JPH01501747A - 車両用アンテナシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 車両用アンテナシステム 技術分野 本発明は、車両用アンテナ、即ち空中線システムに関するものである。

技術分野 車両によって加熱されるリアウィンドウ（デフロースタ）ユニットを、このウィ ンドウユニットを加熱（除霧作業）目的で同時に使用しながら（そのような要望 がある場合に）、高周波送信用または受信用アンテナとして使用することが知ら れている０例えば、英国特許第１５２００３０号には、バイフィラコイルを使用 したシステムが開示されており、このコイルによってＲＦ（高周波）信号を、加 熱されるリアウィンドウ用の通常のＤＣヒータ回路から分離している。

よって、加熱されるリアウィンドウは、このウィンドウに加熱のためにＤＣ電力 を供給している間に、送信用アンテナとして利用できるようになる。更に、英国 特許出願第２１５２７６０　Ａ号によれば、同調（チェーニング）および隔離回 路を用いたシステムが開示されており、この回路によって、加熱されるリアウィ ンドウを有効なＶＨＦ受信用アンテナとして利用できる。このリアウィンドウは 、ＶＨＦの周波数帯において、実質的に周期的且つ、非共振特性を有し、ＤＣ電 力をこのリアウィンドウに加熱のために供給している間に、ＶＨＦの受信アンテ ナとして作用する。このリアウィンドウは、上記同調および隔離回路によって、 ＶＨＦ帯域の中心付近で、直列または並列共振するようになっている。

前述の特許明細書第第１５２００３０号、第１６００９８７号および第２１５２ ７６０Ａ号に記載されたように、製造しやすく、且つ、良好な加熱特性を呈する ウィンドウヒータ構造を利用できることが好ましいものである。この記載された ウィンドウヒータ構造のものは、通常加熱目的のみに使用されているものに相当 し、これには、複数の水平ワイヤが設けられている。これらワイヤをこれらウィ ンドウの対向する垂直の側縁でバスバーに接続する。また、このようなバスバー によって、これらワイヤを互いに連結すると共に、ヒータ回路のリード線と連結 する手段が得られる。このような構造によって、比較的広がりの少ない平行ワイ ヤで加熱所望領域内で殆どの加熱が行われる（即ち、ウィンドウの水平の中央バ ンド付近である）、この理由はこれらワイヤはこのような領域に沿ってバスバー 間を延在しているからである。このようなワイヤの少ない広がりはアンテナの特 性の観点から見て利益となる。この理由は、比較的短いバスバーを利用できるか らであり、これによって、不所望な漂遊容量および誘導性効果を最小にすること ができる。これに関連して、視野内に侵入してくるのを回避するために、通常、 バスバーをウィンドウの縁部まで可能な限り近接して配置させる必要があり、更 に、このことによって車両の本体に対して漂遊容量が生じてしまうことが知られ ている。この漂遊性直列インダクタンスは、バスバーの長さの関数として生じる ものである。

垂直方向に偏向されたＶＨＦ信号の送受信の場合には、垂直のワイヤを有するウ ィンドウヒータ構造のものが最も適当なものである。

（即ち、これらワイヤは、ウィンドウの一方の側縁から他方の側縁まで延在する 代わりに、底辺縁部から頂縁部の方向に延在している）、シかしながら、このよ うな構造でウィンドウの中央の水平バンドに沿って適切に加熱するためには、平 行のワイヤをウィンドウの全部または大部分に沿って広げる必要があり、このこ とによって比較的長いバスバーを使用する必要が生じ、この限りにおいては、漂 遊性の容量および誘導のために、極めて重大な問題が生じてしまう恐れがある。

一方、英国特許第１４３９６８９号によれば、頂部および底部に長いバスバーを 存し、平行な垂直ワイヤを有する加熱されたフロントウィンドウをアンテナとし て利用することが記載されている。しかしながら、主要アンテナ要素は、垂直の ワイヤではなく、底部バスバーの水平部分を構成するもので、これら部分をウィ ンドウの縁部が十分に離間させると共に、大部分の構造が規定されるように延在 している。

