ガラスアンテナ１において、少なくとも抵抗８及び同軸ケーブル８ｃ（図５参照）が搭載される部分が、あるいはガラスアンテナ１全体が、遮蔽部６５の領域内に設けられている。
このようにガラスアンテナ１を窓ガラス６０の車内側表面に設ける場合、車外側にはアンテナ１を形成する構成物が存在せず、さらに、ガラスアンテナ１を遮蔽部６５上に設けることにより、窓ガラスを車外から見ると、金属膜２０の全部又は一部が視認できないため、デザインの優れた窓ガラスとなる。
さらに、遮蔽部６５において、窓の中央部付近になるにつれ、徐々に薄く（グラデーションになるように）なるように、車両筐体７０から離れた部分が遮蔽ドット部によって形成されていてもよい。
図３に示すように、リアガラスである窓ガラス６０には、複数の並走するヒーター線４２とヒーター線４２に給電する複数の帯状のバスバー４１とを有するデフォッガー（Defogger）４０が設けられてよい。デフォッガー４０を構成するヒーター線４２及びバスバー４１は、通電加熱式の導電パターンである。
図３において、ガラスアンテナ１が、窓ガラス６０においてデフォッガー４０よりも下側、即ち、デフォッガー４０の最下のヒーター線（加熱線）４２ｃと車両筐体７０の開口部の下縁部７１ｃとの間の余白領域に設けられている。
ここで、窓ガラスの形状が同様であっても、例えば、後部座席のリアトレイ部が上方に盛り上がった形状であるような場合、リアトレイ部の金属部（リアトレイ部を支持する金属ボディの一部又は金属枠部分や、リアトレイ部に埋め込まれるスピーカーの金属部分も含む）が車両筐体７０の開口部の下縁部７１ｃよりも上方に突出して、ガラスアンテナに近接して配置されることがある。この場合、ガラスアンテナは、車両筐体７０の開口部の下縁部７１ｃよりも、リアトレイ部の金属部からの影響を受けることになる。
そのため、リアトレイ部の金属部からの影響を受けやすい構成の車両にガラスアンテナ１を取り付ける場合は、最下のヒーター線４２ｃと下縁部７１ｃとの間の余白領域において、ガラスアンテナ１は、図３に示す位置よりも上側であって、最下のヒーター線４２ｃに近接する位置や、中央に近い位置に配設される場合もありうる。
いずれの場合も、ガラスアンテナ１は、例えば、車両筐体７０の開口部の下縁部７１ｃと該下縁部７１ｃに連なる側縁部７１ｄとの間の角部（図３の実線で示す左下の位置）、又は下縁部７１ｃと該下縁部７１ｃに連なる側縁部７１ｂとの間の角部の近傍（図３の点線で示す右下の位置）のどちらか一方に配置される。
あるいは、窓ガラス６０において、ガラスアンテナ１は、車両筐体７０の上縁部７１ａの左右のどちらか一方の角部の近傍に設けられてもよく、その場合は構成を上下反転させる。
なお、ガラスアンテナ１は１つでも機能するが、さらなる通信容量の向上や別の用途のために、図３に示す窓ガラス６０の開口部の角部近傍の左右両方に、ＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple−Output）構成として、左右対称の構成のガラスアンテナ１を２つ設けてもよい。あるいは、他の実施形態のガラスアンテナと組み合わせてアンテナを２つ設置してもよい。
なお、下記第１実施形態の説明では、図３の実線で示す左下の位置に配置することを前提とする、ガラスアンテナ１の構成について説明する。
＜第１実施形態＞
図４は、車両用の窓ガラス６０に設置される第１実施形態であるガラスアンテナ１の拡大図である。
ガラスアンテナ１は、金属膜（導電膜）２０に切り抜き部１０が形成されることでスロットアンテナとして機能する。詳しくは、金属膜２０に、第１のスロット１１と、第２のスロット１２と、第１の接続スロット１３と、第１の幅広スロット１４と、第２の幅広スロット１５と、が切り抜き部１０として形成されている。そして、一対の給電部（給電点）７が、第１のスロット１１を跨ぐように配置されている。
一対の給電部７が跨ぐように配置される、第１のスロット１１は、略上下方向（第１の方向）に、下端（一端）ａから上端（他端）ｂまで延在する。本実施形態において、第１のスロット１１の延在方向は窓ガラス６０の表面において、略垂直方向である。
第１の接続スロット１３は、第１のスロット１１の他端ｂに接続され、第１の方向に対して異なる方向に幅変更部ｃまで延在する。第１の実施形態では、第１の接続スロット１３の延在方向は、略水平方向（第３の方向）である。
第１の幅広スロット１４は、第１の接続スロット１３の端部（幅変更部）ｃに接続され、スロット幅が第１のスロット１１及び第１の接続スロット１３よりも広い。
第２のスロット１２は、第１のスロット１１の一端ａに接続され、第１の方向に対して異なる方向である略水平方向であって、車幅方向（第２の方向）に延在する。
第２の幅広スロット１５は、第２のスロット１２の端部ｅ（延在の終端部）に直接接続され、スロット幅が第２のスロット１２よりも広い。本実施形態において、第２の幅広スロット１５のスロット幅は、延在するほど漸進的に広がっている。
なお、各スロットの角は曲率を有して折れ曲がっていてもよい。また端部とは、各スロットの延在する終端であってもよいし、その端部手前のスロットである終端近傍であってもよい。
ここで、略上方は、他の端部よりも相対的に上方向になることを意味し、垂直方向上方及び斜め上方を含む、略下方は、他の端部よりも相対的に下方向になることを意味し、垂直方向下方及び斜め下方を含む。
例えば、車両に対する窓ガラス６０の取り付け角度は、例えば、地平面に対し、１５°〜９０°が好ましい。ガラスアンテナの上下方向とは、窓ガラス６０の表面における上下方向であって、窓ガラスと同じ傾きを有している。
上述のように、図４に示すガラスアンテナ１は、車両筐体７０の開口部の下縁部７１ｃと、該下縁部７１ｃに連なる側縁部７１ｄとの間の角部の近傍に配置される（図３、実線参照）。そのため、図４に示すガラスアンテナ１の左側が車両筐体７０の開口部の角部の側縁部７１ｄに近接し、下側が該角部の下縁部７１ｃに近接している。
図４において、第１の幅広スロット１４は、ガラスアンテナ１が近接して配置される、車両筐体７０の角部の下縁部７１ｃから離れた側（上側）に、開口している（開口部ｄ）。
第２の幅広スロット１５は、ガラスアンテナ１が近接して配置される、車両筐体７０の角部の下縁部７１ｃから離れた側（上側）に、開口している（開口部ｆ）。
金属膜２０において、第２のスロット１２及び第１のスロット１１よりも、ガラスアンテナ１が近傍に配置される下縁部７１ｃと側縁部７１ｄとの間の角部に近接する側が、接地側導体２１として機能する。一方、第２のスロット１２及び第１のスロット１１よりも、前記角部から離れた側が、芯線側導体２２として機能する。
給電部７は、芯線側給電部と接地側給電部とを有する一対の給電部であり、第１のスロット１１を一対の給電部で跨ぐように配置されることで、接地側導体２１及び芯線側導体２２に給電する。
なお、本実施形態では、第１の幅広スロット１４の上側に開口部ｄが設けられ、第２の幅広スロット１５の上側に開口部ｆが設けられる例を示しているが、開口部ｄ及び開口部ｆの位置は上側に限定されない。
本実施形態では、開口部ｄ及び開口部ｆは、ガラスアンテナ１が近接して配置される、車両筐体７０の角部から離れていると好適である。よって、本実施形態の変形として、第１の幅広スロット１４及び第２の幅広スロット１５は、車両筐体７０の角部の側縁部７１ｄから離れた側（図４の右側）に、開口していてもよい。
開口部ｄが形成されると、第１の接続スロット１３の形状及び配置により、金属膜２０の接地側導体２１の上部は線条形状となる。そのため、この線条接地側導体２１Ｌは、線条エレメントのように、特定の周波数において電波を放射する機能を備える。
なお、この線条接地側導体２１Ｌは、ガラスアンテナ１が近傍に設けられる車両筐体７０の角部から離れた側に位置するので、線条エレメントが影響を受ける車両筐体７０からの干渉の影響は受けにくい。
また、図４において、第１の実施形態のガラスアンテナ１において、金属膜２０の接地側導体２１及び芯線側導体２２は、幅の広いベタ部（塗りつぶし部）を備えている。
しかし、ベタ部の面積が広すぎると、ガラスと金属との熱吸収の違いにより、ガラスの成形に悪影響を及ぼし、ひずみが生じる恐れがある。
そこで、ガラスの成形性を保ちながら、金属膜２０の幅を広くできるように、接地側導体２１及び芯線側導体２２において、給電部７及び抵抗９を設置しない場所に、格子状（Ｇｒｉｄ）のくり抜き部（孔あき部、切り欠け部）２３，２４を形成してもよい（図５参照）。ただし、くり抜き部２３，２４は格子状に限らず、三角形や円形、その他の形状でもよい。また、くり抜き部２３，２４は他のスロットに影響を与えない程度に、最も短いスロット（図４では第１のスロット１１）よりも短くなるように設定される。
図５は、図４に示すガラスアンテナ１にくり抜き部２３，２４を形成し、抵抗９及び給電部７に、同軸ケーブル８ｃに接続された同軸ケーブル接続用オンガラスコネクタ（下記、単にコネクタともいう）８を設置した拡大図である。
本発明において、接地側導体２１、芯線側導体２２、給電部７、抵抗９、同軸ケーブル８ｃ、及び，同軸ケーブル接続用オンガラスコネクタ８は、導電体である窓ガラス６０の一方の表面（同一表面）である内側表面に設けられている。
