JP7736070B2 - 車両用アンテナ装置 - Google Patents

Description

本開示は、車両用アンテナ装置に関する。

従来、自動車用合わせガラスにおいて、２枚のガラス板に挟まれる中間膜の内部に、ワイパーに付着した氷を解かすための加熱素子を封入する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０２０／００３９０２号

特許文献１には、中間膜の内部に配置する電気素子を、加熱素子に代えて、アンテナ素子、調光体又は発光シートとする旨が記載されている。しかしながら、ガラス板の大きさ等によっては、アンテナ素子とは異なる電気的な機能を有する電気素子をアンテナ素子と併用することが難しい場合がある。

本開示は、アンテナの機能とアンテナとは異なる他の電気的な機能とを兼ね備えた車両用アンテナ装置を提供する。

本開示の一態様では、
主面を有する第１誘電体板と、
前記第１誘電体板に対して前記主面に直接的又は間接的に配置された第２誘電体板と、
前記第１誘電体板と前記第２誘電体板との間において、第１中間膜と第２中間膜との間に配置された第１導電層と、
前記第１誘電体板と前記第１中間膜との間、前記第２誘電体板と前記第２中間膜との間、または、前記第２誘電体板に対して前記主面とは反対側に配置され、前記第１誘電体板の平面視で前記第１導電層の外縁に沿った内縁を有する導電枠と、
前記導電枠に電気的に接続された給電部と、
前記第１導電層に電気的に接続され、電源を含み前記第１導電層に印加する電圧を制御する電圧制御部と、
を備え、
前記導電枠は、前記第１導電層よりも低い電気抵抗を有し、所定の周波数帯の電波を送受するアンテナの一部として機能する、車両用アンテナ装置が提供される。

また、本開示の他の一態様では、
主面を有する第１誘電体板と、
前記第１誘電体板に対して前記主面に直接的又は間接的に配置された第２誘電体板と、
前記第１誘電体板と前記第２誘電体板との間において、第１中間膜と第２中間膜との間に配置された第１導電層と、
前記第１中間膜と前記第１誘電体板との間に配置され、前記第１導電層よりも低い電気抵抗を有する第２導電層と、
前記第２導電層のうち前記第１誘電体板の平面視で前記第１導電層よりも外側にある導体領域に電気的に接続される給電部と、
前記第１導電層に電気的に接続され、電源を含み前記第１導電層に印加する電圧を制御する電圧制御部と、
を備え、
前記第２導電層は、所定の周波数帯の電波を送受するアンテナの一部として機能する、車両用アンテナ装置が提供される。
本明細書において、用語「直接的に又は間接的に配置」とは、主面に他の層又は部材を介することなく配置されるか、または主面に他の層又は部材を介して配置されることを意味する。

本開示の技術によれば、アンテナの機能とアンテナとは異なる他の電気的な機能とを兼ね備えた車両用アンテナ装置を提供できる。

第１実施形態の車両用アンテナ装置の一構成例を示す平面図である。 第１実施形態の車両用アンテナ装置の一構成例を示す分解斜視図である。 調光フィルムを内部に備える窓ガラスの断面構造の一例を示す図である。 導電層と導電枠との重なりを平面視で例示する拡大図である。 給電部から導電枠の外縁に沿って接地導体部に至るまでの２つの経路を例示する図である。 給電部から導電枠の外縁に沿って接続部に至るまでの２つの経路を例示する図である。 第２実施形態の車両用アンテナ装置の一構成例を示す分解斜視図である。 第３実施形態の車両用アンテナ装置の一構成例を示す分解斜視図である。 車両用アンテナ装置のシミュレーションモデルの平面図である。 第１実施形態の車両用アンテナ装置において、給電部から導電枠の外縁に沿って接地導体部に至るまでの時計回りの経路長Ｄ_ＣＷに対する反射係数Ｓ１１のシミュレーション結果の一例を示す図である。 第１実施形態の車両用アンテナ装置において、給電部から導電枠の外縁に沿って接地導体部に至るまでの反時計回りの経路長Ｄ_ＣＣＷに対する反射係数Ｓ１１のシミュレーション結果の一例を示す図である。 第３実施形態の車両用アンテナ装置において、ガラス板の平面視で給電部から導体領域の外縁に沿って接地導体部至るまでの時計回りの経路長Ｄ_ＣＷに対する反射係数Ｓ１１のシミュレーション結果の一例を示す図である。 第３実施形態の車両用アンテナ装置において、ガラス板の平面視で給電部から導体領域の外縁に沿って接地導体部に至るまでの反時計回りの経路長Ｄ_ＣＣＷに対する反射係数Ｓ１１のシミュレーション結果の一例を示す図である。

以下、図面を参照して、本開示に係る幾つかの実施形態について説明する。なお、各実施形態の理解を容易にするため、図面における各部の縮尺は、実際とは異なる場合がある。本明細書において、「平行」、「直角」、「直交」、「水平」、「垂直」、「上下」、「左右」などの方向には、実施形態の作用及び効果を損なわない程度のずれが許容される。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。本明細書において、「Ｘ軸方向」、「Ｙ軸方向」及び「Ｚ軸方向」は、それぞれ、Ｘ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向及びＺ軸に平行な方向を表す。Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向は、互いに直交する。本明細書において、「ＸＹ平面」、「ＹＺ平面」及び「ＺＸ平面」は、それぞれ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に平行な仮想平面、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に平行な仮想平面並びにＺ軸方向及びＸ軸方向に平行な仮想平面を表す。

本開示の種々の実施形態の車両用アンテナ装置に使用する車両用窓ガラスの例示として、車両の後部に取り付けられるリアガラス、車両の前部に取り付けられるウィンドシールド、車両の側部に取り付けられるサイドガラス、車両の天井部に取り付けられるルーフガラスなどがある。車両用窓ガラスは、これらの例に限られない。

図１は、第１実施形態の車両用アンテナ装置の一構成例を示す平面図である。図１に示すアンテナ装置２０１は、車両用の窓ガラス１０１と、電圧制御部１１０とを備える車両用アンテナ装置である。図１は、車両６０の一部である車体部６２に形成された窓枠６３に取り付けられた窓ガラス１０１を車内側からの視点で例示する。窓ガラス１０１が窓枠６３に取り付けられた状態において、Ｚ軸方向の正側は、車内側を表し、Ｚ軸方向の負側は、車外側を表す。

第１実施形態の車両用窓ガラスは、水平面に垂直な鉛直方向に略平行に設置される窓ガラス（例えば、サイドガラス）に適用されることが、垂直偏波と水平偏波の両方の受信感度（アンテナ利得）が向上する点で特に好適である。図１は、窓ガラス１０１を車両のサイドガラスに適用した場合の一例である。

窓枠６３は、接地可能な導電性の部位であり、フランジとも称される。窓枠６３は、窓ガラス１０１によって覆われる開口部を形成する枠６１を有する。図１には、枠辺６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄが例示されている。枠６１は、窓枠６３の内縁の一例である。

窓ガラス１０１は、外縁１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを含む外周縁１３を有する。窓ガラス１０１は、車内側からの平面視で外周縁１３が窓枠６３と重なるように、窓枠６３に取り付けられ、外縁１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは、それぞれに対応する枠辺６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄに取り付けられる。なお、窓枠６３に取り付けた窓ガラス１０１を車内側からの視点で見ると、外縁１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは、車体部６２又は窓枠６３に隠れるが、図１では、便宜上、実線で示されている。

図２は、第１実施形態の車両用アンテナ装置の一構成例を示す分解斜視図である。車両用アンテナ装置２０１において、窓ガラス１０１は、主な構成として、ガラス板１０、ガラス板２０、導電層３０、中間膜４０、導電枠７０及び給電部８０を備える合わせガラスである。

ガラス板１０は、Ｚ軸方向の正側に面する主面１１と、Ｚ軸方向において主面１１とは反対側（Ｚ軸方向の負側）に面する主面１２とを有する板状の誘電体である。ガラス板１０は、透明でも半透明でもよい。主面１１は、車内側の表面であり、主面１２は、車外側の表面である。ガラス板１０は、後述する第１誘電体板又は第１ガラス板の一例である。

ガラス板２０は、ガラス板１０に対して主面１１に面して配置されている。ガラス板２０は、Ｚ軸方向の正側に面する主面１４と、Ｚ軸方向において主面１４とは反対側に面する主面１５とを有する板状の誘電体である。ガラス板２０は、透明でも半透明でもよい。主面１４は、車内側の表面であり、主面１５は、車外側の表面である。ガラス板２０は、後述する第２誘電体板又は第２ガラス板の一例である。

導電層３０は、ガラス板１０とガラス板２０との間において、中間膜４０Ａと中間膜４０Ｂとの間に配置された導体である。導電層３０は、ガラス板１０に対して主面１１に面する平面状導体である。導電層３０は、透明でも半透明でもよい。導電層３０の具体例として、Ａｇ（銀）膜などの金属膜、ＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）膜などの金属酸化膜、または導電性微粒子を含む樹脂膜、複数種類の膜を積層した積層体などが挙げられる。導電層３０は、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂フィルムに蒸着処理等でコーティングされたものでもよい。導電層３０は、フィルムに導電性インク又はエッチングによりメッシュ状に形成されたものでもよい。導電層３０は、後述する第１導電層の一例である。

