JP7077772B2 - アンテナ装置及びアンテナ装置付き窓ガラス - Google Patents

Description

本発明は、アンテナ装置及びアンテナ装置付き窓ガラスに関する。

従来、給電用の電極とアース用の電極とを有する双極タイプのアンテナを車両の窓ガラスに複数備えるガラスアンテナが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６－１９７１８４号公報

しかしながら、従来の技術では、アンテナからの信号を増幅するアンプを搭載する筐体をアンテナと同じ数だけ用意する必要がある。そのため、アンプを搭載する筐体を設置するスペースの確保が難しいという問題があった。

そこで、本開示は、アンプを搭載する筐体を設置するスペースの確保が容易なアンテナ装置及びアンテナ装置付き窓ガラスを提供する。

本開示は、
車両の窓ガラス用のガラスアンテナと、
前記ガラスアンテナに接続される筐体とを備え、
前記ガラスアンテナは、給電用の第１の電極と、給電用の第２の電極と、アース用の第３の電極と、前記第１の電極に接続される第１のアンテナと、前記第２の電極に接続される第２のアンテナと、前記第３の電極に接続されるアースエレメントと、を有し、
前記筐体は、前記第１の電極に接続される給電用の第１の端子と、前記第２の電極に接続される給電用の第２の端子と、前記第３の電極に接続されるアース用の第３の端子と、前記第１の端子及び前記第３の端子に接続される第１のアンプと、前記第２の端子及び前記第３の端子に接続される第２のアンプとを有し、
前記第１のアンテナは、水平方向に開口するように折り返された第１の折り返しエレメントを含み、
前記第２のアンテナは、前記第１の折り返しエレメントと向き合って開口するように折り返された第２の折り返しエレメントを含み、
前記アースエレメントは、前記第１の折り返しエレメントと前記第２の折り返しエレメントとの少なくとも一方の折り返しエレメントの内側に延在する部分エレメントを含む、アンテナ装置を提供する。

また、本開示は、
車両用の窓ガラスと、前記窓ガラスに少なくとも一つ取り付けられる当該アンテナ装置とを備える、アンテナ装置付き窓ガラスを提供する。

本開示の技術によれば、アンプを搭載する筐体を設置するスペースの確保が容易なアンテナ装置及びアンテナ装置付き窓ガラスを提供できる。

第１の実施形態のアンテナ装置付き窓ガラスの構成例を示す図である。 第２の実施形態のアンテナ装置付き窓ガラスの構成例を示す図である。 第３の実施形態のアンテナ装置付き窓ガラスの構成例を示す図である。 第４の実施形態のアンテナ装置付き窓ガラスの構成例を示す図である。 第５の実施形態のアンテナ装置付き窓ガラスの構成例を示す図である。 第６の実施形態のアンテナ装置付き窓ガラスの構成例を示す図である。 第１のアンテナ及び第２のアンテナの指向性の測定例を示す図である。 ループエレメントが有る場合と無い場合との第１のアンテナのアンテナ利得の測定例を示す図である。 ループエレメントが有る場合と無い場合との第２のアンテナのアンテナ利得の測定例を示す図である。 アースエレメントが有る場合と無い場合との第１のアンテナのアンテナ利得の測定例を示す図である。 アースエレメントが有る場合と無い場合との第２のアンテナのアンテナ利得の測定例を示す図である。

以下、図面を参照して、本開示に係る実施形態について説明する。なお、各形態において、平行、直角、水平、垂直、上下、左右などの方向には、本発明の効果を損なわない程度のずれが許容される。また、アンテナエレメントの角部の形状は、直角に限られず、弓状に丸みを帯びてもよい。

図１は、第１の実施形態のアンテナ装置付き窓ガラスの構成例を示す図である。図１には、アンテナ装置１１付きの窓ガラス１が示されている。アンテナ装置１１は、車両用の窓ガラス１に取り付けられた状態で使用される。アンテナ装置１１は、窓ガラス１に設けられるガラスアンテナ５と、ガラスアンテナ５に接続される筐体２０とを備える。

図１は、ガラスアンテナ５と筐体２０との相互の接続箇所を明示するため、ガラスアンテナ５と筐体２０とを離して示しているが、筐体２０は、ガラスアンテナ５に接続された状態で使用される。また、図１は、窓ガラス１のガラス面を対向して見たときの視点で窓ガラス１を示し、より詳しくは、車両のフランジ２に取り付けられた窓ガラス１を車内側からの視点（車内視）で示している。

また、第１の向きＸ１及び第２の向きＸ２は、水平方向に平行な互いに逆向きの方向を表す。第３の向きＹ１及び第４の向きＹ２は、水平方向に直角な垂直方向に平行な互いに逆向きの方向を表す。窓ガラス１の左右方向Ｘは、水平方向に平行であり、窓ガラス１の上下方向Ｙは、水平方向に直角な垂直方向に平行である。