本発明の実施形態では、上述のように、第１のスロット１１を跨ぐように配置されている給電部７に同軸ケーブル接続用オンガラスコネクタ８がはんだ８ｓによってはんだ付けされている。同軸ケーブル接続用オンガラスコネクタ８は、同軸ケーブル８ｃの内部導体が、金属膜２０の芯線側導体２２に、同軸ケーブル８ｃの編組線等の外部導体が接地側導体２１に接続、はんだ付けされる。
本発明の対象である通信用のアンテナでは、テレマティクスサービスを含む情報の送受信を行う。テレマティクスサービスの性質として、リアルタイム性や緊急性が求められることから、ネットワークの接続状態が維持されている必要がある。そこで、本発明の実施形態では、少なくともアンテナが接続されていることを検知するために接続検出用の抵抗９を設けてもよい。
なお、本実施形態では、抵抗９は波長に対して大きなサイズの抵抗モジュールを前提としており、アンテナ上にこの抵抗モジュールを配置するとアンテナ特性が変化するため、抵抗９とコネクタ８とが離間された位置に配置されると好ましい。そのため、図５に示すように、本実施形態のガラスアンテナ１では、抵抗９とコネクタ８とを離れた位置に取り付けることを前提とした構成になっている。
詳しくは、同軸ケーブル８ｃは金属筐体の側縁部７１ｄ側から配策されるため、ガラスアンテナ１において、側縁部７１ｄ（図３参照）に近い側の、ガラスアンテナ１の図５の左端に同軸ケーブル８ｃに接続されるコネクタ８が設けられる。同軸ケーブル８ｃ及びコネクタ８が設けられる第１のスロット１１からできるだけ離間するように、本実施形態では、抵抗９は幅広スロット１５を跨ぐように取り付けられる。
本実施形態の構成では、第２の幅広スロット１５において、抵抗９を設置するための部分である抵抗設置部１５δは、スロットの周縁が開口部ｆと同じ幅であって、周囲よりも狭いスロット幅となる、略平行の長方形形状のスロット形状である。
第２の幅広スロット１５は、開口部ｆと同じ幅の抵抗設置部１５δの他に、三角の部分及び三角の最も広い部分が延在する三角部１５α、該抵抗設置部１５δに対向する抵抗対向拡張部１５γ、及び三角部１５αと抵抗対向拡張部１５γとの間にある幅広接続部１５βを含んでいる。抵抗対向拡張部１５γの幅が広いため、接地側導体２１において、対応する箇所が線条に細くなる（線条角部導体２１Ｌｃ）。
この構成により、金属膜２０の接地側導体２１及び芯線側導体２２は、抵抗９を含み、コネクタ８に接続される同軸ケーブル８ｃの内部導体と編組線等の外部導体で繋ぐルートで閉回路を形成するように構成する。
このような構成において、車両に設けられ、同軸ケーブルに接続される通信機器（図示しない）により抵抗９を含む回路による所定の範囲の抵抗値が得られない場合、アンテナが接続されていないことを検知し、通信が行えないことを検出する。
ここで、接地側導体２１と芯線側導体２２とは、銀ペースト等の、導電性金属を含有するペーストを窓ガラス６０の車内側表面にプリントし、焼き付けて形成されている金属膜である。なお、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、窓ガラスの車内側表面又は車外側表面のどちらか一方の面に、窓ガラスに接着剤等により貼付して形成してもよく、窓ガラスが合わせガラスの場合にはその内部に設けてもよい。
また、抵抗９を設けることで、図５に示すＸが、車両用の窓ガラス６０の破損を検出するための断線検出経路として機能できる。
窓ガラス６０はリアガラスであり、一般的に強化ガラスが使用されるため、破損時は、窓ガラスが細かい粒状の破片となる。そのため、窓ガラス６０が破損すると、窓ガラス６０にプリントされた銀ペースト状の芯線側導体２２及び接地側導体２１も一緒に粒状になり、破損する。
よって、給電部７に接続されたコネクタ８及び抵抗９によって、芯線側導体２２と接地側導体２１とを接続することより、断線検出経路Ｘを形成している場合、断線検出経路Ｘが断線すると、抵抗値が無限大となり、窓ガラス６０が破損したことを検出できる。
従って、本発明のアンテナが断線の検出をすることで、ガラスの割れを検知できるため、窓ガラス６０において、別途ガラス割れ検知手段を設けなくて済む。そのため、窓ガラスに配設する部品点数を削減することができるため、アンテナ及びガラス割れ検知機能について省スペース化が可能となり、窓ガラスにおける見栄えを向上する。
さらに、本発明の第１実施形態では、図５からわかるように、抵抗９が給電部７から離れて配置されるため、給電部７付近の電流が抵抗９から干渉を受けることを防ぐことができる。
ここで、車両筐体が金属製である場合、窓ガラス上において、銀ペースト状の線条アンテナの放射エレメントを車両筐体に近い位置に設けると、金属との干渉により、アンテナの受信利得が低下する傾向がある。
しかし、本発明の実施形態において、図４、図６〜図１４に示す何れの実施形態を用いたとしても、放射エレメントは、スロットアンテナであるため、スロットを形成する金属膜２０の内部に電流で作る電界が閉じて形成されるため、金属や樹脂との干渉を受けにくい。
よって、本発明の実施形態のアンテナはその周囲部にデフォッガーや車両筐体等の金属が近接していても、あるいは車両筐体の樹脂の部分が近接しても、安定的な特性が得られ、さらにはその周囲部に透明導電膜等の金属膜が形成されても、同様に干渉を受けにくいアンテナが構成できる。
通信波は、国ごとに規定される利用周波数が異なり、また１つの国においてもキャリアごとに利用される周波数帯が異なる。従って、複数の通信波を送受信できるように広帯域に対応するアンテナが好ましい。
通信に用いられるＵＨＦ（Ultra High Frequency）波において、本発明のガラスアンテナは、例えばＬＴＥ（Long Term Evolution）に用いられる帯域のうち、３つの帯域（０．６９８ＧＨｚ〜０．９６ＧＨｚ（Ｂａｎｄ１）、１．７１ＧＨｚ〜２．１７ＧＨｚ（Ｂａｎｄ２）、２．４ＧＨｚ〜２．６９ＧＨｚ（Ｂａｎｄ３））において、通信できるように設定される。
さらに、本発明のガラスアンテナは、通信に用いられる周波数帯としてのＩＳＭ（Industry Science Medical）帯でも通信できるように設定されている。通信に用いられるＩＳＭ帯は０．８６３ＧＨｚ〜０．８７０ＧＨｚ（欧州）、０．９０２ＧＨｚ〜０．９２８ＧＨｚ（米国）２．４ＧＨｚ〜２．５ＧＨｚ（世界共通）である。ＩＳＭ帯の一例である２．４ＧＨｚ帯を使う通信規格としては、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｂに準拠するＤＳＳＳ方式の無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、一部のＦＷＡシステムなどがある。
したがって、米国、欧州のＩＳＭ帯は、ＬＴＥのＢａｎｄ１の帯域と重複しており、世界共通のＩＳＭ帯は、ＬＴＥのＢａｎｄ３と重複している。よって、本発明の実施形態のガラスアンテナは通信用のＩＳＭ帯に対しても適用できる。
具体的には、本発明の実施形態では、ガラスアンテナとして、金属膜２０に、長さ及び太さの異なるスロット１１，１２，１３と、幅広スロット１４，１５とを形成することで、複数の、広い周波数帯域に対応したアンテナとなる。
さらに、近年の通信サービスのフィールドテストにおいて、低周波帯では垂直偏波が重視される傾向がある。そこで、本実施形態において、第２のスロット１２、第１の接続スロット１３、第１の幅広スロット１４及び第２の幅広スロット１５は略水平方向に延在するため、垂直偏波の電波を送受信することができる。
従って、本発明の実施形態のガラスアンテナは、図１の従来例のように車両のデザインや空力特性に影響を与えることなく、さらに窓ガラス６０の外周縁６１近傍に設けられるため、見栄えを低下させることなく、複数の帯域であって広帯域に対応することができる。
なお、本実施形態では、ガラスアンテナ取り付け態様において、第２のスロット１２、第１の接続スロット１３、第１の幅広スロット１４及び第２の幅広スロット１５を略水平方向に延在させることとし、低周波域において、主に垂直偏波に対応するアンテナとしている。しかし、第２のスロット１２、第１の接続スロット１３、第１の幅広スロット１４及び第２の幅広スロット１５を略垂直方向に延在すれば、水平偏波に対応するアンテナとすることもできる。
ここで、車両は移動体であるため、複数の通信用アンテナを設け、場所によって受信感度の良い何れか一方のアンテナに切り替え可能な電波選択能を備えると好ましい。または、複数のアンテナにより通信容量を増加する機能であるＭＩＭＯ構成とするとさらに好ましい。
そのため、本発明において、窓ガラス６０の幅方向の中心線で概略線対称に本発明のアンテナ１と同様構成の広帯域のアンテナを設けることもできる（図３参照）。この際、複数のアンテナは互いに干渉を避けるため、所定距離（例えば、０．７ＧＨｚの０．２波長である８６ｍｍ以上）離れて設置すると好ましい。このように、窓ガラス６０に複数のガラスアンテナを設置して、アンテナ切り替えにより通信性能を向上させる、またはＭＩＭＯ構成とすることで移動体である車両においても広帯域で通信容量の向上の効果を得られる。
＜第２実施形態＞
図６は、本発明の第２実施形態に係るガラスアンテナ１Ａの拡大図である。
第１の実施形態において、幅広スロットの形状は、第１の幅広スロットは四角形状、第２の幅広スロットは三角形の形状であったが、幅広スロットの形状はこれに限られない。
本実施形態において、第１の幅広スロット１４Ａが、延在するほど漸進的に広がるような、三角形状である。
＜第３実施形態＞