導電層３０は、例えば、交流電圧を印加することによって窓ガラス１０１の開口部の可視光透過率をアクティブに変化させる調光フィルムに含まれる導電膜である。

図３は、調光フィルムを内部に備える窓ガラスの積層構造の一例を模式的に示す断面図である。図３に例示する調光フィルム１２０は、中間膜４０Ａと中間膜４０Ｂとの間に挟まれて配置されている。調光フィルム１２０は、中間膜４０Ａと中間膜４０Ｂとの間において対向する樹脂基板１２１，１２２と、樹脂基板１２１，１２２の間に配置された調光層１２３と、樹脂基板１２１，１２２の各々の主面に形成された導電膜１２４，１２５と、を含む。調光層１２３は、光学異方性を有する分子層である。導電膜１２４，１２５は、導電層３０の一例である。調光フィルム１２０による調光は、一対の導電膜１２４，１２５の間に印加される電圧によって機能する。

樹脂基板１２１，１２２は、例えば、透明な樹脂によって形成される。樹脂基板１２１，１２２は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、またはシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）を有する。樹脂基板１２１，１２２は、これらの樹脂を２種以上組み合わせることにより形成されてもよい。樹脂基板１２１，１２２の各々の厚さは、例えば、５μｍ～５００μｍの範囲であり、１０μｍ～２００μｍの範囲が好ましく、５０μｍ～１５０μｍの範囲がより好ましい。

導電膜１２４，１２５は、調光フィルムに含まれる導体であり、例えば、透明導電性酸化物、透明導電性ポリマー、金属層と誘電体層との積層膜、銀ナノワイヤー、又は、銀若しくは銅のメタルメッシュ等を有してもよい。導電膜１２４，１２５の各々の厚さは、例えば、２００ｎｍ～２μｍの範囲でもよい。

光学異方性を有する分子として、例えば、液晶が挙げられる。すなわち、光学異方性を有する分子層として、例えば、液晶層を用いてもよい。液晶層の例として、例えば、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）、高分子ネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ）、ゲストホスト型液晶が挙げられる。あるいは、光学異方性を有する分子として、ヨウ素等を用いてよい。調光フィルムは、このような分子層を含む、懸濁粒子デバイス（Suspended Particle Device：ＳＰＤ）を有してもよい。

なお、導電層３０は、調光フィルムに含まれる導体に限られず、導電性の層であれば、他の機能を有してもよい。例えば、導電層３０は、電圧印加による発熱によって、窓ガラス１０１の防氷や防曇などの機能を有するものでもよい。

図２において、中間膜４０は、ガラス板１０とガラス板２０との間に介在する透明又は半透明な誘電体である。ガラス板１０とガラス板２０とは、中間膜４０によって接合される。中間膜４０として、例えば、熱可塑性のポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等が挙げられる。なお、中間膜４０の比誘電率は、２．４以上３．５以下であることが好ましい。中間膜４０は、中間膜４０Ａと中間膜４０Ｂとを含み、中間膜４０Ａと中間膜４０Ｂと間に導電層３０を備える。中間膜４０Ａは、後述する第１中間膜の一例であり、ガラス板１０と導電層３０との間に介在する。中間膜４０Ｂは、後述する第２中間膜の一例であり、ガラス板２０と導電層３０との間に介在する。

図１及び図２において、導電枠７０は、ガラス板２０に対して主面１１とは反対側に配置された枠状導体である。導電枠７０は、例えば、ガラス板２０の主面１４に直接的に接して配置されてもよいし、不図示の誘電体を介して主面１４に間接的に配置されてもよい。導電枠７０は、ガラス板１０の平面視で導電層３０の外縁３１に沿った内縁７１を有する。導電枠７０は、例えば、銅、銀などによって形成されている。

なお、導電枠７０は、ガラス板１０と中間膜４０Ａとの間に配置されてもよいし、ガラス板２０と中間膜４０Ｂとの間に配置されてもよい。導電枠７０は、いずれの位置に配置される形態であっても、ガラス板１０の平面視で導電層３０の外縁３１に沿った内縁７１を有する。

図１において、給電部８０は、導電枠７０に電気的に接続された給電部の一例であり、例えば、給電用の電極である。給電部８０は、窓ガラス１０１が窓枠６３に取り付けられた状態で窓枠６３の近傍に位置するように、ガラス板２０の外周縁１３の近傍に設けられている。給電部８０は、コネクタ等の導電性部材を介して、給電線９０の一端またはアンプリファイアの入力端子に電気的に接続される。給電線９０の他端またはアンプリファイアの出力端子は、例えば、受信機等の通信機器に接続される。給電線９０は、例えば、信号線９１と接地部９２を有する同軸ケーブルである。接地部９２は、シールド線でもよい。信号線９１の一端は、給電部８０に電気的に接続され、接地部９２の一端は、車体部６２（窓枠６３でもよい）を介して接地される。なお、給電線９０は、マイクロストリップラインでもよい。

給電部８０は、ガラス板２０の平面視で導電枠７０の外側に突出してもよい。この態様によれば、給電線９０の一端（信号線９１の一端）またはアンプリファイアの入力端子と給電部８０とを電気的に接続するコネクタ等の導電性部材を給電部８０に接触させることが容易になる。給電部８０の形状は、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が、これらに限られず、円、略円、楕円、略楕円などの円状のように、他の形状でもよい。

電圧制御部１１０は、導電層３０に電気的に接続され、導電層３０に印加する電圧を制御する。電圧制御部１１０は、例えば、電源１１１を含む制御ユニットである。例えば、導電層３０が、図３の調光フィルム１２０の導電膜１２４，１２５である場合、電源１１１は、所定の周期の電圧１１２を導電膜１２４に印加し、位相が電圧１１２に対して反転した電圧１１３を導電膜１２５に印加する。これにより、交流電圧が導電膜１２４，１２５の間に印加され、調光フィルム１２０による調光が制御される。

図１及び図２において、導電枠７０は、導電層３０の外縁３１に沿った内縁７１を有するので、導電層３０に容量結合で電気的に接続される。したがって、窓ガラス１０１が導電性の窓枠６３に取り付けられることで、導電層３０及び導電枠７０を、パッチアンテナのアンテナ導体として機能させることができ、車体部６２及び窓枠６３を、パッチアンテナのグランドとして機能させることができる。導電層３０及び導電枠７０がアンテナ導体として機能することで、導電層３０の外縁３１に沿った導電枠７０に発生する高周波電流を、導電枠７０に電気的に接続される給電部８０から取り出しできる。また、導電枠７０は、導電層３０よりも低い電気抵抗を有することで、導電層３０の外縁３１に沿った導電枠７０に発生する高周波電流が流れやすくなるので、導電層３０及び導電枠７０をアンテナ導体として利用するパッチアンテナのアンテナ利得が向上する。ここで言う「電気抵抗」の高低を評価する指標は、シート抵抗値（単位：Ω／□）が挙げられる。

あるいは、窓ガラス１０１が導電性の窓枠６３に取り付けられることで、導電枠７０は、導電枠７０と窓枠６３との間の（窓ガラス１０１の平面視における）間隙をスロットとして利用するスロットアンテナの一部として機能する。

このように、第１実施形態によれば、導電層３０及び導電枠７０は、それぞれ、所定の周波数帯の電波を送受（送信と受信のうちの一方又は両方）するパッチアンテナの一部として機能する。あるいは、導電枠７０は、所定の周波数帯の電波を送受するスロットアンテナの一部として機能する。したがって、電気抵抗が比較的高い導電層３０を使用しても、所定の周波数帯の電波を高利得で送受可能なアンテナ装置２０１を提供できる。

以下、導電枠７０を利用するアンテナをアンテナＡＮＴと称する。アンテナＡＮＴは、給電部８０を給電点として動作する。アンテナＡＮＴは、放送波等の車外の電波を受信する受信用アンテナとして使用されてもよいし、車外の通信機器との間で電波を送受する無線通信用アンテナとして使用されてもよい。

アンテナＡＮＴは、例えば、周波数が３０ＭＨｚ乃至３００ＭＨｚのＶＨＦ（Very High Frequency）帯の電波を送受可能に形成されたアンテナである。ＶＨＦ帯に含まれる周波数帯の具体例として、ＦＭ放送波の帯域（例えば、７６ＭＨｚ乃至１０８ＭＨｚ）、ＤＡＢ Ｂａｎｄ ＩＩＩの帯域（例えば、１７０ＭＨｚ乃至２４０ＭＨｚ）などがある。

アンテナＡＮＴは、例えば、周波数が３００ＭＨｚ乃至３ＧＨｚのＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の電波を送受可能に形成されたアンテナでもよい。ＵＨＦ帯に含まれる周波数帯の具体例として、地上デジタルテレビ放送波の帯域（例えば、４７０ＭＨｚ乃至７１３ＭＨｚ）などがある。