ｍ復肚丞 本発明は、以下の認識に基づいて成されたもので、実際上、加熱されたウィンド ウの垂直ワイヤをアンテナ（空中線）として利用するのが好ましいものである。

従って、本発明によれば、ヒータ構造を育する車両（自動車）用ウィンドウを設 けた車両（自動車）用アンテナシステムに、対向するバスバー間に、互いに並ん で延在する一連のヒータワイヤと、このヒータ構造を直流電源に連結させると共 にこの自動車の無線装置に連結させて、このヒータ構造をこの無線用のアンテナ （空中線）として作用させると共に、このヒータ構造を前述の直流電源によって 給電するような連結および隔ｍｌ（分離）回路とを設け、このヒータワイヤを垂 直方向に延在させると共に、上述の連結回路によって、上記無線装置とワイヤと の間で垂直偏向されたＶＨＦ信号の効率的な転送を行うように構成したことを特 徴とするものである。

このような構成によって、垂直偏向されたＶＨＦ信号の有効な伝送および／また は受信が、垂直方向に延在するヒータワイヤを利用することによって実現される 。ここで使用した用語“垂直°とは、ウィンドウの底部縁部から頂部縁部への方 向に延在するワイヤを意味するもので、これは、ウィンドウの側縁部の一方から 他方へ延在するワイヤとは区別されるものである。従って、実際上、このウィン ドウは、傾斜しており、これによって、ワイヤは、真の垂直に対して成る角度、 可能ならば大きな角度となるものと考えられる。

また、これらワイヤを、バスバー間のそれ自身の全体長に亘って直線、またはほ ぼ直線とすることができる。しかしながら、これらワイヤを、それ自身の中央部 分において直線またはほぼ直線とすることが好ましく、更に、少な（とも最外側 のワイヤの端部領域が、垂直の中央平面に向かって内側に傾斜、即ち、曲がって いる。この中央平面は、この平面（好ましくは両平面）の少なくとも一側におい てウィンドウを介して横方向に延在している。この結果、これらワイヤの端部お よびこれら端部の各々におけるこれと組合わされた長さの分離部分はこれらワイ ヤの中央領域の水平方向の最大分離部分より少ないものとなる。また、特定の実 施例によれば、ワイヤの端部領域の内側への傾斜は、少な（とも一端部（好まし くは両端部）において、これらワイヤの両端とこれと組合わされたバスバーの長 さの分離した部分が、前述の水平方向の最大分離部分より大きくない（および、 好ましくは、１／２より短い）ことを特徴とするものである。

これらバスバーを、最外側のヒータワイヤの接禮部で、またはこの付近で終端さ せることが望ましいものである。

用語１バスバー”を使用しているが、例えば曲がったストリップや他の形状のよ うに直線状のストリップとは異なる構造を利用することもできる。

プラクティスに従えば、折れ曲がった構造を利用でき、これによつて一方のバス バーを連続的に、他方のバスバーを２本の長さに分割できるので、使用において 、ヒータ電流がこれらワイヤの何本かを通って、一方の分割された長さから連続 的なバスバーまで流れる。

次に、この電流は他のワイヤを介して他の分割された長さのものへ戻るようにな る。

ＶＨＦ信号を効率的に伝送するために、ヒータ構造を、前述した連結および隔離 回路のマツチングおよびチューニングエレメント手段によって、無線装置にマツ チング（整合）させることが望ましい（即ち送信機／受信機および／またはフィ ーダケーブルの特性インピーダンスにマツチングさせることである。このフィー ダケーブルによってヒータ構造を送信ＩＩ／受信機に接続する）、このようなマ ツチングおよびチューニングエレメントは、ワイヤを有するヒータ構造をＶＨＦ バンドの中心点またはこの付近において、直列または並列共振を起こすような手 段である。傾斜した端部領域を有するワイヤを前述したように、ワイヤの長さの 広い範囲および緩やかな変化を選択によって、信号周波数に対してアンテナイン ピーダンスの比較的緩やかな変化が得られ、これによって、例え、比較的広帯域 のマツチング回路の設計でも簡単にすることができる。ヒータワイヤパターンの 寸法を適切に選択することによって、マツチング回路を極めて簡単にできるか、 または場合によっては、省略できる。

ヒータワイヤとして、厚さおよび間隔が通常のものであることが特に、好ましく これによって通常の製造技術を駆使して通常の方法で製造できる。バスパーに関 連して、これらをウィンドウの縁部に近接させて配置させることが好ましく、こ れによって視野への侵入を最小限度に抑えられる。前述したように、傾斜させた 構造を利用した場合に、これらバスバーを可能な限り短くすることによって、不 要な寄生容量や直列インピーダンスを発生させずにウィンドウの縁部において、 車体に近接した位置に設置できる。