図７は、本発明の第３実施形態に係るガラスアンテナ１Ｂの拡大図である。
本実施形態において、第２の幅広スロット１５Ｂが幅変更部ｅにおいて、急激に広がるような四角形状である。
ここで、第１〜第３実施形態において、第１の接続スロット１３は、第２のスロット１２よりも短い。そのため、第１の接続スロット１３に接続される第１の幅広スロット１４（１４Ａ）は、車幅方向（下縁部７１ｃと略平行な方向）において、第１のスロット１１と第２の幅広スロット１５（１５Ｂ）との間に設けられている。
この構成により、スロットアンテナを構成する金属膜２０（２０Ａ，２０Ｂ）を横長の矩形形状とすることができ、ガラスアンテナ１，１Ａ，１Ｂを形成する金属膜２０（２０Ａ，２０Ｂ）の配置スペースの縦方向を短くすることができる。
よって、デフォッガー４０が窓ガラス（リアガラス）６０の上下方向において、大部分を占めている場合であっても、窓ガラス６０の僅かな空白領域に、設置スペースが上下方向に短いガラスアンテナ１を配置することができる。
＜第４実施形態＞
図８は、本発明の第４実施形態に係るガラスアンテナ２の拡大図である。
本実施形態において、上記第１〜第３の実施形態と比較して、第１の接続スロット１３を介在させず、第１のスロット１１Ｃが直接、端部ｇにおいて第１の幅広スロット１４Ｃに直接、接続されている点が異なる。なお、第２の幅広スロット１５Ｃは、第２のスロット１２Ｃへ接続されている。
上述の第１〜第３の実施形態では、配置スペースの縦方向が短く、横方向に長い横長の例を説明したが、下記の実施形態は、配置スペースの横の長さが限定され、縦の長さが確保できる場合等に適用できる。アンテナを設置する場所の形状に応じて、適宜、形態を選択すると好ましい。
なお、図８に示す本実施形態では、第１の幅広スロット１４Ｃ，第２の幅広スロット１５Ｃともに、延在するほど漸進的に広がるような、三角の部分と、四角の部分とを組み合わせた形状である。
なお、変形例として、第１の幅広スロット１４Ｃ，第２の幅広スロット１５Ｃともに、延在するほど漸進的に広がるような、三角の形状によって形成されてもよい。また、抵抗９を設置するために、第２の幅広スロット１５Ｃにおいて、ガラスアンテナ２が近傍に設けられる角部から離れた部分は、図５で示すように開口部を設けてもよい。さらに第２の幅広スロット１５Ｃの形状は他の四角形と組み合わせた形であってもよい。
＜第５実施形態＞
図９は、本発明の第５実施形態に係るガラスアンテナ２Ａの拡大図である。
本実施形態は、図８に示す第４実施形態と比較して、第２の幅広スロット１５Ｄの形状が四角形状である点が異なる。
＜第６実施形態＞
図１０は、本発明の第６実施形態に係るガラスアンテナ２Ｂの拡大図である。
本実施形態は、図８に示す第４実施形態と比較して、第１の幅広スロット１４Ｅの形状が、四角形状である点が異なる。
＜第７実施形態＞
図１１は、本発明の第７実施形態に係るガラスアンテナ２Ｃの拡大図である。
上述の実施形態では、屈曲部ａの折れ曲がりは直角であったが、配置する窓のフランジの形状、他の部材の配置場所、配線の位置に合わせて折れ曲がりの角度を変えてもよい。
本実施形態において、図８の構成と比較して、屈曲部ａの折れ曲がり角度θｂが鈍角である点が異なる。
＜第８実施形態＞
図１２は、本発明の第８実施形態に係るガラスアンテナ２Ｄの拡大図である。
本実施形態において、図８の構成と比較して、第１のスロット１１Ｃと第２のスロット１２Ｃとの屈曲部ａの折れ曲がり角度θｂが鋭角である点が異なる。
上記第１実施形態〜第８実施形態では、図３に示す窓の左下角部に設置することを前提として説明したが、上述のガラスアンテナを左右反転して、図３に示す右下角部に設置することもできる。
下記の第９、第１０実施形態では、給電点が接続される位置、及び窓ガラス６０に対する配置位置が、上述の実施形態（ガラスアンテナ１，１Ａ，１Ｂ）とは、左右反転している、図３の右下の点線の位置に配置されるガラスアンテナ（３，３Ａ）の例を用いて説明する。ただし、第９及び第１０実施形態の構成においても、図３の左下に配置するようにガラスアンテナ３，３Ａを、左右反転して配置してもよい。
＜第９実施形態＞
図１３は、車両用の窓ガラス６０に設置される本発明の第９実施形態に係るガラスアンテナの拡大図である。
ガラスアンテナ３は、金属膜（導電膜）２０Ｆに切り抜き部１０Ｆが形成されることでスロットアンテナとして機能する。
詳しくは、金属膜２０Ｆに、第１のスロット１１Ｆと、第２のスロット１２Ｆと、第１の幅広スロット１４Ｆと、第２の幅広スロット１５Ｆと、が切り抜き部１０Ｆとして形成されている。そして、一対の給電部（給電点）７Ｆが、第１のスロット１１Ｆを跨ぐように配置されている。
本実施形態では、上記スロットアンテナを構成する金属膜２０Ｆは、側縁方向と、上方向が開口している。詳しくは、図１３において、第１の幅広スロット１４Ｆは、ガラスアンテナ３が近接して配置される、車両筐体７０の角部の側縁部７１ｂに近接する側（図１３右側）に、開口している（開口部ｇ）。
また、第２の幅広スロット１５Ｆは、ガラスアンテナ３が近接して配置される、車両筐体７０の角部の下縁部７１ｃから離れた側（図１３上側）に、開口している（開口部ｈ）。
一対の給電部７Ｆが跨ぐように配置される、第１のスロット１１Ｆは、略上下方向（第１の方向）に、下端（一端）から上端（他端）まで延在する。本実施形態において、第１のスロット１１Ｆの延在方向は窓ガラス６０の表面において、略垂直方向である。
第１の幅広スロット１４Ｆは、第１のスロット１１Ｆの他端（上端）に接続され、スロット幅が第１のスロット１１Ｆよりも広い。
第２のスロット１２Ｆは、第１のスロット１１Ｆの一端（下端）に接続され、第１の方向に対して異なる方向である略水平方向であって、車幅方向（第２の方向）に延在する。
第２の幅広スロット１５Ｆは、第２のスロット１２Ｆの端部（延在の終端部）に接続され、スロット幅が第２のスロット１２Ｆよりも広い。
本実施形態において、第２の幅広スロット１５Ｆのスロット幅は、一度狭くなるくびれ部１５Ｆ２を挟んで、延在するほど漸進的に、及び段階的に広がっている。詳しくは、本実施形態の第２の幅広スロット１５Ｆは、第１の漸進拡張部１５Ｆ１と、くびれ部１５Ｆ２と、第２の漸進拡張部１５Ｆ３と、矩形部１５Ｆ４とを含む。
第１の漸進拡張部１５Ｆ１は、第２のスロット１２Ｆの端部と接続され、横方向に延在するにつれ徐々にスロット幅が広がっている。くびれ部１５Ｆ２は、第１の漸進拡張部１５Ｆ１の広がった端部と接続され、第１の漸進拡張部１５Ｆ１の広がったスロット幅から第２のスロット１２Ｆの端部から延長される部分を削ることでスロット幅を狭めている。第２の漸進拡張部１５Ｆ３は、くびれ部１５Ｆ２の端部と接続され、延在するにつれ徐々にスロット幅を広げる。矩形部（上方に開口する部分）１５Ｆ４は第２の漸進拡張部１５Ｆ３の広がった端部と接続され、矩形形状に、開口部ｈの幅を形成しながら、上方に延在する。
本実施形態では、金属膜２０Ｆにおいて、第２のスロット１２Ｆ及び第１のスロット１１Ｆよりも、下側であって、略コの字形状の導体が、接地側導体２１Ｆとして機能する。一方、第２のスロット１２Ｆ及び第１のスロット１１Ｆよりも、上側であって、該コの字に窪み形状に、導体の一部が嵌りこむ形状の導体が、芯線側導体２２Ｆとして機能する。
なお、本実施形態の金属膜２０Ｆでは矩形ではない。芯線側導体２２Ｆの一部が接地側導体２１Ｆよりも金属筐体７０の側縁部７１ｂ側（図１３中右側）へ突出している（飛び出している）。また、芯線側導体２２Ｆの一部が接地側導体２１Ｆよりも上側へ突出している。
接地側導体２１Ｆと芯線側導体２２Ｆとの位置関係や側方や上方への突出する量を調整することで、ガラスアンテナ３のアンテナ特性を調整することができる。
また、本実施形態においても、第１のスロット１１Ｆを跨ぐように配置される一対の給電部７Ｆによって、接地側導体２１Ｆ及び芯線側導体２２Ｆに給電する。
図１４は、図１３に示す通信用ガラスアンテナに、抵抗９Ｆ、及び同軸ケーブル８ｃＦに接続された同軸ケーブル接続用オンガラスコネクタ（コネクタ）８Ｆを設置した拡大図である。
上述の実施形態に抵抗９を設ける場合は、図５に示すように給電部７と抵抗９とを離間して設置していた。
しかし、本実施形態では、抵抗モジュールのサイズが小さく、アンテナ上に配置したときのアンテナ特性の変化が小さいため、抵抗９Ｆと、コネクタ８Ｆが取り付けられる給電部７Ｆとを近づけることができる。
本発明の実施形態では、上述のように、第１のスロット１１Ｆを跨ぐように配置されている給電部７Ｆにコネクタ８Ｆがはんだ８ｓＦによってはんだ付けされている。コネクタ８Ｆは、同軸ケーブル８ｃＦの内部導体が、金属膜２０Ｆの芯線側導体２２Ｆに、同軸ケーブル８ｃＦの編組線等の外部導体が接地側導体２１Ｆに接続、はんだ付けされる。
本実施形態において、抵抗９Ｆは、第２の幅広スロット１５Ｆではなく、第１のスロット１１Ｆの下端に接続された第２のスロット１２Ｆを跨いで配置されている。
この構成でも、金属膜２０Ｆの接地側導体２１Ｆ及び芯線側導体２２Ｆは、抵抗９Ｆを含み、コネクタ８Ｆに接続される同軸ケーブル８ｃＦの内部導体と編組線等の外部導体で繋ぐルートで閉回路を形成するように構成する。
このような構成においても、車両に設けられ、同軸ケーブル８ｃＦに接続される通信機器（図示しない）によって、コネクタ８Ｆ及び抵抗９Ｆによって芯線側導体２２Ｆと接地側導体２１とが接続された断線検出経路回路において、所定の範囲の抵抗値が得られない場合、アンテナが接続されていないことを検知し、通信が行えないことを検出することができる。