窓ガラス１の外形形状は、略四角形であるが、略三角形等の他の形状でもよい。上縁１ａは、窓ガラス１の上側のガラス縁を表し、下縁１ｄは、窓ガラス１の下側（上縁１ａ側とは反対側）のガラス縁を表す。左縁１ｂは、窓ガラス１の左側のガラス縁を表し、右縁１ｃは、窓ガラス１の右側（左縁１ｂ側とは反対側）のガラス縁を表す。左縁１ｂは、上縁１ａ及び下縁１ｄの左側に隣接するガラス縁であり、右縁１ｃは、上縁１ａ及び下縁１ｄの右側に隣接するガラス縁である。

窓ガラス１は、車両の前部に設置されるフロントガラスでもよいし、車両の後部に設置されるリアガラスでもよいし、車両の側部に設置されるサイドガラスでもよい。

ガラスアンテナ５は、車両の窓ガラス用のガラスアンテナの一例である。本実施形態のガラスアンテナ５は、給電用の第１の電極３１と、給電用の第２の電極４１と、アース用の第３の電極５１と、第１の電極３１に接続される第１のアンテナ３と、第２の電極４１に接続される第２のアンテナ４とを有する。

給電用の第１の電極３１は、同軸ケーブル２６の内部導体（信号線）が筐体２０内の第１のアンプ２１を介して接続されるいわゆるホット側の給電部である。

給電用の第２の電極４１は、同軸ケーブル２７の内部導体（信号線）が筐体２０内の第２のアンプ２２を介して接続されるいわゆるホット側の給電部である。第２の電極４１は、第１の電極３１に近接して配置されている。

図示の形態では、第１の電極３１と第２の電極４１とは、互いに左右方向Ｘに離隔して配置されており、第２の電極４１は、第１の電極３１の右方向に位置する。

アース用の第３の電極５１は、アンプ２１，２２の共通グランドが接続されるいわゆるグランド側の給電部である。アンプ２１，２２の共通グランドは、同軸ケーブル２６，２７の夫々の外部導体に接続される。同軸ケーブル２６，２７の夫々の外部導体は、車両の金属ボディにアース接続される。同軸ケーブル２６、２７は、夫々、一端が筐体２０に接続され、他端が不図示のチューナに接続される。

第１のアンテナ３は、第１の電極３１をホット側の電極とし第３の電極５１をアース側の電極とする双極タイプのアンテナである。第２のアンテナ４は、第２の電極４１をホット側の電極とし第３の電極５１をアース側の電極とする双極タイプのアンテナである。

第１のアンテナ３及び第２のアンテナ４の夫々の形状は、周波数が３００ＭＨｚ～３ＧＨｚのＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の電波の送受に適している。ＵＨＦ帯の電波には、４７０ＭＨｚ～７２０ＭＨｚの地上デジタルテレビ放送波などが含まれる。第１のアンテナ３及び第２のアンテナ４は、ＵＨＦ帯の周波数帯域内で共振する。

筐体２０は、第１の電極３１に接続される給電用の第１の端子２３と、第２の電極４１に接続される給電用の第２の端子２４と、第３の電極５１に接続されるアース用の第３の端子２５とを有する。また、筐体２０は、第１の端子２３及び第３の端子２５に接続される第１のアンプ２１と、第２の端子２４及び第３の端子２５に接続される第２のアンプ２２とを有する。筐体２０は、コネクタとも称される。

第１の端子２３は、第１の電極３１に導電的に接続できるように筐体２０から露出して形成されており、筐体２０の内部で第１のアンプ２１の信号入力部に接続される。第１のアンプ２１の信号入力部は、第１の端子２３にフィルタ等の内部回路を介して接続されてもよい。

第２の端子２４は、第２の電極４１に導電的に接続できるように筐体２０から露出して形成されており、筐体２０の内部で第２のアンプ２２の信号入力部に接続される。第２のアンプ２２の信号入力部は、第２の端子２４にフィルタ等の内部回路を介して接続されてもよい。

第３の端子２５は、第３の電極５１に導電的に接続できるように筐体２０から露出して形成されており、筐体２０の内部でアンプ２１，２２の共通グランドに接続される。アンプ２１，２２の共通グランドは、例えば、アンプ２１，２２が実装される基板のグランドパターンである。

第１のアンプ２１は、第１の端子２３から入力される信号を第３の端子２５の電位（つまり、共通グランドの電位）を基準に増幅して出力する回路である。第１の端子２３から入力される信号は、第１のアンテナ３から第１の電極３１を介して第１の端子２３に入力される信号に相当する。第１のアンプ２１により増幅された信号は、同軸ケーブル２６を介して、不図示のチューナに供給される。

第２のアンプ２２は、第２の端子２４から入力される信号を第３の端子２５の電位（つまり、共通グランドの電位）を基準に増幅して出力する回路である。第２の端子２４から入力される信号は、第２のアンテナ４から第２の電極４１を介して第２の端子２４に入力される信号に相当する。第２のアンプ２２により増幅された信号は、同軸ケーブル２７を介して、不図示のチューナに供給される。

