JPH0531318U - 窓ガラスアンテナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アンテナパターンの形状・寸法を細かく調整
しなくてもフィーダ線とのインピーダンス整合をとるこ
とのできる窓ガラスアンテナ装置を提供する。 【構成】 窓ガラスアンテナ２の給電端子２４とフィー
ダ線４の一端４ａとの間に延長用コイル３１を挿入する
とともに、給電端子２４と車体アースとの間にアンテナ
インピーダンスを低下させるためのコンデンサ３２を接
続する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、自動車の窓ガラスに形成したアンテナとフィーダ線とのインピー ダンス整合回路を備えた窓ガラスアンテナ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

アンテナで受信した電力をフィーダ線を介して受信機へ効率よく伝達するには 、フィーダ線の特性インピーダンスとアンテナのインピーダンスを整合させる必 要がある。 従来は、窓ガラスアンテナのパターン形状や配置を工夫して、所望のアンテナ インピーダンスが得られるよう調整していた。

【０００３】 図７は従来の窓ガラスアンテナの一例を示す模式図である。 図７に示す窓ガラスアンテナ１０１は、ＦＭ放送受信用の逆Ｔ型アンテナであ って、窓ガラス１０２に形成された主アンテナパターン１０３と、補助パターン １０４とを備える。 主アンテナパターン１０３は、水平パターン１０３ａに対して垂直パターン１ ０３ｂを逆Ｔ字型に配設している。 垂直パターン１０３ｂの先端から水平に引き出した補助パターン１０４の他端 側に給電端子１０５を設けている。 そして、水平，垂直，補助パターン１０３ａ，１０３ｂ，１０４のそれぞれの 長さＬ１，Ｌ２，Ｌ３を可変してアンテナインピーダンスを調整している。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、各パターンの長さＬ１，Ｌ２，Ｌ３は、窓ガラスの大きさから制約を 受けるため、所望の長さを確保できないことが多い。 図８は、受信周波数帯域に対して充分なアンテナ実効長が確保できなかった場 合のアンテナインピーダンスの特性を示すグラフである。 横軸は受信帯域の周波数を示し、縦軸はアンテナインピーダンスを示す。 実線で示した特性Ｒは、アンテナインピーダンスの抵抗分であり、点線で示し た特性Ｘはリアクタンス分である。

【０００５】 このように、受信周波数帯域に対して充分なアンテナ実効長が確保できなかっ た場合は、アンテナインピーダンスのリアクタンス分は容量性となり、受信帯域 内で周波数が低いほどその容量成分は大きくなる。また、受信帯域内で周波数が 低いほど抵抗分も大きくなるので、アンテナとフィーダ線とのミスマッチング（ 不整合）も大きくなる。このため、受信帯域内の低域側で感度が低下するという 問題がある。

【０００６】 また、アンテナの特性は窓ガラスアンテナが取り付けられる車体の影響を受け るので、各車種毎にアンテナパターンの調節が必要である。このため、設計に多 くの工数がかかる。また、ほぼ同じサイズのガラスであっても車種毎にアンテナ パターンの形状がことなるため標準化が困難である。

【０００７】 この考案はこのような課題を解決するためなされたもので、その目的はアンテ ナパターンの形状・寸法を細かく調整しなくてもフィーダ線とのインピーダンス 整合をとることのできる窓ガラスアンテナ装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決するためこの考案に係る窓ガラスアンテナ装置は、窓ガラスア ンテナの給電端子とフィーダ線の一端との間に延長用コイルを挿入するとともに 、給電端子と車体アースとの間にアンテナインピーダンスを低下させるためのコ ンデンサを接続したことを特徴とする。

【０００９】

【作用】

延長用コイルを介装することでアンテナの容量分を減少させる。給電端子と車 体のアース間にコンデンサを接続することで、アンテナの抵抗分を減少させる。 これにより、アンテナインピーダンスとフィーダ線の特性インピーダンスとの 不整合の度合を少くする。

【００１０】 コイルのインダクタンス値、および、コンデンサの容量値を選定することで、 インピーダンス整合を取ることができるので、アンテナパターンの細かな調整が 不要となり、設計時間が短縮される。 また、アンテナパターンの標準化が可能となり、さらに、アンテナパターンを 小型化して所定の感度を確保することができる。

【００１１】

【実施例】

以下この考案の実施例を添付図面に基づいて説明する。 図１はこの考案に係る窓ガラスアンテナ装置の模式構成図である。 この窓ガラスアンテナ装置１は、窓ガラスアンテナ２と、インピーダンス整合 部３と、同軸ケーブルを用いたフィーダ線４とからなる。

