JPH06177628A - Ａｍ帯用窓ガラスアンテナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＡＭ放送帯を全てカバーするアンテナインピ
ーダンスマッチング回路を提供すること。 【構成】 窓ガラスアンテナ部２とマッチング回路３と
により構成されるＡＭ帯用窓ガラスアンテナ装置１にお
いて、コイルＬ１とコンデンサＣ１とバリキャップＶｃ
ａで構成される並列共振回路と直列にバリキャップＶｃ
ｂを挿入した。このバリキャップＶｃｂでアンテナ部２
の等価リアクタンス分を打ち消すことができるため、イ
ンピーダンス整合が受信周波数のみで行われ、よって周
波数選択度、混変調特性、受信感度等がＡＭ放送帯全域
に亘って改善される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の窓ガラスに
組込まれる窓ガラスアンテナ装置のうち、ＡＭ帯、特に
中波ＡＭ放送受信用アンテナの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】中波ＡＭ放送は波長が約１８０ｍ乃至６
００ｍと非常に長いためアンテナの長さも長くなる。し
かし、自動車用アンテナとしてはその車体寸法による制
約からせいぜい数ｍの長さしか実現できない。又、波長
の変化幅も３倍以上ありＡＭ放送帯域を全てカバーする
ことは容易ではない。

【０００３】そこで比較的短いアンテナでＡＭ帯を受信
するために、短いアンテナとインピーダンス整合回路
（以下、マッチング回路という。）とを組合わせたアン
テナ装置が種々開発されている。

【０００４】図１０は、従来のＡＭ帯用窓ガラスアンテ
ナ装置の等価回路で、従来の窓ガラスアンテナ装置１０
０は等価受信信号源ｅｏ、抵抗Ｒ１００、コンデンサＣ
ａ，Ｃｂから成るアンテナ部１０１と、コンデンサＣＬ
から成る給電線部１０２と、抵抗Ｒ１０１，コンデンサ
Ｃｄ，コイルＬｘから成るチョークコイル部１０３と、
マッチング回路１０４と、コンデンサＣｋから成る入力
ケーブル部１０５とにより構成される。

【０００５】図１１は前記マッチング回路１０４の回路
図で、マッチング回路１０４は、可変容量整流器として
のバリキャップＶＤ１とコンデンサＣ１００との並列回
路と抵抗Ｒ１０２とコンデンサＣ１０１との並列回路と
を直列に接続した回路１０４ａと、コイルＬ１００とコ
ンデンサＣ１０２との直列回路１０４ｂと、前記回路１
０４ａと１０４ｂとの並列回路１０４ｃと、抵抗Ｒ１０
３とコンデンサＣ１０３との並列回路とバリキャップＶ
Ｄ２とコンデンサＣ１０４との並列回路とを直列に接続
した回路１０４ｂと、コンデンサＣ１０５とコイルＬ１
０１との直列回路１０４ｅと、前記回路１０４ｄと１０
４ｅとの並列回路１０４ｆとにより構成され、前記回路
１０４ｃと１０４ｆとは直列に接続され、前記回路１０
４ｆの開放端は抵抗Ｒ１０４を介して接地される。又、
前記回路１０４ｃの開放端から入力端子Ｐ１００が取り
出され、前記回路１０４ｃと１０４ｆとの接続点から出
力端子Ｐ１０１が取り出される。尚、可変容量整流器と
してバリキャップを用いたが電圧で容量を可変できるも
のであれば他の物を用いてもよい。

【０００６】以上の構成により等価受信信号源ｅｏで示
される受信波が前記アンテナ部１０１、給電線部１０
２、チョークコイル部１０３、マッチング回路１０４、
入力ケーブル部１０５を介して高周波入力端子Ｐ１０２
から不図示のラジオの高周波増幅部に入力される。

【０００７】この構成によれば、前記チョークコイル部
１０３及びマッチング回路１０４でアンテナ側のインピ
ーダンスを高くすることで、アンテナ給電部の電圧を高
くしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
構成ではノイズレベルも高くなるため実効感度は余り変
わらない。特に、前記マッチング回路１０４のコイルＬ
１０１及びバリキャップＶＤ２が前記アンテナ部１０１
に対して並列に接続された場合Ｓ／Ｎ比は劣化する。即
ち、図１２に示す窓ガラスアンテナ装置１００の受信感
度の周波数特性図から分るように周波数に対し受信感度
は平坦にならない。