このように、本実施形態のアンテナ装置１１では、一つの筐体２０内にアンプ２１，２２が搭載されており、アンプ２１のグランドとアンプ２２のグランドとが、筐体２０内で接続されている。そして、窓ガラス１のガラス面上には、ホット側の第１の電極３１とアース側の第３の電極５１とを使用する双極タイプの第１のアンテナ３と、ホット側の第２の電極４１とアース側の第３の電極５１とを使用する双極タイプの第２のアンテナ４とが配置されている。つまり、第３の電極５１は、第１のアンテナ３と第２のアンテナ４とに共通のアース側の電極として使用される。そして、第３の電極５１は、第３の端子２５に介して、第１のアンプ２１のグランドと第２のアンプ２２のグランドに接続されている。

つまり、本実施形態のアンテナ装置１１では、第１のアンテナ３からの信号を増幅する第１のアンプ２１と、第２のアンテナ４からの信号を増幅する第２のアンプ２２とが、一つの筐体２０に搭載されている。よって、双極タイプのアンテナが２つあっても、一つの筐体２０でそれらの各アンテナからの信号を夫々増幅できるので、アンプを搭載する筐体がアンテナと同じ数だけ必要な形態に比べて、筐体２０を設置するスペースを容易に確保できる。また、アース側の端子が第３の端子２５で共通化されているので、アース側の端子を各アンテナ用に夫々必要な形態に比べて、筐体２０の小型化が可能となり、その結果、筐体２０の設置スペースの確保が容易になる。

第１のアンテナ３と第２のアンテナ４とが同じメディア（例えば、地上デジタルテレビ放送）に対応する場合、アンテナ装置１１を２チャンネルのダイバーシティアンテナ装置として使用できる。また、アンテナ装置１１を２つ用意することで、２つのアンテナ装置１１を４チャンネルのダイバーシティアンテナ装置として使用できる。このような、４チャンネルのダイバーシティアンテナ装置は、１２セグメント放送等のハイビジョン放送への対応を容易にする。

例えば、一方のアンテナ装置１１をフロントガラスの左上ガラス面に取り付け、もう一方のアンテナ装置１１をフロントガラスの右上ガラス面に取り付けることで、４チャンネルのダイバーシティアンテナ装置を提供できる。他の取り付け位置の組合せによる４チャンネルのダイバーシティアンテナ装置としては、他にも幾つか挙げられる。例えば、一方のアンテナ装置１１を一つの窓ガラスに取り付け、もう一方のアンテナ装置１１を同じ窓ガラス又は別の窓ガラスに取り付ける組合せ、一方のアンテナ装置１１をもう一方の窓ガラスに取り付け、アンテナ装置１１とは別のアンテナ装置を同じ窓ガラス又は別の窓ガラスに取り付ける組合せ、もしくは、一方のアンテナ装置１１を左サイドガラスのガラス面に取り付け、もう一方のアンテナ装置１１を右サイドガラスのガラス面に取り付ける組合せにより４チャンネルのダイバーシティアンテナ装置を実現できる。

また、本実施形態では、第１のアンテナ３は、水平方向に開口する第１の開口部を形成するように折り返された第１の折り返しエレメント３３を含み、第２のアンテナ４は、第１の折り返しエレメント３３の第１の開口部と向き合って開口する第２の開口部を形成するように折り返された第２の折り返しエレメント４３を含む。つまり、第１の開口部は、水平方向に平行な第１の向きＸ１に開口し、第２の開口部は、水平方向に平行な第２の向きＸ２に開口する。

このように、第１の折り返しエレメント３３と第２の折り返しエレメント４３とが水平方向に相互に向き合うように開口していることで、地上デジタルテレビ放送波等の水平偏波の電波の受信感度（アンテナ利得）が向上する。また、両折り返しエレメントは、折り返し形状を有するため、第１のアンテナ３と第２のアンテナ４を夫々コンパクトに形成できる。

一般的には、２つのアンテナを近づけて配置すると、各アンテナの特性が同様になり、２つのアンテナが１つのアンテナとして動作する懸念がある。つまり、ダイバーシティ効果が低下するおそれがある。しかし、本実施形態では、第１の折り返しエレメント３３と第２の折り返しエレメント４３とが水平方向に相互に向き合うように開口していることで、お互いの干渉が小さくなり、ダイバーシティ効果の低下が抑制される。

第１の折り返しエレメント３３は、第１の向きＸ１に向けて開口しているので、第１の向きＸ１側のアンテナ利得が高くなり、第２の折り返しエレメント４３は、第２の向きＸ２に向けて開口しているので、第２の向きＸ２側のアンテナ利得が高くなる。よって、第１の向きＸ１側のアンテナ利得と第２の向きＸ２側のアンテナ利得とを補完し合うことになるので、ダイバーシティ効果が向上する。さらに、第１の折り返しエレメント３３と第２の折り返しエレメント４３とが水平方向に相互に向き合うように開口していることで、電波を受信するタイミングが第１のアンテナ３と第２のアンテナ４とで異なり、スペースダイバーシティ効果も得られる。