【００１２】 窓ガラスアンテナ２はＦＭ放送受信用の逆Ｔ型アンテナであって、自動車の後 部ガラス（リアガラス）２１に、主アンテナパターン２２と、補助パターン２３ と給電端子２４とを形成している。 主アンテナパターン２２は、水平パターン２２ａに対して垂直パターン２２ｂ を逆Ｔ字型に配設している。 垂直パターン２２ｂの先端から補助パターン２３を水平に引き出しその先端に 給電端子２４を設けている。

【００１３】 水平パターン２２ａの長さは約８００ｍｍ、垂直パターン２２ｂの長さは約１ ２５ｍｍ、補助パターン２３の長さは約５２０ｍｍである。 補助パターン２３は、自動車の後部ガラス２１の上端部から約３５ｍｍ内側に 設けている。

【００１４】 インピーダンス整合部３は、延長用コイル３１と、アンテナインピーダンスを 低下させるためのコンデンサ３２とからなる。 延長用コイル３は、同軸ケーブルを用いたフィーダ線４の中心導体４ａと給電 端子２４との間に挿入している。 コンデンサ３２は、給電端子２４と車体アースとの間に接続している。

【００１５】 なお、図１ではフィーダ線４のシールド導体４ｂを車体アースへ接続し、コン デンサ３２の一端をシールド導体４ｂへ接続することで車体アースへ接続する構 成を示したが、コンデンサ３２の一端側を直接車体アースへ接続する構成として もよい。

【００１６】 次に、インダクタンス１μＨの延長用コイル３１と静電容量３ｐＦのコンデン サ３２からなるインピーダンス整合部３を用いたときの特性を示す。 なお、フィーダ線４の特性インピーダンスは７５Ωである。

【００１７】 図２はこの窓ガラスアンテナ装置のインピーダンスを示すグラフである。 横軸は受信帯域の周波数を示し、縦軸はアンテナインピーダンスを示す。 実線で示す特性ＲＭは、インピーダンンス整合部３を用いてインピーダンス整 合を図った場合の抵抗分の特性であり、点線で示す特性ＸＭはインピーダンンス 整合部３を用いてインピーダンス整合を図った場合のリアクタンス分の特性であ る。 点線および一点鎖線で示す特性ＲおよびＸは、インピーダンンス整合部３を用 いないときのアンテナインピーダンの抵抗分およびリアクタンス分を示す。なお 、この特性ＲおよびＸは図×に示したものとほぼ同じである。

【００１８】 延長コイル３１の挿入によって容量性リアクタンス分が低減され、コンデンサ ３２を用いてアンテナ部と車体間の結合を密にしたことでアンテナの抵抗分が低 減されている。

【００１９】 図３はこの窓ガラスアンテナ装置の感度−周波数特性のグラフである。 横軸は受信周波数を示し、縦軸はフィーダ線接続点で測定した感度である。 なお、感度の測定は６０ｄＢμＶ／ｍの電界中で行ない、ダイポールアンテナ との比を縦軸に示した。 ２点鎖線はインピーダンス整合回路を用いずにフィーダ線４を窓ガラスアンテ ナ２へ直接接続したときの特性、点線は延長用コイル３１を挿入したときの特性 、実線はこの考案に係るインピーダンス整合部３を用いたときの特性である。 インピーダンス整合回路３を用いることで、感度が３〜５ｄＢ上昇する。

【００２０】 図４は受信周波数に応じてインピーダンス整合部の特性を可変する構成の窓ガ ラスアンテナのブロック構成図である。 この窓ガラスアンテナ装置１１のインピーダンス整合部１３は、延長用コイル ３１と、直流阻止用コンデンサ３３と可変容量ダイオード３４との直列回路と、 可変容量ダイオード３４のアノード側へ交流インピーダンスを高く保ったまま容 量制御用の直流電圧ＶＣを供給するためのチョークコイル３５とを備える。

【００２１】 受信機５内のチューナ５ａは選局周波数に応じた容量制御用の直流電圧ＶＣを 供給するよう構成している。容量制御用の直流電圧ＶＣは、受信帯域内における 選局周波数が低くなるにつれて可変容量ダイオード３４の容量が増加するよう設 定している。