よって、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、抵抗９Ｆは、少なくともアンテナが接続されていること検知するために接続検出用に用いることができる。
また、本実施形態においても、接地側導体２１Ｆ及び芯線側導体２２Ｆにおいて、給電部７Ｆ及び抵抗９Ｆを設置しない場所に、格子状のくり抜き部２３Ｆ，２４Ｆを形成してもよい（図１４参照）。ただし、芯線側導体２２Ｆの突出部分（図１４右上部）が細い場合は、その突出部分にはくり抜き部２４Ｆを設けず、接地側導体２１Ｆの窪みに、嵌り込む形状の部分（図１４中央部）のみに、くり抜き部２４Ｆを設けてもよい。くり抜き部２３Ｆ，２４Ｆの形成例は一例であって、他の部分に設けてもよい。
＜第１０実施形態＞
図１５は、車両用の窓ガラス６０に設置される本発明の第１０実施形態に係るガラスアンテナ３Ａの拡大図である。
ガラスアンテナ３Ａは、金属膜（導電膜）２０Ｇに切り抜き部１０Ｇが形成されることでスロットアンテナとして機能する。
詳しくは、金属膜２０Ｇに、第１のスロット１１Ｇと、第２のスロット１２Ｇと、第１の幅広スロット１４Ｇと、第２の幅広スロット１５Ｇと、が切り抜き部１０Ｇとして形成されている。そして、一対の給電部（給電点）７Ｇが、第１のスロット１１Ｇを跨ぐように配置されている。
本実施形態では、上記スロットを構成する金属膜２０Ｇは、側縁方向と、上方向が開口している。詳しくは、図１５において、第１の幅広スロット１４Ｇは、ガラスアンテナ３Ａが近接して配置される、車両筐体７０の角部の側縁部７１ｂに近接する側（図１５右側）に、開口している（開口部ｉ）。
また、第２の幅広スロット１５Ｇは、ガラスアンテナ３Ａが近接して配置される、車両筐体７０の角部の下縁部７１ｃから離れた側（図１５上側）に、開口している（開口部ｊ）。
一対の給電部７Ｇが跨ぐように配置される、第１のスロット１１Ｇは、略上下方向（第１の方向）に、下端（一端）から上端（他端）まで延在する。本実施形態において、第１のスロット１１Ｇの延在方向は窓ガラス６０の表面において、第１の方向である略垂直方向である。
第１の幅広スロット１４Ｇは、第１のスロット１１Ｇの他端（上端）に接続され、スロット幅が第１のスロット１１Ｇよりも広い。本実施形態では、第１の幅広スロット１４Ｇは、第１の方向に対して異なる方向に延在し、例えば、第１の幅広スロット１４Ｇの延在方向は、略水平方向であって、車幅方向（第２の方向）である。
第２のスロット１２Ｇは、第１のスロット１１Ｇの一端（下端）に接続され、第１の方向に対して異なる方向である略水平方向であって、車幅方向（第２の方向）に延在する。図１５では、第２のスロット１２Ｇの延在方向は、第１の幅広スロット１４Ｇの延在方向と略平行な例を示しているが、延在方向は異なる方向であってもよい。
第２の接続スロット１６は、第２のスロット１２Ｇの他端に接続され、第２の方向に対して異なる方向（第４の方向）に延在する。第９実施形態では、第２の接続スロット１６の延在方向は、第１の方向と略平行で、略垂直方向である。
第２の幅広スロット１５Ｇは、第２の接続スロット１６の端部（延在の終端部）に接続され、スロット幅が第２の接続スロット１６よりも広い。
本実施形態において、第２の幅広スロット１５Ｇのスロット幅は、くびれ部１５Ｇ２を挟んで段階的に広がっている。詳しくは、本実施形態の、第２の幅広スロット１５Ｇは、第１の幅広部１５Ｇ１、くびれ部１５Ｇ２と、くびれ部１２Ｇ２、第２の幅広部１５Ｇ３と、矩形部（第３の幅広部）１５Ｇ４とを含む。
第１の幅広部１５Ｇ１は、第２の接続スロット１６の端部と接続され、前記第２の接続スロット１６よりも横方向にスロット幅が広く、縦方向に延在する。くびれ部１５Ｇ２は、第１の幅広部１５Ｇ１の端部（上端）と接続され、第１の幅広部１５Ｇ１の広がったスロット幅から第２の接続スロット１６の端部から延長される部分を削ることでスロット幅を狭めている。第２の幅広部１５Ｇ３は、部分的にスロット幅が狭められたくびれ部１５Ｇ２の端部と接続され、くびれ部１５Ｇ２よりも横方向にスロット幅が広く、縦方向に延在する。矩形部（上方に開口する部分）１５Ｇ４は第２の幅広部１５Ｇ３の端部（上端）と接続され、幅広部１５Ｇ３よりも横方向にスロット幅が広く、矩形形状に、開口部ｊの幅を形成しながら、上方に延在する。
本実施形態では、金属膜２０Ｇにおいて、第２のスロット１２Ｇ及び第１のスロット１１Ｇよりも、下側であって、略コの字形状の導体が、接地側導体２１Ｇとして機能する。一方、第２のスロット１２Ｇ及び第１のスロット１１Ｇよりも、上側であって、該コの字に窪み形状に、導体の一部が嵌りこむ形状の導体が、芯線側導体２２Ｇとして機能する。
なお、本実施形態の金属膜２０Ｇでは矩形ではなく、芯線側導体２２Ｇの一部が接地側導体２１Ｇよりも金属筐体７０の側縁部７１ｂ側（図１５右側）へ突出している。また、接地側導体２１Ｇの一部が芯線側導体２２Ｇよりも僅かに上側へ突出している。
接地側導体２１Ｇと芯線側導体２２Ｇとの位置関係及び上方や側方への突出量を調整することで、ガラスアンテナ３Ａのアンテナ特性を調整することができる。
本実施形態における、抵抗、コネクタ等の構成や取り付け位置等は第９実施形態と同様である。
また、本実施形態でも、接地側導体２１Ｇ及び芯線側導体２２Ｇにおいて、給電部７Ｇ及び抵抗を設置しない場所に、格子状のくり抜き部２３Ｇ，２４Ｇを形成してもよい。ただし、図１５に示すように、接地側導体２１Ｇにおいてコの字形状の窪み部分が小さい場合には、その部分に嵌めこまれる芯線側導体２２Ｇにはくり抜き部２４Ｇを設けず、窪みから突出している部分（図１５右上部）のみに、くり抜き部２４Ｇを設けてもよい。くり抜き部２３Ｇ，２４Ｇの形成例は一例であって、他の部分に設けてもよい。
ここで、第９実施形態及び第１０実施形態では、縦方向（略垂直方向）において、スロットの折り返し（重なり）が存在しない。この構成により、スロットアンテナを構成する金属膜２０Ｆ，２０Ｇを横長の形状とすることができ、ガラスアンテナ３，３Ａを形成する金属膜２０Ｆ，２０Ｇの配置スペースの縦方向を短くすることができる。
よって、デフォッガー４０が、窓ガラス（リアガラス）６０の上下方向において、大部分を占めている場合であっても、窓ガラス６０の僅かな空白領域に、見栄えを低下することなく、上下方向に短いガラスアンテナ３（３Ａ）を配置することができる。
第１〜第８のいずれの実施形態を用いた場合であっても、少なくとも、第２のスロット１２、及び第２の幅広スロット１５（１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ）は略水平方向に延在するため、いずれの実施形態においても、垂直偏波の電波を一層送受信しやすくなる。
また、第１０実施形態を用いた場合であっては、第２のスロット１２Ｇ、及び第１の幅広スロット１４Ｇは略水平方向に延在するため、垂直偏波の電波を一層送受信しやすくなる。
さらに、第１〜第４実施形態、及び第９実施形態を用いた場合では、第２のスロット１２，１２Ｆ）、及び第２の幅広スロット１５，１５Ｂ，１５Ｆ及び第１の幅広スロット１４，１４Ａ，１４Ｆは略水平方向に延在するため、いずれの実施形態においても、垂直偏波の電波を一層送受信しやすくなる。
また、図３において、本発明のアンテナとは異なる用途のアンテナ、例えば、放送波（テレビ、ＡＭ、ＦＭ、ＤＴＶ、ＤＡＢ等）を受信するためのアンテナをリアガラスに設けてもよい。あるいは、キーレスで車両のドアの開閉等を行うリモートキーレスエントリー用アンテナ、スマートエントリー用アンテナをリアガラスに設けてもよい。
上述のように、リアガラスにおいて、本発明のガラスアンテナと異なる用途のガラスアンテナを設ける場合、別のガラスアンテナは窓ガラスにおいて、離れた場所に設置されると好ましい。例えば、図３の場合は、別のガラスアンテナは上縁部近傍、本発明のアンテナが上縁部近傍に設置される場合は、別のアンテナは下縁部近傍に設置される。
また、上述の実施形態では車両用の窓ガラス（リアガラス）６０に、打ち抜きやエッチング加工により、切り抜き部１０が形成された導体（例えば、銀箔や銅箔）である金属膜（導電膜）を設けることでガラスアンテナを構成していた。さらには、銀ペーストを焼成して形成される、従来のガラスアンテナやデフォッガーと同様にスクリーン版によるプリントにより、本発明のガラスアンテナを構成した。この場合には、他のガラスアンテナやデフォッガーと一括して本発明のガラスアンテナの形成が可能であり、量産性に優れた方式となる。
しかし、上述と同様の切り抜き部を形成した導体層を合成樹脂製フィルムの内部又はその表面に設けた、合成樹脂製フィルムやフレキシブル回路基板などを窓ガラスの車内側表面又は車外側表面のいずれか一方の所定の場所に設置して（貼りつけて）、ガラスアンテナとしてもよい。なお、車外側表面に設置する場合は筐体の下部が樹脂等で窓ガラスの一部が隠れる場合に限られ、それ以外の場合は、視認性及び耐久性の面から、車内側表面に取り付けられると好ましい。
また、車内の温度上昇の抑制や紫外線対策のため、紫外線透過率が低く、太陽光の赤外線を反射する、薄膜の金属層で窓全体をコーティングした窓も存在する。この場合、金属層の薄膜の一部に上述の切り抜き部を形成して、ガラスアンテナとして機能させてもよい。