導電枠７０は、閉ループ形状を有すると、導電枠７０に高周波電流が流れやすくなるので、アンテナＡＮＴのアンテナ利得が向上する。しかし、導電枠７０の一部に切り欠きがあってもよい。導電枠７０の形状は、略四角形に限られず、略三角形などの他の多角形でもよい。

給電部８０は、導電枠７０の角部７３ａの近傍に配置されると、Ｘ軸方向（例えば、水平方向）に延伸する枠部７０ａとＹ軸方向（例えば、上下方向）に延伸する枠部７０ｃの近傍に位置するので、水平偏波と垂直偏波の両方のアンテナ利得が向上する。

また、給電部８０が、導電枠７０の角部７３ａの近傍に配置されると、Ｙ軸方向で対向する枠部７０ａ，７０ｂのそれぞれに発生する電界の向きは、Ｙ軸方向の正側又は負側に揃い、Ｘ軸方向で対向する枠部７０ｃ，７０ｄのそれぞれに発生する電界の向きは、Ｘ軸方向の正側又は負側に揃う範囲が広くなる。このようにそれぞれの電界の向きが揃うことで、アンテナＡＮＴの放射効率が向上する。

また、Ｘ軸方向に延伸する枠部７０ａ，７０ｂは、Ｙ軸方向の電界を発生させ、Ｙ軸方向に延伸する枠部７０ｃ，７０ｄは、Ｘ軸方向の電界を発生させる。そのため、給電部８０が角部７３ａの近傍に配置されることで、Ｘ軸方向とＹ軸方向の電界を受けることが容易になるので、窓ガラス１０１が、水平面又は鉛直面に対して傾いた搭載環境でも、水平偏波と垂直偏波の両方のアンテナ利得が向上する。

なお、給電部８０は、導電枠７０の他の角部（例えば、角部７３ｂ、角部７３ｃ又は角部７３ｄ）の近傍に配置されてもよい。この態様によれば、角部７３ａの近傍に配置される場合と同様に、水平偏波と垂直偏波の両方のアンテナ利得が向上する。

また、角部７３ａからＸ軸方向に延伸する枠部７０ａの長さをＬ_Ｘ、角部７３ａからＸ軸方向への距離をＤ_Ｘとすると、角部７３ａの近傍とは、０≦Ｄ_Ｘ≦（１／３）×Ｌ_Ｘの式が成立する領域と定義される。また、角部７３ａからＹ軸方向に延伸する枠部７０ｃの長さをＬ_Ｙ、角部７３ａからＹ軸方向への距離をＤ_Ｙとすると、角部７３ａの近傍とは、０≦Ｄ_Ｙ≦（１／３）×Ｌ_Ｙの式が成立する領域と定義される。導電枠７０の他の角部（例えば、角部７３ｂ、角部７３ｃ又は角部７３ｄ）の近傍も、同様に定義される。

つまり、給電部８０が、角部７３ａの近傍にあると（給電部８０は、角部７３ａから枠部７０ａの長さＬ_Ｘの１／３以内の位置、又は、角部７３ａから枠部７０ｃの長さＬ_Ｙの１／３以内の位置に配置されると）、水平偏波と垂直偏波の両方のアンテナ利得が向上する。この場合、枠部７０ａは、角部から第１方向に延伸する、後述する第１辺の一例であり、枠部７０ｃは、角部から第２方向に延伸する、後述する第２辺の一例である。

また、窓ガラス１０１は、主面１１，１２が略水平となるように窓枠６３に取り付けられてもよい。この場合、略水平又は略水平方向とは、水平面に対して±３０°以内の範囲を指すが、±１５°以内の範囲でもよく、±１０°以内の範囲でもよく、±５°以内の範囲でもよく、±３°以内の範囲でもよい。主面１１，１２が略水平となるように取り付けられる窓ガラス１０１として、ルーフガラスが例示される。

主面１１，１２が略水平となるように取り付けられる窓ガラス１０１の場合、アンテナＡＮＴは、鉛直方向（天頂方向）から到達する任意の偏波（例えば、直線偏波、円偏波等）を受信可能となる。とくに、アンテナＡＮＴは、衛星通信用の電波（例えば、円偏波で到達する電波）を送受するアンテナでもよい。アンテナＡＮＴは、所定の周波数帯のＧＮＳＳ信号を受信可能に形成されてもよい。所定の周波数帯は、１．２ＧＨｚ帯でもよく、１．６ＧＨｚ帯でもよい。１．２ＧＨｚ帯は、例えば、１．２２６ＧＨｚ乃至１．２２８ＧＨｚ、１．６ＧＨｚ帯は、例えば、１．５５９ＧＨｚ乃至１．６０６ＧＨｚでもよい。さらに、アンテナＡＮＴは、２．３ＧＨｚ帯のＳバンド（２．３２０ＧＨｚ乃至２．３４５ＧＨｚ）のＳＤＡＲＳ（Satellite Digital Audio Radio Service）信号を受信可能に形成されてもよい。

導電層３０は、シート抵抗が３００［Ω／□（ohms per square）］以下であると、アンテナＡＮＴの利得が向上する。アンテナＡＮＴの利得が向上する点で、導電層３０のシート抵抗は、２００［Ω／□］以下であることが好ましく、１００［Ω／□］以下であることがより好ましく、８０［Ω／□］以下であることがさらに好ましい。導電層３０のシート抵抗の下限値は、導電枠７０のシート抵抗よりも大きければよく、例えば、５［Ω／□］以上であることが好ましく、１０［Ω／□］以上であることがより好ましく、１５［Ω／□］以上であることがさらに好ましい。

導電枠７０のシート抵抗の上限値は、導電層３０のシート抵抗よりも小さければ十分である。アンテナＡＮＴの利得が向上する点で、例えば、２［Ω／□］以下であることがよく、１［Ω／□］以下であることがより好ましい。このように、導電枠７０と導電層３０の電気抵抗の高低については、例えば、シート抵抗を指標にして比較できる。

窓ガラス１０１は、導電枠７０が車体部６２に容量結合可能な距離で車体部６２に取り付けられると、アンテナＡＮＴの利得を向上できる。これは、導電枠７０の周囲に発生する高周波電流がその容量結合を介して車体部６２に流れ、高周波電流が流れる導体領域の面積が拡大するからである。例えば、アンテナＡＮＴの導電枠７０と車体部６２との結合容量は、０．４［ｐＦ］以上であると、アンテナＡＮＴの利得を向上できる。アンテナＡＮＴの利得を上げる点で、当該結合容量の下限値は、１．０［ｐＦ］以上であることが好ましく、２．０［ｐＦ］以上であることがより好ましい。なお、当該結合容量の上限値はとくに規定されないが、例えば２００［ｐＦ］以下に設定できる。

窓枠６３の枠６１は、ガラス板１０の平面視で、導電枠７０の外縁７２の少なくとも一部と一致する部分、又は、導電枠７０の外縁７２の少なくとも一部よりも外側にある部分を有すると、アンテナＡＮＴのアンテナ利得が向上する。図１に示す例では、枠６１の全部分は、ガラス板１０の平面視で、外縁７２の全部分よりも外側にある。

例えば、窓枠６３の枠６１と導電枠７０の外縁７２との対向間隔（例えば、窓枠６３の枠辺６１ｂと枠部７０ｂの外縁７２との対向間隔）は、ガラス板１０の平面視で、０ｍｍ以上５０ｍｍ以下であると、アンテナＡＮＴのアンテナ利得が向上する。

図４は、導電層と導電枠との重なりを平面視で例示する拡大図である。導電枠７０の内縁７１は、ガラス板１０の平面視で導電層３０の外縁３１に近づくと、アンテナＡＮＴのアンテナ利得が向上する。例えば、ガラス板１０の平面視で、導電枠７０の少なくとも一部は、導電層３０と重なり、且つ、導電枠７０の外縁７２は、導電層３０の外縁３１から外側に１０ｍｍ以内にあると、アンテナＡＮＴのアンテナ利得が向上する。この場合、導電枠７０の外縁７２と導電層３０の外縁３１との距離ｄは、１０ｍｍ以下であることが好ましい。また、アンテナＡＮＴのアンテナ利得の向上の点で、距離ｄは、５ｍｍ以下であることが好ましい。なお、距離ｄは、アンテナＡＮＴのアンテナ利得の向上の点から、１ｍｍ以上であることが好ましい。

また、ガラス板１０の平面視で、導電枠７０が導電層３０と重ならず、且つ、導電枠７０の内縁７１が、導電層３０の外縁３１から外側に５ｍｍ以内にあると、アンテナＡＮＴのアンテナ利得が向上する。アンテナＡＮＴのアンテナ利得の向上の点で、導電枠７０の内縁７１と導電層３０の外縁３１との距離は、３ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以下であることがより好ましく、０ｍｍであることが最も好ましい。なお、導電枠７０の幅は、導電層３０の少なくとも一部と重なる、重ならないに関わらず適宜設定できるが、例えば、１ｍｍ乃至２０ｍｍとしてもよく、２ｍｍ乃至１５ｍｍとしてもよく、３ｍｍ乃至１０ｍｍとしてもよく、３ｍｍ乃至７ｍｍとしてもよい。