【００２２】 直流阻止用コンデンサ３３の容量は、可変容量ダイオード３４の容量に対して 充分大きく設定し、給電端子２４と車体アース間の結合容量が可変容量ダイオー ド３４の容量でほぼ決定するよう構成している。 なお、給電端子２４と車体アース間との結合容量を、直流阻止用コンデンサ３ ３と可変容量ダイオード３４との合成容量で決定するようにしてもよい。

【００２３】 このような構成にすることによって、選局周波数に応じてアンテナインピーダ ンス低下用のコンデンサ容量を可変することができ、受信帯域内の広い周波数範 囲に亘って良好なインピーダンス整合をとることができる。

【００２４】 図５はこの考案に係る窓ガラスアンテナの他の実施例を示す模式構成図である 。 この窓ガラスアンテナ装置５１は、自動車の後部ガラス５２に設けられた防曇 用の複数のヒータ線５３をアンテナ素子として利用した窓ガラスアンテナ５４と 、インピーダンス整合部６０と、フィーダ線４とからなる。 符号５５〜５７は各ヒータ線５３の端部を接続するためのバスバーである。 ヒータ線５３の加熱電流はチョークコイル５８，５９を介して供給される。 符号Ｓは防曇加熱用のスイッチ、符号Ｂは加熱用の電源である。

【００２５】 インピーダンス整合部６０は、加熱電流を阻止する直流素子用コンデンサ６１ と、延長用コイル６２と、アンテナインピーダンス低下用のコンデンサ６３から なる。

【００２６】 図６は図５に示した窓ガラスアンテナ装置のアンテナインピーダンスを示すグ ラフである。 実線ＲＭはインピーダンス整合部６０を用いたときの抵抗分、１点鎖線Ｒはイ ンピーダンス整合部６０を用いないときの抵抗分、点線ＸＭはインピーダンス整 合部６０を用いたときのリアクタンス分、２点鎖線Ｘはインピーダンス整合部６ ０を用いないときのリアクタンス分の特性である。 インピーダンス整合部６０を介設することによって、フィーダ線４との接続点 からアンテナ側を見たインピーダンスを低減している。 特に、コンデンサ６３を介して給電端子２４と車体アース間の結合を大きくす ることでアンテナインピーダンスの抵抗分が低減し、窓ガラスアンテナ５４とフ ィーダ線４との間のインピーダンス不整合の度合を少くしている。

【００２７】

【考案の効果】

以上説明したようにこの考案に係る窓ガラスアンテナ装置は、延長用コイルを 介装することでアンテナの容量分を減少させ、給電端子と車体のアース間にコン デンサを接続することで、アンテナの抵抗分を減少させる構成としたので、アン テナインピーダンスとフィーダ線の特性インピーダンスとの不整合の度合を少く することができる。 コイルのインダクタンス値、および、コンデンサの容量値を選定することで、 インピーダンス整合を取ることができるので、アンテナパターンの細かな調整が 不要となり、設計時間が短縮される。 また、アンテナパターンの標準化が可能となり、さらに、アンテナパターンを 小型化して所定の感度を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係る窓ガラスアンテナ装置の模式構
成図

【図２】図１に示した窓ガラスアンテナ装置のインピー
ダンスを示すグラフ

【図３】図１に示した窓ガラスアンテナ装置の感度−周
波数特性のグラフ

【図４】受信周波数に応じてインピーダンス整合部の特
性を可変する構成の窓ガラスアンテナのブロック構成図

【図５】この考案に係る窓ガラスアンテナの他の実施例
を示す模式構成図

【図６】図５に示した窓ガラスアンテナ装置のアンテナ
インピーダンスを示すグラフ

【図７】従来の窓ガラスアンテナの一例を示す模式図

【図８】受信周波数帯域に対して充分なアンテナ実効長
が確保できなかった場合のアンテナインピーダンスの特
性を示すグラフ

【符号の説明】

１，１１，５１…窓ガラスアンテナ装置、２，５４…窓
ガラスアンテナ、３，１３，６０…インピーダンス整合
部、４…フィーダ線、２４…給電端子、３１，６１…延
長用コイル、３２，６３…アンテナインピーダンス低下
用のコンデンサ、３３，６１…直流阻止用コンデンサ、
３４…可変容量ダイオード。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 窓ガラスアンテナの給電端子とフィーダ
   線の一端との間に延長用コイルを挿入するとともに、前
   記給電端子と車体アースとの間にアンテナインピーダン
   スを低下させるためのコンデンサを接続したことを特徴
   とする窓ガラスアンテナ装置。