また、上述の第１〜第１０のいずれの実施形態においても、ガラスアンテナの構成要素及び接続されるコネクタや抵抗は、窓ガラスの一方の表面（好ましくは、車内側表面）に配置されている。
したがって、このガラスアンテナは、ガラスに対して片面だけでアンテナを形成できるため、両面で構成するよりも、生産効率が高く、既存の車両のガラスに、後付けすることも可能である。
さらに、片面だけでアンテナを構成するので、表面と裏面側とのパターンズレ等を考慮する必要がない。
以上、ガラスアンテナ及び窓ガラスを複数の実施形態例により説明したが、本発明は上記実施形態例に限定されるものではない。他の実施形態例の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。
本発明は、双方向の通信に用いる通信波用のアンテナとして、ＬＴＥ通信に用いられる帯域のうち、３つの帯域（０．６９８ＧＨｚ〜０．９６ＧＨｚ（Ｂａｎｄ１）、１．７１ＧＨｚ〜２．１７ＧＨｚ（Ｂａｎｄ２）、２．４ＧＨｚ〜２．６９ＧＨｚ（Ｂａｎｄ３））、あるいはＩＳＭ通信波の帯域（０．８６３ＧＨｚ〜０．８７０ＧＨｚ，０．９０２ＧＨｚ〜０．９２８ＧＨｚ，２．４ＧＨｚ〜２．５ＧＨｚ）の双方向の通信に主に利用される。
＜＜実施例＞＞
＜第１実施形態の電流シミュレーション＞
後述するような数値に設定した本発明の実施形態のガラスアンテナを、ＦＩ（Finite Integration）法に基づいてシミュレーションしたことによる、金属膜２０における電流分布について説明する。
図５に示した形態のガラスアンテナ１について、窓ガラス６０に模したガラスに取り付けて、コンピュータ上で電流分布について演算（シミュレーション）数値計算を行った。
図５で示した実施形態のガラスアンテナ１の形状において寸法は、単位をｍｍとして、
Ｌ１１（スロット長さ）：２５．８
Ｗ１１（スロット線幅）：２．７
Ｌ１２：５８．４
Ｗ１２：２．７
Ｌ１３：３３．３
Ｗ１３：２．７
Ｌ１４：２７．３
Ｗ１４：２６．０
Ｌ１５：５９．７
第２の幅広スロット１５の三角部１５αの幅：２４．７
第２の幅広スロット１５の幅広接続部１５βの幅：１７．２
第２の幅広スロット１５の抵抗対向拡張部１５γの幅：３４．５
開口部ｄ： ９．６
開口部ｆ（第２の幅広スロット１５の抵抗設置部１５δの幅）：７．８
線条接地側導体２１Ｌの幅：０．８
金属膜２０の縦の長さ：５０
金属膜２０の横の長さ：１３２．７
とした。
第１の幅広スロット１４における終端の角度を９４．５°、第２の幅広スロット１５が徐々に広がる角度を４２．７°とした。
また、本実施例で用いたガラスアンテナは、図５に示す例のように格子状の、５ｍｍｘ５ｍｍ以下の寸法のくり抜き２３，２４を設けた構成を用いた。くり抜き部２３，２４は、金属膜２０における各スロットを構成するスロット端部から少なくとも２．３ｍｍ離れて配置され、矩形形状の金属膜２０の四辺から少なくとも３ｍｍ離れて配置される。また、くり抜き部２３，２４は、給電部７及び抵抗９を設置する部分には形成せず、くり抜き部２３，２４が給電部７及び抵抗９と直接接触しないように構成されている。
ここで、図１６〜図１９を用いて、各周波数帯におけるシミュレーションによる電流分布を説明する。図１６〜図１９において、矢印が太いほど電流が集中していることを示している。
なお、図１６〜図１９で示す電流の大きさと向きは一例であり、発生する電流は周期的に大きさと向きが変化する。電流の大きさと向きが変わっても、その周波数での、金属膜２０における電流が流れる位置はほぼ変わらない。
図１６は、周波数が０．６９８ＧＨｚ（Ｂａｎｄ１）のときの電流分布を示す模式図（シミュレーション図）である。周波数が０．６９８ＧＨｚのときは、第２のスロット１２及び第１の幅広スロット１４及び第２の幅広スロット１５に電流が流れ、放射している。
図１７は、周波数が０．８３ＧＨｚ及び０．９６ＧＨｚ（Ｂａｎｄ１）のときの電流分布を示す模式図である。周波数が０．８３ＧＨｚ及び０．９６ＧＨｚのとき、第１の接続スロット１３及び第１の幅広スロット１４に電流が流れ、放射している。
図１８は、周波数が１．７１ＧＨｚ〜２．１７ＧＨｚ（Ｂａｎｄ２）のときの電流分布を示す模式図である。周波数が１．７１ＧＨｚ、１．９４ＧＨｚ、及び２．１７ＧＨｚのとき、電流はほぼ同じ大きさ及び向きを示す。Ｂａｎｄ２のとき、第１のスロット１１、第２のスロット１２、第１の接続スロット１３、及び第１の幅広スロット１４の周縁に電流が流れ、放射している。
図１９は２．４ＧＨｚ〜２．６９ＧＨｚの帯域（Ｂａｎｄ３）に対応するシミュレーション図であって、周波数が２．４ＧＨｚ、２．５４５ＧＨｚ、及び２．６９ＧＨｚのときも、電流はほぼ同じ分布となる。Ｂａｎｄ３のとき、第１のスロット１１、第２のスロット１２、第１の接続スロット１３、第１の幅広スロット１４、第２の幅広スロット１５及びその周縁に電流が流れ、放射している。
図１６〜図１９のシミュレーション図でわかるように、本発明の実施形態のガラスアンテナ１は、長さ及び太さの異なる複数のスロットが形成されているため、広い周波数帯域に対して、アンテナとして通信することができる。
従って、本発明の実施形態のガラスアンテナは、図１のように車両のデザインや空力特性に影響を与えることなく、複数の帯域であって広帯域に対応することができる。さらに窓ガラス６０の外周縁６１近傍に設けられるため、広帯域に対応しつつ、図２のように窓ガラス上において見栄えを低下させることはない。
＜リターンロス＞
後述するような数値に設定した本発明の実施形態のガラスアンテナをＦＩ法に基づく電磁界シミュレーションによって、周波数０．５ＧＨｚ〜３．０ＧＨｚにおいて、下記実施例２〜７において、リターンロス（反射係数）を数値計算した。
通信に用いる周波数帯において、リターンロスは、一般的に−７ｄＢ以下、好ましくは−１０ｄＢ以下であると好ましい。
＜第１実施形態のシミュレーションによるリターンロス＞
図２０に、通信に用いる周波数帯（Frequency）における、図４及び図５で示すガラスアンテナ１のリターンロスのシミュレーション結果を示す。
グラフにおける２つの凡例の違いは、上述の実施例１の寸法のガラスアンテナ１におけるくり抜き部（Grid）２３，２４の有無である。
図２０からわかるように、接地側導体２１及び芯線側導体２２に夫々くり抜き部２３，２４が形成されていても、所望の周波数帯域である、Ｂａｎｄ１〜Ｂａｎｄ３における、リターンロスは−７ｄＢ以下であり、アンテナの性能は保存されている。
＜給電部の位置を変えたときのシミュレーションによるリターンロス＞
図２１に、第１実施形態のガラスアンテナ１において、給電部７の設置位置を変えたときの、通信に用いる周波数帯におけるリターンロスを示す。
図２１において、Ｄｆは、第１のスロット１１の下側の端部ａ（図４参照）から給電部（Feeding Point）７までの距離を示す。Ｄｆ＝１３の設計値とすると、上方の角部からの距離は１２．８ｍｍである。Ｄｆ＝８であるとき、上方の角部（上側の端部ｂ）から給電部７の距離は、１７．８ｍｍである。Ｄｆ＝１８であるとき、上方の角部から給電部７までの距離は、７．８ｍｍである。
図２１に示すように、給電部７の位置を移動しても、所望の周波数帯域である、Ｂａｎｄ１〜Ｂａｎｄ３における、アンテナの性能は保存されている。
よって、製造工程において、給電部の設置位置が、設計値の給電位置（Ｄｆ＝１３ｍｍの位置）に対してずれても性能が保存されるため、位置ロバスト性を高めることができる。
なお、Ｄｆ＜８、１８＜Ｄｆのときリターンロスの所望値である−７ｄＢを満足しないため、給電部７の設置位置は、８＜Ｄｆ＜１８、つまり、上部及び下部の角部（端部ａ，ｂ）から８ｍｍ以上離れていると、より好適である。
＜幅広スロットの形状を変えたときのシミュレーションによるリターンロス＞
図２２に、第４〜第６実施形態の幅広スロットの形状が異なるガラスアンテナ２，２Ａ，２Ｂの、通信に用いる周波数帯におけるリターンロスを示す。
このときの各部の寸法を示す。単位をｍｍとして
｛例１：図８｝
Ｌ１１Ｃ：５２
Ｗ１１Ｃ：３
Ｌ１２Ｃ：６８
Ｗ１２Ｃ：４
Ｌ１４Ｃ（三角部）：２５
Ｌ１４Ｃ（長方形部）：２５
Ｗ１４Ｃ：６０
Ｌ１５Ｃ（三角部）：３１
Ｌ１５Ｃ（長方形部）：７５
Ｗ１５Ｃ：１０４
｛例２：図９｝
Ｌ１１Ｃ：４４
Ｗ１１Ｃ：２
Ｌ１２Ｃ：７０
Ｗ１２Ｃ：４
Ｌ１４Ｃ（三角部）：２６
Ｌ１４Ｃ（長方形部）：２７
Ｗ１４Ｃ：６１
Ｌ１５Ｄ：１２０
Ｗ１５Ｄ：６３
｛例３：図１０｝
Ｌ１１Ｃ：５０
Ｗ１１Ｃ：３
Ｌ１２Ｃ：６２
Ｗ１２Ｃ：４
Ｌ１４Ｅ：４７
Ｗ１４Ｅ：５２
Ｌ１５Ｃ（三角部）：２９
Ｌ１５Ｃ（長方形部）：８４
Ｗ１５Ｃ：７２
図２２に示すように、幅広の形状を、四角形や三角部と長方形を組み合わせた形状へと変化させても、所望の周波数帯域である、Ｂａｎｄ１〜Ｂａｎｄ３における、アンテナの性能は保存されている。
なお、本実施例において、折れ曲がりが１回のガラスアンテナ２、ガラスアンテナ２Ａ、ガラスアンテナ２Ｂを用いて説明したが、折れ曲がりが２回であっても同様にアンテナの性能は確保され、第１〜第３実施形態に示すように、折り曲がりが２回の幅広スロットの形状を変更してもよい。
＜接続の屈曲の角度を変えたときのシミュレーションによるリターンロス＞
図２３に、第４、第７、第８実施形態の屈曲の角度が異なるガラスアンテナ２，２Ｃ，２Ｄの、通信に用いる周波数帯におけるリターンロスを示す。