ところで、図１において、導電枠７０が高周波で共振するためには、導電枠７０の外縁７２の周長Ｌの半分の長さ（Ｌ／２）は、"λ／４×ｋ×（２×Ｎ－１）"に略一致することが好ましい。ここで、λは、導電枠７０（アンテナＡＮＴ）が送受する周波数帯の電波の空気中における波長とし、ｋは、ガラス板１０及びガラス板２０により決められる波長短縮率とし、Ｎは、１以上の整数とする。しかしながら、窓枠６３の大きさは車種ごとに異なるので、窓枠６３の大きさによっては、導電枠７０の周長Ｌの半分の長さ（Ｌ／２）が"λ／４×ｋ×（２×Ｎ－１）"に略一致しない場合がある。

このような場合に対応するため、第１実施形態に係る窓ガラス１０１は、図１に示すように、給電部８０から離れた箇所に接地導体部７５を備えるとよい。接地導体部７５は、導電枠７０に電気的に接続され、アース電位と等価となる接地導体部の一例である。接地導体部７５は、例えば、アース電位に電気的に接続されるアース用電極である。アース電位（例えば、車体部６２又は窓枠６３のアース電位）に電気的に接続される接地導体部７５の位置を調整することで、導電枠７０に沿って発生する定在波の腹の位置を、接地導体部７５の位置に調整できる。これにより、アンテナＡＮＴのアンテナ利得が向上するように、導電枠７０に沿って発生する定在波の腹の位置を、給電部８０の位置に容易に調整できる。

接地導体部７５は、ガラス板１０の平面視で導電枠７０の外側に突出してもよい。これにより、アース電位と接地導体部７５とを電気的に接続する導線等の導電性部材を接地導体部７５に接触させることが容易になる。接地導体部７５の形状は、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が、これらに限られず、円、略円、楕円、略楕円などの円状のように、他の形状でもよい。

図５は、給電部から導電枠の外縁に沿って接地導体部に至るまでの２つの経路を例示する図である。給電部８０から外縁７２に沿って接地導体部７５に至るまでの第１経路の長さをＤ_ＣＷ、給電部８０から外縁７２に沿って接地導体部７５に至るまでの第２経路の長さをＤ_ＣＣＷとする。この例では、第１経路は、給電部８０から時計回りの経路であり、第２経路は、給電部８０から反時計回りの経路である。また、アンテナＡＮＴが送受する周波数帯の電波の空気中における波長をλ、ガラス板１０及びガラス板２０により決められる波長短縮率をｋとする。

このとき、Ｄ_ＣＷとＤ_ＣＣＷとの少なくとも一方が、（λ／４×ｋ）の偶数倍に略等しければ、給電部８０と接地導体部７５との間で共振が得られる。これにより、導電枠７０に沿って発生する定在波の腹の位置を、給電部８０の位置に調整できるので、アンテナＡＮＴのアンテナ利得が向上する。言い換えれば、Ｍ_１及びＭ_２を１以上の整数とするとき、
Ｄ_ＣＷ ＝ λ／２×ｋ×Ｍ_１ ・・・式ａａ
Ｄ_ＣＣＷ ＝ λ／２×ｋ×Ｍ_２ ・・・式ｂｂ
が成立する。よって、式ａａと式ｂｂの少なくとも一方を満足すればよい。

したがって、式ａａ及び式ｂｂに関して、±λ／５×ｋの製造上の誤差などを考慮すると、
λ／２×ｋ×Ｍ_１－λ／５×ｋ ≦ Ｄ_ＣＷ ≦ λ／２×ｋ×Ｍ_１＋λ／５×ｋ
・・・式１ａ、
λ／２×ｋ×Ｍ_２－λ／５×ｋ ≦ Ｄ_ＣＣＷ ≦ λ／２×ｋ×Ｍ_２＋λ／５×ｋ
・・・式１ｂ、
の少なくとも一方を満足すると、アンテナＡＮＴのアンテナ利得が向上する。式１ａ，１ｂの両方を満足することが好ましい。

アンテナＡＮＴのアンテナ利得が向上する点で、
λ／２×ｋ×Ｍ_１－λ／６×ｋ ≦ Ｄ_ＣＷ ≦ λ／２×ｋ×Ｍ_１＋λ／６×ｋ
・・・式２ａ、
λ／２×ｋ×Ｍ_２－λ／６×ｋ ≦ Ｄ_ＣＣＷ ≦ λ／２×ｋ×Ｍ_２＋λ／６×ｋ
・・・式２ｂ、
の少なくとも一方を満足することが好ましい。式２ａ，２ｂの両方を満足することがより好ましい。

アンテナＡＮＴのアンテナ利得が向上する点で、
λ／２×ｋ×Ｍ_１－λ／７×ｋ ≦ Ｄ_ＣＷ ≦ λ／２×ｋ×Ｍ_１＋λ／７×ｋ
・・・式３ａ、
λ／２×ｋ×Ｍ_２－λ／７×ｋ ≦ Ｄ_ＣＣＷ ≦ λ／２×ｋ×Ｍ_２＋λ／７×ｋ
・・・式３ｂ、
の少なくとも一方を満足することがより好ましい。式３ａ，３ｂの両方を満足することがさらに好ましい。

また、Ｄ_ＣＷは、Ｄ_ＣＣＷと異なると（Ｄ_ＣＷ ≠ Ｄ_ＣＣＷ を満足すると）、最も共振する周波数が、Ｄ_ＣＷとＤ_ＣＣＷとで異なるので、アンテナＡＮＴを広帯域化できる。

なお、λは、アンテナＡＮＴが送受する所定の周波数帯に含まれる一部の周波数の電波の空気中における波長でもよい。好ましくは、所定の周波数帯に含まれる全ての周波数の電波の空気中における波長でもよい。後述の式のλについても同様である。

また、接地導体部７５は、アンテナＡＮＴのアンテナ利得の向上の点で、アース電位と直結するのが好ましい。例えば、接地導体部７５は、窓枠６３等の車体部６２に直接結合で電気的に接続されることで、アース電位と直結する。なお、接地導体部７５は、アース電位と容量結合で電気的に接続されてもよい。

また、アンテナ装置２０１は、アンテナＡＮＴが送受する周波数帯の信号を減衰させるコイル１１４，１１５を導電層３０と電源１１１との間に備えると、当該信号の電源１１１への漏洩が抑制されるので、アンテナＡＮＴのアンテナ利得の低下を抑制できる。図３に示す例では、コイル１１４は、導電膜１２４と電源１１１との間に直列に挿入され、コイル１１５は、導電膜１２５と電源１１１との間に直列に挿入される。コイル１１４，１１５のインダクタンスは、調光フィルム１２０の面積にもよるが、２．０μＨ以下であればよく、１．６μＨ以下でもよい。コイル１１４，１１５のインダクタンスが上記いずれかの範囲にあれば、ＶＨＦからＵＨＦの周波数帯の信号を減衰できる。

図６は、給電部８０から導電枠７０の外縁７２に沿って接続部１２６に至るまでの２つの経路を例示する図である。導電層３０において電圧制御部１１０に繋がる部分を接続部１２６とする。例えば、「電圧制御部１１０に繋がる部分」とは、導電層３０からコイル１１４、１１５に至るまでの給電線（ハーネス）の長さを考慮した、アンテナＡＮＴが送受する信号の電気長も含めてもよい。給電部８０から外縁７２に沿って接続部１２６に至るまでの時計回りの経路長をＬ_ＣＷ、給電部８０から外縁７２に沿って接続部１２６に至るまでの反時計回りの経路長をＬ_ＣＣＷとする。また、アンテナＡＮＴが送受する周波数帯の電波の空気中における波長をλ、ガラス板１０及びガラス板２０により決められる波長短縮率をｋ、Ｎ_１及びＮ_２を１以上の整数とする。

このとき、
λ／２×ｋ×Ｎ_１－λ／５×ｋ ≦ Ｌ_ＣＷ ≦ λ／２×ｋ×Ｎ_１＋λ／５×ｋ
・・・式４ａ、
λ／２×ｋ×Ｎ_２－λ／５×ｋ ≦ Ｌ_ＣＣＷ ≦ λ／２×ｋ×Ｎ_２＋λ／５×ｋ
・・・式４ｂ、
の少なくとも一方を満足すると、接続部１２６と電圧制御部１１０との間を繋ぐ給電線がアンテナＡＮＴのアンテナ利得に与える影響を抑制できる。式４ａ，４ｂの両方を満足することが好ましい。

接続部１２６と電圧制御部１１０との間を繋ぐ給電線がアンテナＡＮＴのアンテナ利得に与える影響を抑制する点で、
λ／２×ｋ×Ｎ_１－λ／６×ｋ ≦ Ｌ_ＣＷ ≦ λ／２×ｋ×Ｎ_１＋λ／６×ｋ
・・・式５ａ、
λ／２×ｋ×Ｎ_２－λ／６×ｋ ≦ Ｌ_ＣＣＷ ≦ λ／２×ｋ×Ｎ_２＋λ／６×ｋ
・・・式５ｂ、
の少なくとも一方を満足することが好ましい。式５ａ，５ｂの両方を満足することがより好ましい。