本実施形態では、第１の折り返しエレメント３３は、第１の電極３１の左側で左右方向Ｘに延在する第１の部分エレメント３３ａと、第１の部分エレメント３３ａの下側で上下方向Ｙに延在する第２の部分エレメント３３ｂと、第２の部分エレメント３３ｂの右側で左右方向Ｘに延在する第３の部分エレメント３３ｃとを含む。第２の折り返しエレメント４３は、第２の電極４１の右側で左右方向Ｘに延在する第４の部分エレメント４３ａと、第４の部分エレメント４３ａの下側で上下方向Ｙに延在する第５の部分エレメント４３ｂと、第５の部分エレメント４３ｂの左側で左右方向Ｘに延在する第６の部分エレメント４３ｃとを含む。

本実施形態では、第１の部分エレメント３３ａは、一端が第１の電極３１に接続されており、他端が第２の部分エレメント３３ｂの一端に接続されている。第１の部分エレメント３３ａは、第１の電極３１に接続される右端から左方に直線的に延伸し、左方への延伸の終端部である左端まで延伸する。第２の部分エレメント３３ｂは、一端が第１の部分エレメント３３ａの他端に接続されており、他端が第３の部分エレメント３３ｃの一端に接続されている。第２の部分エレメント３３ｂは、第１の部分エレメント３３ａの左端に接続される上端から下方に直線的に延伸し、下方への延伸の終端部である下端まで延伸する。第３の部分エレメント３３ｃは、一端が第２の部分エレメント３３ｂの他端に接続されており、他端が第６の部分エレメント４３ｃの左端に非接触で対向している。第３の部分エレメント３３ｃは、第２の部分エレメント３３ｂの下端に接続される左端から右方に直線的に延伸し、右方への延伸の終端部である右端まで延伸する。

また、本実施形態では、第４の部分エレメント４３ａは、一端が第２の電極４１に接続されており、他端が第５の部分エレメント４３ｂの一端に接続されている。第４の部分エレメント４３ａは、第２の電極４１に接続される左端から右方に直線的に延伸し、右方への延伸の終端部である右端まで延伸する。第５の部分エレメント４３ｂは、一端が第４の部分エレメント４３ａの他端に接続されており、他端が第６の部分エレメント４３ｃの一端に接続されている。第５の部分エレメント４３ｂは、第４の部分エレメント４３ａの右端に接続される上端から下方に直線的に延伸し、下方への延伸の終端部である下端まで延伸する。第６の部分エレメント４３ｃは、一端が第５の部分エレメント４３ｂの他端に接続されており、他端が第３の部分エレメント３３ｃの左端に非接触で対向している。第６の部分エレメント４３ｃは、第５の部分エレメント４３ｂの下端に接続される右端から左方に直線的に延伸し、左方への延伸の終端部である左端まで延伸する。

第１の部分エレメント３３ａの長さａ３及び第４の部分エレメント４３ａの長さａ４は、夫々、ガラスアンテナ５が受信する電波の周波数帯の中心の周波数の波長をλとする場合、（１／４）×λ×α×０．７以上（１／４）×λ×α×１．７以下であると好適である。このような長さに設定されることで、ＵＨＦ帯（特に、地上デジタルテレビ放送波の周波数帯）のアンテナ利得が向上する。αは、ガラスの波長短縮率（例えば、０．６４）を表す。例えば、地上デジタルテレビ放送波の周波数帯が４７０ＭＨｚ～７１０ＭＨｚである場合、その周波数帯の中心の周波数は、５９０ＭＨｚである。

第２の部分エレメント３３ｂの長さと第３の部分エレメント３３ｃの長さとの和を長さｂ３とし、第５の部分エレメント４３ｂの長さと第６の部分エレメント４３ｃの長さとの和を長さｂ４とする。長さｂ３，ｂ４は、夫々、ガラスアンテナ５が受信する電波の周波数帯の中心の周波数の波長をλとした場合、（１／４）×λ×α×０．７以上（１／２）×λ×α以下であることが、ＵＨＦ帯のアンテナ利得向上の点で好ましい。αは、ガラスの波長短縮率（例えば、０．６４）を表す。例えば、ガラスアンテナ５が受信する電波の周波数帯が地上デジタルテレビ放送波の周波数帯４７０ＭＨｚ～７１０ＭＨｚである場合、その周波数帯の中心の周波数は、５９０ＭＨｚである。

図２は、第２の実施形態のアンテナ装置付き窓ガラスの構成例を示す図である。図２には、アンテナ装置１２付きの窓ガラス１が示されている。第２の実施形態のうち上述の実施形態と同様の構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで、省略又は簡略する。

第２の実施形態では、第１の折り返しエレメント３３と第２の折り返しエレメント４３とのうち少なくとも一方の折り返しエレメントの一部に、少なくとも一つのループエレメントが形成されている。このようなループエレメントが形成されていると、ループエレメントが一部に形成されている折り返しエレメントを含むアンテナのインピーダンスが低下する。よって、ループエレメントが一部に形成されている折り返しエレメントを含むアンテナの利得が向上する。

図２に示す形態では、第１のループエレメント３２が第１の折り返しエレメント３３の一部に形成され、第２のループエレメント４２が第２の折り返しエレメント４３の一部に形成されている。したがって、第１のループエレメント３２を一部に含む第１のアンテナ３及び第２のループエレメント４２を一部に含む第２のアンテナ４の夫々のインピーダンスが低下するので、第１のアンテナ３及び第２のアンテナ４の夫々のアンテナ利得が向上する。