【０００９】ところでアンテナのエレメントを波長に比
べ短くすると、リアクタンス分が大きくなることが知ら
れている。又、このリアクタンス分は数１００ＰＦの容
量性となり、ＡＭ帯受信の場合は約１ｋΩ乃至４ｋΩで
あり約４倍の変化となる。この容量性リアクタンス分を
打ち消すためにはコイル成分に約１００μＨ乃至１００
０μＨに及ぶ約１０倍の変化幅をもたせる必要がある
が、現在の素子では容量変化比が限られ十分ではない。

【００１０】そこで本発明の目的は、容量性リアクタン
スを殆ど打ち消すことができ、受信感度の改善が可能な
ＡＭ帯用窓ガラスアンテナ装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、窓ガラスに配設されＡＭ帯電波を受信する
アンテナ部と、アンテナ側からラジオ側を見たときは高
インピーダンスとなりラジオ側からアンテナ側を見たと
きは低インピーダンスとなるよう回路定数を設定された
インピーダンス整合回路とを備えたＡＭ帯用窓ガラスア
ンテナ装置において、前記インピーダンス整合回路は前
記アンテナ部の等価リアクタンス分を打ち消す可変容量
整流器を直列に備えたことを特徴とする。

【００１２】

【作用】可変容量整流器によりインピーダンス整合回路
の等価リアクタンス分が打ち消されるため受信感度が向
上する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例につき添付図面を参照
しながら説明する。図１は本発明に係るＡＭ帯用窓ガラ
スアンテナ装置の概略を示す模式図である。図１のＡＭ
帯用窓ガラスアンテナ装置１は、窓ガラスアンテナ部２
と、マッチング部３とにより構成され、マッチング部３
の出力信号はカーラジオ（車載用受信機）４に入力され
る。尚、本実施例では自動車の窓ガラスに本装置を設け
たが自動車に限定されるものではない。

【００１４】又、前記窓ガラスアンテナ部２は自動車の
リアガラス２ａに形成されたアンテナ２ｂと防曇用の熱
線２ｃとを備える。前記マッチング部３は、入力端子Ｐ
１に一端を接続されたコイルＬ１と、このコイルＬ１の
他端と直列に接続されたコンデンサＣ１と、これらＬ１
及びＣ１と並列に接続されたバリキャップＶｃａと、Ｃ
１とＶｃａの接続点と出力端子Ｐ２間に接続されたバリ
キャップＶｃｂと、バリキャップＶｃａ，Ｖｃｂに印加
する電圧を設定するための抵抗Ｒ１乃至Ｒ３とにより構
成される。又、バリキャップＶｃａは入力端子Ｐ１側が
正極、Ｖｃｂは出力端子Ｐ２側が正極となるよう接続さ
れ、抵抗Ｒ２を介して前記受信機４よりバリキャップＶ
ｃａ，Ｖｃｂを制御するコントロール電圧が印加され
る。

【００１５】前記コイルＬ１は、例えば２００μＨ、バ
リキャップＶｃａ，Ｖｃｂは必ずしも同一である必要は
ないが同一特性で、例えば高周波側で３０ｐＦ、低周波
側で４００ｐＦ、コンデンサＣ１は例えば０．０１μ
Ｆ、抵抗Ｒ１乃至Ｒ３は例えば１００ｋΩを用いる。

【００１６】この実施例の回路においては、コイルＬ１
とバリキャップＶｃａとの並列回路で誘導性リアクタン
スを形成した場合、周波数の変化幅は約２倍が限度とな
る。

【００１７】又、低い周波数（例えば５２２ＫＨｚ）で
約４ｋΩのリアクタンスを形成しようとすると前記コイ
ルＬ１にある程度以上のリアクタンス分が必要となり、
このリアクタンス分が少ない場合はバリキャップＶｃａ
の容量を大きくし過ぎることになり、従ってＶｃａのリ
アクタンスが低下し殆どコイル成分にならない。

【００１８】一方、高い周波数（例えば１６００ＫＨ
ｚ）ではバリキャップＶｃａを３０ｐＦ以下にしてもコ
イル成分の方が勝ってしまい、周波数比約２倍で数ｋΩ
以下にならなくなる。