接続部１２６と電圧制御部１１０との間を繋ぐ給電線がアンテナＡＮＴのアンテナ利得に与える影響を抑制する点で、
λ／２×ｋ×Ｎ_１－λ／７×ｋ ≦ Ｌ_ＣＷ ≦ λ／２×ｋ×Ｎ_１＋λ／７×ｋ
・・・式６ａ、
λ／２×ｋ×Ｎ_２－λ／７×ｋ ≦ Ｌ_ＣＣＷ ≦ λ／２×ｋ×Ｎ_２＋λ／７×ｋ
・・・式６ｂ、
の少なくとも一方を満足することがより好ましい。式６ａ，６ｂの両方を満足することがさらに好ましい。

図２において、窓ガラス１０１は、ガラス板１０に対して主面１１に直接的又は間接的に設けられた（枠状の）遮光部（不図示）を有してもよい。遮光部は、例えば、可視光を遮光する遮光膜である。遮光膜の具体例として、黒色セラミックス膜等のセラミックスが挙げられる。遮光部は、導電枠７０の少なくとも一部にガラス板１０の平面視で重なる。これにより、Ｚ軸方向（車外側又は車内側）から窓ガラス１０１を見ると、その重なる部分が視認しにくくなるので、窓ガラス１０１や車両のデザイン性などの見栄えが向上する。

図７は、第２実施形態の車両用アンテナ装置の一構成例を示す分解斜視図である。第２実施形態において、第１実施形態と同様の構成、作用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、省略する。第２実施形態のアンテナ装置２０２は、車両用の窓ガラス１０２を備える。窓ガラス１０２は、導電層３０よりも低い電気抵抗を有する導電層１３０を中間膜４０Ａとガラス板１０との間に備える点で、第１実施形態の窓ガラス１０１と相違する。導電層１３０は、第２導電層の一例である。

なお、図７は、窓枠６３の図示が省略されている。また、窓ガラス１０２は、第１実施形態と同様に、遮光部を備えてもよい。

導電層１３０は、ガラス板１０に対して主面１１に直接的又は間接的に配置した平面状導体である。導電層１３０は、主面１１に接する導体でもよいし、透明または半透明な不図示の誘電体を介して主面１１の側に配置される導体でもよい。導電層１３０は、透明でも半透明でもよい。導電層１３０の具体例として、Ａｇ（銀）膜などの金属膜、ＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）膜などの金属酸化膜、若しくは導電性微粒子を含む樹脂膜、又は複数種類の膜を積層した積層体などが挙げられる。導電層１３０は、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂フィルムに蒸着処理等でコーティングされたものでもよい。導電層１３０は、フィルムに導電性インク又はエッチングによりメッシュ状に形成されたものでもよい。

導電層１３０は、ガラス板１０の主面１１にコーティングされる導電膜でもよい。導電膜の具体例として、低放射性能を発揮するＬｏｗ－Ｅ（Low Emissivity）膜などの低放射膜が挙げられる。

低放射とは、放射による伝熱を低減することをいう。Ｌｏｗ－Ｅ膜などの低放射膜は、放射による伝熱を抑制することで、断熱性を確保する。低放射膜は、一般的なものであってよい。低放射膜は、例えば、透明誘電体膜、赤外線反射膜、および透明誘電体膜をこの順で含む積層膜であってよい。透明誘電体膜としては、金属酸化物や金属窒化物が代表的である。金属酸化物としては、酸化亜鉛や酸化スズが代表的である。赤外線反射膜としては、金属膜が代表的である。金属膜としては、銀（Ａｇ）が代表的である。ここで、赤外線反射膜は、透明誘電体膜同士の間に、１層以上形成されてよい。

導電層１３０は、Ｌｏｗ－Ｅ膜などの低放射膜に限られず、導電性の層であれば、他の機能を有してもよい。例えば、導電層１３０は、電圧印加による発熱によって、窓ガラス１０２の防氷や防曇などの機能を有するものでもよい。

導電層１３０のシート抵抗は、アンテナＡＮＴの利得が向上する点で、５［Ω／□］未満が好ましく、４［Ω／□］未満がより好ましく、３［Ω／□］未満がさらに好ましい。導電層１３０のシート抵抗の下限値は、特に限定されず、０［Ω／□］超である。

ガラス板１０の平面視において、導電層１３０の外縁１３１は、導電層３０の外縁３１の外側にあると、導電層１３０の低放射性能等の機能が及ぶ領域を拡張できる。しかしながら、ガラス板１０の平面視において、導電層１３０の外縁１３１は、導電層３０の外縁３１と一致し又は外縁３１の内側にあってもよい。

ガラス板１０の平面視において、導電層１３０は、導電枠７０と重なると、導電層１３０と導電枠７０とが容量結合するので、アンテナＡＮＴの利得の確保が容易になる。しかしながら、ガラス板１０の平面視において、導電層１３０は、導電枠７０と重ならなくてもよい。

なお、図７の窓ガラス１０２において、導電層１３０はガラス板１０の主面１１に接する導体として示している。しかし、導電層１３０は、ガラス板１０の主面１１に接する配置に代えて、ガラス板２０の主面１４に接することなく配置してもよい。より具体的に、導電層１３０は、ガラス板２０の主面１４と導電枠７０との間に配置してもよい。この場合も、導電枠７０の電気抵抗が、導電層１３０の電気抵抗よりも低い関係にあればよい。導電層１３０として、上記の低放射膜が例示できる。

また、図７の窓ガラス１０２において、導電層１３０はガラス板１０の主面１１に接する導体として示しているが、導電層１３０を備えたうえで、さらに、ガラス板２０の主面１４に直接的又は間接的に不図示の他の導電層（第３導電層）を配置してもよい。この場合も、導電枠７０の電気抵抗が、第３導電層の電気抵抗よりも低い関係にあればよい。第３導電層が低放射膜であり、導電層１３０が赤外線反射膜である組み合わせが例示できる。

図８は、第３実施形態の車両用アンテナ装置の一構成例を示す分解斜視図である。第３実施形態において、第１又は第２実施形態と同様の構成、作用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、省略する。第３実施形態のアンテナ装置２０３は、車両用の窓ガラス１０３を備える。窓ガラス１０３は、導電枠７０を備えずに導電層１３０を備える点で、第１実施形態の窓ガラス１０１と相違する。窓ガラス１０３は、第１実施形態と同様に、遮光部を備えてもよい。

窓ガラス１０３は、主な構成として、ガラス板１０、ガラス板２０、導電層３０、中間膜４０、導電層１３０及び給電部１８０を備える合わせガラスである。

第３実施形態では、導電層１３０は、中間膜４０Ａとガラス板１０との間に配置され、導電層３０よりも低い電気抵抗を有する。導電層１３０のシート抵抗は、アンテナＡＮＴの利得が向上する点で、５［Ω／□］未満であることが好ましく、４［Ω／□］未満であることがより好ましく、３［Ω／□］未満であることがさらに好ましい。導電層１３０のシート抵抗の下限値は、特に限定されず、０［Ω／□］超である。

また、第３実施形態では、給電部１８０は、導電層１３０のうちガラス板１０の平面視で導電層３０よりも外側にある導体領域１３２に電気的に接続される。図８に示す例では、ガラス板２０等の誘電体が給電部１８０と導体領域１３２との間に介在するので、給電部１８０は、導体領域１３２に容量結合で電気的に接続される。

なお、給電部１８０の形態又は位置は、第１実施形態の給電部８０の上述の形態又は位置と同様でよい。

図８において、中間膜４０Ａが導電層１３０と導電層３０との間に介在するので、導電層１３０のうちガラス板１０の平面視で導電層３０よりも外側にある導体領域１３２は、導電層３０に容量結合で電気的に接続される。したがって、窓ガラス１０３が導電性の窓枠６３に取り付けられることで、導電層３０及び導電層１３０を、パッチアンテナのアンテナ導体として機能させることができ、車体部６２及び窓枠６３を、パッチアンテナのグランドとして機能させることができる。導電層３０及び導電層１３０がアンテナ導体として機能することで、導電層１３０のうちガラス板１０の平面視で導電層３０よりも外側にある導体領域１３２に発生する高周波電流を、導体領域１３２に電気的に接続される給電部１８０から取り出しできる。また、導電層１３０（導体領域１３２）は、導電層３０よりも低い電気抵抗を有することで、導体領域１３２に発生する高周波電流が流れやすくなるので、導電層３０及び導電層１３０をアンテナ導体として利用するパッチアンテナのアンテナ利得が向上する。ここで言う「電気抵抗」の高低を評価する指標は、シート抵抗値（単位：Ω／□）が挙げられる。

あるいは、窓ガラス１０３が導電性の窓枠６３に取り付けられることで、導電層１３０は、導体領域１３２と窓枠６３との間の間隙をスロットとして利用するスロットアンテナの一部として機能する。具体的には、導電層３０が調光フィルム（に含まれる導電膜）であり、導電層１３０が赤外線反射膜である組み合わせが挙げられる。