図２に示す形態では、第１のループエレメント３２は、第１の電極３１と第１の部分エレメント３３ａと第２の部分エレメント３３ｂと部分エレメント３２ａとによってループ状に形成されている。第２のループエレメント４２は、第２の電極４１と第４の部分エレメント４３ａと第５の部分エレメント４３ｂと部分エレメント４２ａとによってループ状に形成されている。

図３は、第３の実施形態のアンテナ装置付き窓ガラスの構成例を示す図である。図３には、アンテナ装置１３付きの窓ガラス１が示されている。第３の実施形態のうち上述の実施形態と同様の構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで、省略又は簡略する。

第３の実施形態では、第３の電極５１は、第１の電極３１と第２の電極４１との間に位置する。第３の電極５１をこのように位置させることで、端子２３～２５を互いにより近づけることができるので、筐体２０の小型化が更に容易になる。図示の形態では、第３の電極５１は、第１の電極３１及び第２の電極４１の配置位置に対して、上縁１ａ寄りに位置する。なお、「第３の電極５１は、第１の電極３１と第２の電極４１との間に位置する」とは、左右方向Ｘに一直線上に並んで配置する場合と、上記のように、例えば第３の電極５１が左右方向Ｘよりも上下方向Ｙにずれて配置する場合も含む。

図４は、第４の実施形態のアンテナ装置付き窓ガラスの構成例を示す図である。図４には、アンテナ装置１４付きの窓ガラス１が示されている。第４の実施形態のうち上述の実施形態と同様の構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで、省略又は簡略する。

第４の実施形態では、ガラスアンテナ５は、第３の電極５１に接続されるアースエレメント５３を有する。アースエレメント５３を設けることで、ガラスアンテナ５のアンテナ利得が向上する。アースエレメント５３は、第１の折り返しエレメント３３と第２の折り返しエレメント４３との少なくとも一方の折り返しエレメントの内側に延在する部分エレメントを含むことで、ガラスアンテナ５のアンテナ利得がより向上する。

第１の折り返しエレメント３３がその内側に延在する部分エレメントと容量結合することで、第１のアンテナ３のインピーダンスを下げる効果がある。例えば、同軸ケーブル２６のインピーダンスが５０Ωである場合、第１のアンテナ３のインピーダンスを５０Ωに近づける効果があるので、第１のアンテナ３のアンテナ利得が向上する。同様に、第２の折り返しエレメント４３がその内側に延在する部分エレメントと容量結合することで、第２のアンテナ４のインピーダンスを下げる効果がある。例えば、同軸ケーブル２７のインピーダンスが５０Ωである場合、第２のアンテナ４のインピーダンスを５０Ωに近づける効果があるので、第２のアンテナ４のアンテナ利得が向上する。

例えば、アースエレメント５３は、Ｌ字状又はＴ字状のエレメントを含む。図４に示す形態では、アースエレメント５３は、第１の折り返しエレメント３３の内側に延在するように配置されるＬ字状エレメントを含む。このＬ字状エレメントは、第３の電極５１の下側で上下方向Ｙに延在する部分エレメント５３ａと、第３の部分エレメント３３ｃの上側で左右方向Ｘに延在する部分エレメント５３ｂとを含む。部分エレメント５３ｂは、第３の部分エレメント３３ｃと容量結合可能な距離で近接している。

アースエレメント５３の長さは、ガラスアンテナ５が受信する電波の周波数帯の中心の周波数の波長をλとする場合、（１／４）×λ×α×０．７以上（１／４）×λ×α×１．７以下であると好適である。このような長さに設定されることで、ＵＨＦ帯（特に、地上デジタルテレビ放送波の周波数帯）のアンテナ利得が向上する。αは、ガラスの波長短縮率（例えば、０．６４）を表す。例えば、地上デジタルテレビ放送波の周波数帯が４７０ＭＨｚ～７１０ＭＨｚである場合、その周波数帯の中心の周波数は、５９０ＭＨｚである。このような範囲内でアースエレメント５３の長さを調整することで、第１のアンテナ３及び第２のアンテナ４のインピーダンスを調整できる。

図５は、第５の実施形態のアンテナ装置付き窓ガラスの構成例を示す図である。図５には、アンテナ装置１５付きの窓ガラス１が示されている。第５の実施形態のうち上述の実施形態と同様の構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで、省略又は簡略する。

第５の実施形態では、第２のアンテナ４は、第２の折り返しエレメント４３の内側で延在する補助エレメント４６を含む。補助エレメント４６の形状は、図示のようなＴ字状に限られず、Ｌ字状などの他の形状でもよい。第２のアンテナ４がこのような補助エレメント４６を含むことで、第２のアンテナ４のアンテナ利得の周波数特性をフラット（周波数依存性の少ない同等の利得レベル）に近づけることができる。