【００１９】そこで、本発明は前記バリキャップＶｃｂ
を前記コイルＬ１とバリキャップＶｃａの並列回路に直
列に接続し、周波数比２倍以上のコイル成分のリアクタ
ンス分を容量性リアクタンスでもう一度打ち消すように
した。

【００２０】図２はＡＭ帯用窓ガラスアンテナ装置の等
価回路である。この等価回路はアンテナ部２’とマッチ
ング部３’とで構成される。又、アンテナ部２’は等価
受信信号源ｅｏと、このｅｏと直列に接続された抵抗Ｒ
４（例えば５０Ω）及びコンデンサＣ２（例えば１５ｐ
Ｆ）と、ｅｏ，Ｒ４，Ｃ２に対し並列に接続されたコン
デンサＣ３（例えば６２ｐＦ）とで構成され、ｅｏとＣ
２の接続点はアースされる。

【００２１】マッチング回路３’は、コイルＬ２（例え
ば２００μＨ）と可変コンデンサＣ４（例えば３０乃至
４００ｐＦ）との並列回路と、この並列回路と直列に接
続した可変コンデンサＣ５（例えば３０乃至４００ｐ
Ｆ）と、前記Ｃ５とアース間に接続された抵抗Ｒ５（例
えば１ｋΩ）とにより構成される。

【００２２】この構成によればアンテナ起電圧は前記コ
ンデンサＣ２，Ｃ３による直列回路とラジオ４側入力イ
ンピーダンス（Ｒ５）とで分圧されるため、ラジオ入力
電圧はアンテナ起電圧の約１０％になる。

【００２３】従って、分岐点のインピーダンスを大きく
して電圧降下を防ぎ、更に適当なインピーダンスで前記
ラジオ４側に入力することにより感度向上を図ることが
できる。本発明ではガラスアンテナに含まれる前記コン
デンサＣ２，Ｃ３を利用して共振回路を形成しインピー
ダンス整合を行っている。結果として前記ラジオ４側へ
の入力電圧は約２０％に上昇し、電圧変換で約６ｄＢの
感度向上が得られた。

【００２４】図３はＡＭ帯用窓ガラスアンテナ装置の基
本回路である。即ち、このアンテナ装置の基本形は前記
アンテナ部２’もマッチング回路３’の一部に含めた所
謂Ｌマッチ回路によるインピーダンス変換回路１０であ
る。

【００２５】このインピーダンス変換回路１０におい
て、コイルＬ３は前記コイルＬ２に対応するものであ
り、Ａ点からラジオ側を見たとき並列接続関係にある前
記コンデンサＣ２及びＣ３による共振周波数においては
インピーダンスが高く、Ｂ点からアンテナ側を見たとき
には低くなるインピーダンス変換が実現される。

【００２６】図４は前記インピーダンス変換回路１０の
基本回路、図５はこの回路の周波数特性図である。イン
ピーダンス変換回路の基本回路２０において、抵抗Ｒ６
は前記抵抗Ｒ４に対応し、コンデンサＣ４は前記コンデ
ンサＣ３に対応する。コイルＬ４は前記コイルＬ３に対
応し、抵抗Ｒ７は前記抵抗Ｒ５に対応する。

【００２７】コイルＬ４及びコンデンサＣ４のリアクタ
ンスを夫々ＸＬ，ＸＣとすると、

【００２８】

【数１】

【００２９】で与えられる。但し、

【００３０】

【数２】

【００３１】である。ここにＱはリアクタンスと抵抗の
比で表わされた共振の効果を表わす数値である。

【００３２】この基本回路２０の伝達信号の周波数特性
を示したのが図５である。図５はＱ＝１又は５に対する
特性を示す。即ち、Ｑの値が大きくなるに従って共振周
波数ｆｏが形成される。

【００３３】本発明では前記コイルＬ３を可変にしてＡ
Ｍ帯全域で共振周波数ｆｏを得られるよう構成した。即
ち、図６のコイルとコンデンサの並列接続回路図に示す
ようにコイルＬ３と並列に可変コンデンサＣ５（図１の
バリキャップＶｃａに相当する）を接続して並列共振回
路を形成した。

【００３４】図７は前記基本回路２０の周波数特性図
で、この図から分るようにインダクタンスの利用範囲は
並列共振のインダクティブ領域に限定され、共振周波数
ｆｏの左側（低周波側）を使用する。しかしながら、こ
の可変インダクタンス領域も可変コンデンサＣ５の可変
範囲の制限から低インダクタンスが得られず、インピー
ダンス変換の共振周波数はＡＭ帯で約１ＭＨｚが限界と
なる。