本発明の連結および隔離回路を適当な隔離回路構成内に組込むことができる。ア ンテナシステムをＶＨＦ受信／送信の他にＡＭ受信用に利用する場合には、バイ フィラ（２本巻き）コイル構造を利用できる。これは、前述した英国特許第１５ ２００３０号、第１６００９８７号および第２１５２７６０　Ａ号に開示されて いる。

本発明によれば、自動車の加熱されたリアウィンドウに特定な応用例が見出され ているが、これに限定されず、他のウィンドウや、他の種類の車両を利用できる ことは明らかである。

型皿■旦員μ且貝 次に、本発明を、添付の図面を参照しながら、実施例のみを用いて更に説明する 。

第１図〜第３図は、本発明による種々の加熱構造のパターンを表す線図、 第４図は、本発明による完全なアンテナシステムの回路図、第５図および第６図 は、第４図のシステムの一部分の変形例の回路図である。

るための　のノー 第１図には、自動車によって加熱されたリアウィンドウ２のヒータ構造が図示さ れている。このヒータ構造には、ウィンドウガラスに埋設されるか、または貼布 された薄いマルチヒータワイヤ３が設けられている。これらワイヤ３は頂部バス パー４および底部バスパー５との間に延在している。これらワイヤの全ては実質 的に直線で互いに平行であり、さらに垂直である。実際上、図示されているよう に、これらワイヤは、中央の垂直面に向かって僅かに傾斜しているが（この垂直 面はウィンドウを通って横方向に延在している）、。

このような傾斜は、順次配列されたワイヤに対してこの面から両側の最外側ワイ ヤに向かって外側へ増大している。一般にこのような傾斜の順次増加は、ウィン ドウプロフィルに従っている。最外側ワイヤ３は、ウィンドウ６．７の垂直な側 縁に近接しており、バスバー４．５は頂部および底部縁８．９に極めて接近して いる。

一般に、これらバスバー４．５は、真っ直ぐなストリップ形状を有している。頂 部ストリップ４は連続的なものであるのに対して、底部ストリツプ５は中央部に おいて（即ち、垂直な中央平面において）、２つの部分５ａ、５ｂに分割されて いる。すべてのワイヤ３は、それらの頂部端部において頂部のバスバー４に電気 的に接続されている。これらワイヤ３を２つの等しい組（セント）に分けており 、これら各組みをその底部端部において、底部のバスパ一部分５ａ、５ｂの各々 に接続し、これによって１折曲げ５構造が得られるようになる。を源リード線１ ０がターミナル１１において、ヒータ構造１に、２個の底部バスパ一部分５ａ、 ５ｂの間隔が開いた内側端部で接続される 第２図の構成で第１図の構成と異なる点は、ヒータ構造１２のワイヤ１３が、実 質的に直線で平行な垂直中央領域１４を有し、更に、これらワイヤの頂部および 底部領域１５．１６において内側へ向けて（即ち、中央垂直平面に向けて）傾斜 しており、更に、頂部および底部バスパー１７．１８ａ、　１８ｂが２本の最外 側ワイヤ１３の最大の水平間隔より短い（約半分だけ）ことである、また、第３ 図の構成が第２図のものと異なる点は、以下のようである。ヒータ構造２０のワ イヤ１９がより大きな傾斜を有する端部領域２１．２２を有すること、ならびに 、バスバー２３．２４ａ、　２４ｂが更に短いことである。これらバスバー２３ ゜２４は、真っ直ぐなストリップ形状によってワイヤ１９を近接して接続するも のの代わりに、僅かに曲線を帯びている。

第１図〜第３図の構造は、垂直の中央平面に対して、すべて対称であり（即ち、 垂直方向のワイヤおよびバスバーの両方が対称である）、更に、これらバスバー を、可能な限り短＜シ（即ち、これらバスバーは、最外側ワイヤへの接続のレベ ルを終端する）、そして、これらバスバーを頂部および底部ウィンドウ縁部に極 めて接近させる。

第４図には、回路２５が図示されており、この回路２５は、これによって第１図 〜第３図のいずれにも示した種類のウィンドウヒータ構造（第２図のヒータ構造 が図示されているが）を、ＶＨＦ受信機および／または送信機を有する無線装置 に接続し、更に所望に応じてＡＭ受信機にも接続する。

ヒータターミナル１１からの電源リード線を、ハウジング内の回路の入力端子２ ６に接続し、このハウジングをターミナル１１に可能な限り近接して配置する。

この回路２５には、車両のアースに接続された接地接続ｍ２７と、車両の直流電 源に接続された電源接続＆Ｉ２８と、更に、無ｖＡＩｇのアンテナフィーダ（給 ｔ）ケーブルに、ＶＨＦ／ＡＭ信号を再構成するインダクタンス／キャパシタン ス　アレンジメント（構造）３１を介して接続されたＶＨＦおよびＡＭアンテナ 出力２９゜３０とが設けられている。