図２３において、屈曲の角度（bent angle）を、θｂ＝６０°（図１２のガラスアンテナ２Ｃ）、９０°（図８のガラスアンテナ２）、１３５°（図１１のガラスアンテナ２Ｄ）と変化させた。
図２３に示すように、屈曲の角度を６０°、９０°、１３５°と変化させても、所望の周波数帯域である、Ｂａｎｄ１〜Ｂａｎｄ３における、アンテナの性能は保存されている。
よって、配置する窓のフランジの形状、他の部材の配置場所、配線の位置に合わせて折れ曲がりの角度を変えてもよい。
なお、実施例において、折れ曲がりが１回の第４、第７、第８実施形態を用いて説明したが、折れ曲がりが２回の第１〜第３実施形態であっても同様に、屈曲の角度を変更してもよい。
＜金属筐体からの距離を変えたときのシミュレーションによるリターンロス＞
図２４に、車両筐体７０が金属製である場合に、車両筐体７０からの距離を変化させたときの、第１実施形態のガラスアンテナ１の、通信に用いる周波数帯におけるリターンロスを示す。このとき、ガラス単体と筐体を模した金属とを用いてシミュレーションした。
図２４において、Ｄｅは、車両筐体７０の下縁部（edge）７１ｃと、ガラスアンテナ１の金属膜２０の下辺との距離を示す。距離Ｄｅを、３、１０、５０ｍｍと変化させた。
図２４に示すように、下縁部７１ｃに対する、ガラスアンテナ１の位置（距離）Ｄｅを移動しても、所望の周波数帯域である、Ｂａｎｄ１〜Ｂａｎｄ３における、アンテナの性能は保存されている。
よって、線条エレメントで構成されるアンテナとは異なり、スロットアンテナであるガラスアンテナ１は、Ｂａｎｄ１〜Ｂａｎｄ３においてアンテナの性能を保存したまま、車両筐体７０へ近接させることができる。よって、例えば、リアガラス下縁部近傍に配置することで、ガラスアンテナ１は、搭乗者から見えづらくなり、デザインの優れた窓ガラスとなる。
なお、Ｂａｎｄ１において、車両筐体７０の下縁部７１ｃに対するガラスアンテナ１の位置が近づくにつれ、リターンロスの値が大きくなる傾向にある。ｄ＝３ｍｍで−７ｄＢぎりぎりになるため、設計値として３ｍｍ以上離れているとより好ましい。
＜金属線からの距離を変えたときのシミュレーションによるリターンロス＞
図２５に、デフォッガーからの距離を変化させたときの、第１実施形態のガラスアンテナ１の、通信に用いる周波数帯におけるリターンロスを示す。このとき、ガラス単体とガラスの表面上にヒーター線を模した金属線とを配置して、シミュレーションした。
図２５において、Ｄｈは、デフォッガーにおける最も下に配置されるヒーター線（例えば、図３におけるヒーター線４２ｃ）と、ガラスアンテナ１の金属膜２０の上辺との距離を示す。距離Ｄｈを、２０、３０、５０ｍｍと変化させた。
図２５に示すように、デフォッガー４０に対する、ガラスアンテナ１の位置（距離）Ｄｈを２０、３０、５０ｍｍと移動しても、所望の周波数帯域である、Ｂａｎｄ１〜Ｂａｎｄ３における、アンテナの性能は保存されている。
なお、Ｂａｎｄ１において、デフォッガー４０に対するガラスアンテナ１の位置Ｄｈが近づくにつれ、リターンロスの値が大きくなる傾向にある。ｄ＝２０ｍｍで−７ｄＢぎりぎりになるため、ガラスアンテナ１はデフォッガー４０の最も下側のヒーター線４２ｃから２０ｍｍ以上離れていると、より好ましい。
＜第１実施形態の実測によるリターンロス＞
図２６は、第１実施形態のガラスアンテナ１における、実測のリターンロスを示すグラフである。上述の実施例２〜７に示すリターンロスは、車両とは別に、ガラス単体にガラスアンテナを設けてシミュレーションしたが、図２６では、実際の車両筐体７０に窓ガラス６０を設置し、その窓ガラス６０に、ガラスアンテナ１を設けて、リターンロスを測定した。
ガラスアンテナ１の寸法は、実施例１と同様とした。
実測において、ガラスアンテナ１を窓ガラス６０に配置する位置として、車両筐体７０の下縁部７１ｃから金属膜２０の下辺までの距離を６．０ｍｍ、車両筐体７０の側縁部７１ｄから金属膜２０の側辺までの距離を５８．９ｍｍとした。
図２６に示すように、所望の周波数帯域である、Ｂａｎｄ１〜Ｂａｎｄ３におけるリターンロスは−７ｄＢ以下であるため、所望の周波数帯域で所望のアンテナ性能を得ることができる。
よって、ガラスアンテナ１を、車両筐体７０に設置された構成で実測しても、ガラス単体のシミュレーション同様に、所望のリターンロスを得ることができる。
＜第１実施形態の実測によるアンテナ利得＞
上述したガラスアンテナの形態を実際の車両用窓ガラス（リアガラス）に取り付けて作製された車両用ガラスアンテナについて、そのアンテナ利得の実測結果について説明する。
図２７は、実験条件を示す概略図であって、測定に用いた車両５０及び送信用アンテナＴｘの状態を説明する図である。アンテナ利得は、ガラスアンテナが形成された車両用窓ガラスを、ターンテーブル上の車両の窓枠に組みつけて実測された。このとき窓ガラスは水平面に対して約２０°傾いた状態となる。
ガラスアンテナが形成された車両用窓ガラスを組みつけた車両５０の左右、前後車軸中央をターンテーブル中心に合わせて、ターンテーブルを回転させることで、車両５０を水平方向に３６０°回転させて行った。
ターンテーブル回転角度θｒ＝０°〜３６０°（２°毎）、送信アンテナＴｘからの電波の送信仰角θｅ＝０°〜３０°（２°毎）、におけるアンテナ利得を所定の周波数範囲において１０ＭＨｚ毎に測定した。仰角θｅは、地面と平行な方向をθｅ＝０°、天頂方向をθｅ＝９０°とする。アンテナ利得は、測定系をあらかじめ標準利得アンテナによる校正を行い絶対利得で標記した。
図２８に、送信アンテナＴｘからの垂直偏波をガラスアンテナ１で受信したときの利得（全周及び仰角平均利得測定結果）を示し、図２９に、送信アンテナＴｘからの水平偏波をガラスアンテナ１で受信したときの利得を示す。詳しくは、送信アンテナＴｘを仰角θｅ＝０°〜３０°まで２°毎とし、各仰角θｅにおいて、車両５０を３６０°回転（θｒ＝０〜３６０°（全周）、２°毎）させ、測定したデータの平均利得特性を示す。
本発明における、図２８、図２９の利得の計測において、図５で示した実施形態のガラスアンテナ１の形状において寸法は、実施例１と同様である。
本実施例において、一例として、抵抗９は、抵抗値＝１００ｋΩ、誤差±５％の抵抗器（抵抗モジュール素子）を用いた。また、給電部７は、同軸ケーブル接続用のオンガラスコネクタ８をはんだ付けして用いた。
Figure 0006614237
 表１は、図２８で示した通信波の利得で、例えばＬＴＥとして用いられる帯域のうち、３つの帯域０．６９８ＧＨｚ〜０．９６ＧＨｚ（Ｂａｎｄ１）、１．７１ＧＨｚ〜２．１７ＧＨｚ（Ｂａｎｄ２）、２．４〜２．６９ＧＨｚ（Ｂａｎｄ３）において、ガラスアンテナ１が受信する垂直偏波の平均利得（Average Gain）、及び３つの帯域の利得の平均値（算術平均値）（３Band Average）を示す。
Figure 0006614237
 表２は、図２９で示した上記３つの帯域の通信波の利得について、ガラスアンテナ１が受信する水平偏波の平均利得、及び３つの帯域の平均値を示す。
図２８、図２９、表１及び表２から、本発明のガラスアンテナ１では、Ｂａｎｄ１、Ｂａｎｄ２、Ｂａｎｄ３の全帯域の平均利得、即ち、３つの帯域の平均値は−１０ｄＢｉ以上であり、垂直偏波及び水平偏波を受信する、良好な平均利得が得られることがわかる。
＜第９実施形態の電流シミュレーション＞
実施例１と同様に、図１３に示した第９実施形態のガラスアンテナ３について、窓ガラス６０に模したガラスに取り付けて、コンピュータ上で電流分布について演算（シミュレーション）、数値計算を行った。
図１３で示した実施形態のガラスアンテナ３の形状において寸法は、単位をｍｍとして、
Ｌ１１Ｆ（スロット長さ）：２６
Ｗ１１Ｆ（スロット線幅）：１．０
Ｌ１２Ｆ：３３．４
Ｗ１２Ｆ：２．０
Ｌ１４Ｆ：２０．５
Ｗ１４Ｆ：４．３
Ｗ１５Ｆ（第２の幅広スロット１５Ｆの幅（長さ））：３６．９
Ｗ１５Ｆ１（第１の漸進拡張部１５Ｆ１の幅（長さ）：８．１
第１の漸進拡張部１５Ｆ１の最大高さ：９．０くびれ部１５Ｆ２の高さ：４．５
第２の漸進拡張部１５Ｆ３の高さ：１５
矩形部１５Ｆ４の高さ：２９．９
Ｗ１５Ｆ４（開口部ｈ間距離）：１５．６
Ｗ２１Ｆｌ（接地側導体の長い方の幅）：１２１．８
Ｗ２１Ｆｓ（接地側導体の短い方の幅）：３０
Ｈ２１Ｆｌ（接地側導体の長い方の高さ）：５６．５
Ｈ２１Ｆｓ（接地側導体の短い方の高さ）：５０
Ｐ１（芯線側導体の側方側飛出し量）：９．３
Ｐ２（芯線側導体の側方飛出し区間）：１２．７
Ｐ３（芯線側導体の上方飛出し区間）：４９．５
Ｐ４（芯線側導体の上方飛出し量）：１０．５
Ｐ５（芯線側導体の飛び出していない部分の長さ）：３６
とした。
また、本実施例で用いたガラスアンテナにおいても、格子状の５ｍｍｘ５ｍｍ以下の寸法のくり抜き２３，２４を設けた構成を用いた。図１３に示すように、くり抜き部２３Ｆ，２４Ｆは、金属膜２０における各スロットを構成するスロット端部から少なくとも２．３ｍｍ離れて配置され、矩形状の金属膜２０の四辺から少なくとも３ｍｍ離れて配置される。また、くり抜き部２３，２４は、給電部７Ｆ及び抵抗９Ｆを設置する部分には形成せず、くり抜き部２３，２４が給電部７Ｆ及び抵抗９Ｆと直接接触しないように構成されている。
ここで、図３０〜図３２を用いて、各周波数帯におけるシミュレーションによる電流分布を説明する。図３０〜図３２において、矢印が太いほど電流が集中していることを示している。