このように、第３実施形態によれば、導電層３０及び導電層１３０は、それぞれ、所定の周波数帯の電波を送受するパッチアンテナの一部として機能する。あるいは、導電層１３０は、所定の周波数帯の電波を送受するスロットアンテナの一部として機能する。したがって、電気抵抗が比較的高い導電層３０を使用しても、所定の周波数帯の電波を高利得で送受可能なアンテナ装置２０３を提供できる。

以下、導電層１３０を利用するアンテナをアンテナＡＮＴ２と称する。アンテナＡＮＴ２は、給電部１８０を給電点として動作する。アンテナＡＮＴ２は、特に断りのない限り、上述のアンテナＡＮＴと同じ機能を有する。

図８において、給電部１８０は、ガラス板２０に対してガラス板１０の主面１１とは反対側に位置し、且つ、ガラス板１０の平面視で導体領域１３２の少なくとも一部と重複するので、導体領域１３２と容量結合で電気的に接続される。言い換えれば、給電部１８０は、導体領域１３２をガラス板２０に投影した投影領域１７０の少なくとも一部と重複することで、導体領域１３２と容量結合で電気的に接続される。図８に示す例では、ガラス板２０の平面視で、導体領域１３２の投影領域１７０の内縁１７１は、導体領域１３２の内縁１３３（導電層３０の外縁３１）と一致する。なお、中間膜４０は、１ｍｍ程度の厚さであり、ガラス板２０は、２ｍｍ程度の厚さであるので、給電部１８０は、導体領域１３２と容量結合する距離（３ｍｍ程度）に位置する。

図８に示す例では、導電層１３０の外縁１３１は、ガラス板１０の平面視において、導電層３０の外縁３１よりも外側にあり、導体領域１３２は、ガラス板１０の平面視において、導電層１３０が導電層３０と重複しない枠状領域である。導体領域１３２がこのような枠状領域であることで、アンテナＡＮＴ２のアンテナ利得が向上する。

ところで、図８において、導体領域１３２が高周波で共振するためには、導体領域１３２の外縁１３１の周長Ｌの半分の長さ（Ｌ／２）は、"λ／４×ｋ×（２×Ｎ－１）"に略一致することが好ましい。ここで、λは、導体領域１３２（アンテナＡＮＴ２）が送受する周波数帯の電波の空気中における波長とし、ｋは、ガラス板１０及びガラス板２０により決まる波長短縮率とし、Ｎは、１以上の整数とする。しかしながら、窓枠６３の大きさは車種ごとに異なるので、窓枠６３の大きさによっては、導体領域１３２の周長Ｌの半分の長さ（Ｌ／２）が"λ／４×ｋ×（２×Ｎ－１）"に略一致しない場合がある。

このような場合に対応するため、第３実施形態に係る窓ガラス１０３は、図８に示すように、給電部１８０から離れた箇所に接地導体部１７５を備えるとよい。接地導体部１７５は、導体領域１３２に電気的に接続され、アース電位と等価となる接地導体部の一例である。接地導体部１７５は、例えば、アース電位に電気的に接続されるアース用電極である。アース電位（例えば、車体部６２又は窓枠６３のアース電位）に電気的に接続される接地導体部１７５の位置を調整することで、導体領域１３２に沿って発生する定在波の腹の位置を、接地導体部１７５の位置に調整できる。これにより、アンテナＡＮＴ２のアンテナ利得が向上するように、導体領域１３２に沿って発生する定在波の腹の位置を、給電部１８０の位置に容易に調整できる。

接地導体部１７５は、ガラス板１０の平面視で導体領域１３２の外側に突出してもよい。この態様によれば、アース電位と接地導体部１７５とを電気的に接続する導線等の導電性部材を接地導体部１７５に接触させることが容易になる。接地導体部１７５の形状は、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が、これらに限られず、円、略円、楕円、略楕円などの円状のように、他の形状でもよい。

ここで、ガラス板１０の平面視において、給電部１８０から導体領域１３２の外縁１３１に沿って接地導体部１７５に至るまでの時計回りの経路長をＤ_ＣＷ、給電部１８０から外縁１３１に沿って接地導体部１７５に至るまでの反時計回りの経路長をＤ_ＣＣＷとする。また、アンテナＡＮＴ２が送受する周波数帯の電波の空気中における波長をλ、ガラス板１０及びガラス板２０により決められる波長短縮率をｋとする。

このとき、給電部１８０は、ガラス板２０に対してガラス板１０の主面１１とは反対側に位置し、且つ、ガラス板１０の平面視で導体領域１３２の少なくとも一部と重複するので、導体領域１３２と容量結合で電気的に接続される。この容量結合のため、Ｄ_ＣＷ又はＤ_ＣＣＷは、λ／２×ｋの整数倍（上記の式ａａ及び式ｂｂ参照）からずれた長さ（具体的には、λ／４×ｋの奇数倍）に一致すると、給電部１８０と接地導体部１７５との間で共振が得られる。

したがって、Ｍ_１及びＭ_２を１以上の整数とするとき、±λ／５×ｋの製造上の誤差などを考慮すると、
λ／４×ｋ×（２×Ｍ_１－１）－λ／５×ｋ ≦ Ｄ_ＣＷ ≦ λ／４×ｋ×（２×Ｍ_１－１）＋λ／５×ｋ
・・・式７ａ、
λ／４×ｋ×（２×Ｍ_２－１）－λ／５×ｋ ≦ Ｄ_ＣＣＷ ≦ λ／４×ｋ×（２×Ｍ_２－１）＋λ／５×ｋ
・・・式７ｂ、
の少なくとも一方を満足すると、アンテナＡＮＴ２のアンテナ利得が向上する。式７ａ，７ｂの両方を満足することが好ましい。

アンテナＡＮＴ２のアンテナ利得が向上する点で、
λ／４×ｋ×（２×Ｍ_１－１）－λ／６×ｋ ≦ Ｄ_ＣＷ ≦ λ／４×ｋ×（２×Ｍ_１－１）＋λ／６×ｋ
・・・式８ａ、
λ／４×ｋ×（２×Ｍ_２－１）－λ／６×ｋ ≦ Ｄ_ＣＣＷ ≦ λ／４×ｋ×（２×Ｍ_２－１）＋λ／６×ｋ
・・・式８ｂ、
の少なくとも一方を満足することが好ましい。式８ａ，８ｂの両方を満足することがより好ましい。

アンテナＡＮＴ２のアンテナ利得が向上する点で、
λ／４×ｋ×（２×Ｍ_１－１）－λ／７×ｋ ≦ Ｄ_ＣＷ ≦ λ／４×ｋ×（２×Ｍ_１－１）＋λ／７×ｋ
・・・式９ａ、
λ／４×ｋ×（２×Ｍ_２－１）－λ／７×ｋ ≦ Ｄ_ＣＣＷ ≦ λ／４×ｋ×（２×Ｍ_２－１）＋λ／７×ｋ
・・・式９ｂ、
の少なくとも一方を満足することがより好ましい。式９ａ，９ｂの両方を満足することがさらに好ましい。

また、Ｄ_ＣＷは、Ｄ_ＣＣＷと異なると（Ｄ_ＣＷ ≠ Ｄ_ＣＣＷ が成立すると）、最も共振する周波数が、Ｄ_ＣＷとＤ_ＣＣＷとで異なるので、アンテナＡＮＴ２を広帯域化できる。

また、図６を援用して説明すると、導電層３０において電圧制御部１１０に繋がる部分を接続部１２６とする。ガラス板１０の平面視において、給電部１８０から導体領域１３２の外縁１３１に沿って接続部１２６に至るまでの時計回りの経路長をＬ_ＣＷ、給電部１８０から外縁１３１に沿って接続部１２６に至るまでの反時計回りの経路長をＬ_ＣＣＷとする。また、アンテナＡＮＴ２が送受する周波数帯の電波の空気中における波長をλ、ガラス板１０及びガラス板２０により決められる波長短縮率をｋ、Ｎ_１及びＮ_２を１以上の整数とする。

このとき、第１実施形態と同様に、上記の式４ａ，４ｂの少なくとも一方を満足されると、接続部１２６と電圧制御部１１０との間を繋ぐ給電線がアンテナＡＮＴ２のアンテナ利得に与える影響を抑制できる。上記の式５ａ，５ｂの少なくとも一方を満足することが好ましく、上記の式６ａ，６ｂの少なくとも一方を満足することがより好ましい。

図８において、枠状の導体領域１３２は、閉ループ形状を有すると、導体領域１３２に高周波電流が流れやすくなるので、アンテナＡＮＴ２のアンテナ利得が向上する。しかしながら、導体領域１３２の一部に切り欠きがあってもよい。導体領域１３２の形状は、略四角形に限られず、略三角形などの他の多角形でもよい。

また、第１実施形態と同様に、ガラス板１０の平面視において、給電部１８０が枠状の導体領域１３２の角部の近傍にあると、水平偏波と垂直偏波の両方のアンテナ利得が向上する。つまり、ガラス板１０の平面視において、給電部１８０は、枠状の導体領域１３２の角部から導体領域１３２の第１辺の長さＬ_Ｘの１／３以内の位置、又は、枠状の導体領域１３２の角部から導体領域１３２の第２辺の長さＬ_Ｙの１／３以内の位置に配置されることが好ましい。