この回路２５には、入力２６と出力２７．２８との間に挿入されたフェライトボ ートコア付きバイフィラ（２本巻き）コイルの結合した巻線３５、３６と直列に 接続された２個のＶＨＦチラーク３３．３４が設けられている（これらチョーク をバイフィラコイルの巻線として結合させることもできる）、これによって、直 流電力がヒータ構造１２に自由に流れ（スイッチをＯＮＬ、た場合に）、ウィン ドウ２を加熱するよ３８は、ＶＨＦ信号を直流電源からヒータ構造１２において 隔離（分離）するように作用する。バイフィラコイル巻線３５．３６およびこれ と組合わせたコンデンサ３９は、ＡＭ信号を直流電源がらヒータ構造１２におい て隔離（分離）するように作用する。

このように分離されたＡＭ信号をＡＭ出力３ｏにこの回路２５のオプションのＡ Ｍ前置増幅段４０を介して供給する。

この回路２５のＶＨＦ’分離回路部分のコンデンサ３８をマツチングおよびチュ ーニング回路４１を介してＶＨＦ出力２９に接続する。これに関連して、ウィン ドウは本質的にＶＨＦ周波数において、非周期性および非共振性を有しており、 マツチングおよびチューニングが必要であり、これによって出力に接続されたＶ ＨＦ送信機および／または受信機の効率的な作動が達成される。

このようなマツチングおよびチューニング回路によって、ヒータ構造１２および 特に垂直ワイヤ１３がＶＨＦ動作周波数帯域の中心付近または中心において、並 列または直列共振するように設定することが望ましい。

第５図および第６図は、並列および直列共振回路構成をそれぞれ表す。

これら両方の回路では、ヒータの２つの端子１１をコンデンサ３７を介して互い に結合させる。このコンデンサ３７は、アンテナが同調する周波数において無視 し得るインピーダンスを有している。並列間！Ｉｌ型マツチング回路において、 １個のヒータ構造のターミナル１１（または両方のターミナル）および車体の間 に並列接続された同調エレメント４２（誘導性または容量性）を採用して、この 組合せを動作周波数帯域の中心で共振させるようにする。直列同調型マツチング 回路においては、同調エレメント（キャパシタンス３８のみ、またはこれと直列 のインダクタンス４３）を、ヒータ構造のターミナル１１の１つ（または両方の ターミナル）と直列接続するので、この組合わされた入力インピーダンスが動作 周波数の中心で共振するようになる。このような並列同調または直列同調回路の いずれかで実現される共振回路構成のインピーダンスを、同調型（または非同調 型）変成器４４によって所望のターミナル値に変成する。

実際の回路選択は、ヒータ構成の詳細なインピーダンス特性および同調すべきイ ンピーダンスならびに動作周波数に依存するものである。マツチング回路を用い て、例えばＦＥＴ増幅器（例えば回路４０、４１内のもの）のソースへの直流電 流通路のような他の機能を得ることもできる。

このような適当な回路の詳細については、英国特許出願第２１５２７６０Ａ号に 開示されており、これには、ＶＨＦＨＦマツチングび同調回路が記載されている 。また、英国特許第１６００９８７号には、ヒータ構造をＶＨＦ送信機に同調さ せるマツチング回路が記載されている。

バイフィラコイルはＡＭ信号に対して高いインピーダンスを呈し、これについて の詳細は、特に、英国特許第１５２００３０号ならびに特許第１６００９８７号 、特許出願筒２１５２７６０　Ａ号に開示されている。

前述した実施例によって、垂直偏向されたＶ）ＩＦ傷信号効率的な受信および／ または送信が実現できる。

本発明は、上述した実施例のみに限定されるものではない、従って、例えば、ヒ ータ構造は、底部バスバーにおける分割に関して対称形状である必要はないが、 この代わりに非対称形状を成る程度存すればよい、所望に応じて、分割形態より 、むしろ連続的な底部バスバーを利用して、接続部を頂部および底部バスバーよ り取り出し、更に、適切な補償フィルタ構造を必要に応じて採用する。また、連 続的な底部バスバーおよび分割された頂部バスバーを、頂部バスバーに近接した 回路と共に用いることもできる。このバイフィラコイルの代わりに、相関的結合 されたコイル等を含む隔離回路構成を、前述した特許明細書に記載されているよ うに利用することもできる。