図示の補助エレメント４６は、第７の部分エレメント４６ａと、第８の部分エレメント４６ｂとを含む。第７の部分エレメント４６ａは、第６の部分エレメント４３ｃに接続され、第６の部分エレメント４３ｃの上側で上下方向Ｙに延在する。第８の部分エレメント４６ｂは、第７の部分エレメント４６ａに接続され、第７の部分エレメント４６ａの上側で左右方向Ｘに延在する。

図６は、第６の実施形態のアンテナ装置付き窓ガラスの構成例を示す図である。図６には、アンテナ装置１６付きの窓ガラス１が示されている。第６の実施形態のうち上述の実施形態と同様の構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで、省略又は簡略する。

また、第６の実施形態では、第２のアンテナ４は、第２の電極４１に接続され、第４の部分エレメント４３ａの上側で左右方向Ｘに延在する第９の部分エレメント４５を含む。第２のアンテナ４がこのような第９の部分エレメント４５を含むことで、第２のアンテナ４のアンテナ利得が向上する。

また、第６の実施形態では、第２のループエレメント４２は、第４の部分エレメント４３ａと第５の部分エレメント４３ｂと第６の部分エレメント４３ｃと部分エレメント４２ｂとによってループ状に形成されている。このような第２のループエレメント４２によって、第２のアンテナ４のアンテナ利得が向上する。

また、第６の実施形態では、ガラスアンテナ５は、第３の電極５１に接続されるアースエレメント５２を有する。アースエレメント５２を設けることで、ガラスアンテナ５のアンテナ利得が向上する。アースエレメント５２は、第１の折り返しエレメント３３と第２の折り返しエレメント４３との少なくとも一方の折り返しエレメントの内側に延在する部分エレメントを含むことで、ガラスアンテナ５のアンテナ利得がより向上する。少なくとも一方の折り返しエレメントがその内側に延在する部分エレメントと容量結合することで、ガラスアンテナ５のアンテナ利得が向上する。

アースエレメント５２は、第１の折り返しエレメント３３及び第２の折り返しエレメント４３の内側に延在するように配置されるＴ字状エレメントを含む。このＴ字状エレメントは、第３の電極５１の下側で上下方向Ｙに延在する部分エレメント５２ａと、第３の部分エレメント３３ｃ及び第６の部分エレメント４３ｃの上側で左右方向Ｘに延在する部分エレメント５２ｂとを含む。部分エレメント５２ｂは、第３の部分エレメント３３ｃ及び第６の部分エレメント４３ｃと容量結合可能な距離で近接している。

なお、第６の実施形態では、第９の部分エレメント４５を含む構成例を示したが、本実施形態では、第９の部分エレメント４５に加え、第５の実施形態に含まれる補助エレメント４６を併せ持つ構成でもよい。第９の部分エレメント４５および補助エレメント４６を備える場合、第２のアンテナ４は、ループ形状を含む構成でもよく、ループ形状を含まない構成でもよい。

＜実施例＞
次に、実際の車両のフロントガラスの左上ガラス面に取り付けたアンテナ装置１５（図５参照）について、地上デジタルテレビ放送波の帯域におけるアンテナ利得の測定結果を示す。

実施例（図７～１１）が示すアンテナ利得（ゲイン）の数値は、水平面内の車両全周範囲において所定の角度毎に測定されたアンテナ利得の平均値を示す。

また、本実施例において、特に断りのない限り、図５に示されるアンテナ装置１５の各部の寸法は、単位をｍｍとすると、
ａ３：１００
ｂ３：１００
ａ４：１４５
ｂ４：１６０
アースエレメント５３の長さ：１２０
（部分エレメント５３ａの長さ：２０）
（部分エレメント５３ｂの長さ：１００）
第７の部分エレメント４６ａの長さ：１０
第８の部分エレメント４６ｂの長さ：１００
である。アースエレメント５３の長さは、第３の電極５１との接続点からＬ字の先端までの導体長である。

図７は、実施例における第１のアンテナ３及び第２のアンテナ４の５２１ＭＨｚの水平偏波での指向特性図を示す。第１のアンテナ３の指向性は、車両進行方向に対して斜め右寄りにピークがあり、第２のアンテナ４の指向性は、車両進行方向に対して斜め左寄りにピークがあることがわかる。つまり、第１のアンテナ３と第２のアンテナ４は互いの開口部が向き合うように配置されているので、ダイバーシティ効果が良くなる。

図８は、第１のループエレメント３２が有る場合と無い場合との第１のアンテナ３のアンテナ利得の測定例を示す図である。第１のループエレメント３２が無い場合とは、図５に示すガラスアンテナ５から部分エレメント３２ａを削除した形態を示す。図９は、第２のループエレメント４２が有る場合と無い場合との第２のアンテナ４のアンテナ利得を示す図である。第２のループエレメント４２が無い場合とは、図５に示すガラスアンテナ５から部分エレメント４２ａを削除した形態を示す。図８，９に示されるように、ループエレメントを設けることによって、第１のアンテナ３も第２のアンテナ４も、地上デジタルテレビ放送波の帯域全体に亘ってアンテナ利得が向上する。