次に、各実施形態の車両用アンテナ装置のアンテナ特性についてシミュレーションした結果について説明する。

図９は、本開示に係る車両用アンテナ装置のシミュレーションモデルの平面図である。シミュレーションモデルの各部の寸法等の条件は、
窓枠６３：縦２０００［ｍｍ］×横２０００［ｍｍ］のグランドプレーン
窓枠６３の開口部：縦４６０［ｍｍ］×横６００［ｍｍ］
導電枠７０の外縁：縦４５０［ｍｍ］×横５９０［ｍｍ］
導電枠７０の内縁：縦４３０［ｍｍ］×横５７０［ｍｍ］
調光フィルム１２０の外形：縦４５０［ｍｍ］×横５９０［ｍｍ］
窓枠６３の厚さ：０．１［ｍｍ］
ガラス板１０，２０の各厚さ：２．１［ｍｍ］
中間膜４０Ａ，４０Ｂの合計厚さ：０．８［ｍｍ］
樹脂基板１２１，１２２の各厚さ：０．１［ｍｍ］
調光層１２３の厚さ：０．２［ｍｍ］
導電層３０（導電膜１２４，１２５）のシート抵抗：１５［Ω／□］
導電枠７０のシート抵抗：０．０２［Ω／□］
波長短縮率ｋ：０．６７
とした。

図１０は、第１実施形態の車両用アンテナ装置（図１，２参照）において、給電部８０から導電枠７０の外縁７２に沿って接地導体部７５に至るまでの時計回りの経路長Ｄ_ＣＷに対する反射係数Ｓ１１のシミュレーション結果の一例を示す図である。図１０の横軸は、ＤＡＢ Ｂａｎｄ ＩＩＩの帯域に含まれる各周波数（１７０ＭＨｚ，２０５ＭＨｚ，２４０ＭＨｚ）の波長で経路長Ｄ_ＣＷを規格化した値である。

図１０によれば、Ｍ_１＝１及び２のときに式１ａを満たす経路長Ｄ_ＣＷにおいて、給電部８０から見た反射係数Ｓ１１が各周波数のいずれかで低くなり、アンテナＡＮＴが共振する結果が得られた。

図１１は、第１実施形態の車両用アンテナ装置（図１，２参照）において、給電部８０から導電枠７０の外縁７２に沿って接地導体部７５に至るまでの反時計回りの経路長Ｄ_ＣＣＷに対する反射係数Ｓ１１のシミュレーション結果の一例を示す図である。図１１の横軸は、ＤＡＢ Ｂａｎｄ ＩＩＩの帯域に含まれる各周波数（１７０ＭＨｚ，２０５ＭＨｚ，２４０ＭＨｚ）の波長で経路長Ｄ_ＣＣＷを規格化した値である。

図１１によれば、Ｍ_２＝２及び３のときに式１ｂを満たす経路長Ｄ_ＣＣＷにおいて、給電部８０から見た反射係数Ｓ１１が各周波数のいずれかで低くなり、アンテナＡＮＴが共振する結果が得られた。

表１は、式１ａ，１ｂを満たす第１実施形態のアンテナ装置２０１（図２参照）をサイドガラスに適用したときの平均アンテナ利得のシミュレーション結果の一例を示す。表１に示すように、ＤＡＢ Ｂａｎｄ ＩＩＩの帯域の電波の受信に好適なアンテナ利得が得られた。

表２は、式１ａ，１ｂを満たす第２実施形態のアンテナ装置２０２（図７参照）をサイドガラスに適用したときの平均アンテナ利得のシミュレーション結果の一例を示す。表２に示すように、ＤＡＢ Ｂａｎｄ ＩＩＩの帯域の電波の受信に好適なアンテナ利得が得られた。特に垂直偏波のアンテナ利得は、第１実施形態のアンテナ装置２０１（表１）に比べて向上した。

なお、表２の測定時において、シミュレーションモデルの各部の寸法等の条件については、特に、
導電層１３０の外形：縦４５０［ｍｍ］×横５９０［ｍｍ］
導電層１３０のシート抵抗：０．０２［Ω／□］
とした。

図１２は、第３実施形態の車両用アンテナ装置（図８参照）において、ガラス板１０の平面視で給電部１８０から導体領域１３２の外縁１３１に沿って接地導体部１７５に至るまでの時計回りの経路長Ｄ_ＣＷに対する反射係数Ｓ１１のシミュレーション結果の一例を示す図である。図１２の横軸は、ＤＡＢ Ｂａｎｄ ＩＩＩの帯域に含まれる周波数２０５ＭＨｚの波長で経路長Ｄ_ＣＷを規格化した値である。

図１２によれば、Ｍ_１＝３のときに式７ａを満たす経路長Ｄ_ＣＷにおいて、給電部１８０から見た反射係数Ｓ１１が低くなり、アンテナＡＮＴ２が共振する結果が得られた。

図１３は、第３実施形態の車両用アンテナ装置（図８参照）において、ガラス板１０の平面視で給電部１８０から導体領域１３２の外縁１３１に沿って接地導体部１７５に至るまでの反時計回りの経路長Ｄ_ＣＣＷに対する反射係数Ｓ１１のシミュレーション結果の一例を示す図である。図１３の横軸は、ＤＡＢ Ｂａｎｄ ＩＩＩの帯域に含まれる周波数２０５ＭＨｚの波長で経路長Ｄ_ＣＣＷを規格化した値である。

図１３によれば、Ｍ_２＝４のときに式７ｂを満たす経路長Ｄ_ＣＣＷにおいて、給電部１８０から見た反射係数Ｓ１１が低くなり、アンテナＡＮＴ２が共振する結果が得られた。

表３は、式７ａ，７ｂを満たす第３実施形態のアンテナ装置２０３（図８参照）をサイドガラスに適用したときの平均アンテナ利得のシミュレーション結果の一例を示す。表３に示すように、ＤＡＢ Ｂａｎｄ ＩＩＩの帯域の電波の受信に好適なアンテナ利得が得られた。

なお、図１２及び１３並びに表３の測定時において、シミュレーションモデルの各部の寸法等の条件については、
導電層１３０の外形：縦４５０［ｍｍ］×横５９０［ｍｍ］
導電層１３０のシート抵抗：０．０２［Ω／□］
波長短縮率ｋ：０．５
とした。

以上、本開示の実施形態を説明したが、本開示の技術は、上記の実施形態に限定されない。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可能である。

例えば、第１誘電体板又は第２誘電体板は、ガラス板に限られず、樹脂板などの他の誘電体板でもよい。
なお、２０２１年８月２３日に出願された日本国特願２０２１－１３５８７９号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

１０ ガラス板
１１，１２，１４，１５ 主面
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ 外縁
２０ ガラス板
３０ 導電層
３１ 外縁
４０，４０Ａ，４０Ｂ 中間膜
６０ 車両
６１ 枠
６２ 車体部
６３ 窓枠
７０ 導電枠
７１ 内縁
７２ 外縁
７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ 角部
７５ 接地導体部
８０ 給電部
９０ 給電線
９１ 信号線
９２ 接地部
１０１，１０２，１０３ 窓ガラス
１１０ 電圧制御部
１１１ 電源
１１４，１１５ コイル
１２０ 調光フィルム
１２１，１２２ 樹脂基板
１２３ 調光層
１２４，１２５ 導電膜
１２６ 接続部
１３０ 導電層
１３１ 外縁
１３２ 導体領域
１３３ 内縁
１７０ 投影領域
１７１ 内縁
１７５ 接地導体部
１８０ 給電部
２０１，２０２，２０３ 車両用アンテナ装置

Claims (29)