なお、図３０〜図３２で示す電流の大きさと向きは一例であり、発生する電流は周期的に大きさと向きが変化する。電流の大きさと向きが変わっても、その周波数での、金属膜２０における電流が流れる位置はほぼ変わらない。
図３０は、周波数が０．６９８ＧＨｚ〜０．９６ＧＨｚ（Ｂａｎｄ１）のときの電流分布を示す模式図（シミュレーション図）である。図３１は、周波数が１．７１ＧＨｚ〜２．１７ＧＨｚ（Ｂａｎｄ２）のときの電流分布を示す模式図である。図３２は２．４ＧＨｚ〜２．６９ＧＨｚの帯域（Ｂａｎｄ３）のときの電流分布を示す模式図である。
図３０〜図３２のシミュレーション図でわかるように、本実施形態においては、ガラスアンテナ３では、屈曲しながら延在するスロット（第１の幅広スロット１４Ｆ⇔第１のスロット１１Ｆ⇔第２のスロット１２Ｆ⇔第２の幅広スロット１５Ｆ）の周囲に沿うように、ほとんどの電流が流れる。
図３０〜図３２を比較して、図３０に示す周波数が低い場合（Ｂａｎｄ１）は、給電部７付近を最大の部分（電流の腹部）として、スロット全体の端部である開口部ｇ，ｈに向かって電流が徐々に少なくなるように、例えばスロット１４Ｆ，１１Ｆ，１２Ｆ，１５Ｆの全体で一波長の分布になるように電流が分布している。
図３１に示すＢａｎｄ２は、給電部７付近、第２のスロット１２Ｆの終端付近、第１の幅広スロット１４Ｆが電流の腹部として、腹部間の部分（節）及び開口部ｇ，ｈに向かって電流が徐々少なくなるように、複数回腹や節を繰り返して電流が分布している。
図３２に示すＢａｎｄ３は、給電部７付近、第１のスロット１１Ｆと第２のスロット１２Ｆとの接続部付近、第２の幅広スロット１５Ｆの、第１の漸進拡張部１５Ｆ１及びくびれ部１５Ｆ２付近、第１の幅広スロット１４Ｆの第１のスロット１１Ｆに近い側を、電流の腹部として、腹部間の部分（節）及び開口部ｇ，ｈに向かって電流が徐々少なくなるように、図３２よりも短い距離で腹や節を繰り返して電流が分布している。
本実施形態のガラスアンテナ３では、狙いとするＢａｎｄの周波数に対して、折り曲げ部分やスロット幅が変更になる部分を共振するように、スロットを屈曲させて電流を集中的に流しているため、広い周波数帯域に対して、アンテナとして動作することができる。
従って、本発明の実施形態のガラスアンテナ３は、車両のデザインや空力特性に影響を与えることなく、上下方向に小さいスペースで、複数の帯域であって広帯域に対応することができる。
＜ガラスアンテナ３の実測によるリターンロス＞
図３３は、第９実施形態のガラスアンテナ３における、実測のリターンロスを示すグラフである。本実施例では、図２６に示す実施例８同様に、実際の車両筐体７０に窓ガラス６０を設置し、その窓ガラス６０に、ガラスアンテナ３を設けて、リターンロスを測定した。なお、実施例８で用いた車両と、実施例１１で用いた車両とは異なる車種であるとする。
ガラスアンテナ３の寸法は、実施例１０と同様とした。
実測において、ガラスアンテナ３を窓ガラス６０に配置する位置として、車両筐体７０の下縁部７１ｃに沿う窓ガラス６０の下辺から金属膜２０Ｆの下辺までの距離を５１．５ｍｍ、車両筐体７０の側縁部７１ｄに沿う窓ガラス６０の側辺から金属膜２０Ｆの側辺までの距離を１１６ｍｍとした。
図３３に示すように、所望の周波数帯域である、Ｂａｎｄ１〜Ｂａｎｄ３におけるリターンロスは−７ｄＢ以下であるため、所望の周波数帯域で所望のアンテナ性能を得ることができる。
よって、ガラスアンテナ３を、車両筐体７０に設置された構成で実測すると、所望のリターンロスを得られることがわかる。
＜第９実施形態の実測によるアンテナ利得＞
上述したガラスアンテナの形態を実際の車両用窓ガラス（リアガラス）に取り付けて作製された車両用ガラスアンテナについて、そのアンテナ利得の実測結果について説明する。
実験条件は、図２７に示す条件と同様であるとする。なお、本実施例では、窓ガラスは水平面に対して約２１°傾いた状態となっている。
図３４に、送信アンテナＴｘからの垂直偏波をガラスアンテナ３で受信したときの利得（全周及び仰角平均利得測定結果）を示し、図３５に、送信アンテナＴｘからの水平偏波をガラスアンテナ３で受信したときの利得を示す。詳しくは、送信アンテナＴｘを仰角θｅ＝０°〜３０°まで２°毎とし、各仰角θｅにおいて、車両５０（図２７参照）を３６０°回転（θｒ＝０〜３６０°（全周）、２°毎）させ、測定したデータの平均利得特性を示す。
本実施例における、図３４、図３５の利得の計測において、図１３で示した第９実施形態のガラスアンテナ３の形状において寸法は、実施例１０と同様である。
本実施例において、一例として、抵抗９Ｆは、抵抗値＝１００ｋΩ、誤差±５％の抵抗器（抵抗モジュール素子）を用いた。また、給電部７Ｆは、同軸ケーブル接続用のオンガラスコネクタ８Ｆをはんだ付けして用いた。
Figure 0006614237
 表３は、図３４で示した通信波の利得で、例えばＬＴＥとして用いられる帯域の、３つの帯域Ｂａｎｄ１、Ｂａｎｄ２、Ｂａｎｄ３において、ガラスアンテナ３が受信する垂直偏波の平均利得、及び３つの帯域の利得の平均値を示す。
Figure 0006614237
 表４は、図３５で示した上記３つの帯域の通信波の利得について、ガラスアンテナ３が受信する水平偏波の平均利得、及び３つの帯域の平均値を示す。
図３４、図３５、表３及び表４から、本発明の図１３に示すガラスアンテナ３では、Ｂａｎｄ１、Ｂａｎｄ２、Ｂａｎｄ３の全帯域の平均利得、即ち、３つの帯域の平均値は−１０ｄＢｉ以上であり、垂直偏波及び水平偏波を受信する、良好な平均利得が得られることがわかる。
＜第１０実施形態の実測によるリターンロス＞
図３６は、第１０実施形態のガラスアンテナ３Ａにおける、実測のリターンロスを示すグラフである。本実施例では、図３３に示す実施例１１同様に、実際の車両筐体７０に窓ガラス６０を設置し、その窓ガラス６０に、ガラスアンテナ３Ａを設けて、リターンロスを測定した。なお、実施例１３で用いた車両と、実施例１１で用いた車両とは同じ車種であるとする（図２７参照）。
本実施例において、図１５に示した第１０実施形態のガラスアンテナ３Ａの形状における寸法は、単位をｍｍとして、
Ｌ１１Ｇ（スロット長さ）：２５
Ｗ１１Ｇ（スロット線幅）：１．０
Ｌ１２Ｇ：５０
Ｗ１２Ｇ：３．０
Ｌ１４Ｇ：２１
Ｗ１４Ｇ：６
Ｌ１６：１９
Ｗ１６：５
Ｈ１５Ｇ（第２の幅広スロットの高さ）：３２
第１の幅広部１５Ｇ１の幅：１１
くびれ部１５Ｇ２の幅：５
第２の幅広部１５Ｇ３の幅：１４
矩形部１５Ｇ４の幅（開口部ｊの距離）：２６．５
Ｗ２１Ｇｌ（接地側導体の長い方の幅）：１３８．０
Ｗ２１Ｇｓ（接地側導体の短い方の幅）：６７
Ｈ２１Ｇｌ（接地側導体の長い方の高さ）：７０
Ｈ２１Ｇｓ（接地側導体の短い方の高さ）：４４．０
Ｐ２１Ｇ（接地側導体の飛出し量）：１．０
Ｐ６（芯線側導体の側方側飛出し量）：６．５
Ｐ７（芯線側導体の側方飛出し区間）：１９
Ｗ２２Ｇ（芯線側導体の上方幅）：５１．５
とした。
実測において、ガラスアンテナ１を窓ガラス６０に配置する位置として、車両筐体７０の下縁部７１ｃに沿う窓ガラス６０の下辺から金属膜２０Ｇの下辺までの距離を５７．７ｍｍ、車両筐体７０の側縁部７１ｄに沿う窓ガラス６０の側辺から金属膜２０Ｇの側辺までの距離を１２０ｍｍとした。
図３６に示すように、所望の周波数帯域である、Ｂａｎｄ１〜Ｂａｎｄ３におけるリターンロスは−７ｄＢ以下であるため、所望の周波数帯域で所望のアンテナ性能を得ることができる。
よって、ガラスアンテナ３Ａを、車両筐体７０に設置された構成で実測すると、所望のリターンロスを得られることがわかる。
＜第１０実施形態の実測によるアンテナ利得＞
図１５に示すガラスアンテナ３Ａを実際の車両用窓ガラス（リアガラス）に取り付けて作製された車両用ガラスアンテナについて、そのアンテナ利得の実測結果について説明する。
実験条件は、図２７に示す条件と同様であるとする。なお、本実施例では、実施例１２と同様に、窓ガラスは水平面に対して約２１°傾いた状態となっている。
図３７に、送信アンテナＴｘからの垂直偏波をガラスアンテナ３Ａで受信したときの利得（全周及び仰角平均利得測定結果）を示し、図３８に、送信アンテナＴｘからの水平偏波をガラスアンテナ３Ａで受信したときの利得を示す。詳しくは、送信アンテナＴｘを仰角θｅ＝０°〜３０°まで２°毎とし、各仰角θｅにおいて、車両５０を３６０°回転（θｒ＝０〜３６０°（全周）、２°毎）させ、測定したデータの平均利得特性を示す。
本発明における、図３７、図３８の利得の計測において、図１５で示した第１０実施形態のガラスアンテナ３Ａの形状において寸法は、実施例１３と同様である。
本実施例において、一例として、抵抗は、抵抗値＝１００ｋΩ、誤差±５％の抵抗器（抵抗モジュール素子）を用いた。また、給電部７Ｇは、同軸ケーブル接続用のオンガラスコネクタをはんだ付けして用いた。
Figure 0006614237
 表５は、図３７で示した通信波の利得、例えばＬＴＥとして用いられる帯域のうち、３つの帯域Ｂａｎｄ１、Ｂａｎｄ２、Ｂａｎｄ３において、ガラスアンテナ３Ａが受信する垂直偏波の平均利得、及び３つの帯域の利得の平均値を示す。
Figure 0006614237
 表６は、図３８で示した上記３つの帯域の通信波の利得について、ガラスアンテナ３Ａが受信する水平偏波の平均利得、及び３つの帯域の平均値を示す。