コンデンサ３７によって、共通モード動作が実現される。この共通モード動作が 必要でない場合には、このコンデンサ３７を省略する。

従って、ダイパーシティ受信または送信が要求されている英国特許比＠第２１７ ３６４４　Ａ号では、このコンデンサ３７を省略する。！ＩＴち、ヒータワイヤ を、ダイパーシティ受信または送信を行える２つの異なった構成の無線アンテナ として利用できる場合には、このコンデンサ３７を省略する。これに関連して、 前述の特許出願に記載されているように、２つの構成を切り換えて使用でき、こ れによって、一方の構成におけるフェージングを、他方の構成における特性を良 好に受信または送信して補償することもできる。これら２つの構成をセンタータ ップ付きの変成器によって分離することもでき、これによって、平衡および不平 衡特性が得られるようになる。これら２つの構成間を繰り返して切り換えるよう にスイッチを設けることもできる。また、信号の強度を監視する回路の制御の下 でスイッチングさせることもできる。

手続補正書 平成１年　４月１４日

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．車両用アンテナシステムに、ヒータ構造を有する車両用ウィンドウを設け、 このヒータ構造に、対向したバスバー間に互いに沿って延在する一連のヒータと 、このヒータ構造を直流電源に連結すると共に、前記車両の無線装置にも連結す る連結および隔離（分離）回路とを設け、このヒータ構造を、前記直流電源によ って給電して前記ウィンドウを加熱している間に、前記無線装置用のアンテナと して作用させることができる車両用アンテナシステムにおいて、前記ヒータワイ ヤを垂直方向に延在させると共に、前記連結回路によって、前記無線装置および 前記ワイヤ間に、垂直方向に偏向されたＶＨＦ信号を効率的に伝送するようにし たことを特徴とする車両用アンテナシステム。
2. ２．前記ワイヤがそれの中央部分で直線またはほぼ直線であり、これの少なくと も最外側ワイヤの端部領域の少なくとも一端が、少なくとも一側で内側に傾斜し 、これによって、前記ワイヤの端部と、この端部におけるこれと組合わされた長 さの分離したものが、これらワイヤの中央領域の水平方向の最長の分離したもの より短くなるようにしたことを特徴とする請求の範囲第１項記載のシステム。
3. ３．前記ワイヤの端部領域の内側への傾斜が、少なくとも一端において、これら ワイヤの端部と、これと組合わされたバスバーの長さとの分離したものが、前記 最長の分離したものの半分より長くないようにしたことを特徴とする請求の範囲 第２項記載のシステム。
4. ４．各バスパーは、前記最外側のヒータワイヤの接続部において、またはこれに 近接して終端したことを特徴とする請求の範囲第２または３項記載のシステム。
5. ５．一方のバスバーを連続的にし、他方のバスバーを２つの長さに分あし、前記 ワイヤを、これら連続的なバスバーおよび他方のバスバーの２つの長さの間のそ れぞれに接続された２組に分離したことを特徴とする請求の範囲第１〜４項のい ずれか１項記載のシステム。
6. ６．前記ワイヤおよびバスバーの構造を、前記ウィンドウに対して横方向に延在 すると共に、前記分割したバスバーの２木の長さのものの間のヒータ構造の中央 を通る垂直面に対して対称であることを特徴とする請求の範囲第５項記載のシス テム。
7. ７．前記連結および隔離回路にマツチングおよびチューニングコンポーネントを 設け、これらコンポーネントによって、前記ワイヤを有するヒータ構造がＶＨＦ 帯域の中心点、またはその付近で直列または並列共振するようにしたことを特徴 とする請求の範囲第１〜６項のいずれか１項記載のシステム。
8. ８．前記連結および隔離回路に、ＶＨＦ信号を隔離（分離）するための第１コイ ル構成およびＡＭ信号を隔離（分離）するための第２コイル構成を有したことを 特徴とする請求の範囲第１〜７項のいずれか１項記載のシステム。
9. ９．前記コイル構成に、バイフィラ（２本巻き）コイル構成を設けたことを特徴 とする請求の範囲第８項記載のシステム。
10. １０．前記ウィンドウが自動車のリアウィンドウであり、前記アンテナシステム を用いて垂直偏向されたＶＨＦ信号を受信することおよび／または送信するよう にしたことを特徴とする請求の範囲第１項記載のシステム。