図１０は、アースエレメント５３が有る場合と無い場合との第１のアンテナ３のアンテナ利得の測定例を示す図である。図１１は、アースエレメント５３が有る場合と無い場合との第２のアンテナ４のアンテナ利得を示す図である。アースエレメント５３が無い場合とは、図５に示すガラスアンテナ５からアースエレメント５３を削除した形態を示す。図１０，１１に示されるように、アースエレメント５３を設けることによって、第１のアンテナ３も第２のアンテナ４も、地上デジタルテレビ放送波の帯域のうち低周波帯でのアンテナ利得が向上する。

以上、アンテナ装置及びアンテナ装置付き窓ガラスを実施形態により説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。他の実施形態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。

例えば、エレメントの「端部」は、エレメントの延伸の始点又は終点であってもよいし、その始点又は終点手前の導体部分である始点近傍又は終点近傍であってもよい。また、エレメント同士の接続部は、曲率を有して接続されていてもよい。

また、アンテナエレメント及び電極は、例えば、導電性金属を含有するペースト（例えば、銀ペースト等）を窓ガラスの車内側表面にプリントして焼付けることによって形成される。しかし、アンテナエレメント及び電極の形成方法は、この方法に限定されない。例えば、アンテナエレメント又は電極は、銅等の導電性物質を含有す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に設けることによって形成されてもよい。あるいは、アンテナエレメント又は電極は、窓ガラスに接着剤等により貼付されてもよく、窓ガラス自体の内部に設けられてもよい。

電極の形状は、端子２３～２５の形状に応じて決められるとよい。例えば、正方形、略正方形、長方形、略長方形などの方形状や多角形状が実装上好ましい。なお、円、略円、楕円、略楕円などの円状でもよい。

また、アンテナエレメントと電極との少なくともいずれかを形成する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、導体層付き合成樹脂製フィルムを窓ガラスの車内側表面又は車外側表面に設置する構成が採用されてもよい。さらに、アンテナエレメントが形成されたフレキシブル回路基板を窓ガラスの車内側表面又は車外側表面に設置する構成が採用されてもよい。

また、窓ガラスの周縁のガラス面上に形成された隠蔽膜の上に、電極及びアンテナエレメントの一部分又は全体が配置されてもよい。隠蔽膜の具体例として、黒色セラミックス膜等のセラミックスが挙げられる。この場合、窓ガラスの車外側から見ると、隠蔽膜により隠蔽膜上に設けられている部分が車外から見えなくなり、デザインの優れた窓ガラスとなる。

１ 窓ガラス
２ フランジ
３ 第１のアンテナ
４ 第２のアンテナ
５ ガラスアンテナ
１１～１６ アンテナ装置
２０ 筐体
２１ 第１のアンプ
２２ 第２のアンプ
２３ 第１の端子
２４ 第２の端子
２５ 第３の端子
３１ 第１の電極
３２ 第１のループエレメント
３３ 第１の折り返しエレメント
４１ 第２の電極
４２ 第２のループエレメント
４３ 第２の折り返しエレメント
４５ 第９の部分エレメント
４６ 補助エレメント
５１ 第３の電極
５２，５３ アースエレメント

Claims (16)