【００３５】図８はコンデンサＣ３とコイルＬ３による
並列共振回路と直列に可変コンデンサＣ６（図１のバリ
キャップＶｃｂに相当する）を接続した場合の回路図
で、この可変コンデンサＣ６を直列に挿入することによ
り低インダクタンスを実現し、これにより帯域を広帯域
化しＡＭ帯全域をカバーするようにした。

【００３６】本発明の回路の受信同調点は図４に示した
コンデンサＣ４とコイルＬ４との共振点となり、インダ
クタンスの可変範囲が限定され、受信帯域が狭くなる。

【００３７】前記可変コンデンサＣ６を前記コイルＬ３
と直列に挿入することによりインダクタンスは等価的に
小さくなり、図４におけるインダクタンスがより小さく
可変されることとなって、その共振周波数も高周波側が
広がり広帯域化が実現される。

【００３８】図８において、可変コンデンサＣ６のリア
クタンスＸＣは低い周波数においてはコイルＬ３のリア
クタンスＸＬより十分小さく、高い周波数においてはＸ
Ｌを減少させる値が選択される。

【００３９】次に、図２の等価回路の具体的な動作例を
数値によって表１に示す。尚、図２において、Ｃ２＝１
５ｐＦ、Ｃ３＝６２ｐＦ、Ｒ４＝５０Ω、Ｌ２＝２００
μＨ、Ｒ５＝１ｋΩとする。

【表１】

【００４０】図９にマッチング回路の周波数特性を示
す。この図は受信周波数を９５４ＫＨｚとした場合の周
波数特性図で所望の周波数で受信感度を最大にすること
ができる。即ち、本発明によればＡＭ放送帯の略全域に
亘り所望の周波数で受信感度を最大にすることができ
る。

【００４１】

【発明の効果】インピーダンス整合回路にアンテナ部の
等価リアクタンス分を打ち消す可変容量整流器を直列に
備えたので、インピーダンス整合が受信周波数のみで行
われ、周波数選択性が得られることから受信周波数以外
の妨害電波等のラジオ入力が低減され、強電界地区での
混変調を改善することができ、更に受信周波数のインピ
ーダンスを整合させることから感度の向上を図ることも
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＡＭ帯用窓ガラスアンテナ装置の
概略を示す模式図である。

【図２】ＡＭ帯用窓ガラスアンテナ装置の等価回路であ
る。

【図３】ＡＭ帯用窓ガラスアンテナ装置の基本回路であ
る。

【図４】インピーダンス変換回路の基本回路である。

【図５】インピーダンス変換回路の基本回路の周波数特
性図である。

【図６】コイルと可変コンデンサの並列接続回路図であ
る。

【図７】基本回路の周波数特性図である。

【図８】並列共振回路と直列に可変コンデンサを接続し
た場合の回路図である。

【図９】マッチング回路の周波数特性図である。

【図１０】従来のＡＭ帯用窓ガラスアンテナ装置の等価
回路である。

【図１１】従来のマッチング回路の回路図である。

【図１２】従来の窓ガラスアンテナ装置の受信感度の周
波数特性図である。

【符号の説明】 １・・・ＡＭ帯用窓ガラスアンテナ装置、２・・・窓ガラスア
ンテナ部、２ｂ・・・アンテナ、３・・・マッチング部（イン
ピーダンス整合回路）、Ｌ１・・・コイル、Ｃ１・・・コンデ
ンサ、Ｖｃａ，Ｖｃｂ・・・バリキャップ（可変容量整流
器）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 窓ガラスに配設されＡＭ帯電波を受信す
   るアンテナ部と、アンテナ側からラジオ側を見たときは
   高インピーダンスとなりラジオ側からアンテナ側を見た
   ときは低インピーダンスとなるよう回路定数を設定され
   たインピーダンス整合回路とを備えたＡＭ帯用窓ガラス
   アンテナ装置において、前記インピーダンス整合回路は
   前記アンテナ部の等価リアクタンス分を打ち消す可変容
   量整流器を直列に備えたことを特徴とするＡＭ帯用窓ガ
   ラスアンテナ装置。