図３７、図３８、表５及び表６から、本発明のガラスアンテナ３Ａでは、Ｂａｎｄ１、Ｂａｎｄ２、Ｂａｎｄ３の全帯域の平均利得、即ち、３つの帯域の平均値は−１０ｄＢｉ以上であり、垂直偏波及び水平偏波を受信する、良好な平均利得が得られることがわかる。
なお、通信波は通常、ノイズ耐性が強く、用いる周波数が放送波よりも高く、電子機器で用いる波長とは周波数が大きく異なるため、ワイパー等と近接して配置しても、リターンロス及び利得の値はあまり影響を受けない。
以上、ガラスアンテナ及び車両用窓ガラスを実施形態及び実施例により説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されるものではない。他の実施形態及び実施例の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。
本出願は、２０１５年７月２４日に日本国特許庁に出願された特願２０１５−１４７２５４号に基づく優先権を主張するものであり、特願２０１５−１４７２５４号の全内容を本出願に援用する。
１，１Ａ，１Ｂ，２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，３，３Ａ ガラスアンテナ
１０，１０Ｆ，１０Ｇ 切り抜き部
１１，１１Ｃ，１１Ｆ，１１Ｇ 第１のスロット
１２，１２Ｃ，１２Ｆ，１２Ｇ 第２のスロット
１３ 第１の接続スロット
１４，１４Ａ，１４Ｃ，１４Ｅ，１４Ｆ，１４Ｇ 第１の幅広スロット
１５，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ，１５Ｆ，１５Ｇ 第２の幅広スロット
１５Ｆ２，１５Ｇ２ くびれ部
１５Ｆ４，１５Ｇ４ 矩形部（上方に開口する部分）
１６ 第２の接続スロット
２０，２０Ｆ，２０Ｇ 金属膜（導電膜）
２１，２１Ｆ，２１Ｇ 接地側導体
２２，２２Ｆ，２２Ｇ 芯線側導体
２３，２４，２３Ｆ，２４Ｆ，２３Ｇ，２４Ｇ くり抜き部
７，７Ｆ，７Ｇ 給電部
８，８Ｆ 同軸ケーブル接続用オンガラスコネクタ（コネクタ）
８ｃ，８ｃＦ 同軸ケーブル
８ｓ，８ｓＦ はんだ
９，９Ｆ 抵抗
４０ デフォッガー
４１ バスバー
４２ ヒーター線（加熱線）
５０ 車両
６０ 窓ガラス（リアガラス，車両用窓ガラス）
６１ 窓ガラスの外周縁
６５ 遮蔽部（遮蔽膜）
７０ 車両筐体
７１ｃ 車両筐体（車体フランジ）の下縁部
７１ｄ 車両筐体の側縁部
ａ 第１スロットの一端
ｂ 第１スロットの他端
ｃ 幅変更部
ｄ 第１の幅広スロットの開口部
ｅ 端部（幅変更部、延在の終端部）
ｆ 第２の幅広スロットの開口部（抵抗設置部）
ｇ 第１の幅広スロットの開口部
ｈ 第２の幅広スロットの開口部
ｉ 第３の幅広スロットの開口部
ｊ 第４の幅広スロットの開口部

Claims (21)

  1. 導電膜を切り抜くことで形成されるスロットアンテナ及び該スロットアンテナに給電する一対の給電部を備え、車両用窓ガラスに設けられるガラスアンテナであって、
    前記スロットアンテナは、
    第１の方向に延在する第１のスロットと、
    前記第１のスロットの一端に接続され、第１の方向に対して異なる方向である第２の方向に延在する第２のスロットと、
    前記第１のスロットの他端に、直接又は第１の接続スロットを介在して接続され、スロット幅が前記第１のスロットのスロット幅より広い、第１の幅広スロットと、
    前記第２のスロットの延在の終端部に、直接又は第２の接続スロットを介在して接続され、スロット幅が前記第２のスロットのスロット幅より広い、第２の幅広スロットと、を備え、
    前記一対の給電部は、前記第１のスロットを跨ぐように配置されている、
    ガラスアンテナ。
  2. 前記第１のスロットが延在する前記第１の方向は、前記車両用窓ガラスの表面において略上下方向である、
    請求項１に記載のガラスアンテナ。
  3. 前記第２のスロットが延在する前記第２の方向は、前記車両用窓ガラスの表面において略水平方向である、
    請求項１又は２に記載のガラスアンテナ。
  4. 前記車両用窓ガラスは車両筐体の開口部に設置される場合、
    当該ガラスアンテナは、前記開口部の下縁部と、該下縁部に連なる側縁部との間の角部の近傍に配置される、
    請求項１から３のいずれか一項に記載のガラスアンテナ。
  5. 前記第１の幅広スロット及び前記第２の幅広スロットは、前記近傍に設けられる前記角部から離れた側に夫々開口しており、
    前記導電膜において、前記第２のスロット及び前記第１のスロットよりも前記近傍に配置された前記角部に近接する側が接地側導体として機能し、前記第２のスロット及び前記第１のスロットよりも前記近傍に配置された角部から離れた側が芯線側導体として機能し、
    前記一対の給電部は、前記第１のスロットを跨いで配置されることで、前記接地側導体と前記芯線側導体とに給電する、
    請求項４に記載のガラスアンテナ。
  6. 前記第２の幅広スロットは上方に開口しており、
    前記第２の幅広スロットの前記開口部を跨いで接続された抵抗が設けられている、
    請求項５に記載のガラスアンテナ。
  7. 前記第１のスロットの前記他端は、前記第１の接続スロットを介在して、前記第１の幅広スロットが接続され、
    前記第１の接続スロットは、前記第１のスロットの延在方向と異なる第３の方向に延在し、
    前記第１の幅広スロットの前記スロット幅は、前記第１の接続スロットのスロット幅よりも広い、
    請求項１から６のいずれか一項に記載のガラスアンテナ。
  8. 前記第１の接続スロットが延在する前記第３の方向は前記第２の方向と略平行である、
    請求項７に記載のガラスアンテナ。
  9. 前記第１の接続スロットのスロット長は前記第２のスロットよりも短く、
    前記第１の接続スロットに接続される前記第１の幅広スロットは、前記第２の方向において、前記第１のスロットと前記第２の幅広スロットとの間に設けられ、
    前記導電膜は矩形形状である、
    請求項７又は８に記載のガラスアンテナ。
  10. 前記第１の幅広スロット及び前記第２の幅広スロットの少なくとも一方のスロット幅は、延在するほど漸進的又は段階的に広がっている、
    請求項１から９のいずれか一項に記載のガラスアンテナ。
  11. 前記第１の幅広スロットは、前記車両筐体の前記開口部の前記側縁部に対向して開口し、前記第２の幅広スロットは、前記開口部の前記下縁部から離れた上方に開口しており、
    前記導電膜において、前記第２のスロットよりも下側が接地側導体として機能し、前記第２のスロットよりも上側が芯線側導体として機能し、
    前記一対の給電部は、前記第１のスロットを跨いで配置されることで、前記接地側導体と前記芯線側導体とに給電する、
    請求項４に記載のガラスアンテナ。
  12. 前記芯線側導体の一部は、前記接地側導体よりも、前記開口部の前記側縁部側へ突出している、
    請求項１１に記載のガラスアンテナ。
  13. 前記第２の幅広スロットは、接続される前記第２のスロット又は前記第２の接続スロットと接続する部分と、前記上方に開口する部分との間に、部分的にスロット幅が狭くなるくびれ部を含んでおり、
    前記第２の幅広スロットでは、前記くびれ部から前記上方に開口する部分に向けて、スロット幅は、延在するほど漸進的又は段階的に広がっている、
    請求項１１又は１２に記載のガラスアンテナ。
  14. 前記第２のスロットを跨いで接続された抵抗が設けられている、
    請求項１１から１３のいずれか一項に記載のガラスアンテナ。
  15. 前記第２のスロットの前記他端は、前記第２の接続スロットを介在して、前記第２の幅広スロットが接続され、
    前記第２の接続スロットは、前記第２のスロットの延在方向と異なる第４の方向に延在し、
    前記第２の幅広スロットの前記スロット幅は、前記第２の接続スロットのスロット幅よりも広い、
    請求項１１から１３のいずれか一項に記載のガラスアンテナ。
  16. 前記第２の接続スロットを跨いで接続された抵抗が設けられている、
    請求項１５に記載のガラスアンテナ。
  17. 前記第２の接続スロットが延在する前記第４の方向は前記第１の方向と略平行である、
    請求項１５又は１６に記載のガラスアンテナ。
  18. 前記導電膜において、前記各スロットと接触しない部分に、各スロットのスロット長よりも短いくり抜き部が形成されている、
    請求項１から１７のいずれか一項に記載のガラスアンテナ。
  19. 当該ガラスアンテナは０．６９８ＧＨｚ〜０．９６ＧＨｚ、１．７１０ＧＨｚ〜２．１７ＧＨｚ、及び２．４ＧＨｚ〜２．６９ＧＨｚの周波数帯域に亘って通信波を送受信可能である、
    請求項１から１８のいずれか一項に記載のガラスアンテナ。
  20. 請求項１から１９のいずれか一項に記載のガラスアンテナを備える、
    車両用窓ガラス。
  21. 車両筐体の開口部に取り付けられる前記車両用窓ガラスは、車両後方の窓ガラスであって、該窓ガラスは車幅方向に延在する複数の加熱線を有するデフォッガーを備え、
    前記ガラスアンテナは、最下の前記加熱線と前記車両筐体の開口部の下縁部との間に設けられている、
    請求項２０に記載の車両用窓ガラス。
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