1. 主面を有する第１誘電体板と、
   前記第１誘電体板に対して前記主面に直接的又は間接的に配置された第２誘電体板と、
   前記第１誘電体板と前記第２誘電体板との間において、第１中間膜と第２中間膜との間に配置された第１導電層と、
   前記第１誘電体板と前記第１中間膜との間、前記第２誘電体板と前記第２中間膜との間、または、前記第２誘電体板に対して前記主面とは反対側に配置され、前記第１誘電体板の平面視で前記第１導電層の外縁に沿った内縁を有する導電枠と、
   前記導電枠に電気的に接続された給電部と、
   前記第１導電層に電気的に接続され、電源を含み前記第１導電層に印加する電圧を制御する電圧制御部と、
   を備え、
   前記導電枠は、前記第１導電層よりも低い電気抵抗を有し、所定の周波数帯の電波を送受するアンテナの一部として機能する、車両用アンテナ装置。
2. 前記導電枠に電気的に接続され、アース電位と等価となる接地導体部を備える、請求項１に記載の車両用アンテナ装置。
3. 前記導電枠は、前記第２誘電体板に対して前記主面とは反対側に配置され、
   下記式の少なくとも一方を満足する、請求項２に記載の車両用アンテナ装置
   λ／２×ｋ×Ｍ_１－λ／５×ｋ ≦ Ｄ_ＣＷ ≦ λ／２×ｋ×Ｍ_１＋λ／５×ｋ、
   λ／２×ｋ×Ｍ_２－λ／５×ｋ ≦ Ｄ_ＣＣＷ ≦ λ／２×ｋ×Ｍ_２＋λ／５×ｋ、
   ここに、Ｄ_ＣＷは、前記給電部から前記導電枠の外縁に沿って前記接地導体部に至るまでの時計回りの経路長であり、Ｄ_ＣＣＷは、前記給電部から前記導電枠の外縁に沿って前記接地導体部に至るまでの反時計回りの経路長であり、λは、前記周波数帯の空気中における波長であり、ｋは、前記第１誘電体板および前記第２誘電体板により決められる波長短縮率であり、Ｍ_１及びＭ_２は、１以上の整数である。
4. 前記Ｄ_ＣＷと前記Ｄ_ＣＣＷは、下記式を満足する、請求項３に記載の車両用アンテナ装置。
   Ｄ_ＣＷ ≠ Ｄ_ＣＣＷ
5. 前記第１導電層において前記電圧制御部に繋がる部分を接続部とし、
   下記式の少なくとも一方を満足する、請求項１に記載の車両用アンテナ装置
   λ／２×ｋ×Ｎ_１－λ／５×ｋ ≦ Ｌ_ＣＷ ≦ λ／２×ｋ×Ｎ_１＋λ／５×ｋ、
   λ／２×ｋ×Ｎ_２－λ／５×ｋ ≦ Ｌ_ＣＣＷ ≦ λ／２×ｋ×Ｎ_２＋λ／５×ｋ、
   ここに、Ｌ_ＣＷは、前記給電部から前記導電枠の外縁に沿って前記接続部に至るまでの時計回りの経路長であり、Ｌ_ＣＣＷは、前記給電部から前記導電枠の外縁に沿って前記接続部に至るまでの反時計回りの経路長であり、λは、前記周波数帯の波長であり、ｋは、前記第１誘電体板および前記第２誘電体板により決められる波長短縮率であり、Ｎ_１及びＮ_２は、１以上の整数とする。
6. 前記導電枠は、閉ループ形状を有する、請求項１に記載の車両用アンテナ装置。
7. 前記導電枠は、角部と、前記角部から第１方向に延伸する第１辺と、前記角部から第２方向に延伸する第２辺とを含み、
   前記給電部は、前記角部から前記第１辺の長さの１／３以内の範囲にある位置、又は、前記角部から前記第２辺の長さの１／３以内の範囲にある位置に配置された、請求項１に記載の車両用アンテナ装置。
8. 前記第１導電層よりも低い電気抵抗を有する第２導電層を前記第１中間膜と前記第１誘電体板との間に備える、請求項１に記載の車両用アンテナ装置。
9. 前記第１誘電体板の平面視において、前記第２導電層の外縁は、前記第１導電層の外縁の外側にある、請求項８に記載の車両用アンテナ装置。
10. 前記第１誘電体板の平面視において、前記第２導電層は、前記導電枠と重なる、請求項８に記載の車両用アンテナ装置。
11. 主面を有する第１誘電体板と、
    前記第１誘電体板に対して前記主面に直接的又は間接的に配置された第２誘電体板と、
    前記第１誘電体板と前記第２誘電体板との間において、第１中間膜と第２中間膜との間に配置された第１導電層と、
    前記第１中間膜と前記第１誘電体板との間に配置され、前記第１導電層よりも低い電気抵抗を有する第２導電層と、
    前記第２導電層のうち前記第１誘電体板の平面視で前記第１導電層よりも外側にある導体領域に電気的に接続される給電部と、
    前記第１導電層に電気的に接続され、電源を含み前記第１導電層に印加する電圧を制御する電圧制御部と、
    を備え、
    前記第２導電層は、所定の周波数帯の電波を送受するアンテナの一部として機能する、車両用アンテナ装置。
12. 前記給電部は、前記第２誘電体板に対して前記主面とは反対側に位置する、請求項１１に記載の車両用アンテナ装置。
13. 前記給電部は、前記第１誘電体板の平面視で前記導体領域の少なくとも一部と重複する、請求項１１に記載の車両用アンテナ装置。
14. 前記第２導電層の外縁は、前記第１誘電体板の平面視において、前記第１導電層の外縁よりも外側にあり、
    前記導体領域は、前記第１誘電体板の平面視において、前記第２導電層が前記第１導電層と重複しない枠状領域である、請求項１１に記載の車両用アンテナ装置。
15. 前記枠状領域に電気的に接続され、アース電位と等価となる接地導体部を備える、請求項１４に記載の車両用アンテナ装置。
16. 前記給電部は、前記第２誘電体板に対して前記主面とは反対側に位置し、且つ、前記第１誘電体板の平面視で前記導体領域の少なくとも一部と重複し、
    下記式の少なくとも一方を満足する、請求項１５に記載の車両用アンテナ装置
    λ／４×ｋ×（２×Ｍ_１－１）－λ／５×ｋ ≦ Ｄ_ＣＷ ≦ λ／４×ｋ×（２×Ｍ_１－１）＋λ／５×ｋ、
    λ／４×ｋ×（２×Ｍ_２－１）－λ／５×ｋ ≦ Ｄ_ＣＣＷ ≦ λ／４×ｋ×（２×Ｍ_２－１）＋λ／５×ｋ、
    ここに、Ｄ_ＣＷは、前記第１誘電体板の平面視において、前記給電部から前記枠状領域の外縁に沿って前記接地導体部に至るまでの時計回りの経路長であり、Ｄ_ＣＣＷは、前記第１誘電体板の平面視において、前記給電部から前記枠状領域の外縁に沿って前記接地導体部に至るまでの反時計回りの経路長であり、λは、前記周波数帯の波長であり、ｋは、前記第１誘電体板および前記第２誘電体板により決められる波長短縮率であり、Ｍ_１及びＭ_２は、１以上の整数である。
17. 前記Ｄ_ＣＷと前記Ｄ_ＣＣＷは、下記式を満足する、請求項１６に記載の車両用アンテナ装置。
    Ｄ_ＣＷ ≠ Ｄ_ＣＣＷ
18. 前記給電部は、前記第２誘電体板に対して前記主面とは反対側に位置し、且つ、前記第１誘電体板の平面視で前記導体領域の少なくとも一部と重複し、
    前記第１導電層において前記電圧制御部に繋がる部分を接続部とし、
    下記式の少なくとも一方を満足する、請求項１４に記載の車両用アンテナ装置
    λ／２×ｋ×Ｎ_１－λ／５×ｋ ≦ Ｌ_ＣＷ ≦ λ／２×ｋ×Ｎ_１＋λ／５×ｋ、
    λ／２×ｋ×Ｎ_２－λ／５×ｋ ≦ Ｌ_ＣＣＷ ≦ λ／２×ｋ×Ｎ_２＋λ／５×ｋ、
    ここに、Ｌ_ＣＷは、前記第１誘電体板の平面視において、前記給電部から前記枠状領域の外縁に沿って前記接続部に至るまでの時計回りの経路長を、Ｌ_ＣＣＷは、前記第１誘電体板の平面視において、前記給電部から前記枠状領域の外縁に沿って前記接続部に至るまでの反時計回りの経路長であり、λは、前記周波数帯の波長であり、ｋは、前記第１誘電体板および前記第２誘電体板により決められる波長短縮率であり、Ｎ_１及びＮ_２は、１以上の整数である。
19. 前記枠状領域は、閉ループ形状を有する、請求項１４に記載の車両用アンテナ装置。
20. 前記枠状領域は、角部と、前記角部から第１方向に延伸する第１辺と、前記角部から第２方向に延伸する第２辺とを含み、
    前記第１誘電体板の平面視において、前記給電部は、前記角部から前記第１辺の長さの１／３以内の範囲にある位置、又は、前記角部から前記第２辺の長さの１／３以内の範囲にある位置に配置された、請求項１４に記載の車両用アンテナ装置。
21. 前記第２導電層は、シート抵抗が５［Ω／□］未満である、請求項８から２０のいずれか一項に記載の車両用アンテナ装置。
22. 前記第２導電層は、赤外線反射膜を含む、請求項８から２０のいずれか一項に記載の車両用アンテナ装置。
23. 前記アンテナが送受する周波数帯の信号を減衰させるコイルを前記第１導電層と前記電源との間に備える、請求項１から２０のいずれか一項に記載の車両用アンテナ装置。
24. 前記第１導電層は、シート抵抗が５［Ω／□］以上３００［Ω／□］以下である、請求項１から２０のいずれか一項に記載の車両用アンテナ装置。
25. 前記第１導電層は、調光フィルムに含まれる導体である、請求項１から２０のいずれか一項に記載の車両用アンテナ装置。
26. 前記周波数帯は、ＶＨＦ帯である、請求項１から２０のいずれか一項に記載の車両用アンテナ装置。
27. 前記周波数帯は、ＵＨＦ帯である、請求項１から２０のいずれか一項に記載の車両用アンテナ装置。
28. 前記第１誘電体板は、第１ガラス板であり、前記第２誘電体板は、第２ガラス板である、請求項１から２０のいずれか一項に記載の車両用アンテナ装置。
29. 前記第１ガラス板及び前記第２ガラス板は、サイドガラス用である、請求項２８に記載の車両用アンテナ装置。