1. 車両の窓ガラス用のガラスアンテナと、
   前記ガラスアンテナに接続される筐体とを備え、
   前記ガラスアンテナは、給電用の第１の電極と、給電用の第２の電極と、アース用の第３の電極と、前記第１の電極に接続される第１のアンテナと、前記第２の電極に接続される第２のアンテナと、前記第３の電極に接続されるアースエレメントと、を有し、
   前記筐体は、前記第１の電極に接続される給電用の第１の端子と、前記第２の電極に接続される給電用の第２の端子と、前記第３の電極に接続されるアース用の第３の端子と、前記第１の端子及び前記第３の端子に接続される第１のアンプと、前記第２の端子及び前記第３の端子に接続される第２のアンプとを有し、
   前記第１のアンテナは、水平方向に開口するように折り返された第１の折り返しエレメントを含み、
   前記第２のアンテナは、前記第１の折り返しエレメントと向き合って開口するように折り返された第２の折り返しエレメントを含み、
   前記アースエレメントは、前記第１の折り返しエレメントと前記第２の折り返しエレメントとの少なくとも一方の折り返しエレメントの内側に延在する部分エレメントを含む、アンテナ装置。
2. 前記アースエレメントは、Ｌ字状又はＴ字状のエレメントを含む、請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記第１の折り返しエレメントは、
   前記第１の電極の左側で窓ガラスの左右方向に延在する第１の部分エレメントと、
   前記第１の部分エレメントの下側で前記窓ガラスの上下方向に延在する第２の部分エレメントと、
   前記第２の部分エレメントの右側で前記左右方向に延在する第３の部分エレメントとを含み、
   前記第２の折り返しエレメントは、
   前記第２の電極の右側で前記左右方向に延在する第４の部分エレメントと、
   前記第４の部分エレメントの下側で前記上下方向に延在する第５の部分エレメントと、
   前記第５の部分エレメントの左側で前記左右方向に延在する第６の部分エレメントとを含む、請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
4. 前記第２のアンテナは、
   前記第６の部分エレメントの上側で前記上下方向に延在する第７の部分エレメントと、
   前記第７の部分エレメントに接続され、前記第７の部分エレメントの上側で前記左右方向に延在する第８の部分エレメントとを含む、請求項３に記載のアンテナ装置。
5. 前記第２のアンテナは、
   前記第２の電極に接続され、前記第４の部分エレメントの上側で前記左右方向に延在する第９の部分エレメントを含む、請求項３又は４に記載のアンテナ装置。
6. 車両の窓ガラス用のガラスアンテナと、
   前記ガラスアンテナに接続される筐体とを備え、
   前記ガラスアンテナは、給電用の第１の電極と、給電用の第２の電極と、アース用の第３の電極と、前記第１の電極に接続される第１のアンテナと、前記第２の電極に接続される第２のアンテナとを有し、
   前記筐体は、前記第１の電極に接続される給電用の第１の端子と、前記第２の電極に接続される給電用の第２の端子と、前記第３の電極に接続されるアース用の第３の端子と、前記第１の端子及び前記第３の端子に接続される第１のアンプと、前記第２の端子及び前記第３の端子に接続される第２のアンプとを有し、
   前記第１のアンテナは、水平方向に開口するように折り返された第１の折り返しエレメントを含み、
   前記第２のアンテナは、前記第１の折り返しエレメントと向き合って開口するように折り返された第２の折り返しエレメントを含み、
   前記第１の折り返しエレメントは、
   前記第１の電極の左側で窓ガラスの左右方向に延在する第１の部分エレメントと、
   前記第１の部分エレメントの下側で前記窓ガラスの上下方向に延在する第２の部分エレメントと、
   前記第２の部分エレメントの右側で前記左右方向に延在する第３の部分エレメントとを含み、
   前記第２の折り返しエレメントは、
   前記第２の電極の右側で前記左右方向に延在する第４の部分エレメントと、
   前記第４の部分エレメントの下側で前記上下方向に延在する第５の部分エレメントと、
   前記第５の部分エレメントの左側で前記左右方向に延在する第６の部分エレメントとを含み、
   前記第２のアンテナは、
   前記第６の部分エレメントの上側で前記上下方向に延在する第７の部分エレメントと、
   前記第７の部分エレメントに接続され、前記第７の部分エレメントの上側で前記左右方向に延在する第８の部分エレメントとを含む、アンテナ装置。
7. 前記第２のアンテナは、
   前記第２の電極に接続され、前記第４の部分エレメントの上側で前記左右方向に延在する第９の部分エレメントを含む、請求項６に記載のアンテナ装置。
8. 前記ガラスアンテナは、前記第３の電極に接続されるアースエレメントを更に有する、請求項６又は７に記載のアンテナ装置。
9. 前記アースエレメントは、前記第１の折り返しエレメントと前記第２の折り返しエレメントとの少なくとも一方の折り返しエレメントの内側に延在する部分エレメントを含む、請求項８に記載のアンテナ装置。
10. 前記第１のアンテナと前記第２のアンテナは、２チャンネルのダイバーシティアンテナである、請求項１から９のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
11. 車両の窓ガラス用のガラスアンテナと、
    前記ガラスアンテナに接続される筐体とを備え、
    前記ガラスアンテナは、給電用の第１の電極と、給電用の第２の電極と、アース用の第３の電極と、前記第１の電極に接続される第１のアンテナと、前記第２の電極に接続される第２のアンテナとを有し、
    前記筐体は、前記第１の電極に接続される給電用の第１の端子と、前記第２の電極に接続される給電用の第２の端子と、前記第３の電極に接続されるアース用の第３の端子と、前記第１の端子及び前記第３の端子に接続される第１のアンプと、前記第２の端子及び前記第３の端子に接続される第２のアンプとを有し、
    前記第１のアンテナは、水平方向に開口するように折り返された第１の折り返しエレメントを含み、
    前記第２のアンテナは、前記第１の折り返しエレメントと向き合って開口するように折り返された第２の折り返しエレメントを含み、
    前記第１のアンテナは、前記第１の電極と前記第３の電極とを使用する双極タイプであり、
    前記第２のアンテナは、前記第２の電極と前記第３の電極とを使用する双極タイプであり、
    前記第１のアンテナと前記第２のアンテナは、同じメディアに対応する２チャンネルのダイバーシティアンテナとして使用できる、アンテナ装置。
12. 前記ガラスアンテナは、前記第３の電極に接続されるアースエレメントを更に有する、請求項１１に記載のアンテナ装置。
13. 前記第１の折り返しエレメントと前記第２の折り返しエレメントとのうち少なくとも一方の折り返しエレメントの一部に、少なくとも一つのループエレメントが形成されている、請求項１から１２のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
14. 前記第３の電極は、前記第１の電極と前記第２の電極との間に位置する、請求項１から１３のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
15. 前記第１のアンテナと前記第２のアンテナは、地上デジタルテレビ放送に対応する、請求項１から１４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
16. 車両用の窓ガラスと、前記窓ガラスに少なくとも一つ取り付けられる請求項１から１５のいずれか一項に記載のアンテナ装置とを備える、アンテナ装置付き窓ガラス。

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